JP3192872U - ラフ化構造を備えたタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】メタルメッシュを採用するタッチパネルにおいてアンチグレア作用を発揮するラフ化構造を備えたタッチパネルを提供する。
【解決手段】ラフ化構造を備えたタッチパネル２は、タッチパネル２の上蓋基板２４の少なくとも一表面にラフ化構造２５を形成する。ラフ化構造２５の平均ラフ度は０．００１μｍ〜０．２μｍで、しかも厚みは１ｎｍ〜１０μｍの間である。ラフ化構造２５の断面形態は、ピラミッド形、台形、方形、長方形、山形、円形、絨毛形、或いは不規則形などで、上蓋基板２４にアンチグレアのラフ化構造２５を直接形成でき、或いは上蓋基板２４に、表面構造を備えるラフ化構造２５を別に形成する。これによりタッチパネル２上のメタルメッシュの反射光を発散させてしまい、或いはメタルメッシュとパネルの両者が合成する反射光を低下させることができる。
【選択図】図２Ａ

Description

本考案は、ラフ化構造を備えたタッチパネルに関し、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）を採用するタッチパネルにおいてアンチグレア作用を発揮するラフ化構造に関する。

タッチパネル産業の技術発展は迅速である。透明な導電感知材料であるＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の応用ニーズは、タッチパネルの需要急増と共に高まっている。タッチパネル構造は、Ｇ／Ｇ二層ガラスから単層ガラス（ＣＧＳ、Ｔｏｕｃｈ ｏｎ Ｌｅｎｓ、Ｉｎ−ｃｅｌｌ、Ｏｎ−ｃｅｌｌなどを含む）へと発展している。しかも、薄膜技術（ＧＩＦ或いはＧ／Ｆ／Ｆ）は主流に戻り、これによりタッチパネル技術領域には、多主流局面が出現している。中でも、ＯＧＳは、大型タッチパネル応用市場の主流技術になると期待されていたが、大画面の応用では、接着歩留が低いという問題に直面している。しかし、タブレット用のＧＦ１或いはＧＦ２など薄膜ソリューションを採用でき、さらにはガラスのカバーレンズ（Ｃｏｖｅｒ Ｌｅｎｓ）を用いず、すなわち単層ガラスのＯＧＳ（Ｏｎｅ Ｇｌａｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を、単層薄幕のＯＰＳ（Ｏｎｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）に変えることができれば、もちろんより理想的である。

しかし、従来のＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）薄膜は高価で、ほとんどを日本メーカーの供給に頼っているため、価格競争の余地がない。しかも表面電気抵抗が高く、駆動ＩＣの演算速度に影響を及ぼし易く、導電性も中大型タッチパネルへの応用にあまり適していない。ノート型コンピューター、ＰＣなどの中大型タッチパネルの多くは、ＯＧＳ単層ガラスタッチパネル技術、Ｇ／Ｇ二層ガラスタッチパネル技術を採用している。ＧＦ１或いはＧＦ２のソリューションにおいて、ＩＴＯ薄幕の電気抵抗値は、タッチＩＣを動けなくするほどに高い。一方、ＯＰＳソリューションは、製造工程において、ＩＴＯスパッタリングプロセスの温度が高過ぎる（約３００℃）という問題にぶつかっており、薄膜が変形し、非透明となってしまう。これにより、ＩＴＯは大画面の応用において、よりコンパクトなプラスチック材料を採用することができない。そのため、タッチパネルが中大型化へ、さらには湾曲可能、フレキシブル応用へと向っている現在、ＩＴＯの応用の限界が明らかになっている。よって、さまざまなサイズのタッチパネル応用市場をターゲットに、コスト競争力も備える次世代のタッチパネル技術としてＭｅｔａｌ Ｍｅｓｈが注目を集めている。これにより、将来はＯＧＳが大画面応用の発展のトップランナーになり得ると予想されている。

いわゆるＭｅｔａｌ Ｍｅｓｈとは、一種の導電材料である。その形状は、極細の金属線を網状に交差させたように見える。すなわち、金属線をタッチセンサー（ｓｅｎｓｏｒ）（底材はＰＥＴ薄膜類）上面に設置する。その目的は、従来のＩＴＯ Ｆｉｌｍ、ＩＴＯ薄膜などの導電材料に置換することである。Ｍｅｔａｌ Ｍｅｓｈは近年、次世代の重要なタッチ技術と目されている主因は、Ｍｅｔａｌ Ｍｅｓｈは抵抗値が低いという優位を備えることである。その抵抗値は、およそ５−１０Ωに過ぎないが、ガラスタッチセンサーの抵抗値は、およそ５０−１００Ωで、薄膜タッチセンサーの抵抗値は１５０Ωにも達する。抵抗値が高過ぎるとノイズが多くなり、信号源干渉も多くなるため、業界では金属導線を感知電極とするメタルメッシュ技術（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）への転換が進んでいる。金属はＩＴＯより優れた導電率を備え、コストも低い。しかし、金属は透明体ではないため、タッチパネルが使用する金属感知電極は、ユーザー可視性を生じ、金属は光を反射しグレアを生じ、視覚効果に影響を及ぼす。

図１に示すように、従来のメタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）タッチパネルを採用する技術においては、順番に、液晶表示モジュール１６、第一光学接着剤１５、メタルメッシュタッチパネル（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）、メタルメッシュタッチパネル上と下にそれぞれ設置する金属電極１０１、１０２、第二光学接着剤１１、アンチグレアフィルム（Ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ ｆｉｌｍ）、第三光学接着剤１３、上蓋基板（Ｃｏｖｅｒ Ｌｅｎｓ）１４を設置する。基板が光を反射する他、タッチ基板中の金属電極も、光を反射し、基板が反射する光と結びつき、その干渉は大きくなる。これにより、金属電極の干渉現象が目に入り易くなり、しかも視覚疲労を生じ易く、表示品質の低下を招いてしまう。よって、別にアンチグレア（（Ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ）処理膜を追加し、金属電極と基板が生じる反射光を低下させる必要がある。

しかし、上述した考案は使用上に欠点があり、改善する必要がある。その原因は下記の通りである。

アンチグレア処理膜を採用することで、タッチパネルは厚みが増してしまい、光透過エリアの光透過性に影響を及ぼすため、生産コストのさらなる削減を成し遂げることはできない。

本考案は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）を採用するタッチパネルにおいてアンチグレア作用を発揮するラフ化構造を備えたタッチパネルを提供することにある。

本考案によるラフ化構造を備えたタッチパネルは、少なくとも片側表面に金属電極を形成するタッチ基板、タッチ基板上に設置する上蓋基板、ラフ化構造を備え、タッチ基板に隣接する上蓋基板の表面に設置するラフ化構造を備える。
ラフ化構造の平均ラフ度は０．００１μｍ〜０．２μｍで、しかも厚みは１ｎｍ〜１０μｍの間である。
ラフ化構造の断面形態は、ピラミッド形、台形、方形、長方形、山形、円形、絨毛形、或いは不規則形などである。
ラフ化構造は、多種の方式により形成され、その内の一方式は、上蓋基板に表面加工処理を施し直接形成し、他の方式は、上蓋基板の表面に別に形成する表面構造を備えるラフ化構造である。
タッチ基板と上蓋基板との間にはさらに、光学接着剤を備え、これにより接着し、ラフ化構造の表面を埋め、ラフ化構造により増加した霧度を低下させられ、パネル全体の光透過率に影響が及ばないようにする。

本考案は、タッチパネルモジュールのカバーレンズにアンチグレア（ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ）処理を直接施すことで、一層のアンチグレア膜を省き、タッチパネル全体の厚みを低下させ、製造コストを削減し、さらに接着プロセスを減らすことで、歩留を高めることができる。

従来のアンチグレアのメタルメッシュタッチパネル構造の模式図である。 本考案一実施形態によるラフ化構造を備えたタッチパネルを示す構造模式図である。 本考案一実施形態によるラフ化構造を備えたタッチパネルを示す別種の構造模式図である。 本考案一実施形態によるラフ化構造を示す形態模式図である。 本考案一実施形態によるラフ化構造を示す別種の形態模式図である。

本考案の一実施形態によるラフ化構造を備えたタッチパネルを図面に基づいて説明する。ラフ化構造を備えたタッチパネルは、メタルメッシュタッチパネル（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）に応用し、タッチモジュールのカバーガラスにおいて、直接アンチグレア（Ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ)処理を行い、Ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ層を減らすことで、全体の厚みとコストを低下させ、光学接着剤の接着プロセスを省くことができる。

図２Ａに示すように、ラフ化構造を備えたタッチパネルは、タッチパネル２を備える。タッチパネル２は、液晶表示モジュール（ＬＣＭ、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｏｄｕｌｅ）３０上に設置し、しかも両者の間には、光学接着剤（ＯＣＡＯｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）３１を備える。光学接着剤３１は、液体、或いは薄膜の何れかの形式を選択することができる。光学接着剤３１の上にタッチ基板２０を設置する。タッチ基板２０は、上側と下側の表面にそれぞれ、上金属電極２０１と下金属電極２０２、高光透過性の上蓋基板２４、タッチ基板２０に隣接する上蓋基板２４の片側表面に形成するラフ化構造２５を設置する。上蓋基板２４の光透過率は、液晶表示モジュール３０が発する光をタッチパネル２まで透過させられ、映像をユーザーに見せることができる。ユーザーは、上蓋基板２４にタッチして、対応する操作を行うことができる。

ラフ化構造２５は、表面のラフ度が０．００１μｍ〜０．２μｍで、厚みが１ｎｍ〜１０μｍの凹凸状構造である。好ましくは、その表面平均ラフ度は、０．０２μｍ〜０．１μｍで、厚みは５０ｎｍ〜２μｍの間である。ラフ化構造２５の断面形態は、ピラミッド形、台形、方形、長方形、山形、円形、絨毛形、或いは不規則形などである。

ラフ化構造２５の形成には、多種の方式がある。内、一方式は、上蓋基板２４に、化学エッチング方式などで表面加工処理を施し直接形成する方式である。例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、或いは酸化ハフニウム（ＨＦ）などの薬液で、上蓋基板２４にエッチングを行い、上蓋基板２４表面に、ラフ化構造２５を形成する。或いは、物理研磨方式を用いる。この場合には、硬質粒子に研磨液と研磨盤を組合せ、上蓋基板２４に対して物理研磨を行い、上蓋基板２４表面に、ラフ化構造２５を形成する。

他の方式は、上蓋基板２４の表面に、表面構造を備えるラフ化構造２５を別に形成するものである。
その形成方式は、下記のように多数の方式がある。
Ａ．電解還元方式を利用し、シリコンイオンを含む電解質（ＴＥＯＳ有機シリコン合成材料など）を配置し、電極を、上蓋基板２４背面に付着させる。次に、上蓋基板２４に対して電解還元を行い、上蓋基板２４表面に別に、一層の酸化シリコン材料を付着させ、ラフ化構造２５を形成する。

Ｂ．アーク酸化方式を利用し、シリコンイオンを含む電解質（ＴＥＯＳ有機シリコン合成材料など）を配置し、次に有機シリコン合成材料に高圧を通してアークを発生させた後、上蓋基板２４に対してアーク酸化を行う。これにより、上蓋基板２４には、一層の酸化シリコンのラフ化構造２５が付着する。

Ｃ．スパッタリングにエッチングを組み合わせる方式は、上蓋基板２４上に、先ずシリコンを含む膜層をスパッタリングする。次に、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を利用し、選択的エッチングを行い、ピラミッド形、台形などの非規格形状のラフ化構造２５を形成する。

Ｄ．プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）方式を利用し、反応気体、気相条件を制御し、上蓋基板２４に酸化シリコンのラフ化構造２５を形成する。

Ｅ．プラズマ溶解ジェットコーティング方式を利用し、プラズマ或いはアークを利用し酸化シリコンを溶解し、上蓋基板２４表面にジェットコーティングし、ラフ化構造２５を形成する。

Ｆ．セルフアセンブリ積層方式を利用し、電解質内に酸化シリコンマイクロナノレベル粒子を入れ、適当な量の懸濁剤とＰＨ値の調整剤を添加し、ナノレベル粒子の表面に電双層を帯びさせ、表面処理（酸洗処理）を経た上蓋基板２４を電解液に浸す。セルフアセンブリ方式を経た酸化シリコンマイクロナノ粒子を、上蓋基板２４表面に形成し、ラフ化構造２５を形成する。

Ｇ．電気泳動方式を利用し、上蓋基板２４の一表面に、透明導電層を塗布し、次に上蓋基板２４を電解液中に浸し、電圧電流を通し、マイクロナノレベル粒子を泳動させ、上蓋基板２４表面に帯電させ、ラフ化構造２５を形成する。

Ｈ．有機樹脂と、０．０５μｍ〜３μｍのマイクロナノ粒子を利用し、ハイブリッドペースト（Ｈｙｂｒｉｄ ｐａｓｔｅ）を合成し、スクレーパー、回転塗布、或いはディップを利用し、ハイブリッドペーストを上蓋基板２４表面に塗布し、上蓋基板２４表面にラフ化構造２５を形成する。

Ｉ．金属層スパッタリングに、高温熱アニール腐食方式を対応させ、超薄層の低溶解点金属（アルミニウム、銀など）を上蓋基板２４の一表面にスパッタリングする。次に、熱アニール方式により、金属層は、表面張力の関係で、微小ナノ粒子を集め、上蓋基板２４上に均一に散布する。

Ｊ．有機金属混合材料に熱アニール方式を対応させ、有機樹脂と無機或いは有機金属の前駆物を上蓋基板２４表面上に配置し、熱アニールを利用し、金属イオンを集め、有機樹脂中に正核、積層、成長させる。微小ナノ粒子として集め、上蓋基板２４上に均一に散布し、ラフ化構造２５を形成する。

上述の製造プロセスは、上蓋基板２４に別にラフ化構造２５を形成するものである。
ラフ化構造２５の材料は、シリコン、アルミニウム、銀などの金属、或いは高分子材料、有機シリコン材、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などの非金属材質、或いはＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＳ、ＭｇＦ２などのセラミック／酸化物から選択する。

図３Ａに示すように、上述の（Ｆ）或いは（Ｇ）或いは（Ｈ）が、上蓋基板２４に形成するラフ化構造２５は、粒子（マイクロナノ粒子）突出形態２５１である。図３Ｂに示すように、それは、粒子（マイクロナノ粒子）嵌め込み形態２５２のラフ化構造であるが、これに限定せず、実際の必要に応じて改変することができる。

本考案のラフ化構造を備えるタッチパネルの別種の実施形態である図２Ｂに示すように、上記した実施形態を示す図２Ａの符号を用いる。本実施形態によるタッチパネル４と、上述の実施形態との主要な差異は以下の通りである。

上蓋基板２４とタッチ基板２０との間にはさらに、光学接着剤２３を備える。光学接着剤２３を通して、ラフ化構造２５表面を埋める。これにより、光透過度が向上するだけでなく、ラフ化構造２５により生じる白霧現象を低下させることができる。こうして、メタルメッシュを効果的に遮蔽し、人の目の快適性を高めることができる。

本考案が開示するラフ化構造２５を備えるタッチパネルは、第一実施形態では、ラフ化構造２５の上蓋基板２４とタッチ基板２０を備えるタッチパネル２を示す。そのラフ化構造２５の厚みとラフ度は異なり、光透過率を９０以上、好ましくは９５以上、霧度（Ｈａｚｅ）は６以上に、好ましい霧度範囲を６〜８に、光反射率を５０以下に、好ましくは３０以下にコントロールすることができる。第二実施形態のタッチ基板２０と上蓋基板２４との間にはさらに、光学接着剤２３を含むタッチパネル４を備える。それは、光透過率を９０以上、好ましくは９５以上、霧度（Ｈａｚｅ）は２以下に、好ましい霧度範囲を０．８〜２に、光反射率を５０以下に、好ましくは３０以下にコントロールすることができる。

ラフ化構造２５が選択したＴｉＯ２（ｎ〜２．２）、ＺｎＯ（ｎ〜２．３５）、ＺｎＳ（ｎ〜２．３５）など材料の屈折率が、上蓋基板２４の屈折率より高い時には、高屈折設計に属する。これにより使用者は、メタルメッシュが光を反射した後の金属細線の模様を容易に観察することはできない。ラフ化構造２５が選択したＰＭＭＡ（ｎ〜１．５）、有機シリコン樹脂（ｎ〜１．３−１．６）、ＭｇＦ２（ｎ〜１．３８）など材料の屈折率が、上蓋基板２４の屈折率より低い時には、パネル全体の光透過率を上げることができる。しかも、抵抗は、ＯＣＡ／ＴＰ／ＯＣＡスクリーンなど３個の媒介面が反射する機能から来ているため、ラフ化構造２５は、上蓋基板２４に、同時にアンチ反射（ＡＲ）とアンチグレア（ＡＧ）の効果を持たせることができる。さらに、マイクロナノ粒子を添加し、アンチグレア（ＡＧ）効果を向上させられる。本考案は、上蓋基板２４にアンチグレア（ＡＧ）のラフ化構造２５を直接形成し、メタルメッシュの反射光を発散させてしまい、或いはメタルメッシュとパネルの両者が合成する反射光を低下させることができる。しかも、従来の技術に比べ、タッチパネル全体において、一層のアンチグレア膜を省くことができ、タッチパネルの厚みを低下させ、アンチグレア膜の接着プロセスを省くことができ、歩留を高め、製造コストを削減することができる。

上述の実施形態の説明を総合すると、本考案の操作、使用、及び本考案が生じる効果を充分理解することができる。しかし、以上に述べた実施形態は単に本考案の好ましい実施形態であり、これによって本考案の実用新案登録請求の範囲を限定することではない。即ち本考案の実用新案登録請求の範囲及び説明書の内容に基づいて、同等効果を有する簡単な変化及び修飾は、全て、本考案の範囲内に属するものとする。

２ タッチパネル
２０ タッチ基板
２０１ 上金属電極
２０２ 下金属電極
２３ 光学接着剤
２４ 上蓋基板
２５ ラフ化構造
２５１ 突出形態
２５２ 嵌め込み形態
３０ 液晶表示モジュール
３１ 光学接着剤
４ タッチパネル

Claims (10)

1. ラフ化構造を備えたタッチパネルであって、
   ラフ化構造を備えたタッチパネルは、タッチ基板、上蓋基板、ラフ化構造を備え、
   前記タッチ基板は、少なくとも一表面に、金属電極を形成し、
   前記上蓋基板は、前記タッチ基板上に設置し、
   前記ラフ化構造は、前記タッチ基板に隣接する前記上蓋基板の表面に設置し、
   前記ラフ化構造の平均ラフ度は０．００１μｍ〜０．２μｍで、しかも厚みは１ｎｍ〜１０μｍの間であることを特徴とするラフ化構造を備えたタッチパネル。
2. 前記ラフ化構造の平均ラフ度、好ましくは０．０２μｍ〜０．１μｍであることを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
3. 前記ラフ化構造の厚みは、好ましくは５０ｎｍ〜２μｍであることを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
4. 前記ラフ化構造の断面形態は、ピラミッド形、台形、方形、長方形、山形、円形、絨毛形、或いは不規則形であることを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
5. 前記ラフ化構造は、前記上蓋基板に表面加工処理を施し直接形成することを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
6. 前記ラフ化構造は、前記上蓋基板の表面に別に形成する表面構造を備えるラフ化構造であることを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
7. 前記ラフ化構造は、化学エッチング方式、或いは物理研磨方式により、前記上蓋基板表面に形成されることを特徴とする請求項５に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
8. 前記ラフ化構造は、電解還元方式、アーク酸化方式、スパッタリング対応エッチング方式、プラズマ溶解ジェットコーティング方式、プラズマ補助化学気相積層方式、セルフアセンブリ積層方式、スクレーパー／回転塗布／ディップ方式、スパッタリング対応熱アニール方式、或いは塗布対応熱アニール方式を用いて、前記上蓋基板の表面に形成されることを特徴とする請求項６に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
9. 前記セルフアセンブリ積層方式、或いは電気泳動積層方式、或いはスクレーパー／回転塗布／ディップ方式により、前記上蓋基板上に形成されるラフ化構造は、粒子嵌め込み形態、或いは粒子突出形態であることを特徴とする請求項８に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。
10. 前記タッチ基板と前記上蓋基板との間にはさらに、光学接着剤を備え、これにより接着し、前記ラフ化構造の表面を埋めることを特徴とする請求項１に記載のラフ化構造を備えたタッチパネル。

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