JP2010015154A - タッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、耐用性、感度、線形性、正確性に優れたタッチパネルを利用した液晶表示パネルを低コストで簡単に製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る液晶表示パネルの製造方法は、カーボンナノチューブ構造体を備えるタッチパネルを製造するステップと、前記タッチパネルの一表面に偏光層を形成するステップと、前記偏光層の表面に第一配向層を形成して上基板を形成するステップと、薄膜トランジスタパネルを製造するステップと、前記薄膜トランジスタパネルの薄膜トランジスタが形成された表面に被覆する第二配向層を形成するステップと、前記薄膜トランジスタパネルの表面に偏光片を設置して下基板を形成するステップと、前記上基板の第一配向層と前記下基板の第二配向層との間に液晶層を設置してサンドイッチ構造を形成することにより、液晶表示パネルを得るステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法に関し、特にカーボンナノチューブを用いたタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法に関するものである。

最近、各種電子装置の高性能化及び多様化の発展に従って、液晶表示装置の表示面に透光性タッチパネルが設置された電子装置がますます多くなっている。

タッチパネルは、その動作原理及び伝送媒質の相違によって、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量方式タッチパネル、赤外線方式タッチパネル及び表面弾性波方式タッチパネルに分けることができる。その中で、抵抗膜方式タッチパネルが一番広く用いられている。非特許文献１には、従来の抵抗膜方式タッチパネルに関して記載されている。

従来の抵抗膜方式タッチパネルは、一般的に下表面に上透明導電構造体が形成された上基板と、上表面に下透明導電構造体が形成された下基板と、前記上基板と前記下基板の間に設置された複数の透明ドットスペーサー（ｄｏｔ ｓｐａｃｅｒ）と、を備える。前記上、下透明導電構造体は、通常導電性インジウム・スズ酸化物層（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ層、以下はＩＴＯ層と呼ぶ）で構成される。指やペンなどで前記上基板を押圧すると、圧力により前記上基板がたわみ、従って押圧箇所における前記上透明導電構造体及び前記下透明導電構造体がお互いに接触し、外部の電気回路により、前記上透明導電構造体及び前記下透明導電構造体に別々に順に電界が印加される。この時、タッチパネル制御素子は、前記第一導電構造体の電圧変化及び前記第二導電構造体の電圧変化を別々に測定する一方、正確に計算して押圧部位の座標に転換する。タッチパネル制御素子は、デジタル化された押圧部位の座標を前記中央処理器に伝送する。中央処理装置は、押圧箇所の座標に基づいて相応の指令を出力して、電子装置の各種機能を切り替え、且つ表示制御素子を通して薄膜トランジスタパネルの表示パネル駆動回路を制御することで画像を表示する。

しかし、透明導電構造体とするＩＴＯ層は、通常イオンスパッタリング法や蒸着法などの方法により形成される。ＩＴＯ層の製造過程において、高い真空環境が要求され、且つ２００〜３００℃までの加熱が必要であるため、前記ＩＴＯ層を用いるタッチパネルの製造コストが高くなり、製造方法が複雑になる。また、ＩＴＯ層は、透明導電構造体として、機械的性能が良好ではなく、湾曲しにくく、且つ抵抗値の分布が均一ではないといった欠点がある。また、ＩＴＯは、湿気が存在する環境では透明度が低くなるので、従来の抵抗膜方式タッチパネル及前記タッチパネルを用いるタッチパネルを利用した液晶表示パネルには、耐用性が良好でなく、感度、線形性及び正確性が低いといった問題が存在する。

野田和裕（Ｎｏｄａ Ｋａｚｕｈｉｒｏ）等、「Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍｓ ｗｉｔｈ Ｉｎｓｅｒｔｅｄ ＳｉＯ２ Ａｎｃｈｏｒ Ｌａｙｅｒ、ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ａ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ」 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｊａｐａｎ、Ｐart２、Ｖｏｌ．８４、Ｐ３９−４５（２００１）

以上の問題点に鑑みて、耐用性、感度、線形性及び正確性に優れるタッチパネルを利用した液晶表示パネルを低コストで簡単に製造することができるタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。

上述問題を解決するために、本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法は、カーボンナノチューブ構造体を備えるタッチパネルを製造するステップと、前記タッチパネルの一表面に偏光層を形成するステップと、前記偏光層の表面に第一配向層を形成して上基板を形成するステップと、薄膜トランジスタパネルを製造するステップと、前記薄膜トランジスタパネルの薄膜トランジスタが形成された表面に被覆する第二配向層を形成するステップと、前記薄膜トランジスタパネルの第二配向層から離れた表面に偏光片を設置して下基板を形成するステップと、前記上基板の第一配向層と前記下基板の第二配向層との間に液晶層を設置してサンドイッチ構造を形成することにより、タッチパネルを利用した液晶表示パネルを得るステップと、を含む。

従来技術と比べると、本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法は、次のような利点がある。

カーボンナノチューブ構造体は、優れた力学性能及び耐湾曲性を有するので、カーボンナノチューブを含む透明導電構造体は、優れた靱性と機械強度を有する。又、柔軟性基材と組み合わせると、柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネルを製造することができ、従って柔軟性表示装置に適用される。

本発明から提供されたカーボンナノチューブフィルムは、引き出し工具を利用して、カーボンナノチューブアレイから引き出して得られたものであるため、その製造過程において、真空環境及び加熱工程を必要としない。従って、上述した方法で製造されたカーボンナノチューブフィルムを透明導電構造体としたタッチパネルを利用した液晶表示パネルは、製造コストが低く、且つ環境保護及び省エネルギーの面にも優れている。

前記偏光層におけるカーボンナノチューブは、同一方向に配列されて光を偏光させることができるので、それを採用するとタッチパネルを利用した液晶表示パネルの構造の簡素化を図ることができる。

本発明から提供されたカーボンナノチューブフィルムは、熱圧着法を通して基材に圧着されることができるので、製造コストを減少させ、且つ製造工程を簡単にすることができる。

本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法のフローチャート図である。 本発明に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルの構造を示す図である。 本発明に係るタッチパネルの製造工程のフローチャート図である。 本発明に係るカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。 本発明に係る熱圧着工程のフローチャート図である。 本発明に係る上基板の製造工程のフローチャート図である。 本発明に係る下基板の製造工程のフローチャート図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法に対して詳細に説明する。

図１及び図２を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチパネルを利用した液晶表示パネル１０の製造方法を提供する。該製造方法は、主に下記のステップを含む。

第一ステップ：上基板２０を製造する。該製造方法は、下記のステップを含む。

（一）タッチパネル２００を製造する。図３を参照すると、前記タッチパネル２００を製造する方法は、下記のサブステップを含む。

（Ａ）対向する２つの表面を有する第一基材２０６を提供する。

前記第一基材２０６は、透明な柔軟性平面構造である。前記第一基材２０６の厚さは、０．０１ｍｍ〜１ｃｍであり、その面積は、限定されず、実際の要求に基づいて選択することができる。前記第一基材２０６は、プラスチック又は樹脂などのような柔軟性材料を用いることはできる。例えば、前記第一基材２０６の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、繊維素エステル（Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｓｔｅｒ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びアクリル酸（Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂から一種又は多種を選択することができる。前記第一基材２０６は、優れた透明度を保持し、且つ一定な柔軟性を有する材料なら、上述した材料に限定されるものではない。

本実施形態において、前記第一基材２０６は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）薄膜（以下はＰＥＴ薄膜と呼ぶ）である。前記ＰＥＴ薄膜は、厚さが２ｍｍで、幅が２０ｃｍで、長さが３０ｃｍである。

（Ｂ）前記第一基材２０６の一表面に第一透明導電構造体２０８を形成する。該工程は、下記のステップを含む。

先ず、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを製造する。

前記カーボンナノチューブフィルムを製造する方法は、直接成長法、綿毛構造加工法、プレス加工法又は引き出し法を含む。

前記直接成長法は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）により直接基板に成長させたカーボンナノチューブアレイをカーボンナノチューブフィルムとして利用する。前記カーボンナノチューブフィルムは、配向せずに配列される複数のカーボンナノチューブを含む非配向型のカーボンナノチューブフィルムである。

前記綿毛構造加工法により、カーボンナノチューブフィルムを製造する方法は、直接成長させて得られたカーボンナノチューブ原料を溶媒に浸漬して綿毛構造を形成させる第一サブステップと、該綿毛構造のカーボンナノチューブをろ過してカーボンナノチューブ構造体を形成させてカーボンナノチューブフィルムを得る第二サブステップと、を含む。前記カーボンナノチューブフィルムは、お互い絡み合い且つ等方的に配列される複数のカーボンナノチューブを含む非配向型のカーボンナノチューブフィルムである。

前記プレス加工法により、カーボンナノチューブフィルムを製造する方法は、基板に成長されたカーボンナノチューブアレイを提供する第一サブステップと、押し器具を提供して、前記カーボンナノチューブアレイに所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、カーボンナノチューブフィルムを形成する第二サブステップと、を含む。前記カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向又は異なる方向に沿って優先方位に配列される複数のカーボンナノチューブを含む配向型のカーボンナノチューブフィルムである。

本実施例においては、前記引き出し法を採用してカーボンナノチューブフィルムを製造する。該方法は、具体的に次のステップを含む。

（ａ）カーボンナノチューブアレイを提供する。好ましくは、超配列カーボンナノチューブアレイを提供する。（ｂ）前記カーボンナノチューブアレイから一定の幅の範囲内における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、一定の幅の範囲内における複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。（ｃ）所定の速度で前記カーボンナノチューブアレイの成長方向と大体直交する方向に沿って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。

前記超配列カーボンナノチューブアレイは、化学気相堆積法、アーク放電法又はレーザー蒸発法によっても得られることができる。本実施形態から提供されたカーボンナノチューブアレイにおけるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの一種又は多種である。前記超配列カーボンナノチューブアレイは、互いに平行し、基材に直交するように生長する複数のカーボンナノチューブからなり、不純物を含まない。前記カーボンナノチューブアレイにおけるカーボンナノチューブは、分子間力で緊密に接触し、アレイを形成される。前記カーボンナノチューブアレイは、前記基材と大体同じ面積を有し、その高さは１００μｍ以上である。本実施形態において、前記カーボンナノチューブアレイの高さは、２００μｍ〜９００μｍである。

図４を参照すると、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、分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。前記カーボンナノチューブフィルムは、端と端で接合され、且つ前記引き伸ばされた方向に沿って定向配列される複数のカーボンナノチューブを含む。前記直接引き出して得た優先方位に配列されるカーボンナノチューブフィルムは、非配向型のカーボンナノチューブフィルムに比べて、より優れた均一性、即ち均一な厚さ及び導電性能を有する。且つ、前記直接引き出してカーボンナノチューブフィルムを製造する方法は、高効率又は簡単であり、工業的化に実用される。

本実施形態において、前記カーボンナノチューブフィルムの幅は、前記カーボンナノチューブアレイが形成された基材の寸法と関連している。前記カーボンナノチューブフィルムの長さは、制限されず、実際の応用に応じて、選択することができる。本実施形態においては、４インチの基材を採用して超配列カーボンナノチューブアレイを生長させ、且つ得られたカーボンナノチューブフィルムの幅は０．０１ｃｍ〜１０ｃｍで、その厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。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、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの一種又は多種である。前記単層カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍであり、前記二層カーボンナノチューブの直径は１ｎｍ〜５０ｎｍであり、前記多層カーボンナノチューブの直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍである。

次に、レーザーで前記カーボンナノチューブフィルムを処理する。

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の間に分子間力が存在するため、一部分のカーボンナノチューブが凝集して、直径の大きいカーボンナノチューブ束を形成しやすく、従ってカーボンナノチューブフィルムの導電性に悪い影響を与える。そのため、カーボンナノチューブフィルムの透光性を高めるために、効率密度が０．１×１０^４Ｗ／ｍ^２以上のレーザーで前記カーボンナノチューブフィルムを照射して、透光性の悪いカーボンナノチューブ束を除去する。該レーザー処理工程は、酸素のある環境で行われ、好ましくは、空気のある環境で行われる。

前記レーザー処理工程において、カーボンナノチューブフィルム及びレーザー装置のいずれか一方を固定した後に、もう一方を移動することにより、レーザーで前記カーボンナノチューブフィルムを照射することができる。

前記レーザー処理工程において、カーボンナノチューブがレーザーに対して優れた吸収性を有するので、高いパワーのレーザーがカーボンナノチューブフィルムに吸収されると、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の温度が、発生した熱により高くなる。カーボンナノチューブ束が大きい直径を有するので、吸収した熱も多く、従ってカーボンナノチューブ束におけるカーボンナノチューブの温度も比較的高い。前記カーボンナノチューブの温度がある程度（通常６００℃以上）に至ると、カーボンナノチューブ束がレーザーで焼切られる。レーザーで処理されたカーボンナノチューブフィルムは、レーザーで処理される前より、透光率が一段と高められ、７０％以上に至る。

前記レーザー処理工程の目的は、カーボンナノチューブフィルムの透光性を一層高めることであるため、該工程を省略することもできる。

最後に、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の一表面に設置して第一透明導電構造体２０８とするカーボンナノチューブ構造体を形成する。

本実施形態において、前記カーボンナノチューブ構造体は、定向配列される複数のカーボンナノチューブを含み、第一透明導電構造体２０８として用いられる。更に、前記カーボンナノチューブ構造体は、１枚のカーボンナノチューブフィルム又は隙間無く且つ平行に張設された複数のカーボンナノチューブフィルムを含むことができる。前記カーボンナノチューブ構造体における複数のカーボンナノチューブフィルムは、無間隔且つ平行に張設されることができるので、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び幅に対して限定されず、実際の要求に基づいて前記カーボンナノチューブ構造体を任意の長さ及び幅に製造することができる。前記カーボンナノチューブ構造体は、本実施形態に記載した構造のカーボンナノチューブ構造体に限定されず、他の構造のカーボンナノチューブ構造体であってもよい。本実施形態において、前記カーボンナノチューブ構造体は、無間隔且つ平行に張設された複数のカーボンナノチューブフィルムを含む。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは５０μｍ〜５００μｍである。

本実施形態において、少なくとも２枚のカーボンナノチューブフィルムを積層張設して複数のカーボンナノチューブ構造体を形成することもできる。前記複数のカーボンナノチューブ構造体において、隣接する２つ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の配列方向は、それぞれ角度αと成し、且つ該角度αは、０≦α≦９０°の条件を満足する。本実施形態において、該角度αは、９０°である。

具体的に言えば、前記少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に張設する工程は、下記のように行う。少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に直接張設するか、又は複数のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に無間隔且つ平行に張設して、前記第一基材２０６の表面に被覆するカーボンナノチューブ構造体を形成する。又、少なくとも２枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に積層張設して、複数のカーボンナノチューブ構造体を形成することもできる。前記複数のカーボンナノチューブ構造体は、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の配列方向が角度αで交差されるように積層張設される。該角度αは、０≦α≦９０°の条件を満足する。前記カーボンナノチューブフィルムは、定向配列される複数のカーボンナノチューブを含み、且つ前記複数のカーボンナノチューブは、引き出された方向に沿って配列されるので、前記複数のカーボンナノチューブ構造体を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の配列方向が角度αで交差されるように設置することができる。

又、前記少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に張設する工程は、下記のようであってもよい。先ず、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを支持体の表面に直接張設するか、又は複数のカーボンナノチューブフィルムを支持体の表面に無間隔且つ平行に張設する。次に、前記支持体を除去して、自立支持のカーボンナノチューブフィルム構造を形成する。最後に、前記カーボンナノチューブフィルム構造を前記第一基材２０６の表面に直接被覆させてカーボンナノチューブ構造体を形成する。また、少なくとも２枚のカーボンナノチューブフィルムを前記２枚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の配列方向が角度αで交差されるように支持体の表面に積層張設して、複数の自立支持のカーボンナノチューブフィルム構造を形成することもできる。該角度αは、０≦α≦９０°の条件を満足する。前記複数の自立支持のカーボンナノチューブフィルム構造を前記第一基材２０６の表面に被覆させて複数のカーボンナノチューブ構造体を形成する。前記カーボンナノチューブフィルムは、定向配列される複数のカーボンナノチューブを含み、且つ前記複数のカーボンナノチューブは、引き出された方向に沿って配列されるので、前記複数のカーボンナノチューブ構造体を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の配列方向が角度αで交差されるように設置することができる。

前記支持体は、基板又は枠体を用いることができる。本実施形態から提供された超配列カーボンナノチューブアレイは不純物を含まず、且つカーボンナノチューブ自体の比表面積が大きいので、前記カーボンナノチューブフィルムが強い接着性を有する。前記カーボンナノチューブフィルムの接着性を利用して、前記カーボンナノチューブフィルムを基板又は枠体に直接接着させることができる。前記カーボンナノチューブフィルムの余剰部分、即ち前記基板又は枠体に接着されていない部分は、ナイフ等で切り取ることができる。その後、前記基板又は枠体を除去して、カーボンナノチューブフィルム構造を得る。本実施形態において、前記基板又は枠体の大きさは、実際の要求によって決定される。

本実施形態は、更に、少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを前記第一基材２０６の表面に設置する前、又は前記第一基材２０６の表面を被覆するカーボンナノチューブ構造体を形成した後に、有機溶剤で前記カーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブ構造体を処理する工程を含む。前記有機溶剤は、揮発性有機溶剤であり、アルコール、メチルアルコール、アセトン、ジクロロエタン、クロロホルムの一種又は多種の混合物である。本実施例において、前記有機溶剤はアルコールである。前記有機溶剤で処理する工程は、試験管で前記有機溶剤を前記カーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブ構造体の表面に滴下させ、前記カーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブ構造体を浸漬する。または、前記カーボンナノチューブ構造体が形成された第一基材２０６又は前記カーボンナノチューブフィルム構造が形成された支持体全体を有機溶剤が収容された容器に入れて浸漬する。前記カーボンナノチューブフィルム、カーボンナノチューブ構造体又は前記カーボンナノチューブフィルム構造は、有機溶剤で浸漬させることによって、揮発性有機溶剤の表面張力の作用で、平行している一部分のカーボンナノチューブが凝集して、カーボンナノチューブ束を形成する。従って、前記カーボンナノチューブフィルム、カーボンナノチューブ構造体又は前記カーボンナノチューブフィルム構造は、比表面積が小さくなり、接着性がなくなり、且つ優れた機械強度と強靭性を有する。

また、本実施形態は、前記第一基材２０６の表面にカーボンナノチューブ複合層を形成して第一透明導電構造体２０８とすることができる。具体的には、次のステップを含む。

先ず、前記第一基材２０６の表面にカーボンナノチューブ構造体を形成する前に、前記第一基材２０６の一表面に高分子材料溶液層を塗布する。

前記第一基材２０６の一表面に高分子材料溶液層を塗布する工程は、ブラシ又は他の工具で一定量の高分子材料溶液を柔軟性基材の表面に均一に塗布するか、又は柔軟性基材の表面を高分子材料溶液内に浸して直接浸漬することにより、高分子材料溶液層を形成する。前記高分子材料溶液層の塗布方法は、限定されることはなく、柔軟性基材の表面に均一な高分子材料溶液層を形成できればよい。前記高分子材料溶液層の厚さは、０．１μｍ〜１ｍｍである。

前記高分子材料溶液は、高分子材料を一定の温度で溶融して得た溶融状態の高分子材料又は高分子材料を揮発性有機溶剤に溶解して得た溶液を含む。前記高分子材料溶液は、一定の粘度を有し、好ましくは、１Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する。前記高分子材料は、常温においては、固体の状態に保持され、且つ一定の透明度を有する。前記揮発性有機溶剤は、アルコール、メチルアルコール、アセトン、ジクロロエタンやクロロホルムなどを含む。前記高分子材料は、透明な高分子材料であって、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）又はシクロオレフィンポリマーなどを用いることができる。本実施形態において、前記高分子材料はＰＭＭＡである。

次に前記高分子材料溶液層の上にカーボンナノチューブ構造体を設置して、且つ熱圧、冷圧又は前記カーボンナノチューブ構造体に対してエアを噴出する等の方法を用いて、前記高分子材料溶液を前記カーボンナノチューブ構造体に均一に分散させる。

図５を参照すると、本実施形態は、熱圧の方法を用いて、前記高分子材料溶液を前記カーボンナノチューブ構造体に均一に分散させる。該方法は、熱圧装置５０を通して実現され、具体的に次のステップを含む。

（ａ）少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層が被覆された第一基材２０６を押しロールを有する熱圧装置５０内に配置する。

前記熱圧装置５０は、加圧装置５２及び加熱装置（図示せず）を備える。本実施形態において、前記熱圧装置５０は、熱圧機又は封止機であり、前記加圧装置５２は、２つの金属製押しロールからなる。

（ｂ）前記熱圧装置５０の押しロールを加熱する。詳しくは、前記熱圧装置５０における加熱装置を用いて、前記押しロールを加熱する。前記加熱の温度は、限定されなく、実際の要求によって選択することができる。本実施形態において、前記加熱の温度が１１０℃〜１２０℃である。

（ｃ）前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層が被覆された第一基材２０６を前記加熱された押しロールを通過させる。

前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層が被覆された第一基材２０６を前記加熱された２つの押しロールの間に挿入し、且つ１ｍｍ／分〜１０ｍ／分の速度で通過させる。加熱された押しロールは、前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層が被覆された第一基材２０６に一定の圧力を加え、且つ前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層を軟化させることによって、前記カーボンナノチューブ構造体と高分子材料溶液層との間の空気を排出させ、従って前記高分子材料溶液を前記カーボンナノチューブ構造体に均一に分散させる。

最後に、前記カーボンナノチューブ構造体及び高分子材料溶液層を固化させて、第一透明導電構造体２０８とするカーボンナノチューブ複合層を形成する。前記高分子材料溶液層は、接着剤として、前記カーボンナノチューブ構造体を前記第一基材２０６の表面にしっかり接着させることができる。

（Ｃ）前記熱圧されたカーボンナノチューブ構造体又は第一基材２０６の両端に２つの電極（図示せず）を分離して設置して第一電極板２０２を形成する。

前記２つの電極の材料は、金属、カーボンナノチューブフィルム、導電銀ペースト又は他の導電材料である。本実施形態において、前記２つの電極の材料は導電銀ペーストである。前記２つの電極の形成方法は、次の通りである。先ず、スクリーン印刷、転印又はスパッタリングなどにより、前記カーボンナノチューブ構造体又は第一基材２０６の両端にそれぞれ導電銀ペーストを塗布する。その後、加熱装置に入れて１００℃〜１２０℃の温度で１０〜６０分間加熱することにより、前記導電銀ペーストを固化させて前記２つの電極を得る。前記方法により電極を形成するには、前記２つの電極が前記カーボンナノチューブ構造体に接続されることを確保する必要がある。

（Ｄ）対向する２つの表面を有する第二基材２１０を提供して、該第二基材２１０の一表面に第二透明導電構造体２１２とするカーボンナノチューブ構造体を形成して、該カーボンナノチューブ構造体又は第二基材２１０の両端に２つの電極（図示せず）を分離して設置して第二電極板２０４を形成する。

前記第二基材２１０は、透明な平面構造である。前記第二基材２１０の厚さは、０．０１ｍｍ〜１ｃｍであり、その面積は、限定されず、実際の要求に基づいて選択することができる。前記第二基材２１０は、硬質材料又は柔軟性材料を用いることができる。前記硬質材料は、ガラス、石英、ダイヤモンド又はプラスチック等の一種又は多種である。前記柔軟性材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、繊維素エステル（Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｓｔｅｒ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びアクリル酸（Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂の一種又は多種である。前記第二基材２１０の材料は、上述した材料に限定されることはなく、一定の透明度を有する材料であればよい。

本実施形態において、前記第二基材２１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）薄膜（以下はＰＥＴ薄膜と呼ぶ）である。前記ＰＥＴ薄膜は、厚さが２ｍｍで、幅が２０ｃｍで、長さが３０ｃｍである。

前記第二基材２１０の一表面にカーボンナノチューブ構造体を形成する工程及び該カーボンナノチューブ構造体又は第二基材２１０の両端に２つの電極を分離して形成する工程は、前述した工程における前記第一基材２０６の一表面にカーボンナノチューブ構造体を形成する工程及び該カーボンナノチューブ構造体又は第一基材２０６の両端に２つの電極を分離して形成する工程と同じ方法を採用する。

（Ｅ）前記第一電極板２０２と前記第二電極板２０４を封止してタッチパネル２００を得る。該工程は、下記のステップを含む。

（ａ）前記第二電極板２０４の第二透明導電構造体２１２の周縁に絶縁層２１４を形成する。

前記絶縁層２１４は、透明な絶縁性樹脂又は他の透明な絶縁性材料によって形成される。前記絶縁層２１４形成方法は、前記第二電極板２０４の第二透明導電構造体２１２の周縁に絶縁性接着剤を塗布することである。前記絶縁性接着剤は、前記絶縁層２１４を形成するのに用いられる。

（ｂ）前記第一透明導電構造体２０８と前記第二透明導電構造体２１２とが互いに向き合うように前記第一電極板２０２を前記絶縁層２１４の上に設置してタッチパネル２００を得る。

該工程において、前記第一電極板２０２における２つの電極と、前記第二電極板２０４における２つの電極とは、互いに交差して設置される。

本実施形態は、前記第一電極板２０２を前記絶縁層２１４の上に設置する前に、前記第一電極板２０２と前記第二電極板２０４との間に複数の透明ドットスペーサ２１６を形成する工程を更に含むことができる。前記透明ドットスペーサ２１６の形成方法は、次のようである。前記複数の透明ドットスペーサ２１６を含むスラリーを前記第二電極板２０４の絶縁層２１４以外の領域に塗布して乾燥させて前記透明ドットスペーサ２１６を得る。前記絶縁層２１４及び前記透明ドットスペーサ２１６は、皆透明な絶縁性樹脂又は他の透明な絶縁性材料によって形成される。前記絶縁層２１４及び前記透明ドットスペーサ２１６を設置することによって、前記第一電極板２０２と前記第二電極板２０４とを電気的に絶縁させる。タッチパネル２００のサイズが小さい場合、前記第一電極板２０２と前記第二電極板２０４との絶縁を確保できれば、前記透明ドットスペーサ２１６を省略することができる。

又、本実施形態は、前記第一電極板２０２の第一透明導電構造体２０８の周縁に絶縁層２１４を形成した後に、前記第二電極板２０４を前記絶縁層２１４の上に設置してタッチパネル２００を得ることもできる。

また、前記タッチパネル２００を製造した後、前記タッチパネル２００の第一基材２０６の他表面に透明保護膜２１８を更に設置して、前記タッチパネル２００を保護して耐用性を高めることができる。前記透明保護膜２１８は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル及びアクリル酸樹脂の一種又は多種で形成される。また、前記透明保護膜２１８は、表面硬化処理により平滑で耐摩耗のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜のようなプラスチック層を用いてもよろしい。前記透明保護膜２１８は、グレアや反射を低減させるなどの付加機能を提供することができる。本実施形態において、前記透明保護膜２１８は、粘性を有するＰＥＴ膜を採用して、前記第一基材２０６の第一透明導電構造体２０８から離れた表面に直接接着されることができる。

（二）図６に示したように、前記タッチパネル２００の第二基材２１０の第二透明導電構造体２１２から離れた表面に偏光層２２０を形成する。

前記偏光層２２０は、カーボンナノチューブ構造体である。前記偏光層２２０は、無間隔且つ平行に設置され、又は積層設置された複数の配向型のカーボンナノチューブフィルムを含み、且つ隣接する２枚の配向型の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の配列方向は同じである。前記配向型のカーボンナノチューブフィルムは、端と端で接続され、且つ優先方位に配列される複数のカーボンナノチューブを含む。前記複数のカーボンナノチューブは、ファンデルワース力によって結合される。端と端で接続されるカーボンナノチューブはファンデルワース力によって接続される一方、優先方位に配列されるカーボンナノチューブは部分的にファンデルワース力によって結合される。そのため、前記配向型のカーボンナノチューブフィルムは、優れた自立支持性及び強靭性を有する。

前記第二基材２１０の表面にカーボンナノチューブ構造体を形成する方法は、前述した工程における前記第一基材２０６の表面にカーボンナノチューブ構造体を形成する方法とは大体同じである。その区別は、前者の場合、配向型のカーボンナノチューブフィルムを用いてカーボンナノチューブ構造体を形成する必要があり、且つ該カーボンナノチューブ構造体において、隣接する２枚の配向型の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の配列方向は同じである。前記偏光層２２０の厚さは１００μｍ〜１ｍｍである。

前記カーボンナノチューブは優れた導電性を有し、且つ前記偏光層２２０は同一方向に沿って配列される複数のカーボンナノチューブを含むため、前記偏光層２２０は、同時に透明電極及び偏光層の機能を備える。

（三）前記偏光層２２０の表面に第一配向層２２２を形成して上基板２０を得る。

前記第一配向層２２２の製造方法は、主に下記のサブステップを含む。

先ず、前記偏光層２２０の表面に配向膜を形成する。前記配向膜の材料としては、ポリスチレン（ＰＳ）及びその誘導体（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリシラン（Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅ）等の一種又は二種を用いる。前記配向膜の形成方法は、スクリーン印刷法又はスパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法等を採用することができる。本実施形態においては、スパッタリング法を用いて前記偏光層２２０の表面に配向膜とするポリイミド層を形成する。

次に、前記配向膜の表面に複数の微細溝を形成して第一配向層２２２を形成する。前記複数の微細溝を形成するのに、ラビング法、ＳｉＯｘ膜斜方蒸着法、又は膜の表面に対して微細溝処理する方法（Ｍｉｃｒｏ−Ｇｒｏｏｖｅｓ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）等を採用することができる。前記第一配向層２２２を省略してもよいため、その形成工程を省略することもできる。

第二ステップ：下基板３０を製造する。図７を参照すると。該製造方法は、具体的に下記のステップを含む。

（一）薄膜トランジスタパネル３００を製造する。該製造方法は、具体的に下記のサブステップを含む。

（Ａ）対向する２つの表面を有する第三基材３０２を提供する。

前記第三基材３０２の材料及び寸法は、前記第二基材２１０と同じである。

（Ｂ）前記第三基材３０２の一表面に薄膜トランジスタアレイ３０４を形成して薄膜トランジスタパネル３００を得る。

前記薄膜トランジスタアレイ３０４は、非晶質ケイ素薄膜トランジスタ、多晶質ケイ素薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタ又は酸化亜鉛薄膜トランジスタなどを含むことができる。前記薄膜トランジスタアレイ３０４を形成する方法は、限定されたものではない。本実施形態において、前記薄膜トランジスタアレイ３０４は、多晶質ケイ素薄膜トランジスタアレイである。

(二)前記薄膜トランジスタアレイ３０４の上に被覆する第二配向層３０６を形成する。

前記薄膜トランジスタアレイ３０４の上に被覆する第二配向層３０６を形成する方法は、前記偏光層２２０の表面に第一配向層２２２を形成する方法とは同じである。前記第二配向層３０６を省略してもよいため、その形成工程を省略することもできる。

(三)前記第三基材３０２の前記薄膜トランジスタアレイ３０４から離れた一表面に偏光片３０８を設置して下基板３０を形成する。

前記偏光片３０８は、金属偏光片、ヨード系偏光片、染料系偏光片又はポリエチレン偏光片を用いることができる。前記偏光片３０８は、透明な接着剤によって前記第三基材３０２の前記薄膜トランジスタアレイ３０４から離れた一表面に接着され、且つ前記偏光片３０８の偏光方向は前記偏光層２２０の偏光方向とお互い直交する。前記偏光片３０８の厚さは、１０μｍ〜１０００μｍである。偏光光源を用いる場合、前記偏光片３０８を省略してもよいため、その形成工程を省略することもできる。

第三ステップ：前記上基板２０の第一配向層２２２と前記下基板３０の第二配向層３０６との間に液晶層４０を設置してサンドイッチ構造を形成することにより、タッチパネルを利用した液晶表示パネル１０を形成する。

前記上基板２０の第一配向層２２２と前記下基板３０の第二配向層３０６との間に液晶層４０を設置してサンドイッチ構造を形成する方法は、具体的に下記のステップを含む。

先ず、前記上基板２０の第一配向層２２２又は前記下基板３０の第二配向層３０６の表面に液晶材料を滴下させて液晶層４０を形成する。本実施形態において、滴管で一定量の液晶材料を吸取って、前記下基板３０第二配向層３０６の表面に滴下させて液晶層４０を形成する。前記液晶層４０は、複数の棒状液晶分子を含む。

次に、前記上基板２０の第一配向層２２２側が前記液晶層４０に隣接するようにして、前記上基板２０を前記液晶層４０の上に設置する。且つ、この時、前記上基板２０の第一配向層２２２における微細溝の延伸方向と前記下基板３０の第二配向層３０６における微細溝の延伸方向とがお互い垂直する。

最後に、前記上基板２０及び前記下基板３０の周縁を封止剤で密封する。本実施形態において、前記封止剤は、７０６Ｂ型号の硫化ケイ素ゴムである。前記封止剤を対向設置された前記上基板２０及び前記下基板３０の周縁に塗布して、一日放置すると凝固する。

本実施形態は、また、次の方法によって、前記上基板２０の第一配向層２２２と前記下基板３０の第二配向層３０６との間に液晶層４０を設置してサンドイッチ構造を形成することができる。該方法は、具体的に下記のステップを含む。

先ず、第一配向層２２２が第二配向層３０６と対向するように、前記上基板２０及び前記下基板３０を平行且つ間隔的に設置する。

次に、１つの孔を残して前記上基板２０及び前記下基板３０の周縁を封止剤で密封する。

最後に、前記残された孔を通して、前記上基板２０と前記下基板３０との間に一定量の液晶材料を注入して液晶層４０を形成し、且つ密封することによりタッチパネルを利用した液晶表示パネル１０を得る。

更に、前記上基板２０と前記下基板３０との間の距離を保持するために、液晶層４０を設置する前に前記上基板２０と前記下基板３０の間に複数の透明スペーサ(図示せず)を設置する。前記透明スペーサの材料及び寸法は、実際の要求によって選択することができる。本実施形態において、前記透明スペーサの形成方法は次のようである。先ず、１μｍ〜１０μｍのポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）粒子を超音波分散により無水アルコールに分散させて溶液を得る。次に、滴管で少量の該溶液を吸取って、前記下基板３０の第二配向層３０６の表面に滴下させる。前記滴下された溶液におけるアルコールが揮発すると、残されたＰＥ粒子はスペーサとして働く。

本発明から提供されたタッチパネルを利用した液晶表示パネル１０の製造方法は、次のような利点がある。第一、カーボンナノチューブ構造体は、優れた力学性能及び耐湾曲性を有するので、カーボンナノチューブを含む透明導電構造体は、優れた靱性と機械強度を有する。又、柔軟性基材と組み合わせると、柔軟性タッチパネルを利用した液晶表示パネル１０を製造することができ、従って柔軟性表示装置に適用される。第二、本発明から提供されたカーボンナノチューブフィルムは、引き出し工具を利用して、カーボンナノチューブアレイから引き出して得られたものであるため、その製造過程において、真空環境及び加熱工程が要らない。従って、上述した方法で製造されたカーボンナノチューブフィルムを透明導電構造体としたタッチパネルを利用した液晶表示パネルは、製造コストが低く、且つ環境保護及び省エネルギーの面にも優れている。第三、前記偏光層におけるカーボンナノチューブは、同一方向に配列され、光を偏光させることができるので、それを採用するとタッチパネルを利用した液晶表示パネルの構造の簡素化を図ることができる。第四、本発明から提供されたカーボンナノチューブフィルムは、熱圧着法を通して基材に圧着されることができるので、製造コストを減少させ、且つ製造工程を簡単にすることができる。更に、本発明の熱圧着工程は温度に対する要求が低いので、基材の材料を選択する時、温度に対する限定は小さい。

１０ タッチパネルを利用した液晶表示パネル
２０ 上基板
２００ タッチパネル
２０２ 第一電極板
２０４ 第二電極板
２０６ 第一基材
２０８ 第一透明導電構造体
２１０ 第二基材
２１２ 第二透明導電構造体
２１４ 絶縁層
２１６ 透明ドットスペーサ
２１８ 透明保護膜
２２０ 偏光層
２２２ 第一配向層
３０ 下基板
３００ 薄膜トランジスタパネル
３０２ 第三基材
３０４ 薄膜トランジスタアレイ
３０６ 第二配向層
３０８ 偏光片
４０ 液晶層
５０ 熱圧装置
５２ 加圧装置

Claims (5)

1. カーボンナノチューブ構造体を有するタッチパネルを製造する第一ステップと、
   前記タッチパネルの一表面に偏光層を形成する第二ステップと、
   複数の薄膜トランジスタを備える薄膜トランジスタパネルを製造する第三ステップと、
   前記偏光層と前記薄膜トランジスタパネルとの間に液晶層を設置する第四ステップと、
   を含むことを特徴とするタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法。
2. 前記タッチパネルを製造する方法は、
   第一基材を提供する第一サブステップと、
   前記第一基材の一表面に第一カーボンナノチューブ構造体を形成する第二サブステップと、
   前記カーボンナノチューブ構造体の両端に２つの電極を分離して設置して、第一電極板を形成する第三サブステップと、
   第二基材を提供する第四サブステップと、
   前記第二基材の一表面に第二カーボンナノチューブ構造体を形成する第五サブステップと、
   前記カーボンナノチューブ構造体の両端に２つの電極を分離して設置して、第二電極板を形成する第六サブステップと、
   前記第一電極板又は第二電極板のカーボンナノチューブ構造体の周縁に絶縁層を形成する第七サブステップと、
   前記第一カーボンナノチューブ構造体と前記第二カーボンナノチューブ構造体とが隣接するように、前記第二電極板と第一電極板とを対向して設置する第八サブステップと、
   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を利用した液晶表示パネルの製造方法。
3. 前記カーボンナノチューブ構造体は少なくとも１枚のカーボンナノチューブフィルムを含み、
   前記カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、
   超配列カーボンナノチューブアレイを提供する第一サブステップと、
   前記カーボンナノチューブアレイから複数のカーボンナノチューブを選択する第二サブステップと、
   前記カーボンナノチューブアレイの成長方向と直交する方向に沿って前記複数のカーボンナノチューブを引き出す第三サブステップと、
   を含む特徴とする請求項１に記載のタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記カーボンナノチューブフィルムをレーザーで処理する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルを利用した液晶表示パネルの製造方法。
5. 前記タッチパネルの表面に偏光層を形成する方法は、少なくとも２枚の前記カーボンナノチューブフィルムを、前記タッチパネルの一つの表面に積層させて複数のカーボンナノチューブ構造体を形成させる工程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を利用した液晶表示パネルの製造方法。