WO2014045541A1 - 静電容量式センサ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a capacitance type sensor that detects the position of an object to be detected based on a change in capacitance of an electrode.
- This capacitance type sensor includes an X electrode arranged in the X direction and a Y electrode intersecting with the X electrode. Since the capacitance changes when the object to be detected comes close to the X electrode and Y electrode, the proximity position of the object to be detected is specified by detecting the pair of the X electrode and Y electrode whose capacitance has changed. it can.
- the plurality of X electrodes and Y electrodes are connected to a detection IC or the like for detecting a change in capacitance through a routing wiring.
- the capacitance of the routing wiring changes, and the proximity position of the detected object may be erroneously detected. Therefore, in the electrostatic capacitance sensor of Patent Document 1, a shield member is provided as an electrostatic protection means in a region where the routing wiring is arranged, and the change in the capacitance of the routing wiring is minimized.
- the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost of the capacitive sensor increases. Further, when the step is increased by the shield member, peeling or the like is likely to occur in the manufacturing process, and the yield and productivity of the capacitive sensor may be reduced.
- the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a capacitive sensor that can prevent erroneous detection of an object to be detected, suppress manufacturing costs, and improve yield and productivity. To do.
- the capacitance type sensor of the present invention includes a plurality of conductive portions whose capacitance changes when a detection object approaches, an insulating portion that insulates the plurality of conductive portions from each other, and the plurality of conductive portions.
- a plurality of routing wirings connecting the detection circuit for detecting a change in capacitance and the plurality of conductive parts, and the routing wirings are provided so as to overlap the routing wirings, And a conductive shield part that suppresses a change in capacitance, wherein the conductive part, the insulating part, and the shield part are formed of a single functional film.
- the conductive shield portion is formed so as to overlap the routing wiring, it is possible to prevent erroneous detection due to the proximity of the detected object to the routing wiring.
- the conductive portion and the shield portion are formed at the same time, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the capacitive sensor can be suppressed.
- the conductive portion, the insulating portion, and the shield portion are realized by a single functional film, no step is generated in the conductive portion, the insulating portion, and the shield portion. Therefore, peeling in the manufacturing process can be prevented, and the yield and productivity of the capacitive sensor can be improved. Further, even when the sensor is made of a flexible material, peeling due to deformation can be prevented.
- the insulating portion may be formed by losing conductivity of a part of the functional film having conductivity.
- the functional film may contain PEDOT (polyethylenedioxythiophene). According to this configuration, the conductive portion, the insulating portion, and the shield portion can be appropriately formed with a single functional film.
- the present invention it is possible to provide a capacitive sensor that can prevent erroneous detection of an object to be detected, reduce manufacturing costs, and improve yield and productivity.
- FIG. 4A and 4B show a substrate used for manufacturing a capacitive sensor
- FIGS. 4C and 4D show a state in which a functional film is formed on the substrate
- FIGS. 4E and 4F show a conductive part, A mode that the insulation part and the shield part were formed is shown.
- FIG. 5A and 5B show a state where an insulating film is formed
- FIGS. 5C and 5D show a state where a routing wiring is formed
- FIG. 5E shows a state where a decoration pattern is added to the substrate. Show.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outer shape of a capacitive sensor according to the present embodiment
- FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an electrode configuration of the capacitive sensor according to the present embodiment
- FIG. 3 is a circuit block diagram of the capacitive sensor according to the present embodiment.
- the capacitive sensor 1 includes a sensor main body 11 and a flexible printed circuit board 12 connected to the outer periphery of the sensor main body 11.
- the sensor main body 11 includes a substrate 111 that forms the outer shape of the sensor main body 11.
- the substrate 111 is formed of a light-transmitting resin and is curved into a curved surface shape (FIG. 1).
- a plurality of conductive portions 112a functioning as detection electrodes of the capacitive sensor 1 are arranged in a stripe pattern on one main surface (a surface on the back side of the substrate 111 in FIG. 1) 111a of the substrate 111.
- the plurality of conductive portions 112a are all formed so that the planar shape is substantially rectangular, and are arranged substantially parallel to each other so that the distance between the adjacent conductive portions 112a is constant.
- Each conductive part 112a has conductivity and is insulated from each other by an insulating part 112b.
- the conductive portion 112a and the insulating portion 112b have a light-transmitting property so that a display of a display device (not shown) that is used in an overlapping manner with the capacitive sensor 1 can be visually recognized.
- a detected object such as a fingertip comes close to the conductive portion 112a, the capacitance of the conductive portion 112a changes. By utilizing this, the proximity position of the detection target can be specified.
- a conductive shield portion 112c is formed in a region around the plurality of conductive portions 112a.
- An insulating film 114 that covers the shield portion 112c is provided in a region that overlaps the shield portion 112c, and a plurality of routing wirings 115 are formed on the surface of the insulating film 114. That is, the shield 112c and the routing wiring 115 are provided so as to overlap.
- One end of the routing wiring 115 is connected to one of both ends of the conductive portion 112a, and the other end of the routing wiring 115 is connected to a wiring (not shown) provided on the flexible printed circuit board 12. Yes.
- the shield portion 112c has a function as an electrostatic protection means for suppressing a change in the capacitance of the routing wiring 115 due to the proximity of the detection object.
- the plurality of conductive portions 112a, insulating portions 112b, and shield portions 112c are configured by a single functional film 112.
- the plurality of conductive portions 112a serving as the electrodes of the capacitive sensor 1, the shield portion 112c for suppressing the change in the capacitance of the routing wiring 115, and the plurality of conductive portions 112a and the shield portion 112c are mutually connected.
- the insulating portion 112b that insulates with the single functional film 112 no step is generated in the edge portions of the conductive portion 112a and the shield portion 112c. For this reason, the transmittance of the conductive portion 112a is not significantly reduced as in the case of pattern processing by etching, and peeling from the edge portions of the conductive portion 112a and the shield portion 112c can be prevented.
- the functional film 112 is formed using, for example, a conductive transparent resin such as PEDOT (polyethylenedioxythiophene).
- PEDOT polyethylenedioxythiophene
- PEDOT has a feature that it is insulated when it is overoxidized. For this reason, by partially peroxidizing the functional film 112 containing PEDOT, the conductive portion 112a, the insulating portion 112b, and the shield portion 112c can be formed separately without using a method such as etching.
- each conductive portion 112a are connected to the wiring provided on the flexible printed circuit board 12 through the routing wiring 115.
- the flexible printed circuit board 12 is equipped with a detection IC (detection circuit) 13 for detecting a change in the capacitance of the conductive portion 112a and a microprocessor 14 for processing a detection signal output from the detection IC 13.
- the change in the capacitance of the conductive portion 112a is detected as an electrical signal by the detection IC 13.
- the detection result of the detection IC 13 is input to the microprocessor 14 for signal processing.
- the signal processed by the microprocessor 14 is input to the external device 2 at the subsequent stage.
- the capacitance of the conductive portion 112a changes.
- the change in capacitance is greatest at the conductive portion 112a closest to the detection target in the arrangement direction of the conductive portions 112a (the direction perpendicular to the longitudinal direction of the conductive portions 112a).
- the change of the electrostatic capacitance of the plurality of conductive parts 112a is detected by the detection IC 13 and compared by the microprocessor 14, whereby the position of the detected object in the arrangement direction of the conductive parts 112a can be specified.
- the position of the detected object can be specified from the ratio of the change in capacitance of the two adjacent conductive parts 112a.
- the position of the detection object in the longitudinal direction of the conductive portion 112a is specified using the electrical resistance of the conductive portion 112a.
- Lead wires 115 are connected to both ends of the conductive portion 112a, respectively, and the capacitance of the conductive portion 112a can be detected from both ends. Since the conductive portion 112a has a predetermined electric resistance, the ratio of the detection amounts detected at both ends of the conductive portion 112a varies depending on the position of the detection target. For this reason, the position of the detected object can be specified based on the ratio of the detection amounts detected at both ends of the conductive portion 112a.
- the signal including the position information of the detection object output from the microprocessor 14 is arbitrarily used in the external device 2 at the subsequent stage.
- the capacitive sensor 1 of the present embodiment has a shield portion 112c that overlaps the routing wiring 115 on the substrate 111 side of the routing wiring 115. For this reason, even if the detected object is brought close to the routing wiring 115 from the front side of the substrate 111 (the front side of the substrate 111 in FIG. 1, the main surface side opposite to the one-side main surface 111a), the influence of the detected object is the shield portion. It is shielded by 112c and does not reach the routing wiring 115. Therefore, it is possible to prevent the erroneous detection by suppressing the change in the capacitance of the routing wiring 115 due to the proximity of the detection object.
- FIG. 4A is a schematic plan view showing a substrate 111 used for manufacturing the capacitive sensor 1
- FIG. 4B is a sectional view taken along the line IVB-IVB in FIG. 4A.
- a substrate 111 that constitutes the outer shape of the sensor body 11 is prepared.
- the substrate 111 is made of a light-transmitting resin such as PET, acrylic, or polycarbonate, and can be bent into a curved surface.
- the functional film 112 to be the conductive portion 112a, the insulating portion 112b, and the shield portion 112c is formed on the one-side main surface 111a of the substrate 111.
- 4C is a schematic plan view showing a state in which the functional film 112 is formed on the substrate 111.
- FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line IVD-IVD in FIG. 4C.
- the functional film 112 is formed by, for example, applying an aqueous solution of PEDOT / PSS (polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid).
- the functional film 112 containing PEDOT thus formed has both conductivity and translucency.
- PEDOT contained in the functional film 112 is represented by the following formula (1).
- FIG. 4E is a schematic plan view showing a state in which the conductive portion 112a, the insulating portion 112b, and the shield portion 112c are formed
- FIG. 4F is a sectional view taken along the arrow IVF-IVF in FIG. 4E.
- a desired region of the functional film 112 is selectively peroxidized by, for example, mask arrangement, and a plurality of conductive portions 112a, insulating portions 112b, and shield portions are formed.
- 112c is formed.
- the substrate 111 is in a state in which the single functional layer 112 having the plurality of conductive portions 112a, the insulating portions 112b, and the shield portions 112c is provided on the one-side main surface 111a.
- FIG. 5A is a schematic plan view showing a state where the insulating film 114 is formed
- FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG. 5A.
- the insulating film 114 is formed, for example, by patterning an insulating film (not shown) formed using an insulating inorganic material or organic material by a method such as etching.
- the insulating film 114 covers at least the surface of the shield part 112c, but the conductive part 112a is maintained in an exposed state.
- FIG. 5C is a schematic plan view showing a state in which the routing wiring 115 is formed
- FIG. 5D is a cross-sectional view taken along arrow VD-VD in FIG. 5C.
- the routing wiring 115 is formed by a method such as screen printing or vapor deposition using a material such as gold, silver, copper, aluminum, molybdenum, or carbon. Further, the routing wiring 115 is formed so that one end thereof is in contact with the conductive portion 112 a and most of the remaining portion overlaps the insulating film 114. That is, a part of the routing wiring 115 overlaps the shield part 112 c in a direction perpendicular to the one-side main surface 111 a of the substrate 111.
- Each conductive portion 112a is provided with two routing wires 115 corresponding to both ends in the longitudinal direction of the conductive portion 112a.
- the two routing wirings 115 connected to both ends of each conductive portion 112a are formed so as to be substantially symmetric with respect to a straight line connecting the centers in the longitudinal direction of the plurality of conductive portions 112a. That is, the two routing wirings 115 are formed so as to be substantially line symmetrical with each other.
- the impedances of the two routing wirings 115 connected to the single conductive portion 112a are substantially equal, and the capacitance can be detected from both ends of the single conductive portion 112a under the same conditions. Even if the routing wiring 115 is asymmetric, by providing a difference in the conductivity of the conductive portion 112a and the routing wiring 115, the influence of the asymmetry when detecting the capacitance can be reduced.
- FIG. 5E is a schematic plan view showing a state in which the decoration pattern 116 is added to the substrate 111.
- the decoration pattern 116 is formed on the substrate 111 by a method such as screen printing. With the decorative pattern 116, the routing wiring 115 formed on the substrate 111 is obscured. Thus, the processing of the surface of the substrate 111 is completed.
- the outer shape of the substrate 111 is then deformed by a method such as insert molding. Thereby, the sensor body 11 having an outer shape curved in a curved surface shape is realized (see FIG. 1). Each component such as the functional film 112 and the routing wiring 115 is curved together with the substrate 111.
- the flexible printed board 12 is connected to the sensor main body 11 through HC coating, outer shape processing, or the like (see FIG. 1).
- the capacitive sensor 1 including the single functional film 112 having the plurality of conductive portions 112a, the insulating portions 112b, and the shield portions 112c is manufactured.
- the conductive shield portion 112c is provided so as to overlap the routing wiring 115, erroneous detection due to the proximity of the detection object to the routing wiring 115 is performed. Can be prevented. Further, since the conductive portion 112a and the shield portion 112c are formed simultaneously, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the capacitive sensor 1 can be suppressed. In addition, since the conductive portion 112a, the insulating portion 112b, and the shield portion 112c are realized by a single functional film, there is no step in the conductive portion 112a, the insulating portion 112b, and the shield portion 112c. Therefore, peeling in the manufacturing process can be prevented, and yield and productivity can be improved. Further, even when the sensor is made of a flexible material, peeling due to deformation can be prevented.
- the insulating portion 112b is formed by losing the conductivity of a part of the region of the functional film 112 having conductivity.
- the functional film 112 includes PEDOT (polyethylene dioxythiophene). For this reason, the conductive part 112a, the insulating part 112b, and the shield part 112c can be appropriately formed by the single functional film 112.
- this invention is not limited to description of the said embodiment, It can implement by changing suitably in the aspect in which the effect is exhibited.
- the capacitive sensor in which the conductive portions are arranged in a stripe shape is shown, but the configuration of the conductive portions is not particularly limited.
- two layers of functional films may be provided so as to sandwich an insulating film therebetween, and the longitudinal directions of the conductive portions formed in the respective functional films may be crossed.
- the capacitance type sensor having a curved outer shape is shown, but the capacitance type sensor may have a flat outer shape. In this case, the step of deforming the outer shape of the substrate is not necessary.
- the capacitance type sensor in which the detection IC and the microprocessor are mounted on the flexible printed board is shown. However, the detection IC and the microprocessor may be mounted on the sensor body. Alternatively, it may be provided outside the capacitive sensor.
- the capacitive sensor of the present invention is useful as an input device that performs various inputs based on the contact position of a fingertip, for example.
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Abstract
【課題】被検出体の誤検出を防ぐと共に、製造コストを抑制し、歩留まりや生産性を向上可能な静電容量式センサを提供すること。 【解決手段】被検出体が近接することで静電容量の変化する複数の導電部（１１２ａ）と、複数の導電部を相互に絶縁する絶縁部（１１２ｂ）と、複数の導電部の静電容量の変化を検出する検出回路（１３）と複数の導電部とを接続する複数の引き回し用配線（１１４）と、引き回し用配線と重なるように設けられ、被検出体の近接による引き回し用配線の静電容量の変化を抑制する導電性のシールド部（１１２ｃ）と、を備え、導電部、絶縁部、及びシールド部は、単一の機能膜（１１２）により構成した。
Description
本発明は、電極の静電容量変化に基づいて被検出体の位置検出を行う静電容量式センサに関する。
電極の静電容量変化に基づいて、指先などの被検出体の近接位置を２次元的に検出する静電容量式センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この静電容量式センサは、Ｘ方向に配列されるＸ電極と、Ｘ電極と交差するＹ電極とを備えている。このＸ電極及びＹ電極に被検出体が近接すると、静電容量は変化するので、静電容量の変化したＸ電極とＹ電極との組を検出することで、被検出体の近接位置を特定できる。
上述の静電容量式センサにおいて、複数のＸ電極及びＹ電極は、引き回し用配線を通じて容量変化を検出するための検出用ＩＣなどに接続されている。この引き回し用配線に被検出体が近接すると、引き回し用配線の静電容量が変化し、被検出体の近接位置は誤検出される恐れがある。そこで、特許文献１の静電容量式センサでは、引き回し用配線の配置される領域に静電防護手段としてのシールド部材を設け、引き回し用配線の静電容量の変化を最小限に抑えている。
しかしながら、上述のようなシールド部材を設ける場合、製造工程が煩雑になり静電容量式センサの製造コストが増大してしまう。また、シールド部材によって段差が大きくなると、製造工程においてピーリングなどが生じ易くなり、静電容量式センサの歩留まりや生産性が低下してしまう恐れもある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被検出体の誤検出を防ぐと共に、製造コストを抑制し、歩留まりや生産性を向上可能な静電容量式センサを提供することを目的とする。
本発明の静電容量式センサは、被検出体が近接することで静電容量の変化する複数の導電部と、前記複数の導電部を相互に絶縁する絶縁部と、前記複数の導電部の静電容量の変化を検出する検出回路と前記複数の導電部とを接続する複数の引き回し用配線と、前記引き回し用配線と重なるように設けられ、前記被検出体の近接による前記引き回し用配線の静電容量の変化を抑制する導電性のシールド部と、を備え、前記導電部、前記絶縁部、及び前記シールド部は、単一の機能膜で形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、引き回し用配線と重なるように導電性のシールド部が形成されるので、引き回し用配線への被検出体の近接による誤検出を防止できる。また、導電部とシールド部とが同時に形成されるので、製造工程を簡略化して静電容量式センサの製造コストを抑制できる。また、導電部、絶縁部、及びシールド部を単一の機能膜で実現しているので、導電部、絶縁部、及びシールド部には段差が生じない。よって、製造工程でのピーリングを防止でき、静電容量式センサの歩留まりや生産性を向上可能である。また、センサをフレキブルな材料で構成した場合でも、変形に伴うピーリングを防止できる。
本発明の静電容量式センサにおいて、前記絶縁部は、導電性を有する前記機能膜の一部の領域の導電性を失わせることで形成されても良い。また、前記機能膜は、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を含んでいても良い。この構成によれば、導電部、絶縁部、及びシールド部を、単一の機能膜により適切に形成できる。
本発明によれば、被検出体の誤検出を防ぐと共に、製造コストを抑制し、歩留まりや生産性を向上可能な静電容量式センサを提供できる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る静電容量式センサの構成について説明する。なお、本実施の形態では説明の便宜上、簡略化された静電容量式センサについて説明するが、静電容量式センサに必要な構成は不足なく備えるものとする。また、各図においては、電極などの透明な構成を不透明に表現する場合がある。
図１は、本実施の形態に係る静電容量式センサの外形を示す模式図であり、図２は、本実施の形態に係る静電容量式センサの電極構成を示す平面模式図であり、図３は、本実施の形態に係る静電容量式センサの回路ブロック図である。図１に示すように、静電容量式センサ１は、センサ本体１１と、センサ本体１１の外周部に接続されたフレキシブルプリント基板１２とを有している。
図１及び図２に示すように、センサ本体１１は、センサ本体１１の外形を構成する基板１１１を備えている。基板１１１は、透光性を有する樹脂で形成されており、曲面形状に湾曲されている（図１）。基板１１１の片側主面（図１における基板１１１の裏側の表面）１１１ａには、静電容量式センサ１の検出用電極として機能する複数の導電部１１２ａがストライプ状に配列されている。
複数の導電部１１２ａは、いずれも平面形状が略長方形となるように形成されており、隣接する導電部１１２ａとの間隔が一定となるように互いに略平行に配列されている。各導電部１１２ａは、導電性を有し、絶縁部１１２ｂによって相互に絶縁されている。また、導電部１１２ａ及び絶縁部１１２ｂは透光性を有し、静電容量式センサ１と重ねて使用される表示デバイス（不図示）の表示を視認できるようになっている。この導電部１１２ａに指先などの被検出体（不図示）が近接すると、導電部１１２ａの静電容量は変化する。これを利用して、被検出体の近接位置を特定できる。
複数の導電部１１２ａの周辺の領域には、導電性を有するシールド部１１２ｃが形成されている。シールド部１１２ｃと重なる領域には、シールド部１１２ｃを覆う絶縁膜１１４が設けられており、絶縁膜１１４の表面には、複数の引き回し用配線１１５が形成されている。つまり、シールド部１１２ｃと引き回し用配線１１５とは重なるように設けられている。引き回し用配線１１５の一端部は、導電部１１２ａの両端部のいずれかと接続されており、引き回し用配線１１５の他端部は、フレキシブルプリント基板１２に設けられた配線（不図示）と接続されている。このシールド部１１２ｃには、被検出体の近接による引き回し用配線１１５の静電容量の変化を抑制する静電防護手段としての機能がある。
本実施の形態の静電容量式センサ１において、複数の導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃは、単一の機能膜１１２で構成されている。このように、静電容量式センサ１の電極となる複数の導電部１１２ａと、引き回し用配線１１５の静電容量の変化を抑制するシールド部１１２ｃと、複数の導電部１１２ａ及びシールド部１１２ｃを相互に絶縁する絶縁部１１２ｂとを単一の機能膜１１２で実現することにより、導電部１１２ａやシールド部１１２ｃのエッジ部分に段差が生じることはなくなる。このため、エッチングでパターン加工する場合のように、導電部１１２ａの透過率が大幅に低下することはなく、また、導電部１１２ａやシールド部１１２ｃのエッジ部分からのピーリングも防止できる。
機能膜１１２は、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）などの導電性を有する透明樹脂を用いて形成される。ＰＥＤＯＴは、過酸化処理されると絶縁化されるという特徴を有している。このため、ＰＥＤＯＴを含有する機能膜１１２を部分的に過酸化することで、エッチングなどの方法を用いることなく、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃを作り分けることができる。
上述のように、各導電部１１２ａの両端部は、引き回し用配線１１５を介してフレキシブルプリント基板１２に設けられた配線と接続されている。フレキシブルプリント基板１２には、導電部１１２ａの静電容量の変化を検出する検出用ＩＣ（検出回路）１３、及び検出用ＩＣ１３から出力される検出信号を処理するマイクロプロセッサ１４が搭載されている。
図３に示すように、導電部１１２ａの静電容量の変化は、検出用ＩＣ１３で電気信号として検出される。検出用ＩＣ１３の検出結果は、マイクロプロセッサ１４に入力されて信号処理される。マイクロプロセッサ１４で処理された信号は、後段の外部装置２に入力される。
この静電容量式センサ１のセンサ本体１１に、指先などの被検出体が近接すると、導電部１１２ａの静電容量は変化する。静電容量の変化は、導電部１１２ａの配列方向（導電部１１２ａの長手方向に垂直な方向）において、被検出体に最も近い導電部１１２ａで最大となる。このため、複数の導電部１１２ａの静電容量の変化を検出用ＩＣ１３で検出し、マイクロプロセッサ１４で比較することにより、導電部１１２ａの配列方向における被検出体の位置を特定できる。例えば、隣接する２本の導電部１１２ａの間に被検出体が位置付けられる場合には、隣接する２本の導電部１１２ａの静電容量の変化の比から被検出体の位置を特定できる。
一方、導電部１１２ａの長手方向における被検出体の位置は、導電部１１２ａの電気抵抗を利用して特定される。導電部１１２ａの両端部には、それぞれ、引き回し用配線１１５が接続されており、導電部１１２ａの静電容量は、両端部のいずれからも検出できるようになっている。導電部１１２ａは所定の電気抵抗を有しているので、導電部１１２ａの両端部でそれぞれ検出される検出量の比は、被検出体の位置に応じて変化する。このため、導電部１１２ａの両端部で検出される検出量の比に基づいて、被検出体の位置を特定できる。マイクロプロセッサ１４から出力される被検出体の位置情報を含む信号は、後段の外部装置２で任意に利用される。
なお、本実施の形態の静電容量式センサ１は、引き回し用配線１１５より基板１１１側に、引き回し用配線１１５と重なるシールド部１１２ｃを有している。このため、被検出体が基板１１１の表側（図１における基板１１１の表側、片側主面１１１ａと反対の主面側）から引き回し用配線１１５に近接されても、被検出体の影響はシールド部１１２ｃでシールドされて引き回し用配線１１５には及ばない。よって、被検出体の近接による引き回し用配線１１５の静電容量変化を抑制して、誤検出を防止できる。
図４及び図５を参照して、本実施の形態に係る静電容量式センサ１の製造方法を説明する。図４Ａは、静電容量式センサ１の製造に用いられる基板１１１を示す平面模式図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ矢視断面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施の形態に係る静電容量式センサの製造方法では、まず、センサ本体１１の外形を構成する基板１１１を用意する。基板１１１は、例えば、ＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどの透光性を有する樹脂によって形成されており、曲面形状に湾曲可能となっている。
この基板１１１の片側主面１１１ａに、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃとなる機能膜１１２を形成する。図４Ｃは、基板１１１に機能膜１１２が形成された様子を示す平面模式図であり、図４Ｄは、図４ＣのＩＶＤ－ＩＶＤ矢視断面図である。機能膜１１２は、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸）の水溶液を塗布することで形成される。このようにして形成されるＰＥＤＯＴを含有する機能膜１１２は、導電性と透光性とを併せ備えている。
ここで、機能膜１１２に含有されるＰＥＤＯＴは、下記式（１）で表される。
このＰＥＤＯＴを過酸化すると、下記式（２）のようなチオフェン環の開環反応が生じて絶縁化される。このため、ＰＥＤＯＴを含有する機能膜１１２を過酸化することにより、機能膜１１２を絶縁化できる。
図４Ｅは、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃが形成された様子を示す平面模式図であり、図４Ｆは、図４ＥのＩＶＦ－ＩＶＦ矢視断面図である。基板１１１の片側主面１１１ａに機能膜１１２が形成された後には、機能膜１１２の所望領域を、例えば、マスク配置により選択的に過酸化させ、複数の導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ及びシールド部１１２ｃを形成する。これにより、基板１１１は、複数の導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃを有する単一の機能層１１２が片側主面１１１ａに設けられた状態となる。
機能層１１２にシールド部１１２ｃを形成した後には、シールド部１１２ｃを覆う絶縁膜１１４を形成する。図５Ａは、絶縁膜１１４が形成された様子を示す平面模式図であり、図５Ｂは、図５ＡのＶＢ－ＶＢ矢視断面図である。絶縁膜１１４は、例えば、絶縁性の無機材料や有機材料を用いて形成された絶縁膜（不図示）を、エッチングなどの方法でパターン加工することにより形成される。この絶縁膜１１４で少なくともシールド部１１２ｃの表面は覆われるが、導電部１１２ａは露出された状態に維持される。
次に、導電部１１２ａと接続される引き回し用配線１１５を形成する。図５Ｃは、引き回し用配線１１５が形成された様子を示す平面模式図であり、図５Ｄは、図５ＣのＶＤ－ＶＤ矢視断面図である。引き回し用配線１１５は、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、カーボンなどの材料を用いて、スクリーン印刷、蒸着などの方法で形成される。また、引き回し用配線１１５は、一端が導電部１１２ａと接触し、残りの大部分は絶縁膜１１４と重なるように形成される。つまり、引き回し用配線１１５の一部は、基板１１１の片側主面１１１ａに垂直な方向においてシールド部１１２ｃと重なる。
各導電部１１２ａには、導電部１１２ａの長手方向の両端部に対応して、それぞれ２本の引き回し用配線１１５が設けられる。各導電部１１２ａの両端部に接続される２本の引き回し用配線１１５は、複数の導電部１１２ａの長手方向の中心を結ぶ直線に対して略対称となるように形成される。つまり、２本の引き回し用配線１１５は、互いに略線対称となるように形成される。その結果、１本の導電部１１２ａに接続される２本の引き回し用配線１１５のインピーダンスは略等しくなり、１本の導電部１１２ａの両端部から同じ条件で静電容量を検出できる。なお、引き回し用配線１１５が非対称であっても、導電部１１２ａや引き回し用配線１１５の導電性に差を設けることで、静電容量を検出する際の非対称の影響を小さくできる。
その後、基板１１１の引き回し用配線１１５が形成された領域を加飾する。図５Ｅは、基板１１１に加飾パターン１１６が追加された様子を示す平面模式図である。この工程では、スクリーン印刷などの方法で基板１１１に加飾パターン１１６が形成される。加飾パターン１１６により、基板１１１に形成された引き回し用配線１１５は覆い隠される。以上により、基板１１１の表面の加工が終了する。
基板１１１の表面の加工が終了すると、次に、インサート成形などの方法で基板１１１の外形を変形させる。これにより、曲面状に湾曲された外形形状を有するセンサ本体１１が実現される（図１参照）。機能膜１１２や引き回し用配線１１５などの各構成は、基板１１１と共に湾曲される。
センサ本体１１の外形形状が形成された後には、ＨＣ塗工や外形加工など経て、センサ本体１１にフレキシブルプリント基板１２が接続される（図１参照）。以上の工程により、複数の導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃを有する単一の機能膜１１２を備えた静電容量式センサ１が製造される。
本実施の形態に係る静電容量式センサ１では、引き回し用配線１１５と重なるように導電性のシールド部１１２ｃが設けられているので、引き回し用配線１１５への被検出体の近接による誤検出を防止できる。また、導電部１１２ａとシールド部１１２ｃとが同時に形成されるので、製造工程を簡略化して静電容量式センサ１の製造コストを抑制できる。また、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃを単一の機能膜で実現しているので、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃには段差が生じない。よって、製造工程でのピーリングを防止でき、歩留まりや生産性を向上可能である。また、センサをフレキブルな材料で構成した場合でも、変形に伴うピーリングを防止できる。
また、本実施の形態に係る静電容量式センサ１において、絶縁部１１２ｂは、導電性を有する機能膜１１２の一部の領域の導電性を失わせることで形成されている。具体的には、機能膜１１２は、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を含んでいる。このため、導電部１１２ａ、絶縁部１１２ｂ、及びシールド部１１２ｃを、単一の機能膜１１２により適切に形成できる。
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施できる。例えば、上記実施の形態においては、導電部がストライプ状に配列された静電容量式センサを示したが、導電部の構成は特に限定されない。例えば、絶縁膜を間に挟むように２層の機能膜を設け、各機能膜に形成される導電部の長手方向が交差するようにしても良い。
また、上記実施の形態においては、湾曲された外形形状を有する静電容量式センサを示しているが、静電容量式センサは平坦な外形を有していても良い。この場合、基板の外形を変形させる工程は不要となる。また、上記実施の形態においては、フレキシブルプリント基板に検出用ＩＣ及びマイクロプロセッサが搭載された静電容量式センサを示しているが、検出用ＩＣ及びマイクロプロセッサはセンサ本体に実装されても良いし、静電容量式センサの外部に設けられても良い。
本発明の静電容量式センサは、例えば、指先などの接触位置に基づいて各種入力を行う入力デバイスとして有用である。
１ 静電容量式センサ
２ 外部装置
１１ センサ本体
１２ フレキシブルプリント基板
１３ 検出用ＩＣ（検出回路）
１４ マイクロプロセッサ
１１１ 基板
１１１ａ 片側主面
１１２ 機能膜
１１２ａ 導電部
１１２ｂ 絶縁部
１１２ｃ シールド部
１１４ 絶縁膜
１１５ 引き回し用配線
１１６ 加飾パターン
２ 外部装置
１１ センサ本体
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１３ 検出用ＩＣ（検出回路）
１４ マイクロプロセッサ
１１１ 基板
１１１ａ 片側主面
１１２ 機能膜
１１２ａ 導電部
１１２ｂ 絶縁部
１１２ｃ シールド部
１１４ 絶縁膜
１１５ 引き回し用配線
１１６ 加飾パターン
Claims (3)
- 被検出体が近接することで静電容量の変化する複数の導電部と、
前記複数の導電部を相互に絶縁する絶縁部と、
前記複数の導電部の静電容量の変化を検出する検出回路と前記複数の導電部とを接続する複数の引き回し用配線と、
前記引き回し用配線と重なるように設けられ、前記被検出体の近接による前記引き回し用配線の静電容量の変化を抑制する導電性のシールド部と、を備え、
前記導電部、前記絶縁部、及び前記シールド部は、単一の機能膜で形成されたことを特徴とする静電容量式センサ。 - 前記絶縁部は、導電性を有する前記機能膜の一部の領域の導電性を失わせることで形成されたことを特徴とする請求項１記載の静電容量式センサ。
- 前記機能膜は、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を含むことを特徴とする請求項２記載の静電容量式センサ。
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2012
- 2012-09-19 JP JP2012205876A patent/JP2015222457A/ja active Pending
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2013
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| JP2008305701A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Gunze Ltd | 透明面状体、透明タッチスイッチ及び透明面状体の製造方法 |
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