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JP5925659B2 - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は入力パネル及びその製造方法に関するものであり、特に、タッチパネル及びその製造方法に関するものである。
各タイプのタッチ入力装置は、すでに電子製品に広く応用されている。例えば、携帯電話とタブレット型コンピューターは、主にタッチパネルを入力装置とし、ユーザーが便利に、直接手を入力パネルの表面にタッチして指令を下し、または、タッチパネルの表面をカーソルで制御したり、或いは文字入力を手書きすることができる。タッチパネルと協力する表示パネルは、ユーザーが選択できるように仮想ボタンを表示し、ユーザーがこれらの仮想ボタンによって対応の関連文字を入力することができる。
一般的に、タッチパネルは抵抗膜方式、静電容量式、超音波式、及び赤外線方式などに分けられる。実際には、抵抗膜方式タッチパネルの製品がもっとも多く、抵抗膜方式タッチパネルの設計は、主に、４線式、５線式、６線式、８線式などに分けることができる。現在、４線式タッチパネルは、コストと技術面が比較的に成熟しているため、すでに広く生産と応用がなされている。
タッチパネルは基板と、基板上に形成される回路層と絶縁層、及びフレキシブルプリント配線板パターンなどを含む。しかしながら、通常、基板は透明材料を採用しており、例えば、ガラスである。基板周辺に位置する接着用材料は、通常、透明材料で作られている。故に、絶縁層とフレキシブルプリント配線板パターンを視覚上で遮断することができず、ユーザーは、基板側からタッチパネルを見た場合、依然として絶縁層とフレキシブルプリント配線板パターンを視認することができる。この視覚上の問題を解決するためには、従来技術はハウジングに余分なフレームを追加する必要があり、タッチパネルをハウジング内に組み立てる時、フレームを利用して人に見られたくないタッチパネルの一部（例えば、絶縁層とフレキシブルプリント配線板パターン）を遮断することによって、製品のハウジングが余分なフレームを保留しなければならない欠点を招く。
したがって、その中の周辺回路が視覚上において、ユーザーに視認されないようなタッチパネル及びその製造方法を如何に提供するかが重要な課題の一つとなる。
上記課題に鑑み、本発明の目的は、視覚上に露出される周辺回路を避けることができるタッチパネル及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明のもう一つの目的は、内部回路を遮断装飾し、内側素子を保護し、及び／或いは完全なタッチコントロール機能を含む複数の機能を有することができる斬新なタッチパネル設計を提供することを課題とする。
上記の目的を達成するために、本発明に基づいたタッチパネルは、基板、透明導電層、導電装飾パッド、装飾層と不透明な導電層を含み、透明導電層を基板に設置し、装飾パッドを透明導電層に設置し、装飾層を透明導電層と導電装飾パッドに設置し、且つ導電装飾パッド上に開口を有し、不透明な導電層は装飾層に設置し、且つ開口によって、透明導電層と電気的接続することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に基づいたタッチパネルの製造方法は、基板上に透明導電層を形成するステップと、透明導電層上に導電装飾パッドを形成するステップと、導電装飾パッド上に装飾層を形成するステップと、装飾層上に不透明な導電層を形成するステップとを備え、前記装飾層は導電装飾パッド上に開口を有し、前記不透明な導電層は、開口によって、透明導電層と電気的接続することを特徴とする。
本発明の一実施例において、導電装飾パッドは完全に開口を覆い、導電装飾パッドの電気伝導度能力は装飾層よりも優れ、導電装飾パッドのカラーは装飾層のカラーと近似している。
本発明の一実施例において、不透明な導電層の一部は開口に設置する。または、もう一つの実施例において、タッチパネルは開口に設置する導電性充填剤を更に含む。または、もう一つの実施例において、不透明な導電層の一部と導電性充填剤は開口に設置する。
本発明の一実施例において、透明導電層は、タッチ検知回路を有する。
本発明の一実施例において、タッチパネルは、接続ピンと導電性接着剤を更に含み、導電性接着剤は接続ピンと不透明な導電層を接着する。
本発明の一実施例において、タッチパネルは、抵抗膜式タッチパネル、または静電容量式タッチパネルである。
本発明の一実施例において、基板はタッチセンシング機能と保護の機能を兼備しているため、カバーレンズの代わりとすることができる。
本発明の一実施例において、基板は、透明プラスチック基板、透明ガラス基板、ポリイミド（polyimide，PI）基板、またはポリエチレンテレフタレート基板である。
上述したように、本発明のタッチパネル及びその製造方法において、開口は不透明な導電層と透明導電層が直接または間接的に電気的接続するためであり、且つ装飾層の開口は透明導電層上の導電装飾パッドの上に位置し、導電装飾パッドと装飾層は周辺回路を遮断し、視覚上に露出することを回避することができることで、ユーザーは、周辺回路を視認することができない。また、本発明のタッチパネルおよびその製造方法を用いることで、単一の基板のみを使用することができるため、余分な透明接着剤、またはガラスカバーレンズが不要になり、製品の薄型化に有利である。
さらに重要なことは、本発明のタッチパネルの基板は、従来技術にない複数の機能を兼備することができる。その一、内部回路を遮断するため、装飾機能を提供することができる。その二、導電層と内部回路が損傷されないように保護する。その三、完全な導電層を設置することによって、感知機能を提供する。簡潔に説明すると、従来技術にカバーレンズを増設することで上述の装飾と保護の二つの効果を有することができるが、それには余分な製造プロセスや材料を必要とする。これに反して、本発明の斬新な設計によって多機能基板の概念が実現することができる。また、単一の基板の機能が強化されたため、パネル内の他の基板を省略することができ、また、装飾の目的を達成するために、余分な貼り付け、或いは組み立てのステップを簡略化することができる。故に、本発明は、モジュール化の製造工程に適し、製造コストを低減することができる。
本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るタッチパネルの概略図である。
関連する図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例に係るタッチパネル及びその製造方法を以下の通りに説明し、このうち同じ部材は同じ符号を付して説明する。
図１Ａ〜図1Ｃは本発明の好ましい実施例に係るタッチパネル１の概略図である。図１Ａに示すように、タッチパネル１は基板１０と、透明導電層１１と、導電装飾パッド１２、及び装飾層１３とを備え、透明導電層１１は、基板１０に設置し、導電装飾パッド１２は、透明導電層１１に設置し、装飾層１３は、透明導電層１１と導電装飾パッド１２に設置し、且つ導電装飾パッド１２上に開口１３１を有する。
例えば、透明導電層１１〜装飾層１３は、以下の手順に基づいて、基板１０上に形成することができる。その手順は基板１０上に透明導電層１１を形成するステップと、透明導電層１１上に導電装飾パッド１２を形成するステップと、導電装飾パッド１２上に装飾層１３を形成するステップとを備える。装飾層１３は、導電装飾パッド１２上に開口１３１を有する。
透明導電層１１はパターン化処理後にタッチ検知回路を形成する。その材料は、例えば、インジウムスズ酸化物(Indium tin oxide, ITO)であり、装飾層１３の材料は、例えば、絶縁材料である。透明導電層１１は、タッチパネル１のタッチ入力エリア上でタッチ検知回路を構成する複数の導線を有する。タッチ入力エリアの透明導電層１１は装飾層１３に覆われていない。
基板１０の外表面１０１は、ユーザの操作のために提供したものであり、通常、ユーザーは、外表面１０１からタッチパネル１を見て、且つ外表面１０１で操作を行い、タッチパネル１のその残りの各層構成と素子は基板１０の内表面１０２に設置する。
そして、図１Ｂに示すように、タッチパネル１は、不透明な導電層１４を含み、不透明な導電層１４は装飾層１３に設置し、且つ開口１３１によって、透明導電層１１と電気的接続する。不透明な導電層１４の材料は銀ペーストであることができる。スクリーン印刷設備によって、微細回路のスクリーン印刷に合わせ、微細回路を形成する。且つ装飾層１３上に印刷する。不透明な導電層１４の一部１４１は、開口１３１に充填し、且つ透明導電層１１と電気的接続する。
例えば、図１Ａの各層の形成後、不透明な導電層１４は装飾層１３上に形成する。よって、導電装飾パッド１２の電気伝導度能力は装飾層１３よりも優れる。故に、不透明な導電層１４と透明導電層１１は導電装飾パッド１２によって導通するもので、装飾層１３ではない。
導電装飾パッド１２の形状は、任意の形状、任意の色であることができる。しかし、好ましい効果から言えば、導電装飾パッド１２の色は装飾層１３の色に近似しているので、ユーザが外表面１０１からタッチパネル１を見た場合、導電装飾パッド１２と装飾層１３との間の変化を容易に視認することができない。不透明な導電層１４の一部１４１は、開口１３１に設置する。好ましくは、開口１３１は不透明な導電層１４の材料を完全に充填すべきである。仮に、開口１３１内に不透明な導電層１４の材料を完全に充填していなく、開口内の一部の空間が如何なるものを充填していないため、その色差は依然としてユーザが容易に視認することはなく、これは外表面１０１から見た場合、導電装飾パッド１２が開口１３１を遮断したため、ユーザが外表面１０１からタッチパネル１を見た場合、開口１３１が完全に充填していないために生じた色差を視認されることがない。よって、製造工程で発生するアライメントエラーを修正することができる。
導電装飾パッド１２の材料は、例えば、炭素、ナノ銅、ナノ銀、または導電性ポリマーなどに限定されず、及び装飾層１３の材料は、例えば、絶縁性を有するさまざまなカラ−インクであるが、これに限定されない。
また、不透明な導電層１４は、装飾層１３を延伸して超えることがない。その材料は金属であることができる。
図１Ｃに示すように、タッチパネル1は、絶縁層１５と導電接着剤１６と、接続ピン１７とを更に含み、絶縁層１５は、不透明な導電層１４上に設置し、導電接着剤１６は接続ピン１７と不透明な導電層１４を接着する。
例えば、絶縁層１５は、スクリーン印刷方式によって、不透明な導電層１４上を覆うことで、不透明な導電層１４を保護することで、空気と接触することによって酸化を引き起こすのを防止する。接続ピン１７はフレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit Board, FPC）のパッドであり、導電接着剤１６によって、不透明な導電層１４上及び絶縁層１５の傍に接着固定する。接続ピン１７は導電接着剤１６と不透明な導電層１４によって、透明導電層１１と電気的接続する。導電接着剤１６は異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film, ACF）、または異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste , ACP）であることができる。
図２Ａと図２Ｂは、本発明の好ましい実施例のタッチパネル１ａの概略図である。図２Ａに示すように、透明導電層１１は基板１０に設置し、導電装飾パッド１２は透明導電層１１に設置し、装飾層１３は透明導電層１１と導電装飾パッド１２に設置し、且つ導電装飾パッド１２上に開口１３１を有し、導電性充填剤１８は開口１３１に設置する。透明導電層１１と導電装飾パッド１２、及び装飾層１３の構造と製造工程は図１Ａと似ている。
図２Ｂに示すように、不透明な導電層１４は装飾層１３と導電性充填剤１８上に設置し、つまり、開口１３１は、まず、導電性充填剤１８を充填してから、装飾層１３と導電性充填剤１８上に不透明な導電層１４を形成する。続いて、図１Ｃに示すように似ており、絶縁層１５は不透明な導電層１４上に設置し、導電接着剤１６は接続ピン１７と不透明な導電層１４を接着する。
図３Ａと図３Ｂは、本発明の好ましい実施例のタッチパネル１ｂの概略図である。図３Ａに示すように、透明導電層１１は基板１０に設置し、導電装飾パッド１２は透明導電層１１に設置し、装飾層１３は透明導電層１１と導電装飾パッド１２に設置し、且つ導電装飾パッド１２上に開口１３１を有し、導電性充填剤１８は開口１３１に設置するが開口１３１を完全に充填していない。各層の構造と製造工程は図１Ａに示すように似ている。
図３Ｂに示すように、不透明な導電層１４は装飾層１３と導電性充填剤１８上に設置し、且つ開口１３１内で導電性充填剤１８に充填されていないスペースは不透明な導電層１４の一部１４１aによって充填されている。言わば、開口１３１は、まず、導電性充填剤１８を充填してから、装飾層１３と導電性充填剤１８上に不透明な導電層１４を形成する。同時に、不透明な導電層１４を開口１３１内で完全に充填されていないスペースに充填する。続いて、図１Ｃに示すように似ており、絶縁層１５は不透明な導電層１４上に設置し、導電接着剤１６は接続ピン１７と不透明な導電層１４を接着する。
いずれにしても、基板１０に導電装飾パッド１２を設置しているため、外表面１０１からタッチパネル１〜１ｂを見た場合、開口１３１と不透明な導電層１４、或いは導電性充填剤１８が視認されることがない。よって、製造工程で発生するアライメントエラーを修正することができる。
上記実施例において、タッチパネルは、抵抗膜方式タッチパネル、或いは静電容量式タッチパネルであり、静電容量式タッチパネルは、例えば、射影静電容量式タッチパネルである。
上記実施例において、タッチパネルの種類について触れると、タッチパネル１〜１ｂは、非可撓性フレキシブル、或いは可撓性タッチパネルであることができる。また、基板１０、１０aは、透明基板であり、例えば、透明プラスチック基板、透明ガラス基板、ポリイミド（polyimide, PI）、或いはポリエチレンテレフタレート基板であることができる。
基板の数について触れると、タッチパネル１〜１ｂは、単一基板のみのパネルであることができる。上記のタッチパネル１〜１ｂは、一つの基板のみを使用していることから言えば、パネル内にもう一つの基板を設置する必要がないため、パネル全体の厚みが比較的に薄い、且つ厚みが比較的に薄いことにより全体の透過率を向上させることができる。また、一つの基板のみを使用しているため、２枚の基板を貼り付ける必要がなく、貼り付け工程によって引き起こされる低い歩留まりの問題を回避するだけでなく、生産歩留まりを高めることができ、且つ貼り付けに必要とされる製造工程及び補助材料、例えば、透明接着剤又はカバーレンズを減少することができるため、製造コストを低減することができる。従って、製造コストにおいて、一つの基板及び光学接着剤層を使用していないため、コストを下げることができる。
もっとも好ましいのは、タッチパネル１〜１ｂの基板１０、１０aは、複数の機能を兼備することができる。其の一、組み立てた後に、基板１０、１０aは外表面に位置し、且つ内部回路と透明導電層１１、１１a、及びその他の素子の上を覆うことで、一つは導電装飾パッドと装飾層を合わせることによって、装飾機能を提供し、内部回路を遮断することができる。もう一つは、内部回路と透明導電層１１、１１aが損傷しないように保護することができる。また、基板１０、１０a上に整った透明導電層１１、１１aを設置して感知機能を提供することができる。従って、本発明は、基板の製造工程を簡略化し、且つ複数の機能を有するとの目標を実現していることから、斬新なコンセプトに属し、且つもう一つを貼り付けるとの余分なステップを省くことができ、モジュール化の製造工程に適しており、製造コストの低減に有利である。上記のコンセプトのもと、本発明はこれに限定されず、実質的に同一または類似の何れかの製造工程、或いは構造に形成される異なる形態のタッチパネルのすべてを含む。また、上記実施例において、タッチパネル１〜１ｂは少なくとも2つの基板を有することができる。例えば、基板１０は、もう一つの基板と接合することができる。以下、例をあげて説明する。
図４は、本発明のもう一つの好ましい実施例に係るタッチパネル１ｃの概略図である。図４に示すように、タッチパネル１ｃは基板１０、１０aと、透明導電層１１、１１aと、導電装飾パッド１２、１２aと、装飾層１３、１３aと、不透明な導電層１４、１４aと、絶縁層１５、１５aと、導電接着剤１６、１６aと、接続ピン１７と、透明絶縁層１９とを備える。透明絶縁層１９は透明導電層１１、１１aとの間に設置し、例えば、光学接着剤であること。基板１０aと、透明導電層１１aと、導電装飾パッド１２aと、装飾層１３aと、不透明な導電層１４aと、絶縁層１５aと、導電接着剤１６aとは前記の図1A〜1Cに示す対応素子と類似の構造と製造工程を有するため、詳細な説明を省略する。
もちろん、上記の実施例と同じく、基板１０は、少なくとも装飾や保護の機能を兼備し、多機能基板である。且つ、追加の貼付工程を回避し、本発明の創作概念と一致している。上記実施例によれば、本発明の多機能基板の創作概念は、単層、或いは多層基板の両方に適していることを証明することができる。また、装飾層１３aの開口１３１aは、図２Ａと同じく、導電性充填剤を充填することができる。或いは、装飾層１３aの開口１３１aは、図３Ａと同じく、導電性充填剤と不透明な導電層１４aの一部を充填することができる。
タッチパネル１ｃは静電容量式タッチパネルである場合、２つの基板１０、１０aとの間に透明絶縁層１９を設置せずに、空気を充填することができる。つまり、静電容量式タッチパネル１ｃの透明導電層１１、１１aとの間に空気層を設置し、空気層と透明導電層１１、１１aは直接接触する。この構成は不透明な導電層１４aのコストを削減することができる以外に、製造時に不透明な導電層１４aの両面を接着する必要もないため、製造工程が比較的に簡単である。貼り付け不良によって引き起こされる低生産歩留まりを防止できる。また、コンデンサの容量は、二つの電極との間の誘電率と正の相関関係にあり、且つタッチパネルのタッチ反応時間はコンデンサの容量と、正の相関関係にある。空気の誘電率は光学接着剤の誘電率より小さいため、空気によって透明絶縁層１９を交換し、透明導電層１１、１１aに構成されたコンデンサの容量を減少させることができ、タッチパネル１ｃのタッチ反応時間を下げることで、タッチパネル１ｃのタッチ反応時間を向上させることができる。
上記をまとめると、本発明のタッチパネル及びその製造方法において、開口は不透明な導電層と透明導電層が直接または間接的に電気的接続するためであり、且つ装飾層の開口は透明導電層上の導電装飾パッドの上に位置し、導電装飾パッドと装飾層は周辺回路を遮断し、視覚上に露出することを回避することができることで、ユーザーは、周辺回路を視認することができない。また、本発明のタッチパネルおよびその製造方法を用いることで、単一の基板のみを使用することができるため、余分な透明接着剤、またはガラスカバーレンズが不要になり、製品の薄型化に有利である。
さらに重要、且つ有利なことは、本発明のタッチパネルの基板は、従来技術にない複数の機能を兼備することができる。その一、内部回路を遮断するため、装飾機能を提供することができる。その二、導電層と内部回路が損傷されないように保護する。その三、完全な導電層を設置することによって、感知機能を提供する。簡潔に説明すると、従来技術にカバーレンズを増設することで上述の装飾と保護の二つの効果を有することができるが、付加的な製造プロセスや材料を必要とし、これに反して、本発明の新規な設計によって多機能基板の概念を実現することができる。また、単一な基板の機能が強化したため、パネル内の他の基板を省略することができ、及び装飾の目的を達成するために、余分な貼り付け、或いは組み立てステップを簡略化することができる。故に、本発明は、モジュール化の製造工程に適し、製造コストを低減することができる。例えば、タッチパネルは、単一のカバーレンズ（cover lens ）とタッチセンサ（ touch sensor）の基板を有し、基板の相対する両側はそれぞれ内側と外側にあり、内側には透明導電層と、導電装飾パッドと、装飾層、及び不透明な導電層などを設置し、外側には上記の各層の設置がなく、外側表面はタッチ入力の表面とすることができる。タッチパネルはハウジングと組み立てることができ、内側表面の素子はハウジング内に位置し、外側表面は依然として外側に向く。また、タッチパネルは、その他の電子装置と組み立てることができる。例えば、タッチパネルと表示パネルを組み立てる時、タッチパネルの内側は表示パネルに向く。タッチパネルはどのデバイスと組み立てる時、単一の基板は内側の各層のカバーレンズを保護すると見なすことができる。
また、仮に2つの基板を使用した時、本発明のタッチパネルは、余分な貼り付け、或いは組み立て工程を省略できるという利点がある。
上記は例示的なものであって、限定するためのものではない。本発明の技術的思想および範囲から逸脱することなく、行われる等価の修正または変更は、いずれも後記の特許請求の範囲に含まれる。
本発明は以上の如く構成したため、本発明は、視覚上に露出される周辺回路を避けることができるタッチパネル及びその製造方法を提供し得るものである。
１、１a、１Ｃ タッチパネル
１０、１０a 基板
１０１ 外表面
１０２ 内表面
１１、１１a 透明導電層
１２、１２a 導電装飾パッド
１３、１３a 装飾層
１３１、１３１a 開口
１４、１４a 不透明な導電層
１４１、１４１a 不透明な導電層の一部
１５、１５a 絶縁層
１６、１６a 導電接着剤
１７ 接続ピン
１８ 導電性充填剤
１９ 透明絶縁層

Claims (14)

  1. 基板と、
    前記基板に設置する透明導電層と、
    前記透明導電層に設置する導電装飾パッドと、
    前記透明導電層及び前記導電装飾パッドに設置し、前記導電装飾パッド上であってこのパッド内に開口を有する装飾層と、
    前記装飾層に設置し、前記開口を介して前記透明導電層と電気的接続する不透明な導電層と、を備えるタッチパネルであって、
    前記導電装飾パッドのカラーは前記装飾層のカラーと近似していることを特徴とするタッチパネル。
  2. 前記導電装飾パッドは、前記開口を完全に遮断することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  3. 前記導電装飾パッドの電気伝導能力は前記装飾層よりも優れていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  4. 前記導電装飾パッドの形状は任意の形状であり、そのカラーは任意の色であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  5. 前記導電装飾パッドの材料は、炭素、ナノ銅、ナノ銀、または導電性ポリマー樹脂を含み、前記装飾層の材料は、絶縁性を有するさまざまなカラーインクを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  6. 前記不透明な導電層の一部は、前記開口に設置することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  7. 前記開口に設置する導電性充填剤をさらに、備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  8. 前記透明導電層はタッチ検知回路を有することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  9. 接続ピンと、
    前記接続ピンと前記不透明な導電層を接着する導電接着剤と、をさらに、備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  10. 前記タッチパネルは抵抗膜方式タッチパネル、或いは静電容量式タッチパネルであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  11. 前記基板はタッチセンシングと保護の機能を兼備していることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  12. 前記基板は透明プラスチック基板、或いは透明ガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
  13. 基板上に透明導電層を形成するステップと、
    前記透明導電層上に導電装飾パッドを形成するステップと、
    前記導電装飾パッド上に装飾層を形成するステップであって、該装飾層は、前記導電装飾パッド上であってこのパッド内に開口を有している、装飾層を形成するステップと、
    前記装飾層上に不透明な導電層を形成するステップと、を備え、
    前記装飾層は前記導電装飾パッド上に開口を有し、前記不透明な導電層は前記開口を介して前記透明導電層と電気的接続され、
    前記導電装飾パッドのカラーは前記装飾層のカラーと近似していること、を特徴とするタッチパネルの製造方法。
  14. 前記基板は透明プラスチック基板、或いは透明ガラス基板であることを特徴とする請求項１３に記載のタッチパネルの製造方法。
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