タッチスクリーン、タッチパネル及び表示装置
【課題】検出配線に付加される寄生容量を抑制するとともに、表示装置本体からのノイズを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】タッチスクリーンは、表示装置本体２００の表示パネル２０１上に配設されるタッチスクリーンであって、ベース基板７と、検出配線群１６と、低誘電率膜１３とを備える。ベース基板７は、表示パネル２０１に対向する第１主面７ａ及びその反対側の第２主面７ｂを有する。検出配線群１６は、ベース基板７の第２主面７ｂの側に形成されている。低誘電率膜１３は、ベース基板７よりも低い誘電率を有する絶縁膜であって、ベース基板７の検出配線群１６下の第２主面７ｂ上及び／または第１主面７ａ上に形成されている。
【解決手段】タッチスクリーンは、表示装置本体２００の表示パネル２０１上に配設されるタッチスクリーンであって、ベース基板７と、検出配線群１６と、低誘電率膜１３とを備える。ベース基板７は、表示パネル２０１に対向する第１主面７ａ及びその反対側の第２主面７ｂを有する。検出配線群１６は、ベース基板７の第２主面７ｂの側に形成されている。低誘電率膜１３は、ベース基板７よりも低い誘電率を有する絶縁膜であって、ベース基板７の検出配線群１６下の第２主面７ｂ上及び／または第１主面７ａ上に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーン、及び、それを備えるタッチパネル及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、指などの指示体によるタッチパネルへのタッチを検出し、そのタッチ位置の座標を算出することによりその入力操作を検出するタッチパネルが知られており、優れたインターフェース手段の一つとして注目されている。このようなタッチパネルでは、指などによるタッチの位置を検出する方法として、抵抗膜方式や静電容量方式などの様々な方式が提案されており、それらが適用されたものが製品化されている。
【０００３】
特許文献１及び２に開示されているように、静電容量方式の一つとしてＰＣＴ（Projected Capacitive Touch screen）方式が知られている。このＰＣＴ方式では、タッチセンサを内蔵したタッチスクリーンの前面側が、数ｍｍ厚程度のガラス板等の保護板で覆われていても、保護板への指などによるタッチを検出することが可能となっている。このＰＣＴ方式を用いたタッチパネルは、保護板を前面に配置した構成を有しているため、堅牢性に優れる点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。
【０００４】
特許文献１には、ＰＣＴ方式を用いたタッチパネルにおけるタッチスクリーンとして、静電容量を検出するための検出導体であって、薄い導電膜で形成された第１導電材料パターン部（導体エレメント）と、それと絶縁膜を隔てて形成された第２導電材料パターン部とを備える構成が開示されている。複数の第１導電材料パターン部と、複数の第２導電材料パターン部とは、互いに電気的接触がない状態で互いに交差して複数の交点を形成されており、出力線、マルチプレクサを介して容量制御オシレータに接続される。その出力は除算器でカウントされて容量検出データとされる。
【０００５】
さて、導体エレメントに相当する検出配線群として最適な材料は、誘導性の観点のみからいえば、例えば銀などの一般的に不透明な金属材料である。しかし、タッチパネルは主に表示パネルなどの表示部上に配設されるため、その表示特性として、検出配線群の可視性が問題となることがある。そこで、検出配線群としては、可視性の観点から、酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられることもある。また、検出配線群としては、導電材料パターン部に変えて、数μｍ〜２０μｍ程度の細い導線が使用されることもある。
【０００６】
検出配線群に含まれる検出配線と接続される上述の容量制御オシレータとしては、弛張発振器やヒステリシス発振器を用いることができる。これらの発振器では、抵抗素子及び容量素子の充放電時定数により発振周期が概ね決まるものとなっており、タッチパネルは、当該容量素子の静電容量の一部に、検出配線と指との間に形成される静電容量（以降「タッチ容量」と記載することもある）を含めるように構成されている。このような構成によれば、タッチスクリーンが使用者の指によりタッチされると、検出配線と指との間のタッチ容量に応じて発振器の発振周期が変化することから、この変化を検出することによりタッチの有無やその位置を判定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５１１０８６号公報
【特許文献２】特開平９−１６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のようなタッチパネルにおいて検出されるタッチ容量は、概ねサブｐ〜数ｐＦのオーダーと微小であることから、検出配線に付加されている寄生容量が大きい場合には、信号（シグナル）成分と雑音（ノイズ）成分との比率であるＳＮ比が十分に確保できない。したがって、このような場合には、タッチパネルが正常に機能しない場合がある。ここで、検出配線に付加される寄生容量が検出値（ＳＮ比）に与える影響は、検出方式によって異なる。そこで、ＳＮ比を十分に確保すべく、各方式に応じて、検出配線パターン、タッチスクリーン厚など、タッチパネルの全体的な構成を最適化している。しかしながら、このようにしても、寄生容量の抑制は十分ではなく、寄生容量をより抑制することが望まれている。
【０００９】
また、ＰＣＴ方式を用いたタッチパネルが、液晶（ＬＣ）パネルなどを表示部として有する表示装置本体上に配設されている場合、一般的に表示装置本体がノイズ源となり、タッチパネルの動作に影響を与える。そのため、タッチスクリーンと表示装置本体とを含む表示装置全体が最適な構成となっていない場合には、誤動作を起こす可能性がある。
【００１０】
これを解決するため、特許文献２には、ディスプレイ上にシールド層を設けた上でタッチセンサを設置する構成が開示されている。しかしながら、この構成では、検出配線とシールド層との間に寄生容量が生じ、検出速度の低下やＳＮ比の悪化を招くと考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、検出配線に付加される寄生容量を抑制するとともに、表示装置本体からのノイズを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るタッチスクリーンは、表示装置本体の表示部上に配設されるタッチスクリーンであって、前記表示部に対向する第１主面及びその反対側の第２主面を有する基板と、前記基板の前記第２主面の側に形成された検出配線群と、前記基板よりも低い誘電率を有し、前記基板の前記検出配線群下の前記第２主面上及び／または前記第１主面上に形成された絶縁膜とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板よりも低い誘電率を有する絶縁膜が、表示装置本体と検出配線群との間に形成されている。したがって、検出配線群に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体から検出配線群へのノイズの影響も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタッチパネルの回路構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンにおける、検出配線に付加される寄生容量と低誘電率膜厚との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態＞
はじめに、本発明の実施の形態に係る表示装置及びタッチパネルが備えるタッチスクリーン１の構成について説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係るタッチスクリーン１の概略の構成を示した平面図である。図２は、図１に示される領域Ｂを拡大した図である。タッチスクリーン１は、指などの指示体との間に静電容量を形成する検出配線群１６と、外部部品とを電気的に接続するための複数の端子６とを備える。
【００１７】
検出配線群１６は、列方向（図１中、ｙ方向）に伸在し、行方向（図１中、ｘ方向）に所定の間隔を有して配列配置された複数の検出配線２と、行方向に伸在し、列方向に所定の間隔を有して配列配置された複数の検出配線３とを含んでいる。各検出配線２，３は、後述する層間絶縁膜により互いに絶縁されている。
【００１８】
図２に示されるように、各検出配線２，３は、規則的に配列されたスリットが設けられてなる網目形状の導線４，５で構成されている。ただし、各検出配線２，３のパターンは、これに限られるわけではなく、スリットがないベタパターンや菱形パターンであっても、本発明の効果は同様に得られる。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る表示装置の構成について説明する。なお、以下の説明においては、本実施の形態に係る表示装置は、液晶表示装置であるものとして説明するが、これに限ったものではない。例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等、他の方式の表示装置であってもタッチスクリーン１を有するものであれば、以下で説明する液晶表示装置と同様に構成することが可能である。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示した平面図である。この図に示されるように、本実施の形態に係る表示装置は、上述のタッチスクリーン１を備えるタッチパネル１００と、表示装置本体２００とを備える。そして、表示装置本体２００の表示部（ここでは、液晶パネルなどの表示パネル）上にはタッチスクリーン１が配設されている。
【００２１】
タッチパネル１００は、上述したタッチスクリーン１を備えるほか、タッチパネルとして機能するための制御を行う複数の部品が実装されたコントローラ基板１１と、タッチスクリーン１（ここでは上述の端子６）とコントローラ基板１１とを電気的に接続するＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）等からなるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１０とを備える。なお、コントローラ基板１１には、タッチスクリーン１での指などの指示体によりタッチされた位置（タッチ位置）を検出し、そのタッチ位置の座標出力を外部のコンピュータ等に対して行う回路ブロック１２が、上述の複数の部品の１つとして搭載されている。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係るタッチパネルの回路構成の一例を示す図である。回路ブロック１２は、検出配線群１６と選択的に順次接続するスイッチ回路２０ａ，２０ｂと、発振回路２１と、第１計数回路２２ａ及び第２計数回路２２ｂからなる検出手段と、タッチ座標算出回路２３と、検出制御回路２４とを含んでいる。
【００２３】
発振回路２１は、検出配線群１６のうち、スイッチ回路２０ａ，２０ｂにより接続された検出配線２，３に発振信号を付与する。この際に、指示体が当該検出配線２，３上に存在する場合には、指示体と当該検出配線２，３との間に静電容量が形成され、当該検出配線２，３及び発振回路２１全体の静電容量が変化する。つまり、当該検出配線２，３上での指示体の有無に応じて、当該発振信号の発振周期が変化する。
【００２４】
第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂからなるタッチ位置演算回路（検出回路）は、この発振周期、つまり検出配線２，３に付与された発振信号の発振周期に基づいて、指示体と当該検出配線２，３との間に形成される静電容量を検出し、当該静電容量に基づいてタッチ位置を算出する。タッチ位置演算回路（第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂ）は、算出したタッチ位置をタッチ座標算出回路２３に出力する。
【００２５】
タッチ座標算出回路２３は、当該タッチ位置を示す座標検出結果を、検出制御回路２４に与える。検出制御回路２４は、当該検出結果の受信に応じて、スイッチ回路２０ａ，２０ｂ、発振回路２１、タッチ位置演算回路（第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂ）、及び、タッチ座標算出回路２３を統括的に制御する。なお、タッチ位置の具体的な検出操作に関しては、例えば特許文献（特開２００９−２９４８１５号公報）に記載されている。
【００２６】
図５は、図１に示すタッチスクリーン１の破線Ａ−Ａ’における断面構造を簡略的に示した図である。以下、この図５を用いて、本実施の形態に係るタッチスクリーン１の断面構造について説明する。
【００２７】
タッチスクリーン１は、透明なガラスや樹脂からなり、表示装置本体２００の表示パネルに対向する第１主面７ａ及びその反対側の第２主面７ｂを有する透明基板（以下、「ベース基板７」と呼ぶこともある）と、ベース基板７よりも低い誘電率を有する絶縁膜である低誘電率膜１３と、ベース基板７の第２主面７ｂの側に形成された検出配線群１６（複数の検出配線２，３）と、層間絶縁膜８と、保護膜９と、シールド電極層１４とを備える。なお、タッチスクリーン１背面をなすベース基板７の第１主面７ａに対向して、表示装置本体２００の表示パネル２０１（ここでは液晶パネル）が配設されている。
【００２８】
この図５に示されるように、低誘電率膜１３は、ベース基板７の検出配線群１６下の第２主面７ｂ上に形成されており、複数の検出配線２は、低誘電率膜１３上に形成されている。層間絶縁膜８は、低誘電率膜１３上において複数の検出配線２を覆うように形成されている。複数の検出配線３は、層間絶縁膜８上に形成されている。保護膜９は、層間絶縁膜８上において複数の検出配線３を覆うように形成されている。
【００２９】
シールド電極層１４は、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズを抑制するシールド層であり、例えば、透明な導電性の膜からなる。このシールド電極層１４は、ベース基板７の第１主面７ａ上に形成されている。
【００３０】
検出配線２，３は、図５に示すパネル領域の大部分に亘って形成されており、その一方で、同図５に示す端子領域において端子６ａ，６ｂとそれぞれ接続されている。端子６ａ上の層間絶縁膜８及び保護膜９には、上述のＦＰＣ１０と端子６ａとが互いにコンタクトをとるためのコンタクトホールＣＨａが形成されており、端子６ｂ上の保護膜９には、上述のＦＰＣ１０と端子６ｂとが互いにコンタクトをとるためのコンタクトホールＣＨｂが形成されている。
【００３１】
図６は、低誘電率膜１３の膜厚が異なるタッチスクリーン１を複数形成し、そのそれぞれにおいて、検出配線群１６に付加されている寄生容量を調べた実験結果を示す図である。なお、図６に係る実験で使用している低誘電率膜１３として、比誘電率が約３である酸化珪素系の膜を塗布法により形成している。図６において、縦軸は、寄生容量を示しており、ここでは、低誘電率膜１３が形成されていないタッチスクリーン１において検出配線群１６に付加されている寄生容量を１００％として示している。
【００３２】
本実施の形態に係る低誘電率膜１３が１０μｍ程度設けられている場合には、検出配線群１６に付加される寄生容量が、低誘電率膜１３が設けられていない場合と比較して、１０％程度減少している。
【００３３】
ここで、当該寄生容量は、ノイズ源である表示装置本体２００と検出配線２，３との間に電気的結合により生じる静電容量と、検出配線２，３とシールド電極層１４との間に電気的結合により生じる静電容量とを含んでおり、両電極間内の領域に満たされている媒質の誘電率が低いほど寄生容量が小さくなっている。本実施の形態では、低誘電率膜１３を上述のように設けることから、上述のように寄生容量が小さくなるという効果が得られる。
【００３４】
なお、低誘電率膜１３の膜厚を厚くするほど、寄生容量低減効果は大きくなる。そこで、寄生容量を小さくする効果を高める観点からみれば、ベース基板７と低誘電率膜１３とを備える構成ではなく、ベース基板７の材質を低誘電率材料に変更して低誘電率膜１３のみを備える構成とすれば最もよいと考えられる。しかしながら、低誘電率膜１３を厚く形成することは困難であることから、単純にベース基板７をなくして低誘電率膜１３のみを形成することは生産性などの点から困難である。そこで、本実施の形態では、少なくともベース基板７上に低誘電率膜１３を設けている。これにより、検出配線２，３同士の間、または、検出配線２，３とシールド電極層１４との間における誘電率を実効的に低減することが、生産性を考慮しつつ可能となっている。
【００３５】
次に、本実施の形態に係るタッチパネル１００の製造方法について図５を用いて説明する。
【００３６】
はじめに、透明なガラスや樹脂からなる透明基板（ベース基板７）を準備する。ここでベース基板７として、その第１主面７ａ側にシールド電極層１４として透明導電性膜が予め設けられたものを用いてもよい。
【００３７】
次に、ベース基板７の第２主面７ｂ上に、当該ベース基板７よりも低誘電率の膜、例えば酸化珪素膜や酸化珪素膜にフッ素が含まれたＳｉＯＦ（ＦＳＧ：Fluorinated Silicate Glass）膜などを、低誘電率膜１３としてプラズマＣＶＤ法により形成する。あるいは、プロセスを簡略化するために、塗布法で形成可能なＳｉ−Ｈ結合を含有する酸化珪素膜（ＨＳＱ：Hydrogen Silsesquioxane）膜などを、低誘電率膜１３としてベース基板７の第２主面７ｂ上に形成してもよい。
【００３８】
次に、低誘電率膜１３上に、検出配線２となる金属層を、スパッタリング法を用いて例えば１５０〜５００ｎｍの膜厚で形成する。この金属層の材料としては、アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする合金、例えば、Ｎｉを含むＡｌ合金等が用いられる。本実施の形態では、この金属層の材料としてＡｌＮｉＮｄが用いられるものとする。ここでの金属層の成膜条件は、例えば、圧力が０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワーが１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度が０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が室温〜１８０℃とする。
【００３９】
なお、後工程で用いる現像液との反応を抑えるために、金属層（ＡｌＮｉＮｄ層）の上部を窒化してＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料、例えば、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金、もしくはＭｏまたはＭｏ合金を、上述の金属層の材料として用いることができる。なお、それらからなる金属層もＡｌの金属層と同様にスパッタリング法を用いて成膜することができる。
【００４０】
次に、この金属層上にレジストを塗布し、レジストが検出配線２を形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いてウェットエッチング工程を行い、先の工程で形成した金属層をパターニングして複数の検出配線２を形成する。この際、各検出配線２の断面形状をテーパ形状にすると、後工程で膜を形成する際に断線などの不良を低減することができる。なお、エッチングには、燐酸・硝酸・酢酸の混酸以外のエッチング液を用いてもよく、あるいは、ドライエッチングを行ってもよい。
【００４１】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、低誘電率膜１３上において複数の検出配線２を覆うように層間絶縁膜８を形成する。本実施の形態では、層間絶縁膜８として、誘電率が低い酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を形成している。これにより、先の工程で形成した下層配線（検出配線２）と、後の工程で形成する上層配線（検出配線３）との間の寄生容量をより低減することができる。ここでの酸化珪素膜の成膜条件は、例えば、ＳｉＨ4流量が１０〜５０ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏ流量が２００〜５００ｓｃｃｍ、成膜圧力が５０Ｐａ、ＲＦパワーが５０〜２００Ｗ、パワー密度が０．０１５〜０．６７Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が２００〜３００℃とする。
【００４２】
なお、下層配線（検出配線２）と上層配線（検出配線３）との間で形成される寄生容量をなるべく低減できるように、層間絶縁膜８の膜厚は、生産性等を考慮して可能な限り厚くすることが好ましい。また、層間絶縁膜８は、ＳｉＯ2膜に限られるものではなく、ＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜等を用いてもよい。これらの膜は、上述した酸化珪素膜を形成するガスに水素、窒素、アンモニア（ＮＨ3）を加えれば形成することができる。
【００４３】
次に、層間絶縁膜８上に、検出配線３となる金属層を、スパッタリング法を用いて例えば２００〜１０００ｎｍの膜厚で形成する。この金属層の材料としては、アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする合金、例えば、Ｎｉを含むＡｌ合金等が用いられる。本実施の形態では、この金属層の材料としてＡｌＮｉＮｄが用いられるものとする。ここでの金属層の成膜条件は、例えば、圧力が０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワーが１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度が０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が室温〜１８０℃とする。
【００４４】
なお、後工程で用いる現像液との反応を抑えるために、金属層（ＡｌＮｉＮｄ層）の上部を窒化してＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料、例えば、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金、もしくはＭｏまたはＭｏ合金を、上述の金属層の材料として用いることができる。なお、それらからなる金属層もＡｌの金属層と同様にスパッタリング法を用いて成膜することができる。ここで、検出配線２となる金属層の材質、及び、検出配線３となる金属層の材質に同じ材料を用いれば、生産効率を向上させることができる。
【００４５】
次に、この金属層上にレジストを塗布し、レジストが検出配線３を形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いてウェットエッチング工程を行い、先の工程で形成した金属層をパターニングして複数の検出配線３を形成する。なお、エッチングには、燐酸・硝酸・酢酸の混酸以外のエッチング液を用いてもよく、あるいは、ドライエッチングを行ってもよい。
【００４６】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、層間絶縁膜８上において複数の検出配線３を覆うように保護膜９を形成する。保護膜９としては、視認性を良くするために層間絶縁膜８と同じ種類の膜がよく、本実施の形態では、酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を用いられるものとする。なお、保護膜９の膜厚は、カバレッジと生産性を考慮して決定すればよい。
【００４７】
次に、保護膜９上にレジストを塗布し、レジストが上述のコンタクトホールＣＨａ，ＣＨｂを形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、ＣＦ4とＯ2との混合ガスのプラズマを用いてエッチング工程を行い、先の工程で形成した保護膜９及び層間絶縁膜８を一括してパターニングして、コンタクトホールＣＨａ，ＣＨｂを形成する。
【００４８】
次に、ベース基板７として、第１主面７ａ側にシールド電極層１４としての透明導電膜が予め設けられたものを用いなかった場合には、その当該第１主面７ａ上にＩＴＯ等の非結晶透明層を、シールド電極層１４としてスパッタリング法により５０〜１００ｎｍ成膜する。その後、アニールによりＩＴＯを結晶化させる。
【００４９】
ここで、シールド電極層１４としてはＩＴＯ膜を成膜して形成するのに限るわけではなく、例えばＩＴＯフィルムをベース基板７の裏面に貼り付けることで形成してもよい。また、表示装置本体２００上に形成された基準電極をシールド電極層１４とし、タッチスクリーン１を当該基準電極（シールド電極層１４）上に粘着剤を用いて直接ボンディングを行う構成としてもよい。
【００５０】
以上のプロセスを経ることで、上述した構成を有するタッチスクリーン１を製造することができる。そして、当該タッチスクリーン１にＦＰＣ１０を介して、各回路を備えたコントローラ基板１１を接続すれば、上述のタッチパネル１００を製造することができる。それから、当該タッチパネル１００のタッチスクリーン１を表示装置本体２００の表示パネル上に配設すれば上述の表示装置を製造することができる。
【００５１】
ここで、タッチスクリーン１を表示装置本体２００の表示パネル面に直接貼り付けるようにすれば、従来必要であったタッチスクリーン１の保持機構をなくすことができ、表示装置全体を薄くすることができる。また、タッチスクリーン１と表示パネルとが一体化して構成されることから、タッチスクリーン１と表示パネルとの間隙に異物等が混入する可能性が低減され、表示への異物等による悪影響を低減することができる。
【００５２】
以上のような本実施の形態に係るタッチスクリーン１、タッチパネル１００及び表示装置によれば、ベース基板７よりも低い誘電率を有する低誘電率膜１３が、表示装置本体２００と検出配線群１６との間に形成されている。したがって、検出配線群１６に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響も抑制することができる。これにより、検出配線２，３の１本ごとに付加される寄生容量は低減することになるため、ＳＮ比を改善することができる。また、検出速度の低下を抑制することも期待できる。
【００５３】
なお、この効果は、低誘電率膜１３を設けることによって得られるものである。つまり、図７に示されるように、シールド電極層１４を設けない場合（隣接及び交差した検出配線２，３の間に生じる容量が支配的となる場合）であっても、低誘電率膜１３を設ければ、ノイズ源である表示装置本体２００と検出配線群１６（検出配線２，３）との間の寄生容量を抑制することができるとともに、これらの間に生じるカップリングノイズを低減することができる。
【００５４】
なお、以上の説明では、低誘電率膜１３は、ベース基板７と検出配線群１６下の第２主面７ｂ上に形成した。しかしこれに限ったものではなく、その構成に加えて、図８に示されるように、低誘電率膜１３と同等の低誘電率膜１５が、第１主面７ａ上に形成されてもよい。そして、この場合には、第１主面７ａ上にある低誘電率膜１５上に形成されたシールド電極層１４をさらに加えてもよい。いずれの構成であっても、上述と同様に、検出配線群１６に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響も抑制することができる。
【００５５】
また、図９に示されるように、低誘電率膜１３を形成せずに、低誘電率膜１５のみを形成してもよい。そして、この場合にも、第１主面７ａ上にある低誘電率膜１５上に形成されたシールド電極層１４をさらに加えてもよい。いずれの構成であっても、上述と同様の効果を得ることができる。なお、この図９に示される構成において、シールド電極層１４をＩＴＯフィルムで形成する場合には、当該フィルムの粘着材をベース基板７より低い誘電率を有する材料とすることが望ましい。
【００５６】
なお、タッチスクリーン１を、上述したようにシールド電極層１４を備えた構成とした場合には、当該シールド電極層１４のノイズ抑制効果により、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響をより抑制することができる。また、従来の構成においてシールド電極層１４を形成した場合には、検出配線群１６と当該シールド電極層１４との間に大きな寄生容量が生じていたが、本実施の形態では、検出配線群１６と当該シールド電極層１４との間に低誘電率膜１３（低誘電率膜１５）が形成されているため、当該寄生容量を抑制することもできる。
【００５７】
また、本実施の形態では、検出配線２と検出配線３とを同じ材質の金属層としたが、これに限られるものではなく、検出配線２と検出配線３とが層間絶縁膜８を隔てて配置されていれば、検出配線２，３は、異なる配線材料層から形成されてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、本発明に係る基板を、ベース基板７としており、表示装置本体２００とは別の基板を用いた構成としているが、この構成に限られるものではない。例えば、本発明に係る基板を、表示装置（液晶表示装置）を構成するカラーフィルターとし、当該カラーフィルター上に、当該カラーフィルターよりも低誘電率の膜、及び、検出配線群１６を順に積層して形成する構成であってもよい。
【００５９】
また、ベース基板７の全面上に低誘電率膜１３を設けるのではなく、少なくともタッチを検出する領域にのみ低誘電率膜１３を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ タッチスクリーン、７ ベース基板、１３，１５ 低誘電率膜、１４ シールド電極層、１６ 検出配線群、２０ａ，２０ｂ スイッチ回路、２１ 発振回路、２２ａ 第１計数回路、２２ｂ 第２計数回路、１００ タッチパネル、２００ 表示装置本体、２０１ 表示パネル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーン、及び、それを備えるタッチパネル及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、指などの指示体によるタッチパネルへのタッチを検出し、そのタッチ位置の座標を算出することによりその入力操作を検出するタッチパネルが知られており、優れたインターフェース手段の一つとして注目されている。このようなタッチパネルでは、指などによるタッチの位置を検出する方法として、抵抗膜方式や静電容量方式などの様々な方式が提案されており、それらが適用されたものが製品化されている。
【０００３】
特許文献１及び２に開示されているように、静電容量方式の一つとしてＰＣＴ（Projected Capacitive Touch screen）方式が知られている。このＰＣＴ方式では、タッチセンサを内蔵したタッチスクリーンの前面側が、数ｍｍ厚程度のガラス板等の保護板で覆われていても、保護板への指などによるタッチを検出することが可能となっている。このＰＣＴ方式を用いたタッチパネルは、保護板を前面に配置した構成を有しているため、堅牢性に優れる点、手袋装着時でもタッチ検出が可能である点、可動部が無いため長寿命である点などの利点を有している。
【０００４】
特許文献１には、ＰＣＴ方式を用いたタッチパネルにおけるタッチスクリーンとして、静電容量を検出するための検出導体であって、薄い導電膜で形成された第１導電材料パターン部（導体エレメント）と、それと絶縁膜を隔てて形成された第２導電材料パターン部とを備える構成が開示されている。複数の第１導電材料パターン部と、複数の第２導電材料パターン部とは、互いに電気的接触がない状態で互いに交差して複数の交点を形成されており、出力線、マルチプレクサを介して容量制御オシレータに接続される。その出力は除算器でカウントされて容量検出データとされる。
【０００５】
さて、導体エレメントに相当する検出配線群として最適な材料は、誘導性の観点のみからいえば、例えば銀などの一般的に不透明な金属材料である。しかし、タッチパネルは主に表示パネルなどの表示部上に配設されるため、その表示特性として、検出配線群の可視性が問題となることがある。そこで、検出配線群としては、可視性の観点から、酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明導電膜が用いられることもある。また、検出配線群としては、導電材料パターン部に変えて、数μｍ〜２０μｍ程度の細い導線が使用されることもある。
【０００６】
検出配線群に含まれる検出配線と接続される上述の容量制御オシレータとしては、弛張発振器やヒステリシス発振器を用いることができる。これらの発振器では、抵抗素子及び容量素子の充放電時定数により発振周期が概ね決まるものとなっており、タッチパネルは、当該容量素子の静電容量の一部に、検出配線と指との間に形成される静電容量（以降「タッチ容量」と記載することもある）を含めるように構成されている。このような構成によれば、タッチスクリーンが使用者の指によりタッチされると、検出配線と指との間のタッチ容量に応じて発振器の発振周期が変化することから、この変化を検出することによりタッチの有無やその位置を判定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５１１０８６号公報
【特許文献２】特開平９−１６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のようなタッチパネルにおいて検出されるタッチ容量は、概ねサブｐ〜数ｐＦのオーダーと微小であることから、検出配線に付加されている寄生容量が大きい場合には、信号（シグナル）成分と雑音（ノイズ）成分との比率であるＳＮ比が十分に確保できない。したがって、このような場合には、タッチパネルが正常に機能しない場合がある。ここで、検出配線に付加される寄生容量が検出値（ＳＮ比）に与える影響は、検出方式によって異なる。そこで、ＳＮ比を十分に確保すべく、各方式に応じて、検出配線パターン、タッチスクリーン厚など、タッチパネルの全体的な構成を最適化している。しかしながら、このようにしても、寄生容量の抑制は十分ではなく、寄生容量をより抑制することが望まれている。
【０００９】
また、ＰＣＴ方式を用いたタッチパネルが、液晶（ＬＣ）パネルなどを表示部として有する表示装置本体上に配設されている場合、一般的に表示装置本体がノイズ源となり、タッチパネルの動作に影響を与える。そのため、タッチスクリーンと表示装置本体とを含む表示装置全体が最適な構成となっていない場合には、誤動作を起こす可能性がある。
【００１０】
これを解決するため、特許文献２には、ディスプレイ上にシールド層を設けた上でタッチセンサを設置する構成が開示されている。しかしながら、この構成では、検出配線とシールド層との間に寄生容量が生じ、検出速度の低下やＳＮ比の悪化を招くと考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、検出配線に付加される寄生容量を抑制するとともに、表示装置本体からのノイズを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るタッチスクリーンは、表示装置本体の表示部上に配設されるタッチスクリーンであって、前記表示部に対向する第１主面及びその反対側の第２主面を有する基板と、前記基板の前記第２主面の側に形成された検出配線群と、前記基板よりも低い誘電率を有し、前記基板の前記検出配線群下の前記第２主面上及び／または前記第１主面上に形成された絶縁膜とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板よりも低い誘電率を有する絶縁膜が、表示装置本体と検出配線群との間に形成されている。したがって、検出配線群に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体から検出配線群へのノイズの影響も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタッチパネルの回路構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンにおける、検出配線に付加される寄生容量と低誘電率膜厚との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るタッチスクリーンの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態＞
はじめに、本発明の実施の形態に係る表示装置及びタッチパネルが備えるタッチスクリーン１の構成について説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係るタッチスクリーン１の概略の構成を示した平面図である。図２は、図１に示される領域Ｂを拡大した図である。タッチスクリーン１は、指などの指示体との間に静電容量を形成する検出配線群１６と、外部部品とを電気的に接続するための複数の端子６とを備える。
【００１７】
検出配線群１６は、列方向（図１中、ｙ方向）に伸在し、行方向（図１中、ｘ方向）に所定の間隔を有して配列配置された複数の検出配線２と、行方向に伸在し、列方向に所定の間隔を有して配列配置された複数の検出配線３とを含んでいる。各検出配線２，３は、後述する層間絶縁膜により互いに絶縁されている。
【００１８】
図２に示されるように、各検出配線２，３は、規則的に配列されたスリットが設けられてなる網目形状の導線４，５で構成されている。ただし、各検出配線２，３のパターンは、これに限られるわけではなく、スリットがないベタパターンや菱形パターンであっても、本発明の効果は同様に得られる。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る表示装置の構成について説明する。なお、以下の説明においては、本実施の形態に係る表示装置は、液晶表示装置であるものとして説明するが、これに限ったものではない。例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等、他の方式の表示装置であってもタッチスクリーン１を有するものであれば、以下で説明する液晶表示装置と同様に構成することが可能である。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示した平面図である。この図に示されるように、本実施の形態に係る表示装置は、上述のタッチスクリーン１を備えるタッチパネル１００と、表示装置本体２００とを備える。そして、表示装置本体２００の表示部（ここでは、液晶パネルなどの表示パネル）上にはタッチスクリーン１が配設されている。
【００２１】
タッチパネル１００は、上述したタッチスクリーン１を備えるほか、タッチパネルとして機能するための制御を行う複数の部品が実装されたコントローラ基板１１と、タッチスクリーン１（ここでは上述の端子６）とコントローラ基板１１とを電気的に接続するＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）等からなるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１０とを備える。なお、コントローラ基板１１には、タッチスクリーン１での指などの指示体によりタッチされた位置（タッチ位置）を検出し、そのタッチ位置の座標出力を外部のコンピュータ等に対して行う回路ブロック１２が、上述の複数の部品の１つとして搭載されている。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係るタッチパネルの回路構成の一例を示す図である。回路ブロック１２は、検出配線群１６と選択的に順次接続するスイッチ回路２０ａ，２０ｂと、発振回路２１と、第１計数回路２２ａ及び第２計数回路２２ｂからなる検出手段と、タッチ座標算出回路２３と、検出制御回路２４とを含んでいる。
【００２３】
発振回路２１は、検出配線群１６のうち、スイッチ回路２０ａ，２０ｂにより接続された検出配線２，３に発振信号を付与する。この際に、指示体が当該検出配線２，３上に存在する場合には、指示体と当該検出配線２，３との間に静電容量が形成され、当該検出配線２，３及び発振回路２１全体の静電容量が変化する。つまり、当該検出配線２，３上での指示体の有無に応じて、当該発振信号の発振周期が変化する。
【００２４】
第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂからなるタッチ位置演算回路（検出回路）は、この発振周期、つまり検出配線２，３に付与された発振信号の発振周期に基づいて、指示体と当該検出配線２，３との間に形成される静電容量を検出し、当該静電容量に基づいてタッチ位置を算出する。タッチ位置演算回路（第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂ）は、算出したタッチ位置をタッチ座標算出回路２３に出力する。
【００２５】
タッチ座標算出回路２３は、当該タッチ位置を示す座標検出結果を、検出制御回路２４に与える。検出制御回路２４は、当該検出結果の受信に応じて、スイッチ回路２０ａ，２０ｂ、発振回路２１、タッチ位置演算回路（第１及び第２計数回路２２ａ，２２ｂ）、及び、タッチ座標算出回路２３を統括的に制御する。なお、タッチ位置の具体的な検出操作に関しては、例えば特許文献（特開２００９−２９４８１５号公報）に記載されている。
【００２６】
図５は、図１に示すタッチスクリーン１の破線Ａ−Ａ’における断面構造を簡略的に示した図である。以下、この図５を用いて、本実施の形態に係るタッチスクリーン１の断面構造について説明する。
【００２７】
タッチスクリーン１は、透明なガラスや樹脂からなり、表示装置本体２００の表示パネルに対向する第１主面７ａ及びその反対側の第２主面７ｂを有する透明基板（以下、「ベース基板７」と呼ぶこともある）と、ベース基板７よりも低い誘電率を有する絶縁膜である低誘電率膜１３と、ベース基板７の第２主面７ｂの側に形成された検出配線群１６（複数の検出配線２，３）と、層間絶縁膜８と、保護膜９と、シールド電極層１４とを備える。なお、タッチスクリーン１背面をなすベース基板７の第１主面７ａに対向して、表示装置本体２００の表示パネル２０１（ここでは液晶パネル）が配設されている。
【００２８】
この図５に示されるように、低誘電率膜１３は、ベース基板７の検出配線群１６下の第２主面７ｂ上に形成されており、複数の検出配線２は、低誘電率膜１３上に形成されている。層間絶縁膜８は、低誘電率膜１３上において複数の検出配線２を覆うように形成されている。複数の検出配線３は、層間絶縁膜８上に形成されている。保護膜９は、層間絶縁膜８上において複数の検出配線３を覆うように形成されている。
【００２９】
シールド電極層１４は、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズを抑制するシールド層であり、例えば、透明な導電性の膜からなる。このシールド電極層１４は、ベース基板７の第１主面７ａ上に形成されている。
【００３０】
検出配線２，３は、図５に示すパネル領域の大部分に亘って形成されており、その一方で、同図５に示す端子領域において端子６ａ，６ｂとそれぞれ接続されている。端子６ａ上の層間絶縁膜８及び保護膜９には、上述のＦＰＣ１０と端子６ａとが互いにコンタクトをとるためのコンタクトホールＣＨａが形成されており、端子６ｂ上の保護膜９には、上述のＦＰＣ１０と端子６ｂとが互いにコンタクトをとるためのコンタクトホールＣＨｂが形成されている。
【００３１】
図６は、低誘電率膜１３の膜厚が異なるタッチスクリーン１を複数形成し、そのそれぞれにおいて、検出配線群１６に付加されている寄生容量を調べた実験結果を示す図である。なお、図６に係る実験で使用している低誘電率膜１３として、比誘電率が約３である酸化珪素系の膜を塗布法により形成している。図６において、縦軸は、寄生容量を示しており、ここでは、低誘電率膜１３が形成されていないタッチスクリーン１において検出配線群１６に付加されている寄生容量を１００％として示している。
【００３２】
本実施の形態に係る低誘電率膜１３が１０μｍ程度設けられている場合には、検出配線群１６に付加される寄生容量が、低誘電率膜１３が設けられていない場合と比較して、１０％程度減少している。
【００３３】
ここで、当該寄生容量は、ノイズ源である表示装置本体２００と検出配線２，３との間に電気的結合により生じる静電容量と、検出配線２，３とシールド電極層１４との間に電気的結合により生じる静電容量とを含んでおり、両電極間内の領域に満たされている媒質の誘電率が低いほど寄生容量が小さくなっている。本実施の形態では、低誘電率膜１３を上述のように設けることから、上述のように寄生容量が小さくなるという効果が得られる。
【００３４】
なお、低誘電率膜１３の膜厚を厚くするほど、寄生容量低減効果は大きくなる。そこで、寄生容量を小さくする効果を高める観点からみれば、ベース基板７と低誘電率膜１３とを備える構成ではなく、ベース基板７の材質を低誘電率材料に変更して低誘電率膜１３のみを備える構成とすれば最もよいと考えられる。しかしながら、低誘電率膜１３を厚く形成することは困難であることから、単純にベース基板７をなくして低誘電率膜１３のみを形成することは生産性などの点から困難である。そこで、本実施の形態では、少なくともベース基板７上に低誘電率膜１３を設けている。これにより、検出配線２，３同士の間、または、検出配線２，３とシールド電極層１４との間における誘電率を実効的に低減することが、生産性を考慮しつつ可能となっている。
【００３５】
次に、本実施の形態に係るタッチパネル１００の製造方法について図５を用いて説明する。
【００３６】
はじめに、透明なガラスや樹脂からなる透明基板（ベース基板７）を準備する。ここでベース基板７として、その第１主面７ａ側にシールド電極層１４として透明導電性膜が予め設けられたものを用いてもよい。
【００３７】
次に、ベース基板７の第２主面７ｂ上に、当該ベース基板７よりも低誘電率の膜、例えば酸化珪素膜や酸化珪素膜にフッ素が含まれたＳｉＯＦ（ＦＳＧ：Fluorinated Silicate Glass）膜などを、低誘電率膜１３としてプラズマＣＶＤ法により形成する。あるいは、プロセスを簡略化するために、塗布法で形成可能なＳｉ−Ｈ結合を含有する酸化珪素膜（ＨＳＱ：Hydrogen Silsesquioxane）膜などを、低誘電率膜１３としてベース基板７の第２主面７ｂ上に形成してもよい。
【００３８】
次に、低誘電率膜１３上に、検出配線２となる金属層を、スパッタリング法を用いて例えば１５０〜５００ｎｍの膜厚で形成する。この金属層の材料としては、アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする合金、例えば、Ｎｉを含むＡｌ合金等が用いられる。本実施の形態では、この金属層の材料としてＡｌＮｉＮｄが用いられるものとする。ここでの金属層の成膜条件は、例えば、圧力が０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワーが１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度が０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が室温〜１８０℃とする。
【００３９】
なお、後工程で用いる現像液との反応を抑えるために、金属層（ＡｌＮｉＮｄ層）の上部を窒化してＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料、例えば、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金、もしくはＭｏまたはＭｏ合金を、上述の金属層の材料として用いることができる。なお、それらからなる金属層もＡｌの金属層と同様にスパッタリング法を用いて成膜することができる。
【００４０】
次に、この金属層上にレジストを塗布し、レジストが検出配線２を形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いてウェットエッチング工程を行い、先の工程で形成した金属層をパターニングして複数の検出配線２を形成する。この際、各検出配線２の断面形状をテーパ形状にすると、後工程で膜を形成する際に断線などの不良を低減することができる。なお、エッチングには、燐酸・硝酸・酢酸の混酸以外のエッチング液を用いてもよく、あるいは、ドライエッチングを行ってもよい。
【００４１】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、低誘電率膜１３上において複数の検出配線２を覆うように層間絶縁膜８を形成する。本実施の形態では、層間絶縁膜８として、誘電率が低い酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を形成している。これにより、先の工程で形成した下層配線（検出配線２）と、後の工程で形成する上層配線（検出配線３）との間の寄生容量をより低減することができる。ここでの酸化珪素膜の成膜条件は、例えば、ＳｉＨ4流量が１０〜５０ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏ流量が２００〜５００ｓｃｃｍ、成膜圧力が５０Ｐａ、ＲＦパワーが５０〜２００Ｗ、パワー密度が０．０１５〜０．６７Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が２００〜３００℃とする。
【００４２】
なお、下層配線（検出配線２）と上層配線（検出配線３）との間で形成される寄生容量をなるべく低減できるように、層間絶縁膜８の膜厚は、生産性等を考慮して可能な限り厚くすることが好ましい。また、層間絶縁膜８は、ＳｉＯ2膜に限られるものではなく、ＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜等を用いてもよい。これらの膜は、上述した酸化珪素膜を形成するガスに水素、窒素、アンモニア（ＮＨ3）を加えれば形成することができる。
【００４３】
次に、層間絶縁膜８上に、検出配線３となる金属層を、スパッタリング法を用いて例えば２００〜１０００ｎｍの膜厚で形成する。この金属層の材料としては、アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする合金、例えば、Ｎｉを含むＡｌ合金等が用いられる。本実施の形態では、この金属層の材料としてＡｌＮｉＮｄが用いられるものとする。ここでの金属層の成膜条件は、例えば、圧力が０．２〜０．５Ｐａ、ＤＣパワーが１．０〜２．５ｋＷ、パワー密度が０．１７〜０．４３Ｗ／ｃｍ2、成膜温度が室温〜１８０℃とする。
【００４４】
なお、後工程で用いる現像液との反応を抑えるために、金属層（ＡｌＮｉＮｄ層）の上部を窒化してＡｌＮｉＮｄＮ層を形成してもよい。また、Ａｌ以外にも低抵抗金属材料、例えば、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金、もしくはＭｏまたはＭｏ合金を、上述の金属層の材料として用いることができる。なお、それらからなる金属層もＡｌの金属層と同様にスパッタリング法を用いて成膜することができる。ここで、検出配線２となる金属層の材質、及び、検出配線３となる金属層の材質に同じ材料を用いれば、生産効率を向上させることができる。
【００４５】
次に、この金属層上にレジストを塗布し、レジストが検出配線３を形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、燐酸・硝酸・酢酸の混酸を用いてウェットエッチング工程を行い、先の工程で形成した金属層をパターニングして複数の検出配線３を形成する。なお、エッチングには、燐酸・硝酸・酢酸の混酸以外のエッチング液を用いてもよく、あるいは、ドライエッチングを行ってもよい。
【００４６】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、層間絶縁膜８上において複数の検出配線３を覆うように保護膜９を形成する。保護膜９としては、視認性を良くするために層間絶縁膜８と同じ種類の膜がよく、本実施の形態では、酸化珪素（ＳｉＯ2）膜を用いられるものとする。なお、保護膜９の膜厚は、カバレッジと生産性を考慮して決定すればよい。
【００４７】
次に、保護膜９上にレジストを塗布し、レジストが上述のコンタクトホールＣＨａ，ＣＨｂを形成するための形状を有するようにフォトリソグラフィ工程を行う。それから、ＣＦ4とＯ2との混合ガスのプラズマを用いてエッチング工程を行い、先の工程で形成した保護膜９及び層間絶縁膜８を一括してパターニングして、コンタクトホールＣＨａ，ＣＨｂを形成する。
【００４８】
次に、ベース基板７として、第１主面７ａ側にシールド電極層１４としての透明導電膜が予め設けられたものを用いなかった場合には、その当該第１主面７ａ上にＩＴＯ等の非結晶透明層を、シールド電極層１４としてスパッタリング法により５０〜１００ｎｍ成膜する。その後、アニールによりＩＴＯを結晶化させる。
【００４９】
ここで、シールド電極層１４としてはＩＴＯ膜を成膜して形成するのに限るわけではなく、例えばＩＴＯフィルムをベース基板７の裏面に貼り付けることで形成してもよい。また、表示装置本体２００上に形成された基準電極をシールド電極層１４とし、タッチスクリーン１を当該基準電極（シールド電極層１４）上に粘着剤を用いて直接ボンディングを行う構成としてもよい。
【００５０】
以上のプロセスを経ることで、上述した構成を有するタッチスクリーン１を製造することができる。そして、当該タッチスクリーン１にＦＰＣ１０を介して、各回路を備えたコントローラ基板１１を接続すれば、上述のタッチパネル１００を製造することができる。それから、当該タッチパネル１００のタッチスクリーン１を表示装置本体２００の表示パネル上に配設すれば上述の表示装置を製造することができる。
【００５１】
ここで、タッチスクリーン１を表示装置本体２００の表示パネル面に直接貼り付けるようにすれば、従来必要であったタッチスクリーン１の保持機構をなくすことができ、表示装置全体を薄くすることができる。また、タッチスクリーン１と表示パネルとが一体化して構成されることから、タッチスクリーン１と表示パネルとの間隙に異物等が混入する可能性が低減され、表示への異物等による悪影響を低減することができる。
【００５２】
以上のような本実施の形態に係るタッチスクリーン１、タッチパネル１００及び表示装置によれば、ベース基板７よりも低い誘電率を有する低誘電率膜１３が、表示装置本体２００と検出配線群１６との間に形成されている。したがって、検出配線群１６に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響も抑制することができる。これにより、検出配線２，３の１本ごとに付加される寄生容量は低減することになるため、ＳＮ比を改善することができる。また、検出速度の低下を抑制することも期待できる。
【００５３】
なお、この効果は、低誘電率膜１３を設けることによって得られるものである。つまり、図７に示されるように、シールド電極層１４を設けない場合（隣接及び交差した検出配線２，３の間に生じる容量が支配的となる場合）であっても、低誘電率膜１３を設ければ、ノイズ源である表示装置本体２００と検出配線群１６（検出配線２，３）との間の寄生容量を抑制することができるとともに、これらの間に生じるカップリングノイズを低減することができる。
【００５４】
なお、以上の説明では、低誘電率膜１３は、ベース基板７と検出配線群１６下の第２主面７ｂ上に形成した。しかしこれに限ったものではなく、その構成に加えて、図８に示されるように、低誘電率膜１３と同等の低誘電率膜１５が、第１主面７ａ上に形成されてもよい。そして、この場合には、第１主面７ａ上にある低誘電率膜１５上に形成されたシールド電極層１４をさらに加えてもよい。いずれの構成であっても、上述と同様に、検出配線群１６に付加される寄生容量を抑制することができるとともに、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響も抑制することができる。
【００５５】
また、図９に示されるように、低誘電率膜１３を形成せずに、低誘電率膜１５のみを形成してもよい。そして、この場合にも、第１主面７ａ上にある低誘電率膜１５上に形成されたシールド電極層１４をさらに加えてもよい。いずれの構成であっても、上述と同様の効果を得ることができる。なお、この図９に示される構成において、シールド電極層１４をＩＴＯフィルムで形成する場合には、当該フィルムの粘着材をベース基板７より低い誘電率を有する材料とすることが望ましい。
【００５６】
なお、タッチスクリーン１を、上述したようにシールド電極層１４を備えた構成とした場合には、当該シールド電極層１４のノイズ抑制効果により、表示装置本体２００から検出配線群１６へのノイズの影響をより抑制することができる。また、従来の構成においてシールド電極層１４を形成した場合には、検出配線群１６と当該シールド電極層１４との間に大きな寄生容量が生じていたが、本実施の形態では、検出配線群１６と当該シールド電極層１４との間に低誘電率膜１３（低誘電率膜１５）が形成されているため、当該寄生容量を抑制することもできる。
【００５７】
また、本実施の形態では、検出配線２と検出配線３とを同じ材質の金属層としたが、これに限られるものではなく、検出配線２と検出配線３とが層間絶縁膜８を隔てて配置されていれば、検出配線２，３は、異なる配線材料層から形成されてもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、本発明に係る基板を、ベース基板７としており、表示装置本体２００とは別の基板を用いた構成としているが、この構成に限られるものではない。例えば、本発明に係る基板を、表示装置（液晶表示装置）を構成するカラーフィルターとし、当該カラーフィルター上に、当該カラーフィルターよりも低誘電率の膜、及び、検出配線群１６を順に積層して形成する構成であってもよい。
【００５９】
また、ベース基板７の全面上に低誘電率膜１３を設けるのではなく、少なくともタッチを検出する領域にのみ低誘電率膜１３を設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ タッチスクリーン、７ ベース基板、１３，１５ 低誘電率膜、１４ シールド電極層、１６ 検出配線群、２０ａ，２０ｂ スイッチ回路、２１ 発振回路、２２ａ 第１計数回路、２２ｂ 第２計数回路、１００ タッチパネル、２００ 表示装置本体、２０１ 表示パネル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置本体の表示部上に配設されるタッチスクリーンであって、
前記表示部に対向する第１主面及びその反対側の第２主面を有する基板と、
前記基板の前記第２主面の側に形成された検出配線群と、
前記基板よりも低い誘電率を有し、前記基板の前記検出配線群下の前記第２主面上及び／または前記第１主面上に形成された絶縁膜と
を備える、タッチスクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチスクリーンであって、
前記基板の第１主面上または当該第１主面上にある前記絶縁膜上に形成されたシールド電極層をさらに備える、タッチスクリーン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタッチスクリーンと、
前記検出配線群と選択的に接続するスイッチ回路と、
前記検出配線群のうち、前記スイッチ回路により接続された検出配線に発振信号を付与する発振回路と、
前記検出配線に付与された前記発振信号の発振周期に基づいて、指示体と、当該検出配線との間に形成される静電容量を検出し、当該静電容量に基づいてタッチ位置を算出する検出手段と
を備える、タッチパネル。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチパネルと、
前記表示部として表示パネルを有する前記表示装置本体とを備え、
前記タッチスクリーン背面をなす前記基板の前記第１主面に対向して、前記表示パネルが配設された表示装置。
【請求項１】
表示装置本体の表示部上に配設されるタッチスクリーンであって、
前記表示部に対向する第１主面及びその反対側の第２主面を有する基板と、
前記基板の前記第２主面の側に形成された検出配線群と、
前記基板よりも低い誘電率を有し、前記基板の前記検出配線群下の前記第２主面上及び／または前記第１主面上に形成された絶縁膜と
を備える、タッチスクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチスクリーンであって、
前記基板の第１主面上または当該第１主面上にある前記絶縁膜上に形成されたシールド電極層をさらに備える、タッチスクリーン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタッチスクリーンと、
前記検出配線群と選択的に接続するスイッチ回路と、
前記検出配線群のうち、前記スイッチ回路により接続された検出配線に発振信号を付与する発振回路と、
前記検出配線に付与された前記発振信号の発振周期に基づいて、指示体と、当該検出配線との間に形成される静電容量を検出し、当該静電容量に基づいてタッチ位置を算出する検出手段と
を備える、タッチパネル。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチパネルと、
前記表示部として表示パネルを有する前記表示装置本体とを備え、
前記タッチスクリーン背面をなす前記基板の前記第１主面に対向して、前記表示パネルが配設された表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３７５８（Ｐ２０１３−３７５８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３０１９（Ｐ２０１１−１３３０１９）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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