JPWO2018163565A1 - 導電性部材およびタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
また、この発明は、導電性部材を用いたタッチパネルにも関する。
検出部は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電性酸化物で形成されるが、透明導電性酸化物以外に金属でも形成される。金属は上述の透明導電性酸化物に比べて、パターニングがしやすく、屈曲性に優れ、抵抗がより低い等の利点があるため、タッチパネル等において銅または銀等の金属が導電性細線に用いられている。
一方、検出感度を向上させるために金属細線のメッシュピッチを大きくすると、隣接する金属細線の間隔が広がって、金属細線が目立ちやすくなり、視認性が低下するという問題が発生する。さらに、金属細線のメッシュピッチを拡大することにより、タッチパネルと組み合わせて使用される表示装置の周期的な画素パターンと金属細線とが干渉して発生するモアレが目立つという問題が生じる。
また、この発明は、このような導電性部材を備えるタッチパネルを提供することも目的とする。
第1のメッシュピッチと第2のメッシュピッチは、互いに同一であり、第2のメッシュパターンは、第1のメッシュパターンから第1のメッシュピッチの1/2だけずれた位置に配置され、第3のメッシュピッチは、第1のメッシュピッチおよび第2のメッシュピッチの1/2の値を有することが好ましい。
第1メッシュセル、第2メッシュセルおよび第3メッシュセルは、それぞれ四角形の形状を有することができる。この場合、四角形は、菱形であることが好ましい。また、第1メッシュセルと第2メッシュセルは、互いに同一の形状を有していてもよい。
さらに、第3メッシュセルの辺の長さは、第3のメッシュパターンを構成する複数の第3メッシュセルの辺の長さの平均値に対して、−10%以上+10%以下の不規則な値を有するように構成することもできる。
なお、以下において、数値範囲を示す表記「〜」は、両側に記載された数値を含むものとする。例えば、「sが数値t1〜数値t2である」とは、sの範囲は数値t1と数値t2を含む範囲であり、数学記号で示せばt1≦s≦t2である。
「直交」および「平行」等を含め角度は、特に記載がなければ、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
「透明」とは、光透過率が、波長400〜800nmの可視光波長域において、少なくとも40%以上のことであり、好ましくは75%以上であり、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上のことである。光透過率は、JIS K 7375:2008に規定される「プラスチック--全光線透過率および全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
タッチパネル2は、表面2Aと裏面2Bを有し、裏面2B側に液晶表示装置等の図示しない表示装置が配置された状態で使用される。タッチパネル2の表面2Aは、タッチ検出面であり、タッチパネル2の操作者が、タッチパネル2を通して表示装置の画像を観察する視認側となる。
タッチパネル2は、表面2A側に配置され且つ平板形状を有する透明な絶縁性のカバーパネル3を有し、表面2Aとは反対側のカバーパネル3の面上に導電性部材1が透明な接着剤4により接合されている。
透明絶縁基板5の第1の面5A上には、金属細線6Aにより構成され、それぞれ第1の方向D1に沿って延び且つ第1の方向D1に直交する第2の方向D2に並列配置された複数の第1電極11が形成され、透明絶縁基板5の第2の面5B上には、金属細線6Bにより構成され、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置された複数の第2電極21が形成されている。このように、複数の第1電極11と複数の第2電極21は、透明絶縁基板5を介して配置されている。
透過領域S1内には、透明絶縁基板5の第1の面5A上(視認側)に形成された第1電極11と透明絶縁基板5の第2の面5B上(表示装置側)に形成された第2電極21とが互いに重なるように交差して配置されている。
第1電極11は、図3に比較的太い線で描かれた第1検出電極部11Aと、図3に比較的細い線で描かれた第1電極内ダミー部11Bとを有している。第1検出電極部11Aおよび第1電極内ダミー部11Bは、それぞれ、金属細線M1Aおよび金属細線M1Bから形成されており、第1電極内ダミー部11Bは、第1検出電極部11Aに電気的に接続されておらず、第1検出電極部11Aから絶縁されるように配置されている。
なお、第1検出電極部11Aを形成する金属細線M1Aの線幅W1Aと、第1電極内ダミー部11Bを形成する金属細線M1Bの線幅W1Bは、互いに等しい値とすることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
第2電極21は、図7に比較的太い破線で描かれた第2検出電極部21Aと、図7に比較的細い破線で描かれた第2電極内ダミー部21Bとを有している。第2検出電極部21Aおよび第2電極内ダミー部21Bは、それぞれ、金属細線M2Aおよび金属細線M2Bから形成されており、第2電極内ダミー部21Bは、第2検出電極部21Aに電気的に接続されておらず、第2検出電極部21Aから絶縁されるように配置されている。
なお、第2検出電極部21Aを形成する金属細線M2Aの線幅W2Aと、第2電極内ダミー部21Bを形成する金属細線M2Bの線幅W2Bは、互いに等しい値とすることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
ここで、第1メッシュセルC1と第2メッシュセルC2とが同一形状であることが、タッチパネルの感度均一性を向上し、また、電極のメッシュパターンの設計を簡易にできるという観点から好ましい。第1メッシュセルC1と第2メッシュセルC2の形状は、表示装置と組み合わせて使用した際のモアレ抑制の観点から、菱形が好ましい。
なお、第2のメッシュピッチP2は、第1のメッシュピッチP1とは異なる値に設定されることができるが、第2のメッシュピッチP2は、第1のメッシュピッチP1と同じであることが、タッチパネルの感度の均一性が向上する点および視認性が向上する点で好ましい。以下においては、第1のメッシュピッチP1と第2のメッシュピッチP2とが互いに同一で、且つ、第1メッシュセルC1と第2メッシュセルC2の形状が同一の菱形である例として説明する。
具体的には、第2のメッシュパターンMP2は、第1のメッシュパターンMP1に対して、第1の方向D1に距離ΔLだけずれた位置に配置されることで、第2のメッシュパターンMP2を形成する金属細線と、この金属細線に隣接し且つ第1のメッシュパターンMP1を形成する金属細線との間隔が、第1のメッシュピッチP1の1/2となるように、第1のメッシュパターンMP1と第2のメッシュパターンMP2の相対位置が設定されている。このような配置にすることにより、第1電極11と第2電極21の交差部における寄生容量を下げることが可能となり、タッチパネルの感度を向上させることができる。
したがって、視認側から見たときに、金属細線M1A、M1B、M2AおよびM2Bの存在が目立ちにくくなるように、互いに隣接する金属細線M1A、M1B、M2AおよびM2Bの間隔が狭められ、且つ、タッチパネル2と組み合わせて表示装置を使用した際にモアレの発生を低減するように、第3メッシュセルC3の大きさおよび角度を選択して第3のメッシュパターンMP3を設計しても、第1検出電極部11Aおよび第2検出電極部21Aの寄生容量を小さく押さえることができる。すなわち、視認性の向上およびモアレ発生の低減を図りながらも、タッチ位置の検出感度を高めることが可能となる。
複数の第1電極11の間に位置するダミー電極は、図3に示した第1電極11の第1検出電極部11Aおよび第1電極内ダミー部11Bの双方による繰り返しパターンを有するように金属細線から形成され、複数の第2電極21の間に位置するダミー電極は、図7に示した第2電極21の第2検出電極部21Aおよび第2電極内ダミー部21Bの双方による繰り返しパターンを有するように金属細線から形成される。なお、第1電極11とダミー電極の絶縁、および、第2電極21とダミー電極の絶縁は、金属細線に断線幅0.5〜30μmの断線部分を設けることで形成される。ダミー電極を構成する金属細線の内部にさらに複数の断線部分を設けて、ダミー電極を絶縁領域としてもよい。
<透明絶縁基板>
透明絶縁基板5は、透明で電気絶縁性を有し、第1電極11および第2電極21を支持することができれば、特に限定されるものではないが、透明絶縁基板5を構成する材料として、例えば、ガラス、強化ガラス、無アルカリガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET:polyethylene terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(PEN:polyethylene naphthalate)、シクロオレフィンポリマー(COP:cyclo-olefin polymer)、環状オレフィン・コポリマー(COC:cyclic olefin copolymer)、ポリカーボネート(PC:polycarbonate)、アクリル樹脂、ポリエチレン(PE:polyethylene)、ポリプロピレン(PP:polypropylene)、ポリスチレン(PS:polystylene)、ポリ塩化ビニル(PVC:polyvinyl chloride)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC:polyvinylidene chloride)、トリアセチルセルロース(TAC:cellulose triacetate)等を使用することができる。透明絶縁基板5の厚さは、例えば、20〜1100μmが好ましい。特に、PETのような有機樹脂基板の場合は、厚さ30〜100μmが好ましい。
下塗り層の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、高分子を含む下塗り層形成用組成物を基板上に塗布して、必要に応じて加熱処理を施す方法が挙げられる。下塗り層形成用組成物には、必要に応じて、溶媒が含まれていてもよい。溶媒の種類は特に限定されるものではないが、後述する感光性層形成用組成物において使用される溶媒が例示される。また、高分子を含む下塗り層形成用組成物として、ゼラチン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、無機または高分子の微粒子を含むアクリル・スチレン系ラテックス等を使用してもよい。
なお、必要に応じて、導電性部材1は、透明絶縁基板5と第1電極11および第2電極21との間に他の層として、上述の下塗り層以外に、例えば、アンチハレーション層を備えていてもよい。
図6および図10を参照して上述したように、第1電極11の第1検出電極部11Aを形成する金属細線M1Aおよび第1電極内ダミー部11Bを形成する金属細線M1B、並びに、第2電極21の第2検出電極部21Aを形成する金属細線M2Aおよび第2電極内ダミー部21Bを形成する金属細線M2Bは、視認性を確保するために、例えば、0.5〜5μmの範囲内に設定された線幅を有することが望ましい。金属細線M1A、M1B、M2AおよびM2Bが、このような線幅を有していれば、低抵抗の第1検出電極部11Aおよび第2検出電極部21Aを比較的容易に形成することができる。
さらに、金属細線M1A、M1B、M2AおよびM2Bは、例えば、金属酸化物粒子、銀ペーストおよびは銅ペースト等の金属ペースト、並びに銀ナノワイヤおよび銅ナノワイヤ等の金属ナノワイヤ粒子を含むものであってもよい。
金属細線の視認性を向上させるために、少なくとも金属細線の視認側に黒化層を形成してもよい。黒化層としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属硫化物等が使用され、代表的には、酸窒化銅、窒化銅、酸化銅、酸化モリブデン等が使用できる。
第1のメッシュパターンMP1の構成単位となる第1メッシュセルC1と第2のメッシュパターンMP2の構成単位となる第2メッシュセルC2および第3のメッシュパターンMP3の構成単位となる第3メッシュセルC3は、表示装置と組み合わせて使用する際のモアレ抑制の観点から、四角形、特に菱形が好ましい。この菱形の鋭角の大きさは、例えば、10度〜88度、好ましくは、30度〜88度、より好ましくは、40度〜88度、さらに好ましくは、50度〜88度とすることができる。
また、第3のメッシュパターンMP3は、第3メッシュパターンMP3を構成する複数の第3メッシュセルC3の辺の長さの平均値に対して、−10%〜+10%の不規則な辺の長さを有する多角形状、特に、四角形状の第3メッシュセルにより構成された不規則なパターンであってもよい。上記の構成により、表示装置と組み合わせた時にモアレの低減とカラーノイズ低減の両立ができる。
また、複数の第3メッシュセルC3の辺の長さの平均値を算出する際には、定められた面積を有する領域内に配置されている複数の第3メッシュセルC3に対して辺の長さの平均値を算出することができる。例えば、10mm×10mmの領域内に配置されている複数の第3メッシュセルC3に対して辺の長さの平均値を算出することが好ましい。
また、互いに隣接するメッシュセルの重心間の距離の平均値を算出する際には、定められた面積を有する領域内に配置されている複数の第1メッシュセルC1および複数の第2メッシュセルC2について、互いに隣接するメッシュセルの重心間の距離の平均値を算出することができる。例えば、10mm×10mmの領域内に配置されている複数の第1メッシュセルC1および第2メッシュセルC2に対して辺の長さの平均値を算出することが好ましい。
さらに、第1のメッシュパターンMP1の構成単位となる第1メッシュセルC1と第2のメッシュパターンMP2の構成単位となる第2メッシュセルC2の大きさまたは形状(角度を含む)を、互いに異ならせることによっても、不規則な形状を有する複数の第3メッシュセルC3により形成された第3のメッシュパターンMP3を構成することができる。
めっき法による金属細線の形成方法について説明する。例えば、金属細線は、無電解めっき下地層に無電解めっきを施すことにより下地層上に形成される金属めっき膜を用いて構成することができる。この場合、金属細線は、少なくとも金属微粒子を含有する触媒インクを基材上にパターン状に形成した後に、基材を無電解めっき浴に浸漬し、金属めっき膜を形成することにより形成される。より具体的には、特開2014−159620号公報に記載の金属被膜基材の製造方法を利用することができる。また、金属細線は、少なくとも金属触媒前駆体と相互作用し得る官能基を有する樹脂組成物を基材上にパターン状に形成した後、触媒または触媒前駆体を付与し、基材を無電解めっき浴に浸漬し、金属めっき膜を形成することにより形成される。より具体的には、特開2012−144761号公報に記載の金属被膜基材の製造方法を応用することができる。
透明な保護層7Aおよび7Bとしては、ゼラチン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜、および、二酸化シリコン等の無機膜を使用することができ、膜厚は、10nm以上10000nm以下であることが好ましい。
また必要に応じて、保護層上に透明コート層を形成してもよい。透明コート層としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜が使用され、膜厚は1μm以上100μm以下が好ましい。
さらに、カバーパネル3に導電性部材1を接合するための透明な接着剤4としては、光学透明粘着シート(OCA:Optical Clear Adhesive)または光学透明粘着樹脂(OCR:Optical Clear Resin)を使用することができ、好ましい膜厚は、10μm以上200μm以下である。光学透明粘着シートとしては、例えば、3M社製の8146シリーズの使用が可能である。
<周辺配線絶縁膜>
図2に示す第1周辺配線12、第2周辺配線22上に、周辺配線間のショートおよび周辺配線の腐食を防止する目的で、周辺配線絶縁膜を形成してもよい。周辺配線絶縁膜としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜が使用され、膜厚は1μm以上30μm以下が好ましい。周辺配線絶縁膜は、第1周辺配線12、第2周辺配線22のどちらか一方のみに形成してもよい。
(ハロゲン化銀乳剤の調製)
温度38℃、pH(potential of hydrogen)4.5に保たれた下記1液に、下記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、粒子を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。
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
上述の乳剤に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、および微量の硬膜剤を添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整した。
上述の塗布液に、含有するゼラチンに対して、(P−1)で表されるポリマーと分散剤としてのジアルキルフェニルPEO硫酸エステルとを含有するポリマーラテックス(分散剤/ポリマーの質量比が2.0/100=0.02)をポリマー/ゼラチン(質量比)=0.5/1になるように添加した。
以上のようにして感光性層形成用組成物を調製した。
なお、上述の(P−1)で表されるポリマーは、特許第3305459号および特許第3754745号を参照して合成した。
透明絶縁基板5の両面に、上述のポリマーラテックスを塗布して、厚み0.05μmの下塗り層を設けた。透明絶縁基板5には、38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(富士フイルム社製)を用いた。
次に、下塗り層上に、上述のポリマーラテックスとゼラチン、および光学濃度が約1.0で現像液のアルカリにより脱色する染料の混合物により形成されるアンチハレーション層を設けた。なお、アンチハレーション層におけるポリマーとゼラチンとの混合質量比(ポリマー/ゼラチン)は2/1であり、ポリマーの含有量は0.65g/m2であった。
上述のアンチハレーション層の上に、上述の感光性層形成用組成物を塗布し、さらに上記ポリマーラテックスとゼラチンとエポクロスK−2020E(商品名、日本触媒株式会社製、オキサゾリン系架橋反応性ポリマーラテックス(架橋性基:オキサゾリン基))、スノーテックスC(登録商標、商品名、日産化学工業株式会社製、コロイダルシリカ)とを固形分質量比(ポリマー/ゼラチン/エポクロスK−2020E/スノーテックスC(登録商標))1/1/0.3/2で混合した組成物を、ゼラチン量が0.08g/m2となるように塗布し、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6.2g/m2、ゼラチン量1.0g/m2であった。
図3に示すようなパターンを有する第1のフォトマスクおよび図7に示すようなパターンを有する第2のフォトマスクをそれぞれ用意しておき、フィルムAの両面に、それぞれ、第1のフォトマスクおよび第2のフォトマスクを配置し、高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて両面同時露光を行った。
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)を用いて現像処理を行った。さらに、純水でリンスし、乾燥することにより、両面にAg(銀)からなる金属細線とゼラチン層とが形成された支持体を得た。ゼラチン層は金属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
フィルムB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℃)への浸漬を120秒間行った。フィルムB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Cとする。
フィルムCに対して、金属製ローラを備えたカレンダ装置を用いて、30kNの圧力でカレンダ処理を行った。このとき、線粗さRa=0.2μm、Sm=1.9μm(株式会社キーエンス製形状解析レーザ顕微鏡VK−X110にて測定(JIS−B−0601−1994))の粗面形状を有するPETフィルム2枚を、これらの粗面がフィルムCの表面および裏面と向き合うように共に搬送して、フィルムCの表面および裏面に粗面形状を転写形成した。
カレンダ処理後、フィルムCを温度150℃の過熱蒸気槽に120秒間かけて通過させて、加熱処理を行った。加熱処理後のフィルムをフィルムDとする。このフィルムDが導電性部材1である。
Claims (9)
- 透過領域を有する導電性部材であって、
透明絶縁部材と、
それぞれ第1の方向に延び且つ前記第1の方向に直交する第2の方向に並列配置された複数の第1電極と、
それぞれ前記第2の方向に延び且つ前記第1の方向に並列配置された複数の第2電極と
を備え、
前記複数の第1電極と前記複数の第2電極とは、前記透明絶縁部材を介して配置され、
前記第1電極は、金属細線により形成される第1検出電極部と、金属細線により形成され且つ前記第1検出電極部から絶縁されるように配置された第1電極内ダミー部とを有し、
前記第2電極は、金属細線により形成される第2検出電極部と、金属細線により形成され且つ前記第2検出電極部から絶縁されるように配置された第2電極内ダミー部とを有し、
前記第1電極と前記第2電極とが重なる領域において、前記第1検出電極部と前記第2電極内ダミー部が組み合わされて複数の第1メッシュセルにより構成される第1のメッシュパターンを形成し、前記第2検出電極部と前記第1電極内ダミー部が組み合わされて複数の第2メッシュセルにより構成される第2のメッシュパターンを形成し、前記第1のメッシュパターンと前記第2のメッシュパターンが組み合わされて複数の第3メッシュセルにより構成される第3のメッシュパターンを形成する導電性部材。 - 前記第1のメッシュパターンは、第1のメッシュピッチを有し、
前記第2のメッシュパターンは、第2のメッシュピッチを有し、
前記第1のメッシュパターンを形成する金属細線と前記第2のメッシュパターンを形成する金属細線とは、点状に重なる部分以外は互いに異なる位置となるように配置され、
前記第3のメッシュパターンは、前記第1のメッシュピッチおよび前記第2のメッシュピッチよりも小さい第3のメッシュピッチを有する請求項1に記載の導電性部材。 - 前記第1のメッシュピッチと前記第2のメッシュピッチは、互いに同一であり、
前記第2のメッシュパターンは、前記第1のメッシュパターンから前記第1のメッシュピッチの1/2だけずれた位置に配置され、
前記第3のメッシュピッチは、前記第1のメッシュピッチおよび前記第2のメッシュピッチの1/2の値を有する請求項2に記載の導電性部材。 - 前記第1検出電極部は、第1検出単位パターンを構成単位とする繰り返しパターンを有し、
前記第1電極内ダミー部は、前記第1検出単位パターン内に配置された第1ダミー単位パターンを構成単位とする繰り返しパターンを有し、
前記第2検出電極部は、前記第1検出単位パターンと同じ大きさの第2検出単位パターンを構成単位とする繰り返しパターンを有し、
前記第2電極内ダミー部は、前記第2検出単位パターン内に配置された第2ダミー単位パターンを構成単位とする繰り返しパターンを有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性部材。 - 前記第1メッシュセル、前記第2メッシュセルおよび前記第3メッシュセルは、それぞれ四角形の形状を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性部材。
- 前記四角形は、菱形である請求項5に記載の導電性部材。
- 前記第1メッシュセルと前記第2メッシュセルは、互いに同一の形状を有する請求項5または6に記載の導電性部材。
- 前記第3メッシュセルの辺の長さは、前記第3のメッシュパターンを構成する複数の前記第3メッシュセルの辺の長さの平均値に対して、−10%以上+10%以下の不規則な値を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性部材。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性部材を用いたタッチパネル。
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