JP2011018324A

JP2011018324A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2011018324A
Application number: JP2010152092A
Authority: JP
Inventors: Jia-Shyong Cheng; 嘉雄鄭; Jeah-Sheng Wu; 誌笙呉; Chih-Han Chao; 志涵趙; Chih-Chieh Chang; 智桀張
Original assignee: Chi Mei Electronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2011-01-27
Also published as: EP2278446A3; US20110008588A1; CN101943964A; EP2278446A2; KR20110004778A

Abstract

【課題】本発明は、コストが低く、厚さが薄いタッチパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るタッチパネルは、第一導電膜を積載する第一基板と、前記第一基板に隣接し、且つ前記第一導電膜に対向する第二導電膜を積載する第二基板と、前記第一導電膜と前記第二導電膜との間に設置される複数のスペーサーと、を備える。前記第一導電膜の構成物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル以下である
【選択図】図３

Description

本発明は、タッチパネルに関するものである。

近来、携帯電話機及びナビゲーションシステム（ＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）等のような電子装置の高機能化及び多様化に伴って、タッチパネルが設置されている電子装置がますます多くなっている。このような電子装置を使用する人々は、指又はその他の部品で前記電子装置のタッチパネルを直接接触することにより、前記電子装置に情報を入力することができるため、キーパッド、マウス、リモコン等のような入力手段を省略でき、操作が便利である。

現在、主に使用されているタッチパネルは、抵抗式（ＲｅｇｉｓｔｉｖｅＯｖｅｒｌａｙ）、静電容量式（ＣａｐａｃｉｔｉｖｅＯｖｅｒｌａｙ）、赤外線式（ＩｎｆｒａｒｅｄＢｅａｍ）及び表面弾性波式（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）等の種類がある。従来のタッチパネルの使用過程において、一度にタッチパネルの一箇所だけを接触して入力するが、タッチパネル技術の発展に伴って、タッチパネル上の複数同時接触を識別できる多点入力可能なタッチパネルが流行となっている。

図１は、従来の技術に係るタッチパネルの断面図であり、図２は、図１に示すタッチパネルの構成素子を示す図である。前記タッチパネル４０は、上透明基板４０１と、上インジウム・スズ酸化物（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ、ＩＴＯ）透明導電層４０３と、下ＩＴＯ透明導電層４０４と、下透明基板４０２と、を備える。

前記上透明基板４０１及び前記下透明基板４０２は、主に高分子材料からなる基板である。前記上ＩＴＯ透明導電層４０３及び前記下ＩＴＯ透明導電層４０４は、主にガラス基板及び前記ガラス基板に被覆しているＩＴＯ膜から構成される層状構造である。前記下ＩＴＯ透明導電層４０４には、それ自身を外部電源に接続する導電配線４０４ａが設置されている。対向して配置される前記上ＩＴＯ透明導電層４０３と前記下ＩＴＯ透明導電層４０４との間にスペーサー（Ｓｐａｃｅｒ）４０８を設置して、前記２つのＩＴＯ透明導電層を特定の距離に隔離するとともに、周縁に粘着物４０７を設置して固定する。各透明基板４０１、４０２とそれぞれ対応して配置される透明導電層４０３、４０４との間には、それぞれ透光性を有する粘着物４０５、４０６が接着されている。前記粘着物４０５、４０６は、光線が前記透明基板４０１、４０２とＩＴＯ透明導電層４０３、４０４との間で伝送する過程における損失を低減することができる。前記粘着物４０５、４０６の光屈折率は、それぞれ前記透明基板４０１、４０２の光屈折率に近似するか又は等しい。前記粘着物４０５、４０６は、ＯＣＡ（ＯｐｔｉｃａｌＣｌｅａｒＡｄｈｅｓｉｖｅ）光学粘着物である。

前記上透明基板４０１は、タッチパネルの接触面として、通常装飾フィルム（ＤｅｃｏｒａｔｉｏｎＦｉｌｍ）であって、使用者によってタッチ操作され且つ透光性を有する透光部４０１ａ及び商標、図案又は文字４０１ｃなどを印刷するための図案部４０１ｂを備える。

図１及び図２に示す前記ＩＴＯ透明導電膜４０３、４０４は、主にスパッタリング法によって基板にＩＴＯ膜を被覆して形成される。スパッタリング法は高温環境を必要とするが、高分子材料基板は高温に耐えることができないため、ＩＴＯ膜を積載する基板は、主にガラス基板である。即ち、スパッタリング法によって基板にＩＴＯ膜を被覆する場合、使用できる基板は制限される。又、スパッタリング法は、ＩＴＯ透明導電層の製造コストを増加させる。従ってタッチパネルの研究発展方向は、どのようにスパッタリング法以外の他の方法によって基板に導電膜を形成するか、どのように低温環境で基板に導電膜を形成するか、どのように他の導電膜でＩＴＯ膜を取り替えるかを主要課題とする。

タッチパネルを有する電子部品又は設備の小型化に伴って、基板に導電膜を形成することに関連する技術によってタッチパネルの厚さを低減する問題を探索する必要がある。図１及び図２に示したように、導電層を薄くするか、使用される基板を減少するか、又は使用される光学粘着物を減少することにより、タッチパネルの厚さを低減することができる。具体的に説明すると、前記ＩＴＯ導電層４０３、４０４を積載する基板を省略して、ＩＴＯ導電膜を前記基板４０１、４０２に直接形成することによって前記粘着物４０５、４０６も省略して、前記タッチパネル４０の厚さを低減できる。しかし、スパッタリング法によって高温の製造工程でＩＴＯ導電膜を高温に耐えない高分子材料からなる基板４０１に被覆し難いため、他の解決方法を探索する必要がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、コストが低く、厚さが薄いタッチパネルを提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係るタッチパネルは、第一導電膜を積載する第一基板と、前記第一基板に隣接し、且つ前記第一導電膜に対向する第二導電膜を積載する第二基板と、前記第一導電膜と前記第二導電膜との間に設置される複数のスペーサーと、を備える。前記第一導電膜の構成物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル以下である。

従来の技術に比べて、本発明に係るタッチパネルは、低温で形成することができ、且つ使用する基板の数量を減少して、前記タッチパネルの厚さが薄くなる。例えば、導電膜がＣＮＴ導電膜である場合、１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で、スパッタリング法以外の方式によって基板に簡単に接着することができるため、タッチパネルの厚さを低減し、且つコストも節約する。

従来の技術に係るタッチパネルの断面図である。図１に示すタッチパネルの構成素子を示す図である。本発明の第一実施形態に係るタッチパネルの構成素子を示す図である。本発明の第二実施形態に係るタッチパネルの構成素子を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係るタッチパネルについて詳細に説明する。

本発明のタッチパネルは、第一導電膜を積載する第一基板と、第二導電膜を積載する第二基板と、複数のスペーサーと、を備える。前記第一導電膜を構成する物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル（ｎｍ）以下である。前記第二導電膜を構成する物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル以下であることに制限されない。前記第一導電膜及び前記第二導電膜を構成する物質の構成ユニットは、導電膜を構成する基本粒子及び複数の基本粒子からなる分子を含む。前記第一導電膜及び前記第二導電膜は、対向して隣接して配置される。前記スペーサーは、前記第一導電膜と前記第二導電膜との間に配置される。

前記第一導電膜は、ナノレベルＩＴＯユニットからなることができ、カーボンナノチューブ（ＣａｒｂｏｎＮａｎｏＴｕｂｅ、ＣＮＴ）ユニットからなることもできる。ＣＮＴは、抵抗異方性（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有するため、前記第一導電膜は、抵抗異方性を有する導電膜である。抵抗異方性を有する導電膜とは、異なる方向で異なる導電性質又は抵抗性質を有する導電膜である。例えば、引張処理されたＣＮＴ膜は、抵抗異方性を有する導電膜である。

以下、複数の実施形態によって本発明のタッチパネルについて詳細に説明する。しかし、本発明のタッチパネルは、下記のような実施形態に限定されるものではない。

図３に示したように、本発明の第一実施形態に係るタッチパネルの構成素子を示す図である。タッチパネル２０は、全次元の寸法が３００ナノメートル以下である複数のナノユニットからなる導電膜２０２を積載する第一基板２０１と、導電膜２０４を積載する第二基板２０３と、透光層２０５と、第三基板２０６と、を備える。

具体的に説明すると、前記第一基板２０１には、前記導電膜２０２を外部電源に接続する導電配線２０１ａが設置されている。前記第二基板２０３は、前記第一基板２０１に隣接して設置される。前記導電膜２０４は、前記導電膜２０２に対向して設置される。前記第三基板２０６は、前記第二基板２０３に隣接して設置される。前記透光層２０５は、ＯＣＡ光学粘着物のようなものであって、前記第二基板２０３と前記第三基板２０６との間に設置されるため、光線が前記第二基板２０３と前記第三基板２０６との間で伝送する過程における損失を低減することができる。前記導電膜２０２と前記導電膜２０４との間には、図１に示す複数のスペーサー４０８が配置されている。前記スペーサー４０８の幾何形状は、円形のような等方性を有する形状であるか、又は矩形のような異方性を有する形状である。

前記導電膜２０２のナノユニットは、ナノレベルのＩＴＯユニット又はＣＮＴユニットのようないずれかナノレベルの導電ユニットであって、ＣＴＮユニットからなる膜は引張処理されると抵抗異方性を有する。前記導電膜２０２がナノレベルのＩＴＯユニットからなる場合、導電膜２０２は、１５０℃以下のような低温で、塗布のようなスパッタリング法以外の手段によって前記第一基板２０１に形成される。前記導電膜２０２がＣＮＴユニットからなる場合、引張処理されたＣＮＴ膜であることができ、且つ１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって前記第一基板２０１に接着される。

前記導電膜２０４は、一般的な導電膜又はナノユニットからなる導電膜である。前記導電膜２０４は、一般的な導電膜である場合、ガラス基板にＩＴＯ膜を形成するように、スパッタリング法によって前記第二基板２０３に形成されることができる。前記導電膜２０４は、ナノユニットからなる導電膜である場合、これらナノユニットは、ナノレベルのＩＴＯユニット又はＣＮＴユニットのようないずれかナノレベルの導電ユニットである。引張処理されたＣＮＴユニットからなる膜は、抵抗異方性を有する。前記導電膜２０４がナノレベルのＩＴＯユニットからなる場合、前記導電膜２０４は、１５０℃以下のような低温で、塗布のようなスパッタリング法以外手段によって前記第二基板２０３に形成される。前記導電膜２０４がＣＮＴユニットからなる場合、それが引張処理されたＣＮＴ膜であり、１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって前記第二基板２０３に接着される。

前記第一基板２０１及び前記第二基板２０３の材料は、ガラス又は柔軟性を有する高分子材料のような透光性を有する材料である。前記高分子材料は、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート樹脂（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）又はポリイミド（ＰｏｌｙＩｍｉｄｅ、ＰＩ）である。前記第一基板２０１は、ＰＣ材料からなり、前記第二基板２０３は、ＰＥＴ材料からなることが好ましい。

前記第三基板２０６は、装飾用の透明基板であり、透光部２０６ａ及び図案部２０６ｂを備える。前記図案部２０６ｂには、印刷又はレーザーエッチングによって商標、図案又は文字２０６ｃなどが形成されている。前記第三基板２０６の材料は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥ又はＰＩから選ばれる。前記第三基板２０６は、ＰＥＴ材料からなることが好ましい。

本実施形態において、前記透光層２０５は、光が前記第二基板２０３と前記第三基板２０６との間で伝送する過程における損失を低減するため、前記透光層２０５の光屈折率は、前記第二基板２０３と前記第三基板２０６との光屈折率に近似する。前記透光層２０５の光屈折率は、前記第二基板２０３又は前記第三基板２０６の光屈折率の０．９〜１．１倍であることが好ましい。

本実施形態において、前記導電膜２０２及び前記第一基板２０１は、一体構造に結合されるため、図２に示すタッチパネル４０の構成に比べて透明導電層４０４を積載する基板及び前記粘着物４０６を省略することができる。従って、前記タッチパネル２０全体の厚さを小さくする。又、前記導電膜２０２がＣＮＴ導電膜であることができるため、従来の技術に係るタッチパネルに比べて、１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって前記第一基板２０１に接着することができ、工程上の優位性を有する。

本実施形態の第一例において、前記第一基板２０１は、ガラス基板である。前記導電膜２０２は、ＣＮＴ膜である。前記導電配線２０１ａは、フレキシブルプリント（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）配線板である。前記第二基板２０３は、ＰＥＴ基板である。前記導電膜２０４は、ナノレベルのＩＴＯユニットからなる導電膜である。前記透光層２０５は、ＯＣＡ光学粘着物である。前記第三基板２０６は、ＰＥＴ基板である。

本実施形態の第二例において、前記第一基板２０１は、ＰＣ基板である。前記導電膜２０２は、ＣＮＴ膜である。前記導電配線２０１ａは、フレキシブルプリント配線板である。前記第二基板２０３は、ＰＥＴ基板である。前記導電膜２０４は、ＣＮＴ膜である。前記透光層２０５は、ＯＣＡ光学粘着物である。前記第三基板２０６は、ＰＥＴ基板である。

本実施形態の第三例において、前記第一基板２０１は、ＰＣ基板である。前記導電膜２０２は、ＣＮＴ膜である。前記導電配線２０１ａは、フレキシブルプリント配線板である。前記第二基板２０３は、ガラス基板である。前記導電膜２０４は、ＩＴＯ膜である。前記透光層２０５は、ＯＣＡ光学粘着物である。前記第三基板２０６は、ＰＥＴ基板である。

本発明の第一実施形態は以上の３つの例に限定されるものではなく、本発明の第一実施形態の範囲内で種々の変形又は修正が可能である。

図４は、本発明の第二実施形態に係るタッチパネルの構成素子を示す図である。タッチパネル３０は、導電膜３０２を積載する第一基板３０１及び導電膜３０４を積載する第二基板３０３を備える。前記導電膜３０２は、全次元の寸法が３００ナノメートル（ｎｍ）以下であるナノユニットからなる。

具体的に説明すると、前記第一基板３０１には、前記導電膜３０２を外部電源に接続する導電配線３０１ａが設置されている。前記第二基板３０３は、前記第一基板３０１に隣接して設置される。前記導電膜３０２は、前記導電膜３０４に対向して設置される。前記導電膜３０２と前記導電膜３０４との間には、図１に示す複数のスペーサー４０８が配置されている。前記スペーサー４０８の幾何形状は、円形のような等方性を有する形状であるか、又は矩形のような異方性を有する形状である。

前記導電膜３０２のナノユニットは、ナノレベルのＩＴＯユニット又はＣＮＴユニットのようないずれかナノレベルの導電ユニットであって、ＣＴＮユニットからなる膜は引張処理されると抵抗異方性を有する。前記導電膜３０２がナノレベルのＩＴＯユニットからなる場合、前記導電膜３０２は、１５０℃以下のような低温で、塗布のようなスパッタリング法以外の手段によって前記第一基板３０１に形成される。前記導電膜３０２がＣＮＴユニットからなる場合、それが引張処理されたＣＮＴ膜であり、且つ１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって前記第一基板３０１に接着される。

前記導電膜３０４は、ナノユニットからなる導電膜である。前記ナノユニットは、ナノレベルのＩＴＯユニット又はＣＮＴユニットのようないずれかナノレベルの導電ユニットであって、ＣＴＮユニットからなる膜が引張処理されると抵抗異方性を有する。前記導電膜３０４は、ナノレベルのＩＴＯユニットからなる導電膜である場合、前記導電膜３０４は、１５０℃以下のような低温で、塗布のようなスパッタリング法以外の手段によって前記第二基板３０３に形成される。前記導電膜３０４がＣＮＴユニットからなる場合、それが引張処理されたＣＮＴ膜であることができ、且つ１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって前記第二基板３０３に接着される。

本実施形態において、前記第一基板３０１の材料は、ガラス又は柔軟性を有する高分子材料のような透光性を有する材料である。前記高分子材料は、ＰＥＴ、高強度のＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥ又はＰＩである。前記第二基板３０３は、装飾用の透明基板であり、透光部３０３ａ及び図案部３０３ｂを備える。前記図案部３０３ｂには、印刷又はレーザーエッチングによって商標、図案又は文字３０３ｃなどが形成されている。前記第二基板３０３の材料は、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥ又はＰＩのような柔軟性を有する高分子材料である。前記第一基板３０１は、ＰＣからなり、前記第二基板３０３は、ＰＥＴからなることが好ましい。

本実施形態において、前記導電膜３０２及び第一基板３０１は、一体構造に結合され、前記導電膜３０４及び第一基板３０３は、一体構造に結合されるため、図２に示すタッチパネル４０の構成に比べて、透明導電層４０３、４０４を積載する基板及び前記粘着物４０５、４０６を省略することができる。従って、前記タッチパネル２０全体の厚さを小さくする。又、前記導電膜３０２、３０４がＣＮＴ導電膜であることができるため、従来の技術に係るタッチパネルに比べて、１５０℃又は室温の２５℃以下のような低温で粘着方式によって別々に前記第一基板２０１又は前記第二基板２０３に接着することができ、工程上の優位性を有する。

本実施形態の第一例において、前記第一基板３０１は、ＰＣ基板である。前記導電膜３０２、３０４は、ＣＮＴ膜である。前記導電配線３０１ａは、フレキシブルプリント配線板である。前記第二基板３０３は、装飾用のＰＥＴ基板である。

本実施形態の第二例において、前記第一基板３０１は、ガラス基板である。前記導電膜３０２、３０４は、ＣＮＴ膜である。前記導電配線３０１ａは、フレキシブルプリント配線板である。前記第二基板３０３は、ＰＥＴ基板である。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

２０、３０、４０タッチパネル
２０１、３０１第一基板
２０１ａ、３０１ａ、４０４ａ導電配線
２０２導電膜
２０３、３０３第二基板
２０４、３０２、３０４導電膜
２０５透光層
２０６第三基板
２０６ａ、３０３ａ、４０１ａ透光部
２０６ｂ、３０３ｂ、４０１ｂ図案部
２０６ｃ、３０３ｃ、４０１ｃ商標、図案又は文字
４０１上透明基板
４０２下透明基板
４０３上ＩＴＯ透明導電層
４０４下ＩＴＯ透明導電層
４０５、４０６、４０７粘着物
４０８スペーサー

Claims

第一導電膜を積載する第一基板と、
前記第一基板に隣接し、且つ前記第一導電膜に対向する第二導電膜を積載する第二基板と、
前記第一導電膜と前記第二導電膜との間に設置される複数のスペーサーと、
を備えてなるタッチパネルにおいて、
前記第一導電膜の構成物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル以下であることを特徴とするタッチパネル。
前記タッチパネルは、３個以下の基板を備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜は、塗布又は接着方式によって前記第一基板に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜は、インジウム・スズ酸化物であることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜は、カーボンナノチューブ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。
前記第一導電膜は、引張処理を行って形成されたことを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜は、抵抗異方性を有することを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル。
前記第一基板は、柔軟性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。
第一導電膜を積載する第一基板と、
前記第一基板に隣接し、且つ前記第一導電膜に対向する第二導電膜を積載する第二基板と、
前記第二基板に隣接する第三基板と、
前記第二基板と前記第三基板との間に設置される透光層と、
前記第一導電膜と前記第二導電膜との間に設置される複数のスペーサーと、
を備えるタッチパネルにおいて、
前記第一導電膜の構成物質の構成ユニットの全次元の寸法は、３００ナノメートル以下であり、前記透光層の光屈折率は、前記第二基板及び前記第三基板の中のいずれか一つの光屈折率と近似することを特徴とするタッチパネル。
前記第一導電膜と前記第二導電膜の中の一方は、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項９に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜と前記第二導電膜の中の一方は、引張処理を行って形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル。
前記第一導電膜と前記第二導電膜の中の一方は、抵抗異方性を有することを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル。
前記透光層の光屈折率は、前記第二基板と前記第三基板の中のいずれか一つの光屈折率の０．９〜１．１倍であることを特徴とする請求項９に記載のタッチパネル。