(57)【要約】【課題】製品安定性と実装品質を改善し、表示画面の品質と製品寿命を向上させる指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法を提供する。【解決手段】電子装置に応用されるタッチパネルであって、アレイ配列の薄膜トランジスタを有するトランジスタ板と、トランジスタ板上に形成され、かつそれぞれ薄膜トランジスタと電気的に接続される複数の導電塊と、トランジスタ板上に形成され、各導電塊の少なくとも一部が露出されるように、複数の開口が形成された支持パターン層と、支持パターン層上に配置された弾性導電膜層とを具備している。【選択図】図３.Ａ
2006190243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置に応用されるタッチパネルであって、
トランジスタ板と、
前記トランジスタ板上に形成された複数の導電塊と、
前記トランジスタ板上に形成され、前記複数の導電塊のそれぞれの少なくとも一部が露出するように、複数の開口が形成された支持パターン層と、
前記支持パターン層上に配置された弾性導電膜層とを具備していることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記開口の中に、前記導電塊の上にさらに少なくとも１つの導電バンプを有してい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】
前記支持パターン層の厚さは前記導電バンプの厚さよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を有してい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５】
前記支持パターン層の材料は、ポリカーボネート、ベンゾシクロブテン、アクリル有機材料、フッ素含有ポリイミド、テフロン（登録商標）、パリレン（登録商標）、炭素、酸素及び水素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物、窒素及び酸素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物、イオンをドープしたシリコン酸化物、並びに、イオンをドープした金属酸化物からなる群から選択されるもの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６】
前記導電塊の材料はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせ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７】
前記導電バンプの材料はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記支持パターン層の前記開口の形状は菱形、方形、円形、楕円形及び多辺形からなる群から選択されるもの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９】
前記導電バンプの形状は前記開口の形状と相似であることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
前記電子装置はプレート型コンピュータ、表示パネルまたはスクリーンのいずれか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１１】
トランジスタ板を形成する工程と、
前記トランジスタ板上に少なくとも１つの導電塊を形成する工程と、
前記トランジスタ板上に、前記導電塊の少なくとも一部が露出されるように、少なくとも１つの開口が形成された支持パターン層を形成する工程と、
前記支持パターン層上に弾性導電膜層を配置する工程とを具備していることを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項１２】
前記支持パターン層上に弾性導電膜層を配置する工程の前に、
前記導電塊の表面に前記支持パターン層の厚さよりも小さい導電バンプを形成する工程を、さらにを具備していることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネルの製造方法。
【請求項１３】
前記支持パターン層を形成する工程は、
前記トランジスタ板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜における所定の部分を除去して開口を形成する工程とを、さらに具備していることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネルの製造方法。
【請求項１４】
前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を形成することを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネルの製造方法。
【請求項１５】
基板に形成されたタッチ素子であって、少なくとも、
前記基板上に形成された導電塊と、
前記基板上に形成され、前記導電塊の少なくとも一部が露出されるように、少なくとも１つの開口が形成された支持パターン層と、
前記支持パターン層上に配置された弾性導電膜層とを具備していることを特徴とするタッチ素子。
【請求項１６】
前記基板は少なくとも１つの薄膜トランジスタを有するトランジスタ板であることを特徴とする請求項１５に記載のタッチ素子。
【請求項１７】
前記導電塊の上に、前記開口の中に形成された導電バンプをさらに有していることを特徴とする請求項１５に記載のタッチ素子。
【請求項１８】
前記支持パターン層の厚さは前記導電バンプの厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１７に記載のタッチ素子。
【請求項１９】
前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を有していることを特徴とする請求項１５に記載のタッチ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法に関し、特に新規支持構造を有するタッチパネルとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
科学技術が益々発展するにつれて、電子製品の入力装置は多様化している。様々な入力装置では、周知のキーボードまたはマウスの他に、タッチパネル(touch panel)の使用が次第に増えつつある。指紋認識機能を搭載したタッチパネルはすでに身元確認装置もしくはそれに類似した電子装置に応用され、例えば研究機関あるいはハイテク会社のビルまたは実験室の出入り口に取り付けられ、出入り者の身元をチェック管理する。近年、タッチパネルとディスプレイとの結合により、表示画面にタッチ入力できる機能を搭載したプレート型コンピュータが導入されることにより、入力装置が占めるスペースを省くだけでなく、ユーザが表示画面に直接メニューを選ぶことができるとともに、表示画面に直接ペンで入力することもできる。これにより、操作の便利性を一層向上させることができる。
【０００３】
図１は従来の指紋認識機能を搭載していない抵抗型タッチパネル１０を示す図である。このタッチパネル１０は導電板１２と、導電板１２上に配置された弾性導電膜層１６と、導電板１２と弾性導電膜層１６を分離させるように、導電板１２と弾性導電膜層１６との間に挟持された複数の球状のスペーサ（spacer）１４を有している。ここでは、スペーサ１４は、スピンコートでスペーサの構成材料が混在された初期溶液を導電板１２に塗布し、その後、導電板１２をベーキングすることにより、導電板１２に形成される。
【０００４】
図１に示すように、導電板１２の対向する側面１２ａ、１２ｂに異なる電圧レベルを供給すると、導電板１２に図１におけるＸ軸方向の電圧勾配が生じる。また、弾性導電膜層１６の対向する側面１６ａ、１６ｂにも同時に異なる電圧レベルを供給すると、弾性導電膜層１６に図１におけるＹ軸方向の電圧勾配が生じる。指が弾性導電膜層１６に圧力をかけると、導電板１２と弾性導電膜層１６とが接することにより、導電板１２及び弾性導電膜層１６の電圧レベル分布が変化する。このとき、弾性導電膜層１６の四つの隅の電圧レベルを検出することにより、指のタッチ位置を判断することができる。
【０００５】
この抵抗型タッチパネル１０は同一のタイミングでは、単一の定点のタッチ信号のみを検出することができる。例えば、タッチペンで抵抗型タッチパネル１０に文字や図を書く場合には、一筆一筆に順に入力するので、抵抗型タッチパネル１０はタッチペンのタッチ位置の変化を順に判断することができ、そして、システムソフトにより、書かれた文字を認識する。しかしながら、タッチペンと指で同時に抵抗型タッチパネル１０をタッチする際に、タッチ位置の判断が困難になり、タッチ入力が無効になる場合がある。このように、抵抗型タッチパネル１０は多点のタッチ信号を検出することができなく、更に例えば指紋のように更に複雑な多点のタッチ信号の認識を行うことができないという問題もあった。
【０００６】
図２.Ａは従来の指紋認識機能を搭載したタッチパネル２０を示す平面図であり、図２.Ｂは図２.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。図２.Ａに示すように、トランジスタ板２１において、複数のデータ線２４が基板２５上にて縦に伸びるように横に配列されており、複数の走査線２６が基板２５上にて横に伸びるように縦に配列されることにより、複数の区域が区分される。各薄膜トランジスタ２２はこれらの区域のそれぞれに配置され、かつ、そのドレインＤは隣接のデータ線２４に接続され、ゲートＧは隣接の走査線２６に接続される。
【０００７】
そして、図２.Ｂに示すように、タッチパネル２０はトランジスタ板２１と、トランジスタ板２１上に形成された複数の導電塊２７と、複数の導電塊２７の上方でスペーサ２９を介して配置された弾性導電膜層２８とを有している。ここでは、トランジスタ板２１は基板２５と、基板２５上に形成されたアレイ配列の複数の薄膜トランジスタ２２と、基板２５及び各薄膜トランジスタ２２上に形成され、各薄膜トランジスタ２２を保護するためのパッシベーション膜２３とを有している。複数の導電塊２７のそれぞれはパッシベーション膜２３を貫通し、薄膜トランジスタ２２のソースＳに接続されている。スペーサ２９は弾性導電膜層２８を支持するように、トランジスタ板２１の表面の周囲部分を取り囲む。タッチペンでタッチパネル２０に圧力をかける場合、タッチされる部分の弾性導電膜層２８とその対応する導電塊２７とが接することにより生じる電気信号は対応する薄膜トランジスタ２２のソースＳに伝送されるとともに、走査線２６は電気信号を走査する。これにより、各薄膜トランジスタ２２に伝送される電気信号をカラム毎にサンプリングし、かつデータ線２４によりこの電気信号が対応する薄膜トランジスタ２２の位置を判断することにより、タッチペンのタッチ位置を判別することができる。
【０００８】
図１に示す抵抗型タッチパネル１０は同一のタイミングでは、単一の定点のタッチ信号しか検出することができないが、図２.Ａ及び図２.Ｂに示すタッチパネル２０は多点のタッチ信号を検出することができる。ここでは、トランジスタ板２１で電気信号を走査して判断する速度は非常に速いので、例えば、６０Ｈｚの走査周波数では、１６ミリ秒のみで薄膜トランジスタ２２のすべてに対し、電気信号を走査することができる。よって、例えばタッチペンと指で同時にタッチする場合であっても、トランジスタ板２１は多点のタッチ信号を検出することができる。また、半導体製造技術の進展に伴って、トランジスタ板２１における薄膜トランジスタ２２は極めて高い集積度を達成することができるので、タッチパネル２０により、指紋の隆線のような微小なパターンも検知することができる。
【０００９】
しかしながら、図２.Ａ及び図２.Ｂに示すような従来の技術において、弾性導電膜層２８は例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、もしくはポリエチレン(PE)などの柔軟材料により構成され、弾性導電膜層２８では繰り返しタッチにより生じた応力を受け、ある時間が経つと、弾性導電膜層２８の強度が低下するおそれがある。また、ユーザがタッチパネル２０をタッチしなくても、弾性導電膜層２８の構成材料の疲労により、弾性導電膜層２８とその下方にある導電塊２７とが接すると、弾性導電膜層２８と導電塊２７との間に電気信号が生じ、タッチパネル２０の信頼性が低下するおそれもある。
【００１０】
また、弾性導電膜層２８は柔軟材料により構成されるので、柔軟材料に起因して弾性導電膜層２８の表面粗さが制御されにくいという問題が発生している。タッチパネル２０は表示パネルまたはスクリーンに応用される場合には、タッチパネル２０における弾性導電膜層２８の表面粗さが構成材料の疲労により悪化すると、表示パネルまたはスクリーンの表示品質が低下する。これはタッチパネル２０が光透過可能な材料で構成され、タッチパネル２０から出射された光が弾性導電膜層２８を通過してユーザの目に入るため、弾性導電膜層２８の良し悪しが画像の均一性に影響を与えるからであると考えられる。よって、弾性導電膜層２８の表面粗さが悪化すると、タッチパネルの表示品質に大きく影響するだけでなく、タッチパネルを搭載した電子装置の製品寿命にも影響を与える。
【００１１】
前述した弾性導電膜層２８の強度不足に起因する問題点を解決するために、従来、様々な解決策が提案・検討されている。例えば、前述した球状のスペーサ１４により、弾性導電膜層２８を支持する他、トランジスタ板２１の表面の周囲部分に形成されたスペーサ２９により、弾性導電膜層２８を支持することも提案されている。しかしながら、球状のスペーサ１４により、弾性導電膜層２８を支持するには次の問題がある。（１）、溶剤がトランジスタ板２１における素子を汚し、もしくは腐食させるので、ユーザがタッチする際に、タッチパネル自体が信号を判断する感度が低下することである。（２）、スピンコート方式による球状のスペーサ１４の分布が不均一であるとともに、球状のスペーサ１４の粒径分布の不一致による弾性導電膜層２８の表面粗さが制御されにくくなり、ある位置では信号の判断ができるが、ある位置では判断が困難であり、あるいは判断ができないことである。また、スペーサ２９がトランジスタ板２１の表面の周囲部分のみに形成され、弾性導電膜層２８の中間部分が支持されていないので、弾性導電膜層２８と導電塊２７との接触を回避することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、新規支持構造を有する指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は製品安定性と実装品質を改善できる指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法を提供することを他の目的とする。
【００１４】
また、本発明は表示画面の品質を向上させる指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法を提供することを更に他の目的とする。
【００１５】
また、本発明は製品寿命を向上させる指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法を提供することを更に他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明のタッチパネルは電子装置に応用されるタッチパネルであって、トランジスタ板と、前記トランジスタ板上に形成された複数の導電塊と、前記トランジスタ板上に形成され、前記複数の導電塊のそれぞれの少なくとも一部が露出するように、複数の開口が形成された支持パターン層と、前記支持パターン層上に配置された弾性導電膜層とを具備している。
【００１７】
また、前記開口の中に、前記導電塊の上にさらに少なくとも１つの導電バンプを有していることが望ましい。
【００１８】
また、前記支持パターン層の厚さは前記導電バンプの厚さよりも大きいことが望ましい。
【００１９】
また、前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を有していることが望ましい。
【００２０】
また、前記支持パターン層の材料は、ポリカーボネート、ベンゾシクロブテン、アクリル有機材料、フッ素含有ポリイミド、テフロン（登録商標）、パリレン（登録商標）、炭素、酸素及び水素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物、窒素及び酸素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物、イオンをドープしたシリコン酸化物、並びに、イオンをドープした金属酸化物からなる群から選択されるものであることが望ましい。
【００２１】
また、前記導電塊の材料はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせであることが望ましい。
【００２２】
また、前記導電バンプの材料はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせであることが望ましい。
【００２３】
また、前記支持パターン層の前記開口の形状は菱形、方形、円形、楕円形及び多辺形からなる群から選択されるものであることが望ましい。
【００２４】
また、前記導電バンプの形状は前記開口の形状と相似であることが望ましい。
【００２５】
また、前記電子装置はプレート型コンピュータ、表示パネルまたはスクリーンのいずれかであることが望ましい。
【００２６】
また、本発明はタッチパネルの製造方法であって、トランジスタ板を形成する工程と、前記トランジスタ板上に少なくとも１つの導電塊を形成する工程と、前記トランジスタ板上に、導電塊の少なくとも一部が露出されるように、少なくとも１つの開口が形成された支持パターン層を形成する工程と、前記支持パターン層上に弾性導電膜層を配置する工程とを具備している。
【００２７】
また、前記支持パターン層上に弾性導電膜層を配置する工程の前に、前記導電塊の表面に前記支持パターン層の厚さよりも小さい導電バンプを形成する工程を、さらにを具備していることが望ましい。
【００２８】
また、前記支持パターン層を形成する工程は、前記トランジスタ板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜における所定の部分を除去して開口を形成する工程とを、さらに具備していることが望ましい。
【００２９】
また、前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を形成することが望ましい。
【００３０】
また、本発明は基板に形成されたタッチ素子であって、少なくとも、前記基板上に形成された導電塊と、前記基板上に形成され、前記導電塊の少なくとも一部が露出されるように、少なくとも１つの開口が形成された支持パターン層と、前記支持パターン層上に配置された弾性導電膜層とを具備している。
【００３１】
また、前記基板は少なくとも１つの薄膜トランジスタを有するトランジスタ板であることが望ましい。
【００３２】
また、前記導電塊の上に、前記開口の中に形成された導電バンプをさらに有していることが望ましい。
【００３３】
また、前記支持パターン層の厚さは前記導電バンプの厚さよりも大きいことが望ましい。
【００３４】
また、前記支持パターン層の下にさらに補助パッシベーション膜を有していることが望ましい。
【００３５】
支持パターン層の形成により、弾性導電膜層を均一かつ強固に支持することができる。また、支持パターン層の形成により、弾性導電膜層の表面粗さの制御が容易に行われ、電子装置への組込が容易に行われる。
【発明の効果】
【００３６】
上述したように、本発明の指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法によれば、製品安定性と実装品質を改善することができる。
【００３７】
また、本発明の指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法によれば、プレート型コンピュータ、表示パネル、スクリーンなど、表示機能を有する電子装置の表示画面の品質を向上させることができる。
【００３８】
また、本発明の指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法によれば、プレート型コンピュータ、表示パネル、スクリーンなど、表示機能を有する電子装置の製品寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の技術内容を明らかにするものであって、このような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。
【００４０】
＜実施形態１＞
本実施形態では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ４２(Bottom Gate TFT)を例として説明するが、トップゲート型の薄膜トランジスタ(Top Gate TFT)にも適用することが可能である。本発明に係るタッチパネル４０は例えばプレート型コンピュータ、表示パネル、スクリーンに応用することが可能である。図３.Ａは本発明の実施形態１に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネル４０を示す立体分解図である。図３.Ｂは図３.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。図３.Ａは４つの薄膜トランジスタ４２のみを含むタッチパネル４０の一部を示すものである。図３.Ａに示すように、トランジスタ板４１において、複数のデータ線４４が基板４５上にて縦に伸びるように横に配列されており、複数の走査線４６が基板４５上にて横に伸びるように縦に配列されることにより、複数の区域が区分される。各薄膜トランジスタ４２はこれらの区域にそれぞれ配置され、かつ、そのドレインＤは隣接のデータ線４４に接続され、ゲートＧは隣接の走査線４６に接続される。
【００４１】
そして、図３.Ｂに示すように、タッチパネル４０はトランジスタ板４１と、トランジスタ板４１上に形成された複数の導電塊４７と、トランジスタ板４１上に形成され、複数の導電塊４７のそれぞれの少なくとも一部が露出されるように、複数の開口５１が形成された支持パターン層５２と、支持パターン層５２上に配置された弾性導電膜層４８とを有している。ここでは、トランジスタ板４１は基板４５と、基板４５上に形成されたアレイ配列の複数の薄膜トランジスタ４２と、基板４５および各薄膜トランジスタ４２上に形成され、各薄膜トランジスタ４２を保護するためのパッシベーション膜４３とを有している。複数の導電塊４７のそれぞれはパッシベーション膜４３を貫通し、薄膜トランジスタ４２のソースＳに接続されている。
【００４２】
パッシベーション膜４３は無機材料または有機材料からなり、絶縁並びにこれらの薄膜トランジスタを保護する機能を有している。無機材料としては、例えば窒素及び酸素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物（例えばSixNz,SixOy,SixOyNzなど）、イオンをドープしたシリコン酸化物（例えば燐ガラス(phosphorus-doped silicon dioxide glass,PSG)）を挙げることができる。有機材料としては、例えばレジストまたは炭素、酸素及び水素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物（例えばSixOyCn,SixOyCnHm,SixCnなど）を挙げることができる。
【００４３】
また、導電塊４７は好ましくは光透過可能な材料により形成され、例えばインジウム・スズ酸化物(indium tin oxide,ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(indium zinc oxide,IZO)を挙げることができる。また、導電塊４７は光透過不可能な材料により形成されてもよく、例えば金(Au)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti) を挙げることができる。また、導電塊４７は光を半透過する材料により形成されてもよく、例えば導電ゴムを挙げることができる。また、導電塊４７はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される２種以上の組み合わせの材料により形成されてもよい。
【００４４】
また、支持パターン層５２を構成する絶縁材料は、例えばポリカーボネート(PC)、ベンゾシクロブテン(Benzocyclo Butene, BCB)、アクリル有機材料(Acryl organic layer)、フッ素含有ポリイミド(F-added polyimide)、酸化炭化シリコン(SixOyCn)、テフロン(登録商標）(Teflon)、パリレン（登録商標）(parylene)、並びに、炭素、酸素及び水素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物などの有機材料を挙げることができる。また、窒素及び酸素のいずれかの元素を含むシリコン含有化合物（例えばSixNz,SixOy,SixOyNzなど）、イオンをドープしたシリコン酸化物（PSG）、並びに、イオンをドープした金属酸化物(Metal Oxide)などの無機材料を挙げることもできる。また、液晶パネルの開口率を向上させるための超高開口率(Ultra High Aperture,UHA)パネル製造技術に使う有機材料を絶縁材料として使用することもできる。このような有機材料により、支持パターン層の支持の高さを効果的に向上することができる。
【００４５】
また、弾性導電膜層４８は例えば、PET、PMMA、PC、PPもしくはPEなどの柔軟材料により構成される。また、弾性導電膜層４８の下側の表面に不図示の導電物質が形成されている。導電物質は好ましくは光透過可能な材料により形成され、例えばインジウム・スズ酸化物(ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)を挙げることができる。また、導電物質は光透過不可能な材料により形成されてもよく、例えば金(Au)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)を挙げることができる。また、導電物質は光を半透過する材料により形成されてもよく、例えば導電ゴムを挙げることができる。また、導電物質はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される２種以上の組み合わせの材料により形成されてもよい。
【００４６】
本実施形態の構成によれば、トランジスタ板４１上に支持パターン層５２を形成することにより、弾性導電膜層４８を均一かつ強固に支持することができる。
【００４７】
また、本実施形態の構成によれば、ユーザの指がタッチパネル４０をタッチする際に、弾性導電膜層４８に圧力をかけるので、タッチされる部分の弾性導電膜層４８とその下にある複数の導電塊４７とが接することにより、弾性導電膜層４８と複数の導電塊４７との間に電気信号が生じる。これらの電気信号は導電塊４７を介して、電気的に接続されている薄膜トランジスタ４２のソースＳに伝送されるとともに、走査線４６を介して、電気信号を走査する。これにより、各薄膜トランジスタ４２に伝送される電気信号をカラム毎にサンプリングし、かつデータ線４４によりこの電気信号が対応する薄膜トランジスタ４２の位置を判断することにより、指のタッチ位置または指紋の隆線パターンを判別することができる。
【００４８】
＜実施形態２＞
本実施形態では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ４２を例として説明するが、トップゲート型の薄膜トランジスタにも適用することが可能である。図４.Ａは本発明の実施形態２に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネル４０を示す立体分解図である。図４.Ｂは図４.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。図４.Ａは４つの薄膜トランジスタ４２のみを含むタッチパネル４０の一部を示すものである。本実施形態と実施形態１との相違点は導電塊４７の表面にさらに、支持パターン層５２の厚さよりも小さい導電バンプ５０を形成することである。図４.Ｂに示すように、導電バンプ５０は支持パターン層５２に形成された開口５１の中に設けられている。支持パターン層５２の厚さは１.５〜３.０μm程度であるが、導電バンプ５０の厚さは０.８〜１.０μm程度である。ここでは、導電バンプ５０は好ましくは光透過可能な材料により形成され、例えばインジウム・スズ酸化物(ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)を挙げることができる。また、導電バンプ５０は光透過不可能な材料により形成されてもよく、例えば金(Ａu)、アルミニウム(Ａl)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)を挙げることができる。また、導電バンプ５０は光を半透過する材料により形成されてもよく、例えば導電ゴムを挙げることができる。また、導電バンプ５０はインジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、金、アルミニウム、白金、パラジウム、銅、モリブデン、チタン及び導電ゴムからなる群から選択される２種以上の組み合わせの材料により形成されてもよい。
【００４９】
本実施形態の構成によれば、トランジスタ板４１上に支持パターン層５２を形成することにより、弾性導電膜層４８を均一かつ強固に支持することができる。
【００５０】
また、本実施形態の構成によれば、ユーザがタッチパネル４０をタッチする際に、導電バンプ５０を介して、弾性導電膜層４８と導電塊４７との電気的接続をさらに容易に行うことができる。これにより、弾性導電膜層４８と導電塊４７との接触により生じる電気信号がさらに容易に薄膜トランジスタ４２のソースＳに伝送されることにより、指のタッチ位置または指紋の隆線パターンをさらに容易に判別することができる。即ち、本実施形態によれば、感度のさらに高いタッチパネル４０を提供することができる。
【００５１】
＜実施形態３＞
本実施形態では、トップゲート型の薄膜トランジスタ４２を例として説明するが、ボトムゲート型の薄膜トランジスタにも適用することが可能である。図５.Ａは本発明の実施形態３に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネル４０を示す立体分解図である。図５.Ｂは図５.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。図５.Ａは４つの薄膜トランジスタ４２のみを含むタッチパネル４０の一部を示すものである。図５.Ａに示すように、支持パターン層５２に、導電塊４７における６つの部分が露出されるように、大きさが前記実施形態１よりも小さい６つの開口５１が形成されている。また、支持パターン層５２の大きさを大きくすることにより、弾性導電膜層４８を更に均一かつ強固に支持することができる。ここでは、本実施形態に係る開口５１は１０μm×１０μm程度の方形であるが、前記大きさと形状に限定されるものではない。電気信号の伝達に影響を与えないものであれば、菱形、円形、楕円形または多辺形などの形状にも適用することができる。また、導電塊４７の表面に各開口５１の形状と相似の形状であって、支持パターン層５２の厚さよりも小さい導電バンプ５０が形成されている。導電バンプ５０の形状も限定されなく、開口５１の中に収容できれば、菱形、方形、円形、楕円形または多辺形などの形状にも適用することができる。
【００５２】
本実施形態の構成によれば、トランジスタ板４１上に支持パターン層５２を形成することにより、弾性導電膜層４８を均一かつ強固に支持することができる。
【００５３】
また、本実施形態の構成によれば、ユーザがタッチパネル４０をタッチする際に、導電バンプ５０を介して、弾性導電膜層４８と導電塊４７との電気的接続をさらに容易に行うことができる。これにより、弾性導電膜層４８と導電塊４７との接触により生じる電気信号がさらに容易に薄膜トランジスタ４２のソースＳに伝送されることにより、指のタッチ位置または指紋の隆線パターンをさらに容易に判別することができる。即ち、本実施形態によれば、感度のさらに高いタッチパネル４０を提供することができる。
【００５４】
＜実施形態４＞
本実施形態では、トップゲート型の薄膜トランジスタ４２を例として説明するが、ボトムゲート型の薄膜トランジスタにも適用することが可能である。図６.Ａは本発明の実施形態４に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネル４０を示す立体分解図である。図６.Ｂは図６.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。図６.Ａは４つの薄膜トランジスタ４２のみを含むタッチパネル４０の一部を示すものである。図６.Ａに示すように、支持パターン層５２に、４つの導電塊４７が露出されるように、大きさが前記実施形態１〜実施形態３よりも大きな１つの開口５１が形成されている。本実施形態と実施形態３との相違点は開口５１の大きさと数であり、他の構成は実施形態３と同じであるので、説明は省略する。
【００５５】
本実施形態の構成によれば、トランジスタ板４１上に支持パターン層５２を形成することにより、弾性導電膜層４８を均一かつ強固に支持することができる。
【００５６】
また、本実施形態の構成によれば、ユーザがタッチパネル４０をタッチする際に、導電バンプ５０を介して、弾性導電膜層４８と導電塊４７との電気的接続をさらに容易に行うことができる。これにより、弾性導電膜層４８と導電塊４７との接触により生じる電気信号がさらに容易に薄膜トランジスタ４２のソースＳに伝送されることにより、指のタッチ位置または指紋の隆線パターンをさらに容易に判別することができる。即ち、本実施形態によれば、感度のさらに高いタッチパネル４０を提供することができる。
【００５７】
図７.Ａ〜図７.Ｄは本発明の実施形態１に係るタッチパネル４０の製造方法を説明する図である。図７.Ａに示すように、基板４５の上にアレイ配列が形成された薄膜トランジスタ４２と、不図示の複数のデータ線と、不図示の複数の走査線とを形成し、その後、パッシベーション膜４３を薄膜トランジスタ４２と基板４５に被覆させることにより、トランジスタ板４１を形成する。
【００５８】
次に、図７.Ｂに示すように、パッシベーション膜４３に薄膜トランジスタ４２までの複数のスルーホールを形成し、その後、複数のスルーホール上に複数の導電塊４７を形成する。
【００５９】
次に、図７.Ｃに示すように、トランジスタ板４１上に絶縁材料からなる支持パターン層５２を形成し、その後、図示しないが、支持パターン層５２の表面上に、露光及び現像により、導電塊４７に対応した位置に開口を有するレジスト層を選択的に形成する。次に、ドライエッチングにより、支持パターン層５２の選択的除去を行う。レジスト層はエッチングの後に除去され、図７.Ｃに示すように、支持パターン層５２の一部に開口部５１を形成する。これにより、各導電塊４７の少なくとも一部が露出する。
【００６０】
次に、図７.Ｄに示すように、支持パターン層５２上に弾性導電膜層４８を配置する。これにより、タッチパネル４０の製作が完了する。
【００６１】
図８.Ａ〜図８.Ｈは本発明の実施形態２に係るタッチパネル４０の製造方法を説明する図である。図８.Ａに示すように、基板４５の上にアレイ配列が形成された薄膜トランジスタ４２と、不図示の複数のデータ線と、不図示の複数の走査線とを形成し、その後、パッシベーション膜４３を薄膜トランジスタ４２と基板４５に被覆させることにより、トランジスタ板４１を形成する。
【００６２】
次に、図８.Ｂに示すように、パッシベーション膜４３に薄膜トランジスタ４２までの複数のスルーホールを形成し、その後、複数のスルーホール上に複数の導電塊４７を形成する。次に、複数の導電塊４７上に補助パッシベーション膜５３を形成する。
【００６３】
次に、図８.Ｃに示すように、補助パッシベーション膜５３上に有機膜５２Ａを形成し、その後、図示しないが、有機膜５２Ａの表面上に、レジスト層を形成する。
【００６４】
次に、図８.Ｄに示すように、マスク７０を用いた露光及び現像により、レジスト層の一部に開口部を形成する。マスク７０はハーフトーンマスク(half-tone mask)、スリットパタ−ン(slit-pattern)を有するマスク、もしくは通常のマスクを利用することができる。次に、レジスト層をマスクとし、ドライエッチングにより、有機膜５２Ａの選択的除去を行い、そして、除去されない有機膜５２Ｂをエッチングストッパとして、更にドライエッチングを行い、有機膜５２Ｂに覆われない補助パッシベーション膜５３を除去し、レジスト層はエッチングの後に除去される。これにより、図８.Ｅに示すように、導電塊４７の少なくとも一部を露出させる。エッチング後の有機膜５２Ｂが支持パターン層５２となる。
【００６５】
次に、図８.Ｆに示すように、金属膜５０Ａを堆積し、その後、図示しないが、金属膜５０Ａの表面上に、レジスト層を形成する。
【００６６】
次に、図示しないが、露光及び現像により、導電塊４７に対応した位置以外のレジスト層を除去し、レジスト層７２を形成する。次に、図８.Ｇに示すように、レジスト層７２をマスクとしてドライエッチングにより、金属膜５０Ａを除去し、レジスト層７２はエッチングの後に除去される。これにより、図８.Ｈに示すように、支持パターン層５２の厚さよりも小さい導電バンプ５０を形成し、その後、支持パターン層５２上に弾性導電膜層４８を配置する。これにより、タッチパネル４０の製作を完了する。
【００６７】
また、本発明の実施形態３と実施形態４に係るタッチパネル４０の製造方法は前述した実施形態２に係るタッチパネル４０の製造方法と同一であるので、その説明は省略する。
【００６８】
以上、本発明に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネルとその製造方法の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨と特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、図３.Ｂに示すように、少なくとも１つの薄膜トランジスタ４２を含む基板、例えばトランジスタ板４１上に、少なくとも、１つの導電塊４７と、１つの支持パターン層５２と、１つの開口５１と、１つの弾性導電膜層４８とを含むタッチ素子８０が形成される。ここでは、導電塊４７と支持パターン層５２が基板、例えばトランジスタ板４１上に形成され、弾性導電膜層４８が支持パターン層５２上に形成され、導電塊４７の少なくとも一部が開口５１から露出される。また、図４.Ｂに示すように、前述したタッチ素子８０では導電塊４７上にさらに導電バンプ５０を形成しても良い。このようなタッチ素子８０は当業者が適宜選択可能であるので、本発明の範囲から除外されるものではないことは言うまでもない。
【００６９】
また、図３.Ｂに示すように、トランジスタ板４１の表面の周囲部分に、従来のようなスペーサ４９を設けることにより、弾性導電膜層４８全体に対する支持能力を一層向上させることができ、さらに、タッチパネル４０全体の実装品質を向上させることができることは当業者が適宜選択可能であるので、本発明の範囲から除外されるものではないことは言うまでもない。
【００７０】
また、本発明に係るタッチパネル４０は例えば表示パネル、スクリーン、プレート型コンピュータなど、表示機能を有する電子装置に応用される場合、タッチパネル４０は光透過可能でなければならない。前述したように、タッチパネル４０を構成するパッシベーション膜４３、導電塊４７、弾性導電膜層４８、導電バンプ５０、支持パターン層５２の材料はすべて光透過可能なものとすることができる。特にパッシベーション膜４３と弾性導電膜層４８は前述した材料以外、ガラス、高分子重合材料、有機材料、もしくは半導体基板に使用されるシリコンの無機材料を利用することもできる。一方、タッチパネル４０は身元確認に使う指紋認識システムなど、表示機能を有しない電子装置に応用される場合、光透過性材料を利用しなくても良い。この場合、構成材料の選択の自由度が増えることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の抵抗型タッチパネルを示す図。
【図２．Ａ】従来の指紋認識機能を搭載したタッチパネルを示す平面図である。
【図２．Ｂ】図２.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。
【図３．Ａ】本発明の実施形態１に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネルを示す立体分解図である。
【図３．Ｂ】図３.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。
【図４．Ａ】本発明の実施形態２に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネルを示す立体分解図である。
【図４．Ｂ】図４.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。
【図５．Ａ】本発明の実施形態３に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネルを示す立体分解図である。
【図５．Ｂ】図５.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。
【図６．Ａ】本発明の実施形態４に係る指紋認識機能を搭載したタッチパネルを示す立体分解図である。
【図６．Ｂ】図６.Ａのａ-ａ線に沿った断面図である。
【図７．Ａ】本発明の実施形態１に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図７．Ｂ】本発明の実施形態１に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図７．Ｃ】本発明の実施形態１に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図７．Ｄ】本発明の実施形態１に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。説明する図である。
【図８．Ａ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｂ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｃ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｄ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｅ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｆ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｇ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【図８．Ｈ】本発明の実施形態２に係るタッチパネルの製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７２】
４０  タッチパネル
４１  トランジスタ板
４２  薄膜トランジスタ
４３  パッシベーション膜
４５  基板
４７  導電塊
４８  弾性導電膜層
５０  導電バンプ
５２  支持パターン層
５３  補助パッシベーション膜
【図１】
2006190243.tif 000003
【図２．Ａ】
2006190243.tif 000004
【図２．Ｂ】
2006190243.tif 000005
【図３．Ａ】
2006190243.tif 000006
【図３．Ｂ】
2006190243.tif 000007
【図４．Ａ】
2006190243.tif 000008
【図４．Ｂ】
2006190243.tif 000009
【図５．Ａ】
2006190243.tif 000010
【図５．Ｂ】
2006190243.tif 000011
【図６．Ａ】
2006190243.tif 000012
【図６．Ｂ】
2006190243.tif 000013
【図７．Ａ】
2006190243.tif 000014
【図７．Ｂ】
2006190243.tif 000015
【図７．Ｃ】
2006190243.tif 000016
【図７．Ｄ】
2006190243.tif 000017
【図８．Ａ】
2006190243.tif 000018
【図８．Ｂ】
2006190243.tif 000019
【図８．Ｃ】
2006190243.tif 000020
【図８．Ｄ】
2006190243.tif 000021
【図８．Ｅ】
2006190243.tif 000022
【図８．Ｆ】
2006190243.tif 000023
【図８．Ｇ】
2006190243.tif 000024
【図８．Ｈ】
2006190243.tif 000025