JP5513552B2 - タッチウィンドウ - Google Patents

Description

本発明は、配線パターンの印刷品質を向上させる技術及びこれにより製造されるタッチウィンドウの構造に関するものである。

タッチウィンドウは陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）及び電界発光素子（ＥＬＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）等のような画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながらタッチウィンドウ（パネル）を加圧してコンピュータに予め定められた情報を入力する装置である。

図１は、このような多層の構造のタッチウィンドウの接着構造の平面図を示すものである。図１を参照すると、タッチパネルは、透明ウィンドウの下部の上部ＯＣＡ（高透明性接着剤転写テープ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ｔａｐｅ）、その下部の上部電極（ＩＴＯ）、下部ＯＣＡ、及び下部電極の積層構造を有するのが一般的である。このような構造のタッチパネルにおいては、上部電極４０の一方のパターンには一つの配線４１が連結され、その下に配置される上部電極にも他方の配線４２がそれぞれ割り当てられて連結される。また、下部電極２０に一つの配線２１が連結される。このような各配線部の末端に連結パッドＰが形成される。

図２は、このような配線部の一例を示すもので、（ａ）は感知電極に連結されて下部にルーティングされる配線（第１の配線）であり、（ｂ）はこの第１の配線の方向を９０度変える配線（第２の配線）で通常配線部が構成され、第２の配線部の末端に連結パッドＰが形成される。この配線部は図３に示すように、印刷方式で具現化することができ、この印刷方式で配線部を形成する場合、印刷の進行方向Ｘにおいて最初に印刷される配線部分（最外殻部分：ａ１〜ａ３）ではパターンロールからインクが移されたブランケットがステージに進行する印刷過程で印刷配線の線幅が増加するといった不良が頻繁に発生する。すなわち、パターンロールが最初に印刷面と摩擦することにより発生する摩擦力と、これによる微細な印刷時間のずれにより最初の配線線幅の印刷不良が発生し、このような線幅の増加はショート不良につながるか、全体の配線パターンの印刷品質の水準が低下するという問題につながる。

本発明は、かかる問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、配線パターンの印刷前に印刷されるダミーパターンを設計して挿入することにより、最初の印刷部分の線幅増加を防止するとともに、印刷品質を向上させることができるタッチウィンドウの構造を提供することにある。

かかる課題を解決するための手段として、本発明は、透明ウィンドウ上に形成されるパターン化された感知電極を含む感知電極パターン層と、感知電極と連結される配線部と、を含み、配線部と離隔するダミー回路パターンを更に含むタッチウィンドウを提供する。

本発明によれば、タッチウィンドウの感知電極に連結される配線パターンの外殻にダミーパターンを設けて配線部の最外殻の最初の行の印刷不良による線幅増加と、これによるショート不良とを一挙に解消し、印刷品質を向上させることができるという効果を奏する。

従来のタッチウィンドウの内部構造を示す概念図である。 従来のタッチウィンドウの配線部の構造を示す要部概念図である。 従来のタッチウィンドウの配線部の構造を示す要部概念図である。 本発明に係るダミー回路パターンの構造を示す要部概念図である。 本発明に係るダミー回路パターンの構造を示す要部概念図である。 本発明に係るタッチウィンドウの構造を示す断面概念図である。 本発明に係るタッチウィンドウの構造を示す断面概念図である。 本発明に係るタッチウィンドウの構造を示す断面概念図である。 本発明に係る感知電極パターン層の構造を示すものである。 本発明に係る感知電極パターン層の構造を示すものである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る構成及び作用について具体的に説明する。添付図面を参照して説明するにあたり、図面番号に関わらず、同じ構成要素には同じ参照番号を付与し、これについての重複説明は省略する。第１、第２などの用語は、種々の構成要素を説明するために用いられるが、構成要素はそれらの用語により限定されるものではない。用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別することのみを目的として使用される。

図４は、本発明の特徴的な要部を示す要部概念図である。
図４を参照すると、本発明に係るタッチウィンドウは、透明ウィンドウ上に形成されるパターン化された感知電極を含む感知電極パターン層と、感知電極と連結される配線部とを含んでなり、特に、配線部と離隔するダミー回路パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３を具備してなる点を特徴としている。

具体的には、本発明に係るダミー回路パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３は図示した通り、配線部を印刷するパターンロールの進行方向Ｘに最も近い最初の印刷パターンａ１，ａ２，ａ３に隣接して離隔した位置に配置されることが好ましい。すなわち、印刷方向に配置された最初の印刷パターンは通常、最外殻配線部に該当する。このようなダミー回路パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３の存在は配線パターンの印刷時に発生する最初の印刷配線の線幅増加による不良問題を解消し、より鮮明で信頼性のある微細配線を印刷することができるという機能を果たす。

また、図４に示すように、ダミー回路パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３は少なくとも２つ以上の個数で配置することができ、好ましくは図２において第２の配線の長手方向に沿って形成され、さらに連結パッドＰと連結パッドＰとの間の第２の配線の折曲部近傍に形成することができる。

すなわち、図２及び図５を参照すると、図２において、第２の配線部と連結パッドＰを形成する折曲形状の配線との間の空間にダミー回路パターンＤ１、Ｄ２、Ｄ３を形成することも可能である。これは特に折曲形状の配線パターンの場合、印刷不良が多く発生し、線幅増加が目立つからである。

また、本発明に係るダミー回路パターンは、配線部の最外殻や連結パッドが形成される折曲部近傍に配置することができるが、それぞれの配線と配線との間（内側配線部）、すなわち最外殻配線部の内側の多数の配線部の間に第２のダミー回路パターンを設けることもできる。

このようなダミー回路パターンを設けることにより、上述のように、配線部の印刷品質を向上させることができるという効果が得られる。

また、本発明に係るダミー回路パターンの構成材料に、上述した配線部の構成材料と同一の材料を用いることができ、特に導電性材料を用いることができる。これは導電性材料ではない材料を用いることも絶縁性のためには効率的であるが、印刷品質向上のために配線部と同じ材料を用いることが好ましいからである。

上述した本発明に係るダミー回路パターンが具現化されるタッチウィンドウは、次のような構造に適用することができる。

図６に示すように、本発明に係るタッチウィンドウは、透明ウィンドウ上に形成されるパターン化された感知電極を含む感知電極パターン層と、感知電極と連結される配線部と、を含み、配線部と離隔するダミー回路パターンを備える構造で具現化することができる。ベース基板１３０、１１０と、該ベース基板の一方の面又は該一方の面に対向する他方の面にパターン化される感知電極１３２、１１２と、を含む構造で形成される。すなわち、透明ウィンドウ１００に第１の接着材料層１４０を介して接着され、一方の面に感知電極パターン１３２が形成される第１の感知電極パターン層と、第１の感知電極パターン層の他方の面に第２の接着材料層１２０を介して接着され、感知電極パターン１１２が形成される第２の感知電極パターン層と、を含んでなる。

さらには、図６に示す構造とは異なり、図７の構造のように、ベース基板２３０の両面に感知電極２３２パターンが形成されるように具現化することも可能である。すなわち、両面ＩＴＯ基板を通じて両面に感知電極を形成する点で図６と差異があり、それ以外の構成は同一である。また、ベース基板２３０の下面の感知電極パターンを保護するための保護フィルム２１０を更に含んでいる。

図６及び図７のようにベース基板と同一平面上に感知電極パターン層を形成する構成とは異なり、透明ウィンドウ３００が形成され、ベース基板３１０の断面に感知電極パターン３１２がパターニングされ、配線部３１１が感知電極パターンと同時に形成される。同一平面上に第１及び第２の感知電極パターンが設けられる。一つの面に接点の第１の軸（例えば、Ｘ軸）成分を決定するための第１の感知電極層をパターニングし、接点の第２の軸（例えば、Ｙ軸）成分を決定するための第２の感知電極層は第１の感知電極層と絶縁されるように配置されてパターニングすることが好ましい。さらに、このベース基板３１０を設けずに、透明ウィンドウ３００の一つの面に直接、感知電極パターンを蒸着、コーティングする工程を通じて形成することも可能である。

上述した様々な構造のタッチウィンドウの構造において、本発明の特徴的な要旨であるダミー回路パターンにより配線部の印刷品質を向上させることに加え、配線部と連結される感知電極自体のパターンを多様な構造に変形させる実施例も可能である。

例えば、図６〜図８の構造から形成される感知電極のパターンを図９のように具現化することができる。

図６〜図８のタッチウィンドウの構造において、離隔するように配置される第１及び第２の感知電極パターンがオーバーラップするように具現化される場合、特にいずれか一つの感知電極パターンを屈曲パターンで具現化することができる。

すなわち、本実施例における感知電極パターン層は２つの感知電極パターン層が互いに離隔して対向配置するとともに、配置されるパターンの形状が互いにオーバーラップし、そのうちいずれか一つが一定の周期で屈曲していることが好ましい。

すなわち、図９に示すように、第１の感知電極パターンＴｘ１が一定の周期を有する屈曲パターンを有し、離隔して形成される第２の感知電極パターンＲｘ１は直線状に形成されるように具現化することができる。例えば、図６の構造において第１の感知電極パターン１３２と第２の感知電極パターン１１２のそれぞれは互いに異なるベース基板１３０、１１０に形成されて離隔するが、上部から見る平面図上では第１の感知電極パターン１３２は屈曲パターンを形成する構造であり、第２の感知電極パターン１１２は直線状に形成され、互いにオーバーラップする領域（図９のＱ２）が矩形又は正四角形ではない形態で、一般的な直線状パターンにおける交差部の構造よりも広く形成されるようにする。

この場合、屈曲パターンとは、一定の周期を有し、山と谷の形状を有する直線状でないパターンをすべて含むものと定義される。特に好ましくは、図９に示すように、山と谷Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が周期的に繰り返されるサイン型の屈曲パターンや、コサイン型屈曲パターンを有し、この構造の他にジグザグ型の直線の屈曲が周期的に繰り返される構造で形成することもできる。図９のＡ及びＢ線分は各屈曲パターンの山と谷の頂点を通る仮想の線分である。

特に、周期性を有する屈曲パターンは、第ｎ屈曲部（ｎは１以上の自然数）と第ｎ＋１屈曲部との間に直線状感知電極パターンが配置される構造で形成されることが好ましい。すなわち、図９に示された構造を参照すると、第１の感知電極パターンＴｘ１の第１の屈曲部Ｓ１と第２の屈曲部Ｓ２との間に直線形の第２の感知電極パターンＲｘ１が配置されることが好ましい。もちろん、本実施例では第１の感知電極パターンが屈曲パターンである場合を一例として説明したが、これとは逆に、第１の感知電極パターンが直線パターンであり、第２の感知電極パターンが屈曲パターンで具現化することも可能である。また、第１の感知電極パターンＴｘ１と第２の感知電極パターンＲｘ１とがオーバーラップする角度θ１、θ２は直角でなく鋭角又は鈍角で形成することができる。また、特に好ましくは、本発明に係る屈曲パターンがサイン型やコサイン型の周期を有する場合、第２の感知電極パターンは第１の屈曲部と第２の屈曲部の１／２支点、すなわち変曲点を通り交差するようにすることがより好ましい。このような配置構造は交差領域Ｑ２を極大化してタッチセンシング効率を向上させることはもちろん、光学特性を従来の直交構造の配置より透明に形成して視認性を向上させることができるという効果を奏する。

図６〜図８に示された構造においても、第１及び第２の接着絶縁層はＯＣＡフィルムでもよく、第１及び第２の感知電極パターン層はベース基材上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ：ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ）、銀ナノワイヤ、伝導性ポリマー、又はグラフェンのうちから選ばれるいずれか一つで形成されるように電極パターンが形成されてもよい。

または、上述の構造とは異なり、第２及び第１の感知電極パターン１１２、１３２をそれぞれ連結する配線部１１１、１３１を形成し、上述の透明電極材料を用いるのではなく、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の導電性材料を用いて配線部と感知電極パターンとを同時に形成する工程を利用してもよい。これはＩＴＯを用いて電極をパターン形成すると、パターンの形状が見えるようになり、ＩＴＯが高価なために製造コストが上昇してしまうことはもちろん、ＩＴＯの膜硬度低下により、単一ベース基板に両面ＩＴＯ層を有する構造を具現化することが難しいという製造上の問題を解消して、ＩＴＯの代わりに、光学基材に導電性材料を形成、パターニングして有効領域と配線部とを同時に形成する工程を通じて製造コストを削減し、膜硬度の低下に拘らずに様々なデザインの自由度を実現することができる工程を提供するという効果も得られる。

さらには、感知電極のパターン構造を図１０に示すようにメッシュ形構造で具現化することも可能である。

すなわち、図６〜図８に示すタッチウィンドウの構造において感知電極は多数の単位パターンが連結された構造で形成され、各々の感知電極の両端には配線部ａ１、ａ２がそれぞれ連結されるダブルルーティング構造を有するようにする。特に、単位パターンはメッシュ構造で形成されることを特徴とする。本実施例において「メッシュ構造」とは、単位パターンの外殻部を形成する外部ラインパターンＭ１と外部ラインパターンの内部を交差構造で連結する内部ラインパターンＭ２とを含む構造と定義する。特に、外部ラインパターンＭ１は多角形構造以外にも円形、楕円形など、様々な形状で具現化することができ、ライン形状の導電材料で形成することが好ましい。

また、内部ラインパターンＭ２は図示したように、外部ラインパターンＭ１の内部において交差構造で連結するラインの集合で形成することができる。すなわち直線構造の多数のパターンが網構造をなして交差するように形成することができる。もちろん、直線構造だけでなく様々な曲線構造の配置も適用することができる。本発明に係るメッシュ構造の感知電極は３μｍ〜１０μｍの導電性材料からなる線を多角形メッシュ形状に形成して電気信号が伝達できるようにする。この場合、メッシュ構造をなす内部ラインパターンＭ２の交差構造における交差角度の調節と線幅の調節を通じて信号伝達の効率を大幅に向上させることができる。また、配線部と感知電極パターンを同じ材料で同時に製造する工程を用いることにより、工程の効率を向上させることができるだけでなく、ＩＴＯを使用しなくても済むので、製造コストを大幅に削減することができる。したがって、材料費や工程費の削減と共に、信号伝達効率をメッシュ構造で向上させて高効率の製品を具現化することができる。本発明に用いられる感知電極及び配線に用いられる導電性材料にはＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等様々な材料を適用することができる。

すなわち、その一例として図６の構図を例に挙げると、透明電極材料を用いて電極を形成するのではなく、第２及び第１の感知電極パターン１１２、１１３をそれぞれ連結する配線部１１１、１３１をＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の導電性材料を用いて配線部と感知電極パターンとを同時に形成する工程を利用することもできる。これはＩＴＯを用いて電極のパターン形成すると、パターンの形状が見えるようになり、ＩＴＯが高価な材料で製造コストが上昇してしまうことはもちろん、ＩＴＯの膜硬度低下により単一のベース基板に両面ＩＴＯ層を有する構造を具現化することが難しいという製造上の問題を解消して、ＩＴＯの代わりに、光学基材に導電性材料を形成、パターニングして有効領域と配線部を同時に形成する工程を通じて製造単価を抑え、膜硬度低下に関係なく様々なデザインの自由度を具現化できる工程を提供する効果もある。もちろん、この場合、本発明に係るダミー回路パターンも同じ材料を用いて具現化することも可能である。

さらに、付加的な特徴として、図９に示すように、様々な感知電極パターン層を構成する単位感知電極パターンＲｘ１、Ｒｘ２の各々の両端には各々の配線部が連結される。すなわち、Ｒｘ１の両端にはａ１、ａ２の単位配線部が連結され、Ｒｘ２にはｂ１、ｂ２の単位配線部が連結される構造である。すなわち、これにより、単位感知電極の両端にそれぞれ連結される単位配線部を有する構造を備えてセンシング領域の両側に配線を備えることで、センシングのための電荷の充填時間を短縮してセンシング機能を向上させることができる。

上述のような本発明の詳細な説明では具体的な実施例について説明した。しかし、本発明の範囲から逸脱しない範囲内では種々の変形が可能である。本発明の技術的思想は本発明で記述した実施例に限定して定められるものではなく、特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。

ａ１、ａ２、ａ３ 配線部
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ ダミー回路パターン
Ｐ 連結パッド
１００、２００、３００ 透明ウィンドウ
１１０、１３０、２３０、３１０ ベース基板
１１２、１３２、２１２、３１２ 感知電極
１２０、１４０、２２０，３２０ 接着材料層

Claims (15)

1. 透明ウィンドウ上のパターン化された感知電極を含む感知電極パターン層と、
   前記感知電極と連結される配線部と、
   前記配線部と連結される連結パッド部と、
   前記配線部のうち最外殻配線部及び前記連結パッドと離隔して前記最外殻配線部と前記連結パッドとの間に配置される第１のダミー回路パターン、を含むタッチウィンドウ。
2. 前記第１のダミー回路パターンは、前記配線部の最外殻配線部に隣接して少なくとも２つ以上配置される、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
3. 前記配線部に含まれた配線と配線との間に配置される第２のダミー回路パターンを更に含む、請求項２に記載のタッチウィンドウ。
4. 前記第２のダミー回路パターンは、前記配線部の折曲部内側に配置される、請求項３に記載のタッチウィンドウ。
5. 前記感知電極及び前記配線部は同じ材料で形成される、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
6. 前記感知電極及び前記配線部は導電性材料で形成される、請求項３に記載のタッチウィンドウ。
7. 前記第１のダミー回路パターンは前記配線部と同一材料で形成される、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
8. 前記感知電極パターン層は、
   透明ウィンドウの一方の面上に接着材料層を介して接着されるベース基板と、
   前記ベース基板の一方の面及び前記一方の面に対向する他方の面にパターン化される第１の感知電極パターン及び第２の感知電極パターンと、
   を含む、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
9. 前記感知電極パターン層は、
   前記透明ウィンドウに第１の接着材料層を介して接着され、一方の面に感知電極パターンが形成される第１の感知電極パターン層と、
   前記第１の感知電極パターン層の他方の面に第２の接着材料層を介して接着され、一方の面に感知電極パターンが形成される第２の感知電極パターン層と、
   を含む、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
10. 前記感知電極パターン層は、
    前記透明ウィンドウ上に直接形成され、
    互いに絶縁されるようにパターニングされる第１の感知電極パターン及び第２の感知電極パターンを含む、請求項１記載のタッチウィンドウ。
11. 前記感知電極パターン層は、
    前記透明ウィンドウの一方の面上に接着材料層を介して接着されるベース基板と、
    前記ベース基板のいずれか一方の面に直接形成され、互いに絶縁されるようにパターニングされる第１及び第２の感知電極パターンと、
    を含む、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
12. 前記感知電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、炭素ナノチューブ、銀ナノワイヤ、伝導性ポリマー、又はグラフェンのうちから選ばれるいずれか一つで形成される、請求項１に記載のタッチウィンドウ。
13. 前記第１の感知電極パターン層又は前記第２の感知電極パターン層は、
    各々の単位感知電極がメッシュ構造で形成され、
    前記メッシュ構造は、
    単位パターンの外角部を形成する外部ラインパターンと、
    前記外部ラインパターンの内部を交差構造で連結する内部ラインパターンと、
    を含んで形成される、請求項９に記載のタッチウィンドウ。
14. 前記第１の感知電極パターン層又は第２の感知電極パターン層は、
    それぞれ一部が互いにオーバーラップされるように配置され、
    前記第１の感知電極パターン又は前記第２の感知電極パターンのうちいずれか一方は周期性を有する屈曲パターンを備える、請求項１３に記載のタッチウィンドウ。
15. 前記周期性を有する屈曲パターンは、
    第ｎ屈曲部と第ｎ＋１屈曲部との間に線形感知電極パターンが配置される、請求項１４に記載のタッチウィンドウ。

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