JP6404762B2 - 入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、透光性の基板の同じ面に複数の透光性の第１の電極層と第２の電極層が形成された入力装置に関する。

携帯用電子機器などには、静電容量を検知する入力装置が設けられており、この入力装置は、カラー液晶パネルなどの表示パネルの前方に重ねられて配置されている。

入力装置は、透光性の基板に複数の透光性の電極層が形成されており、電極層は、第１の方向に接続されている第１の電極層と第２の方向に接続されている第２の電極層とを有している。第１の電極層と第２の電極層の一方の電極層に駆動電力が与えられると、他方の電極層から検知出力が得られ、指などが入力装置のどの箇所に接近しているのかを検知できるようになる。

この種の入力装置には、１つの基板の同じ表面に、第１の電極層と第２の電極層の双方が形成されて、基板数を減らして薄型化できるようにしたものがある。

この入力装置では、前記基板の表面に、第１の電極層に接続される第１の配線層（リード層）と、第２の電極層に接続される第２の配線層（リード層）とを形成することが必要になるが、第１の電極層が第１の方向で接続され、第２の電極層が第２の方向で接続されているため、第１の配線層を基板の第１の方向の縁部で引き回し、第２の配線層を基板の第２の方向の縁部で引き回すことが必要になる。基板の互いに直交する２つの辺に配線領域を形成すると、この配線領域が検知領域として機能しないデッド領域となる。また、表面パネルに入力装置が取り付けられる場合に、配線領域を加飾層で覆うことが必要になり、この加飾層を設ける分だけ表示パネルの表示領域が狭くなる課題があった。

特許文献１に記載されたタッチスクリーンパネルでは、Ｙ方向に連続する第２感知電極と、第２感知電極どうしをＹ方向へ連結する第２接続パターンが一体に形成され、第２接続パターンの両側にＸ方向に並ぶ第１感知電極が互いに独立して形成されている。また、駆動パターンが、第１感知電極と第２感知電極との間を通過してＹ方向へ連続して延びている。第２接続パターンと駆動パターンは絶縁層で覆われており、絶縁層の上に形成された第１接続パターンによって、Ｘ方向に隣接する第１検知電極どうしが互いに接続されている。

このタッチスクリーンパネルは、駆動パターンが第１接続パターンの下側を通過することで、第２感知電極に接続される駆動配線と、駆動パターンを介して第１感知電極に接続される駆動配線とを、基板のＹ方向に向く縁部にのみに引き出すことができる。

特許文献２に記載されたタッチパネルは、基板の表面に、Ｘ方向に並ぶ複数の第１の電極と第１の電極どうしを連結する第１の導線が一体に形成されている。それぞれの第１の電極に開口部が形成されており、開口部の内部に第２の電極が互いに独立して形成されている。第１の電極の上には絶縁層が形成され、この絶縁層の上に第２の導線が形成され、第２の導線によってＹ方向で隣り合う第２の電極層どうしが接続されている。

基板の表面には、Ｙ方向に延びる導電セグメントが設けられて、それぞれの導電セグメントが第１の導線に接続されているが、接続すべきでない第１の導線と導電セグメントとの交差部では、第１の導線の表面に前記絶縁層が形成され、この絶縁層の上に形成された第３の導線を介して導電セグメントどうしが接続されている。

このタッチパネルでは、Ｘ方向に導通している第１の電極に接続された導電セグメントがＹ方向に延びているため、第１の電極に接続されるリード線と、第２の電極に接続されるリード線を、基板のＹ方向の縁部にのみ引き回すことができる。

特開２０１２−１５０７８２号公報 特開２０１３−１４３１３１号公報

特許文献１に記載されたタッチスクリーンパネルでは、第１感知電極に導通する駆動パターンが、第２感知電極の側方に近接した位置を通過している。そのため、駆動パターンと第２感知電極との間で静電容量が形成され、駆動パターンと第２感知電極との対向部が感度領域となる。指などが接近すると、駆動パターンと第２感知電極との間に検知出力が発生することになり、この出力が、第１感度電極と第２感度電極との静電容量の変化を検知する本来の検知出力に対して検出ノイズとして重畳することになる。

特許文献２に記載されたタッチパネルは、第１の電極に導通する導電セグメントがＹ方向に延びる配線層（リード層）として機能しているが、この導電セグメントが、開口部内に位置している第２の電極から離れているため、導電セグメントと第２の電極との静電結合が弱くなり、特許文献１に記載のような本来感度を持つべきでない領域が感度領域となる課題は生じにくい。

しかし、特許文献２に記載されたタッチパネルは、Ｙ方向に延びる導電セグメントが、Ｘ方向に隣り合う第１の電極の間を通過しているため、Ｘ方向に隣り合う第１の電極を導電セグメントを通過させるために離して配置することが必要となり、電極の密集配置が難しくなる。

また、第１の電極に形成された開口部の中に第２の電極を配置するという複雑な構造を採用しているため、第２の電極どうしを接続している第２の導線の数を、１つの第１の電極に対して２箇所ずつ設けることが必要になる。よって、電極数を多くすると第２の導線の数および第２の導線の下に形成される絶縁ブロックの数が多くなり、背後に設けられる表示パネルを表示したときに、多くの第２の導線と絶縁ブロックが目視されやすく目立つようになり、表示品質を損いやすい。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、基板の縁部での配線領域を減らして表示領域（入力領域）の面積を拡大できるようにし、しかも配線層と電極層との間に不要な感度が形成される現象を抑制でき、さらに表示品質も良好に保つことができる入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、透光性の基板に、透光性の導電材料で形成された第１の電極層と第２の電極層とが形成され、複数の前記第１の電極層が第１の方向に並び、複数の前記第２の電極層が第１の方向と交差する第２の方向に並んでいる入力装置において、
前記第１の電極層と前記第２の電極層は四角形で、四角形の角部が第１の方向と第２の方向へ向けられ、
前記第１の電極層と前記第２の電極層のいずれか一方の電極層どうしを連結する連結部が前記透光性の導電材料で一体に形成され、前記連結部の上に第１の絶縁層と第１のブリッジ接続層が重ねて形成されて、前記第１のブリッジ接続層によって他方の電極層どうしが導通されており、
前記第２の電極層の内部に第１の方向に延びる配線通路が形成されて、前記配線通路内を通過する配線層が、他の前記第２の電極層に導通しており、
前記第２の電極層を前記配線通路で区分した区分電極層と、前記配線層のいずれか一方の層が前記配線通路内で連続し、その連続部の上に第２の絶縁層と第２のブリッジ接続層が形成されて、前記第２のブリッジ接続層によって他方の層が導通されていることを特徴とするものである。

本発明の入力装置は、第２の電極層に導通する配線層が、第２の電極層に形成された配線通路内を通過しているため、配線層と第１の電極層との静電結合を弱めることができ、配線層と第１の電極層との間に、不必要な感度領域が形成されるのを防止できる。

また、配線層は第２の電極層の内部を通過しているので、配線層を第１の方向へ引き出すための通路を第２の電極層の外部に形成する必要がなくなる。そのため、配線層の存在にかかわらず、第２の電極層の配置ピッチなどを適正に設定できるようになる。

本発明は、前記配線通路が形成されていない前記第２の電極層の領域内に、開口部が形成されていることが好ましい。また、前記第１の電極層の領域内に、開口部が形成されていることが好ましい。

上記発明では、配線通路を有する第２の電極層と、配線通路を有しない他の電極層とで電極層の面積に大きな差が生じるのを防止できるようになり、それぞれの電極層での感度を揃えやすくなる。

本発明の入力装置は、前記配線通路内を複数の前記配線層が通過しており、それぞれの前記配線層が異なる前記第２の電極層に導通しているものとして構成できる。

あるいは、前記第２の電極層に複数の前記配線通路が形成されて、それぞれの前記配線通路内を前記配線層が通過しており、それぞれの前記配線層が異なる前記第２の電極層に導通しているものとして構成できる。

本発明の入力装置は、前記配線通路は、前記第２の電極層を第２の方向に二分する中央部に形成されていることが好ましい。

上記構成では、第２の電極層の両側に位置する第１の電極層のそれぞれと配線層との距離を均等に離すことができるようになる。

本発明の入力装置は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層は同じ材料で同じ工程で形成され、前記第１のブリッジ接続層と前記第２のブリッジ接続層は、同じ材料で同じ工程で形成されていることが好ましい。

例えば、本発明の入力装置は、前記第１の電極層と前記第２の電極層は四角形であり、四角形の角部が第１の方向と第２の方向へ向けられている。

また、本発明の入力装置は、前記配線層が、前記第１の電極層と対向する領域を通過しており、この位置にある前記第１の電極層と前記配線層との間に、導電材料で形成された保護層が設けられていることが好ましい。

この場合に、前記保護層は、前記第１の電極層と同じ透光性の導電材料で形成されていることが好ましい。

また、第１の方向に間隔を空けて配置されている前記保護層どうしを連結する保護連結層が、前記配線通路内を通過しているものとして構成できる。

さらに、前記保護層が前記第２の電極層と連続して形成されているものとして構成できる。

本発明の入力装置は、第２の電極層に導通する配線層が、第２の電極層に形成された配線通路内を通過しているため、配線層と第１の電極層とを離して配置できるようになり、配線層と第１の電極層との間に、不必要な感度領域が形成されにくくなり、検出精度を高めることができるようになる。

また、配線層は第２の電極層の内部を通過しているので、配線層を第１の方向へ引き出すための通路を第２の電極層の外部に形成する必要がなくなる。そのため、配線層の存在にかかわらず、第２の電極層を配置しやすくなり、例えば第２の電極層の配置ピッチを適正に設定できるようになる。

さらに、第１の電極層と配線層との間に保護層を形成することで、第１の電極層と配線層との間の静電容量を低減でき、検知ノイズを低減できるようになる。

本発明の実施の形態の入力装置を使用したタッチパネルの分解斜視図、 本発明の第１の実施の形態の入力装置の電極の配置を示す平面図、 図２に示す入力装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した拡大断面図、 図２に示す入力装置のＩ矢視部分をＩＶ−ＩＶ線で切断した拡大断面図、 本発明の第２の実施の形態の入力装置の電極の配置を示す部分平面図、 本発明の第３の実施の形態の入力装置の電極の配置を示す部分平面図、 本発明の変形例を示す第２の電極層の拡大平面図、 本発明の第４の実施の形態の入力装置の電極層と保護層を示す平面図、 前記第４の実施の形態の入力装置の保護層の変形例を示す部分平面図、 本発明の第５の実施の形態の入力装置の電極層と保護層を示す部分平面図、 本発明の第６の実施の形態の入力装置の電極層と保護層を示す部分拡大平面図、 本発明の第７の実施の形態の入力装置の電極層と保護層を示す部分拡大平面図、 保護層のある実施の形態（第７の実施の形態）と保護層を有していない実施の形態とでの、配線層と第１の電極層との間の静電容量の違いを示す線図、

図１にタッチパネル１が示されている。タッチパネル１は、表面パネル２とその下に位置する本発明の入力装置１０とから構成されている。

表面パネル２は、携帯用電話機、ナビゲーション装置、ゲーム装置、通信装置などの各種電子機器のケースの一部を構成している。表面パネル２はアクリル系などの透光性の合成樹脂材料やガラスで形成されており、表面パネル２の外部から機器内部を透視できる。

入力装置１０は、透光性の基板１１を有している。基板１１はＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの樹脂シートである。表面パネル２と入力装置１０は、ＯＣＡ（透明粘着性接着剤）を介して接着される。

入力装置１０は、Ｙ方向が第１の方向で、Ｘ方向が第２の方向である。図１と図２に示すように、入力装置１０は、第１の方向（Ｙ方向）の一方の縁部１０ｙ側にのみ配線領域Ｈが設けられており、配線領域Ｈ以外の領域が検知領域Ｓとなっている。電子機器のケース内には、カラー液晶パネルなどの表示パネル５が収納されており、表示パネル５の表示画面を、表面パネル２と入力装置１０の検知領域Ｓを透して外部から目視することが可能である。よって、検知領域Ｓが表示領域でもある。

図２以下では、入力装置１０が配線領域Ｈを図示上方に向けた姿勢で示されている。入力装置１０は、第２の方向（Ｘ方向）に向く縁部１０ｘに配線領域Ｈが形成されていないため、検知領域（表示領域）Ｓを、入力装置１０の縁部１０ｘにきわめて接近する位置まで広げることができ、配線のためのデッドスペースを無くすることができる。

図２に示すように、基板１１の共通の表面に、第１の方向（Ｙ方向）に延びる第１の電極列２０と、第２の方向（Ｘ方向）に延びる第２の電極列３０が形成されている。

第１の電極列２０では、複数の第１の電極層２１と、第１の電極層２１をＹ方向に連結する（接続する）連結部２２とが一体に形成されている、第１の電極列２０はｙ１，ｙ２，ｙ３の３列設けられているが、この数は入力装置１０の面積に応じて選択される。

第１の電極層２１は、正方形（または菱形）であり、正方形の角部がＸ方向とＹ方向に向けられており、連結部２２は、Ｙ方向に隣接する第１の電極層２１の角部どうしを連結している。

第２の電極列３０は、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４列に沿ってＸ方向に向けて均等なピッチで規則的に配列するとともに、ｙａ，ｙｂ，ｙｃ，ｙｄの各列に沿ってＹ方向へ均等なピッチで規則的に配列している。Ｘ方向とＹ方向の各列の数は入力装置１０の面積に応じて選択される。第２の電極層３１は正方形（または菱形）であり、各角部がＸ方向とＹ方向に向けられている。第１の電極層２１と第２の電極層３１の四角形の各辺の大きさは互いに一致している。

第２の電極層３１には、その中央部に配線通路３２が形成されているものがあり、配線通路３２が形成されている第２の電極層に符号３１Ａを付して、配線通路３２を有しない第２の電極層３１と区別している。

第２の電極層３１Ａでは、配線通路３２がＹ方向に直線的に延びて形成されている。配線通路３２は、第２の電極層３１ＡをＸ方向に均等に分割できるよう、Ｘ方向での中央部に形成されている。第２の電極層３１Ａは、配線通路３２によって２つの区分電極層３３，３３に分割されている。

第１の電極層２１と連結部２２および第２の電極層３１，３１Ａは、同じ透光性の導電材料で形成されている。透光性の導電材料は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層、銀ナノワイヤに代表される金属ナノワイヤ層、メッシュ状に形成された薄い金属層、あるいは導電性ポリマー層などで形成されている。

図３には、ｙ１列の第１の電極列２０とｘ２列の第２の電極列３０との交差部の積層構造が断面図で示されている。

この交差部では、第１の電極列２０の連結部２２を覆う透光性の第１の絶縁層４１が形成されており、第１の絶縁層４１の上に第１のブリッジ接続層４２が形成されている。第１のブリッジ接続層４２によって、連結部２２のＸ方向の両側に隣接する第２の電極層３１どうしが接続されて導通されている。第１の電極列２０と第２の電極列３０の全ての交差部に、前記絶縁層４１と第１のブリッジ接続層４２が形成されており、ｘ１列に並んでいる第２の電極層３１（３１Ａ）がＸ方向に連結されている。同様にｘ２，ｘ３，ｘ４列においても、第２の電極層３１（３１Ａ）がＸ方向に連結されている。

透光性の第１の絶縁層４１はノボラック樹脂またはノボラック樹脂とアクリル樹脂とで構成されている。第１のブリッジ接続層４２は、アモルファスのＩＴＯ層の下地層の上に、Ａｕ（金）、Ａｕ合金、ＣｕＮｉ合金（銅・ニッケル合金）、Ｎｉ（ニッケル）などの導電性金属材料が重ねられ、さらに好ましくはアモルファスのＩＴＯ層の保護層で覆われている。

第１の電極層２１と連結部２２および第２の電極層３１がＩＴＯ層で形成される場合には、これらを結晶性のＩＴＯで形成することで、第１の電極層２１と連結部２２および第２の電極層３１を構成する結晶性のＩＴＯと、第１の絶縁層３２を構成するアモルファスのＩＴＯとを選択してエッチングすることが可能になる。

なお、第１の電極列２０と第２の電極列３０との交差部において、Ｘ方向に隣接する第２の電極層３１（３１Ａ）どうしを連結する連結部が第２の電極層と一体に形成されて、複数の第２の電極層３１（３１Ａ）がＸ方向に連続して形成されていてもよい。この場合には、互いに独立する第１の電極層２１が前記連結部を挟んでＹ方向の両側に配置され、第２の電極層３１（３１Ａ）を連結する前記連結部の上に第１の絶縁層４１と第１のブリッジ接続層４２が形成されて、第１のブリッジ接続層４２によって、Ｙ方向に隣接する第１の電極層２１どうしが接続される。

図２に示すように、基板１１のＹ方向の一端に形成された配線領域Ｈには、ｙ１列の第１の電極層２１と一体に形成された第１の配線層２５ａと、ｙ２，ｙ３列の第１の電極層２１のそれぞれと一体に形成された第１の配線層２５ｂ，２５ｃが形成されている。また、配線領域Ｈには、第２の電極列３０のそれぞれに導通する第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが形成されている。

第１の配線層２５ａ，２５ｂ，２５ｃと第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、前記配線領域Ｈで引き回され、配線領域Ｈに設けられたコネクタ部に導通している。

図２に示すように、第２の配線層３５ａは、ｘ１列とｙａ列との交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。

第２の配線層３５ｂは、ｘ２列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。この第２の配線層３５ｂは、ｘ１列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２の内部を通過してＹ方向へ直線的に延びて配線領域Ｈに至っている。

第２の配線層３５ｃは、ｘ３列とｙｃ列の交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。この第２の配線層３５ｃは、ｘ２列とｙｃ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２と、ｘ１列とｙｃ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２の内部を通過してＹ方向へ直線的に延びて配線領域Ｈに至っている。

第２の配線層３５ｄは、ｘ４列とｙｄ列の交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。この第２の配線層３５ｄは、ｘ３列とｙｄ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２と、ｘ２列とｙｄ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２、およびｘ１列とｙｄ列の交点に位置する電極層３１Ａに形成された配線通路３２の内部を通過してＹ方向へ直線的に延びて配線領域Ｈに至っている。

第２の配線層３５ａは、ｘ１列に位置する第２の電極列３０を構成する各第２の電極層３１（３１Ａ）と導通しており、第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、ｘ２，ｘ３，ｘ４列に位置する第２の電極列３０を構成する各第２の電極層３１（３１Ａ）とそれぞれが導通している。

第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、いずれも第２の電極層３１を構成する透光性の導電材料によって、第２の電極層３１と一体に形成されている。

図４は、ｘ３列とｙｄ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａの断面構造を示している。

第２の電極層３１Ａは、配線通路３２によって、区分電極層３３，３３に二分されている。配線通路３２と第２の配線層３５ｄの上に第２の絶縁層４３が形成され、その上に第２のブリッジ接続層４４が形成されている。配線通路３２で分割されている区分電極層３３，３３は第２のブリッジ接続層４４によって接続されており、これにより第２の電極層３１Ａは全体が１つの電極層として機能できるようになっている。
これは、他の場所に設けられた第２の電極層３１Ａの全てにおいて同じである。

図４に示す第２の絶縁層４３は、図３に示す第１の絶縁層３２と同じ材料で同じ工程で形成されている。図４に示す第２のブリッジ接続層４４は、図３に示す第１のブリッジ接続層４２と同じ材料で同じ工程で形成されている。

入力装置１０の製造工程は、基板１１の表面にＩＴＯなどの透光性の導電材料が形成された素材が使用され、この導電材料がエッチングされて、第１の電極列２０、第２の電極列３０、第１の配線層２５ａ，２５ｂ，２５ｃおよび第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが形成される。

その後に、基板１１上にノボラック樹脂とアクリル樹脂との樹脂層が形成され、フォトリソ工程で、第１の絶縁層４１と第２の絶縁層４３が同時にパターニングされる。さらにブリッジ接続層用の積層体が形成され、エッチング工程によって、第１のブリッジ接続層４２と第２のブリッジ接続層４４が同時に形成される。

図２に示す入力装置１０では、入力装置１０と表面パネル２を透して外部から、表示パネル５の表示画像を目視できる。この表示を見ながら表面パネル２に指を触れることで、入力装置１０を操作することができる。

この入力装置１０は、第１の電極列２０と第２の電極列３０との間に静電容量が形成されている。第１の電極列２０と第２の電極列３０のいずれか一方の電極列に順番にパルス状の駆動電力が与えられ、駆動電力が与えられたときに他方の電極列に流れる検知電流が検出される。指が接近すると、指と電極層との間に静電容量が形成されるため、前記検出電流が変化する。この検出電流の変化を検知することで、表面パネル２のどの箇所に指が接近しているかを検出することができる。

第２の電極層３１Ａには、Ｙ方向に貫通する配線通路３２が形成されているため、配線通路３２を有しない電極層よりも実質的に面積が小さくなり、検知動作において、電極層ごとに感度がばらつくおそれがある。そこで、図２に示す実施の形態では、配線通路３２が形成されていない第２の電極層３１に開口部３１ｂが形成されて、配線通路３２を有する第２の電極層３１Ａと配線通路３２を有していない第２の電極層３１とで面積の差があまり生じないようにしている。

さらに、第１の電極層２１にも開口部２１ｂが形成されて、第１の電極層２１と第２の電極層３１Ａとで面積の差が大きく相違しないようにしている。

前記入力装置１０は、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが、第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２の内部を通過してＹ方向へ延びている。第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、Ｘ方向の両側に第２の電極層３１Ａの区分電極層３３，３３で挟まれているため、第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、第１の電極層２１とが隣接する領域を減少させることができ、第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと第１の電極層２１との静電結合を低下させることができる。そのため、第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの引き回し部分が余分な感度を持つのを抑制でき、第１の電極列２０と第２の電極列３０との間で検知される本来の検知出力にノイズが重畳しにくくなり、検知精度を高めることが可能になる。

また、第２の配線層３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、第２の電極層３１Ａの内部を通過しているため、隣り合う電極層の間に第２の配線層を通過させるための通路を形成する必要がない。よって、各電極層２１，３１の配置が、第２の配線層の引き回しのために制約されることがなく、例えば各電極層２１，３１を互いに接近して配置することができ、検知動作の分解能を高めることが可能になる。

図５は本発明の第２の実施の形態の入力装置１１０の電極の配置構造を示す部分平面図である。図５では、図２に示す第１の実施の形態と同じ構成部分に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

図５に示す入力装置１１０では、第２の配線層３５ａが、ｘ１列とｙａ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａと一体に形成されている。この第２の電極層３１Ａには配線通路３２が形成されており、前記配線通路３２の内部を通過する第２の配線層３５ｂが、ｘ２列とｙａ列の交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。

ｘ１列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２内およびｘ２列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２内を、２本の第２の配線層３５ｃ，３５ｄが通過している。一方の第２の配線層３５ｃは、ｘ３列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａと一体に形成されている。他方の第２の配線層３５ｄは、ｘ３列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａの配線通路３２の内部を通過し、ｘ４列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１と一体に形成されている。

ｘ１列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａと、ｘ２列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａは、配線通路３２に、第２の配線層３５ｃ，３５ｄが２本通過しているため、左右の区分電極層３３，３３を接続するための第２の絶縁層４３と第２のブリッジ接続層４４が、２本の第２の配線層３５ｃ，３５ｄを跨ぐように形成されている。

図２に示す第１の実施の形態の入力装置１０は、第２の電極層３１Ａに形成された配線通路３２に第２の配線層が１本のみ通過しているため、第２の電極層３１（３１Ａ）は、例えばＸ方向の配列数とＹ方向の配列数が同数でなければ構成できない。これに対し、図５に示す第２の実施の形態では、第２の電極層３１Ａの配線通路３２に、第２の配線層が２本または複数本通過しているため、第２の電極層３１（３１Ａ）の配列数をＸ方向よりもＹ方向が多くなるように構成することが可能になる。

図６は本発明の第３の実施の形態の入力装置２１０の電極の配置構造を示す部分平面図である。以下では、図５に示す第２の実施の形態の入力装置１１０との相違点のみを説明する。

図６に示す入力装置２１０では、ｘ１列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａと、ｘ２列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａに、２本の配線通路３２，３２が別々に形成されている。第２の配線層３５ｃは、一方の配線通路３２の内部を通過し、第２の配線層３５ｄは、他方の配線通路３２の内部を通過している。

前記第２の電極層３１Ａでは、配線通路３２が２本形成されているため、電極層が３つの区分電極層３３，３３，３３に分割されている。そして、それぞれの配線通路３２において、第２の配線層を跨ぐ第２の絶縁層４３と第２のブリッジ接続層４４が形成されている。

なお、ｘ２列とｙｂ列の交点に位置する第２の電極層３１Ａでは、一方の配線通路３２を覆う第２の絶縁層４３ならびに第２のブリッジ接続層４４と、他方の配線通路３２を覆う第２の絶縁層４３ならびに第２のブリッジ接続層４４とが、Ｙ方向に距離を空けて形成されている。これにより、近接して配置される２組の第２の絶縁層４３ならびに第２のブリッジ接続層４４が、あたかも一体となるように目視されて目立ってしまう現象を防止しやすくしている。

図７は本発明の変形例を示している。
図７には第２の電極層３１Ａが示されている。この第２の電極層３１Ａは、Ｘ方向に区分された区分電極層３３，３３が、連結部３７によって連結されている。区分電極層３３，３３と連結部３７は、同じ導電材料で一体に形成されている。配線通路３２，３２は、連結部３７を挟んでＹ方向に分割されて形成されている。第２の配線層３５ｅ，３５ｅは、前記配線通路３２，３２に配置されているが、連結部３７を挟んで分離されている。

この構成では、連結部３７を覆う第２の絶縁層４５と第２のブリッジ接続層４６がＹ方向へ延びるようにして形成されており、第２のブリッジ接続層４６によって、分離された第２の配線層３５ｅ，３５ｅどうしが接続されて導通されている。
図８は本発明の第４の実施の形態の入力装置３１０を示している。

図２に示す第１の実施の形態の入力装置１０では、ｘ４列とｙｄ列との交差部に位置する第２の電極層３１からＹ方向に延び出る第２の配線層３５ｄが、ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｄの各列を通過するときに、その右方向に位置する複数の第１の電極層２１のそれぞれの角部と対向する。第２の配線層３５ｃは、ｘａ，ｘｂ，ｘｃの各列を通過するときに、Ｘ方向の両側に位置する第１の電極層２１のそれぞれの角部と対向する。第２の配線層３５ｂは、ｘａ，ｘｂの各列を通過するときに、その両側に位置する第１の電極層２１のそれぞれの角部と対向する。そして、第２の配線層３５ａは、ｘａ列を通過するときに、第１の電極層２１の角部と対向する。

したがって、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと第１の電極層２１の角部とが対向する部分で、両層の間に静電容量が形成される。第２の配線層は３５ａよりも３５ｂの方が、第１の電極層２１の角部との対向箇所が増え、これは第２の配線層３５ｃ，３５ｄ，・・・の順に増えていく。１本の第２の配線層と１個の第１の電極層２１の角部とが対向する部分はわずかな長さであり、その部分で静電容量がさほど大きくならないが、第２の配線層３５ｄなどのように、第１の電極層２１の角部との対向箇所が増えていくと、静電容量の累積値が大きくなり、検知ノイズがやや大きくなる心配がある。

そこで、図８に示す第４の実施の形態の入力装置３１０では、ｙａ，ｙｂ，ｙｃ，ｙｄの各列とｘａ列との交差部、ｙｂ，ｙｃ，ｙｄの各列とｘｂ列との交差部、ｙｃ，ｙｄの各列とｘｃ列との交差部、およびｙｄ列とｘｄ列との交差部において、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，２５ｃ，２５ｄと第１の電極層２１との間に保護層５１が形成されている。

保護層５１は、第１の電極層２１と第２の電極層３１と同じ透光性の導電材料で形成されている。保護層５１の形状は特に限定されるものではないが、図８に示す実施の形態では、保護層５１が長方形であり、長辺がＹ方向に延びるように、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと平行に形成されている。

複数の保護層５１のそれぞれは互いに独立しており、第１の電極層２１と第２の電極層３１および第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄのいずれとも接続されることなく分離されている。この保護層５１を設けることにより、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと第１の電極層２１との間の静電容量を低減させることができる。

図９は前記第４の実施の形態の入力装置３１０に設けられた保護層の変形例を示している。

図９に示す保護層５５は、第２の配線層３５ｃと第１の電極層２１との間に介在する直線部５５ａと、第１の電極層２１の２つの辺と対向してＸ方向とＹ方向の双方に対して斜めに延びる傾斜部５５ｂを有している。この変形例では、第１の電極層２１のうちの第２の配線層３５ｃに対向する部分が保護層５５によって囲まれているため、第１の電極層２１と第２の配線層３５ｃとの間の静電容量をさらに低下させることが可能になる。

図１０には本発明の第５の実施の形態の形態の入力装置４１０が示されている。
第５の実施の形態では、第２の配線層３５ｃと第１の電極層２１との間に位置する保護層５２が、これに最も近い位置にある第２の電極層３１または３１Ａと連続して形成されている。この実施の形態では、保護層５２がこれに近い位置にある第２の電極層３１または３１Ａと常に同じ電位となるため、保護層５２が個別に帯電するのを防止することができ、第２の配線層と第１の電極層２１との間の静電容量を低下させる効果を高めることができる。

図１１には本発明の第６の実施の形態の形態の入力装置５１０が示されている。図１１には、ｙｃ列に位置する第２の電極層３１，３１Ａと第２の配線層３５ｃのみを取り出して拡大して示している。

第６の実施の形態では、第２の配線層３５ｃと第１の電極層２１との間に配置されている保護層５３どうしが、保護連結層５４によって連結されている。保護連結層５４は、第２の配線層３５ｃと一緒に配線通路３２の内部を通過している。よって、第２の絶縁層４３と第２のブリッジ接続層４４は、第２の配線層３５ｃと保護連結層５４の双方を覆うように形成されている。

第６の実施の形態では、複数の保護層５３を同一の電位に設定できるため、複数の保護層５３が個別に帯電して、保護層５３が互いに異なる電位となるのを避けることができ、静電容量を低下させる効果を高めることができる。

図１２には本発明の第７の実施の形態の入力装置６１０が示されている。
第７の実施の形態の入力装置６１０は、図５に示した第２の実施の形態の入力装置１１０と同様に、ｘ１列とｙb列との交差部およびｘ２列とｙｂ列との交差部に位置している第２の電極層３１Ａの配線通路３２に、第２の配線層が３５ｃと３５ｄの２本通過している。同様に、ｙｃ列、ｙｄ列、ｙｅ列、・・・においても、第２の電極層３１Ａに２本の第２の配線層が通過している部分が存在する。

この入力装置６１０は、図２に示した第１の実施の形態の入力装置１０と同様に、第１の電極層２１に開口部２１ｂが形成され、第２の電極層３１に開口部３１ｂが形成されている。そして、ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，・・・の各列と、ｙａ，ｙｂ，ｙｃ，・・・の各列との交差部では、それぞれ２本の第２の配線層の両側であって第１の電極層２１との対向部に保護層５１が形成されている。保護層５１は、第１の電極層２１および第２の電極層３１，３１Ａとは独立して形成されている。

図１２に示す実施の形態では、ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，・・・の各列において、Ｘ方向に隣り合う第１の電極層２１の間に２本の第２の配線層が通過しているが、この２本の配線層と第１の電極層２１との間に保護層５１を形成することで、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，・・・と第１の電極層２１との間の静電容量を低下させることが可能になる。

図１３は、前記保護層５１の効果を示すシミュレーション結果である。
このシミュレーションは、図１２に示す保護層５１を有する第７の実施の形態の入力装置６１０と、図５に示す保護層を有しない第２の実施の形態の入力装置１１０とを比較したものである。図１３（Ａ）が、保護層５１を有する入力装置６１０に関する結果で、図１３（Ｂ）が保護層５１を有していない入力装置１１０に関する結果である。

シミュレーションでは、第１の電極層２１と第２の電極層３１のそれぞれの１辺を３ｍｍ、第２の配線層３５ａ，３５ｂ，・・・の幅寸法を４５μｍ、図５に示すように、保護層５１を設けていないときの、第２の配線層と第１の電極層２１の角部とのＸ方向の距離δを３０μｍとした。前記距離は、第２の配線層と第１の電極層２１との対向部の全ての部分で同じ値である。また、保護層５１は、Ｘ方向の幅寸法を５００μｍ、Ｙ方向の長さ寸法を１．２ｍｍとした。さらに開口部２１ｂと３１ｂは３ｍｍ×０．１８ｍｍとした。

図１３に示すシミュレーションでは、第１の電極列２０をｙ１からｙ１２までの１２列とし、第２の電極列３０をｘ１からｘ２１までの２１列とした。

この入力装置を用いた検知動作では、第１の電極列２０がｙ１，ｙ２，ｙ３，・・・の順に駆動電極として選択されて順番に駆動電圧が印加される。ｙ１の第１の電極列２０が駆動電極として選択されている期間中に、第２の電極列３０がｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・列の順に選択されて検知電極となり、ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・の列の順に出力が検知される。次に、ｙ２の第１の電極列２０が駆動電極として選択されている期間中に、第２の電極列３０がｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・の順に選択されて検知電極として出力が検知される。これがｙ３，ｙ４，ｙ５，・・・の順番で進行することで、表面パネル２に指が接近した位置をＸ−Ｙ座標上で検知することが可能になる。

図１３に示すシミュレーションは、ｙ１の第１の電極列２０が駆動電極として選択されている期間中に、第２の電極列３０をｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，・・・の順に検知電極として選択し、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，・・・の順に選択した第２の電極列３０とｙ１列の電極列２０との間の静電容量をそれぞれ求めた。次に、ｙ２の第１の電極列２０が駆動電極として選択されている期間中に、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，・・・の各第２の電極列３０を検知電極として順番に選択し、順番に選択した第２の電極列３０とｙ１列の電極列２０との間の静電容量をそれぞれ求めた。これを、ｙ３，ｙ４，ｙ５，・・・，ｙ１２の順に繰り返した結果である。

図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）は、共に、横軸が、検知電極として順番に選択された第２の電極列３０の列ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・，ｘ２１を示しており、縦軸は、駆動電極として選択されたｙ１，ｙ２，ｙ３，・・・，ｙ１２の各列の第１の電極列２０と、ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・，ｘ２１のそれぞれの列の第２の電極列３０との間の静電容量（単位はｐＦ）を示している。

図１３（Ａ）に示すように保護層５１を設けたシミュレーション結果では、ｙ１２列の第１の電極列２０を駆動電極とし、Ｘ２１列の第２の電極列３０を検知電極としたときに、両電極列間の静電容量が最大値ＣＡとなり、ＣＡ＝０．８８ｐＦであった。これに対し、図１３（Ｂ）に示すように、保護層５１を設けないシミュレーション結果では、ｙ１２列の第１の電極列２０を駆動電極とし、Ｘ２１列の第２の電極列３０を検知電極としたときに、両電極列間の静電容量が最大値ＣＢとなり、ＣＢ＝１．０７ｐＦであった。

保護層５１を設けることにより、第２の配線層と第１の電極層２１との間の静電容量の累積値の最大値を、１８％程度改善することができる。

１ タッチパネル
２ 表面パネル
５ 表示パネル
１０ 入力装置
１１ 基板
２０ 第１の電極列
２１ 第１の電極層
２１ｂ 開口部
２２ 連結部
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 第１の配線層
３０ 第２の電極列
３１，３１Ａ 第２の電極層
３１ｂ 開口部
３２ 配線通路
３３ 区分電極層
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 第２の配線層
３７ 連結部
４１ 第１の絶縁層
４２ 第１のブリッジ接続層
４３ 第２の絶縁層
４４ 第２のブリッジ接続層
５１，５２，５３，５５ 保護層
５４ 保護連結層
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ 入力装置
Ｈ 配線領域

Claims (11)

1. 透光性の基板に、透光性の導電材料で形成された第１の電極層と第２の電極層とが形成され、複数の前記第１の電極層が第１の方向に並び、複数の前記第２の電極層が第１の方向と交差する第２の方向に並んでいる入力装置において、
   前記第１の電極層と前記第２の電極層は四角形で、四角形の角部が第１の方向と第２の方向へ向けられ、
   前記第１の電極層と前記第２の電極層のいずれか一方の電極層どうしを連結する連結部が前記透光性の導電材料で一体に形成され、前記連結部の上に第１の絶縁層と第１のブリッジ接続層が重ねて形成されて、前記第１のブリッジ接続層によって他方の電極層どうしが導通されており、
   前記第２の電極層の内部に第１の方向に延びる配線通路が形成されて、前記配線通路内を通過する配線層が、他の前記第２の電極層に導通しており、
   前記第２の電極層を前記配線通路で区分した区分電極層と、前記配線層のいずれか一方の層が前記配線通路内で連続し、その連続部の上に第２の絶縁層と第２のブリッジ接続層が形成されて、前記第２のブリッジ接続層によって他方の層が導通されていることを特徴とする入力装置。
2. 前記配線通路が形成されていない前記第２の電極層の領域内に、開口部が形成されている請求項１記載の入力装置。
3. 前記第１の電極層の領域内に、開口部が形成されている請求項１または２記載の入力装置。
4. 前記配線通路内を複数の前記配線層が通過しており、それぞれの前記配線層が異なる前記第２の電極層に導通している請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記第２の電極層に複数の前記配線通路が形成されて、それぞれの前記配線通路内を前記配線層が通過しており、それぞれの前記配線層が異なる前記第２の電極層に導通している請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記配線通路は、前記第２の電極層を第２の方向に二分する中央部に形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
7. 前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層は同じ材料で同じ工程で形成され、前記第１のブリッジ接続層と前記第２のブリッジ接続層は、同じ材料で同じ工程で形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の入力装置。
8. 前記配線層が、前記第１の電極層と対向する領域を通過しており、この位置にある前記第１の電極層と前記配線層との間に、導電材料で形成された保護層が設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の入力装置。
9. 前記保護層は、前記第１の電極層と同じ透光性の導電材料で形成されている請求項８記載の入力装置。
10. 第１の方向に間隔を空けて配置されている前記保護層どうしを連結する保護連結層が、前記配線通路内を通過している請求項８または９記載の入力装置。
11. 前記保護層が前記第２の電極層と連続して形成されている請求項８または９記載の入力装置。

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