(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の静電容量式感知コンポーネントであって、第１の基板と、前記第１の基板上に形成された第１のパターン化感知層とを含み、前記第１のパターン化感知層は複数の第１の感知電極を含み、前記複数の第１の感知電極は、前記第１の基板上に配置された金属メッシュにより形成される、第１の静電容量式感知コンポーネントと、
前記第１の静電容量式感知コンポーネント上に設けられた第２の静電容量式感知コンポーネントであって、第２の基板と、前記第２の基板上に形成された第２のパターン化感知層とを含み、前記第２のパターン化感知層は複数の第２の感知電極を含み、前記複数の第２の感知電極は、前記第２の基板上に配置された金属メッシュにより形成される、第２の静電容量式感知コンポーネントと、
前記第２の静電容量式感知コンポーネントの前記第２のパターン化感知層上に積層されたカバープレートと、を備え、
前記第２の感知電極は第１の方向に沿って延びる細長いストリップであり、前記第１の感知電極は前記第１の方向に対して直角な第２の方向に沿って延びる細長い棒であり、
前記第１の感知電極の各々の幅は、前記第２の感知電極の各々の幅よりも狭いことを特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
前記金属メッシュの線幅は、４５ｎｍより広いか又はこれと等しく、かつ、４００００ｎｍより狭いか又はこれと等しいことを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記金属メッシュは、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
前記金属メッシュの表面には抗酸化層が設けられ、前記抗酸化層は、金、白金及びニッケルから成る群から選択される材料から作製されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
タッチスクリーンの製造方法であって、
第１の基板と前記第１の基板上に形成された第１のパターン化感知層を含む第１の静電容量式感知コンポーネントであって、前記第１のパターン化感知層は細長い棒である複数の第１の感知電極を含む第１の静電容量式感知コンポーネントを形成するステップと、
第２の基板と前記第２の基板上に形成された第２のパターン化感知層を含む第２の静電容量式感知コンポーネントであって、前記第２のパターン化感知層は細長いストリップである複数の第２の感知電極を含み、前記第１の感知電極の各々の幅は、前記第２の感知電極の各々の幅よりも狭い、第２の静電容量式感知コンポーネントを形成するステップと、
前記第１のパターン化感知層の前記第１の感知電極が第１の方向に沿って配列され、前記第２のパターン化感知層の前記第２の感知電極が前記第１の方向と直角の第２の方向に沿って配置されるように、前記第１の静電容量式感知コンポーネントと、前記第２の静電容量式感知コンポーネントと、カバープレートを、光学接着剤を介して順に接合するステップと、
前記第１の静電容量式感知コンポーネントと前記第２の静電容量式感知コンポーネントを回路基板に電気的に接続するステップと、
を含むことを特徴とするタッチスクリーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式感知コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高い透明性、マルチタッチ、長寿命及び他の利点のために、静電容量式タッチスクリーンがますます市場に支持されるようになっている。現在では、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより、透明な導電性材料である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をＰＥＴ又はガラス基板上に塗布して、静電容量式感知コンポーネントを形成する。静電容量式感知コンポーネント、カバープレート及び回路基板を組み立ててタッチスクリーンを形成する。
【０００３】
しかしながら、インジウムは、希土類元素であり、自然埋蔵量が比較的少なく、高価であるため、静電容量式感知コンポーネント及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンの価格は高くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、低価格の静電容量式感知コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
静電容量式感知コンポーネントが、
基板と基板上に形成されたパターン化感知層とを含み、パターン化感知層は複数の感知電極を含み、複数の感知電極は、基板上に配置された金属メッシュにより形成される。
【０００６】
１つの実施形態において、金属メッシュの線幅は、４５ｎｍより広いか又はこれと等しく、かつ、４００００ｎｍより狭いか又はこれと等しい。
【０００７】
１つの実施形態において、金属メッシュは、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製される。
【０００８】
１つの実施形態において、金属メッシュの表面には、抗酸化層が設けられ、抗酸化層は、金、白金、及びニッケルから成る群から選択される材料から作製される。
【０００９】
静電容量式感知コンポーネントの製造方法が、
基板上に金属層を形成するステップと、
露光及び現像により金属層を処理して金属メッシュを形成し、金属メッシュにより、基板上に配列された複数の感知電極を形成し、基板上にパターン化感知層を形成するステップとを含む。
【００１０】
１つの実施形態において、金属層は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製される。
【００１１】
タッチスクリーンが、
上述のいずれか１つによる静電容量式感知コンポーネントと、
静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層上に積層されたカバープレートと、を含む。
【００１２】
１つの実施形態において、感知電極は、第１の感知電極及び第２の感知電極を含み、第１の感知電極及び第２の感知電極は交互配置される。
【００１３】
１つの実施形態において、静電容量式感知コンポーネントの数は２つであり、静電容量式感知コンポーネントの一方の基板は、静電容量式感知コンポーネントの他方のパターン化感知層上に積層され、静電容量式感知コンポーネントの一方のパターン化感知層の複数の感知電極は、第１の方向に沿って配列され、静電容量式感知コンポーネントの他方の第２のパターン化感知層の複数の感知電極は、第２の方向に沿って配列される。
【００１４】
１つの実施形態において、第１の方向は、第２の方向に対して直角である。
【００１５】
静電容量式コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンにおいて、パターン化感知層の感知電極は、金属メッシュにより作製され、酸化インジウムスズを使用しないので、静電容量式感知コンポーネントの価格は低い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】タッチスクリーンの実施形態の概略断面図である。
【図２】図１に示されるタッチスクリーンの金属メッシュの概略平面図である。
【図３】タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。
【図４】タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。
【図５】タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。
【図６】図１に示されるタッチスクリーンの第１の静電容量式感知コンポーネント及び第２の静電容量式感知コンポーネントの組立体の概略平面図である。
【図７】タッチスクリーンの第１の静電容量式感知コンポーネント及び第２の静電容量式感知コンポーネントの別の実施形態の組立体の概略平面図である。
【図８】第１の静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層の別の実施形態の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
より容易に理解できるように、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の好ましい実施形態が、図中に与えられる。しかしながら、本発明は、本明細書に説明される実施形態に限定されるものではなく、異なる方法で実施することができる。対照的に、これらの実施形態を提供する目的は、開示される本発明の内容をより完全かつ包括的にすることである。
【００１８】
１つのコンポーネントが別のコンポーネント上に「固定される」と言われる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネント上に直接存在することもあり、又はそれらの間にコンポーネントが存在することもあることを明らかにする必要がある。１つのコンポーネントが別のコンポーネントに「接続される」と考えられる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネントに直接接続されることもあり、又は同時にそれらの間にコンポーネントが存在してもよい。本文書において、「垂直方向」、「水平方向」、「左」、「右」、及び類似した表現の用語の使用は、例示の目的のためだけのものである。
【００１９】
特に別に定めのない限り、本文書で用いられる技術及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本文書における本発明の明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。本文書で用いられる「及び／又は」という用語は、１つ又はそれ以上の関連した項目の組み合わせを含む。
【００２０】
図１を参照すると、タッチスクリーン１０の実施形態が、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０、第１の接着剤層１３０、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０、第２の接着剤層１６０、カバープレート１７０、及び回路基板１８０を含む。第１の静電容量式感知コンポーネント１１０は、第１の基板１１２及び第１のパターン化感知層１１４から成り、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、第２の基板１４２及び第２のパターン化感知層１４４から成る。
【００２１】
第１の基板１１２は、光学膜又はガラス板である。図示される実施形態において、第１の基板１１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の材料で作製される。
【００２２】
第１のパターン化感知層１１４は、第１の基板１１２の表面上に形成される。
【００２３】
図２を参照すると、第１のパターン化感知層１１４は、第１の方向Ｘに沿って配列された複数の第１の感知電極１１４２を含む。第１の感知電極１１４２は、第１の基板１１２の表面上に配置された金属メッシュ２０により作製される。
【００２４】
図３を参照すると、図示される実施形態において、金属メッシュ２０は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、又は銅−ニッケル合金で作製される。金属メッシュ２０の酸化を避けるため、抗酸化層が金属メッシュ２０の表面上に形成され、抗酸化層は、金、白金又はニッケル等のような不活性金属の材料で作製される。
【００２５】
金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、４５ｎｍより広い又はこれに等しく、かつ４００００ｎｍより狭いか又はこれに等しい。金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、タッチスクリーン１０の解像度に影響を及ぼし、金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）が広すぎると、線が見えるため、タッチスクリーン１０の解像度が影響を受け得ることに留意すべきである。金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、４５ｎｍより広いか又はこれに等しく、かつ、５０００ｎｍより狭いか又はこれに等しいことが好ましい。
【００２６】
信号に対するタッチスクリーン１０の感度を保証するために、金属メッシュ２０の開口率（Ｋ）、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の透過率（Ｔ1）及び第１の基板１１２の透過率（Ｔ2）は、Ｔ1＝Ｔ2＊Ｋのように表される。従って、所望の条件を満たした金属メッシュ２０の開口率は、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の設計透過率に従って計算することができる。
【００２７】
以下の金属メッシュ２０を例にとると、金属メッシュ２０のグリッドの形状は正方形である。金属メッシュ２０の線幅はＤであり、金属メッシュ２０のグリッドの開口幅はＬである。金属メッシュ２０は、辺の長さがＤ＋Ｌである複数のユニットセルから成るものと見なすことができ、金属メッシュ２０の開口率（Ｋ）＝ユニットセルの面積を金属メッシュ２０の面積で割ったもの、である。具体的には、図示される実施形態において、Ｋ＝Ｌ2／（Ｌ＋Ｄ）2である。
【００２８】
金属メッシュ２０のグリッドは、図２に示した正方形に限られるものではなく、例えばそれぞれ図４乃至図６に示される、金属メッシュ３０、金属メッシュ４０及び金属メッシュ５０のグリッドは、角柱形、三角形、又は六角形など、多角形であってもよいことに留意すべきである。
【００２９】
図２を参照すると、図示される実施形態において、第１の感知電極１１４２の各々は、順に接続された複数の感知ユニット１１４４及びワイヤ１１４６を含む。感知ユニット１１４４は、略角柱形であり、複数の感知ユニット１１４４は、第２の方向Ｙに沿って順に接続され、感知ユニット１１４４の１つの、２つの対向するコーナー部は、それぞれ２つの隣接する２つの感知ユニット１１４４のコーナー部に接続される。第１の基板１１４は略矩形であるため、２つの端部上の２つの感知ユニット１１４４は、切断のために三角形又は多角形であることに留意すべきである。
【００３０】
ワイヤ１１４６は、第１の感知電極１１４２の一端に配置された感知ユニット１１４４に電気的に接続される。図示される実施形態において、ワイヤ１１４６は金属ワイヤであり、ワイヤ１１４６及び該ワイヤ１１４６に接続された第１の感知電極１１４２は、一体化される。
【００３１】
図１を参照すると、第２の基板１４２は、第１の接着剤層１３０を介して第１のパターン化感知層１１４に接合される。第１の接着剤層１３０は、光学接着剤であり、具体的に、第１の接着剤層１３０の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。
【００３２】
第２の基板１４２は、光学膜又はガラス板である。図示される実施形態において、第１の基板１１２の材料はＰＥＴである。第２の基板１４２のサイズは、第１の基板１１２のサイズより小さい。
【００３３】
図２を参照すると、第２のパターン化感知層１４４は、第２の基板１４２の表面上に形成される。第２のパターン化感知層１４４は、第２の方向Ｙに配列された複数の第２の感知電極１４４２を含む。第２の感知電極１４４２は、第２の基板１４２上に配置された金属メッシュ２０により作製される。図示される実施形態において、第２の感知電極１４４２の各々は、順に接続された複数の感知ユニット１４４４とワイヤ１４４６とを含む。感知ユニット１４４４は、略角柱形であり、複数の感知ユニット１４４４は、第１の方向Ｘに沿って順に接続される、つまり感知ユニット１４４４の１つの２つの対向するコーナー部は、それぞれ、２つの隣接する感知ユニット１４４４のコーナー部に接続される。第２の基板１４２は略矩形であるため、２つの端部にある２つの感知ユニット１４４４は、切断のために三角形又は多角形である。第２のパターン化感知層１４４の感知ユニット１４４４は、第１のパターン化感知層１１４の感知ユニット１１４４の隙間に対応する。
【００３４】
カバープレート１７０は、第２の接着剤層１６０を介して第２のパターン化感知層１４４に接合される。第２の接着剤層１６０は、光学接着剤であり、具体的には、第２の接着剤層１６０の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。
【００３５】
カバープレート１７０は、強化ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）又はポリメチルメタクリレート（アクリル樹脂と略される）により形成された単層の板又は多層の複合板である。図示される実施形態において、カバープレート１７０のサイズは、第１の基板１１２のサイズとほぼ同じである。
【００３６】
回路基板１８０は、可撓性回路基板である。図示される実施形態において、回路基板１８０は、制御回路を有し、かつ、導電接着剤を介して、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２のワイヤ１１４６及び第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１１４２のワイヤ１４４６に電気的に接続される。導電接着剤は、異方性導電接着剤であることが好ましい。
【００３７】
タッチスクリーン１０の第１のパターン化感知層１１４及び第２のパターン化感知層１４４は、金属メッシュで作製され、酸化インジウムスズを使用しないので、タッチスクリーン１０の価格は低い。一方、金属メッシュの透過率は高い。
【００３８】
図７を参照すると、別の実施形態のタッチスクリーン６０の構造は、タッチスクリーン１０のものとほぼ同じであり、違いは、タッチスクリーン６０の第１の感知電極６１４２は、第２の方向Ｙに沿って延びる細長い棒であり、第２の感知電極６４４２は、第１の方向Ｘに沿って延びる細長いストリップであることである。図示される実施形態において、第１の感知電極６１４２の幅は、第２の感知電極６４４２の幅より狭い。
【００３９】
第１の接着剤層１３０、並びに第２の基板１４２及び第２のパターン化感知層１４４からなる第２の静電容量式感知コンポーネント１４０を省略できることを理解すべきである。図８を参照すると、第１のパターン化感知層８１４は、複数の第１の感知電極８１４２及び複数の第２の感知電極８１４４を含む。第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４は、直角三角形であり、第１の感知電極８１４２の形状及びサイズは、第２の感知電極８１４４の形状及びサイズと同じである。第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４は、対で配置され、対で配置された第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４の斜辺は、互いに対向する。第１の感知電極８１４２のより短い直角辺は、同一直線上にある。第２の感知電極８１４４のより短い直角辺は、同一直線上にある。図示される実施形態において、第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４のより短い直角辺には、共にワイヤ８１４６が設けられる。図示される実施形態において、ワイヤ８１４６は金属ワイヤであり、ワイヤ８１４６及び第１の感知電極８１４２又は第２の感知電極８１４４は、一体化される。
【００４０】
静電容量式感知コンポーネントの製造方法が、以下のステップを含む。：即ち、
【００４１】
Ｓ１０１：金属層が基板上に形成される。
図示される実施形態において、金属層は、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより形成される。金属層は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、又は銅−ニッケル合金で作製される。金属層の酸化を避けるため、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより、抗酸化層が金属層の表面上に形成される。抗酸化層は、金、白金又はニッケル等のような不活性金属で作製される。
【００４２】
Ｓ１０２：金属層を、露光及び現像により処理して金属メッシュを形成し、さらに、金属メッシュを基板上に配列した複数の感知電極にパターン化する。従って、パターン化感知層は、基板上に形成される。
【００４３】
図示される実施形態において、パターン化感知層は、感知電極に対応して接続された複数のワイヤをさらに含み、ワイヤ及び対応する感知電極は一体化される。
【００４４】
静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層は金属で作製され、価格は低い。さらに、露光及び現像により、ワイヤ及び対応する感知電極は一体化され、これは、高効率の処理方法である。
【００４５】
タッチスクリーン１０の製造方法が、以下のステップを含む。
【００４６】
Ｓ９０１：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０を準備する。
【００４７】
図示される実施形態において、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の製造方法は、以下のステップを含む。：即ち、最初に、金属層を第１の基板１１２上に形成し、次いで、金属層を、露光及び現像により処理して金属メッシュ２０を形成し、さらに金属メッシュ２０をパターン化して、第１の基板１１２上に配列した複数の感知電極１１４２を形成し、かくしてパターン化感知層１１４が第１の基板１１２上に形成される。図示される実施形態において、第１の感知電極１１４２に接続されたワイヤ１１４６及び対応する第１の感知電極１１４２は、一体化される。
【００４８】
第２の静電容量式感知コンポーネント１４０の製造方法は、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の製造方法と同じであり、ここでは詳細に説明しない。
【００４９】
Ｓ９０２：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０及びカバープレート１７０が、光学接着剤を介して順に接合される。
【００５０】
図示される実施形態において、光学接着剤の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。
【００５１】
具体的には、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０の第２の基板１４２は、第１の接着剤層１３０を介して、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４に接合され、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２は、第１の方向（Ｘ）に沿って配列され、第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１４４２は、第２の方向（Ｙ）に沿って配列される。カバープレート１７０は、第２の接着剤層１６０を介して、第２のパターン化感知層１４４に固定される。
【００５２】
Ｓ９０３：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、回路基板１８０に電気的に接続される。
【００５３】
図示される実施形態において、回路基板１８０は、導電接着剤を介して、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２のワイヤ１４４６及び第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１４４２のワイヤ１４４６に接合され、従って、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、回路基板１８０に電気的に接続される。導電接着剤は、異方性導電接着剤であることが好ましい。
【００５４】
静電容量式感知コンポーネント及びタッチスクリーン１０の製造方法において、パターン化感知層は、金属で作製されるので価格が低く、ワイヤ及び対応する感知電極は、露光及び現像により一体化されるので、効率性が高い。
【００５５】
第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は省略することができ、その場合、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４は、複数の第１の感知電極及び複数の第２の感知電極を含み、ステップＳ９０２において、カバープレート１７０は、光学接着剤を介して、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４に接着される。
【００５６】
実施例の説明は、具体的かつ詳細であるが、これらの説明は、本開示を限定するために用いてはならないことを理解すべきである。従って、本特許の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲に従うべきである。
【符号の説明】
【００５７】
１０、６０：タッチスクリーン
２０、３０、４０：金属メッシュ
１１０：第１の静電容量式感知コンポーネント
１１２：第１の基板
１１４、８１４：第１のパターン化感知層
１３０：第１の接着剤層
１４０：第２の静電容量式感知コンポーネント
１４２：第２の基板
１４４：第２のパターン化感知層
１６０：第２の接着剤層
１６０：第２の接着剤層
１７０：カバープレート
１８０：回路基板
１１４２、６１４２、８１４２：第１の感知電極
１４４２、６４４２、８１４４：第２の感知電極
１１４４、１４４４：感知ユニット
１１４６、８１４６：ワイヤ
【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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