(57)【要約】      （修正有）【課題】立体形状上に配列される電極の電気抵抗のばらつきを抑制した導電性基板の製造方法を提供する。【解決手段】タッチパネル基板１と、第１方向に延びる複数の第１電極１１と、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第２電極１２とを含む。第１電極と第２電極とが互いに交差するように基板上に配列される中間部材が成形型によって立体形状に成形された場合に、伸びにより減少する第１電極の断面積及び第２電極の断面積を特定する工程と、立体形状への成形前の第１電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算するとともに、立体形状への成形前の第２電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算する補正を行った補正用電極パターンを特定する工程とを備え、補正用電極パターンに基づいて補正した補正中間部材１０を立体形状に成形する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、第１方向に延びる複数の第１電極と、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第２電極とを含み、前記第１電極と前記第２電極とが互いに交差するように前記基板上に配列される中間部材が成形型によって立体形状に成形された場合に、伸びにより減少する前記第１電極の断面積及び前記第２電極の断面積を特定する断面積特定工程と、
前記立体形状への成形前の前記第１電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算するとともに、前記立体形状への成形前の前記第２電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算する補正を行った補正用電極パターンを特定する、補正パターン特定工程と、
前記補正用電極パターンに対応する前記第１電極と前記第２電極とを前記基板上に設けた補正中間部材を作製する補正中間部材作製工程と、
前記補正中間部材を、前記成形型によって前記立体形状に成形する成形工程と、
を備える、導電性基板の製造方法。
【請求項２】
前記立体形状への成形前の前記中間部材においては、前記第１方向で隣接する前記第１電極と前記第２電極との交点の間の距離が第１間隔となっており、前記第２方向で隣接する前記第１電極と前記第２電極との交点の間の距離が第２間隔となっており、
前記導電性基板の製造方法は、
前記第１間隔及び前記第２間隔を維持しながら前記立体形状上に前記第１電極と前記第２電極とが配列された場合の前記第１電極と前記第２電極との各交点の位置を理想点として特定する理想点特定工程と、
前記中間部材が前記成形型によって前記立体形状に成形された場合の前記第１電極と前記第２電極との成形後の交点を特定し、この成形後の交点と前記理想点との偏差を算出する偏差算出工程と、
をさらに備え、
前記補正パターン特定工程では、断面積の補正に加えて、前記成形後の交点と前記理想点との偏差に基づいて、成形前の前記第１電極と前記第２電極との交点の位置を補正して前記補正用電極パターンを特定する、請求項１に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項３】
前記偏差算出工程は、
前記成形後の交点と前記理想点との偏差を表す偏差ベクトルを算出する工程と、
前記成形後の交点と前記理想点との偏差を補正する補正ベクトルを、前記偏差ベクトルに基づいて算出する工程と、を含み、
前記補正パターン特定工程では、前記補正ベクトルに基づいて、成形前の前記第１電極と前記第２電極との交点の位置を補正して前記補正用電極パターンを特定する、請求項２に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項４】
前記補正ベクトルは、前記偏差ベクトルを反転することにより算出される、請求項３に記載の導電性基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極は、５０％伸びた場合に、その電気抵抗値の変化率が、伸びる前の４倍以下となる材料である、請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１電極と前記第２電極は、カーボンナノチューブ、カーボンナノバッド、又は伸縮性を有するＰＥＤＯＴである、請求項５に記載の導電性基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、導電性基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に電極が配列される導電性基板の一例として、タッチパネル基板を挙げることができる。タッチパネル基板を備えたタッチパネル装置は、多くの場合、液晶表示装置等の表示装置が組み込まれた装置とともに用いられ、当該装置の入力手段として機能する。タッチパネル装置は、一般に、複数の検出電極が設けられ且つシート状に形成されたタッチパネル基板と、検出電極から引き出される取出し電極と、取出し電極に接続されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）と、ＦＰＣに接続される検出回路と、を有する。このうちのタッチパネル基板が表示装置の表示面上に配置されることにより、タッチパネル装置は表示装置に対する極めて直接的な入力を可能にする。
【０００３】
タッチパネル基板における一般的な検出電極は、第１方向に延びる複数の第１電極と、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２電極とを含み、これら第１電極と第２電極とが互いに交差するように配列されている。第１電極及び第２電極が形成するパターンには種々の型式があり、代表的なものとして、格子パターンや、ダイヤモンドパターン等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４５６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タッチパネル装置を組み込んだ従来のタッチパネル機能付き表示装置は、通常、表示面及びタッチパネル基板がともに平坦面状となっている。しかしながら、昨今、意匠性や視認性の向上のために、立体形状を有するタッチパネル機能付き表示装置の実用化が求められている。とりわけ自動車分野では、意匠性を向上させるためにインストルメントパネル等を複雑な曲面形状を有するように作製する傾向にあり、このような形状に調和して意匠性を向上させることが可能なタッチパネル機能付き表示装置の実用化が強く求められている。
【０００６】
上述のようなタッチパネル機能付き表示装置を製造する場合、立体形状を有する表示装置とタッチパネル基板とを組み合わせることが考えられる。ここで、立体形状を有するタッチパネル基板を製造する手法として、検出電極がパターニングされた平板状の中間部材を金型によって立体形状に成形する手法が挙げられる。このような成形による手法は、比較的な単純な操作によって立体形状を形成できるため、製造効率において優れる。しかしながら、基板の成形に伴って検出電極が形成する格子パターン等のパターンが歪んだり、検出電極の伸びによって電気抵抗が部分的に増加したりする場合があり、適正な検出機能を確保できない場合がある。
【０００７】
本開示の実施形態は、以上の点を考慮してなされたものであり、立体形状上に配列される電極の電気抵抗のばらつきを抑制できる導電性基板を効率的に製造することが可能な導電性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】
【０００８】
本開示の一実施形態は、
基板と、第１方向に延びる複数の第１電極と、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第２電極とを含み、前記第１電極と前記第２電極とが互いに交差するように前記基板上に配列される中間部材が成形型によって立体形状に成形された場合に、伸びにより減少する前記第１電極の断面積及び前記第２電極の断面積を特定する断面積特定工程と、
前記立体形状への成形前の前記第１電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算するとともに、前記立体形状への成形前の前記第２電極における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算する補正を行った補正用電極パターンを特定する、補正パターン特定工程と、
前記補正用電極パターンに対応する前記第１電極と前記第２電極とを前記基板上に設けた補正中間部材を作製する補正中間部材作製工程と、
前記補正中間部材を、前記成形型によって前記立体形状に成形する成形工程と、
を備える、導電性基板の製造方法、である。
【０００９】
前記立体形状への成形前の前記中間部材においては、前記第１方向で隣接する前記第１電極と前記第２電極との交点の間の距離が第１間隔となっており、前記第２方向で隣接する前記第１電極と前記第２電極との交点の間の距離が第２間隔となっており、
前記導電性基板の製造方法は、
前記第１間隔及び前記第２間隔を維持しながら前記立体形状上に前記第１電極と前記第２電極とが配列された場合の前記第１電極と前記第２電極との各交点の位置を理想点として特定する理想点特定工程と、
前記中間部材が前記成形型によって前記立体形状に成形された場合の前記第１電極と前記第２電極との成形後の交点を特定し、この成形後の交点と前記理想点との偏差を算出する偏差算出工程と、をさらに備えてもよい。
そして、前記補正パターン特定工程では、断面積の補正に加えて、前記成形後の交点と前記理想点との偏差に基づいて、成形前の前記第１電極と前記第２電極との交点の位置を補正して前記補正用電極パターンを特定してもよい。
【００１０】
前記偏差算出工程は、
前記成形後の交点と前記理想点との偏差を表す偏差ベクトルを算出する工程と、
前記成形後の交点と前記理想点との偏差を補正する補正ベクトルを、前記偏差ベクトルに基づいて算出する工程と、を含んでもよく、
前記補正パターン特定工程では、前記補正ベクトルに基づいて、成形前の前記第１電極と前記第２電極との交点の位置を補正して前記補正用電極パターンを特定してもよい。
ここで、前記補正ベクトルは、前記偏差ベクトルを反転することにより算出されてもよい。
【００１１】
また前記第１電極と前記第２電極は、５０％伸びた場合に、その電気抵抗値の変化率が、伸びる前の４倍以下となる材料であってもよい。
具体的に前記第１電極と前記第２電極は、カーボンナノチューブ、カーボンナノバッド、又は伸縮性を有するＰＥＤＯＴであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の実施形態によれば、立体形状上に配列される電極の電気抵抗のばらつきを抑制できる導電性基板を効率的に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る製造方法で製造される導電性基板の一例であるタッチパネル基板の斜視図である。
【図２】図１に示すタッチパネル基板を形成するための中間部材の平面図である。
【図３】図２に示す中間部材を成形型によって立体形状へ成形する様子を示す図である。
【図４】図２に示す中間部材を成形型によって立体形状へ成形した際の中間部材上の電極を平面的に示した概略図である。
【図５】図１に示すタッチパネル基板上の検出電極として採用可能な各種材料の伸びと電気抵抗の上昇との関係を表すグラフを示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る製造方法で製造されるタッチパネル基板を形成するための補正中間部材の平面図である。
【図７】図６に示す補正中間部材を成形型によって立体形状へ成形した際の補正中間部材上の検出電極を平面的に示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態に係る導電性基板の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、特定の限定が生じるように解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「シート」や「フィルム」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上、実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、図１乃至図５を参照しつつ本開示の第１の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施形態に係る製造方法によって製造される導電性基板の一例としてのタッチパネル基板１の斜視図である。図１に示すタッチパネル基板１は、立体形状を有するベース部２と、ベース部２上に設けられた図示省略する検出電極と、を有する。ベース部２は透明の樹脂材料から構成され、後述する成形型２０によって立体形状を有する殻体として成形されている。検出電極は、線状に延びる複数の第１検出電極と、第１検出電極に交差するように線状に延びる複数の第２検出電極とを含み、これら第１検出電極及び第２検出電極は、本例では、ベース部２上に格子パターンで配列されている。
【００１７】
本実施形態においては、タッチパネル基板１を製造する際に、まず、図２に示すような中間部材１０が準備される。中間部材１０は、平板状の基板１４と、第１方向Ｄ１に延びる複数の第１電極１１と、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延びる複数の第２電極１２と、を含んでおり、第１電極１１と第２電極１２とが互いに交差するように基板１４上に配列されている。第１電極１１及び第２電極１２では、延在方向に直交する断面の断面積が一定となっている。また、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは互いに直交し、第１方向Ｄ１で隣接する第１電極１１と第２電極１２との交点の間の距離が第１間隔Ｃ１となっており、第２方向Ｄ２で隣接する第１電極１１と第２電極１２との交点の間の距離が第２間隔Ｃ２となっている。
【００１８】
上述のように中間部材１０が準備された後、本実施形態では、中間部材１０が成形型２０によって立体形状に成形された場合に伸びにより減少する第１電極１１の断面積及び第２電極１２の断面積を特定する断面積特定工程が行われる。図３は、中間部材１０が成形型２０によって立体形状に成形される際の成形操作の一例を示す。図３に示す例では、矢印の方向に、中間部材１０を成形型２０に対して加圧することにより、中間部材１０が立体形状に成形されることになる。このような成形は、中間部材１０を加熱しつつ、真空引きによって中間部材１０を成形型２０側に押し付けることで行ってもよい。
【００１９】
図４は、中間部材１０を成形型２０によって立体形状へ成形した際の中間部材１０上の第１電極１１及び第２電極１２を平面的に示した概略図である。図２と図４とを対比して明らかなように、中間部材１０が立体形状に成形されると、第１電極１１及び第２電極１２において伸びる部分が生じ、このような部分で断面積が減少する。本実施形態における断面積特定工程では、このような断面積が減少する部分における断面積の減少量が特定されることになる。
【００２０】
ここで本実施形態では、中間部材１０を成形型２０によって実際に立体形状に成形して、成形後の第１電極１１の断面積及び第２電極１２の断面積を計測することで、成形前に対する第１電極１１の断面積の減少量及び第２電極１２の断面積の減少量が特定される。このような断面積の減少量の特定は、本例の態様に限られるものではなく、例えばコンピュータ上のシミュレーションによって特定されても構わない。
【００２１】
そして上述のように断面積が特定された後、本実施形態では、立体形状への成形前の第１電極１１における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算するとともに、立体形状への成形前の第２電極１２における成形後の伸びによって断面積が減少する部分に、減少する断面積の量に基づいて断面積を加算する補正を行った補正用電極パターンが特定される（補正パターン特定工程）。
【００２２】
補正用電極パターンにおいては、例えば図４における符号Ａ１で示すように、第１電極１１の一部の断面積が伸びによって減少している場合に、この一部に対応する図２における符号Ａ２で示す第１電極１１の一部に断面積が加算される。このような断面積の加算は、本例においては、線幅及び厚さのうちの少なくとも一方を増加させることによって行われる。
【００２３】
その後、上述のように特定された補正用電極パターンに対応する第１電極１１と第２電極１２とを基板１４上に設けた補正中間部材を作製する補正中間部材作製工程が行われる。次いで、この補正中間部材を成形型２０によって立体形状に成形する成形工程が行われる。これにより、補正中間部材から、図１に示す立体形状を有するタッチパネル基板１が製造される。ここで、タッチパネル基板１におけるベース部２は、立体形状に成形された補正中間部材によって形成されている。
【００２４】
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、タッチパネル基板１の検出電極を形成する第１電極１１及び第２電極１２の立体形状への成形後の伸びによる断面積の減少を考慮して、成形前の第１電極１１及び第２電極１２の断面積を補正する。これにより、成形後のタッチパネル基板１の検出電極において断面積が過度に減少し、その結果、電気抵抗が増加することが抑制される。しかも、タッチパネル基板１は成形型２０によって立体形状に成形されるため、効率的に製造される。よって、立体形状上に配列される電極の電気抵抗のばらつきを抑制できる導電性基板を効率的に製造することが可能となる。
【００２５】
ここで、図５は、図１示すタッチパネル基板１上の検出電極として採用可能な各種材料の伸びと電気抵抗の上昇との関係を表すグラフを示す。同グラフでは、横軸が、各種材料を伸ばした際の増加率（％）を示し、縦軸は、伸び前の電気抵抗に対する伸び後の電気抵抗の増加率（％）、すなわち抵抗変化率（％）を示している。図５に示すように、材料によって、伸びに対する電気抵抗の変化が異なる。ＩＴＯ、伸びないＰＥＤＯＴ、ＡｇＮＷ（Ｉ）及びＡｇＮＷ（ＩＩ）は、伸びが１０％未満という小さい範囲の場合でも、急激に電気抵抗が上昇している。このため、これらの材料では、成形前の電極の断面積を伸びの影響を考慮して増加させても、電気抵抗の増加を効果的に抑制することが困難といえる。なお、ＡｇＮＷは、銀ナノワイヤーを意味する。
【００２６】
一方で、銀ペースト（Ｉ）、銀ペースト（ＩＩ）、銀ペースト（ＩＩＩ）、伸びるＰＥＤＯＴ、ＣＮＢ３１０８１（カーボンナノバッド）、及びＣＮＴ（カーボンナノチューブ）は、伸びに対する電気抵抗の上昇が比較的緩やかとなる。本件発明者は、これらの材料を用いつつ、成形前の電極の断面積を伸びの影響を考慮して増加させた場合には、成形後の電気抵抗の増加を効果的に抑制することができることを確認している。とりわけ本件発明者は、上述の第１電極１１及び第２電極１２が、５０％伸びた場合に、その電気抵抗値の変化率が、伸びる前の４倍以下となる材料である場合に、特に成形後の電気抵抗の増加を効果的に抑制することができることを確認している。より具体的には、上述の第１電極１１及び第２電極１２は、カーボンナノチューブ、カーボンナノバッド、又は伸縮性を有するＰＥＤＯＴであることが好ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に本開示の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態における補正パターン特定工程では、中間部材１０における第１電極１１及び第２電極１２の断面積の補正を行うことにより、補正用電極パターンが特定される。一方、第２の実施形態における補正パターン特定工程では、断面積の補正に加えて、中間部材１０における第１電極１１及び第２電極１２の位置の補正を行うことにより補正用電極パターンが特定される。
【００２８】
図４に示すように、図２に示した中間部材１０を成形型２０によって立体形状へ成形した際には、第１電極１１と第２電極１２とが画成する矩形が不均一となり、タッチパネル基板１における検出精度にばらつきが生じる虞がある。第２の実施形態では、成形後のタッチパネル基板１における検出電極の形状を所望の状態に制御することで、タッチパネル基板１の検出精度にばらつきが生じることを抑制する。
【００２９】
具体的に本実施形態に係る製造方法は、図２に示した第１間隔Ｃ１及び第２間隔Ｃ２を維持しながら成形後の立体形状上に第１電極１１と第２電極１２とが配列された場合の第１電極１１と第２電極１２との各交点の位置を理想点として特定する理想点特定工程と、中間部材１０が成形型２０によって立体形状に成形された場合の第１電極１１と第２電極１２との成形後の交点を特定し、この成形後の交点と理想点との偏差を算出する偏差算出工程と、を備える。そして補正パターン特定工程において、断面積の補正に加えて、中間部材１０における成形後の交点と前記理想点との偏差に基づいて、成形前の第１電極１１と第２電極１２との交点の位置を補正して補正用電極パターンを特定する。
【００３０】
より詳しくは、本実施形態における偏差算出工程は、成形後の第１電極１１と第２電極１２との交点と理想点との偏差を表す偏差ベクトルを算出する工程と、成形後の第１電極１１と第２電極１２との交点と理想点との偏差を補正する補正ベクトルを、偏差ベクトルに基づいて算出する工程と、を含む。そして補正パターン特定工程において、補正ベクトルに基づいて、成形前の第１電極１１と第２電極１２との交点の位置が補正されて補正用電極パターンが特定される。ここで、上述の補正ベクトルは、本実施形態において、偏差ベクトルを反転することにより算出されている。
【００３１】
図６は、成形前の第１電極１１と第２電極１２との交点の位置を補正して特定された補正用電極パターンを示している。図４と図６とを対比して明らかなように、当該補正用電極パターンでは、図４において伸び広がった第１電極１１及び第２電極１２とを相殺するように、成形前の第１電極１１及び第２電極１２の位置が補正されている。そして補正中間部材を成形型２０によって立体形状に成形したタッチパネル基板１においては、図７に示すように、補正中間部材（ベース部２）上の検出電極を平面的に示すと、検出電極が均一な矩形を画成する格子パターンにて配列されるようになる。
【００３２】
このような第２の実施形態の製造方法によれば、タッチパネル基板１の検出電極を形成する第１電極１１及び第２電極１２の立体形状への成形後の伸びによって検出電極の形状が不均一になることを考慮して、成形前の第１電極１１及び第２電極１２の位置を補正する。これにより、成形後のタッチパネル基板１の検出電極においてその形状が不均一になることが抑制される。これにより、成形後のタッチパネル基板１における検出電極の形状を所望の状態に制御することができ、タッチパネル基板１の検出精度にばらつきが生じることを抑制することができる。
【００３３】
上述の各実施形態では、タッチパネル基板を製造する例を説明したが、本開示の製造方法は、デフロスタ装置用の導電性基板、アンテナ用の導電性基板、電磁波シールド用の導電性基板等の製造において適用されてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…タッチパネル基板
２…ベース部
１０…中間部材
１１…第１電極
１２…第２電極
１４…基板
２０…成形型
【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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