(57)【要約】本発明は、タッチ入力に応じて、第２の層に向けて移動可能な第１の層を具備し、タッチ入力の位置が第１の層の移動により検出される信号から決定可能であるタッチセンサを提供する。第１の層および第２の層は、センサの感触領域にわたって分布する複数のスペーサによって共に接合される。本発明はまた、タッチセンサを作製するために、スペーサを第１の層および第２の層に接合する方法を提供する。
2006506708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感触領域を有するタッチセンサであって、
間隙によって離隔される第１の層および第２の層と、タッチ位置を決定するための信号を生成するために、前記感触領域におけるタッチに応じて、前記第１の層が前記第２の層に向けて移動可能であり、
前記感触領域内に配置され、前記第１の層および前記第２の層の両方に接合される複数の両面接合スペーサと、
を具備することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
複数の片面接合スペーサをさらに具備し、それぞれが前記第１の層または前記第２の層にのみ接合される、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記第１の層と前記第２の層との間の前記間隙を実質的に充填する変形可能な材料をさらに具備する、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記変形可能な材料が液体を含む、請求項３に記載のタッチセンサ。
【請求項５】
前記第１の層が第１の抵抗層を具備するトップシートであり、前記第２の層が第２の抵抗層を具備する基板である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項６】
前記第１の抵抗層が前記第２の抵抗層と接触するときに、前記信号が生成される、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項７】
検出可能な静電結合に十分なほど前記第１の抵抗層が前記第２の抵抗層に局所的に近接するときに、前記信号が生成される、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項８】
前記基板、前記トップシート、前記第１の抵抗コーティングおよび前記第２の抵抗コーティングが透明である、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項９】
前記基板がガラスを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１０】
前記トップシートがＰＥＴを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１１】
前記第１の抵抗コーティングおよび前記第２の抵抗コーティングの少なくとも一方が、金属酸化物を含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１２】
前記第１の抵抗コーティングおよび前記第２の抵抗コーティングの少なくとも一方が、導電性ポリマーを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１３】
前記トップシートが、その外面にハードコードを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１４】
前記トップシートが、反射防止コーティングを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１５】
前記トップシートが、拡散コーティングを含む、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項１６】
前記両面接合スペーサが、アクリル材料を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項１７】
前記両面接合スペーサが、接着剤材料を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項１８】
前記両面接合スペーサが、感圧接着剤を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項１９】
前記両面接合スペーサが、光拡散材料を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２０】
前記両面接合スペーサが、光吸収材料を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２１】
前記両面接合スペーサが、変形可能な材料を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２２】
前記両面接合スペーサが、行および列に配置される、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２３】
前記両面接合スペーサが、約１ｃｍ以下に離隔される、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２４】
前記両面接合スペーサが、直径または幅において、約１〜１００ミクロンである、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２５】
前記両面接合スペーサが、高さ約０．５〜５０ミクロンである、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２６】
前記両面接合スペーサが、半球形のドットを含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２７】
前記両面接合スペーサが、細長い形状を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２８】
前記両面接合スペーサが、線を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項２９】
前記タッチセンサが、可撓性である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３０】
前記第１の層および前記第２の層が、その周囲で共に密閉される、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３１】
前記タッチ位置を決定するために、印加し、信号を検知するように構成される電極をさらに具備する、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３２】
前記第１の層および前記第２の層が、略矩形である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３３】
タッチセンサの作製方法であって、
間隙によって離隔される第１の層および第２の層を構成するステップと、
前記第１の層と前記第２の層との間の感触領域に複数のスペーサを配置するステップと、
前記複数のスペーサを前記第１の層および前記第２の層の両方に接合するステップと、
を含み、
前記第１の層が、前記タッチ位置を決定するための信号を生成するために、前記感触領域におけるタッチに応じて、前記第２の層に向けて移動することができる、ことを特徴とするタッチセンサの作製方法。
【請求項３４】
前記配置ステップおよび前記接合ステップが、
前記第１の層および前記第２の層の一方に接着される前記複数のスペーサを形成するステップと、
前記形成されたスペーサの少なくとも一部に接合媒体を塗布するステップと、
前記スペーサに塗布された接合媒体を前記第１の層および前記第２の層の他方と接触させるステップと、
を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記スペーサを形成する前記ステップが、スクリーン印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記スペーサを形成する前記ステップが、オフセット印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記スペーサを形成する前記ステップが、インクジェット印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記スペーサを形成する前記ステップが、ステンシルを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記スペーサを形成する前記ステップが、エンボス加工を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記スペーサを形成する前記ステップが、微細成形を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記接合媒体が、放射線硬化可能な接着剤を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記接合媒体を塗布する前記ステップが、パッドの上に前記接合媒体をコーティングするステップと、前記パッドの上の前記接合媒体をスペーサにタッチするステップと、を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記接合媒体を塗布する前記ステップが、スクリーン印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記接合媒体を塗布する前記ステップが、ステンシルを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４５】
前記接合媒体を塗布する前記ステップが、インクジェット印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４６】
前記接合媒体を塗布する前記ステップが、オフセット印刷を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４７】
前記配置ステップおよび前記接合ステップが、
前記第１の層および前記第２の層の一方の上に前記複数のスペーサを形成するために、接着剤材料を印刷するステップと、
印刷した接着スペーサを前記第１の層および前記第２の層の他方と接触させるステップと、
を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４８】
接着剤材料を印刷する前記ステップが、インクジェット印刷を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
接着剤材料を印刷する前記ステップが、スクリーン印刷を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
接着剤材料を印刷する前記ステップが、微細成形物から前記接着剤材料を転写するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記接着剤材料が、感圧接着剤を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
前記印刷ステップの後および前記接触ステップの前に、前記接着剤材料を部分的に硬化するステップをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
前記接触ステップの後に前記接着剤材料を硬化するステップをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
中央処理装置に連結された電子ディスプレイおよび
制御装置によって前記中央処理装置に連結されたタッチセンサであって、タッチ入力から前記中央処理装置に情報を伝達するように構成される前記タッチセンサを具備し、前記タッチセンサが、
間隙によって離隔される第１の層および第２の層であって、タッチ位置を決定するための信号を生成するために、前記感触領域におけるタッチに応じて、前記第１の層が前記第２の層に向けて移動可能である、第１の層および第２の層と、
前記感触領域内に配置され、前記第１の層および前記第２の層の両方に接合される複数の両面接合スペーサと、
を具備する、ことを特徴とするディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
抵抗方式タッチセンサは、コンピュータ用の入力装置、携帯情報端末およびタッチ入力または手書き入力を利用することができる種々のディスプレイ装置としての広い用途がある。代表的な抵抗式タッチスクリーンは、陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイ装置の前に取付けられ、電子制御装置に接続されている。タッチスクリーンは、面する表面に透明な抵抗コーティングを有する可撓性トップシートおよび剛性基板を具備する。トップシートの抵抗コーティングと基板との間に周囲のスペーサによって間隔が維持される。スペーサドットのマトリックスが、基板の抵抗コーティング上に設けられ、意図的でないタッチ入力で生じる抵抗コーティング間の誤った接触を防止するのに役立つようにする。スペーサドットの直径、高さおよび間隔はセンサの作動力を決定する。作動力とは、タッチ入力を記録することができるほど抵抗コーティングを接触させるために必要なタッチ手段からの力の量である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明は、センサの感触領域におけるタッチに応じて、第２の層に向けて移動可能な第１の層を具備するタッチセンサを提供する。第２の層に対して移動する第１の層の結果として、タッチの位置を決定するために検出することができる信号が生成される。複数のスペーサが、第１の層と第２の層との間の感触領域に配置され、スペーサが第１の層および第２の層の両方に接合される。
【０００３】
本発明はまた、タッチセンサの作製方法を提供する。この方法は、第１の層と第２の層との間に間隙を有するようにこれらの層を構成し、第１の層と第２の層との間の感触領域に複数のスペーサを配置し、第１の層および第２の層の両方にスペーサを接合することからなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明は、添付図面と共に、本発明の種々の実施形態に関する以下の詳細な説明に鑑みてより完全に理解されると思われる。
【０００５】
本発明は、種々の修正形態および他の形態に適用可能であり、その詳細が図に一例として示され、詳細に説明される。しかし、記載された特定の実施形態に本発明を制限する意図はないことを理解すべきである。逆に言えば、すべての修正物、等価物および代替物が本発明の精神および範囲に包含されることを意図している。
【０００６】
従来の抵抗方式タッチセンサ構成において、タッチ面を形成する可撓性トップシートは一般に、周囲の密閉スペーサによってその縁に沿って剛性基板に取付けされ、トップシートは均一な間隙を維持するための試みにおいて、ぴんと引っ張られる。トップシートを平坦かつぴったりした状態にする必要性から、広い縁領域をこの取付け作用のために周囲のスペーサ専用にする必要がある。トップシートをスペーサドットの上部にわたって自由に滑らせることができるため、常時使用または環境条件の変化によって、垂れ下がったり、気泡ができたり、伸びたりする恐れがある。この種のトップシートの摩損は見た目にも好ましくなく、通常の動作を妨げ、抵抗コーティングの短絡を生じ、ニュートンリングなどの望ましくない鬱陶しい光学アーチファクトを生じる恐れがある。スペーサドットとトップシートの接触の繰り返しもまた、スペーサドットを損傷したり、外れたりすることを生じる恐れがある。
【０００７】
より均一で持続性のある間隙を備えたさらに堅牢かつ可撓性もある抵抗方式タッチセンサは、ゆがみ、気泡および弛みが生じにくく、結果として伴う誤った信号および鬱陶しいアーチファクトを生じにくく、間隙の中で基板およびトップシートの両方にスペーサドットを取付けることによって、実現することができる。スペーサドットのそのような両面接合により、たとえば、両面接合スペーサドットの間の領域において局所的にのみ弛み、気泡またはしわを生じることから、トップシートのスリップを著しく減少させることができる。したがって、誤った信号および鬱陶しい視覚上の影響を避けるようにトップシートをよりうまく制御することができる。
【０００８】
本発明は抵抗方式タッチスクリーン構成における使用に適しているが、本発明はタッチ面における十分なタッチ入力に応じて、第２の層（剛性基板など）に向けて移動可能な第１の層（可撓性トップシートなど）を具備する構成を有する任意のタッチセンサに適用する。タッチに応じた第１の層の局所的な変形が、信号を検出することができるほど、第１の層および第２の層を十分に近接するほど接近させ、その信号からタッチ位置を決定することができる。２つの抵抗層の物理的な接触によって信号を検出するタッチセンサは、抵抗方式タッチセンサと呼ばれる。他のタッチセンサは第１の層と第２の層との間の間隔における局所的な変化、たとえば一方の層が局所的により接近したときに生じる２つの抵抗層の間の静電容量の変化から生じる信号を検出することができる。そのようなタッチセンサの例は、同一出願人（ｃｏ−ｏｗｎｅｄ）の米国特許出願第１０／１８３，８７６号明細書のほか、米国特許第５，６８６，７０５号明細書および同第６，００２，３８９号明細書に開示されている。当該特許の開示内容は、本願明細書に全体として援用されるものとする。
【０００９】
抵抗方式タッチセンサはスペーサドットを用いることが多いが、半球形として一般に認識されるドット以外の構造を本発明によるタッチセンサの感触（ｔｏｕｃｈ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）領域にわたって配置されるスペーサアレイにおけるスペーサとして用いることができる。たとえば、スペーサアレイとしては、ドット、球、細長い形状、線および任意の他の適切な形状が挙げられる。スペーサアレイは、すべて同一の形状、サイズまたは分布のスペーサを含んでもよく、または異なる形状、サイズまたは分布のスペーサを含んでもよい。一般性を損なうことなく、本願明細書ではスペーサアレイにおけるスペーサをスペーサドットまたは単にスペーサと呼ぶ。
【００１０】
図１は、第２の層１０２０から離隔された移動可能な第１の層１０１０を具備するタッチセンサ１０００を概略的に示している。スペーサ１０３０は、第１の層１０１０と第２の層１０２０との間に配置され、第１の層１０１０および第２の層１０２０のそれぞれに接合される。スペーサ１０３０は、センサ１０００の感触領域に配置される。感触領域におけるタッチ面へのタッチ入力により、第１の層１０１０を第２の層１０２０に向けて移動させる。スペーサは、両面接合スペーサ１０３０および任意の片面接合スペーサ（図示せず）を含み、局所的に生じるタッチを受けて第１の層１０１０の変形を促進する。種々のスペーサのサイズ、形状および分布により、検出可能な信号を生じるのに十分な動きを生じるために必要な力の量および力の領域を決定する。タッチによって生じる第１の層１０１０の変形は、第１の層１０１０および第２の層１０２０のいずれかを接触させるかまたはより近づける。第１の層１０１０および第２の層１０２０は一般に、感触領域を覆う抵抗層などの抵抗素子を備える。タッチ入力がタッチの位置を決定するために用いることができる検出可能な信号を生じるように、抵抗素子を偏倚（バイアス）させることができる。タッチまたはタッチ入力に関して、タッチセンサの感触領域におけるタッチ面に圧力を印加するために、指、スタイラスまたは他の適切な物体などのタッチ手段が用いられることを意味する。
【００１１】
タッチセンサ１０００を通してディスプレイ（図示せず）を見ることができるように、第１の層１０１０および第２の層１０２０の材料を選択することができる。第１の層１０１０と第２の層１０２０との間の間隙は、任意に液体またはエラストマなどの変形可能な材料によって充填されることができる。充填剤材料もまた、センサ１０００を通してディスプレイを見ることができるように選択することができる。間隙充填剤の存在により、層の間の空隙を排除することによって、光学性能を向上することができ、それによって光処理能力を制限する恐れがある反射を低減する。本発明は、流動性の間隙充填剤材料が用いられる用途に特に適していると思われる。流動性の間隙充填剤材料が用いられる場合には、タッチ領域中の間隙充填剤が周囲の領域に押し込まれ、タッチ領域の周囲の環状部分に移動可能な第１の層を第２の層から押しやることができる。これにより、空気ポケットを形成し、気泡を形成することになり、センサを通して見ることができる性能が劣化する。両面接合スペーサを設けることにより、第２の層から移動可能な第１の層の過度の移動を減じることによって、このような事態を防止するのに役立つと考えられる。
【００１２】
従来の抵抗方式タッチセンサにおいて、スペーサドットは一般に、アクリルなどの剛性材料から構成される。本発明において、タッチセンサの感触領域に配置されるスペーサは、剛性であってもよく変形可能であってもよい。たとえば、タッチ力を受けてある程度変形が生じるが、タッチ力がなくなると静止状態に戻るほど十分に変形可能な両面接合スペーサを具備することが望ましいと思われる。変形可能なスペーサ材料としてシリコン系エラストマなどのエラストマを用いることができる。
【００１３】
本発明の一部の態様を例示するために、一般性を失うことなく、図２には、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなってもよいトップシート１２およびたとえばガラスからなってもよい基板１４を具備する４線式抵抗方式タッチセンサ１０を示している。抵抗コーティング１６はトップシート１２に塗布され、他の抵抗コーティング１８は互いに面する関係にある基板１４に塗布される。抵抗コーティングは、任意の適切な抵抗材料、特にタッチセンサ１０が透明であることが望ましい用途では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＴＯ）または酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）などの透明の導電性酸化物から構成される。トップシート１２および基板１４はたとえば、それぞれ約０．０３〜０．５ｍｍおよび０．５〜５ｍｍの厚さを備えてもよい。
【００１４】
タッチセンサ１０は略矩形であるように示され、ＬＣＤまたはＣＲＴスクリーンなどのディスプレイ装置のタッチスクリーンオーバレイとしてセンサを用いることができるように、材料は透明であるように示されている。本発明はまた、透明でないホワイトボード、タッチパッドおよび他のタッチセンサ装置にも適用される。また、図２は４線式抵抗方式タッチセンサを示しているが、本発明は抵抗層を備えた基板から離隔される抵抗層を備えたトップシートと、抵抗層の間に配置されるスペーサドットと、を備えた任意の抵抗方式タッチセンサにも等しく適用される。他の抵抗方式タッチセンサのタイプとしては、その構成を当業者に公知である５線式および８線式が挙げられる。
【００１５】
図２に戻って参照すると、電極２０は、電圧を印加し、信号を検知するために、基板１４上に印刷または他の方法で配置されてもよい。電極２１は、電圧を印加し、信号を検知するために、トップシート１２上に印刷または他の方法で配置されてもよい。検知された信号は、抵抗コーティング１６および１８を電気接点に持ち込むほど十分な力のタッチ入力から生じる。検知するこれらの信号から収集された情報を用いて、タッチの位置を決定することができる。
【００１６】
接着剤媒体２２は従来、シールを形成するために、トップシート１２と基板１４との間の周囲に沿って塗布される。シールは、センサの内側を汚染物質から保護し、トップシートをピンと引っ張ることができ、トップシートを接合してトップシートの弛み、ゆがみおよび気泡の影響を低減するのに役立つような支持材を提供する。本発明において、接着剤の縁または周囲はやはり、汚染を防止するために、トップシートと基板１４との間の間隙を密閉することが望ましいと考えられる。
【００１７】
抵抗コーティング１６と１８との間の間隙は、センサの感触領域の上に配置されるスペーサ２４によって維持される。スペーサ２４は任意の規則正しい配列または不規則な配列に配置されてもよいが、図２には行および列からなる配列に配置されるように示されている。スペーサは円であっても、四角形であっても、または細長くてもよく、感触領域にわたって線を形成してもよい。スペーサは、アクリル材料などの任意の適切な材料から形成されてもよく、スクリーン印刷、オフセット印刷、ステンシル、フォトリソグラフィなどによって任意の適切な材料から形成することができる。スペーサは、同一出願人の米国特許出願第１０／０１７，２６８号明細書に開示されているように、インクジェット印刷によって形成することができる。当該特許の開示内容は、本願明細書に全体として援用されるものとする。スペーサはまた、エンボス加工技術または微細成形技術によって形成することができ、それによって、スペーサは、タッチセンサの抵抗層の上に直接、エンボス加工または成形される。あるいは、スペーサ構造は、たとえば、センサの抵抗層の上に分布することができる粒子またはファイバとして個別に形成してもよい。そのような場合には、接着剤材料は、タッチセンサの抵抗層の上の選択された領域に予め印刷されてもよく、他の方法で配置され、分散されたスペーサがそれらの選択された領域に接着して、位置を固定することができるようにしてもよい。あるいは、スペーサ粒子は、接着剤、たとえば接着コーティングを有する粒子であってもよい。例示のスペーサは、直径約１〜１００ミクロン、高さ０．５〜５０ミクロンであり、たとえば約１ｃｍ以下離隔されてもよい。スペーサは一般にすべて、隣接するスペーサから平均１ｃｍ以下離隔されるが、たとえば図５に示されているように、隣接する両面接合スペーサの間の距離はさらに大きくてもよいことを留意すべきである。
【００１８】
比較のため、図３は、従来の抵抗方式タッチセンサ１０ａを示し、抵抗層１６ａを有するトップシート１２ａと、抵抗層１８ａを有する基板１４ａと、間隙を設定し、トップシートと基板との間を密閉する周囲のスペーサ２６と、基板の抵抗コーティング１８ａに接着される複数のスペーサドット２４ａを具備している。トップシート１２ａは、スペーサドット２４ａの上に浮いており、各スペーサドット２４ａの上面と隣接する抵抗コーティング１６ａとの間に小さな間隙がある場合がある。これにより、トップシートを基板１４ａに対して滑らせることができる。タッチ入力がない場合であっても、トップシート１２ａが時々一部のスペーサドット２４ａと接触する可能性があり、スペーサドット２４ａはトップシート抵抗層１６ａに接合されていない。トップシートの上に配置される任意の差動力はトップシートの全長および幅にわたって伝播し、スペーサドットの多くの行および列にわたって大規模のゆがみ、気泡または弛みを生じうる。
【００１９】
図４は、本発明による抵抗方式タッチセンサ１０ｂを示しており、スペーサ２４ｂが基板１４ｂ上の抵抗コーティング１８ｂおよびトップシート１２ｂ上の抵抗コーティング１６ｂの両方に接合される。このように、トップシート１２ｂの膨張、収縮または他の動きまたは再構成が両面接合されたスペーサドット２４ｂの間の局所領域の中で抑制されるようなより厳密かつ堅牢なタッチセンサを得ることが可能である。周囲のシール２６ｂは依然として含まれていてもよい。
【００２０】
一部の実施形態において、タッチセンサの両方の抵抗層にすべてのスペーサを接合することが望ましい場合がある。他の実施形態において、トップシートおよび基板の両方にスペーサの一部のみを接合し、他のスペーサはトップシートおよび基板の一方のみの接合されることが望ましい場合がある。たとえば、特にスペーサの間の間隙が比較的小さく、スペーサの高さが比較的高い場合には、すべてのスペーサを両面接合することは、センサに望ましくないほど高い作動力を生じる可能性がある。これらの事例では、たとえば、スペーサの行または列において、第４のスペーサごとに、スペーサの一部のみをトップシートおよび基板の両方に接合することが望ましい場合がある。図５は、他の例示の事例を示しており、抵抗方式タッチセンサ１０ｃは複数のドットスペーサ２４ｃおよび複数のラインスペーサ２５を具備し、ドットスペーサ２４ｃが基板１４ｃの抵抗層１８ｃのみに接合され、ラインスペーサ２５が基板１４ｃの抵抗層１８ｃおよびトップシート１２ｃの抵抗層１６ｃの両方に接合されている。本発明は、スペーサのサイズ、形状、配置および接合特性（たとえば、片面対両面）が変化または混合される任意の適切な構成を考慮する。
【００２１】
また、当業者によって十分に理解されるように、ハードコート層、反射防止層、光拡散層、微細物防止層などの任意のコーティングおよび層を提供することができる。たとえば、トップシートの上面に設けられるハードコートは、センサをかき傷から守るのに役立ちうる。ハードコートは一般に、硬化性アクリル樹脂であり、液体アクリル材料を塗布し、液体中の溶剤から蒸発させ、紫外線によってアクリルを硬化することによって、基板の上面にコーティングされる。アクリルはまた、硬化されるハードコードに粗仕上げを施すシリカ粒子を含み、グレア防止特性または拡散光学特性を行ってもよい。
【００２２】
透明なタッチスクリーンに含まれるスペーサは、スペーサにたとえばディスプレイからセンサを透過する光と望ましくない干渉を生じさせない特性を有することが好ましい。たとえば、スペーサは、ユーザによって認識されないほど十分に小さい寸法を有するように構成され得る。スペーサは、タッチスクリーンを通過する光の集束を妨げるような形状であってもよいが、実際にはこれは困難である場合もある。本発明によれば、スペーサによる光の集束が原因で生じる悪影響は、上面層および底面層の両方にスペーサを接合することによって緩和される可能性がある。スペーサドットによる光の集束は、ユーザによりスペーサドットをより見やすくすることができる。さらに、本発明によれば、スペーサを基板およびトップシートの両方に接合することによって、空気との境界面が除去され、スペーサを通る可視光の透過を可能にし、ユーザにとってスペーサが明るい点、部分または線に見えるようにさせる。この影響が望ましくない状況においてこれを最小限に抑えるために、スペーサを可能な限り小さくすることができ、光を散乱させるために、光拡散粒子をスペーサに加え、たとえば、視認性を最小限に抑えるために、スペーサを着色または光を透過しない材料によって色をつけることができる。
【００２３】
本発明によれば、タッチセンサの感触領域に配置される複数のスペーサをトップシートの抵抗層および基板の抵抗層の両方に接合することによって、抵抗方式タッチセンサを作製することができる。たとえば、複数のスペーサは、最初に、トップシートの抵抗層または基板の抵抗層のいずれかに配置して接着することができる。スクリーン印刷、フォトリソグラフィ、微細成形、インクジェット印刷などの任意の適切なパターン形成方法によって、これを行うことができる。配置されたスペーサが接合材料を含む場合には、トップシートまたは基板の他方をスペーサに接着することが可能であってもよい。たとえば、スペーサはトップシートまたは基板の他方と接触し、スペーサを他の層に接合するためにさらに十分に硬化させることができる部分的に硬化した材料を含み得る。別の例として、スペーサは、冷却時に、スペーサが両方の層に接着されるようにするために、基板およびトップシートの両方との接触中に加熱することができる熱可塑性材料を含み得る。他の事例では、スペーサが配置された後に、接着剤または他の接合材料を各スペーサの上に配置し、加えられた接着剤または他の接合材料によって他の層をスペーサに接合することができる。
【００２４】
図６Ａ〜図６Ｃは、本発明によって行われうるステップを示している。図６Ａは、抵抗コーティング１０２をその上に配置した基板１００を示している。あるいは、トップシートを用いることが可能である。抵抗コーティング１０２の上に、スペーサドット１０４の配列が設けられる。これらのスペーサは、既に示したように、スクリーン印刷されてもよく、他の方法で形成されてもよい。図示されているように、スペーサは、たとえば、ミシガン州ポートヒューロンのアチソン・コロイズ（Ａｃｈｅｓｏｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄｓ（Ｐｏｒｔ  Ｈｕｒｏｎ，ＭＩ））によって作製される製品ＭＬ  ２５２６５またはＰＤ−０３８など硬化可能なアクリルなどの紫外硬化可能な材料から作製されるため、スペーサを硬化し、スペーサを抵抗層１０２に接着するために、紫外線照射を用いることができる。
【００２５】
図６Ｂに示されているように、接合媒体１０６の層は、各スペーサ１０４の上部に施されてもよい。接合媒体１０６は、接合媒体によって平板の面を最初に湿らせ、平板をスペーサ１０４にタッチさせ、接合媒体を抵抗コーティング１０２の上に堆積することなく、各スペーサ１０４の上部に少しの接合媒体を堆積することによって塗布されてもよい。接合媒体１０６はまた、スペーサのそれぞれの上に一定の量の接合材料をインクジェット印刷することによって塗布されてもよい。接合媒体１０６はまた、特に同一のステンシルがスペーサを形成するために用いられた場合には、ステンシル装置を用いたステンシルの孔を通して接合材料を堆積することによって塗布されてもよい。また、スペーサ上に別の接合媒体を供給するための他の適切な方法を用いることもできる。
【００２６】
図６Ｃに示されているように、タッチセンサの周囲に接着剤密閉材料１１２を塗布してもよく、接合媒体１０６と接触するトップシート１０８の抵抗コーティング１１０によってスペーサ１０４および接合媒体１０６の上部にトップシート１０８を塗布してもよい。図示されているように、接合媒体は紫外線硬化可能であり、紫外線に晒すことによって、スペーサ１０４をトップシートの抵抗コーティング１１０に接合するために、接合媒体１０６を硬化するようになっている。スペーサ１０４をトップシート１０８の上の抵抗コーティング１１０のほか基板１００の上の抵抗コーティング１０２に両面接合するために、このような工程を用いることができる。
【００２７】
図６に示されるステップを変更することができる。たとえば、熱、化学薬品、硬化剤、赤外線、可視光、電子ビーム放射または類似の手段などの他の手段によって、スペーサおよび任意の別の接合媒体のいずれかまたは両方を予め硬化することができる。また、記載されているように、トップシートおよび基板の一方に形成された後、場合によって放射線、熱、圧力などを適切に印加することによって、トップシートおよび基板の他方を直接接合することができるように、スペーサ自体を接合媒体から形成することができる。たとえば、スペーサは、最初に接合し、次に他の抵抗層との接触後にさらに十分に硬化するために、部分的に硬化されるような基板またはトップシートの抵抗層の上にインクジェット印刷される接着剤材料であってもよい。
【００２８】
図７Ａ〜図７Ｃは、両面接合スペーサを組み込むタッチセンサを作製するために、本発明によって行われ得るステップを示している。図７Ａは、タッチセンサの第１の可動層または第２の層のいずれであってもよい層７２０を示している。次に、層７２０の上にスペーサ７３０を印刷または転写することができ、図７Ｂに示す結果となる。スペーサ７３０は、接着剤材料を含む。たとえば、スペーサ７３０は、層７２０の上にインクジェット印刷、微細成形物からの転写、または他の方法による印刷または転写される感圧接着剤材料であってもよい。スペーサ、コーティング、感圧接着剤材料の順序で微細成形物の凹みに入るサイズの凹みの配列を有するロール、プレートまたはフィルムなどの微細成形物を形成し、それによって感圧接着剤材料を転写するために、層７２０の上に微細成形物をプレスすることによって、微細成形物から感圧接着剤を転写することができる。スペーサ材料は、スペーサ材料の転写を促進するために、微細成形物にではなく、層７２０に十分にうまく接着することが好ましい。層７２０の上に接着スペーサ７３０を形成した後、接着スペーサを層７２０によりよく接着させるために、接着スペーサを任意に部分的に硬化することができる。部分的な硬化により、図７Ｃに示されているように、層７１０に接合するために、スペーサを十分に接着性のあるままにしておくことが好ましい。層７１０を接着スペーサ７３０と接触させ、圧力、熱、放射線などによって接合を生じることができる。
【００２９】
任意の適切なシステムまたは用途において、本発明のタッチセンサを用いることができる。例示の状況において、図８に示されるディスプレイシステム８００などのディスプレイシステムに本発明のタッチセンサを用いてもよい。ディスプレイシステム８００は、電子ディスプレイ８２０の付近に配置されるタッチセンサ８１０を具備する。タッチセンサ８１０およびディスプレイ８２０の両方が、パーソナルコンピュータなどの中央処理装置８４０に連結される。タッチセンサ８１０は、制御装置８３０によって処理装置８４０に連結される。制御装置８３０は、ユーザ入力を適切に記録し、作用して表示することができるようにするために、タッチセンサから処理装置に、処理装置からタッチセンサに情報を伝達するのに役立つ。制御装置８３０は、個別の品目として概略的に示されているが、タッチセンサ８１０に一体成形されてもよく、タッチセンサ８１０によって直接供給されてもよく、または処理装置８４０の電子部品に組み込まれてもよい。ディスプレイシステム８００において、タッチセンサ８１０を通してユーザ８０１が見ることができるようにするために、ディスプレイ８２０が位置決めされる。
【００３０】
本発明は上述の特定の例に制限されると考えるべきでなく、添付の特許請求の範囲に適正に記載されているように、本発明のすべての態様を網羅するものと理解されるべきである。種々の修正、等価な処理のほか、本発明が適用可能であると思われる種々の構造は、本明細書をよく読めば、本発明が関連する技術分野の当業者には容易に明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】両面接合スペーサを備えるタッチセンサの概略側面図である。
【図２】４線式抵抗方式タッチセンサ３次元の概略分解立体図である。
【図３】抵抗方式タッチセンサの部分概略側面図である。
【図４】本発明による両面接合スペーサを有する抵抗方式タッチセンサの部分概略側面図である。
【図５】片面接合スペーサおよび両面接合スペーサを有する４線式抵抗方式タッチセンサの３次元の概略分解立体図である。
【図６Ａ】本発明の両面接合技術を用いた抵抗方式タッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の両面接合技術を用いた抵抗方式タッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図６Ｃ】本発明の両面接合技術を用いた抵抗方式タッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図７Ａ】本発明の両面接合技術を用いたタッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の両面接合技術を用いたタッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図７Ｃ】本発明の両面接合技術を用いたタッチセンサを作製するための方法のステップを示す図である。
【図８】タッチセンサを備えたディスプレイシステムの概略図である。
【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８】
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【国際調査報告】
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