JP6967081B2 - タッチセンサ及びタッチパネル - Google Patents
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Description
検出部は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電性酸化物で形成されるが、透明導電性酸化物以外に金属細線でも形成される。金属は上述の透明導電性酸化物に比べて、パターニングがしやすく、屈曲性に優れ、抵抗がより低い等の利点があるため、タッチパネル等において銅又は銀等が金属細線に用いられている。
特許文献1には、「ウィンドウガラス基板と、ウィンドウガラス基板の周縁に沿って形成されるベゼルと、ベゼルとベゼルとの間を充填しながら積層又は接着されて、ウィンドウガラス基板上に形成される絶縁層と、絶縁層上に形成される電極パターンと、を含む、タッチセンサ」が記載されている。
[2] Si原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して28.0〜33.0質量%であり、Al原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して7.0〜10.0質量%であり、K原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して6.0〜9.0質量%である、[1]に記載のタッチセンサ。
[3] ガラス基板と第1タッチ電極との間に、比誘電率が3.0以上の第1有機絶縁層を有する[1]又は[2]に記載のタッチセンサ。
[4] 第1タッチ電極上に更に第2有機絶縁層を有し、第2有機絶縁層上に金属細線からなる第2タッチ電極を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のタッチセンサ。
[5] 金属細線がメッシュ形状を形成しており、メッシュピッチが400〜1200μmである、[1]〜[4]のいずれかに記載のタッチセンサ。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載のタッチセンサを有するタッチパネル。
以下に、添付の図面に示す好適な実施の形態に基づいて、この発明に係るタッチセンサ及びタッチパネルを詳細に説明する。
なお、以下において、数値範囲を示す表記「〜」は、両側に記載された数値を含むものとする。例えば、「sが数値t1〜数値t2である」とは、sの範囲は数値t1と数値t2を含む範囲であり、数学記号で示せばt1≦s≦t2である。
「直交」及び「平行」等を含め角度は、特に記載がなければ、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
「透明」とは、全光透過率が、波長400〜800nmの可視光波長域において、少なくとも40%以上のことであり、好ましくは75%以上であり、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上のことである。全光透過率は、JIS K 7375:2008に規定される「プラスチック--全光線透過率及び全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
タッチセンサ10は、おもて面10Aと裏面10Bを有し、裏面10B側に、液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の図示しない表示装置が配置された状態で使用される。タッチセンサ10のおもて面10Aは、タッチ面、言い換えればタッチ検出面であり、タッチパネルの操作者が、タッチセンサ10を通して表示装置の画像を観察する視認側となる。なお、本明細書において、タッチパネルとはタッチセンサに駆動用の電子回路(典型的にはフレキシブルプリント基板)を接続して形成されるデバイスを意味する。
第2有機絶縁層13の表示装置側の表面13B上に、複数の第2タッチ電極14が形成されている。更に、第2有機絶縁層13の表面13B上には、平坦化、又は、第2タッチ電極14を保護する目的で、第2タッチ電極14を覆うように、保護層15が配置されている。
なお、本発明の実施形態に係るタッチパネルは、上記に制限されず、第2有機絶縁層13、第2タッチ電極14、及び、保護層15を有していなくてもよい。
ガラス基板11のタッチ面と反対側の表面11Bに形成された複数の第1タッチ電極12は、それぞれ第1の方向D1に沿って延び且つ第1の方向D1に直交する第2の方向D2に並列配置されている。
第2有機絶縁層13を介して複数の第1タッチ電極12の上に形成された複数の第2タッチ電極14は、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置されている。
透過領域S1内には、ガラス基板11の表面11B上に形成された第1タッチ電極12と第2有機絶縁層13の表面13B上に形成された第2タッチ電極14とが互いに重なるように交差して配置されている。なお、図1に示したタッチセンサの断面図は、図2の平面図におけるA−A断面に対応する図である。
また、互いに隣り合う第1タッチ電極12の間、互いに隣り合う第2タッチ電極14の間に、それぞれ第1金属細線31、第2金属細線32で形成された電極と絶縁されたダミー電極を有していてもよい。ダミー電極は、第1タッチ電極12および第2タッチ電極14のメッシュパターンと同一形状のメッシュパターンを有することが好ましい。
つまり、本実施形態のタッチセンサにおいては、通常、第1タッチ電極は、ガラス基板のタッチ面とは反対側の面上に直接または第1有機絶縁層を介して形成される。
ガラス基板は、Si原子、Al原子、及び、K原子(以下、上記3の原子を合わせて「特定原子」ともいう。)を含有する。ガラス基板は、上記特定原子以外の原子を含有してもよく、上記特定原子以外の原子としては、例えばO原子、及び、Na原子等が挙げられる。
ガラス基板の全質量に対するSi原子の含有量は、ガラス基板の全質量に対して25.0〜35.0質量%であり、28.0〜33.0質量%が好ましい。
ガラス基板の全質量に対するAl原子の含有量は、ガラス基板の全質量に対して5.0〜16.0質量%であり、7.0〜10.0質量%が好ましい。
ガラス基板の全質量に対するK原子の含有量は、ガラス基板の全質量に対して3.0〜10.0質量%であり、6.0〜9.0質量%が好ましい。
特定原子の含有量が上記範囲内だと、驚くべきことにタッチパネルは優れた感度を有する。なお、ガラス基板における特定原子の含有量は、XRF(X‐ray Fluorescence、蛍光X線分析)により測定可能である。
ガラス基板の厚みとしては特に制限されないが、一般に、0.3〜1.5mmが好ましい。
ガラス基板の全光線透過率は、40〜100%であることが好ましい。全光透過率は、例えば、JIS K 7375:2008に規定される「プラスチック--全光線透過率及び全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
金属細線としては、導電性を有する材料であれば特に制限されない。金属細線の材料としては例えば、銅、アルミニウム、金、銀、チタン、パラジウム、クロム、ニッケル、又は、これらの組み合わせ等が挙げられる。
また、金属細線としては、上記以外にも、銀塩乳剤層を露光/現像して形成された金属銀を使用してもよい。
金属細線の厚みとしては特に制限されないが、一般に0.3〜0.5μmの薄膜が視認性の観点から好ましい。
金属細線の幅としては特に制限されないが、一般に0.5〜10μmが好ましく、特に導電性及び視認性の観点から1.5〜3μmが好ましい。
金属細線の視認性を向上させるために、少なくとも金属細線の視認側に黒化層を形成してもよい。黒化層の材料としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、及び、金属硫化物等が使用され、代表的には、酸窒化銅、窒化銅、酸化銅、及び、酸化モリブデン等が使用できる。
第1有機絶縁層は有機化合物からなり、十分な透明性及び絶縁性を有していれば、材料としては特に制限されない。第1有機絶縁層の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、及び、アクリル樹脂等が挙げられる。
なお、第1有機絶縁層の全光線透過率は、40〜100%であることが好ましい。また、第1有機絶縁層の比誘電率は、3.0以上が好ましく、4.0以上がより好ましい。タッチセンサの感度という観点から、第1有機絶縁層の膜厚が5μm以上である場合、比誘電率は4.0以上であることがより好ましい。
第1有機絶縁層の厚みとしては特に制限されないが、一般に1〜20μmが好ましく、3〜10μmがより好ましい。なお、通常、加飾層の段差を平坦化する為に、第1有機絶縁層の厚みは加飾層の厚みよりも大きいことが好ましい。加飾層の厚みは0.5〜3μmであることが好ましい。
また、第2有機絶縁層も上記第1有機絶縁層と同様の材料を使用できる。第2有機絶縁層の厚みとしては特に制限されないが、一般に1〜10μmが好ましい。第2有機絶縁層の比誘電率は3.0以上が好ましい。
なお、第1有機絶縁層及び第2有機絶縁層は、上述したように、平坦化の機能も有しており、いわゆる平坦化層として機能する。つまり、上記第1有機絶縁層及び第2有機絶縁層は、第1絶縁性有機平坦化層及び第2絶縁性有機平坦化層ともいえる。
また、第1有機絶縁層及び第2有機絶縁層は、非粘着性である。非粘着性とは、粘着性がないことを意味する。
保護層の材料としては特に制限されず、上記第1有機絶縁層において説明したのと同様の材料が使用できる。また、保護層は、無機化合物からなる層であってもよく、無機化合物としては、二酸化ケイ素等が挙げられる。
なお、保護層の厚みとしては、0.1〜10μmが好ましい。
タッチセンサの製造方法としては特に制限されず、公知の製造方法が使用できる。以下ではタッチセンサの製造方法の一例を説明する。まず、ガラス基板上に加飾層を形成する。ガラス基板上に加飾層を形成する方法としては特に制限されず公知の方法が使用できる。例えば、周辺領域S2に対応する領域に、加飾層形成用組成物を塗布して、必要に応じて硬化させて、加飾層が形成できる。なお、加飾層の形成は必要に応じて実施すればよい。
第1有機絶縁層上に金属層を形成する方法としては特に制限されないが、例えば、スパッタリング法、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、及び、PLD(Pulsed Laser Deposition)法等の気相成長法;ゾルゲル法及び有機金属分解法等の液相法;エアロゾルデポジション法;等が挙げられる。
エッチングの方法としては特に制限されず、金属層の材料の種類等に応じて適宜公知の方法を選択すればよい。なお、第1タッチ電極を形成する際に、同時に第1周辺配線を形成してもよい。
厚み0.7mmのガラス基板を準備した。上記ガラス基板中における各原子の含有量をXRF(蛍光X線分析)にて測定し、FP(ファンダメンタル・パラメータ)法により定量化した。測定条件は以下のとおりである。
測定装置:株式会社リガク製ZSX100
出力:Rh 50kV−72mA
フィルタ:OUT
アッテネータ:1/1
スリット:Std.
分光結晶:RX25
検出器:PC
ピーク角度(2θ/deg.):47.05
ピーク測定時間(秒):40
B.G.1(2θ/deg.):43.00
B.G.1測定時間(秒):20
B.G.2(2θ/deg.):50.00
B.G.2測定時間(秒):20
PHA:110−450
上記で作製した比誘電率測定用サンプルを用いて、インピーダンスアナライザー(Agilent社4294A)にて1MHzでのインピーダンス測定を行い、第1有機絶縁層の比誘電率を測定した。
次に、第2金属細線を覆うようにアクリル樹脂からなる保護層(膜厚3μm)を形成し、タッチセンサを得た。
上記以外の各実施例及び比較例については、使用したガラス基板の種類を変更した以外は実施例1と同様にしてタッチセンサを得たものである。使用したガラス基板の組成を表1に示した。
タッチ感度は、以下のようにして評価した。上記タッチセンサに駆動用電子回路を接続してタッチパネルを形成し、上記タッチパネルの表面のうち、予め設定した1万箇所の位置に順番にプローブロボットを使って、先端径が2mmのスタイラスペンを接触させながら、各タッチ位置を検出した。そして、1万箇所の検出結果と、それに対応する設定値とを比較した。検出位置と設定位置の差ベクトルの絶対値が小さい方から数えて9973番目の値を用いて、以下の評価基準にて感度を評価した。結果を表1に示した。
「A」:上述の9973番目の値が1.0mm未満だった。
「B」:上述の9973番目の値が1.0m以上であり、2.0mm未満だった。
「C」:上述の9973番目の値が2.0mm以上だった。
また、表1に示した結果から、Si原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して28〜33質量%であり、Al原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して7.0〜10質量%であり、K原子の含有量が、ガラス基板の全質量に対して6.0〜9.0質量%である、実施例1のタッチセンサは、実施例2及び3のタッチセンサと比較してより優れた感度を有していた。
11 ガラス基板
12 第1タッチ電極
13 第2有機絶縁層
14 第2タッチ電極
15 保護層
21 第1周辺配線
22 第1外部接続端子
23 第1コネクタ部
24 第2周辺配線
25 第2コネクタ部
26 第2外部接続端子
31 第1金属細線
32 第2金属細線
41 加飾層
42 第1有機絶縁層
Claims (6)
- タッチ面を有するガラス基板と、
前記ガラス基板の前記タッチ面とは反対側の面上に形成された金属細線からなる第1タッチ電極と、を有するタッチセンサであって、
前記ガラス基板は、Si原子、Al原子、及び、K原子を含有し、
前記Si原子の含有量が、前記ガラス基板の全質量に対して28.0〜33.0質量%であり、
前記Al原子の含有量が、前記ガラス基板の全質量に対して7.0〜10.0質量%であり、
前記K原子の含有量が、前記ガラス基板の全質量に対して6.0〜9.0質量%である、タッチセンサ。 - 前記ガラス基板と前記第1タッチ電極との間に、比誘電率が3.0以上の第1有機絶縁層を有する請求項1に記載のタッチセンサ。
- 前記第1タッチ電極の前記金属細線がメッシュ形状を形成しており、メッシュピッチが400〜1200μmである、請求項1又は2に記載のタッチセンサ。
- 前記第1タッチ電極上に設けられた第2有機絶縁層と、
前記第2有機絶縁層上に設けられた、金属細線からなる第2タッチ電極と、
をさらに有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のタッチセンサ。 - 前記第2タッチ電極の前記金属細線がメッシュ形状を形成しており、メッシュピッチが400〜1200μmである、請求項4に記載のタッチセンサ。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のタッチセンサを有するタッチパネル。
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