JP2019086933A - タッチパネルの生産方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】細線のメッシュの交点に形成される導電インキの滲みを小さく抑えられるようにし、タッチパネルの視覚的な品質を向上させる。【解決手段】センシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルの生産方法において、細線のメッシュ６３は複数の細線が集結する交点であって隣り合って集結する２つの細線のなす角度が鋭角である鋭角部６４と鈍角である鈍角部６５とを形成する交点を複数含んで構成し、導体部は細線のメッシュ６３のパターンを有する印刷版にドクターブレードによるスキージングによって充填された導電インキの基材への最終的な転写によって印刷形成し、印刷版の前記パターンにおける前記交点のそれぞれにおいて、交点上を通るスキージングの方向Ｓは鋭角部６４を通り、鈍角部６５を通らない直線を描くようにする。【選択図】図２

Description

この発明はセンシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルの生産方法に関する。
図９及び１０はタッチパネルの従来構成例として特許文献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９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９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１０Ａ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１０Ｂ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９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。
特開２０１７−１０３３１７号公報
ところで、このようにセンシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を有し、その導体部を導電インキを用い、グラビア印刷やグラビアオフセット印刷によって印刷形成するタッチパネルにおいては、メッシュの交点に導電インキの滲みが発生するといった問題があり、このような導電インキの滲みは視覚的に認知されるため、タッチパネルが配置される表示部の視認性に影響し、タッチパネルの視覚的な品質を低下させる要因となっていた。
この発明の目的はこの問題に鑑み、細線のメッシュの交点に形成される導電インキの滲みの大きさを小さく抑えられるようにし、よってタッチパネルの視覚的な品質を向上させることができるようにした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、センシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルの生産方法において、細線のメッシュは複数の細線が集結する交点であって隣り合って集結する２つの細線のなす角度が鋭角である鋭角部と鈍角である鈍角部とを形成する交点を複数含んで構成し、導体部は細線のメッシュのパターンを有する印刷版にドクターブレードによるスキージングによって充填された導電インキの基材への最終的な転写によって印刷形成し、印刷版の前記パターンにおける前記交点のそれぞれにおいて、交点上を通るスキージングの方向は前記鋭角部を通り、前記鈍角部を通らない直線を描くようにする。
請求項２の発明では請求項１の発明において、細線のメッシュは対向する２つの鋭角部と対向する２つの鈍角部とで囲まれた菱形を単位格子とする周期的な格子形状とする。
請求項３の発明では請求項２の発明において、スキージングの方向は菱形の対角線の方向に一致させる。
請求項４の発明では請求項２又は３の発明において、鋭角部がなす角度は５０°以上とする。
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、導体部はセンサ電極と、センサ電極が設けられた領域以外の領域に設けられ、センサ電極と絶縁されたダミー電極とを有し、センサ電極とダミー電極とは単一の連続した周期的な格子形状を共有しているものとする。
この発明によるタッチパネルの生産方法によれば、センシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルにおいて、細線のメッシュの交点に発生する導電インキの滲みの大きさを小さくすることができ、よってタッチパネルの視覚的な品質を向上させることができる。
Ａは２つの細線の交点上を通るスキージングの方向が２つの細線のなす鈍角部を２分して通り、鋭角部を通らない直線を描く場合の交点に発生する導電インキの滲みを示す図、Ｂは２つの細線の交点上を通るスキージングの方向が直交交差する２つの細線がなす直角部を２分する直線を描く場合の交点に発生する導電インキの滲みを示す図、Ｃは２つの細線の交点上を通るスキージングの方向が２つの細線のなす鋭角部を通り、鈍角部を通らない直線を描く場合の交点に発生する導電インキの滲みを示す図。 菱形を単位格子とする周期的な格子形状を有する細線のメッシュに対するスキージングの方向を示す図。 対向する一対の内角が鋭角とされた六角形を単位格子とする周期的な格子形状を有する細線のメッシュに対するスキージングの方向を示す図。 タッチパネルの第１の導体層の細線のメッシュの一構成例を示す部分拡大図。 タッチパネルの第２の導体層の細線のメッシュの一構成例を示す部分拡大図。 図４に示した細線のメッシュと図５に示した細線のメッシュが重畳された状態を示す部分拡大図。 タッチパネルの第１の導体層の細線のメッシュの他の構成例を示す部分拡大図。 タッチパネルの第２の導体層の細線のメッシュの他の構成例を示す部分拡大図。 タッチパネルの構成例を示す図。 Ａはタッチパネルの第１の導体層の従来構成例を示す部分拡大図、Ｂはタッチパネルの第２の導体層の従来構成例を示す部分拡大図。
まず、初めに、導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって細線のメッシュを印刷形成した際に、メッシュの交点に発生する導電インキの滲みが、交点で交差する２つの細線の交差角度とドクターブレードのスキージングの方向との関係において、どのように変化するかを調べた結果について説明する。
図１Ａ〜１Ｃは２つの細線が交差するメッシュの一交点部分をそれぞれ示したものであり、図中に示した２つの細線６１の交差角度θは、図１Ａでは１２０°、図１Ｂでは９０°、図１Ｃでは６０°となっている。図１Ａ〜１Ｃ中、６２は導電インキの滲みを示し、矢印Ｓはドクターブレードのスキージングの方向を示す。
滲み６２はメッシュの交点に水掻状に発生し、スキージングの方向が矢印Ｓの方向の場合、図１Ａ〜１Ｃに示したように、θの増大に伴って滲み６２の面積は大きくなっていき、θが鈍角の場合には図１Ａに示したように大きな滲み６２が発生することが判明した。これに対し、θが鋭角の場合には図１Ｃに示したように、θが鈍角の場合に比べ、滲み６２は顕著に小さいものになることが判明した。
この結果を踏まえ、この発明ではセンシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルの生産において、細線のメッシュにおける複数の細線が集結する交点は隣り合って集結する２つの細線のなす角度が鋭角である鋭角部と鈍角である鈍角部とを形成するものとする。
そして、このような交点を複数含む細線のメッシュで構成した導体部を、グラビア印刷もしくはグラビアオフセット印刷によって印刷形成するものとし、即ち細線のメッシュのパターンを有する印刷版（グラビア版）にドクターブレードによるスキージングによって充填した導電インキの基材への最終的な転写によって印刷形成するものとし、印刷版の細線のメッシュのパターンにおける細線の交点のそれぞれにおいて、交点上を通るスキージングの方向は交点に形成された鋭角部を通り、鈍角部を通らない直線を描くようにする。
このような方法を採用すれば、細線のメッシュの交点に発生する導電インキの滲みの大きさを顕著に小さくすることができる。
上述したように鋭角部と鈍角部とを形成する交点を含んで構成される細線のメッシュの一例を挙げれば、対向する２つの鋭角部と対向する２つの鈍角部とで囲まれた菱形を単位格子とする周期的な格子形状がまず挙げられる。
図２はこのような菱形を単位格子とする周期的な格子形状を有する細線のメッシュ６３と、メッシュ６３に対するスキージングの方向Ｓを示したものであり、スキージングの方向Ｓはメッシュ６３の交点のそれぞれにおいて菱形の鋭角部６４を通り、鈍角部６５を通らない直線を描くようにすればよく、図２中に示したような方向の範囲内で選定される。
なお、スキージングの方向を例えば図２中に示したＳ１とした場合、メッシュを構成する２方向の細線６３ａ，６３ｂの内、方向Ｓ１と大きな交差角度で交差する細線６３ｂにおいては導電インキのテーリングによって細線６３ｂが太る（幅が増大する）といった現象が生じ、細線６３ａと６３ｂの幅の均一性が損われるといった問題が生じるため、スキージングの方向は図２中、Ｓ０で示した菱形の対角線の方向に一致させるのが好ましい。このようにスキージングの方向を菱形の対角線の方向に一致させれば、細線６３ａと６３ｂの幅の均一性を確保することができる。
図３は細線のメッシュの他の形状例を示したものであり、この例では細線のメッシュ６６は対向する一対の内角が鋭角とされた六角形を単位格子とする周期的な格子形状となっている。細線のメッシュの形状としてこのような格子形状を採用することもできる。なお、この図３に示した細線のメッシュ６６においては、メッシュ６６の交点が形成する鋭角部６７を通り、鈍角部６８を通らない直線を描くように選定されるスキージングの方向Ｓは図中に示した一方向に決定される。
なお、上述したような細線のメッシュでタッチパネルのセンシング領域の導体部を構成する場合、菱形の単位格子や六角形の単位格子があまりに扁平になりすぎると、メッシュの単位面積あたりの細線の密度が高くなりすぎて導体部の全体的な視認性が高まり、透明感が損われるため、鋭角部６４，６７がなす角度は５０°以上とするのが好ましい。
以上、この発明における細線のメッシュの構成及びメッシュとドクターブレードのスキージングの方向との関係について説明したが、以下、この発明による生産方法によって生産されるタッチパネルの具体的な構成について説明する。
図４〜６はこの発明によって生産されるタッチパネルの構成の要部詳細を示したものである。
タッチパネルはこの例では透明な基材の一面側に、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する。絶縁層及び保護膜は透明材よりなり、第１の導体層及び第２の導体層は銀などの導電粒子を含んだ導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって印刷形成される。なお、このタッチパネルは図９に示した従来例のタッチパネルとセンシング領域２０の構成が異なるものであって、センシング領域２０以外の構成は図９に示した構成と基本的に同じである。図４〜６は図９における左上部に相当する位置の詳細を示したものである。
図４は第１の導体層によって形成されるセンシング領域２０の導体部の詳細を示したものであり、導体部は第１のセンサ電極７０と第１のダミー電極８０とを有している。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のダミー電極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のダミー電極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のダミー電極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な格子形状をなす第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のダミー電極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の導体層によって形成されるセンシング領域２０の導体部の詳細を示したものであり、導体部は第２のセンサ電極１００と第２のダミー電極１１０とを有している。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のダミー電極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のダミー電極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のダミー電極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な格子形状をなす第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に示した導体部と図５に示した導体部とが絶縁層を挟んで重畳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。
上述した構成によれば、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９０が一様に存在する状態となっており、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。
加えて、第１のメッシュパターン９０を画定する印刷版及び第２のメッシュパターン１２０を画定する印刷版に対するドクターブレードのスキージングの方向Ｓは、図４及び５中にそれぞれ示したようにセンシング領域２０の長辺２１と平行なＸ方向であって、前述したように細線のメッシュの交点に発生する導電インキの滲みを顕著に小さくすることができる方向となっている。
従って、これらの点から、表示部の視認性に影響せず、見栄えがよく、視覚的に優れた品質のタッチパネルを得ることができる。
なお、第１のメッシュパターン９０と第２のメッシュパターン１２０は上述したように菱形の辺を２００μｍずつに２分する中点で交差するように重畳されるため、第１のメッシュパターン９０を構成する細線と第２のメッシュパターン１２０を構成する細線とは近接せず、よって近接した細線の組があたかも１本の太い線のように、視認可能な相対的に濃い線を描くといったことも発生しない。
次に、図７に示した第１の導体層によって形成されるセンシング領域２０の導体部の構成及び図８に示した第２の導体層によって形成されるセンシング領域２０の導体部の構成について説明する。
これら図７，８に示した構成の、前述した図４，５に示した構成との違いはダミー電極の構成にあり、図４，５と対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、図７及び８ではそれぞれ第１のセンサ電極７０の連結部７２が位置する領域及び第２のセンサ電極１００の連結部１０２が位置する領域にハッチングを付している。
この例では第１のダミー電極８０は図７に示したように相互に絶縁された第１の単位パターン８１の配列で構成され、第２のダミー電極１１０も図８に示したように相互に絶縁された第２の単位パターン１１１の配列で構成されている。これら第１の単位パターン８１及び第２の単位パターン１１１は、いずれも２本の細線が交差した同じＸ字形状をなし、隣接する第１の単位パターン８１間及び第２の単位パターン１１１間に設けられている隙間８２，１１２は共に２０μｍとされている。
このように、第１のダミー電極８０及び第２のダミー電極１１０をいずれも相互に絶縁された第１の単位パターン８１及び第２の単位パターン１１１の配列で構成すれば、以下のような効果を得ることができる。
即ち、グラビアオフセット印刷におけるブランケットの膨潤によって導電インキの溶剤が十分にブランケットに吸収されず、導電インキがやわらかい状態のまま、転写、印刷されてしまうことや印刷時における導電性異物の混入といった回避が難しいことに基因して、第１のセンサ電極７０と第１のダミー電極８０との間や第２のセンサ電極１００と第２のダミー電極１１０との間で局部的に短絡（絶縁不良）が発生しても、そのセンサ電極と隣接する絶縁不良が発生した箇所のただ１つの単位パターンだけがセンサ電極と短絡するにとどめることができ、これによりセンサ電極の感知領域の変化（拡大）や静電容量の変化を最小限に抑えることができる。
よって、この図７，８に示した構成を有するタッチパネルによれば、前述した図４〜６に示した構成を有するタッチパネルと同様、視覚的に優れた品質のタッチパネルを得ることができ、さらに絶縁不良が発生しても性能に対する影響を最小限に抑えられるようにしたタッチパネルを得ることができる。
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
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 ６１ 細線
６２ 滲み ６３ メッシュ
６３ａ，６３ｂ 細線 ６４ 鋭角部
６５ 鈍角部 ６６ メッシュ
６７ 鋭角部 ６８ 鈍角部
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のダミー電極 ８１ 第１の単位パターン
８２ 隙間 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のダミー電極
１１１ 第２の単位パターン １１２ 隙間
１２０ 第２のメッシュパターン １２１ 隙間

Claims (5)

  1. センシング領域に細線のメッシュで構成された導体部を備えるタッチパネルの生産方法であって、
    前記細線のメッシュは、複数の細線が集結する交点であって隣り合って集結する２つの細線のなす角度が鋭角である鋭角部と鈍角である鈍角部とを形成する交点を複数含んで構成され、
    前記導体部は、前記細線のメッシュのパターンを有する印刷版にドクターブレードによるスキージングによって充填された導電インキの基材への最終的な転写によって印刷形成され、
    前記印刷版の前記パターンにおける前記交点のそれぞれにおいて、前記交点上を通る前記スキージングの方向は前記鋭角部を通り、前記鈍角部を通らない直線を描くことを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  2. 請求項１に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記細線のメッシュは対向する２つの前記鋭角部と対向する２つの前記鈍角部とで囲まれた菱形を単位格子とする周期的な格子形状とされていることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  3. 請求項２に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記スキージングの方向は前記菱形の対角線の方向に一致していることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  4. 請求項２又は３に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記鋭角部がなす角度は５０°以上であることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  5. 請求項１から４までの何れかに記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記導体部はセンサ電極と、前記センサ電極が設けられた領域以外の領域に設けられ、前記センサ電極と絶縁されたダミー電極とを有し、
    前記センサ電極と前記ダミー電極とは単一の連続した周期的な格子形状を共有していることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
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