TWI482062B - Touch panel sensor - Google Patents

Description

觸控面板感測器

本發明係關於一種觸控面板感測器。

近年來，觸控面板感測器之需求大幅度增加，隨之提出有各種觸控面板感測器。尤其係關於靜電電容方式之觸控面板感測器有大量提案，例如，於專利文獻1中，揭示有一種靜電電容方式之觸控面板感測器，其係由形成有下部電極圖案之下部基板、第1黏著劑層、形成有上部電極圖案之上部基板、第2黏著劑層、及表面構件(亦稱作面板玻璃(cover lens))依序積層而成。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-170511號公報

然而，於如上所述之觸控面板感測器中，存在如下所述之問題。即，若使用較薄之膜作為上部基板，則於具有透明電極之部分與不具有透明電極之部分膜之收縮行為不同，因此存在產生起伏(waviness)之情況。此種起伏於例如形成高度為30 nm之透明電極圖案時，於具有透明電極之部分與不具有透明電極之部分會產生約1.5 μm之高低差，從而有作為製品之外觀特性大幅度降低之問題。

本發明係為了解決上述問題而完成者，其目的在於提供 一種可減小形成有透明電極圖案之膜產生之起伏的靜電電容方式之觸控面板感測器。

本發明之觸控面板感測器包含：第1膜；第1透明電極圖案，其形成於上述第1膜上；第1接著層，其以覆蓋上述第1透明電極圖案之方式積層於上述第1膜上；第2膜，其積層於上述第1接著層上；第2接著層，其積層於上述第2膜上；第3膜，其積層於上述第2接著層上；及第2透明電極圖案，其形成於上述第3膜上；且由上述第2膜與上述第2接著層之合計之厚度Da、及上述第1透明電極圖案與上述第2透明電極圖案之距離Db規定之Da/Db為0.5~0.9。

根據該構成，由於係介隔第2接著層而由第2膜支撐積層第2透明電極圖案之第3膜，因此即便於第3膜之厚度較小之情形時，亦可減小於透明電極圖案之形成時所產生之起伏。又，由於將由第2膜與第2接著層之合計之厚度Da、及第1透明電極圖案與第2透明電極圖案之距離Db規定之Da/Db設為0.5~0.9，因此即便減小第3膜之厚度，亦可適度保持Db之距離，因此可提高觸控面板感測器之觸控感度。即，可兼顧起伏之降低與觸控感度之提高。再者，於Da/Db未達0.5之情形時，因起伏而使具有透明電極之部分與不具有透明電極部分之高低差達到0.7 μm以上，有無法作為製品特性採用之虞。

於上述觸控面板感測器中，Da較佳為50~240 μm。

又，於上述觸控面板感測器中，Db較佳為100~300 μm。

於上述觸控面板感測器中，可進而包含：第3接著層，其以覆蓋第2透明電極圖案之方式積層於第3膜上；及保護層，其積層於該第3接著層上。

根據本發明之觸控面板感測器，可減小形成有透明電極圖案之膜產生之起伏。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之觸控面板感測器之一實施形態進行說明。圖1係該觸控面板感測器之剖面圖。再者，以下，為了方便說明，將圖1之上側作為「上」，將下側作為「下」而進行說明，但各構件之配置之位置、方向等並不限定於此。

本實施形態之觸控面板感測器係用於靜電電容方式之觸控面板之感測器，如圖1所示，其係介隔接著層而積層3層膜所形成者。具體而言，該觸控面板感測器包含：第1膜1；第1透明電極圖案10，其形成於該第1膜1上；第1接著層11，其以埋設該第1透明電極圖案10之方式積層於第1膜上；第2膜2，其積層於第1接著層11上；第2接著層21，其積層於第2膜2上；第3膜3，其積層於第2接著層21上；及第2透明電極圖案20，其形成於第3膜3上。進而，以埋設第2透明電極圖案20之方式於第3膜3上積層第3接著層31，並於其上進而配置有面板玻璃4。

於該觸控面板感測器中，可以如下方式設定尺寸。首 先，較佳為適度增大第2膜2與第2接著層21之合計厚度Da。其原因在於，藉由Da增大可堅固地支撐第3膜3，因此如下所述，可減小於第2透明電極圖案20之形成時所產生之起伏。就此種觀點而言，Da較佳為設為50~240 μm，進而較佳為設為55~200 μm。又，較佳為適度增大第1透明電極圖案10與第2透明電極圖案20之距離Db。其原因在於，若Db增大，則兩個透明電極圖案10、20間之靜電電容減小，其結果，於手指觸摸面板玻璃4時所產生之靜電電容之變化率增大，因此容易更確實地檢測觸控之有無。就此種觀點而言，Db較佳為設為100~300 μm，進而較佳為設為110~250 μm。再者，若Da、Db過大，則觸控面板感測器變厚，並不合適，因此較佳為如上所述進行設定。進而，就防止第2透明電極圖案20之形成時之起伏之觀點而言，較佳為將第2膜2、第2接著層21及第3膜3之合計層厚Dc設為75~250 μm，進而較佳為設為100~200 μm。並且，關於上述Da及Db，為了兼顧起伏之降低與觸控感度提高，較佳為將Da/Db設為0.5~0.9，進而較佳為設為0.6~0.8。

繼而，對構成上述觸控面板感測器之各層進行說明。

(1)膜

上述第1及第3膜1、3分別支撐第1及第2透明電極圖案10、20。其等之厚度越薄越佳，分別較佳為15~55 μm，進而較佳為20~30 μm。藉由如此減薄厚度，透明電極之成膜條件變佳，從而可獲得導電性及品質優異之透明電極圖案。

又，為了適度保持第1及第2透明電極圖案10、20間之距離Db，上述第2膜2較佳為大於上述第3膜。具體而言，上述第2膜2之厚度較佳為30~230 μm，進而較佳為40~200 μm。又，就提高觸控感度之觀點而言，第2膜2之1 MHz時之介電係數係越小越佳，較佳為2~3。

上述第1、第2及第3膜1、2、3可藉由各種材料形成，例如較佳為使用聚對苯二甲酸乙二酯(3.2)、聚環烯烴(2.3)或者聚碳酸酯(2.9)。括弧內之數值係表示各材料之1 MHz時之介電係數。又，各膜1、2、3之單面或者雙面亦可形成易接著層或硬塗層。再者，形成各膜1、2、3之材料可分別相同，亦可不同。

(2)透明電極圖案

上述第1及第2透明電極圖案10、20係用於檢測觸控位置之感測器。各透明電極圖案10、20通常電性連接於形成在膜端部之引導配線(未圖示)，且上述引導配線與控制器IC(Integrated Circuit，積體電路)(未圖示)連接。此種第1及第2透明電極圖案10、20例如可將其中一者設為X座標用之電極，將另一者設為Y座標用之電極，並配置為格子狀。又，各透明電極圖案10、20之形狀可設為條紋狀或菱形狀等任意形狀。

又，代表而言，各透明電極圖案10、20係藉由透明導電體而形成。透明導電體係於可見光區域(380~780 nm)內透過率較高(80%以上)，且每單位面積之表面電阻值(Ω/□：ohms per square，每平方之歐姆數)為500 Ω/□以下之材 料。具體而言，例如可使用銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化銦-氧化鋅複合氧化物。於形成上述透明電極圖案之透明導電體為銦錫氧化物之情形時，該透明導電體之表面電阻值較佳為300 Ω/□以下，更佳為200~300 Ω/□。具有此種表面電阻值之透明導電體例如可藉由以下操作而獲得，即，將含有97重量百分比之氧化銦、3.3重量%之氧化錫之銦錫氧化物成膜於厚度為15~55 μm之膜上，並對所獲得之銦錫氧化物層進行加熱處理從而結晶化。又，各透明電極圖案10、20之高度較佳為10~100 nm，進而較佳為10~50 nm。各透明電極圖案10、20可藉由各種方法而形成。例如，可列舉以下等方法，即：首先，對膜藉由濺鍍法或者真空蒸鍍法而形成透明導電體層。其後，藉由蝕刻處理對形成之透明導電體層進行圖案化，藉此形成透明電極圖案。

(3)接著層

如上所述，上述第1及第3接著層11、31係埋設各透明電極圖案10、20者，可使用感壓接著劑(亦稱作黏著劑)。感壓接著劑較佳為使用例如丙烯酸系黏著劑。又，亦可自市售之光學透明黏著劑(OCA：Optical Clear Adhesive)適當選擇而使用。第1接著層11之厚度例如較佳為10~50 μm，第3接著層31之厚度例如較佳為10~200 μm。另一方面，第2接著層21除使用感壓接著劑以外，亦可使用硬化接著劑。於使用感壓接著劑作為第2接著層21之情形時，其儲存模數較佳為0.1~10 MPa。藉由具有此種模數，可提高耐收縮性，且進一步減小起伏。作為感壓接著劑，可使用與 第1及第3接著層11、31相同之材料。又，例如就能夠以不對積層之膜造成不良影響般之溫度進行硬化之方面而言，硬化黏著劑較佳為使用活性能量線硬化型接著劑，進而較佳為使用紫外線硬化型接著劑層。第2接著層21之厚度於感壓接著劑層之情形時，例如較佳為15~50 μm，於硬化接著劑層之情形時，例如較佳為0.1~10 μm。

(4)面板玻璃

上述面板玻璃4配置於觸控面板感測器之最表面，且作為用以保護該觸控面板感測器不受來自外部之衝擊或磨傷影響之保護層而使用。上述面板玻璃4通常具有由使用者觸控其表面而進行輸入操作之輸入區域、及對其周圍進行裝飾印刷而形成之非透光性之非輸入區域。形成面板玻璃4之材料例如為塑膠或玻璃，其厚度例如可設為0.5~1.5 mm。

繼而，對上述觸控面板之製造方法之一例進行說明。首先，於第3膜3之上表面形成透明導電體層。繼而，於該第3膜3之下表面塗佈第2接著劑21，並介隔該接著劑21而積層第2膜2。繼而，藉由對第3膜3上之透明導電體層實施蝕刻，例如形成條紋狀之第2透明電極圖案20。其後，以埋設該第2透明電極圖案20之方式於第3膜3之上表面塗佈第3接著劑31，並介隔該接著劑31而配置面板玻璃4。與此同時，藉由在第1膜1之上表面積層透明導電體層並實施蝕刻，例如於第1膜1上形成條紋狀之第1透明電極圖案10。再者，該條紋之圖案與第2透明電極圖案20正交。繼而，於形成有透明電極圖案10之第1膜1之上表面，以埋設第1 透明電極圖案10之方式塗佈第1接著層11，並將其接著於第2膜2之下表面。如此，完成之觸控面板感測器可適用於各種用途，例如可用於智能手機或平板終端(亦稱作Slate PC(Slate Personal Computer，平板電腦))等。於此情形時，對各透明電極圖案10、20適當連接引導配線，並配置於顯示器上。

如上所述而構成之觸控面板感測器可以如下方式使用。即，若藉由手指觸控面板玻璃4之任一位置，則該位置中之第1透明電極圖案10與第2透明電極圖案20之間之靜電電容變化。即，由於形成為條紋狀之各圖案之任一者之靜電電容變化，因此可對靜電電容發生變化之各圖案之交點為被觸控之位置進行運算。

如上所述，根據本實施形態，由於係介隔第2接著層21而由第2膜2支撐積層第2透明電極圖案20之第3膜3，因此即便於第3膜3之厚度較小之情形時，亦可減小於透明電極圖案20之形成時所產生之起伏。又，由於將由第2膜2與第2接著層21之合計之厚度Da、及第1透明電極圖案10與第2透明電極圖案20之距離Db規定之Da/Db設為0.5~0.9，因此即便減小第3膜3之厚度，亦可適度保持Db之距離，因此可提高觸控面板感測器之觸控感度。其結果，可降低起伏，並且可提高觸控感度。

以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，只要不脫離其主旨，可進行各種變更。例如，透明電極圖案之態樣除條紋以外亦可為各種態 樣，且可根據所需之功能、性能而為各種圖案。

[實施例]

以下，對本發明之實施例進行說明。但，本發明並不限定於以下之實施例。以下，製作具有上述實施形態所示之形態之3種實施例，及未設置第2膜及第2接著層之比較例。

(1)實施例1

準備具有97重量%之氧化銦、3.3重量%之氧化錫之燒結體靶之濺鍍裝置。繼而，於厚度為25 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯之第3膜上，使用上述濺鍍裝置形成厚度為27 nm之銦錫氧化物層。並且，該銦錫氧化物層係於140℃之加熱烘箱內進行加熱處理30分鐘而使其結晶化。藉由4端子法測定所獲得之銦錫氧化物層之表面電阻值，結果為270 Ω/□，顯示優異之導電性。

繼而，於上述第3膜之與銦錫氧化物層為相反側之面上，積層厚度為25 μm之包含丙烯酸系黏著劑之第2接著層。並且，介隔該第2接著層而於第3膜上積層厚度為125 μm之包含聚對苯二甲酸乙二酯之第2膜。繼而，於在上述銦錫氧化物層之表面形成條紋狀圖案之抗蝕劑之後，浸漬於鹽酸實施蝕刻處理。繼而，藉由以120℃乾燥5分鐘，而形成高度為27 nm、寬度為2 mm、間距為6 mm之條紋狀之第2透明電極圖案。

繼而，於上述第3膜上，於形成有第2透明電極圖案之側，以埋設該透明電極圖案之方式塗佈厚度為100 μm之包含丙烯酸系黏著劑之第3接著層，並介隔該第3接著層而積 層面板玻璃。

與上述步驟同時，於包含聚對苯二甲酸乙二酯之第1膜上，以與上述第3膜相同之方式形成銦錫氧化物層。繼而，藉由與上述相同之方法，對銦錫氧化物實施蝕刻，從而形成第1透明電極圖案。其中，該第1透明電極圖案係以其條紋圖案與第2透明電極圖案之條紋圖案正交之方式形成。繼而，於該第1膜上，以埋設第1透明電極圖案之方式塗佈厚度為25 μm之包含丙烯酸系黏著劑之第1接著層，將該第1接著層接著於上述第2膜之下表面、即與積層有第2接著層之側為相反側之面。

以此方式獲得之觸控面板感測器中，第2膜與第2接著層之厚度之合計Da為150 μm，第1透明電極圖案與第2透明電極圖案之距離Db為200 μm。因此，Da/Db為0.75。再者，除該等Da、Db以外，各構件之膜厚係使用膜厚計(Peacock公司製造之數位度盤規DG-205)進行測定。

(2)實施例2

與實施例1之差異僅在於第2膜之厚度，除此以外，以與實施例1相同之方法製作觸控面板感測器。第2膜之厚度係設為100 μm。因此，Da為125 μm，Db為175 μm，Da/Db為0.71。

(3)實施例3

與實施例1之差異僅在於第2膜之厚度，除此以外，以與實施例1同樣之方法製作觸控面板感測器。第2膜之厚度係 設為50μm。因此，Da為75μm，Db為125μm，Da/Db為0.6。

(4)比較例

與實施例1之差異在於未設置第2膜及第2接著劑。作為製造方法，於在第3膜上形成銦錫氧化物層之後，不積層第2膜而實施蝕刻從而形成第2透明電極圖案。其後，介隔第1接著層將形成有第1透明電極圖案之第1膜積層於第3膜之下表面。因此，Da變為0μm，Db變為50μm，因此Da/Db變為0。

(5)起伏之測定

於上述各實施例及比較例中，於形成第2透明電極圖案之時間點測定起伏。即，實施例1~3中係將由第2透明電極圖案、第2及第3膜、以及第2接著層形成之膜積層體7配置於平坦之台上，比較例中係將由第2透明電極圖案及第3膜形成之膜積層體7配置於平坦之台上，如圖2所示，使用光學式輪廓儀(Veeco Instruments公司製造之Optical ProfilometerNT3300)測定具有透明電極圖案5之部分與不具有透明電極圖案5之部分之高低差6。結果如下所示。

根據上述實施例1~3可知：由於Da越大，越能牢固地支 撐厚度較小之第3膜，因此若與比較例相比，高低差縮小至1/3以下。又，由於隨著Da之厚度變化，Db亦增大，因此兩透明電極圖案間之距離亦增大。因此，可知於手指觸摸面板玻璃時所產生之靜電電容變化之變化率變大，從而可提高觸控感度。並且可知，於實施例1~3中，由於藉由Da、Db而規定之Da/Db為上述0.5~0.9之範圍內，因此可兼顧起伏之減少與觸控感度之提高。

1‧‧‧第1膜

2‧‧‧第2膜

3‧‧‧第3膜

4‧‧‧面板玻璃(保護層)

5‧‧‧透明電極圖案

6‧‧‧高低差

7‧‧‧膜積層體(實施例1~3：第2膜、第2接著層、第3膜，比較例：第3膜)

10‧‧‧第1透明電極圖案

11‧‧‧第1接著層

20‧‧‧第2透明電極圖案

21‧‧‧第2接著層

31‧‧‧第3接著層

Da‧‧‧第2膜與第2接著層之合計之厚度

Db‧‧‧第1透明電極圖案與上述第2透明電極圖案之距離

Dc‧‧‧第2膜2、第2接著層21及第3膜3之合計層厚

圖1係本發明之一實施形態之觸控面板感測器之剖面圖。

圖2係表示實施例中之起伏之測定之概略圖。

1‧‧‧第1膜

2‧‧‧第2膜

3‧‧‧第3膜

4‧‧‧面板玻璃(保護層)

10‧‧‧第1透明電極圖案

11‧‧‧第1接著層

20‧‧‧第2透明電極圖案

21‧‧‧第2接著層

31‧‧‧第3接著層

Da‧‧‧第2膜與第2接著層之合計之厚度

Db‧‧‧第1透明電極圖案與上述第2透明電極圖案之距離

Dc‧‧‧第2膜2、第2接著層21及第3膜3之合計層厚

Claims (5)

1. 一種觸控面板感測器，其包含：第1膜；第1透明電極圖案，其形成於上述第1膜上；第1接著層，其以覆蓋上述第1透明電極圖案之方式積層於上述第1膜上；第2膜，其積層於上述第1接著層上；第2接著層，其積層於上述第2膜上；第3膜，其積層於上述第2接著層上；及第2透明電極圖案，其形成於上述第3膜上；且由上述第2膜與上述第2接著層之合計之厚度Da、及上述第1透明電極圖案與上述第2透明電極圖案之距離Db規定之Da/Db為0.5~0.9。
2. 如請求項1之觸控面板感測器，其中上述Da為50~240 μm。
3. 如請求項1或2之觸控面板感測器，其中上述Db為100~300 μm。
4. 如請求項1或2之觸控面板感測器，其進而包含：第3接著層，其以覆蓋上述第2透明電極圖案之方式積層於上述第3膜上；及保護層，其積層於上述第3接著層上。
5. 如請求項3之觸控面板感測器，其進而包含：第3接著層，其以覆蓋上述第2透明電極圖案之方式積層於上述第3膜上；及保護層，其積層於上述第3接著層上。