靜電電容檢測裝置製造方法
2023-05-15 15:35:21
靜電電容檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供不進行電極面積的縮小、屏蔽面積的擴大，就兼得檢測靈敏度的維持和EMI對策的靜電電容檢測裝置。靜電電容檢測裝置構成為具有：以規定的厚度t形成的基板亦即基膜（20）；以規定的圖案形成於基膜的表面（20a）的電極層（100）、該電極層由用於靜電電容檢測而觸摸的電極（101）（101A、101B、101C、101D）和從該電極（101）引出的布線（121）構成；以與電極層的規定圖案對應的屏蔽圖案形成在基膜的背面（20b）的屏蔽層（200），屏蔽層的屏蔽圖案形成在從基膜（20）的厚度t方向觀察時不與電極（101）重複的電極的周圍、以及不與布線（121）重複的布線的周圍，並且形成於布線的布線間。
【專利說明】靜電電容檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及靜電電容檢測裝置，尤其涉及靜電電容檢測基板的屏蔽構造具有特徵的靜電電容檢測裝置。
【背景技術】
[0002]作為現有技術，已知有在基板上形成靜電電容檢測用的電極層，並且作為EMI對策形成有屏蔽層的靜電電容檢測裝置(例如參照專利文獻I)。該靜電電容檢測裝置是具有形成了電極圖案的電極基板的觸摸傳感器，且在與電極基板的電極圖案同一面上的外周區域形成有由透明導電膜構成的屏蔽層，在該屏蔽層的上層形成有與電極圖案電連接的輸出布線等。
[0003]根據該靜電電容檢測裝置，由於在輸出布線和電極基板之間形成有由透明導電膜構成的屏蔽層，所以即便手指等接觸或靠近形成有多個輸出布線的輸出布線部亦即屏蔽區域，在該部分，手指等的靜電電容和輸出布線的靜電電容的耦合也被屏蔽層屏蔽。因此，在手指等觸摸、或靠近的部分，容量變化引起的噪聲不會傳遞至輸出布線等，儘管在傳感器部沒有輸入，也會像有輸入一樣不進行檢測，因而能夠防止誤動作的產生。另外，不產生容量變化所引起的噪聲，能夠容易地設定輸入檢測的閾值，因而能夠進行準確的輸入檢測。
[0004]專利文獻1:日本特開2009 - 169720號公報
[0005]但是，根據現有的靜電電容檢測裝置，檢測靈敏度因電極層和屏蔽層之間的寄生電容的增加而降低，另外，若通過縮小電極面積來進行EMI對策，則存在操作性因操作區域縮小而降低的問題。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的目的在於提供不進行電極面積的縮小、屏蔽面積的擴大，就兼得檢測靈敏度的維持和EMI對策的靜電電容檢測裝置。
[0007][ I ]本發明為了實現上述目的，提供如下靜電電容檢測裝置，其特徵在於，具有:以規定的厚度形成的基板；以規定的圖案形成在上述基板的表面的電極層，該電極層由用於靜電電容檢測而觸摸的電極和從上述電極引出的布線構成；以與上述電極層的上述規定的圖案對應的屏蔽圖案形成在上述基板的背面的屏蔽層；上述屏蔽層的上述屏蔽圖案形成在從上述基板的上述厚度方向觀察時不與上述電極重複的上述電極的周圍、以及不與上述布線重複的上述布線的周圍，並且形成在上述布線的布線間。
[0008][2]也可以是根據上述[I]所記載的靜電電容檢測裝置，其特徵在於，形成在上述布線的布線間的屏蔽層的局部在從上述基板的上述厚度方向觀察時與上述電極重複。
[0009][3]另外，也可以是根據上述[2]所記載的靜電電容檢測裝置，其特徵在於，包括形成在上述布線的布線間的屏蔽層在內的上述屏蔽層全部以電連接的方式形成。
[0010][4]另外，也可以是上述[I]至[3]中任意一項所記載的靜電電容檢測裝置，其特徵在於，上述屏蔽層由網狀結構形成。[0011]根據本發明，能夠提供不進行電極面積的縮小、屏蔽面積的擴大，就兼得檢測靈敏度的維持和EMI對策的靜電電容檢測裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置的立體圖。
[0013]圖2是從圖1所示的A方向觀察本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置的基膜的表面的俯視圖。
[0014]圖3是本發明的實施方式，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置的基膜的背面的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜的表面的電極層和基膜的背面的屏蔽層的從基膜的厚度方向觀察時的重複關係。
[0015]圖4A是比較例1，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置的基膜的背面的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜的表面的電極層和基膜的背面的屏蔽層的從基膜的厚度方向觀察時的重複關係。
[0016]圖4B是比較例2，且是從圖1所示的A方向透視觀察了靜電電容檢測裝置的基膜的背面的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜的表面的電極層和基膜的背面的屏蔽層的從基膜的厚度方向觀察時的重複關係。
[0017]圖4C是比較例3，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置的基膜的背面的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜的表面的電極層和基膜的背面的屏蔽層的從基膜的厚度方向觀察時的重複關係。
[0018]圖4D是比較例4，且是從圖1所示的A方向觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的表面20a的俯視圖。
[0019]圖5是表示本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置和比較例的、電極和電極寄生電容的關係的寄生電容測定結果的曲線圖。
[0020]圖6是表示本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置和比較例的無線電噪聲評價的結果的表。
[0021]符號說明
[0022]10…傳感器片；11…傳感器區域；12…連接器區域;20…基膜;20a…表面;20b…背面;100…電極層；101 (101A、101B、101C、101D)…電極；121 (121A、121B、121C、121D)…布線；125…引出部；126…傳感器直線部；127…連接器布線部;200…屏蔽層；210 (210a、210b、210c、210d)…周圍；211 …部分；221a…周圍；222a、222b、222c、222d…連接部；250…連接器；300…屏蔽層;300a、300b、300c、300d…周圍;320…周圍;400…屏蔽層;400a、400b、400c、400d...周圍;421a、421b、421c、421d、421e...周圍；500…屏蔽層；500a、500b、500c、500d…周圍；521a、521e…外側；600…屏蔽層；600a、600b、600c、600d…周圍；621a、621e…外側ο
【具體實施方式】
[0023][本發明的實施方式]
[0024](靜電電容檢測裝置的構成)
[0025]圖1是本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置的立體圖。靜電電容檢測裝置一般由觸摸檢測電極部及其控制部構成，但本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置相當於上述的觸摸檢測電極部。上述的控制部對觸摸檢測電極部施加規定的電壓,通過觸摸操作檢測電壓的降低，上述的控制部現已作為各種技術而被公知。因此，後述的本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置亦即傳感器片10是靜電電容檢測裝置的主要構成部分，其作為靜電電容檢測裝置而發揮功能。
[0026]本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置亦即傳感器片10具有:以規定的厚度t形成的基板亦即基膜20 ;電極層100，其以規定的圖案形成在基膜20的表面20a，該規定的圖案由用於靜電電容檢測而進行觸摸的電極101 (101A、101B、101C、101D)和從該電極101引出的布線121構成；以及、屏蔽層200，其以與電極層100的規定的圖案對應的屏蔽圖案形成在基膜20的背面20b，屏蔽層200的屏蔽圖案構成為，形成在從基膜20的厚度t方向進行觀察時不與電極101重複的電極101的周圍以及不與布線121重複的布線121的周圍，並且形成在布線121的布線間。
[0027](傳感器片10)
[0028]傳感器片10是利用導體箔等在膜片狀的絕緣體亦即以厚度t (一般厚度從12 μ m至50 μ m左右)形成的基膜20上形成有電極101、布線121以及屏蔽層200的柔性印刷電路基板FPC (Flexible printed circuits)。從電極101引出的布線121在和電極101相反側與連接器250電連接。該傳感器片10通過連接器250與控制部連接，能夠根據用於靜電電容檢測的電壓施加、電壓等的變化進行靜電電容的檢測，該傳感器片10作為靜電電容檢測裝置而發揮功能。
[0029](電極層100)
[0030]圖2是從圖1所示的A方向觀察本發明的實施方式的傳感器片10的基膜20的表面20a的俯視圖。利用導體箔等在傳感器片10的基膜20的表面20a上形成有電極101 (101A、101B、101C、101D)，從各電極 101A、101B、101C、IOlD 引出布線 121A、121B、121C、121D。
[0031]在本實施方式中雖然將電極101設為4個，但電極個數並不局限於此。
[0032]布線121由從各電極101A、101B、101C、101D引出至連接器250的布線121A、121B、121C、121D構成。該布線121由從電極101A、101B、101C、IOlD斜向引出的引出部125、在傳感器區域11直線布線的傳感器直線部126、以及在連接器區域12布線的連接器布線部127構成。
[0033](屏蔽層200)
[0034]圖3是本發明的實施方式，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的背面20b的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜20的表面20a的電極層100和基膜20的背面20b的屏蔽層200的從基膜20的厚度t方向觀察時的重複關係。
[0035]屏蔽層200形成在基膜20的背面20b，其以與電極層100的圖案對應的屏蔽圖案形成。即，屏蔽層200的屏蔽圖案形成在從基膜20的厚度t方向進行觀察時不與電極101重複的電極101的周圍、以及不與布線121重複的布線121的周圍。並且，形成在布線121的布線間。
[0036]如圖3所示，屏蔽層200以網狀在從基膜20的厚度t方向觀察時不與電極101重複的電極101的周圍210a、210b、210c、210d形成為框狀的屏蔽圖案。因而，至少與電極101的區域對應的部分211不形成屏蔽層，以使得在從基膜20的厚度t方向觀察時不與電極101重複。此外，屏蔽層也可以不是網狀，而形成為全填充圖案。
[0037]另外，屏蔽層200以線狀形成在從基膜20的厚度t方向觀察時不與布線121重複的布線121的周圍。即，為圖3所示的線狀的周圍221a、221b、221c、221d、221e。
[0038]另外，如圖3所示，為了分別將形成在線狀的周圍221a、221b、221c、221d、221e的屏蔽層電連接，且還與形成在框狀的周圍210a、210b、210c、210d的屏蔽層電連接，以線狀形成有連接部222a、222b、222c、222d。連接部222a連接210b、221a和221b、222b。連接部222b 連接 222a、221b 和 221c、222c。連接部 222c 連接 222b、221c 和 221d、222d。連接部222d 連接 222c、221d 和 221e、210c。
[0039]此外，連接部222a、222b、222c、222d在從基膜20的厚度t方向觀察時，在圖2所示的B1、B2、B3、B4區域中分別與布線121A、121B、121C、121D局部重複。
[0040]如上述那樣電極層100以及屏蔽層200分別形成於基膜20的表面20a和背面20b，所以在基膜20的厚度t方向分離。另外，對於電極層100和屏蔽層200，以除了連接部222a、222b、222c、222d的一部分以外，在從基膜20的厚度t方向觀察時不重複的方式進行圖案形成。即，能夠使與電極層100的重複成為最小限，能夠將電極101以及布線121 (電極層100)的周圍全部屏蔽。由此，能夠減少寄生電容，並且實現有效的EMI對策。
[0041](比較例I)
[0042]圖4A是比較例1，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的背面20b的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜20的表面20a的電極層100和基膜20的背面20b的屏蔽層300的從基膜20的厚度t方向觀察時的重複關係。在比較例I中，屏蔽層300與本發明的實施方式不同，但電極層100等其他部分相同，故僅對屏蔽層的屏蔽圖案進行說明。
[0043](比較例I的屏蔽層300)
[0044]屏蔽層300形成在基膜20的背面20b。如圖4A所示，屏蔽層300形成為除了與電極101的區域對應的部分211以外，覆蓋電極101的周圍300a、300b、300c、300d和布線121，且遍及布線121的周圍320。
[0045](比較例2)
[0046]圖4B是比較例2，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的背面20b的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易把握圖1所示的基膜20的表面20a的電極層100和基膜20的背面20b的屏蔽層400的從基膜20的厚度t方向觀察時的重複關係。在比較例2中，屏蔽層400與本發明的實施方式不同，但電極層100等其他部分相同，故僅對屏蔽層的屏蔽圖案進行說明。
[0047](比較例2的屏蔽層400)
[0048]屏蔽層400形成在基膜20的背面20b。如圖4B所示，屏蔽層400除去與電極101的區域對應的部分211以外，形成在電極101的周圍400a、400b、400c、400d以及布線121(121A、121B、121C、121D)之間和周圍 421a、421b、421c、421d、421e。
[0049](比較例3)
[0050]圖4C是比較例3，且是從圖1所示的A方向透視觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的背面20b的俯視圖。通過圖示為這樣的透視俯視圖，能夠容易地把握圖1所示的基膜20的表面20a的電極層100和基膜20的背面20b的屏蔽層500的從基膜20的厚度t方向觀察時的重複關係。在比較例3中，屏蔽層500與本發明的實施方式不同，但電極層100等其他部分相同，故僅對屏蔽層的屏蔽圖案進行說明。
[0051](比較例3的屏蔽層500)
[0052]屏蔽層500形成在基膜20的背面20b。如圖4C所示，屏蔽層500除了與電極101的區域對應的部分211以外，形成在電極101的周圍500a、500b、500c、500d以及布線121A、121D 的外側 521a、521e。
[0053](比較例4)
[0054]圖4D是比較例4，且是從圖1所示的A方向觀察靜電電容檢測裝置(傳感器片10)的基膜20的表面20a的俯視圖。在比較例4中，屏蔽層600形成在基膜20的表面20a，但電極層100等其他部分相同，故僅對屏蔽層的屏蔽圖案進行說明。
[0055](比較例4的屏蔽層600)
[0056]屏蔽層600形成在基膜20的表面20a。如圖4D所示，屏蔽層600除了與電極101的區域對應的部分211以外，形成在電極101的周圍600a、600b、600c、600d以及布線121A、121D的外側621a、621e。另外，在布線121和布線間的部分未形成屏蔽圖案。因此，屏蔽層600沒有與電極層100重複的部分，其形成在與電極層100相同的基膜20的表面20a。
[0057](本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置的動作)
[0058]作為本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置的傳感器片10按以下方式動作，作為靜電電容檢測裝置而發揮功能。
[0059]成為經由連接器250從控制部向電極101 (101A、101B、101C、101D)施加了規定頻率(例如為3kHz)的電壓的狀態。因手指等觸摸或者靠近電極101而使施加的電壓電平降低。通過測定該信號的電壓電平的降低，並與規定的基準電壓進行比較，從而能夠檢測出對電極的觸摸或者靠近。該使用例是一個例子，也能夠利用其他使用方法來檢測對電極的觸摸或者靠近。
[0060]另外，屏蔽層200經由連接器250與控制部的接地電平連接。由此，電極101的周圍、布線121的局部被屏蔽。由此，能夠降低來自外部的電磁噪聲，能夠降低向外部的輻射電平。
[0061](本發明的實施方式和比較例I?4的比較)
[0062]圖5是表示本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置和比較例的、電極和電極寄生電容的關係的寄生電容測定結果的曲線圖。橫軸採用電極圖案長度，縱軸設為將電極寄生電容的設計目標值標準化為I的電極寄生電容。
[0063]針對ELlO?EL18的9種電極圖案長度，畫出了本發明的實施方式、以及比較例I?4的標準化後的電極寄生電容的測定值。其中，ELlO?EL18越向右，電極圖案長度越長。
[0064]根據圖5，在本發明的實施方式以及比較例I?4中，電極寄生電容隨著電極圖案長度的增加而增加。在全部的電極圖案長度中低於電極寄生電容的設計目標值C (pF)的是本發明的實施方式和比較例4。
[0065]圖6是表示本發明的實施方式的靜電電容檢測裝置和比較例的無線電噪聲評價的結果的表。是針對本發明的實施方式以及比較例I?4，且針對平均(AVE)值和峰(PEAK)值測定各測定項目(SWART、LW、AM、Sff),並將本發明的實施方式的測定項目SWART的最大PEAK值標準化為I的表。該測定例如是測定對電極101施加4v、3kHz的電壓時輻射的無線
電噪聲。
[0066]由圖6可知，無線電噪聲性能按照比較例1、比較例2、本發明的實施方式、比較例
3、比較例4的順序提聞。
[0067]根據圖5所示的電極寄生電容的評價結果，可知本發明的實施方式和比較例4將設計目標值C (pF)清除，另外，根據圖6所示的無線電噪聲性能的評價，可知與比較例4相t匕，本發明的實施方式更為優異。即，若通過2個評價方法綜合評價本發明的實施方式和4個比較例的相反的特性，則評價是本發明的實施方式最好。
[0068](本發明的實施方式的效果)
[0069]根據本發明的實施方式，具有以下效果。
[0070](I)本發明的實施方式的傳感器片10的屏蔽層200的屏蔽圖案形成在從基膜20的厚度t方向觀察時不與電極101重複的電極101的周圍以及不與布線121重複的布線121的周圍。並且，形成在布線121的布線間。由此，能夠使與電極層100的重複為最小限，能夠將電極101以及布線121 (電極層100)的周圍全部屏蔽。因而，能夠減少寄生電容，並且能夠實現有效的EMI對策。
[0071](2)根據本發明的實施方式和比較例I?4的電極寄生電容的評價，如圖5所示，電極寄生電容按照比較例1、比較例2、比較例3、本發明的實施方式、比較例4的順序變大。另一方面，根據圖6，無線電噪聲性能按照比較例1、比較例2、本發明的實施方式、比較例3、比較例4的順序提高。即，基於屏蔽層的效果處於以電極寄生電容和無線電噪聲性能進行權衡的關係。因此，通過本發明的實施方式，能夠不改變電極的尺寸而實現符合檢測靈敏度和輻射電平的EMI對策。
[0072](3)由上述可知，無需為了維持檢測靈敏度而縮小電極面積來使電極寄生電容減少。另外，無需為了 HMI對策而擴大屏蔽面積。
[0073]因此，通過本發明的實施方式，能夠兼得檢測靈敏度的維持和EMI對策。
[0074]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但該實施方式只不過是一個例子，不對要求保護的範圍所涉及的發明進行限定。能夠以其他各種實施方式來實施這些新的實施方式，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠進行各種省略、置換、變更等。另外，在這些實施方式以及變形例中說明的特徵的組合的全部並非是用於解決發明的課題的手段所必須的。並且，這些實施方式以及變形例包含在發明的範圍以及主旨內，並且，包含在要求保護的範圍所記載的發明和與其等同的範圍內。
【權利要求】
1.一種靜電電容檢測裝置，其特徵在於， 具有: 基板，其以規定的厚度形成； 電極層，其以規定的圖案形成在所述基板的表面，該規定的圖案由用於靜電電容檢測而觸摸的電極和從所述電極引出的布線構成；以及 屏蔽層，其以與所述電極層的所述規定的圖案對應的屏蔽圖案形成在所述基板的背面， 所述屏蔽層的所述屏蔽圖案形成在從所述基板的所述厚度的方向觀察時不與所述電極重複的所述電極的周圍、以及不與所述布線重複的所述布線的周圍，並且形成在所述布線的布線間。
2.根據權利要求1所述的靜電電容檢測裝置，其特徵在於， 形成在所述布線的布線間的屏蔽層的局部在從所述基板的所述厚度方向觀察時與所述電極重複。
3.根據權利要求2所述的靜電電容檢測裝置，其特徵在於， 包括形成在所述布線的布線間的屏蔽層在內的所述屏蔽層全部以電連接的方式形成。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的靜電電容檢測裝置，其特徵在於， 所述屏蔽層由網狀結構形成。
【文檔編號】G06F3/044GK103455221SQ201310174959
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月13日 優先權日:2012年5月31日
【發明者】清水智巨, 澤田武士 申請人:株式會社東海理化電機製作所