TWI490743B - Film sensor - Google Patents

Description

薄膜感測器

本發明係關於一種應用於可藉由手指或觸控筆等之接觸而輸入資訊之輸入顯示裝置的薄膜感測器。

先前，已知有於偏光膜之單側具備靜電電容感測器之薄膜感測器(專利文獻1)。該薄膜感測器包括：於上表面具備傳導性層之傳導性膜、於上述傳導性層上所具備之接著劑層、及於上述接著劑層上所具備之偏光膜。藉由將此種薄膜感測器貼合於例如液晶面板之表面，而可獲得視認性優異之輸入顯示裝置。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-081810號公報

然而，於上述先前之薄膜感測器中，若偏光膜等因靜電而帶電，則有時會於靜電電容感測器中產生誤動作。

本發明之目的在於提供一種視認性優異並且可防止誤動作之產生，此外藉由發揮優異之抗靜電性而可長期地防止顯示不良之薄膜感測器。

為達成上述目的，本發明之薄膜感測器之特徵在於：其依序積層有偏光膜、抗靜電層、及靜電電容感測器，且上 述靜電電容感測器具有透明膜、形成於上述透明膜之一側之透明電極圖案、及以埋設上述透明電極圖案之方式形成於上述透明膜之一側之接著層，上述透明膜係配置於上述抗靜電層與上述透明電極圖案之間，上述抗靜電層之表面電阻值係1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□。

較佳為，藉由使上述透明膜介於上述抗靜電層與上述接著層之間，而以特定間隔配置上述抗靜電層與上述接著層。

又，較佳為，於在上述透明膜之一側形成上述接著層之後，於上述透明膜之另一側形成上述抗靜電層。

又，較佳為，上述抗靜電層包含界面活性劑、鹼金屬鹽、多元醇、導電性微粒子及導電性聚合物中之任一種，進而較佳為上述鹼金屬鹽為雙(三氟烷磺醯基)醯亞胺鹼金屬鹽。

根據本發明，透明膜配置於抗靜電層與透明電極圖案之間，抗靜電層之表面電阻值為1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□。藉由將抗靜電層之表面電阻值設為上述範圍，而抑制因靜電等所引起之偏光膜之帶電。又，靜電電容感測器可正確檢測產生於透明電極圖案與使用者之手指之間的電容之變化。進而，藉由上述配置，由於抗靜電層未與接著層接觸，故而可防止抗靜電層所含之成分之擴散，從而長期維持抗靜電功能。因此，視認性優異並且可防止誤動作之產生，此外藉由發揮優異之抗靜電性而可長期地防止顯示不良。而 且，該結果為，可提供一種長期地持續正常之動作之薄膜感測器。

以下，一面參照圖式一面詳細說明本發明之實施形態。

圖1係概略地表示本實施形態之薄膜感測器之構成之剖面圖。再者，圖1中之各層之厚度係表示其一例者，本發明之薄膜感測器中之各層之厚度並不限定於圖1者。

如圖1所示，本發明之薄膜感測器1依序包括偏光膜2、抗靜電層3、及靜電電容感測器4。靜電電容感測器具有透明膜5、形成於該透明膜之一側之透明電極圖案6、及以埋設該透明電極圖案之方式形成於透明膜5之一側之接著層7。

抗靜電層3係配置於偏光膜2與透明膜5之間，且與透明膜5接合。該抗靜電層3之表面電阻值係1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□(ohms per square)。又，透明膜5係配置於抗靜電層3與透明電極圖案6之間。而且，藉由使透明膜5介於抗靜電層3與接著層7之間，而相應地隔開透明膜5之厚度地配置抗靜電層3與接著層7。

通常，靜電電容感測器係於使用者之手指接近其表面時檢測透明電極圖案與手指形成之微弱之靜電電容者。此處，若於透明電極圖案與使用者之手指之間存在帶靜電之偏光膜，則有時會於靜電電容感測器中產生誤動作。另一方面，若為了減少偏光膜之帶電而於透明電極圖案與使用者之手指之間設置導電性優異之層(例如，表面電阻值未 達1.0×10⁹ Ω/□之導電層)，則此次有於靜電電容感測器中無法獲得所需之電容(capacitance)之問題。

本發明者等人為解決上述問題而反覆進行了潛心研究，結果著眼於抗靜電層之表面電阻值與其配置位置。於是獲得如下見解：藉由將抗靜電層之表面電阻值設為特定之值，可防止靜電電容感測器之誤動作並且發揮優異之抗靜電性。

又，本發明者等人獲得如下見解：藉由使透明膜配置於抗靜電層與透明電極圖案之間，可長期地持續優異之抗靜電性。其原因在於：由於如先前之薄膜感測器般，偏光膜與埋設透明電極圖案之接著層未接觸，故而鄰接於偏光膜配置抗靜電層之情形時亦可防止其成分(就代表性而言為抗靜電劑)於上述接著層中擴散。

繼而，以下說明薄膜感測器1之各構成要素之詳細情況。

(偏光膜)

本發明所使用之偏光膜具有如下功能：將輸入至該偏光膜之光分離為彼此正交之2種偏光成分，使一偏光成分穿透並吸收另一偏光成分。上述偏光膜係於面內具有吸收軸與穿透軸。上述吸收軸係最大地吸收入射之光之方向，上述穿透軸係最大地穿透光之方向。通常，上述吸收軸與上述穿透軸彼此正交。

上述偏光膜只要為具有上述功能者則並無特別限制，較佳為含有二色性元素之聚乙烯醇系樹脂之延伸膜。又，上 述偏光膜亦可為於上述延伸膜之兩側積層保護膜而構成者。上述延伸膜之厚度通常為1.0 μm~30 μm。此種偏光膜可自例如日東電工股份有限公司獲取。

(抗靜電層)

本發明所使用之抗靜電層係配置於偏光膜與靜電電容感測器之間。該抗靜電層之厚度例如為0.1 μm~80 μm。上述抗靜電層之平均單位面積之表面電阻值係1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□(ohms per square)。若抗靜電層之表面電阻值未達1.0×10⁹ Ω/□則產生靜電電容感測器之誤動作，另一方面，若表面電阻值超過1.0×10¹¹ Ω/□則產生顯示不良。本發明之薄膜感測器係藉由使用此種抗靜電層，而可防止於靜電電容感測器中產生誤動作並且發揮優異之抗靜電性。

上述抗靜電層係以例如丙烯酸作為主成分之材料，較佳為包含抗靜電劑。該抗靜電層可藉由對偏光膜貼合分散有抗靜電劑之感壓接著劑(PSA，Pressure Sensitive Adhesive)而形成，或者亦可混合於任意之塗佈劑或溶劑中或保持原液之狀態直接塗佈於偏光膜上而形成。於藉由抗靜電劑之塗佈而形成上述抗靜電層之情形時，於該抗靜電層與靜電電容感測器之間另外設置有其他接著層。

抗靜電層較佳為包含鹼金屬鹽、界面活性劑、多元醇、導電性微粒子及導電性聚合物中之任一種，進而較佳為包含作為鹼金屬鹽之雙(三氟烷磺醯基)醯亞胺鹼金屬鹽(Bis(trifluoroalkanesulfonyl)imide alkaline metal salt)。上述抗靜電層例如可自東京化成工業股份有限公司獲取。

作為上述界面活性劑，可使用磺酸系化合物等陰離子性或兩性之界面活性劑、環氧乙烷等非離子性界面活性劑等。作為上述多元醇，可使用聚乙二醇之酯化反應物等。作為上述導電性微粒子，可使用導電性之碳黑(CB，carbon black)、或奈米碳管(CNT，carbon nanotube)等。作為上述導電性聚合物，可使用聚苯胺、聚二氧乙基噻吩、聚吡咯等。

上述抗靜電層之表面電阻值可藉由使上述抗靜電劑之種類或含量產生變化而適當增加或減少。

(靜電電容感測器)

本發明所使用之靜電電容感測器具有光學性地顯示各向同性之透明膜、形成於該透明膜之一側之透明電極圖案、及以埋設該透明電極圖案之方式形成於該透明膜之一側之接著層。

上述透明電極圖案通常與形成於透明膜之端部之引導線(未圖示)電性連接。

於本發明中，上述透明膜配置於抗靜電層與透明電極圖案之間。根據此種形態，由於偏光膜、與埋設透明電極圖案之接著層未接觸，故而即便於鄰接於上述偏光膜積層抗靜電層之情形時，亦可防止上述抗靜電層之成分(就代表性而言為抗靜電劑)於上述接著層中擴散。其結果為，本發明之薄膜感測器可長期地持續優異之抗靜電性。

上述透明膜較佳為光學性地顯示各向同性，或者於可見光區域(380 nm~780 nm)之任一者內具有相對於波長λ為λ/4 之面內之相位差值。於上述透明膜光學性地顯示各向同性之情形時，該透明膜之波長590 nm中之面內之相位差值較佳為未達10 nm。於上述透明膜具有相對於可見光區域之任一波長λ為λ/4之面內之相位差值之情形時，該透明膜之波長590 nm中之面內之相位差值較佳為127.5 nm~167.5 nm(590/4=147.5 nm(容許範圍±20 nm)。

就耐熱性優異之觀點而言，形成上述透明膜之材料較佳為聚環烯烴或聚碳酸酯。上述透明膜之厚度例如為10 μm~200 μm。上述透明膜亦可於其表面包括易接著層或硬塗層。上述透明膜可自例如日本Zeon股份有限公司或帝人化成股份有限公司獲取。

就代表性而言，上述透明電極圖案係藉由透明導電體而形成。透明導電體係指於可見光區域(380 nm~780 nm)內穿透率為80%以上且表面電阻值為500 Ω/□以下之材料。上述透明導電體較佳為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化銦-氧化鋅複合氧化物。

透明電極圖案之形狀係除梳形狀以外，視用途可採用條紋形狀或菱形形狀等任意之形狀。透明電極圖案之高度例如為10 nm~100 nm，寬度為0.1 mm~5.0 mm。

上述透明電極圖案係於例如藉由濺鍍法或真空蒸鍍法於透明膜上形成透明導電體層之後，於透明導電體層之表面形成所需之圖案之光阻劑，其後浸漬於鹽酸中去除透明導電體層之不需要之部分而可獲得。

上述接著層係以埋設上述透明電極圖案之方式形成於透 明膜上。作為形成該接著層之材料，就透明性優異之方面而言，較佳為丙烯酸系黏著劑。上述丙烯酸系黏著劑之厚度較佳為10 μm~200 μm。接著層亦可使用市售之光學透明黏著劑(OCA：Optical Clear Adhesive)。該丙烯酸系黏著劑可自例如日東電工股份有限公司(產品名：LUCIACS(註冊商標)CS9621T)獲取。

如上所述，根據本實施形態，透明膜5配置於抗靜電層3與透明電極圖案6之間，抗靜電層3之表面電阻值為1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□。藉由將抗靜電層3之表面電阻值設為上述範圍，而抑制因靜電等所引起之偏光膜2之帶電。又，靜電電容感測器4可正確檢測產生於透明電極圖案6與使用者之手指之間的電容之變化。進而，藉由上述配置，由於抗靜電層3未與接著層7接觸，故而可防止抗靜電層3所含之抗靜電劑於接著層7中擴散，從而長期維持抗靜電層3之抗靜電功能。因此，視認性優異並且可防止誤動作之產生，此外藉由發揮優異之抗靜電性而可長期地防止顯示不良。

以上，對本實施形態之薄膜感測器進行了敍述，但本發明並不限定於記述之實施形態，可基於本發明之技術思想進行各種變化及變更。

以下，說明本發明之實施例。

[實施例]

(實施例1)

首先，藉由濺鍍法使銦錫氧化物堆積於厚度50 μm之聚 環烯烴膜(日本Zeon股份有限公司、商品名「ZEONOR(註冊商標)」)之一側，形成厚度20 nm之包含銦錫氧化物之非晶質之透明導電膜。於140℃之加熱烘箱內對該透明導電膜進行加熱處理30分鐘，使上述非晶質變化為結晶質膜。於在包含上述銦錫氧化物之結晶質膜之透明導電膜之表面形成條紋狀圖案之光阻劑膜後，將透明導電膜浸漬於鹽酸中，藉此，去除透明導電膜之不需要部分，獲得透明電極圖案。然後，於上述聚環烯烴膜之一側，以埋設上述透明電極圖案之方式積層丙烯酸系黏著劑層(日東電工股份有限公司製造，商品名「LUCIACS(註冊商標)」)，製作靜電電容感測器。

繼而，於上述靜電電容感測器之聚環烯烴膜之另一側(與透明電極圖案相反之側)，依次積層表面電阻值為2.0×10⁹ Ω/□之抗靜電層、與偏光膜(日東電工股份有限公司製造，商品名「NPF(註冊商標)」)，獲得薄膜感測器。於上述抗靜電層中，使用分散有相對於該抗靜電層之總重量為7重量%之雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰而成之丙烯酸系感壓接著劑。

將以上述方式製作之薄膜感測器用作具有共平面切換(In-Plane Switching)方式之液晶面板的表面型靜電電容方式(Surface Capacitive Type)觸控面板之觸控感測器。

(實施例2)

使用表面電阻值為2.0×10¹⁰ Ω/□之觸控面板，除此以外，製作與實施例1相同之構成之輸入顯示裝置。於上述 抗靜電層中，使用分散有相對於該抗靜電層之總重量為1重量%之雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰而成之丙烯酸系感壓接著劑(厚度25 μm)。

(比較例1)

使用表面電阻值為5.0×10⁸ Ω/□之抗靜電層，除此以外，製作與實施例1相同之構成之輸入顯示裝置。於上述抗靜電層中，使用分散有相對於該抗靜電層之總重量為10重量%之雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰而成之丙烯酸系感壓接著劑(厚度25 μm)。

(比較例2)

使用表面電阻值為2.0×10¹¹ Ω/□之抗靜電層，除此以外，製作與實施例1相同之構成之輸入顯示裝置。於上述抗靜電層中，使用分散有相對於該抗靜電層之總重量為1重量%之雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰而成之丙烯酸系感壓接著劑(厚度25 μm)。

顯示不良之評價方法

使用靜電放電槍(Electrostatic discharge Gun)，對配置於觸控面板之視認側之表面之偏光膜施加靜電，藉由目視觀察而確認顯示不良之有無。

誤動作之評價方法

於使用實施例1、2及比較例1、2之觸控面板之狀態下進行目視觀察，確認誤動作之有無。

將以該等評價方法進行評價之結果示於表1。再者，表1中，以「○」表示未產生顯示不良之情形，以「×」表示產 生顯示不良之情形。

如表1之實施例1及2所示，於使用平均單位面積之表面電阻值為2.0×10⁹ ~8.0×10¹⁰ Ω/□之抗靜電層之薄膜感測器中，即便偏光膜因靜電而帶電，亦不會於液晶面板中產生顯示不良。又，亦不會產生靜電電容感測器之誤動作。

另一方面，如比較例1、2所示，於上述表面電阻值未達1.0×10⁹ Ω/□之情形時，產生靜電電容感測器之誤動作。又，若上述抗靜電層之表面電阻值超過1.0×10¹¹ Ω/□，則產生液晶層之顯示不良。根據該等實施例及比較例之結果推定，表面電阻值與誤動作及抗靜電性(顯示不良)處於如圖2般之關係。

因此，可知藉由於本發明之薄膜感測器之構成中將平均單位面積之表面電阻值設為1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□、尤其是2.0×10⁹ ~8.0×10¹⁰ Ω/□，可防止誤動作之產生並且實現優異之抗靜電性而防止顯示不良。

[產業上之可利用性]

本發明之薄膜感測器係關於其用途並無特別限制，較佳 為可採用於智慧型手機或平板終端(亦稱為Slate PC)等移動終端中。

1‧‧‧薄膜感測器

2‧‧‧偏光膜

3‧‧‧抗靜電層

4‧‧‧靜電電容感測器

5‧‧‧透明膜

6‧‧‧透明電極圖案

7‧‧‧接著層

圖1係概略地表示本發明之實施形態之薄膜感測器的構成之剖面圖。

圖2係表示圖1中之抗靜電層之表面電阻值、與薄膜感測器中產生之誤動作及抗靜電性(顯示不良)的關係之圖。

1‧‧‧薄膜感測器

2‧‧‧偏光膜

3‧‧‧抗靜電層

4‧‧‧靜電電容感測器

5‧‧‧透明膜

6‧‧‧透明電極圖案

7‧‧‧接著層

Claims (5)

1. 一種薄膜感測器，其特徵在於：其依序積層有偏光膜、抗靜電層、及靜電電容感測器，且上述靜電電容感測器具有透明膜、形成於上述透明膜之一側之透明電極圖案、及以埋設上述透明電極圖案之方式形成於上述透明膜之一側之接著層，上述透明膜係配置於上述抗靜電層與上述透明電極圖案之間，上述抗靜電層之表面電阻值係1.0×10⁹ ~1.0×10¹¹ Ω/□。
2. 如請求項1之薄膜感測器，其中藉由使上述透明膜介於上述抗靜電層與上述接著層之間，而以特定間隔配置上述抗靜電層與上述接著層。
3. 如請求項1之薄膜感測器，其中於在上述透明膜之一側形成上述接著層之後，於上述透明膜之另一側形成上述抗靜電層。
4. 如請求項1之薄膜感測器，其中上述抗靜電層包含界面活性劑、鹼金屬鹽、多元醇、導電性微粒子及導電性聚合物中之任一種。
5. 如請求項4之薄膜感測器，其中上述鹼金屬鹽為雙(三氟烷磺醯基)醯亞胺鹼金屬鹽。