JP2017517051A - 薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法に関し、より詳しくは、弓形球状のガラスの凸部に接着層を形成する段階と、該接着層上に基材を接合する段階と、該基材上に透明電極積層体を形成する段階とを含み、前記接着層の形成後または前記基材の接合後に前記接着層に熱を加えて前記ガラスの凸部を伸ばすことにより、まっすぐに伸ばしたガラス及び基材上に透明電極積層体を形成することができ、透明電極積層体形成工程をより高精度で安定的に行うことができるようにする薄膜タッチスクリーンパネルに関する。
Description
本発明は、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法に関する。
タッチスクリーンパネルは、画像表示装置などの画面に表示される指示内容を人の手又は物により選択することでユーザの命令を入力できるようにした入力装置である。
このために、タッチスクリーンパネルは、画像表示装置の前面に設けられ、人の手又は物に直接接触した接触位置を電気信号に変換する。これにより、接触位置で選択された指示内容が入力信号として受信される。
このようなタッチスクリーンパネルは、キーボードやマウスのような画像表示装置に接続して動作する別の入力装置を代替できるため、その利用範囲が漸次拡大する傾向にある。
タッチスクリーンパネルを具現する方法としては、抵抗膜方式、光検出方式及び静電容量方式などが知られている。その中で、静電容量方式のタッチスクリーンパネルは、人の手または物が接触したとき、導電性センシングパターンが周辺の他のセンシングパターン又は接地電極などと形成する静電容量の変化を感知することにより、接触位置を電気信号に変換する。
このようなタッチスクリーンパネルは、一般に、液晶表示装置、有機電界発光表示装置のような平板表示装置の外面に貼り付けられて製品化される場合が多い。従って、前記タッチスクリーンパネルは、高透明度及び薄型の特性が求められる。
また、近年、フレキシブルな平板表示装置が開発されており、この場合、前記フレキシブル平板表示装置上に貼り付けられるタッチスクリーンパネルもフレキシブルであることが求められる。
但し、前記静電容量方式のタッチスクリーンパネルは、タッチセンサを実現するセンシングパターンなどを形成するために薄膜成膜、パターン形成工程などを必要とするので、高耐熱性及び耐化学性などの特性が求められる。このため、耐熱性に優れたポリイミド等の樹脂を硬化させて形成した基材フィルム上に透明電極積層体を形成する。
一方、このような薄型で柔軟な基材フィルムは、反りや歪みが生じやすくて製造工程中の取り扱いが難しいため、透明電極積層体を形成することが困難であるという問題点がある。
このような問題点の解決策として、ガラス上に接着層を形成して基材フィルムを接合し、該基材フィルム上に透明電極積層体を形成した後、基材フィルムをガラスから剥離する方法が提案された。しかし、この方法においても、接着層形成工程、接合工程中に加わる熱及び物理的なエネルギーによって接着層が収縮／膨張してガラスが反ってしまい、同様に透明電極積層体を形成するのが困難であった。
韓国公開特許第２０１２−１３３８４８号は、フレキシブルタッチスクリーンパネルを開示しているが、前述の問題点の解決策は提示していない。
本発明は、透明電極積層体形成工程をより高精度で安定的に行うことができるようにする薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法を提供することを目的とする。
１．弓形球状のガラスの凸部に接着層を形成する段階と、
該接着層上に基材を接合する段階と、
該基材上に透明電極積層体を形成する段階とを含み、
前記接着層の形成後又は前記基材の接合後に前記接着層に熱を加えて前記ガラスの凸部を伸ばす、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
該接着層上に基材を接合する段階と、
該基材上に透明電極積層体を形成する段階とを含み、
前記接着層の形成後又は前記基材の接合後に前記接着層に熱を加えて前記ガラスの凸部を伸ばす、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
２．前記項目１において、前記弓形球状のガラスは、一側に凸となっており、多方向の弓形球状である、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
３．前記項目１において、前記ガラスは、無アルカリガラス、ソーダライムガラス又は化学強化ガラスである、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
４．前記項目３において、前記化学強化ガラスは、強化層の厚さが１〜４５μｍである、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
５．前記項目１において、前記ガラスは、凸面が下を向くようにして床に置いたとき、該床から該ガラスに接する最高点までの高さが１００〜６，０００μｍである、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
６．前記項目１において、前記接着層の形成後の加熱は、６０〜３００℃の温度で６０〜１，８００秒間行われる、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
７．前記項目１において、前記基材の接合後の加熱は、６０〜３００℃の温度で６０〜１，８００秒間行われる、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
８．前記項目１において、前記接着層の形成前にガラスの一面に絶縁層またはハードコート層形成用組成物を塗布し、熱を加えて、前記ガラスを弓形球状にする段階を更に含む、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
９．前記項目１において、前記接着層の形成前にガラスの両面の強化層の厚さが異なるように該ガラスを化学強化し、前記ガラスを弓形球状にする段階を更に含む、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
１０．前記項目１において、前記透明電極積層体が形成された基材を前記接着層から剥離する段階を更に含む、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
本発明によると、弓形球状のガラスを使用することにより、真っ直ぐに伸ばされたガラス及び基材上に透明電極積層体を形成することができるので、透明電極積層体形成工程をより高精度で安定的に行うことができる。
本発明は、弓形球状のガラスの凸部に接着層を形成する段階と、該接着層上に基材を接合する段階と、該基材上に透明電極積層体を形成する段階とを含み、前記接着層の形成後又は基材の接合後、前記接着層に熱を加えてガラスの凸部を伸ばすことにより、まっすぐに伸ばしたガラス及び基材上に透明電極積層体を形成することができ、透明電極積層体形成工程をより高精度で安定的に行うことができる薄膜タッチスクリーンパネルに関するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、弓形球状のガラスの凸部に接着層を形成し、加熱し、前記ガラスの凸部を伸ばす。
ガラス上に基材フィルムを接着剤で接合し、基材上に透明電極積層体を形成する場合は、接着層形成工程、透明電極積層体形成工程中に加えられる熱による接着層の収縮／膨張によりガラスが反ってしまい、基材上に透明電極積層体を形成することが困難であるか、または形成自体が不可能な問題がある。
これに対し、本発明は、弓形球状のガラスを用いて、後述する接着層の形成後又は基材の接合後に接着層を加熱してガラスの凸部を伸ばすことにより、まっすぐに伸ばしたガラス及び基材上に透明電極積層体を形成することができる。これにより、透明電極積層体をより容易かつ高精度に形成することができる。
本発明に係るガラスは弓形球状のガラスである。
より具体的には、一側に凸となっており、多方向に弓形球状であるガラスを用いる。
図１及び図２は、本発明の一具体例による弓形球状のガラスの概略斜視図である。図１及び図２に示すように、本発明に係るガラスは、上方及び下方のいずれかのみに（図１及び図２の場合は、上方）凸となっている。そして、図１のように長軸方向に弓形球状であるか、若しくは図２のように長軸、短軸及び対角軸方向に弓形球状（少なくとも２方向以上）であってもよい。
ガラスの凸の程度は特に限定されないが、凸部を伸ばす後述する加熱工程の条件に合わせて適宜選択できる。例えば、ガラスを凸面が下を向くようにして床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さ（図３の「ｈ」）は、１００〜６，０００μｍであってもよい。凸の程度が前記範囲内であると、後述する加熱工程によりまっすぐに伸ばすことができる。床からガラスに接する最高点までの高さが１００μｍ未満であると、加熱工程による接着層の収縮／膨張によりむしろガラスが凹むことがあり、６，０００μｍを超えると、凸となり過ぎて加熱工程を経てもガラスをまっすぐに伸ばすことができないことがある。
ガラスは、当分野で通常用いられるガラスであってもよく、例えば、無アルカリガラス、ソーダライムガラス又は化学強化ガラスであってもよい。熱膨張係数が高くて接着層の収縮／膨張によりガラスの反りの程度が少なく、後述する加熱工程によって容易にまっすぐに伸ばす観点から、好ましくは化学強化ガラスを用いることができる。また、その観点から、好ましくは、化学強化ガラスは強化層の厚さが１〜４５μｍであってもよい。
ガラスの厚さは、特に限定されず、例えば０．５〜１．５ｍｍであってもよい。厚さが０．５ｍｍ未満であると、ガラスが薄すぎて基材を十分に支持できないことがあり、１．５ｍｍを超えると、透明電極積層体を形成するための蒸着、露光などの工程時の取り扱いが容易でないことがある。
本明細書において、接着層は、接着層のみならず粘着層も含む概念である。また、接着剤は、接着剤のみならず粘着剤も含む概念である。
本発明において、接着層の形成は、接着剤の塗布または接着シートの貼合によって行うことができる。
用いられる接着剤としては、特に限定されず、当分野で公知の水系接着剤又は水系粘着剤を用いることができる。
また、接着剤として液晶性ポリマー組成物を用いることもできる。後述する加熱工程及び透明電極積層体形成工程は、高温で行われるため、接着剤中の溶媒成分が気化し得る。これ故に、ガラス上に接合した基材の平滑性が低下することがあるが、液晶性ポリマー組成物は高いガラス転移温度を有するので、高温における溶媒成分の揮発による前記平滑性の低下の問題を抑制することができる。
液晶性ポリマー組成物は、液晶性ポリマー及び溶媒を含む。
液晶性ポリマーとしては、特に限定されず、当分野で通常用いられる液晶性ポリマーを用いることができ、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂などを含むことができる。これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
溶媒としては、特に限定されず、当分野で通常用いられる溶媒を用いることができ、例えば、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などが挙げられる。これらを単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
液晶性ポリマーのガラス転移温度は、特に限定されず、例えば１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３７０℃であってもよい。ガラス転移温度が１５０〜４００℃であると、高温で行われる、後述する透明電極形成工程に対して優れた耐久性を有することができる。
接着層の厚さは、特に限定されず、例えば５〜１００μｍであってもよい。接着層の厚さが５μｍ未満であると、基材の接合が困難なことがあり、ガラスの反りの程度が不十分なことがある。厚さが１００μｍを超えると、ガラスの反りの程度を制御し難いことがある。
本発明の一具体例によれば、図４に示すように、ガラスの凸部に接着層を形成した後、前記接着層に熱を加えてガラスの凸部を伸ばすことができる。
加熱条件としては、特に限定されることなく、例えば６０℃〜３００℃の温度で６０秒〜１，８００秒間行ってもよい。加熱温度及び時間が前記範囲内であると、ガラスの凸部をまっすぐに伸ばすことができる。
その後、前記接着層上に基材を接合する。
基材は、透明電極積層体形成工程などの高温で行われる工程で発生し得る変形を最小限に抑えることができる。耐熱性に優れたものであれば、当分野で通常用いられる基材を制限なく用いることができる。例えば、ガラス、ポリエチレンエーテルフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリアリーレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン酸（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）又はポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
基材の厚さは、特に限定されず、例えば１０〜１５０μｍであってもよい。
本発明の他の一具体例によると、ガラス上に基材を接合する前においては接着層に熱を加えず、図５に示すように、基材を接合した後に接着層に熱を加えることができる。
ガラス上に基材を接合する際にも、接合時に加わる物理的なエネルギーによってガラスが（凸の程度が減少する側に）反り得るが、基材を接合した後に接着層に熱を加えた場合は、反る前（基材の接合前）に熱を加えた場合よりも、より容易にカールを制御してガラスをよりまっすぐに伸ばすことができる。
加熱条件としては、特に限定されることなく、例えば６０℃〜３００℃の温度で６０秒〜１，８００秒間行うことができる。加熱温度及び時間が前記範囲内であると、ガラスの凸部をまっすぐに伸ばすことができる。
その後、前記基材上に透明電極積層体を形成する。
透明電極積層体は、具体的な用途に応じて様々な構造に形成することができる。例えば、タッチ地点の位置情報を提供する第１の透明電極層及び第２の透明電極層、該第１の透明電極層と第２の透明電極層との間に介在し、両層を電気的に分離する絶縁層、該絶縁層に形成し、第１の透明電極層と第２の透明電極層とを電気的に接続可能にするコンタクトホールなどを含むことができる。
透明電極積層体を形成してから、前記基材を接着層から剥離する。
剥離方法は、特に限定されず、当分野で公知の方法による。例えば、接着層にレーザーを照射する方法や、非レーザー工程による方法があるが、非レーザー工程による方法としては、例えば、基材及びガラスをそれぞれジグに噛ませて物理的な力で分離する方法、空気を投入する方法、−２０〜１５℃の低温にさらす方法、１００℃以上の高温にさらす方法等が挙げられる。
透明電極積層体が形成された基材は、ディスプレイパネル部と結合してタッチスクリーンパネルとして用いることができる。
また、本発明の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法は、前述した接着層の形成前にガラスを弓形球状にする段階をさらに含むことができる。
ガラスを弓形球状にする方法は、特に限定されず、例えば、ガラスの一面に絶縁層またはハードコート層形成用組成物を塗布し、加熱することで形成することができる。
絶縁層又はハードコート層形成用組成物の組成は、特に限定されず、当分野で公知の組成を含むものであってもよい。絶縁層形成用組成物は、有機絶縁膜、無機絶縁膜又は有無機ハイブリッドタイプの絶縁膜形成用組成物のいずれかを使用可能である。
加熱条件は、特に限定されず、組成物の組成等により適宜選択することができ、例えば６０℃〜３００℃の温度で６０秒〜１，８００秒間行うことができる。加熱温度及び時間が前記範囲内であると、ガラスを前述した範囲で凸に弓形球状にすることができる。
さらに、ガラス両面の強化層が異なる厚さを有するようにガラスを化学強化することにより、前記ガラスを弓形球状にすることもできる。例えば、ガラス両面の強化層が１〜４０μｍの厚さ差を有するように形成することができる。両面の強化層の厚さの差が前記範囲内であると、ガラスを前述した範囲で凸に弓形球状にすることができる。
以下、本発明の理解を容易にするために好適な実施例を示すが、これら実施例は本発明を例示するに過ぎず、添付された特許請求の範囲を制限するわけではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内において実施例に対し変更が多様であること且つ修正が可能であることは、当業者にとって明らかなものであり、このような変更及び修正が、添付された特許請求の範囲に属するのも当然のことである。
実施例１
ガラス両面の強化層が１０μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、図１に示すように、一側に凸となっており、且つ長軸方向に弓形球状である厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスを製造した。製造されたガラスを凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さは８００μｍであった。
ガラス両面の強化層が１０μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、図１に示すように、一側に凸となっており、且つ長軸方向に弓形球状である厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスを製造した。製造されたガラスを凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さは８００μｍであった。
前記ガラスの凸面に水系接着剤組成物を厚さ２５μｍに塗布し、１５０℃の熱を１０分間加えた。
その後、前記接着剤を介してガラス上に厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを接合した。
実施例２
接着剤の塗布後に１５０℃の熱を３０分間加えた以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
接着剤の塗布後に１５０℃の熱を３０分間加えた以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
実施例３
ガラス両面の強化層が４５μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが６，２００μｍの化学強化ガラスを製造した以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
ガラス両面の強化層が４５μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが６，２００μｍの化学強化ガラスを製造した以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
実施例４
ガラス両面の強化層が１μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが１００μｍの化学強化ガラスを製造した以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
ガラス両面の強化層が１μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが１００μｍの化学強化ガラスを製造した以外は、実施例１と同様の方法により積層体を製造した。
実施例５
ガラス両面の強化層が１０μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、図１に示すように、一側に凸となっており、且つ両方向に弓形球状である厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスを製造した。製造したガラスを凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さは８００μｍであった。
ガラス両面の強化層が１０μｍの厚さ差を有するようにガラスを強化し、図１に示すように、一側に凸となっており、且つ両方向に弓形球状である厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスを製造した。製造したガラスを凸部が下を向くようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さは８００μｍであった。
前記ガラスの凸面に水系接着剤組成物を厚さ２５μｍに塗布し、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを接合した後、１５０℃の熱を１０分間加えた。
実施例６
基材の接着後に３２０℃の熱を３０分間加えた以外は、実施例５と同様の方法により積層体を製造した。
基材の接着後に３２０℃の熱を３０分間加えた以外は、実施例５と同様の方法により積層体を製造した。
実施例７
反っていない厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスの一面にハードコート層形成用組成物を塗布し、１５０℃の熱を１０分間加えた。これにより、凸部を下に向けるようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが８００μｍのガラスを製造した。
反っていない厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスの一面にハードコート層形成用組成物を塗布し、１５０℃の熱を１０分間加えた。これにより、凸部を下に向けるようにして平らな床に置いたとき、床からガラスに接する最高点までの高さが８００μｍのガラスを製造した。
前記ガラスの凸面に水系接着剤組成物を厚さ２５μｍに塗布し、１５０℃の熱を１０分間加えた。
その後、前記接着剤を介してガラス上に厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを接合した。
比較例
反っていない厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスの一面に水系接着剤組成物を厚さ２５μｍに塗布し、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを接合した。
反っていない厚さ０．７ｍｍの化学強化ガラスの一面に水系接着剤組成物を厚さ２５μｍに塗布し、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを接合した。
実験例．ガラスの凸の程度の測定
実施例及び比較例のガラスを凸面が下を向くようにして床に置いたときの、床からガラスに接する最高点までの高さ（図３のｈ）を測定した。その結果を下記表１に示す。
実施例及び比較例のガラスを凸面が下を向くようにして床に置いたときの、床からガラスに接する最高点までの高さ（図３のｈ）を測定した。その結果を下記表１に示す。
前記表１から、実施例１〜７の積層体は、ｈの値が小さくなっており、まっすぐに伸びていることを確認することができた。
これに対し、比較例１の積層体は、ｈの値が大きくなっており、大きく反っていることを確認することができた。
１００：ガラス
２００：接着層
３００：基材
２００：接着層
３００：基材
Claims (10)
- 弓形球状のガラスの凸部に接着層を形成する段階と、
該接着層上に基材を接合する段階と、
該基材上に透明電極積層体を形成する段階とを含み、
前記接着層の形成後又は前記基材の接合後に前記接着層に熱を加えて前記ガラスの凸部を伸ばす、薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。 - 前記弓形球状のガラスは、一側に凸となっており、多方向の弓形球状である、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記ガラスは、無アルカリガラス、ソーダライムガラス又は化学強化ガラスである、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記化学強化ガラスは、強化層の厚さが１〜４５μｍである、請求項３に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記ガラスは、凸面が下を向くようにして床に置いたとき、該床から該ガラスに接する最高点までの高さが１００〜６，０００μｍである、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記接着層の形成後の加熱は、６０〜３００℃の温度で６０〜１，８００秒間行われる、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記基材の接合後の加熱は、６０〜３００℃の温度で６０〜１，８００秒間行われる、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記接着層の形成前にガラスの一面に絶縁層またはハードコート層形成用組成物を塗布し、熱を加えて、前記ガラスを弓形球状にする段階を更に含む、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記接着層の形成前にガラスの両面の強化層の厚さが異なるように該ガラスを化学強化し、前記ガラスを弓形球状にする段階を更に含む、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
- 前記透明電極積層体が形成された基材を前記接着層から剥離する段階を更に含む、請求項１に記載の薄膜タッチスクリーンパネルの製造方法。
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