JPWO2015199087A1 - タッチセンサー基板、タッチパネル、表示装置、および、タッチセンサー基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の表面抵抗率は1Ω/□未満であることが好ましい。
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の厚みは、0.2μm以下であることが好ましい。
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の反射率は、400nm以上780nm以下の可視域において20%未満であることが好ましい。
図1を参照して表示装置の構成を説明する。なお、図1においては、表示装置の備える第一電極、および、第二電極の構成を説明する便宜上から、電極群を構成する複数の第一電極、および、電極群を構成する複数の第二電極が誇張されている。また、第一電極を構成する電極の一例である第一電極線と、第二電極を構成する電極の一例である第二電極線とが模式的に示されている。
電極基板21を構成する透明支持基板31は、表示パネル10に形成された表示面10Sの全体に重ねられて、表示面10Sが表示する画像などの情報を透過する光透過性を有している。透明支持基板31は、例えば、透明ガラス基板や透明樹脂フィルムなどの基材から構成されて、1つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、2つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
図2が示すように、センサー基体20を構成する構成要素のなかで表示パネル10に近い構成要素から順番に、透明支持基板31、第一電極31DP、透明接着層32、透明誘電体基板33、第二電極33SP、透明接着層23、カバー層22が位置している。このうち、透明誘電体基板33は、複数の第一電極31DPと、複数の第二電極33SPとに挟まれている。センサー基体20、上記選択回路、および、上記検出回路が、タッチパネルの一例を構成している。
すなわち、図3が示すように、センサー基体20を構成する電極基板21において、透明支持基板31、および、透明接着層32が割愛されてもよい。こうした構成では、透明誘電体基板33の面の中で、表示パネル10と対向する1つの面が第一電極配置面31Sとして設定され、第一電極配置面31Sには、第一電極31DPが位置する。そして、透明誘電体基板33における、第一電極配置面31Sと対向する面に、第二電極33SPが位置する。こうした第一電極31DPは、例えば、第一電極配置面31Sに形成される1つの薄膜のパターニングによって形成され、第二電極33SPもまた、例えば、第二電極33SPが位置する面に形成される1つの薄膜のパターニングによって形成される。
図5を参照して、タッチセンサーの電気的構成を説明する。なお、以下では、静電容量式のタッチセンサーの一例として、相互容量方式のタッチセンサーにおける電気的構成を説明する。
各第二電極33SPの両側には接続端子を介して駆動用の半導体素子(電源)が接続される。この様子を模式的に示すのが図6である。
以下、図2から図4が示す断面構造を含め、センサー基体20が有する断面構造の例について詳細に説明する。
図7が示すように、センサー基体20が有する断面構造の1つの例において、透明支持基板31に第一電極線31Lが配置され、透明誘電体基板33に第二電極線33Lが配置されている。この際に、透明支持基板31において第一電極線31Lの形成される面は、第一電極配置面31Sであり、透明誘電体基板33において第二電極線33Lの形成される面は、第二電極配置面33Sである。そして、第一電極線31L、および、第二電極線33Lの透明誘電体基板33に対する配置として、透明誘電体基板33の表面に第二電極線33Lが配置され、透明誘電体基板33の裏面に第一電極線31Lが配置されている。すなわち、観察者から見て腹側を第二電極線33Lとし、背側を第一電極線31Lとする。なお、こうした断面構造を有するセンサー基体20は、図2において説明された表示装置の断面構造に含まれ、例えば、第一電極線31Lが形成された透明支持基板31と、第二電極線33Lが形成された透明誘電体基板33とが、基板間の接着層を介して貼り合せられることによって形成される。さらに、基材の一例である透明支持基板31が、透明基材と接着層とから構成され、第一電極配置面31Sは、第一電極31DPが接着される接着層の表面であってもよい。また、基材の一例である透明誘電体基板33が、透明基材と接着層とから構成され、第二電極線33Lの形成された面が、第二電極線33Lの接着される接着層の表面であってもよい。
上述したように、電極における頂面、および、底面の少なくとも1つと側面とが黒化層BLの表面である構成によれば、電極の有する面のなかで斜め方向に見える面において金属光沢が抑えられる。そして、こうした黒化層BLが電極の表層であるため、電極のバルクにおいては、金属の有する低い抵抗値が保たれ、結果として、電極の抵抗値が上がることを軽減して電極の視認性を抑えることが可能である。
以下、センサー基体20の製造方法について説明する。
まず、第一電極31DPを形成するための導電膜が基材の表面に形成される。次いで、基材の表面に形成された導電膜が、複数の第一電極31DPの形状に倣った電極パターニングに加工される。そして、黒化層BLの形成される対象となる電極パターンに黒化処理が施されることによって、第一電極31DPを備えるタッチセンサー基板が形成される。
酸化黒化処理は、電極パターンの表面を酸化し、電極パターンの表面に金属酸化物を生成することによって、電極パターンの表面が呈する色を黒色に変える。
図12(a)から(e)を参照して、タッチセンサー基板の製造方法の一実施例を説明する。なお、第一電極31DPを形成する方法と、第二電極33SPを形成する方法とがほぼ同様であるため、以下では、第二電極33SPが形成される基材に第二電極33SPを形成することによってタッチセンサー基板を得る例について説明する。また、図12においては、片面に電解銅箔が貼り合わせられたPETを用いて、ストライプ状に配置される電極群がフォトリソグラフィー法の適用によってPETに製造される例について説明するが、電極群を構成する電極パターンの製膜方法は、箔の貼り合わせに限定されるものではない。
図12(b)が示すように、PETシート上に、厚みが3μmの電解銅箔33Rをラミネート接着させた。次いで、銅箔表面を洗浄した後に、電解銅箔33R上にアクリル系のネガ型レジスト層をラミネートした。その後、ストライプパターンを有するマスクを介して、露光強度が100mJの紫外線をアクリル系ネガ型レジスト層に露光した。そして、炭酸ナトリウム(Na2CO3)と炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)との混合アルカリ水溶液によってアクリル系ネガ型レジスト層を現像し、不要なレジストを除去することによって下地の銅箔の一部を露出させた。
実施例1の黒化処理を置換黒化処理に変更し、それ以外の条件を実施例1と同じくして、実施例2の黒化層BLを有する電極を得た。具体的には、銅電極表面の銅をパラジウム(Pd)に置換して付着させた。この際に、Pdを100ppm以上500ppm以下の範囲で含む塩酸溶液に上述した電極パターンの形成されたPETシートを浸漬した。そして、電極パターンの色味を青色まで変えると、反射率が可視域(400nm以上780nm以下)で20%未満であって表面抵抗率を1Ω/□以下に抑えることができた。この場合にも、黒化層BLの厚みは、0.2μm程度であった。こうした結果からも、電極における抵抗値が上がることを軽減するうえで、硫化処理の施される処理時間は、黒化層BLの厚みが0.2μm以下である範囲が好ましく、また、電極パターンの表面が青色を呈する範囲が好ましい。
実施例1の黒化処理を金属めっき(Ni,Cr)処理に変更し、それ以外の条件を実施例1と同じくして、実施例3の黒化層BLを有する電極を得た。金属めっき(Ni,Cr)処理によって得られた電極によれば、黒化処理の施されていない電極よりも可視域(400nm以上780nm以下)における反射率が抑えられるが、反射率が20%未満であること、および、表面抵抗率が1Ω/□以下であることの双方を実施例1、および、実施例2のように満たすことが難しいことが認められた。
実施例1の黒化処理を粗化黒化処理に変更し、それ以外の条件を実施例1と同じくして、実施例3の黒化層BLを有する電極を得た。粗化黒化処理によって得られた電極によれば、黒化処理の施されていない電極よりも可視域(400nm以上780nm以下)における反射率が抑えられるが、反射率が20%未満であること、および、表面抵抗率が1Ω/□以下であることの双方を実施例1、および、実施例2のように満たすことが難しいことが認められた。
これに対して、金属めっきや粗化黒化処理においては、反射率が可視域(400nm以上780nm以下)全体で20%以下であるためには、黒化層BLの膜厚を硫化黒化処理や置換黒化処理と比べて厚くせざるを得ず、結局のところ、表面抵抗率が高くなってしまうことが認められた。また、黒化層BLが厚いほど、黒化層BLがもろく脱落しやすくなる傾向が認められた。脱落した黒化層BLは異物として視認されたりショートの原因となったりする虞があるため、こうした観点において好ましくない。なお、硫化黒化処理や置換黒化処理については、こうした脱落は認められなかった。
図10における絶縁性樹脂層31Iの形成における一実施例を説明する。
一方向に延在する電極群を形成した後の絶縁性樹脂層31Iの形成は、以下のようにして行った。絶縁性材料としては、誘電率が2以上4以下の光透過性の高いアクリル系UV硬化性の粘着シートを使用した。
次いで、黒化処理のなかで好ましい処理であるPd置換処理について以下に説明する。
上述したように、電極パターンの表面に黒色を定着させる処理である黒化処理には、硫化黒化処理、置換黒化処理、酸化黒化処理、めっき黒化処理、粗化黒化処理が挙げられる。これらの中で、めっき黒化処理や粗化黒化処理は、硫化黒化処理や置換黒化処理と比べて、黒化層BLの抵抗値が高まる傾向を有している。また、めっき黒化処理では、めっき液に求められる温度が80℃以上であるため、こうしためっき液に浸漬される基材に対するダメージは他の処理と比べて大きい。
上述した置換黒化処理の一例であるPd置換処理について以下に説明する。
Pd置換処理は、前処理、前処理水洗、黒化処理、黒化水洗、乾燥をこの順に含む。前処理、前処理水洗、黒化処理、黒化水洗、および、乾燥における条件の一例を表2に示す。
乾燥においては、黒化水洗後の電極パターンに70℃の熱風がエアナイフとして20秒間吹き付けられる。
(1)電極の有する面のなかで斜め方向に見える側面に黒化層BLが位置している。また、黒化層BLの位置は、電極の有する面のなかで側面以外の部位にも及んでいる。それゆえに、金属に特有の反射光沢を電極の側面において抑えることが可能であって、かつ、これらの表層以外には、金属の有する低い抵抗値を保持させることも可能である。結果として、電極の抵抗値が上がることを軽減して電極の視認性を抑えることが可能である。
(3)黒化層BLの反射率が400nm以上780nm以下の可視域において20%未満であるため、上記(1)に記載の効果がさらに顕著となる。
・黒化層BLの厚みは0.2μmよりも大きくてもよく、電極に求められる抵抗値、ひいては、タッチパネルに求められる検出精度が得られる範囲であればよい。
Claims (10)
- 第一面を有する基材と、
前記第一面に位置する複数の電極と、を備え、
複数の前記電極の各々は、
前記第一面と接触する底面と、
前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、
前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面と、
表層である黒化層であって、前記底面および前記頂面の少なくとも1つと、前記側面とが、前記黒化層の表面を構成している前記黒化層と、を備える
タッチセンサー基板。 - 前記黒化層の表面抵抗率は1Ω/□未満である
請求項1に記載のタッチセンサー基板。 - 前記黒化層の厚みは、0.2μm以下である
請求項1または2に記載のタッチセンサー基板。 - 前記黒化層の反射率は、400nm以上780nm以下の可視域において20%未満である
請求項1から3のいずれか一項に記載のタッチセンサー基板。 - 複数の第一電極と、複数の第二電極と、複数の前記第一電極と複数の前記第二電極との間に挟まれる透明誘電体層と、を備えるセンサー基体と、
前記センサー基体を覆うカバー層と、
前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、
を備えるタッチパネルであって、
前記タッチパネルが、請求項1から4のいずれか一項に記載のタッチセンサー基板を含み、前記第一電極および前記第二電極の少なくとも1つは、前記タッチセンサー基板が備える前記電極である
ことを特徴とするタッチパネル。 - 情報を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示する前記情報を透過するタッチパネルと、
前記タッチパネルを駆動する駆動回路と、を備え、
前記タッチパネルは、請求項5に記載のタッチパネルである
表示装置。 - 第一面を有する基材に金属製の複数の電極パターンを形成する工程であって、複数の前記電極パターンの各々が、前記第一面と接触する底面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面とを備える前記工程と、
複数の前記電極パターンの各々に、硫化黒化処理と置換黒化処理のいずれか一方である黒化処理を施して、前記底面および前記頂面の少なくとも1つと、前記側面とを、表層である黒化層に変える工程と、を含む
タッチセンサー基板の製造方法。 - 前記黒化処理は、Pdイオンを含む溶液である黒化処理液に前記電極パターンを浸漬し、前記電極パターンを構成する金属と前記Pdイオンとの置換反応によって前記電極パターンに黒化層を形成する置換黒化処理であり、
前記黒化処理液の温度が、55℃以下であり、
前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間が、120秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが0.2μm以下である長さに設定されている
請求項7に記載のタッチセンサー基板の製造方法。 - 前記黒化処理液の温度が、35℃以上55℃以下であり、
前記黒化処理液におけるPd濃度が、100ppm以上500ppm以下であり、
前記黒化処理液におけるpHが、1.5以上2.5以下であり、
前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、10秒以上120秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが0.2μm以下である長さに設定されている
請求項8に記載のタッチセンサー基板の製造方法。 - 前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、前記黒化処理前後における前記電極パターンの線幅の変化が0.3μm以下である長さに設定されている
請求項9に記載のタッチセンサー基板の製造方法。
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