CN104866132A

CN104866132A - 触摸传感器的制造方法及触摸传感器

Info

Publication number: CN104866132A
Application number: CN201510073544.5A
Authority: CN
Inventors: 山崎広太; 本松良文
Original assignee: Polymatech Japan Co Ltd
Current assignee: Sekisui Polymatech Co Ltd
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2035-02-11
Also published as: CN104866132B; JP6307766B2; JP2015158722A

Abstract

本发明提供一种在基材上设置有由使用了导电高分子的导电层而构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层的触摸传感器的制造方法，由此减少了传感器电极的损伤。该方法包括：在基材(12)上设置包含导电高分子的导电层(13a)的工序；以至少覆盖所述导电层(13a)中构成传感器电极(13)的部分的方式设置第一保护层(15)，形成层叠了导电层(13a)和第一保护层(15)的被覆导电层的工序；照射激光，在该照射痕迹处形成分割被覆导电层的间隙(14)，并形成相互绝缘的多个传感器电极(13)的工序；设置覆盖所述间隙(14)的第二保护层(16)的工序。

Description

触摸传感器的制造方法及触摸传感器

技术领域

本发明关于各种电子设备的输入装置中使用的触摸传感器的制造方法及触摸传感器。

背景技术

作为触摸传感器的构成，在由树脂薄膜或玻璃构成的透明的基材上将ITO层作为传感器电极并图案化而设置的构成，或在相同的透明的基材上将导电高分子作为传感器电极并图案化而设置的构成广为人知。前者虽然透明性高但存在成本高的问题。另外，就后者而言，其能够简单地形成电极图案，所以具有能够以低于ITO层的价格制造的优点，但是由于导电高分子的透明度比ITO更低，因此在电极图案与其外侧产生浓度差，使得可见电极图案的边界，即存在容易发生所谓的“见骨”的问题。

这样的技术中使用导电高分子作为传感器电极的技术，例如，特开2009-026639号公报(公报文献1)或特开2012-174578号公报(专利文献2)所公开的技术广为人知。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2009-026639号公报

【专利文献2】日本特开2012-174578号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述公报所公开的技术中，采用干式蚀刻或激光图案化形成了传感器电极的，但是由于构成传感器电极的导电高分子的涂膜极脆弱，因而在其制造工序中涂膜露出的期间，有可能涂膜会受损伤。

因此，本发明是鉴于制造使用了导电高分子的触摸传感器的工序中，传感器电极容易受损的问题而提出的，其目的在于提供一种减少划伤传感器电极的触摸传感器的制造方法及触摸传感器。

解决课题的方法

为了解决上述课题，提供一种触摸传感器的制造方法，所述触摸传感器在基材上设置有由导电层构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层，所述制造方法包括：在基材上设置包含导电高分子的导电层的工序；以至少覆盖所述导电层中构成传感器电极的部分的方式设置第一保护层，并形成层叠了导电层和第一保护层的被覆导电层的工序；照射激光，在该照射痕迹处形成分割被覆导电层的间隙，并形成相互绝缘的多个传感器电极的工序；设置覆盖所述间隙的第二保护层的工序。

该制造方法中，在基材上设置有由导电层构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层的触摸传感器，因此，能够获得用保护层保护传感器电极的触摸传感器。

通过在基材上设置包含导电高分子的导电层的工序，能够获得具有由导电高分子构成的传感器电极的触摸传感器。

本发明中，以至少覆盖所述导电层中构成传感器电极的部分的方式设置第一保护层，并形成层叠了导电层和第一保护层的被覆导电层，因此，能够用第一保护层保护导电层，并能够在制造过程中缩短导电层露出的时间。因此，能够防止照射激光前导电层受损的现象。

并且，通过照射激光并形成多个传感器电极的工序，能够减小传感器电极之间的间隙。因此，即使用透明性差的导电高分子形成传感器电极，也能够使得难以发生所谓的“见骨”现象。另外，通过照射激光，可除去不需要的导电层或第一保护层，能够形成将由导电层和第一保护层层叠而形成的被覆导电层分割的间隙。通过形成这样的间隙，能够在保护导电层的同时切断导电层。

由于最后设置了覆盖该间隙的第二保护层的工序，因而用第一保护层至少保护表面的状态下，填充了在间隙露出的传感器电极的端部，从而能够密封传感器电极的整体而进行保护。

另外，将层叠了导电层和第一保护层的被覆导电层用激光照射来进行分割，因而能够使传感器电极和第一保护层的剖面在同一个面上。这样，在俯视图中的传感器电极的端部中，难以看见由传感器电极和第一保护层的折射率差而引起的光的折射，也难以看见传感器电极间的间隙。

并且，第二保护层填充了传感器电极彼此的间隙，因而能够防止在该间隙处产生空气层。因此，能够防止由于空气层的混入导致的折射率变大的情况，难以出现传感器电极的“见骨”现象。

设置第一保护层的工序可以是以比导电层中构成传感器电极的部分的宽度更宽的方式设置第一保护层的工序。

由于第一保护层的工序中第一保护层设置为比导电层中构成传感器电极的部分的宽度更宽，因此，第一保护层能够切实地覆盖导电层中构成传感器电极的部分，能够保护导电层。因此，能够使得导电层在作业工序中难以受损伤。

以与比导电层中构成传感器电极的部分的宽度更宽的方式设置第一保护层的工序包括：在包含构成传感器电极的部分的基材上均匀地设置第一保护层的情况；与传感器电极的形状相对应地，且以该传感器电极的形状的更宽即大一圈的方式设置多个第一保护层的情况。

设置导电层的工序可以是与传感器电极相对应地在基材上设置多个导电层的工序。由于将设置导电层的工序作为与传感器电极相对应并在基材上设置多个导电层的工序，因而能够将构成传感器电极的部分切实地设置在基材上。

与该传感器电极相对应地在基材上设置多个导电层的工序包括：与传感器电极的形状相对应地，且以与该传感器电极的形状相同形状的方式设置导电层的情况，以及设置比传感器电极的形状的宽度更宽即大一圈的导电层的情况。

由于与传感器电极相对应地设置导电层，因此，与和传感器电极毫无关系地在基材上均匀地设置导电层的情况相比，能够减少导电层在构成传感器电极的部分以外的部分形成的情况。因此，能够防止涂布液的浪费。即，通过减少导电性高分子在不需要的部分的涂布量，由此能够减少材料的使用量，进而能够减少照射激光除去的地方，能够实现减少激光加工工序数从而降低成本。

与和传感器电极的形状呈相同形状的情况相比，更优选以比传感器电极的形状宽度更宽即大一圈地方式设置导电层。若为相同的形状，则传感器电极的端部将会出现涂布不均匀，或比所需的传感器电极的大小更小的现象，难以使传感器电极的端部敏锐。

另外，本发明提供一种触摸传感器，在基材上设置有由导电层构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层，该触摸传感器具有覆盖传感器电极的第一保护层和与该第一保护层不同的第二保护层；将传感器电极和第一保护层层叠而形成的被覆导电层被第二保护层分割。

通过具有覆盖传感器电极的第一保护层和与该第一保护层不同的第二保护层，能够提高传感器电极的保护效果。即，传感器电极在被第一保护层保护的基础上还被与该第一保护层不同的第二保护层保护，因而能够容易地通过第一保护层和第二保护层改变保护功能。例如，在第一保护层提高传感器电极的耐磨损性，而在第二保护层提高传感器电极的防紫外线效果，或者，使第一保护层采用提高耐硫化性的材料，使第二保护层采用提高耐光性的材料，由此可以简单地分离功能。另外，可以采用第一保护层和第二保护层的双层结构，也可以通过单纯地加厚保护层来提高保护效果。

由于由传感器电极和第一保护层层叠而成的被覆导电层被第二保护层分割，因而能够制作出如下的传感器：一方面，用粘度高的涂液形成第一保护层，使传感器电极的表面形成厚厚的一层从而进行保护，另一方面，用粘度低的涂液形成第二保护层，从而能够简单地填充宽度窄的传感器电极之间。

可以采用使第二保护层的色调比第一保护层的色调更接近传感器电极的色调的触摸传感器。由于使第二保护层的色调接近传感器电极的色调，能够使传感器电极与传感器电极间的间隙之间的色调接近，从而能够几乎不引起所谓的“见骨”现象。

形成导电层的工序能够通过用丝网印刷涂布导电高分子来进行。通过用丝网印刷涂布导电高分子，能够容易进行导电高分子的图案化。

发明的效果

根据本发明的触摸传感器的制造方法，能够在不损伤包含导电高分子的传感器电极的情况下容易地制造触摸传感器。

另外，根据本发明的触摸传感器的制造方法，能够制造所谓的“见骨”现象较少的触摸传感器。

进而，根据本发明的触摸传感器的制造方法，能够抑制制造成本。

附图说明

图1是触摸传感器的俯视图。

图2是沿图1的SA-SA线的剖面图。

图3的分图(A)-(E)是触摸传感器的第一实施方式的制造中的剖面图。

图4的分图(A)-(C)是触摸传感器的第一实施方式的制造中的俯视图。

图5的分图(A)(B)是触摸传感器的第一实施方式的图5之后继续的制造中的俯视图。

图6的分图(A)-(E)是触摸传感器的第二实施方式的制造中的剖面图。

图7的分图(A)-(E)是触摸传感器的第三实施方式的制造中的剖面图。

图8的分图(A)-(E)是触摸传感器的第四实施方式的制造中的剖面图。

附图标记说明

11 触摸传感器

12 基材

13 传感器电极

13a 导电层

14 间隙

15 第一保护层

16 第二保护层

17 配线

18 端子

L 激光

具体实施方式

第一实施方式(图1-图5)

基于实施方式，对本发明进一步进行详细的说明。图1、图2示出了用本实施方式的制造方法制造的触摸传感器11。如图2的剖面图所示，触摸传感器11中，在基材12的上侧表面具有传感器电极13，该传感器电极13由将导电高分子图案化的导电层13a构成。邻接的传感器电极13，13之间形成有间隙14，各传感器电极13都是绝缘的。

另外，各传感器电极13的上侧表面被第一保护层15覆盖，另外，所述间隙14和第一保护层15被第二保护层16覆盖。

另外，如图1的俯视图的形状所示，在触摸传感器11中，配线17从传感器电极13延伸而与端子18接通。

基材12构成触摸传感器11的基底，可采用具有透明性的树脂薄膜形成。基材12所要求的透明性程度是，在从触摸传感器11的表面能够识别设置于触摸传感器11的背面的显示。为了保持触摸传感器11的形状，基材12的厚度优选为10μm-200μm。

树脂薄膜可以采用以下作为原料，例如二甲酸乙酯(PET)树脂、聚萘二甲酸(PEN)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚氨酯(PU)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚醚砜(PES)树脂，聚醚醚酮(PEEK)树脂，三乙酰基纤维素(TAC)树脂，环烯烃聚合物(COP)等。

对于基材12，也可以设置提高与导电高分子的黏贴性的底漆层、表面保护层、以抗静电等为目的的外涂层等并实施表面处理。

传感器电极13由包含导电高分子的导电层13a而构成。使用导电高分子是因为其作为液状的涂液能够进行印刷形成。另外，与ITO等相比，能够以低价获得传感器电极13。

作为构成传感器电极13的导电高分子的材质，使用的是能够形成透明层的导电高分子。对于这种具有透明性的导电高分子，可列举出聚对亚苯基或聚乙炔，PEDOT-PSS(聚3，4-亚乙二噻吩-聚苯乙烯磺酸)等。

传感器电极13的层厚度优选为0.04μm-1.0μm，进一步优选为0.06μm-0.4μm。若层厚度小于0.04μm，则传感器电极13的电阻值有可能变高，若层厚度大于1.0μm，则有可能透明性变低。此外，作为传感器电极13的层厚度，可以用原子力显微镜(AFM)对在基材12涂布传感器电极13的试样进行测定。对传感器电极13之间的间隙14而言，其越窄越难以产生“见骨”现象，优选宽度在100μm以下。

第一保护层15及第二保护层16是，防止传感器电极13之间的导通和为了保护传感器电极13免受紫外线、划痕等影响而设计的绝缘性被膜，要求具有透明性。另外，也适合用在防止银浆或金属构成的配线17的硫化的用途上。

就第一保护层15而言，其以至少覆盖导电层13a中构成传感器电极13的部分而设置，因而从形成导电层13a直至用激光将构成传感器电极13的部分以外的其余部分除去的期间，能够保护构成传感器电极13的导电层13a免受划伤的影响。因此，第一保护层15优选以具有耐磨损性的材质构成。另外，就该第一保护层15而言，利用激光形成间隙14时，如果该第一保护层15存在于相当于该间隙14的部分，则需要与导电层13a同时除去，因而第一保护层15优选采用容易用激光除去的性质的材料构成。

从这些观点出发，第一保护层15的厚度优选为1μm-30μm。若小于1μm，耐擦伤性将会不够充分。另一方面，若厚度大于30μm，则用激光难以除去。另外，若厚度在20μm以下，则能容易地用第二保护层填充间隙14的凹部，因而更加优选。

第二保护层16与第一保护层15同样地，也是为了保护传感器电极13或配线17而设置的。优选地，该第二保护层16的厚度比第一保护层15的厚度更厚。具体地，优选第二保护层16的厚度为第一保护层15的厚度的1.2倍以上，更加优选为1.5倍以上。若第二保护层的厚度为第一保护层的厚度的1.2倍以上，将固体含量比高的树脂用作第二保护层16的材料时，能够形成大致平坦的表面，若第二保护层16的厚度在第一保护层15的厚度的1.5倍以上，即使将固体含量比低的树脂用作第二保护层16的材料时，也能够形成大致平坦的表面。即，如此，通过将第二保护层16形成得厚，能够填充构成凹部的间隙14从而使表面平坦。

并且，更具体地，第二保护层的厚度优选为4μm-40μm。若小于4μm，对传感器电极13的保护不够充分，若大于40μm，不仅几乎难以提高耐磨损性，而且使触摸传感器11的厚度变厚从而缺乏柔软性。

作为构成第一保护层15及第二保护层16的树脂，选择硬质的树脂，例如，可以使用丙烯酸系或氨基甲酸乙酯系、环氧体系、聚烯烃系的树脂、其他树脂，但是使含有异氰酸酯成分和多元醇成分构成的原料组成物硬化的聚氨酯系树脂层或聚脲聚氨酯系树脂层是优选的。这是因为硬度调整较容易，且强度较高。

第一保护层15中可以添加容易吸收激光的添加材料。

除了第一保护层15或第二保护层16，也可以根据需要设置其他的层。例如，可列举出用于整体地付与色彩的着色层、用于使光的折射率变化或偏光的层等。

对于配线17，用于连接端子18和传感器电极13，该端子18与设置于该触摸传感器1的外部的信息处理装置(未图示)等的电路相连接。

作为配线17的材料，优选地，例如由含有铜、铝、银或包含这些金属的合金等的高导电金属的导电膏或导电油墨形成。另外，以在这些金属或合金中具有高导电性、且比铜难以氧化为理由，优选采用银配线。

端子18可以由碳墨等形成。

接下来，对触摸传感器11的制造方法进行说明。

首先，在基材12上用银浆印刷形成配线17(参照图4(A))。接着，涂布导电高分子而形成导电层13a(参照图3(A)、图4(B))。在成为端子18的配线17的端部，进一步以覆盖所述银浆的方式印刷碳浆(图未示)。

接下来，涂布形成第一保护层15(参照图3(B)，图4(C))。该第一保护层15以覆盖除了端子18的配线17和导电层13a的方式形成。然后，在规定的位置照射激光L(参照图3(C))，通过除去激光照射部分的导电层13a及第一保护层15来形成间隙14，并使导电层13a被间隙14分割从而形成相互绝缘的三个传感器电极13(参照图3(D)、图5(A))。

然后，涂布形成第二保护层16(参照图3(E)、图5(B))。该第二保护层16以在俯视图中至少使传感器电极13和第一保护层15及间隙14被覆盖，且端子18不被覆盖的方式而形成。此时，优选以覆盖第一保护层15整体的方式而形成。通过涂布形成第二保护层16，能够填充构成凹部的间隙14，从而使表面侧大致平坦。

最后，通过用冲孔模将多余的周围部分切掉，从而能够获得所期望的形状的触摸传感器11(参照图1、图2)。

作为形成传感器电极13的方法，已知的丝网印刷的方法中，存在渗出等的影响，如果不形成宽度为300μm左右的间隙14，则难以获得稳定的绝缘性。对此，上述那样的使用激光来除去导电高分子的方法能够简单地形成10μm-100μm宽的较窄的间隙14，获得稳定的绝缘性。

作为用于形成间隙14的激光，优选使用YAG激光、YVO₄激光、CO₂激光、这些谐波的激光。但是，只要对基材12不造成过大损伤、且以10μm-100μm的宽度能够去除导电层13a及第一保护层15，就不仅仅限定于这些激光。

通过上述制造方法所获得的触摸传感器11，较少出现损伤传感器电极13等的不良现象或所谓的“见骨”现象，因此是成品率高且抑制了制造成本的触摸传感器11。

第二实施方式(图6)：

本实施方式所说明的方法是触摸传感器11的其他的制造方法。与之前的实施方式所说明的制造方法相比，涂布导电层13a的形状不同。

在此所说的制造方法中，在基材12上涂布导电高分子的工序中，与传感器电极13相对应地在基材12上形成多个导电层13a(参照图6(A))。此时，以与传感器电极13具有相同形状，或比传感器电极13更宽即大一圈的方式形成导电层13a。

接着，以覆盖该多个导电层13a的方式形成第一保护层15(参照图6(B))。然后，照射激光(参照图6(C))，通过除去邻接的传感器电极13之间的边界来形成间隙14(参照图6(D))。

由于照射激光来形成间隙14，因而能够形成与邻接的导电层13a之间的间隔窄但不导通的传感器电极13。另外，与在基材12上形成均匀的导电层13a的情况相比，需要用激光除去的导电层13a的体积更少，因而能够用抑制输出的激光容易地除去导电层13a。最后，通过形成第二保护层16，能够用第二保护层16填充由导电层13a部分和第一保护层15层叠而成的被覆导电层分割的间隙14。

这样便能够制造触摸传感器11。

第三实施方式(图7)

在本实施方式中，对又一个其他触摸传感器11的制造方法进行说明。本实施方式中，涂布第一保护层15的形状与之前说明的实施方式的方法不同。

本实施方式中，与传感器电极13相对应地在基材12上形成多个导电层13a(参照图7(A))后，涂布第一保护层15的工序中，形成与导电层13a中构成传感器电极13的部分相比宽度更宽即大一圈的第一保护层15(参照图7(B))。由此形成第一保护层15并能够保护导电层13a。接下来，通过照射激光(参照图7(C))来形成间隙14，由此能够形成防止邻接的导电层13a彼此导通的传感器电极13。

另外，与在基材12上形成均匀地导电层13a和第一保护层的情况相比，需要用激光除去的导电层13a和第一保护层15的体积更小，因而能够用抑制输出的激光容易地除去导电层13a和第一保护层15。最后，通过形成第二保护层16，能够用第二保护层16填充间隙14，该间隙14用于分割由导电层13a部分和第一保护层15层叠而成的被覆导电层。由此能够获得触摸传感器11。

第四实施方式(图8)

本实施方式是触摸传感器11的另外又一个其他制造方法。

本实施方式的制造方法中，在基材12上均匀地涂布导电高分子，从而形成平板状的导电层13a(参照图8(A))。然后，形成多个第一保护层15，其与导电层13a中构成传感器电极13的部分相比宽度更宽即大一圈(参照图8(B))。然后，通过照射激光(参照图8(C))，除去邻接的传感器电极13之间的边界来形成间隙14(参照图8(D))。

由于照射激光从而形成间隙14，因而能够防止传感器电极13彼此导通的现象。另外，与在导电层13a上均匀地形成第一保护层15的情况相比，用激光除去的第一保护层15的体积更小，因而能够用抑制输出的激光容易地除去第一保护层15和导电层13a。最后，通过形成第二保护层16，能够用第二保护层16填充间隙14，该间隙14用于分割由传感器电极13和第一保护层15层叠而成的被覆导电层。通过这种方法也能获得触摸传感器11。

上述实施方式只是本发明的一例，本发明并不限定于这些方式，在不违背本发明的主旨的范围内，可以包括各构件的形状、材质、制造方法等的变更方式。

例如，上述的第一实施方式至第四实施方式中，成为传感器电极13的导电层13a的形成均是通过印刷进行的，并用激光切断导电层13a从而形成传感器电极13上这一点是共通点。然而，图7所示的第三实施方式的触摸传感器11的制造方法中，在形成间隙14时，以窄宽度照射激光，以达到留下印刷形成导电层13a和第一保护层15的边界痕迹的程度，而在如图8所示的第四实施方式的触摸传感器11的制造方法中，以将第一保护层15的外缘干净地除去的方式照射激光，以达到不留下印刷形成第一保护层15的边界痕迹的程度，但第三实施方式也可采用与第四实施方式相样的方式。

Claims

1.一种触摸传感器的制造方法，该触摸传感器在基材上设置有由导电层构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层，

所述制造方法包括：

在基材上设置包含导电高分子的导电层的工序；

以至少覆盖所述导电层中构成传感器电极的部分的方式设置第一保护层，并形成层叠了导电层和第一保护层的被覆导电层的工序；

照射激光，在该照射痕迹处形成分割被覆导电层的间隙，并形成相互绝缘的多个传感器电极的工序；

设置覆盖所述间隙的第二保护层的工序。

2.权利要求1所述的触摸传感器的制造方法，设置所述第一保护层的工序是以比导电层中构成传感器电极的部分的宽度更宽的方式设置所述第一保护层的工序。

3.权利要求1或权利要求2所述的触摸传感器的制造方法，设置所述导电层的工序是与传感器电极相对应地在基材上设置多个所述导电层的工序。

4.一种触摸传感器，在基材上设置有由导电层构成的传感器电极，并形成有覆盖该传感器电极的保护层，

所述触摸传感器具有覆盖所述传感器电极的第一保护层和与该第一保护层不同的第二保护层；

将所述传感器电极和所述第一保护层层叠而形成的被覆导电层被所述第二保护层分割。

5.权利要求4所述的触摸传感器，

所述第二保护层比所述第一保护层的色调更接近所述传感器电极的色调。