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▶ サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-167007(P2015-167007A)
(43)【公開日】2015年9月24日
(54)【発明の名称】タッチパネル
(51)【国際特許分類】
G06F 3/044 20060101AFI20150828BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20150828BHJP
【ＦＩ】
G06F3/044 122
G06F3/041 422
G06F3/041 430
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2014-97019(P2014-97019)
(22)【出願日】2014年5月8日
(31)【優先権主張番号】10-2014-0025213
(32)【優先日】2014年3月3日
(33)【優先権主張国】KR
(71)【出願人】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】オー、サン ファン
(72)【発明者】
【氏名】オ、ヨーン ミ
(72)【発明者】
【氏名】キム、タエ ヨン
(57)【要約】
【課題】本発明は、タッチパネルに関する。【解決手段】本発明の一実施形態によると、基板と、上記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、上記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッドを含むパッド部と、を含み、上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は上記電極部の導体線の線幅と同一であるタッチパネルが提供される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、
前記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッドを含むパッド部と、を含み、
前記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は前記電極部の導体線の線幅と同一である、タッチパネル。
前記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、
前記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッドを含むパッド部と、を含み、
前記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は前記電極部の導体線の線幅と同一である、タッチパネル。
【請求項2】
前記パッド部は、前記複数のパッドから前記電極部側に所定距離離れて形成される少なくとも一つの補助線をさらに含む、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項3】
基板と、
前記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、
前記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッド、及び前記複数のパッドから前記電極部側に所定距離離れて形成される少なくとも一つの補助線を含むパッド部と、を含む、タッチパネル。
前記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、
前記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッド、及び前記複数のパッドから前記電極部側に所定距離離れて形成される少なくとも一つの補助線を含むパッド部と、を含む、タッチパネル。
【請求項4】
前記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は、前記電極部の導体線の線幅と同一である、請求項３に記載のタッチパネル。
【請求項5】
前記少なくとも一つの補助線の線幅は、前記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅と同一である、請求項２から４の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項6】
前記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は２〜１０μｍである、請求項１から５の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項7】
前記パッド部は、前記複数のパッドを囲む四角形の外郭線をさらに含む、請求項１から６の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項8】
前記外郭線の線幅は２〜３０μｍである、請求項７に記載のタッチパネル。
【請求項9】
前記複数のパッドの開口率は前記電極部の開口率より低い、請求項１から８の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項10】
前記複数のパッドの開口率は６０％〜９５％である、請求項９に記載のタッチパネル。
【請求項11】
前記複数のパッドのそれぞれの導体線は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちいずれか一つの金属または少なくとも二つの合金で形成される、請求項１から１０の何れか１項に記載のタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
タッチスクリーン、タッチパッドなどのような接触感知装置は、ディスプレイ装置に付着されてユーザーに直感的な入力方法を提供することができる入力装置であり、最近では、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ナビゲーションなどのような多様な電子機器に広く適用されている。特に、スマートフォンへの需要が増加するにつれ、制限されたフォームファクタで多様な入力方法を提供することができるタッチスクリーンの採用率が増加し続けている。
【0003】
携帯用機器に適用されるタッチスクリーンは、タッチ入力を感知する方法によって大きく抵抗膜方式と静電容量方式とに分けられる。このうち、静電容量方式は、相対的に寿命が長くて多様な入力方法とジェスチャーを容易に具現できるという長所により、その適用率が高まり続けている。特に、静電容量方式は、抵抗膜方式に比べてマルチタッチインターフェースを具現することが容易であるため、スマートフォンなどの機器に幅広く適用される。
【0004】
静電容量方式のタッチスクリーンは、一定のパターンを有する複数の電極を含み、タッチ入力によって静電容量の変化が生成される複数のノードが上記複数の電極によって定義される。２次元平面に分布する複数のノードは、タッチ入力によって自己静電容量（Ｓｅｌｆ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）または結合静電容量（Ｍｕｔｕａｌ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を生成し、複数のノードで生成される静電容量の変化に加重平均計算法などを適用してタッチ入力の座標を計算することができる。
【0005】
一般に、従来のタッチパネルでは、タッチを認識するセンシング電極をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウムースズ酸化物）で形成した。しかし、ＩＴＯの場合、原料であるインジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）が希土類金属で高価であるため価格競争力が落ちる上、１０年以内に枯渇すると予想されるため需給が円滑ではないという問題がある。上記のような理由で不透明な導体線を用いて電極を形成しようとする研究が行われており、導体線で形成される電極にはＩＴＯや伝導性高分子に比べて電気伝導度に優れ、需給が円滑であるという長所がある。但し、導体線の微細な線幅には、金属で形成されるパッド及び電極のエッチング率が異なるため、パッド側に位置する電極の導体線が断線されるという問題点がある。
【0006】
下記先行技術文献の特許文献１はタッチパネルに関するもので、上記特許文献１には、メッシュ状の金属細線で形成される電極端子が開示されているが、電極端子の金属細線の線幅が電極パターンの金属細線の線幅と同一である内容は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】日本公開特許第２０１３−１２７６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明の一実施形態によると、パッドをメッシュ状の導体線で形成し、パッドの導体線の線幅が電極の導体線の線幅と同一であるタッチパネルが提供される。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態によると、基板と、上記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、上記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッドを含むパッド部と、を含み、上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は上記電極部の導体線の線幅と同一であるタッチパネルが提案される。
【0010】
上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は２〜１０μｍであることができる。
【0011】
上記パッド部は、上記複数のパッドを囲む四角形の外郭線をさらに含むことができる。
【0012】
上記外郭線の線幅は２〜３０μｍであることができる。
【0013】
上記パッド部は、上記複数のパッドから上記電極部側に所定距離離れて形成される少なくとも一つの補助線をさらに含むことができる。
【0014】
上記少なくとも一つの補助線の線幅は、上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅と同一であることができる。
【0015】
上記複数のパッドの開口率は上記電極部の開口率より低いことができる。
【0016】
上記複数のパッドの開口率は６０％〜９５％であることができる。
【0017】
上記複数のパッドのそれぞれの導体線は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちいずれか一つの金属または少なくとも二つの合金で形成されることができる。
【0018】
本発明の他の実施形態によると、基板と、上記基板の一面に形成され、メッシュ状の導体線で形成される複数の電極を含む電極部と、上記複数の電極の端部と接続され、メッシュ状の導体線で形成される複数のパッド、及び上記複数のパッドから上記電極部側に所定距離離れて形成される少なくとも一つの補助線を含むパッド部と、を含むことができる。
【0019】
上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は、上記電極部の導体線の線幅と同一であることができる。
【0020】
上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅は２〜１０μｍであることができる。
【0021】
上記パッド部は、上記複数のパッドのそれぞれを囲む四角形の外郭線をさらに含むことができる。
【0022】
上記外郭線の線幅は２〜３０μｍであることができる。
【0023】
上記少なくとも一つの補助線の線幅は、上記複数のパッドのそれぞれの導体線の線幅と同一であることができる。
【0024】
上記複数のパッドの開口率は上記電極部の開口率より低いことができる。
【0025】
上記複数のパッドの開口率は６０％〜９５％であることができる。
【0026】
上記複数のパッドのそれぞれの導体線は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちいずれか一つの金属または少なくとも二つの合金で形成されることができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明の一実施形態によると、パッドをメッシュ状の導体線で形成することにより、パッド側に位置する電極の導体線が断線されることを防止することができる。
【0028】
また、パッドの導体線の線幅及び電極の導体線の線幅を同一にすることにより、製造工程を単純にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示した斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態によるタッチパネルを示した図面である。
【図5】本発明の多様な実施形態によるパッド部を示した図面である。
【図6】本発明の多様な実施形態によるパッド部を示した図面である。
【図7】本発明の多様な実施形態によるパッド部を示した図面である。
【図8】本発明の一実施形態によるシミュレーションデータである。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0031】
図１は本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示した斜視図である。
【0032】
図１を参照すると、本実施形態による電子機器１００は、画面を出力するためのディスプレー装置１１０と、入力部１２０と、音声を出力するためのオーディオ部１３０と、ディスプレー装置１１０と一体化されて形成されるタッチスクリーン装置を備えることができ、タッチスクリーン装置内にタッチパネルが含まれることができる。
【0033】
図１に示されているように、モバイル機器の場合、タッチスクリーン装置がディスプレイ装置に一体化されて備えられることが一般的であり、タッチスクリーン装置はディスプレイ装置が示す画面が透過できるほど高い光透過率を有さなければならない。したがって、タッチスクリーン装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質の透明な基板に電気伝導性を有する物質で電極を形成することで具現されることができる。タッチスクリーン装置のベゼル領域には伝導性物質で形成された電極と連結される配線パターンが配置され、配線パターンはベゼル領域によって視覚的に遮蔽される。
【0034】
本発明によるタッチスクリーン装置は、静電容量方式によって動作することを仮定するため、所定のパターンを有する複数の電極を含むことができる。また、タッチスクリーン装置には、複数の電極で生成される静電容量の変化を検出するための静電容量感知回路や静電容量感知回路の出力信号をデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路、デジタル値に変換されたデータを用いてタッチ入力を判断する演算回路などが含まれることができる。
【0035】
図２は本発明の一実施形態によるタッチパネルを示した図面である。
【0036】
図２を参照すると、本実施形態によるタッチパネル２００は、基板２１０と、基板２１０上に形成される電極部２２０と、電極部２２０のそれぞれと連結される複数のパッドを含むパッド部２３０と、を含む。また、図２には示されていないが、電極部２２０のそれぞれと連結されるパッド部２３０は、配線及びボンディングパッドによって基板２１０の一端に付着される回路基板の配線パターンと電気的に連結されることができる。回路基板にはコントローラ集積回路が実装されて電極部２２０で生成される感知信号を検出し、タッチ入力を判断することができる。
【0037】
基板２１０は、電極部２２０が形成されるための透明な基板であることができる。したがって、上記の通り、上記基板２１０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質で形成されることができる。
【0038】
電極部２２０は、Ｘ軸方向に延長される第１電極２２３と、Ｙ軸方向に延長される第２電極２２６と、を含むことができる。第１電極２２３及び第２電極２２６は、基板２１０の両面に形成されたり、異なる基板２１０に形成されて交差することもできる。基板２１０の一面にすべて形成される場合は、第１電極２２３と第２電極２２６との交差地点に部分的に所定の絶縁層が形成されることができる。また、これとは異なって、第１電極２２３及び第２電極２２６が異なる基板に形成されて交差することもできる。
【0039】
なお、電極部２２０が形成される領域以外に、電極部２２０のそれぞれと連結されるパッド部２３０が形成される領域には、一般的に不透明な金属物質で形成される配線を視覚的に遮蔽するための所定の印刷領域が基板２１０に形成されることができる。
【0040】
電極部２２０と電気的に連結されてタッチ入力を感知する装置は、タッチ入力によって電極部２２０で生成される静電容量の変化を検出し、タッチ入力を感知する。第１電極２２３はコントローラ集積回路においてＤ１〜Ｄ８と定義されるチャンネルと連結されて所定の駆動信号の印加を受けることができ、第２電極２２６はＳ１〜Ｓ８と定義されるチャンネルと連結されて接触感知装置が感知信号を検出するのに用いられることができる。このとき、コントローラ集積回路は、第１電極２２３と第２電極２２６との間で生成される結合静電容量（ｍｕｔｕａｌ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を検出して感知信号を得ることができ、第１電極２２３のそれぞれに順に駆動信号を印加し、第２電極２２６において同時に静電容量の変化を検出する方式で動作することができる。
【0041】
チャンネルＤ１〜Ｄ８によって第１電極２２３に駆動信号が印加されると、駆動信号が印加された第１電極２２３と第２電極２２６との間で結合静電容量が生成される。また、タッチパネルに接触物体が接触すると、接触物体が接触した領域と隣接した第１電極２２３と第２電極２２６との間で生成される結合静電容量において静電容量の変化が発生する。上記静電容量の変化は、接触物体及び駆動信号が印加された第１電極２２３と第２電極２２６との間の重畳領域の面積に比例することができる。
【0042】
図３及び図４は図２の実施形態によるタッチパネルをより詳細に示した図面である。図３を参照すると、電極部２２０は導体線で構成されることができ、電極部２２０を構成する導体線は網状またはメッシュ状に形成されることができる。これにより、従来のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極が存在する領域においてパターニング跡が現れる現象を減少させ、タッチパネルの透過性を向上させることができる。
【0043】
図３には電極部２２０を構成する導体線がひし形または四角形に形成されるように示されているが、これに限定されず、六角形、八角形、ダイアモンド形及び無定形（ｒａｎｄｏｍ）など、当業者が明白または容易に導出することができる範囲であればよく、図４に示されているように、直線形に形成されることもできる。
【0044】
電極部２２０を構成する導体線は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちいずれか一つまたはこれらの合金で製造されることができる。また、電極部２２０が金属で製造されることにより、電極の抵抗値が減少することができ、伝導性及び検出感度が向上することができる。
【0046】
従来のパッドは、メッシュ状の導体線で構成されるのではなく、単一の金属で形成されたが、電極を導体線で形成したとき、パッド及び電極のエッチング率が異なってパッド側に位置する電極の導体線が断線されるという問題点が発生した。しかし、本実施形態によると、パッド部２３０をメッシュ状に形成される導体線で構成することにより、電極部２２０を構成する導体線が局部的に断線されることを防止することができる。
【0047】
図５を参照すると、パッド部２３０はパッド２３３を含むことができ、パッド２３３はメッシュ状の導体線で形成されることができる。パッド２３３の導体線の線幅は、電極部２２０を構成する導体線の線幅と同一であることができる。パッド２３３の導体線の線幅及び電極部２２０の導体線の線幅を同一に設定することにより、各導体線のエッチング率を同一にすることができ、製造工程を単純にすることができる。具体的には、パッド２３３の導体線の線幅及び電極部２２０の導体線の線幅は２〜１０μｍであることができる。
【0048】
また、パッド部２３０の導体線は、電極部２２０を構成する導体線と同様に、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のうちいずれか一つまたはこれらの合金で製造されることができる。
【0049】
パッド部２３０の複数のパッドのそれぞれの開口率は、電極部２２０の開口率より低くてもよいが、これにより、パッド部２３０の電気伝導性を確保することができる。具体的には、パッド部２３０の開口率は６０〜９５％であることができる。
【0050】
図６を参照すると、パッド部２３０は、パッド２３３の他にも、外郭線２３６をさらに含むことができる。外郭線２３６は、パッド２３０を囲む四角形の金属線で構成されることができるが、外郭線２３６がさらに備えられることにより、パッド部２３０の導体線のうち一部が断線されるという問題点が発生しても、電気伝導性を確保することができる。このとき、外郭線２３６の線幅は２〜３０μｍであることができる。
【0051】
図７を参照すると、パッド部２３０は、パッド２３３の他にも、補助線２３９をさらに含むことができる。補助線２３９は、パッド２３３から電極部２２０側に一定距離以上離れて形成されることができる。即ち、補助線２３９は、電極部２２０と重畳されて形成されることができる。これにより、パッド部２３０側に位置する電極部２２０の導体線が断線されるのをより確実に防止することができる。図７には補助線２３９が一つだけ示されているが、電極部２２０の導体線が断線されるのを防止するために複数個備えられることもできる。このとき、補助線２３９の線幅は、パッド２３３の導体線の線幅と同一であることができる。
【0053】
図８は本発明の一実施形態によるシミュレーションデータである。図８はパッド側からの距離による電極部の導体線の線幅を示したグラフであり、図８の（ａ）はパッドが単一金属で形成される場合の比較データ、図８の（ｂ）はパッドが導体線で形成される場合の本実施形態によるデータである。
【0054】
図８の（ａ）及び（ｂ）を比較すると、（ａ）では電極部の導体線の線幅がパッド側に位置するほど非理想的に狭くなるが、（ｂ）ではこのような問題点が解決されることが確認できる。
【0055】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。
【符号の説明】
【0056】
２００ タッチパネル２１０ 基板
２２０ 電極部
２２３ 第１電極
２２６ 第２電極
２３０ パッド部
２３３ パッド
２３６ 外郭線
２３９ 補助線