JP2014203161A - 電極付き表示装置用前面保護板及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
表示装置用前面保護板40は、通常、図10で例示する様に、その表示用領域A1の外周部が不透明領域A2となっており、不透明領域A2には遮光層42が形成されている。この不透明領域A2によって、表示装置用前面保護板40の裏側に配置されるタッチパネル20が、その外周部に有する配線7やコネクタ等が見えて外観を損ねないようにしている。また、不透明領域A2中には、製品ロゴなどの可視情報、配線、装置の状態を表示する通知窓なども通常設けられ、不透明領域A2は表示装置用前面保護板40の加飾部にもなっている。
また、薄型化、軽量化、部品点数削減などに対する要求に応えるべく、表示装置用前面保護板40とタッチパネル20との一体化、或いはタッチパネル20と表示パネル30との一体化などの各種一体化の形態が、提案され実用化も始まっている(特許文献1、特許文献2)。
したがって、透明電極は、表示用領域A1と不透明領域A2の境界部分で生じる遮光層42の段差を跨いで形成される必要がある。
このとき、遮光層42の段差の形状が、図11(a)の断面図に示すように垂直形状、とりわけ図11(b)の断面図に示すように順テーパー形状の場合には、透明電極5は遮光層2の面上の配線7まで段差を乗り越えて断線なく形成することができる。
(1)中央の表示用領域と、この表示用領域の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域とを有し、前記表示用領域から前記不透明領域にわたって透明電極を有する、電極付き表示装置用前面保護板であって、
透光性基板と、
前記透光性基板の第1面と当該第1面とは反対側の第2面とのうちの、いずれか一方の面上において前記不透明領域に設けられ、着色顔料を樹脂バインダ中に含む着色樹脂層を一構成層として含む遮光層と、
前記透光性基板の一方の面上であって、前記表示用領域から前記不透明領域の前記遮光層の面上に延びるように設けられた透明電極と、を有し、
前記遮光層は、少なくとも前記着色樹脂層の部分に、前記表示用領域側に向かって突き出し前記透光性基板側に空間を生成するヒサシを有し、
前記一方の面に平行な方向を水平方向とし、
前記一方の面に立てた垂線に平行な方向を垂直方向とし、
前記垂線を含む面を断面とし、当該断面において、
前記垂直方向で前記透光性基板に対して前記遮光層が形成された側を上側とし、当該上側の反対側を下側とし、
前記水平方向で前記ヒサシが前記表示用領域側に向かって突き出した方向を外側とし、当該外側の反対側を内側とし、
前記一方の面に平行な面と注目する物体の表面とがなす角度について、前記上側で前記内側から前記外側に向かって測った角度を傾斜角θとして、
前記ヒサシの先端の部分であって当該部分に下側で接続する面の傾斜角θが90°以上であり且つ当該部分に上側で接続する面の傾斜角θが90°未満である部分を前記ヒサシの先端Poutとし、
前記先端Poutよりも内側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ下側空間Sdとし、
前記先端Poutよりも外側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ隣接空間Snとするときに、
さらに、前記ヒサシ下側空間Sd及び前記ヒサシ隣接空間Snに少なくとも存在し、少なくとも前記先端Poutよりも前記外側で前記透明電極が形成される透明電極形成面を傾斜角θが90°未満の面とするヒサシ解消層を有し、
前記透明電極は、少なくとも前記先端Poutよりも前記外側での前記ヒサシ解消層の部分では、前記透明電極形成面の面上に形成されている、
電極付き表示装置用前面保護板。
(2)前記着色樹脂層が前記着色顔料として白色顔料を含み、白色系の色を呈する、前記(1)の電極付き表示装置用前面保護板。
本発明の表示装置によれば、それが備える電極付き表示装置用前面保護板が、前記効果を有する。
以下に、本発明において用いる主要な用語について、その定義をここで説明しておく。
「裏側」とは、前記「表側」とは反対側を意味し、電極付き表示装置用前面保護板或いはその他の構成要素において、表示パネルの表示光が入光する側を意味する。
「第1面」と「第2面」とは、何れかが前記「表側」となり、何れの面が前記「表側」となるかは任意である。本明細書においては、遮光層2を必ず有する側の面を「第2面」と呼ぶことにしており、この第2面が裏側の面となる。
また、この第2面を「一方の面」としている。
「水平方向」とは、透光性基板の一方の面に平行な方向を意味する。
「垂直方向」とは、透光性基板の一方の面に立てた垂線に平行な方向を意味する。
以下の用語は「断面」における用語である。
「上側」とは、「垂直方向」で透光性基板に対して遮光層が形成された側を意味する。
「下側」とは、「上側」の反対側を意味する。
「外側」とは、「水平方向」で遮光層のヒサシが表示用領域側に向かって突き出した方向を意味する。
「内側」とは、「外側」の反対側を意味する。
「傾斜角θ」とは、透光性基板の一方の面に平行な面と注目する物体面がなす角度について、「上側」で「内側」から「外側」に向かって測った角度を意味する。
「先端Pout」とは、ヒサシの先端の部分であって当該部分に下側で接続する面の傾斜角θが90°以上であり且つ当該部分に上側で接続する面の傾斜角θが90°未満である部分を意味する。
「ヒサシ下側空間Sd」とは、先端Poutよりも内側で且つ下側の領域に対応する空間を意味する。
「ヒサシ隣接空間Sn」とは、先端Poutよりも外側で且つ下側の領域に対応する空間を意味する。
「ヒサシ2E」が上側と下側に複数あるときは、先端Poutも複数となるが、ヒサシ解消層4の形成部分の基準となる先端Poutは、最も上側の先端Poutとする。
「下端Pd」とは、先端Poutから下側に降ろした垂線が物体表面に当たる部分を意味する。
「後端Pin」とは、先端Pout及び下端Pdを両端とする線分よりも内側で、遮光層の表面が最も内側となる部分を意味する。
「ヒサシ2E」とは、ヒサシ2Eが一つであるときは、後端Pinの外側で先端Poutの内側の部分である。
以下、本発明による電極付き表示装置用前面保護板を説明する。
図1及び図2の部分拡大断面図並びに図4の平面図を参照して、本発明による電極付き表示装置用前面保護板の第1の実施形態例を説明する。本実施形態においては、透明電極5の他にさらに配線7も有し、これらの透明電極5及び配線7は、いずれもタッチパネル用のものである。透明電極5は、投影型静電容量方式のタッチパネル用として形成されている例である。
着色樹脂層3は、着色顔料と感光性樹脂の未硬化物とを含む着色感光性樹脂組成物を透光性基板1上に塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることで形成されている。
本実施形態においては、着色樹脂層3は着色顔料として白色顔料を含み、白色系の色を呈するようになっている。
したがって、このままでは、表示用領域A1から不透明領域A2の遮光層2の面上に亘って、ヒサシ2Eを乗り越えて断線なく透明電極5を形成することができない。そこで、本実施形態においては、透明電極5が形成されるべき部分のうちヒサシ2Eの周囲の透明電極形成面には、ヒサシ形状が存在しないように傾斜角θを90°未満とした、ヒサシ解消層4が形成されている。
具体的には、ヒサシ解消層4は、着色樹脂層3からなる遮光層2が形成された後の透光性基板1の一方の面である第2面S2の面上に、表示用領域A1ではそのうち不透明領域A2側の一部の領域に透光性基板1の面に形成され、不透明領域A2では遮光層2の面に形成し、ヒサシ2Eの下側の空間となるヒサシ下側空間Sdを埋めるように形成されている。
また、着色樹脂層形成陽組成物など遮光層2を構成する組成物について、ポストベークによってヒサシ2Eを有する逆テーパー形状を、ヒサシ2Eを有さない順テーパー形状にし易いように組成物内容を調整する必要がないため、遮光層2として要求される各種物性を最適化しやすいという利点も得られる。
さらに、タッチパネル機能も備えており、部品点数の削減、軽量化にも効果的である。
電極付き表示装置用前面保護板10は、図5の平面図で例示したように、中央に表示用領域A1を有し、表示用領域A1の外周部に、可視光を遮蔽する不透明領域A2を有する。表示用領域A1は、電極付き表示装置用前面保護板10を表示パネルに適用したときに、電極付き表示装置用前面保護板10を透して、表示パネルが表示する内容を表示できる領域である。不透明領域A2は、不透明な、配線7やコネクタなどを隠したり、或いは、表示パネルが外周部に有する配線、コネクタなどを隠したりする為の領域である。また、不透明領域A2は、それが表現する色、適宜設けるロゴやマークなどの可視情報によって加飾部にもなる領域である。
透光性基板1は、少なくとも可視光線に対して透明で、電極付き表示装置用前面保護板10を適用する表示パネルに対して、表面を保護し得る機械強度を有するものであれば、特に制限はなく、代表的にはガラス板を用いることができる。とくに、前記ガラス板として、化学強化ガラスはフロートガラスに比べて機械的強度に優れ、その分薄くできる点で好ましい。化学強化ガラスは、典型的には、ガラスの表面近傍について、ナトリウムをカリウムに代えるなどイオン種を一部交換することで、化学的な方法によって機械的物性を強化したガラスである。
透光性基板1には、樹脂を用いることも可能である。例えば、前記樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂などを用いることができる。透光性基板1に樹脂を用いることで、軽量にできる上、可撓性を持たせることも可能となる。
透光性基板1には、ガラスと樹脂との積層体を用いることもできる。
本実施形態における遮光層2は、透光性基板1の表示パネル側とする裏側の第2面S2の不透明領域A2の部分に形成されている。遮光層2は、不透明領域A2中の全領域に設けられている。逆に言えば、この遮光層2によって、不透明領域A2が不透明な領域として形成される。
本実施形態においては、遮光層2は、透光性基板1の第1面S1と第2面S2のうちの一方の面として第2面S2の面の、不透明領域A2に形成される。
遮光層2は、タッチパネルとしての中央の位置検知領域に対して、その外周部に有する配線7や制御回路、或いは表示パネルがその中央の表示領域に対して、その外周部に有する配線や制御回路などを隠して、目視不能にして、表示パネルと組み合わされた表示装置において、外観を損なわないようにする機能を有する。
本実施形態においては、具体的には着色樹脂層3がヒサシ2Eを有する。
図1、図2及び図3の断面図を参照して、ヒサシ2Eをさらに説明する。
ヒサシ2Eとは、平易に言えば、遮光層2の側面のうち遮光層2の形成面から遠い部分が形成面に平行に突き出した結果、遮光層2の形成面近い部分は遮光層2の実体がない部分である。
形状となることはないが、先ずは、模式図でもあり形状が単純な図1(b)を参照して、ヒサシ2Eについて説明する。
ヒサシ2Eと関連する空間について、先端Poutよりも内側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ下側空間Sdとし、先端Poutよりも外側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ隣接空間Snとする。
表示用領域A1と不透明領域A2との境界は、同図の場合では、水平方向で先端Poutの部分であるが、遮光層2の先端Pout近傍での遮光性が不透明領域A2として充分でないときは、要求される遮光性が満たせる部分までが不透明領域A2となり、表示用領域A1と不透明領域A2との境界は、先端Poutと後端Pinとの間に位置することになる。
こうした形状のヒサシ2Eのときは、とくに、ヒサシ隣接空間Snの領域が図1(b)の場合と異なってくる。ヒサシ解消層4は、最低限、ヒサシ隣接空間Snにおいて、先端Poutまで存在すればよいのであって、こはれ、遮光層2の最も上側の面上にまで存在しなくてもよいことを意味する。
傾斜角θは、同図に示すようにヒサシ2Eの下側の面では、180°となることもあり、180°を超えることもある。
これは、傾斜角θを捉える面が、上側を向いた面に対して下側を向いた面を区別するために、傾斜角θは、透光性基板1の一方の面に平行な面と注目する物体面がなす角度について、「上側」で「内側」から「外側」に向かって測った角度として定義されるからである。傾斜角θは、同図では時計周りで測った角度であるが、逆に図示はしないが、ヒサシ2Eに対して外側が断面図で左側となり、外側と内側が図面で逆になるときは、半時計回りで測った角度となる。
仮に、垂直面の下側の部分を先端Poutとし、この先端Poutまでヒサシ解消層4が形成されるとき、透明電極5はヒサシ2Eの先端部分の垂直面にも形成される必要がある。こうなると、垂直面も含めて、表示用領域A1から不透明領域A2の遮光層2の面上まで、透明電極5を安定的に断線なく形成することが難しくなる。よって、先端Poutの定義は上記のようになっている。
上下にヒサシ2Eが複数存在するとき、これらを纏めて、同図の場合で言えば、最も内側の後端Pinよりも外側で最も外側の先端Poutよりも内側の部分をヒサシ2Eと捉えてもよい。
着色樹脂層3は、白色系の色など任意の色を表現する為の着色顔料を感光性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む層として形成することができる。
本実施形態においては、着色樹脂層3は、白色系の色を表現するために着色顔料として白色顔料を用い、白色顔料を感光性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む層からなる。
本実施形態においては、裏打ち層8なしで、着色樹脂層3のみで白色系の色を表現するため、白色系の色では遮光性を出しにくいので、着色樹脂層3の厚みは、30μmとなっている。
遮光層2に用いる着色顔料としては、遮光層2で表現する色に応じたものを用いればよく、特に制限はない。例えば、着色顔料としては、白色顔料、黒色顔料、赤色顔料、黄色顔料、青色顔料、緑色顔料、紫色顔料などを用いることができる。着色顔料は、1種単独で用いてもよいし、同種類の色、或いは異なる色の着色顔料を複数種類用いてもよい。
本実施形態においては、着色顔料として白色顔料をも用いている。
感光性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、環化ゴム、等の反応性ビニル基などの光反応性基を有する感光性樹脂の1種以上を用いることができる。前記アクリル系樹脂では、例えば、アルカリ可溶性樹脂、多官能アクリレート系モノマー、光重合開始剤、その他添加剤などからなる感光性樹脂を樹脂バインダの樹脂成分として用いることができる。
前記多官能アクリレート系モノマーには、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、などを1種以上用いることができる。
なお、本発明において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート、又は、アクリレートのいずれかであることを意味する。
着色樹脂層3の形成は、フォトリソグラフィ法によって形成できることは既に述べたが、着色顔料と感光性樹脂の未硬化物を含む着色感光性樹脂組成物、或いは、前記着色顔料、前記感光性樹脂の未硬化物としては、従来、カラーフィルタ用途として調整された着色レジスト用の材料を用いてもよい。
着色感光性樹脂組成物を塗布した後は、フォトリソグラフィー技術を用いて露光、現像、ベークなどの所定の工程を経て、パターニングすることにより、透光性基板1の面上の一部に、所定パターンの着色樹脂層3を形成することができる。
着色樹脂層3による表現色は、単位厚み当たりの遮光性が不足気味になる結果、厚みが厚くなってヒサシ2Eが大きくなり、ヒサシ部分での透明電極5の断線が生じやすくなると言う点では、代表的には白色系の色であるが、特に制限はない。例えば、青色、緑色、赤色、茶色、橙色、或いは、黒色系(例えば透明な黒、灰色など)の色でもよい。
本発明において、白色系の色を呈するとは、純粋な白色(純白)以外に、アイボリー色、ベージュ色、赤みの白である赤白色(薄いピンク色)、黄みの白である黄白色、青みの白である青白色、緑みの白である緑白色、紫みの白である紫白色、茶色みの白である茶白色、黒みの白である灰色(ライトグレー)、銀色みの白である銀白色、金色みの白である金白色などの、有彩色で白っぽい色、及び無彩色で白っぽい色、も含む。
こうした白色系の色を、数値的に示せば、各種表色系を用いて定義することができる。なかでも慣用的な表色系の1種であるマンセル表色系(JIS Z 8721)によって示せば、本発明において白色系の色とは、マンセル表色系において、明度が8.0以上で、且つ彩度が2.0以下の色であると、定義することができる。白色系の色の色相については、どんな色味でも構わない。
マンセル表色系の前記三属性は、市販の分光測色計、分光光度計などによって測定することができる。
白色系の色の中でも、とりわけ白っぽい色は、マンセル表色系によって表現すれば、明度においては9.0以上の色、彩度においては1.0以下の色であり、さらに白っぽい色は、明度が9.0以上で且つ彩度が1.0以下の色である。
ヒサシ解消層4は、ヒサシ下側空間Sd及びヒサシ隣接空間Snに少なくとも存在し、少なくともヒサシ2Eの先端Poutよりも外側で透明電極5が形成される透明電極形成面を傾斜角θが90°未満の面とする層である。ヒサシ解消層4による透明電極形成面の傾斜角θが90°未満であることから、この透明電極形成面にはヒサシ形状が存在しない。
図1(b)の断面図では、一点鎖線でヒサシ解消層4による透明電極形成面を示すとともに、透明電極形成面の傾斜角θを示してある。このヒサシ解消層4は、遮光層2の面上にまでは形成されていない場合である。
これは、ヒサシ隣接空間Snに透光性基板1が面する場合で言えば、透光性基板1の面上に、ヒサシ解消層4を形成するためのヒサシ解消層形成用組成物を塗布してヒサシ解消層4を、遮光層2の厚みよりも薄い、或いは、ヒサシ2Eの高さよりも低い層として形成するときに、この組成物のヒサシ隣接空間Snへの毛細管現象を利用して、ヒサシ隣接空間Snに形成される光拡散層2の面にヒサシBの先端Poutに至る面に傾斜角θが90°未満でなだらかな山麓形状でヒサシ形状のない透明電極形成面を形成できるからである。毛細管現象によって、ヒサシ2Eから離れた位置にあるヒサシ解消層4の厚みよりも厚く高い位置にあるヒサシ2Eの先端Poutまでを、厚みが徐々に連続的に変化し厚くなり、傾斜角θは徐々に連続的に大きくなる透明電極形成面を形成できる。
このため、ヒサシ解消層4は、ヒサシ下側空間Sdのなかの全空間に必ずしも存在する必要はなく、ヒサシ下側空間Sdには空隙が存在してもよい。空隙は、毛細管現象によってヒサシ解消層形成用組成物が、ヒサシ下側空間Sdに進入するときに、当該組成物と置換しきれなかった空気が残ると生じ得る。
本発明においては、ヒサシ解消層4がヒサシ下側空間Sdに存在するという意味は、ヒサシ下側空間Sdに空隙を含んでいてもよいことを意味する。
本実施形態においては、ヒサシ隣接空間Snにおいては、ヒサシ解消層4は先端Pout近傍から先端Poutに至るまで形成されている。
先端近傍とは、先端Poutから水平方向で好ましくは遮光層2の厚み以上の距離までの部分、より具体的には先端Poutから水平方向で好ましくは先端Poutの高さ以上の寸法に該当する距離までの部分であり、例えば、先端Poutから外側に100〜2000μmの部分とすることができる。
本実施形態においては、ヒサシ解消層4は遮光層2の面上にも形成されている。ヒサシ解消層4を遮光層2の面上の全面に形成することで、遮光層2の面上に形成される透明電極5や配線7は、遮光層2の面上でもヒサシ解消層4の面上でその領域内に形成することができる。
このため、ヒサシ解消層4の厚みとして、ヒサシ2Eの先端Poutから外側に離れた部分での厚みは、遮光層2の厚みとヒサシ2Eの高さが等しいと仮定した場合であっても、遮光層2の厚みが例えば25μmのとき、通常1/10以下、最大でも1/5以下の厚み、例えば2〜3μm程度でよい。但し、厚みが薄すぎると、毛細管現象によってしても、ヒサシ解消層4による透明電極形成面を、ヒサシ2Eの先端Poutの部分まで上昇させることができない。逆に、ヒサシ解消層4の厚みが遮光層2の厚み以上であるならば、単なる平坦化層とかわらない。本発明によるヒサシ解消層4は、平坦化層よりも少ない材料で、つまり低コストで、ヒサシ部分での透明電極5を断線しにくくできる透明電極形成面を形成することができる。
このヒサシ解消層4の厚みとは、仮に毛細管現象が生じる部分がない平面に形成したときの厚みのことを意味する。或いは、ヒサシ2Eの先端Poutから外側に、毛細管現象による局所的な厚みの増大が生じない部分として、遮光層2の厚みの10倍以上、遮光層2から離れた部分での厚みで捉えてもよい。
本実施形態においては、ヒサシ解消層4は、透明感光性樹脂組成物として透明レジストを透光性基板1の面上の全面に塗布した後、露光、現像などを行うフォトリソグラフィ法によって透明感光性樹脂組成物の硬化物層として形成されている。
図5は、とくに透明電極5のパターンを示す平面図である。
透明電極5は、本実施形態においては、互いに絶縁されて形成される第1透明電極5a及び第2透明電極5bから構成される。
第1透明電極5a、第2透明電極5bは、本実施形態においては同じ材料で形成してある。よって、本明細書において、これらを纏めて言うときは、単に「透明電極5」とも呼ぶ。
第1透明電極5a及び第2透明電極5bのパターンは、投影型静電容量方式では各種パターンが知られており、特に限定はない。典型的には、複数の第1透明電極5aが、第1の方向に延びて、この第1の方向に交差する方向、通常は直交する方向を第2の方向として、第2透明電極5bが第2の方向に延びたパターンとなっている。また、本実施形態においても、図5の平面図で示すように、同様である。
第1透明電極5aと第2透明電極5bとの交差部分は、互いに絶縁層6によって絶縁されている。絶縁層6は、少なくとも前記第1透明電極5aと第2透明電極5bとの交差部分に必要となる。
第1透明電極5aと第2透明電極5bとのうち一方の電極のみ、同図の場合は具体的には第1透明電極5aのみ、他方の電極との交差部分が欠損したパターンで同一の面に同時に形成した後、交差部分のみ絶縁層6を形成し、この後、絶縁層6を跨いで、欠損部分を電気的に接続する接続部5aCが透明電極5aの一部として形成されている。
図1(a)の断面図で言えば、前記交差部分は、透光性基板1に近い側の透明電極5が、第1透明電極5aであるので、第1透明電極5aが形成された後の交差部分に対して絶縁層6が形成され、交差部分を跨いで接続部5aCが形成されて第2透明電極5bが完成する。
しかも、透明電極5は遮光層2のヒサシ部分はヒサシ解消層4の面上に形成されることでヒサシ部分を乗り越えて形成されているので、ヒサシ部分で断線せずに配線7に接続されている。
絶縁層6には、公知の材料及び形成法を採用することができる。例えば、絶縁層6に樹脂を用いる場合には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などを用いることができ、具体例を挙げれば、着色樹脂層3で述べた感光性樹脂などを用いることができる。感光性樹脂の場合は、フォトリソグラフィ法を利用して形成することができる。
また、絶縁層6には、酸化ケイ素などの無機材料を用いることもできる。
配線7には、公知の材料及び形成法を採用することができる。例えば、配線7には、銀、金、銅、クロム、プラチナ、アルミニウム、パラジウム、モリブデンなどの金属(含むその合金)などを用いることができる。配線7は、例えば、銀、パラジウム及び銅からなる銀合金(APCとも言う)の金属層としてスパッタ法により製膜後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターン形成することができる。
配線7には、モリブデン(Mo)/アルミニウム(Al)/モリブデン(Mo)と3層積層構造の導電性層(MAMと呼ばれている)を用いることもできる。
本実施形態においては、配線7は、銀、パラジウム及び銅からなる銀合金(APCとも言う)によって、金属層としてフォトリソグラフィ法を利用して形成されている。
本発明においては、配線7の形成法としては、特に制限はなく、フォトリソグラフィ法以外に、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などの印刷法によって形成してもよい。
本実施形態の電極付き表示装置用前面保護板10を構成する各層は、例えば、次の様にして形成される。先ず、透光性基板1の第2面S2の不透明領域A2とする領域に、遮光層2となる着色樹脂層3をパターン形成する。着色樹脂層3のパターン形成は、ネガ型着色レジストを用いてフォトリソグラフィ法によって行い、ネガ型着色レジストの硬化物層として着色樹脂層3を形成する。
次に、ヒサシ解消層4を形成する。次に、ヒサシ解消層4の面上で不透明領域A2である遮光層2の部分に、配線7をパターン形成する。次に、表示用領域A1から不透明領域A2にかけて透光性基板1の面上及び遮光層2の面上に形成されたヒサシ解消層4の面上に、透明電極5をパターン形成する。このとき、透明電極5は、ヒサシ解消層4の面上に形成された配線7上に接して形成されるようにパターン形成する。
次に、透明電極5の交差部分には絶縁層6をパターン形成し、この絶縁層6を跨いで、透明電極5の欠損部分をパターン形成して接続部5aCを形成して透明電極5の全体を完成させる。こうして、タッチパネル機能を一体化した電極付き表示装置用前面保護板10が作成される。
図7の部分拡大断面図を参照して、本発明による電極付き表示装置用前面保護板の第2の実施形態例を説明する。
a)遮光層2がその構成層として着色樹脂層3の上側にさらに裏打ち層8も有する点。
b)ヒサシ解消層4は、遮光層2の部分では裏打ち層8の面上に形成されている点。
本発明においては、図7で例示するように、遮光層2はその構成層として、着色樹脂層3の上側(上側とは裏側でもある)に、裏打ち層8を有することができる。この場合、遮光層2は、透光性基板1側から順に、着色樹脂層3と裏打ち層8とから構成される。
裏打ち層8は、着色樹脂層3のみでは遮光性が不足するときに、その遮光性を補うことができる。また、裏打ち層8は、着色樹脂層3と裏打ち層8とによって遮光層2の意匠を表現こともできる。
本実施形態では、遮光層2は着色樹脂層3によって白色系の色として白色を意匠表現しつつ、遮光性も確保した層となっている。
この結果、着色樹脂層3の厚みは20μmとなっている。
裏打ち層8は、着色された樹脂層として形成される場合でも、通常は、ヒサシ2Eが生じやすい白色系の色とすることは稀なので、ポストベークによって順テーパー形状に容易にすることが可能なため、裏打ち層8にヒサシ2Eは通常は生じない。
ただ、本発明においては、裏打ち層8にもヒサシ2Eが存在する場合は、裏打ち層8も含めて、遮光層2として最も上側の先端点Poutを基準にヒサシ解消層4を形成することになる。
黒色層としては、例えば、黒色顔料を樹脂バインダ中に含む黒色樹脂層を用いることができる。本実施形態においても、黒色樹脂層を用いてある。
反射層としては、例えば、銀、アルミニウムなどを含む金属膜などからなる金属反射層を用いることができる。
裏打ち層8の厚みは、通常、着色樹脂層3の厚みより薄く設定され、例えば黒色の裏打ち層8の場合では1〜2μm、配線7と同様の金属層を用いた裏打ち層8の場合では、0.05〜0.5μmである。
本実施形態の電極付き表示装置用前面保護板10を構成する各層は、例えば、第1の実施形態で説明した製造方法において、着色樹脂層3の形成後であって、ヒサシ解消層4の形成前に、裏打ち層8を形成することで、形成することができる。裏打ち層8のパターン形成は、ネガ型着色レジストを用いてフォトリソグラフィ法によって行い、ネガ型着色レジストの硬化物層として裏打ち層8を形成する。
本実施形態においては、遮光層2にヒサシ2Eが存在しても、ヒサシ解消層4によってヒサシ部分で透明電極5の断線を生じにくくできる。さらに、裏打ち層8によって、着色樹脂層3の厚みを薄くすることができる。
さらに、タッチパネル機能も備えており、部品点数の削減、軽量化にも寄与することができる。
本発明の電極付き表示装置用前面保護板10は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
着色樹脂層3は、単層であってもよいが、本発明においては、着色樹脂層3は、2層以上の複層構成としてもよい。
着色樹脂層3を複層構成とすることで、着色樹脂層3の形成手段によっては一回の形成で厚さを厚くできない場合でも、厚い着色樹脂層3を形成することができる。
着色樹脂層3が複層構成の場合、各層は同一色でも良く、異なる色の層を含めて、全層によって白みがかった白色系の色を表現しても良い。
複層の着色樹脂層3の各層を異なる色の層とすることで、色表現の自由度を高めることができる。
前記した各実施形態では、透明電極5は層自体が透明な透明導電体膜によって形成されていた。
しかし、本発明においては、透明電極5は層自体が不透明な導体が、メッシュ状に形成されることで、見かけ上あたかも透明であるようにした導電性メッシュによって形成されていてもよい。導電性メッシュのメッシュパターンを構成する線の線幅は、不可視性の観点から好ましくは30μm以下、より好ましくは10μm以下である。
不透明な導体には、モリブデン(Mo)/アルミニウム(Al)/モリブデン(Mo)と3層積層構造の導電性層(MAMと呼ばれている)を用いることもできる。
透明電極5と配線7とを同一材料で形成することで、同時形成することも可能となる。
例えば、導電性メッシュによる透明電極5と配線7とを、銀、パラジウム及び銅からなる合金(APCとも言う)の金属層によって形成することができる。
透明電極5と配線7とを同一材料で同時形成することで、工程数を減らして低コストなものとすることができる。
本発明においては、図5の平面図にて破線で示すように、不透明領域A2の部分に、通知窓9が形成されていてもよい。通知窓9は、電極付き配線付き表示装置用前面保護板10を適用する表示装置が携帯電話の場合で言えば、着信や電池の充電状態などの各種動作状態を、光の点滅、点灯、及び色などにより、使用者に通知する部分である。通知窓9には、基本的には、公知の構成、材料及び形成法を採用することができる。
図8は、こうした通知窓9の一形態を示す断面図である。
この形態では、通知用の光の透過に支障を来たさない程度で、通知窓9の領域内において、着色樹脂層3の形成部が存在する。すなわち、通知窓9が、可視光に対して透過性とともに或る程度の遮光性も有する半透過構造となる。例えば、着色樹脂層3を、通知窓9の部分での可視光に対する透過率を10%前後(光学濃度OD1.0前後)の半透過性とする。
このとき、着色樹脂層3と裏打ち層8とは同類の色とすると、通知窓9をより目立ち難くすることができる。
同図では、透光性基板1上に、着色樹脂層3を形成し、この着色樹脂層3上に、着色樹脂層3上の領域において通知窓9の部分を非形成部とした裏打ち層8を形成することで、裏打ち層8の非形成部の部分を通知窓9とした構成である。
上述した実施形態においては、透明電極5及び配線7の用途はタッチパネルであった。
透明電極5をタッチパネル用とする形態においては、タッチパネルの位置検知方式として、透明電極5が互いに異なる面に2層になる位置検知方式では、このうちの少なくとも1層を設ける形態もあり得る。
透明電極5がタッチパネル用のときその位置検知方式は、抵抗膜方式など、投影型静電容量方式以外の方式のものであってもよい。
本発明においては、図示はしないが、例えば透明電極5及び配線7が形成された後の面上など、遮光層2が形成される側である第2面S2側の最表層として、オーバーコート層が形成されていてもよい。オーバーコート層は、遮光層2を有する不透明領域A2とともに表示用領域A1も含めて形成されていてもよい。この場合、オーバーコート層は、表示に支障を来たさないように、透明な層として形成される。
透明電極5或いは配線7に接して形成されるオーバーコート層は絶縁性とする。配線7上に形成されるオーバーコート層は、配線7がフレキシブルプリント配線基板(FPC)を介して制御回路に接続する部分は形成せず、配線7を露出してある。
オーバーコート層によって、絶縁性、耐傷付き性などを向上させることができる。
また、硬化性樹脂としては、着色樹脂層3で述べた感光性樹脂などを用いることもできる。感光性樹脂の場合は、部分形成するときにフォトリソグラフィ法を利用することができる。
本発明による表示装置は、上記した電極付き表示装置用前面保護板10と、表示パネルとを少なくとも備える表示装置である。
電極付き表示装置用前面保護板10は、着色樹脂層3を含む遮光層2、さらにヒサシ解消層4に加えて、タッチパネル機能として、少なくとも透明電極5を備えている。この電極付き表示装置用前面保護板10は、タッチパネル機能として、その他の機能、例えば、配線7、コネクタ、制御回路などを備えることで、タッチパネルの機能の一部又は全部が一体化された電極付き表示装置用前面保護板10としてもよい。
同図に例示する本実施形態では、配線7も有することを模式的に描いてある。
タッチパネルとして必要な機能の全部を一体化した電極付き表示装置用前面保護板10は、タッチパネル20と言うこともできる。
表示パネル30は、液晶表示パネル、電界発光(EL)パネルが代表的であるが、この他、電子ペーパーパネル、ブラウン管でもよく、公知の各種表示パネルでよい。
以上のような構成の、表示装置100とすることで、タッチパネルの位置検知領域の外周部、或いは表示パネル30の表示用領域の外周部、において存在する、表示内容それ自体には不要な、配線、コネクタ、制御回路などの各種構成要素を隠して、これらにより外観が損なわれることを防ぐことができる。
しかも、電極付き表示装置用前面保護板10の遮光層2の着色樹脂層3によって白色系など任意の色を表現でき、意匠性の高い製品が可能となる。
くわえて、遮光層2にヒサシ2Eが存在してもヒサシ部分で透明電極5の断線が生じにくくなっている。
しかも、タッチパネル機能が一体化しているので、部品点数が減り組み立て工数が少なくなり、低コストなものとできる。
本発明の表示装置100は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
一体化しようとするタッチパネル用の透明電極5が互いに絶縁された第1透明電極5aと第2透明電極5bとの2層からなり、この2層が互いに別々の基板上に形成される構造である場合は、このうちのいずれか一方の基板を電極付き表示装置用前面保護板10の透光性基板1と兼用することで、一方の透明電極と共に一体化し、他方の透明電極と基板とを、電極付き表示装置用前面保護板10、表示パネル30とは別体のタッチパネル構成部材として組み込んで、表示装置100を構成することも可能である。どのような構成で電極付き表示装置用前面保護板10とタッチパネル機能とを一体化するかは、使用し得る製造設備、組立工程などの諸条件に適した、構成を選べば良い。
図9で例示した実施形態による表示装置100では、電極付き表示装置用前面保護板10と表示パネル30との間は、空隙を有し空気層が存在する構造となっているが、本発明においては、電極付き表示装置用前面保護板10と表示パネル30との間など、構成部材の間は、粘着剤層など樹脂層で埋め尽くしても良い。樹脂層によって部材表面での光反射が減ることで、表示をより見易くすることができる。しかも、ヒサシ解消層4があることによって、とくに遮光層2の段差部分において、空気が残るエア噛み等が生じ難くなり、歩留まりよく貼り合わせることができる。
前記粘着シートとしては、透明性に優れた光学グレードのものが好ましく、このような粘着シートとしては、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系粘着剤、シリコーン系粘着剤などからなるものを用いることができる。
本発明による電極付き表示装置用前面保護板10、及び表示装置100の用途は、特に限定されない。例えば、スマートフォンなどの携帯電話、タブレットPCなどの携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、電子書籍端末、電子手帳、ゲーム機器、自動券売機、ATM端末、POS端末、自販機などである。
2、2a、2b 遮光層
2E ヒサシ
3 着色樹脂層
4 ヒサシ解消層
5 透明電極
5a 第1透明電極
5aC 接続部
5b 第2透明電極
6 絶縁層
7 配線
8 裏打ち層
9 通知窓
10 電極付き表示装置用前面保護板
20 タッチパネル
30 表示パネル
40 (従来の)表示装置用前面保護板
42 (従来の)遮光層
42E ヒサシ
100 表示装置
200 (従来の)表示装置
A1 表示用領域
A2 不透明領域
E 断線部分
Pd 下端
Pin 後端
Pout 先端
S1 第1面
S2 第2面
Sd ヒサシ下側空間
Sn ヒサシ隣接空間
V 観察者
θ 傾斜角
Claims (3)
- 中央の表示用領域と、この表示用領域の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域とを有し、前記表示用領域から前記不透明領域にわたって透明電極を有する、電極付き表示装置用前面保護板であって、
透光性基板と、
前記透光性基板の第1面と当該第1面とは反対側の第2面とのうちの、いずれか一方の面上において前記不透明領域に設けられ、着色顔料を樹脂バインダ中に含む着色樹脂層を一構成層として含む遮光層と、
前記透光性基板の一方の面上であって、前記表示用領域から前記不透明領域の前記遮光層の面上に延びるように設けられた透明電極と、を有し、
前記遮光層は、少なくとも前記着色樹脂層の部分に、前記表示用領域側に向かって突き出し前記透光性基板側に空間を生成するヒサシを有し、
前記一方の面に平行な方向を水平方向とし、
前記一方の面に立てた垂線に平行な方向を垂直方向とし、
前記垂線を含む面を断面とし、当該断面において、
前記垂直方向で前記透光性基板に対して前記遮光層が形成された側を上側とし、当該上側の反対側を下側とし、
前記水平方向で前記ヒサシが前記表示用領域側に向かって突き出した方向を外側とし、当該外側の反対側を内側とし、
前記一方の面に平行な面と注目する物体の表面とがなす角度について、前記上側で前記内側から前記外側に向かって測った角度を傾斜角θとして、
前記ヒサシの先端の部分であって当該部分に下側で接続する面の傾斜角θが90°以上であり且つ当該部分に上側で接続する面の傾斜角θが90°未満である部分を前記ヒサシの先端Poutとし、
前記先端Poutよりも内側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ下側空間Sdとし、
前記先端Poutよりも外側で且つ下側の領域に対応する空間をヒサシ隣接空間Snとするときに、
さらに、前記ヒサシ下側空間Sd及び前記ヒサシ隣接空間Snに少なくとも存在し、少なくとも前記先端Poutよりも前記外側で前記透明電極が形成される透明電極形成面を傾斜角θが90°未満の面とするヒサシ解消層を有し、
前記透明電極は、少なくとも前記先端Poutよりも前記外側での前記ヒサシ解消層の部分では、前記透明電極形成面の面上に形成されている、
電極付き表示装置用前面保護板。 - 前記着色樹脂層が前記着色顔料として白色顔料を含み、白色系の色を呈する、請求項1に記載の電極付き表示装置用前面保護板。
- 請求項1又は2に記載の電極付き表示装置用前面保護板と、表示パネルとを備えた、表示装置。
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