JP2018164051A - パターン積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層を容易にかつ確実にパターニングできるパターン積層体の製造方法を提供すること。【解決手段】パターン積層体１０の製造方法は、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層３と、圧電層３の上側に配置される第１透明導電層４とを備える第１積層体１を用意する工程、第１透明導電層４をパターニングする導電層パターニング工程、および、圧電層３をパターニングする圧電層パターニング工程を備え、圧電層パターニング工程が、レーザーを圧電層３に照射することによりエッチングする工程であり、レーザーが、パルスレーザーであり、レーザーのピークパワーが、５．０ＭＷ以上であり、レーザーのラインエネルギーが、０．５ｍＪ／ｍｍ以上、５．０ｍＪ／ｍｍ未満である。【選択図】図１

Description

本発明は、パターン積層体の製造方法に関する。

従来から、タッチパネル機能を備える画像表示装置に、圧電体を利用したタッチパネル用フィルムを用いることが知られている。このようなタッチパネル用フィルムは、画面にタッチされる位置の検出に加えて、タッチされる圧力の強さに応じた検出を可能としている。具体的には、タッチパネル画面の所定の箇所を指で軽くタッチすることにより、タッチ箇所の認識（所定ボタンの選択など）を実行させ、続いて、その箇所を指で力強くタッチすることにより、別の指令（決定など）を実行させることができる。

特許文献１には、ポリフッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体を含有する圧電体層と、圧電体層の一方の表面上に設けられた第１の電極と、圧電体層の他方の表面上に設けられた第２の電極とを含むタッチパネルが記載されている。特許文献１のタッチパネルでは、図１に示されるように、Ｘ軸方向に細長く延びる複数の第１電極と、Ｙ軸方向に細長く延びる複数の第２電極とが、それぞれ、圧電層の一方面および他方面に配置されている。

特開２０１０−２６９３８号公報

ところで、特許文献１のタッチパネルでは、圧電体層は、面方向に連続した一枚のシートから構成されているため、タッチ（押圧）した箇所以外にも面方向に電圧が伝わってしまい、タッチ位置を誤検出しやすい。そこで、一枚の圧電体層をエッチングして、独立した複数のパターンされた圧電部に形成することが検討されている。これにより、タッチを検知した圧電部のみを検知し、他の独立した圧電部への電圧の伝導を防止できるため、タッチ位置の検出精度を向上できる。

しかしながら、ポリフッ化ビニリデン系共重合体は、耐久性および耐熱性に優れた樹脂であるため、従来のエッチング方法、特に、余分な排出液（エッチング液）を発生させないドライエッチング方法では、ポリフッ化ビニリデン系共重合体を主成分とする圧電体層を十分にエッチングすることができない不具合が生じている。

本発明は、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層を容易にかつ確実にパターニングできるパターン積層体の製造方法を提供することにある。

本発明［１］は、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層と、前記圧電層の厚み方向一方側に配置される透明導電層とを備える積層体を用意する工程、前記透明導電層をパターニングする導電層パターニング工程、および、前記圧電層をパターニングする圧電層パターニング工程を備え、前記圧電層パターニング工程が、レーザーを前記圧電層に照射することによりエッチングする工程であり、前記レーザーが、パルスレーザーであり、前記レーザーのピークパワーが、５．０ＭＷ以上であり、前記レーザーのラインエネルギーが、０．５ｍＪ／ｍｍ以上、５．０ｍＪ／ｍｍ未満である、パターン積層体の製造方法を含んでいる。

本発明［２］は、前記パルスレーザーが、ピコ秒パルスレーザーまたはフェムト秒パルスレーザーである、［１］に記載のパターン積層体の製造方法を含んでいる。

本発明［３］は、前記導電層パターニング工程および前記圧電層パターニング工程を同時に実施する、［１］または［２］に記載のパターン積層体の製造方法を含んでいる。

本発明［４］は、前記積層体が、前記圧電層の厚み方向他方側に配置される基材フィルムをさらに備える、［１］〜［３］のいずれか一項に記載のパターン積層体の製造方法を含んでいる。

本発明［５］は、前記積層体が、前記基材フィルムの厚み方向他方側に配置される第２透明導電層をさらに備える、［４］に記載のパターン積層体の製造方法を含んでいる。

本発明のパターン積層体の製造方法によれば、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層を容易かつ確実にパターニングすることができる。そのため、パターン積層体を容易かつ確実に製造することができる。

図１Ａ〜図１Ｃは、本発明パターン積層体の製造方法の一実施形態を示し、図１Ａは、用意工程、図１Ｂは、第１パターニング工程、図１Ｃは、第２パターニング工程を示す。 図２は、第１パターニング工程で使用するレーザー走査装置の概略構成図を示す。 図３は、図１Ｃの工程によって得られるパターン積層体の平面図を示す。 図４は、図３に示すパターン積層体を備える圧力センサーの概略構成図を示す。

本発明の一実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。図１Ａにおいて、紙面上下方向は、上下方向（厚み方向、第１方向）であって、紙面上側が、上側（厚み方向一方側、第１方向一方側）、紙面下側が、下側（厚み方向他方側、第１方向他方側）である。また、図１Ａにおいて、紙面左右方向は、左右方向（第１方向に直交する第２方向）であり、紙面左側が左側（第２方向一方側）、紙面右側が右側（第２方向他方側）である。また、図１Ａにおいて、紙厚方向は、前後方向（第１方向および第２方向に直交する第３方向）であり、紙面手前側が前側（第３方向一方側）、紙面奥側が後側（第３方向他方側）である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。

＜一実施形態＞
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明のパターン積層体の製造方法の一実施形態を示す。パターン積層体１０の製造方法は、用意工程、および、パターニング工程を備える。

１．用意工程
用意工程では、第１積層体（非パターン積層体）１を用意する。

第１積層体１は、基材フィルム２と、基材フィルム２の上側（厚み方向一方側）に配置される圧電層３と、圧電層３の上側に配置される第１透明導電層４と、基材フィルム２の下側（厚み方向他方側）に配置される第２透明導電層５とを備える。具体的には、第１積層体１は、第２透明導電層５と、基材フィルム２と、圧電層３と、第１透明導電層４とをこの順に備える。好ましくは、第１積層体１は、第２透明導電層５、基材フィルム２、圧電層３および第１透明導電層４のみからなる。

（基材フィルム）
基材フィルム２は、フィルム形状を有しており、面方向（前後方向および左右方向）に連続した一枚のフィルムから構成されている。

基材フィルム２は、好ましくは、透明性を有する高分子フィルムである。高分子フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、例えば、ポリメタクリレートなどの（メタ）アクリル樹脂（アクリル樹脂および／またはメタクリル樹脂）、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのオレフィン樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ノルボルネン樹脂などが挙げられる。高分子フィルムは、単独使用または２種以上併用することができる。

透明性、耐熱性、機械的強度などの観点から、好ましくは、ポリエステル樹脂が挙げられ、より好ましくは、ＰＥＴが挙げられる。

基材フィルム２の厚みは、機械的強度、耐擦傷性、タッチパネル用フィルムとした際の打点特性などの観点から、例えば、２μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上であり、また、例えば、３００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下である。

（圧電層）
圧電層３は、基材フィルム２の上側に、基材フィルム２の上面と接触するように、配置されている。より具体的には、圧電層３は、基材フィルム２と第１透明導電層４との間に、基材フィルム２の上面および第１透明導電層４の下面と接触するように、配置されている。

圧電層３は、フィルム形状を有しており、面方向（前後方向および左右方向）に連続した一枚のフィルムから構成されている。圧電層３は、後述するパターニング工程によってパターニングされる前の非パターン層である。

圧電層３は、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する。すなわち、圧電層３は、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する材料から形成されている。これにより、透明性、圧電性、耐熱性、耐久性および成膜性に優れる圧電層とすることができる。

フッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンを含有するモノマーの重合体であり、具体的には、フッ化ビニリデンの単独重合体（ポリフッ化ビニリデン）、フッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。

他のモノマーとしては、例えば、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンオキシド、パーフルオロプロピルビニルエーテルなどが挙げられる。他のモノマーは、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、トリフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンの少なくとも１種が挙げられる。

共重合体としては、具体的には、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンオキシド共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。

好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体が挙げられ、より好ましくは、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体が挙げられる。これらのフッ化ビニリデン系樹脂を用いることにより、圧電層３のヘイズ値を小さくし、かつ、全光線透過率を高くできるため、パターン積層体１０の透明性が優れる。

フッ化ビニリデン系樹脂が、共重合体である場合、フッ化ビニリデンの含有モル比は、例えば、４０モル％以上、好ましくは、５０％モル以上であり、また、例えば、９５モル％以下、好ましくは、８５モル％以下である。

具体的には、フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−とトリフルオロエチレン共重合体である場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとのモル比は、全体を１００として、例えば、（４０〜９５）：（６０〜５）であり、好ましくは、（５０〜８５）：（５０〜１５）である。

フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体である場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのモル比は、全体を１００として、例えば、（５０〜８０）：（１５〜３５）：（１〜１５）であり、好ましくは、（６３〜６５）：（２７〜２９）：（６〜１０）である。

圧電層３が、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有するとは、圧電層３が、フッ化ビニリデン系樹脂を、例えば、８０質量％以上、好ましくは、９０質量％以上、より好ましくは、９５質量％以上、さらに好ましくは、１００質量％含有することを意味する。

なお、圧電層３が、フッ化ビニリデン系樹脂以外の成分を含有する場合、その成分としては、例えば、チタン酸バリウムなどの無機圧電材料、例えば、ポリ乳酸、ポリ尿素などの、フッ化ビニリデン系樹脂以外の有機圧電材料、例えば、圧電材料以外の有機成分および無機成分などが挙げられる。

圧電層３の厚みは、例えば、０．５μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下、さらに好ましくは、５μｍ以下である。圧電層３の厚みを上記範囲とすることにより、光学特性（ヘイズ値、全光線透過率）および圧電性能を良好にすることができる。

（第１透明導電層）
第１透明導電層４は、第１積層体１の最上層であって、具体的には、第１透明導電層４は、圧電層３の上側に、圧電層３の上面と接触するように、配置されている。

第１透明導電層４は、フィルム形状を有しており、面方向（前後方向および左右方向）に連続した一枚のフィルムから構成されている。第１透明導電層４は、後述するパターニング工程によってパターニングされる前の非パターン層である。

第１透明導電層４を構成する材料は、透明導電材料であり、好ましくは、導電性無機酸化物が挙げられる。

導電性無機酸化物としては、例えば、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）、インジウムガリウム亜鉛複合酸化物（ＩＧＺＯ）などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモン−スズ複合酸化物（ＡＴＯ）などのアンチモン含有酸化物などが挙げられる。好ましくは、インジウム含有酸化物が挙げられ、さらに好ましくは、ＩＴＯが挙げられる。これにより、その透明性、導電性および耐久性に優れる。

第１透明導電層４の材料としてＩＴＯを用いる場合、酸化スズ（ＳｎＯ_２）含有量は、酸化スズおよび酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）の合計量に対して、例えば、０．５質量％以上、好ましくは、３質量％以上であり、また、例えば、１５質量％以下、好ましくは、１３質量％以下である。

「ＩＴＯ」は、少なくともインジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）とを含む複合酸化物であればよく、これら以外の追加成分を含むこともできる。追加成分としては、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ以外の金属元素が挙げられ、具体的には、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｇａなどが挙げられる。

第１透明導電層４は、結晶質および非晶質のいずれであってもよい。第１透明導電層４は、好ましくは、結晶質からなり、より具体的には、結晶質ＩＴＯ層である。これにより、第１透明導電層４の透明性および導電性をより一層良好にすることができる。

第１透明導電層４の材料が結晶質であることは、例えば、第１透明導電層４がＩＴＯ層である場合は、２０℃の塩酸（濃度５質量％）に１５分間浸漬した後、水洗・乾燥し、１５ｍｍ程度の間の端子間抵抗を測定することで判断できる。具体的は、塩酸（２０℃、濃度：５質量％）への浸漬・水洗・乾燥後に、１５ｍｍ間の端子間抵抗が１０ｋΩ以下である場合、ＩＴＯ層が結晶質であるものとする。

第１透明導電層４の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、１５ｎｍ以上であり、また、例えば、１００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下である。

（第２透明導電層）
第２透明導電層５は、第１積層体１の最下層であって、具体的には、第２透明導電層５は、基材フィルム２の下側に、基材フィルム２の下面と接触するように、配置されている。

第２透明導電層５は、フィルム形状を有しており、面方向（前後方向および左右方向）に連続した一枚のフィルムから構成されている。第２透明導電層５は、後述するパターニング工程によってパターニングされる前の非パターン層である。

第２透明導電層５を構成する材料は、第１透明導電層４と同様の透明導電材料が挙げられる。好ましくは、インジウム含有酸化物が挙げられ、さらに好ましくは、ＩＴＯが挙げられ、最も好ましくは、結晶ＩＴＯが挙げられる。これにより、第２透明導電層５を透明導電層とすることができ、かつ、その透明性、導電性および耐久性が優れる。

第２透明導電層５の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、１５ｎｍ以上であり、また、例えば、１００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以下である。

（第１積層体の製造方法）
まず、基材フィルム２を用意し、基材フィルム２の上面全面に圧電層３を形成する。

圧電層３の形成方法としては、例えば、塗布法、転写法などの湿式法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの乾式法が挙げられる。好ましくは、生産効率、生産設備などの観点から、湿式法が挙げられる。

塗布法では、例えば、圧電材料と溶媒とを含有するコーティング液を基材フィルム２の上面に塗布し、次いで、コーティング液を乾燥する。

転写法では、例えば、圧電材料からなる公知または市販の圧電シートを、接着剤などを介して、基材フィルム２の上面に貼り合わせる。

次いで、乾式法により、圧電層３の上面に第１透明導電層４を、基材フィルム２の下面に第２透明導電層５を形成する。

乾式法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。好ましくは、スパッタリング法が挙げられる。この方法により、薄膜の透明導電層を確実に形成することができる。

次いで、第１透明導電層４および第２透明導電層５を構成する材料がＩＴＯなどの非晶質体である場合は、必要に応じて、加熱工程を実施する。これにより、非晶質体を結晶化することができる。

このようにして、第２透明導電層５、基材フィルム２、圧電層３および第１透明導電層４を順に備える第１積層体１を得る。

２．パターニング工程
パターニング工程は、圧電層３および第１透明導電層４をパターニングする第１パターニング工程、および、第２透明導電層５をパターニングする第２パターニング工程を備える。

（第１パターニング工程）
第１パターニング工程では、圧電層３および第１透明導電層４を同時にパターニングして、パターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７を得る。すなわち、導電層パターニング工程および圧電層パターニング工程を同時に実施する。

具体的には、パルスレーザーを、第１積層体１の第１透明導電層４に照射することにより、第１透明導電層４および圧電層３を同時にエッチングする。すなわち、レーザー走査装置を用いて、パルスレーザーを、第１積層体１の第１透明導電層４の上面に走査させる。

レーザー走査（スキャン）装置の一例としてガルバノスキャナシステム２０を図２に示す。

ガルバノスキャナシステム２０は、レーザー発振器２１と、複数のミラー２２と、集光レンズ２３とを備えている。

レーザー発振器２１は、パルスレーザーを照射する装置であり、好ましくは、ピコ秒パルスレーザー、フェムト秒パルスレーザーが挙げられ、より好ましくは、フェムト秒パルスレーザーが挙げられる。上記パルスレーザーを用いることにより、多光子吸収過程に基づくアブレーションプロセスを誘発できるため、難加工性材料からなる部材や、加工性が異なる材料からなる積層体などを高精度でかつ一括で容易にエッチングすることができる。

レーザー発振器２１の媒質としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ_４、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｙｂ：ＫＧＷ、Ｔｉ：Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙｂ：ファイバー、Ｅｒ：ファイバー、Ｃｒ：フォルステライトなどが挙げられる。

パルスレーザーの波長（λ）は、例えば、紫外線域、可視光域、近赤外領域のいずれであってもよいが、エッチング性の観点から、好ましくは、１００ｎｍ以上、より好ましくは、１５０ｎｍ以上、さらに好ましくは、４００ｎｍ以上であり、また、例えば、２０００ｎｍ以下、好ましくは、１０００ｎｍ以下、より好ましくは、６００ｎｍ以下である。

パルスレーザーのパルス幅（ｔ）は、例えば、５０ピコ秒以下、好ましくは、１０ピコ秒以下である。また、下限は、例えば、０．１フェムト秒以上、好ましくは、１０フェムト秒以上である。

パルスレーザーのピークパワー（ｐｐ）は、５．０ＭＷ以上であり、好ましくは、１０ＭＷ以上である。また、パルスレーザーのピークパワー（ｐｐ）は、例えば、８０ＭＷ以下、好ましくは、６０ＭＷ以下、より好ましくは、３０ＭＷ以下である。ピークパワーは、レーザーパルスの瞬間的な尖頭出力を意味し、パルスエネルギーをパルス幅で除したパラメータ（ＰＥ／ｔ）である。ピークパワーが上記下限以上であると、フッ化ビニリデン系樹脂含有の圧電層３を十分にエッチングできる。すなわち、基材フィルム２上に、不要な樹脂が残存することを抑制する。一方、ピークパワーが上記上限以下であると、圧電層３の下側に配置される基材フィルム２の破損をより確実に抑制することができる。また、レーザーの集光スポット径に対して、過度に面方向に圧電層３をエッチングすることを抑制でき、所望幅にエッチングすることができる。

パルスレーザーのラインエネルギー（ＬＥ）は、０．５ｍＪ／ｍｍ以上、５．０ｍＪ／ｍｍ未満である。好ましくは、１．０ｍＪ／ｍｍ以上であり、また、好ましくは、４．０ｍＪ／ｍｍ以下、より好ましくは、３．０ｍＪ／ｍｍ以下である。ラインエネルギーは、単位長さ当たりに投入されるエネルギーを意味し、パワーを走査速度で除して、パス回数で乗じたパラメータ（Ｐ×ｎ／ｖ）である。ラインエネルギーが上記下限以上であると、圧電層３を十分にエッチングできる。一方、ラインエネルギーが上記上限以下であると、基材フィルム２の破損をより確実に抑制することができる。また、レーザーの集光スポット径に対して、過度に面方向に圧電層３をエッチングすることを抑制でき、所望幅にエッチングすることができる。

パルスレーザーのパワー（Ｐ）は、例えば、０．０１Ｗ以上であり、好ましくは、０．０５Ｗ以上であり、また、例えば、１０Ｗ以下、好ましくは、１Ｗ以下である。

パルスレーザーの繰り返し周波数（ｆ）は、例えば、１ｋＨｚ以上、好ましくは、１０ｋＨｚ以上であり、また、例えば、１００００ｋＨｚ以下、好ましくは、１０００ｋＨｚ以下、より好ましくは、１００ｋＨｚ以下である。繰り返し周波数は、１秒あたりにレーザー発振器２１から出射されるレーザーのパルス数を意味する。

パルスレーザーのショットピッチ（ｓｐ）は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上であり、また、例えば、５０μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。ショットピッチは、パルスと、その次のバルスとの間隔を意味し、走査速度を繰り返し周波数で除したパラメータ（ｖ／ｆ）である。

パルスレーザーのパルスエネルギー（ＰＥ）は、例えば、１μＪ以上、好ましくは、３μＪ以上であり、また、例えば、５００μＪ以下、好ましくは、３００μＪ以下、より好ましくは、１００μＪ以下である。

パルスレーザーの空間強度分布は、ガウス分布型分布（すなわち、ガウシアンビーム）であってもよく、また、トップハット分布型分布（すなわち、トップハットビーム）であってもよい、また、パルスレーザーのビーム形状は、例えば、丸形状、四角形状などが挙げられる。

複数のミラー２２は、Ｘスキャンミラー２４、および、Ｙスキャンミラー２５を備えている。複数のミラー２２の角度を図示しない駆動部（モーター）で調節することによって、ＸＹ方向（前後方向および左右方向）において、第１積層体１のエッチング位置（走査位置）を決定する。

Ｘスキャンミラー２４は、ガルバノミラーであって、レーザー発振器２１から照射されたパルスレーザーを前方向）に反射する。

Ｙスキャンミラー２５は、ガルバノミラーであって、Ｘスキャンミラー２４によって反射されたパルスレーザーを下方向に反射させる。

集光レンズ２３は、Ｙスキャンミラー２４によって反射されたパルスレーザーを集光して、第１積層体１の第１透明導電層４の上面に、そのパルスレーザーを照射する。

集光レンズ２３としては、好ましくは、Ｆθレンズが挙げられる。Ｆθレンズなどの集光レンズ２３は、対象物である第１積層体１に、パルスレーザーの焦点が合うように設定する。例えば、テレセントリシティ（対象物へのレーザー光の入射角と対象物の垂線との角度差）が５度以内となるように、集光レンズ２３の種類および位置を設定する。

集光スポット径は、例えば、５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、３０μｍ以下である。集光スポット径は、集光レンズ２３によって集光され、第１積層体１の表面に照射されるパルスレーザーの大きさを意味する。

集光スポット径は、例えば、集光レンズ２３の焦点距離や、レーザー発振器２１から照射されるレーザーのビーム径によって調整することができる。また、ビーム径の調整には、例えば、複数枚のレンズを組み合わせたビームエキスパンダを用いることができる。集光スポット径によって、エッチングされるエッチング幅が決定される。

このような装置および設定条件にて、パルスレーザーを第１積層体１の第１透明導電層４の上面に走査させる。具体的には、所望パターンを有するパターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７を形成する場合には、所望パターン以外の領域にパルスレーザーを走査させる。

パルスレーザーの走査としては、（１）第１積層体１をステージ（図示せず）上に固定し、複数のミラー２２を駆動させることにより、第１積層体１に集光されるパルスレーザーの位置を移動させる方法、（２）複数のミラー２２を固定し、第１積層体１を移動させる方法のいずれであってもよい。（２）の場合、長尺な帯状の第１積層体１を用いたロールトゥロール工程により、第１積層体１の表面にパルスレーザーを照射することもできる。

走査速度（ｖ）は、例えば、１０ｍｍ／ｓ以上、好ましくは、５０ｍｍ／ｓ以上であり、また、例えば、１０００ｍｍ／ｓ以下、好ましくは、５００ｍｍ／以下である。走査速度は、第１積層体１と、その表面に照射されるパルスレーザーとの相対速度を意味する。

パルスレーザーのパス回数（ｎ）は、１回でもよく、また、複数回（例えば、２回以上、１０回以下）であってもよい。パス回数は、同一照射条件で、第１積層体１の同一領域に対して、パルスレーザーを繰り返し照射する回数を意味する。

これにより、パルスレーザーが走査された走査領域において、圧電層３および第１透明導電層４がエッチングされ、除去される。その結果、走査領域において、基材フィルム２の上面が露出される。

なお、広幅のエッチングを実施するには、面方向に走査領域をずらした複数回の走査を実施する。例えば、特定直径（例えば、１４μｍ）の集光スポット径でパルスレーザーを第１積層体１に対して一方向（例えば、前後方向）に走査した後、その特定直径と同一のピッチ（例えば、１４μｍ）で、一方向と直交する直交方向（例えば、左右方向）にずらして、再度、一方向に走査する。これにより、より広い幅（例えば、２８μｍ）でエッチングすることができる。

また、パルスレーザーによって分解された分解物（圧電層３および第１透明導電層４の材料）が、レーザー走査装置や第１積層体１に付着することを抑制するために、必要に応じて、例えば、アシストガスを走査領域に送風してもよい。アシストガスとしては、例えば、窒素などの不活性ガス、例えば、空気、酸素などの活性ガスなどが挙げられる。

このようにして、第２透明導電層５と、基材フィルム２と、パターン圧電層６と、パターン第１透明導電層７とを順に備える第２積層体（パターン中間積層体）９を得る。

第２積層体９において、パターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７とは、厚み方向に投影したときに、一致する。すなわち、パターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７は、平面視において、同一形状を有している。より具体的には、パターン圧電層６の側端面は、パターン第１透明導電層７の側端面と、面一となっている。

第１パターニング工程後、分解物などの残渣を除去するために、必要に応じて、第２積層体９を洗浄してもよい。洗浄方法としては、例えば、薬液中への浸漬、シャワー、超音波洗浄などのウェット洗浄、例えば、プラズマ、ＵＶオゾン、超音波エアー、ブラシ、粘着テープなどを用いたドライ洗浄が挙げられる。ウェット洗浄を実施した場合、必要に応じて、乾燥工程を実施する。

なお、上記方法では、複数のミラー２２を備えるガルバノスキャナシステムを用いているが、ポリゴンミラー（多面鏡）を備えるスキャナシステムを用いて、レーザーを第１積層体１に走査させることもできる。

（第２パターニング工程）
第２パターニング工程では、第２透明導電層５をパターニングして、パターン第２透明導電層８を得る。

第２透明導電層５をパターニングする方法としては、第２積層体９の第２透明導電層５を、所望のパターンのマスクを用いて被覆し、続いて、マスクから露出する第２透明導電層５をエッチングする。

エッチング方法としては、ドライエッチングおよびウェットエッチングのいずれであってもよいが、好ましくは、ウェットエッチングが挙げられる。

ウェットエッチングに用いるエッチング液としては、酸が好適に用いられる。酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、およびこれらの混合物、ならびにそれらの水溶液が挙げられる。

これにより、第２透明導電層５がパターニングされて、パターン第２透明導電層８が形成される。

その結果、図１Ｃに示すように、パターン第２透明導電層８と、基材フィルム２と、パターン圧電層６と、パターン第１透明導電層７とを順に備えるパターン積層体１０を得る。

なお、第１透明導電層４および圧電層３をドライエッチング（レーザーエッチング）によりエッチングする一方、第２透明導電層５をウェットエッチングすれば、第１透明導電層４および圧電層３を精度よくパターニングできながら、第２透明導電層５を効率よくパターンニングして製造効率を向上させることができる。

（パターン積層体）
パターン積層体１０は、図３および図１Ｃ（図３のＡ−Ａ断面図）に示すように、パターン第２透明導電層８と、基材フィルム２と、パターン圧電層６と、パターン第１透明導電層７とを順に備える。

（基材フィルム）
基材フィルム２は、パターン積層体１０の機械強度を確保する基材である。基材フィルム２は、パターン圧電層６、パターン第１透明導電層７およびパターン第２透明導電層８を支持している。

基材フィルム２は、フィルム形状を有しており、面方向（前後方向および左右方向）に連続した一枚のフィルムから構成されている。基材フィルム２は、パターン積層体１０の外形形状をなしている。

（パターン圧電層）
パターン圧電層６は、パターン積層体１０に圧力が印加された際に、電圧を生じさせるための層である。

パターン圧電層６は、複数の圧電部１１と、複数の配線下部１２とを備えている。

複数の圧電部１１は、互いに独立しており、平面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の圧電部１１は、後述する第１電極部１３と対応するように、配置されている。具体的には、複数の圧電部１１は、複数の第１電極部１３と１対１対応するように配置されている。すなわち、圧電部１１の数は、第１電極部１３の数と同数であり、各圧電部１１は、各第１電極部１３の下側に配置されている。

圧電部１１は、それぞれ、平面視略矩形状（正方形状）を有しており、互いに同一のパターン（平面視における形状および大きさ）となるように形成されている。圧電部１１のパターンは、第１電極部１３のパターンと同一である。すなわち、厚み方向に投影したときに、圧電部１１は、第１電極部１３と一致する。

複数の配線下部１２は、後述する複数の第１配線部１４を支持するために、複数の第１配線部１４に対応して配置されている。配線下部１２は、一端が圧電部１１の端縁に接続し、途中が基材フィルム２の側端部（左端部または右端部）に位置し、その他端が基材フィルム２の前端縁に位置するように、配置されている。配線下部１２のパターンは、第１配線部１４と同一のパターンである。

（パターン第１透明導電層）
パターン第１透明導電層７は、電圧が生じたパターン圧電層６から電流を取り出すための層である。

パターン第１透明導電層７は、複数の第１電極部（第１導電部）１３と、複数の第１配線部１４とを備えている。

複数の第１電極部１３は、互いに独立しており、平面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の第１電極部１３は、上記したように、複数の圧電部１１と対応するように、配置されている。第１電極部１３は、それぞれ、平面視略矩形状（正方形状）を有しており、互いに同一のパターンとなるように形成されている。第１電極部１３のパターンは、圧電部１１のパターンと同一である。

複数の第１配線部１４は、一端が第１電極部１３の端縁に接続し、途中が基材フィルム２の側端部（左端部または右端部）に位置し、その他端が基材フィルム２の前端縁に位置するように、配置されている。

（パターン第２透明導電層）
パターン第２透明導電層８は、パターン第１透明導電層７と対をなし、電圧が生じたパターン圧電層６から電流を取り出すための層である。

第２透明導電層８は、複数の第２電極部（第２導電部）１５と、複数の第２配線部１６とを備えている。

複数の第２電極部１５は、互いに独立しており、底面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の第２電極部１５は、複数の圧電部１１と対応するように、配置されている。具体的には、複数の第２電極部１５は、複数の圧電部１１と１対１対応するように配置されている。すなわち、複数の第２電極部１５の数は、圧電部１１の数と同数であり、各第２電極部１５は、各圧電部１１の下側に、基材フィルム２を介して配置されている。

第２電極部１５は、それぞれ、平面視略矩形状（正方形状）を有しており、互いに同一のパターンとなるように形成されている。第２電極部１５のパターンは、圧電部１１および第１電極部１３のパターンと同一である。すなわち、厚み方向に投影したときに、第２電極部１５は、圧電部１１および第１電極部１３と一致する。

複数の第２配線部１６は、一端が第２電極部１５の端縁に接続し、途中が基材フィルム２の側端部（左端部または右端部）に位置し、その他端が基材フィルム２の前端縁に位置するように、配置されている。

パターン積層体１０の厚みは、例えば、３μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、３００μｍ以下である。

このようなパターン積層体１０は、圧力センサー１７の一部品として好適に用いることができる。

圧力センサー１７は、図４に示すように、パターン積層体１０と、複数の電圧計１８と、集積回路（図示せず）とを備えている。

複数の電圧計１８は、複数の圧電部１１に対応して、第１配線部１４または第２配線部１６の途中に設けられている。なお、圧力センサー１７において、第２配線部１６は、接地されている。

このパターン積層体１０を備えた圧力センサー１７は、例えば、タッチパネル用フィルムとして好適に使用できる。

＜作用効果＞
そして、このパターン積層体１０の製造方法によれば、圧電層３と、圧電層３の上側に配置される第１透明導電層４と、圧電層３の下側に配置される基材フィルム２と、基材フィルム２の下側に配置される第２透明導電層５とを備える第１積層体１を用意する用意工程、第１透明導電層４および圧電層３を同時にパターニングする第１パターニング工程、および、第２透明導電層５をパターニングする第２パターニング工程を備える。また、第１パターニング工程において、パルスレーザーを第１透明導電層４および圧電層３に照射することによりエッチングする工程であり、パルスレーザーのピークパワーが、５．０ＭＷ以上であり、パルスレーザーのラインエネルギーが、０．５ｍＪ／ｍｍ以上、５．０ｍＪ／ｍｍ未満である。

そのため、パターン圧電層６と、パターン圧電層６の上側に配置されるパターン第１透明導電層７とを、容易かつ確実に製造することができる。

特に、フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層３および第１透明導電層４を同時にパターニングすることができる。その結果、パターニング工程数を低減することができ、パターン積層体１０を簡便に製造することができる。

また、パターン圧電層６の下側に配置される基材フィルム２のエッチングを抑制することができるため、基材フィルム２の破損を抑制することができる。その結果、パターン積層体１０の強度を担保することができる。

また、パターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７を、平面視において、同一形状に形成することができる。そのため、パターン第１透明導電層７（特に第１電極部１３）と基材フィルム２との間に、電荷が蓄えられ易い余分な空気層（空間）を形成させない。したがって、パターン第１透明導電層７と基材フィルム２との間に、パターン圧電層６以外の不要な電荷の発生を抑制できるため、ノイズを抑制することができる。また、パターン第１透明導電層７（特に端面）をパターン圧電層６によって確実に保持でき、パターン第１透明導電層７の破損を抑制することができる。

このようにして得られるパターン積層体１０では、パターン第１透明導電層７が、複数の独立した第１電極部１３を有しており、パターン圧電層６が、複数の第１電極部１３に対応して、複数の独立した圧電部１１を有している。

すなわち、複数の圧電部１１が、複数の第１電極部１３に対応しながら、隣接する圧電部１１と独立して存在しているため、一の圧電部１１に発生する電圧は、他の隣接する独立した圧電部１１に伝導しない。よって、タッチを検知した圧電部１１は、他の独立した圧電部１１に対して、電圧の発生の影響を及ぼさず、タッチを検知した圧電部１１以外に電圧が発生しない。したがって、タッチを検知した圧電部１１から発生した電流のみを、その上面に配置される第１電極部１３を通じて、検知することができる。その結果、タッチの誤検出を抑制できる。

また、パターン積層体１０は、パターン圧電層６の下側に配置される基材フィルム２をさらに備える。このため、パターン積層体１０の機械的強度が増加しており、耐久性に優れる。

また、パターン第２透明導電層８は、複数の独立した第１電極部１３に対応して、複数の独立した第２電極部１５を有している。このため、パターン積層体１０は、各圧電部１１に対して、それぞれ第１電極部１３および第２電極部１５を備える。したがって、各圧電部１１に対応して、一つの独立した回路を形成することができるため、隣接する圧電部１１に対する影響を抑制することができる。よって、ノイズ低減を低減することができ、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制することができる。

＜変形例＞
次に、一実施形態の変形例を示す。なお、以降の各図において、上記と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

（１）図１Ａ〜図１Ｃに示す方法では、圧電層３および第１透明導電層４を同時にパターニングしているが、例えば、図示しないが、圧電層３および第１透明導電層４を別々にパターニングすることができる。

すなわち、まず、第１透明導電層４をパターニングする第１透明導電層パターニング工程を実施した後に、圧電層３をパターニングする圧電層パターニング工程を実施してもよい。

このとき、第１透明導電層パターニング工程は、上記した一実施形態の第２パターニング工程と同様の工程が挙げられる。

圧電層パターニング工程は、上記した第１パターニング工程と同様の工程が挙げられる。

パターニング工程数を低減することができる観点、および、パターン圧電層６およびパターン第１透明導電層７の形状を同一にできる観点から、好ましくは、図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態が挙げられる。

（２）図１Ａに示す実施形態では、第１積層体１が、第２透明導電層５を備え、かつ、パターン積層体１０の製造方法が、第２パターニング工程を備えているが、例えば、図示しないが、第１積層体１が、第２透明導電層５を備えず、かつ、パターン積層体１０の製造方法が、第２パターニング工程を備えなくてもよい。

圧力センサー１７として好適に使用できる観点から、好ましくは、上記した図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態が挙げられる。

（３）図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態では、第１積層体１およびパターン積層体１０が、基材フィルム２を備えているが、例えば、図示しないが、第１積層体１およびパターン積層体１０は、基材フィルム２を備えなくてもよい。

パターン積層体１０の強度を担保する観点、作業性の観点から、好ましくは、図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態が挙げられる。

（４）図３に示す実施形態では、パターン圧電層６、パターン第１透明導電層７、および、パターン第２透明導電層８は、それぞれ、平面視において、略矩形状の圧電部１１、第１電極部１３および第２電極部１５を備えているが、その形状は限定されず、例えば、図示しないが、六角形状、菱形状、円形状などに形成されていてもよい。

また、複数の圧電部１１のサイズは、互いに同一であるが、例えば、図示しないが、異なるサイズであってもよく、具体的には、中央部の圧電部１１のサイズを大きくして、外縁部の圧電部１１のサイズを小さくしてもよい。第１電極部１３および第２電極部１５についても同様である。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

実施例１
ＰＥＴフィルム（厚み２３μｍ）の上面に、フッ化ビニリデン系樹脂（ポリフッ化ビニリデン）からなる圧電層（厚み５μｍ）およびインジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）からなる第１透明導電層（厚み３０ｎｍ）を順に積層した。また、ＰＥＴフィルムの下面に、ＰＥＴフィルムの下面に、ＩＴＯからなる第２透明導電層（厚み３０ｎｍ）を積層した。その後、積層体を加熱して、第１および第２透明導電層のＩＴＯを結晶化した。これにより、第１積層体（非パターン積層体）を得た。

図２に示すガルバノスキャナ装置を用意した。次いで、パルスレーザーの条件などを表１に示す条件に設定して、第１積層体の上面（第１透明導電層の表面）にパルスレーザーを格子状に走査して、第１透明導電層および圧電層をエッチングした。

パルスレーザーの走査領域を観察した。その結果を表１に示す。

（実施例２〜４）
パルスレーザーの条件などを表１に示す条件に設定した以外は、実施例１と同様にして、非パターン積層体の上面をエッチングした。その結果を表１に示す。

（比較例１〜８）
パルスレーザーの条件などを表１に示す条件に設定した以外は、実施例１と同様にして、非パターン積層体の上面をエッチングした。なお、比較例６では、パルスレーザーの代わりに、半導体レーザーを使用した。その結果を表１に示す。

表１において、第１透明導電層および圧電層を確実にエッチングされており、かつ、ＰＥＴフィルムに破損が観察されなかった場合を○と評価した。

圧電層がほとんどエッチングされていなかった場合を×（パターン１）と評価した。

圧電層がエッチングされていたが、エッチングが不十分であった場合を×（パターン２）と評価した。

走査領域以外の領域にも過度にエッチングがされて、所望パターンへの確実なエッチングができなかった場合を×（パターン３）と評価した。

ＰＥＴフィルムの大きな破損が観察された場合を×（パターン４）と評価した。

１ 第１積層体
２ 基材フィルム
３ 圧電層
４ 第１透明導電層
５ 第２透明導電層
６ パターン圧電層
７ パターン第１透明導電層
８ パターン第２透明導電層
１０ パターン積層体

Claims (5)

1. フッ化ビニリデン系樹脂を主成分として含有する圧電層と、前記圧電層の厚み方向一方側に配置される透明導電層とを備える積層体を用意する工程、
   前記透明導電層をパターニングする導電層パターニング工程、および、
   前記圧電層をパターニングする圧電層パターニング工程
   を備え、
   前記圧電層パターニング工程が、レーザーを前記圧電層に照射することによりエッチングする工程であり、
   前記レーザーが、パルスレーザーであり、
   前記レーザーのピークパワーが、５．０ＭＷ以上であり、
   前記レーザーのラインエネルギーが、０．５ｍＪ／ｍｍ以上、５．０ｍＪ／ｍｍ未満であることを特徴とする、パターン積層体の製造方法。
2. 前記パルスレーザーが、ピコ秒パルスレーザーまたはフェムト秒パルスレーザーであることを特徴とする、請求項１に記載のパターン積層体の製造方法。
3. 前記導電層パターニング工程および前記圧電層パターニング工程を同時に実施することを特徴とする、請求項１または２に記載のパターン積層体の製造方法。
4. 前記積層体が、前記圧電層の厚み方向他方側に配置される基材フィルムをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン積層体の製造方法。
5. 前記積層体が、前記基材フィルムの厚み方向他方側に配置される第２透明導電層をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のパターン積層体の製造方法。

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