特許 6014551 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】6014551

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25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 20060101AFI20161011BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 490

   G06F3/044 127

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-111286(P2013-111286)

(22)【出願日】2013年5月27日

(65)【公開番号】特開2014-229279(P2014-229279A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年2月22日

(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の透明電極パターンと、第１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２の透明電極パターンと、第２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の屈折率調整層の屈折率は、前記第１の接着層の屈折率よりも大きく、前記第２の屈折率調整層の屈折率は、前記第２の接着層の屈折率よりも大きく、
前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の厚みが、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍ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の屈折率調整層と前記第１の接着層との屈折率差が、０．１〜０．４であり、前記第２の屈折率調整層と前記第２の接着層との屈折率差が、０．１〜０．４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3】

前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の屈折率は、それぞれ１．５〜１．８であることを特徴とする、請求項１または２記載のタッチパネルセンサ。

【請求項4】

前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の厚みが、それぞれ９０ｎｍ〜１１０ｎｍ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の屈折率調整層の屈折率が、前記第１の接着層の屈折率よりも大きく、かつ前記第１の透明電極パターンの屈折率よりも小さく、
前記第２の屈折率調整層の屈折率が、前記第２の接着層の屈折率よりも大きく、かつ前記第２の透明電極パターンの屈折率よりも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。

【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の透明電極パターンと、第１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２の透明電極パターンと、第２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の屈折率調整層の屈折率は、前記第１の接着層の屈折率よりも大きく、前記第２の屈折率調整層の屈折率は、前記第２の接着層の屈折率よりも大きく、かつ、前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の厚みが、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍであることを特徴とする。

【0007】

好ましくは、前記第１の屈折率調整層と前記第１の接着層との屈折率差が、０．１〜０．４であり、前記第２の屈折率調整層と前記第２の接着層との屈折率差が、０．１〜０．４である。

【0008】

また、好ましくは、前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の屈折率は、それぞれ１．５〜１．８である。

【0009】

また、好ましくは、前記第１の屈折率調整層および前記第２の屈折率調整層の厚みが、それぞれ９０ｎｍ〜１１０ｎｍである。

【0010】

また、前記第１の屈折率調整層の屈折率が、前記第１の接着層の屈折率よりも大きく、かつ前記第１の透明電極パターンの屈折率よりも小さく、前記第２の屈折率調整層の屈折率が、前記第２の接着層の屈折率よりも大きく、かつ前記第２の透明電極パターンの屈折率よりも小さいのが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、第１の屈折率調整層の屈折率は、第１の接着層の屈折率よりも大きく、第２の屈折率調整層の屈折率は、第２の接着層の屈折率よりも大きく、かつ、前記第１の屈折率調整層および第２の屈折率調整層の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍ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、透明電極パターン３（第１の透明電極パターン）と、屈折率調整層４（第１の屈折率調整層）と、接着層５（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、透明電極パターン６（第２の透明電極パターン）と、屈折率調整層７（第２の屈折率調整層）と、接着層８（第２の接着層）とをこの順に有している。

【0016】

屈折率調整層４の屈折率（相対屈折率）は、接着層５の屈折率より大きく、屈折率調整層７の屈折率は、接着層８の屈折率よりも大きい。また、屈折率調整層７および屈折率調整層８の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍ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、透明電極パターン３と接着層５との間に、特定の物性を有する屈折率調整層４を配置し、透明電極パターン６と接着層８との間に、特定の物性を有する屈折率調整層７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、各透明電極パターンに直接接着層を積層して作製されている。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、透明電極パターン３と接着層５との間に屈折率調整層４を配置している。これにより、透明電極パターン３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、タッチパネルの製造工程において表裏を逆にして使用する場合があることから、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、透明電極パターン６と接着層８との間に屈折率調整層７を配置している。本構成によれば、透明電極パターン３の上面で反射する反射光を弱めることで、透明電極パターン３の上面で反射する反射光と、透明電極パターン６の上面で反射する反射光と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上に透明電極パターン３を形成しているが、これに限るものではない。透明基材と透明電極パターンとの間に、接着強度を高めるための易接着層（anchor coat layer）、他の屈折率調整層、又は透明基材の表面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。透明基材の厚みは、例えば、２０μｍ〜２００μｍである。

【0023】

上記透明基材は、特に制限はないが、好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、またはポリシクロオレフィンフィルムである。特に、ポリシクロオレフィンフィルムは、タッチパネルセンサの感度を向上させる観点から好適である。ポリシクロオレフィンフィルムは、他の材料に比べて誘電率が低いため、第１の透明電極パターンと第２の透明電極パターンとの間の静電容量を小さくすることができる。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、透明電極パターン間の静電容量を小さくすると、指が透明電極パターンに接近する際に生じる静電容量変化が相対的に大きくなるので、タッチ感度が向上する。

【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、透明部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やひし形状である。

【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。上記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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

（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、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、上記第２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。

【0031】

上記第１および第２の屈折率調整層を形成する材料は、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、真空装置など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。

【0032】

上記第１の屈折率調整層の屈折率は、上記第１の接着層の屈折率よりも大きく、好ましくは上記第１の透明電極パターンの屈折率よりも小さい。また、上記第２の屈折率調整層の屈折率は、上記第２の接着層の屈折率よりも大きく、好ましくは上記第２の透明電極パターンの屈折率よりも小さい。

【0033】

上記第１の屈折率調整層と上記第１の接着層との屈折率差Δｎ１（相対屈折率の差）は、好ましくは０．１〜０．４であり、上記第２の屈折率調整層と上記第２の接着層との屈折率差Δｎ２は、好ましくは０．１〜０．４である。屈折率差Δｎ１や屈折率差Δｎ２が０．１より小さいと干渉縞の発生を抑制する効果が小さくなり、また、屈折率差Δｎ１や屈折率差Δｎ２が０．４より大きいと、屈折率調整層と接着層との界面で新たな反射が生じ、それに起因する干渉縞が発生する虞がある。

【0034】

上記第１および第２の屈折率調整層の屈折率は、干渉縞の発生をより一層抑制する観点から、それぞれ好ましくは１．５〜１．８であり、更に好ましくは１．５〜１．７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。

【0035】

上記第１および第２の屈折率調整層の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍであり、干渉縞の発生をより一層抑制する観点から、好ましくは９０ｎｍ〜１１０ｎｍである。なお、第１および第２の屈折率調整層の材料、屈折率および厚みは、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。

【0036】

（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１および第２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。

【0037】

上述したように、本実施形態によれば、第１の屈折率調整層の屈折率は、第１の接着層の屈折率よりも大きく、第２の屈折率調整層の屈折率は、第２の接着層の屈折率よりも大きく、さらに、第１の屈折率調整層および第２の屈折率調整層の厚みは、それぞれ８５ｎｍ〜１２０ｎｍであるので、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。

【0038】

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。

【0039】

以下、本発明の実施例を説明する。

【実施例】

【0040】

（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の球状粒子を含有するハードコート層と、屈折率が１．６５であり厚みが１００ｎｍである屈折率調整層を順次形成した。

【0041】

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、透明基材の他方の側にも、上記同様の処理を行い、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。

【0042】

その後、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、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。

【0043】

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、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１００ｎｍである第１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２の屈折率調整層を形成した。

【0044】

次に、第１および第２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。
（実施例２）
第１および第２の屈折率調整層の厚みを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。
（実施例３）
第１および第２の屈折率調整層の厚みを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。
（比較例１）
第１および第２の屈折率調整層の厚みを６０ｎｍ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。
（比較例２）
第１および第２の屈折率調整層の厚みを１４０ｎｍとしたこと以外は、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】

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、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、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。

【0046】

【表1】

【0047】

表１の実施例１に示すように、第１および第２の屈折率調整層の屈折率を１．６５、第１および第２の接着層の屈折率を１．５とし、第１および第２の屈折率調整層の厚みをいずれも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および第２の屈折率調整層の屈折率を１．６５、第１および第２の接着層の屈折率を１．５とし、第１および第２の屈折率調整層の厚みをいずれも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および第２の屈折率調整層の屈折率を１．６５、第１および第２の接着層の屈折率を１．５とし、第１および第２の屈折率調整層の厚みをいずれも１２０ｎｍとすると、干渉縞がほぼ視認されなかった。

【0048】

一方、比較例１に示すように、第１および第２の屈折率調整層の屈折率を１．６５、第１および第２の接着層の屈折率を１．５とし、第１および第２の屈折率調整層の厚みをいずれも６０ｎｍとすると、タッチパネルに干渉縞が明瞭に視認された。また比較例２に示すように、第１および第２の屈折率調整層の屈折率を１．６５、第１および第２の接着層の屈折率を１．５とし、第１および第２の屈折率調整層の厚みをいずれも１４０ｎｍとすると、干渉縞が明瞭に視認された。

【0049】

したがって、屈折率調整層の屈折率を接着層の屈折率より大きい値とし、屈折率調整層の厚みを８５ｎｍ〜１２０ｎｍ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】

【0050】

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】

【0051】

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

【図1】