JP2019082926A - タッチパネル及びタッチパネルの生産方法 - Google Patents

タッチパネル及びタッチパネルの生産方法 Download PDF

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Abstract

【課題】外部回路との電気的接続を良好かつ安定して行うことができるタッチパネルを提供する。【解決手段】第１の導電インキの硬化物でなる第１の導体層と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の導体層と、第１の導体層と第２の導体層の間に介在する絶縁層とを少なくとも含む積層構造を有するセンシング領域と、センシング領域の外側に形成された外部接続端子とを基材の一面側に備えてなるタッチパネルにおいて、外部接続端子６０を第１の導電インキの硬化物でなる第１の端子層６１と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の端子層６２とを直接に重畳して構成される。【選択図】図２

Description

この発明は印刷法を用いて生産されるタッチパネル及びタッチパネルの生産方法に関する。
図７及び８はこの種のタッチパネルの従来例として特許文献１に記載されている静電容量式のタッチパネルの構成を示したものである。このタッチパネルは透明な基材（基板）１０上に第１の導体層、絶縁層、第２の導体層及び保護膜が順次、積層形成された構成とされている。図７中、矩形枠で囲まれた部分はセンサ電極が位置するセンシング領域（センサ領域）２０であり、図７ではセンサ電極の詳細図示は省略されている。
センサ電極は第１のセンサ電極と第２のセンサ電極とよりなり、第１のセンサ電極は第１の導体層によって形成され、第２のセンサ電極は第２の導体層によって形成されている。
第１のセンサ電極３０は図８Ａに示したように、センシング領域２０の長辺２１と平行なＸ方向に配列された複数の島状電極３１が連結部３２によって連結されてなる電極列３３がセンシング領域２０の短辺２２と平行なＹ方向に複数、並列配置されて構成されている。
第２のセンサ電極４０は図８Ｂに示したように、Ｙ方向に配列された複数の島状電極４１が連結部４２によって連結されてなる電極列４３がＸ方向に複数、並列配置されて構成されている。
これら第１のセンサ電極３０及び第２のセンサ電極４０はそれぞれ細線のメッシュで形成されており、電極列３３と４３は互いに絶縁された状態で交差され、連結部３２と４２は互いに重なる位置に位置されている。
第１のセンサ電極３０の各電極列３３のＸ方向両端からは引出し配線５１がそれぞれ引き出されており、第２のセンサ電極４０の各電極列４３のＹ方向一端からは引出し配線５２がそれぞれ引き出されている。複数配列されてセンシング領域２０から引き出されている引出し配線５１，５２は図７では配列の両端に位置するもの以外の図示は省略されている。
矩形状をなす基材１０の一方の長辺の中央部分には端子５３が配列形成されており、引出し配線５１，５２は端子５３まで延びて端子５３に接続されている。センシング領域２０及び引出し配線５１，５２を囲むように基材１０の周縁部に形成されているグランド配線５４も端子５３に接続されている。
引出し配線５１，５２及び端子５３は第１の導体層によって形成され、グランド配線５４は第１及び第２の導体層の双方に形成されている。
上記のような構成を有する第１及び第２の導体層は、この例では銀などの導電粒子を含む導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって印刷形成されるものとなっている。
一方、図９は特許文献２に記載されている静電容量式のタッチパネルの構成を示したものであり、このタッチパネルは図７及び８に示したタッチパネルと同様、透明な基材上に第１の導体層、絶縁層、第２の導体層及び保護膜が順次、積層形成された構成を有している。なお、図７及び８に示したタッチパネルの構成要素と対応する部分には同一符号を付している。
この図９に示したタッチパネルでは、第１のセンサ電極３０の電極列３３は複数の島状電極３１がジャンパ線３４によって連結された構成となっており、このジャンパ線３４のみが第２の導体層によって形成され、第２のセンサ電極４０、引出し配線５１，５２、端子５３及び第１のセンサ電極３０の島状電極３１は第１の導体層によって形成されている。ジャンパ線３４の両端はそれぞれ絶縁層に設けられた貫通穴３５を介して島状電極３１に接続されており、ジャンパ線３４と第２のセンサ電極４０の連結部４２は互いに重なる位置に位置されている。
図９では詳細図示が省略されているが、第２のセンサ電極４０、第１のセンサ電極３０の島状電極３１及び端子５３はそれぞれ細線のメッシュで形成されており、上記のような構成を有する第１及び第２の導体層は図７及び８に示したタッチパネルと同様、導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって印刷形成されるものとなっている。
特開２０１７−１０３３１７号公報 特開２０１７−１０３３１８号公報
上述したように、タッチパネルは外部回路との接続用の端子（外部接続端子）を透明な基材の一辺に具備するものとなっており、外部接続端子は上述した特許文献１，２のいずれのタッチパネルにおいてもグラビアオフセット印刷により印刷形成される第１の導体層によって形成され、特許文献２には細線のメッシュで外部接続端子を形成することが記載されている。
しかるに、このように印刷形成される細線のメッシュで構成される外部接続端子はベタ膜で構成される外部接続端子と比べ、一般に接触抵抗の増大は否めず、その点で良好かつ安定した電気的接続状態が得にくいといった問題があった。
この発明の目的はこの問題に鑑み、外部接続端子の電気的接続品質を従来より向上させることができるようにしたタッチパネル及びタッチパネルの生産方法を提供することにある。
請求項１の発明によれば、第１の導電インキの硬化物でなる第１の導体層と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の導体層と、第１の導体層と第２の導体層の間に介在する絶縁層とを少なくとも含む積層構造を有するセンシング領域と、センシング領域の外側に形成された外部接続端子とを基材の一面側に備えてなるタッチパネルにおいて、外部接続端子は、第１の導電インキの硬化物でなる第１の端子層と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の端子層とが直接に重畳されて構成されているものとされる。
請求項２の発明では請求項１の発明において、第１の端子層は第１の細線のメッシュを形成し、第２の端子層は第２の細線のメッシュを形成しているものとされる。
請求項３の発明では請求項２の発明において、第１の細線のメッシュと第２の細線のメッシュは、それらの２つのピッチ方向とその各ピッチ方向ごとのピッチとが相互に一致した格子パターンを有し、かつその各ピッチ方向ごとに１／４ピッチ以上３／４ピッチ以下のずれを有して重畳されているものとされる。
請求項４の発明では請求項３の発明において、前記各ピッチ方向ごとのピッチは前記２つのピッチ方向において一致し、外部接続端子は前記２つのピッチ方向において一致したピッチの１／２以上の寸法の径を有する導電粒子を含有している異方性導電フィルムを介して外部回路の電極と接続されているものとされる。
請求項５の発明では請求項１から４までの何れかの発明において、第１の導体層と第２の導体層はそれぞれ細線のメッシュを形成しているものとされる。
請求項６の発明によれば、請求項１から５までの何れかに記載のタッチパネルを生産する方法は、基材の一面側に第１の導電インキによって第１の導体層と第１の端子層とを同時に印刷する第１の印刷工程と、絶縁性インキによって絶縁層を印刷する第２の印刷工程と、第２の導電インキによって第２の導体層と第２の端子層とを同時に印刷する第３の印刷工程とを有する。
請求項７の発明では請求項６の発明において、第１の印刷工程は第１のブランケットを用いたグラビアオフセット印刷であり、第３の印刷工程は第２のブランケットを用いたグラビアオフセット印刷とされる。
この発明によれば、外部接続端子の電気的接続品質を向上させることができ、外部回路との電気的接続を良好かつ安定して行うことができるタッチパネルを提供することができる。
また、この発明によるタッチパネルの生産方法によれば、そのようなタッチパネルを良好に生産することができる。
Ａはこの発明によるタッチパネルの一実施例における第１の端子層を示す部分拡大図、Ｂはこの発明によるタッチパネルの一実施例における第２の端子層を示す部分拡大図。 図１Ａに示した第１の端子層と図１Ｂに示した第２の端子層が重畳された状態を示す部分拡大図。 外部回路のＦＰＣと接続されたタッチパネルを示す図。 この発明によるタッチパネルの一実施例におけるセンシング領域の第１の導体層を示す部分拡大図。 この発明によるタッチパネルの一実施例におけるセンシング領域の第２の導体層を示す部分拡大図。 図４に示した第１の導体層と図５に示した第２の導体層が重畳された状態を示す部分拡大図。 タッチパネルの従来構成の一例を示す図。 Ａは図７に示したタッチパネルの第１の導体層を示す部分拡大図、Ｂは図７に示したタッチパネルの第２の導体層を示す部分拡大図。 タッチパネルの従来構成の他の例を示す図。
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１及び２はこの発明によるタッチパネルの一実施例が有する外部接続端子の詳細を示したものであり、図３は外部接続端子に外部回路のＦＰＣが接続された、この発明によるタッチパネルの一実施例を示したものである。
タッチパネルはこの例では図７に示した従来例のタッチパネルと、基材１０の一方の長辺の中央部分に配列形成される外部接続端子の構成及びセンシング領域２０内の構成が異なるものとなっており、他の構成は図７に示した構成と基本的に同じである。なお、センシング領域２０内の構成の詳細図示は図３では省略している。
タッチパネルは透明な基材１０の一面側に、第１の導電インキの硬化物でなる第１の導体層、絶縁層、第２の導電インキの硬化物でなる第２の導体層及び保護膜が順次、形成された構成を有する。絶縁層及び保護膜は透明材よりなる。
センシング領域２０の外側に位置する外部接続端子６０は第１の導電インキの硬化物でなる第１の端子層６１と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の端子層６２とが直接に重畳されて構成されている。第１の端子層６１は図１Ａに示したように第１の細線のメッシュを形成し、第２の端子層６２は図１Ｂに示したように第２の細線のメッシュを形成している。
第１の端子層６１の第１の細線のメッシュと第２の端子層６２の第２の細線のメッシュは、それらの２つのピッチ方向とその各ピッチ方向ごとのピッチとが相互に一致した格子パターンを有するものとされ、この例では１辺の長さが２０μｍの正方形を単位格子とし、２つのピッチ方向のピッチが共に２０μｍの格子パターンをそれぞれ有するものとされている。なお、メッシュを構成する細線の幅は７μｍとされている。
上記のような細線のメッシュよりなる第１の端子層６１の幅及び長さを図１Ａ中に示したようにＷ１，Ｌ１とし、第２の端子層６２の幅及び長さを図１Ｂ中に示したようにＷ２，Ｌ２とする時、この例では、
Ｌ１＝Ｌ２ ， Ｗ１＞Ｗ２
とされ、即ち第２の端子層６２の幅Ｗ２は第１の端子層６１の幅Ｗ１より狭くされている。
第１の端子層６１に第２の端子層６２が直接に重畳されることによって外部接続端子６０は図２に示したような構成となる。この例では第１の端子層６１と第２の端子層６２とは格子パターンの２つのピッチ方向に１／２ピッチずつずらして重畳され、これにより図２に示したように１０μｍピッチの細密なメッシュが形成された構成となる。なお、上述したように第２の端子層６２の幅Ｗ２を第１の端子層６１の幅Ｗ１より狭くすることによって、例えば第２の端子層６２の印刷時に、印刷ずれによって第２の端子層６２が、重畳対象の第１の端子層６１ではない隣接する第１の端子層６１に接触して短絡するといった不具合の発生を防止することができる。
上記のような構成を有する外部接続端子６０はこの例では図３に示したように異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）６５を介して外部回路のＦＰＣ６６の電極と接続される。なお、ＦＰＣ６６の電極の図示は図３では省略している。
外部接続端子６０とＦＰＣ６６の電極との接続に用いる異方性導電フィルム６５は例えば樹脂粒子にＡｕメッキが施されてなる導電粒子を含有するもので、この例では異方性導電フィルム６５は１０μｍ以上の径を有する導電粒子を含有するものとされる。
以上、この発明によるタッチパネルの一実施例が有する外部接続端子６０の構成及び外部接続端子６０とＦＰＣ６６との接続について説明したが、この例では外部接続端子６０を従来のように第１の導体層のみの単層で形成するのではなく、第１の導体層よりなる第１の端子層６１と第２の導体層よりなる第２の端子層６２とを絶縁層を介することなく重ね印刷して２層で構成するものとなっており、さらに細線のメッシュよりなる第１及び第２の端子層６１，６２を同じ格子パターンを有するものとして格子パターンの２つのピッチ方向に１／２ピッチずつずらして重畳するものとなっている。
これにより、この例では外部接続端子６０を構成するメッシュはより細密なものとなり、配線密度が増大して異方性導電フィルム６５の導電粒子との接触面積が増大するため、接触抵抗を下げることができ、電気的接続品質を従来より向上させることができる。なお、上述したように、１０μｍピッチのメッシュをなす外部接続端子６０に対し、１０μｍ以上の径を有する導電粒子を含有する異方性導電フィルム６５を接続に用いれば、導電粒子がメッシュの細線に接触する確率を顕著に増大させることができ、接触抵抗をより一層下げることが可能となる。
上述した例では格子パターンをなす第１の端子層６１の細線のメッシュと第２の端子層６２の細線のメッシュとを格子パターンの２つのピッチ方向に１／２ピッチずつずらして重畳しているが、格子パターンのずれは必ずしも１／２ピッチでなくてもよく、例えば格子パターンの重畳におけるずれは２つのピッチ方向の各ピッチ方向ごとに１／４ピッチ以上３／４ピッチ以下であってもよい。なお、第１の端子層６１の格子パターンと第２の端子層６２の格子パターンがずれなく、重畳される場合を排除するものではなく、ずれなく重畳される場合であっても細線の断面積が２倍に増大するため、電気抵抗が半減する効果が得られ、また機械的強度が向上するといった効果を得ることができる。
また、第１の端子層６１及び第２の端子層６２がなす格子パターンの単位格子の形状は正方形に限るものではなく、菱形等の他の形状であってもよい。
次に、センシング領域２０内の構成について、図４〜６を参照して説明する。図４〜６は図３における左上部の詳細を示したものである。
図４は第１の導体層の印刷配線の詳細を示したものであり、センシング領域２０には第１のセンサ電極７０と第１のダミー配線８０とが形成されている。第１のセンサ電極７０はＸ方向に配列された複数の島状電極７１が連結部７２によって連結されてなる電極列７３がＹ方向に複数、並列配置されて構成されており、第１のダミー配線８０はセンシング領域２０において第１のセンサ電極７０が設けられた領域以外の領域に第１のセンサ電極７０と絶縁されて設けられている。
第１のセンサ電極７０と第１のダミー配線８０はいずれも細線のメッシュで構成されており、これら第１のセンサ電極７０と第１のダミー配線８０は相互の境界に細線の断絶した隙間９１が形成されて配されながら単一の連続した周期的メッシュパターンである第１のメッシュパターン９０を共有している。第１のメッシュパターン９０の単位格子はこの例では１辺の長さが４００μｍの菱形とされており、メッシュを構成する細線の線幅は７μｍとされている。なお、第１のセンサ電極７０と第１のダミー配線８０とを絶縁する隙間９１は２０μｍ程度とされている。図４ではこの隙間９１は相対的に拡大して示している。
一方、図５は第２の導体層の印刷配線の詳細を示したものであり、センシング領域２０には第２のセンサ電極１００と第２のダミー配線１１０とが形成されている。第２のセンサ電極１００はＹ方向に配列された複数の島状電極１０１が連結部１０２によって連結されてなる電極列１０３がＸ方向に複数、並列配置されて構成されており、第２のダミー配線１１０はセンシング領域２０において第２のセンサ電極１００が設けられた領域以外の領域に第２のセンサ電極１００と絶縁されて設けられている。
第２のセンサ電極１００と第２のダミー配線１１０はいずれも細線のメッシュで構成されており、これら第２のセンサ電極１００と第２のダミー配線１１０は相互の境界に細線の断絶した隙間１２１が形成されて配されながら単一の連続した周期的メッシュパターンである第２のメッシュパターン１２０を共有している。第２のメッシュパターン１２０はこの例では第１のメッシュパターン９０と同じメッシュパターンとされ、メッシュを構成する細線がセンシング領域２０の長辺２１となす角度も同じとされている。なお、図４と同様、隙間１２１は相対的に拡大して示している。
図６は図４に示した第１の導体層の印刷配線と図５に示した第２の導体層の印刷配線とが絶縁層を挟んで積層された状態を示したものであり、第１の導体層の第１のメッシュパターン９０と第２の導体層の第２のメッシュパターン１２０とは互いに単位格子の菱形の辺を２００μｍずつに２分する中点で交差するように重畳されており、これにより１辺の長さが２００μｍの菱形の格子が図６に示したようにセンシング領域２０の全面に極めて均一に形成された状態となっている。なお、第１のセンサ電極７０の電極列７３と第２のセンサ電極１００の電極列１０３は連結部７２と１０２が互いに重なる位置に位置されて交差されている。
このように、この例では第１のセンサ電極７０が形成される第１の導体層のセンシング領域２０には第１のメッシュパターンが一様に存在し、第２のセンサ電極１００が形成される第２の導体層のセンシング領域２０にも第２のメッシュパターン１２０が一様に存在する状態となっている。よって、第１の導体層及び第２の導体層にはいずれも細線のメッシュの有無に基因する視覚的なコントラストは発生せず、第１の導体層と第２の導体層が重畳された状態においても当然に視覚的なコントラストは発生せず、センシング領域２０のコントラストを完全に解消することができるものとなっている。
以下、上述したタッチパネルの生産方法について説明する。
１）第１の印刷工程
基材１０の一面側に、第１の導電インキによってセンシング領域２０の第１の導体層（第１のメッシュパターン９０）と第１の端子層６１とを同時に印刷する。この際、引出し配線５１，５２及びグランド配線５４も同時に印刷する。
２）第２の印刷工程
絶縁性インキによってセンシング領域２０の第１の導体層上に絶縁層を印刷する。
３）第３の印刷工程
第２の導電インキによってセンシング領域２０の第２の導体層（第２のメッシュパターン１２０）と第２の端子層６２とを同時に印刷する。
４）第４の印刷工程
第１及び第２の端子層６１，６２よりなる外部接続端子６０が配列形成されている部分を除いて基材１０の一面側全面に絶縁性インキによって保護膜を印刷する。
このような工程によってタッチパネルが生産される。なお、第１の印刷工程で用いる第１の導電インキと第３の印刷工程で用いる第２の導電インキは銀などの導電粒子を含むものであって同じインキとされ、この例では印刷法としてグラビアオフセット印刷を用いる。そしてグラビアオフセット印刷で用いるブランケットを第１の印刷工程と第３の印刷工程とで変えるようにし、２つのブランケットを交互に使用するようにする。これは以下に示すような理由による。
即ち、図２に示したような細密のメッシュの外部接続端子６０を一度の印刷で形成すると、極めて配線密度の高い配線材料の印刷によってブランケットが急速に膨潤してしまうという問題が発生する。第１の印刷工程と第３の印刷工程でブランケットを変え、２つのブランケットを交互に使用するのはこの問題に対処するものであり、外部接続端子６０を印刷するのに２つのブランケットを交互に使用することで、同じ配線密度の外部接続端子を１つのブランケットで印刷する場合と比べてブランケットの膨潤を十分に（ほぼ２倍に）遅くすることができ、これによりタッチパネルの量産性を向上させることができる。
以上、この発明によるタッチパネル及びタッチパネルの生産方法について説明したが、例えばタッチパネルの生産において導電インキの印刷工程が第１のセンサ電極の印刷工程、第２のセンサ電極の印刷工程、引出し配線（額縁配線）の印刷工程というように３工程あるような場合には、外部接続端子を３回重ね印刷して構成するようにしてもよい。
１０ 基材 ２０ センシング領域
２１ 長辺 ２２ 短辺
３０ 第１のセンサ電極 ３１ 島状電極
３２ 連結部 ３３ 電極列
３４ ジャンパ線 ３５ 貫通穴
４０ 第２のセンサ電極 ４１ 島状電極
４２ 連結部 ４３ 電極列
５１，５２ 引出し配線 ５３ 端子
５４ グランド配線 ６０ 外部接続端子
６１ 第１の端子層 ６２ 第２の端子層
６５ 異方性導電フィルム ６６ ＦＰＣ
７０ 第１のセンサ電極 ７１ 島状電極
７２ 連結部 ７３ 電極列
８０ 第１のダミー配線 ９０ 第１のメッシュパターン
９１ 隙間 １００ 第２のセンサ電極
１０１ 島状電極 １０２ 連結部
１０３ 電極列 １１０ 第２のダミー配線
１２０ 第２のメッシュパターン １２１ 隙間

Claims (7)

  1. 第１の導電インキの硬化物でなる第１の導体層と、第２の導電インキの硬化物でなる第２の導体層と、前記第１の導体層と前記第２の導体層の間に介在する絶縁層とを少なくとも含む積層構造を有するセンシング領域と、前記センシング領域の外側に形成された外部接続端子とを基材の一面側に備えてなるタッチパネルであって、
    前記外部接続端子は、前記第１の導電インキの硬化物でなる第１の端子層と、前記第２の導電インキの硬化物でなる第２の端子層とが直接に重畳されて構成されていることを特徴とするタッチパネル。
  2. 請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
    前記第１の端子層は第１の細線のメッシュを形成し、前記第２の端子層は第２の細線のメッシュを形成していることを特徴とするタッチパネル。
  3. 請求項２に記載のタッチパネルにおいて、
    前記第１の細線のメッシュと前記第２の細線のメッシュは、それらの２つのピッチ方向とその各ピッチ方向ごとのピッチとが相互に一致した格子パターンを有しており、かつその各ピッチ方向ごとに１／４ピッチ以上３／４ピッチ以下のずれを有して重畳されていることを特徴とするタッチパネル。
  4. 請求項３に記載のタッチパネルにおいて、
    前記各ピッチ方向ごとのピッチは前記２つのピッチ方向において一致しており、
    前記外部接続端子は前記２つのピッチ方向において一致したピッチの１／２以上の寸法の径を有する導電粒子を含有している異方性導電フィルムを介して外部回路の電極と接続されていることを特徴とするタッチパネル。
  5. 請求項１から４までの何れかに記載のタッチパネルにおいて、
    前記第１の導体層と前記第２の導体層はそれぞれ細線のメッシュを形成していることを特徴とするタッチパネル。
  6. 請求項１から５までの何れかに記載のタッチパネルを生産する方法であって、
    前記基材の一面側に、前記第１の導電インキによって前記第１の導体層と前記第１の端子層とを同時に印刷する第１の印刷工程と、
    絶縁性インキによって前記絶縁層を印刷する第２の印刷工程と、
    前記第２の導電インキによって前記第２の導体層と前記第２の端子層とを同時に印刷する第３の印刷工程とを有することを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  7. 請求項６に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記第１の印刷工程は第１のブランケットを用いたグラビアオフセット印刷であり、
    前記第３の印刷工程は第２のブランケットを用いたグラビアオフセット印刷であることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
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