JP2010015153A - Liquid crystal display panel using touch panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネルに関し、特にタッチパネルを利用した液晶表示パネルに関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display panel, and more particularly to a liquid crystal display panel using a touch panel.
液晶表示パネルは、エネルギーの消耗が低く、小型で、品質が優れているので、広大な消費者の好評を受けている。現在、ＴＮ（ツイスト・ネマティック）方式の液晶表示パネル（ＴＮ−ＬＣＤ）が広く用いられている。前記ＴＮ−ＬＣＤにおいて、電極に電圧を印加しない場合、前記液晶表示パネルはオフ（ＯＦＦ）状態になり、この時、光は前記液晶表示パネルを透過することができ、電極に電圧を印加した場合、前記液晶表示パネルはオン（ＯＮ）状態になり、この時、光は前記液晶表示パネルを透過することができない。選択的に電極に電圧を印加することによって、いろいろな図案が液晶表示パネルに表示される。 Liquid crystal display panels are well received by vast consumers because of their low energy consumption, small size, and excellent quality. Currently, a TN (twisted nematic) liquid crystal display panel (TN-LCD) is widely used. In the TN-LCD, when no voltage is applied to the electrodes, the liquid crystal display panel is turned off. At this time, light can pass through the liquid crystal display panel, and voltage is applied to the electrodes. The liquid crystal display panel is turned on, and at this time, light cannot pass through the liquid crystal display panel. Various designs are displayed on the liquid crystal display panel by selectively applying a voltage to the electrodes.
最近、各種電子装置の高性能化及び多様化の発展に従って、液晶表示装置の表示面に透光性タッチパネルが設置された電子装置がますます多くなっている。このような電子装置を使用する場合、使用者はタッチパネルの背面の表示素子に表示された内容を視覚的に確認しながら、前記タッチパネルを指又はペンのような接触素子で押圧又は接触して前記電子装置を操作する。これにより、電子装置の各種機能に対して操作を実施することができる。 Recently, along with the development of higher performance and diversification of various electronic devices, more and more electronic devices have a translucent touch panel installed on the display surface of a liquid crystal display device. When using such an electronic device, the user presses or touches the touch panel with a contact element such as a finger or a pen while visually confirming the content displayed on the display element on the back of the touch panel. Operate electronic devices. As a result, operations can be performed on various functions of the electronic device.
タッチパネルは、その動作原理及び伝送媒質の相違によって、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量方式タッチパネル、赤外線方式タッチパネル及び表面弾性波方式タッチパネルに分けることができる。その中で、抵抗膜方式タッチパネルが一番広く用いられている。 The touch panel can be classified into a resistive touch panel, a capacitive touch panel, an infrared touch panel, and a surface acoustic wave touch panel depending on the operation principle and the transmission medium. Among them, the resistive touch panel is most widely used.
しかし、従来の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、透明導電構造体として導電性インジウム・スズ酸化物層（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ層）を用いる。前記ＩＴＯ層は、スパッタリング法、イオンプレーティング、塗布法などの方法により形成される。非特許文献１には、ＩＴＯ／ＳｉＯ２／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層を用いるタッチパネルに関して記載されている。 However, in a conventional resistive film type touch panel, a conductive indium tin oxide layer (Indium Tin Oxide, ITO layer) is used as a transparent conductive structure. The ITO layer is formed by a method such as sputtering, ion plating, or coating. Non-Patent Document 1 describes a touch panel using an ITO / SiO 2 / polyethylene terephthalate (PET) layer.
前記ＩＴＯ層の製造過程において、真空環境が必要とされ、且つ２００〜３００℃までの加熱が必要するので、前記ＩＴＯ層を用いるタッチパネルの製造コストが高くなり、製造方法が複雑になる。また、前記ＩＴＯ層において、機械的性能が良好でなく、湾曲し難く、且つ抵抗値の分布の均一性が低い欠点がある。また、ＩＴＯは、湿気が存在する空気で透明度が低下する。従って、従来のタッチパネル及び前記タッチパネルを用いるタッチパネルを利用した液晶表示パネルにおいて、耐用性が良好でなく、感度、線形性及び正確性が低い問題が存在する。 In the manufacturing process of the ITO layer, a vacuum environment is required and heating up to 200 to 300 ° C. is required, so that the manufacturing cost of the touch panel using the ITO layer is increased and the manufacturing method is complicated. Further, the ITO layer has the disadvantages that the mechanical performance is not good, the bending is difficult, and the uniformity of the resistance value distribution is low. In addition, transparency of ITO is reduced by air in which moisture exists. Therefore, in a conventional touch panel and a liquid crystal display panel using the touch panel using the touch panel, there is a problem that durability is not good and sensitivity, linearity, and accuracy are low.
以上の問題点に鑑みて、耐用性が良好で、感度が高く、線形性及び正確性も高いタッチパネルを利用した液晶表示パネルを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel using a touch panel that has good durability, high sensitivity, and high linearity and accuracy.
上述問題を解決するために、本発明は、透明導電構造体を含むタッチパネルが設置された上基板と、半導体層を含む薄膜トランジスタパネルが設置され、且つ前記上基板に向い合った下基板と、前記上基板と前記下基板との間に設置された液晶層と、を備え、前記タッチパネルの透明導電構造体が第一カーボンナノチューブ構造体を含み、前記薄膜トランジスタパネルの半導体層が第二カーボンナノチューブ構造体を含むタッチパネルを利用した液晶表示パネルを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an upper substrate on which a touch panel including a transparent conductive structure is installed, a thin film transistor panel including a semiconductor layer, and a lower substrate facing the upper substrate, A liquid crystal layer disposed between the upper substrate and the lower substrate, wherein the transparent conductive structure of the touch panel includes a first carbon nanotube structure, and the semiconductor layer of the thin film transistor panel is a second carbon nanotube structure A liquid crystal display panel using a touch panel including
従来技術と比べると、本発明のタッチパネルを利用した液晶表示パネルは次のような利点がある。 Compared with the prior art, the liquid crystal display panel using the touch panel of the present invention has the following advantages.
カーボンナノチューブを用いるタッチパネルは、操作命令及び情報を直接入力できるので、前記タッチパネルは伝統的なキーボード、マウス又はキーマットなどのような入力手段に代わることができる。従って、タッチパネルを利用した液晶表示パネルを用いる電子装置の構造が簡単になる。 Since the touch panel using carbon nanotubes can directly input operation commands and information, the touch panel can be replaced with an input means such as a traditional keyboard, mouse or key mat. Therefore, the structure of an electronic device using a liquid crystal display panel using a touch panel is simplified.
また、カーボンナノチューブを含む透明導電構造体は、前記カーボンナノチューブの優れた力学特性によって優れた靱性及び機械的強度を有し、且つ耐湾曲性も有するので、タッチパネルの耐用性が向上する。従って、タッチパネルを利用した液晶表示パネルの耐用性が向上される。前記タッチパネルは柔軟性基材と配合して柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネルを製造することができる。また、本発明で、半導体型カーボンナノチューブ構造体が従来技術の非晶質シリコン、多結晶シリコン又は有機半導体ポリマー層によって形成される半導体層に代わるので、前記半導体型カーボンナノチューブ構造体によって形成される薄膜トランジスタの柔軟性が向上する。従って、前記薄膜トランジスタは柔軟性薄膜トランジスタパネルに適用され、さらに柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネルに適用される。 Moreover, since the transparent conductive structure containing carbon nanotubes has excellent toughness and mechanical strength due to the excellent mechanical properties of the carbon nanotubes and also has bending resistance, the durability of the touch panel is improved. Therefore, the durability of the liquid crystal display panel using the touch panel is improved. The touch panel can be mixed with a flexible substrate to produce a liquid crystal display panel using the flexible touch panel. Further, in the present invention, the semiconductor-type carbon nanotube structure is formed by the semiconductor-type carbon nanotube structure because the semiconductor-type carbon nanotube structure replaces the semiconductor layer formed by the conventional amorphous silicon, polycrystalline silicon, or organic semiconductor polymer layer. The flexibility of the thin film transistor is improved. Accordingly, the thin film transistor is applied to a flexible thin film transistor panel, and further to a liquid crystal display panel using a flexible touch panel.
また、カーボンナノチューブは湿気が存在する空気でも優れた透明度を有するので、カーボンナノチューブ構造体を透明導電構造体とするタッチパネルも優れた透明度を有する。従って、タッチパネルを利用した液晶表示パネルの解像度が向上する。 In addition, since carbon nanotubes have excellent transparency even in air with moisture, a touch panel using a carbon nanotube structure as a transparent conductive structure also has excellent transparency. Therefore, the resolution of the liquid crystal display panel using the touch panel is improved.
また、優れた導電性を有するカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ構造体が均一な抵抗値を有するので、透明導電構造体としてカーボンナノチューブ構造体を用いるタッチパネルを利用した液晶表示パネルの解像度及び正確度が向上する。 In addition, since the carbon nanotube structure composed of carbon nanotubes with excellent conductivity has a uniform resistance value, the resolution and accuracy of a liquid crystal display panel using a touch panel using the carbon nanotube structure as a transparent conductive structure is improved. To do.
また、優れた半導体性を有するカーボンナノチューブを含む薄膜トランジスタが大きなキャリヤーの移動度を有し、速い応答速度を有するので、前記薄膜トランジスタを用いるタッチパネルを利用した液晶表示パネルは優れた表示性能を有する。 In addition, since a thin film transistor including carbon nanotubes having excellent semiconductivity has a large carrier mobility and a fast response speed, a liquid crystal display panel using a touch panel using the thin film transistor has excellent display performance.
また、カーボンナノチューブ構造体による半導体層の薄膜トランジスタのサイズが小さくて薄膜トランジスタパネルの解像度が高いので、タッチパネルを利用した液晶表示パネルの解像度を向上させることができる。 In addition, since the thin film transistor in the semiconductor layer using the carbon nanotube structure is small and the resolution of the thin film transistor panel is high, the resolution of the liquid crystal display panel using the touch panel can be improved.
以下、図面に基づいて、本発明の実施例に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルに対して詳細に説明する。 Hereinafter, a liquid crystal display panel using a touch panel according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の側断面図である。前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００は、上基板１００と、前記上基板１００に対向する下基板２００と、前記上基板１００と前記下基板２００との間に設置された液晶層３１０と、を備える。 FIG. 1 is a side sectional view of a liquid crystal display panel 300 using a touch panel according to the present invention. The liquid crystal display panel 300 using the touch panel includes an upper substrate 100, a lower substrate 200 facing the upper substrate 100, and a liquid crystal layer 310 disposed between the upper substrate 100 and the lower substrate 200. Prepare.
前記液晶層３１０は、複数の棒状液晶分子を含む。前記液晶層３１０の材料は、従来技術で用いている常用の液晶分子である。前記液晶層３１０の厚さの範囲は１μｍ〜５０μｍである。本実施例において、前記液晶層３１０の厚さを５μｍにする。 The liquid crystal layer 310 includes a plurality of rod-like liquid crystal molecules. The material of the liquid crystal layer 310 is conventional liquid crystal molecules used in the prior art. The thickness range of the liquid crystal layer 310 is 1 μm to 50 μm. In this embodiment, the thickness of the liquid crystal layer 310 is 5 μm.
図２は、本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の上基板１００の分解図である。前記上基板１００は、タッチパネル１０と、第一偏光層１１０と、第一配向層１１２と、を順に備える。 FIG. 2 is an exploded view of the upper substrate 100 of the liquid crystal display panel 300 using the touch panel according to the present invention. The upper substrate 100 includes a touch panel 10, a first polarizing layer 110, and a first alignment layer 112 in order.
前記第一偏光層１１０は、前記タッチパネル１０の下表面（前記液晶層３１０に近接する前記タッチパネル１０の表面）に設置され、前記液晶層３１０を透過した光線を制御する。前記第一配向層１１２は、前記第一偏光層１１０の下表面(前記液晶層３１０に近接する表面)に設置される。即ち、前記第一配向層１１２は、前記液晶相３１０に近接するように設置される。前記第一配向層１１２の下表面(前記液晶層３１０に近接する表面)に、前記液晶層３１０の液晶分子を配向して配列させる平行な複数の第一凹溝（図示せず）がさらに設置されることができる。 The first polarizing layer 110 is installed on the lower surface of the touch panel 10 (the surface of the touch panel 10 adjacent to the liquid crystal layer 310), and controls light transmitted through the liquid crystal layer 310. The first alignment layer 112 is disposed on the lower surface of the first polarizing layer 110 (the surface close to the liquid crystal layer 310). That is, the first alignment layer 112 is disposed so as to be close to the liquid crystal phase 310. A plurality of parallel first concave grooves (not shown) for aligning and aligning the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 310 are further provided on the lower surface of the first alignment layer 112 (surface adjacent to the liquid crystal layer 310). Can be done.
前記タッチパネル１０は、４線式、５線式又は８線式構造の抵抗膜方式タッチパネルである。前記タッチパネル１０は、第一電極板１２と、複数の透明なスペーサ１６と、第二電極板１４と、を順に備える。前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とは、向い合って一定な間隔があるように設置される。前記複数の透明なスペーサ１６は、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４との間に設置される。 The touch panel 10 is a resistive film type touch panel having a 4-wire, 5-wire, or 8-wire structure. The touch panel 10 includes a first electrode plate 12, a plurality of transparent spacers 16, and a second electrode plate 14 in this order. The first electrode plate 12 and the second electrode plate 14 are disposed so as to face each other and have a constant interval. The plurality of transparent spacers 16 are installed between the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14.
前記第一電極板１２は、第一基材１２０と、第一導電構造体１２２と、２つの第一電極１２４と、を備える。前記第一基材１２０は、平面構造である。前記第一導電構造体１２２及び前記２つの第一電極１２４は、全部前記第一基材１２０の下表面（前記第二電極板１４に近接する表面）に設置される。前記２つの第一電極１２４は、第一方向に沿う前記第一導電構造体１２２の両端にそれぞれ設置され、前記第一導電構造体１２２に電気的に接続される。ここで、１つの第一電極１２４から、前記第一導電構造体１２２を越えてもう１つの第一電極１２４まで進む方向を、第一方向と定義する。 The first electrode plate 12 includes a first substrate 120, a first conductive structure 122, and two first electrodes 124. The first substrate 120 has a planar structure. The first conductive structure 122 and the two first electrodes 124 are all installed on the lower surface of the first substrate 120 (the surface close to the second electrode plate 14). The two first electrodes 124 are respectively installed at both ends of the first conductive structure 122 along the first direction, and are electrically connected to the first conductive structure 122. Here, the direction from one first electrode 124 to the other first electrode 124 beyond the first conductive structure 122 is defined as a first direction.
前記第二電極板１４は、第二基材１４０と、第二導電構造体１４２と、２つの第二電極１４４と、を備える。前記第二基材１４０は、平面構造である。前記第二導電構造体１４２及び前記２つの第二電極１４４は、全部前記第二基材１４０の上表面（前記第一電極板１２に近接する表面）に設置される。前記２つの第二電極１４４は、第二方向に沿う前記第二導電構造体１４２の両端に電気接続して設置される。それぞれ設置され、前記第二導電構造体１４２に電気的に接続される。ここで、１つの第二電極１４４から、前記第二導電構造体１４２を越えてもう１つの第二電極１４４まで進む方向を、第二方向と定義する。 The second electrode plate 14 includes a second base 140, a second conductive structure 142, and two second electrodes 144. The second substrate 140 has a planar structure. The second conductive structure 142 and the two second electrodes 144 are all installed on the upper surface of the second base material 140 (surface close to the first electrode plate 12). The two second electrodes 144 are electrically connected to both ends of the second conductive structure 142 along the second direction. Each is installed and electrically connected to the second conductive structure 142. Here, the direction from one second electrode 144 to the other second electrode 144 beyond the second conductive structure 142 is defined as a second direction.
前記第一方向と前記第二方向とは直交する。即ち、前記２つの第一電極１２４と２つの第二電極１４４とが直交して設置される。 The first direction and the second direction are orthogonal to each other. That is, the two first electrodes 124 and the two second electrodes 144 are installed orthogonally.
前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０は、全部透明な薄膜又は薄板である。前記第一基材１２０の材料として、プラスチック又は樹脂などのような柔軟性材料を用いることができ、前記第二基材１４０の材料として、ガラス、石英、ダイヤモンドなどのような硬性材料を用いることができる。 The first substrate 120 and the second substrate 140 are all transparent thin films or thin plates. A flexible material such as plastic or resin can be used as the material of the first base material 120, and a hard material such as glass, quartz, or diamond can be used as the material of the second base material 140. Can do.
前記タッチパネル１０が柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００に用いられる場合、前記第二基材１４０の材料も、プラスチック又は樹脂などのような柔軟性材料を用いることができる。この時の前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのようなポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、繊維素エステル（Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｓｔｅｒ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）及びアクリル酸（Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂から選択されることができる。前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の厚さは１ｍｍ〜１ｃｍである。本実施例において、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の材料として、全部ＰＥＴを用い、その厚さを２ｍｍにする。 When the touch panel 10 is used in the liquid crystal display panel 300 using a flexible touch panel, the second base material 140 may be made of a flexible material such as plastic or resin. The materials of the first base material 120 and the second base material 140 at this time are polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyester such as polyethylene terephthalate (PET), and polyethersulfone. (PES), cellulose ester, polyvinyl chloride (PVC), benzocyclobutene (BCB) and acrylic acid resin. The thickness of the first substrate 120 and the second substrate 140 is 1 mm to 1 cm. In this embodiment, PET is used as the material for the first base material 120 and the second base material 140, and the thickness thereof is 2 mm.
また、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０の材料は、上述した材料に限定されるものではない。即ち、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０が優れた透明度を保持し、前記第一基材１２０及び前記第二基材１４０が支持作用をし、且つ前記第一基材１２０の材料が一定な柔軟性を有する材料であれば、全部本発明が保護しようとする範疇に属する。 The materials of the first base material 120 and the second base material 140 are not limited to the materials described above. That is, the first base material 120 and the second base material 140 maintain excellent transparency, the first base material 120 and the second base material 140 have a supporting action, and the first base material 120 Any material having a certain flexibility belongs to the category to be protected by the present invention.
本実施例において、前記タッチパネル１０における第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２は、全部第一カーボンナノチューブ構造体を含む透明な導電構造体である。前記カーボンナノチューブ構造体には、複数のカーボンナノチューブが均一に分散されている。該複数のカーボンナノチューブは分子間力で接続されている。前記カーボンナノチューブ構造体は、金属型カーボンナノチューブを含む必要がある。前記カーボンナノチューブ構造体に、前記複数のカーボンナノチューブが配向し又は配向せずに配置されている。前記複数のカーボンナノチューブの配列方式により、前記カーボンナノチューブ構造体は非配向型のカーボンナノチューブ構造体及び配向型のカーボンナノチューブ構造体の二種に分類される。本実施例における非配向型のカーボンナノチューブ構造体では、カーボンナノチューブが異なる方向に沿って配置され、又は絡み合っている。配向型のカーボンナノチューブ構造体では、前記複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列している。又は、配向型のカーボンナノチューブ構造体において、配向型のカーボンナノチューブ構造体が２つ以上の領域に分割される場合、各々の領域における複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。この場合、異なる領域におけるカーボンナノチューブの配列方向は異なる。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが二層カーボンナノチューブである場合、直径は１ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。 In this embodiment, the first conductive structure 122 and the second conductive structure 142 in the touch panel 10 are all transparent conductive structures including the first carbon nanotube structure. A plurality of carbon nanotubes are uniformly dispersed in the carbon nanotube structure. The plurality of carbon nanotubes are connected by intermolecular force. The carbon nanotube structure needs to include metallic carbon nanotubes. In the carbon nanotube structure, the plurality of carbon nanotubes are arranged with or without orientation. According to the arrangement method of the plurality of carbon nanotubes, the carbon nanotube structure is classified into two types: a non-oriented carbon nanotube structure and an oriented carbon nanotube structure. In the non-oriented carbon nanotube structure in the present embodiment, the carbon nanotubes are arranged or entangled along different directions. In the oriented carbon nanotube structure, the plurality of carbon nanotubes are arranged along the same direction. Alternatively, in the oriented carbon nanotube structure, when the oriented carbon nanotube structure is divided into two or more regions, a plurality of carbon nanotubes in each region are arranged along the same direction. In this case, the arrangement directions of the carbon nanotubes in different regions are different. The carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube, a double-walled carbon nanotube, or a multi-walled carbon nanotube. When the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube, the diameter is set to 0.5 nm to 50 nm. When the carbon nanotube is a double-walled carbon nanotube, the diameter is set to 1 nm to 50 nm. In the case of a nanotube, the diameter is set to 1.5 nm to 50 nm.
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている。単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメントは、長さ方向に沿って分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメントは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブを含む。単一の前記カーボンナノチューブセグメントにおいて、前記複数のカーボンナノチューブの長さが同じである。前記カーボンナノチューブフィルムを有機溶剤に浸漬させることにより、前記カーボンナノチューブフィルムの強靭性及び機械強度を高めることができる。 The carbon nanotube structure includes at least one carbon nanotube film. In the single carbon nanotube film, a plurality of carbon nanotubes are connected to each other along the same direction. The single carbon nanotube film includes a plurality of carbon nanotube segments. The ends of the plurality of carbon nanotube segments are connected by an intermolecular force along the length direction. Each carbon nanotube segment includes a plurality of carbon nanotubes connected in parallel to each other by intermolecular force. In the single carbon nanotube segment, the plurality of carbon nanotubes have the same length. By soaking the carbon nanotube film in an organic solvent, the toughness and mechanical strength of the carbon nanotube film can be increased.
前記カーボンナノチューブ構造体は、積層された複数枚の前記カーボンナノチューブフィルムを含むことができる。この場合、隣接する前記カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で結合されている。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ０°〜９０°の角度で交差している。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが０°以上の角度で交差する場合、前記カーボンナノチューブ構造体に複数の微孔が形成される。又は、前記複数のカーボンナノチューブフィルムは、隙間なく並列されることもできる。 The carbon nanotube structure may include a plurality of stacked carbon nanotube films. In this case, the adjacent carbon nanotube films are bonded by intermolecular force. The carbon nanotubes in the adjacent carbon nanotube films intersect each other at an angle of 0 ° to 90 °. When the carbon nanotubes in the adjacent carbon nanotube films intersect at an angle of 0 ° or more, a plurality of micropores are formed in the carbon nanotube structure. Alternatively, the plurality of carbon nanotube films may be juxtaposed without gaps.
又は、単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、ほぼ同じ長さを有する複数のカーボンナノチューブを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、前記複数のカーボンナノチューブは、同じ方向に沿って、均一に並列されている。単一の前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、１０ｎｍ〜１００μｍである。前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ前記複数枚のカーボンナノチューブフィルムの表面に平行に配列され、相互に平行に配列されている。隣接する前記カーボンナノチューブは所定の距離で分離して設置される。前記距離は０〜５μｍである。前記距離が０μｍである場合、隣接する前記カーボンナノチューブは分子間力で接続されている。前記カーボンナノチューブフィルムにおける各々の前記カーボンナノチューブの長さは、前記カーボンナノチューブフィルムの長さと同じである。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、１ｃｍ以上であり、１ｃｍ〜３０ｃｍであることが好ましい。さらに、各々の前記カーボンナノチューブ１４５に結節がない。本実施形態において、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは１０μｍである。単一の前記カーボンナノチューブ１４５の長さは１０ｃｍである。 Alternatively, the single carbon nanotube film includes a plurality of carbon nanotubes having substantially the same length. In the single carbon nanotube film, the plurality of carbon nanotubes are arranged in parallel along the same direction. The thickness of the single carbon nanotube film is 10 nm to 100 μm. The plurality of carbon nanotubes are arranged in parallel to the surfaces of the plurality of carbon nanotube films, respectively, and are arranged in parallel to each other. Adjacent carbon nanotubes are separated and installed at a predetermined distance. The distance is 0-5 μm. When the distance is 0 μm, the adjacent carbon nanotubes are connected by intermolecular force. The length of each carbon nanotube in the carbon nanotube film is the same as the length of the carbon nanotube film. The length of the single carbon nanotube is 1 cm or more, and preferably 1 cm to 30 cm. Further, each carbon nanotube 145 has no nodules. In the present embodiment, the carbon nanotube film has a thickness of 10 μm. The length of the single carbon nanotube 145 is 10 cm.
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、絡み合い、等方的に配列されている。前記カーボンナノチューブ構造体においては、前記複数のカーボンナノチューブが均一に分布されている。複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、１００ｎｍ以上であり、１００ｎｍ〜１０ｃｍであることが好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、自立構造の薄膜の形状に形成されている。ここで、自立構造は、支持体材を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立して利用することができるという形態である。 The carbon nanotube structure includes at least one carbon nanotube film. In the single carbon nanotube film, the plurality of carbon nanotubes are entangled and isotropically arranged. In the carbon nanotube structure, the plurality of carbon nanotubes are uniformly distributed. The plurality of carbon nanotubes are arranged without being oriented. The length of the single carbon nanotube is 100 nm or more, and preferably 100 nm to 10 cm. The carbon nanotube structure is formed in the shape of a self-supporting thin film. Here, the self-supporting structure is a form in which the carbon nanotube structure can be used independently without using a support material.
前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接近して、相互に絡み合って、カーボンナノチューブネット状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されて、多くの微小な穴が形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径が１０μｍ以下になる。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に絡み合って配置されるので、該カーボンナノチューブ構造体は柔軟性に優れ、任意の形状に湾曲して形成させることができる。用途に応じて、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び幅を調整することができる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、０．５ｎｍ〜１００μｍである。 The plurality of carbon nanotubes are close to each other by intermolecular force and entangled with each other to form a carbon nanotube net. The plurality of carbon nanotubes are arranged without being oriented to form many minute holes. Here, the diameter of the single minute hole is 10 μm or less. Since the carbon nanotubes in the carbon nanotube structure are arranged so as to be intertwined with each other, the carbon nanotube structure is excellent in flexibility and can be formed to be bent into an arbitrary shape. Depending on the application, the length and width of the carbon nanotube structure can be adjusted. The carbon nanotube structure has a thickness of 0.5 nm to 100 μm.
また、前記第一カーボンナノチューブ構造体は、上述した各種のカーボンナノチューブフィルムと高分子材料とからなる複合構造体であることもできる。前記高分子材料は、前記カーボンナノチューブフィルムのカーボンナノチューブの間に均一に分布される。前記高分子材料は、透明な高分子材料であり、その具体的な材料に対して限定しない。例えば、前記透明な高分子材料として、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを用いることができる。 The first carbon nanotube structure may be a composite structure including the various carbon nanotube films and the polymer material described above. The polymer material is uniformly distributed among the carbon nanotubes of the carbon nanotube film. The polymer material is a transparent polymer material and is not limited to the specific material. For example, as the transparent polymer material, polystyrene (PS), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), benzocyclobutene (BCB) or cycloolefin polymer ( COP) can be used.
本実施例において、前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２における第一カーボンナノチューブ構造体は、１枚のカーボンナノチューブフィルムとＰＭＭＡからなった複合構造体である。ここで、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている。前記第一導電構造体１２２のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは第一方向に沿って配列され、前記第二導電構造体１４２のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは第二方向に沿って配列されている。前記カーボンナノチューブ複合構造体の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍであり、その幅は０．０１ｃｍ〜１０ｃｍである。 In the present embodiment, the first carbon nanotube structure in the first conductive structure 122 and the second conductive structure 142 is a composite structure made of one carbon nanotube film and PMMA. Here, in the single carbon nanotube film, a plurality of carbon nanotubes are connected to each other along the same direction. The carbon nanotubes in the carbon nanotube film of the first conductive structure 122 are arranged along the first direction, and the carbon nanotubes in the carbon nanotube film of the second conductive structure 142 are arranged along the second direction. The carbon nanotube composite structure has a thickness of 0.5 nm to 100 μm and a width of 0.01 cm to 10 cm.
前記タッチパネル１０において、前記第一電極１２４及び第二電極１４４は、導電性材料からなる。言い換えれば、前記第一電極１２４及び第二電極１４４は、金属層、導電性ポリマー又はカーボンナノチューブ構造体である。前記金属層の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）のような導電性金属である。前記導電性ポリマーの材料としては、ポリアセチレン（Ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリアニリン（Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、ポリチオフェン（Ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅｓ）などである。導電材料としてカーボンナノチューブ構造体を用いるのが好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも１枚の引き出して得たカーボンナノチューブフィルムを含む。本実施例において、前記第一電極１２４及び第二電極１４４は、導電性銀ペースト層である。また、柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００に用いる上述した電極１２４、１４４は、一定な強靭性及び湾曲が容易な柔軟性を有する。 In the touch panel 10, the first electrode 124 and the second electrode 144 are made of a conductive material. In other words, the first electrode 124 and the second electrode 144 are a metal layer, a conductive polymer, or a carbon nanotube structure. The material of the metal layer is a conductive metal such as gold (Au), silver (Ag), or copper (Cu). Examples of the material for the conductive polymer include polyacetylene, polyparaphenylene (PPP), polyaniline, polypyrrole (PPy), and polythiophene. It is preferable to use a carbon nanotube structure as the conductive material. The carbon nanotube structure includes at least one carbon nanotube film obtained by drawing. In the present embodiment, the first electrode 124 and the second electrode 144 are conductive silver paste layers. Further, the electrodes 124 and 144 used in the liquid crystal display panel 300 using a flexible touch panel have certain toughness and flexibility that can be easily bent.
前記タッチパネル１０において、前記第二電極板１４の、前記第一電極板１２に近接する表面の周縁に沿って枠形の絶縁部１８を設置する。前記第一電極板１２は、前記第一電極板１２の第一導電構造体１２２が前記第二電極板１４の第二導電構造体１４２に対向して前記絶縁部１８の上に設置される。前記第一導電構造体１２２と前記第二導電構造体１４２との間の間隔は２μｍ〜１０μｍである。 In the touch panel 10, a frame-shaped insulating portion 18 is installed along the peripheral edge of the surface of the second electrode plate 14 adjacent to the first electrode plate 12. The first electrode plate 12 is installed on the insulating portion 18 so that the first conductive structure 122 of the first electrode plate 12 faces the second conductive structure 142 of the second electrode plate 14. The distance between the first conductive structure 122 and the second conductive structure 142 is 2 μm to 10 μm.
上述した複数のスペーサ１６は、それぞれ所定の距離だけ離れて、均一に前記第二電極板１４の第二導電構造体１４２と前記第一電極板１２の第一導電構造体１２２との間に設置される。 The plurality of spacers 16 described above are spaced apart from each other by a predetermined distance and are uniformly disposed between the second conductive structure 142 of the second electrode plate 14 and the first conductive structure 122 of the first electrode plate 12. Is done.
前記絶縁部１８及び前記複数のスペーサ１６は、全部絶縁性樹脂又は他の絶縁材料からなることができる。前記絶縁部１８及び前記スペーサ１６は、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４の盲目的な電気的接触を防止することができる。また、タッチパネル１０のサイズが小さい場合、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４との絶縁を確保すれば、前記スペーサ１６を省略しても良い。 The insulating part 18 and the plurality of spacers 16 may be made of an insulating resin or other insulating material. The insulating portion 18 and the spacer 16 can prevent blind electrical contact between the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14. Further, when the size of the touch panel 10 is small, the spacer 16 may be omitted if the insulation between the first electrode plate 12 and the second electrode plate 14 is ensured.
また、前記タッチパネル１０において前記第一電極板１２を保護するために、前記第一電極板１２の、前記第二電極板１４に近接する表面との反対面に透明な保護膜１２６を設置することができる。前記保護膜１２６は、粘着剤又は熱圧方式によって前記第一電極板１２の第一導電構造体１２２の、前記第二電極板１４に近接する表面との反対面に接着されることもできる。前記保護膜１２６は、特別な処理（例えば、表面硬化処理等）を実施したプラスチック膜又は樹脂膜である。前記樹脂膜は、ポリエステル、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）及びアクリル酸樹脂のような材料によって形成される。本実施例において、前記保護膜１２６の材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いる。前記保護膜１２６は、前記第一電極板１２を保護して前記タッチパネル１０の耐用性を向上させる。前記保護膜１２６は、グレアや反射を低減させる機能のような付加機能も有する。 Further, in order to protect the first electrode plate 12 in the touch panel 10, a transparent protective film 126 is provided on the opposite surface of the first electrode plate 12 to the surface adjacent to the second electrode plate 14. Can do. The protective film 126 may be adhered to the surface of the first conductive structure 122 of the first electrode plate 12 opposite to the surface adjacent to the second electrode plate 14 by an adhesive or a hot pressure method. The protective film 126 is a plastic film or a resin film subjected to a special process (for example, a surface hardening process). The resin film is formed of a material such as polyester, benzocyclobutene (BCB), and acrylic resin. In this embodiment, polyethylene terephthalate (PET) is used as the material of the protective film 126. The protective film 126 protects the first electrode plate 12 and improves the durability of the touch panel 10. The protective film 126 has an additional function such as a function of reducing glare and reflection.
前記第一偏光層１１０の材料としては、従来技術で用いる常用の偏光材料である。前記偏光材料は、ヨード系材料及び染料系材料のような二色性有機高分子材料である。また、前記第一偏光層１１０は、１枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムであることができる。前記配向型のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配向して配列される。前記第一偏光層１１０が引き出して得たカーボンナノチューブフィルム構造によって構成されるのが好ましい。前記第一偏光層１１０の厚さは１μｍ〜０．５ｍｍである。 The material of the first polarizing layer 110 is a commonly used polarizing material used in the prior art. The polarizing material is a dichroic organic polymer material such as an iodine material and a dye material. The first polarizing layer 110 may be a single orientation type carbon nanotube film. The carbon nanotubes in the oriented carbon nanotube film are aligned and aligned along the same direction. The first polarizing layer 110 is preferably constituted by a carbon nanotube film structure obtained by drawing out. The first polarizing layer 110 has a thickness of 1 μm to 0.5 mm.
前記カーボンナノチューブの電磁波に対する吸収能力が黒体に接近するので、前記カーボンナノチューブは、各種波長の電磁波に対して皆均一な吸収特性を有する。従って、第一偏光層１１０における配向型のカーボンナノチューブフィルムも、各種波長の電磁波に対して全部均一な偏光吸収の特性を有する。光線が前記第一偏光層１１０に入射する場合、振動方向が前記カーボンナノチューブの長さ方向に平行する光線は吸収され、振動方向が前記カーボンナノチューブの長さ方向に直交する光線は透過されるので、出射光線が直線偏光の光線である。従って、カーボンナノチューブフィルムは、従来技術での偏光素子に代わって偏光作用をすることができる。 Since the carbon nanotube's ability to absorb electromagnetic waves approaches that of a black body, the carbon nanotubes have uniform absorption characteristics for electromagnetic waves of various wavelengths. Therefore, the orientation-type carbon nanotube film in the first polarizing layer 110 also has uniform polarization absorption characteristics with respect to electromagnetic waves of various wavelengths. When light enters the first polarizing layer 110, light whose vibration direction is parallel to the length direction of the carbon nanotube is absorbed, and light whose vibration direction is orthogonal to the length direction of the carbon nanotube is transmitted. The emitted light is a linearly polarized light. Therefore, the carbon nanotube film can perform a polarizing action instead of the polarizing element in the prior art.
また、前記第一偏光層１１０が同じ方向に沿って配向して配列されたカーボンナノチューブを含むので、前記第一偏光層１１０は優れた導電性能を有する。そのため、前記第一偏光層１１０はタッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の上電極としても用いられる。本発明のタッチパネルを利用した液晶表示パネル３００における前記第一偏光層１１０が、光線に対して偏光を行うと共に、上電極の作用もできるので、上電極層を別に設置する必要がなく、前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の厚さを薄くし、前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の構造を簡単にし、前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００のコストを低下させ、バックライトの光源の利用率を向上させ、表示の質を改善することができる。 In addition, since the first polarizing layer 110 includes carbon nanotubes aligned and aligned in the same direction, the first polarizing layer 110 has excellent conductive performance. Therefore, the first polarizing layer 110 is also used as an upper electrode of the liquid crystal display panel 300 using a touch panel. Since the first polarizing layer 110 in the liquid crystal display panel 300 using the touch panel of the present invention performs polarization with respect to light rays and can also act as an upper electrode, it is not necessary to install an upper electrode layer separately, and the touch panel The thickness of the liquid crystal display panel 300 using the touch panel is reduced, the structure of the liquid crystal display panel 300 using the touch panel is simplified, the cost of the liquid crystal display panel 300 using the touch panel is reduced, and the light source of the backlight is used. The rate can be improved and the display quality can be improved.
前記第一配向層１１２の材料として、ポリスチレン（ＰＳ）及びその誘導体（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリシラン（Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅ）などを用いる。前記第一配向層１１２の第一凹溝（図示せず）は、ラビング法、ＳｉＯｘ膜斜方蒸着法、又は膜の表面に微細溝を形成する方法（Ｍｉｃｒｏ−Ｇｒｏｏｖｅｓ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）等のような従来技術によって形成される。前記第一凹溝は、液晶分子を配向して配列させる。本実施例において、前記第一配向層１１２の材料はポリイミドであり、その厚さは１μｍ〜５０μｍである。 Examples of the material of the first alignment layer 112 include polystyrene (PS) and its derivatives (Derivative), polyimide (Polyimide), polyvinyl alcohol (PVA), polyester (Polyester), epoxy resin (Epoxy Resin), polyurethane (Polyethanes), and polysilane. (Polysilane) or the like is used. The first concave groove (not shown) of the first alignment layer 112 may be a rubbing method, a SiOx film oblique deposition method, a method of forming a fine groove on the surface of the film (Micro-Groove Treatment Method), or the like. Formed by conventional techniques. The first concave grooves align and align liquid crystal molecules. In this embodiment, the material of the first alignment layer 112 is polyimide, and the thickness thereof is 1 μm to 50 μm.
図１及び図３に示したように、前記下基板２００は、第二配向層２１２と、薄膜トランジスタパネル２２０と、第二偏光層２１０と、を順に備える。 As shown in FIGS. 1 and 3, the lower substrate 200 includes a second alignment layer 212, a thin film transistor panel 220, and a second polarizing layer 210 in order.
前記第二偏光層２１０は、前記薄膜トランジスタパネル２２０の下表面（液晶層３１０側の表面とは反対側の薄膜トランジスタパネル２２０の表面）に設置される。前記第二偏光層２１０の材料は、前記第一偏光層の材料と同じである。前記偏光材料は、ヨード系材料及び染料系材料のような二色性有機高分子材料である。前記第二偏光層２１０の厚さは１μｍ〜０．５ｍｍである。前記第二偏光層２１０は、前記タッチパネルを利用した液晶表示パネルの下方に設置された導光板（図示せず）から出射された光線を偏光させて、単一な方向に沿う偏光された光線を得る。前記第二偏光層２１０の偏光方向は、前記第一偏光層１１０の偏光方向に直交する。 The second polarizing layer 210 is disposed on the lower surface of the thin film transistor panel 220 (the surface of the thin film transistor panel 220 opposite to the surface on the liquid crystal layer 310 side). The material of the second polarizing layer 210 is the same as the material of the first polarizing layer. The polarizing material is a dichroic organic polymer material such as an iodine material and a dye material. The second polarizing layer 210 has a thickness of 1 μm to 0.5 mm. The second polarizing layer 210 polarizes a light beam emitted from a light guide plate (not shown) installed below the liquid crystal display panel using the touch panel, and converts the polarized light beam along a single direction. obtain. The polarization direction of the second polarizing layer 210 is orthogonal to the polarization direction of the first polarizing layer 110.
前記第二配向層２１２は、前記薄膜トランジスタパネル２２０の上表面（液晶層３１０に近接する薄膜トランジスタパネル２２０の表面）に設置される。前記第二配向層２１２の上表面に、前記液晶層３１０の液晶分子を配向して配列させる平行な複数の第二凹溝（図示せず）がさらに設置される。前記複数の第二凹溝は、前記第一配向層１１２の第一凹溝に直交する。前記第二配向層２１２の材料は、前記第一配向層１１２の材料と同じである。 The second alignment layer 212 is disposed on the upper surface of the thin film transistor panel 220 (the surface of the thin film transistor panel 220 adjacent to the liquid crystal layer 310). A plurality of parallel second grooves (not shown) for aligning and aligning the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 310 are further provided on the upper surface of the second alignment layer 212. The plurality of second grooves are orthogonal to the first grooves of the first alignment layer 112. The material of the second alignment layer 212 is the same as the material of the first alignment layer 112.
前記第二配向層２１２の第二凹溝と前記第一配向層１１２の第一凹溝との配列方向が直交するので、前記第一配向層１１２と前記第二配向層２１２との間の液晶分子は、その２層の配向層１１２、２１２の間で９０度ねじれた状態に配列される。従って、前記第二配向層２１２によって偏光された光線は、ねじれた液晶分子によって９０度の角度にねじれる。本実施例において、前記第二配向層２１２の材料はポリイミドであり、その厚さは１μｍ〜５０μｍである。 Since the alignment direction of the second concave groove of the second alignment layer 212 and the first concave groove of the first alignment layer 112 are orthogonal to each other, the liquid crystal between the first alignment layer 112 and the second alignment layer 212 is used. The molecules are arranged in a state twisted 90 degrees between the two alignment layers 112 and 212. Accordingly, the light beam polarized by the second alignment layer 212 is twisted at an angle of 90 degrees by the twisted liquid crystal molecules. In the present embodiment, the material of the second alignment layer 212 is polyimide, and the thickness thereof is 1 μm to 50 μm.
図５に示したように、前記薄膜トランジスタパネル２２０は、第三基材２４０、及び前記第三基材の表面に設置された複数の薄膜トランジスタ２２２、複数の画素電極２２４、複数のソース（Ｓｏｕｒｃｅ）電極線２２６及び複数のゲート（Ｇａｔｅ）電極線２２８を備える。 As shown in FIG. 5, the thin film transistor panel 220 includes a third substrate 240, a plurality of thin film transistors 222, a plurality of pixel electrodes 224, and a plurality of source electrodes installed on the surface of the third substrate. A line 226 and a plurality of gate electrode lines 228 are provided.
前記複数のソース電極線２２６は第一方向で相互に平行に設置され、前記複数のゲート電極線２２８は第二方向で相互平行に設置されている。前記ソース電極線２２６と前記ゲート電極線２２８とは、１０°〜９０°で絶縁的に交差されて、前記第三基材２４０の表面には複数の格子２４２が形成される。 The plurality of source electrode lines 226 are disposed in parallel with each other in the first direction, and the plurality of gate electrode lines 228 are disposed in parallel with each other in the second direction. The source electrode line 226 and the gate electrode line 228 are insulatively intersected at 10 ° to 90 °, and a plurality of lattices 242 are formed on the surface of the third substrate 240.
単一の前記格子２４２の内に、１つの前記薄膜トランジスタ２２２及び１つの前記画素電極２２４が設置され、前記画素電極２２４及び薄膜トランジスタ２２２は、相互に間隔があるように設置される。各々の前記格子２４２の内で、前記画素電極２２４は薄膜トランジスタ２２２のドレイン電極２２２４に電気的に接続され、前記薄膜トランジスタ２２２のソース電極２２２２は前記ソース電極線２２６に電気的に接続され、前記薄膜トランジスタ２２２のゲート電極２２２８は前記ゲート電極線２２８に電気的に接続される。即ち、前記複数の格子２４２は複数の列及び行に沿って配列され、毎行に従う格子２４２の内のソース電極は全部前記ソース電極線２２６に電気的に接続され、毎列に従う格子２４２の内のゲート電極は全部前記ゲート電極線に電気的に接続される。 One thin film transistor 222 and one pixel electrode 224 are disposed in a single lattice 242, and the pixel electrode 224 and the thin film transistor 222 are disposed so as to be spaced apart from each other. Within each grid 242, the pixel electrode 224 is electrically connected to the drain electrode 2224 of the thin film transistor 222, the source electrode 2222 of the thin film transistor 222 is electrically connected to the source electrode line 226, and the thin film transistor 222 The gate electrode 2228 is electrically connected to the gate electrode line 228. That is, the plurality of grids 242 are arranged along a plurality of columns and rows, and all the source electrodes in the grid 242 according to each row are electrically connected to the source electrode line 226, and All of the gate electrodes are electrically connected to the gate electrode lines.
前記薄膜トランジスタパネル２２０は、表示パネル駆動回路（図示せず）をさらに備えることができる。前記複数のソース電極線２２６及び複数のゲート電極線２２８は前記表示パネル駆動回路に電気的に接続され、前記表示パネル駆動回路は前記複数のソース電極線２２６及び複数のゲート電極線２２８を通して前記薄膜トランジスタ２２２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。前記表示パネル駆動回路は、前記第三基材に集積設置されて集積回路板を形成する。 The thin film transistor panel 220 may further include a display panel driving circuit (not shown). The plurality of source electrode lines 226 and the plurality of gate electrode lines 228 are electrically connected to the display panel driving circuit, and the display panel driving circuit passes through the plurality of source electrode lines 226 and the plurality of gate electrode lines 228 to form the thin film transistor. Controls ON / OFF of 222. The display panel driving circuit is integrated and installed on the third base material to form an integrated circuit board.
前記第三基材２４０は、透明な基材であり、その材料としては、ガラス、石英、セラミックス、シリコンチップなどのような硬性材料、又は樹脂、プラスチックなどの柔軟性材料を用いることができる。本実施例において、前記第三基材２４０の材料はＰＥＴである。また、第三基材２４０として大型集積回路の中のプリント回路板を用いることができる。 The third base material 240 is a transparent base material, and a material such as a hard material such as glass, quartz, ceramics, or silicon chip, or a flexible material such as resin or plastic can be used. In this embodiment, the material of the third substrate 240 is PET. In addition, a printed circuit board in a large integrated circuit can be used as the third substrate 240.
前記画素電極２２４は導電薄膜であり、その材料としては導電性材料である。前記画素電極２２４を液晶表示パネルに用いられる場合、前記画素電極２２４としては、ＩＴＯ層、アンチモン・スズ酸化物（ＡＴＯ）層、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）層又は金属型カーボンナノチューブフィルムのような透明な導電構造体である。前記画素電極２２４の面積の範囲は１０μｍ２〜０．１ｍｍ２である。本実施例において、前記画素電極２２４の材料としてＩＴＯを採用し、その面積を０．０５ｍｍ２にする。 The pixel electrode 224 is a conductive thin film, and a material thereof is a conductive material. When the pixel electrode 224 is used in a liquid crystal display panel, the pixel electrode 224 may be an ITO layer, an antimony tin oxide (ATO) layer, an indium zinc oxide (IZO) layer, or a metal-type carbon nanotube film. Transparent conductive structure. The area of the pixel electrode 224 is 10 μm 2 to 0.1 mm 2 . In this embodiment, ITO is adopted as the material of the pixel electrode 224, and its area is set to 0.05 mm 2 .
前記ソース電極線２２６及びゲート電極線２２８の材料としては、金属、合金及び導電性ポリマーである。前記金属又は合金の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、パラジウム（Ｐｄ）、セシウム（Ｃｓ）及びそれらの任意の組み合わせの合金である。また、前記ソース電極線２２６及びゲート電極線２２８は、金属型カーボンナノチューブ線によって構成することもできる。前記ソース電極線２２６及びゲート電極線２２８の幅の範囲は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。本実施例において、前記ソース電極線２２６及びゲート電極線２２８の材料としてＡｌを採用し、その直径を１０μｍにする。 The source electrode line 226 and the gate electrode line 228 are made of metal, alloy, and conductive polymer. Examples of the metal or alloy material include aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), molybdenum (Mo), gold (Au), titanium (Ti), neodymium (Nd), palladium (Pd), and cesium. (Cs) and alloys of any combination thereof. In addition, the source electrode line 226 and the gate electrode line 228 may be formed of metal-type carbon nanotube lines. The width range of the source electrode line 226 and the gate electrode line 228 is 0.5 nm to 100 μm. In this embodiment, Al is adopted as the material of the source electrode line 226 and the gate electrode line 228, and the diameter thereof is set to 10 μm.
図６に示したように、前記薄膜トランジスタ２２２は、半導体層２２２０と、ソース電極２２２２と、ドレイン電極２２２４と、薄膜トランジスタの絶縁層２２２６と、ゲート電極２２２８と、を備える。前記半導体層２２２０は、前記ソース電極２２２２及び前記ドレイン電極２２２４に電気的に接続され、前記ゲート電極２２２８は、前記薄膜トランジスタの絶縁層２２２６を介して前記半導体層２２２０、前記ソース電極２２２２及びドレイン電極２２２４と絶縁的に設置される。前記薄膜トランジスタ２２２は、トップゲート型構造又はボトムゲート型構造であることができる。 As shown in FIG. 6, the thin film transistor 222 includes a semiconductor layer 2220, a source electrode 2222, a drain electrode 2224, a thin film transistor insulating layer 2226, and a gate electrode 2228. The semiconductor layer 2220 is electrically connected to the source electrode 2222 and the drain electrode 2224, and the gate electrode 2228 is connected to the semiconductor layer 2220, the source electrode 2222, and the drain electrode 2224 through the insulating layer 2226 of the thin film transistor. And installed insulatively. The thin film transistor 222 may have a top gate structure or a bottom gate structure.
本実施例において、前記薄膜トランジスタ２２２は、ボトムゲート型構造である。前記ゲート電極２２２８は、前記第三基材２４０の表面に設置される。前記絶縁層２２２６は、前記ゲート電極２２２８を被覆するように設置される。前記半導体層２２２０は、前記絶縁層２２２６の、前記ゲート電極２２２８に近接する表面との反対面に設置され、前記絶縁層２２２６によって前記ゲート電極２２２８と絶縁される。前記ソース電極２２２２と前記ドレイン電極２２２４とは、間隔があるように設置され、前記半導体層２２２０に電気的に接続される。 In this embodiment, the thin film transistor 222 has a bottom gate structure. The gate electrode 2228 is installed on the surface of the third substrate 240. The insulating layer 2226 is provided so as to cover the gate electrode 2228. The semiconductor layer 2220 is provided on the surface of the insulating layer 2226 opposite to the surface adjacent to the gate electrode 2228 and is insulated from the gate electrode 2228 by the insulating layer 2226. The source electrode 2222 and the drain electrode 2224 are provided with a gap therebetween and are electrically connected to the semiconductor layer 2220.
前記半導体層２２２０は、第二カーボンナノチューブ構造体を含む。前記第二カーボンナノチューブ構造体は、複数のカーボンナノチューブを含む。前記カーボンナノチューブは、単層又は二層の半導体型カーボンナノチューブである。前記単層の半導体型カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍであり、前記二層の半導体型カーボンナノチューブの直径は１．０ｎｍ〜５０ｎｍである。前記半導体型カーボンナノチューブの直径を１０ｎｍより小さくするのが好ましい。前記半導体層２２２０の長さは１μｍ〜１００μｍであり、幅は１μｍ〜１ｍｍであり、厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。 The semiconductor layer 2220 includes a second carbon nanotube structure. The second carbon nanotube structure includes a plurality of carbon nanotubes. The carbon nanotube is a single-walled or double-walled semiconductor-type carbon nanotube. The single-layer semiconductor carbon nanotubes have a diameter of 0.5 nm to 50 nm, and the double-layer semiconductor carbon nanotubes have a diameter of 1.0 nm to 50 nm. The diameter of the semiconductor-type carbon nanotube is preferably smaller than 10 nm. The semiconductor layer 2220 has a length of 1 μm to 100 μm, a width of 1 μm to 1 mm, and a thickness of 0.5 nm to 100 μm.
前記第二カーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブが配向し又は配向せずに配列されている配向型又は非配向型のカーボンナノチューブフィルムを含む。前記非配向型のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは配向せずに又は等方的に配列される。前記配向せずに配列されたカーボンナノチューブは絡み合い、前記等方的に配列されたカーボンナノチューブは前記カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。前記配向型のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、同じ方向又は異なる方向に沿って優先方位に配列される。前記第二カーボンナノチューブ構造体が長いカーボンナノチューブによって構成された少なくとも１枚の長いカーボンナノチューブフィルムを含むのが好ましい。図７に示したように、前記長いカーボンナノチューブフィルムにおける長いカーボンナノチューブは、相互に平行され、並んで配列され、隣接する２つのカーボンナノチューブは分子間力によって緊密に結合される。この時の前記第二カーボンナノチューブ構造体の長さは前記第二カーボンナノチューブ構造体における長いカーボンナノチューブの長さと同じである。 The second carbon nanotube structure includes an oriented or non-oriented carbon nanotube film in which carbon nanotubes are aligned or not aligned. The carbon nanotubes in the non-oriented carbon nanotube film are arranged without being oriented or isotropically. The carbon nanotubes arranged without orientation are intertwined, and the isotropically arranged carbon nanotubes are parallel to the surface of the carbon nanotube film. The carbon nanotubes in the oriented carbon nanotube film are arranged in a preferred orientation along the same direction or different directions. The second carbon nanotube structure preferably includes at least one long carbon nanotube film composed of long carbon nanotubes. As shown in FIG. 7, the long carbon nanotubes in the long carbon nanotube film are parallel to each other and arranged side by side, and two adjacent carbon nanotubes are tightly coupled by intermolecular force. The length of the second carbon nanotube structure at this time is the same as the length of the long carbon nanotube in the second carbon nanotube structure.
前記第二カーボンナノチューブ構造体が積層状態に設置された複数枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムを含む場合、前記複数枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムは任意の方向を沿って積層状態に設置されることができる。従って、隣接する２枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ角度αで交差して配列されている。ここで、該角度αは、０≦α≦９０°の条件を満たす。前記前記第二カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブが前記薄膜トランジスタ２２２のソース電極２２２２からドレイン電極２２２４に至る方向に沿って配列されるのが好ましい。 When the second carbon nanotube structure includes a plurality of oriented carbon nanotube films placed in a stacked state, the plurality of oriented carbon nanotube films are placed in a stacked state along an arbitrary direction. be able to. Therefore, the carbon nanotubes in two adjacent oriented carbon nanotube films are arranged so as to intersect each other at an angle α. Here, the angle α satisfies the condition of 0 ≦ α ≦ 90 °. The carbon nanotubes in the second carbon nanotube structure are preferably arranged along the direction from the source electrode 2222 to the drain electrode 2224 of the thin film transistor 222.
本実施例において、前記半導体層２２２０は、長いカーボンナノチューブによって構成された１枚の配向型のカーボンナノチューブフィルムを含む。前記半導体層２２２０の長さは５０μｍであり、幅は３００μｍであり、厚さは５ｎｍである。前記半導体層２２２０の前記ソース電極２２２２とドレイン電極２２２４との間の区域にチャネル（図示せず）が形成されている。前記チャネルの長さは５μｍであり、幅は４０〜１００μｍである。前記長いカーボンナノチューブの両端はそれぞれに前記ソース電極２２２２及び前記ドレイン電極２２２４に接続される。 In this embodiment, the semiconductor layer 2220 includes one oriented carbon nanotube film made of long carbon nanotubes. The semiconductor layer 2220 has a length of 50 μm, a width of 300 μm, and a thickness of 5 nm. A channel (not shown) is formed in an area between the source electrode 2222 and the drain electrode 2224 of the semiconductor layer 2220. The channel has a length of 5 μm and a width of 40 to 100 μm. Both ends of the long carbon nanotube are connected to the source electrode 2222 and the drain electrode 2224, respectively.
前記薄膜トランジスタパネル２２０は、タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００の中で液晶画素ドットの駆動素子として用いられる。前記表示パネル駆動回路を通して前記画素電極２２４と前記第一偏光層１１０との間に電圧を印加した場合、前記第一配向層１１２と第二配向層２１２との間に設置された液晶層３１０の液晶分子は配向して配列される。従って、前記第二偏光層２１０によって偏光された光線は、ねじれていない状態で前記第一偏光層１１０に直接至る。この時の光線は前記第一偏光層１１０を透過することができない。 The thin film transistor panel 220 is used as a driving element for liquid crystal pixel dots in the liquid crystal display panel 300 using a touch panel. When a voltage is applied between the pixel electrode 224 and the first polarizing layer 110 through the display panel driving circuit, a liquid crystal layer 310 disposed between the first alignment layer 112 and the second alignment layer 212 is provided. Liquid crystal molecules are aligned and arranged. Accordingly, the light beam polarized by the second polarizing layer 210 reaches the first polarizing layer 110 directly without being twisted. The light at this time cannot pass through the first polarizing layer 110.
前記表示パネル駆動回路を通して前記画素電極２２４と前記第一偏光層１１０との間に電圧を印加しない場合、前記第一配向層１１２と第二配向層２１２との間に設置された液晶層３１０の液晶分子はねじれた状態に配列される。従って、前記第二偏光層２１０によって偏光された光線は、前記液晶層３１０のねじれた状態に配列された液晶分子によってねじれる。この時の光線は前記第一偏光層１１０を透過することができる。 When no voltage is applied between the pixel electrode 224 and the first polarizing layer 110 through the display panel driving circuit, a liquid crystal layer 310 disposed between the first alignment layer 112 and the second alignment layer 212 is used. Liquid crystal molecules are arranged in a twisted state. Accordingly, the light beam polarized by the second polarizing layer 210 is twisted by the liquid crystal molecules arranged in the twisted state of the liquid crystal layer 310. The light at this time can pass through the first polarizing layer 110.
図８に示したように、前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００は、タッチパネル制御器４０、中央処理器５０及び表示素子制御器６０をさらに備える。 As shown in FIG. 8, the liquid crystal display panel 300 using the touch panel further includes a touch panel controller 40, a central processor 50, and a display element controller 60.
前記タッチパネル制御器４０、前記中央処理器５０及び前記表示素子制御器６０は、電気回路によって相互に電気的に接続される。その中、前記タッチパネル制御器４０は前記タッチパネル１０に電気的に接続され、前記表示素子制御器６０は前記下基板２００の薄膜トランジスタパネル２２０の表示パネル駆動回路に電気的に接続される。前記タッチパネル制御器４０は、指又はペンのような接触素子７０で図案又はメニューなどを接触又は押圧することによって入力情報を選択し、その入力情報を前記中央処理器５０に伝送する。前記中央処理器５０は、前記表示素子制御器６０を通して前記薄膜トランジスタパネル２２０の表示パネル駆動回路を制御することで画像を表示する。 The touch panel controller 40, the central processor 50, and the display element controller 60 are electrically connected to each other by an electric circuit. Among them, the touch panel controller 40 is electrically connected to the touch panel 10, and the display element controller 60 is electrically connected to a display panel driving circuit of the thin film transistor panel 220 of the lower substrate 200. The touch panel controller 40 selects input information by touching or pressing a design or menu with a contact element 70 such as a finger or a pen, and transmits the input information to the central processor 50. The central processor 50 displays an image by controlling the display panel driving circuit of the thin film transistor panel 220 through the display element controller 60.
前記タッチパネルを利用した液晶表示パネル３００を作動する場合、前記タッチパネル１０の第一電極板１２の間及び第二電極板１４の間にそれぞれに５Ｖの電圧を印加する。この時、使用者はタッチパネル１０の背面の表示素子に表示された内容に対して視覚的に確認を進行しながら、指又はペンのような接触素子７０で前記タッチパネル１０の第一電極板１２に対して操作を進行する。これにより、前記第一電極板１２の前記第一基体１２０が湾曲して、押圧部位７１の前記第一電極板１２の第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の第二導電構造体１４２とは回路を形成する。この時、前記タッチパネル制御器４０は、それぞれに前記第一導電構造体１２２の第一方向での電圧変化と前記第二導電構造体１４２の第二方向での電圧変化とを測定する一方、正確に計算して押圧部位７１の座標に転換する。前記タッチパネル制御器４０は、デジタル化された押圧部位７１の座標を前記中央処理器５０に伝送する。前記中央処理器５０は前記押圧部位７１の座標に基づいて相応する指令を出力して、電子装置（図示せず）の各種機能を転換させ、前記表示素子制御器６０を通して前記薄膜トランジスタパネル２２０の表示パネル駆動回路を制御することで画像を表示する。 When operating the liquid crystal display panel 300 using the touch panel, a voltage of 5 V is applied between the first electrode plates 12 and the second electrode plate 14 of the touch panel 10. At this time, while the user visually confirms the content displayed on the display element on the back surface of the touch panel 10, the user touches the first electrode plate 12 of the touch panel 10 with the contact element 70 such as a finger or a pen. Proceed with the operation. As a result, the first base 120 of the first electrode plate 12 is curved, and the first conductive structure 122 of the first electrode plate 12 and the second conductive structure of the second electrode plate 14 at the pressing portion 71. 142 forms a circuit. At this time, the touch panel controller 40 measures the voltage change in the first direction of the first conductive structure 122 and the voltage change in the second direction of the second conductive structure 142 respectively. To calculate the coordinates of the pressed portion 71. The touch panel controller 40 transmits the digitized coordinates of the pressed portion 71 to the central processor 50. The central processing unit 50 outputs corresponding commands based on the coordinates of the pressing portion 71 to change various functions of an electronic device (not shown), and displays the thin film transistor panel 220 through the display element controller 60. An image is displayed by controlling the panel drive circuit.
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications or corrections are possible within the scope of the present invention. Needless to say, it is also included in the scope of the claims of the present invention.
１００ 上基板
１０ タッチパネル
１１０ 第一偏光層
１１２ 第一配向層
１２ 第一電極板
１２０ 第一基材
１２２ 第一導電構造体
１２４ 第一電極
１２６ 保護膜
１４ 第二電極板
１４０ 第二基材
１４２ 第二導電構造体
１４４ 第二電極
１６ スペーサ
１８ 絶縁層
２００ 下基板
２１０ 第二偏光層
２１２ 第二配向層
２２０ 薄膜トランジスタパネル
２２２ 薄膜トランジスタ
２２２０ 半導体層
２２２２ ソース電極
２２２４ ドレイン電極
２２２６ 薄膜トランジスタの絶縁層
２２２８ ゲート電極
２２４ 画素電極
２２６ ソース電極線
２２８ ゲート電極線
２４０ 第三基材
２４２ 格子
３００ タッチパネルを利用した液晶表示パネル
３１０ 液晶層
４０ タッチパネル制御器
５０ 中央処理器
６０ 表示素子制御器
７０ 接触素子
７１ 押圧部位
100 upper substrate 10 touch panel 110 first polarizing layer 112 first alignment layer 12 first electrode plate 120 first base material 122 first conductive structure 124 first electrode 126 protective film 14 second electrode plate 140 second base material 142 second Two-conductive structure 144 Second electrode 16 Spacer 18 Insulating layer 200 Lower substrate 210 Second polarizing layer 212 Second alignment layer 220 Thin film transistor panel 222 Thin film transistor 2220 Semiconductor layer 2222 Source electrode 2224 Drain electrode 2226 Thin film transistor insulating layer 2228 Gate electrode 224 Pixel Electrode 226 Source electrode line 228 Gate electrode line 240 Third substrate 242 Lattice 300 Liquid crystal display panel using touch panel 310 Liquid crystal layer 40 Touch panel controller 50 Central processor 60 Display element controller 70 Contact element 71 Press Part
Claims (6)
薄膜トランジスタパネルが設置され、且つ前記第一素子に対向する第二素子と、
前記第一素子と前記第二素子との間に設置された液晶層と、
を備え、
前記タッチパネルの透明導電構造体が第一カーボンナノチューブ構造体を含み、
前記薄膜トランジスタパネルが半導体層を含み、
前記半導体層が第二カーボンナノチューブ構造体を含むことを特徴とするタッチパネルを利用した液晶表示パネル。 A first element provided with a touch panel including a transparent conductive structure;
A thin film transistor panel and a second element facing the first element;
A liquid crystal layer disposed between the first element and the second element;
With
The transparent conductive structure of the touch panel includes a first carbon nanotube structure,
The thin film transistor panel includes a semiconductor layer;
A liquid crystal display panel using a touch panel, wherein the semiconductor layer includes a second carbon nanotube structure.
前記第二カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブが半導体型カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルを利用した液晶表示パネル。 The carbon nanotube in the first carbon nanotube structure is a metal-type carbon nanotube,
The liquid crystal display panel using a touch panel according to claim 1, wherein the carbon nanotubes in the second carbon nanotube structure are semiconducting carbon nanotubes.
第一基材及び前記第一基材に設置される第一導電層を有する第一電極板と、
前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基材及び前記第二基材に設置される第二導電層を有する第二電極板と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネルを利用した液晶表示パネル。 The touch panel
A first electrode plate having a first substrate and a first conductive layer installed on the first substrate;
A second electrode plate having a second conductive layer disposed on the second base material and the second base material, a predetermined distance away from the first electrode plate;
A liquid crystal display panel using the touch panel according to claim 1, wherein
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