JP6533559B2 - タッチセンサフィルムおよびタッチパネル - Google Patents

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Description

本発明は、タッチセンサフィルムおよびタッチパネルに係り、特に、支持体の表面上に金属細線からなるメッシュパターンを形成するタッチセンサフィルムおよびタッチパネルに関するものである。
近年、携帯情報機器を始めとした各種の電子機器において、液晶表示装置等の表示装置と組み合わせて用いられ、画面に接触することにより電子機器への入力操作を行うタッチパネルの普及が進んでいる。このタッチパネルに用いられる電極として、応答速度を向上させるために、電気抵抗が低い金属細線からなるメッシュ電極を用いることが提案されている。
ここで、メッシュ電極を用いたタッチパネルでは、メッシュ電極のメッシュパターンと、ディスプレイの画素配列パターン(RGBカラーフィルタの配列パターンおよびブラックマトリックスパターンなど)との干渉によりモアレ(干渉縞)が生じるといった問題があった。このため、モアレの視認性を抑制したタッチパネルの開発が行われている。
例えば、特許文献1には、メッシュパターンの透過率画像データ及び画素配列パターンの透過率画像データの両2次元フーリエスペクトルのピーク周波数及びピーク強度からそれぞれ算出されるモアレの周波数情報及び強度情報に人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの周波数及び強度に対し、モアレの周波数が視覚応答特性に応じて定まる所定の周波数範囲に入るモアレの強度の和が所定値以下であるメッシュパターンに対して不規則性を付与したタッチセンサフィルムが開示されている。
特開2013−214545号公報 特開2009−059666号公報
しかしながら、特許文献1のメッシュパターンでタッチパネルの支持体上にメッシュ電極を形成した場合でも、薄い支持体を使用して、ロール搬送により製造をする際には特に顕著に変形が生じてメッシュ電極の位置がずれることによりモアレが発生するといった問題が発生することがわかった。
タッチパネルを薄く形成するためにタッチセンサフィルムの支持体厚みを薄くすると、これに応じて支持体の剛性が低下して支持体の熱収縮率が悪化(熱収縮率の絶対値が増大)する。このため、厚みが薄い支持体を用いる場合には、支持体を高い温度でアニール処理する、いわゆる収縮化処理を施すことにより、支持体を低熱収縮化することが検討されている(特許文献2参照)。低熱収縮化していない支持体でタッチセンサフィルムを形成した場合、温度または湿度による支持体の寸法変形が顕著に起こるため、高精度な寸法設計で作成されたメッシュ電極パターンの寸法が変わりやすい。本発明者らは、収縮化処理を長尺な状態の支持体を複数のパスローラを用いてロール搬送しつつ施す場合には、図12に示すように、支持体31上に機械流れ方向(MD方向;Machine Direction)に延びる複数のスジ状のシワWが形成されてしまうという新たな課題を見出した。この支持体31に生じたスジ状のシワWは、パスローラに接触して冷やされることで固定されて、支持体31にトタン板に似た形状の塑性変形を生じてしまう。
このようにして、支持体31に固定されたスジ状のシワWは、酸化インジウムスズなどを用いて平板状の透明電極を支持体上に形成する場合には、ディスプレイの視認性に影響を与えることはないが、図13に示すように、金属細線32からなるメッシュ電極を形成する場合には、支持体31を表示装置等(カバーガラスへの貼合もありうる)の平滑面上に搭載する際にスジ状のシワWが引き伸ばされるため、これに応じて支持体31上に形成された金属細線32からなるメッシュ電極の位置がずれてモアレが生じる。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、支持体の変形に伴うモアレの発生を抑制したタッチセンサフィルムおよびタッチパネルを提供することを目的とする。
この発明に係るタッチセンサフィルムの製造方法は、厚さ80μm未満の長尺の透明な支持体を複数のパスローラを用いてロール搬送し、支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で支持体にアニール処理を施し、アニール処理が施された支持体の表面上に金属細線からなるメッシュパターンを形成するものである。
ここで、支持体にアニール処理を施した後、1本目のパスローラに至るまでは、支持体が支持体の静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満の温度で搬送され、1本目のパスローラから2本目のパスローラに至る間に支持体を静的ガラス転移温度未満に降温するのが好ましい。
また、1本目のパスローラと2本目のパスローラとの間隔は、30cm以内であることが好ましく、20cm以内であることがより好ましい。
また、アニール処理は、動的ガラス転移温度から10℃を引いた温度以上の温度で行うことが好ましく、動的ガラス転移温度に25℃を加えた温度以下の温度で行うことがより好ましい。
また、支持体の厚さは、50μm未満であることが好ましい。
この発明に係るタッチセンサフィルムは、厚さ80μm未満の透明な支持体と、支持体の表面上に配置され、金属細線からなるメッシュパターンを有するメッシュ電極とを備え、メッシュ電極を設けた支持体が、機械流れ方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つ機械流れ方向に直交する横方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以内であると共に、表面凹凸形状の10点平均粗さが6.1μm以下であるものである。
ここで、表面凹凸形状の10点平均粗さが4.5μm以下であることが好ましい。
また、支持体の厚さは、50μm未満であることが好ましい。
この発明に係るタッチパネルは、上記のいずれかに記載のタッチセンサフィルムを有するものである。
本発明によれば、厚さ80μm未満の支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で支持体にアニール処理を施すので、支持体の変形に伴うモアレの発生を抑制したタッチセンサフィルムおよびタッチパネルを提供することができる。
この発明に係るタッチセンサフィルムの製造方法を示す図である。 支持体上に複数の金属細線を形成した様子を示す断面図である。 金属細線からなるメッシュパターンを示す平面図である。 支持体上に複数のメッシュ電極を形成する様子を示す平面図である。 支持体上に外部接続端子と周辺配線を形成する様子を示す平面図である。 保護層を形成したタッチセンサフィルムを示す断面図である。 この発明に係るタッチセンサフィルムを示す平面図である。 この発明に係るタッチパネルを示す断面図である。 静的ガラス転移温度の算出方法を示すグラフである。 Y軸位置に対する表面高さの平均値の変化を示すグラフである。 Y軸位置に対するスジ状のシワの高さの変化を示すグラフである。 アニール処理により支持体に生じた複数のスジ状のシワを示す平面図である。 支持体上に形成された金属細線の位置がスジ状のシワを引き伸ばすことによりずれる様子を示す断面図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明に係るタッチセンサフィルムの製造方法は、厚さ80μm未満の長尺の透明な支持体を複数のパスローラを用いてロール搬送し、支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で支持体にアニール処理を施し、アニール処理が施された支持体の表面上に金属細線からなるメッシュパターンを形成するものである。
[タッチセンサフィルムの製造方法]
(支持体の製造方法)
図1に、タッチセンサフィルムの製造方法の一例を示す。
まず、厚さ80μm未満の長尺な透明の支持体1が、所定の間隔を空けて配置された送り出しローラ2と巻き取りローラ3にロール状に巻かれた状態で取り付けられる。この送り出しローラ2と巻き取りローラ3の間には、3つのパスローラ4,5および6が配置されると共に支持体1にアニール処理を施すための加熱器7が配置されており、支持体1は、送り出しローラ2から加熱器7を介して巻き取りローラ3に向かうようにパスローラ4,5および6により搬送される。
支持体1は、可撓性を有する透明な材料から構成され、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、エチレンビニルアセテート(EVA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)等のポリオレフィン類、ビニル系樹脂、その他、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)から構成することができる。なお、支持体1は、光透過性、熱収縮性および加工性などの観点から、ポリエチレンテレフタレートから構成することが好ましい。
なお、支持体1は、80μm未満の厚みにすると下記に示すアニール処理においてスジ状のシワWが発生しやすく、50μm以下の厚みにするとスジ状のシワWがより発生しやすく、38μm以下の厚みにするとスジ状のシワWがさらに発生しやすいものである。
なお、支持体1の厚みの下限値は、表面上に金属細線からなるメッシュパターンを形成することができ、複数のパスローラを用いてロール搬送できれば、特に制限的ではなく、支持体の強度などに応じて適宜設定すればよい。
支持体1は、支持体1の機械流れ方向(MD方向;Machine Direction)に対して加熱器7の上流側に配置されたパスローラ4に搬送されて加熱器7内に導入される。加熱器7内には、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下に保たれたアニール処理室Nが形成されており、アニール処理室Nに搬送された支持体1にアニール処理が施される。
このように、支持体1にアニール処理を施すことにより支持体1が低熱収縮化され、厚さ80μm未満の支持体1を所定の熱収縮率に抑えることができる。
この時、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度より高い温度でアニール処理を施すと支持体1が過剰に柔らかくなり、フィルムとしての剛性が大幅に低下する。このため、ロール搬送において支持体1にシワが強く発生し、アニール処理後に冷却する際に、支持体1のシワ形状が固定されて、図11に示すように、支持体1に大きなスジ状のシワWが生じる。そこで、支持体1のアニール処理の温度を、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度に設定することにより、支持体1の過剰な剛性低下が抑制でき、ロール搬送中の支持体1に生じるシワ強度を低く抑えて、アニール処理後の冷却で支持体1に固定されるシワ形状の強度を低く抑えることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレートから構成されるコスモシャインA4300(東洋紡株式会社製)の動的粘弾性測定(DMA)すると動的ガラス転移温度は115℃であり、アニール処理温度は150℃以下に設定することができる。
ところで、一般的には、PET等の支持体1では、静的ガラス転移温度を超えるあたりから熱収縮が起きるようになるが、動的ガラス転移温度より低い温度では、熱収縮の速度が遅く、所定の熱収縮率までに熱収縮を起こさせるためにはアニール時間を伸ばす必要がある。このため、低めの温度でアニールを行う場合、アニール処理速度の低下が顕著となるので、生産効率的には好ましくない。このため、アニール処理を動的ガラス転移温度より10℃低い温度(動的ガラス転移温度−10℃)以上で行うのが好ましい。
すなわち、動的ガラス転移温度を超えるあたりから熱収縮の速度が上がるので、アニール処理温度の範囲は、動的ガラス転移温度−10℃から動的ガラス転移温度+35℃までの温度範囲であることが好ましい。
ここで、アニール処理温度は、支持体1の動的ガラス転移温度に25℃を加えた温度以下に設定することがより好ましく、支持体1の動的ガラス転移温度に15℃を加えた温度以下に設定することがさらに好ましい。
このように、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で支持体1にアニール処理を施すことにより、表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)が6.1μm以下の支持体1を得ることができる。ここで、表面凹凸形状の10点平均粗さは、後述する表面凹凸形状の測定方法により算出したものである。
また、アニール処理を施すことにより、MD方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つMD方向に直行する横方向(TD方向;Transverse Direction)の熱収縮率の絶対値が0.2%以内である支持体1を得ることができる。ここで、支持体1の熱収縮率は、後述する熱収縮率の評価方法により算出したものである。
アニール処理が施された支持体1は、加熱器7から導出されてパスローラ5および6により搬送される。
この時、支持体1にアニール処理を施した後、1本目のパスローラ5に至るまでは、支持体1が支持体1の静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満の温度で搬送され、1本目のパスローラ5から2本目のパスローラ6に至る間に支持体1が静的ガラス転移温度未満に降温されることが好ましい。
具体的には、支持体1は、加熱器7のアニール処理室Nからパスローラ5の間の区間L1について、支持体1の静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満の温度で搬送される。パスローラ4とパスローラ5の間は距離が長いため、上記のようにアニール処理の温度を支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下に設定しても支持体1にスジ状のシワWが生じる場合がある。そこで、区間L1において静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満の温度に保つことで、支持体1にスジ状のシワWが生じた場合でも、支持体1が静的ガラス転移温度より低い温度に降温されてスジ状のシワWが支持体1に固定されることを抑制することができる。区間L1の温度制御は、支持体1が搬送される雰囲気温度を調節しても良く、支持体1に対して温度調節機能を備えた加熱装置により加温することで調節しても良い。
また、パスローラ5の温度が支持体1の静的ガラス転移温度以下であると、区間L1の温度を上記のとおり制御していても支持体1がパスローラ5に接触した時にスジ状のシワWが固定されるため、パスローラ5の温度は、支持体1の静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満に保つことが好ましい。このように、温度調節されたパスローラ5により、支持体1に生じたスジ状のシワWは順次引き伸ばされて、シワWが除かれた平滑な支持体1を形成することができる。
さらに、支持体1は、パスローラ5からパスローラ6の間の区間L2において、支持体1の静的ガラス転移温度未満の温度まで降温される。この区間L2は、支持体1に多くのスジ状のシワWが生じないように30cm以内に設定されていることが好ましい。このため、パスローラ5を通過した支持体1は、平滑な状態のまま静的ガラス転移温度未満の温度まで降温され、静的ガラス転移温度未満の温度に設定されたパスローラ6により支持体1の形状を平滑な状態で固定することができる。なお、隣接するパスローラ5及び6の間の区間L2は、間隔が狭い方が好ましいが、少なくとも両パスローラ同士が干渉しないように配置する必要があるので、両パスローラの直径が等しい場合その直径よりも大きいことが好ましい。両パスローラの直径が異なる場合には、それらの半径の和よりも大きいことが好ましい。
ここで、パスローラ5とパスローラ6との間隔を20cm以内とすることがより好ましく、これにより支持体1に生じるスジ状のシワWをより抑制することができる。
このように、パスローラ5からパスローラ6の間の区間L2において支持体1を平滑な状態で固定することにより、表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)が4.5μm以下の支持体1を得ることができる。ここで、表面凹凸形状の10点平均粗さは、後述する表面凹凸形状の測定方法により算出したものである。
このようにして、平滑化された支持体1は、パスローラ6を通過して巻き取りローラ3に向かって搬送される。
(メッシュパターンの形成方法)
続いて、巻き取りローラ3により巻き取られた後、または、巻き取りローラ3に向かって搬送される途中において、図2に示すように、支持体1の表面上に複数の金属細線8aが形成されると共に支持体1の裏面上に複数の金属細線8bが形成される。これにより、支持体1の表面上および裏面上には、図3に示すように、金属細線8aおよび8bからなるメッシュパターンが形成される。
このようにして、図4に示すように、支持体1の表面上には、金属細線8aからなる複数の第1のメッシュ電極9が形成され、支持体1の裏面上には、金属細線8bからなる複数の第2のメッシュ電極10が形成される。ここで、第1のメッシュ電極9は、フィルム形成領域A内に、それぞれTD方向に沿って延び且つMD方向に並列配置するように形成され、第2のメッシュ電極10は、フィルム形成領域A内に、それぞれMD方向に沿って延び且つTD方向に並列配置するように形成される。
ここで、第1のメッシュ電極9と第2のメッシュ電極10の形成方法は特に制限されず、例えば、特開2011−129501号公報、特開2013−149236号公報、特開2014−112512号公報等に開示されている方法を用いることができる。
例えば、第1のメッシュ電極9と第2のメッシュ電極10は、感光性ハロゲン化銀塩を含有する乳剤層を有する感光材料を支持体1の表面および裏面にそれぞれ塗布し、この支持体1に塗布された感光材料を露光して現像処理を施すことによって形成することができる。また、支持体1の表面および裏面に金属箔を形成し、各金属箔上にレジストをパターン状に印刷または全面塗布し、このレジストを露光して現像することでパターン化すると共にパターン化により形成された開口部の金属をエッチングすることにより第1のメッシュ電極9と第2のメッシュ電極10をそれぞれ形成することもできる。さらに、第1のメッシュ電極9と第2のメッシュ電極10は、電極材料の微粒子を含むペーストを印刷してペーストに金属めっきを施す方法、および電極材料の微粒子を含むインクを用いたインクジェット法を用いる方法などにより形成することもできる。
なお、金属細線8aおよび8bの幅は、視認性の観点から、7μm未満であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
また、金属細線8aおよび8bは、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、金(Au)、銀(Ag)および銅(Cu)などの材料から構成することができる。また、金属細線8aおよび8bは、曲げ耐性を向上させるために、バインダ成分を含むことが好ましい。バインダ成分としては、例えば、特開2013−149236号公報に記載されているものを用いることができる。
続いて、それぞれの第1のメッシュ電極9の両端に第1のコネクタ部11が形成されると共に、それぞれの第2のメッシュ電極10の両端に第2のコネクタ部12が形成される。さらに、支持体1の表面上には、図5に示すように、フィルム形成領域A内に、第1のメッシュ電極9の両端に形成された第1のコネクタ部11の一方に対応する第1の外部接続端子13が形成され、一方の第1のコネクタ部11とこれに対応する第1の外部接続端子13とを接続する第1の周辺配線14が形成される。
同様に、支持体1の裏面上には、フィルム形成領域A内に、第2のメッシュ電極10の両端に形成された第2のコネクタ部12の一方に対応する第2の外部接続端子15が形成され、一方の第2のコネクタ部12とこれに対応する第2の外部接続端子15とを接続する第2の周辺配線16が形成される。
ここで、第1のコネクタ部11、第1の外部接続端子13および第1の周辺配線14は、第1のメッシュ電極9と同様の方法により形成することができ、第1のメッシュ電極9と同時に形成してもよい。同様に、第2のコネクタ部12、第2の外部接続端子15および第2の周辺配線16は、第2のメッシュ電極10と同様の方法により形成することができ、第2のメッシュ電極10と同時に形成してもよい。
そして、フィルム形成領域Aで裁断することによりタッチセンサフィルムを得ることができる。上記のように、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で支持体1をアニール処理することで、支持体1に複数のスジ状のシワWが生じることを抑制することができ、これに伴うメッシュ電極の位置ずれを抑制してモアレの発生を防ぐことができる。
なお、タッチセンサフィルムの表面上および裏面上には、図6に示すように、保護層17aおよび17bを形成することが好ましい。ここで、保護層17aおよび17bは、第1のメッシュ電極9および第2のメッシュ電極10などの導電部分を保護するためのもので、例えば、ガラス、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの材料から構成することができる。さらに、保護層17aおよび17bの表面には、ハードコート層および反射防止層などを設けることもできる。
[タッチセンサフィルム]
この発明に係るタッチセンサフィルムは、厚さ80μm未満の透明な支持体と、支持体の表面上に配置され、金属細線からなるメッシュパターンを有するメッシュ電極とを備え、支持体は、MD方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つTD方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以内であると共に、表面凹凸形状の10点平均粗さが6.1μm以下である。
図7に、タッチセンサフィルムの一例を示す。このタッチセンサフィルムは、上記のタッチセンサフィルムの製造方法により得られたもので、矩形状の可撓性を有する透明な支持体1を有し、上述したように、支持体1の表面上に第1のメッシュ電極9、第1のコネクタ部11、第1の外部接続端子13および第1の周辺配線14が配置されると共に、支持体1の裏面上に第2のメッシュ電極10、第2のコネクタ部12、第2の外部接続端子15および第2の周辺配線16が配置されている。
ここで、支持体1は、支持体1の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度でアニール処理が施されているため、MD方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つTD方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以内であると共に表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)が6.1μm以下で形成されている。
このように、支持体1のMD方向の熱収縮率の絶対値を0.6%以内で且つTD方向の熱収縮率の絶対値を0.2%以内とすると共に表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)を6.1μm以下とすることにより、支持体1に複数のスジ状のシワWが生じることを抑制することができる。これにより、タッチセンサフィルムにおけるメッシュ電極の位置ずれを抑制し、モアレの発生を防ぐことができる。
なお、支持体1は、表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)が4.5μm以下であることが好ましい。
[タッチパネル]
次に、この発明に係るタッチパネルについて詳細に説明する。
このタッチパネルは、上述したタッチセンサフィルムを有するもので、例えば、図8に示すように、保護層17aおよび17bが形成されたタッチセンサフィルム21と、タッチセンサフィルム21の第1のメッシュ電極9および第2のメッシュ電極10に第1の外部接続端子13および第2の外部接続端子15を介して接続された検出部22とから構成することができ、タッチセンサフィルム21の裏面側に表示装置Lを取り付けて用いられる。
検出部22は、タッチセンサフィルム21に指などが接触した際に、静電容量の変化を捉えて接触位置を検出する電子回路から構成されている。
なお、表示装置Lは、カラー画像およびモノクロ画像などを表示するためのもので、例えば、液晶ディスプレイなどから構成される。この表示装置Lにタッチセンサフィルム21は張られた状態で取り付けられるため、タッチセンサフィルム21の支持体1に複数のスジ状のシワWが生じていると、第1のメッシュ電極9および第2のメッシュ電極10に位置ずれが生じる。本発明のタッチセンサフィルム21では、支持体1の表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)が6.1μm以下となるように形成されており、支持体1に生じる複数のスジ状のシワWが抑制されている。このため、第1のメッシュ電極9および第2のメッシュ電極10の位置ずれが抑制され、タッチパネルにおけるモアレの発生を防ぐことができる。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
(実施例1)
<支持体のアニール処理>
支持体には、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなり且つ動的ガラス転移温度が115℃である75μmの厚みの長尺なシート(コスモシャインA4300、東洋紡株式会社製)を用いた。支持体は、図1に示すように、送り出しローラ2、乾燥炉前のパスローラ4、乾燥炉(加熱器)7、乾燥炉後の第1のパスローラ5、乾燥炉後の第2のパスローラ6とを順次配置した搬送装置により搬送しつつアニール処理を施した。
より詳細には、支持体を速度60m/minで搬送しつつ、150℃に設定された全長16mのアニール処理室Nを有する乾燥炉7において支持体に10秒〜30秒のアニール処理を施した。この時、パスローラ4とパスローラ5の間の区間において、支持体は40N/mのテンションで搬送した。続いて、支持体は、パスローラ5および6により、室温に保たれた区間L1およびL2を搬送された。この時、パスローラ5に支持体が到達する直前(すなわち区間L1)に支持体の温度を測定して、その温度が支持体の静的ガラス転移温度の75℃を下回っていることを確認した。なお、パスローラ5および6は、温度制御されることなく、区間L1の距離が1mで且つ区間L2の距離が50cmとなるように設置されている。
このようにして、支持体にアニール処理を施した後、その両面をコロナ放電処理により表面親水化処理した。なお、図1は、支持体にアニール処理を施すにあたって必要最小限の機能部位を図示したものであり、実際には塗工機能などの他の機能を有する機能部位および他のパスローラなどを組み込むことができる。また、後述する実施例2〜28において、パスローラ4からパスローラ5の間で支持体にかかるテンションと、搬送速度については、アニール処理後の支持体面状が最もよい条件に適時調整を行った。
<メッシュ電極の形成>
(ハロゲン化銀乳剤の調製)
38℃、pH4.5に保たれた下記1液に、下記の2液および3液の各々90%に相当する量を攪拌しながら同時に20分間にわたって加え、0.16μmの核粒子を形成した。続いて下記の4液および5液を8分間にわたって加え、さらに、下記の2液および3液の残りの10%の量を2分間にわたって加え、0.21μmまで成長させた。さらに、ヨウ化カリウム0.15gを加え、5分間熟成し粒子形成を終了した。
1液:
水 750ml
ゼラチン 9g
塩化ナトリウム 3g
1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−チオン 20mg
ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム 10mg
クエン酸 0.7g
2液:
水 300ml
硝酸銀 150g
3液:
水 300ml
塩化ナトリウム 38g
臭化カリウム 32g
ヘキサクロロイリジウム(III)酸カリウム
(0.005%KCl 20%水溶液) 8ml
ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム
(0.001%NaCl 20%水溶液) 10ml
4液:
水 100ml
硝酸銀 50g
5液:
水 100ml
塩化ナトリウム 13g
臭化カリウム 11g
黄血塩 5mg
その後、常法に従い、フロキュレーション法によって水洗した。具体的には、温度を35℃に下げ、硫酸を用いてハロゲン化銀が沈降するまでpHを下げた(pH3.6±0.2の範囲であった)。次に、上澄み液を約3リットル除去した(第一水洗)。さらに3リットルの蒸留水を加えてから、ハロゲン化銀が沈降するまで硫酸を加えた。再度、上澄み液を3リットル除去した(第二水洗)。第二水洗と同じ操作をさらに1回繰り返して(第三水洗)、水洗・脱塩工程を終了した。水洗・脱塩後の乳剤をpH6.4、pAg7.5に調整し、ゼラチン3.9g、ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム10mg、ベンゼンチオスルフィン酸ナトリウム3mg、チオ硫酸ナトリウム15mgと塩化金酸10mgを加え55℃にて最適感度を得るように化学増感を施し、安定剤として1,3,3a,7−テトラアザインデン100mg、防腐剤としてプロキセル(商品名、ICI Co.,Ltd.製)100mgを加えた。最終的に得られた乳剤は、沃化銀を0.08モル%含み、塩臭化銀の比率を塩化銀70モル%、臭化銀30モル%とする、平均粒子径0.22μm、変動係数9%のヨウ塩臭化銀立方体粒子乳剤であった。
(感光性層形成用組成物の調製)
上記乳剤に1,3,3a,7−テトラアザインデン1.2×10−4モル/モルAg、ハイドロキノン1.2×10−2モル/モルAg、クエン酸3.0×10−4モル/モルAg、2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−1,3,5−トリアジンナトリウム塩0.90g/モルAgを添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整して、感光性層形成用組成物を得た。
(感光性層形成工程)
アニール処理を施した支持体の両面に、下塗層として厚み0.1μmのゼラチン層、さらに下塗層上に光学濃度が約1.0で現像液のアルカリにより脱色する染料を含むアンチハレーション層を設けた。上記アンチハレーション層の上に、上記感光性層形成用組成物を塗布し、さらに厚み0.15μmのゼラチン層を設け、両面に感光性層が形成された支持体を得た。両面に感光性層が形成された支持体をフィルムAとする。形成された感光性層は、銀量6.0g/m、ゼラチン量1.0g/mであった。
(露光現像工程)
上記フィルムAの両面に、上述の図4の電極パターンに対応するフォトマスクを介し、高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光を行った。露光後、下記の現像液で現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R、富士フィルム社製)を用いて定着処理を行った。さらに、純水でリンスし、乾燥することで、両面にAg細線からなる電極パターンとゼラチン層とが形成された支持体を得た。ゼラチン層はAg細線間に形成されていた。得られたフィルムをフィルムBとする。
(現像液の組成)
現像液1リットル(L)中に、以下の化合物が含まれる。
ハイドロキノン 0.037mol/L
N−メチルアミノフェノール 0.016mol/L
メタホウ酸ナトリウム 0.140mol/L
水酸化ナトリウム 0.360mol/L
臭化ナトリウム 0.031mol/L
メタ重亜硫酸カリウム 0.187mol/L
(加熱工程)
上記フィルムBに対して、120℃の過熱蒸気槽に130秒間静置して、加熱処理を行った。加熱処理後のフィルムをフィルムCとする。
(ゼラチン分解処理)
フィルムCに対して、タンパク質分解酵素(ナガセケムテックス社製ビオプラーゼAL−15FG)の水溶液(タンパク質分解酵素の濃度:0.5質量%、液温:40℃)に120秒浸漬した。フィルムCを水溶液から取り出し、温水(液温:50℃)に120秒間浸漬し、洗浄した。ゼラチン分解処理後のフィルムをフィルムDとする。このフィルムDがタッチセンサフィルムである。
(実施例2)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例3)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を130℃とした以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例4)
50μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例5)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例4と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例6)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を130℃とした以外は、実施例4と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例7)
38μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例8)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例7と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例9)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を130℃とした以外は、実施例7と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例10)
25μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例11)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例10と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例12)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を130℃とした以外は、実施例10と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例13)
支持体として用いたポリエチレンテレフタレート(PET)からなり且つ動的ガラス転移温度が115℃である75μmの厚みの長尺なシート(コスモシャインA4300、東洋紡株式会社製)の示差走査熱量測定(DSC)と動的粘弾性測定(DMA)を下記に示す方法で行ったところ、静的ガラス転移温度が75℃で動的ガラス転移温度が115℃であった。そこで、支持体のアニール処理工程において、乾燥炉7を通過した後、1本目のパスローラ5に至るまでは支持体を静的ガラス転移温度(75℃)以上で且つ動的ガラス転移温度(115℃)未満の温度で搬送し、1本目のパスローラ5から2本目のパスローラ6に至る間に支持体の温度を静的ガラス転移温度(75℃)未満に降温させた以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。上記の条件によるアニール処理を実施するに当たり、区間L1、区間L2に温調環境を整え、上記の温度履歴とる制御を実施した。
DSCの測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製のDSC7200等を用いて行った。測定条件としては、支持体を25℃から300℃まで10℃/1分で昇温し、続いて支持体の温度を10分間300℃で保持した後、300℃から−50℃まで−50℃/1分で降温して、支持体の温度を10分間−50℃で保持した。続いて、支持体を−50℃から300℃まで10℃/1分で昇温し、この時の支持体の示差熱量(DSC)を0.5秒間隔で測定した。測定により得られたDSCの温度依存曲線を図9に示す。図9に示すように、支持体の昇温に伴って温度依存曲線Dに変曲点F(上に凸の曲線が下に凸の曲線に変わる点)が現れる。そこで、この変曲点Fより低温側の温度依存曲線に接するように引いたベースラインE1と、変曲点Fの接線E2との交点Sを求め、この交点Sに対応する温度を静的ガラス転移温度(静的Tg)とした。
また、DMAの測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製のDMS6200等を用いて、支持体を正弦波モードで引っ張ることで行った。測定条件としては、支持体を25℃から220℃まで5℃/1分で昇温した後、220℃で5分間保持した。支持体への応力の印加は、1Hzとし、30秒ごとに測定データをサンプリングした。測定結果として、貯蔵弾性率、損失弾性率、tanδ(=損失弾性率÷貯蔵弾性率)の温度依存性がえられた。tanδが上に凸となるピーク温度を動的ガラス転移温度(動的Tg)とした。
(実施例14)
50μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例13と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例15)
38μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例13と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例16)
25μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例13と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例17)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例13と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例18)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例14と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例19)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例15と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例20)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例16と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例21)
支持体のアニール処理において、搬送装置のパスローラ5とパスローラ6との間隔を20cmとした以外は、実施例13と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作成した。
(実施例22)
50μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例21と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例23)
38μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例21と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例24)
25μmの厚みの支持体を用いた以外は、実施例21と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例25)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例21と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例26)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例22と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例27)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例23と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(実施例28)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を140℃とした以外は、実施例24と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例1)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を170℃とした以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例2)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を160℃とした以外は、実施例1と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例3)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を170℃とした以外は、実施例4と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例4)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を160℃とした以外は、実施例4と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例5)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を170℃とした以外は、実施例7と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例6)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を160℃とした以外は、実施例7と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例7)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を170℃とした以外は、実施例10と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
(比較例8)
支持体のアニール処理において、乾燥炉の温度を160℃とした以外は、実施例10と同様の方法により、タッチセンサフィルムを作製した。
<評価方法>
(表面凹凸形状の測定)
タッチセンサフィルムを20cm角に裁断して、平滑な測定台の上にシワが生じないように平置きした。この時、タッチセンサフィルムは、縁部などを固定せずに測定台の上に平置きする。続いて、タッチセンサフィルムの中央を中心とした10cm角の範囲を走査型レーザー変位計(三谷商事株式会社製、NAZCA−3D)で高さ測定することにより、タッチセンサフィルムの表面凹凸形状を定量化する。ここで、走査型レーザー変位計の測定条件は、互いに直交するX軸とY軸の2方向に走査方向を設定し、レーザー光の直径が0.07mmで且つ測定ピッチを1mmとした。また、タッチセンサフィルムに生じたMD方向に延びる複数のスジ状のシワに沿う方向にX軸方向を設定すると共に複数のスジ状のシワに直交する方向にY軸を設定した。
このようにして得られた任意の測定位置(X,Y)における表面高さ測定値をF(X,Y)とすると、測定点Yを通るX軸上の表面高さ測定値F(X,Y)、F(X,Y)、・・・F(XNx,Y)の平均値F(Y)を下記式(1)に基づいて算出する。ここで、Nは、X軸上の測定点数であり、本測定では100となる。
Y軸の各測定点Y、Y、・・・Y100について上記の表面高さの平均値F(Y)、F(Y)、・・・F(Y100)を算出することにより、平均的なY軸方向の表面高さの変化を得ることができる。図10に、Y軸位置に対する表面高さの平均値F(Y)の変化を表したグラフの一例を示す。ここで、約50mmのピッチPで表面高さの平均値F(Y)が上下に大きく変化しているが、これはタッチセンサフィルムを測定台の上に平置きする際に測定台とタッチセンサフィルムとの間に空気が入るなどの外乱に起因して測定値に大きな変化が生じたものであり、タッチセンサフィルムに実際に生じたスジ状のシワWを表すものではない。そこで、測定上の外乱を排除するために、移動平均処理を施した。
具体的には、Y軸上の測定点Yの前後7つの測定点(15mm幅に存在する測定点)の移動平均値Fa(Y)、例えば測定点Y10について求める場合には測定点Y〜Y17の移動平均値Fa(Y10)を下記式(2)に基づいて算出する。
Y軸上の各測定点Y、Y、・・・Y93について15mm幅の移動平均値Fa(Y)、Fa(Y)、・・・Fa(Y93)を算出することにより、外乱に起因する表面高さの大きな変化のみを取り出すことができる。すなわち、タッチセンサフィルムに生じるスジ状のシワWの幅をほとんど含むような15mm幅について移動平均値Fa(Y)を算出することにより、スジ状のシワWに起因する凹凸の変化が打ち消されて、外乱に起因する表面高さの大きな変化のみを取り出すことができる。
図10に、Y軸位置に対する表面高さの移動平均値Fa(Y)の変化を表したグラフの一例を示す。このようにして求められた表面高さの平均値F(Y)と表面高さの移動平均値Fa(Y)との差分を算出することにより、タッチセンサフィルムのスジ状のシワWに起因する表面高さの変化を抽出した。図11に、表面高さの平均値F(Y)と表面高さの移動平均値Fa(Y)との差分を算出して得られたシワWの高さHy(Y)の変位を表したグラフの一例を示す。ここでは、スジ状のシワに起因する凹凸が10mm〜20mmピッチで生じていることがわかる。
続いて、得られたスジ状のシワWに起因する表面凹凸形状の10点平均粗さ(Rz)を算出することにより、タッチセンサフィルムに生じたスジ状のシワWの度合いを求める。ここで、10点平均粗さRzは、下記式(3)で表すことができる。
Rz=|Hyp1+Hyp2+Hyp3+Hyp4+Hyp5|/5+|Hyv1+Hyv2+Hyv3+Hyv4+Hyv5|/5 ・・・(3)
ここで、図11のシワWの高さHy(Y)を所定の基準範囲について平均したシワWの高さの平均値Vを算出し、この基準範囲に含まれるシワの高さHy(Y)のうち、最も高い値から5番目に高い値をHyp1〜Hyp5で示し、最も低い値から5番目に低い値をHyv1〜Hyv5で示している。
この結果を下記第1表および第2表に示す。
(熱収縮率の評価)
タッチセンサフィルムを150℃のドライオーブン内に平置き状態で30分間の加熱処理を行い、ドライオーブンから取り出して室温に1分間放置した後、23℃の温度で55%の湿度に調節された環境で1時間載置することによりタッチセンサフィルムを調湿した後、加熱処理前後の寸法比較により熱収縮率を測定した。具体的には、支持体の機械流れ方向(MD方向)および横方向(TD方向)に対して、それぞれの熱収縮率を測定した。ここで、タッチセンサフィルムの熱収縮率は低いほど剛性が高いことを示し、実用上MD方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以下、TD方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以下であることが求められる。なお、寸法測定は、ピンゲージ法により行った。
この結果を下記第1表および第2表に示す。
(モアレの視認性評価)
液晶ディスプレイ(LCD)上に光学用透明接着剤(OCA)を介して評価対象であるタッチセンサフィルムを貼合してタッチパネルを作製し、周辺の光環境を暗くすると共にLCDを白色表示した状態でディスプレイをさまざまな角度から観察することでモアレの視認性を評価する。LCDの画素パターンに対し最適にパターン設計したメッシュパターンからなるタッチセンサフィルムを貼合した場合、ほとんどモアレが視認できない場合の評価点数を5点、極わずかに視認される場合を4点、視認しやすい場合を3点、容易に視認できる場合を2点、即時に視認できる場合を1点とし、10人の観察者の評価結果を平均した点数を、それぞれのタッチセンサフィルムのモアレ視認性の評価点数とした。すなわち、評価点数が4点以上であれば、実用上モアレが問題にならないと評価される。
この結果を下記第1表および第2表に示す。
第1表に示す結果から、支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で厚さ80μm未満の支持体をアニール処理した実施例1〜12は、支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度より高い温度で厚さ80μm未満の支持体をアニール処理した比較例1〜8と比較して、表面凹凸形状のRzが6.1μm以下の低い値を示し、これに伴うモアレの視認性が4.0以上の高い値を示すことがわかった。
また、支持体の動的ガラス転移温度に35℃を加えた温度以下の温度で厚さ80μm未満の支持体をアニール処理した実施例1〜12は、MD方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つTD方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以内であり、所定の剛性が得られることがわかった。
第2表に示す結果から、アニール処理後に1本目のパスローラに至るまでは支持体の静的ガラス転移温度以上で且つ動的ガラス転移温度未満の温度で支持体を搬送すると共に1本目のパスローラと2本目のパスローラの間で支持体を静的ガラス転移温度未満に降温させた実施例13〜20は、上記の処理を施していない第1表の実施例1、2、4、5、7、8、10および11と比較して、表面凹凸形状のRzが5.3μm以下の低い値を示し、これに伴うモアレの視認性も4.7以上の高い値を示すことがわかった。
第3表に示す結果から、1本目のパスローラと2本目のパスローラとの間隔を20cmとした実施例21〜28は、1本目のパスローラと2本目のパスローラとの間隔を50cmとした第2表の実施例13〜20と比較して、表面凹凸形状のRzが4.5μm以下の低い値を示し、これに伴うモアレの視認性もその全てにおいて5.0と高い値を示すことがわかった。
1 支持体、2 送り出しローラ、3 巻き取りローラ、4,5,6 パスローラ、7 加熱器、8a,8b 金属細線、9 第1のメッシュ電極、10 第2のメッシュ電極、11 第1のコネクタ部、12 第2のコネクタ部、13 第1の外部接続端子、14 第1の周辺配線、15 第2の外部接続端子、16 第2の周辺配線、17a,17b 保護層、21 タッチセンサフィルム、22 表示装置、23 検出部、N アニール処理室、L1,L2 区間、D 温度依存曲線、F 変曲点、E1 ベースライン、E2 変曲点の接線、S 交点、P ピッチ。

Claims (4)

  1. 厚さ80μm未満の透明な支持体と、
    前記支持体の表面上に配置され、金属細線からなるメッシュパターンを有するメッシュ電極と、を備え、
    前記メッシュ電極を設けた支持体が、機械流れ方向の熱収縮率の絶対値が0.6%以内で且つ前記機械流れ方向に直交する横方向の熱収縮率の絶対値が0.2%以内であると共に、表面凹凸形状の10点平均粗さが6.1μm以下であることを特徴とするタッチセンサフィルム。
  2. 表面凹凸形状の10点平均粗さが4.5μm以下である請求項1に記載のタッチセンサフィルム。
  3. 前記支持体の厚さは、50μm未満である請求項1または2に記載のタッチセンサフィルム。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチセンサフィルムを有することを特徴とするタッチパネル。
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