TWI557623B

TWI557623B - A transparent planar substrate with a contact and a touch panel

Info

Publication number: TWI557623B
Application number: TW103124404A
Authority: TW
Inventors: Katsumasa Kono; Keisaku Kimura; Takahiro Ono
Original assignee: Gunze Kk
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-11-11
Also published as: JP2015022627A; CN203941515U; JP6084127B2; TW201504913A

Description

帶電極的透明面狀基材和觸控面板

本發明涉及帶電極的透明面狀基材和使用所述帶電極的透明面狀基材的觸控面板。

近年，在電腦和便攜終端等電子設備中，正在積極開發不使用按鈕而利用顯示器的顯示來進行操作的設備。作為為了進行所述操作而檢測由操作者進行的接觸的構件，具有觸控面板的電子設備逐步增多。觸控面板的種類有電阻膜式、表面彈性波式和紅外線方式等，並且還有電容式觸控面板，該電容式觸控面板利用手指觸摸或接近而產生的電容變化來檢測觸摸位置。

電容式觸控面板包括帶電極的透明面狀基材，在該帶電極的透明面狀基材的透明基材上形成有多個用於檢測觸摸位置的電極，在以往的電容式觸控面板中，利用透明的ITO來形成電極。但是，ITO的電阻率高，通常為200Ω．m~1000Ω．m。特別是在大型的觸控面板中，由於電極的端子間的電阻值增加，伴隨於此電容檢測的靈敏度下降，所以有時觸控面板動作困難。

因此，提出了不使用ITO的電容式觸控面板。具體地說，提出了一種觸控面板的方案，通過用銅、銅合金或銀構成的多個導線在基材上形成具有規定圖案形狀的電極，使電極的光線透過率在70%以上，並且使電阻低。

作為導線的形成方法，習知的有如下的方法：通過絲網印刷等，將使銅等極微小的導電性顆粒分散在樹脂黏合劑中得到的漿料(墨水)印刷在基材上。但是，當通過這種印刷法形成導線時，難以使導線的線寬成為100μm以下、特別是難以使導線的線寬成為50μm以下。因此，存在電極的圖案形狀醒目而使觸控面板的清晰度變差的問題。另一方面，習知有一種利用光刻的方法，在將銅等的金屬箔層疊在基材上之後，在金屬箔上形成抗蝕圖案，對金屬箔進行蝕刻。當通過光刻形成導線時，能夠將導線的線寬形成得非常細，例如能夠將導線的線寬形成為1μm~10μm程度(例如參照專利文獻1)。

先前技術文獻

專利文獻1：日本公表公報特表2011-513846號

但是，當通過光刻形成線寬非常細的導線時，存在如下問題：蝕刻時發生與規定蝕刻相比成為蝕刻過多的過度蝕刻，因形成的導線局部過細而導致斷線。

鑒於所述的問題，本發明的目的在於，最初不形成線寬細的導線，通過使導線的線寬局部變細，從而使構成觸控面板電極的導線細線化。

本發明的所述目的通過下述的帶電極的透明面狀基材達成，所述帶電極的透明面狀基材包括：基材；以及多個電極，配置在所述基材的至少一個面上，所述電極由多個導線形成，在所述導線的沿著長度方向的至少一方的側邊緣上，隔開間隔設置有多個將所述導線切去一部分得到的凹部。

所述結構的帶電極的透明面狀基材的優選實施方式的特徵在於，所述導線的線寬W在3μm以上且在50μm以下的範圍內。

此外，更優選的實施方式的特徵在於，所述凹部的深度D小於從所述導線的一方的側邊緣到另一方的側邊緣的線寬W0的1/2。

此外，更優選的實施方式的特徵在於，所述凹部設置在所述導線的兩個側邊緣上，一方的側邊緣的所述凹部和另一方的側邊緣的所述凹部交替設置。

此外，更優選的實施方式的特徵在於，設置在所述導線的一方的側邊緣上的所述凹部與設置在另一方的側邊緣上的所述凹部局部相對。

此外，更優選的實施方式的特徵在於，當所述凹部的寬度為L時，在所述導線的一方的側邊緣或另一方的側邊緣上，相鄰的所述凹部的間隔I在0.5×L以上且在5×L以下。

此外，更優選的實施方式的特徵在於，多個所述凹部的形狀全部大體相同。

本發明的所述目的通過觸控面板達成，所述觸控面板具備所述的帶電極的透明面狀基材。

按照本發明，由於通過在構成觸控面板的電極的導線的側邊緣上設置凹部，使導線細線化，所以即使最初不形成線寬細的導線，也可以使導線變細為所希望的粗細。如果最初形成線寬細的導線，則導線的粗細和形狀不穩定，並且有可能斷線，但是在本發明中，由於形成穩定的粗細和形狀的導線，所以可以提高帶電極的透明面狀基材和觸控面板的生產率。並且，通過導線的細線化，可以提高電極的光線透過率，此外，由於使電極的圖案形狀變得不醒目，所以可以使觸控面板的清晰度良好。

1‧‧‧帶電極的透明面狀基材

2‧‧‧基材

3‧‧‧電極

4‧‧‧佈線

5‧‧‧導線

30‧‧‧電極單元

31‧‧‧電極連接線

51‧‧‧凹部

52‧‧‧凸凹

53‧‧‧寬度方向兩側的一部分

50A‧‧‧側邊緣

50B‧‧‧側邊緣

圖1是本發明一個實施方式的帶電極的透明面狀基材的俯視圖。

圖2是本發明另一個實施方式的帶電極的透明面狀基材的俯視圖。

圖3是本發明另一個實施方式的帶電極的透明面狀基材的俯視圖。

圖4是表示導線一個例子的放大圖。

圖5是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖6是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖7是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖8是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖9是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖10是表示導線另一個例子的放大圖。

圖11是表示凹部的變形例的導線的放大圖。

圖12是本發明另一個實施方式的帶電極的透明面狀基材的俯視圖。

下面參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。另外，為了使結構容易理解，各附圖並不是實際尺寸比而是進行了局部放大或縮小。

圖1是本發明一個實施方式的帶電極的透明面狀基材1的俯視圖。本實施方式的帶電極的透明面狀基材1例如構成電容式觸控面板，該電容式觸控面板安裝在銀行終端(自動取款機)、售票機、手機、智慧型電話、平板設備、筆記型電腦、顯示器一體型個人電腦、導航系統、遊戲設備和POS終端等的顯示裝置上使用，帶電極的透明面狀基材1包括透明基材2和多個帶狀電極3，所述多個帶狀電極3隔開規定間隔設置在基材2的一個面側。

電極3沿第一方向(圖示例子中為縱向(Y方向))延伸，並且沿與第一方向垂直的第二方向(圖示例子中為橫向(X方向))隔開規定間隔配置，相鄰的電極3之間電絕緣。各電極3與佈線4連接。各佈線4延伸至基材2的端部邊緣，各佈線4的前端部與電容檢測電路(省略圖示)連接。

觸控面板以如下方式構成：將在基材2的一個面側形成有電極3的所述結構的兩個帶電極的透明面狀基材1以電極3相對、且電極3成為交叉的朝向(即，一個帶電極的透明面狀基材1的電極3沿縱向延伸而另一個帶電極的透明面狀基材1的電極3沿橫向延伸)的方式重疊，並通過黏合層進行黏合。

另外，構成觸控面板的帶電極的透明面狀基材1並不限於所述結構，也可以通過如下方式的帶電極的透明面狀基材1來構成觸控面板，該帶電極的透明面狀基材1的結構為：在基材2的一個面側並列配置有多個沿縱向延伸的電極3作為第一電極，並且在基材2的另一個面側並列配置有多個沿橫向延伸的電極3作為第二電極，而且第二電極的電極3與第一電極的電極3交叉。此外，還可以通過如下方式的帶電極的透明面狀基材1來構成觸控面板，該帶電極的透明面狀基材1的結構為：在基材2的一個面側並列配置有多個沿縱向延伸的電極3作為第一電極，並且配置有沿橫向延伸的電極3作為第二電極，而且第二電極的電極3與第一電極的電極3交叉。另外，在這種情況下，通過在沿縱向延伸的電極3和沿橫向延伸的電極3交叉的部分，使絕緣層介於兩者之間，由此使兩者絕緣。絕緣層材料沒有特別的限定，只要是透明且無導電性的絕緣材料即可。按照該結構的帶電極的透明面狀基材1，由於不需要通過黏合層將兩個帶電極的透明面狀基材黏合在一起，所以可以提高觸控面板製造時的操作性。

基材2是電介質基材。基材2的材料可以例舉的是：玻璃、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等透明材料。如果是玻璃，則厚度優選的是0.1mm~3mm的程度，如果是塑膠膜，則厚度優選的是10μm~2000μm的程度。此外，也可以將所述的材料層疊為多層。另外，可以在基材2的表面設置用於保護表面的硬塗層、反射防止層、防汙層、防黏連層、接受層等功能層，也可以實施等離子體處理等。

在本實施方式中，電極3包括：多個電極單元30，沿縱向(Y方向)排列；以及電極連接線31，電連接相鄰的電極單元30。多個電極單元30通過使多個導線5交叉而形成為網眼狀。電極單元 30的外形形成為菱形，但是電極單元30的外形並不限於菱形，只要能夠檢測手指等的接觸點，可以是任意形狀。此外，電極3的圖案形狀可以不僅僅是通過電極連接線31將具有規定形狀的多個電極單元30連接成直線狀而得到的形狀，也可以是圖2所示的矩形。此外，電極3也不是必須由多個導線5形成為網眼狀，如圖3所示，也可以是只將沿縱向(Y方向)延伸的導線5沿橫向(X方向)排列的結構。另外，在圖3中，導線5形成為像鋸的齒這樣的形狀的Z形(鋸齒形)，但是也可以形成為筆直的直線狀。

電極連接線31相互連接相鄰的電極單元30的導線5，在相鄰的電極單元30之間設置有一根或多根。電極連接線31的形狀可以是沿一個方向延伸的直線形狀，也可以是在一個部位或多個部位彎曲的形狀(L形、Z形等)，但是優選的是，通過適當地設置電極連接線31的形狀和根數，在構成觸控面板時使沿縱向延伸的電極3和沿橫向延伸的電極3交叉時，通過電極連接線31使兩個電極3的交叉部分在外觀上形成為網眼。因此，由於所述交叉部分的網眼與各電極3的電極單元30的網眼同樣地排列，可以使從基材的一個面側觀察到的電極3的整體形狀成為均勻的網眼狀圖案，所以可以使電極3的圖案形狀變得不醒目，其結果，可以提高觸控面板的清晰度。另外，網眼狀不僅包括導線5和電極連接線31等線與線在也包含外觀上的情況下以具有交點的方式交叉的方式，也包括線上交叉的部分中因至少一方的線間斷而使線與線沒有交點而交叉的方式。電極連接線31可以由與電極單元30的導線5相同的材料形成、也可以由與電極單元30的導線5不同的材料形成，但是由於用與導線5相同的材料一體地形成在基材2的一個面側，能夠高效地形成電極連接線31，所以是優選的。

如圖4所示，在導線5上、且在沿著長度方向的至少一方的側邊緣50A上隔開間隔I設置有多個凹部51，通過將導線5切去一部分而形成所述凹部51。導線5通過設置有凹部51，可以使導線5的線寬W局部變細，與不設置凹部51地形成為固定線寬W0的情況相比，提高了導線5(電極3)的光線透過率。此外，由於通過設置凹部51，使導線5的側邊緣的反射光散射，所以難以從外部看到電極3。另外，為了提高所述導線5的側邊緣的反射光散射的效果，優選的是，在導線5上以高密度形成多個寬度L小的凹部51。所述導線5的線寬W0表示不存在凹部51的導線5原來的線寬亦即從導線5一方的側邊緣50A到另一方的側邊緣50B的距離。

凹部51的形狀沒有特別的限定，除了圖4所示的橢圓形狀(包含以描繪橢圓的弧的一部分的方式彎曲的形狀)以外，也可以形成為圖5所示的半圓形狀(包含以描繪圓弧的一部分的方式彎曲的形狀)、圖6所示的矩形、圖7所示的三角形狀、圖8所示的梯形，並且還可以形成為多邊形等各種形狀。此外，如圖9所示，也可以使凹部51自身的一部分或全部成為凸凹52。

在本實施方式中，在導線5的兩個側邊緣50A、50B上隔開間隔分別設置有多個凹部51，一方的側邊緣50A的凹部51與另一方的側邊緣50B的凹部51沿導線5的長度方向交替設置。如圖10所示，當僅在導線5的一方的側邊緣50A上設置有凹部51時，由於導線5的凹部51之間部分的線寬W不能變細，所以由於相對於導線5原來的線寬W0的凹部51的深度D，在存在凹部51的部分與不存在凹部51的凹部51之間的部分，線寬W大幅度變化，在導線5上存在局部線寬W大的部分，該部分有可能變得醒目。相對於此，通過使凹部51交替配置在導線5的兩個側邊緣50A、50B上，在一方的側邊緣50A的相鄰的兩個凹部51之間配置有另一方的側邊緣50B的凹部51，可以使所述凹部51之間部分的線寬W也變細，因此可以遍及導線5的大體全長使線寬W變細。此外，由於通過凹部51從兩個側邊緣50A、50B均等地將導線5切去一部分，所以導線5的形狀不會變形，從而可以防止由於存在凹部51而對觸控面板的清晰度產生不良影響。

當將凹部51設置在導線5的兩個側邊緣50A、50B上時，如圖4所示，導線5的一方的側邊緣50A的凹部51與另一方的側邊緣50B的凹部51局部相對(重複)，具體地說，優選的是以如下方式配置各凹部51：一方的側邊緣50A的凹部51與將其夾在中間的另一方的側邊緣50B的兩個凹部51在寬度方向兩側的一部分53相對(重複)。由此，可以使導線5的線寬W變得更細。另外，在圖6、圖8和圖9中，如圖4所示的那樣，導線5的一方的側邊緣50A的凹部51與另一方的側邊緣50B的凹部51局部相對(重複)，但是也不是必須相對(重複)。另一方面，在圖5和圖7中，與圖4不同，導線5的一方的側邊緣50A的凹部51與另一方的側邊緣50B的凹部51不相對(重複)，但是也可以使它們局部相對(重複)。

如果使導線5的線寬W變細，則可以提高光線透過率，並且可以使導線5變得不醒目，但是另一方面，如果使線寬W變得過細，則存在斷線等問題，不僅使用於在導線5上形成凹部51的加工變得困難，還存在使導線5的電阻值變大的問題。因此，導線5的線寬W的最細部分在3μm以上，最粗的部分在50μm以下，即，導線5的線寬W優選的是在3μm以上且在50μm以下的範圍內，更優選的是在3μm以上且在25μm以下的範圍內，進一步優選的是在3μm以上且在10μm以下的範圍內。

相鄰的凹部51的間隔I沒有特別的限定，由於間隔I越小，則能夠遍及導線5的大體全長使線寬W變細，所以是優選的，但是間隔I小會使用於在導線5的側邊緣50A、50B排列形成凹部51的加工變得困難。另一方面，如果相鄰的凹部51的間隔I大，則由於如上所述地凹部51之間部分的線寬W不能變細(特別是如圖10所示，僅在導線5的一方的側邊緣50A上設置凹部51時)，在導線5上存在局部線寬W較寬的部分，從而造成導線5有可能變得醒目。因此，與後述的凹部51的寬度L相比，相鄰的凹部51的間隔I優選的是在0.5×L以上且在5×L以下，更優選的是在0.5×L以上且在2×L以下。另外，相鄰的凹部51的間隔I是指相鄰的凹部51在導線5的側邊緣50A、50B上的寬度方向兩側的端部之間的距離。

凹部51的寬度L沒有特別限定，由於寬度L越大，則能夠遍及導線5的大體全長使設置凹部51的數量變少且能夠使線寬W變細，所以是優選的，但是如果寬度L過大，則與導線5自身變細變得沒有差別。另一方面，如果寬度L過小，則需要對導線5以高密度形成多個凹部51，從而使用於形成凹部51的加工變得困難。因此，與導線5原來的線寬W0相比，凹部51的寬度L優選的是在0.5×W0以上且在10×W0以下，更優選的是在0.5×W0以上且在5×W0以下。另外，凹部51的寬度L是指凹部51在導線5的側邊緣50A、50B上的寬度方向的兩端部之間的距離。

凹部51的深度D沒有特別限定，但是如果深度D過大，則存在斷線等問題，並且使用於在導線5上形成凹部51的加工變得困難，而且特別是當導線5原來的線寬W0較寬時，因使凹部51的深度D變大，在存在凹部51的部分和不存在凹部51的部分，線寬W大幅度變化，存在導致在導線5上存在局部線寬W寬的部分而使導線5變得醒目的問題。另一方面，如果深度D過小，則即使設置凹部51也並不能使線寬W變得很細，存在不能有效地提高導線5的光線透過率的問題。因此，凹部51的深度D優選的是設定成小於導線5原來的線寬W0的50%。但是，需要設定成：使凹部51形成後的導線5的線寬W殘留3μm以上。另外，凹部51的深度D是指從導線5的側邊緣50A、50B到凹部51最深部的距離。

通過針對線寬W0的導線5形成多個寬度L、間隔I以及深度D被設計在所述範圍內的凹部51，能夠適當地設計凹部51相對於導線5所占的比例。以圖4為例進行說明，例如，針對線寬W0=10μm的導線5，形成多個寬度L=20μm、間隔I=10μm、深度D=5μm的半橢圓狀凹部51，則每一導線5的基準長度(在此為凹部51和間隔反復出現三個的長度(90μm))的面積中的凹部51的面積為52%程度。

凹部51可以形成為完全相同的形狀，此外，也可以包含不同的形狀，但是由於形成為全部相同形狀時導線5的形狀不會變形，並且能夠高效地形成凹部51，所以是優選的。另外，相同形狀是包含凹部51形狀的大部分是相同的形狀的概念，如將圖11與圖4進行比較所示，凹部51寬度方向兩側的一部分53比設計(圖4)變寬等這樣的、因製造上的偏差造成形狀稍許不同時，也作為大體相同而包含在相同形狀中。

所述結構的導線5例如通過(1)將包含金、銀、銅、白金、鈀、碳、氧化銦錫(ITO)、在氧化銦中混合氧化鋅得到的導電性氧化物(IZO[氧化銦鋅(indiumzinc oxide)])、或在氧化銦中混合氧化矽得到的導電性氧化物(ITSO)等的極微小的導電性顆粒的導電性漿料絲網印刷在基材2上的方法(參照日本專利公開公報特開2007-142334等)，或者(2)在將銅等金屬箔層疊在基材2上之後，在金屬箔上形成抗蝕圖案，並對金屬箔進行蝕刻的方法(參照日本專利公開公報特開2008-32884等)等，首先在基材2上形成具有規定線寬W0的導線5。另外，在基材2上形成具有規定線寬W0的導線5的方法並不限於所述(1)、(2)的方法，也可以使用所述(1)以外的凹版印刷或噴墨印刷等習知的印刷法或所述(2)以外的光刻法。此外，優選的是，通過所述方法與導線5一起形成電極連接線31和佈線4。

可以在形成所述導線5的同時形成側邊緣50A、50B的凹部51。例如通過對通過所述方法形成的線寬W0的導線5照射鐳射，將導線5的側邊緣50A、50B切為凸狀，以物理方式除去該部分的導線5。由此，在導線5的側邊緣50A、50B上形成凹部51，通過凹部51，形成線寬W比原來線寬W0細的導線5。為了除去導線5，例如可以使用YAG鐳射等。如本實施方式所示，當通過多個導線5將電極3形成為網眼狀時，針對交叉的全部導線5(即，沿各方向延伸的導線5)形成凹部51。另外，優選的是，在導線5交叉的交點部儘量不設置凹部51。此外，優選的是，通過不僅針對導線5而且也針對電極連接線31和佈線4形成凹部51，可以使線寬比原來的線寬細。

按照本實施方式的帶電極的透明面狀基材1，由於通過使多個導線5交叉來形成網眼狀的電極3，所以與將ITO作為電極材料使用的情況相比，可以實現形成在基材2上的電極3的低電阻化。此外，由於通過凹部51使構成電極3的導線5、電極連接線31和佈線4細線化而使它們成為所希望的粗細，所以可以有效地提高電極3的光線透過率，此外，由於可以有效地使電極3的圖案形狀和佈線4變得不醒目，所以可以提高觸控面板的清晰度，從而可以很好地應用於電容式觸控面板。此外，由於通過在導線5、電極連接線31和佈線4的側邊緣設置凹部51來使它們細線化，所以即使最初未形成線寬細的導線5、電極連接線31和佈線4，也可以使所述線變細為所希望的粗細。如果最初形成線寬細的導線5、電極連接線31和佈線4，則線的粗細和形狀不穩定，並且有可能斷線，但是在本實施方式中，由於能夠形成穩定的粗細和形狀的導線5、電極連接線31和佈線4，所以可以提高帶電極的透明面狀基材1和觸控面板的生產率。

以上，對本發明的一個實施方式進行了說明，但是本發明的具體實施方式並不限於所述實施方式。例如，可以在相鄰的電極3的間隙通過使用與所述導線5的線寬大體相等的導線來形成與電極3電氣獨立的網眼狀的虛設圖案，從而使電極3的圖案形狀變得不醒目，也可以通過在構成所述虛設圖案的導線上也形成凹部 51，同樣地使導線細線化。

此外，在所述實施方式中，電極3的導線5、電極連接線31和佈線4為筆直的直線狀，但是電極3的導線5、電極連接線31和佈線4也可以是波浪那樣的形狀的波浪形或鋸的齒那樣的形狀的鋸齒形等各種形狀。

此外，在所述實施方式中，將電極3形成為帶狀且並排排列多個帶狀的電極3，但是也可以如圖12所示，將電極3形成為島狀，並縱橫排列多個島狀的電極3。當將電極3形成為島狀時，由於分別使佈線4與各電極3連接，所以佈線4的一部分配置在各電極3之間。在該實施方式中，可以通過使多個導線5交叉而將電極3形成為網眼狀，並且通過在導線5和佈線4上形成凹部51而使它們細線化。另外，在圖12的實施方式中，僅通過具有島狀電極3的帶電極的透明面狀基材1就具備作為觸控面板的功能。

1‧‧‧帶電極的透明面狀基材

2‧‧‧基材

3‧‧‧電極

4‧‧‧佈線

5‧‧‧導線

Claims

一種帶電極的透明面狀基材，其特徵在於，所述帶電極的透明面狀基材包括：基材；以及多個電極，配置在所述基材的至少一個面上；所述電極由多個導線形成；在所述導線的沿著長度方向的至少一方的側邊緣上，隔開間隔設置有多個將所述導線切去一部分得到的凹部。
根據請求項1所述的帶電極的透明面狀基材，其中，所述導線的線寬(W)在3μm以上且在50μm以下的範圍內。
根據請求項1或2所述的帶電極的透明面狀基材，其中，所述凹部的深度(D)小於從所述導線的一方的側邊緣到另一方的側邊緣的線寬(W0)的1/2。
根據請求項1或2所述的帶電極的透明面狀基材，其中，所述凹部設置在所述導線的兩個側邊緣上，一方的側邊緣的所述凹部和另一方的側邊緣的所述凹部交替設置。
根據請求項1或2所述的帶電極的透明面狀基材，其中，設置在所述導線的一方的側邊緣上的所述凹部與設置在另一方的側邊緣上的所述凹部局部相對。
根據請求項1或2所述的帶電極的透明面狀基材，其中，當所述凹部的寬度為L時，在所述導線的一方的側邊緣或另一方的側邊緣上，相鄰的所述凹部的間隔(I)在0.5×L以上且在5×L以下。
根據請求項1或2所述的帶電極的透明面狀基材，其中，多個所述凹部的形狀全部大體相同。
一種觸控面板，其中，所述觸控面板具備請求項1~7中任意一項所述的帶電極的透明面狀基材。