JP2012247852A

JP2012247852A - タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法

Info

Publication number: JP2012247852A
Application number: JP2011117163A
Authority: JP
Inventors: Choketsu Shu; 兆杰朱
Original assignee: Innovation and Infinity Global Corp
Current assignee: Innovation and Infinity Global Corp
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法を提供すること
【解決手段】少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層に所定の回路パターンに配列形成された複数の導電回路が設けられた透明導電ユニットと、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ）とが相互に混合されてなる少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端に操作子（例えばユーザの指又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、透明導電構造及びその製造方法に関し、特にタッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法に関するものである。

一般的にタッチパネルは、その検出原理によって電気抵抗型、容量型、圧電型、赤外線型、超音波型に大別され、このうち、容量型のタッチパネルは、ガラス表面に透明導電材料膜がインナーリード線としてメッキされ、ガラス周縁の金属リード線を介して信号を外部のフレキシブル板又はリジッド板上の集積回路（ＩＣ）に伝送するタッチセンサー（ｔｏｕｃｈｓｅｎｓｏｒ）と呼ばれる構造がある。その構造に外部の回路板及び最上方の保護カバーをさらに貼り付けるとタッチパネルとなる。使用時において、電界が均一であるガラス表面をユーザが指先でタッチすると、静電気が発生し、指と電界との間に容量の変化が生じ、この変化に基づいて入力点位置の座標を位置決めすることができる。

図１は、タッチパネルに適用される透明導電構造の周知技術を開示しており、その構造は、ＰＥＴ基板１ａと、ＰＥＴ基板１ａの上表面に形成された硬質コーティング２ａと、ＰＥＴ基板１ａの下表面に形成された複数の導電回路３ａと、前記複数の導電回路３ａの保護のために前記複数の導電回路３ａを被覆するための保護層４ａとを備える。しかしながら、上述した構造において前記複数の導電回路３ａが硬質コーティング２ａの上表面２０ａ（即ちユーザがタッチパネルを操作する場合に接触する接触表面）よりかなり離れているため、前記複数の導電回路３ａは、電気伝導度（導電範囲）が０．３オーム／平方（Ω／□）よりも低い超低導電材料を利用する必要がある。

本発明は、タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層に所定の回路パターンに配列形成された複数の導電回路が設けられた透明導電ユニットと、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ）とが相互に混合されて成る少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端に操作子（例えばユーザの指又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。

また、本発明は、まず、少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットを用意する工程と、次に、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に、少なくとも１つの第１の被覆層を形成する工程と、そして、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に、所定の回路パターンに配列形成された複数の導電回路が設けられた少なくとも１つの透明導電層を形成する工程と、最後に、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に、頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合されてなる少なくとも１つの第２の被覆層を形成する工程と、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法を提供する。

上述のように、本発明に係る透明導電構造及びその製造方法は、操作子がタッチ可能なタッチ表面と前記所定の回路パターンとの距離を近接させるように構成されているため、前記複数の導電回路を超低導電材料で製造する必要がなく、導電範囲が０．８〜３オーム／平方である回路パターンを得ることができ、タッチパネルに適用することができる。さらに、前記少なくとも１つの第２の被覆層は、酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合され、磨耗性が高く摩擦係数が低い特徴を有する硬質保護層が形成される。

従来のタッチパネルに適用される透明導電構造の側面断面模式図を示す。本発明に係る第１の実施形態のフローを示す。（ａ）ステップＳ１００乃至ステップＳ１０２が完了した本発明に係る第１の実施形態の側面断面模式図を示す。（ｂ）ステップＳ１０４が完了した本発明に係る第１の実施形態の側面断面模式図を示す。（ｃ）ステップＳ１０６が完了した本発明に係る第１の実施形態の側面断面模式図を示す。本発明に係る第１の実施形態の複数の導電回路のレイアウト方法の上面模式図を示す。本発明に係る第２の実施形態の側面断面模式図を示す。本発明に係る第３の実施形態の側面断面模式図を示す。本発明に係る第４の実施形態の側面断面模式図を示す。

［第１の実施形態］
本発明に係る第１の実施形態のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法は、少なくとも以下のステップ（図２に示すステップＳ１００乃至ステップＳ１０６参照）を有する。

図２及び図３（ａ）に示すように、ステップＳ１００において、少なくともつの透明基板１０を有する基板ユニット１を用意する。前記少なくとも１つの透明基板１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さは、５０μｍ〜１２５μｍであってよい。言い換えれば、設計者は、異なる需要に応じて、異なる材料を利用して前記少なくとも１つの透明基板１０を製造することができる。透明基板１０の製造材料には制限がなく、透明基板１０を製造可能な材料（例えばプラスチック、ガラス等）であれば、いずれも本発明に適用することができる。

ステップＳ１０２において、少なくとも１つの第１の被覆層２０を前記少なくとも１つの透明基板１０の上表面に形成する。前記少なくとも１つの第１の被覆層２０は、例えば、硬質材料からなる硬質被覆層であってもよい。言い換えれば、設計者は、異なる需要に応じて、異なる硬質材料を利用して前記少なくとも１つの第１の被覆層２０を製造することができる。例えば、硬質材料が紫外線硬化材料である場合、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層となる。しかしながら、第１の被覆層２０の製造材料には制限がなく、第１の被覆層２０を製造可能な材料であれば、いずれも本発明に適用することができる。

図２及び図３（ｂ）に示すように、ステップＳ１０４において、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０の上表面に、所定の回路パターンＰに配列形成された複数の導電回路３００が設けられた少なくとも１つの透明導電層３０を形成する。前記透明導電ユニット３は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）導電層であり、前記導電回路３００は、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に形成されてもよい。異なる需要に応じて、前記複数の導電回路３００は、銀材料からなる銀回路、アルミニウム材料からなるアルミニウム回路、銅材料からなる銅回路、又は如何なる導電材料からなる導電回路であってもよい。また、前記複数の導電回路３００は、超低導電材料で製造する必要がなく、導電範囲（電気伝導度）が０．８〜３オーム／平方である前記所定の回路パターンＰを得ることができる。言い換えれば、設計者は、所定の回路パターンＰ及び所定の導電範囲に応じて、複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に製造することができる。

さらに、図３（ｂ）及び図４に示すように、前記複数の導電回路３００は、例えば、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと、縦向き（前記横向きとは互いに略直交する）に延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと互いに絶縁され且つ略直交する複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙとから成り、厚さＨ（図３（ｂ）参照）は、３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘは、幅Ｗ１が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘ同士間の距離Ｄ１は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙは、幅Ｗ２が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路３００Ｙ同士間の距離Ｄ２は、５μｍ〜１５μｍである。しかしながら、上述した複数の導電回路３００は、例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

図２及び図３（ｃ）に示すように、ステップＳ１０６において、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に、頂端に操作子（例えばユーザの指Ｆ又は如何なるタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面４００が設けられた少なくとも１つの第２の被覆層４０を形成する。前記複数の導電回路３００は、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に形成されているため、前記少なくとも１つの第２の被覆層４０に被覆される。また、前記少なくとも１つの第２の被覆層４０は、例えば、硬質材料からなる硬質保護層であり、例えば、少なくとも酸化シリコン（例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ_２））と酸化アルミニウム（例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３））と酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合されてなり、前記酸化シリコンの第２の被覆層４０に対する重量％は、６０％〜９５％であり、酸化アルミニウムの第２の被覆層４０に対する重量％は、２０％〜２５％であり、酸化リチウムの第２の被覆層４０に対する重量％は、５％〜１０％であり、テフロン（登録商標）（登録商標）の第２の被覆層４０に対する重量％は、５％〜１０％である。

図３（ｃ）及び図４を参照して、ステップＳ１００〜ステップＳ１０６が完了した後、本発明の第１の実施形態は、少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニット１と、前記少なくとも１つの透明基板１０の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層２０を有する第１の被覆ユニット２と、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層３０を有し、前記少なくとも１つの透明導電層に所定の回路パターンＰに配列形成された複数の導電回路３００が設けられた透明導電ユニット３と、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に形成されるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合されてなる少なくとも１つの第２の被覆層４０を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層４０の頂端に操作子（例えばユーザの指又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニット４と、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。

前記少なくとも１つの透明基板１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さは、５０μｍ〜１２５μｍであってもよい。また、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０は、硬質被覆層であり、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層であってよい。前記複数の導電回路３００は、銀回路、アルミニウム回路、銅回路又は如何なる導電回路であり、前記所定の回路パターンＰは、導電範囲が０．８〜３オーム／平方であってもよい。

さらに、前記複数の導電回路３００（図４参照）は、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと、縦向きに延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと互いに絶縁され且つ直交する複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙとから成り、厚さＨは、３０００Å〜５０００Åであり、前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘは、幅Ｗ１が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘ同士間の距離Ｄ１は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙは、幅Ｗ２が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路３００Ｙ同士間の距離Ｄ２は、５μｍ〜１５μｍであってもよい。また、前記複数の導電回路３００は、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に形成されるとともに前記少なくとも１つの第２の被覆層４０に被覆される。前記少なくとも１つの第２の被覆層４０は、硬質材料からなる硬質保護層であってもよい。

［第２の実施形態］
図５を参照して、本発明に係る第２の実施形態は、基板ユニット１と、第１の被覆ユニット２と、透明導電ユニット３と、第２の被覆ユニット４とを備えるタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。図５と図３（ｃ）との比較から、第２の実施形態と第１の実施形態との最大の相違点は、第２の実施形態においては、前記複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの透明導電層３０の内部に嵌め込むことにより複数の嵌め込み型導電回路３００を形成する点である。前記複数の導電回路３００は、例えば、上表面が前記少なくとも１つの第２の被覆層４０に被覆されるように上表面が露出し、且つ前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面と面一となっている。言い換えれば、設計者は、所定の回路パターンＰ及び所定の導電範囲に応じて、複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの透明導電層３０内（例えば前記複数の導電回路３００をロールプレスすることにより前記少なくとも１つの透明導電層３０内に埋め込む）に埋め込むことができる。

［第３の実施形態］
図６を参照して、本発明に係る第３の実施形態は、基板ユニット１と、第１の被覆ユニット２と、透明導電ユニット３と、第２の被覆ユニット４とを備えるタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。図６と図３（ｃ）との比較から、第３の実施形態と第１の実施形態との最大の相違点は、第３の実施形態においては、前記複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの透明導電層３０の下表面に形成するとともに前記少なくとも１つの第１の被覆層２０に嵌め込むことにより複数の嵌め込み型導電回路３００を形成する点である。言い換えれば、設計者は、所定の回路パターンＰ及び所定の導電範囲に応じて、複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの第１の被覆層２０内（例えば前記少なくとも１つの透明導電層３０をロールプレスすることにより前記複数の導電回路３００を前記少なくとも１つの第１の被覆層２０内に埋め込む）に埋め込むことができる。

［第４の実施形態］
図７を参照して、本発明に係る第４の実施形態は、基板ユニット１と、第１の被覆ユニット２と、透明導電ユニット３と、第２の被覆ユニット４とを備えるタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。図７と図３（ｃ）との比較から、第４の実施形態と第１の実施形態との最大の相違点は、第４の実施形態においては、前記少なくとも１つの透明導電層３０は、少なくとも２層の互いに積層された透明導電膜（３０Ａ、３０Ｂ）を有し、前記複数の導電回路３００は、前記少なくとも２層の透明導電膜（３０Ａ、３０Ｂ）の間に形成される点である。前記複数の導電回路３００は、例えば、同時に一方の透明導電膜３０Ａ（即ち第１の透明導電膜）内に嵌め込まれるとともに他方の透明導電膜３０Ｂ（即ち第第１の透明導電膜に形成された第２の透明導電膜）に接触されてもよい。言い換えれば、設計者は、所定の回路パターンＰ及び所定の導電範囲に応じて、複数の導電回路３００を前記少なくとも２層の透明導電膜（３０Ａ、３０Ｂ）の間（例えば前記少なくとも１つの透明導電層３０をロールプレスすることにより前記複数の導電回路３００を前記少なくとも２層の透明導電膜（３０Ａ、３０Ｂ）の間に埋め込む）に埋め込むことができる。

上述したものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲に記載された構造、特徴及び原理に基づいてなされる均等な変更又は修正は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

１基板ユニット
１０透明基板
２第１の被覆ユニット
２０第１の被覆層
３透明導電ユニット
３０透明導電層
３０Ａ、３０Ｂ透明導電膜
３００導電回路
Ｐ回路パターン
３００ＸＸ軸方向軌跡回路
３００ＹＹ軸方向軌跡回路
Ｈ厚さ
Ｗ１、Ｗ２幅
Ｄ１、Ｄ２距離
４第２の被覆ユニット
４０第２の被覆層
４００タッチ表面
Ｆ指

Claims

少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、
前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、
前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層に所定の回路パターンに配列形成された複数の導電回路が設けられた透明導電ユニットと、
前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合されてなる少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、
を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの第１の被覆層は、硬質被覆層であり、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層であり、前記複数の導電回路は、銀回路、アルミニウム回路又は銅回路であり、前記所定の回路パターンは、導電範囲が０．８〜３オーム／平方であり、前記少なくとも１つの第２の被覆層は、硬質材料からなる硬質保護層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に適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの透明基板は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の導電回路は、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路と、縦向きに延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路と互いに絶縁され且つ直交する複数のＹ軸方向軌跡回路とから成り、厚さは、３０００Å〜５０００Åであり、前記複数のＸ軸方向軌跡回路は、幅が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路同士間の距離は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路は、幅が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路同士間の距離は、５μｍ〜１５μｍ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に適用される透明導電構造。
前記複数の導電回路は、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに前記少なくとも１つの第２の被覆層に被覆されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の導電回路は、前記少なくとも１つの透明導電層の内部に嵌め込まれるとともに前記少なくとも１つの第２の被覆層に被覆されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の導電回路は、前記少なくとも１つの透明導電層の下表面に形成されるとともに前記少なくとも１つの第１の被覆層に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの導電層は、少なくとも２層の互いに積層された透明導電膜を有し、前記複数の導電回路は、前記少なくとも２層の透明導電膜の間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の導電回路は、同時に一方の透明導電膜内に嵌め込まれるとともに他方の透明導電膜に接触されることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットを用意する工程と、
前記少なくとも１つの透明基板の上表面に、少なくとも１つの第１の被覆層を形成する工程と、
前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に、所定の回路パターンに配列形成された複数の導電回路が設けられた少なくとも１つの透明導電層を形成する工程と、
前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に、頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられるとともに酸化シリコンと酸化アルミニウムと酸化リチウムとテフロン（登録商標）（登録商標）とが相互に混合されてなる少なくとも１つの第２の被覆層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。