JP2015069634A - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露出したプライマー層の耐化学性や耐衝撃性が弱くなるため、基板とメッシュ状電極間の密着力及びプライマー層の耐化学性及び耐衝撃性を向上させる。【解決手段】基板１０と、上記基板に形成された複数のメッシュ状電極３０と、上記基板に上記メッシュ状電極の空隙を満たして形成されたハードコーティング層４０と、を含むタッチパネル１００。また、基板と上記メッシュ状電極及び上記ハードコーティング層との間にプライマー層２０が介在される。【選択図】図２

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、タッチパッド等のような接触感知装置は、ディスプレイ装置に付着されてユーザーに直感的な入力方法を提供することができる入力装置であり、最近では、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ナビゲーション等のような多様な電子機器に広く適用されている。

特に、スマートフォンへの需要が増加するにつれ、制限されたフォームファクタで多様な入力方法を提供することができるタッチスクリーンの採用率が増加し続けている。

上記タッチスクリーンは基板及び透明電極を含み、従来では透明電極としてＩＴＯを主に用いたが、最近では金属メッシュを用いた透明電極が主に用いられている。

従来の金属メッシュを用いた透明電極回路は、光学特性、耐化学性及び耐衝撃性等を向上させるために、基板上にハードコーティング層を適用し、このハードコーティング層上に金属電極膜を形成した後、露光、現像、エッチング及び剥離等の工程を経て製作された。

しかしながら、基板の全面上にハードコーティング層が形成される場合、基板とメッシュ状電極間の密着力が低くなって透明電極回路がうまく形成されないという問題があった。

このような密着力の問題は、プライマー層に金属メッシュを形成することにより一部改善することができた。しかしながら、この場合、露出したプライマー層の耐化学性や耐衝撃性が弱くなるという他の問題をもたらした。

下記特許文献１は、タッチスクリーンパネルの電極に関するものであり、基板及び金属メッシュ状電極を含む内容は開示しているが、電極の空隙に絶縁性ペーストが満たされてハードコーティング層が形成される構成は開示していない。

韓国公開特許第２０１３−００５５８３１号公報

本発明の目的は、基板とメッシュ状電極間の密着力及びプライマー層の耐化学性及び耐衝撃性を向上させることである。

本発明の第１の技術的な側面によれば、基板と、上記基板上に形成されたメッシュ状電極と、上記基板上に上記メッシュ状電極の空隙を満たして形成されたハードコーティング層と、を含むタッチパネルが提供される。

本発明の一実施例において、上記基板と上記メッシュ状電極及び上記ハードコーティング層との間にプライマー層が介在されることができる。

本発明の一実施例において、上記メッシュ状電極は、交差して形成された複数の導電体細線で構成されることができる。

本発明の一実施例において、上記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうちいずれか一つの金属又はＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうち二つ以上の金属を含む合金で形成されることができる。

本発明の一実施例において、上記複数の導電体細線の線幅は０．５〜１０μｍであることができる。

本発明の一実施例において、上記メッシュ状電極及び上記ハードコーティング層は、上記基板の両面に対向して形成されることができる。

本発明の第２の技術的な側面によれば、基板上に第１の軸方向に伸びる複数の第１の電極及び上記第１の軸方向と交差する方向に伸びる複数の第２の電極を含むメッシュ状電極を形成する段階と、上記基板上に上記メッシュ状電極の空隙を満たすように絶縁性ペーストを塗布してハードコーティング層を形成する段階と、上記メッシュ状電極及び上記ハードコーティング層の上面が同一平行面上に位置するように平坦化する段階と、を含むタッチパネルの製造方法が提供される。

本発明の一実施例において、上記メッシュ状電極を形成する段階の前に、上記基板上にプライマー層を形成する段階をさらに含むことができる。

本発明の一実施例において、上記メッシュ状電極を形成する段階で、上記メッシュ状電極は、複数の導電体細線で構成されることができる。

本発明の第３の技術的な側面によれば、上記基板上に電極膜を蒸着する段階と、上記電極膜上にフォトレジストをコーティングし格子状のマスクパターンを除いた領域を除去して残りのフォトレジストがコーティングされたメッシュ状電極を形成する段階と、上記メッシュ状電極の空隙及び上記残りのフォトレジストがコーティングされたメッシュ状電極の上をカバーするように上記基板上に絶縁性ペーストを塗布してハードコーティング層を形成する段階と、上記メッシュ状電極及び上記ハードコーティング層の上面が同一平行面上に位置するように上記残りのフォトレジスト及び上記メッシュ状電極の上に溢れた絶縁性ペーストを除去して平坦化する段階と、を含むタッチパネルの製造方法が提供される。

本発明の一実施例において、上記電極膜を蒸着する段階の前に、上記基板上にプライマー層を形成する段階をさらに含むことができる。

本発明の一実施例によれば、基板上にメッシュ状電極を形成し、絶縁性ペーストでメッシュ状電極の空隙を満たしてハードコーティング層を形成することにより、基板とメッシュ状電極間の密着力を向上させることができ、プライマー層が露出しないため耐化学性及び耐衝撃性を向上させることができるという効果がある。

本発明の一実施例によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示した斜視図である。 本発明の一実施例によるタッチパネルを概略的に示した断面図である。 （ａ）〜（ｈ）は図２のタッチパネルを製造する方法に関する実施例を順に示した断面図である。 本発明の他の実施例によるタッチパネルを概略的に示した断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施例によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示した斜視図である。

図１を参照すると、本発明の実施例によるタッチパネルが含まれる電子機器１は、画面を出力するためのディスプレイ装置２、入力部３、音声出力のためのオーディオ部４等を含む。

上記電子機器１はディスプレイ装置２と一体化して形成されるタッチスクリーン装置を備え、上記タッチスクリーン装置内にはタッチパネルが含まれることができる。

図１に示されているように、モバイル機器の場合、タッチスクリーン装置は、通常、ディスプレイ装置２に一体的に備えられ、ディスプレイ装置２に表示される画面を透過できる程度に高い光透過率を有しなければならない。

したがって、上記タッチスクリーン装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）及びＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ‐Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）等のフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）又は強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質の透明な基板に電気伝導性を有する物質で電極を形成することにより具現されることができる。

また、ディスプレイ装置２のベゼル領域には透明伝導性物質で形成された電極と連結される配線パターンが配置され、上記配線パターンはベゼル領域によって視覚的に遮蔽されることができる。

上記タッチスクリーン装置は、静電容量方式で動作することを仮定するため、所定のパターンを有する複数の電極を含むことができる。

また、複数の電極で生成される静電容量の変化を検出するための静電容量感知回路、上記静電容量感知回路の出力信号をデジタル値に変換するアナログ‐デジタル変換回路、デジタル値に変換されたデータを用いてタッチ入力を判断する演算回路等を含むことができる。

図２は、本発明の一実施例によるタッチパネルを概略的に示した断面図である。

図２を参照すると、本実施例によるタッチパネル１００は、基板１０と、基板１０上に形成されたメッシュ状電極３０と、基板１０上にメッシュ状電極３０の空隙を満たして形成されたハードコーティング層４０と、を含む。

この際、基板１０とメッシュ状電極３０及びハードコーティング層４０との間にプライマー層２０が介在されることができる。

以下の実施例では、説明の便宜のためにメッシュ状電極３０が基板１０上に形成されたプライマー層２０上に形成された構造を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、必要に応じてプライマー層２０は省略可能である。

タッチスクリーン装置の場合、基板１０はメッシュ状電極３０が形成されるための空間を提供する部材であり、透明基板には好ましくはＰＥＴを用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、基板１０のうち、メッシュ状電極３０が形成される領域以外の、メッシュ状電極３０と連結される配線が設けられた領域には、一般に不透明な金属物質で形成される配線を視覚的に遮蔽するための所定の印刷領域が形成されることができる。

メッシュ状電極３０は、基板１０に電圧を印加する部材であり、この際、メッシュの形は、特に限定されず、ひし形、ダイヤモンド形状、長方形、三角形及び円形等、多様であっても良い。

上記メッシュ状電極３０は、第１の軸方向に伸びる第１の電極と、上記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に伸びる第２の電極と、を含む。

上記第１及び第２の電極は、基板１０上に、ｓｐｕｔｔｅｒ、Ｅ‐Ｂｅａｍ等の真空蒸着方式、メッキ等の電解方式、印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）及び刻印（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）等の工程を用いて形成されることができる。

一方、図２には示されていないが、メッシュ状電極３０は、配線及びボンディングパッドを介して基板１０の一端に付着された回路基板の配線パターンと電気的に連結されることができる。

この際、上記回路基板にコントローラー集積回路が実装されることにより、メッシュ状電極３０で生成される感知信号を検出し、それからタッチ入力を判断することができる。

上記コントローラー集積回路は、タッチ入力によってメッシュ状電極３０で生成される静電容量の変化を検出し、それからタッチ入力を感知する。

この際、上記第１の電極は、上記コントローラー集積回路における多数のチャンネルに連結されて所定の駆動信号を印加され、上記チャンネルは、上記コントローラー集積回路が感知信号を検出するのに用いられることができる。

この際、上記コントローラー集積回路は、上記第１及び第２の電極の間で生成される静電容量の変化を獲得して感知信号として用いることができる。

接触物体がタッチ入力の印加されるカバーレンズの上に又は近接領域に存在する場合、上記第１及び第２の電極の間で静電容量の変化が発生する可能性がある。

上記第１及び第２の電極は伝導性物質であり、上記第１の電極に所定の駆動信号が印加されると、上記第１及び第２の電極の間に電場が形成され、接触物体による電場の変化が静電容量の変化につながる。

また、本実施例のメッシュ状電極３０は、複数の導電体細線からなることができる。

上記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕのうちいずれか一つの金属又は二つ以上の金属を含む合金で形成されることができる。

このようにメッシュ状電極３０が金属で製造されることにより、電極の抵抗値が減少し、伝導性及び検出感度が向上する。

この際、上記複数の導電体細線の線幅は０．５〜１０μｍであることができる。

これは、上記複数の導電体細線の線幅が０．５μｍより狭い場合は、断線によって不良率が増加して抵抗値が増加し、１０μｍより広い場合は透過性が減少する可能性があるためである。

即ち、本実施例のメッシュ状電極３０は、上記複数の導電体細線が網状であることから、全体的にメッシュ状をなす。したがって、従来のパターン電極の存在する領域にパターニングの跡が見える現象を減少させ、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

以下、上記のように構成されたタッチパネルを製造する方法に関する実施例を説明する。

図３ａ〜図３ｈは、図２のタッチパネルを製造する方法を順に示した断面図である。

以下の実施例では、説明の便宜のためにメッシュ状電極が基板１０上に形成されたプライマー層２０上に形成された構造を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、必要に応じてプライマー層２０は省略可能である。

図３ａを参照すると、まず、基板１０を設ける。

この際、基板１０上にプライマー層２０を形成する。

その後、基板１０上に形成されたプライマー層２０上にメッシュ状電極３０を形成するために、図３ｂに示されているように、基板１０上に形成されたプライマー層２０上に電極膜３００を蒸着する。

次に、図３ｃに示されているように、電極膜３００上にフォトレジスト７０をコーティングする。

次に、図３ｄに示されているように、フォトレジスト７０を露光器６０を用いて露光及び現像して格子状のマスクパターンを形成する。

次に、図３ｅに示されているように、電極膜３００のうち上記マスクパターンを除いた領域を化学的方法でエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）して除去して、残りのフォトレジスト７０ａがコーティングされたメッシュ状電極３０を形成する。

即ち、プライマー層２０上に第１の軸方向に伸びる複数の第１の電極及び上記第１の軸方向と交差する方向に伸びる複数の第２の電極を含むメッシュ状電極３０を形成する。

この際、メッシュ状電極３０は、複数の導電体細線で構成されることができる。

また、上記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうちいずれか一つの金属又はＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうち二つ以上の金属を含む合金で形成されることができる。

また、上記複数の導電体細線は、線幅が好ましくは０．５〜１０μｍとなるように形成されることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

次に、図３ｆに示されているように、プライマー層２０上にメッシュ状電極３０の空隙を満たすと共に残りのフォトレジスト７０ａがコーティングされたメッシュ状電極３０の上をカバーするよう、スピン又はディップコーティング等の方法により、例えば、アクリル、ウレタン系樹脂やシロキサン系樹脂等の硬度の大きい硬質樹脂等からなる絶縁性ペーストを塗布して、メッシュ状電極３０の厚さと類似した厚さでハードコーティング層４０を形成する。

次に、図３ｇに示されているように、メッシュ状電極３０及びハードコーティング層４０の上面が同一平行面上に位置するよう、残りのフォトレジスト７０ａ及びメッシュ状電極３０の上に溢れた絶縁性ペーストを除去して、図３ｈに示されたタッチパネル１００を完成する。

このような平坦化工程により、ハードコーティング層４０がメッシュ状電極３０の全部又は一部を覆う問題を解決することができる。

上記のように構成された本実施例のタッチパネル１００は、基板１０又はプライマー層２０とメッシュ状電極３０との密着力を向上させ、メッシュ状電極３０の空隙をハードコーティング層４０で満たしてプライマー層２０の耐化学性及び耐衝撃性を向上させることができる効果をもたらす。

また、後工程で高分子フィルム等からなる保護層をメッシュ状電極３０を覆うように形成することにより、メッシュ状電極３０の酸化を防止することができる。なお、この場合、基板１０とメッシュ状電極３０の間に段差が生じて保護層が折れて破損される現象が発生する可能性がある。

しかしながら、本実施例によれば、上記のような基板１０とメッシュ状電極３０の間の段差が除去されるため、上記製造工程で発生する保護層の破損を防止することができる。

また、メッシュ状電極３０の空隙の内壁をハードコーティング層４０で完全に満たすことにより、メッシュ状電極３０の空隙が腐食されることを防止することができる。

図４は、本発明の他の実施例によるタッチパネルを概略的に示した断面図である。

図４を参照すると、タッチパネル１００'は、基板１０の両面に、対向するプライマー層２０、２０'、メッシュ状電極３０、３０'及びハードコーティング層４０、４０'が形成されることができる。

なお、本実施例の基板１０の下面に形成されたプライマー層２０'、メッシュ状電極３０'及びハードコーティング層４０'の構造は、前述した一実施例の基板１０の上面に形成されたプライマー層２０、メッシュ状電極３０及びハードコーティング層４０と同じであるため、その具体的な説明を省略する。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ タッチパネル
１０ 基板
２０、２０' プライマー層
３０、３０' メッシュ状電極
４０、４０' ハードコーティング層
６０ 露光器
７０ フォトレジスト
７０ａ 残りのフォトレジスト
３００ 電極膜

Claims (13)

1. 基板と、
   前記基板上に形成されたメッシュ状電極と、
   前記基板上に前記メッシュ状電極の空隙を満たして形成されたハードコーティング層と、
   を含む、タッチパネル。
2. 前記基板と前記メッシュ状電極及び前記ハードコーティング層との間にプライマー層が介在される、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記メッシュ状電極は、交差して形成された複数の導電体細線で構成される、請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうちいずれか一つの金属又はＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうち二つ以上の金属を含む合金で形成される、請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記複数の導電体細線の線幅は０．５〜１０μｍである、請求項３または４に記載のタッチパネル。
6. 前記メッシュ状電極及び前記ハードコーティング層は、前記基板の両面に対向して形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチパネル。
7. 基板上に第１の軸方向に伸びる複数の第１の電極及び前記第１の軸方向と交差する方向に伸びる複数の第２の電極を含むメッシュ状電極を形成する段階と、
   前記基板上に前記メッシュ状電極の空隙を満たすように絶縁性ペーストを塗布してハードコーティング層を形成する段階と、
   前記メッシュ状電極及び前記ハードコーティング層の上面が同一平面上に位置するように平坦化する段階と、
   を含む、タッチパネルの製造方法。
8. 前記メッシュ状電極を形成する段階の前に、前記基板上にプライマー層を形成する段階をさらに含む、請求項７に記載のタッチパネルの製造方法。
9. 前記メッシュ状電極を形成する段階で、前記メッシュ状電極は、複数の導電体細線で構成される、請求項７または８に記載のタッチパネルの製造方法。
10. 前記複数の導電体細線は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうちいずれか一つの金属又はＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ及びＣｕのうち二つ以上の金属を含む合金で形成される、請求項９に記載のタッチパネルの製造方法。
11. 前記複数の導電体細線は、線幅が０．５〜１０μｍとなるように形成される、請求項９または１０に記載のタッチパネルの製造方法。
12. 基板上に電極膜を蒸着する段階と、
    前記電極膜上にフォトレジストをコーティングし格子状のマスクパターンを除いた領域を除去して残りのフォトレジストがコーティングされたメッシュ状電極を形成する段階と、
    前記メッシュ状電極の空隙及び前記残りのフォトレジストがコーティングされたメッシュ状電極の上をカバーするように前記基板上に絶縁性ペーストを塗布してハードコーティング層を形成する段階と、
    前記メッシュ状電極及び前記ハードコーティング層の上面が同一平面上に位置するように前記残りのフォトレジスト及び前記メッシュ状電極の上に溢れた絶縁性ペーストを除去して平坦化する段階と、
    を含む、タッチパネルの製造方法。
13. 前記電極膜を蒸着する段階の前に、前記基板上にプライマー層を形成する段階をさらに含む、請求項１２に記載のタッチパネルの製造方法。

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