JPWO2019021835A1 - タッチパネル用導電部材およびタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して、特許文献2の複数の開口領域を画成する導電性メッシュを含んだ検出電極を有するタッチパネルセンサでは、導電性メッシュを、二つの分岐点の間を延びて開口領域を画成する導電性の接続要素を含むものとしている。特許文献2では導電性メッシュの各分岐点を、二つの交点の間を延びて開口領域を画成する複数の線分から形成され開口領域が周期的に配列されてなる参照メッシュパターンの一つの交点上または所定長さ以下となる長さだけ当該一つの交点から変位した位置に位置しており、かつ導電性メッシュの各接続要素を、一つの線分の両端に位置する二つの交点にそれぞれ対応する二つの分岐点の間を延びている構成としている。
特に金属細線を用いたメッシュ電極のタッチパネルにおいて、メッシュの交点が太ってしまう交点太りを有するメッシュ電極では、金属細線の視認性の課題が生じている。特に交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.0以上のメッシュ交点太りを有するメッシュ電極では顕著に視認性の課題が現われ、その対策が十分ではない。
第1メッシュパターンの閉形状は、N角形であり、Nは3以上であることが好ましく、N角形は、4角形であることがより好ましい。
第1導電層と電気的に絶縁され、かつ第1導電層と離間して配置された第2導電層を有し、第2導電層は、複数の頂点が金属細線で結ばれてなる閉形状の複数の第2メッシュセルで構成された第2メッシュパターンを有し、複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1以下であり、第1導電層と第2導電層を重ねた積層方向から見た際に、第2メッシュセルの複数の頂点が、それぞれ対応する第1メッシュセル内に配置されていることが好ましい。
第1導電層の複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分および第2導電層の複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分は、いずれも1であり、第1導電層の複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分と第2導電層の複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分とは交差することが好ましい。
第2メッシュパターンの閉形状は、S角形であり、Sは3以上であることが好ましく、S角形は、4角形であることがより好ましい。
また、上述の本発明のタッチパネル用導電部材を有することを特徴とするタッチパネルを提供するものである。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
「具体的な数値で表された角度」、「平行」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
また、「同一」とは、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
透明とは、光透過率が、波長380〜780nmの可視光波長域において、40%以上のことであり、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上のことである。
光透過率は、例えば、JIS(日本工業規格) 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。
図1に示すタッチパネル10は、タッチパネル用導電部材11を有するものである。図1に示すタッチパネル用導電部材11は、透明絶縁基板30と、透明絶縁基板30に形成された、第1導電層32と第2導電層40とを有するものであるが、少なくとも第1導電層32と第2導電層40とのうち、一方を有すればよい。
タッチパネル用導電部材11、カバー層12およびコントローラー14により、タッチパネル10が構成される。タッチパネル10は表示パネル20上に、例えば、透明層18を介して設けられる。この場合、カバー層12の表面12aが、表示パネル20の表示領域(図示せず)に表示された表示物(図示せず)の視認面となる。タッチパネル10と表示パネル20により表示機器が構成される。
なお、透明層18を設けることなく、表示パネル20上に隙間をあけてタッチパネル用導電部材11を離間して設ける構成でもよい。この隙間のことをエアギャップともいう。
また、透明層15は、光学的に透明で絶縁性を有するものであり、かつ安定してタッチパネル用導電部材11とカバー層12とを固定することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。透明層15は透明層18と同じものを用いることができる。
表示機器は、電子デバイスであるが、電子デバイスは、表示機器に限定されるものではない。電子デバイスとしては、例えば、上述の表示機器が挙げられる。電子デバイスとして、具体的には、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、カーナビゲーションシステム、タブレット端末、ノート型のパーソナルコンピュータ、およびデスクトップ型のパーソナルコンピュータ等が挙げられる。
本実施形態の1例である図1のタッチパネル用導電部材11では、透明絶縁基板30の表面30a上に、第1導電層32が設けられている。また、透明絶縁基板30の裏面30b上に、第2導電層40が設けられている。
図1では、透明絶縁基板30の表面30aに直接、第1導電層32が形成され、裏面30bに直接、第2導電層40が形成された構成であるが、透明絶縁基板30と第1導電層32との間、また透明絶縁基板30と第2導電層40との間に、電極層と透明絶縁基板との密着性を良くするための下地層(アンダーコート層)または密着強化層、また他の機能層を1層以上設けてもよい。
透明絶縁基板30の表面30aの上にカバー層12が積層されており、透明絶縁基板30の表面30a側がタッチ面側、つまり接触を検出する側になる。
図2に示すように、第1電極34は、第1方向D1に平行に延在する、長尺状の帯状電極である。複数の第1電極34が、第1方向D1と直交する第2方向D2に互いに間隔を隔てて並列、かつ互いに電気的に絶縁されて配置されている。
各第1電極34の第1パッド36に第1の周辺配線37が電気的に接続されている。各第1の周辺配線37が互いに近接して配列されており、複数の第1の周辺配線37はそれぞれ個別にコントローラー14に接続するための端子に接続され、それらの端子は、透明絶縁基板30の一辺30cにて1つの端子接続領域39にまとめられている。複数の第1の周辺配線37をまとめて第1の周辺配線部38という。
図2に示すように,第2電極42は第2方向D2に平行に延在する、長尺状の帯状電極である。複数の第2電極42が、第2方向D2と直交する第1方向D1に互いに間隔を隔てて並列、かつ互いに電気的に絶縁されて配置されている。
第2導電層40は、例えば、上述の第1導電層32と同じ構成である。第2導電層40は、第2電極42を構成する金属細線52(図1参照)に電気的に接続される第2パッド44を有する。
各第2電極42の第2パッド44に第2の周辺配線45が電気的に接続されている。各第2の周辺配線45が互いに近接して配列されている。複数の第2の周辺配線45はそれぞれ個別にコントローラー14に接続するための端子に接続され、それらの端子は、透明絶縁基板30の一辺30cにて1つの端子接続領域47にまとめられている。複数の第2の周辺配線45をまとめて第2の周辺配線部46という。
第1の周辺配線37および第2の周辺配線45は、例えば、導体配線により形成される。タッチパネル用導電部材11を含めタッチパネル10の各構成部材については、後に詳細に説明する。
感知領域48は、静電容量方式タッチパネルにおいて、指等の接触、すなわち、タッチの検出が可能な領域である。
表示パネル20の表示領域上に、タッチパネル用導電部材11が配置されており、感知領域48は、表示パネル20(図1参照)の表示画像が表示される画素表示領域に重なるように配置される。感知領域48は画素表示領域よりも広くしてもよい。
第1の周辺配線部38および第2の周辺配線部46が形成されている領域には、例えば、遮光機能を有する加飾層(図示せず)が設けられる。加飾層で第1の周辺配線部38および第2の周辺配線部46を覆うことにより第1の周辺配線部38および第2の周辺配線部46が不可視とされる。
絶縁膜31は透明絶縁基板30と同じ構成でもよいし、異なる構成でもよい。透明層49は、上述の透明層18と同じものを用いることができる。図3に示す構成では第1導電層32と第2導電層40を重ねた積層方向は垂直な方向Dnと同じ方向である。
図4は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材の第1導電層および第2導電層の第1の例を示す模式図であり、図5は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材の第1導電層および第2導電層の第2の例を示す模式図であり、図6は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材の第1導電層および第2導電層の第3の例を示す模式図である。図7は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材の第1導電層および第2導電層の第4の例を示す模式図であり、図8は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材の第1導電層および第2導電層の第5の例を示す模式図である。
図4〜図8は、第1導電層32と第2導電層40とを重ねて平面視で見たパターンを図で表したものである。また、図4〜図8において、符号H1は第1導電層32の第1電極34および第2導電層40の第2電極42の延在方向を示す。符号H2は第1導電層32の第1電極34および第2導電層40の第2電極42の延在方向と直交する方向を示す。例えば、延在方向H1は、第1導電層32であれば上述の第1方向D1であり、第2導電層40であれば上述の第2方向D2である。なお、図4〜図8に示す黒丸は第1メッシュセル54の頂点50、第2メッシュセル64の頂点60を示す。
図14に示すメッシュパターン100aは、図13の菱形定型メッシュパターンにおいて金属細線をランダムに平行移動させたメッシュパターンである。図14のメッシュパターン100aでは、メッシュセル106の頂点104の配置が、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が2であり、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きG5、G6を有する。この場合でも、メッシュセル106の頂点104が全て直線状に並ぶために、メッシュセル102の頂点104が目立ち、視認性が劣る。このように、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1を超えると、メッシュセルの頂点が目立ち、視認性が劣る。なお、図13および図14に示す黒丸はメッシュセル106の頂点104を示す。
この場合、例えば、第2導電層40は、複数の頂点60が金属細線52で結ばれてなる閉形状の第2メッシュセル64が接続されて構成された第2メッシュパターン66を有するものである。図4に示す第2メッシュセル64は4角形である。第2導電層40は、複数の第2メッシュセル64の頂点60が直線に並ぶ方向成分が1以下であることが好ましい。
頂点60は、頂点50と同じであり、少なくとも2つの金属細線52が接する領域のことであり、例えば、金属細線52が交差されて構成される。
また、図5に示すように第1導電層32はメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロであってもよい。この場合、後に詳細に説明するが、頂点50が4個以上の第1メッシュセル54にわたり直線上に配置しない。また、4個以上の第1メッシュセル54において、頂点50が直線上に配置されていても、この直線と平行な直線が存在しない。図5に示す例でも、第1メッシュセル54は4角形である。
図5では、第2導電層40もメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロである。頂点60が4個以上の第2メッシュセル64にわたり直線上に配置しない。また、4個以上の第2メッシュセル64において、頂点60が直線上に配置されていても、この直線と平行な直線が存在しない。図5に示す例でも、第2メッシュセル64は4角形である。
図6に示す第2導電層40においても、図4に示す第2導電層40に比して、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きが異なる点以外は同じ構成である。このため、図6に示す第2導電層40について詳細な説明は省略する。
図6に示す第1導電層32の第1メッシュセル54と第2導電層40の第2メッシュセル64は、いずれも4角形である。
第1導電層32は、頂点50を通り、かつ方向H2に平行な金属細線52が設けられている。
図7に示す第2導電層40においても、図4に示す第2導電層40に比して第2メッシュセル64の形状が3角形である点以外は同じ構成である。このため、図7に示す第2導電層40について詳細な説明は省略する。
第2導電層40は、頂点60を通り、かつ方向H2に平行な金属細線52が設けられている。
図7に示す第1導電層32の第1メッシュセル54と第2導電層40の第2メッシュセル64は、いずれも3角形である。
第1導電層32は、頂点50を通り、かつ延在方向H1に平行な金属細線52が設けられている。
図8に示す第2導電層40においても、図4に示す第2導電層40に比して、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きが異なる点、および第2メッシュセル64の形状が3角形である点以外は同じ構成である。このため、図8に示す第2導電層40について詳細な説明は省略する。
第2導電層40は、頂点60を通り、かつ延在方向H1に平行な金属細線52が設けられている。
図8に示す第1導電層32の第1メッシュセル54と第2導電層40の第2メッシュセル64は、いずれも3角形である。
しかしながら、ノイズを抑制するために、第1メッシュセル54の形状はNが一定のN角形であり、第1メッシュセルの面積のバラつきが平均値から±20%の範囲内であることが好ましい。モアレとノイズとを両立して抑制するという観点から、第1メッシュセルは4角形で、メッシュセルの辺の長さが平均値に対して4〜10%の範囲でランダムに変動していることが好ましい。
第2メッシュセル64は、閉形状が全て同じ形状であることに限定されるものではなく、Sが3以上のS角形が混在してもよく、S角形の大きさについても同じでなくてもよい。
しかしながら、ノイズを抑制するために第2メッシュセル64は、Sが一定のS角形であり、第2メッシュセルの面積のバラつきが平均値から±20%の範囲内であることが好ましい。モアレとノイズとを両立して抑制するという観点から、第2メッシュセルは4角形で、メッシュセルの辺の長さが平均値に対して4〜10%の範囲でランダムに変動していることが好ましい。
また、第2メッシュセル64の閉形状とは、頂点50は直線の金属細線52としたが、これに限定されるものではなく、曲線であってもよい。
メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が交差することにより、第1導電層32と第2導電層40とが重なった状態での第1メッシュセル54の頂点50および第2メッシュセル64の頂点60が視認されにくくなって視認性が向上し、かつノイズも低減し、かつタッチパネル10の検知感度がさらに高くなる。特に好ましい状態として、第1導電層32のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きと第2導電層40のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きとが90度で直交することが、第1メッシュセル54の頂点50および第2メッシュセル64の頂点60が視認されにくくなるという観点から特に好ましい。
第2メッシュセル64の頂点60が、第1メッシュセル54内に配置されていることにより、第1メッシュセル54の頂点50および第2メッシュセル64の頂点60がさらに視認されにくくなって視認性が向上し、かつタッチパネル10の検知感度が高くなる。
例えば、第1電極34とダミー電極とは、透明絶縁基板30の表面30a全面に形成された、複数の金属細線52をメッシュ形状にパターニングすることにより形成することができる。
また、複数の第1電極34の電極間34aにそれぞれ配置されるダミー電極と同様に、複数の第2電極42の電極間42aにも、図示しないダミー電極を、それぞれ第2導電層40に配置することができる。複数の第2電極42の電極間42aの隙間が目立たなくなり、タッチパネル10の視認性が向上する。
図10は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の求め方を示すフローチャートであり、図11は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の求め方の一例を示す模式図であり、図12は本発明の実施形態のタッチパネル用導電部材のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の求め方の他の例を示す模式図である。
図11は第1導電層32を示しており、上述の図4に示す第1導電層32と同じ構成である。図12は第1導電層32を示しており、上述の図5に示す第1導電層32と同じ構成である。なお、図11および図12に示す黒丸は第1メッシュセル54の頂点50を示す。
図11および図12に示す第1導電層32は、例えば、第1導電層32を、光学顕微鏡を用いて撮像して撮像画像を得る。撮像画像をパーソナルコンピュータに取り込み、撮像画像に二値化処理を施し、金属細線52を抽出する。次に、少なくとも2つの金属細線52が接する点を交点として、交点を抽出し、この交点を第1メッシュセル54の頂点50とする。各頂点50に座標を設定する。これにより、図11および図12に示す第1導電層32における頂点50の座標を特定できる。なお、以下で説明するメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の求め方は、例えば、パーソナルコンピュータを用い、パーソナルコンピュータ内で各種のソフトウエアを用いて実行される。
予め、第1メッシュセル54aの頂点50の座標と、第1メッシュセル54bの頂点50の座標を特定しておく。
図11に示すように第1メッシュセル54aの頂点50を結ぶ線分L11、L12、L13、L14、L15、L16を得る。第1メッシュセル54bについても、頂点50を結ぶ線分L21、L22、L23、L24、L25、L26を得る。
線分の数は、第1メッシュセルは複数の頂点を有する閉形状であることから、線分の数は、辺の数と、対角線の数との和で表される。このため、線分の数をJとするとき、J=N+((頂点の数)×(頂点の数−3)÷2)である。なお、NはN角形の数であり、辺の数を表す。なお、N≧3である。尚、第2メッシュセルの線分の数(図示せず)に関しても、第1メッシュセルの線分の数の数え方と同様である。
図11に示す第1メッシュセル54aでは線分L16が4個以上の第1メッシュセルを通る線分である。第1メッシュセル54bでは線分L26が4個以上の第1メッシュセルを通る線分である。
なお、線分が4個以上の第1メッシュセルを通るとは、予め線分と頂点50とが一致するとする閾値を設定しておき、線分と頂点50との距離が、上述の閾値内にある場合を、第1メッシュセルを通る、とする。
平行については、対象となる2つの線分について、対象となる線分の長さ方向に沿って距離の変化を求める。距離の変化に対して、予め平行とする設定値を定めておく。距離の変化が設定値内にあれば、2つの線分が平行であるとする。
次に、線分のうち、平行な線分の組の数を求める。この平行な線分の組の数が、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の数である(ステップS16)。また、平行な線分の向きがメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向きである。このようにして、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分およびその向きを得ることができる。平行な線分の組の数がない場合、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分はゼロである。
なお、ステップS12において、4個以上の第1メッシュセルを通る線分がない場合、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロとなる(ステップS20)。
例えば、図12に示す第1メッシュセル54cは、頂点50を通る線分L31、L32、L33、L34、L35、L36は、いずれも4個以上の第1メッシュセルを通る線分ではない。このように4個以上の第1メッシュセルを通る線分がない場合でも、上述のようにメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロである。
メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分は、第1導電層32を例にして説明したが、第2導電層40についても第1導電層32と同様にしてメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分を求めることができる。
<金属細線>
金属細線52は、第1メッシュセル54、および第2メッシュセル64を構成するものである。
金属細線52の線幅は30μm以下であり、好ましくは0.5μm以上10μm以下、より好ましくは1μm以上5μm以下、最も好ましくは1μm以上3μm以下である。上述の範囲であれば、視認性に優れた低抵抗の電極を形成できる。
金属細線が周辺配線として適用される場合には、金属細線の線幅は10μm以上50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、15μm以下が更に好ましい。上述の範囲であれば、タッチパネルの周辺配線部の面積を小さく、つまり狭額縁化ができる。
金属細線52の線幅および厚みの測定は、まず、走査電子顕微鏡を用いて、金属細線52の断面画像を取得する。次に、断面画像から金属細線52の線幅および厚みを求める。
可視光透過率の点から、メッシュセルの開口率は90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。メッシュセルの開口率とは、メッシュセルが形成された領域における金属細線52の非占有率に相当する。
上述の不規則なパターンを、タッチパネルに使用した場合、モアレを抑制し、カラーノイズを低減することができ、視認性を向上させることができる。
なお、第2メッシュセルについても、第1メッシュセルと同様の構成とすることができる。
金属細線52の中には、金属微粒子とバインダーからなるものでもよい。
バインダーとしては、具体的には、ゼラチン、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリジエン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系重合体およびキトサン系重合体からなる群から選ばれる少なくともいずれかの樹脂、または、これらの樹脂を構成する単量体からなる共重合体等が挙げられる。金属微粒子としては、銀、銅、金等の微粒子が使用される。
また、金属細線は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。金属細線としては、例えば、酸窒化銅層と銅層と酸窒化銅層とが順次積層された構造、またはモリブデン(Mo)とアルミニウム(Al)とモリブデン(Mo)とが順次積層された構造、またはモリブデン(Mo)と銅(Cu)とモリブデン(Mo)とが順次積層された構造とすることができる。
金属細線の反射率を小さくするために、金属細線の表面を硫化または酸化処理する黒化処理して形成してもよい。さらには、金属細線を見えにくくする黒化層を設ける構成でもよい。黒化層は、例えば、金属細線の反射率を小さくするものである。黒化層は、窒化銅、酸化銅、酸窒化銅、酸化モリブデン、AgO、Pd、カーボンまたはその他の窒化物または酸化物等により構成することができる。黒化層は金属細線の視認される側、つまりタッチ面側に配置される。
第1導電層32および第2導電層40を構成する金属細線52の製造方法は、透明絶縁基板等に形成することができれば、特に限定されるものではなく、特開2014−159620号公報および特開2012−144761号公報等に記載のめっき法、特開2012−6377号公報、特開2014−112512号公報、特開2014−209332号公報、特開2015−22397号公報、特開2016−192200号公報およびWO2016/157585等に記載の銀塩法、特開2014−29614号公報等に記載の蒸着法、ならびに特開2011−28985号公報等に記載の導電性インクを用いた印刷法等が適宜利用可能である。
第1の周辺配線部38および第2の周辺配線部46に形成される第1の周辺配線37および第2の周辺配線45の線幅(ライン)は50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、15μm以下が特に好ましい。第1の周辺配線37および第2の周辺配線45の間隔(スペース)は50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、15μm以下が特に好ましい。線幅および間隔が上述の範囲であれば、第1の周辺配線部38および第2の周辺配線部46の領域が狭くできるので好ましい。
なお、第1の周辺配線37および第2の周辺配線45も、上述の金属細線52の製造方法で形成することができ、第1の周辺配線37と第1導電層32とは同一材料で同一工程で同時に形成できる。また第2の周辺配線45と第2導電層40とは、同一材料で同一工程で同時に形成できる。
透明絶縁基板30は、第1導電層32、または、かつ第2導電層40を支持するものである。透明絶縁基板30は、上述のことを達成することができれば、その種類は特に限定されるものではない。透明絶縁基板30の材料としては、例えば、透明樹脂材料および透明無機材料等が挙げられる。
透明樹脂材料としては、具体的には、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、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)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリメチルペンテン、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)等のオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクロニトリル、およびメタクリロニトリル等が挙げられる。透明樹脂材料の好ましい厚みとしては、20〜200μmである。
透明無機材料としては、具体的には、例えば、無アルカリガラス、アルカリガラス、化学強化ガラス、ソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、透光性圧電セラミックス(PLZT(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛))等のセラミックス、石英、蛍石およびサファイア等が挙げられる。透明無機材料の好ましい厚みは、0.1〜1.3mmである。
透明絶縁基板30の全光線透過率は、40%〜100%であることが好ましい。全光透過率は、例えば、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。
透明絶縁基板としては、上述の基板のように部材として独立したものに限定されるものではなく、層または膜と呼ばれる形態でもよい。このため、透明絶縁基板は、アクリル樹脂が塗布された形成された透明絶縁層または透明絶縁膜でもよい。
下地層の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、高分子を含む下地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。下地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。また、高分子を含む下地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、または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を使用してもよい。
下地層の厚みは特に限定されるものではないが、第1導電層32および第2導電層40と透明絶縁基板30との密着性がより優れる点で、0.02〜2.0μmが好ましく、0.03〜1.5μmがより好ましい。
なお、必要に応じて透明絶縁基板30と第1導電層32と第2導電層40との間に他の層として、上述の下地層以外に、例えば、紫外線吸収層を備えていてもよい。
また、必要に応じて以下の機能膜を形成してもよい。
透明な保護層を金属細線52上に形成してもよい。保護層としては、ゼラチン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルスチレン系ラテックス等の有機膜、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。透明コート層はアクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜が使用され、感知領域48に形成され、膜厚は1μm以上100μm以下である。
図2に示す第1の周辺配線37、第2の周辺配線45上に周辺配線のマイグレーション防止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の周辺配線37、第2の周辺配線45のどちらか一方のみに形成してもよい。
<第1実施例>
第1実施例では、実施例1〜実施例4ならびに比較例1および比較例2のタッチパネル用導電部材を作製した。実施例1〜実施例4ならびに比較例1および比較例2のタッチパネル用導電部材について、それぞれ交点見え、ノイズおよびモアレを評価した。その結果を下記表1に示す。以下、交点見え、ノイズおよびモアレについて説明する。
後述するガラス基板の酸化モリブデン層(黒化層)が形成された側からタッチパネル用導電部材を蛍光灯下で観察を行い、メッシュの交点が目立つかどうかを20人の観察者により、1.「メッシュの交点が目立つ」、2.「良く見るとメッシュの交点が認識できる」、3.「メッシュの交点が認識できない」の三段階の評価を行った。
「A」:観察者20人中「メッシュの交点が目立つ」と判定したものがおらず、「メッシュの交点が認識できない」と判定したものが18人以上である、とても優れたレベル
「B」:観察者20人中「メッシュの交点が目立つ」と判定したものがおらず、「メッシュの交点が認識できない」と判定したものが17人以下である、実用上問題がないレベル
「C」:20人中1人以上が「メッシュの交点が目立つ」と判定し、実用上問題があるレベル
後述するガラス基板の酸化モリブデン層(黒化層)が形成された側からタッチパネル用導電部材を蛍光灯下で観察を行い、メッシュセルのノイズ(ざらつき)を20人の観察者により、1.「ざらつきが気になる」、2.「ざらつきが気にならない」の二段階の評価を行った。
「A」:観察者20人中18人以上が「ざらつきが気にならない」と判定した、とても優れたレベル
「B」:観察者20人中12人以上17人以下が「ざらつきが気にならない」と判定した、実用上問題がないレベル
「C」:観察者20人中「ざらつきが気にならない」と判定したのが、11人以下であり、実用上問題があるレベル
タッチパネル用導電部材を表示装置(LCD(Liquid Crystal Display))上に配置し、後述するガラス基板の酸化モリブデン層が形成された側からタッチパネル用導電部材を蛍光灯下で観察を行い、モアレを20人の観察者により、1.「モアレが認識される」、2.「モアレが認識できない」の二段階の評価を行った。
「A」:観察者20人中18人以上が「モアレが認識できない」と判定した、とても優れたレベル
「B」:観察者20人中12人以上17人以下が「モアレが認識できない」と判定した、実用上問題がないレベル
「C」:観察者20人中「モアレが認識できない」と判定したのが、11人以下であり、実用上問題があるレベル
厚さが0.7mmであるガラス基板を準備する。ガラス基板の第1面上に、スパッタ法を用いて30nmの厚さを有する酸化モリブデン層(黒化層)を形成した。次に、酸化モリブデン層上にスパッタ法を用いて30nmの厚さを有する下側モリブデン層を形成した。次に、下側モリブデン層の上に、スパッタ法を用いて300nmの厚さを有する銅層を形成した。さらに、銅層の上に、スパッタ法を用いて50nmの厚さを有する上側モリブデン層を形成し、酸化モリブデン層、下側モリブデン層、銅層、および上側モリブデン層からなる第1導電膜を形成した。
第1導電膜上にレジスト膜を塗布により形成し、露光マスクを介して、レジスト膜をパターン露光し、現像することによりレジストパターンを形成した。
次に、リン酸二水素アンモニウム10質量%、酢酸アンモニウム10質量%、過酸化水素6質量%、および残部が水で調合されたエッチング液(pH(水素イオン指数)5.23)を用いて、酸化モリブデン層、モリブデン層、銅層、およびモリブデン層からなる第1導電膜をエッチングし、レジスト膜を剥離液で剥離した。これにより、第1導電層を形成した。露光マスクのパターンを変えることにより、第1導電層のメッシュパターンを変えて、実施例1〜実施例4ならびに比較例1および比較例2のタッチパネル用導電部材を作製した。
図13に示すメッシュパターンは鋭角60°で一辺の長さが350μmの菱形メッシュセルで構成されている。
図4〜図7および図11のメッシュパターンは、図13のメッシュの交点をメッシュセル一辺の長さの10%(35μm)の距離以内で動かして形成したメッシュパターンである。実施例1〜実施例4ならびに比較例1および比較例2のタッチパネル用導電部材は、全て金属細線の線幅を3μmとした。
(実施例1)
実施例1は、金属細線の線幅を3μmとした。メッシュパターンを図4に示すパターンとした。実施例1は、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1である。なお、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.5であった。
交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)は、以下のように測定をした。
交点太り指数は、メッシュ交点の5箇所の平均値である。
金属細線の線幅はメッシュ交点間の中点(メッシュセルの辺の中点)で測定した。金属細線の線幅はメッシュ交点から伸びる線の線幅の平均値である。図4に示すメッシュパターンのメッシュ形状であれば、4角形であるので交点から伸びる4本の金属細線の線幅の平均値となる。以下に示す実施例2〜実施例4ならびに比較例1および比較例2の交点太り指数も実施例1と同様に測定した。
実施例2は、実施例1に比して、メッシュパターンを図5に示すパターンとし、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロである点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。なお、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.5であった。
(実施例3)
実施例3は、実施例1に比して、メッシュパターンを図6に示すパターンとした点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。なお、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.5であった。
(実施例4)
実施例4は、実施例1に比して、メッシュパターンを図7に示すパターンとし、メッシュセルの形状が3角形である点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。なお、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.9であった。
比較例1は、実施例1に比して、メッシュパターンを図13に示すパターンとし、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が4である点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。なお、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.4であった。
(比較例2)
比較例2は、実施例1に比して、メッシュパターンを図14に示すパターンとし、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が2である点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。図14のメッシュパターンは、図13の菱形定型メッシュパターンの金属細線を平行移動させ、メッシュセルの辺長さが図13のメッシュセルの辺の長さに対して、90%〜110%の範囲でランダムになるようにメッシュパターンを変形させたメッシュパターンである。尚、交点太り指数(メッシュの交点部の面積/メッシュを構成する金属細線の線幅の2乗)が2.3であった。
実施例1〜4では、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1の方がノイズの評価が優れていた。また、メッシュセルの形状は4角形の方がモアレの評価が優れていた。
第2実施例では、以下に示す実施例10〜実施例13ならびに比較例10および比較例11のタッチパネルを作製した。実施例10〜実施例13ならびに比較例10および比較例11のタッチパネルについて、それぞれ交点見え、ノイズ、モアレおよびタッチ感度を評価した。その結果を下記表2に示す。
交点見え、ノイズおよびモアレの評価は、タッチパネル用導電部材ではなくタッチパネルを、ガラス基板の酸化モリブデン層が形成された側から蛍光灯下で観察を行った点以外は、上述の第1実施例と同じであるため、その詳細な説明は省略する。以下、タッチ感度について説明する。
厚さが0.7mmであるガラス基板を準備する。ガラス基板の第1面上に、スパッタ法を用いて30nmの厚さを有する酸化モリブデン層(黒化層)を形成した、次に、酸化モリブデン層上にスパッタ法を用いて30nmの厚さを有する下側モリブデン層を形成した。次に、下側モリブデン層の上に、スパッタ法を用いて300nmの厚さを有する銅層を形成した。さらに、銅層の上に、スパッタ法を用いて50nmの厚さを有する上側モリブデン層を形成し、酸化モリブデン層、下側モリブデン層、銅層、および上側モリブデン層からなる第1導電膜を形成した。
第1導電膜上にレジスト膜を塗布により形成し、露光マスクを介して、レジスト膜をパターン露光し、現像することによりレジストパターンを形成した。
次に、リン酸二水素アンモニウム10質量%、酢酸アンモニウム10質量%、過酸化水素6質量%、および残部が水で調合されたエッチング液(pH(水素イオン指数)5.23)を用いて、酸化モリブデン層、モリブデン層、銅層、およびモリブデン層からなる第1導電膜をエッチングし、レジスト膜を剥離液で剥離した。これにより、第1導電層を形成した。
タッチ感度は、以下のようにして評価した。
タッチパネルの表面のうち、予め設定した1万箇所の位置に順番にプローブロボットを使って、先端径が2mmのスタイラスペンを接触させながら、各タッチ位置を検出した。そして、1万箇所の検出結果と、それに対応する設定値とを比較した。検出位置と設定位置の差ベクトルの絶対値が小さい方から数えて9973番目の値を用いて、以下の評価基準にて感度を評価した。
「A」:上述の9973番目の値が1.0mm未満
「B」:上述の9973番目の値が1.0m以上2.0mm未満
「C」:上述の9973番目の値が2.0mm以上
(実施例10)
実施例10は、第1導電層の第1メッシュパターンを図4に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図6に示すパターンとした。図9のように第1メッシュセルの頂点が第2メッシュセル内に配置するように第1導電層と第2導電層とは重ねた。実施例10では第1導電層はメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1であり、第2導電層はメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1であり、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が直交している。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.5であった。交点太り指数は、上述の第1実施例の実施例1と同様に測定した。以下に示す実施例11〜実施例13ならびに比較例10および比較例11の交点太り指数も上述の第1実施例の実施例1と同様に測定した。
実施例11は、実施例10に比して、第1導電層の第1メッシュパターンを図5に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図5に示すパターンとした点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。実施例11は、メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分がゼロである。また、実施例11は、第1導電層と第2導電層とを同じメッシュパターンの組合せとした。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.5であった。
(実施例12)
実施例12は、実施例10に比して、第1導電層の第1メッシュパターンを図4に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図4に示すパターンとした点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。実施例12は、実施例1と第1導電層と第2導電層とを同じメッシュパターンの組合せとした。実施例12はメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が交差していない。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.5であった。
実施例13は、実施例10に比して、第1導電層の第1メッシュパターンを図7に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図8に示すパターンとした点以外は、実施例1と構成および作製方法は同じである。実施例13は、第1導電層と第2導電層のメッシュセルの形状が3角形であり、いずれもメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1であり、かつメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が直交している。
図8のメッシュパターンは、図13のメッシュの交点をメッシュセル一辺の長さの10%(35μm)の距離以内で動かして形成したメッシュパターンであり、金属細線の線幅を3μmとした。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.9であった。
比較例10は、実施例10に比して、第1導電層の第1メッシュパターンを図13に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図13に示すパターンとした点以外は、実施例10と構成および作製方法は同じである。比較例10は、第1導電層と第2導電層のメッシュセルの形状が菱形であり、いずれもメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が4である。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.4であった。
(比較例11)
比較例11は、実施例10に比して、第1導電層の第1メッシュパターンを図14に示すパターンとし、第2導電層の第2メッシュパターンを図14に示すパターンとした点以外は、実施例10と構成および作製方法は同じである。比較例11は、第1導電層と第2導電層はいずれもメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が2である。なお、第1導電層と第2導電層の交点太り指数は、それぞれ2.3であった。
実施例10〜13では、メッシュセルの形状が同じであればメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1の方がノイズの評価およびタッチ感度の評価が優れていた。また、メッシュセルの形状は4角形の方がノイズの評価、モアレの評価およびタッチ感度の評価が優れていた。
実施例12は、第1導電層と第2導電層とが共にメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1であるが、第1導電層のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分と第2導電層のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分とが交差していないが、実施例10は、第1導電層のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分と第2導電層のメッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分とが直交して交差しているため、交点見えの評価が優れていた。
11 タッチパネル用導電部材
12 カバー層
12a 表面
14 コントローラー
15、18 透明層
20 表示パネル
30 透明絶縁基板
30a 表面
30b 裏面
30c 一辺
31 絶縁膜
32 第1導電層
34 第1電極
34a、42a 電極間
36 第1パッド
37 第1の周辺配線
38 第1の周辺配線部
39 端子接続領域
40 第2導電層
42 第2電極
44 第2パッド
45 第2の周辺配線
46 第2の周辺配線部
47 端子接続領域
48 感知領域
48a 交差部
49 透明層
50、60、104 頂点
52 金属細線
54、54a、54b、54c 第1メッシュセル
56 第1メッシュパターン
64 第2メッシュセル
66 第2メッシュパターン
100、100a メッシュパターン
102、106 メッシュセル
D1 第1方向
D2 第2方向
Dn 方向
G1、G2、G3、G4、G5、G6 メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分の向き
H1 延在方向
H2 方向
L11、L12、L13、L14、L15、L16 線分
L21、L22、L23、L24、L25、L26 線分
L31、L32、L33、L34、L35、L36 線分
S10、S12、S14、S16、S20 ステップ
Claims (9)
- 透明絶縁基板と、前記透明絶縁基板に形成された第1導電層とを有するタッチパネル用導電部材であって、
前記第1導電層は、複数の頂点が金属細線で結ばれてなる閉形状の複数の第1メッシュセルで構成された第1メッシュパターンを有し、
前記複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1以下であることを特徴とするタッチパネル用導電部材。 - 前記複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ前記方向成分は、1である請求項1に記載のタッチパネル用導電部材。
- 前記第1メッシュパターンの前記閉形状は、N角形であり、前記Nは3以上である請求項1または2に記載のタッチパネル用導電部材。
- 前記N角形は、4角形である請求項3に記載のタッチパネル用導電部材。
- 前記第1導電層と電気的に絶縁され、かつ前記第1導電層と離間して配置された第2導電層を有し、
前記第2導電層は、複数の頂点が前記金属細線で結ばれてなる閉形状の複数の第2メッシュセルで構成された第2メッシュパターンを有し、
前記複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ方向成分が1以下であり、
前記第1導電層と前記第2導電層を重ねた積層方向から見た際に、前記第2メッシュセルの前記複数の頂点が、それぞれ対応する前記第1メッシュセル内に配置されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル用導電部材。 - 前記複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ前記方向成分および前記複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ前記方向成分は、いずれも1であり、前記複数の第1メッシュセルの頂点が直線に並ぶ前記方向成分と前記複数の第2メッシュセルの頂点が直線に並ぶ前記方向成分とは交差する請求項5に記載のタッチパネル用導電部材。
- 前記第2メッシュパターンの前記閉形状は、S角形であり、前記Sは3以上である請求項5または6に記載のタッチパネル用導電部材。
- 前記S角形は、4角形である請求項7に記載のタッチパネル用導電部材。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のタッチパネル用導電部材を有することを特徴とするタッチパネル。
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