(57)【要約】【課題】指紋検出用センサなどの押圧部に用いられる、一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムにおいて、導電層の密着性を高めた高寿命の形状転写フィルムを提供すること。【解決手段】形状転写フィルムであって、転写面側から導電層、密着層、フィルム層の順で形成されていることを特徴とする形状転写フィルム。導電層は、金（Ａｕ）で形成され、密着層は、チタン（Ｔｉ）またはニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）で形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、転写面側から導電層、密着層、フィルム層の順で形成されていることを特徴とする形状転写フィルム。
【請求項２】
前記導電層は、金（Ａｕ）からなることを特徴とする請求項１に記載の形状転写フィルム。
【請求項３】
前記導電層の厚みは、４０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の形状転写フィルム。
【請求項４】
前記密着層は、金属からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の形状転写フィルム。
【請求項５】
前記密着層は、チタン（Ｔｉ）またはニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の形状転写フィルム。
【請求項６】
前記密着層の厚みは１ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の形状転写フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋検出用センサなどの押圧部に使用される形状転写フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータなどにおける個人の認証装置として、指紋検出装置が注目をあびている。指紋検出装置によってユーザーの指紋パターンを検出して、これを装置内部に予め登録された指紋パターンと照合することにより本人であることを確実に確認でき、従来問題となっていた他人によるパスワードの悪用などの不都合な事態を解消することができる。
【０００３】
このような指紋パターンの検出の方法として、種々の方法が考案されており、その一例として、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によるスイッチング作用を利用して、指紋の凹凸による面圧力分布を検出する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。この公報で提案されている指紋検出用センサ（以下、単に「指紋センサ」という。）には、基板上に多数のＴＦＴをマトリクス状に形成し、各ＴＦＴのソース電極に微小な導電接触版を接続すると共に、この基板と対向する位置に指紋検出用のフィルムを所定の張力を加えた状態で保持して構成される。
【０００４】
上記フィルムは、厚さ３０μｍ前後の樹脂フィルムからなり、その基板側の面には、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：インジウム−すず酸化物）膜などをスパッタリングすることにより導電膜が形成されている。当該導電膜は、抵抗を介して接地されており、ユーザーが指の先を当該フィルムの表面に押し当てると、その指紋の山の部分（以下、「隆線」という。）がフィルムを押し込んで、その隆線に沿って、裏側の導電膜が押し出されて上記導電接触板に接触し、これにより対応するＴＦＴのドレイン電極とソース電極間に電流が通じるように構成されている。そして、各ＴＦＴの通電状態を走査して行くことにより、上記指紋の隆線が検出される。
【０００５】
フィルムは、何回も使用している内に、指を押し当てても導電膜が検出用基板に指の凹凸を正しく転写させずに接触してしまい、誤検出の原因となることがある。この対策としては、厚さ１〜１５μｍの２枚のフィルムを、粘着層を介して積層し、フィルムの腰を強めかつ転写性を高めたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
なお、上述の指紋センサに使用されるようなフィルムは、一方の面に当接した物体の凹凸形状をその裏面にほぼ忠実に転写されるという意味で、「形状転写フィルム」と呼ぶことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６８７０４号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４０８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フィルムに導電膜を形成した形状転写フィルムは、押圧試験を重ねると導電膜がフィルムから剥がれる問題があった。よって本発明は、押圧に優れた形状転写フィルムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１の形状転写フィルムは、一方の面に押圧された物体表面の凹凸形状を他方の面に転写させる形状転写フィルムであって、転写面側から導電層、密着層、フィルム層の順で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の形状転写フィルムは、前記導電層が金（Ａｕ）からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の形状転写フィルムは、前記導電層の厚みが、４０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の形状転写フィルムは、前記密着層が、金属からなることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の形状転写フィルムは、前記密着層が、チタン（Ｔｉ）またはニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の形状転写フィルムは、前記密着層の厚みが１ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする。
【００１４】
なお、本明細書において、例えば「ａ〜ｂ」として数値範囲を表す場合には、その下限ａ、上限ｂの値も当該範囲に含まれるものとする。
【００１５】
【実施の形態】
以下、本発明に係る指紋検出センサの実施の形態について説明する。
（指紋検出センサの全体構成）
図４は、本発明に係る指紋検出センサ１の外観斜視図であり、内部構造が理解しやすいように形状転写フィルム１０の一部を切り欠いて示してある。
【００１６】
同図に示すように指紋検出センサ１は、センサ基板２０に、スペーサ３０を介して形状転写フィルム１０を対向配置すると共にセンサ基板２０にケーブル４０を接続して構成される。
ケーブル４０は、樹脂フィルムに、銅を素材とするフレキシブルワイヤ４１を挟み込んで形成されると共に、各フレキシブルワイヤ４１は、ケーブル４０先端に取り付けられたコネクター４２のピン４３にそれぞれ接続され、コネクター４２は、不図示の指紋検出装置本体に接続される。
【００１７】
また、図５は、当該指紋検出センサ１の分解図である。同図に示すように、センサ基板２０の周縁部内側に沿って枠状のスペーサ３０が設けられており、その内側には、センサ部６０が形成されている。
本実施の形態では、センサ基板２０は、３１ｍｍ×２０ｍｍで厚さ０．７ｍｍのガラス基板が使用されており、また、センサ部６０のサイズは、２３ｍｍ×１５ｍｍである。
【００１８】
センサ部６０の各走査電極線には、センサ基板２０上にパターン印刷された配線パターン（簡易化のため図示を省略。）が接続され、当該配線パターンは、ケーブル４０との接合部まで延設される。一方、ケーブル４０は、上記配線パターンとの接続部においてフレキシブルワイヤ４１が露出されており、対応する配線パターンと異方導電接着剤などを介して接続される。なお、この異方導電接着剤は、樹脂材料に金属粉を混入させ、圧着方向のみ導電性を有するように構成されている公知の接着剤である。
【００１９】
また、センサ基板２０には、接地用の配線パターン（不図示）が上記センサ部６０に接続される配線パターンと並んで形成されており、この接地用配線パターンが不図示の銀ペーストを介して形状転写フィルム１０内側に形成される導電膜１５（図１参照）に接続される。この配線パターンは、ケーブル４０の１本のフレキシブルワイヤ４１に接続され、コネクター４２を介し指紋検出装置本体において接地される。
【００２０】
このように形成されたスペーサ３０の上面に形状転写フィルム１０の周縁部を接着させて固定される。この形状転写フィルム１０の裏面には、導電膜１５が形成されており、形状転写フィルム１０表面に指先を押し当てると、その指紋の隆線の部分の導電膜１５がセンサ部６０の検出面に接触し、これにより指紋が検出される。
【００２１】
図３は、センサ基板２０に形成されているセンサ部６０の構成を示す概略図である。このセンサ部６０の構成については公知であり、既述の特開平８−６８７０４号公報に詳しく述べられているので、ここでは概略を述べるにとどめる。
【００２２】
図３に示すように基板上の直交する方向に複数の走査電極線６１０、６２０が形成されており、この電極線の交差する位置にＴＦＴ（薄膜トランジスター）６３０が形成される。走査電極線６１０と走査電極線６２０の交差位置では両者が導通しないように絶縁層が設けられており、ＴＦＴ６３０のゲート電極が走査電極線６２０に、ドレイン電極が走査電極線６１０接続されている。また、ＴＦＴ６３０のソース電極は導電接触板６３１に接続される。
走査電極線６１０、６２０は、それぞれの引き出し部６１１，６２１において上述した不図示の配線パターンに接続され、ケーブル４０を介して外部に引き出される。
【００２３】
（形状転写フィルム１０の構成）
図１は、形状転写フィルム１０の積層構造を示す断面拡大図である。
【００２４】
同図に示すように形状転写フィルム１０は、第１フィルム１１と緩衝層１２と第２フィルム１３と密着層１４と導電膜１５とからなる。第１フィルム１１と第２フィルム１３は、それぞれ可撓性を有する薄くて破れにくいフィルムが用いられる。このような条件を満たす素材として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等が使用される。それぞれのフィルムの厚さは、１μｍ〜１５μｍの範囲に設定され、より望ましくは、２μｍ〜８μｍの厚さに設定される。１μｍ未満であると破れやすく、反対に１５μｍを超えると指紋の微細な凹凸を検出することができなくなるからである。また形状転写フィルム１０の表面をある程度の粗面に仕上げてもよい。
【００２５】
なお、上記厚さの範囲内であるなら、第１と第２のフィルムの厚さが異なっても構わないし、素材も上述したものであれば必ずしも同一である必要はない。
【００２６】
緩衝層１２は、本実施の形態においては、樹脂フィルム用粘着剤を使用している。この粘着剤として、乾いた後も、第１フィルム１１，第２フィルム１３よりも柔らかいものが使用される必要があり、具体的には、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤のいずれかが用いられる。
【００２７】
第２フィルム１３には密着層が形成される。密着層の材質はニッケル、チタン、クロム等の金属で、密着層の厚みは１ｎｍ〜１０ｎｍ、好ましくは１．５ｎｍ〜５ｎｍである。１ｎｍ未満および１０ｎｍを超えると密着効果が少なくなる。
【００２８】
また、密着層１４の上に形成された導電膜１５は、その表面抵抗が、１ｋΩ／□以下であればよく、金、パラジウム、白金、銅、クロム、モリブデンなどの金属や、酸化インジウムスズ、酸化スズなどの金属酸化物を用い、真空蒸着法もしくはスパッタ法などの方法により形成される。
とくに金は、空気中で酸化することがなく、化学的に安定で、その不変性・永遠性が評価される。
【００２９】
金の場合、厚みは４０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは６０ｎｍ〜１００ｎｍである。４０ｎｍ未満では抵抗値の耐久性が不十分で、２００ｎｍを越えると密着性が悪くなる。
【００３０】
図２は、指紋検出センサ１の形状転写フィルム１０表面を、指先８０で押圧したときの様子を示す断面図である。指紋の隆線８１に応じて形状転写フィルム１０が変形し、導電膜１５が導電接触板６３１に接触する。上述したようにこの導電接触板６３１は、対応するＴＦＴ６３０のソース電極に接続されていると共に、当該ＴＦＴ６３０のドレイン電極とゲート電極は、それぞれ走査電極線６１０、６２０を介して外部装置から所定の電圧が印加されており、他方、導電膜１５は抵抗Ｒを介して接地されているため、上記導電膜１５と導電接触板６３１の接触により、ドレイン電極とソース電極間に電流が流れ、スイッチｏｎの状態となる。
【００３１】
不図示の指紋検出装置本体により、走査電極線６１０，６２０を順に走査して通電状態となったＴＦＴ６３０を検出し、指紋パターンを再現する。なお、このようなデータ処理の内容については既に公知であり、本発明の要旨とするところではないので、説明を省略する。
【００３２】
（形状転写フィルム１０の実施例）
以下、形状転写フィルム１０の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
構成は、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ２ｎｍのチタン膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
とした。
【００３３】
製造方法は、６．０μｍのＰＥＮフィルムの一方の面に、補強材として、表面に微粘着剤を有する厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた後、ＰＥＮフィルムの表面全体にＤＣスパッタによりチタン膜層を形成した。このスパッタリングは、Ａｒ雰囲気中の動作圧０．３０Ｐａで投入電圧０．５Ｗ／ｃｍ２の条件で行った。
【００３４】
次にＤＣスパッタ法によりチタン膜層の表面全体に厚さ８０ｎｍに金を堆積して導電膜を形成した。このスパッタリングは、Ａｒ雰囲気中の動作圧０．４０Ｐａで投入電圧３Ｗ／ｃｍ２の条件で行った。次に金の導電膜を保護するため、当該面に自己粘着層を有するポリエチレンフィルムを貼り付けた後、反対側の面に貼り付けていたＰＥＴフィルムを剥離した。
【００３５】
一方、他の６．０μｍのＰＥＮフィルムの一方の面に、同じく、補強材として、表面に微粘着剤を有する厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた後、公知のコーティング処理によりＰＥＮフィルム表面に厚さ５μｍのアクリル系粘着剤を塗布し、上記導電膜を形成したＰＥＮフィルムの当該導電膜と反対側の面に貼り付けた。
【００３６】
その後、導電膜１４を保護していたポリエチレンフィルムを剥離し、表面の補強材のＰＥＴフィルムを剥離し、評価試験をおこなった。
評価試験方法は、まず作製した形状転写フィルムを長さ３０ｃｍ、幅１ｃｍに切り試料とした。この試料の両端に、長さ２ｃｍ、幅１ｃｍの導電接着型アルミ導電テープを、抵抗値測定電極として重ねて貼付け、初期抵抗値を測定した。次に荷重１２５０ｇ、直径２ｃｍの丸棒の先端に布を付けて、この布にエタノールをしみ込ませ、導電膜上を摺動した。摺動範囲は、試料の中央部の１０ｃｍとして、摺動後の抵抗値が初期抵抗値の２倍になる回数を求めた。摺動回数は、１往復を１回とした。結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は８００回を越え、良好であった。
【００３７】
（実施例２）
密着層１４をニッケル膜層にした以外は、実施例１と同様に、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ２ｎｍのニッケル膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は９００回を越え、良好であった。
【００３８】
（実施例３）
密着層１４をクロム膜層にした以外は、実施例１と同様に、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ２ｎｍのクロム膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は８５０回を越え、良好であった。
【００３９】
（比較例１）
密着層１４を省いた以外は、実施例１と同様に、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は２５０回を越え、３００回を越えなかった。
【００４０】
（比較例２）
密着層１４を省いたことと、導電層１５をパラジウム膜層にした以外は、実施例１と同様に
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
導電膜１５      ：厚さ２００ｎｍのパラジウム膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は１０回を越えなかった。
【００４１】
（比較例３）
密着層１４をＩＴＯ膜層にした以外は、実施例１と同様に、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ２ｎｍのＩＴＯ膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は４５０回を越え、５００回を越えなかった。
【００４２】
（比較例４）
密着層１４をシリコン膜層にして、導電層１５をパラジウム膜層にして、他は実施例１と同様に、
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ２ｎｍのシリコン膜層
導電膜１５      ：厚さ２００ｎｍのパラジウム膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は２０回を越え、３０回を越えなかった。
【００４３】
（比較例５）
実施例１と同様の構成で、密着層の厚みを変え
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ１５ｎｍのチタン膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は３００回を越え、３５０回を越えなかった。
【００４４】
（比較例６）
実施例１と同様の構成で、密着層の厚みを変え
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ５μｍのアクリル系粘着剤
第２フィルム１３：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
密着層１４      ：厚さ０．５ｎｍのチタン膜層
導電膜１５      ：厚さ８０ｎｍの金膜層
として作製、実施例１と同様に試験をした。
結果、初期抵抗の２倍となる摺動回数は４００回を越え、４５０回を越えなかった。
【００４５】
＜変形例＞
なお、本発明の内容は、上記実施の形態に限定されないのは言うまでもなく、以下のような変形例を考えることができる。
上記実施の形態においては、２枚のフィルムを緩衝層を介して貼り合わせることにより形状転写フィルム１０を形成したため、指紋の形状転写精度を維持しながら、その腰を十分に向上させることができ、形状転写フィルム１０の使用寿命を延ばすことを可能としたが、指紋検出センサ１のサイズを小さくするという観点のみからすれば、この形状転写フィルム１０は、１枚の可撓性フィルムを使用しても構わないのはいうまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る形状転写フィルムは、転写面側から導電層、密着層、フィルム層の順で形成され、導電層の密着性向上により、高寿命な指紋センサフィルムを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形状転写フィルムの積層構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の形状転写フィルムを指紋の隆線部で押圧した状態を示す指紋検出センサの概略断面図である。
【図３】従来の指紋検出センサにおけるセンサ部の回路構成の概略を示す図である。
【図４】本発明の指紋検出センサの斜視図である。
【図５】本発明の指紋検出センサの分解図である。
【符号の説明】
１    指紋検出センサ
１０    形状転写フィルム
１１    第１フィルム
１２    緩衝層
１３    第２フィルム
１４    密着層
１５    導電膜
２０    センサ基板
３０    スペーサ
４０    ケーブル
４１    フレキシブルワイヤ
６０    センサ部
８０    指先
８１    隆線
６１０，６２０  走査電極線
６３０    ＴＦＴ
【図１】
2004299187.tif 000003
【図２】
2004299187.tif 000004
【図３】
2004299187.tif 000005
【図４】
2004299187.tif 000006
【図５】
2004299187.tif 000007