JP2009176266A

JP2009176266A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2009176266A
Application number: JP2008120226A
Authority: JP
Inventors: Shoyu Cho; 紹雄張; Yang-Lin Chen; 央▲リン▼ 陳
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-08-06
Also published as: US20090188726A1; TW200933238A; DE102008021114A1; US8305350B2

Abstract

【課題】反射率を低く抑えて、スクリーンの透過率及びコントラストを高めたタッチパネルを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のタッチパネル２は、二つの透明導電性膜２１Ａ、２１Ｂ及び少なくとも一つの屈折率整合層２７を備える。上記透明導電性膜は対応して設置され、屈折率整合層は上記透明導電性膜の間に設置される。したがって、本発明のタッチパネル２は、その構造中に屈折率整合層２７が設置されることで、屈折率整合層２７が透明導電性膜２１Ａ、２１Ｂと透明基材２４Ａ、２４Ｂの間の屈折率の差を低くすることにより、反射率が低くなり、透過率及びコントラストが高くなり、質の高い表示が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明はタッチパネルに関し、特に透過率の増加が可能なタッチパネルに関する。

近年、タッチパネルは広く一般の消費性電子商品（例えば、モバイル通信装置、デジタルカメラ、MP3、PDA、GPS、携帯情報端末、さらに最も新しい超小型PC（Ultra Mobile PC, UMPC）等）に応用されるようになってきた。上述のタッチパネルはいずれも表示スクリーンに結合してタッチスクリーンとなる。タッチスクリーンの場合、タッチパネルの反射率は画面の質に大きく影響する。

図１に示したように、従来のタッチパネル1は、二つの透明導電性膜11A、11Bを備え、この二つの透明導電性膜11A、11Bが対応して設置される。透明導電性膜11A、11Bは複数のスペーサ12によって仕切られて、二つの透明導電性膜11A、11B間に空気の層13を形成する。また、タッチパネル1はさらにガラス基板14、プラスチック基板15及び硬化層16を備える。ガラス基板は透明導電性膜11Aの一側面に設置され、プラスチック基板15及び硬化層16は、透明導電性膜11Bの一側面に設置される。さらに、表示スクリーン（図示はされない）はガラス基板14に連結されて、タッチパネル1と共にタッチスクリーンを形成する。

しかしながら、一般に、透明導電性膜11A、11Bの材質はITO(酸化インジウムスズ：Indium Tin Oxide)で、その屈折率はほぼ2である。そして、空気の層13の屈折率は1で、透明導電性膜11A、11Bと空気の層13との間の屈折率の差が反射率を増加させて、透過率を低くする。また、ガラス基板14、プラスチック基板15及び硬化層16と外界の空気の屈折率の差は、反射率の増加を招く。図２に示したのは、タッチパネル1の反射率と入射光波長の関係図である。図２からわかるように、タッチパネル1の平均反射率は約20％で、最高は40%に達する。このように、タッチパネル1の透過率及びコントラストはいずれも低くなり、表示の質に影響する。

したがって、本発明は、反射率を低く抑えて、スクリーンの透過率及びコントラストを高めたタッチパネルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、反射率を低く抑えて、スクリーンの透過率及びコントラストを高めたタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のタッチパネルは、二つの透明導電性膜及び少なくとも一つの屈折率整合層(index matching layer)を備える。二つの透明導電性膜は対応して設置される。少なくとも一つの屈折率整合層は透明導電性膜の間に設置される。

さらに、上記目的を達成するため、本発明のタッチパネルは、第一透明導電性膜、第二透明導電性膜、少なくとも一つのスペーサ、透明基材及び屈折率整合層を備える。第一透明導電性膜と第二透明導電性膜は対応して設置される。スペーサは第一透明導電性膜と第二透明導電性膜に当たる形で設置されて、両者を仕切る。透明基材は第一透明導電性膜の一側面に設置される。屈折率整合層は少なくとも、第二透明基材と第一透明導電性膜との間に設置される。

このように、本発明のタッチパネルは、その構造中に屈折率整合層が設置されることで、屈折率整合層が透明導電性膜と空気の層または透明導電性膜と透明基材の間の屈折率の差を低くすることにより、反射率を低くする。したがって、本発明のタッチパネルは透過率及びコントラストが高くなり、質の高い表示が得られる。

本発明のタッチパネルは、その構造中に屈折率整合層が設置されることで、屈折率整合層が透明導電性膜と空気の層または透明導電性膜と透明基材との間の屈折率の差を低くすることにより、反射率を低くする。したがって、本発明のタッチパネルは透過率及びコントラストが高くなり、質の高い表示が得られる。

以下に、図を参照しながら、本発明の好適な実施例におけるタッチパネルについて説明する。

第一実施例
図３に示したのは、本発明の第一実施例のタッチパネル2である。タッチパネル2は、二つの透明導電性膜21A、21B及び屈折率整合層27を備える。透明導電性膜21A、21Bは対応して設置される。透明導電性膜21A、21Bの材質は、例えば、ITO、IZO(酸化インジウム・酸化亜鉛：Indium Zinc Oxide)、AZO(Al添加酸化亜鉛：Al-doped Zinc Oxide)、GZO(ガリウム添加酸化亜鉛：Ga-doped Zinc Oxide)、ZnO(酸化亜鉛)、酸化錫またはそれを任意に組み合わせた材質であるが、これには限らない。

屈折率整合層27は透明導電性膜21A、21Bの間に設置されて、弾力性のある絶縁層となり、従来の空気の層に取って代わる。屈折率整合層27の材質は、シリコン（silicone）、エポキシ（epoxy）またはその組み合わせを含む。屈折率整合層27はまた液体の屈折率整合層も可能である。さらに理想的なのは、液体シリコン、液体エポキシまたはその組み合わせである。また、屈折率整合層27は、単一の屈折率の材料または異なる屈折率の材料から形成されることも可能である。

屈折率整合層27の屈折率は、透明導電性膜21A、21Bの屈折率より小さい。例えば、透明導電性膜21A、21BがITO（屈折率は2）である場合、屈折率整合層27の屈折率は1から2の間で、最も理想的なのは1.3から1.7の間である。上述ような設計の目的は、いずれも透明導電性膜21A、21Bと中間の空気の層の屈折率の差による反射率を低く抑えることにある。

また、透明導電性膜21A、21Bは、接触して初めてタッチパネルを動作させることができるため、屈折率整合層27が透明導電性膜21A、21Bの間の緩衝層となる。したがって、タッチパネル2の使用寿命が延びる。

本実施例において、屈折率整合層27はさらに、スペーサ(spacer)22を備える。スペーサ22は屈折率整合層27内に設置されて、透明導電性膜21A、21Bに当たり、これを仕切る。

タッチパネル2はさらに、第一透明基材24Aを備え、透明導電性膜21Aの一側面に設置される。他の第二透明基材24Bは透明導電性膜21Bの一側面に設置される。第一及び第二透明基材24A、24Bは、ガラス基板またはプラスチック基材で、プラスチック基材はポリエチレン（Polyethylene, PE）、ポリカーボネート(Polycarbonate, PC)またはポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate, PET）である。また、第二透明基材24Bは硬化層26を備えて、タッチパネル2を保護するのに用いられることも可能である。

図４に示したのは、タッチパネル2の反射率と入射光波長の関係図である。図４からわかるように、タッチパネル2の平均反射率は約10%で、最高でも20%を超えない。

第二実施例
図５を参照しながら説明する。本発明における第二実施例のタッチパネル3は、二つの透明導電性膜21A、21B及び二つの屈折率整合層37A、37Bを備える。タッチパネル3が第一実施例のタッチパネル2と異なる点は、屈折率整合層37A、37Bがそれぞれスペーサ22と透明導電性膜21Aの間及びスペーサ22と透明導電性膜21Bの間に位置する点である。スペーサ22は屈折率整合層37A、37Bに当たり、両者を仕切って、空気の層38を形成する。また、屈折率整合層37A、37Bは導電性を有することが必要である。その材質は、透明導電性材料、または、透明導電性材料と透明誘電性材料の混合からなる屈折率の低い材料を含む。このうち、透明導電性材料は、例えば、ITO、IZO、AZO、GZO、ZnO、酸化錫またはその任意の組み合わせが可能である。透明誘電性材料は、例えば、二酸化シリコン、氷晶石（クライオライト）またはフッ化マグネシウム(MgF₂)である。製造の過程において、屈折率整合層37Aは第一透明導電性膜21Aと同時に、屈折率整合層37Bは第二透明導電性膜21Bと同時にメッキが施される。

屈折率整合層37A、37Bは、それぞれ単層または複合層で、屈折率整合層27が複合層である時には、多くの設計方式が可能である。例えば、屈折率の高さを変えたものが連続して組み合わされる方式で設置され、さらに、このうちの一部の材料の屈折率は透明導電性膜21A、21Bの屈折率より大きい。

また、空気の層38も、第一実施例の屈折率整合層27によって取って代わることも可能である。すなわち、屈折率整合層37A、37Bの間に屈折率整合層27(弾力性のある絶縁層または液体屈折率整合層)が形成されるのである。屈折率整合層27の特性、材質についてはここでは説明しない。

図６に示したのは、タッチパネル3の反射率と入射光波長の関係図である。図６からわかるように、タッチパネル3の平均反射率は約15%である。

第三実施例
図７を参照しながら説明する。本発明における第三実施例のタッチパネル4は上述の第二実施例に似ているが、その異なる点は、スペーサ22が第一透明導電性膜41Aと第二透明導電性膜41Bに当たって仕切り、屈折率整合層47Aが透明基材24Aと第一透明導電性膜41Aの間に設置され、屈折率整合層47Bが透明基材24Bと第二透明導電性膜41Bの間に設置されるという点である。製造の過程において、屈折率整合層47Aは、透明基材24A上に第一透明導電性膜41Aと同時にメッキ加工される。屈折率整合層47Bは、透明基材24B上に第二透明導電性膜41Bと同時にメッキ加工される。屈折率整合層47A、47Bは、それぞれ単層または異なる屈折率の材料から形成される複合層である。屈折率整合層47A、47Bの材質は、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、酸化マグネシウムまたはその任意の組み合わせを含むが、これに限らない。

屈折率整合層47A、47Bが単層である場合、その屈折率は、それぞれ第一透明導電性膜41Aと透明基材24Aの屈折率の間、及び、第二透明導電性膜41Bと透明基材24Bの屈折率の間である。また、屈折率整合層47A、47Bが複合層である場合は、多くの設計方式が可能である。例えば、屈折率の高い薄膜と低い薄膜を交互に連続させて設置する。さらに、このうち、一部の材料の屈折率は、第一及び第二透明導電性膜41A、41Bまたは透明基材24A、24Bの屈折率より大きい。上述のような設計の目的はいずれも第一及び第二透明導電性膜41A、41B及び透明基材24A、24B及び中間の空気の層38の屈折率の差によって生じる反射率を低く抑えることにある。

また、本実施例の空気の層38も、第一実施例の屈折率整合層によって取って代わることが可能である。屈折率整合層27の特性、材質については、ここでは説明しない。

図８に示したのは、タッチパネル4の反射率と入射光波長の関係図である。図８からわかるように、タッチパネル4の平均反射率は約10%であり、最高でも20%に達しない。

このように、本発明のタッチパネルは、その構造において、屈折率整合層が設置されていることで、屈折率整合層が屈折率緩衝層となる。さらに、透明導電性膜と空気の層、または、透明導電性膜と透明基材の間の屈折率の差を低く抑えて、反射率を低くする。したがって、本発明のタッチパネルは、透過率及びコントラストが高くなり、質の高い表示が得られる。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

従来のタッチパネルを示した図である。図１のタッチパネルの反射率と入射光波長の関係図である。本発明の第一実施例のタッチパネルを示した図である。図３のタッチパネルの反射率と入射光波長の関係図である。本発明の第二実施例のタッチパネルを示した図である。図５のタッチパネルの反射率と入射光波長の関係図である。本発明の第三実施例のタッチパネルを示した図である。図７のタッチパネルの反射率と入射光波長の関係図である。

符号の説明

1〜4 タッチパネル
11A、11B、21A、21B 透明導電性膜
12、22、42 スペーサ
13、38 空気の層
14 ガラス基板
16、26 硬化層
24A、24B 透明基材
27、37A、37B、47A、47B 屈折率整合層
41A 第一透明導電性膜
41B 第二透明導電性膜

Claims

対応して設置される二つの透明導電性膜と、
前記二つの透明導電性膜の間または各前記透明導電性膜の一側面に設置される少なくとも一つの第一屈折率整合層とを備えることを特徴とするタッチパネル。
前記透明導電性膜の材質は、ITO、IZO、AZO、GZO、ZnO、酸化錫またはその任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層の屈折率は、前記透明導電性膜の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層は、異なる屈折率の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
さらに、少なくとも一つのスペーサを備え、前記スペーサは前記第一屈折率整合層内に設置されて、前記二つの透明導電性膜に当たってこれらを仕切ることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層は、弾性絶縁層または液体屈折率整合層であり、前記弾性絶縁層の材質はシリコン、エポキシまたはその組み合わせを含み、前記液体屈折率整合層の材質は液体シリコン、液体エポキシまたはその組み合わせを含むことを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル。
さらに、少なくとも一つのスペーサを備え、前記スペーサは二つの第一屈折率整合層の間に設置されて、前記二つの第一屈折率整合層に当たってこれらを仕切ることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層は導電性を有することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層の材質は、透明導電性材料からなり、ITO、IZO、AZO、GZO、ZnO、酸化錫またはその任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層は、さらに透明誘電性材料である二酸化シリコン、氷晶石（クライオライト）またはフッ化マグネシウム(MgF₂)を含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
さらに、二つの透明基材を備え、それぞれ各前記透明導電性膜の一側面に設置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。
前記透明基材は、ガラス基板、プラスチック基材、ポリエチレン（Polyethylene, PE）、ポリカーボネート(Polycarbonate, PC)またはポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate, PET）であることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネル。
前記二つの第一屈折率整合層は、それぞれ、前記透明基材または前記透明導電性膜と、他の前記透明基材または他の前記透明導電性膜との間に設置されることを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネル。
さらに、少なくとも一つのスペーサを備え、前記スペーサは前記二つの透明導電性膜の間に設置されて、前記二つの透明導電性膜に当たってこれらを仕切ることを特徴とする請求項１３に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層の材質は、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、酸化マグネシウムまたはその任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項１３に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層が単層である場合、その屈折率は、前記透明導電性膜と前記透明基材の間であることを特徴とする請求項７または請求項１３に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層が複合層である場合、それは屈折率の高い薄膜と低い薄膜とを交互に連続させて組み合わせたものからなることを特徴とする請求項７または請求項１３に記載のタッチパネル。
前記第一屈折率整合層の一部の材料の屈折率は、前記透明導電性膜の屈折率より大きいことを特徴とする請求項７または請求項１３に記載のタッチパネル。
各前記第一屈折率整合層及び前記透明導電層は、連続する製造過程において前記透明基板上にメッキ加工されることを特徴とする請求項１１または請求項１３に記載のタッチパネル。
前記透明基材は硬化層を有することを特徴とする請求項１１に記載のタッチパネル。
さらに、第二屈折率整合層または空気の層が前記二つの第一屈折率整合層の間に設置されることを含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
さらに、第二屈折率整合層または空気の層が前記二つの透明導電性膜の間に設置されることを含むことを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル。
前記第一及び第二屈折率整合層は、弾性絶縁層または液体屈折率整合層であり、前記弾性絶縁層の材質はシリコン、エポキシまたはその組み合わせを含み、前記液体屈折率整合層の材質は液体シリコン、液体エポキシまたはその組み合わせを含むことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載のタッチパネル。