JP5464608B2 - Touch sensor with decoration and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基材の内側面に、透明導電膜層及び加飾印刷層が形成されたフィルム基材の透明導電センサが貼り付け形成された装飾付きタッチセンサの発明であって、とくにガラス基材の中央部は平坦で、外形部は立ち上がり形状になっており、中央部には透明導電膜層の回路が形成され、立ち上がり形状部には該透明導電膜層の回路からの電気信号を検出する引き回し回路及び該引き回し回路を覆い隠す加飾印刷層が形成されていることを特徴とする装飾付きタッチセンサ及びその製造方法に関する。 The present invention is an invention of a touch sensor with a decoration, in which a transparent conductive sensor of a film substrate in which a transparent conductive film layer and a decorative print layer are formed is attached to the inner side surface of a glass substrate, and in particular, glass. The central part of the substrate is flat and the outer part has a rising shape, a circuit of a transparent conductive film layer is formed in the central part, and an electric signal from the circuit of the transparent conductive film layer is formed in the rising shape part. The present invention relates to a touch sensor with a decoration, and a method for manufacturing the touch sensor, in which a decorative printed layer that covers the routing circuit to be detected and covers the routing circuit is formed.
従来、ガラス基材の内側面に、透明導電膜層及び加飾印刷層が形成されたフィルム基材の透明導電センサが貼り付け形成されたタッチパネルの発明として、特許文献１の発明があった。
しかし特許文献１の発明のタッチパネルは、引き回し回路を覆い隠す加飾印刷層の箇所は額縁部分となり、どうしても外形寸法の割にディスプレイ部分が小さくなる（とくに短辺方向が小さい）問題が生じる。しかし、狭額縁化の市場ニーズは高く、これに対応するには引き回し回路の線幅及び線間を細く狭くするしかないが、そのようにすれば抵抗値が上がって電気信号の検出が鈍くなるだけでなく、生産性が低下する問題があった。
However, in the touch panel of the invention of
また、表面のガラスを化学処理などの方法で強化してもガラス基材の側面部は強化が不十分でかつ鋭利な形状になるため、携帯電話やタブレットなどの最終製品で使用している消費者が誤って落とした場合に、横又は斜め横方向から衝撃が加われば、簡単にガラス基材が割れてしまう問題があった。 In addition, even if the glass on the surface is tempered by chemical treatment or other methods, the side surfaces of the glass substrate are insufficiently reinforced and have a sharp shape, so consumption that is used in final products such as mobile phones and tablets When a person accidentally drops the glass substrate, there is a problem that the glass substrate is easily broken if an impact is applied from the lateral or oblique lateral direction.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、額縁部分の割合を少なくしてディスプレイ部分の割合を高くするという市場ニーズに対応し、強度が十分である装飾付きタッチセンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The touch sensor with decoration has sufficient strength in response to the market need to increase the proportion of the display portion by reducing the proportion of the frame portion, and its An object is to provide a manufacturing method.
上記の目的を達成するため、本発明の第１の特徴構成は、中央部は平坦で外形部は立ち上がり形状のガラス基材の内側面に、透明導電膜層及び加飾印刷層が形成されたフィルム基材の透明導電センサが貼り付け形成された装飾付きタッチセンサであって、中央部には透明導電膜層の回路が形成され、立ち上がり形状部には該透明導電膜層の回路からの電気信号を検出する引き回し回路及び該引き回し回路を覆い隠す加飾印刷層が形成されていることを特徴とする装飾付きタッチセンサである。 In order to achieve the above object, according to the first characteristic configuration of the present invention, a transparent conductive film layer and a decorative printing layer are formed on the inner surface of a glass substrate having a flat central portion and a rising outer shape. A touch sensor with a decoration on which a transparent conductive sensor of a film base is pasted and formed, wherein a circuit of a transparent conductive film layer is formed in a central portion, and an electric power from the circuit of the transparent conductive film layer is formed in a rising shape portion. It is a touch sensor with a decoration, characterized in that a routing circuit for detecting a signal and a decorative printed layer for covering the routing circuit are formed.
この特徴構成によると、加飾印刷層が形成される部分が主にガラス基材の側面部になるため、引き回し回路の線幅及び線間を細く狭くしなくとも、視認者が上面からタッチセンサを観察した場合に、額縁部分が少なくなりディスプレイ部分の割合を高くすることができる。したがって、電気信号の検出が鈍くなったり、生産性が低下したりすることなく、狭額縁化の市場ニーズに対応することができる。 According to this characteristic configuration, the portion where the decorative print layer is formed is mainly the side surface portion of the glass substrate, so that the viewer can touch the touch sensor from the upper surface without narrowing and narrowing the line width and the line spacing of the routing circuit. , The frame portion is reduced and the proportion of the display portion can be increased. Therefore, it is possible to meet the market needs for narrowing the frame without slowing down the detection of electrical signals and reducing productivity.
本発明の第２の特徴構成は、前記透明導電膜層が、導電繊維を含むことを特徴とする装飾付きタッチセンサである。本発明の第３の特徴構成は、前記透明導電膜層が、チオフェン系導電ポリマーを含むことを特徴とする装飾付きタッチセンサである。本発明の第４の特徴構成は、前記透明導電膜層が、微細なメッシュパターン化させた金属膜からなる透明導電膜であることを特徴とする装飾付きタッチセンサである。本発明の第５の特徴構成は、前記透明導電膜層が、自己組織化させた金属微粒子パターンからなることを特徴とする装飾付きタッチセンサである。 A second characteristic configuration of the present invention is the touch sensor with decoration, wherein the transparent conductive film layer includes conductive fibers. A third characteristic configuration of the present invention is a touch sensor with decoration, wherein the transparent conductive film layer includes a thiophene-based conductive polymer. A fourth characteristic configuration of the present invention is the touch sensor with decoration, wherein the transparent conductive film layer is a transparent conductive film made of a fine mesh-patterned metal film. A fifth characteristic configuration of the present invention is the touch sensor with decoration, wherein the transparent conductive film layer is formed of a self-organized metal fine particle pattern.
これらの特徴構成によると、透明導電膜層が耐屈曲性を有するため、従来のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の透明導電膜では対応できなかった立ち上がりの大きい形状にも追随できる。また、クラックなどが生じにくいため、取り扱いがしやすく、貼り合わせ加工時の生産性が向上する長所もある。 According to these characteristic configurations, since the transparent conductive film layer has bending resistance, it is possible to follow a shape having a large rise that cannot be handled by a conventional transparent conductive film of indium tin oxide (ITO). In addition, since cracks and the like are not easily generated, handling is easy, and there is an advantage that productivity at the time of bonding is improved.
本発明の第６の特徴構成は、前記ガラス基材がアルミノケイ酸ガラスであり、外形部の立ち上がり形状を形成した後、化学処理を行って強度を向上させた化学強化ガラスであることを特徴とする装飾付きタッチセンサである。この特徴構成によると、ガラス基材の側面部も強化がされるので横又は斜め横方向からの衝撃にも強くなり、消費者が誤って落とした場合でもガラス基材が割れてしまうケースが少なくなる。また、貼り合わせる際の応力にも耐えやすくなるので貼り合わせ加工時の生産性が向上する。 A sixth characteristic configuration of the present invention is characterized in that the glass substrate is aluminosilicate glass, and a chemically tempered glass whose strength is improved by performing chemical treatment after forming a rising shape of the outer shape. It is a touch sensor with decoration. According to this characteristic configuration, the side surface portion of the glass base material is also strengthened, so that it is strong against impacts from the side or diagonal directions, and there are few cases where the glass base material breaks even if the consumer accidentally drops it. Become. Moreover, since it becomes easy to endure the stress at the time of bonding, the productivity at the time of bonding improves.
本発明の第７の特徴構成は、前記フィルム基材の透明導電センサが貼り付けられた箇所のガラス基材の形状が二次曲面であることを特徴とする装飾付きタッチセンサである。この特徴構成によると、フィルム基材の透明導電センサがガラス基材の形状に沿いやすく、貼り合わせる際に発生しやすいシワ等の不良が少なくなる。その結果、貼り合わせ加工時の生産性が向上する。 A seventh characteristic configuration of the present invention is the touch sensor with decoration, wherein the shape of the glass substrate at the place where the transparent conductive sensor of the film substrate is attached is a quadratic curved surface. According to this characteristic configuration, the transparent conductive sensor of the film base is likely to follow the shape of the glass base, and defects such as wrinkles that are likely to occur when pasting are reduced. As a result, productivity at the time of bonding is improved.
本発明の第８の特徴構成は、中央部は平坦で外形部は立ち上がり形状のガラス基材の内側面に、透明導電膜層及び加飾印刷層が形成されたフィルム基材の透明導電センサを載置し、背面から弾性体のパッドでもって該フィルム基材を押圧して貼り付け形成することを特徴とする装飾付きタッチセンサの製造方法である。この特徴構成によると、弾性体のパッドが自由自在に変形するのでガラス基材の複雑な形状においても押圧を加えることができ、貼り合わせすることができる。 An eighth characteristic configuration of the present invention is a film-based transparent conductive sensor in which a transparent conductive film layer and a decorative print layer are formed on the inner surface of a glass substrate having a flat central portion and a rising outer shape. It is a manufacturing method of a touch sensor with decoration, characterized in that it is mounted and pressed and formed by pressing the film substrate with an elastic pad from the back. According to this characteristic configuration, since the elastic pad is freely deformed, it can be pressed even in a complicated shape of the glass substrate, and can be bonded together.
本発明の第９の特徴構成は、中央部は平坦で外形部は立ち上がり形状のガラス基材の内側面に、透明導電膜層及び加飾印刷層が形成されたフィルム基材の透明導電センサを載置し、背面から弾性体のロールを順次押圧しながら移動させることでもって該フィルム基材を押圧して貼り付け形成することを特徴とする装飾付きタッチセンサの製造方法である。この特徴構成によると、ロールが順次押圧しながら移動するので、単位時間あたりの貼り合わせ速度が向上し、貼り合わせ加工時の生産性が向上する。 A ninth characteristic configuration of the present invention is a film-based transparent conductive sensor in which a transparent conductive film layer and a decorative print layer are formed on the inner surface of a glass substrate having a flat central portion and an outer shape rising shape. It is a manufacturing method of a touch sensor with a decoration, wherein the film base is pressed and pasted by placing and moving an elastic roll from the back while sequentially pressing the roll. According to this characteristic configuration, since the roll moves while being sequentially pressed, the bonding speed per unit time is improved, and the productivity during the bonding process is improved.
以下、本発明に係る装飾付きタッチセンサの実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の装飾付きタッチセンサ１は、中央部が平坦で外形部は立ち上がり形状のガラス基材２と該ガラス基材２の内側面に貼り付け形成された透明導電膜層４及び加飾印刷層５が形成された透明導電センサ３とからなる（図１，２，３）。
Hereinafter, embodiments of a touch sensor with decoration according to the present invention will be described with reference to the drawings. The
ガラス基材２は、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどの強度及び透過率に優れるガラス板を選択する。強度に優れるガラス板を選択すると、ガラス基材２の厚みを薄くすることによる装飾付きタッチセンサ１の薄型化、ならびに、その装飾付きタッチセンサ１を備える携帯電話機やタブレット等の電子機器の薄型化を図ることができる。
As the
とくに化学強化したアルミノケイ酸ガラスは、他のガラスに比べて数倍の耐圧強度を持ち、厚みの薄いガラスでも強化できるという点でとくに好ましい。化学強化の方法としては、溶融したアルミノケイ酸ガラスを８５重量％以上のカリウム塩、例えば硝酸カリウムを含有し、浴温度が３００〜６００℃の塩浴に、１〜１５時間にわたって浸漬させて、ガラスに含まれるナトリウムイオンを放出させ、代わりにカリウムイオンを取り込ませる処理が挙げられる。 In particular, chemically strengthened aluminosilicate glass has a pressure strength several times that of other glasses, and is particularly preferable in that it can be strengthened even with thin glass. As a method of chemical strengthening, molten aluminosilicate glass contains 85 wt% or more of potassium salt, for example, potassium nitrate, and is immersed in a salt bath having a bath temperature of 300 to 600 ° C. for 1 to 15 hours. The process which discharge | releases the contained sodium ion and takes in potassium ion instead is mentioned.
ナトリウムイオンに比べてイオン半径が大きいカリウムイオンを取り込むことで、ガラス表面に圧縮応力がはたらき、強度を高めることができる。この浸漬処理により、厚さが約０．２ｍｍ、曲げ強度が５００Ｎ／ｍｍ2程度の圧縮応力帯域が生成される。そして、ガラス板の外形部を立ち上がり形状に加工した後、このような化学強化を行ったガラス基材２では、平坦な中央部２１だけでなく立ち上がり部２２についても強度が大きく増している。したがって、このように化学強化されたガラス基材２では３ｍｍ以下の厚みのガラス板でもほぼ全体に十分な強度が得られるため、電子機器の薄膜化・軽量化を図ることができる。
By incorporating potassium ions having a larger ionic radius than sodium ions, compressive stress acts on the glass surface and the strength can be increased. By this immersion treatment, a compressive stress zone having a thickness of about 0.2 mm and a bending strength of about 500 N / mm 2 is generated. And in the
なお、前記立ち上がり部２２の形状は、立ち上がり部の高さ２４が１〜５ｍｍが好ましく、立ち上がり部の角のアール２３は半径０．５〜５ｍｍの形状になっていることが好ましい（図４）。立ち上がり部の高さ２４が１ｍｍ未満であると狭額縁化が不十分となり、５ｍｍより高いと貼り合わせが困難になるためである。また、立ち上がり部の角のアール２３を半径０．５ｍｍ以上にすることで、該外形部の角に加わる外部からの衝撃が分散されガラス基材２が割れにくくなるだけでなく、貼り付けする透明導電センサ３が追随しやすくなり貼り合わせも容易になる長所がある。
As for the shape of the rising
つぎに、ガラス基材２に貼り付けする透明導電センサ３について説明する。透明導電センサ３は、フィルム基材６上に少なくとも透明導電膜層４及び加飾印刷層５が形成される。そして、加飾印刷層５は平坦なディスプレイ部２５の額縁２６としての機能だけでなく（図２、図３）、透明導電膜層４の電気信号を外部回路に伝達する引き回し回路７を覆い隠す機能も果たす。しかし、加飾印刷層５がガラス基材２の平坦な中央部２１に形成されると、その分は電子機器のディスプレイ画面が小さくなることになるので、ガラス基材２の平坦な中央部２１は透明導電膜層４で、立ち上がり部２２は加飾印刷層５が主となるように位置決めしてガラス基材２の内側面に貼り付けする。
Next, the transparent
貼り付け方法は、ガラス基材２の上に透明導電センサ３を載置し、背面から弾性体のパッド１１でもって該フィルム基材６を押圧して貼り付けする方法が挙げられる（図５）。この方法では、弾性体のパッド１１が自由自在に変形するのでガラス基材２の複雑な形状においても押圧を加えることができ、貼り合わせすることができる。また、ガラス基材２の立ち上がり形状が一方向の二次曲面（図３）であれば、弾性体のパッド１１の代わりに弾性体のロール１２を順次押圧しながら移動させることでもってフィルム基材６を押圧して貼り付け形成することもできる（図６）。この方法では、ロールが順次押圧しながら移動するので、高速で貼り合わせできるので生産性が向上する。なお、透明導電センサ３は沿いやすくするため予め少し曲げておくのが好ましい。
Examples of the attaching method include a method in which the transparent
貼り付けは、粘着性で光学的に透明性の高い光学透明両面テープ（ＯＣＡ）やや感圧性の接着剤が形成されたテープ（ＰＳＡ）などを介して行うとよい。主に用いる接着剤の材質としてはポリメタクリル酸系である。弾性体のパッド１１としては、硬度４５〜６０程度のシリコンゴムからなるパッドが挙げられる。弾性体のロール１２としては、硬度６０〜９０程度のシリコンゴムからなるロールが挙げられる。押圧力は０．５〜２ＭＰａ程度に設定するとよい。 Affixing may be performed via an optically transparent double-sided adhesive tape (OCA) that is highly adhesive and optically transparent, or a tape (PSA) on which a pressure-sensitive adhesive is formed. The main adhesive material is polymethacrylic acid. Examples of the elastic pad 11 include pads made of silicon rubber having a hardness of about 45-60. Examples of the elastic roll 12 include a roll made of silicon rubber having a hardness of about 60 to 90. The pressing force is preferably set to about 0.5 to 2 MPa.
透明導電センサ３の透明導電膜層４の材質としては、一般的に、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの金属酸化物を用いることができる。ただし本発明では、透明導電膜層４の一部が立ち上がり部２２にまで追随して形成される場合もあるので、これらの金属酸化物よりもよりフレキシブルな材質で形成した方が好ましい。
As a material of the transparent
そのようなフレキシブルな透明導電膜層４としては、金、銀、銅、スズ、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの導体金属やカーボンからなる極細線の導体繊維（すなわち金属ナノファイバーまたは金属ナノワイヤやカーボンナノチューブ）を含有させた透明導電膜や、金、銀、銅、スズ、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの導体金属を目視で確認できない程度の細線でパターン化または自己組織化して形成させて、外観上透明に見えるようにした透明導電膜、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）などのチオフェン系導電ポリマーからなる透明導電膜などが挙げられる。
As such a flexible transparent
極細線の導体繊維は、断面の直径が１０〜２００ｎｍ、アスペクト比が１０〜１０００００のものが光学特性・導電性の点から好ましい。該導体繊維を透明バインダーに含有させてインキ化し汎用の印刷方式にてパターン形成する方法や、全面クリアコートしてリフトオフによりパターン形成する方法などにより、透明導電膜層４をパターン形成することができる。
The ultrafine conductor fiber preferably has a cross-sectional diameter of 10 to 200 nm and an aspect ratio of 10 to 100,000 from the viewpoint of optical properties and conductivity. The transparent
目視で確認できない程度の導体金属によるパターンとしては、線幅が１００μｍ以下で開口率（単位面積あたりの導体金属パターンが形成されない比率）が９０％以上の格子状パターンやハニカム状のパターンが挙げられる。このパターンはリフトオフやエッチングなどの方法により形成される。あるいは、疎水性溶媒系の溶液キャスト製膜法と水蒸気結露現象を組み合わせた自己組織化による方法で上記パターンを形成してもよいし、銀塩写真技術でもってパターンを形成してもよい。 Examples of the conductive metal pattern that cannot be visually confirmed include a lattice pattern or a honeycomb pattern having a line width of 100 μm or less and an aperture ratio (a ratio in which a conductive metal pattern per unit area is not formed) of 90% or more. . This pattern is formed by a method such as lift-off or etching. Alternatively, the pattern may be formed by a self-organization method combining a hydrophobic solvent-based solution cast film forming method and water vapor condensation phenomenon, or the pattern may be formed by a silver salt photographic technique.
透明導電膜層４に十分な導電性があれば、それをそのまま外部回路と接続するための端子部まで形成することができる。ただ、一般的に透明性と導電性は相反する関係にあるため、ディスプレイ部分以外は、電気信号を円滑に伝達するための引き回し回路７を別途形成する方が好ましい。引き回し回路７は銀ペーストなどの導電インキを汎用の印刷方式で形成したり、銅箔などの導体金属をリフトオフやエッチングなどの方法で形成したりするのが一般的である。
If the transparent
そして、この引き回し回路７を覆い隠すとともに、平坦なディスプレイ部２５の額縁２６としての機能を果たす加飾印刷層５を形成する。加飾印刷層５は、中央部が抜きパターンで、その周縁が額縁状のパターンになるように形成されている。中央部の抜きパターンの広さや形状は、電子機器における入力エリアや表示エリアの広さや形状に応じて設定されるが、ガラス基材２の平坦な中央部２１と同等にするのが好ましい。そのようにすることにより、ガラス基材２に透明導電センサ３を貼り合わせた際、加飾印刷層５は側面の立ち上がり部２２に形成され、平坦な中央部２１は殆ど透明導電膜層４からなる入力エリアとなり、究極の狭額縁化が可能となるからである。
Then, the decorative printed
加飾印刷層５は、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、アルキド樹脂などをバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。形成方法は、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。該印刷層の厚みは０．５〜１０μｍ程度とするのが一般的である。
The
また加飾印刷層５は、金属薄膜層からなるものあるいは金属薄膜層と上記印刷層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は金属光沢を表現するものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などにより形成される。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金または化合物を使用できる。金属薄膜層の厚みは０．０５μｍ程度とするのが一般的である。また、金属薄膜層を設ける際に、他の層との密着性を向上させるために前アンカー層や後アンカー層を設けてもよい。
The
透明導電センサ３のフィルム基材６は、ポリカーボネート系、シクロオレフィン系、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの樹脂フィルムを使用することができる。フィルム基材の厚みは３０〜５００μｍ程度とするのが一般的である。なお、ここでいうフィルム基材とは、ＪＩＳ Ｋ‐７１７１の試験装置でもって曲げ試験をした際、曲げ半径が５ｃｍのときの曲げ応力が１５０ＭＰａ未満の曲げ特性を有する基材であれば上記樹脂フィルム以外の材質でもよく、例えば厚み５０〜１００μｍの無アルカリホウケイ酸ガラスのように上記樹脂フィルムに匹敵するような曲げ特性を有するフレキシブルな基材も含まれる。
As the
なお、以上に示した透明導電センサ３は、透明導電膜層４が単層の場合であるが、透明導電膜層４がフィルム基材６の表裏両面に形成されていても良い。あるいは、透明導電膜層４が形成されているフィルム基材６が複数積層形成されていてもよい。透明導電膜層４が複数層形成された静電容量式透明導電センサの場合、マルチタッチ入力などが円滑に行える長所がある。また、各図では透明導電膜層４、加飾印刷層５、引き回し回路７がフィルム基材６のガラス基材２と反対側の面で示しているが、各層をフィルム基材６のガラス基材２の面側に形成してもよい。
In addition, although the transparent
１ 装飾付きタッチセンサ
２ ガラス基材
３ 透明導電センサ
４ 透明導電膜層
５ 加飾印刷層
６ フィルム基材
７ 引き回し回路
１１ 弾性体のパッド
１２ 弾性体のロール
２１ 平坦な中央部
２２ 立ち上がり部
２３ 立ち上がり部の角のアール
２４ 立ち上がり部の高さ
２５ 平坦なディスプレイ部
２６ 額縁
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