JP5833260B2 - 導電膜、導電膜を製造する方法及び導電膜を有するタッチスクリーン - Google Patents

Description

本開示は、電子技術に関し、より具体的には、導電膜、導電膜を製造する方法、及び導電膜を有するタッチスクリーンに関する。

導電膜は、良好な導電率及び可撓性を有する一種の導電膜であり、現在、主としてタッチスクリーンの分野等において適用され、且つ、大きい市場空間を有している。従来の導電膜は、基板と、基板上に形成された導電層とを含む。導電層は、塗布、噴霧、又は他のプロセスにより基板上に形成される。この種の導電膜が実際の適用において用いられるとき、特殊用途のための接着剤により、電磁遮蔽膜、タッチセンシティブ膜等のような、２つの導電膜が一緒に取り付けられる。

例えば、携帯電話のタッチスクリーンにおいて、２つの導電膜は、光学的に透明な接着剤により互いに取り付けられる。導電膜の特定の領域は、他の導電膜の特定の領域と重なり合い、キャパシタと類似した構造体を形成する。指又はタッチ制御ペンが導電膜の一方に近づくと、これにより、重なり合った領域の容量の変化が引き起こされ、タッチ位置が知覚され、タッチ命令が実行される。

要約すれば、従来の導電膜は、形成後、実際の適用の前に、２つの導電膜を互いに取り付ける必要がある。基板の厚さ及び透明接着剤の厚さのために、従来の導電膜は、比較的厚さが厚いタッチスクリーンとなり、そのことは、電子製品の軽量化及び薄層化の開発にとって好ましくない。

本開示は、タッチスクリーンの厚さを効果的に低減させる導電膜、その導電膜を製造するための方法、及びその導電膜を含むタッチスクリーンを提供することに向けられる。

本開示の１つの態様によると、ある導電膜が提供される。この導電膜は、
第１の表面、及び第１の表面とは反対側の第２の表面を含む基板と、
第１の表面上に配置され、塗布したゲルの固化により形成された、第１のマトリクス層と、
基板内に埋め込まれ、その厚さが第１のマトリクス層の厚さより薄い、第１の導電層と、
基板から離れた第１のマトリクス層の側に配置され、塗布したゲルの固化により形成された第２のマトリクス層と、
第２のマトリクス層内に埋め込まれ、その厚さが第２のマトリクス層の厚さより薄い、第２の導電層と、
を含み、第２の導電層は第１の導電層から絶縁される。

好ましい実施形態において、第１のマトリクス層及び第２のマトリクス層の総厚は基板の厚さより薄く、第１の導電層と第２の導電層との間の間隔距離は基板の厚さより小さい。

好ましい実施形態において、第１のマトリクス層は、第１のマトリクス層の基板から離れた側に第１の溝を定め、前記第２のマトリクス層は、第２のマトリクス層の第１のマトリクス層から離れた側に第２の溝を定め、第１の導電層及び第２の導電層は、それぞれ、第１の溝及び第２の溝内に収容され、第１の導電層の厚さは第１の溝の深さを上回らず、第２の導電層の厚さは第２の溝の深さを上回らない。

好ましい実施形態において、第１の導電層及び第２の導電層は、交差した導電ワイヤで構成された導電グリッドであり、導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、第１の導電層の導電ワイヤは第１の溝内に収容され、第２の導電層の導電ワイヤは第２の溝内に収容され、導電ワイヤの幅は５００ｎｍから５μｍまでの範囲である。

好ましい実施形態において、導電ワイヤは、金属、導電性ポリマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、及びＩＴＯから成る群から選択される１つで作成される。

好ましい実施形態において、金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎ、又はこれらの合金から成る群から選択される。

好ましい実施形態において、グリッド・ユニットは、菱形、又は矩形、又は平行四辺形、又は湾曲した四辺形であり、第１の導電層上への第２の導電層のグリッド・ユニットの中心の投影は、第１の導電層のグリッド・ユニットの中心から所定の距離だけ間隔をおいて配置される。

好ましい実施形態において、第１の導電層上への第２の導電層のグリッド・ユニットの中心の投影は、第１の導電層の前記グリッド・ユニットの中心から、１／３ａから

までの間の距離だけ間隔をおいて配置され、「ａ」はグリッド・ユニットの辺の長さである。

好ましい実施形態において、第１の導電層上への第２の導電層の同じ配列方向におけるグリッド・ユニットの中心の接続線の投影は、第１の導電層の同じ配列方向におけるグリッド・ユニットの中心の接続線とは位置合わせされない。

好ましい実施形態において、導電膜は、
基板と第１のマトリクス層との間に構成され、第１のマトリクス層と基板を接続するために用いられる、第１の粘着付与剤層と、
第１のマトリクス層と第２のマトリクス層との間に構成され、第１のマトリクス層と第２のマトリクス層を接続するために用いられる、第２の粘着付与剤層と、
をさらに含む。

好ましい実施形態において、更に第１の電極トレース及び第２の電極トレースを有し、第１の電極トレースは第１のマトリクス層内に埋め込まれ、第１の導電層に電気的に接続され、第２の電極トレースは第２のマトリクス層内に埋め込まれ、第２の導電層に電気的に接続される。

好ましい実施形態において、第１の導電層は複数の互いに絶縁された第１のグリッド・ストリップに分割され、第２の導電層は複数の互いに絶縁された第２のグリッド・ストリップに分割され、第１の電極トレースは、それぞれ第１のグリッド・ストリップに電気的に接続された複数のトレースを含み、第２の電極トレースは、それぞれ第２のグリッド・ストリップに電気的に接続された複数のトレースを含む。

好ましい実施形態において、第１の導電層の近くの第１の電極トレースの端部に、ストリップ形状の第１の接続部が設けられ、第１の接続部は第１の電極トレースの他の部分より広い幅を有し、第２の導電層の近くの第２の電極トレースの端部に、ストリップ形状の第２の接続部が設けられ、第２の接続部は第２の電極トレースの他の部分より広い幅を有する。

好ましい実施形態において、第１の電極トレース及び第２の電極トレースは、メッシュが交差する導電ワイヤで構成され、第１の電極トレース及び第２の電極トレースのグリッド周期は、第１の導電層及び第２の導電層のグリッド周期より小さい。

好ましい実施形態において、第１の電極トレースと第１の導電層との間に、第１の電極切り替え線が設けられ、第２の電極トレースと第２の導電層との間に、第２の電極切り替え線が設けられ、第１の電極切り替え線及び第２の電極切り替え線は連続した導電ワイヤであり、第１の切り替え線は、第１の導電層、及び第１の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続され、第２の切り替え線は、第２の導電層、及び第２の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続される。

本開示の１つの態様によると、タッチスクリーンが提供される。このタッチスクリーンは、
ガラスパネルと、
上述の実施形態のいずれかに記載の導電膜と、
を含み、第２のマトリクス層の、第１のマトリクス層から離れた側は、ガラスパネルと接合し、導電膜がガラスパネルに取り付けられるようにする。

本開示の１つの態様によると、タッチスクリーンを製造するための方法が提供される。このタッチスクリーンを製造するための方法は、
第１の表面、及び第１の表面とは反対側の第２の表面を含む基板を準備するステップと、
第１の表面上にゲルを塗布し、ゲルを固化して、第１のマトリクス層を形成し、第１のマトリクス層の基板から離れた側に第１の溝を定めるステップと、
第１の溝内に導電材料を充填するステップと、
第１のマトリクス層の基板から離れた側にゲルを塗布し、ゲルを固化して第２のマトリクス層を形成し、第２のマトリクス層に第２の溝を定めるステップと、
前記第２の溝内に導電材料を充填して第２の導電層を形成するステップと、
を含む。

好ましい実施形態において、第１の溝内に導電材料を充填して第１の導電層を形成する間、第１の導電層に電気的に接続された第１の電極トレースが形成され、第２の溝内に導電材料を充填して第２の導電層を形成する間、第２の導電層に電気的に接続された第２の電極トレースが形成される。

好ましい実施形態において、第１の導電層及び第１の電極トレースは交差した導電ワイヤで構成される導電グリッドであり、導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、第１の導電層の導電ワイヤは第１の溝内に収容され、第２の導電層及び第２の電極トレースは交差した導電ワイヤで構成される導電グリッドであり、導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、第２の導電層の導電ワイヤは第２の溝内に収容され、第１の電極トレース及び第２の電極トレースのグリッド周期は、第１の導電層及び第２の導電層のものより小さい。

好ましい実施形態において、第１の電極トレースと第１の導電層との間に、第１の電極切り替え線が設けられ、第２の電極トレースと第２の導電層との間に、第２の電極切り替え線が設けられ、第１の電極切り替え線及び第２の電極切り替え線は連続した導電ワイヤであり、第１の切り替え線は、第１の導電層、及び第１の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続され、第２の切り替え線は、第２の導電層、及び第２の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続される。

従来の膜と比較すると、この導電膜は、少なくとも次の利点を有する。

第１に、この導電膜は、それぞれ第１の導電層及び第２の導電層である、２つの対向する導電層を有する。第１の導電層と第２の導電層との間にキャパシタが形成されるため、２つの導電膜を接合することなく、導電膜をガラスパネルに取り付けることだけが必要である。さらに、第１のマトリクス層及び第２のマトリクス層の総厚は、基板の厚さより薄い。従って、導電膜を用いたタッチスクリーンは厚さがより薄い。

第２に、タッチスクリーンを製造するのに導電膜が採用される際に、接合プロセスを必要としない。従って、接合中に不純物をもたらすこと、及びタッチスクリーンの外観及び性能に影響を与えることが回避される。さらに、タッチスクリーンを製造するのに導電膜を用いることにより、プロセスが簡単になり、生産効率が向上する。

本開示によるタッチスクリーンの好ましい実施形態の概略図である。 図１のタッチスクリーンの層状構造の概略図である。 図２の導電膜の層の概略図である。 図２の導電膜の概略図である。 別の角度から見た、図２の導電膜の概略図である。 図２の導電膜の第１の導電層の部分拡大概略図である。 図２の導電膜の第２の導電層の部分拡大概略図である。 本開示の別の好ましい実施形態による導電膜の第１の電極トレース及び第２の電極トレースの部分拡大概略図である。 導電膜を製造するための方法の１つの実施形態のブロック・フローチャートである。 導電膜を製造するための方法の１つの実施形態の概略的なフロー図である。 電極トレースを形成するための方法の１つの実施形態の概略的なフロー図である。

本開示は、本開示の好ましい実施形態を示す添付図面を参照しながら、以下により詳しく説明される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分且つ完全となるように与えられる。

ある要素が別の要素に「〜に固定される」と説明されるとき、これは、その要素を別の要素に直接又は中間要素を有した状態で固定できることを意味することに留意すべきである。ある要素が別の要素に「〜に接続される」と説明されるとき、これは、その要素が別の要素に直接又は中間要素を有した状態で接続できることを意味する。

特に別に定めのない限り、本明細書で用いられる全ての技術及び科学用語は、当業者によって理解されるのと同じ意味を有するべきものである。本明細書で用いられる全ての用語は、詳細な実施形態を説明するためだけのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。本明細書で用いられる全ての「及び／又は」は、１つの列挙項目、又はより多くの関連した列挙項目のいずれかの組み合わせを含む。

図１及び図２を参照すると、本開示の好ましい実施形態によるタッチスクリーン１０が、導電膜１００と、ガラスパネル２００とを含む。導電膜１００は、ガラスパネル２００に取り付けられる。

さらに図３を参照すると、導電膜１００は、基板１１０、第１のマトリクス層１２０、第１の導電層１３０、第２のマトリクス層１４０、第２の導電層１５０、第１の電極トレース１６０、第２の電極トレース１７０、第１の粘着付与剤層１８０ａ、及び第２の粘着付与剤層１８０ｂを含む。

基板１１０は、第１の表面１１１と、第２の表面１１３とを含み、第１の表面１１１及び第２の表面１１３は、対向して構成される。本実施形態において、基板１１０は、絶縁材料であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の膜である。指摘すべきは、代替的な実施形態において、基板１１０は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ガラス等のような、他の材料の膜とすることもできる。導電膜１００がタッチスクリーンに適用されるとき、基板１１０の材料は、透明絶縁材料となるように最適なものである。

第１のマトリクス層１２０は、基板１１０の第１の表面１１１に取り付けられる。第１のマトリクス層１２０は、第１の表面１１１上に塗布されたゲルを固化することによって形成され、かくして、基板１１０のものより厚さが薄い。さらに、第１のマトリクス層１２０は、基板１１０の材料とは異なる透明絶縁材料で作成される。

本実施形態において、第１のマトリクス層１２０を形成するためのゲルは、無溶媒のＵＶ硬化性アクリル樹脂である。代替的な実施形態において、第１のマトリクス層１２０を形成するためのゲルは、他の光硬化性接着剤、熱硬化性接着剤、及び自己硬化性接着剤とすることができる。光硬化性接着剤は、モル比が３０〜５０％、４０〜６０％、１〜６％、及び０．２〜１％のプレポリマー、モノマー、光開始剤、及び添加剤の混合物とすることができる。プレポリマーは、エポキシアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、及びアクリル樹脂のうちの少なくとも１つであり、モノマーは、単官能基（ＩＢＯＡ、ＩＢＯＭＡ、ＨＥＭＡ等）、二官能基（ＴＰＧＤＡ、ＨＤＤＡ、ＤＥＧＤＡ、ＮＰＧＤＡ等）、三官能基、及び多官能基（ＴＭＰＴＡ、ＰＥＴＡ等）のうちの少なくとも１つであり、光開始剤は、ベンゾフェノン、デオキシベンゾイン等である。さらに、モル比が０．２〜１％の添加剤を混合物に加えることができる。添加剤は、ヒドロキノン、又はｐ−メトキシフェノール、又はベンゾキノン、又は２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−クレゾール等とすることができる。

第１の導電層１３０は、第１のマトリクス層１２０内に埋め込まれる。第１の導電層１３０の厚さは、第１のマトリクス層１２０のものより薄い。第１のマトリクス層１２０は、後のプロセスにおいて第１の導電層１３０が損傷するのを防ぐ。さらに、第１のマトリクス層１２０の基板から離れている一方の表面は、比較的小さい凹凸面を有し、そのことにより後の塗布手順が容易になる。

さらに図６を参照すると、本実施形態において、第１の溝１２１が、第１のマトリクス層１２０内に定められる。第１の溝１２１の深さは、第１の導電層１３０の厚さを上回る。第１の導電層は、第１の溝１２１内に収容される。代替的な実施形態においては、第１の導電層１３０の厚さを第１の溝１２１の深さと等しくすることができる。

さらに、第１の導電層１３０は、交差した金属ワイヤで構成される導電グリッドである。導電グリッドは、複数のグリッド・ユニットを有する。第１の導電層１３０のグリッド・ユニットは、第１の導電グリッド・ユニット１３１として定められる。代替的な実施形態において、第１の導電層１３０は、交差したワイヤで構成される導電グリッドに限定されるものではなく、導電性ポリマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等のような、他の導電材料のワイヤとすることができることを指摘すべきである。

第２のマトリクス層１４０は、第１のマトリクス層１２０の基板１１０から離れた側に取り付けられる。第２のマトリクス層１４０は、第１のマトリクス層１２０上に塗布されたゲルを固化することによって形成される。第２のマトリクス層１４０の厚さは、基板１１０のものより薄い。さらに、第１のマトリクス層１２０及び第２のマトリクス層１４０の総厚は、基板１１０の厚さより薄い。具体的には、第２のマトリクス層１４０の、第１のマトリクス層１２０から離れた側がガラスパネル２００に接合しており、導電膜１００をガラスパネル２００に接合させる。

本実施形態において、第１のマトリクス層１４０を形成するための材料は、第１のマトリクス層１２０を形成するための材料と同じである。さらに、必要に応じて、上述の添加材を、第２のマトリクス層１４０を形成するための材料内に加えることができる。

第２の導電層１５０が、第２のマトリクス層１４０内に埋め込まれる。第２の導電層１５０の厚さは、第２のマトリクス層１４０のものより薄い。第２のマトリクス層１４０は、後の製造プロセスにおいて、第２の導電層１５０が損傷するのを防ぐ。さらに、第２のマトリクス層１４０の、ガラスパネル２００に面する表面は、複数の小さい凹凸面を有し、それにより後の塗布が容易になる。第２の導電層１５０は、第１のマトリクス層１２０及び第２のマトリクス層１４０により、第１の導電層１３０から間隔をおいて配置され、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０を互いから絶縁させ、第１の導電層１３０と第２の導電層１５０との間に容量構造体を形成する。

図７を一緒に参照すると、本実施形態において、第２の溝１４１が、第２のマトリクス層１４０の、第１のマトリクス層１２０から離れた側の中に定められる。第２の溝１４１の深さは、第２の導電層１５０の厚さより大きい。第２の導電層１５０は、第２の溝１４１の中に収容される。具体的には、第２の導電層１５０は、交差した金属ワイヤで構成される導電グリッドである。導電グリッド１５０は、複数のグリッド・ユニットを有する。第２の導電層１５０のグリッド・ユニットは、第２の導電グリッド・ユニット１５１として定められる。代替的な実施形態において、指摘すべきは、第２の導電層１５０が、交差した金属ワイヤで構成された導電グリッドに限定されるものではなく、導電性ポリマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等のような、他の導電材料のワイヤとすることができることである。

さらに、本実施形態において、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０を製造するための材料は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ及びＺｎ、又はこれらの少なくとも２つの合金のうちの１つから選択される。第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０を製造するための材料は、前述の機能を実施するように導電性であることを理解すべきである。

同じく図４及び図５も参照すると、本実施形態において、グリッド・ユニットは菱形である。第１の導電層１３０上に第２の導電層１５０のグリッド・ユニットの中心が投影され、この投影は、第１の導電層１３０のグリッド・ユニットの中心から所定の距離だけ間隔をおいて配置される。具体的には、本実施形態において、所定の距離は、１／３ａから

までの範囲であり、ここで「ａ」はグリッド・ユニットの辺の長さである。従って、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０を構成する導電ワイヤは、一定の距離だけ互いから離され、導電膜１００がＬＣＤモニタ内で用いられる間の深刻なモアレ現象を回避する。代替的な実施形態において、グリッドは、矩形、又は平行四辺形、又は４つの湾曲した辺を有し、その２つの向き合う辺の形状が同じであり、同じ湾曲方向を有する湾曲した四辺形とすることもできる。

さらに、第１の導電層１３０上に第２の導電層１５０の同じ配列方向における第２のグリッド・ユニット１５１の中心の接続線が投影され、この投影は、第１の導電層１３０の同じ配列方向における第１のグリッド・ユニット１３１の中心の接続線とは位置合わせされない。かくして、モアレ現象はさらに低減される。

同じく図６及び図７を参照すると、第１の電極トレース１６０が、第１のマトリクス層１２０内に埋め込まれ、第１の導電層１３０に電気的に接続される。導電膜１００が電子デバイスのタッチスクリーンを製造するために用いられるとき、第１の電極トレース１６０が、第１の導電層１３０と電子デバイスを電気的に接続するために用いられるので、コントローラがタッチスクリーンの操作を感知することが可能になる。本実施形態において、第１の電極トレース１６０は、単一の中実の導電ストリップである。第１の電極トレース１６０を収容するための溝が、基板１１０内に定められる。第１の電極トレース１６０は、この溝内に収容される。さらに、第１の接続部１６１が、第１の電極トレース１６０上に形成される。第１の接続部１６１が、第１の導電層１３０に近い端部に配置される。第１の接続部１６１は、第１の電極トレース１６０の他の部分より広い幅を有し、かくして、より大きい接触面積を有するので、第１の電極トレース１６０を第１の導電層１３０の導電ワイヤに電気的に接続することがより容易になる。

本実施形態において、第１の電極トレース１６０及び第１の導電層１３０の両方とも、第１のマトリクス層１２０の溝内に同時に形成される。代替的な実施形態においては、第１の導電層１３０を形成した後、スクリーン印刷又はインクジェット印刷により、第１の導電層１３０を第１のマトリクス層１２０の表面上に形成することができる。

第２の電極トレース１７０が、第２のマトリクス層１４０内に埋め込まれ、第２の導電層１５０に電気的に接続される。導電膜１００が電子デバイスのタッチスクリーンを製造するのに用いられるとき、第２の電極トレース１７０が、第２の導電層１５０と電子デバイスを電気的に接続するために用いられるので、コントローラがタッチスクリーンの操作を感知することが可能になる。本実施形態において、第２の電極トレース１７０は、単一の実線である。第２の電極トレース１７０を収容するための溝が、基板１１０内に定められる。第２の電極トレース１７０は、この溝内に収容される。さらに、第１の接続部１６１が、第２の電極トレース１７０上に形成される。第１の接続部１６１は、第２の導電層１５０に近い端部に配置される。第１の接続部１６１は、第２の電極トレース１７０の他の部分より広い幅を有し、かくして、より大きい接触面積を有するので、第２の電極トレース１７０を第２の導電層１５０の導電ワイヤに電気的に接続することがより容易になる。

本実施形態において、第１の電極トレース１６０及び第２の導電層１５０の両方とも、第２のマトリクス層１４０の溝内に同時に形成される。代替的な実施形態において、第２の導電層１５０を形成した後、スクリーン印刷又はインクジェット印刷により、第２の導電層１５０を第２のマトリクス層１４０の表面上に形成することができる。

図８を併せて参照すると、別の実施形態において、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０が、メッシュが交差する導電ワイヤで構成される。第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０は、それぞれ、連続した第１の電極切り替え線１６３及び連続した第２の電極切り替え線１７３を有し、これらは両方とも連続した金属ワイヤである。

第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０のグリッド周期は、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０のグリッド周期とは異なり、ここでグリッド周期とは、グリッド・ユニットのサイズを意味する。第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０のグリッド周期は、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０のグリッド周期のグリッド周期より小さい。従って、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０を第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０に電気的に接続するときに位置合わせすることは困難であり得る。第１の接続部１６１及び第２の接続部１７１が形成され、これらは、それぞれ、第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３を介して、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０に接続される。第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３は連続した金属ワイヤであるので、第１の電極切り替え線１６３は、第１の導電層１３０及び第１の電極トレース１６０の少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続することができ、第２の電極切り替え線１７３は、第２の導電層１５０及び第２の電極トレース１７０の少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続することができる。従って、第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３は、異なるグリッド周期のグリッド・ユニットの導電ワイヤを位置合わせする際の困難を解決することができ、かくして、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０を第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０に電気的に接続することが容易になる。

図中の第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３を強調するために、第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３は、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０の金属導電ワイヤより広い線幅で示される。第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３は、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０を構成する金属導電ワイヤより厚さが厚いものであると理解すべきではない。第１の電極切り替え線１６３及び第２の電極切り替え線１７３の厚さは、実際の適用における利用環境に応じて決定することができる。

代替的な実施形態においては、第１の電極トレース１６０及び第２の電極トレース１７０を省略できることを指摘すべきである。タッチスクリーンを製造するとき、外部トレースを用いて、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０を引き出すことができる。

本実施形態において、第１の導電層１３０は、複数の互いに絶縁された第１のグリッド・ストリップ１３３を含み、第２の導電層１５０は、複数の互いに絶縁された第２のグリッド・ストリップ１５３を含む。第１の電極トレース１６０は、それぞれ、第１のグリッド・ストリップ１３３に電気的に接続された複数のトレースを含む。第２の電極トレース１７０は、それぞれ、第２のグリッド・ストリップ１５３に電気的に接続された複数のトレースを含む。具体的には、第１の導電層１３０の導電ワイヤを特定の方向に切断し、複数の平行な第１のグリッド・ストリップ１３３を形成する。第１のグリッド・ストリップ１３３は、実際の適用において駆動グリッド・ストリップとして用いることができる。第２の導電層１５０の導電ワイヤを特定の方向に切断し、複数の平行な第２のグリッド・ストリップ１５３を形成する。第２のグリッド・ストリップ１５３は、実際の適用において感知グリッド・ストリップとして用いることができる。

第１の粘着付与剤層１８０ａが、基板１１０と第１のマトリクス層１２０との間に構成される。第１の粘着付与剤層１８０ａは、第１のマトリクス層１２０と基板１１０を接続するために用いられる。第１の粘着付与剤層１８０ａは、第１の表面１１１上に塗布された接着剤により形成されるので、第１の粘着付与剤層１８０ａは、第１のマトリクス層１２０と基板１１０との間の接着強度を増大させる役割を果たす。具体的には、本実施形態において、第１の粘着付与剤層１８０ａを形成するための接着剤は、エポキシ樹脂、エポキシシラン、及びポリイミド樹脂のうちの１つから選択することができる。

第２の粘着付与剤層１８０ｂは、第１のマトリクス層１２０と第２のマトリクス層１４０との間に配置される。第２の粘着付与剤層１８０ｂは、第１のマトリクス層１２０と第２のマトリクス層１４０を接続するために用いられる。第２の粘着付与剤層１８０ａは、第１のマトリクス層１２０上に塗布された接着剤により形成されるので、第２の粘着付与剤層１８０ｂは、第１のマトリクス層１２０と第２のマトリクス層１４０との間の接着強度を増大させる役割を果たす。本実施形態において、第２の粘着付与剤層１８０ｂを形成するための接着剤は、第１の粘着付与剤層１８０ａを形成するための接着剤と同じであり、エポキシ樹脂、エポキシシラン、及びポリイミド樹脂のうちの１つから選択することができる。

代替的な実施形態においては、第１の粘着付与剤層１８０ａ及び第２の粘着付与剤層１８０ｂの両方を省略できることを指摘すべきである。

従来の膜と比較すると、導電膜１００は、少なくとも次の利点を有する。

第１に、導電膜１００は、それぞれ第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０である、２つの対向する導電層を有する。キャパシタが第１の導電層１３０と第２の導電層１５０との間に形成されるため、２つの導電膜を接合することなく、導電膜１００をガラスパネル２００に取り付けることだけを必要とする。さらに、第１のマトリクス層１２０及び第２のマトリクス層１４０の総厚は、基板の厚さより薄い。従って、導電膜１００を用いたタッチスクリーン１０は厚さがより薄い。

第２に、タッチスクリーン１０を製造するのに導電膜１００を採用する際に、接合プロセスを必要としない。従って、接合中に不純物をもたらすこと、及びタッチスクリーン１０の外観及び性能に影響を与えることが回避される。さらに、タッチスクリーン１０を製造するのに導電膜１００を用いることにより、プロセスが簡単になり、生産効率が向上する。

さらに、本開示により、導電膜を製造するための方法も提供される。

図９及び図１０を参照すると、一実施形態による導電膜を製造するための方法が、ステップＳ１１０−Ｓ１５０を含む。

ステップＳ１１０において、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを含む基板１１０が提供される。

本実施形態において、基板１１０の材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。代替的な実施形態において、基板１１０の材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、プラスチック及びガラスのような他の材料とすることができることを指摘すべきである。具体的には、本実施形態において、基板１１０の深さは、１２５マイクロメートルである。代替的な実施形態において、基板１１０の深さは、実際の必要性に応じて変えることができる。

ステップＳ１２０において、ゲルを第１の表面上に塗布し、固化して、第１のマトリクス層１２０を形成する。第１の溝１２１を、第１のマトリクス層１２０の、基板１１０から離れた側の中に定める。

本実施形態において、第１の表面上に塗布されたゲルは、無溶媒ＵＶ硬化性アクリル樹脂である。代替的な実施形態においては、ゲルは、光硬化性接着剤、又は熱硬化性接着剤、又は自己硬化性接着剤とすることができる。光硬化性接着剤は、モル比が３０〜５０％、４０〜６０％、１〜６％、及び０．２〜１％のプレポリマー、モノマー、光開始剤、及び添加剤の混合物とすることができる。プレポリマーは、エポキシアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、及びアクリル樹脂のうちの少なくとも１つであり、モノマーは、単官能基、二官能基、三官能基、及び多官能基のうちの少なくとも１つであり、光開始剤は、ベンゾフェノン、デオキシベンゾイン等である。さらに、モル比が０．２〜１％の添加剤を混合物に加えることができる。添加剤は、ヒドロキノン、又はｐ−メトキシフェノール、又はベンゾキノン、又は２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−クレゾール等とすることができる。

さらに、インプリントにより、第１のマトリクス層１２０の基板１１０から離れた側に第１の溝１２１を形成する。具体的には、第１の溝１２１の深さは３マイクロメートルであり、幅は２．２マイクロメートルである。

ステップＳ１３０において、導電材料を第１の溝１２１内に充填して、第１の導電層１３０を形成する。

本実施形態において、第１の溝１２１は、グリッドの形状であり、導電材料は、第１の溝１２１内に絡み合った導電ワイヤを形成し、導電グリッドを構成する。具体的には、スクレープ技術によって、ナノ銀インクが第１の溝１２１内に充填され、次いで１５０℃の条件で焼結され、ナノ銀インクの銀単体が焼結されて導電ワイヤになる。銀インクの固形分は３５％であり、溶媒は焼結中に蒸発する。

さらに図１１を参照すると、本実施形態において、ステップＳ１３０はまた、第１の導電層１３０に電気的に接続された第１の電極トレース１６０を形成するステップも含む。

具体的には、本実施形態において、第１の溝１２１は、第１の電極トレース１６０を収容するための溝を含む。導電材料を第１の溝１２１内に充填するとき、導電材料は、第１の電極トレース１６０を収容するための溝内に第１の電極トレース１６０を形成する。

ステップＳ１４０において、ゲルを、第１のマトリクス層１２０の基板１１０から離れた側に塗布し、固化して第２のマトリクス層１２０を形成する。第２の溝１４１を、第２のマトリクス層１４０内に定める。

本実施形態において、第２のマトリクス層１４０を形成するための材料は、第１のマトリクス層１２０を形成するための材料と同じである。さらに、必要に応じて、上述の添加剤を第２のマトリクス層１４０を形成するための材料内に加えて、第２のマトリクス層１４０を第１のマトリクス層１２０と区別するようにすることができる。

さらに、インプリントにより、第２の溝１４１を、第２のマトリクス層１４０の第１のマトリクス層１２０から離れた側に形成する。具体的には、第２の溝１４１の深さは３マイクロメートルであり、幅は２．２マイクロメートルである。

ステップＳ１５０において、導電材料を第２の溝１４１内に充填して、第２の導電層１５０を形成する。

本実施形態において、第２の溝１４１は、グリッドの形状であり、導電材料は、第２の溝１４１内に互いに交差した導電ワイヤを形成し、導電グリッドを構成する。具体的には、スクレープ技術によって、ナノ銀インクが第２の溝１４１内に充填され、次いで１５０℃の条件で焼結され、ナノ銀インクの銀単体が焼結されて導電ワイヤになる。銀インクの固形分は３５％であり、溶媒は焼結中に蒸発する。

本実施形態において、ステップＳ１５０はまた、第２の導電層１５０に電気的に接続された第２の電極トレース１７０を形成するステップも含む。

具体的には、本実施形態において、第２の溝１４１が、第２の電極トレース１７０を収容するための溝を含む。導電材料を第２の溝１４１内に充填するとき、導電材料は、第２の電極トレース１７０を収容するための溝内に第２の電極トレース１７０を形成する。

本実施形態において、ステップＳ１２０の前に、導電膜を製造するための方法が、第１の表面上に接着剤を塗布して第１の粘着付与剤層を形成するステップを含む。

具体的には、第１の粘着付与剤層が、基板１１０の第１の表面上に塗布された接着剤により形成されるので、第１の粘着付与剤層は、第１のマトリクス層１２０と基板１１０との間の接着強度を増大させる役割を果たす。具体的には、本実施形態において、第１の粘着付与剤層を形成するための接着剤は、エポキシ樹脂、エポキシシラン、及びポリイミド樹脂のうちの１つとすることができる。具体的には、本実施形態において、第１のマトリクス層１２０が、第１の粘着付与剤層上に塗布される。

さらに、ステップＳ１４０の前に、導電膜を製造するための方法が、基板から離れた第１のマトリクス層１２０の側に接着剤を塗布して第２の粘着付与剤層を形成するステップを含む。

具体的には、第２の粘着付与剤層が、第１のマトリクス層１２０上に塗布された接着剤により形成されるので、第２の粘着付与剤層は、第１のマトリクス層１２０と第２のマトリクス層１４０との間の接着強度を増大させる役割を果たす。具体的には、本実施形態において、第２の粘着付与剤層を形成するための接着剤は、第１の粘着付与剤層を形成するための接着剤と同じである。さらに、第２のマトリクス層１４０は、第２の粘着付与剤層上に塗布される。

導電膜を製造するための従来の方法と比較すると、上述の方法により作成された導電膜は、２つの対向配置された導電層を有する。キャパシタが第１の導電層１３０と第２の導電層１５０との間に形成されるため、タッチスクリーンを製造する際、導電膜を製造するための方法により形成された導電膜は、タッチスクリーンの厚さが低減し、効率が向上する。さらに、インプリントにより、第１の溝１２１及び第２の溝１４１が、それぞれ、基板及びマトリクス層に定められ、第１の導電層１３０及び第２の導電層１５０は、それぞれ、導電材料を第１の溝１２１及び第２の溝１４１内に充填することにより形成され、かくして、第１の導電層１３０及び第２の導電層１４０を形成するのに塗布もエッチングも必要とされない。従って、この導電層を製造するための方法は、プロセスを簡単にし、材料を節約する。

本開示が、本開示の上述の実施形態に関連して具体的且つ詳細に説明されたが、これは本開示の範囲を限定するものと理解されるべきではない。指摘すべきは、当業者には、本開示の趣旨から逸脱することなく、様々な修正及び変更をなし得ることが明らかであることである。従って、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められることが意図される。

１０：タッチスクリーン
１００：導電膜
１１０：基板
１１１：第１の表面
１１３：第２の表面
１２０：第１のマトリクス層
１２１：第１の溝
１３０：第１の導電層
１３１：第１の導電グリッド・ユニット
１３３：第１のグリッド・ストリップ
１４０：第２のマトリクス層
１４１：第２の溝
１５０：第２の導電層
１５１：第２の導電グリッド・ユニット
１５３：第２のグリッド・ストリップ
１６０：第１の電極トレース
１６１：第１の接続部
１６３：第１の電極切り替え線
１７０：第２の電極トレース
１７１：第２の接続部
１７３：第２の電極切り替え線
１８０ａ：第１の粘着付与剤層
１８０ｂ：第２の粘着付与剤層
２００：ガラスパネル

Claims (18)

1. 第１の表面、及び前記第１の表面とは反対側の第２の表面を含む基板と、
   前記第１の表面上に配置され、塗布したゲルの固化により形成された、第１のマトリクス層と、
   前記第１のマトリクス層内に埋め込まれ、その厚さが前記第１のマトリクス層の厚さより薄い、第１の導電層と、
   前記第１のマトリクス層の前記基板から離れた側に配置され、塗布したゲルの固化により形成された第２のマトリクス層と、
   前記第２のマトリクス層内に埋め込まれ、その厚さが前記第２のマトリクス層の厚さより薄い、第２の導電層と、
   を備え、前記第２の導電層は前記第１の導電層から絶縁され、
   前記第１のマトリクス層及び前記第２のマトリクス層の総厚は前記基板の厚さより薄く、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間の間隔距離は前記基板の前記厚さより小さく、
   前記第１のマトリクス層は、前記第１のマトリクス層の前記基板から離れた側に第１の溝を定め、前記第２のマトリクス層は、前記第２のマトリクス層の前記第１のマトリクス層から離れた側に第２の溝を定め、前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、それぞれ、前記第１の溝及び前記第２の溝内に収容され、前記第１の導電層の前記厚さは前記第１の溝の深さを上回らず、前記第２の導電層の前記厚さは前記第２の溝の深さを上回らない、
   ことを特徴とする導電膜。
2. 前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、交差した導電ワイヤで構成された導電グリッドであり、前記導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、前記第１の導電層の前記導電ワイヤは前記第１の溝内に収容され、前記第２の導電層の前記導電ワイヤは前記第２の溝内に収容され、前記導電ワイヤの幅は５００ｎｍから５μｍまでの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の導電膜。
3. 前記導電ワイヤは、金属、導電性ポリマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、及びＩＴＯから成る群から選択される１つで作成されることを特徴とする、請求項２に記載の導電膜。
4. 前記金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎ、又はこれらの合金から成る群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の導電膜。
5. 前記グリッド・ユニットは、菱形、又は矩形、又は平行四辺形、又は湾曲した四辺形であり、前記第１の導電層上への前記第２の導電層のグリッド・ユニットの中心の投影は、前記第１の導電層のグリッド・ユニットの中心から所定の距離だけ間隔をおいて配置されることを特徴とする、請求項２に記載の導電膜。
6. 前記第１の導電層上への前記第２の導電層のグリッド・ユニットの中心の前記投影は、「ａ」が前記グリッド・ユニットの辺の長さである場合に、前記第１の導電層のグリッド・ユニットの中心から、１／３ａから
   

   

   までの間の距離だけ間隔をおいて配置されることを特徴とする、請求項５に記載の導電膜。
7. 前記第１の導電層上への前記第２の導電層の同じ配列方向における前記グリッド・ユニットの中心の接続線の投影は、前記第１の導電層の同じ配列方向における前記グリッド・ユニットの中心の接続線とは位置合わせされないことを特徴とする、請求項５に記載の導電膜。
8. 前記基板と前記第１のマトリクス層との間に構成され、前記第１のマトリクス層と前記基板を接続するために用いられる、第１の粘着付与剤層と、
   前記第１のマトリクス層と前記第２のマトリクス層との間に構成され、前記第１のマトリクス層と前記第２のマトリクス層を接続するために用いられる、第２の粘着付与剤層と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の導電膜。
9. 第１の電極トレース及び第２の電極トレースをさらに備え、前記第１の電極トレースは前記第１のマトリクス層内に埋め込まれ、かつ、前記第１の導電層に電気的に接続され、前記第２の電極トレースは前記第２のマトリクス層内に埋め込まれ、かつ、前記第２の導電層に電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の導電膜。
10. 前記第１の導電層は複数の互いに絶縁された第１のグリッド・ストリップに分割され、前記第２の導電層は複数の互いに絶縁された第２のグリッド・ストリップに分割され、前記第１の電極トレースは、それぞれ前記第１のグリッド・ストリップに電気的に接続された複数のトレースを含み、前記第２の電極トレースは、それぞれ前記第２のグリッド・ストリップに電気的に接続された複数のトレースを含むことを特徴とする、請求項９に記載の導電膜。
11. 前記第１の導電層の近くの第１の電極トレースの端部に、ストリップ形状の第１の接続部が設けられ、前記第１の接続部は前記第１の電極トレースの他の部分より広い幅を有し、前記第２の導電層の近くの第２の電極トレースの端部に、ストリップ形状の第２の接続部が設けられ、前記第２の接続部は前記第２の電極トレースの他の部分より広い幅を有することを特徴とする、請求項１０に記載の導電膜。
12. 前記第１の電極トレース及び前記第２の電極トレースは、メッシュが交差する導電ワイヤで構成され、前記第１の電極トレース及び前記第２の電極トレースのグリッド周期は、前記第１の導電層及び前記第２の導電層のグリッド周期より小さいことを特徴とする、請求項９又は請求項１１に記載の導電膜。
13. 第１の電極切り替え線が、前記第１の電極トレースと前記第１の導電層との間に設けられ、第２の電極切り替え線が、前記第２の電極トレースと前記第２の導電層との間に設けられ、前記第１の電極切り替え線及び前記第２の電極切り替え線は連続した導電ワイヤであり、前記第１の切り替え線は、前記第１の導電層、及び前記第１の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続され、前記第２の切り替え線は、前記第２の導電層、及び前記第２の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の導電膜。
14. ガラスパネルと、
    請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の前記導電膜と、
    を備え、前記第２のマトリクス層の前記第１のマトリクス層から離れた側は、前記ガラスパネルと接合して、前記導電膜を前記ガラスパネルに取り付けた状態にすることを特徴とするタッチスクリーン。
15. タッチスクリーンを製造するための方法であって、
    第１の表面、及び前記第１の表面とは反対側の第２の表面を含む基板を準備するステップと、
    前記第１の表面上にゲルを塗布し、前記ゲルを固化して、第１のマトリクス層を形成し、前記第１のマトリクス層の前記基板から離れた側に第１の溝を定めるステップと、
    前記第１の溝内に導電材料を充填して第１の導電層を形成するステップと、
    前記第１のマトリクス層の前記基板から離れた側にゲルを塗布し、前記ゲルを固化して第２のマトリクス層を形成し、前記第２のマトリクス層に第２の溝を定めるステップと、 前記第２の溝内に導電材料を充填して第２の導電層を形成するステップと、
    を含む方法。
16. 前記第１の溝内に導電材料を充填して前記第１の導電層を形成する間、前記第１の導電層に電気的に接続された第１の電極トレースが形成され、前記第２の溝内に導電材料を充填して前記第２の導電層を形成する間、前記第２の導電層に電気的に接続された第２の電極トレースが形成されることを特徴とする、請求項１５に記載のタッチスクリーンを製造するための方法。
17. 前記第１の導電層及び前記第１の電極トレースは交差した導電ワイヤで構成される導電グリッドであり、前記導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、前記第１の導電層の前記導電ワイヤは前記第１の溝内に収容され、前記第２の導電層及び前記第２の電極トレースは交差した導電ワイヤで構成される導電グリッドであり、前記導電グリッドは複数のグリッド・ユニットを含み、前記第２の導電層の前記導電ワイヤは前記第２の溝内に収容され、前記第１の電極トレース及び前記第２の電極トレースのグリッド周期は、前記第１の導電層及び前記第２の導電層のものより小さいことを特徴とする、請求項１６に記載のタッチスクリーンを製造するための方法。
18. 第１の電極切り替え線が、前記第１の電極トレースと前記第１の導電層との間に設けられ、第２の電極切り替え線が、前記第２の電極トレースと前記第２の導電層との間に設けられ、前記第１の電極切り替え線及び前記第２の電極切り替え線は連続した導電ワイヤであり、前記第１の切り替え線は、前記第１の導電層、及び前記第１の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続され、前記第２の切り替え線は、前記第２の導電層、及び前記第２の電極トレースの少なくとも２つの導電ワイヤの端部に接続されることを特徴とする、請求項１７に記載のタッチスクリーンを製造するための方法。

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