觸摸傳感器板、圖像顯示設(shè)備和觸摸傳感器板的制造方法
【專利說明】觸摸傳感器板、圖像顯示設(shè)備和觸摸傳感器板的制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于2014年2月18日提交的申請?zhí)枮?014-028423的日本專利申請，并要求該日本專利申請的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該日本專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用并入在本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及觸摸傳感器板、圖像顯示設(shè)備、和觸摸傳感器板的制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及觸摸傳感器板等，利用該觸摸傳感器板等，可以實現(xiàn)高的屏幕清晰度，并且制造故障不那么容易發(fā)生。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，配備有通過將液晶顯示器與作為輸入/輸出模塊的觸摸傳感器板組合而形成的觸摸面板的電子裝置(例如智能手機、平板電腦和筆記本電腦)已變得常見。利用這種觸摸面板，可以通過直接用手指(或觸摸筆等)觸摸顯示屏來進行輸入操作。因此，可以實現(xiàn)用戶可直觀且方便操作的用戶界面。
[0005]在觸摸傳感器板中，尤其投射電容型(下文稱為PCAP型)被最頻繁地用于這種觸摸面板。這是利用傳感器電極檢測用戶所觸摸的部分的靜電容的變化的類型，在觸摸傳感器板上沿著縱向和橫向方向延伸地設(shè)置上述傳感器電極。該觸摸傳感器板由多個傳感器電極和夾層膜形成，多個傳感器電極由電絕緣的第一電極和第二電極構(gòu)成，該夾層膜被提供以至少在第一電極與第二電極之間的交叉處實現(xiàn)層間隔離(絕緣)。
[0006]利用該系統(tǒng)，當(dāng)手指僅靠近傳感器電極時，可以檢測手指的位置，即使手指沒有直接觸摸傳感器電極。這使得能夠在觸摸面板的表面上放置覆蓋物，例如玻璃，從而該系統(tǒng)在耐用性、環(huán)境阻力、設(shè)計等方面是優(yōu)秀的。此外，該系統(tǒng)對手指觸摸位置的檢測精度也是很高的，且可檢測較大數(shù)量的點。因此，可以利用智能手機進行復(fù)雜的輸入操作，例如滑動輸入、輕擊輸入、手勢輸入等，從而可以極大地有助于改善可操作性。
[0007]另一方面，觸摸傳感器板需要利用無色的透明材料形成傳感器電極和夾層膜，從而不妨礙液晶顯示器的清晰度。通常使用ITO(銦錫氧化物)作為傳感器電極的材料，且使用丙烯酸樹脂或聚酰胺樹脂作為夾層膜的材料。然而，這些材料都不是完全無色且透明的。
[0008]因此，產(chǎn)生因傳感器電極和夾層膜的光學(xué)特性所導(dǎo)致的顯示屏的清晰度的惡化。為了改進這點，之前已經(jīng)嘗試了許多技術(shù)實驗。下文將描述那些實驗中的著名實驗。
[0009]總的說來，作為觸摸傳感器板的結(jié)構(gòu)，具有單獨地形成上述第一電極和第二電極的情況和利用同一單層形成上述第一電極和第二電極的情況。在那些情況中，利用電極由兩層形成的結(jié)構(gòu)，通過在傳感器電極之間夾入層間絕緣膜，使傳感器電極由分離的層形成。因此，反射光的光學(xué)路徑長度在第一電極和第二電極之間發(fā)生改變，這導(dǎo)致光學(xué)特性的差異，從而使清晰度惡化。
[0010]日本未經(jīng)審查的專利公布2009-265748(專利文獻I)公開了一種利用同一單層形成傳感器電極中的第一電極和第二電極的技術(shù)。通過利用同一單層形成第一電極和第二電極，至少在存在傳感器電極的區(qū)域中，光學(xué)特性變?yōu)橐恢拢瑥亩种魄逦鹊膼夯?br>[0011]日本未經(jīng)審查的專利公布2010-140370(專利文獻2)和JP 4720857B (專利文獻3)公開了一種僅在分別電連接到第一電極和第二電極的連接圖案之間的交叉處中形成最小必需的夾層膜圖案，從而抑制透射率的惡化的技術(shù)。利用夾層膜存在于整個表面上的結(jié)構(gòu)，因夾層膜的存在導(dǎo)致非小量地降低透射率。尤其在為了降低第一電極和第二電極之間的耦合電容而以有機樹脂等的膜厚度形成夾層膜的情況下，更突出地降低透射率。因此，可以通過僅在交叉處形成夾層膜來抑制透射率的降低。
[0012]專利文獻3還公開了一種在無電極圖案的區(qū)域中，即在相鄰電極圖案之間的間隙的一部分中，形成折射率等于電極圖案的折射率的虛設(shè)圖案的結(jié)構(gòu)，以便抑制因具有傳感器電極的部分與無傳感器電極的部分的光學(xué)特性之間的差異所導(dǎo)致的清晰度降低，從而改善清晰度。
[0013]然而，當(dāng)虛設(shè)圖案與電極圖案同時形成時，需要利用該技術(shù)確保虛設(shè)圖案和電極圖案的間隔，從而不能完全消除無電極圖案的部分。因此，改善清晰度的效果很小。因此，在專利文獻3中，也公開了利用與電極圖案的材料不同的材料形成虛設(shè)圖案。
[0014]在上述專利文獻I至專利文獻3中的每個專利文獻中所描述的技術(shù)分別被命名成現(xiàn)有技術(shù)I至現(xiàn)有技術(shù)3，并將在以下段落中描述這些技術(shù)。
[0015](關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)I)
[0016]圖16為示出專利文獻I中所描述的(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)I的)觸摸傳感器板910的結(jié)構(gòu)的平面圖。觸摸傳感器板910為PCAP類型，其中，利用同一單層使作為傳感器電極的第一電極911和第二電極912形成在透明板916上，以在同一平面上彼此相鄰。利用經(jīng)由同層的連接圖案913的電連接來延伸第一電極911，同時利用經(jīng)由不同層的連接圖案914的電連接在與第一電極的方向不同的方向上延伸第二電極912，不同層的連接圖案914位于與第二電極912不同的層上。
[0017]注意，同層的連接圖案913和不同層的連接圖案914被形成為經(jīng)由夾層膜915進行層間電絕緣。同時，夾層膜915被形成為通過包括上述交叉區(qū)而變成隔離的圖案，且與第二電極912沒有重疊部分。
[0018]圖17為沿著圖16的線H - H’所截取的截面圖。通過如下各個步驟制造觸摸傳感器板910:首先依次序在透明板916上形成不同層的連接圖案914，接著形成夾層膜915 ;在同一層(該層稱為傳感器電極層)上形成第一電極911、第二電極912和同層的連接圖案913 ;最后在傳感器電極層上形成保護層917。
[0019]利用該結(jié)構(gòu)，存在既不與傳感器電極層的圖案重疊也不與夾層膜915的圖案重疊的暴露區(qū)918。在形成傳感器電極層的圖案時執(zhí)行蝕刻處理的時候使暴露區(qū)918暴露。因此，作為傳感器電極層的薄膜材料和不同層的連接圖案914的薄膜材料，需要選擇可選地用于傳感器電極層的蝕刻處理的材料。即，薄膜材料被限制，從而考慮到光線的透射率、電阻等而不能選擇最佳薄膜材料。
[0020](關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)2)
[0021]作為克服現(xiàn)有技術(shù)I的上述問題的技術(shù)，具有現(xiàn)有技術(shù)2。圖18為示出專利文獻2中所描述的(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2的)觸摸傳感器板920的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0022]觸摸傳感器板920為PCAP類型，其中，利用同一單層使作為傳感器電極的第一電極921和第二電極922形成在透明板926上，以在同一平面上彼此相鄰。利用經(jīng)由同層的連接圖案923的電連接來延伸第一電極921，同層的連接圖案923位于與第一電極921相同的層上，同時利用經(jīng)由不同層的連接圖案924的電連接來在與第一電極的方向不同的方向上延伸第二電極922，不同層的連接圖案924位于與第二電極922不同的層上。
[0023]注意，同層的連接圖案923和不同層的連接圖案924彼此交叉的部分被形成為利用經(jīng)由夾層膜925的層間電絕緣而交叉。夾層膜925被限制地形成在同層的連接圖案923和不同層的連接圖案924之間的交叉處中，且其中一部分被形成為與第二電極922重疊。
[0024]因此，不同層的連接圖案924必需與傳感器電極層或夾層膜925的圖案重疊，從而在蝕刻處理時不產(chǎn)生如同圖16和圖17中所示的暴露區(qū)918的暴露部分。因此，不需要選擇對于蝕刻處理具有可選擇性的薄膜材料，從而可以選擇最佳薄膜材料。
[0025]S卩，可以克服上述現(xiàn)有技術(shù)I的問題。然而，隨之產(chǎn)生了另一問題。將描述這點。
[0026]圖19為示出圖18中所示的觸摸傳感器板920的同層的連接圖案923的端部附近區(qū)域923a的放大圖的透視圖。如在現(xiàn)有技術(shù)I的情況下，觸摸傳感器板920的制造步驟如下。即，首先依次序在透明板926上形成不同層的連接圖案924，然后接著形成夾層膜925 ;之后形成傳感器電極層。
[0027]注意，在將夾層膜925形成為隔離的圖案之后，形成作為傳感器電極層的第一電極921、第二電極922和同層的連接圖案923。關(guān)于同層的連接圖案923和不同層的連接圖案924，需要通過最小化在那些連接圖案之間所形成的寄生電容而在給延伸的傳感器電極布線時設(shè)置常量。因此，以相對較厚的膜厚度形成夾層膜925。
[0028]由于膜厚度所產(chǎn)生的臺階，使得具有沿著夾層膜925的端部所產(chǎn)生的傳感器電極材料的殘留膜928。這導(dǎo)致在相鄰的第一電極921與第二電極922之間產(chǎn)生短路的問題。
[0029]在制造步驟中，將傳感器電極材料沉積在已完成夾層膜925的沉積的板上，并應(yīng)用用于形成第一電極921和第二電極922的圖案的光阻材料。此時，在夾層膜925的高臺階的附近區(qū)域中，應(yīng)用比在其它區(qū)域中厚的光阻材料，從而惡化了曝光和顯影蝕刻特性。因此，沿著夾層膜925的端部產(chǎn)生光阻材料的殘留膜。該殘留膜是產(chǎn)生傳感器電極材料的殘留膜928的原因，該殘留膜928形成相鄰的傳感器電極圖案之間的短路路徑。
[0030](關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)3)
[0031]作為克服現(xiàn)有技術(shù)2的上述問題的技術(shù)，具有現(xiàn)有技術(shù)3。圖20為示出專利文獻3中所描述的(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)3的)觸摸傳感器板930的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0032]觸摸傳感器板930為PCAP類型，其中，利用同一單層使作為傳感器電極的第一電極931和第二電極932形成在透明板936上，以在同一平面上彼此相鄰。利用經(jīng)由同層的連接圖案933的電連接來延伸第一電極931，同層的連接圖案933位于與第一電極931相同的層上，同時利用經(jīng)由不同層的連接圖案934的電連接來在與第一電極的方向不同的方向上延伸第二電極932，不同層的連接圖案934位于與第二電極932不同的層上。
[0033]注意，同層的連接圖案933和不同層的連接圖案934被形成為經(jīng)由夾層膜935而層間電絕緣。同時，夾層膜935未被形成為隔離的圖案，而是幾乎形成在觸摸傳感器板930上除了通孔935a之外的整個表面之上，通孔935a在第二電極932和不同層的連接圖案934之間的連接部分中開通。
[0034]因此，不同層的連接圖案934要么與傳感器電極層的圖案重疊，要么與夾層膜935重疊，從而在進行蝕刻處理時不產(chǎn)生如同圖16和圖17中所示的暴露區(qū)918的暴露部分。因此，現(xiàn)有技術(shù)I的問題不會發(fā)生。此外，現(xiàn)有技術(shù)3不具有如現(xiàn)有技術(shù)2中的可能形成相鄰的傳感器電極圖