JP6078319B2 - Manufacturing method of input device, substrate with conductive film used therefor, and laminated member - Google Patents
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Description
この発明は、液晶ディスプレイ等の表示装置上に配される投影型静電容量結合方式の入力装置を製造する方法、並びに、それに用いられる導電膜付き基板、及び積層部材に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a projected capacitive coupling input device arranged on a display device such as a liquid crystal display, and a substrate with a conductive film and a laminated member used therefor.
液晶ディスプレイや有機ELパネル等の表示装置の入力手段(入力装置)として、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、表示装置の表示面上に配置されることで、表示内容に対して極めて直接的な入力を可能にする。そのため、タッチパネルには表示装置の表示内容を画質低下なく透過させる必要があり、透明性が重要な要素となる。 A touch panel is widely used as an input means (input device) of a display device such as a liquid crystal display or an organic EL panel. The touch panel is arranged on the display surface of the display device, thereby enabling extremely direct input with respect to display contents. Therefore, the touch panel needs to transmit the display content of the display device without deterioration in image quality, and transparency is an important factor.
タッチパネルの主な入力方式としては、光の変化を検出する方式と、電気的な特性の変化を検出する方式とに大別される。このうち、電気的な特性の変化を検出する方式として、抵抗膜方式と静電容量結合方式とが知られており、更に、この静電容量結合方式には、表面型と投影型の2つの方式がある。なかでも、スマートフォン等で欠かせない機能となったマルチタッチ認識(多点認識)への対応に適している観点から、投影型が注目されている。 The main input method of the touch panel is roughly classified into a method for detecting a change in light and a method for detecting a change in electrical characteristics. Among these methods, a resistance film method and a capacitive coupling method are known as methods for detecting a change in electrical characteristics. Furthermore, there are two types of capacitive coupling methods, a surface type and a projection type. There is a method. In particular, the projection type is attracting attention from the viewpoint of being suitable for multi-touch recognition (multi-point recognition), which has become an indispensable function for smartphones and the like.
静電容量結合方式における投影型のタッチパネルは、従来、一般には、特許文献1、2等にあるように、互いに所定の形状のパターン電極が形成された2つのフィルム基材を用いて、これらを貼り合せることで作製されている。近年のタブレット型携帯端末等のように、タッチパネルを備えた表示装置では薄型化の進展が著しく、タッチパネルについても薄型化と共に光学特性の向上が強く要望されている。ところが、2つのフィルム基材を貼り合せることから薄型化には不向きと考えられ、取り扱い性(ハンドリング性)などを考慮すると、フィルム基材を薄くするのには限度がある。加えて、フィルム基材の積層によって厚みが増すと、その分だけ表示装置からの映像光の透過率が低下してしまうことから、表示装置が表示する映像の画質を劣化させてしまうおそれがある。
Conventionally, the projection type touch panel in the capacitive coupling method generally uses two film base materials on which pattern electrodes having a predetermined shape are formed, as described in
そこで、例えば特許文献3、4等に記載されるように、フィルム基材の両面に静電容量結合方式の電極を設けてタッチパネルを得る方法が提案されている。しかしながら、フィルム基材の両面に電極を形成することなどを勘案すると、やはり、フィルム基材自体がある程度の厚みを有していなければならない。一方で、例えば特許文献5のように、基板上に透明導電膜を形成して、エッチングによりパターン電極を形成した後、更に絶縁膜を設けた上で、再び透明導電膜の形成とエッチングを繰り返してパターン電極を形成する方法が提案されている。ところが、このような方法は、上記の工程を順次行う必要があることから、生産性に優れているとは言い難く、製造コストも高くなってしまう。
Therefore, for example, as described in
近年急速に普及・拡大しているスマートフォン等の携帯端末では、入力装置としてのタッチパネルが欠かせないものとなっている。そして、携帯端末の薄型化に伴い、タッチパネルも薄型化、光学特性の向上、及び低価格化が強く要望されている。しかしながら、上述したような従来の方法では、タッチパネルに使用されるフィルム基材の厚みを更に薄くしていくと、ハンドリング性が悪くなるばかりか、所定のパターン電極を正確に形成するのが困難になったり、場合によっては製造途中で割れや破けを発生するなど、生産上で支障を来たすおそれがある。そのため、これまでのタッチパネルの製造方法では、更に薄型化を図るのは難しい。 A touch panel as an input device is indispensable for portable terminals such as smartphones that have been rapidly spread and expanded in recent years. And with the thinning of the portable terminal, the touch panel is also strongly demanded to be thin, to improve the optical characteristics, and to reduce the price. However, in the conventional method as described above, when the thickness of the film substrate used for the touch panel is further reduced, not only the handling property is deteriorated but also it is difficult to accurately form the predetermined pattern electrode. Or, in some cases, may cause cracks or tears during production, which may cause problems in production. For this reason, it is difficult to further reduce the thickness by conventional touch panel manufacturing methods.
そこで、本発明者らは、投影型静電容量結合方式の入力装置であるタッチパネルの薄型化について鋭意検討した結果、ポリイミド層同士の界面での剥離が可能なポリイミド積層体を用いて、入力装置の積層構造を形成する過程において、一部のポリイミド層を分離して取り除くことで、ハンドリング性の低下や生産上の問題等を全て解決しながら、薄型の入力装置を作製できることを見出し、本発明を完成させた。 Therefore, as a result of diligent research on thinning the touch panel, which is a projected capacitive coupling input device, the present inventors have used an input device using a polyimide laminate that can be peeled off at the interface between polyimide layers. In the process of forming the laminated structure of the present invention, by separating and removing a part of the polyimide layer, it has been found that a thin input device can be produced while solving all of the handling problems and production problems, etc. Was completed.
したがって、本発明の目的は、薄型の入力装置を効率良く製造することができる方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method capable of efficiently manufacturing a thin input device.
また、本発明の別の目的は、薄型の入力装置を効率良く製造する上で用いられる導電膜付き基板、及び積層部材を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a substrate with a conductive film and a laminated member that are used to efficiently manufacture a thin input device.
すなわち、本発明は、液晶ディスプレイ等の表示装置上に配される投影型静電容量結合方式の入力装置を製造する方法であって、耐熱性を有する耐熱性基板の片側にパターニングされた透明導電膜を備えた2つの導電膜付き基板をアニール処理した後、透明接着層を介して、これらを表示装置上に積層させて入力装置を製造する際、少なくとも一方の導電膜付き基板における耐熱性基板が、透明導電膜側に配される第1のポリイミド層と、この第1のポリイミド層の背面側に配される第2のポリイミド層とを有したポリイミド積層体からなり、該ポリイミド積層体を有した導電膜付き基板を積層する過程において、第1及び第2のポリイミド層の界面で第2のポリイミド層側を分離して取り除き、薄肉化する工程を含むことを特徴とする入力装置の製造方法である。 That is, the present invention is a method for manufacturing a projection capacitive coupling input device disposed on a display device such as a liquid crystal display, and is a transparent conductive pattern patterned on one side of a heat-resistant substrate having heat resistance. When an input device is manufactured by annealing two conductive film-coated substrates provided with a film and then laminating them on a display device via a transparent adhesive layer, the heat-resistant substrate in at least one conductive film-coated substrate Is composed of a polyimide laminate having a first polyimide layer disposed on the transparent conductive film side and a second polyimide layer disposed on the back side of the first polyimide layer, and the polyimide laminate is In the process of laminating the substrate with the conductive film, the input includes a step of separating and removing the second polyimide layer side at the interface between the first and second polyimide layers and thinning the input. It is a method of manufacturing location.
また、本発明は、上記の方法に用いられる導電膜付き基板であって、透明導電膜側に配される第1のポリイミド層と、この第1のポリイミド層の背面側に配される第2のポリイミド層とを有したポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えており、第1及び第2のポリイミド層の界面で第2のポリイミド層を分離して取り除くことで、薄肉化できることを特徴とする入力装置形成用導電膜付き基板である。 Moreover, this invention is a board | substrate with an electrically conductive film used for said method, Comprising: The 1st polyimide layer distribute | arranged to the transparent conductive film side, and the 2nd distribute | arranged to the back side of this 1st polyimide layer A heat-resistant substrate made of a polyimide laminate having a polyimide layer, and can be thinned by separating and removing the second polyimide layer at the interface between the first and second polyimide layers. It is a board | substrate with the electrically conductive film for input device formation.
更に、本発明は、上記の導電膜付き基板を2つ用いて、それぞれアニール処理した後に、透明接着層を介して、各々の透明導電膜側を対向させるようにして貼り合せたことを特徴とする入力装置形成用積層部材である。 Furthermore, the present invention is characterized in that after using each of the two substrates with conductive films, annealing is performed, and then the transparent conductive layers are bonded to face each other through the transparent adhesive layer. It is a laminated member for forming an input device.
本発明では、耐熱性を有する耐熱性基板の片側にパターニングされた透明導電膜を備えた2つの導電膜付き基板をアニール処理した後、透明接着層を介して、これらを表示装置上に積層させて投影型静電容量結合方式の入力装置を製造する際に、少なくとも一方の導電膜付き基板、好ましくは両方の導電膜付き基板について、その耐熱性基板として、第1のポリイミド層と第2のポリイミド層とを有したポリイミド積層体を使用して、入力装置の積層過程で薄肉化できるようにしたことを特徴とする。すなわち、本発明において耐熱性基板として用いるポリイミド積層体は、透明導電膜側に配される第1のポリイミド層と、この第1のポリイミド層の背面側に配される第2のポリイミド層とを有しており、かつ、第1のポリイミド層と第2のポリイミド層との界面を利用して、第2のポリイミド層を分離して取り除くことが可能なものである。 In the present invention, after annealing the two conductive film-coated substrates having the transparent conductive film patterned on one side of the heat-resistant substrate having heat resistance, these are laminated on the display device via the transparent adhesive layer. When manufacturing a projected capacitive coupling input device, at least one of the substrates with a conductive film, preferably both of the substrates with a conductive film, as the heat resistant substrate, the first polyimide layer and the second A polyimide laminate having a polyimide layer is used to reduce the thickness of the input device during the lamination process. That is, the polyimide laminate used as the heat-resistant substrate in the present invention includes a first polyimide layer disposed on the transparent conductive film side and a second polyimide layer disposed on the back side of the first polyimide layer. The second polyimide layer can be separated and removed using the interface between the first polyimide layer and the second polyimide layer.
ここで、第1及び第2のポリイミド層の界面を利用して、第2のポリイミド層を分離して取り除くことができるようにするためには、これらのポリイミド境界面を剥離し易い状態にする必要がある。その手段として、好適には、第1又は第2のポリイミド層の少なくともいずれか一方に、特定の化学構造を有するポリイミドを使用するのがよい。 Here, in order to be able to separate and remove the second polyimide layer using the interface between the first and second polyimide layers, the polyimide interface is made easy to peel off. There is a need. As the means, it is preferable to use a polyimide having a specific chemical structure in at least one of the first and second polyimide layers.
一般に、ポリイミドは、原料である酸無水物とジアミンとを重合して得られ、下記一般式(1)で表すことができる。
本発明における第1及び/又は第2のポリイミド層に好適に用いられるポリイミド(ポリイミド樹脂)としては、そのひとつとして、例えば、下記繰り返し構造単位を有するポリイミドが挙げられ、なかでも、第2のポリイミド層がこのような繰返し構造単位を有するものであるのがよい。
本発明において、第2のポリイミド層側は最終的には分離され、残った第1のポリイミド層側が入力装置を構成する。つまり、第2のポリイミド層は、積層構造を有する入力装置を形成する過程で第1のポリイミド層を支持し保護する補助材の役割を担う。そのため、導電膜付き基板としての取り扱い性を確保でき、かつ、アニール処理に対する耐熱性や寸法安定性を備えたものであるのがよい。上記のような繰返し構造単位を有するポリイミドであれば、ガラス転移温度(Tg)が300℃以上の耐熱性ポリイミド面を形成することができ、第1のポリイミド層との界面での分離を容易にすることができる。なお、後述するように、キャスト法によって第2のポリイミド層を形成する場合には、第1及び第2のポリイミド層の界面を形成する第2のポリイミド層の表面は、表面粗さ(Ra)が100nm以下であるのが望ましい。 In the present invention, the second polyimide layer side is finally separated, and the remaining first polyimide layer side constitutes the input device. That is, the second polyimide layer serves as an auxiliary material that supports and protects the first polyimide layer in the process of forming the input device having a laminated structure. For this reason, it is preferable that the handleability as a substrate with a conductive film can be ensured and that the substrate has heat resistance and dimensional stability against annealing. If it is a polyimide which has the above repeating structural units, a glass transition temperature (Tg) can form a heat-resistant polyimide surface with 300 degreeC or more, and isolation | separation in the interface with a 1st polyimide layer is easy. can do. As will be described later, when the second polyimide layer is formed by a casting method, the surface of the second polyimide layer forming the interface between the first and second polyimide layers has a surface roughness (Ra). Is preferably 100 nm or less.
一方、入力装置を構成する部品となる第1のポリイミド層には、アニール処理に耐え得る耐熱性と共に、高い透明性が求められる。そのため、好適には、含フッ素ポリイミドを使用するのがよい。ここで、含フッ素ポリイミドとは、ポリイミド構造中にフッ素原子を有するものを指し、ポリイミド原料である酸無水物、及びジアミンの少なくとも一方の成分において、フッ素含有基を有するものである。このような含フッ素ポリイミドとしては、例えば、上記一般式(1)で表されるもののうち、式中のAr1が4価の有機基であり、Ar2が下記一般式(2)又は(3)で表される2価の有機基で表されるものが挙げられる。
上記一般式(2)又は一般式(3)におけるR1〜R8は、互いに独立に水素原子、フッ素原子、炭素数1〜5までのアルキル基若しくはアルコキシ基、又はフッ素置換炭化水素基であり、一般式(2)にあっては、R1〜R4のうち少なくとも一つはフッ素原子又はフッ素置換炭化水素基であり、また、一般式(3)にあっては、R1〜R8のうち少なくとも一つはフッ素原子又はフッ素置換炭化水素基である。このうち、R1〜R8の好適な具体的としては、−H、−CH3、−OCH3、−F、−CF3などが挙げられるが、式(2)又は式(3)において少なくとも一つの置換基が、−F又は−CF3の何れかであるのが好ましい。 R 1 to R 8 in the general formula (2) or the general formula (3) are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorine-substituted hydrocarbon group. In the general formula (2), at least one of R 1 to R 4 is a fluorine atom or a fluorine-substituted hydrocarbon group, and in the general formula (3), R 1 to R 8. At least one of them is a fluorine atom or a fluorine-substituted hydrocarbon group. Among these, preferred specific examples of R 1 to R 8 include —H, —CH 3 , —OCH 3 , —F, —CF 3, and the like. At least in Formula (2) or Formula (3), One substituent is preferably either —F or —CF 3 .
含フッ素ポリイミドを形成する際の一般式(1)中のAr1の具体例としては、例えば、以下のような4価の酸無水物残基が挙げられる。
加えて、含フッ素ポリイミドを形成する際、ポリイミドの透明性や第2のポリイミド層との剥離性をより向上させることなどを考慮すれば、一般式(1)におけるAr2を与える具体的なジアミン残基として、好ましくは、以下のものが挙げられる。すなわち、含フッ素ポリイミド以外の他の構造を有するポリイミドとの界面においても良好な剥離性を示すことができ、好適には、第1のポリイミド層と第2のポリイミド層との界面における接着強度が1N/m以上500N/m以下、より好適には5N/m以上300N/m以下、更に好適には10N/m以上200N/m以下になるため、人の手で容易に剥離できる程度の分離性を備える。勿論、第2のポリイミド層として、このような含フッ素ポリイミドを使用してもよく、その場合には、第1及び第2のポリイミド層の界面での剥離性はより一層向上する。
このような含フッ素ポリイミドにおいて、次に挙げる一般式(4)又は(5)で表される構造単位のどちらか一方を80モル%以上の割合で有する場合には、透明性と剥離性の他、熱膨張性が低く寸法安定性に優れることからより好ましい。すなわち、下記一般式(4)又は(5)で表される構造単位を有するポリイミドであれば、熱膨張係数が25ppm/K以下、好適には10ppm/K以下のポリイミド層とすることができる。また、これらの構造単位を有するポリイミドは、300℃以上のガラス転移温度(Tg)を示し、かつ、440nmから780nmの波長領域での透過率が70%以上、好適には80%以上を示すことから、入力装置を形成する上でより有利である。
ここで、ポリイミドを一般式(4)又は(5)の構造に係るポリイミドとした場合、そのポリイミド以外に最大20モル%未満の割合で添加されてもよいその他のポリイミドについては、特に制限されるものではなく、一般的な酸無水物とジアミンを使用することができる。なかでも好ましく使用される酸無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,2'−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物等が挙げられる。一方の、ジアミンとしては、4,4'−ジアミノジフェニルサルフォン、トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4'−ジアミノシクロヘキシルメタン、2,2'−ビス(4−アミノシクロヘキシル)−ヘキサフルオロプロパン、2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ジアミノビシクロヘキサン等が挙げられる。 Here, when the polyimide is a polyimide according to the structure of the general formula (4) or (5), other polyimides that may be added at a ratio of less than 20 mol% at the maximum other than the polyimide are particularly limited. In general, general acid anhydrides and diamines can be used. Among these, acid anhydrides preferably used include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,3 , 4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, and the like. On the other hand, diamines include 4,4'-diaminodiphenylsulfone, trans-1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-diaminocyclohexylmethane, 2,2'-bis (4-aminocyclohexyl) -hexafluoro. Examples include propane and 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobicyclohexane.
上記で説明したような各種ポリイミドは、ポリアミド酸をイミド化して得ることができる。ここで、ポリアミド酸の樹脂溶液は、原料であるジアミンと酸二無水物とを実質的に等モル使用し、有機溶媒中で反応させることによって得るのがよい。より具体的には、窒素気流下にN,N−ジメチルアセトアミドなどの有機極性溶媒にジアミンを溶解させた後、テトラカルボン酸二無水物を加えて、室温で5時間程度反応させることにより得ることができる。塗工時の膜厚均一化と得られるポリイミドフィルムの機械強度の観点から、得られたポリアミド酸の重量平均分子量は1万から30万が好ましい。なお、ポリイミド層の好ましい分子量範囲もポリアミド酸と同じ分子量範囲である。 Various polyimides as described above can be obtained by imidizing polyamic acid. Here, the polyamic acid resin solution is preferably obtained by using substantially equal moles of diamine and acid dianhydride as raw materials and reacting them in an organic solvent. More specifically, it is obtained by dissolving diamine in an organic polar solvent such as N, N-dimethylacetamide under a nitrogen stream, adding tetracarboxylic dianhydride, and reacting at room temperature for about 5 hours. Can do. The weight average molecular weight of the obtained polyamic acid is preferably 10,000 to 300,000 from the viewpoint of uniform film thickness during coating and mechanical strength of the resulting polyimide film. In addition, the preferable molecular weight range of a polyimide layer is also the same molecular weight range as a polyamic acid.
第1及び第2のポリイミド層を有したポリイミド積層体を得る手段については特に制限はないが、連続製造が可能であることから、予め第2のポリイミド層を形成する長尺状のポリイミドフィルムを用意しておき、これをロール・ツー・ロールプロセスで搬送しながら、第1のポリイミド層を形成するポリアミド酸の樹脂溶液を塗布するキャスト法を採用するのが好適である。第1のポリイミド層を形成するポリアミド酸の樹脂溶液を塗布した後には、第2のポリイミド層の長尺ポリイミドフィルムごと150〜160℃程度で加熱処理して樹脂溶液中に含まれる溶剤を除去し、更に高温で加熱処理してポリアミド酸をイミド化させる。イミド化に際して行う加熱処理は、例えば、160℃程度の温度から350℃程度の温度まで連続的又は段階的に昇温を行うようにすればよい。 Although there is no restriction | limiting in particular about the means to obtain the polyimide laminated body which has the 1st and 2nd polyimide layer, Since continuous manufacture is possible, the elongate polyimide film which forms a 2nd polyimide layer previously is used. It is preferable to use a casting method in which a polyamic acid resin solution for forming the first polyimide layer is applied while being prepared and conveyed by a roll-to-roll process. After applying the polyamic acid resin solution that forms the first polyimide layer, the long polyimide film of the second polyimide layer is heat-treated at about 150 to 160 ° C. to remove the solvent contained in the resin solution. Further, the polyamic acid is imidized by heat treatment at a higher temperature. The heat treatment performed at the time of imidation may be performed continuously or stepwise from a temperature of about 160 ° C. to a temperature of about 350 ° C., for example.
前述したように、第2のポリイミド層は入力装置を直接構成するものではないため、導電膜付き基板としてのハンドリング性を向上させることなどを考慮しながら、その厚みを適宜設定することができる。一般に100μm程度の厚みがあれば、第1のポリイミド層の表面に所定のパターン電極を形成したり、透明接着層を介して導電膜付き基板を貼り合せる際など、製造上、特に不都合になることはない。勿論、第2のポリイミド層をより厚くしてもよく、或いは、背面側に銅箔やガラス等を備えたものを使用して、第2のポリイミド層自体の厚みをより薄くするようにしてもよい。一方、第1のポリイミド層の厚みについては、第2のポリイミド層側が補助材の役割をするため、その厚みはより薄くすることができる。すなわち、一般に、フィルムをハンドリングする際には100μm程度の厚みが必要であるが、本発明においては第2のポリイミド層がその役割を担うため、第1のポリイミド層は50μm以下の厚みにすることが可能であり、好適には3〜50μmまで薄くすることができる。 As described above, since the second polyimide layer does not directly constitute the input device, the thickness can be appropriately set in consideration of improving the handleability as a substrate with a conductive film. Generally, a thickness of about 100 μm is particularly inconvenient in production, such as when a predetermined pattern electrode is formed on the surface of the first polyimide layer, or a substrate with a conductive film is bonded via a transparent adhesive layer. There is no. Of course, the second polyimide layer may be made thicker, or the second polyimide layer itself may be made thinner by using a copper foil or glass on the back side. Good. On the other hand, the thickness of the first polyimide layer can be made thinner because the second polyimide layer side serves as an auxiliary material. That is, in general, when handling a film, a thickness of about 100 μm is required. However, in the present invention, the second polyimide layer plays a role, so the first polyimide layer should have a thickness of 50 μm or less. It is possible to reduce the thickness to 3 to 50 μm.
1組の導電膜付き基板を得るにあたっては、先ず、耐熱性基板の片側にパターニングされた透明導電膜を形成する。その際、少なくとも一方の導電膜付き基板については、上記のような第1及び第2のポリイミド層を有したポリイミド積層体を耐熱性基板として使用する。ポリイミド積層体以外を耐熱性基板とする場合には、例えば、ガラス等のような透明であり、かつ、アニール処理に耐え得る耐熱性を備えたものを使用すればよい。薄型の入力装置とするには、その厚みは20〜100μm程度にするのがよいが、より薄型の入力装置を得るためには、両方の耐熱性基板が本発明で言うようなポリイミド積層体であるのが好ましい。 In obtaining a set of substrates with conductive films, first, a patterned transparent conductive film is formed on one side of a heat-resistant substrate. In that case, about at least one board | substrate with a conductive film, the polyimide laminated body which has the above 1st and 2nd polyimide layers is used as a heat resistant board | substrate. When a heat-resistant substrate other than the polyimide laminate is used, for example, a transparent material such as glass and the like having heat resistance that can withstand the annealing process may be used. In order to obtain a thin input device, the thickness is preferably about 20 to 100 μm. However, in order to obtain a thinner input device, both heat-resistant substrates are made of a polyimide laminate as referred to in the present invention. Preferably there is.
パターニングされた透明導電膜を得るには、例えば、耐熱性基板の片側表面にITO(tin-doped indium oxide)、SnO、ZnO、IZO等の透明導電膜を成膜した後、弱酸等を用いて所定の形状にエッチングするようにしてもよく、或いは、耐熱性基板の片側表面に形成したレジストパターンをマスクとして、上記のような透明導電膜を成膜するようにしてもよい。また、これらの透明導電膜は、電子ビーム蒸着法、スパッタ蒸着法、物理気相成長法、導電ペースト材を用いたスクリーン印刷法等により耐熱性基板上に成膜することができる。透明導電膜の厚みは70nm程度以下であり、特に厚みが限定されることはないが、薄型の入力装置を形成することを考慮すれば、10〜50nm程度の膜厚で形成するのが望ましい。 To obtain a patterned transparent conductive film, for example, after forming a transparent conductive film such as ITO (tin-doped indium oxide), SnO, ZnO, or IZO on one surface of a heat-resistant substrate, a weak acid or the like is used. The transparent conductive film as described above may be formed by using a resist pattern formed on one surface of the heat resistant substrate as a mask. Further, these transparent conductive films can be formed on a heat resistant substrate by an electron beam vapor deposition method, a sputter vapor deposition method, a physical vapor deposition method, a screen printing method using a conductive paste material, or the like. The thickness of the transparent conductive film is about 70 nm or less, and the thickness is not particularly limited. However, considering the formation of a thin input device, it is desirable to form the transparent conductive film with a thickness of about 10 to 50 nm.
透明導電膜としてITOをスパッタ蒸着法で成膜した場合を例に以下説明する。成膜後のITO膜はアモルファス状態であり抵抗値が結晶状態より高い。そこで、パターニングされた透明導電膜を備えた導電膜付き基板をアニール処理することで、透明導電膜を結晶化させて、その抵抗を下げてパターン電極を形成する。ここで、パターン電極の形状、すなわち透明導電膜のパターニングについては、それぞれの導電膜付き基板において、ある方向に所定の間隔を有して複数の電極部が配列されるようにし、かつ、1組の導電膜付き基板が積層されることにより、上下2層における電極部の配列方向が互いに交差するようにして、投影型静電容量結合方式のモザイク状電極パターンが具備されるようにすればよい。 The case where ITO is formed as a transparent conductive film by sputtering deposition will be described below as an example. The deposited ITO film is in an amorphous state and has a higher resistance value than the crystalline state. Therefore, the substrate with the conductive film provided with the patterned transparent conductive film is annealed to crystallize the transparent conductive film, and the resistance is lowered to form a patterned electrode. Here, with respect to the pattern electrode shape, that is, the patterning of the transparent conductive film, a plurality of electrode portions are arranged with a predetermined interval in each direction on each substrate with a conductive film, and one set By stacking the conductive film-coated substrates, it is sufficient that the arrangement direction of the electrode portions in the upper and lower two layers intersect with each other so that a projected capacitive coupling type mosaic electrode pattern is provided. .
また、アニール処理の温度は、透明導電膜の種類によっても異なり、適宜設定することができるが、例えばITOの場合は、一般に200〜250℃程度で行うようにするのがよい。つまり、本発明において、耐熱性基板が備える耐熱性とは、透明導電膜を結晶化させるためのアニール処理に耐え得る程度のことである。ポリイミド積層体については、上述した第1及び第2のポリイミド層を形成するポリイミドであれば、いずれもこれらのアニール処理の温度よりも高いガラス転移温度(Tg)を備えることから、十分な耐熱性を有している。 The annealing temperature varies depending on the type of the transparent conductive film, and can be set as appropriate. For example, in the case of ITO, it is generally preferable to perform the annealing at about 200 to 250 ° C. In other words, in the present invention, the heat resistance of the heat-resistant substrate means that it can withstand an annealing process for crystallizing the transparent conductive film. As for the polyimide laminate, any polyimide that forms the first and second polyimide layers described above has a glass transition temperature (Tg) higher than the temperature of these annealing treatments, so that it has sufficient heat resistance. have.
アニール処理された1組の導電膜付き基板は、透明接着層を介して、これらを表示装置上に積層させて、入力装置を形成する。その際、予め、導電膜付き基板同士を貼り合せて入力装置形成用の積層部材とした上で、再度透明接着層を介して、表示装置に貼り合せて入力装置を得るようにしてもよく、或いは、入力装置に対して(又は後述する透明保護板に対して)2つの導電膜付き基板を順次貼り合せて入力装置を得るようにしてもよい。ここで、透明接着層については特に制限はなく、例えばアクリル系やエポキシ系等の透明接着剤からなるものであってもよく、或いは、透明な接着シートを用いたり、透明絶縁シートを2つの導電膜付き基板の間に介在させて、透明接着剤を用いて貼り合せるようにしてもよい。薄型積層構造の入力装置を得る観点からは、透明接着剤の厚みは薄い方が良いが、特に厚みが制限されることはなく、透明接着剤を用いて10〜50μm程度の透明接着層を形成するのが好ましい。なお、透明接着剤や透明接着シート等を用いて透明接着層を形成するのは、透明導電膜のアニール処理が施された後であるため、アニール処理に対する耐熱性については特段考慮する必要はない。また、入力装置の積層過程で使用する透明接着剤や透明接着シート等については、それぞれ同じ種類のものを使用してもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 The pair of annealed substrates with conductive films are stacked on a display device through a transparent adhesive layer to form an input device. In that case, after preliminarily pasting the substrates with the conductive film to form a laminated member for forming the input device, the input device may be obtained by pasting again to the display device through the transparent adhesive layer, Alternatively, the input device may be obtained by sequentially bonding two substrates with conductive films to the input device (or to a transparent protective plate described later). Here, there is no restriction | limiting in particular about a transparent contact bonding layer, For example, it may consist of transparent adhesives, such as an acryl type and an epoxy type, or a transparent adhesive sheet is used, or a transparent insulating sheet is used as two conductive materials. You may make it interpose between a board | substrate with a film | membrane, and may make it bond together using a transparent adhesive agent. From the viewpoint of obtaining an input device with a thin laminated structure, the thickness of the transparent adhesive is preferably thin, but the thickness is not particularly limited, and a transparent adhesive layer of about 10 to 50 μm is formed using the transparent adhesive. It is preferable to do this. Note that the transparent adhesive layer is formed using a transparent adhesive, a transparent adhesive sheet, or the like after the transparent conductive film is annealed, so there is no need to consider heat resistance against the anneal treatment. . Moreover, about the transparent adhesive agent, transparent adhesive sheet, etc. which are used in the lamination | stacking process of an input device, the same thing may be used, respectively, and 2 or more types may be combined.
予め、導電膜付き基板同士を貼り合せて積層部材とする場合には、好ましくは、透明導電膜側を対向させるようにして、透明接着層を介して、2つの導電膜付き基板を貼り合せるようにするのがよい。そして、透明接着層を介して、この積層部材を表示装置の表示面側に貼り合せるようにするが、その際に、両方の導電膜付き基板がポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えていれば、いずれか一方のポリイミド積層体から第2のポリイミド層を分離して取り除いてから、第1のポリイミド層側を表示装置に貼り合せるようにする。片方の導電膜付き基板だけがポリイミド積層体からなる耐熱性基板を使用している場合には、当該ポリイミド積層体から第2のポリイミド層を分離して取り除いてから、第1のポリイミド層側を表示装置に貼り合せるようにしてもよく、或いは、ポリイミド積層体ではない耐熱性基板側を表示装置に貼り合せてから、最表面の第2のポリイミド層を分離して取り除くようにしてもよい。 In the case of previously laminating substrates with conductive films to form a laminated member, preferably, the substrates with two conductive films are bonded through the transparent adhesive layer with the transparent conductive film side facing each other. It is good to make it. Then, the laminated member is bonded to the display surface side of the display device through the transparent adhesive layer. At this time, both the substrates with the conductive film are provided with a heat resistant substrate made of a polyimide laminate. For example, after the second polyimide layer is separated and removed from either polyimide laminate, the first polyimide layer side is bonded to the display device. When only one substrate with a conductive film uses a heat resistant substrate made of a polyimide laminate, the second polyimide layer is separated from the polyimide laminate and removed, and then the first polyimide layer side is removed. It may be bonded to the display device, or the heat-resistant substrate side that is not a polyimide laminate may be bonded to the display device, and then the second polyimide layer on the outermost surface may be separated and removed.
また、入力装置に対して導電膜付き基板を順次貼り合せて積層する場合には、透明導電膜側を表示装置に向けて、透明接着層を介して導電膜付き基板を貼り合せ、更に透明接着層を介して他方の導電膜付き基板の透明導電膜側を貼り合せるようにしてもよく、或いは、耐熱性基板側を表示装置に向けて、透明接着層を介して導電膜付き基板を貼り合せ、更に透明接着層を介して他方の導電膜付き基板の透明導電膜側を貼り合せるようにしてもよい。このとき、両方の導電膜付き基板がポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えている場合には、先ず、透明導電膜側を表示装置に向けて導電膜付き基板を貼り合せて、第2のポリイミド層を分離して取り除き、次いで、他方の導電膜付き基板の透明導電膜側を貼り合せてから、第2のポリイミド層を分離して取り除くようにするのが好ましい。片方の導電膜付き基板だけがポリイミド積層体からなる耐熱性基板を使用している場合には、先ず、耐熱性基板側を表示装置に向けて導電膜付き基板を貼り合せ、次いで、他方の導電膜付き基板の透明導電膜側を貼り合せてから、第2のポリイミド層を分離して取り除くようにするのが好ましい。 In addition, when laminating a substrate with a conductive film sequentially on an input device, the substrate with the conductive film is bonded through a transparent adhesive layer with the transparent conductive film side facing the display device. The transparent conductive film side of the other substrate with a conductive film may be bonded via a layer, or the substrate with a conductive film is bonded via a transparent adhesive layer with the heat-resistant substrate side facing the display device. Furthermore, the transparent conductive film side of the other conductive film-attached substrate may be bonded via a transparent adhesive layer. At this time, when both of the substrates with the conductive film are provided with a heat-resistant substrate made of a polyimide laminate, first, the substrate with the conductive film is bonded with the transparent conductive film side facing the display device. It is preferable that the polyimide layer is separated and removed, and then the second polyimide layer is separated and removed after the transparent conductive film side of the other conductive film-attached substrate is bonded. When only one substrate with a conductive film uses a heat-resistant substrate made of a polyimide laminate, first, the substrate with the conductive film is bonded with the heat-resistant substrate side facing the display device, and then the other conductive It is preferable that the second polyimide layer is separated and removed after the transparent conductive film side of the substrate with the film is bonded.
2つの導電膜付き基板を順次貼り合せて積層する場合について、入力装置にかえて、はじめに貼り付ける導電膜付き基板の貼り付け対象を透明保護板にしてもよい。すなわち、入力装置には、外部衝撃や各種損傷等から保護する目的で、その表面に強化ガラス、アクリル板等からなる透明保護板を設けることがある。そのため、好適には、先ずは、透明導電膜側を透明保護板に向けて、透明接着層を介して、ポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えた導電膜付き基板を貼り合せてから、第2のポリイミド層を分離して取り除く。次いで、更に透明接着層を介して、第1のポリイミド層に他方の導電膜付き基板の透明導電膜側を貼り合せて、更にまた透明接着層を介して、これらを表示装置に貼り合せることで、透明保護板を備えた入力装置を得ることができる。ここで、他方の導電膜付き基板もポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えていれば、表示装置側に貼り合せる前に、第2のポリイミド層を分離するようにすればよい。また、他方の導電膜付き基板を先に表示装置側に貼り合せておき、透明保護板側に貼り合わされた導電膜付き基板の第1のポリイミド層と重ね合せるようにしてもよい。 In the case where two substrates with conductive films are sequentially laminated and stacked, instead of the input device, the object to be attached to the substrate with conductive film to be attached first may be a transparent protective plate. That is, the input device may be provided with a transparent protective plate made of tempered glass, an acrylic plate or the like on the surface for the purpose of protecting it from external impact or various damages. For this reason, preferably, first, the transparent conductive film side is directed to the transparent protective plate, and a conductive film-containing substrate provided with a heat-resistant substrate made of a polyimide laminate is bonded through a transparent adhesive layer, The two polyimide layers are separated and removed. Then, the transparent conductive film side of the other conductive film-attached substrate is bonded to the first polyimide layer via the transparent adhesive layer, and these are further bonded to the display device via the transparent adhesive layer. An input device including a transparent protective plate can be obtained. Here, if the other substrate with a conductive film is also provided with a heat-resistant substrate made of a polyimide laminate, the second polyimide layer may be separated before being bonded to the display device side. Alternatively, the other substrate with the conductive film may be bonded to the display device first, and may be overlapped with the first polyimide layer of the substrate with the conductive film bonded to the transparent protective plate side.
上記のように、ポリイミド積層体を有した導電膜付き基板について、他方の導電膜付き基板と貼り合せたり、表示装置や透明保護板に貼り合せたところで、第1及び第2のポリイミド層の界面を利用して第2のポリイミド層側を分離して取り除くようにして、ポリイミド積層体を有した導電膜付き基板を積層する過程で薄肉化する工程を含めることで、薄型の入力装置を効率良く製造することができる。特に、2つの導電膜付き基板が、いずれもポリイミド積層体からなる耐熱性基板を備えていれば、例えば、第1のポリイミド層の厚みが20μm、透明導電膜の厚みが50nm程度、透明接着層の厚みが50μmとして、合計90μm程度の厚みを有するように、総厚みが100μm以下の入力装置を簡便に得ることができる。 As described above, when the substrate with the conductive film having the polyimide laminate is bonded to the other conductive film-attached substrate or the display device or the transparent protective plate, the interface between the first and second polyimide layers is obtained. By including the step of thinning in the process of laminating the substrate with the conductive film having the polyimide laminate, the second polyimide layer side is separated and removed by using the thin film, the thin input device can be efficiently Can be manufactured. In particular, if each of the two conductive film-coated substrates includes a heat-resistant substrate made of a polyimide laminate, for example, the first polyimide layer has a thickness of 20 μm, the transparent conductive film has a thickness of about 50 nm, and a transparent adhesive layer. The input device having a total thickness of 100 μm or less can be easily obtained so that the total thickness is about 90 μm.
本発明によれば、ハンドリング性の低下や生産上の問題等を解決しながら、薄型の入力装置を効率良く製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a thin input device can be manufactured efficiently, solving the fall of handling property, the problem on production, etc.
以下、本発明について、図面を用いながら具体的に説明する。なお、本発明はこれらの内容に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The present invention is not limited to these contents.
先ず、下記においてポリイミドを合成する際の原料モノマーや溶媒の略語、及び、実施例中の各種物性の測定方法とその条件について以下に示す。 First, the abbreviations of raw material monomers and solvents used in the synthesis of polyimide and the measurement methods and conditions for various physical properties in the examples are shown below.
〔略語について〕
・DMAc:N,N−ジメチルアセトアミド
・PDA:1,4−フェニレンジアミン
・TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル
・DADMB:4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル
・1,3−BAB:1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
・BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
・6FDA:2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物
・PMDA:ピロメリット酸二無水物
[About abbreviations]
DMAc: N, N-dimethylacetamide PDA: 1,4-phenylenediamine TFMB: 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl DADMB: 4,4′-diamino- 2,2′-dimethylbiphenyl, 1,3-BAB: 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, BPDA: 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 6FDA: 2 , 2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride-PMDA: pyromellitic dianhydride
〔表面粗さ(Ra)〕
ブルカー社製の原子間力顕微鏡(AFM)「Multi Mode8」を用いて表面観察をタッピングモードで行った。10μm角の視野観察を4回行い、それらの平均値を求めた。表面粗さ(Ra)は、算術平均粗さ(JIS B0601-1991)を表す。
[Surface roughness (Ra)]
Surface observation was performed in a tapping mode using an atomic force microscope (AFM) “Multi Mode 8” manufactured by Bruker. Observation of a 10 μm square field of view was performed four times, and the average value thereof was obtained. The surface roughness (Ra) represents the arithmetic average roughness (JIS B0601-1991).
〔剥離強度〕
東洋精機製作所社製ストログラフR−1を用いて、ポリイミド積層体を幅10mmの短冊状に切断したサンプルにおける第1のポリイミド層と第2のポリイミド層における界面について、T字剥離試験法によるピール強度を測定することにより評価した。
[Peel strength]
Peel by T-peeling test method for the interface between the first polyimide layer and the second polyimide layer in the sample obtained by cutting the polyimide laminate into a strip shape with a width of 10 mm using the Toro Seiki Seisakusho R-1 Evaluation was made by measuring the strength.
〔透過率(%)〕
第1のポリイミド層からなるポリイミドフィルム(50mm×50mm)について、U4000形分光光度計を使って440nmから780nmにおける光透過率の平均値を求めた。
[Transmissivity (%)]
About the polyimide film (50 mm x 50 mm) which consists of a 1st polyimide layer, the average value of the light transmittance in 440 nm to 780 nm was calculated | required using the U4000 type spectrophotometer.
〔ガラス転移温度Tg〕
第1のポリイミド層からなるポリイミドフィルムのガラス転移温度を次のようにして測定した。粘弾性アナライザ(レオメトリックサイエンスエフィー株式会社製RSA−II)を使って、10mm幅のサンプルを用いて、1Hzの振動を与えながら、室温から400℃まで10℃/分の速度で昇温した際の、損失正接(Tanδ)の極大から求めた。
[Glass transition temperature Tg]
The glass transition temperature of the polyimide film composed of the first polyimide layer was measured as follows. Using a viscoelasticity analyzer (RSA-II, manufactured by Rheometric Science Effy Co., Ltd.), using a sample with a width of 10 mm and applying a 1 Hz vibration while raising the temperature from room temperature to 400 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Of the loss tangent (Tan δ).
〔熱膨張係数(CTE)〕
第1のポリイミド層からなるポリイミドフィルムを3mm×15mmのサイズに切り出し、熱機械分析(TMA)装置にて5.0gの荷重を加えながら一定の昇温速度(20℃/min)で30℃から260℃の温度範囲で引張り試験を行い、温度に対するポリイミドフィルムの伸び量から熱膨張係数(×10-6/K)を測定した。
[Coefficient of thermal expansion (CTE)]
A polyimide film composed of the first polyimide layer is cut into a size of 3 mm × 15 mm, and a constant heating rate (20 ° C./min) is applied from 30 ° C. while applying a 5.0 g load with a thermomechanical analysis (TMA) apparatus. A tensile test was performed in a temperature range of 260 ° C., and a thermal expansion coefficient (× 10 −6 / K) was measured from the amount of elongation of the polyimide film with respect to the temperature.
合成例1(ポリイミドA)
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中で攪拌しながらPDA8.00gを溶剤DMAcに溶解させた。次いで、この溶液BPDA22.00gを加えた。その後、溶液を室温で5時間攪拌を続けて重合反応を行い、一昼夜保持した。粘稠なポリアミド酸溶液が得られ、高重合度のポリアミド酸Aが生成されていることが確認された。
Synthesis Example 1 (Polyimide A)
Under a nitrogen stream, 8.00 g of PDA was dissolved in the solvent DMAc while stirring in a 300 ml separable flask. Then 22.00 g of this solution BPDA was added. Thereafter, the solution was stirred at room temperature for 5 hours to conduct a polymerization reaction, and kept for a whole day and night. A viscous polyamic acid solution was obtained, and it was confirmed that polyamic acid A having a high polymerization degree was produced.
合成例2(ポリイミドB)
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中で攪拌しながらTFMB12.08gを溶剤DMAcに溶解させた。次いで、この溶液にPMDA6.20gと6FDA4.21gを加えた。その後、溶液を室温で5時間攪拌を続けて重合反応を行い、一昼夜保持した。粘稠なポリアミド酸溶液が得られ、高重合度のポリアミド酸Bが生成されていることが確認された。
Synthesis Example 2 (Polyimide B)
Under a nitrogen stream, 12.08 g of TFMB was dissolved in the solvent DMAc while stirring in a 300 ml separable flask. Next, 6.20 g of PMDA and 4.21 g of 6FDA were added to this solution. Thereafter, the solution was stirred at room temperature for 5 hours to conduct a polymerization reaction, and kept for a whole day and night. A viscous polyamic acid solution was obtained, and it was confirmed that polyamic acid B having a high polymerization degree was produced.
合成例3(ポリイミドC)
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中で攪拌しながらTFMB13.30gを溶剤DMAcに溶解させた。次いで、この溶液にPMDA9.20gを加えた。その後、溶液を室温で5時間攪拌を続けて重合反応を行い、一昼夜保持した。粘稠なポリアミド酸溶液が得られ、高重合度のポリアミド酸Cが生成されていることが確認された。
Synthesis Example 3 (Polyimide C)
Under a nitrogen stream, 13.30 g of TFMB was dissolved in the solvent DMAc while stirring in a 300 ml separable flask. Next, 9.20 g of PMDA was added to this solution. Thereafter, the solution was stirred at room temperature for 5 hours to conduct a polymerization reaction, and kept for a whole day and night. A viscous polyamic acid solution was obtained, and it was confirmed that polyamic acid C having a high polymerization degree was produced.
[ポリイミド積層体Iの作製]
厚み18μmの電解銅箔上に、合成例1で得たポリアミド酸Aの樹脂溶液を塗布した後、130℃で加熱乾燥し溶剤を除去した。次に、160℃から360℃まで約15℃/分の昇温速度で熱処理することでイミド化し、厚み25μmの第2のポリイミド層(表面粗さRa=1.3nm、Tg=355℃)を有する銅張積層板を得た。
[Preparation of polyimide laminate I]
After applying the polyamic acid A resin solution obtained in Synthesis Example 1 onto an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm, the solvent was removed by heating and drying at 130 ° C. Next, it is imidized by heat treatment from 160 ° C. to 360 ° C. at a heating rate of about 15 ° C./min, and has a second polyimide layer (surface roughness Ra = 1.3 nm, Tg = 355 ° C.) having a thickness of 25 μm. A copper clad laminate was obtained.
得られた銅張積層板の第2のポリイミド層上に、合成例2で得たポリアミド酸Bの樹脂溶液を硬化後の厚みが25μmとなるように均一に塗布した後、130℃で加熱乾燥し、樹脂溶液中の溶剤を除去した。次に、160℃から360℃まで約20℃/分の昇温速度で熱処理することでポリアミド酸をイミド化させて第1のポリイミド層を形成し、第1及び第2のポリイミド層を有するポリイミド積層体Iを得た。得られたポリイミド積層体Iにおける第1及び第2のポリイミド層での界面における剥離強度、得られた透明ポリイミドフィルム(第1のポリイミド層)の透過率、及び熱膨張係数を測定した。結果を表1に示す。 On the 2nd polyimide layer of the obtained copper clad laminated board, after apply | coating the resin solution of the polyamic acid B obtained by the synthesis example 2 uniformly so that the thickness after hardening may be set to 25 micrometers, it heat-drys at 130 degreeC. The solvent in the resin solution was removed. Next, the first polyimide layer is formed by imidizing the polyamic acid by heat treatment from 160 ° C. to 360 ° C. at a heating rate of about 20 ° C./min, and the polyimide having the first and second polyimide layers A laminate I was obtained. The peel strength at the interface between the first and second polyimide layers in the obtained polyimide laminate I, the transmittance of the obtained transparent polyimide film (first polyimide layer), and the thermal expansion coefficient were measured. The results are shown in Table 1.
[ポリイミド積層体IIの作製]
第2のポリイミド層として厚さ25μmのポリイミドフィルム(カプトンH、東レ・デュポン株式会社製:表面粗さRa=70nm、Tg=428℃)を使用し、この上に合成例2で得たポリアミド酸Bの樹脂溶液を硬化後の厚みが25μmとなるように均一に塗布し、その後、130℃で加熱乾燥することで樹脂溶液中の溶剤を除去した。次に、160℃から360℃まで約20℃/分の昇温速度で熱処理しポリアミド酸をイミド化させて第1のポリイミド層を形成し、第1及び第2のポリイミド層を有するポリイミド積層体IIを得た。得られたポリイミド積層体IIにおける第1及び第2のポリイミド層での界面における剥離強度、得られた透明ポリイミドフィルム(第1のポリイミド層)の透過率、及び熱膨張係数を測定した。結果を表1に示す。
[Preparation of polyimide laminate II]
A polyimide film (Kapton H, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .: surface roughness Ra = 70 nm, Tg = 428 ° C.) having a thickness of 25 μm was used as the second polyimide layer, on which the polyamic acid obtained in Synthesis Example 2 was used. The resin solution of B was uniformly applied so that the thickness after curing was 25 μm, and then dried by heating at 130 ° C. to remove the solvent in the resin solution. Next, heat treatment is performed at a temperature increase rate of about 20 ° C./min from 160 ° C. to 360 ° C. to imidize the polyamic acid to form a first polyimide layer, and a polyimide laminate having first and second polyimide layers I got II. The peel strength at the interface between the first and second polyimide layers in the obtained polyimide laminate II, the transmittance of the obtained transparent polyimide film (first polyimide layer), and the thermal expansion coefficient were measured. The results are shown in Table 1.
[ポリイミド積層体IIIの作製]
第2のポリイミド層として厚さ25μmのポリイミドフィルム(ユーピレックスS、宇部興産株式会社製:表面粗さRa=15nm、Tg=359℃)を使用し、この上に合成例3で得たポリアミド酸Cの樹脂溶液を硬化後の厚みが25μmとなるように均一に塗布し、その後、130℃で加熱乾燥することで樹脂溶液中の溶剤を除去した。次に、160℃から360℃まで約20℃/分の昇温速度で熱処理しポリアミド酸をイミド化させて第1のポリイミド層を形成し、第1及び第2のポリイミド層を有するポリイミド積層体IIIを得た。得られたポリイミド積層体IIIにおける第1及び第2のポリイミド層での界面における剥離強度、得られた透明ポリイミドフィルム(第1のポリイミド層)の透過率、及び熱膨張係数を測定した。結果を表1に示す。
[Preparation of Polyimide Laminate III]
A polyimide film having a thickness of 25 μm (Upilex S, manufactured by Ube Industries, Ltd .: surface roughness Ra = 15 nm, Tg = 359 ° C.) was used as the second polyimide layer, and the polyamic acid C obtained in Synthesis Example 3 was formed thereon. The resin solution was uniformly applied so that the thickness after curing was 25 μm, and then the solvent in the resin solution was removed by heating and drying at 130 ° C. Next, heat treatment is performed at a temperature increase rate of about 20 ° C./min from 160 ° C. to 360 ° C. to imidize the polyamic acid to form a first polyimide layer, and a polyimide laminate having first and second polyimide layers III was obtained. The peel strength at the interface between the first and second polyimide layers in the obtained polyimide laminate III, the transmittance of the obtained transparent polyimide film (first polyimide layer), and the thermal expansion coefficient were measured. The results are shown in Table 1.
[ポリイミド積層体I〜IIIの分離性の評価]
製造直後のポリイミド積層体I〜IIIにつき、第1及び第2のポリイミド層の界面を利用して、各ポリイミド層を人手により分離し、分離の容易性を確認したところ、いずれの積層体についても分離されるポリイミド層にダメージを与えることなく容易に分離することができ、良好な剥離性を示した。
[Evaluation of Separability of Polyimide Laminates I-III]
For the polyimide laminates I to III immediately after production, each polyimide layer was manually separated using the interface between the first and second polyimide layers, and the ease of separation was confirmed. It could be easily separated without damaging the separated polyimide layer and showed good peelability.
[比較参照用ポリイミド積層体IVの作製]
厚み18μmの電解銅箔上に合成例2で得たポリアミド酸Bの樹脂溶液を硬化後の厚みが25μmとなるように均一に塗布した後、130℃で加熱乾燥し、樹脂溶液中の溶剤を除去した。次に、160℃から360℃まで約20℃/分の昇温速度で熱処理することでポリアミド酸をイミド化させてポリイミド層を形成して、ポリイミド層と銅箔とからなる比較参照用のポリイミド積層体IVを得た。得られた比較参照用ポリイミド積層体IVからポリイミド層を引き剥がそうとしたが、ポリイミド層と銅箔との界面の接着力が非常に強く、ポリイミド層を剥離することができなかった。
[Preparation of Comparative Reference Polyimide Laminate IV]
After uniformly applying the polyamic acid B resin solution obtained in Synthesis Example 2 on an electrolytic copper foil having a thickness of 18 μm so that the thickness after curing is 25 μm, it is dried by heating at 130 ° C. to remove the solvent in the resin solution. Removed. Next, the polyimide layer is formed by imidizing the polyamic acid by heat treatment from 160 ° C. to 360 ° C. at a heating rate of about 20 ° C./min, and a polyimide for comparison and reference comprising a polyimide layer and a copper foil. Laminate IV was obtained. An attempt was made to peel off the polyimide layer from the obtained comparative reference polyimide laminate IV, but the adhesive force at the interface between the polyimide layer and the copper foil was very strong, and the polyimide layer could not be peeled off.
[入力装置の製造例]
図1には、第2のポリイミド層1を形成するポリイミドフィルムの片側表面に第1のポリイミド層2を備えた長尺ロール状のポリイミド積層体10が示されている。また、図2には、このポリイミド積層体10にパターニングされた透明導電膜3が形成された導電膜付き基板20の縦断面図が示されている。
[Example of manufacturing input device]
FIG. 1 shows a long roll-shaped
このポリイミド積層体10は、例えば、上記のポリイミド積層体IIIの作製例にならって、次のようにして得ることができる。
先ず、第2のポリイミド層1を形成するものとしてロール状に巻き取られた厚さ25μmの市販のポリイミドフィルム(ユーピレックスS、宇部興産株式会社製:表面粗さRa=15nm、Tg=359℃)を準備する。そして、ロール・ツー・ロールプロセスにより、このポリイミドフィルム上に予め合成した第1のポリイミド層2となるポリアミド酸Cの樹脂溶液を硬化後の厚みが25μmとなるように塗布し、その後、130℃で加熱乾燥することで樹脂溶液中の溶剤を除去する。次に、160℃から360℃まで約20℃/分の昇温速度で熱処理しポリアミド酸をイミド化させ、その後常温まで冷却すれば、第1ポリイミド層2の背面側に第2のポリイミド層1を備えた長尺状のポリイミド積層体10を得ることができる。
This
First, a commercially available polyimide film having a thickness of 25 μm wound as a roll to form the second polyimide layer 1 (Upilex S, manufactured by Ube Industries, Ltd .: surface roughness Ra = 15 nm, Tg = 359 ° C.) Prepare. Then, by a roll-to-roll process, a polyamic acid C resin solution to be the
また、図3には、長尺ロール状のポリイミド積層体10に透明導電膜を成膜するためのロール・ツー・ロール装置の一例が示されている。この図3に示す如く、送出機構120、巻取機構130、送出側ロール巻機構140、及び巻取側ロール巻機構150でロール状ポリイミド積層体10は保持され、プロセス処理部110によりITOのような透明導電膜3が蒸着法等の手段で形成される。ここで、透明導電膜を蒸着等の真空環境が必要なプロセスで積層する場合は、ロール・ツー・ロール装置全体は真空チャンバー内に設置されてプロセス処理等がなされる。
FIG. 3 shows an example of a roll-to-roll apparatus for forming a transparent conductive film on the long roll-shaped
また、パターニングされた透明導電膜3を得るにあたっては、透明導電膜を成膜した後、弱酸等を用いて所定の形状にエッチングするようにしてもよく、或いは、ポリイミド積層体10の第1のポリイミド層側にレジストパターンを形成して、それをマスクとして透明導電膜を成膜するようにしてもよい。パターニングされた透明導電膜3を形成した後には、ポリイミド積層体10ごとアニール処理することで、パターン電極を備えた導電膜付き基板とすることができる。ここで、透明導電膜の代表的な材料としてはITOが挙げられる。一般に、ITOを蒸着した時点ではアモルファス状態であり、その抵抗値も高い。そのため、パターニングされた透明導電膜3を形成した後に200℃〜250℃程度でアニール処理を実施すると、ITOの結晶化が生じて抵抗値を下げることができ、低抵抗のパターン電極とすることができる。本発明のポリイミド積層体10は、このようなアニール温度に対して十分な耐熱性を有しているため、パターニングされた透明導電膜3を備えた状態でアニール処理して低抵抗化を図ることができる。
Moreover, in obtaining the patterned transparent
本発明において、耐熱性基板として用いるポリイミド積層体10は、透明導電膜側に配される第1のポリイミド層2が、低熱膨張性でありながら、可視光領域における透過率が高くて透明性に優れ、また寸法安定性に優れて、耐熱性が高く、しかも、表面平滑性に優れて、面内方向のリタデーションが小さい特徴を有する。また、この第1のポリイミド層2を支持・保護する補助材の役割を担う第2のポリイミド層1は、第1のポリイミド層2との積層界面で容易に分離することができる。そのため、最終的に入力装置を構成する第1のポリイミド層2を50μm以下の厚みにすることが可能である。すなわち、通常、厚さが50μm程度のフィルムでは、単独では薄過ぎて、ロール・ツー・ロール設備におけるフィルムの伸びが問題となるばかりか、パターン電極の形成工程や入力装置の組立工程におけるハンドリング性等が問題となる。ところが、本発明によれば、第1のポリイミド層2の表面にパターニングされた透明導電膜3を形成し、アニール処理して所定のパターン電極を得る場合においても、第2のポリイミド層1が共存するポリイミド積層体10として用いるため、伸び難く、ハンドリングし易い状態が確保される。
In the present invention, the
図4は、1組の導電膜付き基板を積層させて投影型静電容量結合方式のタッチパネル(入力装置)60を形成した際のパターン電極の様子を示す平面模式図である。このタッチパネル60は、一方のパターン電極51と他方のパターン電極52とを有してなり、更に、パターン電極51用の信号取り出し配線31及び外部接続端子41と、パターン電極52用の信号取り出し配線32及び外部接続端子42を備えている。一方のパターン電極51、信号取り出し配線31、及び外部接続端子41と、他方のパターン電極52、信号取り出し配線32、及び外部接続端子42とは、それぞれ別の耐熱性基板上に形成されたものであり、本製造例においては、いずれも耐熱性基板として膜厚100μmの第2のポリイミド層1と膜厚20μmの第1のポリイミド層2とを有したポリイミド積層体10を使用した。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a state of a pattern electrode when a projected capacitively coupled touch panel (input device) 60 is formed by laminating a pair of substrates with conductive films. The
このうち、図5には、ポリイミド積層体10上に形成された一方のパターン電極51等の様子が示されている。また、図5のa-a'断面図を図7に示す。パターン電極51、信号取り出し配線31、及び外部接続端子41は、ポリイミド積層体10の第1のポリイミド層2の表面に形成された膜厚40nmの透明導電膜をエッチングして得られたものであり、ひし形の電極部が信号取り出し配線31を通じて一方向に所定の間隔を有して配列されている。また、図6には、ポリイミド積層体10上に形成された他方のパターン電極52等の様子が示されており、図6のb-b'断面図が図8である。図6に示されたパターン電極52、信号取り出し配線32、及び外部接続端子42は、図5の場合と同様、膜厚40nmの透明導電膜をエッチングして得られたものであり、ひし形の電極部が信号取り出し配線32を通じて一方向に所定の間隔を有して配列されている。このパターン電極52は、最終的に図5に示すパターン電極51と貼り合わされて、図4に示したような投影型静電容量結合方式のモザイク状電極パターンを形成するため、図5に示すパターン電極51のパターンとは電極部の配列方向が互いに交差するようにして作製する。
Among these, FIG. 5 shows a state of one
パターン電極51,52を形成した1組の導電膜付き基板20は、それぞれの透明導電膜側を対向させるようにして、アクリル系やエポキシ系等の絶縁性を有する透明接着剤を用いて貼り合せる。両者が貼り合わされた状態である断面図(図4のc-c'断面)を図9に示す。この時点では、両方の耐熱性基板であるポリイミド積層体10の第2のポリイミド層1は分離されず、入力装置形成用の積層部材の状態である。また、本実施例では、貼り合せ後の透明接着剤からなる透明接着層80の厚みが30μmになるようにした。
The pair of conductive film-coated
上記のようにして得られた入力装置形成用の積層部材は、図10に示したように、一方のポリイミド積層体10から第2のポリイミド層1を分離して取り除き、薄肉化した上で、透明接着剤を用いて、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置(図示外)に貼り合せる。その後、他方のポリイミド積層体10から第2のポリイミド層1を分離して取り除き薄肉化すれば、本発明の実施例に係る入力装置60を得ることができる。このように、表示装置に貼り合せた後で、最表面の第2のポリイミド層1を分離すれば、傷や汚れ等から保護することにもなり、合計の厚みがおよそ70μmの薄型の入力装置60をハンドリング性良く簡便に得ることができる。
As shown in FIG. 10, the laminated member for forming the input device obtained as described above was separated from one
また、図11には、上記実施例の変形例にあたる入力装置を得るための積層部材が示されている。上述した実施例との違いは、2つの導電膜付き基板20を貼り合せる際に、それぞれのパターン電極の間に透明絶縁シート(誘電体)90を介在させて、透明接着剤を用いて貼り合せている点である。このようにすれば、上下2層のモザイク状電極パターンの間隔がより均一に保てる利点がある。この図11に示した変形例では、厚さ15μmの透明絶縁シート90を用いているが、本発明では、ポリイミド積層体10を耐熱性基板として使用するため、この場合においても入力装置60の層厚みを100μm以下に抑えることができる。
FIG. 11 shows a laminated member for obtaining an input device corresponding to a modification of the above embodiment. The difference from the above-described embodiment is that when the two conductive film-attached
図12〜14には、表示装置上に配される入力装置を製造する際の別の実施例に係る断面模式図が示されている。上述した実施例との違いは、2つの導電膜付き基板の貼り合せ手順が異なる点である。パターン電極51等を備えたポリイミド積層体10とパターン電極52等を備えたポリイミド積層体10とを得るまでは、先の実施例の場合と同様である。図12は、パターン電極52等を備えた導電膜付き基板20の断面図(図4のc-c'断面)であり、図13は、パターン電極51等を備えた導電膜付き基板20の断面図(図4のc-c'断面)であり、図14は、これらの導電膜付き基板20を透明保護板100に順次貼り合せた状態を示す断面模式図である。
12 to 14 are schematic cross-sectional views according to another embodiment when manufacturing an input device arranged on a display device. The difference from the above-described embodiment is that the procedure for bonding the two conductive film-attached substrates is different. Until the
ここでは、先ず、パターン電極52を備えた導電膜付き基板20の透明導電膜側を厚さ500μmの強化ガラスからなる透明保護板100に向けて、透明接着剤を用いて貼り合せる。次いで、貼り合わされた導電膜付き基板20のポリイミド積層体10から第2のポリイミド層1を分離して取り除き、薄肉化する。次に、第2のポリイミド層1が剥離されて露出した第1のポリイミド層2に対して、透明接着剤を用いて、パターン電極51を備えた導電膜付き基板20の透明導電膜側を貼り合せる。そして、この導電膜付き基板20のポリイミド積層体10から第2のポリイミド層1を分離して取り除き、薄肉化した上で、再度透明接着剤を用いて、表示装置に貼り合せることで、透明保護板を備えた入力装置60を得ることができる。なお、この実施例の場合、貼り合せ後の透明接着剤からなる各透明接着層80の厚みはそれぞれ20μmになるようにした。
Here, first, the transparent conductive film side of the substrate with
このようにすれば、透明保護板を備えた入力装置60を得ることができ、しかも、パターン電極間に第1のポリイミド層2が存在することになるため、先の変形例で示したような透明絶縁シートを用いることなく、上下2層のモザイク状電極パターンの間隔をより均一に保つことができる。
In this way, the
以上のように、本発明においては、少なくとも一方の導電膜付き基板20が上記のようなポリイミド積層体10からなる耐熱性基板を備えるようにし、好ましくは、両方の導電膜付き基板がポリイミド積層体10からなる耐熱性基板を備えるようにして、透明接着層を介して、アニール処理後の1組の導電膜付き基板20を表示装置上に積層させて入力装置を形成する。その際、ポリイミド積層体10を備えた導電膜付き基板20の積層過程において、ポリイミド積層体10から第2のポリイミド層1を分離して取り除くことで、入力装置の製造上のハンドリング性を確保しながら、薄型化を同時に達成することができる。
As described above, in the present invention, at least one
1 第2のポリイミド層
2 第1のポリイミド層
3 透明導電層
10 ポリイミド積層体
20 導電膜付き基板
31,32 信号取り出し配線
41,42 外部接続端子
51,52 パターン電極
60 タッチパネル(入力装置)
80 透明接着層
90 透明絶縁体(誘電体)シート
100 透明保護板
110 プロセス処理部
120 送出機構
130 巻取機構
140 送出側ロール巻機構
150 巻取側ロール巻機構
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (14)
耐熱性を有する耐熱性基板の片側にパターニングされた透明導電膜を備えた2つの導電膜付き基板をアニール処理した後、透明接着層を介して、これらを表示装置上に積層させて入力装置を製造する際、
少なくとも一方の導電膜付き基板における耐熱性基板が、透明導電膜側に配される第1のポリイミド層と、この第1のポリイミド層の背面側に配される第2のポリイミド層とを有したポリイミド積層体からなり、第1のポリイミド層がアニール処理の温度よりも高いガラス転移温度を有すること、及び該ポリイミド積層体を有した導電膜付き基板を積層する過程において、第1及び第2のポリイミド層の界面で第2のポリイミド層側を分離して取り除き、薄肉化する工程を含むことを特徴とする入力装置の製造方法。 A method of manufacturing a projected capacitive coupling input device arranged on a display device such as a liquid crystal display,
After annealing the two conductive film-provided substrates provided with the transparent conductive film patterned on one side of the heat-resistant substrate having heat resistance, these are laminated on the display device through the transparent adhesive layer to form the input device. When manufacturing
The heat-resistant substrate in at least one of the substrates with a conductive film had a first polyimide layer disposed on the transparent conductive film side and a second polyimide layer disposed on the back side of the first polyimide layer. In the process of laminating a substrate with a conductive film having a polyimide transition body, the first polyimide layer having a glass transition temperature higher than the annealing temperature, and the polyimide lamination body, A method for manufacturing an input device, comprising: a step of separating and removing the second polyimide layer side at the interface of the polyimide layer to reduce the thickness.
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