JP6278388B2

JP6278388B2 - タッチセンサおよびその製造方法

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Publication number: JP6278388B2
Application number: JP2013235188A
Authority: JP
Inventors: 森　富士男; 富士男森
Original assignee: Nissha Co Ltd
Current assignee: Nissha Co Ltd
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: JP2015095168A

Description

本発明は、液晶や有機ＥＬ用のディスプレイ前面板等の用途に適用可能なタッチセンサおよびその製造方法などに関する。

最近、ＩＴＯフィルムにとって代わる透明導電性支持体やタッチセンサとして、金属メッシュパターンからなる透明導電膜層を使用するする試みがなされている。下記特許文献1は金属細線を電極に用いたタッチパネルの発明で、金属細線にて構成した格子を多数並べて透明導電膜層を構成することを特徴としている。

特開２０１１−１７５６２８号公報

しかし、上記特許文献1のような発明は、ディスプレイ部の透明導電膜層はＩＴＯ膜より導電性が高いが、額縁部の引き回し回路を金属細線にて構成した格子をそのまま用いた場合、銅箔や導電ペースト等で形成した従来の引き回し回路よりも抵抗値が高くなる場合があり、透明導電膜層の箇所の導電性が向上しても信号の検出速度は向上しないという問題があった。

また、透明導電膜層や引き回し回路のパターンは、ディスプレイのサイズや信号検知の方法、制御回路用ＩＣの性能等によって各々の機種ごとに異なるため、機種が替わるたびに新しいパターンに対応したフォトマスク等を準備しなければならず、そのための費用や労力が重荷になって生産力が向上せずなかなか普及しない問題があった。そこで本発明は、以下に示すように透明導電膜層および引き回し回路のパターン化を、金属細線にて構成した格子状の透明導電膜層の形成とは、別の工程で行うことにより上記問題を解決した。

すなわち、本発明の第１実施態様は、微細な線状パターンで構成される透明導電膜層上にレジスト層をパターン形成した後、レジスト層が形成されていない微細な線状パターンの一部を除去することにより、ディスプレイ部の透明導電膜層を透明電極にパターン化するとともに額縁部の透明導電膜層を引き回し回路にパターン化したことを特徴とするタッチセンサの製造方法である。

本発明の第２実施態様は、微細な線状パターンで構成される透明導電膜層のディスプレイ部上に第一レジスト層を形成し、該第一レジスト層が形成されていない額縁部の透明導電膜層上に導電性膜層を形成し、該導電性膜層および第一レジスト層上に第二レジスト層を形成した後、該第一レジスト層および第二レジスト層の一部を除去してパターン化して前記透明導電膜層および導電性膜層の一部を露出させ、該露出した透明導電膜層および導電性膜層の一部を除去して、ディスプレイ部の透明導電膜層を透明電極にパターン化し、額縁部の導電性膜層を引き回し回路にパターン化したことを特徴とするタッチセンサの製造方法である。

本発明の第３実施態様は、前記第１実施態様のレジスト層および第２実施態様の第一レジスト層および第二レジスト層をパターン化する方法が、活性エネルギー線照射による焼き切りの方法であることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。本発明の第４実施態様は、前記第１実施態様のレジスト層および第２実施態様の第一レジスト層および第二レジスト層をパターン化する方法が、インプリント法により凹凸をつけ、次いで凹部の残渣をドライエッチング法により除去する方法であることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。本発明の第５実施態様は、第１実施態様のレジスト層および第２実施態様の第一レジスト層および第二レジスト層をパターン化する方法が、フォトリソグラフィーによる方法であることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。

本発明の第６実施態様は、前記導電性膜層が電解メッキ法により形成されることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。本発明の第７実施態様は、前記微細な線状パターンで構成される透明導電膜層が、金属塩写真法、金属塩拡散転写法、フォトリソグラフィ−法のいずれかにより形成されることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。

本発明の第８実施態様は、ディスプレイ部の透明電極パターンおよび額縁部の引き回し回路パターン化が微細な線状パターンで構成される透明導電膜層からなり、該透明導電膜層上にレジスト層が形成されたことを特徴とするタッチセンサである。本発明の第９実施態様は、ディスプレイ部は微細な線状パターンで構成される透明導電膜層からなり、額縁部は微細な線状パターンで構成される透明導電膜層上に導電性膜層が形成された積層膜からなり、該透明導電膜層上および該積層膜層上にレジスト層が形成されたことを特徴とするタッチセンサである。

本発明の第１実施態様のタッチセンサの製造方法は、微細な線状パターンで構成される透明導電膜層上にレジスト層をパターン形成した後、レジスト層が形成されていない微細な線状パターンの一部を除去することにより、ディスプレイ部の透明導電膜層を透明電極にパターン化するとともに額縁部の透明導電膜層を引き回し回路にパターン化したことを特徴とする。したがって、透明導電膜層自体は機種が替わっても常に同じ微細な線状パターンで構成することができ、別途個別にディスプレイ部の透明導電膜層を透明電極にパターン化し額縁部の透明導電膜層を引き回し回路にパターン化できるので、各機種ごとに専用のフォトマスクを準備する必要はなく、そのための費用や労力が削減され生産力が向上する効果がある。

本発明の第２実施態様のタッチセンサの製造方法は、額縁部の透明導電膜層上に導電性膜層を形成し、第一レジスト層および第二レジスト層をパターン化して、透明導電膜層および導電性膜層の一部を除去し、額縁部の導電性膜層を引き回し回路にパターン化したことを特徴とする。したがって、額縁部の引き回し回路の導電性が高く、タッチ信号の感度の高いタッチセンサを効率的に製造できる効果がある。

本発明の第３、第４、第５実施態様のタッチセンサの製造方法は、前記第一レジスト層および第二レジスト層の一部を除去する方法が、活性エネルギー線照射による焼き切りの方法、またはインプリント法により凹凸をつけ、次いで凹部の残渣をドライエッチング法により除去する方法、またはフォトリソグラフィーによる方法であることを特徴とする。また本発明の第６実施態様のタッチセンサの製造方法は、前記導電性膜層が電解メッキ法により形成されることを特徴とするタッチセンサの製造方法である。本発明の第７実施態様は、前記微細な線状パターンで構成される透明導電膜が、金属塩拡散転写法等により形成されることを特徴とする。したがって、ディスプレイ部の透明導電膜層および額縁部の引き回し回路の導電性膜を、生産性良く形成し、パターン化できる効果がある。

本発明の第８実施態様のタッチセンサは、ディスプレイ部の透明電極パターンおよび額縁部の引き回し回路パターン化が微細な線状パターンで構成される透明導電膜層からなり、該透明導電膜層上にレジスト層が形成されたことを特徴とする。したがって、透明電極パターンおよび額縁部の引き回し回路パターン化がレジスト層によって保護されるため、耐久性の高いタッチセンサになる効果がある。

本発明の第９実施態様のタッチセンサは、額縁部が微細な線状パターンで構成される透明導電膜層上に導電性膜層が形成された積層膜からなり、該透明導電膜層上および該積層膜層上にレジスト層が形成されたことを特徴とする。したがって、額縁部の引き回し回路の導電性が高く、タッチ信号の感度の高いタッチセンサであって、かつ耐久性の高いタッチセンサになる効果がある。

本発明の第１実施態様にかかる製造方法の工程例を示す断面図である。本発明の第２実施態様にかかる製造方法の工程例を示す断面図である。

本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳述する。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明の第１実施態様のタッチセンサの製造方法の全工程例を示す断面図である。図１に示すように、該タッチセンサ１００の製造方法は、透明支持体４０の表面に微細な線状パターンで構成される透明導電膜層１０を全面形成し（図１（ａ））、透明導電膜層１０のディスプレイ部６０および額縁部７０上にレジスト層５をパターン形成し（図１（ｂ））、該レジスト層５が形成されていないディスプレイ部６０および額縁部７０の透明導電膜層１０を除去して（図１（ｃ））、ディスプレイ部６０の透明導電膜層１０を透明電極にし、額縁部７０の透明導電膜層１０を引き回し回路にパターン化することを特徴とする。

図１（ａ）の透明導電膜層１０は機種が替わっても常に同じ微細な線状パターンで構成することができ、該パターンで構成される透明導電膜層１０が全面形成された透明支持体４０を大量生産してストックしておく。そして別途個別に必要量に応じて取り出し、ディスプレイ部６０の透明導電膜層１０を透明電極にパターン化し額縁部７０の透明導電膜層１０を引き回し回路にパターン化して、タッチセンサを製造する。この製造方法では各機種ごとに専用のフォトマスクを準備する必要はなく、フォトマスクは前記微細な線状パターンを形成する際の一種類のみで済む。したがって、そのための費用や労力が削減され生産力が向上する。そして、図１（ｃ）に示すように製造されたタッチセンサ１００は、透明導電膜層１０上にレジスト層５が形成され、レジスト層５が透明導電膜層１０を保護する構造になる。したがって、耐湿性や耐候性などに関して耐久性の高いタッチセンサとなる。

図２は本発明の第２実施態様のタッチセンサの製造方法の全工程例を示す断面図である。図２に示すように、該タッチセンサ１００の製造方法は、透明支持体４０の表面に微細な線状パターンで構成される透明導電膜層１０を全面形成し（図２（ａ））、透明導電膜層１０のディスプレイ部６０上に第一レジスト層１を形成し（図２（ｂ））、該第一レジスト層１が形成されていない額縁部７０の透明導電膜層１０上に導電性膜層２０を形成し（図２（ｃ））、該導電性膜層２０および第一レジスト層１上に第二レジスト層２を形成した後（図２（ｄ））、該第一レジスト層１および第二レジスト層２の一部を除去して前記透明導電膜層１０および導電性膜層２０の一部を露出させ（図２（ｅ））、該露出した透明導電膜層１０および導電性膜層２０の一部を除去して（図２（ｆ））、前記透明導電膜層１０および導電性膜層２０をパターン化することを特徴とする．

図２のタッチセンサ１００も、常に同じ微細な線状パターンで構成される透明導電膜層１０が全面形成された透明支持体４０を大量生産してストックしておき、別途個別に必要量に応じて取り出し、ディスプレイ部６０の透明導電膜層層１０を透明電極にパターン化する点は同じであり、図１の第１実施態様のタッチセンサ１００と同様のメリットがある。さらに図２のタッチセンサ１００では、額縁部７０の透明導電膜層１０上に導電性膜層２０が形成されパターン化されて引き回し回路が形成されるので、引き回し回路の導電性が透明導電膜層１０単体の場合に比べて、数倍から数十倍改善されるため、第１実施態様および引用文献１の発明のタッチセンサよりはるかにタッチ信号の感度の高いタッチセンサとなる。

図１のタッチセンサ１００の製造方法において、レジスト層５をパターン形成する方法としては、スクリーン、グラビア、オフセットなどの汎用印刷手段によるパターン印刷の他、コーターや塗装、ディッピングなどにより全面に形成した後、第３実施態様の活性エネルギー線照射による焼き切りの方法、第４実施態様のインプリント法により凹凸をつけ、凹部をドライエッチング法により除去する方法、第５実施態様のフォトリソグラフィーによる方法が挙げられる。図２のタッチセンサ１００の製造方法において第一レジスト層１および第二レジスト層２をパターン形成する方法としては、前記第３実施態様の活性エネルギー線照射による焼き切りの方法、第４実施態様のインプリント法により凹凸をつけ、凹部をドライエッチング法により除去する方法、第５実施態様のフォトリソグラフィーによる方法が挙げられる。

第３実施態様の活性エネルギー線照射による焼き切りの方法とは、レーザー光線のように指向性・収束性がありかつエネルギーの高い光線を所定のパターンでレジスト層に照射して、その照射による熱でもってレジスト層を炭酸ガス等に分解除去する方法である。

第４実施態様のインプリント法により凹凸をつけ、次いで凹部の残渣をドライエッチング法により除去する方法とは、所定の凹凸パターンからなるスタンパをレジスト層に押圧して凹凸をつけ、次いで凹部に残ったレジスト層の残渣をエッチングガスやイオン、ラジカルによってエッチング除去する方法である。

第５実施態様のフォトリソグラフィーによる方法とは、所定のパターンマスクを取り付け、その上から紫外線などの露光光線を照射した後、現像によりパターン化する方法である。露光光線が当たった箇所が分解し現像液に溶けて除去されるポジ型と、露光光線が当たった箇所が重合により現像液に溶けなくなり露光光線が当たらなかった箇所を除去するネガ型がある。なお、フォトリソグラフィーによる方法は、第７実施態様の透明導電膜層１０の微細な線状パターンを形成する際にも用いてもよい。その場合、透明導電膜層１０の微細な線状パターンを形成する際のフォトマスクと、レジスト層５または第一レジスト層１および第二レジスト層２のパターンのためのフォトマスクの両方のフォトマスクが必要になり、一見すると従来の引用文献１の発明の場合よりそのための費用および労力が掛かるように思われがちであるが、前述したとおり前者のフォトマスクは一種類のみで共通に使用でき、後者のフォトマスクはパターン化のみの安価なフォトマスクで適用できるため微細な線状パターンのような高価で労力のかかるフォトマスクにはならない。したがって、トータルでみれば、両方のフォトマスクを作成しても費用および労力は軽減される。

露出した透明導電膜層１０および導電性膜層２０の一部を除去する方法としてはエッチングによる方法が挙げられる。透明導電膜層１０および導電性膜層２０が金属膜、導電性金属酸化物膜、金属含有導電性コーティング膜などから成る場合は、塩化第二鉄エッチング液や硫酸・過酸化水素エッチング液などを用いたウエットエッチング法を用い、透明導電膜１０および導電性膜層２０が有機導電性コーティング膜などから成る場合はフッ素系ガスなどを用いたドライエッチング法を用いるとよい。

透明支持体４０は、熱可塑性樹脂、熱や紫外線や電子線や放射線などで硬化する硬化性樹脂のほか、ガラス、セラミックス、無機材などからなる。透明な熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ニトロセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、これらの樹脂の共重合体樹脂、これらの樹脂の混合樹脂が挙げられる。透明な硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。

透明導電膜層１０は、無電解メッキによって形成される銀、銅などの金属膜のほか、真空蒸着やスパッタリングによって形成されるアルミニウムや銅などの金属膜、酸化チタンなどの導電性金属酸化物膜、金属粒子などを含有する金属含有導電性コーティング膜、導電性カーボンインキなどの有機導電性コーティング膜などからなる。その中でも、導電性膜層２０との密着性や導電性の高さおよびエッチング除去の効率性を考慮すると、無電解メッキによって形成される金属膜がとくに好ましい。膜厚は０．０３〜２０μｍ程度の範囲が好ましい。金属膜はそれ自体透明では無いが、線幅０．５〜１０μｍで、線間が線幅の１０倍〜１０００倍のメッシュ状またはハニカム状パターンなどの微細な線状パターンに形成することにより透明導電膜１０となる。

該微細な線状パターンを形成する方法としては、金属塩写真法、金属塩拡散転写法および前述したフォトリソグラフィー法などが挙げられる。金属塩写真法は、透明支持体４０の表面にハロゲン化金属等の金属イオンを含んだ膜を形成し、該膜上に前記微細な線状パターンのネガパターンのフォトマスクを置いて光を照射し、金属イオンを還元させて微細な線状パターンの金属膜を形成する方法である。金属塩拡散転写法は、前記金属イオンを金属錯体とし、該金属錯体を透明支持体４０の表面に転写した後，金属に還元させて微細な線状パターンの金属膜を形成する方法である。

導電性膜層２０としては、電解メッキによって形成される銀、銅などの金属膜が挙げられる。その中でも、電解メッキの効率性や材料の汎用性およびコストを考慮すると、銅の電解メッキ膜がとくに好ましい。銅の電解メッキ膜は硫酸銅や青化銅などのメッキ液に浸漬して形成する。膜厚は１〜１００μｍ程度の範囲が好ましい。

レジスト層５、第一レジスト層１および第二レジスト層２の材質は、オレフィン系、ビニル系、アクリル系、ウレタン系、スチレン系、セルロース系、ポリエステル系、エポキシ系、アルキッド系などの単体樹脂およびこれらの樹脂の混合樹脂や共重合体樹脂などが挙げられる。膜厚は０．５〜５０μｍ程度で適宜設定するとよい。

１第一レジスト層
２第二レジスト層
５レジスト層
１０透明導電膜層
２０導電性膜層
４０透明支持体
６０ディスプレイ部
７０額縁部
１００タッチセンサ

Claims

ディスプレイ部の透明電極パターンは、微細な線状パターンで構成される透明導電膜層からなり、額縁部の引き回し回路は、前記透明導電膜層上に導電性膜層が形成された積層膜からなることを特徴とするタッチセンサ。
前記積層膜は、前記導電性膜層が前記透明導電膜層のすべてを被覆していることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ。
微細な線状パターンで構成される透明導電膜層のディスプレイ部上に第一レジスト層を形成し、該第一レジスト層が形成されていない額縁部の透明導電膜層上に導電性膜層を形成し、該導電性膜層および第一レジスト層上に第二レジスト層を形成した後、該第一レジスト層および第二レジスト層の一部を除去してパターン化して前記透明導電膜層および導電性膜層の一部を露出させ、該露出した透明導電膜層および導電性膜層の一部を除去して、ディスプレイ部の透明導電膜層を透明電極にパターン化し、額縁部の導電性膜層を引き回し回路にパターン化したことを特徴とするタッチセンサの製造方法。
前記第一レジスト層および前記第二レジスト層をパターン化する方法が、活性エネルギー線照射による焼き切りの方法であることを特徴とする、請求項３に記載のタッチセンサの製造方法。
前記第一レジスト層および前記第二レジスト層をパターン化する方法が、インプリント法により凹凸をつけ、次いで凹部の残渣をドライエッチング法により除去する方法であることを特徴とする、請求項３に記載のタッチセンサの製造方法。
前記第一レジスト層および前記第二レジスト層をパターン化する方法が、フォトリソグラフィーによる方法であることを特徴とする、請求項３に記載のタッチセンサの製造方法。
前記導電性膜層が電解メッキ法により形成されることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載のタッチセンサの製造方法。
前記微細な線状パターンで構成される透明導電膜層が、金属塩写真法、金属塩拡散転写法、フォトリソグラフィー法のいずれかにより形成されることを特徴とする、請求項３〜７のいずれかに記載のタッチセンサの製造方法。