JP2012178149A - 静電容量式センサーシートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光透過性を有する基材2の少なくとも一方の表面に光透過性導電膜の薄膜11を成膜する成膜工程と、透明電極3として機能させる電極領域3aを薄膜11の少なくとも一部に設定し、薄膜11よりも電気抵抗が低い補助電極4aを電極領域3aの周縁の少なくとも一部を覆うように積層する補助電極形成工程と、補助電極4aに一端が接続される配線4bを薄膜11上に積層する配線形成工程と、電極領域3aの全てと補助電極4aの少なくとも一部とを覆うようにレジスト12を積層するレジスト積層工程と、光透過性を有する基材2に成膜された薄膜11のうち、レジスト12、補助電極4a、および配線4bと重ならない位置にある薄膜11を除去する導電膜除去工程と、を備える。
【選択図】図8
Description
特許文献1に記載のセンサは、透明電極の外周の少なくとも一部に、透明電極よりも電気抵抗が低い補助電極が設けられており、検出感度のばらつきを抑えることができる。
本発明の静電容量式センサーシートの製造方法は、光透過性を有する基材の少なくとも一方の表面に光透過性導電膜を成膜する成膜工程と、透明電極として機能させる電極領域を前記光透過性導電膜の少なくとも一部に設定し、前記光透過性導電膜よりも電気抵抗が低い補助電極を前記電極領域の周縁の少なくとも一部を覆うように積層する補助電極形成工程と、前記補助電極に一端が接続される配線を前記光透過性導電膜上に積層する配線形成工程と、前記電極領域の全てと前記補助電極の少なくとも一部とを覆うようにレジストを積層するレジスト積層工程と、前記光透過性を有する基材に成膜された前記光透過性導電膜のうち、前記レジスト、前記補助電極、および前記配線と重ならない位置にある光透過性導電膜を除去する導電膜除去工程と、を備えることを特徴とする静電容量式センサーシートの製造方法である。
また、前記配線の少なくとも一部は前記光透過性レジストで覆われていてもよい。
本発明の第1実施形態の静電容量式センサーシート1およびその製造方法について説明する。
まず、静電容量式センサーシート1の構成について、図1ないし図3を参照して説明する。図1は、本実施形態の静電容量式センサーシート1の平面図である。図2は、図1のA−A線における断面図である。図3は、図2に符号Xで示す部分の拡大図である。なお、図1においては、カバーフィルム8の図示を省略している。
静電容量式センサーシート1は、たとえば液晶ディスプレイのタッチ型入力装置として使用されるものである。
図1および図2に示すように、静電容量式センサーシート1は、基材2と、透明電極3と、信号ライン4と、カバーフィルム8とを備えている。
基材2の厚さは10μm以上〜200μm以下であることが好ましい。基材2の厚さが10μm以上であれば、基材2が破断しにくく、基材2の厚さが200μm以下であれば、静電容量式センサーシート1を薄くできる。
透明電極3の具体的な材料としては、たとえば、ポリチオフェン系の導電性インク(たとえば、信越ポリマー(株)製、製品名SEPLEGYDA(登録商標))などを好適に用いることができる。このほか、SEPLEGYDA(登録商標)に比して透明性は劣るが、金、銀、銅、ITOなどの金属材料や金属酸化物を含む薄膜、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブを含有したインクなどを透明電極3の材料として採用することもできる。
また、透明電極3が印刷や塗布によって形成される場合、透明電極3を構成する導電性塗膜の厚さは0.05μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上1μm以下がより好ましい。導電性塗膜の厚さが0.05μm以上であれば、導電性を好適に確保でき、0.1μm以上であれば検出感度として十分な表面抵抗である600Ω/□が安定的に得られる。また導電性塗膜の厚さが5μm以下であれば、容易に塗膜を形成できる。
補助電極4aは、透明電極3よりも低い電気抵抗を有し、透明電極3の周縁の一部を覆うように設けられた膜状の電極である。例えば、補助電極4aの材料として銀粒子を含有するインクを用いれば、補助電極4aの表面抵抗は1Ω/□以下となる。また、補助電極4aの材料としてカーボンを含むインクを用いれば、補助電極4aの表面抵抗は150Ω/□以下となる。
図1および図3に示すように、補助電極4aの形状は、基材2の表面と直交する方向から見たときの形状が略矩形状であり、基材2の表面と直交する方向から見た透明電極3の輪郭線上に補助電極4aの輪郭線の一部が位置している。補助電極4aは、透明電極3の周縁上に積層され、透明電極3と密着して導通状態となっている。補助電極4aの材料としては、銀、銅、あるいは金などの金属粒子を含有するインクや、カーボンまたはグラファイトを含有するインク、金属箔などを採用することができる。
また、粘着剤10の具体例としては、アクリル系樹脂を挙げることができる。
図4は、本実施形態の静電容量式センサーシート1の製造方法を示すフローチャートである。図5ないし図9は、本実施形態の製造方法により静電容量式センサーシート1を製造する工程を説明するための図である。
ステップS1では、基材2の一方の表面にSEPLEGYDA(登録商標)の溶液をコーティングや印刷等の方法により塗膜する。SEPLEGYDA(登録商標)のコーティング方法としては、グラビアコーター、ダイコーター、バーコーター、ロールコーターなどを用いた公知のコーティング方法を適宜選択して採用することができる。また、SEPLEGYDA(登録商標)の溶液の印刷方法としては、グラビア印刷やオフセット印刷などの印刷方法を適宜採用することができる。ステップS1において、SEPLEGYDA(登録商標)の溶液は表面の全面に一様に印刷される。基材2上に印刷されたSEPLEGYDA(登録商標)の溶液は、その後加熱乾燥や紫外線硬化などの硬化処理が行われて薄膜状となる。
これでステップS1は終了し、信号ライン形成工程へ進む。
なお、本実施形態では、電極領域3aは補助電極4aを含む。電極領域3aのうち、補助電極4aが形成された部分を除く領域は、光透過性を有する透光エリアとなっている。当該透光エリアは、静電容量式センサーシート1の照光のための照明光等を透過させることができるエリアである。
さらに、本実施形態では、第二層7を、補助電極4aに接続されたパターンとしてSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11上に印刷する。本実施形態では、補助電極4aおよび第二層7のパターンは、銀ペーストを材料としたスクリーン印刷によって一工程で形成される。
また、信号ライン形成工程において第二層7が形成された後、第二層7上に接続パッド5(図1参照)をさらに形成する。
これで信号ライン形成工程は終了し、レジスト積層工程(図4に示すステップS5)へ進む。
レジスト積層工程では、図7に示すように、電極領域3aの全てを覆うようにレジスト12を積層する。本実施形態では、電極領域3a内に補助電極4aが設けられているので、レジスト12は補助電極4aも覆うように積層される。レジスト積層工程において使用されるレジスト12は、プラズマエッチングに耐性を有するレジストである。具体的には、本実施形態では、レジスト12として、粘着剤が塗布された樹脂フィルムを用い、この樹脂フィルムを所定のパターンにカットして電極領域3aに貼り付けることによりレジスト12の層を形成する。また、硬化後に剥離可能な剥離性マスキング材をパターン形状にスクリーン印刷してもよい。
これでレジスト積層工程は終了し、導電膜除去工程(図4に示すステップS6)へ進む。
導電膜除去工程では、図8に示すように、基材2に成膜されたSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11のうち、レジスト12、補助電極4a、および第二層7のいずれとも重ならない位置にあるSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11をプラズマエッチングにより除去する。導電膜除去工程により、電極領域3aにおけるSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11は透明電極3となる。さらに、導電膜除去工程により、第二層7と重なるSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11は、第二層7と重なる形状の第一層6となる。これにより、第一層6と第二層7とによって配線4bが構成される。
これで導電膜除去工程は終了し、レジスト除去工程(図4に示すステップS7)へ進む。
これでレジスト除去工程は終了し、カバーフィルム貼り付け工程(図4に示すステップS8)へ進む。
カバーフィルム貼り付け工程では、接続パッド5(図1参照)を露出させた状態で透明電極3および信号ライン4をカバーフィルム8で覆うことによって、信号ライン4や透明電極3を保護する。
これでカバーフィルム貼り付け工程は終了し、静電容量式センサーシート1を製造する一連の工程は終了する。
静電容量式センサーシート1の透明電極3は、SEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11上に信号ライン4が形成された後、導電膜除去工程においてSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜11の一部が除去されることによって形成されている。このため、光透過性導電膜上に信号ライン4を形成する際に信号ライン4のパターン全体の位置が基材2に対してずれたとしても、透明電極3と補助電極4aとの導通面積は、信号ライン形成工程における補助電極4aの位置ずれの有無や位置ずれの量によらず一定となる。
次に、本発明の第2実施形態の静電容量式センサーシート1およびその製造方法について説明する。なお、本実施形態では、上述の第1実施形態で説明した静電容量式センサーシート1および静電容量式センサーシート1の製造方法と同様の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図10に示すように、静電容量式センサーシート1Aは、透明電極3とカバーフィルム8との間に光透過性レジスト12Aを有する点で上述の静電容量式センサーシート1と構成が異なっている。
光透過性レジスト12Aは、プラズマエッチングに対して耐性を有するレジストである。光透過性レジスト12Aとしては、たとえば樹脂製の透明粘着フィルムを採用することができる。また、透明絶縁インキを用いてパターン形状にスクリーン印刷したものを光透過性レジスト12Aとして採用してもよい。また、透明導電膜をパターン形状に形成したものを光透過性レジスト12Aとして採用してもよい。
また、光透過性レジスト12Aの他の具体例としては、溶剤蒸発乾燥性樹脂(ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂など)や、可視光硬化性、紫外線硬化性、及び電子線硬化性樹脂を含む光硬化性樹脂(アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂など)を採用することができる。
また、熱硬化性樹脂および溶剤蒸発乾燥性樹脂は、硬化したあとも残存する低分子成分が少なく透明電極3に影響を与え難いため光透過性レジスト12Aの材料として好ましい。
全光線透過率が高いと、タッチパネルや照光式のタッチパッドへ適応する場合の視認性を高めることができる。特に、タッチパネル等、大面積の場合には、全光線透過率が高いことが好ましい。
図11は、本実施形態の静電容量式センサーシート1Aの製造方法を示すフローチャートである。図12および図13は、本実施形態の製造方法における一部の工程を説明するための図である。
次に、本発明の第3実施形態の静電容量式センサーシート1Bについて説明する。図14は、本実施形態の静電容量式センサーシート1Bを示す平面図である。図15は、図14に符号Yで示す部分の拡大図である。図16は、図15のC−C線における断面図である。図17は、図15のD−D線における断面図である。
接続パッド13は、例えばカーボン等によって構成されており、図示しないコネクタに信号ライン4Aを接続する端子である。
次に、本発明の第4実施形態の静電容量式センサーシート1Cについて説明する。図18は、本実施形態の静電容量式センサーシートを示す平面図である。図19は、静電容量式センサーシートの裏面図である。図20は、図18のE−E線における断面図である。
信号ライン4Bは、補助電極4aと末端4cとの間において、基材2の一方の面から他方の面へと、スルーホールを経由して延びている。
本実施形態では、基材2の両面側に透明電極3を簡便に形成することができる。
次に、上述の第1実施形態の静電容量センサーシート1及びその製造方法について実施例を参照してより詳細に説明する。本実施例では、レジスト積層工程(上記ステップS5)、導電膜除去工程(上記ステップS6)、及びレジスト除去工程(上記ステップS7)の詳細について説明する。
これにより、透明電極と補助電極との導通面積のばらつきを抑えられた静電容量式センサーシートが形成された。
次に、上述の第2実施形態の静電容量式センサーシート1Aについて実施例を参照してより詳細に説明する。
まず、静電容量式センサーシート1Aの製造方法の具体例について説明する。
ステップS3及びステップS4:光透過性導電膜上に銀粒子を含む導電ペーストを用いてスクリーン印刷にて補助電極と配線を約15μmの厚さに同時に形成した。
ステップS15:光透過性導電膜と補助電極の一部を覆う領域に電極領域(10mm×100mm)を設定し、透明樹脂を含むインクを電極領域にスクリーン印刷で塗布した。その後、加熱乾燥により当該インクを硬化させ、光透過性レジストとした。光透過性レジストの厚さは約7μmとなっている。
ステップS6:プラズマエッチング装置として、日立ハイテクノロジーズ株式会社製SPC−100を用い、酸素をエッチングガスとしてエッチングした。本実施例では、エッチング後には、10mm×100mmの透明電極が基材上に形成される。
ステップS8:その後アクリル系粘着材を塗布したPETカバーフィルムを貼り付けた後、配線部の末端部にカーボン粒子を含む導電ペーストを材料として、スクリーン印刷にて接続パッドを形成し、静電容量式センサーシートを製造した。
たとえば、上述の各実施形態で説明した透明電極の側壁に、補助電極と導通する電極をさらに設けてもよい。このような電極は、たとえば光透過性導電膜を除去する工程が終了した後に、透明電極の側壁に銀ペーストを塗布することによって形成することができる。この場合、上述の各実施形態で説明した静電容量式センサーシートに比べてさらに広い導通面積を確保することができる。
また、上述の各実施形態ではSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜を除去する方法としてプラズマエッチングを例示したが、SEPLEGYDA(登録商標)の薄膜を除去する方法はプラズマエッチングには限られない。たとえば、ケミカルエッチングを用いてもよいし、機械的にSEPLEGYDA(登録商標)の薄膜を除去してもよい。
また、上述の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
例えば、上述の第3実施形態で説明した基材と透明電極との積層体は、基材の厚さ方向に複数重ねて設けられていてもよい。このとき、一の層と他の層との間で透明電極が互いに交差する方向に延びるように各透明電極が形成されていてもよい。
また、上述の第4実施形態で説明したように基材の両面に透明電極が形成された構成に代えて、上述した複数の積層体が互いに重ねられた構成が採用されていてもよい。
2 基材
3 透明電極
3a 電極領域
4、4A、4B 信号ライン
4a 補助電極
4b 配線
5 接続パッド
6 第一層
7 第二層
8 カバーフィルム
9 樹脂フィルム
10 粘着剤
11 薄膜
12 レジスト
12A 光透過性レジスト
13 接続パッド
Claims (8)
- 光透過性を有する基材の少なくとも一方の表面に光透過性導電膜を成膜する成膜工程と、
透明電極として機能させる電極領域を前記光透過性導電膜の少なくとも一部に設定し、前記光透過性導電膜よりも電気抵抗が低い補助電極を前記電極領域の周縁の少なくとも一部を覆うように積層する補助電極形成工程と、
前記補助電極に一端が接続される配線を前記光透過性導電膜上に積層する配線形成工程と、
前記電極領域の全てと前記補助電極の少なくとも一部とを覆うようにレジストを積層するレジスト積層工程と、
前記光透過性を有する基材に成膜された前記光透過性導電膜のうち、前記レジスト、前記補助電極、および前記配線と重ならない位置にある光透過性導電膜を除去する導電膜除去工程と、
を備えることを特徴とする静電容量式センサーシートの製造方法。 - 前記導電膜除去工程ではプラズマエッチングにより前記光透過性導電膜を除去し、
前記導電膜除去工程の後に、前記レジストを除去するレジスト除去工程をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の静電容量式センサーシートの製造方法。 - 前記レジスト積層工程において、前記レジストとして光透過性レジストを積層することを特徴とする請求項1に記載の静電容量式センサーシートの製造方法。
- 光透過性を有する基材と、
前記基材の少なくとも一方の表面に成膜された光透過性導電膜からなる透明電極と、
前記透明電極よりも電気抵抗が低く前記透明電極の周縁上に積層された膜状の電極であって前記表面と直交する方向から見た前記透明電極の輪郭線上に輪郭線の少なくとも一部が位置する補助電極と、
を備えることを特徴とする静電容量式センサーシート。 - 請求項4に記載の静電容量式センサーシートであって、
前記補助電極に一端が接続され前記光透過性導電膜上に積層された配線と、
前記電極領域の少なくとも一部と前記補助電極の少なくとも一部とを覆う光透過性レジストと、
をさらに備え、
前記表面と直交する方向から見て前記補助電極により覆われない前記透明電極の輪郭線上に前記光透過性レジストの輪郭線が位置している静電容量式センサーシート。 - 請求項5に記載の静電容量式センサーシートであって、
前記光透過性レジストは熱硬化性ポリエステル系樹脂からなる静電容量式センサーシート。 - 請求項5または6に記載の静電容量式センサーシートであって、
前記配線の少なくとも一部は前記光透過性レジストで覆われている静電容量式センサーシート。 - 請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の静電容量式センサーシートであって、
前記透明電極は前記基材の両方の表面に設けられ、
前記透明電極よりも電気抵抗が低く前記透明電極の周縁上に積層された膜状の補助電極をさらに備え、
前記補助電極は、前記表面と直交する方向から見た前記透明電極の輪郭線上に輪郭線の一部が位置するように配置されている静電容量式センサーシート。
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