(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量式透明導電膜であって、
第１の表面、及び前記第１の表面と反対側の第２の表面を含む透明基板と、
前記透明基板の前記第１の表面の縁部に形成され、前記透明基板の前記第１の表面上に不可視領域を形成する遮光層と、
前記透明基板の前記第１の表面上に形成され、前記遮光層を覆うポリマー層と、
を含み、前記ポリマー層の表面はパターン化されてメッシュ状トレンチが形成され、前記トレンチは導電材料で充填されて、前記ポリマー層の前記表面上に感知領域が形成され、
前記トレンチの幅は１μｍから５μｍまでの範囲であり、前記トレンチの深さは２μｍから６μｍまでの範囲であり、前記トレンチの幅対深さの比は１より大きく、
前記メッシュのセルは正多角形であり、各セルの総面積に対する、導電材料によって覆われた面積の比は、５％未満である、
ことを特徴とする静電容量式透明導電膜。
【請求項２】
前記静電容量式透明導電膜の前記不可視領域はトレースを有し、前記トレースの導電材料は、前記トレンチ内の前記導電材料に電気的に接続され、前記トレースは、前記ポリマー層の表面に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項３】
前記トレースの前記導電材料は、前記トレンチ内の前記導電材料に直接接続されることを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項４】
前記感知領域の縁部に、前記トレンチ内の前記導電材料に電気的に接続された線セグメントを設け、前記トレースの前記導電材料は、前記線セグメントによって、前記トレンチ内の前記導電材料に電気的に接続されることを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項５】
前記トレースはグリッド線であり、前記トレースは、ノードによって前記トレンチ内の前記導電材料に電気的に接続されることを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項６】
前記トレースは、スクリーン印刷又はインクジェット印刷によって、前記不可視領域上に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項７】
前記トレースは、パターン化されたグリッド又は線セグメントで構成されることを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項８】
前記パターン化されたグリッドの線幅は２μｍから５０μｍまでの範囲であり、前記パターン化されたグリッドの高さは５μｍから１０μｍまでの範囲であり、前記パターン化されたグリッドの長さは１００μｍ未満であることを特徴とする、請求項７に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項９】
前記線セグメントの幅は５０μｍから２００μｍまでの範囲であり、前記線セグメントの高さは５μｍから１０μｍまでの範囲であることを特徴とする、請求項７に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１０】
前記遮光層の幅は、１ｍｍから５ｍｍまでの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１１】
前記感知領域は可視領域であり、前記可視領域の光透過率は８９％より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１２】
透明保護層をさらに含み、前記透明保護層は、前記トレース領域の出力端部を除いて、前記ポリマー層の表面を覆うことを特徴とする、請求項２に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１３】
前記ポリマー層は、ＵＶ硬化性接着剤、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリレートから成る群から選択される材料で作成されることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１４】
前記透明基板は、透明ガラス板であることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１５】
前記導電材料は、金属、酸化インジウムスズ、透明ポリマー材料、グラフェン及びカーボンナノチューブから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式透明導電膜。
【請求項１６】
静電容量式透明導電膜を製造する方法であって、
透明基板の第１の表面の縁部に遮光層を形成して、不可視領域を形成するステップと、
前記透明基板の前記第１の表面に塗布を施してポリマー層を形成し、前記ポリマー層をパターン化してメッシュ状トレンチを形成し、前記トレンチを導電材料で充填して感知領域を形成するステップと、
前記ポリマー層の表面の前記感知領域の縁部にトレースを印刷し、前記トレースを、前記トレンチ内の前記導電材料に電気的に接続するステップと、を含み、
前記トレンチの幅は１μｍから５μｍまでの範囲であり、前記トレンチの深さは２μｍから６μｍまでの範囲であり、前記トレンチの幅対深さの比は１より大きく、
前記メッシュのセルは正多角形であり、各セルの総面積に対する、導電材料によって覆われた面積の比は、５％未満である、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関し、より具体的には、静電容量式透明導電膜及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量式タッチパネルは、人体の誘導電流を利用することによって機能し、例えば、指がタッチパネルに触れると、ユーザと静電容量式タッチパネルの表面とが、身体の電界のために結合キャパシタを形成し、高周波電流においてキャパシタは導体であり、小電流が指の接触点から流れる。電流は、静電容量式タッチパネルの四隅に配置された電極から流れ出し、４つの電極を流れる電流は、指と四隅との間の距離に比例し、４つの電流の比が、制御装置によって正確に計算されて接触点の位置を得る。
【０００３】
ＯＧＳ（Ｏｎｅ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）は、タッチ産業の支配的な技術になるであろう。他のタッチパネル・ソリューションと比較して、ＯＧＳは、（１）ガラス層が節約され、組立コストが削減される：（２）重量が低減される：（３）透過率が増大するという３つの利点を有する。ＯＧＳは、インテリジェント端末の薄さに対する必要性をより良好に満たし、表示効果を高めることができ、ハイエンド端末のための不可避の選択である。
【０００４】
従来のＯＧＳタッチパネルは、カバーガラスの表面上にＩＴＯの層を塗布し、従って、ガラスは感知及び保護の役割を果たし、ＩＴＯはガラスの表面上に膨出する。
【０００５】
しかしながら、従来のＯＧＳ導電材料は、ガラスの表面上に配置され、ＩＴＯは表面上に膨出し、導電材料は傷つきやすく、このためデバイスが損傷し、デバイスが正しく機能しなくなる。ＯＧＳの主要原料はＩＴＯであり、ＩＴＯの主要原料は、レアメタルのインジウムであり、インジウムは希少であり、コストが高く、大型ＯＧＳの抵抗値は高く、感度は良くない。可視領域及び不可視領域のエンボス加工工程において、可視領域及び不可視領域のメッシュ密度が異なり、工程（例えば、金型からの取り出し、導電材料の充填）が異なるため、トレース領域に不良品が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、導電材料を効果的に保護することができ、低コストで良好な導電率を有する、静電容量式透明導電膜を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
静電容量式透明導電膜は、
第１の表面、及び第１の表面と反対側の第２の表面を含む透明基板と、
透明基板の第１の表面の縁部に形成され、透明基板の第１の表面上に不可視領域を形成する遮光層と、
透明基板の第１の表面上に形成され、遮光層を覆うポリマー層と、
を含み、ポリマー層の表面がパターン化されてメッシュ状トレンチが形成され、トレンチが導電材料で充填されて、ポリマー層の表面上に感知領域が形成される。
【０００８】
１つの実施形態によると、静電容量式透明導電膜の不可視領域はトレースを有し、トレースの導電材料は、トレンチ内の導電材料に電気的に接続され、トレースは、ポリマー層の表面に取り付けられる。
【０００９】
１つの実施形態によると、トレースの導電材料は、トレンチ内の導電材料に直接接続される。
【００１０】
１つの実施形態によると、感知領域の縁部に、トレンチ内の導電材料に電気的に接続された線セグメントが設けられ、トレースの導電材料は、線セグメントによってトレンチ内の導電材料に電気的に接続される。
【００１１】
１つの実施形態によると、トレースはグリッド線であり、かつ、ノードによってトレンチ内の導電材料に電気的に接続される。
【００１２】
１つの実施形態によると、トレースは、スクリーン印刷又はインクジェット印刷によって不可視領域上に形成される。
【００１３】
１つの実施形態によると、トレースは、パターン化されたグリッド又は線セグメントで構成される。
【００１４】
１つの実施形態によると、パターン化されたグリッドの線幅は２μｍから５０μｍまでの範囲であり、パターン化されたグリッドの高さは５μｍから１０μｍまでの範囲であり、パターン化されたグリッドの長さは１００μｍ未満である。
【００１５】
１つの実施形態によると、線セグメントの幅は５０μｍから２００μｍまでの範囲であり、線セグメントの高さは５μｍから１０μｍまでの範囲である。
【００１６】
１つの実施形態によると、遮光層の幅は、１ｍｍから５ｍｍまでの範囲である。
【００１７】
１つの実施形態によると、トレンチの幅は１μｍから５μｍまでの範囲であり、トレンチの深さは２μｍから６μｍまでの範囲であり、トレンチの深さ対幅比は１より大きい。
【００１８】
１つの実施形態によると、感知領域は可視領域であり、可視領域の光線透過率は８９％より大きい。
【００１９】
１つの実施形態によると、グリッドのセルは正多角形であり、各セルの総面積に対する、導電材料によって覆われた各セルの面積の比は、５％未満である。
【００２０】
１つの実施形態によると、静電容量式透明導電膜は透明保護層をさらに含み、透明保護層は、トレース領域の出力端部を除いて、ポリマー層の表面を覆う。
【００２１】
１つの実施形態によると、ポリマー層は、ＵＶ硬化性接着剤、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリレートから成る群から選択される材料で作成される。
【００２２】
１つの実施形態によると、透明基板は、透明ガラス板である。
【００２３】
１つの実施形態によると、導電材料は、金属、酸化インジウムスズ、透明ポリマー材料、グラフェン、カーボンナノチューブから成る群から選択される。
【００２４】
従来の静電容量式透明導電膜と比べて、この静電容量式透明導電膜は、少なくとも以下の利点を有する。
【００２５】
（１）静電容量式透明導電膜のポリマー層は、導電材料を収容するためのトレンチを形成し、導電材料がポリマー層内に埋め込まれ、従って、導電材料が効果的に保護される。
【００２６】
（２）静電容量式透明導電膜の導電材料は、グリッドの形態でポリマー層内に分布し、導電材料は低コストの材料とすることができ、表面全体に塗布するためにＩＴＯ膜は必要なく、そのため、静電容量式透明導電膜のコストは、従来の静電容量式透明導電膜に比べて低くなる。
【００２７】
（３）静電容量式透明導電膜の導電材料は、グリッドの形態で均一に分布し、その抵抗は小さく、その導電率は良好である。
【００２８】
さらに、静電容量式透明導電膜を製造する方法が提供される。
静電容量式透明導電膜の製造方法は、
透明基板の第１の表面の縁部に遮光層を形成して、不可視領域を形成するステップと、
透明基板の第１の表面に塗布を施してポリマー層を形成し、ポリマー層をパターン化してトレンチを形成し、トレンチを導電材料で充填して感知領域を形成するステップと、
ポリマー層の表面の感知領域の縁部にトレースを印刷し、トレースをトレンチ内の導電材料に電気的に接続するステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】１つの実施形態による静電容量式透明導電膜の概略図である。
【図２】図１の静電容量式透明導電膜のメッシュ状トレンチの概略図である。
【図３】別の実施形態による、図１の静電容量式透明導電膜のトレースの概略図である。
【図４】さらに別の実施形態による、図１の静電容量式透明導電膜のトレースの概略図である。
【図５】図２のトレンチの部分概略図である。
【図６】図１の静電容量式透明導電膜の上面図である。
【図７】別の実施形態による、図１の静電容量式透明導電膜の概略斜視図である。
【図８】１つの実施形態による、静電容量式透明導電膜を製造する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
より容易に理解できるように、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の好ましい実施形態が、図中に与えられる。しかしながら、本発明は、本明細書に説明される実施形態に限定されるものではなく、異なる方法で実施することができる。対照的に、これらの実施形態を提供する目的は、開示される本発明の内容をより完全かつ包括的にすることである。
【００３１】
１つのコンポーネントが別のコンポーネント上に「固定される」と言われる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネント上に直接存在することもあり、又はそれらの間にコンポーネントが存在することもあることを明らかにする必要がある。１つのコンポーネントが別のコンポーネントに「接続される」と考えられる場合、そのコンポーネントが別のコンポーネントに直接接続されることもあり、又は同時にそれらの間にコンポーネントが存在してもよい。本文書において、「垂直方向」、「水平方向」、「左」、「右」、及び類似した表現の用語の使用は、例示の目的のためだけのものである。
【００３２】
特に別に定めのない限り、本文書で用いられる技術及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本文書における本発明の明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。本文書で用いられる「及び／又は」という用語は、１つ又はそれ以上の関連した項目の組み合わせを含む。
【００３３】
図１、図５及び図６を参照すると、静電容量式透明導電膜１００の実施形態が、透明基板１１０、遮光層１２０及びポリマー層１３０を含む。透明基板１１０は静電容量式透明導電膜１００の支持体として用いられ、遮光層１２０は静電容量式透明導電膜１００の不可視領域を形成するように構成され、ポリマー層１３０は静電容量式透明導電膜１００の導電層を形成するように構成される。
【００３４】
透明基板１１０は、第１の表面１１１、及び第１の表面１１１と反対側の第２の表面１１３を含む。透明基板１１０は、透明なガラス板又は他の材料で作成された透明板とすることができる。
【００３５】
遮光層１２０は、透明基板１１０の第１の表面１１１の縁部に形成され、この遮光層は、透明基板１１０の第１の表面１１１上に不可視領域を形成する。例えば、遮光層１２０は、塗布により、透明基板１１０の第１の表面１１１上に形成することができる。好ましくは、遮光層１２０の幅は、１ｍｍから５ｍｍまでの範囲である。
【００３６】
図２及び図３を参照すると、ポリマー層１３０が、透明基板１１０の第１の表面１１１上に形成され、遮光層１２０を覆う。ポリマー層１３０の表面をパターン化してメッシュ状トレンチ１３１を形成し、トレンチ１３１を導電材料１４０で充填して、ポリマー層１３０の表面上に感知領域を形成する。例えば、ポリマー層１３０は、紫外線硬化型接着剤層（ＵＶ接着剤層）とすることができ、これは、直接塗布によって透明基板１１０の第１の表面１１１上に塗布することができ、紫外線照射によって硬化される。
【００３７】
好ましくは、トレンチ１３１の幅は、１μｍから５μｍまでの範囲であり、トレンチ１３１の深さは、２μｍから６μｍまでの範囲であり、トレンチ１３１の幅対深さの比は、１より大きい。感知領域は可視領域であり、可視領域の透過率は８９％より大きい。
【００３８】
メッシュのセルは、正多角形又は他の規則正しい形状であることに留意されたい。図示した実施形態においては、メッシュのセルは、正多角形の形状であり、各セルの総面積に対する導電材料により覆われた面積の比は、５％未満である。言い換えると、正多角形の辺長がａ、線幅がｂであるとき、金属により覆われた面積はａ＊ｂであり、ｎが辺の数、ｒが内接円の半径、αが辺の中心角であるとき、正多角形の面積は、ｎｒ＾２ｔａｎ（α／２）であり、２つの面積の比は５％未満である。
【００３９】
さらに、導電材料は、金属、酸化インジウムスズ、透明ポリマー材料、グラフェン、カーボンナノチューブから成る群から選択される１つである。
【００４０】
図１を再び参照すると、ポリマー層１３０の縁部は、不可視領域に対応するトレース領域をさらに形成する。好ましくは、トレース領域のトレース１６０の幅は、５０μｍから２００μｍまでの範囲であり、トレース１６０の高さは、５μｍから１０μｍまでの範囲である。
【００４１】
トレース１６０の導電材料は、トレンチ１３１内の導電材料に電気的に接続され、トレース１６０は、遮光層１２０の表面に取り付けられる。トレース１６０の導電材料（図示せず）は、トレンチ１３１内の導電材料１４０に直接又は間接的に接続される。例えば、感知領域の縁部に、トレンチ１３１内の導電材料１４０に電気的に接続された線セグメント１３５が設けられ、線セグメント１３５により、トレース１６０の導電材料が、トレンチ１３１内の導電材料に電気的に接続される。代替的に、トレース１６０は、グリッド線であり、かつ、ノード１３７により、トレンチ１３１内の導電材料１４０に電気的に接続される。
【００４２】
さらに、トレース１６０は、スクリーン印刷又はインクジェット印刷によって、不可視領域上に形成される。
【００４３】
さらに図３及び図４を参照すると、トレース１６０は、パターン化されたグリッドとすることができ、又は線セグメントで構成することができる。パターン化されたグリッド線の幅は、４μｍから５０μｍまでの範囲であり、パターン化されたグリッド線の高さは、５μｍから１０μｍまでの範囲であり、パターン化されたグリッドの辺長は、１００μｍ未満である。線セグメントの幅は、５０μｍから２００μｍまでの範囲であり、線セグメントの高さは、５μｍから１０μｍまでの範囲である。
【００４４】
図７を参照すると、静電容量式透明導電膜１００は、透明保護層１７０をさらに含み、透明保護層１７０は、トレース領域のトレース１６０の出力端部を除いて、ポリマー層の表面を覆う。
【００４５】
従来の静電容量式透明導電膜と比較して、静電容量式透明導電膜１００は、少なくとも以下の利点を有する。
【００４６】
（１）静電容量式透明導電膜１００のポリマー層１３０には、導電材料１４０を収容するためのトレンチ１３１が形成され、導電材料１４０がポリマー層１３０内に埋め込まれ、従って、導電材料１４０が効果的に保護される。
【００４７】
（２）静電容量式透明導電膜１００の導電材料１４０は、グリッドの形態でポリマー層１３０内に分布し、導電材料に低コストの材料を用いることができ、表面全体に塗布するためにＩＴＯ膜は必要でなく、そのため、静電容量式透明導電膜１００のコストは、従来の静電容量式透明導電膜に比べて低くなる。
【００４８】
（３）静電容量式透明導電膜１００の導電材料１４０は、グリッドの形態で均一に分布し、その抵抗は小さく、その導電率は良好である。
【００４９】
さらに、静電容量式透明導電膜１００を製造するために、静電容量式透明導電膜を製造する方法が提供される。
【００５０】
図８を参照すると、静電容量式透明導電膜１００を製造する方法が、以下のステップを含む。：すなわち、
ステップＳ１０１：透明基板１１０の第１の表面１１１上に遮光層１２０を形成して、不可視領域を形成する。
例えば、ガラス基板の縁部にインクを噴霧して、静電容量式透明導電膜１００を製造することができる。
ステップＳ１０２：透明基板１１０の第１の表面１１１に塗布を施してポリマー層１３０を形成し、ポリマー層１３０をパターン化してトレンチ１３１を形成し、次に、トレンチ１３１を導電材料１４０で充填して感知領域を形成する。
例えば、ステップＳ１０１のガラス基板の表面上にＵＶ接着剤を塗布し、可視領域をパターン化してメッシュ状トレンチ１３１を形成し、トレンチの幅は１μｍから５μｍまでであり、深さは２μｍから６μｍまでであり、これは幅対深さの比が１より大きいという要件を満たし、トレンチ１３１に導電材料１４０を充填して、ＵＶ接着剤の表面をパターン化して、感知領域を形成する。
ステップＳ１０３：ポリマー層１３０表面の感知領域の縁部に、トレース１６０を印刷し、トレース１６０を、トレンチ１３１内の導電材料１４０に電気的に接続する。
例えば、トレース１６０は、スクリーン印刷によって可視領域の縁部に印刷され、かつ、トレンチ１３１内の導電材料１４０に電気的に接続される。
【００５１】
本発明が、その実施形態及び本発明を実行するための最良の形態を参照して説明されたが、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本発明の範囲から逸脱することなく、種々の改変及び変更を行うことができることが、当業者には明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１００：静電容量式透明導電膜
１１０：透明基板
１１１：第１の表面
１１３：第２の表面
１２０：遮光層
１３０：ポリマー層
１３１：トレンチ
１３５：線セグメント
１３７：ノード
１４０：導電材料
１６０：トレース
１７０：透明保護層
【図１】
0005897204.tif 000002
【図２】
0005897204.tif 000003
【図３】
0005897204.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005897204.tif 000007
【図７】
0005897204.tif 000008
【図８】
0005897204.tif 000009