JP5362050B2 - ワークの貼り合わせ方法およびタッチパネル - Google Patents

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Description

本発明は、タッチパネルや有機EL(有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence)、有機半導体、太陽電池パネルの製造等に用いることができるワークの貼り合わせ方法、およびこの方法で製造されるタッチパネルに関する。さらに、詳細には、例えば表面にハードコート層が設けられたPET(ポリエチレンテレフタラート:Polyethylene terephthalate)等の樹脂のように表面が疎水性を有するワークとシリコーンからなる部材を貼り合わせたり、例えばガラス等の表面が親水性を有するワークや、例えば表面にハードコート層が設けられた樹脂のように表面が疎水性を有するワーク、さらには、ガラスもしくは上記樹脂からなる部材の表面に例えばITO(酸化インジウムスズ:Indium Tin Oxide)透明電極のような透明導電膜が施され、表面が疎水性を有するワークを、シリコーンからなる部材を介在させて互いに貼り合わせるためのワークの貼り合わせ方法、および、これらのワークを貼り合わせることにより製造されるタッチパネルに関する。
近年、ワークを貼り合わせて製造される有機EL、有機半導体、太陽電池等が注目されている。また、ワークを貼り合わせて製造されるものとしてタッチパネルが知られている。タッチパネルは、画像が表示されるディスプレイに指やペン等で触れることによりスイッチのon−off、データ入力等の制御が可能なものであって、近年、急速に普及している。例えば、携帯電話、携帯ゲーム機、タブレット端末などのガジェット、カーナビゲーション装置、銀行のATM、切符自動販売機等でタッチパネルは広く用いられている。
図18に、映像表示装置とタッチセンサモジュールからなるタッチパネルの模式図を示す。例として、投影静電容量方式のタッチパネルを示す。
図18に示すように、タッチパネル100はLCDパネル等の画像表示装置30とその上部に配置される位置入力装置10とからなる。
位置入力装置10は、タッチセンサ表面において指やペン等で接触された部分を検出するためのタッチセンサモジュール10aと、タッチセンサモジュール10aからの位置入力情報を処理し、上記情報に基づき画像表示装置30を制御するタッチパネル制御部10bからなる。
タッチセンサモジュール10aは、第1の透明導電膜(例えば、ITO電極)パターンが施されたPETフィルム14と、第2の透明導電膜(例えば、ITO電極)パターンが施されたガラス基板16が積層された構造であり、上から第1のITO電極13、PETフィルム14、第2のITO電極15、ガラス基板16の順に積層される。なお、PETフィルム14の両面には、PETフィルム14の傷付き防止のため光透過性のハードコート層14aが設けられる。すなわち、第1の透明導電膜パターンは、PETフィルム14上のハードコート層14a上に設けられる。ハードコート層14aは、例えば、アクリレート樹脂等からなる。
更に、PETフィルム14の第1のITO電極13が施された側にはカバーガラス11が設置される。PETフィルム14の第1のITO電極13パターンが施された表面と対向する側のカバーガラス11表面の周縁部にはブラックマトリクス12が形成されている。
一方、ガラス基板16の下側には、第1のITO電極13、第2のITO電極15と電気的に接続され、更に後で示すタッチパネル制御部10bとも電気的に接続される配線層21が設けられる。
配線層21は、カバーガラス11側から観察した際、カバーガラス11に設けられたブラックマトリックス12によって遮蔽されるように、ガラス基板16の下側にて配置される。すなわち、配線層21は、タッチパネルにおいて表示される画像を干渉しない位置に設けられる。
タッチパネル制御部10bは、タッチパネル(TP)コントロールIC部22とFPC(フレキシブルプリント基板)23とからなり、FPC23上にタッチパネルコントロールIC部22が設けられる。FPC23は、カバーガラス11側から観察した際、カバーガラス11に設けられたブラックマトリックス12によって遮蔽されるように、中央部分に開口が設けられた環状構造であり、タッチパネルコントロールIC部22はこの環状構造部分の上部に設けられる。すなわち、タッチパネル制御部10bは、タッチパネルにおいて表示される画像を干渉しない位置に設けられる。上記したようにタッチパネル制御部10bは、タッチセンサモジュール10aの配線層21と電気的に接続され、また、画像表示装置30とも電気的に接続される。
上記したタッチセンサモジュール10a、タッチパネル制御部10bが、LCDパネル等の画像表示パネル32から構成される画像表示装置30上に積層されてタッチパネルが構成される。なお、画像表示パネル32の表面には、偏光フィルム31が設けられている。なお、図18に示すように、上からタッチセンサモジュール10a、タッチパネル制御部10b、画像表示装置30の順に積層されるタッチパネルは、紫外線硬化性接着剤24(UV Resin)にて接合される。すなわち、タッチセンサモジュール10aのガラス基板16の配線層21が設けられた表面と、タッチパネル制御部10bと画像表示装置30表面の偏光フィルムはUV Resinにて接合される。なお、タッチセンサモジュール10aのガラス基板16の配線層21が設けられていない部分やタッチパネル制御部10bの開口部分などは、UV Resinが充填された状態となる。
タッチパネルは、カバーガラス11上に接触した指等の位置情報をタッチパネルセンサモジュール10aにて検出し、その位置情報を受信したタッチパネル制御部10bからの制御信号に基づいて画像表示装置30の動作を制御するものである。
図18(b)に示すように、第1のITO電極13は、Y方向に伸びる電極パターン単位が複数、X方向に並列に配置された電極パターンである。すなわち、第1のITO電極13は複数の電極パターン単位からなる。
一方、図18(c)に示すように、第2のITO電極15は、X方向に伸びる電極パターン単位が複数、Y方向に並列に配置された電極パターンである。すなわち、第2のITO電極15は複数の電極パターン単位からなる。
これらの各電極パターン単位に図示を省略した電源により高周波電圧を印加しておく。タッチパネルのカバーガラス11に指が近づくと、指と第1のITO電極13において指に近い位置に配置されている電極パターン単位、指と第2のITO電極15において指に近い位置に配置されている電極パターン単位との間に静電容量(コンデンサ)が形成され、それぞれ電流が流れる。この電流変化を検出することにより、カバーガラス11上の指の位置が検出される。
すなわち、図18(b)(c)から明らかなように、第1のITO電極13は指のX方向の位置、第2のITO電極15は指のY方向の位置を検出する。図18(d)に示すように、第1のITO電極13と第2のITO電極15とをX−Y二次元方向のマトリックス状に配置することにより、タッチパネルセンサモジュール10aは、カバーガラス11に接触した指のX−Y二次元方向の位置を検出する。
タッチパネルセンサモジュール10aにより検出されたカバーガラス11に接触した指の位置に関する信号は、タッチパネル制御部10bへと送信される。
ここで、タッチパネルセンサモジュール10aにおけるPETフィルム14とカバーガラス11との間(PETフィルム14の第1のITO電極13が施された表面とカバーガラス11の下側表面との間)、あるいはPETフィルム14とガラス基板16との間(PETフィルム14の第1のITO電極13側と反対側のハードコート層14a表面とガラス基板16の第2のITO電極15が設けられた表面との間)に空気層が介在すると、各表面と空気層との界面における屈折率の相違により当該界面での光の反射が発生し、輝度の低下やコントラストの低下といったタッチパネルにおける表示画質の劣化が発生する。
よって、このような空気層をなくすために、空気と比較して屈折率がカバーガラス11やPETフィルム14、ガラス基板16の屈折率に近い透明物質により空気層を置換して、タッチパネルディスプレイの輝度の低下やコントラストの低下を抑制することが行われている。
具体的には、空気と比較して上記したような屈折率を有する透明の接着部材19により、カバーガラス11の下側表面とPETフィルム14の第1のITO電極13側表面とが接合される。また、PETフィルム14の第1のITO電極13側と反対側のハードコート層14a表面とガラス基板16の第2のITO電極15が設けられた表面とも上記したような接着部材により接合される。
接着部材としては、例えば、特許文献1、特許文献2に例示されているような透明性の高いアクリル系粘着剤を使用した光学用粘着テープ(Optically Clear Adhesive Tape:以下OCAテープという)や、特許文献3、特許文献4に例示されているような透明性の高い硬化型樹脂(Optically Clear Resin:以下OCRという)が用いられる。
特開平9−251159号公報 特開2011−74308号公報 特開2009−48214号公報 特開2010−257208号公報 特許第3714338号公報 特開2006−187730号公報 国際公開2008/087800号 特開2008−19348号公報
上記したように、OCAテープ、OCRを使用して、カバーガラス11の下側表面とPETフィルム14の第1のITO電極13側表面の接合、PETフィルム14の第1のITO電極13側と反対側のハードコート層14a表面とガラス基板16の第2のITO電極15が設けられた表面との接合を実施することにより、タッチパネルディスプレイの輝度の低下やコントラストの低下を抑制することが可能となる。
しかしながら、OCAテープ、OCRの使用する場合、以下のような問題点や不具合も考慮する必要がある。
OCAテープの場合、接着力が強力であるためリワーク性が乏しい。すなわち、一度剥がして再度使用することは難しいので、OCAテープ使用時には、高い貼り合わせ精度が要求される。
また、OCAテープは硬いので、PETフィルム14の第1のITO電極13側表面やガラス基板16の第2のITO電極15が設けられた表面のような表面に段差構造が存在する場合、貼り付け時上記段差部分に気泡が混入しやすい。
更には、上記したようにOCAテープはリワーク性が乏しく、表面の段差部分で気泡が混入しやすいので、貼り付け処理が難しい。よって、接合面の面積が大面積であるような被接合対象の場合、OCAテープを使用することは困難である。また、OCAテープは比較的高価である。
一方、OCRによる接合は以下のように行われる。すなわち、2枚のワークの少なくとも一方の接合面にOCR塗布して当該2枚のワークを重ね合わせ、加熱や紫外線(UV)照射によりOCRを硬化させて上記2枚のワークを接合する。ここで、OCRは一般に粘度が高いので、接合面に均一に塗布するのは難しい。よって、例えば、カバーガラス11接合面とPETフィルム14接合面とが非平行の状態で接合されるという不具合も発生しうる。
また、OCRは耐熱温度が低く、紫外線(UV)硬化性のOCRの場合UV照射時のOCRの温度上昇の影響を考慮する必要がある。すなわち、UV光源40とOCR接合面との距離が近すぎると、OCRが当該OCRの耐熱温度以上に加熱されてしまう。よって、UV光源40とOCR接合面との距離はある程度大きくする必要があるが、この場合、OCR接合面でのUV強度も弱くなるので、結果的にUV硬化性OCRの場合、硬化プロセス時間が長くなる。
また、OCRは硬化の際変形が生じるので、2枚のワークの接合状態が必ずしも望ましいものになるとは限らない。例えば、カバーガラス11とPETフィルム14の接合やガラス基板16と画像表示パネル32の接合の場合、カバーガラス11とPETフィルム14との間隔やガラス基板16と画像表示パネル32の間隔が不均一になることもあり、タッチパネルの性能が劣化する。
更には、OCRの場合も時間的耐性が必ずしも十分ではなく、貼り合わせ後ある程度の時間が経過すると、OCR自体に着色が発生し、例えば、黄色くなる。よって、タッチパネルの場合、画像が変色して見えてしまう。また、OCRも価格が比較的高い。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、リワーク性が良好で長時間使用しても発色せず、処理時間が比較的短く、比較的安価で、接合面が大面積の部材に対しても容易に接合可能なワークの貼り合わせ方法を提供することであり、また、このような貼り合わせ方法を採用して輝度の低下やコントラストの低下を抑制したタッチパネルを提供することである。
本発明は、ガラス等の親水性表面を持つワーク、樹脂等の疎水性表面を持つワーク、ガラスや樹脂等の表面に透明導電膜が施され疎水性表面を持つワーク等、親水性表面を持つワークと疎水性表面を持つワークとを貼り合わせる場合、あるいは、疎水性表面を持つワーク同士を相互に貼り合わせる場合において、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーンからなる部材を使用して、これらを貼り合わせる技術を提供するものである。さらに、上記疎水性表面を持つ第2、第3のワークに、上記シリコーンからなる部材を貼り合わせる技術を提供するものである。
具体例としては、タッチパネルについて説明する。図18に示すタッチパネルにおいて、カバーガラス11の下側表面(第1のワークの表面)とPETフィルム14の第1のITO電極13側表面(第2のワークの表面)の貼り合わせや、PETフィルム14の第1のITO電極13側の反対側のハードコート層14a表面(第1のワークの表面)とガラス基板16の第2のITO電極15が設けられた表面(第2のワークの表面)とを貼り合わせるに際し、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーンからなる部材を使用するものである。
大気中においてシリコーンからなる部材(以下シリコーン基板という)表面に紫外線を照射すると当該表面が酸化されて親水性表面となり、このような表面にガラス基板16や樹脂基板を重ね合わせて、重ね合わせたガラス基板16や樹脂基板と紫外線を照射したシリコーン基板とを所定の時間加圧したり、加熱したりすることにより、両基板が接合されることが知られている。
例えば、特許文献5に記載されているように、シリコーン基板がポリジメチルシロキサン(Polydimethylsiloxane:PDMS)基板である場合、シリコーン(PDMS)基板17の表面は、図2(a)に示すように、オルガノシロキシ基が存在する表面(疎水性表面)となっている。
大気中に保持されるこの基板17の表面に、波長220nm以下の紫外線(例えば、キセノンエキシマランプから放出される中心波長172nmの紫外線)を照射することにより、基板表面にて活性酸素が発生する。この活性酸素と基板表面とが接触することにより、当該基板表面が酸化される。すなわち、図2(b)に示すように、オルガノシロキシ基に係るメチル基が脱離され、当該メチル基が結合していたケイ素原子に活性酸素が結合された状態となる。
大気中には水分が存在しているので上記した活性酸素と水素とが結合し、図2(c)に示すように、基板表面は、ケイ素原子にヒドロキシ基(OH基)が結合された状態となる。このような表面にガラス基板16の親水性表面を重ね合わせて両表面を密着させることにより、図2(d)に示すように、PDMS基板17の表面とガラス表面との界面において水素結合が形成され、両基板は接合される。
シリコーンは比較的安定した素材であり、OCRとは異なり、貼り合わせ後ある程度の時間が経過してもシリコーン自体の着色は発生しない。よって、タッチパネルディスプレイの各基板の接合材料として使用しても、タッチパネルの画像に変色の影響は発生しない。
また、シリコーンは比較的柔らかい素材であるので、PETフィルム14の第1のITO電極13側のハードコート層14a表面やガラス基板16の第1の配線層21側の表面のような表面に段差構造が存在する場合であっても、貼り付け時の上記段差部分への気泡混入を容易に抑制することができる。すなわち、接合面が大面積の部材に対しても容易に接合することが可能である。
また、上記したように、シリコーン基板を用いた接合は、OCRのように接合面への塗布といった工程はなく、また、OCRのような硬化反応による接合ではないので、OCRを使用する場合の塗布の均一性の問題や硬化時の変形の問題は発生しない。
シリコーンはOCRと比べ耐熱温度が高いので、OCR硬化時における紫外線(UV)光源40とOCR接合面との距離に比べ、シリコーン基板表面処理時におけるUV光源40とシリコーン基板表面との距離を小さくすることができ、シリコーン基板表面でのUV強度はOCR接合面でのUV強度より大きい。すなわち、シリコーン基板へのUV照射工程においては、OCR接合面へのUV照射工程より、UVの利用効率が大きい。
また、発明者らの実験によれば、OCRのUV硬化反応に要する時間より、シリコーン基板へのUV照射工程、シリコーン基板とガラス基板等の被接合基板の加熱工程や加圧工程に要する時間の方が短いことが分かった。
また、一般にシリコーン基板は、OCAテープやOCRと比較すると価格が安価である。
シリコーン基板を用いた接合の場合、ガラス基板や樹脂基板と紫外線を照射したシリコーン基板とを重ね合わせてすぐ接合が完了するのではなく、上記したように所定の時間だけ両基板を加圧したり、加熱したりすることによって接合が完了する。よって、重ね合わせた直後に両基板を分離するのは容易である。よって、例えばガラス基板や樹脂基板と紫外線を照射したシリコーン基板との位置合わせが不十分であるとき、重ね合わせた直後であるならば両者を一度剥がして、再度シリコーン基板に紫外線を照射して接合工程を行うことが可能となる。すなわち、OCAテープと比較すると、リワーク性に富んでいる。
図1に本発明の接合方法を用いて組み上げたタッチパネルの構成例を示す。
基本的な構成は、前記図18に示したものと同じであり、タッチセンサモジュール10aとタッチパネル制御部10bから構成される位置入力装置10と、画像表示装置30から構成され、本発明においては、PETフィルム14のハードコート層14aの表面に設けられた第1のITO電極13と、カバーガラス11との間にシリコーン基板(例えばPDMS)17aが設けられ、シリコーン基板17aの一方の面と上記第1のITO電極13の間にプライマーが介在している。また、PETフィルム14のハードコート層14aと、ガラス基板16の表面に設けられた第2のITO電極15の間にシリコーン基板17bが設けられ、シリコーン基板17bとハードコート層14aとの間、及びシリコーン基板17bとITO電極15の間にプライマーが介在している。
ここで、発明者等の実験の結果、以下のような知見が得られた。すなわち、シリコーン基板の表面に紫外線(UV)を照射して当該表面を親水性表面とし、このシリコーン基板の親水性表面と、表面に第1のITO電極13が施されたPETフィルム14や表面に第2のITO電極15が設けられたガラス基板16とを重ね合わせても接合ができないことが分かった。同様に、UV照射によって得られたシリコーン基板の親水性表面と、PETフィルム14の第1のITO電極13側と反対側のハードコート層14a表面とを重ね合わせても接合ができないことが分かった。
すなわち、親水性表面であるシリコーン基板の接合面と、(疎水性表面である)PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面とは反対側のハードコート層14a表面、ガラス基板16の第2のITO電極15が施されている面とは、接合が難しいことが分かった。
発明者らは鋭意検討し、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面とは反対側のハードコート層14a表面、及び、ガラス基板16の第2のITO電極15が施されている面にそれぞれプライマー18(下塗り剤)を施し、更に当該プライマー18の表面改質を行うことにより、これらの面(PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面とは反対側のハードコート層14a表面、ガラス基板16の第2のITO電極15が施されている面)を接合に適した表面とし、この接合に適した表面とUV照射されたシリコーン基板表面とを重ね合わせることにより、シリコーン基板とこれらの面PETフィルム14とを接合することが可能であることを見出した。そして、プライマー18としては、シランカップリング剤、シロキサン系コート剤が有効であることが分かった。
ワーク表面にプライマー18を施して当該プライマー18の表面改質を行うことにより、このワークとUV照射されたシリコーン基板表面とが接合可能となるメカニズムは必ずしも明確には分かっていないが、概略以下のようなメカニズムであると考えられる。以下、この考えられるメカニズムについて、図3、図4を参照しながら説明する。
例として、プライマー18としてシランカップリング剤を使用し、プライマー18を施す表面をPETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面とした場合を考察する。なお、図4のシリコーン基板17は、予め図2に示したような方法でカバーガラス11と接合されているものとする。
図3(a)は、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面にプライマー18としてシランカップリング剤がコートされた状態を示す。
シランカップリング剤は、1つの分子中に反応性の異なる2種類の官能基を有する。図3(a)において、RO(Oは酸素)で示す官能基は無機材料と化学結合する官能基であり、Xは有機材料と結合する官能基である。PETフィルム14上の第1のITO電極13は無機物であるので、官能基ROと化学結合している。
次に、図3(b)に示すように、水分(H2O)、二酸化炭素(CO2)を含む大気中にて、PETフィルム14のシランカップリングコート面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出される紫外線(UV)を照射する。UV照射により、PETフィルム14のシランカップリングコート面が表面改質される。
具体的には、(a)シランカップリング剤の官能基RO、Xが分解・離脱してシリコン酸化物がPETフィルム14上の第1のITO電極13表面やPETフィルム14の第1のITO電極13パターンが施されていない表面の一部と結合したり、(b)上記した官能基Xの分解反応やUV照射による空気中の水分、二酸化炭素の化学反応の結果、シリコン酸化物がPETフィルム14上の第1のITO電極13表面やPETフィルム14の第1のITO電極13パターンが施されていない表面の一部とカルボキシル基(−COOH)が結合したり、(c)シランカップリング剤の官能基RO、Xが分解・離脱して、一部露出したPETフィルム14上の第1のITO電極13表面やPETフィルム14の第1のITO電極13パターンが施されていない表面と、UV照射による空気中の水分、二酸化炭素の化学反応の結果生成した酸素ラジカルとが反応してヒドロキシ基(−OH:以下、OH基ともいう)が結合したりするものと考えられる。そして、上記した(a)シリコン酸化物は、空気中の水分と反応して、図3(b)の右側の図のように、終端がOH基が結合した状態となるものと考えられる。
なお、図3(b)では表示を省略したが、UV照射の結果生成する酸素ラジカルにより、PETフィルム14のシランカップリングコート面に付着している不純物もクリーニングされるものと考えられる。
まとめると、PETフィルム14上の第1のITO電極13パターンが施された面は、(a)結合したシリコン酸化物の終端がOH基となっている部分、(b)カルボキシル基と結合した部分(終端はOH基)、(c)酸素ラジカルによる酸化反応でOH基が結合している部分とが混在しているものと考えられる。
いずれの場合も終端がOH基となっているので、UV照射によるPETフィルム14のシランカップリングコート面の表面改質により、PETフィルム14上の第1のITO電極13パターンが施された表面の殆どがOH基と結合し、PETフィルム14上の第1のITO電極13パターンが施された表面が親水性表面になるものと考えられる。
すなわち、疎水性表面であるPETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面にプライマー18をコートし、当該プライマー18をコートした面に紫外線(UV)を照射することにより、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面は、接合に適した表面(親水性表面)になるものと考えられる。
そして、図4(c)に示すように、このようなシランカップリング剤をコートしてUV照射処理により親水性表面(すなわち、接合に適した表面)となったPETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面に、UV照射によりカバーガラス11との接合面の反対側の表面を親水性表面に改質してなるシリコーン基板17の接合面とを重ね合わせることにより水素結合が形成され、重ね合わせたシリコーン基板17とPET基板を加熱することにより接合面の脱水が発生し、最終的にシリコーン基板17と接合表面に第1のITO電極13パターンが施されているPETフィルム14とは酸素の共有結合により接合されるものと考えられる。
なお、図3、図4では、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面にプライマー18としてシランカップリング剤がコートした場合を考察したが、PETフィルム14の第1のITO電極13が施されている面とは反対側のハードコート層14a表面、ガラス基板16の第2のITO電極15が施されている面にプライマー18をコートしても同様のメカニズムで接合が可能になるものと考えられる。
また、プライマー18としてシランカップリング剤の代わりに防汚や静電気防止の用途に使用されるシロキサン系コート剤を用いた場合も、ワークのシロキサン系コート剤をコートした面に紫外線を照射することにより、当該コート面の終端の状態はOH基が結合した親水性表面となって、接合に適した表面に改質されるものと考えられる。
以上に基づき、本発明においては、次のように前記課題を解決する。
(1)疎水性表面を持つワークの一方の面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、上記ワークのプライマーをコートした面と、上記シリコーンからなる部材に紫外線を照射し、上記ワークの紫外線を照射した面と、シリコーンからなる部材の紫外線を照射した面が接触するように積層し、上記積層したワークとシリコーンからなる部材の接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層したワークとシリコーンからなる部材を加熱し、あるいは、積層したワークとシリコーンからなる部材をその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱することにより、疎水性表面を持つワークとシリコーンからなる部材とを貼り合わせる。
(2)疎水性表面を持つ第2のワークの表面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、親水性表面を持つ第1のワークの一方の面と、上記第2のワークのプライマーをコートした面のそれぞれと、上記シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、第1のワークと上記シリコーンからなる部材と第2のワークを、上記紫外線が照射された面が接触するように積層し、上記接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層した第1および第2のワークとシリコーンからなる部材を加熱し、あるいは積層した第1および第2のワークとシリコーンからなる部材をその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱することにより、親水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーンからなる部材を介在させて貼り合わせる。
(3)疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークの表面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマー18をコートし、第1のワーク及び第2のワークの、上記プライマーリーをコートした面のそれぞれと、上記シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、上記第1のワークと上記シリコーンからなる部材と第2のワークを、上記紫外線が照射された面が接触するように積層し、上記接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層したワークを加熱し、あるいは積層したワークをその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱することにより、疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーンからなる部材を介在させて貼り合わせる。
(4)透明導電膜が施された基板を有するタッチセンサモジュールと、画像表示装置とを備えたタッチパネルにおいて、上記タッチセンサモジュールに、シランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーがコートされ、該プライマーをコートした面が紫外線照射により改質された透明導電膜が施された基板と、紫外線照射により表面が改質されたシリコーンからなる部材と設け、上記基板と上記シリコーンからなる部材の、上記紫外線が照射されたそれぞれの面を対向させて積層する。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
(1)疎水性表面を持つワーク面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、ワークのプライマーをコートした面と、シリコーンからなる部材に紫外線を照射し、上記ワークに貼り合わせることにより、上記ワークの表面を接合に適した表面(親水性表面)にすることができ、上記ワークとシリコーンからなる部材とを確実に接合することができる。
このため、疎水性表面を持つPET等の樹脂、透明導電膜が施されたワーク等とシリコーンからなる部材を貼り合わせることが可能となる。
(2)親水性表面を持つワークの一面に紫外線を照射し、疎水性表面を持つワークの表面にプライマーをコートしてプライマーをコートした面に紫外線を照射し、また、シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、親水性表面を持つワークと、疎水性表面を持つワークと、シリコーンからなる部材との紫外線照射面が対向するように積層し、あるいは、疎水性表面を持つワークの表面にプライマーをコートしてプライマーをコートした面に紫外線を照射し、また、シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、疎水性表面を持つワークとシリコーンからなる部材と疎水性表面を持つワークの紫外線照射面が対向するように積層し、これらを貼り合わせることにより、以下の効果を得ることができる。
(a)シリコーンには長時間経過後の着色が発生しないので、OCAテープやOCRにより貼り合わせる場合のように、長時間経過後の着色が発生しない。
このため、タッチパネルの製造に適用することで、タッチパネルの画像に変色の影響が発生しない。
(b)導電性薄膜のような段差構造が接合面に存在する場合であっても、シリコーンは段差に応じて変形・密着するので貼り付け時の上記段差部分への気泡混入の抑制が容易である。
(c)OCRを使用して貼り合わせる場合のように、塗布均一性実現の困難さ、硬化時の変形といった問題は回避することができ、また、シリコーンはOCRより耐熱温度が高いので、紫外線照射光源とシリコーンの照射面を近接させることができ、効率的にシリコーンの光照射面を改質することができる。
(d)一般にシリコーンからなる部材は、OCAテープやOCRと比較すると価格が安価であるので、製造コストを低減化することができる。
(e)シリコーンからなる部材を用いた接合の場合、ワークとシリコーンからなる部材を重ね合わせてもすぐ接合が完了するのではなく、所定の時間だけ加圧したり、加熱したりすることによって接合が完了する。このため、重ね合わせた直後にワークとシリコーンを分離するのは容易である。よって、ワークとシリコーンからなる部材との位置合わせが不十分であるとき、重ね合わせた直後であるならば両者を一度剥がして、再度シリコーンからなる部材に紫外線を照射して接合工程を行うことが可能となる。すなわち、OCAテープと比較すると、リワーク性に富んでいる。
(f)従来、紫外線照射による表面改質処理を用いても接合させることが困難であったシリコーンからなる部材と、タッチセンサモジュールの表面が疎水性の導電性薄膜基板表面との貼り合わせが可能となる。このため、タッチセンサモジュールの各構成要素の貼り合わせに際して、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーンからなる部材を使用して各構成要素の貼り合わせ、タッチセンサモジュールを構成することが可能となる。
本発明の接合方法を用いて組み上げたタッチパネルの構成例を示すである。 表面が親水性のガラス基板と紫外線照射したPDMS基板との接合を説明する図である。 プライマーをコートしたPETフィルムのITO電極が施されている面と、シリコーン基板との接合を説明する図(1)である。 プライマーをコートしたPETフィルムのITO電極が施されている面と、シリコーン基板との接合を説明する図(2)である。 カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程(A−1)を説明する図である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO)が表面に施されたガラスとの接合工程(B−1)を説明する図(1)である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO)が表面に施されたガラスとの接合工程(B−1)を説明する図(2)である。 カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程(A−2)を説明する図である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO)が表面に施されたガラスとの接合工程(B−2)を説明する図(1)である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO)が表面に施されたガラスとの接合工程(B−2)を説明する図(2)である。 カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程(A−3)を説明する図である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO)が表面に施されたガラスとの接合工程(B−3)を説明する図である。 本発明の接合方法を用いて組み上げたタッチパネルの他の構成例を示すである。 カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO)が表面に施された第1のガラス基板との接合工程(C−1)を説明する図である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施された第1のガラス基板と第2の透明導電膜(ITO)が表面に施された第2のガラス基板との接合工程(D−1)を説明する図である。 カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO)が表面に施された第1のガラス基板との接合工程(C−2)を説明する図である。 第1の透明導電膜(ITO)が表面に施された第1のガラス基板と第2の透明導電膜(ITO)が表面に施された第2のガラス基板との接合工程(D−2)を説明する図である。 映像表示装置とタッチセンサモジュールからなるタッチパネルの模式図である。
以下、本発明の実施の形態をタッチパネルを製造する場合を例として説明するが、本発明はタッチパネル以外に前記有機EL、有機半導体、太陽電池等の製造にも適用できる。
(1)実施の形態1
図1は、前記した本発明のタッチパネルの第1の構成例を示す図である。
前記図18に示したものと基本的構成は同じであり、タッチパネル100はLCDパネル等の画像表示装置30とその上部に配置される位置入力装置10とからなる。
位置入力装置10は、タッチセンサ表面において指やペン等で接触された部分を検出するためのタッチセンサモジュール10aと、タッチセンサモジュール10aからの位置入力情報を処理し、上記情報に基づき画像表示装置30を制御するタッチパネル制御部10bからなる。
タッチセンサモジュール10aは、図18(b)に示した第1の透明導電膜(例えば、ITO電極)パターンが施されたPETフィルム14と、図18(c)に示した第2の透明導電膜(例えば、ITO電極)パターンが施されたガラス基板16に積層された構造であり、上からカバーガラス11、シリコーン基板17a、プライマー18、第1のITO電極13、PETフィルム14、プライマー18、シリコーン基板17b、プライマー18、第2のITO電極15、ガラス基板16の順に積層される。なお、PETフィルム14の両面には、PETフィルム14の傷付き防止のため光透過性のハードコート層14aが設けられる。ハードコート層14aは、前記したように例えば、アクリレート樹脂等からなる。
PETフィルム14の第1のITO電極13パターンが施された表面と対向する側のカバーガラス11表面の周縁部にはブラックマトリクス12が形成されている。
ガラス基板16の下側には、第1のITO電極13、第2のITO電極15と電気的に接続され、タッチパネル制御部10bとも電気的に接続される配線層21が設けられる。配線層21は、カバーガラス11側から観察した際、カバーガラス11に設けられたブラックマトリックス12によって遮蔽されるように、ガラス基板16の下側にて配置される。
タッチパネル制御部10bは、前記したようにタッチパネル(TP)コントロールIC部22とFPC(フレキシブルプリント基板)23とからなり、FPC23上にタッチパネルコントロールIC部22が設けられる。FPC23は、カバーガラス11側から観察した際、カバーガラス11に設けられたブラックマトリックス12によって遮蔽されるように、中央部分に開口が設けられた環状構造であり、タッチパネルコントロールIC部22はこの環状構造部分の上部に設けられる。
タッチパネル制御部10bは、タッチセンサモジュール10aの配線層21と電気的に接続され、また、画像表示装置30とも電気的に接続される。
上記したタッチセンサモジュール10a、タッチパネル制御部10bが画像表示装置30上に積層されて、タッチパネルが構成される。
図1に示すタッチパネルにおいては、タッチセンサモジュール10aにおける第1の透明導電膜(例えば、第1のITO電極13)の基板がPETフィルム14であり、第2の透明導電膜(例えば、第2のITO電極15)の基板がガラス基板16であるような例である。なお、図1に示すタッチパネルの構成例において、各基板、各層の厚みは説明を容易にするために誇張して描かれており、実際の各基板、各層の厚みの相対関係は、図1に示すものとは相違する。
以下、上記タッチセンサモジュールを製造するための各ワークの貼り合わせ工程について説明する。
〔工程A−1〕カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程
本工程を図5に示す。本工程は、親水性表面を有する第1のワークと疎水性表面を有する第2のワークをシリコーン基板を介在させて貼り合わせ方法を示すものであり、親水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第1の透明導電膜(ITO電極13)がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14である。
(a)カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合
親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の下側表面と疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1のITO電極13側表面とを接合するのに先立って、まず、カバーガラス11とシリコーン(例えば、PDMS)基板17aとの接合を行う。
図5(a)に示すように、シリコーン(PDMS)基板17aの表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aの表面を酸化し当該表面を親水性表面とする。
次に、カバーガラス11の接合面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、カバーガラス11の接合面とシリコーン基板17aのUV照射表面とを重ね合わせる。適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり、加熱することにより、接合強度を増加させる。
なお、カバーガラス11自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、カバーガラス11の接合面にUV光を照射することにより、カバーガラス11の接合面が活性化されたり、カバーガラス11表面の不純物が分解して除去されるので、カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、シリコーン(PDMS)基板17a表面とカバーガラス11の接合面へのUV照射は同時に行っても良い。
(b)カバーガラス11と接合したシリコーン基板17aとPETフィルム14との接合
次に、図5(b)に示すように、例えば、前記図18(b)のようなパターンの第1のITO電極13がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14において、上記第1のITO電極13パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
一方、カバーガラス11と接合されたシリコーン基板17aの、カバーガラス11との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
その後、シリコーン基板17aのUV照射処理した表面とPETフィルム14のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり加熱したりして、カバーガラス11が接合されたシリコーン基板17aと、第1のITO電極13が表面に施されたPETフィルム14とを接合する。
すなわち、本工程(A−1)において採用された接合方法は以下の通りである。
(1)親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の下側表面に、シリコーン基板17aを接合する。接合方法は、シリコーン基板17aに紫外線を照射して紫外線照射面を親水性表面とし、当該表面をカバーガラス11上に積層して、親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11とシリコーン基板17aを接合する。なお、上記したように、カバーガラス11の接合面にも紫外線を照射してもよい。
(2)疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14のハードコード層14aの第1の透明導電膜(ITO電極13)が施された面にプライマーコートする。
(3)親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11に接合されたシリコーン基板17a表面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(4)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(5)上から、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14、シリコーン基板17a、親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(5)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔工程B−1〕第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたガラスとの接合工程
本工程を図6、図7に示す。本工程は、疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、疎水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11が接合されているPETフィルム14、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施されたガラス基板16である。
(a)シリコーン基板17bとPETフィルム14(カバーガラス11と接合済み)との接合
図6(a)に示すように、シリコーン基板17b表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17b表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
次に第1のITO電極13パターンが施されているハードコート層14a表面にシリコーン基板17aを介してカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、図6(a)に示すように、第1のITO電極13パターンが施されている面の反対側のハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面とPETフィルム14のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、PETフィルム14とシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、シリコーン基板17bと第1のITO電極13が表面に施されたPETフィルム14とを接合する。
(b)PETフィルム14(カバーガラス11と接合済み)とガラス基板16との接合
図7(b)に示すように、PETフィルム14と接合されたシリコーン基板17bの、PETフィルム14との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
次に、例えば、図18(c)のようなパターンの第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16において、上記第2のITO電極パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面とガラス基板16のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、ガラス基板16とシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、PETフィルム14と接合されたシリコーン基板17bと、第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16とを接合する。
なお、第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16の代わりに、第2のITO電極15が表面に施された樹脂基板(例えば、PETフィルム14)が用いられる場合もあるが、工程2の手順に変化はない。
すなわち、本工程(B−1)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第1のワークであってカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、PETフィルム14の上記カバーガラス11が接合されていないハードコート層14a表面(疎水性表面)にプライマー18をコートする。
(2)シリコーン基板17b表面と、疎水性表面を持つ第1のワークであるPETフィルム14のプライマー18がコートされた面とに対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(3)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(4)上から、シリコーン基板17b、プライマー18、疎水性表面を持つ第1のワークであるPETフィルム14(カバーガラス11接合済み)の順に重ね合わせられているワークを加圧しながら、加熱する。
(5)疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(6)疎水性表面を持つ第1のワークであるPETフィルム14(カバーガラス11接合済み)に接合されたシリコーン基板17b表面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(7)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(8)上から、疎水性表面を持つ第1のワークであるPETフィルム14(カバーガラス11接合済み)、シリコーン基板17b、疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(4)(8)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
本発明の接合方法を採用した〔工程A−1〕と〔工程B−1〕を経て、図1に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールが構成される。
このタッチセンサモジュール10aとタッチパネル制御部10bがLCDパネル等の画像表示装置30上に積層されて、タッチパネルが構成される。ここで、タッチパネル制御部10bの構造例や、タッチセンサモジュール10a、タッチパネル制御部10b、画像表示装置30の順に積層されるタッチパネルの接合は、従来技術と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
本実施の形態1は、タッチパネルにおけるタッチセンサモジュールを以下のような方法で構築するものである。すなわち、タッチセンサモジュールの各構成要素の貼り合わせに際して、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーン(基板)を使用し、シリコーン(基板)と各構成要素の接合面に紫外線を照射するものである。
そして、タッチセンサモジュールの導電性薄膜(例えば、ITO電極)が設けられている基板において、上記導電性薄膜が設けられている面にプライマー(例えば、シランカップリング剤)をコートし、当該プライマーのコート面に紫外線を照射するものである。
更には、上記導電性薄膜が設けられている基板の上記導電性薄膜が設けられていない側表面が疎水性表面である場合、当該表面にもプライマー18(例えば、シランカップリング剤)をコートし、当該プライマーコート面に紫外線を照射するものである。
本発明の貼り合わせ方法によってタッチセンサモジュールを構築することにより、以下のような利点が得られる。
すなわち、OCAテープやOCRとは異なり、シリコーンには長時間経過後の着色が発生せず、最終製品であるタッチパネルの画像に変色の影響が発生しない。
また、導電性薄膜のような段差構造が接合面に存在する場合であっても、シリコーンは段差に応じて変形・密着するので貼り付け時の上記段差部分への気泡混入の抑制が容易である。また、接合面が大面積の部材に対しても容易に接合することが可能である。
また、OCRのような硬化反応による接合ではないので、OCR特有の接合面への塗布工程における塗布均一性実現の困難さ、硬化時の変形といった問題は回避される。また、OCRより耐熱温度が高いので、紫外線照射光源とシリコーン基板の照射面を近接させることができ、効率的にシリコーン基板の光照射面を改質することが可能となる。これに対し、紫外線硬化性OCRを使用する場合は、OCR自体の耐熱性が低いので、紫外線硬化性OCR塗布面と紫外線照射光源40とをあまり近づけることができず、当該紫外線硬化性OCR塗布面での紫外線強度が小さくなり、紫外線の利用効率が小さくなる。これに伴い、貼り合わせのためのOCR硬化反応に要する時間が長時間化する。
また、一般にシリコーン基板は、OCAテープやOCRと比較すると価格が安価である。
更に、シリコーン基板を用いた接合の場合、ガラス基板や樹脂基板と紫外線を照射したシリコーン基板とを重ね合わせてすぐ接合が完了するのではなく、所定の時間だけ両基板を加圧したり、加熱したりすることによって接合が完了する。よって、重ね合わせた直後に両基板を分離するのは容易である。よって、例えばガラス基板や樹脂基板と紫外線を照射したシリコーン基板との位置合わせが不十分であるとき、重ね合わせた直後であるならば両者を一度剥がして、再度シリコーン基板に紫外線を照射して接合工程を行うことが可能となる。すなわち、OCAテープと比較すると、リワーク性に富んでいる。
特に本発明の貼り合わせ方法においては、従来、紫外線照射による表面改質処理を用いても接合させることが困難であったシリコーン基板とタッチセンサモジュールの導電性薄膜基板の導電性薄膜表面との貼り合わせ、シリコーン基板と表面が疎水性である場合の導電性薄膜基板との貼り合わせについても、導電性薄膜表面、基板の疎水性表面にシランカップリング剤を導入して、当該シランカップリング剤を紫外線照射により表面改質する(接合に適した表面状態にする)ことを可能としたので、上記した貼り合わせを可能とすることできた。
すなわち、タッチセンサモジュールの各構成要素の貼り合わせに際して、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーン(基板)を使用し、シリコーン(基板)と各構成要素の接合面に紫外線を照射して、タッチセンサモジュールの各構成要素の貼り合わせて当該タッチセンサモジュールを構成することが可能となった。
〔実施の形態1の変形例(1)〕
実施の形態1においては、本発明の接合方法を採用した〔工程A−1〕と〔工程B−1〕を経て、図1に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールを構成する例を示した。
すなわち、〔工程A−1〕においては、まずカバーガラス11とシリコーン基板17aとを接合し、次にこのカバーガラス11と接合したシリコーン基板17aとPETフィルム14とを接合するという順番で、カバーガラス11と第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施されたPETフィルム14とを接合した。
また、〔工程B−1〕においては、まず〔工程A−1〕により構成されたシリコーン基板17aを介してカバーガラス11と接合されたPETフィルム14とシリコーン基板17bとを接合し、次にこのカバーガラス11と接合済のPETフィルム14と接合されたシリコーン基板17bとガラス基板16とを接合するという順番で、PETフィルム14と接合されたシリコーン基板17bと第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16とを接合してタッチセンサモジュール10bを構成した。
しかしながら、ワークを貼り合わせる順番は上記〔工程A−1〕〔工程B−1〕に示す順番に限るものではない。
例えば、上記〔工程A−1〕において、まず、シリコーン基板17aとPETフィルム14とを接合し、次にこのPETフィルム14と接合されたシリコーン基板17aとカバーガラス11とを接合するという順番で、カバーガラス11と第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルム14とを接合してもよい。(以下、このような工程を〔工程A−2〕と呼ぶことにする。)
同様に、上記〔工程B−1〕において、まずシリコーン基板17bとガラス基板16とを接合し、次にこのガラス基板16と接合されたシリコーン基板17bとカバーガラス11と接合済のPETフィルム14とを接合するという順番で、カバーガラス11と接合済のPETフィルム14とガラス基板16と接合済のシリコーン基板17bとを接合してタッチセンサモジュールを構成してもよい。(以下、このような工程B−1に代わる工程を〔工程B−2〕と呼ぶことにする。)
以下、図8、図9、図10を用いて、本発明の接合方法を採用した〔工程A−2〕と〔工程B−2〕を経て図1に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールを構成する例を説明する。
〔工程A−2〕カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程
本工程を図8に示す。本工程は、親水性表面を有する第1のワークと疎水性表面を有する第2のワークをシリコーン基板を介在させて貼り合わせ方法を示すものであり、親水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11、疎水性表面を有する第2のワークに相当するのは第1の透明導電膜(ITO電極13)がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14である。
(a)シリコーン基板17aとPETフィルム14との接合
例えば、図18(b)のようなパターンの第1のITO電極13がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14において、図8(a)に示すように、上記第1のITO電極13パターンが施されたハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
またシリコーン基板17aの表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17a表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
その後、シリコーン基板17aのUV照射表面とPETフィルム14のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、PETフィルム14とシリコーン基板17aとを加圧したり加熱したりして、シリコーン基板17aと第1のITO電極13が表面に施されたPETフィルム14とを接合する。
(b)PETフィルム14と接合したシリコーン基板17aとカバーガラス11との接合
次に、図8(b)に示すように、PETフィルム14と接合されたシリコーン基板17aの、PETフィルム14との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
また、カバーガラス11の接合面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、PETフィルム14と接合されたシリコーン基板17aのUV照射表面とカバーガラス11の接合面とを重ね合わせ、適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり、加熱することにより、接合強度を増加させる。
なお、カバーガラス11自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、カバーガラス11の接合面にUV光を照射することにより、カバーガラス11の接合面が活性化されたり、カバーガラス11表面の不純物が分解して除去されるので、カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、PETフィルム14と接合されたシリコーン(PDMS)基板17a表面とカバーガラス11の接合面へのUV照射は同時に行っても良い。
すなわち、本工程(A−2)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(2)シリコーン基板17a表面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(3)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(4)疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14とシリコーン基板17aとが重ね合わせられているワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
(5)次に、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14に接合されたシリコーン基板17a表面と、親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の接合面に対して紫外線を照射する。
(6)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(7)上から、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14、シリコーン基板17a、親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(4)(7)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔工程B−2〕第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたガラスとの接合工程
本工程を図9、図10に示す。本工程は、疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、疎水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11が接合されているPETフィルム14、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施されたガラス基板16である。
(a)シリコーン基板17bとガラス基板16との接合
図9(a)に示すように、シリコーン基板17b表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17b表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
また、例えば、図18(c)のようなパターンの第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16において、上記第2のITO電極15パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面とガラス基板16のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、ガラス基板16とシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、シリコーン基板17bと第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16とを接合する。
図10(b)に示すように、ガラス基板16と接合されたシリコーン基板17bの、ガラス基板16との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
次に第1のITO電極13パターンが施されている面にプライマー18、シリコーン基板17aを介してカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、図10(b)に示すように、第1のITO電極13パターンが施されている面の反対側のハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面とPETフィルム14のUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、PETフィルム14とシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、ガラス基板16と接合されたシリコーン基板17bと第1のITO電極13が表面に施されたPETフィルム14とを接合する。
すなわち、本工程(B−2)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(2)シリコーン基板17b表面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(3)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(4)シリコーン基板17bと疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16が重ね合わせられているワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
(5)疎水性表面を持つ第1のワークであってカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、PETフィルム14の上記カバーガラス11が接合されていないハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。
(6)疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16に接合されたシリコーン基板17b表面と、疎水性表面を持つ第1のワークであるPET基板のカバーガラス11が接合されていないハードコート層14a表面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(7)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(8)上から、疎水性表面を持つ第1のワークであるPETフィルム14(カバーガラス11接合済み)、プライマー18、シリコーン基板17b、プライマー18、疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(4)(8)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔実施の形態1の変形例(2)〕
実施の形態1の〔工程A−1〕〔工程B−1〕、ならびに実施の形態1の変形例(1)の〔工程A−2〕〔工程B−2〕は、2つのワークの貼り合わせを繰り返すことにより構成されている。しかしながら、各工程において3つのワークを一度に貼り合わせるように構成してもよい。
例えば、上記〔工程A−1〕〔工程A−2〕において、カバーガラス11とシリコーン基板17aとPETフィルム14とを一度に接合してもよい。(以下、このような工程を〔工程A−3〕と呼ぶことにする。)
同様に、上記〔工程B−1〕〔工程B−2〕において、カバーガラス11と接合済のPETフィルム14とシリコーン基板17bとガラス基板16とを一度に接合してもよい(以下、このような工程を〔工程B−3〕と呼ぶことにする。)。
以下、図11、図12を用いて、本発明の接合方法を採用した〔工程A−3〕と〔工程B−3〕を経て図1に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールを構成する例を説明する。
〔工程A−3〕カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムとの接合工程
本工程を図11に示す。本工程は、親水性表面を有する第1のワークと疎水性表面を有する第2のワークをシリコーン基板を介在させて貼り合わせ方法を示すものであり、親水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11、疎水性表面を有する第2のワークに相当するのは第1の透明導電膜(ITO電極13)がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14である。
例えば、図18(b)のようなパターンの第1のITO電極13がハードコート層14a表面に施されたPETフィルム14において、図11に示すように、上記第1のITO電極13のパターンが施されたハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
また、図11に示すようにシリコーン基板17aの両面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aの表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
更に、図11に示すようにカバーガラス11の接合面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、カバーガラス11のUV照射処理された接合面とシリコーン基板17aのUV照射処理された一方の面、ならびに、シリコーン基板17aのUV照射処理された他方の面とPETフィルム14のUV照射処理されたプライマーコート面とを重ね合わせる。そして、カバーガラス11、シリコーン基板17a、PETフィルム14の順番で積層されたワークを、適宜、加圧したり加熱したりして、カバーガラス11とシリコーン基板17aと第1のITO電極13が表面に施されたPETフィルム14とを一度に接合する。
なお、カバーガラス11自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、カバーガラス11の接合面にUV光を照射することにより、カバーガラス11の接合面が活性化されたり、カバーガラス11表面の不純物が分解して除去されるので、カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、カバーガラス11の接合面と、シリコーン基板17a両面と、PETフィルム14のプライマーコート面へのUV照射は同時に行っても個別に行っても良い。
すなわち、本工程(A−3)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(2)親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の接合面と、シリコーン基板17aの両面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるPETフィルム14の第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、各紫外線照射面を親水性表面とする。
(3)その後、カバーガラス11のUV照射処理された接合面とシリコーン基板17aのUV照射処理された一方の面、ならびに、シリコーン基板17aのUV照射処理された他方の面とPETフィルム14のUV照射処理されたプライマーコート面とを重ね合わせる。
(4)そして、カバーガラス11、シリコーン基板17a、PETフィルム14の順番で積層された各ワークの接触面を加圧しながら、加熱して、各ワークを一度に接合する。
なお、本接合方法の(4)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔工程B−3〕第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたPETフィルムと第2の透明導電膜(ITO電極)が表面に施されたガラスとの接合工程
本工程を図12に示す。本工程は、疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、疎水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11が接合されているPETフィルム14、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施されたガラス基板16である。
図12に示すように、シリコーン基板17aを介してカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、カバーガラス11が接合されている面の反対側のハードコート層14aの表面にプライマー18をコートする。そして、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
また、図12に示すようにシリコーン基板17bの両面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bの表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
更に、例えば図18(c)のようなパターンの第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16において、図12に示すように上記第2のITO電極15のパターンが施された面にプライマー18をコートする。そして、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、PETフィルム14のUV照射処理されたプライマーコート面とシリコーン基板17bのUV照射処理された一方の面、ならびに、シリコーン基板17bのUV照射処理された他方の面とガラス基板16のUV照射処理されたプライマーコート面とを重ね合わせる。
そして、カバーガラス11が接合済みであるPETフィルム14、シリコーン基板17b、ガラス基板16の順番で積層されたワークを、適宜、加圧したり加熱したりして、カバーガラス11が接合済みであるPETフィルム14とシリコーン基板17bと第2のITO電極15が表面に施されたガラス基板16とを一度に接合する。
なお、また、PETフィルム14のプライマーコート面と、シリコーン基板17b両面と、ガラス基板16のプライマーコート面へのUV照射は同時に行っても個別に行っても良い。
すなわち、本工程(B−3)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第1のワークであってカバーガラス11が接合されているPETフィルム14において、PETフィルム14の上記カバーガラス11が接合されていないハードコート層14a表面にプライマー18をコートする。
(2)疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(3)疎水性表面を持つ第1のワークであってカバーガラス11が接合されているPETフィルム14のカバーガラス11が接合されている面の反対側のハードコート層14a表面にコートされたプライマー18と、シリコーン基板17bの両面と、疎水性表面を持つ第2のワークであるガラス基板16の第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、各紫外線照射面を親水性表面とする。
(4)その後、PETフィルム14のUV照射処理されたプライマーコート面とシリコーン基板17bのUV照射処理された一方の面、ならびに、シリコーン基板17bのUV照射処理された他方の面とガラス基板16のUV照射処理されたプライマーコート面とを重ね合わせる。
(5)そして、カバーガラス11が接合済みであるPETフィルム14、シリコーン基板17b、ガラス基板16の順番で積層された各ワークの接触面を加圧しながら、加熱して、各ワークを一度に接合する。
なお、本接合方法の(5)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔実施の形態2〕
実施の形態1においては、図1に示すタッチパネルの構成例において、第1の透明導電膜(例えば、ITO電極13)の基板がPETフィルム14であり、第2の透明導電膜(例えば、ITO電極15)の基板がガラス基板16であるようなタッチセンサモジュールを組み上げる際に採用される本発明の接合方法を示した。
実施の形態2においては、図13に示すタッチパネルの構成例におけるタッチセンサモジュールを組み上げる際に採用される本発明の接合方法を示す。
透明導電膜の基板としてガラス基板は、フィルム基板と比較すると視認性、耐久性が優れている。すなわち、ガラス基板はフィルム基板と比較すると光透過性が高く、光の錯乱や基板歪みの影響を小さくすることが可能であり、また紫外線などによる変色が少ないので、視認性の点でフィルム基板に対して優位である。また、ガラス基板は広い温度範囲での耐久性や耐水性についても優れており、フィルム基板と比較すると耐候性が高い。高い視認性や耐候性が求められる機械設備用タッチパネルや屋外使用のタッチパネルにおいて、透明導電膜の基板としてガラス基板を用いる要請が高くなってきており、近年、第1、第2の透明導電膜のいずれの基板にもガラス基板を用いることが検討されている。また、ガラス基板の薄板化も実現されつつあり、フィルム基板と同様、形状の自由度、パネルの薄型化にも対応可能となってきている。
図13は、第1の透明導電膜(例えば、ITO電極13)の基板、第2の透明導電膜(例えば、ITO電極15)の基板双方をガラス基板16a,16bとしたときに、本発明の接合方法を用いて組み上げたタッチパネルの構成例を示す。ここで、図13(a)は、シリコーン基板17bを挟んで第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15とが対向する場合である。
図13(a)において、タッチセンサモジュール10aは、上からカバーガラス11、シリコーン基板17a、第1のガラス基板16a、第1のITO電極13、プライマー18、シリコーン基板17b、プライマー18、第2のITO電極15、第2のガラス基板16bの順に積層される。その他の構成は、図1と同じである。
図13(b)は、第1の透明導電膜13と第2の透明導電膜15のうち、第2の透明導電膜15のみシリコーン基板17bと接触する場合である。
図13(b)において、タッチセンサモジュール10aは、上からカバーガラス11、シリコーン基板17a、プライマー18、第1のITO電極13、第1のガラス基板16a、シリコーン基板17b、プライマー18、第2のITO電極15、第2のガラス基板16bの順に積層される。その他の構成は、図13(a)と同じである。
なお、図13に示すタッチパネルの構成例において、各基板、各層の厚みは説明を容易にするために誇張して描かれており、実際の各基板、各層の厚みの相対関係は、図13に示すものとは相違する。
まず、図13(a)に示す構成例のタッチパネルを製造する際に用いられる本発明の接合方法について図14、図15により説明する。
〔工程C−1〕カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第1のガラス基板との接合工程
本工程を図14に示す。本工程では、カバーガラス11と第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された第1のガラス基板16aとの接合工程である。本工程は、本発明の接合方法が適用される〔工程3〕に先立つ前工程である。
(a)カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合
図14(a)に示すように、シリコーン(PDMS)基板17a表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17a表面を酸化し当該表面を親水性表面とする。
次に、カバーガラス11の接合面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、カバーガラス11の接合面とシリコーン基板17aのUV照射表面とを重ね合わせる。適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり、加熱することにより、接合強度を増加させる。
なお、カバーガラス11自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、カバーガラス11の接合面にUV光を照射することにより、カバーガラス11の接合面が活性化されたり、カバーガラス11表面の不純物が分解して除去されるので、カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、シリコーン(PDMS)基板17a表面とカバーガラス11の接合面へのUV照射は同時に行っても良い。
(b)カバーガラス11と接合したシリコーン基板17aと第1のガラス基板16との接合
次に、図14(b)に示すように、カバーガラス11と接合されたシリコーン基板17aの、カバーガラス11との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
一方、例えば、図18(b)のようなパターンの第1のITO電極13が表面に第1のガラス基板16aにおいて、第1のITO電極13が施された面と反対側の面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、第1のガラス基板16aのUV照射表面とカバーガラス11と接合されたシリコーン基板17aのUV照射表面とを重ね合わせる。適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり、加熱することにより、接合強度を増加させる。
なお、上記したように、第1のガラス基板16aにおける第1のITO電極13が施された面と反対側の面(第1のガラス基板16aの接合面)自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、第1のガラス基板16aの接合面にUV光を照射することにより、第1のガラス基板16aの接合面が活性化されたり、第1のガラス基板16aの接合面の不純物が分解して除去されるので、第1のガラス基板16aとシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、シリコーン(PDMS)基板17a表面と第1のガラス基板16aの接合面へのUV照射は同時に行っても良い。
〔工程D−1〕第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第1のガラス基板と第2の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第2のガラス基板との接合工程
本工程を図15に示す。本工程は、疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、疎水性表面を持つ第1のワークに相当するのは一方の面にカバーガラス11が接合されていて他方の面に第1のITO電極13が施されている第1のガラス基板16a、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された第2のガラス基板16bである。
(a)第1のガラス基板16(カバーガラス11と接合済み)とシリコーン基板17bとの接合
図15(a)に示すように、シリコーン基板17bの表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bの表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
次に、図15(a)に示すように、先の工程において一方の面にカバーガラス11が接合されていて他方の面に第1のITO電極13が施されている第1のガラス基板16aにおいて、上記第1のITO電極13のパターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面と第1のガラス基板16aのUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、第1のガラス基板16aとシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、シリコーン基板17bと一方の面にカバーガラス11が接合されていて他方の面に第1のITO電極13が施されている第1のガラス基板16aとを接合する。
(b)第1のガラス基板16a(カバーガラス11と接合済み)と第2のガラス基板16bとの接合
次に、図15(b)に示すように、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bの、第1のガラス基板16aとの接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
一方、例えば、図18(c)のようなパターンの第2のITO電極15が表面に施された第2のガラス基板16bにおいて、上記第2のITO電極パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bのUV照射表面と第2のガラス基板16bのUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、第2のガラス基板16bと第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bと、第2のITO電極15が表面に施された第2のガラス基板16bとを接合する。
すなわち、本工程(D−1)における接合方法は以下の通りである。
(1)疎水性表面を持つ第1のワークであって、一方の面にシリコーン基板17aを介してカバーガラス11が接合されていて他方の面に第1のITO電極13が施されている第1のガラス基板16aにおいて、上記第1のITO電極13が施されている面にプライマー18をコートする。
(2)シリコーン基板17bの表面と、疎水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16aのプライマー18がコートされた面とに対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(3)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(4)上から、シリコーン基板17b、疎水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16a(カバーガラス11接合済み)の順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
(5)疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bにおいて、第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(6)疎水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16a(カバーガラス11接合済み)に接合されたシリコーン基板17bの表面と、疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bの第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(7)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(8)上から、疎水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16a(カバーガラス11接合済み)、シリコーン基板17b、疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bの順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(4)(8)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
次に、図13(b)に示す構成例のタッチパネルを製造する際に適用される本発明の接合方法について図16、図17により説明する。
〔工程C−2〕カバーガラスと第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第1のガラス基板との接合工程
本工程を図16に示す。本工程は、親水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、親水性表面を持つ第1のワークに相当するのはカバーガラス11、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第1の透明導電膜(ITO電極13)が表面に施された第1のガラス基板16aである。
(a)カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合
第1のワークであるカバーガラス11の下側表面と第2のワークである第1のガラス基板16aの第1のITO電極13側表面とを接合するのに先立って、まず、カバーガラス11とシリコーン(例えば、PDMS)基板17aとの接合を行う。
図16(a)に示すように、シリコーン(PDMS)基板17a表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17a表面を酸化し当該表面を親水性表面とする。
次に、カバーガラス11の接合面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、カバーガラス11の接合面とシリコーン基板17aのUV照射表面とを重ね合わせる。適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり、加熱することにより、接合強度を増加させる。
なお、カバーガラス11自体は親水性表面であるため、必ずしもUV光を照射する必要はない。しかしながら、カバーガラス11の接合面にUV光を照射することにより、カバーガラス11の接合面が活性化されたり、カバーガラス11表面の不純物が分解して除去されるので、カバーガラス11とシリコーン基板17aとの接合がより確実に行われる。
また、シリコーン(PDMS)基板表面とカバーガラス11の接合面へのUV照射は同時に行っても良い。
(b)カバーガラス11と接合したシリコーン基板17aと、第1のガラス基板16aとの接合
次に、図16(b)に示すように、例えば、図18(b)のようなパターンの第1のITO電極13が施された第1のガラス基板16aにおいて、上記第1のITO電極13パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
一方、カバーガラス11と接合されたシリコーン基板17aの、カバーガラス11との接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17aのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
その後、シリコーン基板17aのUV照射処理した表面と第1のガラス基板16aのUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、重ね合わせたカバーガラス11とシリコーン基板17aとを加圧したり加熱したりして、カバーガラス11が接合されたシリコーン基板17aと、第1のITO電極13が表面に施された第1のガラス基板16aとを接合する。
すなわち、本工程(C−2)において採用された接合方法は以下の通りである。
(1)親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11の下側表面に、シリコーン基板17aを接合する。接合方法は、シリコーン基板17aに紫外線を照射して紫外線照射面を親水性表面とし、当該表面をカバーガラス11上に積層して、第1のワークであるカバーガラス11とシリコーン基板17aを接合する。なお、上記したように、カバーガラス11の接合面にも紫外線を照射してもよい。
(2)疎水性表面を持つ第2のワークである第1のガラス基板16aの第1の透明導電膜(ITO電極13)が施された面にプライマーコートする。
(3)親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11に接合されたシリコーン基板17a表面と、疎水性表面を持つ第2のワークである第1のガラス基板16aの第1の透明導電膜(ITO電極13)が施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(4)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(5)上から、親水性表面を持つ第1のワークであるカバーガラス11、シリコーン基板17a、第2のワークである第1のガラス基板16aの順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(5)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
〔工程D−2〕第1の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第1のガラス基板と第2の透明導電膜(ITO電極)が表面に施された第2のガラス基板との接合工程
本工程を図17に示す。本工程においても、親水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーン基板を介して貼り合わせ方法を示すものであり、親水性表面を持つ第1のワークに相当するのは第1のITO電極13が施されている一方の面にカバーガラス11が接合されている第1のガラス基板16a、疎水性表面を持つ第2のワークに相当するのは第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された第2のガラス基板16bである。
(a)第1のガラス基板16a(カバーガラス11と接合済み)とシリコーン基板17bとの接合
親水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16aの、カバーガラス11と接合済みの第1のITO電極13側と反対側表面と、疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bの第2のITO電極15側表面とを接合するのに先立って、まず、第1のガラス基板16a(カバーガラス11と接合済み)とシリコーン(例えば、PDMS)基板17bとの接合を行う。
図17(a)に示すように、シリコーン基板17b表面にエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bの表面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
次に、図17(a)に示すように、先の工程において第1のガラス基板16aのカバーガラス11と接合済みである第1のITO電極13側と反対側表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射する。
その後、シリコーン基板17bのUV照射表面と第1のガラス基板16aのUV照射面とを重ね合わせ、適宜、第1のガラス基板16aとシリコーン基板17bとの接触面を加圧したり加熱したりして、シリコーン基板17bと一方の面にカバーガラス11が接合されている第1のガラス基板16aとを接合する。
(b)第1のガラス基板16a(カバーガラス11と接合済み)と第2のガラス基板16bとの接合
次に、図17(b)に示すように、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bの、第1のガラス基板16aとの接合面とは反対側の表面に、エキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、シリコーン基板17bのUV照射面を酸化して当該表面を親水性表面とする。
一方、例えば、図18(c)のようなパターンの第2のITO電極15が表面に施された第2のガラス基板16bにおいて、上記第2のITO電極15パターンが施された面にプライマー18をコートする。次に、このプライマー18がコートされた表面に対してエキシマランプ等の紫外線(UV)光源40から放出されるUV光を照射して、上記プライマーコート面を接合に適した表面とする。
その後、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bのUV照射表面と第2のガラス基板16bのUV照射処理したプライマーコート面とを重ね合わせ、適宜、第2のガラス基板16bと第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bとを加圧したり加熱したりして、第1のガラス基板16aと接合されたシリコーン基板17bと、第2のITO電極15が表面に施された第2のガラス基板16bとを接合する。
すなわち、本工程(D−2)における接合方法は以下の通りである。
(1)親水性表面を持つ第1のワークであって、第1のITO電極13が施されている一方の面にシリコーン基板17aを介してカバーガラス11が接合されている第1のガラス基板16aの他方の面と、シリコーン基板17b表面とに対して紫外線を照射して、両ワークの紫外線照射面が密着するように親水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16aとシリコーン基板17bとを積層して、親水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16aとシリコーン基板17bを接合する。
(2)疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bにおいて、第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にプライマー18をコートする。
(3)親水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16a(カバーガラス11接合済み)に接合されたシリコーン基板17b表面と、疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bの第2の透明導電膜(ITO電極15)が表面に施された面にコートされたプライマー18に対して紫外線を照射して、両表面を親水性表面とする。
(4)両紫外線照射面同士を重ね合わせる。
(5)上から、親水性表面を持つ第1のワークである第1のガラス基板16a(カバーガラス11接合済み)、シリコーン基板17b、疎水性表面を持つ第2のワークである第2のガラス基板16bの順に重ね合わせられている各ワークの接触面を加圧しながら、加熱する。
なお、本接合方法の(5)においては、加圧のみ、加熱のみでもよいが、加圧しながら加熱したほうが望ましい。
本発明の接合方法を採用した〔工程C−1〕と〔工程D−1〕を経て、図13(a)に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールが構成される。
また、本発明の接合方法を採用した〔工程C−2〕と〔工程D−2〕を経て、図13(b)に示すタッチパネルにおけるタッチセンサモジュールが構成される。
このタッチセンサモジュール10aとタッチパネル制御部10bがLCDパネル等の画像表示装置30上に積層されて、タッチパネルが構成される。ここで、タッチパネル制御部10bの構造例や、タッチセンサモジュール10a、タッチパネル制御部10b、画像表示装置30の順に積層されるタッチパネルの接合は、従来技術と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
本実施の形態2においても、タッチセンサモジュールの各構成要素の貼り合わせに際して、従来のOCAテープまたはOCRに代えてシリコーン(基板)を使用し、シリコーン(基板)と各構成要素の接合面に紫外線を照射するものである。
そして、タッチセンサモジュールの導電性薄膜(例えば、ITO電極)が設けられている基板において、上記導電性薄膜が設けられている面にプライマー(例えば、シランカップリング剤)をコートし、当該プライマーコート面に紫外線を照射するものである。よって、実施の形態1のときと同様の効果を奏することが可能となる。
特に本実施の形態2において構築したタッチセンサモジュールは、透明導電膜の基板としてガラス基板のみを使用しているので、このタッチセンサモジュールを組み込んだタッチパネルは、高い視認性や耐候性を有することになる。
また、ガラス基板を透明導電膜の基板として採用することにより、当該透明導電膜の基板の透明導電膜が施されている面と反対側の面は親水性表面となる。よって、この面に対してプライマーを導入する必要がなくなる。すなわち、本実施の形態2において構築したタッチセンサモジュールの製造工程は、本実施の形態1において構築したタッチパネルの製造工程と比較すると、プライマーを導入する面が少ない分、簡略化される。
[実験例]
上記したように、本発明の貼り合わせ方法においては、第1のワークと接合面に導電性薄膜が施されている第2のワークとの接合面に紫外線照射による表面改質されて親水性表面となったシリコーン基板を介在させて第1のワークと第2のワークとを積層し、積層した第1のワークおよび第2のワークを加熱・加圧処理を施して、第1のワークと第2のワークとを貼り合わせるものである。特に、本発明の貼り合わせ方法においては、従来、紫外線照射による表面改質処理を用いても接合させることが不可能であったシリコーン基板と導電性薄膜基板の導電性薄膜表面との貼り合わせやシリコーン基板と表面が疎水性である場合の導電性薄膜基板との貼り合わせについても、導電性薄膜表面、基板の疎水性表面にシランカップリング剤を導入して、当該シランカップリング剤を紫外線照射により表面改質する(接合に適した表面状態にする)することにより、上記貼り合わせを可能としたものである。
以下、プライマーを使用して、シリコーン基板と導電性薄膜が施された導電性薄膜基板とを接合する場合の実験例を示す。
シリコーン基板としてはPDMSを使用し、導電性薄膜基板としては、一方の面にITO層が設けられたPETフィルムを使用した。また、プライマーとしては、シランカップリング剤を使用した。シランカップリング剤は、信越シリコーン社製のKBE−9007であり、構造式は(C25O)3SiC36N=C=Oである。
まず、PETフィルム14のITO層上に、上記シランカップリング剤のアセトン希釈溶液をスピンコート法によりコートした。
次に、PDMS基板(シリコーン基板)の接合面とPETフィルムのシランカップリング剤がコートされた面に対し紫外線を照射した。
紫外線光源は、中心波長が172nmである真空紫外線(VUV)を放出するエキシマランプを使用し、照射条件は、照射面上の放射照度が5mW/cm2、照射時間が180秒であった。
VUV照射後、PDMS基板およびPETフィルムのVUV照射面同士が接するように当該PDMS基板およびPETフィルムを重ね合わせ、両者に圧力0.25Mpaの圧力を加えながら、両者の温度が100°Cとなるように加熱した。加熱時間は30秒であった。以上のような手順により、PDMS基板およびPETフィルムは接合された。
すなわち、本実験により、従来、紫外線照射による表面改質処理を用いても接合させることが不可能であったシリコーン基板と導電性薄膜基板の導電性薄膜表面との貼り合わせが可能であることが判明した。同様に、シリコーン基板と表面が疎水性である場合の導電性薄膜基板との貼り合わせも可能であると考えられる。
なお、プライマーとして、他のシランカップリング剤(例えば、信越シリコーン社製のKBE−403:構造式を化(1)に示す)を用いても同様の結果を得た。
Figure 0005362050
また、プライマー18としてシロキサン系コート剤(例えば、コルコート株式会社製アルコール性シリカゾル「コルコート N−103X」(エタノール;約4%、2−プロパノール;40%、1−ブタノール;50%の混合溶媒にシリカ;約2%を分散したもの)を用いても同様の結果を得た。
本発明の貼り合わせ方法は、図1、図13に示した構成のタッチセンサモジュール以外の構成のタッチセンサモジュールを構成する場合にも適用可能である。
例えば、図13(a)において、透明導電膜が施される第1、第2のガラス基板16a,16bをPETフィルム14等からなる第1、第2の樹脂基板とした場合にも適用される。この場合、図14に示す〔工程C−1〕が、図5に示す〔工程A−1〕に置き換わる。なお、それに続く〔工程D−1〕はそのまま適用可能である。
10 位置入力装置
10a タッチセンサモジュール
10b タッチパネル制御部
11 カバーガラス
12 ブラックマトリクス
13 第1のITO電極(第1の透明導電膜)
14 PETフィルム
14a ハードコート層
15 第2のITO電極(第2の透明導電膜)
16,16a,16b ガラス基板
17,17a,17b シリコーン(PDMS)基板
18 プライマー
21 配線層
22 タッチパネル(TP)コントロールIC部
23 FPC(フレキシブルプリント基板)
30 画像表示装置
31 偏光フィルム
32 画像表示パネル
40 紫外線(UV)光源
100 タッチパネル

Claims (4)

  1. 疎水性表面を持つワークとシリコーンからなる部材とを貼り合わせる方法であって、疎水性表面を持つワークの一方の面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、
    上記ワークのプライマーをコートした面と、上記シリコーンからなる部材に紫外線を照射し、
    上記ワークの紫外線を照射した面と、上記シリコーンからなる部材の紫外線を照射した面が接触するように積層し、
    上記積層したワークとシリコーンからなる部材の接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層したワークとシリコーンからなる部材を加熱し、あるいは、積層したワークとシリコーンからなる部材をその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱する
    ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
  2. 親水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーンからなる部材を介在させて貼り合わせる方法であって、
    疎水性表面を持つ第2のワークの表面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、
    第1のワークの一方の面と、上記第2のワークのプライマーをコートした面のそれぞれと、上記シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、
    上記第1のワークと上記シリコーンからなる部材と第2のワークを、上記紫外線が照射された面が接触するように積層し、
    上記接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層した第1および第2のワークとシリコーンからなる部材を加熱し、あるいは積層した第1および第2のワークとシリコーンからなる部材をその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱する
    ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
  3. 疎水性表面を持つ第1のワークと、疎水性表面を持つ第2のワークをシリコーンからなる部材を介在させて貼り合わせる方法であって、
    疎水性表面を持つ第1のワークと、第2のワークの表面にシランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーをコートし、
    第1のワーク及び第2のワークの、上記プライマーをコートした面のそれぞれと、上記シリコーンからなる部材の両面に紫外線を照射し、
    上記第1のワークと上記シリコーンからなる部材と第2のワークを、上記紫外線が照射された面が接触するように積層し、
    上記接触面が加圧されるように加圧し、あるいは積層したワークを加熱し、あるいは積層したワークをその接触面が加圧されるように加圧しながら加熱する
    ことを特徴とするワークの貼り合わせ方法。
  4. 透明導電膜が施された基板を有するタッチセンサモジュールと、画像表示装置とを備えたタッチパネルであって、
    上記タッチセンサモジュールは、
    シランカップリング剤もしくはシロキサン系コート剤からなるプライマーがコートされ、該プライマーをコートした面が紫外線照射により改質された透明導電膜が施された基板と、紫外線照射により表面が改質されたシリコーンからなる部材とを含み、上記基板と上記シリコーンからなる部材の、上記紫外線が照射されたそれぞれの面が対向して積層されている
    ことを特徴とするタッチパネル。
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