(57)【要約】【課題】画面の視認性と製造歩留まりとを同時に改善することを可能とするタッチセンサー基板等を提供する。【解決手段】タッチセンサー基板１０は、第１の方向に延在する互いに平行な複数の第１の電極１０１と、第２の方向に延在する互いに平行な複数の第２の電極１０２とを備える。これら第１および第２の電極は、一方が各電極要素と同層の接続パターン１１１によって、他方が各電極要素と異層の接続パターン１１２によって接続され、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが絶縁体で構成された層間膜１０３を介して重なっている。そして、この層間膜１０３が、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが重なる部分から各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が前記空隙部において連続している状態に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された静電容量方式のタッチセンサー基板であって、
前記透明基板上の同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極と、前記第１の電極と同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第２の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第２の電極とを備え、
これら第１および第２の電極は、電気的に同等となる前記各電極要素同士が同層の接続パターンまたは異層の接続パターンによって接続され、前記同層の接続パターンと前記異層の接続パターンとが絶縁体で構成された層間膜を介して重なっているものであると共に、
この層間膜が、前記同層の接続パターンと前記異層の接続パターンとが重なる部分から前記各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が前記空隙部において連続している状態に形成され、前記第１および第２の電極が形成される領域に前記層間膜は実質的に形成されていないこと、を特徴とするタッチセンサー基板。
【請求項２】
前記層間膜が、前記第１の電極のパターン、もしくは第２の電極のパターンとの間で、重なる状態、もしくは間隔を有する状態のうちいずれかの形状で構成されていること、を特徴とする請求項１に記載のタッチセンサー基板。
【請求項３】
前記層間膜が、全ての前記電極要素との間で重なる領域を有し、かつ隣り合う前記電極要素間の前記空隙部全体に充填された形状で構成されていること、を特徴とする請求項２に記載のタッチセンサー基板。
【請求項４】
前記層間膜が、全ての前記第１の電極、および第２の電極とを区画すると共に、前記第１および第２の電極を囲むように連続する形状で構成されていること、を特徴とする請求項２に記載のタッチセンサー基板。
【請求項５】
前記層間膜，前記同層の接続パターン，および前記第１もしくは第２の電極のうちの一方のパターンが、前記異層の接続パターンを覆う形状で形成されていること、を特徴とする請求項１、請求項２、請求項４のうちいずれか１項に記載のタッチセンサー基板。
【請求項６】
前記層間膜が、前記第１および第２の電極のうちいずれか一方のみと重なるように形成されていること、を特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のタッチセンサー基板。
【請求項７】
前記層間膜が、複数の透明絶縁材料を積層することによって形成されていること、を特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載のタッチセンサー基板。
【請求項８】
前記層間膜が、透明絶縁材料による第１および第２の層間膜を積層することによって形成され、且つユーザがタッチする側より遠い側の前記第１の層間膜の膜厚が、前記第２の層間膜の膜厚よりも厚いこと、を特徴とする請求項７に記載のタッチセンサー基板。
【請求項９】
前記第２の層間膜がシリコン窒化膜によって形成され、且つ前記第１および第２の電極が酸化インジウムスズによって形成されていること、を特徴とする請求項８に記載のタッチセンサー基板。
【請求項１０】
前記第２の層間膜の膜厚が、前記第１および第２の電極の膜厚と同等となるように形成されていること、を特徴とする請求項９に記載のタッチセンサー基板。
【請求項１１】
前記異層の接続パターンが透明導電材料によって形成されていること、を特徴とする請求項１乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載のタッチセンサー基板。
【請求項１２】
画像情報を表示する液晶表示パネルの前面に、この液晶表示パネルに表示された内容に対応した入力操作を可能とするタッチセンサー基板を配置した画像表示装置であって、
前記タッチセンサー基板が請求項１乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載のタッチセンサー基板であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
静電容量方式のタッチセンサー基板の製造方法であって、
基板上に導電材料による第１の接続パターンを形成し、
前記第１の接続パターンの上に絶縁体による層間膜を形成し、
前記層間膜の上に多角形の電極要素および第２の接続パターンを形成すると共に、これら電極要素のうちの一部を前記第１の接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極とし、かつ前記電極要素の残りを前記第２の接続パターンによって第２の方向に接続して延在すると共に前記第１の電極との間が前記層間膜によって絶縁されている互いに平行な複数の第２の電極とする各工程を備えると共に、
前記層間膜を、前記同層の接続パターンと前記異層の接続パターンとが重なる部分から前記各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が前記空隙部において連続している状態に形成したこと、を特徴とするタッチセンサー基板の製造方法。
【請求項１４】
静電容量方式のタッチセンサー基板の製造方法であって、
基板上に多角形の電極要素および第１の接続パターンを形成すると共に、これら電極要素のうちの一部を前記第１の接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極とし、
前記第１の電極の上に絶縁体による層間膜を形成し、
前記層間膜の上に第２の接続パターンを形成して、この第２の接続パターンによって前記電極要素の残りを第２の方向に接続して延在すると共に前記第１の電極との間が前記層間膜によって絶縁されている互いに平行な複数の第２の電極とする各工程を備えると共に、
前記層間膜を、前記同層の接続パターンと前記異層の接続パターンとが重なる部分から前記各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が前記空隙部において連続している状態に形成したこと、を特徴とするタッチセンサー基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサー基板、画像表示装置、およびタッチセンサー基板の製造方法に関し、特に画面の視認性が高く、かつ製造不良の発生しにくいタッチセンサー基板等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、たとえばスマートフォン、タブレット、ノート型パーソナルコンピュータなどの電子機器で、入出力手段として液晶ディスプレイとタッチセンサー基板とを合わせたタッチパネルを備えたものが一般的になっている。このようなタッチパネルは、表示画面に直接指（もしくはタッチペンなど）で触れて入力操作を行えるので、ユーザにとって直感的かつ簡便に操作可能なユーザーインターフェースを実現することができる。
【０００３】
タッチセンサー基板の中では、特に投影型静電容量方式（Projected CAPacitive type、以後ＰＣＡＰ方式という）が、そのようなタッチパネルにおいて最も多く利用されている。これは、ユーザが指で触れた部分の静電容量の変化を、タッチセンサー基板上の縦方向と横方向に延設されたセンサー電極によって検出するという方式である。このタッチセンサー基板は、電気的に絶縁されている第１電極と第２電極からなる複数のセンサー電極と、第１電極と第２電極の少なくとも交差部を層間分離（絶縁）するための層間膜とで構成されている。
【０００４】
この方式は、センサー電極に指が直接触れなくても、指が近づくだけでその位置を検出することができるので、タッチパネルの表面にガラスなどのカバーを配置することが可能となり、耐久性、耐環境性、デザイン性などに優れている。この方式はまた、指が触れた位置の検出精度が高く、さらに多点検出が可能であるので、特にスマートフォンにおけるスライド入力、フリック入力、ジェスチャー入力などのような複雑な入力操作を可能とし、操作性の改善に大きく貢献している。
【０００５】
その反面、このタッチセンサー基板は、液晶ディスプレイに対する視認性を阻害しないよう、センサー電極および層間膜を無色透明な材料で構成することを要求される。センサー電極の材料としてはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、層間膜の材料としてはアクリル樹脂やポリイミド樹脂が利用されることが一般的ではあるが、これらはいずれも完全に無色透明なものではない。
【０００６】
そのため、センサー電極および層間膜の光学的特性に起因する表示画面の視認性の低下が生じる。この点を改善すべく、以前より多くの技術的試みがなされている。以下、その中で代表的な試みについて説明する。
【０００７】
タッチセンサー基板の構成は基本的に、前述の第１電極と第２電極とを２層でそれぞれ形成する場合と、同一の１層で形成する場合とがある。このうち２層で形成する構成では、センサー電極は層間絶縁膜を挟んで別層で形成される。そのため、第１電極と第２電極とで反射光に対する光路長が異なり、光学特性に差分が生じ、視認性の低下が生じる。
【０００８】
特許文献１には、このセンサー電極の第１電極と第２電極とを同一層で形成するという技術が記載されている。第１電極と第２電極とを同一層で形成すれば、少なくともセンサー電極が存在する部分では光学特性は同一となるので、視認性の低下は抑制される。
【０００９】
特許文献２および３には、第１電極と第２電極にそれぞれ電気的に接続された接続パターンの交差部のみに必要最低限の層間膜パターンを形成し、これによって透過率の低下を抑制するという技術が記載されている。層間膜が全面に存在する構成では、その層間膜の存在によって透過率が少なからず低下することなる。特に、第１電極と第２電極との間の結合容量を低減するために、有機樹脂等による厚膜で層間膜が形成される場合は、より顕著に透過率が低下する。そこで、交差部のみに層間膜を形成することによって、その透過率の低下を抑制することは可能となる。
【００１０】
特許文献３ではさらに、センサー電極が有る部分と無い部分との間の光学特性の違いに起因する視認性の悪化を抑制すべく、電極パターンの無い部分、即ち隣り合う電極パターンの間の空隙の一部に、電極パターンと同等の屈折率を備えたダミーパターンを形成するという構成によって、視認性を改善するということも記載されている。
【００１１】
しかしながらこの技術では、ダミーパターンが電極パターンと同時に形成される場合にこれらダミーパターンと電極パターンの両方のためのスペースを確保する必要があるので、電極パターンの無い部分を完全になくすことはできない。そのため、視認性の改善の効果は小さい。そこで同文献には、ダミーパターンを電極パターンとは異なる材料で別層として形成することも記載されている。
【００１２】
以上特許文献１〜３の各々に記載の技術については、それらを各々既存技術１〜３と称し、次の段でより詳しく説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−２６５７４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４０３７０号公報
【特許文献３】特許第４７２０８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（既存技術１について）
図１６は、特許文献１に記載の（既存技術１に係る）タッチセンサー基板９１０の構成について示す平面図である。このタッチセンサー基板９１０はＰＣＡＰ方式であり、透明基板９１６上に、センサー電極としての第１電極９１１および第２電極９１２が、同一層で同一平面上に隣接するように形成されている。第１電極９１１はこれと同層に配置された同層接続パターン９１３で電気的に接続されて延設され、第２電極９１２はこれと異層に配置された異層接続パターン９１４で電気的に接続されて第１電極と異なる方向に延設されている。
【００１５】
ここで、同層接続パターン９１３と異層接続パターン９１４とは、層間膜９１５によって電気的に層間絶縁されて交差するように形成されている。かつ、層間膜９１５は、前記交差部分を含んで孤立パターンとなるように、かつ第２電極９１２と重なる部分がないように形成されている。
【００１６】
図１７は、図１６のＨ−Ｈ’間の断面図である。タッチセンサー基板９１０は、透明基板９１６上に、まず異層接続パターン９１４、次に層間膜９１５の順で続けて形成した後で、第１電極９１１、第２電極９１２および同層接続パターン９１３を同一層（この層をセンサー電極層という）で形成し、最後にセンサー電極層の上に保護膜９１７を形成するという各工程によって製造される。
【００１７】
この構成だと、センサー電極層のパターンにも層間膜９１５のパターンにも重ならない露出領域９１８が存在する。この露出領域９１８は、センサー電極層のパターンを形成する際のエッチング処理の際に露出しているので、センサー電極層の膜材料と異層接続パターン９１４の膜材料は、センサー電極層のエッチング処理に選択性があるような材料を選択する必要があった。つまり、膜材料が限定されてしまい、光の透過率や電気抵抗などを考慮して最適な膜材料を選択することができないという点で課題があった。
【００１８】
（既存技術２について）
既存技術１の上記の問題を解決できる技術として、既存技術２が存在する。図１８は、特許文献２に記載の（既存技術２に係る）タッチセンサー基板９２０の構成について示す平面図である。
【００１９】
このタッチセンサー基板９２０はＰＣＡＰ方式であり、透明基板９２６上に、センサー電極としての第１電極９２１および第２電極９２２が、同一層で同一平面上に隣接するように形成されている。第１電極９２１はこれと同層に配置された同層接続パターン９２３で電気的に接続されて延設され、第２電極９２２はこれと異層に配置された異層接続パターン９２４で電気的に接続されて第１電極と異なる方向に延設されている。
【００２０】
ここで、同層接続パターン９２３と異層接続パターン９２４とが交差する部分は、層間膜９２５によって電気的に層間絶縁されて交差するように形成されている。層間膜９２５は、この同層接続パターン９２３と異層接続パターン９２４との交差部分に限定されて形成され、かつ第２電極９２２と一部が重なるように形成されている。
【００２１】
従って、異層接続パターン９２４は必ず、センサー電極層のパターンまたは層間膜９２５のいずれかと重なっているため、図１６〜１７に示した露出領域９１８と同様にエッチング処理の際に露出する部分が生じることはない。そのため、エッチング処理に選択性があるような膜材料を選択する必要がなくなり、最適な膜材料を選択することができるようにはなる。
【００２２】
即ち、前述の既存技術１の課題は解決する。しかしながら、これによって別の問題が生じる。この点について説明する。
【００２３】
図１９は、図１８に示したタッチセンサー基板９２０の、同層接続パターン９２３の端部付近領域９２３ａを拡大して示す斜視図である。既存技術１と同様に、透明基板９２６上に、まず異層接続パターン９２４、次に層間膜９２５の順で続けて形成した後で、センサー電極層を形成することが、このタッチセンサー基板９２０の製造工程となる。
【００２４】
ここで、層間膜９２５が孤立パターンとなうように形成された後で、センサー電極層である第１電極９２１、第２電極９２２および同層接続パターン９２３が形成される。同層接続パターン９２３と異層接続パターン９２４は、これらの接続パターンの間で形成される寄生容量を小さくして、延設されるセンサー電極の配線時定数を小さくする必要がある。このため、層間膜９２５は比較的厚い膜厚で形成される。
【００２５】
この膜厚によって生じる段差に起因して、層間膜９２５の端部に沿ってセンサー電極材料の膜残り９２８が発生し、隣接する第１電極９２１と第２電極９２２とがこれによってショートするという問題が生じる。
【００２６】
この製造工程では、層間膜９２５までが形成された基板にセンサー電極材料が成膜され、第１電極９２１および第２電極９２２のパターン形成のためにフォトレジストが塗布される。その際に、層間膜９２５の大きな段差付近では、フォトレジストが他の部分に比べて厚く塗布されてしまうため、露光および現像エッチング性が悪くなり、結果として層間膜９２５の端部に沿ってフォトレジストの膜残りが発生する。この膜残りが原因となってセンサー電極材料の膜残り９２８が発生して、隣り合うセンサー電極パターン間のショート経路となってしまう。
【００２７】
（既存技術３について）
既存技術２の上記の問題を解決できる技術として、既存技術３が存在する。図２０は、特許文献３に記載の（既存技術３に係る）タッチセンサー基板９３０の構成について示す平面図である。
【００２８】
このタッチセンサー基板９３０はＰＣＡＰ方式であり、透明基板９３６上に、センサー電極としての第１電極９３１および第２電極９３２が、同一層で同一平面上に隣接するように形成されている。第１電極９３１はこれと同層に配置された同層接続パターン９３３で電気的に接続されて延設され、第２電極９３２はこれと異層に配置された異層接続パターン９３４で電気的に接続されて第１電極と異なる方向に延設されている。
【００２９】
ここで、同層接続パターン９３３と異層接続パターン９３４とは、層間膜９３５によって電気的に層間絶縁されて交差するように形成されている。層間膜９３５は、孤立パターンではなく、第２電極９３２と異層接続パターン９３４との間の接続部分に開けられたスルーホール９３５ａを除いて、タッチセンサー基板９３０上のほぼ全面にわたって形成されている。
【００３０】
従って、異層接続パターン９３４は、センサー電極層のパターンまたは層間膜９３５のいずれかと重なっているため、図１６〜１７に示した露出領域９１８と同様にエッチング処理の際に露出する部分が生じることはない。そのため、既存技術１の課題は生じない。また、既存技術３は、既存技術２のように隣接するセンサー電極パターン間のショート経路を作る可能性のあるパターン端が存在しない。そのため、既存技術２の課題は生じない。
【００３１】
しかしながら、既存技術３では、層間膜９３５をほぼ全面に形成したことによる新たな課題が生じる。この課題は、既存技術１〜２のように、層間膜をセンサー電極の交差部分のみにしか形成しない構成、つまり層間膜をほぼ全面に形成しない構成でも生じうる。これについて説明する。
【００３２】
図２１は、図１８（既存技術２）のＩ−Ｉ’の断面形状を示す断面図である。既存技術２に係るタッチセンサー基板９２０では、層間膜９２５は同層接続パターン９２３と異層接続パターン９２４との交差部分にしか形成されていない。このため、画面表示の光が透過する経路は、「透明基板９２６→第１電極９２１または第２電極９２２→保護膜９２７」の経路３Ａと、「透明基板９２６→保護膜９２７」の経路３Ｂの２通りが存在する。
【００３３】
センサー電極を経由する経路３Ａと、センサー電極を経由しない３Ｂとでは、センサー電極（第１電極９２１または第２電極９２２）の透過率の分だけタッチセンサー基板９２０全体としての透過率に差が生じることとなる。ここで、経路３Ａと３Ｂとでは光が通過せねばならない膜の数が異なる。即ち膜界面の数が異なるため、反射率の制御がしにくく、このためこれらの経路の間で反射特性に差が生じることとなる。
【００３４】
この反射特性の違いに起因して、少なくとも特定の表示輝度や視野角度で、ユーザが目視で電極パターンを認識できる状態となってしまう。これは決定的な表示品位の低下となる。
【００３５】
図２２は、図２０（既存技術３）のＪ−Ｊ’の断面形状を示す断面図である。既存技術３に係るタッチセンサー基板９３０では、画面表示の光が透過する経路は、「透明基板９３６→層間膜９３５→第１電極９３１または第２電極９３２→保護膜９３７」の経路４Ａと、「透明基板９３６→層間膜９３５→保護膜９３７」の経路４Ｂの２通りが存在する。
【００３６】
即ち、この既存技術３に係るタッチセンサー基板９３０の場合だと、ほぼ全面に形成されている層間膜９３５の透過率の分だけ膜界面が増加することとなる。従って、既存技術２の場合と比べてさらに反射率の制御が困難なものとなってしまう。特許文献３には、この点の解決策として「ダミーパターンを電極パターンとは異なる材料で別層として形成する」ことも記載されているが、明らかにこれは製造工程を複雑化し、大幅なコスト上昇を招くので、現実的な策ではない。
【００３７】
（既存技術における課題のまとめ）
以上をまとめると、ＰＣＡＰ方式のタッチセンサー基板についての、既存技術における課題は以下の３点となる。
［課題１］  センサー電極層のパターンを形成する際のエッチング処理の際に露出している露出領域９１８の存在によって、最適な膜材料の選択が困難となり、これに伴って製造容易性の低下やコストアップを招くという点（既存技術１）。
［課題２］  孤立する層間膜端部にフォトレジストの膜残りが発生しやすく、これによってセンサー電極間のショート不良が発生し、製造歩留りが低下するという点（既存技術２）。
［課題３］  センサー電極を経由する光の経路と、センサー電極を経由しない経路とでは、センサー電極の透過率の分だけタッチセンサー基板全体としての透過率に差が生じ、光特性の制御が困難となり、ユーザが目視で電極パターンを認識できるなどのような表示品位の低下が発生しやすくなる点（既存技術１，２，３）。
【００３８】
以上で説明したように、既存技術１〜３には、層間膜の構成に関して、課題１および２のように、一つの課題を解決するための構成が他の課題を発生させる要因となる場合もある。また、課題３のように内在するさらに他の課題を解決できていないという点もある。
【００３９】
本発明の目的は、上記の課題１〜３を同時に解決し、画面の視認性と製造歩留まり（製造コスト）とを同時に改善することを可能とするタッチセンサー基板、画像表示装置、およびタッチセンサー基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記目的を達成するため、本発明に係るタッチセンサー基板は、基板上に形成された静電容量方式のタッチセンサー基板であって、  透明基板上の同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極と、第１の電極と同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第２の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第２の電極とを備え、これら第１および第２の電極は、電気的に同等となる各電極要素同士が同層の接続パターンまたは異層の接続パターンによって接続され、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが絶縁体で構成された層間膜を介して重なっているものであると共に、この層間膜が、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが重なる部分から各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が空隙部において連続している状態に形成され、第１および第２の電極が形成される領域に層間膜は実質的に形成されていないこと、を特徴とする。
【００４１】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、画像情報を表示する液晶表示パネルの前面に、この液晶表示パネルに表示された内容に対応した入力操作を可能とするタッチセンサー基板を配置した画像表示装置であって、タッチセンサー基板が本願の請求項１乃至請求項１１のうちいずれか１項に記載のタッチセンサー基板であることを特徴とする。
【００４２】
上記目的を達成するため、本発明に係るタッチセンサー基板の製造方法は、静電容量方式のタッチセンサー基板の製造方法であって、基板上に導電材料による第１の接続パターンを形成し、第１の接続パターンの上に絶縁体による層間膜を形成し、層間膜の上に多角形の電極要素および第２の接続パターンを形成すると共に、これら電極要素のうちの一部を第１の接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極とし、かつ電極要素の残りを第２の接続パターンによって第２の方向に接続して延在すると共に第１の電極との間が層間膜によって絶縁されている互いに平行な複数の第２の電極とする各工程を備えると共に、層間膜を、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが重なる部分から各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が空隙部において連続している状態に形成したこと、を特徴とする。
【００４３】
上記目的を達成するため、本発明に係る他のタッチセンサー基板の製造方法は、静電容量方式のタッチセンサー基板の製造方法であって、基板上に多角形の電極要素および第１の接続パターンを形成すると共に、これら電極要素のうちの一部を第１の接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極とし、第１の電極の上に絶縁体による層間膜を形成し、層間膜の上に第２の接続パターンを形成して、この第２の接続パターンによって電極要素の残りを第２の方向に接続して延在すると共に第１の電極との間が層間膜によって絶縁されている互いに平行な複数の第２の電極とする各工程を備えると共に、層間膜を、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが重なる部分から各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が空隙部において連続している状態に形成したこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、上記した通り、第１および第２の電極の形成される領域に、層間膜が実質的に形成されない構成としたので、層間膜端部のフォトレジストの膜残りに起因する電気的なショート経路が形成されにくくなり、かつ層間膜の材質や厚さの制御による光特性の制御が容易になる。
【００４５】
これによって、上記の課題１〜３を同時に解決し、画面の視認性と製造歩留まりとを同時に改善することが可能であるという優れた特徴を持つタッチセンサー基板、画像表示装置、およびタッチセンサー基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図２ａ】図１のＡ−Ａ’間の断面図である。
【図２ｂ】図１のＢ−Ｂ’間の断面図である。
【図３】図１〜２に示したタッチセンサー基板の製造方法について示すフローチャートである。
【図４】図１〜２に示したタッチセンサー基板で、第１電極および第２電極の典型的な原材料であるＩＴＯ、および層間膜の典型的な原材料であるアクリル樹脂の膜透過率の波長依存性について示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図７ａ】図６のＣ−Ｃ’間の断面図である。
【図７ｂ】図６のＤ−Ｄ’間の断面図である。
【図８】図６〜７に示したタッチセンサー基板の製造方法について示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図１０ａ】図９のＥ−Ｅ’間の断面図である。
【図１０ｂ】図９のＦ−Ｆ’間の断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図１２】図１１のＧ−Ｇ’間の断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係るタッチセンサー基板の平面図である。
【図１５】本発明の第１〜７の実施形態に係るタッチセンサー基板の具体的な利用形態である画像表示装置の外観について示す説明図である。
【図１６】特許文献１に記載の（既存技術１に係る）タッチセンサー基板の構成について示す平面図である。
【図１７】図１６のＨ−Ｈ’間の断面図である。
【図１８】特許文献２に記載の（既存技術２に係る）タッチセンサー基板の構成について示す平面図である。
【図１９】図１８に示したタッチセンサー基板の、同層接続パターンの端部付近領域を拡大して示す斜視図である。
【図２０】特許文献３に記載の（既存技術３に係る）タッチセンサー基板の構成について示す平面図である。
【図２１】図１８（既存技術２）のＩ−Ｉ’の断面形状を示す断面図である。
【図２２】図２０（既存技術３）のＪ−Ｊ’の断面形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の構成について添付図１に基づいて説明する。
第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０は、基板上に形成された静電容量方式のタッチセンサー基板である。このタッチセンサー基板１０は、透明基板上の同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第１の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第１の電極１０１と、第１の電極と同一層上の多角形の電極要素を接続パターンによって第２の方向に接続して延在する互いに平行な複数の第２の電極１０２とを備える。これら第１および第２の電極は、一方が各電極要素と同層の接続パターン１１１によって、他方が各電極要素と異層の接続パターン１１２によって接続され、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが絶縁体で構成された層間膜１０３を介して重なっているものである。そして、この層間膜１０３が、同層の接続パターンと異層の接続パターンとが重なる部分から各電極要素の相互間の空隙部を介して連続し、かつこの層間膜が空隙部において連続している状態に形成されている。
【００４８】
ここで、層間膜１０３は、第１の電極のパターン、もしくは第２の電極のパターンとの間で、重なる状態、もしくは間隔を有する状態のうちいずれかの形状で構成されていてもよいし、全ての電極要素との間で重なる領域を有し、かつ隣り合う電極要素間の空隙部全体に充填された形状で構成されていてもよい。さらに、全ての第１の電極、および第２の電極とを区画すると共に、第１および第２の電極を囲むように連続する形状で構成されていてもよい。
【００４９】
そして、層間膜，同層の接続パターン，および第１もしくは第２の電極のうちの一方のパターンが、異層の接続パターンを覆う形状で形成されていてもよい。また、層間膜が、第１および第２の電極のうちいずれか一方のみと重なるように形成されていてもよい。さらに、異層の接続パターンを透明導電材料によって形成することもできる。
【００５０】
以上の構成を備えることにより、このタッチセンサー基板１０は、画面の視認性と製造歩留まりとを同時に改善することが可能なものとなる。
以下、これをより詳細に説明する。
【００５１】
以下、本発明の各実施形態について説明する各図面においては、視認性を確保するため、各々の構成要素の大きさや縮尺を適宜変更して記載している。また、各図面には、各構成要素を区別しやすくするためにハッチングを施している場合があるが、これは必ずしも切断面を意味するものではない。
【００５２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０の平面図である。図２ａは図１のＡ−Ａ’間、図２ｂは図１のＢ−Ｂ’間の各々の断面図である。タッチセンサー基板１０は、透明基板１０５上に、センサー電極である第１電極１０１と第２電極１０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。
【００５３】
図１では、第１電極１０１および第２電極１０２の電極要素がいずれも菱形である例を示しているが、これらは平面状に並べて敷き詰めることが可能な形状であれば何でもよい。そして、それら第１電極１０１および第２電極１０２の間には絶縁のための層間膜１０３が形成されている。
【００５４】
第１電極１０１および第２電極１０２の間隔は、通常のＴＦＴアレイ生産ラインの製造工程における異物等によるショート不良が発生しにくい程度でよい。即ち、この間隔を２０μｍ程度以上で形成することで高歩留に生産できるため、基板検査頻度の減少を可能とし、低コスト化および高スループット化できる。
【００５５】
そして、同層接続パターン１１１および異層接続パターン１１２という２通りの接続パターンが、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極１０１および第２電極１０２の各要素を互いに異なる方向に延設するように形成する。第１電極１０１で互いに隣り合う要素は同層に形成された同層接続パターン１１１によって電気的に接続され、第２電極１０２で互いに隣り合う要素は異層に形成された異層接続パターン１１２によって電気的に接続される。
【００５６】
同層接続パターン１１１および異層接続パターン１１２は、層間膜１０３によって電気的に層間絶縁されて交差している。この層間膜１０３は絶縁材料によって形成され、第１電極１０１および第２電極１０２にそれぞれ接続された同層接続パターン１１１と異層接続パターン１１２との交差部分、ならびに電気的に絶縁されて隣り合って形成されているセンサー電極パターン間のスペース部分にまで延在するように形成されている。
【００５７】
ここで、「センサー電極間のスペース部分」とは、センサー電極が形成されていない領域から同層接続パターン１１１と異層接続パターン１１２とが交差する部分を含む領域を除いた領域のことをいい、主にセンサー電極（第１電極１０１および第２電極１０２）のパターン端がほぼ平行となるように形成されているスペース部分のことを意味する。
【００５８】
かつ、この層間膜１０３は、センサー電極（第１電極１０１および第２電極１０２）のパターンと重なるように形成されるが、センサー電極のパターンが形成される領域には実質的に形成されない。即ち、パターン形成時に発生する重ねズレや線幅の太り細り等の製造誤差によって、パターンが重なった構成とパターン間にスペースが生じた構成とが同時に生じてしまう現象を回避するために必要な分の寸法だけは、少なくとも、センサー電極パターンと層間膜パターンを重ねて形成する。
【００５９】
また、異層接続パターン１１２は導電材料によって形成される。特に、異層接続パターン１１２が透明基板１０５上に最初に形成される場合には、この異層接続パターン１１２は、層間膜１０３、同層接続パターン１１１、および異層接続パターン１１２によって接続された第２電極１０２を合成した領域に完全に覆われるように形成することが望ましい。
【００６０】
本実施形態では、第１工程で異層接続パターン１１２、第２工程で層間膜パターン１０３、第３工程でセンサー電極（第１電極１０１と第２電極１０２）および同層接続パターン１１１をフォトエッチングプロセス（ＰＥＰ）、以上の工程によってタッチセンサー基板１０を形成する。このため、第３工程でのエッチング処理によって第１工程で形成した異層接続パターン１１２の消失が生じにくい。
【００６１】
（第１の実施形態：製造工程）
図３は、図１〜２に示したタッチセンサー基板１０の製造方法について示すフローチャートである。まず、透明基板１０５上に異層接続パターン１１２を形成する（ステップＳ１０１、第１工程）。透明基板１０５は、ガラスもしくはプラスチックなどのような無色透明の素材である。この上に材料金属を成膜し、同層接続パターン１１１と交差させる位置を含むように、ＰＥＰによってパターン形成する。
【００６２】
ここで、異層接続パターン１１２の材料となる金属は、特に制約はないが、画面上への映り込みやタッチセンサー基板の透過率低下による画面表示の視認性悪化を低減するために、ＩＴＯなどのような透明導電材料が望ましい。
【００６３】
また、当然ながら異層接続パターン１１２は、別層で形成する電極パターン間を電気的にブリッジ接続するためのものであるので、ブリッジ接続する対象パターンとの接続性を良好にするために、積層構造で形成してもよい。例えば、異層接続パターンをモリブデン合金とアルミニウム合金の積層で形成して、センサー電極と接続する金属をモリブデン合金とする構成である。
【００６４】
引き続いて、透明基板１０５上に形成された異層接続パターン１１２の上に、層間膜１０３を形成する（ステップＳ１０２、第２工程）。透明基板１０５上に形成された異層接続パターン１１２の上に、絶縁膜とするための絶縁材料を成膜または塗布して、同層接続パターン１１１と異層接続パターン１１２を交差させる位置を含み、かつ第２電極１０２と接続する部分の異層接続パターン１１２を露出するように、ならびに隣り合う第１電極１０１と第２電極１０２との間のスペース部分を含むように、ＰＥＰによってパターンを形成して層間膜１０３とする。
【００６５】
ここで層間膜１０３は、同層接続パターン１１１と異層接続パターン１１２との間の交差部で形成される寄生容量を極力低減するため、低誘電率の材料で厚く形成することが望ましい。また、センサー基板透過率の低下を抑制するために透過性が高く、厚膜加工容易性の良さを考慮した材料であることも望ましい。例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機層間膜を使用し、膜厚を１〜３μｍとして形成する。
【００６６】
さらに引き続いて、透明基板１０５上に形成された異層接続パターン１１２、層間膜１０３の上に、センサー電極パターンとしての第１電極１０１、第２電極１０２、および同層接続パターン１１１を形成する（ステップＳ１０３、第３工程）。層間膜１０３の上に、センサー電極とするための導電材料を成膜もしくは塗布して、ＰＥＰによってこれらのパターンを形成する。
【００６７】
隣り合う第１電極１０１と第２電極１０２は、それらの電極間にスペースを設けて電気的に絶縁されており、かつこのセンサー電極パターンが層間膜１０３のパターンと重なるように形成される。ここで、センサー電極パターンと層間膜１０３との間の重なり量は、製造公差によって生じるセンサー電極パターンと層間膜１０３との間の重なりや空隙を回避できる寸法を少なくとも確保する。
【００６８】
さらに、センサー電極パターンは、低抵抗かつ高透過率の膜で形成することが望ましいので、ＩＴＯ等の可視光波長域で透過性を有する導電材料で形成する。タッチセンサー基板面内の透過性を均一にするために、４００〜７００ｎｍの可視光波長領域において、センサー電極パターンと層間膜パターン１０３の膜透過率を同等とするような膜厚で形成することが望ましい。
【００６９】
例えば、第１電極１０１および第２電極１０２を膜厚２０ｎｍ程度のＩＴＯ、層間膜１０３を膜厚２μｍ程度のアクリル樹脂膜で形成することで、４００〜７００ｎｍの各波長の膜透過率を差分１％程度に形成できる。ただし、製造工程で生じる誤差等を考慮すれば、透過率の差分を数％以内程度となるような膜厚で形成することが現実的である。
【００７０】
タッチセンサー基板の大型化等によりセンサー電極材料の低抵抗化が要求される場合は、ＩＴＯ膜を厚膜化して、アクリル樹脂膜の膜厚をそのＩＴＯ膜と同等の透過率となるように形成することができる。
【００７１】
また、タッチセンサー基板面内の反射特性を均一に近づけるために、センサー電極パターンと層間膜１０３の屈折率を同等とすることが望ましい。例えば、層間膜１０３をポリイミド樹脂（屈折率〜１．７）で形成する。透明基板１０５が、ＬＣＤで使用される一般的なガラス（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０；屈折率１．４７）で、センサー電極材料がＩＴＯ（屈折率〜２．０）の場合、センサー電極パターンが無い領域に、ポリイミド樹脂からなる層間膜パターン１０３を形成することで、センサー電極との屈折率の乖離が小さくなり、反射特性の差分も小さく形成できる。
【００７２】
最後に、第１電極１０１、第２電極１０２、および同層接続パターン１１１を形成した上に、保護膜１０６を形成する（ステップＳ１０４、第４工程）。この保護膜１０６は、ＰＥＰによってセンサー電極が形成されている領域を少なくとも覆うように形成するものであり、透明でかつ層間を電気的に絶縁する材料であればよい。具体的には、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機膜やアクリル樹脂等の有機膜などである。あるいは、絶縁性を有する接着剤を介してカバーガラス等の透明基板を配置して、保護膜１０６を代替してもよい。さらに、保護膜１０６とカバーガラス等とを併用することもできる。
【００７３】
（第１の実施形態：効果）
以上で説明した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０は、層間膜１０３の端部が、隣り合う第１電極１０１または第２電極１０２のスペース部分に形成されているため、隣り合う第１電極１０１と第２電極１０２の間を横断することがない。このため、層間膜１０３端部に沿ったショート不良の発生を大幅に低減することができる。また、センサー電極のパターン間隔を狭くすることにより、表示画面の視認性を改善することも可能になる。
【００７４】
前述した図２ｂでは、タッチセンサー基板１０において画面表示の光が透過する経路として「透明基板１０５→第１電極１０１または第２電極１０２→保護膜１０６」という経路１と「透明基板１０５→層間膜１０３→保護膜１０６」という経路２とを示している。
【００７５】
いずれの経路も、透明基板１０５と保護膜１０６の間に、透光性の物質である「第１電極１０１または第２電極１０２」もしくは「層間膜１０３」が介在している。即ち、「第１電極１０１および第２電極１０２」と「層間膜１０３」との間の材質の屈折率や膜厚を考慮すればよいので、反射率および透過率の制御が容易となる。電極については導電性と光学特性の両方を考慮して最適な膜厚を決定する必要があるが、層間膜については光学特性のみを考慮して膜厚を決定することができるので、以下に述べるように、光学特性を制御することがより容易に可能となる。
【００７６】
図４は、図１〜２に示したタッチセンサー基板１０で、第１電極１０１および第２電極１０２の典型的な原材料であるＩＴＯ、および層間膜１０３の典型的な原材料であるアクリル樹脂の膜透過率の波長依存性について示すグラフである。
【００７７】
ＩＴＯ膜とアクリル樹脂膜は、ともに短波長側で透過率が低下する特性を持っている。したがって、ＩＴＯ膜の膜厚を２０ｎｍ程度とするならば、アクリル樹脂膜の膜厚を２μｍ程度に形成することで、膜透過率を同等にすることができる。このように、透明基板１０５と保護膜１０６の間に介在する「第１電極１０１および第２電極１０２」と「層間膜１０３」との間で透過率を同等にすれば、第１および第２の経路で可視光の透過特性を同等にすることができる。これによって、画面内の透過率の差分による表示画面の視認性の低下を抑制することができる。
【００７８】
ここで、前述した既存技術２および３のようにセンサー電極の交差部分のみに層間膜パターンを配置する既存技術の構成と、本実施形態のタッチセンサー基板１０とを比較する。既存技術２および３の構成と比べて、タッチセンサー基板１０の構成では層間膜１０３の占有面積が大きい。
【００７９】
既存技術では、層間膜によってタッチセンサー基板の透過率が低下することを最小限にするために、層間膜をセンサー電極の交差部分にのみ形成していた。これと比べると、本実施形態のタッチセンサー基板１０では層間膜１０３の占有面積が大きいので、タッチセンサー基板の透過率は必ず低下する。
【００８０】
しかしながら、本実施形態では透過領域のほとんどを占有しているのはセンサー電極パターン領域であり、層間膜１０３はセンサー電極パターンの無い部分つまり占有面積の小さい部分に配置されている。従って、そのことによる基板透過率の低下はごく小さい。
【００８１】
例えば、１つのセンサー素子サイズが５ｍｍ×５ｍｍで電極間スペースが０．０５０ｍｍとした場合、層間膜パターン占有面積の増加率は２．５％程度となる。層間膜パターンの膜透過率を９０％として計算すると、タッチセンサーの基板透過率としては０．２５％程度の低下となる。これは一般的なタッチセンサー基板の製造工程で発生する製造バラツキと同等のレベルである。従って、本実施形態による基板透過率の低下は特に問題になるレベルではないため、基板透過率に影響を与えることなく表示画面の視認性を改善することができる。
【００８２】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るタッチセンサー基板２０の平面図である。タッチセンサー基板２０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【００８３】
タッチセンサー基板２０は、透明基板上に、第１電極２０１と第２電極２０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極２０１と第２電極２０２との間には絶縁のための層間膜２０３が形成されている。そして、同層接続パターン２１１および異層接続パターン２１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極２０１および第２電極２０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【００８４】
このタッチセンサー基板２０は、第１電極２０１同士または第２電極２０２同士を延設する際に、同層接続パターン２１１または異層接続パターン２１２のうちのどちらを使って接続してもよい構成としている。この点が、第１の実施形態との相違点である。なお、同層接続パターン２１１および異層接続パターン２１２の部分の断面形状は、図２ａ〜ｂに示した第１の実施形態の場合と同等である。また、製造工程なども図３に示した第１の実施形態と同様である。
【００８５】
センサー電極（第１電極２０１および第２電極２０２）をＩＴＯなどによって形成する場合、膜厚を厚くするほど抵抗値が下がって電流は通りやすくなるが、同時に光透過率も下がって光が通りにくくなる。このため、高透過と低抵抗のバランスを考慮して膜厚を決定する必要がある。同層接続パターン２１１はこのセンサー電極と同一の素材および膜厚となるので、抵抗値もセンサー電極と同一となる。
【００８６】
これに対して異層接続パターン２１２は、図３に示した製造工程でいえば「ステップＳ１０１」で形成される。これは、第１電極２０１、第２電極２０２、および同層接続パターン２１１を一括して形成する「ステップＳ１０３」とは別の工程である。従って、異層接続パターン２１２のみを、第１電極２０１、第２電極２０２、および同層接続パターン２１１とは別の膜厚および膜素材とすることができるので、より低い抵抗値とすることができる。従って、異層接続パターン２１２をより低抵抗にして、かつより長い配線距離で使用するように構成すれば、全体の配線抵抗を低抵抗とすることができる。
【００８７】
また、図５に示すように、第１電極２０１を電極の要素（菱形など）−同層接続パターン２１１−電極の要素−異層接続パターン２１２…の順で交互に配置して接続し、第２電極２０２もこれと同様に交互に配置して接続する構成として、単位長さあたりの配線抵抗を均等化することもできる。
【００８８】
即ち、本実施形態によれば、「全体の配線抵抗を低抵抗とする」構成と、「単位長さあたりの配線抵抗を均等化する」構成のいずれも可能となる。位置検出回路などの都合に応じて、いずれかの構成を選択して採用すればよい。
【００８９】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るタッチセンサー基板３０の平面図である。タッチセンサー基板３０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【００９０】
タッチセンサー基板３０は、透明基板３０５上に、第１電極３０１と第２電極３０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極３０１と第２電極３０２との間には絶縁のための層間膜３０３が形成されている。そして、同層接続パターン３１１および異層接続パターン３１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極３０１および第２電極３０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【００９１】
図７ａは図６のＣ−Ｃ’間、図７ｂは図６のＤ−Ｄ’間の各々の断面図である。図８は、図６〜７に示したタッチセンサー基板３０の製造方法について示すフローチャートである。タッチセンサー基板３０は、第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０とは異なる順番で各層が形成されている。
【００９２】
まず、透明基板３０５上にセンサー電極パターンとしての第１電極３０１、第２電極３０２、および同層接続パターン３１１を形成する（ステップＳ２０１、第１工程）。その次に、第１電極３０１、第２電極３０２、および同層接続パターン３１１が形成されたその上に、層間膜３０３を形成する（ステップＳ２０２、第２工程）。第１の実施形態と同様に、この層間膜３０３は、センサー電極パターンが層間膜３０３と重なるパターンで形成される。
【００９３】
これに引き続いて、層間膜３０３が形成されたその上に、異層接続パターン３１２を形成する（ステップＳ２０３、第３工程）。異層接続パターン３１２をＰＥＰにて形成する際に、ステップＳ２０１で形成したセンサー電極パターンが露出しているので、このセンサー電極パターンはステップＳ２０３のエッチングに対して選択性がある材料にて形成される。
【００９４】
たとえば、ステップＳ２０１でＩＴＯを使用する場合、ステップＳ２０３ではクロムやモリブデン合金、アルミ合金等の導電材料を使用して、ＩＴＯがエッチングされないようなエッチング液を用いて、第３工程のエッチング処理を行う。
【００９５】
これにより、ステップＳ２０１のＩＴＯパターンは絶縁膜で被覆されなくても元のパターンを保持することができ、ステップＳ２０３の膜のみがエッチングされて所望の異層接続パターンを形成することが可能となる。
【００９６】
また、ステップＳ２０１とステップＳ２０３とで形成される膜を、両方ともＩＴＯ膜とすることもできる。この場合は、常温で成膜されたＩＴＯ膜と加熱されたＩＴＯ膜では、エッチング速度が異なることを利用する。即ち、ＩＴＯを常温成膜すると非晶質であるが、加熱すると結晶性が高くなり多結晶化してエッチング速度が遅くなる。
【００９７】
したがって、ステップＳ２０１のＩＴＯパターンは、２００〜３００℃程度の加熱成膜で形成するか、または、常温成膜で形成したＩＴＯパターンに対してアニール処理を追加したり、ステップＳ２０２のアクリル樹脂の焼成工程で２００〜２５０℃に加熱して結晶性の高い状態に形成した状態で、ステップＳ２０３は常温成膜で形成されたＩＴＯ膜に対してエッチング処理をする。
【００９８】
そのため、製造工程や層構造を増加させることなく、層の構成順序を逆にすることができ、これによっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。最後に、異層接続パターン３１２が形成されたその上に、図３のステップＳ１０４（第４工程）と同様に保護膜１０６を形成して、これによってタッチセンサー基板３０の完成となる。
【００９９】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るタッチセンサー基板４０は、層間膜を複数の透明絶縁材料を積層することによって形成している。より具体的には、層間膜を透明絶縁材料による第１および第２の層間膜４０３〜４０４を積層することによって形成され、且つ画面にタッチする側より遠い側の第１の層間膜の膜厚を、第２の層間膜の膜厚よりも厚くしている。
【０１００】
また、第２の層間膜をシリコン窒化膜によって形成し、且つ第１および第２の電極を酸化インジウムスズによって形成している。さらに、第２の層間膜の膜厚を、第１および第２の電極の膜厚と同等となるように形成している。
【０１０１】
以上の構成を備えることにより、このタッチセンサー基板４０は、センサー電極と層間膜との間の透過特性の違いだけでなく、反射特性の違いに起因する画面の視認性低下をも改善することが可能なものとなる。
以下、これをより詳細に説明する。
【０１０２】
図９は、本発明の第４の実施形態に係るタッチセンサー基板４０の平面図である。タッチセンサー基板４０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【０１０３】
タッチセンサー基板４０は、透明基板４０５上に、第１電極４０１と第２電極４０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極４０１と第２電極４０２との間には絶縁のための層間膜が形成されている。そして、同層接続パターン４１１および異層接続パターン４１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極４０１および第２電極４０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【０１０４】
図１０ａは図９のＥ−Ｅ’間、図１０ｂは図９のＦ−Ｆ’間の各々の断面図である。このタッチセンサー基板４０は、層間膜を第１層間膜４０３および第２層間膜４０４の２層を積層することによって構成している点が第１の実施形態との相違点である。第１層間膜４０３は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の透明絶縁膜によってより厚い膜厚で下層に形成される。第２層間膜４０４は、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）等の透明絶縁膜によってより上層に形成される。
【０１０５】
前述した第１〜３の実施形態では、センサー電極と層間膜との間の光学特性の違いに起因する表示画面の視認性の低下という問題に対して、同等な透過特性を実現して解決する方法を示した。しかしながらこれらの実施形態では、センサー電極と層間膜との間の反射特性の違いについては言及していなかった。本実施形態は、これを解決するものである。
【０１０６】
即ち、第１の実施形態と同様に、第１電極４０１および第２電極４０２の膜透過率と、第１層間膜４０３と第２層間膜４０４の積層膜の膜透過率とを同等とする。かつ、第１電極４０１および第２電極４０２の屈折率と、第２層間膜４０４の屈折率とが同等となるように、第２層間膜４０４の材料および厚さを選択する。
【０１０７】
一例として、第１電極４０１および第２電極４０２をＩＴＯによって２０〜４０ｎｍの膜厚で形成し、第１層間膜４０３をアクリル樹脂によって２μｍ程度に形成した場合を考える。この場合の第２層間膜４０４は、波長３００〜７００ｎｍ程度の可視光領域において波長依存性がなく透明で、かつ屈折率がＩＴＯと同等である材料を選択するとよい。
【０１０８】
ＩＴＯの屈折率は、２．１〜２．２なので、第２層間膜４０４の材料としては、例えば屈折率が約２．０のシリコン窒化膜を使用することができる。さらに、２次以降の反射特性の影響を低減するために、第２層間膜４０４は第１電極４０１および第２電極４０２と同等の膜厚で形成することが望ましい。
【０１０９】
なお、タッチセンサー基板４０の製造工程は、層間膜を形成する図３のステップＳ１０２で、第１層間膜４０３と第２層間膜４０４とを続けて形成するという点以外は、図３に示した第１の実施形態の場合と同一である。
【０１１０】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明の第５の実施形態に係るタッチセンサー基板５０の平面図である。図１２は図１１のＧ−Ｇ’間の断面図である。タッチセンサー基板５０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【０１１１】
タッチセンサー基板５０は、透明基板上に、第１電極５０１と第２電極５０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極５０１と第２電極５０２との間には絶縁のための層間膜５０３が形成されている。そして、同層接続パターン５１１および異層接続パターン５１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極５０１および第２電極５０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板５０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【０１１２】
第１の実施形態との相違点は、層間膜５０３が、同層接続パターン５１１と異層接続パターン５１２の交差部分、ならびに電気的に絶縁されて隣り合って形成されている第１電極５０１と第２電極５０２の間のスペース部分に形成され、かつ層間膜５０３のパターン端が第１電極５０１と第２電極５０２の間を横断しないように、そのスペース部分の内側にセンサー電極（第１電極５０１もしくは第２電極５０２）と間隔を設けて連続となるようなパターンで形成されているという点である。
【０１１３】
この実施形態では、層間膜パターン５０３の端部がセンサー電極（第１電極５０１もしくは第２電極５０２）の間のスペースに存在するが、層間膜パターン５０３の端部が隣り合うセンサー電極間を横断するように形成されないため、仮に層間膜パターン端に沿って膜残りが発生した場合においても、ショートが発生しないという点で効果がある。
【０１１４】
（第６の実施形態）
図１３は、本発明の第６の実施形態に係るタッチセンサー基板６０の平面図である。タッチセンサー基板６０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【０１１５】
タッチセンサー基板６０は、透明基板上に、第１電極６０１と第２電極６０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極６０１と第２電極６０２との間には絶縁のための層間膜６０３が形成されている。そして、同層接続パターン６１１および異層接続パターン６１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極６０１および第２電極６０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【０１１６】
第１の実施形態との相違点は、層間膜６０３が、同層接続パターン６１１と異層接続パターン６１２の交差部分、ならびに電気的に絶縁されて隣り合って形成されている第１電極６０１と第２電極６０２の間のスペース部分に形成され、かつ層間膜６０３のパターン端が第１電極６０１と第２電極６０２間を横断しないように、かつ異層接続パターン６１２で電気的に接続されている第２電極６０２と重ならないように形成されているという点である。
【０１１７】
この実施形態では、層間膜６０３の端部がセンサー電極（第１電極６０１もしくは第２電極６０２）の間のスペースに存在する。層間膜６０３の端部が隣り合うセンサー電極間を横断するように形成されないが、同層接続パターン６１１に接続されているセンサー電極から異層接続パターン６１２に横断するように形成されている。
【０１１８】
そのため、層間膜パターン端に沿って膜残りが発生した場合にリーク経路が形成される。しかしながら、横断する経路が少なくとも最短経路ではないためリーク経路の抵抗は高抵抗となり、また長経路である。さらに、この経路は異層接続パターン６１２への接続を介する経路であるためコンタクト抵抗も付加される。したがって、リーク経路の形成による影響はほとんどなく、第１電極６０１と第２電極６０２との間のショート発生を低減する効果がある。
【０１１９】
（第７の実施形態）
図１４は、本発明の第７の実施形態に係るタッチセンサー基板７０の平面図である。タッチセンサー基板７０の構成は、基本的な概念においては前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板７０と同等であるので、ここでは第１の実施形態との相違点を説明する。
【０１２０】
タッチセンサー基板７０は、透明基板上に、第１電極７０１と第２電極７０２とが、同一層で同一平面上に間隔を設けて隣り合うように形成されている。第１電極７０１と第２電極７０２との間には絶縁のための層間膜７０３が形成されている。そして、同層接続パターン７１１および異層接続パターン７１２が、各々の電極の要素（菱形など）を電気的に接続し、これによって第１電極７０１および第２電極７０２を形成する。以上の各要素は、前述した第１の実施形態に係るタッチセンサー基板１０における同名の要素と、以下に説明する相違点を除いては同一である。
【０１２１】
この第７の実施形態は、前述した第６の実施形態と同様であるが、センサー電極（第１電極７０１および第２電極７０２）間のスペースに配置される層間膜７０３が、同層接続パターン７１１で電気的に接続される第１電極７０１と重なり領域を設けて形成されている点で第６の実施形態と相違している。これによっても、第６の実施形態と同一の効果が得られる。
【０１２２】
（利用形態）
図１５は、本発明の第１〜７の実施形態に係るタッチセンサー基板１０〜７０の具体的な利用形態である画像表示装置８０の外観について示す説明図である。画像表示装置８０は、液晶表示パネル８０１の表面にタッチセンサー基板８０２を貼り合わせ、液晶表示パネル８０１に表示された内容に対応してユーザが行う入力操作をタッチセンサー基板８０２によって受け付けることを可能とする構成である。タッチセンサー基板８０２は、前述した本発明の１〜７の実施形態に係るタッチセンサー基板１０〜７０のうちのいずれか１つである。
【０１２３】
タッチセンサー基板８０２によって入力された情報を処理して、その処理結果を液晶表示パネル８０１に表示させるための処理手段は、画像表示装置８０に内蔵されていてもよいし、その外部の装置であってもよい。従って、図１５ではその処理手段を図示していない。
【０１２４】
タッチセンサー基板８０２は、液晶表示パネル８０１の前面に配置することが原則ではあるが、液晶表示パネル８０１上に形成するオンセル型、あるいはその内部に形成するインセル型の構成としてもよい。また、ユーザがタッチする側の面には、保護フィルムもしくはカバーガラスなどのような保護部材を設けることもできる。
【０１２５】
これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、液晶ディスプレイとタッチセンサー基板とを貼り合わせたタッチパネルを備えた電子機器において、広く適用することができる。より具体的には、スマートフォン、タブレット、ノート型パーソナルコンピュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、フィーチュアフォン（スマートフォンに対する従来型携帯電話、いわゆるガラケー）、携帯型音楽プレーヤー、携帯型ゲーム機、携帯型テレビ、カーナビゲーション装置、腕時計などである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０２  タッチセンサー基板
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１  第１電極
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２  第２電極
１０３、２０３、３０３、４０３、４０４、５０３、６０３、７０３  層間膜
１０５、３０５、４０５  透明基板
１０６  保護膜
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１  同層接続パターン
１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２  異層接続パターン
８０  画像表示装置
８０１  液晶表示パネル
【図１】
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【図２ａ】
2015153297.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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