特許 5964273 タッチパネルセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964273

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】タッチパネルセンサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20160721BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 490

   G06F3/044 127

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-111287(P2013-111287)

(22)【出願日】2013年5月27日

(65)【公開番号】特開2014-229280(P2014-229280A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年2月22日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(72)【発明者】

【氏名】鷹尾 寛行

(72)【発明者】

【氏名】梅本 徹

【審査官】 岩橋 龍太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１９４６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７３０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０７３９９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−００８０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０３７０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基材と、該透明基材の一方の側に、第１の屈折率調整層と、第１の透明電極パターンと、第２の屈折率調整層と、第１の接着層とをこの順に有し、
前記透明基材の他方の側に、第３の屈折率調整層と、第２の透明電極パターンと、第４の屈折率調整層と、第２の接着層とをこの順に有し、
前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層は、それぞれ屈折率が１．６〜１．８であり、かつ厚みが５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴とする、タッチパネルセンサ。

【請求項2】

前記第１および第３の屈折率調整層の屈折率は、前記透明基材の屈折率より大きく、前記第１および第２の透明電極パターンの屈折率より小さいことを特徴とする、請求項１記載のタッチパネルセンサ。

【請求項3】

前記第２および第４の屈折率調整層の屈折率は、前記第１および第２の接着層の屈折率より大きく、前記第１の透明電極パターンおよび第２の透明電極パターンの屈折率より小さいことを特徴とする、請求項１又は２記載のタッチパネルセンサ。

【請求項4】

前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の屈折率は、それぞれ１．６〜１．７であることを特徴とする、請求項１記載のタッチパネルセンサ。

【請求項5】

前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍであることを特徴とする、請求項１記載のタッチパネルセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指やスタイラスペン等の接触によって情報を入力することが可能な入力表示装置等に適用されるタッチパネルセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、透明基材の両側に透明導電体層を有する積層フィルムが知られている（特許文献１）。このような積層フィルムは、各々の透明導電体層を正確にパターニングできるので、透明電極パターンの相対的な位置精度が高いという特徴を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−０６６４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このように透明基材の両側に透明電極パターンを形成した構成において、各透明電極パターン上に直接接着層を積層してタッチパネルセンサを作製すると、外光が入射した場合に、干渉縞（interference fringe）が生じるという問題がある。

【0005】

本発明の目的は、干渉縞の発生を抑制することができるタッチパネルセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明のタッチパネルセンサは、透明基材と、該透明基材の一方の側に、第１の屈折率調整層と、第１の透明電極パターンと、第２の屈折率調整層と、第１の接着層とをこの順に有し、前記透明基材の他方の側に、第３の屈折率調整層と、第２の透明電極パターンと、第４の屈折率調整層と、第２の接着層とをこの順に有し、前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層は、それぞれ屈折率が１．６〜１．８であり、かつ厚みが５０ｎｍ〜１５０ｎｍであることを特徴とする。

【0007】

好ましくは、前記第１および第３の屈折率調整層の屈折率は、前記透明基材の屈折率より大きく、前記第１および第２の透明電極パターンの屈折率より小さい。

【0008】

好ましくは、前記第２および第４の屈折率調整層の屈折率は、前記第１および第２の接着層の屈折率より大きく、前記第１および第２の透明電極パターンの屈折率より小さい。

【0009】

また好ましくは、前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の屈折率は、それぞれ１．６〜１．７である。

【0010】

また好ましくは、前記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、透明基材と透明電極パターンとの間に第１および第３の屈折率調整層を配置し、さらに、透明電極パターンと接着層との間に第２および第４の屈折率調整層を配置する。また、各屈折率調整層の屈折率が１．６〜１．８であり、かつ厚みが５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。これにより、干渉縞の発生を抑制するタッチパネルセンサを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係るタッチパネルセンサの構成を概略的に示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ−Ａに沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

【0014】

図１は、本実施形態に係るタッチパネルセンサの構成を概略的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）の線Ａ−Ａに沿う断面図である。なお、図１における各構成の長さ、幅または厚みは、その一例を示すものであり、本発明のタッチパネルセンサにおける各構成の長さ、幅または厚みは、図１のものに限られないものとする。

【0015】

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明のタッチパネルセンサ１は、透明基材２と、該透明基材の一方の側に、屈折率調整層３（第１の屈折率調整層）と、透明電極パターン４（第１の透明電極パターン）と、屈折率調整層５（第２の屈折率調整層）と、接着層６（第１の接着層）とをこの順に有している。また、タッチパネルセンサ１は、透明基材２の他方の側に、屈折率調整層７（第３の屈折率調整層）と、透明電極パターン８（第２の透明電極パターン）と、屈折率調整層９（第４の屈折率調整層）と、接着層１０（第２の接着層）とをこの順に有している。

【0016】

屈折率調整層３、屈折率調整層５、屈折率調整層７および屈折率調整層９は、それぞれ屈折率（相対屈折率）が１．６〜１．８であり、かつ厚みが５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。

【0017】

上記のように構成されるタッチパネルセンサ１では、透明基材２と透明電極パターン４との間に、特定の物性を有する屈折率調整層３を配置し、透明電極パターン４と接着層６との間に、特定の物性を有する屈折率調整層５を配置する。また、透明基材２と透明電極パターン８との間に、特定の物性を有する屈折率調整層７を配置し、透明電極パターン８と接着層１０との間に、特定の物性を有する屈折率調整層９を配置する。上記配置によれば、積層界面の屈折率差を小さくすることができるので、外光の反射が弱くなり、干渉縞の発生を効果的に抑制することができる。

【0018】

ここで、従来のタッチパネルセンサでは、透明基材に透明電極パターンが直接積層され、透明電極パターンに直接接着層が積層されている。このとき、干渉縞は、透明基材の表側（視認側）に積層された透明電極パターンの上面（接着層と透明電極パターンとの界面）で反射する反射光と、透明基材の裏側（視認側とは反対側）に積層された透明電極パターンの上面（透明基材と透明電極パターンとの界面）で反射する反射光との干渉作用によって生じる。そこで本発明では、透明基材の表側で発生する反射光に着目し、透明基材２の表側において、透明電極パターン４と接着層６との間に屈折率調整層５を配置している。これにより、透明電極パターン４の上面で反射する反射光を弱めることができる。また、本発明では、透明基材の裏側で発生する反射光に着目し、透明基材２の裏側において、透明基材２と透明電極パターン８との間に屈折率調整層７を配置している。これにより、透明電極パターン８の上面で反射する反射光を弱めることができる。また、タッチパネルセンサは、表裏を逆にして使用する場合もあることから、断面構造が表裏対称となるように作製するのが好ましい。よって、透明基材２と透明電極パターン４との間に屈折率調整層３を配置し、透明電極パターン８と接着層１０との間に屈折率調整層９を配置している。本構成によれば、透明電極パターン４の上面で反射する反射光と透明電極パターン８の上面で反射する反射光とを弱めることで、両者の干渉を抑えることができる。

【0019】

なお、本明細書における屈折率は、特に断りのない限り、２５℃において、ナトリウムＤ線（波長５８９．３ｎｍ）を用いて測定された、空気に対する値を示す。

【0020】

本発明のタッチパネルセンサ１では、透明基材２上に屈折率調整層３及び屈折率調整層７を形成しているが、これに限るものではない。透明基材２と屈折率調整層３との間や、透明基材２と屈折率調整層７との間に、接着強度を高めるための易接着層（anchor coat layer）や、透明基材２表面の硬度を高めるためのハードコート層を有していてもよい。

【0021】

次に、タッチパネルセンサ１の各構成要素の詳細を以下に説明する。

【0022】

（１）透明基材
本発明に用いられる透明基材は、第１および第２の透明電極パターンをそれぞれ支持するものである。上記透明基材の厚みは、例えば、２０μｍ〜２００μｍである。

【0023】

上記透明基材は、特に制限されないが、好ましくは、屈折率が１．４５を超え１．６０未満の高分子フィルムである。さらに好ましくは、ポリカーボネートフィルム（屈折率１．５９）またはポリシクロオレフィンフィルム（屈折率１．５３）である。特に、ポリシクロオレフィンフィルムは、他の材料と比較して誘電率が低いため、本発明のタッチパネルセンサを静電容量方式タッチパネルに用いる場合、タッチ感度を高くすることができる。

【0024】

（２）透明電極パターン
本発明に用いられる第１および第２の透明電極パターンは、タッチ位置を検出するためのセンサである。上記第１および第２の透明電極パターンは、一般的には、透明基材の端部に形成された引き回し配線（不図示）に電気的に接続され、上記引き回し配線は、コントローラＩＣ（不図示）と接続される。

【0025】

上記第１および第２の透明電極パターンは、いずれか一方をＸ座標用の電極とし、もう一方をＹ座標用の電極として、平面視にて格子状に形成される（図１（ａ））。各透明電極パターンの形状は、特に制限されないが、例えば、ストライプ状又はひし形状である。

【0026】

上記第１および第２の透明電極パターンは、代表的には、透明導電体により形成される。上記透明導電体は、可視光領域で透過率が高く（好ましくは、８０％以上）かつ単位面積当たりの表面抵抗値（Ω／□：ohms per square）が５００Ω／□以下である材料をい
う。

【0027】

上記第１および第２の透明電極パターンの屈折率は、通常、１．９〜２．５であり、タッチパネルセンサを構成する部材の中で最も高い。透明導電体を形成する材料は、例えば、インジウムスズ酸化物（屈折率２．０）またはインジウム亜鉛酸化物（屈折率２．３）である。
上記第１および第２の透明電極パターンの高さは、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、幅は好ましくは０．１ｍｍ〜５ｍｍであり、ピッチは好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍである。

【0028】

上記第１および第２の透明電極パターンを形成する方法としては、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、透明基材の表面全体に透明導電体層を形成した後、エッチング処理により透明導電体層をパターニングする方法が挙げられる。

【0029】

（３）屈折率調整層（index-matching layer）
本発明に用いられる屈折率調整層は、透明電極パターンの反射を抑制するように屈折率が特定の値に調整された透明な層である。上記第１の屈折率調整層は、透明基材と第１の透明電極パターンとの間に形成され、上記第２の屈折率調整層は、第１の透明電極パターンを覆うように、透明基材の一方の側に形成される。また、上記第３の屈折率調整層は、透明基材と第２の透明電極パターンとの間に形成され、上記第４の屈折率調整層は、第２の透明電極パターンを覆うように、透明基材の他方の側に形成される。

【0030】

上記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層を形成する材料は、屈折率および厚みが本発明で規定する所定の範囲内であれば特に制限されないが、好ましくは、感光性樹脂または感光性モノマーの有機成分に無機粒子を分散させた無機・有機複合材料を光硬化させたものである。無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタンが挙げられる。また、上記無機・有機複合材料は、湿式成膜（Wet coating）が可能であり
、この湿式成膜は、スパッタリング等の乾式成膜（Dry coating）と比較して、真空装置
等の多大な設備投資が不要で大面積化に適しており、生産性に優れる。上記無機・有機複合材料としては、例えば、ＯＰＳＴＡＲ（登録商標）Ｚシリーズ（ＪＳＲ社製）を用いることができる。

【0031】

上記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の屈折率は、それぞれ１．６〜１．８である。干渉縞の発生をより一層抑制する観点から、好ましくは１．６〜１．７である。上記屈折率調整層として無機・有機複合材料を用いる場合、屈折率調整層の屈折率は、無機粒子の種類やその含有量を変化させることによって、適宜増加あるいは減少させることが可能である。

【0032】

上記第１および第３の屈折率調整層の屈折率は、透明基材の屈折率より大きく、第１および第２の透明電極パターンの屈折率より小さいことが好ましい。また、第２および第４の屈折率調整層の屈折率は、第１および第２の接着層の屈折率より大きく、第１および第２の透明電極パターンの屈折率より小さいことが好ましい。

【0033】

上記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の厚みは、それぞれ５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。干渉縞の発生をより一層抑制する観点から、好ましくは８５ｎｍ〜１２０ｎｍである。また、第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の各層は、単層で構成されていてもよく、また、複数の層で構成されていてもよいが、干渉縞の発生をより一層抑制する観点から、各層が単層であるのが好ましい。なお、上記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の材料、屈折率および厚みは、それぞれ同一であってもよいし、あるいは互いに異なっていてもよい。

【0034】

（４）接着層
本発明に用いられる第１および第２の接着層は、上記第２および第４の屈折率調整層の各表面に積層される。上記第１および第２の接着層の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。上記第１および第２の接着層を形成する材料は、均一性や透明性の観点から、好ましくはアクリル系粘着剤である。第１および第２の接着層の屈折率は、好ましくは１．４〜１．６である。

【0035】

上述したように、本実施形態によれば、透明基材と透明電極パターンとの間に第１および第３の屈折率調整層が配置され、さらに、透明電極パターンと接着層との間に第２および第４の屈折率調整層が配置される。また、上記第１，第２，第３，第４の屈折率調整層は、それぞれ屈折率が１．６〜１．８であり、かつ厚みが５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。これにより、外光の反射が弱くなり、干渉縞の発生を抑制することができる。

【0036】

以上、本実施形態に係るタッチパネルセンサについて述べたが、本発明は記述の実施形
態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

【0037】

以下、本発明の実施例を説明する。

【実施例】

【0038】

（実施例１）
厚み１００μｍのポリシクロオレフィンフィルム（日本ゼオン社製 商品名「ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）」）からなる透明基材の両面に、直径３μｍの球状粒子を含むハードコート層を形成した。その後、各ハードコート層上に、感光性モノマーの有機成分に無機粒子を分散させた無機・有機複合材料（ＪＳＲ社製 商品名「ＯＰＳＴＡＲ（登録商標） ＫＺ６６６１」）を塗布し光硬化させて、屈折率が１．６５であり厚みが１００ｎｍである第１および第３の屈折率調整層を形成した。

【0039】

次に、この透明基材を、酸化インジウムを９７重量％、酸化スズを３重量％含む焼成体ターゲットを設置したスパッタ装置内に入れ、透明基材の一方の側に、スパッタ法により厚み２７ｎｍのインジウムスズ酸化物層を形成した。続いて、上記透明基材の他方の側にも同様の処理を行い、厚み２７ｎｍのインジウムスズ酸化物層を形成した。次いで、両側にインジウムスズ酸化物層を備える透明基材を、１５０℃で９０分間加熱処理し、各インジウムスズ酸化物層を非晶質から結晶質に転化させた。

【0040】

次に、透明基材の一方の側に形成されたインジウムスズ酸化物層に、ポリエステルフィルムの保護層（サンエー化研社製）を積層して保護した。また、透明基材の他方の側に形成されたインジウムスズ酸化物層に、ストライプ状のフォトレジストを塗布した後、塩酸に浸漬して透明電極パターンを形成した。続いて、透明基材の他方の側に形成されたインジウムスズ酸化物層にも同様の処理を行い、透明基材の両側に透明電極パターンを形成した。

【0041】

次に、透明基材の一方の側に、透明電極パターンを覆うように、無機・有機複合材料（ＪＳＲ社製 商品名「ＯＰＳＴＡＲ（登録商標） ＫＺ６６６１」）を塗布し光硬化させて、屈折率が１．６５であり厚みが１００ｎｍである第２の屈折率調整層を形成した。透明基材の他方の側にも同様の処理を行い、第４の屈折率調整層を形成した。

【0042】

次に、第２および第４の屈折率調整層の表面に、屈折率が１．５であるアクリル系接着層（日東電工社製 商品名「ＬＵＣＩＡＣＳ（登録商標）」）をそれぞれ積層して、タッチパネルセンサを作製した。

【0043】

（実施例２）
第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の厚みをそれぞれ８５ｎｍとした以外は、実施例１と同様の方法でタッチパネルセンサを作製した。

【0044】

（実施例３）
第１，第２，第３，第４の屈折率調整層の厚みをそれぞれ１２０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の方法でタッチパネルセンサを作製した。

【0045】

（比較例１）
メラミン樹脂、アルギド樹脂および有機シラン縮合物からなる熱硬化型樹脂を用いて、屈折率が１．５４であり厚みが１００ｎｍである第１〜第４の屈折率調整層を形成した以外は、実施例１と同様の方法でタッチパネルセンサを作製した。

【0046】

（比較例２）
第１，第２，第３，第４の屈折率調整層をいずれも設けなかった以外は、実施例１と同様の方法でタッチパネルセンサを作製した。

【0047】

次に、上記のように作製した実施例１〜３および比較例１〜２の各タッチパネルセンサを、平滑な評価台上に置き、視認側にガラス板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製 商品名「ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標）」）を配置し、背面側に反射防止用の黒色テープを貼り合わせて、模擬的なタッチパネルとした。視認側から三波長型蛍光灯でタッチパネルを照らして、干渉縞の発生の程度を目視観察で評価した。結果を表１に示す。表１中、目視観察で干渉縞がほぼ視認されなかった場合を「○」、干渉縞が明瞭に視認された場合を「×」で示す。

【0048】

【表1】

【0049】

表１の実施例１に示すように、第１〜第４の屈折率調整層の屈折率を１．６５、厚みをいずれも１００ｎｍとすると、タッチパネルに干渉縞がほぼ視認されなかった。また、実施例２において、第１〜第４の屈折率調整層の屈折率を１．６５、厚みをいずれも８５ｎｍとすると、干渉縞がほぼ視認されなかった。実施例３では、第１〜第４の屈折率調整層の屈折率を１．６５、厚みをいずれも１２０ｎｍとすると、干渉縞がほぼ視認されなかった。

【0050】

一方、比較例１に示すように、第１〜第４の屈折率調整層の屈折率を１．５４、厚みをいずれも１００ｎｍとすると、干渉縞が明瞭に視認された。また、第１〜第４の屈折率調整層をいずれも設けなかった比較例２においても、干渉縞が明瞭に視認された。

【0051】

したがって、第１〜第４の屈折率調整層の屈折率を１．６５、厚みを８５ｎｍ〜１２０とすれば、干渉縞の発生を十分に抑制できることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明に係るタッチパネルセンサの用途は、特に制限はなく、好ましくはスマートフォンやタブレット端末（Slate PC）等の携帯端末に使用される静電容量方式タッチパネルである。

【符号の説明】

【0053】

１ タッチパネルセンサ
２ 透明基材
３ 屈折率調整層
４ 透明電極パターン
５ 屈折率調整層
６ 接着層
７ 屈折率調整層
８ 透明電極パターン
９ 屈折率調整層
１０ 接着層

【図1】