JP4612958B2 - 形状転写フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋検出用センサなどの押圧部に使用される形状転写フィルムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータなどにおける個人の認証装置として、指紋検出装置が注目をあびている。全く同一の指紋は存在しないため、指紋検出装置によってユーザの指紋パターンを検出して、これを装置内部に予め登録された指紋パターンと照合することにより本人であることを確実に確認でき、従来問題となっていた他人によるパスワードの悪用などの不都合な事態を解消することができる。
【０００３】
このような指紋パターンの検出の方法として、種々の方法が考案されており、その一例として、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）によるスイッチング作用を利用して、指紋の凹凸による面圧力分布を検出する方法が考案されている（例えば、特開平８−６８７０４号公報）。この公報で提案されている指紋検出用センサ(以下、単に「指紋センサ」という。）には、基板上に無数のＴＦＴをマトリクス状に形成し、各ＴＦＴのソース電極に微小な導電接触板を接続すると共に、この基板と対向する位置に指紋検出用のフィルムを所定の張力を加えた状態で保持して構成される。
【０００４】
上記フィルムは、厚さ１０μｍ前後の１枚の樹脂フィルムからなり、その基板側の面には、ＩＴＯ（indium tin oxide：インジウム−すず酸化物）などをスパッタリングすることにより導電膜が形成されている。当該導電膜は、抵抗を介して接地されており、ユーザが指の先を当該フィルムの表面に押し当てると、その指紋の山の部分（以下、「隆線」という。）がフィルムを押し込んで、その隆線に沿って、裏側の導電膜が押し出されて上記導電接触板に接触し、これにより対応するＴＦＴのドレイン電極とソース電極間に電流が通じるように構成されている。そして、各ＴＦＴの通電状態を走査していくことにより、上記指紋の隆線が検出される。
【０００５】
なお、上述の指紋センサに使用されるようなフィルムは、一方の面に当接した物体の凹凸形状をその裏面にほぼ忠実に転写させるという意味で、「形状転写フィルム」と呼ぶことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の指紋センサにおける形状転写フィルムは、表面に押圧された指紋の凹凸形状を忠実に裏面に反映させるため大変薄いものが使用されており、そのためフィルムに腰がなく、何回か使用している内に、指をそのフィルム表面から離しても裏面の導電性膜が検出用基板に密着して離間せず、誤検出の原因となっている。
【０００７】
フィルムの腰を強くするためには、その厚みを大きくすればよいが、そうすると表面に押圧された指紋の凹凸形状が裏面へ反映されにくくなり、場合によっては指紋の隆線が潰れてしまい、裏側の導電膜に指紋の隆線に追従した凹凸が形成されず指紋の検出が困難になるという問題がある。
これは、指紋の検出に限らず、一般にフィルムの一方の面に当接された物体の表面の凹凸形状を他方の面に忠実に反映させることにより、当該物体の表面における微細な凹凸形状を検出するようなセンサにおいて共通に生じ得る問題である。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、腰が十分強くありながら、一方の面に当接された物体表面の凹凸形状に追従して、他方の面に忠実に凹凸形状を生じさせることができる形状転写フィルムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る形状転写フィルムは、一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、それぞれ１〜１５μｍの厚さを有する第１と第２の可撓性フィルムを、当該第１と第２の可撓性フィルムよりも柔らかな素材からなる緩衝層を介して貼り合わせてなり、前記緩衝層は、粘着剤からなることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記緩衝層の厚さは、１〜５０μｍである。また、本発明は、前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面が、平均粗さＲａ０．１〜２．０μｍの粗面とされていることを特徴とする。前記第２の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面には、導電層が形成されてもよい。
【００１１】
また、前記第１と第２の可撓性フィルムおよび緩衝層と導電層の全てがほぼ透明の場合には、前記第１の可撓性フィルムの粗面における２０°光沢が、１０％〜５０％の範囲内にあるようにしてもよい。
前記第１と第２の可撓性フィルムおよび緩衝層がほぼ透明で、前記導電層が金属光沢を有する場合には、前記第１の可撓性フィルムの粗面における２０°光沢が、２０％〜１５０％の範囲内にあるようにしてもよい。
【００１２】
ここで、前記粗面は、粒状物をコーティング材に添加し、これにより前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面をコーティング処理することにより形成されており、前記粒状物の平均粒子径が３〜１０μｍであると共に、コーティング処理後の粒子物の分布密度が１，０００〜５０，０００個／ｍｍ^２の範囲内で、ほぼ均一に分散されており、かつ、コーティング処理後のコーティング材の厚さが粒状物の径より小さな値になるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
さらには、前記コーティング材に添加される粒状物は、ほぼ球状であり、その粒径のばらつきが、±２μｍ以下であることが望ましい。
また、本発明に係る形状転写フィルムは、一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、それぞれ１〜１５μｍの厚さを有する第１と第２の可撓性フィルムを、当該第１と第２の可撓性フィルムよりも柔らかな素材からなる緩衝層を介して貼り合わせてなると共に、前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面が、平均粗さＲａ０．１〜２．０μｍの粗面とされており、前記粗面は、粒状物をコーティング材に添加し、これにより前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面をコーティング処理することにより形成されており、前記粒状物の平均粒子径が３〜１０μｍであると共に、コーティング処理後の粒子物の分布密度が１，０００〜５０，０００個／ｍｍ ^２ の範囲内で、ほぼ均一に分散されており、かつ、コーティング処理後のコーティング材の厚さが粒状物の径より小さな値になるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
【実施の形態】
以下、本発明に係る形状転写フィルムの実施の形態を、これが圧力分布検出型の指紋センサにおいて使用される場合を例にして説明する。
（指紋センサの全体構成）
まず、本実施の形態における形状転写フィルムが適用される指紋センサ全体の構成について簡単に説明しておく。図１は、当該指紋センサ１の外観斜視図であり、図２はその分解図である。
【００１５】
両図に示すように指紋センサ１は、厚さ０．２ｍｍのステンレス製のフレーム１０に形状転写フィルム２０の周縁部を張り合わせ、これをセンサ基板３０に重ねることにより構成される。４０は、センサ基板３０内の複数の走査電極線に接続される接続用ケーブルであり、樹脂フィルムに、銀を素材とするフレキシブルワイヤ４１を挟み込んで形成される。各フレキシブルワイヤ４１は、接続用ケーブル４０先端に取り付けられたコネクター４２のピン４３にそれぞれ接続され、当該コネクター４２を介して、指紋センサ１が、不図示の指紋検出装置本体に接続される。
【００１６】
図２の分解図にも示すように、センサ基板３０の、フレーム１０の開口部１１に対応する位置には検出部６０が設けられている。検出部６０からはセンサ基板３０にパターン印刷された配線パターン（図２では複雑化を避けるため図示していない）が導出されており、それらが対応する接続用ケーブル４０のフレキシブルワイヤ４１に接続されている。
【００１７】
また、フレーム１０とセンサ基板３０との間には、厚さ２５μｍのスペーサ５０が介在しており、これにより形状転写フィルム２０と、上記センサ基板３０の検出部６０の検出面との間に一定の間隔が設けられる。
スペーサ５０は、フレーム状に形成されており、その素材として、主にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂フィルムなどが使用される。このスペーサ５０の両面に接着剤が塗布され、これによりフレーム１０とセンサ基板３０がその周縁部において貼着される。その後補強のため、指紋センサ１の周縁部を不図示の枠体で固定するようにしてもよい。
【００１８】
形状転写フィルム２０の裏面には導電膜２４が形成されており、フレーム１０の開口部１１の形状転写フィルム２０表面に指先を押し当てると、その指紋の隆線の部分の導電膜２４が検出部６０の検出面に接触し、これにより指紋が検出される。詳しくは後述する。
図３は、検出部６０の構成を示す概略図である。この検出部６０の構成については公知であり、既述の特開平８−６８７０４号公報に詳しく述べられているので、ここでは概略を述べるにとどめる。
【００１９】
図３に示すように基板上の直交する方向に複数の走査電極線６１０、６２０が形成されており、この電極線の交差する位置にＴＦＴ（薄膜トランジスター）６３０が形成される。走査電極線６１０と走査電極線６２０の交差位置では両者が導通しないように絶縁層が設けられており、ＴＦＴ６３０のゲート電極が走査電極線６２０に、ドレイン電極が走査電極線６１０接続されている。また、ＴＦＴ６３０のソース電極は導電接触板６３１に接続される。
【００２０】
走査電極線６１０、６２０は、それぞれの引き出し部６１１，６２１において上述した不図示の配線パターンに接続され、接続用ケーブル４０を介して外部に引き出される。
（形状転写フィルム２０の構成）
図４は、形状転写フィルム２０の積層構造を示す断面拡大図である。
【００２１】
同図に示すように形状転写フィルム２０は、第１フィルム２１と緩衝層２２と第２フィルム２３と導電膜２４とからなる。第１フィルム２１と第２フィルム２３は、それぞれ可撓性を有する薄くて破れにくいフィルムが用いられる。このような条件を満たす素材として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等が使用される。それぞれのフィルムの厚さは、１μｍ〜１５μｍの範囲に設定され、より望ましくは、２μｍ〜８μｍの厚さに設定される。１μｍ未満であると破れやすく、反対に１５μｍを超えると指紋の微細な凹凸を検出することができなくなるからである。
【００２２】
なお、上記厚さの範囲内であるなら、第１と第２のフィルムの厚さが異なっても構わないし、素材も上述したものであれば必ずしも同一である必要はない。
緩衝層２２は、本実施の形態においては、樹脂フィルム用粘着剤を使用している。この粘着剤として、乾いた後も、第１フィルム２１，第２フィルム２３よりも柔らかいものが使用される必要があり、具体的には、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤のいずれかが用いられる。
【００２３】
また、第２フィルム２３の裏面（センサ基板３０側の面）に形成された導電膜２４は、その表面抵抗が、１ｋΩ／□以下であればよく、金、パラジウム、白金、銅、クロム、ニッケル、チタン、モリブデンなどの金属や、酸化インジウムスズ、酸化スズなどの金属酸化物を用い、真空蒸着法もしくはスパッタ法など公知の方法により形成される。
【００２４】
図５は、指紋センサ１の形状転写フィルム２０表面を、指先７０で押圧したときの様子を示す断面図である。指紋の隆線７１に応じて形状転写フィルム２０が変形し、導電膜２４が導電接触板６３１に接触する。上述したようにこの導電接触板６３１は、対応するＴＦＴ６３０のソース電極に接続されていると共に、当該ＴＦＴ６３０のドレイン電極とゲート電極は、それぞれ走査電極線６１０、６２０を介して外部装置から所定の電圧が印加されており、他方、導電膜２４は抵抗Ｒを介して接地されているため、上記導電膜２４と導電接触板６３１の接触により、ドレイン電極とソース電極間に電流が流れ、スイッチｏｎの状態となる。
【００２５】
不図示の検出装置本体により、走査電極線６１０，６２０を順に走査して通電状態となったＴＦＴ６３０を検出し、指紋パターンを再現する。なお、このようなデータ処理の内容については既に公知であり、本発明の要旨とするところではないので、説明を省略する。
（形状転写フィルム２０の実施例）
以下、形状転写フィルム２０の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
▲１▼構成
第１フィルム２１ 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層２２ 厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム２３ 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
導電膜２４ 厚さ０．２μｍのパラジウム層
▲２▼製造方法
４．５μｍのＰＥＮフィルムの一方の面に、補強材として、表面に微粘着剤を有する厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた後、スパッタ法によりＰＥＮフィルムの表面全体に厚さ０．２μｍにパラジウムを堆積して導電膜を形成する。このスパッタリングは、Ａｒ雰囲気中の動作圧０．２５Ｐａで投入電圧３Ｗ／ｃｍ^２の条件で行った。次にパラジウムの導電膜を保護するため、当該面に自己粘着層を有するポリエチレンフィルムを貼り付けた後、反対側の面に貼り付けていたＰＥＴフィルムを剥離した。
【００２６】
一方、他の４．５μｍのＰＥＮフィルムの一方の面に、同じく、補強材として、表面に微粘着剤を有する厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた後、公知のコーティング処理によりＰＥＮフィルム表面に厚さ５μｍのアクリル系粘着剤を塗布し、上記導電膜を形成したＰＥＮフィルムの当該導電膜と反対側の面に貼り付けた。
【００２７】
その後、補強材のＰＥＴフィルムをＰＥＮフィルムから剥離し、ステンレス板からなるフレーム１０の片方の面に粘着剤を塗布し、上記ＰＥＮフィルムを貼り付けた後、導電膜を保護していたポリエチレンフィルムを剥離した。
フィルムの厚さなどを除き上記製造方法は、各実施例に共通なので、以下の実施例２〜４においては構成のみ記する。
（実施例２）
第１フィルム２１ 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層２２ 厚さ１０μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム２３ 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
導電膜２４ 厚さ０．２μｍのパラジウム層
（実施例３）
第１フィルム２１ 厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層２２ 厚さ１５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム２３ 厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
導電膜２４ 厚さ０．２μｍのパラジウム層
（実施例４）
第１フィルム２１ 厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層２２ 厚さ２５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム２３ 厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
導電膜２４ 厚さ０．２μｍのパラジウム層
また、本発明の実施例の効果を示すため以下に示す比較例１〜４の形状転写フィルムを作成した。なお、比較例１〜３は、従来通り１枚のフィルムだけを使用したものであり、比較例４は、２枚のフィルムを粘着剤を使用せずにそのまま重ねただけのものである。
【００２８】
（比較例１）
▲１▼構成
フィルム 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
導電膜 厚さ０．２μｍのパラジウム層
▲２▼製造方法
４．５μｍのＰＥＮフィルムの一方の面に、補強材として、表面に微粘着剤を有する厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた後、スパッタ法によりＰＥＮフィルムの表面全体に厚さ０．２μｍにパラジウムを堆積して導電膜を形成する。このスパッタリングは、Ａｒ雰囲気中の動作圧０．２５Ｐａで投入電圧３Ｗ／ｃｍ^２の条件で行った。次にパラジウムの導電膜を保護するため、当該面に自己粘着層を有するポリエチレンフィルムを貼り付けた後、反対側の面に貼り付けていたＰＥＴフィルムを剥離した。
【００２９】
その後、補強材のＰＥＴフィルムをＰＥＮフィルムから剥離し、ステンレス板からなるフレーム１０の片方の面に粘着剤を塗布し、上記ＰＥＮフィルムを貼り付けた後、導電膜を保護していたポリエチレンフィルムを剥離した。
この製造方法は、各比較例で共通のため以下構成のみ記する。
（比較例２）
フィルム 厚さ６μｍのＰＥＮフィルム
導電膜 厚さ０．２μｍのパラジウム層
（比較例３）
フィルム 厚さ１２μｍのＰＥＮフィルム
導電膜 厚さ０．２μｍのパラジウム層
（比較例４）
フィルム▲１▼ 厚さ４．５μｍのＰＥＮフィルム
導電膜 厚さ０．２μｍのパラジウム層
フィルム▲２▼
（フィルム▲１▼に比較例１と同様な方法で導電膜を形成した後、フィルム▲２▼を導電膜と反対の面に重ねた。粘着剤不使用）
そして、上記実施例１〜４および比較例１〜４について、腰の強さと指紋検出精度について評価を行ったところ、次の表１のような結果を得た。
【００３０】
【表１】

【００３１】
ここで、腰の強さの評価は、株式会社東洋精機製作所製の「ループステフネステスタ」（商品名・登録商標）を使用してなされた。この測定器の測定原理は、所定幅のフィルムで一定長さループを形成し、そのループの直径方向にロッドを押し込んでいって、どのぐらいの力を加えれば、当該ループを規定の距離だけ押し込めるかを測定するものである。したがって、ループを潰すために加えた力（ｍｇｆ）が大きいほど腰が強いと言える。本実験では、測定条件を、ループ長６０ｍｍ、押し込み速度３．５ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み距離１５ｍｍとした。
【００３２】
また、指紋の検出精度は視認により確認し、検出された指紋パターンをモニターで再生し、その指紋の隆線が明確なものを良好（○）と判断し、隣接する隆線との境界が分かりにくいものを（×）と評価している。
表１を見ても分かるように、実施例１〜４の全てにおいて指紋検出精度が良好で、腰の強さが従来の構成における比較例１，２に比べてほぼ２０倍以上となる好結果が得られた。
【００３３】
また、１枚のフィルムでは指紋検出の限界に近い厚さ１２μｍのフィルムを使用した比較例３に対しても、実施例１〜４の腰の強さは２倍以上となっている。特に、２枚の厚さ６μｍのＰＥＮフィルムを厚さ２５μｍの粘着剤で張り合わせた実施例４の例に到っては、２枚のＰＥＮフィルムを合わせた厚さが、比較例３の１枚のＰＥＮフィルムの厚さ１２μｍと同じなのにも関わらず、その腰の強さが当該比較例３の実に１０倍を超えている。
【００３４】
その一方で、２枚の４．５μｍのＰＥＮフィルムを重ねただけの比較例４は、指紋検出精度が不良であるのみならず、同じ厚さのＰＥＮフィルムを粘着剤を介して貼り付けた実施例１に比べ腰の強さが圧倒的に低い。
以上の実験結果から、２枚のフィルムの間に介在する粘着層が腰の強さと検出精度に大きく貢献していることが分かる。
【００３５】
これは、次のような理由によるものと思われる。
▲１▼腰の強さについて
実施例１〜４の場合、粘着剤により２枚のフィルムが相互に補強し合うことができるので、腰が強くなる。単に２枚重ねただけでは、重ねあった表面で相互に滑るので補強効果が弱い。また、粘着剤を介して貼り合わされた２枚のフィルム方が、そのフィルムの厚さの和と同じ厚さの１枚のフィルムに対して腰が強くなるのは、もちろん粘着剤自身の腰の強さも加わることにも起因するが、それ以上に２枚のフィルム間の距離が大きくなるため、一方のフィルムに加えられた曲げモーメントに対する他方のフィルムによる反力のモーメントが増すためであると考えられる。
【００３６】
▲２▼指紋検出精度について
本実施の形態のように粘着剤を介して２枚重ねした形状転写フィルム２０の全体の厚さはかなり大きくなるが、それでも指紋を良好に検出できるのは、緩衝層２２が、第１フィルム２１より柔らかく、かつ、第１と第２のフィルムに固着されているために、第１フィルム２１の変形に追従して自己も変形し、その変形分を下の第２フィルム２３に有効に伝えるためであると考えられる。厚い１枚のフィルムでは、指紋の隆線の押圧に対してそもそも変形が生じにくいし、２枚のフィルムを重ねただけのものは、両フィルム間に介在する空気層が緩衝層とはなり得ても、双方のフィルムを貼り合わせるような粘着性を有しておらず、また、十分な弾性もないので第１フィルム２１の変形を第２フィルム２３に伝えにくい。液体などの流体を緩衝層として用いた場合も同様である。
【００３７】
この原理から、本発明によれば、１枚のフィルムでは指紋検出の限界の厚さ（１５μｍ）であっても、それらを粘着剤を介して重ねることによりある程度の指紋検出が可能とするものである。また、２枚のフィルムより柔らかい素材で、かつそれらのフィルムを密着させる機能を有する素材であれば、上記アクリル系粘着剤やその他の粘着剤に限られず、例えば、ウレタンゴム製の薄いフィルムを２枚のＰＥＮフィルムで挟んで圧着しても同じように良好な結果が得られるものである。
【００３８】
＜変形例＞
なお、本発明の内容は、上記実施の形態に限定されないのは言うまでもなく、以下のような変形例を考えることができる。
（１）指紋センサの形状転写フィルム２０に指を押し当てると、指先の皮脂により指先とシートが密着してべたついたような感触になることがあり、大変不快である。また、他人の指紋が形状転写フィルム２０の表面に残っているのが見えると、心理的な抵抗感が生じる。
【００３９】
これらを避けるため、形状転写フィルム２０の表面をある程度の粗面に仕上げることが望ましい。
一般的にフィルム表面に粗面を形成するためには、エンボス加工やブラスト加工などの方法が公知であるが、本発明のように極めて薄いフィルムに対しては公知のマットコート処理が有効である。
【００４０】
このマットコート処理は、アクリル樹脂などのコーティング材に、アクリル樹脂やポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、シリカなどを素材とするフィラーと呼ばれる粒状物を添加し、これがコーティング材中で均一に分散するように攪拌した後、ローラなどを用いてフィルム表面に均一に塗布して乾燥させる。この際、樹脂層の厚さをフィラー粒状物質の径よりも小さくなるように塗布量を調整すれば、フィラーの一部分がコーティング材の層（樹脂層）よりも突出することになり、これにより一定の粗面が形成される。図６はこのときの形状転写フィルム２０の表面付近の拡大縦断面図である。フィラー８１の一部が樹脂層８０よりも突出しているため、粗面が形成されているのがよく分かる。
【００４１】
したがって、添加するフィラーの径や添加量および樹脂層の厚さを適宜調整することにより所望の表面粗さおよび光沢を得ることができる。
但し、樹脂層をあまり厚くすると指紋の転写性が劣化することになるので、２〜８μｍ程度が望ましく、これに対応してフィラーの径は、３〜１０μｍのものが選択される。もちろん、転写性を良好に維持するため、樹脂層８０と第１フィルム２１の合計の厚さが１５μｍを超えないようにしなければならないのはいうまでもない。
【００４２】
また、図３に示したようにＴＦＴ６３０は、一定のピッチでマトリクス状に形成されており、フィラー８１は、各検出ブロック（走査電極線６１０、６２０で囲まれ、１個のＴＦＴ６３０の配された四角いエリア）に対して少なくとも１個が配される必要がある。
もし、１の検出ブロックに対応してフィラーが１個も配されていなければ、その部分に指紋の隆線が位置しても、指先の表面がその周囲のフィラーに先に触れてしまうので、当該隆線の部分で形状転写フィルム２０を下方に押し下げることができず、導電膜２４への指紋の転写が不良になるからである。
【００４３】
上記実施の形態のような面圧分布検出型の指紋センサにおける検出ブロックのピッチは、例えば、特開平６−２８８８４６号公報においては、１０〜１００μｍ程度に設定されている。１００μｍピッチでは、フィラー密度は、１個／（１００μｍ×１００μｍ）＝１００個／ｍｍ^２以上、１０μｍピッチでは、１０，０００個／ｍｍ^２以上必要である。実際には、１００μｍピッチでは、鮮明な指紋パターンの再生が困難となることから、５０μｍ前後のピッチが使用される。この場合には、フィラー密度は、４００個／ｍｍ^２以上必要となる。また、フィラー密度の上限は、フィラー同士が重なることなく平面に配列される場合であり、使用するフィラー径にもよるが、最大でも１００，０００個／ｍｍ^２以下である。
【００４４】
具体的に、指先が、形状転写フィルム２０の表面へ密着するのを防ぐための必要な表面粗さを実験したところ、Ｒａ０．１μｍ〜２．０μｍの範囲に設定すると使用上特に問題がないということが判明した。また、シート表面に残った指紋が目立たないようにするため、シート表面の光沢度について調べたところ、ＩＴＯ膜などの透明導電層を使用し全体として透明な形状転写フィルム２０については、２０°光沢が１０％〜５０％のとき、また、導電層として金属層を用いた場には、金属光沢があるため、２０°光沢が２０％〜１５０％の範囲内にあるときに指紋の存在が判別しにくかった。
【００４５】
ここで、透明ガラスの表面に対して２０°の角度で光線を入射したときの反射光量ａとし、当該測定対象となる形状転写フィルムの表面に対して２０°の角度で光線を入射したときの反射光量ｂとした場合に、上記２０°光沢は、（ｂ／ａ）×１００％で定義されるものであり、その値が大きいほど光沢度が大きい。
上述の３〜１０μｍのフィラー径を用いて上記表面粗さと２０°光沢の両条件を満足するフィルムのフィラー密度を測定したところ、１，０００〜５０，０００個／ｍｍ^２であった。これらの範囲は、上記指紋検出に支障のないフィラー密度である４００個／ｍｍ^２以上１００，０００個／ｍｍ^２以下の条件を十分満たしている。
【００４６】
なお、上述の条件を満たしながら、指先を形状転写フィルム２０表面で滑らしたときのざらつき感をできるだけ少なくするためには、フィラーはほぼ球状であり、しかもその粒の大きさが揃っている方が望ましい。そのためフィラー径の粒度分布（粒径のばらつき）が、±２μｍ以下のものを使用する方が望ましい。粒度分布がそれを超える場合には、指先に引っかかりを感じてしまうため触感がよくない。
【００４７】
(２）上記実施の形態では、いわゆる面圧力分布検出型の指紋センサについて説明したが、本発明に係る形状転写フィルムは、光学式の指紋センサや静電容量型の指紋センサにも適用可能である。前者の構成は、例えば、特開平１０−２６９３４２号公報に開示されており、後者の構成は、例えば、特開平１１−１５５８３７号公報に開示されている。いずれもフィルムに転写された指紋の凹凸による光反射量もしくは静電容量の変動を検出して指紋パターンを得るものであり、本発明における形状転写フィルム２０を有効に利用できるものである。従来、これらの検出方式においては、指先表面の汗や、屋外での天候（特に雨）などにより誤検出の生じるおそれが高かったが、形状転写フィルム２０をセンサ面と指先との間に介在させることにより使い勝手がよく高い精度で指紋を検出することが可能となる。
【００４８】
但し、これらの光学式や静電容量型の指紋センサに用いられる場合には、導電性を有する必要がないので、導電膜２４は不要である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る形状転写フィルムは、それぞれ１〜１５μｍの厚さを有する第１と第２の可撓性フィルムを、当該第１と第２の可撓性フィルムよりも柔らかな素材からなる緩衝層を介して貼り合わせて構成しているため、第１と第２の可撓性フィルムが相互に補助しあって腰が強くなると共に、第１の可撓性フィルムに生じた変形に追従して緩衝層が容易に変形し、当該緩衝層の変形がさらに第２の可撓性フィルムに伝わって変形させるため、第１の可撓性フィルムに加えられた微細な凹凸形状の変形を第２の可撓性フィルムに効果的に伝えることが可能となり、良好な形状転写性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る指紋センサの斜視図である。
【図２】上記指紋センサの内部構造を示すための分解図である。
【図３】上記指紋センサにおける検出部の回路構成の概略を示す図である。
【図４】上記指紋センサの押圧部に使用される形状転写フィルムの積層構造を示す縦断面図である。
【図５】形状転写フィルムを指紋の隆線部で押圧した状態を示す指紋センサの概略断面図である。
【図６】形状転写フィルムの表面をマットコート処理したとき表面の様子を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 指紋センサ
１０ フレーム
２０ 形状転写フィルム
２１ 第１フィルム
２２ 緩衝層
２３ 第２フィルム
２４ 導電膜
３０ センサ基板
４０ 接続用ケーブル
５０ スペーサ
６０ 検出部
７０ 指先
７１ 隆線
８０ 樹脂層
８１ フィラー

Claims (9)

1. 一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、それぞれ１〜１５μｍの厚さを有する第１と第２の可撓性フィルムを、当該第１と第２の可撓性フィルムよりも柔らかな素材からなる緩衝層を介して貼り合わせてなり、
   前記緩衝層は、粘着剤からなる
   ことを特徴とする形状転写フィルム。
2. 前記緩衝層の厚さは、１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の形状転写フィルム。
3. 前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面が、平均粗さＲａ０．１〜２．０μｍの粗面とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の形状転写フィルム。
4. 前記第２の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面には、導電層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の形状転写フィルム。
5. 前記第１と第２の可撓性フィルムおよび緩衝層と導電層の全てがほぼ透明であり、前記第１の可撓性フィルムの粗面における２０°光沢が、１０％〜５０％の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の形状転写フィルム。
6. 前記第１と第２の可撓性フィルムおよび緩衝層がほぼ透明で、前記導電層が金属光沢を有しており、前記第１の可撓性フィルムの粗面における２０°光沢が、２０％〜１５０％の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の形状転写フィルム。
7. 前記粗面は、粒状物をコーティング材に添加し、これにより前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面をコーティング処理することにより形成されており、
   前記粒状物の平均粒子径が３〜１０μｍであると共に、コーティング処理後の粒子物の分布密度が１，０００〜５０，０００個／ｍｍ^２の範囲内で、ほぼ均一に分散されており、かつ、コーティング処理後のコーティング材の厚さが粒状物の径より小さな値になるように設定されていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の形状転写フィルム。
8. 前記コーティング材に添加される粒状物は、ほぼ球状であり、その粒径のばらつきが、±２μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の形状転写フィルム。
9. 一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、
   それぞれ１〜１５μｍの厚さを有する第１と第２の可撓性フィルムを、当該第１と第２の可撓性フィルムよりも柔らかな素材からなる緩衝層を介して貼り合わせてなると共に、前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面が、平均粗さＲａ０．１〜２．０μｍの粗面とされており、
   前記粗面は、粒状物をコーティング材に添加し、これにより前記第１の可撓性フィルムの前記緩衝層と反対側の面をコーティング処理することにより形成されており、前記粒状物の平均粒子径が３〜１０μｍであると共に、コーティング処理後の粒子物の分布密度が１，０００〜５０，０００個／ｍｍ ^２ の範囲内で、ほぼ均一に分散されており、かつ、コーティング処理後のコーティング材の厚さが粒状物の径より小さな値になるように設定されている
   ことを特徴とする形状転写フィルム。

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