JP2014075021A - 導電層付シート及びこれを用いたタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器に使用される導電層付シート及びこれを用いたタッチパネルに関し、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】基材１１や１５上面に形成された光透過性の導電層１２や１６を、金属細線１２Ｂや１６Ｂとカーボン細線１２Ｃや１６Ｃまたはカーボン粒子を分散した光透過性の感光性樹脂１２Ａや１６Ａで形成することによって、導電層１２と１６内のカーボン細線１２Ｃや１６Ｃまたはカーボン粒子が、金属細線１２Ｂや１６Ｂの反射光を吸収して乱反射が低減されるため、強い外部光の下で用いられた場合にも、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能なものを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に使用される導電層付シート及びこれを用いたタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話や電子カメラ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むなか、液晶表示素子等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、指等でタッチパネルに触れ操作することによって、機器の様々な機能の切換えを行うものが増えており、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能なものが求められている。

このような従来の導電層付シートやタッチパネルについて、図５を用いて説明する。

なお、この図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

図５は従来のタッチパネルの分解斜視図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の基材、２は光透過性の樹脂内に複数の銀等の金属細線が分散された導電層で、光透過性で略帯状の複数の導電層２が、基材１上面に前後方向に配列形成されている。

そして、３は銀やカーボン等の電極で、複数の電極３の一端が導電層２端部に連結され、他端が基材１外周右端に延出して、導電層付シート４が形成されている。

また、５は基材１と同様のフィルム状で光透過性の基材、６は導電層２と同様に、光透過性の樹脂内に複数の金属細線が分散された導電層で、光透過性で略帯状の複数の導電層６が基材５上面に、導電層２とは直交方向の左右方向に配列形成されている。

さらに、７は電極３と同様の銀やカーボン等の電極で、複数の電極７の一端が導電層６端部に連結され、他端が基材５外周右端に延出して、導電層付シート８が形成されている。

また、９はフィルム状で光透過性のカバー基板で、導電層付シート８上面に導電層付シート４、導電層付シート４上面にカバー基板９が重ねられると共に、これらが接着剤（図示せず）等によって各々貼り合わされて、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、外周右端に延出した複数の電極３や７がフレキシブル配線板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、電子回路から複数の電極３と７へ順次電圧が印加された状態で、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、カバー基板９上面を指等で触れて操作すると、この操作した箇所の導電層２と６の間の静電容量が変化するため、これによって操作された位置を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、例えば複数のメニュー等が背面の表示素子に表示された状態で、所望のメニュー上のカバー基板９上面に指等を触れると、この指に電荷の一部が導電して、操作した箇所のタッチパネルの導電層２と６の間の容量が変化し、これを電子回路が検出することによって、所望のメニューの選択等が行われるように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１１−１４６０２３号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、光透過性の樹脂内に複数の銀等の金属細線が分散されて、導電層２や６が形成されているため、光透過性に優れ、背面の表示素子の表示が見易くなってはいるが、屋外等で太陽光等の強い外部光の下で使用された場合、この光が導電層２や６内の銀等の金属細線で乱反射して、乳白色に見えてしまい、背面の表示素子の表示が見づらくなってしまう場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能な導電層付シート、及びこれを用いたタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、基材上下面の少なくとも一方に形成された光透過性の導電層を、金属細線とカーボン細線またはカーボン粒子を分散した光透過性の、紫外線架橋性または紫外線により水溶液溶解性に異性化する感光性樹脂で形成すると共に、この感光性樹脂によって、基材上下面の少なくとも一方に、所定の間隙を空けて配列された複数の導電層を設けてタッチパネルを構成したものであり、導電層内のカーボン細線またはカーボン粒子が金属細線の反射光を吸収して乱反射が低減されるため、強い外部光の下で用いられた場合にも、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能な導電層付シート、及びこれを用いたタッチパネルを得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能な導電層付シート、及びこれを用いたタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図 同分解斜視図 同部分断面図 同平面図 従来のタッチパネルの分解斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルスルホン等のフィルム状、またはガラス等の板状で光透過性の基材、１２は光透過性の導電層で、略帯状の複数の導電層１２が、基材１１上面に前後方向に配列形成されている。

そして、この導電層１２は、光透過性のアクリレートやメタクリレート等の紫外線架橋性、またはオキサベンゾノルボルナジエン等の紫外線により水溶液溶解性に異性化する感光性樹脂１２Ａ内に、直径１０〜３００ｎｍ前後で長さ１〜１００μｍ前後の、銀や銅、銅ニッケル合金等の複数の金属細線１２Ｂと、直径０．５〜５０ｎｍ前後で長さ０．５〜１０μｍ前後の、中空状のカーボン細線１２Ｃが分散されて形成されている。

また、１３は印刷等によって形成された銀やカーボン等の電極で、複数の電極１３の一端が導電層１２端部に連結され、他端が基材１１外周右端に延出して、導電層付シート１４が形成されている。

さらに、１５は基材１１と同様のフィルム状または板状で光透過性の基材、１６は導電層１２と同様に光透過性の感光性樹脂１６Ａ内に、複数の金属細線１６Ｂとカーボン細線１６Ｃが分散された導電層で、略帯状で光透過性の複数の導電層１６が基材１５上面に、導電層１２とは直交方向の左右方向に配列形成されている。

また、１７は電極１３と同様の銀やカーボン、銅箔等の電極で、複数の電極１７の一端が導電層１６端部に連結され、他端が基材１５外周右端に延出して、導電層付シート１８が形成されている。

そして、この複数の導電層１２と１６は、複数の方形部が帯状に連結されて形成されると共に、これらの間には、略方形の複数の空隙部が設けられ、導電層付シート１４と１８が積重された状態では、各々の方形部が各々の空隙部に上下で交互に重なるように形成されている。

さらに、１９はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂等のフィルム状で光透過性のカバー基板で、導電層付シート１８上面に導電層付シート１４、導電層付シート１４上面にカバー基板１９が重ねられると共に、これらがアクリルやエポキシ等の接着層２０Ａと２０Ｂによって各々貼り合わされて、タッチパネルが構成されている。

つまり、本実施の形態においては、前後方向に配列形成された複数の導電層１２と、これとは直交方向の左右方向に配列形成された導電層１６が、基材１１を介して所定の間隙を空けて対向配置された構成となっている。

また、以上のような導電層付シート１４や１８を作製するには、先ず、図３（ａ）の部分断面図に示すように、基材１１上面全面に形成された、感光性樹脂１２Ａ内に複数の金属細線１２Ｂとカーボン細線１２Ｃが分散された導電薄膜２１上面に、パターン露光・現像を行う。

すなわち、導電薄膜２１にアクリレートやメタクリレート等の、紫外線架橋性のものを用いた場合には、導電層１２を形成する以外の箇所を、パターンフィルム２２でマスキングする。

そして、次に、図３（ｂ）に示すように、紫外線を照射して、導電薄膜２１のパターンフィルム２２から露出した箇所を硬化して架橋させた後、図３（ｃ）に示すように、パターンフィルム２２を除去し、この後、炭酸ナトリウムやテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の水溶液に浸漬して洗浄し、架橋していない不要な箇所の導電薄膜２１を溶解除去して、図３（ｄ）に示すような、基材１１上面に略帯状の複数の導電層１２が配列形成された、導電層付シート１４が作製される。

なお、導電薄膜２１にオキサベンゾノルボルナジエン等の、紫外線により水溶液溶解性に異性化するものを用いた場合には、上記とは逆に、導電層１２を設ける箇所をパターンフィルム２２でマスキングし、紫外線を照射して、導電層１２以外の箇所を水溶液溶解性に異性化させた後、パターンフィルム２２を除去して水溶液に浸漬して洗浄し、不要な箇所の導電薄膜２１を溶解除去して、基材１１上面に略帯状の複数の導電層１２を配列形成する。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、外周右端に延出した複数の電極１３や１７がフレキシブル配線板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、電子回路から複数の電極１３と１７へ順次電圧が印加された状態で、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、カバー基板１９上面を指等で触れて操作すると、この操作した箇所の導電層１２と１６の間の静電容量が変化するため、これによって操作された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、例えば複数のメニュー等が背面の表示素子に表示された状態で、所望のメニュー上のカバー基板１９上面に指等を触れると、この指に電荷の一部が導電して、操作した箇所のタッチパネルの導電層１２と１６の間の容量が変化し、これを電子回路が検出することによって、所望のメニューの選択等が行われるように構成されている。

そして、この時、本発明においては、導電層１２や１６が感光性樹脂１２Ａや１６Ａ内に、複数の金属細線１２Ｂや１６Ｂとカーボン細線１２Ｃや１６Ｃが分散されて形成されているため、屋外等で太陽光等の強い光の下で使用された場合にも、この光が金属細線１２Ｂや１６Ｂで乱反射して、これらが乳白色に見え、背面の表示素子の表示が見づらくなってしまうことを防ぎ、背面の表示素子の良好な視認性を確保できるようになっている。

すなわち、感光性樹脂１２Ａや１６Ａ内に分散されたカーボン細線１２Ｃや１６Ｃが、金属細線１２Ｂや１６Ｂの反射光を吸収して乱反射が低減されるため、強い外部光の下で用いられた場合にも、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作を行えるように構成されている。

なお、金属細線１２Ｂや１６Ｂとカーボン細線１２Ｃや１６Ｃの含有量は、金属細線１２Ｂや１６Ｂが少ないと上導電層１２や下導電層１６の抵抗値が大きくなり、カーボン細線１２Ｃや１６Ｃが少ないと白濁化の改善効果が少なくなるため、重量比率として金属細線１２Ｂや１６Ｂを、５０〜９９．５重量％とすることが好ましい。

また、以上の説明では、感光性樹脂１２Ａや１６Ａ内に、カーボン細線１２Ｃや１６Ｃを分散した構成について説明したが、一次粒子径が２〜１００ｎｍ前後の粒状のカーボン粒子を分散した構成としてもよい。

そして、導電層１２や１６を、金属細線１２Ｂや１６Ｂとカーボン細線１２Ｃや１６Ｃまたはカーボン粒子が分散された、光透過性のアクリレートやメタクリレート等の紫外線架橋性、またはオキサベンゾノルボルナジエン等の紫外線により水溶液溶解性に異性化する感光性樹脂１２Ａや１６Ａで形成することで、強酸性のエッチング液を用いるエッチング加工等を行うことなく、紫外線の照射と弱アルカリ性の水溶液による洗浄のみで、基材１１や１５上面に導電層１２や１６を形成できるため、導電層付シート１４や１８の製作を簡易に行うことが可能なようになっている。

さらに、離形性のシートに導電層１２や１６、接着層２０Ａや２０Ｂを形成した後、これらをカバー基板１９下面に重ねて転写して、カバー基板１９下面に接着層２０Ａ、接着層２０Ａ下面に導電層１２、この下面に接着層２０Ｂ、接着層２０Ｂ下面に導電層１６というように、各層を積層して形成すれば、全体の薄型化が図れると共に、構成部品数も少なくすることができる。

なお、以上の説明では、基材１１上面に略帯状の複数の導電層１２を設けると共に、基材１５上面に導電層１２とは直交方向の略帯状の複数の導電層１６を設け、この導電層付シート１４と１８を上下に重ねてタッチパネルを形成した構成について説明したが、基材１１の上下面に導電層１２と１６を設けた構成や、図４（ａ）の平面図に示すように、基材１１の上面に複数の導電層２３や２４を所定の間隙を空けて配列した構成としても、本発明の実施は可能である。

また、図４（ｂ）に示すように、基材１１上面に略帯状の複数の導電層２５と、これに接続された電極２６を設けて配線基板を構成することや、図４（ｃ）に示すように、基材１１上面のほぼ全面に略矩形状の導電層２７と電極２８を設けて導電層付シートを形成し、この導電層付シートを二枚、所定の間隙を空けて導電層２７を対向させてタッチパネルを構成することや、あるいは、導電層２７上面に発光層（図示せず）等を形成して、ＥＬ素子を構成することも可能である。

このように本実施の形態によれば、基材１１や１５上下面の少なくとも一方に形成された光透過性の導電層１２や１６を、金属細線１２Ｂや１６Ｂとカーボン細線１２Ｃや１６Ｃまたはカーボン粒子を分散した光透過性の、紫外線架橋性または紫外線により水溶液溶解性に異性化する感光性樹脂１２Ａや１６Ａで形成して、導電層付シート１４や１８を構成することによって、導電層１２や１６内のカーボン細線１２Ｃや１６Ｃまたはカーボン粒子が金属細線１２Ｂや１６Ｂの反射光を吸収して乱反射が低減されるため、強い外部光の下で用いられた場合にも、背面の表示素子の表示が見易く、製作も簡易に行うことが可能な導電層付シートを得ることができるものである。

また、この感光性樹脂１２Ａや１６Ａによって、基材１１上下面の少なくとも一方に、所定の間隙を空けて配列された複数の導電層１２と１６を設けて、タッチパネルを構成することによって、強い外部光の下で用いられた場合にも、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能なタッチパネルを実現することができる。

本発明による導電層付シート及びこれを用いたタッチパネルは、背面の表示素子の表示が見易く、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。

１１、１５ 基材
１２、１６ 導電層
１２Ａ、１６Ａ 感光性樹脂
１２Ｂ、１６Ｂ 金属細線
１２Ｃ、１６Ｃ カーボン細線
１３、１７ 電極
１４、１８ 導電層付シート
１９ カバー基板
２０Ａ、２０Ｂ 接着層
２１ 導電薄膜
２２ パターンフィルム
２３、２４、２５、２７ 導電層
２６、２８ 電極

Claims (2)

1. 光透過性の基材と、この基材上下面の少なくとも一方に形成された光透過性の導電層からなり、上記導電層を金属細線とカーボン細線またはカーボン粒子を分散した光透過性の、紫外線架橋性または紫外線により水溶液溶解性に異性化する感光性樹脂で形成した導電層付シート。
2. 請求項１記載の感光性樹脂によって、基材上下面の少なくとも一方に、所定の間隙を空けて配列された複数の導電層を設けたタッチパネル。

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