KR101878858B1 - 입력 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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기요시 사토
마사요시 다케우치
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 1매의 기판의 1개의 면에 제 1 전극층과 제 2 전극층을 서로 절연시켜 형성한 입력 장치를, 비교적 용이한 공정으로 형성할 수 있도록 한 입력 장치와 그의 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) PET 필름의 기판(10)의 1개의 표면(10a)에 ITO층으로 제 1 전극층(11)을 형성하고, 그 표면을 드라이 필름 레지스트 등으로 형성된 절연층(12)으로 덮는다. 절연층(12)의 표면에, 인쇄 공정으로 제 2 전극층(13)을 형성한다. 제 2 전극층(13)은, 도전성 나노 와이어나 도전성 나노 튜브로 형성한다. 그 후에, 제 1 전극층(11)과 도통하는 제 1 배선층(15)과, 제 2 전극층(13)과 도통하는 제 2 전극층(16)을 형성한다.

Description

입력 장치 및 그의 제조 방법{INPUT DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 투광성의 기판 상에, 제 1 전극층과 제 2 전극층이 서로 절연되어 배치된 정전 용량식의 입력 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
각종 정보 처리 장치에서는, 컬러 액정 표시 패널의 전방에 투광성의 입력 장치가 배치되어 있다. 이 입력 장치는 터치 패널이라고 칭해지고, 전극 간에 정전 용량이 형성되어, 사람의 손가락이 접근했을 때의 전하의 이동의 변화로부터, 손가락의 접근 위치를 좌표 상에서 판정할 수 있도록 하고 있다.
입력 장치의 구조로서는, 2개의 투광성 기판의 일방에 X 전극을 형성하고, 타방에 Y 전극을 형성하여, 2개의 투광성 기판을 겹침으로써, X 전극과 Y 전극과의 사이에 정전 용량이 형성되는 것이 있다. 그러나, 이 구조는, 투광성 기판이 2매 필요해져 부품 점수가 많아지고, 또한 2매의 투광성 기판을 서로 위치 맞춤하여 적층하고 또한 서로 접착하는 등의 공정이 필요해져, 공수(工數)가 많아진다. 그 결과, 제조 비용이 높아지는 문제가 있다.
최근에는, 1매의 투광성 기판의 1개의 표면에, 다수의 전극층을 형성하고, 전극층 간에 정전 용량을 형성하는 입력 장치가 나타나 있다. 이 방식은, 투광성 기판이 1매의 구성이기 때문에, 부품수가 적고, 제조 공수를 삭감할 수 있다. 그러나, 투광성 기판의 1개의 표면에 다수의 전극층과, 각각의 전극층으로부터 개별적으로 연장되는 다수의 배선층을 형성하는 것이 필요해지기 때문에, 개개의 배선층의 폭치수를 작게 해야하고, 배선 저항이 커지는 결점이 있다. 특히, 대형의 입력 장치를 구성하면, 개개의 배선이 길어지기 때문에, 배선 저항이 더욱 커진다. 이 경우에, 개개의 배선층의 폭치수를 넓히는 것도 생각할 수 있지만, 배선층의 폭을 굵게 하면, 전극층의 배치 밀도를 저하시켜야 해서, 검출의 분해능이 저하되고, 예를 들면, 복수의 손가락으로의 조작을 검지하는 소위 멀티 터치 방식을 채용한 경우에, 검지 정밀도가 저하되게 된다.
이하의 특허문헌 1에는, 1매의 투명한 기판을 사용한 정전 용량식 터치 패널에 관한 발명이 기재되어 있다.
이 터치 패널은, 투명한 기판 상에 제 1 전극층이 형성되고, 제 1 전극층이 투명한 절연층으로 덮여 있다. 그리고, 절연층의 표면에 제 2 전극층이 형성되고, 제 1 전극층과 제 2 전극층과의 사이에 정전 용량이 형성되는 것이다.
일본국 공개특허 특개2011-76386호 공보
특허문헌 1에 기재된 터치 패드는, 투명한 기판의 일방의 면에 제 1 전극층과 제 2 전극층을 형성하고 있기 때문에, 기판의 수를 적게 할 수 있고, 비용 다운을 실현할 수 있다. 그러나, 이 터치 패드는, 제 1 전극층과 제 2 전극층의 쌍방이 ITO막에 의해 형성되어 있다. ITO막의 전극층은, 전극 형성면에 ITO막을 스퍼터 공정으로 형성하고, 또한 웨트 에칭 공정으로 전극 패턴을 형성하는 것이 필요해지지만, 제 1 전극층과 제 2 전극층의 쌍방을 스퍼터 공정과 에칭 공정으로 형성하면, 제조 공정이 많아지고, 제조 비용을 저감시키는 것이 곤란하다.
또한, 특허문헌 1에는, 제 1 전극층과 제 2 전극층과의 사이에 위치하는 절연층이 어떤 것인지가 기재되어 있지 않다. 그러나, 그 위에 ITO층을 스퍼터하기 위해서는, 무기산화물 등에 의한 절연층을 스퍼터 공정 등으로 형성하는 것이 필요해진다. 제 1 전극층과 절연층과 제 2 절연층의 모두를 스퍼터 공정으로 형성하게 되면, 제조 공정이 더욱 복잡해지고, 제조 비용이 높아진다. 또한, 무기산화물로 절연층을 형성하면, 터치 패드의 유연성이 저하되고, 예를 들면 기판을 수지 필름으로 형성했다고 해도, 유연하게 변형시키는 일 등이 곤란해진다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 기판의 1개의 면에 2종의 전극층을 서로 절연시켜서 형성할 수 있고, 배선 저항이 높아지는 것을 억제할 수 있는 구조의 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 본 발명은, 기판의 1개의 면에 2종의 전극층을 서로 절연시켜서 형성하는 적층 구조를, 적은 공수로 또한 간단한 공정으로 행할 수 있는 입력 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
제 1 본 발명은, 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층이 서로 절연되어 설치된 입력 장치에 있어서,
상기 기판의 표면에, 상기 제 1 전극층과, 상기 제 1 전극층에 도통하는 제 1 배선층이 형성되고,
상기 제 1 전극층이 투광성의 절연층으로 덮이고, 상기 절연층의 표면에, 도전성 나노 재료를 포함하는 상기 제 2 전극층이 설치되어 있으며,
상기 절연층의 표면에서 제 2 전극층과 접속된 제 2 배선층이, 상기 기판의 표면으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 입력 장치는, 제 2 전극층을 인쇄 공정으로 형성할 수 있기 때문에, 제 2 전극층을 형성하기 위한 에칭 공정이 불필요해진다. 또한 제 2 전극층을 인쇄 공정으로 형성하면, 절연층을 어떠한 재료로 형성해도 되고, 예를 들면 유기 재료층으로 형성하는 것도 가능해진다.
본 발명은, 상기 제 1 전극층은 ITO로 형성되어 있다. 단, 제 1 전극층이 도전성 나노 재료에 의해 인쇄 공정으로 형성되도 된다.
본 발명은, 상기 제 1 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 것이다. 또는, 상기 제 1 배선층은, 상기 제 1 전극층과 연속되는 ITO층과 그 위에 배치된 금속층으로 형성되어 있는 것이다.
본 발명에서는, 예를 들면, 상기 제 2 배선층은, 상기 기판의 표면에 있어서 상기 제 1 배선층과 함께 형성된 ITO 배선층과, 상기 제 2 전극층과 상기 ITO 배선층을 연결하는 도전성 페이스트 배선층으로 구성되어 있다.
이 경우에, 상기 도전성 페이스트 배선층은, 상기 절연층의 가장자리부의 단차를 덮어, 상기 절연층의 표면으로부터 상기 기판의 표면으로 연장되어 있다.
제 2 본 발명은, 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층이 서로 절연되어 형성된 입력 장치에 있어서,
상기 제 1 전극층과, 상기 제 1 전극층에 도통하는 제 1 배선층이, 상기 기판의 표면에 형성되고,
상기 제 1 전극층을 덮는 투광성의 절연층과, 상기 절연층의 표면에 인쇄 공정으로 형성된 상기 제 2 전극층과, 상기 제 2 전극층과 접속되어 상기 기판의 표면으로 연장되는 제 2 배선층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은, 상기 제 1 전극층은 에칭 공정으로 형성되어 있다. 단, 제 1 전극층이 인쇄 공정으로 형성되어도 된다.
본 발명은, 상기 제 1 배선층과 상기 제 2 배선층이, 모두 인쇄 공정으로 형성되어 있다.
또는, 상기 제 1 배선층은, 에칭 공정으로 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 배선층은, 상기 기판의 표면에 있어서 상기 제 1 배선층과 함께 에칭 공정으로 형성된 에칭 배선층과, 상기 제 2 전극층과 상기 에칭 배선층을 연결하도록 인쇄 공정으로 형성된 인쇄 배선층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
제 3 본 발명은, 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층을 서로 절연하여 형성하는 입력 장치의 제조 방법에 있어서,
(a) 상기 기판의 표면에 상기 제 1 전극층을 형성하는 공정과,
(b) 상기 제 1 전극층을 투광성의 절연층으로 덮는 공정과,
(c) 상기 절연층의 표면에 상기 제 2 전극층을 인쇄 공정으로 형성하는 공정과,
(d) 상기 (a)의 공정과 동시에, 또는 이들과는 다른 공정으로, 기판의 표면에 상기 제 1 전극층과 도통하는 제 1 배선층을 형성하는 공정과,
(e) 상기 제 2 전극층과 접속하여 상기 기판의 표면으로 연장되는 제 2 배선층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 입력 장치의 제조 방법은, 상기 제 1 전극층을 에칭 공정으로 형성하는 것이 가능하다.
제 4 본 발명은, 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층을 서로 절연하여 형성하는 입력 장치의 제조 방법에 있어서,
(f) 상기 기판의 표면에 상기 제 1 전극층 및 상기 제 1 전극층과 연속되는 제 1 배선층을 에칭 공정으로 형성하는 공정과,
(g) 상기 제 1 전극층을 투광성의 절연층으로 덮는 공정과,
(h) 상기 절연층의 표면에 상기 제 2 전극층을 인쇄 공정으로 형성하는 공정과,
(i) 상기 제 2 전극층과 접속하여 상기 기판의 표면으로 연장되는 제 2 배선층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 입력 장치의 제조 방법은, 상기 (f)의 공정에서는, 에칭 공정에 의해, 상기 제 1 전극층을 ITO층으로 형성하고, 제 1 배선층을 ITO층과 금속층과의 적층체로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 입력 장치의 제조 방법은, 상기 제 2 전극층을, 에칭 배선층과 인쇄 배선층으로 구성하고, 상기 에칭 배선층은, 상기 제 1 배선층과 함께 상기 기판의 표면에 에칭 공정으로 형성하고, 상기 인쇄 배선층은, 상기 제 2 전극층과 상기 에칭 배선층을 도통시키도록 인쇄 공정으로 형성하는 것이 가능하다.
본 발명에서는, 상기 제 2 전극층을 도전성 나노 와이어 또는 도전성 나노 튜브로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 절연층을, 드라이 필름 레지스트로 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 입력 장치는, 1매의 투광성 기판의 1개의 면에 제 1 전극층과 제 2 전극층이 형성되어 있기 때문에, 기판이 1매라도 되고, 기판수를 삭감할 수 있다. 또한 제 1 전극층과 제 2 전극층이 상이한 계층으로 형성되어 있기 때문에, 전극층의 배치 밀도를 높게 해도, 배선층을 필요 이상으로 얇게 형성할 필요가 없어, 배선 저항이 매우 높아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 전극층을 인쇄 공정 가능한 도전성 나노 재료를 포함하는 도전층 으로 형성하고 있기 때문에, 제 1 전극층을 덮는 절연층을, 유기 레지스트 재료 등으로 형성할 수 있고, 제조 공정이 용이해진다.
또한, 유기 재료로 절연층을 형성하면, 예를 들면 기판을 필름 재료로 형성했을 때에도 유연성을 발휘시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 기판에 제 1 전극층을 형성한 공정을 나타내고 있으며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 전극층을 절연층으로 덮는 공정을 나타내고 있으며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 절연층의 표면에 제 2 전극층을 형성한 공정을 나타내고 있으며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 배선층과 제 2 배선층을 형성한 공정을 나타내고 있으며, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 최표부(最表部)에 보호층을 형성한 공정을 나타내는 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 제 2 실시 형태의 입력 장치에 있어서, 기판에 제 1 전극층과 제 1 배선층 그리고 제 2 배선층의 ITO 배선층(에칭 배선층)을 형성한 공정을 나타내는 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 전극층을 절연층으로 덮는 공정을 나타내는 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 제 2 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 절연층의 표면에 제 2 전극층을 형성한 공정을 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제 2 실시 형태의 입력 장치의 제조 방법에 있어서, 제 2 배선층의 도전성 페이스트 배선층(인쇄 배선층)을 형성한 공정을 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시 형태의 입력 장치(1)의 제조 방법을 나타내고 있으며, 도 5는 완성 후의 입력 장치(1)의 구조를 나타내고 있다.
도 1의 (A)(B)에 나타내는 공정에서는, 기판(10)의 1개의 표면(10a)에 제 1 전극층(11)이 형성된다. 기판(10)은 투광성이며, 제 1 전극층(11)도 투광성이다. 본 명세서에서의 투광성이란, 투명을 포함하는 개념이고, 예를 들면 전체 광선 투과율이 70％ 이상이며, 바람직하게는 80％ 이상의 투광 기능을 의미하고 있다.
기판(10)은, 수지 필름이며 PET(폴리에틸렌·테레프탈레이트) 필름이다. 제 1 전극층(11)은 ITO(산화 인듐 주석)로 형성되어 있다. 기판(10)과 제 1 전극층(11)은, PET 필름과 ITO가 일체화되어 있는 적층 재료로부터 형성된다. 적층 재료는, PET 필름의 표면에 하드 코트층 등을 개재하여 ITO층이 전체 면에 적층된 것이다. 이 적층 재료의 ITO층을 레지스트층으로 덮고, 포토리소그래피로, 제 1 전극층(11)의 패턴 이외의 레지스트층을 제거한다. 레지스트층으로 덮여 있지 않은 영역의 ITO층을 웨트 에칭으로 제거함으로써, 제 1 전극층(11)의 패턴이 형성된다.
또한, 본 발명에서는 상기 기판(10)이 비가요성의 합성 수지의 평판이나 유리판으로 형성되어 있어도 된다. 단, 실시 형태에서는, 기판(10)을 수지 필름으로 함으로써, 박형이고 유연한 입력 장치(1)를 구성할 수 있다.
각 도면에서는 X 방향이 가로 방향이고, Y 방향이 세로 방향이다. ITO로 형성된 제 1 전극층(11)은, Y 방향에 있어서 서로 분리되고, X 방향으로 연속되게 연장되는 패턴으로, 복수행이 되도록 형성되어 있다.
도 2의 (A)(B)의 공정에서는, 제 1 전극층(11)이 절연층(12)으로 덮인다. 절연층(12)은 투광성의 유기 재료층이며, 실시 형태에서는, 투명한 드라이 필름 레지스트로 형성되어 있다. 드라이 필름 레지스트는, 기판(10)의 표면(10a)에 설치되고 가압되어 적층된다. 포토리소그래피에 의해, 도 2(A)에 있어서 파선으로 나타내는 사각 형상이 남겨지도록, 현상 처리된다. 사각 형상의 드라이 필름 레지스트가 가열 공정 등으로 정착되어 상기 절연층(12)이 형성된다.
도 2의 (A)(B)에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극층(11)의 대부분의 부분이 절연층(12)으로 덮이지만, 도시 상방에 배치되는 복수의 제 1 전극층(11)의 우측 단말부(11a)가, 절연층(12)으로부터 도시 오른쪽 방향으로 돌출하고, 도시 하방으로 배치되는 복수의 제 1 전극층의 좌측 단말부(11b)가, 절연층(12)으로부터 도시 왼쪽 방향으로 돌출되어 있다.
도 3의 (A)(B)의 공정에서는, 절연층(12)의 표면에 제 2 전극층(13)이 형성된다. 제 2 전극층(13)은 도전성 나노 재료를 포함하는 투광성의 도전층이며, 인쇄 공정으로 형성된다. 예를 들면, 도전성 나노 재료로서 도전성 나노 와이어를 분산시켜 투명한 바인더와 혼합한 도전성 잉크를 인쇄함으로써 형성된다. 도전성 나노 와이어는, 구리계, 은계, 금계 등이다. 또한, 도전성 나노 와이어의 대신이 되는 도전성 나노 재료로서, 도전성 나노 튜브, 즉 카본 나노 튜브를 사용하는 것도 가능하다. 실시 형태에서는 은 나노 와이어가 사용된다.
은 나노 와이어를 포함한 도전성 잉크는, 스크린 인쇄법 등에 의해, 절연층(12)의 표면에 패턴 인쇄되고, 건조 공정이나 가열 공정을 거쳐 절연층(12)의 표면에 정착되어, 제 2 전극층(13)이 형성된다. 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 제 2 전극층(13)은, X 방향으로 간격을 두고, Y 방향으로 연속되도록 복수열로 형성되어 있다. 복수행의 제 1 전극층(11)과 복수열의 제 2 전극층(13)은, 절연층(12)을 사이에 두고 복수의 포인트에서 서로 절연되고 교차되어 있다.
절연층(12)의 가장자리부에서는, 기판(10)의 표면(10a)과 절연층(12)의 표면과의 사이에 단차가 형성되어 있기 때문에, 제 2 전극층(13)은, 절연층(12)의 표면의 영역에만 인쇄 공정으로 형성된다.
도 4의 (A)(B)의 공정에서는, 제 1 배선층(15)과 제 2 배선층(16)이 형성된다.
제 1 배선층(15)의 형성 공정에서는, 수지 바인더에 은이나 구리 또는 카본 등의 도전성 필러가 포함된 도전성 페이스트가 사용되고, 스크린 인쇄 등의 인쇄 공정에 의해 기판(10)의 표면(10a)에 패턴 인쇄되어, 건조 처리나 가열 처리를 거쳐 정착된다. 실시 형태에서는, 은 페이스트에 의해 제 1 배선층(15)이 형성된다. 도 4(A)의 도시 우측에 형성된 복수의 제 1 배선층(15)은, 그 선단부가, 제 1 전극층(11)의 우측 단말부(11a)에 겹쳐져 도통되어 있다. 도시 좌측에 형성된 복수의 제 1 배선층(15)은, 그 선단부가, 제 1 전극층(11)의 좌측 단말부(11b)에 겹쳐져 도통되어 있다.
제 1 배선층(15)의 기단부에는, 기판(10)의 가장자리부에 근접한 위치에, 랜드부(15a)가 형성되어 있다. 이 랜드부(15a)는, 제 1 배선층(15)의 일부이며 은 페이스트로 형성되어 있어도 되고, 제 1 배선층(15)과 연속적으로 금층으로 형성되어 있어도 된다.
제 2 배선층(16)은, 절연층(12)의 표면으로부터 기판(10)의 표면(10a)에 걸쳐서 연속적으로 형성되어 있다. 제 2 배선층(16)은, 제 1 배선층(15)과 동일한 도전성 페이스트, 예를 들면 은 페이스트를 사용하여 인쇄 공정으로 형성되어 있다. 단, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 제 2 배선층(16)은, 절연층(12)의 가장자리부의 단차부를 통과하여, 절연층(12)의 표면으로부터 기판(10)의 표면(10a)에 걸쳐서 연속적으로 형성되기 때문에, 단차부에서 끊기지 않도록 두껍게 형성하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는, 제 2 배선층(16)은, 스크린 인쇄 등에 의한 인쇄 공정 즉 은 페이스트의 도공 공정을 복수회 반복하여 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 배선층(16)의 선단부는, 절연층(12)의 표면에 있어서, 제 2 전극층(13)의 단말부(13a)에 개별적으로 겹쳐져서 도통되어 있다. 제 2 배선층(16)의 기단부는, 기판(10)의 가장자리부에 근접한 위치에 있어서 랜드부(16a)로 되어 있다. 이 랜드부(16a)는, 제 2 배선층(16)의 일부이며 은 페이스트로 형성되어 있어도 되고, 제 2 배선층(16)과 연속적으로 금층으로 형성되어 있어도 된다.
도 5에 나타내는 공정에서는, 기판(10)의 표면(10a)의 최표부가, 보호층(18)으로 덮인다. 보호층(18)은, 투광성의 유기 재료를 도공하여 경화시킴으로써 형성되어 있다. 보호층(18)은, 제 2 전극층(13)의 전체 영역을 덮고, 또한 제 1 배선층(15)과 제 2 배선층(16)의 대부분의 부분을 덮도록 형성되어 있다. 바람직하게는, 보호층(18)은, 랜드부(15a)와 랜드부(15b)가 노출되는 영역을 제외하고 대부분 전체 영역에 형성된다.
상기 공정에서는, 제 2 전극층(13)이 인쇄 공정으로 형성되기 때문에, 제 2 전극층(13)을 형성하기 위한 스퍼터 공정이나 에칭 공정이 불필요하다. 또한, 제 2 전극층(13)이 인쇄 공정으로 형성되기 때문에, 절연층(12)을 드라이 레지스트 등의 유기 재료로 형성할 수 있고, 제조 공정을 간단하게 할 수 있고, 저비용으로 제조할 수 있다.
도 5에, 완성 후의 입력 장치(1)가 나타나 있다. 입력 장치(1)는, 제 1 배선층(15)과 제 2 배선층(16)이 형성되어 있지 않은 중앙 영역이, 투광성의 기판(10)과 투광성의 제 1 전극층(11) 그리고 투광성 제 2 전극층(13), 그리고 투광성의 절연층(12)으로 구성되어 있다. 따라서, 투광성의 터치 패널로서 사용할 수 있고, 컬러 액정 표시 패널 등의 표시 패널의 전방에 배치하는 것이 가능하다.
입력 장치(1)는, 제 1 전극층(11)과 제 2 전극층(13)이 절연층(12)을 개재하여 다수의 포인트에서 교차하고, 이 교차부에서 2개의 전극층(11, 13) 사이에 정전용량이 형성되어 있다. 멀티플렉서를 갖는 구동·검지 회로가 제 1 전극층(11)과 제 2 전극층(13)에 접속되고, 일방의 전극층에 순서대로 펄스 형상의 구동 전압이 인가되어, 타방의 전극층이 순서대로 검지 회로에 접속된다. 펄스 형상의 구동 전압이 인가되면 그 상승과 하강에 있어서 전극층(11, 13)의 사이에 전류가 흐른다. 이때의 전류량은, 전극층(11, 13) 사이의 정전 용량에 따라서 변화한다. 사람의 손가락이나 손 등이 기판(10)에 접근하면, 손가락이나 손으로 전하가 이동하기 때문에, 손가락이나 손의 접근 위치에 있어서 전극층(11, 13) 사이의 전류가 변화한다. 상기 검지 회로로 전류량의 변화를 검지함으로써, 손가락이나 손의 접근 위치가 좌표 정보로서 얻어진다.
입력 장치(1)는, 복수의 제 1 전극층(11)과 복수의 제 2 전극층(13)이 절연층(12)을 개재하여 복수의 포인트에서 교차하고 있는 구조이기 때문에, 제 1 전극층(11)을 순서대로 구동 회로에 접속하고, 제 2 전극층(13)을 순서대로 검지 회로에 접속함으로써, 높은 분해능으로 손가락이나 손의 접근을 검지할 수 있다. 그 때문에, 복수의 손가락으로 조작하는 소위 멀티 터치 조작도 고정밀도로 검지할 수 있게 된다.
또한, 제 1 전극층(11)과 제 2 전극층(13)이 상이한 계층에 형성되어 있기 때문에, 배선층(15, 16)의 무리한 설치가 불필요해지고, 배선층(15, 16)을 과잉하게 길게 할 필요가 없어져, 배선 저항의 증대를 억제할 수 있다.
도 6 내지 도 9는, 본 발명의 제 2 실시 형태의 입력 장치(2)의 제조 방법을 나타내고 있다.
도 6의 공정에서는, 투광성의 기판(10)의 일방의 표면(10a)에 제 1 전극층(11)과 제 1 배선층(25) 그리고 제 2 배선층의 하층이 되는 ITO 배선층(26)이 형성된다. ITO 배선층(26)은 에칭 배선층이다.
기판(10)은 PET 필름으로 형성되어 있다. 제 1 전극층(11)은 투광성이며, ITO층으로 형성되어 있다. 제 1 전극층(11)은, Y 방향으로 간격을 두고 X 방향으로 연속되도록 복수행으로 형성되어 있다. 제 1 배선층(25)은, 제 1 전극층(11)과 연속되는 ITO층과, 이 ITO층에 겹쳐진 금속층으로 구성되어 있다. 실시 형태에서의 금속층은 구리층이다. ITO 배선층(26)은, 기판(10)의 도시 하측의 가장자리부에 접근한 위치에 형성된다.
제 1 전극층(11)과 제 1 배선층(25) 그리고 ITO 배선층(26)은, PET 필름의 표면에 ITO층과 구리층이 적층된 적층 재료를 에칭 가공함으로써 형성된다. 상기 적층 재료는, PET 필름의 표면에 하드 코트층 등을 개재하여 ITO층이 전체 면에 적층되고, 또한 ITO층의 표면의 전체 영역이 구리층으로 덮인 것이다. 이 적층 재료의 표면을 레지스트층으로 덮고, 포토리소그래피로, 제 1 전극층(11)과 제 1 배선층(25) 그리고 ITO 배선층(26)의 형상 이외의 레지스트층을 제거한다. 그리고, 레지스트층으로 덮여 있지 않은 영역의 ITO층 그리고 구리층을 웨트 에칭으로 제거한다. 또한, 제 1 전극층(11)을 덮고 있는 구리층 그리고 ITO 배선층(26) 중 적어도 일부를 덮고 있는 구리층을 에칭 공정으로 제거한다.
이상의 공정에서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 투광성의 기판(10)의 표면(10a)에, ITO층에 의한 제 1 전극층(11)과, 제 1 전극층(11)과 연속되는 ITO층과 그 위에 적층된 구리층으로 형성된 제 1 배선층(25)과, ITO 배선층(26)이 형성된다.
제 1 배선층(25) 중 기판(10)의 도시 하측의 가장자리부에 접근하는 부분은 랜드부(25a)이다. 랜드부(25a)는, ITO층과 구리층이 적층된 제 1 배선층(25)의 일부로 형성되도 되고, 또는, 제 1 배선층(25)의 표면에 금층이 적층되어 구성되도 된다.
ITO 배선층(26) 중 기판(10)의 도시 하측의 가장자리부에 접근하는 부분은 랜드부(26a)이다. 랜드부(26a)는, 제 1 배선층(25)과 동일하게, ITO층과 구리층이 적층되어 형성되고 있다. 또는, 랜드부(26a)는 표면에 금층이 적층됨으로써 형성된다.
도 7의 공정에서는, 제 1 전극층(11)이 절연층(12)으로 덮인다. 절연층(12)은 상기 실시예에 있어서 도 2의 (A)(B)의 공정에서 사용된 것과 동일한 드라이 필름 레지스트에 의해 형성된다. 절연층(12)은 적어도 제 1 전극층(11)이 형성되어 있는 영역의 전체를 덮도록 형성된다.
도 8의 공정에서는, 절연층(12)의 표면에 제 2 전극층(13)이 형성된다. 제 2 전극층(13)은, 상기 실시 형태에 있어서 도 3의 (A)(B)의 공정에서 사용된 것과 동일한 도전성 잉크를 사용하여 인쇄 공정으로 형성된다. 제 2 전극층(13)은 X 방향으로 간격을 두고 Y 방향으로 연속적으로 복수열 형성된다.
도 9의 공정에서는, 제 2 배선층의 상층인 도전성 페이스트 배선층(36)이 형성된다. 도전성 페이스트 배선층(36)은, 인쇄 배선층이다. 상기 실시 형태의 도 4의 (A)(B)의 공정에서 형성된 제 2 배선층(16)과 동일하게, 도전성 페이스트 배선층(36)은, 은 페이스트를 인쇄 공정으로 도공하고, 경화시킴으로써 형성된다. 도전성 페이스트 배선층(36)은, 절연층(12)의 표면에 형성되어 있는 제 2 전극층(13)의 단부에 겹쳐져 접속되고, 또한 기판(10)의 표면(10a)까지 연장되어, ITO 배선층(26)에 겹쳐져서 접속된다. ITO 배선층(26)과 도전성 페이스트 배선층(36)과의 적층체에 의해 제 2 배선층이 형성된다. 또한, 도전성 페이스트 배선층(36)은 랜드층(26a)과 겹치지 않도록 형성된다.
도전성 페이스트 배선층(36)은, 절연층(12)의 가장자리부의 단차부에 형성되기 때문에, 도 4의 (A)(B)의 공정의 제 2 배선층(16)과 동일하게, 도전성 페이스트 배선층(36)은 복수회의 인쇄 공정으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 9의 공정 후에, 도 5에 나타낸 것과 동일한 보호층(18)이 형성되어, 제 2 실시 형태의 입력 장치(2)가 완성된다.
제 2 실시 형태의 입력 장치(2)는, 도 6의 공정에서, 제 1 전극층(11)과 함께 제 1 배선층(25)이 에칭 공정으로 형성되기 때문에, 복수의 제 1 배선층(25)을 서로 접근시켜 배치시킬 수 있고, 가는 폭의 영역에 제 1 배선층(25)을 고밀도로 배치하는 것이 가능해진다.
또한, 제 2 배선층(16)의 하층이 되는 ITO 배선층(26)도, 제 1 전극층(11)과 함께 에칭 공정으로 형성할 수 있기 때문에, ITO 배선층(26)을 좁은 영역 내에 고밀도로 배치할 수 있다.
ITO는, 금속 재료보다도 높은 정밀도로 에칭할 수 있기 때문에, 제 1 배선층(15)과 ITO 배선층(26)을 ITO로 형성함으로써, 이들 배선층의 배선 간의 피치를 좁힐 수 있고, 한정된 면적 내의 가는 폭의 배선 영역 내에, 제 1 배선층(15)과 ITO 배선층(26)을 고밀도로 배치할 수 있다.
제 2 실시 형태에서는, 기판(10)의 표면(10a)에, ITO를 에칭함으로써 제 1 배선층(15)과 ITO 배선층(26)을 고밀도로 형성할 수 있도록 하고 있지만, 제 2 전극층(13)을, 절연층(12)의 표면에 인쇄 공정으로 형성하고, 도전성 페이스트 배선층(36)도, 절연층(12)의 가장자리부의 단차부를 덮도록 인쇄 공정으로 형성할 수 있도록 하고 있기 때문에, ITO 배선층(26)과 이 ITO 배선층(26)에 접속되는 제 2 배선층(16)의 형성 공정을 비교적 용이하게 행할 수 있게 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 제 1 전극층(11)이 ITO층으로 형성되어 있지만, 제 1 전극층(11)이, 예를 들면 금속 메시층으로 형성되어 있어도 된다. 금속 메시층은, 금 등의 저저항 재료가 기판(10)의 표면(10a)에 메시 형상으로 형성된 것이다.
또는, 제 1 전극층(11)이, 제 2 전극층(13)과 동일한 재료로 인쇄 공정으로 형성되어도 된다.
1, 2 : 입력 장치
10 : 기판
10a : 표면
11 : 제 1 전극층
12 : 절연층
13 : 제 2 전극층
15 : 제 1 배선층
16 : 제 2 배선층
25 : 제 1 배선층
26 : ITO 배선층
36 : 도전성 페이스트 배선층

Claims (25)

  1. 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층이 서로 절연되어 설치된 입력 장치에 있어서,
    수지 필름으로 형성된 상기 기판의 표면에, 상기 제 1 전극층과, 상기 제 1 전극층에 도통하는 제 1 배선층이 형성되고,
    상기 제 1 전극층이, 드라이 필름 레지스트로 형성된 투광성의 절연층으로 덮여 있으며,
    상기 절연층의 표면에, 도전성 나노 재료를 포함하는 상기 제 2 전극층이 소정의 패턴으로 형성되어 있으며,
    상기 제 2 전극층과 접속된 제 2 배선층이, 상기 절연층의 표면으로부터 상기 기판의 표면까지 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 ITO로 형성되어 있는 입력 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 입력 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 배선층은, 상기 제 1 전극층과 연속되는 ITO층과 그 위에 배치된 금속층으로 형성되어 있는 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 에칭 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층은, 인쇄 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 입력 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 입력 장치.
  9. 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층이 서로 절연되어 형성된 입력 장치에 있어서,
    상기 제 1 전극층과, 상기 제 1 전극층에 도통하는 제 1 배선층과, 제 2 배선층의 하층이 되는 ITO 배선층이, 수지 필름으로 형성된 상기 기판의 표면에 형성되고,
    상기 제 1 전극층이, 드라이 필름 레지스트로 형성된 투광성의 절연층으로 덮여 있으며,
    상기 절연층의 표면에, 도전성 나노 재료를 포함하는 상기 제 2 전극층이 소정의 패턴으로 형성되어 있으며,
    상기 제 2 전극층과 상기 하층이 되는 ITO 배선층을 접속하는 상기 제 2 배선층이, 상기 절연층의 표면으로부터 상기 기판의 표면까지 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은, 에칭 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층이, 인쇄 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 입력 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 배선층이 도전성 페이스트로 형성되어 있는 입력 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 ITO층, 상기 제 1 배선층은 ITO와 금속층과의 적층체를 갖고, 상기 제 1 전극층과 상기 제 1 배선층은 에칭 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  15. 제 9 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 하층이 되는 ITO 배선층과 상기 제 1 배선층은, 상기 기판의 표면에 에칭 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 배선층은 인쇄 공정으로 형성되어 있는 입력 장치.
  17. 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층을 서로 절연하여 형성하는 입력 장치의 제조 방법에 있어서,
    (a) 수지 필름으로 형성된 상기 기판의 표면에 상기 제 1 전극층을 형성하는 공정과,
    (b) 드라이 필름 레지스트로 형성된 투광성의 절연층으로 상기 제 1 전극층을 덮는 공정과,
    (c) 상기 절연층의 표면에, 도전성 나노 재료를 포함하는 도전성 잉크로 상기 제 2 전극층을 소정의 패턴으로 형성하는 공정과,
    (d) 상기 (a)의 공정과 동시에, 또는 다른 공정으로, 기판의 표면에 상기 제 1 전극층과 도통하는 제 1 배선층을 형성하는 공정과,
    (e) 상기 제 2 전극층과 접속하는 제 2 배선층을, 상기 절연층의 표면으로부터 상기 기판의 표면까지 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 입력 장치의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 (a)의 공정에서, 상기 제 1 전극층을 에칭 공정으로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 (c)의 공정에서, 상기 제 2 전극층을 인쇄 공정으로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 (e)의 공정에서, 상기 제 2 배선층을 도전 페이스트로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 (e)의 공정에서, 상기 제 2 배선층을 도전 페이스트로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  22. 투광성의 기판에, 복수의 투광성의 제 1 전극층과 복수의 투광성의 제 2 전극층을 서로 절연하여 형성하는 입력 장치의 제조 방법에 있어서,
    (f) 수지 필름으로 형성된 상기 기판의 표면에, 상기 제 1 전극층 및 상기 제 1 전극층과 연속되는 제 1 배선층과, 제 2 배선층의 하층이 되는 ITO 배선층을 형성하는 공정과,
    (g) 드라이 필름 레지스트로 형성된 투광성의 절연층으로 상기 제 1 전극층을 덮는 공정과,
    (h) 상기 절연층의 표면에, 도전성 나노 재료를 포함하는 도전성 잉크로 상기 제 2 전극층을 소정 패턴으로 형성하는 공정과,
    (i) 상기 제 2 전극층과 상기 하층이 되는 ITO 배선층을 접속하는 제 2 배선층을, 상기 절연층의 표면으로부터 상기 기판의 표면까지 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 입력 장치의 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 (f)의 공정에서는, 에칭 공정에 의해, 상기 제 1 전극층을 ITO층으로 형성하고, 제 1 배선층을 ITO층과 금속층과의 적층체로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 (f)의 공정에서는, 상기 하층이 되는 ITO 배선층을, 상기 제 1 배선층과 함께 상기 기판의 표면에 에칭 공정으로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 (i)의 공정에서는, 상기 제 2 배선층을, 인쇄 공정으로 형성하는 입력 장치의 제조 방법.
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