CN103116425A - 膜传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种膜传感器，其在可视性优良的同时，能够防止误动作的发生，此外还能够通过发挥优良的防静电性而长期地防止显示缺陷。膜传感器（1）顺序包含偏光膜（2）、防静电层（3）与静电电容式传感器（4）。静电电容式传感器具有透明膜（5）、在该透明膜的一侧形成的透明电极图案（6）与以埋设该透明电极图案的方式形成在透明膜（5）一侧的粘合层（7）。防静电层（3）被配置在偏光膜（2）与透明膜（5）之间，并且附着于透明膜（5）。此防静电层（3）的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□。

Description

膜传感器
技术领域
本发明涉及膜传感器，其适用于能够通过手指或触控笔等的接触来输入信息的输入显示装置。
背景技术
一直以来，公知有在偏光膜的单侧包含静电电容式传感器的膜传感器（专利文献1）。此膜传感器由以下部分构成：在上表面包含导电性层的导电性膜、在所述导电性层上包含的粘结剂层与在所述粘结剂层上包含的偏光膜。通过在例如液晶面板的表面贴合如此的膜传感器，能够得到可视性优良的输入显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-081810号公报
发明内容
发明解决的问题
但是，在所述现有的膜传感器中，偏光膜等由于静电而带电时，会在静电电容式传感器发生误动作。
本发明的目的是提供如下膜传感器，其可视性优良，并且能够防止误动作的发生，此外还能够通过发挥优良的防静电性而长期地防止显示缺陷。
用于解决问题的技术方案
为了实现所述目的，本发明的膜传感器的特征在于，顺序层叠偏光膜、防静电层与静电电容式传感器而成，所述静电电容式传感器具有透明膜、在所述透明膜的一侧形成的透明电极图案与以埋设所述透明电极图案的方式形成在所述透明膜一侧的粘合层，所述透明膜被配置在所述防静电层与所述透明电极图案之间，所述防静电层的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□。
优选的，所述透明膜介于所述防静电层与所述粘合层之间，从而所述防静电层与所述粘合层以规定间隔被配置。
还优选的，在所述透明膜的一侧形成了所述粘合层之后，在所述透明膜的另一侧形成所述防静电层。
还优选的，所述防静电层包含表面活性剂、碱金属盐、多元醇、导电性微粒以及导电性聚合物中的任一个，更优选的，所述碱金属盐是双（三氟链烷磺酰基）酰亚胺碱金属盐。
发明效果
根据本发明，在防静电层与透明电极图案之间配置透明膜，防静电层的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□。通过将防静电层的表面电阻值设定为所述范围，能够抑制以静电等为起因的偏光膜的带电。并且，静电电容式传感器能够正确检测透明电极图案与使用者的手指之间产生的电容的变化。进而，根据所述配置，因为防静电层与粘合层不接触，所以能够防止防静电层包含的成分的扩散，能够长期地维持防静电功能。因此，在可视性优良的同时，能够防止误动作的发生，此外还能够通过发挥优良的防静电性而长期地防止显示缺陷。因此其结果是，能够提供长期地持续正常动作的膜传感器。
附图说明
图1是概略地表示本发明实施方式的膜传感器结构的剖视图。
图2是表示图1的防静电层的表面电阻值与在膜传感器发生的误动作以及防静电性（显示缺陷）的关系的图。
附图标记说明
1膜传感器
2偏光膜
3防静电层
4静电电容式传感器
5透明膜
6透明电极图案
7粘合层
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1是概略地表示本发明实施方式的膜传感器结构的剖视图。应予说明，图1的各层的厚度是给出其一例的情况，本发明的膜传感器的各层厚度不限于图1的情况。
本发明的膜传感器1如图1所示，顺序包含：偏光膜2、防静电层3与静电电容式传感器4。静电电容式传感器具有透明膜5、在该透明膜的一侧形成的透明电极图案6与以埋设该透明电极图案的方式形成在透明膜5一侧的粘合层7。
防静电层3被配置在偏光膜2与透明膜5之间，并且附着于透明膜5。此防静电层3的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□(ohms per square)。并且，透明膜5被配置在防静电层3与透明电极图案6之间。并且，通过使透明膜5介于防静电层3与粘合层7之间，使得防静电层3与粘合层7被配置成仅仅间隔透明膜5的厚度的程度。
一般的，静电电容式传感器是在使用者的手指接近其表面时，检测透明电极图案与手指形成的微弱的静电电容。此处，在透明电极图案与使用者的手指之间存在带了静电的偏光膜时，有时静电电容式传感器发生误动作。另一方面，为了减少偏光膜的带电而在透明电极图案与使用者的手指之间设置导电性优良的层（例如，表面电阻值小于1.0×109Ω/□的导电层）时，此时则存在不能得到静电电容式传感器所期望的电容（capacitance）的问题。
本发明者们为了解决所述问题而反复进行精心研究，其结果是，着眼于防静电层的表面电阻值及其配置位置。并且，得到了如下认识，即通过使防静电层的表面电阻值为特定的值，能够防止静电电容式传感器的误动作，并且，能够发挥优良的防静电性。
并且，本发明者们得到了如下认识，通过将透明膜配置于防静电层与透明电极图案之间，能够长期地持续优良的防静电性。因为像现有的膜传感器那样，偏光膜与埋设了透明电极图案的粘合层不接触，所以，即使是与偏光膜邻接而配置防静电层的情况下，也能够防止其成分（代表性的是防静电剂）扩散到所述粘合层。
接着，以下说明膜传感器1的各个构成要素的详细情况。
（偏光膜）
本发明使用的偏光膜具有如下功能，其将入射到该偏光膜的光分离为相互垂直的2个偏光成分，透射一个偏光成分，吸收另一个偏光成分。所述偏光膜在面内具有吸收轴与透射轴。所述吸收轴是最大地吸收入射光的方向，所述透射轴是最大地透射光的方向。一般地，所述吸收轴与所述透射轴相互垂直。
所述偏光膜只要具有所述功能即可，没有特别地限制，优选的是包含二向色性元素的聚乙烯醇类树脂的拉伸膜。并且，也可以在所述拉伸膜的两侧层叠保护膜而构成所述偏光膜。所述拉伸膜的厚度通常是1.0μm~30μm。如此的偏光膜能够从例如日东电工株式会社获得。
（防静电层）
本发明使用的防静电层被配置在偏光膜与静电电容式传感器之间。此防静电层的厚度是例如0.1μm~80μm。所述防静电层的每单位面积的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□(ohms per square)。防静电层的表面电阻值小于1.0×109Ω/□时会发生静电电容式传感器的误动作，另一方面，在表面电阻值超过1.0×1011Ω/□时会发生显示缺陷。本发明的膜传感器通过使用如此的防静电层，能够防止在静电电容式传感器发生误动作，此外还能够发挥优良的防静电性。
所述防静电层是以例如丙烯酸树脂为主要成分的材料，优选包含防静电剂。此防静电层可以通过将分散了防静电剂的压敏粘结剂（PSA）贴合于偏光膜来形成，也可以在任意的涂布剂或者溶剂中混合、或者就以原液的形式直接涂布于偏光膜来形成。在通过防静电剂的涂布来形成所述防静电层的情况下，在此防静电层与静电电容式传感器之间另外设置其它粘合层。
防静电层优选包含碱金属盐、表面活性剂、多元醇、导电性微粒以及导电性聚合物中的任一个，更优选的，作为碱金属盐，包含双（三氟链烷磺酰基）酰亚胺碱金属盐（Bis(trifloroalkanesulfonyl)imide alkaline metal salt)。所述防静电层能够从例如东京化成工业株式会社获得。
作为所述表面活性剂，能够使用磺酸类化合物等阴离子型或者两性表面活性剂、环氧乙烷等非离子型表面活性剂等。作为所述多元醇，能够使用聚乙二醇的酯化反应物等。作为所述导电性微粒，能够使用导电性的炭黑（CB）、碳纳米管（CNT）等。作为所述导电性聚合物，能够使用聚苯胺、聚乙撑二氧噻吩、聚吡咯等。
所述防静电层的表面电阻值能够通过改变所述防静电剂的种类或含量来适当增加或者减少。
（静电电容式传感器）
本发明使用的静电电容式传感器具有表现出光学各向同性的透明膜、在该透明膜的一侧形成的透明电极图案与以埋设该透明电极图案的方式形成在该透明膜一侧的粘合层。
所述透明电极图案通常与在透明膜端部形成的布线（未图示）电连接。
在本发明中，所述透明膜被配置在防静电层与透明电极图案之间。根据如此的方案，因为偏光膜与埋设了透明电极图案的粘合层不接触，所以即使是与所述偏光膜邻接而层叠防静电层的情况下，也能够防止所述防静电层的成分（代表性的是防静电剂）扩散到所述粘合层。其结果是，本发明的膜传感器能够长期地持续优良的防静电性。
所述透明膜优选表现出光学各向同性，或者，对于可见光区域（380nm~780nm）的任一处波长λ具有λ/4的面内的相位差值。在所述透明膜表现出光学各向同性的情况下，此透明膜的波长590nm的面内的相位差值优选小于10nm。对于所述透明膜对可见光区域的任一波长λ具有λ/4的面内的相位差值的情况下，此透明膜的波长590nm的面内的相位差值优选是127.5nm~167.5nm(590/4=147.5nm(容许范围±20nm))。
形成所述透明膜的材料，从耐热性优良的观点考虑，优选的是聚环烯烃或者聚碳酸酯。所述透明膜的厚度是例如10μm~200μm。所述透明膜也可以在其表面包含易粘层或者硬涂层。所述透明膜可以从例如日本瑞翁株式会社或者帝人化成株式会社获得。
所述透明电极图案代表性的由透明导体形成，透明导体是指在可见光区域（380nm~780nm）透射率为80%以上，且表面电阻值在500Ω/□以下的材料。所述透明导体优选铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化铟-氧化锌复合物。
透明电极图案的形状除梳子形状之外，还能够根据用途采用条纹形状或者菱形形状等任意的形状。透明电极图案的高度例如是10nm~100nm，宽度是0.1mm~5.0mm。
所述透明电极图案能够如此得到，即，在透明膜通过例如溅射法或者真空蒸镀法形成透明导体层后，在透明导体层的表面形成期望图案的光致抗蚀膜，然后，浸渍入盐酸除去透明导体层的不需要的部分。
所述粘合层以埋设所述透明电极图案的方式形成在透明膜上。作为形成此粘合层的材料，从透明性优良的观点考虑，优选的是丙烯酸类粘结剂。所述丙烯酸类粘结剂的厚度优选的是10μm~200μm。粘合层可以使用市售的光学透明粘结剂（OCA：Optical Clear Adhesive）。此丙烯酸类粘结剂例如能够从日东电工株式会社（产品名：LUCIACS（注册商标）CS9621T）获得。
如上所述，根据本实施方式，在防静电层3与透明电极图案6之间配置透明膜5，防静电层3的表面电阻值为1.0×109~1.0×1011Ω/□。通过将防静电层3的表面电阻值设定为所述范围来抑制以静电等为起因的偏光膜2的带电。并且，静电电容式传感器4能够正确地检测在透明电极图案6与使用者的手指之间产生的电容的变化。进而，根据所述配置，因为防静电层3与粘合层7不接触，所以能够防止防静电层3包含的防静电剂扩散到粘合层7，从而能够长期地维持防静电层3的防静电功能。因此，在可视性优良的同时，能够防止误动作的发生，此外还能够通过发挥优良的防静电性而长期地防止显示缺陷。
以上，对于本实施方式的膜传感器进行了描述，但是，本发明没有限定为所述的实施方式，能够基于本发明的技术构思进行各种变形以及变更。
以下，说明本发明的实施例。
实施例
（实施例一）
首先，在厚度为50μm的聚环烯膜（日本瑞翁株式会社，商品名“ZEONOR（注册商标）”）的一侧，通过溅射法堆积铟锡氧化物，形成厚度为20nm的包含铟锡氧化物的非晶质的透明导体膜。将此透明导体膜在140℃的加热炉内加热处理30分钟，使所述非晶质膜变化为结晶质膜。在包含所述铟锡氧化物的结晶质膜的透明导电膜的表面形成条纹状图案的光致抗蚀膜，然后，通过将透明导电膜浸渍在盐酸中来除去透明导电膜的不需要的部分，得到透明电极图案。接着，以埋设所述透明电极图案的方式在所述聚环烯膜的一侧层叠丙烯酸类粘结剂层（日东电工株式会社生产，商品名“LUCIACS（注册商标）”），制作静电电容式传感器。
然后，在所述静电电容式传感器的聚环烯膜的另一侧（透明电极图案的相反侧）依次层叠表面电阻值为2.0×109Ω/□的防静电层与偏光膜（日东电工株式会社生产，商品名“NPF（注册商标）”），得到膜传感器。在所述防静电层使用如下的丙烯酸类压敏粘结剂，其是相对于该防静电层的总重量以7重量%分散双（三氟甲烷磺酰基）酰亚胺锂而得到的。
将如此制作的膜传感器用作具有面内转换（In-Plane Switching）方式的液晶面板的表面型静电电容式（Surface Capacitive Type）触摸面板的触摸传感器。
（实施例二）
除了使用表面电阻值为8.0×1010Ω/□的防静电层以外，制作与实施例一同样结构的输入显示装置。在所述防静电层使用如下的丙烯酸类压敏粘结剂（厚度25μｍ），其是相对于该防静电层的总重量以2重量%分散双（三氟甲烷磺酰基）酰亚胺锂而得到的。
（比较例一）
除了使用表面电阻值为5.0×108Ω/□的防静电层以外，制作与实施例一同样结构的输入显示装置。在所述防静电层使用如下的丙烯酸类压敏粘结剂（厚度25μｍ），其是相对于该防静电层的总重量以10重量%分散双（三氟甲烷磺酰基）酰亚胺锂而得到的。
（比较例二）
除了使用表面电阻值为2.0×1011Ω/□的防静电层以外，制作与实施例一同样结构的输入显示装置。在所述防静电层使用如下的丙烯酸类压敏粘结剂（厚度25μｍ），其是相对于该防静电层的总重量以1重量%分散双（三氟甲烷磺酰基）酰亚胺锂而得到的。
显示缺陷的评价方法
使用静电放电枪（Electrostatic discharge Gun）对配置于触摸面板的可视侧的表面的偏光膜施加静电，通过肉眼观察确认有无显示缺陷。
误动作的评价方法
在使用实施例一、二以及比较例一、二的触摸面板的状态下进行肉眼观察，确认有无误动作。
在表1中给出用这些评价方法评价所得的结果。并且，表1中，没有发生显示缺陷的情况用“○”表示，发生了显示缺陷的情况用“×”表示。
【表1】
Figure BDA00002332179300091
如表1的实施例一以及二所示，在使用了每单位面积的表面电阻值为2.0×109~8.0×1010Ω/□的防静电层的膜传感器中，即使偏光膜由于静电而带电，也不会在液晶面板发生显示缺陷。并且，也不会发生静电电容式传感器的误动作。
另一方面，如比较例一、二所示，在所述表面电阻值小于1.0×109Ω/□的情况下，发生了静电电容式传感器的误动作。并且，所述防静电层的表面电阻值超过1.0×1011Ω/□时，发生了液晶面板的显示缺陷。由这些实施例以及比较例的结果推定表面电阻值、误动作以及防静电性（显示缺陷）存在如图2所示的关系。
因此，可知通过将在本发明的膜传感器的结构中每单位面积的表面电阻值设定为1.0×109~1.0×1011Ω/□、特别是2.0×109~8.0×1010Ω/□，能够防止误动作的发生，并且能够实现优良的防静电性并防止显示缺陷。
产业上的可利用性
本发明的膜传感器对于其用途没有特别地限定，优选的是能够在智能手机或者平板电脑（也称为Slate PC）等便携终端被采用。

Claims (5)

1.一种膜传感器，其特征在于，
所述膜传感器是顺序层叠偏光膜、防静电层与静电电容式传感器而成的，
所述静电电容式传感器具有透明膜、在所述透明膜的一侧形成的透明电极图案与以埋设所述透明电极图案的方式形成在所述透明膜一侧的粘合层，
所述透明膜被配置在所述防静电层与所述透明电极图案之间，
所述防静电层的表面电阻值是1.0×109~1.0×1011Ω/□。
2.如权利要求1所述的膜传感器，其特征在于，所述透明膜介于所述防静电层与所述粘合层之间，从而所述防静电层与所述粘合层以规定间隔被配置。
3.如权利要求1所述的膜传感器，其特征在于，在所述透明膜的一侧形成了所述粘合层之后，在所述透明膜的另一侧形成所述防静电层。
4.如权利要求1所述的膜传感器，其特征在于，所述防静电层包含表面活性剂、碱金属盐、多元醇、导电性微粒以及导电性聚合物中的任一个。
5.如权利要求4所述的膜传感器，其特征在于，所述碱金属盐是双（三氟链烷磺酰基）酰亚胺碱金属盐。
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