JP2011076365A - タッチパネル用基材、タッチパネル、タッチパネル用基材の製造方法、およびタッチパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、Ｘ軸電極とＹ軸電極の交差部分に不良が発生しにくいタッチパネル用基材、タッチパネル、タッチパネル用基材の製造方法、およびタッチパネルの製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明のタッチパネル用基材１０は、絶縁性の透明基材１２、透明基材１２の一面上に縦横に配列形成された交差部分１４を備える。交差部分１４は、第１導電部１６、絶縁部１８、第２導電部２０の順番に積層されたものである。交差部分１４は、縦横に並べられて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量型のタッチパネル用基材、タッチパネル、タッチパネル用基材の製造方法、およびタッチパネルの製造方法に関するものである。

従来、種々のタッチパネルが開発・開示されている。タッチパネルの種類としては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式などがあり、指のタッチや近接による静電容量の変化で位置検出をする静電容量式もある。

静電容量式タッチパネルは、シート状の透明基材の一面に第１電極、他面に第２電極が形成されている。第１電極と第２電極はそれぞれ直線状の電極であり、互いに直交する方向を向いている。操作者の指がタッチパネルに近接されると、第１電極と第２電極の内、指が接近した近傍にある電極の静電容量が変化する。静電容量式タッチパネルは、その静電容量の変化を検出して直交する座標を求める。

また、図７のタッチパネル５０のように、第１電極５２と第２電極５４を透明基材の一面に形成する場合もある。この場合、第１電極５２と第２電極５４は、絶縁層５６を介して交差させる。下記の特許文献１は、各電極５２，５４をＩＴＯで形成している。また、特許文献２は、各電極５４，５２を細線で形成している。

しかし、下記の特許文献は、Ｘ軸とＹ軸の電極を作成後に交差部分を形成している。形成の難しい交差部分であるため、その後の検査によって不良が発見されると無駄が多い。特許文献１の方法であれば、交差部分に絶縁材料を埋め込む際、確実に埋め込めるか不明である。絶縁材料によっては、交差部分にエアが入り、交差部分に不良が発生する。また、特許文献２は、交差部分に中空部分があり、タッチによって交差部分が破損されるおそれがある。

特開２００８−３１０５５０号公報 特許２００９−９５７４号公報

本発明の目的は、Ｘ軸電極とＹ軸電極の交差部分に不良が発生しにくいタッチパネル用基材、タッチパネル、タッチパネル用基材の製造方法、およびタッチパネルの製造方法を提供することにある。

タッチパネル用基材は、透明基材と、前記透明基材の一面上において縦横に配置され、第１導電部、絶縁部、第２導電部の順番に積層された交差部分とを備える。

前記透明基材はロールフィルムからなる。

前記第１導電部と第２導電部とが絶縁部を介して直交する方向を向いている。

タッチパネルは、上記のタッチパネル用基材と、前記タッチパネル用基材の一面上において、一の方向に隣り合う交差部分の第１導電部同士を接続する第１電極と、前記タッチパネル用基材の一面上において、他の方向に隣り合う交差部分の第２導電部同士を接続する第２電極とを備える。

前記第１電極、第２電極、またはその両方が接続されない交差部分を備える。

タッチパネル用基材の製造方法は、透明基材を準備するステップと、前記透明基材の一面上において縦横に、第１導電部、絶縁部、第２導電部を順番に積層して交差部分を形成するステップと、前記交差部分の状態を検査するステップとを備える。

タッチパネルの製造方法は、透明基材を準備するステップと、前記透明基材の一面上において縦横に、第１導電部、絶縁部、第２導電部を順番に積層して交差部分を形成するステップと、前記交差部分の状態を検査するステップと、一の方向に隣り合う前記交差部分の第１導電部同士を第１電極で接続するステップと、他の方向に隣り合う前記交差部分の第２導電部同士を第２電極で接続するステップとを備える。

交差部分を作成した時点で各導電部の導通、絶縁部の絶縁性を検査し、不良があればリペアをしてから縦横に電極を形成するため、歩留まりが良くなり、コストダウン可能である。

本発明のタッチパネル用基材を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）は部分拡大図である。 交差部分を示す図である。 タッチパネルを示す図である。 検査方法を示す図であり、（ａ）は透過光を利用した検査方法の図であり、（ｂ）は反射光を利用した検査方法である。 一部の交差部分を使用しないタッチパネルを示す図である。 タッチパネル用基材を種々のタッチパネルに適用するための図である。 従来のタッチパネルを示す図である。

本発明について図面を使用して説明する。タッチパネルは静電容量型のタッチパネルである。

図１に示す本発明のタッチパネル用基材１０は、絶縁性の透明基材１２、透明基材１２の一面上に縦横に配列形成された交差部分１４を備える。

透明基材１２の材料としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレートなどの透明材料が挙げられ、またこれらの材料が積層された構成でも良い。また、透明基材１２にはハードコート加工や反射防止加工、防汚加工などが施されていてもよい。厚みは約２０〜２０００μｍが好ましく、ロールフィルムとして供給されるものがより好ましい。

図２に示すように、交差部分１４は、第１導電部１６、絶縁部１８、第２導電部２０の順番に積層されたものである。交差部分１４は、ＸＹ方向（縦横）に並べられて配置される。隣り合う交差部分１４のピッチは、例えば約１〜２０ｍｍが好ましく、より好ましくは約２〜５ｍｍである。第１導電部１６が透明基材１２に接している。

第１導電部１６は、導電性のナノ粒子を含むインクによって印刷形成されたものである。印刷方法は、インクジェットプリンタやスクリーン印刷機、オフセット印刷機などを使用したドット印刷が挙げられる。導電性のナノ粒子は銀、金、白金、パラジウム、銅、カーボン、またはそれらの混合物を含む紫外線硬化型や熱硬化型のインクである。

第１導電部１６の形状は楕円又は長方形となり、長軸は１０００〜３０００μｍが好ましく、より好ましくは１０００〜２０００μｍである。また、短軸は１０〜８０μｍが好ましく、より好ましくは１０〜６０μｍである。厚みは ２〜１０μｍが好ましい。第１導電部１６は、長軸がＸ方向を向いている。

絶縁部１８は、絶縁性のインクによって印刷形成されたものである。印刷方法は、第１導電部１６の印刷方法と同じである。絶縁性のインクは、アクリル系、シリコン系、ウレタン系樹脂などで、紫外線硬化型または熱硬化型のインクが挙げられる。

絶縁部１８は、円形や正方形などである。円形であれば、直径が第１導電部１６の長軸よりも短く、短軸よりも長くなる。正方形であれば、一辺が第１導電部１６の長軸よりも短く、短軸よりも長くなる。第１導電部１６の長軸方向の両端が絶縁部１８から露出する。１辺は３０〜１００μｍが好ましく、より好ましくは４０〜８０μｍである。厚みは ２〜１０μｍが好ましい。

第２導電部２０は、第１導電部１６と同様に導電性のナノ粒子を含むインクによって印刷形成されたものであり、楕円形または長方形である。第１導電部１６と第２導電部２０の長軸同士は、互いに直交する方向を向いている。第１導電部１６と絶縁部１８の上に第２導電部２０を形成するため、第２導電部２０は曲面の上に形成されることとなる。また、第１導電部１６と接しないようにする必要がある。したがって、第１導電部１６よりも粘性の高いインクを使用するのが好ましい。

第２導電部２０は、長軸は１０００〜３０００μｍが好ましく、より好ましくは１０００〜２０００μｍである。短軸は１０〜８０μｍが好ましく、より好ましくは１０〜６０μｍである。厚みは２〜１０μｍが好ましい。第２導電部２０は、長軸がＹ方向を向いている。

第１導電部１６が最下層になり、第２導電部２０が最上層になっているが、逆であっても良い。この場合、後述する製造方法においても積層する順番が逆になる。

図３に示すように、タッチパネル用基材１０を使用してタッチパネル３０が形成される。タッチパネル３０は、上述したタッチパネル用基材１０と、隣り合う交差部分１４同士を接続する第１電極（Ｘ軸電極）３２と、隣り合う交差部分１４同士を接続する第２電極（Ｙ軸電極）３４とを備える。

第１電極３２と第２電極３４は、透明基材１２の交差部分１４のある面に形成される。上記のように交差部分１４がＸＹ方向に配列されている。第１電極３２は、線状の導体線であり、Ｘ方向に並んだ交差部分１４同士を接続する。第１電極３２は、Ｘ方向に隣り合う交差部分１４の第１導電部１６に接続される。第２電極３４は、線状の導体線であり、Ｙ方向に並んだ交差部分１４同士を接続する。第２電極３４は、Ｙ方向に隣り合う交差部分１４の第２導電部２０に接続される。第１電極３２と第２電極３４は互いに直交する方向を向いている。第１電極３２および第２電極３４は、第１導電部１６または第２導電部２０と同じ材料で、印刷形成される。第１導電部１６、第２導電部２０、第１電極３２、および第２電極３４によって、縦横に導体線が形成される。

また、Ｘ方向およびＹ方向の端にある交差部分１４からは、引き出し配線３６が接続されている。引き出し配線３６が、透明基材１２の端部まで形成され、そこからタッチパネル３０を駆動させるためのドライバＩＣに接続される。引き出し配線３６は、第１電極３２や第２電極３４と同じように、第１導電部１６または第２導電部２０と同じ材料で、印刷形成される。ドライバＩＣは、各電極３２、３４に所定の電圧を印加し、交差部分１４の静電容量の変化を検知する。静電容量の変化によってタッチパネル３０に対するタッチ位置が判別される。

次に、タッチパネル用基材１０およびタッチパネル３０の製造方法について説明する。（１）透明基材１２を準備する。この準備には、必要に応じて透明基材１２をロール状にしたり、所定の大きさに切断することを含む。

（２）透明基材１２の一面上に、第１導電部１６、絶縁部１８、および第２導電部２０の順番に積層して交差部分１４を形成する。積層は、透明基材１２の移送中におこなう。ロール状の透明基材１２であれば、透明基材１２を一の軸から他の軸に巻き移す途中でおこなうこととなる。各部の材料を吐出するインクジェットプリンタなどを準備し、各部を順番に印刷形成する。各部の材料の混合を生じさせないために、第１導電部１６の乾燥、硬化後に絶縁部１８を積層させ、絶縁部１８の乾燥、硬化後に第２導電部２０を積層させる。透明基材１２を停止させて印刷形成をおこなっても良い。

（３）交差部分１４の形成後に、交差部分１４の状態を検査する。検査方法は、タッチパネル用基材１０を移送させながら、タッチパネル用基材１０に対して光を照射し、透過光や反射光を受光する方法が挙げられる。透過光を利用するのであれば、図４（ａ）の検査装置４０ａのように、光Ｌ１を出射する光源４２と、透過光Ｌ２を受光する受光素子４４と、受光量から不良箇所を検出するコンピュータ（図示せず）とを備える。

また、反射光を利用するのであれば、図４（ｂ）の検査装置４０ｂのように、光Ｌ１を出射する光源４２と、反射光Ｌ３を受光する受光素子４４と、受光量から不良箇所を検出するコンピュータ（図示せず）とを備える。タッチパネル用基材１０のばたつきを抑えるために、タッチパネル用基材１０をローラー４６に密着させる。ローラー４６の表面に光吸収処理を施しておくことにより、受光素子４４は絶縁基材１２からの反射光Ｌ３のみを受光することができる。

透過光Ｌ２や反射光Ｌ３を利用する理由を説明する。交差部分１４によって光の乱反射や吸収が生じるため、透過光Ｌ２や反射光Ｌ３が減少される。交差部分１４は縦横に整列配置されているため、透過光Ｌ２や反射光Ｌ３の減少に規則性がある。不規則に透過光Ｌ２や反射光Ｌ３の減少が生じた場合、正常な位置に交差部分１４が無いことが分かり、コンピュータが不良箇所を判定できる。

また、検査装置４０ａ，４０ｂは、交差部分１４によって生じる乱反射光を受光素子４４で受光するようにしても良い。交差部分１４の形状が一定であり、所定の乱反射光が生じる。受光素子は、その乱反射光を受光する。交差部分１４が所定位置からずれていたり、所定形状でなければ、乱反射光の受光光量が変化する。コンピュータは、この変化によって不良箇所を検出する。

さらに、タッチパネル用基材１０が移送されるスピードを遅くしたり、定期的に停止させながら移送することによって、交差部分１４を画像撮影しても良い。撮影された画像に対してエッジ処理などの画像処理をおこない、得られた交差部分１４の形状から、所定の形状になっているかを検査する。また、抜き取り検査によって、交差部分１４の第１導電部１６と第２導電部２０のそれぞれの導通、絶縁部１８の絶縁状態を検査しても良い。

不良部分に対しては、リペアをおこなったり、不良部分とその周辺を切り取り除去する。なお、切り取り除去は、タッチパネル用基材１０が２つに分離されるようにおこなう。不良部分の無いタッチパネル用基材１０を後工程で使用する。

（４）次にタッチパネル３０を製造する。タッチパネル用基材１０の上に第１電極３２、第２電極３４、引き出し配線３６を形成する。これらの形成は、第１導電部１６や第２導電部２０と同様の印刷方法によっておこなう。第１電極３２は、Ｘ方向に隣り合う交差部分１４の第１導電部１６同士を接続し、第２電極３４は、Ｙ方向に隣り合う交差部分１４の第２導電部２０同士を接続する。

第１電極３２、第２電極３４、および引き出し配線３６は、タッチパネル用基材１０をロール状にした後におこなっても良いし、タッチパネル用基材１０の製造後、ロール状にする前におこなっても良い。

（５）必要に応じて、タッチパネル用基材１０の上に透明の絶縁材料で保護薄膜を形成する。交差部分１４と各電極３２、３４がタッチによって破損しにくくするためである。また、ロール状になったタッチパネル用基材１０を製造後、所定の大きさに切断し、タッチパネル３０とする。タッチパネル３０は、ディスプレイの前面に配置される。

以上のように、本発明はタッチパネル３０の電極３２、３４を形成する前に、交差部分１４を形成し、交差部分１４の検査をおこなう。したがって、交差部分１４の不良が早期に発見され、タッチパネル３０の製造時の無駄が少なく、コストダウンが可能である。

以上、本発明について実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、実際に使用される交差部分１４よりも多くの交差部分１４を形成するようにしても良い。図５のタッチパネル３０ｂは、両電極３２、３４に接続された交差部分１４ａ、第１電極３２に接続された交差部分１４ｂ、第２電極３４に接続された交差部分１４ｃ、いずれの電極３２、３４にも接続されていない交差部分１４ｄを有する。また、同じタッチパネル用基材１０を使用して、図３のように全ての交差部分１４に両電極３２、３４が接続されることも可能である。予め多くの交差部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを形成しておくことによって、タッチパネル用基材１０を種々のタッチパネル３０に使用することができ、汎用性が高くなる。交差部分１４は非常に小さく、視認されにくいため、使用されない交差部分１４があってもディスプレイの表示品位を落としにくい。

また、所定の数よりも多くの交差部分１４を形成し、不良が検出された交差部分１４を使用しないようにしても良い。交差部分１４を形成後に、交差部分１４の検査をおこなっており、不良箇所を避けて使用することができる。タッチパネル用基材１０の歩留まり悪化を防ぐことができる。

さらに、ロール状になった１本のタッチパネル用基材１０から、大きさの異なるタッチパネル３０を製造しても良い。図６のように、タッチパネル３０の種類によって、タッチパネル用基材１０の使用領域Ａ、Ｂを変更する。使用領域Ａ、Ｂを設定する際、不良と判定された交差部分１４を避けるように設定しても良い。また、一種類のタッチパネル３０だけでなく、複数種のタッチパネル３０を同時に製造できるようにしても良い。

ロール状になったタッチパネル用基材１０を例に説明したが、枚葉のタッチパネル用基材１０であっても良い。また、第１電極３２と第２電極３４をそれぞれＸ方向とＹ方向に形成したが、Ｘ方向とＹ方向に対して斜方向（４５°）に形成しても良い。この場合、第１導電部１６と第２導電部２０もＸ方向とＹ方向に対して斜方向を向く。さらに、本発明をペンタブレットなどの不透明なタッチディジタイザに適用しても良い。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０：タッチパネル用基材
１２：透明基材
１４：交差部分
１６：第１導電部
１８：絶縁部
２０：第２導電部
３０、３０ｂ：タッチパネル
３２：第１電極（Ｘ軸電極）
３４：第２電極（Ｙ軸電極）
３６：引き出し配線
４０ａ、４０ｂ：検査装置
４２：光源
４４：受光素子
４６：ローラー

Claims (7)

1. 透明基材と、
   前記透明基材の一面上において縦横に配置され、第１導電部、絶縁部、第２導電部の順番に積層された交差部分と、
   を備えたタッチパネル用基材。
2. 前記透明基材がロールフィルムからなる請求項１のタッチパネル用基材。
3. 前記第１導電部と第２導電部とが絶縁部を介して直交する方向を向いている請求項１または２のタッチパネル用基材。
4. 請求項１から３に記載のタッチパネル用基材と、
   前記タッチパネル用基材の一面上において、一の方向に隣り合う交差部分の第１導電部同士を接続する第１電極と、
   前記タッチパネル用基材の一面上において、他の方向に隣り合う交差部分の第２導電部同士を接続する第２電極と、
   を備えたタッチパネル。
5. 前記第１電極、第２電極、またはその両方が接続されない交差部分を備えた請求項４のタッチパネル。
6. 透明基材を準備するステップと、
   前記透明基材の一面上において縦横に、第１導電部、絶縁部、第２導電部を順番に積層して交差部分を形成するステップと、
   前記交差部分の状態を検査するステップと、
   を備えたタッチパネル用基材の製造方法。
7. 透明基材を準備するステップと、
   前記透明基材の一面上において縦横に、第１導電部、絶縁部、第２導電部を順番に積層して交差部分を形成するステップと、
   前記交差部分の状態を検査するステップと、
   一の方向に隣り合う前記交差部分の第１導電部同士を第１電極で接続するステップと、
   他の方向に隣り合う前記交差部分の第２導電部同士を第２電極で接続するステップと、
   を備えたタッチパネルの製造方法。

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