JP2016081530A - 透過複合基板、その製造方法、及び、タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を用いることなく、ガラス基板とサファイヤ基板との複合を成し遂げる接合層を用いた透過複合基板を提供する。【解決手段】透過複合基板１００は、ガラス基板１１０と、サファイヤ基板１２０と、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０とを接着させるために配置される接合層１３０とを含む。サファイヤ基板１２０の親水性下側表面１２４と、ガラス基板１１０の親水性上側表面１１２とは、ヒドロキシル基を吸着し、このヒドロキシル基は、シラノール結合（Ｓｉ−ＯＨ）を形成する。ヒドロキシル基が、アルミニウムアルコール結合（Ａｌ−ＯＨ）を形成するため、サファイヤ基板１２０においてアルミニウムと反応する。【選択図】図１

Description

本発明は、透過複合基板に関し、特に、接合層を有する透過複合基板、透過複合基板の製造方法、タッチパネルへの透過複合基板の利用に関する。

サファイヤ基板は、良好な耐摩耗性と耐擦傷性とを有し、サファイヤ基板のモース硬度は、約９であり、ダイヤモンドのモース硬度のみより高い。また、サファイヤ基板は、高いコンパクトネスのため、より大きな耐表面張力を有する。上記した２つの特徴は、再ファイヤ基板を、タッチパネルの電子デバイス製品として適したものにする。サファイヤ基板の出願がポピュラリティを獲得しているものの、サファイヤ基板に関連したコストは、かなり高く、これによって幅広い利用とプロモーションとの達成を困難にさせる。特に、サファイヤ基板はより高い硬度を有するが、サファイヤ基板は、耐圧性が低く、脆性が高く、耐衝撃性が低い。これが、サファイヤ基板の利用を限定する。

一般の複合基板は、サファイヤ基板の耐擦傷性と耐摩耗性とを利用するとともに、複合基板の耐圧性及び耐衝撃性をさらに増加させるためガラス基板とを利用するため、サファイヤ基板とガラス基板との複合物により形成される。一般的に、接着剤が、サファイヤ基板をガラス基板に接着させるために使用される。しかしながら、接着剤は、透過性と接着性に乏しく、高温高圧下では、接着特性を失うことが有る。接着剤は、さらに複合基板の厚みを増加させる。

本発明は、接着剤を用いることなく、ガラス基板とサファイヤ基板との複合を成し遂げる接合層を用いた透過複合基板を提供する。

本発明は、透過複合基板を提供する。透過複合基板は、第１の透過基板と、第２の透過基板と、前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とを、その間の結合によって接合する接合層と、を含む。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、接合層は、シリコン酸素シリコン結合、アルミニウム酸素シリコン結合、又は、アルミニウム酸素アルミニウム結合を含む。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とは、ガラス基板、又は、サファイヤ基板から独立して選択される。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記第１の透過基板は、サファイヤ基板であり、前記第２の透過基板は、ガラス基板である。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、無機材料層が前記接合層と前記サファイヤ基板との間に設けられており、前記接合層は、シリコン酸素シリコン結合を有する。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記無機材料層は、シリコン層、又は、二酸化シリコン層である。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記無機材料層は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内の厚みを有する。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記サファイヤ基板は、約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍの範囲内の厚みを有し、前記ガラス基板は、約０．２ｍｍ〜約１ｍｍの範囲内の厚みを有する。

本発明は、透過複合基板の製造方法を提供する。本製造方法は、下記のステップを含む。第１の透過基板と第２の透過基板とを準備する。ヒドロキシル基を前記第１の透過基板の表面と前記第２の透過基板の表面とに吸着させるため、前記第１の透過基板の前記表面と、前記第２の透過基板の前記表面とを活性化させる。活性化させた前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板の前記表面同士の接触面を形成するため、活性化させた前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板の前記表面同士を重ね合せる。前記接触面で接合層を形成するために、前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板をアニールする。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記第１の透過基板の前記表面と、前記第２の透過基板の前記表面とは、プラズマガスにより、活性化される。前記プラズマガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ネオンガス、又は、これらの組み合わせたガスを含む。

本発明の様々な実施の形態では、前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とは、０℃〜１０００℃でアニールされる。

本発明は、透過複合基板の製造方法を提供する。本製造方法は、下記のステップを含む。サファイヤ基板とガラス基板とを供給する。無機材料層を前記サファイヤ基板の底面に形成する。前記無機材料層と前記ガラス層との間に接触面を形成するために、前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とを積み重ねる。電場を前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とにかけて、前記サファイヤ基板を前記電場のアノードに接続させ、前記ガラス基板を前記電場のカソードに接続させる。前記サファイヤ基板と前記ガラス基板との接触面に接合層を形成するために、前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とを加熱する。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記無機材料層は、シリコン層、又は、二酸化シリコン層である。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記電場は、約３００Ｖ〜約８００Ｖの範囲の電圧を有し、加熱温度は、約２００℃〜約４００℃の範囲内にある。

本発明は、タッチパネルを提供する。タッチパネルは、透過複合基板と、タッチ検出デバイスとを含む。透過複合基板は、タッチパネルのカバープレートとして用いられる。前記透過複合基板は、第１の透過基板と、第２の透過基板と、前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とを、その間の結合によって接合する接合層と、を含む。前記タッチ検出デバイスは、前記第２の透過基板に配置される。前記タッチ検出デバイスと前記接合層とは、前記第２の透過基板の２つの反対側の表面（表面及び裏面）にそれぞれ設けられている。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記第１の透過基板は、サファイヤ基板であり、前記第２の透過基板は、ガラス基板である。

本発明の１つ又は一部の実施の形態では、前記第１の透過基板に設けられているノングレアフィルムと、前記ノングレアフィルムと前記接合層とは、前記第１の透過基板の２つの反対側の表面（表面及び裏面）にそれぞれ設けられている。

これらの実施の形態は、下記の添付された図面を参照しつつ下記の明細書を読むことによって、より完全に理解することができる。

図１は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。 図５は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板の製造方法を示すフローチャートである。 図６は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板の製造方法を示すフローチャートである。 図７Ａは、本発明の様々な実施形態にかかるタッチパネルの３次元図である。 図７Ｂは、本発明の様々な実施形態にかかるタッチパネルの、図７Ａの切断線Ａ−Ａにおける一部断面図である。

下記の開示は、供給した発明事項と異なる特徴を与えるために、多くの異なる実施の形態又は実施例を供給する。要部の詳細な実施例及び変更例は、本発明を平易にするために、下記に記載される。これらは、当然、単に実施例に過ぎず、限定されることを意図するものではない。例えば、下記の詳細な説明における、第１の特徴や第２の特徴の構成は、第１の特徴及び第２の特徴が直接的に形成される実施の形態を含み得る。また、第１の特徴や第２の特徴の構成は、第１の特徴及び第２の特徴が直接的に形成されないように、第１の特徴及び第２の特徴との間に形成され得る追加的な特徴を含む実施の形態を含み得る。特に、本発明の開示は、様々な実施例における字義、及び／又は、多数の参照を繰り返す。この繰り返しは、簡潔性及び明確性の目的のためであり、様々な実施の形態、及び／又は、論じられた構成との関係を、それ自体において規定するものではない。

図１は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板１００を模式的に示す断面図である。図１に示すように、透過複合基板１００は、ガラス基板１１０と、サファイヤ基板１２０と、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０とを接着させるためにガラス基板１１０及びサファイヤ基板１２０の間に配置される接合層１３０とを含む。接合とは、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との複合を安定状態にさせるとともに強化させるため、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との間に形成される結合を意味する。

詳細には、ガラス基板１１０は、上側表面１１２と、下側表面１１４とを含み、サファイヤ基板１２０は、上側表面１２２と、下側表面１２４とを含む。ガラス基板１１０は、ナトリウムイオンと、カリウムイオンと、カルシウムイオンとを含むシリコン酸化物から形成される。サファイヤ基板１２０は、アルミニウム酸化物から形成される。

接合プロセスの間、表面処理は、接合されることがあらかじめ定められた表面に施される。実施形態の１つでは、表面処理が、サファイヤ基板１２０の下側表面１２４と、ガラス基板１１０の上側表面１１２とに施され、下側表面１２４と上側表面１１２とが親水性と、高いバランス接合とを与えられる。詳細には、サファイヤ基板１２０の親水性下側表面１２４と、ガラス基板１１０の親水性上側表面１１２とは、ヒドロキシル基を吸着し、このヒドロキシル基は、シラノール結合（Ｓｉ−ＯＨ）を形成する。同様に、ヒドロキシル基が、アルミニウムアルコール結合（Ａｌ−ＯＨ）を形成するため、サファイヤ基板１２０においてアルミニウムと反応する。

サファイヤ基板１２０の下側表面１２４と、ガラス基板１１０の上側表面１１２とは、それらの間に接触面を形成するように、重ねる。それから、アニーリングプロセスは、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とにおいて、高温でシラノール結合とアルミニウムアルコール結合とを重合させる。接合層１３０は、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０との複合を安定化させるために、アルミニウム酸素シリコン結合（Ａｌ−Ｏ−Ｓｉ）から形成される。接合層１３０の厚みはとても薄く、約１０ｎｍ以下である。

一部の実施の形態では、サファイヤ基板１２０は、約０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚みを有し、ガラス基板１１０は、約０．２ｍｍ〜１ｍｍの厚みを有する。ガラス基板１１０は、例えば、化学強化された基板であってもよく、薄く且つ耐圧性に乏しいサファイヤ基板１２０を改善するように、より優れた強度を有する。

図２は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板２００を模式的に示す断面図である。図２に示すように、透過複合基板２００は、第１のガラス基板２１０と、第２のガラス基板２２０と、第１のガラス基板２１０と第２のガラス基板２２０とを結合させるように第１のガラス基板２１０と第２のガラス基板２２０との間に配置された接合層２３０とを含む。一部の実施の形態では、接合層２３０は、シリコン酸素シリコン結合（Ｓｉ−Ｏ―Ｓｉ）を含む。

図３は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。図３に示すように、透過複合基板３００は、第１のサファイヤ基板３１０と、第２のサファイヤ基板３２０と、第１のサファイヤ基板３１０及び第２のサファイヤ基板３２０を結合させるように第１のサファイヤ基板３１０と第２のサファイヤ基板３２０の間に配置された接合層３３０とを含む。一部の実施の形態では、接合層３３０は、アルミニウム酸素アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ―Ａｌ）を含む。

上記実施の形態に関して記載されるように、接合層１３０は、特に限定されないものの、接着剤を使用することなく結合による２層の複合を成し遂げるように、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０との間に形成される。同様に、接合層２３０又は３３０は、それらの間の結合の安定化を成し遂げるために、第１のガラス基板２１０と第２のガラス基板２２０との間、又は、２つのサファイヤ基板３１０、３２０の間に形成される。特に、様々な実施形態では、接合層１３０は、複数の基板の間における結合の安定化を成し遂げるために、用いることができる。例えば、透過複合基板は、タッチパネルの強度を増加させるため、トップからボトムまで、ガラス基板１１０と、接合層１３０と、サファイヤ基板１２０と、別の接合層１３０と、別のガラス基板１１０とを含む複数層の複合基板である。

図４は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板を模式的に示す断面図である。図４と図１は、同じ又は類似の要素を説明するため、同じ符号を多数使用しており、同じ箇所の説明は省略されている。説明が省略された箇所は、上記において確認することができる。詳細は、これ以降、繰り返されていない。

図４に示すように、透過複合基板４００は、ガラス基板１１０と、サファイヤ基板１２０と、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０を結合するためにガラス基板１１０及びサファイヤ基板１２０の間に配置される接合層４３０とを含む。特に、透過複合基板４００は、接合層４３０及びサファイヤ基板１２０の間に配置される無機材料層４１０をさらに含む。無機材料層４１０は、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との接合強度の向上を成し遂げるためのシリコン層又は二酸化シリコン層である。

透過複合基板４００は、外部電場を用いた電気化学反応プロセスによって形成される。例えば、サファイヤ基板１２０の上側表面１２２は、外部電場のアノードに接続されており、ガラス基板１１０の下側表面１１２は、外部電場のカソードに接続されている。ガラス基板１１０におけるアルカリ金属イオン、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンが、カソードへ移動し、ガラス基板１１０の下側表面１１４に集合する。それゆえ、負電荷（ネガティブチャージ）を有する空乏領域は、無機材料層４１０の近接（隣接）したガラス基板１１０の上側表面１１２で形成される。巨大な静電引力は、負電荷を有する空乏領域と、正電荷（ポジティブチャージ）を有する無機材料層４１０との間に形成されている。これは、無機材料層４１０を介して、ガラス基板１１０をサファイヤ１２０に結合させるためである。特に、酸素イオンが、アルカリ金属イオンの移動のため、ガラス基板１１０の上側表面１１２に残存する。高温では、これらの酸素イオンは、接合層４３０において安定したシリコン酸素シリコン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成するために、無機材料層４１０に内側にあるシリコンと、さらに反応する。接合層４３０は、安定且つ密で堅い接合を成し遂げるため、十分なシリコン酸素シリコン結合を含むべきである。

一部の実施の形態では、無機材料層４１０は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内の厚みを有するシリコン層である。様々な実施形態では、無機材料４１０は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内の厚みを有する二酸化シリコン層である。

図５は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板の製造方法を示すフローチャートである。本製造方法は、ステップ５１０で開始する。ここでは、第１の透過基板と、第２の透過基板とが供給される。一部の実施の形態では、図１に示される透過複合基板１００を製造するために、第１の透過基板はガラス基板１１０であり、第２の透過基板はサファイヤ基板１２０である。様々な実施の形態では、第１の透過基板と第２の透過基板とは、図２に示される透過複合基板２００を製造するために、ガラス基板２１０、２２０である。様々な実施の形態では、第１の透過基板と第２の透過基板とは、図３に示される透過複合基板３００を製造するために、ガラス基板３１０、３２０である。

引き続いて、ステップ５２０では、第１の透過基板の表面と第２の透過基板の表面とを洗浄する。接合面の清浄度は接合強度に影響を与えるため、第１の透過基板と第２の透過基板とにおけるダストと粒子とは、結合する前に、水、アルコール、アセトン、これらの組み合わせによって、洗浄される。特に接合面の平面度は、接合強度に影響を与える。第１の透過基板と第２の透過基板とは、平滑な表面を得るために、洗浄前に研摩される。

ステップ５３０を参照すると、ヒドロキシル基を直ちに吸着するために、第１の透過基板と第２の透過基板との各表面を活性化させる。窒素ガス、アルゴンガス、ネオンガスのようなプラズマガスは、高温且つ高エネルギーでイオンや中性原子を発生させ、これらのイオンや中性原子は、物理的に衝撃を第１の透過基板と第２の透過基板との各表面に与える。それ故、接合することを予定された表面は、直ちにヒドロキシル基を吸着する。図１に模式的に示されるように、一部の不安的な酸素原子は、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との表面、又は、内部にある。一定の条件では、これら不安定な酸素原子は、シリコン原子とアルミニウム原子とを離れさせるために活性化され、ダングリングボンドがそれらの表面に形成される。図１では、ガラス基板１１０の上側表面１１２と、サファイヤ基板１２０の下側表面１２４とは、親水性下側表面１２４と親水性上側表面１１２とを形成するために、プラズマガスによって活性化される。ガラス基板１１０の親水性上側表面１１２と、サファイヤ基板１２０の親水性下側表面１２４とは、シラノール結合（Ｓｉ−ＯＨ）とアルミニウムアルコール結合（Ａｌ−ＯＨ）とを形成するように、ヒドロキシル基を吸着することができる。一部の実施の形態において、プラズマガスは、低温プラズマガスである。様々な実施の形態において、プロセスの効率性を増加させるため、プラズマガスは真空環境下にある。

続いて、ステップ５４０では、第１の透過基板と第２の透過基板との活性化された各表面を重ね合わせ、接触面を第１の透過基板と第２の透過基板との間に形成させる。図１を同時に参照すると、ガラス基板１１０の、活性化された上側表面１１２と、サファイヤ基板１２０の、活性化された下側表面１２４とは、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０とを形成するために、積み重ねられる。上側表面１１２と下側表面１２４とは、親水性であり、水分子は、直ちに容易に吸着され、水素結合ブリッジは、上側表面１１２と下側表面１２４とを引き付けるために、接触面に形成される。水素結合ブリッジの接合強度は、原子間ファンデルワールス力よりも強く、初期接合は、より容易である。

続いて、ステップ５５０では、接触面で接合層を形成するために、第１の透過基板と第２の透過基板とをアニールする。初期接合した後、アニーリングプロセスを実行するため、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０とを、雰囲気炉で加熱する。アニーリングプロセスの際中において、上側表面１１２と下側表面１２４との間における水素結合が消滅し、酸素結合（−Ｏ−Ｏ−、又は、−Ｏ−）が、接触面での原子間距離を短くするために、形成される。同時に、ガラス基板１１０の上側表面１１２におけるシラノール結合は、サファイヤ基板１２０の下側表面１２４におけるアルミニウムアルコール結合と重合する。シリコン酸素アルミニウム結合を有する接合層１３０は、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との複合を安定的に成し遂げるように、接触面に形成される。

なお、図５に示されるフローチャートが、図１〜図３に示される透過複合基板の製造方法に限定されないものの、図４に示される透過複合基板の製造方法に用いることができることを知っておくべきである。例えば、無機材料層４１０が、サファイヤ基板１２０の上側表面１２４にコーティングされている。洗浄、活性化、積層、及び、アニーリングのステップが、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０との間に接合層４３０を形成するために、実行される。一部の実施の形態では、接合層４３０は、安定したガラス基板１１１０とサファイヤ基板１２０との複合を成し遂げるため、シリコン酸素シリコン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を含む。

図６は、本発明の様々な実施形態にかかる透過複合基板の製造方法を示すフローチャートである。図６と、図４に示す透過複合基板４００とを併せて参照する。ステップ６１０によって、本製造方法を開始する。サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とを、図４に示される透過複合基板４００を製造するために、準備する。

続いて、ステップ６２０では、サファイヤ基板１２０の表面とガラス基板１１０の表面とを洗浄する。接合面の清浄度は接合強度に影響を与えるため、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とにおけるダストと粒子とは、結合する前に、水、アルコール、アセトン、これらの組み合わせによって、洗浄される。特に、接合面の平面度は、接合強度に影響を与える。サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０との各表面は、平滑な表面を得るために、洗浄前に研摩される。

ステップ６３０を参照すると、無機材料層４１０をサファイヤ基板１２０の下側表面１２４に形成する。無機材料層４１０は、シリコン層、又は、二酸化シリコン層である。図４に示すように、無機材料層４１０は、サファイヤ基板１２０の下側表面１２４で形成され、サファイヤ基板１２０に接している。一部の実施の形態では、無機材料層４１０は、コーティングにより形成される。一部の実施の形態では、無機材料層４１０は、約１μｍ〜１０μｍの範囲内の厚みを有するシリコン層である。様々な実施の形態では、無機材料層４１０は、約１μｍ〜１０μｍの範囲内の厚みを有する二酸化シリコン層である。

ステップ６４０を参照すると、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とを積層し、接触面をガラス基板１１０と無機材料層４１０との間に形成する。図４を併せて参照すると、無機材料層４１０とガラス基板１１０との間の接触面を形成するために、ガラス基板１１０と、下側表面１２４で無機材料層４１０を有するサファイヤ基板１２０とが積層される。

続いて、ステップ６５０では、電場をサファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とにかける。サファイヤ基板１２０は、電場のアノードに接続され、ガラス基板１１０は、電場のカソードに接続される。積層した後、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０とは、結合のための接合機に置かれる。接合機は、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０にかける電場を発生させる。サファイヤ基板１２０の上面１２２は、電場のアノードに接続されており、サファイヤ基板１２０の底面１２２は、電場のカソードに接続されている。電場を利用する際中において、巨大な電流パルスを発生させる。この電流パルスが徐々に０（ゼロ）になるまで減じるとき、接合プロセスは完了する。一部の実施の形態では、電場は、約３００Ｖ〜約８００Ｖの範囲の電圧を有する。

ガラス基板１１０におけるイオンは、電場のために、移動する。具体的には、ガラス基板において、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン等のようなアルカリ金属イオンが、カソードへ移動し、ガラス基板１１０の底面１１４に集合する。それゆえ、負電荷を有する空乏領域は、無機材料層４１０の近接（隣接）したガラス基板１１０の上側表面１１２で形成される。巨大な静電引力は、負電荷を有する空乏領域と、正電荷を有する無機材料層４１０との間に形成されている。これは、ガラス基板１１０をサファイヤ１２０に結合させるためである。

続いて、ステップ６６０では、接触面において接合層４３０を形成するために、サファイヤ基板１２０とガラス基板１１０とを加熱する。接合プロセスは、静電引力を補助するため、高温、約２００℃〜約４００℃で行われ、接合強度はさらに増加する。特に、酸素イオンは、アルカリ金属イオンの集合のため、ガラス基板１１０の上面１１２に残存する。これらの酸素イオンは、接合層４３０における安定したシリコン酸素シリコン層（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成するために、高温で無機材料４１０の内側のシリコンと反応する。これは、ガラス基板１１０とサファイヤ基板１２０との安定した複合を成し遂げるためである。

本発明における透過複合基板は、タッチパネルのカバープレートとして、実行することができる。本発明のさらなる説明のため、図７Ａ及び図７Ｂを参照する。図７Ａは、本発明の様々な実施形態にかかるタッチパネルの３次元図である。図７Ｂは、本発明の様々な実施形態にかかるタッチパネルの、図７Ａの切断線Ａ−Ａにおける一部断面図である。図７Ａに示されるように、タッチパネル１００は、タッチ領域１１００と、タッチ領域１１００を囲む非タッチ領域１２００とを含む。タッチ領域１１００は、タッチパネル１０００の表示領域であり、非タッチ領域１２００は、タッチパネル１０００の非表示領域である。一般的に、フレームは、非タッチ領域１２００をカバーするための遮光層によって形成される。図７Ｂに示すように、タッチパネル１０００は、上記した透過複合基板であるカバープレート１１２０を含む。カバープレート１１２０は、第１の透過基板１１２２と、第２の透過基板１１２４と、第１の透過基板１１２２と第２の透過基板１１２４とを、その間の結合によって結合する接合層１１２６とを含む。

タッチパネル１０００の透過率を増加させるために、ノングレアフィルム（反射防止フィルム）１１４０が第１の透過基板１１２２に設けられている。ノングレアフィルム１１４０と接合層１１２６とは、透過率を増加させるために、第１の透過基板１１２２の２つの反対側の表面（表面及び裏面）にそれぞれある。ノングレアフィルム１１４０は、反射防止、又は、ノングレアの機能を有する、単層、若しくは、複層の透過フィルムであってもよい。その反面、タッチ検知デバイス１１６０は、第２の透過基板１１２４に設けられており、そのタッチ検知デバイス１１６０と接合層１１２６とは、第２の透過基板１１２４の２つの反対側の表面（表面及び裏面）にそれぞれある。

タッチ検知デバイス１１６０は、検知電極層１１６２と、ワイヤ層１１６４とを含む。検知電極層１１６２は、タッチ領域１１００に設けられ、ワイヤ層１１６４は、非タッチ領域１２００に設けられる。検知電極層１１６２は、電気的にワイヤ層１１６４を接続するために非タッチ領域１２００まで拡大している。検知電極層１１６２は、透過導電材料から形成され、この透過導電材料は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、カドミウムスズ酸化物（ＣＴＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、グラフェン、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）などであるが、これらに限定されることは無い。ワイヤ層１１６４は、検知電極層１１６２と同じ透過導電材料、又は、不透明導電材料から形成され、不透明導電材料は、例えば、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、他の適した金属と合金である。検知電極層１１６２とワイヤ層１１６４とは、印刷及びレーザーエッチング、又は、スパッタリング及びフォトリソグラフィーエッチングにより、第２の透過基板１１２４に形成されてもよい。検知電極層１１６２は、タッチを検知すると、信号を発生し、ワイヤ層１１６４は、タッチした位置を計算するプロセッサに、その信号を送る。特に、検知電極層１１６２は、第２の透過基板１１２４で直接的に形成されることに限定されない。様々な実施の形態では、検知電極層１１６２は、接着剤によって第２の透過基板１１２４に接着させる。

タッチパネル１０００は、第２の透過基板１１２４に設けられた遮光層１１８０をさらに含み、遮光層１１８０と接合層１１２６とは、それぞれ、第２の透過基板１１２４の２つの反対側である。遮光層１１８０は、ワイヤ層１１６４と、非タッチ領域１２００における他の不透明デバイスとを保護するため、非タッチ領域１２００に設けられており、第２の透過基板１１２４とワイヤ層１１６４との間にある。遮光層１１８０は、インクやフォトレジストのような不透明材料から形成され、インクは、印刷によって第２の透過基板１１２５４に形成され、フォトレジストは、フォトリソグラフィーエッチングによって第２の透過基板１１２４に形成される。

一部の実施の形態では、第１の透過基板１１２２は、サファイヤ基板であり、第２の透過基板１１２４は、ガラス基板である。サファイヤ基板が、タッチパネル１０００にサファイヤ基板の耐擦傷性とガラス基板の強度とを持たせるように、タッチ表面として動作する。具体的には、ユーザが、サファイヤ基板をタッチすることによって、プログラムを動作させ、指示を与える。一部の実施の形態では、サファイヤ基板は、シリコン酸素アルミニウム結合を有する接合層１１２６を接触面で形成するために、ガラス基板に直接結合する。様々な実施の形態では、無機材料層は、サファイヤ基板にコーティングされており、それから、サファイヤ基板は、ガラス基板と無機材料層との間におけるシリコン酸素シリコン結合を有する接合層１１２６を形成するため、ガラス基板に結合されている。

上記において説明された、本発明の実施の形態は、既存の構成物や方法を超える利点を有し、その利点は以下にまとめられる。透過複合基板は、サファイヤ基板のコストを著しく減少させるため、サファイヤ基板とガラス基板との複合により形成されている。また、ガラス基板は、サファイヤ基板の壊れやすいという欠点を克服するため、サファイヤ基板の耐圧性を増加させる。最も重要なことに、ガラス基板とサファイヤ基板とは、接着剤を用いることなく、接合層を介して結合している。より薄い透過複合基板は、良好な透過性を有するように、形成することができる。特に、ガラス基板とサファイヤ基板との間の接合強度は、高温高圧環境下において、安定した密で堅い接合を維持するのに十分に強い。そのため、タッチデバイスに幅広く利用される。

本発明は、所定の実施の形態に関連する、考慮すべき詳細について説明されるが、他の実施の形態も可能である。それ故、添付されたクレームの精神とスコープとは、実施の形態の説明に限定されるべきである。符号は、発明の実施の形態の詳細において、現在、作成されるべきであり、その実施例は、添付された図面に模式的に示される。可能な限り、同じ符号は、同一、又は、類似の部分を参照するために、図面及び明細書において、使用されている。

本願は、出願番号がＣＮ２０１４１０５６２５７９．０であって、出願日が２０１４年１０月２１日である中国特許出願に基づき優先権を主張し、当該中国特許出願の内容を本願に援用する。

Claims (15)

1. 第１の透過基板と、
   第２の透過基板と、
   前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とを、その間の結合によって接合する
   接合層と、を含み、
   透過複合基板。
2. 接合層は、シリコン酸素シリコン結合、アルミニウム酸素シリコン結合、又は、アルミニウム酸素アルミニウム結合を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の透過複合基板。
3. 前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とは、ガラス基板、又は、サファイヤ基板から独立して選択される
   ことを特徴とする請求項１に記載の透過複合基板。
4. 前記第１の透過基板は、サファイヤ基板であり、
   前記第２の透過基板は、ガラス基板である
   ことを特徴とする請求項３に記載の透過複合基板。
5. 前記接合層と前記サファイヤ基板との間に設けられている無機材料層をさらに含み、
   前記接合層は、シリコン酸素シリコン結合を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の透過複合基板。
6. 前記無機材料層は、シリコン層、又は、二酸化シリコン層である
   ことを特徴とする請求項５に記載の透過複合基板。
7. 前記無機材料層は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内の厚みを有する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の透過複合基板。
8. 前記サファイヤ基板は、約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍの範囲内の厚みを有し、
   前記ガラス基板は、約０．２ｍｍ〜約１ｍｍの範囲内の厚みを有する
   ことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の透過複合基板。
9. 第１の透過基板と第２の透過基板とを準備し、
   ヒドロキシル基を前記第１の透過基板の表面と前記第２の透過基板の表面とに吸着させるため、前記第１の透過基板の前記表面と、前記第２の透過基板の前記表面とを活性化させ、
   活性化させた前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板の前記表面同士の接触面を形成するため、活性化させた前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板の前記表面同士を重ね合せ、
   前記接触面で接合層を形成するために、前記第１の透過基板及び前記第２の透過基板をアニールする
   透過複合基板の製造方法。
10. 前記第１の透過基板の前記表面と、前記第２の透過基板の前記表面とを、プラズマガスにより、活性化し、
    前記プラズマガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ネオンガス、又は、これらの組み合わせたガスを含む
    ことを特徴とする請求項９に記載の透過複合基板の製造方法。
11. 前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とを、０℃〜１０００℃でアニールする
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の透過複合基板の製造方法。
12. サファイヤ基板とガラス基板とを準備し、
    無機材料層を前記サファイヤ基板の底面に形成し、
    前記無機材料層と前記ガラス基板との間に接触面を形成するために、前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とを積み重ね、
    電場を前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とにかけて、前記サファイヤ基板を前記電場のアノードに接続し、前記ガラス基板を前記電場のカソードに接続し、
    前記サファイヤ基板と前記ガラス基板との接触面に接合層を形成するために、前記サファイヤ基板と前記ガラス基板とを加熱する
    透過複合基板の製造方法。
13. 前記電場は、約３００Ｖ〜約８００Ｖの範囲の電圧を有し、
    加熱温度は、約２００℃〜約４００℃の範囲内にある
    ことを特徴とする請求項１２に記載の透過複合基板の製造方法。
14. カバープレートとして透過複合基板を含み、
    前記透過複合基板は、
    第１の透過基板と、
    第２の透過基板と、
    前記第１の透過基板と前記第２の透過基板とを、その間の結合によって接合する接合層と、
    前記第２の透過基板に配置されるタッチ検出デバイスと、を含み、
    前記タッチ検出デバイスと前記接合層とは、前記第２の透過基板の２つの反対側の表面にそれぞれ設けられている
    タッチパネル。
15. 前記第１の透過基板に設けられているノングレアフィルムと、
    前記ノングレアフィルムと前記接合層とは、前記第１の透過基板の２つの反対側の表面にそれぞれ設けられている
    ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチパネル。