JP2014529376A - 薄膜センサ、それを有する容量性タッチパネル、その製造方法および端末製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、薄膜センサ、前述のセンサを有する容量性タッチパネルおよびその製造方法ならびに端末製品に関する。本発明の薄膜センサは、１つのみの透明な導電基板を有する。具体的には、１つのみの光学的に透明な基板を用いて、この基板の上下２つの表面にはそれぞれ、検出電極層と駆動電極層とを塗布する。したがって、一方では、薄膜センサの厚さを減少することができるので、タッチパネルおよびタッチ電子機器の軽量化および薄型化に寄与し、他方では、材料の選択および製造工程がより簡単になるので、２つの透明な導電薄膜を製造するために２つの基板を選択する必要がなくなる。

Description

発明の分野
本発明は、薄膜センサ、前述センサを有する容量性タッチパネル、その製造方法および端末製品に関する。

発明の背景
現在、タッチ式のインテリジェント電子装置は、市場で非常に人気がある。容量性タッチパネルは、その良好な人間と機械との間の相互作用のため、広く認められている。

一般的に、容量性タッチパネルは、センサの材質によって、ガラス容量性パネルと薄膜容量性パネルとの二種類に分けられる。薄膜容量性タッチパネルは、そのセンサがガラス容量性タッチパネルのセンサより軽く、かつ、薄膜材料がロールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）法で製造できるので、大量生産することができ、製造コストを削減することができるため、スマートフォン、タブレットコンピュータおよびウルトラノートコンピュータに広く応用されている。薄膜容量性タッチパネルの市場規模は、ガラス容量性タッチパネルとほぼ同じである。

従来の薄膜容量性タッチパネルのセンサは、光学接着剤で接着された二層の透明な導電薄膜から構成される。具体的には、まず、導電薄膜を作製し、すなわち、２つの透明な薄膜基板の各々の上面に電極層を作製した後、光学接着剤を用いて二層の導電薄膜を上下に接着する。上方電極層と下方電極層と（上方電極層は検出電極層であって、下方電極層は駆動電極層である）の間の距離は、薄膜基板層の厚さと光学接着剤層の厚さとの和である。さらに、駆動電極層の下方には、もう１つの薄膜基板層がある。

従来の薄膜タッチセンサは厚すぎるため、タッチパネルの厚さを増大し、タッチパネルおよびタッチ電子機器の軽量化および薄型化に不利な影響を与え、さらに、より多くの原材料が消費され、コスト高になり、製造工程も複雑である。

発明の概要
本発明の目的は、より薄い薄膜センサおよびより薄い薄膜容量性タッチパネルを提供することである。

一側面において、本発明は、容量性タッチパネルに使用される薄膜センサを提供する。薄膜センサは、検出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む。この基板は、２つの表面を有する。上記検出電極層と駆動電極層とは、それぞれ上記２つの表面に塗布される。上記基板は、単層の薄膜である。

得られた、容量性タッチパネルに使用される薄膜センサは、１つのみの透明な導電基板を有する。具体的には、１つのみの光学的に透明な基板を用いて、基板の両側の表面に、それぞれ検出電極層と駆動電極層とを塗布する。したがって、一方では、薄膜センサの厚さを減少することができ、タッチパネルおよびタッチ電子機器の軽量化および薄型化に寄与し、他方では、材料の選択および製造工程がより簡単になり、２つの光学的に透明な導電薄膜を製造するために２つの基板を選択する必要がなくなる。

一実施形態によれば、上記基板は、単層のＰＥＴ薄膜である。
一実施形態によれば、上記基板の厚さは、０．０５〜０．２ｍｍの範囲にある。

一実施形態によれば、検出電極層と駆動電極層との両方は、光学的に透明な導電材料ＩＴＯから製造される。薄膜の表面にＩＴＯ導電膜層を塗布し、その後、ＩＴＯ膜をエッチングして検出電極層と駆動電極層とにそれぞれ対応するＩＴＯパターンを形成することにより、検出電極層と駆動電極層とを作製する。

一実施形態によれば、検出電極層と駆動電極層との、基板から遠い側の表面には、それぞれ金属製電極配線が設けられている。具体的には、薄膜に検出電極層と駆動電極層とを塗布し、検出電極層と駆動電極層との塗布されていない表面に金属膜を塗布し、金属膜をエッチングして検出電極層と駆動電極層とにそれぞれ対応する金属製電極配線を形成する。金属膜は、Ｃｕ膜、Ａｌ膜、Ａｇ膜、または容量性タッチパネルの検出電極層に使用することができ、当業者に知られている他の金属膜であってもよい。同様に、金属製電極配線は、Ｃｕ電極配線、Ａｌ電極配線またはＡｇ電極配線などであってもよい。

一実施形態によれば、検出電極層と駆動電極層とは、フレキシブル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、検出電極層は、Ｘ軸の方向に沿って導通された回路であって、駆動電極層は、Ｙ軸の方向に沿って導通された回路である。フレキシブルプリント回路基板は、Ｘ軸の方向に沿って導通された回路に接続されている第１部分と、Ｙ軸の方向に沿って導通された回路に接続されている第２部分とを含む。第１部分は、異方性導電接着剤を用いて、検出電極層に電気的に接続される。第２部分は、異方性導電接着剤を用いて、駆動電極層に電気的に接続される。

他の側面において、本発明は、カバープレートと薄膜センサとを含む容量性タッチパネルを提供する。検出電極層は、駆動電極層よりも、カバープレートに近い。

一実施形態によれば、薄膜センサの検出電極層とカバープレートとは、光学接着剤を用いて接着される。

一実施形態によれば、光学接着剤は、５０μｍ〜１００μｍの厚さを有する光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）である。好ましい実施形態において、上記光学接着剤の透過率は、９５％以上である。したがって、接着の耐久性、色彩および十分な表示輝度を確保することができる。

一実施形態によれば、カバープレートは、不規則な形状の強化ガラスから製造される。または、タッチパネルに使用することができ、当業者に知られている他のガラスから製造してもよい。

一実施形態によれば、カバープレートの一方側の表面には、窓枠が設けられ、窓枠が設けられた一方側の表面と検出電極層とは、光学接着剤を用いて接着される。

本発明は、容量性タッチパネルを含むタッチパネルの端末製品を提供する。
また、本発明は、薄膜センサを製造する工程を含む容量性タッチパネルの製造方法を提供する。

薄膜センサを製造する工程は、
光学的に透明な電極材料を基板の両側の表面に塗布する工程と、
基板の一方側の表面に塗布された電極材料をエッチングして検出電極パターンを形成することにより、検出電極層を作製する工程と、
基板の他方側の表面に塗布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することにより、駆動電極層を作製する工程とを含む。

一実施形態によれば、光学的に透明な電極材料は、真空蒸着またはマグネトロンスパッタリングにより、薄膜基板の両側の表面に塗布される。

一実施形態によれば、基板にＩＴＯ電極材料を塗布することにより、基板の両側の表面にＩＴＯ導電膜を形成し、その後、両側のＩＴＯ導電膜の表面に金属膜を塗布する。第１次二重露光現像エッチングにより、基板の両側の表面にそれぞれ、検出電極層のＩＴＯパターンおよび駆動電極層のＩＴＯパターンと、検出電極層２１表面の金属製電極配線２４および駆動電極層２２表面の金属製電極配線２５とを形成する。第２次二重露光現像エッチングにより、金属膜の一部をエッチングして窓を開設する。

一実施形態によれば、薄膜センサが作製された後、異方性導電接着剤（異方性導電膜とも呼ばれる）を用いて、プリント回路基板の２つの機能部分を薄膜センサの検出電極層および駆動電極層に接着する。具体的には、検出電極層は、Ｘ軸の方向に沿って導通された回路であって、駆動電極層は、Ｙ軸の方向に沿って導通された回路である。フレキシブルプリント回路基板は、Ｘ軸の方向に沿って導通された回路に接続されている第１部分と、Ｙ軸の方向に沿って導通された回路接続されている第２部分とを含む。第１部分は、異方性導電接着剤を用いて、検出電極層の金属製電極配線に電気的に接続される。第２部分は、異方性導電接着剤を用いて、駆動電極層の金属製電極配線に電気的に接続される。

一実施形態によれば、窓枠は、スクリーン印刷により、カバープレートの一方側の表面に作製され、窓枠が作製されたカバープレート一方側の表面は、光学接着剤を用いて、薄膜センサの検出電極層に接着される。

第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法の第１工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法の第２工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法の第３工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法の第４工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法の第５工程を示す断面図である。 第１実施形態に係る容量性タッチパネルを示す断面図である。

実施形態の詳細な説明
図６は、第１実施形態に係る容量性タッチパネルを示す断面図である。容量性タッチパネルは、カバープレート１０と、薄膜センサ２０とを含む。

カバープレート１０は、不規則な形状の強化ガラスから製造される。
カバープレート１０の下面（薄膜センサに接着される側の表面）には、窓枠１１が設けられている。一般的には、窓枠１１は、スクリーン印刷技術により、さまざまな種類のカラーインクを用いてカバープレート１０に印刷される。

薄膜センサ２０は、検出電極層２１と、駆動電極層２２と、基板２３とを含む。
基板２３は、実質的に光学的に透明な単層ＰＥＴ薄膜である。

基板２３は、上面と下面とを含む。検出電極層２１と駆動電極層２２とはそれぞれ、上面と下面とに塗布される。検出電極層２１は、駆動電極層２２よりも、カバープレート１０に近い。

検出電極層２１と駆動電極層２２との両方は、光学的に透明な導電材料ＩＴＯから製造される。検出電極層２１と駆動電極層２２とは、基板２３の表面にＩＴＯ導電膜を塗布し、エッチングすることにより必要とされるＩＴＯパターンを形成することにより、作製される。

検出電極層２１の、基板２３から遠い側の表面には、金属製電極配線２４が設けられている。駆動電極層２２の、基板２３から遠い側の表面には、金属製電極配線２５が設けられている。具体的には、電極層の一方側の表面に金属膜を塗布し、エッチングすることにより金属製電極配線を形成する。金属膜は、Ｃｕ膜、Ａｌ膜、Ａｇ膜、または容量性タッチパネルの検出電極層の金属膜として使用することができ、当業者に知られている他の金属膜であってもよい。同様に、金属製電極配線は、Ｃｕ電極配線、Ａｌ電極配線またはＡｇ電極配線などであってもよい。

窓枠１１が設けられたカバープレート１０の一方側の表面と薄膜センサ２０（検出電極層２１のある側の表面）とは、ＯＣＡ光学接着剤３０を用いて接着される。

フレキシブルプリント回路基板は、薄膜センサ２０の一端部に接着される。検出電極層２１の金属製電極配線２４と駆動電極層２２の金属製電極配線２５とは、フレキシブルプリント回路基板４０により電気的に接続される。

第１実施形態に係る容量性タッチパネルの製造方法は、以下の工程を含む。
第１工程
図１を参照して、まず、単層のＰＥＴ薄膜である基板２３を選択する。基板２３の上下表面に、それぞれＩＴＯ導電膜を塗布する。上面に塗布されたのは、検出電極層２１のＩＴＯ導電膜２１Ａであり、下面に塗布されたのは、駆動電極層２２のＩＴＯ導電膜２２Ａである。その後、両側のＩＴＯ導電膜の表面にそれぞれ金属膜２４Ａと金属膜２５Ａとを塗布する。

第２工程
図２を参照して、第１次二重露光現像エッチングにより、基板２３の両側の表面にそれぞれ、検出電極層２１（検出電極層ＩＴＯパターン）および駆動電極層２２（駆動電極層ＩＴＯパターン）と、検出電極層２１表面の金属製電極配線２４および駆動電極層２２表面の金属製電極配線２５とを形成する。

第３工程
図３を参照して、第２次二重露光現像エッチングにより、金属膜の一部をエッチングして窓を開設する。

上述した３つの工程により、薄膜センサ２０が作製される。
第４工程
図４を参照して、フレキシブルプリント回路基板４０と薄膜センサ２０の一端部とを異方性導電接着剤を用いて接着する。

ここで、検出電極層２１をＸ軸方向に沿って導通された回路、駆動電極層２２をＹ軸方向に沿って導通された回路として仮定すれば、フレキシブルプリント回路基板４０は、Ｘ軸方向に沿って導通された回路に接続されている第１部分４１と、Ｙ軸方向に沿って導通された回路に接続されている第２部分４２とを含む。第１部分４１は、異方性導電接着剤を用いて、検出電極層２１の金属製電極配線２４に電気的に接続される。第２部分４２は、異方性導電接着剤を用いて、駆動電極層２２の金属製電極配線２５に電気的に接続される。

第５工程
図５を参照して、カバープレート１０を選択し、スクリーン印刷により、インクを用いてカバープレート１０の一方側の表面に窓枠１１を作製する。

第６工程
図６を参照して、窓枠１１が印刷されたカバープレート１０の一方側の表面と薄膜センサ２０の表面（検出電極層２１のある側の表面）とをＯＣＡ光学接着剤３０を用いて接着する。

以上のように、実施形態および本発明を実施する最良の態様を参照しながら、本発明を説明したが、本発明の範囲を逸脱すること無く、本発明に変更や修正を加えることが可能であることは当業者には明らかである。したがって、これらの変更や修正は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

Claims (10)

1. 容量性タッチパネルに使用される薄膜センサであって、
   検出電極層と、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、
   前記検出電極層と前記駆動電極層とは、それぞれ前記２つの表面に塗布され、
   前記基板は、単層の薄膜である、薄膜センサ。
2. 前記基板は、単層のＰＥＴ薄膜である、請求項１に記載の薄膜センサ。
3. 前記基板の厚さは、０．０５〜０．２ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の薄膜センサ。
4. 前記検出電極層と前記駆動電極層との、前記基板から遠い側の表面には、それぞれ金属製電極配線が設けられている、請求項１に記載の薄膜センサ。
5. 容量性タッチパネルであって、
   カバープレートと、請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜センサとを含み、
   検出電極層は、駆動電極層よりも、カバープレートに近い、容量性タッチパネル。
6. 前記カバープレートの一方側の表面には、窓枠が設けられ、前記窓枠が設けられた前記一方側の表面と、前記検出電極層とは、光学接着剤を用いて接着される、請求項５に記載の容量性タッチパネル。
7. 請求項５に記載の容量性タッチパネルを含むタッチパネルの端末製品。
8. 請求項５に記載の容量性タッチパネルの製造方法であって、
   薄膜センサを製造する工程を含み、
   前記薄膜センサを製造する工程は、
   前記基板の両側の表面に光学的に透明な電極材料を塗布する工程と、
   前記基板の一方側の表面に塗布された前記電極材料をエッチングし、検出電極パターンを形成することにより、検出電極層を作製する工程と、
   前記基板の他方側の表面に塗布された前記電極材料をエッチングし、駆動電極パターンを形成することにより、駆動電極層を作製する工程とを含む、製造方法。
9. 前記光学的に透明な電極材料は、真空蒸着またはマグネトロンスパッタリングにより、前記薄膜基板の両側の表面に塗布される、請求項８に記載の方法。
10. 前記窓枠は、スクリーン印刷により、前記カバープレートの一方側の表面に作製され、前記窓枠が作製された前記一方側の表面は、光学接着剤を用いて、前記薄膜センサの前記検出電極層に接着される、請求項８に記載の方法。

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