JP2009146422A - タッチパネル及びそれを利用したディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、タッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関する。
【解決手段】本発明のタッチパネルは、第一電極板及び第二電極板を含む。前記第一電極板は、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する。前記第二電極板は、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する。前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方が、カーボンナノチューブ構造体を有する。前記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。また、本発明では、前記タッチパネルを利用したディスプレイも提供される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のタッチパネルは、第一電極板及び第二電極板を含む。前記第一電極板は、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する。前記第二電極板は、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する。前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方が、カーボンナノチューブ構造体を有する。前記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。また、本発明では、前記タッチパネルを利用したディスプレイも提供される。
【選択図】図１
Description
本発明は、タッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関し、特にカーボンナノチューブ構造体を利用したタッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関する。
タッチパネルは、画面に指やペンなどで直接触れることで機械を操作する装置であり、ＬＣＤなど表示装置、ＰＤＡなど携帯装置、銀行のＡＴＭやＰＯＳなど多くの装置で用いられている。タッチパネルに対して、タッチした位置の検出を電気的に行うものとして、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。一方、電気を用いないものとして、超音波方式や赤外遮光方式、画像認識方式などがある。
現在の抵抗膜方式タッチパネルは、ベースとなるガラス基板の表面に非常に微小なスペーサをはさみ、その表面にしなやかなフィルムを貼り付ける。前記ガラス基板及び前記フィルムの向かい合う面には、それぞれ透明導電性薄膜が設けられている。
タッチしていない状態では、前記微小なスペーサにより前記二枚の透明導電性薄膜は接触していないために、電流が生じない。前記フィルムをタッチすると、圧力によりフィルムがたわみ、前記ガラス基板の透明導電性薄膜と接触し、電流が流れる。前記ガラス基板、フィルムそれぞれの透明導電性薄膜の抵抗による分圧比を測定することで押された位置を検出する。
Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
現在主流の方式では、全面がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれる透明導電性薄膜で構成されるので、構造が単純となり、剥離や磨耗、断線などがおきにくいために、寿命が長く、透過率も高く改善されている。しかし、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）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成膜されるので、製造方法が複雑である。また、ＩＴＯ薄膜は、機械的及び化学的性能が良好でなく、膜質の均一性が低いという欠点がある。また、ＩＴＯ薄膜の光透過性が低いので、明るい環境で表示パネルに表示される画面が見にくくなる。従って、現在のタッチパネルには、正確性や応答性が低く、光透過性が低いという課題がある。
前記課題を解決するために、正確性や応答性が向上し、光透過性が高いタッチパネルを提供することが必要となる。
本発明のタッチパネルは、第一電極板及び第二電極板を含む。前記第一電極板は、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する。前記第二電極板は、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する。前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方は、カーボンナノチューブ構造体を有する。前記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構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを有する。
単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、端と端で接続された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同じ方向に沿って配列されている。単一の前記カーボンナノチューブセグメントは、同じ方向に沿って配列された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フィルムのカーボンナノチューブは同じ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フィルムのカーボンナノチューブは等方的に配列されている。
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は、該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ている。
前記カーボンナノチューブ構造体において、隣接するカーボンナノチューブは相互に絡み合って、微多孔構造に形成されている。
前記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フィルムを有し、
隣接する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が、それぞれ０°〜９０°の角度で交叉して設置されている。
隣接する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が、それぞれ０°〜９０°の角度で交叉して設置されている。
前記二つの第一電極と前記二つの第二電極とは直交して設置されている。
前記第一基板は硬い材料からなる。前記第二基板はフレキシブル材料からなる。
本発明のディスプレイは、タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含む。ここで、前記タッチパネルは、第一電極板及び第二電極板を含む。前記第一電極板は、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する。前記第二電極板は、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する。前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方は、カーボンナノチューブ構造体を有する。前記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。
従来技術と比べると、本発明のタッチパネルは、次の優れた点を有する。本発明のタッチパネルに利用されるカーボンナノチューブフィルムは、良好な機械性及び強靱性、均一な導電性を有するので、本発明のタッチパネル及びディスプレイは、優れた導電性及び耐久性がある。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法は簡単である。従って、本発明の製造方法により、前記タッチパネル及びディスプレイの大量生産が実現でき、前記タッチパネル及びディスプレイのコストが低減することができる。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体を利用することにより、前記電極及び導電構造体の間の接触抵抗を低減することができる。
図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（実施形態１）
図１及び図２を参照すると、本実施形態のタッチパネル１０は、第一電極板１２と、第二電極板１４と、前記第一電極板１２及び第二電極板１４の間に挟まれる複数のスペーサ１６と、を含む。
図１及び図２を参照すると、本実施形態のタッチパネル１０は、第一電極板１２と、第二電極板１４と、前記第一電極板１２及び第二電極板１４の間に挟まれる複数のスペーサ１６と、を含む。
前記第一電極板１２は、第一基板１２０と、第一導電構造体１２２と、を備える。前記第一基板１２０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。
前記第二電極板１４は、第二基板１４０と、第二導電構造体１４２と、二つの第一電極１４４と、二つの第二電極１４６と、を備える。前記第二基板１４０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。前記第二導電構造体１４２、前記二つの第一電極１４４及び前記二つの第二電極１４６は全て前記第二基板の第一表面に設置されている。前記二つの第一電極１４４及び前記二つの第二電極１４６はそれぞれ前記第二導電構造体１４２に電気的に接続されるように、前記第二導電構造体１４２の隅又は辺部に配置されている。前記二つの第一電極１４４は前記第二導電構造体１４２を挟むように、前記第一基板１２０の両側に設置される。前記二つの第二電極１４６は前記第二導電構造体１４２を挟むように、前記第一基板１２０の他の両側に設置される。ここで、一つの第一電極１４４から、前記第一導電構造体１２２を越えてもう一つの第一電極１４４まで進む方向を、第一方向と定義する。一つの第二電極１４６から、前記第二導電構造体１４２を越えてもう一つの第二電極１４６まで進む方向を、第二方向と定義する。
また、前記第一方向は前記第二方向に対して直交する（即ち、前記第一電極１４４は前記第二電極１４６に直交して設置される）。前記二つの第一電極１４４は前記第一方向に平行に並列し、前記二つの第二電極１４６は前記第二方向に平行に並列している。即ち、前記第一電極１４４の長手方向は前記第二方向に平行し、前記第二電極１４６の長手方向は前記第一方向に平行する。前記第一電極１４４及び前記第二電極１４６は、金属又はカーボンナノチューブなど導電材料からなる。本実施形態において、前記第一電極１４４及び前記第二電極１４６は、銀ペーストからなる。
前記第一基板１２０はポリマー、樹脂など柔軟で透明な材料からなる。具体的に、前記第一基板１２０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル、アクリル樹脂のいずれか一種からなる。前記第二基板１４０はガラス、ダイヤモンド、石英、プラスチックなどの硬い材料からなる。本実施形態において、前記第一基板１２０はＰＥＴからなり、その厚さが２ｍｍである。前記第二基板１４０はガラスからなる。その厚さは１ｍｍ〜１ｃｍにされている。
本実施形態において、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２の間の距離は２〜１０μｍに設定されている。前記複数のスペーサ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の前記第二導電構造体１４２に設置される。さらに、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２を密封するように、前記第二電極板１４と前記第一電極板１２との間に枠形の絶縁部１８を設置する。前記複数のスペーサ１６及び前記絶縁部１８は、例えば、透明な樹脂のような絶縁材料からなり、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁して組み合わせるように機能する。前記複数のスペーサ１６の数量及び寸法は、実際のタッチパネルの寸法に応じて、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁させるように設けられる。
さらに、前記第一電極板１２を保護するために、前記第一電極板１２の第一表面に対向する第二表面に透明な保護膜１２６を設置することができる。前記透明な保護膜１２６は前記第一電極板１２に接着され、又は、ホットプレス方法によって前記第一電極板１２に結合されている。前記透明な保護膜１２６は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル又はアクリル酸などのいずれか一種からなる。さら、前記透明な保護膜１２６は、表面硬化処理したプラスチック膜（例えば、ＰＥＴ）であることができる。
前記第一導電構造体１２２／第二導電構造体１４２はそれぞれカーボンナノチューブ構造体（図示せず）を含む。さらに、前記カーボンナノチューブ構造体は少なくとも一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、前記複数の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し、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。また、前記カーボンナノチューブが同じ方向に沿って平行に配列されている。この場合、前記カーボンナノチューブが分子間力で端と端で接続されている。また、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、多くの微小な穴を有するカーボンナノチューブネットに形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径は１０μｍ以下になる。前記カーボンナノチューブ構造体が複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含む場合、複数の前記カーボンナノチューブフィルムを積み重ねて、隣接する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を０°〜９０°で交叉させて設置させる。
前記カーボンナノチューブフィルムの幅はカーボンナノチューブアレイを成長させる基材の幅により決定され、前記カーボンナノチューブフィルムの長さは基材の寸法に限定されず、必要に応じて製造されることができる。前記カーボンナノチューブフィルムの幅は０．０１ｃｍ〜１０ｃｍに設けられ、厚さは０．５〜１００μｍに設けられる。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、直径が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、直径が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、直径が１．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。
さらに、タッチパネルの寸法は、前記透明な導電構造体に利用した前記カーボンナノチューブフィルムの大きさに制限されない。例えば、大寸法のタッチパネルを製造する場合、隙間なく前記カーボンナノチューブフィルムを並列して設置することができる。
本実施形態において、前記第一導電構造体１２２／第二導電構造体１４２は全てカーボンナノチューブ構造体を含む。単一の前記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が同じ方向に沿って配列されたカーボンナノチューブフィルムを含む。図３を参照すると、単一のカーボンナノチューブフィルムにおいて、大部分の前記カーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列され、極僅かなカーボンナノチューブのみが異なる方向に沿って配列されている。また、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分子間力で、端と端で接続されている。前記第一導電構造体１２２のカーボンナノチューブ構造体において、複数のカーボンナノチューブが第二方向に沿って平行に配列されている。前記第二導電構造体１４２のカーボンナノチューブ構造体において、複数のカーボンナノチューブが第一方向に沿って平行に配列されている。ここで、前記第一方向は、第二方向に垂直に設定されている。
（実施形態２）
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たカーボンナノチューブフィルムは次の工程により製造される。
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たカーボンナノチューブフィルムは次の工程により製造される。
第一段階では、カーボンナノチューブアレイを提供する。超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１）であることが好ましい。
本実施形態において、化学気相堆積（ＣＶＤ）法により前記カーボンナノチューブアレイを成長させる。まず、基材を提供する。該基材としては、Ｐ型又はＮ型のシリコン基材、又は表面に酸化物が形成されたシリコン基材が利用される。本実施形態において、厚さが４インチのシリコン基材を提供する。次に、前記基材の表面に触媒層を蒸着させる。該触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ又はそれらの合金である。次に、前記触媒層が蒸着された前記基材を、７００〜９００℃、空気の雰囲気において３０〜９０分間アニーリングする。最後に、前記基材を反応装置内に置いて、保護ガスを導入すると同時に前記基材を５００〜７００℃に加熱して、５〜３０分間カーボンを含むガスを導入する。これにより、高さが２００〜４００μｍの超配列カーボンナノチューブアレイが形成される。前記超配列カーボンナノチューブアレイは、相互に平行で基材に垂直に成長する複数のカーボンナノチューブからなる。前記方法により、前記超配列カーボンナノチューブアレイにアモルファスカーボン又は触媒剤である金属粒子などの不純物が残らず、純粋なカーボンナノチューブアレイが得られる。
本実施形態において、前記カーボンを含むガスはアセチレンなどの炭化水素であり、保護ガスは窒素やアンモニアなどの不活性ガスである。勿論、前記カーボンナノチューブアレイは、アーク放電法又はレーザー蒸発法により得られることができる。
第二段階では、前記カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブフィルムを引き出す。
まず、ピンセットなどの工具を利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。本実施形態において、一定の幅を有するテープを利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。次に、所定の速度で前記複数のカーボンナノチューブを引き出し、複数のカーボンナノチューブセグメントからなる連続的なカーボンナノチューブフィルムを形成する。
前記複数のカーボンナノチューブを引き出す工程において、前記複数のカーボンナノチューブがそれぞれ前記基材から脱離すると、分子間力で前記カーボンナノチューブセグメントが端と端で接合され、連続のカーボンナノチューブフィルムが形成される。図４を参照すると、単一のカーボンナノチューブセグメント１４３は、長さが同じ複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。該複数のカーボンナノチューブ１４５は、相互に平行に並列し、分子間力で接合されるように配列されている。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１４３を含む。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は、前記カーボンナノチューブフィルムを引く方向に平行に並列されている。図３は、前記カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。図３に示すように、前記カーボンナノチューブフィルムは、所定の方向に沿って配列し、端と端で接合される複数のカーボンナノチューブからなる一定の幅を有するフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、均一な導電性及び均一な厚さを有する。このカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、高効率で簡単であり、工業的に実用される。
カーボンナノチューブは比表面積が高く、前記超配列カーボンナノチューブアレイには不純物がないという特性があるので、前記カーボンナノチューブフィルムには強い接着性がある。従って、前記カーボンナノチューブフィルムを含む前記第一導電構造体１２２／第二導電構造体１４２は、直接前記第一基板１２０又は／及び前記第二基板１４０に接着することができる。
さらに、複数の前記カーボンナノチューブフィルムを積み重ねて前記カーボンナノチューブ構造体を形成することができる。実用の要求に応じて、前記カーボンナノチューブフィルムの枚数を設定することができる。前記複数のカーボンナノチューブにおけるカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されることができる。また、隣接する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で交叉して形成されることができる。ここで、該角度αは、０〜９０°である。
さらに、実用の条件に応じて、有機溶剤を利用して前記カーボンナノチューブフィルムを浸漬して処理することができる。前記有機溶剤は、メタノール、アルコール、アセトン又はこの二種の混合物である。本実施形態において、アルコールを利用して前記カーボンナノチューブフィルムを浸漬することにより、前記カーボンナノチューブフィルムは、該アルコールの表面張力作用で、強く前記基板の表面に接着されることができる。
（実施形態３）
また、カーボンナノチューブが相互に絡み合った前記カーボンナノチューブフィルムは次の工程により製造される。
また、カーボンナノチューブが相互に絡み合った前記カーボンナノチューブフィルムは次の工程により製造される。
第一ステップでは、カーボンナノチューブ原料及び、第一基板、第二基板を提供する。
前記カーボンナノチューブ原料は、次のようにして得られる。まず、シリコン基板にカーボンナノチューブアレイを成長させる。次に、ブレードなどの工具を利用して、前記カーボンナノチューブを前記シリコンから削剥して、カーボンナノチューブ原料が得られる。ここで、前記カーボンナノチューブ原料において、単一のカーボンナノチューブの長さは、１０μｍ以上である。
本実施形態において、前記カーボンナノチューブアレイは化学気相堆積方（ＣＶＤ）法により成長される。詳しい成長方法については、実施形態２の方法の第一段階を参照されたい。
第二ステップでは、前記カーボンナノチューブ原料を溶媒に浸漬して綿毛構造を形成させ、該綿毛構造のカーボンナノチューブをろ過してカーボンナノチューブ構造体を形成させる。
前記第二ステップにおいて、前記溶媒は、水又は揮発性有機溶剤である。さらに、前記カーボンナノチューブ原料を前記溶媒に浸漬した後、超音波式分散又は高強度攪拌又は振動などの方法により、前記カーボンナノチューブを綿毛構造に形成させる工程が提供されている。本実施形態において、超音波式分散方法により、カーボンナノチューブを含む溶剤を１０〜３０分間処理する。カーボンナノチューブは大きい比表面積を持ち、カーボンナノチューブ間に大きい分子間力があるので、前記カーボンナノチューブはそれぞれもつれて、綿毛構造に形成される。
前記第二ステップにおいて、まず、微多孔膜又はエアーポンプファネル（Ａｉｒ−ｐｕｍｐｉｎｇ Ｆｕｎｎｅｌ）を提供する。次に、前記微多孔膜又はエアーポンプファネルを利用して、前記綿毛構造のカーボンナノチューブを含む溶剤をろ過して、溶剤を除去させる。最後、前記微多孔膜に残った前記綿毛構造のカーボンナノチューブを乾燥させて、カーボンナノチューブ構造体を形成させる。
前記微多孔膜は、平滑な表面を有する。該微多孔膜において、単一の微小孔の直径は、０．２２μｍにされている。前記微多孔膜は平滑な表面を有するので、前記カーボンナノチューブ構造体は容易に前記微多孔膜から剥落することができる。さらに、前記エアーポンプを利用することにより、前記綿毛構造のカーボンナノチューブに空気圧をかけるので、均一なカーボンナノチューブ構造体を形成させることができる。
本実施形態において、前記カーボンナノチューブ構造体の伸展面積を制御することにより、前記カーボンナノチューブ構造体の厚さ及び表面密度を制御することができる。即ち、一定の体積を有する前記綿毛構造のカーボンナノチューブは、伸展面積が大きくなるほど、厚さ及び密度が低減する。
（実施形態４）
複数のカーボンナノチューブが等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されているカーボンナノチューブフィルムは、次の工程により製造される。
複数のカーボンナノチューブが等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されているカーボンナノチューブフィルムは、次の工程により製造される。
第一段階では、カーボンナノチューブアレイを提供する。超配列カーボンナノチューブアレイであることが好ましい。詳しい成長方法については、実施形態２の方法の第一段階を参照されたい。
第二ステップでは、前記カーボンナノチューブアレイに所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、基板の一つの表面にカーボンナノチューブ構造体を形成させる。
前記カーボンナノチューブアレイのカーボンナノチューブは押し器具からの圧力で倒れると同時に、前記基板から脱離することになる。前記カーボンナノチューブは分子間力でそれぞれ結合され、自立構造を有するカーボンナノチューブ構造体に形成されることができる。カーボンナノチューブが強い接着性を有するので、前記カーボンナノチューブ構造体は、前記基板２２に接着されることができる。
前記カーボンナノチューブに圧力をかけるために、押し器具を利用する。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の配列方向は、該押し器具の形状及び前記カーボンナノチューブアレイの押し方向により決められている。例えば、平面を有する押し器具を利用して、前記基板に垂直な方向に沿って前記カーボンナノチューブを押す場合、等方的に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ構造体が形成されている。ローラー形状を有する押し器具を利用して、所定の方向又は異なる方向に沿って前記複数のカーボンナノチューブを同時に押す場合、前記複数のカーボンナノチューブは所定の方向又は異なる方向に沿って前記カーボンナノチューブ構造体に分布されている。
前記カーボンナノチューブ構造体における複数のカーボンナノチューブは、それぞれ該カーボンナノチューブ構造体と０°〜１５°の角度を成し、均一的に配列されている。前記角度が０°である場合、前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ該カーボンナノチューブ構造体の表面に平行に配列されている。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブの斜めの程度は、前記カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。即ち、該圧力は大きくなるほど、前記斜めの程度が大きくなる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、前記カーボンナノチューブアレイの高さ及び該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。即ち、前記カーボンナノチューブアレイの高さが高くなり、また該カーボンナノチューブにかけた圧力が小さくなるほど、前記カーボンナノチューブ構造体の厚さが大きくなる。
さらに、前記カーボンナノチューブ構造体を、もう一つのカーボンナノチューブアレイの上に重畳させて、前記第二ステップを繰り返すことにより、複数のカーボンナノチューブ構造体を含む多層のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。前記複数のカーボンナノチューブ構造体は、分子間力で相互に接着されている。
勿論、複数のカーボンナノチューブ構造体を重畳させて、前記押し器具を利用して前記複数のカーボンナノチューブ構造体を押すことにより、多層のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。
（実施形態５）
図５を参照すると、本実施形態のディスプレイ１００は、前記タッチパネル１０と、表示素子２０と、第一制御素子３０と、中央処理装置（ＣＰＵ）４０と、第二制御素子５０と、を含む。前記タッチパネル１０は前記表示素子２０に近接して設置され、また、外部回路（図示せず）で前記第一制御素子３０に電気的に接続されている。前記タッチパネル１０は、所定の空間で分離されて前記表示素子２０に接続され、又は、直接前記表示素子２０に密接に接続されていてもよい。本実施形態において、前記タッチパネル１０は、空間２６で分離させて前記表示素子２０に電気的に接続されている。前記第一制御素子２０及び前記中央処理装置４０は、それぞれ前記第二制御素子５０に電気的に接続されている。前記中央処理装置４０は、前記表示素子２０を制御することができる。
図５を参照すると、本実施形態のディスプレイ１００は、前記タッチパネル１０と、表示素子２０と、第一制御素子３０と、中央処理装置（ＣＰＵ）４０と、第二制御素子５０と、を含む。前記タッチパネル１０は前記表示素子２０に近接して設置され、また、外部回路（図示せず）で前記第一制御素子３０に電気的に接続されている。前記タッチパネル１０は、所定の空間で分離されて前記表示素子２０に接続され、又は、直接前記表示素子２０に密接に接続されていてもよい。本実施形態において、前記タッチパネル１０は、空間２６で分離させて前記表示素子２０に電気的に接続されている。前記第一制御素子２０及び前記中央処理装置４０は、それぞれ前記第二制御素子５０に電気的に接続されている。前記中央処理装置４０は、前記表示素子２０を制御することができる。
前記表示素子２０は、例えば液晶表示装置、電界放出型表示装置、プラズマ表示装置、電子発光表示装置、真空蛍光ディスプレイ、陰極線管などの表示装置のいずれか一種であることができる。
電磁妨害を防ぐために、さらに、前記第二基板１４０の前記導電構造体１４２に面する表面とは反対側の表面に遮蔽層２２を設置する。前記遮蔽層２２はＩＴＯ、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような導電性の柔軟な材料からなる。本実施形態において、前記遮蔽層２２はカーボンナノチューブフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。
さらに、前記遮蔽層２２の前記基板１４０に面する表面とは反対側の表面に硬化層２４を設置することができる。該硬化層２４は、窒化ケイ素又は二酸化ケイ素からなる。該硬化層２４は誘電体層として利用されることができる。前記硬化層２４は所定の距離で分離されて前記表示装置２０の上方に設置され、又は、直接前記表示素子２０に設置されている。前記硬化層２４は絶縁層として利用でき、外力（例えば、電気力）で前記表示素子２０が損傷を受けることを防止することができる。
前記第一電極板１２及び前記第二電極板１４にそれぞれ例えば５Ｖの電圧を印加する場合、使用者はディスプレイ２０に表示された情報を読みながら、指又はペンなどの接触物６０で前記ディスプレイ２０の表面に設置された前記タッチパネル１０を押す。これにより、前記第一電極板１２の前記第一基板１２０を湾曲させ、変形７０を生じさせ、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２とを接触させて回路を形成する。前記第一制御素子３０により、それぞれ前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブの配列方向及び前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブの配列方向に流れる電流を測定して、測定データを前記中央処理装置４０に伝送する。前記中央処理装置４０は前記測定データにより、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２との接触場所を計算する。これによって、前記ディスプレイ２０における所定の場所に、必要な情報を表示することができる。
１０ タッチパネル
１００ ディスプレイ
１２ 第一電極板
１２０ 第一基板
１２２ 第一導電構造体
１２６ 保護膜
１４ 第二電極板
１４０ 第二基板
１４２ 第二導電構造体
１４４ 第一電極
１４６ 第二電極
１６ スペーサ
１８ 絶縁層
３０ 第一制御素子
４０ 中央処理装置
５０ 第二制御素子
６０ 接触物
７０ 変形
１００ ディスプレイ
１２ 第一電極板
１２０ 第一基板
１２２ 第一導電構造体
１２６ 保護膜
１４ 第二電極板
１４０ 第二基板
１４２ 第二導電構造体
１４４ 第一電極
１４６ 第二電極
１６ スペーサ
１８ 絶縁層
３０ 第一制御素子
４０ 中央処理装置
５０ 第二制御素子
６０ 接触物
７０ 変形
Claims (11)
- 第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、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、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方が、カーボンナノチューブ構造体を有し、
前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とするタッチパネル。 - 前記カーボンナノチューブ構造体が、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを有することを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 単一の前記カーボンナノチューブフィルムが、端と端で接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含み、
前記複数のカーボンナノチューブセグメントが同じ方向に沿って配列され、
単一の前記カーボンナノチューブセグメントが、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項２に記載のタッチパネル。 - 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が同じ方向に沿って配列されていることを特徴とする、請求項２に記載のタッチパネル。
- 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が等方的に配列されていることを特徴とする、請求項２に記載のタッチパネル。
- 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が、該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ていることを特徴とする、請求項２に記載のタッチパネル。
- 前記カーボンナノチューブ構造体において、隣接するカーボンナノチューブが相互に絡み合って、微多孔構造に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタッチパネル。
- 前記カーボンナノチューブ構造体が、複数のカーボンナノチューブフィルムを有し、
隣接する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が、それぞれ０°〜９０°の角度で交叉して設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。 - 前記二つの第一電極と前記二つの第二電極とが直交して設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記第一基板が硬い材料からなり、
前記第二基板がフレキシブル材料からなることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のタッチパネル。 - タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含むディスプレイにおいて、
前記タッチパネルが、
第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、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、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、それぞれ前記第二導電構造体に電気的に接続された二つの第一電極及び二つの第二電極と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方が、カーボンナノチューブ構造体を有し、
前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とするディスプレイ。
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