JP2010165332A - タッチスクリーンパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクの数を低減し、工程を単純化したタッチスクリーンパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ、第１方向に沿って接続されるように形成された複数の第１感知パターン（Ｘパターン）と、前記第１感知パターン上に形成された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成され、かつ、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、前記第１感知パターンと重ならないように前記第１感知パターンと交互に配置された複数の第２感知パターン（Ｙパターン）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像表示装置などに備えられるタッチスクリーンパネル及びその製造方法に関する。

タッチスクリーンパネルは、映像表示装置などの画面に現れた指示内容を人の手または物体で選択して、ユーザの命令を入力できるようにする入力装置である。

このため、タッチスクリーンパネルは、映像表示装置の前面に備えられ、人の手または物体に直接接触した接触位置を電気的信号に変換する。これにより、接触位置で選択された指示内容が入力信号として受信される。

このようなタッチスクリーンパネルは、キーボード及びマウスのように、映像表示装置に接続されて動作する別の入力装置を代替できることから、その使用範囲が次第に広がる傾向にある。

タッチスクリーンパネルを実現する方式では、抵抗膜方式、光感知方式、及び静電容量方式などが知られている。

このうち、静電容量方式のタッチスクリーンパネルは、人の手または物体が接触したとき、導電性感知パターンが周辺の他の感知パターンまたは接地電極などと形成する静電容量の変化を感知することにより、接触位置を電気的信号に変換する。

ここで、接触面での接触位置を明確に判断するため、感知パターンは、第１方向に沿って接続されるように形成された第１感知パターン（Ｘパターン）と、第２方向に沿って接続されるように形成された第２感知パターン（Ｙパターン）とを備えて構成される。

このような第１感知パターン及び第２感知パターンは、一般的に、同じレイヤに位置する。この場合、同じＸまたはＹラインに配列された感知パターンは、これらの上の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して別の接続パターンを形成することによって接続される。これにより、マスクの数が増加し、工程が複雑化し得る。

大韓民国特許公開第２００６−００１５４４９号 日本特許公開第２００７−５１４３８９号

そこで、本発明の目的は、マスクの数を低減し、工程を単純化したタッチスクリーンパネル及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１態様は、透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ、第１方向に沿って接続されるように形成された複数の第１感知パターン（Ｘパターン）と、前記第１感知パターン上に形成された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成され、かつ、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、前記第１感知パターンと重ならないように前記第１感知パターンと交互に配置された複数の第２感知パターン（Ｙパターン）と、を備えるタッチスクリーンパネルを提供する。

ここで、前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンの各々は、Ｘ座標が同じ１列またはＹ座標が同じ１行単位で互いに接続されるように形成され、前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンが形成される領域の縁に配置され、前記１列または１行単位の感知パターンを位置検出ラインと電気的に接続する複数の金属パターンをさらに備えることができる。

また、前記透明基板の下面に形成された透明接地電極をさらに備えることができる。

本発明の第２態様は、透明基板の一面に、第１方向に沿って接続される複数の第１感知パターン（Ｘパターン）を形成するステップと、前記第１感知パターン上に第１絶縁膜を形成するステップと、前記第１絶縁膜上に、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、前記第１感知パターンと重ならないように配置される複数の第２感知パターン（Ｙパターン）を形成するステップと、を含むタッチスクリーンパネルの製造方法を提供する。

ここで、前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンは、パターニングと同時に、前記第１方向または前記第２方向に沿って接続され得る。

また、前記第１絶縁膜は、印刷法を用いて形成され得る。

さらに、前記第２感知パターン上に、印刷法を用いて第２絶縁膜を形成するステップをさらに含むことができる。

また、前記透明基板の他面に透明接地電極を形成するステップをさらに含むことができる。

本発明によれば、第１方向に沿って接続される第１感知パターンと、第２方向に沿って接続される第２感知パターンとを互いに異なるレイヤに配置することにより、マスクの数を低減し、工程を単純化することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る感知パターンの配置を示す平面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの分解平面図である。 図３は、図２に示すタッチスクリーンパネルの結合平面図である。 図４は、図２に示すタッチスクリーンパネルの要部の結合断面図である。 図５ａ図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。 図５ｂは、図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。 図５ｃは、図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。 図５ｄは、図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。 図５ｅは、図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る感知パターンの配置を示す平面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る感知パターンは、互いに交互に配置され、Ｘ座標が同じ１列またはＹ座標が同じ１行単位で互いに接続されるように形成された第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４を備える。

例えば、第１感知パターン１２は、第１方向（列方向）に沿ってＸ座標が同じ１列に配置された感知パターン同士で互いに接続されるように形成された複数のＸパターンで構成され得る。また、第２感知パターン１４は、第２方向（行方向）に沿ってＹ座標が同じ１行に配置された感知パターン同士で互いに接続されるように形成された複数のＹパターンで構成され得る。

ただし、本発明において、第１感知パターン１２と第２感知パターン１４とは、それぞれ互いに異なるレイヤに配置される。例えば、第１感知パターン１２は、下のレイヤに位置し、第２感知パターン１４は、上のレイヤに位置し得る。また、これらの間には、図示しない絶縁膜が介在する。

前述したように、第１感知パターン１２と第２感知パターン１４とを互いに異なるレイヤに配置すると、第１感知パターン１２をパターニングすると同時に、同じ列に位置する第１感知パターン１２を互いに接続し、第２感知パターン１４をパターニングすると同時に、同じ行に位置する第２感知パターン１４を互いに接続することができる。

したがって、別のコンタクトホール及び接続パターンを形成する過程を省略することができるため、マスクの数が低減し、工程が単純化する。

図２は、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネルの分解平面図であり、図３は、図２に示すタッチスクリーンパネルの結合平面図である。

図２〜図３に示すように、本発明の実施形態に係るタッチスクリーンパネル１０は、透明基板１１と、透明基板１１上に順次形成された第１感知パターン１２と、第１絶縁膜１３と、第２感知パターン１４と、金属パターン１５と、第２絶縁膜１６とを備える。

第１感知パターン１２は、透明基板１１の一面上に、第１方向に沿って接続されるように形成される。例えば、第１感知パターン１２は、透明基板１１の上面上に、ダイヤモンドパターンのように規則的なパターンで密接するように形成され得る。このような第１感知パターン１２は、Ｘ座標が同じ１列に位置する第１感知パターン１２同士で互いに接続されるように形成された複数のＸパターンで構成され得る。ここで、第１感知パターン１２の形状は、ダイヤモンド形状に限定されるものではなく、感知パターンが密接可能な多様な形状で実現され得る。

また、第１感知パターン１２は、列単位で金属パターン１５と電気的に接続できるようにパッド１２ａを備える。第１感知パターン１２のパッド１２ａは、列単位で上側及び下側に交互に備えるか、あるいは上側または下側にのみ備えるか、あるいは上下両側に備えることができる。

ただし、第１感知パターン１２は、接続部分を除けば、第２感知パターン１４と重ならないように形成される。すなわち、第１感知パターン１２と第２感知パターン１４とは、互いにずれるように交互に配置される。

第１絶縁膜１３は、第１感知パターン１２上に、これらを覆うように形成される。

第２感知パターン１４は、第１絶縁膜１３上に、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、第１感知パターン１２と重ならないように前記第１感知パターン１２と交互に配置される。例えば、第２感知パターン１４は、第１感知パターン１２と同じダイヤモンドパターンで密接するように形成され、Ｙ座標が同じ１行に位置する第２感知パターン１４同士で互いに接続されるように形成された複数のＹパターンで構成され得る。

また、第２感知パターン１４は、行単位で金属パターン１５と電気的に接続できるようにパッド１４ａを備える。第２感知パターン１４のパッド１４ａは、行単位で左側及び右側に交番に備えるか、あるいは左側または右側にのみ備えるか、あるいは左右両側に備えることができる。

一方、第１及び第２感知パターン１２、１４と第１絶縁膜１３とは、タッチスクリーンパネル１０の下に配置される表示パネル（図示せず）などから放出される光がタッチスクリーンパネル１０を透過できるように、透明物質で形成される。すなわち、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４は、インジウム−酸化スズ（以下、ＩＴＯとする）のような透明電極物質で形成され、第１絶縁膜１３は、透明絶縁物質で形成される。

また、第１及び第２感知パターン１２、１４と第１絶縁膜１３との厚さは、表示パネルからの光が透過する透過率を確保しながらも、タッチスクリーンパネル１０（特に、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４）が比較的低い面抵抗を有し得る範囲内で設定可能である。すなわち、第１及び第２感知パターン１２、１４と第１絶縁膜１３との厚さは、透過率及び面抵抗を考慮して最適化するように設定可能である。

例えば、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４は、それぞれ１００〜３００Åの厚さのＩＴＯパターンで形成され、第１絶縁膜１３は、１．６〜１．９の光屈折率（５５０ｎｍの波長ベース）が確保される４００〜１０００Åの厚さ（特に、４００〜７００Åの厚さ）の透明絶縁物質で形成され得る。ただし、これは、単に一実施形態であって、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの厚さは、透過率及び／または面抵抗などを考慮して変更できることはいうまでもない。

金属パターン１５は、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４が形成される領域の縁領域、特に、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４のパッド１２ａ及び１４ａに対応する領域に配置される。このような金属パターン１５は、１列または１行単位の第１感知パターン１２または第２感知パターン１４をそれぞれ位置検出ライン（図示せず）と電気的に接続することにより、図示しない駆動回路などに接触位置検出信号が供給されるようにする。

第２絶縁膜１６は、第２感知パターン１４上に、これらを覆うように形成される。例えば、第２絶縁膜１６は、第２感知パターン１４上に、４００〜１０００Åの厚さの透明絶縁物質で形成され得る。このような第２絶縁膜１６は、製品設計によって省略可能である。

上述したようなタッチスクリーンパネル１０の各構成要素が図３に示すように結合された状態で、人の手または物体がタッチスクリーンパネル１０に接触すると、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４、金属パターン１５、並びに位置検出ラインを経由して駆動回路側へ、接触位置に応じた静電容量の変化が伝達される。また、Ｘ及びＹ入力処理回路（図示せず）などにより静電容量の変化が電気的信号に変換されることにより、接触位置が把握される。

このような本発明のタッチスクリーンパネル１０によれば、第１方向に沿って接続される第１感知パターン１２と、第２方向に沿って接続される第２感知パターン１４とを互いに異なるレイヤに配置することにより、マスクの数を低減し、工程を単純化することができる。

図４は、図２に示すタッチスクリーンパネルの要部の結合断面図である。図４の説明において、図２〜図３と同じ部分については同じ番号を付し、これに関する詳細な説明を省略する。

図４に示すように、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４は、第１絶縁膜１３を挟み、互いに異なるレイヤに交互に配置される。

このように、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４が互いに異なるレイヤに位置すると、パターニングステップにおいて、同じ列または行に位置する第１感知パターン１２または第２感知パターン１４を接続できるようになる。これにより、同じ列または行に位置する第１感知パターン１２または第２感知パターン１４を接続するためのコンタクトホールを形成する工程などが省略可能である。

一方、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４が形成された透明基板１１の一面とは反対の他面、例えば、透明基板１１の下面には、透明接地電極１７と、透明接地電極１７を覆う第３絶縁膜１８とがさらに形成され得る。

例えば、透明基板１１の下面には、１００〜３００Åの厚さを有するＩＴＯなどの透明電極物質で形成された透明接地電極１７が形成され、透明接地電極１７の下には、これを覆う４００〜１０００Åの厚さの第３絶縁膜１８が形成され得る。

しかし、これは、単に一実施形態であって、透明接地電極１７及び第３絶縁膜１８の厚さなどは、光透過率などを考慮して変形実施することができる。また、透明接地電極１７及び／または第３絶縁膜１８は、製品設計によって省略可能である。

透明接地電極１７は、タッチスクリーンパネル１０と表示パネルなどとの間で安定性を確保するのに使用可能であり、タッチスクリーンパネル１０の設計方式によっては、第１感知パターン１２及び第２感知パターン１４と静電容量を形成するのにも使用可能である。

すなわち、静電容量方式のタッチスクリーンパネル１０において、接触位置を感知するために、第１感知パターン１２と第２感知パターン１４との間の静電容量が使用されるか、あるいは第１及び第２感知パターン１２、１４と透明接地電極１７との間の静電容量が使用できるものであり、これは、多様な変形実施が可能である。

図５ａ〜図５ｅは、図４に示すタッチスクリーンパネルの製造方法を順次に示す断面図である。

まず、図５ａに示すように、透明基板１１上にＩＴＯのような透明電極物質を成膜した後、パターニングして、第１感知パターン１２を形成する。ここで、第１感知パターン１２の接続部は図示していないが、第１感知パターン１２は、第１方向（例えば、列方向）に沿って接続されるようにパターニングされる。

その後、図５ｂに示すように、第１感知パターン１２上に、比較的容易な工程が可能な印刷法を用いて第１絶縁物質を印刷し、焼成して、第１絶縁膜１３を形成する。一方、第１絶縁膜１３を印刷法により形成することは、本発明を実施するための一実施形態であって、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１絶縁膜１３は、ＣＶＤやスパッタリングなどを用いても形成され得る。

次に、図５ｃに示すように、第１絶縁膜１３上にＩＴＯのような透明電極物質を成膜した後、パターニングして、第２感知パターン１４を形成する。ここで、第２感知パターン１４は、第１感知パターン１２と重ならないように配置される（ただし、第２感知パターン１４の接続部は除くこともある）。また、図示していないが、第２感知パターン１４は、第２方向（例えば、行方向）に沿って接続されるようにパターニングされる。

一方、第２感知パターン１４を形成した後においては、モリブデン／アルミニウム／モリブデンの三重膜またはクロム膜などのように、透明電極物質よりも面抵抗が低い低抵抗材料を用いて、図２〜図３に示す金属パターン１５及び位置検出ライン（図示せず）などがさらに形成される。

その後、図５ｄに示すように、第２感知パターン１４及び金属パターン（図２〜図３の１５）上に、印刷法を用いて第２絶縁物質を印刷し、焼成して、第２絶縁膜１６を形成する。一方、第２絶縁膜１６を形成する方法も、印刷法にのみ限定されるものではなく、ＣＶＤまたはスパッタリングなどを用いて第２絶縁膜１６を形成することもできる。

次に、図５ｅに示すように、透明基板１１の下面に透明接地電極１７を全面的に成膜するとともに、印刷法、ＣＶＤまたはスパッタリングなどを用いて、透明接地電極１７を覆うように第３絶縁膜１８を形成する。

このような本発明のタッチスクリーンパネルの製造方法によれば、マスク工程を最小化し、工程段階を簡素化することにより、工程効率を高めることができる。

１０ タッチスクリーンパネル
１１ 透明基板
１２ 第１感知パターン
１３ 第１絶縁膜
１４ 第２感知パターン
１５ 金属パターン
１６ 第２絶縁膜
１７ 透明接地電極
１８ 第３絶縁膜
１２ａ、１４ａ パッド

Claims (11)

1. 透明基板と、
   前記透明基板上に形成され、かつ、第１方向に沿って接続されるように形成された複数の第１感知パターン（Ｘパターン）と、
   前記第１感知パターン上に形成された第１絶縁膜と、
   前記第１絶縁膜上に形成され、かつ、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、前記第１感知パターンと重ならないように前記第１感知パターンと交互に配置された複数の第２感知パターン（Ｙパターン）と、
   を備えることを特徴とするタッチスクリーンパネル。
2. 前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンは、１００〜３００Åの厚さの透明電極物質で形成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パネル。
3. 前記第１絶縁膜は、４００〜１０００Åの厚さの透明絶縁物質で形成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パネル。
4. 前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンの各々は、Ｘ座標が同じ１列またはＹ座標が同じ１行単位で互いに接続されるように形成され、
   前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンが形成される領域の縁に配置され、前記１列または１行単位の感知パターンを位置検出ラインと電気的に接続する複数の金属パターンをさらに備え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パネル。
5. 前記第２感知パターン上に形成された第２絶縁膜をさらに備え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パネル。
6. 前記透明基板の下面に形成された透明接地電極をさらに備え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パネル。
7. 透明基板の一面に、第１方向に沿って接続される複数の第１感知パターン（Ｘパターン）を形成するステップと、
   前記第１感知パターン上に第１絶縁膜を形成するステップと、
   前記第１絶縁膜上に、第２方向に沿って接続されるように形成されるものの、前記第１感知パターンと重ならないように配置される複数の第２感知パターン（Ｙパターン）を形成するステップと、
   を含むことを特徴とするタッチスクリーンパネルの製造方法。
8. 前記第１感知パターン及び前記第２感知パターンは、パターニングと同時に、前記第１方向または前記第２方向に沿って接続されることを特徴とする請求項７に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
9. 前記第１絶縁膜は、印刷法を用いて形成されることを特徴とする請求項７に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
10. 前記第２感知パターン上に、印刷法を用いて第２絶縁膜を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。
11. 前記透明基板の他面に透明接地電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチスクリーンパネルの製造方法。