特許 6184882 透明電極静電容量センサ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6184882

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】透明電極静電容量センサ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20170814BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 430

   G06F3/041 660

   G06F3/044 Z

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-8945(P2014-8945)

(22)【出願日】2014年1月21日

(65)【公開番号】特開2015-138348(P2015-138348A)

(43)【公開日】2015年7月30日

【審査請求日】2016年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(74)【代理人】

【識別番号】100186679

【弁理士】

【氏名又は名称】矢田 歩

(74)【代理人】

【識別番号】100189186

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】野崎 智浩

(72)【発明者】

【氏名】小松 博登

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５２５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１０５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５８１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９０５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０２

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｇ０１Ｂ ７／００

Ｈ０１Ｈ ３６／００

Ｈ０３Ｋ １７／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明樹脂基材と、
前記透明樹脂基材上に設けられた少なくとも１以上の透明電極と、
前記透明電極の外周の少なくとも一部に設けられ、前記透明電極と同じ材料からなる前記透明電極よりも厚さが厚く形成された疑似補助電極と、
前記透明樹脂基材上に設けられ、前記疑似補助電極と接続される引出配線と、を備え、
前記引出配線が、金属蒸着薄膜からなり、
前記疑似補助電極は前記透明電極の外周の１／７以上の範囲に設けられていることを特徴とする透明電極静電容量センサ。

【請求項2】

前記引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の透明電極静電容量センサ。

【請求項3】

前記引出配線には、前記疑似補助電極と接続される部分にカーボン層が設けられ、前記引出配線と前記疑似補助電極との前記接続がカーボン層を介して行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の透明電極静電容量センサ。

【請求項4】

前記疑似補助電極は、前記透明電極の厚さに６μｍを加えた厚さを超えない範囲で、前記透明電極の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の透明電極静電容量センサ。

【請求項5】

前記疑似補助電極は、前記透明電極の厚さに４μｍを加えた厚さを超えない範囲で、前記透明電極の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透明電極静電容量センサ。

【請求項6】

透明電極静電容量センサの製造方法であって、
透明樹脂基材上に金属蒸着薄膜からなる引出配線を形成する工程Ａと、
前記透明樹脂基材上にコーヒーリング現象を起こす粘度を有する透明導電材料を一部が前記引出配線の一部と重なるように設ける工程Ｂと、
前記透明導電材料をコーヒーリング現象が起きる乾燥条件で乾燥硬化させ、透明電極と前記透明電極の外周に前記透明電極よりも厚さが厚い疑似補助電極とを形成する工程Ｃと、
を備えることを特徴とする透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項7】

前記工程Ａにおいて、引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されていることを特徴とする請求項６に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項8】

前記工程Ａの後に、前記引出配線の前記一部を覆うようにカーボン層を形成する工程Ａ１を備えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項9】

前記工程Ｃの後に、前記疑似補助電極上の少なくとも一部の厚みを厚くする工程Ｃ２を備え、
前記工程Ｃ２は、同じ前記透明導電材料からなる層を、前記疑似補助電極上の少なくとも一部に印刷法で形成する工程であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項10】

透明電極静電容量センサの製造方法であって、
透明樹脂基材上に金属蒸着薄膜からなる引出配線を形成する工程Ｆと、
前記透明樹脂基材上に、印刷法を用いて同じ透明導電材料を２回以上塗布することで、透明電極と前記透明電極の外周の少なくとも一部に前記透明電極よりも厚みが厚い前記透明電極と同じ材料からなる疑似補助電極を、前記引出配線の一部を覆うように形成する工程Ｇと、
を備えることを特徴とする透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項11】

前記工程Ｆにおいて、引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項12】

前記工程Ｆの後に、前記引出配線の前記一部を覆うようにカーボン層を形成する工程Ｆ１を備えることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項13】

前記工程Ｇは、前記透明樹脂基材上の前記透明電極及び前記疑似補助電極を形成する位置に、前記透明導電材料を１回以上塗布して第１層を形成する第１工程と、
前記第１層上の前記疑似補助電極を形成する位置に、前記透明導電材料を１回以上塗布する第２工程とからなることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【請求項14】

前記工程Ｇは、前記透明樹脂基材上の前記疑似補助電極を形成する位置に、前記透明導電材料を１回以上塗布して第１層を形成する第１工程と、
前記第１層及び前記透明樹脂基材上の前記透明電極を形成する位置に、前記透明導電材料を１回以上塗布する第２工程とからなることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の透明電極静電容量センサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透明電極静電容量センサ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タッチ・センサの検出方式の１種として、画面に接触する指に流れる電気にセンサが反応して、その指の動きを演算命令に変換する静電容量方式がある。この静電容量方式を用いた静電容量センサとして、検出感度のばらつきを抑えるために、透明電極の外周の少なくとも一部に、透明電極よりも電気抵抗が低い補助電極を設けたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

しかし、特許文献１に記載のセンサは、その製造工程中に透明電極と補助電極との位置ずれが生じた場合に、透明電極と補助電極との導通面積がずれ量に応じてばらつくおそれがあるが、透明電極と補助電極との導通面積がずれ量に応じてばらつくのを防ぐために透明電極と補助電極とを高精度に位置決めしようとすると、製造工程が煩雑となってしまうという問題があった。この問題を克服するために、補助電極により覆われない透明電極の輪郭線上に光透過性レジストの輪郭線を位置させることにより、補助電極と透明電極との位置決め精度を高める方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１３３６７３号公報

【特許文献2】特開２０１２−１７８１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、補助電極の材料として、特許文献１の発明では、銀インクなどの低抵抗の導電性金属材料を含む導電性ペーストや金属膜、特許文献２の発明では、銀、銅、あるいは金などの金属粒子を含有するインクや、カーボンまたはグラファイトを含有するインク、金属箔などを用いている。このように透明電極材料と異なる材料から補助電極を形成する場合、透明電極外周部の補助電極部が目立って意匠性が低下する、透明電極と補助電極の間で大きな段差が形成され、それら電極をカバーするカバー層を形成するときに気泡が発生しやすくなりそのために寄生容量が増加する、補助電極部により透明電極のビューエリアが小さくなるといった問題が内在する。
また、銀や金といった材料は価格が高いので、これらを用いると材料コストが上昇するという問題もある。

【0006】

本発明は、上記問題を鑑みなされたもので、意匠性に優れ、広いビューエリアが確保され、さらに、透明電極と補助電極の間の段差を低減することにより、気泡発生が防止され、寄生容量が低減された、信頼性に優れるとともに材料コストを低減した透明電極静電容量センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の透明電極静電容量センサの特徴は、透明樹脂基材と、透明樹脂基材上に設けられた少なくとも１以上の透明電極と、透明電極の外周の少なくとも一部に設けられ、透明電極と同じ材料からなる透明電極よりも厚さが厚く形成された疑似補助電極と、透明樹脂基材上に設けられ、疑似補助電極と接続される引出配線と、を備え、引出配線が、金属蒸着薄膜からなることを要旨とする。

【0008】

引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されているのが好ましい。

【0009】

引出配線には、疑似補助電極と接続される部分にカーボン層が設けられ、引出配線と疑似補助電極との接続がカーボン層を介して行われることが好ましい。

【0010】

疑似補助電極は、透明電極の厚さに６μｍを加えた厚さを超えない範囲で、透明電極の厚さよりも厚く形成されるのが好ましい。

【0011】

疑似補助電極は、透明電極の厚さに４μｍを加えた厚さを超えない範囲で、透明電極の厚さよりも厚く形成されるのがさらに好ましい。

【0012】

疑似補助電極は透明電極の外周の１／７以上の範囲に設けられるのが好ましい。

【0013】

本発明の透明電極静電容量センサの製造方法の特徴は、透明樹脂基材上に金属蒸着薄膜からなる引出配線を形成する工程Ａと、透明樹脂基材上にコーヒーリング現象を起こす粘度を有する透明導電材料を一部が前記引出配線の一部と重なるように設ける工程Ｂと、透明導電材料をコーヒーリング現象が起きる乾燥条件で乾燥硬化させ、透明電極と前記透明電極の外周に前記透明電極よりも厚さが厚い疑似補助電極とを形成する工程Ｃと、を備えることを要旨とする。

【0014】

本発明の透明電極静電容量センサの製造方法は、上記工程Ａにおいて、引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されるようにすることが好ましい。

【0015】

本発明の透明電極静電容量センサの製造方法は、上記工程Ａの後に、引出配線の上記一部を覆うようにカーボン層を形成する工程Ａ１を備えるのが好ましい。

【0016】

本発明の透明電極静電容量センサの製造方法は、上記工程Ｃの後に、疑似補助電極上の少なくとも一部の厚みを厚くする工程Ｃ２を備え、工程Ｃ２は、同じ透明導電材料からなる層を、疑似補助電極上の少なくとも一部に印刷法で形成する工程とすることができる。

【0017】

本発明の透明電極静電容量センサの他の製造方法の特徴は、透明樹脂基材上に金属蒸着薄膜からなる引出配線を形成する工程Ｆと、透明樹脂基材上に、印刷法を用いて同じ透明導電材料を２回以上塗布することで、透明電極と透明電極の外周の少なくとも一部に透明電極よりも厚みが厚い透明電極と同じ材料からなる疑似補助電極を、引出配線の一部を覆うように形成する工程Ｇと、を備えることを要旨とする。

【0018】

本発明の透明電極静電容量センサの他の製造方法において、引出配線が０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みに形成されることが好ましい。
本発明の透明電極静電容量センサの他の製造方法は、工程Ｆの後に、引出配線の上記一部を覆うようにカーボン層を形成する工程Ｆ１を備えるのが好ましい。

【0019】

本発明の透明電極静電容量センサの他の製造方法において、工程Ｇは、透明樹脂基材上の透明電極及び疑似補助電極を形成する位置に、透明導電材料を１回以上塗布して第１層を形成する第１工程と、第１層上の疑似補助電極を形成する位置に、透明導電材料を１回以上塗布する第２工程とからなるものとしてもよい。

【0020】

本発明の透明電極静電容量センサの他の製造方法において、工程Ｇは、透明樹脂基材上の疑似補助電極を形成する位置に、透明導電材料を１回以上塗布して第１層を形成する第１工程と、第１層及び透明樹脂基材上の透明電極を形成する位置に、透明導電材料を１回以上塗布する第２工程とからなるものとしてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、意匠性に優れ、広いビューエリアが確保され、さらに、透明電極と補助電極の間の段差を低減することにより、気泡発生が防止され、寄生容量が低減された、信頼性に優れるとともに材料コストを低減した透明電極静電容量センサ及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】（ａ）本発明の実施形態に係る透明電極静電容量センサの上面図である。 （ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るコーヒーリング（フレーミング）現象を説明する図である。

【図3】（ａ）従来の透明電極静電容量センサの上面図である。 （ｂ）図３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図4】（ａ）本発明の実施形態に係る透明電極静電容量センサの上面図である。 （ｂ）図４（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図5】（ａ）本発明の実施形態に係る透明電極静電容量センサの上面図である。 （ｂ）図５（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程のフロー図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程のフロー図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程の変形例のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。

【0024】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る透明電極静電容量センサについて説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る透明電極静電容量センサの上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【0025】

透明電極静電容量センサ１は、透明樹脂基材１１と、透明樹脂基材１１の片面に設けられた透明電極１２ａと、透明電極１２ａの外周部に設けられた疑似補助電極１２ｂと、疑似補助電極１２ｂに一端（一部）が接続され、疑似補助電極１２ｂと透明樹脂基材１１の間に配置された引出配線１３と、図１（ｂ）の上面に設けられた粘着層１４と、を備える。

【0026】

透明樹脂基材１１は、光透過性を有する絶縁性材料によって形成されたフィルム状、シート状、若しくは板状の部材である。透明樹脂基材１１の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル系樹脂などの硬質材料や、熱可塑性ポリウレタン、熱硬化性ポリウレタン、シリコーンゴムなどの弾性材料からなるものを好適に用いることができる。

【0027】

より具体的には、透明樹脂基材１１の材料として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などの樹脂材料を好適に用いることができる。これらの樹脂材料の中でも、強度等の点から、透明樹脂基材１１の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が好ましい。また、透明基材の材料として、ガラス、透明金属酸化物を採用することもできる。
透明樹脂基材１１の厚さは１０μｍ以上〜２００μｍ以下であることが好ましい。透明樹脂基材１１の厚さが１０μｍ以上であれば、透明樹脂基材１１が破断しにくく、透明樹脂基材１１の厚さが２００μｍ以下であれば、透明電極静電容量センサ１を薄くできる。

【0028】

透明電極１２ａは、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）や、ポリチオフェン、ポリアニリンなどの透明性を有する導電性ポリマーや、Ａｇナノワイヤを分散したポリマーといった光透過性を有する導電性材料を用いて、印刷や塗布などにより透明樹脂基材１１上に矩形状に形成されている。
なお、透明電極自体の形状は、矩形状に限定される必要はなく、円形や楕円形といった形状であっても良いので、この場合は、印刷や塗布などにより透明樹脂基材１１上に円形や楕円形に形成される。

【0029】

導電性ポリマーの場合、透明電極１２ａの材料としては、ポリピロール、ポリ（Ｎ−メチルピロール）、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等を好適に用いることができる。水溶性高分子にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を用いた水分散ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）は、水溶性であるために、単純な塗布工程で導電性ポリマーの塗膜を形成できるので好ましい。

【0030】

透明電極１２ａが印刷や塗布によって形成される場合、透明電極１２ａを構成する導電性塗膜の厚さは０．０５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上１μｍ以下がより好ましい。導電性塗膜の厚さが０．０５μｍ以上であれば、導電性を好適に確保でき、０．１μｍ以上であれば検出感度として十分な表面抵抗である６００Ω／□以下が安定的に得られる。また導電性塗膜の厚さが５μｍ以下であれば、容易に塗膜を形成できる。

【0031】

引出配線１３は、透明電極１２ａよりも低い電気抵抗を有するＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ又はＡｕ等やそれらの合金からなる金属蒸着薄膜で構成される。
また、上記のような金属を積層したような積層構造、例えば、下地をＣｕとして、その上にＮｉの中間層を設け、その上にコート層としてＡｕを設けるようにしてもよい。
引出配線１３の厚さは０．１〜３μｍであり、好ましくは、０．１〜１μｍであり、更に好ましくは０．１〜０．５μｍである。
厚さが０．１μｍ以上であれば透明電極１２ａの抵抗値を減衰せずに安定した導電性を確保することができ、３μｍ以下であれば透明電極１２ａとの段差も充分小さく、１μｍ以下更には０．５μｍ以下であれば段差はより小さい。

【0032】

従来技術では、検出感度のばらつきを抑制するために引出配線に用いられるのと同一又は類似の材料抵抗を有する材料を補助電極材料とし、この補助電極を引出配線と透明電極との間に介在させている。抵抗値や意匠性等といった全体の状態を考慮して銀の補助電極とされる場合が多く、この銀の補助電極を形成するために、銀ペーストが使用される。この銀ペーストは高精細印刷のために銀粒子と樹脂バインダの固形分比が高く、溶剤等の揮発分が少ない材料である。このため印刷後の厚みの変化が少ない。一般的なＳＵＳメッシュによるスクリーン印刷版を用いたスクリーン印刷法では、通常、４０μｍから５０μｍの紗厚があり、さらに、紗厚を小さくすることを考えても、量産性を考慮すると、その１／４から１／５程度が限界となる。この紗厚によって印刷時の銀ペーストの塗布厚が決まり、銀ペーストは乾燥等の工程において、上述の通り、揮発成分が少ないため厚みがあまり薄くできない。
また、さらに、補助電極を薄くするために、薄い超ハイメッシュなどで紗厚を薄くすることができなくはないが、この場合、非常に取り扱いがデリケートになりハンドリング性が悪くなる。これらのことから、量産性を考慮すれば、透明電極と補助電極との間の段差を十分に小さくすることが難しい。

【0033】

一方、本発明では、引出配線１３と透明電極１２ａとの間に、透明電極１２ａと同じ材料からなり、透明電極１２ａよりも厚みを厚くした疑似補助電極１２ｂを介在させることで検出感度のばらつきを抑制している。つまり、本発明では、透明電極１２ａと疑似補助電極１２ｂとを同じ材料で形成しているため、材料の組成上の電気抵抗は同じである。しかしながら、図１（ｂ）に示したように、疑似補助電極１２ｂを透明電極１２ａよりも段差ｔ_ｐ分だけ厚くしているので疑似補助電極１２ｂ部分としての電気抵抗は透明電極１２ａ部分の電気抵抗よりも低くなる。但し、段差が大きくなると、気泡の問題があることや、透明電極１２ａと同じ材料であっても厚みの増加により透明性が低下するため意匠性の低下につながるので、段差ｔ_ｐは、６μｍ以下が好ましく、４μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がもっとも好ましい。
ここで、透明電極材料は、一般に、薄く印刷や塗布を行うことができる材料であることから、疑似補助電極１２ｂの部分が透明電極１２ａより厚みがあるものとされるといっても、従来の銀ペーストなどにより形成される補助電極と比較すれば、十分に薄く構成することが可能であり、このため透明電極１２ａと疑似補助電極１２ｂとの段差も十分に小さくすることができる。

【0034】

粘着層１４は、透明電極１２ａ、疑似補助電極１２ｂ、及び引出配線１３を覆うように形成される保護等のための層である。粘着層１４は、光透過性を有する樹脂フィルムの片面に粘着剤を有し、その粘着剤によって、透明電極１２ａ、疑似補助電極１２ｂ、及び引出配線１３上に添着された層である。また、粘着層１４を、たとえば、感光性ドライフィルム、ＵＶ硬化型レジスト材、加熱硬化型レジスト材などを用いて形成することもできる。

【0035】

粘着層１４を構成する樹脂フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル系樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、等の樹脂を材料として構成される。また、粘着層１４は、樹脂フィルムに代えて、又は樹脂フィルムに加えて、ガラスや透明金属酸化物などによるフィルムを備えていてもよい。また、粘着剤の具体例としては、アクリル系樹脂を挙げることができる。

【0036】

ここで、従来技術の透明電極静電容量センサの構成について説明する。図３（ａ）は、従来技術の透明電極静電容量センサの上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【0037】

従来技術の透明電極静電容量センサ４は、透明樹脂基材４１と、透明樹脂基材４１の片面に設けられた矩形の透明電極４２と、透明電極４２の矩形の１辺に設けられた補助電極４３ａと、補助電極４３ａに一端が接続された引出配線４３ｂと、図３（ｂ）の上面に設けられた粘着層４４と、を備える。

【0038】

図３（ａ）に示した従来技術の透明電極静電容量センサの上面図と、図１（ａ）に示した第１実施形態の透明電極静電容量センサの上面図とは、従来技術の透明電極静電容量センサ４では透明電極４２の矩形の１辺に補助電極４３ａが設けられているのに対し、第１実施形態の透明電極静電容量センサ１では透明電極１２ａの外周に疑似補助電極１２ｂが設けられている。

【0039】

従来技術の透明樹脂基材４１、透明電極４２、粘着層４４は、順に本発明の第１実施形態の透明樹脂基材１１、透明電極１２ａ、粘着層１４と同様の材料から形成されている。

【0040】

従来技術の透明電極静電容量センサ４と第１実施形態の透明電極静電容量センサ１の主たる差異は次のようになる。第１実施形態の透明電極静電容量センサ１では、透明電極１２ａと疑似補助電極１２ｂをＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の同じ材料から形成し、金属蒸着薄膜からなる引出配線１３と疑似補助電極１２ｂとの接続部を疑似補助電極１２ｂと透明樹脂基材１１の間に配置している。一方、従来技術の透明電極静電容量センサ４では、透明電極４２をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等から形成し、補助電極４３ａを引出配線４３ｂと同じ、電気抵抗の低いＡｇペースト等から形成し、その補助電極４３ａにＡｇペーストなどから形成される引出配線４３ｂが接続されている。

【0041】

従来技術の透明電極静電容量センサ４では、補助電極４３ａを、Ａｇペーストを印刷して形成しているが、前述した通り、この場合、量産性を持って補助電極４３ａを薄くしていくには、技術的に限界が生じる。
図３（ｂ）に示したように、補助電極４３ａは透明電極４２より段差ｔ_ｃの分だけ厚く設けられている。補助電極４３ａにＡｇペーストを、透明電極４２にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた場合、上記の通り、量産性を考えると、段差ｔ_ｃを７μｍ以下に形成することは、技術的に難しい。

【0042】

また、透明電極４２と異なる材料から形成した補助電極４３ａを備えた従来技術の透明電極静電容量センサ４では、タッチパネル等に使用したときに、補助電極４３ａの部分が目立って、意匠性が低下するという問題があった。さらに、透明電極４２と補助電極４３ａの段差が７μｍを超えるほどに大きいので、粘着層４４を被覆するときに気泡が生じて寄生容量が増大してしまうという問題があった。
さらに、従来技術では、抵抗値や意匠性等といった全体の状態を考慮して銀のような高価な材料が補助電極に用いされることが多く、この場合、材料コストも高くなるという問題があった。

【0043】

これに対し、本発明の第１実施形態においては、透明電極１２ａと疑似補助電極１２ｂを同じＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いて構成しているため、タッチパネル等に使用したときに、疑似補助電極１２ｂの部分が目立つことが少なく、従って意匠性の面で良好である。また、前述したように、一般に、透明電極に用いられる材料は薄く形成することが可能であるので、疑似補助電極１２ｂを薄く形成できる。

【0044】

さらに、図１（ｂ）に示すように、引出配線１３と疑似補助電極１２ｂとは、接続部で重なることになる。そこで、引出配線１３を従来のようにＡｇペーストを用いて形成するのではなく、Ｃｕなどの金属蒸着薄膜で形成するようにし、その厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下と極めて薄い引出配線１３としている。このため、引出配線１３の厚みの影響で、引出配線１３と疑似補助電極１２ｂとが重なることになる接続部に接続部以外の疑似補助電極１２ｂと比較して大きな段差が発生することを抑制することが可能である。この結果、接続部も含めた疑似補助電極１２ｂの段差ｔ_ｐ（図１（ｂ）参照）は、６μｍ以下と小さくできるので、この段差に起因して粘着層１４を被覆する時に発生する気泡の問題が解消され、寄生容量が低減される。
加えて、銀のような高価な材料を使用するのに比べて材料コストを低減することが可能である。

【0045】

また、図１（ａ）では、疑似補助電極１２ｂは、透明電極１２ａの外周全周にわたって形成されているが、本発明の透明電極静電容量センサ１をタッチパネル等に応用した場合、透明電極１２ａよりも厚さが厚い疑似補助電極１２ｂの長さは、透明電極１２ａの外周の周長の１／７以上あれば十分であることが確認されている。疑似補助電極部の面積を減らすことにより、広いビューエリアが確保される。

【0046】

次に、本発明の第１実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造方法について図１（ａ）、（ｂ）図２、図６により説明する。図６は、本発明の実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程を示すフロー図である。

【0047】

＜ステップ１（Ｓ１）＞
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明ポリマーの透明樹脂基材１１の片面全面に真空蒸着法等の蒸着法によりＣｕ、Ａｌ、Ａｇ又はＡｕ等の金属蒸着膜を厚さ０．１〜３μｍ堆積させた金属蒸着薄膜付き透明樹脂基材フィルムにドライエッチング又はウエットエッチングでエッチングを施して金属蒸着薄膜を部分的に除去して引出配線１３を形成する。

【0048】

＜ステップ２（Ｓ２）＞
透明樹脂基材１１のステップ１（Ｓ１）で形成した引出配線１３の側の表面に、インクジェット印刷又はスクリーン印刷により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の透明導電材料の透明電極１２ａを、引出配線１３の端部（一部）を覆うように形成する。

【0049】

＜ステップ３（Ｓ３）＞
引出配線１３及び透明電極１２ａを片面に備えた透明樹脂基材１１に低温乾燥処理を施して、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等からなる透明電極１２ａにコーヒーリング（フレーミング）現象を起させ、図１（ｂ）の段差ｔ_ｐを生じるように、透明電極１２ａよりも厚さが厚い疑似補助電極１２ｂを外周に形成する。ここで、図２によりコーヒーリング（フレーミング）現象について説明する。

【0050】

図２は、本発明の第１実施形態に係るコーヒーリング（フレーミング）現象を説明する図である。治具板１５上に配置したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる透明樹脂基材１１の片面に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の塗料をインクジェット印刷又はスクリーン印刷により塗工して透明電極１２ａを形成した後、約６０℃で低温乾燥硬化させると、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の塗料は外周部へ移動する。これによって外周部分の厚みを厚くすることができる。この現象は、液体物が乾燥する過程で見られるコーヒーリング（フレーミング）と呼ばれる現象である。その後、約１２０℃で乾燥焼成を行い、透明電極１２ａの外周に透明電極１２ａと同じ材料からなる厚みの厚い疑似補助電極１２ｂを有する部分の形成が完了する。

【0051】

上記の手法によれば、透明電極１２ａにＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用い、低温乾燥処理によってコーヒーリング現象を起させることで、透明電極１２ａと疑似補助電極１２ｂを形成しているので、透明電極１２ａよりも厚さが厚いながらも、その厚みの差自体は十分に小さい疑似補助電極１２ｂを形成することができる。具体的には、図１（ｂ）の段差ｔ_ｐは、６μｍ以下、さらには、３μｍ以下に形成することが可能である。

【0052】

ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等からなる透明電極１２ａにコーヒーリング（フレーミング）現象を起させ、外周に疑似補助電極１２ｂを形成すると、厚さ０．１〜０．３μｍの金属蒸着薄膜からなる引出配線１３の端部（一部）は、図１（ｂ）に示したように、疑似補助電極１２ｂと透明樹脂基材１１の間に配置される。

【0053】

なお、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等からなる透明電極１２ａにコーヒーリング（フレーミング）現象を起させ、外周に疑似補助電極１２ｂを形成した後に、さらに、この疑似補助電極１２ｂの部分にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の同じ材料をインクジェット印刷又はスクリーン印刷で塗布することにより、段差ｔ_ｐを調製することもできる。この場合でも、透明電極に使用される材料は、従来の補助電極に使用されているような材料に比べ、比較的薄く形成可能な材料が多いため、透明電極１２ａとの段差を小さく抑えつつ、かつ、透明電極１２ａよりも厚みがある疑似補助電極１２ｂとすることができる。なお、この場合でも、十分に３μｍ以下の段差に留めることが可能である。

【0054】

＜ステップ４（Ｓ４）＞
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、透明樹脂基材１１、透明電極１２ａ、疑似補助電極１２ｂ及び引出配線１３を覆うようにして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明ポリマーを被覆して粘着層１４を形成する。

【0055】

なお、図１（ｂ）に示した配置では、透明樹脂基材１１上に形成された引出配線１３の端部（一部）上には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の透明導電性塗料からなる疑似補助電極１２ｂが引出配線１３の端部に直接接触して覆うように配置されている。この透明導電性塗料の溶媒は酸性であるため、金属蒸着薄膜からなる引出配線１３の端部（一部）が酸化される可能性がある。そこで、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、引出配線２３ｂの端部（一部）と疑似補助電極２２ｂの間に印刷法等によってカーボン層２３ａを形成し、引出配線２３ｂの端部（一部）と疑似補助電極２２ｂとが直接接触しないようにすることで酸化されることを回避し、この接続部の信頼性を高めることができる。

【0056】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの構成及び材料は、図１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明した第１実施形態に係る透明電極静電容量センサの構成及び材料と同様であり、同様の部分については説明を省略する。第２実施形態に係る透明電極静電容量センサと第１実施形態に係る透明電極静電容量センサとは製造方法の点で主に異なるので、以下では製造方法について主に説明する。

【0057】

本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造方法について図１（ａ）、（ｂ）、及び図７を参酌しながら説明を行う。図７は、本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程を示すフロー図である。

【0058】

＜ステップ２１（Ｓ２１）＞
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明ポリマーの透明樹脂基材１１の片面前面に真空蒸着法等の蒸着法によりＣｕ、Ａｌ、Ａｇ又はＡｕ等の金属蒸着膜を厚さ０．１〜３μｍ堆積させた金属蒸着薄膜付き透明樹脂基材フィルムにドライエッチング又はウエットエッチングでエッチングを施して金属蒸着薄膜を部分的に除去して引出配線１３を形成する。

【0059】

＜ステップ２２（Ｓ２２）＞
透明樹脂基材１１のステップ１（Ｓ１）で形成した引出配線１３の側の表面に、インクジェット印刷又はスクリーン印刷により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の透明導電材料の透明電極１２ａを、引出配線１３の端部（一部）を覆うように形成する。

【0060】

＜ステップ２３（Ｓ２３）＞
透明電極１２ａの外周の少なくとも一部に、インクジェット印刷又はスクリーン印刷で透明電極１２ａと同じＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の透明導電材料を１回以上塗布（重ね塗り）し、図１（ｂ）の段差ｔ_ｐを生じるように、透明電極１２ａよりも厚さが厚い疑似補助電極１２ｂを形成する。

【0061】

＜ステップ２４（Ｓ２４）＞
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、透明樹脂基材１１、透明電極１２ａ、疑似補助電極１２ｂ及び引出配線１３を覆うようにして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明ポリマーを被覆して粘着層１４を形成する。

【0062】

次に、本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造方法の変形例について図１（ａ）、（ｂ）及び図８を参照しながら説明を行う。図８は、本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造工程の変形例を示すフロー図である。

【0063】

＜ステップ３１（Ｓ３１）＞
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明ポリマーの透明樹脂基材１１の片面前面に真空蒸着法等の蒸着法によりＣｕ、Ａｌ、Ａｇ又はＡｕ等の金属蒸着膜を厚さ０．１〜３μｍ堆積させた金属蒸着薄膜付き透明樹脂基材フィルムにドライエッチング又はウエットエッチングでエッチングを施して金属蒸着薄膜を部分的に除去して引出配線１３を形成する。

【0064】

＜ステップ３２（Ｓ３２）＞
ＰＥＴ等からなる透明樹脂基材１１の片面の疑似補助電極１２ｂを形成する部分に、インクジェット印刷又はスクリーン印刷により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等を１回以上塗布する。

【0065】

＜ステップ３３（Ｓ３３）＞
疑似補助電極１２ｂの部分及び透明電極１２ａの部分の両方にインクジェット印刷又はスクリーン印刷により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等を１回以上塗布する。疑似補助電極１２ｂの部分はＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の重ね塗り状態となり、図１（ｂ）の段差ｔ_ｐが形成される。

【0066】

＜ステップ３４（Ｓ３４）＞
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、透明樹脂基材１１、透明電極１２ａ、疑似補助電極１２ｂ及び引出配線１３を覆うようにして、ＰＥＴ等の透明ポリマーを被覆して粘着層１４を形成する。

【0067】

本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造方法、その変形例のいずれの方法によっても、図１（ｂ）の段差ｔ_ｐは６μｍ以下とすることができ、さらに、３μｍ以下とすることも可能である。
また、本発明の第２実施形態に係る透明電極静電容量センサの製造方法においても、引出配線１３の疑似補助電極１２ｂが設けられる部分に、カーボン層を設けるようにすることで、引出配線１３が酸化することを避けることができ、接続部の信頼性の高い透明電極静電容量センサを製造することができる。

【実施例】

【0068】

（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）の構成で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の透明樹脂基材１１の上に、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線１３を形成した後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いて透明電極１２ａ及び疑似補助電極１２ｂを形成した。

【0069】

厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に全面にＣｕを蒸着してからエッチングを施して、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線１３を形成した。さらに、引出配線１３の末端部約１ｍｍだけ重なるように、インクジェット装置を用いて粘度約１０ＣｐのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を所定のパターンで塗布した。それを約６０℃の熱板上でゆっくり乾燥させた後１２０℃で約５分焼成することでコーヒーリング（フレーミング）現象を起させ、透明電極１２ａの外周部にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの疑似補助電極１２ｂを形成した。次いで、粘着層１４を全面に形成して透明電極静電容量センサ１を得た。

【0070】

（実施例２）
図４（ａ）、（ｂ）の構成で、ＰＥＴの透明樹脂基材２１の上に、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線２３ｂを形成し、さらに引出配線２３ｂの端部を覆うようにカーボン層２３ａを形成した後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いて透明電極２２ａ及び疑似補助電極２２ｂを形成した。

【0071】

厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に全面にＣｕを蒸着してからエッチングを施して、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線２３ｂを形成し、その引出配線２３ｂの端部約２ｍｍにＰＡＤ印刷法によりカーボン層２３ａを形成した。さらに、カーボン層２３ａの端部約１ｍｍだけ重なるように、インクジェット装置を用いてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を塗布した。このとき外周部は０．５ｍｍの幅で厚肉となるように塗布した。そして、１２０℃で約５分焼成することで透明電極２２ａ及び疑似補助電極２２ｂを形成した。次いで、粘着層２４を全面に形成して透明電極静電容量センサ２を得た。

【0072】

（実施例３）
図５（ａ）、（ｂ）の構成で、ＰＥＴの透明樹脂基材３１の上に、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線３３ａ、３３ｂを形成し、Ａｇナノワイヤ分散ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いて透明電極３２ａ、３２ｃ及び疑似補助電極３２ｂ、３２ｄを形成した。

【0073】

厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に全面にＣｕを蒸着してからエッチングを施して、Ｃｕの金属蒸着薄膜の引出配線３３ａ、３３ｂを形成した。さらに、引出配線１３の末端部約１ｍｍだけ重なるように、インクジェット装置を用いてＡｇナノワイヤ分散ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を送信電極と受信電極が一体化した所定のパターンで外周部の０．５ｍｍの幅について厚肉となるように塗布し、低温で仮焼成を行った後、ＵＶ硬化させた。その後、ドライエッチングを施してＡｇナノワイヤ分散ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる送信電極３２ａと疑似補助電極３２ｂ、及び受信電極３２ｃと疑似補助電極３２ｄを分割形成した。次いで、粘着層３４を全面に形成して透明電極静電容量センサ３を得た。

【0074】

実施例１〜３から、以下の（イ）、（ロ）の効果が得られることが明らかとなった。
（イ）実施例１、３においては、ＰＥＴフィルム上にあらかじめ設けたＣｕ蒸着薄膜を引出配線として用いることで、引出配線と疑似補助電極との接続部も含め疑似補助電極に極めて段差の少ない引出配線を高精細に施すことが可能になり、ビューエリア割合が大きく、屈曲性が非常に良い透明電極静電容量センサを製造できた。

【0075】

（ロ）実施例２においては、実施例１のＣｕ蒸着薄膜とＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ疑似補助電極の間にカーボン層を介在させることにより、引出配線が酸化することを避けることができ、実施例１よりさらに接続部の信頼性の高い透明電極静電容量センサを製造することができた。

【0076】

なお、疑似補助電極は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの場合、その厚み等によっても変わるが、例えば、表面抵抗を約２００Ω／□とすることができる。
一方、Ａｇナノワイヤ分散ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの場合には、さらに、抵抗値を低くすることができ、Ａｇナノワイヤ分散ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを透明電極に使用すると、透明電極の表面抵抗を、例えば、約８０Ω／□とすることができ、疑似補助電極に使用すると、疑似補助電極の表面抵抗を、例えば、約４０〜５０Ω／□とすることができる。
また、疑似補助電極は、透明電極よりも０．１μｍ以上、０．２μｍ以上、さらには、０．５μｍ以上厚い厚みを有するように形成されることが好適であり、このようにすることで、透明電極部分と疑似補助電極部分とが同じ材料でありながら、疑似補助電極部分の電気抵抗を低くできる。

【0077】

上記で説明してきたとおり、本発明は、従来技術と異なり、透明電極の外周の一部に設ける補助電極を透明電極と同じ材料からなる疑似補助電極で形成している。
このため、従来の補助電極に比べ、透明性があり目立たないので意匠性に優れる。
また、補助電極に銀などの高価な材料を使用しているものと比較すると、疑似補助電極は透明電極と同じ材料であるため材料コストを抑えることができる。
さらに、透明電極と同じ材料を用いて構成していることで透明電極よりも厚みが厚くされるといっても、従来の補助電極に用いられている材料と比較すれば、疑似補助電極は、かなり薄く形成できるので透明電極と疑似補助電極との段差は、極めて小さく、このため段差に起因する粘着層形成時の気泡の発生が抑制され、寄生容量の低減が可能である。
加えて、スクリーン印刷やインクジェット印刷で形成する場合には、疑似補助電極を形成する範囲に対する自由度も高いので疑似補助電極の面積を減らし、ビューエリアの拡大も好適に行うことができる。

【0078】

なお、上記でも説明してきたとおり、透明電極に使用される材料を何度か印刷することで透明電極と疑似補助電極が形成される場合がある。
この場合、各印刷（塗布）毎に用いられる材料は、基本的に同じ材料（同じ透明電極用材料）を用いるが、例えば、塗布し、乾燥工程が終わるまでの間に材料が塗布していないところに流れ出たりすることを防止するために粘度を調節する必要がある場合などがあり、このときには適切な粘度となるように希釈剤などの分量を調整しても良い。
希釈剤などは、基本的に、乾燥工程などで気化し、ほとんど残らないが微量に成分が残ることもあり得る。
しかしながら、この程度の差は、同じ材料と解されるものである。

【0079】

また、上記の具体的な説明は、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法を例示して行ってきたが、それ以外にもＰＡＤ印刷法やフレキシ印刷法なども用いることができ、一般的な印刷法を用いることが可能であることは明らかである。
さらに、上記では、導電性ポリマーを形成するＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液にＡｇナノワイヤを分散させた場合を示したが、Ａｇナノワイヤ自体が導電性を発揮するので、導電性でないポリマーを形成するような溶液でもよい。

【0080】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0081】

１、２、３、４ 透明電極静電容量センサ
１１、２１、３１、４１ 透明樹脂基材
１２ａ、２２ａ 透明電極
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、３２ｄ 疑似補助電極
１３、２３ｂ、３３ｂ、４３ｂ 引出配線
１４、２４、３４、４４ 粘着層
１５ 治具板
２３ａ カーボン層
３２ａ 送信側透明電極
３２ｃ 受信側透明電極
４３ａ 補助電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】