(57)【要約】  本発明は、少なくとも一部が導電性である透明な２つの層を透明な絶縁性材料（１５）で隔てられた状態で有する透明多点接触タッチセンサ（１）において、前記層の少なくとも一方が透明シートからなり、その表面に、幅８０ミクロン未満の導電路の網（２３、２４）が堆積されていることを特徴とするタッチセンサに関する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が導電性である透明な２つの層を透明な絶縁性材料で隔てられた状態で有する透明多点接触タッチセンサにおいて、前記層の少なくとも一方が透明シートからなり、該透明シートの表面に、幅８０ミクロン未満の導電路の網が堆積されていることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
前記２つの層のそれぞれが透明シートからなり、該透明シートの表面に、互いに電気的に絶縁された幅８０ミクロン未満の導電路の網が堆積されていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記導電路の網が不透明な導電性材料からなることを特徴とする、請求項２に記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記２つの層の導電路の網が互いに垂直であることを特徴とする、請求項２または３に記載のタッチセンサ。
【請求項５】
他方の透明な層が、透明な導電性表面被覆を有することを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項６】
前記他方の透明な層が、ＩＴＯからなる導電性表面被覆を有することを特徴とする、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項７】
前記他方の透明な層が静電容量方式のセンサを有することを特徴とする、請求項５または６に記載のタッチセンサ。
【請求項８】
前記他方の透明な層が、投影型の静電容量方式のセンサを有することを特徴とする、請求項７に記載のタッチセンサ。
【請求項９】
上方の層が、厚さ１２５ミクロンのポリエステルシートからなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１０】
上方の層が、厚さ２０ミクロンのガラスシートからなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１１】
下方の層が、厚さ０．１〜３ｍｍのガラス基板からなることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１２】
下方の層が、可撓性のあるガラスシートからなることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１３】
前記２つの層の間隔が１２〜４０ミクロンであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１４】
同一の導電路の網に含まれる導電路が互いに平行で等間隔であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項１５】
前記導電路の網が、幅８０ミクロン未満の細い線の金属堆積物からなることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面堆積に基づく透明多点接触タッチセンサの分野に関する。
【０００２】
本発明は、パッシブマトリックス式の透明多点接触タッチセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのセンサは、好ましくはグラフィックインターフェイスを通じてある装置を制御することを目的として、センサ表面における複数の指の位置、圧力、サイズ、形状、移動を同時に取得する手段を有する。
【０００４】
このセンサは、携帯電話やコンピュータなど多数の装置で使用できるが、用途がこれだけに限られるわけではない。
【０００５】
現在は、抵抗方式のプレートを有する透明多点接触タッチセンサが知られている。このセンサは、導線に対応する複数の行または列が表面に印刷された透明な２つの導電層の間に位置する透明な絶縁層または半導層を有することが好ましい。
【０００６】
したがってこれらの導電層は、行と列の交点によって形成されるノードのマトリックスとして配置されている。半導層は、タッチセンサに接触していないときには開いたスイッチの役割を果たし、タッチセンサに接触しているときには２つの導電層が接触して閉じたスイッチの役割を果たす。
【０００７】
導電層は、一般に、ガラスまたはポリエステルからなる基板の上に堆積される。導電層は電極の役割を果たし、それぞれが、一方の表面で、透明な導電性材料からなる導電層となる。この材料はさらに、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、導電性ポリマー、カーボンナノチューブや、他のあらゆる透明な導電性材料で構成することができる。
【０００８】
従来技術では、触覚に関する情報を取得するため、仏国特許発明第２，８６６，７２６号に、多点接触二次元センサをさらに有する装置を目的とした１つの解決法が提案されている。
【０００９】
この特許に記載されているセンサは抵抗方式のマトリックス型プレートからなり、このプレートはさらに、導線に対応する複数の行または列が表面に印刷された透明な２つの導電層と、その透明な２つの導電層の間にある絶縁材料とで構成されている。従来技術による透明な導電層はＩＴＯで実現されていることが好ましい。ＩＴＯは、非常に薄い層だと導電性のある透明な材料である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ＩＴＯに基づく解決法にはいくつかの欠点がある。
−ＩＴＯの光学的特性に起因する輝度とコントラストの喪失。これは、スクリーンにより強力なバックライトが必要であることを特に意味し、したがってスクリーンでの電力消費が増大することを意味する。
−使用する材料の着色に起因する可視スペクトルの歪み。
−材料の過大な電気抵抗。そのため処理回路が複雑になる。
−消費量の増大にもかかわらず、材料の不足と価格高騰。その結果、調達がますます難しくなっている。
【００１１】
ＩＴＯの代替物の中では、導電性ポリマーは、十分な導体でもなく、十分に透明でもなく、カーボンナノチューブは、現在のところ、まだ制御があまりに難しい技術である。
【００１２】
本発明の目的は、金属堆積物からなる導電路で構成した少なくとも１つの透明な層をさらに有する透明多点接触タッチセンサを提案してこの欠点を改善することである。
【００１３】
この金属層は優れた導電率を示すため、ＩＴＯの調達という問題を回避しつつ、最少コストでタッチセンサを製造することができる。さらに、金属をミクロン程度、それどころかナノメートル程度の厚さに堆積させると、このセンサの透明度を非常に高くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を実現するため、本発明では、少なくとも一部が導電性である透明な２つの層を透明な絶縁性材料で隔てられた状態で有する透明多点接触タッチセンサにおいて、２つの層の少なくとも一方が透明シートからなり、その表面に、幅８０ミクロン未満の導電路の網が堆積されていることを特徴とするタッチセンサを提案する。
【００１５】
透明な層の透明シートはどれも、ＩＴＯ堆積物も、導電性ポリマーも、カーボンナノチューブも、透明な他のどのような導電性材料も含んでいないことが好ましい。
【００１６】
２つの層のそれぞれが透明シートからなり、その表面に、互いに電気的に絶縁された幅８０ミクロン未満の導電路の網が堆積されていることが好ましい。
【００１７】
導電路網は不透明な導電性材料からなることが好ましい。
【００１８】
特定の一実施態様では、導電路で用いる材料は、銅、銀、金、アルミニウムや、導電性金属の合金である。
【００１９】
２つの層の導電路網は互いに垂直であることが好ましい。
【００２０】
特定の一実施態様では、他方の透明な層は、透明な導電性表面被覆を有する。
【００２１】
この他方の透明な層は、ＩＴＯからなる導電性表面被覆を有することが好ましい。
【００２２】
別の特定の一実施態様では、この他方の透明な層は、静電容量方式のセンサを有する。
【００２３】
別の特定の一実施態様では、この他方の透明な層は、投影型の静電容量方式のセンサを有する。
【００２４】
第１の実施態様では、上方の層は、厚さ１２５ミクロンのポリエステルシートからなる。
【００２５】
第２の実施態様では、上方の層は、厚さ２０ミクロンのガラスシートからなる。
【００２６】
特定の一実施態様では、下方の層は、厚さ０．１〜３ｍｍのガラス基板からなる。
【００２７】
別の特定の一実施態様では、下方の層は、可撓性のあるガラスシートからなる。
【００２８】
２つの層の間隔は１２〜４０ミクロンであることが好ましい。
【００２９】
同一の導電路網に含まれる導電路は互いに平行で等間隔であることが好ましい。
【００３０】
導電路網は、幅８０ミクロン未満の細い線の金属堆積物からなることが好ましい。
【００３１】
本発明は、添付の図面に記載した例示としての非限定的実施例に関する詳細な説明を読めばよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の透明多点接触タッチセンサを有する電子装置の構造の斜視図である。
【図２】スペーサ用の球を有する従来の多点接触タッチセンサの断面図である。
【図３】透明な抵抗層を有する従来の多点接触タッチセンサの断面図である。
【図４】従来技術による多点接触タッチセンサの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施態様による多点接触タッチセンサの斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施態様による多点接触タッチセンサの斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施態様による多点接触タッチセンサの斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施態様によるタッチセンサの容量方式のプレートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明による透明多点接触タッチセンサは、多点接触タッチスクリーンに組み込まれることが想定されている。
【００３４】
図１は、電子タッチ装置の図であり、
−マトリックス式タッチセンサ１と、
−スクリーン２と、
−センサインターフェイス３と、
−主プロセッサ４と、
−グラフィック用プロセッサ５と、を有する。
【００３５】
このタッチ装置の第１の基本要素は、センサインターフェイス３を用いた取得（多点接触操作）のために必要なマトリックス式タッチセンサ１である。このタッチセンサ１はマトリックス式である。センサインターフェイス３は、取得と分析のための回路を有する。
【００３６】
このセンサは、データ取得の高速化のため、場合によっては複数の部分に分割して各部分を同時にスキャンすることができる。
【００３７】
センサインターフェイス３からのデータは、フィルタリングされた後、主プロセッサ４に送られる。主プロセッサ４は、スクリーン２に表示して操作するグラフィックオブジェクトにセンサのデータを関連付けることのできるローカルプログラムを実行する。
【００３８】
また、主プロセッサ４は、スクリーン２に表示するデータをグラフィックインターフェイス５に送る。このグラフィックインターフェイスはさらに、グラフィック用プロセッサで制御することができる。
【００３９】
図２〜図４は、従来技術による透明多点接触タッチセンサを実現することを目的とした層の組み立て図である。このセンサは、公知のタイプの抵抗方式のマトリックス型プレートを有する。
【００４０】
抵抗方式のマトリックス型タッチプレートは積層した２つの面を有しており、その面上にはＩＴＯ導電路が構造化されている。
【００４１】
センサ１はさらに、
−ガラス基板１１、
−ポリエステルシート１２、
−２つのＩＴＯ導電面１３、１４、
−絶縁層１５を有する。
【００４２】
センサ１は、抵抗方式タッチセンサである。２つの導電面１３と１４は、その目的として電極の役割を果たす。
【００４３】
２つのＩＴＯ導電面（１３、１４）は、別の透明な導電性材料で実現することもできる。材料として例えば導電性ポリマーが挙げられるが、これだけに限られるわけではない。
【００４４】
２つのＩＴＯ導電面がある場合、その２つの面のそれぞれは、その面全体に構造化されたＩＴＯ導電路を有する。
【００４５】
上層１９のＩＴＯ導電面１４は、図４に示したようにＸ軸に沿って複数の行に配置した導電路２２を有する。下層１８のＩＴＯ導電面１３は、図４に示したようにＹ軸に沿って複数の列に配置した導電路２１を有する。したがってこれら２つの面１３と１４によって形成されるセットが、ＩＴＯ導電路のマトリックスを形成する。行／列を逆にすることも可能である。
【００４６】
同一の導電路網に含まれる導電路は、互いに平行で等間隔であることが好ましい。
【００４７】
絶縁層１５はスイッチの役割を果たす。このスイッチは、指、または、センサに接触することを目的とした他の物体がセンサ１に接触していないときには開いていて、接触すると閉じられる。
【００４８】
この絶縁層１５は、図２に示したようにスペーサ用の球１６で構成することができる。
【００４９】
スペーサ用の球１６は、透明な抵抗性材料層で置き換えることが好ましい。その抵抗性材料は、例えば、抵抗が押す力に応じて変化し、十分な力で押すと抵抗が低下する導電性ポリマーである。
【００５０】
１つの行が１つの列と接触したか否か（そのことによってプレート上の接触点が決まる）を知りたいときには、スイッチの端子間の電圧を測定するだけで十分である。
【００５１】
ガラス基板１１はセンサ１の支持要素であり、その上に他の要素１２〜１５が配置される。このガラス基板は、スクリーン２にグラフィックオブジェクトを表示したときにセンサ１を通して見て十分に透き通って見える透明度を持つ。
【００５２】
ポリエステルシート１２により、センサは、例えば先端の尖った器具によって生じる線状の傷に耐えることができる。
【００５３】
この実施態様では、２つの導電面１３と１４は、絶縁層１５によって互いに絶縁されている。１つの行と１つの列の交点が接触点を形成する。例えば指をプレートの上に置くと、上層１９の表面に位置する１つまたは複数の列が下層１８の表面に位置する１つまたは複数の行と接触し、１つまたは複数の接触点を作り出す。
【００５４】
従来技術によるこの実施態様では、抵抗方式タッチセンサは、ＩＴＯ導電面のために透明度が低下している。それに加え、ＩＴＯが不足しているという事実から、このような実施態様の実現はますます難しくなっている。本発明による以下の実施態様は、こうした欠点を解決することを目的とする。
【００５５】
図５は、本発明による透明多点接触タッチセンサの第１の実施態様を実現することを目的とした層の組み立て図である。
【００５６】
この実施態様のセンサ１は、１つしかＩＴＯ導電面１４を有していない。ＩＴＯ導電面１３は、細い線２３を堆積させた層で置き換えられている。
【００５７】
ＩＴＯ導電面１４は、複数の行に配置された導電路２２を有するのに対し、細い線２３は複数の列にして配置されている。したがってこれらの導電路２２と２３によって形成されるセットが、導電路のマトリックスを形成する。行／列を逆にすることも可能である。
【００５８】
細い線２３は、スクリーンの表示を不明瞭にしないため８０ミクロン未満の太さである。太さは２０ミクロン未満であることが好ましい。
【００５９】
この実施態様では、細い線２３はガラス基板１１の上に配置される。このガラス基板１１は、厚さが０．１〜３ｍｍである。
【００６０】
別の一実施態様では、ガラス基板は、可撓性のあるガラスシートで置き換えることができる。
【００６１】
ＩＴＯ導電面１４は、透明な他の任意の導電性表面被覆で構成することもできる。
【００６２】
上記のＩＴＯ導電面１４は、ポリエステルシート１２の下に堆積される。このポリエステルシートは厚さが１２５ミクロンである。
【００６３】
別の一実施態様では、ポリエステルシートは、厚さ１００ミクロンの板ガラスシートで置き換えられる。
【００６４】
層と層の間隔、すなわちガラス基板１１とポリエステルシート１２との間隔は、１２〜４０ミクロンである。
【００６５】
この実施態様では、センサ１は、タッチスクリーンの表示を不明瞭にする可能性のあるＩＴＯが堆積された導電面を１つしか有していない。その結果、センサは、従来と比べて透明度が向上している。そのためこのスクリーンの電力消費をより少なくすることもできる。
【００６６】
図６は、本発明による透明多点接触タッチセンサの第２の実施態様を実現することを目的とした層の組み立て図である。
【００６７】
この実施態様のセンサ１は、ＩＴＯ導電面をもはや有しておらず、細い線２３と２４を堆積させた２つの層になっている。
【００６８】
上層１９の細い線２４は複数の行に配置されているのに対し、下層１８の細い線２３は複数の列に配置されている。これらの導電路２３と２４によって形成されるセットが、導電路のマトリックスを形成する。行／列を逆にすることも可能である。
【００６９】
細い線２３と２４は太さが８０ミクロン未満であり、好ましくは太さが２０ミクロン未満である。
【００７０】
この実施態様では、センサ１は、ＩＴＯを堆積させた導電面をもはや有していない。その結果、センサは、前の実施態様と比べて透明度が向上している。そのためバックライトの電力を制限することで、スクリーンの電力消費を制限することができる。
【００７１】
図７と図８は、本発明の透明多点接触タッチセンサの第３の実施態様を実現することを目的とした層の組み立て図である。この実施態様は、容量／抵抗方式のプレートを実現することを目的としている。
【００７２】
この実施態様によるセンサ１は、下層１８の表面には導電路２１の網を有するＩＴＯ導電面１３を有し、上層１９の表面には細い線２４の網を有する。
【００７３】
下層１８のＩＴＯ導電面１３は複数の行に配置された導電路２１を有するのに対し、上層１９は複数の列に配置された導電路２４を有する。したがってこれら導電路２１と２４によって形成されるセットが、導電路のマトリックスを形成する。行／列を逆にすることも可能である。
【００７４】
下層１８のＩＴＯ導電面１３は、図８に示してあるように、導電路が複数の行で配置されていることに加え、静電容量方式のセンサ（３２、３４）を有する。
【００７５】
この静電容量方式のセンサ（３２、３４）は、投影型の静電容量方式のセンサであることが好ましい。すると指がセンサ１に必ずしも接触しなくても近づいたときにそのことを探知できる。このようにして構成した静電容量方式のセンサにより、好ましくはポリエステルシート１２を強化ガラス基板で置き換えることができる。するとタッチスクリーンの耐久性が最適になる。
【００７６】
この実施態様では、前の実施態様と比べて透明度が低下していることと引き換えに、容量／抵抗方式カップリングを実現できる。すると２つのタイプの測定の欠点の制約を受けることなく、それぞれの利点を利用することができる。
【００７７】
実際、静電容量方式のセンサでは、接触するのが指、または静電容量方式のセンサ特有の他の物体に限定されるが、優れた接触感度が提供される。抵抗方式センサは感度が劣るが、接触するあらゆるタイプの物体を感知することができる。
【００７８】
この実施態様により、抵抗方式センサにおいて接触する物体の多様性とともに、静電容量方式のセンサの感度を得ることが可能になる。
【００７９】
本発明の透明多点接触タッチセンサにより、多点接触タッチスクリーンを実現することができる。このスクリーンは、透明度と輝度が非常に優れているため、バックライトを用意する必要性を最小限にすることで電力消費を最少にすることができる。
【００８０】
それと同時に、本発明に従って配置した細い線の抵抗が非常に小さくなるに従い、このスクリーンの触覚特性は改善される。
【００８１】
最後に、ＩＴＯ材料の不足と消費量増大のため当業者は別の解決法を探さざるをえなくなっているが、本発明により、そのＩＴＯ材料の使用を控えることが可能になる。
【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】
2011509450.tif 000009
【図８】
2011509450.tif 000010
【国際調査報告】
2011509450.tif 000011
2011509450.tif 000012
2011509450.tif 000013
2011509450.tif 000014
2011509450.tif 000015
2011509450.tif 000016