JP2013211039A - Capacitance type input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同一レイヤに配列された複数の透光性電極を備え、指等が接触した電極の位置を検出できる静電容量型入力装置に関するものである。 The present invention relates to a capacitance-type input device that includes a plurality of translucent electrodes arranged in the same layer and can detect the position of an electrode that is in contact with a finger or the like.
近年、携帯電話機や、携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な電子機器の操作部にタッチパネルが採用されている。タッチパネルは、液晶パネル等の表示装置の表示画面上に、指等の接触位置を検出可能な入力装置を貼り合わせて構成される。タッチパネルを構成する入力装置には、その構造及び検出方式の違いにより、抵抗膜型や静電容量型等の様々なタイプがある。このうち、静電容量型入力装置は、1枚の基板上に透光性導電膜(透光性電極)を有し、指等がタッチすることによって形成される静電容量を介して流れる微弱電流量の変化を検出することによって被接触位置を特定するものであり、抵抗膜型入力装置と比べて、より高い透過率が得られるという利点がある。 In recent years, touch panels have been adopted for operation units of various electronic devices such as mobile phones, portable information terminals, and car navigation systems. The touch panel is configured by attaching an input device capable of detecting a contact position of a finger or the like on a display screen of a display device such as a liquid crystal panel. There are various types of input devices constituting the touch panel, such as a resistance film type and a capacitance type, depending on the structure and detection method. Among these, the capacitance-type input device has a light-transmitting conductive film (translucent electrode) on a single substrate and flows through a capacitance formed by touching a finger or the like. By detecting a change in the amount of current, the contacted position is specified, and there is an advantage that a higher transmittance can be obtained as compared with the resistance film type input device.
図6は、特許文献1に記載されている従来の静電容量型入力装置の概略構成を示す平面図であり、図7は、図6に示すVII−VIIラインの拡大断面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional capacitive input device described in
静電容量型入力装置91は、基板92上に、X軸方向(図の上下方向)に延びる複数のX軸トレース93と、Y軸方向(図の左右方向)に延び、X軸トレース93と交差して配置される複数のY軸トレース94とを備え、X軸方向及びY軸方向における指等の接触位置をそれぞれ検出する。
The
X軸トレース93は、X軸方向に整列する複数の透明電極95を相互に連結することによって形成されている。一方、Y軸トレース94は、Y軸方向に間欠的に配置される複数の透明電極96を導電性の材料よりなるジャンパー99を介して電気的に接続することによって形成されている。ジャンパー99は、X軸トレースの一部(隣接する一対の透明電極95の連結部分)の上方を跨ぐように、X軸トレース93及びY軸トレース94上に積層された絶縁膜97上に形成され、透明電極96上に位置するスルーホール98を通じて透明電極96に接続されている。
The
このように、特許文献1に記載された構成では、X軸トレース93とこれを跨いで形成されるジャンパー99との間を絶縁するために、基板92の全面に絶縁膜を成膜し、ジャンパー99と透明電極96との接続箇所にのみスルーホール98を設けている。
As described above, in the configuration described in
また、特許文献2には、基板の全面に絶縁膜を設ける代わりに、ジャンパーが跨ぐ部分にのみ絶縁膜を形成した構成が記載されている。
Further,
上記の従来の静電容量型入力装置は、基板上に、透光性電極、絶縁膜、ジャンパー(導電体)をこの順に積層することにより形成される。この場合、次のような問題がある。 The above-described conventional capacitive input device is formed by laminating a translucent electrode, an insulating film, and a jumper (conductor) in this order on a substrate. In this case, there are the following problems.
第1に、ジャンパーが人に近い側(液晶パネルと反対側)に形成されるので、ジャンパーを金属光沢を有する導電材料で形成した場合、ジャンパーが見た目に目立ちやすくなってしまう。 First, since the jumper is formed on the side closer to the person (the side opposite to the liquid crystal panel), when the jumper is formed of a conductive material having a metallic luster, the jumper is easily noticeable.
第2に、絶縁膜の一部がオーバーハング状態にある場合、ジャンパーがオーバーハング部分を跨ぐ可能性が高く、ジャンパーの断線に繋がりやすいという問題がある。 Secondly, when a part of the insulating film is in an overhang state, there is a high possibility that the jumper straddles the overhang portion, and the jumper is likely to be disconnected.
図8は、図6に示す静電容量型入力装置において、絶縁膜のオーバーハングが発生した場合を説明するための平面図であり、図9は、図8に示すIX−IXラインの断面図である。 8 is a plan view for explaining a case where an overhang of the insulating film occurs in the capacitive input device shown in FIG. 6, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX shown in FIG. It is.
スルーホール98は、基板92上の全体に渡って絶縁膜97を積層した後、その一部を選択的にエッチングすることによって形成される。しかしながら、エッチングの処理時間が長くなり過ぎると、絶縁膜97の表面から深い部分でエッチングがより進行して、図9の断面図に示すように、絶縁膜97の表面側の部分がスルーホール98の中心側に向かってせり出した形状(オーバーハング)となる場合がある。
The
例えば、図8に示す矢印で示した範囲にオーバーハングが生じると、図9の二点鎖線で模式的に示すように、隣接する一対の透明電極96を接続するためのジャンパー99が断線し、Y軸トレース94の導通状態が得られなくなってしまう。ここで、スルーホールの半周にオーバーハングが生じると仮定すると、およそ50%の確率でジャンパー99の形成領域とオーバーハング領域とが重なるので、かなりの確率で断線が生じてしまうことがわかる。
For example, when an overhang occurs in a range indicated by an arrow shown in FIG. 8, as schematically shown by a two-dot chain line in FIG. 9, the
図10は、特許文献2に記載の従来の静電容量型入力装置において、絶縁膜のオーバーハングが発生した場合を説明するための平面図であり、図11は、図10に示すXI−XIラインの断面図である。
FIG. 10 is a plan view for explaining a case where an overhang of the insulating film occurs in the conventional capacitance type input device described in
同様の問題は、ジャンパー99がX軸トレース93を跨ぐ部分にのみ絶縁膜97を設けた特許文献2に記載の構造でも生じ得る。例えば、図10に矢印で示した範囲(絶縁膜97の短辺部分)にオーバーハングが生じると、図11の二点鎖線で模式的に示すように、ジャンパー99が断線してしまい、Y軸トレース94が導通しなくなる。
A similar problem may occur even in the structure described in
それ故に、本発明は、同一レイヤに2軸方向の透光性電極を配列した構造であって、一方の軸方向の透光性電極を相互に接続するジャンパーが目立ちにくく、断線する可能性の低い構造を有する静電容量型入力装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has a structure in which biaxial translucent electrodes are arranged in the same layer, and the jumper that connects the translucent electrodes in one axial direction is not conspicuous and may be disconnected. An object of the present invention is to provide a capacitive input device having a low structure.
本発明に係る静電容量型入力装置は、基板と、基板の表面に形成され、第1の方向及びこれと直交する第2の方向に配列される複数の導電体と、複数の導電体の各々を部分的に覆うように、複数の導電体の各々に対して1対1で対応するように設けられる複数の絶縁膜と、第1及び第2の方向に配列される複数の第1の透光性電極と、第1及び第2の方向に配列されると共に、各々が第1の透光性電極の行間及び列間に配置される複数の第2の透光性電極とを備える。第1の方向に整列する第1の透光性電極の各々は、導電体のうち、絶縁膜によって覆われていない部分に当接することで、導電体によって相互に電気的に接続され、第2の方向に整列する第2の透光性電極の各々は、絶縁膜上において相互に接続される。 A capacitance-type input device according to the present invention includes a substrate, a plurality of conductors formed on the surface of the substrate, arranged in a first direction and a second direction orthogonal thereto, and a plurality of conductors A plurality of insulating films provided so as to correspond to each of the plurality of conductors on a one-to-one basis so as to partially cover each of the plurality of conductors, and a plurality of first films arranged in the first and second directions A translucent electrode and a plurality of second translucent electrodes that are arranged in first and second directions and are respectively disposed between rows and columns of the first translucent electrode. Each of the first translucent electrodes aligned in the first direction is electrically connected to each other by the conductor by contacting a portion of the conductor that is not covered with the insulating film, and the second The second translucent electrodes aligned in the direction are connected to each other on the insulating film.
本発明によれば、同一レイヤに複数の透光性電極を配列した静電容量型入力装置において、透光性電極同士を接続するために用いられる導電体が基板上(すなわち、入力装置の内部)に形成されるため、導電体を目立ちにくくすることができる。また、導電体のうち絶縁層で覆われていない部分の全体を覆うように第1の透光性電極の各々を形成することにより、絶縁膜の断面形状にかかわらず、導電体の断線を防止することが可能となる。 According to the present invention, in a capacitance-type input device in which a plurality of translucent electrodes are arranged in the same layer, a conductor used to connect the translucent electrodes is placed on the substrate (that is, the inside of the input device). ), The conductor can be made inconspicuous. Further, by forming each of the first translucent electrodes so as to cover the entire portion of the conductor that is not covered with the insulating layer, the conductor is prevented from being disconnected regardless of the cross-sectional shape of the insulating film. It becomes possible to do.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る静電容量型入力装置の概略構成を示す平面図であり、図2は、図1に示すII−IIラインの拡大断面図である。また、図3は、図1に示すスルーホール近傍の拡大図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the capacitive input device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line II-II shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the through hole shown in FIG.
静電容量型入力装置1は、基板2と、複数のジャンパー8と、絶縁膜6と、複数の第1の透光性電極3と、複数の第2の透光性電極4とを備える。ジャンパー8、絶縁膜6、透光性電極(第1の透光性電極3及び第2の透光性電極4)は、基板2上にこの順序で形成されたものである。
The
ジャンパー8は、導電性を有する材料によって形成され、基板2の表面に行列上に配列されている。ジャンパー8の各々は、第1の透光性電極3をX軸方向に接続するためのものであり、両端部がX軸方向に隣接する一対の第1の透光性電極3の各々と重なり合うような位置及び寸法に形成されている。ジャンパー8は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、Mo/Al/Moの積層体、Ag、Ag合金、導電性高分子により形成することができる。
The
絶縁膜6は、絶縁材料をジャンパー8及び基板2の表面全体を覆うように積層することにより形成され、第1の透光性電極3とジャンパー8とが重なり合う部分には、ジャンパー8の表面にまで達するスルーホール7が設けられている。
The
第1の透光性電極3及び第2の透光性電極4は、同一レイヤ内で、X軸方向及びこれと直交するY軸方向にマトリクス状に配列されている。第1の透光性電極3及び第2の透光性電極4は、ITO等の透光性の導電材料を用いて、同一工程で形成される。
The first
第1の透光性電極3の各々は、図1に示されるように、絶縁膜6上においてはX軸方向及びY軸方向のいずれにも相互に接続されていないが、スルーホール7を介して基板2上のジャンパー8に接続されている。この結果、X軸方向に整列する第1の透光性電極3が相互に電気的に接続された状態となる。
As shown in FIG. 1, each of the first
一方、第2の透光性電極4の各々は、第1の透光性電極3の行間及び列間に配置され、絶縁膜6上において、第2の透光性電極4と同時にパターニングされる接続部5を介してY軸方向に相互に連結されている。
On the other hand, each of the second
X軸方向に接続される第1の透光性電極3と、Y軸方向に接続される第2の透光性電極4とを同一レイヤに配列する場合、交差部分が生じるため、いずれか一方向の接続を行うためにジャンパー8のような配線部が必要となる。本実施形態に係る静電容量型入力装置1では、ジャンパー8を基板2の表面に形成し、その上方に絶縁膜6と第1及び第2の透光性電極3及び4を形成しているため、表面側から見た際にジャンパー8を目立ちにくくすることができる。
When the first
本実施形態では、スルーホール7の開口部全体が第1の透光性電極3によって覆われているため、例えば、図3に示す矢印の範囲に絶縁膜のオーバーハング(図9参照)が生じた場合でも、オーバーハングのないスルーホール7の内壁に沿って第1の透光性電極3がジャンパー8の表面に到達することができる。したがって、スルーホール7内壁の断面形状にかかわらず、ジャンパー8の断線を防止することができる。
In the present embodiment, since the entire opening of the through
上述したように、ジャンパー8は導電性を有する様々な材料によって形成することができるが、遮光性を有する材料を用いる場合、更に以下のような利点がある。
As described above, the
ジャンパー8を遮光性材料で形成する場合、ジャンパー8のパターニングと同一工程で、ジャンパー8と同一材料を用いて基板2上に位置決め用のアライメントマークを形成することができる。この結果、アライメントマーク形成プロセスを削減することができると共に、2層目以降の膜を形成するために用いる露光機に特段の改造を施すことなく、標準的な読み取り機構を用いて露光時の位置決めをすることが可能となる。
When the
また、2層目以降の膜の形成時に顕微鏡等で目視確認して位置合わせを行う場合、1層目のジャンパー8が遮光性材料で形成されていることによって、視認性が向上するので、位置合わせを容易に行うことが可能となる。
In addition, when the alignment is performed by visually confirming with a microscope or the like when forming the second and subsequent layers, the visibility is improved because the first-
更に、遮光性材料として導電性高分子材料を採用することもできる。一般に、高分子膜は、透光性と導電性がトレードオフの関係にあるが、ジャンパー8が形成される限られた範囲であれば遮光性があっても入力装置全体の光透過性に与える影響は小さい。また、導電性についても、ITO程度の抵抗値を有する材料であれば良いため、生産性の高い導電性高分子を利用することができる。
Furthermore, a conductive polymer material can be employed as the light shielding material. In general, a polymer film has a trade-off relationship between translucency and conductivity. However, as long as the
遮光性材料として金属を用いる場合、ジャンパー8と、基板2上の図示しない金属配線層(透光性電極に接続される配線等)とを、1工程で同時にパターニングすることができるので、工程数を削減してコストダウンを図ることも可能となる。
When a metal is used as the light-shielding material, the
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る静電容量型入力装置の概略構成を示す平面図であり、図5は、図4に示すV−Vラインの拡大端面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a capacitive input device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged end view of the VV line shown in FIG.
本実施形態に係る静電容量型入力装置は、第1の実施形態と同様に、基板2上にジャンパー8、絶縁膜6、透光性電極(第1の透光性電極3及び第2の透光性電極4)を順に積層して構成されているが、絶縁膜6の形成領域が第1の実施形態とは相違する。以下、本実施形態と第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
As in the first embodiment, the capacitive input device according to the present embodiment has a
本実施形態では、隣接する第2の透光性電極4を接続する接続部5と交差する部分にのみ絶縁膜6が設けられている。より詳細には、絶縁膜6は、ジャンパー8と隣接する第1の透光性電極3の各々とが重なり合う部分のうち一部(斜線部)を除いて、ジャンパー8の各々を部分的に覆うように形成されている。尚、本実施形態では、ジャンパー8の両方の端部に絶縁膜6で覆われていない部分が設けられているが、絶縁膜6で覆われない領域は、必ずしも端部である必要はなく、ジャンパー8と透光性電極との重なり部分の一部であれば良い。
In the present embodiment, the insulating
また、第1の透光性電極3の各々は、ジャンパー8の表面のうち、絶縁膜6によって覆われていない一部(斜線部)の全体を覆うように形成され、ジャンパー8の当該一部に当接する。これにより、X軸方向に整列する第1の透光性電極3が相互に電気的に接続された状態となる。一方、Y軸方向に整列する第2の透光性電極4の各々は、ジャンパー8を覆う絶縁膜6上において、接続部5を介して接続されている。
In addition, each of the first
本実施形態に係る静電容量型入力装置1においても、ジャンパー8を基板2の表面に形成し、その上に絶縁膜6と第1及び第2の透光性電極3及び4を形成しているため、表面側から見た際にジャンパー8を目立ちにくくすることができる。
Also in the
また、本実施形態に係る静電容量型入力装置1では、絶縁膜6によって覆われていないジャンパー8の一部と、第1の透光性電極3とが面接触できるので、エッチング処理によって、図5の断面に示すように、オーバーハング(絶縁膜6の外周壁の断面のうち、絶縁膜6の表面側の部分がより外方にせり出した状態)が生じた場合でも、第1の透光性電極3とジャンパー8との接続を確保することができる。
Further, in the
尚、上記の各実施形態では、透光性電極のX軸方向の接続をジャンパーを介して行った例を示したが、図1の例のX軸とY軸とを逆にして、X軸方向の透光性電極の接続を接続部を介して行い、Y軸方向の透光性電極の接続をジャンパーで行っても良い。 In each of the above embodiments, the example in which the translucent electrode is connected in the X-axis direction via the jumper is shown. However, the X-axis and the Y-axis in the example of FIG. The translucent electrode in the direction may be connected through the connecting portion, and the translucent electrode in the Y-axis direction may be connected with a jumper.
本発明は、各種電子機器の入出力機器として用いられるタッチパネル等を構成するために利用できる。 The present invention can be used to configure a touch panel used as an input / output device of various electronic devices.
1 静電容量型入力装置
2 基板
3 第1の透光性電極
4 第2の透光性電極
6 絶縁膜
7 スルーホール
8 ジャンパー
DESCRIPTION OF
Claims (8)
基板と、
前記基板の表面に形成され、第1の方向及びこれと直交する第2の方向に配列される複数の導電体と、
複数の前記導電体の各々を部分的に覆うように、複数の前記導電体の各々に対して1対1で対応するように設けられる複数の絶縁膜と、
前記第1及び第2の方向に配列される複数の第1の透光性電極と、
前記第1及び第2の方向に配列されると共に、各々が前記第1の透光性電極の行間及び列間に配置される複数の第2の透光性電極とを備え、
前記第1の方向に整列する前記第1の透光性電極の各々は、前記導電体のうち、前記絶縁膜によって覆われていない部分に当接することで、前記導電体によって相互に電気的に接続され、
前記第2の方向に整列する前記第2の透光性電極の各々は、前記絶縁膜上において相互に接続される、静電容量型入力装置。 A capacitive input device,
A substrate,
A plurality of conductors formed on the surface of the substrate and arranged in a first direction and a second direction perpendicular thereto;
A plurality of insulating films provided to have a one-to-one correspondence with each of the plurality of conductors so as to partially cover each of the plurality of conductors;
A plurality of first translucent electrodes arranged in the first and second directions;
A plurality of second translucent electrodes arranged in the first and second directions, each disposed between rows and columns of the first translucent electrodes,
Each of the first translucent electrodes aligned in the first direction is in contact with a portion of the conductor that is not covered with the insulating film, thereby being electrically connected to each other by the conductor. Connected,
Each of the second light transmissive electrodes aligned in the second direction is a capacitive input device connected to each other on the insulating film.
前記基板上に、前記導電体と同一材料より形成され、前記第1の透光性電極及び前記第2の透光性電極に接続される金属配線層を更に備える、請求項1〜7のいずれかに記載の静電容量型入力装置。 The material of the conductor is a metal;
The metal wiring layer which is formed from the same material as the said conductor on the said board | substrate, and is further connected to a said 1st translucent electrode and a said 2nd translucent electrode, The any one of Claims 1-7 The electrostatic capacitance type input device according to claim.
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