JP2013045439A

JP2013045439A - タッチパネル付きディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2013045439A
Application number: JP2011261454A
Authority: JP
Inventors: Ya Yoon Song; ユンソン・ハ; Young Jae Kim; ゼキム・ヨン; Ho-Jun Park; ジュンパク・ホ
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-03-04
Also published as: KR20130022570A; US20130050103A1

Abstract

【課題】タッチパネルとディスプレイ部との接合だけでなく、ノイズの除去も可能なタッチパネル付きディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】タッチパネル付きディスプレイ装置１０は、透明基板１１ａ上に検知電極１１ｂが形成されたタッチパネル１１と、前記タッチパネルの一面に結合されるディスプレイ部１３と、を含み、前記タッチパネルと前記ディスプレイ部とはＵＶ樹脂層１２によって接合される。ＵＶ樹脂層に導電ボール１２ａを含有させることにより、ディスプレイ部から発生するノイズを遮蔽することができる効果がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル付きディスプレイ装置に関する。

デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、ポータブル伝送装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスのような様々な入力装置（ＩｎｐｕｔＤｅｖｉｃｅ）を利用してテキスト及びグラフィック処理を行う。しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在入力装置の機能を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報入力が可能な機器の必要性が高まっている。

また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を超えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチスクリーン（ＴｏｕｃｈＳｃｒｅｅｎ）が開発された。

タッチスクリーンは、電子手帳、液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅ；ＬＣＤ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの平板ディスプレイ装置及びＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）のような画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが映像表示装置を見ながら所望の情報を選択するようにするために利用される機器である。

タッチスクリーンの種類は、抵抗膜方式（ＲｅｓｉｓｔｉｖｅＴｙｐｅ）、静電容量方式（ＣａｐａｃｉｔｉｖｅＴｙｐｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ‐ＭａｇｎｅｔｉｃＴｙｐｅ）、表面弾性波方式（ＳＡＷＴｙｐｅ；ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅＴｙｐｅ）及び赤外線方式（ＩｎｆｒａｒｅｄＴｙｐｅ）に区分される。このような多様な方式のタッチスクリーンは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在もっとも広い分野で用いられる方式は抵抗膜方式及び静電容量方式である。

特に、静電容量方式のタッチスクリーンは、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）のようなディスプレイ部と結合して用いる場合、ディスプレイ部から発生する様々なノイズによってタッチ感度が低下するという問題点があった。また、別のノイズ遮蔽層を形成する場合には、工程が追加される問題と、薄型化傾向のタッチスクリーンの製作が困難であるという問題点があった。

本発明は上述のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、タッチパネルとディスプレイ部との結合時、導電ボールが含有されたＵＶ樹脂を用いることにより、タッチパネルとディスプレイ部との接合だけでなく、ノイズの除去も可能なタッチパネル付きディスプレイ装置を提供することをその目的とする。

本発明の一実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置は、透明基板及び前記透明基板上に形成された検知電極を備えるタッチパネルと、前記タッチパネルの一面に結合されるディスプレイ部と、を含み、前記タッチパネルと前記ディスプレイ部とはＵＶ樹脂層によって接合されることを特徴とする。

ここで、前記ＵＶ樹脂層は導電ボールが含有されることを特徴とする。
また、前記導電ボールの直径は３μｍ〜１０μｍであることを特徴とする。
また、前記ＵＶ樹脂層の両端にはグラウンド層がさらに形成されることを特徴とする。
また、前記透明基板上に形成された検知電極は、透明電極であることを特徴とする。
また、前記透明基板上に形成された検知電極は、金属メッシュ電極であることを特徴とする。

本発明の他の実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置は、静電容量の変化を検知する第１の検知電極と、前記第１の検知電極の一面に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第２の検知電極と、前記第２の検知電極上に形成されたウィンドウと、を含むタッチパネルと、前記タッチパネルの第１の検知電極の他面に形成されるＵＶ樹脂層と、前記ＵＶ樹脂層に接合されるディスプレイ部と、を含む。

ここで、前記ＵＶ樹脂層は導電ボールが含有されることを特徴とする。
また、前記導電ボールの直径は３μｍ〜１０μｍであることを特徴とする。
また、前記ＵＶ樹脂層の両端にはグラウンド層がさらに形成されることを特徴とする。
また、前記透明基板上に形成された第１の検知電極または第２の検知電極は、透明電極であることを特徴とする。
また、前記透明基板上に形成された第１の検知電極または第２の検知電極は、金属メッシュ電極であることを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明によると、タッチパネルとディスプレイ部とをＵＶ樹脂層によって接合するため、工程が簡単で、接着のアラインが正確に行われる効果がある。
また、ＵＶ樹脂層に導電ボールを含有させることにより、ディスプレイ部から発生するノイズを遮蔽することができる効果がある。
また、ＵＶ樹脂層によってディスプレイ部から発生するノイズを遮蔽することにより、タッチパネルの作動信頼性及び作動性能を向上させる効果がある。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、［他面」、「第１」、「第２」などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。また、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性のある係わる公知技術についての具体的な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は本発明によるタッチパネル付きディスプレイ装置を示した図面であり、図２は本発明の導電ボールが含まれたＵＶ樹脂層の実際形状を示した図面であり、図３は本発明による導電ボールの断面図であり、図４は本発明の他の実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置である。

本発明によるタッチパネル付きディスプレイ装置は、図１に図示されたように、透明基板１１ａ上に検知電極１１ｂが形成されたタッチパネル１１と、前記タッチパネル１１の一面に結合されるディスプレイ部１３と、を含み、前記タッチパネル１１と前記ディスプレイ部１３とはＵＶ樹脂層１２によって接合されることを特徴とする。

透明基板１１ａは、所定強度以上を有する材質であれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ＴＡＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ；ＰＶＡ）フィルム、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルム、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、二軸延伸ポリスチレン（Ｋ樹脂含有ｂｉａｘｉａｌｌｙｏｒｉｅｎｔｅｄＰＳ；ＢＯＰＳ）、ガラスまたは強化ガラスなどで形成することが好ましい。また、透明基板１１ａの一面には透明電極が形成されるため、透明基板１１ａと透明電極との間の接着力を向上させるために、透明基板１１ａの一面に高周波処理またはプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）処理などを行って表面処理層を形成することができる。

検知電極１１ｂは、透明電極または金属メッシュ電極を用いることができる。透明電極は、ユーザがタッチする際に信号を発生させ、制御部（不図示）で座標を認識できるようにする機能を遂行するものであり、透明基板１１ａの一面に形成される。ここで、透明電極は伝導性高分子で形成されることができ、具体的には、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン、ポリアセチレンまたはポリフェニレンビニレンなどで形成されることができる。その他にも、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎｏｘｉｄｅ）、有機透明電極材料であるカーボンナノチューブ、グラフェン、ＺｎＯ（ｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ_２（ｔｉｎｏｘｉｄｅ）などの物質が用いられることができ、その他にも多様な物質の透明電極が当業者によって選択及び変更されることが可能であることは自明である。透明電極は、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法、真空蒸着法、イオンメッキ（ｉｏｎｐｌａｔｉｎｇ）法などの物理的方法や、スプレー（ｓｐｒａｙ）法、ディップ（ｄｉｐ）法、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学的方法により透明基板１１ａに形成することができ、このような方法に制限されるものではない。

金属メッシュ電極は、電気紡糸法によって紡糸溶液を透明基板１１ａに紡糸して形成することができ、紡糸溶液は、溶媒に金属、金属酸化物、伝導性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェンまたはこれらの組み合わせをバインダとともに分散させることにより製造することができる。具体的には、金属は銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、またはこれらの組み合わせを含むものであり、金属酸化物はＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ＡｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ＡｌｕｍｉｎｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、またはこれらの組み合わせを含むものである。伝導性高分子は上記で例示した物質を含む。その他、電気紡糸法による金属メッシュ電極の形成方法は一般的な方法であるため詳細な説明は省略する。また、金属メッシュ電極の形成は、電気紡糸の他の多様な方法により形成されることができることは勿論である。公知の方法についての説明は省略する。

タッチパネル１１の一面にはディスプレイ部１３が結合される。ディスプレイ部１３は、データを視覚的に画面に出力する表示装置であり、主に、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、ＬＥＤ（LｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）のようなものからなることができ、必ずしもこれに限定されるものではない。

ＵＶ樹脂層１２は、タッチパネル１１とディスプレイ部１３とを接合する機能をする。ＵＶ樹脂層１２はＵＶ硬化性樹脂であり、液体状態のＵＶ硬化樹脂原料に紫外線を照射することにより固体状態の高分子となる樹脂のことである。具体的には、ＵＶランプが放出する紫外線が照射される際、モノマーまたはオリゴマーが光開始剤の反応開始によりポリマーとなる樹脂、感光性を有するＵＶ接着剤、ＵＶコーティング用樹脂、ＵＶインクなどに光重合反応（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）により瞬間的に硬化される。ＵＶ樹脂を用いる場合、硬化時間が数秒と短いため生産性が良好であり、設備がコンパクトであるため狭い空間でも作業が可能であるという利点がある。また、高強度と高強化性能、高感度耐溶剤性、耐薬品性、耐汚染性、耐摩擦性などの特性を有する特徴がある。本発明におけるＵＶ樹脂層１２は、タッチパネル１１とディスプレイ部１３とを接合する接着剤の機能をするとともに、ディスプレイ部１３から発生する様々なノイズ（ｎｏｉｓｅ）を遮蔽できるように、ＵＶ樹脂層１２内に導電ボール１２ａを含むことを特徴とする。

図２及び図３に図示されたように、導電ボール１２ａは、カーボン繊維（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒ）、金属（Ｎｉ、Ｓｏｌｄｅｒ）または金属（Ｎｉ、Ａｕ）がコーティングされたポリマーなどの方式で形成され、このうち金属がコーティングされたポリマー（Ｍｅｔａｌ−ＣｏａｔｅｄＰｏｌｙｍｅｒ）の導電ボール１２ａを用いることができる。導電ボール１２ａの構造は金属がコーティングされたポリマーで構成されることができ、図３に図示されたように、導電ボール１２ａのｂ部分にポリマースペーサーコア（ｐｏｌｙｍｅｒｓｐａｃｅｒｃｏｒｅ）を形成し、ａ部分にニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）を順にコーティングして生成することができる。

導電ボール１２ａは透明であることが好ましいが、導電性金属がコーティングされているため不透明な特性を有する可能性がある。しかし、導電ボール１２ａが完全に透明でなくても、透明電極４０上に存在する導電ボール１２ａの大きさと密度がそれほど高くないため、全体的な透過率には大きな影響を与えない。

特に、本発明における導電ボール１２ａの直径ｄは、３μｍ〜１０μｍに形成されることが好ましい（図３参照）。導電ボール１２ａの直径ｄが３μｍ未満である場合には、導電ボール１２ａのサイズが小さすぎるため、ＵＶ樹脂層１２に含まれた際、ディスプレイ部１３から発生するノイズを遮蔽する機能が低下する。また、導電ボール１２ａの直径ｄが１０μｍを超える場合には、ＵＶ樹脂層１２内に含まれた導電ボール１２ａのサイズが大きすぎるため、導電ボール１２ａの相互間に電気的な短絡やその他の外部刺激による電気的な問題が発生し、タッチパネル１１の作動に問題を起こす可能性がある。従って、上記範囲内の直径を有する導電ボール１２ａをＵＶ樹脂層１２に含有させることにより、ディスプレイ部１３から発生するノイズを遮蔽するＵＶ樹脂層１２の機能を好ましく遂行することができる。

グラウンド層１２ｂは、導電ボール１２ａによる電気的な短絡が発生する場合に接地のために形成されるものであり、ＵＶ樹脂層１２とディスプレイ部１３とが接合される面の両端に形成されることが好ましい。

本発明の他の実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置は、静電容量の変化を検知する第１の検知電極２１と、前記第１の検知電極２１の一面に形成された絶縁層２２と、前記絶縁層２２上に形成された第２の検知電極２３と、前記第２の検知電極２３上に形成されたウィンドウ２４と、を含むタッチパネル（Ａ）と、前記タッチパネルの第１の検知電極の他面に形成されるＵＶ樹脂層２５と、前記ＵＶ樹脂層２５に接合されるディスプレイ部２６（Ｂ）と、を含む。

第１の検知電極２１と第２の検知電極２３は、上述した検知電極１１ｂの説明と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。

第１の検知電極２１と第２の検知電極２３は、透明電極または金属メッシュ電極を用いることができる。第１の検知電極２１及び第２の検知電極２３は、ユーザがタッチする際に信号を発生させ、制御部（不図示）で座標を認識できるようにする機能を遂行するものであり、第１の検知電極２１は絶縁層２２上に形成され、第２の検知電極２３はウィンドウ２４上に形成されることを特徴とする。

第１の検知電極２１の一面に形成される絶縁層２２は透明材質の絶縁層２２を用いることが好ましい。透明材質の絶縁層２２としては、例えば、透明基板としてガラス、酸化シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎ）などの透明な無機材料や、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）樹脂、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂、シクロオレフィン（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ）樹脂などの透明な有機材料を用いることができる。

ＵＶ樹脂層２５によってタッチパネル（Ａ）とディスプレイ部２６（Ｂ）とが接合され、ＵＶ樹脂層２５内に含有された導電ボール２５ａによってディスプレイ部２６（Ｂ）から発生するノイズを遮蔽することができる。ＵＶ樹脂層２５の両端にはグラウンド層２５ｂがさらに形成され、ノイズを遮蔽するとともに電気的安定性を維持することができる利点がある。その他の係る説明は、本発明の一実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置についての説明と重複されるため、詳細な説明は省略する。

ウィンドウ２４は最外層に配置されるものであり、第２の検知電極２３が一面に形成され、第２の検知電極２３を保護する保護層としての機能をともに遂行することができる。ウィンドウ２４は、アクリル（ＰＭＭＡ、ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）樹脂、ガラス（ｇｌａｓｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）で形成されることができ、必ずしも上記の材質に限定されるものではなく、適切な剛性及び絶縁性質を有するものであれば、多様な物質が適用されることができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるタッチパネル付きディスプレイ装置はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明によるタッチパネル付きディスプレイ装置を示した図面である。本発明の導電ボールが含まれたＵＶ樹脂層の実際形状を示した図面である。本発明による導電ボールの断面図である。本発明の他の実施例によるタッチパネル付きディスプレイ装置を示した図面である。

１０、２０タッチパネル付きディスプレイ装置
１１タッチパネル
１１ａ透明基板
１１ｂ検知電極
１２ＵＶ樹脂層
１２ａ導電ボール
１２ｂグラウンド層
１３ディスプレイ部
２１第２の検知電極
２２絶縁層
２３第１の検知電極
２４ウィンドウ
２５ＵＶ樹脂層
２５ａ導電ボール
２５ｂグラウンド層
２６ディスプレイ部

Claims

透明基板及び前記透明基板上に形成された検知電極を備えるタッチパネルと、
前記タッチパネルの一面に結合されるディスプレイ部と、を含み、
前記タッチパネルと前記ディスプレイ部とはＵＶ樹脂層によって接合されることを特徴とするタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記ＵＶ樹脂層は導電ボールが含有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付きディスプレイ装置。
前記導電ボールの直径は３μｍ〜１０μｍ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付きディスプレイ装置。
前記ＵＶ樹脂層の両端にはグラウンド層がさらに形成されることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記透明基板上に形成された検知電極は、透明電極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付きディスプレイ装置。
前記透明基板上に形成された検知電極は、金属メッシュ電極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付きディスプレイ装置。
静電容量の変化を検知する第１の検知電極と、
前記第１の検知電極の一面に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された第２の検知電極と、
前記第２の検知電極上に形成されたウィンドウと、を含むタッチパネルと、
前記タッチパネルの第１の検知電極の他面に形成されるＵＶ樹脂層と、
前記ＵＶ樹脂層に接合されるディスプレイ部と、を含むタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記ＵＶ樹脂層は導電ボールが含有されることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記導電ボールの直径は３μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記ＵＶ樹脂層の両端にはグラウンド層がさらに形成されることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル付きディスプレイ装置。
前記透明基板上に形成された第１の検知電極または第２の検知電極は、透明電極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付きディスプレイ装置。
前記透明基板上に形成された第１の検知電極または第２の検知電極は、金属メッシュ電極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付きディスプレイ装置。