JP3181933U

JP3181933U - タッチ電極装置

Info

Publication number: JP3181933U
Application number: JP2012007587U
Authority: JP
Inventors: 郭義鵬
Original assignee: 恆▲コウ▼科技股▲分▼有限公司
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2022-12-14
Also published as: TW201421549A; US9362060B2; KR20140003475U; KR200480829Y1; CN203038242U; TWI552211B; US20140151214A1; DE202013100016U1; CN103853374A

Abstract

【課題】非透明の導電材料で電極層の簡素化構造を形成して実質的に薄型化効果を達成し、若しくは直接露光、現象を行って電極列を形成して工程を簡素化したタッチ電極装置を提供する。
【解決手段】基板２１、少なくとも１つの電極層２２、及び導電インクパターン２３からなる。電極層２２は基板２１の表面に設けられて非透明の導電材料を含む。導電インクパターン２３は電極層２２の両側の表面に印刷される。
【選択図】図２Ｂ

Description

本考案は、非透明の導電材料でタッチ電極パターンが形成されたタッチ電極装置に関する。

タッチディスプレイは検知技術と表示技術を組み合せて形成された入力／出力装置で、携帯用や手持ち式のような電子装置に幅広く使用されている。

静電容量方式のタッチパネルは常用されるタッチパネルで、容量性カップリング効果を利用してタッチ位置を検知する。手指が静電容量方式のタッチパネルの表面に触れると、対応する位置の静電容量が変化して、タッチ位置を検知することができる。

図１は従来のタッチパネルを示す断面図である。図のように、第１電極層１１と第２電極層１２が順次基板１０の上表面に形成される。第１電極層１１は第１誘導電極列１１Ａと第１薄膜１１Ｂを備え、第２電極層１２は第２誘導電極列１２Ａと第２薄膜１２Ｂを備える。第１誘導電極列１１Ａと第２誘導電極列１２Ａはそれぞれ第１薄膜１１Ｂと第２薄膜１２Ｂの下表面に設けられる。
また、第１電極層１１と第２電極層１２は光学接著剤１５によって相互に貼り合せ、図のように、第１薄膜１１Ｂは光学接著剤１５で第２誘導電極列１２Ａと貼り合せる。然しながら、フィルム１３は第２電極層１２の上表面に形成され、カバー１４はフィルム１３の上表面に設けられるが、それぞれ光学接着剤１５で貼り合せることもできる。

然しながら、前述した従来のタッチパネル技術では、第１電極層１１と第２電極層１２内の第１誘導電極列１１Ａと第２誘導電極列１２Ａは通常インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明の導電材料を使用する。だが、インジウムスズ酸化物を生成するには複雑な工程が必要な上に、形成された各電極層の厚みは通常約１００ミクロンから１５０ミクロンの間であるので、全体的に厚みが増す。また、工程が複雑なことで、往々にしてフィルムの歩留まりが悪く、タッチパネルの生産コストが大幅に上昇する。

従って、従来のタッチパネルの欠点は全体的な厚みがあり、しかも効果的に軽薄化を実現することができず、工程が複雑なことである。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的な設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。

本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため本考案のタッチ電極装置を提供する。
本考案のタッチ電極装置は、非透明の導電材料で電極層の簡素化構造を形成して実質的に薄型化効果を達成し、若しくは直接露光、現像を行なって電極列を形成して工程を簡素化することを主目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係るタッチ電極装置は、基板と、前記基板の表面に設けられ非透明の導電材料を含む少なくとも１つの電極層と、前記少なくとも１つの電極層の両側の表面に印刷された導電インクパターンとからなることを特徴とする。

また、本考案のタッチ電極装置によれば、前記少なくとも１つの電極層は更に金属導線（Ｍｅｔａｌ−ｔｒａｃｅ）層を含み、前記金属導線層は前記少なくとも１つの電極層の両側の表面に設けられ、前記導電インクパターンは前記金属導線層に印刷されることを特徴とする。

従来のタッチパネルを示す断面図である。本考案に係る第１の実施形態によるタッチ電極装置を説明する上面図である。図２Ａの断面線２―２’に沿った断面図である。電極層の局部の拡大図である。本考案に係る第２の実施形態による電極層を説明する断面図である。本考案に係る第３の実施形態によるタッチ電極装置を説明する断面図である。本考案に係る別の実施形態で銅メッシュを採用した電極層の局部の拡大図である。

以下、本考案を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。実施形態と特許請求の範囲では、文中で冠詞を特に限定しない限り、「前記」は単数又は複数を表す。なお、本文で使用する「約」、「およそ」、又は「大体」は僅かに変化する数量を修飾するためのものであるが、これらの僅かな変化はその本質を変更するものではない。実施形態で特に説明していなければ、「約」、「およそ」、又は「大体」で修飾される数値の誤差の範囲は、通常、２０％以内、好ましくは１０％以内、また、さらに好ましくは５％以内で許容される。

まず、本考案のタッチ電極装置の第１実施形態について説明する。
図２Ａは、本考案に係る第１の実施形態によるタッチ電極装置２００を説明する上面図であり、図２Ｂは図２Ａの断面線２―２’に沿った断面図であるが、図面は実施形態と関連する構成部材を表示するに留まる。
本実施形態のタッチ電極装置２００は主に基板２１、少なくとも１つの電極層２２、及び導電インクパターン２３からなる。電極層２２は直接基板２１の表面（例：上表面）に設けることができる。導電インクパターン２３は電極層２２の両側の表面に印刷して形成され、電極層２２に誘導されたタッチ信号を伝送する。また、導電インクパターン２３の色は、実際の状況や設計ニーズによって調整変更が可能であるが、本考案の実施形態では黒色を例とする。

この好ましい実施例では、電極層２２は更に金属導線（ｍｅｔａｌ−ｔｒａｃｅ）層２８を含むことができる。金属導線層２８は電極層２２の両側に設けられ、電極層２２から誘導されたタッチ信号を伝送する。導電インクパターン２３は金属導線層２８に印刷されて、金属導線層２８と電気的に接続される。このようにして、導電インクパターン２３によってタッチ信号をタッチ電極装置２００のシグナルプロセッサ（図示せず）に傳送して、タッチ信号の演算を行い、この結果により対応して映像信号を出力して表示する。

本実施形態によれば、電極層２２内にワイヤ、銅メッシュ、又は銀メッシュといった、非透明の導電材料を含み、ワイヤの内径は数ナノメートルから数百ナノメートルの間である。本考案の実施形態ではワイヤを例とする。

ワイヤはプラスチック材料（例：樹脂）又は感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）素材（例：アクリル）により、電極層２２内に固定することができる。ワイヤは非常に細いので、肉眼では観察し得ないことから、ワイヤで構成された電極層２２の透光性は極めて良好で、しかも厚みは僅かに約０．１ミクロンから１ミクロンの間である。從って、タッチ電極装置２００の全体の厚みを低減することができる。

図２Ｃは電極層２２の局部２７の拡大図である。図のように、ワイヤ２４は互いに無作為に交錯して平面に分布して電極層２２内に形成されるため、ワイヤで構成された電極層２２の導電性は平面の各方向で大体等しい。

本実施形態によれば、電極層２２に感光（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）素材（例：アクリル）を採用すると、露光、現像工程により必要な電極形状を備えた電極列が形成される。
例を挙げると、実施形態では、電極列内の各電極の外観は菱形パターンの外観を有し、又は実際のニーズに応じて設計して細長状のパターン或いは他の多辺形パターン等の外観を形成することができる。このように、従来のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を使用して電極層を形成する工程に比べ、本実施形態の電極層２２は直接露光、現像工程を行なうため、工程が簡素化されるのみならず、同時にフィルムの省略も可能であり、効果的にコストが低減される。

また、本考案の実施形態では、基板２１は透明基板で、その材質はガラス、プラスチック、又は他の透明材料である。然しながら、基板２１は実際の設計ニーズに応じて可撓性材料、硬性素材、又は液晶表示モジュールを含むこともできる。
非透明の導電材料に含まれるワイヤは非常に繊細であり、そのサイズはナノメートルクラスで且つ伸長性があるため、基板２１と組合せると、厚みの薄型化が実現され、可撓性のあるタッチ電極装置２００が形成される。これに対して、従来はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明の導電材料を使用している。然しながら、特に、通常インジウムスズ酸化物で電極層を製作すると、電極層が厚くて碎裂し易いため、工程が煩雑で、時間が掛かり、歩留まりも低く、また、可撓性が低いことから、応用面で相対的に制限される。

次に、本考案のタッチ電極装置の第２の実施形態について説明する。
図２Ｄは本考案に係る第２の実施形態によるタッチ電極装置２００の断面図である。図２Ｄに示すように、タッチ電極装置２００は更に、電極層２２の表面に設けられたカバー２０を含む。
実施形態では、カバー２０は光学接着剤等の透明の絶縁ゲルで電極層２２の表面に貼り合せて固定することができる。また、カバー２０は透明カバーでよく、更に可撓性材料又は硬性素材を含む。カバー表面の材質は特殊技術で処理して、耐摩耗性、アンチスクラッチ、反射防止、防幻、及び指紋防止等の機能特性を備える。

然しながら、別の実施形態では、タッチ電極装置２００は更に、基板２１と電極層２２の間に設けられた絶縁層を含み、電極層２２が間接的に基板２１の表面に設けられる。絶縁層は感光素材を含むことができ、露光、現像工程によって電極層２２と共に基板２１上に必要な形状を形成する。

図２Ａと図２Ｂに示されたタッチ電極装置２００は何れも単層の構造で、即ち、基板２１の単一表面に単一の電極層２２を設ける。然しながら、本実施形態では二層構造のような他の構造を使用することもできる。図３は二層構造のタッチ電極装置３００の断面図であり、第１電極層２２Ａと第２電極層２２Ｂは順次基板２１の同表面に設けられ、第１電極層２２Ａと第２電極層２２Ｂの間は絶縁層２９で電気的に分離される。第１電極層２２Ａと第１電極層２２Ｂはそれぞれ第１導電インクパターン２３Ａ（図示せず）と第２導電インクパターン２３Ｂを含む。また、タッチ電極装置３００は第２電極層２２Ｂの表面に設けられたカバー２０を含むこともできる。実施形態では、カバー２０は光学接着剤等の透明の絶縁ゲルで、第２電極層２２Ｂの表面に貼り合せて固定することができる。

また、第２の実施形態では、タッチ電極装置３００は更に、基板２１と第１電極層２２Ａの間に設けられた絶縁層を含むこともでき、第１電極層２２Ａは間接的に基板２１の表面に設けられる。絶縁層は感光素材を含んで、露光、現像工程によって、第１電極層２２Ａと共に必要な形状を基板２１上に形成することもできる。

次に、本考案のタッチ電極装置の第３の実施形態について説明する。
図３に示すように、第２電極層２２Ｂは第２金属導線層２８Ｂを含み、第２金属導線層２８Ｂは第２電極層２２Ｂの両側に設けられて、第２電極層２２Ｂから誘導されたタッチ信号を伝送する。
第２導電インクパターン２３Ｂは第２金属導線層２８Ｂに印刷して形成され、第２金属導線層２８Ｂと電気的に接続されることで、第２導電インクパターン２３Ｂがタッチ信号をタッチ電極装置２００のシグナルプロセッサに傳送し、これに対応して映像信号を出力して表示することができる。
また、上記の実施形態及び図面では、第２電極層２２Ｂの特徴しか説明していないが、第１電極層２２Ａは第２電極層２２Ｂに類似しているため、ここでは第１電極層２２Ａの対応的特徴をこれ以上述べないこととする。

第３の実施形態では、第１電極層２２Ａと第２電極層２２Ｂの厚みは約０．１ミクロンから１ミクロンの間で、絶縁層の厚みは約５ミクロンから１０ミクロンの間であり、このようにして、タッチ電極装置３００の全体的厚みを効果的に低減することができる。絶縁層２９は感光素材も含み、露光、現像工程によって第２電極層２２Ｂと共に必要な形状を形成する。

従来のタッチ電極に比べて、上記の実施形態のタッチ電極装置２００／３００は非透明の導電材料が含まれる電極層２２を使用することから、電極層の簡素化構造を形成して厚みの薄型化効果を実現することができると共に、好ましい可撓性を備え、且つ製作し易い。

最後に、本考案のタッチ電極装置の第４の実施形態について説明する。
図４は第４の実施形態による銅メッシュを採用した電極層の局部２７の拡大図である。図４に示すように、銅メッシュは複数グリッド２５を備え、各グリッド２５は多辺形の外観や類円形の外観を備えるので、取り巻く区間は光線が充分に透過可能である。また、前記グリッド２５は互いに電気的に接続され、アレイパターンに配列される。
このように、前記グリッド２５の配列によって、電極を組み合せて形成され、細長状パターン、菱形パターン（ｄｉａｍｏｎｄｐａｔｔｅｒｎ）、又は多辺形パターン等の外観を備える。この実施形態では銅メッシュを例としたが、本考案はこれに限定されないため、上記特徴は銀メッシュ等の適切な材料を採用して実現することもできる。

以上、本考案はこのような実施形態に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０基板
１１第１電極層
１１Ａ第１誘導電極列
１１Ｂ第１薄膜
１２第２電極層
１２Ａ第２誘導電極列
１２Ｂ第２薄膜
１３フィルム
１４カバー
１５光学接着剤
２００タッチ電極装置
３００タッチ電極装置
２０カバー
２１基板
２２電極層
２２Ａ第１電極層
２２Ｂ第２電極層
２３導電インクパターン
２３Ａ第１導電インクパターン
２３Ｂ第２導電インクパターン
２４ワイヤ
２５グリッド
２６電極列
２７局部
２８金属導線層
２８Ｂ第２金属導線層
２９絶縁層

Claims

基板と、
前記基板の表面に設けられ、非透明の導電材料を含む少なくとも１つの電極層と、
前記少なくとも１つの電極層の両側の表面に印刷された導電インクパターンとからなることを特徴とする、
タッチ電極装置。
前記少なくとも１つの電極層は更に金属導線（Ｍｅｔａｌ−ｔｒａｃｅ）層を含み、前記金属導線層は前記少なくとも１つの電極層の両側の表面に設けられ、前記導電インクパターンは前記金属導線層に印刷されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ電極装置。
前記非透明の導電材料は複数本のワイヤ、銅メッシュ、又は銀メッシュからなることを特徴とする請求項１に記載のタッチ電極装置。
前記ワイヤの内径は数ナノメートルから数百ナノメートルの間であり、前記ワイヤは平面に分布することを特徴とする請求項３に記載のタッチ電極装置。
前記電極層は更に、前記非透明の導電材料を前記電極層内に固定するプラスチック材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ電極装置。
前記電極層は更に感光素材を含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ電極装置。
前記少なくとも１つの電極層の表面に設けられたカバーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ電極装置。
前記少なくとも１つの電極層は第１電極層、第２電極層、及び絶縁層からなり、前記第１電極層、前記絶縁層、及び前記第２電極層は順次前記基板の同一表面に設けられることを特徴とする請求項２に記載のタッチ電極装置。