(57)【要約】      （修正有）【課題】視認性を高め、光学特性を向上できるタッチガラス構造を提供する。【解決手段】ガラス基板１０の表面に第１感知層２０、第１絶縁層３０、第２感知層４０、信号配線層５０及び第２絶縁層６０を順次形成する。第１および第２の感知層に複数の感知シリーズが配置され、各感知シリーズは中空領域によって互いに分離絶縁されている。第１および第２絶縁層は、第１および第２感知層と整合する屈折率を有し、それぞれ、第１および第２感知層の中空領域に充填される。タッチガラス構造はさらに、中空領域の感知層材料をダミーパターンとして設置し、タッチガラス構造全体の光屈折率の均一性を改善する。また、ガラス基板の表面には、タッチガラス構造の光学特性を向上させるための調光層が設けられる。【選択図】図１
0003221350.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一種のタッチガラス構造であり、ガラス基板と、第１感知層と、第１絶縁層と、第２感知層と、信号配線層と、第２絶縁層とを含み、
前記ガラス基板は、高透過率のガラス板であり、前記ガラス基板の表面の周縁部に不透明なカラーフレームを有し、前記カラーフレームは、前記ガラス基板上に画定されて周縁部上に枠形状の遮蔽領域および中央部に可視領域とを形成し、
前記第１感知層は、高透過率導電膜であり、前記第１感知層に第１軸方向に沿って配置された複数の第１感知シリーズを有し、前記各第１感知シリーズは中空領域によって互いに分離されて絶縁されており、その一端に第１オーバーラップ接点が設けられ、
前記第１絶縁層には、前記第１感知層と実質的に同じ屈折率を有し、複数の前記第１オーバーラップ接点にそれぞれ対応する複数の貫通孔が設けられ、前記第１絶縁層が前記第１感知層の表面上に配置され、絶縁材料が前記第１感知層の中空領域内に充填され、
前記第２感知層は、高透過率導電膜であり、前記第２感検知層に第２軸方向に沿って配置された複数の第２感知シリーズを有し、前記各第２感知シリーズの間は中空領域によって互いに分離されて絶縁されており、その一端に第２オーバーラップ接点が設けられ、
前記信号配線層は、前記遮蔽領域の範囲内に配置され、前記信号配線層は複数の第１信号伝送線と複数の第２信号伝送線とを含み、前記第１信号伝送線はそれぞれ前記貫通孔と前記第１オーバーラップ接点を通過し、電気的に接続され、前記第１信号伝送線の端部は第１信号出力接点に電気的に接続され、前記各第２信号伝送線は前記第２オーバーラップ接点にそれぞれ電気的に接続され、前記第２信号伝送線の端部は第２信号出力接点に電気的に接続され、
前記第２絶縁層は、前記第２感知層の屈折率と実質的に等しい屈折率を有し、前記第２感知層の表面上に配置され、絶縁材料は前記第２感知層の中空領域に充填されることを特徴とする、タッチガラス構造。
【請求項２】
前記第１感知層および第２感知層の材料は、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸化アンチモン錫またはポリエチレンジオキシチオフェンから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項３】
前記第１絶縁層および第２絶縁層の材料は、シロキサン、エポキシ樹脂、およびアクリル樹脂のポリマー材料から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項４】
前記信号配線層の材料は、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、ニッケル、またはこれらの材料の合金、または銀ペースト印刷ラインから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項５】
前記カラーフレームは、インクまたはフォトレジストから選択された絶縁材料から形成された薄膜層であることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項６】
前記第１感知シリーズの領域に含まれていない前記第１感知層の導電材料はダミーパターンとして設置され、前記ダミーパターンは互いに接続されていない複数の小領域からなり、前記複数の小領域は、互いに間隔を空けて絶縁され、配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項７】
前記間隔の幅は２００μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載のタッチガラス構造。
【請求項８】
前記小領域は、六角形、三角形、長方形、台形、ロングストリップ形、多角形、円形のうちの１つまたは１つ以上の前述の幾何学的領域からなることを特徴とする、請求項６に記載のタッチガラス構造。
【請求項９】
前記ガラス基板の表面に調光層を設けることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項１０】
前記調光層は、反射防止フィルム、霧化フィルム、偏光フィルム、位相差フィルムなどの光学フィルムから１つまたは複数の光学フィルム積層体の組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項９に記載のタッチガラス構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、透明タッチガラス構造に関し、より詳細には、光学特性を向上させることができる透明静電容量方式タッチガラス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明タッチパネルは、通常、電気機器の表示画面（Ｄｉｓｐｌａｙ）上で使用されるように構成されているので、ユーザは対話式入力操作を実行して、人と機械との間の通信インターフェースの親和性を改善し、入力操作の効率を改善することができる。
現在広く使用されているタッチパネルは動作原理と構造の違いにより、おおまかに抵抗式、電気容量式、赤外線式および超音波式等に分けられている。現今、主流の民生用電子製品のほとんどは、タッチ操作機能を強化し、シングルポイントセンサーの引っかき傷や破損により使用できないことを回避するために、マルチポイント信号感知機能を備えた容量センサーを使用している。周知のように、静電容量式タッチパネルは、主にＸ軸感知トレース（Ｘ-Ｔｒａｃｅ）とＹ軸感知トレース（Ｙ-Ｔｒａｃｅ）とを含む。その設置の形態に応じて、２つの構造に大別することができる。第１容量性タッチパネル構造は、２つの異なる平面上のＸ軸感知トレースとＹ軸感知トレースをそれぞれ絶縁することであり、第２容量性タッチパネル構造は、Ｘ軸感知トレースとＹ軸感知トレースを同じ平面上に配置され、軸検出トレースの1つはブリッジ構造によって接続されている。さらに、第１静電容量式タッチパネル構造は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）材料のような２層の絶縁体を有する透明導電膜を有する。また、導電膜の各層に必要な静電容量感知ユニットを設ける。すなわち、複数の静電容量式感知ユニットによって形成されるＸ軸感知トレースおよびＹ軸感知トレースは、通常、エッチングプロセスによって形成され、導電膜の不要な部分を除去して所望のＸ軸感知トレースおよびＹ軸感知トレースを形成する。また、絶縁を設置するために、感知トレース間に適切な幅の隙間を確保する。しかし、感知トレースが配置されている電極領域とエッチング除去材料の中空領域とは、導電膜上で異なる透過率を有するので、導電膜を通過する光は不均一に屈折する。この結果は、人間の目が観察するとき、明らかな模様またはテクスチャを引き起こし、特にそれがディスプレイスクリーンの前で使用されるとき、スクリーン画像の歪みおよびぼけ歪みを引き起こすのである。第２タイプの静電容量式タッチパネル構造は、透明導電膜上にマトリックス状に交叉配置された複数のＸ軸トレースおよびＹ軸トレースをパターニングするための静電容量感知ユニットである。そして、１つの軸方向トレース（例えばＸ軸トレース）上の各容量性感知ユニットを互いに接続し、他方の軸方向トレース（例えばＹ軸トレース）上のそれぞれの容量性感知ユニットを互いに間隔を維持して設置する。そして、間隔の上部にブロック状の絶縁膜を覆い、設置し、隣り合う２つの静電容量感知ユニットを導電線で接続する。同一の軸方向トレース上のそれぞれの容量性感知ユニットを互いに電気的に接続することにより、複数のＸ軸トレースおよびＹ軸トレースを導電膜の同一層に配置する。しかしながら、導電膜上の絶縁膜が設けられている部分の光透過率が低いため、導電膜を透過した光が不均一に屈折し、人間の目で観察するときには明らかな模様やテクスチャが発生され、画面表示の品質に支障をきたす。要約すると、従来の静電容量式タッチパネル構造は、不均一な光屈折のために模様またはテクスチャが発生することが知られており、これは克服すべきである。
【考案の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本考案の目的は、視認性を高めるタッチガラス構造を提供することである。絶縁層上の絶縁材料は、屈折率（ＲＩ、屈折率）が感知層材料と合っている絶縁材料を絶縁層として用いて、感知層上の材料除去部分の空間内に充填される。そして、感知層の非容量感知ユニット領域をダミーパターン(Dｕｍｍｙ Pａｔｔｅｒｎ)に設置して、タッチガラス構造全体の屈折率の均一性を改善し、スクリーンに表示される画像を妨害する問題を改善する。
【０００４】
本考案の他の目的は、ぎらつきを低減し、光学特性を向上させることができるタッチガラス構造を提供することである。タッチガラス構造は調光層を有し、外部からの強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、高コントラスト比および画像表示性能の良好な視認性を達成することができる。
【０００５】
上記の目的を達成するために、本考案によって提供されるタッチガラス構造は、主にガラス基板の表面上に第１感知層、第１絶縁層、第２感知層、信号伝導層および第２絶縁層を順次形成する。ガラス基板は、ナトリウムケイ酸カルシウムガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス、鉛クリスタルガラス、アルミノシリケートガラス、低鉄ガラスなどの光透過率の高いガラス材料で形成することができるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。ガラス基板の表面の周縁領域には不透明なカラーフレームが配置され、カラーフレームにより、ガラス基板上において、周辺部に枠形状の遮蔽領域および中央部に可視領域を画定する。第１および第２感知層はすべて、高光透過率の導電性材料である、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛アルミニウム酸化物（ＡＺＯ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの材質の薄膜を使用するのである。第１感知層は、第１軸方向に沿って配置された複数の第１感知シリーズを有する。各々の第１感知シリーズは、中空領域によって互いに分離されることによって絶縁されており、第１オーバーラップ接点がその一端に設けられている。第２感知層は、第２軸方向に沿って配置された複数の第２感知シリーズを有し、各第２感知シリーズは中空領域によって互いに絶縁され、その一端に第２オーバーラップ接点が配置されている。第１および第２絶縁層は、第１および第２感知層と実質的に同じまたは類似の屈折率（ＲＩ）を有する透明絶縁材料からなる。例えば、例えば、シロキサン（Ｓｉｌｏｘａｎｅ）、エポキシ(Eｐｏｘｙ)、アクリル(Acrylic)などの高分子材料であるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。第１絶縁層には複数の貫通孔が形成され、貫通孔はそれぞれ複数の第１オーバーラップ接点に対応し、第１絶縁層は第１感知層の表面に配置され、絶縁材料は第１感知層の中空領域に充填される。第２絶縁層は、第２感知層の表面に配置され、絶縁材料を第２感知層の中空領域に充填される。信号配線層は、遮蔽領域の範囲内に配置され、複数の第１信号伝送線と複数の第２信号伝送線とを含む。それぞれの第１信号伝送線は貫通孔を介して第１オーバーラップ接点に電気的に接続され、第１信号伝送線の端部は第１信号出力接点に電気的に接続されている。それぞれの第２信号伝送線は第２オーバーラップ接点に電気的に接続され、第２信号伝送線は第２信号出力接点に電気的に接続されている。信号配線層は、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、ニッケルなどの低抵抗電線材料、あるいはこれらの合金または銀ペースト印刷ラインなどであるが、使用される材料の種類は上述の実施範囲に限定されない。
【０００６】
第１感知シリーズの領域に含まれない第１感知層の導電性材料は、ダミーパターンとして設置される。第１感知層に含まれる、第１感知シリーズに含まれない範囲の導電性材料は、ダミーパターン(Dｕｍｍｙ Pａｔｔｅｒｎ)として設置される。ダミーパターンは、互いに接続されていない複数の小領域から構成されており、各小領域は互いに間隔を空けて絶縁され、配置されている。間隔の幅は２００μｍ以下が好ましく、間隔の幅は１００μｍ以下がより好ましい。小領域は、六角形、三角形、長方形、台形、ロングストリップ形、多角形、円形などの様々な幾何学的形状とすることができ、ダミーパターンは、１つまたは複数の幾何学的領域から構成することができる。
【０００７】
ガラス基板の表面に配置された調光層をさらに含み、調光層は１つまたは複数の光学フィルムからなる。反射防止フィルム、霧化フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムなどからなる１つまたは２つ以上のフィルム積層体の組み合わせから選択して使用されるが、実施の範囲は上記フィルムの種類に限定されない。
【考案の効果】
【０００８】
本考案はタッチガラス構造全体の屈折率の均一性を向上し、画面に表示される画像との干渉を改善できる。また、本考案は、調光層の配置を利用して光束損失および光散乱干渉を減少させ、外部の強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、高コントラスト比および画像表示性能の良好な視認性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の積層構造体の構成要素分離図である。
【図２】本考案の構成要素組み合わせの平面図である。
【図３】本考案図２のＡ−Ａ部分の側面断面図である。
【図４】本考案図２のＢ−Ｂ部分の側面断面図である。
【図５】本考案第１感知層の平面図である。
【図６】ダミーパターンの設置を説明する図５のＣ部拡大図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１から図６までに示すように、本考案の好ましい実施形態によるタッチガラス構造は、順次にガラス基板１０と、第１感知層２０と、第１絶縁層３０と、第２感知層４０と、信号配線層５０と、第２絶縁層６０とを含む。ガラス基板１０は、機械的強度に優れた高透過率ガラス薄板であり、例えば屈折率（ＲＩ）が１．５程度のナトリウムケイ酸カルシウムガラスが選択される。ガラス基板１０の表面の周縁領域には、不透明なカラーフレーム１１が設けられており、カラーフレーム１１は絶縁材料からなる薄膜層である。絶縁材料は、インクまたはフォトレジストなどの材料から形成することができ、印刷またはコーティングなどの技術的手段を実行することによってガラス基板１０の表面に絶縁材料を配置することができるが、実施形態はこれに限定されない。カラーフレーム１１を用いてガラス基板１０上の周縁部にフレーム状の遮蔽領域１１ａと中央部に可視領域１１ｂとを画定する。また、ガラス基板１０の表面には調光層１２がさらに設けられており、調光層１２は１層以上の光学薄膜からなる。調光層１２の構成は任意であり、タッチパネルの使用状況に応じて調整、変更することができ、タッチパネルによる画像表示効果を向上させることができる。例えば、調光層１２は、反射防止膜(Ａｎｔｉ-Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ)を用いた場合に、光の反射を低減し、可視光の透過率を高める表面光学の塗膜である。散乱光を減らして光束損失と光散乱干渉を減らすことでコントラストを改善することができる。調光層１２は偏光フィルムを使用することもでき、それによって屋外のユ−ザーはまぶしく感じることなくタッチパネルを通して表示される画像をはっきり見ることができる。調光層１２が霧化膜であると、光の反射を少なくして画像表示を妨げることがある。
【００１１】
図５に示すように、第１感知層２０は、屈折率がＲＩ≒１．５４のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような高透過率の導電性材料でできている。第１感知層２０は、ガラス基板の可視領域１１ｂに配置されたＸ軸方向感知層であり、複数列の第１感知シリーズ２１（すなわちＸ軸方向感知シリーズ）を含む。各第１感知シリーズ２１は、第１方向（Ｘ軸方向）に沿って一列に配列された複数の菱形の第１容量感知ユニット２１ａからなる。第１感知シリーズ２１の各列の一端には、第１オーバーラップ接点２１ｂが設けられている。また、第１感知層２０の非第１感知シリーズ２１に含まれる領域の導電材料をダミーパターンとし（図６参照）、ダミーパターンは、互いに接続されていない複数の多角形の小領域２２ａからなる。各多角形小領域は、幅が約５０μｍで深さが第１感知層２０を完全に遮断するように設定された隙間２２ｂによって互いに絶縁されている。ダミーパターンの設定は、第１感知層の平坦性および光透過率の均一性を向上させるために使用され、領域を細かく分割する方法により、その領域のノイズ容量値を減少させて優れた電気特性を得ることができる。
【００１２】
第１絶縁層３０は、優れた絶縁特性を有し、第１の感知層２０と実質的に同一または類似の屈折率を有する絶縁材料、例えば屈折率ＲＩ≒１．５３を使用するシロキサンポジ型透明コーティング材料である。第１絶縁層３０は、第１感知層２０の表面に配置され、第１感知層２０の隙間２２ｂで絶縁材料を満たして感知層の屈折率の均一性を高める。また、第１絶縁層には複数の貫通孔３１が設けられており、貫通孔３１は第１オーバーラップ接点２１ｂにそれぞれ対応している。
【００１３】
第２感知層４０は、第１感知層２０と同じであり、屈折率ＲＩ≒１．５４を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような高透過率導電材料から選択される。第２感知層４０は、ガラス基板の可視領域１１ｂに配置されたＹ軸感知層であり、複数列の第２感知シリーズ４１（すなわち、Ｙ軸方向感知シリーズ）を含む。各第１感知シリーズ４１は、中空領域４２によって互いに分離されて絶縁されている。各第２感知シリーズ４１は、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って並ぶ複数の菱形の第２容量感知ユニット４１ａから構成されている。第２感知シリーズ４１の各列の一端には、第２オーバーラップ接点が設けられている。
【００１４】
信号配線層５０は、アルミニウムまたはモリブデンからなる線材などの低抵抗導電線材である。信号配線層５０は、ガラス基板１０の遮蔽領域１１ａ内に配置され、複数の第１信号伝送線５１（Ｘ軸方向感知信号伝送線）と複数の第２信号伝送線５２（Ｙ軸方向感知信号伝送線）とを含む。第１信号伝送線５１は、第１絶縁膜上の貫通孔３１を介して第１感知シリーズの第１オーバーラップ接点２１ｂに電気的に接続することができる。そして、第１信号伝送線５１の端部は、第１信号出力接点５１ａに電気的に接続されている。各第２信号伝送線５２はそれぞれ第２感知シリーズの第２オーバーラップ接点４１ｂに電気的に接続され、第２信号伝送線５２は第２信号出力接点５２ａに電気的に接続される。第１および第２信号出力接点５１ａ、５２ａは、演算のためにタッチ信号を信号処理回路（図示せず）に伝送するために信号配線（図示せず）に電気的に接続することができる。
【００１５】
第２絶縁層６０は、上述した第１絶縁層３０と同じであり、絶縁性に優れ、第１及び第２感知層２０、４０と実質同一又は類似の屈折率を有する絶縁材料からなる。例えば、ＲＩ≒１．５３の屈折率を使用するオキサンポジ型透明コーティング材料である。第２絶縁層６０は第２感知層４０の表面に配置され、絶縁材料は第２感知層４０の非第２感知シリーズ４１に含まれる中空領域４２に充填されて感知層の光屈折率の均一性を高める。さらに、強靭性の強い透明薄膜を第２絶縁層６０に選択的に配置することができ、強靭な透明薄膜のカバーにより、タッチ感知回路を保護し、ガラス防爆構造を形成する目的を達する。強靭な透明フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフルオレン（ＰＳＦ）、ポリエーテルオキシム（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ /ＣＯＰ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、ビニル系樹脂、トリビニルセルロース（ＴＡＣ）などから選択することができるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。
【００１６】
本考案によれば、一致する屈折率を有する第１感知層２０、第１絶縁層３０、第２感知層４０、および第２絶縁層６０を使用することによって、第１感知層２０の隙間２２ｂに第１絶縁層３０の絶縁材料を充填し、第２感知層４０の中空領域４２に第２絶縁層６０の絶縁材料を充填する。これにより、第１および第２感知層２０、４０の屈折率の均一性が改善されて、タッチガラス構造全体の光学特性が向上する。また、前述の絶縁材料を隙間２２ｂに充填して第１絶縁層３０を平坦面に形成する。第２感知層４０は、導電性薄膜層の破損を回避するために平坦な表面上に重ねられ、その結果、信号伝送中断（ＯＰＥＮ）現象が生じる。さらに、本考案は、調光層１２の配置を利用して光束損失および光散乱干渉を減少させ、外部の強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、タッチガラス構造の視認性を改善することができる。
【００１７】
本考案は、添付の図面および実施形態を参照して十分に記載されているが、前述の実施形態はさらなる説明の目的のためだけのものであり、そして本考案の実施形態は記載によって限定されない。 添付の実用新案請求の範囲によって定義されるように、様々な変更および修正が本考案の範囲内含まれることは理解されるべきである。
【符号の説明】
【００１８】
１０ガラス基板
１１カラーフレーム
１１a遮蔽領域
１１b可視領域
１２調光層
２０第１感知層
２１第１感知シリーズ
２１a第１容量感知ユニット
２１b第１オーバーラップ接点
２２a多角形の小領域
２２b隙間
２４第１信号伝送線
３０第１絶縁層
３１貫通孔
４０第２感知層
４１第２感知シリーズ
４１a第２容量感知ユニット
４１b第２オーバーラップ接点
４２中空領域
５０信号配線層
５１第１信号伝送線
５１a第１信号出力接点
５２第２信号伝送線
６０第２絶縁層
【図１】
0003221350.tif 000003
【図２】
0003221350.tif 000004
【図３】
0003221350.tif 000005
【図４】
0003221350.tif 000006
【図５】
0003221350.tif 000007
【図６】
0003221350.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、透明タッチガラス構造に関し、より詳細には、光学特性を向上させることができる透明静電容量方式タッチガラス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明タッチパネルは、通常、電気機器の表示画面（Ｄｉｓｐｌａｙ）上で使用されるように構成されているので、ユーザは対話式入力操作を実行して、人と機械との間の通信インターフェースの親和性を改善し、入力操作の効率を改善することができる。
現在広く使用されているタッチパネルは動作原理と構造の違いにより、おおまかに抵抗式、電気容量式、赤外線式および超音波式等に分けられている。現今、主流の民生用電子製品のほとんどは、タッチ操作機能を強化し、シングルポイントセンサーの引っかき傷や破損により使用できないことを回避するために、マルチポイント信号感知機能を備えた容量センサーを使用している。周知のように、静電容量式タッチパネルは、主にＸ軸感知トレース（Ｘ-Ｔｒａｃｅ）とＹ軸感知トレース（Ｙ-Ｔｒａｃｅ）とを含む。その設置の形態に応じて、２つの構造に大別することができる。第１容量性タッチパネル構造は、２つの異なる平面上のＸ軸感知トレースとＹ軸感知トレースをそれぞれ絶縁することであり、第２容量性タッチパネル構造は、Ｘ軸感知トレースとＹ軸感知トレースを同じ平面上に配置され、軸検出トレースの1つはブリッジ構造によって接続されている。さらに、第１静電容量式タッチパネル構造は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）材料のような２層の絶縁体を有する透明導電膜を有する。また、導電膜の各層に必要な静電容量感知ユニットを設ける。すなわち、複数の静電容量式感知ユニットによって形成されるＸ軸感知トレースおよびＹ軸感知トレースは、通常、エッチングプロセスによって形成され、導電膜の不要な部分を除去して所望のＸ軸感知トレースおよびＹ軸感知トレースを形成する。また、絶縁を設置するために、感知トレース間に適切な幅の隙間を確保する。しかし、感知トレースが配置されている電極領域とエッチング除去材料の中空領域とは、導電膜上で異なる透過率を有するので、導電膜を通過する光は不均一に屈折する。この結果は、人間の目が観察するとき、明らかな模様またはテクスチャを引き起こし、特にそれがディスプレイスクリーンの前で使用されるとき、スクリーン画像の歪みおよびぼけ歪みを引き起こすのである。第２タイプの静電容量式タッチパネル構造は、透明導電膜上にマトリックス状に交叉配置された複数のＸ軸トレースおよびＹ軸トレースをパターニングするための静電容量感知ユニットである。そして、１つの軸方向トレース（例えばＸ軸トレース）上の各容量性感知ユニットを互いに接続し、他方の軸方向トレース（例えばＹ軸トレース）上のそれぞれの容量性感知ユニットを互いに間隔を維持して設置する。そして、間隔の上部にブロック状の絶縁膜を覆い、設置し、隣り合う２つの静電容量感知ユニットを導電線で接続する。同一の軸方向トレース上のそれぞれの容量性感知ユニットを互いに電気的に接続することにより、複数のＸ軸トレースおよびＹ軸トレースを導電膜の同一層に配置する。しかしながら、導電膜上の絶縁膜が設けられている部分の光透過率が低いため、導電膜を透過した光が不均一に屈折し、人間の目で観察するときには明らかな模様やテクスチャが発生され、画面表示の品質に支障をきたす。要約すると、従来の静電容量式タッチパネル構造は、不均一な光屈折のために模様またはテクスチャが発生することが知られており、これは克服すべきである。
【考案の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本考案の目的は、視認性を高めるタッチガラス構造を提供することである。絶縁層上の絶縁材料は、屈折率（ＲＩ、屈折率）が感知層材料と合っている絶縁材料を絶縁層として用いて、感知層上の材料除去部分の空間内に充填される。そして、感知層の非容量感知ユニット領域をダミーパターン(Dｕｍｍｙ Pａｔｔｅｒｎ)に設置して、タッチガラス構造全体の屈折率の均一性を改善し、スクリーンに表示される画像を妨害する問題を改善する。
【０００４】
本考案の他の目的は、ぎらつきを低減し、光学特性を向上させることができるタッチガラス構造を提供することである。タッチガラス構造は調光層を有し、外部からの強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、高コントラスト比および画像表示性能の良好な視認性を達成することができる。
【０００５】
上記の目的を達成するために、本考案によって提供されるタッチガラス構造は、主にガラス基板の表面上に第１感知層、第１絶縁層、第２感知層、信号伝導層および第２絶縁層を順次形成する。ガラス基板は、ナトリウムケイ酸カルシウムガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス、鉛クリスタルガラス、アルミノシリケートガラス、低鉄ガラスなどの光透過率の高いガラス材料で形成することができるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。ガラス基板の表面の周縁領域には不透明なカラーフレームが配置され、カラーフレームにより、ガラス基板上において、周辺部に枠形状の遮蔽領域および中央部に可視領域を画定する。第１および第２感知層はすべて、高光透過率の導電性材料である、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛アルミニウム酸化物（ＡＺＯ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの材質の薄膜を使用するのである。第１感知層は、第１軸方向に沿って配置された複数の第１感知トレースを有する。各々の第１感知トレースは、中空領域によって互いに分離されることによって絶縁されており、第１オーバーラップ接点がその一端に設けられている。第２感知層は、第２軸方向に沿って配置された複数の第２感知トレースを有し、各第２感知トレースは中空領域によって互いに絶縁され、その一端に第２オーバーラップ接点が配置されている。第１および第２絶縁層は、第１および第２感知層と実質的に同じまたは類似の屈折率（ＲＩ）を有する透明絶縁材料からなる。例えば、シロキサン（Ｓｉｌｏｘａｎｅ）、エポキシ(Eｐｏｘｙ)、アクリル(Acrylic)などの高分子材料であるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。第１絶縁層には複数の貫通孔が形成され、貫通孔はそれぞれ複数の第１オーバーラップ接点に対応し、第１絶縁層は第１感知層の表面に配置され、絶縁材料は第１感知層の中空領域に充填される。第２絶縁層は、第２感知層の表面に配置され、絶縁材料を第２感知層の中空領域に充填される。信号配線層は、遮蔽領域の範囲内に配置され、複数の第１信号伝送線と複数の第２信号伝送線とを含む。それぞれの第１信号伝送線は貫通孔を介して第１オーバーラップ接点に電気的に接続され、第１信号伝送線の端部は第１信号出力接点に電気的に接続されている。それぞれの第２信号伝送線は第２オーバーラップ接点に電気的に接続され、第２信号伝送線は第２信号出力接点に電気的に接続されている。信号配線層は、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、ニッケルなどの低抵抗電線材料、あるいはこれらの合金または銀ペースト印刷ラインなどであるが、使用される材料の種類は上述の実施範囲に限定されない。
【０００６】
第１感知トレースの領域に含まれない第１感知層の導電性材料は、ダミーパターンとして設置される。第１感知層に含まれる、第１感知トレースに含まれない範囲の導電性材料は、ダミーパターン(Dｕｍｍｙ Pａｔｔｅｒｎ)として設置される。ダミーパターンは、互いに接続されていない複数の小領域から構成されており、各小領域は互いに間隔を空けて絶縁され、配置されている。間隔の幅は２００μｍ以下が好ましく、間隔の幅は１００μｍ以下がより好ましい。小領域は、六角形、三角形、長方形、台形、ロングストリップ形、多角形、円形などの様々な幾何学的形状とすることができ、ダミーパターンは、１つまたは複数の幾何学的領域から構成することができる。
【０００７】
ガラス基板の表面に配置された調光層をさらに含み、調光層は１つまたは複数の光学フィルムからなる。反射防止フィルム、霧化フィルム、偏光フィルムまたは位相差フィルムなどからなる１つまたは２つ以上のフィルム積層体の組み合わせから選択して使用されるが、実施の範囲は上記フィルムの種類に限定されない。
【考案の効果】
【０００８】
本考案はタッチガラス構造全体の屈折率の均一性を向上し、画面に表示される画像との干渉を改善できる。また、本考案は、調光層の配置を利用して光束損失および光散乱干渉を減少させ、外部の強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、高コントラスト比および画像表示性能の良好な視認性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の積層構造体の構成要素分離図である。
【図２】本考案の構成要素組み合わせの平面図である。
【図３】本考案図２のＡ―Ａ部分の側面断面図である。
【図４】本考案図２のＢ―Ｂ部分の側面断面図である。
【図５】本考案第１感知層の平面図である。
【図６】ダミーパターンの設置を説明する図５のＣ部拡大図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１から図６までに示すように、本考案の好ましい実施形態によるタッチガラス構造は、順次にガラス基板１０と、第１感知層２０と、第１絶縁層３０と、第２感知層４０と、信号配線層５０と、第２絶縁層６０とを含む。ガラス基板１０は、機械的強度に優れた高透過率ガラス薄板であり、例えば屈折率（ＲＩ）が１．５程度のナトリウムケイ酸カルシウムガラスが選択される。ガラス基板１０の表面の周縁領域には、不透明なカラーフレーム１１が設けられており、カラーフレーム１１は絶縁材料からなる薄膜層である。絶縁材料は、インクまたはフォトレジストなどの材料から形成することができ、印刷またはコーティングなどの技術的手段を実行することによってガラス基板１０の表面に絶縁材料を配置することができるが、実施形態はこれに限定されない。カラーフレーム１１を用いてガラス基板１０上の周縁部にフレーム状の遮光領域１１ａと中央部に可視領域１１ｂとを画定する。また、ガラス基板１０の表面には調光層１２がさらに設けられており、調光層１２は１層以上の光学薄膜からなる。調光層１２の構成は任意であり、タッチパネルの使用状況に応じて調整、変更することができ、タッチパネルによる画像表示効果を向上させることができる。例えば、調光層１２は、反射防止膜(Ａｎｔｉ-Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇ)を用いた場合に、光の反射を低減し、可視光の透過率を高める表面光学の塗膜である。散乱光を減らして光束損失と光散乱干渉を減らすことでコントラストを改善することができる。調光層１２は偏光フィルムを使用することもでき、それによって屋外のユ−ザーはまぶしく感じることなくタッチパネルを通して表示される画像をはっきり見ることができる。調光層１２が霧化膜であると、光の反射を少なくして画像表示を妨げることがある。
【００１１】
図５に示すように、第１感知層２０は、屈折率がＲＩ≒１．５４のインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような高透過率の導電性材料でできている。第１感知層２０は、ガラス基板の可視領域１１ｂに配置されたＸ軸方向感知層であり、複数列の第１感知トレース２１（すなわちＸ軸方向感知トレース）を含む。各第１感知トレース２１は、第１方向（Ｘ軸方向）に沿って一列に配列された複数の菱形の第１容量感知ユニット２１ａからなる。第１感知トレース２１の各列の一端には、第１オーバーラップ接点２１ｂが設けられている。また、第１感知層２０の非第１感知トレース２１に含まれる領域の導電材料をダミーパターンとし（図６参照）、ダミーパターンは、互いに接続されていない複数の多角形の小領域２２ａからなる。各多角形小領域は、幅が約５０μｍで深さが第１感知層２０を完全に遮断するように設定された隙間２２ｂによって互いに絶縁されている。ダミーパターンの設定は、第１感知層の平坦性および光透過率の均一性を向上させるために使用され、領域を細かく分割する方法により、その領域のノイズ容量値を減少させて優れた電気特性を得ることができる。
【００１２】
第１絶縁層３０は、優れた絶縁特性を有し、第１の感知層２０と実質的に同一または類似の屈折率を有する絶縁材料、例えば屈折率ＲＩ≒１．５３を使用するシロキサンポジ型透明コーティング材料である。第１絶縁層３０は、第１感知層２０の表面に配置され、第１感知層２０の隙間２２ｂで絶縁材料を満たして感知層の屈折率の均一性を高める。また、第１絶縁層には複数の貫通孔３１が設けられており、貫通孔３１は第１オーバーラップ接点２１ｂにそれぞれ対応している。
【００１３】
第２感知層４０は、第１感知層２０と同じであり、屈折率ＲＩ≒１．５４を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような高透過率導電材料から選択される。第２感知層４０は、ガラス基板の可視領域１１ｂに配置されたＹ軸感知層であり、複数列の第２感知トレース４１（すなわち、Ｙ軸方向感知トレース）を含む。各第１感知トレース４１は、中空領域４２によって互いに分離されて絶縁されている。各第２感知トレース４１は、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って並ぶ複数の菱形の第２容量感知ユニット４１ａから構成されている。第２感知トレース４１の各列の一端には、第２オーバーラップ接点が設けられている。
【００１４】
信号配線層５０は、アルミニウムまたはモリブデンからなる線材などの低抵抗導電線材である。信号配線層５０は、ガラス基板１０の遮蔽領域１１ａ内に配置され、複数の第１信号伝送線５１（Ｘ軸方向感知信号伝送線）と複数の第２信号伝送線５２（Ｙ軸方向感知信号伝送線）とを含む。第１信号伝送線５１は、第１絶縁膜上の貫通孔３１を介して第１感知トレースの第１オーバーラップ接点２１ｂに電気的に接続することができる。そして、第１信号伝送線５１の端部は、第１信号出力接点５１ａに電気的に接続されている。各第２信号伝送線５２はそれぞれ第２感知トレースの第２オーバーラップ接点４１ｂに電気的に接続され、第２信号伝送線５２は第２信号出力接点５２ａに電気的に接続される。第１および第２信号出力接点５１ａ、５２ａは、演算のためにタッチ信号を信号処理回路（図示せず）に伝送するために信号配線（図示せず）に電気的に接続することができる。
【００１５】
第２絶縁層６０は、上述した第１絶縁層３０と同じであり、絶縁性に優れ、第１及び第２感知層２０、４０と実質同一又は類似の屈折率を有する絶縁材料からなる。例えば、ＲＩ≒１．５３の屈折率を使用するオキサンポジ型透明コーティング材料である。第２絶縁層６０は第２感知層４０の表面に配置され、絶縁材料は第２感知層４０の非第２感知トレース４１に含まれる中空領域４２に充填されて感知層の光屈折率の均一性を高める。さらに、強靭性の強い透明薄膜を第２絶縁層６０に選択的に配置することができ、強靭な透明薄膜のカバーにより、タッチ感知回路を保護し、ガラス防爆構造を形成する目的を達する。強靭な透明フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフルオレン（ＰＳＦ）、ポリエーテルオキシム（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ /ＣＯＰ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、ビニル系樹脂、トリビニルセルロース（ＴＡＣ）などから選択することができるが、実施の範囲は上記の材料に限定されない。
【００１６】
本考案によれば、一致する屈折率を有する第１感知層２０、第１絶縁層３０、第２感知層４０、および第２絶縁層６０を使用することによって、第１感知層２０の隙間２２ｂに第１絶縁層３０の絶縁材料を充填し、第２感知層４０の中空領域４２に第２絶縁層６０の絶縁材料を充填する。これにより、第１および第２感知層２０、４０の屈折率の均一性が改善されて、タッチガラス構造全体の光学特性が向上する。また、前述の絶縁材料を隙間２２ｂに充填して第１絶縁層３０を平坦面に形成する。第２感知層４０は、導電性薄膜層の破損を回避するために平坦な表面上に重ねられ、その結果、信号伝送中断（ＯＰＥＮ）現象が生じる。さらに、本考案は、調光層１２の配置を利用して光束損失および光散乱干渉を減少させ、外部の強い光による反射光を抑制し、ぎらつきを防止し、タッチガラス構造の視認性を改善することができる。
【００１７】
本考案は、添付の図面および実施形態を参照して十分に記載されているが、前述の実施形態はさらなる説明の目的のためだけのものであり、そして本考案の実施形態は記載によって限定されない。 添付の実用新案請求の範囲によって定義されるように、様々な変更および修正が本考案の範囲内含まれることは理解されるべきである。
【符号の説明】
【００１８】
１０ガラス基板
１１カラーフレーム
１１a遮蔽領域
１１b可視領域
１２調光層
２０第１感知層
２１第１感知トレース
２１a第１容量感知ユニット
２１b第１オーバーラップ接点
２２a多角形の小領域
２２b隙間
２４第１信号伝送線
３０第１絶縁層
３１貫通孔
４０第２感知層
４１第２感知トレース
４１a第２容量感知ユニット
４１b第２オーバーラップ接点
４２中空領域
５０信号配線層
５１第１信号伝送線
５１a第１信号出力接点
５２第２信号伝送線
６０第２絶縁層
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一種のタッチガラス構造であり、ガラス基板と、第１感知層と、第１絶縁層と、第２感知層と、信号配線層と、第２絶縁層とを含み、
前記ガラス基板は、高透過率のガラス板であり、前記ガラス基板の表面の周縁部に不透明なカラーフレームを有し、前記カラーフレームは、前記ガラス基板上に画定されて周縁部上に枠形状の遮蔽領域および中央部に可視領域とを形成し、
前記第１感知層は、高透過率導電膜であり、前記第１感知層に第１軸方向に沿って配置された複数の第１感知トレースを有し、前記各第１感知トレースは中空領域によって互いに分離されて絶縁されており、前記第１感知層の一端に第１オーバーラップ接点が設けられ、
前記第１絶縁層には、前記第１感知層と実質的に同じ屈折率を有し、複数の前記第１オーバーラップ接点にそれぞれ対応する複数の貫通孔が設けられ、前記第１絶縁層が前記第１感知層の表面上に配置され、絶縁材料が前記第１感知層の中空領域内に充填され、
前記第２感知層は、高透過率導電膜であり、前記第２感知層に第２軸方向に沿って配置された複数の第２感知トレースを有し、前記各第２感知トレースの間は中空領域によって互いに分離されて絶縁されており、前記第２感知層の一端に第２オーバーラップ接点が設けられ、
前記信号配線層は、前記遮蔽領域の範囲内に配置され、前記信号配線層は複数の第１信号伝送線と複数の第２信号伝送線とを含み、前記第１信号伝送線はそれぞれ前記貫通孔と前記第１オーバーラップ接点を通過し、電気的に接続され、前記第１信号伝送線の端部は第１信号出力接点に電気的に接続され、前記各第２信号伝送線は前記第２オーバーラップ接点にそれぞれ電気的に接続され、前記第２信号伝送線の端部は第２信号出力接点に電気的に接続され、
前記第２絶縁層は、前記第２感知層の屈折率と実質的に等しい屈折率を有し、前記第２感知層の表面上に配置され、絶縁材料は前記第２感知層の中空領域に充填されることを特徴とする、タッチガラス構造。
【請求項２】
前記第１感知層および第２感知層の材料は、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸化アンチモン錫またはポリエチレンジオキシチオフェンから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項３】
前記第１絶縁層および第２絶縁層の材料は、シロキサン、エポキシ樹脂、およびアクリル樹脂のポリマー材料から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項４】
前記信号配線層の材料は、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、ニッケル、またはこれらの材料の合金、または銀ペースト印刷ラインから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項５】
前記カラーフレームは、インクまたはフォトレジストから選択された絶縁材料から形成された薄膜層であることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項６】
前記第１感知トレースの領域に含まれていない前記第１感知層の導電材料はダミーパターンとして設置され、前記ダミーパターンは互いに接続されていない複数の小領域からなり、前記複数の小領域は、互いに間隔を空けて絶縁され、配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項７】
前記間隔の幅は２００μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載のタッチガラス構造。
【請求項８】
前記小領域は、六角形、三角形、長方形、台形、ロングストリップ形、多角形、円形のうちの１つまたは１つ以上の前述の幾何学的領域からなることを特徴とする、請求項６に記載のタッチガラス構造。
【請求項９】
前記ガラス基板の表面に調光層を設けることを特徴とする、請求項１に記載のタッチガラス構造。
【請求項１０】
前記調光層は、反射防止フィルム、霧化フィルム、偏光フィルム、位相差フィルムの光学フィルムから１つまたは複数の光学フィルム積層体の組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項９に記載のタッチガラス構造。