JP2010177345A - 回路基板およびその製造方法、タッチパネルならびに表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷層が剥がれ難い回路基板およびその製造方法、ならびに印刷層が剥がれ難いタッチパネルおよびそれを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】スパッタリングによって基材１０の表面全体に下地層１１を形成したのち、スパッタリングによって下地層１１の表面全体に導電層１２Ｄを形成する（図６（Ａ））。次に、フォトリソグラフィ法を用いて導電層１２Ｄをパターニングし、第１配線層１２を形成する（図６（Ｂ））。次に、印刷法を用いて第１配線層１２を覆うように印刷層１３Ｄを形成する（図６（Ｃ））。
【選択図】図６

Description

本発明は、印刷層が基材の上に形成された回路基板およびその製造方法、ならびに印刷層が透明基板の上に形成されたタッチパネルおよびそれを備えた表示装置に関する。

近年、フォトリソグラフィを用いずに数ｎｍ〜数μｍレベルの構造体を基板上に形成する方法として各種印刷法が注目されている。各種印刷法で用いられるインクとしては、樹脂組成物や金属ナノコロイドなどを含有するものが一般的に用いられている。印刷法の種類としては、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法などが挙げられる。構造体の形成に印刷法が利用され得る分野としては、例えば、半導体、ＦＰＤ（Flat Panel Display）のカラーフィルタ、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)、タッチパネルなどが挙げられる。

例えば、タッチパネルでは、所定の間隙を介して互いに対向するガラスおよびフィルムのそれぞれの対向面上に配線層が引き回される（引用文献１参照）。その配線層を形成する際に、上述した印刷法を用いることが可能である。

特開２００２−１８２８５４号公報

ところで、上述した配線層は細長い形状となっているので、配線層とガラスまたはフィルムとの接触部分の幅は極めて狭い。その上、印刷法で形成された配線層と、ガラスまたはフィルムとの密着性があまり良くない。そのため、配線層がガラスやフィルムの表面から剥がれ易いという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、印刷層が剥がれ難い回路基板およびその製造方法、ならびに印刷層が剥がれ難いタッチパネルおよびそれを備えた表示装置を提供することにある。

本発明の回路基板の製造方法は、基材の表面に無機層を形成する第１工程と、無機層に接すると共に基材に接しない印刷層を形成する第２工程とを含むものである。

本発明の回路基板の製造方法では、基材表面の無機層に接すると共に基材に接しないように印刷層が形成される。これにより、基材と印刷層とを無機層を介して互いに密着させることが可能である。

本発明の回路基板は、基材の表面に無機層を備えたものである。無機層の表面に、無機層に接すると共に基材に接しない導電性の印刷層が設けられている。

本発明の回路基板では、基材表面の無機層に接すると共に基材に接しないように導電性の印刷層が設けられている。これにより、基材と印刷層とを無機層を介して互いに密着させることが可能である。

本発明のタッチパネルは、離間して対向配置された第１透明基板および第２透明基板を備えている。第１透明基板のうち第２透明基板との対向面に第３無機層が設けられており、第３無機層に接すると共に第１透明基板に接しない導電性の第１印刷層が第３無機層の表面に設けられている。第２透明基板のうち第１透明基板との対向面に第４無機層が設けられており、第４無機層に接すると共に第２透明基板に接しない導電性の第２印刷層が第４無機層の表面に設けられている。第１透明基板および第２透明基板の間隙であって、かつ第１印刷層および第２印刷層との対向領域の一部を含む領域にフレキシブルプリント配線板が設けられている。

本発明の表示装置は、画像表示面を有する表示パネルと、画像表示面上に配置されたタッチパネルとを備えている。本発明の表示装置に内蔵されたタッチパネルは、上記したタッチパネルと同一の構成要素を有している。

本発明のタッチパネルおよび表示装置では、第１透明基板表面の第３無機層に接すると共に第１透明基板に接しないように導電性の第１印刷層が設けられており、第２透明基板表面の第４無機層に接すると共に第２透明基板に接しないように導電性の第２印刷層が設けられている。これにより、第１透明基板と第１印刷層とを第３無機層を介して互いに密着させることが可能であり、第２透明基板と第２印刷層とを第４無機層を介して互いに密着させることが可能である。

本発明の回路基板の製造方法によれば、基材表面の無機層に接すると共に基材に接しないように印刷層を形成するようにしたので、基材と印刷層とを無機層を介して互いに密着させることができる。これにより、印刷層を基材表面に直接形成した場合と比べて、印刷層を剥がれ難くすることができる。

本発明の回路基板によれば、基材表面の無機層に接すると共に基材に接しないように導電性の印刷層を設けるようにしたので、基材と印刷層とを無機層を介して互いに密着させることができる。これにより、印刷層を基材表面に直接形成した場合と比べて、印刷層を剥がれ難くすることができる。

本発明のタッチパネルおよび表示装置では、第１透明基板表面の第３無機層に接すると共に第１透明基板に接しないように第１印刷層を設け、かつ第２透明基板表面の第４無機層に接すると共に第２透明基板に接しないように第２印刷層を設けるようにした。これにより、第１透明基板と第１印刷層とを第３無機層を介して互いに密着させると共に、第２透明基板と第２印刷層とを第４無機層を介して互いに密着させることができる。その結果、第１印刷層および第２印刷層を第１透明基板および第２透明基板の表面に直接形成した場合と比べて、第１印刷層および第２印刷層を剥がれ難くすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る回路基板の断面図である。 図１の回路基板の第１の変形例の断面図である。 図１の回路基板の第２の変形例の断面図である。 図１の回路基板の第３の変形例の断面図である。 図１の回路基板の第４の変形例の断面図である。 図１の回路基板の製造方法を説明するための断面図である。 比較例に係る回路基板の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタッチパネルの斜視図である。 図８のタッチパネルの展開図である。 図８の上側基板のＡ−Ａ矢視方向の断面図である。 図８の下側基板のＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。 一適用例に係る表示装置の断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態（回路基板）
２．第２の実施の形態（タッチパネル）
３．適用例（表示装置）

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る回路基板１の断面構成の一例を表したものである。この回路基板１は、例えば、図１に示したように、基材１０上に、下地層１１、第１配線層１２（第２無機層）、第２配線層１３（印刷層）を備えている。なお、本実施の形態の下地層１１および第１配線層１２からなる層が本発明の「無機層」の一具体例に相当する。

基材１０は、下地層１１、第１配線層１２および第２配線層１３を支持するものであり、例えば、ガラスなどの無機材料を含んで構成されている。基材１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリオレフィン、アクリルなどの高分子材料を含んで構成されていてもよい。なお、基材１０に対して、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤などの各種添加剤が添加されていてもよい。

下地層１１は、基材１０と、第１配線層１２および第２配線層１３との密着性を向上させるものであり、１または複数の無機層（第１無機層）を含んで構成されている。無機層の材料としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、窒化ケイ素、インジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、アルミニウム・亜鉛酸化物およびガリウム・亜鉛酸化物のいずれか１つ、またはこれらの混合物などが挙げられる。下地層１１が複数の無機層を含んでいる場合には、全ての無機層が同一材料によって構成されていてもよいし、一部の無機層が他の無機層とは異なる材料によって構成されていてもよい。また、下地層１１が複数の無機層を含んでいる場合には、下地層１１は無機層同士の間に有機層を有していてもよい。有機層の材料としては、例えば各種の樹脂が挙げられる。下地層１１は、例えば、フォトリソグラフィ法などによって形成されている。

なお、下地層１１は、図１に示したように、基材１０の表面全体に形成されていてもよいし、図２に示したように、基材１０の表面の一部にだけ形成されていてもよい。

第１配線層１２は、例えば、第２配線層１３の抵抗値よりも低抵抗の導電性材料によって構成されており、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含んで構成されている。なお、第１配線層１２が、無機層の材料として上で例示した材料を含んで構成されていてもよい。第２配線層１３は、導電性材料によって構成されており、例えば、有機材料中に金属ナノコロイドが添加されたインクに対してエネルギーを印加して有機材料を揮発させることにより形成されたものである。第２配線層１３は、例えば、金属ペースト、または導電性高分子を含む材料に対してエネルギーを印加して金属ペースト、または導電性高分子を含む材料を固化することにより形成されたものであってもよい。第１配線層１２および第２配線層１３は、細長い所定のパターンとなっており、例えば、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法などの印刷法によって形成されている。第１配線層１２は、印刷法以外の方法、例えば、フォトリソグラフィ法などによって形成されていてもよい。

第２配線層１３は、例えば、図１、図２に示したように、下地層１１および第１配線層１２の双方に接して形成されていてもよいし、例えば、図３、図４に示したように、第１配線層１２にだけ接して形成されると共に下地層１１に接しないで形成されていてもよい。いずれにおいても、第２配線層１３は、基材１０には接しないで形成されている。一方、第１配線層１２は、図１〜図４に示したように、下地層１１および第２配線層１３に接して形成されている。なお、第１配線層１２は、必要に応じてなくしてもよい。例えば、図５に示したように、第２配線層１３が、当該第２配線層１３の下面全体が下地層１１に直接、接した状態で形成されていてもよい。

次に、本実施の形態の回路基板１の製造方法の一例について説明する。なお、以下では、図１に示した構成を備えた回路基板１の製造方法について主に説明する。

図６（Ａ）〜（Ｃ）は、回路基板１の製造過程の断面構成の一例を表したものである。まず、例えばスパッタリングによって基材１０の表面全体に下地層１１を形成したのち、例えばスパッタリングによって下地層１１の表面全体に導電層１２Ｄを形成する（図６（Ａ））。なお、図２、図４に示した構成を備えた回路基板１を製造する際には、例えばフォトリソグラフィ法などを用いて基材１０の表面の一部にだけ下地層１１を形成する。

次に、例えばフォトリソグラフィ法などを用いて導電層１２Ｄをパターニングし、それによって第１配線層１２を形成する（図６（Ｂ））。次に、印刷法（例えばグラビア印刷法）を用いて、第１配線層１２を覆うように、つまり、下地層１１および第１配線層１２の表面上に印刷層１３Ｄを形成する（図６（Ｃ））。なお、図３、図４に示した構成を備えた回路基板１を製造する際には、第１配線層１２の表面上にだけ、つまり、下地層１１に接しないように印刷層１３Ｄを形成する。

最後に、印刷層１３Ｄが、例えば、主に金属ナノ粒子を含み、かつ有機物成分を含むインクからなる場合には、印刷層１３Ｄに対してエネルギーを印加して有機物成分を揮発させる。これにより、第２配線層１３が形成される。また、印刷層１３Ｄが、例えば、金属ペースト、または導電性高分子を含む材料からなる場合には、印刷層１３Ｄに対してエネルギーを印加して金属ペースト、または導電性高分子を含む材料を固化する。これにより、第２配線層１３が形成される。このようにして、本実施の形態の回路基板１が製造される。

ところで、上述した第１配線層１２および第２配線層１３は細長い形状となっているので、第１配線層１２および第２配線層１３の幅は極めて狭い。その上、第２配線層１３が印刷法で形成されている場合には、第２配線層１３と基材１０との密着性があまり良くない。そのため、例えば図７に示したように、従来の回路基板１００においては、第２配線層１３が基材１０の表面から剥がれ易いという問題があった。

一方、本実施の形態では、基材１０の表面に、基材１０と、第１配線層１２および第２配線層１３との密着性を向上させる下地層１１が設けられている。さらに、下地層１１および下地層１１に接する第１配線層１２のうち少なくとも第１配線層１２に接すると共に基材１０に接しないように第２配線層１３が形成されている。これにより、基材１０と第２配線層１３とを、下地層１１および第１配線層１２のうち少なくとも下地層１１を介して互いに密着させることができる。その結果、第２配線層１３を基材１０の表面に接触させた場合と比べて、第２配線層１３を剥がれ難くすることができる。

＜第２の実施の形態＞
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るタッチパネル２の概略構成を斜視的に表したものである。図９は、図８のタッチパネル２を分解して表したものである。図１０は図９のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表したものであり、図１１は図９のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成を表したものである。

タッチパネル２は、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネル等を備えた表示装置の上に重ねて画面入力表示装置として用いられるものであり、指やペンなどでタッチパネル２の表面を押すことにより表示装置の表示画面上の表示の選択等を直接行うことができる。なお、タッチパネルの種類には、抵抗膜方式や静電容量方式などがあるが、本実施形態では、本発明を抵抗膜方式のタッチパネルに適用した場合を例示して説明する。

タッチパネル２は、例えば、所定の間隙を介して対向配置された一対の上側基板２０および下側基板３０を備えている。一対の上側基板２０および下側基板３０の間には、外部とのインターフェースに相当するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）４０と接着層５０とが設けられている。

上側基板２０は、指やペンなどが接触する接触面２０Ａとなる透明基板２１（第１透明基板）を有している。透明基板２１のうち接触面２０Ａとは反対側の面（下面）全体に、上述した下地層１１（第３無機層）が設けられており、その下地層１１の表面の一部に抵抗膜２２が設けられている。下地層１１の表面のうち抵抗膜２２の周囲に、抵抗膜２２に連結されると共に電気的に接続された第１配線層１２（第５無機層）および第２配線層１３（第１印刷層）が設けられている。これら第１配線層１２および第２配線層１３の一端が、透明基板２１の下面の一の端縁であって、かつＦＰＣ４０の端部４０Ａとの対向領域に設けられており、端部４０Ａと接触している。

ここで、透明基板２１は、例えば、軟質なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの可撓性透明樹脂によって構成されている。抵抗膜２２は、例えばＩＴＯなどからなる。

下側基板３０は、指やペンなどで上側基板１０を接触した際に抵抗膜２２が接触する抵抗膜３２（後述）を支持する透明基板３１（第２透明基板）を有している。透明基板３１のうち上側基板２０との対向面（上面）全体に、上述した下地層１１（第４無機層）が設けられており、その下地層１１の表面であって、かつ抵抗膜２２との対向領域には、上記した抵抗膜３２が設けられている。下地層１１の表面のうち抵抗膜３２の周囲に、抵抗膜３２に連結されると共に電気的に接続された第１配線層１２（第６無機層）および第２配線層１３（第２印刷層）が設けられている。これら第１配線層１２および第２配線層１３の一端が、透明基板３１の上面の一の端縁であって、かつＦＰＣ４０の端部４０Ａとの対向領域に設けられており、端部４０Ａと接触している。

ここで、透明基板３１は、例えば、軟質なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの可撓性透明樹脂、アクリル板などの硬質透明樹脂材、または硬質な透明ガラスなどによって構成されている。抵抗膜３２は、例えばＩＴＯなどからなる。

接着層５０は、抵抗膜２２との対向領域に開口５０Ａを有する環形状となっており、ＦＰＣ４０を挟んだ状態で上側基板２０および下側基板３０同士を接着している。この接着層５０は、ＦＰＣ４０との対応領域に切り欠き５０Ｂを有しており、ＦＰＣ４０と厚さ方向から見て重なり合わないようになっている。接着層５０は、例えば、両面テープなどによって構成されている。

本実施の形態では、上側基板２０および下側基板３０において、透明基板２１，３１の表面に、透明基板２１，３１と、第１配線層１２および第２配線層１３との密着性を向上させる下地層１１が設けられている。さらに、下地層１１および下地層１１に接する第１配線層１２のうち少なくとも第１配線層１２に接すると共に透明基板２１，３１に接しないように第２配線層１３が印刷法によって形成されている。これにより、透明基板２１，３１と第２配線層１３とを、下地層１１および第１配線層１２のうち少なくとも下地層１１を介して互いに密着させることができる。その結果、第２配線層１３を透明基板２１，３１の表面に接触させた場合と比べて、第２配線層１３を剥がれ難くすることができる。

＜適用例＞
図１２は、上記第２の実施の形態のタッチパネル２を表示装置に適用した場合の一適用例を表したものである。図１２に記載の表示装置３は、画像表示面７０Ａを有する液晶表示パネル７０（表示パネル）を備えたものである。この表示装置３は、画像表示面７０Ａ上にタッチパネル２を備え、液晶表示パネル７０の背面にバックライト６０を備えている。なお、これら液晶表示パネル７０、タッチパネル２およびバックライト６０は、筐体８０によって支持されている。

本適用例では、第２の実施の形態に係るタッチパネル２が用いられているので、第２配線層１３を透明基板２１，３１の表面に接触させた場合と比べて、第２配線層１３の剥がれに起因する歩留まりの低下を低減することができる。

以上、実施の形態およびその変形例ならびに適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく種々変形可能である。例えば、上記第２の実施の形態および適用例では、回路基板１をタッチパネルや液晶表示装置に適用した場合について説明していたが、他の表示装置やデバイスに対してももちろん適用可能である。他の表示装置としては、例えば、プラズマ表示装置（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、無機ＥＬ表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示装置、電界放射型表示装置（Field Emission Display：ＦＥＤ）、表面伝導型電子放出素子表示装置（Surface-conduction Electron-emitter Display：ＳＥＤ）、電子ペーパなどの表示装置などが挙げられる。他のデバイスとしては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro-Mirror Device：ＤＭＤ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの半導体装置、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子などが挙げられる。

１…回路基板、２…タッチパネル、３…表示装置、１０…基材、１１…下地層、１２…第１配線層、１３…第２配線層、２０…上側基板、２０Ａ…接触面、２１，３１…透明基板、２２，３２…抵抗膜、３０…下側基板、４０…フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、４０Ａ…端部、５０…接着層、５０Ａ…開口、６０…バックライト、７０…液晶表示パネル、７０Ａ…画像表示面、８０…筐体。

Claims (15)

1. 基材の表面に無機層を形成する第１工程と、
   前記無機層に接すると共に前記基材に接しない印刷層を形成する第２工程と
   を含む回路基板の製造方法。
2. 前記印刷層は、主に金属ナノ粒子を含み、かつ有機物成分を含むインク、金属ペースト、または導電性高分子を含む材料からなる
   請求項１に記載の回路基板の製造方法。
3. 前記印刷層が、主に金属ナノ粒子を含み、かつ有機物成分を含むインクからなり、
   前記第２工程において、前記インクに対してエネルギーを印加して前記有機物成分を揮発させることにより前記印刷層に導電性を付与する
   請求項２に記載の回路基板の製造方法。
4. 前記印刷層は、金属ペースト、または導電性高分子を含む材料からなり、
   前記第２工程において、前記金属ペースト、または前記導電性高分子を含む材料に対してエネルギーを印加して前記金属ペースト、または導電性高分子を含む材料を固化する
   請求項２に記載の回路基板の製造方法。
5. 前記基材は、無機材料または高分子材料を含む
   請求項１に記載の回路基板の製造方法。
6. 前記無機層は、１または複数の第１無機層を有する
   請求項１に記載の回路基板の製造方法。
7. 前記第１無機層は、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、窒化ケイ素、インジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、アルミニウム・亜鉛酸化物およびガリウム・亜鉛酸化物のいずれか１つ、またはこれらの混合物を含む
   請求項６に記載の回路基板の製造方法。
8. 前記無機層は、前記印刷層に接する第２無機層を有する
   請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の回路基板の製造方法。
9. 前記第２無機層は、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、窒化ケイ素、インジウム・スズ酸化物、インジウム・亜鉛酸化物、アルミニウム・亜鉛酸化物およびガリウム・亜鉛酸化物のいずれか１つ、またはこれらの混合物を含む
   請求項８に記載の回路基板の製造方法。
10. 基材と、
    前記基材の表面に形成された無機層と、
    前記無機層に接すると共に前記基材に接しない導電性の印刷層と
    を備えた回路基板。
11. 前記印刷層は、主に金属ナノ粒子を含み、かつ有機物成分を含むインクに対してエネルギーを印加して前記有機物成分を揮発させることにより形成されたものである
    請求項１０に記載の回路基板。
12. 前記印刷層は、金属ペースト、または導電性高分子を含む材料に対してエネルギーを印加して前記金属ペースト、または導電性高分子を含む材料を固化することにより形成されたものである
    請求項１０に記載の回路基板。
13. 離間して対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
    前記第１透明基板のうち前記第２透明基板との対向面に設けられた第３無機層と、
    前記第３無機層に接すると共に前記第１透明基板に接しない導電性の第１印刷層と、
    前記第２透明基板のうち前記第１透明基板との対向面に設けられた第４無機層と、
    前記第４無機層に接すると共に前記第２透明基板に接しない導電性の第２印刷層と、
    前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙であって、かつ前記第１印刷層および前記第２印刷層との対向領域の一部を含む領域に設けられたフレキシブルプリント配線板と
    を備えたタッチパネル。
14. 前記第３無機層と前記第１印刷層との間に、前記第３無機層および前記第１印刷層に接すると共に前記第１透明基板に接しない導電性の第５無機層を備えると共に、前記第４無機層と前記第２印刷層との間に、前記第４無機層および前記第２印刷層に接すると共に前記第２透明基板に接しない導電性の第６無機層を備える
    請求項１３に記載のタッチパネル。
15. 画像表示面を有する表示パネルと、
    前記画像表示面上に配置されたタッチパネルと
    を備え、
    前記タッチパネルは、
    離間して対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
    前記第１透明基板のうち前記第２透明基板との対向面に設けられた第３無機層と、
    前記第３無機層に接すると共に前記第１透明基板に接しない導電性の第１印刷層と、
    前記第２透明基板のうち前記第１透明基板との対向面に設けられた第４無機層と、
    前記第４無機層に接すると共に前記第２透明基板に接しない導電性の第２印刷層と、
    前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙であって、かつ前記第１印刷層および前記第２印刷層との対向領域の一部を含む領域に設けられたフレキシブルプリント配線板とを有する
    表示装置。

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