JP5873045B2 - 電極基板、タッチパネル及びディスプレイ - Google Patents

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Description

本発明は、電極基板及びタッチパネルに関し、特に、優れた伝導特性と光学特性を有する電極基板及びタッチパネルに関する。
タッチパネル(Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ)は、液晶表示装置(ＬＣＤ; Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)、電界放出表示装置(ＦＥＤ、Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ)、プラズマディスプレイパネル(ＰＤＰ; Ｐｌａｓａｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ)及び電界発光素子(ＥＬＤ; Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ)などのような画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながらタッチパネルをコンピュータに所定の情報を入力するための装置であって、最近、タッチ命令が必要なスマートフォン(Ｓｍａｒｔ Ｐｈｏｎｅ)又はタッチフォン(Ｔｏｕｃｈ Ｐｈｏｎｅ)などの通信端末に広く用いられている。
一般に、タッチパネルのティスプレイ領域で用いられている透明導電部品は、透明ガラス又はフィルム上にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)を蒸着する蒸着プロセスによって製造されている。
より詳しく説明すると、従来のタッチパネルは、ＩＴＯを透明電極として使用し、フォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)工程を数回繰り返して低抵抗の金属配線電極とＩＴＯ透明電極パターンを形成した。
しかしながら、最近、ＩＴＯの主材料であるインジウム(Ｉｎｄｉｕｍ)の供給不足により、将来、価格の上昇が予想されている。又、柔軟性を有するフレキシブル(ｆｌｅｘｉｂｌｅ)ディスプレイが、今後の市場をリードする製品として認識されているが、現在広く用いられているＩＴＯは柔軟性が不充分であり、フレキシブルディスプレイには適していないという問題点がある。
一方、このようなＩＴＯ電極を代替し、製造コストを低減するために銀インク(Ａｇ Ｉｎｋ)を印刷工法で形成する方法が研究されているが、透過性及び電気抵抗の確保などの問題点がある。
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、タッチパネルの電極基板の製造時に、複雑なフォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)工程を省略して工程を最小化し、電気的特性に優れた金属素材に湿式エッチング工程を行ってパターンの線幅差によって発生するエッチング速度の差を利用してナノ微細電極パターンを形成し、従来のＩＴＯ電極よりも優れた伝導特性と光学特性を有するタッチパネルの電極基板を提供しようとする。又、本発明は、柔軟性を有するフレキシブル(ｆｌｅｘｉｂｌｅ)ディスプレイ用電極基板を提供しようとする。
上述した問題を解決するための本発明の一実施例による電極基板は、基板と、上記基板上の第１のパターン部と、上記基板上の第２のパターン部と、を含む。
本発明の他の一実施例によると、上記第２のパターン部は、上記第１のパターン部よりも幅が大きく形成される。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記第２のパターン部の上部に金属材料で形成される電極をさらに含む。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記電極の高さは１００〜３００ｎｍである。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記電極は配線電極又はセンサ電極である。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記配線電極は上記センサ電極よりも幅が狭く形成される。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記第１のパターン部は、ライン(ｌｉｎｅ)又は独立(ｉｓｏｌａｔｅ)パターンである。
本発明のさらに他の一実施例によると、上記第２のパターン部と上記第１のパターン部は、紫外線(ＵＶ)硬化樹脂で構成される。
本発明のさらに他の一実施例によるタッチパネルは、基板、上記基板上の第１のパターン部、上記基板上の第２のパターン部を含む少なくとも１つ以上の電極基板を含む。
本発明のさらに他の一実施例によるディスプレイは、基板、上記基板上の第１のパターン部、上記基板上の第２のパターン部を含む少なくとも１つ以上の電極基板と、上記電極基板を駆動させる駆動部と、を含む。
本発明によると、タッチパネルの電極基板の製造時に、複雑なフォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)工程を省略して工程を最小化し、電気的特性に優れた金属素材に湿式エッチング工程を行ってパターンの線幅差によって発生するエッチング速度の差を利用してナノ微細電極パターンを形成し、従来のＩＴＯ電極よりも優れた伝導特性と光学特性を有するタッチパネルの電極基板を製造することができる。なお、本発明によると、柔軟性を有するフレキシブル(ｆｌｅｘｉｂｌｅ)ディスプレイ用電極基板を製造することができる。
本発明の一実施例による電極基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施例によるモールドを示す図である。 本発明の一実施例による第１のパターン部及び第２のパターン部を含むＵＶ硬化樹脂層を示す図である。 本発明の一実施例による第１のパターン部及び第２のパターン部の上部に金属材料を蒸着したことを示す図である。 本発明の一実施例による電極を形成したことを示す図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説??明する。但し、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。本明細書に亘って同じ構成要素に対しては同じ符号を付す。
図１は本発明の一実施例による電極基板の製造方法を説明するための図である。
図１を参照して本発明の一実施例による電極基板の製造方法を説明する。
図１のａに示すように、本発明の一実施例によるモールド１１０は、第１のモールドパターン部１１１と第２のモールドパターン部１１２を備えて構成される。この時、第１次加工により第１のモールドパターン部１１１を形成した後、第２次加工により第２のモールドパターン部１１２を形成する。
第１のモールドパターン部１１１は、インプリンティング(ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ)により図１のｂに示された第１のパターン部１２１を形成するものであり、第２のモールドパターン部１１２は、インプリンティング(ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ)により図１のｂに示された第２のパターン部１２５を形成するためのものである。
すなわち、本発明の一実施例によるモールド１１０は、ＵＶ硬化樹脂層１０５に第１のパターン部を形成するための第１のモールドパターン部１１１と、上記ＵＶ硬化樹脂層１０５に第２のパターン部を形成するための第２のモールドパターン部１１２が形成されている。この時、上記第１のモールドパターン部１１１は、Ｅ-ｂｅａｍ、インターフェアレンス(Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)又はスペーサーリソグラフィ(Ｓｐａｃｅｒ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)方式を用いて形成でき、上記第２のモールドパターン部１１２は、Ｅ-ｂｅａｍ、レーザーライティング又はフォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)方式を用いて形成することができる。
その後、図１のｂに示すように、上記の形成されたモールド１１０をＵＶ硬化樹脂層１０５にインプリントして第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５を形成する。
より詳しく説明すると、基板１００上にＵＶ硬化樹脂をコーティングしてＵＶ硬化樹脂層１０５が形成されると、上記ＵＶ硬化樹脂層１０５にモールド１１０を用いて圧力を加えてモールド１１０に形成されたモールドパターン部１１１、１１２の間にＵＶ硬化樹脂が満たされるようにする。
次いで、上記モールド１１０のモールドパターン部の間に満たされたＵＶ硬化樹脂にＵＶ(Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｒａｙ)を照射して硬化させると、図１??のｃに示すように、第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５が形成される。この時、上記第２のパターン部１２５の幅１２６と高さ１２７は、第１のパターン部１２１の幅１２３又は高さ１２４よりも大きく形成される。
その後、図１のｄに示すように、上記第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５の上部に金属材料１３０を蒸着する。この時、上記第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５の上部に蒸着される金属材料１３０は、隣接する金属材料同士が当接しないようにするために、その高さを１００〜３００ｎｍに形成することが望ましい。その後、図１のｅに示すように、第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５の上部に蒸着された金属材料１３０を湿式エッチング(ｅｔｃｈｉｎｇ)する。この時、上記第１のパターン部１２１の上部に蒸着された金属材料１３０は、上記湿式エッチングによって除去される。しかしながら、上記第２のパターン部１２５の上部に蒸着された金属材料１３０は、上記湿式エッチングによって一部のみが除去され金属材料１３０が残留して電極１３５を形成する。
即ち、湿式エッチングを用いて第１のパターン部１２１と第２のパターン部１２５の線幅差によってエッチング速度の差が発生するため、第１のパターン部１２１の上部の金属材料１３０は除去される反面、第２のパターン部１２５の上部の金属材料１３０は残留して電極１３５を形成する。この時、上記のように形成される電極１３５は、例えば、タッチ命令を感知するセンサ電極又は上記センサ電極からの感知信号を伝達するための配線電極である。
以下、図１のｅを参照して本発明の一実施例によるタッチパネルの電極基板の構成を説明する。図１のｅに示すように、本発明の一実施例によるタッチパネルの電極基板は、基板１００、第１のパターン部１２１、第２のパターン部１２５、及び電極１３５を含んで構成される。
基板１００の上部には、第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５が形成される。第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５は、ＵＶ硬化樹脂で形成され、この時、第２のパターン部１２５の幅１２６と高さ１２７は、第１のパターン部１２１の幅１２３又は高さ１２４よりも大きく形成される。上記のように形成される第２のパターン部１２５の上部には金属材料からなる電極１３５が形成され、上記電極１３５を形成するためには、第１のパターン部１２１及び第２のパターン部１２５の上部に金属材料が蒸着され、その後に湿式エッチングが行われ、それにより第２のパターン部１２５の上部の金属材料のみが残留して電極１３５が形成される。すなわち、本発明によると、金属材料に湿式エッチング工程を行ってパターンの線幅差によって発生するエッチング速度の差を利用してナノ微細電極を形成する。
一方、上記のように形成される電極１３５は、例えば、タッチ命令を感知するセンサ電極又は上記センサ電極からの感知信号を伝達するための配線電極である。
この時、エッチング速度の差を利用してナノ微細電極を形成すると、配線電極の場合、２０μｍ〜４０μｍの幅に形成することができ、センサ電極の場合、５００ｎｍ〜５μｍの幅に形成することができる。
このように、配線電極を幅２０μｍ〜４０μｍの微細電極で形成すると、本発明の電極基板を用いるタッチパネルのベゼル(ｂｅｚｅｌ)を最小化でき、センサ電極の幅を５００ｎｍ〜５μｍの幅に形成すると、ユーザの目にセンサ電極が視認されないようにすることが可能である。図２は、本発明の一実施例によるモールドを示す図である。
本発明の一実施例によると、モールドの形成時に、図２のａに示すように第１のモールドパターン部を先に形成する。この時、第１のモールドパターン部は、Ｅ-ｂｅａｍ、インターフェアレンス(Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)又はスペーサーリソグラフィ(Ｓｐａｃｅｒ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)方式を用いて形成することができ、第１のモールドパターン部は、このような加工方法により１μｍ以下のサイクルを有するライン/スペース(Ｌｉｎｅ/スペース)又はドット(ｄｏｔ)パターンで構成されることが望ましい。
上記のように第１次加工後には図２のｂに示された第２のモールドパターン部を形成する。
上記第２のモールドパターン部は、Ｅ-ｂｅａｍ、レーザーライティング又はフォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)方式を用いて形成することができ、上記第２のモールドパターン部は、電極の中でも配線電極を形成するための部分には２０μｍ〜４０μｍの幅(ライン)に形成し、センサ電極を形成するための部分には５００ｎｍ〜５μｍの幅(ライン)に形成する。
図３は、本発明の一実施例による第１のパターン部及び第２のパターン部を含むＵＶ硬化樹脂層を示す図であり、図４は、本発明の一実施例による第１のパターン部及び第２のパターン部の上部に金属材料を蒸着したことを示す図であり、図５は、本発明の一実施例による電極を形成したことを示す図である。
基板上にＵＶ硬化樹脂をコーティングしてＵＶ硬化樹脂層が形成されると、上記ＵＶ硬化樹脂層にモールドを用いて圧力を加えてモールドに形成されたモールドパターン部の間にＵＶ硬化樹脂が満たされるようにし、上記モールドパターン部の間に満たされたＵＶ硬化樹脂にＵＶ(Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｒａｙ)を照射して硬化させ、図３に示すように、第１のパターン部１２１と第２のパターン部１２５が備えられたＵＶ硬化樹脂層が形成される。
その後、図４のａに示すように上記第１のパターン部と第２のパターン部の上部に金属材料を蒸着し、それにより、図４のｂの断面図に示すように、第１のパターン部と第２のパターン部の上部には、それぞれ金属材料１３０が蒸着されたことを確認できる。
次いで、上記図５のａに示すように金属材料を湿式エッチングする。それにより、図５のｂの断面図に示すように、第１のパターン部の上部の金属材料は完全に除去される反面、第２のパターン部の上部には金属材料により電極１３５が形成される。
したがって、本発明によると、タッチパネルの電極基板の製造時に、電気的特性に優れた金属素材に湿式エッチング工程を行ってパターンの線幅差によって発生するエッチング速度の差を利用してナノ微細電極パターンを形成し、従来のＩＴＯ電極よりも優れた伝導特性と光学特性を有するタッチパネルの電極基板を製造することができる。
１００ 基板
１０５ ＵＶ硬化樹脂層
１１０ モールド
１１１ 第１のモールドパターン部
１１２ 第２のモールドパターン部
１２１ 第１のパターン部
１２５ 第２のパターン部
１３０ 金属材料
１３５ 電極

Claims (7)

  1. 基板と、
    上記基板上の第１のパターン部と、
    上記基板上に上記第１のパターン部よりも幅が大きく形成される第２のパターン部と、
    上記第２のパターン部の上端部のみに金属材料で形成される電極と、
    を含み、
    上記第２のパターン部と上記第１のパターン部は、紫外線(ＵＶ)硬化樹脂で構成される電極基板。
  2. 上記電極は、
    高さが１００〜３００ｎｍである請求項１に記載の電極基板。
  3. 上記電極は、
    配線電極又はセンサ電極である請求項２に記載の電極基板。
  4. 上記センサ電極は、
    上記配線電極よりも幅が狭く形成される請求項３に記載の電極基板。
  5. 上記第１のパターン部は、
    ライン(ｌｉｎｅ)又は独立(ｉｓｏｌａｔｅ)パターンである請求項４に記載の電極基板。
  6. 基板、上記基板上の第１のパターン部、上記基板上に上記第１のパターン部よりも幅が大きく形成される第２のパターン部、上記第２のパターン部の上端部のみに金属材料で形成される電極を含む少なくとも１つ以上の電極基板を含み、上記第２のパターン部と上記第１のパターン部は、紫外線(ＵＶ)硬化樹脂で構成されるタッチパネル。
  7. 基板、上記基板上の第１のパターン部、上記基板上に上記第１のパターン部よりも幅が大きく形成される第２のパターン部、上記第２のパターン部の上端部のみに金属材料で形成される電極を含む少なくとも１つ以上の電極基板と、
    上記電極基板を駆動させる駆動部と、
    を含み、上記第２のパターン部と上記第１のパターン部は、紫外線(ＵＶ)硬化樹脂で構成されるディスプレイ。
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