JP2014514680A

JP2014514680A - 静電容量式感知コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーン

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Publication number: JP2014514680A
Application number: JP2014510652A
Authority: JP
Inventors: ジージョンチョン; カイモン; ロンジュンツァイ
Original assignee: シェンジェンオー−フィルムテックカンパニーリミテッド
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103376958A; JP5719476B2; US20140118009A1; WO2013155852A1; KR20140066741A

Abstract

静電容量式感知コンポーネントが、基板と、基板上に形成されたパターン化感知層とを含み、パターン化感知層は複数の感知電極を含み、複数の感知電極は基板上に配置された金属メッシュで形成される。静電容量式感知コンポーネントの価格は低い。静電容量式感知コンポーネント及びタッチスクリーンの製造方法も提供される。

Description

本発明は、静電容量式感知コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンに関する。

近年、高い透明性、マルチタッチ、長寿命及び他の利点のために、静電容量式タッチスクリーンがますます市場に支持されるようになっている。現在では、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより、透明な導電性材料である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をＰＥＴ又はガラス基板上に塗布して、静電容量式感知コンポーネントを形成する。静電容量式感知コンポーネント、カバープレート及び回路基板を組み立ててタッチスクリーンを形成する。

しかしながら、インジウムは、希土類元素であり、自然埋蔵量が比較的少なく、高価であるため、静電容量式感知コンポーネント及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンの価格は高くなっている。

本発明の１つの目的は、低価格の静電容量式感知コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンを提供することである。

静電容量式感知コンポーネントが、
基板と基板上に形成されたパターン化感知層とを含み、パターン化感知層は複数の感知電極を含み、複数の感知電極は、基板上に配置された金属メッシュにより形成される。

１つの実施形態において、金属メッシュの線幅は、４５ｎｍより広いか又はこれと等しく、かつ、４００００ｎｍより狭いか又はこれと等しい。

１つの実施形態において、金属メッシュは、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製される。

１つの実施形態において、金属メッシュの表面には、抗酸化層が設けられ、抗酸化層は、金、白金、及びニッケルから成る群から選択される材料から作製される。

静電容量式感知コンポーネントの製造方法が、
基板上に金属層を形成するステップと、
露光及び現像により金属層を処理して金属メッシュを形成し、金属メッシュにより、基板上に配列された複数の感知電極を形成し、基板上にパターン化感知層を形成するステップとを含む。

１つの実施形態において、金属層は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製される。

タッチスクリーンが、
上述のいずれか１つによる静電容量式感知コンポーネントと、
静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層上に積層されたカバープレートと、を含む。

１つの実施形態において、感知電極は、第１の感知電極及び第２の感知電極を含み、第１の感知電極及び第２の感知電極は交互配置される。

１つの実施形態において、静電容量式感知コンポーネントの数は２つであり、静電容量式感知コンポーネントの一方の基板は、静電容量式感知コンポーネントの他方のパターン化感知層上に積層され、静電容量式感知コンポーネントの一方のパターン化感知層の複数の感知電極は、第１の方向に沿って配列され、静電容量式感知コンポーネントの他方の第２のパターン化感知層の複数の感知電極は、第２の方向に沿って配列される。

１つの実施形態において、第１の方向は、第２の方向に対して直角である。

静電容量式コンポーネント、その製造方法及び静電容量式感知コンポーネントを有するタッチスクリーンにおいて、パターン化感知層の感知電極は、金属メッシュにより作製され、酸化インジウムスズを使用しないので、静電容量式感知コンポーネントの価格は低い。

タッチスクリーンの実施形態の概略断面図である。図１に示されるタッチスクリーンの金属メッシュの概略平面図である。タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。タッチスクリーンの金属メッシュの別の実施形態の概略平面図である。図１に示されるタッチスクリーンの第１の静電容量式感知コンポーネント及び第２の静電容量式感知コンポーネントの組立体の概略平面図である。タッチスクリーンの第１の静電容量式感知コンポーネント及び第２の静電容量式感知コンポーネントの別の実施形態の組立体の概略平面図である。第１の静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層の別の実施形態の概略平面図である。

より容易に理解できるように、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の好ましい実施形態が、図中に与えられる。しかしながら、本発明は、本明細書に説明される実施形態に限定されるものではなく、異なる方法で実施することができる。対照的に、これらの実施形態を提供する目的は、開示される本発明の内容をより完全かつ包括的にすることである。

１つのコンポーネントが別のコンポーネント上に「固定される」と言われる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネント上に直接存在することもあり、又はそれらの間にコンポーネントが存在することもあることを明らかにする必要がある。１つのコンポーネントが別のコンポーネントに「接続される」と考えられる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネントに直接接続されることもあり、又は同時にそれらの間にコンポーネントが存在してもよい。本文書において、「垂直方向」、「水平方向」、「左」、「右」、及び類似した表現の用語の使用は、例示の目的のためだけのものである。

特に別に定めのない限り、本文書で用いられる技術及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本文書における本発明の明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。本文書で用いられる「及び／又は」という用語は、１つ又はそれ以上の関連した項目の組み合わせを含む。

図１を参照すると、タッチスクリーン１０の実施形態が、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０、第１の接着剤層１３０、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０、第２の接着剤層１６０、カバープレート１７０、及び回路基板１８０を含む。第１の静電容量式感知コンポーネント１１０は、第１の基板１１２及び第１のパターン化感知層１１４から成り、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、第２の基板１４２及び第２のパターン化感知層１４４から成る。

第１の基板１１２は、光学膜又はガラス板である。図示される実施形態において、第１の基板１１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の材料で作製される。

第１のパターン化感知層１１４は、第１の基板１１２の表面上に形成される。

図２を参照すると、第１のパターン化感知層１１４は、第１の方向Ｘに沿って配列された複数の第１の感知電極１１４２を含む。第１の感知電極１１４２は、第１の基板１１２の表面上に配置された金属メッシュ２０により作製される。

図３を参照すると、図示される実施形態において、金属メッシュ２０は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、又は銅−ニッケル合金で作製される。金属メッシュ２０の酸化を避けるため、抗酸化層が金属メッシュ２０の表面上に形成され、抗酸化層は、金、白金又はニッケル等のような不活性金属の材料で作製される。

金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、４５ｎｍより広い又はこれに等しく、かつ４００００ｎｍより狭いか又はこれに等しい。金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、タッチスクリーン１０の解像度に影響を及ぼし、金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）が広すぎると、線が見えるため、タッチスクリーン１０の解像度が影響を受け得ることに留意すべきである。金属メッシュ２０の線幅（Ｄ）は、４５ｎｍより広いか又はこれに等しく、かつ、５０００ｎｍより狭いか又はこれに等しいことが好ましい。

信号に対するタッチスクリーン１０の感度を保証するために、金属メッシュ２０の開口率（Ｋ）、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の透過率（Ｔ₁）及び第１の基板１１２の透過率（Ｔ₂）は、Ｔ₁＝Ｔ₂＊Ｋのように表される。従って、所望の条件を満たした金属メッシュ２０の開口率は、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の設計透過率に従って計算することができる。

以下の金属メッシュ２０を例にとると、金属メッシュ２０のグリッドの形状は正方形である。金属メッシュ２０の線幅はＤであり、金属メッシュ２０のグリッドの開口幅はＬである。金属メッシュ２０は、辺の長さがＤ＋Ｌである複数のユニットセルから成るものと見なすことができ、金属メッシュ２０の開口率（Ｋ）＝ユニットセルの面積を金属メッシュ２０の面積で割ったもの、である。具体的には、図示される実施形態において、Ｋ＝Ｌ²／（Ｌ＋Ｄ）²である。

金属メッシュ２０のグリッドは、図２に示した正方形に限られるものではなく、例えばそれぞれ図４乃至図６に示される、金属メッシュ３０、金属メッシュ４０及び金属メッシュ５０のグリッドは、角柱形、三角形、又は六角形など、多角形であってもよいことに留意すべきである。

図２を参照すると、図示される実施形態において、第１の感知電極１１４２の各々は、順に接続された複数の感知ユニット１１４４及びワイヤ１１４６を含む。感知ユニット１１４４は、略角柱形であり、複数の感知ユニット１１４４は、第２の方向Ｙに沿って順に接続され、感知ユニット１１４４の１つの、２つの対向するコーナー部は、それぞれ２つの隣接する２つの感知ユニット１１４４のコーナー部に接続される。第１の基板１１４は略矩形であるため、２つの端部上の２つの感知ユニット１１４４は、切断のために三角形又は多角形であることに留意すべきである。

ワイヤ１１４６は、第１の感知電極１１４２の一端に配置された感知ユニット１１４４に電気的に接続される。図示される実施形態において、ワイヤ１１４６は金属ワイヤであり、ワイヤ１１４６及び該ワイヤ１１４６に接続された第１の感知電極１１４２は、一体化される。

図１を参照すると、第２の基板１４２は、第１の接着剤層１３０を介して第１のパターン化感知層１１４に接合される。第１の接着剤層１３０は、光学接着剤であり、具体的に、第１の接着剤層１３０の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。

第２の基板１４２は、光学膜又はガラス板である。図示される実施形態において、第１の基板１１２の材料はＰＥＴである。第２の基板１４２のサイズは、第１の基板１１２のサイズより小さい。

図２を参照すると、第２のパターン化感知層１４４は、第２の基板１４２の表面上に形成される。第２のパターン化感知層１４４は、第２の方向Ｙに配列された複数の第２の感知電極１４４２を含む。第２の感知電極１４４２は、第２の基板１４２上に配置された金属メッシュ２０により作製される。図示される実施形態において、第２の感知電極１４４２の各々は、順に接続された複数の感知ユニット１４４４とワイヤ１４４６とを含む。感知ユニット１４４４は、略角柱形であり、複数の感知ユニット１４４４は、第１の方向Ｘに沿って順に接続される、つまり感知ユニット１４４４の１つの２つの対向するコーナー部は、それぞれ、２つの隣接する感知ユニット１４４４のコーナー部に接続される。第２の基板１４４は略矩形であるため、２つの端部にある２つの感知ユニット１４４４は、切断のために三角形又は多角形である。第２のパターン化感知層１４４の感知ユニット１４４４は、第１のパターン化感知層１１４の感知ユニット１１４４の隙間に対応する。

カバープレート１７０は、第２の接着剤層１６０を介して第２のパターン化感知層１４４に接合される。第２の接着剤層１６０は、光学接着剤であり、具体的には、第２の接着剤層１６０の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。

カバープレート１７０は、強化ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）又はポリメチルメタクリレート（アクリル樹脂と略される）により形成された単層の板又は多層の複合板である。図示される実施形態において、カバープレート１７０のサイズは、第１の基板１１２のサイズとほぼ同じである。

回路基板１８０は、可撓性回路基板である。図示される実施形態において、回路基板１８０は、制御回路を有し、かつ、導電接着剤を介して、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２のワイヤ１１４６及び第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１１４２のワイヤ１４４６に電気的に接続される。導電接着剤は、異方性導電接着剤であることが好ましい。

タッチスクリーン１０の第１のパターン化感知層１１４及び第２のパターン化感知層１４４は、金属メッシュで作製され、酸化インジウムスズを使用しないので、タッチスクリーン１０の価格は低い。一方、金属メッシュの透過率は高い。

図７を参照すると、別の実施形態のタッチスクリーン６０の構造は、タッチスクリーン１０のものとほぼ同じであり、違いは、タッチスクリーン６０の第１の感知電極６１４２は、第２の方向Ｙに沿って延びる細長い棒であり、第２の感知電極６４４２は、第１の方向Ｘに沿って延びる細長いストリップであることである。図示される実施形態において、第１の感知電極６１４２の幅は、第２の感知電極６４４２の幅より狭い。

第１の接着剤層１３０、並びに第２の基板１４２及び第２のパターン化感知層１４４からなる第２の静電容量式感知コンポーネント１４０を省略できることを理解すべきである。図８を参照すると、第１のパターン化感知層８１４は、複数の第１の感知電極８１４２及び複数の第２の感知電極８１４４を含む。第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４は、直角三角形であり、第１の感知電極８１４２の形状及びサイズは、第２の感知電極８１４４の形状及びサイズと同じである。第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４は、対で配置され、対で配置された第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４の斜辺は、互いに対向する。第１の感知電極８１４２のより短い直角辺は、同一直線上にある。第２の感知電極８１４４のより短い直角辺は、同一直線上にある。図示される実施形態において、第１の感知電極８１４２及び第２の感知電極８１４４のより短い直角辺には、共にワイヤ８１４６が設けられる。図示される実施形態において、ワイヤ８１４６は金属ワイヤであり、ワイヤ８１４６及び第１の感知電極８１４２又は第２の感知電極８１４４は、一体化される。

静電容量式感知コンポーネントの製造方法が、以下のステップを含む。：即ち、

Ｓ１０１：金属層が基板上に形成される。
図示される実施形態において、金属層は、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより形成される。金属層は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金、又は銅−ニッケル合金で作製される。金属層の酸化を避けるため、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより、抗酸化層が金属層の表面上に形成される。抗酸化層は、金、白金又はニッケル等のような不活性金属で作製される。

Ｓ１０２：金属層を、露光及び現像により処理して金属メッシュを形成し、さらに、金属メッシュを基板上に配列した複数の感知電極にパターン化する。従って、パターン化感知層は、基板上に形成される。

図示される実施形態において、パターン化感知層は、感知電極に対応して接続された複数のワイヤをさらに含み、ワイヤ及び対応する感知電極は一体化される。

静電容量式感知コンポーネントのパターン化感知層は金属で作製され、価格は低い。さらに、露光及び現像により、ワイヤ及び対応する感知電極は一体化され、これは、高効率の処理方法である。

タッチスクリーン１０の製造方法が、以下のステップを含む。

Ｓ９０１：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０を準備する。

図示される実施形態において、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の製造方法は、以下のステップを含む。：即ち、最初に、金属層を第１の基板１１２上に形成し、次いで、金属層を、露光及び現像により処理して金属メッシュ２０を形成し、さらに金属メッシュ２０をパターン化して、第１の基板１１２上に配列した複数の感知電極１１４２を形成し、かくしてパターン化感知層１１４が第１の基板１１２上に形成される。図示される実施形態において、第１の感知電極１１４２に接続されたワイヤ１１４６及び対応する第１の感知電極１１４２は、一体化される。

第２の静電容量式感知コンポーネント１４０の製造方法は、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の製造方法と同じであり、ここでは詳細に説明しない。

Ｓ９０２：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０及びカバープレート１７０が、光学接着剤を介して順に接合される。

図示される実施形態において、光学接着剤の材料は、シリコーン又はアクリル接着剤である。アクリル接着剤は、アクリル接着剤及びメチルアクリル接着剤を含む。

具体的には、第２の静電容量式感知コンポーネント１４０の第２の基板１４２は、第１の接着剤層１３０を介して、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４に接合され、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２は、第１の方向（Ｘ）に沿って配列され、第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１４４２は、第２の方向（Ｙ）に沿って配列される。カバープレート１７０は、第２の接着剤層１６０を介して、第２のパターン化感知層１４４に固定される。

Ｓ９０３：第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、回路基板１８０に電気的に接続される。

図示される実施形態において、回路基板１８０は、導電接着剤を介して、第１のパターン化感知層１１４の第１の感知電極１１４２のワイヤ１４４６及び第２のパターン化感知層１４４の第２の感知電極１４４２のワイヤ１４４６に接合され、従って、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０及び第２の静電容量式感知コンポーネント１４０は、回路基板１８０に電気的に接続される。導電接着剤は、異方性導電接着剤であることが好ましい。

静電容量式感知コンポーネント及びタッチスクリーン１０の製造方法において、パターン化感知層は、金属で作製されるので価格が低く、ワイヤ及び対応する感知電極は、露光及び現像により一体化されるので、効率性が高い。

第２の静電容量式感知コンポーネント１２０は省略することができ、その場合、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４は、複数の第１の感知電極及び複数の第２の感知電極を含み、ステップＳ９０２において、カバープレート１８０は、光学接着剤を介して、第１の静電容量式感知コンポーネント１１０の第１のパターン化感知層１１４に接着される。

実施例の説明は、具体的かつ詳細であるが、これらの説明は、本開示を限定するために用いてはならないことを理解すべきである。従って、本特許の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲に従うべきである。

１０、６０：タッチスクリーン
２０、３０、４０：金属メッシュ
１１０：第１の静電容量式感知コンポーネント
１１２：第１の基板
１１４、８１４：第１のパターン化感知層
１３０：第１の接着剤層
１４０：第２の静電容量式感知コンポーネント
１４２：第２の基板
１４４：第２のパターン化感知層
１６０：第２の接着剤層
１６０：第２の接着剤層
１７０：カバープレート
１８０：回路基板
１１４２、６１４２、８１４２：第１の感知電極
１４４２、６４４２、８１４４：第２の感知電極
１１４４、１４４４：感知ユニット
１１４６、８１４６：ワイヤ

Claims

基板と、前記基板上に形成されたパターン化感知層とを含み、前記パターン化感知層は複数の感知電極を含み、前記複数の感知電極は、前記基板上に配置された金属メッシュにより形成されることを特徴とする静電容量式感知コンポーネント。
前記金属メッシュの線幅は、４５ｎｍより広いか又はこれと等しく、かつ、４００００ｎｍより狭いか又はこれと等しいことを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式感知コンポーネント。
前記金属メッシュは、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製されることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式感知コンポーネント。
前記金属メッシュの表面には抗酸化層が設けられ、前記抗酸化層は、金、白金及びニッケルから成る群から選択される材料から作製されることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式感知コンポーネント。
静電容量式感知コンポーネントの製造方法であって、
基板上に金属層を形成するステップと、
露光及び現像により、前記金属層を処理して金属メッシュを形成し、さらに前記金属メッシュをパターン化して前記基板上に配列された複数の感知電極にし、これにより前記基板上にパターン化感知層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
前記金属層は、銅、モリブデン−アルミニウム−モリブデン合金及び銅−ニッケル合金から成る群から選択される材料で作製されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
請求項１に記載の前記静電容量式感知コンポーネントと、
前記静電容量式感知コンポーネントの前記パターン化感知層上に積層されたカバープレートと、
を含むことを特徴とするタッチスクリーン。
前記感知電極は、第１の感知電極及び第２の感知電極を含み、前記第１の感知電極及び前記第２の感知電極は交互配置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。
前記静電容量式感知コンポーネントの数は２つであり、前記静電容量式感知コンポーネントの一方の前記基板は、前記静電容量式感知コンポーネントの他方の前記パターン化感知層上に積層され、前記静電容量式感知コンポーネントの一方の前記パターン化感知層の前記感知電極は、第１の方向に沿って配列され、前記静電容量式感知コンポーネントの他方の前記第２のパターン化感知層の前記感知電極は、第２の方向に沿って配列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。
前記第１の方向は前記第２の方向に対して直角であることを特徴とする、請求項９に記載のタッチスクリーン。