JP2017111478A - 静電容量式タッチセンサ用シート及びその製造方法 - Google Patents

静電容量式タッチセンサ用シート及びその製造方法 Download PDF

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Yusuke Kobayashi
佑輔 小林
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Abstract

【課題】静電容量式タッチセンサの動作不良を防止できる静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法は、光透過性基材の一方の面に光透過性導電膜を形成する塗工工程と、光透過性導電膜面に補助電極22を形成する補助電極形成工程と、光透過性基材に第1配線30を形成する第1配線形成工程と、光透過性導電膜の、補助電極22を含む電極領域に光透過性レジスト膜23を形成する光透過性レジスト膜形成工程と、表面に露出している光透過性導電膜をエッチングにより除去するエッチング工程と、エッチング工程により露出した光透過性基材の表面に第2配線40を形成する第2配線形成工程と、保護層70を形成する保護層形成工程と、を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、静電容量式タッチセンサに使用されるシート及びその製造方法に関する。
従来、情報端末におけるユーザーインターフェイスを改善する目的で、使用者の指又はスタイラスペンなどが触れたことを検知するタッチセンサが広く使用されており、特に静電容量式タッチセンサは急速に使用量が増えている。
静電容量式タッチセンサにおいては、電極部となる光透過性導電膜と、該光透過性導電膜を支持する光透過性基材とを備えるタッチセンサ用シートが具備されている。
従来、静電容量式タッチセンサ用シートを製造する方法としては、例えば、下記(a)〜(f)を有する方法が知られていた(特許文献1)。
(a)光透過性基材の一方の面の全面に光透過性導電膜を形成する工程
(b)光透過性導電膜の電極部になる領域の一部に補助電極を形成する工程
(c)光透過性導電膜の非電極部(電極部でない部分)になる領域の一部に配線用導電膜を形成する工程
(d)電極部になる領域及び補助電極に光透過性レジストを被覆する工程
(e)プラズマエッチングにより、光透過性レジスト及び配線用導電膜で被覆されていない光透過性導電膜を除去して電極部を形成する工程
(f)粘着剤を用いて、保護シートを、光透過性基材の電極部等が形成された側の面に貼合する工程
特許第5298209号公報
しかし、特許文献1に記載の製造方法では、隣接する引き回し配線同士の間隔を狭くすると、エッチング不良が生じ、得られた静電容量式タッチセンサ用シートを備える静電容量式タッチセンサは、動作不良を起こすことがあった。
そこで、本発明は、静電容量式タッチセンサの動作不良を防止できる静電容量式タッチセンサ用シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様の静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法は、光透過性基材の一方の面に、導電性材料を含む導電性分散液を塗工し、光透過性導電膜を形成する塗工工程と、前記光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面に、補助電極を形成する補助電極形成工程と、前記光透過性基材の、前記光透過性導電膜が形成されている側の面に、前記補助電極と電気的に接続する第1配線を形成する第1配線形成工程と、前記光透過性導電膜の、前記補助電極を含む電極領域に、光透過性レジスト材を印刷して、光透過性レジスト膜を形成する光透過性レジスト膜形成工程と、前記第1配線形成工程及び前記光透過性レジスト膜形成工程後に、表面に露出している光透過性導電膜をエッチングにより除去するエッチング工程と、前記エッチング工程により露出した光透過性基材の表面に、前記第1配線とは異なるパターンの第2配線を形成する第2配線形成工程と、前記補助電極、前記光透過性レジスト膜、前記第1配線及び前記第2配線を被覆するように保護層を形成する保護層形成工程と、を有する。
本態様の静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法においては、前記第2配線形成工程では、前記第2配線を、前記第1配線に電気的に接続されないように形成してもよい。
本発明の一態様の静電容量式タッチセンサ用シートは、光透過性基材と、該光透過性基材の一方の面に形成された電極部、第1配線及び第2配線と、前記電極部、前記第1配線及び前記第2配線を被覆するように形成された保護層とを備え、前記電極部は、前記光透過性基材に接する、導電性材料を含む電極部用光透過性導電膜と、該電極部用光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面の一部に形成された補助電極と、前記電極部用光透過性導電膜及び前記補助電極を被覆する光透過性レジスト膜とを備え、前記第1配線は、前記光透過性基材に接する、導電性材料を含む第1配線用光透過性導電膜と、該第1配線用光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面に形成された第1配線用導電被覆膜とから構成され、前記補助電極と電気的に接続されていると共に、平面視において前記第2配線とは異なるパターンとされている。
本態様の静電容量式タッチセンサ用シートにおいては、前記第1配線と前記第2配線とが電気的に接続されていなくてもよい。
本発明の静電容量式タッチセンサ用シートは、静電容量式タッチセンサの動作不良を防止できる。
本発明の静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法によれば、静電容量式タッチセンサの動作不良を防止できる静電容量式タッチセンサ用シートを容易に製造できる。
本発明の静電容量式タッチセンサ用シートの一実施形態を示す平面図である。 図1のA−A断面図である。 図1の静電容量式タッチセンサ用シートから保護層を除いた状態を示す平面図である。 図1のB−B断面図である。 図1に示す静電容量式タッチセンサ用シートを製造する際の塗工工程を説明する断面図である。 図1に示す静電容量式タッチセンサ用シートを製造する際の補助電極形成工程及び第1配線形成工程を説明する断面図である。 図1に示す静電容量式タッチセンサ用シートを製造する際の光透過性レジスト膜形成工程を説明する断面図である。 図1に示す静電容量式タッチセンサ用シートを製造する際のエッチング工程を説明する断面図である。 図1に示す静電容量式タッチセンサ用シートを製造する際の第2配線形成工程を説明する断面図である。 本発明の静電容量式タッチセンサ用シートの他の実施形態を示す断面図である。
本発明の静電容量式タッチセンサ用シート(以下、「タッチセンサ用シート」と略す。)の一実施形態について説明する。
なお、本発明において「光透過性」とは、JIS K7136に従って測定した光線透過率が50%以上のことを意味する。また、「導電」とは、電気抵抗値が1MΩ未満でのことであり、「絶縁」とは、電気抵抗値が1MΩ以上のことである。
タッチセンサ用シート1は、通常、静電容量式タッチセンサの表面部材又は筐体等に接着されて使用される。
表面部材又は筐体は、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、非晶性ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート等の透明樹脂、又は、ガラス板により構成される。
表面部材又は筐体には、操作位置を示すための加飾層が形成されてもよい。
表面部材又は筐体の厚さは0.5〜10mmであることが好ましく、1.0〜5.0mmであることがより好ましい。
図1及び図2に示すように、本実施形態のタッチセンサ用シート1は、光透過性基材10と、光透過性基材10の一方の面に各々複数形成された電極部20、第1配線30、第2配線40、第3配線50及び外部接続用端子60と、保護層70とを備える。
タッチセンサ用シート1においては、光透過性基材10又は保護層70に、静電容量式タッチセンサの表面部材又は筐体等が接着される。
光透過性基材10としては、光透過性のプラスチックフィルム又はガラス板を使用することができる。
光透過性のプラスチックフィルムを構成する光透過性プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂等を使用することができる。これらの中でも、耐熱性及び寸法安定性が高く、低コストであることから、ポリエチレンテレフタレート又はポリカーボネートが好ましい。
光透過性基材10の表面には、プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、エキシマ光処理等の各種表面処理が施されてもよい。光透過性基材10に表面処理が施されていると、電極部20との接着性が向上する。
光透過性基材10の厚さは10μm以上200μm以下であることが好ましく、25μm以上75μm以下であることがより好ましい。光透過性基材10の厚さが前記下限値以上であれば、加工時に折れにくく、前記上限値以下であれば、タッチセンサ用シート1をより薄型化でき、また、折り曲げて使用することが容易になる。
本実施形態における電極部20は、光透過性基材10よりも面積が小さい矩形状であり、複数形成されている。
各電極部20は、電極部用光透過性導電膜21と補助電極22と光透過性レジスト膜23とを備える。
電極部用光透過性導電膜21は、光透過性基材10に直接形成され、導電性材料を含む膜である。この電極部用光透過性導電膜21は、電極部20と同形状であり、保護層70に接触した指又はスタイラスペンと静電容量結合し、その接触を検知するための電極主要部として機能する。
電極部用光透過性導電膜21の具体例としては、導電性高分子を含む膜、導電性ナノワイヤーを含む膜、金属粒子又は導電性金属酸化物粒子を含む膜、カーボンを含む膜等が挙げられる。
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等が挙げられる。導電性高分子のなかでもポリチオフェンが好ましく、特に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)にポリスチレンスルホン酸がドープしたものが好ましい。
導電性ナノワイヤーとしては、銀ナノワイヤー、金ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。
金属粒子としては、例えば、銀、銅、金等の金属の粒子が挙げられる。
導電性金属酸化物粒子としては、例えば、インジウムドープ酸化錫の粒子が挙げられる。
カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。
電極部用光透過性導電膜21が導電性高分子を含む場合には、電極部用光透過性導電膜21の平均厚さは、0.1μm以上5.0μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2.0μm以下であることがより好ましい。
電極部用光透過性導電膜21が金属ナノワイヤーを含む場合には、電極部用光透過性導電膜21の平均厚さは、20nm以上1000nm以下であることが好ましく、50nm以上300nm以下であることがより好ましい。
電極部用光透過性導電膜21が金属粒子、導電性金属酸化物粒子又はカーボンを含む場合には、電極部用光透過性導電膜21の平均厚さは、0.01μm以上25μm以下であることが好ましく、0.1μm以上15μm以下であることがより好ましい。
電極部用光透過性導電膜21の厚さが前記下限値以上であれば、充分に高い導電性が得られ、前記上限値以下であれば、電極部用光透過性導電膜21を容易に形成できる。
厚さを測定する方法としては、厚さのレンジによって異なる。例えば、μmオーダーの膜厚の場合には、マイクロメーター、デジマティックインジケーターやレーザ変位計測によって厚さを測定することができる。また、μmオーダーよりも薄い膜厚の場合には、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察や蛍光X線分析装置によって厚さを測定することができる。
補助電極22は、電極部用光透過性導電膜21の、光透過性基材10とは反対側の面の一部に形成された導電部であり、電極部用光透過性導電膜21において検知する電界の変化を、第1配線30に伝達するための導電部である。
本実施形態における補助電極22は、矩形状の電極部用光透過性導電膜21の一方の短辺に沿って形成された矩形状の電極である。
補助電極22には、銀、銅、金、カーボン等の導電性材料が含まれて導電部となっている。
補助電極22の幅は100μm以上3mm以下であることが好ましく、250μm以上1mm以下であることがより好ましい。補助電極22の幅が前記下限値以上であれば、補助電極22の断線を防止でき、さらに、感度の大きな損失を防止できる。補助電極22の幅が前記上限値以下であれば、補助電極22に使用する材料を削減できるため低コスト化でき、さらに、光透過領域を大きく確保することができる。
光透過性レジスト膜23は、電極部用光透過性導電膜21及び少なくとも補助電極22の一部を被覆する膜である。
光透過性レジスト膜23は、例えば、硬化性樹脂の硬化物、熱可塑性樹脂から形成される。
光透過性レジスト膜23を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリエステルウレタン、ビニル系樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン)等が挙げられる。
光透過性レジスト膜23を構成する硬化性樹脂としては、活性エネルギー線硬化性樹脂(例えば、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂等)又は熱硬化性樹脂が挙げられ、具体的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタンアクリル樹脂等が挙げられる。
光透過性レジスト膜23の厚さは0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、0.5μm以上5.0μm以下であることがより好ましい。光透過性レジスト膜23の厚さが前記下限値以上であれば、後述するエッチング工程において電極部用光透過性導電膜21及び補助電極22を充分に保護でき、前記上限値以下であれば、光透過性レジスト膜23を容易に形成できる。
第1配線30は、補助電極22と電気的に接続され、補助電極22から離間するパターンで形成された導電性の配線である。
本実施形態における第1配線30は、光透過性基材10に接する第1配線用光透過性導電膜31と、第1配線用光透過性導電膜31の、光透過性基材10とは反対側の面に形成された第1配線用導電被覆膜32とから構成されている。第1配線用導電被覆膜32は、補助電極22と同様の導電性材料により形成される。
第1配線30の幅は20μm以上1mm以下であることが好ましく、50μm以上700μm以下であることがより好ましい。第1配線30の幅が前記下限値以上であれば、第1配線30の断線を防止でき、前記上限値以下であれば、第1配線30に使用する材料を削減できるため、低コスト化できる。
第2配線40は、平面視において第1配線30とは異なるパターンの配線であり、光透過性基材10の、電極部20が形成されている側の表面に直接接している。また、第2配線40には光透過性レジスト膜が被覆されていない。第2配線40を構成する材料としては、補助電極22を構成する導電性材料と同様のものを使用することができる。ただし、第2配線40と補助電極22は同一の材料にする必要はなく、異なってもよい。
第2配線40は、間隔を空けて平行な線が複数形成されたパターンとされてもよい。例えば、第2配線40は、図1に示すように、矩形状で且つ螺旋状のパターンで、平行な複数の線が間隔を空けて形成されたものでもよい。なお、図1に示す第2配線40は、その末端が外部接続用端子60に電気的に接続されており、近距離無線通信のアンテナとして利用することができる。
第2配線40における平行な線の幅、線同士の間隔は、第2配線40の用途に応じて適宜決められる。光透過性基材10に直接印刷することによって第2配線40を形成できる本実施形態では、線同士の間隔を400μm以下にすることができ、例えば、Line(線幅)/Space(間隔)が100μm/100μmの狭ピッチも実現可能である。
第3配線50は、第1配線30に電気的に接続され、第2配線40にはその末端部を除き電気的に接続されない配線である。本実施形態では、第1配線30及び第3配線50によって引き回し破線を構成する。
第3配線50の材質及び幅は、第1配線30と同様である。
本実施形態において、第3配線50は第2配線40と交差する。ただし、図3及び図4に示すように、交差部分での第3配線50における第2配線40との短絡を防ぐために、第2配線40と第3配線50とが交差する部分においては、第2配線40を被覆する絶縁層80が形成され、該絶縁層80の表面に第3配線50が形成される。また、絶縁層80の形成により、第1配線30と第2配線40とを、互いに電気的に接続されない独立した回路とすることができる。
外部接続用端子60は、外部のマイクロプロセッサあるいは回路等に接続するための導電性の端子であり、タッチセンサ用シート1の端部に設けられている。本実施形態における外部接続用端子60は、第3配線50の末端に形成された矩形状の導電部となっており、例えば、カーボン、銀等により構成される。
保護層70は、図2に示すように、光透過性基材10に貼合され、電極部20、第1配線30、第2配線40及び第3配線50を保護するものである。また、保護層70は、外部接続用端子60の少なくとも一部が露出する形状にされている。
保護層70としては、例えば、保護フィルムと貼着層との積層体、離型フィルムと貼着層との積層体、保護用光透過性レジスト膜等を使用することができる。保護フィルムとしては、光透過性基材10と同様のものを使用することができる。
貼着層を構成する接着剤としては、例えば、ホットメルト接着剤、熱硬化性接着剤、光硬化性接着剤等の各種接着剤が挙げられる。
ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリエステル系ホットメルト接着剤、ポリウレタン系ホットメルト接着剤、ポリアミド系ホットメルト接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ホットメルト接着剤、ポリオレフィン系ホットメルト接着剤等が挙げられる。
熱硬化性接着剤としては、例えば、エポキシ系熱硬化性接着剤、アクリル系熱硬化性接着剤、シリコーン系熱硬化性接着剤等が挙げられる。
光硬化性接着剤としては、例えば、アクリル系光硬化性接着剤、エポキシ系光硬化性接着剤等が挙げられる。
上記の粘着剤及び接着剤は2種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
貼着層の平均厚さは10μm以上200μm以下であることが好ましく、25μm以上100μm以下であることがより好ましい。貼着層の平均厚さが前記下限値以上であれば、充分な粘着力を確保でき、前記上限値以下であれば、貼着層を容易に形成できる。
保護用光透過性レジスト膜は、熱可塑性樹脂又は硬化性樹脂から構成される。保護層用光透過性レジスト膜は、上記光透過性レジスト膜23と同様のものを使用できる。
また、保護層70の表面には、鉛筆硬度HBより硬いハードコート層が形成されてもよい。
保護層70の平均厚さは1μm以上200μm以下であることが好ましく、5μm以上100μm以下であることがより好ましい。保護層70の平均厚さが前記下限値以上であれば、電極部20、第1配線30及び第2配線40を充分に保護でき、前記上限値以下であれば、静電容量式タッチセンサを容易に薄型化できる。
次に、上記タッチセンサ用シート1を製造する方法について説明する。
本実施形態のタッチセンサ用シート1の製造方法は、塗工工程と補助電極形成工程と第1配線形成工程と光透過性レジスト膜形成工程とエッチング工程と第2配線形成工程と第3配線形成工程と外部接続用端子形成工程と保護層形成工程とを有する。
本実施形態における塗工工程は、図5に示すように、光透過性基材10の一方の面の全面に導電性分散液を塗工して光透過性導電膜21aを形成する工程である。
導電性分散液は、上記導電性材料と分散媒とを含む分散液である。また、導電性分散液は、バインダ樹脂(熱可塑性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂)、酸化防止剤等を含有してもよい。
分散媒は、導電性材料を分散させるものであれば特に制限されず、例えば、水、有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合液が挙げられる。
有機溶剤としては、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒;ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテルなどのエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼンなどの芳香族系溶媒;エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アリルアルコールなどのアルコール系溶媒;N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、が挙げられるが、上記に限定されるものではない。これら有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
導電性分散液における分散媒の含有割合は、導電性分散液の総質量100質量%に対して、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、70質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。分散媒の含有割合が前記下限値以上であれば、各成分を容易に分散させて、塗工性を向上させることができ、前記上限値以下であれば、固形分濃度が高くなるため、1回の塗工で厚みを容易に確保できる。
導電性分散液の塗工方法としては、グラビアコーター、ダイコーター、バーコーター、ロールコーターなどを用いた公知のコーティング方法を適宜選択して採用することができる。また、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷によって導電性分散液を塗工することもできる。
導電性分散液の塗工後には、分散媒を除去するために乾燥することが好ましい。乾燥方法としては、室温乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥など公知の手法が挙げられる。
導電性分散液が、活性エネルギー線硬化性樹脂を含有する場合には、乾燥後に、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射して塗膜を硬化させることが好ましい。
補助電極形成工程は、図6に示すように、光透過性導電膜21aの、光透過性基材10とは反対側の面に、補助電極22を形成する工程である。
補助電極22の形成方法としては、光透過性導電膜21aに導電性ペーストを所定のパターンで印刷する方法、光透過性導電膜21aに金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングする方法が挙げられる。
導電性ペーストとしては、銀ペースト、銅ペースト、金ペースト、カーボンペースト等を使用でき、なかでも、銀ペーストが好ましい。導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷を好適に適用することができる。
光透過性導電膜21aに金属膜を形成する方法としては、光透過性導電膜21aに金属箔を貼合する方法、光透過性導電膜21aに金属を蒸着させる方法が挙げられる。
第1配線形成工程は、光透過性基材10の、光透過性導電膜21aが形成されている側の面に、補助電極22と電気的に接続する第1配線30を形成する工程である。
本実施形態における第1配線形成工程では、図6に示すように、光透過性導電膜21aの、光透過性基材10とは反対側の面に、補助電極22と電気的に接続する第1配線用導電被覆膜32を形成する。これにより、第1配線用光透過性導電膜31と第1配線用導電被覆膜32とからなる第1配線30となる部分を形成する。ただし、この時点では、光透過性導電膜21aがパターニングされていないため、最終形態の第1配線30にはなっていない。後述のエッチング工程を経て、光透過性導電膜21aがパターニングされることによって、最終形態の第1配線30となる。
第1配線用導電被覆膜32の形成方法としては、補助電極22の形成方法と同様の方法を適用することができる。
第1配線形成工程は、補助電極形成工程と同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
光透過性レジスト膜形成工程は、図7に示すように、光透過性導電膜21aの、補助電極22を含む電極領域に、光透過性レジスト材を印刷して、光透過性レジスト膜23を形成する工程である。ここで、電極領域とは、電極部20になる領域のことである。
本実施形態では、平面視において、矩形状の補助電極22の長手方向に沿う端部の一方と短手方向に沿う端部の両方との三方が、光透過性レジスト膜23の端部に一致するように、光透過性レジスト材を印刷する。これにより、補助電極22の全体を被覆するように光透過性レジスト材を印刷して光透過性レジスト膜23を形成する。
光透過性レジスト材としては、光透過性レジスト膜23を構成する硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を使用することができる。これらの樹脂は、水、有機溶剤、水と有機溶剤の混合溶剤等に溶解又は分散されてインク状とされていることが好ましい。
光透過性レジスト材の印刷方法としては、スクリーン印刷を好適に適用することができる。
エッチング工程は、図8に示すように、光透過性レジスト膜23、補助電極22及び第1配線用導電被覆膜32に覆われずに表面に露出している光透過性導電膜21aをエッチングにより除去する工程である。このエッチング工程により、電極部20及び第1配線30を形成すると共に、光透過性基材10の、電極部20及び第1配線30で被覆されていない部分を露出させる。
エッチング方法としては、ケミカルエッチング法(ウェットエッチング法)やレーザーエッチング、アルゴンプラズマや酸素プラズマを利用したプラズマエッチング、イオンビームエッチング等のドライエッチング法が適用できる。これらの中でも、露出している光透過性導電膜21aを簡便且つ短時間に除去できる点からプラズマエッチングが好ましい。
また、エッチングにおいて特にプラズマエッチングを適用した場合には、光透過性基材10の表面に親水性官能基を形成させることができ、疎水性の塗料やペーストを弾きやすくなる。そのため、親水性の基材の表面に通常疎水性の導電性ペーストを印刷すると、導電性ペーストが基材表面に広がりにくくなるため、細線の形成が容易になる。
第2配線形成工程は、図9に示すように、エッチング工程により露出した光透過性基材10の表面に、第1配線用導電被覆膜32とは異なるパターンの第2配線40を形成する。
第2配線40の形成方法としては、補助電極22の形成方法と同様の方法を適用することができる。
第3配線形成工程は、エッチング工程により露出した光透過性基材10の表面に、第1配線30に電気的に接続される第3配線50を形成する工程である。
ただし、図3及び図4に示すように、第3配線50が第2配線40と交差する場合には、まず、第2配線40を被覆する絶縁層80を、絶縁樹脂を含むペーストをスクリーン印刷するなどして形成し、絶縁層80の表面に第3配線50を形成する。これにより、第2配線40と第3配線50との短絡を防ぐことができる。
外部接続用端子形成工程は、エッチング工程により露出した光透過性基材10の表面に、第3配線50に電気的に接続される外部接続用端子60を形成する工程である。
外部接続用端子60の形成方法としては、例えば、カーボンペースト、銀ペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷する方法が挙げられる。
保護層形成工程は、図1に示すように、補助電極22、光透過性レジスト膜23、第1配線30及び第2配線40を被覆するように保護層70を形成する工程である。
保護層70が保護フィルムと貼着層からなる場合には、補助電極22、光透過性レジスト膜23、第1配線30及び第2配線40を覆うように、貼着層を介して保護フィルムを光透過性基材10に貼着する。
保護層70が離型フィルムと貼着層からなる場合には、補助電極22、光透過性レジスト膜23、第1配線30及び第2配線40を覆うように、貼着層を介して離型フィルムを光透過性基材10に貼着する。
保護層70が光透過性レジスト膜からなる場合には、補助電極22、光透過性レジスト膜23、第1配線30及び第2配線40を覆うように、レジスト樹脂を塗工し、硬化させて、光透過性レジスト膜からなる保護層70を形成する。
上記実施形態では、電極部用光透過性導電膜21をエッチングにより除去することにより露出した光透過性基材10の表面に第2配線40を形成する。すなわち、第2配線40をエッチングにより形成せず、第1配線30とは別に印刷等によって形成することができる。印刷による第2配線40の形成では、光透過性導電膜のエッチングによる第2配線の形成よりも、配線同士の短絡を容易に防ぐことができ、さらに、配線を所望の厚さ及び幅にしやすい。したがって、本実施形態では、設計通りの配線パターンを容易に形成できるため、得られるタッチセンサ用シート1を用いた静電容量式タッチセンサにおいては動作不良を防止できる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
上記実施形態において、第2配線は、第1配線とは電気的に接続されない独立した配線であったが、第1配線と第2配線とは電気的に接続されてもよい。
第1配線は、光透過性基材の、光透過性導電膜が形成されている側の面に形成されていればよく、例えば、光透過性基材に、導電性ペーストの印刷によって直接形成されてもよい。図10に示すように、第1配線30を光透過性基材10に直接形成する場合には、補助電極22の一部を光透過性レジスト膜23で被覆せずに露出させ、その露出した部分に第1配線30を被覆させて接触させることで、補助電極22と第1配線30とを電気的に接続することが好ましい。このように補助電極22と第1配線30とを電気的に接続した場合には、確実に導通させることができる。
補助電極の一部に第1配線を被覆させた場合には、光透過性レジスト膜の一部にも第1配線を被覆させてもよい。また、第1配線を光透過性基材の表面に直接形成する場合には、第1配線の形成と第2配線の形成とを同時におこなってもよい。
電極部は矩形状である必要はなく、例えば、円形状、多角形状等であってもよく、補助電極は電極部に対応した形状とすればよい。
また、本発明においては、第3配線は必須の要件ではなく、第1配線及び第2配線のパターンによっては省略されてもよい。
(実施例1)
以下に示すように、図1に示すタッチセンサ用シートを得た。
厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなり、1μlのイオン交換水の接触角が66.8°の光透過性基材10を用意した。
次いで、光透過性基材10の一方の面の全面に、導電性分散液(信越ポリマー株式会社製セプルジーダOC−AE、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸を含む分散液)を、グラビア印刷機を用いて塗工し、乾燥させて光透過性導電膜21aを形成した。
次いで、光透過性導電膜21aの、光透過性基材10とは反対側の面に、ステンレス製印刷版を用いて銀ペーストをスクリーン印刷することにより、補助電極22及び補助電極22に接続された第1配線用導電被覆膜32を各々3つ形成した。ここで、各補助電極22は、長辺20mmmで短辺12mmの矩形状の電極部20の一方の短辺に沿うように形成され、幅0.5mmで長さが12mmの線状導電部である。
次いで、光透過性導電膜21aの、補助電極22を含む電極領域に、ポリエステル系樹脂を含む光透過性レジスト材をスクリーン印刷して、矩形状の光透過性レジスト膜23を形成した。
次いで、光透過性レジスト膜23及び第1配線用導電被覆膜32に覆われずに表面に露出している光透過性導電膜21aをプラズマエッチングにより除去して、電極部20及び第1配線30を形成すると共に、光透過性基材10の、電極部20及び第1配線30で被覆されていない部分を露出させた。
次いで、プラズマエッチングにより露出した光透過性基材10の表面に、ステンレス製印刷版を用いて銀ペーストをスクリーン印刷することにより第2配線40を形成した。その際、第2配線40の幅の設計値を100μm、第2配線40,40同士の間隔の設計値を100μmとし、それら設計値に近づくように印刷した。
プラズマエッチングにより露出した光透過性基材10の表面について、1μlのイオン交換水の接触角を測定したところ、39.9°であった。
次いで、第2配線40の、第3配線50と交差することになる部分に、アクリル樹脂をスクリーン印刷して絶縁層を形成し、ステンレス製印刷版を用いて銀ペーストをスクリーン印刷することにより第3配線50を形成した。
次いで、第3配線50の末端を被覆するように、カーボンペーストをスクリーン印刷して外部接続用端子60を形成した。
次いで、補助電極22、光透過性レジスト膜23、第1配線用導電被覆膜32及び第2配線40を覆うように、アクリル系粘着剤層(厚さ50μm)を介して、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ25μm)からなる保護フィルムを光透過性基材10に貼着した。
次いで、光透過性基材10の、外部接続用端子とは反対側の面に補強材を貼り付けた後、所定形状に打ち抜いて、タッチセンサ用シートを得た。
(比較例1)
実施例1と同様の光透過性基材10の一方の面の全面に、導電性分散液(信越ポリマー株式会社製セプルジーダOC−AE、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸を含む分散液)を、グラビア印刷機を用いて塗工し、乾燥させて光透過性導電膜を形成した。光透過性導電膜の表面について、1μlのイオン交換水の接触角を測定したところ、62.8°であった。
次いで、実施例1と同様に、光透過性導電膜の、光透過性基材とは反対側の面に、ステンレス製印刷版を用いて銀ペーストをスクリーン印刷することにより、補助電極及び補助電極に接続された第1配線用導電被覆膜を各々3つ形成すると共に第2配線用導電被覆膜を形成した。その際、第2配線の幅の設計値を100μm、第2配線同士の間隔の設計値を100μmとし、それら設計値に近づくように印刷した。
次いで、光透過性導電膜の、補助電極を含む電極領域に、ポリエステル系樹脂を含む光透過性レジスト材を、矩形状の光透過性レジスト膜を形成した。
次いで、光透過性レジスト膜、第1配線用導電被覆膜及び第2配線用導電被覆膜に覆われずに表面に露出している光透過性導電膜をプラズマエッチングにより除去して、電極部、第1配線及び第2配線を形成した。
次いで、実施例1と同様に、第3配線及び外部接続用端子を形成し、保護フィルムを貼着し、光透過性基材に補強材を貼り付け、所定形状に打ち抜くことにより、タッチセンサ用シートを得た。
(参考例1)
厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる光透過性基材の一方の面に、ステンレス製印刷版を用いて銀ペーストをスクリーン印刷することにより実施例1と同様の第2配線を形成した。
<評価>
実施例1及び比較例1のタッチセンサ用シートの外部接続用端子に、静電容量式タッチセンサ用のCypress社製PSoCマイコンを接続して、静電容量式タッチセンサを作製した。その静電容量式タッチセンサの動作を確認したところ、実施例1のタッチセンサ用シートを用いたものは動作不良を起こすことがなく、比較例1のタッチセンサ用シートを用いたものは動作不良を起こすことがあった。
各例において、第2配線の幅の実測値、第2配線同士の間隔を測定した。その測定結果を表1に示す。
実施例1では、第2配線の幅、第2配線同士の間隔の実測値が目標値(100μm)に近かったが、比較例1では、第2配線の幅、第2配線同士の間隔の実測値が目標値から少し離れていた。
これより、プラズマエッチングにより露出した光透過性基材の表面に形成した第2配線は設計通りに形成しやすいことが確認された。これは、プラズマエッチングにより露出した光透過性基材の表面は親水性が高く、疎水性である銀ペーストの濡れ性が低くなり、印刷した銀ペーストが広がることを抑制できるためである。
Figure 2017111478
1 タッチセンサ用シート
10 光透過性基材
20 電極部
21 電極部用光透過性導電膜
21a 光透過性導電膜
22 補助電極
23 光透過性レジスト膜
30 第1配線
31 第1配線用光透過性導電膜
32 第1配線用導電被覆膜
40 第2配線
50 第3配線
60 外部接続用端子
70 保護層
80 絶縁層

Claims (4)

  1. 光透過性基材の一方の面に、導電性材料を含む導電性分散液を塗工し、光透過性導電膜を形成する塗工工程と、
    前記光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面に、補助電極を形成する補助電極形成工程と、
    前記光透過性基材の、前記光透過性導電膜が形成されている側の面に、前記補助電極と電気的に接続する第1配線を形成する第1配線形成工程と、
    前記光透過性導電膜の、前記補助電極を含む電極領域に、光透過性レジスト材を印刷して、光透過性レジスト膜を形成する光透過性レジスト膜形成工程と、
    前記第1配線形成工程及び前記光透過性レジスト膜形成工程後に、表面に露出している光透過性導電膜をエッチングにより除去するエッチング工程と、
    前記エッチング工程により露出した光透過性基材の表面に、前記第1配線とは異なるパターンの第2配線を形成する第2配線形成工程と、
    前記補助電極、前記光透過性レジスト膜、前記第1配線及び前記第2配線を被覆するように保護層を形成する保護層形成工程と、
    を有する、静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法。
  2. 前記第2配線形成工程では、前記第2配線を、前記第1配線に電気的に接続されないように形成する、請求項1に記載の静電容量式タッチセンサ用シートの製造方法。
  3. 光透過性基材と、該光透過性基材の一方の面に形成された電極部、第1配線及び第2配線と、前記電極部、前記第1配線及び前記第2配線を被覆するように形成された保護層とを備え、
    前記電極部は、前記光透過性基材に接する、導電性材料を含む電極部用光透過性導電膜と、該電極部用光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面の一部に形成された補助電極と、前記電極部用光透過性導電膜及び前記補助電極を被覆する光透過性レジスト膜とを備え、
    前記第1配線は、前記光透過性基材に接する、導電性材料を含む第1配線用光透過性導電膜と、該第1配線用光透過性導電膜の、前記光透過性基材とは反対側の面に形成された第1配線用導電被覆膜とから構成され、前記補助電極と電気的に接続されていると共に、平面視において前記第2配線とは異なるパターンとされている、静電容量式タッチセンサ用シート。
  4. 前記第1配線と前記第2配線とが電気的に接続されていない、請求項3に記載の静電容量式タッチセンサ用シート。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116301442A (zh) * 2023-05-24 2023-06-23 浙江大华技术股份有限公司 银纳米线触控电极单元及其制备方法和应用

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