JP2016526195A - タッチパネル、液晶ディスプレイ及び赤外材料の表面改質方法 - Google Patents

Abstract

本発明はタッチパネル、このタッチパネルを備える液晶ディスプレイ、赤外材料の表面改質方法及びこの表面改質方法による赤外材料を有する部材が設けられるタッチパネルを提供する。前記タッチパネルには、赤外材料を有する部材が設けられている。

Description

本発明は、液晶技術分野に関し、具体的には、タッチパネル、液晶ディスプレイ、赤外材料の表面改質方法及びこの表面改質方法による赤外材料を有する部材が設けられるタッチパネルに関する。

表示技術の急速な発展につれて、表示デバイスの高い鮮明度、高いコントラスト及び高い輝度等の表示効果が要求されるだけでなく、表示デバイスの機能の多様性、例えば、表示デバイスの娯楽性及び保健性がさらに要求されている。

本発明は、タッチパネル、液晶ディスプレイ、赤外材料の表面改質方法及び赤外線を放射するようにこの表面改質方法で得られる赤外材料を有する部材が設けられるタッチパネルを提供する。

本発明の第一方面は、赤外材料を有する部材が設けられるタッチパネルを提供する。

１つの例示では、前記赤外材料を有する部材は、赤外材料からなる赤外層である。

１つの例示では、タッチパネルは、カバープレート、タッチ感応層及び表示ユニット層を備え、
前記赤外層は前記カバープレートとタッチ感応層との間に設けられ、及び／又は、
前記赤外層は、前記タッチ感応層と表示ユニット層との間に設けられる。

１つの例示では、前記赤外層は、前記カバープレートとタッチ感応層との間に設けられる場合、
前記赤外層は、タッチ感応層の、カバープレートに向く面に設けられ、或いは、
前記赤外層は、カバープレートの、タッチ感応層に向く面に設けられる。

１つの例示では、前記赤外層は、前記タッチ感応層と表示ユニット層との間に設けられる場合、
前記赤外層は、タッチ感応層の、表示ユニット層に向く面に設けられ、或いは、
前記赤外層は、表示ユニット層の、タッチ感応層に向く面に設けられる。

１つの例示では、タッチパネルは、前記赤外層とタッチ感応層との間に設けられる光学透明樹脂層をさらに有する。

１つの例示では、前記赤外材料を有する部材は、カバープレート、タッチ感応層、及び表示ユニット層の中の少なくとも１つを備える。

１つの例示では、赤外材料からなる赤外層は、前記カバープレート、タッチ感応層、及び表示ユニット層の中の少なくとも１つの全域又は全域の一部に設けられる。

１つの例示では、タッチパネルは、カバープレート、タッチ感応層及び表示ユニット層を備え、それらの中の少なくとも１つが赤外材料を有する材料からなる。

１つの例示では、前記赤外材料は、バイオマス炭、電気石、遠赤外線セラミックス、ジェイド パウダー、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化銀及び炭化ケイ素の中の１つ、或いは、１つ以上の混合物である。

１つの例示では、前記赤外材料の粒径は、ナノレベルからミクロンレベルまでである。

１つの例示では、前記赤外材料は、照射されるとき赤外線を放射するように、表面改質処理が行われた。

本発明の第二方面は、バックライト、及び上述したタッチパネルを備える液晶ディスプレイを提供する。

本発明の第三方面は、赤外材料の表面改質方法であって、
赤外材料をナノ化処理して、赤外材料のナノ粒子を得るステップと、
ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変えることで、液晶セルの対応する構造層と整合され、性能的にマッチングされ、照射されるときに赤外線を放射するステップと、を備える。

１つの例示では、前記赤外材料をナノ化処理するステップは、赤外材料を研磨して分散し、平均粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍである赤外材料の分散溶液を得るステップを備える。

１つの例示では、前記ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変えるステップは、
前記赤外材料の分散溶液を、メタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミドを有する有機溶液に混合させ、そして、アゾ系開始剤溶液を上述した混合物に注入するステップと、
反応が終わった後、反応産物が冷却するまで冷却用有機溶剤を注入して冷却するとともに攪拌し、ろ過して乾燥させ、表面改質された赤外材料を得るステップと、を備える。

１つの例示では、前記メタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミドのモル比は、１:１〜２:１〜２であり、前記赤外材料が混合物の総重量の８〜２５％を占め、前記アゾ系開始剤溶液を注入するとき、アゾ系開始剤溶液をモノマーの総重量の１〜５％になるように滴々に注入される。

１つの例示では、前記ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変える環境の条件は、温度３５℃〜６０℃であり、窒素の雰囲気であり、
前記反応の時間が３０分〜９０分であり、
前記冷却用有機溶剤の温度が５〜１０℃であり、
前記冷却が室温まで冷却することであり、
前記ろ過の回数が三回であり、
前記乾燥が７０〜１００℃の温度で５分〜２０分行う。

本発明の第四方面は、赤外材料を有する部材が設けられるタッチパネルを提供する。前記赤外材料は上述した表面改質方法によって得られる。

以下、本発明の実施例の技術案をさらに明確にするように、実施例の図面を簡単に説明する。下記の実施例は、当然ながら、本発明の実施例の一部であり、本発明を限定するものではない。

本発明実施例に係るタッチパネルの構造概略図である。

以下、本発明の実施例の目的、技術案及び利点をさらに明確にするように、本発明実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例の技術案を明確で完全に説明する。下記の実施例は、当然ながら、本発明の実施例の一部であり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が創造的労働をしない前提で得られる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に入る。

本発明の一つの実施例は、タッチパネルを提供する。該タッチパネルには、赤外材料を有する部材が設けられる。例えば、この赤外材料を有する部材は、赤外材料からなる赤外層であってもよい。以下、図１を参照しながら、詳しく説明する。

図１は、本発明の１つの例示に係るタッチパネルであり、カバープレート１、タッチ感応層２、表示ユニット層３及び赤外層４を備える。タッチ感応層２は単層構造であってもよい。この単層構造に、横方向感応電極及び縦方向感応電極等が設けられる。なお、タッチ感応層２は多層構造であってもよく、一層に横方向感応電極が設けられれ、他の層に縦方向感応電極が設けられてもよい。そして、タッチ感応層２に、他の感応のためのデバイスがさらに設けられてもよい。表示ユニット層３は、画像表示を実現するためのデバイス、例えば、カラーフィルタ基板、液晶及びアレイ基板からなる液晶セルや、バックライトや、偏光フィルムや、駆動回路等が備える。タッチパネルは、赤外層４とタッチ感応層２との間に設けられる光学透明樹脂（ＯＣＲ）層をさらに備えてもよい。これによって、透過率が向上される一方、赤外層４とタッチ感応層２との間が絶縁され、干渉が避けられる。なお、実際に応用する場合、タッチパネルにおける各部材の関係は図１に示すようなものに限定されることではない。本発明は、図１を例として説明するだけである。

図１に示すタッチパネルは、赤外層４に、熱交換によって赤外線を生じられる材料（赤外材料と略称する）を備える。この赤外材料は、照射されるとき、エネルギーを吸収することによって赤外線を生じることができ、生じた赤外線の波長は、一般的に、０.７７μｍ〜１ｍｍである。また、赤外線の強さは、赤外材料の有効成分の粒径、表面形態及び含量によって制御することができる。

上述した赤外材料は、バイオマス炭、電気石（[Ｎａ,Ｋ,Ｃａ][Ｍｇ,Ｆ,Ｍｎ,Ｌｉ,Ａｌ]_３[Ａｌ,Ｃｒ,Ｆｅ,Ｖ]_６[ＢＯ_３]_３[Ｓｉ_６Ｏ_１８][ＯＨ,Ｆ]_４）、遠赤外線セラミックス、ジェイド パウダー、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化銀及び炭化ケイ素の中の１つ、或いは、１つ以上の混合物である。赤外材料の粒径は、ナノレベルからミクロンレベルまでである。

図１に示すように、赤外層４（例えば、スパッタリング等によって塗布される）は、カバープレート１とタッチ感応層２との間に設けられるてもよい。例えば、赤外層４を、タッチ感応層２の、カバープレート１に向く面に設ける。この設置方式は、以下の方法で実現されてもよい。
タッチ感応層２上に光学透明樹脂（ＯＣＲ）を塗布し、
塗布されたＯＣＲをプリキュアし、
プリキュアされた光学透明樹脂上に赤外層４を塗布し、
カバープレート１を赤外層４上に設けてアライメントし、
紫外線（ＵＶ）硬化してタッチパネルを形成する。

他の例示では、赤外層４を、カバープレート１の、タッチ感応層２に向く面に設けてもよい。この設置方式は、以下の方法によって実現されてもよい。
カバープレート１の、タッチ感応層２に向く面上に赤外層４を塗布して硬化し、
硬化された赤外層４上にＯＣＲを塗布し、
塗布されたＯＣＲをプリキュアし、
赤外層４が設けられた面をタッチ感応層２に向くように、カバープレート１をタッチ感応層２上に設けてアライメントし、
ＵＶ硬化してタッチパネルを形成する。

図１に示すような赤外層４をカバープレート１とタッチ感応層２との間に設ける方式以外に、本発明の他の例示では、赤外層４を、タッチ感応層２と表示ユニット層３との間に設けてもよい。例えば、赤外層４を、タッチ感応層２の、表示ユニット層３に向く面に設け、或いは、赤外層４を、表示ユニット層３の、タッチ感応層２に向く面に設ける。

以上から分かるように、赤外層４を、図１に示すカバープレート１、タッチ感応層２、表示ユニット層３のような部材の中の１つ又は複数に設けてもよく、ひいてはタッチパネルに備えられる他の部材に設けてもよい。さらに、１つの部材に対して、赤外層４を部材の全域に塗布してもよく、又は、赤外層４を部材の全域の一部に塗布してもよい。これによって、前記一部領域から赤外線を放射することを実現し、或いは、前記一部領域からの赤外線の強度を強くする。

本発明の他の実施例は、タッチパネルを提供し、赤外層４が設けられるか否かに関わらず、タッチパネルの各部材を製造するとき、赤外層４が備える赤外材料を、少なくとも１つの部材の原材料に混ぜ合わせられる。例えば、赤外層４が備える赤外材料を、カバープレート１、タッチ感応層２及び表示ユニット層３という部材の中の少なくとも１つの原材料に混ぜ合わせる。また、１つの例示では、赤外層４が備える赤外材料をタッチパネルの中のＯＣＲに混合してもよい。例えば、以下の方法で実現される。
赤外材料を比例でＯＣＲに均一に混合し、
タッチ感応層２上に、前記赤外材料が混合されたＯＣＲを塗布し、
塗布されたＯＣＲをプリキュアし、
カバープレート１をタッチ感応層２上に設けてアライメントし、
ＵＶ硬化してタッチパネルを形成する。

さらに、上述した赤外層４の中の赤外材料は、表面改質されたものであってもよい。これによって、この赤外材料がタッチパネルの対応構造とよく整合され、性能が最適にマッチングされ、赤外材料の取り入れによる液晶ディスプレイに対する影響が避けられる。前記表面改質処理の目的の一つは、前記赤外材料の表面形態、結晶粒界の構造を変えて、前記赤外材料とタッチパネルの対応構造よく適合され、表示デバイスの性能に影響しないことであり、目的の他の一つは、前記赤外材料の表面形態、結晶粒界の構造を変えることで、赤外材料の活性が変えられ、熱交換能力が向上され、高い放射率で特定波長の遠赤外線を放射することができることである。

本発明の他の実施例は、赤外材料の表面改質方法であって、
１）赤外材料をナノ化処理して、赤外材料のナノ粒子を得るステップと、
２）ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変えることで、液晶セルの対応する構造層とよく整合されて、性能がマッチングされ、照射されるときに赤外線を放射するステップと、を備える。

このステップ１）の主な目的は、赤外材料をナノ化処理して、赤外材料のナノ粒子を得ることである。研磨、分散方法には、ナノ材料を製造する通常方法が採用されてもよい。例えば、通常の研磨装置（例えば、ボールミル、サンドミル等）及び分散剤を採用して有機溶剤の中で行ってもよい。このナノ分散溶液における赤外材料の重量％は１０〜１５％であってもよい。１つの例示では、前記ステップ１）は、赤外材料を研磨して分散し、平均の粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍである赤外材料のナノ分散溶液を得ることを含む。

ステップ２）の目的の一つは、ステップ１）で分散されたナノ粒子の表面特性を変えることで、液晶セルの対応する構造と整合されるようにし、表示デバイスの性能に影響しないようにする。目的の他の一つは、ナノ化処理された赤外材料をさらに表面改質して、赤外材料の活性を変え、熱交換能力を向上し、高い放射率で特定波長の遠赤外線を放射することである。１つの示例では、前記ステップ２）は、
前記赤外材料の分散溶液を、メタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミドを有する有機溶液に混合し、そして、アゾ系開始剤溶液を上述した混合物に注入するステップと、
反応が終わってから、反応の産物が冷却するまで、冷却用有機溶剤を注入して冷却するとともに攪拌した後、ろ過して乾燥させ、表面改質された赤外材料を得るステップと、を備える。

他の例示では、前記ステップ２）は、
例えば、アメロブラスチン、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソヘキシルニトリル、アゾビス等のアゾ系開始剤溶解を有機溶剤に注入して準備するステップと、
赤外材料のナノ分散溶液を四つ口フラスコ内に置いて、それを攪拌しながら振動し（頻度が５０Ｈｚより大きい）、又は揺動等の処理をするステップと、
モノマーのメタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミド（モル比が１:１〜２：１〜２である）を有機溶剤 (モノマー及び有機溶剤の体積比が１：１〜１：３である)に融解させ、得られた溶液を上述した四つ口フラスコ内に注入する。赤外材料が四つ口フラスコ内の混合溶液の重量の８〜２５％を占めるが、１０〜２０％を占めることが好ましくて、１２〜１７％を占めることがさらに好ましいステップと、
前記ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変える環境の条件は温度が３５℃〜６０℃Ｃであり、窒素の雰囲気であり、アゾ系開始剤溶液を上記モノマーの総重量の１〜５％になるように四つ口フラスコ内に滴々に注入し、攪拌や、振動や、揺動等の処理を介して３０分〜９０分の反応を行うステップと、
反応が終わった後、反応の産物が室温に冷却するまで５〜１０℃の冷却用有機溶剤を注入して冷却処理を行うとともに攪拌するステップと、
三回のろ過をした後、上述したモノマーを融解するための有機溶剤でろ過された固体を洗浄し、７０〜１００℃で５分〜２０分の乾燥を行い、表面改質の赤外材料を得るステップと、を備える。

上記方法で用いられる有機溶剤は、脂肪アルコール、グリコールエーテル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチレン・グリコール・モノメチル・エーテル、γ-ブチロラクトン、エチル 3-エトキシプロパノエート（Ｅｔｈｙｌ ３−ｅｔｈｏｘｙｐｒｏｐａｎｏａｔｅ）、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ａｃｅｔａｔｅ、ＰＡＭ）、シクロヘキサン、ジメチルベンゼン、イソプロパノールの中の１つ又は複数である。

上記方法で用いられる分散剤は通常の分散剤であり、例えば、ＢＹＫ ４１０、ＢＹＫ１１０、ＢＹＫ１６３、ＢＹＫ１６１、ＢＹＫ２０００等である。分散剤がナノ分散溶液に占める重量％は５％〜１５％であるが、７〜１２％であることが好ましい。

本発明のさらに他の実施例は、液晶セルを提供する。この液晶セルにおいて、赤外材料を有する部材が設けられる。前記赤外材料は、上記表面改質方法によって得られる。

本発明のさらに他の実施例は、バックライトを備える液晶ディスプレイであって、上記いずれか１つの液晶セルをさらに備える。この液晶ディスプレイは、例えば、ノートパソコン、携帯電話、電子ブック等の携帯型電子製品のディスプレイであってもよい。この液晶ディスプレイは、表示モジュール、バックライト、上下偏光フィルム構造等をさらに備えてもよい。

本発明の上述した実施例に係るタッチパネルには赤外材料を有する部材が設けられているため、タッチパネルに照射を提供するバックライト又は外部の光線（例えば、太陽光等）によってタッチパネルを照射するとき、タッチパネルは、強い浸透力及び放射力を有する赤外線を放射することができ、赤外線が人体に吸収されると、人体内の水分子を共振させ、水分子を活性化させ、水分子間の結合力を強くさせ、蛋白質等の生物大分子を活性化させ、生物細胞を高振動準位に位置させる。生物細胞が共振すると、遠赤外線の熱エネルギーを人体の皮下の深い部分に伝送することができるため、深層の温度が上昇し、生じる熱が内から外へ放熱され、毛細血管を拡張させ、血液循環を促進し、各組織間の新陳代謝を強化し、組織の再生能力を向上し、人間の体の免疫力を向上し、健康に有利であり、電磁放射が体の健康に対する影響をできるだけ低下することができる。同じ理由で、本発明に係るタッチパネルを備える液晶ディスプレイでは、バックライト又は外部の光線（例えば、太陽光等）がタッチパネルを照射するとき、タッチパネルは、液晶ディスプレイの外部へ赤外線を放射することができるため、前記液晶ディスプレイは健康に有利であり、電磁放射が体の健康に対する影響をできるだけ低下することができる。さらに、表面改質された赤外材料は、タッチパネル構造とよく整合され、性能的に最適化になるようにマッチングすることができ、液晶ディスプレイの性能を影響しない前提で、赤外材料とバックライト及び外部光線との熱交換能力を向上し、表面改質された赤外材料は高い放射率で特定波長を有する遠赤外線を放射する。

以上は、本発明の例示的な実施例であり、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって確定できる。

１ カバープレート（ｃｏｖｅｒ ｐｌａｔｅ）
２ タッチ感応層
３ 表示ユニット層
４ 赤外層

Claims (19)

1. タッチパネルであって、赤外材料を有する部材が設けられることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記赤外材料を有する部材は赤外材料からなる赤外層であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. カバープレート、タッチ感応層及び表示ユニット層を備え、
   前記赤外層は前記カバープレートとタッチ感応層との間に設けられ、及び／又は、
   前記赤外層は前記タッチ感応層と表示ユニット層との間に設けられることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記赤外層が前記カバープレートとタッチ感応層との間に設けられる場合、
   前記赤外層はタッチ感応層の、カバープレートに向く面に設けられ、或いは、
   前記赤外層はカバープレートの、タッチ感応層に向く面に設けられることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記赤外層が前記タッチ感応層と表示ユニット層との間に設けられる場合、
   前記赤外層はタッチ感応層の、表示ユニット層に向く面に設けられ、或いは、
   前記赤外層は、表示ユニット層の、タッチ感応層に向く面に設けられることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
6. 前記赤外層とタッチ感応層との間に設けられる光学透明樹脂層をさらに備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のタッチパネル。
7. 前記赤外材料を有する部材は、カバープレート、タッチ感応層、及び表示ユニット層の中の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
8. 赤外材料からなる赤外層は、前記カバープレート、タッチ感応層、及び表示ユニット層の中の少なくとも１つの全域又は全域の一部に設けられることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル。
9. カバープレート、タッチ感応層及び表示ユニット層を備え、それらの中の少なくとも１つは赤外材料を有する材料からなることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
10. 前記赤外材料は、バイオマス炭、電気石、遠赤外線セラミックス、ジェイド パウダー、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化銀及び炭化ケイ素の中の１つ、或いは１つ以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
11. 前記赤外材料の粒径はナノレベルからミクロンレベルまでであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
12. 前記赤外材料は、照射されるときに赤外線を放射するように、表面改質処理されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
13. バックライトを備える液晶ディスプレイであって、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のタッチパネルをさらに備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
14. 赤外材料の表面改質方法であって、
    赤外材料をナノ化処理して、赤外材料のナノ粒子を得るステップと、
    ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変えることで、液晶セルの対応する構造層と整合され、性能的にマッチングされ、照射されるときに赤外線を放射するステップと、を備えることを特徴とする赤外材料の表面改質方法。
15. 前記赤外材料をナノ化処理するステップは、赤外材料を研磨して分散し、平均粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍである赤外材料の分散溶液を得るステップを備えることを特徴とする請求項１４に記載の赤外材料の表面改質方法。
16. 前記ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変えるステップは、
    前記赤外材料の分散溶液を、メタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミドを有する有機溶液に混合し、そして、アゾ系開始剤溶液を上述した混合物に注入するステップと、
    反応が終わった後、反応の産物が冷却するまで冷却用有機溶剤を注入して冷却するとともに攪拌し、そして、ろ過して乾燥し、表面改質の赤外材料を得るステップと、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の赤外材料の表面改質方法。
17. 前記メタクリル酸メチル、スチレン、マレインイミドのモル比は、１:１〜２:１〜２であり、前記赤外材料が混合物の総重量の８〜２５％を占め、前記アゾ系開始剤溶液を注入するとき、アゾ系開始剤溶液がモノマーの総重量の１〜５％になるように滴々に注入されることを特徴とする請求項１６に記載の赤外材料の表面改質方法。
18. 前記ナノ化処理されたナノ粒子の表面特性を変える環境の条件は温度３５℃〜６０℃であり、窒素の雰囲気であり、
    前記反応の時間が３０分〜９０分であり、
    前記冷却用有機溶剤の温度が５〜１０℃であり、
    前記冷却が室温まで冷却することであり、
    前記ろ過の回数は三回であり、
    前記乾燥が７０〜１００℃で５分〜２０分行うことを特徴とする請求項１６に記載の赤外材料の表面改質方法。
19. タッチパネルであって、赤外材料を有する部材が設けられ、前記赤外材料が請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の表面改質方法によって得られることを特徴とするタッチパネル。

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