TW201314532A - 觸控式面板及觸控式面板的製造方法 - Google Patents

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Masaya Nakayama
Kenji Naoi
Masashi Shirata
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Fujifilm Corp
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Abstract

一種觸控式面板,包括於第1方向上延伸的多個第1透明導電圖案;在與第1方向正交的第2方向上延伸的多個第2透明導電圖案;與各第1透明導電圖案電性連接的多條第1周邊配線;及與各第2透明導電圖案電性連接的多條第2周邊配線。第1及第2周邊配線、與第1及第2透明導電圖案經由使一側敞開的U字形狀的絕緣膜而電性連接。第1及第2透明導電圖案將自絕緣膜露出的第1及第2周邊配線的全部覆蓋。藉此,提供即便在經由形成於絕緣膜上的通孔的接觸區域中,亦可與周邊配線達成良好的接觸(導通),更可防止周邊配線的腐蝕的觸控式面板。

Description

觸控式面板及觸控式面板的製造方法
本發明是有關於一種觸控式面板及觸控式面板的製造方法,尤其是有關於一種應用含有黏合劑(binder)與導電性纖維的透明導電圖案的觸控式面板的技術。
近年來,觸控式面板正受到矚目。觸控式面板主要應用於個人數位助理(Personal Digital Assistance,PDA)或行動電話等小尺寸者,但考慮藉由應用於個人電腦用顯示器等而推進大尺寸化。
作為觸控式面板的透明電極,使用氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)。但是,存在如下等課題:作為ITO的原料的銦的價格高且穩定供給存在極限,因製作薄膜時需要真空過程而導致製造成本變高,另外,ITO膜脆、耐彎曲性欠佳。
因此,作為觸控式面板的透明電極,正研究使用含有金屬細線(導電性纖維)的透明導電膜。專利文獻1揭示將如下的透明導電膜適宜地用於觸控式面板等,該透明導電膜藉由將透明導電纖維層轉印至透明膜基材上來製造,且兼具高導電性與良好的透明性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-231029號公報
於觸控式面板等電子機器中,電極配線彼此經由形成於絕緣膜上的通孔而電性連接。但是,於專利文獻1中所 記載的方法的情況下,會產生如下的問題:於接觸區域中,電極配線彼此的接觸並不充分,無法取得接觸而產生導通不良。
本發明是考慮到此種課題而完成的發明。本發明的目的在於提供一種觸控式面板,其即便於藉由轉印而形成透明導電膜的情況下,在經由形成於絕緣膜上的通孔的接觸區域中,亦可與周邊配線進行充分的接觸,並可與周邊配線達成良好的接觸(導通),進而可防止周邊配線的腐蝕。
本發明的一形態的觸控式面板包括:透明基板;多個第1透明導電圖案,其於上述透明基板上沿第1方向而形成、且含有黏合劑與導電性纖維;多個第2透明導電圖案,其於上述透明基板上沿與上述第1方向正交的第2方向而形成、且含有黏合劑與導電性纖維;多條第1周邊配線,其形成於上述透明基板上,並與上述各第1透明導電圖案的端部電性連接;多條第2周邊配線,其形成於上述透明基板上,並與上述各第2透明導電圖案的端部電性連接;第1連接構造,其連接上述各第1透明導電圖案與上述各第1周邊配線;以及第2連接構造,其連接上述各第2透明導電圖案與上述各第2周邊配線;上述第1連接構造包括上述第1周邊配線、形成於上述第1周邊配線上且具有用以使上述第1周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第1絕緣膜、及覆蓋所露出的上述第1周邊配線的上述第1透明導電圖案,且上述第1絕緣膜的膜厚與上述第1絕緣膜的開口長度的比(第1絕緣膜的開口長度/第1絕緣 膜的膜厚)為25以上。
另外,於本發明的一形態的觸控式面板中,較佳為上述第2連接構造包括上述第2周邊配線、形成於上述第2周邊配線上且具有用以使上述第2周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第2絕緣膜、及覆蓋所露出的上述第2周邊配線的上述第2透明導電圖案,且上述第2絕緣膜的膜厚與上述第2絕緣膜的開口長度的比(第2絕緣膜的開口長度/第2絕緣膜的膜厚)為25以上。
較佳為上述第1透明導電圖案的膜厚與上述第1絕緣膜的膜厚的比(第1絕緣層的膜厚/第1透明導電圖案的膜厚)為5以上、20以下、及/或上述第2透明導電圖案的膜厚與上述第2絕緣膜的膜厚的比(第2絕緣層的膜厚/第2透明導電圖案的膜厚)為5以上、20以下。
較佳為上述導電性纖維為銀奈米線。
較佳為上述第1周邊配線、及上述第2周邊配線是以金屬膜所構成。
較佳為上述導電性纖維具有50 nm以下的短軸。
根據本發明的另一形態,觸控式面板的製造方法包括如下步驟:於透明基板上形成多條第1周邊配線與多條第2周邊配線;於上述各第1周邊配線上形成具有用以使上述第1周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第1絕緣膜、及/或於上述各第2周邊配線上形成具有用以使上述第2周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第2絕緣膜;於轉印基材上形成含有黏合劑與導電性纖維的導電層;將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板 上,覆蓋上述第1周邊配線、及/或上述第2周邊配線的露出部,並將上述各第1周邊配線及上述第2周邊配線與上述導電層電性連接;以及將上述導電層圖案化,形成在第1方向上延伸的多個第1透明導電圖案、及在與上述第1方向正交的第2方向上延伸的多個第2透明導電圖案。
較佳為當將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板上時,上述透明基板為90℃以上、120℃以下的溫度範圍。
較佳為當將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板上時,轉印壓力為0.4 MPa以上、0.8 MPa以下的範圍。
根據本發明,即便於藉由轉印而形成透明導電膜的情況下,在接觸區域中亦可與周邊配線達成充分的接觸,因此可形成周邊配線與透明導電膜的良好的接觸(導通)。進而,可防止周邊配線的腐蝕。
以下,根據隨附圖式對本發明的較佳的實施形態進行說明。本發明是藉由以下的較佳的實施形態來說明,但可不脫離本發明的範圍,而利用複數方法進行變更,可利用本實施形態以外的其他實施形態。因此,本發明的範圍內的所有變更包含於專利申請的範圍中。
以下,一面參照圖1~圖3一面說明本實施形態的配線構造體、及觸控式面板。
觸控式面板10具備透明基板20、形成於透明基板20 上的多個第1透明導電圖案30、及多個第2透明導電圖案40。各第1透明導電圖案30沿第1方向而配置,各第2透明導電圖案40沿與第1方向正交的第2方向而配置。
第1透明導電圖案30具備多個第1感知部32、及將多個第1感知部32之間電性連接的第1連接部34。第1感知部32具有寬度大的菱形形狀,第1連接部34具有寬度小的窄條形狀(reed shape)。關於第1透明導電圖案30,使第1感知部32與第1連接部34一體地形成。
第2透明導電圖案40具備多個第2感知部42、及將多個第2感知部42之間電性連接的第2連接部44。第2感知部42具有寬度大的菱形形狀,第2連接部44具有寬度小的窄條形狀。第2連接部44形成於第1連接部34上所形成的絕緣膜50上。即,於窄條形狀的第1連接部34上形成實質上與第1連接部34相同形狀的絕緣膜50,於絕緣膜50上形成寬度比絕緣膜50小的窄條形狀的第2連接部44。關於第2透明導電圖案40,使第2感知部42與第2連接部44獨立地形成。再者,對絕緣膜50要求透明性。因此,作為絕緣膜50的材料,作為無機材料,可考慮SiO2、SiOx、SiNx、SiOxNy(X、Y分別為任意的整數),作為有機材料,可考慮丙烯酸樹脂等。
第1透明導電圖案30與第2透明導電圖案40是以於俯視(planar view)下,第1感知部32與第2感知部42不相互重疊的方式配置。另一方面,第1連接部34與第2連接部44是以於俯視下進行交叉的方式配置。但是,第1連接部34與第2連接部44藉由絕緣膜50而電性分離。
藉由如上述般配置第1透明導電圖案30與第2透明導電圖案40,而構成所謂的規則地配置的菱形圖案(diamond pattern)。第1透明導電圖案30與第2透明導電圖案40均包含含有導電性纖維與黏合劑的透明導電膜。
作為導電性纖維的構造,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,但較佳為實心構造及中空構造的任一種。此處,有時將實心構造的纖維稱為線(wire),有時將中空構造的纖維稱為管(tube)。
有時將平均短軸長度為5 nm~1,000 nm,平均長軸長度為1 μm~100 μm的導電性纖維稱為「奈米線」。
另外,有時將平均短軸長度為1 nm~1,000 nm,平均長軸長度為0.1 μm~1,000 μm,且具有中空構造的導電性纖維稱為「奈米管」。
作為上述導電性纖維的材料,只要具有導電性,則並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,但較佳為金屬及碳的至少任一種。該些之中,上述導電性纖維較佳為金屬奈米線、金屬奈米管、及碳奈米管(carbon nanotube)的至少任一種。
就透明性、霧度的觀點而言,較佳為平均短軸長度為50 nm以下。
作為黏合劑,可自如下的鹼可溶性樹脂中適宜選擇,該鹼可溶性樹脂是有機高分子聚合物、且分子(較佳為將丙烯酸系共聚物作為主鏈的分子)中具有至少1個促進鹼可溶性的基(例如羧基、磷酸基(phosphoric group)、磺酸基(sulfonic acid group)等)。
作為透明基板20的材料,例如可使用:無鹼玻璃、鈉玻璃等透明玻璃基板,或聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚碸(Polyethersulfone,PES)等透明合成樹脂基板等。就透明度及尺寸穩定性的觀點而言,較佳為使用無鹼玻璃、PET。
藉由多個第1透明導電圖案30與多個第2透明導電圖案40,而於透明基板20上形成感測器區域S。於透明基板20上的感測器區域S的外周區域,形成多條第1周邊配線60與多條第2周邊配線70。第1周邊配線60的一端與第1透明導電圖案30的一端電性連接。第1周邊配線60的另一端與外部連接端子(未圖示)電性連接。第1周邊配線60包含寬度細的線部60a,且於一端包含相對於線部60a寬度大的墊部60b,於另一端包含相對於線部60a寬度大的墊60c。
第2周邊配線70的一端與第2透明導電圖案40的一端電性連接。第2周邊配線70的另一端與外部連接端子(未圖示)電性連接。第2周邊配線70包含寬度細的線部70a,且於一端包含相對於線部70a寬度大的墊部70b,於另一端包含相對於線部70a寬度大的墊70c。
第1周邊配線60與第2周邊配線70以金屬膜所構成。金屬膜例如包含Al、Ag、Cu、Mo、Ti、Cr等材料,或該些的合金。金屬膜亦可包含複數材料的積層膜。例如,亦可為包含Mo(或Mo合金)/Al(或Al合金)/Mo(或 Mo合金)的積層膜。
第1透明導電圖案30的一端包含與墊部60b電性連接的寬度大的連接部36。連接部36經由U字形狀的絕緣膜38而與墊部60b電性連接。
第2透明導電圖案40的一端包含與墊部70b電性連接的寬度大的連接部46。連接部46經由U字形狀的絕緣膜48而與墊部70b電性連接。
圖2A是表示接觸區域中的墊部60b(70b)與絕緣膜38(48)的放大平面圖。圖2B是沿A-A線的剖面圖。於透明基板(未圖示)上形成寬度細的線部60a(70a),且於線部60a(70a)的一端形成相對於線部60a(70a)寬度大的墊部60b(70b)。於墊部60b(70b)上,形成具有用以使墊部60b(70b)的一部分露出的開口的U字形狀的絕緣膜38(48)。於本實施形態中,用以連接上下的配線的接觸孔是由俯視下一側敞開的U字形狀的絕緣膜38(48)形成。另一方面,通常的接觸孔是由俯視下將周圍全部包圍的絕緣膜形成。於本實施形態中,絕緣膜的形狀與先前不同。
U字形狀的絕緣膜38(48)具有規定的開口長度L(相向的絕緣膜38間的距離)。U字形狀的絕緣膜38(48)具有規定的膜厚t1。
圖3A是表示接觸區域中的墊部60b(70b)、絕緣膜38(48)與連接部36(46)的放大平面圖。圖3B是沿圖3A中的B-B線的剖面圖。以將自U字形狀的絕緣膜38(48)的開口露出的墊部60b(70b)全部覆蓋的方式形成連接部 36(48)。
如圖3B所示,U字形狀的絕緣膜38(48)因一側敞開,故使連接部36(46)與墊部60b(70b)確實地電性連接(接觸)。
根據本實施形態的連接構造,即便於藉由轉印而形成透明導電膜(連接部36、連接部46)的情況下,因絕緣膜38(48)具有一側敞開的U字型形狀,故可使透明導電膜(連接部36、連接部46)與周邊配線(墊部60b、墊部70b)確實地電性連接(接觸)。
另外,透明導電膜(連接部36、連接部46)是以將周邊配線(墊部60b、墊部70b)的露出部全部覆蓋的方式形成。其結果,可防止周邊配線的腐蝕。
進而,絕緣膜38(48)的膜厚t1與絕緣膜38(48)的開口長度L的比(絕緣膜的開口長度L/絕緣膜膜的厚t1)必須為25以上。藉由設為該範圍,含有導電性纖維與黏合劑的透明導電膜不會斷線,而可與周邊配線確實地電性連接(接觸)。
較佳的絕緣膜膜厚t1為0.2 μm以上、3.0 μm以下,開口長度L較佳為50 μm以上。
另外,當將連接部36(46)的膜厚設為t2時,連接部36(46)的膜厚t2與絕緣膜38(48)的厚t1的比(絕緣膜的膜厚t1/連接部的膜厚t2)較佳為5以上、20以下。藉由設為該範圍,連接部以外的絕緣性良好,且含有導電性纖維與黏合劑的透明導電膜不會斷線,而可與周邊配線確實地電性連接(接觸)。
<透明導電膜>
透明導電膜至少含有黏合劑與導電性纖維。黏合劑並無特別限定,但較佳為含有感光性化合物,進而視需要含有其他成分。
[導電性纖維]
作為上述導電性纖維的材料,只要具有導電性,則並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,但較佳為金屬及碳的至少任一種,該些之中,上述導電性纖維較佳為金屬奈米線、金屬奈米管、及碳奈米管的至少任一種。
<<金屬奈米線>> -材料-
作為上述金屬奈米線的材料,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇。
-金屬-
作為上述金屬,例如可列舉:銅、銀、金、鉑、鈀、鎳、錫、鈷、銠、銥、鐵、釕、鋨、錳、鉬、鎢、鈮、鉭(tantalum)、鈦、鉍、銻、鉛、或該些的合金等。該些之中,就導電性優異的觀點而言,較佳為銀、以及與銀的合金。
作為上述與銀的合金中所使用的金屬,可列舉:金、鉑、鋨、鈀、銥等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
-形狀-
作為上述金屬奈米線的形狀,並無特別限制。可根據目的而適宜選擇,例如可採用圓柱狀、長方體狀、剖面變 成多邊形的柱狀等任意的形狀。於需要高透明性的用途中,較佳為圓柱狀或剖面的多邊形的角變圓的剖面形狀。
上述金屬奈米線的剖面形狀可藉由如下方式來調查:將金屬奈米線水分散液塗佈於基材上,然後利用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)觀察剖面。
-平均短軸長度及平均長軸長度-
作為上述金屬奈米線的平均短軸長度(有時稱為「平均短軸徑」、「平均直徑」),較佳為1 nm~50 nm,更佳為10 nm~40 nm,進而更佳為15 nm~35 nm。
若上述平均短軸長度未滿1 nm,則存在耐氧化性惡化、耐久性變差的情況,若超過50 nm,則存在產生起因於金屬奈米線的散射,而無法獲得充分的透明性的情況。
上述金屬奈米線的平均短軸長度是使用穿透式電子顯微鏡(TEM;日本電子股份有限公司製造,JEM-2000FX),觀察300個金屬奈米線,並根據其平均值而求出金屬奈米線的平均短軸長度。再者,上述金屬奈米線的短軸並非圓形時的短軸長度是將最長者作為短軸長度。
作為上述金屬奈米線的平均長軸長度(有時稱為「平均長度」),較佳為1 μm~50 μm,更佳為5 μm~45 μm,進而更佳為10 μm~40 μm。
若上述平均長軸長度未滿1 μm,則存在難以形成緊密的網路(network),而無法獲得充分的導電性的情況,若超過50 μm,則存在金屬奈米線過長而於製造時纏繞,並於製造過程中產生聚集物的情況。
上述金屬奈米線的平均長軸長度是使用例如穿透式電子顯微鏡(TEM;日本電子股份有限公司製造,JEM-2000FX),觀察300個金屬奈米線,並根據其平均值而求出金屬奈米線的平均長軸長度。再者,當上述金屬奈米線彎曲時,考慮以其為弧的圓,將根據其半徑及曲率所算出的值作為長軸長度。
-製造方法-
作為上述金屬奈米線的製造方法,並無特別限制,可利用任何方法來製造,但較佳為如以下般藉由在溶解有鹵素化合物與分散添加劑的溶劑中,一面進行加熱一面使金屬離子還原來製造。
另外,作為金屬奈米線的製造方法,可使用日本專利特開2009-215594號公報、日本專利特開2009-242880號公報、日本專利特開2009-299162號公報、日本專利特開2010-84173號公報、日本專利特開2010-86714號公報等中所記載的方法。
<<金屬奈米管>> -材料-
作為上述金屬奈米管的材料,並無特別限制,可為任何金屬,例如可使用上述金屬奈米線的材料等。
-形狀-
作為上述金屬奈米管的形狀,可為單層,亦可為多層,但就導電性及導熱性優異的觀點而言,較佳為單層。
-平均短軸長度、平均長軸長度、厚度-
作為上述金屬奈米管的厚度(外徑與內徑的差),較佳 為3 nm~80 nm,更佳為3 nm~30 nm。
若上述厚度未滿3 nm,則存在耐氧化性惡化、耐久性變差的情況,若超過80 nm,則存在產生起因於金屬奈米管的散射的情況。
上述金屬奈米管的平均長軸長度較佳為1 μm~40 μm,更佳為3 μm~35 μm,進而更佳為5 μm~30 μm。
<<碳奈米管>>
上述碳奈米管(Carbon Nanotube,CNT)是石墨狀碳原子面(石墨烯片(graphene sheet))變成單層或多層的同軸管狀的物質。上述單層的碳奈米管被稱為單壁奈米管(Single-Wall Nanotube,SWNT),上述多層的碳奈米管被稱為多壁奈米管(Multi-Wall Nanotube,MWNT),尤其,2層的碳奈米管亦被稱為雙壁奈米管(Double-Wall Nanotube,DWNT)。於本發明中所使用的導電性纖維中,上述碳奈米管可為單層,亦可為多層,但就導電性及導熱性優異的觀點而言,較佳為單層。
-縱橫比(aspect ratio)-
作為上述導電性纖維的縱橫比,較佳為10以上。上述縱橫比通常是指纖維狀的物質的長邊與短邊的比(平均長軸長度/平均短軸長度的比)。
作為上述縱橫比的測定方法,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉利用電子顯微鏡等進行測定的方法等。
當利用電子顯微鏡來測定上述導電性纖維的縱橫比時,只要可藉由電子顯微鏡的1個視場來確認上述導電性 纖維的縱橫比是否為10以上即可。另外,藉由分別測定上述導電性纖維的長軸長度與短軸長度,可估計上述導電性纖維整體的縱橫比。
再者,當上述導電性纖維為管狀時,作為用以算出上述縱橫比的直徑,使用該管的外徑。
上述導電性纖維的縱橫比只要為10以上,則並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,但較佳為50~1,000,000,更佳為100~1,000,000。
若上述縱橫比未滿10,則存在不會由上述導電性纖維形成網路而無法充分取得導電性的情況,若超過1,000,000,則存在如下的情況:於導電性纖維的形成時或其後的處理中,因導電性纖維在成膜前纏繞並聚集,故無法獲得穩定的液體。
-縱橫比為10以上的導電性纖維的比率-
作為上述縱橫比為10以上的導電性纖維的比率,於所有導電性組成物中以體積比計,較佳為50%以上,更佳為60%以上,特佳為75%以上。以下,有時將該些導電性纖維的比例稱為「導電性纖維的比率」。
若上述導電性纖維的比率未滿50%,則存在有助於導電性的導電性物質減少而導致導電性下降的情況,同時因無法形成緊密的網路,故存在產生電壓集中、且耐久性下降的情況。另外,導電性纖維以外的形狀的粒子不僅對導電性的貢獻不大,而且具有吸收,故不佳。尤其於金屬的情況下,當球形等的電漿子(plasmon)吸收強時,存在透明度惡化的情況。
此處,關於上述導電性纖維的比率,例如當導電性纖維為銀奈米線時,可藉由如下方式來求出導電性纖維的比率:對銀奈米線水分散液進行過濾,將銀奈米線與其以外的粒子分離,並使用感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,ICP)發光分析裝置分別測定殘留於濾紙上的銀的量、及透過了濾紙的銀的量。利用TEM觀察殘留於濾紙上的導電性纖維,並觀察300個導電性纖維的短軸長度,且對其分布進行調查,藉此確認其是短軸長度為200 nm以下、且長軸長度為1 μm以上的導電性纖維。再者,關於濾紙,較佳為對TEM像中短軸長度為200 nm以下、且長軸長度為1 μm以上的導電性纖維以外的粒子的最長軸進行測量,並使用長度為該最長軸的2倍以上、且為導電性纖維的長軸的最短長度以下的濾紙。
此處,上述導電性纖維的平均短軸長度及平均長軸長度例如可藉由使用穿透式電子顯微鏡(TEM)與光學顯微鏡,對TEM像或光學顯微鏡像進行觀察而求出,於本發明中,導電性纖維的平均短軸長度及平均長軸長度是利用穿透式電子顯微鏡(TEM)對300個導電性纖維進行觀察,並根據其平均值而求出者。
以下,對進一步含有導電性纖維與黏合劑(感光性樹脂)的導電層加以記載,但含有感光性樹脂的感光層(圖案化材料)可未必與含有導電性纖維的導電層一體化,亦可將導電層與感光層(圖案化層)積層、或於將導電層轉印至被轉印體上後積層轉印感光層(圖案化層)、或網版印刷抗蝕劑材料來形成圖案化用遮罩。
<<黏合劑>>
作為上述黏合劑,可自如下的鹼可溶性樹脂中適宜選擇,該鹼可溶性樹脂是有機高分子聚合物、且分子(較佳為將丙烯酸系共聚物作為主鏈的分子)中具有至少1個促進鹼可溶性的基(例如羧基、磷酸基、磺酸基等)。
該些之中,較佳為可溶於有機溶劑且可藉由弱鹼性水溶液進行顯影的鹼可溶性樹脂,另外,特佳為具有酸解離性基、且於酸解離性基藉由酸的作用而經解離時變成鹼可溶的鹼可溶性樹脂。
此處,上述酸解離性基是指可於酸的存在下解離的官能基。
於製造上述黏合劑時,可應用例如利用公知的自由基聚合法的方法。利用上述自由基聚合法製造鹼可溶性樹脂時的溫度、壓力、自由基起始劑的種類及其量、溶劑的種類等聚合條件可由本領域從業人員容易地設定,且可實驗性地規定條件。
作為上述有機高分子聚合物,較佳為側鏈上具有羧酸的聚合物(具有酸性基的感光性樹脂)。
作為上述側鏈上具有羧酸的聚合物,例如可列舉如日本專利特開昭59-44615號、日本專利特公昭54-34327號、日本專利特公昭58-12577號、日本專利特公昭54-25957號、日本專利特開昭59-53836號、日本專利特開昭59-71048號的各公報中所記載的甲基丙烯酸(methacrylic acid)共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸(crotonic acid)共聚物、順丁烯二酸(maleic acid)共聚 物、部分酯化順丁烯二酸共聚物等、以及側鏈上具有羧酸的酸性纖維素衍生物、於具有羥基的聚合物中加成酸酐而成者等,進而亦可列舉側鏈上具有(甲基)丙烯醯基((meth)acryloyl group)的高分子聚合物作為較佳的聚合物。
該些之中,特佳為(甲基)丙烯酸苄酯(benzil(meth)acrylate)/(甲基)丙烯酸共聚物、包含(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他單體的多元共聚物。
進而,亦可列舉側鏈上具有(甲基)丙烯醯基的高分子聚合物、或包含(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)/其他單體的多元共聚物作為有用的聚合物。該聚合物能夠以任意的量混合使用。
除上述以外,亦可列舉日本專利特開平7-140654號公報中所記載的(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯/聚苯乙烯巨分子單體(polystyrene macromonomer)/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯巨分子單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯/聚苯乙烯巨分子單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯/聚苯乙烯巨分子單體/甲基丙烯酸苄酯(benzil methacrylate)/甲基丙烯酸共聚物等。
作為上述鹼可溶性樹脂中的具體的構成單元,合適的是(甲基)丙烯酸、及可與該(甲基)丙烯酸共聚的其他單體。
作為上述可與(甲基)丙烯酸共聚的其他單體,例如可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯基化合物等。該些的烷基及芳基的氫原子亦可由取代基取代。
作為上述(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸芳基酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述乙烯基化合物,例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)、乙酸乙烯酯、N-乙烯吡咯啶酮(N-vinylpyrrolidone)、甲基丙烯酸四氫糠酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、聚苯乙烯巨分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯巨分子單體、CH2=CR1R2、CH2=C(R1)(COOR3)[其中,R1表示氫原子或碳數為1~5的烷基,R2表示碳數為6~10的芳香族烴環,R3表示碳數為1~8的烷基或碳數為6~12的芳烷基]等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
就鹼溶解速度、膜物性等的觀點而言,上述黏合劑的重量平均分子量較佳為1,000~500,000,更佳為3,000~300,000,進而更佳為5,000~200,000。
此處,上述重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法來測定,並利用標準聚苯乙烯校準曲線來求出。
上述黏合劑的含量相對於上述導電層整體,較佳為40 質量%~95質量%,更佳為50質量%~90質量%,進而更佳為70質量%~90質量%。若處於上述含量的範圍內,則可謀求顯影性與金屬奈米線的導電性的並存。
-感光性化合物-
上述感光性化合物是指對導電層賦予藉由曝光而形成影像的功能、或賦予藉由曝光而形成影像的契機的化合物。具體而言,可列舉:(1)藉由曝光而產生酸的化合物(光酸產生劑)、(2)感光性的醌二疊氮(quinonediazide)化合物、(3)光自由基產生劑等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。另外,為了調整感光度,亦可併用增感劑等。
--(1)光酸產生劑--
作為上述(1)光酸產生劑,可適宜地選擇使用光陽離子聚合的光起始劑、光自由基聚合的光起始劑、色素類的光消色劑、光變色劑、或微抗蝕劑(microresist)等中所使用的藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的公知的化合物、及該些的混合物。
作為上述(1)光酸產生劑,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:重氮鹽(diazonium)、鏻鹽、鋶鹽(sulfonium salts)、錪鹽、醯亞胺磺酸鹽(imidosulfonate)、肟磺酸鹽(oxime sulfonate)、重氮二碸(diazo disulfone)、二碸、鄰硝基苄基磺酸鹽(o-nitrobenzyl sulfonate)等。該些之中,特佳為作為產生磺酸的化合物的醯亞胺磺酸鹽、肟磺酸鹽、鄰硝基苄基磺酸鹽。
另外,關於將藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的基、或化合物導入至樹脂的主鏈或側鏈而成的化合物,例如可使用美國專利第3,849,137號說明書、德國專利第3914407號說明書、日本專利特開昭63-26653號、日本專利特開昭55-164824號、日本專利特開昭62-69263號、日本專利特開昭63-146038號、日本專利特開昭63-163452號、日本專利特開昭62-153853號、日本專利特開昭63-146029號的各公報等中所記載的化合物。
進而,亦可使用美國專利第3,779,778號、歐州專利第126,712號等各說明書中所記載的藉由光而產生酸的化合物。
--(2)醌二疊氮化合物--
作為上述(2)醌二疊氮化合物,例如可藉由使1,2-醌二疊氮磺醯氯類、羥基化合物、胺基化合物等於脫鹽酸劑的存在下進行縮合反應而獲得。
就曝光部與未曝光部的溶解速度差、及感光度的容許範圍的觀點而言,上述(1)光酸產生劑、及上述(2)醌二疊氮化合物的調配量相對於上述黏合劑的總量100質量份,較佳為1質量份~100質量份,更佳為3質量份~80質量份。
再者,亦可將上述(1)光酸產生劑與上述(2)醌二疊氮化合物併用。
本發明中,於上述(1)光酸產生劑之中,較佳為產生磺酸的化合物,就高感光度的觀點而言,特佳為如下所述的肟磺酸鹽化合物。
作為上述(2)醌二疊氮化合物,若使用具有1,2-萘醌二疊氮基的化合物,則感光度高且顯影性良好。
上述(2)醌二疊氮化合物之中,就高感光度的觀點而言,較佳為D獨立為氫原子或1,2-萘醌二疊氮基的下述的化合物。
[化2]
--(3)光自由基產生劑--
上述光自由基產生劑具有如下的功能:直接吸收光,或者經光增感而產生分解反應或奪氫反應,並產生聚合活性自由基。上述光自由基產生劑較佳為於波長為300 nm~500 nm的區域內具有吸收者。
上述光自由基產生劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。上述光自由基產生劑的含量相對於透明導電膜用的 塗佈液總固體成分量,較佳為0.1質量%~50質量%,更佳為0.5質量%~30質量%,進而更佳為1質量%~20質量%。於上述數值範圍內,可獲得良好的感光度與圖案形成性。
作為上述光自由基產生劑,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉日本專利特開2008-268884號公報中所記載的化合物群。該些之中,就曝光靈敏度的觀點而言,特佳為三嗪(triazine)系化合物、苯乙酮(acetophenone)系化合物、醯基膦(氧化物)(acylphosphine(oxide))系化合物、肟(oxime)系化合物、咪唑(imidazole)系化合物、二苯基酮(benzophenone)系化合物。
作為上述光自由基產生劑,就曝光靈敏度與透明性的觀點而言,合適的是2-(二甲胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基(morpholinyl))苯基]-1-丁酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基(morpholinophenyl))-丁酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、N,N-二乙胺基二苯基酮、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(鄰苯甲醯基肟)]。
為了提昇曝光靈敏度,透明導電膜用的塗佈液亦可併用光自由基產生劑與鏈轉移劑。
作為上述鏈轉移劑,例如可列舉:N,N-二甲胺基苯甲酸乙酯等N,N-二烷基胺基苯甲酸烷基酯,2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噁唑、2-巰基苯并咪唑、N-苯基巰基苯并咪唑、1,3,5-三(3-巰基(mercapto)丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪 -2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等具有雜環的巰基化合物,季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate))、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷等脂肪族多官能巰基化合物等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述鏈轉移劑的含量相對於上述透明導電膜用的塗佈液的總固體成分,較佳為0.01質量%~15質量%,更佳為0.1質量%~10質量%,進而更佳為0.5質量%~5質量%。
-其他成分-
作為上述其他成分,例如可列舉:交聯劑、分散劑、溶劑、界面活性劑、抗氧化劑、抗硫化劑、抗金屬腐蝕劑、黏度調整劑、防腐劑等各種添加劑等。
--交聯劑--
上述交聯劑是藉由自由基或酸及熱來形成化學鍵,並使導電層硬化的化合物,例如可列舉:由選自羥甲基(methylol)、烷氧基甲基、醯氧基甲基中的至少1種基取代的三聚氰胺(melamine)系化合物、胍胺(guanamine)系化合物、乙炔脲(glycoluril)系化合物、脲(urea)系化合物、酚系化合物或苯酚的醚化合物、環氧系化合物、氧雜環丁烷(oxetane)系化合物、硫環氧系化合物、異氰酸酯系化合物、或疊氮基系化合物;具有包含甲基丙烯醯基或丙烯醯基等的乙烯性不飽和基的化合物等。該些之中,就膜物性、耐熱性、耐溶劑性的觀點而言,特佳為環氧系化合物、氧雜環丁烷系化合物、具有乙烯性不飽和基的化合物。
另外,上述氧雜環丁烷樹脂可單獨使用1種、或與環氧樹脂混合使用。尤其,就反應性高、提昇膜物性的觀點而言,較佳為與環氧樹脂併用的情況。
上述交聯劑的含量相對於上述黏合劑總量100質量份,較佳為1質量份~250質量份,更佳為3質量份~200質量份。
--分散劑--
上述分散劑用於防止上述導電性纖維的聚集,並使其分散。作為上述分散劑,只要可使上述導電性纖維分散,則並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可利用市售的低分子顏料分散劑、高分子顏料分散劑,尤其可較佳地使用具有吸附於導電性纖維的性質的高分子分散劑,例如可列舉:聚乙烯吡咯啶酮、BYK系列(畢克化學(BYK-Chemie)公司製造)、Solsperse系列(日本路博潤(Lubrizol)公司製造等)、Ajisper系列(味之素股份有限公司製造)等。
作為上述分散劑的含量,相對於上述黏合劑100質量份,較佳為0.1質量份~50質量份,更佳為0.5質量份~40質量份,特佳為1質量份~30質量份。
若上述含量未滿0.1質量份,則存在導電性纖維於分散液中聚集的情況,若超過50質量份,則存在於塗佈步驟中無法形成穩定的液膜,而產生塗佈不均的情況。
--溶劑--
作為上述溶劑,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、 3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丁醇、水、1-甲氧基-2-丙醇、乙酸異丙酯、乳酸甲酯、N-甲基吡咯啶酮(N-Methylpyrrolidone,NMP)、γ-丁內酯(Gamma-Butyrolactone,GBL)、碳酸丙烯酯等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
--抗金屬腐蝕劑--
作為上述抗金屬腐蝕劑,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如適合的是硫醇類、唑類等。
藉由含有上述抗金屬腐蝕劑,可發揮更優異的防銹效果。
上述抗金屬腐蝕劑可藉由如下方式來賦予:在溶解於透明導電膜用的塗佈液的過程中,以藉由合適的溶劑而溶解的狀態或粉末來添加,或者於製作後述的利用透明導電膜用的塗佈液的導電膜後,使該導電膜浸漬於抗金屬腐蝕劑浴中。
其次,一面參照圖4~圖6C一面對利用轉印方法的觸控式面板的製造方法進行說明。
(導電層轉印材料)
於觸控式面板的製造方法中使用導電層轉印材料。上述導電層轉印材料具有轉印基材,且於該轉印基材上具有用以提昇朝被轉印體的轉印均勻性的緩衝層、及含有黏合劑與導電性纖維的導電層。上述導電層轉印材料較佳為於上述導電層上具有密接層,視需要亦可具有防污層、紫外線(Ultraviolet,UV)截止層、抗反射層等其他層。另外,為了防止導電層等功能層的受損或性能劣化,亦可積層易 黏著性的保護膜。
上述導電層轉印材料只要具備上述構成,則其形狀、構造、大小等並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如作為上述形狀,可列舉膜狀、片狀等,作為上述構造,可列舉單層構造、積層構造等,作為上述大小,可根據用途等而適宜選擇。
上述導電層轉印材料較佳為具有可撓性,且透明,上述透明除無色透明以外,包括有色透明、半透明、有色半透明等。
此處,圖4是表示導電層轉印材料的一例的概略圖。該圖4的導電層轉印材料6具有轉印基材1,且於該基材的一面上具有緩衝層2及導電層3。
另外,圖5是表示導電層轉印材料的另一例的概略圖。該圖5的導電層轉印材料7是於圖4的導電層轉印材料6中,在導電層3上設置有密接層4的導電層轉印材料。
再者,雖然省略圖示,但上述導電層轉印材料中的導電層可經圖案化,亦可未經圖案化。作為上述圖案化,可列舉原有的ITO透明導電膜中所施行的電極形狀。具體而言,可列舉WO2005/114369號手冊、WO2004/061808號手冊、日本專利特開2010-33478號公報、日本專利特開2010-44453號公報中所揭示的被稱為條紋形狀的圖案、菱形圖案者等。
上述導電層及上述緩衝層的合計平均厚度A與上述轉印基材的平均厚度B滿足下式A/B=0.01~0.7,較佳為滿足A/B=0.02~0.6。若上述A/B未滿0.01,則存在朝被轉 印體的轉印均勻性變低的情況,若超過0.7,則存在捲曲平衡崩潰的情況。
上述轉印基材的平均厚度並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,但較佳為1 μm~500 μm,更佳為3 μm~400 μm,進而更佳為5 μm~300 μm。
若上述平均厚度未滿1 μm,則存在難以處理導電層轉印材料的情況,若超過500 μm,則存在轉印基材的剛性變高,轉印均勻性受損的情況。
上述導電層的平均厚度較佳為0.01 μm~2 μm,更佳為0.03 μm~1 μm。若上述平均厚度未滿0.01 μm,則存在導電性的面內分布變得不均勻的情況,若超過2 μm,則存在透過率變低、透明性受損的情況。
上述緩衝層的平均厚度較佳為1 μm~50 μm,更佳為1 μm~30 μm,進而更佳為5 μm~20 μm。若上述平均厚度未滿1 μm,則存在轉印均勻性受損的情況,若超過50 μm,則存在轉印材料的捲曲平衡變低的情況。
此處,上述轉印基材的平均厚度、上述導電層的平均厚度、及上述緩衝層的平均厚度可藉由如下方式來測定:例如利用切片機切削而使材料的剖面露出後進行SEM觀察、或者對以環氧樹脂包埋後利用切片機所製作的切片進行TEM觀察。上述各層的平均厚度為測定10個部位的平均值。
<轉印基材>
上述轉印基材的形狀、構造、大小等並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如作為上述形狀,可列舉膜狀、 片狀等。作為上述構造,可列舉單層構造、積層構造等。作為上述大小,可根據用途等而適宜選擇。
作為上述轉印基材,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:透明玻璃基板、合成樹脂製片材(膜)、金屬基板、陶瓷板、具有光電轉換元件的半導體基板等。視需要,可對上述基板進行矽烷偶合劑等的化學品處理、電漿處理、離子鍍、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等前處理。
作為上述透明玻璃基板,例如可列舉白板玻璃、青板玻璃、塗佈有二氧化矽的青板玻璃等。另外,亦可為近年來所開發的厚度為10 μm~幾百μm的薄層玻璃基材。
作為上述合成樹脂製片材,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)片、聚碳酸酯片、三乙酸纖維素(Triacetyl Cellulose,TAC)片、聚醚碸片、聚酯片、丙烯酸樹脂片、氯乙烯樹脂片、芳香族聚醯胺樹脂片、聚醯胺醯亞胺片、聚醯亞胺片等。
作為上述金屬基板,例如可列舉:鋁板、銅板、鎳板、不鏽鋼板等。
作為上述轉印基材的全可見光透過率,較佳為70%以上,更佳為85%以上,進而更佳為90%以上。若上述全可見光透過率未滿70%,則存在透過率低且於實用上成為問題的情況。
再者,於本發明中,作為轉印基材,亦可使用著色成不妨礙本發明的目的之程度的轉印基材。
<緩衝層>
上述緩衝層的形狀、構造、大小等並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如作為上述形狀,可列舉膜狀、片狀等。作為上述構造,可列舉單層構造、積層構造等。作為上述大小,可根據用途等而適宜選擇。
上述緩衝層是發揮提昇與被轉印體的轉印性的作用的層,其至少含有聚合物,進而視需要含有其他成分。
-聚合物-
作為上述聚合物,只要是加熱時軟化的熱塑性樹脂,則並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氯乙烯、明膠;硝化纖維素、三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素等纖維素酯;包含偏二氯乙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙烯酸烷基(碳數為1~4)酯、乙烯吡咯啶酮等的均聚物或共聚物,可溶性聚酯,聚碳酸酯,可溶性聚醯胺等。該些可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述緩衝層中所使用的聚合物較佳為藉由加熱而軟化的熱塑性樹脂。緩衝層的玻璃轉移溫度較佳為40℃~150℃。若低於40℃,則存在於室溫下過軟而導致處理性欠佳的情況,若高於150℃,則存在於熱層壓方式中緩衝層不軟化而導致導電層的轉印性欠佳的情況。另外,亦可藉由添加塑化劑等來調整玻璃轉移溫度。
作為上述其他成分,可列舉:日本專利特開平5-72724 號公報的段落[0007]以後所記載的有機高分子物質、用以調節與上述轉印基材的黏著力的各種塑化劑、過冷卻物質、密接改良劑、界面活性劑、脫模劑、熱聚合抑制劑、溶劑等。
上述緩衝層可藉由如下方式而形成:將含有上述聚合物、及視需要的上述其他成分的緩衝層用塗布液塗佈於轉印基材上,並使其乾燥。
作為上述其他成分,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:填料、界面活性劑、抗氧化劑、抗硫化劑、抗金屬腐蝕劑、黏度調整劑、防腐劑等各種添加劑等。
上述緩衝層可藉由如下方式而形成:將含有上述聚合物、及視需要的上述其他成分的緩衝層用塗布液塗佈於基材上,並使其乾燥。
作為上述塗佈方法,並無特別限制,可根據目的而適宜選擇,例如可列舉:輥塗法、棒塗法、浸塗法、旋塗法、澆鑄法、模塗法、刀塗法、凹版塗佈法、簾塗法、噴塗法、刮刀塗佈法等。
此處,圖6A~圖6C是表示使用本發明的導電層轉印材料6的轉印方法的一例的圖。
圖6A表示具有轉印基材1,且於該轉印基材的一面上具有緩衝層2及導電層3的導電層轉印材料6。如圖6B所示,使用層壓機進行加壓、加熱來將圖6A所示的導電層轉印材料6的緩衝層2及導電層3貼合於作為被轉印體的玻璃基板8(相當於觸控式面板的透明基板)上。繼而, 如圖6C所示,將轉印基材1剝離,藉此將緩衝層2及導電層3轉印至玻璃基板8上。
當將轉印基材1上的導電層3轉印至玻璃基板8上時,較佳為玻璃基板8為90℃以上、120℃以下的溫度範圍。藉由設為該範圍,導電層不會絕緣化,而可將導電層3轉印至玻璃基板8上。當基板溫度未滿90℃時,無法將導電層3轉印至玻璃基板8上,若超過120℃,則導電性纖維因熱而產生變形,導電層3會絕緣化。
另外,當將轉印基材1上的導電層3轉印至玻璃基板8上時,較佳為轉印壓力為0.4 MPa以上、0.8 MPa以下的範圍。藉由設為該範圍,可不存在斷線而將導電層3轉印至玻璃基板8上。若為未滿0.4 MPa的轉印壓力,則導電層因轉印時的壓力不足而不會轉印至玻璃基板上,另外,若超過0.8 MPa,則導電性纖維因轉印壓力而被壓碎,且導電層斷線。
繼而,於將導電層3轉印至玻璃基板8上後,對導電層3進行曝光、顯影,藉此形成多個第1透明導電圖案、及多個第2透明導電圖案。
可經過上述步驟來製造觸控式面板。
[實例]
以下,對本發明的實例進行說明,但本發明並不受該些實例任何限定。
(合成例1) <黏合劑(A-1)的合成>
使用作為構成共聚物的單體成分的甲基丙烯酸 (Mathacrylic acid,MAA)7.79 g、甲基丙烯酸苄酯(Benzyl Methacrylate,BzMA)37.21 g,並使用作為自由基聚合起始劑的偶氮雙異丁腈(Azobisisobutyronitrile,AIBN)0.5 g,使該些於溶劑丙二醇單甲醚乙酸酯(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate,PGMEA)55.00 g中進行聚合反應,藉此獲得由下述式所表示的黏合劑(A-1)的PGMEA溶液(固體成分濃度:45質量%)。再者,將聚合溫度調整成溫度為60℃至100℃。
黏合劑(A-1)的重量平均分子量(Mw)是使用用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)來測定,結果藉由聚苯乙烯換算所得的重量平均分子量(Mw)為30,000,分子量分布(Mw/Mn)為2.21。
(製備例1) -銀奈米線水分散液的製備-
事先製備下述的添加液A、添加液G、及添加液H。
[添加液A]
使硝酸銀粉末0.51 g溶解於純水50 mL中。其後,添 加1 N的氨水直至變成透明為止。然後,以使總量成為100 mL的方式添加純水。
[添加液G]
利用140 mL的純水溶解葡萄糖粉末0.5 g來製備添加液G。
[添加液H]
利用27.5 mL的純水溶解溴化十六烷基三甲基銨(Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide,HTAB)粉末0.5 g來製備添加液H。
繼而,以如下方式製備銀奈米線水分散液。
將純水410 mL加入至三口燒瓶內,於20℃下一面進行攪拌,一面利用漏斗加入添加液H 82.5 mL、及添加液G 206 mL(第一階段)。以流量2.0 mL/min、攪拌轉速800 rpm將添加液A 206 mL添加至該溶液中(第二階段)。10分鐘後,加入添加液H 82.5 mL(第三階段)。其後,以3℃/min將內溫昇溫至75℃為止。其後,使攪拌轉速下降至200 rpm,並加熱5小時。
將所獲得的水分散液冷卻後,利用矽酮製管將超過濾模組SIP1013(旭化成股份有限公司製造,截留分子量為6,000)、磁力泵、及不鏽鋼杯加以連接來作為超過濾裝置。
將所獲得的水分散液(水溶液)加入至不鏽鋼杯中,使泵運轉來進行超過濾。於來自模組的濾液變成50 mL的時間點,向不鏽鋼杯中加入950 mL的蒸餾水,並進行清洗。重複進行上述清洗直至電導率(conductivity)變成50 μS/cm以下為止,然後進行濃縮,從而獲得製備例1的銀 奈米線水分散液。
針對所獲得的製備例1的銀奈米線水分散液中的銀奈米線,以如下方式測定平均短軸長度、平均長軸長度。將結果示於表1。
<銀奈米線的平均短軸長度(平均直徑)及平均長軸長度>
使用穿透式電子顯微鏡(TEM;日本電子股份有限公司製造,JEM-2000FX),觀察300個銀奈米線,而求出銀奈米線的平均短軸長度及平均長軸長度。
<銀奈米線的短軸長度的變動係數>
使用穿透式電子顯微鏡(TEM;日本電子股份有限公司製造,JEM-2000FX),觀察300個銀奈米線的短軸長度,並分別測定透過了濾紙的銀的量,將短軸長度為50 nm以下、且長軸長度為5 μm以上的銀奈米線作為縱橫比為10以上的銀奈米線的比率(%)而求出。
再者,求出銀奈米線的比率時的銀奈米線的分離是使用薄膜過濾器(密理博(Millipore)公司製造,FALP 02500,孔徑為1.0 μm)來進行。
<試樣No.101的導電層轉印材料> <<緩衝層的形成>>
於作為基材的平均厚度為30 μm的聚對苯二甲酸乙二 酯(PET)膜上,塗佈下述組成的緩衝層用塗佈液,並使其乾燥,而形成平均厚度為10 μm的緩衝層。
-緩衝層用塗佈液的組成-
.甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(共聚組成比(莫耳比)=55/30/10/5,重量平均分子量=10萬,玻璃轉移溫度(Tg)=70℃)…6.0質量份
.苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚組成比(莫耳比)=65/35,重量平均分子量=1萬,玻璃轉移溫度(Tg)=100℃)…14.0質量份
.BPE-500(新中村化學股份有限公司製造)…9.0質量份
.Megafac F-780-F(大日本油墨化學工業股份有限公司製造)…0.5質量份
.甲醇…10.0質量份
.丙二醇單甲醚乙酸酯…5.0質量份
.甲基乙基酮…55.5質量份
<<導電層的製作>> -銀奈米線的MFG分散液(Ag-1)的製備-
向製備例1的銀奈米線的水分散液中添加聚乙烯吡咯啶酮(K-30,和光純藥工業股份有限公司製造)與1-甲氧基-2-丙醇(MFG),於離心分離後,藉由傾析(decantation)來將上清液的水去除,然後添加MFG,並進行再分散,且將該操作重複3次,而獲得銀奈米線的MFG分散液(Ag-1)。最後的MFG的添加量是以銀的含量變成銀1質 量%的方式進行調節。
-負型導電層用組成物的製備-
添加合成例1的黏合劑(A-1)0.241質量份、KAYARAD DPHA(日本化藥股份有限公司製造)0.252質量份、IRGACURE379(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)股份有限公司製造)0.0252質量份、作為交聯劑的EHPE-3150(大賽璐(Daicel)化學股份有限公司製造)0.0237質量份、Megafac F781F(迪愛生(DIC)股份有限公司製造)0.0003質量份、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)0.9611質量份、以及1-甲氧基-2-丙醇(MFG)44.3質量份、上述銀奈米線的MFG分散液(Ag-1)18.0質量份,並進行攪拌,從而製成負型導電層用組成物。
-導電層的形成-
將所獲得的負型導電層用組成物塗佈於形成有上述緩衝層的膜上,並使其乾燥,而形成平均厚度為0.1 μm的導電層。藉由以上方式,製成試樣No.101的導電層轉印材料。
<透明導電膜的形成>
藉由以下的方法來形成透明導電膜。
[被轉印體]
於厚度為0.7 mm的玻璃基板上準備多個被轉印體,上述被轉印體具備金屬層、及具有用以使上述金屬層的一部分露出的開口的形狀不同的絕緣膜。
[轉印]
將上述導電層轉印材料的導電層及緩衝層轉印至被轉印體(厚度為0.7 mm的玻璃基板)上。再者,緩衝層是 藉由噴淋顯影來去除。
[曝光]
自遮罩上,利用高壓水銀燈i射線(365 nm)以40 mJ/cm2(照度為20 mW/cm2)進行曝光。再者,本導電膜因包含負型導電層組成物,故於照射有i射線的部分形成透明導電膜。
[顯影]
利用使碳酸氫鈉5 g與碳酸鈉2.5 g溶解於純水5,000 g中而成的顯影液,對曝光後的基板進行30秒噴淋顯影(噴淋壓力為0.04 MPa)。繼而,藉由純水的噴淋來進行淋洗。
[連接構造]
圖7A~圖7C分別表示包含金屬層100(相當於周邊配線)、絕緣膜102、含有銀奈米線的透明導電膜104(相當於透明導電圖案)的連接構造1~連接構造3。關於連接構造1~連接構造3,絕緣膜102具有使一方向敞開的U字形狀,且透明導電膜104將金屬層100的露出部全部覆蓋。於圖7A所示的連接構造1中,絕緣膜102的敞開方向為與透明導電膜104的延長方向相同的方向。於圖7B所示的連接構造2中,絕緣膜102的敞開方向為與透明導電膜104的延長方向相反的方向。於圖7C所示的連接構造3中,絕緣膜102的敞開方向為與透明導電膜104的延長方向正交的方向。
圖8A及圖8B分別表示包含金屬層100、絕緣膜102、透明導電膜104的連接構造4及連接構造5。於圖8A所示的連接構造4中,絕緣膜102為包圍金屬層100的露出部 的矩形,未具備敞開部。透明導電膜104將金屬層100的露出部全部覆蓋。
於圖8B所示的連接構造5中,絕緣膜102的敞開方向為與透明導電膜104的延長方向相反的方向,透明導電膜104僅覆蓋金屬層100的露出部的一部分。
[製造條件]
針對連接構造1~連接構造5,準備絕緣膜102的厚度、絕緣膜102的開口長度、轉印時的玻璃基板的溫度、轉印壓力、及透明導電膜104的厚度不同的多個樣品(樣品1~樣品21)。
[評價]
關於樣品1~樣品21,對金屬層100與透明導電膜104的接觸性、及金屬層100的腐蝕性進行評價。關於接觸性,藉由使用測試器,測定金屬層100與透明導電膜104之間的電阻值來進行評價。將電阻值為1 MΩ以上者判斷為接觸性不良。關於腐蝕性,使樣品於鹼性顯影液(氫氧化鉀水溶液)中浸漬10分鐘,以有無腐蝕來進行評價。將樣品1~樣品21的製造條件與評價結果示於表2所示的表中。
樣品1~樣品3因絕緣膜102於俯視下具有U字形狀,且開口長度/膜厚為25以上,故關於接觸性、腐蝕性,獲得了良好的結果。樣品4因絕緣膜102為包圍露出部的矩形,且未具備敞開部,故關於接觸性,未獲得良好的結果。樣品5因金屬層100的一部分未由透明導電膜104包覆,故關於腐蝕性,未獲得良好的結果。
樣品6~樣品21應用了連接構造2。樣品8、樣品9因開口長度/膜厚為25以下,故關於接觸性,未獲得良好的結果。
樣品16、樣品20因未轉印有透明導電膜104,故關於 接觸性,未獲得良好的結果。
<變形例>
圖1中,例示了於縱橫兩個方向上應用本發明的連接構造的觸控式面板。但是,本發明的構成並不限定於該些例。例如,當然亦可為於縱橫方向中的任一方向上應用本發明的連接構造的觸控式面板。
1‧‧‧轉印基材
2‧‧‧緩衝層
3‧‧‧導電層
4‧‧‧密接層
6‧‧‧導電層轉印材料
7‧‧‧導電層轉印材料
8‧‧‧玻璃基板
10‧‧‧觸控式面板
20‧‧‧透明基板
30‧‧‧第1透明導電圖案
32‧‧‧第1感知部
34‧‧‧第1連接部
36‧‧‧連接部
38‧‧‧第1絕緣膜
40‧‧‧第2透明導電圖案
42‧‧‧第2感知部
44‧‧‧第2連接部
46‧‧‧連接部
48‧‧‧第2絕緣膜
50‧‧‧絕緣膜
60‧‧‧第1周邊配線
60a、70a‧‧‧線部
60b、70b‧‧‧墊部
60c、70c‧‧‧墊
70‧‧‧第2周邊配線
100‧‧‧金屬層
102‧‧‧絕緣膜
104‧‧‧透明導電膜
L‧‧‧開口長度
S‧‧‧感測器區域
t1、t2‧‧‧膜厚
圖1是示意性地表示本實施形態的觸控式面板的平面圖
圖2A是包含周邊配線與絕緣膜的接觸區域的平面圖
圖2B是沿圖2A所示的平面圖中的A-A線的剖面圖
圖3A是包含周邊配線、絕緣膜、及透明導電圖案的接觸區域的平面圖
圖3B是沿圖3A所示的平面圖中的B-B線的剖面圖
圖4是表示導電層轉印材料的一例的概略圖
圖5是表示導電層轉印材料的另一例的概略圖
圖6A是說明使用導電層轉印材料的轉印方法的說明圖(其1)
圖6B是說明使用導電層轉印材料的轉印方法的說明圖(其2)
圖6C是說明使用導電層轉印材料的轉印方法的說明圖(其3)
圖7A是表示多個連接構造的概略圖(其1)
圖7B是表示多個連接構造的概略圖(其2)
圖7C是表示多個連接構造的概略圖(其3)
圖8A是表示其他多個連接構造的概略圖(其1)
圖8B是表示其他多個連接構造的概略圖(其2)
10‧‧‧觸控式面板
20‧‧‧透明基板
30‧‧‧第1透明導電圖案
32‧‧‧第1感知部
34‧‧‧第1連接部
36、46‧‧‧連接部
38‧‧‧第1絕緣膜
40‧‧‧第2透明導電圖案
42‧‧‧第2感知部
44‧‧‧第2連接部
48‧‧‧第2絕緣膜
50‧‧‧絕緣膜
60‧‧‧第1周邊配線
60a、70a‧‧‧線部
60b、70b‧‧‧墊部
60c、70c‧‧‧墊
70‧‧‧第2周邊配線
S‧‧‧感測器區域

Claims (10)

  1. 一種觸控式面板,其包括:透明基板;多個第1透明導電圖案,其於上述透明基板上沿第1方向而形成,且含有黏合劑與導電性纖維;多個第2透明導電圖案,其於上述透明基板上沿與上述第1方向正交的第2方向而形成,且含有黏合劑與導電性纖維;多條第1周邊配線,其形成於上述透明基板上,並與上述各第1透明導電圖案的端部電性連接;多條第2周邊配線,其形成於上述透明基板上,並與上述各第2透明導電圖案的端部電性連接;第1連接構造,其連接上述各第1透明導電圖案與上述各第1周邊配線;以及第2連接構造,其連接上述各第2透明導電圖案與上述各第2周邊配線;上述第1連接構造包括上述第1周邊配線、形成於上述第1周邊配線上且具有用以使上述第1周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第1絕緣膜、以及覆蓋所露出的上述第1周邊配線的上述第1透明導電圖案,且上述第1絕緣膜的開口長度/上述第1絕緣膜的膜厚為25以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板,其中上述第2連接構造包括上述第2周邊配線、形成於上述第2周邊配線上且具有用以使上述第2周邊配線的一部分露出 的開口的U字形狀的第2絕緣膜、以及覆蓋所露出的上述第2周邊配線的上述第2透明導電圖案,且上述第2絕緣膜的開口長度/上述第2絕緣膜的膜厚為25以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式面板,其中上述第1絕緣層的膜厚/上述第1透明導電圖案的膜厚為5以上、20以下。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控式面板,其中上述第2絕緣層的膜厚/上述第2透明導電圖案的膜厚為5以上、20以下。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之觸控式面板,其中上述導電性纖維為銀奈米線。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之觸控式面板,其中上述第1周邊配線、及上述第2周邊配線是以金屬膜所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之觸控式面板,其中上述導電性纖維具有50 nm以下的短軸。
  8. 一種觸控式面板的製造方法,其包括:於透明基板上形成多條第1周邊配線與多條第2周邊配線;於上述各第1周邊配線上形成具有用以使上述第1周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第1絕緣膜、及/或於上述各第2周邊配線上形成具有用以使上述第2周邊配線的一部分露出的開口的U字形狀的第2絕緣膜;於轉印基材上形成含有黏合劑與導電性纖維的導電 層;將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板上,覆蓋上述第1周邊配線、及/或上述第2周邊配線的露出部,並將上述各第1周邊配線與上述第2周邊配線與上述導電層電性連接;以及將上述導電層圖案化,形成在第1方向上延伸的多個第1透明導電圖案、及在與上述第1方向正交的第2方向上延伸的多個第2透明導電圖案。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控式面板的製造方法,其中當將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板上時,上述透明基板為90℃以上、120℃以下的溫度範圍。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之觸控式面板的製造方法,其中當將上述轉印基材上的上述導電層轉印至上述透明基板上時,轉印壓力為0.4 MPa以上、0.8 MPa以下的範圍。
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