特開 2022-22045 ３次元センシングモジュール及びその製造方法並びに電子機器

(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】P2022022045

(43)【公開日】2022-02-03

(54)【発明の名称】３次元センシングモジュール及びその製造方法並びに電子機器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20220127BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20220127BHJP

   G01L 1/20 20060101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 600

G06F3/041 495

G06F3/041 660

G01L5/00 101Z

G01L1/20 B

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020173833

(22)【出願日】2020-10-15

(31)【優先権主張番号】202010721518.X

(32)【優先日】2020-07-24

(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】リー リエン シン

(72)【発明者】

【氏名】ワン レン フン

(72)【発明者】

【氏名】イェ ツァイ ジン

(72)【発明者】

【氏名】リン ウェイ イー

(72)【発明者】

【氏名】チェン タイ シー

(72)【発明者】

【氏名】ウェイ ツァイ クエイ

(72)【発明者】

【氏名】チュアン チー チェン

(72)【発明者】

【氏名】リン スン ポー

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AB07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】Ｘ－Ｙ－Ｚ３軸電極が同時にフレキシブルな特性を有し、フレキシブルな次元センシングモジュール及びその製造方法並びに電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１００において、３次元センシングモジュール１１０は、接触圧力感知構造１１１を含む。接触圧力感知構造は、第１の機能性スペーサ層１１ｂ１１と、第１の機能性スペーサ層上にコーティングされた第１の透光性電極層１１ｂ２１と、第１の透光性電極層上にコーティングされた第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２と、第２の機能性スペーサ層上にコーティングされた第２の透光性電極層１１１ｂ２２と、第２の透光性電極層上にコーティングされた第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３と、を備える。第１、第２及び第３の機能性スペーサ層の抵抗率は、第１及び第２の透光性電極層の抵抗率よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接触圧力感知構造を備える３次元センシングモジュールであって、
前記接触圧力感知構造は、
第１の機能性スペーサ層と、
前記第１の機能性スペーサ層上にコーティングされた第１の透光性電極層と、
前記第１の透光性電極層上にコーティングされた第２の機能性スペーサ層と、
前記第２の機能性スペーサ層上にコーティングされた第２の透光性電極層と、
前記第２の透光性電極層上にコーティングされた第３の機能性スペーサ層と、を備え、
前記第１の機能性スペーサ層、前記第２の機能性スペーサ層及び前記第３の機能性スペーサ層の抵抗率が、前記第１の透光性電極層及び前記第２の透光性電極層の抵抗率よりも大きい、３次元センシングモジュール。

【請求項2】

前記接触圧力感知構造は、
第１のフレキシブルタッチ電極層、ここで前記第１の機能性スペーサ層が前記第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングされる、と、
前記第３の機能性スペーサ層上にコーティングされた第２のフレキシブルタッチ電極層と、をさらに備え、
前記３次元センシングモジュールは、前記第２のフレキシブルタッチ電極層上に配置されたフレキシブルカバープレートをさらに備える、請求項１に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項3】

前記第１のフレキシブルタッチ電極層及び前記第２のフレキシブルタッチ電極層を介したタッチ位置信号および圧力感知信号を検出するように構成されたコントローラ、
をさらに備える請求項２に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項4】

前記第１のフレキシブルタッチ電極層、前記第１の透光性電極層、前記第２の透光性電極層、または前記第２のフレキシブルタッチ電極層のうちの少なくとも１つは、銀ナノワイヤ電極層である、請求項２または３のいずれかに記載の３次元センシングモジュール。

【請求項5】

前記第１のフレキシブルタッチ電極層及び前記第２のフレキシブルタッチ電極層の抵抗率が１Ｏｐｓ（Ｏｈｍｓ Ｐｅｒ Ｓｑｕａｒｅ）から１５０Ｏｐｓの範囲であり、前記第１の透光性電極層及び前記第２の透光性電極層の抵抗率が１５０Ｏｐｓから５００Ｏｐｓの範囲であり、前記第２の機能性スペーサ層の抵抗率が５００Ｏｐｓから１０００ＯＰＳの範囲であり、前記第１の機能性スペーサ層及び前記第３の機能性スペーサ層の抵抗率が８００Ｏｐｓから１２００Ｏｐｓの範囲である、請求項２から４のいずれか１項に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項6】

前記第１の機能性スペーサ層および前記第３の機能性スペーサ層の厚さは、実質的に同一である、請求項１から５のいずれか１項に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項7】

前記第２の機能性スペーサ層の厚さは、前記第１の機能性スペーサ層又は前記第３の機能性スペーサ層の少なくとも一方の厚さよりも小さい、請求項６に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項8】

前記第２の機能性スペーサ層の厚さが３０ｎｍから１００ｎｍの範囲であり、前記第１の機能性スペーサ層及び前記第３の機能性スペーサ層の厚さが４００ｎｍから１２００ｎｍの範囲である、請求項７に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項9】

前記第１の透光性電極層及び前記第２の透光性電極層のそれぞれは、互いに離間した複数の電極ブロックを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項10】

前記第１の機能性スペーサ層、前記第２の機能性スペーサ層、または前記第３の機能性スペーサ層のうちの少なくとも１つは、低濃度の銀ナノワイヤでドープされた基材層である、請求項１から９のいずれか１項に記載の３次元センシングモジュール。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の３次元センシングモジュールと、
前記３次元センシングモジュールの下に配置された表示モジュールと、
を備える電子機器。

【請求項12】

第１のフレキシブルタッチ電極層を形成すること；
前記第１のフレキシブルタッチ電極層上に透光性感圧複合層をコーティングすること、ここで、前記透光性感圧複合層は、少なくとも１つの透光性電極層と、少なくとも１つの機能性スペーサ層とを含み、前記少なくとも１つの透光性電極層の抵抗率が、前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の抵抗率よりも小さい；及び
前記透光性感圧複合層上に第２のフレキシブルタッチ電極層をコーティングすることを含む３次元センシングモジュールを製造する方法。

【請求項13】

前記透光性感圧複合層をコーティングすることは、
前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第１の機能性スペーサ層を、前記第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングすること；
前記少なくとも１つの透光性電極層の第１の透光性電極層を前記第１の機能性スペーサ層上にコーティングすること；
前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第２の機能性スペーサ層を、前記第１の透光性電極層上にコーティングすること；
前記少なくとも１つの透光性電極層の第２の透光性電極層を、前記第２の機能性スペーサ層上にコーティングすること；及び
前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第３の機能性スペーサ層を、前記第２の透光性電極層上にコーティングすることを含む請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願との相互参照）
本出願は、２０２０年７月２４日に出願された中国特許出願第２０２０１０７２１５１８.Ｘの優先権を主張する。

【0002】

（背景）
（開示分野）
本発明は、３次元センシングモジュール及びその製造方法並びに電子機器に関する。

【背景技術】

【0003】

タッチモジュールの多様な開発により、タッチモジュールは工業用エレクトロニクスおよび民生用エレクトロニクス製品に成熟して適用されてきた。要求は、スクリーン表面上のタッチ点の２次元位置（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）を決定することから、スクリーン表面に加えられる力の変化によって生じる力のパラメータ（例えば、Ｚ軸方向）を感知することまで進歩した。フレキシブルパネルへの適用の要求も避けられない。

【0004】

しかしながら、従来の産業界で提案されている技術は、タッチモジュールに搭載される圧力センサにおいて以下の問題を有していた。（１）Ｘ－Ｙ－Ｚ３軸電極が同時にフレキシブルな特性を有することができず、フレキシブルなアセンブリとして使用することができない。（２）一部の領域のみがＺ軸センシング機能を有する。

【0005】

このため、上記課題を解決するための３次元センシングモジュールをどのように提供するかが、産業界の重要課題となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中国特許出願公開第１０９８５７２７８号明細書

【発明の概要】

【0007】

本開示の一態様は、上記の問題を効率的に解決することができる３次元センシングモジュールを提供することである。

【0008】

本開示の一実施形態によれば、３次元センシングモジュールは、接触圧力感知構造を含む。接触圧力感知構造は、第１の機能性スペーサ層と、第１の透光性電極層と、第２の機能性スペーサ層と、第２の透光性電極層と、第３の機能性スペーサ層とを備える。第１の透光性電極層は、第１の機能性スペーサ層上にコーティングされる。第２の機能性スペーサ層は、第１の透光性電極層上にコーティングされる。第２の透光性電極層は、第２の機能性スペーサ層上にコーティングされる。第３の機能性スペーサ層は、第２の透光性電極層上にコーティングされる。第１の機能性スペーサ層、第２の機能性スペーサ層及び第３の機能性スペーサ層の抵抗率は、第１の透光性電極層及び第２の透光性電極層の抵抗率よりも大きい。

【0009】

本開示の一実施形態では、接触圧力感知構造は、第１のフレキシブルタッチ電極層および第２のフレキシブルタッチ電極層をさらに含む。第１の機能性スペーサ層は、第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングされる。第２のフレキシブルタッチ電極層は、第３の機能性スペーサ層上にコーティングされる。３次元センシングモジュールは、第２のフレキシブルタッチ電極層上に配置されたフレキシブルカバープレートをさらに含む。

【0010】

本開示の一実施形態では、３次元センシングモジュールは、第１のフレキシブルタッチ電極層および第２のフレキシブルタッチ電極層を介してタッチ位置信号および圧力感知信号を検出するように構成されたコントローラをさらに含む。

【0011】

本開示の一実施形態では、第１のフレキシブルタッチ電極層、第１の透光性電極層、第２の透光性電極層、または第２のフレキシブルタッチ電極層のうちの少なくとも１つは、銀ナノワイヤ電極層である。

【0012】

本開示の一実施形態では、第１のフレキシブルタッチ電極層および第２のフレキシブルタッチ電極層の抵抗率は、１Ｏｐｓ（Ｏｈｍｓ Ｐｅｒ Ｓｑｕａｒｅ）から１５０Ｏｐｓの範囲である。第１の透光性電極層及び第２の透光性電極層の抵抗率は、１５０Ｏｐｓから５００Ｏｐｓの範囲である。第２の機能性スペーサ層の抵抗率は、５００Ｏｐｓから１０００Ｏｐｓの範囲である。第１の機能性スペーサ層および第３の機能性スペーサ層の抵抗率は、８００Ｏｐｓから１２００Ｏｐｓの範囲である。

【0013】

本開示の一実施形態では、第１の機能性スペーサ層および第３の機能性スペーサ層の厚さは、実質的に同一である。

【0014】

本開示の一実施形態では、第２の機能スペーサ層の厚さは、第１の機能性スペーサ層または第３の機能性スペーサ層の少なくとも１つの厚さよりも小さい。

【0015】

本開示の一実施形態では、第２の機能性スペーサ層の厚さは、３０ｎｍから１００ｎｍの範囲である。第１の機能性スペーサ層および第３の機能性スペーサ層の厚さは、４００ｎｍから１２００ｎｍの範囲である。

【0016】

本発明の一実施形態では、第１の透光性電極層及び第２の透光性電極層の各々は、互いに離間した複数の電極ブロックを備える。

【0017】

本開示の一実施形態では、第１の機能性スペーサ層、第２の機能性スペーサ層、または第３の機能性スペーサ層の少なくとも１つは、低濃度の銀ナノワイヤでドープされた基材層である。

【0018】

本開示の一実施形態によれば、電子機器は、３次元センシングモジュールと表示モジュールとを含む。表示モジュールは、３次元センシングモジュールの下に配置される。

【0019】

本開示の一実施形態によれば、３次元センシングモジュールを製造する方法は、第１のフレキシブルタッチ電極層を形成すること；前記第１のフレキシブルタッチ電極層上に透光性感圧複合層をコーティングすること、ここで、前記透光性感圧複合層は、少なくとも１つの透光性電極層と、少なくとも１つの機能性スペーサ層とを含み、前記少なくとも１つの透光性電極層の抵抗率が、前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の抵抗率よりも小さい；及び前記透光性感圧複合層上に第２のフレキシブルタッチ電極層をコーティングすることを含む。

【0020】

本開示の一実施形態では、透光性感圧複合層をコーティングすることは、前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第１の機能性スペーサ層を、前記第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングすること；前記少なくとも１つの透光性電極層の第１の透光性電極層を前記第１の機能性スペーサ層上にコーティングすること；前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第２の機能性スペーサ層を、前記第１の透光性電極層上にコーティングすること；前記少なくとも１つの透光性電極層の第２の透光性電極層を、前記第２の機能スペーサ層上にコーティングすること；及び前記少なくとも１つの機能性スペーサ層の第３の機能性スペーサ層を、前記第２の透光性電極層上にコーティングすることを含む。

【0021】

したがって、本発明の３次元センシングモジュールでは、２層のフレキシブルタッチ電極層と、その間に積層された透光性感圧複合層とによって、２次元タッチ位置信号と３次元圧力感知信号とが同時に得られるように、接触感圧構造が形成されている。本開示の３次元センシングモジュールは、複数のコーティングプロセスのみによって簡単に完成させることができる。したがって、タッチモジュールと表示モジュールを別々に製造して接着する従来の複雑な方法と比較して、本開示の３次元センシングモジュールの製造プロセスは、接着剤の使用を完全に排除することができる。その結果、多層接着工程および接着剤の厚さを低減することができ、本開示の３次元センシングモジュールは、薄い設計を実現することができる。

【0022】

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、実施例によるものであり、請求される開示のさらなる説明の提供を意図していることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0023】

本開示は、添付の図面を参照して、以下の実施形態の詳細な説明を読むことによって、より完全に理解することができる。

【図1】本開示の一実施形態による電子機器の概略図である。

【図2】図１の電子機器のいくつかの構成要素の部分図である。

【図3A】押圧されない、図１の透光性感圧複合層の部分拡大図である。

【図3B】押圧された、図１の透光性感圧複合層の部分拡大図である。

【図4】本開示の別の実施形態による電子機器の概略図である。

【図5】本開示の一実施形態による３次元センシングモジュールを製造する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（詳細な説明）
以下、添付図面に例示されている本発明の実施形態を詳細に参照する。可能な限り、図面及び説明において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。しかしながら、本明細書に開示される特定の構造的および機能的詳細は、例示的な実施形態を説明する目的のための単に代表的なものであり、したがって、多くの代替的な形態で具現化することができ、本明細書に記載される例示的な実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではない。したがって、例示的な実施形態を開示された特定の形態に限定する意図はないが、反対に、例示的な実施形態は、開示の範囲内にあるすべての改変、均等物、および代替物をカバーするものであることを理解されたい。

【0025】

図１及び２を参照する。図１は、本開示の一実施形態による電子機器１００の概略図である。図２は、図１の電子機器１００のいくつかの構成要素の部分図である。図１及び２に示すように、本実施形態の電子機器１００は、一例としてタッチディスプレイであり、３次元センシングモジュール１１０と、表示モジュール１２０とを備えている。表示モジュール１２０は、３次元センシングモジュール１１０の下方に配置されている。

【0026】

具体的には、３次元センシングモジュール１１０は、接触圧力感知構造１１１及びフレキシブルカバープレート１１２を含む。接触圧力感知構造１１１は、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１と、第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２と、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１と第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２との間に位置する透光性感圧複合層１１１ｂとを備える。透光性感圧複合層１１１ｂは、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１と、第１の透光性電極層１１１ｂ２１と、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２と、第２の透光性電極層１１１ｂ２２と、第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３とを含む。第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１は、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１上にコーティングされている。第１の透光性電極層１１１ｂ２１は、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１上にコーティングされている。第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２は、第１の透光性電極層１１１ｂ２１上にコーティングされている。第２の透光性電極層１１１ｂ２２は、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２上にコーティングされている。第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３は、第２の透光性電極層１１１ｂ２２上にコーティングされている。第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３の抵抗率は、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２の抵抗率よりも大きい。第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２は、第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３上にコーティングされている。フレキシブルカバープレート１１２は、第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２上に配置される。

【0027】

いくつかの実施態様において、フレキシブルカバープレート１１２の材料は、可撓性ポリマー材料を含む。例えば、可撓性ポリマー材料は無色ポリイミド（ＰＩ）を含むが、本開示はこの点に関して限定されない。

【0028】

図１に示すように、３次元センシングモジュール１１０は、コントローラ１１３をさらに含む。コントローラ１１３は、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１及び第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２に電気的に接続されている。図２に示されるように、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１および第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２の両方は、パターニング後の電極層であり、これらのパターンは、例示のためだけであり、本開示の範囲を制限することを意図していない。なお、コントローラ１１３が第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１及び第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２を介してタッチ位置信号を検出する原理については、ここでは詳細に説明せず、従来技術を参照することができる。

【0029】

いくつかの実施態様において、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１、第１の透光性電極層１１１ｂ２１、第２の透光性電極層１１１ｂ２２、又は第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２の少なくとも一つは、銀ナノワイヤ電極層（ＳＮＷ，ＡｇＮＷとも呼ばれる）、金属グリッド、又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電極層とすることができるが、本開示は、この点に関して限定されない。

【0030】

いくつかの実施態様において、透光性感圧複合層１１１ｂは、８５％を超える光透過率、及び３％未満のヘイズを有する。透光性感圧複合層１１１ｂを前述の光透過率およびヘイズの要件を満たすようにするために、いくつかの実施態様において、第１の透光性電極層１１１ｂ２１または第２の透光性電極層１１１ｂ２２の少なくとも一方は、銀ナノワイヤ電極層である。

【0031】

図３Ａを参照すると、図３Ａは、押圧されていない、図１の透光性感圧複合層１１１ｂの部分拡大図である。図３Ａに示されるように、第１の透光性電極層１１１ｂ２１および第２の透光性電極層１１１ｂ２２のそれぞれは、基材およびその中にドープされた銀ナノワイヤを含む。銀ナノワイヤは、基材内で互いに重なり合って、導電性ネットワークを形成する。基材は、コーティング、加熱、および乾燥などのプロセスを介して、銀ナノワイヤを含む溶液によって形成される非ナノシルバー材料を指す。銀ナノワイヤは、基材内に分布または埋め込まれ、部分的に基材から突出する。基材は、腐食および摩耗から保護するなど、外部環境から銀ナノワイヤを保護することができる。いくつかの実施態様において、基材は、圧縮可能である。

【0032】

いくつかの実施態様において、銀ナノワイヤのワイヤ長は、約１０μｍ～約３００μｍの範囲である。いくつかの実施態様において、銀ナノワイヤのワイヤ直径（または線幅）は、約５００ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、銀ナノワイヤは、銀でコーティングされた他の導電性金属ナノワイヤまたは非導電性ナノワイヤなどの変形形態とすることができる。銀ナノワイヤ電極層を形成するための銀ナノワイヤの使用は、ＩＴＯと比較して、低価格、単純なプロセス、良好な柔軟性、屈曲に対する耐性などの利点を有する。

【0033】

透光性感圧複合層１１１ｂを前述の透光性およびヘイズの要件を満たすようにするために、一部の実施形態では、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、および第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３を透光性コーティングとすることができる。いくつかの実施態様において、図３Ａに示されるように、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２又は第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３の少なくとも１つは、低濃度の銀ナノワイヤでドープされた基材層とすることができる。具体的には、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３は、低濃度の銀ナノワイヤがドープされた基材層を含み、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３の抵抗率が、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２の抵抗率よりも大きく、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３は、より大きな光透過率を有する。いくつかの実施態様において、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３の基材は、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２の基材と同一であるが、本開示はこれに限定されない。

【0034】

いくつかの実施態様において、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１及び第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２の抵抗率は、１Ｏｐｓ（Ｏｈｍ ｐｅｒ Ｓｑｕａｒｅ）から１５０Ｏｐｓ（できれば６０Ｏｐｓ）までの範囲であるが、本開示は、これに限定されない。いくつかの実施態様において、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２の抵抗率は、１５０Ｏｐｓから５００Ｏｐｓ（できれば３００Ｏｐｓ）までの範囲であるが、本開示は、これに限定されない。いくつかの実施態様において、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２の抵抗率は、５００Ｏｐｓから１０００Ｏｐｓ（できれば６００Ｏｐｓ）の範囲であるが、本開示は、この点に関して制限されない。いくつかの実施態様において、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３の抵抗率は、８００Ｏｐｓから１２００Ｏｐｓ（できれば８００Ｏｐｓ）の範囲であるが、本開示は、この点に関して限定されない。

【0035】

実際の応用において、抵抗率を測定して、ドープされた銀ナノワイヤの濃度が高い（例えば、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２）か、低い（例えば、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、および第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３）かを確認することができる。さらに、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３も低濃度の銀ナノワイヤでドープされている場合、抵抗率の差は厚さに関連する。

【0036】

図３Ｂを参照する。図３Ｂは、押圧された、図１の透光性感圧複合層１１１ｂの部分拡大図である。図３Ａ及び３Ｂに示すように、第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２が銀ナノワイヤからなるため、フレキシブルカバープレート１１２側からの外力が透光性感圧複合層１１１ｂに伝達されると、その力によって第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２が圧縮され、内部の銀ナノワイヤが第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２、及び第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３に接近し貫通する。接触点の数が多くなると、透光性感圧複合層１１１ｂ全体の導電性が向上する（すなわち、抵抗率が減少する）。例えば、図３Ａに示すように、透光性感圧複合層１１１ｂが押圧されていない場合には、第１の透光性電極層１１１ｂ２１の銀ナノワイヤＬ１と第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２の銀ナノワイヤＬ２とは接触しない。図３Ｂに示すように、透光性感圧複合層１１１ｂを押圧すると、第１の透光性電極層１１１ｂ２１内の銀ナノワイヤＬ１は、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２をさらに貫通して、銀ナノワイヤＬ２と接触する。したがって、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１および第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２を介して透光性感圧複合層１１１ｂの抵抗率の変化を検出した後、コントローラ１１３は、外部押圧力の値を算出することができる。例えば、外部押圧力が大きいと、透光性感圧複合層１１１ｂの抵抗率の変化量が大きくなる。逆に、外部押圧力が小さい場合には、透光性感圧複合層１１１ｂの抵抗率の変化量は小さい。このため、透光性感圧複合層１１１ｂの抵抗率の変化から外部押圧力の値を算出することができる。

【0037】

いくつかの実施形態では、コントローラ１１３は、タッチ位置信号および圧力感知信号を同時に検出することができる。他のいくつかの実施形態では、コントローラ１１３は、タッチ位置信号および圧力感知信号を順次検出することができる。

【0038】

いくつかの実施態様において、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２の厚さは、約３０ｎｍから約１００ｎｍ（好ましくは約４０ｎｍから約８０ｎｍ）の範囲である。

【0039】

以上の構成により、透光性感圧複合層１１１ｂと第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１及び第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２との間の抵抗率を高めることができる。このため、コントローラ１１３がタッチ位置信号を検出する際に、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１および第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２を介して得られる容量検出信号は、透光性感圧複合層１１１ｂに妨げられにくく、より明瞭となる。

【0040】

なお、図１に示すように、透光性感圧複合層１１１ｂの第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２は、モノリシック構造であり、１本指検出機能を有するものであってもよいが、これに限定されるものではない。図４を参照する。図４は、本開示の別の実施形態による電子機器２００の概略図である。

【0041】

図４に示すように、電子機器２００は、３次元センシングモジュール２１０と、表示モジュール１２０とを含む。３次元センシングモジュール２１０は、接触圧力感知構造２１１及びフレキシブルカバープレート１１２を含む。接触圧力感知構造２１１は、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１と、第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２と、第１のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ１と第２のフレキシブルタッチ電極層１１１ａ２との間に位置する透光性感圧複合層２１１ｂとを備える。透光性感圧複合層２１１ｂは、第１の機能性スペーサ層１１１ｂ１１と、第１の透光性電極層２１１ｂ２１と、第２の機能性スペーサ層１１１ｂ１２と、第２の透光性電極層２１１ｂ２２と、第３の機能性スペーサ層１１１ｂ１３とを含む。図１に示す実施形態と比較して、本実施形態の電子機器２００は、第１の透光性電極層２１１ｂ２１及び第２の透光性電極層２１１ｂ２２に関して変形されている。

【0042】

具体的には、第１の透光性電極層２１１ｂ２１及び第２の透光性電極層２１１ｂ２２は、それぞれ複数の電極ブロックを含む。電極ブロックは互いに離間している。製造時には、図４に示すような複数の電極ブロックを有する第１の透光性電極層２１１ｂ２１及び第２の透光性電極層２１１ｂ２２を得るために、図１に示す第１の透光性電極層１１１ｂ２１及び第２の透光性電極層１１１ｂ２２をそれぞれパターニングすることができる。分離された電極ブロックにより、コントローラ１１３は、多指検出を実現することができる。

【0043】

図５を参照する。図５は、本開示の一実施形態による３次元センシングモジュールを製造する方法のフローチャートである。図５に示すように、３次元センシングモジュールの製造方法は、ステップＳ１０１～Ｓ１０３を含む。

【0044】

ステップＳ１０１では、第１のフレキシブルタッチ電極層を形成する。

【0045】

ステップＳ１０２では、透光性感圧複合層が、第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングされる、ここで透光性感圧複合層は少なくとも１つの透光性電極層と少なくとも１つの機能性スペーサ層とを含み、透光性電極層の抵抗率が機能性スペーサ層の抵抗率よりも小さい。

【0046】

ステップＳ１０３では、第２のフレキシブルタッチ電極層が、透光性感圧複合層上にコーティングされる。

【0047】

一部の実施形態では、ステップＳ１０２は、ステップＳ１０２ａ～Ｓ１０２ｅを含む。

【0048】

ステップＳ１０２ａでは、第１の機能性スペーサ層が、第１のフレキシブルタッチ電極層上にコーティングされる。

【0049】

ステップＳ１０２ｂでは、第１の透光性電極層が、第１の機能性スペーサ層上にコーティングされる。

【0050】

ステップＳ１０２ｃでは、第２の機能性スペーサ層が、第１の透光性電極層上にコーティングされる。

【0051】

ステップＳ１０２ｄでは、第２の透光性電極層が、第２の機能性スペーサ層上にコーティングされる。

【0052】

ステップＳ１０２ｅでは、第３の機能性スペーサ層が、第２の透光性電極層上にコーティングされる。

【0053】

いくつかの実施形態では、前述の工程におけるコーティングプロセスは、スピンコーティングプロセス又はスリットダイコーティングを含むが、本開示は、この点に関して限定されない。

【0054】

一部の実施形態では、ステップＳ１０２ｂとステップＳ１０２ｃの間に第１の透光性電極層をパターニングするステップを追加することができ、ステップＳ１０２ｄとステップＳ１０２ｅの間に第２の透光性電極層をパターニングするステップを追加することができる。

【0055】

本開示の実施形態の前述した説明によれば、本開示の３次元センシングモジュールにおいて、接触圧力感知構造は、２つのフレキシブルタッチ電極層と、それらの間に積層され透光性感圧複合層とによって形成され、２次元タッチ位置信号と３次元圧力感知信号とを同時に提供することが分かる。本開示の３次元センシングモジュールは、複数のコーティングプロセスのみによって簡単に完成させることができる。したがって、タッチモジュールと表示モジュールを別々に製造して接着する従来の複雑な方法と比較して、本開示の３次元センシングモジュールの製造プロセスは、接着剤の使用を完全に排除することができる。その結果、多層接着工程および接着剤の厚さを低減することができ、本開示の３次元センシングモジュールは、薄い設計を実現することができる。

【0056】

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されてきたが、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。

【0057】

本開示の範囲または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および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。以上のことを考慮して、本開示は、以下の特許請求の範囲の範囲内にあることを条件として、本開示の修正および変形をカバーすることを意図している。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】