(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
<第1実施形態>
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【0019】
図1は本発明のタッチセンサ2を備えたタッチキー1の全体を示す平面図であり、
図2は
図1のII部の拡大図である。
【0020】
本発明のタッチセンサ2を備えたタッチキー1は、
図1に示すように、タッチセンサ2に加え、当該タッチセンサ2と接続されたタッチセンサ駆動回路3と、を備えている。
【0021】
タッチセンサ2は、基板21と、基板21に形成された複数(本例において6つ)の網目状電極22と、当該網目状電極22の外縁に設けられた外縁配線23と、外縁配線23とタッチセンサ駆動回路3と接続する接続配線24と、を備えている。
【0022】
基板21は、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)、ポリイミド(PI)等の透明なフィルムや、ガラス等から構成される絶縁性の透明基板である。このため、タッチセンサ2の下方にLED等のバックライト(不図示)を配置した際に、当該バックライトの光がタッチセンサ2を透過するようになっている。
【0023】
網目状電極22は、後述するグラビアオフセット印刷機4によって導電性ペーストを基板21上に印刷して硬化することによって形成されている。このような導電性ペーストとしては、例えば、銀(Ag)ペーストや銅(Cu)ペースト等を例示することができる。
【0024】
網目状電極22は、
図2に示すように、複数の導体線221が略直角に交差して形成されたメッシュ状を有している。なお、網目状電極の網目形状は特に限定されない。例えば、正方形や長方形、菱形等の網目形状であってもよく、六角形(ハニカム形状)の網目形状であってもよい。
【0025】
外縁配線23は、
図1及び
図2に示すように、網目状電極22における図中の上辺に沿って延在するように形成されている。この外縁配線23は、上述した網目状電極22と同様の材料及び同様の方法によって一体的に形成されている。なお、網目状電極22の外縁において、外縁配線23が設けられる位置は特に限定されない。例えば、網目状電極22の外縁全てに外縁配線23が設けられていてもよい。
【0026】
本実施形態において、外縁配線23の幅Aは、下記(1)式を満たしている。
A≦100[μm]・・・(1)
【0027】
また、本実施形態において、網目状電極22を構成する導体線221が外縁配線23に接続する部分には、
図2に示すように、当該外縁配線23に近づくに従って漸次的に幅広となる幅広部222が設けられている。本実施形態では、外縁配線23に接続する部分における当該導体線の221の両側側部に幅広部222が設けられているが、特にこれに限定されない。例えば、外縁配線23に接続する部分における導体線の221の一方側部のみに当該幅広部222を設けてもよい。
【0028】
本実施形態において、外縁配線23の幅A、幅広部222が設けられている部分における導体線221の最大幅B、及び幅広部222を除いた導体線221の幅Cは、下記(2)式及び(3)式を満たしている。なお、下記(3)式は、必須ではないが成り立つことが望ましい。
B/A≧1/2・・・(2)
C/A≧1/20・・・(3)
【0029】
なお、上記(3)式のCは、幅広部222を除いた部分における導体線221全体の平均幅を示す。上記(2)式において、B/Aは1以下(1≧B/A)であることが好ましい。また、上記(3)式において、C/Aは1/2以下(1/2≧C/A)であることが好ましい。
【0030】
以上のような構成を有するタッチセンサ2は、接続配線24によってタッチセンサ駆動回路3に接続されている。なお、接続配線24は、上述した網目状電極22と同様の材料及び同様の方法によって形成されており、外縁配線23と一体的に形成されている。
【0031】
タッチセンサ駆動回路3は、網目状電極22に高周波電圧を出力する発振部と、入力者が基板21の表面に触れたとき網目状電極22の端子電圧が変化するのを検出する検出部と、当該電圧の変化量が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定部と、を備えている。入力時において、入力者の指が基板21を介して網目状電極22に触れると、発振部から出力された高周波電圧は、網目状電極22、基板21、及び入力者の指を通じてバイパスし、網目状電極22の端子電圧は入力前に比べて低下する。入力前後における網目状電極22の端子電圧を検出部で検出すると共に、当該電圧の変化量を判定部で判定することにより、入力者が入力した位置を決定する。
【0032】
なお、本実施形態では、上述のように、タッチキーとしてタッチセンサを使用しているが、特にこれに限定されない。例えば、タッチパネルとしてタッチセンサを使用してもよい。この場合には、平行に並んだ複数の網目状電極が平面視において直角に交わるように配置された構造等を当該タッチパネルが有することにより、入力者が入力したタッチパネル上の位置(X方向の位置及びY方向の位置)を検出する。
【0033】
図3は本実施形態におけるタッチセンサ2の製造方法の第1の工程における製造装置を示す平面図であり、
図4は
図3のIV部の拡大図であり、
図5(A)及び
図5(B)は、本実施形態におけるタッチセンサ2の製造方法の第1の工程における製造装置を示す断面図であり、
図6(A)及び
図6(B)は、本実施形態におけるタッチセンサ2の製造方法の第2の工程における製造装置を示す断面図である。なお、第1の工程とは、導電性ペーストを凹パターンに充填するペースト充填工程であり、第2の工程とは、当該凹パターンに充填された導電性ペーストを基板21に転写する転写工程である。
【0034】
本実施形態におけるタッチセンサ2の製造時において、製造装置としてはグラビアオフセット印刷機4を用いて、網目状電極22、外縁配線23、及び接続配線24は基板21上に同時に印刷され、その後硬化することにより形成される。
【0035】
グラビアオフセット印刷機4は、
図3及び
図5(A)に示すように、版テーブル41と、基材テーブル42と、ドクターブレード43とディスペンサ44と、転写ローラ45と、装置フレーム(架台)46と、を備えている。
【0036】
版テーブル41は、装置フレーム46に水平に固定されており、板状の凹版(グラビア版)50が載置される保持面411を有している。この保持面411には、特に図示しない複数の吸引口が開口しており、凹版50を吸着保持することが可能となっている。なお、版テーブル41に凹版50を固定する方法は、特にこれに限定されない。
【0037】
この凹版50の上面には、銅等からなる金属層をエッチング等することで凹パターン51が形成されている。この凹パターン51は、タッチセンサ2の網目状電極22、外縁配線23、及び接続配線24に対応した凹パターンを有している。
【0038】
具体的には、凹パターン51は、
図3又は
図4に示すように、網目状電極22を構成する導体線221に対応した線状凹部521と、当該線状凹部521によって形成された網目状凹部52(網目状電極22に対応)と、外縁配線23に対応した外縁凹部53と、幅広部222に対応した幅広凹部54と、接続配線24に対応した接続凹部55と、を有している。本実施形態では、外縁凹部53は、網目状凹部52と連続的に形成されている。また、幅広凹部54は、線状凹部521と外縁凹部53が接続する部分に形成されており、当該外縁凹部53に近づくに従って漸次的に幅広となっている。本実施形態では、外縁凹部53に接続する部分における線状凹部521の両側側部に幅広凹部54が設けられている。なお、外縁配線23に接続する部分における導体線の221の一方側部のみに幅広部222を設ける場合には、線状凹部521の一方側部のみに当該幅広凹部54を設けることとなる。
【0039】
本実施形態においては、外縁配線23と外縁凹部53との対応、及び、幅広部222と幅広凹部54との対応から、下記(4)式、(5)式、及び(6)式が成立している。なお、下記(6)式は、必須ではないが成り立つことが望ましい。
【0040】
a≦100[μm]・・・(4)
b/a≧1/2・・・(5)
c/a≧1/20・・・(6)
但し、上記(4)式、(5)式、及び(6)式において、aは外縁凹部53の幅であり、bは幅広凹部54が設けられている部分における線状凹部521の最大幅であり、cは幅広凹部54を除いた線状凹部521の幅である。
【0041】
なお、上記(6)式のcは、幅広凹部54を除いた部分における線状凹部521全体の平均幅を示す。上記(5)式において、b/aは1以下(1≧b/a)であることが好ましい。また、上記(6)式において、c/aは1/2以下(1/2≧c/a)であることが好ましい。
【0042】
本実施形態において、基材テーブル42は装置フレーム46に水平に固定されており、被印刷体である基板21が載置される保持面421を有している。上述の版テーブル41の保持面411と同様に、この保持面421にも複数の吸引口が開口しており、基板21を吸着保持することが可能となっている。なお、基材テーブル42に基板21を固定する方法は、特にこれに限定されない。
【0043】
ドクターブレード43は、X軸に沿って移動可能になっていると共にZ軸に沿って昇降可能となっている。また、このドクターブレード43の近傍には、導電性ペースト47を凹版50上に供給するディスペンサ44が配置されている。このディスペンサ44は、ドクターブレード43と共にX軸及びZ軸に沿って移動することが可能となっている。ドクターブレード43とディスペンサ44を移動させる機構としては、特に図示しないが、例えば、モータを用いたボールねじ機構等を例示することができる。なお、ドクターブレード43をディスペンサ44とは独立して移動させてもよい。また、この場合には、ディスペンサ44を移動させた後にドクターブレード43を移動させてもよい。
【0044】
本実施形態では、ディスペンサ44によって凹版50上に導電性ペースト47を供給しながら、版テーブル41に保持された凹版50上をドクターブレード43の先端がX軸に沿って摺動することで、当該導電性ペースト47を凹パターン51内に充填する。
【0045】
転写ローラ45は、ブランケット胴451と、当該ブランケット胴451の外周に巻回され、シリコーンゴム等から構成されるブランケット452と、を備えており、ブランケット胴451の中心軸で回転可能に支持されている。また、この転写ローラ45は、X軸に沿って移動可能になっていると共にZ軸に沿って昇降することが可能となっている。この転写ローラ45を移動させる機構としては、特に図示しないが、例えば、モータを用いたラックアンドピニオンギア機構等を例示することができる。なお、この転写ローラ45が、ドクターブレード43やディスペンサ44と共にX軸に沿って移動可能であってもよい。
【0046】
以上に説明したグラビアオフセット印刷機4を用いてタッチセンサ2を製造する際は、第1の工程として、まず、
図5(A)及び
図5(B)に示すように、ディスペンサ44から凹版50上に導電性ペースト47を供給しつつ、ドクターブレード43を凹版50に当接させながら、当該ドクターブレード43とディスペンサ44を図中+X方向に沿って移動させる。これにより、ドクターブレード43の先端431が凹版50上を摺動する。
【0047】
次いで、第2の工程として、
図6(A)に示すように、ドクターブレード43とディスペンサ44を+Z方向に移動させた状態で図中左端に退避させつつ、転写ローラ45を版テーブル41上の凹版50に押し付けた状態で−X方向に沿って移動させる。これにより、転写ローラ45が凹版50上を転動して、凹版50の凹パターン51内に充填されていた導電性ペースト47が転写ローラ45のブランケット452に受理され、当該ブランケット452上に印刷パターン49が保持される。
【0048】
次いで、
図6(B)に示すように、転写ローラ45を移動させて基材テーブル42上の基板21に押し付け、その状態で当該転写ローラ45を−X方向に沿って移動させる。これにより、転写ローラ45が基板21上を転動して、転写ローラ45のブランケット452上に保持されていた印刷パターン49が基板21に転写される。なお、本実施形態における基板21が、本発明の被転写体の一例に相当する。
【0049】
そして、特に図示しないが、IR(遠赤外線)乾燥炉等を用いてこの印刷パターン49を加熱して硬化させることで、タッチセンサ2の網目状電極22、外縁配線23、及び接続配線24が完成する。
【0050】
なお、本実施形態におけるグラビアオフセット印刷機4は、基板21を1枚ずつ処理する枚葉式であるが、長尺の基板を連続して搬送するロール・ツー・ロール方式であってもよい。
【0051】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0052】
まず、幅広部を有していない従来構造で生じる製造時の現象について説明する。
【0053】
図7(A)〜
図7(D)は、第1の工程における従来のタッチセンサの製造時を示す断面図であり、
図8(A)〜
図8(D)は第1の工程における本発明のタッチセンサ2の製造時を示す断面図である。
【0054】
従来、ドクターブレード43の摺動により導電性ペースト47が凹パターン51Bに充填される際に、当該ドクターブレード43の延在方向(Y方向)と略同方向に凹パターン51Bの外縁凹部53Bが延在している場合は、ドクターブレード43の先端431が、外縁凹部53Bを通過する際に、当該外縁凹部53Bに入り込む(
図7(A))。
【0055】
次いで、ドクターブレード43が外縁凹部53Bの縁部531に接触し(
図7(B))、ドクターブレード43の先端431が僅かに+Z方向に跳躍する(
図7(C))。そして、この跳躍により、ドクターブレード43による線状凹部521Bへの導電性ペースト47の押込み力が一瞬弱まる。
【0056】
これにより、線状凹部521Bにおける外縁凹部53Bの付近において、導電性ペースト47が過剰に充填された部分471と、導電性ペースト47の充填が不十分な部分472と、が発生することによる充填ムラが生じることとなる(
図7(D))。このため、タッチセンサの完成品にも、導体線221の外縁配線23付近において、当該導体線221の形成が不十分な部分が生じ、導体線221が断線してしまう場合がある。
【0057】
これに対し、本実施形態におけるタッチセンサ2の製造時における凹パターン51の外縁凹部53の幅aは、上記(4)式を満たしている。これにより、当該凹パターン51に導電性ペースト47を充填する際に、当該ドクターブレード43の延在方向(Y方向)と同方向に外縁凹部53が配置されている場合であっても、ドクターブレード43の先端431が当該外縁凹部53の内部に深く入り込むことが抑制される(
図8(A))。
【0058】
このため、ドクターブレード43が外縁凹部53の縁部531に接触する際も(
図8(B))、当該ドクターブレード43の先端431の跳躍が軽減され(
図8(C))、線状凹部521に導電性ペースト47が過剰に充填される部分が生じるのを抑制することができる。
【0059】
さらに、本実施形態における凹パターン51の線状凹部521は、外縁凹部53と接続する部分において、当該外縁凹部53に向かって幅広となる幅広凹部54を有しており、外縁凹部53の幅a、及び、幅広凹部54が設けられている部分における線状凹部521の最大幅bは、上記(5)式を満たしている。
【0060】
このため、ドクターブレード43が縁部531を通過した際において、当該ドクターブレード43による線状凹部521への導電性ペースト47の押込み力が僅かに減少した場合であっても、幅広凹部54内に存在する導電性ペースト47によって当該導電性ペースト47の充填が不十分となることが抑制される(
図8(D))。なお、この効果は、上記(6)式を満たす場合においてより向上し、当該(6)式におけるc/aが1/2以下(1/2≧c/a)である場合においてさらにより向上する。
【0061】
この様にして、導電性ペースト47の充填時における充填ムラの発生が軽減されるため、完成したタッチセンサ2の外縁配線23付近において、導体線221の断線が発生するのを抑制することができる。また、幅広部222の存在により、タッチセンサ2における導体線221と外縁配線23との接続部において、物理的強度の向上を図ることができると共に熱サイクルが印加された場合における耐久性の向上を図ることができる。なお、これらの効果は、上記(1)〜(3)式を満たす場合においてより向上し、上記(3)式におけるC/Aが1/2以下(1/2≧C/A)である場合においてさらにより向上する。
【0062】
なお、
図4に示すように、1つの線状凹部521の左右に形成される幅広凹部54の傾斜角度θ
1、θ
2(線状凹部521の延在方向に対する幅広凹部54の傾斜角度)は、下記(7)式及び(8)式を満たしている。
【0063】
15[°]≦θ
1・・・(7)
15[°]≦θ
2・・・(8)
【0064】
この場合において、線状凹部521で導電性ペースト47の充填が不十分となることを抑制する効果がより向上する。これにより、完成したタッチセンサ2の導体線221で断線が発生するのをより抑制することができる。
【0065】
また、上述したタッチセンサ2の製造方法では、外縁配線23と網目状電極22とを個別に形成することなく、それらを同時に印刷して形成できるため、タッチセンサ2の製造工程を簡略化することができる。
【0066】
<第2実施形態>
図9は、本発明のタッチセンサ2Bを備えたタッチキー1Bを示す平面図である。
【0067】
本発明のタッチセンサ2Bを備えたタッチキー1Bは、
図9に示すように、タッチセンサ2Bに加えて、当該タッチセンサ2Bと接続されたタッチセンサ駆動回路3を備えている。
【0068】
タッチセンサ2Bは、基板21と、基板21の裏側に形成された複数(本例において6つ)の網目状電極22Bと、当該網目状電極22Bの外縁に設けられた外縁配線23Bと、外縁配線23Bとタッチセンサ駆動回路3と接続する接続配線24と、を備えている。
【0069】
基板21は、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)、ポリイミド(PI)等の透明なフィルムや、ガラス等から構成される絶縁性の透明基板である。このため、タッチセンサ2Bの下方にLED等のバックライト(不図示)を配置した際に、当該バックライトの光がタッチセンサ2Bを透過するようになっている。
【0070】
網目状電極22Bは、グラビアオフセット印刷機4Bによって導電性ペーストを基板21上に印刷して硬化することによって形成されている。このような導電性ペーストとしては、例えば、銀(Ag)ペーストや銅(Cu)ペースト等を例示することができる。
【0071】
網目状電極22Bは、複数の導体線221が交差して形成されたメッシュ状を有している。なお、網目状電極の網目形状は特に限定されない。例えば、正方形や長方形、菱形等の網目形状であってもよく、六角形(ハニカム形状)の網目形状であってもよい。
【0072】
外縁配線23Bは、
図9に示すように、網目状電極22Bにおける図中の上部において、図中の右下方向(D1方向)に向かって延在する第1の延在外縁部231と、図中の左下方向(D2方向)に向かって延在する第2の延在外縁部232と、を有している。これら第1及び第2の延在外縁部231、232は、上述した網目状電極22Bと同様の材料及び同様の方法によって一体的に形成されている。なお、外縁配線の形状、及び当該外縁配線が設けられる位置は特に限定されない。例えば、網目状電極22Bの外縁全てに外縁配線23Bが設けられていてもよい。本実施形態における第1の延在外縁部231が本発明の第1の延在配線部の一例に相当し、本実施形態における第2の延在外縁部232が本発明の第2の延在配線部の一例に相当する。
【0073】
タッチセンサ2Bは、接続配線24によってタッチセンサ駆動回路3に接続されている。本実施形態において、接続配線24は、上述した網目状電極22Bと同様の材料及び同様の方法によって形成されており、外縁配線23Bと一体的に形成されている。
【0074】
タッチセンサ駆動回路3は、網目状電極22Bに高周波電圧を出力する発振部と、入力者が基板21の表面に触れたとき網目状電極22Bの端子電圧が変化するのを検出する検出部と、当該電圧の変化量が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定部と、を備えている。入力時において、入力者の指が基板21を介して網目状電極22Bに触れると、発振部から出力された高周波電圧は、網目状電極22B、基板21、及び入力者の指を通じてバイパスし、網目状電極22Bの端子電圧は入力前に比べて低下する。入力前後における網目状電極22Bの端子電圧を検出部で検出すると共に、当該電圧の変化量を判定部で判定することにより、入力者が入力した位置を決定する。
【0075】
なお、本実施形態では、上述のように、タッチキーとしてタッチセンサを使用しているが、特にこれに限定されない。例えば、タッチパネルとしてタッチセンサを使用してもよい。この場合には、平行に並んだ複数の網目状電極が平面視において直角に交わるように配置された構造等を当該タッチパネルが有することにより、入力者が入力したタッチパネル上の位置(X方向の位置及びY方向の位置)を検出する。
【0076】
図10は本実施形態におけるタッチセンサ2Bの製造方法の第1の工程における製造装置を示す平面図であり、
図11は
図10のXI部の拡大図であり、
図12(A)及び
図12(B)は本実施形態におけるタッチセンサ2Bの製造方法の第1の工程における製造装置を示す断面図であり、
図13(A)及び
図13(B)は本実施形態におけるタッチセンサ2Bの製造方法の第2の工程における製造装置を示す断面図である。なお、第1の工程とは、導電性ペーストを凹パターンに充填するペースト充填工程であり、第2の工程とは、当該凹パターンに充填された導電性ペーストを基板21に転写する転写工程である。
【0077】
本実施形態におけるタッチセンサ2Bの製造時において、製造装置としてはグラビアオフセット印刷機4Bを用いて、網目状電極22B、外縁配線23B、及び接続配線24を基板21上に同時に印刷し、その後硬化することにより形成される。
【0078】
グラビアオフセット印刷機4Bは、
図10又は
図12(A)に示すように、版テーブル41と、基材テーブル42と、ドクターブレード43とディスペンサ44と、転写ローラ45と、装置フレーム(架台)46と、を備えている。
【0079】
版テーブル41は、装置フレーム46に水平に固定されており、板状の凹版50B(グラビア版)が載置される保持面411を有している。この保持面411には、特に図示しない複数の吸引口が開口しており、凹版50Bを吸着保持することが可能となっている。なお、版テーブル41に凹版50Bを固定する方法は、特にこれに限定されない。
【0080】
この凹版50Bの上面には、銅等からなる金属層をエッチング等することで凹パターン51Pが形成されている。この凹パターン51Pは、タッチセンサ2Bの網目状電極22B、外縁配線23B、及び接続配線24に対応した凹パターンを有している。
【0081】
具体的には、凹パターン51Pは、
図11に示すように、網目状電極22Bを構成する導体線221に対応した線状凹部521と、当該線状凹部521によって形成された網目状凹部52B(網目状電極22Bに対応)と、外縁配線23Bに対応した外縁凹部53Pと、接続配線24に対応した接続凹部55と、を有している。また、外縁凹部53Pは、第1の延在外縁部231に対応した第1の延在部531Pと、外縁配線23Bの第2の延在外縁部232に対応した第2の延在部532Pと、を有している。
【0082】
本実施形態では、第1及び第2の延在部531P、532Pは、網目状凹部52Bの外縁の少なくとも一部と連続的に接続されている。また、第1の延在部531Pは、第1の延在外縁部231の延在方向D1に対応した方向d1に沿って設けられている。同様に、第2の延在部532Pは、第2の延在外縁部232の延在方向D2に対応した方向d2に沿って設けられている。方向d1及びd2は異なる直線上の方向であり、方向d1と方向d2との間における網目状凹部52Bが接続されている側の角度θは、下記(9)式を満たしている。
15[°]<θ<165[°]・・・(9)
【0083】
本実施形態において、基材テーブル42は装置フレーム46に水平に固定されており、被印刷体である基板21が載置される保持面421を有している。上述の版テーブル41の保持面411と同様に、この保持面421にも複数の吸引口が開口しており、基板21を吸着保持することが可能となっている。なお、基材テーブル42に基板21を固定する方法は、特にこれに限定されない。
【0084】
ドクターブレード43は、X軸に沿って移動可能になっていると共にZ軸に沿って昇降可能となっている。また、このドクターブレード43の近傍には、導電性ペースト47を凹版50B上に供給するディスペンサ44が配置されている。このディスペンサ44は、ドクターブレード43と共にX軸及びZ軸に沿って移動することが可能となっている。ドクターブレード43とディスペンサ44を移動させる機構としては、特に図示しないが、例えば、モータを用いたボールねじ機構等を例示することができる。なお、ドクターブレード43をディスペンサ44とは独立して移動させてもよい。また、この場合には、ディスペンサ44を移動させた後にドクターブレード43を移動させてもよい。
【0085】
本実施形態では、ディスペンサ44によって凹版50B上に導電性ペースト47を供給しながら、版テーブル41に保持された凹版50B上をドクターブレード43の先端がX軸に沿って摺動することで、当該導電性ペースト47を凹パターン51P内に充填する。
【0086】
転写ローラ45は、ブランケット胴451と、当該ブランケット胴451の外周に巻回され、シリコーンゴム等から構成されるブランケット452と、を備えており、ブランケット胴451の中心軸で回転可能に支持されている。また、この転写ローラ45は、X軸に沿って移動可能になっていると共にZ軸に沿って昇降することが可能となっている。この転写ローラ45を移動させる機構としては、特に図示しないが、例えば、モータを用いたラックアンドピニオンギア機構等を例示することができる。なお、この転写ローラ45が、ドクターブレード43やディスペンサ44と共にX軸に沿って移動可能であってもよい。
【0087】
以上に説明したグラビアオフセット印刷機4Bを用いてタッチセンサ2Bを製造する際は、第1の工程として、まず、
図12(A)及び
図12(B)に示すように、ディスペンサ44から凹版50B上に導電性ペースト47を供給しつつ、ドクターブレード43を凹版50Bに当接させながら、当該ドクターブレード43とディスペンサ44を図中+X方向に沿って移動させる。これにより、ドクターブレード43の先端431が凹版50B上を摺動する。
【0088】
次いで、第2の工程として、
図13(A)に示すように、ドクターブレード43とディスペンサ44を+Z方向に移動させた状態で図中左端に退避させつつ、転写ローラ45を版テーブル41上の凹版50Bに押し付けた状態で−X方向に沿って移動させる。これにより、転写ローラ45が凹版50B上を転動して、凹版50Bの凹パターン51P内に充填されていた導電性ペースト47が転写ローラ45のブランケット452に受理され、当該ブランケット452上に印刷パターン49が保持される。
【0089】
次いで、
図13(B)に示すように、転写ローラ45を移動させて基材テーブル42上の基板21に押し付け、その状態で当該転写ローラ45を−X方向に沿って移動させる。これにより、転写ローラ45が基板21上を転動して、転写ローラ45のブランケット452上に保持されていた印刷パターン49が基板21に転写される。なお、本実施形態における基板21が、本発明の被転写体の一例に相当する。
【0090】
そして、特に図示しないが、IR(遠赤外線)乾燥炉等を用いてこの印刷パターン49を加熱して硬化させることで、タッチセンサ2Bの網目状電極22B、外縁配線23B、及び接続配線24が完成する。
【0091】
なお、本実施形態におけるグラビアオフセット印刷機4Bは、基板21を1枚ずつ処理する枚葉式であるが、長尺の基板を連続して搬送するロール・ツー・ロール方式であってもよい。
【0092】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0093】
まず、一方向に延在する形状のみから構成される外縁配線を有する従来構造で生じる製造時の現象について説明する。
【0094】
図14(A)〜
図14(D)は、従来のタッチセンサの製造時における第1の工程を示す断面図である。
【0095】
従来、ドクターブレード43の摺動により導電性ペースト47が凹パターン51Bに充填される際に、当該ドクターブレード43の延在方向(Y方向)と略同方向に凹パターン51Bの外縁凹部53Bが延在している場合は、ドクターブレード43の先端431が、外縁凹部53Bを通過する際に、当該外縁凹部53Bに入り込む(
図14(A))。
【0096】
次いで、ドクターブレード43が外縁凹部53Bの縁部531に接触し(
図14(B))、ドクターブレード43の先端431が僅かに+Z方向に跳躍する(
図14(C))。そして、この跳躍により、ドクターブレード43による線状凹部521Bへの導電性ペースト47の押込み力が一瞬弱まる。
【0097】
これにより、線状凹部521Bにおける外縁凹部53Bの付近において、導電性ペースト47が過剰に充填された部分471と、導電性ペースト47の充填が不十分な部分472と、が発生することによる充填ムラが生じることとなる(
図14(D))。このため、タッチセンサの完成品にも、導体線221の外縁配線23B付近において、当該導体線221の形成が不十分な部分が生じ、導体線221が断線してしまう場合がある。
【0098】
これに対し、本実施形態におけるタッチセンサ2Bの製造時における凹パターン51Pの外縁凹部53Pは、
図11に示すように、d1方向に沿って設けられた第1の延在部531Pと、d1方向とは異なる直線上のd2方向に沿って設けられた第2の延在部532Pと、を有しており、それらは互いに接続されている。
【0099】
これにより、当該凹パターン51Pに導電性ペースト47を充填する際に、外縁凹部53Pが延在する方向の全てがドクターブレード43の延在方向と略同方向となることはない。つまり、第1の延在部531P又は第2の延在部532Pの何れか一方の延在方向が、ドクターブレード43の延在方向と略同方向となっている場合であっても、第1の延在部531P又は第2の延在部532Pの他方が延在している方向は、当該ドクターブレード43の延在方向とは異なる方向となっている。
【0100】
このため、導電性ペースト47の充填時において、第1の延在部531P又は第2の延在部532Pの少なくとも一方は、ドクターブレード43による摺動によって当該延在部531P、532P内から導電性ペースト47が掻き上げられることはなく、外縁凹部53P付近全域において線状凹部521に導電性ペースト47の充填ムラが生じることはない。これにより、完成したタッチセンサ2Bにおいて、外縁配線23Bと導体線221との間で断線が発生するのを抑制することができる。なお、この効果は、第1の延在部531Pの延在方向d1と、第2の延在部532Pの延在方向d2と、の間の角度θが上記(9)式を満たす場合においてより向上する。
【0101】
また、上述したタッチセンサ2Bの製造方法では、外縁配線23Bと網目状電極22Bとを個別に形成することなく、それらを同時に印刷して形成できるため、タッチセンサ2Bの製造工程を簡略化することができる。
【0102】
また、本実施形態における外縁配線23Bを有するタッチセンサ2Bでは、第1の延在外縁部231がD1方向に沿って延在していると共に、第2の延在外縁部232はD1方向とは異なるD2方向に沿って延在している。即ち、外縁配線23Bは、2つの異なる方向成分を有している。このため、タッチセンサ2Bに対して外部から折り曲げ応力が印加されることにより当該タッチセンサ2Bが湾曲した場合においても、第1の延在外縁部231又は第2の延在外縁部232の少なくとも一方の延在外縁部は、最大の湾曲角度で湾曲することを回避できる。これにより、折り曲げ応力による外縁配線23Bの断線を抑制できると共に、当該折り曲げ応力に対する外縁配線23Bの耐久性を向上することができる。
【0103】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【0104】
例えば、
図15(A)に示すように、外縁凹部53Cが、接続凹部55からX方向(d1方向)に沿って延在する第1の延在部533と、当該第1の延在部533から図中右下方向(d2方向)に向かって延在する第2の延在部534と、を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。この場合には、
図16(A)に示すように、外縁配線23Cが、配線24からD1方向(d1方向に対応した方向)に沿って延在する第1の延在外縁部231Cと、当該第1の延在外縁部231CからD2方向(d2方向に対応した方向)に向かって延在する第2の延在外縁部232Cと、を有するタッチセンサが製造される。
【0105】
また、
図15(B)に示すように、外縁凹部53Dが、接続凹部55から図中右下方向(d1方向)に沿って延在する第1の延在部535と、当該第1の延在部535における図中右端から図中右上方向(d2方向)に向かって延在する第2の延在部536と、を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。この場合には、
図16(B)に示すように、外縁配線23Dが、配線24からD1方向(d1方向に対応した方向)に沿って延在する第1の延在外縁部231Dと、当該第1の延在外縁部231DからD2方向(d2方向に対応した方向)に向かって延在する第2の延在外縁部232Dと、を有するタッチセンサが製造される。
【0106】
また、例えば、
図15(C)に示す外縁凹部53Eのように、上述の外縁部53Dにおける第2の延在部536の図中右端から、図中右下方向(d3方向)に延在する第3の延在部537を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。この場合には、
図16(C)に示すように、外縁配線23Eが、配線24からD1方向(d1方向に対応した方向)に沿って延在する第1の延在外縁部231Eと、当該第1の延在外縁部231EからD2方向(d2方向に対応した方向)に向かって延在する第2の延在外縁部232Eと、当該第2の延在外縁部232EからD3方向(d3方向に対応した方向)に向かって延在する第3の延在外縁部233Eと、を有するタッチセンサが製造される。
【0107】
また、
図15(D)に示すように、外縁凹部53Fが+X方向に向かって湾曲する形状を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。この場合には、
図16(D)に示すように、外縁配線23Fが、配線24から図中下方向に向かって湾曲する形状を有するタッチセンサが製造される。なお、この場合において、外縁凹部又は外縁配線の形状は特に限定されない。例えば、外縁凹部が−X方向に向かって湾曲する形状を有していてもよく、Y軸方向に沿って波打つような曲線形状を有していてもよい。また、それらの曲線形状は、外縁凹部の少なくとも一部に形成されていればよく、直線形状が混在していてもよい。
【0108】
上記のような形状を有する外縁凹部53C〜53Fにおいても、印刷時の導電性ペースト充填時において、外縁凹部53C〜53Fと網目状凹部52Bとの境界付近の全域に亘って充填ムラが生じることがない。このため、外縁凹部53C〜53Fを有する凹版を用いて製造されたタッチセンサにおいて、外縁配線23Bと網目状電極22の導体線221との間で断線が生じるのを抑制することができる。
【0109】
また、上記のような形状の外縁配線23C〜23Fを有するタッチセンサにおいても、外縁配線23C〜23Fが2つ以上の異なる方向成分をそれぞれ有しているため、タッチセンサに印加される折り曲げ応力による外縁配線23C〜23Fの断線を抑制できると共に、当該折り曲げ応力に対する外縁配線23C〜23Fの耐久性を向上することができる。
【0110】
また、第1実施形態で説明した幅広凹部54を、第2実施形態で説明した発明に応用してもよい。具体的には、例えば、
図17に示すように、第1の延在部531Pと線状凹部521との接続部に、当該第1の延在部531Pに近づくに従って漸次的に幅広となる幅広凹部54を有していると共に、第2の延在部532Pと線状凹部521との接続部に、当該第2の延在部532Pに近づくに従って漸次的に幅広となる幅広凹部54を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。
【0111】
この場合には、
図18に示すように、第1の延在外縁部231Pと導体線221との接続部に、当該第1の延在外縁部231Pに近づくに従って漸次的に幅広となる幅広部222を有していると共に、第2の延在外縁部232Pと導体線221との接続部に、当該第2の延在外縁部232Pに近づくに従って漸次的に幅広となる幅広部222を有するタッチセンサが製造される。なお、第1の延在部531Pと線状凹部521との接続部又は第2の延在部532Pと線状凹部521との接続部の一方のみに幅広凹部54を有する凹版50Bを用いてタッチセンサを製造してもよい。
【0112】
このような凹版50Bを用いてタッチセンサを製造する際も、印刷時の導電性ペースト充填時において、外縁凹部53Pと網目状凹部52Bとの境界付近の全域に亘って充填ムラが生じることは無いため、製造したタッチセンサにおいて外縁配線23Bと網目状電極22の導体線221との間で断線が生じることを抑制できる。
【0113】
また、上記のような外縁配線23P及び幅広部222を有するタッチセンサにおいても、外縁配線23Pが2つの異なる方向成分D1、D2を有しているため、タッチセンサに印加される折り曲げ応力による外縁配線23Pの断線を抑制できると共に、当該折り曲げ応力に対する外縁配線23Pの耐久性を向上することができる。
【0114】
以下に、本発明をさらに具体化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例及び比較例は、上述した実施形態におけるタッチセンサの導体線の断線抑制効果を確認するためのものである。
図19(A)〜
図19(E)は実施例5、6及び比較例7、8におけるタッチセンサの製造時の設定を示す平面図であり、同図において上述の実施形態における製造装置と同様の構成である部分については同一の符号を付している。
【実施例】
【0115】
<実施例1>
実施例1では、
図3に示すように、Y軸方向に沿うようにドクターブレード43を配置すると共に、当該ドクターブレード43の摺動方向が+X方向となるように設定した。
【0116】
また、凹パターンとして、網目状凹部と、当該網目状凹部の上辺に隣接するように配置された外縁凹部と、を凹版に形成した。また、網目状凹部を構成する線状凹部と外縁凹部との接続部には、
図4に示すような幅広凹部を形成した。本例では、外縁凹部の幅aを100[μm]、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを75[μm]、線状凹部の幅を20[μm]とした。なお、本例における網目状凹部は、隣り合う線状凹部の中心間距離が1000[μm]となるよう平行に並んだ複数の線状凹部同士が直角に交差して形成されている。
【0117】
ドクターブレードは、先端の厚さが100[μm]のものを用い、基板としてはPETフィルムを用いた。また、導電性ペーストとしては熱硬化型の銀(Ag)ペーストを用いた。
【0118】
本例では、以上のように設定された印刷機を用いて基板に印刷パターンを印刷した後に、当該基板をIR炉で乾燥(150[℃] 4分)することにより銀(Ag)ペーストを硬化した。そして、外縁凹部によって形成された外縁配線と、網目状凹部によって形成された網目状電極との間の導通性を確認し、導通を確認できた場合には「〇」(良)として判定し、導通が確認できなかった場合には「×」(不良)と判定した(断線抑制実験1)。
【0119】
<実施例2>
実施例2では、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを50[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0120】
<実施例3>
実施例3では、外縁凹部の幅aを50[μm]とし、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを50[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0121】
<実施例4>
実施例4では、外縁凹部の幅aを50[μm]とし、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを30[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0122】
以上の実施例1〜4について導体線の断線抑制効果を確認した結果、下記の表1に示すように、実施例1〜4の全てについて、外縁配線と網目状電極との間の導通性を確認することができた。
【0123】
【表1】
【0124】
<実施例5>
実施例5において、凹版50Bには、凹パターン51Aとして、
図19(A)中の下方に向かって延在する網目状凹部52Aと、当該網目状凹部52Aの上部に配置された外縁部53Aと、当該外縁部53Aの略中央から図中上方に向かって延在する接続凹部55を設けた。外縁部53Aは、接続凹部55の下端から、図中右下に向かって延在する第1の延在部531A及び図中左下に向かって延在する第2の延在部532Aを有している。本例において、第1及び第2の延在部531A、532Aの間は、網目状凹部52Aと接続されており、第1及び第2の延在部531A、532Aの間の角度θは120[°]となっている。
【0125】
本例では、外縁凹部53Aの線幅、及び接続凹部55の線幅を100[μm]、線状凹部52Aの線幅を20[μm]とした。なお、本例における網目状凹部52Aは、隣り合う線状凹部52Aの中心間距離が1000[μm]となるよう平行に並んだ複数の線状凹部52A同士が直角に交差して形成されている。
【0126】
ドクターブレード43は、先端の厚さが100[μm]のものを用い、基板21としてはPETフィルムを用いた。また、導電性ペーストとしては熱硬化型の銀(Ag)ペーストを用いた。ドクターブレード43の摺動方向は、0[°](+Y方向。
図19(A)参照。)、45[°](右下方向。
図19(B)参照。)、90[°](+X方向。
図19(C)参照。)、135[°](左下方向。
図19(D)参照。)、180[°](−Y方向。
図19(E)参照。)とし、それぞれの摺動方向の場合についてサンプル作成した。
【0127】
本例では、以上のように設定された印刷機を用いて基板21に印刷パターン51Aを印刷した後に、当該基板21をIR炉で乾燥(150[℃] 4分)することにより銀(Ag)ペーストを硬化した。そして、接続凹部55によって形成された接続配線と、網目状凹部52Aによって形成された網目状電極との間の導通性を確認し、導通を確認できた場合には「〇」(良)として判定し、導通が確認できなかった場合には「×」(不良)と判定した(断線抑制実験2)。
【0128】
<実施例6>
実施例6では、外縁凹部の形状を、
図15(A)に示す外縁凹部53Cのようにしたこと以外は、実施例5と同様の要領で試験サンプルを製造した。なお、この場合において、第1の延在部533と第2の延在部534との間の角度θは45[°]となっている。
【0129】
以上の実施例5、6について、製造したタッチセンサの導体線の断線抑制効果を確認した結果、下記の表2に示すように、実施例5、6共に、ドクターブレード43の摺動方向における全ての角度において、外縁配線と網目状電極との間の導通性を確認することができた。
【0130】
【表2】
【0131】
<比較例1>
比較例1では、外縁凹部の幅aを150[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0132】
<比較例2>
比較例2では、外縁凹部の幅aを150[μm]とし、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを50[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0133】
<比較例3>
比較例3では、外縁凹部の幅aを150[μm]とし、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを20[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0134】
<比較例4>
比較例4では、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを30[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0135】
<比較例5>
比較例5では、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを20[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0136】
<比較例6>
比較例6では、外縁凹部の幅aを50[μm]とし、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bを20[μm]としたこと以外は、実施例1と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0137】
以上の比較例1〜6について断線抑制実験1を行い、導体線の断線抑制効果を確認した結果、上記の表1に示すように、比較例1〜6の全てについて、外縁配線と網目状電極との間の導通性を確認することはできなかった。
【0138】
以上のように、外縁凹部の幅a及び幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bが、上記式(4)及び(5)式を満たす凹パターンを有する凹版を用いて製造された実施例1〜4では、外縁配線及び網目状電極の間の導通性を確認することができた。
【0139】
これ対し、外縁凹部の幅a及び幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bが、上記式(4)及び(5)式を両方満たしていない凹パターンを有する凹版を用いて製造された比較例1〜6では、外縁配線及び網目状電極の間の導通性を確認することができなかった。
【0140】
これは、外縁凹部の幅aが100(μm)より大きくなった場合(比較例1〜3)や、幅広凹部が設けられている部分における線状凹部の最大幅bが外縁凹部の幅aの0.5倍の幅よりも小さくなった場合(比較例2〜6)において、印刷時における導電性ペーストの充填ムラが生じやすくなることに起因する。
【0141】
<比較例7>
比較例7では、外縁凹部の形状を、Y方向に沿って延在する幅100[μm]の一直線状としたこと以外は、実施例5と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0142】
<比較例8>
比較例8では、外縁凹部の形状を、実施例6の形状(
図15(A)に示す外縁凹部53C)から第1の延在部533を省略した形状としたこと以外は、実施例5と同様の要領で試験サンプルを製造した。
【0143】
以上の比較例7、8について、断線抑制実験2を行い、製造したタッチセンサの導体線の断線抑制効果を確認した結果、比較例7の試験サンプルにおいては、上記の表2に示すように、ドクターブレード43の摺動方向が90[°]の場合に外縁配線と網目状電極との間の導通性を確認することができなかった。また、比較例8の試験サンプルにおいては、ドクターブレード43の摺動方向が135[°]の場合に外縁配線と網目状電極との間の導通性を確認することができなかった。
【0144】
以上のように、外縁凹部の形状が、少なくとも2つの異なる方向成分を有する形状を備える場合において、当該外縁凹部が形成された凹版を用いて製造された実施例5、6では、ドクターブレード43の摺動方向によらず、外縁配線及び網目状電極の間の導通性を確認することができた。
【0145】
これ対し、外縁凹部の形状が、一方向に延在する形状のみを備える場合において、当該外縁凹部が形成された凹版を用いて製造された比較例7、8では、ドクターブレード43の摺動方向によって外縁配線及び網目状電極の間の導通性を確認することができない場合があった。
【0146】
これは、外縁凹部が延在する方向の全域とドクターブレード43の延在方向とが略同方向となった際に、印刷時において導電性ペーストの充填ムラが生じやすくなることに起因する。