特許 6246692 タッチセンサおよびその製造方法

(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】6246692

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】タッチセンサおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/00 20060101AFI20171204BHJP

   H01H 36/00 20060101ALI20171204BHJP

   H01H 11/00 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H01H13/00 B

   H01H36/00 J

   H01H11/00 B

   H01H11/00 G

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-208596(P2014-208596)

(22)【出願日】2014年10月10日

(65)【公開番号】特開2016-81582(P2016-81582A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年2月7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】100110973

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 洋

(72)【発明者】

【氏名】日向 俊太

(72)【発明者】

【氏名】土屋 昌俊

【審査官】 段 吉享

(56)【参考文献】

【文献】 特開2011−017626（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2014−160448（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ １３／００

Ｈ０１Ｈ １１／００

Ｈ０１Ｈ ３６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の操作面における押圧方向への押圧状態を検出するタッチセンサであって、
静電容量の変化を検出するための第１電極層および第２電極層と、
前記第１電極層と前記第２電極層との間に、前記操作面に対する押圧により前記第１電極層と前記第２電極層との間隔を変位可能な変位層とを有し、
前記変位層は、ゴム状弾性体中にポリマー型シランカップリング剤を分散させて構成され、かつ前記押圧方向に収縮可能な複数の柱部を少なくとも有し、
前記柱部と、前記第１電極層および前記第２電極層の少なくともいずれか一方の層とを一体的に接合して成るタッチセンサ。

【請求項2】

前記柱部と、前記第１電極層および前記第２電極層の少なくともいずれか一方の層との各接合面に、紫外線照射処理、プラズマ処理、またはコロナ処理を行って一体的に接合して成る請求項１に記載のタッチセンサ。

【請求項3】

前記変位層は、平板層を含み、
前記柱部は、前記平板層と一体成形されて成る請求項１または請求項２に記載のタッチセンサ。

【請求項4】

前記平板層は、さらに、前記柱部と反対側に基材シートと一体成形されて成る請求項３に記載のタッチセンサ。

【請求項5】

前記変位層は、周縁部に周囲から前記変位層内への空気の流入を遮断するための壁部を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタッチセンサ。

【請求項6】

前記第１電極層は、静電容量の変化を検出するために電圧が印加される駆動電極を含み、
前記第２電極層は、前記第１電極層との間隔に応じた電流を生じさせるための受信電極を含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチセンサ。

【請求項7】

前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムから成る請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタッチセンサ。

【請求項8】

前記ポリマー型シランカップリング剤を、エポキシ系のポリマー型シランカップリング剤とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチセンサ。

【請求項9】

所定の操作面における押圧方向への押圧状態を検出するタッチセンサを製造する方法であって、
前記タッチセンサは、
静電容量の変化を検出するための第１電極層および第２電極層と、
前記第１電極層と前記第２電極層との間に、前記操作面に対する押圧により、前記第１電極層と前記第２電極層との間隔を変位可能な変位層とを有し、
前記変位層は、ゴム状弾性体中にポリマー型シランカップリング剤を分散させて構成され、かつ前記押圧方向に収縮可能な複数の柱部を少なくとも有し、
前記柱部と、前記第１電極層および前記第２電極層の少なくともいずれか一方の層とを一体的に接合して成り、
前記柱部と、前記第１電極層および前記第２電極層の少なくともいずれか一方の層との各接合面に表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、
前記第１電極層もしくは前記第２電極層と前記柱部とを重ね合わせた状態を加圧若しくは非加圧にて維持することにより、前記第１電極層もしくは前記第２電極層と前記柱部とを一体的に接合する接合ステップと、
を有するタッチセンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の操作面における押圧方向への押圧状態を検出するタッチセンサおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子機器における入力装置としては、キーボードのように押釦スイッチを用いたものが知られている。押釦スイッチを用いた入力装置では、オンと、オフとの２つの状態を検知する。これに対して、押圧に応じて変形する基体に複数の電極を配置し、電極間の静電容量の変化に基づいて、押圧方向の変位を検出する検知部材が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１７６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、特許文献１に開示されるように、静電容量式の検知部材に板状の弾性部材の基体を用いた場合には、電極間の全体に基体が存在しているので、押圧に対してかなりの抵抗力が発生し、押圧が困難であり、操作性が悪い場合がある。また、基体は押圧されると横方向へ膨張してしまうので、検知部材の当初の占有領域から基体が横方向にはみ出してしまう問題があり、検知部材の配置においては、基体の膨張を考慮する必要がある。

【0005】

一方、スポンジゴム等の発泡構造の基体を用いた場合には、押圧に対する抵抗力は軽減することができるが、押圧されて変形した後に、基体が元の状態に復元するまでに時間を要してしまい、応答性および操作性が悪いという問題がある。また、検知部材において、光透過、光散乱を行って文字やキャラクターを照光する場合にあっては、スポンジゴムが光透過や光散乱に悪影響を及ぼしてしまう問題がある。

【0006】

検知部材に対しては、押圧方向の変位を常に正確に検出することのできる信頼性が要請されている。また、検出部材において検出される静電容量は、電極間に介在する物質の誘電率に比例し、且つ電極間の距離に反比例することから、介在する物質の誘電率が一定であり、且つ介在する物質の厚さが薄いことが要求される。さらに、検出部材が押圧されていないときは電極間の距離を高精度に一定、且つ安定的に保つ必要がある。また、検出部材は、容易に押圧できることが必要である。

【0007】

しかしながら、特許文献１のように、電極間にスポンジ等の空隙を有する材料を用いると、材料の発泡状態により誘電率が変化するため、誘電率を一定にする制御が困難であり、さらに、スポンジが吸湿することでも誘電率が変化してしまうため、誘電率を一定にすることは困難である。

【0008】

本発明者らの一部の発明者は、上記要望に応えるため、押圧時に変位する変位層をゴム状弾性体にて形成し、その変位層を挟む上下両電極方向の少なくとも一方にゴム状弾性体層もしくはシラン化合物含有コート層から成る接合用層を形成し、変位層および接合用層の各接合面に紫外線照射に代表される表面改質処理を施し、接着剤層を介在させずに変位層と接合用層とを接合する構造を考えた。当該構造により、押圧に対する抵抗を下げて操作性を高めると共に、変位層の弾性回復力の高さに起因して応答性をも高め、変位層の変質に伴う誘電率の変化が少ないタッチセンサを得ることができる。

【0009】

しかし、本発明者は、上記先の発明をさらに改良し、信頼性のより高いタッチセンサの開発を行ってきた。さらなる改良点は、操作面上における均一で高い押圧操作性と応答性を付与すること、タッチセンサのさらなる薄型化を実現すること、である。

【0010】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的を、操作面上における均一で高い押圧操作性と応答性を付与すること、およびタッチセンサのさらなる薄型化を図ることとする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的達成のため、本発明の一実施の形態に係るタッチセンサは、所定の操作面における押圧方向への押圧状態を検出するタッチセンサであって、静電容量の変化を検出するための第１電極層および第２電極層と、第１電極層と第２電極層との間に、操作面に対する押圧により第１電極層と第２電極層との間隔を変位可能な変位層とを有し、変位層には、ゴム状弾性体中にポリマー型シランカップリング剤を分散させて構成され、かつ押圧方向に収縮可能な複数の柱部を少なくとも有し、柱部と、第１電極層および第２電極層の少なくともいずれか一方の層とを、一体的に接合して成る。

【0012】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、さらに、柱部と、第１電極層および第２電極層の少なくともいずれか一方の層との各接合面に、紫外線照射処理、プラズマ処理、またはコロナ処理を行って一体的に接合して成る。

【0013】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、変位層には平板層を含み、柱部と平板層とを一体成形されて成る。

【0014】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、平板層が、柱部と反対側に基材シートと一体成形されて成る。

【0015】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、変位層に、その周縁部に周囲から変位層内への空気の流入を遮断するための壁部を有する。

【0016】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、第１電極層に、静電容量の変化を検出するために電圧が印加される駆動電極を含み、第２電極層に、第１電極層との間隔に応じた電流を生じさせるための受信電極を含む。

【0017】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、ゴム状弾性体をシリコーンゴムから構成する。

【0018】

本発明の別の実施の形態に係るタッチセンサは、また、ポリマー型シランカップリング剤を、エポキシ系のポリマー型シランカップリング剤とする。

【0019】

本発明の一実施の形態に係るタッチセンサの製造方法は、所定の操作面における押圧方向への押圧状態を検出するタッチセンサを製造する方法であって、タッチセンサには、静電容量の変化を検出するための第１電極層および第２電極層と、第１電極層と第２電極層との間に、操作面に対する押圧により、第１電極層と第２電極層との間隔を変位可能な変位層とを有し、変位層を、ゴム状弾性体中にポリマー型シランカップリング剤を分散させて構成し、かつ変位層には、押圧方向に収縮可能な複数の柱部を少なくとも有し、柱部と、第１電極層および前記第２電極層の少なくともいずれか一方の層とを、一体的に接合して成り、柱部と、第１電極層および第２電極層の少なくともいずれか一方の層との各接合面に表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、第１電極層もしくは第２電極層と柱部とを重ね合わせた状態を加圧若しくは非加圧にて維持することにより、第１電極層もしくは第２電極層と柱部とを一体的に接合する接合ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、操作面上における均一で高い押圧操作性と応答性を有し、かつさらなる薄型のタッチセンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（１Ａ）、そのタッチセンサに含まれる変位層を構成する柱部を模式的に描いた斜視図（１Ｂ）およびその変位層に含まれるポリマー型シランカップリング剤の模式図（１Ｃ）をそれぞれ示す。

【図2】図２は、図１のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図を示す。

【図3】図３は、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（３Ａ）および（３Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（３Ｂ）をそれぞれ示す。

【図4】図４は、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（４Ａ）および（４Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（４Ｂ）をそれぞれ示す。

【図5】図５は、本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（５Ａ）および（５Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（５Ｂ）をそれぞれ示す。

【図6】図６は、接着強度試験に供するサンプルの断面図を示す。

【図7】図７は、実施例１の製造工程のフローを示す。

【図8】図８は、実施例２の製造工程のフローを示す。

【図9】図９は、実施例３の製造工程のフローを示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は本発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている諸要素およびその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0023】

＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサについて説明する。

【0024】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（１Ａ）、そのタッチセンサに含まれる変位層を構成する柱部を模式的に描いた斜視図（１Ｂ）およびその変位層に含まれるポリマー型シランカップリング剤の模式図（１Ｃ）をそれぞれ示す。

【0025】

第１の実施の形態に係るタッチセンサ１は、所定の操作面における押圧方向（図では、上下方向：以下、Ｚ方向ともいう）への押圧状態を検出するタッチセンサであり、操作面側（図面上側）から第１電極層２、変位層３、および第２電極層４を積層して備える。第１電極層２および第２電極層４は、静電容量の変化を検出するためのものである。変位層３は、第１電極層２と第２電極層４との間にあり、操作面における押圧により第１電極層２と第２電極層４との間隔を変位可能な層である。変位層３は、後述のように、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成され、かつ押圧方向に収縮可能な複数の柱部３１を少なくとも有する層である。柱部３１と、第１電極層２および第２電極層４とは、接着剤あるいは粘着剤などの接着層を介在せずに一体的に接合している。以下、タッチセンサ１の構造および製造方法について詳述する。

【0026】

（１）第１電極層
第１電極層２は、操作面側から順に、電極２１、基材シート２２を積層して備える。第１電極層２は、操作面に対する押圧時に変形する必要があるので、その厚さを、好ましくは０．０１〜１ｍｍとし、より好ましくは、０．０１〜０．４ｍｍとすることができる。電極２１は、例えば、静電容量の変化を検出するために、図示しない電源から電圧が印加される駆動電極である。電極２１は、銅、銀等の金属薄膜で構成しても良く、透明なＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子膜や、銅、銀、カーボン等のナノ状微小繊維からなる膜や、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜で構成しても良い。電極２１のＺ方向の厚さは、例えば、０．０１〜１μｍである。電極２１のＺ方向の厚さを上記の範囲に設定するのは、電極２１のＺ方向の厚さを、０．０１μｍ以上とすると、電気抵抗が低く、静電容量を正しく検出しやすくなり、また、１μｍ以下とすると、電極が厚すぎず硬くなりにくいため、タッチセンサを押圧したときに第１電極層２が変形し易く、さらに電極の形状によっては均一に変形しやすくなるからである。

【0027】

基材シート２２は、例えば、絶縁性が高く、且つ可撓性に優れた樹脂フィルムからなり、好適にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはポリメタクリ酸メチル（ＰＭＭＡ）から構成される。特に、ＰＥＴが好ましい。基材シート２２としては、例えば、東レ株式会社製のＳ１０（単に、「ＰＥＴ」と称する）あるいは東レ株式会社製のＵ４８（「易接着ＰＥＴ」と称する）を用いることができる。ここで、易接着ＰＥＴとは、その表面にコロナ処理、プラズマ処理、あるいはプライマー塗布等の処理を施したＰＥＴをいう。「ＰＥＴ」は、そのような表面処理を施していないＰＥＴをいう。

【0028】

（２）第２電極層
第２電極層４は、操作面から遠い側から順に、電極４１、基材シート４２を積層して備える。電極４１は、電極２１との間隔に応じた電流を生じさせ、静電容量を検出するための受信電極である。電極４１は、電極２１と同一の素材により構成しても良い。電極４１のＺ方向の厚さは、例えば、０．０１〜１ｍｍである。電極４１は、押圧により変形する必要がないので、構成する素材や、Ｚ方向の厚さは、上記範囲に限らない。電極４１は、第１電極層２の電極２１と同様の材料から構成することができる。

【0029】

基材シート４２は、例えば、絶縁性が高く、且つ可撓性に優れた樹脂フィルムからなり、好適にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはポリメタクリ酸メチル（ＰＭＭＡ）から構成される。特に、ＰＥＴが好ましい。基材シート４２は、第１電極層２の基材シート２２と同様、例えば、東レ株式会社製のＳ１０（「ＰＥＴ」と称する）あるいは東レ株式会社製のＵ４８（「易接着ＰＥＴ」と称する）を用いることができる。

【0030】

変位層３は、ゴム状弾性体で構成され、Ｚ方向に伸縮可能な複数の柱部３１から構成される。柱部３１の形状は、例えば、ドット状（例えば、円柱状または円錐台状）である。ただし、柱部３１の形状は、これに限られず、他の層と対向する面において、必要な接着強度を確保できる面積を確保できればどのような形状であっても良い。複数の柱部３１は、第２電極層４の上面（操作面側の面）の面内の縦横方向に所定のピッチ毎に並んでいる。柱部３１間のピッチは、押圧方向の変位の検出精度を向上するには、小さいことが好ましい。柱部３１の高さは、例えば、０．０１〜１ｍｍ、好ましくは０．０１〜０．３ｍｍである。また、柱部３１が収縮することにより変位する側の電極層（この実施の形態では、第１電極層２）の変位量は、例えば、柱部３１の高さの８０％以内である。

【0031】

柱部３１としては、例えば、信越化学工業株式会社製のＫＥ−１９５０−１０Ａ／Ｂ（ゴム硬度Ａ １０）、ＫＥＧ−２０００−４０Ａ／Ｂ（ゴム硬度Ａ ４０）、ＫＥ−９５１−Ｕと加硫剤Ｃ−２５Ａ／Ｂ（ゴム硬度Ａ ５０）、ＫＥ−２０９０−６０Ａ／Ｂ（ゴム硬度Ａ ６０）、ＫＥ−９８１−Ｕと加硫剤Ｃ−２５Ａ／Ｂ（ゴム硬度Ａ ８０）などを原料としたシリコーンゴムを用いることができる。柱部３１は、金型を用いて成形しても良く、印刷により形成しても良い。特に、形状安定性の点では、金型を用いて柱部３１を成形する方が好ましい。柱部３１を構成するゴム状弾性体は、シリコーンゴムに限られず任意の材料を選択することができる。柱部３１を構成するゴム状弾性体の加硫タイプや硬さについては、任意のものを選択することができる。また、柱部３１を構成するゴム状弾性体は、タッチセンサ１が光の透過を必要としなければ、着色されていても良い。柱部３１と第１電極層２の基材シート２２とは、後述するように一体的に接合されている。また、柱部３１と第２電極層４の基材シート４２とも、後述するように一体的に接合されている。変位層３を構成する柱部３１のゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３の測定法に従うデュロメーター タイプＡ硬度で１０以上８０以下が好ましい。

【0032】

変位層３（ここでは、柱部３１のみから成る）は、図１の（１Ｂ）に示すように、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成される。ここで、ポリマー型シランカップリング剤１１は、有機ポリマーの主鎖に、アルコキシシリル基（トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基など）に加え、エポキシ基、アクリル基などの有機官能基を有し、有機官能基による有機材料との結合点を付与したシランカップリング剤をいう。有機官能基としては、特に、エポキシ基が好ましい。図１の（１Ｃ）は、有機ポリマーの主鎖に、トリエトキシシリル基の他、エポキシ基を結合させた構造のポリマー型シランカップリング剤１１の例を示す。ポリマー型シランカップリング剤１１は、変位層３のゴム状弾性体１０の構成成分１００質量部に対して、好ましくは０．２〜１５質量部、より好ましくは０．３〜１２質量部、さらに好ましくは０．５〜１０質量部含まれる。ポリマー型シランカップリング剤１１を上記０．２〜１５質量部の範囲にすると、柱部３１と基材シート２２あるいは基材シート４２との接着強度をより高めることができ、かつ柱部３１の成形性をも高めることができる。アルコキシシリル基（Ｓｉ（ＯＲ）_３）に対する有機官能基の比率（官能基当量、官能基比ともいう）は、１以上であるのが好ましい。

【0033】

ここで、タッチセンサ１は、押圧されることにより、一定の厚みを備えた柱部３１が圧縮弾性変形することで、Ｚ方向の検出機能を発揮するが、柱部３１のゴム硬度が低すぎると充分な強度が無く容易に破壊される恐れがある。一方、柱部３１のゴム硬度が高すぎると押圧力が必要となり操作性が悪化する。また、柱部３１の密度を疎にすると第１電極層２が押圧部の周辺も撓み易くなるため悪影響を与える。変位層３において、柱部３１の周囲は空隙であり、操作面が押圧された場合には、柱部３１が比較的容易に収縮し、また、操作面への押圧が終わった場合には、柱部３１は、迅速に伸張してもとの状態に復元する。このため、タッチセンサ１の押圧に対する応答性が向上し、操作性が向上する。

【0034】

次に、第１の実施の形態に係るタッチセンサの製造方法について説明する。

【0035】

図２は、図１のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図を示す。

【0036】

図２に示すように、基材シート２２の一方の面に電極２１を形成する。また、同様に、基材シート４２の一方の面に電極４１を形成する。基材シート２２上への電極２１の形成方法および基材シート４２上への電極４１の形成方法としては、蒸着、金属フィラーを分散させた溶液をコートする方法（刷毛塗り、浸漬、スピンコートなども含まれる）、インクジェット方式、スクリーン方式に代表される印刷、金属フィラーを分散させた溶液を塗布後にエッチング（レーザを用いたドライ方式および溶剤を用いて溶解させるウェット方式のいずれでも良い）してパターン形成する方法などを好適に例示列挙できるが、電極２１，４１の形成方法は特にこれらに限定されない。

【0037】

柱部３１は、例えば、未硬化状態のゴム状弾性体用組成物（加硫剤も含み得る）に、ポリマー型シランカップリング剤１１を混合し、その混合物を金型に流し込み、加硫化工程を経て製造される。ただし、金型を使用せずに、柱部３１を印刷にて製造しても良い。

【0038】

次いで、第１電極層２における柱部３１と対向する接合面２２ａと、変位層３を構成する複数の柱部３１の第１電極層２と対向する接合面３１ａとに対して、所定の紫外線を照射する。同様に、第２電極層４における柱部３１と対向する接合面４２ｂと、複数の柱部３１の第２電極層４と対向する接合面３１ｂとに対して、所定の紫外線を照射する。ここで、照射する所定の紫外線としては、近紫外線（波長３８０ｎｍ〜２００ｎｍ）以下の波長の光であり、好適には、遠紫外線および真空紫外線（波長２００ｎｍ〜１０ｎｍ）の光である。この実施の形態およびこれ以降の実施の形態では、例えば、キセノンを放電ガスとして１７２ｎｍの波長を含む真空紫外線（ＶＵＶ）を発光するエキシマランプを用いて光を照射している。なお、エキシマランプを用いずに、接合面２２ａ、接合面４２ｂ、接合面３１ａおよび接合面３１ｂに対して、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理等の易接着処理を施しても良い。このような易接着処理を、ここでは、表面改質あるいは表面改質処理ともいう。

【0039】

プラズマ処理、またはコロナ処理によると、周囲のガスがイオン化し、印加されている電位差によってイオン化されたガスが加速されて、接合面２２ａおよび接合面３１ａと衝突し、接合面２２ａおよび接合面３１ａの分子内結合が破壊され、接合面２２ａおよび接合面３１ａの表面にラジカルが発生される。次いで、周囲の気体（例えば、大気）中に存在する酸素や水等が、直接または間接的に反応して接合面２２ａおよび接合面３１ａの表面に水酸基などの反応基を形成する。同様に、接合面４２ｂおよび接合面３１ｂの表面にも水酸基などの反応基を形成する。こうして、表面改質処理ステップが終了する。

【0040】

次いで、第１電極層２と第２電極層４とにより、変位層３の複数の柱部３１を挟むように重ね合わせる。この結果、第１電極層２の接合面２２ａと柱部３１の接合面３１ａとを、第２電極層４の接合面４２ｂと柱部３１の接合面３１ｂとを、それぞれ一体的に接合する。ここで、紫外線を照射した後、第１電極層２と第２電極層４との間に、複数の柱部３１を直ちに挟んで重ね合わせるのが好ましい。また、重ね合わせる際は、常温下であっても、加熱温度下であっても良い。加熱温度下で貼り合わせを行う場合には、例えば、５０〜１１０℃、好ましくは８０〜１００℃の範囲の所定温度まで加熱して行うことができる。また、第１電極層２と第２電極層４との間に柱部３１を挟んだ後、その挟んだ方向に圧力を加えることが好ましい。加圧下で貼り合わせを行う場合には、例えば、１．５〜６．５ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲とすることができる。また、貼り合わせた後、しばらく放置するのがより好ましい。このように、柱部３１と、第１電極層２および第２電極層４との各接合面３１ａ，２２ａ，３１ｂ，４２ｂに、紫外線照射処理、プラズマ処理、またはコロナ処理を経て貼り合わせを行うことにより、互いに一体的に接合する。こうして、接合ステップが終了する。

【0041】

以上の工程を経て、図１の（１Ａ）に示すようなタッチセンサ１が完成する。上記のように、この実施の形態に係るタッチセンサ１の製造方法は、静電容量の変化を検出するための第１電極層２および第２電極層４と、第１電極層２と第２電極層４との間にあって、操作面に対する押圧により、第１電極層２と第２電極層４との間隔を変位可能な変位層３とを有し、変位層３には、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成され、かつ押圧方向に伸縮可能な複数の柱部３１を少なくとも有すると共に柱部３１と第１電極層２および第２電極層４とを一体的に接合して成るタッチセンサ１を製造する方法であって、第１電極層２および第２電極層４と柱部３１との両接合面２２ａ，４２ｂ，３１ａ，３１ｂに表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、第１電極層２および第２電極層４と柱部３１とを重ね合わせた状態を加圧若しくは非加圧にて維持することにより、第１電極層２および第２電極層４と柱部３１とを一体的に接合する接合ステップと、を有する。

【0042】

次に、タッチセンサ１を製造する場合における、柱部３１と、基材シート２２，４２との接合のメカニズムについて説明する。

【0043】

エキシマランプにより、１７２ｎｍの波長を含む紫外線を、柱部３１および基材シート２２，４２の表面に照射すると、その紫外線は、周囲の酸素（Ｏ_２）に直接作用して、活性酸素（Ｏ（^１Ｄ））を生成する。また、この紫外線は、酸素（Ｏ_２）をオゾン（Ｏ_３）に変化させ、オゾン（Ｏ_３）を酸素（Ｏ_２）と活性酸素（Ｏ（^１Ｄ））とに変化させる。接合前の初期状態においては、基材シート２２，４２および柱部３１の表面には、メチル（ＣＨ_３）基が存在する。このような表面に１７２ｎｍの波長を含む紫外線を照射させると、紫外線と、周囲の酸素に紫外線が照射されることにより発生する活性酸素とによって、基材シート２２，４２の表面および柱部３１の表面が酸化される。これによって、同表面にある一部もしくは全部のＣＨ_３基が酸化されて、ＯＨ基等の酸素含有官能基となる。

【0044】

その後、基材シート２２，４２および柱部３１の表面を重ね合わせて、重ね合わせた方向に圧力を加えて、室温下で所定の時間保持すると、基材シート２２，４２および柱部３１の表面のＯＨ基等同士が結合して水を発生し、基材シート２２，４２と柱部３１とが酸素（Ｏ）を介して結合される。柱部３１は、ポリマー型シランカップリング剤１１を含んでいるので、柱部３１の接合面３１ａ，３１ｂには、基材シート２２，４２と反応しやすい部位（反応点）が多数存在する。例えば、ポリマー型シランカップリング剤１１としてポリマー型多官能エポキシシランカップリング剤（エポキシ系のポリマー型シランカップリング剤に相当）を用いると、エポキシ基の三員環が開環し、基材シート２２，４２と柱部３１との接合に寄与しやすい。このように、接着層などの介在層を付与せずに結合させる状態を、ここでは、一体的に接合（あるいは一体的接合状態）という。

【0045】

基材シート２２，４２および柱部３１がこのように一体的に接合すると、これらが容易に分離するのを適切に防止することができ、信頼性を向上することができる。このように、接着剤や粘着剤を用いることなく、基材シート２２，４２および柱部３１を一体的に接合することができるので、押圧時に、第１電極層２、第２電極層４および柱部３１が互いにズレたり、反ったり、隆起したりしてしまうことを防止でき、タッチセンサ１の信頼性を向上することができる。また、接着剤や粘着剤を用いていないので、柱部３１の周囲の空隙に液ダレが発生することがなく、押圧感にばらつきを生じさせない。また、接着剤や粘着剤を用いないので、接着剤等の塗工ムラを生じさせることがなく、押圧感にばらつきを生じさせない。さらに、柱部３１と第１電極層２との間、柱部３１と第２電極層４との間に接着剤や粘着剤を用いないので、タッチセンサ１の押圧方向の幅を薄くすることができる。

【0046】

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサについて説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。

【0047】

図３は、本発明の第２の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（３Ａ）および（３Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（３Ｂ）をそれぞれ示す。

【0048】

第２の実施の形態に係るタッチセンサ１は、複数の柱部３１と、それらの直下に配置される平板層３２とを備える変位層３を備える点において、複数の柱部３１のみから変位層３を構成する第１の実施の形態に係るタッチセンサ１と構造上の差異を有する。ここで、柱部３１は、平板層３２と一体成形されて成る。変位層３以外の構成に関しては、両実施の形態に係るタッチセンサ１は共通する。変位層３の柱部３１は、第１電極層２側と接合し、変位層３の平板層３２は、第２電極層４側と接合する。

【0049】

図３の（３Ｂ）に示すように、基材シート２２の一方の面に電極２１を形成する。また、同様に、基材シート４２の一方の面に電極４１を形成する。電極２１，４１の形成方法は、第１の実施の形態と共通するので、重複した説明を省略する。

【0050】

変位層３は、例えば、未硬化状態のゴム状弾性体用組成物（加硫剤も含み得る）に、ポリマー型シランカップリング剤１１を混合し、その混合物を金型に流し込み、加硫化工程を経て製造される。ただし、変位層３を印刷（例えば、３Ｄプリンタを使用した印刷）にて製造しても良い。

【0051】

次いで、第１電極層２における柱部３１と対向する接合面２２ａと、複数の柱部３１の第１電極層２と対向する接合面３１ａとに対して、所定の紫外線を照射する。同様に、第２電極層４における平板層３２と対向する接合面４２ｂと、平板層３２における第２電極層４と対向する接合面３２ｂとに対して、所定の紫外線を照射する。ここで、照射する所定の紫外線としては、第１の実施の形態で使用するものを好適に使用できるので、重複した説明を省略する。

【0052】

次いで、第１電極層２と第２電極層４とにより、変位層３を挟むように重ね合わせる。この結果、第１電極層２の接合面２２ａと柱部３１の接合面３１ａとを、第２電極層４の接合面４２ｂと平板層３２の接合面３２ｂとを、それぞれ一体的に接合する。ここで、紫外線を照射した後、第１電極層２と第２電極層４との間に、変位層３を直ちに挟んで重ね合わせるのが好ましい。また、重ね合わせる際は、常温下であっても、加熱温度下であっても良い。また、第１電極層２と第２電極層４との間に変位層３を挟んだ後、その挟んだ方向に圧力を加えることが好ましい。また、その後、さらに、しばらく放置するのが好ましい。

【0053】

以上の工程を経て、図３の（３Ａ）に示すようなタッチセンサ１が完成する。上記のように、この実施の形態に係るタッチセンサ１の製造方法は、静電容量の変化を検出するための第１電極層２および第２電極層４と、第１電極層２と第２電極層４との間にあって、操作面に対する押圧により、第１電極層２と第２電極層４との間隔を変位可能な変位層３とを有し、変位層３には、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成され、かつ押圧方向に伸縮可能な複数の柱部３１と平板層３２を有すると共に柱部３１と第１電極層２、平板層３２と第２電極層４とをそれぞれ一体的に接合して成るタッチセンサ１を製造する方法であって、第１電極層２と柱部３１との両接合面２２ａ，３１ａ、および第２電極層４と平板層３２との両接合面４２ｂ，３２ｂに、それぞれ表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、第１電極層２および第２電極層４と変位層３（柱部３１と平板層３２とから成る）とを重ね合わせた状態で維持することにより、第１電極層２および第２電極層４と、変位層３の上下両面とを一体的に接合する接合ステップと、を有する。

【0054】

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサについて説明する。本実施の形態では、先の各実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。

【0055】

図４は、本発明の第３の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（４Ａ）および（４Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（４Ｂ）をそれぞれ示す。

【0056】

第３の実施の形態に係るタッチセンサ１は、複数の柱部３１と、それらの直下に配置される平板層３２とを備える変位層３を備える点において、第２の実施の形態に係るタッチセンサ１と共通する。しかし、変位層３と基材シート４４とを一体成形により製造し、表面改質処理を行わずに一体化している点、および基材シート４４と基材シート４２とを両面テープ４３を介在させて接合している点において、第３の実施の形態に係るタッチセンサ１は、第２の実施の形態に係るタッチセンサ１と異なる。

【0057】

第２電極層４は、操作面側と反対側から順に、電極４１、基材シート４２、両面テープ４３、基材シート４４の順に積層して構成される。基材シート４４は、変位層３の製造時に用いられ、その一方の接合面４４ｂを平板層３２の接合面３２ｂと重ね合わせて、変位層３と一体化される。すなわち、平板層３２は、柱部３１と反対側に、基材シート４４と一体成形される。基材シート４４は、その材料に制約はないが、好ましくは、基材シート４２と同様の樹脂から作製し得る。

【0058】

図４の（４Ｂ）に示すように、基材シート２２の一方の面に電極２１を形成する。また、同様に、基材シート４２の一方の面に電極４１を形成する。電極２１，４１の形成方法は、先の実施の形態と共通するので、重複した説明を省略する。

【0059】

次いで、変位層３と、基材シート４４（第２電極層４の一部）とを一体化する。例えば、未硬化状態のゴム状弾性体用組成物（加硫剤も含み得る）に、ポリマー型シランカップリング剤１１を混合し、その混合物を金型に流し込み、続いて、その上に基材シート４４を配置し、金型内にて加圧する。このとき、基材シート４４の接合面４４ｂに何らの処理を行わなくても良いが、基材シート４４の接合面４４ｂにシランカップリング剤を塗工し、基材シート４４と変位層３との接着強度を向上させるのが好ましい。次に、加圧および加熱を行い、変位層３の加硫化を行うと同時に、基材シート４４の接合面４４ｂと、平板層３２の接合面３２ｂとの接合を実現する。

【0060】

次いで、第１電極層２における柱部３１と対向する接合面２２ａと、複数の柱部３１の第１電極層２と対向する接合面３１ａとに対して、所定の紫外線を照射する。ここで、照射する所定の紫外線としては、先の実施の形態で使用するものを好適に使用できるので、重複した説明を省略する。

【0061】

次いで、第１電極層２と、変位層３および基材シート４４の一体品とを重ね合わせる。この結果、第１電極層２の接合面２２ａと柱部３１の接合面３１ａとを一体的に接合できる。ここで、紫外線を照射した後、第１電極層２と変位層３とを直ちに重ね合わせるのが好ましい。また、重ね合わせる際は、常温下であっても、加熱温度下であっても良い。また、第１電極層２と変位層３とを重ね合わせた後、その重ね合わせる方向に圧力を加えることが好ましい。また、その後、さらに、しばらく放置するのが好ましい。最後に、第２電極層４の一部である基材シート４２および電極４１の一体品の基材シート４２側に両面テープ４３を貼り、その上に、先に一体化した構成部の基材シート４４を付ける。両面テープ４３に代えて、粘着剤あるいは接着剤を介在させても良い。

【0062】

以上の工程を経て、図４の（４Ａ）に示すようなタッチセンサ１が完成する。上記のように、この実施の形態に係るタッチセンサ１の製造方法は、静電容量の変化を検出するための第１電極層２および第２電極層４と、第１電極層２と第２電極層４との間にあって、操作面に対する押圧により、第１電極層２と第２電極層４との間隔を変位可能な変位層３とを有し、変位層３には、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成され、かつ押圧方向に伸縮可能な複数の柱部３１と平板層３２を有すると共に柱部３１と第１電極層２、平板層３２と第２電極層４とをそれぞれ一体的に接合して成るタッチセンサ１を製造する方法であって、第１電極層２と柱部３１との両接合面２２ａ，３１ａに表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、第１電極層２および第２電極層４と変位層３（柱部３１と平板層３２とから成る）とを重ね合わせた状態で維持することにより、第１電極層２と変位層３の一部としての柱部３１とを一体的に接合する接合ステップと、を有する。

【0063】

＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンサについて説明する。本実施の形態では、先の各実施の形態と共通する構成部分については、同一の符号を付し、適宜、その説明を省略する。

【0064】

図５は、本発明の第４の実施の形態に係るタッチセンサの断面図（５Ａ）および（５Ａ）のタッチセンサの製造方法を説明するための一部組立図（５Ｂ）をそれぞれ示す。

【0065】

第４の実施の形態に係るタッチセンサ１は、図５の（５Ａ）に示すように、第１の実施の形態に係るタッチセンサ１の変位層３において、１つの壁部３４をさらに有する。より具体的には、変位層３は、その周縁部に、周囲から変位層３内への空気の流入を遮断するための１つの壁部３４を有する。それ以外の構成は、第１の実施の形態に係るタッチセンサ１と共通する。壁部３４は、例えば、枠形状を有し、柱部３１と同様の材料で構成され、変位層３の周縁部に設けられている。壁部３４は、柱部３１と同じ高さを有しており、柱部３１と同様に、第１電極層２の基材シート２２および第２電極層４の基材シート４２と一体的に接合されている。このような構成により、第１電極層２および第２電極層４と、変位層３との接着強度を向上することができる。さらに、壁部３４の形成により、柱部３１の周囲の空隙を外部から遮断することができ、柱部３１の周囲の空隙に異物が侵入することを防止することができ、タッチセンサ１の信頼性を向上することができる。なお、壁部３４に微細な通空孔を設け、異物浸入を防止しつつ、熱膨張や押圧による空気の移動を妨げないようにしても良い。

【0066】

図５の（５Ｂ）に示すように、基材シート２２の一方の面に電極２１を形成する。また、同様に、基材シート４２の一方の面に電極４１を形成する。電極２１，４１の形成方法は、先の実施の形態と共通するので、重複した説明を省略する。

【0067】

変位層３を構成する柱部３１および壁部３４は、例えば、未硬化状態のゴム状弾性体用組成物（加硫剤も含み得る）に、ポリマー型シランカップリング剤１１を混合し、その混合物を金型に流し込み、加硫化工程を経て製造される。ただし、金型を使用せず、柱部３１および壁部３４を印刷にて製造しても良い。

【0068】

次いで、第１電極層２における柱部３１および壁部３４と対向する接合面２２ａと、複数の柱部３１および壁部３４のそれぞれ第１電極層２と対向する接合面３１ａおよび接合面３４ａとに対して、所定の紫外線を照射する。同様に、第２電極層４における柱部３１および壁部３４と対向する接合面４２ｂと、複数の柱部３１および壁部３４のそれぞれ第２電極層４と対向する接合面３１ｂおよび接合面３４ｂとに対して、所定の紫外線を照射する。ここで、照射する所定の紫外線としては、先の実施の形態で使用するものを好適に使用できるので、重複した説明を省略する。

【0069】

次いで、第１電極層２と第２電極層４とにより、変位層３の複数の柱部３１および１つの壁部３４を挟むように重ね合わせる。この結果、第１電極層２の接合面２２ａと柱部３１の接合面３１ａおよび壁部３４の接合面３４ａとを、第２電極層４の接合面４２ｂと柱部３１の接合面３１ｂおよび壁部３４の接合面３４ｂとを、それぞれ一体的に接合できる。ここで、紫外線を照射した後、第１電極層２と第２電極層４との間に、複数の柱部３１および壁部３４を直ちに挟んで重ね合わせるのが好ましい。また、重ね合わせる際は、常温下であっても、加熱温度下であっても良い。また、第１電極層２と第２電極層４との間に柱部３１および壁部３４を挟んだ後、その挟んだ方向に圧力を加えることが好ましい。また、その後、さらに、しばらく放置するのが好ましい。

【0070】

以上の工程を経て、図５の（５Ａ）に示すようなタッチセンサ１が完成する。上記のように、この実施の形態に係るタッチセンサ１の製造方法は、静電容量の変化を検出するための第１電極層２および第２電極層４と、第１電極層２と第２電極層４との間にあって、操作面に対する押圧により、第１電極層２と第２電極層４との間隔を変位可能な変位層３とを有し、変位層３には、ゴム状弾性体１０中にポリマー型シランカップリング剤１１を分散させて構成され、かつ押圧方向に伸縮可能な複数の柱部３１および１つの壁部３４を有すると共に柱部３１および壁部３４と第１電極層２および第２電極層４とを一体的に接合して成るタッチセンサ１を製造する方法であって、第１電極層２および第２電極層４と柱部３１および壁部３４との両接合面２２ａ，４２ｂ，３１ａ，３１ｂ，３４ａ，３４ｂに表面改質処理を行う表面改質処理ステップと、第１電極層２および第２電極層４と柱部３１および壁部３４とを重ね合わせた状態で維持することにより、第１電極層２および第２電極層４と、変位層３の柱部３１および壁部３４と、を一体的に接合する接合ステップと、を有する。

【0071】

＜その他の実施の形態＞
以上、本発明の各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られず、他の様々な態様をとり得る。

【0072】

例えば、上記各実施の形態では、柱部３１の形状を、一例としてドット状（円柱状あるいは円錐台状）としているが、柱部３１の形状は、これに限られず、例えば、ライン状であっても良い。また、上記各実施の形態では、第１電極層２と、変位層３の柱部３１とを一体的に接合するようにしていたが、本発明はこれに限られず、第２電極層４と、変位層３の柱部３１とを一体的に接合するようにしても良い。すなわち、第１電極層２または第２電極層４の少なくとも一方に対して柱部３１を一体的に接合するようにすれば良い。

【0073】

電極２１，４１にレジスト層（保護層）を形成しても良い。レジスト層は、例えば、その厚さを、好ましくは３〜５０μｍの範囲、より好ましくは５〜３０μｍの範囲、さらに好ましくは１０〜２５μｍの範囲とすることができる。レジスト層を形成する場合、電極２１，４１は、第１電極層２の基材シート２２あるいは第２電極層４の基材シート４２よりも変位層３に近い側にあっても良い。また、上記各実施の形態では、操作面側の第１電極層２の電極２１を駆動電極とし、操作面から離れた側の第２電極層４の電極４１を受信電極としていたが、これを逆にして、第１電極層２の電極２１を受信電極とし、第２電極層４の電極４１を駆動電極としても良い。また、上記各実施の形態では、Ｚ方向の操作を検出するタッチセンサ１を例に挙げていたが、後述のように、操作面の平面における位置（ＸＹ方向の位置）を検出するためのＸＹ方向受信電極を含む第３電極層をさらに備えるようにして、３軸方向の操作を検出するようにしても良い。この場合には、第３電極層は、Ｚ方向において、第１電極層２よりも操作面に近い位置、第１電極層２と変位層３との間、変位層３と第２電極層４との間、または第２電極層４よりも操作面から遠い位置のいずれの位置に配置することもできる。

【0074】

また、ＸＹ方向受信電極を第１電極層２または第２電極層４に設けるようにしても良い。例えば、ＸＹ方向受信電極を、第１電極層２または２電極層４の基材シート２２，４２の電極２１，４１を設けた面の反対面側に配置したり、レジスト層を介して電極２１，４１上に配置したり、基材シート２２，４２上の電極２１，４１と同一面側に間隔を置いて配置したりしても良い。柱部３１よりも上方の第１電極層２にＸＹ方向受信電極を配置する場合においては、ＸＹ方向受信電極を含む第１電極層２は、操作面に対する押圧時に変形する必要があるので、第１電極層２の厚さは、０．０１〜１ｍｍが好ましく、０．０１〜０．４ｍｍがより好ましい。

【0075】

また、上記各実施の形態では、変位層３の柱部３１と、第１電極層２の一方の面、または第２電極層４の一方の面の少なくともいずれか一方との間で一体的に接合していたが、本発明はこれに限られず、柱部３１と、第１電極層２とは異なる面であって第１電極層２側の変位層３と対向する面、または、第２電極層４とは異なる面であって第２電極層４側の変位層３と対向する面の少なくともいずれか一方との間で、一体的に接合するようにしても良い。

【0076】

また、上述の各実施の形態における構成および製法上のステップは、組み合わせ不可の場合を除き、種々任意に組み合わせることができる。例えば、第４の実施の形態に係るタッチセンサ１の壁部３４を、第２の実施の形態あるいは第３の実施の形態に係る各タッチセンサ１に組み込むことができる。また、壁部３４は、１つに限らず、変位層３と同一面内に２以上備えても良い。

【実施例】

【0077】

次に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例の内容に限定されない。

【0078】

＜１．接着強度試験＞
ポリマー型シランカップリング剤を含むゴム状弾性体と基材シートとの接着強度を確認すべく、以下の条件でサンプルを多数作製し、それらの評価を行った。

【0079】

（１）サンプルの作製条件
（実験１）
東レ株式会社製のＰＥＴ（品番: Ｓ１０）を用意した。ＰＥＴは、切断によって、縦１５ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．１２５ｍｍの大きさに加工した。次に、ＰＥＴの片面に、コロナ表面処理を施した。コロナ表面処理は、春日電機株式会社製のリニアテーブル式コロナ表面処理装置（品番： ＡＧＦ−０１０Ｓ、電極： 直径１ｍｍ×長さ０．２７ｍのワイヤー）を用い、放電電力０．５ｋＷ、搬送速度１．５ｍ／ｍｉｎ、電極−ワーク間距離５ｍｍの条件下で行った。次に、ＰＥＴの上記コロナ処理を施した面に、バーコーター「Ｎｏ．１．５」を用いて信越化学工業株式会社製のシリコーン系プライマー（品番： Ｘ３３−１５６−２０）を塗布し、室温（約２５℃）にて３０分間放置した。次に、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴム組成物（品番： ＫＥ−１９３５Ａ／Ｂ、Ａ：Ｂ＝質量比１：１）１００質量部に対して、信越化学工業株式会社製のポリマー型シランカップリング剤（品番: Ｘ−１２−９８１、官能基当量： ３、エポキシ基およびトリエトキシシリル基を有する）を有効成分（シランカップリング剤）の質量換算にて０．５〜１０質量部になるような配合量にて混練し、シランカップリング剤の割合の異なる５種類の混練物を作製した。続いて、先に用意したＰＥＴのプライマー塗布面に各混練物をスクリーン印刷した。スクリーン印刷は、スクリーン版：＃２００、印刷厚み：約２５μｍ、乾燥条件：１２０℃にて６０分保持の諸条件にて行った。こうして、５種類のシリコーンゴム層付きのＰＥＴシートを作製した。

【0080】

図６は、接着強度試験に供するサンプルの断面図を示す。

【0081】

各シリコーンゴム層付きのＰＥＴシート６０は、ＰＥＴ６１の片面にシリコーンゴム層６２を備えた二層構造を持つ。シリコーンゴム層６２は、シリコーンゴム６３中にポリマー型シランカップリング剤６４を分散させた層である。次に、別のＰＥＴ５０を用意し、別のＰＥＴ５０の片面、および各シリコーンゴム層付きのＰＥＴシート６０のシリコーンゴム層６２の表面に対して、コロナ処理を行った。コロナ処理は、春日電機株式会社製のリニアテーブル式コロナ表面処理装置（品番： ＡＧＦ−０１０Ｓ、電極： 直径１ｍｍ×長さ０．２７ｍのワイヤー）を用い、放電電力０．５ｋＷ、搬送速度１．５ｍ／ｍｉｎ、電極−ワーク間距離５ｍｍの条件下で行った。コロナ処理の後、５分以内に、ＰＥＴ５０および各シリコーンゴム層付きのＰＥＴシート６０の両コロナ処理面同士を重ねて貼り合わせた。貼り合わせは、貼り合わせ用の治具に、ＰＥＴ５０および各シリコーンゴム層付きのＰＥＴシート６０をそれぞれ吸着・固定し、コロナ処理面同士を精度よく貼り合わせ、最大６．５ｋｇｆ/ｃｍ^２の圧力下、温度９０℃にて３０秒間保持して行った。こうして、タッチセンサを模した５種類のサンプルを完成した。

【0082】

（実験２）
ＰＥＴ５０およびシリコーンゴム層付きのＰＥＴシート６０の貼り合わせの温度および保持時間をそれぞれ室温（約２５℃）および２４時間に変更し、最大０．２ｋｇｆ/ｃｍ^２の圧力下にて貼り合わせを行った以外、実験１と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0083】

（実験３）
ＰＥＴ５０およびＰＥＴ６１を、ともに東レ株式会社製の易接着ＰＥＴ（品番： Ｕ４８）に変更した以外、実験２と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0084】

（比較実験１）
コロナ処理を行わず、貼り合わせ条件を実験１と同一条件に変更して行う以外、実験３と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0085】

（比較実験２）
コロナ処理を行わない以外、実験２と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0086】

（比較実験３）
ポリマー型シランカップリング剤６４に代えて、信越化学工業株式会社製のエポキシ系シランカップリング剤の１つである３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（品番： ＫＢＭ−４０３）を用いて、かつＰＥＴ５０，６１に代えて易接着ＰＥＴ（品番： Ｕ４８）を用いた以外、実験１と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0087】

（比較実験４）
ポリマー型シランカップリング剤６４に代えて、信越化学工業株式会社製のエポキシ系シランカップリング剤の１つである３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（品番： ＫＢＭ−４０３）を用いた以外、実験２と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0088】

（比較実験５）
信越化学工業株式会社製のシリコーンゴム組成物（品番： ＫＥ−１９３５Ａ／Ｂ）に、何らのシランカップリング剤をも添加せずにシリコーンゴム層６２を形成して、ＰＥＴ５０，６１に代えて易接着ＰＥＴ（品番： Ｕ４８）を用いた以外、実験１と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0089】

（比較実験６）
信越化学工業株式会社製のシリコーンゴム組成物（品番： ＫＥ−１９３５Ａ／Ｂ）に、何らのシランカップリング剤をも添加せずにシリコーンゴム層６２を形成した以外、実験２と同一条件で、シランカップリング剤の質量比の異なる５種類のサンプルを完成した。

【0090】

（２）サンプルの接着強度評価方法
剥離速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、各サンプルの貼合面を剥離し、剥離強度と、剥離した状態を観察した。剥離には、一定速度で引張可能な引張試験機に計測器（日本電産シンポ製ＦＧＰ−１０）を取り付けた装置を用いた。剥離した状態は、電子顕微鏡にて観察し、シリコーンゴム層６２が破壊した状態あるいは当該層６２と基材シート（ＰＥＴ６１あるいはそれに代用した易接着ＰＥＴ）との界面で剥離した状態（「基材破壊」という）か、基材破壊に加えて貼合面からの剥離も混在している状態（「混在破壊」という）か、あるいは貼合面からのみの剥離状態（「剥離」という）かを目視にて区別した。貼合面における接着強度は、基材破壊にて最も大きく、混在破壊、剥離の順に低くなる。

【0091】

表１に、実験１〜３および比較実験１〜６の製造条件および評価結果を示す。

【0092】

【表1】

【0093】

表１において、「Ａ」は基材破壊を、「Ｂ」は混在破壊を、「Ｃ」は剥離を、それぞれ意味する。基材破壊の場合には、接着状態が最も良い状態と解釈できるので、最良の接着状態を意味する「Ａ」と評価した。混在破壊の場合には、接着状態が良い状態と解釈できるので、良好の接着状態を意味する「Ｂ」と評価した。剥離の場合には、接着状態が好ましくない状態と解釈できるので、不良状態を意味する「Ｃ」と評価した。また、上記各評価の直下に表示される数字は、接着強度（単位： Ｎ／１５ｍｍ）を意味する。また、表１中のバー（−）は、評価していないことを意味する。また、有効成分の配合量は、ポリマー型シランカップリング剤自体の量を意味し、ポリマー型シランカップリング剤の他に１または２以上の成分が存在する場合には、当該他の成分を除いた量である。

【0094】

表１の結果から明らかなように、シランカップリング剤としてポリマー型シランカップリング剤６４を混練したシリコーンゴム層６２を形成して、貼り合わせ両面にコロナ処理を行った後に貼り合わせを実行して作製したサンプルは、いずれも高い接着強度を有していた。一方、コロナ処理を行わなかった場合、あるいはコロナ処理を行ったもののポリマー型シランカップリング剤６４を混合せずにシリコーンゴム層６２を形成した場合には、極めて低い接着強度しか得られなかった。

【0095】

＜２．タッチセンサの作製＞
次に、各種タッチセンサの作製例について詳述する。

【0096】

（実施例１）
図７は、実施例１の製造工程のフローを示す。

【0097】

（１）変位層（柱部のみ）の製造
信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムコンパウンド（品番： ＫＥ−９５１−Ｕのシリコーンゴムと、品番： Ｃ−２５Ａ／Ｂの加硫剤を含む）１００質量部に、信越化学工業株式会社製のポリマー型シランカップリング剤製品（品番： Ｘ−１２−９８１）１質量部（内、ポリマー型シランカップリング剤は０．５質量部）を混合して、変位層を形成するための未硬化状態のシリコーンゴム組成物を作製した。次に、柱部３１の形状を規定する円柱形状の凹部を有する金型を用意し、上記未硬化状態のシリコーンゴム組成物を金型内に投入し、温度１３５℃、保持時間４分の条件にてプレス成形を行い、柱部３１を作製した。続いて、柱部３１を温度１５０℃にて３０分間乾燥した。ここで、金型の凹部には、複数の柱部３１のそれぞれの形状を規定する、底面が平坦な複数の柱部用凹部がマトリクス状に均等に形成されている。

【0098】

（２）表面改質処理
次に、柱部３１の上下両面（接合面）３１ａ，３１ｂに、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ１０１）。コロナ表面処理は、春日電機株式会社製のリニアテーブル式コロナ表面処理装置（品番： ＡＧＦ−０１０Ｓ、電極： 直径１ｍｍ×長さ０．２７ｍのワイヤー）を用い、放電電力０．５ｋＷ、搬送速度１．５ｍ／ｍｉｎ、電極−ワーク間距離５ｍｍの条件下で行った。

【0099】

（３）第２電極層の製造
東レ株式会社製のＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート４２を所定の大きさにカットし、その片面に、電極４１を形成した（ステップ２０１）。次に、基材シート４２における電極４１の形成面と反対側の面（接合面）４２ｂに、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ２０２）。コロナ表面処理の条件は、柱部３１に対するコロナ表面処理のそれと同一とした。

【0100】

（４）第１電極層の製造
第２電極層と同様、ＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート２２の片面に、電極２１を形成した（ステップ３０１）。次に、基材シート２２における電極２１の形成面と反対側の面（接合面）２２ａに、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ３０２）。コロナ表面処理の条件は、柱部３１に対するコロナ表面処理のそれと同一とした。

【0101】

（５）最終貼り合わせ
次に、第２電極層４の基材シート４２上に柱部３１を配置し、その上から第１電極層２を載置し、柱部３１の高さの４０％相当量を押し込むように、温度９０℃、保持時間３０秒の条件下で、第１電極層２、柱部３１および第２電極層４を貼り合わせた（ステップ３０３）。こうして、静電容量方式のタッチセンサ１を完成した。

【0102】

（実施例２）
図８は、実施例２の製造工程のフローを示す。

【0103】

（１）変位層（柱部＋平板層）の製造
実施例１と同一条件にて、未硬化状態のシリコーンゴム組成物を作製した。次に、東レ株式会社製のＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート４４を所定の大きさにカットし、その片面に、信越化学工業株式会社製のシリコーン系プライマー（品番： Ｘ３３−１５６−２０）を塗布し、室温（約２５℃）にて１時間放置した。次に、柱部３１の形状を規定する円柱形状の凹部を有する金型を用意し、上記未硬化状態のシリコーンゴム組成物を金型内に投入し、その上から、シリコーン系プライマーを塗布した面を未硬化状態のシリコーンゴム組成物側にして、基材シート４４を金型内にセットした。その状態で、温度１３５℃、保持時間４分の条件にてプレス成形を行った。その結果、柱部３１と、平板層３２と、基材シート４４とを一体化した成形体が得られた（ステップ４０１）。その後、当該成形体を温度１５０℃にて３０分間の条件で乾燥した。

【0104】

（２）第２電極層の製造
東レ株式会社製のＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート４２を所定の大きさにカットし、その片面に、電極４１を形成した。さらに、電極４１の上から、レジスト層４５を被覆して、第２電極層を作製した（ステップ４０２）。

【0105】

（３）変位層と第２電極層との貼り合わせ
基材シート４４と、第２電極層のレジスト層４５との間に、３Ｍ社製の両面テープ（品番： ４６７）４３を介在させ、変位層と第２電極層とを貼り合わせた（ステップ４０３）。なお、第２電極層の下部、すなわち、基材シート４２に上記と同様の両面テープ（非接着性のシート付きが好ましい）４３を貼り付けた。

【0106】

（４）表面改質処理
次に、変位層、特に柱部３１の接合面３１ａを含む領域に、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ４０４）。コロナ表面処理の条件は、実施例１におけるコロナ表面処理の条件と同一とした。

【0107】

（５）第１電極層の製造
第２電極層と同様に、東レ株式会社製のＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート２２を所定の大きさにカットし、その片面に、電極２１を形成した。さらに、電極２１の上から、レジスト層２５を被覆して、第１電極層を作製した（ステップ５０１）。

【0108】

（６）第３電極層の製造
第１電極層と同様に、東レ株式会社製のＰＥＴ（品番： Ｓ１０）から成る基材シート７２を所定の大きさにカットし、その片面に、受信電極としての電極７１を形成した。さらに、電極７１の上から、レジスト層７５を被覆して、第３電極層を作製した（ステップ５０２）。

【0109】

（７）第１電極層と第３電極層との貼り合わせ
基材シート７２と、第１電極層のレジスト層２５との間に、３Ｍ社製の両面テープ（品番： ４６７）７６を介在させ、第１電極層と第３電極層とを貼り合わせた（ステップ５０３）。

【0110】

（８）表面改質処理
次に、第１電極層の基材シート２２の接合面２２ａに、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ５０４）。コロナ表面処理の条件は、ステップ４０４におけるコロナ表面処理の条件と同一とした。

【0111】

（９）最終貼り合わせ
次に、柱部３１の接合面３１ａと、基材シート２２の接合面２２ａとを貼り合わせ、柱部３１の高さの４０％相当量を押し込むように、温度９０℃、保持時間３０秒の条件下で、ステップ４０４で得られた層と、ステップ５０４で得られた層とを貼り合わせた（ステップ５０５）。こうして、静電容量方式のタッチセンサ１を完成した。

【0112】

（実施例３）
図９は、実施例３の製造工程のフローを示す。

【0113】

（１）変位層（柱部＋平板層）の製造
実施例２のステップ４０１と同一条件にて、変位層を製造した（ステップ６０１）。その後、得られた成形体は、温度１５０℃にて３０分間の条件で乾燥した。

【0114】

（２）第２電極層の製造
実施例２のステップ４０２と同一条件にて、第２電極層を作製した（ステップ６０２）。

【0115】

（３）変位層と第２電極層との貼り合わせ
実施例２のステップ４０３と同一条件にて、変位層と第２電極層とを貼り合わせた（ステップ６０３）。

【0116】

（４）表面改質処理
実施例２のステップ４０４と同一条件にて、変位層、特に柱部３１の接合面３１ａを含む領域に、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ６０４）。

【0117】

（５）第１電極層の製造
実施例２のステップ５０１と同一条件にて、第１電極層を作製した（ステップ７０１）。

【0118】

（６）表面改質処理
次に、第１電極層の基材シート２２の接合面２２ａに、図中の矢印Ｃで示すように、コロナ表面処理を施した（ステップ７０２）。コロナ表面処理の条件は、ステップ６０４におけるコロナ表面処理の条件と同一とした。

【0119】

（７）最終貼り合わせ
次に、実施例２のステップ５０５と同様に、柱部３１の接合面３１ａと、基材シート２２の接合面２２ａとを貼り合わせ、第１電極層と、ステップ６０４で得られた層とを貼り合わせた（ステップ７０３）。こうして、静電容量方式のタッチセンサ１を完成した。

【0120】

実施例１〜３により製造されたタッチセンサ１は、いずれも、品質、コスト、仕様の面で本発明の目的を達成するものであった。

【産業上の利用可能性】

【0121】

本発明は、例えば、押圧方向の操作を検出するタッチパネルに利用できる。

【符号の説明】

【0122】

１ タッチセンサ
２ 第１電極層
３ 変位層
４ 第２電極層
１０ ゴム状弾性体（例えば、シリコーンゴム）
１１ ポリマー型シランカップリング剤（例えば、エポキシ系のポリマー型シランカップリング剤）
２１ 電極（駆動電極）
２２ａ 接合面
３１ 柱部
３１ａ，３１ｂ 接合面
３２ 平板層
３４ 壁部
３４ａ，３４ｂ 接合面
４１ 電極（受信電極）
４２ 基材シート
４２ｂ 接合面
４４ 基材シート
４４ｂ 接合面
６２ シリコーンゴム層
６３ シリコーンゴム（ゴム状弾性体）
６４ ポリマー型シランカップリング剤（例えば、エポキシ系のポリマー型シランカップリング剤）
７１ 電極（受信電極）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】