本發(fā)明涉及通過靜電電容的變化來檢測觸摸面(XY平面)的任意位置上使用者的手指等的接近的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板。特別涉及在玻璃基板上設(shè)置了傳感器電極的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板。

背景技術(shù)：

在家電設(shè)備、AV設(shè)備、PC/OA設(shè)備、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、其他電子裝置中，作為向各設(shè)備輸入的方法之一，使用投影型靜電電容方式的觸摸開關(guān)面板。投影型靜電電容方式具有在X方向和Y方向排列成網(wǎng)格狀的多個(gè)傳感器電極。一般來說，投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板由以銦錫氧化物(以下記載為ITO)形成的X方向用及Y方向用的透明傳感器電極層、與該電極連接的配線層、在透明電極之間設(shè)置的絕緣層(介電體層)、表面保護(hù)層等構(gòu)成，外部具有控制部。用手指觸摸面板表面時(shí)，在各傳感器電極與手指之間引起靜電耦合，各傳感器電極的靜電電容變化。在控制部中，將各傳感器電極的靜電電容的變化量數(shù)值化，在該數(shù)值超過預(yù)先決定的閾值時(shí)，判斷手指接觸了。由此，控制部能夠檢測出手指接觸了觸摸開關(guān)的哪個(gè)位置(平面XY坐標(biāo))。

作為投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的具體結(jié)構(gòu)，已知的是如下的結(jié)構(gòu)，在一個(gè)玻璃基板上形成X方向用的透明傳感器電極，在另一個(gè)玻璃基板上形成Y方向用的透明傳感器電極層，以任一玻璃基板位于透明傳感器電極之間而成為絕緣層(介電體層)的方式將該玻璃基板重疊。另外，提出了在兩片玻璃基板各自上形成ITO的透明傳感器電極，將這些透明傳感器電極相向設(shè)置，使玻璃基板介由隔離部件重疊，在透明傳感器電極之間注入介電材料的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)1)。同樣，提出了在兩片玻璃基板各自上形成ITO的透明傳感器電極，將這些透明傳感器電極相向設(shè)置，在其間形成絕緣粘合層的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:特開2006-338668號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:實(shí)用新型登記第3161738號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

在采用兩片玻璃基板，將其一片作為傳感器電極間的絕緣層(電介體層)使用的情況下，由于其厚度在電極間產(chǎn)生間隙，控制部的傳感器調(diào)整變得困難。另外，透明傳感器電極為了維持高的顯示質(zhì)量而要求高的透射率，為了在控制部能以微秒級檢測出信號變化而要求低的電阻值。如專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2那樣，在使用ITO的透明傳感器電極的情況下，通過在玻璃基板上形成該電極而將ITO膜厚膜化可實(shí)現(xiàn)低電阻化，但使ITO膜增厚時(shí)，則帶有黃色，存在外觀上的問題。因此，不容易在不損害透射率等的情況下實(shí)現(xiàn)所要求的低電阻值。

存在替代ITO而使用鋁薄膜等，將傳感器電極形成為目視下幾乎透明的微細(xì)格子狀的方法。但是，鋁薄膜的可見光(波長約400-700nm)的反射率很高，具有容易產(chǎn)生晃眼這樣的特性，因此來自觸摸面的可視特性(透射性)差。

另外，在不將透明傳感器電極夾在基板間的結(jié)構(gòu)的情況下，需要在一個(gè)傳感器電極側(cè)設(shè)置保護(hù)層，但在嚴(yán)酷的環(huán)境下使用的情況下不能充分地對應(yīng)。

本發(fā)明是為了對應(yīng)這樣的問題而完成的，目的在于提供傳感器調(diào)整容易、具有抑制了可見光的反射的傳感器部、還具有充分的抗環(huán)境特性的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板是檢測出在X方向和Y方向擴(kuò)展的觸摸面的觸摸位置的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板，其特征在于，該投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板具備具有X方向檢測用的傳感器部的玻璃基板和具有Y方向檢測用的傳感器部的玻璃基板而成，將這兩個(gè)玻璃基板層疊，將各自的上述傳感器部彼此相向地夾在玻璃基板之間，各自的上述傳感器部具有包含采用濺射或真空蒸鍍而形成的鋁(以下記載為Al)薄膜的傳感器電極和層疊在上述Al薄膜的至少一部分上的含有選自鉻(以下記載為Cr)、鉬(以下記載為Mo)和鎢(以下記載為W)的至少一種金屬的黑化膜，一個(gè)上述玻璃基板的一個(gè)面為觸摸面，在該玻璃基板的上述傳感器部中，在該玻璃基板的與觸摸面相反的表面上形成有上述黑化膜，在該黑化膜上形成上述Al薄膜，在另一個(gè)上述玻璃基板的上述傳感器部中，在該玻璃基板的表面上形成有上述Al薄膜，在該Al薄膜上形成有上述黑化膜。

上述傳感器部的至少一部分具有透光部，該透光部是上述Al薄膜及上述黑化膜重疊的格子狀，該格子之間為開口部。

上述黑化膜含有選自Al氧化物和鈦(以下，記載為Ti)氧化物的至少一種氧化物。特別地，上述黑化膜包含上述鉬和上述鋁氧化物。另外，上述黑化膜中，相對于上述金屬和上述氧化物的合計(jì)量，上述氧化物的含量為2～16重量％。

上述黑化膜的膜厚是5nm～500nm，以上鋁薄膜的層厚為500nm～5000nm。

發(fā)明效果

本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板是檢測出在X方向和Y方向擴(kuò)展的觸摸面的觸摸位置的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板，其特征在于，具備具有X方向檢測用的傳感器部的玻璃基板和具有Y方向檢測用的傳感器部的玻璃基板而成，將這兩個(gè)玻璃基板層疊，將傳感器部彼此相向地夾在玻璃基板之間，各傳感器部具有包含采用濺射或真空蒸鍍而形成的Al薄膜的傳感器電極和層疊在Al薄膜的至少一部分上的含有選自Cr、Mo和W的至少一種金屬的黑化膜，一個(gè)玻璃基板的一個(gè)面為觸摸面，在該玻璃基板的傳感器部中，在該玻璃基板的與觸摸面相反的表面形成有黑化膜，在該黑化膜上形成Al薄膜，在另一個(gè)玻璃基板的傳感器部中，在該玻璃基板的表面上形成有Al薄膜，在該Al薄膜上形成有黑化膜，因此，兩個(gè)傳感器電極之間的間隙小，控制部的傳感器調(diào)整變得容易。另外，在各傳感器部中，由于以上述的順序形成Al薄膜和黑化膜，所以從觸摸面看可見到黑色，能夠抑制可見光的反射。進(jìn)一步，由于是將傳感器部夾在玻璃基板之間的結(jié)構(gòu)，因此金屬薄膜得到保護(hù)，能夠提升耐環(huán)境特性。

上述傳感器部的至少一部分具有透光部，該透光部為Al薄膜及黑化膜重疊而成的格子狀，該格子之間為開口部，因此能夠形成抑制了可見光的反射的透明傳感器部。

由于上述黑化膜包含選自Al氧化物及Ti氧化物的至少一種氧化物，因此能夠進(jìn)一步降低可見光的反射率。

附圖說明

[圖1]是示出本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的一例的正視圖和側(cè)視圖。

[圖2]是示出圖1中的面板的放大剖面的示意圖。

[圖3]是圖1中的傳感器部的部分放大圖。

[圖4]是示出有無黑化膜對反射率的光譜特性所帶來的影響的圖。

[圖5]是示出黑化膜的混合物組成比對反射率帶來的影響的圖。

具體實(shí)施方式

基于圖1～圖3對本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的一例進(jìn)行說明。圖1(a)是示出投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的正視圖，圖1(b)是其側(cè)視圖。如圖1(b)所示，投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板1具備具有X方向檢測用的傳感器部3的透光性的第一玻璃基板2和具有Y方向檢測用的傳感器部5的透光性的第二玻璃基板4，第一玻璃基板2和第二玻璃基板4具有粘合而成的疊層結(jié)構(gòu)。第一玻璃基板2的表面成為觸摸面2a，在與該觸摸面2a相反的面2b上設(shè)置有傳感器部3。另外，在第二玻璃基板4的一個(gè)面上設(shè)置有傳感器部5。傳感器部3及傳感器部5相向地被夾在兩個(gè)玻璃基板之間。如圖1(a)所示，X方向檢測用的傳感器部3和Y方向檢測用的傳感器部5被圖案化為縱(Y)橫(X)排列的菱形形狀。由于是不將玻璃基板夾在兩個(gè)傳感器電極之間的結(jié)構(gòu)，與將玻璃基板夾在兩個(gè)傳感器電極之間的情況相比，傳感器電極之間的間隙大幅減小。

各傳感器部的傳感器電極和以配線7連接的外部連接端子8與撓性印刷線路板(FPC)9連接。通過FPC 9連接進(jìn)行觸摸檢測的控制部(圖示省略)。另外，為了提升耐環(huán)境特性，也可以替代FPC 9而設(shè)置金屬制的引線框。本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板利用傳感器電極與手指之間產(chǎn)生靜電耦合使得電極的靜電電容發(fā)生變化，控制部中的具體檢測步驟等可采用公知的步驟。

圖2示出面板的放大剖面的示意圖。如圖2所示，X方向檢測用的傳感器部3具有包含形成在第一玻璃基板2的與觸摸面2a相反的面上的黑化膜3b和在該黑化膜3b上形成的Al薄膜的傳感器電極3a。另外，Y方向檢測用的傳感器部5具有包含形成在第二玻璃基板4的一個(gè)面(第一玻璃基板側(cè))的Al薄膜的傳感器電極5a和在該Al薄膜上形成的黑化膜5b。從觸摸面2a看時(shí)，在任一傳感器部中，都是Al薄膜位于黑化膜下而形成的。黑化膜是通過可見光的干涉吸收入射光而可看到黑色的膜，是后述的含有規(guī)定金屬的薄膜。Al薄膜和黑化膜的層疊的目的在于抑制由Al薄膜引起的可見光的反射，設(shè)置開關(guān)圖案等，并且在可看到Al薄膜的金屬光澤(銀色)的部分不形成黑化膜。

另外，根據(jù)需要，在X側(cè)的傳感器電極3a和Y側(cè)的黑化膜5b之間形成絕緣層6。在傳感器3a和黑化膜5b的任一者的表面，或在兩者的表面形成絕緣層6之后，將兩個(gè)玻璃基板層疊。作為絕緣層6，例如可舉出用分配器涂布有機(jī)樹脂的糊而形成的被膜。絕緣層的適宜厚度為50μm～500μm。當(dāng)絕緣層的厚度超過500μm時(shí)，傳感器電極間的間隙變大，X側(cè)的傳感器和Y側(cè)的傳感器產(chǎn)生靈敏度差異。

圖2是用于說明兩個(gè)玻璃基板之間的各傳感器部的整體階層關(guān)系的示意圖，X方向檢測用的傳感器部(傳感器電極)和Y方向檢測用的傳感器部(傳感器電極)在XY平面上看配置在不重疊的位置。另外，在圖1及圖2中，在觸摸面?zhèn)鹊牡谝徊ＡЩ迳显O(shè)置有X方向檢測用的傳感器部，但也可以在第一玻璃基板上設(shè)置Y方向檢測用的傳感器部，在第二玻璃基板上設(shè)置X方向檢測用的傳感器部。

圖3示出傳感器部的部分放大圖。如圖3所示，在圖1(a)所示的各傳感器部的菱形內(nèi)，由更細(xì)微的格子狀部分形成。該傳感器部3及傳感器部5的格子狀部分是Al薄膜(傳感器電極)和黑化膜按上述順序重疊而成的。該格子之間為開口部10，在該部分中沒有形成Al薄膜和黑化膜。由于該格子狀部分為非常細(xì)微的格子狀，以目視初看為透明可見的透光部。對于格子狀部分，通常作為線條寬度W為3μm～50μm、作為線條間距P為0.2mm～1mm左右。另外，如果是使用連續(xù)的細(xì)線的形狀，則可以為六邊或豎長的長方形菱形、梯形等任意形狀。由于Al薄膜的可見光的反射率極高、容易產(chǎn)生晃眼，因此即使是在形成為微細(xì)格子狀的情況下，在該狀態(tài)下自觸摸面的可視特性也差。對此，在本發(fā)明中，從觸摸面看規(guī)定的黑化膜介于Al薄膜之上，因此使得可見光的反射率降低，確保了可視性。

第一玻璃基板2和第二玻璃基板4為透光性的絕緣基板，可采用鈉鈣玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃、不含堿性成分的無堿玻璃等。由于具有高的透射率且在一般的建材窗玻璃中使用并非常廉價(jià)，因此優(yōu)選使用鈉鈣玻璃。另外，各玻璃基板的厚度分別為0.5～5mm左右，優(yōu)選為1.8～3.0mm左右。

各傳感器部的傳感器電極由Al薄膜構(gòu)成。Al薄膜使用Al的固體靶(蒸鍍材料)，通過真空方法，即濺射或真空蒸鍍而形成。另外，配線7(參照圖1(a))也與傳感器電極同時(shí)一體地形成。作為真空方法，由于可形成均勻的膜，更優(yōu)選采用濺射。濺射是使加速的氬離子撞擊固體靶，使從靶表面飛出的原子或分子附著在玻璃基板上而形成的方法。

將Al薄膜加工為格子狀等的規(guī)定形狀的方法不特別限定，由于可精度良好地形成與傳感器電極連接的配線和上述細(xì)微格子部分，因此優(yōu)選使用公知的照片解析技術(shù)。例如，用濺射或真空蒸鍍形成Al薄膜后，使用抗蝕劑材料通過絲網(wǎng)印刷形成蝕刻圖形的掩模層，使用規(guī)定的蝕刻液通過濕式蝕刻法進(jìn)行濕式蝕刻形成微細(xì)的配線。予以說明，Al薄膜的膜厚為500nm～5000nm是適宜的。

各傳感器部的黑化膜為(1)含有選自Cr、Mo、W的至少一種金屬的薄膜。例如，黑化膜通過真空蒸鍍或?yàn)R射而形成。根據(jù)與上述Al薄膜形成時(shí)同樣的理由，關(guān)于黑化膜，也優(yōu)選采用上述的濺射。另外，在格子部分的加工時(shí)，通過濕式蝕刻等進(jìn)行，作為蝕刻液若選擇黑化膜和Al薄膜兩種材料可同時(shí)蝕刻的液體(例如，磷酸系蝕刻液)，則生產(chǎn)效率優(yōu)異，因而優(yōu)選。在這種情況下，在各玻璃基板上形成Al薄膜和黑化膜后，通過對兩種材料同時(shí)蝕刻可形成各傳感器部的格子部分。

另外，黑化膜中，(2)優(yōu)選以規(guī)定量含有選自Al氧化物和Ti氧化物的至少一種氧化物。作為Ti氧化物，可舉出TiO₂，作為Al氧化物，可舉出Al₂O₃。通過以規(guī)定量含有這些氧化物，如后述的圖5所示，可實(shí)現(xiàn)反射率的進(jìn)一步降低。予以說明，在形成包含(1)選自Cr、Mo、W的至少一種金屬與(2)選自Al氧化物、Ti氧化物的至少一種氧化物的混合物的黑化膜的情況下，使用這些混合物的固體靶(蒸鍍材料)，通過真空蒸鍍或者濺射來形成薄膜。

在圖4中示出根據(jù)有無黑化膜的反射率的光譜特性的一例。在圖4中，“有黑化膜”為使用Mo與Al₂O₃的混合物(含有10重量％的Al₂O₃)的靶，通過濺射在鈉鈣玻璃基板(0.7mm)上形成黑化膜(100nm)，通過濺射在該黑化膜上形成純度99％的Al薄膜(1000nm)。另外，“沒有黑化膜”為在上述構(gòu)成中，不形成黑化膜，只形成Al薄膜(1000nm)。如圖4所示，在沒有黑化膜的情況下，與玻璃基板相比，反射率大幅度提高。與此相對，通過設(shè)置上述黑化膜，與玻璃基板單體相比，相反反射率變低。予以說明，可知對于全波長，光譜特性幾乎為平坦的，沒有著色。

另外，在黑化膜為(1)選自Cr、Mo、W的至少一種金屬與(2)選自Al氧化物和Ti氧化物的至少一種氧化物的混合物層的情況下，混合物組成比對反射率有影響。因此，為了形成所希望的組成比的膜，在成膜時(shí)，優(yōu)選使用分別將金屬和氧化物以預(yù)先希望的組成比大致均勻混合的混合物狀態(tài)的固體靶。予以說明，在黑化膜中，(1)的金屬單質(zhì)的金屬種類與(2)的構(gòu)成氧化物的金屬種類不同，因此在使用金屬單質(zhì)的固體靶、使用氬和氧的混合氣體的這樣的方法中不能形成上述組成的膜。

作為黑化膜的混合物的組成比，優(yōu)選相對于混合物的總量(金屬單質(zhì)+氧化物)的氧化物的含量為2～16重量％。在氧化物的含量不足2重量％的情況下，金屬光澤開始出現(xiàn)，可能不能實(shí)現(xiàn)反射率的降低。另一方面，在氧化物的含量超過16重量％的情況下，白濁開始出現(xiàn)，可能不能實(shí)現(xiàn)反射率的降低。

圖5示出黑化膜的混合物組成比的影響的一例。圖5是使用Mo與Al₂O₃的混合物的靶，通過濺射在鈉鈣玻璃基板(0.7mm)上形成黑化膜(100nm)，在該黑化膜上通過濺射形成純度99％的Al薄膜(1000nm)，測定使上述混合物中的Al₂O₃量(重量％)變化時(shí)的可見光(波長500nm)的反射率的變化。如圖5所示，在黑化膜使用Mo與Al₂O₃的混合物的情況下，優(yōu)選Al₂O₃的含量為2～16重量％，更優(yōu)選為5至15重量％，特別優(yōu)選為8～12重量％。

黑色膜的膜厚為5nm～500nm是合適的。不足5nm時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)充分的黑色化，有時(shí)不能實(shí)現(xiàn)反射率的降低。另一方面，超過500nm時(shí)，有時(shí)可能不能得到可見光的干涉效應(yīng)引起的反射光降低效果。更優(yōu)選為50nm～200nm。予以說明，膜厚根據(jù)黑化膜材料的折射率由各材料來決定。

圖1所示形態(tài)的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板1具有不通過間隔玻璃等間隔部件而直接將第一玻璃基板2與第二玻璃基板4利用上述的絕緣層6進(jìn)行樹脂密封的結(jié)構(gòu)。由于是將兩個(gè)玻璃基板重疊，在其之間夾住各傳感器部的結(jié)構(gòu)，與一片玻璃基板的結(jié)構(gòu)相比機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，另外，即使是在施加強(qiáng)烈振動和壓力的情況下，也能夠防止傳感器電極和其配線的斷線。

另外，作為本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的另一種形式，也可以制成在玻璃基板的周圍設(shè)置間隔部件的結(jié)構(gòu)。

以上，參照圖1～圖3等說明了投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的實(shí)施例，但本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板的構(gòu)成不限于這些實(shí)施例。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

本發(fā)明的投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板，傳感器調(diào)整容易、具有抑制了可見光的反射的傳感器部，因此可作為向家電設(shè)備、AV設(shè)備、PC/OA設(shè)備、產(chǎn)業(yè)機(jī)械，其他電子設(shè)備等中的各設(shè)備輸入的手段而合適地加以使用。另外，由于耐環(huán)境特性也出色，因此作為在向設(shè)置于室外、加熱器等各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械附近的嚴(yán)酷環(huán)境下使用的設(shè)備的輸入手段也可合適地加以利用。

附圖標(biāo)記說明

1 投影型靜電電容觸摸開關(guān)面板

2 第一玻璃基板

3 X方向檢測用的傳感器部

4 第二玻璃基板

5 Y方向檢測用的傳感器部

6 絕緣層

7 配線

8 外部連接端子

9 撓性印刷線路板(FPC)

10 開口部