JP2022145455A - Touch sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチセンサ及びタッチセンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a touch sensor and a method for manufacturing a touch sensor.
近年、タッチセンサは、ユーザと電子機器との間の情報通信チャネルとして、携帯電話、ノートパソコン、衛星ナビゲーションシステム、デジタルAVプレーヤなどの携帯電子デバイスに広く用いられている。 In recent years, touch sensors have been widely used in portable electronic devices such as mobile phones, laptop computers, satellite navigation systems, and digital AV players as information communication channels between users and electronic devices.
狭ベゼルの電子製品に対する需要が徐々に増加するにつれて、業界は、ユーザのニーズを満たすために、電子製品のベゼルのサイズを縮小することに熱心に取り組んでいる。タッチセンサでは、周辺領域のサイズを小さくする必要がある。一般に、タッチセンサは、タッチ電極と周辺回路とを備えており、通常、タッチ電極と周辺回路とは周辺領域において互いに重なり合って導電路又はループを形成している。タッチセンサの周辺領域の大きさに影響を与える要因としては、通常、タッチ電極と周辺回路との重なり公差、タッチ電極と周辺回路との接触面積、周辺回路の線幅及び線間隔が挙げられる。タッチ電極と周辺回路との接触面積を小さくすることによって周辺領域を小さくすると、接触面積が小さくなるためタッチ電極と周辺回路との接触インピーダンスが大きくなり、タッチセンサの信号伝達に悪影響を及ぼすことが多い。以上のことから、業界で一般的に認知されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができるタッチセンサをどのように提供するかは、現在検討に値する。 As the demand for narrow-bezel electronic products gradually increases, the industry is keen to reduce the size of the bezels of electronic products to meet the needs of users. Touch sensors require a small peripheral area size. Generally, a touch sensor includes touch electrodes and peripheral circuitry, which typically overlap each other in a peripheral region to form conductive paths or loops. Factors affecting the size of the peripheral area of the touch sensor generally include the overlap tolerance between the touch electrodes and the peripheral circuits, the contact area between the touch electrodes and the peripheral circuits, and the line width and line spacing of the peripheral circuits. If the peripheral region is reduced by reducing the contact area between the touch electrode and the peripheral circuit, the contact impedance between the touch electrode and the peripheral circuit increases due to the smaller contact area, which may adversely affect the signal transmission of the touch sensor. many. Given the above, it is now worth considering how to provide a touch sensor that not only meets the narrow bezel design requirements generally accepted in the industry, but also meets the contact impedance requirements.
本開示のいくつかの実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも一方の側に周辺領域とを有するタッチセンサは、基板、金属ナノワイヤ層、及び金属層を含む。金属ナノワイヤ層は、基板上に配置され、可視領域に対応する第1の部分と、周辺領域に対応する第2の部分とを有する。金属層は、基板上に、周辺領域に対応して配置され、金属層の一部は、金属ナノワイヤ層の第2の部分の少なくとも一部と重なって接触することにより重複領域が形成され、重複領域の接触面積は、0.09mm2~1.20mm2であり、重複領域の接触インピーダンスは、50Ω未満である。 According to some embodiments of the present disclosure, a touch sensor having a visible area and a peripheral area on at least one side of the visible area includes a substrate, a metal nanowire layer, and a metal layer. A metal nanowire layer is disposed on the substrate and has a first portion corresponding to the visible region and a second portion corresponding to the peripheral region. A metal layer is disposed on the substrate corresponding to the peripheral region, and a portion of the metal layer overlaps and contacts at least a portion of the second portion of the metal nanowire layer to form an overlap region, wherein the overlap region is formed. The contact area of the region is between 0.09 mm 2 and 1.20 mm 2 and the contact impedance of the overlapping region is less than 50Ω.
本開示のいくつかの実施形態において、接触面積は、基板上の重複領域の垂直投影面積である。 In some embodiments of the present disclosure, the contact area is the vertical projected area of the overlap region on the substrate.
本開示のいくつかの実施形態において、接触面積は0.09mm2~0.60mm2である。 In some embodiments of the disclosure, the contact area is between 0.09 mm 2 and 0.60 mm 2 .
本開示のいくつかの実施形態において、接触インピーダンスは、40Ω未満、30Ω未満、20Ω未満、又は10Ω未満である。 In some embodiments of the present disclosure, the contact impedance is less than 40Ω, less than 30Ω, less than 20Ω, or less than 10Ω.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の第1の金属ナノワイヤと、複数の第2の金属ナノワイヤとを含み、第1の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に完全に埋め込まれ、第2の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に部分的に埋め込まれている。 In some embodiments of the present disclosure, the metal nanowire layer includes a matrix, a plurality of first metal nanowires, and a plurality of second metal nanowires, each of the first metal nanowires within the matrix. Fully embedded, each of the second metal nanowires is partially embedded within the matrix.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層の第2の部分における第2の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第1の部分と、マトリクスの上面から突出する第2の部分とを有し、第2の金属ナノワイヤの第2の部分は、金属層内に埋め込まれている。 In some embodiments of the present disclosure, each of the second metal nanowires in the second portion of the metal nanowire layer has a first portion embedded within the matrix and a second portion protruding from the top surface of the matrix. and wherein a second portion of the second metal nanowire is embedded within the metal layer.
本開示のいくつかの実施形態において、第2の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第1の部分と、マトリクスの上面から突出する第2の部分とを有する。 In some embodiments of the present disclosure, each second metal nanowire has a first portion embedded within the matrix and a second portion protruding from the top surface of the matrix.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、複数の第1の膜構造及び複数の第2の膜構造をさらに含み、第1の膜構造の各々は、マトリクスと第1の金属ナノワイヤの各々との間の界面に配置され、第2の膜構造の各々は、マトリクスと第2の金属ナノワイヤの各々の第1の部分との間の界面に配置される。 In some embodiments of the present disclosure, the metal nanowire layer further comprises a plurality of first membrane structures and a plurality of second membrane structures, each of the first membrane structures comprising a matrix and the first metal nanowires. and each of the second membrane structures is disposed at the interface between the matrix and the first portion of each of the second metal nanowires.
本開示のいくつかの実施形態において、第1の膜構造の各々は、第1の金属ナノワイヤの各々を覆い、第1の被覆構造を形成し、第2の膜構造の各々は、第2の金属ナノワイヤの各々の第1の部分を覆い、第2の被覆構造を形成する。 In some embodiments of the present disclosure, each of the first membrane structures covers each of the first metal nanowires to form a first covering structure, and each of the second membrane structures covers a second A second coating structure is formed overlying the first portion of each of the metal nanowires.
本開示のいくつかの実施形態において、第1の膜構造及び第2の膜構造の各々の材料は、ポリエチレン誘導体を含む。 In some embodiments of the present disclosure, the material of each of the first membrane structure and the second membrane structure comprises a polyethylene derivative.
本開示のいくつかの実施形態において、金属層の材料は、感光性の銀を含む。 In some embodiments of the present disclosure, the metal layer material comprises photosensitive silver.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層の第1の部分は、タッチ感知電極(touch sensing electrode)を構成し、金属層の第2の部分は、周辺回路を構成する。 In some embodiments of the present disclosure, a first portion of the metal nanowire layer constitutes the touch sensing electrodes and a second portion of the metal layer constitutes the peripheral circuitry.
本開示のいくつかの他の実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも1つの側に周辺領域とを有するタッチセンサの製造方法は、基板を準備する工程と;基板上に可視領域および周辺領域に対応する金属ナノワイヤ層を形成する工程と;金属ナノワイヤ層の表面処理を実施する工程と;基板上に周辺領域に対応する金属層を形成する工程と;を備え、金属層の一部が、表面処理が施された金属ナノワイヤ層と重なって接触することにより、重複領域が形成され、重複領域の接触面積が0.09mm2~1.20mm2であり、重複領域の接触インピーダンスが50Ω未満である。 According to some other embodiments of the present disclosure, a method of manufacturing a touch sensor having a visible area and a peripheral area on at least one side of the visible area comprises the steps of providing a substrate; forming a metal nanowire layer corresponding to the peripheral region; performing surface treatment of the metal nanowire layer; forming a metal layer corresponding to the peripheral region on a substrate; is in contact with the surface-treated metal nanowire layer to form an overlap region, the contact area of the overlap region is 0.09 mm 2 to 1.20 mm 2 , and the contact impedance of the overlap region is 50 Ω. is less than
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する工程は、金属ナノワイヤ層に対して真空プラズマ処理を行う工程を含み、真空プラズマ処理を、出力2kW~8kW、流量1500sccm~2500sccmのアルゴンプラズマにより行い、真空プラズマ処理の時間は、20分~30分である。 In some embodiments of the present disclosure, performing a surface treatment on the metal nanowire layer comprises subjecting the metal nanowire layer to a vacuum plasma treatment, the vacuum plasma treatment having a power of 2 kW to 8 kW and a flow rate of An argon plasma of 1500 sccm to 2500 sccm is used, and the vacuum plasma treatment time is 20 to 30 minutes.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤと、複数の膜構造とを含み、金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第1の部分と、マトリクスの上面から突出する第2の部分とを有し、膜構造の各々は、金属ナノワイヤの各々を覆い、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する工程は、金属ナノワイヤの各々の第2の部分が露出されるように、金属ナノワイヤの各々の第2の部分を覆う膜構造の各々を除去する工程を含む。 In some embodiments of the present disclosure, the metal nanowire layer includes a matrix, a plurality of metal nanowires, and a plurality of membrane structures, each of the metal nanowires having a first portion embedded within the matrix; a second portion protruding from the top surface of the matrix, each of the film structures covering each of the metal nanowires; removing each of the membrane structures overlying the second portion of each of the metal nanowires such that portions are exposed.
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤと、複数の膜構造とを含み、膜構造は、マトリクスの上面および内部に分布され、金属ナノワイヤ層に対する表面処理を実施する工程は、マトリクスの上面が露出されるように、マトリクスの上面上に分布された膜構造を除去する工程を含む。 In some embodiments of the present disclosure, the metal nanowire layer includes a matrix, a plurality of metal nanowires, and a plurality of film structures, the film structures distributed on and within the matrix, and the surface to the metal nanowire layer. Performing the process includes removing the membrane structure distributed over the top surface of the matrix such that the top surface of the matrix is exposed.
本開示のいくつかの実施形態において、表面処理が施された金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤとを含み、金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第1の部分と、マトリクスの上面から突出する第2の部分とを有し、金属層は、周辺領域内の金属ナノワイヤの各々の第2の部分が金属層内に埋め込まれるように、周辺領域に対応して形成される。 In some embodiments of the present disclosure, the surface-treated metal nanowire layer includes a matrix and a plurality of metal nanowires, each of the metal nanowires having a first portion embedded within the matrix; and a second portion protruding from the top surface of the matrix, the metal layer being formed corresponding to the peripheral region such that the second portion of each of the metal nanowires in the peripheral region is embedded within the metal layer. be.
本開示のいくつかの実施形態において、基板上に金属ナノワイヤ層を形成する工程は、金属ナノワイヤ層にパターン化工程を実施し、タッチ感知電極を形成する工程を含む。 In some embodiments of the present disclosure, forming a metal nanowire layer on the substrate includes performing a patterning process on the metal nanowire layer to form touch sensing electrodes.
本開示のいくつかの実施形態において、基板上に金属層を形成する工程は、金属層にパターン化工程を実施し、周辺回路を形成する工程を含む。 In some embodiments of the present disclosure, forming a metal layer on a substrate includes performing a patterning process on the metal layer to form peripheral circuitry.
本開示の前述の実施形態によると、本開示のタッチセンサは、周辺領域において金属ナノワイヤ層の一部と金属層の一部とを重ね合わせることによって形成される重複領域を有する。本開示の金属ナノワイヤ層は、金属層および金属ナノワイヤ層によって形成される重複領域は、必要な接触面積を有しつつ、良好な接触効果を提供できるように、適切な表面処理を施してもよい。したがって、本開示のタッチセンサは、業界で一般的に認識されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができる。 According to the foregoing embodiments of the present disclosure, the touch sensor of the present disclosure has an overlap region formed by overlapping a portion of the metal nanowire layer and a portion of the metal layer in the peripheral region. The metal nanowire layer of the present disclosure may be subjected to appropriate surface treatment so that the metal layer and the overlapping region formed by the metal nanowire layer have the required contact area and provide good contact effect. . Thus, the touch sensor of the present disclosure not only meets the industry commonly recognized narrow-bezel design requirements, but can also meet contact impedance requirements.
本開示は、以下の添付図面を参照して実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、より完全に理解することができる。
以下、添付の図面に例示されている本開示の本実施形態を詳細に参照する。図面及び説明においては、可能な限り同一の参照番号を使用して、同一又は類似の部分を参照する。 Reference will now be made in detail to the present embodiments of the disclosure as illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings and the description to refer to the same or like parts.
本明細書では、用語「第1」、「第2」及び「第3」を使用して、様々な要素、構成要素、領域、層、及び/又は部分を記述することができるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び/又は部分は、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、1つの要素、構成要素、領域、層、又は部分を、別の要素、構成要素、領域、層、又は部分と区別するためにのみ使用される。したがって、以下に説明する「第1の要素」、「構成要素」、「領域」、「層」又は「部分」は、本開示の教示から逸脱することなく、第2の要素、構成要素、領域、層、又は部分とも呼ぶことができる。 Although the terms “first,” “second,” and “third” may be used herein to describe various elements, components, regions, layers, and/or portions, these It should be understood that elements, components, regions, layers, and/or sections should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another element, component, region, layer or section. Thus, reference to a "first element," "component," "region," "layer," or "portion" discussed below may be used to refer to a second element, component, region, or region without departing from the teachings of the present disclosure. , layers, or portions.
さらに、「下方(lower)」又は「最下部(bottom)」及び「上方(upper)」又は「最上部(top)」などの相対的な用語は、本明細書では、図に示すように、1つの要素と別の要素との関係を記述するために使用することができる。相対的な用語は、図に示されたもの以外のデバイスの異なる向きを含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、ある図のデバイスが裏返されると、他の要素の「下方」側にあると記述された要素は、他の要素の「上方」側に向く。したがって、例示的な用語「下方」は、図面の特定の向きに応じて、「下方」及び「上方」の向きを含み得る。同様に、1つの図のデバイスが裏返されると、他の要素の「下(below)」として説明される要素は、他の要素の「上(above)」に向く。したがって、例示的な用語「下」は、「上」及び「下」の向きを含むことができる。 Furthermore, relative terms such as "lower" or "bottom" and "upper" or "top" are used herein as shown in the figure: It can be used to describe the relationship between one element and another. It should be understood that relative terms are intended to include different orientations of the device other than that shown in the figures. For example, when the device in one figure is turned over, elements described as being on the "bottom" side of other elements will face the "top" side of the other elements. Thus, the exemplary term "below" may include an orientation of "below" and "above," depending on the particular orientation of the drawing. Similarly, when the device in one figure is flipped over, elements described as "below" other elements face "above" the other elements. Thus, the exemplary term "below" can include "up" and "down" orientations.
本開示は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすタッチセンサを提供する。本開示は、金属ナノワイヤ層(すなわち、金属ナノワイヤを含む層)に表面処理を実施する方法と、表面処理が施された金属ナノワイヤ層によって製造されたタッチセンサとを含む。本開示では、説明の明確性と便宜性のために、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する方法が優先的に議論されることを理解されたい。 The present disclosure provides a touch sensor that not only meets the narrow bezel size requirements commonly recognized in the industry, but also meets the contact impedance requirements. The present disclosure includes methods of performing surface treatments on metal nanowire layers (ie, layers containing metal nanowires) and touch sensors fabricated with surface treated metal nanowire layers. It should be understood that in this disclosure, for clarity and convenience of explanation, methods of performing surface treatments on metal nanowire layers will be discussed preferentially.
図1A~図1Eは、本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層120への表面処理の方法を示す概略断面図である。図1Aを参照する。まず、分散液10が準備される。いくつかの実施形態において、分散液10は、例えば、溶媒、フィラー、及び金属ナノワイヤ122の混合物であってもよく、フィラー及び溶媒は均一に混合され、金属ナノワイヤ122は、混合されたフィラー及び溶媒中に分散される。いくつかの実施形態において、溶媒は、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、芳香族溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレン等)又はそれらの組合せであってもよい。いくつかの実施形態において、フィラーは絶縁材料を含むことができる。例えば、絶縁材料は、非導電性樹脂又は他の有機材料、例えばポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ(シリコン-アクリル)、ポリ(スチレンスルホン酸)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、セラミック材料、又はこれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ122は、例えば、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、銅ナノワイヤ、ニッケルナノワイヤ、又はそれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。
1A-1E are schematic cross-sectional views illustrating methods of surface treatment to a
本明細書で使用される用語「金属ナノワイヤ」は、集合名詞であり、複数の金属元素、金属合金、または金属化合物(金属酸化物を含む)を含む金属ワイヤの集合を指し、その中に含まれる金属ナノワイヤの数は、本開示の範囲に影響しないことを理解されたい。いくつかの実施形態において、単一の金属ナノワイヤの断面サイズ(例えば、断面の直径)は、500nm未満、好ましくは100nm未満、より好ましくは50nm未満とすることができる。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤは、大きなアスペクト比(長さ:断面の直径)を有する。具体的には、金属ナノワイヤのアスペクト比は、10~100,000であってもよい。より詳細には、金属ナノワイヤのアスペクト比は、10超、好ましくは50超、より好ましくは100超であってもよい。さらに、絹、繊維、又はチューブのような他の用語もまた、上述の断面寸法およびアスペクト比を有しており、これらも本開示の範囲内にある。 As used herein, the term “metal nanowires” is a collective noun and refers to a collection of metal wires that includes multiple metal elements, metal alloys, or metal compounds (including metal oxides) and contains therein It should be appreciated that the number of metal nanowires included does not affect the scope of the present disclosure. In some embodiments, the cross-sectional size (eg, cross-sectional diameter) of a single metal nanowire can be less than 500 nm, preferably less than 100 nm, more preferably less than 50 nm. In some embodiments, the metal nanowires have a large aspect ratio (length:cross-sectional diameter). Specifically, the aspect ratio of the metal nanowires may be from 10 to 100,000. More particularly, the aspect ratio of the metal nanowires may be greater than 10, preferably greater than 50, more preferably greater than 100. Additionally, other terms such as silk, fiber, or tube also have the cross-sectional dimensions and aspect ratios described above and are within the scope of this disclosure.
いくつかの実施形態において、分散液10は、金属ナノワイヤ122、溶媒、及びフィラーの間の相溶性、並びに溶媒及びフィラーにおける金属ナノワイヤ122の安定性を向上するためのポリマーバインダーを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポリマーバインダーは、ポリビニルピロリドン(PVP)などのポリエチレン誘導体を含むことができる。いくつかの実施形態において、分散液10は、添加剤及び/又は界面活性剤をさらに含み得る。具体的には、添加剤及び/又は界面活性剤は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒプロメロース、フルオロ界面活性剤、スルホサクシネートスルホネート、サルフェート、ホスフェート、ジスルホネート、又はこれらの組み合わせであってもよい。
In some embodiments,
図1Bを参照する。次に、基板110が準備され、金属ナノワイヤ122を含む分散液10が、基板110の表面111上にコーティングされる。微視的スケールで見ると、金属ナノワイヤ122は、分散液10内に方向性なくランダムに分布しており、金属ナノワイヤ122の一部は分散液10の液面11の近くに分布しているため、分散液10の液面11は、不均一かつ波状である。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ122は、導電性ネットワークを形成するように、連続的な電流経路を提供するために互いに接触することができる。すなわち、金属ナノワイヤ122は、その交差位置で接触し、電子を移動させる経路を形成する。銀ナノワイヤを例にとると、1つの銀ナノワイヤともう1つの銀ナノワイヤは、それらの交差位置で直接接触を形成して、電子を移動させるための低抵抗経路を形成することができる。さらに、基板110の表面111上にコーティングされた分散液10は、分散液10中の金属ナノワイヤ122の各々を完全に覆うことができ、分散液10中の溶媒およびフィラーは、コーティング中およびコーティング後に凝集物または沈殿物を生成することなく均一に混合される。
See FIG. 1B. Next, a
図1Cを参照する。次に、硬化/乾燥工程を実施して、基板110の表面111上にコーティングされた分散液10を光、熱、又は他の方法によって完全に硬化させ、それによって、金属ナノワイヤ層120を形成する。詳細には、硬化/乾燥工程の後、分散液10中の溶媒が揮発し、フィラーが硬化してマトリクス124が形成され、金属ナノワイヤ122がマトリクス124内にランダムに分布することができる。いくつかの実施形態において、分散液10中のポリマーバインダーも硬化されて、金属ナノワイヤ層120中に複数の膜構造126を形成する。より詳細には、硬化/乾燥工程の前に、ポリマーバインダーの一部は分散液10の内部にあってもよく、ポリマーバインダーの一部が分散液10の上方の層(一部)にあってもよい。したがって、硬化/乾燥工程の後に、膜構造126の一部をマトリクス124の内部に形成することができ、膜構造126の一部をマトリクス124の上面125に形成することができる。いくつかの実施形態において、マトリクス124の内部の膜構造126は、例えば、マトリクス124内にランダムに分布させることができ、マトリクス124の上面125上の膜構造126は、例えば、マトリクス124の上面125を全体的に覆ってフィルム層126を形成することができる。
See FIG. 1C. Next, a curing/drying process is performed to fully cure the
いくつかの実施形態において、分散液10の内部のポリマーバインダーは、硬化/乾燥工程中に金属ナノワイヤ122の表面に沿ってさらに硬化させることができる。したがって、膜構造126のいくつかは、金属ナノワイヤ122とマトリクス124との間の界面に形成することができ、膜構造126のいくつかは、マトリクス124内の隣り合う金属ナノワイヤ122の間に単独で存在することができる。いくつかの実施形態において、膜構造126は、金属ナノワイヤ122の各々を覆って、被覆構造126を形成することができる。いくつかの実施形態において、被覆構造126は、例えば、金属ナノワイヤ122の各々の表面の一部を覆ってしてもよい。他のいくつかの実施形態において、被覆構造126は、例えば、金属ナノワイヤ122の各々の表面全体を覆ってもよい。いくつかの実施形態において、被覆構造126の被覆率は、金属ナノワイヤ122の総表面積の約80%超、約90%~約95%、約90%~約99%、又は約90%~100%であってもよい。なお、被覆構造126の被覆率が100%と言われる場合は、金属ナノワイヤ122の表面全体が露出していないことを意味することを理解されたい。本開示の金属ナノワイヤ122は、互いに接触して導電性ネットワークを形成することができるので、被覆構造126は、導電性ネットワーク全体を覆うように、互いに接触する金属ナノワイヤ122の表面全体に実質的に連続的に形成され、金属ナノワイヤ122間の接触に影響を与えないことは注目に値する。いくつかの実施形態において、被覆構造126は、例えば、金属ナノワイヤ122の各々の表面をコンフォーマルな方法(conformal manner)で覆ってもよい。
In some embodiments, the polymer binder inside the
金属ナノワイヤ層120の上面121近傍の金属ナノワイヤ122は、金属ナノワイヤ122の各々が、マトリクス124に埋め込まれた第1の部分122aと、マトリクス124の上面125から突出する第2の部分122bとを有し、金属ナノワイヤ122の各々の表面が、被覆構造126によって覆われる。換言すると、金属ナノワイヤ122の第1の部分122aを覆う被覆構造126は、マトリクス124と金属ナノワイヤ122との間の界面に配置され(すなわち、マトリクス124と金属ナノワイヤ122の第1の部分122aは、被覆構造126によって互いに離間している)、金属ナノワイヤ122の第2の部分122bを覆う被覆構造126は、マトリクス124の外部に露出される。金属ナノワイヤ層120を全体として見ると、金属ナノワイヤ層120は、マトリクス124、金属ナノワイヤ122及び膜構造126を含むことができる。膜構造126は、マトリクス124の内部に単独で存在してもよく、マトリクス124の上面125を覆ってフィルム層126を形成してもよく、又は金属ナノワイヤ122の各々を覆って被覆構造126を形成してもよく、膜構造126の材料は、ポリビニルピロリドンなどのポリエチレン誘導体を含んでもよい。
The
図1Dを参照する。続いて、硬化/乾燥された金属ナノワイヤ層120は、表面処理が施されてもよい。表面処理が施された金属ナノワイヤ層120は、他の導電層(例えば、具体的な構造を以下に詳述する金属層)と電気的に重なるように、より低い表面抵抗を有することができる。表面処理の方法については、例えば、金属ナノワイヤ層120が形成された後、金属ナノワイヤ層120に対して真空プラズマ処理を行って、マトリクス124の上面125上の膜構造(フィルム層)126、及び金属ナノワイヤ122の第2の部分122bを覆う膜構造(被覆構造)126を除去し、マトリクス124の上面125及び金属ナノワイヤ122の第2の部分122bを露出させることができる。いくつかの実施形態において、表面処理は、金属ナノワイヤ層120に対して、出力2kW~8kW及び流量1500sccm~2500sccm(好ましくは流量1900sccm~2100sccm)のアルゴンプラズマ(AP)による真空プラズマ処理を20分間~30分間実行することによって行われる。表面処理が施された金属ナノワイヤ層120は、図1Eに示すように、マトリクス124の上面125上の膜構造(フィルム層)126及び金属ナノワイヤ122の第2の部分122bを覆う膜構造(被覆構造)126が除去され、マトリクス124内に膜構造126が残されている(金属ナノワイヤ122を覆う膜構造(被覆構造)126と、マトリクス124内に単独で存在する膜構造126とを含む)。表面処理後、マトリクス124の上面125付近の金属ナノワイヤ122の第2の部分122bは、膜構造126によって覆われることなく完全に露出することができるため、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120はより低い表面抵抗を有し、当該表面抵抗は、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層120の表面抵抗と比較して、約5%~約10%低下させることができる。よって、金属ナノワイヤ層120は、続いて形成される他の導電層と重なる場合、より低い重なりインピーダンスを有することができる。
See FIG. 1D. Subsequently, the cured/dried
本開示の上記方法は、タッチセンサの製造に適用することができる。具体的には、図2A及び図2Bを参照する。図2Aは、本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサ100を示す概略平面図であり、図2Bは、本開示のいくつかの実施形態による、図2Aの線2B-2Bに沿うタッチセンサ100を示す概略断面図である。いくつかの実施形態において、タッチセンサ100は、基板110と、金属ナノワイヤ層120と、金属層130とを含んでもよい。基板110は、金属ナノワイヤ層120及び金属層130を支持するように構成され、例えば、硬質透明基板又は可撓性透明基板であってもよい。いくつかの実施形態において、基板110の材料は、ガラス、アクリル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、無色ポリイミド又はこれらの組合せなどの透明材料を含むが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、タッチセンサ100は、可視領域VAと周辺領域PAとを有し、周辺領域PAは、可視領域VAの側方に配置される。例えば、周辺領域PAは、可視領域VAの周囲(すなわち、右側、左側、上側、及び下側を含む)に配置された枠状の領域であってもよい。他の例として、周辺領域PAは、可視領域VAの左側及び下側に配置されたL字状の領域であってもよい。
The above methods of the present disclosure can be applied to the manufacture of touch sensors. Specifically, refer to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a schematic plan view illustrating
いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層120と金属層130は、基板110上及び周辺領域PA内に連続して配置され、金属層130の一部が、金属ナノワイヤ層120の一部と重なって接触して、重複領域Aを形成する。より具体的には、金属ナノワイヤ層120は、可視領域VA内に第1の部分120aと、周辺領域PA内に第2の部分120bとを有している。金属ナノワイヤ層120の第1の部分120aは、タッチ感知電極TEを構成し、金属ナノワイヤ層120の第2の部分120bの少なくとも一部は、周辺領域PAに位置し周辺回路Tを構成する金属層130と重なって接触して、重複領域Aを形成する。金属層130と金属ナノワイヤ層120との重複部分を介して、タッチセンサ100において、可視領域VAと周辺領域PAとを横断する、タッチ制御等の信号伝送のための電子伝送路を形成することができる。なお、本開示でに記載されている金属ナノワイヤ層120と金属層130は、単に積層構造を説明するための便宜上用いられているに過ぎない。実際、金属ナノワイヤ層120は、少なくとも1つのタッチ感知電極TEを含むようにパターン化されてもよく、金属層130は、タッチ感知電極TEに対応する少なくとも1つの周辺回路Tを含むようにパターン化されてもよく、本開示の重複領域Aは、互いに接触している1つの周辺回路Tと1つのタッチ感知電極TEによって形成される領域を指す。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、1つのタッチ感知電極TEは、図2Aに示される3つの電極線Lのように、第1の方向D1に沿って延びる複数の帯状の電極線Lを含んでもよく、電極線Lは、第2の方向D2に沿って間隔を置いて配置され、第1の方向D1が第2の方向D2に直交するように、並列に接続されてもよい。本実施形態では、タッチ感知電極TEは、波形状の電極パターンを有している。ただし、タッチ感知電極TEの形状や配置はこれに限定されるものではない。他のいくつかの実施形態では、タッチ感知電極TEは、他の適切な形状及び配置を備えてもよい。 In some embodiments, one touch sensing electrode TE may include multiple strip-shaped electrode lines L extending along the first direction D1, such as the three electrode lines L shown in FIG. 2A, The electrode lines L may be spaced apart along the second direction D2 and connected in parallel such that the first direction D1 is orthogonal to the second direction D2. In this embodiment, the touch sensing electrodes TE have a wave-shaped electrode pattern. However, the shape and arrangement of the touch sensing electrodes TE are not limited to this. In some other embodiments, the touch sensing electrodes TE may have other suitable shapes and arrangements.
図2Cは、本開示のいくつかの実施形態による、図2Bにおけるタッチセンサ100の領域Rを示す概略部分拡大図である。図2B及び図2Cを参照する。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層120は、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120である。より詳細には、金属ナノワイヤ層120は、マトリクス124と、複数の第1の金属ナノワイヤ122Aと、複数の第2の金属ナノワイヤ122Bとを含んでもよく、第1の金属ナノワイヤ122Aはマトリクス124内に完全に埋め込まれ、第2の金属ナノワイヤ122Bはマトリクス124の上面125の近くにありマトリクス124内に部分的に埋め込まれ、第2の金属ナノワイヤ122Bの各々は、マトリクス124内に埋め込まれた第1の部分122aと、マトリクス124の上面125から突出する第2の部分122bとを有する。さらに、マトリクス124と第1の金属ナノワイヤ122Aの各々との間の界面は、第1の膜構造126Aを有し(すなわち、マトリクス124と第1の金属ナノワイヤ122Aの各々とは、第1の膜構造126Aによって互いに離間している)、マトリクス124と第2の金属ナノワイヤ122Bの各々の第1の部分122aとの間の界面は、第2の膜構造126Bを有する(すなわち、マトリクス124と第2の金属ナノワイヤ122Bの各々の第1の部分122aとは、第2の膜構造126Bによって互いに離間している)。可視領域VAにおける金属ナノワイヤ層120の第1の部分120aから見た場合、第2の金属ナノワイヤ122Bの第2の部分122bは、マトリクス124の上面125から露出される。周辺領域PAにおける金属ナノワイヤ層120の第2の部分120bから見た場合、第2の金属ナノワイヤ122Bの第2の部分122bは、金属ナノワイヤ層120の上の金属層130内に埋め込まれる。
FIG. 2C is a schematic enlarged partial view showing region R of
いくつかの実施形態において、第1の膜構造126Aは、第1の金属ナノワイヤ122Aの各々の一部または全面をさらに覆って第1の被覆構造126Aを形成してもよく、第2の膜構造126Bもまた、第2の金属ナノワイヤ122Bの各々の第1の部分122aの一部または全面を覆って第2の被覆構造126Bを形成してもよい。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層120は、第1の金属ナノワイヤ122A間、第2の金属ナノワイヤ122B間、及び第1の金属ナノワイヤ122Aと第2の金属ナノワイヤ122B間に、マトリクス124内に単独で存在する複数の第3の膜構造126Cをさらに含んでもよい。換言すると、第3の膜構造126Cは、第1の金属ナノワイヤ122Aまたは第2の金属ナノワイヤ122Bのいずれとも接触していない。
In some embodiments, the
上述した真空プラズマ処理を行って金属ナノワイヤ層120に対して表面処理を施し、第2の金属ナノワイヤ122Bの第2の部分122bを覆っている膜構造126を除去し、第2の金属ナノワイヤ122Bの第2の部分122bを露出させることにより、金属ナノワイヤ層120の表面抵抗を効果的に低減させることができる。さらに、金属層130と金属ナノワイヤ層120とが重なると、金属ナノワイヤ層120における第2の金属ナノワイヤ122Bの露出部分が金属層130に直接接触することができるため、金属ナノワイヤ層120と金属層130との間により低い接触インピーダンスが形成され、接触インピーダンスの要件を満たす。また、タッチセンサ100の周辺領域PAのサイズ(例えば、周辺領域PAの幅)は、接触インピーダンスの低減により、より小さなサイズ範囲内に収まるように設計することができ、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができる。
The vacuum plasma treatment described above is performed to surface-treat the
具体的には、本開示のタッチセンサ100では、周辺領域PAにおける金属層130の一部が、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120の第2の部分120bの少なくとも一部と重なっており、形成された重複領域Aの接触面積は0.09mm2~1.20mm2であり、重複領域Aの接触インピーダンスは50Ω未満、好ましくは40Ω未満、30Ω未満又は20Ω未満、より好ましくは10Ω未満である。一般に、重複領域Aの接触面積が1.20mm2以下である場合には、タッチセンサ100の周辺領域PAの設計を柔軟にすることができ、周辺領域PAのサイズを比較的小さくすることができ、タッチセンサ100が業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができる。
換言すると、本開示のタッチセンサ100は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様および接触インピーダンスの要件を同時に満たすことができる。詳細には、重複領域Aの接触面積が1.20mm2超の場合には、タッチセンサ100の周辺領域PAのサイズを大きくする必要があり、タッチセンサ100が業界で一般的に認知されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができない。重複領域Aの接触面積が0.09mm2未満の場合には、重複領域Aの接触インピーダンスが高くなりすぎるため(例えば50Ω以上)、タッチセンサ100が接触インピーダンスの要件を満たすことができなくなる。さらに、接触面積が0.09mm2未満であると、構造内に有効かつ信頼性のある重なりを形成することができなくなり、金属層130および金属ナノワイヤ層120は、容易に剥離し、分離される。他のいくつかの実施形態では、より小さいサイズの製品(例えば、腕時計のようなウェアラブルデバイス)について、タッチセンサ100の重複領域Aは、さらに、0.09mm2~0.6mm2の接触面積を有してもよく、重複領域Aの接触インピーダンスは、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすように、50Ω未満、好ましくは40Ω未満、30Ω未満又は20Ω未満、より好ましくは10Ω未満である。なお、本開示における重複領域Aの形状は、当該技術分野で一般的に設計されている四角形を例示したものであり、「接触面積」とは、第1の方向D1と第2の方向D2とで形成される平面上に位置する、平面視(図2Aの視野角)で見たときの長さL1と幅W1とで形成される重複領域Aの平面領域の面積を意味することを理解されたい。より具体的には、「接触面積」とは、基板110上の重複領域Aの垂直投影面積であり、タッチセンサ100の周辺領域PAのサイズに実際に影響を与える領域である。
Specifically, in the
In other words, the
表1は、表面処理の前後で金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせることにより重複領域Aを形成した場合の、各比較例及び実施例における重複領域Aの接触インピーダンスを具体的に示したものである。具体的には、各比較例における金属ナノワイヤ層120は表面処理が施されておらず、各実施例における金属ナノワイヤ層120は、上述の工程を介して表面処理が施されており、各実施例における金属ナノワイヤ層120は、出力6kW及び流量2000sccmのアルゴンプラズマによって26分間真空プラズマ処理されている。また、各比較例及び実施例における重複領域Aの測定は、対応する1つの周辺回路Tに1つのタッチ感知電極TEを重ねて構成された構造を用いて行われている。各比較例及び実施例における重複領域Aの接触インピーダンスの測定方法について、図3を参照して説明すると、図3は、重複領域Aの接触インピーダンスの測定方法を示す概略図である。測定装置はKeysight(商標)B2912A型プローブ付電力測定装置であり、常温環境下で測定を行う。測定中、一定の入力電流(10μA)が各測定セクション(例えば、X-Yセクション、X-Zセクション、及びW-Yセクション)に供給され、出力電圧が測定され、さらにオームの法則によって抵抗インピーダンスに変換される。
Table 1 specifically shows the contact impedance of the overlap region A in each comparative example and example when the overlap region A is formed by overlapping the
具体的には、重複領域Aの接触インピーダンスの測定方法は、以下のステップを含む。ステップ1:電力測定装置の第1のプローブを周辺回路Tの任意の位置(点X)に接触させ、第2のプローブをタッチ感知電極TEの任意の位置(点Y)に接触させて、インピーダンス(X-Y)を得る。ステップ2:第1のプローブを周辺回路Tの点Xに接触させたまま、重複領域Aの端部(点Z)で周辺回路Tに接触するように第2のプローブを移動させて、インピーダンス(X-Z)を得る。ステップ3:電力測定装置の第1のプローブをタッチ感知電極TEの点Yに接触させ、第2のプローブを重複領域Aの端部(点W)でタッチ感知電極TEに接触させて、インピーダンス(W-Y)を得る。インピーダンス(X-Y)、インピーダンス(X-Z)、インピーダンス(W-Y)を各々求めた後、重複領域Aの接触インピーダンス(すなわち、インピーダンス(W-Z))は、[インピーダンス(X-Y)-インピーダンス(X-Z)-インピーダンス(W-Y)]=インピーダンス(W-Z)で求めることができる。各比較例及び実施例の重複領域Aのその他の詳細な説明及び測定結果を表1に示す。 Specifically, the method for measuring the contact impedance of the overlap region A includes the following steps. Step 1: Contact a first probe of the power measuring device to an arbitrary position (point X) of the peripheral circuit T, and a second probe to contact an arbitrary position (point Y) of the touch sensing electrode TE, so that the impedance (XY) is obtained. Step 2: While keeping the first probe in contact with the point X of the peripheral circuit T, move the second probe so as to contact the peripheral circuit T at the end of the overlapping area A (point Z), and the impedance ( XZ) . Step 3: Contact the first probe of the power measuring device to the point Y of the touch sensing electrode TE, and the second probe to contact the touch sensing electrode TE at the end of the overlapping area A (point W) to determine the impedance ( WY) . After obtaining impedance (XY) , impedance (XZ) , and impedance (WY ), the contact impedance of overlapping area A (that is, impedance (WZ) ) is obtained by [impedance (XY ) −Impedance (XZ) −Impedance (WY) ]=Impedance (WZ) . Table 1 shows other detailed descriptions and measurement results of the overlapping region A of each comparative example and example.
表1の測定結果から、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成された重複領域Aの接触面積が小さい場合(例えば、接触面積0.09mm2~1.20mm2)、接触インピーダンスは50Ω超であることがわかる。一方、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成された重複領域Aの接触面積が小さい場合(例えば、接触面積0.09mm2~1.20mm2)、接触インピーダンスは50Ω未満である(または接触インピーダンスは1Ω以下であってもよい)。換言すると、本開示のタッチセンサ100は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たしつつ、低接触インピーダンスの要件を依然として満たすことができる。なお、重複領域Aの接触面積が1.2mm2超の場合(例えば、表1の接触面積1.6mm2)、金属ナノワイヤ層120に対する表面処理を行わなくても接触インピーダンスは50Ω未満にすることができるものの、接触面積が1.2mm2超の重複領域Aを有するタッチセンサ100は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができない。
From the measurement results in Table 1, when the contact area of the overlapping region A formed by overlapping the
表2は、表面処理の前後で金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせることにより形成された重複領域Aの、各比較例及び実施例における常温環境下での測定結果を具体的に示したものであり、重複領域Aは高温高湿環境下に置かれ、高温高湿環境はHS6590環境である(すなわち、温度65℃、相対湿度90%)。具体的には、各比較例における金属ナノワイヤ層120は表面処理が施されておらず、各実施例における金属ナノワイヤ層120は、上述の工程を介して表面処理が施されており、各実施例における金属ナノワイヤ層120は、2000sccmの流量を有するアルゴンプラズマにより26分間真空プラズマ処理されている。また、常温環境下で使用される測定方法及び測定装置は、前述の表1の測定方法及び測定装置と同一である。各比較例及び実施例の重複領域Aのその他の詳細な説明及び測定結果を表2に示す。
Table 2 specifically shows the measurement results of the overlapping region A formed by overlapping the
表2の測定結果から、重複領域Aの接触面積が0.09mm2~1.20mm2の場合、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ100は、高温高湿環境下に置かれる前であっても、50Ω未満の接触インピーダンスを有することができないことがわかる。これに対して、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ100は、高温高湿環境下に120時間置いた後でも、常温環境下で50Ω未満の接触インピーダンスを有することができる。測定結果は、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120を有するタッチセンサ100が、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たしつつ、高温高湿環境下に置かれた後でも、低い接触インピーダンスの要件を満たすことができることを示している。
From the measurement results in Table 2, when the contact area of the overlap region A is 0.09 mm 2 to 1.20 mm 2 , the touch formed by overlapping the
なお、タッチセンサ100が複数のタッチ感知電極TEを有する場合、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成された本開示のタッチセンサ100では、異なるタッチ感知電極TEに対応する接触インピーダンスの差を±2.5Ω以内に維持することができる。一方、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層120と金属層130とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ100では、異なるタッチ感知電極TEに対応する接触インピーダンスの差が±30Ωに達することがある。したがって、本開示のタッチセンサ100は、より低い接触インピーダンスを提供するだけでなく、異なるタッチ感知電極TEの接触インピーダンス間のより良好な均一性も提供する。
Note that when the
以下の説明では、図1A~1Eに示すように、表面処理が施され、基板110上に形成された金属ナノワイヤ層120と、図2A~2Cに示すタッチセンサ100を例に、本開示のタッチセンサ100の製造方法をさらに説明する。上述した構成要素の構成、接続関係、及び利点は、以下では繰り返さないことを理解されたい。
In the following description, the
タッチセンサ100の製造方法は、ステップS10~ステップS40を含んでもよく、ステップS10~ステップS40は連続して実施してもよい。ステップS10では、基板110を準備する。ステップS20では、基板110上に可視領域VAおよび周辺領域PAに対応する金属ナノワイヤ層120を形成する。ステップS30では、金属ナノワイヤ層120に表面処理を施す。ステップS40では、基板110上に周辺領域PAに対応して金属層130が形成され、金属層130の一部が表面処理が施された金属ナノワイヤ層120と重なって接触し、重複領域Aが形成される。
The method for manufacturing the
いくつかの実施形態において、ステップS10の後に、基板110に対して後処理を行ってもよく、例えば、表面改質プロセスを行うか、又は、基板110の表面111上に接着剤層若しくは樹脂層を追加でコーティングして、基板110と他の層(例えば、金属ナノワイヤ層120及び/又は金属層130)との間の接着を強化する。
In some embodiments, post-processing may be performed on the
いくつかの実施形態において、ステップS20は、金属ナノワイヤ層120にパターン化処理を実施することをさらに含んでもよい。具体的には、金属ナノワイヤ122を含む分散液10を基板110の表面111上にコーティングし、硬化/乾燥させて金属ナノワイヤ層120を基板110の表面111に接着させた後、金属ナノワイヤ層120に対してパターン化処理を実施し、可視領域VAと周辺領域PAの金属ナノワイヤ層120を各々そのパターンで画定することができる。詳細には、可視領域VA内の金属ナノワイヤ層120は、少なくとも1つのタッチ感知電極TEを形成するようにパターン化することができ、周辺領域PA内の金属ナノワイヤ層120は、続いて、金属層130と重なる重複部分(第1の重複部分とも呼ぶ)を形成するようにパターン化することができる。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層120は、エッチング処理によってパターン化することができる。いくつかの実施形態において、可視領域VAおよび周辺領域PAにおける金属ナノワイヤ層120は、エッチングマスク(例えばフォトレジスト)の補助を用いて同時にエッチングすることができ、パターンを有する金属ナノワイヤ層120が、可視領域VAおよび周辺領域PAに同一プロセスで形成される。より詳細には、金属ナノワイヤ層120内の金属ナノワイヤ122が銀ナノワイヤである場合、銀材料を除去するために、エッチング液の主成分をH3PO4(エッチング液中のH3PO4の体積比が約55%~約70%)とHNO3(エッチング液中のHNO3の体積比が約5%~約15%)とすることができる。他のいくつかの実施形態において、エッチング液の主成分は、塩化第二鉄/硝酸又はリン酸/過酸化水素であってもよい。さらに、いくつかの実施形態において、ステップS30の後にパターン化処理を実施することもできる。すなわち、ステップS20を実施して基板110上に金属ナノワイヤ層120を形成した後、ステップS30を実施して金属ナノワイヤ層120に表面処理を施し、その後パターン化処理を実施する。換言すると、金属ナノワイヤ層120のパターン化処理は、金属ナノワイヤ層120の表面処理の前または後に実施することができ、本開示はこれに限定されるものではない。
In some embodiments, step S20 may further include performing a patterning process on the
続いて、ステップS40において、表面処理が施された金属ナノワイヤ層120に金属層130が部分的に重なるように(すなわち、第1の重複部分)、周辺領域PAに金属層130を形成し、重複領域Aを形成する。いくつかの実施形態において、感光性金属(例えば感光性銀)を含む金属層130を、基板110の周辺領域PAの表面全体に形成して、第1の重複部分を部分的に覆ってもよい。次に、金属層130をパターン化して、金属層130のパターンを画定し、金属ナノワイヤ層120の第1の重複部分と重なる少なくとも1つの周辺回路Tおよび第2の重複部分を形成してもよい。金属層130の材料が感光性銀である場合は、感光性銀を直接露光および現像して金属層130のパターンを形成することができる。より具体的には、金属層130の材料として感光性銀を用いることにより、フォトレジストを塗布する工程、フォトレジストを露光及び現像する工程、並びに現像されたフォトレジストを介して金属層130をエッチングする工程を省略することができる。したがって、金属層130のパターンを形成するために実施されるエッチングプロセスによる金属ナノワイヤ層120のパターンの損傷を防止することができる。以上の工程を経て、金属層130の一部と金属ナノワイヤ層120の一部との間の周辺領域PAにおける重なりと接触により形成された重複領域Aを有するタッチセンサ100を製造することができる。
Subsequently, in step S40, the
本開示のタッチセンサは、タッチ機能を有するディスプレイのような他の電子デバイスと組み立てることができる。例えば、基板をディスプレイデバイス(例えば、液晶ディスプレイデバイスまたは有機発光ダイオードディスプレイデバイス)に接着することができ、光学接着剤または他の接着剤を用いてそれらの間を接着することができる。タッチセンサは、光学接着剤を介して外側カバー層(例えば保護ガラス)と接着されてもよい。本開示のタッチセンサは、携帯電話、タブレット、ノートパソコン等の電子デバイスにも適用することができ、また、柔軟な製品にも適用することができる。本開示のタッチセンサは、偏光子(例えば、偏光子はタッチセンサの基板として直接使用することができる)、ウェアラブルデバイス(例えば、時計、眼鏡、スマートウェア、スマートシューズ)、および自動車デバイス(例えば、ダッシュボード、ドライブレコーダ、バックミラー、ウィンドウなど)にも適用することができる。 The touch sensor of the present disclosure can be assembled with other electronic devices such as displays with touch capabilities. For example, the substrate can be adhered to a display device (eg, a liquid crystal display device or an organic light emitting diode display device), and an optical adhesive or other adhesive can be used to adhere therebetween. The touch sensor may be adhered to the outer cover layer (eg protective glass) via an optical adhesive. The touch sensor of the present disclosure can also be applied to electronic devices such as mobile phones, tablets, and laptops, and can also be applied to flexible products. The touch sensors of the present disclosure can be applied to polarizers (e.g., polarizers can be used directly as substrates for touch sensors), wearable devices (e.g., watches, eyeglasses, smartwear, smart shoes), and automotive devices (e.g., dashboards, drive recorders, rearview mirrors, windows, etc.).
本開示の前述の実施形態によると、本開示のタッチセンサは、金属ナノワイヤ層の一部と金属層の一部とが周辺領域で互いに重なって形成された重複領域を有する。本開示の金属ナノワイヤ層は、金属層および金属ナノワイヤ層によって形成される重複領域は、必要な接触面積を有しつつ、良好な接触効果を提供できるように、適切な表面処理を施してもよい。したがって、本開示のタッチセンサは、業界で一般的に認識されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができる。 According to the foregoing embodiments of the present disclosure, the touch sensor of the present disclosure has an overlap region formed by a portion of the metal nanowire layer and a portion of the metal layer overlapping each other in the peripheral region. The metal nanowire layer of the present disclosure may be subjected to appropriate surface treatment so that the metal layer and the overlapping region formed by the metal nanowire layer have the required contact area and provide good contact effect. . Thus, the touch sensor of the present disclosure not only meets the industry commonly recognized narrow-bezel design requirements, but can also meet contact impedance requirements.
本開示は、その特定の実施形態を参照してかなり詳細に説明してきたが、他の実施形態も可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含まれる実施形態の説明に限定されるべきではない。 Although the disclosure has been described in considerable detail with reference to specific embodiments thereof, other embodiments are possible. Therefore, the spirit and scope of the appended claims should not be limited to the description of the embodiments contained herein.
本開示の範囲や精神から逸脱することなく、本開示の構造に対して様々な修正や変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。上記に鑑みて、本開示は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある限り、本開示の修正および変形をカバーすることが意図される。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the structures of the disclosure without departing from the scope or spirit of the disclosure. In view of the above, this disclosure is intended to cover modifications and variations of this disclosure so long as they come within the scope of the following claims.
Claims (13)
基板と、
前記基板上に配置され、前記可視領域に対応する第1の部分及び前記周辺領域に対応する第2の部分を有する金属ナノワイヤ層と、
前記基板上に、前記周辺領域に対応して配置された金属層と、を備え、
前記金属層の一部が前記金属ナノワイヤ層の前記第2の部分の少なくとも一部と重なって接触することにより重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が0.09mm2~1.20mm2であり、前記重複領域の接触インピーダンスが50Ω未満である、
タッチセンサ。 A touch sensor having a visible area and a peripheral area on at least one side of the visible area,
a substrate;
a metal nanowire layer disposed on the substrate and having a first portion corresponding to the visible region and a second portion corresponding to the peripheral region;
a metal layer arranged on the substrate in correspondence with the peripheral region;
A portion of the metal layer overlaps and contacts at least a portion of the second portion of the metal nanowire layer to form an overlap region, and the contact area of the overlap region is 0.09 mm 2 to 1.20 mm 2 . and the contact impedance of the overlapping region is less than 50Ω.
touch sensor.
前記第1の膜構造の各々は、前記マトリクスと前記第1の金属ナノワイヤの各々との間の界面に配置され、
前記第2の膜構造の各々は、前記マトリクスと、前記第2の金属ナノワイヤの各々の前記第1の部分との間の界面に配置される、
請求項6又は7に記載のタッチセンサ。 The metal nanowire layer further comprises a plurality of first film structures and a plurality of second film structures,
each of the first membrane structures disposed at an interface between the matrix and each of the first metal nanowires;
each of the second membrane structures is disposed at an interface between the matrix and the first portion of each of the second metal nanowires;
The touch sensor according to claim 6 or 7.
基板を準備する工程と、
前記基板上に前記可視領域および前記周辺領域に対応する金属ナノワイヤ層を形成する工程と、
前記金属ナノワイヤ層の表面処理を実施する工程と、
前記基板上に前記周辺領域に対応する金属層を形成する工程と、を備え、
前記金属層の一部が、表面処理が施された前記金属ナノワイヤ層と重なって接触することにより、重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が0.09mm2~1.20mm2であり、前記重複領域の接触インピーダンスが50Ω未満である、
タッチセンサの製造方法。 A method of manufacturing a touch sensor having a visible area and a peripheral area on at least one side of the visible area, comprising:
preparing a substrate;
forming a metal nanowire layer corresponding to the visible region and the peripheral region on the substrate;
a step of surface-treating the metal nanowire layer;
forming a metal layer corresponding to the peripheral region on the substrate;
A portion of the metal layer overlaps and contacts the surface-treated metal nanowire layer to form an overlap region, and the contact area of the overlap region is 0.09 mm 2 to 1.20 mm 2 . , the contact impedance of the overlapping region is less than 50Ω;
A method for manufacturing a touch sensor.
前記金属ナノワイヤ層に対して真空プラズマ処理を行う工程を含み、
前記真空プラズマ処理を、出力2kW~8kW、流量1500sccm~2500sccmのアルゴンプラズマにより行い、前記真空プラズマ処理の時間を20分~30分である、請求項11に記載のタッチセンサの製造方法。 The step of performing the surface treatment on the metal nanowire layer includes:
A step of subjecting the metal nanowire layer to a vacuum plasma treatment,
12. The method of manufacturing a touch sensor according to claim 11, wherein the vacuum plasma treatment is performed with argon plasma having an output of 2 kW to 8 kW and a flow rate of 1500 sccm to 2500 sccm, and the time of the vacuum plasma treatment is 20 minutes to 30 minutes.
前記金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に埋め込まれた第1の部分と、前記マトリクスの上面から突出する第2の部分とを有し、
前記膜構造の各々は、前記金属ナノワイヤの各々を覆い、
前記金属ナノワイヤ層に対して前記表面処理を実施する工程は、前記金属ナノワイヤの各々の前記第2の部分が露出されるように、前記金属ナノワイヤの各々の前記第2の部分を覆う前記膜構造の各々を除去する工程を含む、請求項11又は12に記載のタッチセンサの製造方法。 the metal nanowire layer includes a matrix, a plurality of metal nanowires, and a plurality of film structures;
each of the metal nanowires has a first portion embedded in the matrix and a second portion protruding from the top surface of the matrix;
each of the membrane structures covering each of the metal nanowires;
The step of performing the surface treatment on the metal nanowire layer includes the film structure covering the second portion of each of the metal nanowires such that the second portion of each of the metal nanowires is exposed. 13. The method of manufacturing a touch sensor according to claim 11 or 12, comprising removing each of the .
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