JP5205421B2 - タッチスクリーンパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチスクリーンパネルに関し、特に、静電気による駆動不良を防止できるタッチスクリーンパネルに関する。

タッチスクリーンパネルは、映像表示装置などの画面に現れた指示内容を人の手または物体で選択し、ユーザの命令を入力できるようにした入力装置である。

このため、タッチスクリーンパネルは、映像表示装置の前面（front face）に備えられ、人の手または物体に直接接触した接触位置を電気的信号に変換する。これにより、接触位置で選択された指示内容が入力信号として受信される。

このようなタッチスクリーンパネルは、キーボードやマウスのように、映像表示装置に接続されて動作する別の入力装置を代替できるため、その使用範囲が次第に拡大する傾向にある。

タッチスクリーンパネルを実現する方式としては、抵抗膜方式、光検出方式、及び静電容量方式などが知られている。

このうち、静電容量方式のタッチスクリーンパネルは、人の手または物体が接触したとき、導電性の検出セルが周辺の他の検出セルまたは接地電極などと形成する静電容量の変化を検出することにより、接触位置を電気的信号に変換する。

ここで、接触面における接触位置を明確に判断するために、検出セルは、第１方向に沿って接続するように形成された第１検出セルと、第２方向に沿って接続するように形成された第２検出セルとを備えて構成される。

このとき、第１検出セルを第１方向に接続する第１接続パターンは、絶縁膜を介在して第２検出セルを第２方向に接続する第２接続パターンと交差するが、第１及び第２接続パターンは、検出セル自体のパターンに比べて幅が狭く、相対的に抵抗が大きい。

したがって、外部から静電気が流入するとき、第１及び第２接続パターンの交差部にジュール発熱発列（joule heating）が集中して熱損傷が発生し、タッチスクリーンパネルの駆動不良を引き起こすことがある。

そこで、本発明の目的は、静電気による駆動不良を防止できるタッチスクリーンパネルを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上に形成され、各々が分離されたパターンを有する複数の第１接続パターンと、前記第１接続パターンの一領域を露出するように前記第１接続パターン上に部分的に位置する絶縁膜と、前記第１接続パターンの露出した領域を介して前記第１接続パターンに電気的に接続し、第１方向に沿って接続する複数の第１検出セルと、前記第１検出セルと絶縁されるように前記第１検出セルの間に配置され、前記絶縁膜を介在して前記第１接続パターンと交差する第２接続パターンにより第２方向に沿って接続する複数の第２検出セルとを備え、前記絶縁膜が前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルと重なる領域の縁に位置し、前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルの下部において、これらに電気的に接続する導電性補助パターンをさらに備えることを特徴とするタッチスクリーンパネルを提供する。

ここで、前記導電性補助パターンは、上部の前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルに直接接触し、前記第２接続パターン及び前記第２検出セルに電気的に接続することができる。

また、前記導電性補助パターンは、前記絶縁膜の一領域と重なるように前記絶縁膜の下部に配置され得る。

あるいは、前記導電性補助パターンは、前記絶縁膜と重ならないように前記絶縁膜の端部に隣接して配置され得る。

このとき、前記導電性補助パターンの一側面は、前記絶縁膜の一側面と接するように形成され得る。

また、前記導電性補助パターンは、前記第１接続パターンと同一レイヤに同じ物質で形成され得る。

また、前記第２接続パターンは、ローラインまたはカラムライン単位で前記第２検出セルと一体に形成され得る。

また、前記第２接続パターンは、前記絶縁膜の上部を経由して前記第２検出セルを前記第２方向に沿って接続することができる。

ここで、前記導電性補助パターンは、前記第２接続パターンの各々が前記絶縁膜の上部を経由する区間の起点及び終点の各々において前記絶縁膜の下部に配置され得る。

また、前記第１接続パターン及び前記導電性補助パターンは、透明電極物質で形成され得る。

また、前記第１検出セルは、前記第２検出セルと同一レイヤに位置し、各々が分離されたパターンを有するものの、前記第１接続パターンにより前記第１方向に沿って接続することができる。

本発明によれば、絶縁膜が上部の第２接続パターンまたは第２検出セルと重なる領域の縁に位置し、前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルの下部において、これらに電気的に接続する導電性補助パターンをさらに形成する。これにより、第２接続パターンが形成される部分における急激な抵抗の増加を防止し、静電気によるタッチスクリーンパネルの駆動不良を防止することができる。

本発明の実施例によるタッチスクリーンパネルを概略的に示す平面図である。 図１における検出セル及び接続パターンの一例を示す要部拡大図である。 図２のＩ−Ｉ’線に沿った断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。 図１における検出セル及び接続パターンの他の例を示す断面図である。 図１における検出セル及び接続パターンのさらに他の例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例をより詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例によるタッチスクリーンパネルを概略的に示す平面図である。

図１に示すように、本発明の実施例によるタッチスクリーンパネルは、透明基板１０と、透明基板１０上に形成された複数の第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂと、第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂを、パッド部２０を介して外部の駆動回路に接続するための位置検出ライン１５とを備える。

第１検出セル１２ａは、インジウムスズ酸化物（indium tin oxide:ＩＴＯ）のような透明電極物質を用いて、第１方向、例えばローライン方向に沿って接続するように形成され、ローライン単位で各々の位置検出ライン１５に接続する。

第２検出セル１２ｂは、第１検出セル１２ａのように透明電極物質を用いて形成されるものであり、第１検出セル１２ａと同一レイヤに配置されるものの、第１検出セル１２ａと絶縁されるように、第１検出セル１２ａの間に、第１方向とは異なる第２方向、例えばカラムライン方向に沿って接続するように形成される。

この第２検出セル１２ｂは、カラムライン単位で各々の位置検出ライン１５に接続する。

第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂが同一レイヤに位置すると、タッチスクリーンパネルは、全般的に均一な反射率を持つことができる。

位置検出ライン１５は、パッド部２０を介して第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂを、位置検出回路のような外部の駆動回路（図示せず）に接続する。

この位置検出ライン１５は、映像が表示されるタッチ活性領域を避けてタッチスクリーンパネルの外郭に配置されるものであり、材料選択の幅が広く、第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂの形成に用いられる透明電極物質のほか、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン／アルミニウム／モリブデン（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ）などの低抵抗物質で形成され得る。

前述したようなタッチスクリーンパネルは、静電容量方式のタッチスクリーンパネルであって、人の手またはスタイラスペンなどのような接触物体が接触すると、検出セル１２ａ、１２ｂから位置検出ライン１５及びパッド部２０を経由して駆動回路（図示せず）側へと、接触位置に応じた静電容量の変化が伝達される。

すると、Ｘ及びＹ入力処理回路（図示せず）などにより静電容量の変化が電気的信号に変換されることにより、接触位置が把握される。

図２は、図１における検出セル及び接続パターンの一例を示す要部拡大図である。また、図３は、図２のＩ−Ｉ’線に沿った断面図であり、図４は、図２のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。

便宜上、図２〜図４では、それぞれ１つの第１接続パターン及び第２接続パターンのみを示しているが、図示しない他の第１接続パターン及び第２接続パターンにも同様の構造が適用できるため、複数の第１接続パターン及び第２接続パターンを包括的に説明することとする。このため、第１接続パターン及び第２接続パターンについても複数とする。

まず、図２に示すように、第１検出セル１２ａは、第２検出セル１２ｂと同一レイヤに位置し、各々が分離されたパターンを有するようにパターニングされるものの、第１接続パターン１２ａ１により第１方向に沿って接続する。

第１接続パターン１２ａ１は、第１検出セル１２ａのように、各々が分離されたパターンを有するようにパターニングされるものの、図１に示すように、第１方向に沿ったライン、例えば各々のローラインに沿って複数個ずつ配置され得る。

第２検出セル１２ｂは、第１検出セル１２ａと絶縁されるように第１検出セル１２ａの間に配置され、絶縁膜１３を介在して第１接続パターン１２ａ１と交差するように形成される第２接続パターン１２ｂ１により第２方向に沿って接続するように形成される。

このとき、第２接続パターン１２ｂ１は、パターニング段階から第２検出セル１２ｂと一体に形成されるようにパターニングされ、第２検出セル１２ｂを第２方向に沿って接続することができる。

例えば、第２接続パターン１２ｂ１は、カラムライン単位で第２検出セル１２ｂと一体に形成され得る。一方、これは単に１つの実施例であって、本発明はこれに限定されるものではなく、他の例として、第２接続パターン１２ｂ１は、ローライン単位で第２検出セル１２ｂと一体に形成されていてもよい。また、この場合、第１接続パターン１２ａ１は、カラムライン単位で接続することができる。

前記第１接続パターン１２ａ１及び第２接続パターン１２ｂ１と、前記第１検出セル１２ａ及び第２検出セル１２ｂとについてより具体的に説明すると、第１接続パターン１２ａ１は、図３に示すように、各々が分離されたパターンを有するように透明基板１０上に形成され得る。

この第１接続パターン１２ａ１上には、第１接続パターン１２ａ１の一領域、特に、第１接続パターン１２ａ１及び第１検出セル１２ａのコンタクトホールを露出するように部分的に絶縁膜１３が位置する。

第１検出セル１２ａは、第１接続パターン１２ａ１の露出した領域の上部において、第１接続パターン１２ａ１と直接接触するなど、第１接続パターン１２ａ１の露出した領域を介して前記第１接続パターン１２ａ１に電気的に接続し、第１方向に沿って接続する。

一方、第２検出セル１２ｂは、第１検出セル１２ａと同一レイヤにおいて、第１検出セル１２ａの間に配置され、図４に示すように、絶縁膜１３の上部を経由して接続する第２接続パターン１２ｂ１により第２方向に沿って接続することができる。

このとき、第２検出セル１２ｂは、第２接続パターン１２ｂ１と一体に形成できるが、この場合、第２検出セル１２ｂ及び第２接続パターン１２ｂ１は、パターニング段階から接続されるようにパターニングすることができる。

一方、これは単に１つの実施例であって、本発明はこれに限定されるものではなく、第２検出セル１２ｂ及び第２接続パターン１２ｂ１は、互いに異なるレイヤに分離されたパターンに形成され、コンタクトホールを介して電気的に接続できることはいうまでもない。

ただし、第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１（あるいは、これらを一体の構成とみた場合、第２検出セル１２ｂ及び第２接続パターン１２ｂ１）が絶縁膜１３と重なる領域の縁において、第２検出セル１２ｂのパターン幅が狭くなりつつ、第２接続パターン１２ｂ１が実現され得る。

このとき、第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１が絶縁膜１３を経由して越える境界領域で局所的に抵抗が高くなり、この部分が静電気により損傷しやすくなる。

したがって、静電気による損傷を防止するために、本発明では、絶縁膜１３と第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１とが重なる領域の縁において、前記第２検出セル１２ｂ及び第２接続パターン１２ｂ１に電気的に接続する導電性補助パターン１４をさらに形成する。

例えば、導電性補助パターン１４は、絶縁膜１３が第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１と重なる領域の縁において、第１接続パターン１２ａ１と同一レイヤに位置するように形成され得る。

これに関する例として、導電性補助パターン１４は、第２接続パターン１２ｂ１（または、第２検出セル１２ｂ）の各々が絶縁膜１３の上部を経由する区間の起点及び終点の各々において、絶縁膜１３と少なくとも一領域が重なるように前記絶縁膜１３の下部に配置されるものの、上部の第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１と直接接触することにより、これらに電気的に接続するように形成され得る。

前述したように、本発明は、絶縁膜１３と、前記絶縁膜１３上の第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１との重なり領域の縁に位置し、前記第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１の下部において、これらに電気的に接続する導電性補助パターン１４を備えることを特徴とする。

このような本発明によれば、導電性補助パターン１４により、第２接続パターン１２ｂ１が形成される部分における急激な抵抗の増加を防止できるだけでなく、第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂが接続するカラムライン単位のライン抵抗を低減することができる。

これにより、静電気によるタッチスクリーンパネルの駆動不良を防止するとともに、タッチスクリーンパネルの駆動特性を向上させることができる。

一方、導電性補助パターン１４は、第１接続パターン１２ａ１を形成する工程段階において、第１接続パターン１２ａ１と同一レイヤに同じ物質で形成できるが、この場合、追加の工程を加えることなく、導電性補助パターン１４を容易に形成することができる。

また、ＩＴＯのような透明電極物質を用いて第１接続パターン１２ａ１と導電性補助パターン１４とを形成することができるが、この場合、これらが視認されることを防止するとともに、上部に位置する絶縁膜１３との密着力を向上させることができる。

これにより、絶縁膜１３がより緩やかに形成できるため、前記絶縁膜１３の上部に第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂを形成するための透明電極物質を成膜するとき、前記透明電極物質のスタックカバーレッジ（stack coverage）が良好になり、局所的な抵抗の上昇を防止することができる。

一方、前述した実施例では、導電性補助パターン１４が、絶縁膜１３と少なくとも一領域が重なるように前記絶縁膜１３の下部に配置される例を開示したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

すなわち、導電性補助パターン１４は、その上部に形成される第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂの成膜特性の向上または第２接続パターン１２ｂ１が形成される部分における急激な抵抗の増加を防止するための目的で多様な変更実施が可能であり、例えば、その位置や材料などが変更実施できることはいうまでもない。

図５は、図１における検出セル及び接続パターンの他の例を示す断面図である。また、図６は、図１における検出セル及び接続パターンのさらに他の例を示す断面図である。図５及び図６は、図２のＩＩ−ＩＩ’線方向を基準としてその断面を示すものであり、図２のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である図４と類似または同じ部分については同一の符号を付し、これに関する詳細な説明は省略する。

まず、図５に示すように、導電性補助パターン１４’は、絶縁膜１３と前記絶縁膜１３上の第２検出セル１２ｂまたは第２接続パターン１２ｂ１との重なり領域の縁に位置するものの、絶縁膜１３と重ならないように前記絶縁膜１３の両側端部に隣接して配置され得る。

また、図６に示すように、導電性補助パターン１４’’は、絶縁膜１３と重ならないように前記絶縁膜１３に隣接して位置するものの、導電性補助パターン１４’’の一側面が絶縁膜１３の一側面と接するように形成されていてもよい。

前述した図５〜図６に示す実施例の場合も、導電性補助パターン１４’、１４’’及び絶縁膜１３の上部に第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂを形成するための透明電極物質を成膜するとき、前記導電性パターン１４’、１４’’により段差が補償され、前記透明電極物質を緩やかに成膜することができる。

また、導電性補助パターン１４’、１４’’が第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂに電気的に接続することにより、第２接続パターン１２ｂ１が形成される部分における急激な抵抗の増加を防止できるだけでなく、第２接続パターン１２ｂ１及び第２検出セル１２ｂが接続するカラムライン単位のライン抵抗を低減することができる。

これにより、静電気によるタッチスクリーンパネルの駆動不良を防止するとともに、タッチスクリーンパネルの駆動特性を向上させることができる。

一方、前述した実施例においても、工程の効率性のために、導電性補助パターン１４’、１４’’が第１接続パターン１２ａ１と同じ材料で同一レイヤに形成された例を示しているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、導電性補助パターン１４’、１４’’は、第１接続パターン１２ａ１と異なる材料や異なる高さに形成されていてもよく、あるいは、２つ以上の異なる膜で構成された積層構造を有するように変更実施できることはいうまでもない。

１０ 透明基板
１２ａ 第１検出セル
１２ｂ 第２検出セル
１２ａ１ 第１接続パターン
１２ｂ１ 第２接続パターン
１３ 絶縁膜
１４、１４’、１４’’ 導電性補助パターン
１５ 位置検出ライン
２０ パッド部

Claims (9)

1. 透明基板と、
   前記透明基板上に形成され、各々が分離されたパターンを有する複数の第１接続パターンと、
   前記第１接続パターンの一領域を露出するように前記第１接続パターン上に部分的に位置する絶縁膜と、
   前記第１接続パターンの露出した領域を介して前記第１接続パターンに電気的に接続し、第１方向に沿って接続する複数の第１検出セルと、
   前記第１検出セルと絶縁されるように前記第１検出セルの間に配置され、前記絶縁膜を介在して前記第１接続パターンと交差する第２接続パターンにより第２方向に沿って接続する複数の第２検出セルとを備え、
   前記絶縁膜が前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルと重なる領域の縁に位置し、前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルの下部において、これらに電気的に接続する導電性補助パターンをさらに備え、
   前記導電性補助パターンは、前記絶縁膜の一領域と重なるように前記絶縁膜に接触して前記絶縁膜の下部に配置されていることを特徴とするタッチスクリーンパネル。
2. 透明基板と、
   前記透明基板上に形成され、各々が分離されたパターンを有する複数の第１接続パターンと、
   前記第１接続パターンの一領域を露出するように前記第１接続パターン上に部分的に位置する絶縁膜と、
   前記第１接続パターンの露出した領域を介して前記第１接続パターンに電気的に接続し、第１方向に沿って接続する複数の第１検出セルと、
   前記第１検出セルと絶縁されるように前記第１検出セルの間に配置され、前記絶縁膜を介在して前記第１接続パターンと交差する第２接続パターンにより第２方向に沿って接続する複数の第２検出セルとを備え、
   前記絶縁膜が前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルと重なる領域の縁に位置し、前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルの下部において、これらに電気的に接続する導電性補助パターンをさらに備え、
   前記導電性補助パターンの一側面は、前記絶縁膜の一側面と接するように形成されていることを特徴とするタッチスクリーンパネル。
3. 前記導電性補助パターンは、上部の前記第２接続パターンまたは前記第２検出セルに直接接触し、前記第２接続パターン及び前記第２検出セルに電気的に接続することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。
4. 前記導電性補助パターンは、前記第１接続パターンと同一レイヤに同じ物質で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。
5. 前記第２接続パターンは、ローラインまたはカラムライン単位で前記第２検出セルと一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。
6. 前記第２接続パターンは、前記絶縁膜の上部を経由して前記第２検出セルを前記第２方向に沿って接続することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。
7. 前記導電性補助パターンは、前記第２接続パターンの各々が前記絶縁膜の上部を経由する区間の起点及び終点の各々において前記絶縁膜の下部に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のタッチスクリーンパネル。
8. 前記第１接続パターン及び前記導電性補助パターンは、透明電極物質で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。
9. 前記第１検出セルは、前記第２検出セルと同一レイヤに位置し、各々が分離されたパターンを有するものの、前記第１接続パターンにより前記第１方向に沿って接続することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチスクリーンパネル。

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