JP2015518222A - タッチセンサー、タッチスクリーン及びディスプレイ - Google Patents

Abstract

本発明は、タッチセンサー、タッチスクリーン及びディスプレイを提供し、タッチスクリーンの損傷率を低下させるものである。該タッチセンサーは、水平導電層、導電ブリッジ及び垂直導電層を含み、前記導電ブリッジの両端はそれぞれ一つの水平導電層に接続し、前記導電ブリッジと前記垂直導電層は互いに重なり、且つ絶縁層によって隔てられ、前記垂直導電層は、第一指定位置上に設けられた少なくとも一つの絶縁エリアを含み、前記少なくとも一つの絶縁エリアの、前記導電ブリッジ上に正投影した投影エリアの前記導電ブリッジの幅方向における、対応する二つの境界点の間の距離は、前記導電ブリッジの幅より小さくない。

Description

本発明はタッチセンサー、タッチスクリーン及びディスプレイに関するものである。

科学技術の発展に伴い、タッチスクリーンはすでに頻繁に表示装置中に用いられている。従来技術中のタッチスクリーンには複数のタッチセンサーが備えられ、例えば図１は一つのタッチセンサーの上面図である。

該タッチセンサーは、タッチスクリーンと物体とが接触する際、信号伝達に用いられる水平金属層１１４及び垂直金属層１１５、水平方向上において両側の水平金属層１１４を接続するためのメタルブリッジ（ｍｅｔａｌ ｂｒｉｄｇｅ）１１１を含む。前記タッチセンサーを製造する工程において、メタルブリッジ１１１と水平金属層１１４、及び垂直金属層１１５の間には絶縁層１２２が設けられ、メタルブリッジ１１１の両端をそれぞれ水平金属層１１４と接触させるために、メタルブリッジ１１１の両端と水平金属層１１４の間の絶縁層１２２をエッチングし、ビアホール１１２を形成し、これにより両側の水平金属層１１４をメタルブリッジ１１１により導通する。図１中のＡＡ’方向における断面構造は図２に示すとおりである。

前記タッチセンサーを製造する工程は以下に示すとおりである。

＜ステップＡ＞基板上に金属材料層を形成してから、エッチングによりメタルブリッジ１１１を形成する。

＜ステップＢ＞メタルブリッジ上にＰＶＸ層を形成してから、エッチングによりビアホール１１２を有する絶縁層を形成し、ビアホール１１２の位置は図１に示すとおりであり、メタルブリッジ１１１の端部の上方に位置する。

＜ステップＣ＞絶縁層上にインジウム‐スズ酸化物ＩＴＯ層を形成し、エッチングにより垂直金属層１１５と水平金属層１１４を形成する。

図１のＢ’Ｂ方向上における断面構造は図３に示すとおりである。タッチセンサーは、下から上へ層ごとに材料層を順に形成してから、それに対しエッチングを行うことで得られたものであり、このプロセスにおいて複数の勾配角１２１を形成し、例えば水平金属層１１４と垂直金属層１１５の両側の辺縁に形成する勾配角１２１である。作動中、信号伝達の過程において、水平金属層１１４と垂直金属層１１５の勾配角２１において、大量の電荷が集まることがある。物体とタッチスクリーンとが接触して静電気を生成する場合、静電気は電荷と連通し、これにより垂直金属層を破壊する。これにより、垂直金属層は信号伝達ができなくなり、さらにはタッチスクリーン全体が破壊されてしまう。

本発明はタッチセンサー及びタッチスクリーンを提供し、タッチスクリーンの損傷率の低下を目的とする。

本発明は一つの態様において、タッチセンサーを提供する。前記タッチセンサーは、水平導電層、導電ブリッジ及び垂直導電層を含み、前記導電ブリッジの両端はそれぞれ一つの水平導電層に接続し、前記導電ブリッジと前記垂直導電層は互いに重なり、且つ絶縁層によって隔てられ、前記垂直導電層は、第一指定位置上に設けられた少なくとも一つの絶縁エリアを含み、前記少なくとも一つの絶縁エリアの、前記導電ブリッジ上に正投影した投影エリアの前記導電ブリッジの幅方向における、対応する二つの境界点の間の距離は、前記導電ブリッジの幅より小さくない。

本発明はもう一つの態様において、タッチスクリーンを提供し、前記タッチスクリーンは前記タッチセンサーを含む。

本発明はもう一つの態様において、ディスプレイを提供し、前記ディスプレイは前記タッチスクリーンを含む。

本発明が提供するタッチセンサーを用いる場合、垂直導電層が少なくとも一つの絶縁エリアを含み、これにより垂直導電層と導電ブリッジが互いに重なる部分を複数の不連続なエリアに分割する。一つのエリアが損傷を受けた場合でも、他のエリアは正常に稼動でき、これにより該タッチセンサーを使用することで、タッチスクリーンの損傷率を低下させることができる。

本発明の技術構成をさらに明確に説明するため、以下に実施例の図面について簡単に紹介する。明らかなように、以下に記載の図面は本発明の一部の実施例に過ぎず、本発明を制限するものではない。

図１は従来技術におけるタッチセンサーの上面構造模式図である。 図２は図１のＡ’Ａ方向における断面構造模式図である。 図３は図１のＢ’Ｂ方向における断面構造模式図である。 （ａ）は本発明実施例１が提供する第一種タッチセンサーの上面構造模式図である。（ｂ）は図４（ａ）のＤ’Ｄ方向における断面構造模式図である。（ｃ）は本発明実施例２が提供する第二種タッチセンサーの上面構造模式図である。 図５は図４のＤ’Ｄ方向における断面構造模式図である。 （ａ）は本発明実施例３が提供する第三種タッチセンサーの上面構造模式図である。（ｂ）は本発明実施例４が提供する第四種タッチセンサーの上面構造模式図である。 図７は本発明実施例５が提供する第五種タッチセンサーの上面構造模式図である。 図８は本発明実施例６が提供する第六種タッチセンサーの上面構造模式図である。

本発明の実施例の目的、技術構成及びメリットをさらに明確にするため、以下に本発明の実施例の図面を参照して、本発明の実施例の技術構成についてさらに明確に、完全に記載する。明らかなように、記載される実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。記載の本発明の実施例に基づいて、当業者が進歩性を有する労働を必要としない前提において得られるその他の実施例も、本発明が保護を求める範囲に属するものである。

別途定義する場合を除き、ここで使用する技術用語または科学技術用語は、本発明が属する分野における一般的な技能を有する者が理解する通常の意味である。本発明の明細書及び特許請求の範囲において使用される「第一」、「第二」及び類似の用語は、如何なる順序、数量または重要性をも示すものでもなく、異なる構成部分を区別するためのものに過ぎない。同様に、「一つ」または「一」などの類似用語は数量の制限を示していなく、少なくとも一つ存在するという意味である。「Ａは、Ｂを含む」または「Ａは、Ｂを備える」などの類似の表現は、Ａという素子または部材が、Ｂとして列挙された素子または部材、及びその均等物を含むことを意味し、その他の素子または部材を排除するわけではない。「接続」または「連結」などの類似の用語は、物理的または機械的な接続に限られず、電気的な接続を含み、直接でも間接でも構わない。「上」、「下」、「左」、「右」などは相対的な位置関係の表示のみに用いるものであり、記載される対象の絶対的位置が変わった場合、その相対的な位置関係も相応に変化する可能性がある。

本発明の実施例が提供するタッチセンサーを用いる場合、垂直導電層には少なくとも一つの絶縁エリアが含まれ、これにより垂直導電層と導電ブリッジが重なる部分を複数の不連続な区域に分割する。一つのエリアが破壊される場合でも、他のエリアが正常に稼動できる。よって、該タッチセンサーを使用することで、タッチスクリーンの損傷率を低下させることができる。以下において具体的な実施例を紹介する。

＜実施例１＞
図４（ａ）に示すように、本発明の実施例１は第一種タッチセンサーを提供する。図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ’Ｄ方向上における断面図である。該タッチセンサーは基板の上に形成され横方向に延伸する導電ブリッジ１１、導電ブリッジ１１上に形成する絶縁層２１、及び絶縁層２１上に形成される互いに間隔を置いている水平導電層１４、及び垂直導電層４１を含む。垂直導電層４１の両側にある二つの水平導電層１４はそれぞれ、絶縁層２１中のビアホール１２により、横方向に延伸する導電ブリッジ１１と導通する。

該基板はガラスまたはプラスチック基板であり、例えば液晶表示装置の表示側の基板（例えばカラーフィルター基板）であり、または単独のガラスまたはプラスチック基板で、表示装置上に貼り付けることができる。例えば図４（ａ）に示すように、全体において、水平導電層１４は水平方向（横方向）に延伸し、垂直導電層４１は基板上において垂直方向（縦方向）に延伸し、導電ブリッジ１１と垂直に重なるが、絶縁層２１により隔てられている。ビアホール１２はそれぞれ、導電ブリッジの端部上方に形成される。

前記導電ブリッジ１１、水平導電層１４及び垂直導電層４１は例えば、金属材料または透明導電材料によって形成でき、金属材料は例えばアルミニウム、アルミニウム合金等であり、透明導電材料は例えば、酸化インジウム‐スズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム‐亜鉛（ＩＺＯ）などである。

該タッチセンサーは以下の工程によって製作することができる。
＜ステップ１＞基板上に金属層を形成し、エッチングにより導電ブリッジ１１を形成する。
＜ステップ２＞導電ブリッジ１１上に不活性化層（例えばＰＶＸ層）を形成し、エッチングによりビアホール１２を有する絶縁層２１を形成し、ビアホール１２の位置は図４（ａ）に示すとおりであり、導電ブリッジ１１の端部上方に位置する。
＜ステップ３＞絶縁層２１上に透明導電層（例えばＩＴＯ）を形成し、エッチングにより水平導電層１４、垂直導電層４１及び垂直導電層４１上の一つの絶縁エリア４２を形成する。

該垂直導電層４１は、第一指定位置上に設けられる絶縁エリア４２を含む。該絶縁エリア４２は例えば、一部の垂直導電層４１を除去することで、開口エリアを形成する。該絶縁エリア４２は、導電ブリッジ１１上（基板のある平面に垂直、即ち図４（ａ）における紙面が所在する平面に垂直に）に正投影して投影エリアを形成する。該投影区域の形状、大きさは絶縁エリアは同じであり、該投影区域の、前記導電ブリッジ１１の幅方向に対応する二つの境界点の間の距離は前記導電ブリッジの幅より小さくなく、対応する二つの境界点はそれぞれ図４（ａ）中におけるＣ及びＣ’であり、その距離は導電ブリッジ１１の幅より小さくない。

本実施例において、絶縁エリア４２は短冊状であり、第一指定位置は絶縁エリア４２と導電ブリッジ１１とが互いに直交する位置である。

前記タッチセンサーを形成してから、その上に不活性化層及び平坦化層を形成することができ、該不活性化層は垂直導電層４１上の一つの絶縁エリア４２内に充填することができる。

＜実施例２＞
本発明の実施例２は第二種タッチセンサーを提供する。該タッチセンサーと実施例１のタッチセンサーとの区別は以下である。図４（ｃ）に示すように、垂直導電層４１上に二つの形状、大きさが完全に同一の絶縁エリア４２を含み、二つの絶縁エリアは互いに平行で且つ所定距離の間隔を置き、それらの中心点は同じ水平線上にある。

この際、第一指定位置は、二つの絶縁エリア４２がそれぞれ導電ブリッジ１１と直交し、且つ同一の水平位置上に位置する。図５は図４（ｃ）のＤＤ’方向における断面図である。

もう一つの例において、該垂直導電層４１は、二つ以上の絶縁エリア４２を含み、これらの絶縁エリア４２は互いに平行で且つ所定距離の間隔を置き、それらの中心点は同じ水平線上にある。

＜実施例３＞
図６（ａ）に示すように、本発明の実施例３は第三種タッチセンサーを提供し、該タッチセンサーと実施例２のタッチセンサーの区別は以下である。

垂直導電層中の二つまたは複数の絶縁エリア４２中の中心点は同じ水平線上になく、説明しやすいよう、図６（ａ）においては二つの絶縁エリアが所在する位置を例示する。

もう一つの実施例において、該垂直導電層４１は二つ以上の絶縁エリア４２を含み、これらの絶縁エリア４２は互いに二つの絶縁エリアは互いに平行で且つ所定距離の間隔を置き、それらの中心点は同じ水平線上にない。

＜実施例４＞
図６（ｂ）に示すように、本発明の実施例４は第四種タッチセンサーを提供し、該タッチセンサーと実施例２のタッチセンサーの区別は以下である。

垂直導電層４１上の二つまたは複数の絶縁エリア４２の形状、大きさはそれぞれ異なるものであり、それらの中心点は同一のまたは異なる水平線上にある。さらに、絶縁エリア４２の形状は、図６（ｂ）に示す台形に限定されず、例えば、その他の不規則形状などとすることもできる。

＜実施例５＞
図７に示すように、本発明の実施例５は第五種タッチセンサーを提供し、該タッチセンサーと前記実施例のタッチセンサーの区別は以下である。

前記絶縁エリア４２の辺縁と導電ブリッジ１１の辺縁の垂直方向上において対応する位置、且つ導電ブリッジの辺縁部に位置する部分Ｐは不規則形状である。例えば、該不規則形状は鋸歯型とすることができる。

＜実施例６＞
図８に示すように、本発明の実施例６は第六種タッチセンサーを提供し、該タッチセンサーと実施例５のタッチセンサーの区別は以下である。

導電ブリッジ１１の辺縁全体を不規則形状に設置し、該不規則形状を鋸歯型とすることができる。

該実施例２〜６のタッチセンサーは実施例１に記載された方法と類似の方法に従って製造することができる。

実施例１、実施例２、実施例３または実施例４の垂直導電層の構造は、実施例５または実施例６の導電ブリッジ１１と任意に組み合わせることにより、タッチセンサーを形成できる。

＜実施例７＞
比較的好ましくは、実施例６が提供するタッチセンサーを用いる場合、導電ブリッジ１１を製造する際、実施例５と比較して、製造工程が簡単である。

本発明実施例中の各構造及び機能層は、前記に記載された材料により製造されることに限定されず、その他の類似する性能を有する材料も使用でき、本発明の範囲はこれらの具体的な材料の選択に限定されない。

前記実施例５及び実施例６のタッチセンサーは、さらに勾配角に過多の電荷が集まることを回避できる。具体的に、絶縁エリア４２は二つの水平導電層１４の間に位置し、且つ水平導電層１４と接触しない。

垂直導電層４１中に複数の絶縁エリア４２が含まれる際、以下の条件を満たすべきである。

（一）第一指定位置は、それぞれの絶縁エリア４２の間が互いに交わらないことを保証すべきである。

（二）それぞれの二つの絶縁エリア４２の間は、第一所定距離隔てられ、第一所定距離は実際の需要に応じて設置することができる。

（三）前記絶縁エリアとそれと隣接する水平導電層の間は、第二所定距離隔てられ、第二所定距離は実際の需要に応じて設置することができる。

比較的好ましくは、垂直導電層４１に複数の絶縁エリア４２が含まれる場合、隣接する二つの絶縁エリア間の導電エリアが破壊される場合でも、垂直導電層上のその他の導電エリアは正常に信号を伝達することができ、タッチセンサーの正常な稼動を保証できる。

本発明のもう一つの実施例はタッチスクリーンを提供し、前記タッチスクリーンは前記実施例中のタッチセンサーを含む。例えば、該タッチスクリーンは表示パネルを含み、タッチセンサーは直接表示パネルの前表面に形成され、またはタッチセンサーは単独で層状デバイスを形成し、それから表示パネルの前表面上に貼り付けられる。

本発明のもう一つの実施例はディスプレイを提供し、前記ディスプレイは前記タッチスクリーンを含む。

本発明の実施例が用いるタッチセンサーを用いる場合、垂直導電層４１中には、少なくとも一つの絶縁エリア４２が含まれ、これにより垂直導電層４１と導電ブリッジ１１とが重なる部分を複数の互いに接続しないエリアに分割し、一つの区域が静電気により破壊された場合でも、その他のエリアは正常に稼動することができる。よって該タッチセンサーを使用することでタッチスクリーンの損傷率を低下させることができる。

比較的好ましくは、実施例６が提供したタッチセンサーを使用する際、導電ブリッジ１１を製造する場合、実施例５より簡単な工程を用いて製作することができる。

比較的好ましくは、本発明の実施例５及び実施例６に記載したタッチセンサーにより、さらに垂直導電層中の勾配角に過多の電荷が集まることによる損傷を回避することができる。

以上に記載されたのは本発明の例示的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではなく、本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって決められる。

Claims (11)

1. 水平導電層、導電ブリッジ及び垂直導電層を含み、
   前記導電ブリッジの両端はそれぞれ一つの水平導電層に接続し、
   前記導電ブリッジと前記垂直導電層は互いに重なり、且つ絶縁層によって隔てられ、
   前記垂直導電層は、第一指定位置上に設けられた少なくとも一つの絶縁エリアを含み、
   前記少なくとも一つの絶縁エリアの、前記導電ブリッジ上に正投影した投影エリアの前記導電ブリッジの幅方向における、対応する二つの境界点の間の距離は、前記導電ブリッジの幅より小さくないことを特徴とするタッチセンサー。
2. 前記垂直導電層は、第一指定位置上に設けられた少なくとも二つの絶縁エリアを含み、且つ二つの絶縁エリアごとに、第一所定距離隔てられていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサー。
3. 前記絶縁エリアとそれと隣接する水平導電層の間は、第二所定距離隔てられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチセンサー。
4. 各絶縁エリアの形状は同一または非同一であることを特徴とする、請求項２に記載のタッチセンサー。
5. 前記絶縁エリアは長方形であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチセンサー。
6. 前記絶縁エリアの長辺は、前記導電ブリッジと垂直であることを特徴とする、請求項５に記載のタッチセンサー。
7. 前記導電ブリッジの辺縁は不規則形状であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチセンサー。
8. 前記導電ブリッジと垂直導電層中の少なくとも一つの絶縁エリアが対応する部分の辺縁は不規則形状であることを特徴とする、請求項７に記載のタッチセンサー。
9. 前記不規則形状は鋸歯状であることを特徴とする、請求項７または８に記載のタッチセンサー。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のタッチセンサーを含むことを特徴とするタッチスクリーン。
11. 請求項１０に記載のタッチスクリーンを含むディスプレイ。

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