タッチパネル及びそれを利用したディスプレイ
【課題】本発明は、タッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関する。
【解決手段】本発明のタッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方は、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体は所定の距離で分離して設置されている。また、本発明では、前記タッチパネルを利用したディスプレイも提供される。
【解決手段】本発明のタッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方は、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体は所定の距離で分離して設置されている。また、本発明では、前記タッチパネルを利用したディスプレイも提供される。
【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れを利用したディスプレイに関し、特にカーボンナノチューブ構造体を利用したタッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、画面に指やペンなどで直接触れることで機械を操作する装置であり、ＬＣＤなど表示装置、ＰＤＡなど携帯装置、銀行のＡＴＭやＰＯＳなど多くの装置で用いられている。タッチパネルに対して、タッチした位置の検出を電気的に行うものとして、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。一方、電気を用いないものとして、超音波方式や赤外遮光方式、画像認識方式などがある。
【０００３】
現在の抵抗膜方式タッチパネルは、ベースとなるガラス基板の表面に非常に微小なスペーサをはさみ、その表面にしなやかなフィルムを貼り付ける。前記ガラス基板及び前記フィルムの向かい合う面には、それぞれ透明導電性薄膜が設けられている。
【０００４】
タッチしていない状態では、前記微小なスペーサにより前記二枚の透明導電性薄膜は接触していないために、電流が生じない。前記フィルムをタッチすると、圧力によりフィルムがたわみ、前記ガラス基板の透明導電性薄膜と接触し、電流が流れる。前記ガラス基板、フィルムそれぞれの透明導電性薄膜の抵抗による分圧比を測定することで押された位置を検出する。
【非特許文献１】Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、“Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ”、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在主流の方式では、全面がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれる透明導電性薄膜で構成されるので、構造が単純となり、剥離や磨耗、断線などがおきにくいために、寿命が長く、透過率も高く改善されている。しかし、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）はスパッタリング法、イオンプレーティング、塗布法などの方法により成膜されるので、製造方法が複雑である。また、ＩＴＯ薄膜は、機械的及び化学的性能が良好でなく、膜質の均一性が低いという欠点がある。また、ＩＴＯ薄膜の光透過性が低いので、明るい環境で表示パネルに表示される画面が見にくくなる。従って、現在のタッチパネルには、正確性や応答性が低く、光透過性が低いという課題がある。
【０００６】
前記課題を解決するために、正確性や応答性が向上し、光透過性が高いタッチパネルを提供することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されている。
【０００８】
前記カーボンナノチューブ構造体が、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。
【０００９】
前記カーボンナノチューブ構造体が相互に平行に配列されている。
【００１０】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。
【００１１】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が、積み重ねられた複数のカーボンナノチューブフィルムを含む。
【００１２】
一枚の前記カーボンナノチューブフィルムが、端と端で接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。単一のカーボンナノチューブセグメントが、平行に配列された複数のカーボンナノチューブを含む。
【００１３】
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体が全て前記カーボンナノチューブ構造体を含む。前記第一導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第一方向に沿うように配列されている。前記第二導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第二方向に沿うように配列されている。
【００１４】
前記第一方向と前記第二方向とが、０°（０°を含まず）〜９０°の角度を成す。
【００１５】
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離が、５ｎｍ〜１ｍｍである。
【００１６】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体の幅は、１００μｍ〜１０ｃｍである。
【００１７】
本発明のディスプレイは、タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含む。前記タッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されている。
【発明の効果】
【００１８】
従来技術と比べると、本発明のタッチパネルは、次の優れた点を有する。本発明のタッチパネルに利用されるカーボンナノチューブフィルムは、良好な機械性及び強靱性、均一な導電性を有するので、本発明のタッチパネル及びディスプレイは、優れた導電性及び耐久性がある。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法は簡単である。従って、本発明の製造方法により、前記タッチパネル及びディスプレイの大量生産が実現でき、前記タッチパネル及びディスプレイのコストが低減することができる。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体を利用することにより、前記電極及び導電構造体の間の接触抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１及び図２を参照すると、本実施形態のタッチパネル１０は、第一電極板１２と、第二電極板１４と、前記第一電極板１２及び第二電極板１４の間に挟まれる複数のスペーサ１６と、を含む。
【００２１】
前記第一電極板１２は、第一基板１２０と、第一導電構造体１２２と、二つの第一電極１２４と、を備える。前記第一基板１２０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。前記第一導電構造体１２２及び前記二つの第一電極１２４は全部前記第一基板１２０の第一表面に設置されている。前記二つの第一電極１２４は前記第一導電構造体１２２を挟むように、前記第一基板１２０の両側に設置される。また、前記二つの第一電極１２４はそれぞれ前記第一導電構造体１２２に電気的に接続されている。ここで、一つの第一電極１２４から、前記第一導電構造体１２２を越えてもう一つの第一電極１２４まで進む方向を、第一方向と定義する。
【００２２】
前記第二電極板１４は、第二基板１４０と、第二導電構造体１４２と、二つの第二電極１４４と、を備える。前記第二基板１４０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。前記第二導電構造体１４２及び前記二つの第二電極１４４は全部前記第二基板１４０の第一表面に設置されている。前記二つの第二電極１４４は前記二つの第一電極１２４の側に対向せず、前記第二基板１４０の両側に設置される。また、前記二つの第二電極１４４は前記第二導電構造体１４２を挟むように前記第二導電構造体１４２に電気的に接続されている。ここで、一つの第二電極１４４から、前記第二導電構造体１４２を越えてもう一つの第二電極１４４まで進む方向を、第二方向と定義する。
【００２３】
また、前記第一方向と前記第二方向とは、０°〜９０°の角度を成す。本実施形態において、前記第一方向は前記第二方向に対して直交する（即ち、前記第一方向と前記第二方向と成す角度が９０°である）。この場合、前記二つの第一電極列は前記第一方向に対して平行に並列し、前記二つの第二電極列は前記第二方向に対して平行に並列している。即ち、前記第一電極列の長手方向は前記第二方向に平行し、前記第二電極列の長手方向は前記第一方向に平行する。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、金又は銀などの低抵抗の金属材料からなる。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、スパッタ、メッキ処理、化学蒸着などの方法によりそれぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２の表面に堆積される。また、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は銀ペーストを介して、それぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２に電気的に接続される。あるいは、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４を直接前記第一基板１２０又は第二基板１４０の表面に設置することもできる。この場合、別に回路を設置し、この回路を介して、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４をそれぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２に接続させる。勿論、上述の方法に限らず、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４と、前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２と、を電気的接続させることができる方法は、全て本発明の保護範囲に含まれている。
【００２４】
前記第一基板１２０は、ポリマー、樹脂など柔軟で透明な材料からなる。一方、前記第二基板１４０は、ガラス、石英などの透明な材料からなる。
【００２５】
本実施形態において、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２の間の距離は２〜１０μｍに設定されている。前記複数のスペーサ１６はそれぞれ所定の距離だけ離れて、均一に前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２上に設置される。さらに、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２を密封するように、前記第二電極板１４と前記第一電極板１２との間に枠形の絶縁部１８を設置する。前記複数のスペーサ１６及び前記絶縁部１８は、例えば、透明な樹脂のような絶縁材料からなり、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁して組み合わせるように機能する。前記複数のスペーサ１６の数量及び寸法は、実際のタッチパネルの寸法に応じて、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁させるように設けられる。
【００２６】
さらに、前記第一電極板１２を保護するために、前記第一電極板１２の第一表面に対向する第二表面に透明な保護膜１２６を設置することができる。前記透明な保護膜１２６は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル又はアクリル酸などのいずれか一種からなる。さら、前記透明な保護膜１２６は、表面硬化処理したプラスチック膜（例えば、ＰＥＴ）であることができる。
【００２７】
前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２の少なくとも一方は、所定の距離で分離する複数のカーボンナノチューブ構造体（図示せず）を含む。前記第一導電構造体１２２における複数のカーボンナノチューブ構造体は前記第二方向に対して平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における複数のカーボンナノチューブ構造体は前記第一方向に対して平行に並列されている。単一のカーボンナノチューブ構造体は、ストリップ状のカーボンナノチューブフィルムであることが好ましい。各々のカーボンナノチューブ構造体は、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。さらに、各々のカーボンナノチューブ構造体は、積み重ねた複数のカーボンナノチューブフィルムを含む。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で接着されている。各々のカーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ同じ方向又は異なる方向に沿って配列されている。本実施形態において、前記複数のカーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に平行に配列されている。
【００２８】
図３及び図４を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で端と端が接続された複数のカーボンナノチューブセグメント１４３を含む。各々のカーボンナノチューブセグメント１４３は、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。前記カーボンナノチューブフィルムの幅は１００μｍ〜１０ｃｍに設けられ、厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍに設けられる。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離は、５ｎｍ〜１ｍｍである。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径が０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径が１．０ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。
【００２９】
本実施形態において、前記第一導電構造体１２２および前記第二導電構造体１４２は、全て所定の距離で分離する複数のカーボンナノチューブ構造体を含む。各々の前記カーボンナノチューブ構造体は、ストリップ状に形成され、分子間力で、端と端が接続された複数のカーボンナノチューブセグメント１４３を含む。前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブ構造体は、前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブ構造体と交叉して設置されている。即ち、前記第一導電構造体１２２における各カーボンナノチューブ構造体の長手方向は第一方向に沿うように、第二方向に対して相互に平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における各カーボンナノチューブ構造体の長手方向は第二方向に沿うように、第一方向に対して相互に平行に並列されている。ここで、前記第一方向と前記第二方向とが成す角度は、０°〜９０°である。本実施形態において、前記第一方向と前記第二方向とが成す角度は９０°であり、即ち、前記第一方向と前記第二方向とが直交して設けられている。
【００３０】
前記第一導電構造体１２２又は第二導電構造体１４２は、次の工程により製造される。
【００３１】
第一段階では、カーボンナノチューブアレイを提供する。前記カーボンナノチューブは超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１）であることが好ましい。
【００３２】
本実施形態において、化学気相堆積（ＣＶＤ）法により前記カーボンナノチューブアレイを成長させる。まず、基材を提供する。該基材としては、Ｐ型又はＮ型のシリコン基材、又は表面に酸化物が形成されたシリコン基材が利用される。本実施形態において、厚さが４インチのシリコン基材を提供する。次に、前記基材の表面に触媒層を蒸着させる。該触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ又はそれらの合金である。次に、前記触媒層が蒸着された前記基材を、７００〜９００℃、空気の雰囲気において３０〜９０分間アニーリングする。最後に、前記基材を反応装置内に置いて、保護ガスを導入すると同時に前記基材を５００〜７００℃に加熱して、５〜３０分間カーボンを含むガスを導入する。
【００３３】
これにより、高さが２００〜４００μｍの超配列カーボンナノチューブアレイが形成される。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径が０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径が１．０ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。前記超配列カーボンナノチューブアレイは、相互に平行で基材に垂直に成長する複数のカーボンナノチューブからなる。前記方法により、前記超配列カーボンナノチューブアレイにアモルファスカーボン又は触媒剤である金属粒子などの不純物が残らず、純粋なカーボンナノチューブアレイが得られる。
【００３４】
本実施形態において、前記カーボンを含むガスはアセチレンなどの炭化水素であり、保護ガスは窒素やアンモニアなどの不活性ガスである。勿論、前記カーボンナノチューブアレイは、アーク放電法又はレーザー蒸発法により得られることができる。
【００３５】
第二段階では、前記カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブフィルムを引き出して、ストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を形成する。
【００３６】
まず、ピンセットなどの工具を利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。本実施形態において、一定の幅を有するテープを利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。次に、所定の速度で前記複数のカーボンナノチューブを引き出し、複数のカーボンナノチューブ束からなる連続のカーボンナノチューブフィルムを形成する。
【００３７】
前記複数のカーボンナノチューブを引き出す工程において、前記複数のカーボンナノチューブがそれぞれ前記基材から脱離すると、原子間力で前記カーボンナノチューブ束が端と端で接合され、連続のカーボンナノチューブフィルムが形成される。図３は、前記カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。図３に示すように、前記カーボンナノチューブフィルムは、所定の方向に沿って配列し、端と端で接合される複数のカーボンナノチューブからなる一定の幅を有するフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、均一な導電性及び均一な厚さを有する。このカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、高効率で簡単であり、工業的に実用される。
【００３８】
単一のカーボンナノチューブ構造体は一枚又は複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含むことができる。単一のカーボンナノチューブ構造体が複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含む場合、上述の方法によって得られたカーボンナノチューブフィルムを一つずつ積み重ねて製造することができる。この場合、隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが、同じ方向又は異なる方向に沿って配列されることができる。
【００３９】
さらに、前記カーボンナノチューブフィルムを複数の小寸法のカーボンナノチューブフィルムに切って、複数のストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。
【００４０】
第三ステップにおいて、それぞれ第一基板１２０及び第二基板１４０に、所定の距離で分離させて、複数の前記ストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を配列する。このように設置されば、前記第一基板１２０に第一導電構造体１２２を形成し、前記第二基板１４０に第二導電構造体１４２を形成することができる。
【００４１】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体は、一枚のカーボンナノチューブフィルム又は積み重ねられた複数のカーボンナノチューブフィルムからなる。
【００４２】
カーボンナノチューブは長径比が高いので、前記カーボンナノチューブフィルムは強い接着性を有する。従って、前記カーボンナノチューブ構造体は、直接前記第一基板１２０又は／及び前記第二基板１４０に接着することができる。
【００４３】
実用の条件により、有機溶剤を利用して前記カーボンナノチューブ構造体を浸漬して処理することができる。前記有機溶剤は、メタノール、アルコール、アセトンである。本実施形態において、アルコールを利用して前記カーボンナノチューブ構造体を浸漬することにより、前記カーボンナノチューブ構造体は、該アルコールの表面張力作用で、強く前記第一基板１２０及び第二基板１４０の表面に接着されることができる。これにより、前記カーボンナノチューブ構造体と前記第一基板１２０／第二基板１４０との接触面積が増加し、前記カーボンナノチューブ構造体と前記第一基板１２０／第二基板１４０との間の接着性を高めることができる。
【００４４】
前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブ構造体の両方の端部は、それぞれ前記二つの第一電極１２４に接続され、前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブ構造体の両方の端部は、それぞれ前記二つの第二電極１４４に接続されている。本実施形態において、前記第一導電構造体１２２における複数のカーボンナノチューブ構造体は、所定の距離で分離して、第一方向に沿うように、第二方向に対して平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における複数のカーボンナノチューブ構造体は、所定の距離で分離して、第二方向に沿うように、第一方向に対して平行に並列されている。前記第一方向は前記第二方向に直交している。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、それぞれストリップ状に形成されることができる。
【００４５】
前記第一導電構造体１２２及び前記第二導電構造体１４２のそれぞれに、隣接するカーボンナノチューブ構造体の間に隙間が形成される。前記カーボンナノチューブ構造体及び前記隙間に対して、光の屈性率及び透過率が異なるので、前記導電構造体に光の均一性が悪くなる恐れがある。前記課題を解決するために、隣接するカーボンナノチューブ構造体の間に形成された隙間に、充填部を設置することができる。前記充填部は、前記カーボンナノチューブ構造体と同じ屈折率及び透過率を有する材料からなる。
【００４６】
（実施形態３）
図５を参照すると、本実施形態のディスプレイ１００は、前記タッチパネル１０と、表示素子２０と、第一制御素子３０と、中央処理装置（ＣＰＵ）４０と、第二制御素子５０と、を含む。前記タッチパネル１０は前記表示素子２０に近接して設置され、また、外部回路（図示せず）で前記第一制御素子３０に電気的に接続されている。前記タッチパネル１０は、所定の空間で分離させて前記表示素子２０に接続され、又は、直接前記表示素子２０に密接に接続されていてもよい。本実施形態において、前記タッチパネル１０は、空間２６で分離させて前記表示素子２０に電気的に接続されている。前記第一制御素子２０及び前記中央処理装置４０は、それぞれ前記第二制御素子５０に電気的に接続されている。前記中央処理装置４０は、前記表示素子２０を制御することができる。
【００４７】
前記表示素子２０は、例えば液晶表示装置、電界放出型表示装置、プラズマ表示装置、電子発光表示装置、真空蛍光ディスプレイ、陰極線管などの表示装置のいずれか一種であることができる。
【００４８】
電磁妨害を防ぐために、さらに、前記第二基板１４０の前記導電構造体１４２に面する表面とは反対側の表面に遮蔽層２２を設置する。前記遮蔽層２２はＩＴＯ、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような導電性の柔軟な材料からなる。本実施形態において、前記遮蔽層２２はカーボンナノチューブフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。前記遮蔽層２２の前記基板１４０に面する表面とは反対側の表面に硬化層２４を設置することができる。該硬化層２４は、窒化ケイ素又は二酸化ケイ素からなる。該硬化層２４は誘電体層として利用されることができる。前記硬化層２４は所定の距離で分離させて前記表示装置２０の上方に設置され、又は、直接前記表示素子２０に設置されている。前記硬化層２４は絶縁層として利用でき、外力（例えば、電気力）で前記表示素子２０が損傷を受けることを防止することができる。
【００４９】
前記第一電極板１２及び前記第二電極板１４にそれぞれ例えば５Ｖの電圧を印加する場合、使用者はディスプレイ２０に表示された情報を読みながら、指又はペンなどの接触物６０で前記ディスプレイ２０の表面に設置された前記タッチパネル１０を押す。これにより、前記第一電極板１２の前記第一基板１２０を湾曲させ、変形７０を生じさせ、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２とを接触させて回路を形成する。前記第一制御素子３０により、それぞれ前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブの配列方向及び前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブの配列方向に流れる電流を測定して、測定データを前記中央処理装置４０に伝送する。前記中央処理装置４０は前記測定データにより、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２との接触場所を計算する。これによって、前記ディスプレイ２０における所定の場所に、必要な情報を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態のタッチパネルの分解図である。
【図２】本発明の実施形態のタッチパネルの断面図である。
【図３】本発明の実施形態のカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図４】本発明の実施形態のカーボンナノチューブセグメントの模式図。
【図５】本発明の実施形態のタッチパネルを利用したディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ タッチパネル
１００ ディスプレイ
１２ 第一電極板
１２０ 第一基板
１２２ 第一導電構造体
１２４ 第一電極
１２６ 保護膜
１４ 第二電極板
１４０ 第二基板
１４２ 第二導電構造体
１４４ 第二電極
１６ スペーサ
１８ 絶縁層
３０ 第一制御素子
４０ 中央処理装置
５０ 第二制御素子
６０ 接触物
７０ 変形
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関し、特にカーボンナノチューブ構造体を利用したタッチパネル及びそれを利用したディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、画面に指やペンなどで直接触れることで機械を操作する装置であり、ＬＣＤなど表示装置、ＰＤＡなど携帯装置、銀行のＡＴＭやＰＯＳなど多くの装置で用いられている。タッチパネルに対して、タッチした位置の検出を電気的に行うものとして、抵抗膜方式や静電容量方式などがある。一方、電気を用いないものとして、超音波方式や赤外遮光方式、画像認識方式などがある。
【０００３】
現在の抵抗膜方式タッチパネルは、ベースとなるガラス基板の表面に非常に微小なスペーサをはさみ、その表面にしなやかなフィルムを貼り付ける。前記ガラス基板及び前記フィルムの向かい合う面には、それぞれ透明導電性薄膜が設けられている。
【０００４】
タッチしていない状態では、前記微小なスペーサにより前記二枚の透明導電性薄膜は接触していないために、電流が生じない。前記フィルムをタッチすると、圧力によりフィルムがたわみ、前記ガラス基板の透明導電性薄膜と接触し、電流が流れる。前記ガラス基板、フィルムそれぞれの透明導電性薄膜の抵抗による分圧比を測定することで押された位置を検出する。
【非特許文献１】Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、“Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ”、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在主流の方式では、全面がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれる透明導電性薄膜で構成されるので、構造が単純となり、剥離や磨耗、断線などがおきにくいために、寿命が長く、透過率も高く改善されている。しかし、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）はスパッタリング法、イオンプレーティング、塗布法などの方法により成膜されるので、製造方法が複雑である。また、ＩＴＯ薄膜は、機械的及び化学的性能が良好でなく、膜質の均一性が低いという欠点がある。また、ＩＴＯ薄膜の光透過性が低いので、明るい環境で表示パネルに表示される画面が見にくくなる。従って、現在のタッチパネルには、正確性や応答性が低く、光透過性が低いという課題がある。
【０００６】
前記課題を解決するために、正確性や応答性が向上し、光透過性が高いタッチパネルを提供することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されている。
【０００８】
前記カーボンナノチューブ構造体が、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。
【０００９】
前記カーボンナノチューブ構造体が相互に平行に配列されている。
【００１０】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含む。
【００１１】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が、積み重ねられた複数のカーボンナノチューブフィルムを含む。
【００１２】
一枚の前記カーボンナノチューブフィルムが、端と端で接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。単一のカーボンナノチューブセグメントが、平行に配列された複数のカーボンナノチューブを含む。
【００１３】
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体が全て前記カーボンナノチューブ構造体を含む。前記第一導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第一方向に沿うように配列されている。前記第二導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第二方向に沿うように配列されている。
【００１４】
前記第一方向と前記第二方向とが、０°（０°を含まず）〜９０°の角度を成す。
【００１５】
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離が、５ｎｍ〜１ｍｍである。
【００１６】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体の幅は、１００μｍ〜１０ｃｍである。
【００１７】
本発明のディスプレイは、タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含む。前記タッチパネルは、第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含む。前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有する。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されている。
【発明の効果】
【００１８】
従来技術と比べると、本発明のタッチパネルは、次の優れた点を有する。本発明のタッチパネルに利用されるカーボンナノチューブフィルムは、良好な機械性及び強靱性、均一な導電性を有するので、本発明のタッチパネル及びディスプレイは、優れた導電性及び耐久性がある。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体の製造方法は簡単である。従って、本発明の製造方法により、前記タッチパネル及びディスプレイの大量生産が実現でき、前記タッチパネル及びディスプレイのコストが低減することができる。さらに、本発明のカーボンナノチューブ構造体を利用することにより、前記電極及び導電構造体の間の接触抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１及び図２を参照すると、本実施形態のタッチパネル１０は、第一電極板１２と、第二電極板１４と、前記第一電極板１２及び第二電極板１４の間に挟まれる複数のスペーサ１６と、を含む。
【００２１】
前記第一電極板１２は、第一基板１２０と、第一導電構造体１２２と、二つの第一電極１２４と、を備える。前記第一基板１２０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。前記第一導電構造体１２２及び前記二つの第一電極１２４は全部前記第一基板１２０の第一表面に設置されている。前記二つの第一電極１２４は前記第一導電構造体１２２を挟むように、前記第一基板１２０の両側に設置される。また、前記二つの第一電極１２４はそれぞれ前記第一導電構造体１２２に電気的に接続されている。ここで、一つの第一電極１２４から、前記第一導電構造体１２２を越えてもう一つの第一電極１２４まで進む方向を、第一方向と定義する。
【００２２】
前記第二電極板１４は、第二基板１４０と、第二導電構造体１４２と、二つの第二電極１４４と、を備える。前記第二基板１４０は第一表面及び第二表面を有し、該第一表面及び第二表面はそれぞれ平面形に形成されている。前記第二導電構造体１４２及び前記二つの第二電極１４４は全部前記第二基板１４０の第一表面に設置されている。前記二つの第二電極１４４は前記二つの第一電極１２４の側に対向せず、前記第二基板１４０の両側に設置される。また、前記二つの第二電極１４４は前記第二導電構造体１４２を挟むように前記第二導電構造体１４２に電気的に接続されている。ここで、一つの第二電極１４４から、前記第二導電構造体１４２を越えてもう一つの第二電極１４４まで進む方向を、第二方向と定義する。
【００２３】
また、前記第一方向と前記第二方向とは、０°〜９０°の角度を成す。本実施形態において、前記第一方向は前記第二方向に対して直交する（即ち、前記第一方向と前記第二方向と成す角度が９０°である）。この場合、前記二つの第一電極列は前記第一方向に対して平行に並列し、前記二つの第二電極列は前記第二方向に対して平行に並列している。即ち、前記第一電極列の長手方向は前記第二方向に平行し、前記第二電極列の長手方向は前記第一方向に平行する。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、金又は銀などの低抵抗の金属材料からなる。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、スパッタ、メッキ処理、化学蒸着などの方法によりそれぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２の表面に堆積される。また、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は銀ペーストを介して、それぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２に電気的に接続される。あるいは、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４を直接前記第一基板１２０又は第二基板１４０の表面に設置することもできる。この場合、別に回路を設置し、この回路を介して、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４をそれぞれ前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２に接続させる。勿論、上述の方法に限らず、前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４と、前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２と、を電気的接続させることができる方法は、全て本発明の保護範囲に含まれている。
【００２４】
前記第一基板１２０は、ポリマー、樹脂など柔軟で透明な材料からなる。一方、前記第二基板１４０は、ガラス、石英などの透明な材料からなる。
【００２５】
本実施形態において、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２の間の距離は２〜１０μｍに設定されている。前記複数のスペーサ１６はそれぞれ所定の距離だけ離れて、均一に前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２上に設置される。さらに、前記第二電極板１４及び前記第一電極板１２を密封するように、前記第二電極板１４と前記第一電極板１２との間に枠形の絶縁部１８を設置する。前記複数のスペーサ１６及び前記絶縁部１８は、例えば、透明な樹脂のような絶縁材料からなり、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁して組み合わせるように機能する。前記複数のスペーサ１６の数量及び寸法は、実際のタッチパネルの寸法に応じて、前記第一電極板１２と前記第二電極板１４とを絶縁させるように設けられる。
【００２６】
さらに、前記第一電極板１２を保護するために、前記第一電極板１２の第一表面に対向する第二表面に透明な保護膜１２６を設置することができる。前記透明な保護膜１２６は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル又はアクリル酸などのいずれか一種からなる。さら、前記透明な保護膜１２６は、表面硬化処理したプラスチック膜（例えば、ＰＥＴ）であることができる。
【００２７】
前記第一導電構造体１２２及び第二導電構造体１４２の少なくとも一方は、所定の距離で分離する複数のカーボンナノチューブ構造体（図示せず）を含む。前記第一導電構造体１２２における複数のカーボンナノチューブ構造体は前記第二方向に対して平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における複数のカーボンナノチューブ構造体は前記第一方向に対して平行に並列されている。単一のカーボンナノチューブ構造体は、ストリップ状のカーボンナノチューブフィルムであることが好ましい。各々のカーボンナノチューブ構造体は、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。さらに、各々のカーボンナノチューブ構造体は、積み重ねた複数のカーボンナノチューブフィルムを含む。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で接着されている。各々のカーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ同じ方向又は異なる方向に沿って配列されている。本実施形態において、前記複数のカーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に平行に配列されている。
【００２８】
図３及び図４を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で端と端が接続された複数のカーボンナノチューブセグメント１４３を含む。各々のカーボンナノチューブセグメント１４３は、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。前記カーボンナノチューブフィルムの幅は１００μｍ〜１０ｃｍに設けられ、厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍに設けられる。隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離は、５ｎｍ〜１ｍｍである。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径が０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径が１．０ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。
【００２９】
本実施形態において、前記第一導電構造体１２２および前記第二導電構造体１４２は、全て所定の距離で分離する複数のカーボンナノチューブ構造体を含む。各々の前記カーボンナノチューブ構造体は、ストリップ状に形成され、分子間力で、端と端が接続された複数のカーボンナノチューブセグメント１４３を含む。前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブ構造体は、前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブ構造体と交叉して設置されている。即ち、前記第一導電構造体１２２における各カーボンナノチューブ構造体の長手方向は第一方向に沿うように、第二方向に対して相互に平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における各カーボンナノチューブ構造体の長手方向は第二方向に沿うように、第一方向に対して相互に平行に並列されている。ここで、前記第一方向と前記第二方向とが成す角度は、０°〜９０°である。本実施形態において、前記第一方向と前記第二方向とが成す角度は９０°であり、即ち、前記第一方向と前記第二方向とが直交して設けられている。
【００３０】
前記第一導電構造体１２２又は第二導電構造体１４２は、次の工程により製造される。
【００３１】
第一段階では、カーボンナノチューブアレイを提供する。前記カーボンナノチューブは超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ ａｒｒａｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１）であることが好ましい。
【００３２】
本実施形態において、化学気相堆積（ＣＶＤ）法により前記カーボンナノチューブアレイを成長させる。まず、基材を提供する。該基材としては、Ｐ型又はＮ型のシリコン基材、又は表面に酸化物が形成されたシリコン基材が利用される。本実施形態において、厚さが４インチのシリコン基材を提供する。次に、前記基材の表面に触媒層を蒸着させる。該触媒層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ又はそれらの合金である。次に、前記触媒層が蒸着された前記基材を、７００〜９００℃、空気の雰囲気において３０〜９０分間アニーリングする。最後に、前記基材を反応装置内に置いて、保護ガスを導入すると同時に前記基材を５００〜７００℃に加熱して、５〜３０分間カーボンを含むガスを導入する。
【００３３】
これにより、高さが２００〜４００μｍの超配列カーボンナノチューブアレイが形成される。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径が０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径が１．０ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。前記超配列カーボンナノチューブアレイは、相互に平行で基材に垂直に成長する複数のカーボンナノチューブからなる。前記方法により、前記超配列カーボンナノチューブアレイにアモルファスカーボン又は触媒剤である金属粒子などの不純物が残らず、純粋なカーボンナノチューブアレイが得られる。
【００３４】
本実施形態において、前記カーボンを含むガスはアセチレンなどの炭化水素であり、保護ガスは窒素やアンモニアなどの不活性ガスである。勿論、前記カーボンナノチューブアレイは、アーク放電法又はレーザー蒸発法により得られることができる。
【００３５】
第二段階では、前記カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブフィルムを引き出して、ストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を形成する。
【００３６】
まず、ピンセットなどの工具を利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。本実施形態において、一定の幅を有するテープを利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。次に、所定の速度で前記複数のカーボンナノチューブを引き出し、複数のカーボンナノチューブ束からなる連続のカーボンナノチューブフィルムを形成する。
【００３７】
前記複数のカーボンナノチューブを引き出す工程において、前記複数のカーボンナノチューブがそれぞれ前記基材から脱離すると、原子間力で前記カーボンナノチューブ束が端と端で接合され、連続のカーボンナノチューブフィルムが形成される。図３は、前記カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。図３に示すように、前記カーボンナノチューブフィルムは、所定の方向に沿って配列し、端と端で接合される複数のカーボンナノチューブからなる一定の幅を有するフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、均一な導電性及び均一な厚さを有する。このカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、高効率で簡単であり、工業的に実用される。
【００３８】
単一のカーボンナノチューブ構造体は一枚又は複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含むことができる。単一のカーボンナノチューブ構造体が複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含む場合、上述の方法によって得られたカーボンナノチューブフィルムを一つずつ積み重ねて製造することができる。この場合、隣接する前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが、同じ方向又は異なる方向に沿って配列されることができる。
【００３９】
さらに、前記カーボンナノチューブフィルムを複数の小寸法のカーボンナノチューブフィルムに切って、複数のストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を形成することができる。
【００４０】
第三ステップにおいて、それぞれ第一基板１２０及び第二基板１４０に、所定の距離で分離させて、複数の前記ストリップ状のカーボンナノチューブ構造体を配列する。このように設置されば、前記第一基板１２０に第一導電構造体１２２を形成し、前記第二基板１４０に第二導電構造体１４２を形成することができる。
【００４１】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体は、一枚のカーボンナノチューブフィルム又は積み重ねられた複数のカーボンナノチューブフィルムからなる。
【００４２】
カーボンナノチューブは長径比が高いので、前記カーボンナノチューブフィルムは強い接着性を有する。従って、前記カーボンナノチューブ構造体は、直接前記第一基板１２０又は／及び前記第二基板１４０に接着することができる。
【００４３】
実用の条件により、有機溶剤を利用して前記カーボンナノチューブ構造体を浸漬して処理することができる。前記有機溶剤は、メタノール、アルコール、アセトンである。本実施形態において、アルコールを利用して前記カーボンナノチューブ構造体を浸漬することにより、前記カーボンナノチューブ構造体は、該アルコールの表面張力作用で、強く前記第一基板１２０及び第二基板１４０の表面に接着されることができる。これにより、前記カーボンナノチューブ構造体と前記第一基板１２０／第二基板１４０との接触面積が増加し、前記カーボンナノチューブ構造体と前記第一基板１２０／第二基板１４０との間の接着性を高めることができる。
【００４４】
前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブ構造体の両方の端部は、それぞれ前記二つの第一電極１２４に接続され、前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブ構造体の両方の端部は、それぞれ前記二つの第二電極１４４に接続されている。本実施形態において、前記第一導電構造体１２２における複数のカーボンナノチューブ構造体は、所定の距離で分離して、第一方向に沿うように、第二方向に対して平行に並列されている。一方、前記第二導電構造体１４２における複数のカーボンナノチューブ構造体は、所定の距離で分離して、第二方向に沿うように、第一方向に対して平行に並列されている。前記第一方向は前記第二方向に直交している。前記第一電極１２４及び前記第二電極１４４は、それぞれストリップ状に形成されることができる。
【００４５】
前記第一導電構造体１２２及び前記第二導電構造体１４２のそれぞれに、隣接するカーボンナノチューブ構造体の間に隙間が形成される。前記カーボンナノチューブ構造体及び前記隙間に対して、光の屈性率及び透過率が異なるので、前記導電構造体に光の均一性が悪くなる恐れがある。前記課題を解決するために、隣接するカーボンナノチューブ構造体の間に形成された隙間に、充填部を設置することができる。前記充填部は、前記カーボンナノチューブ構造体と同じ屈折率及び透過率を有する材料からなる。
【００４６】
（実施形態３）
図５を参照すると、本実施形態のディスプレイ１００は、前記タッチパネル１０と、表示素子２０と、第一制御素子３０と、中央処理装置（ＣＰＵ）４０と、第二制御素子５０と、を含む。前記タッチパネル１０は前記表示素子２０に近接して設置され、また、外部回路（図示せず）で前記第一制御素子３０に電気的に接続されている。前記タッチパネル１０は、所定の空間で分離させて前記表示素子２０に接続され、又は、直接前記表示素子２０に密接に接続されていてもよい。本実施形態において、前記タッチパネル１０は、空間２６で分離させて前記表示素子２０に電気的に接続されている。前記第一制御素子２０及び前記中央処理装置４０は、それぞれ前記第二制御素子５０に電気的に接続されている。前記中央処理装置４０は、前記表示素子２０を制御することができる。
【００４７】
前記表示素子２０は、例えば液晶表示装置、電界放出型表示装置、プラズマ表示装置、電子発光表示装置、真空蛍光ディスプレイ、陰極線管などの表示装置のいずれか一種であることができる。
【００４８】
電磁妨害を防ぐために、さらに、前記第二基板１４０の前記導電構造体１４２に面する表面とは反対側の表面に遮蔽層２２を設置する。前記遮蔽層２２はＩＴＯ、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような導電性の柔軟な材料からなる。本実施形態において、前記遮蔽層２２はカーボンナノチューブフィルムである。前記カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。前記遮蔽層２２の前記基板１４０に面する表面とは反対側の表面に硬化層２４を設置することができる。該硬化層２４は、窒化ケイ素又は二酸化ケイ素からなる。該硬化層２４は誘電体層として利用されることができる。前記硬化層２４は所定の距離で分離させて前記表示装置２０の上方に設置され、又は、直接前記表示素子２０に設置されている。前記硬化層２４は絶縁層として利用でき、外力（例えば、電気力）で前記表示素子２０が損傷を受けることを防止することができる。
【００４９】
前記第一電極板１２及び前記第二電極板１４にそれぞれ例えば５Ｖの電圧を印加する場合、使用者はディスプレイ２０に表示された情報を読みながら、指又はペンなどの接触物６０で前記ディスプレイ２０の表面に設置された前記タッチパネル１０を押す。これにより、前記第一電極板１２の前記第一基板１２０を湾曲させ、変形７０を生じさせ、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２とを接触させて回路を形成する。前記第一制御素子３０により、それぞれ前記第一導電構造体１２２におけるカーボンナノチューブの配列方向及び前記第二導電構造体１４２におけるカーボンナノチューブの配列方向に流れる電流を測定して、測定データを前記中央処理装置４０に伝送する。前記中央処理装置４０は前記測定データにより、前記第一電極板１２の前記第一導電構造体１２２と前記第二電極板１４の前記第二導電構造体１４２との接触場所を計算する。これによって、前記ディスプレイ２０における所定の場所に、必要な情報を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態のタッチパネルの分解図である。
【図２】本発明の実施形態のタッチパネルの断面図である。
【図３】本発明の実施形態のカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図４】本発明の実施形態のカーボンナノチューブセグメントの模式図。
【図５】本発明の実施形態のタッチパネルを利用したディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ タッチパネル
１００ ディスプレイ
１２ 第一電極板
１２０ 第一基板
１２２ 第一導電構造体
１２４ 第一電極
１２６ 保護膜
１４ 第二電極板
１４０ 第二基板
１４２ 第二導電構造体
１４４ 第二電極
１６ スペーサ
１８ 絶縁層
３０ 第一制御素子
４０ 中央処理装置
５０ 第二制御素子
６０ 接触物
７０ 変形
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、
前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有し、
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されていることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ構造体が、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ構造体が相互に平行に配列されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項５】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が、積み重ねられた複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項６】
一枚の前記カーボンナノチューブフィルムが、端と端で接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含み、
単一のカーボンナノチューブセグメントが、平行に配列された複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項４または５に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体が全て前記カーボンナノチューブ構造体を含み、
前記第一導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第一方向に沿うように配列され、
前記第二導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第二方向に沿うように配列されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記第一方向と前記第二方向とが、０°（０°を含まず）〜９０°の角度を成すことを特徴とする、請求項７に記載のタッチパネル。
【請求項９】
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離が、５ｎｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体の幅が、１００μｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項１１】
タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含むディスプレイにおいて、
前記タッチパネルが、
第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、
前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有し、
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されていることを特徴とするディスプレイ。
【請求項１】
第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、
前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有し、
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されていることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ構造体が、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ構造体が相互に平行に配列されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルムを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項５】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体が、積み重ねられた複数の前記カーボンナノチューブフィルムを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項６】
一枚の前記カーボンナノチューブフィルムが、端と端で接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含み、
単一のカーボンナノチューブセグメントが、平行に配列された複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項４または５に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体が全て前記カーボンナノチューブ構造体を含み、
前記第一導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第一方向に沿うように配列され、
前記第二導電構造体におけるカーボンナノチューブ構造体が、長手方向が第二方向に沿うように配列されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記第一方向と前記第二方向とが、０°（０°を含まず）〜９０°の角度を成すことを特徴とする、請求項７に記載のタッチパネル。
【請求項９】
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体の間の距離が、５ｎｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
単一の前記カーボンナノチューブ構造体の幅が、１００μｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチパネル。
【請求項１１】
タッチパネルと、該タッチパネルに近接する表示素子と、を含むディスプレイにおいて、
前記タッチパネルが、
第一基板と、前記第一基板に設置された第一導電構造体と、を有する第一電極板と、
前記第一電極板から所定の距離だけ離れ、第二基板と、前記第二基板に設置された第二導電構造体と、を有する第二電極板と、を含み、
前記第一導電構造体及び前記第二導電構造体の少なくとも一方が、複数のカーボンナノチューブ構造体を有し、
隣接する前記カーボンナノチューブ構造体が所定の距離で分離して設置されていることを特徴とするディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１５１７７９（Ｐ２００９−１５１７７９Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７３６３（Ｐ２００８−３１７３６３）
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（５９８０９８３３１）ツィンファ ユニバーシティ (534)
【出願人】（５０００８０５４６）鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（５９８０９８３３１）ツィンファ ユニバーシティ (534)
【出願人】（５０００８０５４６）鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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