JP2015513755A

JP2015513755A - 容量型タッチスクリーン

Info

Publication number: JP2015513755A
Application number: JP2015507367A
Authority: JP
Inventors: ユーロンガオ; イングー; ユンホワジャオ; グァンロンシエ
Original assignee: ナンチャンオー−フィルムテックカンパニーリミテッド
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-07-06
Publication date: 2015-05-14
Also published as: KR101502532B1; KR20140126657A; CN103164100A; TW201437893A; TWI493422B; WO2014153899A1; CN103164100B

Abstract

本発明において容量型タッチスクリーンが開示され、この容量型タッチスクリーンは、第１の表面及び第１の表面と反対側の第２の表面を備えた透明な基板と、透明基板の第１の表面の縁部上に形成されていて、目に見えない領域を形成する遮光層と、第１の表面上に形成されていて、第１の表面と向かい合った状態で遮光層を覆う透明なポリマー層とを有し、透明な基板の光透過領域を覆っている透明なポリマー層の一部は、検出領域を形成し、検出領域の表面は、導電物質が充填された第１のメッシュ状導電性トレンチを形成するようパターン付けされている。規定された導電性トレンチは、容量型タッチスクリーンの使用時、導電性物質に対する引っ掻きを減少させ、トレンチ構造の使用は、導電物質の被覆領域、接触抵抗及びコストを減少させる。

Description

本発明は、タッチスクリーンの分野に関し、特に容量型タッチスクリーンに関する。

タッチスクリーンは、「タッチスクリーン」又は「タッチパネル」とも呼ばれており、これは、スクリーン上のグラフィックボタンに触ったときに入力接触信号等を受け取ることができる誘導型液晶ディスプレイ装置であり、触覚フィードバックシステムは、あらかじめプログラムされたプログラムに従って種々の結合装置を駆動することができ、タッチスクリーンは、機械的ボタンパネルに取って代わり、そして液晶ディスプレイによる生き生きとした又は鮮明な音声及び映像効果を生じさせるために使用できる。タッチスクリーンの動作原理及び情報伝達媒体に従って、タッチスクリーンの形式を抵抗型、キャパシタンス・インダクション型、赤外線型並びに表面音響波型に分けることができ、容量型タッチスクリーンは、現時点において最も広く用いられているものの１つである。

容量型タッチスクリーンは、指が金属層に触れたときに体内電流検出を用いることによって機能し、ユーザ及び容量型タッチスクリーンの表面は、協働して結合キャパシタ（コンデンサ）を形成し、従って、接触箇所から僅かな電流が指を通って流れる。電流は、容量型タッチの４つのコーナー部の電極からそれぞれ流れ出、４つの電極の電流は、指と４つのコーナー部との間の距離に比例し、コントローラは、４つの電流の比を正確に計算することによってタッチ箇所位置を得る。

最も一般的に用いられている容量型タッチスクリーンは、ワン・ガラス・ソリューション（one glass solution：ＯＧＳ）技術を用いており、透明なインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）導電膜及びセンサは、保護ガラス上に直接形成され、１枚のガラスは、ガラスとタッチセンサを保護する二重の役割を果たす。しかしながら、一体型タッチ技術の導電物質は、ガラスの表面上に配置され、導電物質は、引っ掻かれやすく、それにより容量型タッチスクリーンが損傷を受けて普通に使用することができなくなる。一体型タッチ技術で用いられている主要な物質は、インジウム錫酸化物であり、インジウム錫酸化物の主要な物質は、インジウムであり、コストが高く、インジウム錫酸化物の抵抗は、大型スクリーンが調製される場合に比較的大きく、感度が貧弱であり、タッチスクリーンの製造プロセスにおいて、導電性薄膜層を結合することが必要であり、ガラスが結合され、その結果、厚みが増大し、ガラスを結合するプロセスが加わり、製造コストが上昇する。

一体型タッチ技術において用いられるタッチスクリーンが引っ掻かれやすく、コストが高く、しかも抵抗が高いという問題を解決する上で本発明の一目的は、容易には引っ掻かれない安価且つ低抵抗の容量型タッチスクリーンを提供することにある。

容量型タッチスクリーンでは、
第１の表面及び第１の表面と反対側の第２の表面を備えた透明な基板を有し、
透明な基板の第１の表面の縁部上に形成された遮光層を有し、遮光層は、透明な基板の第１の表面上に非可視領域を形成し、
透明な基板の第１の表面上に形成されていて、遮光層を覆う透明なポリマー層を有し、透明なポリマー層は、透明な基板の第１の表面と向かい合っており、透明な基板の光透過領域を覆う透明なポリマー層の一部は、検出領域を形成し、検出領域の表面は、第１のメッシュ状導電性トレンチを形成するようパターン付けされ、導電性トレンチは、導電物質で満たされている。

一実施形態では、トレンチの幅は、ｄ１で表され、トレンチの深さは、ｈで表され、１μｍ≦ｄ１≦５μｍ、２μｍ≦ｈ≦６μｍ、ｈ／ｄ１＞１である。

一実施形態では、導電物質は、ナノ導電性金属である。

一実施形態では、導電物質により覆われる面積と第１のメッシュの全面積の比は、５％未満である。

一実施形態では、第１のメッシュは、多角形メッシュであり、多角形メッシュの一辺の長さは、ａで表され、１５０μｍ≦ｄ１≦５００μｍである。

一実施形態では、非可視領域の幅は、ｄ２で表され、１５０ｍｍ≦ｄ２≦５００ｍｍである。

一実施形態では、透明なポリマー層は、透明な基板の第１の表面と向かい合っており、非可視領域を覆う透明なポリマー層の一部は、トレース領域を形成し、トレース領域の表面は、第２のメッシュ状トレーストレンチを形成するようパターン付けされ、トレーストレンチは、導電物質で満たされている。

一実施形態では、トレース領域のトレーストレンチは、ノードを介して検出領域の導電性トレンチと連絡関係にある。

一実施形態では、検出領域は、トレース領域への接続部分上に接続トレンチを備え、接続トレンチは、導電性材料で満たされ、トレーストレンチは、接続トレンチとそれぞれ連絡することによって導電性トレンチと連絡関係にある。

一実施形態では、トレース領域により形成される第２のメッシュの密度は、検出領域により形成される第１のメッシュの密度よりも高い。

一実施形態では、容量型タッチスクリーンは、透明な保護層を更に有し、透明な保護層は、トレース領域のリード出力の一部を除き透明なポリマー層の表面を覆っている。

一実施形態では、透明な保護層は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤及びポリカーボネートから成る群から選択された材料で作られている。

一実施形態では、透明なポリマー層は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤及びポリカーボネートから成る群から選択された材料で作られている。

一実施形態では、遮光層は、インキで作られている。

一実施形態では、透明な基板は、ガラスである。

容量型タッチスクリーンでは、導電性トレンチが容量型タッチスクリーンの表面上に設けられ、かかる導電性トレンチは、容量型タッチスクリーンを用いているときに導電物質に対する引っ掻きを減少させることができ、トレンチ構造の使用により、導電物質の被覆面積が減少すると共に接触抵抗及び製造費が減少する。

一実施形態としての容量型タッチスクリーンの概略断面図である。一実施形態としての容量型タッチスクリーンの平面図である。図２に示された実施形態による検出領域とトレース領域の接続部の部分略図である。図２に示された実施形態による検出領域とトレース領域の別の接続部の部分略図である。別の実施形態による検出領域とトレース領域の接続部の部分略図である。別の実施形態としての容量型タッチスクリーンの略図である。

容量型タッチスクリーンが導電性トレンチを備えた表面を有し、この導電性トレンチは、容量型タッチスクリーンを用いているときに導電物質に対する引っ掻きを減少させることができ、トレンチ構造を用いることによって導電物質の被覆面積が減少すると共に接触抵抗及び製造費が減少する。

次に、本発明の容量型タッチスクリーンの実施形態を詳細に記載した図面を参照する。

図１は、一実施形態としての容量型タッチスクリーンの概略であり、図２は、一実施形態としての容量型タッチスクリーンの概略である。

図１を参照すると、容量型タッチスクリーンは、透明な基板１１０、遮光層１３０、透明なポリマー層１５０及び導電物質１７０を有している。透明な基板１１０は、第１の表面１１１及び第２の表面１１３を有し、遮光層１３０が透明な基板１１０の第１の表面１１１上に形成され、遮光層１３０は、透明な基板１１０の第１の表面１１１上に目に見えない又は非可視領域（図示せず）を形成している。透明なポリマー層１５０が透明な基板１１０の第１の表面１１１に被着されており、この透明なポリマー層は、非可視領域を覆っており、透明なポリマー層１５０は、透明な基板１１０の第１の表面１１１と向かい合っており、透明な基板１１０の光透過領域（図示せず）を覆う透明なポリマー層１５０の一部は、検出領域２１０（図２参照）を形成し、検出領域２１０の表面は、第１のメッシュ状導電性トレンチ２１１を形成するようパターン付けされ、導電性トレンチ２１１は、導電物質１７０で満たされている。

容量型タッチスクリーンでは、容量型タッチスクリーンの表面に被着された導電物質１７０は、容量型タッチスクリーンの使用時又は容量型タッチスクリーンが製造プロセス中にあるとき、メッシュ状検出領域２１０で置き換えられ、検出領域２１０のメッシュ状構造は、導電物質１７０の引っ掻きを回避することができ、そして導電物質１７０の使用量及びコストを減少させることができ、容量型タッチスクリーンの表面抵抗が減少する。

具体的に説明すると、導電物質１７０は、導電性ナノ金属、例えばナノ銀、ナノ銅等である。ナノ金属粒子をインキ中に溶かし、コータ（塗工機）を用いることによってナノ粒子のインキを導電性トレンチ２１１中に塗布し、次に風乾させる。図１を参照すると、導電性トレンチ２１１内の風乾後のナノ金属粒子の深さは、メッシュの平面よりも通常約１μｍだけ低い。導電性トレンチは、その導電機能に影響を及ぼすことなく、使用中の導電性タッチスクリーンの引っ掻きを一段と回避することができる。風乾後、容量型タッチスクリーンの表面を洗浄し、透明なポリマー層１５０の表面上の残留ナノ金属粒子を除去する。

具体的に説明すると、導電性トレンチ２１１の幅がｄ１で表され、その深さがｈで表され、１μｍ≦ｄ１≦５μｍ、２μｍ≦ｈ≦６μｍであり、深さと幅の比は、１を超え、即ち、ｈ／ｄ１＞１である。導電物質１７０がナノ金属なので、導電物質１７０で満たされた導電性トレンチ２１１は、ナノ金属粒子が不透明であり且つインキ中の溶質として存在しているので、不透明である。導電性トレンチ２１１の幅は、１μｍ〜５μｍであり、これは非常に小さく、従って、このことは、容量型タッチスクリーンの透過性を保つ基礎となり得、導電性トレンチ２１１の深さと幅の比は、１を超え、これにより、導電性トレンチ２１１の導電性が一段と保証され、検出領域２１０の感度が向上する。

具体的に説明すると、導電性トレンチ２１１の幅は、１μｍ、３μｍ又は５μｍであるのが良く、対応の深さは、それぞれ、２μｍ、４μｍ、６μｍであるのが良く、深さと幅の対応の比は、１を超える。導電性トレンチ２１１中の深さ及び幅は、深さと幅の比が１を超えることを保証する限り、対応の限度内の任意の値であって良い。

導電性トレンチ２１１により形成される第１のメッシュ２１３は、規則正しい図形であり、具体的には、これは、正多角形であるのが良い。図２を参照すると、第１のメッシュ２１３が容量型タッチスクリーンの等辺四角形であることが示されている。等辺多角形の一辺の長さは、ａで表され、１５０μｍ≦ｄ１≦５００μｍであり、即ち、正多角形メッシュの一辺の長さは、１５０μｍから５００μｍまでの任意の値であって良い。変形実施形態では、第１のメッシュ２１３の形状は、他の正多角形又は他の規則的な図形であって良い。

変形実施形態では、導電性トレンチ２１１により形成される第１のメッシュ２１３は、ランダムであり且つ不規則な図形であっても良い（図５を比較参照されたい）。

好ましい実施形態では、導電物質１７０の被覆面積（即ち、導電性トレンチ２１１の表面積）と第１のメッシュの表面の全面積の比は、５％未満である。導電物質１７０の被覆面積と第１のメッシュの表面の全面積の比は、５％未満に定められ、即ち、導電性トレンチ２１１の表面積と検出領域２１０の表面積の比が定められ、容量型タッチスクリーンの光透過性は、導電性トレンチ２１１の幅及び正多角形の一辺の長さを制限することによって一段と保証される。容量型タッチスクリーンの光透過性は、導電性トレンチ２１１の深さ、幅及び深さと幅の比を制限することにより、更に導電性トレンチ２１１の表面積と検出領域２１０の表面積の比を制限することによって８９％超に保証される。

具体的に説明すると、非可視領域の幅は、ｄ２で表され、１５０ｍｍ≦ｄ２≦５００ｍｍである。透明なポリマー層１５０は、透明な基板１１０の第１の表面１１１と向かい合っており、非可視領域を覆っている透明なポリマー層１５０の部分は、トレース領域２３０（図２参照）を形成し、トレース領域２３０の表面は、第２のメッシュ状トレーストレンチ２３１（図３参照）を形成するようパターン付けされ、トレーストレンチ２３１により形成される第２のメッシュ２２３の密度は、導電性トレンチ２３１により形成される第１のメッシュの密度よりも高い。

図３を参照すると、検出領域２１０は、トレース領域２３０への接続部分上に接続トレンチ２５０を備え、接続トレンチ２５０は、導電物質１７０で満たされ、トレーストレンチ２３１は、接続トレンチ２５０とそれぞれ連絡することによって導電性トレンチ２１１と連絡関係をなしている。トレーストレンチ２３１は、接続トレンチ２５０を介して導電性トレンチ２１１と連絡関係にあり、導電性トレンチ２１１、トレーストレンチ２３１及び接続トレンチ２５０は、導電物質１７０で満たされており、指が検出領域２１０に触れると、電流が導電性トレンチ２１１から流れ出て接続トレンチ２５０を通ってトレーストレンチ２３１に至り、このことは、指の位置を定める基礎となり得る。変形実施形態では、導電性トレンチ２１１とトレーストレンチ２３１は、ノード（図４参照）を介して互いに連絡関係にある。

容量型タッチスクリーンの製造にあたり、導電性トレンチ２１１とトレーストレンチ２３１の両方をインプリンティング技術により作ることができる。導電性トレンチ２１１を必要に応じてノード又は接続トレンチ２５０によりトレーストレンチ２３１に連絡させることができる。

さらに、図６を参照すると、トレース領域２３０は、リード出力端部２３５を備えており、このリード出力端部は、使用中の容量型タッチスクリーン中を流れる誘導電流を出力するために外部と接続するようトレース領域の外縁部の任意の側部に設けられている。

図６を参照すると、容量型タッチスクリーンは、透明な保護層１９０を更に有し、透明な保護層１９０は、トレース領域２３０のリード出力端部２３５の一部を除き透明なポリマー層１５０の表面を覆っており、透明な保護層１９０は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤及びポリカーボネートから成る群から選択された材料で作られ、この透明な保護層は、検出領域２１０の導電性トレンチ２１１内の導電物質１７０を保護すると共に容量型タッチスクリーンの寿命を延ばすために用いられる。

具体的に説明すると、透明なポリマー層１５０は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤、ポリカーボネート又は同一の機能を備えた他の材料から成る群から選択された材料で作られている。

ＵＶ接着剤は、無影接着剤、感光性接着剤、ＵＶ硬化性接着剤とも呼ばれており、無影接着剤は、紫外線を照射させることによって硬化させることができる一種の接着剤であり、これは、接着剤として使用できるだけでなく、塗料、被膜、インキ及び他のプラスチック材料としても使用できる。ＵＶは、紫外線という用語の略語であり、即ち、ＵＶ光である。

ポリカーボネート（ＰＣ）は、分子鎖中にエステル基の構造に基づく炭酸エステル基を含むポリマーであり、ポリカーボネートを脂肪族、芳香族、脂肪族‐芳香族その他に分けることができる。

具体的に説明すると、遮光層１３０は、インキで作られ、透明な基板１１０は、透明なガラスであり、非可視領域は、スクリーンプリンタを用いて黒ガラスをガラスの縁部上にスクリーン印刷することによって形成できる。

理解されるべきこととして、実施例についての説明は、具体的であって細部にわたっているが、かかる説明は、本発明を制限するものではない。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきである。

Claims

容量型タッチスクリーンであって、
第１の表面及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を備えた透明な基板を有し、
前記透明な基板の前記第１の表面の縁部上に形成された遮光層を有し、前記遮光層は、前記透明な基板の前記第１の表面上に非可視領域を形成し、
前記透明な基板の前記第１の表面上に形成されていて、前記遮光層を覆う透明なポリマー層を有し、前記透明なポリマー層は、前記透明な基板の前記第１の表面と向かい合っており、前記透明な基板の光透過領域を覆う前記透明なポリマー層の一部は、検出領域を形成し、前記検出領域の表面は、第１のメッシュ状導電性トレンチを形成するようパターン付けされ、前記導電性トレンチは、導電物質で満たされている、容量型タッチスクリーン。
前記トレンチの幅は、ｄ１で表され、前記トレンチの深さは、ｈで表され、１μｍ≦ｄ１≦５μｍ、２μｍ≦ｈ≦６μｍ、ｈ／ｄ１＞１である、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記導電物質は、ナノ導電性金属である、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記導電物質により覆われる面積と前記第１のメッシュの全面積の比は、５％未満である、請求項３記載の容量型タッチスクリーン。
前記第１のメッシュは、多角形メッシュであり、前記多角形メッシュの一辺の長さは、ａで表され、１５０μｍ≦ｄ１≦５００μｍである、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記非可視領域の幅は、ｄ２で表され、１５０ｍｍ≦ｄ２≦５００ｍｍである、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記透明なポリマー層は、前記透明な基板の前記第１の表面と向かい合っており、前記非可視領域を覆う前記透明なポリマー層の一部は、トレース領域を形成し、前記トレース領域の表面は、第２のメッシュ状トレーストレンチを形成するようパターン付けされ、前記トレーストレンチは、前記導電物質で満たされている、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記トレース領域の前記トレーストレンチは、ノードを介して前記検出領域の前記導電性トレンチと連絡関係にある、請求項７記載の容量型タッチスクリーン。
前記検出領域は、前記トレース領域への接続部分上に接続トレンチを備え、前記接続トレンチは、前記導電性材料で満たされ、前記トレーストレンチは、前記接続トレンチとそれぞれ連絡することによって前記導電性トレンチと連絡関係にある、請求項７記載の容量型タッチスクリーン。
前記トレース領域により形成される前記第２のメッシュの密度は、前記検出領域により形成される前記第１のメッシュの密度よりも高い、請求項７記載の容量型タッチスクリーン。
透明な保護層を更に有し、前記透明な保護層は、前記トレース領域のリード出力の一部を除き前記透明なポリマー層の表面を覆っている、請求項７記載の容量型タッチスクリーン。
前記透明な保護層は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤及びポリカーボネートから成る群から選択された材料で作られている、請求項１１記載の容量型タッチスクリーン。
前記透明なポリマー層は、ＵＶ接着剤、エンボス接着剤及びポリカーボネートから成る群から選択された材料で作られている、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記遮光層は、インキで作られている、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。
前記透明な基板は、ガラスである、請求項１記載の容量型タッチスクリーン。