CN106462302A - 投影型静电电容触摸开关面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器调整容易、具有抑制了可见光的反射的传感器部、还具有充分的耐环境性的投影型静电电容触摸开关面板。投影型静电电容触摸开关面板(1)具备具有X方向检测用的传感器部(3)的玻璃基板(2)和具有Y方向检测用的传感器部(5)的玻璃基板(4)，将这两个玻璃基板层叠，将传感器部彼此相向地夹在玻璃基板之间，各传感器部具有包含Al薄膜的传感器电极、含有选自Cr、Mo和W的至少一种金属的黑化膜，在第一玻璃基板(2)的传感器部(3)中，在该玻璃基板的与触摸面相反的表面上形成有黑化膜，在其上形成有Al膜，在第二玻璃基板(4)的传感器部(5)中，在该玻璃基板的表面上形成有Al薄膜，在其上形成有黑化膜。

Description

投影型静电电容触摸开关面板
技术领域
本发明涉及通过静电电容的变化来检测触摸面(XY平面)的任意位置上使用者的手指等的接近的投影型静电电容触摸开关面板。特别涉及在玻璃基板上设置了传感器电极的投影型静电电容触摸开关面板。
背景技术
在家电设备、AV设备、PC/OA设备、产业机械、其他电子装置中，作为向各设备输入的方法之一，使用投影型静电电容方式的触摸开关面板。投影型静电电容方式具有在X方向和Y方向排列成网格状的多个传感器电极。一般来说，投影型静电电容触摸开关面板由以铟锡氧化物(以下记载为ITO)形成的X方向用及Y方向用的透明传感器电极层、与该电极连接的配线层、在透明电极之间设置的绝缘层(介电体层)、表面保护层等构成，外部具有控制部。用手指触摸面板表面时，在各传感器电极与手指之间引起静电耦合，各传感器电极的静电电容变化。在控制部中，将各传感器电极的静电电容的变化量数值化，在该数值超过预先决定的阈值时，判断手指接触了。由此，控制部能够检测出手指接触了触摸开关的哪个位置(平面XY坐标)。
作为投影型静电电容触摸开关面板的具体结构，已知的是如下的结构，在一个玻璃基板上形成X方向用的透明传感器电极，在另一个玻璃基板上形成Y方向用的透明传感器电极层，以任一玻璃基板位于透明传感器电极之间而成为绝缘层(介电体层)的方式将该玻璃基板重叠。另外，提出了在两片玻璃基板各自上形成ITO的透明传感器电极，将这些透明传感器电极相向设置，使玻璃基板介由隔离部件重叠，在透明传感器电极之间注入介电材料的结构(参照专利文献1)。同样，提出了在两片玻璃基板各自上形成ITO的透明传感器电极，将这些透明传感器电极相向设置，在其间形成绝缘粘合层的结构(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2006-338668号公报
专利文献2:实用新型登记第3161738号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在采用两片玻璃基板，将其一片作为传感器电极间的绝缘层(电介体层)使用的情况下，由于其厚度在电极间产生间隙，控制部的传感器调整变得困难。另外，透明传感器电极为了维持高的显示质量而要求高的透射率，为了在控制部能以微秒级检测出信号变化而要求低的电阻值。如专利文献1和专利文献2那样，在使用ITO的透明传感器电极的情况下，通过在玻璃基板上形成该电极而将ITO膜厚膜化可实现低电阻化，但使ITO膜增厚时，则带有黄色，存在外观上的问题。因此，不容易在不损害透射率等的情况下实现所要求的低电阻值。
存在替代ITO而使用铝薄膜等，将传感器电极形成为目视下几乎透明的微细格子状的方法。但是，铝薄膜的可见光(波长约400-700nm)的反射率很高，具有容易产生晃眼这样的特性，因此来自触摸面的可视特性(透射性)差。
另外，在不将透明传感器电极夹在基板间的结构的情况下，需要在一个传感器电极侧设置保护层，但在严酷的环境下使用的情况下不能充分地对应。
本发明是为了对应这样的问题而完成的，目的在于提供传感器调整容易、具有抑制了可见光的反射的传感器部、还具有充分的抗环境特性的投影型静电电容触摸开关面板。
用于解决课题的手段
本发明的投影型静电电容触摸开关面板是检测出在X方向和Y方向扩展的触摸面的触摸位置的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，该投影型静电电容触摸开关面板具备具有X方向检测用的传感器部的玻璃基板和具有Y方向检测用的传感器部的玻璃基板而成，将这两个玻璃基板层叠，将各自的上述传感器部彼此相向地夹在玻璃基板之间，各自的上述传感器部具有包含采用溅射或真空蒸镀而形成的铝(以下记载为Al)薄膜的传感器电极和层叠在上述Al薄膜的至少一部分上的含有选自铬(以下记载为Cr)、钼(以下记载为Mo)和钨(以下记载为W)的至少一种金属的黑化膜，一个上述玻璃基板的一个面为触摸面，在该玻璃基板的上述传感器部中，在该玻璃基板的与触摸面相反的表面上形成有上述黑化膜，在该黑化膜上形成上述Al薄膜，在另一个上述玻璃基板的上述传感器部中，在该玻璃基板的表面上形成有上述Al薄膜，在该Al薄膜上形成有上述黑化膜。
上述传感器部的至少一部分具有透光部，该透光部是上述Al薄膜及上述黑化膜重叠的格子状，该格子之间为开口部。
上述黑化膜含有选自Al氧化物和钛(以下，记载为Ti)氧化物的至少一种氧化物。特别地，上述黑化膜包含上述钼和上述铝氧化物。另外，上述黑化膜中，相对于上述金属和上述氧化物的合计量，上述氧化物的含量为2～16重量％。
上述黑化膜的膜厚是5nm～500nm，以上铝薄膜的层厚为500nm～5000nm。
发明效果
本发明的投影型静电电容触摸开关面板是检测出在X方向和Y方向扩展的触摸面的触摸位置的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，具备具有X方向检测用的传感器部的玻璃基板和具有Y方向检测用的传感器部的玻璃基板而成，将这两个玻璃基板层叠，将传感器部彼此相向地夹在玻璃基板之间，各传感器部具有包含采用溅射或真空蒸镀而形成的Al薄膜的传感器电极和层叠在Al薄膜的至少一部分上的含有选自Cr、Mo和W的至少一种金属的黑化膜，一个玻璃基板的一个面为触摸面，在该玻璃基板的传感器部中，在该玻璃基板的与触摸面相反的表面形成有黑化膜，在该黑化膜上形成Al薄膜，在另一个玻璃基板的传感器部中，在该玻璃基板的表面上形成有Al薄膜，在该Al薄膜上形成有黑化膜，因此，两个传感器电极之间的间隙小，控制部的传感器调整变得容易。另外，在各传感器部中，由于以上述的顺序形成Al薄膜和黑化膜，所以从触摸面看可见到黑色，能够抑制可见光的反射。进一步，由于是将传感器部夹在玻璃基板之间的结构，因此金属薄膜得到保护，能够提升耐环境特性。
上述传感器部的至少一部分具有透光部，该透光部为Al薄膜及黑化膜重叠而成的格子状，该格子之间为开口部，因此能够形成抑制了可见光的反射的透明传感器部。
由于上述黑化膜包含选自Al氧化物及Ti氧化物的至少一种氧化物，因此能够进一步降低可见光的反射率。
附图说明
[图1]是示出本发明的投影型静电电容触摸开关面板的一例的正视图和侧视图。
[图2]是示出图1中的面板的放大剖面的示意图。
[图3]是图1中的传感器部的部分放大图。
[图4]是示出有无黑化膜对反射率的光谱特性所带来的影响的图。
[图5]是示出黑化膜的混合物组成比对反射率带来的影响的图。
具体实施方式
基于图1～图3对本发明的投影型静电电容触摸开关面板的一例进行说明。图1(a)是示出投影型静电电容触摸开关面板的正视图，图1(b)是其侧视图。如图1(b)所示，投影型静电电容触摸开关面板1具备具有X方向检测用的传感器部3的透光性的第一玻璃基板2和具有Y方向检测用的传感器部5的透光性的第二玻璃基板4，第一玻璃基板2和第二玻璃基板4具有粘合而成的叠层结构。第一玻璃基板2的表面成为触摸面2a，在与该触摸面2a相反的面2b上设置有传感器部3。另外，在第二玻璃基板4的一个面上设置有传感器部5。传感器部3及传感器部5相向地被夹在两个玻璃基板之间。如图1(a)所示，X方向检测用的传感器部3和Y方向检测用的传感器部5被图案化为纵(Y)横(X)排列的菱形形状。由于是不将玻璃基板夹在两个传感器电极之间的结构，与将玻璃基板夹在两个传感器电极之间的情况相比，传感器电极之间的间隙大幅减小。
各传感器部的传感器电极和以配线7连接的外部连接端子8与挠性印刷线路板(FPC)9连接。通过FPC 9连接进行触摸检测的控制部(图示省略)。另外，为了提升耐环境特性，也可以替代FPC 9而设置金属制的引线框。本发明的投影型静电电容触摸开关面板利用传感器电极与手指之间产生静电耦合使得电极的静电电容发生变化，控制部中的具体检测步骤等可采用公知的步骤。
图2示出面板的放大剖面的示意图。如图2所示，X方向检测用的传感器部3具有包含形成在第一玻璃基板2的与触摸面2a相反的面上的黑化膜3b和在该黑化膜3b上形成的Al薄膜的传感器电极3a。另外，Y方向检测用的传感器部5具有包含形成在第二玻璃基板4的一个面(第一玻璃基板侧)的Al薄膜的传感器电极5a和在该Al薄膜上形成的黑化膜5b。从触摸面2a看时，在任一传感器部中，都是Al薄膜位于黑化膜下而形成的。黑化膜是通过可见光的干涉吸收入射光而可看到黑色的膜，是后述的含有规定金属的薄膜。Al薄膜和黑化膜的层叠的目的在于抑制由Al薄膜引起的可见光的反射，设置开关图案等，并且在可看到Al薄膜的金属光泽(银色)的部分不形成黑化膜。
另外，根据需要，在X侧的传感器电极3a和Y侧的黑化膜5b之间形成绝缘层6。在传感器3a和黑化膜5b的任一者的表面，或在两者的表面形成绝缘层6之后，将两个玻璃基板层叠。作为绝缘层6，例如可举出用分配器涂布有机树脂的糊而形成的被膜。绝缘层的适宜厚度为50μm～500μm。当绝缘层的厚度超过500μm时，传感器电极间的间隙变大，X侧的传感器和Y侧的传感器产生灵敏度差异。
图2是用于说明两个玻璃基板之间的各传感器部的整体阶层关系的示意图，X方向检测用的传感器部(传感器电极)和Y方向检测用的传感器部(传感器电极)在XY平面上看配置在不重叠的位置。另外，在图1及图2中，在触摸面侧的第一玻璃基板上设置有X方向检测用的传感器部，但也可以在第一玻璃基板上设置Y方向检测用的传感器部，在第二玻璃基板上设置X方向检测用的传感器部。
图3示出传感器部的部分放大图。如图3所示，在图1(a)所示的各传感器部的菱形内，由更细微的格子状部分形成。该传感器部3及传感器部5的格子状部分是Al薄膜(传感器电极)和黑化膜按上述顺序重叠而成的。该格子之间为开口部10，在该部分中没有形成Al薄膜和黑化膜。由于该格子状部分为非常细微的格子状，以目视初看为透明可见的透光部。对于格子状部分，通常作为线条宽度W为3μm～50μm、作为线条间距P为0.2mm～1mm左右。另外，如果是使用连续的细线的形状，则可以为六边或竖长的长方形菱形、梯形等任意形状。由于Al薄膜的可见光的反射率极高、容易产生晃眼，因此即使是在形成为微细格子状的情况下，在该状态下自触摸面的可视特性也差。对此，在本发明中，从触摸面看规定的黑化膜介于Al薄膜之上，因此使得可见光的反射率降低，确保了可视性。
第一玻璃基板2和第二玻璃基板4为透光性的绝缘基板，可采用钠钙玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃、不含碱性成分的无碱玻璃等。由于具有高的透射率且在一般的建材窗玻璃中使用并非常廉价，因此优选使用钠钙玻璃。另外，各玻璃基板的厚度分别为0.5～5mm左右，优选为1.8～3.0mm左右。
各传感器部的传感器电极由Al薄膜构成。Al薄膜使用Al的固体靶(蒸镀材料)，通过真空方法，即溅射或真空蒸镀而形成。另外，配线7(参照图1(a))也与传感器电极同时一体地形成。作为真空方法，由于可形成均匀的膜，更优选采用溅射。溅射是使加速的氩离子撞击固体靶，使从靶表面飞出的原子或分子附着在玻璃基板上而形成的方法。
将Al薄膜加工为格子状等的规定形状的方法不特别限定，由于可精度良好地形成与传感器电极连接的配线和上述细微格子部分，因此优选使用公知的照片解析技术。例如，用溅射或真空蒸镀形成Al薄膜后，使用抗蚀剂材料通过丝网印刷形成蚀刻图形的掩模层，使用规定的蚀刻液通过湿式蚀刻法进行湿式蚀刻形成微细的配线。予以说明，Al薄膜的膜厚为500nm～5000nm是适宜的。
各传感器部的黑化膜为(1)含有选自Cr、Mo、W的至少一种金属的薄膜。例如，黑化膜通过真空蒸镀或溅射而形成。根据与上述Al薄膜形成时同样的理由，关于黑化膜，也优选采用上述的溅射。另外，在格子部分的加工时，通过湿式蚀刻等进行，作为蚀刻液若选择黑化膜和Al薄膜两种材料可同时蚀刻的液体(例如，磷酸系蚀刻液)，则生产效率优异，因而优选。在这种情况下，在各玻璃基板上形成Al薄膜和黑化膜后，通过对两种材料同时蚀刻可形成各传感器部的格子部分。
另外，黑化膜中，(2)优选以规定量含有选自Al氧化物和Ti氧化物的至少一种氧化物。作为Ti氧化物，可举出TiO2，作为Al氧化物，可举出Al2O3。通过以规定量含有这些氧化物，如后述的图5所示，可实现反射率的进一步降低。予以说明，在形成包含(1)选自Cr、Mo、W的至少一种金属与(2)选自Al氧化物、Ti氧化物的至少一种氧化物的混合物的黑化膜的情况下，使用这些混合物的固体靶(蒸镀材料)，通过真空蒸镀或者溅射来形成薄膜。
在图4中示出根据有无黑化膜的反射率的光谱特性的一例。在图4中，“有黑化膜”为使用Mo与Al2O3的混合物(含有10重量％的Al2O3)的靶，通过溅射在钠钙玻璃基板(0.7mm)上形成黑化膜(100nm)，通过溅射在该黑化膜上形成纯度99％的Al薄膜(1000nm)。另外，“没有黑化膜”为在上述构成中，不形成黑化膜，只形成Al薄膜(1000nm)。如图4所示，在没有黑化膜的情况下，与玻璃基板相比，反射率大幅度提高。与此相对，通过设置上述黑化膜，与玻璃基板单体相比，相反反射率变低。予以说明，可知对于全波长，光谱特性几乎为平坦的，没有着色。
另外，在黑化膜为(1)选自Cr、Mo、W的至少一种金属与(2)选自Al氧化物和Ti氧化物的至少一种氧化物的混合物层的情况下，混合物组成比对反射率有影响。因此，为了形成所希望的组成比的膜，在成膜时，优选使用分别将金属和氧化物以预先希望的组成比大致均匀混合的混合物状态的固体靶。予以说明，在黑化膜中，(1)的金属单质的金属种类与(2)的构成氧化物的金属种类不同，因此在使用金属单质的固体靶、使用氩和氧的混合气体的这样的方法中不能形成上述组成的膜。
作为黑化膜的混合物的组成比，优选相对于混合物的总量(金属单质+氧化物)的氧化物的含量为2～16重量％。在氧化物的含量不足2重量％的情况下，金属光泽开始出现，可能不能实现反射率的降低。另一方面，在氧化物的含量超过16重量％的情况下，白浊开始出现，可能不能实现反射率的降低。
图5示出黑化膜的混合物组成比的影响的一例。图5是使用Mo与Al2O3的混合物的靶，通过溅射在钠钙玻璃基板(0.7mm)上形成黑化膜(100nm)，在该黑化膜上通过溅射形成纯度99％的Al薄膜(1000nm)，测定使上述混合物中的Al2O3量(重量％)变化时的可见光(波长500nm)的反射率的变化。如图5所示，在黑化膜使用Mo与Al2O3的混合物的情况下，优选Al2O3的含量为2～16重量％，更优选为5至15重量％，特别优选为8～12重量％。
黑色膜的膜厚为5nm～500nm是合适的。不足5nm时，不能实现充分的黑色化，有时不能实现反射率的降低。另一方面，超过500nm时，有时可能不能得到可见光的干涉效应引起的反射光降低效果。更优选为50nm～200nm。予以说明，膜厚根据黑化膜材料的折射率由各材料来决定。
图1所示形态的投影型静电电容触摸开关面板1具有不通过间隔玻璃等间隔部件而直接将第一玻璃基板2与第二玻璃基板4利用上述的绝缘层6进行树脂密封的结构。由于是将两个玻璃基板重叠，在其之间夹住各传感器部的结构，与一片玻璃基板的结构相比机械强度优异，另外，即使是在施加强烈振动和压力的情况下，也能够防止传感器电极和其配线的断线。
另外，作为本发明的投影型静电电容触摸开关面板的另一种形式，也可以制成在玻璃基板的周围设置间隔部件的结构。
以上，参照图1～图3等说明了投影型静电电容触摸开关面板的实施例，但本发明的投影型静电电容触摸开关面板的构成不限于这些实施例。
产业上的利用可能性
本发明的投影型静电电容触摸开关面板，传感器调整容易、具有抑制了可见光的反射的传感器部，因此可作为向家电设备、AV设备、PC/OA设备、产业机械，其他电子设备等中的各设备输入的手段而合适地加以使用。另外，由于耐环境特性也出色，因此作为在向设置于室外、加热器等各种产业机械附近的严酷环境下使用的设备的输入手段也可合适地加以利用。
附图标记说明
1 投影型静电电容触摸开关面板
2 第一玻璃基板
3 X方向检测用的传感器部
4 第二玻璃基板
5 Y方向检测用的传感器部
6 绝缘层
7 配线
8 外部连接端子
9 挠性印刷线路板(FPC)
10 开口部

Claims (6)

1.投影型静电电容触摸开关面板，其是检测出在X方向和Y方向扩展的触摸面的触摸位置的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，
该投影型静电电容触摸开关面板具备具有X方向检测用的传感器部的玻璃基板和具有Y方向检测用的传感器部的玻璃基板，将这两个玻璃基板层叠，将各自的上述传感器部彼此相向地夹在玻璃基板之间，
各自的上述传感器部具有包含采用溅射或真空蒸镀形成的铝薄膜的传感器电极和层叠在上述铝薄膜的至少一部分上的含有选自铬、钼和钨的至少一种金属的黑化膜，
一个上述玻璃基板的一个面为触摸面，在该玻璃基板的上述传感器部中，在该玻璃基板的与触摸面相反的表面上形成有上述黑化膜，在该黑化膜上形成有上述铝薄膜，
在另一个上述玻璃基板的上述传感器部中，在该玻璃基板的表面上形成有上述铝薄膜，在该铝薄膜上形成有上述黑化膜。
2.权利要求1所述的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，上述传感器部的至少一部分具有透光部，该透光部为上述铝薄膜及上述黑化膜重叠而成的格子状，该格子之间为开口部。
3.权利要求1所述的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，上述黑化膜含有选自铝氧化物和钛氧化物中的至少一种氧化物。
4.权利要求3所述的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，上述黑化膜中，相对于上述金属和上述氧化物的合计量，上述氧化物的含有量为2～16重量％。
5.权利要求3所述的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，上述黑化膜包含上述钼与上述铝氧化物的混合物。
6.权利要求1所述的投影型静电电容触摸开关面板，其特征在于，上述黑化膜的膜厚为5nm～500nm，上述铝薄膜的层厚为500nm～5000nm。
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