JP2014529375A

JP2014529375A - 薄膜センサ、薄膜センサを有する静電容量式タッチパネル、その製作方法及び端末製品

Info

Publication number: JP2014529375A
Application number: JP2014531098A
Authority: JP
Inventors: ジージョンチョン; カイモン; タンゲンチュー; ゲンチュータン
Original assignee: シェンジェンオー−フィルムテックカンパニーリミテッド
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-11-06
Also published as: US20140070821A1; KR20140066742A; TWI511013B; WO2014029183A1; TW201409335A; CN103631455A

Abstract

本発明は、薄膜センサ、センサを有する静電容量式タッチパネル、並びにその製造方法及び端末製品に関する。本発明の薄膜センサは、光学的に透明な基板を１つだけ有し、基板の２つの表面は、それぞれ、感知電極層及び駆動電極層で被覆され、これらは、薄膜センサの厚さを低減させ、従って、軽量かつ薄型のタッチパネル及びタッチ電子機器の開発に寄与する。

Description

本発明は、薄膜センサ、薄膜センサを有する静電容量式タッチパネル、その製作方法及び端末製品に関する。

近年タッチ式インテリジェント電子デバイスが市場で人気を博している。静電容量式タッチパネルは、優れた人間−機械間のインタラクションにより広く認知されてきている。

一般に、静電容量式タッチパネルは、センサの基板材料によって、ガラス静電容量式スクリーンと薄膜静電容量式スクリーンとの２つに分けることができる。薄膜静電容量式タッチパネルは、そのセンサがガラス静電容量式タッチパネルのセンサよりも軽量であり、大量生産につながり、より低い生産コストを可能にするロール・ツー・ロール方式で薄膜材料を生産できるため、スマートフォン、タブレット型コンピュータ及びウルトラブックにおいて広く使用されている。薄膜静電容量式タッチパネルは、ガラス静電容量式タッチパネルとほぼ同じサイズの市場を有する。

従来の薄膜静電容量式タッチパネルのセンサは、光学接着剤で接着された２つの導電薄膜の層で作成される。具体的には、最初に導電薄膜が作製され、電極層が、それぞれ２つの透明薄膜基板の上面に作製され、次に、２つの導電薄膜の層が光学接着剤により接合される。上部電極層と下部電極層との間の距離（上層は感知電極層であり、下層は駆動電極層である）は、薄膜基板層の厚さに光学接着剤層の厚さを加えたものと等しく、駆動電極層の下方に薄膜基板層がある。

従来の薄膜タッチセンサは、厚すぎてタッチパネル自体の厚さが増大し、軽量かつ薄型のタッチパネル及びタッチ電子機器の開発に寄与せず、原材料をより多く消費し、価格が高く、作製プロセスが複雑である。

本発明の目的は、より薄い薄膜センサ、及びより薄い薄膜静電容量式タッチパネルを提供することである。

本発明の１つの態様において、静電容量式タッチパネルに使用される薄膜センサが提供され、この薄膜センサは、感知電極層と、駆動電極層とを含み、薄膜センサはさらに光学的に透明な基板を含み、基板は２つの表面を有し、感知電極層及び駆動電極層は、それぞれ２つの表面を被覆し、基板は、感知電極層で被覆された第１の薄膜と、駆動電極層で被覆された第２の薄膜と、第１の薄膜と第２の薄膜との間に配置された光学的に透明な接着部材とを含み、第１の薄膜と第２の薄膜は接着部材により接合される。

光学的に透明な接着部材は、光学接着剤、又は光学接着剤により２つの表面上を被覆した光学的に略透明なコンポーネントとすることができる。

本発明において得られる静電容量式タッチパネルに使用される薄膜センサは、光学導電性基板を１つだけ有し、具体的には、光学的に透明な基板を１つだけ有し、基板の２つの表面は、それぞれ感知電極層と駆動電極層で被覆され、それにより薄膜センサの厚さが低減され、従って、軽量かつ薄型のタッチパネル及びタッチ電子機器の開発に寄与する。

１つの実施形態によると、第１の薄膜及び第２の薄膜は両方ともＰＥＴで作成され、第１の薄膜と第２の薄膜は、光学接着剤により接合される。

１つの実施形態によると、基板の厚さは、０．０５ミリから０．２ミリまでの範囲である。

１つの実施形態によると、感知電極層及び駆動電極層は両方とも光学的に透明な導電性材料であるＩＴＯで作成される。感知電極層及び駆動電極層は、薄膜の表面上にＩＴＯの導電膜層を塗布することにより作製され、次いでＩＴＯ膜をエッチングして、感知電極層及び駆動電極層にそれぞれ対応するＩＴＯパターンを形成する。

１つの実施形態によると、感知電極層及び駆動電極層の両方に、これらの、基板から離れた表面上に金属電極トレースが設けられる。具体的には、感知電極層及び駆動電極層は、薄膜上を被覆し、感知電極層及び駆動電極層の薄膜と反対側の表面に金属膜が塗布され、金属膜がエッチングされて、感知電極層及び駆動電極層にそれぞれ対応する金属電極トレースを形成する。金属膜は、Ｃｕ膜、Ａｌ膜、Ａｇ膜、又は静電容量式タッチパネルの感知電極層に使用され、当業者に知られた他の金属膜とすることができる。金属電極は、Ｃｕ電極、Ａｌ電極、又はＡｇ電極とすることができる。

１つの実施形態によると、感知電極層及び駆動電極層は、可撓性プリント回路基板により電気的に接続される。好ましい実施形態において、感知電極層は、Ｘ軸の方向に沿って導通する回路であり、駆動電極層は、Ｙ軸の方向に沿って導通する回路である。可撓性プリント回路基板は、Ｘ軸の方向に沿って導通する回路に接続された第１の部分と、Ｙ軸の方向に沿って導通する回路に接続された第２の部分を含む。第１の部分は、異方性導電性接着剤により感知電極層に電気的に接続され、第２の部分は、異方性導電性接着剤により駆動電極層に電気的に接続される。

他の態様において、本発明は、カバーパネルと薄膜センサとを含み、感知電極層は駆動電極層と比較してカバーパネルにより近い、静電容量式タッチパネルを提供する。

１つの実施形態によると、薄膜センサの感知電極層とカバーパネルは、光学接着剤により接合される。

１つの実施形態によると、光学接着剤は、５０マイクロメートルから１００マイクロメートルまでの厚さを有する光学透明接着剤（ＯＣＡ）である。好ましい実施形態において、光学接着剤の透過率は９５％より高く、これにより接着剤の耐久性、色、及び十分な表示輝度が保証される。

１つの実施形態によると、カバーパネルは、特殊強化ガラスで作成され、当業者に周知であるタッチパネルに使用される他のガラスで作成することもできる。

１つの実施形態によると、カバーパネルの表面上に窓枠が設けられ、窓枠の表面と感知電極層は、光学接着剤により接合される。

本発明は、静電容量式タッチパネルを含むタッチパネル端末製品を提供する。

本発明は、薄膜センサを製作するステップを含む、静電容量式タッチパネルの製造方法も提供する。

薄膜センサを製作するステップは、
第１の薄膜及び第２の薄膜を選択し、
第１の薄膜及び第２の薄膜の表面に、それぞれ光学的に透明な電極材料を塗布し、
第１の薄膜の表面上に配置された電極材料をエッチングして感知電極パターンを形成し、感知電極層を作製して第１の導電性薄膜を得て、第２の薄膜の表面に配置された電極材料をエッチングして駆動電極パターンを形成し、駆動電極層を作製して第２の導電性薄膜を得、
第１の導電性薄膜の感知電極層で被覆されていない表面と、第２の導電性薄膜の駆動電極層で被覆されていない表面を、光学的に透明な接着部材により接合する、
ステップを含む。

１つの実施形態によると、光学的に透明な電極材料は、真空蒸着及びマグネトロン・スパッタリングにより、薄膜基板の２つの表面上に塗布される。

１つの実施形態によると、第１の薄膜及び第２の薄膜の表面上にＩＴＯ電極材料を塗布して導電性ＩＴＯ膜を形成し、２つの導電性ＩＴＯ膜の表面上を金属膜で被覆する。第１の単一の露光現像エッチングにより、感知電極層のＩＴＯパターン、駆動電極層のＩＴＯパターン、感知電極層２１の表面上に配置された金属電極トレース２４、及び駆動電極層の表面上に配置された金属電極トレース２５が形成される。

第２の単一の露光現像エッチングにより、金属膜の部分がエッチング除去されて窓を形成する。

１つの実施形態によると、薄膜センサが作製された後、異方性導電性接着剤（異方性導電膜としても知られる）により、プリント回路基板の２つの機能部品が、薄膜センサの感知電極層及び駆動電極層に接着される。具体的には、感知電極層はＸ軸の方向に沿って導通する回路であり、駆動電極層はＹ軸の方向に沿って導通する回路である。可撓性プリント回路基板は、Ｘ軸の方向に沿って導通する回路に接続する第１の部分と、Ｙ軸の方向に沿って導通する回路に接続する第２の部分とを含む。第１の部分は、異方性導電性接着剤により感知電極層に電気的に接続され、第２の部分は、異方性導電性接着剤により駆動電極層に電気的に接続される。

１つの実施形態によると、窓枠は、スクリーン印刷により、カバーパネルの表面上に作製され、窓枠を有するカバーパネルの表面と薄膜センサの感知電極層が、光学接着剤により接合される。

第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製作方法の第１のステップの断面図である。第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製作方法の第２のステップの断面図である。第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製作方法の第３のステップの断面図である。第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製作方法の第４のステップの断面図である。第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製作方法の第５のステップの断面図である。第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの断面図である。

図６は、第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの断面図であり、静電容量式タッチパネルは、カバーパネル１０及び薄膜センサ２０を含む。

カバーパネル１０は、特殊強化ガラスで作製される。

カバーパネル１０には、その下面（薄膜センサに接合される表面）に窓枠１１が設けられ、一般的に言えば、窓枠１１は、全ての種類のカラーインクを用いてスクリーン印刷技術によりカバーパネル１０上に設定される。

薄膜センサ２０は、感知電極層２１、駆動電極層２２、及び基板２３を含む。

基板２３は、光学接着剤２３３により接着された２つのＰＥＴ薄膜の層（すなわち、第１のＰＥＴ薄膜２３１及び第２のＰＥＴ薄膜２３２）で作製され、基板２３は、ほぼ光学的に透明である。

第１のＰＥＴ薄膜２３１は、その上面が感知電極層２１で被覆され、第２のＰＥＴ薄膜２３２は、その下面が駆動電極層２２で被覆され、感知電極層２１は、駆動電極層２２と比較して、カバーパネル１０により近い。

感知電極層２１及び駆動電極層２２は両方とも、光学的に透明な導電性材料のＩＴＯで作製される。

感知電極層２１には、基板２３から離れたその表面上に、金属電極トレース２４が設けられる。駆動電極層２２には、基板２３から離れたその表面上に、金属電極トレース２５が設けられる。

窓枠１１を有するカバーパネル１０の表面は、光学透明接着剤３０により、薄膜センサ２０（感知電極層２１を有する表面上の）に接合される。

可撓性プリント回路基板が、薄膜センサ２０の端部に接合される。感知電極層２１の第１の金属電極トレース２４及び駆動電極層２２の第２の金属電極トレース２５は、プリント回路基板４０により電気的に接続される。

第１の実施形態による静電容量式タッチパネルの製造方法は、以下のステップを含む。

ステップ１：図１を参照すると、第１のＰＥＴ薄膜２３１及び第２のＰＥＴ薄膜２３２が選択され、ＩＴＯ導電性膜２１Ａが第１のＰＥＴ薄膜の上面に塗布され、次いで金属膜２４ＡがＩＴＯ導電性膜２１Ａの表面に塗布され、ＩＴＯ導電性膜２２Ａが第２のＰＥＴ薄膜の下面に塗布され、次いで金属膜２５ＡがＩＴＯ導電性膜２２Ａの表面に塗布される。

ステップ２：図２を参照すると、第１の単一の露光現像エッチングにより、感知電極層２１（感知電極層のＩＴＯパターン）、駆動電極層２２（駆動電極層のパターン）、感知電極層２１の表面に配置された金属電極トレース２４及び駆動電極層２２の表面に配置された金属電極トレース２５が、それぞれ、第１のＰＥＴ薄膜２３１の上面及び第２のＰＥＴ薄膜２３２の下面に形成される。

ステップ３：図３を参照すると、金属膜の一部が、第２の単一の露光現像エッチングにより、エッチング除去されて窓を形成し、次いで第１のＰＥＴ薄膜２３１の感知電極層で被覆されていない表面及び第２のＰＥＴ薄膜２３２の駆動電極層が塗布されていない表面が、光学透明接着剤２３３により接合される。

薄膜センサ２０は、上記の３つのステップで製作される。

ステップ４：図４を参照すると、異方性導電性接着剤により、可撓性プリント回路基板４０と薄膜センサ２０の端部が接合される。

感知電極層２１はＸ軸の方向に沿って導通する回路であり、駆動電極層２２はＹ軸の方向に沿って導通する回路であると仮定する。可撓性プリント回路基板４０は、Ｘ軸の方向に沿って導通する回路に接続された第１の部分４１と、Ｙ軸の方向に沿って導通する回路に接続された第２の部分４２とを含む。第１の部分４１は、異方性導電性接着剤により感知電極層２１に電気的に接続され、第２の部分４２は、異方性導電性接着剤により駆動電極層２２に電気的に接続される。

ステップ５：図５を参照すると、カバーパネル１０が選択され、スクリーン印刷によりインクを用いて、カバーパネル１０の表面上に窓枠１１が作製される。

ステップ６：図６を参照すると、その上に窓枠１１が設けられたカバーパネル１０の表面と薄膜センサ２０の（感知電極層２１の側に近い）表面が光学透明接着剤３０により接合される。

本発明は、その実施形態及び本発明を実施のための最良の形態に関連して説明されたが、当業者には、添付の特許請求の範囲によって定められることが意図される本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変更を行い得ることが明らかである。

Claims

静電容量式タッチパネルに使用される薄膜センサであって、感知電極層と、駆動電極層と、光学的に透明な基板とを含み、
前記基板は２つの表面を有し、前記感知電極層及び前記駆動電極層は、それぞれ前記２つの表面を被覆し、
前記基板は、前記感知電極層で被覆された第１の薄膜と、前記駆動電極層で被覆された第２の薄膜と、前記第１の薄膜と前記第２の薄膜との間に配置された光学的に透明な接着部材とを含み、
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜は前記接着部材により接合されることを特徴とする薄膜センサ。
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜は両方ともＰＥＴで作製され、前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜は、光学接着剤により接合されることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜センサ。
前記基板の厚さは、０．０５ｍｍから０．２ｍｍまでの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜センサ。
前記感知電極層及び前記駆動電極層の両方に、これらの、前記基板から離れた表面上に金属電極トレースが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜センサ。
カバーパネルと、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の薄膜センサとを含み、前記感知電極層は、前記駆動電極層と比較して前記カバーパネルにより近いことを特徴とする静電容量式タッチパネル。
前記カバーパネルの表面上に窓枠が設けられ、前記窓枠を有する前記表面と前記感知電極層は、光学接着剤により接合されることを特徴とする、請求項５に記載の静電容量式タッチパネル。
請求項５に記載の前記静電容量式タッチパネルを含む前記タッチパネルの端末製品。
請求項５に記載の前記静電容量式タッチパネルの製造方法であって、
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜を選択するステップと、
前記第１の薄膜及び前記第２の薄膜の表面に、それぞれ光学的に透明な電極材料を塗布するステップと、
前記第１の薄膜の表面上に配置された前記電極材料をエッチングして感知電極パターンを形成し、前記感知電極層を製作して第１の導電性薄膜を得るステップと、
前記第２の薄膜の表面上に配置された前記電極材料をエッチングして駆動電極パターンを形成し、前記駆動電極層を製作して第２の導電性薄膜を得るステップと、
前記第１の導電性薄膜の前記感知電極層で被覆されていない前記表面と、前記第２の導電性薄膜の前記駆動電極層で被覆されていない前記表面とを光学的に透明な接着部材により接合するステップと、
を含む、前記薄膜センサを製作するステップを含むことを特徴とする方法。
前記光学的に透明な電極材料は、真空蒸着又はマグネトロン・スパッタリングにより、前記薄膜基板の２つの表面上に塗布されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
前記窓枠は、スクリーン印刷により前記カバーパネルの表面上に作製され、前記窓枠を有する前記カバーパネルの表面と前記薄膜センサの前記感知電極層は、光学接着剤により接合されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。