(57)【要約】【課題】  製造し易く、コスト削減が図られ、しかも有効面積が広がる抵抗式タッチスクリーンを提供すること。【解決手段】  タッチ領域を画定する透明基板と、該透明基板上に形成され該タッチ領域一面に延在する第１の導電性材料層と、該第１の導電性材料層への電気結線と、可撓性透明カバーシートと、該可撓性透明カバーシート上に形成された第２の導電性材料層と、該第２の導電性材料層への電気結線とを含んでなる抵抗式タッチスクリーンであって、該カバーシートが該基板から間隔を置いて取り付けられていることにより、該タッチ領域に触れると当該タッチ点で該第１の導電性材料層と該第２の導電性材料層との間で電気的接触が起こることになり、かつ、該第１の導電性材料層及び該第２の導電性材料層の少なくとも一方が可変導電率を有する、ことを特徴とする抵抗式タッチスクリーン。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）タッチ領域を画定する透明基板と、
ｂ）該透明基板上に形成され該タッチ領域一面に延在する第１の導電性材料層と、
ｃ）該第１の導電性材料層への電気結線と、
ｄ）可撓性透明カバーシートと、
ｅ）該可撓性透明カバーシート上に形成された第２の導電性材料層と、
ｆ）該第２の導電性材料層への電気結線と
を含んでなる抵抗式タッチスクリーンであって、該カバーシートが該基板から間隔を置いて取り付けられていることにより、該タッチ領域に触れると当該タッチ点で該第１の導電性材料層と該第２の導電性材料層との間で電気的接触が起こることになり、かつ、
ｇ）該第１の導電性材料層及び該第２の導電性材料層の少なくとも一方が可変導電率を有する
ことを特徴とする抵抗式タッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抵抗式タッチスクリーンに関する。より詳細には、本発明は抵抗式タッチスクリーンにおける抵抗層の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗式タッチスクリーンは、従来型ＣＲＴや、コンピュータ、特に携帯式コンピュータのフラットパネル形表示装置に、広く採用されている。図２及び図３に、透明基板１２を含み、接触領域を画定する第１導電層１４を有する従来型の４本ワイヤ型抵抗式タッチスクリーン１０の一部を示す。この導電層は、典型的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）又はポリチオフェンのような導電性ポリマーを含む。可撓性透明カバーシート１６は、第１導電層１４からスペーサドット２０によって物理的に隔離された第２導電層１８を含む。透明基板１２上の導電層１４の向かい合う縁部に、導電層１４より抵抗が小さく縁領域を画定する導電性パターン３０が、導電層１４の上に配置されている。導電性パターン３０は、導電層１４と電気接触している追加の材料層によって付与される。導電性パターン３０はまた、可撓性透明カバーシート１６上の導電層１８の向かい合う縁部に電気接触する状態でも付与される（導電性パターン３０が４本あることから、これを４本ワイヤ型と称している）。これらの導電性パターン３０の形状を調整することにより、当該タッチスクリーンの応答の線形性を改良することができる。例えば、１９８６年１１月２５日発行のJaegerの米国特許第４６２５０７５号明細書を参照されたい。これらの導電性パターン３０を使用して、導電層１４及び１８に対する電気接続を提供する。
【０００３】
別の設計態様（通称「５本ワイヤ型」）では、４本の導電性ストリップ３０をすべて基板１２の上に配置し、第２導電層１８を所謂５番目のワイヤとしている。５本ワイヤ型設計では、当該デバイス応答の線形性を改良するために、基板１２上の４本の導体３０に対して特殊なパターンを採用することもできる。
【０００４】
可撓性透明カバーシート１６を、例えば指圧で、変形することにより、第１導電層１４と第２導電層１８とを接触させる。電気結線３３を介して導電層１４を横断する電圧を印加し、そして得られる信号を層１８に接続された電気結線３１で測定することにより一方向における当該接触位置を決定する。次いで、導電層１８を横断する電圧を印加し、そして得られる信号を電気結線３３で測定することにより直交方向における当該接触位置を決定する。導電層１４及び１８は、電力使用量と位置検出精度とが最適化されるように選定された抵抗を有する。
【０００５】
従来の製造方法では、導電層１４及び１８の上に銀インクをスクリーン印刷することにより導体３０を製作していた。この方法には実用上いくつかの欠点がある。第一に、銀インクはコストがかかり、しかも追加の製造工程及び材料を要する点でスクリーン印刷法も高価である。第二に、銀インクは、その調製及び印刷を慎重に行わないと、導電層に対する密着性が良好にならない。その上、銀インクを導電層に密着させる方法には高温を要する場合があり、タッチスクリーンやその関連表示装置に含まれる他の材料にとって問題となる。さらに、タッチスクリーンの応答を線形化するため使用されるパターンを収容するために、タッチスクリーンの縁領域の幅を比較的広くしなければならないこともある。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６２５９４９０号明細書
【特許文献２】米国特許第６２１４５２０号明細書
【特許文献３】米国特許第５７３６６８８号明細書
【特許文献４】米国特許第５０４１７０１号明細書
【特許文献５】米国特許第４６２５０７５号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００２／００９４６６０号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００２／０１３５５６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、抵抗式タッチスクリーン用の導電性パターンを提供するための手段を改良し、さらには縁領域の幅を縮小し、当該タッチスクリーンの信頼性を高め、かつ、製造コストを削減することができるタッチスクリーンの製造方法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、タッチ領域を画定する透明基板と、該透明基板上に形成され該タッチ領域一面に延在する第１の導電性材料層と、該第１の導電性材料層への電気結線と、可撓性透明カバーシートと、該可撓性透明カバーシート上に形成された第２の導電性材料層と、該第２の導電性材料層への電気結線とを含んでなる抵抗式タッチスクリーンであって、該カバーシートが該基板から間隔を置いて取り付けられていることにより、該タッチ領域に触れると当該タッチ点で該第１の導電性材料層と該第２の導電性材料層との間で電気的接触が起こることになり、かつ、該第１の導電性材料層及び該第２の導電性材料層の少なくとも一方が可変導電率を有する、ことを特徴とする抵抗式タッチスクリーンによって解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるタッチスクリーンは、製造し易く、コスト削減が図られ、しかも有効面積が広がる点で、有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照する。従来型抵抗式タッチスクリーンの問題は、基板１２上に可変導電性層３２を使用することにより解決される。第２の導電層３４を有する可撓性透明カバーシート１６は、常用手段、例えばスペーサドット２０によって、可変導電性層３２から隔離されている。基板１２上に付着した導電層３２及び／又は可撓性透明カバーシート１６上に付着した導電層３４は、導電性が可変的である。
【００１１】
可変導電性層３２及び／又は３４の導電率は、変化が連続的であっても不連続的であってもよい。層の導電率が連続的である場合、当該層のシート抵抗は該層内の位置間で連続的かつ漸進的に変化する。層の導電率が不連続的である場合、当該層内の特定位置の導電率は、その近くの位置とは実質的に異なるものとなる。
【００１２】
従来型タッチスクリーンでは、抵抗式タッチスクリーンのタッチ領域における導電層のシート抵抗は３００〜６００Ω／□の範囲内にあることが典型的である。別の目的で、例えば電力消費量を削減したり、誤動作を少なくしたりするために、上記範囲の外側にある抵抗値を使用することもある。本発明の一態様では、当該シート抵抗は、タッチ領域において、３００〜６００Ωの範囲内で変動し、又、適宜該範囲の外側に及ぶことがある。本発明の別態様によると、図２の導電性パターン３０により画定される縁領域が、可変導電性層３２の高導電性部分３６に置き換えられる。
【００１３】
透明導電性コーティングに使用される典型的な材料として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）又はポリチオフェンのような導電性ポリマーが挙げられる。これらの材料を基板上にコーティングするので、そのシート抵抗は当該付着の厚さと共に変化する。当該材料の付着厚を変えることにより、可変導電性層を形成することができる。当該材料の付着厚を２倍にすると、そのシート抵抗は半減する場合がある。別態様として、当該材料の組成を単層において変化させることにより、当該層の導電率を変化させてもよい。可変導電性パターンを形成する基板は、硬質であっても軟質であってもよい。
【００１４】
具体的には、（例えば、１９９８年４月７日発行のBarrettらの米国特許第５７３６６８８号明細書に記載されているように）タッチスクリーン応答の線形性を改良するため、又は当該抵抗層に結線を提供するため、に形成されたもののような不連続導電性縁部パターン３０を構築することにより、可変導電性層３２を形成することができる。例えば、この特許明細書に示したパターンを、本発明による可変導電性層３２において形成することができる。さらに、可変導電性層３２をタッチ領域において連続的に変化させることにより、当該デバイス応答の線形性を改良することもできる。別態様として、縁領域とタッチ領域の両方に変化を与えることにより、タッチスクリーン応答の線形性を改良し、かつ、縁領域の幅を縮小することもできる。
【００１５】
図６に、可変導電性層３２の各角部に電気結線３３を有する５本ワイヤ型デバイスについて応答の線形性を改良するためのタッチ領域３５における可変導電率の地形図を示す。
【００１６】
図７に、各縁領域の中央に電気結線３３を有する５本ワイヤ型デバイスについて応答の線形性を改良するための可変幅を有する高導電性縁領域３６における可変導電率の上面図を示す。
【００１７】
図８に、可変導電率を提供するために厚さを変化させることにより応答の線形性を改良するよう付形された可変導電性縁領域３６の横断面図を示す。
【００１８】
可変導電性層３２は、基板１２又は可撓性透明カバーシート１６の上に、各種の手段によって形成することができる。２００１年４月１０日発行のWolkらの米国特許第６２１４５２０号明細書に、多層デバイスを形成するため熱転写要素を使用することが記載されている。別態様として、可変導電性層を提供するため、ポリチオフェンのような液状材料の付着量及び付着厚を変化させることができるようにインクジェット装置を構成することもできる。本出願人は、インクジェット装置を使用し、導電性材料を画素様式で付着することを実証した。さらに、両方の方法を利用して付着材料の種類を変化させることにより、好適な導電率を付与するため必要に応じて材料の異なる多成分層を提供することもできる。これらの技法は、不連続付着を行う場合にも、表面全体に連続的に変化する付着を行う場合にも、容易に利用される。
【００１９】
別の技法としてスパッタ法が有用となり得る。当該技術分野で知られている技法を連続ロール製造法に応用し、必要なマスク装置及び開口制御装置を備えたスパッタリングステーションの下方を連続基板を通過させることにより可変導電性層を提供することができる。図４に、上述の材料付着ステーション４２及び４４の上方を連続基板４０が通過している様子を示す側面図を示す。付着ステーション４２及び４４で材料４７が加熱されて蒸発し、連続基板４０の表面に凝縮する。材料付着を制御することにより、例えば、基板上の特定位置に付着を制限するマスク又は開閉するシャッタで、基板の特定部分が材料付着に晒されている時間を制御することができる。図５に、材料付着量の多い領域４８を設けるため、マスク４６を有する付着ステーション４４と共に、基板４０の端図を示す。
【００２０】
別の付着法として液体コーティングがある。液状材料を含有するホッパーを使用することにより、連続移動基板上に材料を制御しながら流入させることができる。付着の厚さ及び位置を変化させることにより、可変導電性層を設けることができる。可変導電性コーティングを設ける更に別の方法として、均一な透明導電性材料層を付着させ、その材料を選択的に除去することにより可変導電性層を設けるフォトリソグラフィの利用がある。
【００２１】
基板上に可変導電性層を設けた後は、当該技術分野で知られているように、その基板を他の要素と組み合わせることによりタッチスクリーンを形成することができる。
【００２２】
付着した材料の透明性は、どのようなタッチスクリーンにとっても重要な因子である。可変導電性層は、相応して変化する厚さと透明性又は色とを有することがある。このことは、表示領域の一部を構成しない場所（例えば、導電性パターン３０）では何ら問題とならない。表示領域の一部を構成する場所では、当該表示装置を駆動するために使用される画像信号を調整することにより、タッチスクリーンの透明性又は色のいかなる変動にも適応することができる。タッチスクリーンの透明性を補償するため表示装置の各画素の輝度又は色を調整する透明性又は色マップを使用することにより、補正された輝度又は色を示す表示装置を得ることができる。図９に示したように、タッチスクリーン５８を具備した表示装置の各画素について輝度及び／又は色を調整するルックアップテーブル５２を有するディスプレイコントローラ５０において、当該タッチスクリーンの色又は透明性の変動を補償する変更された画像信号５６を提供するために画像信号５４を変更するための手段を設けることができる。
【００２３】
本発明は、ＯＬＥＤ表示装置や液晶表示装置をはじめとするいかなるフラットパネル形表示装置にも組み合わせて使用することができる。その上、ＯＬＥＤ表示装置の基板又はカバーを、抵抗式タッチスクリーンの基板として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による４本ワイヤ型タッチスクリーンを示す略横断面図である。
【図２】従来技術の４本ワイヤ型タッチスクリーンを示す略図である。
【図３】従来技術の４本ワイヤ型タッチスクリーンを示す略側面図である。
【図４】本発明によるタッチスクリーンの製造工程を示す略側面図である。
【図５】製造工程を示す端図である。
【図６】本発明の一態様によりタッチ領域において連続変化を有する可変導電性層を示す地形図である。
【図７】本発明の一態様により縁領域において幅が変化する可変導電性層を示す略図である。
【図８】本発明の一態様により縁領域において厚さが変化する可変導電性層を示す略図である。
【図９】タッチスクリーンにおける透明性及び色の変動を補償するために画像信号を調整するためのディスプレイ及びドライバを示す略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…抵抗ワイヤ式タッチスクリーン
１２…基板
１４…第１の導電層
１６…カバーシート
１８…第２の導電層
２０…スペーサドット
３０…導電性パターン
３１、３３…電気結線
３２…可変導電性層
３４…導電層
３５…タッチ領域
３６…高導電性部分
４０…連続基板
４２、４４…付着ステーション
４６…マスク
４７…材料
４８…材料付着量の多い領域
５０…ディスプレイコントローラ
５２…ルックアップテーブル
５４…画像信号
５６…変更された画像信号
５８…ディスプレイ
【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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