WO2014073666A1 - 静電容量式タッチセンサ、その製造方法及び表示装置 - Google Patents

静電容量式タッチセンサ、その製造方法及び表示装置 Download PDF

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WO2014073666A1 PCT/JP2013/080325 JP2013080325W WO2014073666A1 WO 2014073666 A1 WO2014073666 A1 WO 2014073666A1 JP 2013080325 W JP2013080325 W JP 2013080325W WO 2014073666 A1 WO2014073666 A1 WO 2014073666A1
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一登 中村
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日本写真印刷株式会社
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Definitions

  • the present invention includes a capacitive touch sensor that can be applied to an input device such as a mobile phone, a PDA, or a small PC that has a video screen such as a liquid crystal panel, a manufacturing method thereof, and the capacitive touch sensor.
  • the present invention relates to a display device.
  • LCD liquid crystal display device
  • OLED organic light emitting device
  • LCDs and the like are spreading to instrument panels such as cars, ships, airplanes, in-vehicle car navigation, digital cameras, mobile devices such as mobile phones and personal computers, or digital signage used in buildings, supermarkets, and the like.
  • touch panels having both a display and input means are widely used.
  • resistive touch panel In general, optical, ultrasonic, electromagnetic induction, resistive film, or capacitive methods are used as touch panel systems, but resistive touch panels are often used in combination with small liquid crystal displays. ing.
  • This resistive touch panel is an input switch using a transparent conductive film as a conductor, and has a structure in which two transparent conductive films are opposed to each other via a spacer. The electrode surfaces are brought into contact with each other by the pressing pressure of the touch pen or the finger, and the positions can be detected.
  • the capacitive touch panel has attracted attention in recent years because it enables multi-point detection, that is, so-called multi-touch that cannot be handled by a normal resistive film type.
  • Examples of such a capacitive touch panel include the touch panels disclosed in Patent Documents 1 and 2. These touch panels include an X electrode film including a plurality of first island electrodes arranged in the X-axis direction, and a first bridge wiring film that electrically connects adjacent first island electrodes, and X A plurality of second island-shaped electrodes arranged in the Y-axis direction orthogonal to the axial direction, and a Y electrode film including a second bridge wiring film that electrically connects adjacent second island-shaped electrodes. ing.
  • the first bridge wiring film and the second bridge wiring film are insulated by an insulating film.
  • the second island electrode and the second bridge wiring film are covered with a planarizing film
  • the second electrode is covered in the order of the adhesive layer and the protective sheet.
  • pattern appearance there is a problem that patterns of electrodes and wirings are easily visible to the naked eye due to differences in refractive index, transmittance, hue, and the like. Hereinafter, such a phenomenon is referred to as pattern appearance.
  • the capacitive touch sensor according to the present invention is formed on one main surface of a substrate, and includes a layer structure of a first layer, an intermediate layer, and a second layer each made of a conductive polymer,
  • the first layer includes a plurality of first electrode lines each composed of a plurality of first layer first electrodes arranged in a first direction and a first layer conductive portion connecting adjacent first layer first electrodes.
  • the intermediate layer includes an intermediate layer first electrode formed on each first layer first electrode, and an intermediate layer second electrode formed on each first layer second electrode,
  • the second layer includes a second layer second electrode formed on each of the intermediate layer second electrodes, and the second layer second electrode adjacent in the second direction intersecting the first layer conductive portion.
  • the first layer further includes a first layer insulating portion formed between the first electrode line and the first layer second electrode
  • the intermediate layer further includes an intermediate layer insulating portion formed between the adjacent intermediate layer second electrodes
  • the second layer is a second layer insulating portion formed between a second electrode and a third electrode line composed of a plurality of the second layer second electrodes and the second layer conducting portion. It is a summary to have further.
  • the first layer insulating portion is further formed between the adjacent first electrode lines and between the adjacent first layer second electrodes, and the intermediate layer insulating portion is adjacent. It is further formed between the intermediate layer first electrodes and between the intermediate layer first electrode and the intermediate layer second electrode, and the second layer insulating portion is formed between the adjacent third electrode lines. , And the second layer first electrodes adjacent to each other.
  • the first layer insulating part, the second layer insulating part, and the intermediate layer insulating part are preferably formed by inactivating a conductive polymer.
  • the first layer and the intermediate layer are preferably formed of the same kind of conductive polymer.
  • the intermediate layer and the second layer are preferably formed of the same kind of conductive polymer.
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • PEDOT / PSS can be used as the conductive polymer.
  • the first layer may have a thickness of 0.01 to 5.0 ⁇ m.
  • the intermediate layer may have a thickness of 0.01 to 5.0 ⁇ m.
  • the method of manufacturing a capacitive touch sensor according to the present invention includes a step of forming a first layer made of a conductive polymer on one main surface of a substrate, By patterning the first layer, a plurality of first electrodes each composed of a plurality of first layer first electrodes arranged in the first direction and a first layer conductive portion connecting the adjacent first layer first electrodes.
  • a plurality of second electrode lines each composed of a plurality of first layer second electrodes arranged in a second direction intersecting the first direction, and the first electrode lines and the first layer second electrodes.
  • the gist of the display device according to the present invention is that the capacitive touch sensor is mounted on a display panel.
  • the adjacent intermediate layer second formed on the first layer second electrode, respectively.
  • the electrodes are insulated from each other by the intermediate layer insulating portion.
  • a first layer insulating portion is formed between the first electrode line (a line composed of the first layer first electrode and the first conducting portion) and the first layer second electrode, and the third electrode line.
  • a second layer insulating part is formed between the second layer first electrode and the second layer second electrode formed on the intermediate layer second electrode and the second layer first electrode.
  • the first insulating part is located above or below the intermediate layer insulating part, and the second layer insulating part is located below or above the intermediate layer insulating part.
  • the second layer insulating part is configured to be insulated by the intermediate layer insulating part.
  • an intermediate layer second electrode is formed on each first layer second electrode, and each second layer second electrode and a second layer conductive portion connecting them are formed on each intermediate layer second electrode.
  • the first electrode in each of the first layer, the intermediate layer, and the second layer.
  • Intermediate layer first electrode, second layer first electrode) and second electrode by providing an intersection (first layer
  • the level difference is reduced as much as possible between the electrode portion and the conductive region and the second layer conductive portion. Therefore, it is possible to suppress the pattern appearance due to the occurrence of the step.
  • the optical characteristics (refractive index, transmittance, hue, etc.) of the intersection and the electrode can be made uniform. . Thereby, pattern appearance can be further suppressed or prevented.
  • the first layer, the intermediate layer, and the second layer made of a conductive polymer are patterned to maintain conductivity.
  • a portion (insulating portion) that lowers the conductivity (electrode) and conductivity can be made separately. Therefore, the capacitive touch sensor can be manufactured easily and in a short time.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line C-C ′ of FIG. 1.
  • FIG. 3A It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the capacitive touch sensor of FIG. 3A. It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the capacitive touch sensor of FIG. 3A. It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the capacitive touch sensor of FIG. 3A. It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the capacitive touch sensor of FIG. 3A. It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the capacitive touch sensor of FIG. 3A. It is a flowchart which shows the manufacture order of an electrostatic capacitance type touch sensor. It is sectional drawing which shows the structure of the display apparatus provided with the electrostatic capacitance type touch sensor which concerns on this invention. 6 is a plan view showing a configuration of a capacitive touch sensor according to Comparative Example 1. FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 7B is a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 7A. It is a graph which shows the relationship between the transmittance
  • a plurality of first electrodes 3 are formed side by side in the X-axis direction (first direction) on one main surface of the substrate 2, and the adjacent first electrodes 3. , 3 are connected to each other by the first layer conductive portion 5.
  • a plurality of second electrodes 4 are formed side by side in the Y-axis direction (second direction) on the one main surface, and the adjacent second electrodes 4, 4 are connected to each other by the second layer conductive portion 6.
  • the first layer conductive portion 5 and the second layer conductive portion 6 disposed above the first layer conductive portion 5 are arranged so as to intersect with each other. With such a configuration, the first electrodes 3 and the second electrodes 4 can be alternately arranged in a matrix.
  • An insulating portion 7 is formed between the first electrode 3 and the second electrode 4.
  • the substrate 2 can be processed into a square or rectangular shape in plan view, and a transparent material such as glass or acrylic resin can be used as the material thereof.
  • a lead wiring H1 is connected to each first electrode 3 on one end side in the X-axis direction, and a lead wiring H2 is connected to each second electrode 4 on one end side in the Y-axis direction.
  • These routing wirings H1 and H2 are connected to a driving unit (not shown) provided in the capacitive touch sensor 1 or in an external device.
  • the capacitive touch sensor 1 of the present invention includes a lower first layer 10 and an intermediate layer 12 formed on the first layer 10, each made of a conductive polymer. , And an upper second layer 15 formed on the intermediate layer 12.
  • the shapes of the first electrode 3 and the second electrode 4 of FIG. 1 are simplified for easy understanding.
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • PEDOT / PSS is a water-dispersed polythiophene derivative using polystyrene sulfonic acid (PSS) as a water-soluble polymer and EDOT (3,4-ethylenedioxythiophene) as a conductive polymer monomer.
  • PEDOT and PEDOT / PSS are excellent in electrical conductivity, excellent in smoothness and transparency, excellent in light transmittance, excellent in environmental stability in a conductor state, and in bending. It has advantages such as being strong and extensible.
  • PEDOT / PSS has a light-soluble polymer PSS as a dopant, which improves stability in a high-temperature atmosphere and has a surface resistance value of an antistatic level. Is 98% or more and hardly affects the appearance.
  • a conductive polymer such as polyaniline can also be used.
  • the first layer 10 the intermediate layer 12, and the second layer 15 in the lower layer (in FIG. 2C, FIG. 2B and FIG. 2A).
  • the first layer 10 is a first layer conducting portion that connects a plurality of first layer first electrodes 3a arranged in the X-axis direction and first layer first electrodes 3a, 3a adjacent in the X-axis direction.
  • 5 has a plurality of first electrode lines 30 each formed of 5.
  • the first layer 10 has a plurality of second electrode lines 40 each composed of a plurality of first layer second electrodes 4a arranged in the Y-axis direction.
  • the first layer 10 is formed between the first electrode line 30 and the first layer second electrode 4a, between the adjacent first electrode lines 30 and 30, and between the adjacent first layer second electrode 4a, It has the 1st layer insulation part 7a formed between 4a. That is, the first layer insulating portion 7a is formed in the first layer 10 in a region excluding the first electrode line 30 and the first layer second electrode 4a (excluding a region where a part of the routing wiring H1 is disposed). .
  • the intermediate layer 12 includes an intermediate layer first electrode 3b formed on each first layer first electrode 3a, and an intermediate layer second formed on each first layer second electrode 4a. It has an electrode 4b.
  • the intermediate layer 12 is formed between the adjacent intermediate layer second electrodes 4b and 4b, between the adjacent intermediate layer first electrodes 3b and 3b, and between the intermediate layer first electrode 3b and the intermediate layer second electrode 4b. It has an intermediate layer insulating portion 7b formed therebetween. That is, the intermediate layer insulating portion 7b is formed in the intermediate layer 12 in a region excluding the intermediate layer first electrode 3b and the intermediate layer second electrode 4b.
  • the above-mentioned “formed on” means that the whole or a part is formed to overlap, but the whole may be formed to overlap in order to reduce noise of an electric signal. preferable.
  • the second layer 15 includes a second layer second electrode 4c formed on each intermediate layer second electrode 4b, and a second layer second electrode 4c, 4c adjacent in the Y-axis direction. It has the 2nd layer conduction
  • the second layer 15 is a third electrode line 41 including a plurality of second layer second electrodes 4c and a second layer conductive portion 6 that connects the second layer second electrodes 4c, 4c adjacent in the Y-axis direction.
  • the second layer first electrode 3c between the adjacent third electrode lines 41 and 41, and between the adjacent second layer first electrodes 3c and 3c, the second layer insulating portion 7c.
  • the second layer insulating portion 7c is formed in the second layer 15 in a region excluding the third electrode line 41 and the second layer first electrode 3c (excluding a region where a part of the routing wiring H2 is disposed).
  • the second layer first electrode 3c and the second layer second electrode 4c are also preferably formed so as to overlap the entire first intermediate layer electrode 3b and second intermediate layer electrode 4b, respectively.
  • the first layer first electrode 3a, the intermediate layer first electrode 3b, and the second layer first electrode 3c constitute the first electrode 3 of FIG. 1, and the first layer second electrode 4a, the intermediate layer second electrode 4b, and the second layer first electrode 3c.
  • the two-layer second electrode 4c constitutes the second electrode 4 of FIG.
  • the first layer insulating portion 7a, the intermediate layer insulating portion 7b, and the second layer insulating portion 7c constitute the insulating portion 7 of FIG.
  • H1 may be connected to any one of the first layer first electrode 3a, the intermediate layer first electrode 3b, and the second layer first electrode 3c
  • the routing wiring H2 may be the first layer second electrode 4a, the intermediate layer second electrode. 4b and the second layer second electrode 4c may be connected.
  • FIGS. 2A and 2C the routing wirings H1 and H2 are partially omitted.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1
  • FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG.
  • the first layer 10 includes two first layer second electrodes 4a and 4a adjacent to each other, a first layer conductive portion 5 formed between the two first layer second electrodes 4a and 4a, and the first layer.
  • a first layer insulating part 7a formed between the first conductive layer 5 and one of the first layer second electrodes 4a adjacent to the conductive part 5, and the other first layer second electrode 4a adjacent to the first conductive layer 5;
  • the intermediate layer 12 is formed on one intermediate layer second electrode 4b formed on one first layer second electrode 4a, and on the first layer insulating portions 7a and 7a and the first layer conductive portion 5.
  • the second layer 15 includes second layer second electrodes 4c and 4c formed on the intermediate layer second electrodes 4b and 4b and a second layer conductive portion 6 connecting them.
  • the configuration of the cross section taken along the line BB ′ of FIG. 1 includes the first layer first electrode 3a, the intermediate layer first electrode 3b, and the second layer first electrode 3c, A layer composed of the first layer second electrode 4a, the intermediate layer second electrode 4b, and the second layer second electrode 4c through each layer structure composed of the layer insulating portion 7a, the intermediate layer insulating portion 7b, and the second layer insulating portion 7c. Consists of and structure.
  • the first layer 10 is composed of the first layer first electrodes 3a, 3a and the first layer conductive portion 5 connecting them.
  • the intermediate layer 12 includes intermediate layer first electrodes 3b and 3b formed on the first layer first electrodes 3a and 3a, respectively, and an intermediate layer insulating portion 7b formed on the first layer conducting portion 5. Is done.
  • the second layer 15 includes second layer first electrodes 3c and 3c formed on the intermediate layer first electrodes 3b and 3b, respectively, a second layer conductive portion 6 formed on the intermediate layer insulating portion 7b, and a second layer. It is composed of two-layer insulating portions 7c and 7c.
  • the first layer conductive portion 5 and the second layer conductive portion 6 are formed by the intermediate layer insulating portion 7b of the intermediate layer 12.
  • the conduction part 6 can be insulated.
  • the intermediate layer second electrode 4b is formed on the first layer second electrode 4a
  • the second layer second electrode 4c and the adjacent second layer second electrode 4c are formed on the intermediate layer second electrode 4b. , 4c are formed, the first layer second electrodes 4a, 4a adjacent to each other in the first layer 10 can be connected.
  • the first electrode is formed in each of the first layer 10, the intermediate layer 12, and the second layer 15.
  • second electrode 4 first layer second electrode 4a, intermediate layer second electrode 4b, second layer first
  • each of the first layer 10, the intermediate layer 12, and the second layer 15 has a reduced conductivity while maintaining the optical characteristics by a deactivation process for a part of the same film, And the optical characteristics (refractive index, transmittance, hue, etc.) of the electrode part can be made uniform. Thereby, pattern appearance can be further suppressed or prevented.
  • PEDOT or PEDOT / PSS is used as the material for the first layer 10, the intermediate layer 12, and the second layer 15.
  • the present invention is not limited to this, and the first layer 10 and the intermediate layer 12 are not limited thereto.
  • PEDOT or PEDOT / PSS can be used as the material, and another conductive polymer can be used as the material of the second layer 15.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of the capacitive touch sensor 1 of FIG. 3A.
  • the first layer 10 is formed on the substrate 2 by, for example, a gravure printing method.
  • the treatment temperature can be 100 ° C. and the treatment time can be 10 minutes.
  • a resist R is formed on the first layer 10 and in a region where the first layer second electrode 4a is to be formed by, for example, a screen printing method. That is, the region on the first layer 10 where the resist R is not provided is inactivated in a later step.
  • a material of the resist R Clevios (registered trademark) SET can be used.
  • the processing temperature can be 80 ° C.
  • the processing time can be 5 minutes.
  • the thing of the state of FIG. 4A is immersed in an inactivation agent.
  • the conductive polymer main chain is cut by the oxidizing mechanism of the deactivator, and the conductivity of the conductive polymer is reduced or lost. That is, only the conductivity can be reduced or lost while maintaining the polymer film of the conductive polymer by this inactivation treatment.
  • the deactivator a sodium hypochlorite aqueous solution, a sodium perchlorate aqueous solution, or the like can be used.
  • the deactivation means of the first layer 10 a process of cutting off the relationship between the dopant and the conductive polymer, which is an additive that develops conductivity by extracting electrons from the conductive polymer, etc.
  • PSS as a dopant is introduced into the PEDOT doping site in the process of forming the PEDOT / PSS film.
  • the PSS injects positive charges into the PEDOT (extracts electrons), so that conductivity is developed.
  • Inactivation is performed by losing the function as a dopant by decomposition of PSS polymerization or the like.
  • the portion covered with the resist R becomes the first layer conductive portion 5 and the first layer second electrodes 4a and 4a, and the portion not covered with the resist R is covered with the first layer. Insulating portions 7a and 7a can be formed.
  • the resist R is removed after the inactivation treatment. In the removal, ammonia water having a liquid temperature of, for example, 40 ° C. can be used, and the treatment time can be set to 30 seconds.
  • FIG. 4C the intermediate layer 12 is formed on the first layer 10.
  • FIG. 4D a resist R is formed on the intermediate layer 12 and in a region where the intermediate layer second electrode 4b is to be formed by the same method as described above. That is, the region on the intermediate layer 12 where the resist R is not provided is inactivated in a later step.
  • inactivation processing is performed on the intermediate layer 12 in the same manner as described above. After the inactivation process, the resist R is removed.
  • the portion covered with the resist R becomes the intermediate layer second electrodes 4b and 4b as shown in FIG. 4E, and the intermediate layer insulating portion 7b can be formed in the portion not covered with the resist R. .
  • the second layer second electrodes 4c, 4c and the second layer conductive portion 6 connecting them are formed on the intermediate layer 12.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the manufacturing sequence of the capacitive touch sensor 1. Since the contents overlap with those described above, a brief description will be given.
  • the first layer 10 is formed on the substrate 2 (step S1).
  • the formed first layer 10 is patterned (step S2).
  • step S3 the intermediate layer 12 is formed on the first layer 10 (step S3). Subsequently, the formed intermediate layer 12 is patterned (step S4).
  • step S5 the second layer 15 is formed on the intermediate layer 12 (step S5). Subsequently, the formed second layer 15 is patterned (step S6).
  • a routing circuit including the above-described routing wirings H1 and H2 is formed (step S7), a protective layer is formed (step S8), and then the outer shape is processed (step S9), whereby the capacitive touch sensor 1 is processed. To complete.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a display device 50 provided with a capacitive touch sensor 1 according to the present invention.
  • the display device 50 includes a capacitive touch sensor 1 and a display DP as a display panel provided below the capacitive touch sensor 1 with a space therebetween.
  • the display DP can be composed of a display element such as a liquid crystal display (LCD) or an organic EL display (OLED).
  • the present invention is not limited by the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the present invention, all of which are within the technical scope of the present invention. Is included.
  • Example 1 Evaluation of Pattern Appearance
  • the haze and transmittance were measured using the capacitive touch sensor 1 employing PEDOT / PSS as the material of the first layer 10, the intermediate layer 12, and the second layer 15.
  • Haze means haze, and the lower the value, the higher the brightness during projection.
  • Comparative Example 1 the following conventional capacitive touch sensor was used.
  • FIG. 7A is a plan view showing the configuration of the capacitive touch sensor according to Comparative Example 1, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 7A.
  • the first layer conduction portion 5 that connects the adjacent first electrodes 3 and 3 on the base material 2 and the first layer conduction Second electrodes 4 and 4 are formed on both sides at a distance from the portion 5.
  • the first layer conductive portion 5 and the second electrodes 4 and 4 are insulated by the insulating layer 20.
  • Adjacent second electrodes 4 and 4 are connected to each other by a connection layer 21 formed so as to cover the insulating layer 20.
  • the capacitive touch sensor of Comparative Example 1 there is a step between the electrode portion (the region of the second electrode 4) and the intersecting portion (the intersecting region of the first layer conductive portion 5 and the connection layer 21).
  • the existing one was used.
  • the height of this step (distance from the upper surface of the second electrode 4 to the upper surface of the connection layer 21) was 5 ⁇ m.
  • Table 1 shows the measurement results of transmittance and haze.
  • the capacitance type touch sensor of Example 1 and Comparative Example 1 was visually observed.
  • the capacitance type touch sensor of Example 1 had almost no pattern appearance.
  • the capacitive touch sensor of Comparative Example 1 there was a pattern appearance.
  • FIG. 8A is a graph showing the relationship between the transmittance and light wavelength for the active part and the inactive part
  • FIG. 8B is the graph showing the relationship between the active part and the inactive part (insulating part). It is a graph which shows the relationship between the reflectance about an active part, and a light wavelength.
  • FIG. 8C shows the relationship between the difference between the transmittance of the inactive portion and the transmittance of the active portion and the light wavelength, and the relationship between the difference between the reflectance of the inactive portion and the reflectance of the active portion and the light wavelength. It is a graph to show. The graph of FIG. 8C was created based on the measurement data of FIGS. 8A and 8B.
  • the difference in transmittance and the difference in reflectance between the inactive portion and the active portion are the largest. Therefore, it is expected that the inactive portion can be easily identified from the difference in transmittance or the difference in reflectance by using light in the wavelength region.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between sheet resistance and processing time.
  • 16 ° C., 20 ° C., and 24 ° C. are set as the liquid temperature of the inactivation treatment liquid, but the sheet resistance value is increased with less immersion time as the liquid temperature is higher (from conductivity to insulation). It was confirmed that it was possible to migrate.
  • the conductive polymer layer is insulated in 2 minutes when the liquid temperature is 16 ° C., insulated in 1 minute when the liquid temperature is 16 ° C., and when the liquid temperature is 24 ° C. It became insulation in 0.5 minutes.
  • a sheet having a sheet resistance of 107 ⁇ / ⁇ or more was defined as the above insulation.
  • Capacitive touch sensor 2 Base material 3 First electrode 3a First layer first electrode 3b Middle layer first electrode 3c Second layer first electrode 4 Second electrode 4a First layer second electrode 4b Middle layer second electrode 4c Second layer second electrode 5 1st layer conduction part 6 Second layer conduction part 7 Insulation part 7a First layer insulation 7b Middle layer insulation 7c Second layer insulation 10 1st layer 12 Middle layer 15 Second layer 30 First electrode line 40 Second electrode line 41 Third electrode line 50 Display device

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Abstract

パターン見えを抑制することができる静電容量式タッチセンサ、その製造方法、及び該タッチセンサを備えた表示装置を提供する。静電容量式タッチセンサ1の第1層10は、複数の第1層第1電極3a、隣り合う第1層第1電極3aを接続する第1層導通部5、複数の第1層第2電極4a、及び第1層第2電極4aと第1層導通部5との間に形成された第1層絶縁部7aを有する。中間層12は、第1層第1電極3a上に形成された中間層第1電極3b、第1層第2電極4a上に形成された中間層第2電極4b、及び第1層導通部5と第2層導通部6との間に形成された中間層絶縁部7bを有する。第2層15は、第2層第1電極3c、第2層第2電極4c、Y軸方向において隣り合う第2層第2電極4cを第1層導通部5と交差して接続する第2層導通部6、及び第2層第1電極3cと第2層導通部6との間に形成された第2層絶縁部7cを有する。

Description

静電容量式タッチセンサ、その製造方法及び表示装置

 本発明は、液晶パネル等の映像画面を設けるような携帯電話やPDA、小型PC等の入力デバイスに適用できる静電容量式タッチセンサ、その製造方法、及び該静電容量式タッチセンサを備えた表示装置に関するものである。

 近年、液晶表示装置(LCD)や有機発光装置(OLED)等の用途が拡大しており、屋外で用いられる各種の表示物にもLCD等が利用されている。

 例えば、車、船、飛行機などの計器盤、車載カーナビゲーション、デジタルカメラ、携帯電話やパソコンなどのモバイル機器、或いはビル、スーパーなどで用いられるデジタルサイネージなどにLCD等の利用が広がっている。

 これらの電子機器においては、ディスプレイと入力手段を兼ね備えたタッチパネルが広く利用されている。

 タッチパネルの方式には、光学式、超音波式、電磁誘導式、抵抗膜式、又は静電容量方式が一般に使われているが、小型液晶ディスプレイとの組み合わせには抵抗膜式タッチパネルがよく用いられている。この抵抗膜式タッチパネルは透明導電膜を導体とした入力スイッチであり、2枚の透明導電膜を、スペーサーを介して対向させた構造となっている。タッチペン又は指の押し圧によって電極面同士が接触して導通し、位置検出を行うことができるようになっている。

 これに対して静電容量式タッチパネルは、通常の抵抗膜式では対応できない多点検知、いわゆるマルチタッチを可能とする点で近年注目が集まっている。

 この様な静電容量式タッチパネルとして、例えば特許文献1,2のタッチパネルが挙げられる。これらのタッチパネルは、X軸方向に配列された複数の第1島状電極と、隣り合う第1島状電極同士を電気的に接続する第1ブリッジ配線膜とを備えたX電極膜、及びX軸方向に直交するY軸方向に配列された複数の第2島状電極と、隣り合う第2島状電極同士を電気的に接続する第2ブリッジ配線膜とを備えたY電極膜を有している。第1ブリッジ配線膜と第2ブリッジ配線膜とは絶縁膜で絶縁されている。

 また静電容量式タッチパネルの他の例として、特許文献3のものが挙げられる。特許文献3の静電容量式タッチパネルにおいては、Y軸方向に配列された第2電極が、X軸方向に配列された第1電極の導通部を跨いで設けられている。上記第2電極と上記導通部とは中間絶縁層で絶縁されている。

特開2011-013725号公報 特開2011-039759号公報 特開2010-140370号公報

 しかしながら、上記の特許文献1,2のタッチパネルでは第2島状電極及び第2ブリッジ配線膜を平坦化膜で覆い、特許文献3のタッチパネルでは第2電極を粘着層及び保護シートの順で覆っているが、屈折率、透過率、又は色相等の違いによって、電極や配線等のパターンが肉眼で見え易くなる問題があった。なお以下、この様な現象をパターン見えと称する。

 本発明は、パターン見えを抑制することができる静電容量式タッチセンサ、その製造方法、及び該静電容量式タッチセンサを備えた表示装置を提供することを目的とする。

 本発明に係る静電容量式タッチセンサは、基材の一方主面上に形成され、それぞれ導電性高分子からなる第1層、中間層及び第2層の層構造を備え、
 前記第1層は、第1方向に配列された複数の第1層第1電極及び隣り合う前記第1層第1電極を接続する第1層導通部でそれぞれ構成される複数の第1電極ライン、並びに前記第1方向に交差する第2方向に配列された複数の第1層第2電極でそれぞれ構成される複数の第2電極ラインを有し、
 前記中間層は、各前記第1層第1電極上に形成された中間層第1電極、及び各前記第1層第2電極上に形成された中間層第2電極を有し、
 前記第2層は、各前記中間層第2電極上に形成された第2層第2電極、前記第2方向において隣り合う前記第2層第2電極を前記第1層導通部と交差して接続する第2層導通部、及び各前記中間層第1電極上に形成された第2層第1電極を有し、
 前記第1層は、前記第1電極ラインと前記第1層第2電極との間に形成された第1層絶縁部をさらに有し、
 前記中間層は、隣り合う前記中間層第2電極同士の間に形成された中間層絶縁部をさらに有し、
 前記第2層は、複数の前記第2層第2電極及び前記第2層導通部で構成される第3電極ラインと前記第2層第1電極との間に形成された第2層絶縁部をさらに有することを要旨とする。

 本発明において、前記第1層絶縁部を、隣り合う前記第1電極ライン同士の間、及び隣り合う前記第1層第2電極同士の間にさらに形成し、前記中間層絶縁部を、隣り合う前記中間層第1電極同士の間、及び前記中間層第1電極と前記中間層第2電極との間にさらに形成し、前記第2層絶縁部を、隣り合う前記第3電極ライン同士の間、及び隣り合う前記第2層第1電極同士の間にさらに形成することができる。

 本発明において、前記第1層絶縁部、第2層絶縁部、及び中間層絶縁部を、導電性高分子の不活性化により形成することが好ましい。

 本発明において、前記第1層と前記中間層とを同種の導電性高分子で形成することが好ましい。

 本発明において、前記中間層と前記第2層とを同種の導電性高分子で形成することが好ましい。

 本発明において、前記導電性高分子として、PEDOT(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))又はPEDOT/PSSを用いることができる。

 本発明において、前記第1層の厚さを、0.01~5.0μmとすることができる。

 本発明において、前記中間層の厚さを、0.01~5.0μmとすることができる。

 本発明に係る静電容量式タッチセンサの製造方法は、基材の一方主面上に導電性高分子からなる第1層を形成する工程と、

 前記第1層のパターニングにより、第1方向に配列する複数の第1層第1電極及び隣り合う前記第1層第1電極を接続する第1層導通部でそれぞれ構成される複数の第1電極ライン、及び前記第1方向に交差する第2方向に配列する複数の第1層第2電極でそれぞれ構成される複数の第2電極ライン、並びに前記第1電極ラインと前記第1層第2電極との間における第1層絶縁部を形成する工程と、

 前記第1層の上に導電性高分子からなる中間層を形成する工程と、

 前記中間層のパターニングにより、各前記第1層第1電極上における中間層第1電極、各前記第1層第2電極上における中間層第2電極、及び隣り合う前記中間層第2電極同士の間における中間層絶縁部を形成する工程と、

 前記中間層の上に導電性高分子からなる第2層を形成する工程と、

 前記第2層のパターニングにより、各前記中間層第2電極上における第2層第2電極、前記第2方向において隣り合う前記第2層第2電極を前記第1層導通部と交差して接続する第2層導通部、各前記中間層第1電極上における第2層第1電極、並びに複数の前記第2層第2電極及び前記第2層導通部で構成される第3電極ラインと前記第2層第1電極との間における第2層絶縁部を形成する工程とを有することを要旨とする。

 本発明に係る表示装置は、上記の静電容量式タッチセンサを表示パネルに装着したものであることを要旨とする。

 本発明に係る静電容量式タッチセンサによれば、第1層導通部と第2層導通部とが交差する構成において、それぞれ第1層第2電極上に形成され、隣り合う中間層第2電極同士が中間層絶縁部により絶縁される。また、第1電極ライン(第1層第1電極及び第1導通部で構成されるライン)と上記の第1層第2電極との間に第1層絶縁部が形成され、第3電極ライン(上記の中間層第2電極上に形成された第2層第2電極、及び第2導通部で構成されるライン)と第2層第1電極との間に第2層絶縁部が形成される。この様な構成で第1絶縁部が上記の中間層絶縁部の上又は下に位置し、第2層絶縁部が該中間層絶縁部の下又は上に位置するので、第1層絶縁部と第2層絶縁部とが中間層絶縁部により絶縁されるように構成されている。また各第1層第2電極上に中間層第2電極をそれぞれ形成し、この各中間層第2電極上に各第2層第2電極及びこれらを接続する第2層導通部を形成することで、第1層において隣り合う第1層第2電極同士の接続を実現することができる。

 この様に第1層導通部と第2層導通部とが中間層絶縁部で絶縁された構成において、第1層、中間層及び第2層の各層において第1電極(第1層第1電極、中間層第1電極、第2層第1電極)及び第2電極(第1層第2電極、中間層第2電極、第2層第2電極)を設けることによって、交差部(第1層導通部と第2層導通部との交差領域)と電極部との間で段差が限りなく低減される。従って、段差が生じることによるパターン見えを抑制することができる。また第1層、中間層及び第2層の材質としてそれぞれ導電性高分子を用いることによって、上記交差部と電極部の光学特性(屈折率、透過率、色相等)を均一化することができる。これにより、パターン見えをさらに抑制又は防止できる。

 本発明に係る静電容量式タッチセンサの製造方法によれば、導電性高分子からなる第1層、中間層、及び第2層に対してそれぞれパターニングを行うことによって、導電性を維持する部分(電極)と導電性を低くする部分(絶縁部)を作り分けることができる。従って、容易且つ短時間で静電容量式タッチセンサを製造することができる。

本発明に係る静電容量式タッチセンサの構成を示す平面図である。 第2層の構成を示す平面図である。 中間層の構成を示す平面図である。 第1層の構成を示す平面図である。 図1のA-A’線断面図である。 図1のB-B’線断面図である。 図1のC-C’線断面図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 図3Aの静電容量式タッチセンサの製造工程を示す説明図である。 静電容量式タッチセンサの製造順序を示すフローチャートである。 本発明に係る静電容量式タッチセンサを備えた表示装置の構成を示す断面図である。 比較例1に係る静電容量式タッチセンサの構成を示す平面図である。 図7AのD-D’線断面図である。 活性部及び不活性部についての透過率と光波長との関係を示すグラフである。 活性部及び不活性部についての反射率と光波長との関係を示すグラフである。 不活性部の透過率と活性部の透過率との差と光波長との関係、及び不活性部の反射率と活性部の反射率との差と光波長との関係を示すグラフである。 シート抵抗と処理時間との関係を示すグラフである。

 以下、本発明の実施の形態に係る静電容量式タッチセンサについて図1~図9を用いて詳細に説明する。

1.静電容量式タッチセンサの構成
 図1において、平面内で互いに直交する方向をX軸方向及びY軸方向とする。

 本発明に係る静電容量式タッチセンサ1においては、基材2の一方主面上においてX軸方向(第1方向)に複数の第1電極3が並んで形成され、隣り合う第1電極3,3が第1層導通部5で互いに接続される。また、上記一方主面上においてY軸方向(第2方向)に複数の第2電極4が並んで形成され、隣り合う第2電極4,4が第2層導通部6で互いに接続される。第1層導通部5と、該第1層導通部5の上方に配される第2層導通部6とは交差するように配される。この様な構成により、第1電極3及び第2電極4を互い違いにマトリクス状に配することができる。なお第1電極3と第2電極4との間には絶縁部7が形成される。基材2は平面視で正方形又は矩形等の形状に加工することができ、その材質としてガラスやアクリル樹脂等の透明材料を用いることができる。

 X軸方向の一方端側の各第1電極3には引き回し配線H1がそれぞれ接続され、Y軸方向の一方端側の各第2電極4には引き回し配線H2がそれぞれ接続される。これらの引き回し配線H1,H2は、静電容量式タッチセンサ1の内部又は外部装置に設けられた図示しない駆動部に接続される。

 以下、静電容量式タッチセンサ1の厚み方向の構成について詳しく説明する。図2A~Cに示すように、本発明の静電容量式タッチセンサ1は、それぞれ導電性高分子からなる、下層の第1層10、該第1層10の上に形成される中間層12、及び該中間層12の上に形成される上層の第2層15からなる3層の積層構造を備えている。なお図2A~Cでは、理解を容易にする為、図1の第1電極3及び第2電極4の形状を簡略化して示している。

 第1層10、中間層12及び第2層15の材質である導電性高分子として、例えばPEDOT(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))やPEDOT/PSSを用いることができる。PEDOT/PSSは、水溶性高分子にポリスチレンスルホン酸(PSS)を用い、導電性高分子モノマーにEDOT(3,4-エチレンジオキシチオフェン)を用いた水分散ポリチオフェン誘導体である。

 PEDOTやPEDOT/PSSは、導電性が良好なこと、平滑性と透明性に優れていること、光透過性が優れていること及び導体状態での環境安定性が優れていること、並びに曲げに強く伸張性をも備える等の利点を有する。特に、PEDOT/PSSは、水溶性高分子のPSSをドーパントとしていることが高温雰囲気下での安定性の向上をもたらし、また帯電防止レベルの表面抵抗値を有する膜であれば、全光線透過率が98%以上とほとんど外観に影響を与えない。

 また、PEDOTやPEDOT/PSSの他にも、ポリアニリン等の導電性高分子を用いることもできる。

 以下、本発明の静電容量式タッチセンサ1の各層の構成について詳しく説明するが、下層の第1層10、中間層12、及び上層の第2層15の順(図では、図2C,図2B,図2Aの順)で説明する。

 図2Cにおいて、第1層10は、X軸方向に配列された複数の第1層第1電極3a及びX軸方向において隣り合う第1層第1電極3a,3aを接続する第1層導通部5でそれぞれ構成される複数の第1電極ライン30を有する。また第1層10は、Y軸方向に配列された複数の第1層第2電極4aでそれぞれ構成される複数の第2電極ライン40を有する。さらに第1層10は、上記の第1電極ライン30と第1層第2電極4aとの間、隣り合う第1電極ライン30,30同士の間、及び隣り合う第1層第2電極4a,4a同士の間に形成された第1層絶縁部7aを有する。即ち、第1層絶縁部7aは第1層10において第1電極ライン30及び第1層第2電極4aを除く領域(引き回し配線H1の一部が配設される領域を除く)に形成される。

 また図2Bにおいて、中間層12は、各第1層第1電極3a上にそれぞれ形成された中間層第1電極3b、及び各第1層第2電極4a上にそれぞれ形成された中間層第2電極4bを有する。また中間層12は、隣り合う中間層第2電極4b,4b同士の間、隣り合う中間層第1電極3b,3b同士の間、及び中間層第1電極3bと中間層第2電極4bとの間に形成された中間層絶縁部7bを有する。即ち、中間層絶縁部7bは中間層12において中間層第1電極3b及び中間層第2電極4bを除く領域に形成される。なお、上記の「上に形成された」とは、全体又は一部が重なるように形成されることを意味するが、電気信号のノイズ低減を図る為には全体が重なって形成されることが好ましい。

 さらに図2Aにおいて、第2層15は、各中間層第2電極4b上にそれぞれ形成された第2層第2電極4c、Y軸方向において隣り合う第2層第2電極4c,4cを第1層導通部5と交差して接続する第2層導通部6、及び各中間層第1電極3b上にそれぞれ形成された第2層第1電極3cを有する。また第2層15は、複数の第2層第2電極4c及びY軸方向において隣り合う第2層第2電極4c,4cを接続する第2層導通部6で構成される第3電極ライン41と第2層第1電極3cとの間、隣り合う第3電極ライン41,41同士の間、及び隣り合う第2層第1電極3c,3c同士の間に形成された第2層絶縁部7cを有する。即ち、第2層絶縁部7cは第2層15において第3電極ライン41及び第2層第1電極3cを除く領域(引き回し配線H2の一部が配設される領域を除く)に形成される。なお、第2層第1電極3c及び第2層第2電極4cについても、それぞれ中間層第1電極3b及び中間層第2電極4bの全体に重なって形成されることが好ましい。

 第1層第1電極3a、中間層第1電極3b及び第2層第1電極3cが図1の第1電極3を構成し、第1層第2電極4a、中間層第2電極4b及び第2層第2電極4cが図1の第2電極4を構成する。また、第1層絶縁部7a、中間層絶縁部7b及び第2層絶縁部7cが図1の絶縁部7を構成する。

 図では、引き回し配線H1を第1層第1電極3aに接続し、引き回し配線H2を第2層第2電極4cに接続した例を示しているが、これに限定されるものではなく、引き回し配線H1は第1層第1電極3a、中間層第1電極3b及び第2層第1電極3cのいずれかに接続すればよく、引き回し配線H2は第1層第2電極4a、中間層第2電極4b及び第2層第2電極4cのいずれかに接続すればよい。なお、図2A及び図2Cでは引き回し配線H1,H2の図示を一部省略している。

 次いで、静電容量式タッチセンサ1の断面構成について説明する。図3Aは図1のA-A’線断面図であり、図3Bは図1のB-B’線断面図であり、図3Cは図1のC-C’線断面図である。

 図3Aに示す様に、図1のA-A’線断面、即ち基材2に垂直でかつ第1層導通部5を挟んで隣り合う2つの第2電極4,4を通る断面において、第1層10は、隣り合う2つの第1層第2電極4a,4aと、この2つの第1層第2電極4a,4aの間に形成された第1層導通部5と、該第1層導通部5と隣り合う一方の第1層第2電極4aとの間に形成された第1層絶縁部7aと、該第1層導通部5と隣り合う他方の第1層第2電極4aとの間に形成された第1層絶縁部7aとで構成される。また中間層12は、一方の第1層第2電極4a上に形成された一方の中間層第2電極4bと、第1層絶縁部7a,7a及び第1層導通部5上に形成された中間層絶縁部7bと、他方の第1層第2電極4a上に形成された他方の中間層第2電極4bとで構成される。さらに第2層15は、中間層第2電極4b,4b上に形成された第2層第2電極4c,4c及びこれらを接続する第2層導通部6で構成される。

 図1のB-B’線断面の構成は、図3Bに示す様に、第1層第1電極3a、中間層第1電極3b及び第2層第1電極3cからなる各層構造と、第1層絶縁部7a、中間層絶縁部7b、及び第2層絶縁部7cからなる各層構造を介して第1層第2電極4a、中間層第2電極4b及び第2層第2電極4cからなる層構造とで構成される。

 図1のC-C’線断面においては、図3Cに示す様に、第1層10は、第1層第1電極3a,3aと、これらを接続する第1層導通部5とで構成される。また中間層12は、第1層第1電極3a,3a上にそれぞれ形成された中間層第1電極3b,3bと、第1層導通部5上に形成された中間層絶縁部7bとで構成される。さらに第2層15は、中間層第1電極3b,3b上にそれぞれ形成された第2層第1電極3c,3cと、中間層絶縁部7b上に形成された第2層導通部6及び第2層絶縁部7c,7cとで構成される。

 以上の通り、本発明によれば、第1層導通部5と第2層導通部6とが交差する構成において、中間層12の中間層絶縁部7bにより第1層導通部5と第2層導通部6とを絶縁できる。また中間層12において第1層第2電極4a上に中間層第2電極4bを形成し、この中間層第2電極4b上に第2層第2電極4c及び隣り合う第2層第2電極4c,4c同士を接続する第2層導通部6を形成することで、第1層10において隣り合う第1層第2電極4a,4a同士の接続を実現できる。

 この様に、第1層導通部5と第2層導通部6とが中間層絶縁部7bで絶縁された構成において、第1層10、中間層12及び第2層15の各層において第1電極3(第1層第1電極3a、中間層第1電極3b、第2層第1電極3c)及び第2電極4(第1層第2電極4a、中間層第2電極4b、第2層第2電極4c)を設けることによって、交差部と電極部との間で段差が生じない。従って、段差が生じることによるパターン見えを抑制することができる。また、第1層10、中間層12、及び第2層15の各々が、同一膜中の一部分について不活性処理により光学特性を維持したまま導電性を低下させたものであるので、上記交差部と電極部の光学特性(屈折率、透過率、色相等)を均一化することができる。これにより、パターン見えをさらに抑制又は防止できる。

 なお上記では、第1層10、中間層12及び第2層15の材質としてPEDOT又はPEDOT/PSSを用いることとしたが、これに限定されるものではなく、第1層10及び中間層12の材質としてPEDOT又はPEDOT/PSSを用い、第2層15の材質として他の導電性高分子を用いることもできる。

2.静電容量式タッチセンサの製造方法
 次に、上記図3Aに示す静電容量式タッチセンサ1の断面構成を用いて、静電容量式タッチセンサ1の製造方法の一例を説明する。図4は図3Aの静電容量式タッチセンサ1の製造工程を示す説明図である。

 図4Aにおいて、まず基材2の上に例えばグラビア印刷法により第1層10を形成する。処理温度は100℃とし、処理時間は10分とすることができる。

 次に同図において、第1層10の上でかつ第1層第2電極4aを形成すべき領域にレジストRを例えばスクリーン印刷法により形成する。つまり、レジストRを設けない、第1層10上の領域が後工程で不活性化されることになる。レジストRの材質として、Clevios(登録商標)SETを用いることができる。上記スクリーン印刷法において、処理温度は80℃とし、処理時間は5分とすることができる。

 続いて、図4Aの状態のものを不活性化剤の中に浸漬させる。そうすると、レジストRで被覆されていない第1層10の部分において、不活性化剤の酸化機構によって導電性高分子主鎖が切断され、導電性高分子の導電性が低減又は失われる。即ち、この不活性化処理によって導電性高分子の高分子膜は維持しつつ導電性のみを低減又は失わせることができる。なお上記不活性化剤として、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や過塩素酸ナトリウム水溶液等を用いることができる。

 また第1層10の不活性化手段の他の例としては、導電性高分子から電子を引き抜くことで導電性を発現させる付加剤であるドーパントと導電性高分子との関係を断ち切る処理等を挙げることができる。具体的には、導電性高分子としてPEDOT/PSSを用いる場合、PEDOT/PSS膜の形成過程において、ドーパントであるPSSがPEDOTのドーピングサイトに導入される。PSSがPEDOTに正電荷を注入(電子の引き抜き)することで導電性が発現される。不活性化は、PSSの重合の分解等によりドーパントとしての機能を失わせることで行う。

 上記不活性化処理によって、図4Bの様に、レジストRで被覆した部分が第1層導通部5及び第1層第2電極4a,4aとなり、レジストRで被覆していない部分に第1層絶縁部7a,7aを形成できる。なお不活性化処理の後には、レジストRを除去する。該除去の際には、液温が例えば40℃のアンモニア水を用いることができ、処理時間を30秒とすることができる。

 続いて図4Cにおいて、第1層10上に中間層12を形成する。次いで図4Dにおいて、中間層12の上でかつ中間層第2電極4bを形成すべき領域に、上記と同じ方法によりレジストRを形成する。つまり、レジストRを設けない、中間層12上の領域が後工程で不活性化されることになる。

 図4Dの状態で、中間層12に対して上記と同じ様にして不活性化処理を行う。不活性化処理の後には、レジストRを除去する。

 上記不活性化処理によって、図4Eの様に、レジストRで被覆した部分が中間層第2電極4b,4bとなり、レジストRで被覆していない部分に中間層絶縁部7bを形成することができる。次に図4Fにおいて、中間層12上に第2層第2電極4c,4c及びこれらを接続する第2層導通部6を形成する。

 図5は静電容量式タッチセンサ1の製造順序を示すフローチャートである。なお、内容が上記と重複する部分があるので簡単に説明する。

 図5において、まず基材2の上に第1層10を形成する(ステップS1)。次に、形成した第1層10をパターニングする(ステップS2)。

 次いで、第1層10の上に中間層12を形成する(ステップS3)。続いて、形成した中間層12をパターニングする(ステップS4)。

 次に、中間層12の上に第2層15を形成する(ステップS5)。続いて、形成した第2層15をパターニングする(ステップS6)。

 続いて、上述した引き回し配線H1,H2を含む引き回し回路を形成し(ステップS7)、保護層を形成した後(ステップS8)、外形を加工(ステップS9)することで静電容量式タッチセンサ1を完成させる。

3.静電容量式タッチセンサを備えた表示装置の構成 図6は本発明に係る静電容量式タッチセンサ1を備えた表示装置50の構成を示す断面図である。

 図6に示すように、表示装置50は静電容量式タッチセンサ1と、この静電容量式タッチセンサ1の下方に間隔を空けて設けられる表示パネルとしてのディスプレイDPとから構成される。ディスプレイDPは、液晶ディスプレイ(LCD)や有機ELディスプレイ(OLED)等の表示素子で構成することができる。

 本発明はもとより上記実施形態によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

1.パターン見えの評価
 実施例1において、第1層10、中間層12及び第2層15の材質としてPEDOT/PSSを採用した静電容量式タッチセンサ1を用いて、ヘイズ及び透過率を測定した。なおヘイズとは曇り度を意味し、数値が低いほど投影時の明度が高い。比較例1として、下記従来の静電容量式タッチセンサを用いた。

 図7Aは比較例1に係る静電容量式タッチセンサの構成を示す平面図であり、図7Bは図7AのD-D’線断面図である。

 図7A,Bにおいて、比較例1の静電容量式タッチセンサにおいては、基材2の上に、隣り合う第1電極3,3を接続する第1層導通部5と、該第1層導通部5と間隔を空けて両側に第2電極4,4が形成される。第1層導通部5と第2電極4,4とは絶縁層20で絶縁される。また、この絶縁層20を覆うように形成された接続層21によって、隣り合う第2電極4,4同士が接続されている。

 この様に比較例1の静電容量式タッチセンサとして、電極部(第2電極4の領域)と交差部(第1層導通部5と接続層21との交差領域)との間で段差が存在するものを用いた。この段差の高さ(第2電極4の上面から接続層21の上面までの距離)は、5μmであった。

 透過率及びヘイズの測定結果を表1に示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

 表1に示す様に、実施例1及び比較例1ともに、上記電極部と交差部における透過率については殆ど差が生じなかった。

 しかしながら、電極部及び交差部におけるヘイズについては、実施例1と比較例1とで大きな差が生じ、特に交差部では比較例1のヘイズは実施例1のヘイズの2倍となった。

 またパターン見えのしにくさを調べる為に、実施例1及び比較例1の静電容量式タッチセンサの目視を実施したところ、実施例1の静電容量式タッチセンサではパターン見えはほとんど無かったが、比較例1の静電容量式タッチセンサではパターン見えが存在した。

 以上の結果から、上記段差を有する比較例1の静電容量式タッチセンサではヘイズが高くなり、またパターン見えが生じることが確認された。これに対して、段差を有さず且つ第1層10、中間層12、及び第2層15の材質として同種のPEDOT/PSSを用いた本発明の静電容量式タッチセンサ1ではヘイズが低くなり、またパターン見えが低減されたことも確認された。

2.活性部(導電性部)と不活性部(絶縁部)の識別方法
 図8Aは活性部及び不活性部についての透過率と光波長との関係を示すグラフであり、図8Bは活性部及び不活性部についての反射率と光波長との関係を示すグラフである。また、図8Cは不活性部の透過率と活性部の透過率との差と光波長との関係、及び不活性部の反射率と活性部の反射率との差と光波長との関係を示すグラフである。なお図8Cのグラフは図8A,Bの測定データに基づいて作成した。

 図8Cにおいて、光の波長が約350nmと450nm~500nmであるとき、不活性部と活性部の透過率の差及び反射率の差が最も大きくなっている。従って、上記透過率の差又は反射率の差から、上記波長領域の光を用いれば不活性部を特定し易いことが期待される。

 また、不活性化処理による導電性の低下を調べる為に、不活性化処理液としての次亜塩素酸ナトリウム水溶液中に導電性高分子層を所定時間浸漬させた後、シート抵抗を測定した。図9はシート抵抗と処理時間との関係を示すグラフである。

 図9において、不活性化処理液の液温として16℃、20℃、及び24℃を設定したが、液温が高いほど少ない浸漬時間でシート抵抗値を上昇させる(導電性から絶縁性へと移行させる)ことが可能であることを確認できた。下記の表8に示す様に、上記導電性高分子層は、液温が16℃の場合では2分で絶縁となり、20℃の場合では1分で絶縁となり、液温が24℃の場合では0.5分で絶縁となった。なおシート抵抗が107Ω/□以上となったものを上記絶縁とした。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

 1 静電容量式タッチセンサ

 2 基材

 3 第1電極

 3a 第1層第1電極

 3b 中間層第1電極

 3c 第2層第1電極

 4 第2電極

 4a 第1層第2電極

 4b 中間層第2電極

 4c 第2層第2電極

 5 第1層導通部

 6 第2層導通部

 7 絶縁部

 7a 第1層絶縁部

 7b 中間層絶縁部

 7c 第2層絶縁部

 10 第1層

 12 中間層

 15 第2層

 30 第1電極ライン

 40 第2電極ライン

 41 第3電極ライン

 50 表示装置

 

Claims (10)


  1.  基材の一方主面上に形成され、それぞれ導電性高分子からなる第1層、中間層及び第2層の層構造を備え、

     前記第1層は、第1方向に配列された複数の第1層第1電極及び隣り合う前記第1層第1電極を接続する第1層導通部でそれぞれ構成される複数の第1電極ライン、並びに前記第1方向に交差する第2方向に配列された複数の第1層第2電極でそれぞれ構成される複数の第2電極ラインを有し、

     前記中間層は、各前記第1層第1電極上に形成された中間層第1電極、及び各前記第1層第2電極上に形成された中間層第2電極を有し、

     前記第2層は、各前記中間層第2電極上に形成された第2層第2電極、前記第2方向において隣り合う前記第2層第2電極を前記第1層導通部と交差して接続する第2層導通部、及び各前記中間層第1電極上に形成された第2層第1電極を有し、

     前記第1層は、前記第1電極ラインと前記第1層第2電極との間に形成された第1層絶縁部をさらに有し、

     前記中間層は、隣り合う前記中間層第2電極同士の間に形成された中間層絶縁部をさらに有し、

     前記第2層は、複数の前記第2層第2電極及び前記第2層導通部で構成される第3電極ラインと前記第2層第1電極との間に形成された第2層絶縁部をさらに有することを特徴とする静電容量式タッチセンサ。

  2.  前記第1層絶縁部は、隣り合う前記第1電極ライン同士の間、及び隣り合う前記第1層第2電極同士の間に形成され、

     前記中間層絶縁部は、隣り合う前記中間層第1電極同士の間、及び前記中間層第1電極と前記中間層第2電極との間に形成され、

     前記第2層絶縁部は、隣り合う前記第3電極ライン同士の間、及び隣り合う前記第2層第1電極同士の間に形成された請求項1に記載の静電容量式タッチセンサ。

  3.  前記第1層絶縁部、第2層絶縁部、及び中間層絶縁部が、導電性高分子の不活性化により形成された請求項1又は2に記載の静電容量式タッチセンサ。

  4.  前記第1層と前記中間層とが同種の導電性高分子で形成された請求項1~3のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサ。

  5.  前記中間層と前記第2層とが同種の導電性高分子で形成された請求項1~4のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサ。

  6.  前記導電性高分子がPEDOT(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))又はPEDOT/PSSである請求項1~5のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサ。

  7.  前記第1層の厚さが、0.01~5.0μmである請求項1~6のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサ。

  8.  前記中間層の厚さが、0.01~5.0μmである請求項1~7のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサ。

  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の静電容量式タッチセンサを表示パネルに装着した表示装置。

  10.  基材の一方主面上に導電性高分子からなる第1層を形成する工程と、

     前記第1層のパターニングにより、第1方向に配列する複数の第1層第1電極及び隣り合う前記第1層第1電極を接続する第1層導通部でそれぞれ構成される複数の第1電極ライン、及び前記第1方向に交差する第2方向に配列する複数の第1層第2電極でそれぞれ構成される複数の第2電極ライン、並びに前記第1電極ラインと前記第1層第2電極との間における第1層絶縁部を形成する工程と、

     前記第1層の上に導電性高分子からなる中間層を形成する工程と、

     前記中間層のパターニングにより、各前記第1層第1電極上における中間層第1電極、各前記第1層第2電極上における中間層第2電極、及び隣り合う前記中間層第2電極同士の間における中間層絶縁部を形成する工程と、

     前記中間層の上に導電性高分子からなる第2層を形成する工程と、

     前記第2層のパターニングにより、各前記中間層第2電極上における第2層第2電極、前記第2方向において隣り合う前記第2層第2電極を前記第1層導通部と交差して接続する第2層導通部、各前記中間層第1電極上における第2層第1電極、並びに複数の前記第2層第2電極及び前記第2層導通部で構成される第3電極ラインと前記第2層第1電極との間における第2層絶縁部を形成する工程とを有することを特徴とする静電容量式タッチセンサの製造方法。



     
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