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技術 タッチパネル基板およびタッチパネル基板の製造方法

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 川口修司矢野哲朗伊藤力也松原歩大山准平中村剛
出願日 2015年4月7日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-078696
公開日 2016年12月1日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2016-200877
状態 特許登録済
技術分野 位置入力装置
主要キーワード ダイヤモンドパターン 非アクティブエリア 理解のしやすさ 接近位置 ATM装置 バックプレート タッチパネル基板 タッチ位置検出
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月1日)のものです。
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図面 (11)

課題

ブラックマトリクス部上に高い位置精度金属細線を設けることができる、タッチパネル基板の製造方法を提供する。

解決手段

はじめに、基板11上に遮光層12及び金属層13を順に形成し、次に、金属層13をエッチングしてパターニングし、その後、パターニングされた金属層13をレジストとして遮光層12をエッチングし、ブラックマトリクス部20を得る。次に、パターニングされた金属層13をさらにエッチングすることにより、電極部31、32を得る。

概要

背景

今日、入力手段として、外部導体の接触位置または接近位置を検出することができるタッチパネル装置が広く用いられている。タッチパネル装置は、タッチパネル基板、タッチパネル基板上への接触位置を検出する制御回路配線およびFPC(フレキシブルプリント基板)などを含んでいる。タッチパネル装置は、多くの場合、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の装置等(例えば、券売機ATM装置携帯電話ゲーム機)に対する入力手段として、表示装置とともに用いられている。このような装置においては、タッチパネル基板が表示装置の表示面上に配置されており、これによって、表示装置に対する極めて直接的な入力が可能になっている。タッチパネル基板のうち表示装置の表示領域に対面する領域は透明になっており、タッチパネル基板のこの領域が、接触位置(接近位置)を検出し得るアクティブエリアを構成するようになる。

タッチパネル基板の形態として、タッチパネル機能を実現するための電極部と、カラーフィルタ機能などを実現するための着色部やブラックマトリクス部とが同一の基板上に設けられたものが提案されている。例えば特許文献1においては、基板上に、遮光性を有するブラックマトリクス部を所定のパターンで形成し、ブラックマトリクス部の間に着色部を形成し、そして、ブラックマトリクス部および着色部の上に、ITOからなる透明電極部を形成することが提案されている。

概要

ブラックマトリクス部上に高い位置精度金属細線を設けることができる、タッチパネル基板の製造方法を提供する。はじめに、基板11上に遮光層12及び金属層13を順に形成し、次に、金属層13をエッチングしてパターニングし、その後、パターニングされた金属層13をレジストとして遮光層12をエッチングし、ブラックマトリクス部20を得る。次に、パターニングされた金属層13をさらにエッチングすることにより、電極部31、32を得る。

目的

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ブラックマトリクス部上に高い位置精度で金属細線を設けることができる、タッチパネル基板の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

タッチパネル基板の製造方法であって、前記タッチパネル基板は、基板と、前記基板上に所定のパターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部上に設けられた複数の電極部と、を備え、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記基板を準備する準備工程と、遮光性材料を含む遮光層を前記基板上に形成する、遮光層形成工程と、金属材料を含む金属層を前記遮光層上に形成する、金属層形成工程と、前記ブラックマトリクス部に対応するパターンで、前記金属層上に第1感光層を形成する、第1感光層形成工程と、前記第1感光層をレジストとして前記金属層をエッチングして、前記金属層をパターニングする、第1エッチング工程と、前記パターニングされた金属層をレジストとして前記遮光層をエッチングすることにより、前記ブラックマトリクス部を得る、第2エッチング工程と、前記パターニングされた金属層上に部分的に第2感光層を形成する、第2感光層形成工程と、前記第2感光層をレジストとして、前記パターニングされた金属層をさらにエッチングすることにより、前記電極部を得る、第3エッチング工程と、を備える、タッチパネル基板の製造方法。

請求項2

前記遮光層形成工程は、遮光性材料を前記基板上に設ける工程と、200℃未満の温度で前記遮光性材料を焼成する第1焼成工程と、を含み、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記第2エッチング工程によって得られた前記ブラックマトリクス部を200℃以上の温度で焼成する第2焼成工程をさらに備える、請求項1に記載のタッチパネル基板の製造方法。

請求項3

前記基板は、樹脂材料を含み、かつ0.005〜0.100mmの範囲内の厚みを有する樹脂フィルムであり、前記準備工程は、バックプレートを準備する工程と、前記バックプレート上に前記樹脂材料を設けることにより、前記バックプレート上に前記樹脂フィルムを形成する工程と、を含み、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記ブラックマトリクス部および前記電極部が形成された後、前記樹脂フィルムを前記バックプレートから剥離させる剥離工程をさらに備える、請求項1または2に記載のタッチパネル基板の製造方法。

請求項4

前記複数の電極部は、第1方向に沿って並ぶ複数の第1電極部と、前記第1方向に直交する第2方向に沿って並ぶ複数の第2電極部と、を含み、前記タッチパネル基板は、隣接する2つの前記第1電極部を接続する第1接続部と、絶縁層を介して前記第1接続部に重なるよう配置され、隣接する2つの前記第2電極部を接続する第2接続部と、をさらに備え、前記第3エッチング工程においては、前記第2感光層をレジストとして前記パターニングされた金属層をさらにエッチングすることにより、前記第1電極部および前記第2電極部を含む前記電極部と、前記第1接続部とが得られ、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記第1接続部上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第2接続部を形成する工程と、をさらに備える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のタッチパネル基板の製造方法。

請求項5

前記ブラックマトリクス部に隣接するよう着色部を形成する着色部形成工程をさらに備える、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のタッチパネル基板の製造方法。

請求項6

タッチパネル基板であって、基板と、前記基板上に所定のパターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部上に設けられた複数の電極部と、を備え、前記ブラックマトリクス部は、線状に延びる線状ブラックマトリクス部を含み、前記電極部は、前記線状ブラックマトリクス部に沿って延びるよう前記線状ブラックマトリクス部上に設けられた金属細線を含み、前記線状ブラックマトリクス部の幅方向における中心位置と、前記金属細線の幅方向における中心位置との差の平均値が0.5μm以下である、タッチパネル基板。

請求項7

前記基板は、樹脂材料を含み、かつ0.005〜0.100mmの範囲内の厚みを有する樹脂フィルムである、請求項6に記載のタッチパネル基板。

請求項8

前記樹脂材料は、ポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートシクロオレフィンポリマーまたはポリイミドのいずれかを少なくとも含む、請求項7に記載のタッチパネル基板。

請求項9

前記線状ブラックマトリクス部の幅が、前記線状ブラックマトリクス部上に設けられた前記金属細線の幅よりも狭い、請求項6乃至8のいずれか一項に記載のタッチパネル基板。

請求項10

前記基板と前記ブラックマトリクス部との間に配置されたバリア層をさらに備え、前記バリア層は、酸化珪素または窒化珪素のいずれかを少なくとも含む、請求項6乃至9のいずれか一項に記載のタッチパネル基板。

技術分野

0001

本発明は、タッチパネル基板およびタッチパネル基板の製造方法に関する。

背景技術

0002

今日、入力手段として、外部導体の接触位置または接近位置を検出することができるタッチパネル装置が広く用いられている。タッチパネル装置は、タッチパネル基板、タッチパネル基板上への接触位置を検出する制御回路配線およびFPC(フレキシブルプリント基板)などを含んでいる。タッチパネル装置は、多くの場合、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の装置等(例えば、券売機ATM装置携帯電話ゲーム機)に対する入力手段として、表示装置とともに用いられている。このような装置においては、タッチパネル基板が表示装置の表示面上に配置されており、これによって、表示装置に対する極めて直接的な入力が可能になっている。タッチパネル基板のうち表示装置の表示領域に対面する領域は透明になっており、タッチパネル基板のこの領域が、接触位置(接近位置)を検出し得るアクティブエリアを構成するようになる。

0003

タッチパネル基板の形態として、タッチパネル機能を実現するための電極部と、カラーフィルタ機能などを実現するための着色部やブラックマトリクス部とが同一の基板上に設けられたものが提案されている。例えば特許文献1においては、基板上に、遮光性を有するブラックマトリクス部を所定のパターンで形成し、ブラックマトリクス部の間に着色部を形成し、そして、ブラックマトリクス部および着色部の上に、ITOからなる透明電極部を形成することが提案されている。

先行技術

0004

特開2014−2195号公報

発明が解決しようとする課題

0005

近年、電極部の電気抵抗値を低くし、これによって外部導体の位置の検出精度を向上させるため、電極部を構成する材料として、ITOなどの透明導電性材料よりも高い導電性を有する、銀や銅などの金属材料を用いることが提案されている。この場合、電極部は、開口部が存在するよう網目状に配置された金属細線によって構成される。上述のように電極部とブラックマトリクス部とが同一の基板上に形成される場合、金属細線を、ブラックマトリクス部と重なるように配置することが有利である。なぜなら、観察者側からタッチパネル基板を見た場合に金属細線がブラックマトリクス部に隠れるようになり、このため、金属細線に起因してタッチパネル基板における光の透過率が低下してしまうことを防ぐことができるからである。

0006

ブラックマトリクス部上に金属細線を形成する方法として、フォトリソグラフィー法を利用することが考えられる。具体的には、はじめに、基板上にブラックマトリクス部および着色部を形成し、次に、ブラックマトリクス部および着色部の上に金属層を設ける。その後、金属層上に感光層を設け、次に感光層に所定のパターンで露光光照射し、そして感光層を現像する。これによって、金属層上に、ブラックマトリクス部のパターンに対応したパターンを有する感光層を形成する。次に、感光層をレジストとして金属層をエッチングして、着色部の上に存在する金属層を除去する。このようにして、ブラックマトリクス部に重なるよう設けられた金属細線を得ることができる。

0007

ところで、上述の方法によって金属細線を形成する場合、ブラックマトリクス部上に形成される金属細線の位置の精度は、感光層に照射される露光光の照射の精度に依存することになる。すなわち、露光光の照射の精度が±3μm程度である場合、金属細線の位置が、設計時の位置から±3μmの範囲内でずれることになる。

0008

このため、金属細線の幅とブラックマトリクス部の幅とをほぼ同一にし、これによって金属細線の電気抵抗値を可能な限り低くしようとする場合、金属細線が、ブラックマトリクス部上の領域から着色部の上の領域に±3μmの範囲内ではみ出すことになる。この場合、着色部の上の領域へはみ出た金属細線の面積の分だけ、タッチパネル基板における光の透過率が低下してしまう。

0009

従って、着色部の上の領域へ金属細線がはみ出てしまうことを防ぐためには、露光光の照射精度を考慮して、金属細線の幅をブラックマトリクス部の幅よりも狭く設定する必要がある。しかしながら、この場合、狭くした幅の分だけ、金属細線の電気抵抗値が増加してしまう。

0010

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ブラックマトリクス部上に高い位置精度で金属細線を設けることができる、タッチパネル基板の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明は、タッチパネル基板の製造方法であって、前記タッチパネル基板は、基板と、前記基板上に所定のパターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部上に設けられた複数の電極部と、を備え、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記基板を準備する準備工程と、遮光性材料を含む遮光層を前記基板上に形成する、遮光層形成工程と、金属材料を含む金属層を前記遮光層上に形成する、金属層形成工程と、前記ブラックマトリクス部に対応するパターンで、前記金属層上に第1感光層を形成する、第1感光層形成工程と、前記第1感光層をレジストとして前記金属層をエッチングして、前記金属層をパターニングする、第1エッチング工程と、前記パターニングされた金属層をレジストとして前記遮光層をエッチングすることにより、前記ブラックマトリクス部を得る、第2エッチング工程と、前記パターニングされた金属層上に部分的に第2感光層を形成する、第2感光層形成工程と、前記第2感光層をレジストとして、前記パターニングされた金属層をさらにエッチングすることにより、前記電極部を得る、第3エッチング工程と、を備える、タッチパネル基板の製造方法である。

0012

本発明によるタッチパネル基板の製造方法において、前記遮光層形成工程は、遮光性材料を前記基板上に設ける工程と、200℃未満の温度で前記遮光性材料を焼成する第1焼成工程と、を含み、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記第2エッチング工程によって得られた前記ブラックマトリクス部を200℃以上の温度で焼成する第2焼成工程をさらに備えていてもよい。

0013

本発明によるタッチパネル基板の製造方法において、前記基板は、樹脂材料を含み、かつ0.005〜0.100mmの範囲内の厚みを有する樹脂フィルムであり、前記準備工程は、バックプレートを準備する工程と、前記バックプレート上に前記樹脂材料を設けることにより、前記バックプレート上に前記樹脂フィルムを形成する工程と、を含み、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記ブラックマトリクス部および前記電極部が形成された後、前記樹脂フィルムを前記バックプレートから剥離させる剥離工程をさらに備えていてもよい。

0014

本発明によるタッチパネル基板の製造方法において、前記複数の電極部は、第1方向に沿って並ぶ複数の第1電極部と、前記第1方向に直交する第2方向に沿って並ぶ複数の第2電極部と、を含み、前記タッチパネル基板は、隣接する2つの前記第1電極部を接続する第1接続部と、絶縁層を介して前記第1接続部に重なるよう配置され、隣接する2つの前記第2電極部を接続する第2接続部と、をさらに備え、前記第3エッチング工程においては、前記第2感光層をレジストとして前記パターニングされた金属層をさらにエッチングすることにより、前記第1電極部および前記第2電極部を含む前記電極部と、前記第1接続部とが得られ、前記タッチパネル基板の製造方法は、前記第1接続部上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に前記第2接続部を形成する工程と、をさらに備えていてもよい。

0015

本発明によるタッチパネル基板の製造方法は、前記ブラックマトリクス部に隣接するよう着色部を形成する着色部形成工程をさらに備えていてもよい。

0016

本発明は、タッチパネル基板であって、基板と、前記基板上に所定のパターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部上に設けられた複数の電極部と、を備え、前記ブラックマトリクス部は、線状に延びる線状ブラックマトリクス部を含み、前記電極部は、前記線状ブラックマトリクス部に沿って延びるよう前記線状ブラックマトリクス部上に設けられた金属細線を含み、前記線状ブラックマトリクス部の幅方向における中心位置と、前記金属細線の幅方向における中心位置との差の平均値が0.5μm以下である、タッチパネル基板である。

0017

本発明によるタッチパネル基板において、前記基板は、樹脂材料を含み、かつ0.005〜0.100mmの範囲内の厚みを有する樹脂フィルムであってもよい。

0018

本発明によるタッチパネル基板において、前記樹脂材料は、ポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートシクロオレフィンポリマーまたはポリイミドのいずれかを少なくとも含んでいてもよい。

0019

本発明によるタッチパネル基板において、前記線状ブラックマトリクス部の幅が、前記線状ブラックマトリクス部上に設けられた前記金属細線の幅よりも狭くなっていてもよい。

0020

本発明によるタッチパネル基板は、前記基板と前記ブラックマトリクス部との間に配置されたバリア層をさらに備え、前記バリア層は、酸化珪素または窒化珪素のいずれかを少なくとも含んでいてもよい。

発明の効果

0021

本発明においては、はじめに、基板上に遮光層および金属層を順に形成し、次に、金属層をエッチングして金属層をパターニングし、その後、パターニングされた金属層をレジストとして遮光層をエッチングする。このため、金属層の位置と遮光層の位置とを精度良く一致させることができる。従って、パターニングされた金属層からなる金属細線によって構成される電極部の位置と、パターニングされた遮光層によって構成されるブラックマトリクス部の位置とを、精度良く一致させることができる。このため、金属細線に起因してタッチパネル基板における光の透過率が低下してしまうことを抑制しながら、広い幅を有する金属細線を形成することができる。従って、高い透過率および高い検出感度を有するタッチパネル基板を製造することができる。

図面の簡単な説明

0022

図1は、本発明の実施の形態におけるタッチ位置検出機能付き表示装置を示す展開図。
図2は、タッチパネル基板のブラックマトリクス部および着色部を示す平面図。
図3は、図2に示すタッチパネル基板に、さらに電極部を重ねて示す平面図。
図4は、図3において符号IVが付された一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す図。
図5は、図4の線V−Vに沿ってタッチパネル基板を切断した場合を示す断面図。
図6は、図4の線VI−VIに沿ってタッチパネル基板を切断した場合を示す断面図。
図7(a)〜(i)は、タッチパネル基板の製造方法を示す図。
図8は、ブラックマトリクス部の幅と金属細線の幅との関係の一例を示す図。
図9は、タッチパネル基板の一変形例を示す図。
図10(a)〜(d)は、タッチパネル基板の製造方法の一変形例を示す図。

実施例

0023

以下、図1乃至図8を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

0024

タッチ位置検出機能付き表示装置
はじめに図1を参照して、タッチパネル基板10を備えたタッチ位置検出機能付き表示装置60について説明する。図1に示すように、タッチ位置検出機能付き表示装置60は、タッチパネル基板10と表示装置(例えば有機EL表示装置)50とを組み合わせることによって構成されている。図示された表示装置50は、フラットパネルディスプレイとして構成されている。表示装置50は、表示面51aを有した表示パネル51と、表示パネル51に接続された表示制御部(図示せず)と、を有している。表示パネル51は、映像を表示することができるアクティブエリアA1と、アクティブエリアA1を取り囲むようにしてアクティブエリアA1の外側に配置された非アクティブエリア額縁領域とも呼ばれる)A2と、を含んでいる。表示制御部は、表示されるべき映像に関する情報を処理し、映像情報に基づいて表示パネル51を駆動する。表示パネル51は、表示制御部の制御信号に基づいて、所定の映像を表示面51aに表示する。すなわち、表示装置50は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置としての役割を担っている。

0025

図1に示すように、タッチパネル基板10は、表示装置50の表示面51a上に配置されている。このタッチパネル基板10は例えば、表示装置50の表示面51a上に接着層(図示せず)を介して接着されている。

0026

後述するように、タッチパネル基板10は、1つの基板11上にブラックマトリクス部、着色部および電極部を設けることにより構成されている。以下の説明において、基板11の面のうち表示装置50側の面を第1面11aと称し、第1面11aの反対側に位置する、観察者側の面を第2面11bと称する。ブラックマトリクス部、着色部および電極部は、第1面11a側に設けられている。

0027

タッチパネル基板
次に図2乃至4を参照して、タッチパネル基板10について説明する。タッチパネル基板10は、基板11と、基板11の第1面11a上に設けられたブラックマトリクス部と、ブラックマトリクス部に隣接するよう設けられた着色部と、ブラックマトリクス部上に設けられた電極部と、を備えている。

0028

はじめに図2を参照して、タッチパネル基板10の基板11並びにブラックマトリクス部20(以下、BM部20とも称する)および着色部26,27,28について説明する。図2は、タッチパネル基板10を第1面11a側から見た場合を示す平面図である。なお図2においては、図が煩雑になるのを防ぐため、電極部が省略されている。

0029

(基板)
十分な透明性を有する限りにおいて、基板11を構成する材料が特に限られることはなく、様々な材料が用いられ得る。例えば基板11を構成する材料として、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)、ポリイミド(PI)などの樹脂材料や、ガラスなど、十分な透光性を有する材料が用いられる。

0030

ところで近年、スマートフォンタブレットなどの持ち運び可能なデバイスにおいては、デザイン性使用性を考慮し、表面が湾曲した形状を有するものや、デバイス自体が曲げられるように構成されたものが提案されている。このようなデバイスにタッチパネル基板10が組み込まれる場合、タッチパネル基板10にも、可撓性すなわち曲げられ得ることが求められる。この点を考慮すると、基板11の材料として、PET、PEN、COP、PIなどの樹脂材料を用い、かつ基板11の厚みを0.005〜0.100mmの範囲内に設定することが好ましい。これによって、湾曲した表示面51aにタッチパネル基板10を取り付けることや、使用時に必要に応じてタッチパネル基板10を曲げることが可能になる。

0031

(ブラックマトリクス部)
図2に示すように、BM部20は、基板11の第1面11a上に所定のパターンで設けられている。具体的には、BM部20は、第1方向D1に沿って線状に延びる複数の第1線状BM部21と、第1方向D1に直交する第2方向D2に沿って線状に延びる複数の第2線状BM部22と、額縁BM部23と、を含んでいる。第1線状BM部21および第2線状BM部22は、アクティブエリアAa1内に設けられており、また額縁BM部23は、アクティブエリアAa1の周辺に位置する非アクティブエリアAa2内に設けられている。タッチパネル基板10のアクティブエリアAa1および非アクティブエリアAa2はそれぞれ、表示パネル51のアクティブエリアA1および非アクティブエリアA2に対応して区画されたものである。

0032

第1線状BM部21および第2線状BM部22の幅や、隣接する2つの第1線状BM部21間の間隔および隣接する2つの第2線状BM部22間の間隔などは、タッチパネル基板10に求められる透過率や、表示装置50の解像度などに応じて適宜設定される。例えば、第1線状BM部21の幅および第2線状BM部22の幅は、3〜40μmの範囲内になっている。なお、第1線状BM部21の幅と第2線状BM部22の幅とは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。本実施の形態においては、図2に示すように、第1方向D1に延びる第1線状BM部21の幅が、第2方向D2に延びる第2線状BM部22の幅よりも広くなっている。

0033

BM部21は、遮光性を有する遮光性材料から構成されている。遮光性材料は、例えば、黒色顔料染料等を感光性樹脂中に分散または溶解させることにより構成される。黒色の顔料や染料等としては、カーボンブラックチタンブラック等を用いることができる。感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。例えばネガ型感光性樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂等を挙げることができる。またポジ型感光性樹脂としては、ノボラック樹脂ベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等を挙げることができる。
なお後述するように、本実施の形態において、BM部20は、遮光性材料から構成された遮光層を、パターニングされた金属層をレジストとしてエッチングすることにより、構成される。従って、遮光性材料が感光性を有している必要はない。すなわち、遮光性材料として、感光性を有さない材料を用いてもよい。例えば、遮光性材料として、ポリイミド等の樹脂材料に、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色の顔料を分散させたものを用いることができる。このような構成の遮光性材料を用いることにより、例えば特開平11−281804号公報に記載されているように、平坦性および耐熱性に優れたBM部20を得ることができる。また、遮光性材料を塗布して後述する遮光層を形成する際の塗布性を向上させることができる。

0034

(着色部)
図2に示すように、着色部26,27,28は、隣接する2本の第1線状BM部21および隣接する2本の第2線状BM部22によって挟まれた領域に配置されている。着色部26,27,28は、第1方向D1に沿って順に配置された第1着色部26、第2着色部27および第3着色部28を含んでいる。このうち第1着色部26は、例えば赤色光を透過させる第1着色材料から構成されており、第2着色部27は、緑色光を透過させる第2着色材料から構成されており、第3着色部28は、青色光を透過させる第3着色材料から構成されている。

0035

各第1〜第3着色材料は、各色の顔料や染料等の着色剤を感光性樹脂中に分散または溶解させて構成された材料である。感光性樹脂としては、上述した遮光性材料の場合と同様に、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。

0036

(電極部)
次に図3および図4を参照して、電極部30について説明する。はじめに、電極部30のパターンの概略について説明する。図3は、図2に示すタッチパネル基板10に、さらに電極部30の輪郭を重ねて示す図である。

0037

図3に示すように、電極部30は、第1方向D1に沿って並ぶ複数の第1電極部31と、第2方向D2に沿って並ぶ複数の第2電極部32と、を含んでいる。隣接する2つの第1電極部31は、第1接続部33によって接続されている。また、隣接する2つの第2電極部32は、第2接続部34によって接続されている。第2接続部34は、後述する絶縁層を介して第1接続部33に部分的に重なるように配置されている。絶縁層によって、第1接続部33と第2接続部34とが導通してしまうことが防がれている。電極部31,32、接続部33,34および絶縁層は、アクティブエリアAa1内に配置されている。

0038

図3に示すように、非アクティブエリアAa2には、電極部31,32に接続された額縁配線部41や、額縁配線部41に接続された端子部42が設けられていてもよい。額縁配線部41および端子部42は、後述する金属層をパターニングして電極部31,32および第1接続部33を形成する際に同時に同一材料から形成され得る。

0039

次に図4乃至図6を参照して、電極部31,32について詳細に説明する。図4は、図3において符号IVが付された一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図5は、図4の線V−Vに沿ってタッチパネル基板10切断した場合を示す断面図であり、図6は、図4の線VI−VIに沿ってタッチパネル基板10を切断した場合を示す断面図である。図4においては、図3に示される電極部31,32の輪郭が点線で表されている。

0040

図4に示すように、電極部31,32は、線状BM部21,22に沿って延びるよう線状BM部21,22上に設けられた金属細線36,37を含んでいる。具体的には、電極部31,32は各々、第1線状BM部21に沿って第1方向D1に延びるよう第1線状BM部21上に設けられた第1金属細線36と、第2線状BM部22に沿って第2方向D2に延びるよう第2線状BM部22上に設けられた第2金属細線37と、を組み合わせることによって構成されている。また図4および図5に示すように、第1電極部31と第2電極部32との間の領域においては、第1電極部31と第2電極部32とが導通してしまうことを防ぐため、第1線状BM部21上を延びる第1金属細線36および第2線状BM部22上を延びる第2金属細線37が適宜分断されている。

0041

なお図4においては、電極部31,32がいわゆるダイヤモンドパターンの形状を有し、かつ電極部31,32を構成する金属細線36,37が、第1方向D1および第2方向D2のいずれに対しても傾斜する方向に沿って分断されている例が示されている。しかしながら、第1電極部31と第2電極部32とが導通してしまうことを防ぐことができる限りにおいて、第1電極部31と第2電極部32との間で金属細線36,37を分断する方向が特に限られることはない。例えば、第1電極部31と第2電極部32との間で、金属細線36,37が、金属細線36,37が延びる方向に直交する方向に沿って分断されていてもよい。

0042

金属細線36,37を構成する材料としては、高い導電性を有する金属材料を用いることができる。例えば、銀、銅、アルミニウムまたはこれらの合金等を挙げることができる。

0043

図6に示すように、隣接する2つの第1電極部31を接続する第1接続部33は、第1電極部31を構成する第1金属細線36と一連の第1金属細線36によって構成されている。また図6に示すように、隣接する2つの第2電極部32を接続する第2接続部34は、絶縁層35を介して第1接続部33に重ねられている。

0044

隣接する2つの第2電極部32を適切に電気的に接続することができる限りにおいて、第2接続部34を構成する材料が特に限られることはない。例えば、第2接続部34を構成する材料として、金属細線36,37と同様の金属材料を用いてもよい。若しくは、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)やインジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)などの透明導電性材料を用いてもよい。この場合、第2接続部34の耐屈曲性を高めるため、アモルファス状のIZOを用いることが好ましい。

0045

隣接する2つの第2電極部32を適切に電気的に接続することができる限りにおいて、第2接続部34および絶縁層35の配置は特には限られない。例えば、第2接続部34や絶縁層35が、部分的に着色部26,27,28の上に配置されていてもよい。第2接続部34や絶縁層35が着色部26,27,28の上に配置される場合、第2接続部34や絶縁層35を構成する材料として、好ましくは、透明性を有する材料が用いられる。第2接続部34を構成する材料が透明性を有さない場合、好ましくは第2接続部34は、図4に示すように、BM部20と重なるよう配置される。同様に、絶縁層35を構成する材料が透明性を有さない場合、好ましくは絶縁層35は、BM部20と重なるよう配置される。なお図4においては、第2接続部34および絶縁層35がそれぞれ1本の部材で構成される例が示されているが、これに限られることはなく、図示はしないが、第2接続部34や絶縁層35をそれぞれ複数本の部材で構成してもよい。BM部20と重なるように第2接続部34および絶縁層35を配置することを優先した結果、隣接する2つの第2電極部32を最短距離で接続することができない場合であっても、第2接続部34および絶縁層35を複数本設けることにより、第2接続部34の電気抵抗値を低く維持することができる。

0046

タッチパネル基板の製造方法
次に、以上のような構成からなるタッチパネル基板10を製造する方法について、図7(a)〜(i)を参照して説明する。なお図7(a)〜(i)においては、図4の線V−Vに対応する箇所で基板11を切断した場合の断面図が示されている。

0047

(準備工程および遮光層形成工程)
はじめに、基板11を準備する(準備工程)。次に図7(a)に示すように、遮光性材料を含む遮光層12を基板11の第1面11a上に形成する(遮光層形成工程)。例えば、はじめに、遮光性材料を含む塗布液を第1面11a上に塗布する。次に、遮光性材料を焼成することによって遮光層12を形成することができる(第1焼成工程)。

0048

遮光性材料として、上述のように感光性を有さない材料、例えばポリイミド等が用いられる場合、好ましくは、上述の第1焼成工程を実施する温度は、遮光性材料が完全には硬化しない程度の状態(以下、半硬化状態とも称する)になるよう設定される。例えば、第1焼成工程において、遮光性材料は、200℃未満の温度で、例えば約150℃の温度で焼成される。この場合、パターニングされた金属層をレジストとして遮光層12をエッチングする後述する第2エッチング工程の際に、より容易に遮光層12をエッチングできるようになる。

0049

(金属層形成工程)
次に図7(b)に示すように、金属材料を含む金属層13を遮光層12上に形成する(金属層形成工程)。金属層13を形成する方法が特に限られることはなく、スパッタリング法真空蒸着法などの公知の方法が適宜用いられる。

0050

(第1感光層形成工程)
次に、BM部20に対応するパターンで、金属層13上に第1感光層16を形成する(第1感光層形成工程)。例えば、はじめに、金属層13上の全域に、ポジ型感光性樹脂を塗布する。次に、BM部20に対応するパターンで形成された遮光部と、遮光部間に位置する開口部と、を有する露光マスクを介して、露光光を第1感光層16に照射する。その後、第1感光層16を現像することにより、図7(c)に示すように、BM部20に対応するパターンで金属層13上に第1感光層16を形成することができる。

0051

(第1エッチング工程)
次に、第1感光層16をレジストとして金属層13をウェットエッチングする。これによって、図7(d)に示すように、金属層13を、BM部20に対応するパターンでパターニングすることができる(第1エッチング工程)。

0052

(第2エッチング工程)
次に、パターニングされた金属層13をレジストとして遮光層12をエッチングして、遮光層12をパターニングする。これによって、第2線状BM部22(図7(e)参照)と、上述の第1線状BM部21および額縁BM部23とを有するBM部20を得ることができる(第2エッチング工程)。その後、パターニングされた金属層13上に残っている第1感光層16を除去してもよい。なお、基板11がポリイミドなどのアルカリ性溶液溶ける樹脂材料から構成され、かつ遮光層12をエッチングするエッチング液としてアルカリ性の溶液が用いられる場合、遮光層12をエッチングする際に同時に第1感光層16が除去されることもある。

0053

(第2感光層形成工程)
次に。図7(f)に示すように、パターニングされた金属層13上に部分的に第2感光層17を形成する第2感光層形成工程を実施する。具体的には、パターニングされた金属層13のうち、第1電極部31、第2電極部32および第1接続部33が形成される場所に位置する金属層13の上に第2感光層17を形成する。なお、上述の額縁配線部41およびや端子部42が金属層13から構成される場合、パターニングされた金属層13のうち額縁配線部41および端子部42が形成される場所に位置する金属層13の上にも第2感光層17が形成される。

0054

なお上述の第2エッチング工程の後に金属層13上に第1感光層16が未だ残っている場合、第1感光層16のうち第1電極部31、第2電極部32および第1接続部33が形成される場所に位置する第1感光層16が残り、その他の第1感光層16が除去されるよう、第1感光層16をさらに露光および現像することにより、図7(f)に示す第2感光層17を得てもよい。すなわち第2感光層17として、第1エッチング工程や第2エッチング工程の際に用いられた第1感光層16が流用されてもよい。

0055

(第3エッチング工程)
次に図7(g)に示すように、第2感光層17をレジストとして、パターニングされた金属層13をさらにエッチングする(第3エッチング工程)。その後、金属層13上に残っている第2感光層17を除去する。これによって、図7(h)に示すように、第2金属細線37や上述の第1金属細線36によって構成された電極部31,32および第1接続部33を得ることができる。このとき、同時に、第1接続部33、額縁配線部41や端子部42も形成され得る。

0056

(第2焼成工程)
その後、第2エッチング工程によって得られたBM部20を200℃以上の温度で焼成する第2焼成工程をさらに実施してもよい。これによって、BM部20の硬さを向上させることができる。

0057

(絶縁層形成工程)
その後、図示はしないが、第1接続部33上に絶縁層35を形成する絶縁層形成工程を実施する。例えば、基板11の第1面11a側に感光性樹脂層を設け、その後、第1接続部33上に感光性樹脂層が残るように感光性樹脂層を露光および現像する。このようにして、第1接続部33上に絶縁層35を形成することができる。

0058

(第2接続部形成工程)
次に、図示はしないが、絶縁層35上に第2接続部34を形成する第2接続部形成工程を実施する。例えば、はじめに、基板11の第1面11a側に、銀、銅やアルミニウムを含む導電層、若しくは、アモルファス状のIZOを含む導電層を設ける。次に、上述の金属層13をパターニングする方法と同様の方法を用いて、導電層をパターニングする。これによって、銀、銅やアルミニウムなどの金属材料、またはアモルファス状のIZOを含む第2接続部34を得ることができる。

0059

(着色部形成工程)
次に図7(i)に示すように、BM部20に隣接するよう着色部26,27,28を形成する着色部形成工程を実施する。例えば、はじめに、基板11の第1面11a側に第1着色材料を設ける。次に、第1着色部26が設けられるべき場所に第1着色材料が残るように第1着色材料を露光および現像する。これによって、第1着色部26を得ることができる。BM部20間に位置する第1着色部26を得ることができる。同様にして、第2着色部27および第3着色部28を得ることができる。このようにして、基板11の第1面11a側に形成されたBM部20、着色部26,27,28および電極部30を備えたタッチパネル基板10を製造することができる。

0060

なお図7(i)においては、着色部26,27,28の上面が遮光層12や金属層13の上面よりも上方(基板11から遠い方)に位置する例が示されているが、しかしながら、着色部26,27,28の上面と、遮光層12や金属層13の上面との位置関係が特に限られることはない。

0061

上述のように、本実施の形態においては、はじめに、基板11上に遮光層12および金属層13を順に形成し、次に、金属層13をエッチングして金属層13をパターニングし、その後、パターニングされた金属層13をレジストとして遮光層12をエッチングする。このため、遮光層12の位置が、金属層13の位置に応じて定まることになる。従って、遮光層12に対する金属層13の相対的な位置精度に、露光光の照射精度の影響が現れることがない。このため、金属層13の位置と遮光層12の位置とを精度良く一致させることができる。従って、パターニングされた金属層13からなる金属細線36,37によって構成される電極部30の位置と、パターニングされた遮光層12によって構成されるBM部20の位置とを、精度良く一致させることができる。例えば、第1線状BM部21および第2線状BM部22の幅方向における中心位置と、第1線状BM部21および第2線状BM部22の上に設けられた第1金属細線36および第2金属細線37の幅方向における中心位置との差の平均値を、タッチパネルカラーフィルタの作製の際に用いられる一般的な露光装置における露光光の照射誤差よりも小さくすることができ、例えば0.5μm以下にすることができる。図8には、第2線状BM部22の中心位置を通る中心線C1と、第2金属細線37の中心位置を通る中心線C2とがほぼ一致している例が示されている。

0062

このように本実施の形態によれば、電極部30を構成する金属細線36,37の位置と、BM部20の位置とを、精度良く一致させることができるので、金属細線36,37がBM部20からはみ出て着色部26,27,28の領域に至ってしまうことを抑制することができる。このため、金属細線36,37に起因してタッチパネル基板10における光の透過率が低下してしまうことを抑制することができる。また、BM部20の線状BM部21,22幅w1と電極部30の金属細線36,37の幅w2とを容易に同等のものとすることができるので、金属細線36,37がBM部20からはみ出さない範囲内で金属細線36,37の幅を可能な限り広くすることができる。従って、高い透過率および高い検出感度を有するタッチパネル基板10を製造することができる。

0063

なお、金属層13をレジストとして遮光層12をエッチングする上述の第2エッチング工程においてエッチングが過剰に進行してしまった場合、図8に示すように、線状ブラックマトリクス部21,22の幅w1が、線状ブラックマトリクス部21,22上に設けられた金属細線36,37の幅w2よりも狭くなることもある。

0064

(タッチ位置検出機能付き表示装置の製造方法)
次に、上述のようにして得られたタッチパネル基板10を、接着層などを介して表示装置50の表示パネル51の表示面51aに貼り付ける。これによって、タッチ位置検出機能付き表示装置60を得ることができる。

0065

ここで本実施の形態によれば、タッチパネル機能を実現するための電極部30が、網目状に配置された金属細線36,37から構成されている。従って、ITOなどの透明導電性材料を用いて電極部30を構成する場合に比べて、電極部30を構成するために基板11上に設けられる導電性材料によって占められる面積を小さくすることができる。また、電極部30を構成する金属層13は、ITOなどの透明導電性材料に比べて高い導電性を有しているので、金属層13の厚みを小さくすることができる。これらのことにより、ITOなどの透明導電性材料によって電極部30が構成されている場合に比べて、タッチパネル基板10の曲がり易さを向上させることができる。また、タッチパネル基板10を曲げた場合に電極部30の剥離などの不良が生じることを抑制することができる。すなわち、タッチパネル基板10の耐屈曲性を高くすることができる。このため、湾曲面などの様々な形状を有する表示パネル51の表示面51aにタッチパネル基板10を貼り付けることが可能になる。また、タッチ位置検出機能付き表示装置60を使用時に湾曲させたり曲げたりすることも可能になる。

0066

好ましくは、隣接する2つの第2電極部32を接続するために絶縁層35を介して第1接続部33に重ねられる上述の第2接続部34は、銀、銅、アルミニウムまたはこれらの合金等の金属材料や、アモルファス状のIZOなど、ITOよりも高い耐屈曲性を有する材料から構成されている。これによって、タッチパネル基板10およびタッチ位置検出機能付き表示装置60の耐屈曲性をより高くすることができる。

0067

変形例
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、図面を参照しながら、いくつかの変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

0068

(バリア層)
図9に示すように、タッチパネル基板10は、基板11とBM部20との間に配置されたバリア層14をさらに備えていてもよい。バリア層14は、少なくともアクティブエリアAa1の全域にわたって広がるよう形成されている。このようなバリア層14を設けることにより、外部の水蒸気酸素などのガスがタッチパネル基板10を透過して表示装置50側に至ることを抑制することができる。バリア層14は、表示装置50が、水蒸気や酸素などのガスに起因して表示素子劣化する有機EL表示装置である場合に特に有効に機能する。バリア層14を構成する材料としては、タッチパネル基板10の水蒸気透過率を低くすることができる材料が用いられ、例えば酸化珪素または窒化珪素などが用いられる。

0069

(バックプレートを利用してタッチパネル基板を製造する例)
タッチパネル基板10の耐屈曲性を高くするためには、タッチパネル基板10で用いられる基板11の材料として、PET、PEN、COP、PIなどの、高い可撓性を有する樹脂材料が用いられることが好ましい。以下、図10(a)〜(d)を参照して、基板11が、樹脂材料を含み、かつ0.005〜0.100mmの範囲内の厚みを有する樹脂フィルムである場合の、タッチパネル基板10の製造方法の一例について説明する。

0070

はじめに、図10(a)に示すように、高い剛性を有するバックプレート15を準備する。バックプレート15としては、例えば、0.5mm以上の厚みを有するガラス板などを用いることができる。

0071

次に、図10(b)に示すように、バックプレート15上に樹脂材料を設けることにより、樹脂フィルムからなる基板11をバックプレート15上に形成する。その後、上述の図7(a)〜(i)に示す場合と同様にして、基板11上にBM部20、電極部30、着色部26,27,28などを形成する(図10(c)参照)。
なお、BM部20を構成する材料として、ポリイミドなどの樹脂材料に黒色の顔料を分散させたものが用いられ、かつ、基板11が、BM部20を構成する樹脂材料と同一の樹脂材料を含む場合、遮光層12をエッチングしてBM部20を形成する際に、基板11が同時にエッチングされてしまうことになる。従って、基板11に、遮光層12をエッチングするためのエッチング液に溶解する材料が含まれる場合、基板11がエッチングされるのを防ぐため、基板11とBM部20との間に上述のバリア層14などを設けることになる。

0072

その後、図10(d)に示すように、樹脂フィルムからなる基板11をバックプレート15から剥離させる剥離工程を実施する。このようにして、樹脂フィルムからなる基板11を備えたタッチパネル基板10を製造することができる。

0073

なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

0074

10タッチパネル基板
11基板
12遮光層
13金属層
14バリア層
15バックプレート
16 第1感光層
17 第2感光層
20ブラックマトリクス部(BM部)
21 第1線状ブラックマトリクス部(第1線状BM部)
22 第2線状ブラックマトリクス部(第2線状BM部)
23額縁ブラックマトリクス部(額縁BM部)
26〜28 第1着色部〜第3着色部
30電極部
31 第1電極部
32 第2電極部
33 第1接続部
34 第2接続部
35絶縁層
36 第1金属細線
37 第2金属細線
50 表示装置

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