(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶質構造と非晶質構造のうちのいずれか一つの構造を有する透明電導性物質で形成された上部透明フィルムを有する上部シートと、前記上部透明フィルムと異なる結晶構造を有する透明電導性物質で形成された下部透明フィルムを有する下部シートとを具備することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記下部シートの下部表面に位置する液晶表示装置を更に具備することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記上部及び下部透明フィルムは透明電導性物質であるインジウム−錫・オキサイド、インジウム−亜鉛・オキサイド、インジウム−錫−亜鉛・オキサイドのうちのいずれか一つで形成されることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記上部及び下部シートの外郭領域に沿って形成された電圧を供給するための電極層と、前記上部透明フィルムと下部透明フィルムの間に形成された所定のギャップを維持するためのスペーサとを更に具備することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
上部シート及び下部シートを形成する段階と、前記上部シートの上に結晶質構造と非晶質構造のうちのいずれか一つの構造を有する透明電導性物質を蒸着して上部透明フィルムを形成する段階と、前記上部透明フィルムと異なる結晶構造を有すると共に前記下部シートの上に透明電導性物質を蒸着して下部透明フィルムを形成する段階を含むことを特徴とするタッチパネル装置の製造方法。
【請求項６】
前記下部シートの下部に液晶表示装置を設置する段階を更に含むことを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置の製造方法。
【請求項７】
前記結晶質構造は前記蒸着された透明電導性物質の融点以下の温度で非晶質構造の透明電導性物質に熱処理を加えて形成されることを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置の製造方法。
【請求項８】
前記上部及び下部透明フィルムは透明電導性物質であるインジウム−錫・オキサイド、インジウム−亜鉛・オキサイド、インジウム−錫−亜鉛・オキサイドのうちのいずれか一つで形成されることを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置の製造方法。
【請求項９】
前記上部及び下部シートの外郭領域に沿って形成された電圧を供給するための電極層を形成する段階と、前記上部透明フィルムと下部透明フィルムの間に形成された所定のギャップを維持するためのスペーサを形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項５記載のタッチパネル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタッチパネルに関するもので、特に相互に異なる結晶質と非晶質透明フィルムを使用して耐久性を向上させるようにしたチパネル装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【関連技術】
タッチパネルの使用例は、ディスプレー一体型の入力装置である銀行の現金支払機（ＡＴＭ）などが代表的であり、スタイラス・ペンまたは指が押された位置に当たる電圧または電流信号を発生することで使用者が指定する命令またはグラフィック情報を入力する。最近は平板表示装置のうちの液晶パネルと一体になりアナログ入力方式の抵抗膜方式のタッチパネルが主に使用されている。通常の液晶パネルは二枚の板の間の空間に液晶が注入された液晶セルの光透過率が調節されるようにすることで画像を表示する。液晶セルのそれぞれはビデオ信号、画素信号に応答して透過される光量を調節する。
【０００３】
一般的に、タッチパネル（３２）が装着される液晶表示素子は図１に示されたようにタッチパネル（３２）、液晶パネル（３１）、バックライト（３３）がすべて独立的に存在して、これを動作させるためにタッチパネル（３２）が信号線（３６）によりタッチ・コントローラ（３４）に連結されており、タッチ・コントローラ（３４）はまたコンピュータ本体（３５）に電気的に連結される。
【０００４】
これの動作を説明すると、タッチパネル（３２）の上部に一定以上の圧力でタッチをすると、その位置での電圧値がタッチ・コントローラ（３４）で計算されて座標を認識する。
【０００５】
図２は図１に示された抵抗膜方式のタッチパネルが搭載された液晶表示素子を示したものである。
【０００６】
図２を参照すると、関連技術におけるタッチパネル装置は上板（３１ａ）と下板（３１ｂ）とからなる液晶パネル（３１）と、上板（３２ａ）と下板（３２ｂ）とからなるタッチパネル（３２）と、液晶パネル（３１）とタッチパネル（３２）の間に形成される偏光板（４）とを具備する。
【０００７】
液晶パネル（３１）は下板（３１ｂ）と上板（３１ａ）の間に注入された液晶物質（１４）及びスペーサ（５）を有する。下板（３１ｂ）の下部基板（３ｂ）の上にはゲートライン（６）、絶縁膜（８）、画素電極（１０ａ）及び第１配向膜（１２ａ）が順次的に形成されている。上板（３１ａ）の上部基板（３ａ）はその下面の上に順次的に形成されたブラックマトリックス（１６）、カラーフィルタ（１８）、共通電極（１０Ｂ）及び第２配向膜（１２ｂ）を有する。スペーサ（５）は上板（３１ａ）と下板（３１ｂ）が合着される前に第１配向膜（１２ａ）の上に形成される。このような上板（３１ａ）と下板（３１ｂ）はスペーサ（５）により一定の間隔を維持するように離隔される。すなわち、スペーサ（５）は上板（３１ａ）と下板（３１ｂ）の間の間隔を均一に維持することで液晶物質（１４）が均一な厚さを有するようにする。
【０００８】
タッチパネル（３２）はポリエチレン・テレフタレート（以下、″ＰＥＴ″という）フィルムからなる下板（３２ｂ）及び上板（３２ａ）の間に形成されたスペーサ（２８）を有する。
【０００９】
下板（３２ｂ）の下部シート（２０）の上には下部透明フィルム（２６）が形成されており、上板（３２ａ）の上部シート（２４）の上には上部透明フィルム（２７）が形成されている。
【００１０】
上部シート（２４）はＰＥＴで形成されており、下部シート（２０）はガラス、プラスチック、ＰＥＴのうちのいずれか一つで形成される。
【００１１】
上部及び下部透明フィルム（２７、２６）は透過率がよい透明電導性物質、例えばインジウム−錫・オキサイド（以下″ＩＴＯ″という）、インジウム−亜鉛・オキサイド（以下″ＩＺＯ″という）、インジウム−錫−亜鉛・オキサイド（以下″ＩＴＺＯ″という）のうちの一つで形成される。特に、ＩＴＯ物質が主に使用される。
【００１２】
上部透明フィルム（２７）の上の端部には上部電極層が形成されると共に、下部透明フィルム（２６）の上の端部には下部電極層が形成される。上部電極層は上部シート（２４）がスタイラス・ペンまたは指により押された際の下部電極層と短絡されることで押された位置により異なってくる電流量または電圧レベルを有する信号が発生する。この際に、上部及び下部電極層は電導性のよい金属物質、例えば銀（Ａｇ）を印刷することで形成される。上部及び下部透明フィルム（２７、２６）はすべて非晶質ＩＴＯ構造で形成されるか、結晶質ＩＴＯ構造で形成される。
【００１３】
偏光板（４）はタッチパネル（３２）の下板（３２ｂ）と液晶パネル（３１）の上板（３２ａ）の間に形成されて液晶パネル（３１）を中心に両面で可視光線を直線偏光に変える役割をする。
【００１４】
偏光板（４）とタッチパネル（３２）の下板（３２ｂ）の間には第１接着剤（３９ａ）が形成されており、偏光板（４）と液晶パネル（３１）の上板（３１ａ）の間には第２接着剤（１ｂ）が形成されている。
【００１５】
図３及び図４を関連させて説明すると、タッチパネル（３２）の上板（３２ａ）は縦方向の縁に形成されたＸ軸電極（２７ａ、２７ｂ）と、Ｘ軸電極（２７ａ、２７ｂ）の中央から導き出されるタッチコントローラ（３４）に電流量または電圧レベルを有する信号を供給する信号線（２８ｃ、２８ｄ）とを具備する。
【００１６】
タッチパネル（３２）の下板（３２ｂ）には横方向の縁に形成されたＹ軸電極（２６ａ、２６ｂ）と、Ｙ軸電極（２６ａ、２６ｂ）の中央から導き出されるタッチコントローラ（３４）に電流量または電圧レベルを有する信号を供給する信号線（２８ａ、２８ｂ）とを具備する。この信号線（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）は電極（２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ）に連結された電極延長線とテイル部で構成されている。
【００１７】
このように配置されたタッチパネル（３２）は電極（２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ）の中央から導き出された信号線（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）をタッチコントローラ（３４）に連結するためにタッチパネル（３２）の一側面に引き出す。
【００１８】
前記タッチパネル（３２）の上部及び下部透明フィルム（２７、２６）はすべて非晶質ＩＴＯで形成する場合、上部及び下部透明フィルム（２７、２６）は耐久性と耐磨耗性が少なくてＩＴＯ膜が容易に劣化されない反面、外部の力により容易に割れるブリタル（brittle）特性を有する。これにより、タッチパネル装置を長時間使用すると、上部及び下部シート（２４、２０）と上部及び下部透明フィルム（２７、２６）が分離されて浮く現象が発生する。従って、上部及び下部電極層で検出される電圧の線形性（Linearity）が崩れる。
【００１９】
一方、上部及び下部透明フィルム（２７、２６）をすべて結晶質ＩＴＯで形成する場合、結晶質構造の上部及び下部透明フィルム（２７、２６）は柔らかい軟性特性を有する。この結晶質構造はＩＴＯ物質を蒸着した後、融点以下の高温で熱処理をすることで形成される。ここで、ＩＴＯ物質を蒸着させる際のＩＴＯ物質は非晶質構造を有するが、熱処理により結晶質に変わる。しかし、結晶質ＩＴＯ物質だけからなる上部及び下部透明フィルム（２７、２６）は軟性特性を有していて、耐磨耗性はよいが、タッチパネルを長時間使用するとＩＴＯ膜の劣化が容易に起きるようになり、上部及び下部電極性で検出される電圧の線形性が崩れる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は相互に異なる結晶質と非晶質透明フィルムを使用することで耐久性を向上させることができるタッチパネル装置及びその製造方法を提供することにある。
【００２１】
【発明の構成及び作用】
前記目的を達成するために、本発明によるタッチパネル装置は結晶質構造と非晶質構造のうちのいずれか一つの構造を有する透明電導性物質で形成された上部透明フィルムを有する上部シートと、前記上部透明フィルムと異なる結晶構造を有する透明電導性物質で形成された下部透明フィルムを有する下部シートとを具備することを特徴とする。
【００２２】
前記下部シートの下部表面に位置する液晶表示装置を更に具備することを特徴とする。
【００２３】
前記上部及び下部透明フィルムは透明電導性物質であるインジウム−錫・オキサイド、インジウム−亜鉛・オキサイド、インジウム−錫−亜鉛・オキサイドのうちのいずれか一つで形成されることを特徴とする。
【００２４】
前記上部及び下部シートの外郭領域に沿って形成された電圧を供給するための電極層と、前記上部透明フィルムと下部透明フィルムの間に形成された所定のギャップを維持するためのスペーサとを更に具備することを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するために、本発明によるタッチパネル装置の製造方法は、上部シート及び下部シートを形成する段階と、前記上部シートの上に結晶質構造と非晶質構造のうちのいずれか一つの構造を有する透明電導性物質を蒸着して上部透明フィルムを形成する段階と、前記上部透明フィルムと異なる結晶構造を有すると共に前記下部シートの上に透明電導性物質を蒸着して下部透明フィルムを形成する段階を含むことを特徴とする。
【００２６】
前記下部シートの下部に液晶表示装置を設置する段階を更に含むことを特徴とする。
【００２７】
前記結晶質構造は前記蒸着された透明電導性物質の融点以下の温度で非晶質構造の透明電導性物質に熱処理を加えて形成されることを特徴とする。
【００２８】
前記上部及び下部透明フィルムは透明電導性物質であるインジウム−錫・オキサイド、インジウム−亜鉛・オキサイド、インジウム−錫−亜鉛・オキサイドのうちのいずれか一つで形成されることを特徴とする。
【００２９】
前記上部及び下部シートの外郭領域に沿って形成された電圧を供給するための電極層を形成する段階と、前記上部透明フィルムと下部透明フィルムの間に形成されて所定のギャップを維持するためのスペーサを形成する段階を更に含むことを特徴とする。
【００３０】
【作用】
【発明の実施態様】
前記目的以外に本発明の異なる目的及び特徴などは添付した図面を参照した実施例についての説明を通して明らかになるだろう。
【００３１】
以下、本発明の実施例を添付した図５乃至図７を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図５は本発明の実施例によるタッチパネルを概略的に示した図面である。
【００３３】
図５を参照すると、本発明によるタッチパネル装置の上/下部透明フィルム（４０、４２）のそれぞれは相互に異なる結晶質と非晶質物質とからなる。
【００３４】
本発明のタッチパネル装置は上板（１３１ａ）と下板（１３１ｂ）とからなる液晶パネル（１３１）と、上板（１３２ａ）と下板（１３２ｂ）とからなるタッチパネル（１３２）と、液晶パネル（１３１）とタッチパネル（１３２）の間に形成される偏光板（１４）とを具備する。
【００３５】
液晶パネル（１３１）は下板（１３１ｂ）と上板（１３１ａ）の間に注入された液晶物質（１１４）及びスペーサ（１５）を有する。下板（１３１ｂ）の下部基板（１３ｂ）の上にはゲートライン（１６）、絶縁膜（１８）、画素電極（１１０ａ）及び第１配向膜（１１２ａ）が順次的に形成されている。上板（１３１ａ）の上部基板（１３ａ）はその下面の上に順次的に形成されたブラックマトリックス（１１６）、カラーフィルタ（１１８）、共通電極（１１０Ｂ）及び第２配向膜（１１２ｂ）を有する。スペーサ（１５）は上板（１３１ａ）と下板（１３１ｂ）が合着される前に第１配向膜（１１２ａ）の上に形成される。このような上板（１３１ａ）と下板（１３１ｂ）はスペーサ（１５）により一定の間隔を維持するように離隔される。すなわち、スペーサ（１５）は上板（１３１ａ）と下板（１３１ｂ）の間の間隔を均一に維持することで液晶物質（１１４）が均一な厚さを有するようにする。
【００３６】
タッチパネル（１３２）はＰＥＴフィルムからなる下板（１３２ｂ）及び上板（１３２ａ）の間に形成されたスペーサ（１２８）を有する。
【００３７】
下板（１３２ｂ）の下部シート（１２０）の上には下部透明フィルム（１４２）が形成されていて、上板（１３２ａ）の上部シート（１２４）の上には上部透明フィルム（１４０）が形成されている。
【００３８】
上部シート（１２４）はＰＥＴで形成されて、下部シート（１２０）はガラス、プラスチック、ＰＥＴのうちのいずれか一つで形成される。
【００３９】
上部透明フィルム（１４０）の上の端部には上部電極層が形成されると共に、下部透明フィルム（１２４）の上の端部には下部電極層が形成される。上部電極層は上部シート（１２４）がスタイラス・ペンまたは指により押された際の下部電極層と短絡されることで押された位置により異なってくる電流量または電圧レベルを有する信号が発生する。この際に、上部及び下部電極層は電導性のよい金属物質、例えば銀（Ａｇ）を印刷することで形成される。
【００４０】
上部及び下部透明フィルム（１４０、１４２）は透過率がよい透明電導性物質であるＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯのうちの一つで形成されて、主にＩＴＯ物質が主に使用される。上部及び下部透明フィルム（１４０、１４２）は約３００Å程度の厚さで蒸着される。
【００４１】
上部及び下部透明フィルム（１４０、１４２）は相互に異なる構造を有するＩＴＯ物質で形成される。例えば、上部透明フィルム（１４０）が結晶質構造のＩＴＯ物質で形成されると、下部透明フィルム（１４２）は非晶質構造のＩＴＯ物質で形成される。または上部透明フィルム（１４０）が非結晶質構造のＩＴＯで形成されると、下部透明フィルム（１４２）は結晶質構造のＩＴＯ物質で形成される。
【００４２】
上部及び下部透明フィルム（１４０、１４２）はＩＴＯ物質を蒸着することで形成されるが、この蒸着の際にＩＴＯ物質は非晶質構造を有する。このような非晶質構造のＩＴＯ物質を結晶質に作るために高温の熱処理過程が含まれる。即ち、ＩＴＯを蒸着した後、ＩＴＯの融点以下の高温でＩＴＯを熱処理すると、非晶質のＩＴＯ膜は結晶質構造を有するようになる。
【００４３】
このように、上部透明フィルム（１４０）と下部透明フィルム（１４２）を相互に異なる結晶構造のＩＴＯ物質で形成することで耐久性と耐磨耗性の弱い結晶質の構造のＩＴＯ膜が有する短所と、外部の力により容易に割れるブリタル特性を有する非晶質構造のＩＴＯ膜が有する短所とを補完することができる。
【００４４】
特に、上部透明フィルム（１４０）に結晶質構造のＩＴＯを使用すると共に下部透明フィルム（１４２）に非晶質構造のＩＴＯを使用する場合、指でタッチパネルを押しても上部透明フィルム（１４０）が容易に割れないようになり、従来の上部シートと上部透明フィルムの間で発生する浮きの発生率が少なくなる。この際に、下部透明フィルム（１４２）は耐久性と耐磨耗性が少なくてＩＴＯ膜が容易に劣化されない。即ち、結晶質構造の上部透明フィルム（１４０）は非晶質構造の下部透明フィルム（１４２）の短所である軟性特性による耐磨耗性を向上させると共にＩＴＯ膜の劣化を防止する。また、非晶質構造の下部透明フィルム（１４２）は結晶質構造の上部透明フィルム（１４０）の短所であるブリタル特性と浮きとを防止する。
【００４５】
これにより、本発明によるタッチパネルは耐久性を向上させると共に劣化を防止することができるので、上部及び下部電極層で検出される電圧の線形性を安定に維持することができ、タッチパネルの信頼性が向上する。
【００４６】
偏光板（１４）はタッチパネル（１３２）の下板（１３２ｂ）と液晶パネル（１３１）の上板（１３１ａ）の間に形成されて液晶パネル（１３１）を中心に両面で可視光線を直線偏光に変える役割をする。
【００４７】
偏光板（１４）とタッチパネル（１３２）の下板（１３２ｂ）の間には第１接着剤（１１ａ）が形成されており、偏光板（１４）と液晶パネル（１３１）の上板（１３１ａ）の間には第２接着剤（１１ｂ）が形成されている。
【００４８】
図６及び図７を関連させて説明すると、タッチパネル（１３２）の上板（１３２ａ）は縦方向の縁に形成されたＸ軸電極（１４２ａ、１４２ｂ）と、該Ｘ軸電極（１４２ａ、１４２ｂ）の中央から導き出されるタッチコントローラ（１３４）に電流量または電圧レベルを有する信号を供給する信号線（１２８ｃ、１２８ｄ）とを具備する。
【００４９】
タッチパネル（１３２）の下板（１３２ｂ）は横方向の縁に形成されたＹ軸電極（１４０ａ、１４０ｂ）と、該Ｙ軸電極（１４０ａ、１４０ｂ）の中央から導き出されるタッチコントローラ（１３４）に電流量または電圧レベルを有する信号を供給する信号線（１２８ａ、１２８ｂ）とを具備する。この信号線（１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ）は電極（１４０ａ、１４０ｂ、１４２ａ、１４２ｂ）に連結された電極延長線とテイル部で構成されている。
【００５０】
このように配置されたタッチパネル（１３２）は電極（１４０ａ、１４０ｂ、１４２ａ、１４２ｂ）の中央から導き出された信号線（１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ）をタッチコントローラ（１３４）に連結するためにタッチパネル（１３２）の一側面に引き出す。
【００５１】
本発明によるタッチパネル装置は、タッチパネルの下部に形成される液晶パネルの代わりにプラズマ・ディスプレー・パネル、電界放出素子、エレクトロルミネセンス素子などに適用可能である。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によるタッチパネル装置の上部の透明フィルムと下部の透明フィルムは相互に異なる結晶構造を有する透明電導性物質で形成される。これにより、本発明によるタッチパネル装置は非晶質構造の短所を相互補完して耐久性を向上させることができると共にブリタル特性を防止することができる。更に、本発明によるタッチパネル装置は透明フィルムの劣化と浮きとを防止することができる。
【００５３】
以上説明した内容を通して当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的な範囲は明細書の詳細な説明に記載された内容に限らず特許請求の範囲によって定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はタッチパネルが搭載された液晶パネルを表す図面である。
【図２】図２は図１に示されたタッチパネル装置を表す断面図である。
【図３】図３は図２に示されたタッチパネルの上に形成される電極及び信号線を表す図面である。
【図４】図４は図３の電極及び信号線が形成されたタッチパネルの上板と下板を分離して表す図面である。
【図５】  図５は本発明による液晶パネルに登載されたタッチパネル装置を表す図面である。
【図６】図６は図５に示されたタッチパネルの上に形成される電極及び信号線を表す図面である。
【図７】  図７は図６の電極及び信号線が形成されたタッチパネルの上板と下板を分離して表す図面である。
【符号の説明】
１ａ：第１接着剤
１ｂ：第２接着剤
３ａ、１２４：上部基板
３ｂ、１２０：下部基板
４、１４：偏光板
５、１５：スペーサ
６：ゲートライン
８：絶縁膜
１２ａ、１１２ａ：第１配向膜
１４、１１４：液晶物質
２０、１２０：下部シート
２４、１２４：上部シート
２６ａ、２６ｂ、１２６ａ、１２６ｂ：Ｙ軸電極
２７ａ、２７ｂ、１２７ａ、１２７ｂ：Ｘ軸電極
２６、１４０：上部透明フィルム
２７、１４２：下部透明フィルム
３１、１３１：液晶パネル
３１ａ、１３１ａ：上板
３１ｂ、１３１ｂ：下板
３２、１３２：タッチパネル
３２ａ、１３２ａ：上板
３２ｂ、１３２ｂ：下板
３３：バックライト
３４、１３４：タッチコントローラ
３５：コンピュータの本体
１１０ａ：画素電極
１１０ｂ：共通電極
１１２ｂ：第２配向膜
１１４：液晶物質
１１６：ブラックマトリックス
１１８：カラーフィルタ
１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ：信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003980475.tif 000008