输入装置及其制造方法与流程

本发明涉及第1电极层和第2电极层彼此绝缘地配置在透光性的基板上的静电电容式的输入装置及其制造方法。

背景技术：

在各种信息处理装置中，在彩色液晶显示面板的前方配置有透光性的输入装置。该输入装置被称为触摸面板，在电极间形成静电电容，根据人的手指接近时的电荷的移动的变化，能够在坐标上判定手指的接近位置。

作为输入装置的结构，在2个透光性基板中的一方形成X电极，在另一方形成Y电极，将2个透光性基板进行重叠，由此在X电极与Y电极之间形成静电电容。但是，该结构需要2张透光性基板，部件件数增多，此外，需要将2张透光性基板彼此对准位置进行层叠并且相互进行粘接等的工序，工时增多。结果，存在制造成本提高的问题。

最近，出现了一种输入装置，该输入装置在1张透光性基板的1个表面，形成很多的电极层，在电极层间形成静电电容。该方式由于透光性基板是1张的构成，因此部件数少，能够削减制造工时。但是，由于需要在透光性基板的1个表面形成很多的电极层、和从各个电极层单独延伸的很多的布线层，因此不得不缩小各布线层的宽度尺寸，存在布线电阻增大的缺点。特别是，若构成大型的输入装置，则各布线变长，因此布线电阻进一步增大。在该情况下，虽然也可以考虑扩大各个布线层的宽度尺寸，但是若加宽布线层的宽度，则必须降低电极层的配置密度，检测的分辨率下降，例如，在采用了探测用多个手指进行的操作的所谓多点触摸方式的情况下，会导致探测精度下降。

在以下的专利文献1中，记载了涉及使用了1张透明的基板的静电电容式触摸面板的发明。

该触摸面板在透明基板上形成第1电极层，由透明的绝缘层覆盖了第1电极层。然后，在绝缘层的表面形成第2电极层，在第1电极层与第2电极层之间形成静电电容。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2011-76386号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

专利文献1所记载的触摸板由于在透明基板的一个面形成了第1电极层和第2电极层，因此能够减少基板的数量，并能够实现成本降低。但是，该触摸板中，第1电极层和第2电极层双方通过ITO膜来形成。ITO膜的电极层需要通过溅射工序在电极形成面形成ITO膜，进而通过湿蚀刻工序来形成电极图案，但若第1电极层和第2电极层双方都通过溅射工序和蚀刻工序来形成，则制造工序增多，难以降低制造成本。

此外，在专利文献1中，并没有记载位于第1电极层与第2电极层之间的绝缘层是什么样的绝缘层。但是，为了在其上对ITO层进行溅射，需要通过溅射工序等来形成由无机氧化物等形成的绝缘层。若第1电极层和绝缘层和第2绝缘层全部通过溅射工序来形成，则制造工序变得更加复杂，制造成本提高。此外，若由无机氧化物形成绝缘层，则触摸板的柔软性下降，例如即使由树脂膜来形成了基板，也难以使其柔软地变形等。

本发明是解决上述现有的课题的发明，其目的在于，提供一种能够在基板的1个面彼此绝缘地形成2种电极层、并能够抑制布线电阻升高的结构的输入装置。

此外，本发明的目的在于，提供一种能够以较少的工时并且以简单的工序来制造在基板的1个面彼此绝缘地形成2种电极层的层叠结构的输入装置的制造方法。

用于解决课题的手段

第1本发明的特征在于，在透光性的基板上彼此绝缘地设置了多个透光性的第1电极层和多个透光性的第2电极层的输入装置中，

在所述基板的表面，形成所述第1电极层和与所述第1电极层导通的第1布线层，

由透光性的绝缘层覆盖所述第1电极层，并在所述绝缘层的表面，设置了包含导电性纳米材料的所述第2电极层，

在所述绝缘层的表面与第2电极层连接的第2布线层延伸到所述基板的表面。

本发明的输入装置能够通过印刷工序来形成第2电极层，因此不需要用于形成第2电极层的蚀刻工序。此外，若通过印刷工序来形成第2电极层，则可以用任意的材料来形成绝缘层，例如也能够利用有机材料层来形成绝缘层。

在本发明中，所述第1电极层由ITO形成。但是，第1电极层也可以由导电性纳米材料通过印刷工序来形成。

在本发明中，所述第1布线层由导电性膏剂形成。或者，所述第1布线层由与所述第1电极层连续的ITO层以及配置于所述ITO层上的金属层形成。

在本发明中，例如，所述第2布线层由在所述基板的表面与所述第1布线层一起形成的ITO布线层、和将所述第2电极层与所述ITO布线层连结的导电性膏剂布线层构成。

在该情况下，所述导电性膏剂布线层覆盖所述绝缘层的缘部的层差，并从所述绝缘层的表面延伸到所述基板的表面。

第2本发明的特征在于，在透光性的基板上彼此绝缘地形成了多个透光性的第1电极层和多个透光性的第2电极层的输入装置中，

所述第1电极层和与所述第1电极层导通的第1布线层形成于所述基板的表面，

形成了覆盖所述第1电极层的透光性的绝缘层、在所述绝缘层的表面通过印刷工序而形成的所述第2电极层、和与所述第2电极层连接并延伸到所述基板的表面的第2布线层。

在本发明中，所述第1电极层通过蚀刻工序来形成。但是，第1电极层也可以通过印刷工序来形成。

在本发明中，所述第1布线层和所述第2布线层均通过印刷工序来形成。

或者，所述第1布线层通过蚀刻工序来形成。

此外，所述第2布线层优选由蚀刻布线层和印刷布线层构成，所述蚀刻布线层在所述基板的表面与所述第1布线层一起通过蚀刻工序而形成，所述印刷布线层通过印刷工序形成为将所述第2电极层与所述蚀刻布线层连结。

第3本发明的特征在于，在透光性的基板上彼此绝缘地形成多个透光性的第1电极层和多个透光性的第2电极层的输入装置的制造方法中，具有如下工序：

(a)在所述基板的表面形成所述第1电极层的工序；

(b)由透光性的绝缘层覆盖所述第1电极层的工序；

(c)在所述绝缘层的表面通过印刷工序来形成所述第2电极层的工序；

(d)与所述(a)的工序同时或者通过与这些工序不同的工序，在基板的表面形成与所述第1电极层导通的第1布线层的工序；以及

(e)形成与所述第2电极层连接并延伸到所述基板的表面的第2布线层的工序。

本发明的输入装置的制造方法能够通过蚀刻工序来形成所述第1电极层。

第4本发明的特征在于，在透光性的基板上彼此绝缘地形成多个透光性的第1电极层和多个透光性的第2电极层的输入装置的制造方法中，具有如下工序：

(f)在所述基板的表面通过蚀刻工序来形成所述第1电极层以及与所述第1电极层连续的第1布线层的工序；

(g)由透光性的绝缘层覆盖所述第1电极层的工序；

(h)在所述绝缘层的表面通过印刷工序来形成所述第2电极层的工序；以及

(i)形成与所述第2电极层连接并延伸到所述基板的表面的第2布线层的工序。

本发明的输入装置的制造方法优选在所述(f)的工序中，通过蚀刻工序，从而由ITO层来形成所述第1电极层，由ITO层和金属层的层叠体来形成第1布线层。

本发明的输入装置的制造方法能够由蚀刻布线层和印刷布线层构成所述第2电极层，所述蚀刻布线层能够与所述第1布线层一起在所述基板的表面通过蚀刻工序来形成，所述印刷布线层能够通过印刷工序形成为使所述第2电极层与所述蚀刻布线层导通。

在本发明中，能够由导电性纳米线或导电性纳米管来形成所述第2电极层。

此外，在本发明中，能够由干膜抗蚀剂来形成所述绝缘层。

发明效果

本发明的输入装置由于在1张透光性基板的1个面形成了第1电极层和第2电极层，因此基板可以为一张，能够削减基板数。此外，由于第1电极层和第2电极层形成于不同的层，因此即使提高电极层的配置密度，也无需将布线层形成得过细，能够防止布线电阻变得非常高。

此外，由于由能够实施印刷工序的包含导电性纳米材料的导电层来形成了第2电极层，因此能够由有机抗蚀剂材料等来形成覆盖第1电极层的绝缘层，制造工序变得容易。

此外，若由有机材料来形成绝缘层，则例如在由薄膜材料形成了基板时也能够使其发挥柔软性。

附图说明

图1表示在本发明的第1实施方式的输入装置的制造方法中，在基板上形成了第1电极层的工序，(A)是俯视图，(B)是侧视图。

图2表示在本发明的第1实施方式的输入装置的制造方法中，由绝缘层覆盖第1电极层的工序，(A)是俯视图，(B)是侧视图。

图3表示在本发明的第1实施方式的输入装置的制造方法中，在绝缘层的表面形成了第2电极层的工序，(A)是俯视图，(B)是侧视图。

图4表示在本发明的第1实施方式的输入装置的制造方法中，形成了第1布线层和第2布线层的工序，(A)是俯视图，(B)是侧视图。

图5是表示在本发明的第1实施方式的输入装置的制造方法中，在最外部形成了保护层的工序的侧视图。

图6是表示在本发明的第2实施方式的输入装置中，在基板上形成了第1电极层和第1布线层以及第2布线层的ITO布线层(蚀刻布线层)的工序的俯视图。

图7是表示在本发明的第2实施方式的输入装置的制造方法中，由绝缘层覆盖第1电极层的工序的俯视图。

图8是表示在本发明的第2实施方式的输入装置的制造方法中，在绝缘层的表面形成了第2电极层的工序的俯视图。

图9是表示在本发明的第2实施方式的输入装置的制造方法，形成了第2布线层的导电性膏剂布线层(印刷布线层)的工序的俯视图。

具体实施方式

图1至图5示出了本发明的第1实施方式的输入装置1的制造方法，图5示出了完成后的输入装置1的结构。

在图1(A)(B)所示的工序中，在基板10的1个表面10a形成第1电极层11。基板10是透光性的，第1电极层11也是透光性的。本说明书中所谓的透光性，是包含透明的概念，意味着例如总透光率为70％以上，优选为80％以上的透光功能。

基板10为树脂膜，是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜。第1电极层11由ITO(氧化铟锡)形成。基板10和第1电极层11由将PET膜和ITO一体化的层叠材料形成。层叠材料是在PET膜的整个表面隔着硬涂层等层叠了ITO层的材料。由抗蚀层覆盖该层叠材料的ITO层，通过光刻，来除去第1电极层11的图案以外的抗蚀层。通过湿蚀刻来除去未被抗蚀层覆盖的区域的ITO层，由此形成第1电极层11的图案。

另外，在本发明中，所述基板10也可以由非挠性的合成树脂的平板、玻璃板形成。但是，在实施方式中，通过将基板10设为树脂膜，从而能够构成薄型且柔软的输入装置1。

各图中X方向为横向，Y方向为纵向。由ITO形成的第1电极层11为在Y方向上彼此分离、且在X方向上连续延伸的图案，形成为多个行。

在图2(A)(B)的工序中，由绝缘层12覆盖第1电极层11。绝缘层12是透光性的有机材料层，在实施方式中，由透明的干膜抗蚀剂形成。干膜抗蚀剂设置于基板10的表面10a，被加压而层叠。通过光刻，从而进行显影处理，使得留下图2(A)中由虚线所示的四方形状。四方形状的干膜抗蚀剂通过加热工序等而被固定，从而形成所述绝缘层12。

如图2(A)(B)所示，第1电极层11的大部分由绝缘层12覆盖，但配置于图示上方的多个第1电极层11的右侧终端部11a从绝缘层12向图示右方向突出，配置于图示下方的多个第1电极层的左侧终端部11b从绝缘层12向图示左方向突出。

在图3(A)(B)的工序中，在绝缘层12的表面形成第2电极层13。第2电极层13是包含导电性纳米材料的透光性的导电层，通过印刷工序来形成。例如，通过印刷作为导电性纳米材料而使导电性纳米线分散来与透明的粘合剂进行混合得到的导电性墨水来形成。导电性纳米线是铜系、银系、金系等。此外，作为代替导电性纳米线的导电性纳米材料，也可以使用导电性纳米管即碳纳米管。在实施方式中，使用银纳米线。

包含银纳米线的导电性墨水通过丝网印刷法等，在绝缘层12的表面进行图案印刷，经过干燥工序、加热工序后固定于绝缘层12的表面，形成第2电极层13。如图3(A)所示，第2电极层13形成了多个列，使得在X方向上空开间隔并在Y方向上连续。多个行的第1电极层11和多个列的第2电极层13隔着绝缘层12在多个点彼此绝缘地交叉。

由于在绝缘层12的缘部，在基板10的表面10a与绝缘层12的表面之间形成了层差，因此第2电极层13仅在绝缘层12的表面的区域通过印刷工序来形成。

在图4(A)(B)的工序中，形成第1布线层15和第2布线层16。

在第1布线层15的形成工序中，使用在树脂粘合剂中含有银、铜或者碳等导电性填料的导电性膏剂，通过丝网印刷等印刷工序在基板10的表面10a进行图案印刷，并经过干燥处理、加热处理而被固定。在实施方式中，通过银膏剂来形成第1布线层15。关于在图4(A)的图示右侧形成的多个第1布线层15，其前端部与第1电极层11的右侧终端部11a重叠而被导通。关于在图示左侧形成的多个第1布线层15，其前端部与第1电极层11的左侧终端部11b重叠而被导通。

在第1布线层15的基端部，在靠近基板10的缘部的位置，形成了焊盘部15a。该焊盘部15a既可以作为第1布线层15的一部分而由银膏剂形成，也可以与第1布线层15连续而由金层形成。

第2布线层16从绝缘层12的表面到基板10的表面10a连续地形成。第2布线层16使用与第1布线层15相同的导电性膏剂，例如银膏剂，通过印刷工序来形成。但是，如图4(B)所示，第2布线层16由于通过绝缘层12的缘部的层差部，从绝缘层12的表面直到基板10的表面10a连续地形成，因此需要形成得较厚，以使得在层差部不中断。为此，第2布线层16优选反复多次进行基于丝网印刷等的印刷工序即银膏剂的涂敷工序来形成。

第2布线层16的前端部在绝缘层12的表面，与第2电极层13的终端部13a单独重叠而被导通。第2布线层16的基端部在靠近基板10的缘部的位置成为焊盘部16a。该焊盘部16a既可以作为第2布线层16的一部分而由银膏剂形成，也可以与第2布线层16连续而由金层形成。

在图5所示的工序中，基板10的表面10a的最外部由保护层18覆盖。保护层18通过涂敷透光性的有机材料并使其固化来形成。保护层18形成为覆盖第2电极层13的整个区域，进而覆盖第1布线层15和第2布线层16的大部分。优选为，保护层18形成于除了焊盘部15a和焊盘部15b露出的区域以外的大致整个区域。

在所述工序中，由于第2电极层13通过印刷工序来形成，因此不需要用于形成第2电极层13的溅射工序、蚀刻工序。此外，由于第2电极层13通过印刷工序来形成，因此能够由干式抗蚀剂等有机材料来形成绝缘层12，能够简化制造工序，能够以低成本制造。

在图5中示出了完成后的输入装置1。输入装置1中的未形成第1布线层15和第2布线层16的中央区域由透光性的基板10和透光性的第1电极层11及透光性第2电极层13、以及透光性的绝缘层12构成。由此，能够作为透光性的触摸面板来使用，能够配置于彩色液晶显示面板等显示面板的前方。

在输入装置1中，第1电极层11和第2电极层13隔着绝缘层12在许多的点交叉，在该交叉部在2个电极层11、13间形成了静电电容。具有多路复用器的驱动/探测电路与第1电极层11以及第2电极层13连接，对一个电极层依次施加脉冲状的驱动电压，另一个电极层依次与探测电路连接。若施加脉冲状的驱动电压，则在其上升沿和下降沿，在电极层11、13之间流动电流。此时的电流量根据电极层11、13间的静电电容发生变化。若人的手指或手等接近基板10，则电荷向手指或手移动，因此在手指或手的接近位置处，电极层11、13间的电流发生变化。通过由所述探测电路对电流量的变化进行探测，从而能够作为坐标信息而得到手指或手的接近位置。

由于输入装置1是多个第1电极层11和多个第2电极层13隔着绝缘层12在多个点交叉的结构，因此通过使第1电极层11依次与驱动电路连接，使第2电极层13依次与探测电路连接，从而能够以高分辨率探测手指或手的接近。因此，用多个手指进行操作的所谓多点触摸操作也能够高精度地探测。

此外，由于第1电极层11和第2电极层13形成于不同的层，因此不需要布线层15、16的不合理的迂回走线，不需要将布线层15、16设得过长，能够抑制布线电阻的增大。

图6至图9示出了本发明的第2实施方式的输入装置2的制造方法。

在图6的工序中，在透光性的基板10的一个表面10a，形成第1电极层11和第1布线层25以及成为第2布线层的下层的ITO布线层26。ITO布线层26为蚀刻布线层。

基板10由PET膜形成。第1电极层11是透光性的，由ITO层形成。第1电极层11形成了多个行，使得在Y方向上空开间隔并在X方向上连续。第1布线层25由与第1电极层11连续的ITO层、和与该ITO层重叠的金属层构成。实施方式中的金属层是铜层。ITO布线层26形成在接近基板10的图示下侧的缘部的位置。

第1电极层11和第1布线层25以及ITO布线层26通过对在PET膜的表面层叠了ITO层和铜层的层叠材料进行蚀刻加工而形成。所述层叠材料是如下的层叠材料，即，在PET膜的整个表面隔着硬涂层等而层叠ITO层，进而由铜层覆盖了ITO层的表面的整个区域。由抗蚀层覆盖该层叠材料的表面，通过光刻，来除去第1电极层11和第1布线层25以及ITO布线层26的形状以外的抗蚀层。然后，通过湿蚀刻来除去未被抗蚀层覆盖的区域的ITO层以及铜层。进而，通过蚀刻工序来除去覆盖了第1电极层11的铜层以及覆盖了ITO布线层26的至少一部分的铜层。

通过以上的工序，如图6所示，在透光性的基板10的表面10a，形成由ITO层形成的第1电极层11、由与第1电极层11连续的ITO层和层叠在其上的铜层形成的第1布线层25、以及ITO布线层26。

第1布线层25中的接近基板10的图示下侧的缘部的部分为焊盘部25a。焊盘部25a既可以由层叠了ITO层和铜层的第1布线层25的一部分形成，或者，也可以在第1布线层25的表面层叠金层来构成。

ITO布线层26中的接近基板10的图示下侧的缘部的部分为焊盘部26a。焊盘部26a与第1布线层25同样地，由ITO层和铜层层叠来形成。或者，焊盘部26a通过在表面层叠金层来形成。

在图7的工序中，由绝缘层12覆盖第1电极层11。绝缘层12通过与在所述实施例中在图2(A)(B)的工序中所使用的相同的干膜抗蚀剂来形成。绝缘层12形成为至少覆盖形成了第1电极层11的区域的整体。

在图8的工序中，在绝缘层12的表面形成第2电极层13。第2电极层13使用与在所述实施方式中在图3(A)(B)的工序中所使用的相同的导电性墨水通过印刷工序来形成。第2电极层13在X方向上空开间隔并在Y方向连续地形成多个列。

在图9的工序中，形成作为第2布线层的上层的导电性膏剂布线层36。导电性膏剂布线层36是印刷布线层。与在所述实施方式的图4(A)(B)的工序中形成的第2布线层16同样地，导电性膏剂布线层36通过由印刷工序来涂敷银膏剂并使其固化而形成。导电性膏剂布线层36与在绝缘层12的表面形成的第2电极层13的端部重叠连接，并且延伸到基板10的表面10a，与ITO布线层26重叠连接。由ITO布线层26与导电性膏剂布线层36的层叠体形成第2布线层。另外，导电性膏剂布线层36形成为不与焊盘层26a重叠。

由于导电性膏剂布线层36形成于绝缘层12的缘部的层差部，因此与图4(A)(B)的工序的第2布线层16同样地，导电性膏剂布线层36优选通过多次印刷工序来形成。

在图9的工序之后，形成与图5所示的相同的保护层18，第2实施方式的输入装置2完成。

第2实施方式的输入装置2在图6的工序中，通过蚀刻工序与第1电极层11一起形成第1布线层25，因此能够使多个第1布线层25彼此接近地配置，能够在宽度窄的区域高密度地配置第1布线层25。

此外，成为第2布线层16的下层的ITO布线层26也能够与第1电极层11一起通过蚀刻工序来形成，因此能够在较窄的区域内高密度地配置ITO布线层26。

由于ITO能够以比金属材料更高的精度来进行蚀刻，因此通过由ITO来形成第1布线层15和ITO布线层26，能够缩小这些布线层的布线间的间距，在有限的面积内的宽度窄的布线区域内，能够高密度地配置第1布线层15和第2布线层26。

在第2实施方式中，在基板10的表面10a，通过对ITO进行蚀刻从而能够高密度地形成第1布线层15和第2布线层26，而在绝缘层12的表面通过印刷工序来形成第2电极层12，导电性膏剂布线层36也能够通过印刷工序来形成为覆盖绝缘层12的缘部的层差部，因此能够比较容易地进行第2布线层26和与该布线层26连接的第2布线层16的形成工序。

另外，在所述各实施方式中，第1电极层11由ITO层形成，但第1电极层11也可以例如由金属网层形成。金属网层是将金等低电阻材料在基板10的表面10a形成为网状而得到的。

或者，第1电极层11也可以由与第2电极层13相同的材料通过印刷工序来形成。

符号说明

1、2 输入装置

10 基板

10a 表面

11 第1电极层

12 绝缘层

13 第2电极层

15 第1布线层

16 第2布线层

25 第1布线层

26 ITO布线层

36 导电性膏剂布线层