(57)【要約】  a)基板と；b)該基板上に配置された第1導電層と；c)一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートと；d)該一体スペーサ・ドット間及び該一体スペーサ・ドットの上方で、該軟質カバーシート上に配置された第2導電層であって、該一体スペーサ・ドット間の該軟質カバーシート上に配置された該導電層の導電率と比較して、該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方により低い導電率を有する局在領域を有している第2導電層とを含んで成る抵抗タッチスクリーン。
2008520083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)  基板と；
b)  該基板上に配置された第1導電層と；
c)  一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートと；
d)  該一体スペーサ・ドット間及び該一体スペーサ・ドットの上方で、該軟質カバーシート上に配置された第2導電層であって、該一体スペーサ・ドット間の該軟質カバーシート上に配置された該導電層の導電率と比較して、該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方により低い導電率を有する局在領域を有している第2導電層と
を含んで成る抵抗タッチスクリーン。
【請求項２】
基板、第1導電層、軟質カバーシート、及び第2導電層が、透明である請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項３】
該基板が、硬質である請求項2に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項４】
該タッチスクリーンの基板が、フラットパネル・ディスプレイ装置の基板又はカバーである請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項５】
該フラットパネル・ディスプレイ装置が、OLEDディスプレイ装置である請求項4に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項６】
前記軟質カバーが、ポリマー、ポリオレフィン・ポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、及びポリエステルとポリカーボネートとのブレンドを含む群のうちの1種を含む請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項７】
前記一体圧縮性スペーサ・ドットが、柱体形ドット、立方体形ドット、ピラミッド形ドット、又は球形ドットを含む請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項８】
前記基板が、硬質材料を含む請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項９】
該第2導電層が、導電性ポリマーを含む請求項1に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項１０】
該導電層が、ポリピロールスチレンスルホネート、3,4-ジアルコキシ置換型ポリピロールスチレンスルホネート、及び3,4-ジアルコキシ置換型ポリチオフェンスチレンスルホネート、及びポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェンスチレンスルホネート)を含む群のうちの1種を含む請求項9に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項１１】
該第2導電層内のより低い導電率を有する局在領域が、化学物質と接触した領域を含む請求項9に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項１２】
該化学物質が、酸化剤である請求項11に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項１３】
該酸化剤が、ClO-、BrO-、MnO4-、Cr2O7--、S2O8--、及びH2O2から成る群から選択される請求項12に記載の抵抗タッチスクリーン。
【請求項１４】
a)  基板を用意し；
b)  該基板上に第1導電層を形成し；
c)  当該カバーシート上に一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートを用意し；
d)  該一体圧縮性スペーサ・ドット間及び該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方で、該軟質カバーシート上に第2導電層を形成し；
e)  該第2導電層の導電率を、該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方で局所的に低減し；そして
f)  該圧縮性スペーサ・ドットのうちの1つの位置で該軟質カバーシートに力が加えられると、該圧縮性スペーサ・ドットが圧縮されて、第1導電層と第2導電層との間で電気的に接触させるように、該基板の上方に該軟質カバーシートを配置する、
各工程を含んで成る抵抗タッチスクリーンの製造方法。
【請求項１５】
該軟質カバーシートが、連続ロールのウェブとして用意され、該一体スペーサ・ドットが、該連続ロール内に成形され、そして該シートが、該ロールから切断される請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
該一体スペーサ・ドットが、射出ロール成形によって該軟質カバーシート内に形成される請求項14に記載の方法。
【請求項１７】
該スペーサ・ドットが、該スペーサ・ドットの反転画像を含む型によって、該軟質カバーシートに熱及び圧力を加えることにより、該軟質カバーシート内に形成される請求項14に記載の方法。
【請求項１８】
工程(e)における導電率の低減は、該一体スペーサ・ドットの上方で該第2導電層上に化学物質を局所的に付着させることによって達成される請求項14に記載の方法。
【請求項１９】
該化学物質の付着が、インクジェット装置によって達成される請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
該第2導電層が、スペーサ・ドットの上方の領域内に頂部を形成し、そして該化学物質の付着が、該第2導電層の頂部と、化学的に塗布された表面とを接触させることにより達成される請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
該塗布された表面が、ローラである請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
該第2導電層が、導電性ポリマーを含む請求項18に記載の方法。
【請求項２３】
該化学物質が、酸化剤である請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
該酸化剤が、ClO-、BrO-、MnO4-、Cr2O7--、S2O8--、及びH2O2から成る群から選択される請求項23に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗タッチスクリーンに関し、そしてより具体的には、抵抗タッチスクリーンにおける軟質カバーシート及び当該カバーシートを基板から分離するスペーサ・ドットに関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗タッチスクリーンは、コンピュータにおいて、コンベンショナルなCRT及びフラットパネル・ディスプレイ装置とともに、そして具体的にはポータブル・コンピュータとともに幅広く使用されている。
【０００３】
図3は、2001年9月17日付けでGetz他によって出願され、そして2002年7月18日付けで公開された米国特許出願公開第2002/0094660号明細書に示されたタイプの、従来技術の抵抗タッチスクリーン10の一部を示している。この抵抗タッチスクリーン10は、第1導電層14を有する硬質の透明基板12を含む。軟質の透明なカバーシート16が、第2導電層18を含み、第2導電層18は、スクリーン印刷により第2導電層18上に形成されたスペーサ・ドット20によって、第1導電層14から物理的に分離されている。
【０００４】
図4に示すように、例えば指13の押圧力によって、軟質の透明カバーシート16を変形させることにより、第1導電層と第2導電層とを電気的に接触させると、導電層14及び18間に印加される電圧が、接触位置に対して比例的な電流を生じさせる。導電層14及び18は、電力使用量及び位置検知精度を最適化するように選択された抵抗を有する。この電流の規模は、導電層18及び14の縁部に形成された金属導電性パターン(図示せず)に接続されたコネクター(図示せず)を介して測定されることにより、変形を生じさせる物体の位置が特定される。
【０００５】
或いは、例えば1991年11月5日付けでSunに発行された米国特許第5,062,198号明細書に記載されているように、小さな直径の透明ガラス又はポリマー粒子を、マスクを通して噴霧するか、又は空気圧でスパッタリングすることにより、スペーサ・ドット20を形成することも知られている。透明ガラス又はポリマー粒子は、典型的には直径45ミクロンであり、そして適用前に揮発性溶剤中の透明なポリマー接着剤と混合させられる。このプロセスは比較的複雑で高価であり、そして追加の材料、例えば接着剤の使用は、タッチスクリーンの透明度を減退させることが予想される。このような従来技術のスペーサ・ドットは、材料の選択肢を、小さなビーズに製造することができるか又はモノマーからUV塗布することができるポリマーに制限する。
【０００６】
また、フォトリソグラフィを用いてスペーサ・ドット20を形成することも知られている。これらの従来技術の場合、スペーサ・ドットは緩んで装置内部で動き回り、これにより意図されない、又は一貫性のない動作を引き起こすおそれがある。さらに、スペーサ・ドットが配置されている場所では、導電層14及び18の間の接触は可能でなく、これによりタッチスクリーンの精度を低減する。スペーサ・ドットの位置における応力は、多数回の作動後に、装置の故障を引き起こすこともある。スペーサ・ドットの屈折率を調節する工程が採用されない限り、スペーサ・ドットが使用者の目に見え、これによりタッチスクリーン背後に配置されたディスプレイの品質を低下させることもある。
【０００７】
米国特許第4,220,815号明細書(Gibson他)、及び米国特許出願公開第20040090426号明細書(Bourdelais他)には、タッチスクリーン用途のための軟質カバーシート上の一体スペーサ・ドットが開示されている。しかし、これらのシンプルな一体スペーサ・ドットは、第1導電層14と第2導電層18との間の電気的短絡を回避するために、これらの上面に導電層が塗布されてはならない。このような要件は製造プロセスに複雑さを加え、そして収量に不都合な影響を与えるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、タッチスクリーンの導電層を分離するための改善された手段、及びタッチスクリーンの堅牢性を改善し、そして製造コストを低減するタッチスクリーン製造法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様の場合、本発明は、
a)  基板と；
b)  該基板上に配置された第1導電層と；
c)  一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートと；
d)  該一体スペーサ・ドット間及び該一体スペーサ・ドットの上方で、該軟質カバーシート上に配置された第2導電層であって、該一体スペーサ・ドット間の該軟質カバーシート上に配置された該導電層の導電率と比較して、該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方により低い導電率を有する局在領域を有している第2導電層と
を含んで成る抵抗タッチスクリーンに関する。
【００１０】
更なる態様の場合、本発明は、
a)  基板を用意し；
b)  該基板上に第1導電層を形成し；
c)  当該カバーシート上に一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートを用意し；
d)  該一体圧縮性スペーサ・ドット間及び該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方で、該軟質カバーシート上に第2導電層を形成し；
e)  該第2導電層の導電率を、該一体圧縮性スペーサ・ドットの上方で局所的に低減し；そして
f)  該圧縮性スペーサ・ドットのうちの1つの位置で該軟質カバーシートに力が加えられると、該圧縮性スペーサ・ドットが圧縮されて、第1導電層と第2導電層との間で電気的に接触させるように、該基板の上方に該軟質カバーシートを配置する、
各工程を含んで成る抵抗タッチスクリーンの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタッチスクリーンの利点は、これが製造しやすく、そしてより高い精度、堅牢性、及び透明度を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1を参照すると、従来技術の抵抗タッチスクリーンの問題は、第2導電層18を有する軟質カバーシート16と、軟質カバーシート16内に形成された一体圧縮性スペーサ・ドット50とを使用することによって克服される。軟質カバーシート16上の第2導電層18は、一体圧縮性スペーサ・ドット50の頂部を覆っているが、しかし図7においてさらに詳細に論じるように、一体スペーサ・ドット領域の導電率は相対的に低い。「一体」という語は、圧縮性スペーサ・ドット50が、例えば成形又はエンボス加工によって、軟質カバーシート16と同じ材料で形成され、そして同じ材料を含むことを意味する。
【００１３】
一体圧縮性スペーサ・ドット50は、一体スペーサ・ドット間で軟質カバーシート16上に付着された第2導電層18の導電率のより高い領域が、タッチスクリーン10の基板12上の第1導電層に接触するのを防止する。一体圧縮性スペーサ・ドット50の領域における第2導電層18の頂部の導電率が相対的に低く、そして一体圧縮性スペーサ・ドット50が、層18の導電性領域と導電層16とを物理的に分離するので、導電層間に流れることができる電流はほとんど又は全くない。タッチスクリーンの種々の層は、種々異なる用途に合わせて透明であっても透明でなくてもよいが、好ましい態様の場合、基板、第1導電層、軟質カバーシート、及び第2導電層のそれぞれは、ディスプレイとの組み合わせにおける使用を可能にするように透明である。
【００１４】
図2を参照すると、操作中に、外部物体、例えば指13又はスタイラスが軟質カバーシート16を変形させると、軟質カバーシート16は基板12に押し付けられ、これにより、導電層14と層18の導電性領域とが接触して回路を閉じるようになる。基板12自体は硬質又は軟質であってよい。しかし、基板はこれが軟質である場合、その軟質性はカバーシートよりも低いのがよく、或いは、カバーシートよりも軟質性が低い表面上に載置されるのがよい。一体圧縮性スペーサ・ドット50のうちの1つに変形が生じると(図示の通り)、そのスペーサ・ドットは圧縮されるので、導電層14と層18の導電性領域との間に接触状態が形成され、そして導電層間に電流が流れることができる。スタイラス又は指13は典型的には一体圧縮性スペーサ・ドット50よりも大きいので、一体圧縮性スペーサ・ドット50の頂面に位置する、層18の相対的に低導電率の領域が、導電層14と、層18の相対的に高導電率の領域とが接触するのを阻むことはない。
【００１５】
一体圧縮性スペーサ・ドット50は軟質カバーシート16の一体部分であるので、これらのスペーサ・ドットは所定の位置に固定され、そして接着剤マトリックス中のビーズから成るスペーサ・ドット、或いは、印刷又はフォトリソグラフィによって形成されるドットのように動いたり緩んだりすることはない。さらに、一体スペーサ・ドットは、コンベンショナルなスペーサ・ドットよりも小さいことが可能である(例えば直径1ミクロンという小ささ、通常は10〜50ミクロン)。接着剤のような追加の材料は不要であり、これにより製造材料及び工程が低減され、そして装置の光学的な透明度がさらに改善される。
【００１６】
軟質カバーシートと一体的な一体圧縮性スペーサ・ドットを形成する方法は少なくとも2つある。第1の方法は、スペーサ・ドットを有さない既存の形成済軟質カバーシートを採用し、そして、スペーサ・ドットの反転画像を画定する型において軟質カバーシートに熱及び圧力を加えることにより、軟質カバーシート内にスペーサ・ドットをエンボス加工することである。熱及び圧力は軟質カバーシートを改善して、型を取り外したときに軟質カバーシートが一体圧縮性スペーサ・ドットを有するようにする。このような型は、例えばシリンダであってよい。シリンダは、軟質カバーシート材料から成る連続シート上を転動する。第2の方法の場合、型に溶融ポリマーを塗布し、そしてこの溶融ポリマーをキャビティ内に押し込み(例えば射出ロール成形によって)、冷やしておき、次いで型から持ち上げることができる。型には、コンベンショナルな手段、例えば機械加工、ビーズ・ブラスト又はエッチングによってキャビティを設けることができる。本発明において使用するためのパターン付きシリンダ型を形成するために用いることができる電気機械的彫刻法及び高速工具サーボ法も、同時係属中の同一譲受人による米国特許出願第10/987,467号明細書に記載されている。ドット50の基底部(シート16に結合されている箇所)は、型から成形された材料を取り出すことを容易にするためにスペーサ・ドットの最大サイズを有していてよい。成形法は連続ロール成形であってよい。
【００１７】
いずれの方法を用いる場合にも、種々多様なスペーサ・ドット形状、例えば柱体形状、立方体形状、半球体形状、及びピラミッド形状が可能である。スペーサ・ドット形状は、数多くの考慮事項、例えば製造のために用いられる方法、カバーシートを変形させるために使用される物体のサイズ、ドットのサイズ、軟質カバーシート材料、及び使用可能な寿命全体にわたる装置の作動回数に依存する。
【００１８】
本発明の１つの態様の場合、本発明の一体圧縮性スペーサ・ドットは、平らな頂面を備えた円柱形状を有していてよい。円柱体は、正光透過を可能にし、そして対衝撃性を有する。さらに、円柱体の端部は、基板との優れた光学的接触を提供することができる。円柱体の直径及び高さは、所望の圧縮プロファイルを提供するように調節することができる。本明細書中に使用される圧縮プロファイルは、所望の圧縮作用及び拡大作用を受けるスペーサ・ドットの能力を意味する。
【００１９】
本発明の別の態様の場合、一体圧縮性スペーサ・ドットは半球体形状であってよい。半球体は精密ギャップ並びに高い光透過率を提供する。半球体はまた優れた圧縮性及び疲労特性を提供する。本発明の別の態様の場合、一体圧縮性スペーサ・ドットは、方形断面を有する柱体形状であってよい。方形の圧縮性スペーサ・ドット(例えば立方体)は、対衝撃性、並びに精密光学スペースを提供する。別の態様の場合、一体圧縮性スペーサ・ドットは、平らな頂面を有することができるピラミッド形状を含んでよい。ピラミッドは、精密光学ギャップ、並びに或る程度の光指向性を提供する。空気中の45度ピラミッドは、透過光を、ピラミッドの基底部に対して垂直な線に収束する傾向があり、光学スペース並びに光指向性を提供する。さらに、ピラミッド及び半球体の形状は、その形状が圧縮されるのに伴って、より迅速に変化する圧縮勾配を提供する。
【００２０】
一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートは、好ましくは、ポリマーから構成される。或る特定の態様の場合、透明な軟質カバーシートが、特に透明基板を含むタッチスクリーン装置との組み合わせで望まれることがある。透明高分子材料は、高い光透過特性を提供することができ、低廉であり、そして高分子材料から成るシートは、一体圧縮性スペーサ・ドットを有するように容易に形成することができる。好適なポリマー材料は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、セルロースエステル、ポリスチレン、ポリビニル樹脂、ポリスルホンアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、ポリスルホネート、ポリエステルイオノマー、及びポリオレフィンイオノマー、並びに、これらのコポリマー及びブレンドを含む。ポリカーボネートポリマーは高い光透過特性及び強度特性を有する。これらのポリマーのコポリマー及び/又は混合物を使用することができる。
【００２１】
ポリオレフィン、具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、及びこれらの混合物が特に適している。プロピレン及びエチレン、例えばヘキセン、ブテン及びオクテンのコポリマーを含むポリオレフィンコポリマーを使用することもできる。ポリオレフィンポリマーが適している理由は、これらが低コストであり、そして良好な強度及び表面特性を有し、そして軟質且つ引掻き抵抗性であることが判っているからである。
【００２２】
本発明の好ましい態様において軟質の透明カバーシートを形成するために使用される高分子材料の好ましい光透過率は、92%を上回る。500 MPaを上回る弾性率を有する高分子材料が適している。500 MPaを上回る弾性率は、一体圧縮性スペーサ・ドットが、タッチスクリーンに共通の圧縮力に耐えることを可能にする。さらに、ドットは強靭であり引掻き抵抗性を有するので、500 MPaを上回る弾性率は、効率的なタッチスクリーン集成体を可能にする。
【００２３】
軟質カバーシートと一体的なスペーサ・ドットは、光学面、例えばポリマー・ビーズを利用する従来技術のタッチスクリーン内に存在する表面からの望ましくない反射を著しく低減する。一体スペーサ・ドットはまた優れた耐久性をもたらす。それというのも、ドット位置が本発明の軟質カバーシート内に固定されており、振動中又は長時間の使用中に移動させられることがないからである。本発明の一体圧縮性スペーサ・ドットの高さは、好ましくは2〜100マイクロメートル、より好ましくは2〜50マイクロメートル、そして最も好ましくは10〜50マイクロメートルであるが、これよりも背の低い又は高いスペーサ・ドットがいくつかの用途において望ましいこともある。スペーサ・ドットの高さは、スペーサ・ドットの頂面と基板上の導電性塗膜との間に十分な距離を置くことにより、少なくともタッチスクリーンに触っていないときには、基板上の導電性塗膜と軟質シート上の導電性塗膜との不都合な電気的接触を回避できるようにするべきである。具体的には、この高さは、スペーサーが十分に高くないならばギャップを潜在的に埋めるおそれのある、導電性塗膜内に生じ得る凹凸又はその他の欠陥のサイズよりも少なくとも多少は大きくあるべきである。一般に、スペーサ・ドットの高さが高ければ高いほど、不都合な電気的接触の確率が低く、そして作動力が高くなることを意味する。高さが10マイクロメートル未満、具体的には2マイクロメートル未満であると、2つの導電層に十分なスペースを提供することができず、その結果、誤作動をもたらすおそれがある。高さが50マイクロメートルを上回り、具体的には100マイクロメートルを上回ると、これらの層の分離間隔は、2つの導電層を結合するためにあまりにも高い圧縮力を必要とし、ひいては問題をはらむことがある。
【００２４】
スペーサ・ドットの望ましい最大直径は一般に、これらの高さに依存するので、直径に対する高さの比がしばしば関連量となるが、直径の絶対値が重要であることもある。直径のより小さなドットは使用者に見えにくい。直径のより小さなドットはまた、スペーサ・ドットの総面積被覆率が小さいことにより、タッチパネルの電子性能をより良好にすることもできる。ドットが極めて大きいと、タッチスクリーン分解能が低下し、且つ/又は作動力が増大することがある。具体例では、スペーサ・ドットの最大直径は、1〜60マイクロメートルであってよいが、より小さな又はより大きいスペーサ・ドットをいくつかの用途において所望されることもある。いくつかの態様の場合、スペーサ・ドットの幅に対する高さの比は、好ましくは0.5〜3.0である。このアスペクト比範囲は、圧縮性且つ耐久性の長期持続性タッチ・スクリーン・スペーサ・ドットを可能にすることが判っている。
【００２５】
一体圧縮性スペーサ・ドットは好ましくは、0.25ミリメートルよりも大きい距離だけ、より好ましくは1ミリメートルよりも大きい距離だけ間隔を置いて配置される。スペースが0.25ミリメートル未満であると、2つの導電層間の接触を達成するためにあまりにも高い圧縮力が必要となる場合がある。本発明による一体圧縮性スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートのために使用されるポリマー及びドットのプロファイルは、好ましくは、100万回を上回る作動回数の弾性変形を可能にする。弾性変形は、作動後に元の高さの95 %以上を回復する、スペーサ・ドットの機械特性である。高品質タッチスクリーンは、装置の有効寿命全体にわたって一貫した作動力を有することも必要とされる。スペーサ・ドット疲労は、装置の寿命全体にわたって作動力を増大させ、その結果タッチスクリーン表面の引掻き傷を形成し、使用者のフラストレーションを招くおそれがある。
【００２６】
種々様々な高分子材料、無機添加剤、(1つの次元における材料サイズが、他の次元における材料サイズよりも著しく小さい)高アスペクト比を有する層状膨潤性材料、有機イオン、及び層材料の内位添加又は剥離に役立つ物質、例えばブロックコポリマー又はエトキシル化アルコール、スメクタイト粘土、ナノ複合材料、及び軟質カバーシート及び一体スペーサ・ドットを形成するための手段が、米国特許出願公開第20040090426号明細書に記載されている。引用することによりその内容を本明細書中に組み入れる。
【００２７】
圧縮性スペーサ・ドットのサイズ、形状、高さ、位置及びスペースは、特定の用途の圧力及び信頼性利用仕様に見合うように選択することができる。位置は所定のパターンを形成してよく、或いはランダムであってもよい。スペーサ・ドットの形状及び/又はスペースを変化させると、タッチスクリーン全体にわたって様々なレベルの感度、精度、及び耐久性を有するタッチスクリーンが形成され、これにより、その用途に合わせてタッチスクリーンの各領域が調節される。例えば、エンボス加工のプロファイルは様々に変化して、軟質カバーシートの寿命、透明度、及び物理特性を最大化するように、種々様々な軟質カバーシート材料を補完することができる。或る特定の態様の場合、同時継続中の同一譲受人による米国特許出願第10/988,340号明細書に記載されているように、タッチスクリーンの選択領域に対応する、差別化された最小所要作動力、及び差別化された耐久性のうちの1つ以上を確立するパターンを成すように、一体圧縮性スペーサ・ドットのサイズ及び位置を設定することが望ましい場合がある。
【００２８】
図5を参照すると、頂部直径Dpよりも75 %大きい基底部直径Dbを有する円錐台状のスペーサ・ドット50のプロファイルが、塗布された導電層18と一緒に軟質カバーシート16と一体化された状態で示されている。このジオメトリーは、優れた圧縮プロファイルを提供して、使用者によって加えられた中程度レベルの圧縮力がタッチスクリーンを作動させるのを可能にすることが判っている。頂部直径よりも75%大きい基底部直径は、ドットの摩耗を低減し、100万回を上回る作動の後で初めて5%の高さ損失をもたらす。図5に示された圧縮性ドットに適した材料は、ポリエステルとポリカーボネートとのブレンドであり、ポリカーボネートは、ポリエステルの10重量%の量で存在する。
【００２９】
図6を参照すると、本発明の好ましい態様において、一体スペーサ・ドット及び軟質カバーシートは、単一のユニットとして射出ロール成形される。射出ロール成形プロセスでは、ポリマー82がその融点を上回る温度に加熱され、そして、パターン付きローラ80と、パターン付きローラ80と直接に接触した、エラストマーでカバーされたバッキング・ローラ84とによって形成されたニップ86内に加圧下で射出される。パターン付きローラ80は、一体スペーサ・ドットを形成するためのキャビティのパターンを有する。ポリマーがニップ86内に射出されると、溶融ポリマーのうちのいくらかが、パターン付きローラのキャビティを満たすことにより、一体スペーサ・ドットを形成し、そしてポリマーの残りは、絞り出されて、一体スペーサ・ドットを有する平らなシートとなる。一体スペーサ・ドット及び軟質カバーシートが形成されたあと、一体スペーサ・ドットを有する軟質カバーシートがローラの両方から機械的に解放される。
【００３０】
次に導電層が、一体スペーサ・ドットの上方及び一体スペーサ・ドット間で軟質カバーシート上に適用される(90)。カーテン塗布、ロール塗布及びスピン塗布、スライド塗布、インクジェット印刷、パターン化グラビア塗布、ブレード塗布、電子写真塗布、及び遠心分離塗布を含む好適な塗布方法を用いて、導電性塗膜を適用することができる。導電性塗膜のシート抵抗率は典型的には、100〜600オーム／□であってよい。導電性材料が付着される表面は、当業者に知られた手段、例えば酸エッチング、火炎処理、コロナ放電処理、グロー放電処理のいずれかによって、付着力を改善するために前処理することができ、或いは、この表面には、好適なプライマー層を塗布することもできる。しかしながら、コロナ放電処理が、付着促進のための好ましい手段である。次いで塗膜を乾燥又は硬化させることにより、導電層を形成することができる。
【００３１】
好ましい態様の場合、導電層は透明であり、そして、金属酸化物、例えば酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、及び酸化アンチモン錫、及び導電性ポリマー、例えば置換型又は無置換型ポリチオフェン、置換型又は無置換型ポリピロール、単層炭素ナノチューブ、及び置換型又は無置換型ポリアニリンを含む材料から形成することができる。本発明のための好ましい導電性ポリマーは、ポリピロールスチレンスルホネート(米国特許第5,674,654号明細書においてポリピロール/ポリ(スチレンスルホン酸と称される)、3,4-ジアルコキシ置換型ポリピロールスチレンスルホネート、及び3,4-ジアルコキシ置換型ポリチオフェンスチレンスルホネートを含む。最も好ましい置換型電子伝導性ポリマーは、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェンスチレンスルホネート)を含む。
【００３２】
導電層が所定の位置に配置されると、一体スペーサ・ドット上又は一体スペーサ・ドット近くに材料の導電率が低減される。局部的な導電率低下は、例えば導電性材料を化学物質、例えば酸化剤又は漂白剤、例えば次亜塩素酸塩(例えば次亜塩素酸カルシウム又は次亜塩素酸ナトリウム)をパターン化処理することによって達成することができる。好適な化学物質は、2003年03月12日付けで付与されたCloots他による「Method for patterning a layer of conductive polymer (導電性ポリマー層のパターン化方法)」と題される欧州特許第1054414号明細書に記載されている。この開示内容に記載された、基板上の導電性ポリマー中に電極パターンを生成する方法は、10〜5000 mg/m2の導電性ポリマーを含有する層を適用することにより、導電層を調製し；そしてClO-、BrO-、MnO4-、Cr2O7--、S2O8--、及びH2O2から成る群から選択された酸化剤を含有する印刷溶液を使用して、前記層上に電極パターンを印刷する工程を含む。図6に示されているように、化学物質は、例えばインクジェット装置94で局所的に適用することができる。或いは、スペーサ・ドットがカバーシートの主要面から突出するのに伴って、第2導電層はスペーサ・ドットの上方の領域内に頂部を形成し、そして化学物質は、スペーサ・ビーズの上方に形成された第2導電層の頂部と、化学的に塗布された表面、例えばローラ(図示せず)とを接触させることにより、局所的に適用することができる。図7はその効果を示す。図7を参照すると、一体スペーサ・ドット50は、その上方に塗膜18を有しており、導電率が低減された局在領域55がスペーサ・ドットの上方に形成され、そして通常の導電率を有する領域57がスペーサ・ドット間に形成される。
【００３３】
図6にさらに示されているように、一体スペーサ・ドットを有する透明な軟質カバーシート材料のウェブを次いで切断する(92)ことにより、個々のカバーシート16を形成し、そして、これをタッチスクリーン10の基板12に適用することができる。
【００３４】
図8及び9を参照すると、本発明のタッチスクリーンは、タッチスクリーンの透明基板12としてフラットパネル・ディスプレイのカバー又は基板を使用することにより、フラットパネル・ディスプレイ内に一体化することができる。フラットパネル・ディスプレイは透明カバーを通して、又は透明基板を通して発光することができる。図8に示されているように、タッチスクリーンが一体化されたフラットパネルOLEDディスプレイ60は、基板12と、OLED材料40と、OLEDディスプレイのためのカプセル化カバー42とを含む。基板12の反対側では、タッチスクリーンは、第1導電層14と、第2導電層18及び一体圧縮性スペーサ・ドット50を有する軟質透明カバーシート16とを含む。
【００３５】
図9に示されているように、タッチスクリーンが一体化されたOLEDディスプレイ62は、基板11と、OLED材料40と、OLEDディスプレイのためのカプセル化カバー42とを含む。カプセル化カバー42は、タッチスクリーンのための基板として役立つ。カプセル化カバー42の反対側では、タッチスクリーンは、第1導電層14と、第2導電層18及び一体圧縮性スペーサ・ドット50を有する軟質透明カバーシート16とを含む。
【００３６】
1領域当たりの構造物の数は、スペーサ・ドットのサイズ及びパターン深さによって決定される。直径が大きければ大きいほど、そしてパターンが深ければ深いほど、所与の領域における構造物の所要数は少なくなる。従って、構造物の数は、ドットサイズ及びパターン深さによって固有に決定される。本発明のスペーサ・ドットは、パターンの周りの真空形成、ドットの射出成形、及びポリマー・ウェブ内のドットのエンボス加工によって製造することもできる。これらの製造技術は許容できる範囲のドットを産出するが、パターン付きローラ上にポリマーを射出ロール成形すると、本発明のスペーサ・ドットを有する軟質カバーシートがロールに形成されることが可能になり、これにより、製造コストが低下する。
【００３７】
射出ロール成形は、エンボス加工及び真空成形と比較して、より効率的に所望の複雑なドット・ジオメトリーを複製することが判っている。例えばLCD又はOLEDフラットパネル・ディスプレイに適用するために、軟質カバーシートが所望のサイズに切断されることがさらに考えられる。
【００３８】
本発明は、例えばOLED及び液晶ディスプレイ装置を含む任意のフラットパネル・ディスプレイと組み合わせて使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図1は、本発明の１つの態様によるタッチスクリーンの一部を示す概略図である。
【図２】図2は、図1に示されたタッチスクリーンの操作を示す概略図である。
【図３】図3は、従来のタッチスクリーンの一部を示す概略図である。
【図４】図4は、図3に示されたタッチスクリーンの操作を示す概略図である。
【図５】図5は、本発明による塗膜を有する一体スペーサ・ドットの1つを示す概略図である。
【図６】図6は、本発明によるタッチスクリーンの1つの製造方法を示す概略図である。
【図７】図7は、本発明の１つの態様による導電率低減領域を備えた塗膜を有する一体スペーサ・ドットの1つを示す概略図である。
【図８】図8は、下側発光型フラットパネル・ディスプレイと一体化された、本発明の１つの態様の抵抗タッチスクリーンを示す側面図である。
【図９】図9は、上側発光型フラットパネル・ディスプレイと一体化された、本発明の１つの態様の抵抗タッチスクリーンを示す側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
10    抵抗タッチスクリーン
11    基板
12    基板
13    指
14    第1導電層
16    カバーシート
18    第2導電層
20    スペーサ・ドット
40    OLED材料
42    カプセル化カバー
50    一体圧縮性スペーサ・ドット
55    導電率低減領域
57    導電性領域
60    タッチスクリーンが一体化されたOLEDディスプレイ
62    タッチスクリーンが一体化されたOLEDディスプレイ
80    パターン付きローラ
82    ポリマー
84    バッキング・ローラ
86    ニップ
90    導電層適用
92    切断工程
94    インクジェット適用
【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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【国際調査報告】
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