JP5866059B2 - タッチスクリーンの導電層 - Google Patents

Description

本発明は、タッチスクリーンに関し、より具体的には、タッチスクリーンの導電層に関する。

タッチスクリーンは、タッチ入力信号を受信することができる誘導装置である。タッチスクリーンは、情報交換のための全く新しい外観をもたらし、非常に魅力的な新しい情報交換装置となる。タッチスクリーン技術の開発は、世界的な情報媒体分野から幅広い注目を集め、オプトエレクトロニクス産業において出現した急成長のハイテク産業となっている。

導電層は、タッチスクリーンの主要部分である。現在、タッチスクリーンの導電層は、主として、真空めっき及び図形エッチング工程を介して絶縁基板上に形成された酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。図形エッチングは、工程及び機器の要件が高いだけでなく、エッチング中に多くのＩＴＯ材料を無駄にし、重金属を含有する大量の産業廃棄物を発生させる。

本発明の目的は、ＩＴＯによる導電層の製造中に発生する大量の材料の無駄の問題を克服するために、新しいタッチスクリーンの導電層を提供することである。

タッチスクリーンの導電層は、金属ワイヤから構成されるメッシュを含み、メッシュは複数のメッシュ・セルを含み、メッシュ・セルは複数の辺と、２つの隣接する辺により形成された複数の交点とを含む。導電層は、感知領域と、感知領域に接続された配線領域とを含み、感知領域は、複数の第１の感知パターンと、複数の第２の感知パターンとを含み、第１の感知パターン及び第２の感知パターンは、隣接し、かつ互いに電気的に絶縁され、第１の感知パターンのメッシュ・セルの各々は相互に接続され、第２の感知パターンの各々のメッシュ・セルは、相互に接続される。配線領域は、相互に絶縁された複数の配線クラスタを含み、配線クラスタの各々はメッシュ・セルの列を相互接続することにより形成され、かつ、配線クラスタの各々の一端は、第２の感知パターンの１つに電気的に接続される。

１つの実施形態において、配線クラスタの各々は、第２の感知パターンと２つの共通交点を有する。

１つの実施形態において、配線クラスタの部分は幹部分を含み、幹部分の２つの隣接するメッシュ・セルは、単に１つの共通交点により接続されるだけである。

１つの実施形態において、配線クラスタの部分は、幹部分に接続された枝部分をさらに含み、枝部分の２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺により接続され、かつ２つの共通交点を有し、枝部分の一端のメッシュ・セルは、共通の辺により幹部分の一端のメッシュ・セルに接続される。

１つの実施形態において、導電層は、感知領域及び配線領域と共に相補図形を形成するカラー・マッチング線をさらに含み、カラー・マッチング線は、感知領域及び配線領域から電気的に絶縁される。

１つの実施形態において、２つの隣接する配線クラスタの幹部分の間のカラー・マッチング線は、第１の線と交差するメッシュ辺を失い、第１の線は、幹部分の延長方向と平行な方向に延びる直線である。

１つの実施形態において、２つの隣接する配線クラスタの幹部分の間のカラー・マッチング線は、メッシュ辺の中間部分で切断され、切断部の長さは、２マイクロメートルから２０マイクロメートルまでの範囲である。

１つの実施形態において、切断部の長さは、３マイクロメートルから９マイクロメートルまでの範囲である。

１つの実施形態において、切断部の長さは、６マイクロメートルである。

１つの実施形態において、幹部分は、カラー・マッチング線に隣接するメッシュ・セルの交点で切断される。

１つの実施形態において、配線クラスタの部分における２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺により接続され、かつ２つの共通交点を有する。

１つの実施形態において、金属メッシュのメッシュ・セルは、菱形の形状を有する。

１つの実施形態において、感知領域は、別個に配置された左感知領域及び右感知領域を含み、左感知領域の各々及び右感知領域の各々は両方とも、複数の第１の感知パターン及び複数の第２の感知パターンを含み、配線領域は、左感知領域と右感知領域との間に配置される。

１つの実施形態において、導電層は軸対称である。

上述の、金属メッシュの構造を有する導電層は、インプリンティングにより製造することができる。導電層としてＩＴＯを用いる従来技術と比較して、インプリンティングは、メッシュを一工程で形成することができ、工程が単純化され、歩留まりも高いという利点を有する。さらに、エッチング工程が用いられないので、ＩＴＯの代わりに金属を用いることで、材料費が大幅に低減され、導電材料が無駄にならず、廃液中の重金属排出量が低減される。

タッチスクリーンの実施形態の概略正面図である。 感知領域の概略図である。 図２Ａの部分拡大図である。 配線領域、及び配線領域と感知領域との間に配置されたカラー・マッチング線の概略図である。 対称軸の右側の、カラー・マッチング線を除去した後の図３Ａの概略図である。 図１の領域Ｉの部分拡大図である。 カラー・マッチング線を除去した後の図４Ａの概略図である。 カラー・マッチング線を切断することにより形成された絶縁構造体の実施形態の概略図である。 カラー・マッチング線を切断することにより形成された絶縁構造体の別の実施形態の概略図である。 第２の感知パターンに接続された、図３Ｂの配線クラスタの概略図である。

より容易に理解できるように、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の好ましい実施形態が、図中に与えられる。しかしながら、本発明は、本明細書に説明される実施形態に限定されるものではなく、異なる方法で実施することができる。対照的に、これらの実施形態を提供する目的は、開示される本発明の内容をより完全かつ包括的にすることである。

１つのコンポーネントが別のコンポーネント上に「固定される」と言われる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネント上に直接存在することもあり、又はそれらの間にコンポーネントが存在することもあることを明らかにする必要がある。１つのコンポーネントが別のコンポーネントに「接続される」と考えられる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネントに直接接続されることもあり、又は同時にそれらの間にコンポーネントが存在してもよい。本文書において、「垂直方向」、「水平方向」、「上方」、「下方」、「左」、「右」、「横」、「縦」及び類似した表現の用語の使用は、例示の目的のためだけのものである。

特に別に定めのない限り、本文書で用いられる技術及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本文書における本発明の明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。本文書で用いられる「及び／又は」という用語は、１つ又はそれ以上の関連した項目の組み合わせを含む。

図１を参照すると、タッチスクリーンの実施形態が、ガラス基板１０、基板層２０、及び導電層１００を含む。基板層２０は、ガラス基板１０上に形成され、導電層１００は、基板層２０上に形成される。基板層１００は、金属ワイヤから構成されるメッシュを含み、メッシュは複数のメッシュ・セルを含み、メッシュ・セルの各々は、複数の辺と、２つの隣接する辺が接続するところに形成された複数の交点とを含む。図示される実施形態において、金属メッシュの各メッシュ・セルは、菱形の形状を有する。代替的な実施形態において、金属メッシュの各メッシュ・セルは、矩形、三角形等のような代替的形状を有することができる。導電層１００は、感知領域１１０と、感知領域１１０に電気的に接続された配線領域１２０とを有する。

図示される実施形態において、色差を低減させ、より良い表示効果を得るために、導電層１００は、感知領域１１０及び配線領域１２０と相補図形を形成するカラー・マッチング線をさらに含む。カラー・マッチング線は、代替的な実施形態では省略できるが、感知領域１１０及び配線領域１２０の両方から電気的に絶縁される。図示される実施形態において、感知領域１１０、配線領域１２０及びカラー・マッチング線のメッシュ・セルは、同一の形状及び周期を有するが、代替的な実施形態においては、形状及び周期は異なることができ、例えばカラー・マッチング線はジグザグ線又は折れ線とすることができる。

図１を参照すると、導電層１００は軸対称である、すなわち導電層１００は、その直角の二等分線を中心として軸対称である。代替的な実施形態において、導電層１００は、軸対称以外の他の構造を有することができる。図２Ｂも参照すると、感知領域１１０は、少なくとも１つの第１の感知パターン１１１と、少なくとも１つの第２の感知パターン１１３とを有し、第１の感知パターン１１１及び第２の感知パターン１１３は、隣接し、かつ互いから電気的に絶縁され、第１の感知パターン１１１の各々のメッシュ・セルは相互に接続され、第２の感知パターン１１３の各々のメッシュ・セルは相互に接続される。図２Ａを参照すると、図示される実施形態において、感知領域１１０は、別個に配置された左感知領域１１２及び右感知領域１１４を含む。左感知領域１１２及び右感知領域１１４は、図示される実施形態の導電層１１０の軸対称構造のために対称軸を中心として対称であり、各々の左感知領域１１２及び各々の右感知領域１１４は、少なくとも１つの第１の感知パターン１１１及び少なくとも１つの第２の感知パターン１１３を含む。

配線領域１２０は、左感知領域１１２と右感知領域１１４の間に配置される。図３Ａは、配線領域と、配線領域１２０と感知領域１１０の間に配置されたカラー・マッチング線の構造を示す。配線領域１２０と隣接するカラー・マッチング線を区別するために、図３Ｂは、対称軸の右手のカラー・マッチング線を除去した後の、対称軸の左手のカラー・マッチング線の構造を示す。

配線領域１２０は複数の配線クラスタを含み、配線クラスタの数は第２の感知パターン１１３の数と等しく、各々の配線クラスタは、１つの第２の感知パターンに対応して接続され、配線クラスタは相互に絶縁される。図示される実施形態において、各々の配線クラスタは、メッシュ・セルの列を相互接続することにより形成される。配線クラスタが配置される領域は、タッチ不感知域であり、かかる単一列の配線構造は、タッチ不感知域の面積を可能な限り減らし、タッチスクリーンのタッチ感応性を改善することができる。図７を参照すると、各々の配線クラスタは、第２の感知パターン１１３との２つの共通交点１１３２を有する。

図４Ａは、図１の領域Ｉの部分拡大図である。図４Ｂは、カラー・マッチング線を除去した後の図４Ａの概略図である。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、各々の配線クラスタは、枝部分１２２を含み、枝部分１２２により第２の感知パターン１１３に接続される。各々の枝部分１２２の２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺１２２２により接続され、２つの共通する交点を有する。図示される実施形態において、配線クラスタは、枝部分１２２に接続された幹部分１２４をさらに含み、各々の配線クラスタの幹部分１２４は相互に平行であり、枝部分１２２は、幹部分１２４により導電層１００の縁部に誘導され、次いで導電ワイヤによりＰＣＢ基板に接続され、これにより容量の変化によって生じる信号がＰＣＢ基板に伝達される。各々の幹部分１２４における２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の交点により接続されるにすぎない。幹部分１２４の一端のメッシュ・セルは、図４Ｂに示され、点線の円で印が付けられた共通の辺により枝部分１２２の一端のメッシュ・セルに接続される。

幹部分１２４は、主として、枝部分を導電層１１０の底縁部に誘導するために用いられ、かくして、導電層１１０の底縁部に隣接する第２の感知パターン１１３を、導電層１１０の縁部に直接誘導することができる。すなわち幹部分１２４は、対応する配線クラスタ内には含まれず、配線クラスタにおける２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺及び２つの共通交点により接続される。

菱形形状のメッシュ・セルの２つの対角線は、それぞれ、デカルト座標系のＸ方向及びＹ方向に沿って延びる、すなわち幹部分１２４は、Ｙ方向に沿って延びる。添付図面を参照すると、配線領域１２０も非対称であり、対称軸の左手の配線領域は左感知領域１１２に接続され、対称軸の右手の配線領域は右感知領域１１４に接続される。

前述のように、導電層１００は、カラー・マッチング線をさらに含む。タッチスクリーンの動作原理によると、第２の感知パターン１１３及び配線クラスタの両方とも、相互に絶縁される必要があり、従って、本明細書において、絶縁効果は、カラー・マッチング線を切断することにより奏される。

本発明は、切断による絶縁を達成するための様々な方法を提供する。
（１）２つの隣接する配線クラスタの枝部分１２４の間のカラー・マッチング線の１つの列を除去する。図４Ｂを参照すると、カラー・マッチング線は、第１の線１３１と交差するメッシュ辺を失っている。第１の線１３１は、幹部分１２４の延長方向と平行な方向、すなわちＹ軸に平行な方向に延びる仮想直線である。切断は、メッシュ・セルの周期を変更することなく、オリジナルのメッシュ・セルに基づいて複数の辺を失うことと同等であり、かくして、表示したときに明らかな色差は生じない。

（２）２つの隣接する配線クラスタの枝部分の間のカラー・マッチング線を、メッシュ辺の中間部において切断する。図５を参照すると、切断部にノッチ１２１が形成され、切断部の長さは、２マイクロメートルから２０マイクロメートルまで、好ましくは３マイクロメートルから９マイクロメートルまでの範囲である。好ましい実施形態において、切断部の長さは、６マイクロメートルである。２つの隣接するクラスタの幹部分１２４間の間隔が十分広く、かつマルチコラムのカラー・マッチング線があれば、理論的にカラー・マッチング線の全てのメッシュ辺を切断する必要はない。例えば、カラー・マッチング線の１つのコラムだけを切断すること、すなわち第１の線１３１と交差するカラー・マッチング線を切断することができる。当初から製造中に切断されるように設計された位置が、製造不良に起因して接続されている可能性が高いことを考慮して、より多くのカラー・マッチング線を切断することができ、例えば、２つの隣接する配線クラスタの幹部分１２４間のカラー・マッチング線の各辺を中間部で切断して、絶縁効果を保証することができる。

（３）幹部分１２４は、カラー・マッチング線に隣接するメッシュ・セルの交点で切断される。図６を参照すると、幹部分１２４は、メッシュ・セルの交点１２３で切断される。絶縁を行うために、各々の幹部分１２４は、メッシュ・セルの交点で、左の隣接するカラー・マッチング線又は右の隣接するカラー・マッチング線により切断すればよいことを理解すべきである。しかしながら、当初から製造中に切断されるように設計された位置が、製造不良に起因して接続される可能性が高い場合でも絶縁効果を保証するために、左及び右の隣接する交点の両方切断することができる。

図４Ａに示す実施形態は、上述の（１）及び（２）の場合の組み合わせである、すなわち、幹部分１２４は、カラー・マッチング線に隣接するメッシュ・セルの交点１２３で切断され、切断された交点１２３間の辺は、中間部で切断されてノッチ１２１を形成する。

上述の（２）及び（３）の場合のノッチ及び図４Ａの実施形態のノッチは、ノッチのサイズが辺と比較すると無視できるので、色差をさらに低減させることができる。

上述の、金属メッシュの構造を有する導電層は、インプリンティング工程で製造することができる。ＩＴＯを導電層として使用する従来技術と比較して、金属メッシュの形状を、インプリンティング工程において一段階で形成することができ、これは単純で歩留まりが高い。加えて、ＩＴＯが金属に置き換えられ、そのため材料費が大幅に削減される。エッチング工程が用いられないので、導電材料が無駄にならず、廃液中の重金属の排出量が低減される。

例の説明は、具体的かつ詳細であるが、これら説明は本開示を限定するために用いられるものではないことを理解すべきである。従って、本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲に従うべきである。

１０：ガラス基板
２０：基板層
１００：導電層
１１０：感知領域
１２０：配線領域
１１１：第１の感知パターン
１１３：第２の感知パターン
１１２：左感知領域
１１４：右感知領域
１２２：枝部分
１２４：幹部分
１３１：第１の線

Claims (13)

1. タッチスクリーンの導電層であって、
   金属ワイヤから構成されるメッシュを含み、前記メッシュは複数のメッシュ・セルを含み、前記メッシュ・セルは複数の辺と、２つの隣接する辺が接続するところに形成された複数の交点とを含み、前記導電層は、感知領域と、前記感知領域に電気的に接続された配線領域とを含み、
   前記感知領域は、複数の第１の感知パターン及び複数の第２の感知パターンを含み、前記第１の感知パターン及び前記第２の感知パターンは、隣接し、かつ互いから電気的に絶縁され、前記第１の感知パターンの各々の前記メッシュ・セルは相互に接続され、前記第２の感知パターンの各々の前記メッシュ・セルは相互に接続され、
   前記配線領域は、相互に絶縁された複数の配線クラスタを含み、前記配線クラスタの各々はメッシュ・セルのコラムを相互接続することにより形成され、かつ、前記配線クラスタの各々の一端は前記第２の感知パターンの１つに電気的に接続され、
   前記配線クラスタの部分は、幹部分と、前記幹部分に接続された枝部分を含み、前記幹部分の２つの隣接するメッシュ・セルは、単に共通交点により接続されるだけであり、前記枝部分の２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺により接続され、かつ２つの共通交点を有し、前記枝部分の一端のメッシュ・セルは、共通の辺により前記幹部分の一端のメッシュ・セルに接続され、前記枝部分は、前記幹部分により前記導電層の縁部に誘導されることを特徴とするタッチスクリーンの導電層。
2. 前記配線クラスタの各々は、前記第２の感知パターンと２つの共通交点を有することを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンの導電層。
3. 前記導電層は、前記感知領域及び前記配線領域と共に相補図形を形成するカラー・マッチング線をさらに含み、前記カラー・マッチング線は、前記感知領域及び前記配線領域から絶縁されることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーンの導電層。
4. ２つの隣接する配線クラスタの前記幹部分の間の前記カラー・マッチング線は、第１の線と交差するメッシュ辺を失い、前記第１の線は、前記幹部分の延長方向と平行な方向に延びる直線であることを特徴とする、請求項３に記載のタッチスクリーンの導電層。
5. ２つの隣接する配線クラスタの前記幹部分の間の前記カラー・マッチング線は、メッシュ辺の中間部で切断されることを特徴とする、請求項３に記載のタッチスクリーンの導電層。
6. 前記切断部の長さは、２マイクロメートルから２０マイクロメートルまでの範囲であることを特徴とする、請求項５に記載のタッチスクリーンの導電層。
7. 前記切断部の前記長さは、３マイクロメートルから９マイクロメートルまでの範囲であ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の導電層。
8. 前記切断部の前記長さは、６マイクロメートルであることを特徴とする、請求項７に記載のタッチスクリーンの導電層。
9. 前記幹部分は、カラー・マッチング線に隣接する前記メッシュ・セルの交点で切断されることを特徴とする、請求項３に記載のタッチスクリーンの導電層。
10. 前記配線クラスタの部分における２つの隣接するメッシュ・セルは、共通の辺により接続され、かつ２つの共通交点を有することを特徴とする、請求項２に記載のタッチスクリーンの導電層。
11. 前記メッシュの前記メッシュ・セルは、菱形の形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンの導電層。
12. 前記感知領域は、別個に配置された左感知領域及び右感知領域を含み、前記左感知領域の各々及び前記右感知領域の各々は両方とも、複数の第１の感知パターン及び複数の第２の感知パターンを含み、前記配線領域は、前記左感知領域と前記右感知領域との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンの導電層。
13. 前記導電層は軸対称であることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーンの導電層。

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