(57)【要約】【課題】タッチセンサにおいて、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ようにする。【解決手段】タッチセンサ１は、基板３とフレキシブル配線板１０との固着領域Ｒ内で基板３上に配設され、ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層１４と、接合層１２と下地層１４との間に配設された電極端子１５と、を備えている。各基板配線６およびＦＰＣ配線１１は、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ている。フレキシブル配線板１０は、基板３に、電極端子１５および下地層１４が導電体１３により部分的に凹陥形成されかつ下地層１４および基板３が互いに密着した状態で固着されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ操作の検知が可能なセンサ部が設けられた樹脂材からなる基板と、
前記基板上に設けられ、前記センサ部と電気的に接続された基板配線と、
前記基板配線の一端部と重なる位置で前記基板に固着されるフレキシブル配線板と、
前記フレキシブル配線板に設けられ、前記基板配線と電気的に接続するためのＦＰＣ配線と、
前記基板と前記フレキシブル配線板との間に配設され、前記ＦＰＣ配線と電気的に接続される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、
前記基板と前記フレキシブル配線板との固着領域内で前記基板上に配設され、ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層と、
前記固着領域外に位置する部分が前記基板配線と電気的に接続されるように前記基板上に配設され、かつ前記固着領域内に位置する部分が前記導電体と電気的に接続されるように前記接合層と前記下地層との間に配設された電極端子と、を備え、
前記基板配線および前記ＦＰＣ配線は、前記導電体および前記電極端子を介して互いに電気的に接続されており、
前記フレキシブル配線板は、前記基板に、前記電極端子および前記下地層が前記導電体により部分的に凹陥形成されかつ前記下地層および前記基板が互いに密着した状態で固着されている、タッチパネル。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
前記導電体は、前記ＦＰＣ配線に対し面状に接している、タッチパネル。
【請求項３】
請求項２に記載のタッチパネルにおいて、
前記電極端子は、樹脂材を含む導電ペーストが硬化した第１組成物からなる、タッチパネル。
【請求項４】
請求項３に記載のタッチパネルにおいて、
前記下地層は、樹脂ペースト組成物が硬化した第２組成物からなる、タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、基板上に配置されかつ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ＦＰＣ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１８３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に示されるような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。
【０００６】
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。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、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ようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態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が設けられた樹脂材からなる基板と、基板上に設けられ、センサ部と電気的に接続された基板配線と、基板配線の一端部と重なる位置で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するためのＦＰＣ配線と、基板とフレキシブル配線板との間に配設され、ＦＰＣ配線と電気的に接続される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、基板とフレキシブル配線板との固着領域内で前記基板上に配設され、ガスバリア性を有する樹脂材からなる下地層と、固着領域外に位置する部分が基板配線と電気的に接続されるように基板上に配設されかつ前記固着領域内に位置する部分が導電体と電気的に接続されるように接合層と下地層との間に配設された電極端子と、を備えている。基板配線およびＦＰＣ配線は、導電体および電極端子を介して互いに電気的に接続されている。そして、フレキシブル配線板は、基板に、電極端子および下地層が導電体により部分的に凹陥形成されかつ前記下地層および前記基板が互いに密着した状態で固着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るタッチセンサの全体斜視図である。
【図２】図２は、基板の構成を示す平面図である。
【図３】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】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】図５は、図４のV-V線断面図である。
【図６】図６は、タッチセンサの実施品における図５相当の断面部分を１５０倍率で撮影した共焦点レーザ顕微鏡写真である。
【図７】図７は、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図４相当図である。
【図８】図８は、図７のVIII-VIII線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るタッチセンサ１の全体を示している。このタッチセンサ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）に対する入力装置として用いられる。
【００１３】
以下の説明において、各図中に示したＸ軸方向を図１に示したタッチセンサ１の左側から右側に向かう方向、Ｙ軸方向を図１に示したタッチセンサ１の手前側（タッチセンサ１の後側）から奥側（タッチセンサ１の前側）に向かう方向として定めるものとする。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。
【００１４】
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を備えている。このカバー部材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の表面側に積層配置されている。カバー部材２の裏面外周には印刷等により黒色等の暗色で略額縁状の窓枠部２ａが形成されていて、この窓枠部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。
【００１５】
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。この基板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、ＰＭＭＡ(アクリル)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として、カバー部材２を設けずに、基板３の表面をタッチ操作することが可能な構成としてもよい。
【００１６】
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。このセンサ部４は、Ｘ方向およびＹ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）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、センサ部４は、Ｘ方向の座標位置およびＹ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などに示した構成には限定されない。
【００１７】
センサ部４には、後述の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の表面側に配置されていて、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。
【００１８】
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を有している。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，…が埋設された導電層として構成されている。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。
【００１９】
ところで、各基板配線６を構成する材料としては、導体７，７，…以外に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、後述の電極端子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。
【００２０】
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。この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。
【００２１】
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。
【００２２】
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の表面において後述する異方導電性接着剤により各基板配線６の他端部６ｂと重なる位置に固着されている。なお、図２および図４などに示すように、基板３の表面上にフレキシブル配線板１０の先端部１０ａが固着される領域を「固着領域Ｒ」とする。
【００２３】
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の表面側と対向する側にＦＰＣ配線１１が配設されている。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、銅に限られず、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。
【００２４】
ところで、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中に示した白色の破線は、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。
【００２５】
また、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が配設されている。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を形成した後に固着領域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。
【００２６】
異方導電性接着剤は、基板３およびフレキシブル配線板１０を固着するためのバインダ１２ａと、バインダ１２ａ中に分散された導電体１３，１３，…とを有している。
【００２７】
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。
【００２８】
各導電体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略球状に形成されている。
【００２９】
各導電体１３は、フレキシブル配線板１０を基板３に固着したときに、その上部がＦＰＣ配線１１に対し面状に接触する形状になっている。これにより、各導電体１３は、フレキシブル配線板１０が基板３に固着されたときにＦＰＣ配線１１と電気的に接続された状態となっている。一方、各導電体１３は、その下部が、フレキシブル配線板１０を基板３に固着したときに略半球状の形状になっている。
【００３０】
次に、図５および図６に示すように、基板３の表面上には下地層１４が配設されている。下地層１４は、樹脂ペースト組成物が硬化した第２組成物からなり、柔軟性およびガスバリア性を有している。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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
図７および図８に示すように、下地層１４は、基板３の表面上における固着領域Ｒ内に配設されていて、固着領域Ｒ内で各基板配線６の他端部６ｂの一部を覆うように構成されている。また、各基板配線６の他端部６ｂの一部が下地層１４に覆われていることから、他端部６ｂを構成する導体７，７，…が下地層１４により保護されて強度的に高められた状態となっている。
【００３３】
下地層１４は、基板配線６，６，…を基板３上に形成し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ものと推察される。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。その結果、基板３と下地層１４との密着性を、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と接合層１２との密着性よりも向上させることが可能となる。
【００３４】
ここで、下地層１４は、厚さが２μｍ〜１５μｍとなるように形成されるのが好ましい。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。一方、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ためである。
【００３５】
また、図５および図６に示すように、基板３の表面上および下地層１４上には電極端子１５が配設されている。電極端子１５は、樹脂材を含む導電ペーストが硬化した第１組成物からなる。具体的に、第１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、第１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。
【００３６】
図７および図８に示すように、電極端子１５は、各基板配線６の他端部６ｂの一部を覆うように基板３から下地層１４に亘ってスクリーン印刷などにより形成されている。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。
【００３７】
そして、図５および図６に示すように、電極端子１５は、固着領域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の表面上に配設され、かつ固着領域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との間に配設されている。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。
【００３８】
下地層１４および電極端子１５の各々は、部分的に各導電体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陥形成されている。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。
【００３９】
（実施形態の作用効果）
以上により、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、電極端子１５および下地層１４が導電体１３により部分的に凹陥形成されかつ下地層１４および基板３が互いに密着した状態で固着されている。このため、タッチセンサ１を高温環境下で放置した場合であっても、基板３内で発生する気泡を、下地層１４により基板３から発生しないように基板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かつ接合層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、導電体１３および電極端子１５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、本発明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。
【００４０】
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ようになる。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。
【００４１】
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第１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により部分的に凹陥状に形成しかつそ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や下地層１４を凹陥状に形成する手段は限定されない。さらに、導電ペーストを、固着領域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の位置で断線しないようにその発生を抑制することができる。
【００４２】
また、下地層１４は、樹脂ペースト組成物が硬化した第２組成物からなる。このため、下地層１４が比較的薄い形状となる（例えば２μｍ程度の厚みを有する）形態であっても、下地層１４を、基板３から気泡が出現しないように基板３上に密着させた状態で固着領域Ｒに配設することができる。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は固着領域Ｒの全面を覆って配置することが望ましい。
【００４３】
［その他の実施形態］
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、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。
【符号の説明】
【００４５】
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
７：導体
１０：フレキシブル配線板
１１：ＦＰＣ配線
１２：接合層
１３：導電体
１４：下地層
１５：電極端子
Ｒ：固着領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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