JP3191207U - 偏光板モジュール及び偏光板モジュールを用いたタッチスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】電子デバイスの厚さを減少させることができる偏光板モジュール及び偏光板モジュールを用いたタッチスクリーンを提供する。
【解決手段】偏光板モジュール２００は、偏光板サブストレート２１０と、偏光板サブストレート２１０に塗布・被着された接着剤層２２０と、接着剤層２２０中に埋め込まれた導電層２３０とを有する。導電層２３０は、感知構造を形成するよう接着剤層２２０の延長方向に互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターン２３２と第２導電パターン２３４を含む。偏光板モジュール２００は、タッチ操作を実現すると共に偏光を出力することができる。
【選択図】図２

Description

本考案は、タッチスクリーンの分野に関し、特に、偏光板モジュール、偏光板モジュールの製造方法及び偏光板モジュールを用いたタッチスクリーンに関する。

タッチパネルは、タッチ入力信号を受け取ることができる検出デバイスである。タッチパネルは、情報交換にとって斬新な見かけをもたらし、これは、新鮮な魅力のある情報対話形デバイスである。タッチパネル技術の開発は、国の内外の情報メディアからの広範な関心を惹起し、タッチパネル技術は、オプトエレクトロニクスにおいて活況を呈するハイテク産業を築いた。

現時点において、タッチ制御部及び表示機能を備えた電子製品は、一般に、ディスプレイスクリーン及びディスプレイスクリーン上に追加的に設けられたタッチパネルを含む。しかしながら、タッチパネルは、人間・機械インタラクションを達成するために電子製品で用いられる場合、ディスプレイスクリーンとは別個独立の部品としてディスプレイスクリーンのサイズに応じて注文され、次に組み立てられる必要がある。タッチパネルとディスプレイスクリーンの組み立てには主として２つの互いに異なる既存のやり方、即ち、フレームアタッチ（frame attach）とフルアタッチ（full attach ）が存在する。フレームアタッチは、タッチスクリーンの縁をディスプレイスクリーンの縁に取り付けることであり。フルアタッチは、タッチスクリーンの下面全体をディスプレイスクリーンの上面全体に取り付けることである。

ディスプレイスクリーンは、偏光板、光フィルタ、液晶モジュール及びＴＦＴ等の組み立てモジュールとして分厚い。同時に、ディスプレイスクリーンとタッチパネルは、２つの別個独立の部品である。電子製品の組み立ての際、ディスプレイタッチスクリーンとタッチパネルを互いに組み立てるには複雑な組み立てプロセスが必要である。これにより、タッチディスプレイスクリーンの組み立ての際に電子製品の厚さ及び重さが一段と増大する。さらに、もう１つの組み立てプロセスにより、望ましくない製品の発生確率及び製造費が増大することになる。

上記に鑑みて、本考案は、電子デバイスの厚さを減少させることができる偏光板モジュール、偏光板モジュールの製造方法及び偏光板モジュールを用いたタッチスクリーンに関する。

偏光板モジュールが偏光板サブストレートと、偏光板サブストレートに塗布・被着された接着剤層と、接着剤層中に埋め込まれた導電層とを有する。導電層は、感知構造を形成するよう接着剤層の延長方向に互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターンと第２導電パターンを含む。

タッチスクリーンがＴＦＴ電極と、液晶モジュールと、共通電極と、フィルタモジュールと、偏光板モジュールとを有し，これらは、順次積層されている。

偏光板モジュールの製造方法が、
偏光板サブストレートを用意するステップと、
接着剤層を偏光板サブストレートに塗布・被着させるステップと、
導電層を接着剤層中に埋め込むステップとを含み、導電層は、感知構造を形成するよう接着剤層の延長方向に互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターンと第２導電パターンを含む。

タッチスクリーンの偏光板モジュールは、タッチ操作を実現すると共に偏光を出力することができる。タッチスクリーンの必要不可欠な部品としての偏光板モジュールにより、タッチスクリーンがタッチ機能を有することができる。タッチパネルをディスプレイスクリーン上に組み付ける必要はなく、このことは、電子デバイスの厚さを減少させるのに役立ち得る。

図面に示された部品は、必ずしも縮尺通りには描かれておらず、それどころか、本考案の原理を明確に示すための強調がなされている。以下の図は、これらの実施形態の完全な理解及びこれら実施形態についての実施可能な程度の説明のための特定の詳細を提供している。

実施形態としてのタッチスクリーンの略図である。 図１に示された偏光板モジュールの概略断面図である。 図２に示された導電層の平面図である。 図１に示されたタッチスクリーンの部分略図である。 実施形態としての導電ワイヤの平面図である。 別の実施形態としての導電ワイヤの平面図である。 別の実施形態としての導電ワイヤの平面図である。 別の実施形態としての導電ワイヤの平面図である。 実施形態としての導電層の作製プロセスの略図である。 実施形態としての導電層の作製プロセスの略図である。 実施形態としての導電層の作製プロセスの略図である。 別の実施形態としての偏光板モジュールの概略断面図である。 図７に示された導電層の平面図である。 別の実施形態としての偏光板モジュールの概略断面図である。 実施形態としての偏光板モジュールの製造方法のプロセス説明図である。

以下、本考案の例示の実施形態について説明する。以下の説明は、これらの実施形態の完全な理解及びこれら実施形態についての実施可能な程度の記載要件のための特定の詳細を提供している。当業者であれば、本考案をかかる細部なしでも実施できることは理解されよう。他の場合、周知の構造及び機能は、実施形態の説明を不必要に分かりにくくするのを避けるために図示されておらず又は詳細には説明されていない。

明示の別段の必要がなければ、英文の明細書及び実用新案登録請求の範囲全体を通じて、“comprise”（翻訳文では、「〜を有する」又は「〜を含む」と訳してある）、“comprising”等は、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味に解されるべきであり、即ち、“including, but not limited to”（「〜を含むが、〜には限定されない）の意味に解されるべきである。単数形又は複数形の単語は、それぞれ、複数形又は単数形を含む。加うるに、“herein”（「本明細書において」）、“above”（「〜よりも上に」）、“below”（「〜よりも下に」）という用語並びに同様な意味の用語は、本願で用いられる場合、本願を全体として参照しており、本願の特定の部分を参照しているわけではない。実用新案登録請求の範囲の記載が２つ又は３つ以上のアイテムのリストを参照して、“or”（「又は」）という単語を用いている場合、その単語は、その単語の次の解釈の全て、即ち、リスト中のアイテムの任意のもの、リスト中のアイテムの全て及びリスト中のアイテムの任意の組み合わせを含む。

電子デバイスの厚さを減少させることができる偏光板モジュール、偏光板の製造方法及び偏光板を用いたタッチスクリーンが本明細書において提供されている。偏光板モジュールは、タッチ操作を実現すると共に偏光を出力することができ、かくして偏光板モジュールにより、タッチスクリーンは、タッチ及び表示の機能を有することができる。

図１を参照すると、一実施形態としてのタッチスクリーン１００が順次積層された下側偏光板１０、ＴＦＴ電極板２０、液晶モジュール３０、共通電極４０、保護フィルム５０、フィルタモジュール６０及び偏光板モジュール２００を有している。

ＴＦＴ電極板２０は、ガラス基板２４及びガラス基板２４上に設けられた表示電極２２を有している。第１のモジュール６０は、ガラス層６６並びにガラス層６６の表面上に設けられたシールド樹脂６２及び光フィルタ６４を有している。

理解されるべきこととして、タッチスクリーン１００に装着されたバックライトが偏光、例えばＯＬＥＤ偏光である場合、偏光板モジュール２００だけが必要であり、下側偏光板１０及び保護フィルム５０を省くことができる。

図示の実施形態では、下側偏光板１０、ＴＦＴ電極板２０、液晶モジュール３０、共通電極４０、保護フィルム５０及びフィルタモジュール６０の構造及び機能は、先行技術の製品とほぼ同じであって良く、これらについて、詳細には説明しない。

タッチスクリーン１００は、直接照明型液晶ディスプレイであっても良く、横照明型液晶ディスプレイであっても良い。

図２を参照すると、偏光板２００は、順次積層された偏光板サブストレート２１０、接着剤層２２０及び導電層２３０を有している。

偏光板サブストレート２１０は、入射光を偏光に変換するために用いられる。図示の実施形態では、偏光板サブストレート２１０は、有機可撓性サブストレートである。偏光板サブストレート２１０の大量生産のためにロールツーロール（roll-to-roll）プロセスを利用することができる。

接着剤層２２０が偏光板サブストレート２１０に塗布・被着されている。接着剤層２２０は、パターンニングプロセスに好都合な低い硬度のものであるのが良い。

図２及び図３を参照すると、導電層２３０は、接着剤層２２０中に埋め込まれている。導電層２３０は、感知構造を形成するよう互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターン２３２と第２導電パターン２３４を有している。第１導電パターン２３２と第２導電パターン２３４は、互いに絶縁されている。

第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４は、単層マルチポイント構造体を有し、即ち、少なくとも２つの互いに間隔を置いて設けられた第２導電パターン２３４が第１導電パターン２３２の各々の一方の側に設けられている。第１導電パターン２３２の各々の互いに反対の側に設けられた第２導電パターン２３４は、互いに絶縁されている。第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４は、接着剤層２２０の縁まで延びるリード３５を備えている。リード３５は、ソリッドワイヤであっても良くメッシュ状ワイヤであっても良い。

図示の実施形態では、接着剤層２２０は、ナノインプリントによって第１導電パターン２３２の形状に合った第１の溝２２２及び第２導電パターン２３４の形状に合った第２の溝２２４を画成する。第１導電パターン２３２は、第１の溝２２２内に受け入れられ、第２導電パターン２３４は、第２の溝２２４内に受け入れられている。さらに、第１導電パターン２３２の厚さは、第１の溝２２２の深さ以下であり、第２導電パターン２３４の厚さは、第２の溝２２４の深さ以下である。

第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４は、それぞれ互いに交差した複数本の導電ワイヤ３４によって形成された導電メッシュであるのが良い。導電ワイヤ３４によって形成されたグリッドセルの形状は、規則正しくても良くランダムであっても良い。導電ワイヤ３４は、接着剤層２２０をインプリントして導電パターンの形状に対応した溝を形成し、次に導電性材料を溝中に充填することによって形成されるのが良い。導電性材料は、金属、カーボンナノチューブ、グラフェン、有機導電性ポリマー及びＩＴＯから成る群から選択されるのが良い。好ましくは、導電性材料は、金属（例えば、ナノシルバー（nano-silver））である。

一実施形態では、導電ワイヤ３４をフィルタモジュール６０の光フィルタ６４のシールドマトリクス（shielding matrix）３７のメッシュ線と位置合わせするのが良い。変形実施形態では、導電ワイヤ３４をシールドマトリクス３７のメッシュ線と位置合わせしなくても良い。導電ワイヤ３４をシールドマトリクス３７のシールド線と位置合わせしない場合、フィルタモジュール６０の光透過を保証すると共にタッチスクリーン１００の演色を一段と保証するため、導電ワイヤ３４の幅は、５００ｎｍから５μｍまでの範囲にあり、これにより、導電ワイヤを視覚的に透明にすることができる。

図４を参照すると、一実施形態では、第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４の導電ワイヤ３４は、フィルタモジュール６０のシールド樹脂又はインキと位置合わせされており、即ち、シールド樹脂又はインキの平面上への導電ワイヤ３４の全ての投影像は、シールド樹脂又はインキ内に正確に収まっている。導電ワイヤ３４は、シールド樹脂又はインキ内に正確に収まっている。導電ワイヤ３４は、シールド樹脂又はインキによってシールドされ、かくしてタッチスクリーン１００の光透過は影響を受けない。さらに、導電ワイヤ３４の幅は、導電ワイヤ３４の幅がシールド樹脂又はインキの幅よりも小さい限り、視覚的に透明である必要がない。

図５ａを参照すると、第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４中において、導電ワイヤ３４によって形成された導電メッシュは、長方形であるのが良い。さらに、各導電メッシュの各グリッドセルは、シールドマトリクス３７のフィルタリンググリッドセルと位置合わせされている。

図５ｂを参照すると、第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４中において、導電ワイヤ３４によって形成された導電メッシュの各グリッドセルは、シールドマトリクス３７の複数個のフィルタリンググリッドセルと位置合わせされている。

再び図５ｂを参照すると、図示の実施形態では、導電メッシュの導電ワイヤ３４は真っ直ぐな線である。図５ｃ及び図５ｄを参照すると、図示の実施形態では、導電ワイヤ３４は、湾曲した線であり、即ち、導電メッシュのグリッドセルの形状は、導電ワイヤ３４がシールド樹脂又はインキによってシールドされる限り、規則正しくても良く、不規則であってもよい。

導電層２３０は、任意の従来型タッチ検出型、例えば単層マルチポイント構造、二重層マルチポイント構造等であって良い。

図６ａ〜図６ｃを参照すると、導電層２３０は、単層マルチポイント構造体を有する。図１０を参照すると、一実施形態としての偏光板モジュール２００の製造方法は、
‐偏光板サブストレートを用意するステップ（Ｓ１１０）、
‐接着剤層を前記偏光板サブストレートに塗布・被着させるステップ（Ｓ１２０）、及び
‐導電層を前記接着剤層中に埋め込むステップ（Ｓ１３０）を含み、導電層は、感知構造を形成するよう接着剤層の延長方向に互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターンと第２導電パターンを含む。

具体的に説明すると、接着剤層２２０をインプリントモールド２３によってインプリントし、インプリントモールドは、第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４のそれぞれの形状に適合しており、次に、第１の溝２２２及び第２の溝２２４を硬化により得る。インプリントモールド２３は、櫛として形作られている。接着剤は、ＵＶグルーであるのが良い。第１の溝２２２及び第２の溝２２４に導電性材料を充填し、次に導電性材料を硬化させてそれぞれ第１導電パターン２３２及び第２導電パターン２３４を形成する。第１導電パターン２３２と第２導電パターン２３４は、感知構造を備えた導電層２３０を形成するよう互いに間隔を置いて配置されている。

図７及び図８を参照すると、変形実施形態では、導電層２３０は、第１導電パターン２３２上で横切る導電ブリッジ２３６を更に有する。導電ブリッジ２３６及び第１導電パターン２３２は、これらの間に設けられた絶縁層２３８を備えている。導電ブリッジ２３６は、第１導電パターン２３２の両側にそれぞれ配置された２つの第２導電パターン２３４を互いに電気的に接続している。図示の実施形態では、導電ブリッジ２３６は、接着剤層２２０中に埋め込まれている。絶縁層２３８は、グルー層である。

図９を参照すると、導電ブリッジ２３６は、透明な導電性材料で作られており、この透明な導電性材料は、偏光板モジュール２００の光透過を向上させるのに役立ち得る。図示の実施形態では、導電ブリッジ２３６は、複数本の導電ワイヤ３４が互いに交差することによって形成されている。さらに、導電ブリッジ２３６は、その両端部にそれぞれ第１の導電ブロック３６及び第２の導電ブロック３６′を備えている。第１の導電ブロック３６及び第２の導電ブロック３６′の表面積は、導電ブリッジ２３６の表面積よりも大きく、かくして、導電ブリッジ２３６と導電パターン２３４との間の接触面は、非常に広く、このことは、電気接続の有効性を保証するのに役立ち得る。さらに、第１の導電ブロック３６は、対応の第２導電パターン２３４の少なくとも２本の導電ワイヤ３４に電気的に結合され、第２の導電ブロック３６′は、対応の第２導電パターン２３４の少なくとも２本の導電ワイヤ３４に電気的に結合されている（導電ワイヤ３４のうちの１本が切り離された場合でも、他方は、依然として接続されているのが良い）。

導電ブリッジ２３６も又、インプリントにより形成されるのが良い。例えば、メッシュ状導電ブリッジ２３６を一ステップでインプリントにより形成することができる。変形実施形態では、導電ブリッジ２３６を形成するには、まず最初にリソグラフィ露光によって導電ブロックのプラグ穴を形成し、次に、インプリントによりメッシュ状溝を形成し、最後に、このメッシュ状溝中に導電性材料を充填してメッシュ状導電ブリッジ２３６及び導電ブロックを形成するのが良い。

本考案は又、以下の利点を有する。

（１）本考案の偏光板モジュールは、タッチ操作を実施することができると同時に偏光を出力することができる。タッチスクリーンをディスプレイパネル上に組み付ける必要はなく、このことは、電子デバイスの厚さを減少させると共に材料を節約し、更に組み立て費を大幅に減少させるのに役立ち得る。

（２）本考案の導電パターンは、複数のメッシュによって形成され、視覚的透明性は、メッシュの線の幅及び密度を制御することによって得られる。導電パターンの材料を従来型の透明な材料から種々の導電性材料に拡張することができる。導電パターンが金属で作られる場合、抵抗を大幅に減少させることができ、かくしてタッチスクリーンの電力消費量を一段と減少させることができる。

（３）導電パターンをパターンエッチング（フィルム形成‐露光‐現像‐エッチング）によって一ステップで形成することができる。全ての導電パターンを一ステップでインプリントによって形成することができるので、これにより、製造手順が大幅に単純化される。さらに、導電層をサブストレートの表面上に形成した後に導電層全体をエッチングするやり方と比較して、導電パターンは、パターンインプリント後に導電性材料を溝に充填することによって形成され、これにより、導電性材料が大幅に節約される。特に、高価な導電性材料、例えばＩＴＯが用いられる場合、コストが大幅に節約される。

（４）導電パターンのリードがメッシュ状であり、導電性材料は、導電性材料が充填されたときに溝内に留まりがちである。さらに、ナノシルバーを焼結したとき、凝集効果により生じるシルバーボールの広がりに起因した電極リードの破損の現象が回避される。

実施形態の説明は、具体的であり且つ細部にわたっているが、これらの説明は、本考案を制限するために解されるものではないことは理解されるできである。したがって、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の保護範囲は、実用新案登録請求の範囲の記載に基づいて定められるものとする。

１０ 下側偏光板
２０ ＴＦＴ電極板
２２ 表示電極
２４ ガラス基板
３０ 液晶モジュール
３６ 第１の導電ブロック
３６′第２の導電ブロック
４０ 共通電極
５０ 保護フィルム
６０ フィルタモジュール
６２ シールド領域
６４ 光学フィルタ
６６ ガラス層
１００ タッチスクリーン
２００ 偏光板モジュール
２１０ 偏光板サブストレート
２２０ 接着剤層
２２２ 第１の溝
２２４ 第２の溝
２３０ 導電層
２３２ 第１導電パターン
２３４ 第２導電パターン
２３６ 導電ブリッジ
２３８ 絶縁層

Claims (15)

1. 偏光板モジュールであって、
   偏光板サブストレートと、
   前記偏光板サブストレートに塗布・被着された接着剤層と、
   前記接着剤層中に埋め込まれた導電層とを有し、前記導電層は、感知構造を形成するよう前記接着剤層の延長方向に互いに間隔を置いて設けられた第１導電パターンと第２導電パターンを含む、偏光板モジュール。
2. 前記接着剤層は、前記第１導電パターンの形状に合った第１の溝及び前記第２導電パターンの形状に合った第２の溝を画成し、前記第１導電パターンは、前記第１の溝内に受け入れられ、前記第２導電パターンは、前記第２の溝内に受け入れられている、請求項１記載の偏光板モジュール。
3. 前記第１導電パターンの厚さは、前記第１の溝の深さ以下であり、前記第２導電パターンの厚さは、前記第２の溝の深さ以下である、請求項２記載の偏光板モジュール。
4. 前記第１導電パターン及び前記第２導電パターンは、複数本の導電ワイヤが互いに交差することによって形成された導電メッシュである、請求項１記載の偏光板モジュール。
5. 前記導電ワイヤは、金属で作られている、請求項４記載の偏光板モジュール。
6. 前記導電ワイヤの幅は、５００ｎｍ〜５μｍである、請求項４記載の偏光板モジュール。
7. 前記第１導電パターンの互いに反対の側に配置された２つの第２導電パターンを相互に接続する導電ブリッジを更に有し、絶縁層が前記導電ブリッジと前記第１導電パターンとの間に設けられている、請求項４記載の偏光板モジュール。
8. 前記導電ブリッジは、透明な導電性材料で作られている、請求項７記載の偏光板モジュール。
9. 前記導電ブリッジは、前記接着剤層中に埋め込まれ、前記導電ブリッジと前記第１導電パターンとの間に位置する前記接着剤層の一部分は、前記絶縁層を形成している、請求項７記載の偏光板モジュール。
10. 前記導電ブリッジは、その互いに反対側の端部のところに位置する第１の導電ブロック及び第２の導電ブロックを有し、前記第１の導電ブロック及び前記第２導電ブロックは、前記第１導電パターンの互いに反対の側に設けられた前記２つの第２導電パターンにそれぞれ電気的に結合されている、請求項７記載の偏光板モジュール。
11. 前記第１の導電ブロックは、対応の前記第２導電パターンの少なくとも２本の導電ワイヤに電気的に結合され、前記第２の導電ブロックは、対応の前記第２導電パターンの少なくとも２本の導電ワイヤに電気的に結合されている、請求項１０記載の偏光板モジュール。
12. 少なくとも２つの互いに間隔を置いて配置された導電パターンが前記第１導電パターンの各々の一方の側に設けられ、前記第１導電パターンの各々の両方の側に設けられた前記第２導電パターンは、互いに絶縁されている、請求項１記載の偏光板モジュール。
13. 前記偏光板サブストレートは、有機可撓性サブストレートである、請求項１記載の偏光板モジュール。
14. タッチスクリーンであって、順次積層された、ＴＦＴ電極と、液晶モジュールと、共通電極と、フィルタモジュールと、請求項１記載の前記偏光板モジュールとを有する、タッチスクリーン。
15. 前記接着剤層、前記第１導電パターン及び前記第２導電パターンは、前記偏光板サブストレートと前記フィルタモジュールとの間にサンドイッチされている、請求項１４記載のタッチスクリーン。