JP5685236B2 - 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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Description

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。 (a)は第2層の構成を示す平面図、(b)は中間層の構成を示す平面図、(c)は第1層の構成を示す平面図である。 (a)は図1のA−A’線断面図、(b)は図1のB−B’線断面図、(c)は図1のC−C’線断面図である。 (a)〜(f)は図3(a)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。 (a)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、(b)は(a)のD−D’線断面図である。 (a)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、(b)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り、(c)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。 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2(a)〜(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2(a)〜(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2では、(c),(b),(a)の順)で説明する。
図2(c)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2(b)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2(a)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2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2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3(a)は図1のA−A’線断面図であり、図3(b)は図1のB−B’線断面図であり、図3(c)は図1のC−C’線断面図である。
図3(a)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3(b)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3(c)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3(a)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3(a)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4(a)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4(a)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4(b)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4(c)において、第1層10上に中間層12を形成する。次いで図4(d)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4(d)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4(e)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4(f)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7(a)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7(b)は図7(a)のD−D’線断面図である。
図7(a),(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。
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8(a)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8(b)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8(c)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8(c)のグラフは図8(a),(b)の測定データに基づいて作成した。
図8(c)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10Ω/□以上となったものを上記絶縁とした。
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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