WO2015125339A1 - タッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法 - Google Patents

タッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法 Download PDF

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conductive
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    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor including a conductive film, a touch device, and a method for manufacturing the touch sensor.
  • touch sensors are mounted on electronic devices having a small screen such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • a touch sensor having a three-dimensional touch surface has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • substrate may be included.
  • JP 2010-244772 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-154592
  • the distance between the detection electrodes (thickness direction and surface direction) locally changes with the deformation of the conductive film, and the electrical property values (capacitance, electrical resistance) Etc.) was found to occur.
  • the detection electrodes are arranged on both surfaces of the substrate, the non-uniformity of the electrical property values tends to increase.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 do not describe the above-described problems and their solutions. Not mentioned.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and even if the touch surface is a three-dimensional shape, a touch sensor, a touch device, and a touch sensor manufacturing method that can sufficiently ensure in-plane uniformity of sensor sensitivity.
  • the purpose is to provide.
  • a touch sensor includes a substrate, a plurality of detection electrodes provided on at least one surface of the substrate and disposed in a detection region on the at least one surface, and a drawer connected to each of the plurality of detection electrodes.
  • a conductive film having a conductive portion including wiring the substrate is made of a thermoplastic material, the plurality of detection electrodes are each made of a thin metal wire, and the conductive film has at least a part of the detection region.
  • a three-dimensional part constituting a three-dimensional region that is non-planar or curved is formed, and in the three-dimensional part, the conductive portion is provided only on one side of the substrate.
  • the conductive portion is provided only on one side of the substrate in the three-dimensional portion of the conductive film, the distance between the detection electrodes hardly changes even if the substrate is deformed.
  • the substrate is made of a thermoplastic material, and the plurality of detection electrodes are each made of a thin metal wire, the plurality of detection electrodes made of a flexible metal wire is a deformation of the thermoplastic substrate along the surface direction. Deforms almost uniformly and almost uniformly following the above. As a result, even if the touch surface has a three-dimensional shape, fluctuations in the electrical property value due to the detection electrode can be suppressed. In other words, sufficient in-plane uniformity of sensor sensitivity can be ensured.
  • the degree of deformation of the detection electrodes existing on each surface tends to be different. That is, when the relative positions of the detection electrodes are deviated, moire (interference fringes) is generated at a portion where the detection electrodes overlap in plan view, and the visibility of the conductive film is lowered. In particular, it has been found that the influence appears remarkably when the detection electrode is formed of a thin metal wire. According to the present invention, since the distance between the detection electrodes is designed to be short, even when a three-dimensional part is formed, the positional deviation from the design value is reduced, and the visibility deterioration due to moire is suppressed. The effect can also be expected.
  • the one surface is one surface opposite to the touch surface of the touch sensor.
  • the three-dimensional part convex toward the touch surface is formed on the conductive film.
  • the conductive part provided in the three-dimensional part includes a first electrode, an insulating layer, and a second electrode arranged in order from the one side toward the substrate.
  • a protective layer covering the conductive portion is provided on the one surface side of the three-dimensional portion.
  • the lead wiring is formed integrally with the plurality of detection electrodes.
  • the conductive portion is provided on both surfaces of the substrate in at least a part of the detection region excluding the three-dimensional portion.
  • the touch device includes any one of the touch sensors described above and a display provided with the touch sensor on a display screen.
  • the present invention includes a substrate, a plurality of detection electrodes provided on at least one surface of the substrate and disposed in the detection region of the at least one surface, and a conductive line including lead wires respectively connected to the plurality of detection electrodes.
  • the manufacturing method of the touch sensor provided with the electroconductive film which has a part, The 1st process of forming the said electroconductive part comprised with a thin metal wire on the said board
  • the touch sensor, the touch device, and the touch sensor manufacturing method according to the present invention since the conductive portion is provided only on one side of the substrate in the three-dimensional portion of the conductive film, the distance between the detection electrodes even if the substrate is deformed. Hardly changes.
  • the substrate is made of a thermoplastic material, and the plurality of detection electrodes are each made of a thin metal wire, the plurality of detection electrodes made of a flexible metal wire is a deformation of the thermoplastic substrate along the surface direction. Deforms almost uniformly and almost uniformly following the above. As a result, even if the touch surface has a three-dimensional shape, fluctuations in the electrical property value due to the detection electrode can be suppressed. In other words, sufficient in-plane uniformity of sensor sensitivity can be ensured.
  • the degree of deformation of the detection electrodes existing on each surface tends to be different. That is, when the relative positions of the detection electrodes are deviated, moire occurs at a portion where the detection electrodes overlap in plan view, and the visibility of the conductive film is lowered. In particular, it has been found that the influence appears remarkably when the detection electrode is formed of a thin metal wire. According to the present invention, since the distance between the detection electrodes is designed to be short, even when a three-dimensional part is formed, the positional deviation from the design value is reduced, and the visibility deterioration due to moire is suppressed. The effect can also be expected.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. It is a cross-section figure of a conductive film which constitutes a part of touch sensor concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the conductive film shown in FIG. 3.
  • FIG. 5A is a partially enlarged view of the three-dimensional part shown in FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view along the line VB-VB shown in FIG. 5A. It is typical sectional drawing in a flat part and a solid part.
  • 7A and 7B are schematic explanatory diagrams relating to a method for forming a conductive film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the conductive film shown in FIG. 3.
  • FIG. 5A is a partially enlarged view of the three-dimensional part shown in FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view along
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of a conductive film according to a first modification.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of a conductive film according to a second modification. It is a fragmentary sectional view of the conductive film concerning the 3rd modification. It is a cross-section figure of the conductive film which constitutes a part of touch sensor concerning a 2nd embodiment.
  • It is a schematic plan view of the conductive film shown in FIG. 12A is a partially enlarged view of the three-dimensional part shown in FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line XIIB-XIIB shown in FIG. 12A. It is typical sectional drawing in a flat part and a solid part.
  • FIG. 1 is a perspective view of a touch device 10 common to the embodiments, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
  • the touch device 10 includes a display 12 that displays arbitrary visible information, a touch sensor 16 that detects a position in contact with or close to the touch surface 14, and the display 12 and the touch sensor 16.
  • a housing 18 is basically provided.
  • the display device 12 is not particularly limited, and various display methods can be adopted. Suitable examples thereof include a liquid crystal panel, a plasma panel, an organic EL (Electro-Luminescence) panel, and an inorganic EL panel.
  • the touch surface 14 includes a flat surface 20 that is planar and a solid surface 22 that is non-planar or curved.
  • the three-dimensional surface 22 includes three hemispherical surfaces 23, 24, and 25 arranged along the X direction.
  • the touch sensor 16 is electrically connected to the conductive film 30 via a conductive film 30, a cover member 32 laminated on one surface (arrow Z1 direction side) of the conductive film 30, and a cable 34. Connected substrate 36 and a control circuit 38 disposed on substrate 36.
  • the conductive film 30 is adhered to one surface (arrow Z1 direction side) of the display 12 via the adhesive layer 40.
  • the conductive film 30 is disposed on the display screen with the other main surface facing the display 12.
  • the cover member 32 exhibits a function as the touch surface 14 by covering one surface of the conductive film 30.
  • the contact body 42 for example, a finger or a stylus pen
  • the material of the cover member 32 may be glass or a resin film, for example.
  • the cover member 32 may be adhered to one surface of the conductive film 30 in a state where the cover member 32 is coated with silicon oxide or the like. Further, in order to prevent damage due to rubbing or the like, the conductive film 30 and the cover member 32 may be bonded together.
  • the substrate 36 is an electronic substrate having flexibility. In this example, it is fixed to the inner wall of the side surface of the housing 18, but the arrangement position may be variously changed.
  • the control circuit 38 captures a change in capacitance between the contact body 42 and the conductive film 30 when the contact body 42 that is a conductor contacts (or approaches) the touch surface 14, and detects the contact position ( Or the proximity position).
  • FIG. 3 is a cross-sectional structural view of the conductive film 301 constituting a part of the touch sensor 16A according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the conductive film 301 shown in FIG.
  • the conductive film 301 is formed on a flexible substrate 44 (substrate) and at least one surface of the flexible substrate 44 (here, both the first surface 46a and the second surface 46b). And a conductive portion 48. Note that this drawing shows only a portion corresponding to the flat surface 20 of FIG. 1 (flat portion 70 of FIG. 4).
  • the conductive portion 48 formed on the first surface 46a side includes a plurality of upper electrodes 50 and lead wires 54 connected to the upper electrodes 50, respectively.
  • the conductive portion 48 formed on the second surface 46b side includes a plurality of lower electrodes 60 and lead wires 64 connected to the lower electrodes 60, respectively.
  • the upper electrode 50 is a detection electrode on the side closer to the touch surface 14 (FIG. 1) among the pair of electrodes included in the conductive film 301.
  • the lower electrode 60 is a detection electrode on the side far from the touch surface 14 (FIG. 1) among the pair of electrodes provided in the conductive film 301.
  • the upper electrode 50 and the lower electrode 60 are made of fine metal wires, and have a mesh pattern in which many cells having the same or different shapes are combined.
  • the line width of the fine metal wire is preferably from 0.1 ⁇ m to 15 ⁇ m, more preferably from 0.5 ⁇ m to 9 ⁇ m, and still more preferably from 1 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • a metal made of silver, copper, aluminum, gold, molybdenum, or an alloy containing one or more of these may be used as a material of the conductive portion 48.
  • the flexible substrate 44 is made of a thermoplastic material, and is a substrate having insulation and transparency (approximately 85% or higher transmittance).
  • the thickness of the flexible substrate 44 is preferably 20 to 350 ⁇ m, more preferably 30 to 250 ⁇ m, and still more preferably 40 to 200 ⁇ m.
  • thermoplastic material is a material that has the property of softening by heating and solidifying when cooled, and the plasticity is reversibly maintained when cooling and heating are repeated.
  • a resin material having excellent heat resistance, chemical resistance, and electrical insulation under a normal use environment is used.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene, and polyethylene vinyl acetate (EVA) kindss: Vinyl resin;
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • EVA polyethylene vinyl acetate
  • Vinyl resin Vinyl resin
  • PC polycarbonate
  • PC polyamide
  • polyimide acrylic resin
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • an extraction wiring 54 is electrically connected to one end portion of each upper electrode 50 through a connection portion 52.
  • the lead wires 54 formed integrally with the plurality of upper electrodes 50 are routed toward a substantially central portion of one side extending along the Y direction, and are electrically connected to the terminal portion 56.
  • the terminal part 56 is electrically connected to the control circuit 38 (FIG. 3).
  • the plurality of upper electrodes 50 are each composed of a thin metal wire and have a plurality of strip-like patterns extending in the X direction (first direction).
  • the upper electrode 50 has a predetermined width direction dimension toward the Y direction (second direction orthogonal to the first direction), and a plurality of the upper electrodes 50 are arranged along the Y direction.
  • a lead wire 64 is electrically connected to one end portion of each lower electrode 60 through a connection portion 62.
  • the lead wiring 64 formed integrally with the plurality of lower electrodes 60 is routed toward a substantially central portion of one side extending along the X direction and is electrically connected to the terminal portion 66.
  • the terminal part 66 is electrically connected to the control circuit 38 (FIG. 3).
  • the plurality of lower electrodes 60 are each composed of a thin metal wire and have a plurality of strip-like patterns extending in the Y direction (second direction).
  • the lower electrode 60 has a predetermined width direction dimension toward the X direction (first direction), and a plurality of the lower electrodes 60 are arranged side by side along the X direction.
  • a mesh pattern composed of fine metal wires is provided so as to be electrically insulated from each upper electrode 50 (or each lower electrode 60).
  • a dummy electrode (not shown) may be provided. Specifically, the visibility of the touch sensor 16 can be improved by arranging the dummy electrodes so that the two-dimensional distribution of the electrode pattern is substantially uniform.
  • the conductive film 301 has a flat portion 70 corresponding to the flat surface 20 (FIG. 1) and a three-dimensional portion 72 corresponding to the three-dimensional surface 22 (the same drawing). According to FIG. 1, although there are three three-dimensional parts 72, only one is drawn for convenience of illustration. Although not shown, the first electrode 76 is connected to the terminal portion 56, and the second electrode 78 is connected to the terminal portion 66.
  • the upper electrode 50 and the lower electrode 60 are two-dimensionally arranged to form a planar detection region (hereinafter referred to as a planar region 74).
  • the first electrode 76 and the second electrode 78 are three-dimensionally arranged to form a non-planar or curved detection region (hereinafter referred to as a three-dimensional region 80). That is, the touch operation detection area 82 includes a plane area 74 and a three-dimensional area 80.
  • the three-dimensional part 72 corresponds to a part constituting the three-dimensional region 80 that is at least a part of the detection region 82.
  • the conductive film 301 has a three-dimensional portion 72 that is convex toward the touch surface 14.
  • the “convex shape” means a shape protruding from a reference surface (here, the plane formed by the flat portion 70), and may be configured by one curved surface, or a plane or a combination of curved surfaces.
  • FIG. 5A is a partially enlarged view of the three-dimensional part 72 shown in FIG. 4
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line VB-VB shown in FIG. 5A
  • FIG. 6 is a schematic view of the flat part 70 and the three-dimensional part 72. It is sectional drawing.
  • a first electrode 76 and a second electrode 78 are formed in the three-dimensional region 80 so as to face each other.
  • the first electrode 76 and the second electrode 78 are electrically insulated by being separated via a gap 84.
  • the first electrode 76 and the second electrode 78 have a pattern in which a large number of cells 86 are combined.
  • each cell 86 means a shape two-dimensionally partitioned by a plurality of fine metal wires.
  • Each cell 86 is configured by a polygon including a triangle, a quadrangle (more specifically, a square, a rectangle, a parallelogram, a rhombus), a pentagon, and a hexagon.
  • the shape of each cell 86 may be one or more, and the arrangement of each cell 86 may be regular or irregular.
  • the length of one side of the cell 86 is preferably 100 to 300 ⁇ m.
  • the first electrode 76 has a strip-shaped portion 88 extending along the X direction and an island-shaped portion 90 provided on the tip side of the strip-shaped portion 88.
  • the second electrode 78 includes a band-shaped portion 92 extending along the X direction, and a surrounding portion 94 that is provided on the distal end side of the band-shaped portion 88 and surrounds a part of the island-shaped portion 90.
  • the first electrode 76 / second electrode 78, the flexible substrate 44, and the cover member 32 are laminated in this order from the adhesive layer 40 in the direction of the arrow Z1. ing.
  • a space portion 96 surrounded by a curved surface formed by the conductive film 301 and a plane formed by the adhesive layer 40 is formed.
  • the conductive portions 48 are provided on both surfaces (the first surface 46 a and the second surface 46 b) of the flexible substrate 44.
  • the conductive portions 48 are provided on both surfaces of the flexible substrate 44 in at least a part of the detection region 82 excluding the three-dimensional portion 72 (specifically, the planar region 74).
  • the conductive part 48 is provided only on one surface (second surface 46 b) of the flexible substrate 44.
  • the shielding electrode (not shown) made of a conductive material on the first surface 46a around the three-dimensional part 72.
  • the shielding electrode may be formed of a mesh pattern made of fine metal wires or a solid metal pattern.
  • the conductive portion 48 is formed on at least one surface of the planar flexible substrate 44.
  • etching using a photolithography process, a microcontact printing patterning method, or a silver salt method can be employed.
  • the “micro contact printing patterning method” is a method for obtaining a pattern having a narrow line width by using the micro contact printing method.
  • the microcontact printing method is a method for producing a monomolecular film pattern by using an elastic polydimethylsiloxane stamp and bringing a thiol solution into contact with a gold base material as an ink (Whitedesed, Angew. Chem. Int. Ed., 1998, volume 37, page 550).
  • a typical process of this method is described in detail in paragraph ⁇ 0104> of JP-T-2012-519329, for example.
  • the substrate is coated with a metal (eg, silver is sputter coated onto a PET substrate).
  • a metal eg, silver is sputter coated onto a PET substrate.
  • masking of the monomolecular film is stamped using a microcontact printing method on a metal coated substrate.
  • the metal coated on the substrate is removed by etching except for the pattern under masking.
  • the “silver salt method” is to obtain a pattern of fine metal wires in a mesh shape by exposing and developing a photosensitive material having a photosensitive silver salt-containing layer. Specific operations thereof are described in detail in paragraphs ⁇ 0163> to ⁇ 0241> of JP2009-4348A.
  • the upper electrode 50, the connection portion 52, the lead-out wiring 54, and the terminal portion 56 are integrally formed on the first surface 46a of the flexible substrate 44.
  • the lower electrode 60, the connection part 62, the lead wiring 64, the terminal part 66, the first electrode 76, and the second electrode 78 are integrally formed on the second surface 46 b of the flexible substrate 44.
  • the conductive portion 48 made of the same material in the same process, it is possible to prevent a decrease in yield and appearance due to the three-dimensional molding, and the degree of freedom in designing the electrode pattern and wiring. Becomes higher.
  • the conductive portion 48 is formed only on one surface (second surface 46 b) of the flexible substrate 44 at a portion corresponding to the three-dimensional portion 72 (hereinafter, the corresponding portion 108) formed in the subsequent second step. Please note that.
  • the planar conductive film 301 is vacuum formed into a three-dimensional shape along the three-dimensional surface 22 of the cover member 32.
  • an outline of this molding method will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • a flat surface 102 corresponding to the flat portion 70 in FIG. 6 and a three-dimensional surface 104 corresponding to the three-dimensional portion 72 are formed inside the molding die 100, respectively.
  • a number of suction holes 106 penetrating in the thickness direction are formed in the molding die 100.
  • the conductive film 301 is pressed against the inside of the molding die 100.
  • the flexible substrate 44 is made of a thermoplastic material, the flexible substrate 44 is in a softened state by heating above a predetermined temperature (specifically, a softening temperature).
  • a vacuum is drawn from the molding die 100 through the suction hole 106, and 0.000 from the conductive film 301 side.
  • An air pressure of 1 to 2 MPa is applied.
  • the corresponding portion 108 where the flexible substrate 44 is softened is deformed into a convex shape along the three-dimensional surface 104.
  • the flexible substrate 44 is solidified by cooling below the softening temperature, and the convex shape is maintained under a normal use environment.
  • the solid substrate 72 is formed by heating the integrated flexible substrate 44 and the conductive portion 48, and the conductive film 301 constituting the touch sensor 16A is completed.
  • the conductive film 301 and the control circuit 38 are electrically connected via the cable 34, whereby the touch sensor 16A is completed.
  • the touch sensor 16 ⁇ / b> A includes the conductive film 301 having the flexible substrate 44 and the conductive portion 48.
  • the conductive portion 48 is provided on at least one surface (the first surface 46a and the second surface 46b) of the flexible substrate 44, and is provided with a plurality of detection electrodes arranged in the detection region 82, and the plurality of detection electrodes.
  • the lead wires 54 and 64 are connected to each other.
  • the “plurality of detection electrodes” correspond to the upper electrode 50, the lower electrode 60, the first electrode 76, and the second electrode 78.
  • the flexible substrate 44 is made of a thermoplastic material, and the plurality of detection electrodes are each made of a thin metal wire.
  • the conductive film 301 is formed with a three-dimensional portion 72 that is non-planar or curved in at least a part of the detection region 82 (three-dimensional region 80). In the three-dimensional portion 72, one side of the flexible substrate 44 is formed.
  • the conductive portion 48 is provided only on the (second surface 46b).
  • the conductive portion 48 is provided only on the second surface 46b of the flexible substrate 44 in the three-dimensional portion 72 of the conductive film 301, even if the flexible substrate 44 is deformed in the surface direction or the thickness direction (z direction).
  • the distance between the first electrode 76 and the second electrode 78 hardly changes.
  • the flexible substrate 44 is made of a thermoplastic material, and the first electrode 76 and the second electrode 78 are each made of a thin metal wire, the first electrode 76 and the second electrode made of a thin metal wire rich in flexibility.
  • the electrode 78 is deformed substantially uniformly and substantially uniformly following the deformation of the flexible substrate 44 along the surface direction. As a result, even if the touch surface 14 has a three-dimensional shape, it is possible to suppress fluctuations in the electrical property value due to the detection electrodes, in other words, sufficient in-plane uniformity of sensor sensitivity can be ensured.
  • the degree of deformation of the detection electrodes existing on each surface tends to be different. That is, when the relative positions of the detection electrodes are deviated, moire (interference fringes) is generated at a portion where the detection electrodes overlap in plan view, and the visibility of the conductive film 301 is reduced. In particular, it has been found that the influence appears remarkably when the detection electrode is formed of a thin metal wire. Since the distance between the first electrode 76 and the second electrode 78 is designed to be short, even when the three-dimensional part 72 is formed, the positional deviation from the design value is reduced, and the visibility is reduced due to moire. The suppression effect can also be expected.
  • one surface of the flexible substrate 44 may be one surface (second surface 46b) opposite to the touch surface 14 (first surface 46a) of the touch sensor 16A.
  • the first electrode 76 and the second electrode 78 can be physically protected because the flexible substrate 44 is interposed during the touch by the contact body 42.
  • a convex three-dimensional part 72 may be formed on the conductive film 301 toward the touch surface 14.
  • a three-dimensional touch sensor can be provided, and variations in touch operations increase.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of the conductive film 301a according to the first modification, and corresponds to the drawing content of FIG. As understood from this drawing, the configuration differs from the configuration of the conductive film 301 in that the conductive portion 48 is provided only on one side (second surface 46 b) of the flexible substrate 44.
  • the upper electrode 50 (first electrode), the insulating layer 110, and the lower electrode 60 (second electrode) are laminated in order from the second surface 46b.
  • the flexible substrate 44 By providing the conductive portion 48 only on one side of the flexible substrate 44 (opposite side of the touch surface 14), the flexible substrate 44 itself has a function of protecting the conductive portion 48. That is, the first surface 46a can be the touch surface 14, and as a result, the cover member 32 can be omitted.
  • the insulating layer 110 is provided in a region that covers all or only a part of the conductive portion 48.
  • a part of the conductive portion 48 for example, a region where the upper electrode 50 and the lower electrode 60 overlap in plan view may be used.
  • a material of the insulating layer 110 for example, an organic material containing a photocurable resin or an inorganic material containing silicon oxide can be used.
  • the thickness of the insulating layer 110 is preferably 0.1 to 10 ⁇ m.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of the conductive film 301b according to the second modification, and corresponds to the drawing content of FIG. Similar to FIG. 8A, the configuration differs from the configuration of the conductive film 301 in that the conductive portion 48 is provided only on one surface (second surface 46 b) of the flexible substrate 44.
  • the first electrode 76 and the second electrode 78 are alternately arranged on the second surface 46b while being spaced apart at a constant interval.
  • the insulating layer 110 it is not necessary to provide the insulating layer 110 separately, which is preferable from the viewpoint of production cost.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the conductive film 301c according to the third modification, and corresponds to the drawing content of FIG. 5B.
  • the conductive portion 48 that is, the first electrode 76 and the second electrode 78
  • the conductive portion 48 is provided only on the other surface (first surface 46a) of the flexible substrate 44, This is different from the configuration of the conductive film 301.
  • the sensor sensitivity of the touch sensor 16A is improved.
  • the conductive film 301c is three-dimensionally formed, the deformation amount on the outer surface side (first surface 46a) is relatively larger than that on the inner surface side (second surface 46b). Note that the impact will increase.
  • a protective layer that covers the conductive portion 48 may be provided on one side (second surface 46b) side of the three-dimensional portion 72.
  • FIG. 10 is a cross-sectional structural view of the conductive film 302 constituting a part of the touch sensor 16B according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the conductive film 302 shown in FIG.
  • the conductive film 302 includes a flexible substrate 44 and a conductive portion 48 formed on one side (here, the second surface 46 b side) of the flexible substrate 44. Note that this drawing shows only a portion corresponding to the flat surface 20 in FIG. 1 (flat portion 202 in FIG. 11).
  • the conductive portion 48 formed on the second surface 46b side includes a plurality of upper electrodes 50, lead wires 54 connected to the upper electrodes 50, a plurality of lower electrodes 60, and leads connected to the lower electrodes 60, respectively.
  • the wiring 64 is included.
  • An insulating layer 200 made of an insulating material is provided between the upper electrode 50 and the lead wiring 54 (first conductive layer) and the lower electrode 60 and the lead wiring 64 (second conductive layer).
  • the insulating layer 200 may be provided in a region that covers all or only a part of the conductive portion 48 as in the case of the first modification (insulating layer 110).
  • the conductive film 302 includes a first electrode 76 and a second electrode 78 (FIG. 4) in place of the first electrode 76 and the second electrode 78. It differs from the configuration of one embodiment (conductive film 301).
  • the conductive film 302 has a flat portion 202 corresponding to the flat surface 20 (FIG. 1) and a three-dimensional portion 204 corresponding to the three-dimensional surface 22 (the same drawing).
  • the upper electrode 50 and the lower electrode 60 are two-dimensionally arranged to form a planar detection region (hereinafter referred to as a planar region 206).
  • the upper electrode 50 and the lower electrode 60 are three-dimensionally arranged to form a non-planar or curved detection region (hereinafter referred to as a three-dimensional region 208). That is, the touch operation detection area 210 includes a plane area 206 and a three-dimensional area 208.
  • FIG. 12A is a partially enlarged view of the three-dimensional portion 204 shown in FIG. 11
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line XIIB-XIIB shown in FIG. 12A
  • FIG. 13 is a schematic view of the flat portion 202 and the three-dimensional portion 204. It is sectional drawing.
  • a plurality of upper electrodes 50 and a plurality of lower electrodes 60 are formed in the three-dimensional region 208 so as to intersect with each other as in the planar region 206 of FIG.
  • the lower electrode 60, the insulating layer 200, the upper electrode 50, the flexible substrate 44, and the cover member 32 are sequentially arranged from the adhesive layer 40 in the direction of the arrow Z ⁇ b> 1. Are stacked.
  • the conductive portion 48 is provided only on one surface (second surface 46 b) of the flexible substrate 44.
  • the amount of displacement of the relative position between the upper electrode 50 and the lower electrode 60 in the three-dimensional part 204 is reduced. Can prevent moiré from occurring.
  • the touch sensor 16 ⁇ / b> B includes the conductive film 302 having the flexible substrate 44 and the conductive portion 48.
  • the conductive portion 48 is provided on at least one surface (second surface 46b) of the flexible substrate 44, and has a plurality of detection electrodes arranged in the detection region 210, and a lead connected to each of the plurality of detection electrodes. Wirings 54 and 64 are included.
  • the “plurality of detection electrodes” correspond to the upper electrode 50 and the lower electrode 60.
  • the conductive film 302 is formed with a three-dimensional portion 204 that is non-planar or curved in at least a part of the detection region 210 (three-dimensional region 208). In the three-dimensional portion 204, one side of the flexible substrate 44 is formed. The conductive portion 48 is provided only on the (second surface 46b). Even if comprised in this way, it cannot be overemphasized that the effect similar to the case of 1st Embodiment is acquired.
  • the detection areas 82 and 210 include the planar areas 74 and 206, but all the detection areas may be non-planar or curved.

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Abstract

タッチ面が立体形状であってもセンサ感度の面内均一性を十分に確保可能なタッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法を提供する。可撓性基板４４は熱可塑性材料で、複数の検出電極（上方電極５０、下方電極６０、第１電極７６、及び第２電極７８）は金属細線でそれぞれ構成される。導電性フィルム３０１及び３０２には、検出領域８２及び２１０の少なくとも一部であって非平面状又は曲面状である立体領域８０及び２０８を構成する立体部７２及び２０４が形成される。立体部７２及び２０４では、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられる。

Description

タッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法
　この発明は、導電性フィルムを備えるタッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法に関する。
　近時、タッチセンサを組み込んだ電子機器が広く普及している。タッチセンサは、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の小サイズ画面を備える電子機器に多く搭載されている。例えば、タッチ面の形状が立体であるタッチセンサが提案されている（特許文献１及び特許文献２を参照）。そして、この種のタッチセンサを作製する際、基板の主面上に複数の検出電極が設けられてなる、平面状の導電性フィルムを屈曲させながら立体的に成形する工程が含まれ得る。
特開２０１０－２４４７７２号公報 特開２００１－１５４５９２号公報
　ところで、本発明者の鋭意検討によれば、導電性フィルムの変形に伴い、検出電極間の距離（厚み方向及び面方向）が局所的に変化し、電気的物性値（静電容量、電気抵抗等）の変動が生じ得ることを見出した。特に、基板の両面上に検出電極をそれぞれ配置する場合、電気的物性値の不均一性が大きくなる傾向があった。
　この現象により、タッチセンサの感度特性にローカリティ（局所的な面内不均一性）が発生することが懸念されるが、特許文献１及び特許文献２には上記した問題点及びその解決策について何ら言及されていない。
　本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、タッチ面が立体形状であってもセンサ感度の面内均一性を十分に確保可能なタッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明に係るタッチセンサは、基板と、上記基板の少なくとも一面に設けられ、且つ、上記少なくとも一面の検出領域内に配置された複数の検出電極、及び上記複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線を含む導電部とを有する導電性フィルムを備え、上記基板は熱可塑性材料で、上記複数の検出電極は金属細線でそれぞれ構成され、上記導電性フィルムには、上記検出領域の少なくとも一部であって非平面状又は曲面状である立体領域を構成する立体部が形成され、上記立体部では、上記基板の片面のみに上記導電部が設けられる。
　このように、導電性フィルムの立体部にて基板の片面のみに導電部を設けたので、基板が変形されても検出電極間の距離は殆ど変化しない。また、基板は熱可塑性材料で、複数の検出電極は金属細線でそれぞれ構成されているので、柔軟性に富む金属細線で構成された複数の検出電極は、面方向に沿った熱可塑性基板の変形にならって略均等・略均質に変形する。これらにより、タッチ面が立体形状であっても検出電極による電気的物性値の変動を抑止可能となり、換言すれば、センサ感度の面内均一性を十分に確保できる。
　また、基板の両面に検出電極を設けた場合、各面に存在する検出電極の変形度が異なる傾向がある。つまり、検出電極の相対位置がずれた場合、各検出電極が平面視で重なる部位にてモアレ（干渉縞）が発生し、導電性フィルムの視認性が低下する。特に、検出電極が金属細線で構成された場合にその影響が顕著に現われることが分かった。本発明によれば、検出電極間の距離が短くなるように設計しているので、立体部を形成した場合であっても設計値からの位置ずれが少なくなり、モアレによる視認性低下を抑制する効果も期待できる。
　また、上記片面は、上記タッチセンサのタッチ面と反対側の一面であることが好ましい。
　また、上記導電性フィルムには、上記タッチ面に向かって凸状の上記立体部が形成されることが好ましい。
　また、上記立体部に設けられた上記導電部は、上記片面から上記基板方向に向かって順に、第１電極、絶縁層及び第２電極が配置されてなることが好ましい。
　また、上記立体部の上記片面側には、上記導電部を被覆する保護層が設けられることが好ましい。
　また、上記引出配線は、上記複数の検出電極と一体的に形成されていることが好ましい。
　また、上記立体部を除く上記検出領域の少なくとも一部の領域にて、上記基板の両面に上記導電部が設けられることが好ましい。
　本発明に係るタッチデバイスは、上記したいずれかのタッチセンサと、表示画面上に上記タッチセンサが設けられた表示器とを備える。
　本発明は、基板と、上記基板の少なくとも一面に設けられ、且つ、上記少なくとも一面の検出領域内に配置された複数の検出電極、及び上記複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線を含む導電部とを有する導電性フィルムを備えるタッチセンサの製造方法に関し、熱可塑性材料で構成される上記基板上に金属細線で構成される上記導電部を形成する第１工程と、一体となった上記基板及び上記導電部を加熱することで、上記検出領域の少なくとも一部であって非平面状又は曲面状である立体領域を構成する立体部を形成する第２工程とを備え、上記第１工程では、上記立体部の相当部位にて上記基板の片面のみに上記導電部を形成する。
　本発明に係るタッチセンサ、タッチデバイス及びタッチセンサの製造方法によれば、導電性フィルムの立体部にて基板の片面のみに導電部を設けたので、基板が変形されても検出電極間の距離は殆ど変化しない。また、基板は熱可塑性材料で、複数の検出電極は金属細線でそれぞれ構成されているので、柔軟性に富む金属細線で構成された複数の検出電極は、面方向に沿った熱可塑性基板の変形にならって略均等・略均質に変形する。これらにより、タッチ面が立体形状であっても検出電極による電気的物性値の変動を抑止可能となり、換言すれば、センサ感度の面内均一性を十分に確保できる。
　また、基板の両面に検出電極を設けた場合、各面に存在する検出電極の変形度が異なる傾向がある。つまり、検出電極の相対位置がずれた場合、各検出電極が平面視で重なる部位にてモアレが発生し、導電性フィルムの視認性が低下する。特に、検出電極が金属細線で構成された場合にその影響が顕著に現われることが分かった。本発明によれば、検出電極間の距離が短くなるように設計しているので、立体部を形成した場合であっても設計値からの位置ずれが少なくなり、モアレによる視認性低下を抑制する効果も期待できる。
各実施形態に共通するタッチデバイスの斜視図である。 図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態に係るタッチセンサの一部を構成する導電性フィルムの断面構造図である。 図３に示す導電性フィルムの概略平面図である。 図５Ａは、図４に示す立体部の部分拡大図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＶＢ－ＶＢ線に沿った断面図である。 平坦部及び立体部における模式的な断面図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、導電性フィルムの成形方法に関する概略説明図である。 図８Ａは、第１変形例に係る導電性フィルムの模式的な断面図である。図８Ｂは、第２変形例に係る導電性フィルムの模式的な断面図である。 第３変形例に係る導電性フィルムの部分断面図である。 第２実施形態に係るタッチセンサの一部を構成する導電性フィルムの断面構造図である。 図１０に示す導電性フィルムの概略平面図である。 図１２Ａは、図１１に示す立体部の部分拡大図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿った断面図である。 平坦部及び立体部における模式的な断面図である。
　以下、本発明に係るタッチセンサについてその製造方法及びタッチデバイスとの関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
［タッチデバイス１０の構成］
　図１は各実施形態に共通するタッチデバイス１０の斜視図であり、図２は図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。
　図１に示すように、タッチデバイス１０は、任意の可視情報を表示する表示器１２と、タッチ面１４から接触又は近接する位置を検出するタッチセンサ１６と、表示器１２及びタッチセンサ１６を収容する筐体１８とを基本的に備える。
　表示器１２は、特に限定されるものではなく種々の表示方式を採用できる。その好適な例としては、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル、無機ＥＬパネル等が挙げられる。
　タッチ面１４は、平面状である平坦面２０と、非平面状又は曲面状である立体面２２とから構成される。本図例では、立体面２２は、Ｘ方向に沿って配された３つの半球面２３、２４及び２５からなる。
　図２に示すように、タッチセンサ１６は、導電性フィルム３０と、導電性フィルム３０の一面（矢印Ｚ１方向側）に積層されたカバー部材３２と、ケーブル３４を介して導電性フィルム３０に電気的に接続された基板３６と、基板３６上に配置された制御回路３８とを備える。
　表示器１２の一面（矢印Ｚ１方向側）には、接着層４０を介して、導電性フィルム３０が接着されている。導電性フィルム３０は、他方の主面側を表示器１２に対向させながら表示画面上に配置されている。
　カバー部材３２は、導電性フィルム３０の一面を被覆することで、タッチ面１４としての機能を発揮する。また、接触体４２（例えば、指やスタイラスペン）による直接的な接触を防止することで、擦り傷の発生や、塵埃の付着等を抑止可能であり、導電性フィルム３０の導電特性を安定させることができる。
　カバー部材３２の材質は、例えば、ガラス、又は樹脂フィルムであってもよい。カバー部材３２を酸化珪素等でコートした状態で、導電性フィルム３０の一面に密着させてもよい。また、擦れ等による損傷を防止するため、導電性フィルム３０及びカバー部材３２を貼り合わせて構成してもよい。
　基板３６は、可撓性を備える電子基板である。本図例では、筐体１８の側面内壁に固定されているが、配設位置は種々変更してもよい。制御回路３８は、導体である接触体４２をタッチ面１４に接触（又は近接）する際、接触体４２と導電性フィルム３０との間での静電容量の変化を捉えて、その接触位置（又は近接位置）を検出する。
［第１実施形態］
　先ず、第１実施形態に係るタッチセンサ１６Ａ（タッチセンサ１６の一形態）の構成について、図３～図７Ｂを参照しながら説明する。
＜タッチセンサ１６Ａの構成＞
　図３は第１実施形態に係るタッチセンサ１６Ａの一部を構成する導電性フィルム３０１の断面構造図であり、図４は図３に示す導電性フィルム３０１の概略平面図である。
　図３に示すように、導電性フィルム３０１は、可撓性基板４４（基板）と、可撓性基板４４の少なくとも一面（ここでは、第１面４６ａ及び第２面４６ｂの両面）に形成された導電部４８とを有する。なお、本図は、図１の平坦面２０に対応する部位（図４の平坦部７０）のみを表記している。
　第１面４６ａ側に形成された導電部４８は、複数の上方電極５０と、上方電極５０にそれぞれ接続された引出配線５４とを含んで構成される。第２面４６ｂ側に形成された導電部４８は、複数の下方電極６０と、下方電極６０にそれぞれ接続された引出配線６４とを含んで構成される。上方電極５０は、導電性フィルム３０１が備える一対の電極のうちタッチ面１４（図１）から近い側の検出電極である。一方、下方電極６０は、導電性フィルム３０１が備える一対の電極のうちタッチ面１４（図１）に遠い側の検出電極である。
　上方電極５０及び下方電極６０は、金属細線で構成されており、同一の又は異なる形状のセルを多数組み合わせたメッシュパターンを有する。金属細線の線幅は０．１μｍ以上１５μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上９μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上７μｍ以下が更に好ましい。導電部４８の材料として、銀、銅、アルミニウム、金、モリブデン又はこれらの中の１種以上を含む合金等からなる金属を用いてもよい。
　可撓性基板４４は、熱可塑性材料で構成されており、絶縁性及び透明性（概ね８５％以上の透過率）を有する基板である。可撓性基板４４の厚みは２０～３５０μｍが好ましく、３０～２５０μｍがより好ましく、４０～２００μｍが更に好ましい。
　ここで、「熱可塑性材料」とは、加熱により軟化し、その後に冷却すると固化する性質を有し、かつ、冷却及び加熱を繰り返した場合に塑性が可逆的に保たれる材料である。例えば、通常の使用環境下における耐熱性、耐薬品性及び電気絶縁性に優れた樹脂材料が使用される。
　プラスチックフィルム及びプラスチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル類；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のポリオレフィン類；ビニル系樹脂；その他、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を用いることができる。
　図４に示すように、各上方電極５０の一端部には、結線部５２を介して引出配線５４が電気的に接続される。複数の上方電極５０と一体的に形成された引出配線５４は、Ｙ方向に沿って延在する一辺の略中央部に向かって引き回され、端子部５６に電気的に接続されている。端子部５６は、制御回路３８（図３）に電気的に接続される。
　複数の上方電極５０は、金属細線でそれぞれ構成されており、Ｘ方向（第１方向）に延びる複数の帯状のパターンを有する。上方電極５０は、Ｙ方向（第１方向と直交する第２方向）に向かう所定の幅方向寸法を有すると共に、Ｙ方向に沿って複数並んで配置されている。
　各下方電極６０の一端部には、結線部６２を介して引出配線６４が電気的に接続される。複数の下方電極６０と一体的に形成された引出配線６４は、Ｘ方向に沿って延在する一辺の略中央部に向かって引き回され、端子部６６に電気的に接続されている。端子部６６は、制御回路３８（図３）に電気的に接続される。
　複数の下方電極６０は、金属細線でそれぞれ構成されており、Ｙ方向（第２方向）に延びる複数の帯状のパターンを有する。下方電極６０は、Ｘ方向（第１方向）に向かう所定の幅方向寸法を有すると共に、Ｘ方向に沿って複数並んで配置されている。
　隣接する上方電極５０（或いは、下方電極６０）の間の領域に、各上方電極５０（或いは、各下方電極６０）と電気的に絶縁されるように、金属細線で構成されたメッシュパターンを有するダミー電極（図示せず）を設けてもよい。具体的には、電極パターンの二次元分布が略均一化されるようにダミー電極を配置することで、タッチセンサ１６の視認性を向上することができる。
　導電性フィルム３０１は、平坦面２０（図１）に対応する平坦部７０と、立体面２２（同図）に対応する立体部７２とを有する。図１によれば、立体部７２は３つ存在するが、図示の便宜のため１つのみを描画している。また、図示を省略しているが、第１電極７６は端子部５６に接続されており、かつ、第２電極７８は端子部６６に接続されている。
　平坦部７０には、上方電極５０及び下方電極６０が二次元的に配置されることで、平面状の検出領域（以下、平面領域７４という）が形成される。立体部７２には、第１電極７６及び第２電極７８が三次元的に配置されることで、非平面状又は曲面状の検出領域（以下、立体領域８０という）が形成される。すなわち、タッチ操作の検出領域８２は、平面領域７４及び立体領域８０から構成される。換言すれば、立体部７２は、検出領域８２の少なくとも一部である立体領域８０を構成する部位に相当する。
　なお、導電性フィルム３０１には、タッチ面１４に向かって凸状の立体部７２が形成されている。「凸状」とは、基準面（ここでは、平坦部７０が構成する平面）から突出している形状を意味し、１つの曲面、又は、平面若しくは曲面を組み合わせた面で構成されてもよい。
＜立体部７２の構成＞
　図５Ａは図４に示す立体部７２の部分拡大図であり、図５Ｂは図５Ａに示すＶＢ－ＶＢ線に沿った断面図であり、図６は平坦部７０及び立体部７２における模式的な断面図である。
　図５Ａに示すように、立体領域８０内には、第１電極７６及び第２電極７８が互いに対向して形成されている。第１電極７６及び第２電極７８は、隙間８４を介して離間することで電気的に絶縁されている。第１電極７６及び第２電極７８は、多数のセル８６を組み合わせたパターンを有する。
　ここで、「セル」とは、複数の金属細線によって二次元的に区画された形状を意味する。各セル８６は、例えば、三角形、四角形（より詳細には、正方形、長方形、平行四辺形、菱形）、五角形、六角形を含む多角形で構成されている。各セル８６の形状の種類は１つ又は複数であってもよいし、各セル８６の配置は規則的であっても不規則的であってもよい。セル８６の一辺の長さは、１００～３００μｍが好ましい。
　第１電極７６は、Ｘ方向に沿って延在する帯状部８８と、帯状部８８の先端側に設けられた島状部９０とを有する。第２電極７８は、Ｘ方向に沿って延在する帯状部９２と、帯状部８８の先端側に設けられ、島状部９０の一部を囲む囲繞部９４とを有する。
　図５Ｂ及び図６に示すように、立体部７２において、接着層４０から矢印Ｚ１方向に向かって順に、第１電極７６／第２電極７８、可撓性基板４４、及びカバー部材３２が積層されている。導電性フィルム３０１がなす曲面及び接着層４０がなす平面に囲まれた空間部９６が形成されている。
　図６から理解されるように、導電性フィルム３０１の平坦部７０では、可撓性基板４４の両面（第１面４６ａ及び第２面４６ｂ）に導電部４８が設けられている。換言すれば、立体部７２を除く検出領域８２の少なくとも一部の領域（具体的には、平面領域７４）にて、可撓性基板４４の両面に導電部４８が設けられている。一方、導電性フィルム３０１の立体部７２では、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられている。
　なお、立体部７２の周辺にて、導電性材料で構成される遮蔽電極（図示せず）を第１面４６ａ上に設けることが好ましい。この遮蔽電極は、例えば、金属細線から構成されるメッシュパターン、又は金属のベタパターンで形成してもよい。これによって、立体領域８０の外側に向けて延びる配線（図５Ａの帯状部８８及び９２）を接触体４２から効果的に遮蔽可能となり、その結果、タッチセンサ１６Ａの誤動作を防止できる。
＜タッチセンサ１６Ａの製造方法＞
　続いて、タッチセンサ１６Ａの製造方法について説明する。この製造方法は、後述するタッチセンサ１６Ｂ（第２実施形態）にも同様に適用できる。
［１］第１工程において、平面状の可撓性基板４４の少なくとも一面に導電部４８を形成する。線幅が狭いパターンを得るために、フォトリソプロセスを使用したエッチング、マイクロコンタクト印刷パターニング法、又は銀塩法を採用できる。
　「マイクロコンタクト印刷パターニング法」とは、マイクロコンタクト印刷法を利用して線幅が狭いパターンを得る方法である。ここで、マイクロコンタクト印刷法は、弾力性のあるポリジメチルシロキサンのスタンプを用い、チオール溶液をインキとして金基材に接触させて単分子膜のパターンを作製する方法である（Ｗｈｉｔｅｓｅｄｅｓ著、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，１９９８年第３７巻第５５０頁参照）。
　この手法の代表的なプロセスは、例えば、特表２０１２－５１９３２９号公報の段落＜０１０４＞に詳述されている。先ず、基材に金属がコーティングされる（例えば、銀が、ＰＥＴ基材にスパッタコーティングされる）。次に、単分子膜のマスキングが、金属がコーティングされた基材にマイクロコンタクト印刷法を用いてスタンピングされる。その後、マスキング下のパターンを除いて、基材にコーティングされた金属がエッチングにより除去される。
　「銀塩法」は、感光性銀塩含有層を有する感光材料を露光及び現像することにより、メッシュ状をなす金属細線のパターンを得るものである。その具体的な作業等は、特開２００９－４３４８号公報の段落＜０１６３＞～＜０２４１＞に詳述されている。
　これによって、可撓性基板４４の第１面４６ａ上に、上方電極５０、結線部５２、引出配線５４、及び端子部５６が一体的に形成される。同様に、可撓性基板４４の第２面４６ｂ上に、下方電極６０、結線部６２、引出配線６４、端子部６６、第１電極７６、及び第２電極７８が一体的に形成される。
　このように、同一の工程において、同一の材料からなる導電部４８を一体的に形成することで、立体成形に起因する歩留まり・見栄えの低下を防止できると共に、電極パターン及び配線に関する設計の自由度が高くなる。
　ここで、後の第２工程で形成される立体部７２に相当する部位（以下、相当部位１０８）にて、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が形成されている点に留意する。
［２］第２工程において、平面状の導電性フィルム３０１を、カバー部材３２の立体面２２に沿う三次元形状に真空成形する。以下、この成形方法の概略について、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。
　図７Ａに示すように、成形用金型１００の内側には、図６の平坦部７０に相当する平坦面１０２、立体部７２に相当する立体面１０４がそれぞれ形成されている。成形用金型１００には、厚さ方向に貫通する吸引孔１０６が多数形成されている。例えば、平面状の導電性フィルム３０１のうち、少なくとも相当部位１０８を１４０～２１０℃に加熱した後、この導電性フィルム３０１を成形用金型１００の内側に押し当てる。ここで、可撓性基板４４は熱可塑性材料で構成されているので、所定温度（具体的には、軟化温度）を上回る加熱によって可撓性基板４４は軟化した状態にある。
　図７Ｂに示すように、導電性フィルム３０１を平坦面１０２及び立体面１０４に押し当てた状態下、成形用金型１００から吸引孔１０６を介して真空に引き、導電性フィルム３０１側から０．１～２ＭＰａの空気圧を付加する。そうすると、可撓性基板４４が軟化した相当部位１０８は、立体面１０４に沿って凸状に変形させられる。その後、軟化温度を下回る冷却によって可撓性基板４４は固化し、かつ、通常の使用環境下にて凸状が維持される。
　このように、一体となった可撓性基板４４及び導電部４８を加熱することで立体部７２を形成し、タッチセンサ１６Ａを構成する導電性フィルム３０１が完成する。
［３］第３工程において、ケーブル３４を介して、導電性フィルム３０１と制御回路３８を電気的に接続することで、タッチセンサ１６Ａは完成する。
＜第１実施形態の構成及び効果＞
　以上のように、第１実施形態に係るタッチセンサ１６Ａは、可撓性基板４４及び導電部４８を有する導電性フィルム３０１を備える。導電部４８は、可撓性基板４４の少なくとも一面（第１面４６ａ、第２面４６ｂ）に設けられ、且つ、検出領域８２内に配置された複数の検出電極、及びこの複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線５４及び６４を含む。ここで、「複数の検出電極」は、上方電極５０、下方電極６０、第１電極７６、及び第２電極７８に相当する。
　可撓性基板４４は熱可塑性材料で、複数の検出電極は金属細線でそれぞれ構成されている。そして、導電性フィルム３０１には検出領域８２の少なくとも一部の領域（立体領域８０）にて非平面状又は曲面状である立体部７２が形成され、立体部７２では可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられる。
　導電性フィルム３０１の立体部７２にて可撓性基板４４の第２面４６ｂのみに導電部４８を設けたので、面方向又は厚み方向（ｚ方向）に可撓性基板４４が変形されても第１電極７６、第２電極７８間の距離は殆ど変化しない。また、可撓性基板４４は熱可塑性材料で、第１電極７６、第２電極７８は金属細線でそれぞれ構成されているので、柔軟性に富む金属細線で構成された第１電極７６、第２電極７８は、面方向に沿った可撓性基板４４の変形にならって略均等・略均質に変形する。これらにより、タッチ面１４が立体形状であっても検出電極による電気的物性値の変動を抑止可能となり、換言すれば、センサ感度の面内均一性を十分に確保できる。
　また、可撓性基板４４の両面に検出電極を設けた場合、各面に存在する検出電極の変形度が異なる傾向がある。つまり、検出電極の相対位置がずれた場合、各検出電極が平面視で重なる部位にてモアレ（干渉縞）が発生し、導電性フィルム３０１の視認性が低下する。特に、検出電極が金属細線で構成された場合にその影響が顕著に現われることが分かった。第１電極７６、第２電極７８間の距離が短くなるように設計しているので、立体部７２を形成した場合であっても設計値からの位置ずれが少なくなり、モアレによる視認性低下を抑制する効果も期待できる。
　また、可撓性基板４４の片面は、タッチセンサ１６Ａのタッチ面１４（第１面４６ａ）と反対側の一面（第２面４６ｂ）であってもよい。接触体４２によるタッチの際に可撓性基板４４が介在することで、第１電極７６、第２電極７８を物理的に保護できる。
　また、導電性フィルム３０１には、タッチ面１４に向かって凸状の立体部７２が形成されてもよい。これにより、立体形状のタッチセンサを提供可能になり、タッチ操作のバリエーションが増加する。
＜変形例＞
　続いて、第１実施形態に係る導電性フィルム３０１の変形例について、図８Ａ～図９を参照しながら説明する。なお、本実施形態と同一である構成要素には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
　図８Ａは、第１変形例に係る導電性フィルム３０１ａの模式的な断面図であり、図６の描画内容に対応する。本図から理解されるように、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられている点で、導電性フィルム３０１の構成と異なっている。
　具体的には、平坦部７０では、第２面４６ｂから順に、上方電極５０（第１電極）、絶縁層１１０及び下方電極６０（第２電極）が積層されている。可撓性基板４４の片面（タッチ面１４の反対側）のみに導電部４８を設けることで、可撓性基板４４自体が導電部４８を保護する機能を担う。すなわち、第１面４６ａをタッチ面１４とすることが可能になり、その結果、カバー部材３２を省略することができる。
　絶縁層１１０は、導電部４８の全部又は一部のみを網羅する領域内に設けられる。導電部４８の一部として、例えば、上方電極５０及び下方電極６０が平面視にて重なる領域であってもよい。絶縁層１１０の材料としては、例えば、光硬化性樹脂を含む有機材料や、酸化珪素を含む無機材料を用いることができる。絶縁層１１０の厚みは、０．１～１０μｍが好ましい。
　図８Ｂは、第２変形例に係る導電性フィルム３０１ｂの模式的な断面図であり、図６の描画内容に対応する。図８Ａと同様に、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられている点で、導電性フィルム３０１の構成と異なっている。
　具体的には、平坦部７０において、第２面４６ｂの上には、第１電極７６及び第２電極７８（図５Ａ等参照）が一定の間隔で離間しながら交互に配置されている。図８Ａの構成と比較すると、絶縁層１１０を別途設ける必要がなく生産コストの観点で好適である。
　図９は、第３変形例に係る導電性フィルム３０１ｃの部分断面図であり、図５Ｂの描画内容に対応する。本図から理解されるように、可撓性基板４４の別の片面（第１面４６ａ）のみに導電部４８（すなわち、第１電極７６及び第２電極７８）が設けられている点で、導電性フィルム３０１の構成と異なっている。このように、立体面２２に一層近い第１面４６ａに導電部４８を設けることで、タッチセンサ１６Ａのセンサ感度が向上する。その反面、導電性フィルム３０１ｃを立体成形する際に、内面側（第２面４６ｂ）と比べて外面側（第１面４６ａ）の変形量が相対的に大きくなり、その結果、導電部４８に与える影響度が増加する点に留意する。
　また、導電部４８を物理的に保護することを目的として、立体部７２の片面（第２面４６ｂ）側に導電部４８を被覆する保護層を設けてもよい。
［第２実施形態］
　続いて、第２実施形態に係るタッチセンサ１６Ｂ（タッチセンサ１６の一形態）の構成について、図１０～図１３を参照しながら説明する。
＜タッチセンサ１６Ｂの構成＞
　図１０は第２実施形態に係るタッチセンサ１６Ｂの一部を構成する導電性フィルム３０２の断面構造図であり、図１１は図１０に示す導電性フィルム３０２の概略平面図である。
　図１０に示すように、導電性フィルム３０２は、可撓性基板４４と、可撓性基板４４の片面側（ここでは、第２面４６ｂ側）に形成された導電部４８とを有する。なお、本図は、図１の平坦面２０に対応する部位（図１１の平坦部２０２）のみを表記している。
　第２面４６ｂ側に形成された導電部４８は、複数の上方電極５０と、上方電極５０にそれぞれ接続された引出配線５４と、複数の下方電極６０と、下方電極６０にそれぞれ接続された引出配線６４とを含んで構成される。なお、上方電極５０及び引出配線５４（第１導電層）と、下方電極６０及び引出配線６４（第２導電層）の間には、絶縁性材料からなる絶縁層２００が設けられている。絶縁層２００は、第１変形例（絶縁層１１０）の場合と同様に、導電部４８の全部又は一部のみを網羅する領域内に設けてもよい。
　図１１に示すように、導電性フィルム３０２は、第１電極７６及び第２電極７８（図４）を欠く代わりに、上方電極５０及び下方電極６０の配置面積が広くなっている点で、第１実施形態（導電性フィルム３０１）の構成と異なっている。
　導電性フィルム３０２は、平坦面２０（図１）に対応する平坦部２０２と、立体面２２（同図）に対応する立体部２０４とを有する。平坦部２０２には、上方電極５０及び下方電極６０が二次元的に配置されることで、平面状の検出領域（以下、平面領域２０６という）が形成される。立体部２０４には、上方電極５０及び下方電極６０が三次元的に配置されることで、非平面状又は曲面状の検出領域（以下、立体領域２０８という）が形成される。すなわち、タッチ操作の検出領域２１０は、平面領域２０６及び立体領域２０８から構成される。
＜立体部２０４の構成＞
　図１２Ａは図１１に示す立体部２０４の部分拡大図であり、図１２Ｂは図１２Ａに示すＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿った断面図であり、図１３は平坦部２０２及び立体部２０４における模式的な断面図である。
　図１２Ａに示すように、立体領域２０８内には、図１１の平面領域２０６と同様に、複数の上方電極５０及び複数の下方電極６０が交差して形成されている。
　図１２Ｂ及び図１３に示すように、立体部２０４において、接着層４０から矢印Ｚ１方向に向かって順に、下方電極６０、絶縁層２００、上方電極５０、可撓性基板４４、及びカバー部材３２が積層されている。
　図１３から理解されるように、導電性フィルム３０２の平坦部２０２及び立体部２０４では、可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられている。特に、絶縁層２００の厚さを可撓性基板４４よりも薄く設けることで、立体部２０４における上方電極５０及び下方電極６０の間の相対位置のずれ量が少なくなるので、両者の重なり領域にてモアレが発生するのを防止できる。
＜第２実施形態の構成及び効果＞
　以上のように、第２実施形態に係るタッチセンサ１６Ｂは、可撓性基板４４及び導電部４８を有する導電性フィルム３０２を備える。導電部４８は、可撓性基板４４の少なくとも一面（第２面４６ｂ）に設けられ、且つ、検出領域２１０内に配置された複数の検出電極、及びこの複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線５４及び６４を含む。ここで、「複数の検出電極」は、上方電極５０及び下方電極６０に相当する。
　そして、導電性フィルム３０２には検出領域２１０の少なくとも一部の領域（立体領域２０８）にて非平面状又は曲面状である立体部２０４が形成され、立体部２０４では可撓性基板４４の片面（第２面４６ｂ）のみに導電部４８が設けられる。このように構成しても、第１実施形態の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
［補足］
　なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
　例えば、この実施形態では、検出領域８２及び２１０には平面領域７４及び２０６が含まれているが、すべての検出領域が非平面状又は曲面状であってもよい。
１０…タッチデバイス　　　　　　　　　　　１２…表示器
１４…タッチ面　　　　　　　　　　　　　　１６、１６Ａ、１６Ｂ…タッチセンサ
３０、３０１（ａ～ｃ）、３０２…導電性フィルム
３２…カバー部材　　　　　　　　　　　　　３８…制御回路
４４…可撓性基板　　　　　　　　　　　　　４６ａ…第１面
４６ｂ…第２面　　　　　　　　　　　　　　４８…導電部
５０…上方電極　　　　　　　　　　　　　　５２、６２…結線部
５４、６４…引出配線　　　　　　　　　　　５６、６６…端子部
６０…下方電極　　　　　　　　　　　　　　７０、２０２…平坦部
７２、２０４…立体部　　　　　　　　　　　７４、２０６…平面領域
７６…第１電極　　　　　　　　　　　　　　７８…第２電極
８０、２０８…立体領域　　　　　　　　　　８２、２１０…検出領域
１００…成形用金型　　　　　　　　　　　　１０８…相当部位
１１０、２００…絶縁層

Claims (9)

  1. 　基板と、
    　前記基板の少なくとも一面に設けられ、且つ、前記少なくとも一面の検出領域内に配置された複数の検出電極、及び前記複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線を含む導電部と
    　を有する導電性フィルムを備え、
    　前記基板は熱可塑性材料で、前記複数の検出電極は金属細線でそれぞれ構成され、
    　前記導電性フィルムには、前記検出領域の少なくとも一部であって非平面状又は曲面状である立体領域を構成する立体部が形成され、
    　前記立体部では、前記基板の片面のみに前記導電部が設けられる
    　ことを特徴とするタッチセンサ。
  2. 　請求項１記載のタッチセンサにおいて、
    　前記片面は、前記タッチセンサのタッチ面と反対側の一面であるタッチセンサ。
  3. 　請求項２記載のタッチセンサにおいて、
    　前記導電性フィルムには、前記タッチ面に向かって凸状の前記立体部が形成されるタッチセンサ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のタッチセンサにおいて、
    　前記立体部に設けられた前記導電部は、前記片面から前記基板方向に向かって順に、第１電極、絶縁層及び第２電極が配置されてなるタッチセンサ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のタッチセンサにおいて、
    　前記立体部の前記片面側には、前記導電部を被覆する保護層が設けられるタッチセンサ。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のタッチセンサにおいて、
    　前記引出配線は、前記複数の検出電極と一体的に形成されているタッチセンサ。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のタッチセンサにおいて、
    　前記立体部を除く前記検出領域の少なくとも一部の領域にて、前記基板の両面に前記導電部が設けられるタッチセンサ。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のタッチセンサと、表示画面上に前記タッチセンサが設けられた表示器とを備えることを特徴とするタッチデバイス。
  9. 　基板と、前記基板の少なくとも一面に設けられ、且つ、前記少なくとも一面の検出領域内に配置された複数の検出電極、及び前記複数の検出電極にそれぞれ接続された引出配線を含む導電部とを有する導電性フィルムを備えるタッチセンサの製造方法であって、
    　熱可塑性材料で構成される前記基板上に金属細線で構成される前記導電部を形成する第１工程と、
    　一体となった前記基板及び前記導電部を加熱することで、前記検出領域の少なくとも一部であって非平面状又は曲面状である立体領域を構成する立体部を形成する第２工程と
    　を備え、
    　前記第１工程では、前記立体部の相当部位にて前記基板の片面のみに前記導電部を形成する
    　ことを特徴とするタッチセンサの製造方法。
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