(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面を有する基材と、
前記第一面に位置する複数の電極と、を備え、
複数の前記電極の各々は、
前記第一面と接触する底面と、
前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、
前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面と、
表層である黒化層であって、前記底面および前記頂面の少なくとも１つと、前記側面とが、前記黒化層の表面を構成している前記黒化層と、を備え、
前記黒化層の表面抵抗率は１Ω／□未満である
タッチセンサー基板。
【請求項２】
前記黒化層の厚みは、０．２μｍ以下である
請求項１に記載のタッチセンサー基板。
【請求項３】
前記黒化層の反射率は、４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視域において２０％未満である
請求項１または２に記載のタッチセンサー基板。
【請求項４】
複数の第一電極と、複数の第二電極と、複数の前記第一電極と複数の前記第二電極との間に挟まれる透明誘電体層と、を備えるセンサー基体と、
前記センサー基体を覆うカバー層と、
前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、
を備えるタッチパネルであって、
前記タッチパネルが、請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチセンサー基板を含み、前記第一電極および前記第二電極の少なくとも１つは、前記タッチセンサー基板が備える前記電極である
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項５】
情報を表示する表示パネルと、
前記表示パネルの表示する前記情報を透過するタッチパネルと、
前記タッチパネルを駆動する駆動回路と、を備え、
前記タッチパネルは、請求項４に記載のタッチパネルである
表示装置。
【請求項６】
第一面を有する基材に金属製の複数の電極パターンを形成する工程であって、複数の前記電極パターンの各々が、前記第一面と接触する底面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面とを備える前記工程と、
複数の前記電極パターンの各々に、硫化黒化処理と置換黒化処理のいずれか一方である黒化処理を施して、前記底面および前記頂面の少なくとも１つと、前記側面とを、表層である黒化層に変える工程と、を含む
タッチセンサー基板の製造方法。
【請求項７】
前記黒化処理は、Ｐｄイオンを含む溶液である黒化処理液に前記電極パターンを浸漬し、前記電極パターンを構成する金属と前記Ｐｄイオンとの置換反応によって前記電極パターンに黒化層を形成する置換黒化処理であり、
前記黒化処理液の温度が、５５℃以下であり、
前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間が、１２０秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが０．２μｍ以下である長さに設定されている
請求項６に記載のタッチセンサー基板の製造方法。
【請求項８】
前記黒化処理液の温度が、３５℃以上５５℃以下であり、
前記黒化処理液におけるＰｄ濃度が、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であり、
前記黒化処理液におけるｐＨが、１．５以上２．５以下であり、
前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、１０秒以上１２０秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが０．２μｍ以下である長さに設定されている
請求項７に記載のタッチセンサー基板の製造方法。
【請求項９】
前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、前記黒化処理前後における前記電極パターンの線幅の変化が０．３μｍ以下である長さに設定されている
請求項８に記載のタッチセンサー基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を備えるタッチセンサー基板、タッチパネル、表示装置、および、タッチセンサー基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、携帯情報端末、ＡＴＭ、カーナビゲーションシステムをはじめとする様々な電子機器の操作部にはタッチセンサーが採用されている。タッチセンサーは、指先やペン先の接触位置を検出する入力装置として、液晶表示装置等の画像表示用パネルの表示面上に貼り合わされている。タッチセンサーは、タッチセンサーの構造、および、検出方式の違いによって、抵抗膜型、静電容量型、光学式、超音波式等の様々なタイプに分類され、電子機器における用途に応じて使い分けられている。これらの中でも、耐久性、透過率、感度、安定性、および、位置分解能が優れている観点から、電極同士が接触しない静電容量型がタッチセンサーの主流である。【０００３】
静電容量型のタッチセンサーには、表面型と投影型とが含まれるが、いずれの型式も指のように静電的な導電性を有するものがタッチセンサーの表面に近づくことによって静電容量結合が生じることを応用した技術であって、電極と指先との間の静電容量結合をタッチセンサーが捉えて位置を検出する（例えば、特許文献１を参照）。【０００４】
表面型のタッチセンサーは、透明基材の上に平面状に広がる透明導電膜を位置検出用の電極として備え、導電膜の四隅に駆動回路に接続される電極を備えている。【０００５】
投影型のタッチセンサーは、一つの方向であるＸ方向に沿って延びる複数のセンサー用導電膜と、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って延びる複数の第一用導電膜とを位置検出用の電極として備えている。こうした位置検出用の電極は、平面視において例えばメッシュ状を有し、センサー用導電膜の配置のピッチや第一用導電膜の配置のピッチが小さいほど位置の検出精度は高い。【０００６】
一方で、上述したタッチセンサーは画像表示用パネルの表示面に設置されることが多いため、いずれの型式のタッチセンサーにおいても光透過性は求められる。こうした光透過性の観点では、位置検出用の電極の形成材料が、例えば、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明性の高い透明導電材料であることが好ましいが、タッチセンサーの大型化が進むほど、透明導電材料から形成される電極の長さは大きく、結果として、電極自体の抵抗が高く、位置の検出感度が低い。そのため、近年では、光を遮光する一方で導電性の高い金属が、位置検出用の電極の形成材料に用いられ、電極自体の形状を細線にしてタッチセンサーの開口率を上げる提案がなされている。【０００７】
なお、電極の端部である接続端子は、駆動用の半導体素子が搭載されたフレキシブル基板の接続用端子部に、ＡＣＦ（Anisotropic conductive film）などを介して接合される。この際に、電極の形成材料がＩＴＯなどの透明導電材料であっても、電極に接続される接続端子は、通常、接触抵抗を下げるために金属から形成される、あるいは、金属によって覆われる。この点において、電極の形成材料が金属である構成であれば、電極と接続端子とを同時に形成することが可能でもある。【０００８】
ところで、電極の形成材料が遮光性を有した金属であって、複数の電極の有する形状が平面視において例えばメッシュ状であるとき、電極が視認されない程度にまで、例えば、１０μｍ以下にまで、電極の線幅を小さくする必要がある。そして、細線である電極が視認されることを抑えるために、金属に特有の反射光沢を抑えることが必要である（例えば、特許文献２〜４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許４６１０４１６号
【特許文献２】特開２０１４−１６９４４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９９４７号公報
【特許文献４】特開２０１３−１２９１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、金属に特有の反射光沢を抑える処理とは、電極の抵抗値を高める処理であるため、こうした処理が電極の全体に施されるとなれば、タッチセンサーとして許容されない範囲にまで電極の抵抗値が上昇してしまう。【００１１】
本発明は、電極の抵抗値が上がることを軽減して電極の視認性を抑えることの可能なタッチセンサー基板、タッチパネル、表示装置、および、タッチセンサー基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するタッチセンサー基板は、第一面を有する基材と、前記第一面に位置する複数の電極と、を備える。そして、複数の前記電極の各々は、前記第一面と接触する底面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面と、表層である黒化層であって、前記底面および前記頂面の少なくとも１つと、前記側面とが、前記黒化層の表面を構成している前記黒化層を備える。
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の表面抵抗率は１Ω／□未満であることが好ましい。
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の厚みは、０．２μｍ以下であることが好ましい。
上記タッチセンサー基板において、前記黒化層の反射率は、４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視域において２０％未満であることが好ましい。【００１３】
上記課題を解決するタッチパネルは、複数の第一電極と、複数の第二電極と、複数の前記第一電極と複数の前記第二電極との間に挟まれる透明誘電体層と、を備えるセンサー基体と、前記センサー基体を覆うカバー層と、前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を測定する周辺回路と、を備える。そして、タッチパネルが、上述したタッチセンサー基板を含み、前記第一電極および前記第二電極の少なくとも１つは、上述したタッチセンサー基板が備える前記電極である。【００１４】
上記課題を解決する表示パネルは、情報を表示する表示パネルと、前記表示パネルの表示する前記情報を透過するタッチパネルと、前記タッチパネルを駆動する駆動回路と、を備える。そして、前記タッチパネルは、上述したタッチパネルである。【００１５】
上記課題を解決するタッチセンサー基板の製造方法は、第一面を有する基材に金属製の複数の電極パターンを形成する工程であって、複数の前記電極パターンの各々が、前記第一面と接触する底面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と対向する頂面と、前記第一面から露出した面であって前記底面と前記頂面とを繋ぐ側面とを備える前記工程を含む。さらに、複数の前記電極パターンの各々に、硫化黒化処理と置換黒化処理のいずれか一方である黒化処理を施して、前記底面および前記頂面の少なくとも１つと、前記側面とを、表層である黒化層に変える工程を含む。【００１６】
上記タッチセンサー基板の製造方法において、前記黒化処理は、Ｐｄイオンを含む溶液である黒化処理液に前記電極パターンを浸漬し、前記電極パターンを構成する金属と前記Ｐｄイオンとの置換反応によって前記電極パターンに黒化層を形成する置換黒化処理であり、前記黒化処理液の温度が、５５℃以下であり、前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間が、１２０秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが０．２μｍ以下である長さに設定されていることが好ましい。【００１７】
上記タッチセンサー基板の製造方法において、前記黒化処理液の温度が、３５℃以上５５℃以下であり、前記黒化処理液におけるＰｄ濃度が、１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であり、前記黒化処理液におけるｐＨが、１．５以上２．５以下であり、前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、１０秒以上１２０秒以下であり、かつ、前記黒化層の厚みが０．２μｍ以下である長さに設定されていることが好ましい。【００１８】
上記タッチセンサー基板の製造方法において、前記黒化処理液に前記電極パターンの浸漬される時間は、前記黒化処理前後における前記電極パターンの線幅の変化が０．３μｍ以下である長さに設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明におけるタッチセンサー基板、タッチパネル、および、表示装置によれば、電極の抵抗値が上がることを軽減してタッチセンサー基板の備える電極の視認性を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態における表示装置の平面構造の一例を示す平面図である。
【図２】一実施形態における表示装置の断面構造の一例を示す断面図である。
【図３】一実施形態における表示装置の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図４】一実施形態における表示装置の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図５】一実施形態におけるタッチパネルの電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図６】一実施形態におけるタッチパネルの電気的構成の他の例を示す回路図である。
【図７】一実施形態におけるセンサー基体の断面構造の一例を示す断面図である。
【図８】一実施形態におけるセンサー基体の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図９】一実施形態におけるセンサー基体の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図１０】一実施形態におけるセンサー基体の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図１１】一実施形態における電極線の断面構造の一例を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）一実施形態におけるタッチセンサー基板の製造方法を説明する断面視の工程図である。
【図１３】一実施例の電極パターンにおける反射率と波長との関係を示すグラフであって、黒化処理前の反射率と黒化処理後の反射率とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１から図１３を参照してタッチセンサー基板、タッチパネル、表示装置、および、タッチセンサー基板の製造方法の一実地形態を説明する。
【００２２】
［表示装置の平面構造］
図１を参照して表示装置の構成を説明する。なお、図１においては、表示装置の備える第一電極、および、第二電極の構成を説明する便宜上から、電極群を構成する複数の第一電極、および、電極群を構成する複数の第二電極が誇張されている。また、第一電極を構成する電極の一例である第一電極線と、第二電極を構成する電極の一例である第二電極線とが模式的に示されている。
【００２３】
図１が示すように、表示装置は、例えば、液晶パネルである表示パネル１０と、センサー基体２０とが、１つの透明接着層によって貼り合わされた積層体であり、センサー基体２０を駆動するための駆動回路を備えている。表示パネル１０の表面には表示面１０Ｓが区画され、表示面１０Ｓには、外部からの画像データに基づく画像などの情報が表示される。なお、表示パネル１０とセンサー基体２０との相対的な位置が筐体などの他の構成によって固定される前提であれば、透明接着層が割愛されてもよい。
【００２４】
センサー基体２０は、静電容量型のタッチパネルを構成する。センサー基体２０は、電極基板２１とカバー層２２とが透明接着層２３によって貼り合わされた積層体であって、表示パネル１０の表示する情報を透過する光透過性を有している。カバー層２２は、ガラス基板や樹脂フィルムなどによって構成され、カバー層２２において透明接着層２３の貼り合わされた面とは反対側の面は、センサー基体２０における表面であり、かつ、センサー基体２０における操作面２０Ｓとして機能する。透明接着層２３は、表示面１０Ｓに表示される画像を透過する光透過性を有し、透明接着層２３には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤が用いられる。
【００２５】
電極基板２１を構成する構成要素のなかで表示パネル１０に近い構成要素から順番に、透明支持基板３１、第一電極３１ＤＰ、透明接着層３２、透明誘電体基板３３、第二電極３３ＳＰが位置している。
電極基板２１を構成する透明支持基板３１は、表示パネル１０に形成された表示面１０Ｓの全体に重ねられて、表示面１０Ｓが表示する画像などの情報を透過する光透過性を有している。透明支持基板３１は、例えば、透明ガラス基板や透明樹脂フィルムなどの基材から構成されて、１つの基材から構成される単層構造体であってもよいし、２つ以上の基材が重ねられた多層構造体であってもよい。
【００２６】
透明支持基板３１における表示パネル１０と対向する面とは反対側の面は、第一電極３１ＤＰの形成される第一電極配置面３１Ｓとして設定されている。透明支持基板３１の第一電極配置面３１Ｓは、第一面の一例であり、第一電極配置面３１Ｓにおいて、複数の第一電極３１ＤＰの各々は、１つの方向であるＹ方向に沿って延びる帯形状を有し、かつ、Ｙ方向と直交するＸ方向に沿って間隔を空けて並んでいる。なお、基材の一例である透明支持基板３１が、透明基材と接着層とから構成され、第一電極配置面３１Ｓは、第一電極３１ＤＰが接着される接着層の表面であってもよい。これら透明支持基板３１と第一電極３１ＤＰとによって１つのタッチセンサー基板が構成されている。
【００２７】
複数の第一電極３１ＤＰの各々は、複数の第一電極線３１Ｌの集合であり、複数の第一電極線３１Ｌの各々は、一つの方向に沿って延びる線形状を有している。複数の第一電極３１ＤＰの各々は、第一パッド３１Ｐを介して個別に選択回路に接続され、選択回路が出力する駆動信号を受けることによって選択回路に選択される。
【００２８】
第一電極３１ＤＰの形成材料には、抵抗の低い金属である銅、アルミニウム、銀ナノワイヤーが用いられるが、望ましくは銅である。なお、第一電極３１ＤＰの形成材料がＩＴＯのような透明導電材料であれば、第一電極線３１Ｌの有する抵抗が所定の範囲である前提において、第一電極線３１Ｌの線幅は太くできる。これに対して、第一電極３１ＤＰの形成材料が金属のように遮光性を有する材料であれば、第一電極３１ＤＰの透過率をあげるため、第一電極線３１Ｌの形成材料が透明導電材料である構成と比べ、第一電極線３１Ｌの線幅は細く、また、第一電極線３１Ｌの数は少ない方が好ましい。また、相互に隣り合う第一電極線３１Ｌの間隙は、所望の位置分解能が得られるように適宜設定される。
【００２９】
第一電極配置面３１Ｓにおいて複数の第一電極３１ＤＰの外側に位置する部分である接続部分ＳＤは、配線や端子などが形成される部分であり、こうした配線や端子は、駆動用の半導体が搭載されたフレキシブル基板の接続用端子を第一電極３１ＤＰと接続する。なお、第一電極３１ＤＰの形成材料がＩＴＯなどの透明導電材料である場合でも、接続部分ＳＤに形成される配線や端子の形成材料については、接続用端子との密着性が高い観点から金属を採用するか、あるいは、金属からなる部分を併設させることが多い。それゆえに、上述した第一電極３１ＤＰかならなる構成であれば、こうした接続部分ＳＤに形成される配線や端子を第一電極３１ＤＰと同じタイミングで形成することが可能であるから、接続部分ＳＤにおけるパターンの形成と第一電極３１ＤＰの形成とが各別に進められる製造方法と比べて、製造工程が簡略されるという利点がある。
【００３０】
複数の第一電極３１ＤＰと、第一電極配置面３１Ｓにおいて第一電極３１ＤＰが位置しない部分は、１つの透明接着層３２によって透明誘電体基板３３に貼り合わされている。透明接着層３２は、表示面１０Ｓに表示される画像などの情報を透過する光透過性を有して、第一電極配置面３１Ｓ、および、複数の第一電極３１ＤＰと、透明誘電体基板３３とを接着する。透明接着層３２には、例えば、ポリエーテル系接着剤やアクリル系接着剤などが用いられる。透明誘電体基板３３における透明支持基板３１と向かい合う面である裏面に、複数の第一電極３１ＤＰが並んでいる。
【００３１】
透明誘電体基板３３は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの透明樹脂フィルムや透明ガラス基板などの基材から構成されて、１つの基材から構成される単層構造であってもよいし、２つ以上の基材が重ねられた多層構造であってもよい。透明誘電体基板３３は、表示面１０Ｓに表示される画像などの情報を透過する光透過性と、電極間における静電容量の検出に適した比誘電率とを有する。
【００３２】
透明誘電体基板３３における透明接着層３２とは反対側の面である表面は、第二電極３３ＳＰの形成される第二電極配置面３３Ｓとして設定されている。透明誘電体基板３３の第二電極配置面３３Ｓは、第一面の一例であり、第二電極配置面３３Ｓにおいて、複数の第二電極３３ＳＰの各々は、Ｘ方向に沿って延びる帯形状を有し、かつ、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って隙間を空けて並んでいる。なお、基材の一例である透明誘電体基板３３が、透明基材と接着層とから構成され、第二電極配置面３３Ｓは、第二電極３３ＳＰが接着される接着層の表面であってもよい。これら透明誘電体基板３３と第二電極３３ＳＰとによって１つのタッチセンサー基板が構成されている。
【００３３】
複数の第二電極３３ＳＰの各々は、複数の第二電極線の集合であり、複数の第二電極線３３Ｌの各々は、第一電極線３１Ｌと直交する方向に沿って延びる線形状を有している。複数の第二電極３３ＳＰの各々は、第二パッド３３Ｐを介して個別に検出回路に接続され、検出回路によって電流値を測定される。
【００３４】
第二電極３３ＳＰの形成材料には、抵抗の低い金属である銅、アルミニウム、銀ナノワイヤーが用いられるが、望ましくは銅である。なお、第二電極３３ＳＰの形成材料がＩＴＯのような透明導電材料であれば、第二電極線３３Ｌの有する抵抗が所定の範囲である前提において、第二電極線３３Ｌの線幅は太くできる。これに対して、第二電極３３ＳＰの形成材料が金属のように遮光性を有する材料であれば、第二電極３３ＳＰの透過率をあげるため、第二電極線３３Ｌの形成材料が透明導電材料である構成と比べ、第二電極線３３Ｌの線幅は細く、また、第二電極線３３Ｌの数は少ない方が好ましい。また、相互に隣り合う第二電極線３３Ｌの間隙は、所望の位置分解能が得られるように適宜設定される。
【００３５】
第二電極配置面３３Ｓにおいて複数の第二電極３３ＳＰの外側に位置する部分である接続部分ＳＳは、配線や端子などが形成される部分であり、こうした配線や端子は、駆動用の半導体が搭載されたフレキシブル基板の接続用端子を第二電極３３ＳＰと接続する。なお、第二電極３３ＳＰの形成材料がＩＴＯなどの透明導電材料である場合でも、接続部分ＳＳに形成される配線や端子の形成材料については、接続用端子との密着性が高い観点から金属を採用するか、あるいは、金属からなる部分を併設させることが多い。それゆえに、上述した第二電極３３ＳＰかならなる構成であれば、こうした接続部分ＳＳに形成される配線や端子を第二電極３３ＳＰと同じタイミングで形成することが可能であるから、接続部分ＳＳにおけるパターンの形成と第二電極３３ＳＰの形成とが各別に進められる製造方法と比べて、製造工程が簡略されるという利点がある。
【００３６】
第二電極配置面３３Ｓと対向する平面視にて、複数の第一電極３１ＤＰの各々は、複数の第二電極３３ＳＰの各々と立体的に交差する。これにより、複数の第一電極３１ＤＰの各々の備える複数の第一電極線３１Ｌと、複数の第二電極３３ＳＰの各々の備える複数の第二電極線３３Ｌとは、第二電極配置面３３Ｓと対向する平面視において、矩形形状を有する単位格子の並ぶ格子形状を有した格子パターンを形成している。
【００３７】
複数の第二電極３３ＳＰと、第二電極配置面３３Ｓにおいて第二電極３３ＳＰが位置しない部分は、上述した透明接着層２３によってカバー層２２に貼り合わされている。
【００３８】
［表示装置の断面構造］
図２が示すように、センサー基体２０を構成する構成要素のなかで表示パネル１０に近い構成要素から順番に、透明支持基板３１、第一電極３１ＤＰ、透明接着層３２、透明誘電体基板３３、第二電極３３ＳＰ、透明接着層２３、カバー層２２が位置している。このうち、透明誘電体基板３３は、複数の第一電極３１ＤＰと、複数の第二電極３３ＳＰとに挟まれている。センサー基体２０、上記選択回路、および、上記検出回路が、タッチパネルの一例を構成している。
【００３９】
なお、透明接着層３２は、第一電極３１ＤＰを構成する各第一電極線３１Ｌの周りを覆い、かつ、相互に隣り合う第一電極線３１Ｌの間を埋めて、第一電極３１ＤＰと透明誘電体基板３３との間に位置している。また、透明接着層２３は、第二電極３３ＳＰを構成する各第二電極線３３Ｌの周りを覆い、かつ、相互に隣り合う第二電極線３３Ｌの間を埋めて、第二電極３３ＳＰとカバー層２２との間に位置している。これらの構成要素において、透明接着層２３、および、透明支持基板３１の少なくとも一方は、割愛されてもよい。
【００４０】
また、表示パネル１０を構成する構成要素のなかでセンサー基体２０から遠い構成要素から順番に、表示パネル１０を構成する複数の構成要素は以下のように並んでいる。すなわち、センサー基体２０から遠い構成要素から順番に、下側偏光板１１、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）基板１２、ＴＦＴ層１３、液晶層１４、カラーフィルタ層１５、カラーフィルタ基板１６、上側偏光板１７が位置している。
【００４１】
なお、上述した表示装置は、以下に示されるように、構成要素の一部が割愛されてもよいし、構成要素の位置する順番が変更されてもよい。
すなわち、図３が示すように、センサー基体２０を構成する電極基板２１において、透明支持基板３１、および、透明接着層３２が割愛されてもよい。こうした構成では、透明誘電体基板３３の面の中で、表示パネル１０と対向する１つの面が第一電極配置面３１Ｓとして設定され、第一電極配置面３１Ｓには、第一電極３１ＤＰが位置する。そして、透明誘電体基板３３における、第一電極配置面３１Ｓと対向する面に、第二電極３３ＳＰが位置する。こうした第一電極３１ＤＰは、例えば、第一電極配置面３１Ｓに形成される１つの薄膜のパターニングによって形成され、第二電極３３ＳＰもまた、例えば、第二電極３３ＳＰが位置する面に形成される１つの薄膜のパターニングによって形成される。
【００４２】
あるいは、図４が示すように、センサー基体２０において、表示パネル１０に近い構成要素から順番に、第一電極３１ＤＰ、透明支持基板３１、透明接着層３２、透明誘電体基板３３、第二電極３３ＳＰ、透明接着層２３、カバー層２２が位置している。こうした構成において、例えば、第一電極３１ＤＰは、透明支持基板３１の１つの面である第一電極配置面３１Ｓに形成され、第二電極３３ＳＰは、透明誘電体基板３３の１つの面である第二電極配置面３３Ｓに形成される。そして、透明支持基板３１において第一電極配置面３１Ｓと対向する面と、透明誘電体基板３３において第二電極配置面３３Ｓと対向する面とが、透明接着層３２によって接着される。また、透明支持基板３１、透明接着層３２、および、透明誘電体基板３３によって透明誘電体層が構成されている。
【００４３】
［タッチセンサーの電気的構成］
図５を参照して、タッチセンサーの電気的構成を説明する。なお、以下では、静電容量式のタッチセンサーの一例として、相互容量方式のタッチセンサーにおける電気的構成を説明する。
【００４４】
図５が示すように、タッチセンサーは、センサー基体２０、選択回路３４、検出回路３５、および、制御部３６を備えている。選択回路３４は、複数の第一電極３１ＤＰに接続され、検出回路３５は、複数の第二電極３３ＳＰに接続され、制御部３６は、選択回路３４と検出回路３５とに接続されている。
【００４５】
制御部３６は、各第一電極３１ＤＰに対する駆動信号の生成を選択回路３４に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部３６は、駆動信号が供給される対象を１番目の第一電極３１ＤＰからｎ番目の第一電極３１ＤＰに向けて選択回路３４に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
【００４６】
制御部３６は、各第二電極３３ＳＰを流れる電流の検出を検出回路３５に開始させるための開始タイミング信号を生成して出力する。制御部３６は、検出の対象を１番目の第二電極３３ＳＰからｎ番目の第二電極３３ＳＰに向けて検出回路３５に順次走査させるための走査タイミング信号を生成して出力する。
【００４７】
選択回路３４は、制御部３６の出力した開始タイミング信号に基づいて、駆動信号の生成を開始し、制御部３６の出力した走査タイミング信号に基づいて、駆動信号の出力先を１番目の第一電極３１ＤＰ１からｎ番目の第一電極３１ＤＰｎに向けて走査する。
【００４８】
検出回路３５は、信号取得部３５ａと信号処理部３５ｂとを備えている。信号取得部３５ａは、制御部３６の出力した開始タイミング信号に基づいて、各第二電極３３ＳＰに生成されたアナログ信号である電流信号の取得を開始する。そして、信号取得部３５ａは、制御部３６の出力した走査タイミング信号に基づいて、電流信号の取得元を１番目の第二電極３３ＳＰ１からｎ番目の第二電極３３ＳＰｎに向けて走査する。
【００４９】
信号処理部３５ｂは、信号取得部３５ａの取得した各電流信号を処理して、デジタル値である電圧信号を生成し、生成された電圧信号を制御部３６に向けて出力する。このように、選択回路３４と検出回路３５とは、静電容量の変化に応じて変わる電流信号から電圧信号を生成することによって、第一電極３１ＤＰと第二電極３３ＳＰとの間の静電容量の変化を測定する。選択回路３４、および、検出回路３５は、周辺回路の一例である。
【００５０】
制御部３６は、信号処理部３５ｂの出力した電圧信号に基づいて、センサー基体２０において使用者の指先などが触れている位置を検出する。この際に、第一電極３１ＤＰと第二電極３３ＳＰとの配置がメッシュ（マトリックス）配置であるため、Ｘ方向における指先などの位置と、Ｙ方向における指先などの位置とが、各方向において独立に感知される。
【００５１】
なお、静電容量式のタッチセンサーの１つの例として相互容量方式のタッチセンサーの電気的構成を説明したが、上述したタッチセンサーの電気的構成は、自己容量方式のタッチセンサーに具体化することも可能である。以下に、自己容量方式のタッチセンサーにおける電気的構成を説明する。なお、自己容量方式のタッチセンサーにおいては、第一電極３１ＤＰにおける検出の範囲と、第二電極３３ＳＰにおける検出の範囲とが相互に異なる一方で、第一電極３１ＤＰにおける検出の方式と、第二電極３３ＳＰにおける検出の方式とが相互に同様であるため、第二電極３３ＳＰを例示してその検出の方式を説明する。
各第二電極３３ＳＰの両側には接続端子を介して駆動用の半導体素子（電源）が接続される。この様子を模式的に示すのが図６である。
【００５２】
図６に示すように、第二電極３３ＳＰの両側に同じ位相で同じ電圧の交流信号２４が印加される。両端の電圧が同じであるため、通常は、第二電極３３ＳＰには電流は流れていない。この状態から、導電性と容量性とを有する指が第二電極３３ＳＰ上に接近すると、第二電極３３ＳＰと指の間で容量結合２３Ｂが生じる。容量結合２３Ｂが生じると、人間を通じた閉回路が形成されて交流電流が第二電極３３ＳＰを流れるようになる。この際に、第二電極３３ＳＰに電流が流れるため、第二電極３３ＳＰの抵抗は低いことが望ましい。
【００５３】
第二電極３３ＳＰに流れる電流は、半導体素子を通って第二電極３３ＳＰの両側から容量結合２３Ｂに向かって流れ込むが、両側のいずれか一方からどれだけ電流が流れ込むかは第二電極３３ＳＰ上において容量結合が生じた位置によって変わる。そして、両側のいずれか一方からどれだけ電流が流れ込むかは、第二電極３３ＳＰに接近、あるいは、接触したものにおけるインピーダンスによらないという特徴がある。第二電極３３ＳＰに流れ込む電流は、第二電極３３ＳＰの両端に抵抗素子（図示せず）を入れておけば電圧から見積もることができるため、その情報から容量結合２３Ｂの第二電極３３ＳＰ上の位置が算出される。
【００５４】
このような第二電極３３ＳＰをＹ方向に沿って並べ、かつ、第二電極３３ＳＰと同様に位置を検出することのできる第一電極３１ＤＰをＸ方向に沿って並べることによって、二次元方向において位置を検出することのできる位置センサーとして機能する。この原理では、複数の接触が同時であっても各々の接触する位置の特定ができることになる。
【００５５】
なお、相互容量方式を採用したタッチセンサーであれ、自己容量方式を採用したタッチセンサーであれ、メッシュを細かくすることによって位置分解能は高まる。一方で、相互に隣り合う第一電極線３１Ｌと、相互に隣り合う第二電極線３３Ｌとから構成される格子を通じて操作面２０Ｓの画像が視認されるため、メッシュを粗くすることによって画像の視認性は高まる。また、センサーとしての機能は、一本の第一電極３１ＤＰと一本の第二電極３３ＳＰとからなる構成によって論じることができる。第一電極線３１Ｌや第二電極線３３Ｌは、通常、直線状であるが、例えば、折線形状、サイン波形状、矩形波形状のように、ジグザグするように曲がっていても構わない。
【００５６】
［センサー基体２０の断面構造］
以下、図２から図４が示す断面構造を含め、センサー基体２０が有する断面構造の例について詳細に説明する。
図７が示すように、センサー基体２０が有する断面構造の１つの例において、透明支持基板３１に第一電極線３１Ｌが配置され、透明誘電体基板３３に第二電極線３３Ｌが配置されている。この際に、透明支持基板３１において第一電極線３１Ｌの形成される面は、第一電極配置面３１Ｓであり、透明誘電体基板３３において第二電極線３３Ｌの形成される面は、第二電極配置面３３Ｓである。そして、第一電極線３１Ｌ、および、第二電極線３３Ｌの透明誘電体基板３３に対する配置として、透明誘電体基板３３の表面に第二電極線３３Ｌが配置され、透明誘電体基板３３の裏面に第一電極線３１Ｌが配置されている。すなわち、観察者から見て腹側を第二電極線３３Ｌとし、背側を第一電極線３１Ｌとする。なお、こうした断面構造を有するセンサー基体２０は、図２において説明された表示装置の断面構造に含まれ、例えば、第一電極線３１Ｌが形成された透明支持基板３１と、第二電極線３３Ｌが形成された透明誘電体基板３３とが、基板間の接着層を介して貼り合せられることによって形成される。さらに、基材の一例である透明支持基板３１が、透明基材と接着層とから構成され、第一電極配置面３１Ｓは、第一電極３１ＤＰが接着される接着層の表面であってもよい。また、基材の一例である透明誘電体基板３３が、透明基材と接着層とから構成され、第二電極線３３Ｌの形成された面が、第二電極線３３Ｌの接着される接着層の表面であってもよい。
【００５７】
図８が示すように、センサー基体２０が有する断面構造の他の例において、透明誘電体基板３３は、第１透明誘電体基板３３Ａと第２透明誘電体基板３３Ｂとを備えている。第１透明誘電体基板３３Ａに第一電極線３１Ｌが配置され、第２透明誘電体基板３３Ｂに第二電極線３３Ｌが配置されている。この際に、第１透明誘電体基板３３Ａにおいて第一電極線３１Ｌの形成される面は、第一電極配置面３１Ｓであり、第２透明誘電体基板３３Ｂにおいて第二電極線３３Ｌの形成される面は、第二電極配置面３３Ｓである。そして、第一電極線３１Ｌ、および、第二電極線３３Ｌの透明誘電体基板３３に対する配置として、透明誘電体基板３３の表面に第二電極線３３Ｌが配置され、透明誘電体基板３３の裏面に第一電極線３１Ｌが配置されている。すなわち、観察者から見て、第二電極線３３Ｌの形成された第２透明誘電体基板３３Ｂと、第一電極線３１Ｌの形成された第１透明誘電体基板３３Ａとが背中合わせに積層されている。なお、こうした断面構造を有するセンサー基体２０は、図４において説明された表示装置の断面構造に含まれ、例えば、第一電極線３１Ｌが形成された第１透明誘電体基板３３Ａと、第二電極線３３Ｌが形成された第２透明誘電体基板３３Ｂとが、基板間の接着層を介して貼り合せられることによって形成される。さらに、基材の一例である第１透明誘電体基板３３Ａが、透明基材と接着層とから構成され、第一電極配置面３１Ｓは、第一電極線３１Ｌが接着される接着層の表面であってもよい。また、基材の一例である第２透明誘電体基板３３Ｂが、透明基材と接着層とから構成され、第二電極配置面３３Ｓが、第二電極線３３Ｌの接着される接着層の表面であってもよい。
【００５８】
図９が示すように、センサー基体２０が有する断面構造の他の例において、透明支持基板３１に第一電極線３１Ｌが配置され、また、透明誘電体基板３３に第二電極線３３Ｌが配置されている。この際に、透明支持基板３１において第一電極線３１Ｌの形成される面は、第一電極配置面３１Ｓであり、透明誘電体基板３３において第二電極線３３Ｌの形成される面は、第二電極配置面３３Ｓである。そして、第一電極線３１Ｌ、および、第二電極線３３Ｌの透明誘電体基板３３に対する配置として、透明誘電体基板３３の表面に第二電極線３３Ｌが配置され、透明誘電体基板３３の裏面に第一電極線３１Ｌが配置されている。なお、こうした断面構造を有するセンサー基体２０は、図２において説明された表示装置の断面構造に含まれている。
【００５９】
図１０が示すように、センサー基体２０が有する断面構造の他の例において、透明支持基板３１に第一電極線３１Ｌが配置され、第一電極線３１Ｌを覆う絶縁性樹脂層３１Ｉに第二電極線３３Ｌが配置されている。この際に、透明支持基板３１において第一電極線３１Ｌの形成される面は、第一電極配置面３１Ｓであり、絶縁性樹脂層３１Ｉにおいて第二電極線３３Ｌの形成される面は、第二電極配置面３３Ｓである。そして、第一電極線３１Ｌ、および、第二電極線３３Ｌの絶縁性樹脂層３１Ｉに対する配置として、絶縁性樹脂層３１Ｉの表面に第二電極線３３Ｌが配置され、絶縁性樹脂層３１Ｉの裏面に第一電極線３１Ｌが配置されている。こうした構成であれば、タッチセンサーの基材が薄いため、タッチセンサーの軽量化が図られる。なお、図７から図９までの各例が示すように、第一電極線３１Ｌと第二電極線３３Ｌとが基板表裏に別々に形成される構成であれば、基板自体が絶縁性であるため、こうした絶縁性樹脂層３１Ｉは不要である。
【００６０】
ところで、金属材料から形成された電極は透明導電材料から形成された電極とは異なり表面に金属光沢を呈するため、電極からの反射光線は透明電極からの反射光線よりも多く、また、電極は表示画像のコントラストを透明電極よりも低下させると同時に、電極自体が視認されやすい。
【００６１】
この点、上述した第一電極３１ＤＰ、および、第二電極３３ＳＰの少なくとも一方は、電極の表層として黒化層ＢＬを備えている。黒化層ＢＬは、それを備える電極の有する面のなかで電極が形成される面から露出した表面に備えられている。黒化層ＢＬは、金属光沢を呈しない層であって、特に、それを備える電極の有する面のなかで斜め方向に見える側面部分に位置している。図１１は、第一電極３１ＤＰに黒化層ＢＬが備えられる例を示す。
【００６２】
図１１が示すように、第一電極３１ＤＰは、第一電極３１ＤＰの有する面のなかで第一電極配置面３１Ｓから露出した表面に黒化層ＢＬを備えている。黒化層ＢＬは、金属光沢が抑えられた表層であって、第一電極３１ＤＰの有する面のなかで斜め方向に見える第一電極３１ＤＰの側面３１ＳＷに位置している。黒化層ＢＬの位置は、側面３１ＳＷに加えて、第一電極３１ＤＰの有する面のなかで側面３１ＳＷ以外の部位に及んでいる。
【００６３】
例えば、第一電極３１ＤＰにおける断面形状が矩形型であれば、黒化層ＢＬは、側面３１ＳＷに加えて、第一電極配置面３１Ｓと接触する部分である底面３１ＴＳ、および、第一電極３１ＤＰのなかで底面３１ＴＳと対向する頂面３１ＫＳの少なくとも一つに備えられている。
【００６４】
黒化層ＢＬは、第一電極３１ＤＰを構成する導電膜３１Ｂの表面に対して、表面反射を低減する処理である黒化処理が施されることによって形成されている。黒化層ＢＬを含む第一電極３１ＤＰの線幅が電極幅Ｗ３１であり、第一電極３１ＤＰのなかで導電膜３１Ｂの組成を黒化処理後も維持しているバルク部分の線幅がバルク幅Ｗ３１Ｂであり、電極幅Ｗ３１からバルク幅Ｗ３１Ｂを差引いた幅が黒化幅である。黒化層ＢＬの形成による高抵抗化を抑えるうえでは、黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍ以下であることが好ましく、また、黒化処理の前後における線幅の変化が０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
なお、黒化層ＢＬが側面３１ＳＷに加えて底面３１ＴＳに位置する構造体は、予め黒化処理の施された第一電極３１ＤＰが、第一電極配置面３１Ｓに転写されることによって形成される。また、黒化層ＢＬが側面３１ＳＷに加えて頂面３１ＫＳに位置する構成は、第一電極配置面３１Ｓに形成された第一電極３１ＤＰに黒化処理が施されることによって形成される。
【００６６】
また、黒化層ＢＬが、側面３１ＳＷに加えて底面３１ＴＳ、および、頂面３１ＫＳの両方に位置する構造体は、予め黒化処理の施された第一電極３１ＤＰが第一電極配置面３１Ｓに転写され、さらに、転写された第一電極３１ＤＰにおける頂面３１ＫＳに黒化処理が施されることによって形成される。これらの構造体のなかで、図１１が示す構造体は、側面３１ＳＷ、および、頂面３１ＫＳに黒化層ＢＬを備えている例である。すなわち、第一電極３１ＤＰのなかで第一電極配置面３１Ｓと接触している部分以外の表面全部を黒化層ＢＬで被覆し着色させる構成を採用したものである。
【００６７】
また、このように底面３１ＴＳに黒化層ＢＬが備えられていない構成において、底面３１ＴＳが観察者と対向する構成では、底面３１ＴＳに黒化層ＢＬが備えられる構成よりも第一電極３１ＤＰにおいて反射率が高いため、電極の視認性も高まる。この際に、例えば、図７が示すように、背−腹で貼り合わせることによって反射率の増大は抑えられるが、電極の段差に伴う界面反射が少なからず生じる。それゆえに、底面３１ＴＳに黒化層ＢＬが備えられていない構成においては、図１０が示すように、頂面３１ＫＳが観察者と対向する構成が好ましい。
【００６８】
また、頂面３１ＫＳに黒化層ＢＬが備えられていない構成において、頂面３１ＫＳが観察者と対向するように位置する構成では、頂面３１ＫＳに黒化層ＢＬが備えられる構成よりも第一電極３１ＤＰにおいて反射率が高いため、電極の視認性も高まる。それゆえに、頂面３１ＫＳに黒化層ＢＬが備えられていない構成においては、図８が示すように、底面３１ＴＳが観察者と対向するように、背中同士で貼りあわせる構成が好ましい。
上述したように、電極における頂面、および、底面の少なくとも１つと側面とが黒化層ＢＬの表面である構成によれば、電極の有する面のなかで斜め方向に見える面において金属光沢が抑えられる。そして、こうした黒化層ＢＬが電極の表層であるため、電極のバルクにおいては、金属の有する低い抵抗値が保たれ、結果として、電極の抵抗値が上がることを軽減して電極の視認性を抑えることが可能である。
【００６９】
［センサー基体２０の製造方法］
以下、センサー基体２０の製造方法について説明する。
まず、第一電極３１ＤＰを形成するための導電膜が基材の表面に形成される。次いで、基材の表面に形成された導電膜が、複数の第一電極３１ＤＰの形状に倣った電極パターニングに加工される。そして、黒化層ＢＬの形成される対象となる電極パターンに黒化処理が施されることによって、第一電極３１ＤＰを備えるタッチセンサー基板が形成される。
【００７０】
また、第二電極３３ＳＰを形成するための導電膜が基材の表面に形成される。次いで、基材の表面に形成された導電膜が、複数の第二電極３３ＳＰの形状に倣った電極パターンに加工される。そして、黒化層ＢＬの形成される対象となる電極パターンに黒化処理が施されることによって、第二電極３３ＳＰを備えるタッチセンサー基板が形成される。
【００７１】
次いで、第一電極３１ＤＰと第二電極３３ＳＰとの間に透明誘電体基板３３が位置するように、第一電極３１ＤＰ、および、第二電極３３ＳＰが配置され、上述したセンサー基体２０が製造される。
【００７２】
例えば、黒化処理後の基材の背と、黒化処理後の基材の腹とが例えば接着層を介して貼り合わされることによって、図７に示されるタッチセンサー基板が得られる。また、黒化処理後の基材が例えば接着層を介して背中合わせに貼り合わされることによって、図８に示されるタッチセンサー基板が得られる。さらには、１つの基材の腹に第一電極３１ＤＰが形成され、その基材の背に第二電極３３ＳＰが形成されることによって、図９に示されるタッチセンサー基板が得られる。また、黒色処理後の第一電極３１ＤＰに絶縁層が積層され、これを基材として第二電極３３ＳＰを形成するための銅箔などの導電膜が絶縁層に積層される。そして、絶縁層に形成された導電膜が複数の第二電極３３ＳＰにパターニングされ、パターニング後の第二電極３３ＳＰに黒色処理が施されることによって、図１０に示されるタッチセンサー基板が得られる。
【００７３】
この際に、第一電極３１ＤＰの形成される基材は、上述したセンサー基体２０の断面構造に応じて適宜選択されるものであって、透明支持基板３１であってもよいし、透明誘電体基板３３であってもよいし、透明支持基板３１や透明誘電体基板３３に電極を転写するための基材である転写基材であってもよい。第二電極３３ＳＰの形成される基材もまた、上述したセンサー基体２０の断面構造に応じて適宜選択されるものであって、透明支持基板３１であってもよいし、透明誘電体基板３３であってもよいし、転写基材であってもよい。また、基材は、透明基材のみから構成されてもよいし、透明基材と接着層とから構成されてもよく、第一電極３１ＤＰや第二電極３３ＳＰは、透明基材に形成されてもよいし、接着層に形成されてもよい。
【００７４】
電極の形成される基材には、例えば、ガラス基板、樹脂基板、あるいは、フィルム基材が使用される。これらガラス基板、樹脂基板、フィルム基材のなかでも、コストが低く、また、重量が軽いという観点からフィルム基材が望ましい。フィルム基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等が使用される。フィルム基材の厚みは、例えば、２０μ以上２００μｍ以下の範囲の中から適宜設定される。
【００７５】
電極パターンに加工される導電膜には、銅やアルミニウム（Ａｌ）などの金属の単体から構成される単層膜や、Ｍｏ（モリブデン）／Ａｌ／Ｍｏなどの積層膜が使用できる。電極の抵抗が低く、電極の製造が容易であるという観点から、電極の形成材料は銅であることが最も好ましい。Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏなどの積層膜はＩＴＯの併設電極として用いられることが好ましい。こうした導電膜を基材上に形成する方法には、蒸着法やスパッタ法などによる直接成膜、電解法、圧延金属箔の貼合等のいずれかが適用される。
【００７６】
蒸着法は、透明基材を収容する真空容器の中で、銅やアルミニウム等の金属、もしくは、金属酸化物等の材料を気化、もしくは、昇華させ、蒸着源となる材料から離れた透明基材の表面に、気化、もしくは、昇華した材料を付着させることによって薄膜を形成する。スパッタ法は、透明基材を収容する真空容器の中にターゲットを設置し、希ガス、窒素、酸素などのスパッタガスを真空容器の中でイオン化させ、高電圧の印加されたターゲットにイオン化された粒子を衝突させる。そして、ターゲットの表面から放出される原子を透明基材の表面に付着させることによって薄膜を形成する。電解法は、金属イオンの溶解した溶液の中で透明基材の表面に金属イオンを電着させる。透明基材の表面に電極を形成する方法には、これらの方法の中のいずれの工法も採用することができる。電極の有する厚みは、電極に求められる導電率と、電極に求められる線幅に基づいて適宜設定され、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下に設定される。
【００７７】
黒化処理には、クロムめっきやニッケルめっきなどの金属めっき、硫化黒化処理、酸化黒化処理、置換黒化処理、および、粗化黒化処理の少なくとも１つが用いられ、これらの処理の中から、電極における抵抗値の上昇を抑える観点と、電極の反射率を下げる観点とから、好ましい方法が選択される。
【００７８】
硫化黒化処理は、例えば、卵白に含まれるアミノ酸であるシスチンやメチオニンに含まれる硫黄分の加熱による分解生成物である硫化水素と、卵黄に含まれる鉄分とが反応して青色、もしくは、黒色を呈する硫化鉄を生成することである。こうした黒化は、卵黄に含まれる鉄分に代わり、銅や亜鉛などの金属元素においても認められる反応であり、電極パターンを黒化する適切な硫化液に電極パターンを浸漬することによって、電極パターンの表面が呈する色も青色、もしくは、黒色に変わる。
酸化黒化処理は、電極パターンの表面を酸化し、電極パターンの表面に金属酸化物を生成することによって、電極パターンの表面が呈する色を黒色に変える。
【００７９】
置換黒化処理は、電極パターンの表面を構成する金属原子を他の金属原子に置換することである。こうした置換は、電極パターンの表面を構成する金属原子と他の金属原子との間の電極イオン化傾向の差を利用した反応である。すなわち、イオン化傾向が小さい金属イオンを含む水溶液にイオン化傾向の大きな金属が浸漬されることによって、イオン化傾向の大きな金属が溶解して金属イオンとなり電子を放出する。この電子がイオン化傾向の小さな金属を還元することによって、イオン化傾向の小さな金属が析出する。例えば、電極パターンを形成する材料が銅であるとき、イオン化傾向の大きな金属は銅であり、銅よりもイオン化傾向が小さい金属イオンが選択されることによって置換反応が生じる。
【００８０】
粗化黒化処理は、鏡面状の金属表面に微小な凹凸を形成して金属表面の反射率を低減させる処理であって、ソフトエッチングとも呼ばれる。粗化黒化処理の一例として、酸性溶液等の薬液に電極パターンを浸漬する化学的処理、あるいは、電極パターンの表面をスパッタする物理的処理があげられる。
【００８１】
［実施例１］
図１２（ａ）から（ｅ）を参照して、タッチセンサー基板の製造方法の一実施例を説明する。なお、第一電極３１ＤＰを形成する方法と、第二電極３３ＳＰを形成する方法とがほぼ同様であるため、以下では、第二電極３３ＳＰが形成される基材に第二電極３３ＳＰを形成することによってタッチセンサー基板を得る例について説明する。また、図１２においては、片面に電解銅箔が貼り合わせられたＰＥＴを用いて、ストライプ状に配置される電極群がフォトリソグラフィー法の適用によってＰＥＴに製造される例について説明するが、電極群を構成する電極パターンの製膜方法は、箔の貼り合わせに限定されるものではない。
【００８２】
図１２（ａ）が示すように、基材として厚みが５０μｍのＰＥＴシートを用いた。
図１２（ｂ）が示すように、ＰＥＴシート上に、厚みが３μｍの電解銅箔３３Ｒをラミネート接着させた。次いで、銅箔表面を洗浄した後に、電解銅箔３３Ｒ上にアクリル系のネガ型レジスト層をラミネートした。その後、ストライプパターンを有するマスクを介して、露光強度が１００ｍＪの紫外線をアクリル系ネガ型レジスト層に露光した。そして、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）と炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）との混合アルカリ水溶液によってアクリル系ネガ型レジスト層を現像し、不要なレジストを除去することによって下地の銅箔の一部を露出させた。
【００８３】
図１２（ｃ）が示すように、アクリル系ネガ型レジスト層によって一部が覆われた銅箔を、液温が６０℃の塩化第二鉄溶液に浸漬し、銅箔のなかで露出された部分をエッチングによって除去した。そして、残存したレジスト層をアルカリ溶液によって剥離することによって、ストライプ状に配置された電極パターンである第二電極３３ＳＰを得た。
【００８４】
図１２（ｄ）が示すように、黒化処理の１つである硫化黒化処理を電極パターンに施した。この際に、硫化成分として、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、および、塩化カリウム（Ｋ２Ｓ）を濃度が０．０２以上１％以下の範囲で含む溶液を、着色液（塩化アンモニウム溶液）として用いた。そして、電極パターンの形成されたＰＥＴシートを、塩化アンモニウム溶液に繰り返して浸漬した。これによって、第二電極３３ＳＰの表面に硫化銅（ＣｕＳ）を析出させ、電極パターンの表面が青みから黒みを呈するように次第に変色させた。そして、可視域（４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）における反射率が２０％未満であり、かつ、色味として青色を呈する電極を得た。こうした銅箔のパターニング、および、黒化処理によって、０．２μｍの厚みを有する黒化層ＢＬが得られた。こうした黒化層ＢＬを有する第二電極３３ＳＰにおける表面抵抗率、すなわち、黒化層ＢＬの表面抵抗率は、１Ω／□未満であった。
【００８５】
一方、硫化反応の収束を示す黒色を電極の表面が呈した状態においては、電極における表面抵抗率が数１０Ω／□という高い値であった。この場合の黒化層ＢＬの厚みは０．２５μｍ程度以上であった。こうした結果から、電極における抵抗値が上がることを軽減するうえで、硫化処理の施される処理時間は、黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍ以下である範囲が好ましく、また、電極パターンの表面が青色を呈する範囲が好ましい。
【００８６】
なお、図１２（ｄ）が示す黒化層ＢＬの被覆状態は模式的なものであって、第二電極３３ＳＰの線幅が細いほど、第二電極３３ＳＰの形状は、丸みを帯びたかまぼこ状を呈し、第二電極３３ＳＰにおいては、側面と頂面の区別が難しくなる。
【００８７】
図１２（ｅ）が示すように、第二電極３３ＳＰを保護するための保護層ＰＬを、黒化層ＢＬを含む第二電極３３ＳＰの表面に被膜してタッチセンサー基板を得た。基材上に電極群を形成した後、接触による電極あるいは黒化層ＢＬの汚染脱落を防止するために、電極を保護層ＰＬによって被覆することが好ましい。保護層ＰＬの形成に際しては、例えばアクリル系のＵＶ硬化性の粘着シートを、電極を保護できる大きさに切り抜いてラミネートした。その後、１０００ｍＪ程度のＵＶ光をＵＶ硬化性の粘着シートに照射し、ＵＶ硬化性の粘着シートを硬化させた。これにより電極を含み接続端子を除くセンサー上部が保護層ＰＬによって被覆された。
【００８８】
［実施例２］
実施例１の黒化処理を置換黒化処理に変更し、それ以外の条件を実施例１と同じくして、実施例２の黒化層ＢＬを有する電極を得た。具体的には、銅電極表面の銅をパラジウム（Ｐｄ）に置換して付着させた。この際に、Ｐｄを１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲で含む塩酸溶液に上述した電極パターンの形成されたＰＥＴシートを浸漬した。そして、電極パターンの色味を青色まで変えると、反射率が可視域（４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）で２０％未満であって表面抵抗率を１Ω／□以下に抑えることができた。この場合にも、黒化層ＢＬの厚みは、０．２μｍ程度であった。こうした結果からも、電極における抵抗値が上がることを軽減するうえで、硫化処理の施される処理時間は、黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍ以下である範囲が好ましく、また、電極パターンの表面が青色を呈する範囲が好ましい。
【００８９】
なお、上述したように、電極パターンの線幅が細いほど、電極パターンの形状は、丸みを帯びたかまぼこ状を呈し、電極パターンにおいては、側面と頂面の区別が難しくなる。そのため、黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍである状態とは、電極パターンにおいて底面以外の表面が０．２μｍ程度の厚みで覆われている状態を示す。
【００９０】
表１に黒化処理を施していない未処理のストライプ形状を有する電極の反射率、実施例１の黒化処理後の電極の反射率、および、実施例３の黒化処理後の電極の反射率の測定結果を代表的な波長について示す。
【００９１】
【表１】
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【００９２】
表１が示すように、未処理基板の反射率は、５５０ｎｍ以上で増大するが、これは銅の金属的性質を反映したものであり、銅の光沢面からの反射が相当程度であることを示している。この部分の反射率は、硫化黒化処理、および、置換黒化処理によって大幅な低減が認められ、硫化黒化処理、および、置換黒化処理においては、１５％以下に抑制されている。なお、こうした反射率は、一般には、２０％未満であれば十分である。また、硫化黒化処理、および、置換黒化処理によれば、短波長側でも反射率が大きく低下するのが実証された。
【００９３】
［実施例３］
実施例１の黒化処理を金属めっき（Ｎｉ，Ｃｒ）処理に変更し、それ以外の条件を実施例１と同じくして、実施例３の黒化層ＢＬを有する電極を得た。金属めっき（Ｎｉ，Ｃｒ）処理によって得られた電極によれば、黒化処理の施されていない電極よりも可視域（４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）における反射率が抑えられるが、反射率が２０％未満であること、および、表面抵抗率が１Ω／□以下であることの双方を実施例１、および、実施例２のように満たすことが難しいことが認められた。
【００９４】
［実施例４］
実施例１の黒化処理を粗化黒化処理に変更し、それ以外の条件を実施例１と同じくして、実施例３の黒化層ＢＬを有する電極を得た。粗化黒化処理によって得られた電極によれば、黒化処理の施されていない電極よりも可視域（４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）における反射率が抑えられるが、反射率が２０％未満であること、および、表面抵抗率が１Ω／□以下であることの双方を実施例１、および、実施例２のように満たすことが難しいことが認められた。
【００９５】
なお、反射率が２０％未満であること、および、表面抵抗率が１Ω／□以下であることの双方を満たす硫化黒化処理や置換黒化処理においては、銅表面の黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍ以下に納まっていた。そして、黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍよりも大きくなる構成においては、反射率が２０％未満であること、および、表面抵抗率が１Ω／□以下であることのいずれか１つが満たされていないことも認められた。
これに対して、金属めっきや粗化黒化処理においては、反射率が可視域（４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）全体で２０％以下であるためには、黒化層ＢＬの膜厚を硫化黒化処理や置換黒化処理と比べて厚くせざるを得ず、結局のところ、表面抵抗率が高くなってしまうことが認められた。また、黒化層ＢＬが厚いほど、黒化層ＢＬがもろく脱落しやすくなる傾向が認められた。脱落した黒化層ＢＬは異物として視認されたりショートの原因となったりする虞があるため、こうした観点において好ましくない。なお、硫化黒化処理や置換黒化処理については、こうした脱落は認められなかった。
【００９６】
［実施例５］
図１０における絶縁性樹脂層３１Ｉの形成における一実施例を説明する。
一方向に延在する電極群を形成した後の絶縁性樹脂層３１Ｉの形成は、以下のようにして行った。絶縁性材料としては、誘電率が２以上４以下の光透過性の高いアクリル系ＵＶ硬化性の粘着シートを使用した。
【００９７】
アクリル系のＵＶ硬化性の粘着シートを、電極群を保護できる大きさに切り抜いてラミネートした。その後、１０００ｍＪ程度のＵＶ光をＵＶ硬化性の粘着シートに照射し、ＵＶ硬化性の粘着シートを硬化させた。これによって、電極群のなかの所定部分に絶縁性樹脂層３１Ｉを形成した。
【００９８】
この絶縁性樹脂層３１Ｉの上から基材全体を覆うように同じ厚みの銅箔を貼り付けてから再度エッチングを行い、絶縁性樹脂層３１Ｉの下層である電極群と直交する他の電極群を形成した。その後に、絶縁性樹脂層３１Ｉの下層である電極群と、絶縁性樹脂層３１Ｉの上層である電極群との各々に対し、平面視によって視認される部位に、黒化処理を一括して行った。黒化処理は、１つの電極群ごとに２回に分けて行っても構わない。
【００９９】
［置換黒化処理］
次いで、黒化処理のなかで好ましい処理であるＰｄ置換処理について以下に説明する。
上述したように、電極パターンの表面に黒色を定着させる処理である黒化処理には、硫化黒化処理、置換黒化処理、酸化黒化処理、めっき黒化処理、粗化黒化処理が挙げられる。これらの中で、めっき黒化処理や粗化黒化処理は、硫化黒化処理や置換黒化処理と比べて、黒化層ＢＬの抵抗値が高まる傾向を有している。また、めっき黒化処理では、めっき液に求められる温度が８０℃以上であるため、こうしためっき液に浸漬される基材に対するダメージは他の処理と比べて大きい。
【０１００】
なお、酸化黒化処理では、センサー基体２０の外部と電極とを接続するパッドなどの端子にまで黒化層ＢＬの形成が進行するため、センサー基体２０の外部と電極との接触抵抗値が高まる傾向を有している。また、硫化黒化処理では、黒化層ＢＬの形状が針状になる傾向を有し、めっき黒化処理や粗化黒化処理よりも軽度ではあるが、黒化層ＢＬが剥がれたり、黒化層ＢＬを有する電極の線幅が大きくなったりする虞がある。
【０１０１】
この点、電極表面の金属原子を他の原子に置換する、あるいは、電極表面の金属元素を他の元素の化合物に置換する置換黒化処理であれば、上述した電極の視認性が抑えられることに加えて、電極表面における低抵抗化を図ることも可能である。
【０１０２】
電極表面の金属原子に換わる原子は、金属原子よりもイオン化傾向が低い原子であって、電極表面において黒色を呈する原子であればよい。例えば、電極表面の金属原子がＣｕである構成であれば、電極表面の金属原子に換わる原子として、Ｐｄ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕからなる群から選択される１つの元素が挙げられる。また、電極表面の金属元素に換わる他の元素の化合物として、Ｐｄ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕからなる群から選択される１つの元素の化合物が挙げられる。こうした元素を含む黒化処理液の温度は５５℃以下であり、電極パターンが形成された基材が黒化処理液に浸漬される時間は、黒化層ＢＬの厚さが０．２μｍ以下となる時間であり、かつ、１２０ｓｅｃ以下である。また、電極パターンが形成された基材が黒化処理液に浸漬される時間は、黒化処理後における電極パターンの幅の変化が０．３μｍ以下であることが好ましい。
【０１０３】
特に、電極表面の金属原子に換わる原子はＰｄであることが好ましい。Ｐｄは、ＡｕやＰｔよりも一般に安価であり、ＡｕやＰｔと比べてイオン化が容易であって、イオン化された状態も安定している。例えば、Ｐｔを王水に溶解させる、あるいは、塩化Ｐｔを希塩酸に溶解させてＰｔをイオン化させることは可能ではあるが、こうしてイオン化された状態を安定させることは、Ｐｄと比べて非常に難しい。また、Ｐｄは、Ｉｒと比べてもイオン化が容易であって、イオン化された状態も安定している。また、Ｐｄのイオン化傾向とＣｕのイオン化傾向との差は、Ａｇのイオン化傾向とＣｕのイオン化傾向との差よりも大きいため、こうした点においても、電極表面の金属原子に換わる原子はＡｇよりもＰｄであることが好ましい。
【０１０４】
電極表面の金属原子に換わる原子がＰｄであるとき、黒化処理液であるＰｄ溶液におけるＰｄ濃度は１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましくは２００ｐｐｍ以上３００ｐｐｍである。Ｐｄ濃度が１００ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であれば、Ｐｄ濃度が低いことによる置換反応の停滞が抑えられ、かつ、Ｐｄ濃度が高いことによる置換反応の過度な進行が抑えられる。また、Ｐｄ溶液におけるｐＨは、１．５以上２．５以下であることが好ましく、より好ましくは１．８以上２．１以下である。黒化処理液のｐＨが１．５以上２．５以下であれば、Ｐｄにおけるイオン化状態を黒化処理液において安定に保つことが可能である。また、Ｐｄ溶液の温度は常温以上５５℃以下であり、好ましくは３５℃以上５５℃以下である。黒化処理液の温度が常温以上５５℃以下であれば、これもまたＰｄにおけるイオン化状態を黒化処理液において安定に保つことが可能である。そして、電極パターンが形成された基材がＰｄ溶液に浸漬される時間は１２０秒以下であり、好ましくは１０秒以上１２０秒以下であり、より好ましくは４５秒以上６０秒以下である。
【０１０５】
［実施例６］
上述した置換黒化処理の一例であるＰｄ置換処理について以下に説明する。
Ｐｄ置換処理は、前処理、前処理水洗、黒化処理、黒化水洗、乾燥をこの順に含む。前処理、前処理水洗、黒化処理、黒化水洗、および、乾燥における条件の一例を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
0006560208.tif 000003
【０１０７】
前処理においては、電極パターンの形成された基材がディップ方式によって約２％の硫酸に浸漬される。前処理における処理温度は常温であり、電極パターンが硫酸に浸漬される時間は２０秒以上６０秒以下である。
【０１０８】
前処理水洗においては、前処理後の電極パターンがスプレー方式によって水洗される。前処理水洗における処理温度は常温であり、水洗される時間は２０秒以上４０秒以下である。
【０１０９】
黒化処理においては、前処理水洗後の電極パターンがディップ方式によって調合液である黒化処理液に浸漬される。黒化処理液は、塩酸と塩化パラジウムとを含み、これら以外の成分として無機化合物、および、窒素系有機化合物を含む。黒化処理液におけるｐＨは、１．９９であり、黒化処理液におけるパラジウム濃度は、２５０ｐｐｍである。また、黒化処理液の温度は、４５℃であり、こうした黒化処理液に電極パターンが浸漬される時間は４５秒以上６０秒以下である。
【０１１０】
黒化水洗においては、黒化処理後の電極パターンがスプレー方式によって水洗される。前処理水洗における処理温度は常温であり、水洗される時間は２０秒以上４０秒以下である。
乾燥においては、黒化水洗後の電極パターンに７０℃の熱風がエアナイフとして２０秒間吹き付けられる。
【０１１１】
そして、線幅が相互に異なる３つの電極パターンの各々に対して、上述したＰｄ置換処理を施した。結果として、いずれの電極パターンにおいても、黒化層ＢＬの位置は、電極パターンの有する面のなかで基材と対向する面以外の全ての部分であることが認められた。すなわち、電極パターンの有する面のなかで基材と対向する面が底面であるとき、電極パターンにおける側面や頂面に黒化層ＢＬが形成されていることが認められた。
【０１１２】
Ｐｄ置換処理前の電極パターンにおける抵抗値と、Ｐｄ置換処理後の電極パターンにおける抵抗値との差異を表３に示す。また、Ｐｄ置換処理前の電極パターンにおける線幅と、Ｐｄ置換処理後の電極パターンにおける線幅との差異を表４に示す。また、センサー基体の外部と電極パターンとの間の接触抵抗値に関して、Ｐｄ置換処理前の電極パターンの接触抵抗値と、Ｐｄ置換処理後の電極パターンの接触抵抗値との差異を表５に示す。さらに、Ｐｄ置換処理前の電極パターンにおける反射率と、Ｐｄ置換処理後の電極パターンにおける反射率との差異を表６、および、図１３に示す。なお、パターンＡにおけるＰｄ置換処理前の線幅は４．３５μｍであり、パターンＢにおけるＰｄ置換処理前の線幅は３．９５μｍであり、パターンＣにおけるＰｄ置換処理前の線幅は３．５６μｍである。
【０１１３】
【表３】
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【０１１４】
【表４】
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【０１１５】
【表５】
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【０１１６】
【表６】
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【０１１７】
表３が示すように、パターンＡからパターンＣまでのいずれのパターンにおいても、第一電極における抵抗値の上昇率は４．０％以上９．１％以下であり、また、第二電極における抵抗値の上昇率は５．９％以上１４．８％以下であることが認められた。すなわち、上述したＰｄ置換処理によれば、Ｐｄ置換処理の前後における抵抗値の上昇率が２０％以下であることが認められた。
【０１１８】
表４が示すように、上述したＰｄ置換処理による線幅の変化量ΔＷは、０．１８μｍ、０．０７μｍ、および、０．１２μｍであって、いずれも０．３μｍ以下であることが認められた。
【０１１９】
表５が示すように、上述したＰｄ置換処理後の接触抵抗値ＲＡは、Ｐｄ置換処理前の抵抗値よりも高いときと低いときとが認められ、いずれにおいても０．１Ω以下の低抵抗値であることが認められた。
【０１２０】
表６が示すように、上述したＰｄ置換処理後の反射率は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長域において、ほぼ一定値であり、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長域において、波長が長いほど高い傾向を示した。こうしたＰｄ置換処理後の反射率は、４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長域において、Ｐｄ置換処理前よりも大きな抑制が認められた。そして、図１３の実線が示すように、Ｐｄ置換処理後の反射率は、４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長域において、いずれの波長においても反射率が２０％以下であることが認められた。図１３の破線が示すように、Ｐｄ置換処理前の反射率と比べて、Ｐｄ置換処理後の反射率は、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長域において大きな低下が認められた。また、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長域においては、反射率が１０％以下であって、黒化処理後の電極パターンの色が青色から黒色を強く呈していることが認められた。
【０１２１】
以上、上記実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
（１）電極の有する面のなかで斜め方向に見える側面に黒化層ＢＬが位置している。また、黒化層ＢＬの位置は、電極の有する面のなかで側面以外の部位にも及んでいる。それゆえに、金属に特有の反射光沢を電極の側面において抑えることが可能であって、かつ、これらの表層以外には、金属の有する低い抵抗値を保持させることも可能である。結果として、電極の抵抗値が上がることを軽減して電極の視認性を抑えることが可能である。
【０１２２】
（２）黒化層ＢＬの表面抵抗率が１Ω／□未満であるため、側面に黒化層ＢＬを有する電極においても、黒化層ＢＬの形成によって電極の抵抗値が高まることが抑えられる。
（３）黒化層ＢＬの反射率が４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視域において２０％未満であるため、上記（１）に記載の効果がさらに顕著となる。
【０１２３】
（４）黒化層ＢＬの厚みが０．２μｍ以下であるため、相互に隣り合う電極間の間隙が１μｍ以上であれば、相互に隣り合う電極間の間隙が黒化層ＢＬによって埋まること、あるいは、相互に隣り合う電極間が黒化層ＢＬを通じて短絡することが十分に抑えられる。
【０１２４】
（５）黒化層ＢＬが置換黒化処理によって形成されるため、めっき黒化処理や粗化黒化処理と比べて、電極の抵抗値が高まることを抑えられる。また、硫化黒化処理と比べて、電極から黒化層ＢＬが剥がれ落ちることも抑えられる。
【０１２５】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・黒化層ＢＬの厚みは０．２μｍよりも大きくてもよく、電極に求められる抵抗値、ひいては、タッチパネルに求められる検出精度が得られる範囲であればよい。
【０１２６】
・黒化層ＢＬの反射率は４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視域において２０％以上であってもよく、要は、黒化層ＢＬが形成される以前の導電膜の反射率よりも低い反射率であればよい。
【０１２７】
・黒化層ＢＬの表面抵抗率は１Ω／□以上であってもよく、黒化層ＢＬの厚みと同じく、電極に求められる抵抗値、ひいては、タッチパネルに求められる検出精度が得られる範囲であればよい。
【符号の説明】
【０１２８】
ＢＬ…黒化層、Ｗ３１…電極幅、Ｗ３１Ｂ…バルク幅、１０…表示パネル、２０…センサー基体、２２…カバー層、３１ＤＰ…第一電極、３１ＫＳ…頂面、３３ＳＰ…第二電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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