JP2006031372A - メタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 メタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法を提供する。
【解決手段】 メタルめっきの技術で導電のメタル又はメタルの酸化物を均一に透明ガラス基板の透明導電層において、エッジに近づくエリアの予定位置に塗布して、第一の回路を形成する。透明導電層を塗布しないガラス基板のエリアに、さらに、めっきの技術で第二の回路を形成し、第二の回路は電気的に第一の回路に結び合う。透明導電層を塗布しないガラス基板のエリアに、さらに、めっきの技術で第三の回路を形成し、第三の回路は電気的に第二の回路に結び合う。透明の抵抗層は、ＩＴＯ（ヨウ素とスズの酸化物）から作られる。導電金属の形成は、ターゲットに収容されて、スパッタリングを経由して電離され、均一に突き当たる。ターゲットは、銀から作られる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、タッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法に関するものであり、特に、メタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトするという新しい製造方法を指す。

タッチの入力装置、例えば、タッチパネルやタッチスクリーンは、様々な電子装置に広く応用されている。例をあげると、ＧＰＳ装置（Global Positioning System）やＰＤＡｓ（Personal Digital Assitants）や携行電話や手で携帯する個人コンピューター（キーボード及びマウスなどの周知のコンピューター入力装置の取り代わり）、特に、工場の自動マシン制御に応用するコンピューターの入力装置やＰＯＳ（Point Of Sales）などがある。キオスクとしては、多くのＰＯＩ（Point of Information）の利用可能性もタッチスクリーンの使用のために強化される。そんな大切な設計の改善は電子製品、特に、専門用途の製品の操作利便性を向上するので、スイッチ及び調整抵抗などのハードウェアと取って代る。余裕のスペースを省くので、大きなディスプレーを設計できる。それも、コストを低降する設計方法となる。それで、ユーザは簡易に、装置を制御し、ソフトウェアを操作し、情報を広く読む。

タッチスクリーンの主要（唯一ではない）応用は、コンピューター又はマイコンのコントロール装置に制御される影像表示に使える。多数のコンピューター用の表示装置は、矩形で、サイズの比例が方形から１６：９以上まで設計されるので、タッチスクリーンもほぼ矩形の装置のように構成される。また、多くの表示装置は平面だから、タッチスクリーンもそれら表示装置に応じて、平面に設計される。なお、別のサイズ比例、矩形及び平面以外のタッチスクリーンは、球形又は円柱形ＣＲＴを採用し、周知となって、例えば、Gibson&Talmageの特許、Pepper，Jrの特許及びTalmage，et．alの特許などに掲示されている（特許文献１、特許文献２又は特許文献３参照）。

タッチシステムは、通常、次の要素から形成される。
タッチスクリーンは、システムの物理構造部分として、ユーザが付加のディスプレーを見て、手の指又は尖筆でタッチできる。
制御装置は、一方制御又は駆動信号をタッチスクリーンに施す。また、タッチスクリーンから受信した情報を処理する。

タッチスクリーン及び対応した制御装置の目的は、タッチスクリーンのある位置がユーザにタッチされるということをコンピューターの主機へ報告する。多数のタッチスクリーン及び付加の制御装置又はシステムの規格が明示されないが、タッチスクリーンの制御装置は、デカルト又は矩形の座標でタッチの位置を報告する。それら座標は、コンピューター又は他の制御装置が直接に使えるディスプレーの座標空間を説明するか、説明しないかどうかを問わず、タッチスクリーンの制御装置から報告される座標毎に確かにタッチスクリーンのデカルト平面における唯一のポイントを説明することができる。通常、翻訳装置や駆動装置やソフトウェアは、さらに、タッチスクリーンの制御装置から受信したタッチデーターを処理し、それをディスプレーの座標空間へ転換し、又は、タッチデーターをマウスなどの他の入力装置にも両立で適用できるホーマットへ転換する。タッチシステムがどんな装置をシミュレーションするかどうかを問わず、大切なキーポイントは、タッチシステムが絶対にポイントの位置決め装置であり、いつも正確かつ快速に報告する精密なタッチ位置を対応した必要な機能へ転換させる。つまり、一つのタッチに反応し、コンピューターは精密なタッチ位置に基づいて対応する動作を行い、又は、ディスプレーにメセッジが出て来る。そんなメセッジは、アイコン、文字、カラースポット又は他の特別な識別のものなどが挙げられる。それらは、ディスプレーにおける最小の解像素子そうかも知れず、即ち、ディスプレー工業の周知の“pixel”である。タッチスクリーン及び装置の操作モードに応じて、ユーザが手の指又は尖筆をタッチスクリーンに沿って移動するということに反応し、“pixel”の連続表示が作成されると、明らかに、ユーザがタッチスクリーンに書いていると言える。

従来から、既存のタッチ技術は、赤外線、超音波、コンデンサータイプ又は抵抗タイプなどに分けられる。その中で、抵抗タイプは、広く採用されている。その一つは、ディジタル又はスイッチのマトリックス抵抗のタッチスクリーンである。そんなタッチスクリーンは、相当透明のガラス薄板、プラスチックシート又はその組合せで構築される。タッチスクリーンの作動エリア（どこでも定義できる）は、マルチ電子回路及び均一の寸法を持ち、通常、平面シートのタッチスクリーンの視覚作動エリアにおける二つ作動層に沿って配置される。回路の部分Ｍは第一層に沿って配列されるが、残った回路Ｎは垂直に第二層に沿って配列される。第一層及び第二層の表面における回路は相互に隣接して、多数の間隔用の小さい絶縁島（０．０１０‘以下）で第一層と第二層の間に最小の距離を維持する。それで、ユーザがタッチスクリーンをタッチしないときに、回路の間の接触を防ぐ。つまり、最小の距離は絶縁島の厚さで決められ、通常、０．００１“より小さい。回路毎は外部の電子制御装置に接続されて、外力がタッチスクリーンに施されると、第一層の一つ又は一つ以上の回路と第二層の一つ又は一つ以上の回路との接触を検知する。外層のシート（ユーザに近づくタッチスクリーンの表面シート）は十分な弾性を持つので、手の指又は尖筆の小さな力でも作動できる。通常、実用のタッチスクリーンならば、手の指の押し作動力は１−１２オンス又はそれより大きい。第一層のＭ回路と第二層のＮ回路を経由して、全体装置から調べて、タッチ位置の解像力のトータル数はＭ×Ｎとなる。前掲の装置の回路は、通常、作動が見えるエリアに透明の導電材料（例えば、ヨウ素とスズの酸化物（ＩＴＯ）、スズとアンチモンの酸化物（ＴＡＯ）、ニケッル、金又はそれらと他の材料の混合物）から薄層を形成する。特に、そんな装置は、情報のディスプレー（例えば、ディスプレーの内容が時間により変更され、又は、ユーザの入力に反応すること）に応用される。勿論、回路は、前掲の透明の導電材料だけに制限され、情報のディスプレーの応用だけに制限される。透明のタッチスクリーン装置ならば、ディジタルタイプやスイッチマトリックスタイプやあとの考えるアナログ抵抗タイプや他のタイプも固定の情報パネルを採用する。それらは、図案、メニュ、チャート、ダイヤグラム、指示及びタッチの敏感箇所などを含む。タッチスクリーンのタッチ位置の後方又は前方には、独特の色を採用するかどうかを問わず、図の凡例がある。それは、機能ボタン又はスイッチを代表する。又は、情報パネルは、それで機能を説明する。ユーザをタッチ箇所まで案内する情報として、必要な制限がなく、独立なパネル、着色、スクリーンプリント、アップリケ又はほかの方式はタッチスクリーンの二つの表面の一つに応用される。一般的に言えば、タッチスクリーンが見られるときに、掲示した情報はタッチの敏感位置に適当に配置される。即ち、ユーザの見る位置は、二つ作動層の平面から垂直に投影する仮想線に近づく。ユーザの見る情報は、タッチスクリーンと相互に影響する制限がない。ユーザをタッチの敏感位置まで案内する前掲の図の凡例は、タッチスクリーンの外在表面に適当に配置するブレール（Braille）の凡例や他の文字に補充され、又は、取って代る。それで、視覚効果を改善する。音声の刺激及び建議も採用され、ユーザをタッチの敏感位置まで案内するので、さらに、視覚効果を改善する。ゆえに、本発明の専用名詞“タッチスクリーン”は理想の実施例に述べる装置に制限され、広い範疇の装置を指す。

ディジタル又はスイッチマトリクスタッチスクリーン以外で、もう一つのタイプは、アナログ抵抗タイプのタッチスクリーンである。そんな技術の習熟者は、それを抵抗タイプのタッチスクリーンと呼ぶ。アナログ抵抗タイプのタッチスクリーンは、通常、前掲のディジタル又はスイッチマトリックスタッチスクリーンと類似して、平面ガラス又はプラスチックから構成される。ところが、周辺回路を作動層における透明の導電フィルムに連続で接続する。作動層毎に、普段、一つ透明の導電フィルムがある。あとの内容から調べて見ると分かるのは、そんなタイプは、様々な変化が挙げられるが、特殊な名称がなくて、皆、抵抗タイプのタッチスクリーンと呼ばれる。本発明の範疇として、外部の作動回路がいくつ採用されるかということを無視できる。

従来から、既存のアナログ抵抗タイプのタッチスクリーンは、もう２５年以上存在している。そのときに、タッチスクリーンを激発及び制御する方法は、沢山発展している。また、そんな技術の習熟者は、いつも外部の接続作動回路の数量に基づいて、タッチスクリーンを名付ける。のちに、その基本的な変化を調べて、本発明との関連を示す。それらの変化又はほかの掲示しない部分も皆本発明の範疇に含まれる。

一番簡易なアナログ抵抗タイプのタッチスクリーンは、四つワイヤタイプである。従来から、既存のものは、図１に示すようになる。そのタッチスクリーンは、二つのプラスチック又はガラスシート１０及びガラスシート２０から形成される。第一シート及び第二シートのインナー又はアウター表面に、均一の抵抗率（＋／−１０％以下）を持つ透明（８０−９０％の透過率以上）の導電フィルムが配置される。均一の抵抗がなければ、区別のために、通常、導電フィルムの代わりに、抵抗フィルムと呼ぶ。他の抵抗タイプのタッチスクリーンの変化を考えると、そんな区別が明らかに大切となる。シート毎の相対端において、シートのエッジに近づく箇所で、導電バスバー又は電極バー２１及び電極バー２２は抵抗フィルムの上に配置されるので、電気的に抵抗フィルムと接続される。そのあと、そんな応用を考えるが、いろいろな方法がある。図１に示すように、第一シートのバスバーの配置は、第二シートのバスバーと垂直する。第一シートの一対バスバーと第二シートのワンセットバスバーとの配置が垂直する限り、タッチスクリーンの機能にとって、特定の配置が大切ではなくて、必要ではない。第一シート及び第二シートのバスバーの位置及びサイズは、タッチスクリーンの作動エリア（つまり、タッチを行うエリア）の制限を定義する。バスバー及び付加の抵抗フィルムのサイズ及び位置が同じではないせいで、両方が実際に少々異なるが、偶に、そんな作動エリアを見えるエリアと呼ぶ。絶縁層をいれると、抵抗フィルムの可能接触範囲を制限する。バスバー毎では、駆動ラインとして、外部の電子制御装置と接続するために、適当な接続ワイヤ３１、接続ワイヤ３２、接続ワイヤ３３及び接続ワイヤ３４が配置される。簡明のために、中央に配置する駆動ラインを示すが、実際に、両端に配置する駆動ラインもある。本発明の目的の一つは、そんな接続の技術要求を明示する以外、そんな特徴の改善もデモされる。四つワイヤタイプのタッチスクリーンの機能は、有名な電圧分圧装置又は調整抵抗の原理に基づいている。操作の始めに、制御装置は、マイコンとして、通常、５ＶのＤＣの電位差異を抵抗シートのいずれに施す。つまり、選択した抵抗シートの一対バスバーに適当な電位差異を施す。結局、電流でシートの二つのバスバーの間に、電位差異が形成される。図１のシステムを考えれば、電位を第一シートに施す。第二シートは、第一シートの電圧プローブとする。ユーザ５０が手の指又は尖筆で力を施すと、第一シートの電圧が第二シートに結ぶ。マイコンの制御装置及び第二シートのスイッチング回路論理を経由して、第二シートの電圧は、制御装置の高いインピダンスに結ぶ。そこで、そんな電圧を緩衝又は濾過する。最終で、前掲の電圧をアナログからディジタルへ変更する。それで、セーブ又はあとの処理を用意する。すなわち、第一シートの電圧を第二シートまで伝送して、さらに、制御装置へ伝送する。アナログフォーマット又はあとのディジタルフォーマットを問わず、ユーザのタッチにより第二シートに接触すると、第一シートの位置とバスバーの相関箇所に比例する。続いて、第二の操作は前掲の始めの第一操作の原理と類似する。第二操作において、前述のタッチは、第一シートのタッチの位置を決めたあとで、第二シートのタッチ位置も決められる。つまり、第一操作が電位を第一シートに施すように、第二操作で制御装置も類似の電位を第二シートに施す。次に、制御装置は第一シートを電圧プローブとしてセットするので、第二シートの電圧変化を第一シートに伝送したあとで、制御装置へ伝送する。そこで、第一操作と同じ処理を行う。その結果、第二信号は第二シートのタッチ箇所を代表する。第一シート及び第二シートのタッチ箇所は、唯一の平面のタッチ位置を決める。信号の取り、処理及びタッチの位置をコンピューター主機又は他の装置へ報告するなどの実際のプロセスについては、そんな技術の習熟者はよく分かっているので、詳しい説明を省略する。

従来から、もう一つの既存のアナログ抵抗タイプのタッチスクリーンは、五つワイヤタイプである。五つワイヤタイプのタッチスクリーンは、図２に示すように構成される。五つワイヤタイプならば、第一抵抗シート１０だけがある。一般的に、そんなシートは、底部層又はより低いレアに配置され、ユーザと遠く離れる。通常、第一抵抗シート１０もガラスから作られる。第二シート２０は、ユーザの面前に配置され、導電フィルムが塗布される。導電フィルムは、第二シートの内面に置かれる。第二シートの導電フィルムは、第一シートの特別な抵抗要求がない。一般的に、抵抗の特定範囲は要求されるが、＋／−１０％の均一程度が要求されない。ゆえに、五つワイヤタイプのタッチスクリーンにおけるフィルムは、抵抗塗布と区別するために、導電塗布と見なす。五つワイヤタイプのタッチスクリーンにおいて、ユーザのタッチ位置を決める電気情報は、すべて第一抵抗シートに構築される。電気的にいえば、第二シートは電圧プローブ又は部分の配置で電流ソース及び電流シンク（sink）として使われる。五つワイヤタイプのタッチスクリーンならば、作動エリア１１、作動エリア１２、作動エリア１３、作動エリア１４、作動エリア１５及び作動エリア１６の外囲に配置する周辺回路も必要である。それで、適当な電圧変化や電流分配やほかの電子アナログ方式が形成され、四つワイヤタイプのタッチスクリーンのバスバーに関する設計原理と異なるが、タッチの位置を決める類似の機能がある。簡明に言えば、制御装置は、四つの周辺回路のノード（nodes）に適当な電位差異を施し、タッチスクリーンの主なマシン軸に沿って均一の電位変化を第一抵抗シートに形成する。四つワイヤタイプと類似なように、タッチのときに、導電シート２０は第一シートから電位差異を取る。垂直のタッチ位置を得るために、制御装置が施した電位差異を変更するので、第一電位変化と垂直する第二電位変化が抵抗シートに形成される。タッチしているうちに、導電シートは第一シートから電位を取る。他の操作は、前掲の四つワイヤタイプのタッチスクリーンと同じである。五つワイヤタイプの周辺回路設計ならば、タッチスクリーンの専用だけのものがあるが、偶に、制御装置の特定設計も必要である。五つワイヤタイプのタッチスクリーン及び制御装置に関するそんな設計は、様々なものがある。技術の習熟者は、周知のとおり、多くの五つワイヤタイプのタッチスクリーン及び制御装置の基本機能が同じで、互換できる。本発明のもう一つ目的は、それら数多の五つワイヤタイプのタッチスクリーンが同等品ということを証明して、本発明の方法に適用できる。図２に示すのは、Gibson&Talmageの共通の設計の一つ（米国Gibson&Talmage，Jrの特許）である（特許文献４参照）。そんな先行技術では、周辺回路の設計は制御装置に使われ、ユーザのタッチに応じて、前掲のシリーズの垂直電圧変化を第一抵抗シートに施す。それで、タッチの唯一の平面箇所を決める。五つワイヤタイプのタッチスクリーンは、他の設計がある。それらは、特に、もっと均一な電位変化を形成し、又は、回路の配置に沿って抵抗シートのエッジと垂直する周辺回路のエリアを最小化させる。応用及び参考のために、列挙及び引用の米国特許は、Cite Malavardの特許、Hurstの特許、Hurst&Colwell，Jrの特許、Pepper，Jrの特許などが挙げられる（特許文献５、特許文献６、特許文献７又は特許文献８参照）。

四つワイヤタイプ及び五つワイヤタイプのタッチスクリーンの変化は、頻繁に外部電気接点の数量に区画される。制限ではなくて、次のタイプが挙げられる。
（１）八つワイヤは、四つワイヤタイプのタッチスクリーンに四つのリモコン感知回路を追加する。それら回路は、制御装置にフィードバック信号を提供し、制御装置の回路と図１のバスバーに接続した回路との間における電圧降下を修正する。さらに、タッチスクリーンの自動校正ツールとする。校正という意味は、タッチスクリーン制御座標システム及びコンピューター視覚座標システムの正常化である。八つワイヤタッチスクリーンの機能は、すべて四つワイヤの機能と等しい（図３参照）。

（２）三つワイヤ又はダイオードタッチスクリーンは、図４に示すようになる。それは、五つワイヤタイプタッチスクリーンの変化品である。制御装置は、電子ダイオードを利用して、第一抵抗シートの二つ垂直方向の施す電位を切り換える。それで、五つワイヤタイプのタッチスクリーンにおいて、二つの電気端子接点を除く。外部電子端子の適当なレイアウトで、修正しなくても、五つワイヤタイプのタッチスクリーンの制御装置が三つワイヤタイプのタッチスクリーンをコントロールすることができる。

（３）六つワイヤタイプは、五つワイヤタイプのタッチスクリーンに第一抵抗シートの外表面における静電気シールドに接続する第六本のワイヤを追加する。静電気シールドは、電子ディスプレーからタッチスクリーンへ伝送するノイズを減らす（効果を増加するために、そのシールドは低い抵抗が必要であり、接続用の超低抵抗のバスバーも必要であり、そんな接続は、既存のスクリーンバスバーの代わりに、本発明を採用すれば改善できる）。

（４）七つワイヤタイプタッチスクリーンは、三つワイヤ（ダイオード）のタッチスクリーンに外部回路を追加する。図５に示すように、それら回路は、それぞれ第一抵抗シートの四つのエッジに接続する。それで、信号を制御装置に提供して、タッチスクリーンシステムを自動で校正する。実際に、追加される回路をタッチスクリーンに接続する場合に、タッチスクリーンの作動エリアにおけるダイオードと抵抗フィルムとの電気接触するポイントから介入することができ、又は、ダイオードの接触点から独立し、タッチスクリーンの作動エリアのエッジに近づく。そんなタッチスクリーンの操作は、自動校正の機能以外は、三つワイヤタイプのタッチスクリーンの機能と同じである。七つワイヤタイプのタッチスクリーンの自動校正技術を考えれば、五つワイヤタイプ及び六つワイヤタイプのタッチスクリーンにも適用する。いずれのタッチスクリーンに校正回路を追加すると、タッチスクリーンの分類が変更される。ところが、分類及び修正があれば、依然として、本発明の特許請求範囲に含まれる。Pharesの特許ならば、二つシートの抵抗タッチスクリーンの第二シートに細分の導電フィルムが形成される（特許文献９参照）。タッチスクリーンの上表面を押せば、その位置が識別される。なお、第二シートは二つ部分を分ければ、技術から見ると、六つワイヤタイプのタッチスクリーンと見なすが、本発明の適用性から調べて見ると、五つワイヤタイプのアナログ抵抗のタッチスクリーンと見なす。

Hurst，et．alの設計した新しい五つワイヤタイプのタッチスクリーンは、簡易化の周辺回路を採用して、第一抵抗シートのエッジ又は隅に配置する（特許文献１０参照）。第一シートの抵抗及び周辺回路と第一シートとの接続抵抗を適当に処理したり、適当なマッピング数学技術（mapping algorithm）を採用したりすると、抵抗又はコンデンサータイプのタッチスクリーンは、垂直の均一な電位点を得る。制御装置は、適当なマッピング技術を採用したり、均一ではない分布を採用したりすると、同じ結果を得る。本発明のもう一つの目的は、もっと精確に一致したタッチスクリーンの必要な周辺回路の抵抗を形成する。その結果、述べた周辺回路と相関の抵抗シートとの間の電極は、必要な抵抗比例を形成する。

コンデンサータイプのタッチスクリーンは五つワイヤタイプのタッチスクリーンである。Pepper，Jrの特許又はほかの特許において、それら発明が説明されている（特許文献１１参照）。ユーザの手又は他の導電の作動力を利用するので、五つのタッチスクリーンの第二導電シート及び第一抵抗シートからのシンク電流機能を取り代える。光学及び機械のために、抵抗シートには、一般的に、透明の絶縁物質をオバーのように塗布するので、前述の五つワイヤタイプのタッチスクリーン又は同時に四つの駆動回路に施す制御装置の駆動信号は、通常、交流の信号、１０ＫＨｚ又はそれ以上を採用する。技術の習熟者が周知の如く、コンデンサータイプのタッチスクリーンは、リニア電気回路や電圧変化や電流の分布などを採用する。それらは、抵抗タイプのタッチスクリーンに使う回路と同じである。そのために、本発明の目的は、コンデンサータイプのタッチスクリーンにも適用できる。

タッチスクリーンシステムの主な規格は、精確性又はリニア性である。通常、コンピューターのソフトウェア（例えば、校正プログラム）は、ディスプレーの座標空間に応じて、タッチスクリーンの座標空間をレイアウトする。タッチシステムのリニア性は、タッチスクリーン又はタッチスクリーン及び付加の制御装置がデカルト座標空間とマッチする程度を説明する。

超音波の反射器及び赤外線の光学装置が設計の専用制御装置に合わせてタッチの位置を決めるので、超音波及び赤外線のタッチスクリーンは、先天的に優れたリニア性がある。ところが、本発明の範疇は、それら装置を含まない。抵抗の分圧装置、つまり、アナログ抵抗及びコンデンサーを採用するタッチスクリーンのリニア性は、数多の物質、プロセスの電子及び機械特性に依頼する。ゆえに、設計及び製造のときに、それら物質及びプロセスを注意しなければならない。そして、抵抗及びコンデンサータイプのタッチスクリーンの原理は簡単であるが、製造が困難だと分かる。タッチシステムのリニア性を達成するために、通常、二つの異なる方法を採用する。第一方法としては、タッチスクリーンの制御装置がタッチスクリーンから受信した電圧に比例するタッチ位置の情報を処理及び報告すると仮説する。制御装置から複数の読み取り値の平均、アナログ又はディジタル濾過を経由して、同じタッチ箇所が発生するので、精確にデカルト座標空間を説明するナンリニア及び非垂直のマップタッチ電圧が存在しない。つまり、タッチスクリーンは、制御装置から施される直線電位を反応するために、同電位軌跡を持つ。それは、タッチスクリーンの適当な機械軸と平行する。そんな設計標準の意味は、材料及び設計を注意しなければならず、タッチスクリーンの最終製品の述べたリニア性を証明するために、多くのテストが必要である。その意味は、タッチスクリーンが特定の制御装置又は外部の記憶回路（第二方法を参照）に適用できず、材料及び設計のほか、述べたリニア性を達成する方法がない。そんなタッチスクリーンは、リニア性を犠牲にしないために、第三供応メーカの設計及び製造される制御装置を少し採用する。そんな悪い互換性は、今日、アナログ抵抗タイプのマーケットの大切な特徴である。タッチシステムのリニア性を達成する第二方法は、第一抵抗シートの精確な直線及び垂直同電位の軌跡に依頼しない。それに対して、制御装置が処理の電圧により作ったデカルト座標空間は、マップ数学技術を採用する結果である。一般的に、そんなマップ数学技術は、リニア挿入方法を採用し、タッチスクリーンの複数点を精確にタッチすることにより作ったマルチポイントのデーター配列に依頼する。エンドユーザまで送る前、製造のプロセスにおいて、タッチスクリーン毎が唯一だから、常例の処理を受けなければならない。出て来るデーター配列は、制御装置の回路又は外部の回路におけるＮＶＲＡＭメモリ（Non-Volatile Random Access Memory）にセーブする。それは、制御装置により読み取り、挿入の参考点とする。通常、９×２５の常例のリニアポイントが採用される。実際に、そんなマップ数学技術の大きな利点は、作動エリアのエッジに近い箇所でリニアエラーが非常に小さく（５％以下）、隣接のポイントにも精確なリニア性がある。リニアタッチスクリーンをナンリニアディスプレーに合わせれば、隣接のポイントにも精確なリニア性がある。ナンリニアディスプレーの実例は、ＣＲＴである。その水平スキャン特性のせいで、ディスプレーの中央部に比較すると、二つの垂直辺はナンリニアだと言える。そんなリニア技術は、単一タッチタイプのタッチスクリーンに応用すれば有利であるが、連続のタッチに応用すれば低減の反応スピードが見られる。もう一つの結果は、第三メーカの制御装置の設計は同じリニア性を達成できない。そんなタッチスクリーンと第三メーカの制御装置は、部分の応用に運転できるが、タッチシステムのリニア性がエッジに近づく箇所で、特に、タッチスクリーンの隅で悪くなる。タッチコントロールの設計応用案例の代わりに、デスクトップなどのユーザの図形インターフェース（ＧＵＩ）における応用ならば、そんなリニア問題は特に目立つ。なぜならば、ＧＵＩデスクトップは、一般的に、ディスプレーの隅に、タッチで応用プログラム又はコンピューターをスタート又はストップするような小さいターゲットがあるので、ひどいのになると、ＮＶＡＲＡＭは工場でプログラムしなければならないので、メーカ及び客様の費用が増加され、リニアを処理する錯誤機会もアップされる。

米国特許Ｎｏ４２２０８１５ 米国特許Ｎｏ４３７１４３６ 米国特許Ｎｏ４７７７３２８ 米国特許Ｎｏ４６６１６５５ 米国特許Ｎｏ３６３２８７４ 米国特許Ｎｏ７９８３７０ 米国特許Ｎｏ３９１１２１５ 米国特許Ｎｏ４１９８５３９ 米国特許Ｎｏ５８１５１４１ 米国特許Ｎｏ６６５０３１９ 米国特許Ｎｏ４１９８５３９

タッチスクリーンのタッチ位置の解析、精確性及び精密程度に影響することについては、設計及び材料の様々な要素がある。材料の選択及びタッチスクリーンの設計は、寿命及び耐用性に影響をよく及ぼす。タッチスクリーンのタッチ位置の解析、精確性及び精密程度に影響する要素は、次のものがある。

（１）抵抗フィルムの抵抗均一性。
（２）五つワイヤタイプのタッチスクリーンの外部駆動回路のイコール抵抗。
（３）五つワイヤタイプのタッチスクリーンの隅から隅までの抵抗と駆動軌跡の抵抗との認められる比例。

（４）四つワイヤタイプのタッチスクリーンのシート抵抗と駆動軌跡の抵抗との認められる比例。
（５）タッチスクリーンの周辺回路の電極の均一抵抗。
（６）四つワイヤタイプ又は五つワイヤタイプのタッチスクリーンにおいて、周辺回路の電極と抵抗又は導電フィルムとの接触抵抗又は付着力。

寿命及び耐用性に影響する要素は、次のものがある。
（１）周辺回路の電極と抵抗又は導電フィルムとの接触抵抗又は付着力。
（２）周辺回路の端子と外部ケーブルとの接触の一致性。

本発明のもう一つ目的は、上述の設計及び製造特性を改善する。
従来から、既存のタッチパネルにおいて、三つワイヤ、四つワイヤ、五つワイヤ、六つワイヤ、七つワイヤ又は八つワイヤを問わず、配線の回路は、いつも導電のインク（例えば、銀のペースト）で印刷する。そんな製造のプロセスならば、網状印刷技術でガラス基板に透明の導電層を付加する。網状印刷技術の制限のせいで、形成される回路の品質は、次の問題を招く。その結果、タッチスクリーンの品質及び製造コストに悪い影響を及ぼす。それら問題を以下のように詳しく説明する。

（ア）抵抗の均一性及び安定性を制御できない。導体の抵抗は、次の公式で計算される。
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ａ＝ρ×Ｌ／ｄ×ｈ
Ｒは導体の抵抗であり、ρが回路が形成される材料の抵抗率であり、Ａは回路の断面面積であり、ｄは回路の広さであり、ｈは回路の厚さである。材料及び回路のパスが既知だから、ただ広さ及び厚さは、回路のトータル抵抗に影響するパラメーターである。つまり、均一の回路は、信頼の抵抗を得るキーである。ところが、導電インク（例えば、銀のペースト）を透明の抵抗層に印刷する場合に、メッシュの寸法のせいで、導電インク層のインクエリアは、印刷エリアより５０％小さい。その結果、印刷回路のすべての位置は、不均一の表面が形成される。そんな技術の習熟者が周知であるのは、インクの粘度、絞り圧力、刀の鋭さ、偏移距離又はほかのパラメーターなどのせいで厚さの均一性を制御し難いことである。特に、ラインの距離及びエッジの品質の精度を高く求める製品ならば、適用できない。結局、前掲のメッシュ印刷技術で製造されるタッチスクリーンは、品質の要求を満足することができない。石版の印刷のプロセスも類似の問題があるので、詳しい説明を省略する。

（イ）導電ガラスの表面における粘着力が悪い。メッシュ印刷プロセスで、回路を形成するための導電インク（例えば、銀のペースト）を透明の抵抗層に印刷したあとで、透明の抵抗層は加熱及び乾燥を受ける。回路の硬度は、標準の鉛筆硬度測定装置でテストされる。ガラス基板にそのプロセスをしたあとで、テストの結果は大多数が４Ｈの鉛筆硬度を得る。そんな回路は、軟らかいので、製造プロセスのほかのパーツに耐えられない。結局、プロセスをしているうちに、それら回路を損害しないために、気を付けなければならない。また、長い間の保護を提供するために、別に、絶縁層をガラスの上に覆う。

（ウ）耐気候及び耐化学の特性が悪い。メッシュ印刷プロセスにおいて、液体の銀のペーストをつくるために、銀のペーストは約２０％の溶液を含む。加熱及び乾燥のプロセスで、溶液をレンジ又は紫外線ライトで蒸発させなければならない。しかし、厚い軌跡を印刷すれば、残留物がある。インクに残留した溶液又は湿気があれば、特に、露出の銀のペーストに絶縁層、他の溶液又はＵＶの粘着剤を印刷するときに、銀を透明抵抗層に粘着する力を減らす。最終の製品を絶えず湿気に露出すると、銀の抵抗フィルムインターフェースの粘着力を低減する以外、タッチスクリーンのリニア性も悪くなる。

（エ）加工は困難で、品質を制御できない。技術の習熟者が周知であるのは、導電インクのＵＶ乾燥又は加熱を問わず、スクリーンの印刷の一致性の維持が難しいことである。生産の開始に、粘度のチェックがあるが、加工しているうちに、インクの粘度が絶えず変化する。また、インクが高いし、危険廃品の処理も困難だから、インクの回収がいつも目標となる。メーカの建議により、適当にインクの再製及び回収方法が曖昧であるため、回収のインクで印刷した軌跡を確定できない品質及び一致性を持つ。

（オ）接続の抵抗が高過ぎる。抵抗及びコンデンサータイプのタッチスクリーンにおいて、回路の間の信頼できる接続は、タッチスクリーンの機能及びリニア性を維持する大切な要因である。導電インクの印刷で形成される回路ならば、他の電子回路と接続する方法は回路のオバラップ印刷を採用し、又は、導電テープを採用する。マトリックスに埋め込んだ導電粒子は、粘着力があるかどうか、機械性の接触力があるかどうかは分からない。そして、特定応用には、数多の新しくて信頼できる接続システムが登場している。それらシステムで、導電インク回路を別の回路に接続する場合又は第一シートを第二シートに接続する場合に、ケーブルを使っても、信頼性は半田付けより悪い。

本発明から形成される回路は、他の回路に半田つけ出来る。印刷、導電テープ、導電粒子又は金属接触などの方法を採用するかどうかを問わす、ガラス又は各種の金属などの適当な基板に応用すれば、本発明の回路の接続信頼性も目立つように強化される。なぜならば、導電インクと比較すれば、本発明の回路の硬度がアップされるからである。特に、導電粒子の接続システムを採用する場合に、硬度をアップしたら、めっき回路材料の変形を低減し、回路と接続材料との接触もよく維持される。

（ア）から（オ）までの要因により、タッチスクリーンの性能には、次の数多の影響がある。
（ａ）駆動又は制御信号を制御装置から第一抵抗又は第二抵抗及び導電シートのエッジに近づく周辺回路まで接続する駆動軌跡（例えば、前掲の第一抵抗シート又は第二抵抗シートにおける軌跡）には同じ抵抗がない。外部ケーブルの接続点から抵抗シートのエッジに近づく周辺回路の接続点までの駆動軌跡には同じ抵抗が設計できるが、製造プロセスをしているうちに、異なる軌跡にも同じ抵抗が生じない。五つワイヤタイプのタッチスクリーンならば、駆動軌跡の抵抗が同一ではない場合に、タッチスクリーンのナンリニアを招く。ナンリニアは二つの軸でも起こる。駆動軌跡に接続する周辺回路の二つノードにとって、ナンリニアはスクリーンの抵抗と駆動軌跡の抵抗とのレートに比例すると言える。ナンリニアの大小の計算については、その技術習熟者はよく知っている。

（ｂ）四つワイヤ及び五つワイヤタイプのタッチスクリーンの周辺回路としては、両者は皆、電位をタッチスクリーンの作動エリアのエッジに近づく軌跡に沿って施す。四つワイヤタイプならば、バスバーは連続である。シート毎の末端におけるバスバーの間で、施した電圧により、電流が流れる。前掲のように、バスバーと付着の抵抗シートの間におけるインターフェースに近づくタッチスクリーンの主要軸と平行している直線に沿っていずれのポイントの電流は、同じ密度が必要である。それは、勿論、抵抗シートが連続かつ均一の抵抗率を持つということを仮説する。いずれのポイントでは、駆動エッジ毎の施した電位が変動すれば、電流が均一ではないようになる。それは、タッチスクリーンのナンリニアを招く。抵抗率の設計値の変動及びバスバーと抵抗シートとの粘着力の変動も電位を変更するので、電流及び位置に影響して、タッチスクリーンのナンリニアを招く。そんな問題を改善するために、電流方向と垂直する抵抗シートのバスバーの広さを増加する可能性があるが、タッチスクリーンの機械寸法は認められないほど大きくなる。五つタイプタッチスクリーンでは、周辺回路はしばしば連続ではない。四つタイプと同じように、単一バスバーの中央又は末端の代わりに、駆動軌跡は二つ回路を結ぶノードにおいて、周辺回路に付けられる。でも、四つタイプと同じような原理が採用される。要するに、周辺回路素子の抵抗率が悪い一致性を持つ場合において、抵抗フィルムに付着した粘着力を持つ場合、均一の電流及びタッチスクリーンのナンリニアを招く。

そして、部分の供応メーカは提案して、スクリーンの印刷品質及び導電インクの一致性を改善するために、メッシュ印刷技術で銀のガラスのような混合物を回路に印刷したあとで、それを加熱及び焼結する。そんなプロセスで、良い品質、粘着力及び硬度が得られるが、加熱及び焼結温度は銀のガラスのような混合物を包囲する抵抗フィルムの抵抗率にも影響を及ぼす。つまり、銀のガラスのような混合物の設計は、自身の抵抗率の変更を調整及び補償しなければならない。それも、設計の様々な不確定性を招いて、タッチスクリーンのリニア性に影響する。
ゆえに、タッチスクリーンの設計者及びメーカは皆、優れた品質の回路を提供する新しい製造プロセスが欲しい。

したがって、本発明の主な目的は、メタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法を提供することにある。主に、メタルめっきの技術で導電のメタル又はメタルの酸化物を均一に透明ガラス基板の透明導電層において、エッジに近づくエリアの予定位置に塗布して、回路を形成する。本発明を経由して、従来から、メッシュ印刷技術で導電インク（例えば、銀のペースト）をガラス基板の透明導電層に印刷することにより招かれていた前掲のすべての欠点が克服される。また、本発明は、回路の均一厚さ、高硬度、めっき材料と下の基板との立派な粘着力、抵抗フィルムやガラスを問わず、良い耐気候性、良い耐化学性及び半田付けできるなどの利点がある。もう一つの利点は、メッシュ印刷された導電インクと比べると、めっきの金属の抵抗率が極めて低い。タッチスクリーンの設計において、それら利点を果たして、駆動軌跡及び周辺回路電極の広さを減らすので、タッチスクリーンのトータルサイズは、応用の必要に応じて縮められる。また、タッチスクリーンの電極及び駆動軌跡の設計については、銀のガラスのような混合物に関する加熱焼結プロセスと比較すれば、本発明により、抵抗フィルムの発熱及び汚染の影響も改善される。

本発明の目的、特徴及び効果などをご了解していただくために、以下、さらに具体的な実施例を図面にあわせて詳しく説明する。
まずは、図６を御覧下さい。それは、本発明の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法である。そんな方法は、主に、メタルめっきの技術で導電のメタル又はメタルの酸化物を均一に透明ガラス基板の透明導電層において、エッジに近づくエリアの予定位置に塗布して、回路を形成する。そんな方法は、次のステップを含む。

ステップ５０１は、図７に示すように、食刻抵抗ガラス４０において、スプレーで洗浄する。まずは、タッチスクリーンを製造するための透明の食刻抵抗ガラス４０を洗浄装置６０まで運送する。食刻抵抗ガラス４０は、ガラス基板４１にＩＴＯ（ヨウ素とスズの酸化物）を塗布して形成される透明の食刻抵抗層４２を含む。洗浄装置６０は、透明の食刻抵抗層４２を、屑及び塵埃を除去するために、スプレーで洗浄、洗い落とし吹き出すことをする装置である。

ステップ５０２は、スプレー洗浄をしたあとで、図８に示すように、抵抗インクを透明の食刻抵抗層４２に塗布する。詳しく言えば、透明の食刻抵抗層４２の保留中央部に抵抗インクを塗布する。そして、印刷で食刻抵抗インク層４３を形成する。

ステップ５０３は、図９に示すように、食刻抵抗ガラス４０にエッチングを行う。詳しく言えば、食刻抵抗ガラス４０をエッチングタンク６０まで運送して、そこで透明の食刻抵抗ガラス層４２をエッチングする。その結果、ガラス基板４１のエッジに近づくエリア及び透明食刻抵抗層４２において、食刻抵抗インク層４３を塗布しないエリアを除去する。

ステップ５０４は、図１０に示すように、食刻抵抗インク層４３におけるインクを除去する。詳しく言えば、食刻抵抗ガラス４０をインク除去タンク８０まで運送する。そこで、透明の食刻抵抗層４２に塗布した食刻抵抗インク層４３を除去する。

ステップ５０５は、図１１に示すように、マスクを透明の食刻抵抗層４２に形成する。詳しく言えば、インクを除去したあとで、ガラス基板４１及び透明の食刻抵抗層４２に現象によりマスク４４を形成する。その結果、回路の予定成形の部位４４１が露出される。

ステップ５０６は、図１２に示すように、予定成形の部位４４１にスパッタリングを行う。詳しく言えば、抵抗ガラス４０をスパッタリングルーム９０まで運送する。そこで、回路の予定成形の部位４４１にスパッタリングを行う。その結果、導電の金属９１１（例えば、銀鉄合金）はターゲット９１（例えば、銀）に収容されて、電離され、均一に突き当たるように予定成形の部位４４１に塗布される。

ステップ５０７は、図１３に示すように、必要な回路が形成される。詳しく言えば、導電の金属９１を回路の予定成形の部位４４１に十分な厚さで塗布すると、必要な回路が形成される。その次、食刻抵抗ガラス４０の必要な回路４５を形成するためのマスク４４を除去する。

そんな実施例において、ターゲット９１に収容される導電の金属９１１で形成されるので、回路４５は均一の厚さを持つという利点がある。単位面積の抵抗率及び選定金属のめっき厚さが導電インクより低いので、回路４５の機械サイズはメッシュ印刷技術で成形される回路より狭い。また、回路４５は、安定したインピーダンス及び高い硬度を持つ。例えば、銀から形成される回路は、実験により、９Ｈ以上の鉛筆硬度のテストを通過することができる。その他、前掲のように、実施例において、必要な回路４５は、直接に導電の金属９１１をガラス基板４１の回路の予定成形の部位４４１にメタルめっきの技術で塗布する。そうすると、回路４５は認められる品質を持ち、溶液及び湿気の影響がない。製造プロセスにおいて、操作のパラメーターを相関のマシンに正確にセットすれば、製品は均一の品質を得る。それで、専門家又は経験を具有する印刷作業員に依頼する問題を除く。実施例では、金属のめっきのプロセスをしているときに、ターゲット９１の有効作業時間の制限がない。収容した導電金属９１１も先行技術における銀のペーストのように配置される。その結果、定期で新しいインクを注入する及び印刷のメッシュを洗浄するなどの問題を除くことができる。食刻抵抗ガラス４０に形成される回路４５の品質を大幅に改善すると共に、良品率も向上され、作業時間も大幅に節約される。

以上の内容は、本発明の理想的な実施例だけで、透明の抵抗層の材質がＩＴＯ（ヨウ素とスズの酸化物）を採用するが、同技術の習熟者が適当な材料に変更しても、本発明の請求の範囲に含まれる。実施例には、スパッタリング及び銀を採用するが、他の金属めっき技術又は材料に変更しても、本発明の請求の範囲に含まれる。銀の代わりに、金属めっき技術でほかの導電の金属を食刻抵抗ガラス４０の予定部位に塗布し、必要な回路４５を形成しても、本発明の請求の範囲に含まれる。

本発明により、ガラス基板のエッジに近づくエリアに形成される回路は、優れた品質及び信頼性のあるインピーダンスを具有するので、タッチパネルのトータル性能に悪い影響がない。図１４を御覧下さい。それは、本発明のもう一つの実施例である。食刻抵抗ガラス４０の製造プロセスをしているときに、理想的な金属のめっき技術でガラス基板４１の透明食刻抵抗層４２のエッジに近づくエリアに回路４７を形成する。また、もう一つの回路４８は、メッシュ印刷技術でガラス基板４１のエッジに近づくエリアに形成される。回路４７は、電気的に回路４８に結び合う。結局、本発明は、タッチスクリーンの性能を改善する以外、製造のコストも大幅に低降される。
しかしながら、前掲の内容は特定の実施例だけで、同技術の習熟者が類似の精神で簡易に様々な修飾及び変化をしても、本発明の請求の範囲に含まれる。

従来の四つワイヤタイプタッチスクリーンの分解斜視図である。 従来の五つワイヤタイプタッチスクリーンの分解斜視図である。 従来の八つワイヤタイプタッチスクリーンの分解斜視図である。 従来の三つワイヤタイプタッチスクリーンの模式図である。 従来の七つワイヤタイプタッチスクリーンの模式図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法のフローチャートを示す図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスをスプレーで洗浄する状態を示す模式図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスに抵抗インクを塗布する状態を示す断面図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスにエッチングを行う状態を示す模式図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスのインクを除去する状態を示す模式図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスにマスクを形成する状態を示す断面図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法の抵抗ガラスにスパッタリングを行う状態を示す模式図である。 本考案の一実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法により形成される抵抗ガラスの透視図である。 本考案の他の実施例によるメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法により形成される抵抗ガラスの透視図である。

符号の説明

４０ 食刻抵抗ガラス、４１ ガラス基板、４２ 透明の食刻抵抗層、４３ 食刻抵抗のインク層、４４ マスク、４５ 回路、４７ 回路、４８ 回路、６０ 洗浄装置、７０ エッチングタンク、８０ インクの除去タンク、９０ スパッタリングルーム、９１ ターゲット、４４１ 回路の予定部位、９１１ 導電金属

Claims (7)

1. メタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法であって、メタルめっきの技術で導電のメタル又はメタルの酸化物を均一に透明ガラス基板の透明導電層において、エッジに近づくエリアの予定位置に塗布して、第一の回路を形成することを特徴とするメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
2. 透明導電層を塗布しないガラス基板のエリアに、さらに、めっきの技術で第二の回路を形成し、第二の回路は電気的に第一の回路に結び合うことを特徴とする請求項１記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
3. 透明導電層を塗布しないガラス基板のエリアに、さらに、めっきの技術で第三の回路を形成し、第三の回路は電気的に第二の回路に結び合うことを特徴とする請求項１記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
4. 透明の抵抗層は、ＩＴＯ（ヨウ素とスズの酸化物）から作られることを特徴とする請求項１記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
5. 金属のめっき技術は、スパッタリングを採用することを特徴とする請求項１記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
6. 導電金属の形成は、ターゲットに収容されて、スパッタリングを経由して電離され、均一に突き当たるように作ることを特徴とする請求項５記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。
7. ターゲットは、銀から作られることを特徴とする請求項６記載のメタルめっきの技術でタッチパネルに制御回路をレイアウトする製造方法。

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