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CN105164620B - 透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板 - Google Patents

透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板，更详细而言，涉及一种如下的透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板，所述透明电极图案层压体包含：分别以预先确定的图案被层压在透明基板上的第一透明电极层和第二透明电极层；介于所述第一透明电极层和第二透明电极层之间的绝缘层；以及形成在所述绝缘层上并且对所述第一透明电极层和第二透明电极层进行电连接的接触孔，所述第一透明电极层和第二透明电极层的厚度分别是100～200nm，所述绝缘层的厚度是1,000～2,000nm，由此能够显著减小各位置的反射率之差。

Description

透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板
技术领域
本发明涉及一种透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板，更详细而言，涉及一种对用户而言为可见性低的透明电极层压体以及具备该层压体的触摸屏面板。
背景技术
通常，触摸屏面板是指，安装了用手接触(touch)时能接收该位置的输入的特殊的输入装置的屏幕面板。这种触摸屏面板不使用键盘，在人的手或物体接触到屏幕中出现的文字或特定位置时，以利用掌握并保存了该位置的软件进行特定处理的方式能够从画面直接接收输入资料，这种触摸屏面板是被层压成多层而构成的。
为了不使在屏幕上显示的图像的可见性下降的同时能识别被触摸的部分，必须使用透明电极，通常使用由规定的图案形成的透明电极。
作为用于触摸屏面板中的透明电极的结构，现介绍多种结构，例如能够列举出GFF(玻璃－ITO膜－ITO膜(Glass－ITO film－ITO film))、G1F(玻璃－ITO膜(Glass－ITOfilm))、G2(仅玻璃(Glass only))结构等。
作为GFF的最一般的结构，是利用两块薄膜而构成用于表示X、Y轴的必需的透明电极(ITO)，G1F是在玻璃的背面蒸镀ITO薄膜，而第二ITO使用与现有方式相同的薄膜。G2的方式为，使用一块钢化玻璃，在其背面蒸镀X轴用ITO薄膜并形成图案之后，在其上形成绝缘层，再将Y轴用ITO形成图案化的方式。越成为GFF->G1F->G2的结构，则透过率越上升、耗电量越减少，现正在积极地进行针对G2结构的研究。
然而，在使用已形成图案的透明电极的G2结构的情况下，虽然在视觉上可区分为透明电极的图案部和非图案部(图案开口部)，但由于图案部与非图案部的反射率之差越大，则其差异越明显，所以存在作为显示元件的外观的可见性下降的问题。特别是在静电容量方式的触摸面板中，由于已形成图案的透明电极层形成在显示器显示部的整个面上，所以，即使在将透明电极层形成图案的情况下，也需要有外观良好的显示元件。
为了改善这样的问题，例如，在专利文献1中提出了如下方案：在透明基材与透明导电层之间形成了由折射率不同的两个层构成的底涂层的透明导电性薄膜。另外，作为其实施例，还记载了在透明基材上依次形成作为高折射率层的折射率为1.7的硅锡氧化物层(厚度是10nm以上)、作为低折射率层的折射率为1.43的氧化硅层(厚度是30nm)以及作为透明导电层的折射率为1.95的ITO膜(厚度是15nm)而得到的透明导电性薄膜。
然而，在专利文献1所记载的透明导电性薄膜中，存在明确地出现了图案部与图案开口部的差异的问题，在改善外观的方面依然不充分。另外，如果还具备像硅锡氧化物层或氧化硅层这样的透明介电层，则存在难以表现出薄膜结构的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开第2008－98169号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供一种图案的各位置的反射率之差很小且可见性低的透明电极层压体。
另外，本发明的目的还在于：提供一种在透明基板与透明电极层之间不具备透明介电层的透明电极层压体。
另外，本发明的目的还在于：提供一种具备所述透明电极层压体的触摸屏面板。
用于解决课题的方法
＜1＞一种透明电极层压体，所述透明电极层压体包含：分别以预先确定的图案被层压在透明基板上的第一透明电极层和第二透明电极层；介于所述第一透明电极层与第二透明电极层之间的绝缘层；以及形成在所述绝缘层上并且对所述第一透明电极层和第二透明电极层进行电连接的接触孔，所述第一透明电极层和第二透明电极层的厚度分别是100～200nm，所述绝缘层的厚度是1,000～2,000nm。
＜2＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，所述第一透明电极层以及第二透明电极层的折射率分别是1.8～1.98。
＜3＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，所述绝缘层的折射率是1.4～1.6。
＜4＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，所述透明基板的厚度是0.1～0.7mm。
＜5＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，所述透明基板的折射率是1.4～1.6。
＜6＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，以透明电极层压体为基准，在所述透明基板的相反侧面上还具备钝化层。
＜7＞根据＜6＞所述的透明电极层压体，其中，所述钝化层的厚度是2,000nm以下。
＜8＞根据＜6＞所述的透明电极层压体，其中，所述钝化层的折射率是1.4～1.6。
＜9＞根据＜1＞所述的透明电极层压体，其中，所述透明基板在形成有透明电极的面的相反面上还具备至少一层的光学功能层。
＜10＞根据＜9＞所述的透明电极层压体，其中，所述光学功能层是防反射层以及防污染层中的至少一层。
＜11＞一种触摸屏面板，所述触摸屏面板具备＜1＞～＜10＞中任一项所述的透明电极层压体。
发明效果
本发明的透明电极层压体为，通过将构成层压体的各层的厚度调节至特定的范围，因形成图案化的透明电极的结构而产生的各位置的反射率之差变得最小化，从而使该透明电极层压体的可见度减少，并表现出高透明度。
在这方面，若将本发明的透明电极层压体应用于G2结构的触摸屏面板，则表现出高透过率和低反射率，从而能够非常有效地进行使用。
另外，本发明的透明电极层压体即使在基板与透明电极层之间不具备透明介电层，也能够表现出低可见度。
附图说明
图1是本发明的透明电极层压体的一个实施例的概略性的俯视图。
图2是本发明的透明电极层压体的一个实施例的单元结构的概略性的俯视图。
图3是概略性地表示本发明的透明电极层压体的各位置的层压结构的剖视图。
具体实施方式
本发明涉及一种透明电极图案层压体以及具备该层压体的触摸屏面板，所述透明电极图案层压体包含：分别以预先确定的图案被层压在透明基板上的第一透明电极层和第二透明电极层；介于所述第一透明电极层和第二透明电极层之间的绝缘层；以及形成在所述绝缘层上并且对所述第一透明电极层和第二透明电极层进行电连接的接触孔，所述第一透明电极层和第二透明电极层的厚度分别是100～200nm，所述绝缘层的厚度是1,000～2,000nm，所以，能够显著地减小各位置的反射率之差。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。但是，本说明书所附的附图只不过是本发明的优选实施方式，而不是对本发明的实施范围进行限定，根据本发明的说明书以及附图的内容进行的均等的变更以及附加的内容，均包括在本发明的权利要求书中。
图1是本发明的透明电极层压体的一个实施例的概略性的俯视图。
参照图1，本发明的透明电极层压体可以包含第一透明电极层100、第二透明电极层200、绝缘层300、接触孔400。另外，本发明的透明电极层压体能够在透明基板(未图示)上形成，在透明基板的相反侧面上还具备钝化层(未图示)。
如图1所示，以预先确定的图案形成透明电极层压体。第一透明电极层100和第二透明电极层200用于提供被触摸的地点的位置信息，绝缘层300介于所述第一透明电极层100和第二透明电极层200之间并使这两层电分离，接触孔400形成在绝缘层300上并且使第一透明电极层100和第二透明电极层200进行电连接。
像这样，透明电极层压体的各结构是以规定的图案形成的，根据这样的图案结构，透明电极层压体具备因其位置而不同的层压结构。如果参照表示透明电极层压体的单元结构的图2，则透明电极层压体能够因其位置而具有①～⑤这五种层压结构。在图3中，概略性地表示了在上述①～⑤的位置的层压结构。
如图3所示，透明电极层压体具有多种层结构。因这样的位置而有多种层结构，各位置的反射率、亮度、色差等方面会产生差异，由此，相对于图案的可见性变高，透明电极的功能会产生极限。
因此，本发明通过使透明电极层以及绝缘层具有特定的厚度范围，使反射率之差变得最小化，从而解决上述的问题。下面，进一步详细地说明本发明。
＜透明电极层＞
如图1～图3所示，本发明具备第一透明电极层和第二透明电极层。
第一透明电极层100能够由第一图案110和第二图案120形成。第一图案110和第二图案120分别配置在相同的行或列的方向上，并提供相对于被触摸地点的X坐标以及Y坐标的信息。具体而言，若人的手或物体接触到透明基板，则经由第一图案110、第二图案120、第二透明电极层200以及位置检测线将因接触位置而产生的静电容量的变化传递给驱动电路侧。然后，通过X以及Y输入处理电路(未图示)等，将静电容量的变化转换成电信号，从而掌握了接触位置。
与此相关，第一图案110以及第二图案120都形成在同一层(第一透明电极层)上，为了感知被触摸的地点，需要将各个图案进行电连接。但是，虽然第一图案110是彼此连接的形态，但由于第二图案120形成了被岛(island)的形态分离的结构，所以为了电连接第二图案120，就需要另外的连接线。
但是，由于所述连接线不能与第一图案110进行电连接，所以需要形成与第一透明电极层100不同的层。由此，为了电连接第二图案120，由与第一透明电极层100不同的另外的层形成第二透明电极层200。即、第二透明电极层200起到对第一透明电极层100的第二图案120进行电连接的功能。
因此，在图2以及图3中，①、③以及④的位置是为了感知被触摸的部分而以预先确定的图案形成了第一透明电极层100的部分，③、④以及⑤的位置是为了电连接第二图案120而形成的第二透明电极层200所存在的部分，所述第二图案120形成为岛的形态。
此时，由于第二透明电极层200需要与第一透明电极层100中的第一图案110进行电绝缘，所以要具备绝缘层300以及接触孔400(图2的③)。下面对其进行阐述。
在本发明中，第一透明电极层100和第二透明电极层200的厚度分别是100～200nm。如果厚度超出上述范围，则存在如下问题：各位置的反射率之差变大，图案的反射可见性变大。具体而言，如果厚度不足100nm，则电阻变大，使触摸灵敏度下降，如果厚度超过200nm，则反射率变大，并出现可见性的问题。
另外，本发明的透明电极层不需要透明介电层，所述透明介电层是为了实现像以往那样的光学均匀度而在透明基板与透明电极层之间由金属氧化物(氧化硅、氧化铌等)形成的，即使具有立刻形成在透明基板上而与基板接触的结构，也能够表现出与透明介电层存在时的类似的低可见度。
另外，优选第一透明电极层100和第二透明电极层200的折射率分别为1.8～1.98。在上述折射率的范围内，能够进一步强化具有上述厚度范围时的反射率下降的效果。
本发明的第一透明电极层100以及第二透明电极层200能够使用本领域公知的透明电极材料而不受限制。例如，能够列举出铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、镉锡氧化物(CTO)、PEDOT(聚(3,4－乙撑二氧噻吩)、poly(3,4-ethylenedioxythiophene))、碳纳米管(CNT)、金属线等，这些材料能够单独或混合两种以上进行使用。优选为，能够使用铟锡氧化物(ITO)。对用于金属线中的金属没有特别限定，例如能够列举出银(Ag)、金、铝、铜、铁、镍、钛、碲、铬等。这些金属能够单独或混合两种以上进行使用。
透明电极层100、200能够通过物理蒸镀法(PVD：Physical Vapor Deposition)、化学蒸镀法(CVD：Chemical Vapor Deposition)等多种薄膜蒸镀技术来形成。例如，能够通过作为物理蒸镀法之一例的反应溅射(reactive sputtering)法来形成。
另外，利用印刷工序能够形成透明电极层100、200。在进行这样的印刷工序时，能够利用凹版胶印(gravure off set)、反向胶印(reverse off set)、丝网印刷以及凹版(gravure)印刷等多种印刷方法。特别是在利用印刷工序形成透明电极层100、200时，能够由可印刷的糊状物质来形成。作为一个例子，由碳纳米管(CNT：carbon nano tube)、导电性聚合物以及银纳米线油墨(Ag nano wire ink)能够形成透明电极层100、200。
在本发明中，对第一透明电极层100和第二透明电极层200的层压顺序没有限定。因此，在本发明的其他实施例中，图3的第一透明电极层100和第二透明电极层200的层压顺序可以改变。例如，可以在透明基板上先形成第二透明电极层来代替第一透明电极层，在其上形成了绝缘层之后，再在绝缘层上形成第一透明电极层。
＜绝缘层以及接触孔＞
为了防止第一透明电极层100和第二透明电极层200的电连接，而在第一透明电极层100与第二透明电极层200之间形成绝缘层300。但是，如图2以及图3所示，在对靠近第二透明电极层200的第一透明电极层100的第二图案120进行电连接时，由于需要与第一透明电极层100进行电连接，所以需要有未形成绝缘层300的部分。像这样，将绝缘层300区域中的未形成绝缘层300的部分称作接触孔400(图2的③)。因此，利用接触孔400，进行第一透明电极层(第二图案)和第二透明电极层的电连接。
在本发明中，绝缘层300的厚度是1,000～2,000nm。如果厚度超出上述范围，则存在如下问题：各位置的反射率之差变大，图案的反射可见性变大。在厚度不足1,000nm时，在透明电极之间形成的静电容量值变大，使触摸灵敏度下降，在厚度超过2,000nm时，没有出现因厚度增加而提高的效果。
绝缘层300的折射率优选为1.4～1.6。在上述折射率的范围内，能够进一步强化具有上述厚度范围时的反射率下降的效果。
本发明的绝缘层300能够使用本领域公知的透明绝缘材料而不受限制。例如，能够使用包含像硅氧化物这样的金属氧化物或丙烯酸酯类树脂的透明的感光性树脂组合物、或热固化性树脂组合物，并以必需的图案形成绝缘层300。
利用蒸镀或印刷等方法，能够在第一透明电极层100上形成绝缘层300。
在本发明中，接触孔400能够以如下的两种方式形成：孔方式，其是在整体上形成了绝缘层之后再形成孔(hole)的方式；或者岛(island)方式，其是仅除去第一透明电极层与第二透明电极层进行电连接的部分之外而形成绝缘层的方式。
＜透明基板＞
透明基板形成触摸屏面板的最外面，也是人的手或物体直接接触到的部分。在人的手或物体直接接触到的相反面上，形成有本发明的透明电极层压体。如图3所示，本发明的透明电极层压体是从第一透明电极层起依次被层压在透明基板上而形成的。
关于透明基板，只要是耐久性大能充分保护触摸屏面板免受外力、且用户能够看清显示器的物质，则没有特别限定，其能够使用本领域所用的材料而没有特别限制。例如，透明基板能够使用玻璃、聚醚砜(PES：polyethersulphone)、聚丙烯酸酯(PAR：polyacrylate)、聚醚酰亚胺(PEI：polyetherimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN：polyethyelenen napthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：polyethyeleneterepthalate)、聚苯硫醚(PPS：polyphenylene sulfide)、聚烯丙酯(polyallylate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚碳酸酯(PC：polycarbonate)、三乙酰纤维素(TAC)、醋酸丙酸纤维素(CAP：cellulose acetate propionate)等。优选能够使用玻璃，更优选能够使用进行了强化处理后的玻璃。
本发明的透明基板能够具有适当的厚度，例如是0.1～0.7mm。厚度在上述范围时，能够使本发明的透明电极层压体的反射率下降的效果进一步提高。
另外，透明基板的折射率优选为1.4～1.6。在上述折射率的范围内，能够进一步强化具有上述厚度范围时的反射率下降的效果。
在本发明中，根据需要，在透明基板的形成有透明电极的面的相反面上还具备至少一层的光学功能层。作为这样的光学功能层，例如可以分别单独由防反射层、像防指纹层等这样的防污染层等形成、或者组合两种以上的上述层而形成。
＜钝化层＞
根据需要，为了防止透明电极层100、200被外部环境(水分、空气等)污染，本发明的透明电极层压体能够以透明电极层压体为基准，在接合有透明基板的面的相反面一侧还具备钝化层。
选择在所述绝缘层300中可用的材料能够形成钝化层。
本发明的钝化层能够具有适当的厚度，例如能够是2,000nm以下。因此，例如是0～2,000nm。在上述范围内，能够使本发明的透明电极层压体的反射率下降的效果进一步提高。
另外，钝化层的折射率优选为1.4～1.6。在上述折射率的范围，能够进一步强化具有上述厚度范围时的反射率下降的效果。
＜粘合层＞
粘合层用于使本发明的透明电极层压体与显示面板部进行接合。粘合层可以是在涂布透明的固化性树脂组合物之后进行固化而形成的(OCR)、或者是压合已经形成薄膜形态的透明的固化性树脂组合物而形成的(OCA)。
粘合层也能够对透明电极层压体的反射率产生影响，由此，为了降低透明电极层压体的反射率，优选粘合层具有适当的厚度以及折射率。例如，厚度可以是0～250μm，折射率是1～1.6。在上述厚度是0μm时，当仅在透明电极层压体的框架部分形成粘合层的情况下，由于在显示实际影像的内侧部分没有形成粘合层，所以在这种情况下，在透明电极层压体与显示面板部之间仅存在空气层。
如上所述，本发明的透明电极层压体因透明电极层和绝缘层具有特定的厚度范围，能够使位置所引起的反射率之差变得最小化，由此，能够使透明度显著提高。因此，若本发明的透明电极层压体与显示面板部接合，则能够制造透明度优异的触摸屏面板。
下面，为了帮助理解本发明而举出优选的实施例，但这些实施例只不过是例示本发明而已，而不是对所附的权利要求书进行限定。在本发明的范畴以及技术思想的范围内能够对实施例进行多种变更以及修正，这对本领域技术人员而言是显而易见的，在所附的权利要求书中也包括这样的变形以及修正。
实施例1～实施例3以及比较例1～比较例6
以下述表1所记载的厚度制造了透明电极层压体，测定了各位置的平均反射率，并记录了所述平均反射率的最大值与最小值之差。
所述平均反射率是指在400nm～700nm的反射率的平均值。
使用玻璃(折射率：1.51、消光系数：0)作为透明基板，使用ITO(折射率：1.8、消光系数：0)作为第一透明电极层，使用ITO(折射率：1.8、消光系数：0)作为第二透明电极层，使用丙烯酸酯类绝缘物质即NCS－801(住友公司制造)(折射率：1.51、消光系数：0)作为绝缘层以及钝化层，以波长550nm的光为基准，记录了上述折射率和消光系数。
将粘合层记作Air是指，仅粘合边框部的在显示图像的区域没有形成粘合层。
另一方面，作为参考例1，使用了除了在透明基板与第一透明电极层之间还具备由8nm的Nb2O5以及50nm的SiO2形成的透明介电层之外的、以与实施例3相同的方式制造的透明层压体。
【表1】
实施例4～实施例6以及比较例7～比较例10
以下述表2所记载的厚度制造了透明电极层压体，记录了各位置的平均反射率以及所述平均反射率的最大值与最小值之差。所述平均反射率是指在400nm～700nm的反射率的平均值。
使用玻璃(折射率：1.51、消光系数：0)作为透明基板，使用ITO(折射率：1.8、消光系数：0.014)作为第一透明电极层，使用ITO(折射率：1.8、消光系数：0.014)作为第二透明电极层，使用丙烯酸酯类绝缘物质即NCS－801(住友公司制造)(折射率：1.51、消光系数：0)作为绝缘层以及钝化层，以波长550nm的光为基准，记录了上述折射率和消光系数。
将粘合层记作Air是指，仅粘合边框部的在显示图像的区域没有形成粘合层。
另一方面，作为参考例2，使用了除了在透明基板与第一透明电极层之间还具备由8nm的Nb2O5以及50nm的SiO2形成的透明介电层之外的、以与实施例6相同的方式制造的透明层压体。
【表2】
实施例7、实施例8以及比较例11～比较例16
以下述表3所记载的厚度制造了透明电极层压体，记录了各位置的平均反射率以及所述平均反射率的最大值与最小值之差。所述平均反射率是指在400nm～700nm的反射率的平均值。
使用玻璃(折射率：1.51、消光系数：0)作为透明基板，使用ITO(折射率：1.975、消光系数：0)作为第一透明电极层，使用ITO(折射率：1.975、消光系数：0.014)作为第二透明电极层，使用丙烯酸酯类绝缘物质即NCS－801(住友公司制造)(折射率：1.51、消光系数：0)作为绝缘层以及钝化层，以波长550nm的光为基准，记录了上述折射率和消光系数。
将粘合层记作Air是指，仅粘合边框部的在显示图像的区域没有形成粘合层。
另一方面，作为参考例3，使用了除了在透明基板与第一透明电极层之间还具备由8nm的Nb2O5以及50nm的SiO2形成的透明介电层之外的、以与实施例7相同的方式制造的透明层压体。
【表3】
参照上述表1～表3，在实施例的情况下，由于平均反射率均不足13％，所以不仅反射率本身不高，而且平均反射率的最大值与最小值之差也不足4％，各位置的反射率的偏差不大，因此可见性非常低。特别是，即使与为了光学均匀性而插入了透明介电层的参考例相比，也能够确认到不含透明介电层的实施例的平均反射率之差与参考例类似。
但是，在比较例的情况下，还存在平均反射率超过13％的情况，特别是，在平均反射率的最大值与最小值之差超过4％时，各位置的反射率的偏差大，可见性非常高，不适合用作透明电极。
另外，在比较例中，虽然比较例1、4、5、7、9以及10的平均反射率之差在4％以下，但上述比较例的情况是第一透明电极层以及第二透明电极层的厚度在50nm以下。如果透明电极层的厚度是50nm以下，则导电性下降，无法满足作为电极的基本功能。
与此相关，在50×50×0.7mm的玻璃基板上，在120℃下以多种厚度蒸镀了ITO之后，在中央的一点测定电阻，将其结果记载在下述表4中。
【表4】
ITO厚度[nm] 150 100 55 35
Rs[Ω/□] 17.9 27.0 82.6 127.8
如果参照表4，则能够确认到在电极的厚度达到100nm以上时，作为电极会表现出优异的导电性。
附图标记的说明
100：第一透明电极层
110：第一图案
120：第二图案
200：第二透明电极层
300：绝缘层
400：接触孔

Claims (4)

1.一种透明电极层压体，其特征在于，
所述透明电极层压体包含：分别以预先确定的图案被层压在透明基板上的第一透明电极层和第二透明电极层；介于所述第一透明电极层与第二透明电极层之间的绝缘层；以及形成在所述绝缘层上并且对所述第一透明电极层和第二透明电极层进行电连接的接触孔，
所述第一透明电极层和第二透明电极层的厚度分别是100～200nm，
所述绝缘层的厚度是1,000～2,000nm，
所述第一透明电极层以及第二透明电极层的折射率分别是1.8～1.98，
所述透明基板的厚度是0.1～0.7mm，
以透明电极层压体为基准，在所述透明基板的相反侧面上还具备平坦的钝化层，
所述钝化层的厚度是2,000nm以下，
所述绝缘层的折射率、所述透明基板的折射率、所述钝化层的折射率的范围相同，都是1.4～1.6。
2.根据权利要求1所述的透明电极层压体，其特征在于，所述透明基板在形成有透明电极的面的相反面上还具备至少一层的光学功能层。
3.根据权利要求2所述的透明电极层压体，其特征在于，所述光学功能层是防反射层以及防污染层中的至少一层。
4.一种触摸屏面板，其特征在于，所述触摸屏面板具备权利要求1～3中任一项所述的透明电极层压体。
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