CN204166512U

CN204166512U - 输入装置

Info

Publication number: CN204166512U
Application number: CN201290001166.XU
Authority: CN
Inventors: 竹内正宜; 佐藤清; 铃木彻也; 青木大悟; 矢泽学
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: JP5075282B1; KR20140115345A; KR101562487B1; WO2013118314A1; JP2013164698A; TW201337680A; TWI489343B

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种尤其是能够确保良好的不可视特性及与透明基材侧的良好的密接性、而且能够提高桥式布线的耐环境性的输入装置。所述输入装置具有：透明基材(2)；在透明基材(2)的第一面形成的多个透明电极(5)；将所述透明电极(5)之间电连接的桥式布线(10)；在所述透明基材(2)与所述桥式布线(10)之间形成的绝缘层(20)，桥式布线(10)具有与绝缘层(20)的表面(20a)相接的由ITO构成的基底层(35)、及形成在基底层(35)的表面且电阻比基底层(35)的电阻低的金属层(36)。

Description

输入装置

技术领域

本实用新型涉及能够检测操作面的操作位置的输入装置，尤其是涉及将形成在透明基材表面上的透明电极之间连接的桥式布线的结构。

背景技术

在专利文献1中公开了一种输入装置，其通过ITO来形成将多个透明电极之间电连接的桥式布线(在专利文献1中记载为交叉部分、中继电极)。

而且，在专利文献2中公开了一种输入装置，其通过Mo、Al、Au等来形成将多个透明电极之间电连接的桥式布线。

需要说明的是，在桥式布线与构成透明电极的形成面的透明基材之间夹设有绝缘层。即，桥式布线通过绝缘层的表面而将各透明电极之间电连接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-310550号公报

专利文献2：日本特开2010-271796号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

在专利文献1中，通过ITO来形成桥式布线，存在桥式布线的布线电阻变大的问题。

而且，如专利文献2那样通过金属材料来形成桥式布线，由此能使桥式布线的布线电阻比通过ITO形成时降低，但是需要良好的不可视特性，即看不到桥式布线，而且需要确保与构成桥式布线的形成面的绝缘层之间的良好的密接性。此外，需要提高桥式布线的耐环境性(耐湿性或耐热性)。

尤其是在使用了与绝缘层的密接性差的低电阻的金属的情况下，需要确保良好的不可视特性及良好的密接性。

如后述的实验所示，本实用新型者们选择了例如Au作为低电阻的金属，但是在专利文献1及专利文献2中没有公开在使用Au作为桥式布线时，尤其是用于确保良好的不可视特性及与绝缘层之间的良好的密接性的结构。

因此，本实用新型用于解决上述现有的课题而提出，其目的在于提供一种尤其是能够确保良好的不可视特性及与透明基材侧的良好的密接性、而且能够提高桥式布线的耐环境性的输入装置。

用于解决课题的方案

本实用新型的输入装置的特征在于，

具有：透明基材；在所述透明基材的第一面形成的多个透明电极；将所述透明电极之间电连接的桥式布线；在所述透明基材与所述桥式布线之间形成的绝缘层，

所述桥式布线具有与所述绝缘层的表面相接的由ITO构成的基底层、及在所述基底层的表面形成的金属层。

由此能够确保良好的不可视特性，能够实现桥式布线的低电阻，而且能够使桥式布线与绝缘层之间的密接性良好。而且，由ITO构成的基底层作为对因绝缘层的吸水性产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能。而且由ITO构成的基底层能够适当地追随绝缘层伴随着环境变化的收缩。这样也能够确保良好的耐环境性(耐湿性、耐热性)。

在本实用新型中，优选所述金属层为Au、Au合金、CuNi或Ni。其中，更优选所述金属层由Au形成。由此，能够确保良好的不可视特性，而且能够实现低电阻。

另外，在本实用新型中，优选在所述金属层的表面形成导电性氧化物保护层。这样，在桥式布线的表面未露出金属层，而利用导电性氧化物保护层将金属层的表面覆盖，由此能够使导电性氧化物保护层作为对从桥式布线的表面侧流入的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能，能够更有效地提高桥式布线的耐环境性。而且，能够进一步提高不可视特性。

另外，在本实用新型中，优选导电性氧化物保护层由ITO构成。通过利用ITO来形成导电性氧化物保护层，从而能够提高桥式布线的低电阻化和耐静电破坏性。

另外，在本实用新型中，可以构成为，所述透明电极具备多个第一透明电极和多个第二透明电极，各第一透明电极沿着第一方向连结，在所述第一透明电极的连结位置形成有所述绝缘层，利用通过所述绝缘层的绝缘表面而形成的所述桥式布线将各第二透明电极沿着与所述第一方向交叉的第二方向连结。

另外，本实用新型能够优选适用于将构成所述绝缘表面的绝缘层由酚醛清漆树脂形成的结构。

另外，本实用新型能够优选适用于作为透明基材之间的接合材料的光学透明粘合层与所述桥式布线的表面相接的结构。而且，能够优选适用于透明基材的第一面侧与表面为操作面的面板之间由所述光学透明粘合层来接合的结构。

实用新型效果

根据本实用新型的输入装置，能够确保良好的不可视特性，能够实现低电阻，而且能够使桥式布线与绝缘层之间的密接性良好。而且，由ITO构成的基底层作为对因绝缘层的吸水性产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能。而且由ITO构成的基底层能够适当地追随绝缘层伴随着环境变化的收缩。这样也能够确保良好的耐环境性(耐湿性、耐热性)。

附图说明

图1是表示在构成本实施方式的输入装置(触控面板)的透明基材的表面上形成的各透明电极及布线部的俯视图。

图2(a)是图1所示的输入装置的放大俯视图，图2(b)是将图2(a)沿着A-A剖切并从箭头方向观察到的输入装置的局部放大纵向剖视图，图2(c)是与图2(b)局部不同的输入装置的局部放大纵向剖视图。

图3(a)是第一实施方式的桥式布线的放大纵向剖视图，图3(b)是第二实施方式的桥式布线的放大纵向剖视图。

图4是表示本实施方式的输入装置的制造方法的工序图，图4中的右图是局部纵向剖视图，图4中的左图是俯视图。

具体实施方式

图1是表示在构成本实施方式的输入装置(触控面板)的透明基材的表面上形成的各透明电极及布线部的俯视图，图2(a)是图1所示的输入装置的放大俯视图，图2(b)是将图2(a)沿着A-A剖切并从箭头方向观察到的输入装置的局部放大纵向剖视图，图2(c)是与图2(b)局部不同的输入装置的局部放大纵向剖视图。

需要说明的是，在本说明书中，“透明”、“透光性”是指可见光透射率为50％以上(优选为80％以上)的状态。而且雾度值(haze值)优选为6以下。

需要说明的是，虽然在图1中图示了在构成输入装置1的透明基材2的表面(第一面)2a形成的各透明电极4、5及布线部6，但是实际上如图2(b)所示那样，在透明基材2的表面侧设有透明的面板3，而且在布线部6的位置存在装饰层，因此从面板3的表面侧无法看到布线部6。需要说明的是，虽然透明电极为透明因而无法视觉辨认，但是在图1中示出了透明电极的外形。

透明基材2由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等膜状的透明基材或玻璃基材等形成。而且，各透明电极4、5由ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电材料通过溅射或蒸镀等而成膜。

如图1所示，在显示区域11(能够通过手指等操作体进行操作的、与显示器对置的显示画面)内形成有多个第一透明电极4和多个第二透明电极5。

如图1、图2(a)所示，多个第一透明电极4形成在透明基材2的表面2a，各第一透明电极4经由细长的连结部7沿着Y1-Y2方向(第一方向)连结。并且，由沿着Y1-Y2方向连结的多个第一透明电极4构成的第一电极8在X1-X2方向上隔开间隔地排列。

而且，如图1、图2(a)所示，多个第二透明电极5形成在透明基材2的表面2a。这样，第二透明电极5形成在与第一透明电极4相同的面(透明基材2的表面2a)上。如图1、图2(a)所示，各第二透明电极5经由细长的桥式布线10沿着X1-X2方向(第二方向)连结。并且，由沿着 X1-X2方向连结的多个第二透明电极5构成的第二电极12在Y1-Y2方向上隔开间隔地排列。

如图2(a)、图2(b)所示，在将第一透明电极4之间连结的连结部7的表面上形成有绝缘层20。如图2(b)所示，绝缘层20填埋连结部7与第二透明电极5之间的空间，而且也稍微上行至第二透明电极5的表面。

并且，如图2(a)、图2(b)所示，桥式布线10从绝缘层20的表面20a到位于绝缘层20的X1-X2方向的两侧的各第二透明电极5的表面地形成。桥式布线10将各第二透明电极5之间电连接。

如图2(a)、图2(b)所示，在将各第一透明电极4之间连接的连结部7的表面设有绝缘层20，在该绝缘层20的表面设有将各第二透明电极5之间连接的桥式布线10。这样，在连结部7与桥式布线10之间夹设有绝缘层20，第一透明电极4与第二透明电极5成为电绝缘的状态。并且在本实施方式中，能够将第一透明电极4和第二透明电极5形成在同一面(透明基材2的表面2a)上，能够实现输入装置1的薄型化。

需要说明的是，连结部7、绝缘层20及桥式布线10均位于显示区域11内，与透明电极4、5同样透明且透光性地构成。

如图1所示，显示区域11的周围成为框状的装饰区域(非显示区域)25。显示区域11为透明、透光性，但是装饰区域25为不透明、非透光性。由此，从输入装置1的表面(面板3的表面)看不到设于装饰区域25的布线部6及外部连接部27。

如图1所示，在装饰区域25形成有从各第一电极8及各第二电极12引出的多根布线部6。各布线部6具有Cu、Cu合金、CuNi合金、Ni、Ag、Au等金属材料来形成。

如图1所示，各布线部6的前端构成与柔性印制基板(未图示)电连接的外部连接部27。

如图2(b)所示，透明基材2的表面2a侧与面板3之间经由光学透明粘合层(OCA；Optical Clear Adhesive)30而接合。面板3没有特别限定材质，但优选适用玻璃基材或塑料基材。光学透明粘合层(OCA)30是丙烯酸系粘合剂或双面粘合带等。

在图1所示的静电电容式的输入装置1中，如图2(b)所示那样接触到面板3的操作面3a上时，在手指F和与手指F接近的第一透明电极4之间、以及手指F和第二透明电极5之间产生静电电容。基于此时的静电电容变化，能够算出手指F的接触位置。就手指F的位置而言，基于与第一电极8之间的静电电容变化来检测X坐标，并基于与第二电极12之间的静电电容变化来检测Y坐标(自电容检测型)。而且，也可以是如下的互电容检测型：向第一电极8和第二电极12的一方的第一电极的一列施加驱动电压，通过另一方的第二电极来检测与手指F之间的静电电容的变化，利用第二电极来检测Y位置并利用第一电极来检测X位置。

在本实施方式中，在将第二透明电极5之间连结的桥式布线10的结构上具有特征的部分。

如图3(a)所示，第一实施方式的桥式布线10是双层结构，这双层结构是从绝缘层20的表面20a到第二透明电极5的表面5a形成的由ITO构成的透明的基底层35、形成在基底层35的表面且电阻比基底层35的电阻低的透明的金属层36。

金属层36优选通过Au、Au合金、CuNi、Ni中的任一种形成。其中特别优选选择Au。选择Au的理由是，Au是耐热、耐湿，即使在环境试验中也不氧化，电阻变化小且能够维持低电阻的材料。

根据本实施方式的结构，能够确保良好的不可视特性，并能够提高桥式布线10与绝缘层20之间的密接性。而且，由ITO构成的基底层35也作为对因绝缘层20的吸水性产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能。而且，由ITO构成的基底层35能够增加静电破坏电压值(耐压值)，能够提高耐静电破坏性。在本实施方式中，绝缘层20可以使用酚醛清漆树脂(抗蚀剂)，从而能够将第二透明电极5与连结部7之间的间隙适当地填埋。而且能够平缓地形成绝缘层20的表面20a，能够减小凹凸。本实施方式中的由ITO构成的基底层35作为对因酚醛清漆树脂的吸水性产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能，而且能够适当地追随绝缘层20相对于环境变化的收缩。通过这样由ITO构成的基底层35和金属层36的层叠结构，还能够得到良好的耐环境性(耐湿性、耐热性)。

而且，通过由ITO构成的基底层35和金属层36的层叠结构，能够增加静电破坏电压值(耐压值)，能够提高耐静电破坏性。

在此，绝缘层20的最大膜厚为0.5～4μm左右，基底层35的膜厚为5～40nm左右，金属层36的膜厚为2～20nm左右。而且，桥式布线的宽度尺寸(向Y1-Y2方向的长度尺寸)为5～50μm左右，长度尺寸(向X1-X2方向的长度尺寸)为150～500μm左右。

在本实施方式中，即使将具有远低于ITO的电阻率的Au等的金属层36形成得薄且宽度窄，与由ITO的单层膜形成桥式布线的情况相比，也能够实现桥式布线10的低电阻化，而且在本实施方式中，通过将金属层36的膜厚形成得薄且宽度尺寸形成得小，由此能够提高不可视特性。

而且，由ITO构成的基底层35和各透明电极4、5使用ITO，由此能够确保良好的密接性及良好的电接合。

另外，如图3(b)所示，第二实施方式的桥式布线10是三层结构，这三层结构是从绝缘层20的表面20a到第二透明电极5的表面5a形成的由ITO构成的透明的基底层35、形成在基底层35的表面且电阻比基底层35的电阻低的透明的金属层36、形成在金属层36的表面的由ITO构成的透明的保护层37。由ITO构成的导电性氧化物保护层37的膜厚为5～40nm左右。

如图3(b)所示，利用由ITO构成的导电性氧化物保护层37将金属层36的表面覆盖，由此能够使导电性氧化物保护层37作为对因图3(b)所示的由丙烯酸系粘合剂等形成的光学透明粘合层(OCA)30的吸水性所产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能。而且，导电性氧化物保护层37最优选使用透明性高的ITO。由此，能够提高桥式布线的低电阻化和耐静电破坏性。而且，除此之外，可以使用ZnO或In₂O₃作为导电性氧化物保护层。而且，利用由ITO构成的导电性氧化物保护层37将金属层36的表面覆盖，由此能够抑制桥式布线10的反射率，结果是能够增大透射率/反射率之比，能够更有效地提高不可视特性。

需要说明的是，在图3(b)所示的第二实施方式中，在金属层36下也铺设了由ITO构成的基底层35，由此能够提高桥式布线10与绝缘层20之间的密接性。而且，也能够使基底层35作为对因绝缘层20的吸水性产生的水分进行阻挡的阻挡层发挥功能。由此，如图3(b)所示，在金属层36的表背面设有由ITO构成的基底层35和导电性氧化物保护层37，由此能够更有效地提高耐环境性。

另外，由ITO构成的基底层35能够增加静电破坏电压值(耐压值)，能够提高耐静电破坏性。而且，由ITO构成的基底层35和各透明电极4、5使用ITO，由此能够确保良好的密接性及良好的电接合。

需要说明的是，当设为图3(a)的双层结构时，金属层36的表面成为与光学透明粘合层(OCA)30相接的状态，但即便是双层结构，如后述的实验结果所示那样，也能够得到作为输入装置1可使用的耐环境性。

需要说明的是，在本实施方式中如图2(b)所示，在透明基材2的朝向面板3侧的表面2a上设有各透明电极4、5、绝缘层20、桥式布线10，但也可以如图2(c)所示，在透明基材2的背面2b(第一面)侧设置各透明电极4、5、绝缘层20及桥式布线10。在图2(c)中，透明基材2的背面2b和另一透明基材26之间的接合材料即光学透明粘合层(OCA)28与桥式布线10相接。

另外，将第一透明电极4之间连结的连结部7可以由ITO形成。即，可以一体地形成各第一透明电极4和连结部。

另外，构成桥式布线10的基底层35或导电性氧化物保护层37的ITO可以使用非结晶ITO。但是，也可以通过结晶ITO来形成基底层35或导电性氧化物保护层37。

图4是表示本实施方式的输入装置1的制造方法的工序图。图4中的左图为局部纵向剖视图，右图为俯视图。需要说明的是，在左图和右图中尺寸比不同。图4所示的局部纵向剖视图与图2(b)所示的局部纵向剖视图同样通过沿着X1-X2方向剖切而得到。需要说明的是，图4中图示出透明电极4、5的局部。

在图4的(a)的工序中，在透明基材2的表面2a形成由ITO构成的各透明电极4、5。此时，将第一透明电极4、4之间连结的连结部7与前述第一透明电极4一体地由ITO形成。

接着，在图4的(b)的工序中，形成覆盖在连结部7上并将连结部7与位于连结部7的X1-X2方向的两侧的第二透明电极5之间填埋的由酚醛清漆树脂等构成的绝缘层20。此时，优选通过整面曝光来进行将绝缘层20形成为透明的脱色。

接着在图4的(c)的工序中，在各透明电极4、5的表面、绝缘层20的表面及透明基材2的表面形成桥式布线10，该桥式布线10由双层结构或三层结构构成，该双层结构是由ITO构成的基底层35/由Au、Au合金等构成的金属层36这双层结构，该三层结构是由ITO构成的基底层35/由Au、Au合金等构成的金属层36/由ITO构成的导电性氧化物保护层37这三层结构。此时，通过溅射或蒸镀法等形成基底层35、金属层36及导电性氧化物保护层37各层。

并且，在图4的(d)中，使用光刻技术等将桥式布线10从绝缘层20的表面到位于绝缘层20的两侧的第二透明电极5的表面地保留为在X1-X2方向上细长的形状。需要说明的是，此时，为了避免削去各透明电极4、5的表面而优选进行选择蚀刻。由此能够经由桥式布线10将第二透明电极5、5之间电连接。

然后，如图2(b)所示，透明基材2的表面2a侧与表面为操作面3a的面板3之间经由光学透明粘合层30而接合。

本实施方式中的输入装置可用于手机、数码相机、PDA、游戏机、车辆导航系统等。

实施例

在实验中，在透明基材上形成了图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的结构的透明电极(ITO)、绝缘层(酚醛清漆树脂)及桥式布线。将第二透明电极之间连结的桥式布线由以下的表1所示的实施例1～实施例3的非结晶ITO(基底层)/Au(金属层)/非结晶ITO(导电性氧化物保护层)这三层结构、实施例4～实施例6的非结晶ITO(基底层)/Au(金属层)这双层结构、比较例1的CuNi(基底层)/Au(金属层)这双层结构、比较例2的Ti(基底层)/Au(金属层)这双层结构、比较例3～比较例5的ITO单层膜形成。

在表1中，示出各层的膜厚、桥式布线的宽度尺寸(图2(a)所示的Y1-Y2方向的长度)、及桥式布线的长度尺寸(图2(a)所示的X1-X2方向的长度)。需要说明的是，关于表1所示的透射率、反射率，是在加工成桥式布线的形状之前，在整体地形成于基材表面的状态(满膜状态) 下测定的。

[表1]

表1示出不可视等级，其中，×以比较例3的ITO单层膜为基准。需要说明的是，在比较例3中，看到了由ITO构成的桥式布线。△表示与比较例3相比看不到桥式布线、但是当倾斜时能看到桥式布线的状态，○表示当倾斜时能看到桥式布线总数的10％以下的状态，◎表示即使倾斜也完全看不到桥式布线的状态。

而且，关于桥式布线的片电阻(sheet resistance)值Rs，比60Ω/□大时为×，40～60Ω/□时为○，小于40Ω/□时为◎。

而且，关于作为加速试验的温度为85℃且湿度为85％RH的环境试验中的电阻变化，变化率为±100％以上或发生了断线时为×，变化率为±30％以上且小于±100％时为△，变化率为±30％以内时为○。

而且，关于在85℃且干燥气氛中的环境试验下的密接性，若有断线则为×，若没有断线则为○。

而且，关于ESD(Electro-Static Discharge)试验(静电破坏电压试验)，小于1kv为×，1kV以上且小于2kV为△，2kV以上为○。

如表1所示，在比较例1中，ESD特性(静电破坏电压)降低且不能使用。而且在比较例2中，在耐环境试验中发生了断线。在比较例2中，作为基底的Ti无法追随绝缘层(酚醛清漆树脂)的收缩，发生了剥离、断线。

在表1所示的比较例3～比较例5中，不可视特性、片电阻值Rs中的任一方为×。

相对于此，在实施例中，片电阻值Rs、不可视特性、环境试验均不是×。而且，在实施例中得到了良好的ESD特性(静电破坏电压)。

在Au的表背面形成有ITO的三层结构的实施例1～实施例3与ITO/Au这双层结构的实施例4～实施例6相比，能够抑制反射率，结果是能够提高透射率/反射率之比，得到了良好的不可视特性。

符号说明

1 输入装置

2 透明基材

3 面板

4 第一透明电极

5 第二透明电极

6 布线部

7 连结部

10 桥式布线

11 显示区域

20 绝缘层

25 装饰区域

30 光学透明粘合层(OCA)

35 基底层

36 金属层

37 导电性氧化物保护层

Claims

1.一种输入装置，其特征在于，具有：

透明基材；

在所述透明基材的第一面形成的多个透明电极；

将所述透明电极之间电连接的桥式布线；

在所述透明基材与所述桥式布线之间形成的绝缘层，

所述透明电极具备多个第一透明电极和多个由ITO构成的第二透明电极，各第一透明电极沿着第一方向连结，在所述第一透明电极的连结部的表面形成有所述绝缘层，利用通过所述绝缘层的绝缘表面而形成的所述桥式布线将各第二透明电极沿着与所述第一方向交叉的第二方向连结，

所述绝缘层由酚醛清漆树脂形成，

所述绝缘层填埋所述第一透明电极的连结部与所述第二透明电极之间的空间，且上行至所述第二透明电极的表面而形成，

所述桥式布线具有层叠结构，该层叠结构是从所述绝缘层的表面到所述第二透明电极的表面相接形成的由非结晶ITO构成的基底层、在所述基底层的表面形成的由Au构成的金属层、及在所述金属层的表面形成的由非结晶ITO构成的导电性氧化物保护层的层叠结构。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，

作为透明基材之间的接合材料的光学透明粘合层与所述桥式布线的表面相接。

3.根据权利要求2所述的输入装置，其中，

透明基材的第一面侧与表面为操作面的面板之间由所述光学透明粘合层来接合。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述桥式布线具备2kV以上的ESD特性。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述桥式布线的片电阻值Rs小于40Ω/□。

6.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述金属层的膜厚为2nm～20nm。

7.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述金属层的膜厚为2nm～6nm。

8.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述基底层的膜厚为5nm～40nm。

9.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述桥式布线的宽度尺寸为5μm～50μm，所述桥式布线的长度尺寸为150μm～500μm。

10.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

所述桥式布线是在各透明电极的表面、所述绝缘层的表面及所述透明基材的表面重叠层叠了所述基底层及所述金属层之后，利用光刻技术从所述绝缘层的表面到所述第二透明电极层的表面地保留为细长的形状而成的布线。

11.根据权利要求1～3中的任一项所述的输入装置，其中，

对所述绝缘层实施脱色。