JP5535257B2 - タッチセンシティブデバイス - Google Patents

Description

本発明は、入力装置に関し、特に、タッチセンシティブデバイス及びその製造方法に関する。

昨今、タッチセンシング技術が、例えば、表示モニター、携帯電話、ゲーム機器等の電子機器の入力に広く用いられてきている。指やタッチペンでタッチセンシティブデバイスを押圧することにより、従来の電子機器の入力インターフェースとしてのボタンやキーボード、ジョイスティックを用いずに、情報アクセスや伝達ができる。

タッチセンシティブデバイスは、表示パネル及び当該表示パネルに積層されたタッチ検出パネルを含みうる。言い換えると、タッチセンシング機能を有する表示パネルを設けるためには、タッチ検出パネルが表示パネルの表面に接着して取り付けられていなければならない。タッチ検出パネルは、保護のためのカバーガラス、支持のための、カバーガラスで覆われた検出基板を含む。しかしながら、このような構造は複数の層を含んでいるため、電子機器に期待される薄く、軽いという要求を満たすことは困難である。

近年、図１に示されるカバーガラス１０のような、保護と支持の両方の役割を果たす一つのカバーガラスのみを用いた、スリム型タッチ検出パネル供給されてきている。さらに、図１に示すように、スリム型タッチ検出パネルは、カバーガラス１０の境界領域を覆う黒色インク層２０、黒色インク層２０の下に形成された検出アセンブリ３０を備える。タッチ検出アセンブリ３０は、外側のタッチを検出する少なくとも一つの検出電極３０２と、タッチ位置を算出するために検出信号をプロセッサ（不図示）に伝送する少なくともに一つの配線３０４とを含む。スリム型タッチ検出パネルの外見を良くするために、カバーガラス１０の境界領域は配線３０４が配置される領域に相当する。黒色インク層２０は、ユーザが配線３０４に気付かないようにでき、より望ましい視覚効果を生み出す。

スリム型タッチ検出パネルの厚みは、検出基板が削減されるため減少するが、いまだ問題が存在する。黒色インク層２０の絶縁性が悪いと、検出電極３０２と黒色インク層２０との間に電気的接続が生じる。この黒色インク層２０と検出電極３０２との間の電気的接続は、検出電極３０２を短絡させ、不正確な検出信号が発生する。

米国特許出願公開第２０１０／００３９３９８号明細書

このため、上述した従来のスリム型タッチ検出パネルの欠点を解決するスリム型タッチ検出パネルの提供が望まれている。

本発明は、より高感度な検出能力を達成するためマスク層とタッチ検出アセンブリとの間に絶縁体を有するタッチセンシティブデバイスを提供する。

一態様では、検出装置は、基板と、マスク層と、前記マスク層により部分的に覆われた少なくとも一つのタッチ検出アセンブリと、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に形成され、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリを絶縁する絶縁体とを含む。前記マスク層、前記タッチ検出アセンブリ、前記絶縁体は、前記基板上において一体的に形成されている。

他の態様では、タッチセンシティブデバイスは、マスク層を有する基板と、タッチ検出アセンブリと、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に形成された絶縁体とを備える。

他の態様では、タッチセンシティブデバイスは、第１の検出アセンブリと、前記第１の検出アセンブリと異なるレベルに形成された第２の検出アセンブリと、前記第１の検出アセンブリが上に形成された基板と、マスク層と、前記第１の検出アセンブリと前記マスク層との間に形成された第１の絶縁体と、前記第２の検出アセンブリと前記マスク層との間に形成された第２の絶縁体とを備える。

他の態様では、タッチセンシティブデバイスは、マスク層を有する基板と、第１のタッチ検出アセンブリと、前記第１のタッチ検出アセンブリと異なるレベルに形成された第２のタッチ検出アセンブリと、前記第１のタッチ検出アセンブリと前記マスク層との間に形成された第１の絶縁体と、前記第１のタッチ検出アセンブリと前記第２のタッチ検出アセンブリとの間に形成された第２の絶縁体とを備える。

他の態様では、タッチセンシティブデバイスの製造方法は、マスク層とタッチ検出アセンブリとを絶縁するために、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に絶縁体を形成するステップを含む。

本発明によれば、従来のスリム型タッチ検出パネルの欠点を解決するスリム型タッチ検出パネルを提供することが可能となる。

従来のスリム型タッチ検出パネルの拡大模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの上面模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る図２ＡのＺ−Ｚ'線に沿った断面模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの拡大模式図である。

本発明の詳細な説明が以下の実施の形態で説明されるが、本発明の範囲を制限することを目的とするものではなく、さらに他の応用に適用されうる。図面が詳細に説明されるが、構成要素が明示的に限定された量である場合を除き、開示された構成要素の量は開示よりも多い又は少ないことが理解される。

図２Ａは本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの上面模式図であり、図２Ｂは図２ＡのＺ−Ｚ'線に沿った断面模式図である。第１の実施の形態によれば、図２Ａ、２Ｂに示されるように、タッチセンシティブデバイス１００は、基板２００、組込アセンブリ３００を備えている。設計では、基板２００は、組込アセンブリ３００のカバーと支持部材としての両方の役割を果たす。組込アセンブリ３００は、一般的に、マスク層３１０、少なくとも１つのタッチ検出アセンブリ３２０、マスク層３１０とタッチ検出アセンブリ３２０との間に形成された絶縁体３３０を備える。マスク層３１０は、基板２００の周辺領域上に形成され、部分的にタッチ検出アセンブリ３２０をカバー又はマスクする。組込アセンブリ３００は、基板２００の一方の側に形成されている。つまり、マスク層３１０、タッチ検出アセンブリ３２０、絶縁体３３０は、基板２００上に一体的に形成されており、特に基板２００の同じ側に形成されている。さらに、図２Ｂに示すように、タッチセンシティブデバイス１００は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、ＯＬＥＤ、その他のタイプの表示装置等の表示装置４００上に配置されうる。

基板２００はガラスや可塑性材料等の透明材料の一種であり、組込アセンブリ３００はマスク層３１０が形成された領域を除いて実質的に透明であることから、視認者は基板２００の他方の側（つまり、組込アセンブリ３００と反対側）から表示装置４００が示す内容を見ることができる。さらに、タッチ検出アセンブリ３２０の構成から、少なくとも一つのタッチ検出信号が、ユーザの指やタッチペン等の少なくとも一つの物理的な触知入力から生成される。物理的な触知が基板２００の他方の側に近づいたり、接触することにより、タッチ検出信号が変化する。タッチ検出信号は、容量、電圧又は電流である。その後、タッチ検出信号は、タッチ位置をさらに算出するためにプロセッサ（不図示）に伝送される。

図２Ａ及び２Ｂに示される第１の実施の形態は、概要説明のみを目的とするものであり、タッチセンシティブデバイス１００の詳細な説明は以下に示される。

図３Ａは、本発明の第２の実施の形態の第１例に係るタッチセンシティブデバイスの模式的拡大図出ある。図３Ａに示されるタッチセンシティブデバイス１００は、その表面に配置されたマスク層３１０を有する基板２００、タッチ検出アセンブリ３２０、マスク層３１０とタッチ検出アセンブリ３２０との間に形成された絶縁体３３０ａを備える。

タッチ検出アセンブリ３２０は、検出電極層３２２、少なくとも一つの導電配線３２４を備えている。検出電極層３２２は、それぞれ間隔をあけて配置された複数の検出電極３２２１からなる。夫々の検出電極３２２１は、導電配線３２４に接続され、第１軸信号（例えばＸ軸信号）、第２軸信号（例えばＹ軸信号）を伝送する。マスク層３１０は、基板２００の周辺領域に形成され、導電配線３２４をマスクする。絶縁体３３０ａは、マスク層３１０とタッチ検出アセンブリ３２０との間全体に形成されており、マスク層３１０の絶縁特性が悪いときに、電気的な接続が生じないようにするとともに、検出電極３２２１間の短絡接続を避けるようにする。

図３Ｂは、本発明の第２の実施の形態の第２例に係るタッチセンシティブデバイスの模式的拡大図である。図３Ｂに示す構造は、図３Ａに示すものと類似している。図３Ｂに示す絶縁体３３０ｂは、マスク層３１０とタッチ検出アセンブリ３２０の間に部分的に形成されており、マスク層３１０と同様な、等しい又は僅かに大きいサイズであり、マスク層３１０と同様な又は等しい形状である。

他の実施の形態において、タッチ検出アセンブリ３２０は、単層−単軸構造の検出電極層３２２に限定されず、単層−２軸構造（すなわち、間隔をあけた検出電極の２つの行が互いに交わり、同一の層上に形成される）又は２層−２軸構造（すなわち、間隔をあけた検出電極の２つの行が異なる層に垂直に形成されている）等の他のタイプのタッチ構造に適用されうる。単層−２軸構造又は２層−２軸構造に関わらず、間隔をあけた検出電極の２つの行は、夫々Ｘ軸、Ｙ軸に相当し、夫々Ｘ軸信号、Ｙ軸信号を伝送する。

また、導電配線３２４は、金属材料又は他の種類の使える材料からなる配線を有しているが、第２の実施の形態の全ての例において限定されない。

図４Ａ〜４Ｃは、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの模式的拡大図である。タッチセンシティブデバイス１００は、第１のタッチ検出アセンブリ５２０、第２のタッチ検出アセンブリ５４０、その上に第１のタッチ検出アセンブリ５２０が配置された基板２００、マスク層３１０、第１の絶縁体５３０ａ、第２の絶縁体５３０ｂを備えている。

第３の実施の形態では、第１のタッチ検出アセンブリ５２０は、第１の検出電極層５２２と、少なくとも一つの第１の導電配線５２４とを有しており、第２のタッチ検出アセンブリ５４０は、第２の検出電極層５４２と、少なくとも一つの第２の導電配線５４４を有している。第１の検出電極層５２２及び第２の検出電極層５４２は、位置的に異なる層に属しており、それぞれＸ軸信号、Ｙ軸信号を伝送するＸ軸、Ｙ軸に相当する。第１の絶縁体５３０ａは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間に形成されており、第２の絶縁体５３０ｂは、第２のタッチ検出アセンブリ５４０とマスク層３１０との間に形成されている。

図４Ａ〜図４Ｃに示される構造間の差異は、第１の絶縁体５３０ａと第２の絶縁体５３０ｂのデザインのタイプである。例えば、図４Ａに示すように、基板２００の視認領域における第１の絶縁体５３０ａは第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間全体に形成されている。基板２００の視認領域における第２の絶縁体５３０ｂは第２のタッチ検出アセンブリ５４０とマスク層３１０の間全体に形成されている。図４Ｂに示すように、第１の絶縁体５３０ａは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間の一部に形成されており、第２の絶縁体５３０ｂは、第２のタッチ検出アセンブリ５４０とマスク層３１０の間全体に形成されている。第１の絶縁体５３０ａのサイズは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０を絶縁する十分な大きさである。図４Ｃに示すように、第１の絶縁体５３０ａは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間全体に形成されており、第２の絶縁体５３０ｂは、第２のタッチ検出アセンブリ５４０とマスク層３１０との間の一部に形成されている。第２の絶縁体５３０ｂのサイズは、第２のタッチ検出アセンブリ５４０とマスク層３１０を絶縁する十分な大きさである。

第３の実施の形態において、部分的なタイプに形成された第１の絶縁体５３０ａ又は第２の絶縁体５３０ｂは、マスク層３１０と同様な、等しい、又は僅かに大きいサイズであり、また、マスク層３１０と同様又は等しい形状である。

図５Ａ〜５Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンシティブデバイスの模式的拡大図である。第４の実施の形態に用いられる構成要素は、第３の実施の形態と同様のであるが、主な差異は、夫々の構成要素の対応する位置である。タッチセンシティブデバイス１００は、その上に配置されたマスク層３１０を有する基板２００、基板２００に近接する第１のタッチ検出アセンブリ５２０、第１のタッチ検出アセンブリ５２０と異なるレベルに形成され、基板２００から離れて配置された第２のタッチ検出アセンブリ５４０、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間に形成された第１の絶縁体５３０ａ、第１のタッチ検出アセンブリ５２０と第２のタッチ検出アセンブリ５４０との間に形成された第２の絶縁体５３０ｂを備えている。

特に、第４の実施の形態のマスク層３１０は、第１の導電配線５２４、第２の導電配線５４４の両方をマスクするため、基板２００の周辺領域に形成されている。

図５Ａ〜５Ｂに示される構造間の差異は、第１の絶縁体５３０ａと第２の絶縁体５３０ｂのデザインのタイプである。例えば、図５Ａに示すように、基板２００の視認領域における第１の絶縁体５３０ａは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間全体に形成されており、基板２００の視認領域における第２の絶縁体５３０ｂは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０と第２のタッチ検出アセンブリ５４０との間全体に形成されている。図５Ｂに示すように、第１の絶縁体５３０ａは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０との間に部分的に形成されており、第２の絶縁体５３０ｂは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０と第２のタッチ検出アセンブリ５４０との間全体に形成されている。第１の絶縁体５３０ａのサイズは、第１のタッチ検出アセンブリ５２０とマスク層３１０を絶縁する十分な大きさである。

図２Ａに示される絶縁体３３０、図３Ａに示される絶縁体３３０ａ、図３Ｂに示される絶縁体３３０ｂ、図４Ａ〜４Ｃ、図５Ａ〜５Ｂに示される第１の絶縁体５３０ａ、図４Ａ〜４Ｃ、図５Ａ〜５Ｂに示される第２の絶縁体５３０ｂのような上述の絶縁体は、有機材料、無機材料からなるグループから選択される。有機材料はアクリル又は同種のものからなり、無機材料はＳｉＯ２又は同種のものからなる。また、上述の絶縁体が全体に形成される場合、このような絶縁体は、完全な平面として形成される。上述の絶縁体が部分的に形成される場合、このような絶縁体は、中央が開いた平面によって形成される。さらに、上述のマスク層３１０は、黒、白、青からなるグループから選択される様々な色の不透明なインク材料からなる。

さらに、マスク層とタッチ検出アセンブリ間の絶縁又は分離のため、マスク層とタッチ検出アセンブリとの間に絶縁体を形成するステップを含むタッチセンシティブデバイスの製造方法が提供される。マスク層、絶縁体、タッチ検出アセンブリは、上記の実施の形態で示されたいずれかのタイプのものである。

本発明は、構造的特徴及び／又は方法的動作に特有の言語で説明されたが、添付の特許請求の範囲で規定される発明が説明した特定の特徴又は動作に限定されるわけではないことが理解される。正確に言うと、特定の特徴及び動作は、クレームされた発明を実現する実施例の形態として開示される。

１００ タッチセンシティブデバイス
２００ 基板
３００ 組込アセンブリ
３１０ マスク層
３２０ タッチ検出アセンブリ
３２２ 検出電極層
３２４ 導電配線
３２２１ 検出電極
３３０ 絶縁体
４００ 表示装置
５２０ 第１のタッチ検出アセンブリ
５２２ 第１の検出電極層
５２４ 第１の導電配線
５３０ａ 第１の絶縁体
５３０ｂ 第２の絶縁体
５４０ 第２のタッチ検出アセンブリ
５４２ 第２の検出電極層
５４４ 第２の導電配線

Claims (22)

1. マスク層を有する基板と、
   前記基板と異なるレベルに形成されたタッチ検出アセンブリと、
   前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に形成された絶縁体と、
   を備え、
   前記絶縁体は、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリの間に部分的に形成されているタッチセンシティブデバイス。
2. 前記タッチ検出アセンブリは、検出電極層と少なくとも一つの導電配線を有する、
   請求項１に記載のタッチセンシティブデバイス。
3. 前記検出電極層は、単層−単軸構造、単層−２軸構造又は２層−２軸構造からなる請求項２に記載のタッチセンシティブデバイス。
4. 前記マスク層は、前記導電配線を覆うように、前記基板の周辺領域上に形成されている請求項２又は３に記載のタッチセンシティブデバイス。
5. 部分的に形成された前記絶縁体は、前記マスク層と同等又は前記マスク層よりも大きいサイズであり、前記マスク層と同等の形状である請求項１に記載のタッチセンシティブデバイス。
6. 第１のタッチ検出アセンブリと、
   前記第１のタッチ検出アセンブリと異なるレベルに形成された第２のタッチ検出アセンブリと、
   前記第１のタッチ検出アセンブリが配置される基板と、
   前記第１のタッチ検出アセンブリと前記第２のタッチ検出アセンブリとの間に形成されたマスク層と、
   前記第１のタッチ検出アセンブリと前記マスク層との間に形成された第１の絶縁体と、
   前記第２のタッチ検出アセンブリを前記マスク層との間に形成された第２の絶縁体と、
   を備えるタッチセンシティブデバイス。
7. 前記第１のタッチ検出アセンブリは、第１の検出電極層と少なくとも一つの第１の導電配線を有し、
   前記第２のタッチ検出アセンブリは、第２の検出電極層と少なくとも一つの第２の導電配線を有する、
   請求項６に記載のタッチセンシティブデバイス。
8. 前記第１の検出電極層と前記第２の検出電極層は異なる層に属し、それぞれＸ軸信号、Ｙ軸信号を伝送するＸ軸、Ｙ軸に相当する請求項７に記載のタッチセンシティブデバイス。
9. 前記第１の絶縁体は、前記第１のタッチ検出アセンブリと前記マスク層の間全体又は部分的に形成されており、
   前記第２の絶縁体は、前記第２のタッチ検出アセンブリと前記マスク層の間全体又は部分的に形成されている請求項６〜８のいずれか１項に記載のタッチセンシティブデバイス。
10. 部分的に形成された前記絶縁体は、前記マスク層と同等又は前記マスク層よりも大きいサイズであり、前記マスク層と同等の形状である請求項９に記載のタッチセンシティブデバイス。
11. マスク層を有する基板と、
    前記基板と異なるレベルに形成された第１のタッチ検出アセンブリと、
    前記第１のタッチ検出アセンブリと異なるレベルに形成された第２のタッチ検出アセンブリと、
    前記第１のタッチ検出アセンブリと前記マスク層との間に形成された第１の絶縁体と、
    前記第１のタッチ検出アセンブリと前記第２のタッチ検出アセンブリとの間に形成された第２の絶縁体と、
    を備え、
    前記第１の絶縁体は、前記第１のタッチ検出アセンブリと前記マスク層の間に部分的に形成されているタッチセンシティブデバイス。
12. 前記第１のタッチ検出アセンブリは、第１の検出電極層と少なくとも一つの第１の導電配線を有し、
    前記第２のタッチ検出アセンブリは、第２の検出電極層と少なくとも一つの第２の導電配線を有する、
    請求項１１に記載のタッチセンシティブデバイス。
13. 前記第１の検出電極層と前記第２の検出電極層は異なる層に属し、それぞれＸ軸信号、Ｙ軸信号を伝送するＸ軸、Ｙ軸に相当する請求項１２に記載のタッチセンシティブデバイス。
14. 前記マスク層は、前記第１の導電配線及び前記第２の導電配線を覆うように、前記基板の周辺領域上に形成されている請求項１２又は１３に記載のタッチセンシティブデバイス。
15. 前記第２の絶縁体は、前記第１のタッチ検出アセンブリと前記第２のタッチ検出アセンブリの間全体に形成されている請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のタッチセンシティブデバイス。
16. 部分的に形成された前記第１の絶縁体は、前記マスク層と同等又は前記マスク層よりも大きいサイズであり、前記マスク層と同等の形状である請求項１５に記載のタッチセンシティブデバイス。
17. マスク層と、
    前記マスク層によって部分的にマスクされる少なくとも一つのタッチ検出アセンブリと、
    前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に形成される絶縁体と、
    を備え、
    前記マスク層、前記タッチ検出アセンブリ及び前記絶縁体は基板上に一体的に形成され、組込アセンブリを構成し、
    前記絶縁体は、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリの間に部分的に形成されているタッチセンシティブデバイス。
18. 前記マスク層、前記タッチ検出アセンブリ、前記絶縁体は、前記基板の同一の側に一体的に形成され、前記基板の他方の側から少なくとの一つの物理的な触知入力を受信する請求項１７に記載のタッチセンシティブデバイス。
19. 前記絶縁体は、有機材料又は無機材料により形成されている請求項１７又は１８に記載のタッチセンシティブデバイス。
20. 前記マスク層は、黒、白、青からなるグループから選択された様々な色の不透明なインク材料からなる請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のタッチセンシティブデバイス。
21. マスク層と、
    タッチ検出アセンブリと、
    前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとを絶縁する手段と、
    を備え、
    前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとを絶縁する手段は、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に部分的に形成されているタッチセンシティブデバイス。
22. 前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとを絶縁する手段は、前記マスク層と前記タッチ検出アセンブリとの間に配置される絶縁体である、
    請求項２１に記載のタッチセンシティブデバイス。

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