TW201333973A - 高電阻積層體及觸覺感測器用前面板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可適當控制高電阻層之表面電阻值且具有良好的感測器敏度的高電阻積層體,及感測器敏度良好且辨視性、操作性優異的觸覺感測器用前面板。高電阻積層體具有透明基板及形成於該透明基板上之高電阻層,前述高電阻層係以含有錫及鈦之氧化物為主成分構成,同時錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5,且前述高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□。觸覺感測器用前面板在上述高電阻積層體上具有絕緣層。
Description
本發明係有關於一種高電阻積層體及使用高電阻積層體之觸覺感測器用前面板。
近年,作為輸入裝置以及輸入輸出裝置係使用具備以手指等直接碰觸觸控面板進行操作之觸控面板顯示器的觸控面板顯示裝置(介面裝置)。
可作為輸入裝置以及輸入輸出裝置使用的觸控面板顯示裝置藉由軟體可自由構成輸入畫面。因此具備在使用機械開關所構成之輸入裝置中無法獲得的變通性,又具有可輕量地且緻密地構成及機械性故障的發生頻率低等數項優點。因此在現下,可自較大型的各種機械之操作面板到非常小型的攜帶式機器之輸入輸出裝置作廣泛地利用。
由於多數的觸控面板顯示裝置僅有進行操作的使用者之指尖碰觸平坦且平滑的被接觸面,因此並無如操作使用機械開關所構成之輸入裝置時,可由指尖感受到按鍵感般之透過觸覺對使用者的回饋存在,而該缺點令人深
感裝置的操作感非常不可靠。為了改善此點,則揭示一種可對進行操作的使用者之指尖回饋觸覺,即所謂具備觸覺感測器的觸控面板顯示裝置(例如參照專利文獻1)。
該觸控面板顯示裝置係藉由令使用者之指尖接觸的觸控面板表面振動而令使用者產生觸覺。
相對於上述藉由機械性刺激回饋觸覺者,亦知有
一種藉由控制設置在觸控面板前面之保護膜等的前面板之電荷,以電性感覺來給予利用者觸覺之技術(例如參照專利文獻2)。
在專利文獻2中係從電壓源對各別設有絕緣體的導通電極賦予預定之電輸入,而於導通電極與身體部分間的區域形成靜電力(容量性結合),藉此產生電性感覺。
就上述構成體,例如在非專利文獻1中揭示了一
種經積層在玻璃基板上之透明電極以絕緣層被覆而成的觸控面板。
在專利文獻2或非專利文獻1所記載之裝置中,具
體上如圖6顯示係構成為對可重現欲表現之觸感的圖案控制電壓及頻率,並從未圖示的控制部通電至觸控面板本體100之透明電極(未圖示),而將在前面板101側被誘發的電荷蓄積至形成於透明基板102上之層103,藉此使前面板101帶電。即構成為藉由手指105等的感覺受器X接觸如上述帶電狀態的前面板101表面,便會隔著絕緣層104由在兩者間作用的微弱靜電力,以凹凸感等的觸覺使感覺受器X知覺。
就上述設置在具備所謂的觸覺感測器之觸控面
板顯示裝置的前面板101而言,其訴求在於不會妨礙設置在觸控面板本體100之透明電極的動作,並可正確地顯現依據從控制部送入之電壓或頻率的帶電狀態而重現性良好地顯現所期望之觸覺。尤其為了正確顯現帶電狀態則要求可將蓄積電荷之層103的電阻值精密地控制在預定範圍。
另一方面,由於前述前面板101係設置在可映出
圖像的觸控面板本體100前面,因此從確保辨視性之觀點而言係要求提高對於可見光區之光的穿透性的同時還需減低反射率。此外,由於前面板101係藉由手指105等直接推壓、擦過而操作,因此要求需具有可承受某程度的推壓力之硬度且需具有適度的滑度。
然而,設置在上述觸控面板之前面板尚未製出觸
覺顯現性優異且對於可見光區之光具有良好的光穿透性及低反射性,更具有充分的硬度或滑度者,而習知物容易產生無法獲得充分的感測器敏度或辨視性及操作性差等問題。
專利文獻1:日本特開2003-288158號公報
專利文獻2:日本特開2009-87359號公報
非專利文獻1:http://www.disneyresearch.com/research/projects/teslatouchuist2010.pdf
本發明係用以解決上述課題而成者,其目的在於提供一種藉由觸覺知覺之感測器敏度良好且相對於可見光區之光的光穿透性高並具有低反射性,且辨視性、操作性優異的觸覺感測器用前面板。又,本發明目的在於提供一種用以製出上述觸覺感測器用前面板的高電阻積層體。
本發明之高電阻積層體係具有透明基板及形成於該透明基板上之高電阻層者;其特徵在於:前述高電阻層係以含有錫及鈦之氧化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5之層;且前述高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□。
在本發明之高電阻積層體中,可在前述透明基板與前述高電阻層之間配設障蔽層。
本發明之觸覺感測器用前面板係於透明基板上依序積層有高電阻層及絕緣層而成者;其特徵在於:前述高電阻層係以含有錫及鈦之氧化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5之層;且前述高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□。
本發明之觸覺感測器用前面板的視感穿透率在85%以上為佳。又,在本發明之觸覺感測器用前面板中,可在前述透明基板與前述高電阻層之間配設障蔽層。又,本發明之觸覺感測器用前面板的靜摩擦係數在0.2以下為
佳。動摩擦係數在0.2以下為佳,且水接觸角在80度以上為佳。此外,本發明之觸覺感測器用前面板的視感反射率在7%以下為佳。又,前述高電阻層之折射率為1.8~2.5且膜厚為5nm~100nm為佳。又,前述絕緣層之折射率以1.3~1.8為佳。又,前述絕緣層之材料係無機氧化物且膜厚在50nm以上且在5μm以下為佳。又,前述絕緣層係將紫外線硬化型絕緣層形成用組成物或熱硬化型絕緣層形成用組成物硬化而成之層,且厚度在1μm以上且在100μm以下為佳。
而,在本說明書中,「主成分」表示在構成成分
中具有超過50質量%之含有率的成分。例如,以含有錫及鈦之氧化物為主成分的高電阻層係表示含有超過50質量%之含有錫及鈦之氧化物的高電阻層。又,「透明」表示可穿透可見光線。
顯示上述數值範圍之符號「~」係以包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值之意作使用,在未特別定義的前提下,以下在本說明書中符號「~」皆以同意作使用。
依據本發明之高電阻積層體,透明基板上積層有一種高電阻層,其係以含有錫及鈦之氧化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)在預定範圍(80/20~95/5)之層並具有1~100MΩ/□的表面電阻值,故而可實現可藉由觸覺知覺之良好的感測器敏度。
而且,依據本發明之觸覺感測器用前面板,在透明基板上依順積層高電阻層與絕緣層而形成者中,令前述
高電阻層為以含有錫及鈦之氧化物為主成分之層,且將層中錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)調整在前述預定範圍,使高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□,藉此可製造出藉由觸覺知覺之感測器敏度良好且辨視性、操作性優異之物。
1‧‧‧高電阻積層體
2‧‧‧透明基板
3‧‧‧高電阻層
4‧‧‧障蔽層
5‧‧‧絕緣層
6‧‧‧觸控面板本體
6a、6a'‧‧‧透明電極
7‧‧‧撥水層
10‧‧‧觸覺感測器用前面板
100‧‧‧觸控面板本體
101‧‧‧前面板
102‧‧‧透明基板
103‧‧‧層
104‧‧‧絕緣層
105‧‧‧手指
X‧‧‧感覺受器
圖1係顯示本發明第1實施形態之高電阻積層體一例的剖面圖。
圖2係顯示本發明高電阻積層體之其他例的剖面圖。
圖3係顯示本發明第2實施形態之觸覺感測器用前面板一例的剖面圖。
圖4係顯示於觸控面板本體上面配置了本發明觸覺感測器用前面板之狀態的剖面圖。
圖5係顯示本發明觸覺感測器用前面板之其他例的剖面圖。
圖6係顯示指尖近接於具備有觸覺感測器用前面板之觸控面板表面之狀態的模式圖。
以下就本發明實施形態加以說明。而本發明不受以下實施形態限定。
圖1係顯示本發明第1實施形態之高電阻積層體一例的剖面圖。
如圖1顯示,第1實施形態之高電阻積層體1具有透明基板2及積層在透明基板2上所形成的高電阻層3。而且,高電
阻層3以含有錫及鈦之氧化物作為主成分而構成的同時,該高電阻層3中錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)被調整在80/20~95/5之範圍。又,高電阻層3之表面電阻值(亦稱片電阻值)為1~100MΩ/□。
依據上述的高電阻積層體1,藉由將高電阻層3
之表面電阻值設在1~100MΩ/□,如後述當於該高電阻層3上設置絕緣層且作為觸覺感測器用前面板使用時,其不會妨礙設置在下部之觸控面板本體的透明電極之動作,且可重現性良好地顯現依據由控制部送入的電壓及頻率等電信號的觸覺而獲得優異的感測器敏度,故為理想。
以下就實施形態之構成高電阻積層體1的透明基
板2及高電阻層3加以說明。
作為透明基板2,只要為平滑且可穿透可見光者,即可無特別限定地作利用。
具體而言,例如可利用無色透明的鈉鈣矽玻璃、鋁矽玻璃(SiO2-Al2O3-Na2O系玻璃)、鋰鋁矽玻璃、石英玻璃、無鹼玻璃、由其他玻璃所構成之透明玻璃板及在如上述透明玻璃板表面經施加化學強化的強化玻璃板、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、三乙醯纖維素、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、環烯聚合物等的單獨塑膠膜或複數種塑膠的積層膜等之塑膠膜。
作為透明基板2,從與設置在其上面之層的密著性之觀點,宜使用鈉鈣矽玻璃板。又,從強度觀點,宜使
用已強化鋁矽玻璃板的強化玻璃板(例如旭硝子公司製,商品名:「Dragontrail」等)。
當將本發明之高電阻積層體1使用在觸覺感測器用前面板時,若考慮其使用形態,透明基板2的強度宜充分。因此,透明基板2以已將鋁矽玻璃板強化的強化玻璃板,例如已進行化學強化處理的玻璃板為佳。作為構成鋁矽玻璃板之玻璃材料,可使用例如以下組成之玻璃材料。即可使用以下述氧化物換算之莫耳%表示的組成,係含有SiO2:50~80%、Al2O3:1~20%、Na2O:6~20%、K2O:0~11%、MgO:0~15%、CaO:0~6%及ZrO2:0~5%之玻璃材料。
已將鋁矽玻璃板進行化學強化處理的強化玻璃板表面形成有壓縮應力層,其壓縮應力層之厚度理想在10μm以上,且較理想在30μm以上。又,壓縮應力層的表面壓縮應力在200MPa以上為佳,且在550MPa以上較佳。對鋁矽玻璃板施加化學強化之方法,典型上可舉如將鋁矽玻璃板浸漬於KNO3熔融鹽並於進行離子交換處理後冷卻至室溫附近之方法。KNO3熔融鹽之溫度及浸漬時間等處理條件只要以表面壓縮應力及壓縮應力層之厚度可成為期望值的方式設定即可。
此外,當使用前述塑膠膜作為透明基板2時,宜使用聚對苯二甲酸乙二酯膜。
透明基板2之厚度並無特別限定,當以上述玻璃基板構成透明基板2時,以0.1~2mm為佳,且以0.3~1mm
較佳。透明基板2之厚度一旦超過2mm,作為觸覺感測器用前面板之使用時恐有表面的推壓力難以傳達至下部的面板本體而使操作性降低之虞。又,當透明基板2之厚度低於0.5mm時,強度及上層之保持性會不夠充分而難以製得積層體。
以上述塑膠膜構成透明基板2時,其厚度以50~200μm為佳。而,透明基板2可以單一層構成,亦可為積層有複數層之積層板。
高電阻層3係具有1~100MΩ/□之表面電阻值(片電阻值)之層。當作為觸覺感測器用前面板之一部分使用時,該高電阻層3係將藉由對透明電極之通電而將在觸覺感測器用前面板側被誘發之電荷蓄積之層,且前述透明電極係設於經設置在透明基板2下方的觸控面板本體。
令高電阻層3之表面電阻值在1MΩ/□以上,藉此可防止對觸控面板本體的透明電極通電時,高電阻層3與透明電極進行電子作用而妨礙觸控面板本體之動作。又,令高電阻層3之表面電阻值在100MΩ/□以下,藉此可正確地顯現依據控制電壓及頻率的帶電狀態,並可使對手指等感覺受器重現性良好地顯現所期望的觸覺而獲得優異的經由觸覺之感測器敏度,故為理想。
又,高電阻層3係以含有錫及鈦之氧化物作為主成分。此外,高電阻層3中錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)以80/20~95/5為佳,且以85/15~95/5較佳。
高電阻層3以含有錫及鈦之氧化物為主成分,藉
此可輕易地將高電阻層3之表面電阻值調整在上述所期望的範圍。又,鈦會成為氧化錫中之電子的散射體而可獲得不依高電阻層3厚度而定之穩定的高表面電阻值,故為理想。
又,令高電阻層3中錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)在前述範圍,藉此可製得可輕易地將高電阻層3之表面電阻值控制在上述所期望的範圍又具有適度的折射率者。此外,若製成在該高電阻層3上設有絕緣層的觸覺感測器用前面板,即可獲得良好的視感穿透率及低視感反射率,故為理想。
而,高電阻層3中鈦與錫同樣為4價,無摻雜的效果。而且,高電阻層3中之鈦的離子半徑與錫差異甚大,因此認為在高電阻層3中鈦可有效地作為氧化錫中之電子的散射體起作用。該結果,可推測氧化錫中之電子的平均自由路徑會變短而可成為高電阻。
就高電阻層3而言,由於以錫及鈦之氧化物為主成分之層可確保良好的光穿透性且易於將其表面電阻值控制在上述所期望的範圍,故而適合作使用。尤其,如前述藉由令高電阻層3之主成分為前述氧化物,可獲得不依高電阻層3厚度而定之穩定的表面電阻值,故為理想。
本發明之高電阻層3可藉由例如使用DC(直流)濺鍍方式、AC(交流)濺鍍方式、RF(高頻)濺鍍方式等之濺鍍法而形成於由玻璃基板等所構成的透明基體2上。該等中又以DC磁控濺鍍法或AC濺鍍法的處理過程,因穩定且使用裝
置構造簡單的直流電源或交流電源,故容易操作,而在膜厚控制一點上為有利的成膜方法。此外,由於該成膜方法易對大面積進行成膜,故可適當作使用。而,DC磁控濺鍍法中包含以將電壓施加成脈衝波狀之方法。此種脈衝化DC磁控濺鍍法可有效防止異常放電。
又,高電阻層3之形成可利用使用複數靶材即所
謂的共濺鍍法。共濺鍍法係可對複數靶材同時進行放電者,其可藉由控制施加到各個靶材之電力密度及濺鍍氣體的分壓,形成所期望組成的被膜。
藉由共濺鍍法形成以錫及鈦之氧化物為主成分
的高電阻層3時,作為靶材可使用以錫或錫氧化物為主成分者及以鈦或鈦氧化物為主成分者。
就以錫為主成分之金屬靶材而言,可舉如僅由錫
所構成者或含有以錫為主成分且在不損害本發明特徵之範圍下摻雜有Al、Si、Zn等公知摻雜物者。就以錫氧化物為主成分之靶材而言,可舉如以錫氧化物為主成分且在不損害本發明特徵之範圍下摻雜有Al、Si、Zn等公知摻雜物者。而,就以錫氧化物為主成分之靶材而言,宜使用可賦予氧化錫導電性而使DC濺鍍效率提高之含有鎵、銦及該等之氧化物的氧化錫系靶材。
就以鈦為主成分之金屬靶材而言,可舉如僅由鈦
所構成者或含有以鈦為主成分且在不損害本發明特徵之範圍下摻雜有鈦以外之公知摻雜物者。就以鈦氧化物為主成分之靶材而言,可舉如以鈦氧化物為主成分且在不損害本
發明特徵之範圍下摻雜有鈦氧化物以外之公知摻雜物者。
亦可在可獲得如目的物之高電阻層3之組成的組
成下,使用以錫氧化物為主成分之靶材及以鈦氧化物為主成分之靶材,在後述惰性氣體中實質上不含反應性氣體之惰性氣體環境下進行濺鍍。
作為濺鍍氣體,可利用各種反應性氣體。例如可
利用氧氣、氧氣與惰性氣體之混合氣體、及氮氣與惰性氣體之混合氣體等。作為惰性氣體,可舉例如氦、氖、氬、氪、氙等稀有氣體。該等中,從經濟性及易於放電之觀點而言,以氬為佳。又,作為濺鍍氣體,除氮氣(N2)以外可利用含氮原子之氣體之N2O、NO、NO2、NH3等。而,該等氣體可單獨使用或混合2種以上使用。
當於使用以錫或錫氧化物為主成分之靶材及以
鈦或鈦氧化物為主成分之靶材,藉由反應性濺鍍法形成以錫及鈦之氧化物為主成分之層時,在氧化性氣體環境下進行濺鍍,藉此可控制氧化物層之組成。而,氧化性氣體環境係惰性氣體中含氧化性氣體之氣體環境。氧化性氣體係表示O2、H2O、CO、CO2等含氧原子之氣體。氧化性氣體之濃度會大幅影響氧化物層之導電性及光穿透率等特性。因此,氧化性氣體之濃度必須在裝置、基板溫度、濺鍍壓力等使用的條件下進行最佳化。
在容易控制氣體組成一點上,以Ar-O2氣體(Ar
與O2之混合氣體)系濺鍍氣體尤佳。在Ar-O2氣體系中,從可製得透明且高電阻之膜一點看來,O2濃度以0.5~50體積
%為佳。濺鍍氣體中之氧氣及Ar等惰性氣體之分壓以及濺鍍氣體的總壓並無特別限定,只要是可穩定地進行輝光放電之壓力即可。
藉由共濺鍍形成高電阻層3時,各靶材之電力密
度(將投入電力除以靶材面積之值)以0.9~4W/cm2為佳,且以0.9~3W/cm2較佳。當電力密度低於0.9W/cm2時,放電會不穩定。而電力密度一旦超過4W/cm2,恐因產生之熱使靶材破裂。濺鍍壓力以0.1Pa~1Pa為佳。在1Pa以下且在0.1Pa以上時,即處於可穩定放電之傾向,故為理想。
此外,濺鍍時的透明基板2之溫度在10~250℃為
佳,且在25~250℃較佳。溫度若在250℃以下,膜組成便不會與靶材組成有大幅的偏差,故為理想。成膜時間因應成膜速度及所期望的膜厚決定即可。
藉由上述進行共濺鍍,可形成以含有錫及鈦之氧
化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5的高電阻層3,而高電阻層3之形成不限於如前述之濺鍍法,亦可使用真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法及離子鍍法等物理氣相析出法或電漿CVD法等化學氣相析出法等進行。
高電阻層3之厚度理想在5nm以上且在100nm以
下,較理想在5nm以上且在50nm以下,更理想在5nm以上且在30nm以下。令高電阻層3之膜厚在5nm以上可獲得充分的電荷保持性,故為理想。又,令高電阻層3之膜厚在100nm以下可獲得對可見光具有良好之穿透性,故為理想。而,在本說明書中之各層「厚度」係藉由觸針式表面粗度測定
機進行測定所得之厚度。
在後述觸覺感測器用前面板中,從可獲得在視感
穿透率、視感反射率等諸點上優異的光學特性之觀點看來,高電阻層3的折射率(n)在1.8~2.5為佳。
又,作為高電阻積層體,不限於圖2所示者,亦
可如圖3顯示製成於透明基體2與高電阻層3之間隔設有障蔽層4之構成。藉由於透明基體2與高電阻層3之間隔設障蔽層4,可抑制透明基體2中所含之成分擴散至高電阻層3,並可抑制高電阻層3之電阻值等隨時間的變動。又可抑制玻璃基板等透明基體2之表面形狀的影響,使高電阻層3之電阻值穩定化。
作為障蔽層4,可舉例如以矽氧化物為主成分之
層或以矽氧化物及氧化銦為主成分之層等。該等中又以以矽氧化物為主成分之層易於確保良好的光穿透性,故為理想。又,以矽氧化物為主成分之層中又以更含氮之層例如含氮氧化矽(SiON)之層可獲得優異的光穿透性,還可獲得減低作為觸覺感測器用前面板之視感反射率的效果,故為理想。
就以矽氧化物為主成分之層而言,可舉如僅由矽
氧化物所構成之層、或含有以矽氧化物為主成分且作為矽以外之添加元素含有選自於硼、磷之至少1種元素之層。
障蔽層4與上述高電阻層3之形成同樣地可藉由
DC磁控濺鍍等之DC濺鍍、AC濺鍍、RF濺鍍等濺鍍法而形成於透明基板2上。
當令障蔽層4為以矽氧化物作為主成分之層時,
作為障蔽層4形成時使用的靶材可使用以矽為主成分者。就以矽為主成分之靶材而言,可舉如僅由矽所構成者或含有以矽為主成分且在不損害本發明特徵之範圍下摻雜有矽以外之元素例如硼、磷等公知摻雜物者。
障蔽層4藉由濺鍍法的形成可以與上述高電阻層
3中之濺鍍同樣的方式,適宜調整濺鍍氣體之壓力或成膜速度等條件而進行。
而,在形成以矽氧化物為主成分且更含有氮之層
作為障蔽層4,例如含氮氧化矽(SiON)之層的情況下,作為濺鍍氣體可使用例如氧氣及惰性氣體中混合有氮氣、或N2O、NO、NO2、NH3等含有氮原子之氣體的混合氣體來進行。
如由上述矽氧化物等所構成之障蔽層4的形成不
限於如前述之濺鍍法,例如可利用真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法、離子鍍法等濺鍍方式以外的物理氣相析出法或電漿CVD法等的化學氣相析出法等。
障蔽層4之厚度理想在100nm以下,較理想在
50nm以下,更理想在30nm以下。令障蔽層4之厚度在100nm以下,可製得具有適度的撓曲強度且具有充分的光穿透性之觸覺感測器用前面板,故為理想。從作為連續膜可獲得障蔽效果之觀點,障蔽層4之厚度在2nm以上為佳。
在後述的觸覺感測器用前面板中,從可獲得在視
感穿透率、視感反射率等諸點優異的光學特性之觀點,障
蔽層4的折射率(n)在1.4~2.0為佳。
接下來,就本發明第2實施形態之觸覺感測器用
前面板加以說明。圖3係顯示第2實施形態之觸覺感測器用前面板一例的剖面圖。
該觸覺感測器用前面板10具有於透明基板2上依
序積層有高電阻層3與絕緣層5之構造。而且,高電阻層3係以含有錫及鈦之氧化物為主成分而構成,且該高電阻層3中錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5。又,高電阻層3之表面電阻值為1~100MΩ/□。
例如如圖4所示,上述觸覺感測器用前面板10係
設置在觸控面板本體6前面,在被可重現欲表現之觸感的圖案控制之電壓及頻率下,從未圖示之控制部通電至觸控面板本體6之透明電極6a,並將在觸覺感測器用前面板10側被誘發之電荷蓄積於高電阻層3,藉此使觸覺感測器用前面板10帶電。一旦手指等感覺受器X接觸至如上述帶電狀態的觸覺感測器用前面板10表面,便會隔著絕緣層5由在兩者間作用的微弱靜電力,以凹凸感等的觸覺使感覺受器X知覺。
依據上述觸覺感測器用前面板10,藉由令高電阻
層3之表面電阻值為1~100MΩ/□,即不會妨礙設於觸控面板本體6之透明電極6a的動作,且可重現性良好地顯現依據由控制部送入的電壓或頻率等電信號的觸覺而獲得優異的感測器敏度,故為理想。
第2實施形態之觸覺感測器用前面板10具有在前
述第1實施形態之高電阻積層體1的高電阻層3上積層有絕
緣層5之構造。而且,與高電阻積層體1同樣地可於透明基板2與高電阻層3之間配設障蔽層。該觸覺感測器用前面板10之視感穿透率在85%以上為佳。當觸覺感測器用前面板10之視感穿透率在85%以上時,可獲得優異的辨視性,故為理想。
又,觸覺感測器用前面板10亦可具有用以使觸控
面板本體驅動之透明電極6a'(未圖示)。即,有別於在觸控面板本體6設置透明電極6a,取而代之地亦可在觸覺感測器用前面板10中與配設有透明基板2之高電阻層3者為相反側之面上配設透明電極6a'。由於藉由製成上述構成可使觸控面板之構造簡約化,同時可拉近透明電極6a'與高電阻層3之距離,因此可將驅動電壓抑制得很低,相當理想。
以下,就構成觸覺感測器用前面板10之絕緣層
5、撥水層7及透明電極6a加以說明。而,透明基板2、高電阻層3及障蔽層與前述第1實施形態之高電阻積層體1中的各層為同樣構成,故省略說明。
絕緣層5係設在高電阻層3上面或隔著其他層設在高電阻層3上之層,且係可使觸於觸覺感測器用前面板10表層的指尖等身體部分與高電阻層3電絕緣者。
而,在本說明書中,絕緣層5係具有1010Ω‧cm以上之體積電阻值之層。體積電阻值係依據JIS C2318-1975所測定之值。
就構成絕緣層5之材料而言,只要是具有光穿透
性且具有電絕緣性者,即可無特別限定地利用。例如,可藉由光(紫外線)使(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物(以下該組成物亦稱為「(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物」)硬化而成之硬化物或藉由熱使(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物(以下該組成物亦稱為「(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物」)硬化而成之硬化物來構成絕緣層5。又,可藉由(iii)以無機氧化物為主成分之絕緣材料來構成絕緣層5。以下係記載構成絕緣層5之材料。
(i)作為紫外線硬化型絕緣層形成用組成物,例如可利用含有以下顯示之紫外線硬化性的聚合性單體(A)、紫外線吸收劑(B)及光聚合引發劑(C)的組成物。
紫外線硬化性的聚合性單體(A)(以下稱為單體(A))中至少一部分係由1分子中具有2個以上之丙烯醯基或甲基丙烯醯基的多官能性聚合性單體(a-1)(以下稱為單體(a-1))所構成為佳。而,作為表示丙烯醯基或甲基丙烯醯基之用語係使用(甲基)丙烯醯基。(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸等用語亦同。
就聚合性官能基而言,從聚合性高,尤其是藉由紫外線而致之聚合性高一點看來,以丙烯醯基為佳。因此,在以下具有(甲基)丙烯醯基之化合物中,理想係具有丙烯醯基之化合物。同樣地,在(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸等中亦以具有丙烯醯基之化合物為佳。在具有2個以上的(甲
基)丙烯醯基之化合物的1分子中,聚合性官能基亦可相異(即亦可含有1個以上的丙烯醯基與1個以上的甲基丙烯醯基),惟以全部的聚合性官能基皆為丙烯醯基者為佳。
作為單體(a-1)以外之單體(A),有1分子中具有1
個(甲基)丙烯醯基之單官能性聚合性單體(以下稱為單體(a-2))、或具有1個以上(甲基)丙烯醯基以外之紫外線硬化性的聚合性官能基之化合物。
但,作為單體(A)即便為多官能性聚合性單體(a-1)
以外者,仍宜具有選自於丙烯醯基或甲基丙烯醯基之聚合性官能基。即,由於(甲基)丙烯醯基以外之紫外線硬化性的聚合性官能基大多紫外線硬化性不夠充分,又不容易入手,因此作為單體(a-1)以外之單體(A)以單體(a-2)為佳。因此,單體(A)以包含單體(a-1)而實質上全部由1種以上具有(甲基)丙烯醯基之化合物所構成為佳。以下,係包含單體(a-1),視單體(A)為全部具有(甲基)丙烯醯基之化合物來進行說明。
就單體(A)而言,亦可為除(甲基)丙烯醯基以外具
有各種官能基及鍵的化合物。例如亦可具有羥基、羧基、鹵素原子、胺甲酸乙酯鍵、醚鍵、酯鍵、硫醚鍵及醯胺鍵等。尤以具有胺甲酸乙酯鍵之含(甲基)丙烯醯基化合物(以下稱為丙烯酸胺甲酸乙酯)及不具胺甲酸乙酯鍵之(甲基)丙烯酸酯化合物為佳。
單體(a-2)通常為不具胺甲酸乙酯鍵之化合物,但
不限於此。另一方面,單體(a-1)可具或可不具胺甲酸乙酯鍵。單體(a-1)每1分子的平均(甲基)丙烯醯基數量並無特別
限定,可為2~50個,尤以2~30個為佳。
丙烯酸胺甲酸乙酯可藉由下述反應製得:具有
(甲基)丙烯醯基與羥基之化合物及具異氰酸酯基之化合物的反應;具有(甲基)丙烯醯基與異氰酸酯基之化合物及不具(甲基)丙烯醯基且具羥基之化合物的反應;或具有(甲基)丙烯醯基與羥基之化合物、具2個以上異氰酸酯基之化合物及含羥基之化合物的反應等。
作為單體(a-2)之單官能性聚合性單體,亦可具有
羥基、環氧基等官能基。理想的單官能性化合物為(甲基)丙烯酸酯,即(甲基)丙烯酸酯。
單體(a-1)大多情況下宜併用2種以上。其中1種以
上的單體(a-1)係具有2~3個(甲基)丙烯醯基之化合物,其他的1種以上則以與其相較下具有多數的(甲基)丙烯醯基之化合物為佳。前者單體(a-1)以具有2個(甲基)丙烯醯基之化合物為佳。
單體(A)中之單體(a-1)的合計比率以20~100質
量%為佳,尤以50~100質量%為佳,更以70~100質量%為佳。單體(a-1)之比率若低於上述範圍,恐有耐擦傷性不夠充分之虞。
紫外線吸收劑(B)的一部分或全部係由聚合性紫外線吸收劑(b-1)所構成。當紫外線吸收劑(B)之量少時,以其總量皆由聚合性紫外線吸收劑(b-1)所構成為佳。藉由使用聚合性紫外線吸收劑(b-1),可具有即便在絕緣層形成用組成
物中摻混較多量的紫外線吸收劑,仍舊不會伴隨紫外線吸收劑往表面的滲出或耐擦傷性等的顯著降低之效果。
作為聚合性紫外線吸收劑(b-1),可利用含有選自於下述所述之聚合性二苯基酮系化合物及聚合性苯并三唑系化合物之1種以上化合物者。
作為紫外線吸收劑(B),可併用聚合性紫外線吸收劑(b-1)以外的紫外線吸收劑,但不宜多量使用。紫外線吸收劑(B)之比率相對於前述單體(A)100質量份在20質量份以下(尤以10質量份以下)為佳。
作為聚合性紫外線吸收劑(b-1)以外的紫外線吸收劑,可使用非聚合性的紫外線吸收劑(以下稱為紫外線吸收劑(b-2))。聚合性紫外線吸收劑(b-1)以外的紫外線吸收劑之比率並無特別限定,以在全部紫外線吸收劑(B)中佔0~80質量%為佳,尤以佔0~50質量%為佳。
紫外線吸收劑(B)整體的使用量相對於前述單體(A)100質量份,理想為0.1~50質量份,且較理想為1~30質量份。雖亦會依硬化被膜之絕緣層的厚度而起變化,但當低於0.1質量份時絕緣層本身的耐候性會降低,又一旦超過50質量份則會產生硬化性的降低及絕緣層的物性降低。
聚合性二苯基酮系化合物係具有1個以上(甲基)丙烯醯基與1個以上二苯基酮骨架的化合物。通常,具有紫外線吸收能的二苯基酮系化合物係在二苯基酮骨架之2個苯環之至少一方具有1個以上的羥基。
就具體的聚合性二苯基酮系化合物之例而言,有
以下之化合物。
2-羥基-4-(甲基)丙烯醯氧基二苯基酮、2-羥基-4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)二苯基酮、2-羥基-4-(2-丙烯醯氧基丙氧基)二苯基酮、2,2’-二羥基-4-(甲基)丙烯醯氧基二苯基酮、2,2’-二羥基-4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)二苯基酮。
聚合性苯并三唑系化合物係具有1個以上(甲基)
丙烯醯基及1個以上苯并三唑環的化合物。通常,具有紫外線吸收能的苯并三唑系化合物係具有在苯并三唑環之2位鍵結有1個苯環之骨架。即,係以2-苯基苯并三唑為骨架。而且在該苯基之2位具有羥基。理想的聚合性苯并三唑系化合物係在2-羥苯基之5位具有含(甲基)丙烯醯基之基的2-(2-羥苯基)苯并三唑類。
作為紫外線吸收劑(b-2),可使用市售的公知紫外
線吸收劑。例如有苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯基酮系紫外線吸收劑、柳酸系紫外線吸收劑、及苯基三吖 系紫外線吸收劑等。
就光聚合引發劑(C)而言有芳基酮系光聚合引發劑(例如苯乙酮類、二苯基酮類、烷胺基二苯基酮類、二苯乙二酮類、苯偶姻類、苯偶姻醚類、二苯乙二酮二甲基縮酮類、苯甲醯基苯甲酸酯類、α-丙烯醯肟酯類等)、含硫系光聚合引發劑(例如硫化物類、硫雜蔥酮類等)、醯基膦氧化物類(例如醯基二芳基膦氧化物等)及其他的光聚合引發劑。光聚合引發劑可併用2種以上。又,光聚合引發劑即便與胺類等光
敏化劑組合亦可使用。
光聚合引發劑(C)之使用量以相對於單體(A)100質量份在0.1~20質量份為佳。
(i)為了對絕緣層5賦予撥水性,亦可於紫外線硬化型絕緣層形成用組成物中摻混以下述式(1)表示之含氟聚合性單體(d-1)。含氟聚合性單體(d-1)可作單獨使用,亦可併用2種以上。
CH2=C(R1)COOX1Rf...(1)
(式中,R1表示氫原子、甲基或三氟甲基,X1表示碳數1~6之2價有機基,Rf表示碳數4~6之全氟烷基。)
作為以上述式(1)表示之含氟聚合性單體(d-1)的具體例,可舉如(甲基)丙烯酸全氟己基乙酯及(甲基)丙烯酸全氟丁基乙酯等。
藉由Rf為碳數4~6之全氟烷基,含氟聚合性單體(d-1)與聚合性單體(A)等其他成分的相溶性良好且在使(i)絕緣層形成用組成物之塗膜硬化時,其聚合物彼此不會凝聚。因此,由硬化物所構成之絕緣層5不會產生白濁且外觀良好,而且絕緣層5與其下層(例如高電阻層3)之密著性會增高。當Rf為碳數3以下之全氟烷基時,絕緣層5的撥水性會降低。另一方面,當Rf為碳數7以上之全氟烷基時,在已使塗膜硬化時由硬化物所構成之絕緣層5會白濁或絕緣層5與其下層(例如高電阻層3)之密著性會減低。
於上述(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物中
亦可因應需求適宜摻混抗氧化劑、光穩定劑、抗熱聚合劑等的穩定劑、調平劑、消泡劑、增黏劑、抗沉降劑、顏料分散劑、防霧劑等的界面活性劑類、及近紅外線吸收劑等作使用。此外,在使硬化被膜之耐擦傷性較為提升之目的下,亦可摻混膠質氧化矽。
此外,在使被膜之塗敷性或與高電阻層3等下層
之密著性提升之目的下,亦可於(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物中摻混有機溶劑。作為有機溶劑,只要對單體(A)、紫外線吸收劑(B)及其他添加劑之溶解性沒有問題即無特別限定,只要是可滿足上述性能者即可。又,可併用2種以上的有機溶劑。有機溶劑之使用量相對於單體(A)以質量計在100倍以下,尤以在50倍以下為恰當。
就有機溶劑而言,例如有低級醇類、酮類、醚類、
賽珞蘇類等的有機溶劑。其他,亦可使用乙酸正丁酯、二乙二醇單乙酸酯等酯類、鹵化烴類及烴類等。
由(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物之硬化
物所構成之絕緣層5可藉由以浸塗法、流動施膜法、噴塗法、棒塗法、凹板塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、氣刀塗佈法、旋轉塗佈法等之方法,於具有高電阻層3之積層體上塗佈含有前述各成分之(i)絕緣層形成用組成物,且在含有有機溶劑之組成物的情況下係使其乾燥後,將之照射紫外線使其硬化而形成。
例如,當適用旋轉塗佈法來進行(i)紫外線硬化型
絕緣層形成用組成物(以下有時僅將該組成物表示為「(i)絕
緣層形成用組成物」)之塗佈時,藉由在具有高電阻層3之積層體上滴下(i)絕緣層形成用組成物後,使載置固定該積層體之載置台旋轉預定旋轉數,即可於積層體上面形成均勻的(i)絕緣層形成用組成物之薄膜。
具體而言,例如當令(i)絕緣層形成用組成物對具有高電阻層3之積層體上的滴下量為約1cm3左右時,宜使已載置積層體之載置台在初始旋轉數為100~300rpm下進行旋轉10~15秒左右,及在其後的最大旋轉數為1500~2500rpm下進行旋轉0.1~1.0秒左右。而,當(i)絕緣層形成用組成物含有有機溶媒時,宜在例如100~150℃之溫度範圍下將被膜形成後之積層體保持10分鐘左右,以除去有機溶媒。
作為紫外線光源,可使用氙燈、低壓水銀燈、高
壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、碳弧燈及鎢絲燈等。紫外線照射之照射時間及照射強度可藉由前述單體(A)之種類、紫外線吸收劑(B)之種類、光聚合引發劑(C)之種類、被膜厚及紫外線光源等條件而適當變化。通常藉由1~60秒照射即可硬化。此外,在使硬化反應完結之目的下,可在紫外線照射後進行加熱處理。
紫外線照射之照射時間及照射強度宜適宜地調
整成例如照射光之能量積分值為500~2000mJ/cm2左右且照射強度之峰值成為100~500mW/cm2來進行。
當將如前述之(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組
成物塗佈至由上述含錫及鈦之無機氧化物所構成之高電阻層3上並使其硬化而形成絕緣層5時,為了提高高電阻層3與
絕緣層5之密著性,宜在已對高電阻層3上面施行用以提高與樹脂成分之密著性的表面處理(以下亦稱密著處理)下,塗佈(i)絕緣層形成用組成物。
用於提升密著性的密著處理可利用矽烷系耦合
劑。就密著處理時使用之矽烷系耦合劑而言,可舉例如3-胺丙基三甲氧矽烷、3-胺丙基甲基二甲氧矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷及3-丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷等。
密著處理可藉由浸塗法、流動施膜法、噴塗法、
棒塗法、凹板塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、氣刀塗佈法、旋轉塗佈法等方法,將使上述矽烷系耦合劑與低級醇類、酮類、醚類、賽珞蘇類等有機溶劑混合而成之組成物塗佈至高電阻層3上面並使其乾燥而進行。
例如,當適用旋轉塗佈法進行高電阻層3上面之
密著處理時,於具有高電阻層3之積層體上滴下前述含矽烷系耦合劑之組成物後,使載置固定該積層體之載置台旋轉預定旋轉數,藉此於積層體上面形成含矽烷系耦合劑之組成物的薄膜,即可進行密著處理。
具體而言,例如當令含矽烷系耦合劑之組成物對高電阻層3上面之滴下量為約1cm3左右時,宜使已載置積層體之載置台在初始旋轉數為500rpm~1500rpm且旋轉時間在5~
15秒左右下進行旋轉,及在其後的最大旋轉數為1500rpm~2500rpm下且旋轉時間在0.1~1.0秒下之進行旋轉。
而,當密著處理所用之組成物含有有機溶媒時,宜將密著處理後之積層體在100~150℃下保持30分鐘左右,以除去該有機溶媒。
將絕緣層5製成上述(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物硬化而成之層,可提高絕緣層5之形成速度,且可提升觸覺感測器用前面板10的製造效率。
作為(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物,例如可適當利用含有水性/有機溶劑分散物(F)而成者,且該水性/有機溶劑分散物(F)含有由膠態氧化矽(f-1)及有機烷氧矽烷的部分縮合物(f-2)所構成之固體成分。
有機烷氧矽烷理想為甲基三甲氧矽烷、甲基三羥基矽烷或其等的混合物,該等可形成部分縮合物(f-2)。除上述以外,可舉如四乙氧矽烷、乙基三乙氧矽烷、二乙基二乙氧矽烷、四甲氧矽烷、甲基三甲氧矽烷及二甲基二甲氧矽烷。
前述水性/有機溶劑分散物(F)具體上可藉由將如甲基三甲氧矽烷之三烷氧矽烷添加至可在商業上入手之膠態氧化矽的水性分散物中而製造。就上述膠態氧化矽的水性分散物,可舉例如「Ludox HS」(杜邦公司製)或「Nalco」1034A(納爾科化學公司(Nalco Chemical Co.)製)等。
(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物宜製成為於如
前述由有機烷氧矽烷、膠態氧化矽(f-1)及充分量之醇所構成的水性/有機溶劑分散物(F)中混合接著促進劑(G)而成者。作為接著促進劑(G),可適當利用己內酯基聚酯多元醇。當熱硬化型絕緣層形成用組成物(ii)係製成為含有如上述般的水性/有機溶劑分散物(F)而成者時,絕緣層形成用組成物(ii)宜含有相對於水性/有機溶劑分散物(F)100質量份為1~10質量份之由丙烯酸系多元醇所構成的接著促進劑(G),而前述水性/有機溶劑分散物含有10~50質量%之比率的固體成分且該固體成分含有10~70質量%之膠態氧化矽(f-1)及30~90質量%之有機烷氧矽烷部分縮合物(f-2)。
而,作為有機烷氧矽烷,例如可使用以下述式(2)表示者。
(R10)aSi(OR11)4-a...(2)
(式中,R10係碳數1~6之一價烴基,R11係碳數1~6之一價烴基或氫基,a係0~2之整數。)
(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物中可摻混紫外線吸收劑。作為摻混於(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物中之紫外線吸收劑(H),以可與矽烷起共反應且在加熱硬化步驟中幾乎不會揮發者為宜,例如以4[γ-(三甲氧矽基)丙氧基]-2、羥基二苯基酮、4[γ-(三乙氧矽基)丙氧基]-2、羥基二苯基酮或其等的混合物為宜。紫外線吸收劑(H)可在相對於熱硬化型絕緣層形成用組成物(ii)為2~20質量%之濃度下進行摻混。
(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物中更可摻混如
自由基引發劑、立體受阻胺型光穩定劑、抗氧化劑、染料、流動性改良劑及均展劑或表面潤滑劑等的其他添加劑。又,為了減低硬化時間,作為催化劑可摻混例如四-正丁基乙酸銨(TBAA)或四-正丁基甲酸銨的四丁基羧酸銨催化劑。
由(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物之硬化物所構成的絕緣層5可藉由如浸塗法、流動施膜法、噴塗法、棒塗法、凹板塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、氣刀塗佈法及旋轉塗佈法等周知方法,在具有高電阻層3之積層體上塗佈上述(ii)絕緣層形成用組成物後,在100~150℃之溫度下加熱30~90分左右、或使用紅外線或微波能量使其硬化而形成。
例如,當適用旋轉塗佈法進行(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物(以下有時顯示為(ii)絕緣層形成用組成物)之塗佈時,藉由於具有高電阻層3之積層體上滴下(ii)絕緣層形成用組成物後,使載置固定該積層體之載置台旋轉預定旋轉數,可於積層體上面形成均勻的(ii)絕緣層形成用組成物之薄膜。
載置固定積層體之載置台的旋轉具體上例如在令(ii)絕緣層形成用組成物對具有高電阻層3之積層體上的滴下量為約1cm3時,宜在初始旋轉數為100~300rpm且旋轉時間為10~15秒左右、及在其後的最大旋轉數為1500~2500rpm左右且旋轉時間為0.1~1.0秒下進行。
藉由將絕緣層5製成為如上述使(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物硬化而成之層,可提高絕緣層5之形成速
度,且可提升觸覺感測器用前面板10的製造效率。
當將絕緣層5製成為使(i)紫外線硬化型絕緣層形成用組成物或(ii)熱硬化型絕緣層形成用組成物硬化而成之層時,絕緣層5的厚度理想在1μm以上且在100μm以下,較理想在1μm以上且在30μm以下,更理想在1μm以上且在10μm以下。
藉由令由前述絕緣層形成用組成物之硬化物所構成的絕緣層5的厚度在1μm以上,可獲得充分的耐摩耗性及耐候性,故為理想。又,令絕緣層5的厚度在2μm以上,可減低反射色差的角度依存性而製成辨視性優異者。另一方面,令由絕緣層形成用組成物之硬化物所構成的絕緣層5的厚度在100μm以下,即便在絕緣層5深部仍可充分地進行硬化而可獲得優異的光穿透性,又可在觸覺感測器用前面板10獲得適度的撓曲強度,故為理想。
絕緣層5並不限於前述由有機系絕緣層形成用組成物之硬化物所構成之層。藉由以具有電絕緣性即上述之體積電阻值且具有光穿透性的無機氧化物為主成分之絕緣材料,可構成絕緣層5。
就由以無機氧化物為主成分之絕緣材料所構成的絕緣層5而言,可舉例如以矽氧化物為主成分之層及以鋁氧化物為主成分之層。該等中又以矽氧化物為主成分之絕緣層5可製得對可見光可確保良好的光穿透性及低反射性,且同時具有充分的耐摩耗性及耐候性的觸覺感測器用
前面板10,故可適當使用。
就以矽氧化物為主成分之層而言,可舉如僅由矽
氧化物所構成之層或以矽氧化物為主成分,且含有矽以外之元素(例如硼、磷)之層。
以如上述無機氧化物為主成分的絕緣層5與上述
高電阻層3之形成同樣地,可藉由DC磁控濺鍍等的DC濺鍍、AC濺鍍、RF濺鍍等之方法形成於高電阻層3上。
令絕緣層5之主成分為矽氧化物時,作為絕緣層5
形成時使用之靶材,可舉如僅由矽所構成者或含有以矽為主成分且摻雜有硼、磷等公知摻雜物者。
以無機氧化物為主成分之絕緣層5藉由濺鍍所進
行的形成可以與上述在高電阻層3之濺鍍同樣的方式,適宜調整濺鍍氣體之壓力或成膜速度等條件而進行。
而,以無機氧化物為主成分之絕緣層5的形成不
限於前述濺鍍法,例如可利用真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法、離子鍍法等濺鍍方式以外的物理氣相析出法或電漿CVD法等的化學氣相析出法等。
當將絕緣層5製成為由如上述無機氧化物所構成
之層時,其厚度理想在50nm以上且在5μm以下,較理想在50nm以上且在1μm以下,更理想在50nm以上且在500nm以下。
藉由令由無機氧化物所構成之絕緣層5的厚度在
50nm以上,可在絕緣層5中獲得充分的耐摩耗性及耐候性,故為理想。又,令絕緣層5的厚度在5μm以下,可製成具有
適度的撓曲強度且可獲得充分的光穿透性者。尤其,令絕緣層4的厚度在500nm以下,可製成可減低反射色差的角度依存性且辨視性優異者。
在觸覺感測器用前面板10中,從可獲得在視感穿
透率、視感反射率等諸點優異的光學特性之觀點,絕緣層5的折射率(n)在1.3~1.8為佳。
當絕緣層5未含有如上述含氟聚合性單體(d-1)般可賦予撥水性之成分時,接於該絕緣層5表面的水分容易擴散、附著。其結果,在已蓄積電荷的高電阻層3與近接於絕緣層5表層之指尖等感覺受器X間作用的静電引力(庫侖力)會被遮蔽,因此恐有無法充分地獲得作為觸覺感測器的機能之虞。因此,如圖5顯示,宜在未含有充分量之可賦予撥水性之成分的絕緣層5上面另外形成撥水層7。具體上,當絕緣層5係由以無機氧化物為主成分之絕緣材料所構成之層時,宜在絕緣層5上面形成撥水層7。尤其當絕緣層5係以矽氧化物為主成分之層時,於其上面形成撥水層7較佳。藉由製成前述構成,可充分地獲得作為觸覺感測器的機能。
撥水層7可藉由含有含氟化合物或含矽化合物
(以下該等顯示為撥水劑)之撥水層形成用組成物的硬化物構成。
作為前述含氟化合物或含矽化合物,從撥水性等
觀點,以含氟矽烷耦合劑為佳,且以具氟烷基之矽烷耦合劑尤佳。就氟烷基而言,可舉如全氟烷基;及含全氟(聚氧
伸烷基)鏈之氟烷基等。
就市售之具氟烷基的矽烷耦合劑而言,可舉如
Gelest公司製的AQUAPHOBE CF、3M公司製的NOVEC EGC-1720、及大金公司製的OPTOOL DSX(具全氟(聚氧伸烷基)鏈之矽烷耦合劑)等。
撥水層6可藉由將上述含有撥水劑之撥水層形成
用組成物塗佈至絕緣層5上後進行加熱處理之方法、或在絕緣層5上面使撥水劑氣相蒸鍍後進行加熱處理之方法等而形成。在藉由撥水層形成用組成物之塗佈形成撥水層6時,作為塗佈方法可舉如旋轉塗佈法、浸塗法、澆鑄法、狹縫塗佈法及噴塗法等。加熱處理的溫度以20~150℃為佳,從生產性觀點則以70~140℃尤佳。為了提高撥水劑的反應性,亦可在加熱處理之際控制濕度。
當藉由撥水層形成用組成物之蒸鍍形成撥水層6
時,例如從上述撥水層形成用組成物除去溶媒後,在真空狀態下加熱至250~300℃,並於使撥水劑在氣相狀態之氣體環境下投入具有絕緣層5之積層體,使撥水劑的氣體分子附著於積層體表面,即可於積層體上面形成均勻的撥水劑之薄膜。
亦可在透明基板2中與設有高電阻層3之面為相反側之面配設用以使觸控面板本體驅動的透明電極6a'(未圖示)。
作為構成透明電極6a、6a'之材料,可舉如錫摻雜氧化銦(ITO)、銦‧鎵摻雜氧化鋅(IGZO)及鎵摻雜氧化鋅(GZO)
等。其中又以ITO的穿透性、電阻穩定性及耐久性良好,故為理想。透明電極6a的厚度在50~500nm為佳,且在100~300nm較佳。藉由厚度在50nm以上,可獲得充分的電阻並且可確保電阻的穩定性,故為理想。在500nm以下則可確保充分的穿透率,故為理想。
透明電極6a、6a'的形成方法首先係藉由濺鍍法
或蒸鍍法等,於透明基板2表面形成成為透明電極6a之材料的膜。而且,可藉由光蝕刻法、雷射圖案化法等將該膜圖案化成所期望的形狀而形成透明電極6a。
本發明第2實施形態之觸覺感測器用前面板10宜
具有以下顯示之各特性。
觸覺感測器用前面板10的視感穿透率宜在85%以上。藉由具有85%以上的視感穿透率,可獲得充分的辨視性,故為理想。觸覺感測器用前面板10的視感穿透率愈高愈佳,但若考慮到使用材料的穿透率,以95%為上限。
又,觸覺感測器用前面板10的視感反射率在14%以下為佳,且在7%以下較佳。此外,若考慮到即便在戶外光下畫面仍清晰可見之觀點,則以2%以下較佳,且以1%以下更佳。
觸覺感測器用前面板10的靜摩擦係數在0.2以下為佳,且在0.15以下較佳。又,觸覺感測器用前面板10的動摩擦係數在0.2以下為佳,且在0.15以下較佳。而,該靜摩
擦係數及動摩擦係數係構成觸覺感測器用前面板10之表層的靜摩擦係數及動摩擦係數。
令靜摩擦係數在0.2以下,可獲得具有舒適的手指滑度之觸覺感測器用前面板10;又令動摩擦係數在0.2以下,可製得當手指滑動與施加電壓而顯現觸覺時的對比大故而觸覺敏度亦大的觸覺感測器用前面板10。
觸覺感測器用前面板10係使用微小硬度測定試驗所評估的壓入彈性率在2.5GPa以上為佳,且在3.0GPa以上較佳。
令壓入彈性率在2.5GPa以上,可製得具有可充分承受日常使用之耐久性的觸覺感測器用前面板10。
在此,「微小硬度測定試驗」係從侵入深度算出硬度之試驗方法,藉此可測定相當於壓入硬度之壓入彈性率(GPa)。該硬度係觸覺感測器用前面板10的「硬度」即表示耐擦傷性之機械強度的指針。
觸覺感測器用前面板10相對於水之接觸角在80度以上為佳,且在90度以上較佳。令接觸角在80度以上,可製得日常中之汙垢難以附著的觸覺感測器用前面板10。
而,該相對於水之接觸角係就構成觸覺感測器用前面板1之表層使用接觸角計所測定者。
依據上述觸覺感測器用前面板10,可使高電阻層3之表面電阻值為1~100MΩ/□,因此不會產生高電阻層3與透明電極6a或6a'的電力作用,而可重現性良好地顯現所
期望的觸覺。因此,可獲得優異的觸覺感測器敏度。又可獲得視感穿透率高且優異的辨視性,故為理想。
以下參照實施例具體說明。
於已裝設攪拌機之300mL的四口燒瓶放入乙酸丁酯1級(純正化學公司製)163g及2-丙醇41g,並於此加入反應型紫外線吸收劑(大塚化學公司製、商品名;R-UVA93)2g、光穩定劑(BASF公司製、商品名;TINUVIN292)1g、調平劑(BYK公司製、商品名;BYK306)0.65g、光聚合引發劑(BASF公司製、商品名;Irgacure907)2.5g及聚合抑制劑氫醌單甲基醚(純正化學公司製)0.1g,使其溶解。
接下來,於該溶液中加入多官能丙烯酸酯(新中
村化學公司製、商品名;U15HA)40g、多官能丙烯酸酯(東亞合成公司製、商品名;M325)60g及丙烯酸樹脂(三菱麗陽公司製、商品名;LR248)33g,並在室溫下進行攪拌直至均勻,使其溶解而製得絕緣層形成用組成物之紫外線硬化性樹脂A1。
於已裝設攪拌機之300mL的四口燒瓶放入乙酸丁酯1級(純正化學公司製)163g及2-丙醇41g,並於此加入反應型紫外線吸收劑(大塚化學公司製、商品名;R-UVA93)2g、光穩定劑(BASF公司製、商品名;TINUVIN292)1g、調平劑
(BYK公司製、商品名;BYK306)0.65g、光聚合引發劑(BASF公司製、商品名;Irgacure907)2.5g及聚合抑制劑氫醌單甲基醚(純正化學公司製)0.1g,使其溶解。
接下來,於該溶液中加入多官能丙烯酸酯(新中
村化學公司製、商品名;U15HA)60g、多官能丙烯酸酯(東亞合成公司製、商品名;M325)40g、含氟丙烯酸酯(旭硝子公司製、商品名;C6FMA)1g及丙烯酸樹脂(三菱麗陽公司製、商品名;LR248)17g,並在室溫下進行攪拌直至均勻,使其溶解而製得絕緣層形成用組成物之紫外線硬化性樹脂A2。
作為熱硬化性絕緣層形成用組成物,係使用了熱硬化型聚矽氧硬塗劑(MOMENTIVE公司製、商品名;PHC587C)。以下將該聚矽氧硬塗劑顯示為熱硬化性樹脂B1。
將玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)投入至真空室內並進行排氣直至室內壓力成為1×10-4Pa。接下來,以加熱器加熱基板並保持在200℃。其後於玻璃基板上在下述條件下進行成膜處理,形成高電阻層a1而製作出高電阻積層體。
即,一邊導入已於氬氣混合2體積%氧氣的混合氣體,且一邊使用氧化錫靶材(AGC CERAMICS公司製、商品名;GIT靶材)與氧化鈦靶材(AGC CERAMICS公司製、商
品名;TXO靶材),在壓力0.1Pa下藉由磁控濺鍍法進行共濺鍍。
GIT靶材係在頻率20kHz、電力密度3W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍,而TXO靶材係在頻率20kHz、電力密度4W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍。其結果,可製得於玻璃基板表面上形成有厚度20nm且由含有錫及鈦之氧化物所構成之高電阻層a1的高電阻積層體。
藉由X射線光電子分光裝置(ESCA)(Physical Electronics公司製、裝置名:Quantera SXM)分析該高電阻層a1之原子組成的結果,錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為90/10。
接下來,於高電阻層a1上藉由以下方法進行密著處理。
首先,以乙醇將3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷(信越化學製、商品名;KBM503)稀釋成0.1質量%並將該稀釋液滴下約1cm3至上述高電阻層a1之表面後,藉由旋轉塗佈機使其在旋轉數1000rpm下旋轉10秒鐘,接著在2000rpm下旋轉0.5秒鐘,而進行塗佈。其後放入至恒溫槽並在120℃下保持30分鐘,使塗佈層硬化。如此一來即可在高電阻層a1之面上進行密著處理。
接下來,藉由以下方法形成絕緣層b1。
首先,於已施行密著處理之高電阻層a1表面滴下約1cm3的紫外線硬化性樹脂A1,藉由旋轉塗佈機使其在旋轉數200rpm下旋轉10秒鐘,接著在2000rpm下旋轉0.5秒鐘,
而形成被膜。其後,放入至恒溫槽並在120℃下保持10分鐘,使被膜乾燥。
接下來,對已形成該紫外線硬化性樹脂A1之乾
燥被膜的高電阻積層體,使用附輸送帶之UV照射裝置(優志旺電機製、裝置名;UVC-02516S1),以UV照射之積分值成為1000mJ/cm2且峰值成為375mW/cm2的方式一邊調整搬送速度與UV強度並一邊進行UV照射,使前述被膜硬化而形成由紫外線硬化性樹脂A1之硬化物所構成的絕緣層b1。絕緣層b1的厚度為10μm。
如此一來即可製得玻璃基板上積層有高電阻層a1與絕緣層b1的觸覺感測器用前面板1。
除了作為絕緣層形成用組成物使用紫外線硬化性樹脂A2來取代紫外線硬化性樹脂A1以外,以同於實施例1的方式製得於玻璃基板上積層有厚度20nm之高電阻層a1且厚度10μm之絕緣層b2的觸覺感測器用前面板2。
於玻璃基板上以同於實施例1的方式形成了高電阻層a1。而於該高電阻層a1上未施行密著處理地以下述顯示的方式形成絕緣層b3。
即,於高電阻層a1上滴下約1cm3的熱硬化性樹脂B1,藉由旋轉塗佈機使其在旋轉數200rpm下旋轉10秒鐘,接著在2000rpm下旋轉0.5秒後,放入至恒溫槽並在120℃下保持60分鐘,使熱硬化性樹脂B1熱硬化而形成絕緣層b3。絕緣
層b3的厚度為5μm。
如此一來即可製得於玻璃基板上積層有高電阻層a1與絕緣層b3的觸覺感測器用前面板3。
將玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)投入至真空室內並進行排氣直至室內壓力成為1×10-4Pa。以加熱器加熱基板並保持在200℃。其後,於玻璃基板上在下述條件下進行成膜處理並依序形成障蔽層c1及高電阻層a1。
首先,一邊導入已於氬氣混合40體積%氧氣的混
合氣體,且一邊使用Si靶材在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍,並於玻璃基板表面上形成了由矽氧化物所構成之厚度20nm的障蔽層c1。
接下來,於障蔽層c1上以同於實施例1的方式形
成了厚度20nm的高電阻層a1。如此一來即可製得於玻璃基板上積層有障蔽層c1與高電阻層a1之2層的高電阻積層體。
接下來,於以上述方式製得之高電阻積層體的高
電阻層a1上以同於實施例1的方式施行密著處理後,以同於實施例2的方式形成厚度10μm的絕緣層b2而製得觸覺感測器用前面板4。
於玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)上以同於實施例4的方式形成了
厚度20nm的障蔽層c1。接下來,除了將GIT靶材中之脈衝濺鍍的電力密度從3W/cm2變更成3.8W/cm2以外,以同於實施例1的方式藉由磁控濺鍍方式進行共濺鍍。如此一來即可於障蔽層c1上形成厚度20nm且由含有錫及鈦之氧化物所構成的高電阻層a2而製得高電阻積層體。
藉由ESCA(Physical Electronics公司製、裝置
名:Quantera SXM)分析該高電阻層a2之原子組成的結果,錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為93/7。
接下來,一邊導入已於氬氣混合40體積%氧氣的
混合氣體,且一邊使用Si靶材在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍,而於高電阻層a2上形成由矽氧化物所構成之厚度100nm的絕緣層b4。
接下來於絕緣層b4上以下述方法形成撥水層
d1。首先,於作為加熱容器的坩堝內投入蒸鍍材料之OPTOOL DSX(商品名、大金工業股份有限公司製)75g後,以真空泵將坩堝內脫氣10小時以上,以進行溶媒除去。
其後,在真空室內加熱直至坩堝內之溫度達到
270℃並進一步保持10分鐘直至坩堝內之溫度穩定後,將已於玻璃基板上依序形成有障蔽層c1、高電阻層a2及絕緣層b4之積層體導入至真空室內,並進行藉由前述蒸鍍材料之蒸鍍的成膜。如此一來即可於絕緣層b4上形成厚度15nm的撥水層d1而製得觸覺感測器用前面板5。
將玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)投入至真空室內並進行排氣直至室內壓力成為1×10-4Pa後,於玻璃基板上在下述條件下進行成膜處理並依序形成障蔽層c2及高電阻層a3而製得高電阻積層體。
首先,一邊導入已於氬氣混合5體積%氧氣的混
合氣體,且一邊使用於氧化銦中混合30質量%之氧化矽而成的靶材,在壓力0.3Pa、頻率20kHz、電力密度3.8W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍而於玻璃基板表面上形成由矽氧化物及氧化銦所構成之厚度70nm的障蔽層c2。
接下來,將導入至真空室內之氣體從實施例1中
之「已於氬氣混合2體積%氧氣的混合氣體」變更成「已於氬氣混合5體積%氧氣的混合氣體」,並將GIT靶材中之脈衝濺鍍的電力密度設為「3.8W/cm2」來取代「3W/cm2」,除此以外,以同於實施例1的方式藉由磁控濺鍍方式進行共濺鍍。如此一來即可在障蔽層c2上形成厚度100nm且由含有錫及鈦之氧化物所構成的高電阻層a3。
藉由ESCA(Physical Electronics公司製、裝置
名:Quantera SXM)分析該高電阻層a3之原子組成的結果,錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為93/7。
接下來,於高電阻層a3上以同於實施例5的方式
形成由矽氧化物所構成之厚度90nm的絕緣層b4後,進一步於絕緣層b4上以同於實施例5的方式形成厚度15nm的撥水
層d1。如此一來即可製得於玻璃基板上依序積層有障蔽層c2、高電阻層a3、絕緣層b4及撥水層d1之觸覺感測器用前面板6。
除了使絕緣層之厚度為1μm以外,以同於實施例5的方式於玻璃基板上依序積層厚度20nm的障蔽層c1、厚度20nm的高電阻層a2、厚度1μm的絕緣層b4及厚度15nm的撥水層d1而製得觸覺感測器用前面板7。
除了作為玻璃基板係使用了業經化學強化之鋁矽玻璃基板(縱100mm×橫100mm×厚0.8mm)來取代AS玻璃以外,以同於實施例4的方式製得觸覺感測器用前面板8。而,使用之玻璃基板中的玻璃材料之組成係以下述氧化物換算之莫耳表示計,含有SiO2:64.5%、Al2O3:8%、Na2O:12.5%、K2O:4%、MgO:10.5%、CaO:0.1%、SrO:0.1%、BaO:0.1%及ZrO2:0.5%者。化學強化係藉由將前述鋁矽玻璃板浸漬於KNO3熔融鹽中並進行離子交換處理後冷卻至室溫附近而製作。製得之強化玻璃的表面壓縮應力為735MPa,且壓縮應力層的厚度為51.2μm。表面壓縮應力及壓縮應力層的厚度係使用表面壓縮應力計(折原製作所公司製、裝置名:FSM-6000)而測定。
除了作為玻璃基板係使用了在實施例8中所用者相同為業經化學強化之鋁矽玻璃基板來取代AS玻璃以外,以同
於實施例5的方式製得觸覺感測器用前面板9。
於玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)上以與實施例4同樣的方法形成厚度20nm的障蔽層c1。
接下來,一邊導入已於氬氣混合0.6體積%氧氣的混合氣體,且一邊使用氧化錫靶材(AGC CERAMICS公司製、商品名;GIT靶材)與氧化鈮靶材(AGC CERAMICS公司製、商品名:NBO靶材),在壓力0.1Pa下藉由磁控濺鍍法進行共濺鍍。
GIT靶材係在頻率20kHz、電力密度3W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍,而NBO靶材係在頻率20kHz、電力密度1W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍。藉由以上製作出已於障蔽層c1上形成有厚度20nm且由含錫及鈮之氧化物所構成之高電阻層a5的高電阻積層體。
接下來,於高電阻層a5上以與實施例1同樣的方法製作出厚度10μm的絕緣層b1。
如此一來可製得於玻璃基板上依序積層有障蔽層c1、高電阻膜a5及絕緣層b1的觸覺感測器用前面板10。
於玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)上,以與實施例4同樣的方法形成厚度20nm的障蔽層c1。
接下來,一邊導入已於氬氣混合1體積%氧氣的混合氣體,且一邊使用氧化錫靶材(AGC CERAMICS公司製、商品名;GIT靶材)與鋯靶材,在壓力0.1Pa下藉由磁控濺鍍法進行共濺鍍。
GIT靶材係在頻率20kHz、電力密度3W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍,而Zr靶材係在頻率20kHz、電力密度0.5W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下進行脈衝濺鍍。藉由以上可製作出障蔽層c1上形成有厚度20nm且由含錫及鋯之氧化物所構成之高電阻層a6的高電阻積層體。
接下來,以與實施例1同樣的方法於高電阻層a6上製成厚度10μm的絕緣層b1。
如此一來,可製得於玻璃基板上依序積層有障蔽層c1、高電阻膜a5及絕緣層b1的觸覺感測器用前面板11。
於玻璃基板(旭硝子公司製、商品名;AS玻璃、縱100mm×橫100mm×厚1mm)上以同於實施例4的方式形成厚度20nm的障蔽層c1。
接下來,一邊導入已於氬氣混合2體積%氧氣的混合氣體,且一邊使用已於氧化鎵中混合50質量%之氧化銦的靶材(住友金屬鑛山公司製、商品名;GIO靶材),在壓力0.1Pa、頻率20kHz、電力密度0.8W/cm2且反向脈衝寬5μsec之條件下藉由磁控濺鍍方式進行脈衝濺鍍。其結果製作出已於玻璃基板表面上形成有厚度15nm且由含鎵及銦之氧化物所構
成之高電阻層a4的高電阻積層體。
藉由ESCA(Physical Electronics公司製、裝置名:Quantera SXM)分析該高電阻層a4之原子組成的結果,鎵及銦之原子比率(Ga/In)為60/40。
接下來,於高電阻層a4上以同於實施例1的方式施行密著處理後形成由紫外線硬化性樹脂A1之硬化物所構成的絕緣層b1而製得觸覺感測器用前面板12。
就實施例1~9、參考例1、2及比較例中所製得之觸覺感測器用前面板1~12,個別以下述顯示之方法測定視感穿透率、視感反射率、高電阻層之表面電阻值、觸覺感測器敏度、壓入彈性率、反射色差的角度依存性、靜摩擦係數、動摩擦係數及水接觸角。觸覺感測器用前面板1~12各層的構成及厚度顯示於表1,前述特性之評估結果則顯示於表2。
使用分光光度計(島津製作所製、裝置名;SolidSpec-3700)測定觸覺感測器用前面板1~12之穿透率,並從其穿透率算出在JIS Z8701規格中所規定的刺激值Y。並且,令該刺激值Y為視感穿透率。
藉由分光光度計(島津製作所公司製、形式;UV3150PC)測定觸覺感測器用前面板1~12之反射率,並從其反射率求算在JIS Z8701規格中所規定的反射之刺激值Y。並且,令該刺激值Y為視感反射率。而,為了消去前面板的背面反
射,係將玻璃基板背面塗上黑色而實施測定。
對高電阻層形成後的積層體,使用測定裝置(Mitsubishi Chemical Analytech公司製、裝置名;Hiresta UP(MCP-HT450型))測定高電阻層之表面電阻值。於10cm□的試樣中央抵接探針並在10V下通電10秒鐘進行測定。
對觸覺感測器用前面板1~12,於玻璃板背面4邊黏貼銅製的導電帶,並在頻率400Hz前後施加2kV的電壓。以指尖描繪上述通電狀態的觸覺感測器用前面板表面,並藉由以指尖知覺之觸覺的大小來評估觸覺感測器敏度。
表2中「○」表示指尖有明確知覺到觸覺之意,「×」表示指尖未知覺到觸覺,或雖有知覺到但極為微弱,又或藉由指尖知覺的觸覺過強而使指尖成為受到過度刺激的狀態進而無法獲得適切的感測器敏度之意。
而,由於施加電壓(2kV)係在施加電壓750V~100kV之間一邊調整從設在觸覺感測器用前面板背面之導電帶(於銅箔黏貼有聚對苯二甲酸乙二酯膜(厚度10μm)之帶)而來的電壓供給且一邊進行的結果發現在約2kV左右可顯現觸覺,故而依據該電壓值進行感測器敏度的評估。
使用微小硬度試驗機(HELMUT FISCHER公司製、裝置名;PICODENRTOR HM500),依據ISO14577測定出觸覺感測器用前面板1~12的壓入彈性率(GPa)。而測定中係使用
維氏壓頭。
將已將玻璃基板背面塗上黑色以抵消背面反射的觸覺感測器用前面板1~12配置在桌上,並在離桌上40cm的高度配置晝光直管螢光燈(NEC公司製、3波長形晝白色)的支架。在該螢光燈的照射光之下,從各種角度以目測觀察觸覺感測器用前面板1~12的表面而評估依目測角度的反射光色調之變化。而且,將從任一角度進行目測觀察時前面板表面的色調為單色(主要為藍色等)者或即便在目測角度超過10度作變化時色調變化依然和緩者皆視為「○」,並將使目測角度在10度以下範圍作變化時前面板表面的色調有變化者視為「×」。
就觸覺感測器用前面板1~12,使用表面性測定機(新東科學股份有限公司製、型號名:Type38)在以下條件下進行動摩擦係數的測定。
首先,於壓頭(與試料之接觸面積:10mm×30mm)固定刮刷器(旭化成股份有限公司製、商品名:「BEMCOT」(註冊商標))後,使壓頭接觸至載置在測定機之載置台上的前面板。在於該壓頭加載500g荷重的狀態下,驅動載置前面板的載置台,並在滑動速度500mm/min且衝程20mm下使前面板表面滑動5次,並以壓頭根部的應變計測定摩擦力。並且將從摩擦力的測定值及加載於壓頭之荷重算出的摩擦係數之平均值視為動摩擦係數。
除了將就觸覺感測器用前面板1~12在動摩擦係數之測定中所用之壓頭換成鐵球以外,使用與在動摩擦係數之測定中所用之相同裝置,在相同條件下使前面板表面滑動,並將從鐵球開始滑動之時間點所測定之摩擦力算出的摩擦係數視為靜摩擦係數。
將約1μL的純水水滴滴至觸覺感測器用前面板1~12表面,並使用接觸角計(協和界面科學公司製、裝置名;DM-51)測定出相對於水之接觸角。
如從表2可知,由於在實施例1~9中係設有以含
有錫及鈦之氧化物為主成分的Sn/Ti之原子比率為預定範圍(80/20~95/5)之層且具有1~100MΩ/□之表面電阻值的高電阻層,因此可獲得良好的感測器敏度。又,視感穿透率在85%以上且視感反射率在7%以下,辨視性優異。
而,即便在參考例1、2中設有個別以含有錫及鈮
之氧化物及含有錫及鋯之氧化物為主成分且具有1~100MΩ/□之表面電阻值的高電阻層之例中,仍可獲得良好的感測器敏度。由該結果認為,氧化錫中之鈦、鈮、鋯皆可作為氧化錫中之電子的散射體起作用,使透明導電膜材料之氧化錫中的電子平均自由路徑減短,結果可使其成為高電阻。但,當將高電阻層製成為錫與上述元素之組合時,需要含有上述各個元素之靶材。而該靶材之製造較為容易者係錫與鈦之組合。如此一來,若考慮高電阻層之生產性等,以含有錫及鈦之氧化物為主成分的高電阻層為佳。
相對地,在比較例中高電阻層並非由含有錫及鈦
之氧化物所構成且表面電阻值為0.7Ω/□,因此感測器敏度雖然良好但視感穿透率低於85%且視感反射率超過7%,辨視性差。
依據本發明之高電阻積層體及觸覺感測器用前面板,可實現可藉由觸覺知覺之良好的感測器敏度,而作為觸控面板顯示裝置相當有用。
而,在此係引用已於2011年12月26日提出申請之日本專利申請案2011-283809號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要的全部內容並納之作為本發明揭示。
1‧‧‧高電阻積層體
2‧‧‧透明基板
3‧‧‧高電阻層
Claims (13)
- 一種高電阻積層體,係具有透明基板及形成於該透明基板上之高電阻層者;其特徵在於:前述高電阻層係以含有錫及鈦之氧化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5之層;且前述高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□。
- 如申請專利範圍第1項之高電阻積層體,其係在前述透明基板與前述高電阻層之間配設有障蔽層。
- 一種觸覺感測器用前面板,係於透明基板上依序積層有高電阻層及絕緣層而成者;其特徵在於:前述高電阻層係以含有錫及鈦之氧化物為主成分且錫與鈦之原子比率(Sn/Ti)為80/20~95/5之層;且前述高電阻層之表面電阻值為1~100MΩ/□。
- 如申請專利範圍第3項之觸覺感測器用前面板,其視感穿透率在85%以上。
- 如申請專利範圍第3或4項之觸覺感測器用前面板,其係在前述透明基板與前述高電阻層之間配設有障蔽層。
- 如申請專利範圍第3至5項中任一項之觸覺感測器用前面板,其靜摩擦係數在0.2以下。
- 如申請專利範圍第3至6項中任一項之觸覺感測器用前面板,其動摩擦係數在0.2以下。
- 如申請專利範圍第3至7項中任一項之觸覺感測器用前面板,其水接觸角在80度以上。
- 如申請專利範圍第3至8項中任一項之觸覺感測器用前面板,其視感反射率在7%以下。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項之觸覺感測器用前面板,其中前述高電阻層之折射率為1.8~2.5,且膜厚為5nm~100nm。
- 如申請專利範圍第3至10項中任一項之觸覺感測器用前面板,其中前述絕緣層之折射率為1.3~1.8。
- 如申請專利範圍第3至11項中任一項之觸覺感測器用前面板,其中前述絕緣層之材料為無機氧化物,且膜厚在50nm以上且在5μm以下。
- 如申請專利範圍第3至11項中任一項之觸覺感測器用前面板,其中前述絕緣層係將紫外線硬化型絕緣層形成用組成物或熱硬化型絕緣層形成用組成物硬化而成之層,且厚度在1μm以上且在100μm以下。
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