(57)【要約】【課題】複数の感圧素子において押圧力の変化に対する抵抗値の変化のバラツキを小さくするとともに、感圧素子の耐久性を向上させる。【解決手段】感圧素子１は、基板２と、基板２から延在する導電性構造体３と、導電性構造体３の先端と対向する弾性電極部４と、導電性構造体３と弾性電極部４とを介して基板２に対向し、弾性電極部４を支持し、且つ可撓性を備える電極支持部材５と、を有する。導電性構造体３は、基板２から延在し、弾性電極部４の弾性率に比べて大きい弾性率を備える構造部材７と、構造部材７の表面を覆う導電体層８と、を備える。弾性電極部４は、導電性構造体３と対向して接触する平面を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板から延在する導電性構造体と、
前記導電性構造体の先端と対向する弾性電極部と、
前記導電性構造体と前記弾性電極部とを介して前記基板に対向し、前記弾性電極部を支持し、且つ可撓性を備える電極支持部材と、を有し、
前記導電性構造体が、
前記基板から延在し、前記弾性電極部の弾性率に比べて大きい弾性率を備える構造部材と、
前記構造部材の表面を覆う導電体層と、を備え、
前記弾性電極部が、前記導電性構造体と対向して接触する平面を備える、感圧素子。
【請求項２】
前記弾性電極部が、樹脂層と、前記樹脂層に内在する導電性フィラーとを有する、請求項１に記載の感圧素子。
【請求項３】
前記弾性電極部が、樹脂層と、樹脂層を覆う導電体層とを有する、請求項１に記載の感圧素子。
【請求項４】
前記導電性構造体の形状が、円柱、円錐、円錐台、又は半球である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項５】
前記導電性構造体を複数有し、
前記複数の導電性構造体それぞれの導電体層が互いに接触している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項６】
前記複数の導電性構造体の少なくとも２つは、前記基板から先端までの長さが異なる、請求項５に記載の感圧素子。
【請求項７】
前記基板から先端までの長さが異なる少なくとも２つの導電性構造体を前記基板と前記電極支持部材との対向方向に投影した場合、相対的に長い導電性構造体の投影断面積が、相対的に短い導電性構造体の投影断面積に比べて大きい、請求項５または６に記載の感圧素子。
【請求項８】
前記導電性構造体が、前記基板と前記電極支持部材との対向方向に直交する断面が一定であって、且つ前記対向方向に貫通する複数の貫通穴を備える単体である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項９】
前記導電性構造体が、前記対向方向視で格子状である、請求項８に記載の感圧素子。
【請求項１０】
前記導電体層が、前記基板から延在する前記構造体、および露出した前記基板を連続的に覆うように形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項１１】
前記基板が可撓性を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項１２】
前記基板側から前記電極支持部材側に向かってまたは逆方向に、可視光領域の光が透過可能に構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれ一項に記載の感圧素子と、
前記感圧素子に重ねられ、押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサとを、有するタッチパネル。
【請求項１４】
感圧素子の製造方法であって、
基板から延在するように該基板上に構造部材を設け、
前記構造部材と前記基板とを覆うように導電体層を設けることによって導電性構造体を形成し、
弾性電極部を電極支持部材上に設け、
前記弾性電極部と前記導電性構造体が前記基板と前記電極支持部材との間に位置するように、前記基板に対して前記電極支持部材を対向配置し、
前記導電性構造体が、前記弾性電極部の弾性率に比べて高い弾性率を備え、
前記弾性電極部が、前記導電性構造部材と対向して接触する平面を備える、感圧素子の製造方法。
【請求項１５】
複数の前記導電性構造体が、それぞれの導電体層が互いに接触した状態で基材上に設けられ、
前記複数の導電性構造部材の少なくとも２つは前記基板から先端までの長さが異なる、請求項１４に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１６】
前記基板から先端までの長さが異なる少なくとも２つの導電性構造体を前記基板と前記電極支持部材との対向方向に投影した場合、相対的に長い導電性構造体の投影断面積が、相対的に短い導電性構造体の投影断面積に比べて大きい、請求項１５に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１７】
ポリマー樹脂原料を前記基板上に塗布し、
前記塗布されたポリマー樹脂原料を凹凸パターンを備えるモールドによって成型し、前記モールド内の成形された前記ポリマー樹脂原料を硬化させることにより、前記構造部材が形成される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１８】
前記基板から延在する前記構造部材と前記基板とに導電性粒子を分散させたインクを塗布することにより、前記導電体層を形成する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１９】
めっきにより、前記基板から延在する前記構造部材と前記基板とを覆う前記導電体層を形成する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項２０】
弾性樹脂の中に導電性フィラーを分散させたスラリーを前記電極支持部材にパターン印刷し、
パターン印刷されたスラリーを硬化させることによって前記弾性電極部が形成される、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項２１】
弾性樹脂を前記電極支持部材にパターン印刷して硬化させ、
硬化後の弾性樹脂の表面に導電性ペーストをパターン印刷することによって前記弾性電極部が形成される、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項２２】
タッチパネルの製造方法であって、
請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された感圧素子を用意し、
押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサを作製し、
前記センサ上に前記感圧素子を重ねる、タッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は、感圧素子およびその製造方法に関する。また、感圧素子を備えたタッチパネルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルを備えるスマートフォン、カーナビゲーションシステム等の各種電子機器の高機能化および多様化が急激に進んでいる。これに伴い、これらの電子機器の構成要素の１つとして、押圧力の変化を精度よく確実に検出可能な感圧素子が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された感圧素子は、基板と、基板に間隔をあけて対向する感圧導電シートと、基板と感圧導電シートとの間に位置するように該基板上に設けられて銀、カーボン、銅などから作製された複数の電極とを有する。電極は、リード線等を介して電子機器の回路に接続されている。感圧導電シートは、電極と接触する弾性の導電体層と、導電体層中に分散された粒径数十〜数百μｍを備えるウレタンまたはガラスなどの粒子とを有する。電極と対向する導電体層の表面は、導電体層中に分散された複数の粒子によって不規則な凹凸形状を備える。
【０００４】
特許文献１に記載された感圧素子において、感圧導電シートが押圧されると、感圧導電シートの導電体層の凹凸形状の表面が、基板に設けられた複数の電極に接触し、それにより複数の電極が導電体層を介して電気的に接続される。さらに感圧導電シートが押圧されると、導電体層が変形して該導電体層と電極の接触面積が増加し、電極間の抵抗値が低下する。この抵抗値の変化に基づいて、特許文献１の感圧素子は、感圧導電シートに作用する押圧力を検出する。
【０００５】
また例えば、特許文献２に記載された感圧素子は、第１の絶縁フィルムと、第１の絶縁フィルム上に設けられた第１の電極と、第１の電極上に設けられ、複数の多角錐台形状（例えば四角錐台形状）の複数の突出部を備える導電性弾性体と、導電性弾性体の突出部の先端と対向する第２の電極と、第２の電極を支持する第２の絶縁フィルムとを有する。第１および第２の電極は、銅、銀、金、ステンレス鋼などで作成されている。第２の絶縁フィルムが押圧されると、第１の電極と第２の電極とが導電性弾性体を介して電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３１１２０８
【特許文献２】特開２０１２−２０８０３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された感圧素子の場合、粒径の異なるウレタンまたはガラスなどの粒子が不規則に導電体層に存在するために、電極と対向する導電体層の表面が不規則な凹凸面である。そのため、複数の感圧素子において、導電体層と複数の電極それぞれとの接触状態が異なる。その結果、複数の感圧素子それぞれに作用する押圧力を同様に変化させても、感圧素子によって複数の電極間の抵抗値の変化が異なる。
【０００８】
これに対して、特許文献２に記載された感圧素子の場合、導電性弾性体の同一形状の複数の突出部が第２の電極の平面部分に接触するように構成されているため、電極間の抵抗値の変化のバラツキは小さい。しかしながら、感圧素子が繰り返し押圧されることによって導電性弾性体の突出部が繰り返し変形すると、突出部の根元に繰り返し応力が集中してき裂が発生し、そのき裂の成長によって導電性弾性体が部分的に破壊する可能性がある。そのため、特許文献２に記載された感圧素子は耐久性が低い場合がある。
【０００９】
そこで本発明の一態様は、複数の感圧素子において押圧力の変化に対する抵抗値の変化のバラツキを小さくするとともに、感圧素子の耐久性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
基板と、
前記基板から延在する導電性構造体と、
前記導電性構造体の先端と対向する弾性電極部と、
前記導電性構造体と前記弾性電極部とを介して前記基板に対向し、前記弾性電極部を支持し、且つ可撓性を備える電極支持部材と、を有し、
前記導電性構造体が、
前記基板から延在し、前記弾性電極部の弾性率に比べて大きい弾性率を備える構造部材と、
前記構造部材の表面を覆う導電体層と、を備え、
前記弾性電極部が、前記導電性構造体と対向して接触する平面を備える、感圧素子が提供される。
【００１１】
また、本発明の別態様によれば、
感圧素子の製造方法であって、
基板から延在するように該基板上に構造部材を設け、
前記構造部材と前記基板とを覆うように導電体層を設けることによって導電性構造体を形成し、
弾性電極部を電極支持部材上に設け、
前記弾性電極部と前記導電性構造体が前記基板と前記電極支持部材との間に位置するように、前記基板に対して前記電極支持部材を対向配置し、
前記導電性構造体が、前記弾性電極部の弾性率に比べて高い弾性率を備え、
前記弾性電極部が、前記導電性構造部材と対向して接触する平面を備える、感圧素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、複数の感圧素子において押圧力の変化に対する抵抗値の変化のバラツキを小さくするとともに、感圧素子の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の部分的分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の概略的な断面図
【図３】実施の形態１にかかる一例の弾性電極部の示す図
【図４】実施の形態１にかかる別例の弾性電極部を示す図
【図５】実施の形態１にかかるさらに別例の弾性電極部を示す図
【図６】実施の形態１にかかるさらに異なる別例の弾性電極部を示す図
【図７】押圧力を受けた状態の実施の形態１にかかる感圧素子の概略的な断面図
【図８】実施の形態１にかかる弾性電極部の構成の一例を示す断面図
【図９】実施の形態１にかかる弾性電極部の構成の別例を示す断面図
【図１０】弾性電極部の弾性率が異なる複数の感圧素子における押圧力の変化に対する電気抵抗の変化を示す図
【図１１】感圧素子に作用する応力の変化に対する電気抵抗の変化を示す図
【図１２】実施の形態１にかかる導電性構造体の形状の一例を示す図
【図１３Ａ】本発明の実施の形態２にかかる感圧素子の概略的な断面図
【図１３Ｂ】相対的に小さい押圧力を受けた状態の実施の形態２の感圧素子の概略的な断面図
【図１３Ｃ】相対的に大きい押圧力を受けた状態の実施の形態２の感圧素子の概略的な断面図
【図１４Ａ】本発明の実施の形態３にかかる感圧素子の概略的な断面図
【図１４Ｂ】相対的に小さい押圧力を受けた状態の実施の形態３の感圧素子の概略的な断面図
【図１４Ｃ】相対的に大きい押圧力を受けた状態の実施の形態３の感圧素子の概略的な断面図
【図１５】本発明の実施の形態４にかかる感圧素子の部分的斜視図
【図１６】実施の形態４にかかる導電性構造体の別例を示す斜視図
【図１７】本発明の実施の形態にかかるタッチパネルの概略的断面図
【図１８Ａ】本発明の実施の形態にかかる感圧素子の製造方法の一工程を説明するための断面図
【図１８Ｂ】図１８Ａの工程に続く工程を説明するための断面図
【図１８Ｃ】図１８Ｂの工程に続く工程を説明するための断面図
【図１８Ｄ】図１８Ｃの工程に続く工程を説明するための断面図
【図１９】本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の部分的分解斜視図
【図２０】本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の部分的分解斜視図
【図２１】実施の形態１にかかるさらに異なる別例の弾性電極部を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態にかかる感圧素子を図を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の部分的分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる感圧素子の断面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、感圧素子１は、基板２と、基板２上に設けられた導電性構造体３と、導電性構造体３を介して支持基板２と対向するように設けられた電極支持部材５とを有する。
【００１７】
電極支持部材５は、可撓性を備える板状の弾性部材である。この電極支持部材５には、弾性電極部４が設けられている。この弾性電極部４は、導電性構造体３の先端に対向するように電極支持部材５に支持されている。また、弾性電極部４は、理由は後述するが、後述する導電性構造体３と対向して接触する平面を備える。
【００１８】
電極支持部材５はまた、スペーサ６を介することにより、基板２に対して平行に且つ間隔をあけて対向するように設けられている。すなわち、基板２と電極支持部材５との間に、導電性構造体３、弾性電極部４、およびスペーサ６が存在する。なお、スペーサ６は、ポリエステル樹脂、またはエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂によって作製されている。
【００１９】
なお、スペーサは、図１９に示すように、複数の導電性構造体３を囲うような枠状のスペーサ１０６であってもよい。または、図２０に示すように、点在するように基板２上に配置された円柱状の複数のスペーサ２０６であってもよい。点在配置される場合には、複数のスペーサ２０６は、柱状、球状、半球状、または円錐台などの形状を取り得る。
【００２０】
基板２は、可撓性を備えるのが好ましい。ここで言う「基板２の可撓性」は、柔軟性があり、折り曲げても亀裂が入ることなく変形することを言う。基板２が可撓性を備えることにより、感圧素子１を、基板２を介して曲面に貼り付けることができる。すなわち、様々な形状のデバイス（例えば、ディスプレイなど）に感圧素子１を設けることが可能になる。すなわち、様々な形状のデバイス（例えば、ディスプレイなど）に感圧素子１を設けることが可能になる。基板２の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、またはポリイミド等のプラスチックである。なお、基板２の厚さは、感圧素子１の耐久性および薄型化を考慮して、好ましくは２５〜５００μｍである。
【００２１】
図１および図２に示すように、導電性構造体３は、基板２と弾性支持部材５との対向方向に基板２から延在する構造部材７と、構造部材７を覆うように形成された導電体層８とを有する。なお、構造部材７は、基板２に対して実質的に直交するように基板２から延在し、その先端が弾性電極部４に対向すればよい。例えば、構造部材７は、基板２に対して６０〜９０度の範囲の角度、好ましくは７０〜９０度の角度で基板２から延在する。
【００２２】
また、図１および図２に示すように、本実施の形態１の場合、導電性構造体３（構造部材７）は、相互に離間した状態で且つ基板２上に設けられた複数の円柱状の構造体（構造部材）である。また、本実施の形態１の場合、複数の導電性構造体３（構造部材７）は、基板２から先端までの長さが等しく、規則的な配列で基板２上に設けられている。例えば、複数の導電性構造体３は、マトリックス状に配列されている。これにより、導電性構造体３は、規則的な構造を備える。
【００２３】
導電性構造体３のそれぞれの円柱の寸法は特に限定されるものではないが、直径１０μｍ〜５００μｍ、高さ１０μｍ〜５００μｍであることが望ましい。直径が１０μｍよりも小さい場合、弾性電極部材４にかかる応力が大きくなり、耐劣化性が低下してしまう。直径が５００μｍよりも大きい場合、円柱の表面内の欠陥や表面粗さのばらつきが、感圧特性のばらつきを引き起こす可能性がある。円柱の高さが１０μｍよりも小さい場合、押圧途中で弾性電極部材４が基板２上の導電体層８まで接触してしまい、感圧特性が得られなくなってしまう。円柱の高さが５００μｍよりも高い場合、繰り返し押圧時に導電性構造体３が折れてしまう可能性がある。
【００２４】
上述したような寸法の場合、導電性構造体３の円柱同士の間隔は、１０μｍ〜２００μｍで、１ｃｍ２あたり１０００個〜１５０００個程度の円柱が形成されていることが望ましい。導電性構造体３の円柱の数が１０００個／ｃｍ２よりも少ない場合、押圧力を大きくしても弾性電極部材４と導電性構造部材８の接触面積が足りず、弾性電極部材４と導電層８の間の抵抗値が十分に低下しない。１５０００個よりも多い場合、押圧力が小さい段階で弾性電極部材４と導電性構造部体３の接触面積が大きく、弾性電極部材４と導電層８の間の抵抗値低下が急峻になってしまう。但し、この導電性構造部体３の数は、その寸法に加え、弾性電極部との接触抵抗値により最適な値が決まるため、これに限定されるものではない。
【００２５】
本実施の形態１の場合、導電性構造体３の構造部材７は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂等から作製されている。
【００２６】
導電性構造体３の構造部材７は、詳細は後述するが、弾性電極部４の弾性率に比べて大きい弾性率を備える。構造部材７は、好ましくは、１０８Ｐａに比べて大きい弾性率を備える。なお、構造部材７の弾性率は、構造部材７に用いる材料（樹脂材料）の弾性率によって調整することが可能である。
【００２７】
導電性構造体３の導電体層８は、基板２の表面と、その基板２上に設けられた複数の構造部材７の表面を均一な厚さで覆うように形成されている。これにより、基板２上に、複数の構造部材７と導電体層８とが一体化した導電性構造体３が形成される。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態１の場合、導電性構造体３の先端に対向して接触する弾性電極部４の接点部は、複数に分かれている。円形状の接点部４ａを、環状の接点部４ｂが囲んでいる。それぞれの接点部４ａ、４ｂには、導電性構造体３と接触する平面が形成されているとともに、電気取り出し部９が設けられている。
【００２９】
なお、弾性電極部４の接点部は、図１に示すパターンに限らない。図３に示すように、電極支持部材５全体に形成された１つの円形状の接点部１０４であってもよい。また、図４に示すように、弾性電極部４の接点部は、電極支持部材５に規則的に配列された複数の円形状の接点部２０４であってもよい。さらに、図５に示すように、弾性電極部４の接点部は、対向し合う一対の半円形状の中央側接点部３０４ａと、この一対の半円形状の接点部３０４ａを囲む環状の外側接点部３０４ｂとを含む接点部でもよい。さらにまた図６に示すように、互いに噛み合う一対の櫛歯状の中央側接点部４０４ａと、その一対の櫛歯状の接点部４０４ａを介して対向する円弧形状の外側接点部４０４ｂとを含む接点部であってもよい。
【００３０】
又、図２１に示すように、弾性電極部の接点部は複数に分かれ、その複数の接点部７０４ａ〜７０４ｅが互いに平行に間隔をあけて配置されてもよい。隣り合う接点部の間隔は、用途によって異なるが、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００３１】
広義には、弾性電極部４は、図２に示すように、基板２に向かって部分的に突出して導電性構造体３に接触する突出部を備えずに、導電性構造体３に対向して接触する平面を備える。
【００３２】
図１および図３〜図６に示すような接点部を備える弾性電極部４を有する感圧素子１を使用すれば、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値の変化に基づいて、感圧素子１に作用する押圧力の変化を検出することができる。すなわち、図７に示すように、弾性支持部材５を基板２に向かって押圧する押圧力Ｐが増加するにしたがって、導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積が増加する。それにより、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値が増加する。
【００３３】
また、図１および図４〜図６に示すように弾性電極部４の接点部が複数のパターンで構成される感圧素子１を使用すれば、弾性電極部４の複数の接点部間の抵抗値の変化に基づいて、感圧素子１に作用する押圧力の変化を検出することができる。
【００３４】
すなわち、図７に示すように、弾性支持部材５が基板２に向かって押圧する押圧力Ｐが増加するにしたがって、導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積が増加する。それにより、導電性構造体３を介して電気的に接続された弾性電極部４の複数の接点部間の抵抗値が低下する。
【００３５】
また、図４〜６に示すように弾性電極部４が３つ以上の接点部を備える場合、様々な組み合わせの接点部間の抵抗値それぞれの変化に基づいて、弾性支持部材５における押圧力が作用している位置を検出することができる。
【００３６】
さらに、図１、図５、および図６に示すように弾性電極部４が中央側の接点部と外側の接点部とを備える場合、弾性電極部４と導電性構造体３との間の局所的な接触不良を相殺することができる。その結果、抵抗値の変化を安定的に検出することができる。
【００３７】
図６に示すような、互いに噛み合う一対の櫛歯状の中央側接点部４０４ａと、その一対の櫛歯状の接点部４０４ａを介して対向する円弧形状の外側接点部４０４ｂとによれば、感圧素子１の製造上のバラツキを原因として基板２に対する電極支持部材５の相対位置にバラツキが生じていても、感圧素子１は、抵抗値の変化を安定して検出することができる。
【００３８】
弾性電極部４は、図８に示すように、電極支持部材５に設けられた樹脂層１０と、樹脂層１０に均一に内在した複数の導電性フィラー１１とを有する。
【００３９】
導電性フィラー１１の粒径は、弾性電極部４のパターン形状よりも十分に小さい必要があり、数百ｎｍ程度、もしくはそれ以下が望ましい。又、導電性フィラー１１の形状は球状、板状、針状などを取り得る。
【００４０】
樹脂層１０は、例えば、ウレタン樹脂、スチレン系樹脂、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂等の弾性樹脂から形成されている。導電性フィラー１１は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等から構成される群から選択される。
【００４１】
なお、電極支持部材５が押圧されると、押圧された部分に対応する弾性電極部４の部分は、その弾性特性に基づいて一様に変形する。このとき、変形した弾性電極部４に内在する導電性フィラー１１同士の接触面積も変化する。それにより、弾性電極部４の導電性も変化する。その結果、詳細は後述するが、電極支持部材５に作用する押圧力の変化に対して、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値（または弾性電極部の複数の接点部間の抵抗値）が大きく変化する。
【００４２】
これに代わって、図９に示すように、電極支持部材５に設けられた樹脂層１２と、樹脂層１２を覆う導電体層１３とを有する弾性電極部４であってもよい。導電体層１３は、均一な厚さで樹脂層１２を覆うように形成されている。
【００４３】
なお、電極支持部材５が押圧されて弾性電極部４が導電性構造体３に接触すると、樹脂層１２および導電体層１３は圧縮変形し、導電体層１３の厚さが薄くなる。それにより、弾性電極部４の抵抗値は増加する。その結果、電極支持部材５に対する押圧力の変化に対して、弾性電極部４と導電性構造体３との間の抵抗値（または、弾性電極部の複数の接点部間の抵抗値）がより滑らかに変化する。
【００４４】
弾性電極部４の弾性率は、上述したように、導電性構造体３の構造部材７の弾性率に比べて小さい。例えば、感圧素子１が感圧スイッチとして使用される場合の押圧力である約１〜１０Ｎで弾性電極部４が徐々に変形するように、弾性電極部４は、約１０４〜１０８Ｐａの弾性率を備える。
【００４５】
上述したように、導電性構造体３の構造部材７の弾性率は、弾性電極部４の弾性率に比べて大きくされている。すなわち、図７に示すように、電極支持部材５に押圧力Ｐが作用して弾性電極部４と導電性構造体３とが接触したときに、弾性電極部４が変形する一方で、導電性構造体３が変形しないように導電性構造体３と弾性電極部４は構成されている。
【００４６】
図８に示すように弾性電極部４が樹脂と該樹脂に内在された複数の導電性フィラーとを有する場合、樹脂１０の機械特性、導電性フィラー１１の機械特性および形状、樹脂１０と導電性フィラー１１との割合などを変更することにより、弾性率が調整される。
【００４７】
一方、図９に示すように弾性電極部４が樹脂と該樹脂を覆う導電体層とを有する場合、樹脂１２の機械特性を変更することにより、それぞれの弾性率が調整される。
【００４８】
図１０は、弾性特性が異なる弾性電極部４を有する感圧素子ａ〜ｃそれぞれの電気抵抗特性を示す図である。
【００４９】
具体的には、図１０は、感圧素子ａ〜ｃそれぞれにおける、電極支持部材５に作用する押圧力の変化に対する、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の電気抵抗の変化を示している。感圧素子ａは、１０４〜１０８Ｐａの弾性率を備える弾性電極部４を有する。感圧素子ｂは、約１０４Ｐａに比べて小さい弾性率を備える弾性電極部４を有する。感圧素子ｃは、約１０８Ｐａに比べて大きい弾性率を備える弾性電極部４を有する。
【００５０】
図１０に示すように、感圧素子ｂの場合、電極支持部材５に作用する押圧力が相対的に小さくても、弾性電極部４が容易に変化し、導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積が急激に増加する。すなわち、小さな押圧力で抵抗値が大きく低下する。したがって、感圧素子ｂでは、抵抗値の変化に基づいて、押圧力の変化を高精度に検出することが困難である。
【００５１】
図１０に示すように、感圧素子ｃの場合、電極支持部材５に作用する押圧力を相対的に大きくしても、弾性電極部４が変形しにくいために、導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積がほとんど変化しない。そのため、押圧力が変化しても、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値がほとんど変化しない。したがって、感圧素子ｃでは、抵抗値の変化に基づいて、押圧力の変化を精度よく検出することが困難である。
【００５２】
感圧素子ｂ、ｃに対して、感圧素子ａの場合、上述したように押圧力が例えば約１〜１０Ｎである場合、押圧力の変化に対して導電性構造体３と弾性電極部４の接触面積が徐々に増加する。そのため、図１０に示すように、抵抗値がゆるやかに低下する。したがって、感圧素子ａは、抵抗値の変化に基づいて押圧力の変化を、広い範囲の応力において精度よく検出することができる。
【００５３】
また、弾性電極部４と導電性構造体３との間の接触抵抗値の値は、１０−５Ω／ｃｍ２〜１０−３Ω／ｃｍ２であって、弾性電極部４および導電性構造体３の導電体層８の表面抵抗値は１０ｋΩ／□以下が好ましい。
【００５４】
本実施の形態１の感圧素子１は、実質的には、弾性電極部４と導電性構造体３との間の接触抵抗に基づいて、押圧力が検出できるように構成されている。
【００５５】
弾性電極部４と導電性構造体３との間の接触抵抗値が相対的に過度に小さい場合、電極支持部材５に作用する押圧力を小さくし、それにより弾性電極部４と導電性構造体３との接触面積を小さくしても、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値が低い。そのため、押圧力の変化に対する抵抗値の変化を精度よく検出することが困難である。
【００５６】
一方、弾性電極部４と導電性構造体３との間の接触抵抗値が相対的に過度に高い場合、電極支持部材５に対する押圧力を大きくし、それにより弾性電極部４と導電性構造体３との接触面積を大きくしても、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層７との間の抵抗値が高い。そのため、押圧力の変化に対する抵抗値の変化を精度よく検出することが困難である。
【００５７】
また、弾性電極部４および導電性構造体３の導電体層８の表面抵抗値が１０ｋΩ／□に比べて高い場合、弾性電極部４と導電性構造体３との間の接触抵抗に比べて、弾性電極部４および導電体層８それぞれの抵抗値が大きくなる。その結果、押圧力が電極支持部材５に作用したときに、弾性電極部４と導電体層８との間の抵抗値が変化しないことが起こる。
【００５８】
なお、詳細は後述するが、弾性電極部４および導電性構造体３の導電体層８が樹脂中に導電性粒子を混合したインクを用いて形成される場合、インク中の導電性粒子の濃度および形状等を適切に調整することにより、これらの抵抗値を所望の抵抗値にすることができる。この場合、弾性電極部４および導電性構造体３の弾性特性と両立するように材料を選定する必要がある。また、弾性電極部４および導電性構造体３の導電体層８をめっきによって形成する場合、めっき液の組成、濃度、温度等を調整してめっき膜の密度等を所望に変更することにより、所望の抵抗値を得ることができる。
【００５９】
図７に示すように、電極支持部材５が基板２に向かって押圧されると、その押圧された電極支持部材５の部分と対応する弾性電極部４の部分とが、その押圧方向に突出する凸形状に撓み変形する。これは、電極支持部材５と弾性電極部４が可撓性を備えるためである。
【００６０】
電極支持部材５が撓み変形すると、弾性電極部４が導電性構造体３の先端に接触する。それにより、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８とが電気的に接続される。
【００６１】
さらに電極支持部材５が基板２側に撓み続けると（押圧力Ｐが増加し続けると）、導電性構造体３に接触する弾性電極部４が一様に変形し続け、弾性電極部４と導電性構造体３の接触面積が一様に変化し続ける。したがって、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値が連続的に低下する。
【００６２】
なお、本明細書で言う「弾性電極部４の一様な変形」とは、複数の感圧素子１の電極支持部材５を同一の押圧条件で押圧した場合、導電性構造体３に接触された弾性電極部４が同一の形状に変形することを言う。この弾性電極部４の一様な変形は、上述したように、導電性構造体３が規則的な構造を備えるとともに弾性電極部４と接触しても変形せず、且つ導電性構造体３が弾性電極部４の平面部分と接触することによって実現される。
【００６３】
図１１は、電極支持部材５に作用する押圧力の変化に対する弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の電気抵抗値の変化を示している。図１１に示すように、電極支持部材５に作用する押圧力が連続的に増加するにしたがい、弾性電極部４と導電性構造体３の導電体層８との間の抵抗値が連続的に低下する。この抵抗値の連続的な低下は、押圧力の増加に伴い、規則的な構造を備えた導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積が一様に増加することによって実現される。それにより、抵抗値の変化に基づいて、電極支持部材５に作用する押圧力を精度よく検出することができる。
【００６４】
また、本実施の形態１の導電性構造体３の形状は円柱形状であるが、これに限らない、導電性構造体は、例えば、図１２に示すように、円錐状の導電性構造体１０３であってもよい。すなわち、基板２上に設けられた円錐状の構造部材１０７の表面に導電体層８を形成することによって導電性構造体１０３を形成してもよい。または、円錐台、半球であってもよい。
【００６５】
特に、導電性構造体３は、円錐、円錐台、半球のようにテーパー面を備える形状の場合、電極支持部材５に作用する押圧力の増加にともない、弾性電極部４と導電性構造体３の接触面積が連続的に増加する。すなわち、１つの導電性構造体３に着目すれば、電極支持部材５に作用する押圧力の増加にともなって弾性電極部４が基板２に接近するにしたがい、弾性電極部４と導電性構造体３８のテーパー面との接触面積が連続的に増加する。
【００６６】
さらに、導電性構造体３の表面、特に弾性電極部４に対して接触しうる表面は、規則的な微小な凹凸部を備えるのが好ましい。規則的な微小な凹凸部における高低差などを調整することにより、電極支持部材５に作用する押圧力の変化に対する導電性構造体３と弾性電極部４との接触面積の変化をより連続的にすることができる。その結果、弾性支持部材５に作用する押圧力の変化を精度よく検出することができる。
【００６７】
以上、本実施の形態１によれば、複数の感圧素子１において押圧力の変化に対する抵抗値の変化のバラツキを小さくするとともに、感圧素子１の耐久性を向上させることができる。
【００６８】
すなわち、複数の感圧素子１において、上述したように弾性電極部４が一様に変形するために、押圧力の増加に伴う弾性電極部４と導電性構造体３との接触面積の増加が一様になる。その結果、一つの感圧素子１において、同じ押圧条件の場合、押圧力の変化に対する抵抗値の変化のバラツキを小さくすることができる。更に、導電性構造部材はあらかじめ設計が可能であるため、複数の感圧素子の固体間でのバラツキも低減させることができる。
【００６９】
また、突出した導電性構造体３が弾性電極部４の平面と接触するため、き裂が発生しにくい（硬い電極部が突出部状の導電性構造体３に接触する場合に比べて）。それにより感圧素子１は高い耐久性を備える。
【００７０】
（実施の形態２）
本実施の形態２にかかる感圧素子は、上述の実施の形態１にかかる感圧素子と略同一であるが、導電性構造体が異なる。したがって、本実施の形態２にかかる感圧素子の導電性構造体について詳細に説明する。
【００７１】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、本実施の形態２の感圧素子２０１の概略的な断面図である。図１３Ａは、押圧力を受けていない状態の感圧素子２０１を示している。図１３Ｂは、相対的に小さい押圧力Ｐ１を受けている状態の感圧素子２０１を示している。図１３Ｃは、相対的に大きい押圧力Ｐ２を受けている状態の感圧素子２０１を示している。
【００７２】
図１３Ａ〜図１３Ｃに示すように、感圧素子２０１の複数の導電性構造体２０３において、その少なくとも２つは、基板２から先端までの長さが異なる。すなわち、複数の構造部材２０７の少なくとも２つの長さが異なる。
【００７３】
複数の導電性構造体２０３において、基板２から先端までの長さが同一である場合、電極支持部材５が押圧されると、弾性電極部４が複数の導電性構造体２０３に同時に接触する可能性がある。それにより、弾性電極部４と導電性構造体２０３との接触面積が急激に増加し、弾性電極部４と導電体層８との間の抵抗値が急激に低下する。
【００７４】
一方、複数の導電性構造体２０３において少なくとも２つが長さが異なる場合、電極支持部材５が相対的小さい押圧力Ｐ１で押圧されると、図１３Ｂに示すように、まず、相対的に長い導電性構造体２０３が弾性電極部４に接触する。
【００７５】
次に、押圧力Ｐ１から押圧力Ｐ２に押圧力を増加させると、図１３Ｃに示すように、相対的に短い導電性構造体２０３が弾性電極部４に接触する。
【００７６】
このように複数の導電性構造体２０３の長さが異なる場合、電極支持部材５に作用する押圧力の増加に伴って弾性電極部４に接触する導電性構造体２０３の数が増加する。したがって、導電性構造体２０３の長さを適当に設定すれば、押圧力の変化に対する、弾性電極部４と導電性構造部材２０３との接触面積の変化を緩やかな変化にすることができる。すなわち、押圧力の変化に対する、弾性電極部４と導電体層８との間の抵抗値の変化を緩やかな変化にすることができる。
【００７７】
本実施の形態２によれば、電極支持部材５に作用する押圧力をより精度よく検出することができる。
【００７８】
（実施の形態３）
本実施の形態３にかかる感圧素子は、上述の実施の形態２にかかる感圧素子と略同一である。異なる点は、導電性構造体である。したがって、本実施の形態３にかかる感圧素子の導電性構造体について詳細に説明する。
【００７９】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、本実施の形態３の感圧素子３０１の概略的な断面図である。図１４Ａは、押圧力を受けていない状態の感圧素子３０１を示している。図１４Ｂは、相対的に小さい押圧力Ｐ１を受けている状態の感圧素子３０１を示している。図１４Ｃは、相対的に大きい押圧力Ｐ２を受けている状態の感圧素子３０１を示している。
【００８０】
図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように、上述の実施の形態２と同様に、感圧素子３０１の複数の導電性構造体３０３において、その少なくとも２つは、基板２から先端までの長さが異なる。また、基板２と電極支持部材５との対向方向に投影した場合、相対的に長い導電性構造体３０３の投影断面積が、相対的に短い導電性構造体３０３の投影断面積に比べて大きい。すなわち、相対的に長い構造部材３０７の投影断面積が、相対的に短い構造部材３０７の投影断面積に比べて大きい。
【００８１】
このような構成によれば、図１４Ｂに示すように相対的に長い導電性構造体３０３が弾性電極部４に接触した後、図１４Ｃに示すように相対的に短い導電性構造体３０３が接触する。このとき、先に接触した導電性構造体３０３の投影断面積に比べて後に接触した導電性構造体３０３の投影断面積の方が小さいため、弾性電極部４と導電性構造体３０３との接触面積は緩やかに増加する（導電性構造体の投影断面積が同一である場合に比べて）。したがって、導電性構造体３０３の投影断面積の大きさを適当に設定すれば、押圧力の変化に対する、弾性電極部４と導電性構造体３０３との接触面積の変化を緩やかな変化にすることができる。すなわち、押圧力の変化に対する、弾性電極部４と導電体層８との間の抵抗値の変化を緩やかな変化にすることができる。
【００８２】
なお、構造部材７をフォトリソエッチングによって形成する場合、導電性構造体の投影断面積をあらかじめ設計しておき、エッチングの条件によって高さを変えることができる。
【００８３】
本実施の形態３によれば、電極支持部材５に作用する押圧力をさらにより精度よく検出することができる。
【００８４】
（実施の形態４）
上述の実施の形態１〜３の感圧素子が複数の導電性構造体（構造部材）を有するのに対し、本実施の形態４の感圧素子は、単体の導電性構造体（構造部材）を有する。本実施の形態４の他の構成要素については、上述の実施の形態と同一である。したがって、本実施の形態４の導電性構造体について説明する。
【００８５】
図１５は、本実施の形態４にかかる感圧素子４０１の導電性構造体４０３を示している。
【００８６】
導電性構造体４０３の構造部材４０７は、基板２上から弾性電極部４に向かって延在し、基板２の略全体に及ぶ大きさを備える単体の部材である。構造部材４０７はまた、基板２と電極支持部材５との対向方向に見た場合、格子状である。すなわち、構造部材４０７は対向方向に貫通する複数の貫通穴を備え、基板２と電極支持部材５との対向方向に対して直交する断面が一定である。このような形状の構造部材４０７の表面に均一な厚さで導電体層８が形成されている。したがって、導電性構造体４０３も格子状である。
【００８７】
格子状の導電性構造体４０３（構造部材４０７）に代わって、図１６に示すように、複数の貫通穴が形成されたブロック状の導電性構造体５０３（構造部材５０７）であってもよい。
【００８８】
本実施の形態５にかかる導電性構造体４０３、５０３によれば、弾性電極部４は、弾性電極部４に対向する導電性構造体４０３、５０３の表面に加えて、複数の貫通穴の内周面にも接触することができる。したがって、電極支持部材５に作用する押圧力の増加にともない、弾性電極部４と導電性構造部材４０３、５０３との接触面積が増加する。
【００８９】
導電性構造体４０３、５０３のように断面積が一定の導電性構造体を単体で構成すれば、実施の形態１のような円柱状などの複数の導電性構造体を有する感圧素子に比べて、感圧素子の耐久性が向上する。
【００９０】
本実施の形態４によれば、電極支持部材５に作用する押圧力を精度よく検出することができる。また、より高い耐久性を備える感圧素子４０１、５０１を得ることができる。
【００９１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態（上述の実施の形態を含む）にかかる感圧素子は、基板２側から電極支持部材５側に向かってまたは逆方向に、可視光領域の光が透過可能に構成されてもよい。
【００９２】
すなわち、感圧素子１（２０１、３０１、４０１、５０１）の構成要素である基板２、構造部材７（１０７、２０７．３０７、４０７、５０７）、導電体層８、弾性電極部４、および電極支持部材５は、可視光領域において透明である。
【００９３】
透明な基板２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等から構成される。
【００９４】
透明な構造部材７（１０７、２０７、３０７、４０７、５０７）および弾性導電部４の樹脂層１０、１２は、透明性が高い、例えば、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂等から構成される。その透明な樹脂層１０の中に、透明な導電性フィラー１１は、例えば、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ等からなる。導電性フィラー１１の形状やサイズは、高い透過率を確保するため、数十ｎｍの球状、や直径数十ｎｍのワイヤ状である。
【００９５】
または、透明な樹脂層１２の表面に、透明な導電体層１３として、上述の透明な導電性フィラー１１を含むインクを塗布してもよい。
【００９６】
導電性構造体３の透明な導電体層８は、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明半導体材料に対してスパッタすることにより、若しくはナノ粒子を塗布することにより形成される。または、直径数十ｎｍのナノワイヤー状のＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ等の粒子を構造部材７に塗布して導電体層８が形成されてもよい。あるいは、幅数百ｎｍ〜数百μｍのラインで構成される数μｍ〜数十μｍ程度のメッシュパターンをＡｇ、Ｃｕ等から作製することにより、導電体層８を形成してもよい。
【００９７】
本実施の形態４によれば、可視光領域において透明な感圧素子を得ることができる。透明な感圧素子は、例えばタッチパネルディスプレイなど画像表示面に取り付けることができる。
【００９８】
例えば、図１７は、本発明の実施の形態にかかる感圧素子（一例として実施の形態１にかかる感圧素子１）を備えるタッチパネル６００の概略的な断面図である。図１７に示すように、タッチパネル６００は、感圧素子１の基板２側に重ねられ、押圧された感圧素子１の電極支持部材５上の押圧位置を検出するセンサ６０１と、感圧素子１とセンサ６０１との間に配置されるカバーフィルム６０２とを有する。このようなタッチパネル６００によれば、例えば人の指が接触した電極支持部材５の表面上の位置とその接触力（押圧力）の大きさを検出することが可能である。センサ６０１は、感圧素子１の電極支持部材５側に重ねられても良い。この場合、感圧素子１は、センサ６０１を介して押圧される。
【００９９】
なお、センサ６０１は、静電容量方式で平面上の押圧位置を検出するセンサであることが望ましい。
【０１００】
ここからは、本発明の実施の形態にかかる感圧素子の製造方法について説明する。ここでは、実施の形態１の感圧素子１の製造方法について図１８Ａ〜１８Ｄを参照しながら説明する。
【０１０１】
まず、図１８Ａに示すように、基板２上に構造部材７が形成される。基板２は、可撓性を備え、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等から構成されるプラスチック基板である。
【０１０２】
構造部材７の材料として、液状のポリマー樹脂原料が基板２上に塗布される。液状のポリマー樹脂原料として、例えば、ウレタン樹脂原料、シリコーン系樹脂原料、またはスチレン系樹脂原料等が挙げられる。構造部材７の弾性率、色味、屈折率を制御するため、絶縁性のフィラーを混合しても良い。
【０１０３】
次に、基板２上に塗布された液状のポリマー樹脂原料を、凹凸パターンを有するモールドによって成型し、モールド内の成型されたポリマー樹脂原料を硬化させる。これにより、図１８Ａに示すように、モールドの凹凸パターンに対応した円柱状の構造部材７が形成される。
【０１０４】
この構造部材７の形成方法は、ナノインプリント技術を用いたものである。ナノインプリント技術とは、凹凸パターンを有するモールドを被転写材料の樹脂に押し付け、ナノオーダーでモールドに形成された凹凸パターンを樹脂に転写する技術である。この技術は、既存のリソグラフィ技術と比べて微細なパターンを形成することができるとともに、円錐等のように傾斜を有する立体構造を高精度に形成することができる。ナノインプリント技術によれば、所望の凹凸パターンを有するモールドを用いることにより、所望の構造部材７の形状、長さ、および断面形状を高精度に且つ容易に得ることができる。これにより、弾性電極部４と導電性構造体３との接触面積の変化を緩やかな変化にすることができる。したがって、弾性電極部４と導電体層８との間の抵抗値の変化を緩やかな変化にすることができ、その結果、電極支持部材５に作用する押圧力を精度よく検出することができる。
【０１０５】
当然ながら、構造部材７は、ナノインプリント技術以外に、例えばフォトリソエッチング、現像・剥離技術によっても形成可能である。フォトリソエッチングの場合、エッチング液の濃度および流量を調整することにより、所望の形状、長さ、断面形状等を備える構造部材７を形成することができる。
【０１０６】
なお、液状のポリマー樹脂原料に導電性フィラーを複合させた液体を金型に流し込み、硬化させた後に、これを金型から離型することで構造部材７を作製し基板２と接着することによっても、基板２の上に形成された構造部材７を作製することができる。
【０１０７】
図１８Ａに示すように基板２上に複数の構造部材７を形成した後、図１８Ｂに示すように、複数の構造部材７の表面および基板２の表面に、導電性粒子を分散させたインクを連続的に塗布する。これにより、複数の構造部材７および基板２を覆う導電体層８が形成される。導電性粒子を分散させたインクは、具体的には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、およびＩｎ２Ｏ３等から構成される群から選択される導電性粒子を分散させたインクである。導電性粒子を分散させたインクを使用する場合、バインダー樹脂と有機溶剤と導電性粒子を混合して作製されたペーストを印刷することが好ましい。これにより、バインダー樹脂が導電性粒子を相互に結着する結着剤として機能し、導電体層８の耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
また、塗布するインクの粘度を適切に調整することにより、基板２および構造部材７の形状、大きさ、および材質等の影響を受けることなく、導電体層８を均一な厚さで形成することが可能である。なお、バインダー樹脂としては、例えば、エチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。また、有機溶剤としては、例えば、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。
【０１０９】
さらに、無電解めっきによって複数の構造部材７の表面および基板２の表面に導電体層８を形成することも可能である。無電解めっきは、めっき液中に添加した還元剤の酸化反応に伴い供給される電子により金属薄膜、すなわち導電体層８を形成する技術である。無電解めっきでは、電解めっきと異なり、めっき液中を電流が流れない。そのため、導電体のみならず、基板２を構成するプラスチック等の非導電体にもめっきが可能である。プラスチック等の非導電体に対してめっきを行う場合、還元剤の酸化反応を促す触媒がめっき液に加えられる。触媒としては、特に限定されるものではないが、例えばＰｄ等を用いる。
【０１１０】
所望の金属元素を含むめっき液中に構造部材７が形成された基板２を浸漬することにより、所望の金属元素の層、すなわち導電体層８が形成される。なお、めっき液の組成比、濃度、温度等を調整することにより、所望の抵抗値を備える導電体層８を形成することができる。
【０１１１】
導電体層８の形成方法は、上述の導電性粒子を分散させたインクまたは無電解めっきを用いた方法に限定されない。これらの方法以外に、例えば、ゾルゲル法により導電体層８を形成することも可能である。ゾルゲル法とは、金属アルコキシドまたは金属塩の加水分解・重縮合反応を利用して高分子固体を得る液相合成法を言う。また、例えば、スパッタリングや蒸着等によっても導電体層８を形成することが可能である。
【０１１２】
以上により、複数の構造部材７と導電体層８とが一体化した導電性構造体３が形成される。
【０１１３】
図１８Ｂに示すように基板２上に導電性構造体３が形成された後、図１８Ｃに示すように、ポリエステル樹脂、またはエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂から支持基板２の周縁上にスペーサ６が形成される。
【０１１４】
図１８Ｄに示すように、可撓性を備えるプラスチック等から構成される電極支持部材５に、弾性電極部４が形成される。なお、図１および図６〜図８に示すように弾性電極部４が複数に分かれている場合、それぞれが相互に隔離した状態で形成される。電極支持部材５に使用するプラスチックとして、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。弾性電極部４の弾性率、色味、屈折率を制御するため、絶縁性のフィラーを混合しても良い。
【０１１５】
図８に示す弾性電極部４を形成する場合、電極支持部材５上に、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂等の液状のポリマー樹脂原料１０に導電性フィラー１１を複合させた複合材料がパターン印刷される。その後、パターン印刷された複合材料を硬化させることにより、図８に示す弾性電極部４が形成される。なお、導電性フィラー１１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等から構成される群から選択される。
【０１１６】
これに代わって、図９に示す弾性電極部４を形成する場合、上記のポリマー樹脂原料をパターン印刷して硬化させることにより、樹脂層１２が形成される。その樹脂層１２の表面に、導電性粒子を分散させたインクがパターン印刷される。それにより、導電体層１３が形成される。なお、無電解めっきまたはゾルゲル法により導電体層１３を形成することも可能である。また、樹脂原料を電極支持部材５の全面に塗布した後、フォトリソエッチング、現像・剥離技術等によって弾性電極部４の樹脂層１２を形成してもよい
【０１１７】
そして、図１８Ｄに示す弾性電極部４が形成された弾性支持部材５を、図１８Ｃに示す導電性構造体３およびスペーサ６が形成された基板２に対して、弾性電極部４と導電性構造体３とが対向するように設けることにより、図２に示す感圧素子１が作製される。
【０１１８】
次に、本発明の実施の形態１に係る感圧素子１を備えるタッチパネル６００の製造方法について図１７を参照しながら説明する。
【０１１９】
まず、透明基板６０３上に透明導電膜６０４を形成する。次に、透明導電膜６０４が形成された２枚の透明基板６０３を重ね合わせる。これにより、タッチパネル６００の接触位置を検出するためのセンサ６０１が作製される。
【０１２０】
次に、センサ６０１上にカバーフィルム６０２が設けられる。そして、カバーフィルム６０２に基板２が接触するように、カバーフィルム６０２上に感圧素子１が設けられる。その結果、感圧素子１を備えるタッチパネル６００が作製される。
【０１２１】
なお、センサ６０１は、感圧素子１の電極支持部材５側に重ねられても良い。又、センサ６０１は、静電容量方式で平面上の押圧位置を検出するセンサであることが望ましい。
【０１２２】
以上、本発明の実施の形態にかかる感圧素子およびその製造方法、並びにその感圧素子を備えるタッチパネルおよびその製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、特許請求の範囲に規定される発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が当業者によってなされると理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明にかかる感圧素子は、カーナビゲーションシステム、スマートフォン等のタッチパネルに有効に活用することができる。その結果、ユーザーのタッチパネルに対する利便性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１          感圧素子
２          基板
３          導電性構造体
４          弾性電極部
５          電極支持部材
６          スペーサ
７          構造部材
８          導電体層
９          電気取り出し部
１０        樹脂層
１１        導電性フィラー
１２        樹脂層
１３        導電体層
１０３      導電性構造体
１０４      接点部
１０７      構造部材
２０１      感圧素子
２０３      導電性構造体
２０７      構造部材
３０１      感圧素子
３０３      導電性構造体
３０７      構造部材
４０１      感圧素子
４０３      導電性構造体
４０７      構造部材
５０１      感圧素子
５０３      導電性構造体
５０７      構造部材
６００      タッチパネル
６０１      センサ
６０２      カバーフィルム
６０３      透明基板
６０４      透明導電膜
７０４ａ    接点部
７０４ｂ    接点部
７０４ｃ    接点部
７０４ｄ    接点部
７０４ｅ    接点部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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