WO2019039178A1 - タッチセンサ - Google Patents

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WO2019039178A1
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electrode terminal
wiring
touch sensor
wiring board
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晃 橋本
尾谷　栄志郎
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present disclosure relates to a touch sensor.
  • Patent Document 1 a touch sensor capable of performing a touch operation, for example, the one shown in Patent Document 1 is known.
  • a substrate made of a resin material, a sensor unit comprising a plurality of electrodes formed on the substrate, and a sensor unit disposed on the substrate, and one end portion being electrically connected to the sensor unit
  • a touch sensor which includes a plurality of substrate wirings (circuit lead-out patterns) and a flexible printed circuit (FPC) having a wiring electrically connected to the other end of the plurality of substrate wirings.
  • the other end of each substrate wiring is disposed at a substrate end (FPC connection portion) located outside the sensor unit.
  • the flexible wiring board is configured to be connected to an external device in a state where the tip end portion is fixed to the base end portion by the anisotropic conductive adhesive containing conductive particles.
  • ACF An anisotropically conductive adhesive
  • a touch sensor includes a sensor unit capable of detecting a touch operation, a substrate made of a resin material provided with the sensor unit, and a first surface of the substrate in a first direction.
  • a flexible wiring board fixed to the first surface of the substrate so as to overlap with the second end of the substrate wiring, and a second of the flexible wiring board facing the first surface of the substrate From a resin material provided on the surface and provided on the first surface of the substrate so as to cover the wiring electrically connected to the substrate wiring and the second end of the substrate wiring, and having a gas barrier property And the substrate wiring, and a part thereof is laminated on the underlayer.
  • An anisotropic electrode provided between the substrate and the flexible wiring board, the electrode terminal provided on the first surface of the substrate, the flexible wiring board being fixed to the substrate, and containing a particulate conductor And a bonding layer made of a conductive adhesive.
  • the wiring is electrically connected to the substrate wiring through the conductor and the electrode terminal, and a plurality of substrate wirings include the substrate wiring, and a plurality of second ends are the second ends.
  • the plurality of substrate wirings are provided on the first surface of the substrate, the plurality of second ends of the plurality of substrate wirings are covered with the underlayer, and the electrode terminals are recessed.
  • the conductor is in contact with the electrode terminal at the recess.
  • FIG. 1 is a perspective view of a touch sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the substrate.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view showing a portion A of FIG. 2 in an enlarged manner.
  • FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing a fixed state of the substrate and the flexible wiring board.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a confocal laser microscope photograph of a cross-sectional portion corresponding to FIG. 5 in an implementation of the touch sensor taken at a magnification of 150.
  • FIG. 7 is a partially enlarged plan view showing the arrangement of the substrate, the base layer, and the electrode terminals in the stage before securing the flexible wiring board in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
  • a touch sensor having a substrate made of a resin material it is known that air bubbles may be generated from the substrate when the touch sensor is left for a predetermined time (for example, 120 minutes) in a high temperature environment of about 85.degree. It is done.
  • the bubbles are presumed to be water vapor in which water contained in advance in the substrate is vaporized.
  • a flexible wiring board is fixed via an anisotropic conductive adhesive disposed on the surface of a substrate made of a resin material. For this reason, when the touch sensor is left in a high temperature environment for a certain period of time, air bubbles generated from the substrate enter between the substrate and the anisotropic conductive adhesive and accumulate in the vicinity of both interfaces. As a result, the anisotropic conductive adhesive peels off from the substrate and the adhesion between the substrate and the anisotropic conductive adhesive can not be maintained, and the electrical conduction between the conductive particles contained in the anisotropic conductive adhesive and the substrate wiring Connection is degraded. That is, in the touch sensor of Patent Document 1, there is a possibility that the electrical connection between the substrate wiring and the FPC wiring may not be stable in a high temperature environment.
  • the touch sensor of the present disclosure can stably maintain the electrical connection between the wiring on the substrate and the flexible wiring board even in a high temperature environment.
  • FIG. 1 shows the entire touch sensor 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the touch sensor 1 is a sensor-type input device capable of performing a touch operation.
  • the touch sensor 1 is, for example, various devices in which a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display is incorporated (for example, an in-vehicle device such as a car navigation, a display device of a personal computer, a mobile phone, a portable information terminal, a portable game machine, It is used as an input device for copying machines, ticket vending machines, automatic teller machines, wrist watches, etc.).
  • the X axis positive direction shown in each drawing is the direction from the left to the right of the touch sensor 1 shown in FIG. 1 and the Y axis positive direction is the front side of the touch sensor 1 shown in FIG.
  • the direction from the side) to the back (front side of touch sensor 1), Z-axis plus direction is determined as the direction from the top (back side of touch sensor 1) to the bottom (surface of touch sensor 1) shown in FIG. .
  • the touch sensor 1 has a cover member 2 having light transparency.
  • the cover member 2 is made of a cover glass or a cover lens made of plastic. Specifically, the cover member 2 is formed in a rectangular plate shape, and is stacked on the surface of the substrate 3 described later.
  • a window frame portion 2a having a substantially frame shape and a dark color such as black is formed by printing or the like.
  • a translucent operation surface 2b is formed in an internal rectangular area surrounded by the window frame 2a. The operation surface 2 b is configured as a surface on which a user's finger or the like contacts with the touch operation of the touch sensor 1.
  • the touch sensor 1 includes a substrate 3.
  • the substrate 3 is made of, for example, a resin material having light transmittance such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, acrylic (PMMA) or the like.
  • the substrate 3 is formed in a rectangular plate shape and has a thickness of, for example, about 1 to 3 mm.
  • the touch sensor 1 does not necessarily need to provide the cover member 2.
  • the configuration may be such that the surface of the substrate 3 can be touch-operated.
  • the substrate 3 may be configured by bonding a plurality of substrates 3.
  • the substrate 3 has a capacitive sensor unit 4 capable of detecting a touch operation by the user's finger (detection target) in contact with the operation surface 2 b of the cover member 2.
  • the sensor unit 4 is composed of electrodes 5, 5,... Extending in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the material of each electrode 5 is, for example, a transparent conductive film having light transparency such as indium tin oxide or tin oxide, or a mesh in which a conductive metal such as copper (conductor 7 (see FIG. 3)) is formed in a mesh A conductive layer or the like having a structure is suitable.
  • the conductor 7 will be described later with reference to FIG.
  • the sensor unit 4 may be capable of detecting each of the coordinate position in the X-axis direction and the coordinate position in the Y-axis direction, and the arrangement state of the electrodes 5, 5, ... is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the sensor unit 4 is provided with substrate wirings 6, 6,... For electrically connecting to an external circuit (not shown) via a flexible wiring board 10 described later.
  • the substrate wirings 6, 6,... are arranged on the surface of the substrate 3 and extend from the sensor unit 4 to the rear side of the substrate 3. Specifically, in each substrate wiring 6, one end 6a is electrically connected to each electrode 5 of the sensor unit 4, and the other end 6b is electrically connected to the FPC wiring 11 of the flexible wiring board 10 described later. It is configured to be connected.
  • the end 6 b of the FPC wiring 11 is covered with the electrode terminal 15. The details of the electrode terminal 15 will be described later with reference to FIG.
  • each substrate wiring 6 has a mesh structure in which substantially linear conductors 7, 7,.
  • This mesh structure is formed by burying conductors 7, 7,... Made of a conductive metal such as copper in a plurality of grooves (not shown) formed on the surface of the substrate 3. That is, each substrate wiring 6 is formed of a conductive layer.
  • hatching with dots is given to each conductor 7.
  • Each substrate wiring 6 is composed only of the conductors 7, 7,... And does not use other conductive metals. Therefore, the amount of conductive metal used for one substrate wiring 6 can be reduced. Then, by connecting electrode terminals 15 to be described later to the conductors 7, 7,... Of each substrate wiring 6, the electrical connection between each substrate wiring 6 and the electrode terminal 15 can be stabilized.
  • the touch sensor 1 includes a flexible wiring board 10.
  • the flexible wiring board 10 is a type of printed circuit board called “Flexible Printed Circuits", and is configured to have flexibility and to have its electrical characteristics unchanged even in a deformed state.
  • the flexible wiring board 10 is made of, for example, a flexible insulating film such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) or the like.
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the tip 10 a of the flexible wiring board 10 is fixed to the surface of the substrate 3 by an anisotropic conductive adhesive described later.
  • the flexible wiring board 10 is fixed to the substrate 3 so that the end 6 b of each substrate wiring 6 and the tip 10 a of the flexible wiring board 10 overlap.
  • the end of the electrode terminal 15 and the tip 10 a overlap in the region R.
  • “plan view” means viewing from the Z-axis direction.
  • FPC wiring 11 is formed on the surface of the flexible wiring board 10 in the negative Z-axis direction so as to face the surface (surface in the positive Z-axis direction) of the flexible wiring board 10. Is provided.
  • the FPC wiring 11 is configured as a conductive layer made of a conductive metal such as copper, for example.
  • the material of the FPC wiring 11 is not limited to copper, and may be a conductive metal such as gold, silver or nickel, or a paste having conductivity such as carbon.
  • FIG. 6 is an electron micrograph of the cross-sectional portion corresponding to FIG. 5 in the product of the touch sensor 1 according to the present embodiment taken at a magnification of 150. And the white broken line shown in FIG. 6 is provided to clearly show the interface between the components in the touch sensor 1 for the sake of convenience of illustration.
  • a bonding layer 12 is provided between the substrate 3 and the flexible wiring board 10.
  • the bonding layer 12 is made of an anisotropic conductive adhesive.
  • the anisotropic conductive adhesive is, for example, ACF (Anisotropic Conductive Film).
  • the anisotropic conductive adhesive is disposed on the surface of the substrate 3 in the region R after forming the underlayer 14 and the electrode terminal 15 described later.
  • the anisotropically conductive adhesive may be disposed by application, or may be disposed by a method other than application.
  • the positions of the left end of the bonding layer 12 and the left end of the flexible wiring board 10 are aligned in FIG. 5, they do not necessarily have to be aligned.
  • the right end of the electrode terminal 15 is located slightly to the right of the right end of the bonding layer 12, but the right end of the bonding layer 12 and the right end of the electrode terminal 15 may be at the same position.
  • the anisotropic conductive adhesive (bonding layer 12) has a binder 12a for fixing the substrate 3 and the flexible wiring board 10, and conductors 13, 13 ... dispersed in the binder 12a.
  • the binder 12a is made of a material having adhesiveness and insulation. Specifically, synthetic rubber, thermoplastic resin, thermosetting resin or the like is suitable as the material of the binder 12a.
  • the conductor 13 is made of, for example, a particulate composite material in which nickel is coated with gold, and in a state before the flexible wiring board 10 is fixed to the substrate 3, the conductor 13 is formed in a substantially spherical shape.
  • the conductor 13 is shaped such that when the flexible wiring board 10 is fixed to the substrate 3, the conductor 13 and the electrode terminal 15 contact each other in a curved curved surface, and the conductor 13 and the FPC wiring 11 mutually Are connected in the same manner.
  • the lower portion of the conductor 13 has a substantially hemispherical shape.
  • an underlayer 14 is provided on the surface of the substrate 3 (the surface in the positive direction of the Z-axis).
  • base layer 14 is formed in region R, and ends 6b of the plurality of substrate wirings 6, 6,... Formed on the surface of substrate 3 in the Z-axis direction. , 6 b,... Are covered by the underlayer 14.
  • the underlayer 14 is an insulator and has flexibility and gas barrier properties.
  • the underlayer 14 is formed, for example, by curing a resin paste composition. In FIG. 5, in order to emphasize and show the underlayer 14, the underlayer 14 is hatched with dots. The same applies to FIGS. 7 and 8.
  • the resin paste composition is composed of a main agent and a curing agent and a diluent which are respectively blended to have a predetermined compounding ratio to the main agent.
  • the main component of the resin paste composition includes methyl methacrylate (acrylic resin) having gas barrier properties and isophorone as an organic solvent.
  • an inorganic pigment such as silica may be added to improve the visibility of the formed pattern.
  • a material generally called “HF-HSD 800 matte medium” and having a characteristic of urethane type / 2 liquid isocyanate curing type is suitable.
  • the underlayer 14 is provided on the surface of the substrate 3.
  • the region in which the underlayer 14 is provided is referred to as a “region R”.
  • the underlayer 14 is formed to face the conductor 13 (see FIG. 5).
  • the underlayer 14 is formed to cover the end 6 b of each substrate wiring 6.
  • the conductors 7, 7, ... (see FIG. 3) constituting the end 6b are protected by the foundation layer 14 to enhance the strength. It is in a state of being
  • Underlying layer 14 is formed on the surface of substrate 3 by screen printing or the like after substrate wirings 6, 6,... Are formed on substrate 3. Then, in the state where the underlayer 14 is formed on the surface of the substrate 3, it is inferred that the substrate 3 and the underlayer 14 mutually diffuse near the interface with each other. Under the action of the mutual diffusion, the underlayer 14 is in a state of being in tight contact with the substrate 3. The adhesion between the substrate 3 and the underlayer 14 is better than the adhesion between the substrate 3 and the anisotropic conductive adhesive (bonding layer 12) when the anisotropic conductive adhesive is directly disposed on the surface of the substrate 3 high.
  • the underlayer 14 is preferably formed to have a thickness of 2 ⁇ m to 15 ⁇ m. If the thickness of the underlayer 14 is less than 2 ⁇ m, the adhesion to the substrate 3 may be reduced, and air bubbles may be generated between the substrate 3 and the underlayer 14. If the thickness of the base layer 14 exceeds 15 ⁇ m, the electrode terminal 15 may be broken when the electrode terminal 15 described later is formed.
  • an electrode terminal 15 is provided on the substrate 3 on which the substrate wiring 6 is provided and on the base layer 14.
  • the electrode terminal 15 is made of a composition in which a conductive paste containing a resin material is cured.
  • this composition contains a conductive paste containing a conductive metal consisting of silver and a phenoxy resin (bisphenol A type), and a diluent.
  • a material generally called “DW-850H-35” and having a characteristic of epoxy one-component curing type is suitable.
  • the electrode terminal 15 is provided on the substrate 3 so as to cover the end 6 b of each substrate wiring 6 via the base layer 14. Further, the electrode terminal 15 is also directly connected to the substrate wiring 6. That is, the electrode terminal 15 is provided across the top of the base layer 14 and the top of the substrate wiring 6.
  • the electrode terminal 15 is formed by screen printing or the like.
  • the base layer 14 is formed in the region R in a plan view.
  • the electrode terminal 15 is formed so that its thickness is larger than the thickness of the base layer 14 at the time of screen printing.
  • the electrode terminal 15 is preferably formed to have a thickness of 4 ⁇ m or more. When the thickness of the electrode terminal 15 is less than 4 ⁇ m, defects such as pinholes are easily generated inside the electrode terminal 15.
  • electrode terminal 15 is provided on the surface of substrate 3 such that the portion located outside region R is electrically connected to each substrate wiring 6, and A portion located in R is provided between the bonding layer 12 and the base layer 14 so as to be electrically connected to the conductor 13.
  • the substrate wirings 6, 6, ... and the FPC wiring 11 are electrically connected to each other through the conductor 13 and the electrode terminal 15 in a state where the flexible wiring board 10 is fixed to the substrate 3. There is.
  • Each of the base layer 14 and the electrode terminal 15 is formed with a recess 15 a such that the portion pressed against the lower portion of each conductor 13 has a substantially bowl shape. Thereby, the contact area of each conductor 13 and the electrode terminal 15 increases, and the electrical connection state of both becomes stable.
  • the base layer 14 is also provided with a recess 14a at a position overlapping the recess 15a as viewed in the Z-axis direction.
  • the recess 14 a is not necessarily formed in the base layer 14.
  • the flexible wiring board 10 is fixed to the substrate 3.
  • a recess is partially formed in the electrode terminal 15 and the base layer 14 by the conductor 13.
  • the underlayer 14 and the substrate 3 are fixed in close contact with each other. Even when the touch sensor 1 is left in a high temperature environment, air bubbles generated in the substrate 3 are not generated from the surface of the substrate 3 in the region R where the base layer 14 is formed. It becomes possible to keep inside. And the adhering state of the board
  • the electrical connection between each of the conductors 13 included in the bonding layer 12 and the electrode terminal 15 is maintained. That is, it is possible to stably maintain the electrical connection between the substrate wirings 6, 6,... And the FPC wiring 11 through the electrode terminal 15 and the conductor 13. Therefore, in the touch sensor 1 according to the embodiment of the present disclosure, the electrical connection between the substrate wirings 6, 6, ... and the FPC wiring 11 can be stabilized even in a high temperature environment.
  • the conductor 13 is in planar contact with the FPC wiring 11. Therefore, a connection area between the conductor 13 and the FPC wiring 11 is secured. As a result, the electrical connection between the substrate wirings 6, 6, ... and the FPC wiring 11 can be further stabilized.
  • the electrode terminal 15 consists of a composition which the electrically conductive paste containing the resin material hardened
  • the method of forming the recessed part 15a in the electrode terminal 15, and forming the recessed part 14a in the base layer 14 is not limited.
  • the conductive paste can be permeated into the step portion B (see FIGS. 5 and 8) between the substrate 3 and the base layer 14 located at the boundary of the region R to be cured. Thus, the occurrence of disconnection at the position of the step portion B of the electrode terminal 15 can be suppressed.
  • the base layer 14 consists of a composition which the resin paste composition hardened
  • the flexible wiring board 10 is provided on the surface of the substrate 3 in the positive Z-axis direction.
  • the substrate wiring 6 and the like are disposed on the surface of the substrate 3 in the negative Z-axis direction.
  • a plate 10 may be provided.
  • the touch sensor 1 of the present disclosure includes a sensor unit 4 capable of detecting a touch operation, a substrate 3 provided with the sensor unit 4 and made of a resin material, and a first direction of the substrate 3 (for example, Z-axis plus direction, Z Substrate wiring 6 provided on the surface in the negative direction of the axis, having the end 6a and the end 6b, the end 6a being electrically connected to the sensor unit 4, and the substrate wiring viewed from the first direction
  • the flexible wiring board 10 fixed to the surface of the substrate 3 so as to overlap with the end 6b of 6 and the surface of the flexible wiring board 10 facing the surface of the substrate 3 in the first direction
  • a base layer 14 made of a resin material having a gas barrier property which is provided on the surface of the substrate 3 in the first direction so as to cover the end 6 b of the substrate wiring 6.
  • An anisotropically conductive material including an electrode terminal 15 provided on the surface in the direction 1 and between the substrate 3 and the flexible wiring board 10 and fixing the flexible wiring board 10 to the substrate 3 and including the particulate conductor 13 And a bonding layer 12 made of a metallic adhesive.
  • the FPC wiring 11 is electrically connected to the substrate wiring 6 through the conductor 13 and the electrode terminal 15, and the plurality of substrate wirings 6 are provided on the surface of the substrate 3 in the first direction.
  • the plurality of end portions 6 b are covered with the base layer 14, the electrode terminal 15 has a recess 15 a, and the conductor 13 is in contact with the electrode terminal 15 at the recess 15 a.
  • the base layer 14 has the recess 14 a, and the recess 15 a of the electrode terminal 15 and the recess 14 a of the base layer 14 overlap when viewed from the first direction.
  • the conductor 13 and the electrode terminal 15 are in contact with each other at a curved curved surface.
  • the touch sensor 1 of the present disclosure is made of a composition in which a conductive paste including a resin material is cured in the electrode terminal 15.
  • the base layer is made of a resin material in which the resin paste composition is cured.
  • the present disclosure can be industrially used as a touch sensor type input device capable of performing a touch operation.

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Abstract

本開示のタッチセンサは、基板と、基板配線と、基板配線の端部と重なるように基板に固着されるフレキシブル配線板と、フレキシブル配線板に設けられ基板配線と電気的に接続されたフレキシブル配線と、基板配線の端部を覆うように基板に設けられ、ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層と、基板配線に接続され、一部が下地層に積層されるように基板に設けられた電極端子と、基板とフレキシブル配線板との間に設けられ、フレキシブル配線板を基板に固着し、粒子状の導電体を含む異方導電性接着剤からなる接合層と、を備える。

Description

タッチセンサ
　本開示はタッチセンサに関するものである。
　従来から、タッチ操作を行うことが可能なタッチセンサに関し、例えば特許文献１に示されるものが知られている。
　特許文献１には、樹脂材からなる基板（基材シート）と、基板上に形成された複数の電極からなるセンサ部と、基板上に配置され,一端部がセンサ部と電気的に接続された複数の基板配線（回路引き回しパターン）と、複数の基板配線の他端部と電気的に接続される配線を有するフレキシブル配線板（ＦＰＣ）と、を備えたタッチセンサが開示されている。各基板配線の他端部は、センサ部の外側に位置する基板端部（ＦＰＣ接続部）に配置されている。フレキシブル配線板は、先端部が導電粒子を含む異方導電性接着剤により基材端部に固着された状態で外部装置と接続されるように構成されている。異方導電性接着剤としては、一般的にはＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）が用いられる。
特開２０１５－１８３１７号公報
　本開示の一態様に係るタッチセンサは、タッチ操作の検知が可能なセンサ部と、前記センサ部が設けられ,樹脂材からなる基板と、前記基板の第１の方向の面である第１の面に設けられ,第１の端部および第２の端部を有し,前記第１の端部が前記センサ部に電気的に接続された基板配線と、前記第１の方向から見て,前記基板配線の前記第２の端部と重なるように前記基板の前記第１の面に固着されるフレキシブル配線板と、前記基板の前記第１の面に対向する前記フレキシブル配線板の第２の面に設けられ,前記基板配線と電気的に接続された配線と、前記基板配線の前記第２の端部を覆うように前記基板の前記第１面に設けられ,ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層と、前記基板配線に接続され,一部が前記下地層に積層されるように前記基板の前記第１の面に設けられた電極端子と、前記基板と前記フレキシブル配線板との間に設けられ,前記フレキシブル配線板を前記基板に固着し,粒子状の導電体を含む異方導電性接着剤からなる接合層と、を備える。前記配線は、前記導電体および前記電極端子を介して前記基板配線に電気的に接続され、複数の基板配線が前記基板配線を含み、複数の第２の端部が前記第２の端部を含み、前記複数の基板配線が前記基板の前記第１の面に設けられ、前記複数の基板配線の前記複数の第２の端部が、前記下地層で覆われており、前記電極端子は凹部を有し、前記導電体は前記電極端子と前記凹部で接している。
　本開示によると、高温環境下であっても基板およびフレキシブル配線板における配線同士の電気的な接続を安定的に保つことができる。
図１は、本開示の実施形態に係るタッチセンサの斜視図である。 図２は、基板の構成を示す平面図である。 図３は、図２のＡ部を拡大して示す部分拡大図である。 図４は、基板とフレキシブル配線板との固着状態を示す部分拡大平面図である。 図５は、図４のV-V線断面図である。 図６は、タッチセンサの実施品における図５に相当する断面部分を１５０倍率で撮影した共焦点レーザ顕微鏡写真を示す図である。 図７は、図４におけるフレキシブル配線板を固着する前段階の基板と下地層および電極端子との配置状態を示す部分拡大平面図である。 図８は、図７のVIII-VIII線断面図である。
　一般に、樹脂材からなる基板を備えたタッチセンサでは、タッチセンサを例えば約８５℃の高温環境下で一定時間（例えば１２０分）放置した場合に、基板から気泡が発生するおそれのあることが知られている。なお、この気泡は、基板内に予め含まれていた水分が気化した水蒸気であると推定される。
　例えば、特許文献１のタッチセンサでは、樹脂材からなる基板の表面上に配置された異方導電性接着剤を介してフレキシブル配線板が固着されている。このため、タッチセンサを高温環境下で一定時間放置した場合に、基板から発生した気泡が、基板と異方導電性接着剤との間に入り込みかつ双方の界面付近に溜まるようになる。その結果、異方導電性接着剤が基板から剥離して基板と異方導電性接着剤との密着状態が保たれず、異方導電性接着剤に含まれる導電粒子と基板配線との電気的な接続状態が低下してしまう。すなわち、特許文献１のタッチセンサでは、高温環境下において基板配線とＦＰＣ配線との電気的な接続が安定しないおそれがあった。
　本開示のタッチセンサは、高温環境下であっても基板およびフレキシブル配線板における配線同士の電気的な接続を安定的に保つことができる。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、例示に過ぎず、本開示の適用物および本開示の用途は制限されない。
　図１は、本開示の実施形態に係るタッチセンサ１の全体を示している。タッチセンサ１は、タッチ操作を行うことが可能なセンサ型入力装置である。タッチセンサ１は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の機器（例えばカーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータのディスプレイ機器、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、現金自動預け払い機、腕時計など）の入力装置として用いられる。
　以下の説明において、各図中に示すＸ軸プラス方向を図１に示すタッチセンサ１の左から右に向かう方向、Ｙ軸プラス方向を図１に示すタッチセンサ１の手前（タッチセンサ１の後側）から奥（タッチセンサ１の前側）に向かう方向、Ｚ軸プラス方向を図１に示すタッチセンサ１の上方（タッチセンサ１の裏面）から下方（タッチセンサ１の表面）に向かう方向として定める。
　なお、このような位置関係は、タッチセンサ１またはタッチセンサ１が組み込まれた機器における実際の方向とは無関係である。
　また、本開示では、「上方」、「下方」、「前」、「後」等の方向を示す用語を用いて説明するが、これらは相対的な位置関係を示しているだけであり、それにより本開示が限定されるものではない。
　図１に示すように、タッチセンサ１は、光透過性を有するカバー部材２を有する。カバー部材２は、カバーガラスまたはプラスチック製のカバーレンズからなる。具体的に、カバー部材２は、長方形の板状に形成されていて、後述する基板３の表面に積層配置されている。カバー部材２の外周位置には印刷等により黒色等の暗色で略額縁状の窓枠部２ａが形成されている。窓枠部２ａで囲まれた内部の矩形領域には透光可能な操作面２ｂが形成されている。操作面２ｂは、タッチセンサ１のタッチ操作に伴い使用者の手指などが接触する側の面として構成されている。
　図１および図２に示すように、タッチセンサ１は基板３を備えている。基板３は、例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、アクリル（ＰＭＭＡ)等のような光透過性を有する樹脂材からなる。基板３は、長方形の板状に形成されていて、例えば約１～３ｍｍの厚みを有している。なお、タッチセンサ１は、カバー部材２を必ずしも設ける必要はない。基板３の表面をタッチ操作することが可能な構成でもよい。基板３は複数枚の基板３が貼り合わせられて構成されていてもよい。
　基板３は、カバー部材２の操作面２ｂに接触した使用者の手指（検知対象物）によるタッチ操作の検知が可能な静電容量方式のセンサ部４を有している。センサ部４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに延びる電極５，５，…により構成されている。各電極５の材料としては、例えば酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性を有する透明導電膜、或いは、銅などの導電金属（導体７（図３参照））が網目状に形成されたメッシュ構造を有する導電層などが適している。なお、導体７については図３を参照しながら後述する。センサ部４は、Ｘ軸方向の座標位置およびＹ軸方向の座標位置の夫々を検出可能であればよく、電極５，５，…の配置状態は図２などに示す構成には限定されない。
　センサ部４には、後述するフレキシブル配線板１０を介して外部回路（図示せず）と電気的に接続するための基板配線６，６，…が設けられている。基板配線６，６，…は、基板３の表面に配置されていて、センサ部４から基板３の後側に亘って延びている。具体的に、各基板配線６は、一方の端部６ａがセンサ部４の各電極５と電気的に接続されかつ他方の端部６ｂが後述するフレキシブル配線板１０のＦＰＣ配線１１と電気的に接続されるように構成されている。ＦＰＣ配線１１の端部６ｂは電極端子１５で覆われている。電極端子１５の詳細については図５を参照しながら後述する。
　図３に示すように、各基板配線６は、略線状の導体７，７，…を網目状に形成したメッシュ構造である。このメッシュ構造は、基板３の表面に形成された複数の溝部（図示せず）内に銅などの導電金属からなる導体７，７，…を埋設させることで形成されている。つまり、各基板配線６は導電層によって形成されている。なお、図３では、各導体７を強調して示すために、各導体７に対してドットによるハッチングを付している。
　各基板配線６は、導体７，７，…だけで構成され、他の導電金属を使用していない。このため、一つの基板配線６に対する導電金属の使用量を抑えることができる。そして、後述する電極端子１５を各基板配線６の導体７，７，…に接続することにより、各基板配線６と電極端子１５との電気的な接続を安定させることができる。
　図１に示すように、タッチセンサ１は、フレキシブル配線板１０を備えている。フレキシブル配線板１０は、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ」と呼ばれるプリント基板の一種であり、柔軟性を有しかつ変形状態でもその電気的特性が変化しないように構成されている。
　フレキシブル配線板１０は、例えばポリイミド（ＰＩ）、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）等の可撓性を有する絶縁フィルムからなる。
　図４に示すように、フレキシブル配線板１０の先端部１０ａは、基板３の表面に後述する異方導電性接着剤により固着されている。各基板配線６の端部６ｂとフレキシブル配線板１０の先端部１０ａが重なるように、フレキシブル配線板１０は基板３に固着されている。平面視では、電極端子１５の端部と先端部１０ａが、領域Ｒ内で重なっている。なお、本実施の形態においては、『平面視』とは、Ｚ軸方向から見ることである。
　図５および図６に示すように、フレキシブル配線板１０には、基板３の表面（Ｚ軸プラス方向の面）と対向するように、フレキシブル配線板１０のＺ軸マイナス方向の面にＦＰＣ配線１１が設けられている。ＦＰＣ配線１１は、例えば銅のような導電金属からなる導電層として構成されている。なお、ＦＰＣ配線１１の材料は、銅に限定されず、金、銀、またはニッケルなどの導電金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペースト状のものであってもよい。
　図６は、本実施形態に係るタッチセンサ１の実施品における図５相当の断面部分を１５０倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。そして、図６中に示す白色の破線は、図示の便宜上、タッチセンサ１における各構成要素間の界面部分を明示するために付したものである。
　図５および図６に示すように、基板３とフレキシブル配線板１０との間には接合層１２が設けられている。接合層１２は、異方導電性接着剤からなる。異方導電性接着剤は例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）である。異方導電性接着剤は、後述する下地層１４および電極端子１５を形成した後に領域Ｒ内における基板３の表面上に配置される。なお、異方導電性接着剤は塗布して配置してもよいし、塗布以外の方法で配置してもよい。なお、図５では接合層１２の左端とフレキシブル配線板１０の左端の位置が揃っているが、必ずしも揃っている必要はない。また、電極端子１５の右端が、接合層１２の右端より僅かに右の方に位置するが、接合層１２の右端と電極端子１５右端が同じ位置であってもよい。
　異方導電性接着剤（接合層１２）は、基板３およびフレキシブル配線板１０を固着するバインダ１２ａと、バインダ１２ａ中に分散される導電体１３，１３，…とを有している。
　バインダ１２ａは、接着性および絶縁性を有する材料からなる。具体的に、バインダ１２ａの材料としては、合成ゴム、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが適している。
　導電体１３は、例えばニッケルを金でコーティングした粒子状の複合材からなり、フレキシブル配線板１０を基板３に固着する前の状態では略球状に形成されている。
　導電体１３は、フレキシブル配線板１０が基板３に固着したときに導電体１３と電極端子１５とが互いに湾曲した曲面で接触するような形状になり、導電体１３とＦＰＣ配線１１とは互いに電気的に接続された状態となる。例えばフレキシブル配線板１０が基板３に固着したときに、導電体１３の下部は、略半球状の形状になっている。
　図５および図６に示すように、基板３の表面（Ｚ軸プラス方向の面）には下地層１４が設けられている。図５および図７に示すように、下地層１４は領域Ｒに形成されており、基板３のＺ軸方向の面に形成されている複数の基板配線６, ６，…の複数の端部６ｂ, ６ｂ，…は、下地層１４によって覆われている。下地層１４は、絶縁体で、柔軟性およびガスバリア性を有している。下地層１４は、例えば、樹脂ペースト組成物を硬化させて形成される。なお、図５では、下地層１４を強調して示すために、下地層１４に対してドットによるハッチングを付している。図７および図８についても同様である。
　樹脂ペースト組成物は、主剤、ならびに主剤に対して所定の配合比となるようにそれぞれ配合された硬化剤および希釈剤により構成されている。樹脂ペースト組成物の主剤には、ガスバリア性を有するメタクリス酸メチル（アクリル樹脂）と有機溶剤であるイソホロンなどが含まれている。なお、カメラなどでの画像識別を可能にするために、換言すれば、形成したパターンの視認性改善のために、シリカなどの無機顔料を添加してもよい。なお、主剤としては、一般的に「ＨＦ－ＨＳＤ８００マットメジューム」と呼称されかつウレタン型／２液イソシアネート硬化型としての特徴を有する材料が適している。
　図７および図８に示すように、下地層１４は、基板３の表面の上に設けられている。下地層１４が設けられている領域を『領域Ｒ』と表す。下地層１４は、導電体１３（図５参照）に対向するように形成されている。また、下地層１４は、各基板配線６の端部６ｂを覆うように形成されている。また、各基板配線６の端部６ｂが下地層１４に覆われていることから、端部６ｂを構成する導体７，７，…（図３参照）が下地層１４により保護されて強度が高められた状態となっている。
　下地層１４は、基板配線６，６，…が基板３上に形成された後にスクリーン印刷などで基板３の表面上に形成される。そして、下地層１４が基板３の表面上に形成された状態では、基板３および下地層１４が互いの界面付近で相互拡散していると推察される。この相互拡散の作用により、下地層１４が基板３に対して強固に密着した状態となる。異方導電性接着剤を基板３の表面に直接配置した場合における基板３と異方導電性接着剤（接合層１２）との密着性より、基板３と下地層１４との密着性の方が高い。
　下地層１４は、厚さが２μｍ～１５μｍとなるように形成するのが好ましい。下地層１４の厚さが２μｍ未満であると基板３との密着性が低下して基板３と下地層１４との間に気泡が生じるおそれがある。下地層１４の厚さが１５μｍを越えると後述の電極端子１５を形成するときに電極端子１５が断線してしまうおそれがある。
　また、図５および図６に示すように、基板配線６が設けられている基板３の上および下地層１４の上に跨って、電極端子１５が設けられている。電極端子１５は、樹脂材を含む導電ペーストが硬化した組成物からなる。具体的に、この組成物は、銀からなる導電金属およびフェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ型）を含む導電ペーストと、希釈剤とを含んでいる。なお、この組成物の導電ペーストとしては、一般的に「ＤＷ－８５０Ｈ－３５」と呼称されかつエポキシ１液性硬化型の特徴を有する材料が適している。
　ここでフレキシブル配線板１０を基板３に固着させる前の状態について図７および図８を参照しながら説明する。
　図７および図８に示すように、電極端子１５は、下地層１４を介して各基板配線６の端部６ｂを覆うように基板３の上に設けられている。また、電極端子１５は、基板配線６と直接、接続されてもいる。つまり、電極端子１５は、下地層１４の上と基板配線６の上とを跨って設けられている。電極端子１５は、スクリーン印刷などにより形成されている。
　図７に示すように平面視では、下地層１４が領域Ｒに形成されている。また、電極端子１５は、その厚みがスクリーン印刷時に下地層１４の厚みより大きくなるように形成されている。具体的に、電極端子１５は、厚さが４μｍ以上となるように形成されるのが好ましい。電極端子１５の厚さが４μｍ未満であると電極端子１５の内部にピンホールなどの欠損が生じやすくなるためである。
　そして、図５および図６に示すように、電極端子１５は、領域Ｒ外に位置する部分が各基板配線６と電気的に接続されるように基板３の表面上に設けられ、かつ、領域Ｒ内に位置する部分が導電体１３と電気的に接続されるように接合層１２と下地層１４との間に設けられている。これにより、フレキシブル配線板１０が基板３に固着された状態で、基板配線６，６，…およびＦＰＣ配線１１が導電体１３および電極端子１５を介して互いに電気的に接続されるようになっている。
　下地層１４および電極端子１５の各々は、各導電体１３の下部に押し付けられた部分が略椀状になるように凹部１５ａが形成されている。これにより、各導電体１３と電極端子１５との接触面積が増加して、双方の電気的な接続状態が安定するようになる。同様に、図５および図６に示すように、下地層１４にもＺ軸方向から見て凹部１５ａに重なる位置に凹部１４ａが形成されている。しかしながら導電体１３の押し付け力および電極端子１５の厚さによっては、下地層１４には凹部１４ａは必ずしも形成されない。
　（実施形態の作用効果）
　以上の通り、タッチセンサ１において、フレキシブル配線板１０は、基板３に、固着されている。フレキシブル配線板１０が固着される時、電極端子１５および下地層１４には、導電体１３により部分的に凹部が形成される。また、下地層１４および基板３は互いに密着した状態で固着されている。タッチセンサ１が高温環境下で放置された場合であっても、基板３内で発生する気泡は、下地層１４が形成されている領域Ｒにおいては基板３の表面から発生せず、基板３の内部に留めておくことが可能となる。そして、基板３とフレキシブル配線板１０との固着状態が適切に保たれる。その結果、基板配線６，６，…と電極端子１５との電気的な接続が維持される。同時に、接合層１２に含まれる各導電体１３と電極端子１５との電気的な接続が維持される。すなわち、基板配線６，６，…とＦＰＣ配線１１との電気的な接続状態を、電極端子１５および導電体１３を介して安定的に維持することが可能となる。したがって、本開示の実施形態に係るタッチセンサ１では、高温環境下であっても基板配線６，６，…とＦＰＣ配線１１との電気的な接続状態を安定させることができる。
　また、導電体１３はＦＰＣ配線１１に対し面状に接している。このため、導電体１３とＦＰＣ配線１１との間の接続面積が確保される。その結果、基板配線６，６，…とＦＰＣ配線１１との電気的な接続状態をより一層安定させることができる。
　また、電極端子１５は、樹脂材を含む導電ペーストが硬化した組成物からなる。このため、フレキシブル配線板１０の圧着時などで各導電体１３により電極端子１５に凹部１５ａが形成され、かつ、凹部１５ａの形状を維持した状態で構成することは容易である。なお、電極端子１５に凹部１５ａを、下地層１４に凹部１４ａを形成する方法は限定されない。さらに、領域Ｒの境界に位置する基板３と下地層１４との段差部Ｂ（図５および図８参照）に導電ペーストを、浸透させて硬化することが可能となる。これにより、電極端子１５が段差部Ｂの位置における断線の発生を抑制することができる。
　また、下地層１４は、樹脂ペースト組成物が硬化した組成物からなる。このため、下地層１４は比較的薄い形状となる（例えば２μｍ程度の厚みを有する）。下地層１４が薄くても、下地層１４は基板３からの気泡の発生を抑制するように、基板３上に密着するように設けることができる。なお、基板３からの気泡の回り込みを抑えられるように、下地層１４は領域Ｒの全面を覆って配置することが望ましい。
　［その他の実施形態］
　以上、本開示についての実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態のみに限定されず、開示の範囲内で種々の変更が可能である。
　なお、上述した実施の形態では、基板３のＺ軸プラス方向の面にフレキシブル配線板１０が設けられているが、基板３のＺ軸マイナス方向の面に基板配線６などを配置してフレキシブル配線板１０が設けられていてもよい。
　［まとめ］
　本開示のタッチセンサ１は、タッチ操作の検知が可能なセンサ部４と、センサ部４が設けられ樹脂材からなる基板３と、基板３の第１の方向（例えば、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向）の面に設けられ,端部６ａおよび端部６ｂを有し，端部６ａがセンサ部４に電気的に接続された基板配線６と、第１の方向から見て，基板配線６の端部６ｂと重なるように基板３の面に固着されるフレキシブル配線板１０と、基板３の第１の方向の面に対向するフレキシブル配線板１０の面に設けられ，基板配線６と電気的に接続されたＦＰＣ配線１１と、基板配線６の端部６ｂを覆うように基板３の第１の方向の面に設けられ，ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層１４と、基板配線６に接続され,一部が下地層１４に積層されるように基板３の第１の方向の面に設けられた電極端子１５と、基板３とフレキシブル配線板１０との間に設けられ，フレキシブル配線板１０を基板３に固着し，粒子状の導電体１３を含む異方導電性接着剤からなる接合層１２と、を備える。ＦＰＣ配線１１は、導電体１３および電極端子１５を介して基板配線６に電気的に接続され、複数の基板配線６が基板３の第１の方向の面に設けられ、複数の基板配線６の複数の端部６ｂが、下地層１４で覆われており、電極端子１５は凹部１５ａを有し、導電体１３は電極端子１５と凹部１５ａで接している。
　本開示のタッチセンサ１は、下地層１４が凹部１４ａを有し、電極端子１５の凹部１５ａと、下地層１４の凹部１４ａとが第１の方向から見て、重なっている。
　本開示のタッチセンサ１は、導電体１３と電極端子１５とは、湾曲した曲面で接している。
　本開示のタッチセンサ１は、電極端子１５が樹脂材を含む導電ペーストが硬化した組成物からなる。
　本開示のタッチセンサ１は、下地層が樹脂ペースト組成物が硬化した樹脂材からなる。
　本開示は、タッチ操作を行うことが可能なタッチセンサ型入力装置として産業上の利用が可能である。
　１　タッチセンサ
　２　カバー部材
　３　基板
　４　センサ部
　５　電極
　６　基板配線
　６ａ、６ｂ　端部
　７　導体
　１０　フレキシブル配線板
　１０ａ　先端部
　１１　ＦＰＣ配線（配線）
　１２　接合層
　１２ａ　バインダ
　１３　導電体
　１４　下地層
　１４ａ　凹部
　１５　電極端子
　１５ａ　凹部
　Ｒ　領域

Claims (5)

  1. 　タッチ操作の検知が可能なセンサ部と、
    　前記センサ部が設けられ、樹脂材からなる基板と、
    　前記基板の第１の方向の面である第１の面に設けられ、第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部が前記センサ部に電気的に接続された基板配線と、
    　前記第１の方向から見て、前記基板配線の前記第２の端部と重なるように前記基板の前記第１の面に固着されるフレキシブル配線板と、
    　前記基板の前記第１の面に対向する前記フレキシブル配線板の第２の面に設けられ、前記基板配線と電気的に接続された配線と、
    　前記基板配線の前記第２の端部を覆うように前記基板の前記第１の面に設けられ、ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層と、
    　前記基板配線に接続され、一部が前記下地層に積層されるように前記基板の前記第１の面に設けられた電極端子と、
    　前記基板と前記フレキシブル配線板との間に設けられ、前記フレキシブル配線板を前記基板に固着し、粒子状の導電体を含む異方導電性接着剤からなる接合層と、
    を備え、
    　前記配線は、前記導電体および前記電極端子を介して前記基板配線に電気的に接続され、
    　複数の基板配線が前記基板配線を含み、
    　複数の第２の端部が前記第２の端部を含み、
    　前記複数の基板配線が前記基板の前記第１の面に設けられ、
    　前記複数の基板配線の前記複数の第２の端部が、前記下地層で覆われており、
    　前記電極端子は凹部を有し、前記導電体は前記電極端子と前記凹部で接している、
    タッチセンサ。
  2. 　前記下地層が凹部を有し、前記電極端子の前記凹部と、前記下地層の前記凹部とが前記第１の方向から見て、重なっている、
    請求項１に記載のタッチセンサ。
  3. 　前記導電体と前記電極端子とは、湾曲した曲面で接している、
    請求項１または請求項２に記載のタッチセンサ。
  4. 　前記電極端子は、樹脂材を含む導電ペーストが硬化した組成物からなる、
    請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
  5. 　前記下地層は、樹脂ペースト組成物が硬化した樹脂材からなる、
    請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
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