JP2020106881A - タッチパネルの生産方法、配線パターンの生産方法、タッチパネル及び配線パターン - Google Patents

タッチパネルの生産方法、配線パターンの生産方法、タッチパネル及び配線パターン Download PDF

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Abstract

【課題】ブランケット１つ当たりの印刷回数を増大させることができるようにし、ブランケットの使用効率を高める。【解決手段】細線のメッシュで構成されたセンサ領域９０の配線と、センサ領域９０の配線に接続された額縁配線８１，８２とを有してなるタッチパネルの配線を、導電インキの基材７０へのオフセット印刷によって形成するタッチパネルの生産方法において、センサ領域９０の配線のパターンを有する第１の導電インキパターンを第１のブランケットから基材７０に転写する第１の印刷工程と、額縁配線８１，８２のパターンを有する第２の導電インキパターンを第２のブランケットから基材７０に転写する第２の印刷工程とを有することとする。【選択図】図２

Description

この発明は印刷によるタッチパネルの生産方法、配線パターンの生産方法に関し、さらに印刷によって生産されるタッチパネル及び配線パターンに関する。
タッチパネルや液晶ディスプレイなどの各種電子デバイスの配線パターンの形成に、生産性に優れた印刷手法が用いられるようになってきている。なかでもグラビアオフセット印刷は微細パターンの形成に適しているものとして注目されている。
特許文献１にはこのようなグラビアオフセット印刷を用いて生産されるタッチパネルが記載されており、図６及び７は特許文献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６中、矩形枠で囲まれた部分はセンサ電極が位置するセンサ領域２０であり、図６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７Ａに示したように、センサ領域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がセンサ領域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７Ｂ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方向両端からは額縁配線（特許文献１では引出し配線と称している）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方向一端からは額縁配線（特許文献１では引出し配線と称している）５２がそれぞれ引き出されている。複数配列されてセンサ領域２０から引き出されている額縁配線５１，５２は図６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、額縁配線５１，５２は端子５３まで延びて端子５３に接続されている。額縁配線５１，５２及び端子５３は第１の導体層によって形成されている。
図７Ｃは図６の左下の角部における額縁配線５１の詳細を示したものである。額縁配線５１，５２は細線のメッシュではなく、太いべたの線（太線）で構成されている。
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、特許文献２にはグラビアオフセット印刷による電子デバイスのパターンの印刷形成において、連続印刷中の印刷品質を安定させ維持させることを可能とするオフセット印刷装置が記載されており、図８は特許文献２に記載されているオフセット印刷装置を示したものである。
オフセット印刷装置はベースユニット６１上に、印刷のための版が設置される版ステージユニット６２、版ステージユニット６２に設置された版にインクペーストである銀ペーストを供給するインク供給ユニット６３、版ステージユニット６２上のインクペーストを外周面に巻かれたブランケット６４上に一旦受理する回転可能なローラユニット６５、ローラユニット６５のブランケット６４上に受理されたインクペーストを転写する被印刷体であるワークが設置されるワークステージユニット６６等が載置されることによって構成されている。また、ローラユニット６５の上方にはローラユニット６５のブランケット６４の表面に対向するように分割型乾燥ユニット６７が配置されている。分割型乾燥ユニット６７はインクからブランケット６４に吸収された溶媒を乾燥させるための、ローラユニット６５の軸方向に並んだ複数のＬＥＤ光源を備え、各光源からブランケット６４への光の照射量を独立に変更可能とされている。
このオフセット印刷装置は、連続印刷中の印刷品質を安定させるために、ブランケットに残存しているべき溶媒の濃度が印刷するパターンのパターン密度によって異なることに着目し、印刷するパターンのパターン密度を考慮して連続印刷中のブランケットにおける溶媒の濃度を制御することができるものとなっている。
具体的は、印刷すべき電子デバイスのパターンを図９に示したように領域分割（１−１，１−２，・・・，ｎ−ｍ）して各領域毎にパターン密度を求め、当該パターン密度に最適な光の照射量を決定する。そして、分割型乾燥ユニット６７における複数のＬＥＤ光源が各々独立に対向しているブランケット６４上の領域におけるパターン密度に対して最適な照射量の光を照射する。これにより、パターン密度に応じた量の溶媒をブランケット６４から除去（蒸発）させるものとなっており、印刷するパターンのパターン密度に拘わらず、連続印刷中の印刷品質を安定させ、維持することができるものとなっている。
特開２０１７−１０３３１７号公報 特開２０１７−６１１０７号公報
グラビアオフセット印刷では、インキ中の溶媒を吸収することによって膨潤するブランケットの膨潤量（吸収したインキの溶媒の含有量）が適正な範囲にあることが良好な印刷を行う上で重要であり、上述した特許文献２に記載されているオフセット印刷装置では分割型乾燥ユニットを用いることにより印刷するパターンの領域毎のパターン密度の違いに対応してブランケットの領域毎の膨潤量を制御するものとなっている。
一方、前述の、図６及び７に示したような導体層がグラビアオフセット印刷によって形成されるタッチパネルにおいても、同時に印刷形成される細線のメッシュよりなる第１のセンサ電極３０と太線よりなる額縁配線５１，５２とではインキ量の密度が異なるため、ブランケットのそれらに対応する領域の膨潤状態に大きな差が生じる。
図１は新しいブランケットを使用してグラビアオフセット印刷を行う場合の印刷回数とブランケットの膨潤量との関係を、印刷される配線パターンが第１のセンサ電極３０を構成するような細線のメッシュの場合と額縁配線５１，５２を構成するような太線の場合とについて示したものであり、細線のメッシュと太線とでは印刷回数に対する膨潤の進度（進みのレート）が顕著に異なる。
従って、このような膨潤のレート（＝膨潤量／印刷回数）の異なる２種類の配線パターンを１つのブランケットで同時に印刷する場合には、２種類の配線パターンに対応するブランケットの２つの領域の両方が共に膨潤量の適正範囲にある時だけ良好な印刷が可能であり、即ち図１中にハッチングを付して示した領域に対応する印刷回数Ｎ（Ｎ＝ｎ２−ｎ１）だけしか良好な印刷を行えないことになってしまう。
この点に関し、印刷回数を増大させ、ブランケットの使用効率を高めるためには、例えば特許文献２に記載されているようにブランケットの領域毎の膨潤量を制御するといったことが考えられるが、分割型乾燥ユニットやそれを制御する装置といった格別な装置が必要であり、また印刷するパターンの領域毎のパターン密度を求めるといった面倒な作業も必要となる。加えて言えば、特許文献２に記載されているようなパターン密度の算出方法、即ちパターン密度の算出の対象である部分の面積をＳ１、その部分の中のパターンの合計面積をＳ２とし、パターン密度ＤをＤ＝Ｓ２／Ｓ１で算出するという方法では、例えば細線のメッシュのパターンが全域に存在する領域と少ない本線の太線のパターンが存在する領域とでパターン密度の差が生じず、よって膨潤量の制御を適正に行えないといった問題も生じうる。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、オフセット印刷によって形成される配線パターンの生産方法さらにはタッチパネルの生産方法において、簡便な方法でブランケット１つ当たりの印刷回数を増大させることができるようにし、ブランケットの使用効率を高められるようにした生産方法を提供することにあり、さらにはタッチパネル及び配線パターンを提供することにある。
請求項１の発明によれば、細線のメッシュで構成されたセンサ領域の配線と、センサ領域の配線に接続された額縁配線とを有してなるタッチパネルの配線を、導電インキの基材へのオフセット印刷によって形成するタッチパネルの生産方法は、センサ領域の配線のパターンを有する第１の導電インキパターンを第１のブランケットから基材に転写する第１の印刷工程と、額縁配線のパターンを有する第２の導電インキパターンを第２のブランケットから基材に転写する第２の印刷工程とを有する。
請求項２の発明では請求項１の発明において、第１の導電インキパターンと第２の導電インキパターンとは相互に異なる導電インキでなる。
請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、第１の印刷工程は第２の印刷工程の後に行われる。
請求項４の発明によれば、細線で構成された第１の配線部と、前記細線より太い太線で構成されて第１の配線部に接続された第２の配線部とを有してなる配線パターンを、導電インキの基材へのオフセット印刷によって形成する配線パターンの生産方法は、第１の配線部のパターンを有する第１の導電インキパターンを第１のブランケットから基材に転写する第１の印刷工程と、第２の配線部のパターンを有する第２の導電インキパターンを第２のブランケットから基材に転写する第２の印刷工程とを有する。
請求項５の発明によれば、細線のメッシュで構成されたセンサ領域の配線と、センサ領域の配線に接続された額縁配線とがそれぞれ硬化した導電インキでなるタッチパネルにおいて、センサ領域の配線と額縁配線とが相互に接続された接続部においては額縁配線の上にセンサ領域の配線が重畳形成されているものとされる。
請求項６の発明によれば、細線で構成された第１の配線部と、細線より太い太線で構成されて第１の配線部に接続された第２の配線部とがそれぞれ硬化した導電インキでなる配線パターンにおいて、第１の配線部と第２の配線部とが相互に接続された接続部においては第２の配線部の上に第１の配線部が重畳形成されているものとされる。
この発明によるオフセット印刷によって形成するタッチパネルの生産方法及び配線パターンの生産方法によれば、ブランケット１つ当たりの印刷回数を簡便に増大させることができ、ブランケットの使用効率を大幅に高めることができる。
また、細線や太線といった印刷する配線の線幅に対して導電インキやブランケットの最適化を図ることも可能となる。
グラビアオフセット印刷で細線のメッシュと太線を連続印刷した場合の、印刷回数とブランケットの膨潤量との関係を示したグラフ。 この発明によるタッチパネルの生産方法を説明するための図。 Ａはこの発明によるタッチパネルの生産方法を説明するための図、ＢはＡにおける接続部の詳細を示す拡大図、ＣはＡにおける端子の詳細を示す拡大図。 Ａはこの発明によるタッチパネルの生産方法を説明するための図、ＢはＡにおける接続部の詳細を示す拡大図、ＣはＡにおける端子の詳細を示す拡大図。 Ａは図２における額縁配線の上に図３Ｂに示した接続部が重畳形成された状態を示す拡大図、Ｂは図２における額縁配線の上に図３Ｃに示した端子が重畳形成された状態を示す拡大図、Ｃは図２における額縁配線の上に図４Ｂに示した接続部が重畳形成された状態を示す拡大図。 タッチパネルの従来構成例を示す図。 Ａは図６に示したタッチパネルの第１のセンサ電極の詳細を示す拡大図、Ｂは図６に示したタッチパネルの第２のセンサ電極の詳細を示す拡大図、Ｃは図６に示したタッチパネルの額縁配線の詳細を示す拡大図。 Ａはオフセット印刷装置の従来例を示す平面図、Ｂはその正面図。 図８に示したオフセット印刷装置で印刷されるパターンの分割例を示す図。
この発明は細線で構成された第１の配線部と、第１の配線部の細線より太い太線で構成されて第１の配線部に接続された第２の配線部とを有してなる配線パターンを、導電インキの基材へのオフセット印刷によって形成する配線パターンの生産方法において、第１の配線部と第２の配線部とを各別のブランケットを使用して各別に印刷するものであり、以下、タッチパネルを例に図面を参照して具体的に説明する。
タッチパネルは図６及び７に示した従来のタッチパネルと同様、センサ領域に細線のメッシュで構成された第１のセンサ電極と第２のセンサ電極とを備え、それらセンサ領域の配線（第１のセンサ電極、第２のセンサ電極）に接続された額縁配線及び額縁配線と接続された端子をセンサ領域を囲む領域（額縁領域）に有するものとなっている。額縁配線は太線で構成され、端子はこの例では細線のメッシュで構成されるものとなっている。
第１のセンサ電極、第２のセンサ電極、額縁配線及び端子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、この例ではこれら配線を３回の印刷工程に分けて印刷する。図２〜４は各印刷工程で印刷される配線をそれぞれ示したものである。
図２は最初のグラビアオフセット印刷（１回目）で基材７０上に形成される額縁配線８１，８２を示したものであり、センサ領域９０を囲む額縁領域に所要の額縁配線８１，８２が太線で形成される。額縁配線８１，８２を構成する太線の線幅はこの例では４０μｍとされている。
図３は額縁配線８１，８２が形成された基材７０上に、次のグラビアオフセット印刷（２回目）で形成される配線を示したものであり、センサ領域９０にはこの例では第１のセンサ電極１００と第１のダミー配線１１０とが形成される。第１のセンサ電極１００はＸ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Ｙ方向に複数、並列配置されて構成され、第１のダミー配線１１０はセンサ領域９０において第１のセンサ電極１００が設けられた領域以外の領域に第１のセンサ電極１００と絶縁されて設けられる。
第１のセンサ電極１００と第１のダミー配線１１０はいずれも細線のメッシュで構成され、これら第１のセンサ電極１００と第１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１のメッシュパターン１２０を共有している。第１のメッシュパターン１２０の単位格子はこの例では１辺の長さが４００μｍの菱形とされ、メッシュを構成する細線の線幅は７μｍとされている。
第１のセンサ電極１００の各電極列１０３のＸ方向両端には図３Ａでは詳細図示を省略しているが、接続部１０４がそれぞれ電極列１０３に連結して形成される。図３Ｂは接続部１０４の詳細を拡大して示したものであり、接続部１０４は細線のメッシュで構成され、この例ではメッシュの単位格子は１辺の長さが２０μｍの正方形とされ、メッシュを構成する細線の線幅は７μｍとされている。
さらに、図３Ａでは詳細図示を省略しているが、基材７０の一方の長辺７１の中央部分に沿うように端子８３が配列形成される。図３Ｃは端子８３の詳細を拡大して示したものであり、端子８３は細線のメッシュで構成され、端子８３のメッシュは接続部１０４のメッシュと同じメッシュとされている。
図４は図３に示した配線が形成された後に絶縁層が形成され、その絶縁層を介して図３に示した配線の上にグラビアオフセット印刷（３回目）で形成される配線を示したものであり、センサ領域９０には第２のセンサ電極１３０と第２のダミー配線１４０とが形成される。第２のセンサ電極１３０はＹ方向に配列された複数の島状電極１３１が連結部１３２によって連結されてなる電極列１３３がＸ方向に複数、並列配置されて構成され、第２のダミー配線１４０はセンサ領域９０において第２のセンサ電極１３０が設けられた領域以外の領域に第２のセンサ電極１３０と絶縁されて設けられる。
第２のセンサ電極１３０と第２のダミー配線１４０はいずれも細線のメッシュで構成され、これら第２のセンサ電極１３０と第２のダミー配線１４０は相互の境界に細線の断絶した隙間１５１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１５０を共有している。第２のメッシュパターン１５０は第１のメッシュパターン１２０と同じメッシュパターンとされている。
第２のセンサ電極１３０の各電極列１３３のＹ方向一端には図４Ａでは詳細図示を省略しているが、接続部１３４がそれぞれ電極列１３３に連結して形成される。図４Ｂは接続部１３４の詳細を拡大して示したものであり、接続部１３４は細線のメッシュで構成され、接続部１３４のメッシュは接続部１０４のメッシュと同じメッシュとされている。
さらに、図４Ａでは詳細図示を省略しているが、この３回目のグラビアオフセット印刷においても端子８４が配列形成される。図３に示した端子８３の配列部分の上には絶縁層は形成されず、端子８４は端子８３に直接、重畳されて形成される。図４Ｃは端子８４の詳細を拡大して示したものであり、端子８４は端子８３と同じメッシュとされている。
以上、３回のグラビアオフセット印刷で印刷される配線を説明したが、３回のグラビアオフセット印刷ではこの例ではそれぞれブランケットを替え、各別のブランケットを使用する。
なお、端子８３と８４とは互いに単位格子の正方形の辺を１０μｍずつに２分する中点で交差するようにずらして重畳され、これにより１辺の長さが１０μｍの正方形の格子が形成された状態となる。また、絶縁層を挟んで積層される第１のメッシュパターン１２０と第２のメッシュパターン１５０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ずらして重畳され、これにより１辺の長さが２００μｍの菱形の格子が形成された状態となる。第１のセンサ電極１００の電極列１０３と第２のセンサ電極１３０の電極列１３３は連結部１０２と１３２が互いに重なる位置に位置されて交差される。
図５は上述したようなグラビアオフセット印刷の３回の印刷工程によって異なる印刷工程の配線が導通接続される部分を示したものであり、図５Ａは額縁配線８１の一端の上に第１のセンサ電極１００の接続部１０４が重畳形成された状態を示す。図５Ｂは額縁配線８１の他端の上に端子８３が重畳形成された状態を示す。図５Ｃは額縁配線８２の一端が位置する部分において絶縁層に穴１６１が形成され、穴１６１により露出した額縁配線８２の一端に第２のセンサ電極１３０の接続部１３４が重畳形成された状態を示す。
以上、タッチパネルを例に説明したが、グラビアオフセット印刷によって形成するタッチパネルの生産において、この発明では細線のメッシュよりなるセンサ領域の配線のパターンを有する導電インキパターンをブランケットから基材に転写する印刷工程と、センサ領域の配線に接続される額縁配線のパターンを有する導電インキパターンをブランケットから基材に転写する印刷工程とを別工程とし、各別のブランケットを使用するものであり、細線よりなる第１の配線部と細線より太い太線で構成されて第１の配線部に接続される第２の配線部とを有する配線パターンとして言い換えれば、第１の配線部のパターンを有する導電インキパターンをブランケットから基材に転写する印刷工程と第２の配線部のパターンを有する導電インキパターンをブランケットから基材に転写する印刷工程とを別工程とし、各別のブランケットを使用するものである。
このように細線の印刷と太線の印刷を各別に行い、各別のブランケットを用いるようにすれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ブランケット内の膨潤状態に差が生じず、膨潤ムラが発生しないため、前述した特許文献２に記載されているような分割型乾燥ユニットを用いてブランケットの膨潤量を領域毎に制御するといった面倒なことは不要となり、簡便にブランケット１つ当たりの印刷回数を増大させ、ブランケットの使用効率を高めることができる。図１を参照して言えば、太線印刷用のブランケットでは良好な印刷が行える印刷回数Ｎ１はＮ１＝ｎ２−ｎ０となり、細線（細線のメッシュ）印刷用のブランケットでは良好な印刷が行える印刷回数Ｎ２はＮ２＝ｎ３−ｎ１となり、細線と太線を同時印刷する場合の印刷回数Ｎ＝ｎ２−ｎ１に比べて顕著に印刷回数を増大させることができる。
また、これにより工数がかかるブランケットの交換の回数を低減することができ、印刷タクトを短縮することができる。
（２）細線印刷と太線印刷は別工程となるため、相互に異なる導電インキを用いることができ、例えば使用する導電インキの溶媒量をそれぞれの印刷に最適化することができる。また、ブランケットの硬度等もそれぞれの印刷に最適化することができる。
なお、前述したタッチパネルにおける配線の印刷では額縁配線の印刷工程を先に行い、センサ領域の配線の印刷工程を後に行うようにしているが、このような順に印刷を行えば、センサ領域の微細な配線（細線のメッシュ）が後続工程で損傷等することを防ぐことができる。
タッチパネルにおける各配線の印刷順序は、前述した例では図２の配線→図３の配線→絶縁層の形成→図４の配線としているが、例えば図３の配線→絶縁層の形成→図２の配線→図４の配線といった印刷順序とすることもできる。
１０ 基材 ２０ センサ領域
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 額縁配線 ５３ 端子
６１ ベースユニット ６２ 版ステージユニット
６３ インク供給ユニット ６４ ブランケット
６５ ローラユニット ６６ ワークステージユニット
６７ 分割型乾燥ユニット ７０ 基材
７１ 長辺 ８１，８２ 額縁配線
８３，８４ 端子 ９０ センサ領域
１００ 第１のセンサ電極 １０１ 島状電極
１０２ 連結部 １０３ 電極列
１０４ 接続部 １１０ 第１のダミー配線
１２０ 第１のメッシュパターン １２１ 隙間
１３０ 第２のセンサ電極 １３１ 島状電極
１３２ 連結部 １３３ 電極列
１３４ 接続部 １４０ 第２のダミー配線
１５０ 第２のメッシュパターン １５１ 隙間
１６１ 穴

Claims (6)

  1. 細線のメッシュで構成されたセンサ領域の配線と、前記センサ領域の配線に接続された額縁配線とを有してなるタッチパネルの配線を、導電インキの基材へのオフセット印刷によって形成するタッチパネルの生産方法であって、
    前記センサ領域の配線のパターンを有する第１の導電インキパターンを第１のブランケットから前記基材に転写する第１の印刷工程と、
    前記額縁配線のパターンを有する第２の導電インキパターンを第２のブランケットから前記基材に転写する第２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。
  2. 請求項１に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記第１の導電インキパターンと前記第２の導電インキパターンとは相互に異なる導電インキでなることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  3. 請求項１又は２に記載のタッチパネルの生産方法において、
    前記第１の印刷工程は前記第２の印刷工程の後に行われることを特徴とするタッチパネルの生産方法。
  4. 細線で構成された第１の配線部と、前記細線より太い太線で構成されて前記第１の配線部に接続された第２の配線部とを有してなる配線パターンを、導電インキの基材へのオフセット印刷によって形成する配線パターンの生産方法であって、
    前記第１の配線部のパターンを有する第１の導電インキパターンを第１のブランケットから前記基材に転写する第１の印刷工程と、
    前記第２の配線部のパターンを有する第２の導電インキパターンを第２のブランケットから前記基材に転写する第２の印刷工程とを有することを特徴とする配線パターンの生産方法。
  5. 細線のメッシュで構成されたセンサ領域の配線と、前記センサ領域の配線に接続された額縁配線とがそれぞれ硬化した導電インキでなるタッチパネルであって、
    前記センサ領域の配線と前記額縁配線とが相互に接続された接続部においては、前記額縁配線の上に前記センサ領域の配線が重畳形成されていることを特徴とするタッチパネル。
  6. 細線で構成された第１の配線部と、前記細線より太い太線で構成されて前記第１の配線部に接続された第２の配線部とがそれぞれ硬化した導電インキでなる配線パターンであって、
    前記第１の配線部と前記第２の配線部とが相互に接続された接続部においては、前記第２の配線部の上に前記第１の配線部が重畳形成されていることを特徴とする配線パターン。
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