JP2013507682A - タッチパネル用板状部材及びその製造方法 - Google Patents

タッチパネル用板状部材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】本発明の実施例によるタッチパネル用板状部材は、ベース基板と、該ベース基板の第1面上に形成されて第1屈折率を有する第1中間層と、該第1中間層上に形成されて、前記第1屈折率より低い第2屈折率を有する第2中間層と、及び前記第2中間層上に形成されて、前記第2屈折率より低い第3屈折率を有する透明伝導層を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、タッチパネル用板状部材及びその製造方法に関するものである。
最近、多様な電子製品でディスプレイ装置に表示された画像に指またはスタイラス(stylus)などの入力装置を接触する方式で入力をするタッチパネルが適用されている。
タッチパネルは、大きく抵抗膜方式のタッチパネルと静電容量方式のタッチパネルで区分されることができる。抵抗膜方式のタッチパネルは、入力装置の圧力によって電極が短絡されて位置が検出される。静電容量方式のタッチパネルは、指が接触した時に電極間の静電容量が変化することを感知して位置が検出される。
このようなタッチパネルに使用される板状部材は、ベース基板と、該ベース基板上に形成された透明伝導層を含むことができる。この時、ベース基板上に透明伝導層を直接形成する場合には、透明伝導層に亀裂が発生することがあるので、ベース基板と透明伝導層との間に別途の中間層を形成することができる。
このような板状部材では、透過率を向上するとともに、透明伝導層をパターニングしてパターンを形成する場合、このパターンが外部で視覚的に認識されないようにすることが重要な課題である。
本発明の目的は、 透過率を向上することができ、透明伝導層のパターンが外部で視覚的に認識されることを防止することができるタッチパネル用板状部材及びその製造方法を提供することにある。
本発明に従うタッチパネル用板状部材は、ベース基板と、該ベース基板の第1面上に形成されて第1屈折率を有する第1中間層と、該第1中間層上に形成されて、前記第1屈折率より低い第2屈折率を有する第2中間層と、及び前記第2中間層上に形成される透明伝導層を含む。
本発明に従う前記透明伝導層は、前記第2屈折率より低い第3屈折率を有することができる。
本発明に従う前記ベース基板の第2面上に形成される一つ以上の外面層をさらに含むことができる。
本発明に従う前記外面層は、前記ベース基板の第2面上に形成される第1外面層と、及び前記第1外面層上に形成されて、前記第1外面層より小さな屈折率を有する第2外面層を含むことができる。
前記第1及び第2外面層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1外面層がZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2外面層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1外面層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2外面層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1中間層、前記第2中間層及び前記透明伝導層のそれぞれの厚さが1nm乃至100nmであることができる。
前記外面層の厚さが1nm乃至100nmであることがある。
前記第1及び第2中間層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1中間層がZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2中間層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1中間層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2中間層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記透明伝導層がお互いに離隔されたパターンを含んで、前記パターンが形成された部分で反射する光の反射率をR0、前記パターンが形成されない部分で反射する光の反射率をR1とする時、R0−R1<0.7%の条件を満足することができる。
本発明の実施例によるタッチパネル用板状部材の製造方法は、ベース基板の第1面上に第1屈折率を有する第1中間層を形成する段階と、前記第1中間層上に前記第1屈折率より低い第2屈折率を有する第2中間層を形成する段階と、及び前記第2中間層上に透明伝導層を形成する段階と、を含む。
前記透明伝導層は、前記第2屈折率より低い第3屈折率を有することができる。
前記ベース基板の第2面上に形成される一つ以上の外面層を形成する段階をさらに含むことができる。
前記外面層は、前記ベース基板の第2面上に形成される第1外面層と、及び前記第1外面層上に形成されて、前記第1外面層より小さな屈折率を有する第2外面層を含むことができる。
前記透明伝導層は、酸化インジウムスズ(indium tin oxide:ITO)を含むことができる。
前記第1及び第2中間層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1中間層がZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2中間層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
前記第1中間層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、前記第2中間層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
本発明の実施例によれば、タッチパネル用板状部材の透過性を向上させて、透明伝導層のパターン形成時にパターンが視覚的に認識されないようにすることができる。
本発明の第1実施例によるタッチパネル用板状部材の一実施例の断面図である。 本発明の変形例によるタッチパネル用板状部材の一実施例の断面図である。 本発明の第2実施例によるタッチパネル用板状部材の一実施例の断面図である。 実施例による板状部材の製造方法の流れ図である。
実施例らの説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物らが基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンらの“上/うえ(on)”にまたは“下 /した(under)”に形成されるという記載は、直接(directly)または他の層を介して形成されることをすべて含む。各層の上/うえ、または下/したに対する基準は、図面を基準で説明する。
図面で各層(膜)、領域、パターンまたは構造物らの厚さや大きさは、説明の明確性及び便宜のために変形されることができるので、実際の大きさを全面的に反映するものではない。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明すれば次のようである。
図1は、本発明の第1実施例によるタッチパネル用板状部材の一実施例の断面図である。
図1を参照すれば、本実施例によるタッチパネル用板状部材(以下、“板状部材”)は、ベース基板110と、該ベース基板110の第1面(以下、“上面”)に順に形成される第1中間層210、第2中間層220及び透明伝導層130を含む。
ここで、ベース基板110は、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムとして、プラスチックの材料は400nm以上700nm以下の可視光線透過率が高いものを使用することができる。
例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート(Polycarbonate)樹脂、ポリエチレンナフタレート(Polyethylene naphthalate)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate:PET)樹脂、ポリプロピレン(Poly Propylene)樹脂、ポリアリール(Poly aryl)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES:Polyether sulfone)樹脂、ポリメチルペンテン(Poly Methyl Pentene)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(Poly Ether Ether Ketone)樹脂、ポリスルホン(PSF:Polysulfone)樹脂、酢酸セルロース樹脂、非晶質ポリオレフィン(amorphous polyolefin)樹脂、ポリエチレン(Polyethylene)樹脂、ポリエステル(Polyester)樹脂、エポキシ(Epoxy)樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリエチレンイミン(PEI)樹脂、オレフィン(Olefin)樹脂、ビニル系樹脂、及びフッ素系樹脂を利用することができる。
一例で、このような樹脂を2種またはその以上空圧プレス方式で加工して、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムを形成することができる。また、この樹脂で構成されたプラスチックシートまたはプラスチックフィルムを2枚またはその以上で積層するか、または圧着することもできる。また、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムの表面上に他の樹脂で5μm以上100μmの保護膜(図示せず)を形成することもできる。
このベース基板110の第1面(以下、“上面”)に順に形成される第1中間層210、第2中間層220及び透明伝導層130に対して説明すれば次のようである。
この時、第1中間層210は、第1屈折率を有して、第2中間層220は第1屈折率より小さい第2屈折率を有することができる。すなわち、ベース基板110から遠くなるほど屈折率が小さくなるようになる。これによって本実施例では板状部材の透過率を向上することができる。この時、透明伝導層230も第2屈折率より低い第3屈折率を有して、透過率をもうすこし向上することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくて、透明伝導層230の屈折率が第2屈折率より大きいことも可能である。
これをもうすこし詳細に説明すれば次のようである。
一般に、屈折率が異なる異種の物質層が積層される場合、その境界面では光の反射、屈折が起こるが、この時、反射損失によって光透過率が減少することがある。これによって本実施例では相対的に高屈折率である第1中間層210と相対的に低屈折率である第2中間層220を積層して、光学的干渉現象を利用して反射率を低下させようとしたものである。また、ベース基板110にこれより低い屈折率を有する物質をコーティングすることによって透過率を改善することもできる。
透明伝導層130は、多様な透光性の伝導性物質を含むことができるし、一例で、酸化インジウムスズ(indium tin oxide:ITO)を含むことができる。第1及び第2中間層210、220はそれぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。
一例で、中間層210、220は、ZrO、Pb11、TiO、Ta、Nb、Al、CeF、SiO、In、HfO、MgF、SiOなどでなされることができるし、屈折率を考慮して適切に選択することができる。この時、これらを低屈折率材料、中屈折率材料及び高屈折率材料で分類して下の表1に示す。
Figure 2013507682
第1中間層210が第1屈折率を有して第2中間層220が第1屈折率より小さな第2屈折率を有するようにするために、第1中間層210が高屈折率材料で形成されて、第2中間層220が中屈折率材料または低屈折率材料で形成されることができる。すなわち、第1中間層210がZrO、Pb11、TiO、Ta、Nbなどを含んで、第2中間層220がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF、SiOなどを含むことができる。
または、第1中間層210が中屈折率材料で形成されて、第2中間層230が低屈折率材料で形成されることができる。すなわち、第1中間層220がAl、CeF、SiO、In、HfOなどを含んで、第2中間層220がMgF、SiOなどを含むことができる。
ただし、本発明がこれに限定されるものではなくて、同一な高屈折率材料(または、中屈折率材料、低屈折率材料)としても、第1中間層210の屈折率が相対的に第2中間層220の屈折率より大きければ本発明の範囲に属する。
これによって本実施例では、板状部材の透過率を向上することができる。一例で、ベース基板110上にNbを含む第1中間層210、SiOを含む第2中間層220、及びITOを含む透明導電層130を順次に形成した場合、透過率が95%になる。
すなわち、ベース基板上にSiO層、ITO層が順に形成されて、光透過率が91%である従来の板状部材に比べて本実施例による板状部材は、著しく向上した光透過率を有することを分かる。
ここで、第1中間層210、第2中間層220、透明伝導層130の厚さは、光学的特性及び/または電気的特性などを考慮して、それぞれ1nm乃至100nmであることがある。
そして、図2に示したところのように、透明伝導層130aがパターニングされた場合、このパターンが外部に認識されないことが望ましい。この場合、本実施例では第1中間層210、第2中間層220及び透明伝導層130aの屈折率を調節して、透明伝導層130aのパターンが外部で認識されないように調節することができる。
もうすこし詳細には、透明伝導層130aのパターンが形成された部分での反射率をR0、パターンが形成されない部分での反射率をR1とする時、次の数学式を満足すれば、透明伝導層130aのパターンが外部で認識されないこともある。
Figure 2013507682
この時、反射率は、1から透過率を引いた値であるので、屈折率を調節して透明伝導層130aのパターンが認識されないようにすることができるものである。
以下、図3を参照して本発明の他の実施例による板状部材を詳細に説明すれば次のようである。第1実施例は同一または極めて類似な構成に対しては詳細な説明を略して、お互いに異なる部分を詳細に説明する。
図3は、本発明の第2実施例によるタッチパネル用板状部材の一実施例の断面図である。
図3を参照すれば、本実施例による板状部材は、ベース基板110の第2面(以下、“下面”)に外面層240、250がさらに形成される。この外面層240、250はベース基板110の下面上に形成される第1外面層240と、この第1外面層240上に形成される第2外面層250を含む。
この時、第2外面層250の屈折率が第1外面層240の屈折率より小さいことがある。このように相対的に高屈折率である第1外面層250と相対的に低屈折率である第2外面層240を積層して光学的干渉現象を利用して反射率を低下させようとしたものである。
前述した説明及び図面では外面層240、250が二つの層で形成されたことを説明及び示したが、本発明がこれに限定されるものではない。よって、複数の外面層240、250がベース基板110から遠くなる方向を向けながら屈折率が小さくなる場合、本発明の範囲に属する。
第1及び第2外面層240、250は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことができる。一例で、外面層240、250は、ZrO、Pb11、TiO、Ta、Nb、Al、CeF、SiO、In、HfO、MgF、SiOなどでなされることができるし、屈折率を考慮して適切に選択することができる。
第1外面層240が第2外面層250より大きい屈折率を有するようにするために、第1外面層240が高屈折率材料で形成されて、第2外面層250が中屈折率材料または低屈折率材料で形成されることができる。すなわち、第1外面層240がZrO、Pb11、TiO、Ta、Nbなどを含んで、第2外面層250がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF、SiOなどを含むことができる。
または、第1外面層240が中屈折率材料で形成されて、第2外面層250が低屈折率材料で形成されることができる。すなわち、第1外面層240がAl、CeF、SiO、In、HfOなどを含んで、第2外面層250がMgF、SiOなどを含むことができる。
ただし、本発明がこれに限定されるものではなくて、同一な高屈折率材料(または、中屈折率材料、低屈折率材料)としても第1外面層240の屈折率が相対的に第2外面層250の屈折率より大きければ本発明の範囲に属する。
ここで、第1外面層240及び第2外面層250の厚さは、光学的特性などを考慮して1nm乃至100nmであることがある。
本実施例では第1及び第2外面層240、250によって板状部材の透過率をもうすこし向上することができる。
一例で、ベース基板110の上面にNbを含む第1中間層210、SiOを含む第2中間層220、及びITOを含む透明導電層130を順次に形成して、ベース基板110の下面にNbを含む第1外面層240、SiOを含む第2外面層250を順次に形成した場合、透過率が98%になる。
すなわち、ベース基板上にSiO層、ITO層が順に形成されて、光透過率が91%である従来の板状部材に比べて本実施例による板状部材は、著しく向上した光透過率を有することを分かる。また、本実施例による板状部材は第1実施例による板状部材よりも優秀な透過率を有することができる。
一方、前述した実施例による板状部材は、抵抗膜方式のタッチパネルまたは静電容量方式のタッチパネルに適用されることができる。これによってタッチパネルの光学的特性を向上することができる。
前述した本実施例による板状部材を製造する方法を、図4を参照して説明する。前で説明した内容に対しては、詳細な説明を略する。図4は、実施例による板状部材の製造方法の流れ図である。
まず、ベース基板上に第1中間層及び第2中間層を形成する(S1)。ここでベース基板は、前述したプラスチックシートまたはプラスチックフィルムであることができる。
引き続き、第2中間層上にこれより屈折率が小さな透明伝導層を積層する(S2)。一例で、透明伝導層は酸化インジウムスズを含むことができる。
引き続き、透明伝導層を露光及び現像してパターニングすることもできる(S3)。ここで、パターニングは、マルチ抵抗膜方式または静電容量方式で利用されることができる。
そして、ベース基板の第2面上に形成される一つ以上の外面層を形成する段階をさらに含むこともできる。
前述した実施例に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。ひいては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例らが属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例らに対しても組合せまたは変形されて実施可能である。したがって、このような組合せと変形に係る内容らは、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
また、以上で実施例らを中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を有した者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例らに具体的に示された各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異らは、添付した請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
本発明に従うタッチパネル用板状部材は、タッチパネル用板状部材の透過性を向上させて、透明伝導層のパターン形成時にパターンが視覚的に認識されないようにすることができる。

Claims (20)

  1. ベース基板と、
    前記ベース基板の第1面上に形成されて第1屈折率を有する第1中間層と、
    前記第1中間層上に形成されて、前記第1屈折率より低い第2屈折率を有する第2中間層と、及び
    前記第2中間層上に形成される透明伝導層を含むタッチパネル用板状部材。
  2. 前記透明伝導層は、前記第2屈折率より低い第3屈折率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用板状部材。
  3. 前記ベース基板の第2面上に形成される一つ以上の外面層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用板状部材。
  4. 前記外面層は、
    前記ベース基板の第2面上に形成される第1外面層と、及び
    前記第1外面層上に形成されて、前記第1外面層より小さな屈折率を有する第2外面層と、
    を含むことを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル用板状部材。
  5. 前記第1及び第2外面層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル用板状部材。
  6. 前記第1外面層が、ZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2外面層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル用板状部材。
  7. 前記第1外面層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2外面層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル用板状部材。
  8. 前記第1中間層、前記第2中間層及び前記透明伝導層のそれぞれの厚さが1nm乃至100nm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用板状部材。
  9. 前記外面層の厚さは、1nm乃至100nm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用板状部材。
  10. 前記第1及び第2中間層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用板状部材。
  11. 前記第1中間層がZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2中間層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項10に記載のタッチパネル用板状部材。
  12. 前記第1中間層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2中間層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項10に記載のタッチパネル用板状部材。
  13. 前記透明伝導層がお互いに離隔されたパターンを含んで、
    前記パターンが形成された部分で反射する光の反射率をR0、前記パターンが形成されない部分で反射する光の反射率をR1とする時、前記R0及びR1が下の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル用板状部材。
    R0−R1<0.7%
  14. ベース基板の第1面上に第1屈折率を有する第1中間層を形成する段階と、
    前記第1中間層上に前記第1屈折率より低い第2屈折率を有する第2中間層を形成する段階と、及び
    前記第2中間層上に透明伝導層を形成する段階と、
    を含むタッチパネル用板状部材の製造方法。
  15. 前記透明伝導層が前記第2屈折率より低い第3屈折率を有することを特徴とする請求項14に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
  16. 前記ベース基板の第2面上に形成される一つ以上の外面層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
  17. 前記外面層は、
    前記ベース基板の第2面上に形成される第1外面層と、及び
    前記第1外面層上に形成されて、前記第1外面層より小さな屈折率を有する第2外面層を含むことを特徴とする請求項16に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
  18. 前記第1及び第2中間層は、それぞれMg、F、Si、Al、Ce、In、Hf、Zr、Pb、Ti、Ta、Nb及びOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項14に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
  19. 前記第1中間層がZrO、Pb11、TiO、Ta及びNbでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2中間層がAl、CeF、SiO、In、HfO、MgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項18に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
  20. 前記第1中間層がAl、CeF、SiO、In、HfOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含んで、
    前記第2中間層がMgF及びSiOでなされた群から選択された物質を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項18に記載のタッチパネル用板状部材の製造方法。
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