KR20140003442A - 위치 패턴이 내부에 포함된 전극을 가진 터치-감응 장치를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 도체를 패턴화하는 방법이 개시되며, 도체는 감지 장치에 의해 감지될 수 있는 고유 위치 표지들을 포함하고, 기판 상의 위치가 그로부터 결정된다.

Description

위치 패턴이 내부에 포함된 전극을 가진 터치-감응 장치를 제조하는 방법{METHOD OF MAKING TOUCH-SENSITIVE DEVICE WITH ELECTRODES HAVING LOCATION PATTERN INCLUDED THEREIN}
터치 감응 장치는 기계식 버튼, 키패드, 키보드, 및 포인팅 장치에 대한 필요성을 감소시키거나 제거함으로써 사용자가 전자 시스템 및 디스플레이와 편리하게 인터페이싱하게 한다. 예를 들어, 사용자는 아이콘에 의해 식별되는 위치에서 온-디스플레이 터치 스크린(on-display touch screen)을 간단히 터치함으로써 복잡한 일련의 명령어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 저항성, 적외선, 용량성, 표면 탄성파, 전자기, 근접장 이미징 등을 포함하는 터치 감응 장치를 구현하기 위한 몇 가지 유형의 기술이 있다. 용량성 터치 감지 장치는 다수의 응용에서 잘 동작하는 것으로 알려져 있다. 많은 터치 감응 장치에서, 센서 내의 전도성 물체가 사용자의 손가락과 같은 전도성 터치 도구에 용량적으로 커플링될 때 입력이 감지된다. 일반적으로, 2개의 전기 전도성 부재가 실제로 터치되지 않고서 서로 근접하게 될 때마다, 이들 사이에 커패시턴스가 형성된다. 용량성 터치 감응 장치의 경우, 손가락과 같은 물체가 터치 감지 표면에 접근함에 따라, 작은 커패시턴스가 물체와 이 물체에 매우 근접한 감지 지점들 사이에 형성된다. 감지 지점들 각각에서의 커패시턴스의 변화를 검출하고 감지 지점들의 위치에 주목함으로써, 감지 회로는 다수의 물체를 인식할 수 있고, 물체가 터치 표면을 가로질러 이동됨에 따라 이 물체의 특성을 결정할 수 있다.
터치를 용량적으로 측정하기 위해 사용되는 2가지의 알려진 기술이 있다. 첫번째는 접지에 대한 커패시턴스를 측정하는 것으로, 이에 의해 신호가 전극에 인가된다. 전극에 근접한 터치는 신호 전류가 전극으로부터 손가락과 같은 물체를 통해 전기적 접지로 흐르게 한다.
터치를 용량적으로 측정하기 위해 사용되는 두번째 기술은 상호 커패시턴스를 통한 것이다. 상호 커패시턴스 터치 스크린은 신호를 전기장에 의해 수신기 전극에 용량적으로 커플링되는 구동 전극에 인가한다. 두 전극 사이의 신호 커플링은 근접한 물체에 의해 감소되고, 이는 용량성 커플링을 감소시킨다.
사용자들은 터치-감응 장치의 표면에 대한 터치를 인식하기만 하는 것 이상의 기능들을 점점 더 요구하고 있다. 그러한 다른 기능들은 필기체 인식(handwriting recognition) 및 (예를 들어, 스타일러스(stylus)를 사용하는) 직접 필기(direct note taking)를 포함한다.
위치 패턴(location pattern)이 그 상에 포함된 터치 패널을 포함하는 다중-터치 디스플레이 시스템을 기술하는 미국 특허 공개 제2010/0001962호(도레이(Doray))를 참조한다.
본 명세서에서 개시되는 실시예는 터치 스크린 내의 전도성 소자를 기술하고, 전도성 소자 자체가 카메라 또는 다른 감지 장치와 같은 적합하게 구성된 센서에 의해 인식될 수 있는 위치 패턴을 포함한다. 전도성 소자는 터치 센서 내의 전극일 수 있으며, 이는 일부 실시예에서 위치 패턴을 포함하는 추가의 층에 대한 필요성을 제거할 것이다.
일 실시예에서, 기판 상에 도체를 패턴화하는 방법은 자가-조립 단층-형성 분자(self-assembled monolayer-forming molecule)들로 착색되고 고유 위치 표지들(unique location indicia)을 포함하는 위치 패턴(location pattern)을 한정하는 융기된 특징부들을 가진 릴리프 패턴(relief pattern)을 갖는 착색된 탄성중합체 스탬프(inked elastomeric stamp)를 제공하는 단계; 착색된 스탬프의 융기된 특징부들을 금속-코팅된 가시광 투과성 기판에 접촉시키는 단계; 및 가시광 투과성 기판 상에 착색된 스탬프의 융기된 특징부들에 대응하는 전기 전도성 미세패턴을 형성하도록 금속을 에칭하는 단계를 포함한다.
관련 방법, 시스템, 및 물품이 또한 논의된다.
본 출원의 이들 및 다른 태양들이 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 상기 개요는 청구된 기술적 요지에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 그 기술적 요지는 절차를 수행하는 동안 보정될 수도 있는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
본 명세서에 기술되는 실시예는 첨부 도면과 관련하여 하기의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 디지타이저(digitizer) 시스템을 개략적으로 예시하는 도면.
도 2, 도 2a, 및 도 2b는 터치 스크린의 전극들을 개략적으로 예시하는 도면.
도 3, 도 3a, 및 도 3b는 터치 스크린의 전극들을 개략적으로 예시하는 도면.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 터치 스크린의 전극들의 상세 사항을 개략적으로 예시하는 도면.
도 5는 스타일러스로서 제조된 검출 장치를 개략적으로 예시하는 도면.
도 6은 터치 스크린을 위한 소자를 제조하는 방법을 예시하는 흐름도.
도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
본 명세서에 기술되는 실시예는 터치 센서 내의 전극들을 포함하는 미세도체 패턴 내에 매립되는 위치 패턴을 포함하는 디지타이저 시스템에 관한 것으로, 이 위치 패턴은 검출 장치에 의해 감지될 수 있고, 그러한 감지에 기초하여 전극 및 그에 따라 일부 실시예에서 터치 센서에 대한 위치가 결정될 수 있다. 미세도체들은 예를 들어 원소 금속, 금속 합금, 금속간 화합물, 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 및 이들의 조합으로 구성된 전도성 특징부들이다. 미세도체들은 바람직하게는 금, 은, 팔라듐, 백금, 로듐, 구리, 니켈, 철, 인듐, 주석, 탄탈륨, 및 이들 원소의 혼합물, 합금, 및 화합물로 형성된다.
전극들은, 비록 이들이 예를 들어 일정 정도의 착색을 도입함으로써 관찰 위치에 도달하는 가시광의 양을 어느 정도 감소시킬 수도 있지만, 투명한 것으로 언급된다. 위치 패턴들은 위치 패턴의 영역을 고유하게 한정하는 고유 위치 표지를 포함하는 패턴들이다. 위치 검출은 터치 센서가 비-활성 상태(즉, "오프" 상태에 있음)인 경우에도 수행될 수 있는데, 이는 터치 센서가 기능함에 있어서 일부 실시예에서는 위치 패턴 내의 활성 구성요소들을 요구하지 않기 때문이다.
일부 실시예에서, 전극들 자체를 구성하는 구성요소들 내에 위치 패턴을 포함시키는 것은 추가의 위치 패턴에 대한 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있는데, 이 추가의 위치 패턴 자체는 센서 스택 내의 추가의 층들에 대한 필요성을 요구할 수 있거나 터치 센서 후방으로부터의 디스플레이 이미지들의 투과율과 부정적으로 간섭될 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 디지타이저 시스템은 검출 장치에 의해 감지될 수 있는 위치 패턴을 이용한다. 위치 패턴은 그 개시 내용이 전체적으로 참고로 포함된, 미국 특허 출원 공개 제2009-0218310호, "기판 상에 도체를 패턴화하는 방법(Methods of Patterning a Conductor on a Substrate)"(주(Zu) 및 프레이(Frey); 이하에서 주 특허)에 기술된 종류의 패턴화된 미세도체일 수 있다. 일반적으로, 주 특허는 기판 상에 도체를 패턴화하는 방법을 교시하며, 이는 금속으로 구성된 전기 전도성 미세패턴을 생성한다. 이러한 금속 패턴은 본 명세서에서 교시되는 바와 같이 위치 패턴과 함께 매립될 수 있다. 검출 장치는 패턴으로부터 반사된 가시광을 감지함으로써, 또는 다른 파장들을 감지함으로써 금속 패턴을 감지할 수 있다. 예를 들어, 위치 패턴을 포함하는 금속 패턴은 가시 스펙트럼 내의 방사선, 또는 적외 방사선(IR), 또는 자외(UV) 방사선을 흡수하거나 반사하는 화합물들로 구성될 수 있다. 위치 패턴을 포함하는 금속 패턴은 또한 동일한 특징을 제공하는 층으로 코팅될 수 있다.
IR에 대해 감응성인 광학 이미징 시스템을 통합하는, 예를 들어 스타일러스로서 제조된 검출 장치는 예를 들어 스타일러스의 절대 위치 및 이동을 결정하기 위해 위치 패턴을 판독하도록 사용될 수 있다. 위치 패턴을 판독하기 위해, 위치 패턴은 디지타이저의 후방으로부터(예를 들어, 디스플레이 또는 다른 광원에 의해 발생된 열로부터) 또는 디지타이저의 전방으로부터(예를 들어, 검출 장치 자체로부터 방출됨) 유래할 수 있는 IR에 노출될 수 있다. 유사한 기술들이 다른 유형의 방사선(가시광선, UV 등)과 함께 사용될 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 디지타이저들은 절대 좌표 입력 장치로부터 이득을 얻을 수 있는 시스템들에서 유용할 수 있다. 예시적 실시예에서, 본 명세서에서 개시되는 디지타이저들은 터치 또는 근접 터치를 감지하는 데 사용되는 전극들을 포함하는 임의의 시스템에 통합될 수 있다. 예를 들어, X- 및 Y-전극들을 포함하는 투영 용량성 터치 스크린(projected capacitive touch screen)은 하나의 또는 복수의 스타일러스의 추가적인 지원을 용이하게 하도록 본 명세서에 기술되는 바와 같은 위치 패턴의 통합으로부터 이득을 얻을 수 있다. 위치 패턴을 포함하는 터치 스크린의 전극들은 검출 장치에 의해 감지될 수 있고, 검출 장치는 이어서 위치 패턴을 나타내는 정보를 (컴퓨터에 대한 무선 접속을 통해 또는 다른 방법으로) 제공하며, 컴퓨터는 이어서 이러한 정보에 기초하여 터치 표면에 대한 스타일러스의 위치를 결정한다. 터치 스크린이 투명할 경우, 이는 디스플레이의 전방에 배치될 수 있고, 디스플레이와의 상호작용을 용이하게 할 수 있다. 또한, 전형적으로 전도성 산화물의 연속적인 저항성 층을 채용하는 표면-용량성 터치 스크린들은 대신에 위치 패턴을 포함하는 연속적으로 패턴화된 표면을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각각이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 제5,051,736호; 제5,852,434호; 제6,502,756호; 제6,548,768호; 제6,570,104호; 제6,586,588호; 제6,666,376호; 제6,674,427호; 제6,698,660호; 제6,722,574호; 및 제6,732,927호에 개시되어 있는 바와 같이, 이미징 센서를 가진 스타일러스가 한 장의 종이 상에 인쇄된 가시적 코딩된 격자(visible coded grid)를 따를 수 있는 기술들이 존재한다. 위치 패턴 상으로 코팅될 수 있거나 가능하게는 그 상에 오버레잉될 수 있는, 어느 정도 투명한 잉크가, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 공개 제2006/0139338호(로브레치(Robrecht))에 기술되어 있다.
도 1은 디스플레이(150) 위에 위치된 터치 센서(110)를 포함하는 디지타이저 시스템(100)의 도면이며, 디스플레이는 터치 센서(110)를 통해 관찰가능하다. 터치 센서(110)는 위치 패턴으로 배열된 전도성 소자들로 구성된 투명 전극들을 포함하며, 위치 패턴은 고유 위치 표지들을 포함한다. 검출 장치(120)는 고유 위치 표지들을 감지하고, 이로부터 터치 센서(110)(및 그에 따른 디스플레이(150))에 대한 검출 장치(120)의 팁(tip)의 좌표들을 결정하기 위해 검출 장치(120) 내에 포함된 전자장치를 사용한다. 대안적으로, 검출 장치(120)는 감지된 위치 패턴을 나타내는 정보를 신호 전송 채널(170)을 통해 시스템 전자장치(160)에 제공할 수 있으며, 시스템 전자장치(160)는 이로부터 검출 장치(120) 팁의 위치를 결정할 수 있다. 시스템 전자장치(160)는 이어서 검출 장치(120)의 위치를 나타내는 정보를, 디스플레이(150)에 커플링된 (도 1에는 도시되지 않은) 통신가능하게 커플링된 컴퓨터에 제공할 수 있다. 디스플레이(150) 상에 나타나는 그래픽은 검출 장치(120)의 감지된 위치를 나타내는 정보를 포함하도록 업데이트될 수 있으며; 예를 들어, 커서가 사용자에 의한 검출 장치(120)의 이동과 동기화되는 방식으로 디스플레이(150) 상에서 이동할 수 있다.
검출 장치(120)는 카메라 또는 전하 결합 소자와 같은 광학 이미징 시스템을 포함하며, 일부 실시예에서 렌즈, 조리개(aperture), 및 그러한 이미징 시스템에 부수적인 다른 구성요소들을 추가로 포함한다. 광학 이미징 시스템은 디스플레이(150)의 투명 전극들 내에 포함된 위치 패턴을 해상한다. 도 1에서 기술되는 시스템에 사용하기에 적합한 검출 장치들은 예를 들어 미국 특허 제7,588,191호(페터슨(Pettersson) 등)의 15 컬럼, 5행 내지 29행 및 44행 내지 67행(전체 페터슨 특허의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함됨)에 기술된 것; 또는 위치 디코딩을 위한 장치를 기술하고 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제7,672,513호(뵤르크룬트(Bjorklund) 등)에 기술된 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술되는 바와 같은 시스템에 사용하기에 적합할 수 있는 다른 검출 장치들은 그 중에서도 본 명세서에 언급되는 유형의 검출 장치들을 제조하는 스웨덴 회사인 아노토 에이비(Anoto AB)로부터 입수가능할 수 있다.
검출 장치(120)는 유선이거나 무선일 수 있는 신호 전송 채널(170)을 통해 시스템 전자장치(160)에 통신가능하게 커플링될 수 있다. 무선인 경우, 추가적인 안테나 및 회로(도 1에는 도시되지 않음)가 추가로 포함될 수 있으며, 상표명 "블루투스(Bluetooth)"로 특정된 표준과 연관되는 통신 사양 및 프로토콜을 구현할 수 있다.
디스플레이(150)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 음극선관, 유기 전계발광 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전기영동 디스플레이 등과 같은 임의의 어드레싱가능 전자 디스플레이(addressable electronic display)일 수 있다. 또한, 디스플레이(150)는 단독으로 또는 어드레싱가능 전자 디스플레이와 조합되어 제공되는, 정적 이미지 또는 그래픽, 또는 비-어드레싱가능 전자 디스플레이(예컨대, 전자 조명식 표시판)일 수 있다.
시스템 전자장치(160)는, 검출 장치(160)로부터 정보를 수신하는 것에 더하여, 터치 센서(110) 내에 포함된 일부 전극들을 구동하고, 이어서 터치 센서(110) 내에 포함된 다양한 전극들 사이의 커패시턴스들을 나타내는 감지 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 그러한 커패시턴스들을 나타내는 변화 값들은 손가락들과 같은 물체들에 의한 터치들 또는 근접-터치들을 나타낸다. 집적회로들은 이용가능한 구동 시스템 전자장치(160)이다. 예를 들어, 사이프레스 세미컨덕터(Cypress Semiconductor)가 터치 센서(110)를 구동하고 터치-관련 정보를 해상하도록 구성될 수 있는 명칭 "트루터치 터치 스크린 컨트롤러스(TrueTouch Touch Screen Controllers)"로 판매되는 터치 스크린 제어기를 시판하고 있다. 다른 전자장치가 시장에서 입수가능하다.
도 2는 터치 센서(110)와 같은 터치 센서의 층(11)을 개략적으로 예시한다. 층(11)은 서로 비교적 평행하게 배열된 복수의 행 전극(20)을 포함한다(하지만, 이들은 다른 구성으로 배열될 수도 있음). 행 전극들(20)은 리드선(lead line)(3)에 전기적으로 커플링되고, 리드선은 테일(tail)(도 2에는 도시되지 않음)에 통신가능하게 커플링되며, 테일은 이어서 전자장치(160)에 통신가능하게 커플링된다. 층(11)은 또한 행들 사이에, 부분적으로 행 전극들(20)을 서로로부터 전기적으로 절연시키는 역할을 하는 분리 행들(22)을 포함한다. 층(11)의 구성요소들은 전형적으로 폴리에스테르 또는 유리와 같은 일부 캐리어 재료의 추가의 층 상에 있다. 층(11)의 구성요소들을 패턴화하는 공정은 앞서 참고로 포함된 주 특허에 상세히 기술되어 있다.
도 2a는 행 전극(20)의 일부분을 포함하는 미세도체 패턴(2a)(도 2)의 확대도를 도시한다. 도 2a에서의 미세도체 패턴은 연속적인 벌집형 패턴을 포함한다. 도 2b는 분리 행(22)의 일부분을 포함하는 미세도체 패턴(2b)(도 2)의 확대도를 도시한다. 벌집형 패턴은 불연속적이고, 미세도체들을 전기적으로 절연시키는 간극들을 포함한다.
도 2a 및 도 2b에(그리고 도 2의 확대에 의해) 도시된 미세도체 패턴은 실질적으로 동일한 형상(이 경우, 규칙적인 육각형)의 반복 패턴을 포함하고, 위치 패턴을 포함하지 않는다.
도 3은, (터치 센서의 층(52)을 도시하는) 도 3에서 행 전극들(24)이 미세도체 패턴을 포함하는 전도성 소자들 내에 위치 패턴을 포함하는 것(이는 도 3에서의 미세도체 패턴(3a)의 확대도를 도시하는 도 3a에서 더 상세하게 보일 수 있음)을 제외하고는, 도 2와 유사하다. 유사하게, 분리 행(26)이 유사한 위치 패턴을 포함한다(이는 도 3에서의 미세도체 패턴(3b)의 확대도를 도시하는 도 3b에서 더 상세하게 보일 수 있음).
도 3a 및 도 3b로부터 알 수 있는 바와 같이, 미세패턴 내에 포함된 육각형들은 규칙적이지 않으며, 대신에 상이한 치수들의 변들을 갖는다. 미국 특허 제7,172,131호(페터슨 등)는 육각형 래스터(raster) 패턴 및 그것이 위치 정보와 인코딩될 수 있는 방법을 기술하며, 앞서 본 명세서에 참고로 포함되었다. 꼭짓점들의 변경은 상당히 구조화된 방식으로 달성될 수 있다. 각각의 꼭짓점의 위치가 그의 위치가 육각형이 규칙적인 경우에 존재할 위치의 좌측 또는 우측으로 1 단위 이동할 수 있다면, 각각의 꼭짓점은 5개의 가능한 위치들 중 하나를 가질 수 있다.
각각이 5개의 가능한 위치들을 가진 6개의 꼭짓점들을 갖는 육각형은 6^5 또는 7,776개의 가능한 고유 육각형들을 제공한다. 또한, 각각의 육각형은 6개의 가장 근접한 이웃하는 육각형들을 갖는다. 가장 근접한 이웃들의 위치 패턴이 위치 인코딩 정보의 일부이면, 고유 위치 패턴들의 개수는 7,776^6 또는 221,073,919,720,733,357,899,776개가 된다. 이러한 고유 위치들의 개수는 검출 장치에 의해 식별가능한 최소 육각형 크기를 사용하여, 임의의 적절하게 크기설정된 센서에 적용되는 데 충분하다.
다른 인코딩 수단이 육각형들과 함께 이용될 수 있다. 육각형 꼭짓점들을 우측 또는 좌측으로 이동시키는 대신에, 이들은 다른 방향으로, 예를 들어 육각형의 에지들을 따라, 또는 임의의 방향으로 양을 변화시킴으로써 이동될 수 있다. 이들 접근법 각각은 위치 정보를 위치 패턴으로 인코딩하는 데 있어서 추가적인 자유도를 제공한다.
육각형들 외의 다각형들이 위치 패턴들을 포함하는 미세패턴들로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4a는 4변형 다각형들을 도시하고, 도 4b는 3변형 다각형들을 도시한다. 도 4c는 그들 자체가 고유 위치 표지들을 포함하는, 미세패턴에 접속된 틱(tick)들 또는 미세패턴으로부터 전기적으로 절연된 도트(dot)들과 같은 추가적인 마킹들을 포함하는 다른 실시예를 도시한다. 그러한 실시예에서, 예를 들어 미세패턴 자체가 주로 반복 형상들로 구성될 수 있고, 고유 위치 표지들은 전체적으로 반복 형상들의 꼭짓점들에 대한 위치 틱들 또는 도트들의 배치 내에 포함될 수 있다. 또한, 꼭짓점들에서의 섭동들은 당업자에 의해 이해될 바와 같이 틱들 및 토드들과 조합될 수 있다. 앞서 언급된 페터슨 특허는 또한 다른 래스터 패턴들이 위치 정보로 인코딩될 수 있는 방법을 기술한다. 역시 앞서 언급된 로브레치 특허는 또한 코딩된 패턴이 실현될 수 있는 방법을 논의한다.
터치 센서 구성에서, 층(52)은 상호 용량성 터치 센서 격자를 형성하도록, 열 전극들 - 행 및 열 전극들은 유전체 층에 의해 분리됨 - 을 포함하는 유사하게 구성된 층으로 적층될 수 있다. 위치 패턴을 포함하는 층(52)은 검출 장치(120)에 의해 감지되도록 특수하게 처리되거나, 제형화되거나, 코팅되는 미세도체 패턴을 포함할 수 있다. 적용가능할 수 있는 일부 코팅은 앞서 참고로 포함된 미국 특허 출원 제2006/0139338호(로브레치)에 기술되어 있다. 대응하는 층은 그러한 코팅을 포함하지 않을 수 있으며, 또는 미세패턴을 포함하지 않는 일부 다른 재료(예컨대, 연속적인 바아(bar)들로 구성된 전도성 산화물)를 포함할 수 있다. 층(52)은 열 또는 행 전극들 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 (상호 용량성 매트릭스 센서를 형성하는 - 즉, 위치 패턴을 포함하지 않는 전극들을 포함하는 층과 사용자 사이에 위치되는 - 2개의 층의) 상부 층으로서 배향된다. 물론, 상부 전극 층과 사용자 사이의 유리 오버레이 또는 하드코트와 같은 다른 층들이 역시 포함될 수 있다.
유전체에 의해 분리되고 매트릭스를 형성하는 행 전극들 및 열 전극들을 포함하는 상호 용량성 기반 격자에 더하여, 미세도체 패턴의 연속적인 단일 전극 층이 터치 위치 정보를 결정하기 위해 종래의 비율 척도(ratio metric) 방법들과 함께 사용될 수 있다. 단일 연속 층과 결합되는 이들 비율 척도 방법들은 때때로 표면 용량성 기술로 지칭되며, 산업계에 주지되어 있다.
단일 층 구성들이 또한 행 및 열 전극들을 갖는 매트릭스-유형 상호 용량성 터치 스크린에서 가능하다. 그러한 구성들은 전형적으로 기판 상의 제1 층으로서 배치된 완전 행 전극들, 및 행 전극들 사이의, 기판의 동일한 제1 층 상에 있는 열 전극들의 전기적으로 절연된 부분들을 갖는다. 광학적으로 투명한 접착제와 같은 유전체가, 열 전극들의 절연된 부분들이 행 전극들과 가교될 필요가 있는 행 전극들의 부분들에 선택적으로 적용되고, 이어서 전도성 산화물과 같은 도체가 열 전극들의 절연된 부분들 사이에 추가로 적용되어, 행 전극들을 가교시키고 열 전극들을 형성한다. 그러한 구성에서, 제1 층 전극들(행 및 열 둘 모두)은 위치 패턴(유사하게 위치 패턴을 포함하는 불연속적인 패턴을 갖는 그러한 전극들 사이에 있는 영역)을 포함하는 미세도체들로 구성될 수 있고, 가교부들은 검출 장치(160)가 검출하지 않도록 구성되거나 검출 장치(160)에 대해 비가시적인 도체(예컨대, 투명한 전도성 산화물)를 포함할 수 있다.
도 5는 스타일러스로서 제조된 검출 장치(320)를 개략적으로 예시한다. 이는 팁(324) 및 배면(338)을 갖는 하우징(322)을 포함한다. 팁(324)은 코딩된 패턴을 식별하기 위한 방사선을 수신하는(그리고, 일부 실시예에서는 방출하는) 조리개(326)를 포함한다. 렌즈(327)가 이미징 장치(328)에 방사선을 초점맞추도록 포함될 수 있다. 이미징 장치로부터의 정보는 디코딩 회로(332)에 의해 디코딩될 수 있으며, 발생된 신호들은 데이터 전송 유닛(334)에 의해 시스템 전자장치로 전송될 수 있다. 전원(336)이 또한 스타일러스(320)가 독립형의 비-테더링된(non-tethered) 아이템일 수 있도록 제공될 수 있다. 전원(336)은 배터리와 같은 완전한 자급식 전원일 수 있거나, 스타일러스로부터 원격의 위치로부터 유래하는 RF 신호에 의해 활성화되는 RF 펌핑식 전력 회로일 수 있다.
검출 장치(320)는 또한, 스타일러스가 위치 인코딩된 전도성 미세패턴과 관련하여 사용되든 그렇지 않든 간에, 스타일러스 스트로크들을 검출하고 기록하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 스타일러스는 종이 상에 기록하는 데 사용될 수 있는 신축식 착색 팁(retractable inking tip)을 포함할 수 있다. 종이가 검출 스타일러스에 의해 검출될 수 있는 코딩된 패턴으로 인쇄되면, 기록 동안의 스타일러스 위치들은 스타일러스 내에 위치된 저장 장치에 기록될 수 있다. 선택적으로, 정보는 유선 또는 무선 접속을 통해 호스트 시스템 또는 처리, 기록 및/또는 저장을 위한 다른 장치로 전송될 수 있다. 스타일러스를, 이를 도킹시킴으로써 또는 달리 (유선 또는 무선 접속을 통해) 컴퓨터에 대한 접속을 형성함으로써, 컴퓨터에 접속시키는 것은 저장된 스타일러스 스트로크 정보가 컴퓨터 상으로 로딩되게 한다. 선택적으로, 스타일러스 스트로크들은, 스타일러스가 예를 들어 다른 컴퓨터 장치에 대한 용이한 정보 이식성을 위해 디지타이저 오버레이와 관련하여 사용될 때에도, 스타일러스 내에 포함된 메모리 장치에 기록 및 저장될 수 있다.
도 6은 터치 스크린을 위한 소자를 제조하는 방법을 예시하는 흐름도이다. 공정은 앞서 전체적으로 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2009-0218310호(주 등)에 더 상세히 기술되어 있다.
위치 패턴을 포함하는 착색된 탄성중합체 스탬프가 먼저 제공된다(단계 601). 다음으로, 스탬프의 융기된 특징부들이 금속-코팅된 기판과 접촉되고(단계 610), 그에 따라 착색된 부분들을 금속-코팅된 기판으로 전사한다. 마지막으로, 잉크로 코팅되지 않은 금속이 에칭 제거되어(620), 위치 패턴을 형성하는 금속-코팅된 기판의 부분들을 남긴다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 숫자는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 본 출원의 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 특허청구범위의 범주에 대한 등가물의 원칙의 적용을 제한하려고 시도함이 없이, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범주를 기재하는 수치 범위들 및 파라미터들이 근사치임에도 불구하고, 임의의 수치 값이 본 명세서에 기술된 특정 예에 기재되는 한, 이들은 가능한 한 합리적으로 정확히 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 시험 또는 측정 한계와 관련된 오차를 분명히 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명이 본 명세서에 기재된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 독자는, 달리 지시되지 않는 한, 하나의 개시된 실시예의 특징이 또한 모든 다른 개시된 실시예에도 적용될 수 있는 것으로 가정해야 한다. 또한, 본 명세서에 언급된 모든 미국 특허, 특허 출원 공개, 및 기타 특허와 비-특허 문헌이, 상기 개시 내용과 모순되지 않는 한, 참조 문헌으로서 포함된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (17)

  1. 기판 상에 도체를 패턴화하는 방법으로서,
    자가-조립 단층-형성 분자(self-assembled monolayer-forming molecule)들로 착색되고 고유 위치 표지들(unique location indicia)을 포함하는 위치 패턴(location pattern)을 한정하는 융기된 특징부들을 가진 릴리프 패턴(relief pattern)을 갖는 착색된 탄성중합체 스탬프(inked elastomeric stamp)를 제공하는 단계;
    착색된 스탬프의 융기된 특징부들을 금속-코팅된 가시광 투과성 기판에 접촉시키는 단계; 및
    가시광 투과성 기판 상에 착색된 스탬프의 융기된 특징부들에 대응하는 전기 전도성 미세패턴을 형성하도록 금속을 에칭하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 접촉시키는 단계는 0.1 내지 30초 범위 내의 접촉 시간을 갖는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 저밀도 영역은 1 내지 5%의 융기된 특징부들의 평균 면적 밀도 값을 갖는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 인쇄 표면에 인접한 스탬프 내의 자가-조립 단층-형성 분자들의 농도는 0.05 내지 20 밀리몰이고, 접촉시키는 단계는 0.1 내지 10초 범위 내의 접촉 시간을 갖는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 자가-조립 단층-형성 분자들은 옥타데실티올을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 인쇄 표면에 인접한 스탬프 내의 자가-조립 단층-형성 분자들의 농도는 0.05 내지 5 밀리몰이고, 접촉시키는 단계는 0.1 내지 10초 범위 내의 접촉 시간을 가지며, 자가-조립 단층-형성 분자들은 헥사데칸티올을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 저밀도 영역은 융기된 특징부들의 균일한 평균 면적 밀도 값을 갖는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 선형 세그먼트들은 1 내지 5 마이크로미터의 폭 값을 갖는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 저밀도 영역에 인접한 융기된 특징부들 사이의 최대 거리 값은 500 마이크로미터인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 릴리프 패턴 내의 모든 비-융기된 지점은 모든 방향에 대해 1 밀리미터 미만의 융기된 선형 특징부로부터의 최대 분리 거리를 갖는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 릴리프 패턴 내의 모든 비-융기된 지점은 모든 방향에 대해 500 마이크로미터 미만의 융기된 선형 특징부로부터의 최대 분리 거리를 갖는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 스탬프는 티올, 다이알킬 다이설파이드, 다이알킬 설파이드, 알킬 크산테이트, 다이티오포스페이트, 및 다이알킬티오카르바메이트를 포함하는 자가-조립 단층-형성 분자들로 착색되는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 전기 전도성 미세패턴의 저밀도 영역은 전기 전도성 메시(mesh) 미세패턴을 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 전기 전도성 미세패턴을 터치 센서 구동 장치에 전기적으로 접속시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 릴리프 패턴은 폭이 50 마이크로미터 이상으로 측정되는 융기된 특징부를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 단층-형성 분자들은 옥타데실티올을 포함하며, 인쇄 표면에 인접한 스탬프 내의 자가-조립 단층-형성 분자들의 농도는 0.5 내지 10 밀리몰이고, 접촉시키는 단계는 0.5 내지 5초 범위 내의 접촉 시간을 갖는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 단층-형성 분자들은 헥사데실티올을 포함하며, 인쇄 표면에 인접한 스탬프 내의 자가-조립 단층-형성 분자들의 농도는 0.5 내지 1 밀리몰이고, 접촉시키는 단계는 0.5 내지 5초 범위 내의 접촉 시간을 갖는 방법.
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