輸入裝置及其制造方法與流程

本發明涉及第1電極層和第2電極層彼此絕緣地配置在透光性的基板上的靜電電容式的輸入裝置及其制造方法。

背景技術：

在各種信息處理裝置中，在彩色液晶顯示面板的前方配置有透光性的輸入裝置。該輸入裝置被稱為觸摸面板，在電極間形成靜電電容，根據人的手指接近時的電荷的移動的變化，能夠在坐標上判定手指的接近位置。

作為輸入裝置的結構，在2個透光性基板中的一方形成X電極，在另一方形成Y電極，將2個透光性基板進行重疊，由此在X電極與Y電極之間形成靜電電容。但是，該結構需要2張透光性基板，部件件數增多，此外，需要將2張透光性基板彼此對準位置進行層疊并且相互進行粘接等的工序，工時增多。結果，存在制造成本提高的問題。

最近，出現了一種輸入裝置，該輸入裝置在1張透光性基板的1個表面，形成很多的電極層，在電極層間形成靜電電容。該方式由于透光性基板是1張的構成，因此部件數少，能夠削減制造工時。但是，由于需要在透光性基板的1個表面形成很多的電極層、和從各個電極層單獨延伸的很多的布線層，因此不得不縮小各布線層的寬度尺寸，存在布線電阻增大的缺點。特別是，若構成大型的輸入裝置，則各布線變長，因此布線電阻進一步增大。在該情況下，雖然也可以考慮擴大各個布線層的寬度尺寸，但是若加寬布線層的寬度，則必須降低電極層的配置密度，檢測的分辨率下降，例如，在采用了探測用多個手指進行的操作的所謂多點觸摸方式的情況下，會導致探測精度下降。

在以下的專利文獻1中，記載了涉及使用了1張透明的基板的靜電電容式觸摸面板的發明。

該觸摸面板在透明基板上形成第1電極層，由透明的絕緣層覆蓋了第1電極層。然后，在絕緣層的表面形成第2電極層，在第1電極層與第2電極層之間形成靜電電容。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2011-76386號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

專利文獻1所記載的觸摸板由于在透明基板的一個面形成了第1電極層和第2電極層，因此能夠減少基板的數量，并能夠實現成本降低。但是，該觸摸板中，第1電極層和第2電極層雙方通過ITO膜來形成。ITO膜的電極層需要通過濺射工序在電極形成面形成ITO膜，進而通過濕蝕刻工序來形成電極圖案，但若第1電極層和第2電極層雙方都通過濺射工序和蝕刻工序來形成，則制造工序增多，難以降低制造成本。

此外，在專利文獻1中，并沒有記載位于第1電極層與第2電極層之間的絕緣層是什么樣的絕緣層。但是，為了在其上對ITO層進行濺射，需要通過濺射工序等來形成由無機氧化物等形成的絕緣層。若第1電極層和絕緣層和第2絕緣層全部通過濺射工序來形成，則制造工序變得更加復雜，制造成本提高。此外，若由無機氧化物形成絕緣層，則觸摸板的柔軟性下降，例如即使由樹脂膜來形成了基板，也難以使其柔軟地變形等。

本發明是解決上述現有的課題的發明，其目的在于，提供一種能夠在基板的1個面彼此絕緣地形成2種電極層、并能夠抑制布線電阻升高的結構的輸入裝置。

此外，本發明的目的在于，提供一種能夠以較少的工時并且以簡單的工序來制造在基板的1個面彼此絕緣地形成2種電極層的層疊結構的輸入裝置的制造方法。

用于解決課題的手段

第1本發明的特征在于，在透光性的基板上彼此絕緣地設置了多個透光性的第1電極層和多個透光性的第2電極層的輸入裝置中，

在所述基板的表面，形成所述第1電極層和與所述第1電極層導通的第1布線層，

由透光性的絕緣層覆蓋所述第1電極層，并在所述絕緣層的表面，設置了包含導電性納米材料的所述第2電極層，

在所述絕緣層的表面與第2電極層連接的第2布線層延伸到所述基板的表面。

本發明的輸入裝置能夠通過印刷工序來形成第2電極層，因此不需要用于形成第2電極層的蝕刻工序。此外，若通過印刷工序來形成第2電極層，則可以用任意的材料來形成絕緣層，例如也能夠利用有機材料層來形成絕緣層。

在本發明中，所述第1電極層由ITO形成。但是，第1電極層也可以由導電性納米材料通過印刷工序來形成。

在本發明中，所述第1布線層由導電性膏劑形成。或者，所述第1布線層由與所述第1電極層連續的ITO層以及配置于所述ITO層上的金屬層形成。

在本發明中，例如，所述第2布線層由在所述基板的表面與所述第1布線層一起形成的ITO布線層、和將所述第2電極層與所述ITO布線層連結的導電性膏劑布線層構成。

在該情況下，所述導電性膏劑布線層覆蓋所述絕緣層的緣部的層差，并從所述絕緣層的表面延伸到所述基板的表面。

第2本發明的特征在于，在透光性的基板上彼此絕緣地形成了多個透光性的第1電極層和多個透光性的第2電極層的輸入裝置中，

所述第1電極層和與所述第1電極層導通的第1布線層形成于所述基板的表面，

形成了覆蓋所述第1電極層的透光性的絕緣層、在所述絕緣層的表面通過印刷工序而形成的所述第2電極層、和與所述第2電極層連接并延伸到所述基板的表面的第2布線層。

在本發明中，所述第1電極層通過蝕刻工序來形成。但是，第1電極層也可以通過印刷工序來形成。

在本發明中，所述第1布線層和所述第2布線層均通過印刷工序來形成。

或者，所述第1布線層通過蝕刻工序來形成。

此外，所述第2布線層優選由蝕刻布線層和印刷布線層構成，所述蝕刻布線層在所述基板的表面與所述第1布線層一起通過蝕刻工序而形成，所述印刷布線層通過印刷工序形成為將所述第2電極層與所述蝕刻布線層連結。

第3本發明的特征在于，在透光性的基板上彼此絕緣地形成多個透光性的第1電極層和多個透光性的第2電極層的輸入裝置的制造方法中，具有如下工序：

(a)在所述基板的表面形成所述第1電極層的工序；

(b)由透光性的絕緣層覆蓋所述第1電極層的工序；

(c)在所述絕緣層的表面通過印刷工序來形成所述第2電極層的工序；

(d)與所述(a)的工序同時或者通過與這些工序不同的工序，在基板的表面形成與所述第1電極層導通的第1布線層的工序；以及

(e)形成與所述第2電極層連接并延伸到所述基板的表面的第2布線層的工序。

本發明的輸入裝置的制造方法能夠通過蝕刻工序來形成所述第1電極層。

第4本發明的特征在于，在透光性的基板上彼此絕緣地形成多個透光性的第1電極層和多個透光性的第2電極層的輸入裝置的制造方法中，具有如下工序：

(f)在所述基板的表面通過蝕刻工序來形成所述第1電極層以及與所述第1電極層連續的第1布線層的工序；

(g)由透光性的絕緣層覆蓋所述第1電極層的工序；

(h)在所述絕緣層的表面通過印刷工序來形成所述第2電極層的工序；以及

(i)形成與所述第2電極層連接并延伸到所述基板的表面的第2布線層的工序。

本發明的輸入裝置的制造方法優選在所述(f)的工序中，通過蝕刻工序，從而由ITO層來形成所述第1電極層，由ITO層和金屬層的層疊體來形成第1布線層。

本發明的輸入裝置的制造方法能夠由蝕刻布線層和印刷布線層構成所述第2電極層，所述蝕刻布線層能夠與所述第1布線層一起在所述基板的表面通過蝕刻工序來形成，所述印刷布線層能夠通過印刷工序形成為使所述第2電極層與所述蝕刻布線層導通。

在本發明中，能夠由導電性納米線或導電性納米管來形成所述第2電極層。

此外，在本發明中，能夠由干膜抗蝕劑來形成所述絕緣層。

發明效果

本發明的輸入裝置由于在1張透光性基板的1個面形成了第1電極層和第2電極層，因此基板可以為一張，能夠削減基板數。此外，由于第1電極層和第2電極層形成于不同的層，因此即使提高電極層的配置密度，也無需將布線層形成得過細，能夠防止布線電阻變得非常高。

此外，由于由能夠實施印刷工序的包含導電性納米材料的導電層來形成了第2電極層，因此能夠由有機抗蝕劑材料等來形成覆蓋第1電極層的絕緣層，制造工序變得容易。

此外，若由有機材料來形成絕緣層，則例如在由薄膜材料形成了基板時也能夠使其發揮柔軟性。

附圖說明

圖1表示在本發明的第1實施方式的輸入裝置的制造方法中，在基板上形成了第1電極層的工序，(A)是俯視圖，(B)是側視圖。

圖2表示在本發明的第1實施方式的輸入裝置的制造方法中，由絕緣層覆蓋第1電極層的工序，(A)是俯視圖，(B)是側視圖。

圖3表示在本發明的第1實施方式的輸入裝置的制造方法中，在絕緣層的表面形成了第2電極層的工序，(A)是俯視圖，(B)是側視圖。

圖4表示在本發明的第1實施方式的輸入裝置的制造方法中，形成了第1布線層和第2布線層的工序，(A)是俯視圖，(B)是側視圖。

圖5是表示在本發明的第1實施方式的輸入裝置的制造方法中，在最外部形成了保護層的工序的側視圖。

圖6是表示在本發明的第2實施方式的輸入裝置中，在基板上形成了第1電極層和第1布線層以及第2布線層的ITO布線層(蝕刻布線層)的工序的俯視圖。

圖7是表示在本發明的第2實施方式的輸入裝置的制造方法中，由絕緣層覆蓋第1電極層的工序的俯視圖。

圖8是表示在本發明的第2實施方式的輸入裝置的制造方法中，在絕緣層的表面形成了第2電極層的工序的俯視圖。

圖9是表示在本發明的第2實施方式的輸入裝置的制造方法，形成了第2布線層的導電性膏劑布線層(印刷布線層)的工序的俯視圖。

具體實施方式

圖1至圖5示出了本發明的第1實施方式的輸入裝置1的制造方法，圖5示出了完成后的輸入裝置1的結構。

在圖1(A)(B)所示的工序中，在基板10的1個表面10a形成第1電極層11。基板10是透光性的，第1電極層11也是透光性的。本說明書中所謂的透光性，是包含透明的概念，意味著例如總透光率為70％以上，優選為80％以上的透光功能。

基板10為樹脂膜，是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜。第1電極層11由ITO(氧化銦錫)形成。基板10和第1電極層11由將PET膜和ITO一體化的層疊材料形成。層疊材料是在PET膜的整個表面隔著硬涂層等層疊了ITO層的材料。由抗蝕層覆蓋該層疊材料的ITO層，通過光刻，來除去第1電極層11的圖案以外的抗蝕層。通過濕蝕刻來除去未被抗蝕層覆蓋的區域的ITO層，由此形成第1電極層11的圖案。

另外，在本發明中，所述基板10也可以由非撓性的合成樹脂的平板、玻璃板形成。但是，在實施方式中，通過將基板10設為樹脂膜，從而能夠構成薄型且柔軟的輸入裝置1。

各圖中X方向為橫向，Y方向為縱向。由ITO形成的第1電極層11為在Y方向上彼此分離、且在X方向上連續延伸的圖案，形成為多個行。

在圖2(A)(B)的工序中，由絕緣層12覆蓋第1電極層11。絕緣層12是透光性的有機材料層，在實施方式中，由透明的干膜抗蝕劑形成。干膜抗蝕劑設置于基板10的表面10a，被加壓而層疊。通過光刻，從而進行顯影處理，使得留下圖2(A)中由虛線所示的四方形狀。四方形狀的干膜抗蝕劑通過加熱工序等而被固定，從而形成所述絕緣層12。

如圖2(A)(B)所示，第1電極層11的大部分由絕緣層12覆蓋，但配置于圖示上方的多個第1電極層11的右側終端部11a從絕緣層12向圖示右方向突出，配置于圖示下方的多個第1電極層的左側終端部11b從絕緣層12向圖示左方向突出。

在圖3(A)(B)的工序中，在絕緣層12的表面形成第2電極層13。第2電極層13是包含導電性納米材料的透光性的導電層，通過印刷工序來形成。例如，通過印刷作為導電性納米材料而使導電性納米線分散來與透明的粘合劑進行混合得到的導電性墨水來形成。導電性納米線是銅系、銀系、金系等。此外，作為代替導電性納米線的導電性納米材料，也可以使用導電性納米管即碳納米管。在實施方式中，使用銀納米線。

包含銀納米線的導電性墨水通過絲網印刷法等，在絕緣層12的表面進行圖案印刷，經過干燥工序、加熱工序后固定于絕緣層12的表面，形成第2電極層13。如圖3(A)所示，第2電極層13形成了多個列，使得在X方向上空開間隔并在Y方向上連續。多個行的第1電極層11和多個列的第2電極層13隔著絕緣層12在多個點彼此絕緣地交叉。

由于在絕緣層12的緣部，在基板10的表面10a與絕緣層12的表面之間形成了層差，因此第2電極層13僅在絕緣層12的表面的區域通過印刷工序來形成。

在圖4(A)(B)的工序中，形成第1布線層15和第2布線層16。

在第1布線層15的形成工序中，使用在樹脂粘合劑中含有銀、銅或者碳等導電性填料的導電性膏劑，通過絲網印刷等印刷工序在基板10的表面10a進行圖案印刷，并經過干燥處理、加熱處理而被固定。在實施方式中，通過銀膏劑來形成第1布線層15。關于在圖4(A)的圖示右側形成的多個第1布線層15，其前端部與第1電極層11的右側終端部11a重疊而被導通。關于在圖示左側形成的多個第1布線層15，其前端部與第1電極層11的左側終端部11b重疊而被導通。

在第1布線層15的基端部，在靠近基板10的緣部的位置，形成了焊盤部15a。該焊盤部15a既可以作為第1布線層15的一部分而由銀膏劑形成，也可以與第1布線層15連續而由金層形成。

第2布線層16從絕緣層12的表面到基板10的表面10a連續地形成。第2布線層16使用與第1布線層15相同的導電性膏劑，例如銀膏劑，通過印刷工序來形成。但是，如圖4(B)所示，第2布線層16由于通過絕緣層12的緣部的層差部，從絕緣層12的表面直到基板10的表面10a連續地形成，因此需要形成得較厚，以使得在層差部不中斷。為此，第2布線層16優選反復多次進行基于絲網印刷等的印刷工序即銀膏劑的涂敷工序來形成。

第2布線層16的前端部在絕緣層12的表面，與第2電極層13的終端部13a單獨重疊而被導通。第2布線層16的基端部在靠近基板10的緣部的位置成為焊盤部16a。該焊盤部16a既可以作為第2布線層16的一部分而由銀膏劑形成，也可以與第2布線層16連續而由金層形成。

在圖5所示的工序中，基板10的表面10a的最外部由保護層18覆蓋。保護層18通過涂敷透光性的有機材料并使其固化來形成。保護層18形成為覆蓋第2電極層13的整個區域，進而覆蓋第1布線層15和第2布線層16的大部分。優選為，保護層18形成于除了焊盤部15a和焊盤部15b露出的區域以外的大致整個區域。

在所述工序中，由于第2電極層13通過印刷工序來形成，因此不需要用于形成第2電極層13的濺射工序、蝕刻工序。此外，由于第2電極層13通過印刷工序來形成，因此能夠由干式抗蝕劑等有機材料來形成絕緣層12，能夠簡化制造工序，能夠以低成本制造。

在圖5中示出了完成后的輸入裝置1。輸入裝置1中的未形成第1布線層15和第2布線層16的中央區域由透光性的基板10和透光性的第1電極層11及透光性第2電極層13、以及透光性的絕緣層12構成。由此，能夠作為透光性的觸摸面板來使用，能夠配置于彩色液晶顯示面板等顯示面板的前方。

在輸入裝置1中，第1電極層11和第2電極層13隔著絕緣層12在許多的點交叉，在該交叉部在2個電極層11、13間形成了靜電電容。具有多路復用器的驅動/探測電路與第1電極層11以及第2電極層13連接，對一個電極層依次施加脈沖狀的驅動電壓，另一個電極層依次與探測電路連接。若施加脈沖狀的驅動電壓，則在其上升沿和下降沿，在電極層11、13之間流動電流。此時的電流量根據電極層11、13間的靜電電容發生變化。若人的手指或手等接近基板10，則電荷向手指或手移動，因此在手指或手的接近位置處，電極層11、13間的電流發生變化。通過由所述探測電路對電流量的變化進行探測，從而能夠作為坐標信息而得到手指或手的接近位置。

由于輸入裝置1是多個第1電極層11和多個第2電極層13隔著絕緣層12在多個點交叉的結構，因此通過使第1電極層11依次與驅動電路連接，使第2電極層13依次與探測電路連接，從而能夠以高分辨率探測手指或手的接近。因此，用多個手指進行操作的所謂多點觸摸操作也能夠高精度地探測。

此外，由于第1電極層11和第2電極層13形成于不同的層，因此不需要布線層15、16的不合理的迂回走線，不需要將布線層15、16設得過長，能夠抑制布線電阻的增大。

圖6至圖9示出了本發明的第2實施方式的輸入裝置2的制造方法。

在圖6的工序中，在透光性的基板10的一個表面10a，形成第1電極層11和第1布線層25以及成為第2布線層的下層的ITO布線層26。ITO布線層26為蝕刻布線層。

基板10由PET膜形成。第1電極層11是透光性的，由ITO層形成。第1電極層11形成了多個行，使得在Y方向上空開間隔并在X方向上連續。第1布線層25由與第1電極層11連續的ITO層、和與該ITO層重疊的金屬層構成。實施方式中的金屬層是銅層。ITO布線層26形成在接近基板10的圖示下側的緣部的位置。

第1電極層11和第1布線層25以及ITO布線層26通過對在PET膜的表面層疊了ITO層和銅層的層疊材料進行蝕刻加工而形成。所述層疊材料是如下的層疊材料，即，在PET膜的整個表面隔著硬涂層等而層疊ITO層，進而由銅層覆蓋了ITO層的表面的整個區域。由抗蝕層覆蓋該層疊材料的表面，通過光刻，來除去第1電極層11和第1布線層25以及ITO布線層26的形狀以外的抗蝕層。然后，通過濕蝕刻來除去未被抗蝕層覆蓋的區域的ITO層以及銅層。進而，通過蝕刻工序來除去覆蓋了第1電極層11的銅層以及覆蓋了ITO布線層26的至少一部分的銅層。

通過以上的工序，如圖6所示，在透光性的基板10的表面10a，形成由ITO層形成的第1電極層11、由與第1電極層11連續的ITO層和層疊在其上的銅層形成的第1布線層25、以及ITO布線層26。

第1布線層25中的接近基板10的圖示下側的緣部的部分為焊盤部25a。焊盤部25a既可以由層疊了ITO層和銅層的第1布線層25的一部分形成，或者，也可以在第1布線層25的表面層疊金層來構成。

ITO布線層26中的接近基板10的圖示下側的緣部的部分為焊盤部26a。焊盤部26a與第1布線層25同樣地，由ITO層和銅層層疊來形成。或者，焊盤部26a通過在表面層疊金層來形成。

在圖7的工序中，由絕緣層12覆蓋第1電極層11。絕緣層12通過與在所述實施例中在圖2(A)(B)的工序中所使用的相同的干膜抗蝕劑來形成。絕緣層12形成為至少覆蓋形成了第1電極層11的區域的整體。

在圖8的工序中，在絕緣層12的表面形成第2電極層13。第2電極層13使用與在所述實施方式中在圖3(A)(B)的工序中所使用的相同的導電性墨水通過印刷工序來形成。第2電極層13在X方向上空開間隔并在Y方向連續地形成多個列。

在圖9的工序中，形成作為第2布線層的上層的導電性膏劑布線層36。導電性膏劑布線層36是印刷布線層。與在所述實施方式的圖4(A)(B)的工序中形成的第2布線層16同樣地，導電性膏劑布線層36通過由印刷工序來涂敷銀膏劑并使其固化而形成。導電性膏劑布線層36與在絕緣層12的表面形成的第2電極層13的端部重疊連接，并且延伸到基板10的表面10a，與ITO布線層26重疊連接。由ITO布線層26與導電性膏劑布線層36的層疊體形成第2布線層。另外，導電性膏劑布線層36形成為不與焊盤層26a重疊。

由于導電性膏劑布線層36形成于絕緣層12的緣部的層差部，因此與圖4(A)(B)的工序的第2布線層16同樣地，導電性膏劑布線層36優選通過多次印刷工序來形成。

在圖9的工序之后，形成與圖5所示的相同的保護層18，第2實施方式的輸入裝置2完成。

第2實施方式的輸入裝置2在圖6的工序中，通過蝕刻工序與第1電極層11一起形成第1布線層25，因此能夠使多個第1布線層25彼此接近地配置，能夠在寬度窄的區域高密度地配置第1布線層25。

此外，成為第2布線層16的下層的ITO布線層26也能夠與第1電極層11一起通過蝕刻工序來形成，因此能夠在較窄的區域內高密度地配置ITO布線層26。

由于ITO能夠以比金屬材料更高的精度來進行蝕刻，因此通過由ITO來形成第1布線層15和ITO布線層26，能夠縮小這些布線層的布線間的間距，在有限的面積內的寬度窄的布線區域內，能夠高密度地配置第1布線層15和第2布線層26。

在第2實施方式中，在基板10的表面10a，通過對ITO進行蝕刻從而能夠高密度地形成第1布線層15和第2布線層26，而在絕緣層12的表面通過印刷工序來形成第2電極層12，導電性膏劑布線層36也能夠通過印刷工序來形成為覆蓋絕緣層12的緣部的層差部，因此能夠比較容易地進行第2布線層26和與該布線層26連接的第2布線層16的形成工序。

另外，在所述各實施方式中，第1電極層11由ITO層形成，但第1電極層11也可以例如由金屬網層形成。金屬網層是將金等低電阻材料在基板10的表面10a形成為網狀而得到的。

或者，第1電極層11也可以由與第2電極層13相同的材料通過印刷工序來形成。

符號說明

1、2 輸入裝置

10 基板

10a 表面

11 第1電極層

12 絕緣層

13 第2電極層

15 第1布線層

16 第2布線層

25 第1布線層

26 ITO布線層

36 導電性膏劑布線層