特許 6161189 静電容量式入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6161189

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】静電容量式入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20170703BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 470

   G06F3/041 495

   G06F3/044 120

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-29916(P2013-29916)

(22)【出願日】2013年2月19日

(65)【公開番号】特開2014-160316(P2014-160316A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2015年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプス電気株式会社

(72)【発明者】

【氏名】福山 照康

(72)【発明者】

【氏名】土井 優

【審査官】 酒井 優一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００４４６６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２１８５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４８８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００３３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２４８９３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２１９４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１２５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２５９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３２６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３２６９９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０８６１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８１６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の一方の面に敷設された電極パターンと、
前記基板の他方の面に敷設されたグランドパターンと、を備えた静電容量式入力装置であって、

前記グランドパターンは、第１材料からなる第１グランドパターンと、前記第１材料より導電率の高い第２材料からなる第２グランドパターンと、を有し、
前記第１グランドパターンが、前記電極パターンに平面視で重なる領域に亘って形成されるとともに、
前記第２グランドパターンが、前記第１グランドパターンに接触した状態で、前記電極パターンに平面視で重なる領域を囲むように形成され、
前記一方の面には、前記第２グランドパターンに平面視で重なる領域にガードリングパターンが形成され、
前記ガードリングパターンは、前記基板の前記一方の面から前記他方の面に貫通するスルーホールを介して前記第２グランドパターンに接続されていることを特徴とする静電容量式入力装置。

【請求項2】

前記基板の他方の面には、前記第１グランドパターンの少なくとも一部に積層された絶縁層と、前記絶縁層の他方の側に敷設され前記電極パターンに電気的に接続された配線パターンと、を有し、
前記配線パターンは、前記第２グランドパターンを形成するための前記第２材料によって一括形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式入力装置。

【請求項3】

前記第１材料は、カーボンを含む導電材料であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電容量式入力装置。

【請求項4】

前記第２材料は、銀を含む導電材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の静電容量式入力装置。

【請求項5】

前記第１グランドパターンが印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の静電容量式入力装置。

【請求項6】

前記第２グランドパターンが印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の静電容量式入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電容量式入力装置に関し、特に、静電容量の変化によって指等の接近位置を検出する静電容量式入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

静電容量式入力装置は、センサ部の静電容量を検出して入力装置とするものである。静電容量式入力装置は、例えば、基板に駆動電極と検出電極とが形成されたセンサ部と、駆動電極に駆動信号を印加する駆動回路と検出電極からの検出信号を処理する検出回路とを含む回路部とを有する。これにより、駆動電極と検出電極との間の静電容量の変化によって、例えば、指等の接近を検出することができる。また、駆動電極と検出電極とを複数位置に配置すれば、指等の接近位置を検出することができる。

【0003】

静電容量式入力装置は、他の電子機器から発生するノイズや帯電した指が接触することによる静電気に対する耐性が要求される。ノイズ防止および静電気対策のため、静電容量式入力装置においては、駆動電極と検出電極との電極パターン以外に、グランドパターンを設けるのが一般的である。また、駆動電極と検出電極との電極パターンが形成された基板の下側（例えば基板の裏面側）に電極パターンと平面視で重なる領域に亘ってグランドパターンを設けることによって、検出信号に混入するノイズが減少して、検出信号が安定することが知られている。

【0004】

静電容量式入力装置の基板には、可撓性を有するフィルム基材を用いることができる。基板がフィルム基材の場合は、グランドパターンを印刷により設けることが一般的に行なわれている。導電性を有する粉体（例えば、金属粉）をペースト状の樹脂材料に混合した導電インクを印刷して加熱硬化させた導電材料によって、グランドパターンを形成することにより、比較的に簡略な工程で製造できる。

【0005】

静電容量式入力装置において、電極パターンを印刷によって形成し、電極パターン用の導電インク（銀インク）に比べて導電率の低い銀インクをグランドパターンに印刷したものが、特許文献１に開示されている。

【0006】

図８は、特許文献１に開示された静電容量式入力装置１００の平面図である。図９は、従来の静電容量式入力装置の部分拡大縦断面図であり、図９（ａ）は図８のＡ−Ａ線で切断した縦断面図の一部を拡大した部分拡大縦断面図であり、図９（ｂ）は図８のＢ−Ｂ線で切断した縦断面図の一部を拡大した部分拡大縦断面図である。図８及び図９に示すように、可撓性のフィルム基材１１０の表側１０２はセンサ部１２０を構成し、フィルム基材１１０の表面１１０ａに、直接に又は絶縁層を介して、複数のＹ駆動電極１１１と複数の検出電極１１２とが形成されている。またＹ駆動電極１１１と検出電極１１２の表面にセンサ側絶縁層１１４が設けられ、Ｘ駆動電極１１３はセンサ側絶縁層１１４上に形成されている。

【0007】

フィルム基材１１０の裏側１０３は回路部を構成し、フィルム基材１１０の裏面１１０ｂには、導電性材料で形成されたグランド層（シールド層）１１７が形成されている。グランド層１１７は、操作面のほぼ全域を裏側から覆うように形成されている。図９に示すように、グランド層１１７の裏面は回路側絶縁層１１８で覆われている。この回路側絶縁層１１８の裏面に、回路配線層が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１２−１９０２１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、グランドパターンは電極敷設領域と同面積以上の広い領域に必要であるので、銀インクの替わりに、低コストの材料を用いることが好ましい。一方、低コストの材料は導電率が低いために、導電率の低い材料を用いたグランドパターンの抵抗値が高くなってしまう。このため、グランドパターンの抵抗値にバラツキがあると抵抗値の変動幅が大きく、静電容量式入力装置の検出感度がばらついてしまう、という問題があった。そのため、導電率の低い低コスト材料を用いることができなかった。

【0010】

本発明は、上述した課題を解決するもので、グランドパターンの材料として導電率の低い材料を用いても感度のバラツキを抑えることができる静電容量式センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の静電容量式入力装置は、基板と、前記基板の一方の面に敷設された電極パターンと、前記基板の他方の面に敷設されたグランドパターンと、を備えた静電容量式入力装置であって、 前記グランドパターンは、第１材料からなる第１グランドパターンと、前記第１材料より導電率の高い第２材料からなる第２グランドパターンと、を有し、前記第１グランドパターンが、前記電極パターンに平面視で重なる領域に亘って形成されるとともに、前記第２グランドパターンが、前記第１グランドパターンに接触した状態で、前記電極パターンに平面視で重なる領域を囲むように形成され、前記一方の面には、前記第２グランドパターンに平面視で重なる領域にガードリングパターンが形成され、前記ガードリングパターンは、前記基板の前記一方の面から前記他方の面に貫通するスルーホールを介して前記第２グランドパターンに接続されていることを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、基板の他方の面に敷設されたグランドパターンは、第１グランドパターンが基板の一方の面に敷設された電極パターンに平面視で重なる領域に亘って形成され、第２グランドパターンが電極パターンに平面視で重なる領域を囲む枠状に形成される。これにより、操作面の反対側から電極パターンへ外乱が伝播しないようにされている。そして、基板の一方の面には、第２グランドパターンに平面視で重なる領域にガードリングパターンが形成され、第２グランドパターンに接続されている。これによって、操作面側の外乱ノイズや静電気による帯電が抑制される。そして、第２グランドパターンが第１グランドパターンに接触しているので、第２グランドパターンによって、グランドパターンの抵抗値を低くすることができる。こうすれば、第１材料には、導電率の低い材料を用いることができる。このため、第１材料には導電率の低い材料を用いても、グランドパターンの抵抗値を低くすることができるので、感度のバラツキを抑えることができる。さらに、導電率の高い第２材料が高コストであっても、枠状の第２グランドパターンを形成するための使用量は少ないので、グランドパターン全体のコストは少なくてすむ。

【0013】

また本発明の静電容量式入力装置において、前記基板の他方の面には、前記第１グランドパターンの少なくとも一部に積層された絶縁層と、前記絶縁層の他方の側に敷設され前記電極パターンに電気的に接続された配線パターンと、を有し、前記配線パターンは、前記第２グランドパターンを形成するための前記第２材料によって一括形成されていることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、第２材料によって形成される配線パターンと第２グランドパターンとを同一工程にすることができる。こうすれば、配線パターンと第２グランドパターンとを別々に形成する場合に比べて、工程が削減できる。

【0015】

本発明の静電容量式入力装置において、前記第１材料は、カーボンを含む導電材料であることを特徴とする。

【0016】

この構成によれば、第１材料は、カーボンを含む導電材料なので、低コストである。このため、第１グランドパターンの面積が大きくても、グランドパターンのコストは少なくてすむ。

【0017】

本発明の静電容量式入力装置において、前記第２材料は、銀を含む導電材料であることを特徴とする。

【0018】

この構成によれば、第２材料は、銀を含む導電材料なので、導電率が高い。これにより、枠状の第２グランドパターンを細く形成しても、グランドパターンの抵抗値を低くすることができる。

【0019】

本発明の静電容量式入力装置において、前記第１グランドパターンが印刷によって形成されていることを特徴とする。

【0020】

この構成によれば、第１材料からなる第１グランドパターンは、導電インク材料を印刷して硬化させて形成されたものであるので、蒸着等の方法に比べて、低コストである。また、蒸着等の方法に比べて、製造が容易である。

【0021】

本発明の静電容量式入力装置において、前記第２グランドパターンが印刷によって形成されていることを特徴とする。

【0022】

この構成によれば、第２材料からなる第２グランドパターンは、導電インク材料を印刷して硬化させて形成されたものであるので、蒸着等の成膜やフォトリソグラフィーを用いたパターン形成の方法に比べて、製造が容易である。また、蒸着等の方法に比べて、材料の使用効率を向上できるので、より低コスト化が可能である。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、第２グランドパターンが電極パターンに平面視で重なる領域を囲む枠状に形成されるので、第１グランドパターンの抵抗値が高くても、第２グランドパターンによって、グランドパターンの抵抗値を低くすることができる。こうすれば、第１材料には、導電率の低い材料を用いることができる。このため、第１材料には導電率の低い材料を用いても、グランドパターンの抵抗値を低くすることができるので、感度のバラツキを抑えることができる。したがって、グランドパターンの材料として導電率の低い材料を用いても感度のバラツキを抑えることができる静電容量式入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態の静電容量式入力装置を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）は右側面図である。

【図2】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した模式断面図の一部を拡大した部分拡大断面図である。

【図3】図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した模式断面図の一部を拡大した部分拡大断面図である。

【図4】グランドパターンを形成する前の基板を説明する模式底面図である。

【図5】第１グランドパターンを説明する模式底面図である。

【図6】第２グランドパターン及び配線パターンを説明する模式図である。

【図7】第２グランドパターンを説明する模式図である。

【図8】従来の静電容量式入力装置の平面図である。

【図9】従来の静電容量式入力装置の部分拡大縦断面図であり、（ａ）は図８のＡ−Ａ線で切断した縦断面図の一部を拡大した部分拡大縦断面図であり、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ線で切断した縦断面図の一部を拡大した部分拡大縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［第１実施形態］
以下に、本発明の実施形態における静電容量式入力装置１について、添付図面を参照して説明する。なお、説明が分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。

【0026】

図１は、本発明の実施形態の静電容量式入力装置１を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は底面図であり、図１（ｃ）は右側面図である。図２は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した模式断面図である。図３は、図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した模式断面図である。

【0027】

図１乃至図３に示すように、本実施形態の静電容量式入力装置１は、基板１０と、操作面である基板１０の一方の面に敷設された電極パターン２と、基板１０の他方の面に敷設されたグランドパターン３と、回路部７と、を備えている。

【0028】

基板１０は、例えば厚さが０．２ｍｍ程度の可撓性のフィルム基材である。基板１０の材質は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。なお、基板１０には、スルーホール１５、１６、１７が形成されている。

【0029】

図１（ａ）に示すように、基板１０の一方の面に敷設された電極パターン２は、複数の第１電極２１と複数の第２電極２２とからなる。電極パターン２が配置された範囲を電極パターン領域２Ａとする。

【0030】

複数の第１電極２１はＸ１−Ｘ２方向に間隔を空けて隣り合い、それぞれＹ１−Ｙ２方向に延在している。また、複数の第２電極２２はＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けて隣り合い、それぞれＸ１−Ｘ２方向に延在している。図２に示すように、複数の第１電極２１は層間絶縁層２５及び第２電極２２の下に配置され、第２電極２２はスルーホール１６の位置でスルーホール充填材６６に接触している。第１電極２１は、図３に示すように、スルーホール１５の位置でスルーホール充填材６５に接触している。第１電極２１は、第２電極２２との交点の位置で層間絶縁層２５及び第２電極２２の下を交差し、層間絶縁層２５及び第２電極２２に覆われていない位置では図１（ａ）に示すように略菱型形状に露出している。第２電極２２は、第１電極２１との交点では幅狭に形成され、第１電極２１が露出していない位置ではＹ１−Ｙ２方向に幅広の略菱型形状に形成されている。

【0031】

図１（ｂ）に示すように、基板１０の他方の面には、グランドパターン３と、回路部７と、が形成されている。なお、図２及び図３に示すように、基板１０の他方の面には絶縁層４及び保護層８も積層されているが、図１（ｂ）では、グランドパターン３を分かりやすくするために絶縁層４及び保護層８を省略している。

【0032】

グランドパターン３は、第１材料６１からなる第１グランドパターン３１と第２材料６２からなる第２グランドパターン３２とを有している。そして、第１グランドパターン３１が基板１０の他方の面の全面に亘って形成されるとともに、第２グランドパターン３２が第１グランドパターン３１に接触した状態で電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂを囲む枠状に形成されている。なお、スルーホール１５、１６、１７の位置には、第１グランドパターン３１及び絶縁層４に開口が設けられている。図１（ｂ）では、グランドパターン３を分かりやすく示すために、第１グランドパターン３１、第２グランドパターン３２にハッチングをつけている。

【0033】

第１材料６１は、例えば、カーボンを含む導電材料である。第２材料６２は、例えば、銀を含む導電材料である。

【0034】

回路部７は、ＩＣパッケージ７２とコネクタ７３とが実装された回路基板７１で構成されている。回路部７は、配線パターン６と、基板１０のスルーホール１５、１６に形成されたスルーホール充填材６５、６６と、を介して、複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２に電気的に接続されている。ＩＣパッケージ７２には、駆動回路や検出回路が設けられていて、複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２を駆動電極及び検出電極とする電気信号を処理することができる。コネクタ７３は、図示しない外部配線が接続され、駆動回路や検出回路に電源を供給するとともに、出力信号を出力するための端子である。なお、図１（ｂ）では、分かりやすくするために、配線パターン６にもハッチングをつけている。

【0035】

静電容量式入力装置１は、複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２の間の静電容量の変化によって、指等の接近を検出する装置である。操作面である電極パターン領域２ＡのＸ１−Ｘ２方向に複数設けられた第１電極２１と、Ｙ１−Ｙ２方向に複数設けられた第２電極２２と、が配置されているので、例えば、以下のようにして、操作面における指等の平面位置を検出することができる。

【0036】

ＩＣパッケージ７２に設けられた駆動回路によって、パルス状の電圧が一定の時間間隔で複数の第１電極２１に、例えば、Ｘ１側から順番に印加される。

【0037】

第１電極２１をＸ１側から順にＸ_１、Ｘ_２、・・・、Ｘ_ｍとすると、駆動電極としてパルス状の電圧がＸ_１に印加されたときに、Ｘ_２を検出電極とすれば、Ｘ_２に瞬間的な電流が流れる。この電流はＸ_１とＸ_２との間に形成されている静電容量の大きさに依存するので、指等が接近している場合には、Ｘ_１とＸ_２との間に形成されている静電容量の大きさが変化するため、電流量が変化する。一方、次の時間には、駆動電極としてパルス状の電圧がＸ_２に印加され、Ｘ_３を検出電極として、電流量が検出される。このようにして、Ｘ_ｍを検出電極とする順番まで、順にＸ２方向に走査される。Ｘ_１、Ｘ_２、・・・、Ｘ_ｍを検出電極とする電流量において、指等の接近位置における検出電極の電流量が異なるため、指等が近接したＸ座標を推定できる。また、第１電極２１のうちの駆動電極にパルス状の電圧が印加されたときに、異なる位置の他の２本の第１電極２１を検出電極として、それぞれの電流量を同時に検出するようにすれば、Ｘ座標に対する検出分解能を向上させることができ、より正確にＸ座標を推定できる。

【0038】

同様にして、第２電極２２に対して、Ｙ１側から順番に同様の走査をおこなうことができる。ＩＣパッケージ７２に設けられた駆動回路によって、パルス状の電圧が一定の時間間隔で複数の第２電極２２に、例えば、Ｙ１側から順番に印加されて、Ｙ_１、Ｙ_２、・・・、Ｙ_ｎの各検出電極の電流量から、指等が接近したＹ座標を推定できる。

【0039】

Ｘ方向の走査と、Ｙ方向の走査と、を順番に行うことによって、指等が接近したＸ座標とＹ座標とが推定される。このような電気的な走査は短時間のうちに一通り終了し、繰り返し行わせることができるので、指等が操作面をなぞっているときの移動操作についても推定することが可能である。

【0040】

なお、静電容量式入力装置１における静電容量の検出方法は、上記の例に限定されず、例えば、第１電極２１を駆動電極とし、すべての第２電極２２を検出電極としてＹ１−Ｙ２方向の各電流量を検出する等、他の方式であってもよい。

【0041】

このように、静電容量式入力装置１は、操作面である基板１０の一方の面に敷設された電極パターン２（複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２）の静電容量を検出するようにしている。このとき、指等の対象物以外からの外乱を抑制するために、電極パターン２の周囲にグランドパターン３が敷設される。

【0042】

本実施形態においては、グランドパターン３が基板１０の他方の面に敷設され、操作面の反対側から電極パターン２へ外乱が伝播しないようにされている。また、帯電した人体等からの静電気によって、静電容量の検出が不安定にならないように、グランドパターン３は接地されている。そのため、本実施形態のグランドパターン３は、第１材料６１からなる第１グランドパターン３１が電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂに亘って形成され、操作面の反対側からの外乱が伝播しないようにされる。さらに、第１材料６１より導電率の高い第２材料６２からなる第２グランドパターン３２が、第１グランドパターン３１に接触した状態で電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂを囲む枠状に形成され、グランドパターン３の接地抵抗を小さくしている。

【0043】

なお、図１〜図３に示すように、操作面である基板１０の一方の面には、第２グランドパターン３２に平面視で重なる領域にガードリングパターン２６が形成されている。このガードリングパターン２６は、スルーホール１７を介して第２グランドパターン３２に接続されることによって接地されている。ガードリングパターン２６によって、操作面側の外乱ノイズや静電気による帯電が抑制される。

【0044】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第１電極２１、第２電極２２、第１グランドパターン３１、第２グランドパターン３２、配線パターン６、及びスルーホール充填材６５、６６は、それぞれ印刷によって形成されている。図４〜図７を参照して、印刷形成における第１グランドパターン３１及び第２グランドパターン３２について説明する。

【0045】

図４は、グランドパターン３を形成する前の基板１０を説明する模式底面図である。図５は、第１グランドパターン３１を説明する模式底面図である。図６は、第２グランドパターン３２及び配線パターン６を説明する模式図である。図７は、第２グランドパターン３２を説明する模式図である。

【0046】

基板１０には、図４に示すように、スルーホール１５、１６、１７があらかじめ形成されている。そして、このスルーホール１５、１６を穴埋めするようにスルーホール充填材６５、６６が印刷される（図２及び図３参照）。続いて、図４に示されない基板１０の一方の面において、第１電極２１の印刷が行われる。第１電極２１の印刷と第２電極２２の印刷との間には層間絶縁層２５が形成され、図２に示すように、第１電極２１と第２電極２２との交点が短絡しないように絶縁されている。続いて、第２電極２２の印刷が行われる。なお、第１電極２１は、Ｙ１−Ｙ２方向に延在する配線部と、図１（ａ）に示す略菱型形状の複数の電極部と、で２層構造に構成してもよい。例えば、線幅が細い配線部を形成した後、図１（ａ）に示す略菱型形状の電極層を積層することが可能である。また、この電極層は、第２電極２２の印刷時に形成してもよい。また、第２電極２２も同様の配線部と電極部との２層構造にして、第１電極２１及び第２電極２２のそれぞれにおいて、略菱型形状の電極層を積層することも可能である。図４には、図１（ａ）に示す第１電極２１及び第２電極２２が形成された電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂを示している。

【0047】

次に、基板１０の他方の面に、第１グランドパターン３１の印刷が行われる。この印刷により、第１材料６１からなる第１グランドパターン３１が図５に示すように形成される。このとき、第１グランドパターン３１には、基板１０のスルーホール１５、１６、１７の位置に合わせて開口部３１ａが形成されている。

【0048】

続いて、図６に示すように、配線パターン６との絶縁を行うために絶縁層４が、電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂに形成される。なお、絶縁層４にも、基板１０のスルーホール１５、１６の位置に合わせて開口部４ａが形成されている。続いて、第２グランドパターン３２と配線パターン６とが、印刷によって一括形成される。この印刷により、第２材料６２からなる第２グランドパターン３２及び配線パターン６が形成される。

【0049】

このとき、第２グランドパターン３２は、図６に示すように、絶縁層４を囲む枠状に印刷される。これにより、第２グランドパターン３２が図５に示す第１グランドパターン３１に接触した状態となるとともに、図７に示すように、電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂを囲む枠状に形成される。一方、図６に示す配線パターン６は、絶縁層４を介して、第１グランドパターン３１とは接触しない。配線パターン６は、絶縁層４の他方の側に敷設され、且つ、開口部４ａ及び開口部３１ａの位置では基板１０及びスルーホール充填材６５、６６に接して電極パターン２と電気的に接続される。なお、第２グランドパターン３２は、回路部７と接続されるグランド配線３２ａを有している。また、第２グランドパターン３２には、静電容量式入力装置１を搭載する電子機器の接地端子等に接続可能なパッド部３２ｂが形成されている（図７）。パッド部３２ｂを介して電子機器の接地端子とグランドパターン３とが同電位（接地電位）に保たれ、外乱ノイズや静電気による帯電を、より確実に抑制することができる。なお、本実施形態では第２グランドパターン３２は切れ目のない連続した枠状に形成されたが、一部に切れ目があってもよい。

【0050】

続いて、配線パターン６に沿って、回路部７を接続する実装ランド部（図示しない）を除き、配線パターン６を覆う保護層８が形成される。この実装ランド部には、ＩＣパッケージ７２とコネクタ７３とが実装された回路基板７１が搭載され、回路基板７１に設けられている接続部と接続される。

【0051】

層間絶縁層２５、絶縁層４、及び保護層８には、密着性と絶縁性に優れたレジスト材料を用いることが好適である。これらには、同じレジスト材料で使用してもよい。また、密着性に優れたレジスト材料と、絶縁性に優れたレジスト材料と、を積層して、それぞれ２層以上の構成としてもよい。それぞれ、１層の厚さは数μｍ〜数十μｍ程度であり、例えば層間絶縁層２５として、３層のレジスト材料を積層し、５０μｍ程度の厚さにすることができる。

【0052】

第１電極２１、第２電極２２、第１グランドパターン３１、第２グランドパターン３２、配線パターン６、の厚さは、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度である。配線パターン６の線幅は、例えば、０．１ｍｍ程度である。

【0053】

本実施形態では、第１材料６１からなる第１グランドパターン３１は、カーボンペーストを導電インク材料として印刷することで形成される。カーボンペーストは、比較的安価な導電材料であり、大面積に塗布する場合に好適である。また、劣化が少なく、長期信頼性に優れている。カーボンペーストは、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどの微小なカーボンフィラーが溶融状態のバインダー樹脂内に混入されている。カーボンフィラーは、導電性、印刷性などの必要に応じて単独、または２種類以上混合し、粒径の異なるものを併せて用いることができる。導電インク材料としてカーボンペーストを電極の形状に応じてスクリーン印刷し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させる。

【0054】

第１材料６１からなる第１グランドパターン３１は、導電インク材料を印刷して硬化させ形成されたものであるので、蒸着等の方法に比べて、低コストである。また、蒸着等の方法に比べて、製造が容易である。第１材料６１の厚さが１０μｍ程度のとき、１ｋΩ程度の抵抗値が得られる。

【0055】

本実施形態では、第１電極２１、第２電極２２、第２グランドパターン３２、及び配線パターン６は、銀を含む第２材料６２で形成されている。第２材料６２は、導電インク材料として、溶融状態のバインダー樹脂に粉状の銀フィラーが含まれた銀ペーストを使用し、スクリーン印刷で電極層のパターンを形成し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させる。銀ペーストは比較的高価な導電材料であるが、導電率が高く、且つ長期信頼性に優れている。第２材料６２の厚さが１０μｍ程度のとき、０．１Ω程度の抵抗値が得られる。また、スルーホール充填材６５、６６にも、同様の導電材料が用いられる。

【0056】

第２材料６２からなる第２グランドパターン３２は、導電インク材料を印刷して硬化させて形成されたものであるので、蒸着等の成膜やフォトリソグラフィーを用いたパターン形成の方法に比べて、製造が容易である。また、蒸着等の方法に比べて、材料の使用効率を向上できるので、より低コスト化が可能である。

【0057】

第１電極２１及び第２電極２２は、線幅は細いが低抵抗の配線材料と、所定の面積に形成される積層材料と、を組み合わせて形成したものであってもよい。例えば、線幅は細いが低抵抗の配線材料には、配線パターン６と同じ銀ペーストを導電インク材料として用いることができる。所定の面積に形成される積層材料には、第１グランドパターン３１と同じカーボンペーストを導電インク材料として用いることができる。

【0058】

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

【0059】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、基板の他方の面に敷設されたグランドパターン３は、第１グランドパターン３１が基板の一方の面に敷設された電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂに亘って形成され、第２グランドパターン３２が電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂを囲む枠状に形成される。そして、第２グランドパターン３２が第１グランドパターン３１に接触しているので、第２グランドパターン３２によって、グランドパターン３の抵抗値を低くすることができる。こうすれば、第１材料６１には、導電率の低い材料を用いることができる。このため、第１材料６１には導電率の低い材料を用いても、グランドパターン３の抵抗値を低くすることができるので、感度のバラツキを抑えることができる。さらに、導電率の高い第２材料６２が高コストであっても、枠状の第２グランドパターン３２を形成するための使用量は少ないので、グランドパターン３全体のコストは少なくてすむ。

【0060】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第２材料６２によって形成される配線パターン６と第２グランドパターン３２とを同一工程にすることができる。こうすれば、配線パターン６と第２グランドパターン３２とを別々に形成する場合に比べて、工程が削減できる。

【0061】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第１材料６１は、カーボンを含む導電材料なので、低コストである。このため、第１グランドパターン３１の面積が大きくても、グランドパターン３のコストは少なくてすむ。

【0062】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第２材料６２は、銀を含む導電材料なので、導電率が高い。これにより、枠状の第２グランドパターン３２を細く形成しても、グランドパターン３の抵抗値を低くすることができる。例えば、第２グランドパターン３２を配線パターン６と同じ導電率が高い材料にすれば、第２グランドパターン３２の線幅を細くすることができるとともに、配線パターン６と第２グランドパターン３２とを一括形成することができる。

【0063】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第１材料６１からなる第１グランドパターン３１は、導電インク材料を印刷して硬化させて形成されたものであるので、蒸着等の方法に比べて、低コストである。また、蒸着等の方法に比べて、製造が容易である。

【0064】

本実施形態の静電容量式入力装置１において、第２材料６２からなる第２グランドパターン３２は、導電インク材料を印刷して硬化させて形成されたものであるので、蒸着等の成膜やフォトリソグラフィーを用いたパターン形成の方法に比べて、製造が容易である。また、蒸着等の方法に比べて、材料の使用効率を向上できるので、より低コスト化が可能である。

【0065】

以上のように、本発明の実施形態の静電容量式入力装置１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

【0066】

（１）本実施形態において、第１グランドパターン３１は基板１０の他方の面の全面に形成されているが、第２グランドパターン３２と重なる位置からさらに外側に広がっていなくても構わない。第２グランドパターン３２は電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂより外周側であれば、離れた位置であってもよい。なお、第２材料６２の使用量をできるだけ減らすためには、電極パターン２に平面視で重なる領域２Ｂに近い位置であることが好ましい。

【0067】

（２）本実施形態において、第２グランドパターン３２を形成する第２材料６２は、第１材料６１より導電率が高く、配線パターン６に使用する導電材料よりも導電率が低い材料であってもよい。配線パターン６と一括形成することはできないが、グランドパターン３としての必要な導電率であれば、配線パターン６に使用する導電材料よりも導電率が低くても構わない。

【0068】

（３）本実施形態において、操作面を平面として図示しているが、曲面を有する操作面であってもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 静電容量式入力装置
２ 電極パターン
３ グランドパターン
４ 絶縁層
４ａ 開口部
６ 配線パターン
７ 回路部
８ 保護層
１０ 基板
１５、１６、１７ スルーホール
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２５ 層間絶縁層
２６ ガードリングパターン
３１ 第１グランドパターン
３１ａ 開口部
３２ 第２グランドパターン
３２ａ グランド配線
３２ｂ パッド部
６１ 第１材料
６２ 第２材料
６５、６６ スルーホール充填材
７１ 回路基板
７２ ＩＣパッケージ
７３ コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】