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▶ ティーピーケイ アドバンスド ソリューションズ インコーポレーテッドの特許一覧
(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】P2022145455
(43)【公開日】2022-10-04
(54)【発明の名称】タッチセンサ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20220926BHJP
H05K 1/09 20060101ALI20220926BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20220926BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 662
G06F3/041 495
H05K1/09 A
G06F3/044 122
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021179541
(22)【出願日】2021-11-02
(31)【優先権主張番号】202110286091.X
(32)【優先日】2021-03-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519308156
【氏名又は名称】ティーピーケイ アドバンスド ソリューションズ インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＴＰＫ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＩＮＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】ガン イーペン
(72)【発明者】
【氏名】ジャン ジアンシャン
(72)【発明者】
【氏名】リウ カンユー
(72)【発明者】
【氏名】グオ シャオピン
【テーマコード（参考）】
4E351
【Ｆターム（参考）】
4E351AA02
4E351AA04
4E351AA13
4E351BB01
4E351BB31
4E351CC11
4E351DD04
4E351DD05
4E351DD06
4E351DD19
4E351EE14
4E351GG06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】業界で一般的に認知されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができるタッチセンサ及びタッチセンサの製造方法を提供する。
【解決手段】可視領域及び可視領域の少なくとも１つの側に周辺領域を有するタッチセンサ１００は、基板１１０、金属ナノワイヤ層１２０及び金属層１３０を含む。金属ナノワイヤ層は、基板上に配置され、可視領域に対応する第１の部分１２０ａと、周辺領域に対応する第２の部分１２０ｂと、を有する。金属層は、基板上に、周辺領域ＰＡに対応して配置され、金属層の一部は、金属ナノワイヤ層の第２の部分の少なくとも一部と重なって接触して、重複領域Ａが形成され、重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】可視領域及び可視領域の少なくとも１つの側に周辺領域を有するタッチセンサ１００は、基板１１０、金属ナノワイヤ層１２０及び金属層１３０を含む。金属ナノワイヤ層は、基板上に配置され、可視領域に対応する第１の部分１２０ａと、周辺領域に対応する第２の部分１２０ｂと、を有する。金属層は、基板上に、周辺領域ＰＡに対応して配置され、金属層の一部は、金属ナノワイヤ層の第２の部分の少なくとも一部と重なって接触して、重複領域Ａが形成され、重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である。
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可視領域と、前記可視領域の少なくとも一方の側に周辺領域とを有するタッチセンサであって、
基板と、
前記基板上に配置され、前記可視領域に対応する第１の部分及び前記周辺領域に対応する第２の部分を有する金属ナノワイヤ層と、
前記基板上に、前記周辺領域に対応して配置された金属層と、を備え、
前記金属層の一部が前記金属ナノワイヤ層の前記第２の部分の少なくとも一部と重なって接触することにより重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、前記重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である、
タッチセンサ。
基板と、
前記基板上に配置され、前記可視領域に対応する第１の部分及び前記周辺領域に対応する第２の部分を有する金属ナノワイヤ層と、
前記基板上に、前記周辺領域に対応して配置された金属層と、を備え、
前記金属層の一部が前記金属ナノワイヤ層の前記第２の部分の少なくとも一部と重なって接触することにより重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、前記重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である、
タッチセンサ。
【請求項2】
前記接触面積は、前記基板上の前記重複領域の垂直投影面積である、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項3】
前記接触面積が０．０９ｍｍ２～０．６０ｍｍ２である、請求項１又は２に記載のタッチセンサ。
【請求項4】
前記接触インピーダンスが４０Ω未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
【請求項5】
前記金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の第１の金属ナノワイヤと、複数の第２の金属ナノワイヤとを備え、前記第１の金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に完全に埋め込まれており、前記第２の金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に部分的に埋め込まれている、請求項１～４のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
【請求項6】
前記金属ナノワイヤ層の前記第２の部分における前記第２の金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、前記マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、前記第２の金属ナノワイヤの前記第２の部分は前記金属層内に埋め込まれている、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項7】
前記第２の金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、前記マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有する、請求項５に記載のタッチセンサ。
【請求項8】
前記金属ナノワイヤ層は、複数の第１の膜構造及び複数の第２の膜構造をさらに備え、
前記第１の膜構造の各々は、前記マトリクスと前記第１の金属ナノワイヤの各々との間の界面に配置され、
前記第２の膜構造の各々は、前記マトリクスと、前記第２の金属ナノワイヤの各々の前記第１の部分との間の界面に配置される、
請求項６又は７に記載のタッチセンサ。
前記第１の膜構造の各々は、前記マトリクスと前記第１の金属ナノワイヤの各々との間の界面に配置され、
前記第２の膜構造の各々は、前記マトリクスと、前記第２の金属ナノワイヤの各々の前記第１の部分との間の界面に配置される、
請求項６又は７に記載のタッチセンサ。
【請求項9】
前記第１の膜構造の各々は、前記第１の金属ナノワイヤの各々を覆い、第１の被覆構造を形成し、前記第２の膜構造の各々は、前記第２の金属ナノワイヤの各々の前記第１の部分を覆い、第２の被覆構造を形成する、請求項８に記載のタッチセンサ。
【請求項10】
前記金属ナノワイヤ層の前記第１の部分は、タッチ感知電極を構成し、前記金属層の前記第２の部分は、周辺回路を構成する、請求項１～９のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
【請求項11】
可視領域と、前記可視領域の少なくとも一方の側に周辺領域とを有するタッチセンサの製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板上に前記可視領域および前記周辺領域に対応する金属ナノワイヤ層を形成する工程と、
前記金属ナノワイヤ層の表面処理を実施する工程と、
前記基板上に前記周辺領域に対応する金属層を形成する工程と、を備え、
前記金属層の一部が、表面処理が施された前記金属ナノワイヤ層と重なって接触することにより、重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、前記重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である、
タッチセンサの製造方法。
基板を準備する工程と、
前記基板上に前記可視領域および前記周辺領域に対応する金属ナノワイヤ層を形成する工程と、
前記金属ナノワイヤ層の表面処理を実施する工程と、
前記基板上に前記周辺領域に対応する金属層を形成する工程と、を備え、
前記金属層の一部が、表面処理が施された前記金属ナノワイヤ層と重なって接触することにより、重複領域が形成され、前記重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、前記重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である、
タッチセンサの製造方法。
【請求項12】
前記金属ナノワイヤ層に対して前記表面処理を実施する工程は、
前記金属ナノワイヤ層に対して真空プラズマ処理を行う工程を含み、
前記真空プラズマ処理を、出力２ｋＷ～８ｋＷ、流量１５００ｓｃｃｍ～２５００ｓｃｃｍのアルゴンプラズマにより行い、前記真空プラズマ処理の時間を２０分～３０分である、請求項１１に記載のタッチセンサの製造方法。
前記金属ナノワイヤ層に対して真空プラズマ処理を行う工程を含み、
前記真空プラズマ処理を、出力２ｋＷ～８ｋＷ、流量１５００ｓｃｃｍ～２５００ｓｃｃｍのアルゴンプラズマにより行い、前記真空プラズマ処理の時間を２０分～３０分である、請求項１１に記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項13】
前記金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤと、複数の膜構造とを含み、
前記金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、前記マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、
前記膜構造の各々は、前記金属ナノワイヤの各々を覆い、
前記金属ナノワイヤ層に対して前記表面処理を実施する工程は、前記金属ナノワイヤの各々の前記第２の部分が露出されるように、前記金属ナノワイヤの各々の前記第２の部分を覆う前記膜構造の各々を除去する工程を含む、請求項１１又は１２に記載のタッチセンサの製造方法。
前記金属ナノワイヤの各々は、前記マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、前記マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、
前記膜構造の各々は、前記金属ナノワイヤの各々を覆い、
前記金属ナノワイヤ層に対して前記表面処理を実施する工程は、前記金属ナノワイヤの各々の前記第２の部分が露出されるように、前記金属ナノワイヤの各々の前記第２の部分を覆う前記膜構造の各々を除去する工程を含む、請求項１１又は１２に記載のタッチセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチセンサ及びタッチセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、タッチセンサは、ユーザと電子機器との間の情報通信チャネルとして、携帯電話、ノートパソコン、衛星ナビゲーションシステム、デジタルＡＶプレーヤなどの携帯電子デバイスに広く用いられている。
【0003】
狭ベゼルの電子製品に対する需要が徐々に増加するにつれて、業界は、ユーザのニーズを満たすために、電子製品のベゼルのサイズを縮小することに熱心に取り組んでいる。タッチセンサでは、周辺領域のサイズを小さくする必要がある。一般に、タッチセンサは、タッチ電極と周辺回路とを備えており、通常、タッチ電極と周辺回路とは周辺領域において互いに重なり合って導電路又はループを形成している。タッチセンサの周辺領域の大きさに影響を与える要因としては、通常、タッチ電極と周辺回路との重なり公差、タッチ電極と周辺回路との接触面積、周辺回路の線幅及び線間隔が挙げられる。タッチ電極と周辺回路との接触面積を小さくすることによって周辺領域を小さくすると、接触面積が小さくなるためタッチ電極と周辺回路との接触インピーダンスが大きくなり、タッチセンサの信号伝達に悪影響を及ぼすことが多い。以上のことから、業界で一般的に認知されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができるタッチセンサをどのように提供するかは、現在検討に値する。
【発明の概要】
【0004】
本開示のいくつかの実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも一方の側に周辺領域とを有するタッチセンサは、基板、金属ナノワイヤ層、及び金属層を含む。金属ナノワイヤ層は、基板上に配置され、可視領域に対応する第１の部分と、周辺領域に対応する第２の部分とを有する。金属層は、基板上に、周辺領域に対応して配置され、金属層の一部は、金属ナノワイヤ層の第２の部分の少なくとも一部と重なって接触することにより重複領域が形成され、重複領域の接触面積は、０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、重複領域の接触インピーダンスは、５０Ω未満である。
【0005】
本開示のいくつかの実施形態において、接触面積は、基板上の重複領域の垂直投影面積である。
【0006】
本開示のいくつかの実施形態において、接触面積は０．０９ｍｍ２～０．６０ｍｍ２である。
【0007】
本開示のいくつかの実施形態において、接触インピーダンスは、４０Ω未満、３０Ω未満、２０Ω未満、又は１０Ω未満である。
【0008】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の第１の金属ナノワイヤと、複数の第２の金属ナノワイヤとを含み、第１の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に完全に埋め込まれ、第２の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に部分的に埋め込まれている。
【0009】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層の第２の部分における第２の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、第２の金属ナノワイヤの第２の部分は、金属層内に埋め込まれている。
【0010】
本開示のいくつかの実施形態において、第２の金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有する。
【0011】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、複数の第１の膜構造及び複数の第２の膜構造をさらに含み、第１の膜構造の各々は、マトリクスと第１の金属ナノワイヤの各々との間の界面に配置され、第２の膜構造の各々は、マトリクスと第２の金属ナノワイヤの各々の第１の部分との間の界面に配置される。
【0012】
本開示のいくつかの実施形態において、第１の膜構造の各々は、第１の金属ナノワイヤの各々を覆い、第１の被覆構造を形成し、第２の膜構造の各々は、第２の金属ナノワイヤの各々の第１の部分を覆い、第２の被覆構造を形成する。
【0013】
本開示のいくつかの実施形態において、第１の膜構造及び第２の膜構造の各々の材料は、ポリエチレン誘導体を含む。
【0014】
本開示のいくつかの実施形態において、金属層の材料は、感光性の銀を含む。
【0015】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層の第１の部分は、タッチ感知電極（touch sensing electrode）を構成し、金属層の第２の部分は、周辺回路を構成する。
【0016】
本開示のいくつかの他の実施形態によると、可視領域と、可視領域の少なくとも１つの側に周辺領域とを有するタッチセンサの製造方法は、基板を準備する工程と；基板上に可視領域および周辺領域に対応する金属ナノワイヤ層を形成する工程と；金属ナノワイヤ層の表面処理を実施する工程と；基板上に周辺領域に対応する金属層を形成する工程と；を備え、金属層の一部が、表面処理が施された金属ナノワイヤ層と重なって接触することにより、重複領域が形成され、重複領域の接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、重複領域の接触インピーダンスが５０Ω未満である。
【0017】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する工程は、金属ナノワイヤ層に対して真空プラズマ処理を行う工程を含み、真空プラズマ処理を、出力２ｋＷ～８ｋＷ、流量１５００ｓｃｃｍ～２５００ｓｃｃｍのアルゴンプラズマにより行い、真空プラズマ処理の時間は、２０分～３０分である。
【0018】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤと、複数の膜構造とを含み、金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、膜構造の各々は、金属ナノワイヤの各々を覆い、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する工程は、金属ナノワイヤの各々の第２の部分が露出されるように、金属ナノワイヤの各々の第２の部分を覆う膜構造の各々を除去する工程を含む。
【0019】
本開示のいくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤと、複数の膜構造とを含み、膜構造は、マトリクスの上面および内部に分布され、金属ナノワイヤ層に対する表面処理を実施する工程は、マトリクスの上面が露出されるように、マトリクスの上面上に分布された膜構造を除去する工程を含む。
【0020】
本開示のいくつかの実施形態において、表面処理が施された金属ナノワイヤ層は、マトリクスと、複数の金属ナノワイヤとを含み、金属ナノワイヤの各々は、マトリクス内に埋め込まれた第１の部分と、マトリクスの上面から突出する第２の部分とを有し、金属層は、周辺領域内の金属ナノワイヤの各々の第２の部分が金属層内に埋め込まれるように、周辺領域に対応して形成される。
【0021】
本開示のいくつかの実施形態において、基板上に金属ナノワイヤ層を形成する工程は、金属ナノワイヤ層にパターン化工程を実施し、タッチ感知電極を形成する工程を含む。
【0022】
本開示のいくつかの実施形態において、基板上に金属層を形成する工程は、金属層にパターン化工程を実施し、周辺回路を形成する工程を含む。
【0023】
本開示の前述の実施形態によると、本開示のタッチセンサは、周辺領域において金属ナノワイヤ層の一部と金属層の一部とを重ね合わせることによって形成される重複領域を有する。本開示の金属ナノワイヤ層は、金属層および金属ナノワイヤ層によって形成される重複領域は、必要な接触面積を有しつつ、良好な接触効果を提供できるように、適切な表面処理を施してもよい。したがって、本開示のタッチセンサは、業界で一般的に認識されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
本開示は、以下の添付図面を参照して実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、より完全に理解することができる。
【図1A】本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層への表面処理の方法を示す概略断面図である。
【図1B】本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層への表面処理の方法を示す概略断面図である。
【図1C】本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層への表面処理の方法を示す概略断面図である。
【図1D】本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層への表面処理の方法を示す概略断面図である。
【図1E】本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層への表面処理の方法を示す概略断面図である。
【図2A】本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサを示す概略平面図である。
【図3】重複領域の接触インピーダンスの測定方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付の図面に例示されている本開示の本実施形態を詳細に参照する。図面及び説明においては、可能な限り同一の参照番号を使用して、同一又は類似の部分を参照する。
【0026】
本明細書では、用語「第１」、「第２」及び「第３」を使用して、様々な要素、構成要素、領域、層、及び／又は部分を記述することができるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／又は部分は、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、又は部分を、別の要素、構成要素、領域、層、又は部分と区別するためにのみ使用される。したがって、以下に説明する「第１の要素」、「構成要素」、「領域」、「層」又は「部分」は、本開示の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、又は部分とも呼ぶことができる。
【0027】
さらに、「下方（lower）」又は「最下部（bottom）」及び「上方（upper）」又は「最上部（top）」などの相対的な用語は、本明細書では、図に示すように、１つの要素と別の要素との関係を記述するために使用することができる。相対的な用語は、図に示されたもの以外のデバイスの異なる向きを含むことが意図されていることを理解されたい。例えば、ある図のデバイスが裏返されると、他の要素の「下方」側にあると記述された要素は、他の要素の「上方」側に向く。したがって、例示的な用語「下方」は、図面の特定の向きに応じて、「下方」及び「上方」の向きを含み得る。同様に、１つの図のデバイスが裏返されると、他の要素の「下（below）」として説明される要素は、他の要素の「上（above）」に向く。したがって、例示的な用語「下」は、「上」及び「下」の向きを含むことができる。
【0028】
本開示は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすタッチセンサを提供する。本開示は、金属ナノワイヤ層（すなわち、金属ナノワイヤを含む層）に表面処理を実施する方法と、表面処理が施された金属ナノワイヤ層によって製造されたタッチセンサとを含む。本開示では、説明の明確性と便宜性のために、金属ナノワイヤ層に対して表面処理を実施する方法が優先的に議論されることを理解されたい。
【0029】
図１Ａ～図１Ｅは、本開示のいくつかの実施形態による、異なる工程における金属ナノワイヤ層１２０への表面処理の方法を示す概略断面図である。図１Ａを参照する。まず、分散液１０が準備される。いくつかの実施形態において、分散液１０は、例えば、溶媒、フィラー、及び金属ナノワイヤ１２２の混合物であってもよく、フィラー及び溶媒は均一に混合され、金属ナノワイヤ１２２は、混合されたフィラー及び溶媒中に分散される。いくつかの実施形態において、溶媒は、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、芳香族溶媒（ベンゼン、トルエン、キシレン等）又はそれらの組合せであってもよい。いくつかの実施形態において、フィラーは絶縁材料を含むことができる。例えば、絶縁材料は、非導電性樹脂又は他の有機材料、例えばポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ（シリコン－アクリル）、ポリ（スチレンスルホン酸）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）、セラミック材料、又はこれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ１２２は、例えば、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、銅ナノワイヤ、ニッケルナノワイヤ、又はそれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。
【0030】
本明細書で使用される用語「金属ナノワイヤ」は、集合名詞であり、複数の金属元素、金属合金、または金属化合物（金属酸化物を含む）を含む金属ワイヤの集合を指し、その中に含まれる金属ナノワイヤの数は、本開示の範囲に影響しないことを理解されたい。いくつかの実施形態において、単一の金属ナノワイヤの断面サイズ（例えば、断面の直径）は、５００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満、より好ましくは５０ｎｍ未満とすることができる。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤは、大きなアスペクト比（長さ：断面の直径）を有する。具体的には、金属ナノワイヤのアスペクト比は、１０～１００，０００であってもよい。より詳細には、金属ナノワイヤのアスペクト比は、１０超、好ましくは５０超、より好ましくは１００超であってもよい。さらに、絹、繊維、又はチューブのような他の用語もまた、上述の断面寸法およびアスペクト比を有しており、これらも本開示の範囲内にある。
【0031】
いくつかの実施形態において、分散液１０は、金属ナノワイヤ１２２、溶媒、及びフィラーの間の相溶性、並びに溶媒及びフィラーにおける金属ナノワイヤ１２２の安定性を向上するためのポリマーバインダーを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポリマーバインダーは、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などのポリエチレン誘導体を含むことができる。いくつかの実施形態において、分散液１０は、添加剤及び／又は界面活性剤をさらに含み得る。具体的には、添加剤及び／又は界面活性剤は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒプロメロース、フルオロ界面活性剤、スルホサクシネートスルホネート、サルフェート、ホスフェート、ジスルホネート、又はこれらの組み合わせであってもよい。
【0032】
図１Ｂを参照する。次に、基板１１０が準備され、金属ナノワイヤ１２２を含む分散液１０が、基板１１０の表面１１１上にコーティングされる。微視的スケールで見ると、金属ナノワイヤ１２２は、分散液１０内に方向性なくランダムに分布しており、金属ナノワイヤ１２２の一部は分散液１０の液面１１の近くに分布しているため、分散液１０の液面１１は、不均一かつ波状である。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ１２２は、導電性ネットワークを形成するように、連続的な電流経路を提供するために互いに接触することができる。すなわち、金属ナノワイヤ１２２は、その交差位置で接触し、電子を移動させる経路を形成する。銀ナノワイヤを例にとると、１つの銀ナノワイヤともう１つの銀ナノワイヤは、それらの交差位置で直接接触を形成して、電子を移動させるための低抵抗経路を形成することができる。さらに、基板１１０の表面１１１上にコーティングされた分散液１０は、分散液１０中の金属ナノワイヤ１２２の各々を完全に覆うことができ、分散液１０中の溶媒およびフィラーは、コーティング中およびコーティング後に凝集物または沈殿物を生成することなく均一に混合される。
【0033】
図１Ｃを参照する。次に、硬化／乾燥工程を実施して、基板１１０の表面１１１上にコーティングされた分散液１０を光、熱、又は他の方法によって完全に硬化させ、それによって、金属ナノワイヤ層１２０を形成する。詳細には、硬化／乾燥工程の後、分散液１０中の溶媒が揮発し、フィラーが硬化してマトリクス１２４が形成され、金属ナノワイヤ１２２がマトリクス１２４内にランダムに分布することができる。いくつかの実施形態において、分散液１０中のポリマーバインダーも硬化されて、金属ナノワイヤ層１２０中に複数の膜構造１２６を形成する。より詳細には、硬化／乾燥工程の前に、ポリマーバインダーの一部は分散液１０の内部にあってもよく、ポリマーバインダーの一部が分散液１０の上方の層（一部）にあってもよい。したがって、硬化／乾燥工程の後に、膜構造１２６の一部をマトリクス１２４の内部に形成することができ、膜構造１２６の一部をマトリクス１２４の上面１２５に形成することができる。いくつかの実施形態において、マトリクス１２４の内部の膜構造１２６は、例えば、マトリクス１２４内にランダムに分布させることができ、マトリクス１２４の上面１２５上の膜構造１２６は、例えば、マトリクス１２４の上面１２５を全体的に覆ってフィルム層１２６を形成することができる。
【0034】
いくつかの実施形態において、分散液１０の内部のポリマーバインダーは、硬化／乾燥工程中に金属ナノワイヤ１２２の表面に沿ってさらに硬化させることができる。したがって、膜構造１２６のいくつかは、金属ナノワイヤ１２２とマトリクス１２４との間の界面に形成することができ、膜構造１２６のいくつかは、マトリクス１２４内の隣り合う金属ナノワイヤ１２２の間に単独で存在することができる。いくつかの実施形態において、膜構造１２６は、金属ナノワイヤ１２２の各々を覆って、被覆構造１２６を形成することができる。いくつかの実施形態において、被覆構造１２６は、例えば、金属ナノワイヤ１２２の各々の表面の一部を覆ってしてもよい。他のいくつかの実施形態において、被覆構造１２６は、例えば、金属ナノワイヤ１２２の各々の表面全体を覆ってもよい。いくつかの実施形態において、被覆構造１２６の被覆率は、金属ナノワイヤ１２２の総表面積の約８０％超、約９０％～約９５％、約９０％～約９９％、又は約９０％～１００％であってもよい。なお、被覆構造１２６の被覆率が１００％と言われる場合は、金属ナノワイヤ１２２の表面全体が露出していないことを意味することを理解されたい。本開示の金属ナノワイヤ１２２は、互いに接触して導電性ネットワークを形成することができるので、被覆構造１２６は、導電性ネットワーク全体を覆うように、互いに接触する金属ナノワイヤ１２２の表面全体に実質的に連続的に形成され、金属ナノワイヤ１２２間の接触に影響を与えないことは注目に値する。いくつかの実施形態において、被覆構造１２６は、例えば、金属ナノワイヤ１２２の各々の表面をコンフォーマルな方法（conformal manner）で覆ってもよい。
【0035】
金属ナノワイヤ層１２０の上面１２１近傍の金属ナノワイヤ１２２は、金属ナノワイヤ１２２の各々が、マトリクス１２４に埋め込まれた第１の部分１２２ａと、マトリクス１２４の上面１２５から突出する第２の部分１２２ｂとを有し、金属ナノワイヤ１２２の各々の表面が、被覆構造１２６によって覆われる。換言すると、金属ナノワイヤ１２２の第１の部分１２２ａを覆う被覆構造１２６は、マトリクス１２４と金属ナノワイヤ１２２との間の界面に配置され（すなわち、マトリクス１２４と金属ナノワイヤ１２２の第１の部分１２２ａは、被覆構造１２６によって互いに離間している）、金属ナノワイヤ１２２の第２の部分１２２ｂを覆う被覆構造１２６は、マトリクス１２４の外部に露出される。金属ナノワイヤ層１２０を全体として見ると、金属ナノワイヤ層１２０は、マトリクス１２４、金属ナノワイヤ１２２及び膜構造１２６を含むことができる。膜構造１２６は、マトリクス１２４の内部に単独で存在してもよく、マトリクス１２４の上面１２５を覆ってフィルム層１２６を形成してもよく、又は金属ナノワイヤ１２２の各々を覆って被覆構造１２６を形成してもよく、膜構造１２６の材料は、ポリビニルピロリドンなどのポリエチレン誘導体を含んでもよい。
【0036】
図１Ｄを参照する。続いて、硬化／乾燥された金属ナノワイヤ層１２０は、表面処理が施されてもよい。表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０は、他の導電層（例えば、具体的な構造を以下に詳述する金属層）と電気的に重なるように、より低い表面抵抗を有することができる。表面処理の方法については、例えば、金属ナノワイヤ層１２０が形成された後、金属ナノワイヤ層１２０に対して真空プラズマ処理を行って、マトリクス１２４の上面１２５上の膜構造（フィルム層）１２６、及び金属ナノワイヤ１２２の第２の部分１２２ｂを覆う膜構造（被覆構造）１２６を除去し、マトリクス１２４の上面１２５及び金属ナノワイヤ１２２の第２の部分１２２ｂを露出させることができる。いくつかの実施形態において、表面処理は、金属ナノワイヤ層１２０に対して、出力２ｋＷ～８ｋＷ及び流量１５００ｓｃｃｍ～２５００ｓｃｃｍ（好ましくは流量１９００ｓｃｃｍ～２１００ｓｃｃｍ）のアルゴンプラズマ（ＡＰ）による真空プラズマ処理を２０分間～３０分間実行することによって行われる。表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０は、図１Ｅに示すように、マトリクス１２４の上面１２５上の膜構造（フィルム層）１２６及び金属ナノワイヤ１２２の第２の部分１２２ｂを覆う膜構造（被覆構造）１２６が除去され、マトリクス１２４内に膜構造１２６が残されている（金属ナノワイヤ１２２を覆う膜構造（被覆構造）１２６と、マトリクス１２４内に単独で存在する膜構造１２６とを含む）。表面処理後、マトリクス１２４の上面１２５付近の金属ナノワイヤ１２２の第２の部分１２２ｂは、膜構造１２６によって覆われることなく完全に露出することができるため、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０はより低い表面抵抗を有し、当該表面抵抗は、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層１２０の表面抵抗と比較して、約５％～約１０％低下させることができる。よって、金属ナノワイヤ層１２０は、続いて形成される他の導電層と重なる場合、より低い重なりインピーダンスを有することができる。
【0037】
本開示の上記方法は、タッチセンサの製造に適用することができる。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂを参照する。図２Ａは、本開示のいくつかの実施形態によるタッチセンサ１００を示す概略平面図であり、図２Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、図２Ａの線２Ｂ－２Ｂに沿うタッチセンサ１００を示す概略断面図である。いくつかの実施形態において、タッチセンサ１００は、基板１１０と、金属ナノワイヤ層１２０と、金属層１３０とを含んでもよい。基板１１０は、金属ナノワイヤ層１２０及び金属層１３０を支持するように構成され、例えば、硬質透明基板又は可撓性透明基板であってもよい。いくつかの実施形態において、基板１１０の材料は、ガラス、アクリル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、無色ポリイミド又はこれらの組合せなどの透明材料を含むが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態において、タッチセンサ１００は、可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡとを有し、周辺領域ＰＡは、可視領域ＶＡの側方に配置される。例えば、周辺領域ＰＡは、可視領域ＶＡの周囲（すなわち、右側、左側、上側、及び下側を含む）に配置された枠状の領域であってもよい。他の例として、周辺領域ＰＡは、可視領域ＶＡの左側及び下側に配置されたＬ字状の領域であってもよい。
【0038】
いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０は、基板１１０上及び周辺領域ＰＡ内に連続して配置され、金属層１３０の一部が、金属ナノワイヤ層１２０の一部と重なって接触して、重複領域Ａを形成する。より具体的には、金属ナノワイヤ層１２０は、可視領域ＶＡ内に第１の部分１２０ａと、周辺領域ＰＡ内に第２の部分１２０ｂとを有している。金属ナノワイヤ層１２０の第１の部分１２０ａは、タッチ感知電極ＴＥを構成し、金属ナノワイヤ層１２０の第２の部分１２０ｂの少なくとも一部は、周辺領域ＰＡに位置し周辺回路Ｔを構成する金属層１３０と重なって接触して、重複領域Ａを形成する。金属層１３０と金属ナノワイヤ層１２０との重複部分を介して、タッチセンサ１００において、可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡとを横断する、タッチ制御等の信号伝送のための電子伝送路を形成することができる。なお、本開示でに記載されている金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０は、単に積層構造を説明するための便宜上用いられているに過ぎない。実際、金属ナノワイヤ層１２０は、少なくとも１つのタッチ感知電極ＴＥを含むようにパターン化されてもよく、金属層１３０は、タッチ感知電極ＴＥに対応する少なくとも１つの周辺回路Ｔを含むようにパターン化されてもよく、本開示の重複領域Ａは、互いに接触している１つの周辺回路Ｔと１つのタッチ感知電極ＴＥによって形成される領域を指す。
【0039】
いくつかの実施形態において、１つのタッチ感知電極ＴＥは、図２Ａに示される３つの電極線Ｌのように、第１の方向Ｄ１に沿って延びる複数の帯状の電極線Ｌを含んでもよく、電極線Ｌは、第２の方向Ｄ２に沿って間隔を置いて配置され、第１の方向Ｄ１が第２の方向Ｄ２に直交するように、並列に接続されてもよい。本実施形態では、タッチ感知電極ＴＥは、波形状の電極パターンを有している。ただし、タッチ感知電極ＴＥの形状や配置はこれに限定されるものではない。他のいくつかの実施形態では、タッチ感知電極ＴＥは、他の適切な形状及び配置を備えてもよい。
【0040】
図２Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による、図２Ｂにおけるタッチセンサ１００の領域Ｒを示す概略部分拡大図である。図２Ｂ及び図２Ｃを参照する。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層１２０は、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０である。より詳細には、金属ナノワイヤ層１２０は、マトリクス１２４と、複数の第１の金属ナノワイヤ１２２Ａと、複数の第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂとを含んでもよく、第１の金属ナノワイヤ１２２Ａはマトリクス１２４内に完全に埋め込まれ、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂはマトリクス１２４の上面１２５の近くにありマトリクス１２４内に部分的に埋め込まれ、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの各々は、マトリクス１２４内に埋め込まれた第１の部分１２２ａと、マトリクス１２４の上面１２５から突出する第２の部分１２２ｂとを有する。さらに、マトリクス１２４と第１の金属ナノワイヤ１２２Ａの各々との間の界面は、第１の膜構造１２６Ａを有し（すなわち、マトリクス１２４と第１の金属ナノワイヤ１２２Ａの各々とは、第１の膜構造１２６Ａによって互いに離間している）、マトリクス１２４と第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの各々の第１の部分１２２ａとの間の界面は、第２の膜構造１２６Ｂを有する（すなわち、マトリクス１２４と第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの各々の第１の部分１２２ａとは、第２の膜構造１２６Ｂによって互いに離間している）。可視領域ＶＡにおける金属ナノワイヤ層１２０の第１の部分１２０ａから見た場合、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの第２の部分１２２ｂは、マトリクス１２４の上面１２５から露出される。周辺領域ＰＡにおける金属ナノワイヤ層１２０の第２の部分１２０ｂから見た場合、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの第２の部分１２２ｂは、金属ナノワイヤ層１２０の上の金属層１３０内に埋め込まれる。
【0041】
いくつかの実施形態において、第１の膜構造１２６Ａは、第１の金属ナノワイヤ１２２Ａの各々の一部または全面をさらに覆って第１の被覆構造１２６Ａを形成してもよく、第２の膜構造１２６Ｂもまた、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの各々の第１の部分１２２ａの一部または全面を覆って第２の被覆構造１２６Ｂを形成してもよい。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層１２０は、第１の金属ナノワイヤ１２２Ａ間、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂ間、及び第１の金属ナノワイヤ１２２Ａと第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂ間に、マトリクス１２４内に単独で存在する複数の第３の膜構造１２６Ｃをさらに含んでもよい。換言すると、第３の膜構造１２６Ｃは、第１の金属ナノワイヤ１２２Ａまたは第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂのいずれとも接触していない。
【0042】
上述した真空プラズマ処理を行って金属ナノワイヤ層１２０に対して表面処理を施し、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの第２の部分１２２ｂを覆っている膜構造１２６を除去し、第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの第２の部分１２２ｂを露出させることにより、金属ナノワイヤ層１２０の表面抵抗を効果的に低減させることができる。さらに、金属層１３０と金属ナノワイヤ層１２０とが重なると、金属ナノワイヤ層１２０における第２の金属ナノワイヤ１２２Ｂの露出部分が金属層１３０に直接接触することができるため、金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０との間により低い接触インピーダンスが形成され、接触インピーダンスの要件を満たす。また、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズ（例えば、周辺領域ＰＡの幅）は、接触インピーダンスの低減により、より小さなサイズ範囲内に収まるように設計することができ、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができる。
【0043】
具体的には、本開示のタッチセンサ１００では、周辺領域ＰＡにおける金属層１３０の一部が、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０の第２の部分１２０ｂの少なくとも一部と重なっており、形成された重複領域Ａの接触面積は０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２であり、重複領域Ａの接触インピーダンスは５０Ω未満、好ましくは４０Ω未満、３０Ω未満又は２０Ω未満、より好ましくは１０Ω未満である。一般に、重複領域Ａの接触面積が１．２０ｍｍ２以下である場合には、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡの設計を柔軟にすることができ、周辺領域ＰＡのサイズを比較的小さくすることができ、タッチセンサ１００が業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができる。
換言すると、本開示のタッチセンサ１００は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様および接触インピーダンスの要件を同時に満たすことができる。詳細には、重複領域Ａの接触面積が１．２０ｍｍ２超の場合には、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズを大きくする必要があり、タッチセンサ１００が業界で一般的に認知されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができない。重複領域Ａの接触面積が０．０９ｍｍ２未満の場合には、重複領域Ａの接触インピーダンスが高くなりすぎるため（例えば５０Ω以上）、タッチセンサ１００が接触インピーダンスの要件を満たすことができなくなる。さらに、接触面積が０．０９ｍｍ２未満であると、構造内に有効かつ信頼性のある重なりを形成することができなくなり、金属層１３０および金属ナノワイヤ層１２０は、容易に剥離し、分離される。他のいくつかの実施形態では、より小さいサイズの製品（例えば、腕時計のようなウェアラブルデバイス）について、タッチセンサ１００の重複領域Ａは、さらに、０．０９ｍｍ２～０．６ｍｍ２の接触面積を有してもよく、重複領域Ａの接触インピーダンスは、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすように、５０Ω未満、好ましくは４０Ω未満、３０Ω未満又は２０Ω未満、より好ましくは１０Ω未満である。なお、本開示における重複領域Ａの形状は、当該技術分野で一般的に設計されている四角形を例示したものであり、「接触面積」とは、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とで形成される平面上に位置する、平面視（図２Ａの視野角）で見たときの長さＬ１と幅Ｗ１とで形成される重複領域Ａの平面領域の面積を意味することを理解されたい。より具体的には、「接触面積」とは、基板１１０上の重複領域Ａの垂直投影面積であり、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズに実際に影響を与える領域である。
換言すると、本開示のタッチセンサ１００は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様および接触インピーダンスの要件を同時に満たすことができる。詳細には、重複領域Ａの接触面積が１．２０ｍｍ２超の場合には、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズを大きくする必要があり、タッチセンサ１００が業界で一般的に認知されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができない。重複領域Ａの接触面積が０．０９ｍｍ２未満の場合には、重複領域Ａの接触インピーダンスが高くなりすぎるため（例えば５０Ω以上）、タッチセンサ１００が接触インピーダンスの要件を満たすことができなくなる。さらに、接触面積が０．０９ｍｍ２未満であると、構造内に有効かつ信頼性のある重なりを形成することができなくなり、金属層１３０および金属ナノワイヤ層１２０は、容易に剥離し、分離される。他のいくつかの実施形態では、より小さいサイズの製品（例えば、腕時計のようなウェアラブルデバイス）について、タッチセンサ１００の重複領域Ａは、さらに、０．０９ｍｍ２～０．６ｍｍ２の接触面積を有してもよく、重複領域Ａの接触インピーダンスは、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすように、５０Ω未満、好ましくは４０Ω未満、３０Ω未満又は２０Ω未満、より好ましくは１０Ω未満である。なお、本開示における重複領域Ａの形状は、当該技術分野で一般的に設計されている四角形を例示したものであり、「接触面積」とは、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とで形成される平面上に位置する、平面視（図２Ａの視野角）で見たときの長さＬ１と幅Ｗ１とで形成される重複領域Ａの平面領域の面積を意味することを理解されたい。より具体的には、「接触面積」とは、基板１１０上の重複領域Ａの垂直投影面積であり、タッチセンサ１００の周辺領域ＰＡのサイズに実際に影響を与える領域である。
【0044】
表１は、表面処理の前後で金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせることにより重複領域Ａを形成した場合の、各比較例及び実施例における重複領域Ａの接触インピーダンスを具体的に示したものである。具体的には、各比較例における金属ナノワイヤ層１２０は表面処理が施されておらず、各実施例における金属ナノワイヤ層１２０は、上述の工程を介して表面処理が施されており、各実施例における金属ナノワイヤ層１２０は、出力６ｋＷ及び流量２０００ｓｃｃｍのアルゴンプラズマによって２６分間真空プラズマ処理されている。また、各比較例及び実施例における重複領域Ａの測定は、対応する１つの周辺回路Ｔに１つのタッチ感知電極ＴＥを重ねて構成された構造を用いて行われている。各比較例及び実施例における重複領域Ａの接触インピーダンスの測定方法について、図３を参照して説明すると、図３は、重複領域Ａの接触インピーダンスの測定方法を示す概略図である。測定装置はＫｅｙｓｉｇｈｔ（商標）Ｂ２９１２Ａ型プローブ付電力測定装置であり、常温環境下で測定を行う。測定中、一定の入力電流（１０μＡ）が各測定セクション（例えば、Ｘ－Ｙセクション、Ｘ－Ｚセクション、及びＷ－Ｙセクション）に供給され、出力電圧が測定され、さらにオームの法則によって抵抗インピーダンスに変換される。
【0045】
具体的には、重複領域Ａの接触インピーダンスの測定方法は、以下のステップを含む。ステップ１：電力測定装置の第１のプローブを周辺回路Ｔの任意の位置（点Ｘ）に接触させ、第２のプローブをタッチ感知電極ＴＥの任意の位置（点Ｙ）に接触させて、インピーダンス（Ｘ－Ｙ）を得る。ステップ２：第１のプローブを周辺回路Ｔの点Ｘに接触させたまま、重複領域Ａの端部（点Ｚ）で周辺回路Ｔに接触するように第２のプローブを移動させて、インピーダンス（Ｘ－Ｚ）を得る。ステップ３：電力測定装置の第１のプローブをタッチ感知電極ＴＥの点Ｙに接触させ、第２のプローブを重複領域Ａの端部（点Ｗ）でタッチ感知電極ＴＥに接触させて、インピーダンス（Ｗ－Ｙ）を得る。インピーダンス（Ｘ－Ｙ）、インピーダンス（Ｘ－Ｚ）、インピーダンス（Ｗ－Ｙ）を各々求めた後、重複領域Ａの接触インピーダンス（すなわち、インピーダンス（Ｗ－Ｚ））は、［インピーダンス（Ｘ－Ｙ）－インピーダンス（Ｘ－Ｚ）－インピーダンス（Ｗ－Ｙ）］＝インピーダンス（Ｗ－Ｚ）で求めることができる。各比較例及び実施例の重複領域Ａのその他の詳細な説明及び測定結果を表１に示す。
【0046】
【表1】
【0047】
表１の測定結果から、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成された重複領域Ａの接触面積が小さい場合（例えば、接触面積０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２）、接触インピーダンスは５０Ω超であることがわかる。一方、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成された重複領域Ａの接触面積が小さい場合（例えば、接触面積０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２）、接触インピーダンスは５０Ω未満である（または接触インピーダンスは１Ω以下であってもよい）。換言すると、本開示のタッチセンサ１００は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たしつつ、低接触インピーダンスの要件を依然として満たすことができる。なお、重複領域Ａの接触面積が１．２ｍｍ２超の場合（例えば、表１の接触面積１．６ｍｍ２）、金属ナノワイヤ層１２０に対する表面処理を行わなくても接触インピーダンスは５０Ω未満にすることができるものの、接触面積が１．２ｍｍ２超の重複領域Ａを有するタッチセンサ１００は、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たすことができない。
【0048】
表２は、表面処理の前後で金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせることにより形成された重複領域Ａの、各比較例及び実施例における常温環境下での測定結果を具体的に示したものであり、重複領域Ａは高温高湿環境下に置かれ、高温高湿環境はＨＳ６５９０環境である（すなわち、温度６５℃、相対湿度９０％）。具体的には、各比較例における金属ナノワイヤ層１２０は表面処理が施されておらず、各実施例における金属ナノワイヤ層１２０は、上述の工程を介して表面処理が施されており、各実施例における金属ナノワイヤ層１２０は、２０００ｓｃｃｍの流量を有するアルゴンプラズマにより２６分間真空プラズマ処理されている。また、常温環境下で使用される測定方法及び測定装置は、前述の表１の測定方法及び測定装置と同一である。各比較例及び実施例の重複領域Ａのその他の詳細な説明及び測定結果を表２に示す。
【0049】
【表2】
【0050】
表２の測定結果から、重複領域Ａの接触面積が０．０９ｍｍ２～１．２０ｍｍ２の場合、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ１００は、高温高湿環境下に置かれる前であっても、５０Ω未満の接触インピーダンスを有することができないことがわかる。これに対して、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ１００は、高温高湿環境下に１２０時間置いた後でも、常温環境下で５０Ω未満の接触インピーダンスを有することができる。測定結果は、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０を有するタッチセンサ１００が、業界で一般的に認識されている狭ベゼルサイズの仕様を満たしつつ、高温高湿環境下に置かれた後でも、低い接触インピーダンスの要件を満たすことができることを示している。
【0051】
なお、タッチセンサ１００が複数のタッチ感知電極ＴＥを有する場合、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成された本開示のタッチセンサ１００では、異なるタッチ感知電極ＴＥに対応する接触インピーダンスの差を±２．５Ω以内に維持することができる。一方、表面処理が施されていない金属ナノワイヤ層１２０と金属層１３０とを重ね合わせて形成されたタッチセンサ１００では、異なるタッチ感知電極ＴＥに対応する接触インピーダンスの差が±３０Ωに達することがある。したがって、本開示のタッチセンサ１００は、より低い接触インピーダンスを提供するだけでなく、異なるタッチ感知電極ＴＥの接触インピーダンス間のより良好な均一性も提供する。
【0052】
以下の説明では、図１Ａ～１Ｅに示すように、表面処理が施され、基板１１０上に形成された金属ナノワイヤ層１２０と、図２Ａ～２Ｃに示すタッチセンサ１００を例に、本開示のタッチセンサ１００の製造方法をさらに説明する。上述した構成要素の構成、接続関係、及び利点は、以下では繰り返さないことを理解されたい。
【0053】
タッチセンサ１００の製造方法は、ステップＳ１０～ステップＳ４０を含んでもよく、ステップＳ１０～ステップＳ４０は連続して実施してもよい。ステップＳ１０では、基板１１０を準備する。ステップＳ２０では、基板１１０上に可視領域ＶＡおよび周辺領域ＰＡに対応する金属ナノワイヤ層１２０を形成する。ステップＳ３０では、金属ナノワイヤ層１２０に表面処理を施す。ステップＳ４０では、基板１１０上に周辺領域ＰＡに対応して金属層１３０が形成され、金属層１３０の一部が表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０と重なって接触し、重複領域Ａが形成される。
【0054】
いくつかの実施形態において、ステップＳ１０の後に、基板１１０に対して後処理を行ってもよく、例えば、表面改質プロセスを行うか、又は、基板１１０の表面１１１上に接着剤層若しくは樹脂層を追加でコーティングして、基板１１０と他の層（例えば、金属ナノワイヤ層１２０及び／又は金属層１３０）との間の接着を強化する。
【0055】
いくつかの実施形態において、ステップＳ２０は、金属ナノワイヤ層１２０にパターン化処理を実施することをさらに含んでもよい。具体的には、金属ナノワイヤ１２２を含む分散液１０を基板１１０の表面１１１上にコーティングし、硬化／乾燥させて金属ナノワイヤ層１２０を基板１１０の表面１１１に接着させた後、金属ナノワイヤ層１２０に対してパターン化処理を実施し、可視領域ＶＡと周辺領域ＰＡの金属ナノワイヤ層１２０を各々そのパターンで画定することができる。詳細には、可視領域ＶＡ内の金属ナノワイヤ層１２０は、少なくとも１つのタッチ感知電極ＴＥを形成するようにパターン化することができ、周辺領域ＰＡ内の金属ナノワイヤ層１２０は、続いて、金属層１３０と重なる重複部分（第１の重複部分とも呼ぶ）を形成するようにパターン化することができる。いくつかの実施形態において、金属ナノワイヤ層１２０は、エッチング処理によってパターン化することができる。いくつかの実施形態において、可視領域ＶＡおよび周辺領域ＰＡにおける金属ナノワイヤ層１２０は、エッチングマスク（例えばフォトレジスト）の補助を用いて同時にエッチングすることができ、パターンを有する金属ナノワイヤ層１２０が、可視領域ＶＡおよび周辺領域ＰＡに同一プロセスで形成される。より詳細には、金属ナノワイヤ層１２０内の金属ナノワイヤ１２２が銀ナノワイヤである場合、銀材料を除去するために、エッチング液の主成分をＨ３ＰＯ４（エッチング液中のＨ３ＰＯ４の体積比が約５５％～約７０％）とＨＮＯ３（エッチング液中のＨＮＯ３の体積比が約５％～約１５％）とすることができる。他のいくつかの実施形態において、エッチング液の主成分は、塩化第二鉄／硝酸又はリン酸／過酸化水素であってもよい。さらに、いくつかの実施形態において、ステップＳ３０の後にパターン化処理を実施することもできる。すなわち、ステップＳ２０を実施して基板１１０上に金属ナノワイヤ層１２０を形成した後、ステップＳ３０を実施して金属ナノワイヤ層１２０に表面処理を施し、その後パターン化処理を実施する。換言すると、金属ナノワイヤ層１２０のパターン化処理は、金属ナノワイヤ層１２０の表面処理の前または後に実施することができ、本開示はこれに限定されるものではない。
【0056】
続いて、ステップＳ４０において、表面処理が施された金属ナノワイヤ層１２０に金属層１３０が部分的に重なるように（すなわち、第１の重複部分）、周辺領域ＰＡに金属層１３０を形成し、重複領域Ａを形成する。いくつかの実施形態において、感光性金属（例えば感光性銀）を含む金属層１３０を、基板１１０の周辺領域ＰＡの表面全体に形成して、第１の重複部分を部分的に覆ってもよい。次に、金属層１３０をパターン化して、金属層１３０のパターンを画定し、金属ナノワイヤ層１２０の第１の重複部分と重なる少なくとも１つの周辺回路Ｔおよび第２の重複部分を形成してもよい。金属層１３０の材料が感光性銀である場合は、感光性銀を直接露光および現像して金属層１３０のパターンを形成することができる。より具体的には、金属層１３０の材料として感光性銀を用いることにより、フォトレジストを塗布する工程、フォトレジストを露光及び現像する工程、並びに現像されたフォトレジストを介して金属層１３０をエッチングする工程を省略することができる。したがって、金属層１３０のパターンを形成するために実施されるエッチングプロセスによる金属ナノワイヤ層１２０のパターンの損傷を防止することができる。以上の工程を経て、金属層１３０の一部と金属ナノワイヤ層１２０の一部との間の周辺領域ＰＡにおける重なりと接触により形成された重複領域Ａを有するタッチセンサ１００を製造することができる。
【0057】
本開示のタッチセンサは、タッチ機能を有するディスプレイのような他の電子デバイスと組み立てることができる。例えば、基板をディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイデバイスまたは有機発光ダイオードディスプレイデバイス）に接着することができ、光学接着剤または他の接着剤を用いてそれらの間を接着することができる。タッチセンサは、光学接着剤を介して外側カバー層（例えば保護ガラス）と接着されてもよい。本開示のタッチセンサは、携帯電話、タブレット、ノートパソコン等の電子デバイスにも適用することができ、また、柔軟な製品にも適用することができる。本開示のタッチセンサは、偏光子（例えば、偏光子はタッチセンサの基板として直接使用することができる）、ウェアラブルデバイス（例えば、時計、眼鏡、スマートウェア、スマートシューズ）、および自動車デバイス（例えば、ダッシュボード、ドライブレコーダ、バックミラー、ウィンドウなど）にも適用することができる。
【0058】
本開示の前述の実施形態によると、本開示のタッチセンサは、金属ナノワイヤ層の一部と金属層の一部とが周辺領域で互いに重なって形成された重複領域を有する。本開示の金属ナノワイヤ層は、金属層および金属ナノワイヤ層によって形成される重複領域は、必要な接触面積を有しつつ、良好な接触効果を提供できるように、適切な表面処理を施してもよい。したがって、本開示のタッチセンサは、業界で一般的に認識されている狭ベゼル設計の要件を満たすだけでなく、接触インピーダンスの要件も満たすことができる。
【0059】
本開示は、その特定の実施形態を参照してかなり詳細に説明してきたが、他の実施形態も可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含まれる実施形態の説明に限定されるべきではない。
【0060】
本開示の範囲や精神から逸脱することなく、本開示の構造に対して様々な修正や変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。上記に鑑みて、本開示は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある限り、本開示の修正および変形をカバーすることが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
