JP2012247851A

JP2012247851A - タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法

Info

Publication number: JP2012247851A
Application number: JP2011117139A
Authority: JP
Inventors: Choketsu Shu; 兆杰朱
Original assignee: Innovation and Infinity Global Corp
Current assignee: Innovation and Infinity Global Corp
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法を提供すること
【解決手段】少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層の内部に所定の埋め込み型回路パターンに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路が設けられた透明導電ユニットと、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端に操作子（例えばユーザの指又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、透明導電構造及びその製造方法に関し、特にタッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法に関するものである。

一般的にタッチパネルは、その検出原理によって電気抵抗型、容量型、圧電型、赤外線型、超音波型に大別され、このうち、容量型のタッチパネルは、ガラス表面に透明導電材料膜がインナーリード線としてメッキされ、ガラス周縁の金属リード線を介して信号を外部のフレキシブル板又はリジッド板上の集積回路（ＩＣ）に伝送するタッチセンサー（ｔｏｕｃｈｓｅｎｓｏｒ）と呼ばれる構造がある。その構造に外部の回路板及び最上方の保護カバーを貼り付けると、タッチパネルとなる。使用時において、電界が均一であるガラス表面をユーザがタッチすると、静電気が発生し、指と電界との間に容量の変化が生じ、この変化に基づいて入力点位置の座標を位置決めすることができる。

図１は、タッチパネルに適用される透明導電構造の周知技術を開示しており、その構造は、ＰＥＴ基板１ａと、ＰＥＴ基板１ａの上表面に形成された硬質コーティング２ａと、ＰＥＴ基板１ａの下表面に形成された複数の導電回路３ａと、前記複数の導電回路３ａの保護のために前記複数の導電回路３ａを被覆するための保護層４ａとを備える。しかしながら、上述した構造において、前記複数の導電回路３ａが硬質コーティング２ａの上表面２０ａ（即ちユーザがタッチパネルを操作する場合に接触する接触表面）よりかなり離れているため、上述した複数の導電回路３ａは、電気伝導度（導電範囲）が０．３オーム／平方（Ω／□）よりも低い超低導電材料を利用する必要がある。

本発明は、タッチパネルに適用される透明導電構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層の内部に所定の埋め込み型回路パターンに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路が設けられた透明導電ユニットと、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端にユーザの指Ｆ又はタッチペン等の如何なる操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。

また、本発明は、まず、少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットを用意する工程と、次に、前記少なくとも１つの透明基板の上表面に、少なくとも１つの第１の被覆層を形成する工程と、そして、前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に、所定の埋め込み型回路パターンに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路が内部に設けられた少なくとも１つの透明導電層を形成する工程と、最後に、前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に、頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層を形成する工程と、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法を提供する。

本発明に係る透明導電構造及びその製造方法は、操作子がタッチ可能なタッチ表面と前記所定の埋め込み型回路パターン（この埋め込み型回路パターンは透明導電層内に埋め込まれる）との距離を近接させるように構成されているため、前記複数の嵌め込み型導電回路を超低導電材料で製造する必要がなく、導電範囲が０．８〜３オーム／平方である埋め込み型回路パターンを得ることができ、タッチパネルに適用することができる。

従来のタッチパネルに適用される透明導電構造の側面断面模式図を示す。本発明に係るタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法のフローを示す。（ａ）ステップＳ１００乃至ステップＳ１０２が完了した本発明に係るタッチパネルに適用される透明導電構造の側面断面模式図を示す。（ｂ）ステップＳ１０４が完了した本発明に係るタッチパネルに適用される透明導電構造の側面断面模式図を示す。（ｃ）ステップＳ１０６が完了した本発明に係るタッチパネルに適用される透明導電構造の側面断面模式図を示す。本発明に係る嵌め込み型導電回路のレイアウト方法の上面模式図を示す。

図２は、本発明に係る製造方法のフローを、図３（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る製造方法の製造フローの断面模式図を、図４は、複数の嵌め込み型導電回路のレイアウト方法の上面模式図をそれぞれ示している。これらの図に示すように、本発明に係るタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法は、少なくとも以下のステップ（図２に示すステップＳ１００乃至ステップＳ１０６参照）を有する。

図２及び図３（ａ）に示すように、ステップＳ１００において、少なくとも１つの透明基板１０を有する基板ユニット１を用意する。前記少なくとも１つの透明基板１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さは、５０μｍ〜１２５μｍであってよい。言い換えれば、設計者は、異なる需要に応じて、異なる材料を利用して前記少なくとも１つの透明基板１０を製造することができる。なお、透明基板１０の製造材料には制限がなく、透明基板１０を製造可能な材料（例えばプラスチック、ガラス等）であれば、いずれも本発明に適用することができる。

ステップＳ１０２において、少なくとも１つの第１の被覆層２０を前記少なくとも１つの透明基板１０の上表面に形成する。前記少なくとも１つの第１の被覆層２０は、例えば、硬質材料からなる硬質被覆層であってもよい。言い換えれば、設計者は、異なる需要に応じて、異なる硬質材料を利用して前記少なくとも１つの第１の被覆層２０を製造することができる。例えば、硬質材料が紫外線硬化材料である場合、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層となる。しかしながら、第１の被覆層２０の製造材料には制限がなく、第１の被覆層２０を製造可能な材料であれば、いずれも本発明に適用することができる。

図２及び図３（ｂ）に示すように、ステップＳ１０４において、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０の上表面に、所定の埋め込み型回路パターンＰに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路３００が内部に設けられた少なくとも１つの透明導電層３０を形成する。前記透明導電ユニット３は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）導電層であり、前記嵌め込み型導電回路３００は、図３（ｂ）に示すように、前記少なくとも１つの透明導電層３０を選択的に貫通してもよいが、貫通しなくてもよい。異なる需要に応じて、前記複数の嵌め込み型導電回路３００は、銀材料からなる銀回路、アルミニウム材料からなるアルミニウム回路、銅材料からなる銅回路、又は如何なる導電材料からなる導電回路であってもよい。前記複数の嵌め込み型導電回路３００は、上表面が露出し、且つ前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面と面一となっている。また、前記複数の嵌め込み型導電回路３００は、超低導電材料で製造する必要がなく、導電範囲（電気伝導度）が０．８〜３オーム／平方である前記所定の埋め込み型回路パターンＰを得ることができる。言い換えれば、設計者は、所定の埋め込み型回路パターンＰ及び所定の導電範囲に応じて、複数の嵌め込み型導電回路３００を前記少なくとも１つの透明導電層３０内（例えば前記複数の嵌め込み型導電回路３００をロールプレスすることにより前記少なくとも１つの透明導電層３０内に埋め込む）に埋め込むことができる。

図３（ｂ）及び図４に示すように、前記複数の嵌め込み型導電回路３００は、例えば、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと、縦向き（前記横向きと互いに略直交する）に延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと互いに絶縁され且つ略直交する複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙとから成り、厚さＨ（図３（ｂ）参照）は、３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘは、幅Ｗ１が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘの同士間の距離Ｄ１は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙは、幅Ｗ２が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路３００Ｙ同士間の距離Ｄ２は、５μｍ〜１５μｍであってもよい。しかしながら、上述した複数の嵌め込み型導電回路３００は、例示にすぎず、本発明を限定するものではない。

図２及び図３（ｃ）に示すように、ステップＳ１０６において、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に、頂端に操作子（例えばユーザの指Ｆ又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面４００が設けられるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路３００を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層４０を形成する。前記少なくとも１つの第２の被覆層４０は、例えば、硬質材料からなる硬質保護層であり、該硬質保護層は、厚さが３μｍ〜５μｍである酸化物保護層であり酸化シリコン材料からなる酸化シリコン層（例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる二酸化シリコン層）又は酸化アルミニウム材料からなる酸化アルミニウム層（例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなるアルミナ層）であってもよい。

図３（ｃ）及び図４を参照して、ステップＳ１００〜ステップＳ１０６が完了した後、本発明は、少なくとも１つの透明基板１０を有する基板ユニット１と、前記少なくとも１つの透明基板１０の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層２０を有する第１の被覆ユニット２と、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層３０を有し、前記少なくとも１つの透明導電層３０の内部に複数の嵌め込み型導電回路３００が設けられ、前記複数の嵌め込み型導電回路３００が所定の埋め込み型回路パターンＰに配列形成された透明導電ユニット３と、前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面に形成されるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路３００を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層４０を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層４０の頂端に操作子（例えばユーザの指Ｆ又は如何なる他のタッチペン等）がタッチ可能なタッチ表面４００が設けられた第２の被覆ユニット４と、を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造を提供する。

前記少なくとも１つの透明基板１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さが５０μｍ〜１２５μｍであってもよい。また、前記少なくとも１つの第１の被覆層２０は、硬質被覆層であり、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層であってもよい。前記複数の嵌め込み型導電回路３００は、銀回路、アルミニウム回路、銅回路又は如何なる嵌め込み型導電回路であり、その上表面が前記少なくとも１つの透明導電層３０の上表面と面一となり、且つ前記所定の埋め込み型回路パターンＰは、導電範囲が０．８〜３オーム／平方であってもよい。

さらに、前記複数の嵌め込み型導電回路３００（図４参照）は、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと、縦向きに延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘと互いに絶縁され且つ直交する複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙとから成り、厚さＨが３０００Å〜５０００Åであり、前記複数のＸ軸方向軌跡回路３００Ｘは、幅Ｗ１が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路３００Ｘ同士間の距離Ｄ１は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路３００Ｙは、幅Ｗ２が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路３００Ｙ同士間の距離Ｄ２は、５μｍ〜１５μｍであってもよい。前記少なくとも１つの第２の被覆層４０は、硬質材料からなる硬質保護層であり、該硬質保護層は、厚さが３μｍ〜５μｍである酸化物保護層であり、該酸化物保護層は、酸化シリコン層又は酸化アルミニウム層であってもよい。

上述のように、本発明に係る透明導電構造及びその製造方法は、操作子がタッチ可能なタッチ表面と前記所定の埋め込み型回路パターン（この埋め込み型回路パターンは透明導電層内に埋め込まれる）との距離を近接させるように構成されているため、前記複数の嵌め込み型導電回路を超低導電材料で製造する必要がなく、導電範囲が０．８〜３オーム／平方である埋め込み型回路パターンを得ることができ、タッチパネルに適用することができる。

上述したものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲に記載された構造、特徴及び原理に基づいてなされる均等な変更又は修正は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

１基板ユニット
１０透明基板
２第１の被覆ユニット
２０第１の被覆層
３透明導電ユニット
３０透明導電層
３００嵌め込み型導電回路
Ｐ埋め込み型回路パターン
３００ＸＸ軸方向軌跡回路
３００ＹＹ軸方向軌跡回路
Ｈ厚さ
Ｗ１、Ｗ２幅
Ｄ１、Ｄ２距離
４第２の被覆ユニット
４０第２の被覆層
４００タッチ表面
Ｆ指

Claims

少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットと、
前記少なくとも１つの透明基板の上表面に形成された少なくとも１つの第１の被覆層を有する第１の被覆ユニットと、
前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に形成された少なくとも１つの透明導電層を有し、前記少なくとも１つの透明導電層の内部に所定の埋め込み型回路パターンに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路が設けられた透明導電ユニットと、
前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に形成されるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層を有し、前記少なくとも１つの第２の被覆層の頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられた第２の被覆ユニットと、
を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の嵌め込み型導電回路のそれぞれは、銀回路、アルミニウム回路又は銅回路であり、その上表面が前記少なくとも１つの透明導電層の上表面と面一となり、且つ前記所定の埋め込み型回路パターンは、導電範囲が０．８〜３オーム／平方であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの第１の被覆層は、硬質被覆層であり、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの透明基板は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さが５０μｍ〜１２５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記複数の嵌め込み型導電回路は、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路と、縦向きに延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路と互いに絶縁され且つ直交する複数のＹ軸方向軌跡回路とから成り、厚さが３０００Å〜５０００Åであり、前記複数のＸ軸方向軌跡回路は、幅が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路同士間の距離は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路は、幅が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路同士間の距離は、５μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
前記少なくとも１つの第２の被覆層は、硬質保護層であり、該硬質保護層は、厚さが３μｍ〜５μｍである酸化物保護層であり、該酸化物保護層は、酸化シリコン層又は酸化アルミニウム層であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造。
少なくとも１つの透明基板を有する基板ユニットを用意する工程と、
前記少なくとも１つの透明基板の上表面に、少なくとも１つの第１の被覆層を形成する工程と、
前記少なくとも１つの第１の被覆層の上表面に、所定の埋め込み型回路パターンに配列形成された複数の嵌め込み型導電回路が内部に設けられた少なくとも１つの透明導電層を形成する工程と、
前記少なくとも１つの透明導電層の上表面に、頂端に操作子がタッチ可能なタッチ表面が設けられるとともに前記複数の嵌め込み型導電回路を被覆するための少なくとも１つの第２の被覆層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。
前記複数の嵌め込み型導電回路は、銀材料からなる銀回路、アルミニウム材料からなるアルミニウム回路又は銅材料からなる銅回路であり、その上表面が前記少なくとも１つの透明導電層の上表面と面一となり、且つ前記所定の埋め込み型回路パターンは、導電範囲が０．８〜３オーム／平方であることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。
前記少なくとも１つの第１の被覆層は、硬質材料からなる硬質被覆層であり、該硬質被覆層は、紫外線硬化被覆層であることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。
前記少なくとも１つの透明基板は、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、又はポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）のいずれから選択され、厚さが５０μｍ〜１２５μｍであることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。
前記複数の嵌め込み型導電回路は、横向きに延伸する複数のＸ軸方向軌跡回路と、縦向きに延伸するとともに前記複数のＸ軸方向軌跡回路と互いに絶縁され且つ直交する複数のＹ軸方向軌跡回路とから成り、厚さが３０００Å〜５０００Åであり、前記複数のＸ軸方向軌跡回路は、幅が３０００Å〜５０００Åであり、前記Ｘ軸方向軌跡回路同士間の距離は、１０μｍ〜２０μｍであり、前記複数のＹ軸方向軌跡回路は、幅が１０００Å〜２０００Åであり、前記Ｙ軸方向軌跡回路同士間の距離は、５μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。
前記少なくとも１つの第２の被覆層は、硬質材料からなる硬質保護層であり、該硬質保護層は、厚さが３μｍ〜５μｍである酸化物保護層であり、酸化シリコン材料からなる酸化シリコン層又は酸化アルミニウム材料からなる酸化アルミニウム層であることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルに適用される透明導電構造の製造方法。