CN103064568B - 触摸面板传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小形成有透明电极图案的薄膜中产生的波纹的电容型触摸面板传感器。本发明的触摸面板传感器具备第一薄膜、形成于该第一薄膜上的第一透明电极图案、以覆盖该第一透明电极图案的方式层叠于第一薄膜上的第一粘接层、层叠于该第一粘接层上的第二薄膜、层叠于该第二薄膜上的第二粘接层、层叠于前述第二粘接层上的第三薄膜、和形成于该第三薄膜上的第二透明电极图案；由第二薄膜与第二粘接层的总厚度Da和第一透明电极图案与第二透明电极图案的距离Db规定的Da/Db为0.5~0.9。

Description

触摸面板传感器

技术领域

本发明涉及触摸面板传感器。

背景技术

近年来，触摸面板传感器的需求大幅增大，与之相伴地提出了各种触摸面板传感器。特别是提出了多种电容型触摸面板传感器，例如，专利文献1中公开了将形成有下部电极图案的下部基板、第一粘合剂层、形成有上部电极图案的上部基板、第二粘合剂层、和表面构件(也称为保护玻璃(cover lens))依次层叠而成的电容型触摸面板传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-170511号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如上所述的触摸面板传感器中存在如下问题。即，使用薄的薄膜作为上部基板时，有透明电极的部分与无透明电极的部分的薄膜的收缩行为不同，因此有时产生波纹(waviness)。对这种波纹而言，例如，形成高度30nm的透明电极图案时，有透明电极的部分与无透明电极的部分产生约1.5μm的高低差，存在作为产品的外观性状大大降低的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供能够减小形成有透明电极图案的薄膜中产生的波纹的电容型触摸面板传感器。

用于解决问题的方案

本发明的触摸面板传感器具备第一薄膜、形成于前述第一薄膜上的第一透明电极图案、以覆盖前述第一透明电极图案的方式层叠于前述第一薄膜上的第一粘接层、层叠于前述第一粘接层上的第二薄膜、层叠于前述第二薄膜上的第二粘接层、层叠于前述第二粘接层上的第三薄膜、和形成于前述第三薄膜上的第二透明电极图案；由前述第二薄膜与前述第二粘接层的总厚度Da和前述第一透明电极图案与前述第二透明电极图案的距离Db规定的Da/Db为0.5~0.9。

根据该结构，第二薄膜隔着第二粘接层支撑层叠有第二透明电极图案的第三薄膜，因此，即使第三薄膜的厚度小时，也能够减小透明电极图案形成时产生的波纹。另外，由第二薄膜与第二粘接层的总厚度Da和第一透明电极图案与第二透明电极图案的距离Db规定的Da/Db设为0.5~0.9，因此，即使第三薄膜的厚度小，也能适度地保持Db的距离，因此能够提高触摸面板传感器的触摸灵敏度。即，波纹的减少和触摸灵敏度的提高能够兼得。需要说明的是，Da/Db不足0.5时，由于波纹，有时有透明电极的部分与无透明电极的部分的高低差为0.7μm以上，有以产品性状来看无法采用的担心。

上述触摸面板传感器中，优选Da为50~240μm。

另外，上述触摸面板传感器中，优选Db为100~300μm。

上述触摸面板传感器中，还可以具备以覆盖第二透明电极图案的方式层叠于第三薄膜上的第三粘接层、和层叠于该第三粘接层上的保护层。

发明的效果

根据本发明的触摸面板传感器，能够减小形成有透明电极图案的薄膜中产生的波纹。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的触摸面板传感器的剖视图。

图2为表示实施例中波纹的测定的示意图，其中，实施例1～3中，薄膜层叠体包含第二薄膜、第二粘接层、第三薄膜，比较例中，薄膜层叠体包含第三薄膜。

附图标记说明

1 第一薄膜

11 第一粘接层

2 第二薄膜

21 第二粘接层

3 第三薄膜

31 第三粘接层

10 第一透明电极图案

20 第二透明电极图案

4 保护玻璃(保护层)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的触摸面板传感器的一个实施方式进行说明。图1为该触摸面板传感器的剖视图。需要说明的是，以下，为了便于说明，将图1的上侧作为“上”、下侧作为“下”而进行说明，各构件的配置位置、朝向等不限定于此。

本实施方式的触摸面板传感器为电容型触摸面板中使用的传感器，如图1所示，隔着粘接层层叠三层的薄膜而成。具体而言，其具有第一薄膜1、形成于该第一薄膜1上的第一透明电极图案10、以埋设该第一透明电极图案10的方式层叠于第一薄膜上的第一粘接层11、层叠于第一粘接层11上的第二薄膜2、层叠于第二薄膜2上的第二粘接层21、层叠于第二粘接层21上的第三薄膜3、和形成于第三薄膜3上的第二透明电极图案20。进而，以埋设第二透明电极图案20的方式在第三薄膜3上层叠有第三粘接层31，在其上还配置有保护玻璃4。

该触摸面板传感器中，可以如下设定尺寸。首先，优选适度地增大第二薄膜2与第二粘接层21的总厚度Da。这是因为，通过使Da变大，能够牢固地支撑第三薄膜3，因此，如后所述，能够减小第二透明电极图案20形成时产生的波纹。从这种观点考虑，Da优选设为50~240μm，进一步优选设为55~200μm。另外，优选适度地增大第一透明电极图案10与第二透明电极图案20的距离Db。这是因为，Db变大时，透明电极图案10与透明电极图案20之间的静电容量变小，其结果，手指触摸保护玻璃4时产生的静电容量的变化率变大，因此变得易于确实地检测出触摸的有无。从这种观点考虑，Db优选设为100~300μm，进一步优选设为110~250μm。需要说明的是，Da，Db过大时，触摸面板传感器变厚，是不合适的，因此优选如上所述那样设定。进而，从防止第二透明电极图案20形成时的波纹的观点考虑，第二薄膜2、第二粘接层21、和第三薄膜3的总厚度Dc优选设为75~250μm，进一步优选设为100~200μm。并且，关于上述的Da和Db，为了兼得波纹的减少和触摸灵敏度的提高，Da/Db优选设为0.5~0.9，进一步优选设为0.6~0.8。

接着，对构成上述触摸面板传感器的各层进行说明。

(1)薄膜

上述的第一薄膜1和第三薄膜3分别支撑第一透明电极图案10和第二透明电极图案20。它们的厚度薄更佳，各自优选为15~55μm，进一步优选为20~30μm。通过使厚度这样薄，透明电极的成膜条件变好，能够得到导电性、品质优异的透明电极图案。

另外，为了适度地保持第一透明电极图案10与第二透明电极图案20之间的距离Db，优选上述的第二薄膜2大于上述第三薄膜。具体而言，上述第二薄膜2的厚度优选为30~230μm，进一步优选为40~200μm。另外，从提高触摸灵敏度的观点考虑，第二薄膜2在1MHz下的介电常数较小更佳，优选为2~3。

上述第一薄膜1、第二薄膜2、和第三薄膜3能够用各种材料形成，例如，优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(3.2)、聚环烯烃(2.3)或聚碳酸酯(2.9)。括弧内的数值表示各材料在1MHz下的介电常数。另外，可以在各薄膜1、2、3的一个面或两个面上形成易粘接层、硬涂层。需要说明的是，形成各薄膜1、2、3的材料可以彼此相同，也可以不同。

(2)透明电极图案

上述的第一透明电极图案10和第二透明电极图案20为用于检测出触摸位置的传感器。各透明电极图案10、20通常与形成于薄膜端部的引绕布线（引き回し配線）(未图示)电连接，上述引绕布线与控制IC(未图示)连接。对于这种第一透明电极图案10和第二透明电极图案20，例如，可以将任一者作为X坐标用的电极、另一者作为Y坐标用的电极，配置成格子状。另外，可以使各透明电极图案10、20的形状为条纹状、菱形状等任意形状。

另外，各透明电极图案10、20代表性地通过透明导电体形成。透明导电体为在可见光区域(380~780nm)中透射率高(80%以上)、且每单位面积的表面电阻率(Ω/□:ohms per square)为500Ω/□以下的材料。具体而言，例如可以使用铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化铟-氧化锌复合氧化物。形成上述透明电极图案的透明导电体为铟锡氧化物时，该透明导电体的表面电阻率优选为300Ω/□以下，进一步优选为200~300Ω/□。具有这种表面电阻率的透明导电体可以如下得到：例如，将包含97重量%的氧化铟、3.3重量%的氧化锡的铟锡氧化物在厚度15~55μm的薄膜上成膜，加热处理所得到的铟锡氧化物层使其结晶化，从而得到。另外，各透明电极图案10、20的高度优选为10~100nm，进一步优选为10~50nm。各透明电极图案10、20可以通过各种方法形成。例如可以列举出如下方法：首先，对于薄膜，通过溅射法或真空蒸镀法形成透明导电体层；然后，通过蚀刻处理将所形成的透明导电体层图案化，从而形成透明电极图案的方法。

(3)粘接层

如上所述，上述第一粘接层11和第三粘接层31为分别埋设透明电极图案10和透明电极图案20的粘接层，可以使用压敏粘接剂(也称为粘合剂)。压敏粘接剂例如优选使用丙烯酸系粘合剂。另外，也可以从市售的光学透明粘合剂(OCA：Optical ClearAdhesive)中适宜地选择使用。第一粘接层11的厚度例如优选为10~50μm，第三粘接层31的厚度例如优选为10~200μm。另一方面，除了压敏粘接剂之外，第二粘接层21也可以使用固化粘接剂。使用压敏粘接剂作为第二粘接层21时，其储能模量优选为0.1~10MPa。通过具有这样的弹性模量，能够提高耐收缩性，进一步减小波纹。作为压敏粘接剂，可以使用与第一粘接层11和第三粘接层31相同的材料。另外，例如，从能够在对层叠的薄膜没有不良影响的温度下固化的观点考虑，固化粘接剂优选使用活性能量线固化型粘接剂，进一步优选使用紫外线固化型粘接剂层。对于第二粘接层21的厚度，为压敏粘接剂层时，例如优选为15~50μm；为固化粘接剂层时，例如优选为0.1~10μm。

(4)保护玻璃

上述保护玻璃4配置于触摸面板传感器的最外表面，用作用于保护该触摸面板传感器免受来自外部的冲击、摩擦的保护层。上述保护玻璃4通常具有使用者通过触摸其表面进行输入操作的输入区域、和在其周围通过装饰印刷而形成的非透光性的非输入区域。形成保护玻璃4的材料例如可以为塑料、玻璃，其厚度例如可以设为0.5~1.5mm。

接着，对上述的触摸面板的制造方法的一个例子进行说明。首先，在第三薄膜3的上表面形成透明导电体层。接着，在该第三薄膜3的下表面涂布第二粘接剂21，隔着该粘接剂21层叠第二薄膜2。接着，通过对第三薄膜3上的透明导电体层实施蚀刻而形成例如条纹状的第二透明电极图案20。然后，以埋设该第二透明电极图案20的方式在第三薄膜3的上表面上涂布第三粘接剂31，隔着该粘接剂31配置保护玻璃4。与之并行地在第一薄膜1的上表面层叠透明导电体层，实施蚀刻，从而在第一薄膜1上形成例如条纹状的第一透明电极图案10。需要说明的是，该条纹的图案与第二透明电极图案20正交。接着，在形成有透明电极图案10的第一薄膜1的上表面，以埋设第一透明电极图案10的方式涂布第一粘接层11，将其粘接于第二薄膜2的下表面。由此完成的触摸面板传感器适用于各种用途，例如可以用于智能手机(smart phone)、平板电脑终端(也称为Slate PC)等。该情况下，将引绕布线适宜地连接于各透明电极图案10，20，配置于显示器上。

如上所述那样构成的触摸面板传感器可以如下使用。即，用手指触摸保护玻璃4的任一位置时，该位置的第一透明电极图案10与第二透明电极图案20之间的静电容量变化。即，形成为条纹状的各图案的任一者的静电容量变化，因此可以演算静电容量变化的各图案的交点为被触摸的位置。

如上，根据本实施方式，第二薄膜2隔着第二粘接层21支撑层叠有第二透明电极图案20的第三薄膜3，因此，即使第三薄膜3的厚度小时，也能够减小透明电极图案20形成时产生的波纹。另外，由第二薄膜2与第二粘接层21的总厚度Da和第一透明电极图案10与第二透明电极图案20的距离Db规定的Da/Db设为0.5~0.9，因此，即使第三薄膜3的厚度小，也能适度地保持Db的距离，因此能够提高触摸面板传感器的触摸灵敏度。其结果，波纹减少的同时，还能够提高触摸灵敏度。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，在不超出其主旨的范围内，可以进行各种变更。例如，透明电极图案的形态除条纹以外还可以是各种形态，根据所需功能、性能可以是各种图案。

实施例

以下对本发明的实施例进行说明。但是，本发明不限定于以下的实施例。以下，制作了具有上述实施方式所示的形态的三种实施例、和不设有第二薄膜与第二粘接层的比较例。

(1)实施例1

准备具备烧结体靶的溅射装置，所述烧结体靶为97重量%的氧化铟、3.3重量%的氧化锡的烧结体靶。接着，在厚度25μm的由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的第三薄膜上，使用上述溅射装置形成厚度27nm的铟锡氧化物层。然后，用140℃的加热炉加热处理该铟锡氧化物层30分钟使其结晶化。用四探针法测定所得到的铟锡氧化物层的表面电阻率，结果为270Ω/□，显示出优异的导电性。

接着，在上述第三薄膜的铟锡氧化物层的相反侧的面上层叠厚度25μm的由丙烯酸系粘合剂形成的第二粘接层。然后，隔着该第二粘接层在第三薄膜上层叠厚度125μm的由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的第二薄膜。接着，在上述铟锡氧化物层的表面上形成条纹状图案的光致抗蚀剂，然后，浸渍于盐酸实施蚀刻处理。然后，通过在120℃下干燥5分钟，形成高27nm、宽2mm、间距6mm的条纹状的第二透明电极图案。

接着，上述第三薄膜中，在形成有第二透明电极图案的一侧，以埋设该透明电极图案的方式，涂布厚度100μm的由丙烯酸系粘合剂形成的第三粘接层，隔着该第三粘接层层叠保护玻璃。

与上述工序并行地，在由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的第一薄膜上，与上述第三薄膜同样地形成铟锡氧化物层。然后，用与上述同样的方法对铟锡氧化物实施蚀刻，形成第一透明电极图案。其中，以条纹图案与第二透明电极图案正交的方式形成。接着，以埋设第一透明电极图案的方式，在该第一薄膜上涂布厚度25μm的由丙烯酸系粘合剂形成的第一粘接层，将该第一粘接层粘接在上述的第二薄膜的下表面，即层叠有第二粘接层侧的相反侧的面。

对于由此所得到的触摸面板传感器，第二薄膜与第二粘接层的厚度总和Da为150μm，第一透明电极图案与第二透明电极图案的距离Db为200μm。因此，Da/Db为0.75。需要说明的是，使用膜厚计(Peacock公司制造的数显千分表（digital dial gauge）DG-205)测定这些Da、Db以及各构件的膜厚。

(2)实施例2

与实施例1不同的只有第二薄膜的厚度，除此之外，用与实施例1同样的方法制作触摸面板传感器。第二薄膜的厚度设为100μm。因此，Da为125μm，Db为175μm，Da/Db为0.71。

(3)实施例3

与实施例1不同的只有第二薄膜的厚度，除此之外，用与实施例1同样的方法制作触摸面板传感器。第二薄膜的厚度设为50μm。因此，Da为75μm，Db为125μm，Da/Db为0.6。

(4)比较例

与实施例1不同的是，不设有第二薄膜和第二粘接层。作为制造方法，在第三薄膜上形成铟锡氧化物层后，通过实施蚀刻形成第二透明电极图案，而不层叠第二薄膜。然后，隔着第一粘接层将形成有第一透明电极图案的第一薄膜层叠于第三薄膜的下表面。因此，由于Da变为0μm，Db变为50μm，Da/Db变为0。

(5)波纹的测定

上述各实施例和比较例中，在形成第二透明电极图案的时候测定了波纹。即，将实施例1~3中的薄膜层叠体、比较例中的薄膜层叠体配置于平坦的平台上；所述实施例1~3中的薄膜层叠体由第二透明电极图案、第二和第三薄膜，和第二粘接层形成，所述比较例中的薄膜层叠体由第二透明电极图案和第三薄膜形成；如图2所示，使用光学式轮廓测量仪(Veecolnstruments公司制造的Optical Profilometer NT3300)测定有透明电极图案的部分与无透明电极图案的部分的高低差。

结果如下。

[表1]

	Da(μm)	Db(μm)	Da/Db	高低差(μm)
					实施例1	150	200	0.75	0.2
实施例2	125	175	0.71	0.3
					实施例3	75	125	0.6	0.5
比较例	0	50	0	1.5

根据上述实施例1~3可知，Da变得越大，越能够可靠地支撑厚度小的第三薄膜，因此与比较例相比，高低差减小为1/3以下。另外可知，与Da的厚度相伴地Db也变大，因此两个透明电极图案之间的距离也变大。因此，手指触摸保护玻璃时产生的静电容量变化的变化率变大，能够提高触摸灵敏度。而且可知，实施例1~3中，由Da，Db规定的Da/Db为上述的0.5~0.9的范围内，因此波纹的减少和触摸灵敏度的提高可以兼得。

Claims (5)

1.一种触摸面板传感器，其特征在于，其具备：

第一薄膜、

形成于所述第一薄膜上的第一透明电极图案、

以覆盖所述第一透明电极图案的方式层叠于所述第一薄膜上的第一粘接层、

层叠于所述第一粘接层上的第二薄膜、

层叠于所述第二薄膜上的第二粘接层、

层叠于所述第二粘接层上的第三薄膜、和

形成于所述第三薄膜上的第二透明电极图案；

其中，由所述第二薄膜与所述第二粘接层的总厚度Da和所述第一透明电极图案与所述第二透明电极图案的距离Db规定的Da/Db为0.5~0.9。

2.根据权利要求1所述的触摸面板传感器，其特征在于，所述Da为50~240μm。

3.根据权利要求1或2所述的触摸面板传感器，其特征在于，所述Db为100~300μm。

4.根据权利要求1或2所述的触摸面板传感器，其特征在于，其还具备：

以覆盖所述第二透明电极图案的方式层叠于所述第三薄膜上的第三粘接层、和

层叠于所述第三粘接层上的保护层。

5.根据权利要求3所述的触摸面板传感器，其特征在于，其还具备：

以覆盖所述第二透明电极图案的方式层叠于所述第三薄膜上的第三粘接层、和

层叠于所述第三粘接层上的保护层。