JP2016103072A - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程が少なく、かつ高品位で高精細な電極の配線パターンを有するフィルムタイプのタッチパネル及びその製造方法の提供を目的としている。【解決手段】透明フィルム基材１の一方の面に、樹脂層２、電極３、絶縁層４、保護層５が順次形成されて成るタッチパネル１０であって、前記樹脂層２はその上面が凹凸形状を有し、前記電極３は前記樹脂層４の凹形状に埋め込まれてなり、また前記樹脂層２は、露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなることを特徴とするタッチパネル１０である。【選択図】 図１

Description

本発明は透明フィルム基板からなる静電容量式のタッチパネル及びその製造方法に関する。

近年、入力デバイスの一つである静電容量方式のタッチパネルを液晶パネルや有機ＥＬパネル等の表示パネルに貼り合せた表示装置（タッチ式情報入力画像表示装置）が、２次元の座標入力手段として、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及している。

このタッチ式情報入力画像表示装置は、電極が配設された平面状をなすタッチパネル本体の表面側に、操作者の指などの指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面が平面状に形成された２次元の座標入力手段である。

静電容量方式のタッチパネルを構成する主要な要素は、駆動信号電極線と信号検出電極線であり、一般的には透明な導電性材料であるＩＴＯや、あるいは不透明な導電性材料である銅などの金属材料で形成されている。後者のような不透明な導電材料も用いた場合の透明性を向上させる方法としては、例えば銅または銅合金を網目状に形成する配線方法が開示されている（特許文献１）。このようにしてタッチパネルの透明性（透過性）を向上させることで、その下側に具備される表示部の画像を認識できるようにしている。

また、静電容量方式のタッチパネルは、表面型と投影型に大別されるが、後者のタッチ式情報入力画像表示装置は、Ｘ方向およびＹ方向にグリッド上に配列された複数の電極を備え、マルチタッチが可能であり、現在急速に普及しつつある。

前記静電容量方式のタッチパネルには、ガラスタイプとフィルムタイプがある。ガラスタイプは、ガラスの透過率がフィルムに比べて高いことや、ガラス上に形成された配線パターンの位置精度がフィルムに比べて優れるため、配線を覆う額縁部を小さくできる。また、表面の平滑性に優れるので、フィルムタイプより見栄えが良いという利点がある。このような利点から、ガラスタイプは高精細で低消費電力が要求されるスマートフォン等、携帯端末等の小型品に多く採用されている。

フィルムタイプにおいても、例えば図３に示すようなナノインプリント法を用いた高精細な配線パターンからなる電極の形成が検討されている。以下に具体的に説明する。

図３（ａ）に示すように、透明フィルム基材１の一方の面に電離放射線硬化性樹脂からなる未露光の樹脂層２ｂを形成し、その上から図３（ｂ）に示すように凹凸形状が形成されたナノインプリント型３０を押し込む。次に図３（ｃ）に示すように、この状態で電離放射線を露光して硬化させ凹凸形状の樹脂層２を形成する。

次に、上記で形成した樹脂層２の凹凸形状全体に導電性インクを塗布し、図には記載していないがスキージ等で凸部に塗布させた導電性インクを掻き落とし、凹部にのみ導電性インクを埋め込む。その後、導電性インクを乾燥、硬化させて電極３を形成する。

さらにその全面に絶縁層４、保護層５を積層することで高精細な電極を有するタッチパネルを作製することができる。

しかしながら上記で説明した方法では、微細な凹凸形状に形成した樹脂層２の凹部に電
極３を形成することは容易ではない。すなわち、一つの工程で直接的に樹脂層２の凹部にのみ導電性インクを均一に満遍なく埋め込むことが困難である。そこで実際には凹凸形状の樹脂層２の全面に導電性インクを塗布し、その後、凸部の不要な導電性インクをスキージ等で掻き落とす工程を経て、目的の凹部にのみ導電性インクを埋め込んでいる。このような方法では、高精細な電極３を形成することができても、工程が多く複雑で生産性を向上させることが難しい。また、凸部上の不要な導電性インクを掻き落とす工程においては、樹脂層２と導電性インクとの親和性から導電性インクが汚染程度に残留する恐れがあり、品質面での問題が残る。

特開２００６−３４４１６３号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、製造工程が少なく、かつ高品位で高精細な電極の配線パターンを有するフィルムタイプのタッチパネル及びその製造方法の提供を目的としている。

上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、透明フィルム基材の一方の面に、樹脂層、電極、絶縁層、保護層が順次形成されて成るタッチパネルであって、
前記樹脂層はその上面が凹凸形状を有し、前記電極は前記樹脂層の凹形状に埋め込まれてなることを特徴とするタッチパネルである。

請求項２に係る発明は、前記樹脂層は、露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルである。

請求項３に係る発明は、透明フィルム基材の一方の面に、樹脂層、電極、絶縁層、保護層が順次形成されて成るタッチパネルの製造方法であって、
透明フィルム基材の一方の面に露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂を樹脂層として塗布し、
次に電極を形成するためのパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光して凹凸形状を形成し、
その凹形状部に導電ペーストを埋め込んだ後、透明フィルム基材の全面を露光、ベーキングし、
さらに全面に絶縁層、保護層を順次形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法である。

請求項４に係る発明は、樹脂層に凹凸形状を形成する方法としてナノインプリント法を用いることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルの製造方法である。

本発明の請求項１の発明によれば、透明フィルム基材の一方の面に、樹脂層、電極、絶縁層、保護層が順次形成されて成るタッチパネルであって、前記樹脂層はその上面が凹凸形状を有し、前記電極を前記樹脂層の凹形状（凹部）に埋め込むことによって、従来よりも電極の両サイドの絶縁性が向上し、タッチパネルの長期信頼性を得ることができる。

また、請求項２の発明によれば、前記樹脂層が露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなることにより、電極としての配線パターンが形成され
たフォトマスクを用いて露光することで、露光させた樹脂層は硬化収縮して凹部が形成され、未露光の樹脂層は体積の変化が無く凸部として形成され、樹脂層の表面を凹凸形状にすることができる。

さらに、露光により硬化した樹脂層の凹部は親油性を呈するため、導電性インクとの親和性に優れ凹部に満遍なく埋め込むことができる。その結果、高精細な配線パターンの電極を容易に形成することができる。また同時に、未露光の凸部は撥油性のために親油性である導電性インクをハジクことができ、不要な導電性インクの残留を防げる。これにより従来行われていた凸部の不要な導電性インクの除去工程を省くことができ、工程数の削減と生産性の向上が可能となる。

また、請求項３の発明によれば、樹脂層の凹部に高精細な配線パターンの電極を容易に埋め込むことができ工程数の削減が可能となる。また、電極を形成した後に透明フィルム基材の全面を露光、ベーキングすることで未露光の凸部の樹脂層を硬化させ平坦にすることができ、その上の全面に絶縁層及び保護層を順次形成することで優れた信頼性を有するタッチパネルを製造することが可能となる。

また、請求項４の発明によれば、樹脂層に凹凸形状を形成する方法としてナノインプリント法を用いることで、より簡便に高精細な配線パターンの電極を形成することができる。

上記で説明したように、本発明によれば、製造工程が少なく、かつ高品位で高精細な電極の配線パターンを有するフィルムタイプのタッチパネル及びその製造方法を提供することができる。

本発明に係るタッチパネル及びその製造方法の一実施形態を示す断面概略図。 本発明に係るナノインプリント法を用いた製造方法の一実施形態を示す断面概略図である。 従来のナノインプリント法を用いた製造方法の一実施形態を示す断面概略図である。

以下、図に基づいて本発明を具体的に説明する。

本発明は図１示すように、透明フィルム基材１の一方の面に樹脂層２、電極３、絶縁層４、保護層５が順次形成されてなるタッチパネル１０であって、樹脂層２は露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなり、この樹脂層２に露光・未露光処理することで凹凸形状を形成し、その凹形状部に精度よく電極３を形成することを特徴としている。以下、本発明のタッチパネル及びその製造方法について詳細に説明する。

図１（ａ）に示すように、透明フィルム基材１の一方の面に、露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなる樹脂層２ｂを塗布する。

次に、図１（ｂ）に示すように、上記樹脂層２ｂの上に配線パターンが形成されたフォトマスク２０を介して電離放射線（例えば紫外線）を照射する。露光された樹脂層２ａは硬化収縮して凹部となり、未露光部は体積変化がなく凸部となり、凹凸形状が形成させる。
この時、露光され硬化した凹部は親油性を呈し、未露光の凸部は撥油性を呈する。なお、
フォトマスク２０の製造方法については省略する。

次に、図１（ｃ）に示すように、凹部に導電性インクを埋め込む。この時、凹部は親油性を呈するため、同じく親油性である導電性インクは容易に満遍なく凹部を埋め尽くすことができる。一方、未露光部である凸部は撥油性を呈するために、親油性である導電性インクが凸部に付着してもはじかれ定着することは極めて困難である。従って、従来のような凸部に付着したインクをスキージで掻き出す工程を必要とせず工程数を減らすことができる。

次に、図１（ｃ）の状態で全面に紫外線を照射することで、図１（ｄ）に示すように、未硬化の樹脂層２ｂが硬化収縮することで樹脂層２ａは平坦な層となる。

その後、図１（ｅ）に示すように、絶縁層及び保護層を順次形成することでタッチパネル１０を製造する。上記で説明したように、本発明によればフィルムタイプの高精細な配線パターンを有するタッチパネルを従来よりも少ない工程数で製造することができる。

また、本発明の樹脂層２を用いることで図２に示すように、ナノインプリント法を用いてより高精細な配線パターンからなる電極を形成することもできる。以下、具体的に説明する。なお、ナノインプリント法に用いるナノインプリント型（版）３０の製造方法については省略する。

先ず、図２（ａ）に示すように、透明フィルム基材１の一方の面に、露光すると親油性を呈し未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなる樹脂層２ｂを塗布する。

次に、図２（ｂ）に示すように、上記樹脂層２ｂの上から、凹部に遮光部３０ａと凸部に透光部３０ｂを有する配線パターンが形成されたナノインプリント型３０を押し込む。

次に、図２（ｃ）に示すように、この状態を維持しながらナノインプリト型３０の上部から電離放射線（例えば紫外線）を照射すると、露光された樹脂層２ａは硬化収縮して空隙２ｃができる。

その後、ナノインプリント型３０を剥離すると、図２（ｄ）に示すように未露光部は体積変化がなく凸部となり、凹凸形状が形成させる。この時、露光され硬化した凹部は親油性を呈し、未露光の凸部は撥油性を呈する。

次に、図２（ｅ）に示すように、凹部に導電性インクを埋め込む。この時、凹部は親油性を呈するため、同じく親油性である導電性インクは容易に満遍なく凹部を埋め尽くすことができる。一方、未露光部である凸部は撥油性を呈するために、親油性である導電性インクが凸部に付着してもはじかれ定着することは極めて困難である。従って、従来のような凸部に付着したインクをスキージで掻き出す工程を必要とせず工程数を減らすことができる。

次に、図２（ｅ）の状態で全面に紫外線を照射することで、図２（ｆ）に示すように、未硬化の樹脂層２ｂが硬化収縮することで樹脂層２ａは平坦な層となる。

その後、図２（ｇ）に示すように、絶縁層及び保護層を順次形成することでタッチパネル１０を製造する。上記で説明したように、ナノインプリント型３０を用いることにより、より高精細な配線パターンを有するタッチパネルを従来よりも少ない工程数で製造することができる。

本発明に用いられる透明フィルム基材１としては、透明で耐熱性、寸法安定性、機械強度などの物理的特性や、有機溶剤、酸、アルカリ溶液に対して優れた化学的特性を有する材料であれば使用できる。中でも幅広くグレードを選定できることや、ハンドリングの良さ及びコスト面からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好ましい。

本発明に係る樹脂層２を形成する材料としては、電子線や紫外線等の電離放射線を露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂が好ましい。一般的に上記のような電離放射線硬化性樹脂は、露光することで硬化収縮する性質があり、未露光の状態では硬化収縮を起こさない。従って、基材に均一に塗布された前記樹脂をパターンを形成したフォトマスクを介して露光すると、露光部は収縮して凹形状を形成し、未露光部は平坦な形状を維持するため凹凸形状を形成することができる。

また、前記アクリル樹脂は露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するため、上記のように形成された凹凸形状の露光により硬化した凹部は親油性を呈し、そのために導電性インクを塗布しても親和性が高く安定した形状に形成できる。一方、未露光部である凸部は撥油性を呈するため、その上に導電性インクが付着することが抑制され、従来スキージ等で行っていた不要な導電性インクの除去工程を省略することができる。

本発明に係る電極３を形成するための材料としては導電性インクを用いることができ、中でもペースト状の導電性インクを用いることが好ましい。一般に導電性インクはバインダー樹脂に導電性材料、例えば銅、アルミニウム、銀などの金属を分散したものであり特に限定するものではない。

本発明に係る絶縁層４は導電性インクからなる電極を絶縁するためのものであり、この絶縁層４の上下に形成される樹脂層２や保護層５との密着性や透明に優れていれば、公知の絶縁材料を用いることができる。

本発明に係る保護層５はその下層に形成された各層を保護し、タッチパネル１０の信頼性を向上させるものである。透明で優れた耐性を有する樹脂、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを用いることができる。

前記アクリル系樹脂としては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体や共重合体などが挙げられ、中でも透明性や強度面からポリメチルメタクリル酸エステル（ＰＭＭＡ）が好ましい。

また、前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート樹脂などが挙げられ、中でも透明性や物理的、化学的強度や耐熱性などからＰＥＴが好ましい。

また、前記保護層５の膜厚は０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好ましい。この範囲であれば、センサーの感度に影響を与えることなく物理的及び化学的強度を供することができる。膜厚が０．１ｍｍ未満であると、センサーの感度には影響しないが物理的及び化学的強度の不足が不足し、長期耐久性に問題がある。一方、膜厚が５ｍｍを越えると前記強度は問題がないが、センサーの感度への影響が問題となる。

本発明に係るタッチパネルは、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な形態の入力装置として利用することができる。

１・・・透明フィルム基材
２・・・樹脂層
２ａ・・露光した樹脂層
２ｂ・・未露光の樹脂層
２ｃ・・空隙
３・・・電極
４・・・絶縁層
５・・・保護層
１０・・タッチパネル
２０・・フォトマスク
２０ａ・遮光部
２０ｂ・透光部
３０・・ナノインプリント型
３０ａ・遮光部
３０ｂ・透光部

Claims (4)

1. 透明フィルム基材の一方の面に、樹脂層、電極、絶縁層、保護層が順次形成されて成るタッチパネルであって、
   前記樹脂層はその上面が凹凸形状を有し、前記電極は前記樹脂層の凹形状に埋め込まれてなることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記樹脂層は、露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 透明フィルム基材の一方の面に、樹脂層、電極、絶縁層、保護層が順次形成されて成るタッチパネルの製造方法であって、
   透明フィルム基材の一方の面に露光すると親油性を呈し、未露光だと撥油性を呈するアクリル系樹脂を樹脂層として塗布し、
   次に電極を形成するためのパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光して凹凸形状を形成し、
   その凹形状部に導電ペーストを埋め込んだ後、透明フィルム基材の全面を露光、ベーイキングし、
   さらに全面に絶縁層、保護層を順次形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法。
4. 樹脂層に凹凸形状を形成する方法としてナノインプリント法を用いることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルの製造方法。

Images