JP2015099577A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タッチパネルに関する。
【解決手段】本発明の一実施形態によるタッチパネルは、基板と、上記基板の一面の端領域に設けられる所定の印刷層と、複数の導電体細線で構成され、上記基板の一面及び上記印刷層の所定の面に形成される複数の電極と、を含み、上記印刷層の所定の面に形成される複数の導電体細線の線幅は、上記基板の一面に形成される複数の導電体細線の線幅より広くてもよい。
【選択図】図４

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

タッチスクリーン、タッチパッドなどの接触検知装置は、ディスプレイ装置に付着され、使用者に直感的な入力方法を提供することができる入力装置であり、近年、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ナビゲーションなどの様々な電子機器に広く適用されている。特に、最近では、スマートフォンの需要が増加し、制限されたフォームファクタで様々な入力方法を提供することができるタッチスクリーンの採用比率が日々増加している。

携帯用機器に適用されるタッチスクリーンは、タッチ入力を検知する方法によって、抵抗膜方式と静電容量方式に大別でき、そのうち、静電容量方式は、相対的に寿命が長く、様々な入力方法とジェスチャーを容易に具現できるという長所により、その適用比率が次第に増加している。特に、静電容量方式は、抵抗膜方式に比べて、マルチタッチインタフェースを具現することが容易であるため、スマートフォンなどの機器に幅広く適用される。

静電容量方式のタッチスクリーンは、一定のパターンを有する複数の電極を含み、タッチ入力によって静電容量の変化が発生する複数のノードが上記複数の電極により定義される。２次元平面に分布する複数のノードは、タッチ入力によって自己静電容量（Ｓｅｌｆ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）または結合静電容量（Ｍｕｔｕａｌ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化が発生し、複数のノードで発生した静電容量の変化に加重平均計算方法等を適用してタッチ入力の座標を計算することができる。

従来のタッチパネルは、通常、タッチを認識するセンシング電極をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；インジウム−スズ酸化物）で形成した。しかし、ＩＴＯの場合、原料であるインジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）が希土類金属で、高価であるため、価格競争力が低下するだけでなく、１０年内に枯渇が予想され、需給が円滑でないという問題がある。上記のような理由から、不透明な導電体細線を利用して電極を形成するための研究が行われており、導電体細線からなる電極は、ＩＴＯや導電性高分子に比べて電気伝導度に著しく優れ、需給が円滑であるという長所を有する。但し、導電体細線をタッチスクリーン用電極として利用するためには、透明性と不可視性を高め、端子抵抗を抑制しなければならない。

下記先行技術文献の特許文献１には、静電容量方式のタッチスクリーンにおける端部分の出力座標を補強するために端部分のセンサ電極の面積を増加させ、距離を縮小させる内容が開示されているが、これはＩＴＯを利用した電極を構成するものであって、導電体細線を利用して電極を具現する内容及びベゼル領域の導電体細線の線幅または厚さを異ならせる内容は開示されていない。

韓国公開特許公報１０−２０１３−００４４４３２

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明によると、ベゼル領域に形成される導電体細線の線幅または厚さが、活性領域上に形成される導電体細線の線幅または厚さより広いか、厚いタッチパネルを提供する。

本発明の第１技術的側面によると、基板と、上記基板の一面の端領域に設けられる所定の印刷層と、複数の導電体細線で構成され、上記基板の一面及び上記印刷層の所定の面に形成される複数の電極と、を含み、上記印刷層の所定の面に形成された複数の導電体細線の線幅は、上記基板の一面に形成される複数の導電体細線の線幅より広いタッチパネルを提供する。

上記印刷層の下面の長さは上記印刷層の上面の長さより長く、上記印刷層の両側面のうち上記基板の中央領域側の一側面は傾斜面に形成されてもよい。

上記複数の導電体細線は、上記基板の一面及び上記印刷層の傾斜面に形成されてもよい。

上記印刷層の上面に形成される複数のパッドをさらに含んでもよい。

上記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、上記印刷層の上面に延長されてもよい。

上記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、上記複数のパッドと接続されてもよい。

上記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのいずれか１つの金属またはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのうち少なくとも２つを含む合金で形成されてもよい。

上記複数の導電体細線はメッシュ状に形成されてもよい。

上記基板の中央領域は活性領域に該当し、上記基板の端領域はベゼル領域に該当することができる。

本発明の第２技術的側面によると、基板と、上記基板の一面の端領域に設けられる所定の印刷層と、複数の導電体細線で構成され、上記基板の一面及び上記印刷層の所定の面に形成される複数の電極と、を含み、上記印刷層の所定の面に形成される複数の導電体細線の厚さは、上記基板の一面に形成される複数の導電体細線の厚さより厚いタッチパネルを提供する。

上記印刷層の下面の長さは上記印刷層の上面の長さより長く、上記印刷層の両側面のうち上記基板の中央領域側の一側面は傾斜面に形成されてもよい。

上記複数の導電体細線は、上記基板の一面及び上記印刷層の傾斜面に形成されてもよい。

上記印刷層の上面に形成される複数のパッドをさらに含んでもよい。

上記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、上記印刷層の上面に延長されてもよい。

上記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、上記複数のパッドと接続されてもよい。

上記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのいずれか１つの金属またはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのうち少なくとも２つを含む合金で形成されてもよい。

上記複数の導電体細線はメッシュ状に形成されてもよい。

上記基板の中央領域は活性領域に該当し、上記基板の端領域はベゼル領域に該当することができる。

本発明によると、ベゼル領域に形成される導電体細線の線幅が、活性領域に形成される導電体細線の線幅より広く形成されることにより、ベゼル領域に設けられる印刷層の段差による導電体細線の断線を防止することができる。

本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。 本発明の他の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。 図２の実施形態によるタッチパネルのＡ部分の拡大図である。 図２の実施形態によるタッチパネルのＢ−Ｂ'の断面図である。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。

図１を参照すると、本実施形態による電子機器１００は、画面を出力するためのディスプレイ装置１１０、入力部１２０、音声出力のためのオーディオ部１３０などを含み、ディスプレイ装置１１０と一体化されて形成されるタッチスクリーン装置を備えてもよく、タッチスクリーン装置内にタッチパネルが含まれてもよい。

図１に示されたように、モバイル機器などは、タッチスクリーン装置がディスプレイ装置に一体化されて備えられるのが一般的であり、タッチスクリーン装置は、ディスプレイ装置が表示する画面が透過できる程度の高い光透過率を有さなければならない。従って、タッチスクリーン装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）、または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質の透明な基板に、電気導電性を有する物質で電極を形成することで具現することができる。ディスプレイ装置のベゼル領域には、透明導電性物質で形成される電極と連結される配線パターンが配置され、配線パターンは、ベゼル領域により視覚的に遮蔽される。

タッチスクリーン装置は、静電容量方式により動作するものと仮定すると、所定のパターンを有する複数の電極を含んでもよい。また、複数の電極の間で発生する静電容量の変化を検知するための静電容量検知回路、静電容量検知回路の出力信号をデジタル値に変換するアナログ−デジタル変換回路、及びデジタル値に変換されたデータを利用してタッチ入力を判断する演算回路などを含んでもよい。

図２は本発明の一実施形態によるタッチパネルの正面図であり、図３は本発明の他の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。

図２を参照すると、本実施形態によるタッチパネル２００は、基板２１０と、基板２１０上に設けられる複数の電極２２０、２３０と、を含んでもよい。図２には示されていないが、複数の電極２２０、２３０のそれぞれは、連結配線及びボンディングパッドを介して基板２１０の一端に付着される軟性回路基板と電気的に連結されてもよい。軟性回路基板には、コントローラ集積回路が実装され、複数の電極２２０、２３０で生成される検知信号を検知し、それからタッチ入力を判断することができる。

基板２１０は、複数の電極２２０、２３０が形成されるための透明な基板であってもよい。従って、上述したように、基板２１０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダグラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質で形成されてもよい。

複数の電極２２０、２３０は、Ｘ軸方向に延びる複数の第１電極２２０と、Ｙ軸方向に延びる複数の第２電極２３０を含む。第１電極２２０と第２電極２３０は、基板２１０の両面にそれぞれ設けられたり、基板２１０の一面に両方とも設けられてもよい。ここで、基板２１０の一面に第１電極２２０と第２電極２３０がともに設けられる場合には、第１電極２２０と第２電極２３０の交差地点に部分的に所定の絶縁層を形成してもよい。また、上記と異なって、第１電極２２０と第２電極２３０は、異なる基板に設けられて交差されてもよいことは言うまでもない。

特に、本実施形態によると、基板２１０は、強化ガラスと同じ材質で形成されてタッチ入力を直接印加されてもよく、タッチ入力が印加される一面とは反対面側に複数の電極２２０、２３０が形成されてもよい。即ち、本実施形態によるタッチパネルは、ウィンドウ一体型タッチパネルであってもよい。

複数の電極２２０、２３０と電気的に連結されてタッチ入力を検知する装置は、タッチ入力により複数の電極２２０、２３０の間で発生する静電容量の変化を検知し、それからタッチ入力を検知する。コントローラ集積回路において、第１電極２２０は、Ｄ１〜Ｄ８と定義されるチャネルに連結されて所定の駆動信号の印加を受けることができ、Ｓ１〜Ｓ８と定義されるチャネルは、第２電極２３０に連結されて第１電極２２０と第２電極２３０との間で発生する静電容量の変化を検知するために用いられてもよい。このとき、コントローラ集積回路は、静電容量の変化を検知信号として利用し、タッチ入力を判断することができる。

複数の電極２２０、２３０は、複数の導電体細線２２３、２３３と、複数の導電体細線２２３、２３３の両端で複数の導電体細線２２３、２３３と電気的に接続されるパッド２２７、２３７と、を含んでもよい。通常、複数の導電体細線２２３、２３３は網目状またはメッシュ状に形成され、導電体細線２２３、２３３が網目状またはメッシュ状に形成されることにより、従来ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極が存在する領域でパターニングの跡が見えていた現象を減少させ、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

図２には、複数の電極２２０、２３０の複数の導電体細線２２３、２３３が菱形または四角形に形成されたものが示されているが、これに限定されず、六角形、八角形、ダイヤモンド形及び無定形（ｒａｎｄｏｍ）など当業者が自明、または容易に導出できる範囲まで本発明に属し、図３に示したように、直線状に形成されてもよい。

複数の電極２２０、２３０を形成する導電体細線２２３、２３３は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔｉのいずれか１つまたはこれらの合金で製造されてもよく、複数の電極２２０、２３０が金属で製造されることで、電極の抵抗値が減少するため、導電性及び検知感度が向上することができる。

複数の導電体細線２２３、２３３と電気的に接続されるパッド２２７、２３７が設けられる基板上の領域には、通常、不透明な金属材料で形成されるパッド２２７、２３７を視覚的に遮蔽するための所定の印刷層２４０が設けられてもよい。基板２１０の端領域に設けられる印刷層２４０上にパッド２２７、２３７が形成され、印刷層２４０上でパッド２２７、２３７と複数の導電体細線２２３、２３３が接続されてもよい。

但し、０．５μｍ〜１０μｍの線幅を有する複数の導電体細線２２３、２３３が基板２１０上に設けられる印刷層２４０上でパッド２２７、２３７と接続する場合、印刷層２４０の厚さによる段差によって導電体細線２２３、２３３が断線する恐れがある。

本実施形態によると、印刷層２４０上に形成される導電体細線２２３、２３３の線幅を基板２１０上に形成される導電体細線２２３、２３３の線幅より広くすることで、印刷層２４０の厚さによる導電体細線２２３、２３３の断線を防止することができる。また、その他に、線幅ではない厚さを厚くすることで、断線を防止することもできる。

以下では、図４及び図５を参照して、本実施形態によるタッチパネルをより詳細に説明する。

図４は、図２の実施形態によるタッチパネルのＡ部分の拡大図である。

図４を参照すると、複数の導電体細線２２３は、基板２１０及び基板２１０上に設けられる印刷層２４０上に形成され、基板２１０に形成される部分の線幅より印刷層２４０に形成される部分の線幅がより広くてもよい。図４には、図２の第１電極２２０を構成する導電体細線２２３だけが示されているが、第２電極２３０を構成する導電体細線２３３も、第１電極２２０を構成する導電体細線２２３のように線幅が設定されてもよい。

また、上述したように、導電体細線２２３は、基板２１０に形成される部分より印刷層２４０に形成される部分の厚さがより厚くてもよい。

図５は、図２の実施形態によるタッチパネルのＢ−Ｂ'の断面図である。説明の便宜上、図２に示された複数の電極２２０、２３０を構成する複数の導電体細線２２３、２３３のサイズを誇張して図５に示した。

図５において、端領域は、パッド２２７、２３７、連結配線（不図示）及び軟性回路基板（不図示）などを視覚的に遮蔽するために不透明な物質で形成される印刷層２４０が設けられる領域（ベゼル領域）に該当し、中央領域は、端領域を除いた領域であり、使用者のタッチ入力が印加され、タッチパネルと一体化されて形成されるディスプレイ装置から出力される画面が使用者に視認される領域（活性領域）に該当する。

図５に示したように、端領域に設けられる印刷層２４０は、上面の長さより下面の長さが長く形成され、中央領域側の側面が所定の角度をなす傾斜面に形成される。印刷層２４０の上面の全部または一部にはパッド２２７、２３７が設けられ、パッド２２７、２３７は導電体細線２２３、２３３と電気的に接続される。図５には、導電体細線２２３、２３３が印刷層２４０の上面ではなく傾斜面にのみ形成されるものが示されているが、その他に、印刷層２４０の上面まで延長され、上面でパッド２２７、２３７と接続されてもよいことは言うまでもない。印刷層２４０の下面は印刷層２４０の基板２１０と対向する面の一例であってよく、印刷層２４０の上面は印刷層２４０の基板２１０と対向しない面の一例であってよい。

本実施形態では、印刷層２４０の両側面のうち中央領域側の側面を傾斜面に形成することで、導電体細線２２３、２３３の断線を防止することができる。但し、このように導電体細線２２３、２３３が印刷層２４０の傾斜面に沿って延長される場合にも、傾斜面の角度によって導電体細線２２３、２３３が断線することがあるが、本実施形態によると、端領域に形成される導電体細線２２３、２３３の線幅または厚さが中央領域の導電体細線２２３、２３３の線幅または厚さより広いか、厚く形成されて断線をより効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

２１０ 基板
２２０ 第１電極
２３０ 第２電極
２２７、２３７ パッド
２２３、２３３ 複数の導電体細線
２４０ 印刷層

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板の一面の端領域に設けられる所定の印刷層と、
   複数の導電体細線で構成され、前記基板の一面及び前記印刷層の所定の面に形成される複数の電極と、を含み、
   前記印刷層の所定の面に形成された複数の導電体細線の線幅は、前記基板の一面に形成される複数の導電体細線の線幅より広い、タッチパネル。
2. 基板と、
   前記基板の一面の端領域に設けられる所定の印刷層と、
   複数の導電体細線で構成され、前記基板の一面及び前記印刷層の所定の面に形成される複数の電極と、を含み、
   前記印刷層の所定の面に形成される複数の導電体細線の厚さは、前記基板の一面に形成される複数の導電体細線の厚さより厚い、タッチパネル。
3. 前記印刷層の前記基板と対向する面の長さは、前記印刷層の前記基板と対向しない面の長さより長く、
   前記印刷層の両側面のうち前記基板の中央領域側の一側面は、傾斜面に形成される、請求項１又は２に記載のタッチパネル。
4. 前記複数の導電体細線は、前記基板の一面及び前記印刷層の傾斜面に形成される、請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記印刷層の前記基板と対向しない面に形成される複数のパッドをさらに含む、請求項３又は４に記載のタッチパネル。
6. 前記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、前記印刷層の前記基板と対向しない面に延長される、請求項５に記載のタッチパネル。
7. 前記印刷層の傾斜面に形成される導電体細線は、前記複数のパッドと接続される、請求項６に記載のタッチパネル。
8. 前記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのいずれか１つの金属またはＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ及びＴｉのうち少なくとも２つを含む合金で形成される、請求項１から７の何れか１項に記載のタッチパネル。
9. 前記複数の導電体細線はメッシュ状に形成される、請求項１から８の何れか１項に記載のタッチパネル。
10. 前記基板の中央領域は活性領域に該当し、前記基板の端領域はベゼル領域に該当する、請求項３に記載のタッチパネル。

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