JP5547769B2 - タッチ制御パターン構造、その製造方法、これを含むタッチパネル - Google Patents
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Description
本発明は、タッチ制御技術に関し、特に、タッチ制御パターン構造、製造方法及びタッチ制御パターン構造を有するタッチパネルに関する。
図１は、従来のタッチ制御パターン構造の模式図である。図１を参照すると、従来のタッチ制御パターン構造１００は、基板１０１の表面上の導電ジャンピング配線１０２、導電ジャンピング配線１０２上に配置された絶縁層１０３、絶縁層１０３上に配置された導電層１０４を備えている。導電層１０４は、水平方向、垂直方向の２つの異なる方向の導電ユニット及び配線１０７を有している。水平方向の同じグループの導電ユニット１０５は、導電ジャンピング配線１０２により接続されており、垂直方向の同じグループの導電ユニット１０６は配線１０７（材料は垂直方向の導電ユニットと一致する）により接続されている。導電ジャンピング配線１０２と配線１０７間の絶縁層１０３のため、２つの方向の導電ユニットは互いに絶縁されており、容量結合を形成している。
しかしながら、絶縁層１０３の厚みを薄くすると、２つの方向の導電ユニット１０５、１０６は、タッチパネルの信頼性に影響する容量破壊を引き起こすこととなる。通常、導電層１０４の厚みは非常に薄く、約５００〜１０００Åであるが、絶縁層１０３の厚みは約２μｍである。絶縁層１０３は、配線１０７よりも厚い。このため、絶縁層１０３のエッジの配線１０７のジャンピング部１０８（配線１０７を明確に示すために、図１のＡ部においてジャンピング部１０８を省略している。）は容易に破壊が起こり、タッチパネルの耐久性及び信頼線の低下を引き起こす。
本発明の一目的は、静電容量検出層を補強し、耐久性、信頼性を向上することが可能な新たなタッチ制御パターン構造を提供することである。
本発明に係るタッチ制御パターン構造は、２つの交差する電極グループを有する静電容量検出層と、前記２つの交差する電極グループ間に配置された絶縁層と、前記静電容量検出層上において、前記２つの交差する電極グループの交差部に、前記絶縁層のエッジに配置された補強層とを備える。
本発明の他の目的は、タッチ制御パターン構造を形成する方法を提供することである。その方法は、以下のステップを含む。基板上に２つ交差する電極グループを有する静電容量検出層を形成し、前記２つの交差する電極グループの交差部において、当該２つの交差する電極グループの間に配置される絶縁層を形成し、前記静電容量検出層上において、前記２つの交差する電極グループの交差部に、前記絶縁層のエッジに配置される補強層を形成する。
さらに、本発明の他の目的は、タッチパネルを提供することである。そのタッチパネルは、基板と、タッチ検出信号を生成する本発明により提供されたタッチ制御パターン構造と、前記タッチ検出信号を受信して処理するコントローラとを備える。
補強層は、破壊を避けるため、絶縁層のエッジの配線のジャンピング部を補強するために用いられる。補強層が導電材料で形成される場合、上述の配線のジャンピング部が破壊されたとしても、補強層が配線のような伝導機能を果たすことができ、静電容量検出層及びタッチパネルの耐久性及び信頼性が向上する。
本発明によれば、静電容量検出層を補強し、耐久性、信頼性を向上することが可能な新たなタッチ制御パターン構造を提供することが可能となる。
当業者であれば、図面、以下の説明は、説明する目的のみのものであると理解するであろう。図面は、決して本技術のスコープの限定を目的とするものではない。同様の符号は、複数の図面を通して対応する部分を示す。
従来のタッチ制御パターン構造の模式図である。
第１の実施の形態のタッチ制御パターン構造の模式図である。
図２のＢ部の拡大図である。
図２の層状図である。
第２の実施の形態のタッチ制御パターン構造の模式図である。
図５のＣ部の拡大図である。
図５の層状図である。
図２は、本発明のタッチ制御パターン構造の模式図である。図２を参照すると、タッチ制御パターン構造３００は、基板３１０の表面に配置された静電容量検出層３２０を含む。静電容量検出層３２０は、第１方向に均等に配列された複数の分離した第１電極グループ３２１、第２方向に均等に配列された複数の分離した第２電極グループ３２２を含む。それぞれの第１電極グループ３２１は、複数の第１電極セル３２１１を含み、同じ第１電極グループ３２１に配置された２つの隣接した第１電極セル３２１１は、第１配線３２１２によって接続されている。
同様に、それぞれの第２電極グループ３２２は複数の第２電極セル３２２１を含み、これらの第２電極セル３２２１はそれぞれ分離されている。第２電極セル３２２１は、第１配線３２１２の両側に配置され、同じ第２電極グループ３２２の２つの隣接した第２電極セル３２２１は、第２配線３２２２によって接続されている。第１配線３２１２は、第２配線３２２２と交差しており、絶縁層３３０が第１配線３２１２と第２配線３２２２との間に配置されている（図３）。詳細には、絶縁層３３０は、複数の絶縁素子３３１からなる。それぞれの絶縁素子３３１は、第１配線３２１２を第２配線３２２２から絶縁するために、それぞれの第２配線３２２２と、それぞれの第２配線３２２２に対応する第１配線３２１２との間に配置されている。
図２、３、４を参照すると、第２配線３２２２は基板３１０上に配置されており、第１配線３２１２は第２配線３２２２上に配置されており、絶縁層３３０はこれらの間に配置されている。図３の点線で示すように、絶縁層３３０に対向する第１配線３２１２上に配置された補強層３４０は、第１配線３２１２が破壊しないように補強し、結果としてタッチパネルの耐久性及び信頼性を向上させるために、絶縁層３３０のエッジの第１配線３２１２のジャンピング部３５０上に配置されている。
更に詳細には、補強層３４０は、複数の補強素子３４１を含む。補強素子３４１は、互いに分離されており、絶縁層３３０のエッジの第１配線３２１２のジャンピング部３５０上に配置されている。これらの補強素子３４１は、均等に配置されている。他の態様では、補強素子３４１は、不均等に配置されうる。補強素子３４１の形状は、ドット（dot）、一片（piece）、細長い一片（strip）等でありうる。補強素子３４１の分布及びサイズは、タッチパネルの光学性能に影響を及ぼさないで、設計要求に基づいて調整されうる。
一態様では、補強層３４０は、導電材料からなる。このため、第１配線３２１２がジャンピング部３５０で破壊されたとしても、補強層３４０は、タッチパネルの耐久性及び信頼性をさらに向上するために、タッチパネルの正常な性能に影響を及ぼすことなく、配線のような伝導機能を果たしうる。補強層３４０は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）又は酸化亜鉛等の透明導電材料、伝導性と延性の観点から、モリブデン、アルミニウム、銅等の金属で形成することができる。
上述の実施の形態では、第１電極セル３２１１第２電極セル３２２１は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料からなる。第１配線３２１２、第２配線３２２２もまた、エッチング、スパッタリング又はスクリーン印刷等によって形成される、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料により形成される。また、第１配線３２１２第２配線３２２２は、銅、アルミニウム等の金属材料により形成することも可能である。絶縁層３３０は、透明絶縁材料からなる。
さらに、複数の第１電極グループ３２１、第２電極グループ３２２は、それぞれ独立して周辺回路（不図示）に接続されており、これらの周辺回路は、基板の表面に配置されている。
第１の実施の形態のタッチ制御パターン構造の製造方法について、図４を参照して説明する。まず、基板３１０の表面上に複数の第２配線３２２２を形成し、第２配線３２２２上に絶縁層３３０を形成する。絶縁層３３０は、特に、夫々対応する第２配線３２２２を覆う複数の絶縁素子３３１からなる。
その後、基板３１０の同一の表面上に、第１電極セル３２１１、第２電極セル３２２１、第１電極セル３２１１を接続する第１配線３２１２を同時に形成する。複数の第１電極セル３２１１、第１配線３２１２は、複数の第１電極グループ３２１を構成し、複数の第２電極セル３２２１、第２配線３２２２は、複数の第２電極グループ３２２を構成する。特に、それぞれの第２配線３２２２は、同じ第２電極グループ３２２に属する２つの隣接する第２電極セル３２２１を接続する。第１電極グループ３２１、第２電極グループ３２２は、静電容量検出層３２０を構成する。
図２、３を参照すると、第１電極セル３２１１、第２電極セル３２２１、第２配線３２２２は、同一の層に配置されている。しかしながら、第１配線３２１２は、第２配線３２２２の上に配置されており、絶縁素子３３１と交差している。このため、第１配線３２１２は、第１配線３２１２により接続される第１電極セル３２１１よりも高い位置に配置され、第１配線３２１２は、絶縁素子３３１のエッジに存在するジャンピング部３５０であるスロープ構造を形成する（図３において点線で示される）。このため、第１配線３２１２のジャンピング部３５０にストレスがかかり、弱くなる。第１配線３２１２が、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料からなる場合は、より顕著である。
図３、４に示すように、静電容量検出層３２０を形成した後、絶縁素子３３１のエッジの第１配線３２１２のジャンピング部３５０上に複数の補強素子３４１からなる補強層３４０を形成する。これらの補強素子３４１は、均等に配置されている。他の態様では、補強素子３４１は、不均等に配置されうる。補強素子３４１の形状は、ドット（dot）、一片（piece）、細長い一片（strip）等でありうる。補強素子３４１の分布及びサイズは、タッチパネルの光学性能に影響を及ぼさないで、設計要求に基づいて調整されうる。
一態様では、補強層３４０は、導電材料からなる。このため、第１配線３２１２がジャンピング部３５０で破壊されたとしても、補強層３４０は、タッチパネルの耐久性及び新体制をさらに向上するために、タッチパネルの正常な性能に影響を及ぼすことなく、配線のような伝導機能を果たしうる。補強層３４０は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）又は酸化亜鉛等の透明導電材料、伝導性と延性の観点から、モリブデン、アルミニウム、銅等の金属で形成することができる。
さらに、製造方法は、基板３１０の表面に配置される周辺回路（不図示）を形成するステップを含む。第１電極グループ３２１と第２電極グループ３２２は、それぞれ独立して周辺回路に接続される。一態様では、周辺回路と補強層３４０は１つのステップで形成される。
製造方法は、また異なる順序で実行されうる。第２配線３２２２を形成した後、第２電極セル３２２１が基板３１０の同一の表面上に形成され、第２配線３２２２は隣接する第２電極セル３２２１を接続する。絶縁層３３０を形成した後、第１電極セル３２１１、第１配線３２１２が形成される。隣接する第１電極セル３２１１を接続する第１配線３２１２は、絶縁層３３０を跨ぐ。最後に、補強層３４０が上述した第１配線３２１２上に形成される。
図５を参照すると、本発明の他の第２の実施の形態に係るタッチ制御パターン構造３００が示される。タッチ制御パターン構造３００は、基板３１０の表面上に配置された静電容量検出層３２０を含む。静電容量検出層３２０は、第１方向に均等に配列された複数の分離した第１電極グループ３２１、第２方向に均等に配列された複数の分離した第２電極グループ３２２を含む。それぞれの第１電極グループ３２１は、複数の第１電極セル３２１１を含み、同じ第１電極グループ３２１に配置された２つの隣接した第１電極セル３２１１は、第１配線３２１２によって接続されている。
同様に、それぞれの第２電極グループ３２２は複数の第２電極セル３２２１を含み、これらの第２電極セル３２２１はそれぞれ分離されている。第２電極セル３２２１は、第１配線３２１２の両側に配置され、同じ第２電極グループ３２２の２つの隣接した第２電極セル３２２１は、第２配線３２２２によって接続されている。第１配線３２１２は、第２配線３２２２と交差しており、絶縁層３３０が第１配線３２１２と第２配線３２２２との間に配置されている（図３）。詳細には、絶縁層３３０は、複数の絶縁素子３３１からなる。それぞれの絶縁素子３３１は、第１配線３２１２を第２配線３２２２から絶縁するために、それぞれの第２配線３２２２と、それぞれの第２配線３２２２に対応する第１配線３２１２との間に配置されている。
図７を参照すると、第１配線３２１２は基板３１０上に配置されており、第２配線３２２２は第１配線３２１２上に配置されており、絶縁層３３０はこれらの間に配置されている。図６の点線で示すように、絶縁層３３０に対向する第２配線３２２２上に配置された補強層３４０は、第２配線３２２２が破壊しないように補強し、結果としてタッチパネルの耐久性及び信頼性を向上させるために、絶縁層３３０のエッジの第２配線３２２２のジャンピング部３５０上に配置されている。
更に詳細には、補強層３４０は、複数の補強素子３４１を含む。補強素子３４１は、互いに分離されており、絶縁層３３０のエッジの第２配線３２２２のジャンピング部３５０上に配置されている。これらの補強素子３４１は、均等に配置されている。他の態様では、補強素子３４１は、不均等に配置されうる。補強素子３４１の形状は、ドット（dot）、一片（piece）、細長い一片（strip）等でありうる。補強素子３４１の分布及びサイズは、タッチパネルの光学性能に影響を及ぼさないで、設計要求に基づいて調整されうる。
上述の実施の形態では、第１電極セル３２１１第２電極セル３２２１は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料からなる。第１配線３２１２第２配線３２２２もまた、エッチング、スパッタリング又はスクリーン印刷によって形成される酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料により形成される。また、第１配線３２１２、第２配線３２２２は、銅、アルミニウム等の金属材料により形成することも可能である。絶縁層３３０は、透明絶縁材料からなる。
さらに、複数の第１電極グループ３２１、第２電極グループ３２２は、それぞれ独立して周辺回路（不図示）に接続されており、これらの周辺回路は、基板の表面に配置されている。
図５〜７を参照すると、まず、基板３１０の表面上に複数の第１電極セル３２１１、第２電極セル３２２１及び第１電極セル３２１１に接続された第１配線３２１２を同時に形成する。そして、第１配線３２１２上に絶縁層３３０を形成する。絶縁層３３０は、特に、夫々対応する第１配線３２１２を覆う複数の絶縁素子３３１からなる。その後、複数の第２配線３２２２がそれぞれの絶縁素子３３１上に形成される。
複数の第１電極セル３２１１及び第１配線３２１２は、複数の第１電極グループ３２１を構成し、複数の第２電極セル３２２１及び第２配線３２２２は、複数の第２電極グループ３２２を構成するする。特に、夫々の第２配線３２２２は、同じ第２電極グループ３２２に属する、隣接する２つの第２電極セル３２２１を接続する。第１電極グループ３２１、第２電極グループ３２２は、静電容量検出層３２０を構成する。
図５〜７を参照すると、第１電極セル３２１１、第２電極セル３２２１、第１配線３２１２は同一の層に配置されている。しかしながら、第２配線３２２２は、第１配線３２１２上に配置されており、絶縁素子３３１と交差している。このため、第２配線３２２２は、第２配線３２２２によって接続される第２電極セル３２２１よりも高い位置に配置され、第２配線３２２２は、絶縁素子３３１のエッジに存在するジャンピング部３５０であるスロープ構造を形成する（図６において点線で示される）。このため、第２配線３２２２のジャンピング部３５０にストレスがかかり、弱くなる。第１配線３２１２が、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウム又は酸化亜鉛等の透明導電材料からなる場合は、より顕著である。
静電容量検出層３２０を形成した後、絶縁素子３３１のエッジの第２配線３２２２のジャンピング部３５０上に複数の補強素子３４１からなる補強層３４０を形成する。これらの補強素子３４１は、均等に配置されている。他の態様では、補強素子３４１は、不均等に配置されうる。補強素子３４１の形状は、ドット（dot）、一片（piece）、細長い一片（strip）等でありうる。補強素子３４１の分布及びサイズは、タッチパネルの光学性能に影響を及ぼさないで、設計要求に基づいて調整されうる。
他の態様では、補強層３４０は、導電材料からなる。このため、第２配線３２２２がジャンピング部３５０で破壊されたとしても、補強層３４０は、タッチパネルの耐久性及び新体制をさらに向上するために、タッチパネルの正常な性能に影響を及ぼすことなく、配線のような伝導機能を果たしうる。補強層３４０は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）又は酸化亜鉛等の透明導電材料、伝導性と延性の観点から、モリブデン、アルミニウム、銅等の金属で形成することができる。
さらに、製造方法は、基板３１０の表面に配置される周辺回路（不図示）を形成するステップを含む。第１電極グループ３２１と第２電極グループ３２２は、それぞれ独立して周辺回路に接続される。一態様では、周辺回路と補強層３４０は１つのステップで形成される。
説明すべき点は、上述の第１方向の第１電極セル３２１１、第２方向の第２電極セル３２２１、第１方向の第１配線３２１２は、よく知られたエッチング、スパッタリング、スクリーン印刷等により形成される製造技術である。
本発明は、上述のタッチ制御パターン構造３００及び基板３１０を含むタッチパネルを提供する。これは、タッチ検出信号を生成するために用いられうる。周辺回路は、タッチ検出信号をコントローラ（不図示）に伝送するために用いられる。コントローラの機能は、タッチ検出信号を受信し、処理することである。
いくつかの実施の形態が示され、説明されたが、本発明の精神及びスコープから逸脱することなく、様々な改良及び置換がなされうる。また、本発明は、説明の目的で説明されたものであり、限定されないことが理解されるであろう。
３００ タッチ制御パターン構造
３１０ 基板
３２０ 静電容量検出層
３２１ 第１電極グループ
３２１１ 第１電極セル
３２１２ 第１配線
３２２ 第２電極グループ
３２２１ 第２電極セル
３２２２ 第２配線
３３０ 絶縁層
３３１ 絶縁素子
３４０ 補強層
３４１ 補強素子
３５０ ジャンピング部
３１０ 基板
３２０ 静電容量検出層
３２１ 第１電極グループ
３２１１ 第１電極セル
３２１２ 第１配線
３２２ 第２電極グループ
３２２１ 第２電極セル
３２２２ 第２配線
３３０ 絶縁層
３３１ 絶縁素子
３４０ 補強層
３４１ 補強素子
３５０ ジャンピング部
Claims (12)
- ２つの交差する電極グループを有する静電容量検出層と、
前記２つの交差する電極グループ間に配置された絶縁層と、
前記静電容量検出層上において、前記２つの交差する電極グループの交差部に、前記絶縁層のエッジに配置された補強層とを備え、
前記２つの交差する電極グループは、第１方向の複数の第１電極グループと、第２方向の複数の第２電極グループとを備え、
前記補強層は、導電材料からなる、
タッチ制御パターン構造。 - 前記第１電極グループは、複数の第１電極セルと、隣接する前記第１電極セルを接続する複数の第１配線を備え、
前記第２電極グループは、複数の第２電極セルと、隣接する前記第２電極セルを接続する複数の第２配線を備え、
前記絶縁層は、前記第１配線と前記第２配線との間に配置されている、
請求項１に記載のタッチ制御パターン構造。 - 前記絶縁層のエッジにおいて、前記第１配線と前記第２配線上に複数のジャンピング部が形成され、
前記補強層は、前記ジャンピング部において、前記第１配線又は前記第２配線の上に形成されている請求項２に記載のタッチ制御パターン構造。 - 前記補強層は、複数の補強素子を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチ制御パターン構造。
- 前記導電材料は、透明導電材料である請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチ制御パターン構造。
- 前記絶縁層は、複数の絶縁素子からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のタッチ制御パターン構造。
- 前記２つの交差する電極グループに接続された周辺回路をさらに備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチ制御パターン構造。
- ａ）基板上に２つ交差する電極グループを有する静電容量検出層を形成すると共に、前記２つの交差する電極グループの交差部において、当該２つの交差する電極グループの間に配置される絶縁層を形成し、
ｂ）前記静電容量検出層上において、前記２つの交差する電極グループの交差部に、前記絶縁層のエッジに配置される補強層を形成し、
前記２つの交差する電極グループは、第１方向の複数の第１電極グループと、第２方向の複数の第２電極グループとを備え、
前記補強層は、導電材料からなる、
タッチ制御パターン構造の製造方法。 - ステップ（ａ）は、
ａ１）前記基板上に、前記第２電極グループの第２電極セルを接続する第２配線を形成し、
ａ２）前記第２電極セルを形成し、
ａ３）前記第２配線上に絶縁層を形成し、
ａ４）前記第１電極グループの第１電極セルと、前記第１電極セルを接続する第１配線を形成するステップを含む請求項８に記載のタッチ制御パターン構造の製造方法。 - ステップ（ａ）は、
ａ１）前記基板上に、前記第２電極グループの第２電極セルを接続する第２配線を形成し、
ａ２）前記第２配線上に絶縁層を形成し、
ａ３）前記第２電極セル、前記第１電極セル及び前記第１配線を同時に形成するステップを含む請求項８に記載のタッチ制御パターン構造の製造方法。 - ステップ（ａ）は、
ａ１）前記基板上に、前記第２電極グループの第２電極セル、前記第１電極グループの第１電極セル及び前記第１電極セルを接続する第１配線を同時に形成し、
ａ２）前記第１配線上に絶縁層を形成し、
ａ３）前記第２電極セルを接続する第２配線を形成するステップを含む請求項８に記載のタッチ制御パターン構造の製造方法。 - 基板と、
タッチ検出信号を生成する請求項１〜７のいずれか１項に記載のタッチ制御パターン構造と、
前記タッチ検出信号を受信して処理するコントローラと、
を備えるタッチパネル。
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