静電容量式タッチパネルの製造：材料とステップバイステップ工程

静電容量式タッチパネルは1983年から使用されており、当初は腕時計のガラス表面にエッチングされていました。その後、Appleがスマートフォンに採用し、私たちの生活を一変させました。

基本的に静電容量式タッチパネルは3層構造で、各層には基板ガラスがベースとして必要です。この記事を読めば、必要な原材料と詳細な製造工程が理解できます。

1. タッチセンサー製造工程

1.1 ITO（酸化インジウムスズ）パターン形成工程

真空条件下で物理的または化学的手法を用いて薄膜を形成します。

主な成膜方法は3つあります：真空蒸着、マグネトロンスパッタリング、化学気相成長（CVD）。

スパッタリング工程では、UV（紫外線）でガラス基板を洗浄できます。レジスト塗布、露光、スクリーン印刷、硬化、フレーム配線を経て、基板ガラス上にパターンが形成されます。その後、同じ方法でガラスを洗浄・コーティングします。

1.2 モジュール化工程

この工程に入る前に、すべてのコンポーネントがUV洗浄システムで清浄であることを確認します。

その後、OCA（光学透明接着剤）とOCR（光学透明樹脂）を用いて各層をラミネーションおよびコーティングします。

 

ITOパターンによりタッチ位置の方向を検出できます。後段のコントローラが引き込み電流の比率を演算し、X軸とY軸を算出します。

タッチセンサー完成の最終工程は、FPC（フレキシブルプリント基板）の実装です。

2. LCD（液晶ディスプレイ）パネル製造工程

2.1 TFT（薄膜トランジスタ）アレイ工程

タッチセンサーと同様、まず基板ガラスを用意し成膜します。その後、5〜7回繰り返す一連の工程があります。

2.2 カラーフィルター工程

別の基板ガラスを用意し、表面洗浄を最初に行います。

次にブラックマトリクス形成とカラーレジスト塗布（ぬりえのように着色）を行います。

さらにガラス上に保護膜形成を施します。

2.3 セル工程

TFT層とアライメント・接合を行います。層が清浄であることを確認後、液晶滴下でカラーフィルターと位置合わせし、2枚の偏光板を貼り合わせます。

2.4 モジュール化工程

COG（チップオングラス）でACF（異方性導電フィルム）テープを接続し、LCDパネルが完成します。

3. カバーガラス製造工程

カバーガラスをUV（紫外線）で洗浄・硬化後、フッ素系コーティングを施して完成です。

4. 組立工程

センサーモジュール化工程と同様に、OCAラミネーションとOCRコーティングでタッチセンサーとLCDパネルを貼り合わせ、その上にカバーガラスを配置します。

5. まとめ

静電容量式タッチパネルは3層構造です。

各層は基板ガラスをベースとし、各工程の前後で洗浄が極めて重要です。理想的には真空条件下で行うことで高品質なタッチパネルが得られます。

センサーガラス上のパターンがタッチパネルの特性を決定します。エッチング工程には、ITOエッチング、片面エッチング、両面エッチング、金属エッチングがあります。

さらに、レーザー印刷の精度、エキシマVUV洗浄システム、フォトアライメントシステムなどの工程設備精度も品質に影響します。

したがって、タッチパネル製造工程は非常に複雑です。大量の手作業ではなく、高機能自動機と成熟したライン運用が必要です。

製造工程は複雑かつ多様ですが、できるだけ簡潔に説明しました。1記事ですべての詳細を網羅するのは困難で、タッチパネルの種類によって工程も異なります。

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