JP5730991B2 - 金属薄膜を用いたタッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関し、より詳しくは、金属薄膜を用いたタッチパネル及びその製造方法に関する。

タッチパネルは、ディスプレイの表面に装着され、使用者の指等の物理的接触を電気的信号に変換して製品を作動させる入力装置であって、各種のディスプレイ装置に幅広く応用され、最近になって、その需要が飛躍的に増加している。

このようなタッチパネルは、動作原理によって、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）、超音波方式（ＳＡＷ）、赤外線方式（ＩＲ）等に分けられる。

従来、タッチパネルは、基本的に基板、金属配線層、パターン層を有する。前記パターン層は、複数のパターン電極（タッチパターン）から構成されており、前記パターン電極は、外部の物理的接触に対応して電気的信号を発生させる。

一方、発生した電気的信号は、前記パターン電極と連結された金属配線を介して製品の制御部に伝達され、製品を作動させる。

しかしながら、従来は、前記パターン電極を構成する伝道性物質である透明伝道膜の表面抵抗が、金属薄膜に比べて大きいため、大面積及び優れた性能を有するタッチパネルの製造の際に、パターン電極間の抵抗が大きくなり、信号感度、検出感度が多少劣るという問題点があった。

また、パターン電極が存在する領域と存在しない領域との間の透過率の差のため、パターン電極が存在する領域ではパターン跡が残るという問題点があった。

したがって、パターン電極間の抵抗を減少させ、伝導性及び検出感度の面において向上した性能を有するだけでなく、透過性も高めることができるタッチパネルについての技術開発が望まれる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターン電極間またはパターン電極及び配線電極間の抵抗を減少させ、伝導性、検出感度、及び透過性の面において向上した性能を有するとともに、パターン電極と配線電極を同時に形成し、作業工程が単純なタッチパネル及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一側面によると、透明性基板と、前記透明性基板の下部に形成され、少なくとも一つの第１のパターン電極及び前記第１のパターン電極と連結される第１の配線電極が設けられた金属パターン部と、前記金属パターン部が形成された透明性基板と貼り付けられ、少なくとも一つの第２のパターン電極及び前記第２のパターン電極と連結される第２の配線電極が設けられたフィルム基板と、を備え、第１のパターン電極は、細線からなる網目状であるタッチパネルが提供される。

また、前記金属パターン部は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉのいずれか１種またはこれらの合金から製造されてもよい。

また、前記フィルム基板は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）または導電性ポリマからなってもよい。

また、前記透明性基板は、ガラス基板、透明シリコン基板、または透明プラスチック基板であってもよい。

また、前記第１のパターン電極は、前記第１のパターン電極及び第２のパターン電極の互いに重なる領域に存在する細線を断線させてもよい。

また、第１のパターン電極は、１〜１０μｍの線幅を有し、線間の間隔が２００μｍ以上である細線からなる網目状であってもよい。

本発明の他の側面によると、透明性基板の片面に金属薄膜をコートする段階と、前記透明性基板上に設けられた金属薄膜に細線からなる網目状を有する少なくとも一つの第１のパターン電極及び前記第１のパターン電極と連結された第１の配線電極を同時に形成する段階と、フィルム基板に第２のパターン電極を形成し、前記第２のパターン電極と連結される第２の配線電極を形成する段階と、前記透明性基板及び前記フィルム基板を貼り付ける段階と、を含むタッチパネルの製造方法が提供される。

本発明によると、金属薄膜を用いたパターン電極を網目状に形成し、パターン電極間またはパターン電極及び配線電極間の抵抗を減少させることにより、タッチパネルの伝道性及び検出強度を向上させることができる。

また、網目状のパターン電極を形成することにより、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

また、パターン電極と配線電極を同時に形成することにより、タッチパネルの製造工程を単純化させることができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルを示す断面図である。 図１に示したタッチパネルの分離斜視図である。 図１に示したタッチパネルの正面図である。 図３に示したタッチパネルにおけるＡ部分を拡大した拡大図である。

以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。

図１は、本発明の一実施例によるタッチパネルを示す断面図である。

本発明の一実施例によるタッチパネルは、透明性基板１００と、前記透明性基板１００の下部に形成され、少なくとも一つの第１のパターン電極２２０及び前記第１のパターン電極２２０と連結される第１の配線電極２４０が設けられた金属パターン部２００と、前記金属パターン部２００が形成された前記透明性基板１００が貼り付けられ、少なくとも一つの第２のパターン電極３２０及び前記第２のパターン電極３２０と連結される第２の配線電極３４０が設けられたフィルム基板３００と、を備える。

以下、本発明の一実施例によるタッチパネルについて順次に詳述する。

図２は、図１に示したタッチパネルの分離斜視図であり、図３は、正面図である。

図２及び図３を参照すると、透明性基板１００は、金属パターン部２００及びフィルム基板３００を支持する。透明性基板１００は、ＳｉＯ_２を主成分とするガラス基板が主に用いられるが、シリコン基板またはプラスチック基板でも具現可能である。すなわち、透明性基板１００は、金属パターン部２００及びフィルム基板３００を支持可能であれば、いずれも使用可能である。

特に、透明性基板１００がプラスチック基板である場合、柔軟性があり、フレキシブルディスプレイの具現が可能である。

前記プラスチック基板は、例えば、ポリカーボネート、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、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンのいずれか一つであってもよい。但し、透明性を有するプラスチック基板でなければならない。

透明性基板１００の下部には、金属パターン部２００が形成される。金属パターン部２００は、少なくとも一つの第１のパターン電極２２０及び前記第１のパターン電極２２０と連結された第１の配線電極２４０を有する。

第１のパターン電極２２０及び第１の配線電極２４０は、互いに電気的に連結される。第１の配線電極２４０は、使用者による外部からの物理的接触があったとき、第１のパターン電極２２０で発生した電気的信号を制御部（図示せず）または軟性回路基板（図示せず）に伝達する役割を行う。

前記制御部または前記軟性回路基板は、第１の配線電極２４０と別途の接続部（図示せず）を介して連結されてもよい。

第１のパターン電極２２０及び第１の配線電極２４０が設けられた金属パターン部２００は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉのいずれか１種またはこれらの合金で製造されてもよい。

金属パターン部２００が金属で製造されることにより、金属パターン部２００に設けられる第１のパターン電極２２０間または第１のパターン電極２２０及び第１の配線電極２４０間の抵抗を減少させる役割を行うことができる。これは、タッチパネルの伝道性及び検出感度を向上させる。

一方、金属パターン部２００に設けられる第１のパターン電極２２０及び第１の配線電極２４０が同一の金属物質からなることにより、タッチパネルの製造工程を単純化することができる。

フィルム基板３００は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＺｎＯ（Zinc Oxide）、Ｉｎ_２Ｏ_３（Indium Oxide）等の透明伝道膜形成用物資で製造されてもよい。

フィルム基板３００は、少なくとも一つの第２のパターン電極３２０及び第２のパターン電極３２０と連結された第２の配線電極３４０を有する。第２のパターン電極３２０は、フィルム基板３００上にパターニングされて形成され、第２の配線電極３４０は、銀ペーストで形成される。

第２のパターン電極３２０及び第２の配線電極３４０は、互いに電気的にに連結される。第２の配線電極３４０は、使用者による外部からの物理的接触があったとき、前記第２のパターン電極３２０で発生した電気的信号を制御部（図示せず）または軟性回路基板（図示せず）に伝達する役割を行う。

前記制御部または軟性回路基板は、第２の配線電極３４０とは別途の接続部（図示せず）を介して連結されてもよい。第２のパターン電極３２０及び第２の配線電極３４０が設けられたフィルム基板３００は、金属パターン部２００が形成された透明性基板１００と相互に貼り付けられる。

透明性基板１００及びフィルム基板３００が貼り付けられるときは、光学用透明接着剤４００が用いられてもよい。光学用透明接着剤４００の例としては、ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）がある。

本発明の一実施例によるタッチパネルは、第１のパターン電極２２０が細線からなる網目状で形成されてもよい。

第１のパターン電極２２０が細線からなる網目状に形成されることにより、従来、センサ電極が存在する領域においてパターン跡が残る現象を減少させる役割を行い、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

図４は、図３に示したタッチパネルにおけるＡ部分を拡大した拡大図である。

図４を参照すると、第１のパターン電極２２０は、細線からなる網目状に形成され、第１のパターン電極２２０は、第２のパターン電極３２０と互いに重なる領域に存在する構成細線を断線させることができる。

すなわち、第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０は、互いに重なる部分がないように配置されてもよい。そうでなければ、外部の物理的接触があったとき、電気的信号の発生の混乱が生じ、タッチパネルの不良率が高くなることがある。

より具体的に、金属パターン部２００に形成された第１のパターン電極２２０は、フィルム基板３００に形成される第２のパターン電極３２０の模様に応じて、第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０が互いに重なる領域に存在する細線を断線させてもよい（図２参照）。

その結果、本発明の一実施例によるタッチパネルを正面からみると（図３及び図４参照）、第１のパターン電極２２０は、第２のパターン電極３２０と重なる領域の細線が断線されていることが確認される。

すなわち、第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０は、電気的に重なる領域が存在しないので、上述した電気的信号の発生の混乱が生じない。

第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０は、図２、図３、及び図４において、第２のパターン電極３２０が長方形状に形成されており、第１のパターン電極２２０は、前記第２のパターン電極３２０と重なる領域が断線された形態を示しているが、本発明は、これに限定されない。

第２のパターン電極３２０は、菱形、正方形、長方形、円、または定形化していない模様（例えば、デンドライト構造のように葉が絡んでいる模様）のように、多様に形成されることが可能である。

第１のパターン電極２２０は、第２のパターン電極３２０と重なる領域において、前記細線が断線されるように配置されるだけである。言い換えれば、第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０は、互いに電気的に重なる領域がないという前提の下で、多様な模様に形成される。

また、第１のパターン電極２２０及び第２のパターン電極３２０は、複数形成され、前記透明性基板１００上に形成または貼付される。

この場合、パターン電極２２０、３２０のそれぞれが配線電極２４０、３４０と連結され、またはパターン電極２２０、３２０同士で連結され、パターン電極２２０、３２０の一部のみが配線電極と連結されてもよい。

第１のパターン電極２２０の線幅は、１〜１０μｍであってもよい。前記線幅が１μｍよりも狭いと、タッチパネルの不良率が増加し、線幅が１０μｍよりも広いと、タッチパネルの透過性の向上を期待し難いからである。

また、第１のパターン電極２２０は、線間の間隔が２００μｍ以上であってもよい。
線間の間隔が２００μｍ未満である場合は、タッチパネルの透過率が減少することがあるからである。

以下、本発明の一実施例によるタッチパネルの製造方法について説明する。

先ず、透明性基板１００の片面にスパッタ装置、電子ビーム装置、またはサーマル装置等を用いて金属薄膜をコートする。この際、前記過程を省略するために、金属薄膜が形成された透明性基板を用いてもよい。

次に、透明性基板１００上に設けられた金属薄膜に、ＰＲ（Photoresist）コート等の工程を通じたウェット工程技術により、細線からなる網目状を有する少なくとも一つの第１のパターン電極２２０及び第１のパターン電極２２０と連結された第１の配線電極２４０を同時に形成する。

第１のパターン電極２２０及び第１の配線電極２４０を同時に形成することにより、追加工程無しでも、タッチパネルを製造することが可能となり、製造工程を単純化することができる。

例えば、第１のパターン電極２２０は、細線からなる網目状に形成し、第１の配線電極２４０は、一般にストリップ状に形成する。

次に、フィルム基板３００に第２のパターン電極３２０を形成し、第２のパターン電極３２０と連結される第２の配線電極３２０を形成する。

具体的に、フィルム基板３００に、ＰＲ（Photoresist）コート等の工程を通じたウェット工程技術によって、第２のパターン電極３２０を形成する。また、第２のパターン電極３２０と連結されるように、フィルム基板３００の周縁部に第２の配線電極３２０を銀ペーストで形成する。

次に、透明性基板１００及びフィルム基板３００をＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）を用いて貼り付ける。

次に、前記配線電極２４０、３４０の端部に制御部または軟性回路基板（ＦＰＣＢ）を連結してタッチパネルを作製する。

以上、本発明の好適な実施例について図示して説明しているが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって、様々な変形実施が可能であることはもとより、このような変形実施は、本発明の技術的思想や見通しから個別的に理解されなければならないものである。

１００ 透明性基板
２００ 金属パターン部
２２０ 第１のパターン電極
２４０ 第１の配線電極
３００ フィルム基板
３２０ 第２のパターン電極
３４０ 第２の配線電極
４００ 光学用透明接着剤

Claims (8)

1. 透明性基板１００と、
   前記透明性基板１００の下部に形成され、少なくとも一つの第１のパターン電極２２０及び前記第１のパターン電極２２０と連結される第１の配線電極２４０が設けられた金属パターン部２００と、
   前記金属パターン部２００が形成された前記透明性基板１００と貼り付けられ、少なくとも一つの第２のパターン電極３２０及び前記第２のパターン電極３２０と連結される第２の配線電極３４０が設けられたフィルム基板３００と、を備え、
   前記第２のパターン電極３２０は、長方形状または正方形状であり、
   前記第１のパターン電極２２０は、前記第２のパターン電極３２０の２方向の辺に交差する角度の細線からなる格子型の網目状であるタッチパネル。
2. 前記金属パターン部２００は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉのいずれか１種またはこれらの合金から製造された請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記フィルム基板３００は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）または導電性ポリマからなる請求項１に記載のタッチパネル。
4. 前記透明性基板１００は、ガラス基板、透明シリコン基板、または透明プラスチック基板である請求項１に記載のタッチパネル。
5. 前記第１のパターン電極２２０は、前記第１のパターン電極２２０及び前記第２のパターン電極３２０の互いに重なる領域に存在する前記細線を断線させた請求項１に記載のタッチパネル。
6. 前記第１のパターン電極２２０は、１〜１０μｍの線幅を有する細線からなる網目状である請求項１に記載のタッチパネル。
7. 前記第１のパターン電極２２０は、線間の間隔が２００μｍ以上である細線からなる網目状である請求項６に記載のタッチパネル。
8. タッチパネルの製造方法において、
   透明性基板の片面に金属薄膜をコートする段階と、
   前記透明性基板上に設けられた金属薄膜に細線からなる網目状を有する少なくとも一つの第１のパターン電極及び前記第１のパターン電極と連結された第１の配線電極を同時に形成する段階と、
   フィルム基板に長方形状または正方形状の第２のパターン電極を形成し、前記第２のパターン電極と連結される第２の配線電極を形成する段階と、
   前記透明性基板及び前記フィルム基板を貼り付ける段階と、を含み、
   前記第１のパターン電極は、前記第２のパターン電極の２方向の辺に交差する角度の細線からなる格子型の網目状に形成されることを特徴とするタッチパネルの製造方法。

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