JP2011514597A - 変化するシート抵抗を有するタッチスクリーンセンサ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図18
Description
以下の記載による金薄膜の微小パターンが、無色のガラスの薄いシート(およそ1mmの厚さ)上に堆積される。微小パターン240が、図3及び図4に表される。金層の厚さ又は高さは、約100ナノメートルである。マイクロパターン240は、水平の細い配線242を含む一連の水平(x軸)メッシュバー241を伴い、配線242は、幅がおよそ2マイクロメートルである。これらの水平メッシュ配線242の4本が、より大きな構造の接触パッド260と電気に接続している。メッシュバーは、幅がおよそ6mmであった。したがって、13本の等間隔な配線244が、6mmの幅(y軸)を横断し、13本の等間隔な配線242が6mmの長さ(x軸)を横断し、配線の正方形グリッドのピッチは500マイクロメートルである。図4に描かれているように、いくつかの配線は、およそ25マイクロメートル(場所の特定の容易化のために、図では誇張されている)の断絶部250を有する。500マイクロメートルピッチにおける、2マイクロメートル幅の不透明配線を有する正方形グリッドでは、不透明配線の空間占有率は、0.80%であり、したがって、99.20%の開口をもたらす。同じ正方形グリッドであるが、500マイクロメートル毎に25マイクロメートルの断絶部を有するものでは、空間占有率は0.78%であり、したがって、99.22%の開口をもたらす。したがって、この設計は、99.22%の開口を有する1mm×6mm区域、及び99.20%の開口を有する6mm×6mm区域を含む。メッシュを有するガラス物品の平均可視透過率は、およそ0.92×0.992=91%である(0.92という係数は、パターンの導電体が堆積されていない領域における光透過率の界面反射損失に関連する)。水平バー方向に沿って、4本の金の配線によって互いに接続された、一連の完全なグリッド区域が存在する。スパッタ金薄膜に関し、5E−06Ωcmの実効バルク抵抗値を想定すると、2マイクロメートル幅、500マイクロメートル長の金薄膜の区分は、およそ125Ωの抵抗率を有する。完成したグリッドを有する区域は、バーの方向に電流が流れるために、およそ115Ω/スクエアの有効シート抵抗を有する。完成したグリッドを有する区域を接続する4本の配線は、区域間において、およそ62.5Ωの抵抗率を生じる。導電配線要素の上記の配置は、図6にプロットされるように、バー方向に沿って、空間的に異なる単位長さ当たりの抵抗を生じる。図5は、水平メッシュバーの配列の、同等の回路を例示する回路は、レジスタによって接続される、一連のプレートを有する。
以下の記載による金薄膜の微小パターンが、無色のガラスの薄いシート(およそ1ミリメートルの厚さ)上に堆積される。微小パターン340が、図7に描かれている。金の厚さは、約100ナノメートルである。微小パターン340は、一連の交互配置された楔形又は三角形の形状の透明導電性区域を有する。各楔形は、細い金属の配線342、344で作製されるメッシュからなり、配線342、344(図7a〜7c参照)は、およそ2マイクロメートルの幅である。メッシュの楔形は、その底辺においておよそ1センチメートルの幅であり、長さはおよそ6センチメートルである。配線342、344の正方形グリッドのピッチは、500マイクロメートルである。楔形内のメッシュの選択される区域(図7a〜図7b参照)内において、およそ25マイクロメートル長の断絶部350が、楔形内の局部的面抵抗(その長軸に沿って通過する電流のため)に影響を与えるように、意図的に設置される。図7a及び図7bに描かれているように、区域7a、及び7b(図7では、区域はおよそ1センチメートルで分離している)、断絶部350は、長軸方向において、シート抵抗を1.2倍超増加させるメッシュに含まれる。全体的な設計はまた、区域7c(図7cに描かれている)を含み、これは、区域7a及び7bから、電気的に絶縁され、離間しており、また区域7a及び7bのものよりも低いシート抵抗値のメッシュを有する。メッシュ区域7cは、99.20%の開口を有し、一方でメッシュ区域7a及び7bは、それぞれ、99.20%及び99.21%の開口率を有する。全体的な設計はまた、区域7a、7b、及び7cよりも大きなピッチのメッシュを有するが、同じ幅の配線を有する、区域7d及び7e(図7d及び7eに描かれている)を含み、より高いシート抵抗及び可視光透過率をもたらす。
タッチスクリーンセンサのための透明センサ素子400が、図9に例示される。センサ素子400は、互いに積層され、明確にするために図9では分離されて描かれている、パターン化された2つの導電層410、414(例えば、X軸層、及びY軸層)、光学的に透明な2つの接着剤層412、416、及び基部プレート418を含む。層410及び414は、透明導電メッシュバーを含み、ここで一方の層はx軸方向に配向され、他方の層はy軸方向に配向されている(図2参照)。基部プレート418は、面積が6センチメートル×6センチメートル、厚さが1mmのガラスのシートである。好適な、光学的に透明な接着剤は、ミネソタ州セントポールの3M Company製の、Optically Clear Laminating Adhesive 8141である。X層及びY層のそれぞれに関し、金属の微小パターンを有する透明なポリマーフィルムが使用される。以下の記載による金薄膜の微小パターンが、PETの薄いシート上に堆積される。好適なPET基材としては、厚さおよそ125マイクロメートルの、デラウェア州ウィルミントンのDuPont製のST504 PETが挙げられる。
タッチスクリーンセンサのための透明センサ素子が記載される。図9に描かれているように、センサ素子は、パターン化された2つの導電層、光学的に透明な2つの接着剤層、及び基部プレートを含む。基部プレートは、図9に描かれるように互いに積層される、面積が6センチメートル×6センチメートル、かつ厚さが1mmである、ガラスのシートである。好適な、光学的に透明な接着剤は、3M Company製の、Optically Clear Laminating Adhesive 8141である。X層及びY層のそれぞれに関し、金属の微小パターンを有する透明なポリマーフィルムが使用される。以下の記載による金薄膜の微小パターンが、PETの薄いシート上に堆積される。好適なPET基材としては、厚さおよそ125マイクロメートルの、DuPont製のST504 PETが挙げられる。
タッチスクリーンセンサのための透明センサ素子が記載される。図9に描かれているように、センサ素子は、パターン化された2つの導電層、光学的に透明な2つの接着剤層、及び基部プレートを含む。基部プレートは、図9に描かれるように互いに積層される、面積が6センチメートル×6センチメートル、かつ厚さが1mmである、ガラスのシートである。好適な、光学的に透明な接着剤は、3M Company製の、Optically Clear Laminating Adhesive 8141である。X層及びY層のそれぞれに関し、金属の微小パターンを有する透明なポリマーフィルムが使用される。以下の記載による金薄膜の微小パターンが、PETの薄いシート上に堆積される。好適なPET基材としては、厚さおよそ125マイクロメートルの、DuPont製のST504 PETが挙げられる。
同一出願人による米国特許仮出願第61/032,273号に記載されるマイクロコンタクト印刷及びエッチングを使用して、透明センサ素子が製作され、図16、図17、及び図18に概して示されるタッチセンサ駆動装置と組み合わされた。装置は次に、ディスプレイと接続されたコンピューター処理ユニットと一体化されて、装置を試験した。装置は、複数の、単独の又は同時的な指接触の位置を検出することができ、これは、ディスプレイに図形的に示された。
第1のパターン化された基材
厚さ125マイクロメートル(μm)を有するポリエチレンテレフタレート(PET)から作製される第1の可視光基材が、熱蒸着コーターを使用して、100nmの銀薄膜で蒸気コーティングされて、第1の銀金属化フィルムを生成した。PETは、デラウェア州ウィルミントンのE.I.du Pont de Nemoursから、製品番号ST504として市販されていた。銀は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのCerac Inc.から、99.99%純度の3mmショットとして市販されていた。
第2のパターン化された基材は、第2の可視光基材を使用する第1のパターン化された基材として作製されて、第2の銀金属化フィルムを製造した。第2の非連続的な六角形メッシュパターンの間に置かれた、第2の連続的な六角形メッシュパターンを有する第2スタンプが製造された。
2層投影型静電容量タッチスクリーン透明センサ素子を製造するために、上記で作製された第1及び第2のパターン化された基材が、以下のように使用された。
透明センサ素子が、タッチセンサ駆動装置に接続された。ガラス表面に指接触が成された際、コンピューターモニターは、接触感知区域内で生じている接触の位置を、モニターの対応する位置における色の変化(白色から緑色)の形態でレンダリングした。ガラス表面に指2本の接触が同時に成された際、コンピューターモニターは、接触感知区域内で生じている接触の位置を、モニターの対応する位置における色の変化(白色から緑色)の形態でレンダリングした。ガラス表面に指3本の接触が同時に成された際、コンピューターモニターは、接触感知区域内で生じている接触の位置を、モニターの対応する位置における色の変化(白色から緑色)の形態でレンダリングした。
Claims (20)
- 可視光透明基材と、
前記可視光透明基材の上又は中に配置される導電性微小パターンであって、前記微小パターンは、接触感知領域内の第1区域微小パターン及び第2区域微小パターンを含む、導電性微小パターンと、
を含み、
前記第1区域微小パターンは、第1の方向において、第1シート抵抗値を有し、可視光透明であり、少なくとも90%の開口を有し、
前記第2区域微小パターンは、前記第1の方向において、第2シート抵抗値を有し、
前記第1シート抵抗値は、前記第2シート抵抗値とは異なる、タッチスクリーンセンサ。 - 前記第1区域微小パターンが、前記第2区域微小パターンと電気的に接触していない、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターンが、前記第2区域微小パターンと電気的に接触している、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターン及び第2区域微小パターンが、前記感知領域にわたって延びる、電気的に接触する金属の微小パターンメッシュの部分である、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターンのシート抵抗値が、前記第1区域微小パターン内の少なくとも1つの経路に沿って変化する、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターンのシート抵抗値が、0.1〜1000Ω/スクエアの範囲である、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、前記接触感知領域内で、95%〜99.5%の開口を有する、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、前記感知領域内に前記タッチスクリーンセンサの駆動装置から電気的に絶縁された導電性堆積物を含む、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、0.5〜5マイクロメートルの範囲の値の幅、及び前記感知領域内に1マイクロメートル未満の均一な厚さを有する線形金属構造を含む、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、導電配線を含む二次元メッシュを含み、いくつかの配線が選択的に配置された断絶部を含む、請求項1に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 可視光透明基材と、
前記可視光透明基材の上又は中に配置される導電性微小パターンであって、前記微小パターンは、接触感知領域内に第1区域微小パターンを含む、導電性微小パターンと、
を含み、
前記第1区域微小パターンは、異方性第1シート抵抗を有し、可視光透明であり、少なくとも90%の開口を有する、タッチスクリーンセンサ。 - 前記感知領域内に、前記第1区域微小パターンと電気的に接触しない第2区域微小パターンを更に含み、前記第2区域微小パターンは、異方性第2シート抵抗を有し、可視光透明であり、少なくとも90%の開口を有する、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記感知領域内に、前記第1区域微小パターンと電気的に接触しない第2区域微小パターンを更に含み、前記第2区域微小パターンは、等方性第2シート抵抗を有し、可視光透明であり、少なくとも90%の開口を有する、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターンが異方性第1シート抵抗を有し、直交方向において、少なくとも1.5倍のシート抵抗値の差を有し、95%〜99.5%の開口を有する、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 少なくとも一方向における前記第1区域微小パターンのシート抵抗値が、前記第1区域微小パターン内の少なくとも一方向に沿って変化する、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記第1区域微小パターンのシート抵抗値が、0.1〜1000Ω/スクエアの範囲である、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、前記タッチスクリーンセンサの駆動装置から電気的に絶縁された導電性堆積物を含む、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 前記導電性微小パターンが、0.5〜5マイクロメートルの範囲の値の幅、及び前記感知領域内に1マイクロメートル未満の均一な厚さを有する線形金属構造を含む、請求項11に記載のタッチスクリーンセンサ。
- 可視光透明基材と、
前記可視光透明基材の上又は中に配置される導電性微小パターンであって、前記微小パターンは、
接触感知領域内の第1区域微小パターン及び第2区域微小パターンを含み、
前記導電性微小パターンは、500ナノメートル未満の厚さ、及び0.5〜5マイクロメートルの幅を有する金属の線形導電性構造を含み、
前記第1区域微小パターンは、第1の方向において5〜500Ω/スクエアの第1シート抵抗値を有し、可視光透明であり、95%〜99.5%の開口を有し、
前記第2区域微小パターンは、前記第1の方向において、第2シート抵抗値を有する、導電性微小パターンと、
を含み、
前記第1シート抵抗値は、前記第2シート抵抗値とは異なる、タッチスクリーンセンサ。 - 可視光透明基材と、
前記可視光透明基材の上又は中に配置される導電性微小パターンであって、前記微小パターンは、
接触感知領域内に第1区域微小パターンを含み、
前記導電性微小パターンは、500ナノメートル未満の厚さ、及び0.5〜5マイクロメートルの幅を有する金属の線形導電性構造を含み、
前記第1区域微小パターンは、直交方向において、少なくとも1.5倍のシート抵抗値の差を有する異方性第1シート抵抗を有し、可視光透明であり、95%〜99.5%の開口を有する、導電性微小パターンと、
を含む、タッチスクリーンセンサ。
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