CN104598066A - 压敏开关及具备压敏开关的触控面板、和它们的制造方法 - Google Patents

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铃木武
小掠哲义
矢泽亚希
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明涉及压敏开关及其制造方法、和具备压敏开关的触控面板及其制造方法。压敏开关具备：支承基板；设置在所述支承基板上的导电性结构体；和夹持所述导电性结构体而与所述支承基板对置设置的电极部。所述导电性结构体在所述支承基板上具有电极层，并具备从所述电极层朝向所述电极部突出地延伸、且具有导电性的弹性结构部件。

Description

压敏开关及具备压敏开关的触控面板、和它们的制造方法
技术领域
本发明涉及压敏开关及其制造方法。另外，本发明还涉及具备该压敏开关的触控面板及其制造方法。
背景技术
近年来，急速谋求着智能手机、车载导航仪等的各种电子设备的高功能化和多样化。伴随于此，要求着还能可靠地操作作为电子设备的构成要素之一的压敏开关。如图11所示，现有的压敏开关主要构成为具有支承基板、设于支承基板上的导电性结构体、以及设于导电性结构体的上方的具备电极部的按压基材。该电极部介由导线等与设备的电子电路连接。
导电性结构体包括导电体层以及分散在导电体层中的数10～数100μm的树脂粒子。导电性结构体的表面因分散在导电体层中的树脂粒子而呈凹凸形状。
通过按压按压基材来使设于按压基材的电极部与具有凹凸表面的导电体层接触，从而将压敏开关电连接。另外，在压敏开关中，若进一步按压按压基材，则导电性结构体中的树脂粒子变形，电极部与导电体层的接触面积增加，由此电阻值降低。在压敏开关中，根据电阻值的变化来探测施加压力。
专利文献
专利文献1：JP特开2008-311208号公报
发明内容
本发明提供一种使电阻值的变化的偏差减少、且能精度良好地探测施加压力的压敏开关及其制造方法。
本发明所涉及的一个方式的压敏开关具备：支承基板；设置在所述支承基板上的导电性结构体；和夹持所述导电性结构体而与所述支承基板对置设置的电极部，所述导电性结构体在所述支承基板上具有电极层，并具备从所述电极层朝向所述电极部突出地延伸、且具有导电性的弹性结构部件。
发明的效果
根据上述一个方式，能使电阻值的变化的偏差减少，且能精度良好地探测施加压力。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的压敏开关的概略截面图。
图2是表示本发明的第1实施方式的压敏开关的按压时的状态的概略截面图。
图3是表示本发明的第1实施方式的压敏开关的构成要素的高度不同的多个弹性结构部件的概略截面图。
图4是表示本发明的第1实施方式的压敏开关的构成要素的多个弹性结构部件的高度的大小关系与多个弹性结构部件的投影截面积的大小关系各自对应这一情况的概略截面图。
图5是本发明的压敏开关的电阻特性的概略图。
图6是本发明的压敏开关的电阻特性的概略图。
图7是作为本发明的压敏开关的构成要素的电极部的概略俯视图。
图8是表示作为本发明的压敏开关的构成要素的弹性结构部件的概略立体图。
图9A是表示本发明的压敏开关的制造方法的工序(1)、(2)的概略图。
图9B是表示本发明的压敏开关的制造方法的工序(3)、(4)的概略图。
图9C是表示本发明的压敏开关的制造方法的工序(5)的概略图。
图10是具备本发明的压敏开关的触控面板的概略截面图。
图11是现有的压敏开关的概略截面图。
图12是本发明的压敏开关的构成要素的弹性结构部件的放大概略截面图。
标号的说明
1  压敏开关
2  支承基板
3  导电性结构体
4  电极部
5  按压基材
6  隔板
7  电极层
8  弹性结构部件
9  导电性填料
10 导电层
11 树脂结构体
12 弹性结构部件
13 孔部
18 触控面板
19 传感器
20 基材
21 透明导电膜
22 保护膜
23 电取出部
具体实施方式
(成为本发明的基础的见解)
在说明本发明所涉及的各方式时，首先说明本发明的发明人研究的事项。
现有的压敏开关根据电阻值的变化来探测施加压力。但是，在现有的压敏开关中，由于树脂粒子不规则地存在于导电性结构体中，因此在按压按压基材时的树脂粒子的形状不会均匀地变形。另外，在现有的压敏开关中，在树脂粒子的物性中存在偏差，且没有耐久性，因此难以控制为：在按压基材的按压时使树脂粒子的形状均匀地变形。为此，即使以相同的压力来按压按压基材，也易于产生电阻值的偏差。另外，若反复按压按压基材，则树脂粒子会逐渐劣化。其结果，本发明的发明人发现有可能会使压敏开关的灵敏度降低。
本发明的发明人基于上述见解而想到本发明所涉及的各方式的技术方案。
以下说明本发明的压敏开关。
((本发明的压敏开关))
首先说明本发明的实施方式的压敏开关。
(本发明的第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式的压敏开关1的概略截面图。如图1所示，本发明的压敏开关1构成为具有支承基板2、设于支承基板2上的导电性结构体3、以及夹持导电性结构体3而与支承基板2对置设置的按压基材5。在按压基材5上设置有多个电极部4。具体地，如图1所示，电极部4设置在按压基材5的下表面上。优选在按压基材5上设置有至少2个电极部4。按压基材5设置为：夹持设置于支承基板2的周缘上的隔板6而与支承基板2对置设置。隔板6由聚酯树脂或环氧树脂等绝缘性树脂形成。所谓“夹持导电性结构体3”是指：只要在支承基板2与按压基材5之间存在导电性结构体3即可，而并不一定非要导电性结构体3与支承基板2和按压基材5相接。支承基板2优选具有挠性。在此所说的“具有挠性的支承基板2”是指：在按压按压基材5时，支承基板2会沿按压方向呈凸部形状地弯曲。所谓支承基板2并没有特别的限定，是由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等构成的塑料。通过支承基板2具有挠性，还能将支承基板2设置于三维结构的器件。按压基材5也与支承基板2同样地具有挠性。支承基板2的厚度考虑到压敏开关的耐久性以及薄型化而为例如25～500μm。导电性结构体3具备：设于支承基板2上的电极层7；以及从电极层7朝向设置在按压基材5上的电极部4的设置方向大致垂直突出地延伸的多个弹性结构部件8。在此所说的“从电极层7朝向电极部4的设置方向大致垂直突出”具体是指：从电极层7朝向电极部4的设置方向呈60度～90度、例如70度～90度的角度而突出。
所谓“从电极层7朝向设置在按压基材5上的电极部4的设置方向大致垂直突出地延伸的多个弹性结构部件8”是指：局部地以支柱状设置在电极层7上的多个弹性结构部件8、或在电极层7上呈凸部形状而形成的多个弹性结构部件8。具体地，弹性结构部件8设置在电极层7上，使得其一个端部实质上被固定在电极层7上。多个弹性结构部件8在电极层7上各自隔开地设置。虽然在后面叙述，但在按压按压基材5时，与按压的部分对应的弹性结构部件8的形状会因其弹性特性而均匀地变形。另外，如图1所示那样，弹性结构部件8各自以其形态呈规则性的方式设置在电极层7上。即，弹性结构部件8各自以其形状、材质以及大小呈相同的方式设置在电极层7上。弹性结构部件8的形状并没有特别的限定。优选为图8(1)所示的圆柱结构或图8(2)所示的圆锥体结构。
另外，弹性结构部件8各自具有“导电性”。在某方式中，如图12(1)所示那样，各个弹性结构部件8由树脂结构体11以及均匀地存在于树脂结构体11内的导电性填料9构成。树脂结构体11由具有弹性特性的聚氨酯树脂、聚二甲基聚硅氧烷(PDMS)等硅系树脂、苯乙烯系树脂等形成。导电性填料9从由Au、Ag、Cu、C、ZnO、In2O3、SnO2等构成的群中选择。虽然在后面叙述，但当按压按压基材5时，与按压的部分对应的弹性结构部件8的形状会因其弹性特性而均匀地变形。这时，在弹性结构部件8以减少其高度的方式变形时，内在的导电性填料9相互接触，由此使得弹性结构部件8能电导通。当内在的导电性填料9相互接触时，导电性填料9彼此的接触面积发生变化。为此，由于弹性结构部件8的导电性也发生变化，因此能使后述的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化更陡峭。
另外，在另外的方式中，如图12(2)所示那样，弹性结构部件8由树脂结构体11以及沿树脂结构体11的表面形成的导电层10构成。即，导电层10沿设于电极层7上的树脂结构体11的突出轮廓或轮廓形状呈凸部状地连续形成。由此成为弹性结构部件8能电导通的状态。由于在由按压基材5的按压引起的弹性结构部件8的变形时导电层10也变形，因此弹性结构部件8自身的电阻值也发生变化。具体而言，由于导电层10的厚度变薄，从与电极部4的接触部分到电极层7为止的距离变长，因此弹性结构部件8的电阻值变高。由此，能使后述的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化平缓。
图2是本发明的第1实施方式的按压时的压敏开关的概略截面图。如图2所示那样，在朝向被对置设置的支承基板2一侧按压按压基材5时，按压基材5中的按压的部分朝向支承基板2一侧弯曲成凸部形状。这是因为按压基材5也与支承基板2同样地具有挠性。在按压基材5发生弯曲时，设置在按压基材5的与按压面对置的面上的电极部4朝向支承基板2一侧弯曲。具体而言，设置在按压基材5的与按压面当中的按压的部分对置的面上的电极部4朝向支承基板2一侧弯曲成凸部形状。于是，弯曲的电极部4与所对置的具有导电性的弹性结构部件8接触，介由该弹性结构部件8而使电极部4与电极层7电导通。由此将本发明的压敏开关1电连接。如上述那样，弹性结构部件8各自以具有圆柱结构或圆锥体结构等一定的形状的状态设置在支承基板2上。因此，在按压按压基材5时，能使电极部4和电极层7良好地电连接。
另外，在进一步增加朝向支承基板2一侧按压按压基材5的力的情况下，能使设于支承基板2上的多个弹性结构部件8当中与按压的部分对应的弹性结构部件8的形状因其弹性特性而均匀地变形。具体而言，能使与电极部4接触的弹性结构部件8的形状以减少其高度而挠曲的方式均匀地变形。通过该弹性结构部件8的形状的均匀的变形，能使电极部4与弹性结构部件8的接触面积均匀地增大。另外，本说明书中所说的弹性结构部件8的均匀的变形是指：在相同的按压条件下按压了按压基材5的情况下，与按压的部分对应的弹性结构部件8以相同的形状、大小发生变形。这是因为，如上述那样，具有相同形状、大小的各个弹性结构部件8由具有相同弹性特性的聚氨酯树脂、硅系树脂、或苯乙烯系树脂等形成。
图5是表示本发明的第1实施方式的压敏开关中的电阻特性的概略图。该电阻特性图示出与按压基材5的按压力相对应的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化。根据图5可知，随着按压基材5的按压力增大，电极部4与电极层7之间的电阻值连续地降低。该电阻值的连续降低是通过能使弹性结构部件8与电极部4的接触面积均匀地增大来实现的。由于如上述那样弹性结构部件8具有导电性，因此能介由弹性结构部件8使电极部4与电极层7电导通。由此，通过弹性结构部件8与电极部4的接触面积的均匀的增大，能有助于夹持弹性结构部件8的电极部4与电极层7之间的电阻值的连续的减少。因此，能精度良好地探测按压基材5的按压力。即，能根据电极部4与电极层7之间的电阻值的连续的降低量来精度良好地算出按压基材5的按压力的值。
弹性结构部件8设置在电极层7上，使得其一个端部实质上被固定在电极层7上。由此，即使反复按压按压基材5，切断力也难以在弹性结构部件8与电极层7之间发挥作用，能抑制弹性结构部件8的劣化。另外，若将弹性结构部件8以具有圆柱结构或圆锥体结构等一定的形状的状态设置在电极层7上，则能使通过按压基材5的按压而施加到弹性结构部件8的压力均匀。因此，由于能抑制弹性结构部件8的劣化，因而能持续且精度良好地探测按压基材5的按压力。
例如，弹性结构部件8的弹性模量为约600～1500kgf/cm2，使得弹性结构部件8在使用压敏开关1时的通常的按压力在约1N～10N之间逐渐变形。图6表示使用了弹性特性不同的弹性结构部件8的情况下的本发明的第1实施方式的压敏开关的电阻特性的概略图。该电阻特性图分别示出使用了弹性特性不同的弹性结构部件8的情况下的与按压基材5的按压力相对应的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化。曲线b表示使用了弹性模量低于约600kgf/cm2的弹性结构部件8的情况下的与按压基材5的按压力相对应的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化。曲线c表示使用了弹性模量超过约1500kgf/cm2的弹性结构部件8的情况下的与按压基材5的按压力相对应的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化。在曲线b中，即使按压基材5的按压力相对较小，也由于弹性结构部件8易于变形，因而使弹性结构部件8与电极部4的接触面积急剧增加。由此，由于即使在较小的按压力下也使电阻值的变化变大，因此难以精度良好地探测按压基材5的按压力。在曲线c中，由于即使按压基材5的按压力相对较大，弹性结构部件8也难以变形，弹性结构部件8与电极部4的接触面积不发生变化，因此电极部4与电极层7之间的电阻值不发生变化。因而，难以精度良好地探测按压基材5的按压力。相对于此，在曲线a中，由于在上述的按压力的范围内进行按压时，弹性结构部件8与电极部4的接触面积逐渐增加，因此电阻值平稳地降低。因而，能精度良好地探测按压基材5的按压力。另外，例如电极层7的表面电阻值为50kΩ/sq.～5MΩ/sq.。另外，例如电极部4的表面电阻值为0.5kΩ/sq.～30kΩ/sq.。若电极层7和电极部4的电阻值过小，则即使按压基材5的按压力较小，电极层7与电极部4之间的电阻值也降低。另一方面，若电极层7和电极部4的电阻值过大，则即使按压基材5的按压力较大，电极层7与电极部4之间的电阻值也不降低。因此，电极层7以及电极部4的电阻值优选上述范围。虽然会在后述的本发明的压敏开关的制造方法中进行说明，但在以墨水涂敷来形成电极层7以及电极部4的情况下，能通过恰当地调整墨水中的导电性粒子的浓度或导电性粒子的形状来控制电阻值。在以镀覆来形成电极层7以及电极部4的情况下，能通过调整镀覆液的组成、浓度、温度等来改变镀膜的密度等，由此控制电阻值。
另外，多个弹性结构部件8优选如图3所示那样其高度各自不同。弹性结构部件8的高度并不需要各不相同，只要至少1个弹性结构部件8的高度与其它弹性结构部件8的高度相比不同即可。若预先控制了弹性结构部件8的高度，则能使电极部4与弹性结构部件8的接触面积的变化平缓。由此，能使电极部4与电极层7之间的电阻值的变化平稳。因此，能精度良好地探测按压基材5的按压力。由此，能使电极部4与弹性结构部件8的接触面积的变化更平缓。因此，能更加精度良好地探测按压基材5的按压力。另外，优选多个弹性结构部件8的高度的大小关系分别与多个弹性结构部件8的投影截面积的大小关系对应。具体而言，优选至少2个弹性结构部件8当中高度相对较高弹性结构部件8的投影截面积也相对较大。另外，优选至少2个弹性结构部件8当中高度相对较低的弹性结构部件8的投影截面积也相对较小。弹性结构部件8的投影截面积比弹性结构部件8的高度更易于控制。由此，由于能使电极部4与电极层7之间的电阻值的变化平稳，因此能精度良好地探测按压基材5的按压力。
另外，更优选弹性结构部件8以圆锥体结构设置在电极层7上。若弹性结构部件8为圆锥体结构，则无论按压力的大小如何，电极部4与弹性结构部件8的接触面积都持续变化。由此，在按压过程中，电极部4与电极层7之间的电阻值总是持续变化。因此，能精度良好地探测按压基材5的按压力。而且，弹性结构部件8优选在其表面具有规则的凹凸部。由此，能更细致地控制按压基材5的按压所引起的电极部4与具有规则的凹凸部的弹性结构部件8的接触面积的变化。由此，能使电极部4与电极层7之间的电阻值更细致地变化。因此，能更精度良好地探测按压基材5的按压力。
图7是表示本发明的第1实施方式的压敏开关1的构成要素的电极部4的形状的概略俯视图。在某方式中，可以如图7(1)所示那样，遍布按压基材5的面整体地形成电极部4。另外，在电极部4设置了电取出部23。但是，并不限定于此，还能采用其它方式。在另外的方式中，也可以是多个电极部4被规则地排列形成(图7(2))。这时，在各个电极部4设置了电取出部23。在该方式中，在因按压而使电极部4与弹性结构部件8的接触面积发生变化时，通过读取多个形成的电极部4各自与电极层7的电阻值变化，能在检测按压力同时还检测按压的平面方向的位置。另外，不是读取电极部4与电极层7之间的电阻变化，而是读取多个形成的电极部4彼此间的电阻值的变化，也能不仅检测按压力且还检测按压的平面方向的位置。
在读取多个形成的电极部4彼此间的电阻值变化的情况下，通过如图7(3)～(5)所示那样设为形成了外周固定接点和中央固定接点的电极图案，能抵消电极部4与弹性结构部件8之间的局部的接触不良。由此，能稳定地读取电阻值变化。在图7(3)中，形成大致圆形的中央固定接点，并在其外周形成大致环状或大致马蹄形状的外周固定接点。在图7(4)中，在外周固定接点内设置了2个大致半圆形状的中央固定接点。由此，能够构成为：输出外周固定接点与一个中央固定接点、以及外周固定接点与另一个中央固定接点的这2个电阻值。进而，若如图7(5)所示那样在大致圆弧状的2个外周固定接点内使2个中央固定接点形成为相互咬合的梳齿状，则即使在按压基材5与支承基板2之间产生了一些偏差的情况下，也能得到稳定的电阻值变化。另外，在图7(3)～(5)所示的方式中，在各个电极部4设置了电取出部23。
(本发明的第2实施方式)
本发明的压敏开关不仅能采用上述第1实施方式，还能采用以下的第2实施方式。以下说明本发明的第2实施方式的压敏开关。
本发明的压敏开关1构成为：具有支承基板2、设于支承基板2上的导电性结构体3、以及设于导电性结构体3的上方的按压基材5。导电性结构体3具备：设于支承基板2上的电极层7、以及从电极层7作为整体而连续突出地设置的弹性结构部件12。所谓从电极层7作为整体而连续突出地设置的弹性结构部件12是指：图8(3)所示的弹性结构部件12以格子状设置在电极层7上的形态、或图8(4)所示的弹性结构部件12以形成孔部13的方式设置在电极层7上的形态。但是，在此所说的弹性结构部件12由于只要从电极层7作为整体而连续突出地设置即可，因此并不限定于此。广义上，图8(4)所示的以形成孔部13的方式设置的弹性结构部件12，也能认为是以格子状设置在电极层7上的形态。
弹性结构部件12具有“导电性”。在某方式中，弹性结构部件12由树脂结构体以及均匀地存在于树脂结构体内的导电性填料构成。树脂结构体由具有弹性特性的聚氨酯树脂、聚二甲基聚硅氧烷(PDMS)等硅系树脂、苯乙烯系树脂等形成。导电性填料从由Au、Ag、Cu、C、ZnO、In2O3、SnO2等构成的群中选择。虽然在后面叙述，但在按压按压基材5时与按压的部分对应的弹性结构部件12的形状会因其弹性特性而均匀地变形。此时，在使与按压的部分对应的弹性结构部件12的高度减少地发生变形时，内在的导电性填料相互接触而使弹性结构部件12成为能电导通的状态。若内在的导电性填料相互接触，则导电性填料彼此的接触面积就会发生变化。由此，由于弹性结构部件12的导电性也发生变化，因而能使后述的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化更陡峭。
另外，在另外的方式中，弹性结构部件12由树脂结构体以及沿树脂结构体的表面形成的导电层构成。即，导电层沿设于电极层7上的树脂结构体的突出轮廓或轮廓形状呈凸部状地连续形成。由此成为弹性结构部件12能电导通的状态。
由于在弹性结构部件12的变形时导电层也变形，因此弹性结构部件12自身的电阻值也发生变化。具体而言，由于导电层的厚度变薄，从与电极部的接触部分到电极层7为止的距离变长，因此弹性结构部件12的电阻值变高。导电层树脂结构体由此能使后述的电极部4与电极层7之间的电阻值的变化平缓。
在朝向与按压基材5对置设置的支承基板2一侧进行按压时，按压基材5中的按压的部分朝向支承基板2一侧弯曲成凸部形状。在按压基材5发生弯曲时，设于按压基材5的与按压面对置的面上的电极部朝向支承基板2一侧弯曲。弯曲的电极部与具有导电性的弹性结构部件12接触，由此介由具有导电性的弹性结构部件12而在电极部与电极层7之间流过电流。由此将本发明的压敏开关1电连接。
若增加朝向支承基板2一侧按压按压基材5的力，则能使连续形成的弹性结构部件12中的与按压部分对应的弹性结构部件12的形状因其弹性特性而均匀地变形。具体而言，能使与对应于按压部分的电极部接触的弹性结构部件12以减少其高度而挠曲方式均匀地变形。由此，能使电极部与弹性结构部件12的接触面积均匀地增大。另外，虽然不进行特别的限定，但也可以使弹性结构部件12的一部分的高度与其它部分的高度相比呈不同。
电极部设置为与在电极层7上作为整体而连续形成的弹性结构部件12相互对置。由此，即使反复按压按压基材5，也能使施加到连续形成的弹性结构部件12中的与按压部分对应的弹性结构部件12的压力分散于弹性结构部件12整体。由此能抑制弹性结构部件12的劣化。因此，能持续且精度良好地探测按压基材5的按压力。
由于弹性结构部件12从电极层7作为整体而连续突出地设置，因此与弹性结构部件12对置的电极部优选形成为遍布按压基材5的面整体。但并不限定于此，电极部也可以由多个电极部构成。这时，电极部各自也可以设置为与弹性结构部件12相互对置。由此，能介由弹性结构部件12根据电极层7与各电极部之间的电阻值的变化来检测按压力和按压位置。另外，还能根据各电极部间的电阻值的变化来检测按压力和按压位置。
另外，上述任一实施方式中都优选作为本发明的压敏开关1的构成要素的支承基板2、弹性结构部件8、12、电极层7、以及电极部4、导电层10、导电性填料9在可见光区域呈透明。本发明的压敏开关的下述的构成要素为了确保透明性而优选具有以下的特征。支承基板2优选由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等构成。弹性结构部件8、12优选透明性较高且柔软的聚氨酯树脂、硅系树脂、苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂。电极层7、电极部4以及导电层10优选由In2O3或ZnO、SnO2等的透明半导体材料构成。另外，也可以将直径数10nm的纳米线状的Au、Ag、Cu、C等的粒子涂敷在支承基板2上来形成电极层7。也可以将直径数10nm的纳米线状的Au、Ag、Cu、C等的粒子涂敷在按压基材5上来形成电极部4。也可以将直径数10nm的纳米线状的Au、Ag、Cu、C等的粒子涂敷在弹性结构部件8、12来形成导电层10。另外，也可以用宽度数100nm～数100μm的线条由Ag或Cu等构成的数μm～数10μm左右的网格图案，由该网格图案来形成电极层7、以及电极部4、导电层10。通过本发明的压敏开关1在可见光区域呈透明，能进一步提高用户对具备本发明的压敏开关1的触控面板等器件的可视性。即，能进一步提高用户的针对该器件的便利性。
图10是具备本发明的压敏开关1的触控面板18的概略截面图。如图10所示那样，具备本发明的压敏开关1的触控面板18构成为：具有仅检测平面方向的接触位置的传感器19、以及夹持保护膜22而设于传感器19上的本发明的压敏开关1。该传感器19是在按压方向上重叠2个由基材20和设于该基材20上的透明导电膜21构成的结构体而成的复合结构体。例如，平面方向的接触位置的进行检测的方式为静电容方式。通过上述，本发明的触控面板18能检测平面方向的接触位置以及按压力。
((本发明的压敏开关的制造方法))
接下来说明本发明的第1实施方式的压敏开关的制造方法。为了说明该制造方法而使用的图面(图9A～C)表示了本发明的第1实施方式的压敏开关的制造方法的概略工序。虽未图示，但以下说明的本发明的第2实施方式的压敏开关的制造方法也基本与本发明的第1实施方式的压敏开关相同。
(支承基板2的准备工序)
首先，如图9A(1)所示那样准备支承基板2。该支承基板2具有挠性，例如是指由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等构成的塑料。
(电极层7的形成工序)
接下来，如图9A(2)所示那样，在支承基板2上无间隙地连续涂敷使导电性粒子分散的墨水。所谓使导电性粒子分散的墨水，具体是指：使从由Au、Ag、Cu、C、ZnO、以及In2O3、SnO2等构成的群中选择的使导电性粒子分散的墨水。在涂敷使导电性粒子分散的墨水的情况下，优选涂敷使粘合剂树脂和有机溶剂混合分散后得到的膏剂来进行印刷。由此，粘合剂树脂起到将导电性粒子相互粘接的粘接剂的功能，能提高电极层7的耐久性。另外，通过适当地调整涂敷的墨水的粘度，能将电极层7均匀地形成在支承基板2上。另外，作为粘合剂树脂，例如能列举出乙基纤维素系树脂、丙烯酸系树脂等。另外，作为有机溶剂，例如能列举出萜品醇、二甘醇丁醚醋酸酯等。
另外，优选通过无电解镀覆来形成电极层7。所谓无电解镀覆是指：不使用外部直流电源而通过伴随添加在水溶液中的还原剂的氧化反应来提供的电子以形成金属薄膜、即电极层7的技术。在无电解镀覆过程中，与电镀不同，在镀浴中不流过电流。由此，通过不仅对导电体，还对构成支承基板2的塑料等非导电体也赋予促使还原剂的氧化反应的催化剂，而能进行镀覆。作为催化剂，虽然没有特别的限定，但例如使用Pd等。之后，通过将每个支承基板2浸渍到放入了所期望的金属元素的镀覆液中，在催化剂上形成金属膜，而成为电极层7。另外，能通过调整镀覆液的组成比、浓度、温度等来形成具有所期望的耐久性的电极层7。由此，即使反复按压按压基材5，切断力也难以在弹性结构部件8与电极层7之间发挥作用，能抑制弹性结构部件8的劣化。电极层7的形成方法并不限定于上述的通过使导电性粒子分散的墨水或无电解镀覆来形成的方法。除了这些方法以外，也可以通过溶胶-凝胶法来形成电极层7。所谓溶胶-凝胶法是指：利用金属醇盐、金属盐的加水分解、缩聚反应来得到高分子固体的液相合成法。另外，也可以通过溅射或蒸镀等来形成电极层7。
(弹性结构部件8的形成工序)
接下来，在电极层7上涂敷使导电性填料与聚氨酯树脂、硅系树脂、或苯乙烯系树脂等液状的聚合物树脂原料复合后得到的复合材料。导电性填料从由Au、Ag、Cu、C、ZnO、In2O3、SnO2等构成的群中选择。接下来，用具有凹凸图案的模具按压住涂敷在电极层7上的复合材料并使其硬化。由此，如图9B(3)所示那样，能转印模具的凹凸图案而在电极层7上局部地形成支柱状(例如，圆柱或圆锥体结构)的使导电性填料存在于其内的弹性结构部件8。该弹性结构部件8的形成方法使用了纳米压印技术。所谓纳米压印技术，是将具有凹凸图案的模具按压于被转印材料的树脂而将纳米级地形成于模具的图案转印到树脂的技术。该技术与已有的光刻技术相比，能以低成本形成微细的图案且有圆锥等倾斜的立体。在采用纳米压印技术的情况下，若使用具有预先既定的所期望的凹凸图案的模具，则能容易地控制弹性结构部件8的形状和高度。另外，若使用纳米压印技术，则还能容易地控制弹性结构部件8的投影截面形状。由此，能使电极部4与弹性结构部件8的接触面积的变化平缓。由此，能介由弹性结构部件8使电极部4与电极层7之间的电阻值的变化平稳。因此，能精度良好地探测按压基材5的按压力。当然，弹性结构部件8除了纳米压印技术以外，也可以通过光刻或显影/剥离技术来形成。在光刻的情况下，也能通过控制蚀刻液的浓度和流量来在支承基板2上形成具有所期望的形状、高度、投影截面形状等的弹性结构部件8。
在另外的方式中，在电极层7上涂敷聚氨酯树脂、硅系树脂、或苯乙烯系树脂等液状的聚合物树脂原料。接下来，用具有凹凸图案的模具按压住涂敷于电极层7上的聚合物树脂原料并使其硬化。由此，能转印模具的凹凸图案来在电极层7上局部地形成支柱状(例如，圆柱或圆锥体结构)的树脂结构体11。该树脂结构体11的形成方法是纳米压印技术。除此以外，也可以通过光刻、显影/剥离技术等来形成树脂结构体11。接下来，沿着各个树脂结构体11的突出轮廓或轮廓形状，无间隙地连续涂敷使导电性粒子分散的墨水，从而沿着树脂结构体11的突出轮廓或轮廓形状来形成导电层10。另外，除此以外，也可以通过无电解镀覆或溶胶-凝胶法来形成导电层10。由此，能在电极层7上形成弹性结构部件8，该弹性结构部件8由树脂结构体11、以及沿树脂结构体11的突出轮廓呈凸部状地形成的导电层10构成，且具有导电性。
通过上述，能形成使具有导电性的多个弹性结构部件8与电极层7一体化的导电性结构体3。
(隔板6的形成工序)
接下来，如图9B(4)所示那样，由聚酯树脂或环氧树脂等绝缘性树脂在支承基板2的周缘上形成隔板6。
(按压基材5的载置工序)
接下来，在由具有挠性的塑料等构成的按压基材5上，隔开地设置多个电极部4。作为塑料，例如能列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等。接下来，设置具有多个电极部4的按压基材，以使得各个电极部4夹持隔板6与弹性结构部件8相互对置。电极部4也优选通过在按压基材5上涂敷使导电性粒子分散的墨水来形成。另外，还优选通过无电解镀覆来形成电极部4。而且，也可以通过溶胶-凝胶法来形成电极部4。
通过遵循上述的工序，就能如图9C(5)所示那样制造本发明的第1实施方式的压敏开关。
接下来，说明本发明的第2实施方式的压敏开关的制造方法。另外，对于与本发明的第1实施方式的压敏开关的制造方法重复的记载，将说明简略。
(支承基板2的准备工序)
首先，准备支承基板2。该支承基板2具有挠性，例如是指由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等构成的塑料。
(电极层7的形成工序)
接下来，在支承基板2上无间隙地连续涂敷使导电性粒子分散的墨水来形成电极层7。另外，优选通过无电解镀覆来形成电极层7。另外，并不限定于此，也可以通过溶胶-凝胶法、溅射或蒸镀等来形成电极层7。
(弹性结构部件12的形成工序)
接下来，在电极层7上涂敷使导电性填料与聚氨酯树脂、硅系树脂、或苯乙烯系树脂等液状的聚合物树脂原料复合后得到的复合材料。接下来，用具有凹凸图案的模具按压住涂敷于电极层7上的复合材料并使其硬化。由此，能转印模具的凹凸图案来在电极层7上形成使导电性填料存在于其内的作为整体而具有连续形态的弹性结构部件12。即，能使弹性结构部件12从电极层7以具有连续形态的方式延伸。弹性结构部件12除此以外也可以通过光刻或显影/剥离技术来形成。
在另外的方式中，在电极层7上涂敷聚氨酯树脂、硅系树脂、或苯乙烯系树脂等液状的聚合物树脂原料。接下来，用具有凹凸图案的模具按压住涂敷在电极层7上的聚合物树脂原料并使其硬化。由此，能转印模具的凹凸图案来在电极层7上形成作为整体而具有连续的形态的树脂结构体。即，能使树脂结构体从电极层7以具有连续的形态方式延伸。除此以外，也可以通过光刻、显影/剥离技术等来形成树脂结构体。接下来，沿着树脂结构体的突出轮廓或轮廓形状，无间隙地连续涂敷使导电性粒子分散的墨水来形成导电层。另外，除此以外，也可以通过无电解镀覆或溶胶-凝胶法来形成导电层。由此，能在电极层7上形成弹性结构部件12，该弹性结构部件12由树脂结构体、以及沿着树脂结构体的突出轮廓形成为凸部状的导电层构成，且具有导电性。
(隔板6的形成工序)
接下来，在支承基板2的周缘上形成隔板6。
(按压基材5的载置工序)
接下来，在由具有挠性的塑料等构成的按压基材5上设置电极部。接下来，设置具有电极部的按压基材5，使得电极部夹持隔板6与弹性结构部件12相互对置。电极部也优选在按压基材5上涂敷使导电性粒子分散的墨水来形成。另外，也可以通过无电解镀覆或溶胶-凝胶法来形成电极部。
通过遵循上述的工序，能制造本发明的第2实施方式的压敏开关。
((具备本发明的压敏开关的触控面板的制造方法))
接下来，说明具备本发明的压敏开关1的触控面板18的制造方法。
(仅对平面方向的接触位置进行检测的传感器19的形成工序)
首先，形成在基材20上设置了透明导电膜21的结构体。接下来，形成在按压方向上连续重叠了2个该结构体的复合结构体。由此能形成仅对平面方向的接触位置进行检测的传感器19。另外，例如平面方向的接触位置的检测方式为静电容方式。
(保护膜22的载置工序)
接下来，在仅对平面方向的接触位置进行检测的传感器19上设置保护膜22。
(本发明的压敏开关的载置工序)
接下来，在保护膜22上设置通过本发明的压敏开关的制造方法得到的本发明的压敏开关。
通过上述，能制造构成为具备本发明的压敏开关1的触控面板18，该触控面板18具有仅对平面方向的接触位置进行检测的传感器19、以及夹持保护膜22设置在传感器19上的本发明的压敏开关1。
以上，说明了本发明的压敏开关1及其制造方法、和具备本发明的压敏开关1的触控面板及其制造方法，但应理解为：本发明并不限定于此，在不脱离下述的权利要求书的范围所规定的技术方案的范围内，可由本领域技术人员进行各种变更。
本发明包括以下的方式。
本发明的一个方式的压敏开关具备：支承基板；设置于所述支承基板上的导电性结构体；和夹持所述导电性结构体而与所述支承基板对置设置的电极部，所述导电性结构体在所述支承基板上具有电极层，且具备从所述电极层朝向所述电极部突出地延伸且具有导电性的弹性结构部件。
根据上述一个方式，通过使形状规则的弹性结构部件从电极层突出地延伸，从而在按压按压基材时能使弹性结构部件的形状均匀地变形。由此，在使按压基材的按压力增大的情况下，由于弹性结构部件与电极部的接触面积均匀地增加，因此能介由弹性结构部件而使电极部与电极层之间的电阻值的变化的偏差减少。因此，能精度良好地探测施加压力。
另外，根据上述一个方式，由于弹性结构部件从电极层突出地延伸，因此即使反复按压按压基材也能抑制弹性结构部件的劣化。因此，能抑制压敏开关的灵敏度降低。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件具有树脂结构体、以及存在于该树脂结构体内的导电性填料。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件具有树脂结构体、以及沿着该树脂结构体的表面形成的导电层。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件从所述电极层朝向所述电极部大致垂直突出地延伸。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件的形状为圆柱体或圆锥体。
例如，也可以使上述一个方式的压敏开关构成为具有至少2个所述弹性结构部件，且该至少2个所述弹性结构部件相互隔开。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述至少2个所述弹性结构部件的高度不同。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述至少2个所述弹性结构部件当中高度相对较高的所述弹性结构部件的投影截面积也相对较大。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件构成为呈连续形态地从所述电极层延伸。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述弹性结构部件以格子状设置在所述电极层上。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述支承基板具有挠性。
例如，在上述一个方式的压敏开关中，也可以使所述支承基板、所述电极层、所述弹性结构部件、所述电极部、以及按压基材相对于可见光区域的光呈透明。
另外，本发明的其它方式是一种触控面板，可以使所述触控面板具有对接触位置进行检测的传感器，并在所述传感器上具有上述任意方式的压敏开关。
另外，本发明的其它方式所涉及的压敏开关的制造方法包括：在支承基板上形成电极层，且从该电极层突出地形成具有导电性的弹性结构部件来设置导电性结构体的工序；以及设置与所述弹性结构部件对置的电极部的工序。
根据上述本发明的压敏开关的制造方法，能形成从电极层突出的具有导电性的弹性结构部件。
例如，在上述其它方式所涉及的压敏开关的制造方法中，也可以在设置所述导电性结构体的工序中，至少形成2个高度不同的所述弹性结构部件。
例如，在上述其它方式所涉及的压敏开关的制造方法中，也可以使所述至少2个所述弹性结构部件当中高度相对较高的所述弹性结构部件的投影截面积也相对较大。
另外，本发明的触控面板的制造方法也可以包括：形成对接触位置进行检测的传感器的工序；以及在所述传感器上设置通过上述的制造方法得到的压敏开关的工序。
产业上的可利用性
本发明的压敏开关1具有如下优点：能精度良好地探测施加压力，且即使反复按压按压基材5也能抑制弹性结构部件8、12的劣化。因此，本发明的压敏开关1能有效地应用到车载导航仪、智能手机等的触控面板中。因此，能比以往进一步提高用户的针对触控面板的便利性。

Claims (17)

1.一种压敏开关，具备：
支承基板；
设置在所述支承基板上的导电性结构体；以及
夹持所述导电性结构体而与所述支承基板对置设置的电极部，
所述导电性结构体在所述支承基板上具有电极层，并具备从所述电极层朝向所述电极部突出地延伸、且具有导电性的弹性结构部件。
2.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件具有树脂结构体、以及存在于该树脂结构体内的导电性填料。
3.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件具有树脂结构体、以及沿着该树脂结构体的表面形成的导电层。
4.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件从所述电极层朝向所述电极部大致垂直突出地延伸。
5.根据权利要求4所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件的形状为圆柱体或圆锥体。
6.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件至少为2个，该至少2个所述弹性结构部件相互隔开。
7.根据权利要求6所述的压敏开关，其中，
所述至少2个所述弹性结构部件的高度不同。
8.根据权利要求7所述的压敏开关，其中，
所述至少2个所述弹性结构部件当中高度相对较高的所述弹性结构部件的投影截面积也相对较大。
9.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件呈连续形态地从所述电极层延伸。
10.根据权利要求9所述的压敏开关，其中，
所述弹性结构部件以格子状设置在所述电极层上。
11.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述支承基板具有挠性。
12.根据权利要求1所述的压敏开关，其中，
所述支承基板、所述电极层、所述弹性结构部件、所述电极部、以及按压基材相对于可见光区域的光呈透明。
13.一种触控面板，具有对接触位置进行检测的传感器，且构成为在所述传感器上具有权利要求1所述的压敏开关。
14.一种压敏开关的制造方法，包括：
在支承基板上形成电极层，且从该电极层突出地形成具有导电性的弹性结构部件来设置导电性结构体的工序；以及
设置与所述弹性结构部件对置的电极部的工序。
15.根据权利要求14所述的压敏开关的制造方法，其中，
在设置所述导电性结构体的工序中，至少形成2个高度不同的所述弹性结构部件。
16.根据权利要求15所述的压敏开关的制造方法，其中，
所述至少2个所述弹性结构部件当中高度相对较高的所述弹性结构部件的投影截面积也相对较大。
17.一种触控面板的制造方法，包括：
形成对接触位置进行检测的传感器的工序；以及
在所述传感器上设置通过权利要求14所述的制造方法得到的压敏开关的工序。
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