阅读说明：本技术 触摸传感器及触摸面板 (Touch sensor and touch panel ) 是由 中山昌哉 于 2018-10-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具有优异的灵敏度的OGS方式的触摸传感器。并且,课题为还提供一种触摸面板。触摸传感器具有：玻璃基板,其具有触摸表面；及第1触摸电极,其由形成于玻璃基板的与触摸表面相反的一侧的表面上的金属细线构成,玻璃基板含有Si原子、Al原子及K原子,Si原子的含量相对于玻璃基板的总质量为25.0～35.0质量％,Al原子的含量相对于玻璃基板的总质量为5.0～16.0质量％,K原子的含量相对于玻璃基板的总质量为3.0～10.0质量％。(The invention provides an OGS touch sensor with excellent sensitivity. Further, the subject is to provide a touch panel. The touch sensor includes: a glass substrate having a touch surface; and a 1 st touch electrode formed of a thin metal wire formed on a surface of a glass substrate on a side opposite to a touch surface, the glass substrate containing Si atoms, Al atoms, and K atoms, the content of the Si atoms being 25.0 to 35.0 mass% with respect to the total mass of the glass substrate, the content of the Al atoms being 5.0 to 16.0 mass% with respect to the total mass of the glass substrate, and the content of the K atoms being 3.0 to 10.0 mass% with respect to the total mass of the glass substrate.)

触摸传感器及触摸面板

技术领域

本发明涉及一种触摸传感器及触摸面板。

背景技术

近年来，广泛地使用了在以平板电脑及智能手机等便捷式信息设备为代表的各种电子设备中，通过与液晶显示装置等显示装置组合使用，使手指、触控笔等接触或靠近于屏幕而在电子设备上进行输入操作的触摸面板。

在触摸面板上使用形成有用于检测通过与手指、触控笔等的接触或靠近而进行的触摸操作的检测部的触摸传感器。

检测部由ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)等透明导电性氧化物形成，但除透明导电性氧化物以外还由金属细线形成。金属与上述透明导电性氧化物相比，具有容易图案化，弯曲性优异，电阻更低等优点，因此在触摸面板等中铜或银等用于金属细线。

专利文献1中记载有“一种触摸传感器，其包括：窗玻璃基板；沿着窗玻璃基板的周边形成的表框；填充表框与表框之间时进行层压或粘合而形成于窗玻璃基板上的绝缘层；及形成于绝缘层上的电极图案”。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-018532号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

如专利文献1的触摸传感器，包括具有触摸表面的玻璃基板及由形成于玻璃基板的与触摸表面相反的一侧的表面的金属细线构成的触摸电极的触摸传感器被称为OGS(OneGlass Solution：单片式触摸面板)方式的触摸传感器。本发明人发现在OGS方式的触摸传感器中根据玻璃基板的种类，触摸面板的灵敏度有不足的情况。

因此，本发明的课题在于提供一种具有优异的灵敏度的OGS方式的触摸传感器。并且，本发明的课题在于提供一种触摸面板。

用于解决技术课题的手段

本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究的结果，发现可通过以下结构实现上述课题。

[1]一种触摸传感器，其具有：玻璃基板，其具有触摸表面；及第1触摸电极，其由形成于玻璃基板的与触摸表面相反的一侧的表面上的金属细线构成，该触摸传感器中，玻璃基板含有Si原子、Al原子及K原子，Si原子的含量相对于玻璃基板的总质量为25.0～35.0质量％，Al原子的含量相对于玻璃基板的总质量为5.0～16.0质量％，K原子的含量相对于玻璃基板的总质量为3.0～10.0质量％。

[2]根据[1]所述的触摸传感器，其中Si原子的含量相对于玻璃基板的总质量为28.0～33.0质量％，Al原子的含量相对于玻璃基板的总质量为7.0～10.0质量％，K原子的含量相对于玻璃基板的总质量为6.0～9.0质量％。

[3]根据[1]或[2]所述的触摸传感器，其中在玻璃基板与第1触摸电极之间具有相对介电常数为3.0以上的第1有机绝缘层。

[4]根据[1]至[3]中的任一项所述的触摸传感器，其在第1触摸电极上还具有第2有机绝缘层，并在第2有机绝缘层上具有由金属细线构成的第2触摸电极。

[5]根据[1]至[4]中的任一项所述的触摸传感器，其中金属细线形成网格形状，网格间距为400～1200μm。

[6]一种触摸面板，其具有[1]至[5]中的任一项所述的触摸传感器。

发明效果

根据本发明，能够提供一种具有优异的灵敏度的OGS方式的触摸传感器。并且，根据本发明，也能够提供一种触摸面板。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的触摸传感器的剖面示意图。

图2是本发明的实施方式涉及的触摸传感器的俯视图。

图3是本发明的实施方式涉及的触摸传感器中的触摸电极的交叉部的局部放大图。

图4是本发明的实施方式涉及的触摸传感器的变形例的剖面示意图。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

以下，基于附图所示的优选实施方式详细说明该发明涉及的触摸传感器及触摸面板。

另外，将在以下表示的数值范围的标记“～”设为包含两侧所记载的数值。例如，“s为数值t1～数值t2”是指，s的范围为包括数值t1和数值t2的范围，若以数学记号表示，则为t1≤s≤t2。

包括“正交”及”平行”等的角度只要没有特别记载，则包含在技术领域中普遍容许的误差范围。

“透明”是指总光透射比在波长400～800nm的可视光波长区域中至少为40％以上，优选75％以上，更优选80％以上，进一步优选90％以上的情况。总光透射比使用JIS K7375：2008中规定的“塑胶--总光透射比及总光反射比的求法”测定。

图1中示出本发明的实施方式涉及的触摸传感器10的剖面示意图，并说明其结构。

触摸传感器10具有表面10A和背面10B，并在背面10B侧配置有液晶显示装置及有机电致发光显示装置等未图示的显示装置的状态下使用。触摸传感器10的表面10A为触摸表面、换言之为触摸检测面，成为触摸面板的操作人员通过触摸传感器10观察显示装置的图像的观察侧。另外，在本说明书中，触摸面板是指将驱动用电子电路(典型而言为柔性印刷基板)连接到触摸传感器而形成的设备。

触摸传感器10具有配置于表面10A侧且具有平板形状的透明的玻璃基板11，在与表面10A(触摸表面)相反的一侧的玻璃基板11的表面11B上形成有多个第1触摸电极12。并且，为达到平坦化或保护第1触摸电极12，在玻璃基板11的表面11B上，以覆盖第1触摸电极12的方式形成有第2有机绝缘层13。

在第2有机绝缘层13的显示装置侧的表面13B上形成有多个第2触摸电极14。进而，为达到平坦化或保护第2触摸电极14，在第2有机绝缘层13的表面13B上，以覆盖第2触摸电极14的方式配置有保护层15。

另外，本发明的实施方式的触摸面板不限于上述，可以不具有第2有机绝缘层13、第2触摸电极14及保护层15。

如图2所示，在触摸传感器10中区划透射区域S1，并且在透射区域S1的外侧区划周边区域S2。

形成于玻璃基板11的与触摸表面相反的一侧的表面11B的多个第1触摸电极12分别沿第1方向D1延伸且在与第1方向D1正交的第2方向D2上并列配置。

隔着第2有机绝缘层13形成于多个第1触摸电极12上的多个第2触摸电极14分别沿第2方向D2延伸且在第1方向D1上并列配置。

透射区域S1内形成于玻璃基板11的表面11B上的第1触摸电极12与形成于第2有机绝缘层13的表面13B上的第2触摸电极14以彼此重叠的方式交叉配置。另外，图1所示的触摸传感器的剖面图为在图2的俯视图中对应于A-A剖面的图。

另一方面，在周边区域S2的玻璃基板11的表面11B上形成有连接于多个第1触摸电极12的多个第1周边配线21，在玻璃基板11的边缘部排列形成有多个第1外部连接端子22，并且，在各第1触摸电极12的端部形成有第1连接器部23。在第1连接器部23连接有相对应的第1周边配线21的一端部，第1周边配线21的另一端部连接于相对应的第1外部连接端子22。

同样地，在周边区域S2的第2有机绝缘层13的表面13B上形成有连接于多个第2触摸电极14的多个第2周边配线24，在第2有机绝缘层13的边缘部排列形成有多个第2外部连接端子26，并且，在各第2触摸电极14的端部形成有第2连接器部25。在第2连接器部25连接有相对应的第2周边配线24的一端部，第2周边配线24的另一端部连接于相对应的第2外部连接端子26。

图3表示第1触摸电极12与第2触摸电极14的交叉部(图2中，为与R0对应的部分。)。形成于玻璃基板11的与触摸表面相反的一侧的表面11B上的第1触摸电极12具有由第1金属细线31形成，并且以第1单元C1为单位的第1网格图案，形成于第2有机绝缘层13的表面13B上的第2触摸电极14具有由第2金属细线32形成，并且以第2单元C2为单位的第2网格图案。而且，在第1触摸电极12与第2触摸电极14的交叉部中，从观察侧观察时，第1金属细线31与第2金属细线32以彼此交叉的方式配置。另外，在图3中，为了易于区分第1金属细线31和第2金属细线32，以虚线表示第2金属细线32，但实际上，由以与第1金属细线31相同的方式连接的金属线形成。

作为由第1金属细线31构成的第1网格图案及由第2金属细线32构成的第2网格图案的形状，优选反复配置如与图3相同的第1单元C1及第2单元C2而得的图案，尤其优选第1单元C1及第2单元C2的形状是菱形，但可以为平行四边形、正方形、长方形，也可以为其他多边形。例如，从可视性及触摸面板的灵敏度的观点考虑，优选由与第1方向D1相邻的2个第1单元C1或第2单元C2的重心间距离表示的网格间距为400～1200μm。第1单元C1和第2单元C2优选相同形状。进而，如图3所示，从可视性的观点考虑，优选将由第1金属细线31构成的第1网格图案和由第2金属细线32构成的第2网格图案仅错开相当于一半的距离而配置，并且以相互组合这两种网格图案，形成从观察侧观察时将减成一半的第3单元C3为单位的第3网格图案的方式而配置。作为另一方式，网格的形状可以为随机的图案。

并且，可以在彼此相邻的第1触摸电极12之间、彼此相邻的第2触摸电极14之间分别具有由第1金属细线31、第2金属细线32形成的电极和经绝缘的虚拟电极。虚拟电极优选具有与第1触摸电极12及第2触摸电极14的网格图案相同形状的网格图案。

图4表示本发明的实施方式的触摸面板的变形例。图4的触摸传感器40在玻璃基板11的表面11B上具有装饰层41及第1有机绝缘层42。装饰层以限制可见光的透射为目的而配置，在玻璃基板11的表面11B上，且与表2的周边区域S2对应的位置以包围透射区域S1的方式配置。

即，本实施方式的触摸传感器中，通常，第1触摸电极直接或隔着第1有机绝缘层形成于玻璃基板的与触摸表面相反的一侧的表面上。

第1有机绝缘层42配置于第1触摸电极12与玻璃基板11之间，并且以提高绝缘性或使其平坦化为目的，为填补与装饰层41之间的间隙，配置成在玻璃基板11的表面11B上填充或层压第1有机绝缘层42。关于其他方式，与已说明的方式相同，从而省略说明。

(玻璃基板)

玻璃基板含有Si原子、Al原子及K原子(以下，还将上述3种原子统称为“特定原子”。)。玻璃基板可以含有除上述特定原子以外的原子，作为除上述特定原子以外的原子，可举出例如O原子及Na原子等。

相对于玻璃基板的总质量的Si原子的含量相对于玻璃基板的总质量为25.0～35.0质量％，优选28.0～33.0质量％。

相对于玻璃基板的总质量的Al原子的含量相对于玻璃基板的总质量为5.0～16.0质量％，优选7.0～10.0质量％。

相对于玻璃基板的总质量的K原子的含量相对于玻璃基板的总质量为3.0～10.0质量％，优选6.0～9.0质量％。

若特定原子的含量在上述范围内，令人惊讶的是触摸面板具有优异的灵敏度。另外，在玻璃基板的特定原子的含量能够通过XRF(X-ray Fluorescence，X射线荧光分析)进行测量。

作为用于玻璃基板的玻璃，只要特定原子的含量在上述范围内，则没有特别限制，可列举化学钢化玻璃及物理钢化玻璃等钢化玻璃、钠钙玻璃以及无碱玻璃等。

作为玻璃基板的厚度没有特别限制，但通常优选0.3～1.5mm。

玻璃基板的总光透射比优选40～100％。总光透射比例如使用JISK7375：2008所规定的“求出塑胶—总光透射比及总光反射比的方法”测量。

(金属细线)

作为金属细线，只要是具有导电性的材料，则没有特别限制。作为金属细线的材料，可举出例如铜、铝、金、银、钛、钯、铬、镍或它们的组合等。

并且，除了上述之外，可以使用通过曝光/显影银盐乳剂层而形成的金属银作为金属细线。

金属细线可以由层压体形成。作为层压体，可举出例如Mo/Al/Mo这3层结构的层压体(所谓称为“MAM”的层压体)、Mo-Nb合金/Al/Mo-Nb合金这3层结构的层压体及Mo-Nb合金/Al-Nb合金/Mo-Nb合金这3层结构的层压体等。并且，也能够使用将上述层压体的Al变更为Cu的Mo/Cu/Mo这3层结构的层压体、Mo-Nb合金/Cu/Mo-Nb合金这3层结构的层压体及Mo-Nb合金/Cu合金/Mo-Nb合金这3层结构的层压体。从触摸传感器的灵敏度的方面考虑，优选使用电阻率低的Cu或Cu合金。

作为金属细线的厚度没有特别限制，但从可视性的观点考虑，通常优选0.3～0.5μm的薄膜。

作为金属细线的宽度没有特别限制，但通常优选0.5～10μm，尤其从导电性及可视性的观点考虑，优选1.5～3μm。

为了提高金属细线的可视性，可以至少在金属细线的观察侧形成黑化层。作为黑化层的材料，可使用金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物及金属硫化物等，代表性地能够使用氧氮化铜、氮化铜、氧化铜及氧化钼等。

当金属细线形成网格形状时，作为金属细线的没有特别限制，从触摸传感器的灵敏度及可视性的观点考虑，优选400～1200μm。尤其从触摸传感器的灵敏度的观点考虑，优选500μm以上。

(第1有机绝缘层及第2有机绝缘层)

第1有机绝缘层由有机化合物构成，只要具有足够的透明性及绝缘性，作为材料没有特别限制。作为第1有机绝缘层的材料，可举出例如环氧树脂及丙烯酸类树脂等。

另外，第1有机绝缘层的总光透射比优选40～100％。并且，第1有机绝缘层的相对介电常数优选3.0以上，更优选4.0以上。从触摸传感器的灵敏度的观点考虑，在第1有机绝缘层的膜厚为5μm以上的情况下，相对介电常数更优选4.0以上。

作为第1有机绝缘层的厚度没有特别限制，但通常优选1～20μm，更优选3～10μm。另外，通常为了使装饰层的高低差平坦化，优选第1有机绝缘层的厚度大于装饰层的厚度。装饰层的厚度优选0.5～3μm。

并且，第2有机绝缘层也能够使用与上述第1有机绝缘层相同的材料。作为第2有机绝缘层的厚度没有特别限制，但通常优选1～10μm。第2有机绝缘层的相对介电常数优选3.0以上。

另外，第1有机绝缘层及第2有机绝缘层如上述那样还具有平坦化的功能，作为所谓平坦化层而发挥功能。即，上述第1有机绝缘层及第2有机绝缘层还称为第1绝缘性有机平坦化层及第2绝缘性有机平坦化层。

并且，第1有机绝缘层及第2有机绝缘层为非粘附性。非粘附性是指没有粘附性。

(保护层)

作为保护层的材料没有特别限制，能够使用与在上述第1有机绝缘层中说明的相同的材料。并且，保护层可以为由无机化合物构成的层，作为无机化合物可列举二氧化硅等。

另外，作为保护层的厚度，优选0.1～10μm。

〔触摸传感器的制造方法〕

作为触摸传感器的制造方法没有特别限制，能够使用公知的制造方法。以下说明触摸传感器的制造方法中的一例。首先，在玻璃基板上形成装饰层。作为在玻璃基板上形成装饰层的方法没有特别限制，能够使用公知的方法。例如，在与周边区域S2对应的区域涂布装饰层形成用组合物，并根据需要使其硬化而能够形成装饰层。另外，装饰层的形成只要根据需要实施即可。

接着，在玻璃基板上形成第1有机绝缘层，以使装饰层的高低差平坦化。作为形成第1有机绝缘层的方法没有特别限制，能够使用公知的方法。例如，为填补装饰层与装饰层之间的间隙，涂布第1有机绝缘层形成用组合物，根据需要使其硬化，而形成第1有机绝缘层即可。并且，除了上述以外，为填补装饰层和装饰层之间的间隙，还可以层压另外制作出的第1有机绝缘层。

接着，在第1有机绝缘层上形成由金属细线构成的第1触摸电极。作为在第1有机绝缘层上形成由金属细线构成的第1触摸电极的方法没有特别限制，能够使用公知的方法。例如，可列举在第1有机绝缘层上形成金属层，并在上述金属层上形成图案状的抗蚀剂膜，而蚀刻金属层的方法。

作为在第1有机绝缘层上形成金属层的方法没有特别限制，可举出例如溅射法、等离子CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法、MOCVD(Metal OrganicChemical Vapor Deposition：金属有机化学气相沉积)法、及、PLD(Pulsed LaserDeposition：脉冲激光沉积)法等气相生长法；溶胶-凝胶法及有机金属分解法等液相法；气溶胶沉积法；等。

作为蚀刻的方法没有特别限制，只要根据金属层的材料的种类等适当地选择公知的方法即可。另外，形成第1触摸电极时，同时可以形成第1周边配线。

接着，以覆盖第1触摸电极的方式形成第2有机绝缘层。作为形成第2有机绝缘层的方法没有特别限制，能够使用公知的方法。作为形成第2有机绝缘层的方法，能够使用作为形成第1有机绝缘层的方法而进行说明的方法。

接着，在第2有机绝缘层上形成第2触摸电极。作为形成第2触摸电极的方法没有特别限制，能够使用公知的方法。作为形成第2触摸电极的方法，能够使用作为第1触摸电极的形成方法已经进行说明的方法。

接着，以覆盖第2触摸电极的方式在第2有机绝缘层上形成保护层。作为以覆盖第2触摸电极的方式在第2有机绝缘层上形成保护层的方法没有特别限制，能够使用与第1有机绝缘层及第2有机绝缘层相同的方法。

本发明的实施方式涉及的触摸传感器能够连接驱动用电子电路而用作触摸面板。上述触摸面板能够与显示装置组合而用作信息设备的显示设备。另外，本发明的实施方式涉及的触摸传感器的玻璃基板在其中一个表面具有触摸表面，因此能够用作显示装置的盖玻璃。

实施例

以下基于实施例对本发明进行更详细的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理流程等在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行适当变更。因此，本发明的范围不应由以下所示的实施例进行限定性的解释。

[实施例1]

准备了厚度0.7mm的玻璃基板。利用XRF(荧光X射线分析)测量上述玻璃基板中的各原子的含量，并通过FP(基本参数)法使其定量化。测量条件为如下。

XRF(荧光X射线分析)法的分析条件设为如下。定量利用FP(基本参数)法进行。

测量装置：Rigaku Corporation制ZSX100

输出：Rh 50kV-72mA

过滤器：OUT

衰减器：1/1

狭缝：Std.

分光晶体：RX25

检测器：PC

峰值角(2θ/deg.)：47.05

峰值测量时间(秒钟)：40

B.G.1(2θ/deg.)：43.00

B.G.1测量时间(秒钟)：20

B.G.2(2θ/deg.)：50.00

B.G.2测量时间(秒钟)：20

PHA：110-450

接着，在与上述玻璃基板上的周边区域对应的部分形成装饰层(厚度1.5μm)，然后，在装饰层与装饰层之间，且在玻璃基板上由丙烯酸类树脂形成了第1有机绝缘层。第1有机绝缘层的厚度为10.0μm，基于下述所记载的测量方法测量的相对介电常数为4.0。另外，第1有机绝缘层的相对介电常数的测量方法为如下。

在Al(铝)电极上形成第1有机绝缘层，在上述第1有机绝缘层上蒸镀Al电极而制作了相对介电常数测量用样品。

使用上述制作的相对介电常数测量用样品，用阻抗分析仪(Agilent公司4294A)以1MHz进行阻抗测量，并测量了第1有机绝缘层的相对介电常数。

接着，在第1有机绝缘层上形成第1金属细线，而构成了第1触摸电极。首先，在第1有机绝缘层上为使Mo厚度成为20nm、Cu厚度成为300nm、Mo厚度成为20nm而依次溅射成膜获得了金属层。

接着，在上述金属层上涂布抗蚀剂组合物，进行预烘烤，然后，进行图案曝光之后进行了碱性显影。然后，进行后烘烤，形成了图案状的抗蚀剂膜。然后，接着使用磷酸二氢铵10质量％、乙酸铵10质量％、过氧化氢6质量％及剩余部分为用水掺和的的蚀刻溶液(pH(氢离子指数)5.23)，蚀刻上述金属层，然后，用剥离液剥离抗蚀剂膜而形成了基于第1金属细线的第1触摸电极。另外，此时，同时也形成了第1周边配线。如图3所示，第1金属细线形成有网格形状，为700μm。第1金属细线的宽度及厚度分别为3μm(宽度)及0.34μm(厚度)。

接着，以覆盖第1触摸电极的方式形成了由丙烯酸类树脂构成的厚度3μm的第2有机绝缘层。接着，在第2有机绝缘层上使用溅射法以与第1金属细线相同的方式形成了由Mo/Cu/Mo构成的金属层。接着，通过进行抗蚀剂涂布、图案曝光、显影、蚀刻及抗蚀剂剥离的步骤而形成了第2金属细线。如图3所示，第2金属细线形成有网格形状，为700μm。第2金属细线的宽度及厚度分别为3μm(宽)及0.34μm(厚度)。

接着，以覆盖第2金属细线的方式形成由丙烯酸类树脂构成的保护层(膜厚3μm)而获得了触摸传感器。

关于除上述以外的各实施例及比较例，除了改变使用的玻璃基板的种类以外，以与实施例1相同的方式获得了触摸传感器。将所使用的玻璃基板的组成示于表1。

<触摸灵敏度>

以如下方式评价了触摸灵敏度。将驱动用电子电路连接到上述触摸传感器上而形成触摸面板，在上述触摸面板的表面上的预先设定的1万处位置上依次使用探针机器人，在接触笔尖直径为2mm的触控笔时，检测各触摸位置。而且，对1万处的检测结果和与此对应的设定值进行了比较。使用从检测位置与设定位置的差矢量的绝对值较小的一方计数的第9973个值，按照以下评价基准评价了灵敏度。将结果示于表1。

“A”：上述第9973个值小于1.0mm。

“B”：上述第9973个值为1.0m以上且小于2.0mm。

“C”：上述第9973个值为2.0mm以上。

[表1]

由表1所示的结果可知，实施例1～5的触摸传感器具有优异的灵敏度。另一方面，比较例1～5的触摸传感器不具有本发明的效果。

并且，由表1所示的结果可知，Si原子的含量相对于玻璃基板的总质量为28～33质量％，Al原子的含量相对于玻璃基板的总质量为7.0～10质量％，K原子的含量相对于玻璃基板的总质量为6.0～9.0质量％的实施例1的触摸传感器与实施例2及实施例3的触摸传感器相比，具有更优异的灵敏度。

符号说明

10、40-触摸传感器，11-玻璃基板，12-第1触摸电极，13-第2有机绝缘层，14-第2触摸电极，15-保护层，21-第1周边配线，22-第1外部连接端子，23-第1连接器部，24-第2周边配线，25-第2连接器部，26-第2外部连接端子，31-第1金属细线，32-第2金属细线，41-装饰层，42-第1有机绝缘层。