JP5762507B2 - 入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力装置に関し、特に、複数の電極のそれぞれから引き出される引出配線の構成に関する。
スマートフォンや携帯電話機等のモバイル機器等の電子機器において、表示部に透光型入力装置が備えられたものが一般的になっている。特許文献1には、コンピューティングシステムに用いられる静電容量式の入力装置について記載されている。
図12は、特許文献1に記載されている従来例の入力装置を示し、電極及び各配線について部分拡大平面図を示す。図13は、図12のXIII−XIII線で切断して矢印方向から見たときの入力装置の部分拡大断面図を示す。
図12に示すように、従来例の入力装置110は、入力位置を検出する複数の透明電極122を有しており、透明電極122からそれぞれ第1の配線部130が引き出されている。透明電極122の外側には複数の第2の配線部133が並行に配列されており、第1の配線部130が第2の配線部133に接続される。各透明電極122で検出された入力位置情報の信号は、第1の配線部130及び第2の配線部133を介して外部回路(図示しない)へと伝達される。図12に示すように、多数の配線部を有する入力装置110において、各配線部130、133が引き回される額縁面積の増大が課題となる。
図13に示すように、基材121の一方の面側に透明電極122、第1の配線部130及び第2の配線部133が形成されており、基材121の他方の面には、反射防止膜120が設けられている。図13に示すように、基材121に第2の配線部133が形成されており、基材121及び第2の配線部133を覆う絶縁層141が設けられている。そして、各透明電極122及び第1の配線部130は絶縁層141上に形成されており、第1の配線部130と第2の配線部133とは、絶縁層141に形成された貫通孔141aを介して接続されている。
従来例の入力装置110において、図12及び図13に示すように、第2の配線部133と第1の配線部130とを絶縁層141を介して異なる層に形成して、複数の第2の配線部133と複数の第1の配線部130とを平面視で交差させて形成することで、入力装置110の狭額縁化が実現される。また、各透明電極122、第1の配線部130及び第2の配線部133は、薄膜プロセスにより形成されており、いずれも基材121の一方の面側に形成されることにより、基材121の両面で薄膜プロセスを行う必要がない。よって、製造コストを低減することが可能となる。
特表2010−541109号公報
しかしながら、従来例の入力装置110において、第2の配線部133は金属材料が用いられているが、第1の配線部130は、透明電極122と同じ材料が用いられており、透明導電性材料であるITO(Indium Tin Oxide)で形成されている。そのため、第1の配線部130のシート抵抗値が高く、第2の配線部133と第1の配線部130との合計の抵抗値が増大するという課題が生じる。透明電極122と外部回路(図示しない)とは、第1の配線部130及び第2の配線部133を介して接続されるため、第1の配線部130及び第2の配線部133の抵抗値が増大すると、入力装置110の応答速度が低下したり、検出感度が低下する等の不具合が生じる。
また、第1の配線部130の抵抗値を低減させるために、第1の配線部130を、第2の配線部133と同様に金属材料を用いて形成することが検討された。しかしながら、透明電極122及び第1の配線部130は、基材121及び第2の配線部133の上に絶縁層141を介して形成されており、第2の配線部133とは異なる層に配置されている。そのため、薄膜プロセスにより、第2の配線部133を形成した後に、透明電極122及び第1の配線部130を位置合わせして形成する必要がある。
すなわち従来例の入力装置110の製造工程は、まず、基材121上に第2の配線部133を形成すると同時にアライメントマーク(図示しない)を基材121上に形成する。そして、透光性樹脂などの絶縁層141で第2の配線部133及び基材121を覆う。その後、透明導電性材料(ITO)を基材121の全面に積層して、フォトリソグラフィ法により、透明電極122及び第1の配線部130以外の透明導電性材料(ITO)を除去することにより透明電極122及び第1の配線部130が形成される。この際、透明導電性材料(ITO)がアライメントマーク(図示しない)を覆って形成されても、ITOを通してアライメントマークを視認して位置合わせ可能である。しかし、第1の配線部130として金属材料を用いた場合、基材121の全面に金属材料を積層したときにアライメントマーク(図示しない)をも覆ってしまうため、アライメントマークを視認できなくなり位置合わせができなくなってしまう。
よって、アライメントマークと異なる層に第1の配線部130を形成する場合には、基材121の全面に配線を構成する材料を形成してもアライメントマークが視認できるように、透明導電性材料を用いる必要がある。透明導電性材料は一般的に金属材料に比べて抵抗が高いため、配線の抵抗値を低減することが困難であった。また、透明導電性材料以外の材料を用いる場合には、視認性を向上させる必要から、非常に薄く形成して透光性を確保しなければならず、第1の配線部130の抵抗値の低減は困難であった。
なお、図12及び図13に示す従来例の入力装置110の層構成とは逆に、基材121の上に透明電極122及び第1の配線部130を形成して、絶縁層141上に第2の配線部133を形成する構成とすることもできる。この場合、第1の配線部130として金属材料を用いることはできるが、第2の配線部133は、透光性を確保する必要があるため抵抗値を低減させることが困難である。
本発明は、上記課題を解決して、狭額縁化を実現すると共に、引出配線の抵抗値を低減させることが可能な入力装置を提供することを目的とする。
本発明の入力装置は、基材と、複数の電極と、前記複数の電極に接続された引出配線とを有し、前記基材には、前記複数の電極が配置された入力領域と、前記入力領域の外側の非入力領域が設けられており、前記引出配線は、前記電極に接続される第1の配線部と、前記非入力領域において並行に配置された複数の第2の配線部と、ブリッジ配線部とを有して構成され、前記電極、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は前記基材に設けられると共に、前記第1の配線部は前記非入力領域に延出して前記複数の第2の配線部に離間して配置され、前記基材及び前記第2の配線部は絶縁層に覆われており、前記ブリッジ配線部は前記第2の配線部の少なくとも1本を跨がって前記絶縁層の上に設けられ、前記非入力領域に延出する前記第1の配線部と前記第2の配線部とが前記ブリッジ配線部を介して接続されており、前記ブリッジ配線部は透光性を有すると共に、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は金属層を有することを特徴とする。
これによれば、第1の配線部及び第2の配線部は基材に設けられて、第1の配線部と第2の配線部とを接続するブリッジ配線部は、第2の配線部を跨がって絶縁層の上に設けられる。よって、同一面内において配線を引き回す場合に比べて、各配線部の設計自由度が大きくなり、入力装置の狭額縁化が可能となる。
また、第1の配線部及び第2の配線部は抵抗値の低い金属層を有しており、従来例の入力装置のように第1の配線部または第2の配線部のいずれか一方を透明導電性材料で形成する場合に比べて、引出配線の抵抗値が低減される。さらに、第1の配線部及び第2の配線部に対して異なる層に形成されるブリッジ配線部は、非入力領域に延出する第1の配線部と接続される。これにより、透光性を有し、シート抵抗値の高いブリッジ配線部の長さを、第1の配線部が延出する長さの分だけ短くすることができ、ブリッジ配線部の抵抗値が低減される。
したがって、本発明の入力装置によれば、狭額縁化を実現すると共に、引出配線の抵抗値を低減させることが可能である。
本発明の入力装置において、前記第1の配線部は、前記入力領域に形成されて前記電極に接続された主部と、前記主部から前記非入力領域に延出する延出部を有し、前記延出部が前記ブリッジ配線部に接続されており、前記電極は透明導電性材料からなり、前記主部は前記電極と同じ材料で形成され、前記延出部は、前記電極と同じ材料からなり前記主部に連続して形成された下地層と、前記下地層の上に形成された前記金属層との積層構造を有することが好適である。これによれば、第1の配線部の主部が透明導電性材料で形成されていることから、入力装置の下方に配置された表示装置(例えば液晶パネル等)の画像の視認性を向上させることができる。また、延出部が金属層を有することから、延出部の長さが長い場合においても抵抗値の上昇が抑制される。したがって、入力領域における画像の視認性を向上させると共に、金属層を有する延出部を設けることにより、抵抗値の上昇を抑制しつつ第1の配線部の引き回し自由度を向上させて、抵抗値が大きいブリッジ配線部の長さを短くすることが容易となる。
本発明の入力装置において、前記絶縁層には、前記第2の配線部と重なる位置に貫通孔が設けられて、前記ブリッジ配線部は前記貫通孔内に延出して形成されて前記第2の配線部と接続されており、前記第2の配線部の延在方向における前記貫通孔の大きさが、前記第2の配線部の延在方向に直交する方向における前記貫通孔の大きさよりも大きいことが好適である。これによれば、第2の配線部が狭幅に形成された場合であっても、第2の配線部とブリッジ配線部と接続面積を大きくすることで接触抵抗の増大が抑制される。また、第2の配線部の幅及び第2の配線部どうしの間隔を大きくすること無く、ブリッジ配線部との接続面積を確保できることから、入力装置の狭額縁化を実現することが可能となる。
本発明の入力装置において、前記ブリッジ配線部の幅寸法は、前記入力領域に位置する前記第1の配線部の幅寸法よりも大きいことが好ましい。これによれば、透光性を有しシート抵抗値の高いブリッジ配線部の幅を大きくして、抵抗値を低減させることができる。
前記第1の配線部、前記第2の配線部、及び前記ブリッジ配線部は同種の材料を有しており、前記第1の配線部と前記ブリッジ配線部及び前記第2の配線部と前記ブリッジ配線部とが同種の材料同士で接続されていることが好ましい。これによれば、第1の配線部とブリッジ配線部及び第2の配線部とブリッジ配線部との密着性を向上させて、抵抗値のばらつきを抑制することができる。
前記ブリッジ配線部は透明導電性材料を有しており、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は、透明導電性材料からなる下地層と前記下地層の上に形成された金属層とを有し、前記第1の配線部の前記下地層及び前記第2の配線部の前記下地層には、前記金属層に覆われていない露出部がそれぞれ設けられており、前記露出部において、第1の配線部の前記下地層と前記ブリッジ配線部との前記透明導電性材料同士が接続され、前記第2の配線部の前記下地層と前記ブリッジ配線部との前記透明導電性材料同士が接続されていることが好適である。これによれば、第1の配線部及び第2の配線部に金属層を用いて抵抗値を低減すると共に、第1の配線部とブリッジ配線部及び第2の配線部とブリッジ配線部とを透明導電性材料同士で接続することにより、密着性を向上させて抵抗値のばらつきを抑制することができる。
前記ブリッジ配線部はブリッジ金属層を有しており、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は、透明導電性材料からなる下地層と前記下地層の上に形成された金属層とを有し、前記第1の配線部の前記金属層と前記ブリッジ金属層とが接続され、前記第2の配線部の前記金属層と前記ブリッジ金属層とが接続されていることが好ましい。これによれば、第1の配線部及び第2の配線部に金属層を用いて抵抗値を低減すると共に、第1の配線部とブリッジ配線部及び第2の配線部とブリッジ配線部とを金属層同士で接続することにより、密着性を向上させて抵抗値のばらつきを抑制することができる。
本発明の入力装置において、前記ブリッジ配線部は、透明導電性材料からなるブリッジ下地層と、前記ブリッジ下地層の上に形成されたブリッジ金属層と、前記ブリッジ金属層を覆うブリッジ保護層との積層構造を有することが好適である。これによれば、ブリッジ金属層を用いてブリッジ配線部の低抵抗化を図ると共に、ブリッジ下地層及びブリッジ保護層により、ブリッジ金属層に外部からの水分が侵入することが遮蔽される。
本発明の入力装置において、前記ブリッジ金属層の厚さは、2nm〜30nmであることが好適である。これによれば、ブリッジ配線部の透光性を確保しつつ、抵抗値の低減を図ることができる。
本発明の入力装置において、前記ブリッジ配線部は、フォトリソグラフィ法で形成されたものであることが好ましい。これによれば、ブリッジ配線部を構成する材料を基材全面に形成した後に、フォトリソグラフィ法によりブリッジ形状に加工する際に、ブリッジ配線部が透光性を有するためアライメントマークを視認することができ、位置合わせしてブリッジ配線部を形成することができる。
本発明の入力装置によれば、狭額縁化を実現すると共に、引出配線の抵抗値を低減させることが可能である。
本発明の第1の実施形態における入力装置の平面図である。 本実施形態の入力装置における、第1の配線部、第2の配線部、及びブリッジ配線部の接続構造を示す部分拡大平面図である。 図2のIII−III線で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。 第1の実施例の入力装置において、引出配線の抵抗値を示すグラブである。 第1の実施形態の変形例の入力装置における、第1の配線部、第2の配線部、及びブリッジ配線部の接続構造を示す部分拡大平面図である。 図5のVI−VI線で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。 本実施形態の入力装置の製造方法を示す工程図であり、部分拡大平面図(左図)及び部分拡大断面図(右図)である。 本実施形態の入力装置の製造方法を示す工程図であり、部分拡大平面図(左図)及び部分拡大断面図(右図)である。 第2の実施形態の入力装置の部分拡大断面図である。 第2の実施形態の変形例における入力装置の部分拡大断面図である。 第3の実施形態の入力装置の部分拡大断面図である。 従来例の入力装置を示す部分拡大平面図である。 図12のXIII−XIII線で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態の入力装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態における入力装置の平面図である。図1に示すように、本実施形態の入力装置10は、基材21と、複数の電極22と、複数の電極22に接続された引出配線23とを有して構成される。基材21には、電極22が配置された入力領域14と、入力領域14の外側の非入力領域15とが設けられている。図1に示すように、非入力領域15は、基材21の外周部において枠状に設けられている。
なお、本実施形態の入力装置10は、基材21の表裏面の一方の面に、ガラス基板等の表面パネル(図示しない)が貼り合わされた状態で、スマートフォンや携帯電話機に組み込まれて使用される。また、基材21の他方の面側には表示装置(図示しない)が配置され、操作者は、入力装置10を通して表示装置の画像を視認することができる。
図1に示すように、複数の電極22は、それぞれ矩形状に設けられており、X1−X2方向及びY1−Y2方向に配列されている。隣り合う電極22、22を一組の電極22aとしたときに、一組の電極22aは、X1−X2方向においてa列からh列まで配列されており、Y1−Y2方向においてy1行からy6行まで配列されている。また、それぞれの電極22に引出配線23が接続されており、引出配線23は入力領域14から非入力領域15まで引き回されて、端子24に接続されている。
各電極22は互いに間隔を設けて配置されており、隣り合う電極22、22の間で静電容量が形成される。入力装置10の入力操作を行う際に、指などの被検出体を表面パネル(図示しない)に接触、または近づけると、隣り合う電極22、22の間の静電容量に加えて、各電極22と被検出体との間に静電容量が形成される。この静電容量変化によって、入力位置情報を検出することができる。
なお、電極22の形状や配列は、図1に示すものに限られず、種々の形状、配列に適宜変更することができる。また、入力位置情報の検出方法についても、上述のように、一組の電極22aの間の静電容量変化を検出する方法に限定されるものではなく、様々な検出方法とすることができる。
本実施形態の入力装置10において、基材21は、フィルム状の樹脂材料を用いて形成される。例えば、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、環状ポリオレフィン(COP)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)等の透光性樹脂材料が用いられる。複数の電極22は、ITO(Indium Tin Oxide)、SnO、ZnO等の透明導電性材料を用いて形成されており、スパッタや蒸着等の薄膜法により形成される。
図2は、本実施形態の入力装置における、第1の配線部、第2の配線部、及びブリッジ配線部の接続構造を示す部分拡大平面図である。特に、図1の二点鎖線Aで囲む領域について拡大して示す。また、図3は、図2のIII−III線で切断して矢印方向から見たときの入力装置の部分拡大断面図である。
図1及び図2に示すように、各電極22と端子24とを接続する引出配線23は、第1の配線部30と第2の配線部33とブリッジ配線部51(図1では、ブリッジ配線部51を省略して示す。)を有して構成される。図1に示すように、第1の配線部30は、各電極22に接続されて入力領域14から非入力領域15に延出する。また、第2の配線部33は非入力領域15においてX1−X2方向に延在するとともに、Y1−Y2方向において間隔を設けて並行に配列されている。そして、図2に示すように、非入力領域15に延出する第1の配線部30は、第2の配線部33に対して離間して配置されており、離間する第1の配線部30と第2の配線部33とは、ブリッジ配線部51によって接続されている。
図3に示すように、第1の配線部30及び第2の配線部33は、基材21の表面に形成されており、電極22(図3には図示しない)が形成された面と同一の面に形成される。そして、基材21及び第2の配線部33は、非入力領域15において絶縁層41に覆われている。第1の配線部30の非入力領域15に延出する部分も絶縁層41に覆われている。ブリッジ配線部51は、第2の配線部33の少なくとも1本(33h、33a)を跨がって、絶縁層41の上に形成される。図3に示すように、非入力領域15に延出する第1の配線部30と、第2の配線部33とは、ブリッジ配線部51を介して接続される。
図1、図2及び図3に示すように、第1の配線部30のうち、入力領域14に形成されて電極22に接続される部分を主部32とし、非入力領域15に延出する部分を延出部31とする。主部32は、電極22と同じ透明導電性材料で形成されている。また、図3に示すように、延出部31は、電極22と同じ材料からなり主部32と連続して形成された下地層35aと、下地層35aの上に形成された金属層36aとの積層構造を有する。同様に、第2の配線部33は、延出部31とそれぞれ同じ材料からなる下地層35b及び金属層36bの積層構造を有する。すなわち、第1の配線部30及び第2の配線部33は金属層36a、金属層36bを有して構成される。金属層36a、金属層36bには、Cu、Au、Agなどの金属材料や、CuNi、AgPd等の合金を用いることができる。
また、本実施形態において、ブリッジ配線部51は透光性を有する透明導電性材料を用いて形成される。本実施形態において、ブリッジ配線部51の透光性とは可視光透過率40%以上であることを指し、ブリッジ配線部51の形状に加工する前に、基材21の表面全体に形成したベタ膜状態での測定値をいう。ブリッジ配線部51が透光性を有することから、ブリッジ配線部51を構成する材料を基材21全面に薄膜形成して、フォトリソグラフィ法によりブリッジ形状に加工する際に、アライメントマーク(図示しない)を視認して位置合わせして形成することができる。
本実施形態の入力装置10によれば、図2及び図3に示すように、第1の配線部30及び第2の配線部33は基材21に形成されて、第1の配線部30と第2の配線部33とを接続するブリッジ配線部51は、絶縁層41の上に形成される。ブリッジ配線部51は、第2の配線部33のうち少なくとも1本を跨がって設けられるため、同一面内において多数の引出配線23を引き回す場合に比べて、第1の配線部30及び第2の配線部33の設計自由度が大きくなり、入力装置10の狭額縁化が可能となる。
また、第1の配線部30は金属層36aを有し、第2の配線部33は金属層36bを有している。よって、従来例の入力装置110のように第1の配線部130または第2の配線部133のいずれか一方を透明導電性材料で形成する場合に比べて、抵抗値の低い金属層36a、金属層36bを用いているため、引出配線23の抵抗値が低減される。さらに、第1の配線部30及び第2の配線部33に対して異なる層に形成されるブリッジ配線部51は、非入力領域15に延出する第1の配線部30と接続される。これにより、透光性を有しシート抵抗値の高いブリッジ配線部51の長さを、第1の配線部30が延出する長さの分だけ短くすることができ、引出配線23の抵抗値が低減される。
したがって、本実施形態の入力装置10によれば、狭額縁化を実現すると共に、引出配線23の抵抗値を低減させることが可能である。
また、図2に示すように、電極22と電極22の間において、複数の第1の配線部30a〜30eが配置されており、入力領域14では主部32a〜32eが形成され、主部32a〜32eから非入力領域15に延出部31a〜31eが延出する。第1の配線部30aの主部32aは、図1に示すy5に位置する電極22に接続されている。以下同様に、第1の配線部30bの主部32bはy4に位置する電極22に接続され、順番に、第1の配線部30eの主部32eはy1の電極22に接続される。よって、第1の配線部30aの、ブリッジ配線部51から電極22まで長さが最も短く、第1の配線部30eの長さが最も長く引き回されている。第1の配線部30の主部32は、電極22と同じ透明電極材料により形成されているので、入力装置10の下方に配置された液晶パネル等の表示装置(図示しない)の画像の視認性が向上する。
第1の配線部30a〜30eのそれぞれの延出部31a〜31eは、クランク状に形成されている。すなわち、延出部31a〜31eは、第1の配線部30a〜30eの延在方向に連続して形成され、第1の配線部30a〜30eの延在方向と交差する方向(X1又はX2方向)に湾曲され、さらに、Y1方向に延出方向を変えて、ブリッジ配線部51a〜51eにそれぞれ接続される。そして、ブリッジ配線部51a〜51eは、少なくとも1本の第2の配線部33と平面視で交差して、第2の配線部33a〜33eにそれぞれ接続される。
本実施形態において、延出部31が金属層36aを有することから、延出部31の長さが長い場合においても、抵抗値の上昇が抑制される。よって、図2に示すように、複数の第1の配線部30a〜30eが隣り合って配置される場合において、第1の配線部30の延出部31を設けることにより、抵抗値の上昇を抑制しつつ非入力領域15における引き回し自由度を向上させることができる。本実施形態において、延出部31は、それぞれ湾曲して形成されて、入力領域14において隣り合う第1の配線部30同士の間隔よりも、隣り合う延出部31同士の間隔が広くなってブリッジ配線部51a〜51eに接続される。
ここで、ブリッジ配線部51の平面視において、第1の配線部30と第2の配線部33とを接続するために延在する方向(Y1−Y2方向)を延在方向とし、延在方向に直交する方向(X1−X2方向)を幅方向とする。図2に示すように、延出部31を設けることで、ブリッジ配線部51の幅寸法を、入力領域14に位置する第1の配線部30の幅寸法よりも大きく形成することが可能である。
したがって、透光性を有し、大きいシート抵抗値を有するブリッジ配線部51の長さを短く、かつ幅を大きくすることが容易となるため、ブリッジ配線部51の抵抗値を低減させることができる。
図3に示すように、絶縁層41には、第2の配線部33と重なる位置に貫通孔41aが設けられており、貫通孔41aを介してブリッジ配線部51は第2の配線部33に接続されている。同様に、第1の配線部30の延出部31に重なる位置に、貫通孔41bが設けられており、貫通孔41bを介してブリッジ配線部51は第1の配線部30に接続されている。そして、図2に示すように、貫通孔41a、41bは、X1−X2方向に長軸方向を有する、長方形または、楕円形状に形成されている。つまり。図2に示すように第2の配線部33の延在方向(X1−X2方向)における貫通孔41a、41bの大きさが、第2の配線部33の延在方向に直交する方向(Y1−Y2方向)における貫通孔41a、41bの大きさよりも大きく形成されている。
これによれば、第2の配線部33が狭幅に形成された場合であっても、第2の配線部33とブリッジ配線部51と接続面積を大きくすることで接触抵抗を低減させることができる。また、第2の配線部33の幅及び第2の配線部33同士の間隔を大きくすること無く、ブリッジ配線部51と第2の配線部33との接続面積を確保できることから、入力装置10の狭額縁化を実現することが可能となる。
図3に示すように、ブリッジ配線部51は、透明導電性材料からなるブリッジ下地層52と、ブリッジ下地層52に形成されたブリッジ金属層53と、ブリッジ金属層53を覆うブリッジ保護層54との積層構造を有する。
ブリッジ金属層53として、Cu、Ag、Au等の金属材料やCuNi、AgPd等の合金を用いることができ、ブリッジ下地層52及びブリッジ保護層54として、アモルファスITO等の導電性酸化物材料を用いることができる。
これによれば、ブリッジ金属層53を用いてブリッジ配線部51の低抵抗化を図ると共に、ブリッジ下地層52及びブリッジ保護層54により、ブリッジ金属層53に外部からの水分が侵入することが遮蔽される。なお、ブリッジ金属層53の厚さは、2nm〜30nm程度に形成することが好ましい。この範囲内の厚さであれば、上記の金属材料、または合金材料を用いた場合であってもブリッジ配線部51の透光性を確保することができ、かつ、ブリッジ配線部51の抵抗値の低減を図ることができる。
図4は、本発明の実施例の入力装置について、引出配線の抵抗値を示すグラフである。ここで引出配線23の抵抗値とは、第1の配線部30、第2の配線部33及びブリッジ配線部51の合計の抵抗値であり、図1に示す各電極22からそれぞれ引き出される引出配線23について抵抗値を示している。本実施例の入力装置は、図1〜図3に示した実施形態における入力装置10と同様の構成である。また、比較例の入力装置は、図2及び図3に示す第1の配線部30をITO単層で形成したものであり、延出部31の金属層36aを設けていない点が異なる。
図4に示すように、電極位置がY1−Y2方向のy1からy5になるにしたがって、第1の配線部30が短くなるため、抵抗値が小さくなる。各電極位置において、本実施例の入力装置と比較例の入力装置とを比較すると、延出部31に金属層36aを設けている分、本実施例の抵抗値が低減している。特に電極位置y5においては比較例に対し2000Ω以上抵抗値が小さくなっている。以上により、第1の配線部30の抵抗値低減の効果が示されている
なお、y1〜y5の電極位置によって、実施例と比較例との抵抗値の差が異なっており、電極位置y5では比較例に対し2000Ω以上抵抗値が小さくなっているのに対し、電極位置y2では、450Ω程度である。これは、図2に示すように、延出部31の長さがそれぞれ異なっているためである。つまり、図2に示すように、電極位置y5に接続される第1の配線部30aの延出部31aは、他の延出部31b〜31eに比べて長いため、金属層36aを有する効果が顕著に表れている。なお、各電極位置のa列は延出部31を介さず直接第2の配線部33に接続されるため、実施例と比較例とは同じ抵抗値を示している。
図5は、変形例の入力装置における、第1の配線部、第2の配線部、及びブリッジ配線部の接続構造を示す部分拡大平面図である。図2と同様に、図1の二点鎖線Aで囲む領域について拡大して示す。また、図6は、図5のVI−VI線で切断して矢印方向から見たときの入力装置の部分拡大断面図である。
図5に示すように、本変形例の入力装置11において、第1の配線部30(30a〜30e)が、主部32(32a〜32e)と延出部31(31a〜31e)とを有する構成は、図1〜図3に示す実施形態の入力装置10と同様である。本変形例においても、第1の配線部30の主部32は入力領域14に形成され、延出部31は主部32から非入力領域15に延出して形成されている。
図6に示すように、本変形例の入力装置11は、主部32が金属層36aを有している点が、図1〜図3に示す入力装置10と異なっている。すなわち、図6に示すように、主部32は、電極22と同じ材料からなりと電極22から連続して形成された下地層35aと、下地層35aの上に形成された金属層36aとの積層構造を有する。そして、延出部31の下地層35a及び金属層36aは、主部32の下地層35a及び金属層36aとそれぞれ連続して形成されている。
これによれば、入力領域14において、電極22から延出部31まで長く延在する主部32に金属層36を用いることにより、抵抗値を大幅に低減させることが可能である。または、主部32に金属層36を用いることにより、主部32の幅寸法を小さくしても抵抗値の増大を抑えることが可能である。本変形例の入力装置11は、例えば、入力領域14を大面積化して、第1の配線部30の主部32を長く形成する場合や、第1の配線部30の本数を増加させる場合に有効であり、第1の配線部30の主部32の抵抗値の増大を効果的に抑制することができる。
<第1の実施形態の入力装置の製造方法>
図7及び図8は、本実施形態の入力装置の製造方法を示す工程図であり、それぞれ、部分拡大平面図(左図)及び部分拡大断面図(右図)である。各右図は、図7のV−V線に沿って切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。
図7(a)の工程では、基材21を用意して、基材21の表面全体に透明導電層61、金属層62の順に形成する。透明導電層61、金属層62は、スパッタ法、蒸着法などの薄膜プロセスにより形成される。
図7(b)の工程は、金属層62をエッチングして、第1の配線部30のパターンを有する金属層36a及び第2の配線部33のパターンを有する金属層36bを形成する。なお、この際、図7(b)に示すように、アライメントマーク63を形成する。アライメントマーク63は後工程での位置合わせに用いられるものである。また、入力領域14の金属層62を電極22の形状にパターニングする。
図7(c)の工程は、露出する透明導電層61をエッチングにより除去して入力領域14に電極22を形成する。同時に、第1の配線部30の下地層35a、第2の配線部33の下地層35b、アライメントマーク63を残して、それ以外の部分の透明導電層61を除去する。図7(c)左図に示すように、第1の配線部30と第2の配線部33とは、離間して形成されている。そして、入力領域14の金属層62を除去する。
次に、図8(a)の工程では、基材21、第1の配線部30、第2の配線部33を覆って絶縁層41を設ける。そして、第2の配線部33に重なる位置において絶縁層41に貫通孔41aを設け、また、延出部31に重なる位置において絶縁層41に貫通孔41bを設ける。絶縁層41として、透光性の樹脂材料が用いられ、通常のレジスト材料やノボラック樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。
図8(b)の工程では、透明導電層64を、基材21の全体に形成する。図8(b)に示すように、透明導電層64と第1の配線部30、及び透明導電層64と第2の配線部33が接続される。また、アライメントマーク63も透明導電層64により覆われる。
図8(c)の工程では、ブリッジ配線部51以外の透明導電層64をエッチングにより除去して、ブリッジ配線部51を形成する。ブリッジ配線部51として、透光性を有する透明導電層64が用いられるため、フォトリソグラフィ法によりブリッジ形状に加工する際に透明導電層64を通してアライメントマーク63を視認することができ、位置合わせしてブリッジ配線部51を形成することができる。
以上の工程によって、本実施形態の入力装置10を製造することができる。これにより、薄膜プロセス、フォトリソグラフィ技術により金属層36aを有する第1の配線部30、金属層36bを有する第2の配線部33、ブリッジ配線部51を形成することができる。したがって、入力装置10の狭額縁化を実現すると共に、引出配線23の抵抗値を低減させることができる。
<第2の実施形態>
図9は、第2の実施形態の入力装置の部分拡大断面図であり、図2に示すIII−III線に相当する箇所で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。なお、平面視における第1の配線部30、第2の配線部33、ブリッジ配線部51等の構成は、図1及び図2に示す第1の実施形態の入力装置10と同様であり、第1の実施形態と同じ部材には同じ符号を付して示す。
図9に示すように、ブリッジ配線部51は、ブリッジ下地層52と、ブリッジ下地層52に形成されたブリッジ金属層53と、ブリッジ金属層53を覆うブリッジ保護層54との積層構造を有する。ブリッジ下地層52及びブリッジ保護層54は、ITO等の透明導電性材料から形成される。ブリッジ金属層53には、Cu、Ag、Au、CuNi等のCu合金、AgPd等のAg合金が用いられる。
また、第1の配線部30bは、ITO等の透明導電性材料からなる下地層35aと、下地層35aの上に形成された金属層36aとの積層構造を有する。同様に、第2の配線部33a、33b、33hは、ITO等の透明導電性材料からなる下地層35bと、下地層35bの上に形成された金属層36bとの積層構造を有する。
図9に示すように、第1の配線部30及び第2の配線部33を覆って絶縁層41が設けられるとともに、第1の配線部30aと重なる位置において絶縁層41の貫通孔41aが形成されている。そして、貫通孔41aと重なる位置において金属層36aの貫通孔38aが形成されており、これにより、下地層35aには、金属層36aに覆われていない露出部37aが設けられる。
同様に、第2の配線部33bと重なる位置において絶縁層41の貫通孔41bが形成されて、貫通孔41bと重なる位置において金属層36bの貫通孔38bが形成されている。これにより、下地層35bには、金属層36bに覆われていない露出部37bが設けられている。
図9に示すように、絶縁層41の貫通孔41a及び金属層36aの貫通孔38aの内部にブリッジ配線部51が延出して形成され、ブリッジ配線部51と第1の配線部30bとが接続されている。すなわち、下地層35aの露出部37aにおいて、第1の配線部30bの下地層35aとブリッジ配線部51のブリッジ下地層52とが接続されている。下地層35a及びブリッジ下地層52には上述のようにITO等の透明導電性材料が用いられることから、ブリッジ配線部51と第1の配線部30bとは同種の材料である透明導電性材料同士によって接続される。
同様に、絶縁層41の貫通孔41b及び金属層36bの貫通孔38bの内部にブリッジ配線部51が延出して形成され、ブリッジ配線部51と第2の配線部33bとが接続されている。下地層35bの露出部37bにおいて、第2の配線部33bの下地層35bとブリッジ配線部51のブリッジ下地層52とが接続されている。よって、ブリッジ配線部51と第2の配線部33bとは同種の材料である透明導電性材料同士によって接続される。
これにより、ブリッジ配線部51と第1の配線部30b及びブリッジ配線部51と第2の配線部33bとを異種材料同士で接続した場合に比べて、密着性を向上させることができるため、剥離や断線による接触抵抗の増大を防止することができる。したがって、第1の配線部30b、第2の配線部33b及びブリッジ配線部51が接続された引出配線全体の抵抗値のばらつきを低減させることができる。
なお、本実施形態の入力装置12において、ブリッジ下地層52と下地層35a、35bとは同種の透明導電性材料同士であればよく、完全に同一の材料同士に限定されない。例えばITOの組成比が異なる材料や、結晶化率が異なる材料であっても、密着性を向上させて抵抗値のばらつきを低減させることができる。
下記の表1には、第2の実施例および第2の比較例の入力装置について、引出配線の抵抗値のばらつきを示す。第2の実施例の入力装置として、図9に示す第1の配線部30bとブリッジ配線部51、及び第2の配線部33bとブリッジ配線部51とが、同種の透明導電性材料同士で接続された入力装置12を用いた。また、第2の比較例として、図3に示すような透明導電性材料と金属層とが接続された入力装置を用いた。
ここで、引出配線の抵抗値とは、第1の配線部30、第2の配線部33及びブリッジ配線部51が接続された全体の抵抗値であり、図1に示す各電極22からそれぞれ引き出される引出配線23の抵抗値である。表1には、第2の実施例および比較例の入力装置について、15箇所の異なる引出配線について抵抗値を測定し、25個のサンプルについて抵抗値のばらつきを測定した結果を示す。表1には、各測定箇所について25サンプルの抵抗値の平均値を算出して、抵抗値の平均に対する最大変化率(表1の「MAX」)と最小変化率(「MIN」)との差を、抵抗値のばらつき(表1の「Range」)として示している。
表1に示すように、異種材料である透明導電性材料と金属層とを接続した第2の比較例において、抵抗値のばらつきは平均51.3%である。これに対して、同種の透明導電性材料同士を接続した第2の実施例は、抵抗値のばらつきが平均19.2%であり、第2の比較例に比べ、抵抗値のばらつきが大幅に改善されている。したがって、本実施例の入力装置によれば、第1の配線部30bとブリッジ配線部51、及び第2の配線部33bとブリッジ配線部51とを、同種の透明導電性材料同士で接続することにより密着性を向上させることができ、接続箇所における抵抗値の増大を防止して抵抗値のばらつきを低減することができた。
図10は、第2の実施形態の変形例における入力装置の部分拡大断面図である。図10に示すように、本変形例の入力装置12は、非入力領域15において保護レジスト43が設けられている点が異なっている。保護レジスト43は、第1の配線部30、第2の配線部33及びブリッジ配線部51を覆って非入力領域15の全面に設けられている。保護レジスト43を設けることにより、外部からの水分などの侵入を防止して、第1の配線部30、第2の配線部33及びブリッジ配線部51の腐食による抵抗値の増大を防止できる。また、入力装置12に応力が加えられた際に、保護レジスト43により応力が分散され、第1の配線部30bとブリッジ配線部51、及び第2の配線部33bとブリッジ配線部51との接続が応力によって断線又は剥離することを防止して、接続を確保することができる。
<第3の実施形態>
図11は、第3の実施形態の入力装置の部分拡大断面図であり、図2に示すIII−III線に相当する箇所で切断して矢印方向から見たときの部分拡大断面図である。平面視の構成は、図1、図2に示す第1の実施形態の入力装置10と同様である。
図11に示すように、本実施形態の入力装置13において、ブリッジ配線部51は、ブリッジ金属層53と、ブリッジ金属層53を覆うブリッジ保護層54との積層構造を有する。すなわち、入力装置13では、ブリッジ下地層52が設けられていない点で第1及び第2の実施形態と異なる。ブリッジ金属層53には、Cu、Ag、Au、CuNi等のCu合金、AgPd等のAg合金が用いられる。ブリッジ保護層54は、ITO等の透明導電性材料から形成される。
また、第1の配線部30bは基材21の上に形成された下地層35aと、下地層35aの上に形成された金属層36aとの積層構造を有する。同様に、第2の配線部33は、下地層35bと金属層36bとの積層構造を有する。
下地層35a及び下地層35bとして、電極22(図11には図示しない)と同じ材料であるITO等の透明導電性材料が用いられる。また、金属層36a及び金属層36bにはブリッジ金属層53と同種の金属材料が用いられる。
図11に示すように、絶縁層41の貫通孔41aの内部にブリッジ配線部51が延出して形成され、ブリッジ金属層53と金属層36aとが接続されて、ブリッジ配線部51と第1の配線部30bとが接続される。同様に、絶縁層41の貫通孔41bの内部にブリッジ配線部51が延出して形成され、ブリッジ金属層53と金属層36bとが接続されて、ブリッジ配線部51と第2の配線部33bとが接続される。したがって、ブリッジ配線部51と第1の配線部30b及びブリッジ配線部51と第2の配線部33bとは同種の金属材料同士によって接続される。
これによれば、図9に示す第2の実施形態の入力装置12と比較して、金属層36a、36bの一部を除去して下地層35a、35bの露出部37a、37bを設けることなくブリッジ配線部51、第1の配線部30b及び第2の配線部33bが接続されている。よって、抵抗値をより低減させることができる。また、同種の金属材料同士によって接続されるため、ブリッジ配線部51と第1の配線部30b、及びブリッジ配線部51と第2の配線部33bとの密着性を向上させることができ、抵抗値のばらつきを低減させることができる。
なお、ブリッジ配線部51と第1の配線部30b、及びブリッジ配線部51と第2の配線部33bには、例えばいずれもCuを用いて同じ金属材料同士で接続されることがより好ましいが、CuとCu合金、Cu合金同士、AgとAg合金、Ag合金同士など、同種の金属材料であれば、抵抗値のばらつきを低減させることができる。また、ブリッジ金属層53の厚さは2nm〜30nm程度の範囲内であることが好ましく、上記の金属材料、または合金材料を用いた場合であってもブリッジ配線部51の透光性を確保することができる。
<第2の実施形態の入力装置の製造方法>
第2の実施形態の入力装置12の製造方法は、第1の実施形態と比較して、第1の配線部30の金属層36a、及び第2の配線部33の金属層36bを形成する工程が異なっており、それ以外の工程は第1の実施形態の入力装置の製造方法と同様である。第2の実施形態の入力装置12の製造方法は、図7(c)の工程で入力領域14の金属層62を除去する際に、同時に、第1の配線部30の金属層36a、及び第2の配線部33の金属層36bに貫通孔38a、38bをエッチングで形成する。その後、図8各図に示す工程で、ブリッジ配線部51と第1の配線部30の下地増35aとを接続するとともに、ブリッジ配線部51と第2の配線部33の下地増35aとを接続する。
<第3の実施形態の入力装置の製造方法>
第3の実施形態の入力装置13の製造方法は、第1の実施形態の製造方法と比較して、ブリッジ配線部51を形成する工程が異なっており、それ以外の工程は第1の実施形態の入力装置の製造方法と同様である。第3の実施形態の入力装置13の製造方法は、図8(b)の工程で、透明導電性材料64の替わりにブリッジ金属層53を基材21の全面に形成する。そして、ブリッジ金属層53の上にブリッジ保護層54として透明導電性材料64を基材21の全面に形成する。その後、図8(c)の工程と同様にブリッジ配線部51を形成する。
10、11、12、13 入力装置
14 入力領域
15 非入力領域
21 基材
22 電極
23 引出配線
30、30a〜30e 第1の配線部
31、31a〜31e 延出部
32、32a〜32e 主部
33、33a〜33e 第2の配線部
35a、35b 下地層
36a、36b 金属層
37a、37b 下地層の露出部
38a、38b 金属層の貫通孔
41 絶縁層
41a、41b 絶縁層の貫通孔
43 保護レジスト
51 ブリッジ配線部
52 ブリッジ下地層
53 ブリッジ金属層
54 ブリッジ保護層
61、64 透明導電層
62 金属層
63 アライメントマーク

Claims (10)

  1. 基材と、複数の電極と、前記複数の電極に接続された引出配線とを有し、
    前記基材には、前記複数の電極が配置された入力領域と、前記入力領域の外側の非入力領域が設けられており、
    前記引出配線は、前記電極に接続される第1の配線部と、前記非入力領域において並行に配置された複数の第2の配線部と、ブリッジ配線部とを有して構成され、
    前記電極、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は前記基材に設けられると共に、前記第1の配線部は前記非入力領域に延出して前記複数の第2の配線部に離間して配置され、前記基材及び前記第2の配線部は絶縁層により覆われており、
    前記ブリッジ配線部は前記第2の配線部の少なくとも1本を跨がって前記絶縁層の上に設けられ、前記非入力領域に延出する前記第1の配線部と前記第2の配線部とが前記ブリッジ配線部を介して接続されており、
    前記ブリッジ配線部は透光性を有すると共に、前記第1の配線部及び前記第2の配線部は金属層を有することを特徴とする入力装置。
  2. 前記第1の配線部は、前記入力領域に形成されて前記電極に接続された主部と、前記主部から前記非入力領域に延出する延出部を有し、前記延出部が前記ブリッジ配線部に接続されており、
    前記電極は透明導電性材料からなり、前記主部は前記電極と同じ材料で形成され、
    前記延出部は、前記電極と同じ材料からなり前記主部に連続して形成された下地層と、前記下地層の上に形成された前記金属層との積層構造を有することを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
  3. 前記絶縁層には、前記第2の配線部と重なる位置に貫通孔が設けられて、前記ブリッジ配線部は前記貫通孔内に延出して形成されて前記第2の配線部と接続されており、
    前記第2の配線部の延在方向における前記貫通孔の大きさが、前記第2の配線部の延在方向に直交する方向における前記貫通孔の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の入力装置。
  4. 前記ブリッジ配線部の幅寸法は、前記入力領域に位置する前記第1の配線部の幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の入力装置。
  5. 前記第1の配線部、前記第2の配線部、及び前記ブリッジ配線部は同種の材料を有しており、前記第1の配線部と前記ブリッジ配線部及び前記第2の配線部と前記ブリッジ配線部とが同種の材料同士で接続されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の入力装置。
  6. 前記ブリッジ配線部は透明導電性材料を有しており、
    前記第1の配線部及び前記第2の配線部は、透明導電性材料からなる下地層と前記下地層の上に形成された金属層とを有し、前記第1の配線部の前記下地層及び前記第2の配線部の前記下地層には、前記金属層に覆われていない露出部がそれぞれ設けられており、
    前記露出部において、第1の配線部の前記下地層と前記ブリッジ配線部との前記透明導電性材料同士が接続され、前記第2の配線部の前記下地層と前記ブリッジ配線部との前記透明導電性材料同士が接続されていることを特徴とする請求項5に記載の入力装置。
  7. 前記ブリッジ配線部はブリッジ金属層を有しており、
    前記第1の配線部及び前記第2の配線部は、透明導電性材料からなる下地層と前記下地層の上に形成された金属層とを有し、前記第1の配線部の前記金属層と前記ブリッジ金属層とが接続され、前記第2の配線部の前記金属層と前記ブリッジ金属層とが接続されていることを特徴とする請求項5に記載の入力装置。
  8. 前記ブリッジ配線部は、透明導電性材料からなるブリッジ下地層と、前記ブリッジ下地層の上に形成されたブリッジ金属層と、前記ブリッジ金属層を覆うブリッジ保護層との積層構造を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の入力装置。
  9. 前記ブリッジ金属層の厚さは、2nm〜30nmであることを特徴とする請求項8に記載の入力装置。
  10. 前記ブリッジ配線部は、フォトリソグラフィ法で形成されたものであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の入力装置。
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