(57)【要約】  端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法。本方法は、デカル細長片の第１面に端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、タッチスクリーンの一端にデカル細長片の第１面を配置する工程と、端電極パターンがデカル細長片の第１面からタッチスクリーンへ転写されるまで、デカル細長片の反対面に熱および圧力を加える工程と、デカル細長片を除去する工程と、を含む。
2005516250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル細長片の第１面に、端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、
前記デカル細長片の前記第１面をタッチスクリーンの一端に配置する工程と、
前記端電極パターンが前記デカル細長片の前記第１面から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、前記デカル細長片の反対面に熱および圧力を加える工程と、
前記デカル細長片を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
ワイヤトレースパターンを前記デカル細長片の前記第１面に堆積する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤトレースパターンおよび前記端電極パターンが前記タッチスクリーンへ転写された後に、前記ワイヤトレースパターンを前記端電極パターンから絶縁する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
絶縁工程が、レーザーを用いて、前記ワイヤトレースパターンと前記端電極パターンとの間の物質を除去する工程を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ワイヤトレースパターンを前記デカル細長片に堆積する工程と、絶縁層を前記ワイヤトレースパターンと前記端電極パターンとの間に堆積する工程と、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記絶縁層が、前記ワイヤトレースパターンと前記端電極パターンとの間に配置され、前記端電極パターンは、前記ワイヤトレースパターンに隣接して前記デカル細長片上に堆積される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記デカル細長片と前記端電極パターンおよび前記ワイヤトレースパターンとの間に保護層を堆積する工程をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記絶縁層が前記ワイヤトレースパターンを覆って配置され、前記端電極パターンが前記絶縁層上に堆積される、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記デカル細長片と前記ワイヤトレースパターンとの間に保護層を堆積する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
熱および圧力が、デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機によって加えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
堆積工程が、前記導電性材料を前記デカル細長片の上にスクリーン印刷する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
加熱するために用いられる温度は３００〜４００°Ｆであり、加えられる圧力は１５Ｐｓｉ〜３０Ｐｓｉである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記保護層および前記絶縁層は鉛ホウケイ酸ガラス組成物である、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記保護層および前記絶縁層は鉛ホウケイ酸ガラス組成物である、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法によって製造されるタッチスクリーン。
【請求項１６】
端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル細長片の第１面に、保護層を堆積する工程と、
前記保護層の上に、端電極パターン、および前記端電極パターンに隣接する１つ以上のワイヤトレースの形態の導電性材料を堆積する工程と、
絶縁層を各ワイヤトレースを覆って堆積する工程と、
前記デカル細長片をタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターン、前記ワイヤトレース、前記保護層、および前記絶縁層が、前記デカル細長片から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル細長片に加える工程と、
前記デカル細長片を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項１７】
熱および圧力が、デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機によって加えられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル細長片の第１面に、保護層を堆積する工程と、
前記保護層の上に、１つ以上のワイヤトレースの形態の導電性材料を堆積する工程と、
前記１つ以上のワイヤトレースを覆って絶縁層を堆積する工程と、
前記絶縁層の上に、端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、
前記デカル細長片をタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターン、前記ワイヤトレース、前記絶縁層、および前記保護層が、前記デカル細長片から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル細長片に加える工程と、
前記デカル細長片を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項１９】
熱および圧力が、デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機によって加えられる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
端電極パターンをタッチスクリーンに転写するためのデカルであって、
デカル細長片と、
前記デカル細長片の一面上に、端電極パターンの形態で印刷された導電性材料と、
を備えるデカル。
【請求項２１】
ワイヤトレースパターンを前記デカル細長片上にさらに含む、請求項２０に記載のデカル。
【請求項２２】
ワイヤトレースパターンを前記デカル細長片上に、および絶縁層を前記ワイヤトレースパターンと前記端電極パターンとの間にさらに含む、請求項２０に記載のデカル。
【請求項２３】
前記絶縁層が、前記ワイヤトレースパターンと前記端電極パターンとの間に配置され、前記端電極パターンは、前記デカル細長片上に前記ワイヤトレースパターンに隣接して堆積される、請求項２２に記載のデカル。
【請求項２４】
保護層を前記デカル細長片と前記端電極および前記ワイヤトレースパターンとの間にさらに含む、請求項２３に記載のデカル。
【請求項２５】
前記絶縁層が前記ワイヤトレースパターンを覆って配置され、前記端電極パターンが前記絶縁層上に堆積される、請求項２２に記載のデカル。
【請求項２６】
保護層を前記デカル細長片と前記ワイヤトレースパターンとの間にさらに含む、請求項２５に記載のデカル。
【請求項２７】
端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル紙の第１面に、端電極パターンの形態の導電性材料、ワイヤトレースパターン、および前記端電極パターンと前記ワイヤトレースパターンとの間に絶縁層を堆積する工程と、
前記デカルの前記第１面をタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターン、前記ワイヤトレースパターン、および前記絶縁層が、前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル紙の反対面に加える工程と、
前記デカル紙を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項２８】
前記絶縁層が前記ワイヤトレースパターンを覆って配置され、前記端電極パターンが前記ワイヤトレースパターンに隣接して配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記デカル紙と前記ワイヤトレースパターンおよび前記端電極パターンとの間に保護層を堆積する工程をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記絶縁層が前記ワイヤトレースパターンを覆って配置され、前記端電極パターンが前記絶縁層上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記デカル紙と前記ワイヤトレースパターンとの間に保護層を堆積する工程をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
熱および圧力が、デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機によって加えられる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
堆積工程がスクリーン印刷を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
加熱するために用いられる温度は３００〜４００°Ｆであり、加えられる圧力は１５Ｐｓｉ〜３０Ｐｓｉである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
請求項２７に記載の方法によって製造されるタッチスクリーン。
【請求項３６】
端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル紙の第１面に、保護層を堆積する工程と、
前記保護層の上に、端電極パターンの形態の導電性材料、および前記端電極パターンに隣接する１つ以上のワイヤトレースを堆積する工程と、
絶縁層を各ワイヤトレースを覆って堆積する工程と、
前記デカルをタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターン、前記ワイヤトレース、前記保護層、および前記絶縁層が、前記デカル紙から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル紙に加える工程と、
前記デカル紙を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項３７】
端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル紙の第１面に、保護層を堆積する工程と、
前記保護層の上に、１つ以上のワイヤトレースの形態の導電性材料を堆積する工程と、
絶縁層を前記１つ以上のワイヤトレースを覆って堆積する工程と、
前記絶縁層の上に、端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、
前記デカルをタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターン、前記ワイヤトレース、前記絶縁層、および前記保護層が、前記デカル紙から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル紙に加える工程と、
前記デカル紙を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項３８】
端電極パターンおよびワイヤトレースパターンをタッチスクリーンに転写するためのデカルであって、
デカル紙と、
前記デカル紙の一面上に、端電極パターンの形態で印刷された導電性材料、および前記端電極パターンに近接して、かつそれから電気的に絶縁される、１つ以上のワイヤトレースと、
を備えるデカル。
【請求項３９】
ａ）前記端電極およびワイヤトレースとｂ）前記デカル紙との間に保護層と、各ワイヤトレースを覆う絶縁層と、をさらに含む、請求項３８に記載のデカル。
【請求項４０】
前記ワイヤトレースと前記デカル紙との間に保護層と、各ワイヤトレースを覆う絶縁層と、をさらに含み、前記端電極パターンが前記絶縁層上に配置される、請求項３８に記載のデカル。
【請求項４１】
端電極パターンおよびワイヤトレースパターンをタッチスクリーンに適用する方法であって、
熱転写デカル紙上に、端電極パターンおよびワイヤトレースパターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、
前記デカルをタッチスクリーン上に配置する工程と、
前記端電極パターンおよび前記ワイヤトレースパターンが、前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル紙に加える工程と、
前記デカル紙を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項４２】
端電極パターンをタッチスクリーンに転写するためのデカルであって、
熱転写デカル紙と、
前記デカル紙上に、端電極パターンの形態で印刷された導電性材料、および前記端電極パターンに近接した、１つ以上のワイヤトレースと、
を備えるデカル。
【請求項４３】
端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法であって、
デカル細長片の第１面に、端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、
デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機を用いて、前記デカル細長片の前記第１面を前記タッチスクリーンの一端に配置し、前記端電極パターンが、前記デカル細長片の前記第１面から前記タッチスクリーンへ転写されるまで、熱および圧力を前記デカル細長片の反対面に加える工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は端電極パターンを、そしてワイヤトレースもタッチスクリーンに適用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンパネルは、通常、絶縁（例えば、ガラス）基板と、絶縁基板上に配置された抵抗層とを含む。さらに、導電性端電極のパターンが抵抗層の端に形成される。導電性電極は、ＸおよびＹ方向に直交する電界を抵抗層全体にわたって形成する。そして、指またはペンのパネルへの接触が、基板に対する指またはペンの位置のＸおよびＹ座標を表わす信号を発生させる。このようにして、ワイヤハーネスによってパネルに接続される関連タッチパネル回路が、タッチが基板上の何処で起きたかを確定できる。
【０００３】
通常、コンピュータプログラムが、ユーザに対して選択項目（例えば、『「はい」の場合、ここを押す、そして「いいえ」の場合、ここを押す』）をタッチスクリーンパネルの下のモニタ上に生成し、導電性電極パターンは、タッチスクリーンパネルがユーザによってタッチされた場合、どの選択項目が選択されたかを検出するのに役立つ。
【０００４】
通常、４つの絶縁された個別のワイヤがあり、各々はタッチスクリーンパネルの端に沿って、かつそれを囲むように、絶縁体が除去されているタッチスクリーンパネルの各コーナーまで延び、ワイヤは、パネルの各コーナーにおいてパネル上の端子電極に手ではんだ付けされる。１つ以上の追加層、普通テープが、ワイヤをパネルの端に固定するためにしばしば使用され、ワイヤを端電極から電気的に絶縁するために、ワイヤとパネルの端との間に絶縁層がある。
【０００５】
そのような先行技術によるデバイスに伴う問題が多数ある。はんだ接続個所は、多くの場合非常に信頼性があるとはいえず、はんだバンプを平らな表面上に生成する。さらに、各ワイヤの端部をコーナー電極へはんだ付けする動作が、電極を損傷し得るか、場合によってはタッチパネルのガラス基板にひびを入れ得る。しかも、この組立プロセスは労働集約型であり、費用がかかる。テープがワイヤの下および／上に配置される。従って、組み立てられたタッチスクリーンパネルは完成した外観を備えない。代わりに、テープを巻いたワイヤが見分けられるように目立ってしまい、タッチスクリーンパネルの外観を損なう。
【０００６】
長年、本出願人などが、端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンパネルの抵抗層の真上にスクリーン印刷してきた。
【０００７】
通常、端電極パターンは、タッチスクリーンパネルの抵抗層上に直接印刷される。スクリーン印刷技法が、酸化錫の薄い層で被覆したガラスセンサ上に銀／フリットインクを堆積するために使用される。パターンが印刷された後、まだ乾いていないインクが、通常、パネルを約１００℃まで約５分間加熱することによって乾かされて、インクが続く取り扱い中に除去されるということもあり得る可能性を減らす。次いで、インクは約５００℃で約２０分間加熱されて、銀／ガラスフリット混合物を燒結させ、酸化錫で被覆したガラス基板に融合させる。このプロセスは、タッチスクリーンパネルと機械的に結合され、かつ酸化錫層と良好な電気的接触を形成する端電極パターンを生成する。
【０００８】
スクリーン印刷プロセスは、しかしながら、高品質の端電極パターンを達成しようとする試みが行われる場合、いくつかの問題を引き起こし得る。最も難しい問題が、平らでない、または湾曲したガラス基板に印刷する場合に起きる。スクリーン印刷において、印刷パターンの特性を決定するのに重要なパラメータは、印刷スクリーンと基板との間の距離である。従来のスクリーン印刷装置を用いて湾曲した基板に印刷する場合、この距離は基板の湾曲の度合いとともに変化して、印刷されたインクの不均一な厚さを生じる。面積が大きいか、またはタッチスクリーンが小さい半径の湾曲を有する場合は特に、タッチスクリーン全体を一度に印刷することができない。代わりに、２度以上の操作と、操作中のタッチスクリーンの調節とが必要となる。この問題は、更には、電極パターンの不一致を引き起こし得る。さらに、標準的な自動スクリーン印刷装置が、インクを印刷スクリーンから押し出すために、均一な、かつ繰り返すことができる力を必要とし、平らな印刷スクリーンおよび平らでない基板の場合、湾曲したスクリーンとともに使用されることはできない。この場合に、湾曲したスクリーンは、スキージを用いて、手動でインクを印刷スクリーンから強制して押し出すことによってのみ印刷され得る。この手動プロセスで使用される、再現不可能な力が、印刷されたインクの厚さのさらなる変化を引き起こす。しばしば、このプロセスは、端電極パターンの致命的欠陥も、例えば、タッチスクリーンパネルを補修または再加工するために、余分の時間および労力を後で必要とする、電極パターンの導電性線の完全な破壊も引き起こす。
【０００９】
タッチスクリーンの生産に類似していない種々の技術分野において、デカル転写法を用いてパターンをガラス表面に適用することが知られている。例えば、米国特許第４，３６９，０６３号明細書、同第４，８４６，８６９号明細書、同第５，３４６，６５１号明細書、および同第２，７１１，９８３号明細書を参照されたい。これらの先行技術のデカル転写法は、通常、平らな基板とだけ併せて使用される。例えば、米国特許第４，８４６，８６９号明細書が、フロントガラスが平らである場合、先ずセンサパターンをそれに適用し、次いでフロントガラスを加熱して、それをその最終の湾曲した形に成形することによって、センサをフロントガラスに適用する方法を記載している。端電極パターンが適用され得る前に、ガラスは湾曲されるか、または曲げられる必要があるので、この方法は、タッチスクリーンの製造において、電極パターンをガラス基板に適用するために使用され得ない。この理由は、電極パターンが適用される前に、抵抗性被覆を適用する必要があり、そのような被覆は、ガラスを曲げるために必要とする高温に耐えることができないからである。米国特許第２，７１１，９８３号明細書が、デカルの使用によって印刷電気回路を湾曲した支持物表面に適用する方法を開示している。しかしながら、この場合に、支持物表面は電気回路の一部ではない。そうすると、デカルが支持物表面との電気的接触を形成することは望ましくないだろう。対照的に、タッチスクリーンの製造において、支持物表面、すなわちガラス基板は回路の一体部分であり、電極が抵抗性酸化錫表面との密接な電気的接触を形成することが不可欠である。
【００１０】
端電極パターンが印刷技法によってタッチスクリーンパネルに適用され、保護被覆が適用された後、次の工程は、個々のワイヤをタッチスクリーンパネルの４つのコーナーのコーナー電極に接続させることである。通常、各ワイヤの端部がコーナー電極にはんだ付けされ、個々のワイヤはパネルの側部にテープで貼られる。場合によっては、通常ある種のテープの形態の、ノイズシールド層が、制御電子回路の一部を形成する、端電極と個々のワイヤとの間のタッチスクリーンパネルの周辺の周りの端構造に配置される。さらに他の場合に、テープの層が、この場合もやはりタッチスクリーンパネルの周辺の周りの端構造内のワイヤの上に配置される。
【００１１】
その結果、かさばったワイヤは目立ちやすいので、タッチスクリーンパネルは不完全な外観を有する。しかも、ワイヤの端部をコーナー電極にはんだ付けする動作が、コーナー電極を損傷し得るか、または基板さえも損傷し得る。さらに悪いことに、はんだ接続部が故障しやすい。
【００１２】
そこで、本出願人はウォータースライドデカルを開発した。参照により本明細書に援用される、米国特許第６，２８０，５５２号明細書を参照されたい。端電極パターンおよびワイヤトレースが、そのあとにカバーコートで被覆されるデカル紙にスクリーン印刷された。紙は水で活性化され、除去され、端電極パターンおよびワイヤトレースがタッチスクリーンに転写されたとき、カバーコートはそれらを保全した。この方法は、先行技術のスクリーン印刷技法の改良をもたらした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この方法と関連する問題が、カバーコートは焼かれてパネルから除去される必要があり、追加の製造工程ならびに端電極および／またはワイヤトレースを損傷する可能性をもたらすという事実を含む。その上、デカルはガラスタッチスクリーンに浮かびやすくて、転写手順の自動化を困難にする。最大限の注意を払っても、ウォータースライドデカルが使用される場合、端電極パターンは変形され得る。しかも、タッチスクリーンパネルと接触する水の不純物がパネルを汚染し得る。要するに、ウォータースライドデカルは、予測不可能な低い信頼性および不確かな手順をもたらすことがある。上に引用した特許は熱転写デカルも開示し、特許請求している。本明細書では新規な熱転写デカルを開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
従って、本発明の目的は、端電極パターンをタッチスクリーンに適用する、新規な方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、ウォータースライドデカル転写方法と関連する問題を解消する、そのような方法を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、タッチスクリーンパネルの製造に関して、予測可能な高い信頼性および確かな手順をもたらす、そのような方法を提供することである。
【００１７】
本発明は、後でカバーコートを焼いて除去する必要を含む、端電極パターンをタッチスクリーンに適用するために、ウォータースライドデカルを使用することに関連する問題が、カバーコート無しで、かつ好ましくは細長片の形態で熱転写デカルを用いて、端電極パターンを適用し、その結果、端電極パターンは熱および圧力を加えられてデカル紙から離され、タッチスクリーンに転写されること（自動化した繰返し可能な手順により容易に適するプロセス）によって解消されることの実現によりもたらされる。
【００１８】
本発明は、ワイヤトレースも、端電極と同時にタッチスクリーンに適用され、更に、端電極およびワイヤトレースがタッチスクリーンパネルに転写される場合、ワイヤトレースは抵抗層と接触しないように、誘電体層のような絶縁層をワイヤトレース上に堆積することによって、予め端電極から電気的に絶縁され得るという別の具体化によりもたらされる。
【００１９】
本発明はさらに、端電極およびワイヤトレースがタッチスクリーンパネルに転写される場合、保護層が最上層であり、端電極およびワイヤトレースを保護するように、保護層はデカル紙の上、端電極およびワイヤトレースの下に配置されることの実現によりもたらされる。
【００２０】
本発明は、端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法であり、デカル細長片の第１面に、端電極パターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、タッチスクリーンの一端にデカル細長片の第１面を配置する工程と、端電極パターンがデカル細長片の第１面からタッチスクリーンへ転写されるまで、デカル細長片の反対面に熱および圧力を加える工程と、デカル細長片を除去する工程と、を含む方法によって製造されるタッチスクリーンを特徴としている。
【００２１】
この方法は、デカル細長片の第１面にワイヤトレースパターンを堆積する工程、およびワイヤトレースパターンおよび端電極パターンが、タッチスクリーンへ転写された後に、レーザーを用いて、ワイヤトレースパターンと端電極パターンとの間の材料を除去することによって、ワイヤトレースパターンを端電極パターンから絶縁する工程も、さらに含む。
【００２２】
別の例において、ワイヤトレースパターンがデカル細長片上に堆積され、絶縁層がワイヤトレースパターンと端電極パターンとの間に堆積される。絶縁層はワイヤトレースパターンと端電極パターンとの間に配置され、そのとき端電極パターンは、通常、デカル細長片上にワイヤトレースパターンに隣接して堆積される。デカル細長片と端電極パターンおよびワイヤトレースパターンとの間に保護層を堆積する工程がさらに含まれる。あるいは、絶縁層はワイヤトレースパターンの上に配置され、端電極パターンは絶縁層上に配置される。この例において、保護層はデカル細長片とワイヤトレースパターンとの間に堆積される。
【００２３】
熱および圧力が、デカル紙の供給ローラーと巻取りローラーとの間、かつタッチスクリーン用のホルダーの上に配置される、加熱パッドを装備したホットスタンプ機によって加えられることが好ましい。スクリーン印刷は、導電性材料をデカル細長片上に配置する好ましい方法である。加熱するために使用される温度は通常３００〜４００゜Ｆであり、加えられる圧力は１５Ｐｓｉ〜３０Ｐｓｉである。保護層および絶縁層は通常鉛ホウケイ酸ガラス組成物である。
【００２４】
本発明は、端電極パターンをタッチスクリーンへ転写するデカルも特徴としており、デカルは、デカル細長片と、デカル細長片の一面上に端電極パターンの形態で印刷された導電性材料とを含む。デカル細長片上にワイヤトレースパターンもあることが好ましい。一実施形態において、絶縁層はワイヤトレースパターンと端電極パターンとの間に配置される。保護層もまた、デカル細長片と端電極パターンおよびワイヤトレースパターンとの間にある。別の実施形態において、絶縁層はワイヤトレースパターン上に配置され、端電極パターンは絶縁層上に配置され、保護層がデカル細長片とワイヤトレースパターンとの間に配置される。
【００２５】
デカル細長片は好ましいけれども、本発明は端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法をも特徴とし、この方法は、デカル紙の第１面に、端電極パターン、ワイヤトレースパターンの形態の導電性材料、および端電極パターンとワイヤトレースパターンとの間に絶縁層を堆積する工程と、タッチスクリーン上にデカルの第１面を配置する工程と、端電極パターン、ワイヤトレースパターン、および絶縁層がタッチスクリーンへ転写されるまで、デカル紙の反対面に熱および圧力を加える工程と、デカル紙を除去する工程と、を含む。
【００２６】
本発明に従って、端電極パターンおよびワイヤトレースパターンをタッチスクリーンへ転写するためのデカルが、デカル紙、ならびにデカル紙の一面上の、端電極パターンの形に印刷された導電性材料、およびエッジ電極パターンに隣接し、かつそれから電気的に絶縁される、１つ以上のワイヤトレースを特徴とする。ａ）端電極およびワイヤトレースとｂ）デカル紙との間に保護層、ならびに各ワイヤトレースの上に絶縁層がさらに含まれる。あるいは、保護層はワイヤトレースとデカル紙との間に配置され、絶縁層は各ワイヤトレースの上に配置され、端電極パターンは絶縁層上に配置される。
【００２７】
端電極パターンおよびワイヤトレースパターンをタッチスクリーンへ適用する、一方法が次の工程を含む。すなわち、熱転写デカル紙の上に端電極パターンおよびワイヤトレースパターンの形態の導電性材料を堆積する工程と、タッチスクリーン上にデカルを配置する工程と、端電極パターンおよびワイヤトレースパターンがタッチスクリーンへ転写されるまで、デカル紙に熱および圧力を加える工程と、デカル紙を除去する工程と、を含む。
【００２８】
また、本発明に従って、端電極パターンをタッチスクリーンへ転写するためのデカルが、熱転写デカル紙、ならびにデカル紙の上の、端電極パターンの形に印刷された導電性材料、および端電極パターンに隣接する、１つ以上のワイヤトレースの使用を特徴とする。
【００２９】
他の目的、特徴、および利点が、好ましい実施形態および添付図面についての次の説明によって当業者に思い浮かぶであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
先行技術によるタッチスクリーンパネル１０（図１）が、通常、絶縁層（例えば、ガラス）を含むか、または絶縁層である基板１２と、絶縁層の主作業面を覆う抵抗層と、技術的に知られている抵抗層上に、端電極１４および端子電極、通常、電極１６のようなコーナー電極のパターンと、を含む。タッチスクリーンの他の各コーナー１８、２０、および２２に１つ、その他のコーナー電極（図示せず）がある。端電極１４はある所定のパターンで繰り返され、パネル１０の各端２４、２６、２８、および３０に沿って形造られる。
【００３１】
先行技術において、ワイヤ３２、３４、３６、および３８が各コーナー電極まで延び、絶縁体を取り去ったそれらの端部を用いて、パネル１０の作業または能動面４０全体にわたって適切な電界を発生するために、それぞれのコーナー電極にはんだ付けされる。そのように、例えば、ワイヤ３２はパネル１０の端２４および２６に沿ってコーナー１８のコーナー電極（図示せず）まで延び、ワイヤ３４はパネル１０の端２４に沿ってコーナー電極１６まで延び、ワイヤ３８はパネル１０の端２４および３０に沿ってコーナー２０のコーナー電極（図示せず）まで延び、ワイヤ３６はパネル１０の端２４に沿ってコーナー２２のコーナー電極（図示せず）まで延びる。いくつかの先行技術による実施形態において、絶縁用テープ、それから絶縁銅シ−ルド層４４がワイヤと端電極との間に配置されて、端電極１４を電気的に絶縁した。次いで、穴が、各ワイヤの端部を適切なコーナー電極にはんだ付けするために、４６で示すように各コーナー電極に隣接した絶縁テープに形成された。あるいは、層４４は各コーナー電極の直前で終わる。他の実施形態において、ワイヤはパネル１０の端に簡単にテープで留められた。さらに他の実施形態において、テープ層４８および／または保護（例えば、「カプトン」（Ｋａｐｔｏｎ））テープ層５０がワイヤの上に配置される。絶縁雑音遮蔽テープ層４４が端電極の上に、かつワイヤ３２、３４、３６、および３８の下に取り付けられる。
【００３２】
図１において、より広い層４４、４８、および５０の厚さおよび幅が、基板１２の厚さと同様に、説明上非常に誇張されている。実際のタッチスクリーンパネルは通常１／８インチ以下の厚さであり、層４４、４８、および５０はそれよりもかなり薄いけれども、ワイヤ３２、３４、３６、および３８が、完成した組立品がいくらかかさばって未仕上げのように見える。
【００３３】
さらに、先行技術によるタッチスクリーンパネル１０が、個々のワイヤとコーナー電極との間のはんだ結合が機能しなくなり得るので、いくつかの場合に信頼性上の問題を有する。さらに、各ワイヤの端部をコーナー電極にはんだ付けする行為が、電極を損傷するか、場合によってはタッチスクリーンパネルの基板にひびを入れ得る。加えて、ワイヤがそれらの端部でコーナー電極にはんだ付けされ、パネルの縁にテープで留められる組立プロセスは、手間がかかり、従って費用がかかる。
【００３４】
本発明において、先行技術と同様な、タッチスクリーンパネルと関連する、かさばるワイヤまたはテープの層が全く無いように、対照的に、配線がタッチスクリーンパネルの一部として一体化される。
【００３５】
本発明によるタッチスクリーンパネル６０（図２）が、真空スパッタプロセスによって、抵抗被覆６２（例えば、錫アンチモン酸化物）をガラス基板６４（例えば、ソーダ石灰ガラス）に適用することによって製造される。被覆６２は１０００オングストローム未満の厚さであり、基板６４は通常厚さが１〜３ｍｍで、対角線が１５インチである。
【００３６】
誘電体境界層が、幅１／８インチ、厚さ１０ミクロン（焼成後）の鉛ホウケイ酸ガラス合成品を用いて、抵抗被覆６２の周辺にパネル６０の端に沿って堆積される。境界層は、ワイヤリングハーネスの個別ワイヤトレース間の電気的絶縁、およびワイヤトレースと端電極パターンの端電極との間の電気的絶縁を施す。導電性端電極パターン７０が、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｎｏ．７７１３）から入手可能である導電性銀／フリットペーストを用いて、抵抗被覆６２に適用され、同時にワイヤトレースパターンが、また銀／フリットペーストを用いて境界層上に適用される。
【００３７】
図のように、ワイヤトレース７２が接合部または接続点７４で始まり、パネルの上端２１０および側端２７０に沿って電極パターン７０のコーナー電極７５まで延びる。ワイヤトレース７６が同様に接合部７４で始まり、パネルの上端２１０および向かい側の側端２７１に沿って端電極パターンのコーナー電極７８まで延びる。ワイヤトレース８０が接合部７４で始まり、上端２１０に沿ってコーナー電極８２まで延びるだけであり、ワイヤトレース８４が接合部７４で始まり、上端２１０に沿って電極パターン７０のコーナー電極８６まで延びるだけである。
【００３８】
各ワイヤトレースの高さは通常１２〜１６ミクロンであり、各トレースの幅は０．０１５インチ〜０．０２５インチである。端電極パターン７０は、同時係属中の米国特許出願第０９／１６９，３９１号で開示されているパターンの形、または米国特許第４，１９８，５３９号、同第４，２９３，７３４号、または同第４，３７１，７４６号で開示されている形をとり、参照により本明細書に援用される。
【００３９】
通常、端電極パターンおよびワイヤトレースパターンは、パネル６０の端で約３／８インチ占めるだけであり、従って図２は縮尺されていない。
【００４０】
先行技術では、端電極パターン７０ならびにワイヤトレース８４、７２、８０、および７６は、時々パネル６０にスクリーン印刷された。この方法と関連する問題が上の「背景技術」の項で説明される。別の実施形態において、端電極パターンおよびワイヤトレースは、面積の大きいウォータースライドデカルによって抵抗被覆６２に転写された。参照により本明細書に援用される、米国特許第６，２８０，５５２号を参照されたい。この方法と時々関連する問題も「背景技術」の項で説明され、ウォータースライドデカル９２のカバーコート９０（図３）が、焼かれてパネルから除去される必要があるので、余分な焼成時間および温度調整、ならびに端電極および／またはワイヤトレースを損傷する可能性ももたらすという事実を含む。さらに、デカルはガラスタッチスクリーンに浮かぶ傾向があるので、転写プロセスの自動化を困難にする。細心の注意を払っても、ウォータースライドデカル方法が使用された場合、導体素子９４によって表わされる端電極パターンおよび導体素子９６によって表わされるワイヤトレースは、ゆがめられることがあった。しかも、タッチスクリーンパネルと接触する水の中の不純物がパネルを汚染し得る。結果として、ウォータースライドデカル方法は、予測できない、低い信頼性、および不確かな手順を時々もたらす。
【００４１】
本発明において、通常図のように細長片の形態の、熱転写デカル１００（図４）が、熱転写方法によって、端電極パターンをタッチスクリーンに転写するために使用される。端電極およびワイヤトレースに対して従来用いられる銀／フリットペーストが、熱転写デカルから容易にはずされない。従って、本発明において、デカル細長片１００は、デカル紙１０２と、デカル紙１０２の上面１０４に、端電極１０６を形成する端電極パターンの形態で印刷される、添加剤と混合した導電性材料と、できれば、図のように端電極パターンに隣接してワイヤトレースパターンを形成する、１つ以上のワイヤトレース１０８と、を含むことが好ましい。本発明に従って端電極パターンをタッチスクリーンに適用する方法は、デカル紙細長片１０２の表面１０４上に、端電極パターンおよびワイヤトレースの形態で導電性材料を堆積し、次いで、ガラス基板１１４を含むタッチスクリーン１１２の抵抗層１１０（図５）の上にデカルの表面１０４を配置する工程を含む。次いで、添加剤が、端電極パターンおよび関連ワイヤトレースが、デカル紙からタッチスクリーンの抵抗層（例えば、錫アンチモン配合物）に転写される（この後に図５に示すように、デカル紙は除去される）のを可能にするまで、熱および圧力がデカル紙の反対面に加えられる。
【００４２】
この実施形態において、ワイヤトレースは、図６に１２０で示すように、端電極とワイヤトレースとの間の抵抗物質を除去することによって、端電極から電気的に絶縁される。しかも、図２の上端２１０に示すように、２つ以上のワイヤトレースがある場合、それらは同じ技法によって互いに絶縁される。通常、レーザーが使用されて、米国特許出願第０９／７７５，２５３号および同第０９／７７３，９７９号に述べられているように、ワイヤトレースと端電極との間の抵抗物質を除去する。別の例において、抵抗層物質がワイヤトレース１０８の下に全くない（図６）。この場合に、デカルが適用される前に、その部分の抵抗物質はパターン化される。
【００４３】
別の実施形態において、抵抗物質を除去する必要が、絶縁層、すなわちデカル紙１０２上のワイヤトレース１０８を覆って堆積される誘電体１３２（図７）の追加によって解消される。さらに、保護層１３０が、端電極１０６およびワイヤトレース１０８とデカル紙１０２との間に堆積される。逆さにされ、タッチスクリーンの基板１１４上の抵抗層１１０（図８）に適用される場合、誘電体層１３２はワイヤトレース１０８を端電極１０６から電気的に絶縁し、保護層１３０はワイヤトレースおよび端電極の両方を保護する。
【００４４】
さらに別の実施形態において、保護層１３０（図９）はワイヤトレース１０８とデカル紙１０２との間に堆積され、誘電体１３２はワイヤトレース１０８と端電極１０６との間に堆積される。このデカルが、図１０に示すように、逆さにされ、タッチスクリーン基板の抵抗層１１０上に配置される場合、誘電体１３２はワイヤトレース１０８を端電極１０６から絶縁するのに役立ち、誘電体１３２および保護層１３０の組合せが、端電極およびワイヤトレースを保護する。しかも、この実施形態において、ワイヤトレースが端電極の上に配置されるので、タッチスクリーンの端に占めるスペースがより小さいので、より大きい能動部分を生じる。
【００４５】
好ましい実施形態において、デカル（メイヤーコード（Ｍｅｙｅｒｃｏｒｄ）、ＩＴＷの事業部、イリノイ州キャロルストリーム（Ｃａｒｏｌ  Ｓｔｒｅａｍ，ＩＬ））は、細長片１５０の形をしている（図１１）。カバーコートは必要な電気的接触のパネルのコーナーにおける確立を妨げるので、ウォータースライドデカルは細長片の形態で適用され得ない。本発明において、デカル細長片を使用することができるので、製品の無駄が少なくなり、従ってより小さいコストをもたらす。デカル細長片はまた自動化製造プロセスにも充分に適する。４つの１  １／２インチ幅の細長片がタッチスクリーン上に配置されて、端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンの４つの側部全てに転写する。熱および圧力が、デカル紙を供給する供給ローラー１６４と巻取りローラー１６６との間、かつタッチスクリーン用のホルダー１６８の上に配置される、加熱パッド１６２を装備したホットスタンプ機１６０（図１２）によって加えられる。機械１６０は、「モデルＵＳ−２５」という商品名で、ニューヨーク州ランカスターのユナイテッド・シリコーン・インク（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ，Ｉｎｃ．（Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，ＮＹ））から入手可能である。スクリーン印刷は、改質導電性銀／フリットペーストをデカル紙の上に印刷する、好ましい技法である。
【００４６】
本発明に従って、ホットスタンプ機１６０（図１２）が４つのデカル細長片とともに使用されて、図２に示すように、端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用した。第１デカル２００（図１３）が使用されて、ワイヤトレースおよび端電極パターンを図２に示すタッチスクリーンの上端２１０に適用した。デカル２００は、ワイヤトレース８０および７６（図示しないが、ワイヤトレース８４および７２も）ならびに端電極７０ａを含む。部分２２０に、デカル２００は、パネルの抵抗材料に適用される場合、図１４に示す断面を有する。誘電体１３２はワイヤトレース７６の下に堆積されるが、端電極８２は抵抗層の真上に堆積される。封止ガラス層がコーナーパッドを覆って適用されないので、重なり合った細長片の電気的接続に役立つ。デカル２００（図１３）の部分２２０は、パネルに適用される場合、図１５に示すような断面を有する。誘電体層１３２は両ワイヤトレース７６および８０の下に堆積され、端電極７０ａはパネルの真上に堆積される。この部分の封止ガラスまたは保護層１３０が、ワイヤトレース７６および８０、そして端電極７０ａも被覆する。上述のように、このデカルは先ず、ホットスタンプ機１６０（図１２）によって、タッチスクリーンパネルの上端２１０（図２）に適用される。
【００４７】
次に、デカル２３０（図１６）が、タッチスクリーンパネルの下端２３２（図２）に適用される。デカル２３０はワイヤトレースを全く含まず、パネルの真上に堆積され、かつ保護封止ガラス層１３０によって被覆される端電極７０ａ（図１７）だけを含む。コーナーパッドは側部デカルの重なり合いのために露出される。再び、ホットスタンプ機１６０（図１２）は使用されて、デカル２３０をタッチスクリーンパネルの下端２３２（図２）に適用する。
【００４８】
２つの側部端（図２の側部２７０および２７１）デカルは互いの鏡像であり、従って、右の側部２７１（図２）、デカル２６０（図１８）だけが説明される必要がある。側部デカルは、デカル紙、封止ガラス、封止ガラスのちょうど上に印刷される電極およびワイヤトレース、ならびにワイヤトレースだけを覆って印刷される誘電体を含む。ワイヤトレース７６が適切な電気的接続を行い、かつコーナー電極８２が形成されるように、コーナー電極８２（図２）は、デカル２６０（図１８）の一端をデカル２００の一端と重ね合わせることによって形成される。そのように、デカル２６０のための封止ガラス層はコーナー電極８２を完全に覆って延びるのに対して、デカル２００上の封止ガラスはコーナー電極８２の直前で終わる。パネルの底部に、コーナー電極７８（図１９）が同様な方法で形成されるが、電気的に相互接続されるワイヤトレースが全くない。そのように、デカル２３０の封止ガラス層はコーナー電極７８の寸前で終わるのに対して、デカル２６０の封止ガラス層はコーナー電極７８を完全に覆って延びる。この重なりプロセスは、連続して重なり合う誘電体およびガラス層を確実にし、同時に、適当な電気的相互接続が行われるのを確実にする。
【００４９】
このようにして、上端デカル２００、下端デカル２３０、左端デカル２６０、および右端デカル２６１（図２０）が、端電極７０、ワイヤトレース７２、７６、８０、および８４、ならびにコーナー電極８６、８２、７５、および７８を形成する、タッチスクリーンの抵抗層上に配置される。好ましい実施形態において、コーナー電極８６は、デカル２００上にコーナー電極８６ａ、およびデカル２６０上に１つのコーナー電極８６ｂを含むことによって形成される。同様に、デカル２００および２６１上のコーナー電極部分８２ａおよび８２ｂ、デカル２６１および２３０上のコーナー電極部分７８ａおよび７８ｂ、ならびにデカル２６０および２３０上のコーナー電極部分７５ａおよび７５ｂが、コーナー電極８２、７８、および７５をそれぞれ形成する。好ましい実施形態において、誘電体層が全てのワイヤトレースを覆うデカル紙にスクリーン印刷されて、それらを端電極から絶縁する。封止ガラス層が、コーナー電極部分８６ａ、８２ａ、７５ｂ、および７８ｂ、ならびにワイヤトレース７２および７６が覆われないままである、デカル２００および２３０の端子端以外の端電極およびワイヤトレースの下にスクリーン印刷され、それによりそれらは、コーナー電極部分８６ｂ、８２ｂ、７５ａ、および７８ａ、ならびに側部デカル２６０および２６１のワイヤトレース７２および７６と電気的に接触する。好ましい誘電体は，厚さ１０ミクロンの鉛ホウケイ酸ガラス（デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）ＤＧ１５０）である。スクリーン印刷は、通常、誘電体層を適用するために用いられる方法である。好ましい保護層は、厚さ１０ミクロンの鉛ホウケイ酸ガラス（デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）ＤＧ１５０）である。この層も通常スクリーン印刷によって適用される。好ましい抵抗層は酸化錫アンチモン化合物である。基板用の好ましいガラスはソーダ石灰である。デカルに加えられた温度は３００〜４００°Ｆであり、好ましい温度は３５０°Ｆであった。使用圧力は１５〜３０Ｐｓｉであり、２０Ｐｓｉが好ましかった。ドウェル時間は約４秒である。端電極およびワイヤトレースが適用され、加熱された後、硬い被膜、および傷のつきにくい、抗菌性被覆が適用される。参照により本明細書に援用される、米国特許出願第０９／７７５，２５３号および同第０９／７７３，９７９号を参照されたい。
【００５０】
本発明の特有の特徴がいくつかの図面に示され、他の図面に示されないけれども、各特徴は本発明に従って他の特徴のどれか、または全てと組み合わされるので、これは単に便宜上である。本明細書に使用される用語「含む」、「備える」、「有する」、および「と共に」は、広く、かつ包括的に解釈されるべきであり、どの物理的相互接続にも限定されない。さらに、本出願で開示されるいずれの実施形態も、唯一可能な実施形態として理解されるべきではない。
【００５１】
他の実施形態は、当業者に思い付くであろうし、特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】先行技術によるタッチスクリーンの略図である。
【図２】本発明に従って製造されるタッチスクリーンの略平面図である。
【図３】端電極パターンを図２に示すタッチスクリーンに適用するために使用される、先行技術によるウォータースライドデカルの略断面図である。
【図４】本発明に従って端電極パターンをタッチスクリーンに適用するために使用される、１つのデカルの断面図である。
【図５】本発明の一方法に従って、図４に示すデカルを用いて、端電極パターンをタッチスクリーンに適用する場合の、タッチスクリーンパネルの一部の断面図である。
【図６】本発明に従って、抵抗層が、ワイヤトレースとエッジ電極を電気的に絶縁するために、それらの間で除去された後の、図５に示すタッチスクリーンパネルの一部の略図である。
【図７】本発明に従って、端電極パターンをタッチスクリーンに適用するために使用される、デカルの別の実施形態の断面図である。
【図８】図７に示すデカルを用いて、端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンに適用した後の、タッチスクリーンの一部の断面図である。
【図９】本発明のデカルのためのさらに別の実施形態の略断面図である。
【図１０】図９に示すデカルを用いて、端電極パターンおよびワイヤトレースをタッチスクリーンへ転写した後の、タッチスクリーンの一部の略断面図である。
【図１１】本発明による実際のデカルの平面図である。
【図１２】本発明に従って、端電極パターンをタッチスクリーンへ転写する方法に従って有用である、ホットスタンプ機と関連する主要な構成要素の正面略図である。
【図１３】端電極およびワイヤトレースをタッチスクリーンパネルの上端に適用するために使用される、１つのデカルの平面図である。
【図１４】タッチスクリーンの抵抗性被覆に適用される、図１３に示すデカルのコーナー電極部分の断面図である。
【図１５】タッチスクリーンの抵抗性被覆に適用される、図１３に示すデカルの残部の断面図である。
【図１６】本発明に従って、端電極パターンをタッチスクリーンパネルの下端に形成するために使用される、１つのデカルの平面図である。
【図１７】タッチスクリーンの抵抗性被覆に適用される、図１６に示すデカルの断面図である。
【図１８】本発明に従って、どのようにして側デカルが図１３に示す上端デカルにかぶせられるかを示す平面図である。
【図１９】本発明に従って、どのようにして同じ側端デカルが図１６の下端デカルにかぶせられるかを示す平面図である。
【図２０】本発明の一方法で使用される、４つのデカル細長片を示す略平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
2005516250.tif 000023
2005516250.tif 000024