JP2012242928A - 加飾透明保護基板一体型タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】加飾層が薄膜で遮光性が実現でき、高精細のパターン形成が可能で、且つ、加飾した透明保護板に直接タッチパネルが形成された、加飾透明保護板一体型タッチパネルを提供する。
【解決手段】透明保護基板上に、加飾層、オーバーコート層、タッチパネル層が順に構成されている加飾透明保護基板一体型タッチパネルであって、前記加飾層は、感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された有色樹脂層と、前記有色樹脂層を覆う形で金属膜層とが順に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネル等のフラットディスプレイと一体型で構成されるタッチパネルに関し、特に加飾を施した透明保護基板と一体となったタッチパネルに関する。

近年、情報機器の多様化、携帯端末の小型軽量化の流れから、携帯電話機や、携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、タッチパネルを液晶表示パネル等のフラットディスプレイと一体型で構成した、入力表示一体型のタッチパネル式フラットディスプレイが市場に普及してきた。タッチパネルは、その構造及び検出方式の違いにより、抵抗膜型や静電容量型等の様々なタイプがある。このうち、静電容量型タッチパネルは、1枚の基板上に透光性導電膜（透光性電極）を有し、指またはペン等が接触（タッチ）することによって形成される静電容量を介して流れる微弱電流量の変化を検出する事によって被接触位置を特定するもので、指示される内容を入力信号として受け取り液晶表示装置等を駆動する。静電容量型タッチパネルは、抵抗膜型タッチパネルと比べて、より高い透過率が得られる利点がある。

タッチパネルは、いずれの方式においても、通常は入力信号検出のために、あるいは画面保護のために、カバーガラス等の透明保護板がその上面に用いられている。そこで、タッチパネルの上面に透明保護板を設けるか、透明保護板自体がタッチパネルを構成するようになっている。また、透明保護板には、低反射膜、アンチグレア膜、ハードコート膜、電磁シールド膜等の機能膜を具備したものがある。

また、最近では電子機器のファッション化に伴い、携帯電話機などのモバイル端末機器の透明保護板においては、ＬＣＤ配線の遮蔽などの装飾が各種印刷法にてにて施されることが一般的である。例えば、特許文献１および特許文献２には、透明保護板表面に、透明窓部を有する窓形成層がハードコートフィルム裏面に予め形成されてなる加飾フィルムを積層状態に貼着した保護パネルを備えた電子機器であって、前記透明保護板が、加飾フィルムと積層された可動電極フィルムと、前記可動電極フィルムとの間に空気層を形成するように周縁部において前記可動電極フィルムと接着された固定電極板とを備えるタッチパネルで構成されている電子機器が開示されている。従来は、上記したように、加飾を施した透明保護板とタッチパネルは別々に形成され、後の工程にて組合わされることが一般的である。しかし、昨今、携帯電話機では薄型化のニーズが強く、また、加飾透明保護板に直接タッチパネルを形成することによる、工程数の削減等が検討されており、市場に登場しつつある。

特許４１２１５４０号明細書 特許４２７９８９０号明細書

従来技術においては、上記したように、加飾されるべき透明保護板に、予めフィルムシート上に印刷や金属膜等で加飾形成したものを、両面シール等ではりつける構造であった。スクリーン印刷にて加飾部を形成する場合、要求される遮光特性を満たす為に、加飾印刷部の裏に、裏押さえインキの印刷が一般的に行われている。例えば、スクリーン印刷法にてホワイトの加飾部を施した一例として、加飾部に要求される光学濃度特性値がＯＤ＝５．０を必要とする場合では、裏押さえとしてホワイトインキを１２０μｍ程度以上積層する必要がある。この為、総膜厚が３０μｍ〜１２０μｍ程度となり、その後、この上にタッチパネルを形成する為の平坦性を確保して、タッチパネルを形成することは非常に困難である。また、スクリーン印刷においては高度な装飾性で求められる高精細な加飾部形成は困難である。

さらに、加飾部の膜厚段差が１２０μｍある場合、加飾部の存在する領域と存在しない領域を跨いで、タッチパネルを形成することは、断線防止等の点より現実的ではない。また、１２０μｍの段差を有する、レイヤー上へ、スピンコート法を用いる工程でのタッチパネルの形成は、塗工品質が確保できないため不可能である。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、加飾層が薄膜で遮光性が実現でき、高精細のパターン形成が可能で、且つ、加飾した透明保護板に直接タッチパネルが形成された、加飾透明保護板一体型タッチパネルを提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、透明保護基板上に、加飾層、オーバーコート層、タッチパネル層が順に構成されている加飾透明保護基板一体型タッチパネルであって、
前記加飾層は、感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された有色樹脂層と、前記有色樹脂層を覆う形で金属膜層とが順に形成されていることを特徴とする加飾透明保護基板一体型タッチパネルである。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記金属膜層は、スパッタリング法もしくは蒸着法にて成膜され、エッチング法にてパターニングされ、前記有色樹脂層を被覆していることを特徴とする請求項１に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネルである。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記有色樹脂層は、前記金属膜層により裏抑えがなされ、前面および背面からの光が遮光されていることを特徴とする請求項１または２に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネルである。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記オーバーコート層は前記加飾層の存在領域と非存在領域を平坦化させ、前記加飾層の前記金属膜と前記タッチパネル層との間を電気的に絶縁し、且つ、タッチパネル層形成工程での前記有色樹脂層からの脱ガスを封止していることを特徴とする請求項１に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネルである。

本発明においては、加飾層がＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、等のカラーレジストである感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された有色樹脂層と、この有色樹脂層を覆う形で遮光性を確保するための裏押さえとして金属膜層とが順に形成されている構成となっている。そのため、加飾層全体の膜厚を厚くすることなく遮光性実現させ、かつ、スクリーン印刷等では不可能であった、高精細のパターン形成が可能となった。

さらに、従来の印刷法を用いた加飾層では高膜厚を要した為、加飾層上に直接タッチパネルを形成することが不可能であったが、本発明では、１．０〜３．０μｍ程度の薄膜にて光学特性濃度等の仕様要求値を満足することができるため、製造工程数を削減して加飾透明保護基板一体型タッチパネルの形成が可能となる。

本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルの、一実施形態例の構成を断面で示す模式図である。 図1に示す加飾透明保護基板一体型タッチパネルの、タッチパネル電極の結合部を平面で示す模式図である。 図２に示すタッチパネル電極の結合部のX軸方向及びY軸方向の断面構成を示す模式図である。

本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルを、一実施形態に基いて以下に詳細に説明する。

本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルは、液晶表示パネル等のフラットディスプレイと一体型で構成される。一般に、タッチパネル式液晶表示装置は、表示パネル、パネル駆動部、タッチ位置検出部等から構成され、表示パネルはアレイ基板と対向基板および液晶層からなる。本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルは、透明保護基板の視認側とは反対の面に形成された、表示窓部の周縁部の表示窓部以外の部分を覆う加飾部と、タッチ位置を感知するための信号ラインが形成されたタッチパネル機能を有する表示窓部とを有している。

図１は、本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルの、一実施形態例の構成を断面で示す模式図である。透明保護基板１上に、加飾層２、オーバーコート層５、タッチパネル層６が順に構成されている。加飾層２は、感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された有色樹脂層３と、有色樹脂層３を覆う形で金属膜層４とが順に形成されている。以下、上記構成を形成順に説明する。

まず、透明保護基板１となるガラス基板上に加飾層２を形成した。寸法４００×５００mm、厚さ０．５ｍｍのガラス基板上に、公知のフォトリソ方式により、感光性着色樹脂組成物を用いて、多面付けの所定のパターンで感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された厚さ約１．５μｍの有色樹脂層３の形成を行った。その後、スパッタリング法にてAｌ金属膜を膜厚１００〜３００nm程度となる様に成膜をおこなった。次に、有色樹脂層３のパターンと同形となる様、公知の方法でエッチングを行って金属層４のパターン形成を行い、加飾層２の形成を行った。

透明保護基板１としては、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものを用いることができ、好ましくは９５％以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ガラス等の無機透明基板、またはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィンコポリマー等の透明樹脂基板が使用可能である。本発明に係るタッチパネル機能は静電容量型が推奨され、従来のタッチスクリーン方式のように外力による歪みの必要は無く、適用する表示パネルの仕様によって材質及び厚みは適宜選択できるが、工程での耐熱性を考慮するとガラス基板が最適である。

感光性着色樹脂組成物は、例えば、樹脂バインダに着色剤を、分散剤を用いて分散させ、この分散液にモノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製される。着色剤は、加飾層２を所望の色に着色するものである。顔料や染料を利用することができるが、耐久性に優れている点で、顔料を使用することが望ましい。顔料としては、有機顔料と無機顔料のいずれであっても良く、また、その配合量は特に限定されるものではない。

公知のフォトリソ方式により、感光性着色樹脂組成物を用いて、多面付けの所定のパターンで感光性着色樹脂組成物の硬化物で有色樹脂層３の形成を行う。まず、透明保護基板１の上に、感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥して感光性着色樹脂層を形成する。次に、所定のパターンを有するマスクを用いて、感光性着色樹脂層を超高圧水銀光灯ランプ等を用いて露光する。次に、炭酸ナトリウム水溶液等の現像液で現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、加熱処理して硬化させる。

金属膜４については、Ａｌに限定せず、白系にはＡｇ、Ｃｒ、ＭＡＭ（Ｍｏ（モリブデン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ｍｏ）、黒系には酸化クロム等を用いてもよい。

次に、上記で加飾層２の形成を行った透明保護基板１上にオーバーコート層５を形成する。このオーバーコート層５は、加飾層２の存在領域と非存在領域とを平坦化させ、且つ、加飾層２の金属膜４とタッチパネル層６との間を電気的に絶縁する。さらに、オーバーコート層５は、後述するタッチパネル層６の形成工程での有色樹脂層３からの脱ガスを封止する役割を持っている。

このオーバーコート層５には、平滑で強靭であること、透明性を有すること、耐熱性および耐光性が高く、長期間にわたって黄変、白化等の変質を起こさないこと、耐水性、耐溶剤性、耐酸性および耐アルカリ性に優れていることが求められる。オーバーコート材料としては、熱硬化性または放射線硬化性のアクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂などがあげられ、例えば、ＪＳＲ社製のオプトマ−ＳＳ、日本油脂社製のノフキュアーＯＰ、新日鐵化学社製のＶ−２５９ＰＡ、日本化薬社製のＫＡＹＡＤＡＤなどが適用できる。これらの樹脂組成物を、加飾層２の形成を行った透明保護基板１上に、膜厚２〜１０μｍとなるように塗布した後、焼成または紫外線照射により硬化させてオーバーコート層５を形成する。

次に、加飾層２、オーバーコート層５を形成した基板の上に、公知の方法で静電容量式のタッチパネル層を形成する。タッチパネルの基本構成は、ＭＡＭ＋絶縁膜＋ＩＴＯ＋保護膜でああり、その加工は次の通りである。前記した、透明保護基板１となるガラス基板上に加飾層２とオーバーコート層５を形成した上に、スパッタ法にてＭＡＭ（Ｍｏ（モリブデン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ｍｏ）の成膜を行い、エッチング法により所定のパターンとなる様、パターニング加工を行った。次いで、公知のフォトリソ法により、ＭＡＭ層上に絶縁膜層（ＪＳＲ社製：ＮＮ９０１）を所定のパターンとなる様、パターニング形成を行った。さらに、スパッタ法にてＩＴＯ層を成膜し、エッチング法により所定のパターンとなる様、パターニング加工を行った。その後、公知のフォトリソ法により保護膜層（ＪＳＲ社製：ＮＮ９０１）の形成を行い、静電容量方式のタッチパネルの形成を行った。

本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルは、図２及び図３に示すように、加飾層２、オーバーコート層５を形成した基板の上に、ＭＡＭからなる複数のジャンパー７と、絶縁膜８と、ＩＴＯからなる複数の第１の透光性電極９と、ＩＴＯからなる複数の第２の透光性電極１０と、図示しない保護膜とを備える静電容量型のタッチパネル６が形成されている。

ジャンパー７は、導電性材料から形成され、加飾層２、オーバーコート層５を形成した基板の表面にX軸方向及びY軸方向に行列状に配列されている。ジャンパー７の各々は、X軸方向に整列する第１の透光性電極９をX軸方向に接続するためのものであり、両端部がX軸方向に隣接する１対の第１の透光性電極９の各々と重なり合うような位置及び寸法で所定の位置に形成される。ジャンパー７は、例えば、メタル（ＭＡＭ、ＡＰＣその他）やＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムすず）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の導電性高分子で形成することができる。ここで、ＡＰＣは銀／パラジウム／銅の合金である。

絶縁膜８は、透光性の絶縁材料が、オーバーコート層５上に形成したジャンパー７を覆うように積層することにより形成される。この上に、第１の透光性電極９と第２の透光性電極１０を一括で形成し、第２の透光性電極１０だけがジャンパー７と一部接触し、第１の透光性電極９は絶縁膜８を介してジャンパー７とは接触しないように形成する。

タッチパネル６は、同一レイヤー内に、X軸方向及びこれと直交するY軸方向に間欠的に配列される複数の第１の透光性電極９と、X軸方向及びY軸方向に配列されると共に各々が第１の透光性電極の行間及び列間に配置される複数の第２の透光性電極１０とを備える。まず、ＩＴＯ等インジウム、スズ、ガリウム、亜鉛などの金属酸化物の複合酸化物の透光性導電材料を用いて、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の真空成膜手法を用いた同一工程で絶縁膜の上全面に透明導電膜を形成する。その後、この透明導電膜を公知の手法でパターニングして、所定形状の第１の透光性電極９と第２の透光性電極１０を形成する。また、第１の透光性電極９と第２の透光性電極１０とのそれぞれのパネル端部には、電気信号を検出するための検出器に接続されている図示しない金属電極を備える。

上記したタッチパネルの表面には、感光性樹脂で形成される保護膜を備える。保護膜の形成に用いて好適な感光性樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上である透明樹脂である。この透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。

タッチパネル電極の表面に、上記した感光性樹脂で形成される保護膜を形成する方法としては、スリットアンドスピン法などが通常用いられるが、タッチパネル電極が形成された透明基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。感光性組成物を塗布し透明樹脂層を形成した基板に露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。また、必要に応じて、ポストベークを行ってもよい。

以上説明したように、透明保護基板１に、加飾層２、オーバーコート層５を形成した基板の上に静電容量式のタッチパネル層を形成した基板を、公知のケミカルエッチング方法により、所定の形状となる様断裁を行った。なお、断裁方法としては、用途に応じて、レーザー断裁法、スクライブ断裁法にて断裁を行ってもよい。

本発明の加飾透明保護基板一体型タッチパネルは、さらに、液晶表示装置と組み合わせることで、タッチパネル機能を有する液晶表示装置が得られる。

１・・透明保護基板 ２・・加飾層 ３・・有色樹脂層 ４・・金属膜層
５・・オーバーコート層 ６・・タッチパネル層７・・ジャンパー ８・・絶縁膜
９・・第１の透光性電極 １０・・第２の透光性電極

Claims (4)

1. 透明保護基板上に、加飾層、オーバーコート層、タッチパネル層が順に構成されている加飾透明保護基板一体型タッチパネルであって、前記加飾層は、感光性着色樹脂組成物の硬化物により形成された有色樹脂層と、前記有色樹脂層を覆う形で金属膜層とが順に形成されていることを特徴とする加飾透明保護基板一体型タッチパネル。
2. 前記金属膜層は、スパッタリング法もしくは蒸着法にて成膜され、エッチング法にてパターニングされ、前記有色樹脂層を被覆していることを特徴とする請求項１に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネル。
3. 前記有色樹脂層は、前記金属膜層により裏抑えがなされ、前面および背面からの光が遮光されていることを特徴とする請求項１または２に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネル。
4. 前記オーバーコート層は前記加飾層の存在領域と非存在領域を平坦化させ、前記加飾層の前記金属膜と前記タッチパネル層との間を電気的に絶縁し、且つ、タッチパネル層形成工程での前記有色樹脂層からの脱ガスを封止していることを特徴とする請求項１に記載する加飾透明保護基板一体型タッチパネル。