特開 2022-68084 タッチパネル及びタッチデバイス

(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】P2022068084

(43)【公開日】2022-05-09

(54)【発明の名称】タッチパネル及びタッチデバイス

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20220426BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 450

G06F3/041 430

G06F3/041 420

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021029829

(22)【出願日】2021-02-26

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-03-15

(31)【優先権主張番号】202011129434.3

(32)【優先日】2020-10-21

(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】ユー チエンシェン

(72)【発明者】

【氏名】ディン ジージュン

(72)【発明者】

【氏名】シュー ユングオ

(72)【発明者】

【氏名】ファン ジアンフア

(72)【発明者】

【氏名】ルー リーデー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】タッチパネルの接触検知電極層と周辺回路層との電気的な重なり安定性を向上させる狭幅ベゼル製品を提供する。
【解決手段】タッチパネルは、基板１１０、隆起構造１２０、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０を含む。基板は、可視領域ＶＲと、可視領域ＶＲを囲む境界領域ＢＲとを有する。隆起構造１２０は、基板１１０上に配置され、隆起構造１２０と基板１１０とが段差領域を構成する境界領域ＢＲに配置される。接触検知電極層１３０は、可視領域ＶＲに配置され、隆起構造１２０を超えて段差領域を覆うように一部が境界領域ＢＲまで延在する。周辺回路層１４０は、境界領域ＢＲに配置され、少なくとも隆起構造１２０及び段差領域上で接触検知電極層１３０と重なる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可視領域及び前記可視領域を取り囲む境界領域を有する基板と、
前記基板上に配置され、前記境界領域に配置された隆起構造であって、前記隆起構造及び前記基板が段差領域を構成する前記隆起構造と、
前記可視領域に配置され、前記隆起構造を超えて前記段差領域を覆うように一部が前記境界領域まで延在する接触検知電極層と、
前記境界領域に配置され、少なくとも前記隆起構造及び前記段差領域上で前記接触検知電極層と重なる周辺回路層と、
を備えたタッチパネル。

【請求項2】

前記接触検知電極層は、マトリクスと、前記マトリクス内に分散された複数の金属ナノ構造とを含む、
請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項3】

前記隆起構造は、金属材料を含み、前記金属材料の反応性は、前記金属ナノ構造の反応性よりも高い、
請求項２に記載のタッチパネル。

【請求項4】

前記隆起構造は、中央領域及び前記中央領域を取り囲む周辺領域を有し、前記中央領域の垂直方向厚さは、前記周辺領域の垂直方向厚さよりも大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載のタッチパネル。

【請求項5】

前記接触検知電極層は、第１部分及び第２部分を有し、前記第１部分は、前記隆起構造の前記中央領域を覆い、前記第２部分は、前記隆起構造の前記周辺領域及び前記段差領域を覆い、前記第１部分は、前記第２部分に接続される、
請求項４に記載のタッチパネル。

【請求項6】

前記接触検知電極層の前記第２部分は、前記段差領域で前記基板と接触している、
請求項５に記載のタッチパネル。

【請求項7】

前記接触検知電極層は、複数の金属ナノ構造を含み、
前記接触検知電極層の前記第２部分における前記金属ナノ構造の密度は、前記第１部分における前記金属ナノ構造の密度よりも大きい、
請求項５または６に記載のタッチパネル。

【請求項8】

前記接触検知電極層の前記第１部分における前記金属ナノ構造の密度は、１０％から５０％の間であり、
前記接触検知電極層の前記第２部分における前記金属ナノ構造の密度は、前記接触検知電極層の前記第１部分における前記金属ナノ構造の密度よりも７％から１８％だけ大きい、
請求項７に記載のタッチパネル。

【請求項9】

前記隆起構造の最大垂直方向厚さは、２μｍから８μｍの間である、
請求項１～８のいずれか１項に記載のタッチパネル。

【請求項10】

前記基板は、保護カバーであり、
前記隆起構造は、遮光構造の少なくとも一部である、
請求項１～９のいずれか１項に記載のタッチパネル。

【請求項11】

前記接触検知電極層は、前記隆起構造上にコンフォーマルに延びる、
請求項１～１０のいずれか１項に記載のタッチパネル。

【請求項12】

前記接触検知電極層は、前記周辺回路層とオーバーラップするオーバーラップ領域を画定する、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のタッチパネル。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載のタッチパネルを含むタッチデバイス。

【請求項14】

前記タッチデバイスは、ディスプレイ、携帯電話、ノートブック、タブレット、ウェアラブル機器、自動車機器または偏光子を含む、
請求項１３に記載のタッチデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タッチパネル及びタッチデバイスに関するものであり、特に、オーバーラップ構造を有するタッチパネル及びタッチデバイスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、タッチパネルは、携帯電話、ノートブックコンピュータ、衛星ナビゲーションシステム及びデジタル視聴覚プレーヤーなどの携帯型電子製品において、ユーザと電子デバイスとの間の情報通信チャネルとして機能するために広く使用されている。

【0003】

タッチパネルは、接触電極と周辺回路を含み、接触電極と周辺回路とは、通常、周辺領域で互いに接触して、導電経路またはループを形成し、接触インピーダンスがタッチパネルの信号伝送及び応答速度に影響を及ぼす。接触インピーダンスは、接触電極と周辺回路の間で重なり合う重なり面積に依存する。一般に、重なり面積が大きくなると、接触インピーダンスは低くなる。ただし、重なり面積は、タッチパネルの周辺領域の大きさに直接影響する。狭幅ベゼル製品の需要が徐々に高まる中で、周辺領域のサイズ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パネルが検討されている。

【発明の概要】

【0004】

本開示のいくつかの実施形態によれば、タッチパネルは、基板、隆起構造、接触検知電極層及び周辺回路層を備える。基板は、可視領域及び可視領域を取り囲む境界領域を有する。隆起構造は、基板上に配置され、隆起構造及び基板が段差領域を構成するように境界領域に配置される。接触検知電極層は、可視領域に配置され、隆起構造を超えて段差領域を覆うように、一部が境界領域まで延在する。周辺回路層は、境界領域に配置され、少なくとも隆起構造及び段差領域上で接触検知電極層と重なる。

【0005】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層は、マトリックスと、マトリックス内に分散された複数の金属ナノ構造とを含む。

【0006】

いくつかの実施形態では、隆起構造は、金属材料を含み、金属材料の反応性は、金属ナノ構造の反応性よりも高い。

【0007】

いくつかの実施形態では、隆起構造は、中央領域及び中央領域を取り囲む周辺領域を有し、中央領域の垂直方向厚さは、周辺領域の垂直方向厚さよりも大きい。

【0008】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層は、第１部分及び第２部分を有し、第１部分は、隆起構造の中央領域を覆い、第２部分は、隆起構造の周辺領域及び段差領域を覆い、第１部分は、第２部分に接続される。

【0009】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層の第２部分は、段差領域で基板と接触している。

【0010】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層は、複数の金属ナノ構造を含み、接触検知電極層の第２部分における金属ナノ構造の密度は、接触検知電極層の第１部分における金属ナノ構造の密度よりも大きい。

【0011】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層の第１部分における金属ナノ構造の密度は、１０％から５０％の間であり、接触検知電極層の第２部分における金属ナノ構造の密度は、接触検知電極層の第１部分における金属ナノ構造の密度よりも７％から１８％だけ大きい。

【0012】

いくつかの実施形態では、隆起構造の最大垂直方向厚さは、２μｍから８μｍの間である。

【0013】

いくつかの実施形態では、基板は保護カバーであり、隆起構造は、遮光構造の少なくとも一部である。

【0014】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層は、隆起構造上にコンフォーマルに延びる。

【0015】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層は、周辺回路層とオーバーラップするオーバーラップ領域を画定する。

【0016】

本開示の他のいくつかの実施形態によれば、タッチデバイスは、前述のタッチパネルを含む。

【0017】

本開示のいくつかの実施形態では、タッチデバイスは、ディスプレイ、携帯電話、ノートブック、タブレット、ウェアラブル機器、自動車機器または偏光子を含む。

【0018】

本開示の前述の実施形態によれば、本開示のタッチパネルは、基板と接触検知電極層との間に配置された隆起構造を有するため、接触検知電極層と周辺回路層との重なり面積を大きくすることができ、接触検知電極層と周辺回路層との接触インピーダンスを小さくすることができる。したがって、接触検知電極層と周辺回路層との間の電気的な重なり安定性を向上させることができ、重なりに要する横方向のスペースを小さくすることができる。その結果、タッチパネルの境界領域の横幅を狭くして、狭幅ベゼル製品に対するユーザのニーズを満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本開示は、以下の添付の図面を参照しながら、実施形態の以下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。

【0020】

【図1】本開示のいくつかの実施形態によるタッチパネルを示す概略上面図である。

【0021】

【図2】図１のタッチパネルの領域Ｒ１を示す概略部分拡大図である。

【0022】

【図3】本開示のいくつかの実施形態による、図２のタッチパネルを線ａ～ａ‘に沿って示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本開示の本実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、同じまたは類似の部品を参照するために、図面及び説明で同じ参照番号が使用される。

【0024】

さらに、図に示すように、「下」または「底」及び「上」または「頂上」などの相対的な用語を使用して、ある要素と別の要素との間の関係を説明することができる。相対的な用語は、図に示されているもの以外のデバイスの異なる方向を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、ある図のデバイスをひっくり返した場合、他の要素の「下」側にあると説明されている要素は、他の要素の「上」側に向けられる。したがって、例示的な用語「下」は、図面の特定の向きに応じて、「下」及び「上」の向きを含み得る。同様に、１つの図のデバイスをひっくり返すと、他の要素の「下」にある要素は、他の要素の「上」に配置される。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。

【0025】

本開示は、基板と接触検知電極層との間に配置された隆起構造を有するタッチパネルを提供する。このように隆起構造を構成することにより、接触検知電極層と周辺回路層との電気的な重なり安定性を向上させることができ、タッチパネルの境界領域の横幅を小さくすることができ、狭幅ベゼル製品に対するユーザのニーズに応えることができる。

【0026】

図１は、本開示のいくつかの実施形態によるタッチパネル１００を示す概略上面図である。図２は、図１のタッチパネル１００の領域Ｒ１を示す概略部分拡大図である。図３は、図２のタッチパネル１００を線ａ～ａ‘に沿って示す概略断面図である。図１から図３を参照する。タッチパネル１００は、基板１１０、隆起構造１２０、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０を備える。基板１１０は、水平面（例えば、Ｘ軸とＹ軸によって形成される平面）に沿って延び、可視領域ＶＲ及び可視領域ＶＲを取り囲む境界領域ＢＲとを有する。本実施形態における接触検知電極層１３０は、Ｘ軸に延びる電極を含むように示されているが、接触検知電極層１３０は、また、実際の設計において、Ｙ軸に延びる電極を含み得る。さらに、接触検知電極層１３０の電極パターンは、本開示に限定されない。

【0027】

いくつかの実施形態では、基板１１０は、例えば、剛性の透明な基板または可撓性の透明な基板であり得る。いくつかの実施形態では、基板１１０の材料は、ガラス、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、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、無色ポリイミドなどの透明材料またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、前処理ステップは、基板１１０の表面上で実行され得る。例えば、表面改質プロセスが実行されるか、または接着層または樹脂層が、基板１１０と他の層（例えば、基板１１０上の隆起構造１２０及び／または接触検知電極層１３０）との間の接着を強化するために基板１１０の表面上方に追加的にコーティングされる。

【0028】

いくつかの実施形態では、隆起構造１２０は、基板１１０上に配置され、境界領域ＢＲに配置される。隆起構造１２０は垂直方向に（例えば、Ｚ軸に沿って）隆起し、隆起構造１２０と基板１１０との間に高低差が存在する。このような高低差は、段差領域Ｓを構成し得る。接触検知電極層１３０は、基板１１０上の可視領域ＶＲに配置され、一部が境界領域ＢＲまで延び、隆起構造１２０を越えて段差領域Ｓを覆うようになっている。周辺回路層１４０は、基板１１０上に配置され、境界領域ＢＲに位置し、少なくとも隆起構造１２０及び段差領域Ｓ上で接触検知電極層１３０と重なる。いくつかの実施形態では、隆起構造１２０、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０は、基板１１０上に順次積み重ねられて、境界領域ＢＲに位置するオーバーラップ構造２００を形成する。

【0029】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０は、周辺回路層１４０とオーバーラップしてオーバーラップ領域を画定し、オーバーラップ領域は、重なり合う面積を有する。本実施形態では、オーバーラップ領域は、上面図（すなわち、図２の視野角）における四辺形領域である。より具体的には、この実施形態におけるオーバーラップ領域は、上面図において長さＬ１及び幅Ｗ１によって形成される四辺形領域である。

【0030】

タッチパネル１００の動作時には、可視領域ＶＲに位置する接触検知電極層１３０は、ユーザのタッチ運動を検知して接触検知信号を生成することができ、境界領域ＢＲに位置する周辺回路層１４０に、オーバーラップ構造２００における接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の重なり合う接触を介して、接触検知信号をさらに送信して、後続の信号処理を行うことができる。以下の説明において、本開示のオーバーラップ構造２００をより詳しく説明する。

【0031】

図３の線ａ～ａ‘に沿った断面は、本開示のオーバーラップ構造２００の断面であることを理解されたい。すなわち、図３は、図２のタッチパネル１００のオーバーラップ構造２００を示す概略断面図である。図３を参照する。いくつかの実施形態では、隆起構造１２０は、中央領域１２２及び中央領域１２２を取り囲む周辺領域１２４を有し、Ｚ軸に沿った中央領域１２２の厚さＴ１（垂直方向厚さＴ１とも呼ばれる）は、Ｚ軸に沿った周辺領域１２４の厚さＴ２（垂直方向厚さＴ２とも呼ばれる）よりも大きい。例えば、隆起構造１２０の厚さは、中央領域１２２から周辺領域１２４まで徐々に減少し、厚さ減少の程度は、中央領域１２２から周辺領域１２４まで徐々に増加する。このような厚さの変化は、隆起構造１２０の上面を凸状の曲面として形成することができる。いくつかの実施形態では、隆起構造１２０の最大垂直方向厚さＴ_Ｍは、２μｍから８μｍの間であってもよく、これにより、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性が改善され、それによって、タッチパネル１００の境界領域ＢＲの横方向幅Ｗ２が減少する（以下で詳細に説明する）。いくつかの実施形態では、隆起構造１２０の上面１２１は、例えば、（図３に示されるように）滑らかな曲面であってもよい。いくつかの他の実施形態では、隆起構造１２０の上面１２１は、例えば、階段状または波形を有するような規則的／不規則な表面であってもよい。隆起構造１２０の中央領域１２２の垂直方向厚さＴ１が隆起構造１２０の周辺領域１２４の垂直方向厚さＴ２よりも大きい限り、上面１２１の任意の輪郭は、本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、基板１１０がタッチパネル１００の保護カバーとして機能する場合には、隆起構造１２０は、タッチパネル１００の遮光構造の少なくとも一部であってもよく、例えば、暗色または不透明なフォトレジスト材料から形成される。

【0032】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０は、Ｘ軸に沿って隆起構造１２０全体を横方向に超える。言い換えれば、オーバーラップ構造２００において、基板１１０上の接触検知電極層１３０の垂直投影は、例えば、基板１１０上の隆起構造１２０の垂直投影を完全に覆うことができる。具体的には、図２に示されるように、オーバーラップ構造２００において、接触検知電極層１３０は、第１部分１３２及び第１部分を横方向に取り囲む第２部分１３４を有し、第１部分１３２は、隆起構造１２０の中央領域１２２を覆い、第２部分１３４は、隆起構造１２０の周辺領域１２４及び段差領域Ｓを覆う。第１部分１３２は、第２部分１３４に接続され、第１部分１３２の最高位置（例えば、上面）は、第２部分１３４の最高位置よりも高い。さらに、接触検知電極層１３０の第２部分１３４は、段差領域Ｓで基板１１０と接触している。

【0033】

いくつかの実施形態では、隆起構造１２０上に配置された接触検知電極層１３０は、隆起構造１２０の上面１２１の輪郭によって変動し得る。言い換えれば、オーバーラップ構造２００において、接触検知電極層１３０の輪郭は、隆起構造１２０の上面１２１の輪郭に依存し得る。いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０は、隆起構造１２０及び基板１１０上にコンフォーマル（共形的）に延びることができる。すなわち、オーバーラップ構造２００において、接触検知電極層１３０は、隆起構造１２０の上面１２１に対して、均一で一定の厚さＴ３を有することができ、基板１１０に接触する接触検知電極層１３０もまた、基板１１０の上面１１１に対して、均一で一定の厚さＴ３を有することができる。いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０の厚さＴ３は、３０ｎｍから１２０ｎｍの間であってもよく、その結果、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０の間に必要な電気的重なり安定性を維持することができ、タッチパネル１００の光学特性への悪影響を抑制することができる。具体的には、接触検知電極層１３０の厚さＴ３が３０ｎｍ未満である場合には、表面抵抗が過大となり、信号伝送に影響を及ぼす恐れがある。接触検知電極層１３０の厚さＴ３が１２０ｎｍより大きい場合には、タッチパネル１００の光学特性に影響を及ぼす可能性がある。

【0034】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０は、マトリックス１３６と、マトリックス１３６内に分布する複数の金属ナノワイヤ（金属ナノ構造とも呼ばれる）１３８とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、マトリックス１３６は、ポリマーまたはそれらの混合物を含み得る。これにより、接触検知電極層１３０に特定の化学的、機械的、及び、光学的特性を与える。例えば、マトリックス１３６は、接触検知電極層１３０と隆起構造１２０との間、及び、接触検知電極層１３０と基板１１０との間に、良好な接着を提供することができる。別の例として、マトリックス１３６は、接触検知電極層１３０に良好な機械的強度を提供することができる。いくつかの実施形態では、マトリックス１３６は、接触検知電極層１３０が引っかき傷及び摩耗に対するさらなる表面保護を有し、それによって、接触検知電極層１３０の表面強度を高めるように、特定のポリマー、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（シリコン－アクリル酸）、ポリシロキサン、ポリシラン、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、マトリックス１３６は、架橋剤、重合阻害剤、安定剤（例えば、抗酸化剤または紫外線安定剤を含むがこれらに限定されない）、界面活性剤、またはそれらの組み合わせをさらに含んでもよく、それにより、接触検知電極層１３０の抗紫外線特性を改善し、耐用年数を延長させる。

【0035】

金属ナノワイヤ１３８は、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、またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。より具体的には、本明細書で使用される「金属ナノワイヤ１３８」という用語は、集合名詞であり、これは、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す。いくつかの実施形態では、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未満でもよい。いくつかの実施形態では、単一の金属ナノワイヤ１３８は、大きなアスペクト比（すなわち、長さ：断面の直径）を有する。具体的には、単一の金属ナノワイヤのアスペクト比は、１０から１００，０００の間でもよい。より詳細には、単一の金属ナノワイヤのアスペクト比は、１０より大きく、好ましくは、５０より大きく、より好ましくは、１００より大きくてもよい。さらに、絹、繊維、または管のような他の用語も、同様に本開示の範囲内に入る上記の断面寸法及びアスペクト比を有する。

【0036】

いくつかの実施形態では、隆起構造１２０上の周辺回路層１４０は、Ｘ軸に沿って接触検知電極層１３０を横方向に横切る。換言すれば、オーバーラップ構造２００において、周辺回路層１４０は、接触検知電極層１３０の直上に位置し、接触検知電極層１３０を覆い、接触検知電極層１３０と電気的に接続されてもよい。接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的オーバーラップにより、タッチパネル１００内で接触検知信号を支障なく送信することができる。いくつかの実施形態では、周辺回路層１４０の底面１４３は、接触検知電極層１３０の上面１３１の輪郭とともに変動してもよい。すなわち、周辺回路層１４０の底面１４３の輪郭は、接触検知電極層１３０の上面１３１の輪郭に依存してもよい。いくつかの実施形態では、周辺回路層１４０は、位置によって変化する垂直方向の厚さＴ４を有してもよい。具体的には、周辺回路層１４０の垂直方向の厚さＴ４は、オーバーラップ構造２００の中心から周辺に向かって横方向に徐々に増加してもよい。他のいくつかの実施形態では、隆起構造１２０に対応する周辺回路層１４０の領域も接触検知電極層１３０の上面１３１に対して均一で一定の厚さＴ４を有してもよい。いくつかの実施形態では、周辺回路層１４０は、例えば、銅、銀、銅－銀合金、または他の適切な導電性材料を含んでもよい。

【0037】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性は、隆起構造１２０の物理的特性（例えば、隆起構造１２０の形状、垂直方向の厚さなど）に依存し得る。換言すれば、隆起構造１２０の物理的特性を調整することにより、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性を向上させることができる。具体的には、隆起構造１２０上に接触検知電極層１３０を配置すると、隆起構造１２０は中間凸状構造を有するので、接触検知電極層１３０を「アーチ橋」に類似した形状に形成することができる。したがって、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間に形成される重なり面積（例えば、長さＬ１及び幅Ｗ１で規定される重なり面積）を変化させない前提として、実際の重なり面積を大きくすることができる。さらに、接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８を、重力のために段差領域Ｓに集まるように沈降させることができる。その結果、接触検知電極層１３０（特に、接触検知電極層１３０の第２部分１３４）と周辺回路層１４０との間の接触インピーダンスを低減することができ、それにより、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０間の電気的重なり安定性を改善する。

【0038】

上記のように、隆起構造１２０の最大垂直厚さＴ_Ｍは、２μｍから８μｍの間でもよいので、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性を向上させることができ、タッチパネル１００の境界領域ＢＲの横幅Ｗ２を小さくすることができる。具体的には、隆起構造１２０上に接触検知電極層１３０を配置した場合において、隆起構造１２０の最大垂直厚さＴ_Ｍが２μｍ未満の場合には、接触検知電極層１３０は、「アーチ橋」と同様の形状を形成できない場合がある。したがって、接触検知電極層１３０は、基板１１０上に平面に近い形で配置され、その結果、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の実際の重なり面積を、効果的に増加させることができず、金属ナノワイヤ１３８は、適切な量だけ段差領域Ｓに沈降して集まることができない。その結果、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の接触インピーダンスは、設計要件を満たすことができず、より大きなサイズの重なり面積を有するように設計され、タッチパネル１００の境界領域ＢＲの横幅Ｗ２を小さくすることができない。一方、接触検知電極層１３０が隆起構造１２０上に配置されている場合において、隆起構造１２０の最大垂直厚さＴ_Ｍが８μｍより大きい場合には、接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８は、過度に沈降して集まる。その結果、接触検知電極層１３０の第１部分１３２と周辺回路層１４０との間の電気的重なりが不安定になり、接触検知電極層１３０がより高い高さまで上昇する必要があり、それによって、電気的故障につながる。

【0039】

接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８は、隆起構造１２０の物理的特性を受けて、接触検知電極層１３０の第２部分１３４に沈降して集まるので、接触検知電極層１３０の第２部分１３４における金属ナノワイヤ１３８の密度は、接触検知電極層１３０の第１部分１３２における金属ナノワイヤ１３８の密度よりも大きい。本明細書における「密度」という用語は、単位面積あたりの接触検知電極層１３０に含まれる金属ナノワイヤ１３８の数を指すことを理解されたい。いくつかの実施形態では、光学的及び電気的特性を満たすために、接触検知電極層１３０の第１部分１３２内の金属ナノワイヤ１３８の密度は、１０％から５０％の間、好ましくは、１２％から２２％の間でもよい。接触検知電極層１３０の第２部分１３４における金属ナノワイヤ１３８の密度は、接触検知電極層１３０の第１部分１３２における金属ナノワイヤ１３８の密度よりも約７％から１８％だけ大きくてもよい。したがって、接触検知電極層１３０は、良好な導電性を確保することができ、接触検知電極層１３０及び周辺回路層１４０の電気的重なり安定性を良好にすることができる。具体的には、前述の密度は、接触検知電極層１３０の表面抵抗及びタッチパネル１００の全体的な光学的外観に影響を与えるであろう。密度が低すぎる場合、すなわち、金属ナノワイヤ１３８がマトリックス１３６内にまばらに分布している場合には、過度の表面抵抗が生じる可能性がある。密度が高すぎる場合、すなわち、金属ナノワイヤ１３８がマトリックス１３６内に密に分布している場合には、光透過率が低下し、光学特性に影響を与える可能性がある。前述の光学特性は、可視領域ＶＲの光学特性を指し、可視領域ＶＲに位置する接触検知電極層１３０と、境界領域ＢＲに延びる接触検知電極層１３０とは、タッチパネル１００の製造工程中に、表面全体にコーティングされるため、境界領域ＢＲに位置する接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８の密度（特に、接触検知電極層１３０の第１部分１３２における金属ナノワイヤ１３８の密度）は、可視領域ＶＲに位置する接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８の密度と実質的に同様である。したがって、前述の接触検知電極層１３０全体を全面にコーティングする設計では、境界領域ＢＲに位置する接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８の密度を考慮すると、タッチパネル１００の可視領域ＶＲの光学特性を考慮することも必要である。一方、金属ナノワイヤ１３８よりも導電率が高い金属材料（例えば、銅）を選択して、隆起構造１２０を形成することができる。オーバーラップ構造２００全体が、金属材料を有する隆起構造１２０のために、電気的な重なり合う安定性を改善することができる。

【0040】

いくつかの実施形態では、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性は、隆起構造１２０の化学的特性（例えば、材料）にさらに依存してもよい。隆起構造１２０の化学的特性を調整することにより、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性をさらに改善することができる。より具体的には、金属ナノワイヤ１３８の反応性よりも高い反応性（化学反応性）を有する金属材料を選択して、隆起構造１２０を形成し、その結果、金属ナノワイヤ１３８は、接触検知電極層１３０内で、周辺回路層１４０と隆起構造１２０との間に、より容易に集まるようにすることができる。したがって、オーバーラップ構造２００の接触検知電極層１３０内の金属ナノワイヤ１３８の密度は、増加され、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的重なり安定性は改善される。例えば、銀ナノワイヤが金属ナノワイヤ１３８として使用するために選択された場合には、銀の反応性よりも高い反応性を有する金属（例えば、銅）を、隆起構造１２０の材料として選択することができる。

【0041】

より詳細には、接触検知電極層１３０は、金属ナノワイヤ１３８を含む分散液のコーティング、硬化、及び乾燥のステップを通じて形成することができる。いくつかの実施形態では、分散液は、金属ナノワイヤ１３８が溶媒中に均一に分散している溶液を含む。具体的には、溶媒は、例えば、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、キシレンなど）、またはそれらの組み合わせである。いくつかの実施形態では、分散液は、金属ナノワイヤ１３８と溶媒との間の適合性及び溶媒中の金属ナノワイヤ１３８の安定性を改善するために、添加剤、界面活性剤、及び／または結合剤をさらに含んでもよい。具体的には、添加剤、界面活性剤、及び／または結合剤は、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、スルホコハク酸スルホン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ジスルホン酸塩、またはそれらの組み合わせでもよい。

【0042】

第１に、コーティング工程は、スクリーン印刷、ノズルコーティング、またはローラーコーティングを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ロールツーロールプロセスを実行して、基板１１０の上面１１１及び隆起構造１２０の上面１２１に金属ナノワイヤ１３８を含む分散液を均一にコーティングしてもよい。隆起構造１２０は、中間凸状構造を有するので、まだ乾燥されていない分散液中の金属ナノワイヤ１３８は、重力によって沈降し、段差領域Ｓの近くの分散液に部分的に集まる。同時に、隆起構造１２０の材料の反応性が金属ナノワイヤ１３８の反応性よりも高い場合には、分散液中の金属ナノワイヤ１３８もまた、隆起構造１２０の材料の影響を受け、隆起構造１２０の表面に比較的近い位置に集まる。言い換えると、オーバーラップ構造２００の周辺（例えば、図２に示す可視領域ＶＲ上）にコーティングされた分散液中の金属ナノワイヤ１３８がわずかに移動し、オーバーラップ構造２００の表面と接触する位置に部分的に集まる。次に、硬化及び乾燥工程を実施し、金属ナノワイヤ１３８を基板１１０の上面１１１及び隆起構造１２０の上面１２１に固定して、接触検知電極層１３０を形成することができる。

【0043】

全体として、前述のコーティング工程において、分散液中の金属ナノワイヤ１３８は、隆起構造１２０の物理的特性（例えば、垂直方向の厚さ、形状、導電率など）及び化学的特性（例えば、材料）によって影響を受けて特定の位置に移動して集まる。硬化及び乾燥ステップが実行された後、金属ナノワイヤ１３８は、オーバーラップ構造２００に配置された接触検知電極層１３０、特に、第２部分１３４に、段差領域Ｓに対応させて密に分布させることができる。したがって、接触検知電極層１３０（特に、接触検知電極層１３０の第２部分１３４）と周辺回路層１４０との間の接触インピーダンスを低減することができる。これにより、接触検知電極層１３０と周辺回路層１４０との間の電気的オーバーラップ安定性を向上させることができる。

【0044】

いくつかの実施形態では、一次コーティング層は、基板１１０及び隆起構造１２０に固定された金属ナノワイヤ１３８上にコーティングされてもよい。次に、一次コーティング層及び金属ナノワイヤ１３８は、硬化することによって複合構造層に形成される。言い換えれば、硬化した一次コーティング層は、本開示のマトリックス１３６として機能し、複合構造層は、本開示の接触検知電極層１３０として機能する。より具体的には、前述のポリマーまたはその混合物は、コーティングによって金属ナノワイヤ１３８上に形成されてもよく、次いで、ポリマーまたはそれらの混合物は、金属ナノワイヤ１３８の間に浸透して充填剤を形成してもよく、次いで、充填剤は、硬化されてマトリックス１３６を形成する。したがって、金属ナノワイヤ１３８は、マトリックス１３６に埋め込むことができる。いくつかの実施形態では、前述のポリマーまたはそれらの混合物を有する一次コーティング層は、加熱及びベーキングによってマトリックス１３６に形成することができる。いくつかの実施形態では、加熱及びベーキングの温度は、６０℃から１５０℃の間でもよい。マトリックス１３６と金属ナノワイヤ１３８との間の物理的構造は、本開示を制限することを意図していないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、マトリックス１３６及び金属ナノワイヤ１３８は、２つの層の積層体でもよい。いくつかの他の実施形態では、マトリックス１３６及び金属ナノワイヤ１３８を互いに混合して、複合構造層を形成することができる。いくつかの好ましい実施形態では、金属ナノワイヤ１３８はマトリックス１３６に埋め込まれて、複合構造層を形成する。

【0045】

本開示のタッチパネル１００は、タッチ機能を備えたディスプレイなどの他の電子デバイスと組み立てることができる。例えば、タッチパネル１００は、表示装置（例えば、液晶表示装置または有機発光ダイオード表示装置）に結合することができ、光学接着剤または他の接着剤を使用して、タッチパネル１００とディスプレイデバイスとの間を結合することができる。本開示のタッチパネル１００は、携帯電話、タブレット、ノートブックなどの電子機器にさらに適用することができ、フレキシブル製品にも適用することができる。本開示のタッチパネル１００は、偏光子にも適用できる。本開示のタッチパネル１００は、ウェアラブル機器（例えば、時計、眼鏡、スマート衣類、及びスマートシューズ）及び自動車機器（例えば、ダッシュボード、ドライビングレコーダー、バックミラー、及びウィンドウ）に適用することができる。

【0046】

本開示のタッチパネルは、基板と接触検知電極層との間に配置された隆起構造を有するため、接触検知電極層と周辺回路層との間の重なり面積を大きくすることができ、その結果、接触検知電極層と周辺回路層との接触インピーダンスを小さくすることができる。これにより、タッチセンシング電極層と周辺回路層との間の電気的オーバーラップ安定性を改善することができ、オーバーラップに必要な横方向のスペースを減らすことができる。よって、タッチパネルの境界領域の横幅を小さくすることができ、狭幅ベゼル製品に対するユーザのニーズを満たすことができる。

【0047】

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、他の実施形態が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の主旨及び範囲は、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。

【0048】

本開示の範囲または主旨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及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、本開示の修正及び変形をカバーすることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】