JP2012146217A - タッチパネルセンサ、当該タッチパネルセンサの製造方法、および当該タッチパネルセンサを備えた入出力装置の製造方法 - Google Patents

タッチパネルセンサ、当該タッチパネルセンサの製造方法、および当該タッチパネルセンサを備えた入出力装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】アライメントマークなどの識別マークを備えたタッチパネルセンサを安価に提供する。
【解決手段】タッチパネルセンサ30は、基材フィルム32と、アクティブエリアAa1に設けられた第1透明導電体40と、非アクティブエリアAa2に設けられた第1アライメントマーク81と、を備えている。第1アライメントマーク81は、第1透明導電体40の材料と同一の材料を用いて第1透明導電体40とともに形成される。また、基材フィルム32は、透明なフィルム本体33と、透明なフィルム本体33の面上に形成された第1インデックスマッチング層70と、を有している。ここで、非アクティブエリアAa2内に設けられた第1アライメントマーク81に対応する領域における第1インデックスマッチング層70の厚みは、アクティブエリアAa1における第1インデックスマッチング層70の厚みと異なっている。
【選択図】図7

Description

本発明は、タッチパネルセンサ、当該タッチパネルセンサの製造方法、および当該タッチパネルセンサを備えた入出力装置の製造方法に関する。
今日、入力手段として、タッチパネル装置が広く用いられている。タッチパネル装置は、タッチパネルセンサ、タッチパネルセンサ上への接触位置を検出する制御回路、配線およびFPC(フレキシブルプリント基板)を含んでいる。タッチパネル装置は、多くの場合、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の装置等(例えば、券売機、ATM装置、携帯電話、ゲーム機)に対する入力手段として、表示装置とともに用いられている。このような装置においては、タッチパネルセンサが表示装置の表示面上に配置されており、これによって、表示装置に対する極めて直接的な入力が可能になっている。タッチパネルセンサのうち表示装置の表示領域に対面する領域は透明になっており、タッチパネルセンサのこの領域が、接触位置(接近位置)を検出し得るアクティブエリアを構成するようになる。
タッチパネル装置は、タッチパネルセンサ上への接触位置(接近位置)を検出する原理に基づいて、種々の形式に区別される。昨今では、光学的に明るいこと、意匠性があること、構造が容易であること、機能的にも優れていること等の理由から、容量結合方式のタッチパネル装置が注目されている。容量結合方式のタッチパネル装置においては、位置を検知されるべき外部導体(典型的には、指)が誘電体を介してタッチパネルセンサに接触(接近)する際、新たに奇生容量が発生する。この奇生容量に起因する静電容量の変化に基づいて、タッチパネルセンサ上における対象物の位置が検出される。容量結合方式には表面型と投影型とがあるが、マルチタッチの認識(多点認識)への対応に適していることから、投影型が注目を浴びている(例えば、特許文献1)。
投影型容量結合方式のタッチパネルセンサは、誘電体と、誘電体の両側に異なるパターンでそれぞれ形成された第1センサ電極および第2センサ電極と、を有している。典型的には、第1センサ電極および第2センサ電極は、格子状に配列された第1透明導電体および第2透明導電体をそれぞれ有している。この場合、外部導体(典型的には、指)がタッチパネルセンサに接触または接近した際に生じる、電磁的な変化または静電容量の変化に基づき、タッチされた透明導電体の位置が検出される。
また、タッチパネルセンサのアクティブエリアの周縁にある非アクティブエリアには、一般に、タッチパネルセンサを識別するための様々な識別マークが形成されている。例えば、タッチパネルセンサを表示装置や制御基板などに接合する際に用いられるアライメントマークが形成されている(例えば、特許文献2)。特許文献2に記載のタッチパネルセンサにおいて、アライメントマークは、非アクティブエリアに配置されるとともに透明導電体と電気的に接続された金属配線と同時に形成されており、このため、アライメントマークは金属からなっている。金属配線の端部は、表示装置や制御基板などが接続される端子を構成しており、この端子を介して、透明導電体からの信号が表示装置などに伝達される。
特開平9−292950号公報 特開2009−53894号公報
ところで、タッチパネルセンサ、表示装置および制御基板などを備えた入出力装置を製造する際、その非アクティブエリアに金属配線が形成されていないタッチパネルセンサが用いられる場合がある。ここで、識別マークが金属からなる場合、識別マークを形成するためだけに金属のパターニング工程が実施されることになり、製造コストの観点上好ましくない。
本発明は、このような課題を効果的に解決し得るタッチパネルセンサ、並びに、タッチパネルセンサを作製するために用いられる積層体を提供することを目的とする。
本発明によるタッチパネルセンサは、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、前記アクティブエリアの周縁に位置する非アクティブエリアと、を含むタッチパネルセンサであって、基材と、前記基材の一方の側の面上であって、アクティブエリア内にパターニングされた第1透明導電体と、
前記基材の一方の側の面上であって、非アクティブエリア内にパターニングされた識別マークと、を備え、前記識別マークは、前記第1透明導電体の材料と同一の材料を用いて当該第1透明導電体とともに形成され、前記基材は、透明な本体部と、透明な本体部の前記第1透明導電体側の面上に形成された第1インデックスマッチング層と、を有し、前記非アクティブエリア内に設けられた前記識別マークに対応する領域における前記第1インデックスマッチング層の厚みが、前記アクティブエリアにおける第1インデックスマッチング層の厚みと異なっていることを特徴とするタッチパネルセンサである。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、前記第1インデックスマッチング層は、前記本体部の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1高屈折率層と、当該第1高屈折率層の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1低屈折率層と、を有していてもよい。この場合、前記第1透明導電体の光屈折率は、前記第1高屈折率層の光屈折率よりも小さく、かつ前記第1低屈折率層の光屈折率よりも大きくなっている。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、前記アクティブエリアにおける前記第1高屈折率層および前記第1低屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1高屈折率層および前記第1低屈折率層の厚みの比率が、66.7%以下となっていてもよい。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、前記アクティブエリアにおける前記第1高屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1高屈折率層の厚みの比率が、48.3%以下となっていてもよい。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、前記アクティブエリアにおける前記第1低屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1低屈折率層の厚みの比率が、55%以下となっていてもよい。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、好ましくは、前記第1透明導電体が、16〜22nmの範囲内の厚みと1.8〜2.0の範囲内の光屈折率とを有し、前記非アクティブエリア内において、前記第1インデックスマッチング層の第1高屈折率層が、3〜7nmの範囲内の厚みと2.1〜2.4の範囲内の光屈折率とを有し、かつ、前記第1インデックスマッチング層の第1低屈折率層が、50〜80nmの範囲内の厚みと1.4〜1.55の範囲内の光屈折率とを有している。
本発明によるタッチパネルセンサは、前記基材の他方の側の面上であって、アクティブエリア内にパターニングされた第2透明導電体をさらに備えていてもよい。
本発明によるタッチパネルセンサにおいて、前記基材は、透明な本体部の前記第2透明導電体側の面上に形成された第2インデックスマッチング層をさらに有していてもよい。
本発明による上記記載のタッチパネルセンサを製造する方法は、透明な本体部を準備する工程と、透明な本体部の一方の側の面上に第1インデックスマッチング層を形成する工程と、前記第1インデックスマッチング層上に第1透明導電層を形成する工程と、前記第1透明導電層をパターニングして、アクティブエリア内に位置する第1透明導電体を形成するとともに、非アクティブエリア内に位置する識別マークを形成する工程と、を備え、前記第1インデックスマッチング層の形成工程において、前記識別マークに対応する領域における前記第1インデックスマッチング層の厚みが、前記アクティブエリアにおける第1インデックスマッチング層の厚みと異なるよう、前記第1インデックスマッチング層が形成されることを特徴とするタッチパネルセンサの製造方法である。
本発明によるタッチパネルセンサの製造方法において、前記第1インデックスマッチング層は、前記本体部の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1高屈折率層と、当該第1高屈折率層の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1低屈折率層と、を有していてもよい。この場合、前記第1透明導電体の光屈折率は、前記第1高屈折率層の光屈折率よりも小さく、かつ前記第1低屈折率層の光屈折率よりも大きくなっている。
本発明によるタッチパネルセンサの製造方法において、前記第1高屈折率層および第1低屈折率層はそれぞれスパッタリングにより形成されていてもよい。この場合、前記第1高屈折率層をスパッタリングにより形成する工程、または第1低屈折率層をスパッタリングにより形成する工程の少なくとも一方において、前記本体部のうち前記識別マークに対応する領域上に遮蔽板が配置されている。
本発明による入出力装置の製造方法は、表示装置を準備する工程と、上記記載のタッチパネルセンサを前記表示装置に接合する工程と、を備え、前記識別マークは、アライメントマークからなり、前記タッチパネルセンサを前記表示装置に接合する工程において、タッチパネルセンサの前記アライメントマークに基づいて、表示装置に対するタッチパネルセンサの位置合わせが実施されることを特徴とする入出力装置の製造方法である。
本発明のタッチパネルセンサによれば、非アクティブエリア内にパターニングされた識別マークは、アクティブエリア内にパターニングされた第1透明導電体の材料と同一の材料を用いて当該第1透明導電体とともに形成されている。また非アクティブエリア内に設けられた識別マークに対応する領域における第1インデックスマッチング層の厚みが、アクティブエリアにおける第1インデックスマッチング層の厚みと異なっている。このため、識別マークが形成されている領域における光の透過率または反射率と、アライメントマーク周辺の領域における光の透過率または反射率とが異なっている。このため、第1透明導電体の材料と同一の材料からなる識別マークを視認することが可能となる。このことにより、識別マークを安価に形成することができ、これによって、タッチパネルセンサの製造コストを低減することができる。
図1は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、タッチパネル装置を表示装置とともに概略的に示す図である。 図2は、図1のタッチパネル装置のタッチパネルセンサを表示装置ともに示す断面図である。なお、図2に示された断面は、図1のII−II線に沿った断面に概ね対応している。 図3は、タッチパネル装置のタッチパネルセンサを示す平面図である。 図4Aは、図3のIVA−IVA線に沿った断面図である。 図4Aは、図3のIVB−IVB線に沿った断面図である。 図4Cは、図3のIVC−IVC線に沿った断面図である。 図5(a)は、タッチパネルセンサに含まれる基材フィルムの具体例を示す図であり、図5(b)は、基材フィルムのインデックスマッチング層により透過光のスペクトルが各波長域で平坦にされる様子を示す図である。 図6は、タッチパネルセンサのアライメントマーク近傍を拡大して示す平面図である。 図7は、図6のVII−VII線に沿った断面図である。 図8Aは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Bは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Cは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Dは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Eは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Fは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Gは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Hは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Iは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図8Jは、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するための図である。 図9は、図3のタッチパネルセンサを製造する方法を説明するためのフローチャートである。 図10は、複数のタッチパネルセンサが割り付けられたシートを示す平面図である。 図11Aは、スパッタリングによって高屈折率層が形成される様子を示す図。 図11Bは、図11Aに示すフィルム本体、第1遮蔽板および高屈折率層用ターゲット材の関係、および、形成される高屈折率層の膜厚分布を示す図。 図11Cは、フィルム本体、第1遮蔽板および高屈折率層用ターゲット材の関係の変形例を示す図。 図12は、本発明によるタッチパネルセンサの高屈折率層および透明導電体において、屈折率の波長依存性の一例を示す図である。 図13Aは、比較例1において、アクティブエリアにおける反射スペクトルを示す図である。 図13Bは、比較例1において、アクティブエリアにおける反射率差を示す図である。 図14Aは、比較例2において、アライメントマークエリアにおける反射スペクトルを示す図である。 図14Bは、比較例2において、アライメントマークエリアにおける反射率差を示す図である。 図15Aは、実施例1において、高屈折率層の厚みと反射によるY値との関係を示す図である。 図15Bは、実施例1において、高屈折率層の厚みと反射率比との関係を示す図である。 図16Aは、実施例2において、低屈折率層の厚みと反射によるY値との関係を示す図である。 図16Bは、実施例2において、低屈折率層の厚みと反射率比との関係を示す図である。 図17Aは、実施例3において、インデックスマッチング層の厚みと反射によるY値との関係を示す図である。 図17Bは、実施例3において、インデックスマッチング層の厚みと反射率比との関係を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
また、本件において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板等とも呼ばれ得るような部材や部分も含む概念である。
タッチパネル装置
はじめに図1および図2を参照して、タッチパネル装置20全体について説明する。図1および図2に示されたタッチパネル装置20は、投影型の静電容量結合方式として構成され、タッチパネル装置20への外部導体(例えば、人間の指)の接触位置を検出可能に構成されている。なお、静電容量結合方式のタッチパネル装置20の検出感度が優れている場合には、外部導体がタッチパネル装置に接近しただけで当該外部導体がタッチパネル装置のどの領域に接近しているかを検出することができる。このような現象にともなって、ここで用いる「接触位置」とは、実際には接触していないが位置を検出され得る接近位置を含む概念とする。
図1および図2に示すように、タッチパネル装置20は、表示装置(例えば液晶表示装置)15とともに組み合わせられて用いられ、入出力装置10を構成している。図示された表示装置15は、フラットパネルディスプレイとして構成されている。表示装置15は、表示面16aを有した表示パネル16と、表示パネル16に接続された表示制御部17と、を有している。表示パネル16は、映像を表示することができる表示領域A1と、表示領域A1を取り囲むようにして表示領域A1の外側に配置された非表示領域(額縁領域とも呼ばれる)A2と、を含んでいる。表示制御部17は、表示されるべき映像に関する情報を処理し、映像情報に基づいて表示パネル16を駆動する。表示パネル16は、表示制御部17の制御信号により、所定の映像を表示面16aに表示するようになる。すなわち、表示装置15は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置として役割を担っている。
図1に示すように、タッチパネル装置20は、表示装置15の表示面16a上に配置されたタッチパネルセンサ30と、タッチパネルセンサ30に接続された検出制御用基板(図示せず)を含む検出制御部25と、を有している。このうちタッチパネルセンサ30は、図2に示すように、表示装置15の表示面16a上に接着層19を介して接着されている。上述したように、タッチパネル装置20は、投影型容量結合方式のタッチパネル装置として構成されており、情報を入力する入力装置としての役割を担っている。また検出制御部25の検出制御用基板は、例えば、後述する検出回路が形成されたフレキシブルプリント基板からなっており、このフレキシブルプリント基板は、タッチパネルセンサ30の後述する第1取出端子部および第2取出端子部に接続されている。
また、図2に示すように、タッチパネル装置20は、タッチパネルセンサ30の観察者側、すなわち、表示装置15とは反対の側に、誘電体として機能する透光性を有した保護カバー12をさらに有している。保護カバー12は、タッチパネルセンサ30上に接着層14を介して接着されている。この保護カバー12は、タッチパネル装置20への入力面(タッチ面、接触面)として機能するようになる。つまり、保護カバー12に導体、例えば人間の指5を接触させることにより、タッチパネル装置20に対して外部から情報を入力することができるようになっている。また、保護カバー12は、入出力装置10の最観察者側面をなしており、入出力装置10において、タッチパネル装置20および表示装置15を外部から保護するカバーとしも機能する。
なお、上述した接着層14,19としては、種々の接着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、本明細書において、「接着(層)」は粘着(層)をも含む概念として用いる。
タッチパネル装置20の検出制御部25は、上述のようにタッチパネルセンサ30に接続されており、この検出制御部25により、保護カバー12を介して入力された情報が処理される。具体的には、検出制御部25は、保護カバー12へ導体(典型的には、人間の指)5が接触している際に、保護カバー12への導体5の接触位置を特定し得るように構成された回路(検出回路)を含んでいる。また、検出制御部25が、表示装置15の表示制御部17と接続されていてもよい。この場合、検出制御部25は、処理した入力情報を表示制御部17へ送信することができる。この際、表示制御部17は、入力情報に基づいた映像情報を作成し、入力情報に対応した映像を表示パネル16に表示させることができる。
なお、「容量結合」方式および「投影型」の容量結合方式との用語は、タッチパネルの技術分野で用いられる際の意味と同様の意味を有するものとして、本件において用いられている。なお、「容量結合」方式は、タッチパネルの技術分野において「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等とも呼ばれており、本件では、これらの「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等と同義の用語として取り扱う。典型的な静電容量結合方式のタッチパネル装置は導電体層を含んでおり、外部の導体(典型的には人間の指)がタッチパネルに接触することにより、外部の導体とタッチパネル装置の導電体層との間でコンデンサ(静電容量)が形成される。そして、このコンデンサの形成にともなった電気的な状態の変化に基づき、タッチパネル上において外部導体が接触している位置の位置座標が特定される。また、「投影型」の容量結合方式は、タッチパネルの技術分野において「投影式」の容量結合方式等とも呼ばれており、本件では、この「投影式」の容量結合方式等と同義の用語として取り扱う。「投影型」の容量結合方式とは、典型的には、格子状に配列されたセンサ電極を用いて外部導体が接触している位置を検出する方式であり、膜状の電極を用いる「表面型」の容量結合方式と対比され得る。
タッチパネルセンサ
次に図2乃至図4Cを参照して、タッチパネルセンサ30について詳述する。図2に示すように、タッチパネルセンサ30は、基材フィルム(基材)32と、基材フィルム32の一方の側(観察者側)の面32a上に所定のパターンで設けられた第1透明導電体40と、基材フィルム32の他方の側(表示装置15の側)の面32b上に所定のパターンで設けられた第2透明導電体45と、を有している。図3においては、第2透明導電体45などの、基材フィルム32の他方の側に設けられている構成要素が、便宜上、点線にて示されている。
このうち基材フィルム32は、タッチパネルセンサ30において誘電体として機能するものである。図3に示すように、基材フィルム32は、タッチ位置を検出され得る領域に対応する矩形状のアクティブエリアAa1と、アクティブエリアAa1を囲む矩形枠状の非アクティブエリアAa2と、を含んでいる。このうちアクティブエリアAa1は、図1に示すように、表示装置15の表示領域A1に対面する領域を占めており、一方、非アクティブエリアAa2は、表示装置15の非表示領域A2に対面する領域に形成されている。
また、図3に示すように、非アクティブエリアAa2は、アクティブエリアAa1を囲む矩形枠状の額縁配線エリアAa3と、額縁配線エリアAa3を囲む矩形枠状のアライメントマークエリアAa4と、を含んでいる。このうち額縁配線エリアAa3は、透明導電体40,45からの信号を検出制御部25に伝達するための取出導電体(後述)および取出端子部(後述)が設けられるエリアであり、一方、アライメントマークエリアAa4は、タッチパネルセンサ30を表示装置15などと接合する際に用いられるアライメントマーク(後述)が設けられるエリアである。
前述のとおり、基材フィルム32には第1透明導電体40および第2透明導電体45が設けられており、このうち基材フィルム32のアクティブエリアAa1に設けられた第1透明導電体40および第2透明導電体45により、外部導体5との間で容量結合を形成し得る第1センサ電極36aおよび第2センサ電極37aがそれぞれ形成されている(図3参照)。後述するように、基材フィルム32、第1透明導電体40および第2透明導電体45はそれぞれ透光性を有しており、このため観察者は、これらを介して、表示装置15に表示された映像を観察することができる。
また、図3に示すように、基材フィルム32の非アクティブエリアAa2の額縁配線エリアAa3には、第1センサ電極36aに電気的に接続された第1取出配線36bと、第2センサ電極37aに電気的に接続された第2取出配線37bと、が形成されている。このうち第1取出配線36bは、図3に示すように、その一端において第1透明導電体40に電気的に接続されるとともに、図3に示すy方向に延びる第1取出導電体43と、第1取出導電体43の他端に接続された第1取出端子部44と、を含んでいる。また、第2取出配線37bは、図3に示すように、その一端において第2透明導電体45に電気的に接続された第2取出導電体48と、第2取出導電体48の他端に接続された第2取出端子部49と、を含んでいる。
なお後述する図4A乃至図4Cにおいて示すように、第1取出導電体43および第1取出端子部44と、基材フィルム32の一方の側の面32aとの間に、透明導電層からなる第1透明取出導電体が介在されていてもよい。第1透明取出導電体は、後述するタッチパネルセンサ30の製造方法において説明するように、第1透明導電体40とともに形成される透明な導電体からなっている。同様に、第2取出導電体48および第2取出端子部49と、基材フィルム32の他方の側の面32bとの間に、透明導電層からなる第2透明取出導電体が介在されていてもよい。
次に、タッチパネルセンサ30を構成する各要素についてさらに詳述する。
センサ電極
はじめに、第1センサ電極36aおよび第2センサ電極37aについて詳述する。上述のように、第1センサ電極36aおよび第2センサ電極37aは、アクティブエリアAa1に設けられた第1透明導電体40および第2透明導電体45によりそれぞれ構成されている。これら第1透明導電体40および第2透明導電体45は、導電性を有する透明な材料から形成されている。このうち第1透明導電体40は、基材フィルム32の一方の側の面32a上に設けられるとともに、図3に示すように、x方向に略平行に延びている。また第2透明導電体45は、基材フィルム32の他方の側の面32b上に設けられるとともに、図3に示すように、x方向に直交するy方向に略平行に延びている。
図3に示すように、第1透明導電体40は、直線状に延びるライン部41aと、ライン部41aから膨出した膨出部41bと、を有している。ここで膨出部41bとは、基材フィルム32のフィルム面に沿ってライン部41aから膨らみ出ている部分のことである。同様に、第2透明導電体45は、直線状に延びるライン部46aと、ライン部46aから膨出した膨出部46bと、を有している。
図3に示すように、第1透明導電体40と第2透明導電体45とは、互いに異なるパターンで配置されている。具体的には、図3に示すように、第1透明導電体40の膨出部41bと、第2透明導電体45の膨出部46bとが、基材フィルム32のフィルム面の法線方向から観察した場合に互いに重ならないように配置されている。このようにして、基材フィルム32のアクティブエリアAa1のほぼ全域にわたって、第1透明導電体40または第2透明導電体45のいずれかが配置されている。
第1透明導電体40および第2透明導電体45の材料としては、透明性および所要の導電性を有するものが用いられる。このような材料として、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛や、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などの金属酸化物を挙げることができ、また、これらの金属酸化物が2種以上複合されてもよい。第1透明導電体40および第2透明導電体45の形成方法は特には限定されず、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法、塗工法、印刷法などを用いることができる。
なおITOからなる透明導電体40,45の光屈折率は、光波長550nm付近において例えば1.94となっている。光屈折率の算出方法は特には限定されないが、例えばエリプソメーターを用いた測定から算出される。また後述する基材フィルム32の各層においても、当該各層の光波長550nm付近における光屈折率が例えばエリプソメーターを用いた測定から算出される。
ITOからなる透明導電体40,45の厚みは、好ましくは20nm以下となっており、例えば各々18nmとなっている。膜厚が小さい場合、例えば40nm以下の場合、一般に、透明導電体40,45の厚みが小さいほど、透明導電体40、45とエアとの界面における光の反射率は小さくなり、吸収項の影響が小さいため透過率が高くなる。
ところで、透明導電体40,45と基材フィルム32のフィルム本体(後述)との間にインデックスマッチング層(後述)が介在されていない場合、一般に、透明導電体40,45における光の反射率が小さいほど、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされている領域と透明導電体40,45がパターニングされていない領域との間における光の反射率の差も小さくなる。このため、透明導電体40,45の厚みをより小さくすることにより、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされている領域と透明導電体40,45がパターニングされていない領域との間における光の反射率の差を小さくすることができ、これによって、透明導電体40,45のパターンがタッチパネルセンサ30の使用者から視認されるのを防ぐことができる。
一方、透明導電体40,45と基材フィルム32のフィルム本体との間にインデックスマッチング層が介在されている場合、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされていない領域における反射率が高くなり、これによって、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされている領域と透明導電体40,45がパターニングされていない領域との間における光の反射率の差が小さくなる。ここでインデックスマッチング層とは、後述するように、少なくとも一対の高屈折率層および低屈折率層を含む層のことである。このようなインデックスマッチング層が透明導電体40,45とフィルム本体33との間に介在されている場合、薄膜干渉の効果が生じ、これによって、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされている領域と透明導電体40,45がパターニングされていない領域との間における光の反射率および透過率の差を小さくすることができる。本実施の形態においては、後述する第1高屈折率層および第1低屈折率層により第1透明導電体40とフィルム本体との間のインデックスマッチング層が構成されており、また後述する第2高屈折率層および第2低屈折率層により第2透明導電体45とフィルム本体との間のインデックスマッチング層が構成されている。
本実施の形態においては、透明導電体40,45の厚みをより小さくすること、および、透明導電体40,45とフィルム本体との間にインデックスマッチング層を介在させることにより、タッチパネルセンサ30のうち透明導電体40,45がパターニングされている領域と透明導電体40,45がパターニングされていない領域との間における光の反射率および透過率の差を小さくすることが意図されている。
ところで、一般に、透明導電体40,45の厚みが小さいほど、透明導電体40,45の電気抵抗は大きくなる。透明導電体40,45の電気抵抗が大きくなると、透明導電体40、45からなるセンサ電極36a,37aから検出制御部25の検出回路に送られる電気信号が阻害されることが考えられる。このため、透明導電体40,45の厚みを従来よりも小さくする場合、透明導電体40,45の電気抵抗が過大にならないよう、透明導電体40,45の材料として従来よりも比抵抗の小さい材料を用いることが好ましい。例えば、透明導電体40,45の比抵抗は4×10−6Ωm(23℃、55%RH)以下であることが好ましい。
取出配線
次に図4A乃至図4Cを参照して、第1センサ電極36aに電気的に接続された第1取出配線36bと、第2センサ電極37aに電気的に接続された第2取出配線36bと、について詳細に説明する。
(第1取出配線)
上述のように、第1取出配線36bは、その一端において第1透明導電体40に電気的に接続されるとともに、y方向に延びる第1取出導電体43と、第1取出導電体43の他端に接続された第1取出端子部44と、を含んでいる。また図4Aおよび図4Cに示すように、各第1取出導電体43および第1取出端子部44と基材フィルム32の一方の側の面32aとの間には、透明導電層からなる第1透明取出導電体42が介在されている。後述するように、第1取出導電体43および第1取出端子部44は、同一の材料から同時に形成される。
第1取出導電体43および第1取出端子部44は、上述のように非アクティブエリアAa2の額縁配線エリアAa3内に配置されている。このため、第1取出導電体43および第1取出端子部44が透光性を有する材料から形成される必要はなく、高い導電性を有する材料から形成され得る。本実施の形態においては、第1取出導電体43および第1取出端子部44は、第1透明導電体40を形成する材料よりも高い導電率(電気伝導率)を有する金属材料から形成されている。具体的には、遮光性を有するとともに、ITO等の透明導電体よりも格段に高い導電率を有する金属材料、例えばアルミニウム、モリブデン、銀、クロム、銅またはこれらの合金等の金属材料から形成されている。
第1取出導電体43および第1取出端子部44を形成する方法が特に限られることはなく、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法など、周知の方法が適宜用いられる。
(第2取出配線)
次に第2取出配線37bについて説明する。第2取出配線37bは、上述のように、その一端において第2透明導電体45に電気的に接続された第2取出導電体48と、第2取出導電体48の他端に接続された第2取出端子部49と、を含んでいる。また図4Bおよび図4Cに示すように、各第2取出導電体48および第2取出端子部49と基材フィルム32の他方の側の面32bとの間には、透明導電層からなる第2透明取出導電体47が介在されている。後述するように、第2取出導電体48および第2取出端子部49は、同一の材料から同時に形成される。
第2取出導電体48および第2取出端子部49は、上述のように非アクティブエリアAa2の額縁配線エリアAa3内に配置されている。このため、第1取出導電体43および第1取出端子部44の場合と同様に、第2取出導電体48および第2取出端子部49が透光性を有する材料から形成される必要はなく、高い導電性を有する材料から形成され得る。本実施の形態においては、第2取出導電体48および第2取出端子部49は、第2透明導電体45を形成する材料よりも高い導電率(電気伝導率)を有する金属材料から形成されている。具体的には、遮光性を有するとともに、ITO等の透明導電体よりも格段に高い導電率を有する金属材料、例えばアルミニウム、モリブデン、銀、クロム、銅またはこれらの合金等の金属材料から形成されている。
第2取出導電体48および第2取出端子部49を形成する方法が特に限られることはなく、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法など、周知の方法が適宜用いられる。
基材フィルム
次に図5(a)(b)を参照して、基材フィルム32について詳述する。本実施の形態において、基材フィルム32は、後述するように複数の層から構成されている。ここで、基材フィルム32の各層は、接着層を介しての接合を用いることなく、スパッタリングなどにより一体に形成されている。
図5(a)は、アクティブエリアAa1における基材フィルム32の断面を示す図である。図5(a)に示すように、基材フィルム32は、透明なフィルム本体(本体部)33と、フィルム本体33の第1透明導電体40側(一方の側)の面33a上に設けられた第1アンダーコート層71と、第1アンダーコート層71の第1透明導電体40側(一方の側)の面71a上に設けられた第1高屈折率層72と、第1高屈折率層72の第1透明導電体40側(一方の側)の面72a上に設けられた第1低屈折率層73と、フィルム本体33の第2透明導電体45側(他方の側)の面33b上に設けられた第2アンダーコート層76と、第2アンダーコート層76の第2透明導電体45側(他方の側)の面76b上に設けられた第2高屈折率層77と、第2高屈折率層77の第2透明導電体45側(他方の側)の面77b上に設けられた第2低屈折率層78と、を有している。
このような基材フィルム32において、第1高屈折率層72と第1低屈折率層73とにより第1インデックスマッチング層70が構成され、第2高屈折率層77と第2低屈折率層78とにより第2インデックスマッチング層75が構成されている。
以下、基材フィルム32を構成する各層について詳述する。はじめにフィルム本体33について詳述する。
(フィルム本体)
フィルム本体33の材料としては、透明性の高い材料が好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネイト(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などの可撓性フィルムを挙げることができる。本実施の形態においては、フィルム本体33が、1.66の光屈折率を有するPETから形成されている。PETからなるフィルム本体33の厚みは特に限定されないが、例えば50〜200μmの範囲内となっている。
(アンダーコート層)
次に第1アンダーコート層71および第2アンダーコート層76について詳述する。アンダーコート層71,76は、フィルム本体33中に発生する低分子重合体(オリゴマー)が高屈折率層72,77側に入り込むのを防ぐための層であり、例えばアクリル樹脂から形成されている。アクリル樹脂からなるアンダーコート層71,76の光屈折率は例えば1.53となっており、その厚みは例えば3000nmとなっている。
フィルム本体33のオリゴマーは、一般に、後述する透明導電体40、45の形成工程において基材フィルム32を加熱する際に発生する。なおフィルム本体33において、オリゴマーを発生させないための工夫、若しくは発生したオリゴマーを外部に出さないための工夫などがなされている場合、アンダーコート層71,76がフィルム本体33の面33a、33b上に設けられていなくてもよい。
(インデックスマッチング層)
次に第1インデックスマッチング層70および第2インデックスマッチング層75について詳述する。はじめに、第1インデックスマッチング層70および第2インデックスマッチング層75を設ける目的について説明する。
(インデックスマッチング層の目的)
上述のように、フィルム本体33と透明導電体40,45との光屈折率には約0.3の差がある。このようにフィルム本体33と透明導電体40,45との光屈折率の差が大きい場合、一般に、基材フィルム32のうち透明導電体40,45が設けられている領域と設けられていない領域とにおいて、光の反射率、透過率が大きく異なることが考えられる。また、ITOからなる透明導電体40,45は一般に短波長の光を吸収する特性を有するため、基材フィルム32のうち透明導電体40,45が設けられている領域を透過した光のスペクトルが黄色くなることも考えられる。第1インデックスマッチング層70および第2インデックスマッチング層75はこのような課題を解決するために設けられる層である。
(インデックスマッチング層の構成)
次に、第1インデックスマッチング層70および第2インデックスマッチング層75の構成について説明する。上述のように、インデックスマッチング層70,75は高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とを含んでいる。このうち高屈折率層72,77の光屈折率は、透明導電体40,45の光屈折率よりも大きくなっている。また低屈折率層73,78の光屈折率は、透明導電体40,45の光屈折率よりも小さくなっている。このような構成からなるインデックスマッチング層70,75をフィルム本体33と透明導電体40,45との間に設けることにより、薄膜干渉の効果を生じさせることができ、これによって、基材フィルム32のアクティブエリアAa1のうち透明導電体40,45が設けられている領域における光の反射率(図5(a)において矢印(1),(3)で示す領域における光の反射率)と、透明導電体40,45が設けられていない領域における光の反射率(図5(a)において矢印(2),(4)で示す領域における光の反射率)と、の差を小さくすることができる。同様に、インデックスマッチング層70,75を設けることにより、透明導電体40,45が設けられている領域における光の透過率と、透明導電体40,45が設けられていない領域における光の透過率と、の差を小さくすることもできる。このように、透明導電体40,45が設けられている領域における光の反射率および透過率と、透明導電体40,45が設けられていない領域における光の反射率および透過率と、の差を小さくすることにより、アクティブエリアAa1内において透明導電体40,45のパターンが視認されるのを防ぐことができる。すなわち、透明導電体40,45のパターンの不可視化が達成される。
また上述の構成を有するインデックスマッチング層70,75を設けることにより、基材フィルム32のうち透明導電体40,45が設けられている領域を透過した光のスペクトルを、各波長域で平坦なスペクトルとすることができる。図5(b)において左側に示すスペクトルは、インデックスマッチング層70,75が設けられていない場合の透過光のスペクトルであり、図5(b)において右側に示すスペクトルは、インデックスマッチング層70,75が設けられている場合の透過光のスペクトルである。図5(b)に示すように、フィルム本体33と透明導電体40,45との間にインデックスマッチング層70,75を設けることにより、各波長域で均一な透過率を実現することが可能となる。このようにして、透過光において黄色の成分のみが過大となるのを防ぐことができ、この場合、透過光をL*a*b*表示色で表したときのb*の絶対値は例えば1.5以下となっている。
(インデックスマッチング層の設計方法)
次に上述の機能を有するインデックスマッチング層70,75を設計する方法について説明する。はじめに、タッチパネルセンサ30における光学特性の目標を決定する。例えば、基材フィルム32のアクティブエリアAa1のうち、透明導電体40,45が設けられている領域における光の反射率および透過率と、透明導電体40,45が設けられていない領域における光の反射率および透過率と、の差がそれぞれ1%以下であって、基材フィルム32のうち透明導電体40,45が設けられている領域を透過した光のb*が1.5以下であることを光学特性の目標とする。
次に、基材フィルム32の各層の厚みおよび光屈折率と、透明導電体40,45の厚みおよび光屈折率とに基づいて、シミュレーションにより反射率、透過率およびb*の値を求める。そして、高屈折率層72,77および低屈折率層73,78の厚みと光屈折率とを可変のパラメータとして、上述の光学特性の目標を達成するパラメータを探索する。これによって、高屈折率層72,77および低屈折率層73,78の厚みおよび光屈折率の適切な範囲を算出し、このようにして、目標とする光学特性を得ることができるインデックスマッチング層70,75を設計する。なおシミュレーション用のツールとしては、例えばサイバネットシステムズ(株)製の薄膜設計ソフトウェア(OPTAS−FILM)を用いることができる。
上述の光学特性の目標を達成するパラメータを探索した結果、以下に記載する構成が最適であることが導かれた。すなわち、透明導電体40,45が、各々16〜22nmの範囲内の厚みと1.8〜2.0の範囲内の光屈折率とを有し、高屈折率層72,77が、各々3〜7nmの範囲内の厚みと2.1〜2.4の範囲内の光屈折率とを有し、低屈折率層73,78が、各々50〜80nmの範囲内の厚みと1.4〜1.55の範囲内の光屈折率とを有する構成である。このような構成を有する基材フィルム32および透明導電体40,45の一例を以下の表1に示す。
Figure 2012146217
次に高屈折率層72,77および低屈折率層73,78の材料について詳述する。高屈折率層72,77の材料としては、目標とする光学特性を達成することのできる光屈折率を有する材料であれば特に限定されず、例えば2.30の光屈折率を有する五酸化ニオブ(Nb)が用いられる。また低屈折率層73,78の材料としても、目標とする光学特性を達成することのできる光屈折率を有する材料であれば特に限定されず、例えば1.46の光屈折率を有する二酸化珪素(SiO)が用いられる。
アライメントマーク
次に図6および図7を参照して、タッチパネルセンサのアライメントマークエリアAa4に設けられたアライメントマークについて詳述する。アライメントマークは、上述のように、タッチパネルセンサ30を表示装置15などと接合する際に用いられる、位置合わせ用のマークである。本実施の形態においては、図7に示すように、基材フィルム32の一方の側の面32a上に第1アライメントマーク81が形成され、基材フィルム32の他方の側の面32b上に第2アライメントマーク86が形成されている。
次に、アライメントマーク81,86の形状について説明する。なお第1アライメントマーク81および第2アライメントマーク86は、設けられている面が異なるのみであるから、ここでは、各アライメントマーク81,86のうち第1アライメントマーク81の形状についてのみ説明する。第2アライメントマーク86の形状は、第1アライメントマーク81の形状と略同一である。
図6に示すように、第1アライメントマーク81は十字形状を有している。ここで、十字の線幅t(図6参照)は例えば50〜100μmの範囲内となっており、十字形状の全幅t(図6参照)は例えば10mmとなっている。
なお、アライメントマーク81,86の形状が十字形状に限られることはなく、アライメントマークを読み取る読取手段の仕様に応じて適宜選択される。
次に、アライメントマーク81,86を構成する材料について説明する。本実施の形態において、各アライメントマーク81,86は、後述するように、各透明導電体40,45の材料と同一の材料を用いて各透明導電体40,45とともに形成される。このため、アライメントマーク81,86を形成するためだけに別途パターニング工程が実施される場合に比べて、アライメントマーク81,86を安価に形成することができる。
一方、上述のように、アクティブエリアAa1において、フィルム本体33と透明導電体40,45との間にはインデックスマッチング層70,75が設けられており、これによって、透明導電体40,45のパターンの不可視化が達成されている。仮に、アライメントマーク81,86が設けられているアライメントマークエリアAa4においてもフィルム本体33と透明導電体40,45との間にインデックスマッチング層70,75が設けられているとすると、透明導電体40,45の材料と同一の材料からなるアライメントマーク81,86も不可視化されることになる。アライメントマーク81,86が不可視化されると、上述の読取手段によってアライメントマーク81,86を読み取ることができなくなる。このような課題に対応するため、本実施の形態においては、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なるよう、インデックスマッチング層70,75が形成されている。例えば、図7に示すように、アライメントマーク81,86が形成されるアライメントマークエリアAa4内にまでインデックスマッチング層70,75が延びないよう、インデックスマッチング層70,75が形成されている。すなわち、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みがゼロとなっている。
なお、「アライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なる」とは、アライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みとが、製造工程におけるばらつきの程度を超えて異なっていることを意味している。例えば、製造工程における誤差などに起因して、インデックスマッチング層70,75の厚みが場所によって最大で5%ばらつく可能性がある場合、アライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みとは、5%を超えて異なっている。
なお本実施の形態において、「アライメントマーク81,86に対応する領域」とは、インデックスマッチング層70,75のうちインデックスマッチング層70,75の法線方向から見てアライメントマーク81,86と重なる領域だけでなく、前記重なる領域の周辺領域も含む概念となっている。すなわち、インデックスマッチング層70,75のうち、前記重なる領域の周辺領域における厚みも、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なっている。これによって、アライメントマーク81,86における光の反射率および透過率と、アライメントマーク81,86の周辺領域における光の反射率および透過率と、の差を大きくすることができる。このことにより、上述の読取手段によってアライメントマーク81,86を読み取ることが可能となる。
好ましくは、後述する実施例4によって支持されるように、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みの比率は、66.7%以下となっている。これによって、アライメントマーク81,86が設けられている領域における光の反射によるY値、およびアライメントマーク81,86が設けられていない領域における光の反射によるY値に関して、いずれか一方のY値に対する他方のY値の比を1.25以上とすることができる。このことにより、上述の読取手段によってアライメントマーク81,86を読み取ることが可能となる。
若しくは、インデックスマッチング層70,75を構成する複数の層のうちの一層の厚みを、アクティブエリアAa1とアライメントマーク81,86に対応する領域との間で異ならせてもよい。例えば、後述する実施例2によって支持されるように、高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなるインデックスマッチング層70,75において、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みの比率が、48.3%以下となっていてもよい。または、後述する実施例3によって支持されるように、高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなるインデックスマッチング層70,75において、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みの比率が、55%以下となっていてもよい。これらの構成によって、アライメントマーク81,86が設けられている領域における光の反射によるY値、およびアライメントマーク81,86が設けられていない領域における光の反射によるY値に関して、いずれか一方のY値に対する他方のY値の比を1.25以上とすることができる。
次に、以上のような構成からなるタッチパネルセンサ30を図9に示すフローチャートにしたがって製造していく方法について、図8A〜図8Jを参照しながら説明する。なお、図8A〜図8Jの各図において、(a)は、作製中のタッチパネルセンサを、フィルム本体33の一方の側から見た場合を示す平面図である。(b)は、作製中のタッチパネルセンサを、(a)におけるVIII−VIII線に沿った断面において示している。また図8A〜図8Jの各図においては、便宜上、透明導電層40,45の構造などが、図3に示すタッチパネルセンサ30に比べて適宜簡略化されている。
積層体の形成工程
はじめに、図8A〜図8Dを参照して、タッチパネルセンサ30を作製するための元材としての積層体(ブランクスとも呼ばれる)50を形成する工程(図9における工程S1〜S4)について説明する。後述するように、この積層体50に成膜やパターニング等の処理(加工)を行っていくことにより、タッチパネルセンサ30が得られるようになる。
はじめに、図9および図8A(a)(b)に示すように、その一方の側の面33aおよび他方の側の面33bにそれぞれ第1アンダーコート層71および第2アンダーコート層76が形成されたフィルム本体33を準備する(工程S1)。アンダーコート層71,76は、例えばコーティングによりフィルム本体33と一体に形成されている。
次に、図9および図8B(a)(b)に示すように、第1アンダーコート層71の一方の側の面71a上にスパッタリングによって第1高屈折率層72を形成するとともに、第2アンダーコート層76の他方の側の面76b上にスパッタリングによって第2高屈折率層77を形成する(工程S2)。この際、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みが、アクティブエリアAa1となるべき領域における高屈折率層72,77の厚みと異なるよう、高屈折率層72,77が形成される。具体的には、図8B(a)(b)に示すように、スパッタリングの際、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域上には遮蔽板82,87がそれぞれ配置される。これによって、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域に高屈折率層72,77が形成されるのを防ぐことができる。
図11Aおよび図11Bは、スパッタリングによって高屈折率層72が形成される様子をより詳細に示す図である。このうち図11Aは、ロール96を通って搬送されるフィルム本体33上に、高屈折率層用ターゲット材95をスパッタさせる様子を示す図であり、図11Bは、図11Aに示されるフィルム本体33、第1遮蔽板82および高屈折率層用ターゲット材95の関係、および、形成される高屈折率層72の膜厚分布を示す図である。
図11Aおよび図11Bに示す例においては、高屈折率層用ターゲット材95の長さが、アクティブエリアの幅よりも大きくなっている。この場合、アライメントマークエリアAa4となるべき領域に形成される高屈折率層72の厚みと、アクティブエリアAa1となるべき領域における高屈折率層72の厚みとを異ならせるため、フィルム本体33の幅方向における端部近傍を覆うよう第1遮蔽板82が配置される。
ところで、上述の図8B(b)においては、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域に高屈折率層72が全く形成されない例を示したが、実際には、図11Bに示すように、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域にも若干の高屈折率層72が形成されることが考えられる。なぜなら、フィルム本体33と第1遮蔽板82との間で、高屈折率層用ターゲット材95からスパッタされた材料のまわりこみが生じるからである。この場合、アライメントマークエリアAa4となるべき領域に形成される高屈折率層72の膜厚は、図11Bに示すように、フィルム本体33の端部に向かうにつれて徐々に小さくなる。
なお、図11Aおよび図11Bにおいては、高屈折率層用ターゲット材95の長さが、フィルム本体33の幅よりも大きくなっている例を示したが、これに限られることはない。例えば図11Cに示すように、高屈折率層用ターゲット材95の長さが、フィルム本体33の幅よりも小さくなっていてもよい。この場合、図11Cに示すように、第1遮蔽板82が配置されていない場合であっても、アライメントマークエリアAa4となるべき領域に形成される高屈折率層72の厚みと、アクティブエリアAa1となるべき領域における高屈折率層72の厚みとを異ならせることができる。
次に、図9および図8C(a)(b)に示すように、第1高屈折率層72の一方の側の面72a上にスパッタリングによって第1低屈折率層73を形成するとともに、第2高屈折率層77の他方の側の面77b上にスパッタリングによって第2低屈折率層78を形成する(工程S3)。この際、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みが、アクティブエリアAa1となるべき領域における低屈折率層73,78の厚みと異なるよう、低屈折率層73,78が形成される。具体的には、図8C(a)(b)に示すように、スパッタリングの際、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域上には遮蔽板82,87がそれぞれ配置される。これによって、フィルム本体33のうちアライメントマークエリアAa4となるべき領域に低屈折率層73,78が形成されるのを防ぐことができる。
このようにして、アクティブエリアAa1となるべき領域に、所望の厚みを有する高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなるインデックスマッチング層70,75を形成することができる。このようにして、フィルム本体33とアンダーコート層71,76と高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなる基材フィルム32が得られる。この基材フィルム32においては、上述のように、アクティブエリアAa1となるべき領域に形成されるインデックスマッチング層70,75の厚みと、アライメントマークエリアAa4となるべき領域に形成されるインデックスマッチング層70,75の厚みとが異なっている。
次に、図9および図8D(a)(b)に示すように、基材フィルム32の一方の側の面32a上に第1透明導電層52aを形成し、基材フィルム32の他方の側の面32b上に第2透明導電層52bを形成する(工程S4)。ここで第1透明導電層52a、第2透明導電層52bはそれぞれ、後述するパターニングを行うことによって、透光性を有する第1透明導電体40および第2透明導電体45となる層である。第1透明導電層52a、第2透明導電層52bとしては、透光性および導電性を有する材料が用いられ、例えばITOが用いられる。ITOからなる透明導電層52a,52bは、例えばスパッタリングにより基材フィルム32上に形成される。これによって、基材フィルム32と透明導電層52a,52bとを含む積層体50が得られる。
なお、積層体50の形態が特に限られることはなく、枚葉状の積層体50が準備されてもよいし、あるいは、細長いウェブ状の積層体50、例えばロールに巻き取られた積層体50が準備されてもよい。
積層体のパターニング工程
次に、図8E〜図8Jを参照して、積層体50をパターニングしてタッチパネルセンサ30を製造する工程(図9における工程S5〜S10)について説明する。
はじめに、図9および図8E(a)(b)に示すように、積層体50の一方の側の面50a上に光溶解型の第1感光層56aを形成するとともに、積層体50の他方の側の面50b上に光溶解型の第2感光層56bを形成する(工程S5)。第1感光層56aおよび第2感光層56bは、特定波長域の光、例えば紫外線に対する感光性を有している。感光層56a,56bは、例えば、積層体50の表面上にコーターを用いて感光性材料をコーティングすることにより形成される。
次に、図9および図8F(a)(b)に示すように、第1感光層56aおよび第2感光層56bを露光する(工程S6)。具体的には、まず、図8F(a)(b)に示すように、第1感光層56a上に第1マスク58aを配置するとともに、第2感光層56b上に第2マスク58bを配置する。第1マスク58aは、形成されるべき第1センサ電極36aおよび第1取出配線36bに対応したパターンで露光光を遮光する遮光部59aと、形成されるべき第1アライメントマーク81に対応したパターンで露光光を遮光する遮光部59bと、開口部59cと、を含んでいる。また第2マスク58bは、形成されるべき第2センサ電極37aおよび第2取出配線37bに対応したパターンで露光光を遮光する遮光部60aと、形成されるべき第2アライメントマーク86に対応したパターンで露光光を遮光する遮光部60bと、開口部60cと、を含んでいる。
次に、図8F(b)に示すように、この状態で、露光光を、マスク58a,58bを介して感光層56a,56bに照射する。この結果、第1感光層56aおよび第2感光層56bが互いに異なるパターンで同時に露光される。この場合、露光光として、基材フィルム32に対し透過性の低い短波長領域の光、例えば遠紫外線が用いられる。このため、積層体50の一方の側から照射されて第1感光層56aを露光する光が、積層体50を透過して第2感光層56bに到達することはない。同様に、積層体50の他方の側から照射されて第2感光層56bを露光する光が、積層体50を透過して第1感光層56aに到達することもない。このことにより、第1感光層56aおよび第2感光層56bを、それぞれ所望のパターンで精度良く同時に露光することができる。
次に、図9および図8G(a)(b)に示すように、露光された第1感光層56aおよび第2感光層56bを現像する(工程S7)。具体的には、第1感光層56aおよび第2感光層56bに対応した現像液を用意し、この現像液を用いて、第1感光層56aおよび第2感光層56bを現像する。これにより、図8G(a)(b)に示すように、第1感光層56aおよび第2感光層56bのうち、露光光を照射された部分が除去される。
その後、図9および図8H(a)(b)に示すように、パターニングされた第1感光層56aをマスクとして第1透明導電層52aをエッチングするとともに、パターニングされた第2感光層56bをマスクとして第2透明導電層52bをエッチングする(工程S8)。エッチング液としては、例えば塩化第二鉄を含む溶液が用いられる。このようなエッチングにより、図8H(b)に示すように、基材フィルム32の一方の側の面32a上に、形成されるべき第1センサ電極36a、第1取出配線36bおよび第1アライメントマーク81に対応したパターンを有する第1透明導電層52aが形成される。また、図8H(b)に示すように、基材フィルム32の他方の側の面32b上に、形成されるべき第2センサ電極37a、第2取出配線37bおよび第2アライメントマーク86に対応したパターンを有する第2透明導電層52bが形成される。
次に、図9および図8I(a)(b)に示すように、透明導電層52a,52b上の感光層56a,56bを除去する(工程S9)。これによって、図8I(a)(b)に示すように、アクティブエリアAa1となるべき領域に、透明導電体40,45からなるセンサ電極36a,37aが形成される。また、アライメントマークエリアAa4となるべき領域に、透明導電体40,45と同一の材料からなるアライメントマーク81,86が形成される。
ここで、図8I(a)(b)に示すように、アライメントマーク81,86が形成されている領域には、高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなるインデックスマッチング層70,75が設けられていない。このため、アライメントマーク81,86を外部から視認することが可能となっている。
その後、図9および図8J(a)(b)に示すように、基材フィルム32の一方の側の面32a上に、その一端が第1透導電体40と電気的に接続される第1取出導電体43と、第1取出導電体43の他端に電気的に接続される第1取出端子部44と、をスクリーン印刷法により形成する。同様に、基材フィルム32の他方の側の面32b上に、その一端が第2透導電体45と電気的に接続される第2取出導電体48と、第2取出導電体48の他端に電気的に接続される第2取出端子部49と、をスクリーン印刷法により形成する。なお、取出導電体43,48と取出端子部44,49を形成する工程は、透明導電層52a,52bをパターニングする製造ラインが設けられた工場と同一の工場内において実施されてもよく、別の工場内において実施されてもよい。
スクリーン印刷法の具体的な方法が特に限られることはなく、周知のスクリーン印刷法が用いられる。例えば、はじめに、取出導電体43,48および取出端子部44,49に対応するパターンでスクリーン版開口部が形成されたスクリーン版(図示せず)を用いて、アルミニウム、モリブデン、銀、クロム、銅またはこれらの合金等の金属材料を含む導電性ペーストを基材フィルム32の面32a,32b上に塗布する。次に、150度以下の温度、例えば120度において1時間の焼成を行う。このようにして、取出導電体43,48および取出端子部44,49が形成される。このことにより、透明導電層からなる透明取出導電体42,47と、透明取出導電体42,47上に形成された取出導電体43,48および取出端子部44,49とからなる取出配線36b、37bが得られる。なお、スクリーン版と基材フィルム32との間の位置合わせを行う際に、上述のアライメントマーク81,86が利用されてもよい。
このようにして、図8J(a)(b)に示すように、センサ電極36a,37aと取出配線36b、37bとアライメントマーク81,86とを備えたタッチパネルセンサ30が製造される。
入出力装置の製造方法
次に、以上のようにして得られたタッチパネルセンサ30を用いて、入出力装置10を製造する。はじめに、タッチパネルセンサ30を表示装置15に接着層19を介して接合する。この場合、タッチパネルセンサ30のアライメントマーク81,86に基づいて、表示装置15に対するタッチパネルセンサ30の位置合わせを実施する。その後、保護カバー12や検出制御部25の検出制御用基板などを、タッチパネルセンサ30に対して組み合わせ、これによって、入出力装置10が得られる。この場合にも、タッチパネルセンサ30のアライメントマーク81,86が、位置合わせのために用いられ得る。なお、タッチパネルセンサ30と表示装置15などとの接合が完了した後、アライメントマーク81,86が形成されているアライメントマークエリアAa4が取り除かれてもよい。
以下、本実施の形態による作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、フィルム本体33と透明導電体40,45との間にインデックスマッチング層70,75が設けられている。このため、基材フィルム32のアクティブエリアAa1のうち透明導電体40,45が設けられている領域における光の反射率および透過率と、透明導電体40,45が設けられていない領域における光の反射率および透過率と、の差を小さくすることができる。またインデックスマッチング層70,75により、基材フィルム32のうち透明導電体40,45が設けられている領域を透過した光のスペクトルを、各波長域で平坦なスペクトルとすることができ、例えば、透過光をL*a*b*表示色で表したときのb*を1.5以下とすることができる。これによって、透明導電体40,45のパターンが外部から視認されるのを防ぐことができ、このことにより、タッチパネルセンサ30の意匠性を向上させることができる。
また本実施の形態によれば、非アクティブエリアAa2のアライメントマークエリアAa4内にパターニングされたアライメントマーク81,86は、アクティブエリアAa1内にパターニングされた透明導電体40,45の材料と同一の材料を用いて透明導電体40,45とともに形成されている。また、非アクティブエリアAa2のアライメントマークエリアAa4内に設けられたアライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みは、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なっている。このため、アライメントマークエリアAa4内において、アライメントマーク81,86が形成されている領域における光の透過率または反射率と、アライメントマーク81,86周辺の領域における光の透過率または反射率とを異ならせることができる。このため、透明導電体40,45の材料と同一の材料からなるアライメントマーク81,86を、外部から視認することが可能となる。このようにして、タッチパネルセンサ30を表示装置15などと組み合わせる際に利用されるアライメントマーク81,86を安価に形成することができ、このことにより、タッチパネルセンサ30の製造コストを低減することができる。
本実施の形態によれば、上述のように、位置合わせ用のアライメントマーク81,86のためのパターニングが、センサ電極36a,37aのためのパターニングと同時に、マスク58a,58bを用いて実施される。このため、センサ電極用のパターニングとアライメントマーク用のパターニングとが別々の機会に別々のマスクを用いて実施される場合に比べて、センサ電極36a,37aに対するアライメントマーク81,86の相対位置を精度良く設定することができる。
アライメントマーク81,86は、上述のように、タッチパネルセンサ30と表示装置15との間の位置合わせのために利用される。タッチパネルセンサ30と表示装置15との間の位置合わせにおいて、最も重要なことは、タッチパネルセンサ30のセンサ電極36a,37aの位置を、表示装置15に対して精度良く合わせることである。ここで本実施の形態によれば、上述のように、センサ電極36a,37aに対するアライメントマーク81,86の相対位置が精度良く設定されている。従って、このようなアライメントマーク81,86を利用することにより、タッチパネルセンサ30のセンサ電極36a,37aの位置を、表示装置15に対して精度良く合わせることが可能となる。
また本実施の形態によれば上述のように、アライメントマーク81,86は、透明導電層52a,52bを、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより形成される。このため、スクリーン印刷法などを用いてアライメントマーク81,86を形成する場合に比べて、上述のアライメントマーク81、86のためのパターニングが、センサ電極36a、37aのためのパターニングと同時に実施される点に加え、スクリーン印刷法に比べてフォトリソグラフィー法にて線幅寸法精度、位置精度ともに優れる点も合わせて、アライメントマーク81,86をより精密に形成することができる。
次に、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例について説明する。
本実施の形態において、アライメントマークエリアAa4内にインデックスマッチング層70,75が設けられていない例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、アライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なっていればよい。
また本実施の形態において、アライメントマークエリアAa4内に、インデックスマッチング層70,75を構成する高屈折率層72,77および低屈折率層73,78のいずれもが設けられていない例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、アライメントマークエリアAa4において、高屈折率層72,77または低屈折率層73,78のいずれか一方が設けられていなければよい。若しくは、アライメントマークエリアAa4における高屈折率層72,77または低屈折率層73,78のいずれか一方の厚みが、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77または低屈折率層73,78の厚みと異なっていればよい。
また本実施の形態において、高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とによりインデックスマッチング層70,75が構成される例を示した。しかしながら、薄膜干渉の効果を適切に生じさせることができる限り、インデックスマッチング層70,75の構成が上述の構成に限定されることはない。例えば、さらに多数の高屈折率層および低屈折率層を組み合わせてインデックスマッチング層を構成してもよい。
また本実施の形態において、基材フィルム32の一方の側の面32a上に第1アライメントマーク81が設けられるとともに、基材フィルム32の他方の側の面32b上に第2アライメントマーク86が設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、基材フィルム32の少なくとも一方の面32a上にアライメントマークが設けられていればよい。
また本実施の形態において、基材フィルム32の一方の側の面32a上に第1透明導電体40が設けられるとともに、基材フィルム32の他方の側の面32b上に第2透明導電体45が設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、基材フィルム32の少なくとも一方の面32a上に透明導電体が設けられていればよい。この場合、基材フィルム32の一方の側の面32a上に設けられた透明導電体により、x方向に延びる第1センサ電極とy方向に延びる第2センサ電極とが構成される。
また本実施の形態において、フィルム本体33の一方の側の面33a上に第1インデックスマッチング層70が設けられるとともに、フィルム本体33の他方の側の面33b上に第2インデックスマッチング層75が設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、フィルム本体33の少なくとも一方の側の面33a上にインデックスマッチング層が設けられていればよい。この場合、フィルム本体33の一方の側の面33a上に設けられたインデックスマッチング層により、透明導電体40,45のパターンの不可視化が実現される。
また本実施の形態において、基材フィルム32の一方の側が観察者側となっている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、基材フィルム32の一方の側が表示基板側となっていてもよい。
また本実施の形態において、取出導電体43,48と取出端子部44,49とがスクリーン印刷により形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、例えば、金属からなる金属導電層を透明導電層52a,52b上に設け、この金属導電層をフォトリソグラフィー法などによってパターニングすることにより、取出導電体43,48と取出端子部44,49とを形成してもよい。この場合、上述の積層体50が予め金属導電層を含んでいてもよい。
また本実施の形態において、透明導電層からなる透明取出導電体42,47と、透明取出導電体42,47上に形成された取出導電体43,48および取出端子部44,49とから取出配線36b、37bが構成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、透明取出導電体42,47のみによって取出配線36b、37bが構成されていてもよい。この場合、透明取出導電体42,47が接続部品(図示せず)を介して検出制御部25の検出制御用基板に接続され、これによって、透明導電体40,45からの信号が検出制御部25に伝達される。
また本実施の形態において、第1感光層56aおよび第2感光層56bが、短波長領域の光によって同時に露光される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第1感光層56aおよび第2感光層56bを別々に露光してもよい。例えば、はじめに第1感光層56aの形成、露光および現像を実施し、その後に、第1感光層56aをマスクとして第1透明導電層52aをエッチングし、次に第2感光層56bの形成、露光および現像を実施し、その後に、第2感光層56bをマスクとして第2透明導電層52bをエッチングしてもよい。この場合、用いられる露光光が短波長領域の光に限られることはなく、所望の波長域の光を露光光として用いることができる。
また本実施の形態において、タッチパネルセンサ30が、矩形状のアクティブエリアAa1と、アクティブエリアAa1を囲む矩形枠状の非アクティブエリアAa2とに区画され、このうち非アクティブエリアAa2が、アクティブエリアAa1を囲む矩形枠状の額縁配線エリアAa3と、額縁配線エリアAa3を囲む矩形枠状のアライメントマークエリアAa4と、を含んでいる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図10に示すように、矩形状のアクティブエリアAa1と、アクティブエリアAa1を囲む矩形枠状の非アクティブエリアAa2とを有する複数のタッチパネルセンサ30が、一枚のシート90上に割り付けられていてもよい。この場合、図10に示すように、シート90の外周領域、および各タッチパネルセンサ30間の領域が、多数のアライメントマーク81が形成されるアライメントマークエリアAa4となっている。上述の形態の場合と同様に、図10に示す形態においても、アライメントマークエリアAa4内に設けられたアライメントマーク81に対応する領域におけるインデックスマッチング層の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層の厚みと異なるよう、シート90の基材フィルムが構成される。このことにより、透明導電体の材料と同一の材料からアライメントマーク81を形成した場合であっても、アライメントマーク81を外部から視認することが可能となる。
また本実施の形態において、基材フィルム32の面上であって、非アクティブエリアAa2内に、位置合わせ用のアライメントマーク81,86が形成されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、品名、ロット番号、製造工程で使用した製造器具(マスクなど)の名称など、タッチパネルセンサ30を識別するための様々な識別マークを、基材フィルム32の面上であって、非アクティブエリアAa2内に形成することができる。この場合も、アライメントマーク81,86の場合と同様に、識別マークは、各透明導電体40,45の材料と同一の材料を用いて各透明導電体40,45とともに形成される。また、識別マークに対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと異なるよう、インデックスマッチング層70,75が形成される。このことにより、上述の読取手段によって読み取り可能な様々な識別マークを、基材フィルム32の面上に安価に形成することができる。
また本実施の形態において、取出導電体および取出端子部が設けられる額縁配線エリアAa3と、アライメントマークが設けられるアライメントマークエリアAa4が別々になっている例を示したが(図3参照)、これに限られることはない。例えば、取出導電体および取出端子部とアライメントマークとがより近接して設けられてもよい。具体的には、図3に示す額縁配線エリアAa3内に、取出導電体および取出端子部だけでなくアライメントマークやその他の識別マークが設けられていてもよい。この場合、図3に示すアライメントマークエリアAa4は特に存在していなくてもよい。
また本実施の形態において、タッチパネルセンサ30がフィルム状の基材フィルム32を有し、基材フィルム32が透明なフィルム本体33を有する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、タッチパネルセンサ30を、フィルム状の基材フィルムだけでなく、枚葉のガラス基材など、様々な基材から構成することができる。なお、上述のインデックスマッチング層70,75の構成は、タッチパネルセンサ30を構成する基材の屈折率に応じて適宜設定される。
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
以下、実施例および比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
比較例1
アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと同一である点を除いて、本発明の実施の形態によるタッチパネルセンサ30と同一であるタッチパネルセンサを準備した。次に、このタッチパネルセンサの各層の厚みおよび光屈折率に基づいて、シミュレーションにより、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射率の値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射率の値との差を求めた。以下、詳細について説明する。
なおアクティブエリアAa1においては、「透明導電層52a,52bが設けられている領域」が「透明導電体40,45が設けられている領域」に対応しており、「透明導電層52a,52bが設けられてない領域」が「透明導電体40,45が設けられていない領域」に対応している。
またアライメントマークエリアAa4においては、「透明導電層52a,52bが設けられている領域」が「アライメントマーク81,86が設けられている領域」に対応しており、「透明導電層52a,52bが設けられてない領域」が「アライメントマーク81,86が設けられていない領域」に対応している。
(厚みおよび屈折率)
はじめに、フィルム本体33、熱硬化型アクリル樹脂からなるアンダーコート層71,76、五酸化ニオブ(Nb)からなる高屈折率層72,77、および二酸化珪素(SiO)からなる低屈折率層73,78の光屈折率および厚みを測定した。また、ITOからなる透明導電層52a,52bの光屈折率(実数部nおよび吸収項k)および厚みを測定した。結果を表2に示す。なお、光屈折率の測定は、光波長380nm〜780nmの範囲内で光波長を5nm刻みで変化させながら行った。なお、後述するシミュレーションにおいては、大気の光屈折率(実数部nおよび吸収項k)をn=1、k=0として扱った。
Figure 2012146217
表2に示すように、光屈折率が高い層、すなわち高屈折率層72,77および透明導電層52a,52bにおいては、光波長によって光屈折率が大きく変化していた。光波長に対して、高屈折率層72,77および透明導電層52a,52bの光屈折率(実数部n)をプロットした結果を図12に示す。図12に示すように、光波長が400nmから550nmになると、透明導電層52a,52bにおいて光屈折率が0.15だけ小さくなっており、高屈折率層72,77において光屈折率が0.18だけ小さくなっていた。また光波長が550nmから780nmになると、透明導電層52a,52bにおいて光屈折率が0.12だけ小さくなっており、高屈折率層72,77において光屈折率が0.07だけ小さくなっていた。すなわち、400〜550nmでは透明導電層52a,52bの屈折率変化より高屈折率層72,77の屈折率変化が大きく、550〜780nmでは高屈折率層72,77の屈折率変化より透明導電層52a,52bの屈折率変化が大きかった。
(シミュレーション条件)
次にシミュレーション条件について説明する。
透明導電層52a,52bが設けられている領域に関しては、以下の層構成を仮定して、フィルム本体とアンダーコート層の界面〜透明導電層と大気の界面の間に存在する各層による反射率を求めるシミュレーションを行った。
フィルム本体(出射側媒質)/アンダーコート層/高屈折率層/低屈折率層/透明導電層/大気(入射側媒質)
なお表2に示すように、フィルム本体33の厚みは、その他の構成要素の厚みに比べて非常に大きくなっている。従って、本比較例および後述する比較例または実施例においては、フィルム本体33の厚みを無限大に設定してすべてのシミュレーションが行われている。またすべてのシミュレーションにおいて、光の入射角度を0度(垂直入射)に設定した。
透明導電層52a,52bが設けられていない領域に関しては、以下の層構成を仮定して、フィルム本体とアンダーコート層の界面〜低屈折率層と大気の界面の間に存在する各層による反射率を求めるシミュレーションを行った。
フィルム本体(出射側媒質)/アンダーコート層/高屈折率層/低屈折率層/大気(入射側媒質)
図13Aは、シミュレーションにより求められた、透明導電層52a,52bが設けられている領域、および透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射スペクトルを示している。図13Aに示されているように、光波長380nm〜780nmの範囲内において、光の反射スペクトルの周期的な乱れ(ハンチング)が見られた。このようなハンチングの程度は、主にアンダーコート層71,76の厚みに依存していると考えられる。
透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射スペクトルと、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射スペクトルとの差(反射率差)を図13Bに示す。ここで、反射率差=(透明導電層52a,52bが設けられていない領域における反射率)−(透明導電層52a,52bが設けられている領域における反射率)となっている(後述する例においても同様である)。図13Bに示すように、反射率差について、光波長380nm〜780nmの範囲内においてハンチングが見られた。このハンチングは、図13Bに示すように、反射率差が0%となる線(図13Bにおいて符号81で示す点線)をほぼ中心線として生じていた。このようにハンチングが0%線81をほぼ中心として生じることは、反射率差が実質的にゼロに近いことを意味している。また、波長が短いほどハンチングの振幅が大きくなるのが確認された。
シミュレーションにより求めた反射スペクトルから、XYZ表色系(JIS Z8701参照)における等色関数を用いて、透明導電層52a,52bが設けられている領域および透明導電層52a,52bが設けられていない領域各々について、XYZ表色系におけるY値を求めた(JIS Z8701参照)。この際、色の表示に用いる標準の光の分光分布として、標準の光Cの分光分布を用いた。結果、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値が5.37%となっており、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値が5.42%となっていた。この場合、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値(=5.37%)を、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値(=5.42%)で割った値(以下、反射率比と称される。後述する例においても同様である。)は0.99となる。このように、本比較例においては反射率比がほぼ1となっている。このため、アクティブエリアAa1およびアライメントマークエリアAa4の両方において、透明導電層52a,52bのパターンが視認されないと考えられる。この場合、アクティブエリアAa1においては、透明導電層52a,52bのパターン(すなわち、透明導電体40,45のパターン)が使用者から視認されず、これによってタッチパネルセンサの意匠性が向上されている。一方、アライメントマークエリアAa4においては、透明導電層52a,52bのパターンが外部から視認されず、従って、透明導電層52a,52bのパターンからなるアライメントマーク81,86を読み取ることができない。
このように、本比較例のようにアライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みが、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと同一になっている場合、透明導電層52a,52bを利用してアライメントマークを安価に形成するという本発明の特長が実現されない。
比較例2
アンダーコート層71,76、高屈折率層72,77および低屈折率層73,78が設けられていない点を除いて、本発明の実施の形態によるタッチパネルセンサ30と同一であるタッチパネルセンサを準備した。次に、このタッチパネルセンサの各層の厚みおよび光屈折率に基づいて、シミュレーションにより、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射率の値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射率の値との差を求めた。
(シミュレーション条件)
透明導電層52a,52bが設けられている領域に関しては、以下の層構成を仮定して、フィルム本体と透明導電層の界面および透明導電層と大気の界面の間に存在する各層による反射率を求めるシミュレーションを行った。
フィルム本体(出射側媒質)/透明導電層/大気(入射側媒質)
透明導電層52a,52bが設けられていない領域に関しては、以下の層構成を仮定して、フィルム本体と大気の界面による反射率を求めるシミュレーションを行った。
フィルム本体(出射側媒質)/大気(入射側媒質)
図14Aは、シミュレーションにより求められた、透明導電層52a,52bが設けられている領域、および透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射スペクトルを示している。また、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射スペクトルと、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射スペクトルとの差(反射率差)を図14Bに示す。図14Bに示すように、波長が短いほど反射率差の絶対値が大きくなるのが確認された。
比較例1の場合と同様に、シミュレーションにより求めた反射スペクトルから、XYZ表色系における等色関数を用いて、透明導電層52a,52bが設けられている領域および透明導電層52a,52bが設けられていない領域各々について、XYZ表色系におけるY値を求めた。結果、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値が7.66%となっており、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値が6.11%となっていた。この場合、反射率比は1.25となる。このように、本比較例においては反射率比が1から大きくずれている。このため、比較例1においてはインデックスマッチング層70,75の作用により不可視化されていた透明導電層52a,52bのパターンが、本比較例ではインデックスマッチング層70,75を設けないことにより可視化されている。この場合、アライメントマークエリアAa4においては、透明導電層52a,52bのパターンが外部から視認され、このため、透明導電層52a,52bのパターンからなるアライメントマーク81,86を読み取ることが可能となっている。一方、アクティブエリアAa1においては、透明導電層52a,52bのパターン(すなわち、透明導電体40,45のパターン)が使用者から視認されており、タッチパネルセンサの意匠性の観点からは好ましくない。
このように、本比較例のようにアンダーコート層71,76、高屈折率層72,77および低屈折率層73,78が設けられていない場合、アクティブエリアAa1の透明導電体40,45のパターンを不可視化することによりタッチパネルセンサの意匠性を向上させるという本発明の特長が実現されない。
(比較例のまとめ)
上述の比較例1,2のいずれにおいても、透明導電層52a,52bを利用してアライメントマークを安価に形成し、かつ、アクティブエリアAa1の透明導電体40,45のパターンを不可視化するという本発明の特長を実現することができなかった。以下、本発明の技術的思想に基づいて、アライメントマークエリアAa4におけるインデックスマッチング層70,75の厚みと、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みとを異ならせることにより、本発明の特長を実現した例について説明する。
具体的には、実施例1において、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の高屈折率層72,77の厚みを変化させることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86を実現した例について説明する。
また実施例2において、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の低屈折率層73,78の厚みを変化させることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86を実現した例について説明する。
さらに実施例3において、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の高屈折率層72,77および低屈折率層73,78の厚みをともに変化させることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86を実現した例について説明する。
実施例1
アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の高屈折率層72,77の厚みを、0,0.9,1.9,2.0,2.9,4.0,4.8,4.9,5.0または6.0nmとしたこと以外は、比較例1と同様にして、シミュレーションにより、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値を求めた。結果を図15Aに示す。また、反射率比を算出した結果を図15Bに示す。
なお図15Aおよび図15Bにおいては、横軸として、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚み(=6nm)に対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みの比率(%)が用いられている。ここで、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の上記の各厚みを、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚みに対する比率で表すと、それぞれ0,15,31.7,33.3,48.3,66.7,80,81.7,83.3および100%となる。
図15Bに示すように、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みの比率が48.3%以下となっている場合、反射率比が1.25以上になっていた。また、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みの比率が15%以下となっている場合、反射率比が1.51以上になっていた。従って、本発明によるタッチパネルセンサ30において、好ましくは、アクティブエリアAa1における高屈折率層72,77の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における高屈折率層72,77の厚みの比率が48.3%以下となっており、より好ましくは15%以下となっている。このことにより、透明導電層52a,52bからなるアライメントマーク81,86を外部から視認可能にすることができる。
なお上述のように、比較例2においてはインデックスマッチング層70,75が設けられておらず、このため透明導電層52a,52bのパターンが可視化されていた。そして、この比較例2における反射率比が1.25となっていた。従って本実施例においては、反射率比が1.25以上であることが、透明導電層52a,52bのパターンが可視化されることの基準として採用されている。この基準は後述する実施例2および3においても採用されている。
また反射率比が1.51以上であることは、反射率比1に対して0.51増加であることを意味している。一方、不可視化の基準である反射率比(=1.25)は、反射率比1に対して0.25増加であることを意味している。すなわち、反射率比1に対する増加率の観点から考えると、反射率比が1.51以上であることは、不可視化の基準の場合(反射率比=1.25)よりも反射率の増加率が2倍以上となっている。
実施例2
アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の低屈折率層73,78の厚みを、0,16,17,18,20,27,33,40,42,48,50または60nmとしたこと以外は、比較例1と同様にして、シミュレーションにより、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値を求めた。結果を図16Aに示す。また、反射率比を算出した結果を図16Bに示す。
なお図16Aおよび図16Bにおいては、横軸として、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚み(=60nm)に対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みの比率(%)が用いられている。ここで、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の上記の各厚みを、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚みに対する比率で表すと、それぞれ0,26.7,28.3,30,33.3,45,55,66.7,70,80,83.3および100%となる。
図16Bに示すように、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みの比率が55%以下となっている場合、反射率比が1.25以上になっていた。また、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みの比率が30%以下となっている場合、反射率比が1.51以上になっていた。従って、本発明によるタッチパネルセンサ30において、好ましくは、アクティブエリアAa1における低屈折率層73,78の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域における低屈折率層73,78の厚みの比率が55%以下となっており、より好ましくは30%以下となっている。このことにより、透明導電層52a,52bからなるアライメントマーク81,86を外部から視認可能にすることができる。
実施例3
アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みの比率を、0,16.7,33.3,50,63.3,66.7,83.3または100%としたこと以外は、比較例1と同様にして、シミュレーションにより、透明導電層52a,52bが設けられている領域における光の反射によるY値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における光の反射によるY値を求めた。結果を図17Aに示す。また、反射率比を算出した結果を図17Bに示す。
なお本実施例において、より具体的には、インデックスマッチング層70,75を構成する高屈折率層72,77および低屈折率層73,78の厚みを、(高屈折率層の厚み,低屈折率層の厚み)=(0nm,0nm),(1nm,10nm),(2nm,20nm),(3nm,30nm),(3.8nm,38nm),(4nm,40nm),(5nm,50nm)または(6nm,60nm)に設定した。これによって、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75を構成する高屈折率層72,77(厚み6nm)および低屈折率層73,78(厚み60nm)に対する上述の厚みの比率が実現される。
図17Bに示すように、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みの比率が66.7%以下となっている場合、反射率比が1.25以上になっていた。また、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みの比率が33.3%以下となっている場合、反射率比が1.51以上になっていた。従って、本発明によるタッチパネルセンサ30において、好ましくは、アクティブエリアAa1におけるインデックスマッチング層70,75の厚みに対する、アライメントマーク81,86に対応する領域におけるインデックスマッチング層70,75の厚みの比率が66.7%以下となっており、より好ましくは33.3%以下となっている。このことにより、透明導電層52a,52bからなるアライメントマーク81,86を外部から視認可能にすることができる。
なお実施例1乃至3において、アライメントマーク81,86に対応する領域における反射率比を所定値以上とすることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86が実現される例を示した。すなわち、透明導電層52a,52bが設けられている領域における反射によるY値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における反射によるY値とを意図的に異ならせることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86が実現される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、透明導電層52a,52bが設けられている領域における透過によるY値と、透明導電層52a,52bが設けられていない領域における透過によるY値とを意図的に異ならせることにより、外部から視認可能なアライメントマーク81,86が実現されてもよい。
また実施例1乃至3において、インデックスマッチング層として、高屈折率層72,77と低屈折率層73,78とからなるインデックスマッチング層70,75が用いられる例を示した。しかしながら、インデックスマッチング層の構成が上述の構成に限られることはなく、様々な層構成が適宜選択され得る。例えば、インデックスマッチング層70,75が、二酸化珪素(SiO)からなる低屈折率層73,78のみから構成されていてもよい。この場合であっても、低屈折率層73,78の厚みを適切に調整することにより、アクティブエリアAa1における反射率比をほぼ1にし、かつ、アライメントマーク81,86に対応する領域における反射率比を1からずらすことができる。
10 入出力装置
15 表示装置
20 タッチパネル装置
30 タッチパネルセンサ
32 基材フィルム
32a 面(一方の側の面)
32b 面(他方の側の面)
33 フィルム本体
36a 第1センサ電極
36b 第1取出配線
37a 第2センサ電極
37b 第2取出配線
40 第1透明導電体
41a ライン部
41b 膨出部
42 第1透明取出導電体
43 第1取出導電体
44 第1取出端子部
45 第2透明導電体
46a ライン部
46b 膨出部
47 第2透明取出導電体
48 第2取出導電体
49 第2取出端子部
50 積層体(ブランクス)
52a 第1透明導電層
52b 第2透明導電層
56a 第1感光層
56b 第2感光層
58a 第1マスク
58b 第2マスク
59a 第1マスクの遮光部(第1センサ電極および第1取出配線に対応)
59b 第1マスクの遮光部(第1アライメントマークに対応)
59c 第1マスクの開口部
60a 第2マスクの遮光部(第2センサ電極および第2取出配線に対応)
60b 第2マスクの遮光部(第2アライメントマークに対応)
60c 第2マスクの開口部
70 第1インデックスマッチング層
71 第1アンダーコート層
71a 面(一方の側の面)
72 第1高屈折率層
72a 面(一方の側の面)
73 第1低屈折率層
75 第2インデックスマッチング層
76 第2アンダーコート層
76b 面(他方の側の面)
77 第2高屈折率層
77b 面(他方の側の面)
78 第2低屈折率層
80 中間積層体
81 第1アライメントマーク
82 第1遮蔽板
86 第2アライメントマーク
87 第2遮蔽板
90 シート
95 高屈折率層用ターゲット材
96 ロール

Claims (12)

  1. タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、前記アクティブエリアの周縁に位置する非アクティブエリアと、を含むタッチパネルセンサにおいて、
    基材と、
    前記基材の一方の側の面上であって、アクティブエリア内にパターニングされた第1透明導電体と、
    前記基材の一方の側の面上であって、非アクティブエリア内にパターニングされた識別マークと、を備え、
    前記識別マークは、前記第1透明導電体の材料と同一の材料を用いて当該第1透明導電体とともに形成され、
    前記基材は、透明な本体部と、透明な本体部の前記第1透明導電体側の面上に形成された第1インデックスマッチング層と、を有し、
    前記非アクティブエリア内に設けられた前記識別マークに対応する領域における前記第1インデックスマッチング層の厚みが、前記アクティブエリアにおける第1インデックスマッチング層の厚みと異なっている
    ことを特徴とするタッチパネルセンサ。
  2. 前記第1インデックスマッチング層は、前記本体部の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1高屈折率層と、当該第1高屈折率層の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1低屈折率層と、を有し、
    前記第1透明導電体の光屈折率は、前記第1高屈折率層の光屈折率よりも小さく、かつ前記第1低屈折率層の光屈折率よりも大きい
    ことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルセンサ。
  3. 前記アクティブエリアにおける前記第1高屈折率層および前記第1低屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1高屈折率層および前記第1低屈折率層の厚みの比率が、66.7%以下となっている
    ことを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルセンサ。
  4. 前記アクティブエリアにおける前記第1高屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1高屈折率層の厚みの比率が、48.3%以下となっている
    ことを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルセンサ。
  5. 前記アクティブエリアにおける前記第1低屈折率層の厚みに対する、前記識別マークに対応する領域における前記第1低屈折率層の厚みの比率が、55%以下となっている
    ことを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルセンサ。
  6. 前記第1透明導電体が、16〜22nmの範囲内の厚みと1.8〜2.0の範囲内の光屈折率とを有し、
    前記非アクティブエリア内において、前記第1インデックスマッチング層の第1高屈折率層が、3〜7nmの範囲内の厚みと2.1〜2.4の範囲内の光屈折率とを有し、かつ、前記第1インデックスマッチング層の第1低屈折率層が、50〜80nmの範囲内の厚みと1.4〜1.55の範囲内の光屈折率とを有する
    ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載のタッチパネルセンサ。
  7. 前記基材の他方の側の面上であって、アクティブエリア内にパターニングされた第2透明導電体をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のタッチパネルセンサ。
  8. 前記基材は、透明な本体部の前記第2透明導電体側の面上に形成された第2インデックスマッチング層をさらに有する
    ことを特徴とする請求項7に記載のタッチパネルセンサ。
  9. 請求項1に記載のタッチパネルセンサを製造する方法であって、
    透明な本体部を準備する工程と、
    透明な本体部の一方の側の面上に第1インデックスマッチング層を形成する工程と、
    前記第1インデックスマッチング層上に第1透明導電層を形成する工程と、
    前記第1透明導電層をパターニングして、アクティブエリア内に位置する第1透明導電体を形成するとともに、非アクティブエリア内に位置する識別マークを形成する工程と、を備え、
    前記第1インデックスマッチング層の形成工程において、前記識別マークに対応する領域における前記第1インデックスマッチング層の厚みが、前記アクティブエリアにおける第1インデックスマッチング層の厚みと異なるよう、前記第1インデックスマッチング層が形成される
    ことを特徴とするタッチパネルセンサの製造方法。
  10. 前記第1インデックスマッチング層は、前記本体部の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1高屈折率層と、当該第1高屈折率層の前記第1透明導電体側の面上に設けられた第1低屈折率層と、を有し、
    前記第1透明導電体の光屈折率は、前記第1高屈折率層の光屈折率よりも小さく、かつ前記第1低屈折率層の光屈折率よりも大きい
    ことを特徴とする請求項9に記載のタッチパネルセンサの製造方法。
  11. 前記第1高屈折率層および第1低屈折率層はそれぞれスパッタリングにより形成され、
    前記第1高屈折率層をスパッタリングにより形成する工程、または第1低屈折率層をスパッタリングにより形成する工程の少なくとも一方において、前記本体部のうち前記識別マークに対応する領域上に遮蔽板が配置されている
    ことを特徴とする請求項10に記載のタッチパネルセンサの製造方法。
  12. 表示装置を準備する工程と、
    請求項1に記載のタッチパネルセンサを前記表示装置に接合する工程と、を備え、
    前記識別マークは、アライメントマークからなり、
    前記タッチパネルセンサを前記表示装置に接合する工程において、タッチパネルセンサの前記アライメントマークに基づいて、表示装置に対するタッチパネルセンサの位置合わせが実施される
    ことを特徴とする入出力装置の製造方法。
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