JP2013058195A - タッチ感知電極及びタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルの感度を高める。
【解決手段】本発明は、複数の第１の感知線を有するタッチ感知電極を提供する。各第１の感知線は、第１の主配線と、複数の第１のトレースパターンを有する。第１の主配線と夫々の第１のトレースパターンとの間に、少なくとも１つの第１のクロスポイントが形成されている。上記複数の第１の感知線は、例えば、互いに平行すると共に、第１の方向に沿って伸びる。本発明は、さらに、該タッチ感知電極が設けられたタッチパネルを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル、特にタッチパネルに使用される新型の電極に関する。

現在、様々な家電製品のマーケットにおいて、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのポータブル電子デバイス、携帯電話、ノートブック・コンピュータ、パーソナル・デジタル家電製品などに対してコンピュータ、ヒューマン・マシン・インタフェースを供するために、タッチパネルが広く使用されている。タッチパネルは、使用時にユーザがパネルに表示された項目をタッチすることにより直接コマンドを入力することができ、ユーザ・フレンドリなインタフェースを提供している。

電子デバイスの小型化により、これらの電子デバイスへのデータの入力機器としては、ボタンや、マウス、キーボードなどのタイプの入力デバイスからタッチパネルに変りつつある。従って、タッチパネルを備えたタッチディスプレイは、様々な電子製品の重要な要素となっている

タッチディスプレイパネルは、タッチを感知するための感知アレイを備える。タッチ感知アレイは、入力位置の横軸と縦軸を夫々検出するための複数の横方向に並ぶタッチ感知電極と複数の縦方向に並ぶタッチ感知電極を有する。

中国特許出願公開第１０１７１９０４４号明細書 韓国公開特許第１０−２００９−００９８９４７号公報

一般に、タッチ感知電極は、下のディスプレイパネルからタッチパネルへのイメージの透過性を得るために、通常、透明な導電材料を含む。該透明な導電材料、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）は、通常、高い抵抗を持つため、結果として、タッチパネルの感度を低くしてしまう。従って、感度の良いタッチ感知電極は望まれている。

本発明の１つの目的は、トレースパタン電極を有し、タッチパネルの感知電極として機能するタッチ感知電極を提供する。本発明にかかる該タッチ感知電極は、電気抵抗が低く、それ故に、タッチパネルの感度を高めることができる。

本発明の１つの態様によれば、タッチ感知電極が提供される。該タッチ感知電極は、複数の第１の感知線を有する。各第１の感知線は、第１の主配線と、複数の第１のトレースパターンを備える。第１の主配線と夫々の第１のトレースパターンの間に、少なくとも１つの第１のクロスポイントが形成されている。本発明は、さらに、該タッチ感知電極を用いるタッチパネルを提供する。

様々な図により示される望ましい実施の形態の説明を参照すれば、当業者にとって、本発明の上記及び他の目的は、明らかであろう。

本発明は、新型のタッチ感知電極を提供する。該タッチ感知電極において、第１の感知線及び／または第２の感知線は、金属製の主配線と少なくとも１つのトレースパターンを有する。金属の導電率が高いため、タッチパネルの感度を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるタッチパネルのタッチ感知電極の配線図である。 本発明の１つの実施の形態における第１のトレースパターンの配線図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるタッチパネルのタッチ感知電極の配線図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるタッチパネルのタッチ感知電極の配線図である。 本発明の第４の実施の形態にかかるタッチパネルのタッチ感知電極の配線図である。

以下、本発明を当業者に理解させるために、本発明の構成及び目的を示す図面を添付して複数の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるタッチパネルのタッチ感知電極の配線図を示す。図１に示すように、本実施の形態にかかるタッチパネル３００は、基板３０２と、基板３０２に配置された複数の第１の感知線３０４と複数の第２の感知線３０６を有する。基板３０２は、ガラス基板や、プラス基板または石英基板などの透明な弾力性基板や、透明な剛性基板とすることができる。

本実施の形態において、複数の第１の感知線３０４と複数の第２の感知線３０６は、基板３０２の異なる両側に夫々配置されている。複数の第１の感知線３０４は、互いに平行すると共に、第１の方向３０８に沿って伸び、複数の第２の感知線３０６は、互いに平行すると共に、第２の方向３１０に沿って伸びる。第１の方向３０８は、第２の方向３１０にほぼ垂直する。

図１に示すように、各第１の感知線３０４は、第１の主配線３０４ａと、複数の第１のトレースパタン３０４ｂを有する。第１の主配線３０４ａは、第１の方向３０８にほぼ平行する。

第１のトレースパタン３０４ｂは、閉パターン或いは開パターンを成す１本の連続的な配線により形成され、そのため、指紋のようなパターンを形成する。第１の主配線３０４ａと夫々の第１のトレースパタン３０４ｂの間に、少なくとも１つの第１のクロスポイントが形成されている。第１のトレースパタン３０４ｂの線幅は、おおよそ、３マイクロメータ（μｍ）と１５μｍの間である。

図２は、本発明の１つの実施の形態における第１のトレースパターンの配線図を示す。図２に示すように、第１のトレースパタン３０４ｂは、第１の主配線３０４ａを対称軸にして対称する形状を有することが好ましい。複数の第１のトレースパタン３０４ｂは、複数の同心のトーレスパターンを有することができる。これらの同心のトレースパターンは、多角形、円、楕円、扇形、円弧とすることができるが、これらの形状に限定されない。

第１のトレースパタン３０４ｂは、１つの好ましい態様として、相対応する部位が徐々に小さくなる複数の同心の菱形であってもよい。菱形と菱形の間に、表示されたイメージが下のディスプレイパネル（図示せず）から透過するように、空隙が形成されている。該空隙は、おおよそ、０．５ｍｍより大きい。

本実施の形態において、第１の感知線３０４の第１の主配線３０４ａと第１のトレースパタン３０４ｂは、同一のステップで形成される。材料としては、金属、導電性フォトレジスト、導電性インク、カーボン薄膜など、低反射かつ高導電性の合成物を含むことができる。

第１の感知線３０４が、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、タンタル、カドミウムなどの金属、またはそれらの窒化物、または酸化物、または合金、またはこれらの組合せを含む場合に、第１の感知線３０４は、従来の半導体と同様の製法で製造することができる。

第１の感知線３０４が導電性フォトレジストを含む場合に、第１の感知線３０４は、フォトリソグラフィー・プロセスにより形成することができる。

第１の感知線３０４が導電性インクまたはカーボン薄膜を含む場合に、第１の感知線３０４は、例えば、インクジェットの印刷手法で形成することができる。

第１の感知線３０４に導電性材料を用いるため、第１の感知線３０４は、高い導電率を有し、タッチパネル３００の感度を高めることができる。さらに、第１のトレースパタン３０４ｂが小さな線幅を有する複数のトレースパターンで構成されるため、第１のトレースパタン３０４ｂに不透明または半透明な材料を使用しても、下のディスプレイパネルからの、表示されたイメージは、影響されない。

図１に示すように、第２の感知線３０６は、第１の感知線３０４に対して、基板３０２の別の側に設けられている。本実施の形態において、各第２の感知線３０６は、互いに電気的に接続される複数の感知パッド３０６ｃを有する。１つの態様では、感知パッド３０６ｃの面積は、第１のトレースパタン３０４ｂの面積とほぼ同様である。

感知パッド３０６ｃは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。材料としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、カドミウムズズ酸化物（ＣＴＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩｎＧａＺｎＯ）、インジウムガリウム亜鉛マグネシウム酸化物（ＩｎＧａＺｎＭｇＯ）、インジウムガリウムマグネシウム酸化物（ＩｎＧａＭｇＯ）、インジウムガリウムアルミニウム酸化物（ＩｎＧａＡｌＯ）などの透明な導電性材料を含むことができるが、これらに限定されない。

本実施の形態において、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６は、基板３０２の周辺（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）領域上の複数の導電線（図示せず）により集積チップ（図示せず）と接続されている。そのため、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６は、駆動可能であると共に、感知機能が機能する。駆動方法については、当業者に周知されており、簡潔のため、説明を省略する。

本実施の形態にかかるタッチパネル３００は、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６を介して第１の方向３０８と第２の方向３１０に沿ってタッチ位置を感知することができる。

また、本実施の形態にかかるタッチパネル３００は、マルチ・タッチ機能も提供することができる。

本実施の形態の他の顕著の特徴として、第１の感知線３０４が金属を含み、第２の感知線３０６が透明な導電性材料を含むため、例えば、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６は、基板３０２の異なる両側に設けられた場合、それらの製造方法は互いに影響されず、操作が簡単である。結果として、生産効率を高めることができる。

図３は、本発明の第２の実施の形態にかかるタッチパネルにおけるタッチ感知電極の配線図である。該第２の実施の形態と第１の実施の形態の主な相違点は、第２の感知線３０６'も、トレースパターンを含むことにある。

図３に示すように、各第２の感知線３０６'は、第２の主配線３０６ａと、複数の第２のトレースパターン３０６ｂを有する。第２の主配線３０６ａは、第２の方向３１０にほぼ平行する。第２のトレースパターン３０６ｂは、閉パターン或いは開パターンを成す１本の連続的な配線により形成される。第２の主配線３０６ａと夫々の第２のトレースパターン３０６ｂの間に、少なくとも１つの第２のクロスポイントが形成されている。第２のトレースパターン３０６ｂの線幅は、おおよそ、３μｍと１５μｍの間である。第２のトレースパターン３０６ｂの態様は、第１の実施の形態における第１のトレースパタン３０４ｂとほぼ同様であり、ここで説明を繰り返さない。

図４は、本発明のぢあ３の実施の形態にかかるタッチパネルにおけるタッチ感知電極の配線図である。図４に示すように、複数の第１の感知線３０４と複数の第２の感知線３０６は、基板３０２の同一の側に配置されている。これらの第１の感知線３０４は、互いに平行すると共に、第１の方向３０８に沿って伸びる。第２の感知線３０６は、互いに平行すると共に第２の方向３１０に沿って伸びる。第１の方向３０８は、第２の方向３１０とほぼ垂直する。

各第１の感知線３０４は、第１の主配線３０４ａと、複数の第１のトレースパタン３０４ｂを有する。第１の主配線３０４ａは、第１の方向３０８にほぼ平行する。第１のトレースパタン３０４ｂは、閉パターン或いは開パターンを成す１本の連続的な配線により形成され、そのため、指紋のようなパターンを形成する。第１のトレースパタン３０４ｂの線幅は、おおよそ、３μｍと１５μｍの間である。第１のトレースパタン３０４ｂの態様は、第１の実施の形態における第１のトレースパタンとほぼ同様であるため、説明を省略する。

各第２の感知線３０６は、互いに電気的に接続された複数の感知パッド３０６ｃを有する。感知パッド３０６ｃは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。第２の感知線３０６の態様は、第１の実施の形態における第２の感知線とほぼ同様であるため、説明を省略する。

なお、本実施の形態におけるタッチパネル３００は、基板３０２に設けられた複数の絶縁マウンド（ｍｏｕｎｄ）３１２を有する。絶縁マウンド３１２は、特に、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６の間に設けられており、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６を絶縁する。

１つの態様では、第１の感知線３０４は、絶縁マウンド３１２の上を跨り、第２の感知線３０６は、絶縁マウンド３１２の下にある。別の態様では、第２の感知線３０６は、絶縁マウンド３１２の上を跨り、第１の感知線３０４は、絶縁マウンド３１２の下にある。絶縁マウンド３１２は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはこれらの組わせなどの様々な絶縁性物質により構成されることができる。なお、絶縁マウンド３１２を構成する材料は、上記に列挙したものに限定されない。

図５は、本発明の第４の実施の形態にかかるタッチパネルにおけるタッチ感知電極の配線図である。第４の実施の形態と第３の実施の形態の主な相違点は、第２の感知線３０６'も、トレースパターンを含むことにある。

図５に示すように、各第２の感知線３０６'は、第２の主配線３０６ａと、複数の第２のトレースパターン３０６ｂを有する。第２の主配線３０６ａは、第２の方向３１０にほぼ平行する。第２のトレースパターン３０６ｂは、閉パターン或いは開パターンを成す１本の連続的な配線により形成され、そのため、指紋のようなパターンを形成する。第２のトレースパターン３０６ｂの線幅は、おおよそ、３μｍと１５μｍの間である。第２のトレースパターン３０６ｂの態様は、第１の実施の形態における第１のトレースパタン３０４ｂとほぼ同様であるため、説明を省略する。

第１の感知線３０４と第２の感知線３０６'を形成する際の混乱を回避するために、第１の感知線３０４は、第２の感知線３０６'に用いられる材料に対して、両方なエッチング選択特性を有する材料を用いられることが好ましい。例えば、第１の感知線３０４が金属を含む場合に、第２の感知線３０６'がカーボン薄膜を含むようにすることができる。

さらに、本実施の形態にかかるタッチパネル３００は、基板３０２に設けられた複数の絶縁マウンド３１２を有する。具体的には、これらの絶縁マウンド３１２は、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６'の間に設けられ、第１の感知線３０４と第２の感知線３０６'間を絶縁する。１つの態様では、第１の感知線３０４が、絶縁マウンド３１２の上を跨り、第２の感知線３０６'が、絶縁マウンド３１２の下にある。別の態様では、第２の感知線３０６'が、絶縁マウンド３１２の上を跨り、第１の感知線３０４が絶縁マウンド３１２の下にある。絶縁マウンド３１２は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはこれらの組わせなどの様々な絶縁性物質により構成されることができる。なお、絶縁マウンド３１２を構成する材料は、上記に列挙したものに限定されない。

要約すると、本発明が提供するタッチ感知電極は、それに含まれる第１の感知線及び／または第２の感知線が、例えば金属などの導電性材料で形成された第１の主配線と少なくとも１つのトレースパターンを有する。金属の電気抵抗が低いため、タッチパネルの感度を高めることができる。また、トレースパターンの幅が狭いため、下のディスプレイパネルからの、表示されたイメージは、影響されない。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述実施の形態に対して、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。また、本発明は、図示の構成に限定されることもない。

３００ タッチパネル
３０２ 基板
３０４ 第１の感知線
３０４ａ 第１の主配線
３０４ｂ 第１のトレースパタン
３０６ 第２の感知線
３０６ｃ 感知パッド
３０６' 第２の感知線
３０６ａ 第２の主配線
３０６ｂ 第２のトレースパターン
３０８ 第１の方向
３１０ 第２の方向
３１２ 絶縁マウンド

Claims (13)

1. 複数の第１の感知線を備えるタッチ感知電極であって、
   各前記第１の感知線は、
   第１の主配線と、
   複数の第１のトレースパターンとを有し、
   夫々の前記第１のトレースパターンと、前記第１の主配線との間に、少なくとも１つの第１のクロスポイントが形成されていることを特徴とするタッチ感知電極。
2. 前記複数の第１の感知線は、互いに平行すると共に、第１の方向に沿って伸びることを特徴とする請求項１に記載のタッチ感知電極。
3. 互いに平行すると共に、第２の方向に沿って伸びる複数の第２の感知線をさらに有し、
   前記複数の第１の感知線と前記複数の第２の感知線は、互いに絶縁されていることを特徴とする請求項２に記載のタッチ感知電極。
4. 各前記第１のトレースパターンは、複数の同心のトレースパターンを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチ感知電極。
5. 前記第１のトレースパターンは、多角形、円、楕円、扇形、円弧のうちのいずれかの形状を成すことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチ感知電極。
6. 前記第１のトレースパターンは、前記第１の主配線を対称軸に対称する形状を成すことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチ感知電極。
7. 各前記第２の感知線は、
   第２の主配線と、
   複数の第２のトレースパターンとを有し、
   夫々の前記第２のトレースパターンと、前記第２の主感知線との間に、少なくとも１つの第２のクロスポイントが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のタッチ感知電極。
8. 各前記第２のトレースパターンは、複数の同心のトレースパターンを有することを特徴とする請求項７に記載のタッチ感知電極。
9. 前記第２のトレースパターンは、多角形、円、楕円、扇形、円弧のうちのいずれかの形状を成すことを特徴とする請求項７または８に記載のタッチ感知電極。
10. 前記第２のトレースパターンは、前記第２の主配線を対称軸に対称する形状を成すことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のタッチ感知電極。
11. 前記複数の第１の感知線と前記複数の第２の感知線は、基板の同一側に配置されるか、前記基板の異なる両側に夫々配置されているを特徴とする請求項３に記載のタッチ感知電極。
12. 前記複数の第１の感知線と前記複数の第２の感知線が前記基板の同一側に配置されている場合に、前記複数の第１の感知線と前記複数の第２の感知線の間に配置され、前記複数の第１の感知線と前記複数の第２の感知線間を絶縁する複数の絶縁マウンドをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のタッチ感知電極。
13. 基板と、
    前記基板上に設けられた、請求項１から１２のいずれか１項に記載のタッチ感知電極とを備えることを特徴とするタッチパネル。

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