JP5756845B2 - タッチ装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、タッチ装置の製造方法に関し、特に、光電変換を行うことができるタッチ装置の製造方法に関する。
太陽電池が太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換することができるので、太陽電池の発展は、太陽エネルギー技術中の一つの重要な応用になる。
また、近年、携帯式電子装置(例えば、スマートフォン及びタブレットＰＣ)の操作性、便利性を向上させるために、タッチパネル(touch panel)が、キーボード又はマウスなどの入力装置の代わりに、次第に携帯式電子装置の入力インターフェースになる。一般的に言えば、携帯式電子装置のタッチパネル、表示パネル、及びバックライトモジュールの作動に必要な電力は、電池により提供されるが、電池の蓄電量（容量）は、有限であるため、携帯式電子装置の使用時間を制限してしまう。携帯式電子装置に太陽電池を配置することができれば、光線により随時に充電を行い、携帯式電子装置の使用時間を延長することができる。しかし、従来のソーラーパネルの多くは、透明パネルではないので、その透光性により制限され、タッチパネルを完全に覆うことができず、又は、携帯式電子装置の最底層にしか配置することができず、これにより、受光面積は、影響を受け、光電変換効率を大幅に低下させてしまう。
台湾特開第201209777号には、太陽電池モジュールを有する電子装置が開示され、太陽電池モジュールの内部に、ソーラーパネル構造、表示ユニット、及びタッチパネルは、接着剤により互いに貼り合わせられるのではないため、ソーラーパネル構造と表示ユニットとの間、又は、表示装置とタッチパネルとの間に、載置又は接着面を提供するための基板を設置する必要がなく、これにより、材料のコスト及び物体の体積を低減させることができる。
台湾実用新案登録第M428421号には、ソーラーパネルを有する自己発電型タッチパネルが開示され、ソーラーパネルは、透光性プラスチック基板及び透光性導電膜（フィルム）からなるタッチパネルの下方に設けられ、使用者が透光性プラスチック基板の上表面においてタッチ操作を直接行うことを阻害することがなく、且つ、外部の光線は、透光性プラスチック基板及び透光性導電膜を通過することができ、ソーラーパネルの透光性吸収層により吸収され、これにより、一部の光線は、電気エネルギーに変換され得る。
台湾実用新案登録第M409477号には、高分子太陽電池を統合したタッチパネルが開示され、単片ガラス基板において太陽電池領域及びタッチ領域を区分し、その単片式タッチユニットの透明電極層及び上電極層と、高分子太陽電池の下透明電極層及び金属層とは、それぞれ、透明電極及び金属材料により完成され得るので、高分子太陽電池を単片式タッチパネルの製造プロセスに統合し、高分子太陽電池を統合したタッチパネルを製造することができる。
台湾特開第201140282号には、ノートパソコン（notebook personal computer）が開示され、表示パネルの外部透明基板に透明薄膜ソーラーパネルを作り、透明薄膜ソーラーパネルは、外部光源からの太陽光を用いて光電変換を行うことができるのみならず、更に、バックライトモジュールからの光を用いて光電変換を行うこともできる。
中国特開第102110999A号には、太陽エネルギー変換装置を有する便携式電子装置が開示され、太陽エネルギー変換装置は、タッチパネルと表示モジュールとの間に挟まれて設けられ、光線は、タッチパネルを通過した後に、太陽エネルギー変換装置により吸収され、電気エネルギーに変換される。
中国特開第101847943A号には、タッチパネルと太陽エネルギー充電パネルを組み合わせた電子装置が開示され、タッチパネルは、ソーラーパネルの上方に設置され、ガラス基板は、タッチパネルの上を覆い、ガラス基板及びタッチパネルは、透光性のあるものであるので、ソーラーパネルは、ガラス基板及びタッチパネルを経由して太陽光を吸収し、電気エネルギーを生成することができる。
米国特開第20110298718号には、太陽電池を有するタッチキーボードが開示され、太陽電池は、基材に組み立てられ、且つ、タッチパネルは、太陽電池に組み立てられる。
米国特開第20100078230号には、一体成型によりスタックされたソーラーパネル及びタッチセンサーが開示され、ソーラーパネルは、透明粘着テープによりガラス蓋に貼り付けられる。
本発明は、タッチ装置の製造方法を提案し、この製造方法により製造されたタッチ装置は、光電変換を行うことにより電気エネルギーを生成することができ、且つ、良好な光電変換効率及び軽くて薄い外形を有する。
本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示される技術的特徴から更なる理解を得ることができる。
上述の一つ又は一部又は全部の目的又は他の目的を達成するために、本発明の一実施例により、タッチ装置の製造方法が提供される。まず、第一透明導電層及び第二透明導電層を有する透明基材を提供し、透明基材は、相対する第一表面及び第二表面を有し、第一透明導電層及び第二透明導電層は、それぞれ、第一表面及び第二表面に設置される。続いて、第一透明導電層をタッチセンシング層として作成する。透明保護板をタッチセンシング層に配置し、タッチセンシング層は、透明保護板と透明基材との間に位置する。透明p型半導体層を第二透明導電層に堆積し、第二透明導電層は、透明p型半導体層と透明基材との間に位置する。
本発明の一実施例では、上述の第一透明導電層及び第二透明導電層を有する透明基材を提供するステップは、透明基材を提供し、第一透明導電層を透明基材の第一表面に堆積し、及び、第二透明導電層を透明基材の第二表面に堆積することを含む。
本発明の一実施例によるタッチ装置の製造方法では、更に、第二透明導電層を透明n型半導体層として作成するステップを含み、且つ、このステップは、透明p型半導体層を第二透明導電層に堆積するステップの前に実施され、そのうち、該透明p型半導体層及び該透明n型半導体層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成する。
本発明の一実施例によるタッチ装置の製造方法では、該第二透明導電層は、透明n型半導体層であり、該透明p型半導体層及び該透明n型半導体層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成する。
本発明の一実施例では、上述の第一透明導電層をタッチセンシング層として作成するステップは、エッチングプロセスを含む。
本発明の一実施例では、上述のタッチ装置の製造方法は、更に、表示モジュールを透明p型半導体層の下方に配置することを含み、透明p型半導体層は、表示モジュールと透明n型半導体層との間に位置する。
本発明の一実施例では、上述の透明基材は、ガラス基板又はプラスチック薄膜である。
本発明の一実施例では、上述の第二透明導電層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む。
本発明の一実施例では、上述の透明p型半導体層の材質は、酸化亜鉛及び金属ドーパントを含む。
上述の一つ又は一部又は全部の目的又は他の目的を達成するために、本発明の一実施例により、タッチ装置の製造方法が提供される。先ず、第一透明導電層を有する透明保護板を提供し、第一透明導電層は、透明保護板に配置される。光電変換タッチモジュールを透明保護板に形成し、光電変換タッチモジュールは、光電変換層及びタッチセンシング層を含み、光電変換層は、透明p型半導体層及び透明n型半導体層を含み、光電変換層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成する。
本発明の一実施例では、上述の第一透明導電層を有する透明保護板を提供するステップは、透明保護板を提供し、及び、第一透明導電層を透明保護板に堆積することを含む。
本発明の一実施例では、上述の光電変換タッチモジュールを形成するステップは、第一透明導電層を透明n型半導体層として作成し；透明p型半導体層を透明n型半導体層に堆積し、そのうち、透明n型半導体層は透明p型半導体層と透明保護板との間に位置し；及び、タッチセンシング層を透明p型半導体層に配置し、透明p型半導体層は、タッチセンシング層と透明n型半導体層との間に位置する、ことを含む。
本発明の一実施例によるタッチ装置の製造方法では、第一透明導電層は、透明n型半導体層であり、且つ、光電変換タッチモジュールを形成するステップは、透明p型半導体層を第一透明導電層に堆積し、第一透明導電層は、透明p型半導体層と透明保護板との間に位置し；及び、タッチセンシング層を透明p型半導体層に配置し、透明p型半導体層は、タッチセンシング層と第一透明導電層との間に位置する、ことを含む。
本発明の一実施例によるタッチ装置の製造方法では、第一透明導電層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む。
本発明の一実施例では、上述のタッチセンシング層を透明p型半導体層に配置するステップは、タッチセンシング層を提供し、タッチセンシング層は、透明基材に配置され；及び、透明光学接着層により、タッチセンシング層を透明p型半導体層に接着することを含む。
本発明の一実施例では、上述の透明基材は、ガラス基板又はプラスチック薄膜である。
本発明の一実施例では、上述のタッチセンシング層を透明p型半導体層に配置するステップは、絶縁層を透明p型半導体層に堆積し、透明p型半導体層は、絶縁層と透明n型半導体層との間に位置し；第二透明導電層を絶縁層に堆積し、そのうち、絶縁層は、第二透明導電層と透明p型半導体層との間に位置し；及び、第二透明導電層をタッチセンシング層として作成することを含む。
本発明の一実施例では、上述のタッチ装置の製造方法は、更に、光電変換タッチモジュールを表示モジュールに配置することを含み、光電変換タッチモジュールは、表示モジュールと透明保護板との間に位置する。
本発明の一実施例では、上述のタッチセンシング層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む。
本発明の一実施例では、上述の透明p型半導体層の材質は、酸化亜鉛及び金属ドーパントを含む。
本発明の一実施例では、上述の光電変換タッチモジュールを形成するステップは、第一透明導電層をタッチセンシング層として作成し；絶縁層をタッチセンシング層に堆積し、タッチセンシング層は、絶縁層と透明保護板との間に位置し；透明n型半導体層を絶縁層に堆積し、絶縁層は、透明n型半導体層とタッチセンシング層との間に位置し；及び、透明p型半導体層を透明n型半導体層に堆積し、透明n型半導体層は、透明p型半導体層と絶縁層との間に位置する、ことを含む。
本発明の一実施例では、上述の第一透明導電層をタッチセンシング層として作成するステップは、エッチングプロセスを含む。
上述により、本発明の実施例は、少なくとも、以下のうちの一つの利点を有する。本発明の上述の実施例では、透明基材上の既存の透明導電層又は透明保護板上の既存の透明導電層を用いて、透明n型半導体層を作成し、また、透明n型半導体層上に透明p型半導体層を堆積し、透明n型半導体層及び透明p型半導体層を用いて光電変換を行うことにより電気エネルギーを生成する。透明n型半導体層及び透明p型半導体層はともに、透明性のあるものであり、また、良好な透過率を有するので、透明n型半導体層及び透明p型半導体層は、タッチ装置内の配置位置が限定されることがなく、比較的大きい受光面積を有し、これにより、n型半導体層及びp型半導体層の光電変換効率を向上させることができる。また、本発明の実施例では、透明n型半導体層は、透明基材上の既存の透明導電層又は透明保護板上の既存の透明導電層により作成されるので、透明n型半導体層及び透明p型半導体層は、タッチセンシング層とともに、前記透明基材を共用し、又は、前記透明保護板を共用することができ、これにより、タッチ装置全体の厚みを小さくし、携帯式電子装置の外形が軽くて薄い傾向に対応することができる。
本発明の上述の特徴及び利点をより明確且つ分かりやすくするために、以下、実施例を挙げて、添付した図面を参照しながら詳しく説明する。
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するために用いられる。また、次の各実施例に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのもののみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明するために用いられ、本発明を限定するためのものでない。
図1A乃至図1Fは、本発明の一実施例によるタッチ装置の製造方法の各ステップの分解説明図である。図1Aを参照する。まず、透明基材110、第一透明導電層120、及び第二透明導電層130を提供し、透明基材110は、例えば、ガラス基板、プラスチック薄膜、又は他の適切な載置体であり、また、相対する第一表面110a及び第二表面110bを有し、且つ、第一透明導電層120及び第二透明導電層130は、それぞれ、第一表面110a及び第二表面110bに配置される。図1Aに示す透明基材110、第一透明導電層120、及び第二透明導電層130は、例えば、後述のステップにより作成されたものである。透明基材110を提供した後に、第一透明導電層120を透明基材110の第一表面110aに堆積し、また、第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積する。
第一透明導電層120又は第二透明導電層130の材料は、例えば、透明導電酸化物(transparent conductive oxide、TCO)であり、透明導電酸化物薄膜は、可視光の波長範囲において高い透過率を有し、導電性が高く、且つ、高い自由キャリア濃度を有し、例えば、金属酸化物により構成される透明導電酸化物のインジウムスズ酸化物(indium tin oxide、ITO)、酸化インジウム(indium oxide)、酸化スズ(tin oxide)、酸化亜鉛(zinc oxide)、酸化カドミウム(cadmium oxide)、酸化インジウムカドミウム(indium cadmium oxide)、酸化スズカドミウム(zinc cadmium oxide)、酸化スズ亜鉛(tin zinc oxide)、酸化インジウムプラス酸化亜鉛(indium oxide-zinc oxide)などである。第一透明導電層120を透明基材110の第一表面110aに堆積し、及び、第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積する方法は、例えば、同時スパッタリング(co-sputtering)プロセス、RF磁電管スパッタリング(RF magnetron sputtering)プロセス、パルスレーザー堆積(pulsed laser deposition、PLD)プロセス、電子ビーム蒸着(electron beam sputtering)法、熱蒸着堆積(thermal evaporation deposition)法、化学気相堆積(chemical vapor deposition、CVD)法、金属有機化学蒸着(metal-organic chemical vapor deposition、MOCVD)法、物理気相堆積(physical vapor deposition、PVD)法、イオンプレーティング(ion plating)法、ゾルゲル(sol-gel method)法、噴霧熱分解(spray pyrolysis)法、又は、他の適切な手段によって、透明導電酸化物を堆積することである。
続いて、図1Bを参照する。第一透明導電層120をタッチセンシング層120’として作成するステップは、第一透明導電層120に対してエッチングプロセスを行うことによって、透明電極パターンを含む透明のタッチセンシング層120’を作成することを含み、透明のタッチセンシング層120’は、タッチ入力を感知するためのものである。図1Cを参照する。透明保護板140をタッチセンシング層120’に配置し、透明保護板140は、例えば、ガラス基板であり、且つ、タッチセンシング層120’は、透明保護板140と透明基材110との間に位置する。透明保護板140と、タッチセンシング層120’との結合は、例えば、透明光学接着剤により、透明保護板140とタッチセンシング層120’とを接着することである。
図1Dを参照する。第二透明導電層130を透明n型半導体層130’として作成するステップは、第二透明導電層130にドーパントを添加することによって、透明n型半導体層130’を作成することを含み、例えば、酸化インジウム(indium oxide)に少量のスズ(tin)を添加することによって、n型半導体層130’を得ることができる。また、上述の第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積するステップの時に、全ての材料を一緒に添加してもよく、例えば、インジウムスズ酸化物は、n型半導体の一種であり、インジウムスズ酸化物を形成するには、堆積のプロセスにおいてインジウム(indium)、スズ(tin)、及び酸素(oxygen)を直接添加し、また、その濃度を調整して一緒に堆積することによってn型半導体を形成してもよい。言い換えると、第二透明導電層130そのものは、n型半導体であり、ドーパント添加のプロセスを行う必要がない。また、酸化亜鉛(ZnO)は第二透明導電層130の材料として使用され、酸化亜鉛材料は、本質的欠陥による酸素空孔(oxygen vacancies)及び亜鉛隙間(interstitial zinc)が存在するので、ドーパントを添加しない場合でも、一種のn型半導体である。
図1Eを参照する。透明p型半導体層150を第二透明導電層130(即ち、透明n型半導体層130’)に堆積するステップは、第二透明導電層130にドーパント添加の透明導電層を堆積することによって透明p型半導体層150を作成することを含み、第二透明導電層130は、透明p型半導体層150と透明基材110との間に位置する。堆積のプロセスは、上述の第一透明導電層120を透明基材110の第一表面110aに堆積し、又は、第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積する方法を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。透明p型半導体層150の材質は、例えば、酸化亜鉛に銅(Cu)を添加したものであり、抵抗値を低くするためであり、また、酸化銅アルミ(CuAlO2)、酸化ニッケル(NiO)、酸化ストロンチウム銅(SrCu2O2)を透明p型半導体層150の材料としてもよく、又は、リチウム(Li)、窒素(N)、リン(P)、又はヒ素(As)などを酸化亜鉛に添加し透明p型半導体層150の材料としても良い。
図1Fを参照する。表示モジュール160を透明p型半導体層の下方に配置し、タッチ装置100の製作を完成させ、透明p型半導体層150は、表示モジュール160と透明n型半導体層130’との間に位置する。表示モジュール160は、例えば、液晶表示モジュール(Liquid Crystal display Module、LCM)であり、且つ、表示パネル162及びバックライトモジュール164を含む。表示パネル162は、例えば、接着層160aにより透明p型半導体層150に接着され、且つ、接着層160aにより透明p型半導体層150を表示パネル162に接着することにより、透明p型半導体層150の保護を提供することもできるので、透明p型半導体層150は、従来の太陽電池のように、特別の他のガラス板により保護される必要がない。これにより、タッチ装置100の厚みを小さくすることができるのみならず、ガラス板による光エネルギーの吸収又は散乱（乱反射）が太陽電池の効率に影響を与えるのを避けることもできる。
上述の製造方法では、タッチ装置100の透明基材110上の既存の第二透明導電層130を用いて透明n型半導体層130’を形成し、又は、堆積のプロセスにおいてn型半導体材料を直接用いて第二透明導電層130を形成し、また、第二透明導電層130(透明n型半導体層130’)に透明p型半導体層150を堆積し、これにより、透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150を用いて光電変換を行い、電気エネルギーを生成する。詳細に言えば、図1Fに示す外部光線L1(例えば、太陽光)又はバックライトモジュール164が発した光線L2により、透明n型半導体層130’中の電子が励起され、電子及び正孔の対流が生じるとき、前記電子及び正孔は、透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150が形成した電位の影響を受け、それぞれ、n型半導体層130’及び透明p型半導体層150により吸引されて電気エネルギーを生成する。タッチ装置100がスマートフォン又はタブレットＰＣなどの携帯式電子装置に応用される時に、前記電気エネルギーは、導線を経由して、携帯式電子装置に設けられている電池に蓄えられ、携帯式電子装置の使用時間を延長することができる。
本実施例の透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150はともに、透明性のあるものであり、且つ良好な透過率を有するため、透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150は、タッチ装置100内の配置位置が限定されることがなく、表示モジュール160の表示領域に配置することができる。これにより、比較的大きい受光面積を有し、透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150の光電変換効率を向上させることができる。また、透明n型半導体層130’は、透明基材110上の第二透明導電層130により形成されるため、透明n型半導体層130’及び透明p型半導体層150は、タッチセンシング層120’と一緒に透明基材110を共用することができる。これにより、タッチ装置100全体の厚みを小さくし、携帯式電子装置の外形が軽くて薄い傾向に対応することができる。
本実施例では、図1A乃至図1Bに示すように、第一透明導電層120をタッチセンシング層120’として形成し、図1C乃至図1Dに示すように、第二透明導電層130を透明n型半導体層130’として形成し、図1Eに示すように、透明p型半導体層150を第二透明導電層130(即ち、透明n型半導体層130’)に堆積する。これらは全て半導体の製作プロセスであるため、一緒に製作することができる。これにより、従来のタッチセンシング層と太陽電池とのそれぞれの製作及び再組み立てに必要な運送及び組み立てプロセスをなくし、運送及び組み立てプロセスによる損壊の確率を下げることができる。
図2A乃至図2Eは、本発明の他の実施例によるタッチ装置の製造方法の各ステップの分解説明図である。図2Aを参照する。先ず、第一透明導電層220を有する透明保護板210を提供し、透明保護板210は、例えば、ガラス基板であり、且つ、第一透明導電層220は、透明保護板210上に配置される。図2Aに示す透明保護板210及び第一透明導電層220は、例えば、後述のステップにより形成されたものである。透明保護板210を提供した後に、第一透明導電層220を透明保護板210に堆積し、堆積のプロセスは、上述の第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
続いて、図2B乃至図2Eに示すように、光電変換タッチモジュール50を透明保護板210に配置し、光電変換タッチモジュール50は、光電変換層20及びタッチセンシング層240を含む。光電変換層20は、透明n型半導体層220’、透明p型半導体層230を含む。本実施例の光電変換タッチモジュール50(図2D参照)の配置方式については、次のように詳しく説明する。
図2Bを参照する。ドーパント添加(dope)のプロセスにより、第一透明導電層220を透明n型半導体層220’として形成し、又は、第一透明導電層220を透明保護板210に堆積する時にn型半導体材料を選択して使用し、関連プロセス及び材料は、上述の第二透明導電層130を透明n型半導体層130’として形成する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。図2Cを参照する。透明p型半導体層230を第一透明導電層220(透明n型半導体層220’)に堆積し、透明n型半導体層220’は、透明p型半導体層230と、透明保護板210との間に位置する。関連プロセス及び材料は、上述の透明p型半導体層150を第二透明導電層130に堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
続いて、図2Dに示すように、タッチセンシング層240を透明p型半導体層230に配置し、透明p型半導体層230は、タッチセンシング層240と、透明n型半導体層220’との間に位置する。タッチセンシング層240の配置方式については、次のように詳しく説明する。
図2Dを参照する。タッチセンシング層240を提供し、そのうち、タッチセンシング層240は、透明基材250に配置され、タッチ入力を感知するために用いられる。透明光学接着層260により、タッチセンシング層240を透明p型半導体層230に接着する。本実施例の光電変換タッチモジュール50は、透明n型半導体層220’、透明p型半導体層230、及びタッチセンシング層240を含む以外に、更に、透明基材250及び透明光学接着層260を含み、透明基材250は、例えば、ガラス基板、プラスチック薄膜、又は他の適切な載置体である。
図2Eを参照する。光電変換タッチモジュール50を表示モジュール270に配置し、タッチ装置200の製作を完成させ、光電変換タッチモジュール50は、表示モジュール270と透明保護板210との間に位置する。表示モジュール270は、例えば、液晶表示モジュールであり、且つ、表示パネル272及びバックライトモジュール274を含む。表示モジュール270は、例えば、接着層270aにより透明基材250に接着される。
上述の製造方法では、タッチ装置200の透明保護板210上の既存の第一透明導電層220を用いて透明n型半導体層220’を形成し、又は、堆積のプロセスにおいてn型半導体の材料を直接用いて第一透明導電層220を形成し、また、第一透明導電層220(即ち、透明n型半導体層220’)に透明p型半導体層230を堆積し、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230により光電変換を行い、電気エネルギーを生成する。詳細に言えば、図2Eに示す外部光線L1’(例えば、太陽光)又はバックライトモジュール274が発した光線L2’により、透明n型半導体層220’中の電子が励起され、電子及び正孔の対流が生じるとき、前記電子及び正孔は、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230が形成した電位の影響を受け、それぞれ、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230により吸引されて電気エネルギーを生成する。タッチ装置200がスマートフォン又はタブレットＰＣなどの携帯式電子装置に応用される時に、前記電気エネルギーは、導線を経由して、携帯式電子装置に設けられている電池に蓄えられ、携帯式電子装置の使用時間を延長することができる。
本実施例における透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230はともに、透明性のあるものであり、且つ良好な透過率を有するため、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230は、タッチ装置200内の配置位置が限定されることがなく、表示モジュール270の表示領域に配置することができる。これにより、比較的大きい受光面積を有し、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230の光電変換効率を向上させることができる。また、透明n型半導体層220’は、透明保護板210上の第一透明導電層220により作成されるため、透明n型半導体層220’及び透明p型半導体層230は、タッチセンシング層240と一緒に透明保護板210を共用することができる。これにより、タッチ装置200全体の厚みを小さくし、携帯式電子装置の外形が軽くて薄い傾向に対応することができる。また、透明保護板210及び透明n型半導体層220’は、上述のように堆積の方式で結合されるため、タッチ装置200の製造プロセスでは、透明保護板210を組み立てるステップを省略し、製造コスト及び作業時間を節約することができる。
図2A乃至図2Eに示す製造プロセスでは、透明光学接着層260を用いて、予め製作された一体のタッチセンシング層240及び透明基材250を透明p型半導体層230に接着する。しかし、本発明は、これに限定されず、堆積の方式でタッチセンシング層を配置することもできる。以下、図3A乃至図3Gを参照して、これについて説明する。
図3A乃至図3Gは、本発明の他の実施例によるタッチ装置の製造方法の各ステップの分解説明図である。図3Aを参照する。まず、透明保護板310及び第一透明導電層320を提供し、透明保護板310は、例えば、ガラス基板であり、且つ、第一透明導電層320は、透明保護板310に配置される。図3Aに示す透明保護板310及び第一透明導電層320は、例えば、後述のステップにより形成されたものである。透明保護板310を提供した後に、第一透明導電層320を透明保護板310に堆積する。堆積のプロセスは、上述の第二透明導電層130を透明基材110の第二表面110bに堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
続いて、図3B乃至図3Gに示すように、光電変換タッチモジュール60を透明保護板310に配置し、光電変換タッチモジュール60は、光電変換層30及びタッチセンシング層350’を含む。光電変換層30は、透明n型半導体層320’及び透明p型半導体層330を含む。本実施例の光電変換タッチモジュール60(図3F参照)の配置方式については、次のように詳しく説明する。
図3Bを参照する。ドーパント添加のプロセスにより、第一透明導電層320を透明n型半導体層320’として形成し、又は、第一透明導電層320を透明保護板310に堆積する時にn型半導体材料を選択して使用し、関連プロセス及び材料は、上述の第一透明導電層120を透明基材110の第一表面110aに堆積する説明、及び、第二透明導電層130を透明n型半導体層130’として形成する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。図3Cを参照する。透明p型半導体層330を第一透明導電層320(透明n型半導体層320’)に堆積し、透明n型半導体層320’は、透明p型半導体層330と透明保護板310との間に位置する。関連プロセス及び材料は、上述の透明p型半導体層150を第二透明導電層130に堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
続いて、タッチセンシング層350’(図3F参照)を透明p型半導体層330に配置し、そのうち、透明p型半導体層330は、タッチセンシング層350’と透明n型半導体層320’との間に位置する。タッチセンシング層350’の配置方式については、次のように詳しく説明する。
図3Dを参照する。絶縁層340を透明p型半導体層330に堆積し、透明p型半導体層330は、絶縁層340と、透明n型半導体層320’との間に位置する。図3Eを参照する。第二透明導電層350を絶縁層340に堆積し、絶縁層340は、第二透明導電層350と透明p型半導体層330との間に位置する。図3Fを参照する。エッチングプロセス又は他の適切なプロセスにより、第二透明導電層350を、透明電極パターンを含むタッチセンシング層350’として形成し、第二透明導電層350の材質は、例えば、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、又は他の適切な透明導電酸化物(transparent conductive oxide、TCO)であり、これにより、タッチ入力を感知するための、透明のタッチセンシング層350’を形成する。
本実施例の光電変換タッチモジュール60は、透明n型半導体層320’、透明p型半導体層330、及びタッチセンシング層350’を含む以外に、更に、絶縁層340を含む。絶縁層340の材質は、例えば、二酸化シリコン(SiO2)であり、透明p型半導体層330とタッチセンシング層350’との電気的接続による互いの干渉を避けるために用いられる。
図3Gを参照する。光電変換タッチモジュール60を表示モジュール360に配置し、タッチ装置300の製作を完成させ、光電変換タッチモジュール60は、表示モジュール360と透明保護板310との間に位置する。表示モジュール360は、例えば、液晶表示モジュールであり、且つ、表示パネル362及びバックライトモジュール364を含む。表示パネル362は、例えば、接着層360aによりタッチセンシング層350’に接着される。
図3A乃至図3Gに示す製造プロセスでは、先に、透明保護板310に透明n型半導体層320’及び透明p型半導体層330を形成し、その後、タッチセンシング層350’を形成する。しかし、本発明は、これに限定されず、先に、透明保護板にタッチセンシング層を形成し、その後、透明n型半導体層及び透明p型半導体層を形成することもできる。以下、図4A乃至図4Fを参照して、これについて説明する。
図4A乃至図4Fは、本発明の他の実施例によるタッチ装置の製造方法の各ステップの分解説明図である。図4Aを参照する。先ず、透明保護板410及び第一透明導電層420を提供し、透明保護板410は、例えば、ガラス基板であり、且つ、第一透明導電層420は、透明保護板410に配置される。図4Aに示す透明保護板410及び第一透明導電層420は、例えば、後述のステップにより形成されたものである。透明保護板410を提供した後に、第一透明導電層420を透明保護板410に堆積する。関連プロセス及び材料は、上述の第一透明導電層120を透明基材110の第一表面110aに堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
続いて、図4B乃至図4Fに示すように、光電変換タッチモジュール70(図4F参照)を透明保護板410に配置し、光電変換タッチモジュール70は、光電変換層40(図4E参照)及びタッチセンシング層420’を含む。光電変換層40は、透明n型半導体層440及び透明p型半導体層450を含む。本実施例の光電変換タッチモジュール70の配置方式については、次のように詳しく説明する。
図4Bを参照する。エッチングプロセス又は他の適切なプロセスにより、第一透明導電層420を、透明電極パターンを含むタッチセンシング層420’として形成し、第一透明導電層420の材質は、例えば、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、又は、他の適切な透明導電酸化物(transparent conductive oxide、TCO)であり、これにより、タッチ入力を感知するための、透明のタッチセンシング層420’を形成する。図4Cを参照する。絶縁層430をタッチセンシング層420’に堆積し、タッチセンシング層420’は、絶縁層430と透明保護板410との間に位置する。図4Dを参照する。透明n型半導体層440を絶縁層430に堆積し、絶縁層430は、透明n型半導体層440とタッチセンシング層420’との間に位置する。関連プロセス及び材料は、上述の第二透明導電層130の形成方式、及び、第二透明導電層130を透明n型半導体層130’として形成する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
図4Eを参照する。透明p型半導体層450を透明n型半導体層440に堆積し、透明n型半導体層440は、透明p型半導体層450と絶縁層430との間に位置する。関連プロセス及び材料は、上述の透明p型半導体層150を第二透明導電層130に堆積する説明を参照することができるので、ここでは、詳しい説明を省略する。本実施例の光電変換タッチモジュール70は、透明n型半導体層440、透明p型半導体層450、及びタッチセンシング層420’を含む以外に、更に、絶縁層430を含む。絶縁層430の材質は、例えば、二酸化シリコンであり、透明n型半導体層440とタッチセンシング層420’との電気的接続による互いの干渉を避けるために用いられる。
図4Fを参照する。光電変換タッチモジュール70を表示モジュール460に配置し、タッチ装置400の製作を完成させ、光電変換タッチモジュール70は、表示モジュール460と透明保護板410との間に位置する。表示モジュール460は、例えば、液晶表示モジュールであり、且つ、表示パネル462及びバックライトモジュール464を含む。表示パネル462は、例えば、接着層460aにより、透明p型半導体層450に接着される。
上述のタッチ装置は、単一ガラス基板(One glass)の形式、双ガラス基板(G/G)の形式、単一ガラス基板と単一プラスチック薄膜と(G/F)の形式、単一ガラス基板と双プラスチック薄膜と(G/F/F)の形式、双層酸化インジウムスズ(double indium tin oxide、DITO)の形式、又は、単層酸化インジウムスズ(single indium tin oxide、SITO)の形式であっても良いが、本発明は、これについて限定しい。例えば、本発明の上述の実施例は全て、単層タッチセンシング層の形式であり、例えば、単層酸化インジウムスズの形式であるが、図1Fに示すタッチ装置100では、透明保護板140及び透明基材110が全てガラス基板であれば、タッチ装置100が上述の双ガラス基板の形式であり、透明保護板140がガラス基板であり且つ透明基材110がプラスチック薄膜であれば、タッチ装置100が上述の単一ガラス基板と単一プラスチック薄膜との形式である。図2Eに示すタッチ装置200では、透明保護板210及び透明基材250が全てガラス基板であれば、タッチ装置200が上述の双ガラス基板の形式であり、透明保護板210がガラス基板であり且つ透明基材250がプラスチック薄膜であれば、タッチ装置200が上述の単一ガラス基板と単一プラスチック薄膜との形式である。図3Gに示すタッチ装置300では、透明保護板310がガラス基板であれば、タッチ装置300が上述の単一ガラス基板の形式である。図4Fに示すタッチ装置400では、透明保護板410がガラス基板であれば、タッチ装置400が上述の単一ガラス基板の形式である。しかし、本発明の上述の全ての実施例では、類似する方式で、もう一つのタッチセンシング層を更に設置してもよく、即ち、双層のタッチセンシング層の形式(例えば、双層酸化インジウムスズの形式)を形成してもよい。例えば、図1Fに示すタッチ装置100に用いるタッチセンシング層は、単一ガラス基板と双プラスチック薄膜との形式であれば、第一透明導電層120と透明保護板140との間には、もう一つのプラスチック薄膜及び透明導電層を形成する。又は、図2Dに示す実施例での透明基材250の下方には、もう一つの透明導電層があり、透明基材250は、このもう一つの透明導電層とタッチセンシング層240との間に位置する。又は、図3Fに示す実施例では、タッチセンシング層350’にもう一つのプラスチック薄膜が貼り付けられ、また、このプラスチック薄膜の他方側にもう一つの透明導電層が形成され、タッチセンシング層350’は、このプラスチック薄膜と絶縁層340との間に位置する。本発明は、タッチセンシング層の数について限定しない。
上述を総合すれば、本発明の実施例は、少なくとも、以下のうちの一つの利点を有する。本発明の上述の実施例では、透明基材上の既存の透明導電層又は透明保護板上の既存の透明導電層を用いて、透明n型半導体層を作成し、また、透明n型半導体層上に透明p型半導体層を堆積し、透明n型半導体層及び透明p型半導体層を用いて光電変換を行うことにより電気エネルギーを生成する。透明n型半導体層及び透明p型半導体層はともに、透明性のあるものであり、また、良好な透過率を有するので、透明n型半導体層及び透明p型半導体層は、タッチ装置内の配置位置が限定されることがなく、比較的大きい受光面積を有し、これにより、n型半導体層及びp型半導体層の光電変換効率を向上させることができる。また、実施例では、透明n型半導体層は、透明基材上の既存の透明導電層又は透明保護板上の既存の透明導電層により作成されるので、透明n型半導体層及び透明p型半導体層は、タッチセンシング層とともに、前記透明基材を共用し、又は、前記透明保護板を共用することができ、これにより、タッチ装置全体の厚みを小さくし、携帯式電子装置の外形が軽くて薄い傾向に対応することができる。また、上述の実施例中の透明n型半導体層及び透明p型半導体層は全てが透明であるので、表示モジュールにより表示されている画面を遮蔽することがないので、表示パネル及びバックライトモジュールに全面的に対応することができる。これにより、タッチ装置は、太陽光のない環境にある時に、バックライトモジュールが発した光線を用いて光電変換を行うこともできるので、タッチ装置が光線を用いて電気エネルギーを生成する効率をより一層向上させることができる。
本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及びびびしている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、異なる実施例又は範囲を区別するためのもののみであり、要素の数量上の上限又は下限を限定するためのものでない。
20、30、40：光電変換層
50、60、70：光電変換タッチモジュール
100、200、300、400：タッチ装置
110、250：透明基材
110a：第一表面
110b：第二表面
120、220、320、420：第一透明導電層
120’、240、350’、420’：タッチセンシング層
130、350：第二透明導電層
130’、220’、320’、440：透明n型半導体層
140、210、310、410：透明保護板
150、230、330、450：透明p型半導体層
160、270、360、460：表示モジュール
160a、270a、360a、460a：接着層
162、272、362、462：表示パネル
164、274、364、464：バックライトモジュール
260：透明光学接着層
340、430：絶縁層
L1、L1’、L2、L2’：光線
50、60、70：光電変換タッチモジュール
100、200、300、400：タッチ装置
110、250：透明基材
110a：第一表面
110b：第二表面
120、220、320、420：第一透明導電層
120’、240、350’、420’：タッチセンシング層
130、350：第二透明導電層
130’、220’、320’、440：透明n型半導体層
140、210、310、410：透明保護板
150、230、330、450：透明p型半導体層
160、270、360、460：表示モジュール
160a、270a、360a、460a：接着層
162、272、362、462：表示パネル
164、274、364、464：バックライトモジュール
260：透明光学接着層
340、430：絶縁層
L1、L1’、L2、L2’：光線
Claims (22)
- タッチ装置の製造方法であって、
第一透明導電層及び第二透明導電層を有する透明基材を提供するステップであって、前記透明基材は、相対する第一表面及び第二表面を有し、前記第一透明導電層及び前記第二透明導電層は、それぞれ、前記第一表面及び前記第二表面に配置される、ステップと、
前記第一透明導電層をタッチセンシング層として形成するステップと、
透明保護板を前記タッチセンシング層に配置するステップであって、前記タッチセンシング層は、前記透明保護板と、前記透明基材との間に位置する、ステップと、
透明p型半導体層を前記第二透明導電層に堆積するステップであって、前記第二透明導電層は、前記透明p型半導体層と、前記透明基材との間に位置する、ステップを、を含み、
前記タッチ装置の製造方法は、更に、
前記第二透明導電層を透明n型半導体層として形成するステップであって、前記透明p型半導体層を前記第二透明導電層に堆積するステップの前に実施され、前記第二透明導電層にドーパントを添加することを含む、ステップを含む、
タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層及び前記第二透明導電層を有する前記透明基材を提供するステップは、
前記透明基材を提供するステップと、
前記第一透明導電層を前記透明基材の前記第一表面に堆積するステップと、
前記第二透明導電層を前記透明基材の前記第二表面に堆積するステップと、
を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記透明p型半導体層及び前記透明n型半導体層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成する、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第二透明導電層は、透明n型半導体層であり、前記透明p型半導体層及び前記透明n型半導体層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成する、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層を前記タッチセンシング層として形成するステップは、エッチングプロセスを含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
表示モジュールを前記透明p型半導体層の下方に配置するステップを更に含み、
前記透明p型半導体層は、前記表示モジュールと前記透明n型半導体層との間に位置する、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記透明基材は、ガラス基板又はプラスチック薄膜である、タッチ装置の製造方法。 - 請求項4に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第二透明導電層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項1に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記透明p型半導体層の材質は、酸化亜鉛及び金属ドーパントを含む、タッチ装置の製造方法。 - タッチ装置の製造方法であって、
第一透明導電層を有する透明保護板を提供するステップであって、前記第一透明導電層は、前記透明保護板に配置される、ステップと、
光電変換タッチモジュールを前記透明保護板に形成するステップであって、前記第一透明導電層を透明n型半導体層として形成するステップを含む、ステップと、を含み、
前記第一透明導電層を前記透明n型半導体層として形成するステップは、前記第一透明導電層にドーパントを添加することを含み、
前記光電変換タッチモジュールは、光電変換層及びタッチセンシング層を含み、前記光電変換層は、前記透明n型半導体層及び透明p型半導体層を含み、
前記光電変換層は、光線により励起されて電気エネルギーを生成するステップと、を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層を有する前記透明保護板を提供するステップは、
前記透明保護板を提供するステップと、
前記第一透明導電層を前記透明保護板に堆積するステップと、含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記光電変換タッチモジュールを形成するステップは、更に、
前記透明p型半導体層を前記透明n型半導体層に堆積するステップであって、前記透明n型半導体層は、前記透明p型半導体層と、前記透明保護板との間に位置する、ステップと、
前記タッチセンシング層を前記透明p型半導体層に配置するステップであって、前記透明p型半導体層は、前記タッチセンシング層と、前記透明n型半導体層との間に位置する、ステップと、含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層は、前記透明n型半導体層であり、
前記光電変換タッチモジュールを形成するステップは、
前記透明p型半導体層を前記第一透明導電層に堆積するステップであって、前記第一透明導電層は、前記透明p型半導体層と、前記透明保護板との間に位置する、ステップと、
前記タッチセンシング層を前記透明p型半導体層に配置するステップであって、前記透明p型半導体層は、前記タッチセンシング層と、前記第一透明導電層との間に位置する、ステップと、を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項13に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項13に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記タッチセンシング層を前記透明p型半導体層に配置するステップは、
前記タッチセンシング層を提供するステップであって、前記タッチセンシング層は、透明基材に配置される、ステップと、
透明光学接着層により、前記タッチセンシング層を前記透明p型半導体層に接着するステップと、を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項15に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記透明基材は、ガラス基板又はプラスチック薄膜である、タッチ装置の製造方法。 - 請求項13に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記タッチセンシング層を前記透明p型半導体層に配置するステップは、
絶縁層を前記透明p型半導体層に堆積するステップであって、前記透明p型半導体層は、前記絶縁層と、前記透明n型半導体層との間に位置する、ステップと、
第二透明導電層を前記絶縁層に堆積するステップであって、前記絶縁層は、前記第二透明導電層と、前記透明p型半導体層との間に位置する、ステップと、
前記第二透明導電層を前記タッチセンシング層として形成するステップと、を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記光電変換タッチモジュールを表示モジュールに配置するステップであって、前記光電変換タッチモジュールは、前記表示モジュールと、前記透明保護板との間に位置する、ステップを更に含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記タッチセンシング層の材質は、インジウムスズ酸化物又は酸化亜鉛を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記透明p型半導体層の材質は、酸化亜鉛及び金属ドーパントを含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項10に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記光電変換タッチモジュールを形成するステップは、
前記第一透明導電層をタッチセンシング層として形成するステップと、
絶縁層を前記タッチセンシング層に堆積するステップであって、前記タッチセンシング層は、前記絶縁層と、前記透明保護板との間に位置する、ステップと、
前記透明n型半導体層を前記絶縁層に堆積するステップであって、前記絶縁層は、前記透明n型半導体層と、前記タッチセンシング層との間に位置する、ステップと、
前記透明p型半導体層を前記透明n型半導体層に堆積するステップであって、前記透明n型半導体層は、前記透明p型半導体層と、前記絶縁層との間に位置する、ステップと、を含む、タッチ装置の製造方法。 - 請求項21に記載のタッチ装置の製造方法であって、
前記第一透明導電層を前記タッチセンシング層として形成するステップは、エッチングプロセスを含む、タッチ装置の製造方法。
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