タッチパネル
【課題】静電気印加に対して高い耐性を有する高信頼性のタッチパネルを提供する。
【解決手段】タッチパネルは静電容量方式であり、透光性の基板の一方の面で第１の方向および第２の方向に延在する透光性の複数の第１電極および第２の電極を有する。第１電極と第２電極の交差部分では、第１電極および第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れている。交差部分における一方の電極の上層には透光性の層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜の上層には、交差部分で途切れた他方の電極同士を接続するブリッジ電極が形成される。ブリッジ電極は、金属材料からなり、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される接続部と、その接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、接続部はブリッジ部より長くなるよう構成する。
【解決手段】タッチパネルは静電容量方式であり、透光性の基板の一方の面で第１の方向および第２の方向に延在する透光性の複数の第１電極および第２の電極を有する。第１電極と第２電極の交差部分では、第１電極および第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れている。交差部分における一方の電極の上層には透光性の層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜の上層には、交差部分で途切れた他方の電極同士を接続するブリッジ電極が形成される。ブリッジ電極は、金属材料からなり、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される接続部と、その接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、接続部はブリッジ部より長くなるよう構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やスマートフォンやＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）などの電子機器では、画面の大型化への要求が大きく、スイッチやテンキーなどの入力装置を配置できる領域が少なくなっている。また、液晶ディスプレイ等の表示素子に表示された画像を参照しながら表示画像に触れ、分かりやすく情報の入力ができる情報入力方法の実現が求められている。
こうしたことから、最近タッチパネル付きの表示装置への要求が高まっている。
【０００３】
タッチパネルは、上述した液晶ディスプレイなどの表示素子の上に配置され、操作者が指やペンなどで操作面に触れた場合、そのタッチ位置を検出する入力装置の総称である。接触位置検出の方式としては、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。
抵抗膜方式は、表面に透明電極の配設された２枚の基板を、互いの透明電極が対向するように離間して配置する。すなわち２枚の基板を必要として薄型化は難しい。そして、従来の抵抗膜方式タッチパネルでは、基板を押して対向する電極間をショートさせる構造のため、摩耗などを生じて耐久性に乏しい。
【０００４】
静電容量方式は、使用する基板を一枚として薄型化することも可能であり、特に携帯電子機器には好適な方式である。そして、この方式において近年盛んに使用されているのが、投影型静電容量方式である。
投影型静電容量方式は、人間が導体であり、操作者の指がグランドとして機能することを利用する。すなわち、タッチパネルの基板上に配置されたセンシング用の電極に指が近づくと、指と電極との間に容量が形成され、そうした変化を制御回路等により検知する。このとき、容量変化によって、操作者の指の接近を感知するため、直接に指がセンシング用の電極に触れる必要は無い。
【０００５】
このような投影型静電容量方式では、センシングのためにセンシング用の透明電極のパターニングが必要となる。最近では、透明基板の一の面にＸ方向に伸びたＸ電極と、Ｙ方向に伸びたＹ電極とを設け、それらを格子状に配置する技術が盛んに用いられている。
特許文献１には、ガラスなどの透明基板上に複数のＸ側透明導電線路（Ｘ電極）と複数のＹ側透明導電線路（Ｙ電極）とを、絶縁膜を介し、互いに絶縁して配置した静電容量方式のタッチパネル技術が開示されている。
【０００６】
投影型静電容量方式では、特許文献１に示すように、タッチパネルを構成するガラス基板上において、ある電極とある電極とを交差させて配置する必要がある。
このような場合における電極間の接続構造に関して、例えば、特許文献２には、静電容量型入力装置の構成例として、透光性基板の一方の面に第１の透光性電極パターンと、第２の透光性電極パターンとが形成され、交差部分で途切れている第２の透光性電極パターンが、層間絶縁膜の上層に形成された中継電極によって電気的に接続される構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−７５９２７号公報
【特許文献２】特開２００８−３１０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、特許文献２には、層間絶縁膜が感光性樹脂からなること、また、透光性電極パターンおよび中継電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが記載されている。しかし、本発明者は、層間絶縁膜に樹脂を用いた場合には、その材料の性質によっては、透光性電極パターンおよび中継電極として用いられるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等との接着性において問題が生じることを見出した。
【０００９】
すなわち、このような接続構造においては、ＩＴＯに対する樹脂製の層間絶縁膜の密着力が弱いために、ＩＴＯ電極から層間絶縁膜が剥がれ、浮いてしまうことがある。その場合、層間絶縁膜の上層に設けられた中継電極でも浮きが生じ、電極間での接続がとれなくなるという問題があった。こうした中継する電極が浮く問題は、操作者の指が操作面に触れた場合、その押圧によって助長されることになる。投影型静電容量方式では、人の指の操作面への接触がなくとも感知は可能であるが、指が触れることも多く、問題となる。
【００１０】
また、操作者がタッチパネルに触れる際、タッチパネルに静電気が印加されてしまう場合もある。そうした場合、タッチパネルの電極には大電流が流れることになる。したがって、タッチパネルは、静電気の印加による大電流に耐えることのできる、高信頼性の電極構造を有する必要がある。
【００１１】
本発明は、以上のタッチパネルにおける、ＩＴＯを用いた電極の問題、および静電気による大電流に対応できる電極構造の要求に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明の目的は、ＩＴＯ電極の有する問題点や静電気印加に対する耐性の問題が回避された高信頼性のタッチパネルを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の態様は、透光性の基板と、
その基板の一方の面で第１の方向に延在する透光性の複数の第１電極と、
基板の第１電極の在る面で、第１の方向と交差する第２の方向に延在する透光性の複数の第２電極とを有し、
第１電極と第２電極の交差部分では、第１電極および第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れており、その途切れた他方の電極同士がブリッジ電極で接続されており、
交差部分において、ブリッジ電極と一方の電極との間に層間絶縁膜が形成される静電容量方式のタッチパネルであって、
ブリッジ電極は、金属材料からなり、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの位置に配置される接続部と、その接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、
他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、接続部はブリッジ部より長いことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の態様において、接続部は、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する形状であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様において、接続部は、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが４０μｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の態様において、ブリッジ電極は、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される２つの接続部と、この２つの接続部の間を繋ぐブリッジ部とからなり、
２つの接続部はそれぞれ、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する短冊状の形状を有するとともに、互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が角Ｒ加工されていることが好ましい。ここで角Ｒ（半径）は９μｍ以上とすることが好ましい。
【００１７】
本発明の態様において、交差部分における一方の電極上の層間絶縁膜と他方の電極との間には隙間が形成されており、層間絶縁膜上に形成されたブリッジ電極は、その隙間を通じて、基板と接着することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＩＴＯ電極の有する問題点や静電気印加に対する耐性の問題が回避された高信頼性のタッチパネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する平面図である。
【図２】本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する断面図である。
【図３】本実施の形態のタッチパネルの交差部の構造を説明する図である。
【図４】ブリッジ電極の接続部の好ましい先端形状を拡大して示す模式図である。
【図５】ブリッジ電極の接続部の別の例を示す模式図である。
【図６】第１電極と第２電極の形成された状態の透明基板を示す平面図である。
【図７】交差部に層間絶縁膜が形成された状態の透明基板を示す平面図である。
【図８】本実施の形態のタッチパネルを用いたタッチパネル機能付き表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図９】金属製のブリッジ電極を有するタッチパネルの概略構造を説明する平面図である。
【図１０】図９に示すタッチパネルのブリッジ電極部分を拡大して説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上述のように、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、センシングのためにセンシング用の透明電極のパターニングを行い、一枚のガラスなどの透明基板上に格子状に配置された複数の透明なＸ電極とＹ電極とを設ける。そして、交差部分で途切れているＸ電極またはＹ電極は、層間絶縁膜の上層に設けられた中継用のブリッジ電極によって電気的接続を行う。
【００２１】
このとき、樹脂製の層間絶縁膜に対し、ＩＴＯによってブリッジ電極を形成しようとする場合、上述の問題が生じてしまう。そこで、本発明者は、タッチパネルの電極構造において、より基板に対する接着性の高い材料、例えば金属によってブリッジ電極を構成する新たな構造の検討を行った。
【００２２】
図９は、金属製のブリッジ電極を有するタッチパネルの概略構造を説明する平面図である。図１０は、図９に示すタッチパネルのブリッジ電極部分を拡大して説明する図である。
【００２３】
図９に示すタッチパネル２００は、ガラス基板等の透明基板２０２の一方の面に、交差するＸ軸とＹ軸の２軸それぞれの方向に伸びるＸ電極２０５とＹ電極２０４とが設けられている。Ｘ電極２０５とＹ電極２０４は、それらが交差する交差部２０８において、絶縁性の層間絶縁膜２０３を介して配置され、電気的に非接触（独立）な状態となっている。
図１０に示すように、交差部２０８でＸ電極２０５の電極パターンは接続しているが、Ｙ電極２０４の電極パターンは途切れている。Ｙ電極２０４は層間絶縁膜２０３の上層に形成されたブリッジ電極２０６によって電気的に接続されている。
【００２４】
ブリッジ電極２０６は金属製の電極であり、図１０に示すように、Ｙ電極２０４からブリッジ電極２０６に流れる電流に対し、平行な方向に長軸を有する短冊状の形状を有する。金属電極は光を反射し、透過光量を減少することがある。よって、ブリッジ電極２０６は大きさを極力小さくすることが望ましく、幅を細くし、長さも短くすることが好ましい。こうして、タッチパネル２００では、ブリッジ電極２０６が目立って見栄えを低下させることを防止する。
【００２５】
しかしながら、タッチパネル２００において、上述のように、静電気が印加されることがあり、ブリッジ電極２０６に大電流が流れる場合がある。このとき、ブリッジ電極２０６とＹ電極２０４の接続部分の面積が小さいと、電流の集中が起きて発熱する。こうした現象は、ブリッジ電極２０６とＹ電極２０４との接続部分の断線を引き起こすことがある。
【００２６】
そこで本発明においては、交差部で途切れたＹ電極またはＸ電極を接続するブリッジ電極を金属で構成する。そして、ブリッジ電極の形状を改善し、静電気による大電流に対して耐性を有するタッチパネルを提供する。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態のタッチパネルを、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する平面図である。図２は、本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する断面図である。図３は、本実施の形態のタッチパネルの交差部の構造を説明する図である。
【００２８】
図１および図２に示すタッチパネル１は、透光性の基板である透明基板２の一方の面に複数の第１電極４および第２電極５を有する。第１電極４および第２電極５は、図９に示したタッチパネルのＹ電極２０４およびＸ電極２０５に相当する。
透明基板２は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＣ（ポリカードネート）フィルムなどの使用が可能である。ガラス基板の場合、厚さを０．３ｍｍ〜３．０ｍｍとすることが可能である。
【００２９】
第１電極４と第２電極５はいずれも同様の透光性の電極（以下、透明電極とも言う）であり、タッチパネル１の操作面に相当する領域に形成される。第１電極４および第２電極５は、可視光に対する高い透過率と導電性を有する透明な材料を用いて構成される。例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いて構成することができる。
【００３０】
そして、図１に示すように、透明基板２上で第１電極４はＹ方向に延在し、第２電極５はＹ方向と直交するＸ方向に延在する。それらは、透明基板２上でマトリクス状に配置される。複数の第１電極４はタッチパネル１の操作面をＸ方向に複数の領域に分離してＸ方向の座標を検出する。複数の第２電極５は同様にＹ方向の座標を検出する。尚、タッチパネル１では、タッチ位置を検出できるよう、後述するように、第１電極４と第２電極５とは電気的に互いに独立している。
【００３１】
図１に示すように、第１電極４および第２電極５は、菱形の電極パット９を複数、Ｙ方向およびＸ方向に並べた形状を有する。そして、図３に拡大して示すように、第２電極５は、第１電極４と第２電極５との交差部分である交差部８で繋がるように電極のパターニングがなされ、第１電極４は途切れた状態の電極パターニングがなされている。すなわち、図３に示すように、第２電極５は電気的に接続しているが、第１電極４は途切れている。交差部８での第１電極４の途切れた部分同士の電気的な接続は、後述するように、ブリッジ電極６によって実現されている。
【００３２】
尚、第１電極４および第２電極５は、タッチパネル１における感度を高めるよう菱形の電極パッド９を有する。しかし、本発明では、電極パッド９の形状は菱形に限られることはなく、六角形や八角形など多様な形状を選ぶことができる。また、第１電極４および第２電極５の本数がここで示したものに限定されるわけではない。電極の形状や数は、操作面の大きさと要求される検出位置の精度に応じて決定することができる。
【００３３】
図１に示す本実施の形態のタッチパネル１では、上述のように、第１電極４と第２電極５が透明基板２の同一面上に同一層により形成されている。したがって、第１電極４と第２電極５との交差部分である交差部８が複数、存在する。交差部８においては、繋がるようにパターニングされた第２電極５の上層に層間絶縁膜３が形成されている。そして、層間絶縁膜３の上層に形成されたブリッジ電極６によって第１電極４の途切れた部位同士の電気的な接続が実現されている。すなわち、交差部８においてブリッジ電極６と第２電極５との間に層間絶縁膜３が設けられていることになる。また、層間絶縁膜３はブリッジ電極６が形成される交差部８だけに配置されている。
【００３４】
層間絶縁膜３は光透過性の絶縁性材料から構成され、透光性を有することが好ましい。例えば、ＳｉＯ２などの無機材料や、感光性のアクリル樹脂などの有機材料を用いることができる。ＳｉＯ２を用いる場合、スパッタリング法によりマスクを利用してパターニングされた絶縁層を容易に得ることができる。感光性のアクリル樹脂などを使用して層間絶縁膜を形成する場合、フォトリソグラフィー技術の利用によってパターニングされた樹脂製の層間絶縁膜３を得ることができる。
【００３５】
特に、透明基板２がガラス基板の場合には、ガラス基板の表面に生ずるシラノール基と反応する基を有する感光性樹脂が好ましい。そのような感光性樹脂を使用することにより、ガラス基板と感光性樹脂との間で化学結合が生じて密着力の高い絶縁層を形成することができる。例えば、上述した感光性のアクリル樹脂のほか、感光性メタクリル樹脂、感光性ポリイミド樹脂、感光性ポリシロキサン樹脂、感光性ポリビニールアルコール樹脂、アクリルウレタン系感光性樹脂などの使用が好ましい。尚、遮光性の絶縁性材料であってもよい。遮光性の絶縁性材料を採用する場合は、層間絶縁膜３の形成領域は視認性の観点から小さいほど好ましい。
【００３６】
本実施の形態のブリッジ電極６は、金属材料を用いて構成されることが好ましい。金属材料は、透明基板２に対して高い密着力を有するため好適な材料である。透明基板２がガラス基板の場合、金属材料の中で、ガラス基板に対して密着力が高く、ＩＴＯより導電性が高く、耐久性、耐摩耗性にも優れた材料の使用が望ましい。具体的には、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ａｕ合金などの金属材料を用いることができる。より耐食性を高めた合金としては、例えば、Ｍｏ−Ｎｂ系合金、Ａｌ−Ｎｄ系合金などが好ましい。
【００３７】
上述のブリッジ電極６は２層または３層などの多層構造としてもよい。例えば、Ｍｏ層／Ａｌ層／Ｍｏ層の３層構造が挙げられる。
以上のような金属材料からなるブリッジ電極６は、ＩＴＯを使用する場合に比べ、電極幅を細くでき、また電極長を長くできる。そしてさらに、電極の膜厚を薄くすることができる。このようなブリッジ電極６は、電極構造の設計の自由度を高め、また外観を良くすることができる。
【００３８】
本実施の形態のブリッジ電極６は、ブリッジ部１２と接続部１１とを有して構成されることが好ましい。例えば、後述する図３に示す構造とすることが好ましい。
ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、第１電極４における途切れた部分を架橋する。接続部１１は、第１電極４の電極パッド９上に配置され、ブリッジ電極６と第１電極４とを接続する。すなわち、接続部１１は、交差部８で途切れた第１電極４の電極パッド９同士それぞれの上に配置されている。そして、ブリッジ部１２は、この２つの接続部１１を繋いでいる。ブリッジ電極６は、交差部８で途切れた第１電極４の上に配置された２つの接続部１１とそれらを繋ぐブリッジ部１２とを有する。
【００３９】
ブリッジ電極６が接続部１１を有することで、第１電極４とブリッジ電極６との接続面積を大きくすることができる。そして、第１電極４とブリッジ電極６との間を流れる電流が、それらの接続部分に集中することを防止できる。したがって、接続部分での発熱や断線を防止し、一方でブリッジ電極６の面積、特にブリッジ部１２の面積を小さくすることができる。
【００４０】
ブリッジ電極６は以上のような構成と機能を有するが、接続部１１などの各部の形状は多様なものを選択することができる。
具体的には、ブリッジ電極６のブリッジ部１２と接続部１１において、第１電極４からブリッジ部１２に流れる電流の方向（以下、電流方向と称する）と垂直な方向の長さが、ブリッジ部１２より接続部１１の方で長くなるように形状を選択することが好ましい。
【００４１】
例えば、ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、電流方向と平行な方向に長軸を持つ形状であることが好ましい。そして、接続部１１は、その電流方向に対して垂直な方向に長軸を持つ形状であることが好ましい。そして、接続部１１は、電流方向に対して垂直な方向の長さを調整することで、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分への電流の集中を制御することができる。具体的には、接続部１１の長軸方向の長さは４０μｍ以上であることが好ましい。その場合、短軸方向の長さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
以上より、ブリッジ電極６の具体的な形状は、例えば、図３に示す形状を選択することができる。尚、本実施の形態において、ブリッジ電極６の形状は図３に示した例に限られることは無い。
【００４３】
図３に示すように、ブリッジ電極６では、ブリッジ部１２が、電流方向と平行な方向に伸びる形状を有する。そして、接続部１１は、第１電極４上に配置されて、電流方向と垂直な方向に伸びる形状を有する。
より具体的には、ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、電流方向に対して平行な方向に長軸を持つ短冊状の形状を有する。そして、接続部１１も短冊状の形状を有し、電流方向に対して垂直な方向に長軸を有する。
【００４４】
そして、図３に示すように、ブリッジ電極６では、接続部１１とブリッジ部１２とが組み合わされて、全体形状がアルファベットの文字Ｈを９０°回転したようなＨ字形状を有している。ブリッジ電極６はブリッジ部１２に接続部１１を組み合わせることで、ブリッジ部１２を細い形状とすることができる。
その結果、タッチパネル１では、金属製のブリッジ電極６が目立つことを抑制し、一方で、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分の面積を大きくすることが可能となる。そして、静電気印加による大電流が流れた場合にも、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分に電流が集中することを防止し、接続部分での発熱、ひいては断線を防止することができる。
【００４５】
ブリッジ電極６の接続部１１の形状については、Ｙ方向側（図３では上下方向）の先端に尖った部分を有しない形状とすることが好ましい。Ｙ方向側の先端に尖った部分があると、そこに電流が集中し、上述した問題が発生する懸念がある。
【００４６】
図４は、ブリッジ電極の接続部の好ましい先端形状を拡大して示す模式図である。
【００４７】
ブリッジ電極６は、図４に示すように、電極パッド９上にある接続部１１において、２つの接続部１１が互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が、角Ｒ加工されていることが好ましい。すなわち、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある先端の角部分１６（以下、先端角部分１６と称する。）が、角Ｒ加工されていることが好ましい。このような加工をすることで、接続部１１は、Ｙ方向に尖った部分を有しないようになる。尚、図４に示すブリッジ電極６においては、接続部１１の層間絶縁膜３と対向する側の角部分も同様に角Ｒ加工されている。
【００４８】
本発明者は、図４に示す金属製のブリッジ電極６について、電流が流れる際の電流密度の評価を行った。その結果、先端角部分１６の角Ｒ加工として、角にＲ（半径）９μｍ以上を付けることが好ましいことがわかった。Ｒ(半径）９μｍ以上とすることにより、当該部分近傍を流れる電流密度をより均一に分布させることができる。
したがって、接続部分１１の一部に電流が集中することを防止するためには、先端角部分１６にＲ（半径）９μｍ以上の角Ｒ加工をすることが好ましい。
【００４９】
また、図５は、ブリッジ電極の接続部の別の例を示す模式図である。尚、図５において、図４と共通する部分の符号は同じ符号を用いて説明する。
【００５０】
電極パッド９上にある接続部１３において、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある側面部分１５は、直線状ではなく、丸みを帯びるよう加工されている。すなわち、上記の図４に示す例では、接続部１１が短冊状の形状を有し、層間絶縁膜３に対向する側と反対側の側面部分１４は、電流方向と垂直な直線状となっている。
それに対し、図５に示す例では、接続部１３の、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある側面部分１５は、直線状ではなく、電流方向に膨らんだ、丸みを帯びた形状を有する。このような加工をすることにより、接続部１３を流れる電流密度をより均一に分布させることができる。
【００５１】
次に、図３に示すように、本実施の形態のタッチパネル１では、交差部８において、層間絶縁膜３が第２電極５上に設けられている。層間絶縁膜３は、第１電極４の２つの電極パッド９ａ、９ｂのそれぞれと接触しないように形成されている。そして、ブリッジ電極６は、層間絶縁膜３を跨いで、Ｙ方向（図３では上下方向）の２つの電極パッド９ａ、９ｂ間を接続する。この状態でブリッジ電極６は、層間絶縁膜３と各電極パッド９ａ、９ｂとの間に露出している透明基板２に対し、直接に密着している。
【００５２】
すなわち、ブリッジ電極６を金属製とすることにより、ＩＴＯの場合と比べて、ブリッジ電極６と透明基板２との密着力をより高めることができる。そして、交差部８において、ブリッジ電極６と透明基板２との密着力を利用し、より強固にブリッジ電極６と第１電極４とを接続させることができる。その結果、金属製のブリッジ電極６が透明基板２と直接に密着することにより、層間絶縁膜３の剥がれによる、ブリッジ電極６と第１電極４のとの間の接続の不具合を抑えることができる。
【００５３】
図１に示すタッチパネル１においては、第１電極４と第２電極５の端部に、それぞれ端子（図示されない）が設けられており、その端子から複数の引き出し配線１７が接続される。引き出し配線１７は金属配線とすることができる。そして、引き出し配線１７を構成する金属材料は、ブリッジ電極６を構成する材料と同一とすることができる。
【００５４】
次に、本実施の形態のタッチパネル１の製造方法について説明する。
図６は、第１電極と第２電極の形成された状態の透明基板を示す平面図である。
まず、図６に示すように、透明基板２の片側の面に、第１電極４と第２電極５を形成する。例えば、スパッタリング法などを用いて透明基板２上にＩＴＯを成膜する。次いで、成膜したＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー技術などを利用して加工し、所定形状の第１電極４と第２電極５の電極パターンを形成する。
【００５５】
図７は、交差部に層間絶縁膜が形成された状態の透明基板を示す平面図である。
次に、図７に示すように、第１電極４と第２電極５との交差部８において、第２電極５の電極パッド９間の接続部分を覆う層間絶縁膜３を形成する。層間絶縁膜３の形成は、フォトリソグラフィー技術を利用する。すなわち、透明基板２上の第１電極４と第２電極５の上層に感光性のアクリル樹脂をコーティングし、所定パターンのマスクを用いて露光し、次いでエッチングを行う。このとき、交差部８において、層間絶縁膜３とその上下にある第１電極４の電極パッド９との間には隙間が開けられおり、層間絶縁膜３と第１電極４とは接触していない。
【００５６】
次に、各交差部８に設けた層間絶縁膜３の上を跨いで、途切れた第１電極４の電極パッド９の間を接続させるようブリッジ電極６を形成する。すなわち、層間絶縁膜３が形成されている透明基板２の面に対してスパッタリング法などを用いて金属膜を形成する。この金属膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングして、層間絶縁膜３上に所定形状を有するブリッジ電極６を形成する。
【００５７】
尚、上記したブリッジ電極６を形成する工程において、金属膜をパターニングする際、この金属膜を用いて、同時に、引き出し配線１７をパターニングして形成することも可能である。これにより、引き出し配線１７の低抵抗化が可能となる。
こうして、図１に示すタッチパネル１が得られる。
【００５８】
また、図１に示すタッチパネル１は、第１電極４および第２電極５を介して静電容量を監視する回路部(図示しない）を備えている。この回路部は、例えば、引き出し配線１７の端子部(図示されない）とフレキシブルフィルム等を介して接続されていればよい。なお、引き出し配線の端子部(図示されない）と接続されるフレキシブルフィルムに直接ＩＣチップを搭載して回路部を構成してもよい。
【００５９】
図８は、本実施の形態のタッチパネルを用いたタッチパネル機能付き表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
本実施の形態のタッチパネル１を用いたタッチパネル機能付き表示装置１００は、タッチパネル１と表示パネル１０１とを有する。
【００６０】
表示パネル１０１は、液晶表示パネルである。表示パネル１０１は、対向する一対の透明基板１０２、１０３との間に液晶１０４を挟持する。離間する透明基板１０２、１０３は、シール材１０７により互いに固定される。透明基板１０２、１０３の液晶１０４を挟持する面にはそれぞれ、液晶１０４を駆動するための透明電極１０８が配置されている。また、透明基板１０２、１０３の液晶１０４を挟持する面と反対の面には、それぞれ偏光板１０５、１０６が配設されている。透明基板１０３上に設けられた透明電極１０８は、シール材１０７により区画された領域の内部から外の周囲にまで伸びている。そして、駆動ＩＣ１０９が取り付けられている。
【００６１】
タッチパネル１の第１電極４および第２電極５が形成された面と、表示パネル１０１の視認側の面（偏光板１０５の表面に相当する）とが、ＵＶ硬化性樹脂等による接着層(図示されない）を介して重ね合わせられ、タッチパネル機能付き表示装置１００が提供される。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例に従い、本発明のタッチパネルの静電気に対する耐性について説明する。
図１に示す本実施の形態のタッチパネル１と、図９に示す金属製のブリッジ電極２０６を有するタッチパネル２００を準備し、静電破壊検査を行った。
【００６３】
準備したタッチパネル１は、０．５５ｍｍ厚のガラス基板からなる。縦４ｃｍ×横４ｃｍの操作面を有し、膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる第１電極４と第２電極５とをそれぞれ４列ずつ有している。層間絶縁膜３は、感光性のアクリル樹脂をフォトリソグラフィー技術によってパターニングしたものである。ブリッジ電極６は、引き出し配線１７と同様、ガラス基板側からＮｂ含有のＭｏ層とＮｄ含有のＡｌ層とＮｂ含有のＭｏ層とを順次積層した３層構造の金属膜から構成されたものである。タッチパネル２００もブリッジ電極２０６の形状が異なる以外同様の構成を有している。
【００６４】
検査は、静電気をエミュレート（模倣）した高電圧をタッチパネル１とタッチパネル２００に印加し、静電気耐性を試験した。
静電破壊検査の方法は、ヒューマンボディモデル(人体帯電モデル)法（容量成分：１００ｐＦ、抵抗成分：１．５ｋΩ）による。ヒューマンボディモデル(人体帯電モデル)法は、帯電した人体が検査対象に触れることが原因で静電破壊することをエミュレートする検査方法である。
【００６５】
測定装置には、Ｎｏｉｓｅｎｋｅｎ社製のＥＳＳ−２０００型帯電装置を使用し、金属板上に厚さ５０ｍｍの絶縁体を置き、その上で試験を行った。測定ガン先形状は剣先タイプとし、温度２５℃で湿度５３〜５６％の条件の下、印加する高電圧を５ｋＶ、１０ｋＶおよび１５ｋＶの３レベルとし、各条件２サンプルずつの試験を行った。
【００６６】
以上の静電破壊試験の結果、本実施の形態のタッチパネル１では、１５ｋＶの高電圧が印加されても、第１電極４とブリッジ電極６の接続部１１との間の断線等は発生せず、何ら不具合は生じなかった。
【００６７】
一方、図９に示す金属製のブリッジ電極２０６を有するタッチパネル２００では、５ｋＶおよび１０ｋＶ印加の試験では不具合の発生はなかったものの、１５ｋＶ印加試験ではブリッジ電極２０６と第１電極２０４との間に断線が生じた。
以上の試験結果から、本実施の形態のタッチパネル１は、静電気の印加による大電流に対し、高い耐性を有することがわかった。
【００６８】
尚、前記実施の形態では、第１電極および第２電極を形成した後、金属製のブリッジ電極を形成したが、金属製のブリッジ電極を形成した後に、第１電極、第２電極を形成してもよい。この場合、ブリッジ電極の上に層間絶縁膜を配置し、その後に、第１電極、第２電極を形成することとなる。
【符号の説明】
【００６９】
１、２００ タッチパネル
２、１０２、１０３、２０２ 透明基板
３、２０３ 層間絶縁膜
４ 第１電極
５ 第２電極
６、２０６ ブリッジ電極
８、２０８ 交差部
９、９ａ、９ｂ 電極パッド
１１、１３ 接続部
１２ ブリッジ部
１４、１５ 側面部分
１６ 先端角部分
１７ 引き出し配線
１００ タッチパネル機能付き表示装置
１０１ 表示パネル
１０４ 液晶
１０５、１０６ 偏光板
１０７ シール材
１０８ 透明電極
１０９ 駆動ＩＣ
２０４ Ｙ電極
２０５ Ｘ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やスマートフォンやＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）などの電子機器では、画面の大型化への要求が大きく、スイッチやテンキーなどの入力装置を配置できる領域が少なくなっている。また、液晶ディスプレイ等の表示素子に表示された画像を参照しながら表示画像に触れ、分かりやすく情報の入力ができる情報入力方法の実現が求められている。
こうしたことから、最近タッチパネル付きの表示装置への要求が高まっている。
【０００３】
タッチパネルは、上述した液晶ディスプレイなどの表示素子の上に配置され、操作者が指やペンなどで操作面に触れた場合、そのタッチ位置を検出する入力装置の総称である。接触位置検出の方式としては、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。
抵抗膜方式は、表面に透明電極の配設された２枚の基板を、互いの透明電極が対向するように離間して配置する。すなわち２枚の基板を必要として薄型化は難しい。そして、従来の抵抗膜方式タッチパネルでは、基板を押して対向する電極間をショートさせる構造のため、摩耗などを生じて耐久性に乏しい。
【０００４】
静電容量方式は、使用する基板を一枚として薄型化することも可能であり、特に携帯電子機器には好適な方式である。そして、この方式において近年盛んに使用されているのが、投影型静電容量方式である。
投影型静電容量方式は、人間が導体であり、操作者の指がグランドとして機能することを利用する。すなわち、タッチパネルの基板上に配置されたセンシング用の電極に指が近づくと、指と電極との間に容量が形成され、そうした変化を制御回路等により検知する。このとき、容量変化によって、操作者の指の接近を感知するため、直接に指がセンシング用の電極に触れる必要は無い。
【０００５】
このような投影型静電容量方式では、センシングのためにセンシング用の透明電極のパターニングが必要となる。最近では、透明基板の一の面にＸ方向に伸びたＸ電極と、Ｙ方向に伸びたＹ電極とを設け、それらを格子状に配置する技術が盛んに用いられている。
特許文献１には、ガラスなどの透明基板上に複数のＸ側透明導電線路（Ｘ電極）と複数のＹ側透明導電線路（Ｙ電極）とを、絶縁膜を介し、互いに絶縁して配置した静電容量方式のタッチパネル技術が開示されている。
【０００６】
投影型静電容量方式では、特許文献１に示すように、タッチパネルを構成するガラス基板上において、ある電極とある電極とを交差させて配置する必要がある。
このような場合における電極間の接続構造に関して、例えば、特許文献２には、静電容量型入力装置の構成例として、透光性基板の一方の面に第１の透光性電極パターンと、第２の透光性電極パターンとが形成され、交差部分で途切れている第２の透光性電極パターンが、層間絶縁膜の上層に形成された中継電極によって電気的に接続される構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−７５９２７号公報
【特許文献２】特開２００８−３１０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、特許文献２には、層間絶縁膜が感光性樹脂からなること、また、透光性電極パターンおよび中継電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが記載されている。しかし、本発明者は、層間絶縁膜に樹脂を用いた場合には、その材料の性質によっては、透光性電極パターンおよび中継電極として用いられるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等との接着性において問題が生じることを見出した。
【０００９】
すなわち、このような接続構造においては、ＩＴＯに対する樹脂製の層間絶縁膜の密着力が弱いために、ＩＴＯ電極から層間絶縁膜が剥がれ、浮いてしまうことがある。その場合、層間絶縁膜の上層に設けられた中継電極でも浮きが生じ、電極間での接続がとれなくなるという問題があった。こうした中継する電極が浮く問題は、操作者の指が操作面に触れた場合、その押圧によって助長されることになる。投影型静電容量方式では、人の指の操作面への接触がなくとも感知は可能であるが、指が触れることも多く、問題となる。
【００１０】
また、操作者がタッチパネルに触れる際、タッチパネルに静電気が印加されてしまう場合もある。そうした場合、タッチパネルの電極には大電流が流れることになる。したがって、タッチパネルは、静電気の印加による大電流に耐えることのできる、高信頼性の電極構造を有する必要がある。
【００１１】
本発明は、以上のタッチパネルにおける、ＩＴＯを用いた電極の問題、および静電気による大電流に対応できる電極構造の要求に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明の目的は、ＩＴＯ電極の有する問題点や静電気印加に対する耐性の問題が回避された高信頼性のタッチパネルを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の態様は、透光性の基板と、
その基板の一方の面で第１の方向に延在する透光性の複数の第１電極と、
基板の第１電極の在る面で、第１の方向と交差する第２の方向に延在する透光性の複数の第２電極とを有し、
第１電極と第２電極の交差部分では、第１電極および第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れており、その途切れた他方の電極同士がブリッジ電極で接続されており、
交差部分において、ブリッジ電極と一方の電極との間に層間絶縁膜が形成される静電容量方式のタッチパネルであって、
ブリッジ電極は、金属材料からなり、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの位置に配置される接続部と、その接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、
他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、接続部はブリッジ部より長いことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の態様において、接続部は、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する形状であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様において、接続部は、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが４０μｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の態様において、ブリッジ電極は、交差部分で途切れた他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される２つの接続部と、この２つの接続部の間を繋ぐブリッジ部とからなり、
２つの接続部はそれぞれ、他方の電極からブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する短冊状の形状を有するとともに、互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が角Ｒ加工されていることが好ましい。ここで角Ｒ（半径）は９μｍ以上とすることが好ましい。
【００１７】
本発明の態様において、交差部分における一方の電極上の層間絶縁膜と他方の電極との間には隙間が形成されており、層間絶縁膜上に形成されたブリッジ電極は、その隙間を通じて、基板と接着することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＩＴＯ電極の有する問題点や静電気印加に対する耐性の問題が回避された高信頼性のタッチパネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する平面図である。
【図２】本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する断面図である。
【図３】本実施の形態のタッチパネルの交差部の構造を説明する図である。
【図４】ブリッジ電極の接続部の好ましい先端形状を拡大して示す模式図である。
【図５】ブリッジ電極の接続部の別の例を示す模式図である。
【図６】第１電極と第２電極の形成された状態の透明基板を示す平面図である。
【図７】交差部に層間絶縁膜が形成された状態の透明基板を示す平面図である。
【図８】本実施の形態のタッチパネルを用いたタッチパネル機能付き表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図９】金属製のブリッジ電極を有するタッチパネルの概略構造を説明する平面図である。
【図１０】図９に示すタッチパネルのブリッジ電極部分を拡大して説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上述のように、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、センシングのためにセンシング用の透明電極のパターニングを行い、一枚のガラスなどの透明基板上に格子状に配置された複数の透明なＸ電極とＹ電極とを設ける。そして、交差部分で途切れているＸ電極またはＹ電極は、層間絶縁膜の上層に設けられた中継用のブリッジ電極によって電気的接続を行う。
【００２１】
このとき、樹脂製の層間絶縁膜に対し、ＩＴＯによってブリッジ電極を形成しようとする場合、上述の問題が生じてしまう。そこで、本発明者は、タッチパネルの電極構造において、より基板に対する接着性の高い材料、例えば金属によってブリッジ電極を構成する新たな構造の検討を行った。
【００２２】
図９は、金属製のブリッジ電極を有するタッチパネルの概略構造を説明する平面図である。図１０は、図９に示すタッチパネルのブリッジ電極部分を拡大して説明する図である。
【００２３】
図９に示すタッチパネル２００は、ガラス基板等の透明基板２０２の一方の面に、交差するＸ軸とＹ軸の２軸それぞれの方向に伸びるＸ電極２０５とＹ電極２０４とが設けられている。Ｘ電極２０５とＹ電極２０４は、それらが交差する交差部２０８において、絶縁性の層間絶縁膜２０３を介して配置され、電気的に非接触（独立）な状態となっている。
図１０に示すように、交差部２０８でＸ電極２０５の電極パターンは接続しているが、Ｙ電極２０４の電極パターンは途切れている。Ｙ電極２０４は層間絶縁膜２０３の上層に形成されたブリッジ電極２０６によって電気的に接続されている。
【００２４】
ブリッジ電極２０６は金属製の電極であり、図１０に示すように、Ｙ電極２０４からブリッジ電極２０６に流れる電流に対し、平行な方向に長軸を有する短冊状の形状を有する。金属電極は光を反射し、透過光量を減少することがある。よって、ブリッジ電極２０６は大きさを極力小さくすることが望ましく、幅を細くし、長さも短くすることが好ましい。こうして、タッチパネル２００では、ブリッジ電極２０６が目立って見栄えを低下させることを防止する。
【００２５】
しかしながら、タッチパネル２００において、上述のように、静電気が印加されることがあり、ブリッジ電極２０６に大電流が流れる場合がある。このとき、ブリッジ電極２０６とＹ電極２０４の接続部分の面積が小さいと、電流の集中が起きて発熱する。こうした現象は、ブリッジ電極２０６とＹ電極２０４との接続部分の断線を引き起こすことがある。
【００２６】
そこで本発明においては、交差部で途切れたＹ電極またはＸ電極を接続するブリッジ電極を金属で構成する。そして、ブリッジ電極の形状を改善し、静電気による大電流に対して耐性を有するタッチパネルを提供する。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態のタッチパネルを、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する平面図である。図２は、本実施の形態のタッチパネルの概略構成を説明する断面図である。図３は、本実施の形態のタッチパネルの交差部の構造を説明する図である。
【００２８】
図１および図２に示すタッチパネル１は、透光性の基板である透明基板２の一方の面に複数の第１電極４および第２電極５を有する。第１電極４および第２電極５は、図９に示したタッチパネルのＹ電極２０４およびＸ電極２０５に相当する。
透明基板２は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＣ（ポリカードネート）フィルムなどの使用が可能である。ガラス基板の場合、厚さを０．３ｍｍ〜３．０ｍｍとすることが可能である。
【００２９】
第１電極４と第２電極５はいずれも同様の透光性の電極（以下、透明電極とも言う）であり、タッチパネル１の操作面に相当する領域に形成される。第１電極４および第２電極５は、可視光に対する高い透過率と導電性を有する透明な材料を用いて構成される。例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いて構成することができる。
【００３０】
そして、図１に示すように、透明基板２上で第１電極４はＹ方向に延在し、第２電極５はＹ方向と直交するＸ方向に延在する。それらは、透明基板２上でマトリクス状に配置される。複数の第１電極４はタッチパネル１の操作面をＸ方向に複数の領域に分離してＸ方向の座標を検出する。複数の第２電極５は同様にＹ方向の座標を検出する。尚、タッチパネル１では、タッチ位置を検出できるよう、後述するように、第１電極４と第２電極５とは電気的に互いに独立している。
【００３１】
図１に示すように、第１電極４および第２電極５は、菱形の電極パット９を複数、Ｙ方向およびＸ方向に並べた形状を有する。そして、図３に拡大して示すように、第２電極５は、第１電極４と第２電極５との交差部分である交差部８で繋がるように電極のパターニングがなされ、第１電極４は途切れた状態の電極パターニングがなされている。すなわち、図３に示すように、第２電極５は電気的に接続しているが、第１電極４は途切れている。交差部８での第１電極４の途切れた部分同士の電気的な接続は、後述するように、ブリッジ電極６によって実現されている。
【００３２】
尚、第１電極４および第２電極５は、タッチパネル１における感度を高めるよう菱形の電極パッド９を有する。しかし、本発明では、電極パッド９の形状は菱形に限られることはなく、六角形や八角形など多様な形状を選ぶことができる。また、第１電極４および第２電極５の本数がここで示したものに限定されるわけではない。電極の形状や数は、操作面の大きさと要求される検出位置の精度に応じて決定することができる。
【００３３】
図１に示す本実施の形態のタッチパネル１では、上述のように、第１電極４と第２電極５が透明基板２の同一面上に同一層により形成されている。したがって、第１電極４と第２電極５との交差部分である交差部８が複数、存在する。交差部８においては、繋がるようにパターニングされた第２電極５の上層に層間絶縁膜３が形成されている。そして、層間絶縁膜３の上層に形成されたブリッジ電極６によって第１電極４の途切れた部位同士の電気的な接続が実現されている。すなわち、交差部８においてブリッジ電極６と第２電極５との間に層間絶縁膜３が設けられていることになる。また、層間絶縁膜３はブリッジ電極６が形成される交差部８だけに配置されている。
【００３４】
層間絶縁膜３は光透過性の絶縁性材料から構成され、透光性を有することが好ましい。例えば、ＳｉＯ２などの無機材料や、感光性のアクリル樹脂などの有機材料を用いることができる。ＳｉＯ２を用いる場合、スパッタリング法によりマスクを利用してパターニングされた絶縁層を容易に得ることができる。感光性のアクリル樹脂などを使用して層間絶縁膜を形成する場合、フォトリソグラフィー技術の利用によってパターニングされた樹脂製の層間絶縁膜３を得ることができる。
【００３５】
特に、透明基板２がガラス基板の場合には、ガラス基板の表面に生ずるシラノール基と反応する基を有する感光性樹脂が好ましい。そのような感光性樹脂を使用することにより、ガラス基板と感光性樹脂との間で化学結合が生じて密着力の高い絶縁層を形成することができる。例えば、上述した感光性のアクリル樹脂のほか、感光性メタクリル樹脂、感光性ポリイミド樹脂、感光性ポリシロキサン樹脂、感光性ポリビニールアルコール樹脂、アクリルウレタン系感光性樹脂などの使用が好ましい。尚、遮光性の絶縁性材料であってもよい。遮光性の絶縁性材料を採用する場合は、層間絶縁膜３の形成領域は視認性の観点から小さいほど好ましい。
【００３６】
本実施の形態のブリッジ電極６は、金属材料を用いて構成されることが好ましい。金属材料は、透明基板２に対して高い密着力を有するため好適な材料である。透明基板２がガラス基板の場合、金属材料の中で、ガラス基板に対して密着力が高く、ＩＴＯより導電性が高く、耐久性、耐摩耗性にも優れた材料の使用が望ましい。具体的には、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ａｕ合金などの金属材料を用いることができる。より耐食性を高めた合金としては、例えば、Ｍｏ−Ｎｂ系合金、Ａｌ−Ｎｄ系合金などが好ましい。
【００３７】
上述のブリッジ電極６は２層または３層などの多層構造としてもよい。例えば、Ｍｏ層／Ａｌ層／Ｍｏ層の３層構造が挙げられる。
以上のような金属材料からなるブリッジ電極６は、ＩＴＯを使用する場合に比べ、電極幅を細くでき、また電極長を長くできる。そしてさらに、電極の膜厚を薄くすることができる。このようなブリッジ電極６は、電極構造の設計の自由度を高め、また外観を良くすることができる。
【００３８】
本実施の形態のブリッジ電極６は、ブリッジ部１２と接続部１１とを有して構成されることが好ましい。例えば、後述する図３に示す構造とすることが好ましい。
ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、第１電極４における途切れた部分を架橋する。接続部１１は、第１電極４の電極パッド９上に配置され、ブリッジ電極６と第１電極４とを接続する。すなわち、接続部１１は、交差部８で途切れた第１電極４の電極パッド９同士それぞれの上に配置されている。そして、ブリッジ部１２は、この２つの接続部１１を繋いでいる。ブリッジ電極６は、交差部８で途切れた第１電極４の上に配置された２つの接続部１１とそれらを繋ぐブリッジ部１２とを有する。
【００３９】
ブリッジ電極６が接続部１１を有することで、第１電極４とブリッジ電極６との接続面積を大きくすることができる。そして、第１電極４とブリッジ電極６との間を流れる電流が、それらの接続部分に集中することを防止できる。したがって、接続部分での発熱や断線を防止し、一方でブリッジ電極６の面積、特にブリッジ部１２の面積を小さくすることができる。
【００４０】
ブリッジ電極６は以上のような構成と機能を有するが、接続部１１などの各部の形状は多様なものを選択することができる。
具体的には、ブリッジ電極６のブリッジ部１２と接続部１１において、第１電極４からブリッジ部１２に流れる電流の方向（以下、電流方向と称する）と垂直な方向の長さが、ブリッジ部１２より接続部１１の方で長くなるように形状を選択することが好ましい。
【００４１】
例えば、ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、電流方向と平行な方向に長軸を持つ形状であることが好ましい。そして、接続部１１は、その電流方向に対して垂直な方向に長軸を持つ形状であることが好ましい。そして、接続部１１は、電流方向に対して垂直な方向の長さを調整することで、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分への電流の集中を制御することができる。具体的には、接続部１１の長軸方向の長さは４０μｍ以上であることが好ましい。その場合、短軸方向の長さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
以上より、ブリッジ電極６の具体的な形状は、例えば、図３に示す形状を選択することができる。尚、本実施の形態において、ブリッジ電極６の形状は図３に示した例に限られることは無い。
【００４３】
図３に示すように、ブリッジ電極６では、ブリッジ部１２が、電流方向と平行な方向に伸びる形状を有する。そして、接続部１１は、第１電極４上に配置されて、電流方向と垂直な方向に伸びる形状を有する。
より具体的には、ブリッジ電極６のブリッジ部１２は、電流方向に対して平行な方向に長軸を持つ短冊状の形状を有する。そして、接続部１１も短冊状の形状を有し、電流方向に対して垂直な方向に長軸を有する。
【００４４】
そして、図３に示すように、ブリッジ電極６では、接続部１１とブリッジ部１２とが組み合わされて、全体形状がアルファベットの文字Ｈを９０°回転したようなＨ字形状を有している。ブリッジ電極６はブリッジ部１２に接続部１１を組み合わせることで、ブリッジ部１２を細い形状とすることができる。
その結果、タッチパネル１では、金属製のブリッジ電極６が目立つことを抑制し、一方で、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分の面積を大きくすることが可能となる。そして、静電気印加による大電流が流れた場合にも、第１電極４とブリッジ電極６との接続部分に電流が集中することを防止し、接続部分での発熱、ひいては断線を防止することができる。
【００４５】
ブリッジ電極６の接続部１１の形状については、Ｙ方向側（図３では上下方向）の先端に尖った部分を有しない形状とすることが好ましい。Ｙ方向側の先端に尖った部分があると、そこに電流が集中し、上述した問題が発生する懸念がある。
【００４６】
図４は、ブリッジ電極の接続部の好ましい先端形状を拡大して示す模式図である。
【００４７】
ブリッジ電極６は、図４に示すように、電極パッド９上にある接続部１１において、２つの接続部１１が互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が、角Ｒ加工されていることが好ましい。すなわち、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある先端の角部分１６（以下、先端角部分１６と称する。）が、角Ｒ加工されていることが好ましい。このような加工をすることで、接続部１１は、Ｙ方向に尖った部分を有しないようになる。尚、図４に示すブリッジ電極６においては、接続部１１の層間絶縁膜３と対向する側の角部分も同様に角Ｒ加工されている。
【００４８】
本発明者は、図４に示す金属製のブリッジ電極６について、電流が流れる際の電流密度の評価を行った。その結果、先端角部分１６の角Ｒ加工として、角にＲ（半径）９μｍ以上を付けることが好ましいことがわかった。Ｒ(半径）９μｍ以上とすることにより、当該部分近傍を流れる電流密度をより均一に分布させることができる。
したがって、接続部分１１の一部に電流が集中することを防止するためには、先端角部分１６にＲ（半径）９μｍ以上の角Ｒ加工をすることが好ましい。
【００４９】
また、図５は、ブリッジ電極の接続部の別の例を示す模式図である。尚、図５において、図４と共通する部分の符号は同じ符号を用いて説明する。
【００５０】
電極パッド９上にある接続部１３において、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある側面部分１５は、直線状ではなく、丸みを帯びるよう加工されている。すなわち、上記の図４に示す例では、接続部１１が短冊状の形状を有し、層間絶縁膜３に対向する側と反対側の側面部分１４は、電流方向と垂直な直線状となっている。
それに対し、図５に示す例では、接続部１３の、層間絶縁膜３に対向する側と反対側にある側面部分１５は、直線状ではなく、電流方向に膨らんだ、丸みを帯びた形状を有する。このような加工をすることにより、接続部１３を流れる電流密度をより均一に分布させることができる。
【００５１】
次に、図３に示すように、本実施の形態のタッチパネル１では、交差部８において、層間絶縁膜３が第２電極５上に設けられている。層間絶縁膜３は、第１電極４の２つの電極パッド９ａ、９ｂのそれぞれと接触しないように形成されている。そして、ブリッジ電極６は、層間絶縁膜３を跨いで、Ｙ方向（図３では上下方向）の２つの電極パッド９ａ、９ｂ間を接続する。この状態でブリッジ電極６は、層間絶縁膜３と各電極パッド９ａ、９ｂとの間に露出している透明基板２に対し、直接に密着している。
【００５２】
すなわち、ブリッジ電極６を金属製とすることにより、ＩＴＯの場合と比べて、ブリッジ電極６と透明基板２との密着力をより高めることができる。そして、交差部８において、ブリッジ電極６と透明基板２との密着力を利用し、より強固にブリッジ電極６と第１電極４とを接続させることができる。その結果、金属製のブリッジ電極６が透明基板２と直接に密着することにより、層間絶縁膜３の剥がれによる、ブリッジ電極６と第１電極４のとの間の接続の不具合を抑えることができる。
【００５３】
図１に示すタッチパネル１においては、第１電極４と第２電極５の端部に、それぞれ端子（図示されない）が設けられており、その端子から複数の引き出し配線１７が接続される。引き出し配線１７は金属配線とすることができる。そして、引き出し配線１７を構成する金属材料は、ブリッジ電極６を構成する材料と同一とすることができる。
【００５４】
次に、本実施の形態のタッチパネル１の製造方法について説明する。
図６は、第１電極と第２電極の形成された状態の透明基板を示す平面図である。
まず、図６に示すように、透明基板２の片側の面に、第１電極４と第２電極５を形成する。例えば、スパッタリング法などを用いて透明基板２上にＩＴＯを成膜する。次いで、成膜したＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー技術などを利用して加工し、所定形状の第１電極４と第２電極５の電極パターンを形成する。
【００５５】
図７は、交差部に層間絶縁膜が形成された状態の透明基板を示す平面図である。
次に、図７に示すように、第１電極４と第２電極５との交差部８において、第２電極５の電極パッド９間の接続部分を覆う層間絶縁膜３を形成する。層間絶縁膜３の形成は、フォトリソグラフィー技術を利用する。すなわち、透明基板２上の第１電極４と第２電極５の上層に感光性のアクリル樹脂をコーティングし、所定パターンのマスクを用いて露光し、次いでエッチングを行う。このとき、交差部８において、層間絶縁膜３とその上下にある第１電極４の電極パッド９との間には隙間が開けられおり、層間絶縁膜３と第１電極４とは接触していない。
【００５６】
次に、各交差部８に設けた層間絶縁膜３の上を跨いで、途切れた第１電極４の電極パッド９の間を接続させるようブリッジ電極６を形成する。すなわち、層間絶縁膜３が形成されている透明基板２の面に対してスパッタリング法などを用いて金属膜を形成する。この金属膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングして、層間絶縁膜３上に所定形状を有するブリッジ電極６を形成する。
【００５７】
尚、上記したブリッジ電極６を形成する工程において、金属膜をパターニングする際、この金属膜を用いて、同時に、引き出し配線１７をパターニングして形成することも可能である。これにより、引き出し配線１７の低抵抗化が可能となる。
こうして、図１に示すタッチパネル１が得られる。
【００５８】
また、図１に示すタッチパネル１は、第１電極４および第２電極５を介して静電容量を監視する回路部(図示しない）を備えている。この回路部は、例えば、引き出し配線１７の端子部(図示されない）とフレキシブルフィルム等を介して接続されていればよい。なお、引き出し配線の端子部(図示されない）と接続されるフレキシブルフィルムに直接ＩＣチップを搭載して回路部を構成してもよい。
【００５９】
図８は、本実施の形態のタッチパネルを用いたタッチパネル機能付き表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
本実施の形態のタッチパネル１を用いたタッチパネル機能付き表示装置１００は、タッチパネル１と表示パネル１０１とを有する。
【００６０】
表示パネル１０１は、液晶表示パネルである。表示パネル１０１は、対向する一対の透明基板１０２、１０３との間に液晶１０４を挟持する。離間する透明基板１０２、１０３は、シール材１０７により互いに固定される。透明基板１０２、１０３の液晶１０４を挟持する面にはそれぞれ、液晶１０４を駆動するための透明電極１０８が配置されている。また、透明基板１０２、１０３の液晶１０４を挟持する面と反対の面には、それぞれ偏光板１０５、１０６が配設されている。透明基板１０３上に設けられた透明電極１０８は、シール材１０７により区画された領域の内部から外の周囲にまで伸びている。そして、駆動ＩＣ１０９が取り付けられている。
【００６１】
タッチパネル１の第１電極４および第２電極５が形成された面と、表示パネル１０１の視認側の面（偏光板１０５の表面に相当する）とが、ＵＶ硬化性樹脂等による接着層(図示されない）を介して重ね合わせられ、タッチパネル機能付き表示装置１００が提供される。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例に従い、本発明のタッチパネルの静電気に対する耐性について説明する。
図１に示す本実施の形態のタッチパネル１と、図９に示す金属製のブリッジ電極２０６を有するタッチパネル２００を準備し、静電破壊検査を行った。
【００６３】
準備したタッチパネル１は、０．５５ｍｍ厚のガラス基板からなる。縦４ｃｍ×横４ｃｍの操作面を有し、膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる第１電極４と第２電極５とをそれぞれ４列ずつ有している。層間絶縁膜３は、感光性のアクリル樹脂をフォトリソグラフィー技術によってパターニングしたものである。ブリッジ電極６は、引き出し配線１７と同様、ガラス基板側からＮｂ含有のＭｏ層とＮｄ含有のＡｌ層とＮｂ含有のＭｏ層とを順次積層した３層構造の金属膜から構成されたものである。タッチパネル２００もブリッジ電極２０６の形状が異なる以外同様の構成を有している。
【００６４】
検査は、静電気をエミュレート（模倣）した高電圧をタッチパネル１とタッチパネル２００に印加し、静電気耐性を試験した。
静電破壊検査の方法は、ヒューマンボディモデル(人体帯電モデル)法（容量成分：１００ｐＦ、抵抗成分：１．５ｋΩ）による。ヒューマンボディモデル(人体帯電モデル)法は、帯電した人体が検査対象に触れることが原因で静電破壊することをエミュレートする検査方法である。
【００６５】
測定装置には、Ｎｏｉｓｅｎｋｅｎ社製のＥＳＳ−２０００型帯電装置を使用し、金属板上に厚さ５０ｍｍの絶縁体を置き、その上で試験を行った。測定ガン先形状は剣先タイプとし、温度２５℃で湿度５３〜５６％の条件の下、印加する高電圧を５ｋＶ、１０ｋＶおよび１５ｋＶの３レベルとし、各条件２サンプルずつの試験を行った。
【００６６】
以上の静電破壊試験の結果、本実施の形態のタッチパネル１では、１５ｋＶの高電圧が印加されても、第１電極４とブリッジ電極６の接続部１１との間の断線等は発生せず、何ら不具合は生じなかった。
【００６７】
一方、図９に示す金属製のブリッジ電極２０６を有するタッチパネル２００では、５ｋＶおよび１０ｋＶ印加の試験では不具合の発生はなかったものの、１５ｋＶ印加試験ではブリッジ電極２０６と第１電極２０４との間に断線が生じた。
以上の試験結果から、本実施の形態のタッチパネル１は、静電気の印加による大電流に対し、高い耐性を有することがわかった。
【００６８】
尚、前記実施の形態では、第１電極および第２電極を形成した後、金属製のブリッジ電極を形成したが、金属製のブリッジ電極を形成した後に、第１電極、第２電極を形成してもよい。この場合、ブリッジ電極の上に層間絶縁膜を配置し、その後に、第１電極、第２電極を形成することとなる。
【符号の説明】
【００６９】
１、２００ タッチパネル
２、１０２、１０３、２０２ 透明基板
３、２０３ 層間絶縁膜
４ 第１電極
５ 第２電極
６、２０６ ブリッジ電極
８、２０８ 交差部
９、９ａ、９ｂ 電極パッド
１１、１３ 接続部
１２ ブリッジ部
１４、１５ 側面部分
１６ 先端角部分
１７ 引き出し配線
１００ タッチパネル機能付き表示装置
１０１ 表示パネル
１０４ 液晶
１０５、１０６ 偏光板
１０７ シール材
１０８ 透明電極
１０９ 駆動ＩＣ
２０４ Ｙ電極
２０５ Ｘ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基板と、
前記基板の一方の面で第１の方向に延在する透光性の複数の第１電極と、
前記基板の前記第１電極の在る面で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する透光性の複数の第２電極とを有し、
前記第１電極と前記第２電極の交差部分では、前記第１電極および前記第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れており、該途切れた他方の電極同士がブリッジ電極で接続されており、
前記交差部分において、前記ブリッジ電極と前記一方の電極との間に層間絶縁膜が形成される静電容量方式のタッチパネルであって、
前記ブリッジ電極は、金属材料からなり、前記交差部分で途切れた前記他方の電極の部位同士それぞれの位置に配置される接続部と、前記接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、
前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、前記接続部は前記ブリッジ部より長いことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記接続部は、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記接続部は、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが４０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記ブリッジ電極は、前記交差部分で途切れた前記他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される２つの接続部と、前記２つの接続部の間を繋ぐブリッジ部とからなり、
前記２つの接続部はそれぞれ、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する短冊状の形状を有するとともに、互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が角Ｒ加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記交差部分における前記一方の電極上の前記層間絶縁膜と前記他方の電極との間には隙間が形成されており、前記層間絶縁膜上に形成された前記ブリッジ電極は、当該隙間を通じて、前記基板と接着することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル。
【請求項１】
透光性の基板と、
前記基板の一方の面で第１の方向に延在する透光性の複数の第１電極と、
前記基板の前記第１電極の在る面で、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する透光性の複数の第２電極とを有し、
前記第１電極と前記第２電極の交差部分では、前記第１電極および前記第２電極のうちの一方の電極は繋がり、他方の電極は途切れており、該途切れた他方の電極同士がブリッジ電極で接続されており、
前記交差部分において、前記ブリッジ電極と前記一方の電極との間に層間絶縁膜が形成される静電容量方式のタッチパネルであって、
前記ブリッジ電極は、金属材料からなり、前記交差部分で途切れた前記他方の電極の部位同士それぞれの位置に配置される接続部と、前記接続部の間を繋ぐブリッジ部とを有し、
前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが、前記接続部は前記ブリッジ部より長いことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記接続部は、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記接続部は、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向と垂直な方向の長さが４０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記ブリッジ電極は、前記交差部分で途切れた前記他方の電極の部位同士それぞれの上に配置される２つの接続部と、前記２つの接続部の間を繋ぐブリッジ部とからなり、
前記２つの接続部はそれぞれ、前記他方の電極から前記ブリッジ部に流れる電流の方向に対して垂直な方向に長軸を有する短冊状の形状を有するとともに、互いに対向する側の側面とは反対の側にある側面の角部分が角Ｒ加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記交差部分における前記一方の電極上の前記層間絶縁膜と前記他方の電極との間には隙間が形成されており、前記層間絶縁膜上に形成された前記ブリッジ電極は、当該隙間を通じて、前記基板と接着することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−７９１３４（Ｐ２０１２−７９１３４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４４０４（Ｐ２０１０−２２４４０４）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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