JP2015099578A - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明の一実施形態によるタッチパネルは、基板と、上記基板の一面に形成される複数の導電体細線と、を含み、上記複数の導電体細線は、所定のパターンで形成される第１黒化層、上記第１黒化層と対応するように形成された金属層と、上記金属層の上面及び側面に形成される第２黒化層を含んでもよい。【選択図】図４

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、タッチパッドなどの接触検知装置は、ディスプレイ装置に付着され、使用者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、近年、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ナビゲーションなどの様々な電子機器に広く適用されている。特に、最近では、スマートフォンの需要が増加し、制限されたフォームファクタで様々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比率が日々増加している。

携帯用機器に適用されるタッチスクリーンは、タッチ入力を検知する方法によって、抵抗膜方式と静電容量方式に大別でき、そのうち、静電容量方式は、相対的に寿命が長く、様々な入力方法とジェスチャーを容易に具現できるという長所により、その適用比率が次第に増加している。特に、静電容量方式は、抵抗膜方式に比べて、マルチタッチインタフェースを具現することが容易であるため、スマートフォンなどの機器に幅広く適用される。

静電容量方式のタッチスクリーンは、一定のパターンを有する複数の電極を含み、タッチ入力によって静電容量の変化が発生する複数のノードが上記複数の電極により定義される。２次元平面に分布する複数のノードは、タッチ入力によって自己静電容量（Ｓｅｌｆ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）または結合静電容量（Ｍｕｔｕａｌ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化が発生し、複数のノードで発生した静電容量の変化に加重平均計算方法等を適用してタッチ入力の座標を計算することができる。

従来のタッチパネルは、通常、タッチを認識するセンシング電極をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；インジウム−スズ酸化物）で形成した。しかし、ＩＴＯの場合、原料であるインジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）が希土類金属で、高価であるため、価格競争力が低下するだけでなく、１０年内に枯渇が予想され、需給が円滑でないという問題がある。上記のような理由から、不透明な導電体細線を利用して電極を形成するための研究が行われており、導電体細線からなる電極は、ＩＴＯや導電性高分子に比べて電気伝導度に著しく優れ、需給が円滑であるという長所を有する。但し、導電体細線をタッチスクリーン用の電極として利用する場合、金属の色相や光反射により、使用者に簡単に視認されるという問題点がある。

韓国公開特許公報１０−２０１１−００８９４２３

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の一実施形態によると、金属層に黒化層を形成し、導電体細線の不可視性を増大させることができるタッチパネルを提供する。

また、所定のマスクパターンと金属膜のエッチング領域に形成される接着フィルムをともに剥離することができるタッチパネルの製造方法を提供する。

本発明の一実施形態によると、基板と、上記基板の一面に形成される複数の導電体細線と、を含み、上記複数の導電体細線は、所定のパターンで形成される第１黒化層、上記第１黒化層と対応するように形成される金属層、及び上記金属層の上面及び側面に形成される第２黒化層を含むタッチパネルを提案する。

上記第１黒化層は、上記基板と上記金属層を付着させる接着フィルムであってもよい。

上記第２黒化層は、所定のめっき工程により形成されてもよい。

上記第２黒化層は、ブラックニッケルで形成されてもよい。

上記接着フィルムは、塗料または顔料により色相が付与されてもよい。

本発明の他の実施形態によると、基板、接着フィルム及び金属膜を順次積層する段階と、上記金属膜上にフォトレジストを形成する段階と、上記フォトレジストを露光及び現像して、所定のマスクパターンを形成する段階と、上記マスクパターンに沿って上記金属膜をエッチングし金属層を形成する段階と、上記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び上記マスクパターンを剥離する段階と、を含むタッチパネルの製造方法を提案する。

上記金属層の側面及び上面に所定の黒化層を形成する段階をさらに含んでもよい。

上記接着フィルムは、塗料または顔料により色相が付与されてもよい。

上記金属膜は、所定のキャリアフィルムを介して上記接着フィルムと付着されてもよい。

上記金属層を形成する段階は、上記金属膜をテンティング工程によりエッチングしてもよい。

上記黒化層は、ブラックニッケルで形成されてもよい。

上記黒化層は、所定のめっき工程により形成されてもよい。

上記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び上記マスクパターンは、水酸化ナトリウムで剥離されてもよい。

上記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び上記マスクパターンは同時に剥離されてもよい。

本発明の一実施形態によると、金属層に黒化層を形成し、導電体細線の不可視性を増大させることができる。

また、所定のマスクパターンと金属膜のエッチング領域に形成される接着フィルムをともに剥離して製造工程を簡略化することができる。

また、剥離液に水酸化ナトリウムを用いて、金属層の損傷を最小化することができる。

本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。 本発明の他の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。 本発明の一実施形態によるタッチパネルの断面を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチパネルの製造工程を示す図である。

以下では、添付の図面を参照し、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。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、本発明の一実施形態によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。

図１を参照すると、本実施形態による電子機器１００は、画面を出力するためのディスプレイ装置１１０、入力部１２０、音声出力のためのオーディオ部１３０などを含み、ディスプレイ装置１１０と一体化されて形成されるタッチスクリーン装置を備えてもよく、タッチスクリーン装置内にタッチパネルが含まれてもよい。

図１に示されたように、モバイル機器などは、タッチスクリーン装置がディスプレイ装置に一体化されて備えられるのが一般的であり、タッチスクリーン装置は、ディスプレイ装置が表示する画面が透過できる程度の高い光透過率を有さなければならない。

従って、タッチスクリーン装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）、または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質の透明な基板に、電気導電性を有する物質で電極を形成することで具現することができる。ディスプレイ装置のベゼル領域には、透明導電性物質で形成される電極と連結される配線パターンが配置され、配線パターンは、ベゼル領域により視覚的に遮蔽される。

タッチスクリーン装置は、静電容量方式により動作するものと仮定すると、所定のパターンを有する複数の電極を含んでもよい。また、複数の電極の間で発生する静電容量の変化を検知するための静電容量検知回路、静電容量検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、及びデジタル値に変換されたデータを利用してタッチ入力を判断する演算回路などを含んでもよい。

図２は本発明の一実施形態によるタッチパネルの正面図であり、図３は本発明の他の一実施形態によるタッチパネルの正面図である。

図２を参照すると、本実施形態によるタッチパネル２００は、基板２１０と、基板２１０上に設けられる複数の電極２２０、２３０と、を含んでもよい。図２には示されていないが、複数の電極２２０、２３０のそれぞれは、連結配線及びボンディングパッドを介して基板２１０の一端に付着される軟性回路基板と電気的に連結されてもよい。軟性回路基板には、コントローラ集積回路が実装され、複数の電極２２０、２３０で生成される検知信号を検知し、それからタッチ入力を判断することができる。

基板２１０は、複数の電極２２０、２３０が形成されるための透明な基板であってもよい。従って、上述したように、基板２１０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダグラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）または強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質で形成されてもよい。

複数の電極２２０、２３０は、Ｘ軸方向に延びる複数の第１電極２２０と、Ｙ軸方向に延びる複数の第２電極２３０を含む。

第１電極２２０と第２電極２３０は、基板２１０の両面にそれぞれ設けられたり、基板２１０の一面に両方とも設けられてもよい。ここで、基板２１０の一面に第１電極２２０と第２電極２３０がともに設けられる場合には、第１電極２２０と第２電極２３０の交差地点に部分的に所定の絶縁層を形成してもよい。

また、上記と異なって、第１電極２２０と第２電極２３０は、異なる基板に設けられて交差されてもよいことは言うまでもない。

複数の電極２２０、２３０と電気的に連結されてタッチ入力を検知する装置は、タッチ入力により複数の電極２２０、２３０の間で発生する静電容量の変化を検知し、それからタッチ入力を検知する。

コントローラ集積回路において、第１電極２２０は、Ｄ１〜Ｄ８と定義されるチャネルに連結されて所定の駆動信号の印加を受けることができ、Ｓ１〜Ｓ８と定義されるチャネルは、第２電極２３０に連結されて第１電極２２０と第２電極２３０との間で発生する静電容量の変化を検知するために用いられてもよい。このとき、コントローラ集積回路は、静電容量の変化を検知信号として利用し、タッチ入力を判断することができる。

複数の電極２２０、２３０は、複数の導電体細線２２３、２３３と、複数の導電体細線２２３、２３３の両端で複数の導電体細線２２３、２３３と電気的に接続されるパッド２２７、２３７と、を含んでもよい。

通常、複数の導電体細線２２３、２３３は、網目状またはメッシュ状に形成される。導電体細線２２３、２３３が、網目状またはメッシュ状に形成されることにより、従来ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極が存在する領域でパターニングの跡が見えていた現象を減少させ、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

図２には、複数の電極２２０、２３０に備えられる複数の導電体細線２２３、２３３が菱形または四角形に形成されたものが示されているが、これに限定されず、六角形、八角形、ダイヤモンド形及び無定形（ｒａｎｄｏｍ）など、当業者が自明、または容易に導出できる範囲まで本発明に属し、図３に示したように、直線状に形成されてもよい。

複数の導電体細線２２３、２３３と電気的に接続されるパッド２２７、２３７が設けられる基板上の領域には、通常、不透明な金属材料で形成されるパッド２２７、２３７を視覚的に遮蔽するための所定の印刷層２４０が設けられてもよい。

基板２１０の端領域に設けられる印刷層２４０上にパッド２２７、２３７が形成され、印刷層２４０上でパッド２２７、２３７と複数の導電体細線２２３、２３３が接続されてもよい。

図４は、本発明の一実施形態によるタッチパネルの断面を概略的に示す図である。図４を参照すると、本実施形態によるタッチパネルは、基板２１０と、基板２１０の一面に設けられる複数の導電体細線２２３、２３３と、を含んでもよい。

複数の導電体細線２２３、２３３は、第１黒化層２４３、金属層２４５及び第２黒化層２４７を含んでもよい。第１黒化層２４３は、基板の一面に網目状またはメッシュ状のパターンで形成されてもよく、金属層２４５は、第１黒化層２４３と対応するように形成されることができる。また、第２黒化層２４７は、金属層の上面及び側面に形成されることができる。

金属層２４５は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕのうちいずれか一つまたはこれらの合金で製造されてもよく、複数の電極２２０、２３０が金属で製造されることで、電極の抵抗値が減少するため、導電性及び検知感度が向上することができる。

ただし、金属層２４５を上記金属物質で具現する場合は、金属の特有の色相または光反射により金属層２４５が使用者に視認されることがあるが、金属層２４５の下面に第１黒化層２４３を形成することで、基板２１０の他面側から使用者がタッチパネルを見るときのタッチパネルの視認特性を改善することができる。

また、金属層２４５の側面及び上面に第２黒化層２４７を形成することで、基板の一面側から使用者がタッチパネルを見るときにも、金属層２４５が視認されることを防止することができる。

図５は、本発明の一実施形態によるタッチパネルの製造工程を示す図である。以下、図５を参照して本実施形態によるタッチパネルの製造工程を説明する。

基板２１０の一面に、塗料または顔料を用いて色相を付与した接着フィルム２４３ａを積層した後（図５の（ａ））、接着フィルム２４３ａの上面にキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）２４５ｂを利用して金属膜２４５ａを接着する（図５の（ａ）、（ｂ））。このとき、接着フィルム２４３ａは、Ａｃｒｙｌ系、Ｕｒｅｔｈａｎｅ系、Ｅｐｏｘｙ系、Ｓｉｌａｎｅ系、Ａｍｉｎｅ系、Ａｍｉｄｅ系の物質で形成されてもよく、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で剥離されてもよい。

金属膜２４５ａは、工程時にキャリアフィルム２４５ｂとともに製造されるが、後の工程において、接着フィルム２４３ａに金属膜２４５ａを付着してからキャリアフィルム２４５ｂを剥がすことで、金属膜２４５ａを基板２１０に接着することができる。金属膜２４５ａは、１．５〜４．０μｍの厚さを有し、このように薄い金属膜２４５ａは、取り扱いが困難であるため、単独で製造して基板に付着すると、段差または接着気泡などの不良が発生する恐れがある。本実施形態によると、キャリアフィルム２４５ｂを用いることで、上記問題を解決することができる。

この後、キャリアフィルム２４５ｂを除去し（図５の（ｄ））、金属膜２４５ａの上面にフォトレジスト（ＰＲ）を形成した後（図５の（ｅ））、露光及び現像を行ってマスクパターン（ＭＰ）を形成する（図５の（ｆ））。

次いで、マスクパターン（ＭＰ）が形成された金属膜２４５ａをエッチングして金属層２４５を形成する（図５の（ｇ））。このとき、エッチング工程には、テンティング（ｔｅｎｔｉｎｇ）工程を利用することができる。

金属層２４５を形成してからマスクパターン（ＭＰ）を剥離するが、このとき、金属膜２４５ａのエッチング領域上に形成されている接着フィルム２４３ａをともに剥離して第１黒化層２４３を形成する（図５の（ｈ））。剥離液には水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いてもよい。

マスクパターン（ＭＰ）と開口領域上に形成されている接着フィルム２４３ａをともに剥離することで、製造工程を簡略化することができる。また、接着フィルム２４３ａが水酸化ナトリウムなどの剥離液で剥離されることができるため、金属層２４５の損傷を最小化することができる。

この後、電解めっきまたは無電解めっき方式により金属層２４５の側面及び上面に第２黒化層２４７を形成し、第２黒化層２４７は、ブラックニッケル（Ｂｌａｃｋ Ｎｉ）で具現されてもよい（図５の（ｉ））。

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。

２１０ 基板
２２０ 第１電極
２３０ 第２電極
２２７、２３７ パッド
２２３、２３３ 複数の導電体細線
２４０ 印刷層

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板の一面に形成される複数の導電体細線と、を含み、
   前記複数の導電体細線は、所定のパターンで形成される第１黒化層、前記第１黒化層と対応するように形成される金属層、及び前記金属層の前記第１黒化層と対向しない面に形成される第２黒化層を含むタッチパネル。
2. 前記第１黒化層は前記基板と前記金属層を付着させる接着フィルムである、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第２黒化層は所定のめっき工程により形成される、請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記第２黒化層はブラックニッケルで形成される、請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
5. 前記接着フィルムは塗料または顔料により色相が付与された、請求項２に記載のタッチパネル。
6. 基板、接着フィルム及び金属膜を順次積層する段階と、
   前記金属膜上にフォトレジストを形成する段階と、
   前記フォトレジストを露光及び現像して、所定のマスクパターンを形成する段階と、
   前記マスクパターンに沿って前記金属膜をエッチングし金属層を形成する段階と、
   前記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び前記マスクパターンを剥離する段階と、
   を含むタッチパネルの製造方法。
7. 前記金属層の前記接着フィルムと対向しない面に所定の黒化層を形成する段階をさらに含む、請求項６に記載のタッチパネルの製造方法。
8. 前記接着フィルムは塗料または顔料により色相が付与された、請求項６または７に記載のタッチパネルの製造方法。
9. 前記金属膜は所定のキャリアフィルムを介して前記接着フィルムと付着される、請求項６から８の何れか１項に記載のタッチパネルの製造方法。
10. 前記金属層を形成する段階は前記金属膜をテンティング工程によりエッチングする、請求項６から９の何れか１項に記載のタッチパネルの製造方法。
11. 前記黒化層はブラックニッケルで形成される、請求項７に記載のタッチパネルの製造方法。
12. 前記黒化層は所定のめっき工程により形成される、請求項７に記載のタッチパネルの製造方法。
13. 前記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び前記マスクパターンは、水酸化ナトリウムにより剥離される、請求項６から１２の何れか１項に記載のタッチパネルの製造方法。
14. 前記金属膜のエッチング領域上に形成された接着フィルム及び前記マスクパターンは同時に剥離される、請求項６から１３の何れか１項に記載のタッチパネルの製造方法。

Images