JP2016114927A

JP2016114927A - タッチスクリーンの構造及びその製造方法

Info

Publication number: JP2016114927A
Application number: JP2015120823A
Authority: JP
Inventors: 祥壽全; Sang Soo Jeon; 泰承李; Taisho Ri
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2016-06-23
Also published as: CN106201045A; DE102015208894A1; KR20160071652A; US20160170514A1

Abstract

【課題】タッチスクリーンでの防眩と光反射の防止を同時に可能とするタッチスクリーン構造及びタッチスクリーンの製造方法を提供する。【解決手段】本発明によるタッチスクリーンの構造は、上面及び下面に光反射の防止が可能なタッチパネル部と、前記タッチパネル部と空気層を挟んで下部に位置するＬＣＤ部と、からなる。本発明によれば、防眩フィルムに高耐久性光反射防止コーティング層を形成して、耐スクラッチ、耐塩水性、耐光性を改善し、タッチスクリーンの光反射率を低減させ、視認性を向上させ、眩しさを防止し、安全走行を可能とした。【選択図】図２

Description

本発明は、タッチスクリーンの構造及びその製造方法に係り、より詳しくは、タッチスクリーンでの防眩と光反射の防止を同時に可能とするタッチスクリーンの構造及びその製造方法に関する。

一般に、電子ＩＴ産業の発達で自動車への多様なマルチメディア機能の要求がますます増加しており、車両用Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ−Ｎａｖｉ（ＡＶＮ）統合モジュールの適用が拡大されている。また、室内空間活用の最大化のため、ＡＶＮにタッチスクリーンを適用して画面がますます大型化されている。
このような車両内のディスプレイの表面に太陽光の流入による反射光が運転者に反射され、視認性が低下する問題が発生している。ディスプレイの装着角度及び位置の変更、バックライトの輝度の増大、機能性光反射防止フィルムの適用など、パッケージ及び単品性能の改善方法が適用中であるが、根本的な解決がなされていない。

図１に示すように、従来は、ディスプレイの表面で発生する外部光の反射を防止する方法としてＡＧコーティング（Ａｎｔｉ−Ｇｌａｒｅｃｏａｔｉｎｇ）及びＡＲコーティング（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇ）方法があった。ＡＧコーティングは、透明フィルム上にシリカまたは高分子ビードを表面にコーティングして微細な凹凸を形成することで外部光を散乱させ、直接反射を減少させて反射光を減らす方式である。しかし、ＡＧコーティングが過度な場合、直接反射は減少するものの、ヘーズ（ｈａｚｅ：濁り）が増加して白濁またはディスプレイの鮮明感が低下する欠点があり、ＡＧコーティングが不足する場合、鮮明感は増加するものの、ミラー効果により反射される事物がディスプレイの表面に映る逆効果が発生する。

一方、ＡＲコーティングは、表面に高屈折率と低屈折率物質を交互にコーティングして３５０〜７５０ｎｍの多様な波長帯の可視光線反射光を直接的に減少させる方法である。ＡＧコーティングとＡＲコーティングを同時に適用することがディスプレイの光反射の低減に最も適した構造であるが、ＡＧコーティング層の上に薄い厚さにＡＲコーティング層を形成し難く、むしろコーティング厚さの不均一による表面の視認性の低下問題が指摘されている。また、ＡＲコーティング層の薄い厚さにより、十分な接着力及び機械的強度を確保し難いので、スクラッチ、耐化学性（汗、化粧品、クリーナーなど）の問題のような外部の損傷を受けやすい欠点がある。

したがって、現在、タッチスクリーンのような構造のディスプレイでは、表面（上面）にＡＧコーティング（フィルム）を適用し、タッチスクリーンの背面（下面）にＡＲコーティング（フィルム）を適用して光反射低減の構造を大部分実現している。しかし、このような光反射は、屈折率が互いに異なる媒質の界面で発生するため、このような構造では、ＡＲコーティング層の上位媒質から最上位媒質であるＡＧコーティング層で発生する光反射の低減には限界がある。

韓国公開特許第１０−２０１４−００３９３９９号公報

本発明は、前記問題点を解消するためのタッチスクリーンの構造及び製造方法に係り、特に、タッチスクリーンでの防眩と光反射の防止を同時に可能とすることを目的とする。

本発明によるタッチスクリーンの構造は、上面及び下面に光反射の防止が可能なタッチパネル部と、前記タッチパネル部と空気層を挟んで下部に位置するＬＣＤ部と、を含むことを特徴とする。

前記タッチパネル部は、タッチパネルの上部に備えられて防眩する防眩フィルムと、前記防眩フィルムの上部に備えられ、光反射を防止する第１光反射防止コーティングと、前記タッチパネルの下部に備えられ、光反射を防止する第２光反射防止コーティングと、を含むようにすることが好ましい。

前記第１光反射防止コーティングの上部には、指紋発生を防止する指紋発生防止コーティングが形成されるようにすることが好ましい。

また、本発明によるタッチスクリーンの製造方法は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２及びＳｉＯ_２を多層交互に蒸着し、ただし、タッチパネルに防眩フィルムを蒸着させ、前面と背面に光反射防止コーティングを多層に実施し、蒸着界面間のアルゴンプラズマエッチングを実施し、前記光反射防止コーティングの上面に前記光反射防止コーティング層の保護及び指紋汚染の防止のため、指紋発生防止コーティングを追加することを特徴とする。

蒸着温度は、６０〜１００度に設定させることが好ましい。

前記アルゴンプラズマエッチング時間は、３０〜６０秒に設定することが好ましい。

前記指紋発生防止コーティングは、フルオロカーボン系シランを蒸着させることが好ましい。

前記Ａｌ_２Ｏ_３を最初に蒸着し、最上位面には前記指紋発生防止コーティングが蒸着されるようにすることが好ましい。

前記指紋発生防止コーティングの蒸着コーティングの厚さは、２００から６００ナノメートルに設定させることが好ましい。

本発明によれば、防眩フィルムに高耐久性光反射防止コーティング層を形成するようにして、耐スクラッチ、耐塩水性、耐光性などを改善することにより、タッチスクリーンの光反射率を低減させて視認性を向上させ、これにより商品性と利便性を向上させると同時に眩しさを防止し、安全走行を可能にできるとの効果がある。

従来のディスプレイ構造を示す図である。本発明のディスプレイ構造を示す図である。

本発明の実施例を、図面を参照して詳しく説明する。

本発明のタッチスクリーン構造は、図２に示すように、光反射を防止するタッチパネル部と、タッチパネル部の下部に空気層とともに位置するＬＣＤ部と、を含む。タッチパネル部は、上面及び下面への光反射を防止する。このとき、タッチパネル部は、タッチパネルの上部に備えられて防眩する防眩（ＡＧ：ＡｎｔｉＧｌａｒｅ）フィルムと、防眩フィルムの上部に備えられて光反射を防止する第１光反射防止（ＡＲ：ＡｎｔｉＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティングと、タッチパネルの下部に備えられて光反射を防止する第２光反射防止コーティングとからなる。

また、ＬＣＤ部は、タッチパネル部と空気層を挟んで下部に位置して本発明のタッチスクリーン構造を形成する。このとき、第１光反射防止コーティングの上部には、指紋発生を防止する指紋発生防止（ＡＦ：ＡｎｔｉＦｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）コーティングが形成されるようにし、タッチスクリーンへの指紋発生を防止させることが好ましい。すなわち、本発明は、タッチスクリーンが適用されたディスプレイの光反射の低減を実現できるディスプレイ構造であって、防眩フィルム上に光反射防止コーティングの蒸着、及び指紋発生防止コーティング層の蒸着により、光反射や指紋発生の防止が可能な技術である。

また、本発明では、タッチパネルの下面と最上面の防眩フィルム上に光反射防止多層薄膜を蒸着して、光反射を最小限に抑えることができるタッチパネル構造である。

また、本発明のタッチスクリーンの製造方法は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２及びＳｉＯ_２を多層交互に蒸着し、但し、タッチパネルに防眩フィルムを蒸着させ、前面と背面に光反射防止コーティングを多層に実施し、蒸着界面間のアルゴンプラズマエッチングを実施し、光反射防止コーティングの上面に光反射防止コーティング層の保護及び指紋汚染の防止のため、指紋発生防止コーティングを追加することを特徴とする。また、本発明は、真空蒸着法（ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ−ｐｈｙｓｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＥＢ−ＰＶＤ）を利用して、光反射防止多層薄膜を製造した。蒸着ターゲットは、屈折率が互いに異なるＳｉＯ_２（屈折率１．４８）、Ａｌ_２Ｏ_３（屈折率１．７）、ＴｉＯ_２（屈折率２．３）を用い、蒸着厚さと構造を組み合わせて可視光線領域の広い波長帯で光反射を最小限に抑えることができる構造である。

また、タッチスクリーンの特性上、使用者の手でタッチして信号を入力するので、汗、化粧品などによる機械的耐久性のため、Ｃｌ⁻イオンの蒸着表面の吸着及び界面の剥離を減少させて耐塩水性を改善するためにＡｌ_２Ｏ_３を最初の層に蒸着し、蒸着層の付着力増大のために蒸着温度を６０度から１００度に増加させ、アルゴンプラズマエッチングを３０〜６０秒程度実施する。また、光反射防止蒸着層を保護し、耐指紋（ａｎｔｉ−ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ、ＡＦ）特性を与えるため、フルオロカーボン系シラン（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｌａｎｅ）を蒸着して本発明を構成した。

一方、本発明では、表１に記載されたように、Ａｌ_２Ｏ_３を最初に蒸着し、最上位面には指紋発生防止コーティングが蒸着されるようにする。

このとき、指紋発生防止コーティングの蒸着コーティングの厚さは、２００から６００ナノメートルに設定させる。その結果、上面に防眩フィルム上に光反射防止コーティングと指紋発生防止コーティングを蒸着し、下面にも光反射防止コーティングを蒸着する構造で、表２に記載のように、従来に比べて光反射率が０．８％と非常に低くなり、透過率は９４．２％と高くなることになる。

このとき、比較例３でタッチパネルの上／下面の非処理試験片のヘーズは０であるが、直接反射により光反射率は１０．１％と非常に高く、比較例４でタッチパネルの上面にのみＡＧフィルム処理された試験片はヘーズが７．４％で、反射率は４．２％であるが透過率が非常に低く、比較例５でタッチパネルの上面にＡＧフィルム、下面にＡＲフィルムを適用した構造が一般的なタッチスクリーンの光反射低減構造として最も多く適用されており、反射率は１．８％と低い。

しかし、本発明の実施例２は、上面にＡＧ（防眩）フィルム上にＡＲ（光反射防止）フィルム／ＡＦ（指紋発生防止）フィルムを蒸着し、下面にもＡＲ（光反射防止）フィルムを蒸着する構造で、光反射率が０．８％と非常に低く、透過率も９４．２％と最も高く表れる。

また、表３に記載されたように、タッチスクリーンの反射率は１．３％と低くなることになり、正反射基準の光反射輝度値も１３，０００ｎｉｔと低い値を表すことになる。

このとき、比較例６で非処理タッチパネル適用の場合、タッチスクリーンの反射率と正反射基準の光反射輝度とが非常に高く透過度の低いタッチパネルの特性上、タッチスクリーンから表現されるホワイトカラーの輝度が低いが、本発明の実施例３は、タッチスクリーンの反射率が１．３％と最も低く、正反射基準の光反射輝度値も１３，０００ｎｉｔと最も低い値を表している。また、実施例２でのように透過率が高くなるので、タッチスクリーンから表現されるホワイトカラーの輝度値が高くなることになり、光反射が低減しディスプレイの鮮明感が増大する。このように、本発明は、上下面の防眩フィルムの蒸着を介し、従来に比べコスト節減を約１０％実現することができ、防眩蒸着層を保護して耐指紋特性を与えるため、指紋発生防止層にフルオロカーボン系シランを更に蒸着して耐久性と耐指紋特性を向上させる。また、従来の光反射防止フィルムの構造では最上面の光反射防止層を具現できなかったが、光反射防止蒸着コーティングに代替することにより、タッチスクリーンの光反射率を従来の１．９％から１．３％に低減した。また、本発明の技術が適用されたタッチスクリーンディスプレイの昼間太陽光下での視認性感性の評価結果、ＪＵＲＹ評価段階を２段階向上させることができ、本発明の光反射低減コーティング構造は、車両用タッチスクリーンＡＶＮシステムだけでなく、各種の表示装置のディスプレイ表面及び電子／ＩＴ産業にも応用が可能である。

以上のように、本発明を実施例と図によって説明したが、本発明はこれによって限定されるものではなく、多様な修正及び変形が可能であることはもちろんである。

Claims

上面及び下面に光反射の防止が可能なタッチパネル部と、
前記タッチパネル部と空気層を挟んで下部に位置するＬＣＤ部と、
を含むことを特徴とするタッチスクリーンの構造。
前記タッチパネル部は、
タッチパネルの上部に備えられて防眩する防眩フィルムと、
前記防眩フィルムの上部に備えられ、光反射を防止する第１光反射防止コーティングと、
前記タッチパネルの下部に備えられ、光反射を防止する第２光反射防止コーティングと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーンの構造。
前記第１光反射防止コーティングの上部には、指紋発生を防止する指紋発生防止コーティングが形成されることを特徴とする請求項２に記載のタッチスクリーンの構造。
Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２及びＳｉＯ_２を多層交互に蒸着し、但し、タッチパネルに防眩フィルムを蒸着させ、前面と背面に光反射防止コーティングを多層に実施し、蒸着界面間のアルゴンプラズマエッチングを実施し、前記光反射防止コーティングの上面に前記光反射防止コーティング層の保護及び指紋汚染の防止のため、指紋発生防止コーティングを追加することを特徴とするタッチスクリーンの製造方法。
蒸着温度は、６０〜１００度に設定することを特徴とする請求項４に記載のタッチスクリーンの製造方法。
前記アルゴンプラズマエッチング時間は、３０〜６０秒に設定することを特徴とする請求項４に記載のタッチスクリーンの製造方法。
前記指紋発生防止コーティングは、フルオロカーボン系シランを蒸着することを特徴とする請求項４に記載のタッチスクリーンの製造方法。
前記Ａｌ_２Ｏ_３を最初に蒸着し、最上位面には前記指紋発生防止コーティングが蒸着されることを特徴とする請求項４に記載のタッチスクリーンの製造方法。
前記指紋発生防止コーティングの蒸着コーティングの厚さは、２００から６００ナノメートルに設定することを特徴とする請求項４に記載のタッチスクリーンの製造方法。