JP3204335U - 透明導電膜 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な伝導率および高い歩留をもたらす透明導電膜を提供する。【解決手段】透明導電膜１００は基板と透明導電層とリード電極と第１の接続配線１４０とを含み、基板は基板のエッジに配置された第１の領域と第２の領域を含み、透明導電層は第１の領域に埋設され、リード電極は第２の領域上に形成され、第１の接続配線１４０は基板に形成され透明導電層とリード電極の間に配置され、これによって、第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料と第２の導電性メッシュ１３２の導電性材料が互いに電気的に接続され、第１の接続配線１４０を透明導電層とリード電極の間に配設して、透明導電層とリード電極が互いに電気的に接続されることで、透明導電層とリード電極の間の電気的接続強度、導電膜伝導率、および歩留が向上する。【選択図】図２

Description

考案分野
本実用新案は透明導電膜に関する。

考案背景
コンタクトなどの入力信号を受信可能な誘導タイプの液晶ディスプレイシステムである「タッチスクリーン」または「タッチパネル」として知られているタッチスクリーンは、機械的なボタンパネルに取って代わり、液晶ディスプレイによる鮮明なオーディオおよびビデオエフェクトを創出する。

現在、タッチスクリーンにとって導電層は不可欠なパーツである。従来のタッチスクリーンの導電層は一般にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で作られていた。ＩＴＯ層を調製する際には塗布、パターニング、鉛銀電極作製は常に不可欠な工程であった。ＩＴＯをパターニングするとき、ＩＴＯ膜のエッチング工程も必要とされ、このような従来の製造工程は複雑かつ冗長で、導電層の伝導率が低いことから歩留の向上も見られなかった。
考案概要
本実用新案の目的は、良好な伝導率および高い歩留をもたらす透明導電膜を提供することにある。

透明導電膜は、
第１の領域と第２の領域とがエッジに配置された基板と、
基板の第１の領域に形成されるとともに、導電性材料から作られた第１の導電性メッシュを含む、透明導電層と、
基板の第２の領域に形成されるとともに、導電性材料から作られた第２の導電性メッシュを含む、リード電極と、
基板上に形成されるとともに透明導電層とリード電極の間に配置された第１の接続配線であって、第１の接続配線を介して、第１の導電性メッシュの導電性材料と第２の導電性メッシュの導電性材料が互いに電気的に接続されている、第１の接続配線と、を含む。

一実施形態において、第１の導電性メッシュのエッジから延出した遷移部分を更に含み、遷移部分が、第２の領域上に配置され、第１の導電性メッシュと第１の接続配線との間に配設され、導電性材料から作られた第３の導電性メッシュを含み、第３の導電性メッシュのメッシュ密度が第１の導電性メッシュのメッシュ密度より高いかまたは等しい。

一実施形態において、第１の導電性メッシュと第３の導電性メッシュのメッシュ密度は共に第２の導電性メッシュのメッシュ密度より低い。

一実施形態において、遷移部分は第２の接続配線を含み、第３の導電性メッシュは第２の接続配線を介して第１の導電性メッシュに電気的に接続され、第３の導電性メッシュは第１の接続配線を介して第２の導電性メッシュに電気的に接続され、第２の接続配線は第１の接続配線より長い。

一実施形態において、基板は所定の形状を有するトレンチを画定し、透明導電層の導電性材料、リード電極、および第１の接続配線が各々対応づけられてトレンチ内に受容される。

一実施形態において、トレンチの深さと幅の比率が１以上であり、トレンチの幅は１０μ以下である。

一実施形態において、リード電極が第２の領域の表面から突出している。
一実施形態において、リード電極がインクジェット印刷により第２の領域の表面上に形成される。

一実施形態において、リード電極の最小幅が２μｍ〜２０μｍであり、リード電極の高さが５μｍ〜１０μｍである。

一実施形態において、基板は基層を更に含み、基層が基板の側面に取り付けられ、第１の領域と第２の領域は共に基層に配置されている。

一実施形態において、透明導電膜は遮光層を更に含み、遮光層が基板のエッジに配置され、リード電極は遮光層から大きく離間されて基層の表面に形成される。

一実施形態において、遮光層の幅は１ｍｍ〜５ｍｍである。
一実施形態において、第１、第２、および／または第３の導電性メッシュのメッシュ形状は矩形メッシュまたはランダムメッシュである。

一実施形態において、透明導電層、リード電極、および第１の接続配線が金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛またはこれらの合金からなる群より選択された材料から作られる。

一実施形態において、基板が、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートプラスチック、およびガラスからなる群より選択された材料から作られる。

一実施形態において、透明導電膜は基板へ配置された位置合わせマークを更に含む。
透明導電膜において、透明導電層が基板の第１の領域に埋設され、リード電極が基板のエッジの第２の領域上に形成され、第１の接続配線が透明導電層とリード電極の間に配置され、これによって、第１の導電性メッシュの導電性材料と第２の導電性メッシュの導電性材料が、第１の接続配線を介して、電気的に接続される。透明導電層は、基板の第１の領域上に第１の導電性メッシュを埋設することによって形成され、その後、リード電極は第２の領域へ第２の導電メッシュを配設することによって形成され、さらに、第１の接続が透明導電層とリード電極との間に配設され、第１の接続配線を介して透明導電層とリード電極は互いに電気的に接続される。これにより、透明導電層とリード電極の間の電気的接続強度が改良され、導電膜の伝導率が上昇し、歩留が向上する。

第１の実施形態による透明導電膜を概略的に示す平面図である。 図１の丸で囲んだ部分Ａを示す概略拡大図である。 他の態様による図１の透明導電膜を概略的に示す断面図である。 第２の実施形態による透明導電膜を概略的に示す平面図である。 第３の実施形態による透明導電膜を概略的に示す平面図である。 第４の実施形態による透明導電膜を概略的に示す平面図である。 第５の実施形態による透明導電膜を概略的に示す断面図である。 第６の実施形態による透明導電膜を概略的に示す断面図である。 第７の実施形態による透明導電膜を概略的に示す断面図である。 透明導電膜の位置合わせマークを概略的に示す平面図であり、 図１０の丸で囲んだ部分Ｂを示す概略拡大図である。

実施形態の詳細な説明
本開示はさらに以下の明細書と図面によってより詳細に記載される。

第１の実施の形態を図１、図２、図３に示す。透明導電膜１００は、基板１１０、透明導電層１２０、リード電極１３０、および第１の接続配線１４０を含む。基板１１０は、基板１１０のエッジに配置された第１の領域１１２と第２の領域１１４を含み、透明導電層１２０は、第１の領域１１２上に形成され、リード電極１３０は第２の領域１１４上に形成され、第１の接続配線１４０は基板１１０上に形成されかつ透明導電層１２０とリード電極１３０の間に配置されている。透明導電層１２０は導電性材料から作られた第１の導電性メッシュ１２２を含み、リード電極１３０は導電性材料から作られた第２の導電性メッシュ１３２を含む。第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料は第１の接続配線１４０を介して第２の導電性メッシュ１３２の導電性材料に電気的に接続されている。具体的には、図３に示されているように、第１の領域１１２は基板１１０上方の中間領域内に配置され、第２の領域１１４は基板１１０の２つの側面上のエッジ領域に配置されている。

透明導電膜１００において、透明導電層１２０は基板１１０の第１の領域１１２に埋設され、リード電極１３０は基板１１０エッジの第２の領域１１４上に形成され、第１の接続配線１４０は透明導電層１２０とリード電極１３０の間に配置され、これによって、第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料と第２の導電性メッシュ１３２の導電性材料が第１の接続配線１４０を介して互いに電気的に接続されている。

透明導電層１２０は基板１１０の第１の領域１１２に導電性材料を埋設することによって形成され、その後、リード電極１３０は第２の領域１１４上の第２の導電性メッシュ１３２を積層することによって形成される。一方、第１の接続配線１４０は、透明導電層１２０とリード電極１３０の間に配設され、透明導電層１２０とリード電極１３０は第１の接続配線１４０を介して互いに電気的に接続されて、透明導電層１２０とリード電極１３０の間の電気的接続強度を改良することができ、これによって、導電膜の伝導率が良くなり、歩留が向上する。

図２を参照するに、図示した実施形態において、仮想境界線は、リード電極１３０に接続する透明導電層１２０の部分上に形成され、第１の接続配線１４０は境界線上に配設され、これによって、第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料と第２の導電性メッシュ１３２の導電性材料が互いに電気的に接続される。

透明導電層１２０、リード電極１３０、および第１の接続配線１４０は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、および亜鉛、または金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、および亜鉛の少なくとも２つの合金からなる群より選択された材料から作られる。透明導電層１２０は、相当する機能を有するように、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電性ポリマーなどの任意の導電体から作ることができることを理解されたい。図示されている実施形態において、リード電極１３０と第１の接続配線１４０は共にナノ銀で作られている。

基板１１０はポリエチレンテレフタレートから作ることができる。他の実施形態において、基板１１０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートプラスチックやガラスなどの材料、好ましくは、透明な絶縁材料から作ることができる。

図４に示した第２の実施形態を参照するに、透明導電膜１００は、第１の導電性メッシュ１２２のエッジから延出した遷移部分１５０を更に含み、この遷移部分１５０は、第２の領域１１４上に配置され、第１の導電性メッシュ１２２と第１の接続配線１４０の間に配設され、導電性材料から作られた第３の導電性メッシュ１５２を含み、この第３の導電性メッシュ１５２のメッシュ密度は第１の導電性メッシュ１１２のメッシュ密度より高い。メッシュ線は導電性材料を配設することによって形成され、すなわち、メッシュ密度は導電性材料の集中度に等しい。第３の導電性メッシュ１５２は第１の導電性メッシュ１１２から延出し、この第１の導電性メッシュ１１２は第３の導電性メッシュ１５２を介して第１の接続配線１４０に接続される。第３の導電性メッシュ１５２のメッシュ密度が第１の導電性メッシュ１１２のメッシュ密度より高いことから、境界線でより多くの第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料が第１の接続配線１４０に接続されると、透明導電層１２０とリード電極１３０の間の接続強度が改良され、導電膜の伝導率が一層良くなる。

リード電極１３０の導電性材料を透明導電層１２０の十分な導電性材料と接続させることを更に確実にするために、第１の導電性メッシュ１２２および第３の導電性メッシュ１５２の各メッシュ密度は、第２の導電性メッシュ１３２のメッシュ密度より低くなるように構成されている。

図４に示される第２の実施形態を参照するに、遷移部分１５０は第２の接続配線１５４を更に含む。第３の導電性メッシュ１５２は第２の接続配線１５４を介して第１の導電性メッシュ１２２に電気的に接続されている。第３の導電性メッシュ１５２は第１の接続配線１４０を介して第２の導電性メッシュ１３２に電気的に接続されている。第２の接続配線１５４は第１の接続配線１４０より長い。第２の接続配線１５４は第３の導電性メッシュ１５２と第１の導電性メッシュ１２２の間に配設され、第２の接続配線１５４は第１の接続配線１４０より長いので、第２の接続配線１５４が第１の導電性メッシュ１２２の導電性材料により多く接触し、第１の導電性メッシュ１２２の十分な導電性材料が第３の導電性メッシュ１５２の導電性材料に電気的に接続されることが確実になり、これによって、第３の導電性メッシュ１５２が第１の接続配線１４０を介して第２の導電性メッシュ１３２に電気的に接続される。従って、透明導電層１２０とリード電極１３０との接続強度が更に改良され、導電膜の伝導率が更に向上する。

図２に示される第１の実施形態および図４に示される第２の実施形態を参照するに、第１の導電性メッシュ１２２のメッシュ形状はランダムメッシュとして図示されている。第１の導電性メッシュ１２２は、複数の第１のメッシュセルを含み、透明導電膜１００が他のディスプレイデバイスに接着されるとき、モアレ縞が発生しないように、第１のメッシュセルのサイクルの少なくとも２つのサイクルは互いに異なる。すなわち、第１の導電性メッシュ１２２の形状はランダムメッシュであり、第１のメッシュセルは各々、透明導電層１２０に傾斜分布される。メッシュサイクルは各メッシュセルの大きさに相当する。具体的には、ランダムメッシュは部分的ランダムメッシュセルの周期的分割によって形成することができる。すなわち、ランダムメッシュ全体は複数の部分的ランダムメッシュセルを含み、部分的ランダムメッシュセルは１ｍｍより大きい。

モアレ縞は光学現象であり、２本の線または２つのオブジェクトが一定角度および周波数で干渉されることによって形成されるビジュアルエフェクトであり、２本の線または２つのオブジェクトを目視によって識別できないとき、しばしば、干渉パターンしか見えないことがあり、この光学現象がモアレ縞である。第１のメッシュセルの形状はひし形、矩形、平行四辺形、湾曲した四角形または多角形であってよく、湾曲した四角形は湾曲した４つの側面を有し、２つの対向する湾曲側面は同じ形状を有し同じ方向に配設される。

図５に示された第３の実施形態および図６に示された第４の実施形態を参照するに、第１の導電性メッシュ１２２の形状は矩形のメッシュであり、すなわち、第１の導電性メッシュ１２２の第１のメッシュセルのメッシュサイクルは全て同じである。従って、透明導電膜１００が他のディスプレイデバイス、特に、小型ディスプレイを有するディスプレイ画面のデバイスに接着された場合、表示する画像の乱れ現象が回避される。

図４に示された第２の実施形態を参照するに、第２の導電性メッシュ１３２の形状は矩形のメッシュであり、すなわち、第２の導電性メッシュ１３２は複数の第２のメッシュセルを含み、第２の導電性メッシュ１３２の第２メッシュセルの全てのメッシュサイクルが同じであり、第３の導電性メッシュ１５２は矩形のメッシュであり、すなわち、第３の導電性メッシュ１５２は複数の第３のメッシュセルを含み、第３の導電性メッシュ１５２の第３のメッシュセルの全てのメッシュサイクルが同じである。メッシュサイクルは各メッシュセルの大きさに相当する。従って、第２の導電性メッシュ１３２と第３の導電性メッシュ１５２は共に矩形のメッシュであることから、導電膜の伝導率の安定度の向上、すなわち、導電膜の伝導率の向上により、製造工程の単純化、接続の簡便性の向上、およびコスト節約が達成される。第２の導電性メッシュ１３２の形状および第３の導電性メッシュ１５２の形状はランダムメッシュであり、すなわち、第２の導電性メッシュ１３２の第２のメッシュセルのメッシュサイクルと第３の導電性メッシュ１５２の第３のメッシュセルのメッシュサイクルが互いに異なり得る。

第２のメッシュセルおよび第３のメッシュセルの各形状は、ひし形、矩形、平行四辺形、湾曲した四角形または多角形であってよく、湾曲四角形は湾曲した４つの側面を有し、２つの対向する湾曲側面は同一形状を有し同一方向に配設される。

図３に示された第１の実施形態を参照するに、基板１１０は、所定の形状を有する溝（トレンチ）１１８を画定し、透明導電層１２０の導電性材料、リード電極１３０、および第１の接続配線１４０が各々対応づけられてトレンチ１１８内に受容される。具体的には、基板１１０は金型を用いて転写（インプリント）されて同基板の表面にトレンチ１１８を形成し、トレンチ１１８は、金型形状に対応して、第１のトレンチ、第２のトレンチ、第３のトレンチを含む。第１のトレンチは第１の領域１１２上に画定され、第２のトレンチと第３のトレンチは共に第２の領域１１４上に画定され、第３のトレンチは第１のトレンチと第２のトレンチの間、すなわち、透明導電層１２０とリード電極１３０の間で画定され、導電性材料が第１のトレンチに充填されその後焼結されて第１の導電性メッシュ１２２を形成することにて透明導電層１２０を形成し、導電性材料が第２のトレンチに充填されその後焼結されて第２の導電性メッシュ１３２を形成することにてリード電極１３０を形成し、導電性材料が第３のトレンチに充填されその後焼結されて第１の接続配線１４０を形成する。トレンチは、ワンステップ転写によって形成することができ、金型転写が単純化され、製造工程も簡単化され、コストが節約される。更に、導電性材料と回路基板の接着強度が高められ、導電膜の伝導率が更に向上する。

図１０および図１１を参照するに、図示されている実施形態において、透明導電膜１００は基板１１０上に配設された位置合わせマーク１７０を更に含む。導電膜は、位置合わせマーク１７０を用いることでタッチスクリーン上へ正確に付着されることができ、これによって、導電膜の伝導率が保証される。位置合わせマーク１７０は直交織メッシュラインによって構成され、線幅が２．２μｍ、メッシュサイクルが８μｍ、相対的透過率が５３．５％であり得る。

図３を参照するに、図示した実施形態によれば、トレンチ１１８に充填した後で焼結および成形の工程で導電性材料が破壊されるのを回避するために、および、導電膜の伝導率を確実にするために、トレンチ１１８の深さおよび幅の比率が１を下回らないように適正に構成され、トレンチ１１８の幅は１０μｍを上回らないように適正に構成することができる。

図７に示された実施例５を参照するに、リード電極１３０は、第２の領域１１４の表面から突出可能である。具体的には、リード電極１３０の導電性材料がインクジェット印刷により第２の領域１１４の表面上に形成されることにより、リード電極１３０を形成することができる。導電膜の伝導率の確実性のほかに、製造工程の単純化、コスト節約が可能となる。

具体的には、導電膜の伝動率を確実にするために、リード電極１３０の幅が２μｍ〜２０μｍになるように、リード電極の高さが５μｍ〜１０μｍになるように、適正に構成することができる。

図３に示された第１の実施例を参照するに、基板１１０は基層１１６を含み、基層１１６は基板１１０の側面に付着され、第１の領域１１２と第２の領域１１４は共に基層１１６上に配置される。基層１１６は基板１１０上に凝膠体（ゼリー）を塗布・硬化させることによって形成され、第１の領域１１２と第２の領域１１４は共に基層１１６上に配置される。図示されている実施形態において、これらの領域は、基層１１６の上面中央に配置され、すなわち、第１の領域１１２は透明導電層１２０を備え、基層１１６の上面エッジでは、第２の領域１１４はリード電極１３０を備える。遮光層１６０は基層１１６の第２の領域１１４の下面に配設されている。基層１１６は絶縁および成形に使用することができる。基層１１６は、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ：光学用透明粘着剤）接着剤、ＵＶ接着剤、熱硬化性接着剤、または、粘着剤などから作られる。

第１の領域１１２と第２の領域１１４は基板１１０の側面に直接配設することができることから、基層１１６を設ける必要がないことに留意されたい。図８に示した実施例６を参照するに、第１の領域１１２と第２の領域１１４は共に基板１１０の側面に直接配設され、リード電極１３０は第２の領域１１４に埋設される。図９に示される実施例７を参照するに、第１の領域１１２と第２の領域１１４は共に基板１１０の側面に直接配設され、リード電極１３０は第２の領域１１４の表面から突出している。

図３に示した第１の実施形態を参照するに、遮光層１６０が更に設けられ、同遮光層１６０は基板１１０のエッジに配置され、すなわち、ブラックマトリクス層１６０が基層１１６の第２の領域上に配置され、リード電極１３０は遮光層１６０から大きく離間されて基層１１６表面上に形成されている。基層１１６に対応する基板１１０の第２の領域１１４表面は、遮光層１６０の材料が塗布されて基層１１６を形成する。透明導電層１２０を有する第１の領域１１２は、ディスプレイ機能を有する透明部分となるので、基板１１０（第２の領域１１４）のエッジがディスプレイ領域のコントラストを高めるマトリクス層１６０を備え、ディスプレイエフェクトを高めることができる。マトリクス層１６０内に配置されたリード電極１３０は被覆される。使用時のビジュアルエフェクトが高められる。マトリクス層１６０はその遮光エフェクトを確実にするためにインク材料から作ることができ、マトリクス層１６０の幅は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲になるように適正に構成することができる。

具体的な詳細な実施例が記載されているが、これらは本開示を制限することにならない。従って、実用新案特許の保護範囲は添付請求項の範囲が対象とされる。

Claims (16)

1. 透明導電膜であって、
   第１の領域と第２の領域とがエッジに配置された基板と、
   前記基板の前記第１の領域に形成されるとともに、導電性材料から作られた第１の導電性メッシュを含む、透明導電層と、
   前記基板の前記第２の領域に形成されるとともに、導電性材料から作られた第２の導電性メッシュを含む、リード電極と、
   前記基板上に形成されるとともに前記透明導電層と前記リード電極の間に配置された第１の接続配線であって、前記第１の接続配線を介して、前記第１の導電性メッシュの導電性材料と前記第２の導電性メッシュの導電性材料が互いに電気的に接続されている、前記第１の接続配線と、
   を含む、透明導電膜。
2. 前記第１の導電性メッシュのエッジから延出した遷移部分を更に含み、
   前記遷移部分が、前記第２の領域上に配置され、前記第１の導電性メッシュと前記第１の接続配線との間に配設され、導電性材料から作られた第３の導電性メッシュを含み、
   前記第３の導電性メッシュのメッシュ密度が前記第１の導電性メッシュのメッシュ密度より高いかまたは等しい、請求項１に記載の透明導電膜。
3. 前記第１の導電性メッシュおよび第３の導電性メッシュのメッシュ密度は共に前記第２の導電性メッシュのメッシュ密度より低い、請求項２に記載の透明導電膜。
4. 前記遷移部分は第２の接続配線を含み、前記第３の導電性メッシュは前記第２の接続配線を介して前記第１の導電性メッシュに電気的に接続され、前記第３の導電性メッシュは前記第１の接続配線を介して前記第２の導電性メッシュに電気的に接続され、前記第２の接続配線は前記第１の接続配線より長い、請求項２に記載の透明導電膜。
5. 前記基板は所定の形状を有するトレンチを画定し、前記透明導電層の導電性材料、前記リード電極、および前記第１の接続配線が各々対応づけられて前記トレンチ内に受容される、請求項１に記載の透明導電膜。
6. 前記トレンチの深さと幅の比率が１以上であり、前記トレンチの幅は１０μｍ以下である請求項５に記載の透明導電膜。
7. 前記リード電極が前記第２の領域の表面から突出している請求項１に記載の透明導電膜。
8. 前記リード電極がインクジェット印刷により前記第２の領域の表面上に形成される請求項１に記載の透明導電膜。
9. 前記リード電極の最小幅が２μｍ〜２０μｍであり、前記リード電極の高さが５μｍ〜１０μｍである請求項１に記載の透明導電膜。
10. 前記基板は基層を更に含み、前記基層が前記基板の側面に付着され、前記第１の領域と前記第２の領域は共に前記基層上に配置されている、請求項１に記載の透明導電膜。
11. 遮光層を更に含み、前記遮光層が前記基板の前記エッジに配置され、前記リード電極が前記遮光層から大きく離間されて前記基層の表面上に形成される、請求項１０に記載の透明導電膜。
12. 前記遮光層の幅が１ｍｍ〜５ｍｍである請求項１１に記載の透明導電膜。
13. 前記第１、前記第２、および／または前記第３の導電性メッシュのメッシュ形状が矩形メッシュまたはランダムメッシュである請求項２に記載の透明導電膜。
14. 前記透明導電層、前記リード電極、および前記第１の接続配線が金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛またはこれらの合金からなる群より選択された材料から作られる請求項１に記載の透明導電膜。
15. 前記基板が、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートプラスチック、およびガラスからなる群より選択された材料から作られる、請求項１に記載の透明導電膜。
16. 前記基板へ配置された位置合わせマークを含む請求項１に記載の透明導電膜。

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