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JP2014044501A - オンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法及び、オンセル型静電容量式タッチパネル基板、表示装置 - Google Patents

オンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法及び、オンセル型静電容量式タッチパネル基板、表示装置 Download PDF

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JP2014044501A
JP2014044501A JP2012185241A JP2012185241A JP2014044501A JP 2014044501 A JP2014044501 A JP 2014044501A JP 2012185241 A JP2012185241 A JP 2012185241A JP 2012185241 A JP2012185241 A JP 2012185241A JP 2014044501 A JP2014044501 A JP 2014044501A
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JP2012185241A
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Yuka Yamauchi
由佳 山内
Koichi Minato
港  浩一
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

【課題】タッチパネルセンサー電極層に傷や汚れがつくことを防ぐことができるようにしたオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法、オンセル型静電容量式タッチパネル基板及び表示装置を提供する。
【解決手段】タッチパネルセンサー電極層とカラーフィルタ層とを同一の透明基板に有するオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法であって、前記透明基板の表面側に前記タッチパネルセンサー電極層を形成する工程と、前記表面側にマスキング層を形成して前記タッチパネルセンサー電極層を覆う工程と、前記透明基板の裏面側に前記カラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層を形成した後で前記マスキング層を前記表面側から剥離する工程と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、オンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法及び、オンセル型静電容量式タッチパネル基板、表示装置に関する。
タッチパネルは、表示画面上の透明な面を操作者が指等でタッチすることにより、接触した位置を検出してデータ入力できる入力装置の構成要素となるものであって、キー入力より直接的、かつ直感的な入力を可能とすることから、近年、多用されるようになってきた。特に前記タッチパネルを液晶等の表示パネルと組み合わせて、情報の入出力を一体で行うことが多い。
タッチパネルの検出方式には、抵抗膜式、静電容量式、超音波式、光学式等があり、これまでは、製造コストの点で比較的優れていた抵抗膜式が主流であった。しかし、2枚の透明導電膜の間に空気層を設ける構造を有する抵抗膜式タッチパネルは、光学特性(例えば、透過率)が低く、耐久性や動作温度特性においても充分とは言えないため、改良が求められてきた。
一方、可動部分を有しない静電容量式タッチパネルは、光学特性が高く、耐久性や動作温度特性においても抵抗膜式より優れているため、特に車載用等の高信頼性用途に向けて開発が進んでいる(例えば、特許文献1、2を参照)。前記静電容量式タッチパネルは、表面型(surface capacitive type)と投影型(projected capacitive type)に大別でき、10型(25.4cmサイズ)以上の大型品に表面型が、携帯機器向けの6型以下の小型品に投影型が使われる場合が多い。電極板の構造が単純な表面型は、大型化し易いが、2点以上の接触点を同時に検知することは困難である。一方、電極板の構造が複雑な投影型は、大型化には不利であるが、2点以上の接触点を同時に検知することが可能である。
投影型静電容量式タッチパネル基板は、一般的に、透明基板上に、x方向に配列された第1の透明電極と、平面視でx方向と直交するy方向に配列された第2の透明電極と、第1の透明電極同士を結合する第1の接続部と、第2の透明電極同士を結合する第2の接続部と、第1の接続部と第2の接続部が交差する部位に、第1の接続部と第2の接続部を電気的に絶縁するための絶縁層と、を備えている。また、透明基板上には、これらの透明電極と制御回路を繋ぐ取出配線が形成され、透明電極、接続部及び取出配線を腐食や接触による傷から守るために、制御回路と繋がる、取出配線の接続部位以外のほぼ全面を覆うように、保護層が形成されて用いられることが多くなっている(例えば、特許文献3を参照)。
投影型静電容量式タッチパネルには、透明基板に、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂製のフィルムを用いるフィルム式と、無アルカリガラスやソーダライムガラスを用いるガラス式があり、フィルム式は製造コストが安く割れにくい利点があるが、透明性が劣ることや、フィルム上の透明電極の抵抗値が高いために電極部を小さくできないこと等から、ガラス式が携帯端末等の小型品に多く使用されている。
ガラス式のタッチパネルの構造には、外付け型タッチパネル、カバーガラス一体型タッチパネル、内蔵型インセル・オンセル型タッチパネルがある。従来の外付け型タッチパネルは、タッチパネルとカバーガラス、タッチパネルとフラットパネルディスプレイ(FPD)の貼り合せに、光学粘着を用いるフルラミネーションが採用されはじめたことも歩留り低下によるコストアップの要因となりつつある。また、タッチパネル、カバーガラス、液晶ディスプレイ(LCD)などをそれぞれ調達しなければならず、また全てを組み合わせた際の不具合などに対し、責任や保証の所在が不明瞭である傾向にある。さらにガラスの厚みと重量がセット全体に及ぼす影響から、低コスト・軽量化が困難である。
また、カバーガラス一体型タッチパネルは、貼り合せ工程を一層分減らせる点ではメリットがある。ただしカバーガラスの強度確保のため薄型ガラスが採用できなかったり、飛散防止フィルムを貼るなどしており、低コスト・軽量化に対して課題がある。
これらの問題を鑑みて、内蔵型インセル・オンセル型タッチパネルの検討が進められている。タッチパネル機能をTFT(thin film transistor)−LCDセル内に内蔵したものがインセル型であり、偏光板とカラ―フィルタを設けたガラス基板の間にタッチパネル機能を内蔵したものがオンセル型である。インセル型は、TFT基板上の画素内部にタッチセンサ機能を組み込もうとすることで、歩留り低下が発生する懸念がある。また、画素内にタッチセンサを組み込むことで表示に利用できる面積が減ってしまい、画質が劣化することも課題である。一方で、オンセル型はカラーフィルタ基板と偏光板の間に電極パターンを形成するため、歩留りを確保しやすい。また、画素内の有効表示領域の面積も減らないため、画質劣化もほとんどない。
オンセル型タッチパネルは、タッチパネルセンサー電極層を形成した後、タッチパネル面を下面にしてカラーフィルタ層を形成することにより、タッチパネル電極基板とカラーフィルタとが同一ガラス基板の表裏に形成される。
特開昭63−174120号公報 特開2006−23904号公報 特開2007−279819号公報
ところで、上記カラーフィルタ層の製造工程では、処理工程内の各処理装置内や処理装置間でも搬送装置が用いられている。搬送装置によるガラス基板の搬送方法としてはコロ上にガラス基板を乗せ、回転させることにより搬送するコロ方式や、エアーによりガラス基板を浮かせガイド等でガラス基板を支持しながら搬送するエアー浮上方式が多く用いられている。特に、処理装置間で用いる搬送方法としては、安価で制御しやすいことから示されるコロ方式が多く採用されているが、搬送面であるタッチパネルセンサー電極層に傷、汚れが発生してしまい基板の品質が低下してしまう問題がある。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、タッチパネルセンサー電極層に傷や汚れがつくことを防ぐことができるようにしたオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法、オンセル型静電容量式タッチパネル基板及び表示装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法は、タッチパネルセンサー電極層とカラーフィルタ層とを同一の透明基板に有するオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法であって、前記透明基板の第1の面側に前記タッチパネルセンサー電極層を形成する工程と、前記第1の面側にマスキング層を形成して前記タッチパネルセンサー電極層を覆う工程と、前記透明基板の前記第1の面の反対側の第2の面側に前記カラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層を形成した後で前記マスキング層を前記第1の面側から剥離する工程と、を備えることを特徴とする。
また、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法において、前記タッチパネルセンサー電極層を形成する工程は、複数の第1の透明電極と、前記第1の透明電極と離間して配置される複数の第2の透明電極とを前記第1の面側に同時に形成する工程と、
前記第1の透明電極の電極間を結ぶ第1の接続部を前記第1の面側に形成する工程と、前記第2の透明電極の電極間を結び、且つ前記第1の接続部と交差する第2の接続部を前記第1の面側に形成する工程と、前記第1の接続部と前記第2の接続部との間を絶縁する絶縁層を該第1の接続部と該第2の接続部とが交差する交差領域に形成する工程と、前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極のうちの少なくとも一方に接続する取出配線を前記第1の面側に形成する工程と、を有することを特徴としてもよい。
また、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法において、前記第1の接続部を前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極と同時に形成することを特徴としてもよい。
また、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法において、前記第2の接続部と前記取出配線とを同時に形成することを特徴としてもよい。
また、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法において、前記第2の接続部と前記取り出し配線の少なくとも一方を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、モリブテン(Mo)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、炭素(C)、鉄(Fe)の群から選ばれる一つ以上の元素からなる金属材料で形成することを特徴としてもよい。
本発明の別の態様に係るオンセル型静電容量式タッチパネル基板は、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法で製造されたことを特徴とする。
本発明のさらに別の態様に係る表示装置は、上記のオンセル型静電容量式タッチパネル基板を備えることを特徴とする。
本発明によれば、タッチパネル電極層とカラーフィルタ層とを同一の透明基板に形成する場合において、透明基板の第1の面(例えば、表面)側に形成されたタッチパネルセンサー電極層は、透明基板の第2の面(例えば、裏面)側にカラーフィルタ層が形成されるまでの間、マスキング層で覆われて保護されている。これにより、タッチパネルセンサー電極層に傷や汚れがつくことを防ぐことができる。
実施形態に係る投影型静電容量式タッチパネル基板30の構成例を示す平面模式図。 実施形態に係るオンセル型静電容量式タッチパネル基板100の構成例を示す断面模式図。 オンセル型静電容量式タッチパネル基板100の製造方法を工程順に示す断面模式図。 カラーフィルタ層50の製造方法を示すフローチャート。 実施形態に係るタッチパネル表示装置200の構成例を示す断面模式図。
本発明の実施形態における投影型静電容量式タッチパネル基板の製造方法及びそれを用いて製造されるタッチパネル基板について、その実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、本発明のタッチパネル基板はその要旨を超えない限り以下の構成に限定されるものではない。
<構成>
[投影型静電容量式タッチパネル基板]
図1は、本発明の実施形態に係る投影型静電容量式タッチパネル基板30の構成例を示す平面模式図である。図1では、図面の複雑化を回避するために保護層6を透視して示している。
図1に示すように、投影型静電容量式タッチパネル基板30は、透明基板10と、透明基板10の表面上に形成されたタッチパネルセンサー電極層40と、透明基板10の表面上に形成されてタッチパネルセンサー電極層40を覆う保護層6と、を備える。ここで、「透明」とは、無色透明又は有色透明のことであり、該基板の表面側から裏面側へ可視光を透過させる性質のことを意味する。
タッチパネルセンサー電極層40は、透明基板10の表面上に形成された複数の第1の透明電極1と、第1の透明電極1と離間して配置された複数の第2の透明電極2と、第1の透明電極1の電極間を結ぶ第1の接続部3と、第2の透明電極2の電極間を結び、且つ第1の接続部3と交差する第2の接続部4と、第1の接続部3と第2の接続部4とが交差する交差領域において、第1の接続部3と第2の接続部4との間に配置された絶縁層5と、第1の透明電極又は第2の透明電極に接続する取出配線20と、を有する。絶縁層5は第1の接続部3と第2の接続部4の導通を防止し、絶縁するために配設されている。
[オンセル型静電容量式タッチパネル基板]
図2は、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100の構成例を示す断面模式図である。図2に示すように、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100は、透明基板10と、透明基板10の表面に形成されたタッチパネルセンサー電極層40と、透明基板10の裏面に形成されたカラーフィルタ層50とを備える。
<製造方法>
次に、上述したオンセル型静電容量式タッチパネル基板100の製造方法について説明する。
[工程全般]
図3は、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100の製造方法を工程順に示す断面模式図である。本発明の実施形態に係るオンセル型静電容量式タッチパネル基板100の製造方法は、図3(a)に示すように透明基板10の表面側にタッチパネルセンサー電極層40を形成する工程と、図3(b)に示すようにタッチパネルセンサー電極層40上にマスキング層60を形成する工程と、図3(c)に示すように透明基板10の裏面側にカラーフィルタ層50を形成する工程と、図3(d)に示すようにカラーフィルタ層50の形成後にマスキング層60を剥離する工程と、を備える。これらの工程を経て、図2に示したオンセル型静電容量式タッチパネル基板100が完成する。
図1に示した第1の透明電極1及び第2の透明電極2としては、透明基板10表面に配設することができるものであれば特に限定されるものではないが、ITO、酸化亜鉛(ZnO)等の無機導電材料、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリピロール等の有機導電材料を用いることができる。これら材料は1種のみで用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、透明性と抵抗値の点でITOを用いることが好ましい。
第1の接続部3は、図1に示す構造の場合(例えば、透明基板10に対してx方向に配列された、隣接する第1の透明電極1同士を接続するための接続部である場合)には、第1の透明電極1の材料と同一の透明導電材料を用いて、第1の透明電極1と同時に形成される。言い換えれば、第1の透明電極1を形成する際に、第1の接続部3も同時に形成するので、x方向には途切れることなく連なった透明電極パターンを形成することを意味する。
さらに、透明基板10に対してy方向に配列された、第2の透明電極2も第1の透明電極1、及び第1の接続部3と同時に形成される。但し、第2の透明電極2は第2の接続部4と同時に形成されないので、第2の透明電極2が形成された時点では、隣接する第2の透明電極2同士はまだy方向には接続されていない状態となる。
第2の接続部4は、絶縁層5を介して形成される。また、図1に示す例では、透明基板10に対してx方向の接続部を第1の接続部3、y方向の接続部を第2の接続部4としているが、前述したとおり、x方向とy方向が逆であってもよい。即ち、x方向の接続部を第2の接続部3として形成する構造であってもよい。透明基板10表面に配設することができるものであれば特に限定されるものではないが、ITO、酸化亜鉛(ZnO)等の無機導電材料、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリアニリン、ポリピロール等の有機導電材料を用いることができる。これら材料は1種のみで用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、透明性と抵抗値の点でITOを用いることが好ましい。
また、第2の接続部4及び取出配線20は同一の材料を用いて、同時に形成することも可能である。取出配線20として、例えば、モリブデン(Mo)/アルミニウム(Al)/Moの3層構造をそれぞれ350Å/2000Å/350Å程度の厚さでスパッタ法により成膜し、ポジレジストによるフォトリソグラフィ(以下“フォトリソ”と称する)工程を経た後、エッチング・レジスト剥離を行う方法(以下“MAM”と称する)を用いることができる。但し、Mo/Al/Moの3層構造では反射率が高いために、表示エリアにある第2の接続部4を、幅8μm×長さ200μm程度に微細に形成しても、通常使用条件下において目視で確認(即ち、視認)できてしまう場合がある。
これを解消する方法として、第2の接続部4及び取出配線20の導電材料には、Au、Ag、Cu、Al、Mo、Pd、Pt、C、Feの導電性粉末を有機バインダーに分散させて感光性を持たせた、導電ペースト等の感光性金属材料を好ましく用いることができる。また、第2の接続部4を見えにくくする目的で、これらの感光性金属材料にカーボンブラックなどの黒色組成物を添加することも可能である。これらの方法を採用することにより、静電容量式タッチパネル基板の表示特性を高く保持することが可能である。
また、取出配線20や第2の接続部4を安価に製造する方法として、銀等の導電性粉末を有機バインダーに分散させ、感光性を持たせた導電ペーストを用いたフォトリソ法を用いてもよい。また、銀等の導電性粉末を分散させたインクの塗膜を用いたエッチング法を用いてもよい。このフォトリソ法、エッチング法を用いることにより、取出配線20や第2の接続部4を蒸着法で作製するよりも安価に作製することができる。
第2の接続部4の導体幅としては、3μm以上20μm以下が好ましい。第2の接続部4の導体幅が3μm以下になると静電気などの過渡電圧が生じた際に断線してしまう不具合(即ち、静電破壊)が発生しやすくなる。一方、第2の接続部4の導体幅が20μm以上であると目視でパターンが見えやすくなるだけでなく、表示領域の透過率が低下するといった問題が発生する。また、第2の接続部4の導体厚としては、1μm以上5μm以下が好ましい。第2の接続部4の導体厚が1μm以下であると十分な導電性を得ることができず、導通不良が発生する可能性がある。一方、第2の接続部4の導体厚が5μm以上であるとフォトリソ工程の露光時に紫外光が底部まで届かず、パターン形成が困難となる。尚、「導体幅」とは第2の接続部4の線幅のことであり、「導体厚」とは第2の接続部4の膜厚のことである。
絶縁層5及び保護層6は、従来絶縁層や保護層に用いられていた公知の材料を用いて形成でき、例えば、SiO、SiNx等の無機系膜や透明樹脂等の有機系材料が挙げられる。無機系膜は、SiOやSiNxをCVD法やスパッタリング法等により形成するために、エネルギー消費量が増加したり、工程数が増加したりする等、製造コストが高くなる課題があることから、有機系材料が好んで用いられる。有機系材料としては、重合性基含有オリゴマー、モノマー、光重合開始剤及びその他添加剤を含有するUV硬化型コーティング組成物を用いることができる。
マスキング層60は、カラーフィルタ層50形成時に、搬送コロと接触するタッチパネルセンサー電極層40を保護する目的で用いられる。そのため、マスキング層60を剥離するタイミングとしては、カラーフィルタ層50の形成後であれば特に限定されないが、望ましくはオンセル型静電容量式タッチパネル基板100を液晶表示装置などの表示装置として組み立てた後がよい。
マスキング層60としては、熱又は光反応によって硬化する液体式や、ポリイミド系などの基材とゴム系、アクリル系、シリコン系などの粘着材を組み合わせた粘着テープ式のものを用いてよい。例えば、ITO電極表面や、はんだ付け不要部などの保護を目的として市販されているものや、熱によって硬化し、光反応後に強アルカリによって剥離可能なポジレジストなどを用いる。次に、上記の各工程についてさらに具体例を挙げて説明する。
[タッチパネルセンサー電極層の作製]
第1の透明電極1、第2の透明電極2、及び第1の接続部3としては、一般的に多く使用されるITOが好適であるが限定されない。静電容量式タッチパネル機能の具体的な仕様により、ITOの特性、また、透明電極パターンとしての特性を選択する。例えば、ITO膜として、膜厚30nmでシート抵抗値100Ω/□程度の膜をスパッタリング装置の薄膜形成手段により成膜する。次いで、耐エッチング性の感光性樹脂を用いて、レジスト塗布、露光、現像の一連の工程を含むフォトリソ法によりレジストパターンを形成する。その後、ITOエッチング、レジスト剥離工程を経て、パターン形成される。例えば、第1の接続部3として、幅50μmから100μmで長さ200μmから500μmのパターンを多数形成する。
第2の接続部4及び取出配線20は、導電ペースト等の感光性金属材料を、スクリーン印刷等の印刷法により成膜し、フォトリソ法によって微細パターン化することで得られる。フォトリソ法は、基材上に感光性導電ペーストを塗布後、所望する取出配線に対応するフォトマスクを介して、紫外光を照射することにより塗膜の露光部分を光架橋により硬化し、現像液を用いて塗膜の未露光部分を除去した後に焼成することにより取出配線パターンを形成する方法である。このフォトリソ法を用いることにより、蒸着法に比べて安価で、かつ、スクリーン印刷や、グラビアオフセット印刷で形成する印刷法に比べて高精細な導電パターンを得ることが可能である。
また、第2の接続部4と取出配線20は、それぞれ別の材料を用いてもよい。第2の接続部4としては、一般的に多く使用されるITOが好適であるが限定されない。また、取出配線20としては、一般的に多く使用されるMAMが好適であるが限定されない。
絶縁層5は、第1の接続部3又は第2の接続部4の有効領域を含む範囲に被せて形成する。絶縁層5の製造方法としては、SiO膜を厚さ100nm以上形成して絶縁機能を得ることはできるが、さらに容易な製造方法として、有機絶縁膜をフォトリソ法で形成することもできる。例えば、屈折率1.53、体積固有抵抗値2×1015Ω・cm、の感光性有機絶縁膜材料を、スプレーコートやスピンコート、スリットダイコート、ロールコート、バーコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜10μm、より好ましくは0.5〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、必要に応じてこの膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して露光を行う。露光時の光線の種類は特に限定されるものではなく、可視光線、紫外線、遠赤外線、電子線、X線等が挙げられ、中でも紫外線が好ましい。光線の照度は特に限定されるものではないが、波長365nmにおいて5〜150mW/cmであることが好ましく、15〜35mW/cmであることが特に好ましい。
その後、必要に応じて炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム等の水性アルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレー等により現像液を噴霧して、感光性有機絶縁膜材料の未硬化部を除去し所望のパターンを形成する。さらに、感光性組成物の重合を促進して硬膜化するため、それぞれ必要に応じて加熱(ポストベーキング)を施す。これらの工程を経てパターン形成し、透過率97%を超えるパターン状の絶縁層5とすることができる。
また、必要に応じて保護層6を第1の透明電極1、第2の透明電極2、第1の接続部3、第2の接続部4、絶縁層5、及び取出配線20の有効領域を含む範囲に被せて形成する。保護層6としては、絶縁層5の説明で述べた材料及び方法を用いて乾燥膜厚が0.5〜20μm、より好ましくは1.0〜10μmとなるように形成することができる。なお、保護層6は、静電容量式タッチパネル基板の最外層となるので、平坦化層を兼ねて、できるだけ広く配置することが望ましい。また、形成された端子電極となる金属層の一部に重なる構造も可能である。
[金属粒子分散液]
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液は、少なくとも(G)金属粒子、(H)光重合開始剤、(I)重合性多官能モノマー、(J)アルカリ可溶性樹脂、(K)溶剤を含有する金属粒子分散液を使用することができ、必要に応じてその他の添加剤を含むことができる。本発明の実施形態に係る静電容量式タッチパネル基板を構成する取出配線20は、前記感光性導電ペーストを透明基板上に塗布後、露光、現像、熱硬化という所謂フォトリソ工程を経ることによって形成する。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(G)金属粒子の平均粒子径は0.1μm以上4μm以下であることが好ましい。平均粒子径が0.1μm以下の場合、隠蔽性が高くなるために露光時に紫外光が底部まで届かず、パターン形成が困難となる。一方、平均粒子径が4μm以上であると微細パターンにおける直線性や解像性が低下するため好ましくない。また、(G)金属粒子の形状に関して、フレーク状、針状、球状等があるが、スクリーン印刷性や露光時の光散乱の観点から球状の銀粉が望ましい。(G)金属粒子の使用量として、金属粒子分散液の全固形分量を基準として、65〜85質量%(即ち、重量%)が好ましい。(G)金属粒子の添加量が65質量%以下であると配線として十分な抵抗率が得られず、85質量%以上であると露光時に紫外光が底部まで届かずにパターン形成が困難となる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(H)光重合開始剤としては、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のO−アシルオキシム系化合物を少なくとも1種用いる必要がある。O−アシルオキシム系化合物は、移動度の高いメチルラジカルやフェニルラジカルを高効率で生成するために隠蔽性の高い感光性導電材料においても優れた硬化特性を有している。これらの光重合開始剤は1種又は2種以上混合して用いることができる。O−アシルオキシム系化合物と混合して用いことができる光重合開始剤として、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。光重合開始剤の使用量は、金属粒子分散液の全固形分量を基準として0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、より好ましくは0.2質量%以上20質量%である。
さらに、(H)光重合開始剤に対する増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等の化合物、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種又は2種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として0.5〜50質量%が好ましく、より好ましくは1〜30質量%である。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(I)重合性多官能モノマー及びオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メラミン(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。また、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる(メタ)アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、1種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらは、単独で又は2種類以上混合して用いることができる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(J)アルカリ可溶性樹脂とは、カルボキシル基を有する線状高分子であり、(メタ)アクリル共重合樹脂やエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸又はその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸又はその無水物とを反応させて得られたエポキシ変性アクリレート樹脂等が挙げられる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(メタ)アクリル共重合樹脂としては、その構成成分に少なくとも(メタ)アクリルモノマーを含有する共重合樹脂であり、(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、グリシジルアクリレート、アミノエチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アミノエチルメタクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリルモノマー以外の構成成分として、スチレンやシクロヘキシルマレイミド等の不飽和結合を有する化合物を用いることも可能である。
エポキシ変性アクリレート樹脂に用いられるエポキシ樹脂としては、フェノールノボラックやクレゾールノボラック、ビスフェノールAやビスフェノールF骨格を持つもの等が用いられる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(K)有機溶剤としては、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いることができる。(K)有機溶剤の添加量として、金属粒子分散液全量を基準として、5〜20質量%の範囲で添加することが好ましい。
前記成分の他、本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液としてラジカル捕捉剤を含んでもよい。ラジカル補足剤は活性ラジカルを失活させる作用を持つものであり、金属粒子分散液に添加することにより金属粒子による光散乱によって発生する未露光部分での硬化反応を抑えることが可能となり、導体パターンの寸法精度の向上が可能となる。ラジカル捕捉剤の種類としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、メトキノン、キノパワーMNT(川崎化成社製)、ノンフレックスアルバ、ノンフレックスCBP、ノンフレックスEBP(以上、精工化学社製)等のハイドロキノン誘導体や1,4−ベンゾキノン、2,6−ジクロロキノン、p−キシロキノン、ナフトキノン等のキノン誘導体、Irganox245、Irganox259、Irganox1010、Irganox1035、Irganox1076、Irganox1098(以上、BASF社製)、アデカスタブAO−30、アデカスタブAO−330(以上、ADEKA社製)等のヒンダードフェノール類、TINUVIN123、TINUVIN144、TINUVIN152、TINUVIN765、TINUVIN770DF(以上、BASF社製)、アデカスタブLA−77、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−67、アデカスタブLA−87(以上、ADEKA社製)等のヒンダードアミン類等があり、これらを単独もしくは2種類以上用いることができる。ラジカル捕捉剤の添加量としては、金属粒子分散液の全固形分量を基準として0.01〜0.1質量%の範囲で添加することができる。ラジカル捕捉剤の添加量が0.01質量%以下であると導体パターンの寸法精度向上効果が得られず、0.1質量%以上となると架橋密度不足によるパターンハガレや熱硬化時の変色が発生する。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液を黒色化させることで第2の接続部4を見えにくくするために、カーボンブラックを含むとができる。市販のカーボンブラックとしては、例えば、#260、#25、#30、#32、#33、#40、#44、#45、#45L、#47、#50、#52、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA100S、MA230(以上、三菱化学社製)、Printex L、Printex P、Printex 30、Printex 35、Printex 40、Printex 45、Printex 55、Printex 60、Printex 300、Printex 350、Special Black 4、Special Black 350、Special Black 550(以上、DEGUSSA社製)等のカーボンブラック単体の他、MHIブラック#201、#220、#273(以上、御国色素社製)といったカーボンブラック分散体を用いることができる。カーボンブラックは、1種を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の(G)カーボンブラックの平均一次粒子径は100nm以上500nm以下であることが好ましく、より好ましくは100nm以上300nm以下である。カーボンブラックの平均一次粒子径が100nmより小さいと高濃度で分散させることが困難であるために経時安定性の良好な感光性黒色組成物が得られ難く、500nmより大きいカーボンブラックを用いると黒度が落ちるために、十分な黒度を持たせるためには感光性導電材料中のカーボンブラック比率が多くなり、パターン加工性に悪影響を及ぼす。金属粒子分散液のカーボンブラックの含有量は、金属粒子の固形分を基準として1質量%以上3質量%であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が3質量%未満の場合は充分な反射率の低減効果が得られず、100質量%より多い場合は導電性が得られ難く、接続部や取出配線の形成が困難になる可能性がある。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミン等の4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸等の有機酸及びそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィン等の有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、金属粒子分散液全量を基準として、0.1質量%以上10質量%以下の量で含有させることができる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液に界面活性剤を含むことができる。界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液に基材との密着性向上のためにシランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤として、KBM−303、KBM−402、KBM−403、KBE−402、KBE−403、KBM−502、KBM−503、KBE−502、KBE−503、KBM−5103、KBM−802、KBM−803、KBE−9007(以上、信越シリコーン社製)、Z−6011、Z−6020、Z−6030、Z−6040、Z−6043、Z−6094、Z−6519(以上、東レダウコーニング社製)等が挙げられる。シランカップリング剤は、金属粒子分散液全量を基準として、0.1質量%以上1質量%以下の量で含有させることができる。
本発明の実施形態に用いられる金属粒子分散液は、前記(G)金属粒子、(H)光重合開始剤、(I)重合性多官能モノマー、(J)アルカリ可溶性樹脂、(K)溶剤及び界面活性剤等の成分を所定の組成で配合して攪拌機にて攪拌後、3本ロールミルにより混練することにより得た。
[金属粒子分散液を用いた第2の接続部及び取出配線の作製]
本発明の実施形態における金属粒子分散液を用いた第2の接続部4及び取出配線20の製造方法について、以下に説明をする。
金属粒子分散液の透明基板への塗布方法としては、スクリーン印刷、グラビアオフセット印刷、反転オフセット印刷、レリーフ印刷、ダイコート、バーコート等が挙げられるが、一般的にスクリーン印刷が用いられる。透明基板への塗布後、有機溶剤を蒸発させるために必要に応じてプリベークを実施する。プリベークには、熱風循環式オーブンやホットプレート、IRオーブンを用いることができる。
金属粒子分散液を透明基板に塗布後、所望する第2の接続部4及び取出配線20に対応するフォトマスクを介して、パターン露光を行う。露光光源として、通常の高圧水銀灯を用いればよい。露光量としてはタクトタイムの観点から、10〜200mJ/cm程度が好ましい。
露光に続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、もしくは水酸化カリウム水溶液が好んで用いられるが、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、又は両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤等を加えたものを用いても良い。
現像後、加熱処理を行うことにより任意の取出配線20が得られる。加熱処理は、熱乾燥オーブンを用いて130〜250℃にて10〜60分行う。加熱処理による樹脂の硬化収縮により、取出配線パターンの銀粉同士が接触して十分な導電性を有するとともに薬品等に対する耐性も向上する。
[マスキング層の作製]
本発明の実施形態で用いられるマスキング層60は、図3(b)〜図3(d)に示したように、タッチパネルセンサー電極層40上にマスキング層60を形成する工程、透明基板10の裏面側にカラーフィルタ層50を形成する工程、及び、マスキング層60を剥離する工程において、タッチパネルセンサー電極層40及びカラーフィルタ層50の品質を低下させない材料であれば、特に限定されない。
例えば、図3(b)に示したマスキング層60を形成する工程において、マスキング層がスピンコート法、グラビアオフセット法、スクリーン印刷法などのウェット法により塗布される場合は、この塗布液に含まれる溶剤がタッチパネルセンサー電極層40に影響を与えないことが求められる。
また、図3(c)に示したカラーフィルタ層50を形成する工程において、マスキング層の剥がれ、ひび割れ、溶解などが起きないことが求められる。カラーフィルタの製造方法としてはフォトリソ法、印刷法などがあり特に限定されないが、本発明の実施形態の一例としてフォトリソ方法によるカラーフィルタ作製に関連して説明する。
[カラーフィルタ層の作製]
図4は、カラーフィルタ層50の製造方法を示すフローチャートである。カラーフィルタ層50の製造方法は、先ず、透明基板10の一例であるガラス基板上にBM(Black Matrix:ブラックマトリックス、遮光層)を形成処理する工程(ステップ1)、ガラス基板を洗浄処理する工程(ステップ2)、着色フォトレジストをガラス基板に塗布及び予備乾燥処理する工程(ステップ3)、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程(ステップ4)、着色フォトレジストを露光処理する工程(ステップ5)、露光処理後の着色フォトレジストを現像処理する工程(ステップ6)、現像処理後の着色フォトレジストを硬化処理する工程(ステップ7)、以上のステップ2〜7を異なる色で繰り返し行うことを判断する工程(ステップ8)、必要に応じて透明電極を成膜処理する工程(ステップ9)と、PS(Patterned Spacer:パターンドスペーサ、対向基板を担持する柱、Photo Spacer:フォトスペーサーとも言う)・VA(Vertical Alignment:バーティカルアライメント、垂直配向を制御するために設ける突起物)を形成処理する工程(ステップ10)をこの順に行う。図4では、例えばレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の3色について、ステップ2〜7を繰り返し行う。
フォトリソ法によりカラーフィルタセグメントを形成する場合は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、透明基板10上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。
透明基板10には、表面の接着性等の物性を改良するために、予めコロナ放電処理、オゾン処理、シランカップリング剤や各種ポリマーの薄膜処理等を行っておいても良い。
必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジストの重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
上記のフォトリソ法によりカラーフィルタ層50を作製する場合に、マスキング層60は、アルカリ耐性及び耐熱性が求められる。
[マスキング層の剥離]
図3(d)に示したマスキング層60を剥離する工程において、タッチパネルセンサー電極層40及びカラーフィルタ層50の品質を低下させない剥離方法が求められる。一例として、薬液に浸漬させマスキング層を剥離させる場合に、タッチパネルセンサー電極層40及びカラーフィルタ層50の薬液への耐性が十分であることが求められる。
これらのことを鑑みて、マスキング層60の形成・剥離においてタッチパネルセンサー電極層40及びカラーフィルタ層50の品質低下がなく、カラーフィルタ層50の形成工程においてマスキング層60の剥がれ、ひび割れ、溶解などが起きなければ、マスキング層60を形成する材料、方法は特に限定されない。
マスキング層60を形成できるマスキング剤としては、#503F(EX)、#UV−300、#503B−SH、#801B−R、UV3011T−2 (以上、アサヒ科学研究所社製)が挙げられる。これらの形態は熱又は光反応性の液体であり、タッチパネルセンサー電極層40上にスクリーン印刷などのウェット法により塗布し、熱又は光照射によって硬化させることで、マスキング層60を形成できる。この方法で得られたマスキング層60を剥離する際には薬液に浸漬させることがなく、手で簡単に剥離することができる。
また、NW−102、NW−1128、NW−115NH−100S、NW−126−100S、NW−128、YG−100 (以上、電気化学工業社製)も挙げられる、これらの形態は光反応性の液体であり、タッチパネルセンサー電極層40上にスクリーン印刷などのウェット法により塗布し、光照射により硬化させることで、マスキング層60を形成できる。この方法で得られたマスキング層60を剥離する際には、80℃程度の温水に浸漬することで簡単に取り除くことができる。
さらに、AZTFP−310K(6cp)(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)も挙げられる。これは熱硬化性のポジレジストであり、タッチパネルセンサー電極層40形成後にスピン塗布などのウェット法により塗布し、熱硬化させることでマスキング層60を形成できる。この方法で得られたマスキング層60を剥離する際には、光照射によりアルカリ現像性を付与させた後に、アルカリ現像により簡単に取り除くことができる。
なお、TRM−3650S、TRM−6250L(以上、日東電工社製)も挙げられる。これらの形態は粘着テープであり、タッチパネルセンサー電極層40上への貼付・剥離が簡単にできる。
[実施形態の効果]
本発明の実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)透明基板10の表面側に形成されたタッチパネルセンサー電極層40は、カラーフィルタ層50が形成されるまでの間、マスキング層60で覆われて保護されている。これにより、タッチパネルセンサー電極層40に傷や汚れがつくことを防ぐことができ、表示品位に優れたオンセル型静電容量式タッチパネル基板を提供することができる。
(2)また、タッチパネルセンサー電極層40を形成する工程では、第1の透明電極1と、第2の透明電極2とを同時に形成してもよい。これにより、また、透明電極の成膜工程及びパターニング工程の回数を減らすことができるので、製造コストを低減することが可能である。
(3)また、タッチパネルセンサー電極層40を形成する工程では、第1の透明電極1と、第2の透明電極2のみならず、第1の接続部も同時に形成してもよい。これにより、導電膜の成膜工程及びパターニング工程の回数を減らすことができるので、製造コストをより低減することが可能である。
(4)また、第2の接続部4と取出配線20とを同時に形成してもよい。これにより、導電膜の成膜工程及びパターニング工程の回数をさらに減らすことができるので、製造コストをよりいっそう低減することが可能である。
(5)また、第2の接続部4及び取出配線20のうちの少なくとも一方を、Au、Ag、Cu、Al、Mo、Pd、Pt、C、Feの群から選ばれる一つ以上の元素からなる金属材料で形成してもよい。これにより、第2の接続部4及び取出配線20の少なくとも一方の反射率を抑えて、これを視認し難くすることができる。
[応用例]
なお、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100は、例えば液晶表示装置に用いて、タッチパネル機能を有した液晶表示装置200とすることができる。
図5は、本発明の実施形態に係るタッチパネル表示装置200の構成例を示す断面模式図である。図5に示すように、このタッチパネル表示装置200は、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100と、該基板100のカラーフィルタ層50の側に配置され、TFT回路が形成された透明なTFT基板150と、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100及びTFT基板150を両側から挟むように配置された第1の偏光板160及び第2の偏光板170と、TFT基板150とオンセル型静電容量式タッチパネル基板100との間に配置された液晶層180と、を備える。このような構成であれば、上記(1)の効果より、表示品位に優れたタッチパネル表示装置を提供することができる。
また、タッチパネル表示装置200の製造工程では、上述したように、マスキング層60を剥離するタイミングは、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100とTFT基板150との間に液晶層180を配置した後であって、第1の偏光板160を取り付ける前であることが好ましい。これにより、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100とTFT基板150との間に液晶層180を配置する際も、タッチパネルセンサー電極層40はマスキング層60で覆われて保護されているので、タッチパネルセンサー電極層40に傷や汚れがつくことを防ぐことができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
<準備>
[アルカリ可溶性樹脂Aの合成]
反応容器に1−メトキシ−2−プロピルアセテート800質量部(即ち、重量部)を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマー及び熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
スチレン 40質量部
メタクリル酸 60質量部
メチルメタクリレート 55質量部
ベンジルメタクリレート 45質量部
アゾビスイソブチロニトリル 10質量部
1,4−ジメチルメルカプトベンゼン 3質量部
滴下後十分に加熱した後、アゾビスイソブチロニトリル2質量部を1−メトキシ−2−プロピルアセテート50質量部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。この樹脂溶液に固形分が30質量%になるように1−メトキシ−2−プロピルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、アルカリ可溶性樹脂Aとした。アルカリ可溶性樹脂Aの質量平均分子量は、約20000であった。
[金属粒子分散液の調整]
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、3本ロールを用いて分散後、5μmのフィルタで濾過して金属粒子分散液を調整した。
銀粉(平均粒子径d50 1.5μm) 68.6質量部
光重合開始剤 イルガキュアOXE02(BASF社製) 0.2質量部
重合性多官能モノマー R−684(日本化薬社製) 6質量部
アルカリ可溶性樹脂A 20.88質量部
ラジカル捕捉剤 メチルハイドロキノン 0.02質量部
有機溶剤 1−メトキシ−2−プロピルアセテート 4質量部
シランカップリング剤 KBM−502(信越シリコーン社製) 0.2質量部
界面活性剤 アデカネートB−940(ADEKA社製) 0.1質量部
[黒色感光性着色組成物の調整]
フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(樹脂固形分濃度= 55.4質量%、新日鐵化学(株)社製V259ME)12.1gに対し、エチレン性不飽和結合を有する化合物として、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート3.9g、光重合開始剤として一般式(I) (DKSHジャパン Lunar 5)0.8g、溶剤として、シクロヘキサノン32.9g、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート32.9g、添加剤にアデカポリエーテルG−400を1.0g加え、感光性組成物を得た。さらに、遮光剤としてカーボンブラック分散液(御国色素社製 TPBK−234C)16.5gを加えてよく撹拌し、黒色アルカリ現像型感光性組成物100gを得た。
前記、光重合開始剤の分解温度を窒素ガス雰囲気下、昇温速度10℃/分で測定した結果、融解温度180℃、分解温度300℃であった。従来の開始剤は、融解温度が120℃、分解温度が260℃である。
[赤色感光性着色組成物の調整]
赤色顔料として、C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」) 18gとC.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)2g、分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」)2g、変性エポキシ樹脂溶液(A−1)108gの混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
その後、上記分散体130g、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」)13g、光重合開始剤として一般式(I) (DKSHジャパン Lunar 5)3g、溶剤としてシクロヘキサノン252gの混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色樹脂組成物を得た。
[緑色感光性着色組成物の調整]
緑色顔料として、C.I.Pigment Green 36(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6YK」)16g、黄色顔料C.I.Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)8g、分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」)2g、変性エポキシ樹脂溶液(A−1)100質量部の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
その後、上記分散体128g、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」)14g 、光重合開始剤として一般式(I) (DKSHジャパン Lunar 5)4g、シクロヘキサノン255gの混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色着色樹脂組成物を得た。
[青色感光性着色組成物の調整]
青色顔料として、C.I.Pigment Blue 15(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」)50g、紫色顔料としてC.I.Pigment Violet 23(BASF社製「パリオゲンバイオレット5890」) 2g、分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」)6g、変性エポキシ樹脂溶液(A−1)200gの混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
上記分散体268g、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」)19g、光重合開始剤として一般式(I) (DKSHジャパン Lunar 5)4g、増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)2g、溶剤として、シクロヘキサノン214gの混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して青色着色樹脂組成物を得た。
<実施例1>
[タッチパネルセンサー電極層40の作製]
アルミノ珪酸ガラス上に、酸化Mo、Al、Moの順にそれぞれ350Å/2000Å/350Åの厚さでスパッタ法により成膜し、ポジレジスト(ローム・アンド・ハース電子材料製LC100−10cp)をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、2.3質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液にて、23℃で60秒間シャワー現像を実施した。水洗後、リン酸、硝酸、酢酸、水を5:5:5:1の割合で配合してなるからなるエッチング液を用いてウェットエッチングを行い、2%水酸化カリウムのレジスト剥離液を用いてレジスト除去した後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して第2の接続部4及び取出配線20を作製した。得られた第2の接続部4は、幅10μm×長さ200μmの大きさであった。Mo/Al/Mo膜のシート抵抗は0.2Ω/□であった。
次に、ネガレジスト(JSR社製NN901)をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、0.2質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、30秒間シャワー現像を実施した。水洗後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して絶縁層5を形成した。絶縁層5は、第2の接続部の有効部分のみを覆うように、幅60μm×長さ120μmの大きさとした。
続いて、スパッタリング装置により膜厚30nmでITO膜を成膜し、ポジレジスト(ローム・アンド・ハース電子材料製LC100−10cp)をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、2.3質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液にて、23℃で60秒間シャワー現像を実施した。水洗後、シュウ酸からなるエッチング液(瑞穂化学工業社製ITOエッチング液)を用いてウェットエッチングを行い、2%水酸化カリウムのレジスト剥離液を用いてレジスト除去した後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して第1の透明電極1、第2の透明電極2、及び第1の接続部3を形成した。ITO膜のシート抵抗は100Ω/□であった。
さらに、ネガレジスト(JSR社製NN901)をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、0.2質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、30秒間シャワー現像を実施した。水洗後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して保護層6を形成して、静電容量式タッチパネル基板を得た。保護層6は、タッチパネル基板のガラス端部から内側2mmの、取出配線と制御回路と繋がる接続部位を除く領域全面を覆うように形成した。
[マスキング層60の作製]
得られたタッチパネルセンサー電極層40の表面に、AZTFP−310K(6cp)(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)をスピン塗布し、ホットプレートにて105℃で70秒過熱することで、マスキング層60を形成した。
[カラーフィルタ層50の作製]
得られたマスキング層60とタッチパネルセンサー電極層40とを有する側とは反対の面に、黒色感光性着色組成物をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、0.2質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、30秒間シャワー現像を実施した。水洗後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して、BMパターンを形成した。
その後、感光性着色組成物の種類を変更した意外は同様に、赤色、緑色、青色パターンを順次形成し、カラーフィルタ層50を形成した。
[マスキング層60の剥離]
得られたタッチパネルセンサー電極層40、カラーフィルタ層50、マスキング層60を有する基板から、マスキング層60に高圧水銀灯を用いて70mJ/cmで露光を実施し、アンラストG25(三若純薬研究所社製)を純粋で3倍に希釈したアルカリ現像液にて、40秒で80秒間シャワー現像を実施し、マスキング層60を剥離し、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100を得た。マスキング層を剥離するタイミングは、オンセル型静電容量式タッチパネル基板100を、液晶表示装置などの表示装置と組み合わせた後が望ましいが、今回はタッチパネルセンサー電極層40の外観を確認する必要があったため、マスキング層60を剥離した。
<実施例2>
金属粒子分散液をメッシュ500のスクリーン印刷版(材質:ステンレス、東京プロセスサービス社製)を用いてスクリーン印刷にて塗布を行い、ホットプレートにて90℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて50〜200mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、0.2質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、30〜60秒間シャワー現像を実施した。水洗後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して取出配線20を作製した。
続いて、酸化Mo、Al、Moの順にそれぞれ350Å/2000Å/350Åの厚さでスパッタ法により成膜し、ポジレジスト(ローム・アンド・ハース電子材料製LC100−10cp)をスピン塗布し、ホットプレートにて100℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて100mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、2.3質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液にて、23℃で60秒間シャワー現像を実施した。水洗後、リン酸、硝酸、酢酸、水を5:5:5:1の割合で配合してなるからなるエッチング液を用いてウェットエッチングを行い、2%水酸化カリウムのレジスト剥離液を用いてレジスト除去した後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して第2の接続部4を作製した。得られた第2の接続部4は、幅10μm×長さ200μmの大きさであった。Mo/Al/Mo膜のシート抵抗は0.2Ω/□であった。
その後は、実施例1と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板100を得た。
<実施例3>
アルミノ珪酸ガラス上に、金属粒子分散液をメッシュ500のスクリーン印刷版(材質:ステンレス、東京プロセスサービス社製)を用いてスクリーン印刷にて塗布を行い、ホットプレートにて90℃で5分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて50〜200mJ/cmで所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、0.2質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、30〜60秒間シャワー現像を実施した。水洗後、熱風循環式オーブンにて230℃で30分間加熱処理を実施して第2の接続部4及び取出配線20を作製した。フォトマスクの開口部、露光量及び現像時間を変更することにより、導体幅6〜22μm×導体長200μmの大きさの第2の接続部4を得た。感光性導電材料層のシート抵抗は0.2Ω/□であり、導体厚は3.0μmであった。その後、実施例1、2と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板100を得た。
<実施例4>
マスキング層60を、粘着テープであるTRM−3650S(日東電工社製)で形成した以外は、実施例3と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板100を得た。
<実施例5>
実施例3と同様にして得られたタッチパネルセンサー電極層40の表面に、#503F(EX)(アサヒ科学研究所社製)をスクリーン印刷により膜厚100μmとなるように塗布し、熱風循環式オーブンにて130℃で10分間加熱処理を実施してマスキング層60を形成した。その後、実施例3と同様にカラーフィルタ層50を形成した後、実施例3と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板100を得た。
<比較例1>
マスキング層60を形成する工程を省く以外は、実施例1と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板を得た。
<比較例2>
マスキング層60を形成する工程を省く以外は、実施例2と同様にしてオンセル型静電容量式タッチパネル基板を得た。
実施例1〜5及び、比較例1、2で使用した取出配線20と第2の接続部4の形成材料を表1に示す。
Figure 2014044501
実施例1〜5及び、比較例1、2で得られたオンセル型静電容量式タッチパネル基板について、蛍光灯反射による目視評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 2014044501
実施例1〜5に関して、マスキング層60を形成してタッチパネルセンサー電極層40表面を保護することができた。
1 第1の透明電極
2 第2の透明電極
3 第1の接続部
4 第2の接続部
5 絶縁層
6 保護層
10 透明基板
20 取出配線
30 投影型静電容量式タッチパネル基板
40 タッチパネルセンサー電極層
50 カラーフィルタ層
60 マスキング層
100 オンセル型静電容量式タッチパネル基板
150 TFT基板
160 偏光板
170 偏光板
180 液晶層
200 タッチパネル機能を有した液晶表示装置

Claims (7)

  1. タッチパネルセンサー電極層とカラーフィルタ層とを同一の透明基板に有するオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法であって、
    前記透明基板の第1の面側に前記タッチパネルセンサー電極層を形成する工程と、
    前記第1の面側にマスキング層を形成して前記タッチパネルセンサー電極層を覆う工程と、
    前記透明基板の前記第1の面の反対側の第2の面側に前記カラーフィルタ層を形成する工程と、
    前記カラーフィルタ層を形成した後で前記マスキング層を前記第1の面側から剥離する工程と、を備えることを特徴とするオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法。
  2. 前記タッチパネルセンサー電極層を形成する工程は、
    複数の第1の透明電極と、前記第1の透明電極と離間して配置される複数の第2の透明電極とを前記第1の面側に同時に形成する工程と、
    前記第1の透明電極の電極間を結ぶ第1の接続部を前記第1の面側に形成する工程と、
    前記第2の透明電極の電極間を結び、且つ前記第1の接続部と交差する第2の接続部を前記第1の面側に形成する工程と、
    前記第1の接続部と前記第2の接続部との間を絶縁する絶縁層を該第1の接続部と該第2の接続部とが交差する交差領域に形成する工程と、
    前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極のうちの少なくとも一方に接続する取出配線を前記第1の面側に形成する工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法。
  3. 前記第1の接続部を前記第1の透明電極及び前記第2の透明電極と同時に形成することを特徴とする請求項2に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法。
  4. 前記第2の接続部と前記取出配線とを同時に形成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法。
  5. 前記第2の接続部と前記取り出し配線の少なくとも一方を、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、モリブテン(Mo)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、炭素(C)、鉄(Fe)の群から選ばれる一つ以上の元素からなる金属材料で形成することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法。
  6. 請求項1から請求項5の何れか一項に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板の製造方法で製造されたことを特徴とするオンセル型静電容量式タッチパネル基板。
  7. 請求項6に記載のオンセル型静電容量式タッチパネル基板を備えることを特徴とする表示装置。
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