JP2013143045A - タッチパネルセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タッチパネルセンサ10は、支持体11と、支持体11の一方の側の面11a上に設けられ、第1方向に延びる複数の第1検出パターン21と、支持体11の一方の側の面11a上において、各第1検出パターン21間に所定の第1間隙s1を空けて配置され、第1方向に延びる第1ダミーパターン22と、を備えている。第1検出パターン21および第1ダミーパターン22は、遮光性および導電性を有する導線37aから構成されている。また、第1検出パターン21および第1ダミーパターン22を構成する導線37aは、各導線37a間に開口部38bが形成されるよう支持体11の一方の側の面37a上に所定のパターンで配置されている。
【選択図】図1
Description
タッチパネルセンサ10は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置(図示せず)の観察者側に設けられる。表示装置とタッチパネルセンサ10とを組み合わせることにより、映像光を観察者に対して提供するとともに、観察者の指などの外部導体の接触位置または接近位置を検知することができる入出力装置が構成される。図1は、このようなタッチパネルセンサ10を一方の側(例えば観察者側)から見た場合を示す平面図である。
次に図2Aおよび図3を参照して、タッチパネルセンサ10をタッチパネルセンサ10の法線方向から見た場合の検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の形状について説明する。図2Aは、一方の側から見た場合のタッチパネルセンサ10を拡大して示す平面図であり、図3は、他方の側から見た場合のタッチパネルセンサ10を拡大して示す平面図である。はじめに図2Aを参照して、第1検出パターン21について説明する。
ところで、導線37aを構成する材料は、上述のように遮光性を有する金属材料である。このため、第1検出パターン21において上述のように開口率および導線37aの幅w1が設定されたとしても、第1検出パターン21全体としての透過率は、このような第1検出パターン21が設けられていない領域における透過率に比べて小さくなっている。このため仮に、隣接する2つの第1検出パターン21間に、観察者によって視認され得る程度の第1間隙が空いており、かつ、隣接する2つの第1検出パターン21間に何らパターンが設けられていない場合、隣接する2つの第1検出パターン21間を透過した映像光による輝度が、第1検出パターン21を透過した光による輝度に比べて大きくなる。この場合、映像光の輝度のばらつきが視認されることになる。このような輝度のばらつきを防ぐため、以下に説明するように、隣接する2つの第1検出パターン21間に第1ダミーパターン22が配置される。
次に図3を参照して、支持体11の他方の側の面11bに設けられた第2検出パターン26について説明する。図3に示すように、各第2検出パターン26は、電流が流れる経路となる、遮光性および導電性を有する複数の導線38aと、複数の開口部38bとから構成されている。具体的には、各第2検出パターン26において、導線38aは、各導線38a間に開口部38bが形成されるよう所定パターンで配置されている。ここで第2検出パターン26の開口部38bは、第2検出パターン26の導線38aによって囲まれている領域、または第2検出パターン26の導線38aによって挟まれている領域として定義される。第2検出パターン26は、支持体11の他方の側の面11bに設けられている点が異なるのみであり、他の構成、例えば開口率、導線38aの幅w2、開口部38bの配置ピッチp2および第2検出パターン26と第2ダミーパターン27との間の第2間隙s2などは、第1検出パターン21の開口率、導線37aの幅w1、開口部37bの配置ピッチp1および第1検出パターン21と第1ダミーパターン22との間の第1間隙s1と略同一になっている。このため、導線38aが遮光性を有する場合であっても、表示装置からの映像光を適切な比率で透過させて観察者側に至らせることが可能となる。
また図3に示すように、隣接する2つの第2検出パターン26間に第2ダミーパターン27が配置されている。各第2ダミーパターン27は、図2Aに示す第1ダミーパターン22の場合と同様に、遮光性および導電性を有する導線38aであって、第2検出パターン26の導線38aと同一のパターンで配置された導線38aから構成される。また、第2検出パターン26と第2ダミーパターン27との間の第2間隙s2は、第1検出パターン21と第1ダミーパターン22との間の第1間隙s1と略同一になっている。このような第2ダミーパターン27を設けることにより、映像光の輝度のばらつきが視認されることを防ぐことができる。
次に図2Bおよび図4乃至図6を参照して、タッチパネルセンサ10の層構成について説明する。図2Bは、図2Aに示すタッチパネルセンサ10のうち枠線IIBで囲まれた部分を拡大して示す平面図である。図4は、図2Aに示すタッチパネルセンサ10をIV−IV線方向から見た断面図であり、図5は、図2Aに示すタッチパネルセンサ10をV−V線方向から見た断面図である。また図6は、図2Aに示すタッチパネルセンサ10をVI−VI線方向から見た断面図である。なお図4は、第1検出パターン21および第1ダミーパターン22の各開口部37bを横切るように描かれたIV−IV線による断面図となっており、図5は、第1検出パターン21および第1ダミーパターン22の各開口部37bを横切らないよう描かれたV−V線による断面図となっている。また図2Bにおいては、支持体11の一方の側の面11a上に設けられたパターン21,22を実線で示すとともに、支持体11の他方の側の面11b上に設けられたパターン26,27を点線で示している。なお図2Bにおいては、図示の便宜上、支持体11の一方の側の面11a上に位置する導線37aの幅が支持体11の他方の側の面11b上に位置する導線38aの幅と異なっているが、これに限られることはなく、導線37aの幅と導線38aの幅とが同一であってもよい。
はじめに基材フィルム31について説明する。基材フィルム31は、タッチパネルセンサ10を製造する際のベースとなるものであり、図4に示すように合成樹脂層32を有している。合成樹脂層32の材料としては、透明性および可撓性を有する材料が用いられ、例えば合成樹脂(プラスチック)が用いられる。合成樹脂としては、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)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)またはトリアセチルセルロース(TAC)などの可撓性及び透明性を有する樹脂が用いられる。
次に検出パターン21,26およびダミーパターン22,27を構成する導線37a,38aの材料について説明する。導線37a,38aの材料としては、ITOなどの透明導電材料よりも高い導電性を有する材料が用いられ、例えば、銀、銅若しくはアルミニウム、またはこれらの合金の少なくとも1種類が用いられる。このうち銀合金は、従来の一般的なタッチパネルセンサにおいて導電パターンの材料として用いられているモリブデン合金などよりも比抵抗が小さく、このため導線37a,38aの材料として好ましい。このような銀合金の一例として、銀、パラジウム、銅を含んでなるAPC合金を挙げることができる。
第1中間層35は、基材フィルム31に比べて、第1検出パターン21および第1ダミーパターン22の各導線37aに対するより大きな密着力を有するよう構成されている。すなわち、導線37aと第1中間層35との間の密着力が、導線37aと基材フィルム31との間に密着力よりも大きくなるよう、第1中間層35が構成されている。また第2中間層36は、基材フィルム31に比べて、第2検出パターン26および第2ダミーパターン27の各導線38aに対するより大きな密着力を有するよう構成されている。すなわち、導線38aと第2中間層36との間の密着力が、導線38aと基材フィルム31との間に密着力よりも大きくなるよう、第2中間層36が構成されている。このような中間層35,36を基材フィルム31と導線37a,38aとの間に介在させることにより、基材フィルム31に対して導線37a,38aを確実に固定することができる。
例えば、はじめに、JIS K5600−5−7に記載の方法に適した引張試験機を準備する。次に、中間層35,36を構成する材料(以下、材料aと称する)が基材フィルム31を構成する材料(以下、材料bと称する)上に設けられた試験板を準備し、引張試験機を用いて材料aと材料bとの間の付着力(密着力)を測定する。この場合に測定された付着力をFabとする。
次に、導線37a,38aを構成する材料(以下、材料cと称する)が材料a上に設けられた試験板を準備し、引張試験機を用いて材料aと材料cとの間の付着力(密着力)を測定する。この場合に測定された付着力をFacとする。
次に、材料cが材料b上に設けられた試験板を準備し、引張試験機を用いて材料bと材料cとの間の付着力(密着力)を測定する。この場合に測定された付着力をFbcとする。
本実施の形態において、材料aと材料bとの間の付着力Fab、および、材料aと材料cとの間の付着力Facは、材料bと材料cとの間の付着力Fbcよりも大きくなっている。
なおJIS K5600−5−7は、金属板、ガラス板、セメントボード、木材などを試験サンプルとして用いることを想定して作成された規格である。本実施の形態においては、上述のように基材フィルム31を構成する材料として合成樹脂(プラスチック)が用いられることがあるが、この場合であっても、密着力の評価方法としてJIS K5600−5−7に記載の方法を用いることとする。
図7(a)〜(h)は、第1間隙s1を設計する方法、すなわち導線37aの配置方法を説明するための図である。はじめに、図7(a)に示すように、格子状に配置された導線37aを仮想的に考える。また、格子を構成する線分の1つの中点を点(1)として定める。
次に、上述のようにして設計された導線37aの設計に沿って、タッチパネルセンサ10を製造する方法について説明する。図8は、タッチパネルセンサ10を製造する方法を示すフローチャートであり、図9A(a)(b)〜図9E(a)(b)は、タッチパネルセンサ10を製造するための工程を順次示す図である。なお、図9A(a)(b)〜図9E(a)(b)の各図において、図9A(a)〜図9E(a)は、製造中のタッチパネルセンサを、基材フィルム31の一方の側から見た場合を示す平面図である。図9A(b)〜図9E(b)は、作製中のタッチパネルセンサを、各図9A(a)〜図9E(a)におけるIXb−IXb線に沿った断面において示している。また図9A(a)(b)〜図9E(a)(b)の各図においては、便宜上、検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の数などが、図1に示すタッチパネルセンサ10に比べて適宜簡略化されている。
はじめに図9A(a)(b)に示すように、タッチパネルセンサ10を製造するための元材としての積層体(ブランクスとも呼ばれる)30を準備する(工程S11)。積層体30は、図9A(b)に示すように、基材フィルム31と、基材フィルム31の一方の側の面上に設けられた第1中間層35と、第1中間層35の一方の側の面上に設けられ、遮光性および導電性を有する第1遮光導電層37と、基材フィルム31の他方の側の面上に設けられた第2中間層36と、第2中間層36の他方の側の面上に設けられ、遮光性および導電性を有する第2遮光導電層38と、を備えている。このうち第1遮光導電層37および第2遮光導電層38は、パターニングされることによって検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の導線37a,38aとなる層である。
次に図9A(a)(b)に示すように、積層体30の一方の側の面上に第1感光層41を設け、積層体30の他方の側の面上に第2感光層42を設ける(工程S12)。感光層41,42は、特定波長域の光、例えば紫外線に対する感光性を有している。感光層41,42の具体的な感光特性が特に限られることはない。例えば、感光層41,42として、光硬化型の感光材が用いられてもよく、若しくは、光溶解型の感光材が用いられてもよい。ここでは、感光層41,42として光硬化型の感光材が用いられる例を説明する。
次に、図9B(a)(b)に示すように、第1感光層41上に第1マスク43を配置するとともに第2感光層42上に第2マスク44を配置する。マスク43,44は各々、後に形成される検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の各導線37a,38a、取出パターン23,28および端子部24,29に対応したパターンで露光光を透過させる開口部43a,44aと、露光光を遮蔽する遮光部43b,44bと、を含んでいる。その後、図9B(a)(b)に示すように、露光光を、マスク43,44を介して感光層41,42に照射する(工程S13)。この結果、第1感光層41および第2感光層42が互いに異なるパターンで同時に露光される。
次に、露光された第1感光層41および第2感光層42を現像する(工程S14)。具体的には、感光層41,42に対応した現像液を用意し、この現像液を用いて、感光層41,42を現像する。これにより、図9C(a)(b)に示すように、感光層41,42のうち露光光が照射されていない部分が除去され、この結果、感光層41,42が所定のパターンにパターニングされる。
その後、図9D(a)(b)に示すように、パターニングされた第1感光層41aをマスクとして第1遮光導電層37をエッチングするとともに、パターニングされた第2感光層42をマスクとして第2遮光導電層38をエッチングする(工程S15)。このエッチングにより、第1遮光導電層37および第2遮光導電層38がそれぞれ、第1感光層41および第2感光層42のパターンと略同一のパターンにパターニングされる。エッチング方法が特に限られることはなく、エッチング液を用いるウェットエッチングや、機械的なエッチングなどが適宜用いられる。ウェットエッチングが採用される場合、遮光導電層37,38を構成する材料を溶解させることができるエッチング液が適宜選択される。例えば、遮光導電層37,38が銀や銀合金からなる場合には、燐酸、硝酸、酢酸、水を4:1:4:4の割合で配合してなる燐硝酢酸(水)をエッチング液として用いることができる。
その後、パターニングされて第1遮光導電層37上に残留している第1感光層41、および、パターニングされて第2遮光導電層38上に残留している第2感光層42を除去する(工程S16)。例えば、2%水酸化カリウム等のアルカリ液を用いることにより、残留している感光層41,42を除去する。これによって、図9E(a)(b)に示すように、パターニングされた遮光導電層37,38が露出する。すなわち、所定のパターンを有する導線37a,38aが形成される。これによって、導線37aおよび開口部37bを含む第1検出パターン21および第1ダミーパターン22と、導線38aおよび開口部38bを含む第2検出パターン26および第2ダミーパターン27と、を備えたタッチパネルセンサ10が得られる。
次に、本実施の形態の効果を、比較の形態と比較して説明する。図10は、比較の形態におけるタッチパネルセンサ60を示す平面図である。
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
以下、検出パターンおよびダミーパターンを構成する導線の配置の変形例について説明する。なお以下に示す変形例においては、第1検出パターン21および第1ダミーパターン22を構成する導線37aの配置の変形例についてのみ説明するが、当該変形例は、第2検出パターン26および第2ダミーパターン27を構成する導線38aの配置に対しても当然に適用可能である。
本実施の形態において、導線の配置を設計する際、図7(a)〜(h)に示すように、導線37aが格子状に配置されており、かつ、格子を構成する線分の中点に切断箇所が設定される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、格子の格子点に切断箇所が設定されてもよい。以下、このような例について図11(a)〜(h)を参照して説明する。なお「格子点」とは、一方向に延びる導線37aと他方向に延びる導線37aとが交わる点を意味している。
本変形例においては、はじめに図12(a)に示すように、検出パターン21,26が延びるx方向およびy方向に対して傾斜した方向に沿って格子状に配置された導線37aを仮想的に考える。また、格子を構成する線分の1つの中点を点(1)として定める。
または、図11(a)〜(h)に示す例の場合と同様に、線分の中点ではなく格子の格子点に切断箇所が設定されてもよい。本変形例においては、はじめに図13(a)に示すように、検出パターン21,26が延びるx方向およびy方向に対して傾斜した方向に沿って格子状に配置された導線37aを仮想的に考える。また、格子の格子点の1つを点(1)として定める。
また図14に示すように、第1検出パターン21を構成する導線37aに切込み37dが設けられていてもよい。設けられる切込み37dの位置や数は、x方向における第1検出パターン21の一端と他端との間の電気的な導通性が失われない限りにおいて、任意に設定される。このような切込み37dを第1検出パターン21に設けることにより、第1間隙s1をより目立たなくすることができ、これによって、タッチパネルセンサ10の意匠性を高めることができる。なお図14に示すように、切込み37dは、第1検出パターン21だけでなく第1ダミーパターン22にも設けられていてもよい。また、同様の切込みが第2検出パターン26や第2ダミーパターン27を構成する導線38aに設けられていてもよい。
次に、支持体11の一方の側の面11a上に設けられた導線37aと、支持体11の他方の側の面11b上に設けられた導線38aとの間の位置関係の例について説明する。ここでは、図15に示すように、導線37aの配置ピッチと導線38aの配置ピッチとが同一であり、かつ、タッチパネルセンサ10の法線方向から見た場合に導線38aが導線37aに対して所定距離分だけ、例えば配置ピッチp1×0.5の距離分だけずらされて配置されている場合について説明する。
また本実施の形態において、検出パターン21,26およびダミーパターン22,27と同時に、取出パターン23,28および端子部24,29が、検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の各導線37a,38aの材料と同一の材料、すなわち遮光導電層37,38から形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図16(a)に示すように、はじめに、フォトリソグラフィー法によって遮光導電層37,38から検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の各導線37a,38aを形成し、その後、図16(b)に示すように取出パターン23,28および端子部24,29を形成してもよい。この場合、取出パターン23,28および端子部24,29を形成する方法が特に限られることはなく、取出パターン23,28および端子部24,29を形成するために、図8において示されるS12〜S15のような工程を再度実施してもよい。また、スクリーン印刷などの印刷法によって取出パターン23,28および端子部24,29を形成してもよい。また、取出パターン23,28および端子部24,29を形成する金属材料として、検出パターン21,26およびダミーパターン22,27の各導線37a,38aを形成する金属材料とは異なるものを用いてもよい。
また本実施の形態において、S12〜S14に示すような1セットの露光工程、現像工程およびエッチング工程によって検出パターン21,26およびダミーパターン22,27が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、はじめに図17(a)に示すように、1セットの露光工程、現像工程およびエッチング工程によって第1遮光導電層37を全面にわたって網目状にパターニングし、その後、図17(b)に示すように、更なる1セットの露光工程、現像工程およびエッチング工程によって、各検出パターン21,26およびダミーパターン22,27を形成してもよい。
また本実施の形態において、基材フィルム31と導線37a,38aとの間に中間層35,36が介在されている例を示したが、これに限られることはない。例えば、導線37a,38aとして、基材フィルム31に対する十分な密着力を有する材料が用いられる場合、中間層35,36が設けられていなくてもよい。この場合、基材フィルム31によって支持体11が構成される。
11 支持体
21 第1検出パターン
22 第1ダミーパターン
23 第1取出パターン
24 第1端子部
26 第2検出パターン
27 第2ダミーパターン
28 第2取出パターン
29 第2端子部
30 積層体
31 基材フィルム
32 合成樹脂層
33 第1ハードコート層
34 第2ハードコート層
35 第1中間層
35a 外側第1中間層
35b 内側第1中間層
36 第2中間層
36a 外側第2中間層
36b 内側第2中間層
37 第1遮光導電層
37a 導線
37b 開口部
38 第2遮光導電層
38a 導線
38b 開口部
41 第1感光層
42 第2感光層
43 第1マスク
44 第2マスク
Claims (11)
- 支持体と、
前記支持体の一方の側の面上に設けられ、第1方向に延びる複数の第1検出パターンと、
前記支持体の一方の側の面上において、各第1検出パターン間に所定の第1間隙を空けて配置され、第1方向に延びる第1ダミーパターンと、を備え、
前記第1検出パターンおよび前記第1ダミーパターンは、遮光性および導電性を有する導線であって、各導線間に開口部が形成されるよう前記支持体の一方の側の面上に所定のパターンで配置された導線から構成されていることを特徴とするタッチパネルセンサ。 - 前記第1間隙の幅が2〜1000μmの範囲内となっていることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記第1検出パターンおよび前記第1ダミーパターンを構成する前記導線は、前記第1間隙が第1方向に沿って不規則にジグザグ状に延びる形状を有するよう配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記第1検出パターンを構成する前記導線に、第1方向における導通性が失われない範囲内で複数の切込みが入れられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記支持体の他方の側の面上に設けられ、前記第1方向に直交する第2方向に延びる複数の第2検出パターンと、
前記支持体の他方の側の面上において、各第2検出パターン間に所定の第2間隙を空けて配置され、第2方向に延びる第2ダミーパターンと、をさらに備え、
前記第2検出パターンおよび前記第2ダミーパターンは、遮光性および導電性を有する導線であって、各導線間に開口部が形成されるよう前記支持体の他方の側の面上に所定のパターンで配置された導線から構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ。 - 前記第2間隙の幅が2〜1000μmの範囲内となっていることを特徴とする請求項5に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記第2検出パターンおよび前記第2ダミーパターンを構成する前記導線は、前記第2間隙が第2方向に沿って不規則にジグザグ状に延びる形状を有するよう配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記第2検出パターンを構成する前記導線に、第2方向における導通性が失われない範囲内で複数の切込みが入れられていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記第1検出パターンおよび前記第1ダミーパターンを構成する前記導線は、支持体の法線方向から見た場合に前記第2間隙と重なるよう配置されており、
前記第2検出パターンおよび前記第2ダミーパターンを構成する前記導線は、支持体の法線方向から見た場合に前記第1間隙と重なるよう配置されていることを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ。 - 前記第1検出パターンおよび前記第1ダミーパターンを構成する前記導線は、当該導線間に形成される前記開口部が所定の第1配置ピッチで規則的に並ぶよう配置されており、
前記第2検出パターンおよび前記第2ダミーパターンを構成する前記導線は、当該導線間に形成される前記開口部が前記第1配置ピッチと同一の第2配置ピッチで規則的に並ぶよう配置されていることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ。 - 支持体の法線方向から見た場合に、前記第2検出パターンおよび前記第2ダミーパターンを構成する前記導線は、前記第1配置ピッチよりも小さい所定距離の分だけ、前記第1検出パターンおよび前記第1ダミーパターンを構成する前記導線に対してずらされて配置されていることを特徴とする請求項10に記載のタッチパネルセンサ。
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