JP2014081911A - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極パターンの視認性を低減させて、電極パターンがユーザの目に見える現象を抑制することができるタッチパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のタッチパネル１は、透明基板１０と、透明基板１０上にパターニングされ、電気伝導性を有する感光性インク層２０と、パターニングされた感光性インク層２０上の対応位置に形成される電極パターン３０と、を含むものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関する。

タッチスクリーンは、ユーザが電子システム、典型的には情報を見るためのディスプレイを含む電子システムと直接相互作用する益々一般的な方式になりつつある。透明タッチスクリーンは、ディスプレイされる情報及びイメージをタッチスクリーンを介して見ることができるように可変ディスプレイ及び／または静止画像（ｓｔａｔｉｃ ｉｍａｇｅ）上に配置されることができる。このような構成に適用することが好適なタッチスクリーン技術としては、抵抗膜方式、静電容量方式、投射型静電容量方式（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）、誘導方式、表面弾性波方式（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）、力方式などが挙げられる。

多くの投射型静電容量式及び誘導式のタッチスクリーンは、導体のパターンをセンシング要素として用いる。「投射型静電容量方式（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）」とは、薄いガラスパネル、手袋をはめた指などの比較的厚い誘電体を介して電界（ｆｉｅｌｄ）を透写する導体パターンの能力を意味する。誘導式タッチスクリーンは、放射されて導体パターンと結合（ｃｏｕｐｌｅ）される、例えば、スタイラス（ｓｔｙｌｕｓ）内の共振回路を励起させる電界を誘導するタッチスクリーンを含む。

一方、静電容量方式タッチパネルは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）に基づく導電性膜を用いているが、このようなＩＴＯは、大面積のタッチパネルに適用する時に、抵抗（Ｒ）とキャパシタンス（Ｃ）をかけた値に表現される自らのＲＣ遅延によって認識速度が低いという問題を有するため、大面積に適用することが困難であるという点と、これを蒸着したフィルム（Ｆｉｌｍ）を用いてタッチスクリーンを製作する場合、ＩＴＯ膜の折り曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）によるクラック（ｃｒａｃｋ）などによって取り扱いが容易でないという欠点を有している。

このような部分のうち、特に、ＲＣ遅延による大型化の問題点を解消するために、追加の補償チップ（ｃｈｉｐ）を導入する試みがなされているが、これは、コストが上がる問題点を有する。このような問題点を解消するために、多くの企業では、金属パターンを用いてＩＴＯ導電性膜を代替するための技術を開発している。

しかし、このような技術は、通常の単一金属を用いる場合、金属自体の高い反射率によって視認性の面においてパターンが人の目によく認知される問題点と、外部光に対する高い反射率及びヘーズ（Ｈａｚｅ）値などによってグレアなどが生じ得るという欠点を有している。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、導電性を有する感光性インクをパターニングした後、感光性インクをシード層として電解メッキを施し、電極パターンを形成することにより、視認性を改善することができるタッチパネル及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一実施例によるタッチパネルは、透明基板と、前記透明基板上にパターニングされ、電気伝導性を有する感光性インク層と、前記パターニングされた感光性インク層上の対応位置に形成される電極パターンと、を含むものである。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記電極パターンは、電解メッキにより前記パターニングされた感光性インク層と同じパターンを有することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記感光性インク層は、導電性カーボンを含有することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記導電性カーボンは、バルカン−ＸＣ−７２、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、活性炭素及びカーボンナノチューブのうち何れか一つまたはその組み合わせを含有することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記感光性インク層は、導電性カーボン１〜１５ｗｔ％、光開始剤３〜１０ｗｔ％、感光性樹脂１５〜２０ｗｔ％、多官能性単量体５〜３０ｗｔ％、添加剤０．１〜２ｗｔ％、及び残部が溶剤からなることができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記透明基板上に前記電極パターンを含む領域を覆うためのコーティング層をさらに含むことができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルにおいて、前記透明基板の一面に感光性インク層と電極パターンが形成され、他面に形成される透過率補償層をさらに含むことができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法は、透明基板を準備する段階と、前記透明基板上に電気伝導性を有する感光性インクを塗布して感光性インク層を形成する段階と、前記感光性インク層をパターニングする段階と、前記パターニングされた感光性インク層上に電極パターンを形成する段階と、を含むものである。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記パターニングされた感光性インク層に電極パターンを形成する段階において、前記感光性インク層をシード層として電解メッキを行うことができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記感光性インク層をパターニングする段階は、前記塗布された感光性インク層上にパターニングされたレジストを形成する段階と、前記レジスト上に露光する段階と、前記レジストを除去した後、前記感光性インク層を現像する段階と、を含むことができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記感光性インク層は、導電性カーボンを含有することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記導電性カーボンは、バルカン−ＸＣ−７２、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、活性炭素及びカーボンナノチューブのうち何れか一つまたはその組み合わせを含有することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記感光性インク層は、導電性カーボン１〜１５ｗｔ％、光開始剤３〜１０ｗｔ％、感光性樹脂１５〜２０ｗｔ％、多官能性単量体５〜３０ｗｔ％、添加剤０．１〜２ｗｔ％、及び残部が溶剤からなることができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記電極パターンを形成する段階において、電極パターンの線幅を３μｍ以下に具現することができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法において、前記電極パターンの厚さは、５０ｎｍ〜５μｍの範囲を有することを特徴とする。

本発明によると、タッチパネルに適用された感光性インクにより、電極パターンの視認性を低減させて、電極パターンがユーザの目に見える現象を抑制することができる。

また、感光性インクのパターニングにより、パターニングされた感光性インクに電解メッキ方式で電極パターンを形成することで微細な電極パターンを形成することができ、感度をより向上してタッチパネルの作動信頼性を向上することができる。

また、タッチパネルの視認性を改善することにより、タッチパネルの品質向上を図り、タッチパネルの製造時に感光性インク層と電極パターンの正確な整列により、製品の信頼度を高めることができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルの構成を示す状態図である。 本発明の他の実施例によるタッチパネルの断面図である。 本発明のまた他の実施例によるタッチパネルの断面図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図である。 本発明によるタッチパネルの製造方法を示すフローチャートである。

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及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。以下、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がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

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、本発明の一実施例によるタッチパネルの構成を示す状態図であり、図２は、本発明の他の実施例によるタッチパネルの断面図であり、図３は、本発明のまた他の実施例によるタッチパネルの断面図であり、図４Ａから図４Ｅは、本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図であり、図５は、本発明によるタッチパネルの製造方法を示すフローチャートである。

本発明の一実施例によるタッチパネル１は、透明基板１０と、前記透明基板１０上にパターニングされて電気伝導性を有する感光性インク層２０と、前記パターニングされた感光性インク層２０上の対応位置に形成される電極パターン３０と、を含むものである。

透明基板１０は、所定の強度以上を有する材質であれば特に限定されず、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）、ポリエーテルスルホン（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（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；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ｂｉａｘｉａｌｌｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰＳ；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１０の一面には、透明電極が形成されるため、透明基板１０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１０の一面に高周波処理またはプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）処理などを施して、表面処理層を形成することができる。

感光性インク層２０は、透明基板１０上に形成される。特に、図１に図示されたように、透明基板１０上にパターニングされて形成されることにより、後述する電極パターン３０を同じパターンに形成することができる。感光性インク層２０を露光及び現像段階を経てパターニングすることにより、より微細なパターンを形成することができ、前記感光性インク層２０と同じパターンを有する微細な電極パターン３０を具現することができる利点がある（製造方法は後述する）。感光性インク層２０は、後述する電極パターン３０と共にタッチパネルの電極の機能を果たすために、電気伝導性を有するように好適な伝導性物質を含有して形成することができる。具体的には、感光性インク層２０を構成する感光性インクに導電性カーボンを含有するように形成することで、電気伝導性を有するようにすることができる。ここで、導電性カーボンは、バルカン−ＸＣ−７２、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、活性炭素及びカーボンナノチューブのうち何れか一つまたはその組み合わせを含有するように形成することができる。

また、前記感光性インクは、当業界において通常、製造して用いたり、商業的に販売する感光性インク組成物に、導電性カーボンを１〜１５ｗｔ％添加して用いることができ、この際、前記導電性カーボンの使用量が１ｗｔ％未満である場合には、導電性が低下して電極パターン３０の電解メッキが難しい恐れがあり、１５ｗｔ％を超える場合には、感光性インク層２０の露光及び現像段階で信頼性が低下する恐れがある。

本発明の一実施例による前記感光性インク組成物は、例えば、導電性カーボン１〜１５ｗｔ％、光開始剤３〜１０ｗｔ％、感光性樹脂１５〜２０ｗｔ％、多官能性単量体５〜３０ｗｔ％及びカップリング剤のような添加剤０．１〜２ｗｔ％を含み、残部が溶剤からなることができる。前記溶剤としては、例えば、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）などが挙げられる。このようなインクからなる感光性インク層２０は、パターニングするための露光及び現像段階の信頼性及び電極パターン３０と共に電気伝導性を有するようにする作動信頼性を確保することができる。

図１に図示されたように、電極パターン３０は、パターニングされた感光性インク層２０上に、前記パターニングされた感光性インク層２０と同じパターンに形成することができる。特に、感光性インク層２０と同じパターンで正確に一致するパターンを具現するために、パターニングされた感光性インク層２０を媒介（シード層）にして電解メッキを施すことができる。パターニングされた感光性インク層２０上にそれぞれ電解メッキにより電極パターン３０を形成することで、感光性インク層２０のパターンと同じパターンの電極パターン３０を具現するだけでなく、感光性インク層２０による微細パターンをそのまま電極パターン３０に具現することができる利点がある。また、従来、電極パターン３０によるタッチパネルの視認性問題を解決するための別の黒化処理などが不要となり、工程がより簡単になり、電極パターン３０の具現の精度をより向上させることができる。感光性インク層２０上に電解メッキを施す過程は、通常の工程であるため、その詳細な説明は省略する。

本発明では、透明基板１０の一面上に電極パターン３０が形成された構造及び工程について説明するが、透明基板１０の一面のみに電極パターン３０を形成するセルフキャップ方式または透明基板１０の一面に電極パターン３０を形成し、対応する位置に交互に電極パターンが形成された透明基板を結合する相互（Ｍｕｔｕａｌ）方式のタッチパネル構造を具現することは当業者にとって容易に設計変更できるものであって、その詳細な説明は省略する。

また、図２に図示されたように、本発明の一実施例によるタッチパネルは、電極パターン３０を含む領域を覆うためのコーティング層４０をさらに含むことができる。即ち、前記電極パターン３０が形成された透明基板１０の一面上でタッチが行われる場合には、電極パターン３０を保護し、異物の流入を防止するために別のコーティング層４０を形成することができる。この際、コーティング層４０は、ガラス（ｇｌａｓｓ）または別のハードコーティング処理により形成させることができる。

また、図３に図示されたように、電極パターン３０が形成された透明基板１０の一面の反対側の他面には、透過率補償層５０をさらに形成することにより、タッチパネルに結合されるディスプレイ部領域において画像出力によって生じるタッチパネルの視認性低下などを適宜補償することができる効果がある。

図４Ａから図４Ｅは、本発明によるタッチパネルの製造方法を示す工程図であり、図５は、本発明によるタッチパネルの製造過程を示すフローチャートである。

本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法は、透明基板１０を準備する段階と、前記透明基板１０上に電気伝導性を有する感光性インクを塗布して感光性インク層２０を形成する段階と、前記感光性インク層２０をパターニングする段階と、前記パターニングされた感光性インク層２０上に電極パターン３０を形成する段階と、を含むものである。

具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに図示されたように、先ず、透明基板１０を準備し、前記透明基板１０上に電気伝導性を有する感光性インクを塗布して感光性インク層２０を形成する。透明基板１０上に感光性インクを塗布する方法としては、通常のスクリーン印刷またはスパッタリングなど様々な方法が挙げられ、その他にも当業者による公知の印刷技術が適用されることができることは言うまでもない。一方、導電性を有する前記感光性インク層２０の感光性インクは、ＣＮＴまたは金属粒子を少量添加して製造することができ、後述する電極パターン３０を製造するために電解メッキを施す場合、ＣｕまたはＳｎなど様々な金属を用いることができる。

次に、図４Ｃ及び図４Ｄに図示されたように、感光性インク層２０をパターニングする段階である。感光性インク層２０をパターニングするために、別のパターニングされたレジスト６０を形成することができる。パターニングされたレジスト６０により露光段階が行われた後、レジスト６０を除去し、現像液を用いて露光処理された感光性インク層２０をエッチングする現像段階を経ることにより、最終的にパターニングされた感光性インク層２０を形成することができる。ここで、レジスト６０により露光されていない部分を現像液を用いてエッチングして除去する方法、または露光された部分を現像液を用いてエッチングすることで除去する方法を用いることができ、これは、感光性インク層２０の材質的な特性及び性質によって当業者により自由に選択することができる。

次に、図４Ｅに図示されたように、パターニングされた感光性インク層２０に電極パターン３０を形成する段階である。この際、電極パターン３０は、パターニングされた感光性インク層２０をシード層として、電解メッキする方式により形成することができる。電解メッキは、銅などを用いて行うことができ、ここでは、電気伝導性を有する金属材質であれば特に限定されない。感光性インク層２０に電解メッキにより電極パターン３０を形成することで、微細にパターニングできる感光性インク層２０に対応する電極パターン３０を形成することができ、微細な電極パターン３０を具現することで、タッチパネルの検知性能や駆動信頼性をより向上させることができる。

特に、前記電極パターン３０を形成する段階において、電極パターン３０の線幅が３μｍ以下である微細パターンを具現することができ、電極パターン３０の電気伝導性及び作動の信頼性を考慮して、電極パターン３０の厚さは、５０ｎｍ〜５μｍの範囲を有することが好ましい。電極パターン３０の厚さが薄すぎるとそのタッチ感度が低下する恐れがあり、厚さが厚すぎるとタッチパネル全体の厚さが増加して薄型化を具現することが難しいだけでなく、電解メッキによる電極パターン３０の具現の精度が低下する恐れがあるためである。

また、前記タッチパネル１の製造方法について、より具体的に説明すると、前記感光性インクを、透明基板１０上にスピンコーティングして塗布してからホットプレート（Ｈｏｔ−ｐｌａｔｅ）に１００℃の温度にて１００秒間ソフトベーキングして塗布膜を形成し、マスクを４０ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギーを与えて露光した後、２ｗｔ％の水酸化カルシウム溶液を用いて６０秒間現像してから純粋な水で１分間洗浄する。

このようにして得られたパターンを、オーブンで２３０℃にて３０分間ハードベーキングし、透明伝導性パターンを形成する。回路のマスクは、約２５０μｍのピッチ間隔及び約３μｍの線幅を具現し、この際、７００ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅの面抵抗が得られた。

ＴＳＰ電極を形成するために、各配線部に電解銅メッキを施してＣｕの厚さを３０ｎｍに増加することができ、この際、透明伝導性メッシュの面抵抗は、２０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅの値が得られた。

このようにして前記タッチパネル１の全面において黒化処理が施される効果が得られ、全体的にタッチパネルが黒く見えることにより視認性が改善され、下地層にはＣｕメッキによって抵抗が低い約２５０μｍのピッチ及び約３μｍの線幅を有する配線を形成することができる。

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。

本発明は、タッチパネル及びその製造方法に適用可能である。

１ タッチパネル
１０ 透明基板
２０ 感光性インク層
３０ 電極パターン
４０ コーティング層
５０ 透過率補償層
６０ レジスト

Claims (15)

1. 透明基板と、
   前記透明基板上にパターニングされ、電気伝導性を有する感光性インク層と、
   前記パターニングされた感光性インク層上の対応位置に形成される電極パターンと、
   を含むタッチパネル。
2. 前記電極パターンは、電解メッキにより前記パターニングされた感光性インク層と同じパターン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。
3. 前記感光性インク層は、導電性カーボンを含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。
4. 前記導電性カーボンは、バルカン−ＸＣ−７２、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、活性炭素及びカーボンナノチューブのうち何れか一つまたはその組み合わせを含有することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記感光性インク層は、導電性カーボン１〜１５ｗｔ％、光開始剤３〜１０ｗｔ％、感光性樹脂１５〜２０ｗｔ％、多官能性単量体５〜３０ｗｔ％、添加剤０．１〜２ｗｔ％、及び残部が溶剤からなることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
6. 前記透明基板上に前記電極パターンを含む領域を覆うためのコーティング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。
7. 前記透明基板の一面に感光性インク層と電極パターンが形成され、他面に形成される透過率補償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。
8. 透明基板を準備する段階と、
   前記透明基板上に電気伝導性を有する感光性インクを塗布して感光性インク層を形成する段階と、
   前記感光性インク層をパターニングする段階と、
   前記パターニングされた感光性インク層上に電極パターンを形成する段階と、
   を含むタッチパネルの製造方法。
9. 前記パターニングされた感光性インク層に電極パターンを形成する段階において、前記感光性インク層をシード層として電解メッキを行うことを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。
10. 前記感光性インク層をパターニングする段階は、
    前記塗布された感光性インク層上にパターニングされたレジストを形成する段階と、
    前記レジスト上に露光する段階と、
    前記レジストを除去した後、前記感光性インク層を現像する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。
11. 前記感光性インク層は、導電性カーボンを含有することを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。
12. 前記導電性カーボンは、バルカン−ＸＣ−７２、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、活性炭素及びカーボンナノチューブのうち何れか一つまたはその組み合わせを含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の製造方法。
13. 前記感光性インク層は、導電性カーボン１〜１５ｗｔ％、光開始剤３〜１０ｗｔ％、感光性樹脂１５〜２０ｗｔ％、多官能性単量体５〜３０ｗｔ％、添加剤０．１〜２ｗｔ％、及び残部が溶剤からなることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。
14. 前記電極パターンを形成する段階において、電極パターンの線幅を３μｍ以下に具現することを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。
15. 前記電極パターンの厚さは、５０ｎｍ〜５μｍの範囲を有することを特徴とする請求項８に記載のタッチパネルの製造方法。

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