JP2013152690A - 光学機能付き静電容量方式タッチセンサー - Google Patents
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Abstract
【課題】 低反射で、厚みが薄く、なおかつ狭額縁化した光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する.
【解決手段】 本発明は、カバーガラスと、前記カバーガラスの裏面に貼り合わせられた静電容量方式のフィルムセンサー部材とを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、さらに前記カバーガラスと前記フィルムセンサー部材との間に偏光板を備え、かつ前記フィルムセンサー部材が、λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、
を備えたものである、
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明は、カバーガラスと、前記カバーガラスの裏面に貼り合わせられた静電容量方式のフィルムセンサー部材とを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、さらに前記カバーガラスと前記フィルムセンサー部材との間に偏光板を備え、かつ前記フィルムセンサー部材が、λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、
を備えたものである、
【選択図】 図１
Description
本発明は、電子機器の液晶表示部に取り付けられるカバーガラスの裏面にフィルムセンサー部材が貼り合わせられた静電容量方式タッチセンサーであって、特に円偏光または位相差付与といった光学機能を備えたものに関する。
従来、電子機器表示窓のカバーガラスの裏面にフィルムセンサー部材が貼り合わせられた静電容量方式タッチセンサーは、空気層を介してＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒ）やＯＬＥD（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのディスプレイ上面に配置される。このとき、空気層とフィルムセンサー部材の界面、空気層とディスプレイの界面で外光が反射することで、ディスプレイ表示のコントラストを落とすという問題点があった。
この反射の問題は、カバーガラスとフィルムセンサー部材との間に偏光板を追加することによって、反射を５０％抑えることができる。当該偏光板を追加したタッチセンサーをＬＣＤ上に配置したときも、前記タッチセンサーの偏光板の吸収軸をＬＣＤに揃えてやれば、ＬＣＤの輝度を下げることもない。
また、カバーガラスとフィルムセンサー部材との間にカバーガラス側から偏光板、λ／４位相差フィルムを順次追加する、すなわち円偏光フィルターを追加するようにタッチセンサーを構成すれば、偏光板だけを追加するよりもさらに反射を抑制することができる。
しかし、上記したように偏光板、λ／４位相差フィルムからなる円偏光フィルターを追加する円偏光機能付き静電容量方式タッチセンサーは、円偏光フィルターの分だけ厚みが厚くなり、その結果、当該タッチセンサーを組み込んだ製品全体の厚さが増加するというという新たな問題がある。そこで、最近では特許文献１の段落００７１に示されるように、上面にＩＴＯなどの第１導電性層が備えられた第１導電性フィルムと、前記第１導電性層上に接着されかつ上面にＩＴＯなどの第２導電性層が備えられた第２導電性フィルムとを備えた２層方式の構造からなるフィルムセンサー部材と、当該フィルムセンサー部材の上面に接着された偏光板及びカバーガラスを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、第２導電性フィルムの基材としてλ／４位相差フィルムを使用したものも提案されている。この特許文献１に記載のタッチセンサーは、λ／４位相差フィルムをフィルムセンサー部材上ではなくフィルムセンサー部材の導電性層用基材として兼用するので、薄型の円偏光機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供することができる。
また、従来、偏光サングラス越しに液晶画面を観察したときにＬＣＤ側の偏光板角度依存による着色及び透過率減少が生じるため、その対策として偏光サングラスとＬＣＤとの間にλ／４位相差フィルムを配置することが、古くから特許文献２などに開示されている。
静電容量方式タッチセンサーの市場においては、上記した薄型化とともに、さらなる狭額縁化（画面表示可能な中央窓部のサイズはできるだけ大きく，当該窓部を囲む外枠部のサイズを小さくすること）が求められている。しかし、一般にタッチセンサーのフィルムセンサー部材は、外枠部に形成される引き回し回路が銀ペーストを用いたスクリーン印刷によるものなので、狭額縁化の追求に限界があった。
したがって、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、目的とする光学機能を発揮しながら、組み込み製品の厚みが薄く、なおかつ狭額縁化した光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供することにある。
本発明の第１態様によれば、カバーガラスと、前記カバーガラスの裏面に貼り合わせられた静電容量方式のフィルムセンサー部材とを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、
前記フィルムセンサー部材が、
λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、
前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、
を備えたものである、
ことを特徴とする円偏光機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
前記フィルムセンサー部材が、
λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、
前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、
を備えたものである、
ことを特徴とする円偏光機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第２態様によれば、前記カバーガラスと前記フィルムセンサー部材との間に偏光板を備えていることを特徴とする光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第３態様によれば、前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／４位相差フィルム単層である、第１態様又は第２態様の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第４態様によれば、前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／４位相差フィルムと光学等方性フィルムとを接着した積層体である、第１態様又は第２態様の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第５態様によれば、前記フィルムセンサー部材と前記偏光板との間に、λ／２位相差フィルムを備えている、第２態様の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第６態様によれば、前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／２位相差フィルムとλ／４位相差フィルムとを接着した積層体であり、当該積層体のλ／２位相差フィルムが前記偏光板側に配置されている、第２態様の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の第７態様によれば、前記フィルムセンサー部材が、前記透明導電膜、前記遮光性導電膜が形成された前記基体シートの表面周縁部に形成された、カラーレジスト材料の露光現像物からなる枠状遮光層を備えた、第１〜６態様のいずれかに記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーは、フィルムセンサー部材が、λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートを備えるので、偏光サングラス越しに観察した時でも、ＬＣＤ側の偏光板角度による着色及び透過率減少という問題点がない。また、斜めから見たときの干渉模様（フリンジ）も防止できる。
本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーは、カバーガラスとフィルムセンサー部材との間に偏光板を備え、かつ当該フィルムセンサー部材が、λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートを備えて、前記偏光板と前記λ／４位相差フィルムとで円偏光フィルターを構成するので、空気層とフィルムセンサー部材の界面、空気層とディスプレイの界面で反射した外光をカットすることができ、ディスプレイ表示のコントラストを落とすという問題点がない。
また、λ／４位相差フィルムをフィルムセンサー部材上ではなくフィルムセンサー部材の導電性層用基材として兼用するので、薄型化が可能である。
さらに、前記フィルムセンサー部材が、λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、を備えたものであるので、フォトリソ工程で得られたエッチングレジストを用いた前記透明導電膜および前記遮光性導電膜のエッチングによるパターン化が可能である。したがって、細線引き回し回路の線幅及びピッチの狭い狭額縁化した光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを得ることができる。
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。図１は本発明に光学機能付き静電容量方式タッチセンサーの一実施例を示す分解断面図であり、図２は静電容量方式のフィルムセンサー部材の電極パターンおよび細線引き回し回路パターンの一例を説明する図である。図中、１は光学機能付き静電容量方式タッチセンサー、２はカバーガラス、３はフィルムセンサー部材、４はガラス基板、５は枠状加飾層、６はλ／４位相差フィルム、７は中央窓部、８は外枠部、９は透明導電膜、１０は電極パターン、１１は細線引き回し回路パターン、１２は遮光性導電膜、１３は端子部、１４は防錆機能層、１５は枠状遮光層、２０は偏光板をそれぞれ示す。なお、図面中の各分解断面図においては、部材どうしを接着する接着剤層は省略して描いている。
図１に示す光学機能付き静電容量方式タッチセンサー１は、透明なガラス基板４の裏面周縁部にスクリーン印刷膜からなる枠状加飾層５が形成された電子機器表示窓のカバーガラス２と、カバーガラス２の裏面に貼り合わせられた静電容量方式のフィルムセンサー部材３とを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、さらにカバーガラス２とフィルムセンサー部材３との間に偏光板２０を備えた円偏光機能付きのものである
電子機器表示窓のカバーガラス２は、図示しない電子機器のディスプレイ装置上に配置されてこれを保護するためのものである。
カバーガラス２のガラス基板４は、例えば、無色透明なソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、その他の各種ガラスからなる透明ガラス板等を用いることができる。このようなガラス基板４の板厚は０．３?０．７ｍｍであることが好ましく、０．４?０．５５ｍｍであることがより好ましい。ガラス基板４の板厚がこの範囲であると、得られる本発明のカバーガラス２の強度、板厚および重量のバランスに優れることから好ましい。また、ガラス基板４は、特に平面状のものである必要はなく、曲面状のガラス基板を用いてもよい。また、反射によるガラス面への写り込みの対策として反射防止膜が設けられていてもよい。また、耐摩耗性を向上にさせるためハードコート膜が設けられていてもよい。
カバーガラス２の枠状加飾層５は、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、若しくは、アルキド樹脂などの樹脂をバインダ?とし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。
偏光板２１は、以下に述べる偏光フィルムに必要に応じて片面又は両面に保護層を積層したものである。偏光フィルムとしては、例えば（ｉ）ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム、セルロース系フィルムの如き親水性高分子フィルムに沃素及び又は２色性有機染料を吸着配向せしめてなる沃素及び又は２色性有機染料系偏光フィルム、（ｉｉ）ポリビニルアルコール系フィルムを脱水処理してポリエンを形成して配向せしめてなるポリエン系偏光フィルム、（ｉｉｉ）ポリエン塩化ビニルフィルムを脱塩酸処理してポリエンを形成して配向せしめてなるポリエン系偏光フィルム等が挙げられる。これらは通常１０〜８０μｍの厚さを有するものが使用される。保護層は、例えば、ＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）膜などで形成可能である。
本発明のフィルムセンサー部材３は、λ／４位相差フィルム６単層からなる透明な基体シートと、基体シートの両面に各々、中央窓部７の電極パターン１０および外枠部８の細線引き回し回路パターン１１を有するように形成された透明導電膜９と、透明導電膜９の細線引き回し回路パターン１１上に各々、細線引き回し回路パターン１１と同一幅で積層された遮光性導電膜１２と、透明導電膜９及び遮光性導電膜１２が形成された基体シートの両面に各々、端子部１３以外の外枠部８を覆うように積層された防錆機能層１４と、透明導電膜９、遮光性導電膜１２及び防錆機能層１４が形成された基体シートの表面周縁部に形成された、カラーレジスト材料の露光現像物からなる枠状遮光層１５を備え、この第二の枠状遮光層１５の内縁がカバーガラス２の枠状加飾層５の内縁よりも中央側に位置しているものである。
ここでフィルムセンサー部材３の中央窓部７に形成される電極パターン１０について、一例を説明する。当該電極パターン１０は表裏でパターンが異なる。たとえば、自己静電容量(Ｓｅｌｆ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ)方式のフィルムセンサー部材の場合、図４に示すように、基体シート（λ／４位相差フィルム６）の裏面には、平面視して菱形形状を持つ菱形電極４６と、この菱形電極４６の複数を図中縦方向（Ｙ方向）に貫く接続配線４６９とを備えている。複数の菱形電極４６と接続配線４６９とは、相互に電気的に接続されている。また、このような、接続配線４６９及びそれに貫かれた複数の菱形電極４６を一組として、当該一組が図中横方向（Ｘ方向）に繰り返し配列される。一方、これと同じようにして、基体シート（λ／４位相差フィルム６）の表面には、複数の菱形電極４７と、それらを貫く接続配線４７９とを備えている。ただし、この場合、接続配線４７９の延在方向は、接続配線４６９のそれとは異なり、図中横方向（Ｘ方向）である。また、それに伴い、接続配線４７９及びそれに貫かれた複数の菱形電極４７からなる一組が、繰り返し配列される方向は、図中縦方向（Ｙ方向）である。そして、図４から明らかなように、菱形電極４６は、複数の接続配線４７９間の隙間を埋めるように配置される一方、菱形電極４７は、複数の接続配線４６９間の隙間を埋めるように配置される。図４では更に、菱形電極４６と菱形電極４７との配置関係は相補的である。つまり、菱形電極４６をマトリクス状に配列する場合に生じる菱形形状の隙間を埋めるように、複数の菱形電極４７は配列されているのである。
このようにＸ方向電極及びＹ方向電極が平面視して格子を形作るように配置されているので、この格子上のいずれかの位置にユーザの指等がカバーガラス２を介して触れれば（例えば、破線丸印ＦＲの位置）、当該指等とそれが触れるＸ方向電極との間にコンデンサが形成され、また、当該指等とそれが触れるＹ方向電極との間にコンデンサが形成される。このコンデンサの形成によって、当該のＸ方向電極及びＹ方向電極の静電容量は増大する。外部回路の位置検出部は、このような場合において生じる静電容量の変化量、あるいは更には最大の静電容量をもつＸ方向電極及びＹ方向電極を検出し、中央窓部７内のどこに触れたかを、特定値たるＸ座標値及びＹ座標値の組として取得することが可能となる。
前記構成を有するフィルムセンサー部材３を得る方法を、以下に詳しく説明する。
＜透明導電膜９のパターン化＞
まず、λ／４位相差フィルム６単層からなる基体シートの表裏両面に各々、透明導電膜９，９、遮光性導電膜１２，１２、第一フォトレジスト層１６，１６を順次全面形成して導電性シートを得た（図３（ａ）参照）後、表裏それぞれ所望のパターンのマスク１７を載せ、露光（図３（ｂ）参照）・現像して第一フォトレジスト層１６をパターン化する。なお、図３（ｂ）に示すマスク１７の位置は、第一フォトレジスト層１６がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。ポジ型（露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光部が除去される）の場合にはマスクで遮光する部分が逆になる。
まず、λ／４位相差フィルム６単層からなる基体シートの表裏両面に各々、透明導電膜９，９、遮光性導電膜１２，１２、第一フォトレジスト層１６，１６を順次全面形成して導電性シートを得た（図３（ａ）参照）後、表裏それぞれ所望のパターンのマスク１７を載せ、露光（図３（ｂ）参照）・現像して第一フォトレジスト層１６をパターン化する。なお、図３（ｂ）に示すマスク１７の位置は、第一フォトレジスト層１６がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。ポジ型（露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光部が除去される）の場合にはマスクで遮光する部分が逆になる。
λ／４の位相差を与えるフィルムを得る製法としては、例えば、光弾性定数が７０×１０−１２Ｐａ−１以下である高分子からなるフィルムを一軸延伸する（又は逐次または同時に二軸延伸する）ことにより、高分子フィルム自身にλ／４の位相差を発現させる方法や、光弾性定数が７０×１０−１２Ｐａ−１以下である高分子フィルム上にλ／４の位相差を発現させる化合物の層（例えば高分子液晶からなる層）を設ける方法が挙げられる。
ここで、λ／４の位相差を与えるとは、理想的には可視光領域の全ての波長に対してλ／４の位相差を与えるという意味である。しかし波長５５０ｎｍにおける位相差がλ／４であれば他の波長での位相差が多少λ／４からずれていても実用上は問題ない。波長５５０ｎｍにおけるリターデーション値（Δｎｄ）は１２５〜１５０ｎｍであることが好ましく、１３１〜１４５ｎｍであることがより好ましい。
透明導電膜９は、インジウムスズ酸化物、亜鉛酸化物などの金属酸化物などからなる層が挙げられ、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成するとよい。また、透明導電膜９は、厚みは数十から数百ｎｍ程度で形成され、塩化第二鉄などの溶液では遮光性導電膜１２とともに容易にエッチングされるが、酸性雰囲気下での過酸化水素水など遮光性導電膜１２のエッチング液では容易にエッチングされないことが必要である。そして、８０％以上の光線透過率、数ｍΩから数百Ωの表面抵抗値を示すことが好ましい。
遮光性導電膜１２は、導電率が高くかつ遮光性の良い単一の金属膜やそれらの合金または化合物などからなる層が挙げられ、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成するとよい。また、遮光性導電膜１２は、透明導電膜９ではエッチングされないが遮光性導電膜１２自身はエッチングされるというエッチャントが存在することも必要である。その好ましい金属の例としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、錫などが挙げられる。とくに銅箔からなる厚み２０〜１０００ｎｍの金属膜は、導電性、遮光性に優れ、透明導電膜はエッチングされない酸性雰囲気下でも過酸化水素水で容易にエッチングできるため非常に好ましい。より好ましくは、厚み３０ｎｍ以上である。さらに好ましくは、１００〜５００ｎｍにするとよい。１００ｎｍ以上の厚みに設定することで高い導電性の遮光性導電膜１２が得られ、５００ｎｍ以下にすることで取り扱いやすく加工性に優れた遮光性導電膜１２が得られるからである。
第一フォトレジスト層１６は、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、レーザー光線又はメタルハライドランプなどで露光しアルカリ溶液などで現像が可能な厚さ１０〜２０μｍのアクリル系フォトレジスト材料などで構成する。第一フォトレジスト層１６の形成方法は、グラビア、スクリーン、オフセットなどの汎用の印刷法のほか、各種コーターによる方法、塗装、ディッピングなどの方法、ドライフィルムレジスト法などの各種方法により全面形成した後に露光・現像してパターニングするとよいが、中でもドライフィルムレジスト法がより好ましい。
ドライフィルムレジスト法に用いるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）は、前記した各フォトレジスト層となる感光層がベースフィルムとカバーフィルムによってサンドウィッチされているフィルムである。上記した印刷法、コート法、塗装法などは、片面コーティングしかできず効率が悪いなどの問題があるのに対し、ドライフィルムレジスト法は、カバーフィルムを剥離した後に感光層を加熱ロールで接着する方法であるため、生産性が高く、多様な要求に応じられることから主流になっている。なお、露光は、通常、ベースフィルムの上からマスクを配置して行ない（図示せず）、ベースフィルムを剥離した後に現像を行なう。ドライフィルムレジストのベースフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートなどからなるものを用いることができる。また、ドライフィルムレジストのカバーフィルムとしては、ポリエチレンなどからなるものを用いることができる。
本発明においては、露光の際、遮光性導電膜１２が反対側の面の露光光線３２を遮断するので、同時に違うマスクパターンで露光しても反対側の第一フォトレジスト層１６のパターンに影響を及ぼすこともない。したがって、両面同時に露光することが可能なため、第一フォトレジスト層１６の表裏の位置あわせがしやすく一回の工程で両面パターン化でき、生産性も向上する。
なお、表マスク及び裏マスクのアライメントは、両面露光装置の公知のマスクアライメント方法を用いることができる。たとえば、表マスク及び裏マスクにそれぞれマスク用アライメントマークを形成し、カメラ等の光学的に読み込むセンサが、一対のマスク用アライメントマーク同士の重畳状態を読み取ることで表マスク及び裏マスクの相対的な位置情報を得る。そして、得られた位置情報に基づいて、マスク位置調整機構が、一対のマスク用アライメントマーク同士が中心を合わせて重合するように表マスク及び裏マスクを相対的に移動させることで、表マスク及び裏マスクのアライメントを行う方法などである。
次に、塩化第二鉄などのエッチング液で透明導電膜９，９および遮光性導電膜１２，１２を同時にエッチングし、パターン化された第一フォトレジスト層１６，１６が積層されていない部分の透明導電膜９，９及び遮光性導電膜１２，１２を除去することにより、基体シート両面の中央窓部７に各々、透明導電膜９，９及び遮光性導電膜１２，１２が位置ずれなく積層された電極パターン１０を形成するとともに、基体シート両面の外枠部８に各々、透明導電膜９，９及び遮光性導電膜１２，１２が位置ずれなく積層された細線引き回し回路パターン１１を形成する（図３（ｃ）参照）。
フォトリソ工程で精細にパターン化された第一フォトレジスト層１６，１６を用いて透明導電膜９，９および遮光性導電膜１２，１２をエッチングするので、細線引き回し回路の線幅及びピッチを狭くすることができる。例えば、線幅が１ｍｍ以下の細線引き回し回路を形成することができる。
＜不要な遮光性導電膜１２の除去＞
次に、レジスト剥離液でもって第一フォトレジスト層１６，１６を剥離し、遮光性導電膜１２，１２を露出させた後、両面に第二フォトレジスト層１８，１８を全面形成した（図３（ｄ）参照）。その後、マスク１９，１９を載せ、露光（図３（ｅ）参照）・現像して第二フォトレジスト層１８をパターン化する（図３（ｆ）参照）。なお、図３（ｅ）に示すマスク１９の位置は、第二フォトレジスト層１８がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。また、第二フォトレジスト層１８の材料及び形成方法は、第一フォトレジスト層１６と同様の材料及び形成方法とすることができる。
次に、レジスト剥離液でもって第一フォトレジスト層１６，１６を剥離し、遮光性導電膜１２，１２を露出させた後、両面に第二フォトレジスト層１８，１８を全面形成した（図３（ｄ）参照）。その後、マスク１９，１９を載せ、露光（図３（ｅ）参照）・現像して第二フォトレジスト層１８をパターン化する（図３（ｆ）参照）。なお、図３（ｅ）に示すマスク１９の位置は、第二フォトレジスト層１８がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。また、第二フォトレジスト層１８の材料及び形成方法は、第一フォトレジスト層１６と同様の材料及び形成方法とすることができる。
次いで、酸性化した過酸化水素などの特殊エッチング液でエッチングし、パターン化された第二フォトレジスト層１８，１８が積層されていない部分の遮光性導電膜１２，１２のみを除去することにより、基体シート両面の中央窓部７及び外枠部８内の端子部２５において各々、透明導電膜９，９を露出させる（図３（ｇ）及び図２参照）。
また、透明導電膜９がアモルファスの材料であれば、該エッチングの前に熱処理などの方法により結晶化させておくのが好ましい。結晶化によりエッチング耐性が向上し、より選択的に遮光性金属膜１２のみをエッチングしやすくできるためである。
＜防錆機能層１４の形成＞
次いで、レジスト剥離液でもって第二フォトレジスト層１８，１８を剥離し、細線引き回し回路パターン１１上に細線引き回し回路パターン１１と同一幅で積層された遮光性導電膜１２，１２を露出させた後、防錆性を有する第三フォトレジスト層２８，２８を全面形成した（図３（ｈ）参照）。その後、マスク２９，２９を載せ、露光（図３（ｉ）参照）・現像して第三フォトレジスト層２８，２８をパターン化し、これを防錆機能層１４，１４とした（図３（ｊ）参照）。なお、図３（ｉ）に示すマスク２９の位置は、第三フォトレジスト層２８がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。
次いで、レジスト剥離液でもって第二フォトレジスト層１８，１８を剥離し、細線引き回し回路パターン１１上に細線引き回し回路パターン１１と同一幅で積層された遮光性導電膜１２，１２を露出させた後、防錆性を有する第三フォトレジスト層２８，２８を全面形成した（図３（ｈ）参照）。その後、マスク２９，２９を載せ、露光（図３（ｉ）参照）・現像して第三フォトレジスト層２８，２８をパターン化し、これを防錆機能層１４，１４とした（図３（ｊ）参照）。なお、図３（ｉ）に示すマスク２９の位置は、第三フォトレジスト層２８がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。
防錆性を有する第三フォトレジスト層２８は、第一フォトレジスト層１６と同様のフォトレジスト材料中に防錆剤が添加されたものを用いるか、あるいは前述のフォトレジスト材料で防錆性に優れたものを用いるとよい。また、第三フォトレジスト層２８の形成方法は、第一フォトレジスト層１６と同様の形成方法とすることができる。当該防錆剤としては、すでに防錆剤として公知に用いられる材料が使用され、具体例としては、例えばイミダゾール、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズチアゾール、ピラゾールなどを用いるとよい。また、これらのハロゲン、アルキル、フェニル置換体などの単環または多環式のアゾール類、アニリンなどの芳香族アミン類、アルキルアミンなどの脂肪族アミン、これらの塩などが挙げられ、また、特に本記載の材料に制限する必要はない。
このように防錆機能層１４が形成されるため、外部からの腐食性の液が侵入しても、あるいは高温高湿などの環境試験下においても引き回し回路に腐食が進むことがなく、電気特性を維持できる。
＜枠状遮光層１５の形成＞
最後に、カラーレジスト材料からなる第四フォトレジスト層３０を表面のみに全面形成した（図３（ｋ）参照）。その後、マスク３１，３１を載せ、露光（図３（ｌ）参照）・現像して第四フォトレジスト層３０をパターン化し、これを枠状遮光層１５とした（図３（ｍ）参照）。なお、図３（ｌ）に示すマスク３１の位置は、第四フォトレジスト層３０がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。
最後に、カラーレジスト材料からなる第四フォトレジスト層３０を表面のみに全面形成した（図３（ｋ）参照）。その後、マスク３１，３１を載せ、露光（図３（ｌ）参照）・現像して第四フォトレジスト層３０をパターン化し、これを枠状遮光層１５とした（図３（ｍ）参照）。なお、図３（ｌ）に示すマスク３１の位置は、第四フォトレジスト層３０がネガ型（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る）の場合を示している。
枠状遮光層１５は、図３（ｋ）〜図３（ｍ）に示すようなフォトプロセスによって形成されるので、内縁の直線性が非常に良い。この枠状遮光層１５の内縁がスクリーン印刷にて形成されたカバーガラス２の枠状加飾層５の内縁よりも中央側に位置しているように構成することにより、カバーガラス２を通してみる表示画面の輪郭がシャープに見えるという効果が得られる。なお、枠状遮光層１５の内縁間寸法と枠状加飾層５の内縁間寸法との差は０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとするのが好ましい。０．１ｍｍ未満だと枠状加飾層５の印刷誤差や貼り合わせ誤差によって枠状遮光層１５が露出しない辺が生ずる可能性があり、０．３ｍｍを超えると狭額縁化が難しくなる。
第四フォトレジスト層３０に用いるカラーレジスト材料は、液晶表示向けのカラーフィルタを構成するＲＧＢ及びブラックマトリックスなどのレジストと同様のものが適応可能である。また、第四フォトレジスト層３０の形成方法は、第一フォトレジスト層１６と同様の形成方法とすることができる。
ところで、本発明において部材どうしの接着に用いる図示しない接着剤層は、光学的に透明な接着剤（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｃｌｅａｒ ａｄｈｅｓｉｖｅ；ＯＣＡ）層であることが好ましい。
以上、光学機能付き静電容量方式タッチセンサーの一実施例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基体シートは、図示したようなλ／４位相差フィルム６単層で構成するものに限定されず、λ／４位相差フィルム６と光学等方性フィルム２１とを接着した積層体を基体シートとしてもよい（図５参照）。なお、基体シートをλ／４位相差フィルム６単層で構成した方が、接着層の層数を少なくできるため光漏れの可能性を低くすることができる。
光学等方性フィルム２１としては、例えばリターデーション（Δｎｄ）値が３０ｎｍ以下のポリカーボネート系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリルサルフォン等のポリサルフォン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、セルローストリアセテート等のアセテート系樹脂、ポリアリレート系樹脂等のフィルムで、厚さが１０〜２００μｍのものが挙げられる。
λ／４位相差フィルム６と光学等方性フィルム２１の積層手段としては接着剤層を介したドライラミネートなどが挙げられる。λ／４位相差フィルム６と光学等方性フィルム２１の積層は、λ／４位相差フィルム６及び光学等方性フィルム２１上への透明導電膜９の形成後、遮光性導電膜１２の積層後または第一フォトレジスト層１６の積層後のいずれのタイミングで行ってもよい。
また、本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー１は、前述のλ／４位相差フィルム６単層を基体シートとするフィルムセンサー部材３と前記偏光板２０との間に、λ／２位相差フィルム２２を備えているようにしてもよい（図６参照）。この場合、積層体全体として広帯域性に優れるλ／４の位相差を与えるので好ましい
λ／２の位相差を与えるフィルムを得る製法としては、例えば、光弾性定数が７０×１０−１２Ｐａ−１以下である高分子からなるフィルムを一軸延伸する（又は逐次または同時に二軸延伸する）ことにより、高分子フィルム自身にλ／２の位相差を発現させる方法や、光弾性定数が７０×１０−１２Ｐａ−１以下である高分子フィルム上にλ／２の位相差を発現させる化合物の層（例えば高分子液晶からなる層）を設ける方法が挙げられる。
また、本発明８光学機能付き静電容量方式タッチセンサー１は、前述のλ／４位相差フィルム６と光学等方性フィルム２１とを接着した積層体を基体シートとするフィルムセンサー部材３と前記偏光板２０との間に、λ／２位相差フィルム２２を備えているようにしてもよい（図７参照）。
また、本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー１は、前記フィルムセンサー部材３の前記基体シートが、λ／２位相差フィルム２２とλ／４位相差フィルム６とを接着した積層体であり、当該積層体のλ／２位相差フィルム２２が前記偏光板２０側に配置されているようにしてもよい（図８参照）。
λ／２位相差フィルム２２とλ／４位相差フィルム６の積層手段としては接着剤層を介したドライラミネートなどが挙げられる。λ／２位相差フィルム２２とλ／４位相差フィルム６の積層は、λ／２位相差フィルム２２及びλ／４位相差フィルム６上への透明導電膜９の形成後、遮光性導電膜１２の積層後または第一フォトレジスト層１６の積層後のいずれのタイミングで行ってもよい。
また、本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー１は、防錆機能層１４を省略してもよいし、枠状遮光層１５を省略してもよい。
また、本発明の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーは、表面側の防錆機能層をカラーレジスト材料の露光現像物からなる構成として、これを枠状遮光層１５として兼用してもよい。
また、図２及び図４には自己静電容量(Ｓｅｌｆ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ)方式のフィルムセンサー部材の電極パターンが示されているが、これに限定されず、相互静電容量(Ｍｕｔｕａｌ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ)方式の電極を形成してもよい。
以上はカバーガラス２とフィルムセンサー部材３との間に偏光板２０を備えた円偏光機能を目的とするタッチセンサーについて説明したが、図９に示すように、偏光板２０を備えていない位相差付与機能（具体的にはフリンジ対策や偏光サングラス対応）のみを目的とするタッチセンサーであってもよい。なお、フリンジ対策や偏光サングラス対応を目的として付与する位相差は、好ましくは８０〜１２０ｎｍであるが、最適は１００ｎｍである。また、電極パターンの形成精度、すなわち寸法安定性を考慮すると、位相差フィルムにはプレアニールを施し、１４０℃×９０℃での加熱収縮率が０．１％以下のものが好ましい。その他、この場合の各構成要素およびその形成方法は、偏光板２０の存在以外は共通であるので説明を省略する。
《実施例１》
厚さ２００μｍのλ／４位相差フィルムを基体シートとし、その両面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成して導電性フィルムを用意した。次いで、炭酸ソーダ１％液で現像が可能なネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み１０ｎｍの第一フォトレジスト層を前記導電性フィルムの両面に各々、全面形成し、表側にはＸ方向の電極パターンを有するマスクを載置し、裏側にはＹ方向の電極パターンを有するマスクを載置して、メタルハライドランプによって表裏両面同時に露光し、炭酸ソーダ１％液に浸して現像した。
厚さ２００μｍのλ／４位相差フィルムを基体シートとし、その両面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成して導電性フィルムを用意した。次いで、炭酸ソーダ１％液で現像が可能なネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み１０ｎｍの第一フォトレジスト層を前記導電性フィルムの両面に各々、全面形成し、表側にはＸ方向の電極パターンを有するマスクを載置し、裏側にはＹ方向の電極パターンを有するマスクを載置して、メタルハライドランプによって表裏両面同時に露光し、炭酸ソーダ１％液に浸して現像した。
次いで、塩化第二鉄のエッチング液で当該パターン化された第一フォトレジスト層が積層されていない部分のインジウムスズ酸化物膜および銅膜を同時にエッチング除去したところ、λ／４位相差フィルムからなる基体シートの中央窓部表面にはＸ方向の電極パターン、その裏側にはＹ方向の電極パターンが露出して形成され、その中央窓部を囲む外枠部には平均線幅２０μｍの細線引き回しパターンが表裏両面に露出して形成されていた。
次に、第一フォトレジスト層の剥離後、炭酸ソーダ１％液で現像が可能でネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み１０ｎｍの第二フォトレジスト層を両面に各々全面形成し、その上に表側及び裏側の端子部を除く外枠部にマスクを載置して、メタルハライドランプによって表裏両面同時に露光し、炭酸ソーダ１％液に浸して現像した。
次いで、酸性雰囲気下での過酸化水素水に浸すと露出していた中央窓部の露出していた銅膜がエッチング除去され、その下に形成されていたインジウムスズ酸化物膜のみが残った。
次に、第二フォトレジスト層の剥離後、炭酸ソーダ１％液で現像が可能で且つ防錆剤としてベンゾイミダールを添加してなるネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み１０ｎｍの第三フォトレジスト層を両面に各々全面形成し、その上に端子部を除く外枠部にマスクを載置して、メタルハライドランプによって表裏両面同時に露光し、炭酸ソーダ１％液に浸して現像し、残存した第三フォトレジスト層を防錆機能層とした。
次に、炭酸ソーダ１％液で現像が可能で且つ黒色のカラーレジスト材料からなるネガタイプのアクリル系感光層を備えたドライフィルムレジストを用い、厚み５μｍの第四フォトレジスト層を表面のみに全面形成し、その上にマスクを載置して、メタルハライドランプによって表面だけ露光し、炭酸ソーダ１％液に浸して現像し、残存した黒色の第四フォトレジスト層を枠状遮光層とし、次いで一個分のフィルムセンサー部材をカットした。
一方で、厚み０．７ｍｍのホウケイ酸系ガラスからなるガラス基板の裏面周縁部に、黒色インキを用いてスクリーン印刷にて厚み７μｍの枠状加飾層を形成してカバーガラスを得た。
また、ヨウ素を偏光子として含有した一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムの両面に接着剤を介してトリアセテートフィルムを貼り合わせて厚さ１５０μｍの偏光板２０を得た。
最後に、先のフィルムセンサー部材及び偏光板を、間に偏光板を挟むようにカバーガラスの裏面の接着剤にて貼り合わせて光学機能付き静電容量方式タッチセンサーとした。
《実施例２》
厚さ２００μｍのPＣフィルムの片面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成し、第１導電性フィルムを用意した。また、厚さ２００μｍのλ／４位相差フィルムの片面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成し、第２導電性フィルムを用意した。次いで、第１及び第２導電性フィルムを接着剤を用いてラミネートし、基体シートの両面に透明導電膜及び遮光性導電膜を各々積層した積層体を得たこと以外は、実施例１と同様である。
厚さ２００μｍのPＣフィルムの片面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成し、第１導電性フィルムを用意した。また、厚さ２００μｍのλ／４位相差フィルムの片面に透明導電膜としてインジウムスズ酸化物からなるスパッタリング法で２００ｎｍの厚みで形成し、その上に遮光性導電膜として銅膜をスパッタリング法で５００ｎｍの厚みで形成し、第２導電性フィルムを用意した。次いで、第１及び第２導電性フィルムを接着剤を用いてラミネートし、基体シートの両面に透明導電膜及び遮光性導電膜を各々積層した積層体を得たこと以外は、実施例１と同様である。
《実施例３》
フィルムセンサー部材と偏光板との間に厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを介在させたこと以外は、実施例１と同様である。
フィルムセンサー部材と偏光板との間に厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを介在させたこと以外は、実施例１と同様である。
《実施例４》
フィルムセンサー部材と偏光板との間に厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを介在させたこと以外は、実施例２と同様である。
フィルムセンサー部材と偏光板との間に厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを介在させたこと以外は、実施例２と同様である。
《実施例５》
第１導電性フィルムのＰＣフィルムに代えて、厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを用いたこと以外は、実施例２と同様である。
第１導電性フィルムのＰＣフィルムに代えて、厚さ２００μｍのλ／２位相差フィルムを用いたこと以外は、実施例２と同様である。
《実施例６》
フィルムセンサー部材とカバーガラスとの間に偏光板を挟まないこと以外は、実施例１と同様である。
フィルムセンサー部材とカバーガラスとの間に偏光板を挟まないこと以外は、実施例１と同様である。
いずれの実施例の場合も、目的とする光学機能を発揮しながら、組み込み製品の厚みが薄く、なおかつ狭額縁化した光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを得ることができた。
本願発明はＰＤＡ、ハンディターミナルなど携帯情報端末、コピー機、ファクシミリなどのＯＡ機器、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機器、電子辞書、カーナビシステム、小型ＰＣ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ＭＤ（ＰＭＤ）等の電子機器の液晶表示部に取り付けられる光学機能付き静電容量方式タッチセンサーの発明である。
１ 光学機能付き静電容量方式タッチセンサー
２ カバーガラス
３ フィルムセンサー部材
４ ガラス基板
５ 枠状加飾層
６ λ／４位相差フィルム
７ 中央窓部
８ 外枠部
９ 透明導電膜
１０ 電極パターン
１１ 細線引き回し回路パターン
１２ 遮光性導電膜
１３ 端子部
１４ 防錆機能層
１５ 枠状遮光層
１６ 第一フォトレジスト層
１７ マスク
１８ 第二フォトレジスト層
１９ マスク
２０ 偏光板
２１ 光学等方性フィルム
２２ λ／２位相差フィルム
２８ 第三フォトレジスト層
２９ マスク
３０ 第四フォトレジスト層
３１ マスク
３２ 露光光線
４６，４７ 菱形電極
４６９．４７９ 接続配線
２ カバーガラス
３ フィルムセンサー部材
４ ガラス基板
５ 枠状加飾層
６ λ／４位相差フィルム
７ 中央窓部
８ 外枠部
９ 透明導電膜
１０ 電極パターン
１１ 細線引き回し回路パターン
１２ 遮光性導電膜
１３ 端子部
１４ 防錆機能層
１５ 枠状遮光層
１６ 第一フォトレジスト層
１７ マスク
１８ 第二フォトレジスト層
１９ マスク
２０ 偏光板
２１ 光学等方性フィルム
２２ λ／２位相差フィルム
２８ 第三フォトレジスト層
２９ マスク
３０ 第四フォトレジスト層
３１ マスク
３２ 露光光線
４６，４７ 菱形電極
４６９．４７９ 接続配線
本発明の第２態様によれば、前記カバーガラスと前記フィルムセンサー部材との間に偏光板を備えている、第１態様の光学機能付き静電容量方式タッチセンサーを提供する。
Claims (7)
- カバーガラスと、前記カバーガラスの裏面に貼り合わせられた静電容量方式のフィルムセンサー部材とを備えた静電容量方式タッチセンサーであって、
前記フィルムセンサー部材が、
λ／４位相差フィルムを含む透明な基体シートと、
前記基体シートの両面に各々、中央窓部の電極パターンおよび外枠部の細線引き回し回路パターンを有するように形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜の前記細線引き回し回路パターン上に各々積層された遮光性導電膜と、
を備えたものである、
ことを特徴とする光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。 - 前記カバーガラスと前記フィルムセンサー部材との間に偏光板を備えていることを特徴とする光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
- 前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／４位相差フィルム単層である、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
- 前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／４位相差フィルムと光学等方性フィルムとを接着した積層体である、請求項１又は請求項２のいずれか記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
- 前記フィルムセンサー部材と前記偏光板との間に、λ／２位相差フィルムを備えている、請求項２記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
- 前記フィルムセンサー部材の前記基体シートが、λ／２位相差フィルムとλ／４位相差フィルムとを接着した積層体であり、当該積層体のλ／２位相差フィルムが前記偏光板側に配置されている、請求項２記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
- 前記フィルムセンサー部材が、前記透明導電膜、前記遮光性導電膜が形成された前記基体シートの表面周縁部に形成された、カラーレジスト材料の露光現像物からなる枠状遮光層を備えた、請求項１〜６のいずれかに記載の光学機能付き静電容量方式タッチセンサー。
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