JP5730240B2 - 静電容量センサシートの製造方法及び静電容量センサシート - Google Patents
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Description
本発明は、例えばオーディオ機器や自動車搭載機器等の操作に使用される静電容量センサシートの製造方法及び静電容量センサシートに関するものである。
従来における静電容量センサシートは、図示しないが、対向して粘着する第一、第二の基材を備え、第一の基材に導電性のＸパターン層が、第二の基材に導電性のＹパターン層がそれぞれ形成され、自動車搭載機器に操作手段として設置されており、Ｘパターン層やＹパターン層の選択された箇所に導体であるユーザの指が近接した場合に、静電容量の変化を検出して制御装置に出力することにより、自動車搭載機器の操作に資するよう機能する（特許文献１、２、３、４、５参照）。
第一、第二の基材は、絶縁性を有する基材層と、この基材層の表面に積層される銀ナノワイヤ含有のバインダ樹脂層とを備え、絶縁性の粘着シートにより粘着固定されている。第一、第二の基材は、それぞれ基材層の後部周縁に細長いテール部が突出形成され、このテール部が制御装置に接続される。
第一の基材のバインダ樹脂層は、基材層の表面に、銀ナノワイヤの分散したバインダ樹脂溶液が塗布されて乾燥硬化することにより形成され、Ｘパターン層の一部として形成される。また、第二の基材のバインダ樹脂層は、基材層の表面に、銀ナノワイヤの分散したバインダ樹脂溶液が塗布されて乾燥硬化することにより形成され、Ｙパターン層の一部に形成される。
Ｘパターン層は、第一の基材の基材層の表面Ｙ方向に一列に並ぶ複数のＸ検出電極が所定の間隔でＸ方向に配列され、表面Ｙ方向に並んだ複数のＸ検出電極のうち、末端のＸ検出電極の表面に、導電性を有する引き回しラインが電気的に重ねて接続されており、この引き回しラインが第一の基材のテール部に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。
各Ｘ検出電極は、略ダイヤモンドパターンに形成され、ユーザの指が近接した場合に、静電容量の変化を検出するよう機能する。このようなＸパターン層は、第一の基材のバインダ樹脂層がエッチング加工されることにより複数のＸ検出電極が形成されるとともに、第一の基材の基材層表面に銀ペーストが印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しラインが形成される。
Ｙパターン層は、第二の基材の基材層の表面Ｘ方向に一列に並ぶ複数のＹ検出電極が所定の間隔でＹ方向に配列され、表面Ｘ方向に並んだ複数のＹ検出電極のうち、末端のＹ検出電極の表面に、導電性の引き回しラインが電気的に重ねて接続されており、この引き回しラインがスルーホールを経由してテール部に伸長形成され、制御装置に電気的に導通接続される。
各Ｙ検出電極は、略ダイヤモンドパターンに形成され、ユーザの指が近接した場合に、静電容量の変化を検出する。このようなＹパターン層は、Ｘパターン層同様、第二の基材のバインダ樹脂層がエッチング加工されることにより複数のＹ検出電極が形成されるとともに、第二の基材の基材層表面に銀ペーストが印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しラインが形成される。
従来における静電容量センサシートは、以上のように構成され、バインダ樹脂層に分散した銀ナノワイヤを電気的な導通に利用しているが、バインダ樹脂層の厚いオーバーコートにより、バインダ樹脂層から銀ナノワイヤが十分に突出して露出しなかったり、銀ナノワイヤの表面にバインダ樹脂層のバインダ樹脂が少なからず付着して絶縁性の皮膜を形成する場合がある。この場合にバインダ樹脂層を用いてＸ検出電極やＹ検出電極を単に加工すると、末端のＸ検出電極やＹ検出電極と引き回しラインとの接続部における導通性が悪化し、十分な導電性を確保することができないという問題が生じる。
本発明は上記に鑑みなされたもので、パターン層の少なくとも検出電極と引き回しラインとの接続部における導通性を向上させることのできる静電容量センサシートの製造方法及び静電容量センサシートを提供することを目的としている。
本発明においては上記課題を解決するため、絶縁性を有する基材層に導電性ナノワイヤ含有のバインダ樹脂溶液を塗布し、このバインダ樹脂溶液を乾燥硬化させ、バインダ樹脂層を積層形成してその表面から導電性ナノワイヤを部分的に突出させることにより基材を製造し、この基材を使用して静電容量センサシートを製造する静電容量センサシートの製造方法であって、
基材のバインダ樹脂層を加工して導電性を有するパターン層の複数の検出電極を並べて形成し、この並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置する検出電極を表面エッチング加工処理することにより、列の末端に位置する検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、
基材の基材層に導電材料を印刷して乾燥硬化させることにより、導電性を有するパターン層の引き回しラインを形成し、
パターン層の列の末端に位置する検出電極の表面端部に引き回しラインの端部を重ねて接続するとともに、この接続部には、バインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を接触させることを特徴としている。
基材のバインダ樹脂層を加工して導電性を有するパターン層の複数の検出電極を並べて形成し、この並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置する検出電極を表面エッチング加工処理することにより、列の末端に位置する検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、
基材の基材層に導電材料を印刷して乾燥硬化させることにより、導電性を有するパターン層の引き回しラインを形成し、
パターン層の列の末端に位置する検出電極の表面端部に引き回しラインの端部を重ねて接続するとともに、この接続部には、バインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を接触させることを特徴としている。
なお、表面エッチング加工処理を、ドライエッチング法とウェットエッチング法のいずれかの方法で施すことができる。
また、表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施すことができる。
また、表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施すことができる。
また、本発明においては上記課題を解決するため、絶縁性を有する基材層に導電性のパターン層を形成し、このパターン層の検出電極に導体が接近した場合に静電容量の変化を検出するものであって、
パターン層は、基材層に並べて配列される複数の検出電極と、基材層に印刷されて複数の検出電極に接続される引き回しラインとを含み、複数の検出電極を、基材層に導電性ナノワイヤ含有のバインダ樹脂溶液を塗布するとともに、このバインダ樹脂溶液を乾燥硬化させ、バインダ樹脂層を積層形成してその表面から導電性ナノワイヤを部分的に突出させ、このバインダ樹脂層を加工することにより形成し、
パターン層の並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置して引き回しラインの端部に重ねて接続される検出電極を表面エッチング加工処理することにより、この検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、このバインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を、列の末端に位置する検出電極の表面端部と引き回しラインの端部との接続部に接触させるようにしたことを特徴としている。
パターン層は、基材層に並べて配列される複数の検出電極と、基材層に印刷されて複数の検出電極に接続される引き回しラインとを含み、複数の検出電極を、基材層に導電性ナノワイヤ含有のバインダ樹脂溶液を塗布するとともに、このバインダ樹脂溶液を乾燥硬化させ、バインダ樹脂層を積層形成してその表面から導電性ナノワイヤを部分的に突出させ、このバインダ樹脂層を加工することにより形成し、
パターン層の並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置して引き回しラインの端部に重ねて接続される検出電極を表面エッチング加工処理することにより、この検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、このバインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を、列の末端に位置する検出電極の表面端部と引き回しラインの端部との接続部に接触させるようにしたことを特徴としている。
なお、表面エッチング加工処理を、ドライエッチング法とウェットエッチング法のいずれかの方法で施すことができる。
また、表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施すことができる。
また、表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施すことができる。
さらに、基材層を対向して粘着される一対の基材層とし、一方の基材層にＸパターン層を形成してその複数のＸ検出電極をＸ方向に配列するとともに、他方の基材層にＹパターン層を形成してその複数のＹ検出電極をＹ方向に配列し、Ｘパターン層の複数のＸ検出電極のうち、引き回しラインの端部に重ねて接続される末端のＸ検出電極の表面端部を表面エッチング加工処理し、Ｙパターン層の複数のＹ検出電極のうち、引き回しラインの端部に重ねて接続される末端のＹ検出電極の表面端部を表面エッチング加工処理することも可能である。
ここで、特許請求の範囲における基材や基材層は、一枚でも良いし、複数枚でも良い。バインダ樹脂層は、複数の検出電極に加工される前後に表面の少なくとも一部が表面エッチング加工処理される。また、パターン層は、少なくとも引き回しラインと接続される検出電極の表面端部が表面エッチング加工処理されれば良く、引き回しラインと接続される検出電極の表面やその周縁部が表面エッチング加工処理されても良い。
検出電極の表面端部とは、表面における端を意味し、表面に直交する面の端、いわゆるエッジを意味しない。検出電極は、スペースを効率的に利用できるダイヤモンドパターンが好ましいが、平面円形や矩形、多角形等を特に排除するものではない。さらに、表面エッチング加工処理を実現する方法には、各種のドライエッチング法やウェットエッチング法が該当する。
本発明によれば、引き回しラインの端部と接続される検出電極表面の端部が表面エッチング加工処理されることにより、この検出電極から部分的に突出した導電性ナノワイヤは、突出部に付着した絶縁性のバインダ樹脂が除去されて導電性が確保され、検出電極と引き回しラインとの接続部に補助電極として電気的に接触する。したがって、検出電極と引き回しラインとの接続部における導通性が向上する。
本発明によれば、検出電極の表面から突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、導電性ナノワイヤの露出範囲や数を増大させて補助電極として機能させるので、パターン層の列の末端に位置する検出電極と引き回しラインの端部との接続部における導通性を向上させることができるという効果がある。また、バインダ樹脂溶液の体積を減少させて導電性ナノワイヤの突出部を露出させるのではなく、バインダ樹脂層の表面を表面エッチング加工処理して少なくとも導電性ナノワイヤに付着したバインダ樹脂を除去するので、導電性ナノワイヤの導電性を確実に確保することができる。
また、引き回しラインの端部と重ねて接続される検出電極の表面を表面エッチング加工処理するので、導電性ナノワイヤの露出を防止することができ、導電性ナノワイヤの腐食防止が期待できる。さらに、バインダ樹脂層の表面にプローブを接触させれば、抵抗値の測定も実に容易である。
また、引き回しラインの端部と重ねて接続される検出電極の表面を表面エッチング加工処理するので、導電性ナノワイヤの露出を防止することができ、導電性ナノワイヤの腐食防止が期待できる。さらに、バインダ樹脂層の表面にプローブを接触させれば、抵抗値の測定も実に容易である。
また、請求項２又は５記載の発明によれば、表面エッチング加工にドライエッチング法を採用すれば、エッチング液の排出やマスキング作業の手間を省くことで作業性を向上させることができ、検出電極の微細加工も期待できる。また、ウェットエッチング法を採用すれば、ドライエッチング法に比べて選択比が大きいので、経済性を高めることができる。
また、請求項３又は６記載の発明によれば、表面エッチング加工を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で処理するので、検出電極の不要な損傷を防止し、作業の迅速化を図ることができる。また、プラズマ処理法で処理すれば、検出電極表面の活性効果を高めることができ、微細な処理が容易となり、精密なクリーニングも可能となる。
また、紫外線処理法で処理すれば、紫外線照射装置の構成が他の装置に比べ、相対的に簡易なので、維持管理が容易となり、しかも、検出電極が熱による悪影響を受けるのを防ぐことが可能となる。さらに、コロナ処理法で処理すれば、クリーン性や接着性の向上が期待できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における静電容量センサシートは、図１ないし図８に示すように、対向して粘着する第一、第二の基材１・１Ａに導電性のＸパターン層１０とＹパターン層２０とを形成し、これらのＸ検出電極１１やＹ検出電極２１に指が接近した場合に静電容量の変化を検出するセンサシートであり、Ｘパターン層１０とＹパターン層２０の少なくとも引き回しライン１２・２２と接続されるＸ検出電極１１とＹ検出電極２１とを表面エッチング加工処理することにより、Ｘ検出電極１１やＹ検出電極２１から突出した銀ナノワイヤ４のバインダ樹脂７を除去し、この銀ナノワイヤ４をＸ検出電極１１又はＹ検出電極２１と引き回しライン１２・２２との接続部１３・２３に接触させるようにしている。
第一、第二の基材１・１Ａは、図１、図２、図５に示すように、絶縁性を有する基材層２と、この基材層２の表面に積層されるバインダ樹脂層３とを備え、このバインダ樹脂層３から導電性で低抵抗の銀ナノワイヤ４が突出しており、絶縁性の粘着シート５により重ねて粘着固定される。
第一の基材１は、第二の基材１Ａの下方に位置して対向し、基材層２の後部周縁から細長いテール部６が突出形成されており、このテール部６が制御装置に電気コネクタを介して着脱自在に接続される。第二の基材１Ａは、第二の基材１の上方に位置し、基材層２の後部周縁から細長いテール部６が突出形成されており、このテール部６が制御装置に電気コネクタを介して着脱自在に接続される。
各基材層２は、図２や図３等に示すように、例えば耐熱性や強度に優れるポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート製の透明フィルム等により、横長の平面矩形に形成される。
バインダ樹脂層３は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなり、基材層２の表面に多数の銀ナノワイヤ４を含浸したバインダ樹脂溶液が塗布されて乾燥硬化することにより積層形成され、基材層２に銀ナノワイヤ４を固定するよう機能する。銀ナノワイヤ４は、図３に示すように、乾燥硬化したバインダ樹脂層３の表面から不規則、かつ部分的に一部突出し、この突出部にバインダ樹脂層３のバインダ樹脂７が絶縁性の被膜として付着する。このようなバインダ樹脂層３は、静電容量センサシートの製造時にレーザ加工等がされることにより、Ｘパターン層１０あるいはＹパターン層２０の一部を形成する。
バインダ樹脂層３の積層形成は、導電性極細繊維である銀ナノワイヤ４が分散したバインダ樹脂溶液の塗布が主ではあるが、特に限定されるものではない。例えば、基材層２の全表面に、銀ナノワイヤ４含有の分散液をコーティングして乾燥させ、基材層２の全表面に、銀ナノワイヤ４のネットワークを仮固定した後、この銀ナノワイヤ４を保護するため、銀ナノワイヤ４上に液状の透明絶縁基体原料、具体的には、アクリル樹脂等のバインダ樹脂を塗布し、バインダ樹脂を加熱したり、紫外線や電子線を照射等して硬化させることにより、銀ナノワイヤ４がネットワーク化したバインダ樹脂層３を積層形成することもできる。
粘着シート５は、透明であることが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレートやアクリル樹脂製の透明な基材シートの表裏両面にアクリル樹脂等の透明な粘着材を備えた両面テープ、あるいは基材を有しない（基材レス）粘着テープ等が使用され、相対向する第一、第二の基材１・１Ａの基材層２に挟持された状態でこれらを粘着固定する。
Ｘパターン層１０は、図１、図５、図７に示すように、Ｙ方向に並ぶ複数のＸ検出電極１１と、この複数のＸ検出電極１１用の引き回しライン１２とを備えて形成される。複数のＸ検出電極１１は、第一の基材１の基材層２表面Ｙ方向に一列に並べられるとともに、所定の間隔でＸ方向に配列される。この複数のＸ検出電極１１の大部分は平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成され、列の両末端に位置する残部のＸ検出電極１１がそれぞれ平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。
表面Ｙ方向に並んだ複数のＸ検出電極１１のうち、列の末端のＸ検出電極１１の表面端部には、導電性を有する細長い低抵抗の引き回しライン１２の端部が電気的に重ねて接続され、この引き回しライン１２が第一の基材１のテール部６に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。
このようなＸパターン層１０は、第一の基材１におけるバインダ樹脂層３の加工により導電性を有する複数のＸ検出電極１１が形成されるとともに、第一の基材１の基材層２表面に銀ペースト等の導電材料がスクリーン印刷やグラビア印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しライン１２が形成される。
この場合、複数のＸ検出電極１１のうち、少なくとも引き回しライン１２の端部と接続される末端のＸ検出電極１１の表面端部は、引き回しライン１２との良好な導通性を確保する観点から表面エッチング加工処理される。この表面エッチング加工処理としては、例えばプラズマ処理法、紫外線処理法、コロナ処理法、レーザ処理法、ブラスト処理法等からなるドライエッチング法とウェットエッチング法とがあげられる。
ドライエッチング法とウェットエッチング法とは、いずれの処理方法でも良いが、ウェットエッチング法の場合、エッチング液の排出処理やマスキングが必要になるので、ドライエッチング法の採用が好ましい。このドライエッチング法の中では、不要な損傷を防止し、作業の迅速化を図る観点から、プラズマ処理法、紫外線処理法、コロナ処理法が好適である。
表面エッチング加工処理にドライエッチング法のプラズマ処理法が採用される場合、ダイレクトプラズマと反応性イオンエッチングのいずれでも効果が期待できる。但し、反応性イオンエッチングによれば、処理条件（処理時間）の範囲を広く設定することが可能となる。
プラズマ処理の出力は、０．０１〜０．５Ｗ／ｃｍ２の範囲が好ましい。これは、処理出力が０．０１Ｗ／ｃｍ２未満の場合には、表面エッチング加工の効果が認められず、逆に０．５Ｗ／ｃｍ２を超える場合には、バインダ樹脂層３の銀ナノワイヤ４がダメージを受けて抵抗値が著しく上昇するからである。ここで、Ｗ／ｃｍ２は、処理装置の電極の単位面積当たりの出力である。
プラズマ処理法の処理は、ダイレクトプラズマの場合には３０秒〜５分の処理時間、反応性イオンエッチングの場合には３０秒〜１０分の処理時間で行われることが好ましい。これは、これよりも早い場合には、表面エッチング加工の十分な効果を得ることができず、逆に遅い場合には、バインダ樹脂層３の銀ナノワイヤ４がダメージを受けて抵抗値が著しく上昇するからである。また、プラズマ処理の処理ガスには、酸素、アルゴン、酸素とアルゴンとの混合系、その他が使用される。これらの中では、銀ナノワイヤ４の酸化のおそれを排除できるアルゴンガスの採用が最適である。
紫外線処理法が採用される場合、紫外線照射に使用する光源は、高圧水銀ランプ（波長３６５ｎｍ）ではエネルギが低く、バインダ樹脂層３のオーバーコートの表面エッチング加工処理には適さないので、低圧水銀ランプ（例えば、波長１８５ｎｍや２５４ｎｍ等）を使用することが好ましい。
紫外線の照度は、１０〜３００ｍＷ／ｃｍ２の範囲が良い。これは、紫外線の照度が１０ｍＷ／ｃｍ２未満の場合には、効果が認められず、逆に紫外線の照度が３００ｍＷ／ｃｍ２を超える場合には、バインダ樹脂層３の銀ナノワイヤ４がダメージを受けて抵抗値が著しく上昇したり、基材層２やオーバーコート層が変色（黄変）するおそれがあるからである。
コロナ処理法が採用される場合、処理装置の電極から銀ナノワイヤ４までの距離は１〜１０ｍｍの範囲が望ましい。これは、係る距離が１ｍｍ未満の場合には、銀ナノワイヤ４が損傷して抵抗値が大幅に上昇し、逆に１０ｍｍを超える場合には、十分な効果が期待できないという理由に基づく。また、処理出力は０．２〜２０Ｗ／ｃｍの範囲が良い。これは、処理出力が０．２Ｗ／ｃｍ未満の場合には、効果が期待できず、逆に２０Ｗ／ｃｍを超える場合には、銀ナノワイヤ４が損傷して抵抗値が大幅に上昇するという理由に基づく。Ｗ／ｃｍは、電極の単位長さ当たりの出力である。
コロナ処理に際しては、Ｘパターン層１０を相対的に移動させて複数のＸ検出電極１１に処理を列毎に施すが、この処理は、０．１〜２０ｍ／ｍｉｎの速度で行われることが望ましい。これは、これよりも早い場合には、十分な効果が得られず、逆に遅い場合には、銀ナノワイヤ４がダメージを受けて抵抗値が大幅に上昇するからである。
表面エッチング加工処理として、ウェットエッチング法が採用される場合、バインダ樹脂の成分が水溶性であれば、エッチング液として、水や水溶液を使用することが好ましい。これに対し、バインダ樹脂の成分が非水溶性であれば、バインダ樹脂の溶解度パラメータが近似する有機溶液を用い、材質や厚みに応じ、濃度、浸漬温度、浸漬時間を適宜調整すれば良い。ウェットエッチング法には、ディッピング法、スプレー法、スピン法があるが、最も簡便なディッピング法の採用が最適である。
このような表面エッチング加工処理により、末端のＸ検出電極１１の表面端部から部分的に突出した銀ナノワイヤ４は、突出範囲が増大し、突出部に付着した絶縁性のバインダ樹脂７が除去されて導電性が確保され、末端のＸ検出電極１１と引き回しライン１２との接続部１３に補助電極として電気的に接触する（図８参照）。
Ｙパターン層２０は、図１、図５、図６に示すように、Ｘ方向に並ぶ複数のＹ検出電極２１と、この複数のＹ検出電極２１用の引き回しライン２２とを備えて形成される。複数のＹ検出電極２１は、第一の基材１表面に対向する第二の基材１Ａの表面Ｘ方向に一列に並べられるとともに、所定の間隔でＹ方向に配列される。この複数のＹ検出電極２１の大部分は平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成され、列の末端に位置する残部のＹ検出電極２１が平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。
Ｘ方向に並んだ複数のＹ検出電極２１のうち、末端のＹ検出電極２１の表面端部には、導電性の細長い低抵抗の引き回しライン２２が電気的に重ねて接続される。この引き回しライン２２は、第二の基材１Ａにおける基材層２の表面からスルーホールを経由して裏面である上面に露出する。露出した引き回しライン２２は、テール部６に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。
このようなＹパターン層２０は、第二の基材１Ａにおけるバインダ樹脂層３の加工により導電性を有する複数のＹ検出電極２１が形成されるとともに、第二の基材１Ａの基材層２表面に銀ペースト等の導電材料がスクリーン印刷やグラビア印刷され、乾燥硬化することで複数本の引き回しライン２２が形成される。
この場合、複数のＹ検出電極２１のうち、少なくとも引き回しライン２２の端部と接続される末端のＹ検出電極２１の表面端部は、末端のＸ検出電極１１と同様、引き回しライン２２との良好な導通性を確保する観点から表面エッチング加工処理される。この表面エッチング加工処理により、末端のＹ検出電極２１の表面端部から部分的に突出した銀ナノワイヤ４は、突出範囲が増大し、突出部に付着したバインダ樹脂７が除去されて導電性が確保され、末端のＹ検出電極２１と引き回しライン２２との接続部２３に補助電極として電気的に接触する。
上記構成において、静電容量センサシートを製造する場合には、先ず、第一の基材１を得るため、所定の大きさの基材層２を用意し、この基材層２の全表面に、銀ナノワイヤ４が分散したバインダ樹脂溶液をコータにより塗布して乾燥硬化させることにより、バインダ樹脂層３を積層形成するとともに、このバインダ樹脂層３の表面から銀ナノワイヤ４の一部を不規則に突出させ、第一の基材１を製造する。
バインダ樹脂溶液は、例えば所定の溶剤にバインダ樹脂７を溶解させ、多数の銀ナノワイヤ４を均一に分散させることにより調製することができる。第二の基材１Ａについても、第一の基材１と同様の作業を繰り返して製造する。
次いで、第一の基材１のバインダ樹脂層３を加工してＸパターン層１０の複数のＸ検出電極１１を形成し、末端のＸ検出電極１１の表面端部にプラズマ処理等の表面エッチング加工処理を施して削り（例えば、１０ｎｍ程度削る）、表面端部から部分的に突出した銀ナノワイヤ４の突出部からバインダ樹脂７を除去する。この際、末端のＸ検出電極１１の表面端部以外については、マスキングを要するが、マスキング作業の手間を省き、作業性を向上させたい場合には、複数のＸ検出電極１１の全表面に表面エッチング加工処理を施しても良い。
こうしてバインダ樹脂７を除去したら、第一の基材１の基材層２表面に銀ペースト等を印刷して引き回しライン１２を形成し、この引き回しライン１２の端部を末端のＸ検出電極１１の表面端部に重ねて接続するとともに、この接続部１３に末端のＸ検出電極１１の表面から部分的に突出した銀ナノワイヤ４の突出部を接触させる。
また、上記と同様に、第二の基材１Ａのバインダ樹脂層３を加工してＹパターン層２０の複数のＹ検出電極２１を形成し、末端のＹ検出電極２１の表面端部に表面エッチング加工処理を施して削り（例えば、１０ｎｍ程度削る）、表面から部分的に突出した銀ナノワイヤ４の突出部からバインダ樹脂７を除去する。この際、Ｘパターン層１０と同様にマスキング作業の手間を省き、作業性を向上させるため、複数のＹ検出電極２１の全表面に表面エッチング加工処理を施しても良い。
バインダ樹脂７を除去したら、第二の基材１Ａの基材層２表面に銀ペースト等を印刷して引き回しライン２２を形成し、この引き回しライン２２の端部を末端のＹ検出電極２１の表面端部に重ねて接続するとともに、この接続部２３に末端のＹ検出電極２１の表面から部分的に突出した銀ナノワイヤ４の突出部を接触させる。
このようにして第一、第二の基材１・１Ａの基材層２にＸパターン層１０とＹパターン層２０とを形成したら、これら第一、第二の基材１・１Ａのパターン面を対向させて粘着性の粘着シート５で粘着固定し、第一、第二の基材１・１Ａのうち、少なくとも第二の基材１Ａの露出した上面に透明の保護カバー３０を積層粘着した後、これらに回転可能なローラを圧接摺動して密着させ、所定の大きさにカットすれば、静電容量センサシートを製造することができる。
このような静電容量センサシートは、例えば自動車搭載機器に操作手段として設置され、選択されたＸパターン層１０のＸ検出電極１１あるいはＹパターン層２０のＹ検出電極２１にユーザの指が近接して対向すると、ユーザの指との間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化を検出して制御装置に出力し、自動車搭載機器の操作に資することとなる。
上記によれば、低抵抗の銀ナノワイヤ４の露出範囲や数が増大して補助電極として機能し、この銀ナノワイヤ４が導通性に資するので、末端のＸ検出電極１１やＹ検出電極２１と引き回しライン１２・２２との接続部１３・２３における導通性が悪化したり、接触抵抗値の増大や不安定化を招くおそれが全くない。
また、バインダ樹脂溶液の体積を減少させて銀ナノワイヤ４の突出部を露出等させるのではなく、バインダ樹脂層３の表面を表面エッチング加工処理して少なくとも銀ナノワイヤ４に付着したバインダ樹脂７を除去するので、銀ナノワイヤ４の導電性を確実に確保することができる。また、微細な銀ナノワイヤ４を使用するので、例え静電容量センサシートに透明性が求められる場合にも、何ら悪影響を与えることがない。さらに、バインダ樹脂層３の表面にプローブを接触させれば、抵抗値の測定も実に容易である。
なお、上記実施形態ではバインダ樹脂層３の加工後にＸパターン層１０やＹパターン層２０に表面エッチング加工処理を施したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、バインダ樹脂層３を加工する前に、バインダ樹脂層３の表面に表面エッチング加工処理を施し、その後、バインダ樹脂層３を加工してＸパターン層１０やＹパターン層２０を形成しても良い。
また、上記実施形態では複数のＸ検出電極１１やＹ検出電極２１を単に示したが、複数のＸ検出電極１１間のクリアランスやＹ検出電極２１間のクリアランスを同形のダミーＸ電極とダミーＹ電極とでそれぞれ埋めるようにすれば、エッチングの加工面積を大幅に縮小することができる。この場合、バインダ樹脂７を広範囲に亘って除去する必要が全くなく、製造作業の迅速化や簡素化を図ることができ、しかも、材料等の無駄を削減することができる。
また、必要に応じ、末端のＸ検出電極１１の表面やその周縁部を表面エッチング加工処理しても良いし、全てのＸ検出電極１１の表面やその周縁部を表面エッチング加工処理しても良い。さらに、末端のＹ検出電極２１の表面やその周縁部を表面エッチング加工処理しても良いし、全てのＹ検出電極２１の表面やその周縁部を表面エッチング加工処理することもできる。
次に、本発明の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
試験用の静電容量センサシートを製造してそのパターン層の検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理をプラズマ処理法により施し、表面エッチング加工処理した検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
実施例１
試験用の静電容量センサシートを製造してそのパターン層の検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理をプラズマ処理法により施し、表面エッチング加工処理した検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
試験用の静電容量センサシートは、２０ｃｍ幅の第一、第二の基材を用意し、第一の基材の基材層にＸパターン層を形成し、第一、第二の基材を対向させて粘着性の粘着シートで粘着固定し、第一、第二の基材に回転可能な３０ｃｍ幅のゴムローラを圧接して摺動することにより、第一、第二の基材、及び粘着シートを加圧して密着させた後、所定の大きさにカットして製造した。
各基材層は、透明のポリエチレンテレフタレートフィルムを横長の平面矩形にすることで形成した。バインダ樹脂層は、バインダ樹脂をアクリル樹脂とし、この樹脂に多数の銀ナノワイヤを含有した。また、Ｘパターン層は、第一の基材のバインダ樹脂層をエッチング加工して連続した一本の帯をＹ方向に１２本並べて形成し、この１２本の帯を複数のＸ検出電極とみなし、各Ｘ検出電極の表面両端部に表面エッチング加工処理をそれぞれダイレクトプラズマ処理法により施すとともに、各Ｘ検出電極の表面両端部に銀ペーストの引き回しラインをそれぞれ重ねて印刷することで形成した。
各Ｘ検出電極は、長さ１５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ３０ｎｍの大きさとした。各Ｘ検出電極表面の端部と引き回しラインとの接続面積は、１．８ｍｍ２（０．４×４．５ｍｍ＝１．８ｍｍ２）の大きさとした。また、ダイレクトプラズマ処理法は、処理ガスをアルゴンとし、処理出力０．０２Ｗ／ｃｍ２、処理時間３ｍｉｎの条件で実施した。
ゴムローラは、速度３０ｃｍ／ｓｅｃで１０回圧接して摺動した。このゴムローラの圧接に際しては、３０ｃｍの線幅で５〜１０ｋｇの圧力を作用させた。また、導通性については、先ず、ゴムローラを圧接する前に一対の引き回しライン間の抵抗値（ｋΩ）を測定し、この測定値をＸ検出電極の表面端部と引き回しラインとの接続部における初期抵抗値（ｋΩ）とした。
また、ゴムローラを１０回圧接して摺動した後に一対の引き回しライン間の抵抗値（ｋΩ）を測定し、この測定値をＸ検出電極の表面端部と引き回しラインとの接続部における抵抗値（ｋΩ）とみなした。そして、これらの抵抗値からゴムローラの加圧前後の抵抗値の変化率（％）を求めた。また、測定値から平均値、最大値、最小値、標準偏差を求めた。このようにして導通性を測定したら、その結果を表１にまとめて記載した。
実施例２
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理を紫外線処理法により施し、表面エッチング加工処理したＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理を紫外線処理法により施し、表面エッチング加工処理したＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
試験用の静電容量センサシートは、実施例１と同様の構成に製造した。紫外線処理法は、市販の処理装置を用い、光源を低圧水銀ランプとし、紫外線の照度２００ｍＷ／ｃｍ２、処理時間２ｍｉｎの条件で実施した。
導通性についても実施例１と同様とし、導通性を測定したら、その結果を表２にまとめて記載した。
導通性についても実施例１と同様とし、導通性を測定したら、その結果を表２にまとめて記載した。
実施例３
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理をコロナ処理法により施し、表面エッチング加工処理したＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理をコロナ処理法により施し、表面エッチング加工処理したＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
試験用の静電容量センサシートは、実施例１と同様の構成に製造した。コロナ処理法は、市販の処理装置を用い、出力を６Ｗとし、複数のＸ検出電極の相対的な移動速度６ｍ／ｍｉｎ、処理装置の電極から銀ナノワイヤまでの距離を４ｍｍとする条件で実施した。
導通性についても実施例１と同様とし、導通性を測定したら、その結果を表３にまとめて記載した。
導通性についても実施例１と同様とし、導通性を測定したら、その結果を表３にまとめて記載した。
比較例
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理を施さず、この未処理のＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
静電容量センサシートの構成や導通性については実施例と同様とし、導通性を測定した後、その結果を表４にまとめた。
試験用の静電容量センサシートを製造してそのＸパターン層のＸ検出電極の表面端部に表面エッチング加工処理を施さず、この未処理のＸ検出電極の表面端部に引き回しラインを重ねて接続し、Ｘ検出電極の表面端部と引き回しラインとの導通性を測定した。
静電容量センサシートの構成や導通性については実施例と同様とし、導通性を測定した後、その結果を表４にまとめた。
実施例１、２、３によれば、Ｘ検出電極と引き回しラインとの接続部における導通性が向上したので、きわめて良好な平均値、最大値、最小値、標準偏差を得ることができた。したがって、初期抵抗値の安定や抵抗変化の抑制を実現し、接触抵抗値の増大や不安定化を招くおそれを有効に排除できることが判明した。
これに対し、従来例に相当する比較例によれば、表面エッチング加工処理を施さないので、ゴムローラの圧接摺動にかかわらず、初期抵抗値が安定しないことがあった。また、実施例と比較すると、満足する平均値、最大値、最小値、標準偏差を得ることができなかった。この比較例により、Ｘ検出電極と引き回しラインとの接続部における導通性が悪化し、抵抗値の増大や不安定化を招くことが明らかとなった。
本発明に係る静電容量センサシートの製造方法及び静電容量センサシートは、例えばオーディオ機器、家電機器、携帯情報機器、自動車搭載機器等の分野で使用することができる。
１ 第一の基材（基材）
１Ａ 第二の基材（基材）
２ 基材層
３ バインダ樹脂層
４ 銀ナノワイヤ（導電性ナノワイヤ）
７ バインダ樹脂
１０ Ｘパターン層（パターン層）
１１ Ｘ検出電極（検出電極）
１２ 引き回しライン
１３ 接続部
２０ Ｙパターン層（パターン層）
２１ Ｙ検出電極（検出電極）
２２ 引き回しライン
２３ 接続部
１Ａ 第二の基材（基材）
２ 基材層
３ バインダ樹脂層
４ 銀ナノワイヤ（導電性ナノワイヤ）
７ バインダ樹脂
１０ Ｘパターン層（パターン層）
１１ Ｘ検出電極（検出電極）
１２ 引き回しライン
１３ 接続部
２０ Ｙパターン層（パターン層）
２１ Ｙ検出電極（検出電極）
２２ 引き回しライン
２３ 接続部
Claims (7)
- 絶縁性を有する基材層に導電性ナノワイヤ含有のバインダ樹脂溶液を塗布し、このバインダ樹脂溶液を乾燥硬化させ、バインダ樹脂層を積層形成してその表面から導電性ナノワイヤを部分的に突出させることにより基材を製造し、この基材を使用して静電容量センサシートを製造する静電容量センサシートの製造方法であって、
基材のバインダ樹脂層を加工して導電性を有するパターン層の複数の検出電極を並べて形成し、この並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置する検出電極を表面エッチング加工処理することにより、列の末端に位置する検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、
基材の基材層に導電材料を印刷して乾燥硬化させることにより、導電性を有するパターン層の引き回しラインを形成し、
パターン層の列の末端に位置する検出電極の表面端部に引き回しラインの端部を重ねて接続するとともに、この接続部には、バインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を接触させることを特徴とする静電容量センサシートの製造方法。 - 表面エッチング加工処理を、ドライエッチング法とウェットエッチング法のいずれかの方法で施す請求項１記載の静電容量センサシートの製造方法。
- 表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施す請求項１記載の静電容量センサシートの製造方法。
- 絶縁性を有する基材層に導電性のパターン層を形成し、このパターン層の検出電極に導体が接近した場合に静電容量の変化を検出する静電容量センサシートであって、
パターン層は、基材層に並べて配列される複数の検出電極と、基材層に印刷されて複数の検出電極に接続される引き回しラインとを含み、複数の検出電極を、基材層に導電性ナノワイヤ含有のバインダ樹脂溶液を塗布するとともに、このバインダ樹脂溶液を乾燥硬化させ、バインダ樹脂層を積層形成してその表面から導電性ナノワイヤを部分的に突出させ、このバインダ樹脂層を加工することにより形成し、
パターン層の並んだ複数の検出電極のうち、列の末端に位置して引き回しラインの端部に重ねて接続される検出電極を表面エッチング加工処理することにより、この検出電極の表面から部分的に突出した導電性ナノワイヤの突出部におけるバインダ樹脂を除去し、このバインダ樹脂が除去された導電性ナノワイヤの突出部を、列の末端に位置する検出電極の表面端部と引き回しラインの端部との接続部に接触させるようにしたことを特徴とする静電容量センサシート。 - 表面エッチング加工処理を、ドライエッチング法とウェットエッチング法のいずれかの方法で施すようにした請求項４記載の静電容量センサシート。
- 表面エッチング加工処理を、プラズマ処理法、紫外線処理法、又はコロナ処理法で施すようにした請求項４記載の静電容量センサシート。
- 基材層を対向して粘着される一対の基材層とし、一方の基材層にＸパターン層を形成してその複数のＸ検出電極をＸ方向に配列するとともに、他方の基材層にＹパターン層を形成してその複数のＹ検出電極をＹ方向に配列し、Ｘパターン層の複数のＸ検出電極のうち、引き回しラインの端部に重ねて接続される末端のＸ検出電極の表面端部を表面エッチング加工処理し、Ｙパターン層の複数のＹ検出電極のうち、引き回しラインの端部に重ねて接続される末端のＹ検出電極の表面端部を表面エッチング加工処理するようにした請求項４、５、又は６記載の静電容量センサシート。
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