(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、耐高温高湿特性のよい、導電膜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、転写面側から導電膜層、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。導電膜層は、高周波スパッタ法を用いて、金（Ａｕ）で形成され、密着層は、チタン（Ｔｉ）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、転写面側から導電膜層、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】
前記フィルム層は、積層されたフィルム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】
前記導電膜層は、金（Ａｕ）からな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】
前記導電膜層の厚みは、３０ｎｍ〜２００ｎｍであ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】
前記導電膜層は、高周波スパッタで成膜した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】
前記密着層は、金属からな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。
【請求項７】
前記密着層は、チタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の形状転写フィルム。
【請求項８】
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１〜７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】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）膜などをスパッタすることにより導電膜層が形成されている。当該導電膜層は、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、裏側の導電膜層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層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
【特許文献３】特願２００３−９３５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、フィルムに導電膜層を形成した形状転写フィルムは、高温高湿環境下（例えば６０℃、９０％ＲＨ）では短時間で導電膜層がフィルムから剥がれる問題があった。よって本発明は、環境対応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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するために、請求項１の発明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、転写面側から導電膜層、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の発明の形状転写フィルムは、請求項１の記載の形状転写フィルムにおいて、前記フィルム層が積層されたフィルムからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜２のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記導電膜層が金（Ａｕ）からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜３のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記導電膜層の厚みが、３０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜４のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記導電膜層が高周波スパッタで成膜したことを特徴とする
【００１３】
請求項６の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜５のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記密着層が、金属からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜６のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記密着層が、チタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明の形状転写フィルムは、請求項１〜７のいずれかに記載の形状転写フィルムにおいて、前記密着層の厚みが１ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る形状転写フィルムは、転写面側から導電膜層、密着層、フィルム層の順で形成され、導電膜層の密着性向上により、耐高温高湿環境特性のよい指紋センサフィルムを得ることが出来る。耐高温高湿環境特性のよい指紋センサフィルムは、通常の使用環境においても高寿命なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（指紋検出センサの全体構成）
まず、本発明の形状転写フィルムを用いた指紋検出センサついて説明する。図４は、本発明の形状転写フィルムを用いた指紋検出センサ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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、図５は、本発明の形状転写フィルムを用いた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。
【００２１】
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。
【００２２】
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層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。
【００２３】
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、導電膜層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、その指紋の隆線部分の導電膜層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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
（形状転写フィルム１０の構成）
次に、本発明の形状転写フィルムついて説明する。
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。
【００２７】
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と導電膜層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。      
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
第２フィルム１３には密着層が形成される。密着層の材質は金属のチタンが好ましく、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。
【００３１】
密着層１４の上に形成された導電膜層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。
【００３２】
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。金の場合、厚みは３０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３５ｎｍ〜１００ｎｍである。３０ｎｍ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。
【００３３】
また、導電膜層１５へのスパッタ方式はＤＣ法よりも高周波法の方が緻密な膜を形成することができ、しかも基板へのダメージを減らすことができるので、好ましい。
【００３４】
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、導電膜層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、導電膜層１５は抵抗Ｒを介して接地されているため、上記導電膜層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、導通状態となる。
【００３５】
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。
【実施例１】
【００３６】
図１の形状転写フィルム１０において、構成を
第１フィルム１１：厚さ６．０μｍのＰＥＮフィルム
緩衝層１２      ：厚さ１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（高周波スパッタ法）
とした。
【００３７】
製造方法は、まず第２フィルム１３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。次に、第２フィルム１３のもう一方の面の表面全体に、ＤＣスパッタでチタン膜層を、密着層１４として形成した。このスパッタは、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。
【００３８】
次に、高周波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層１５を形成した。使用した高周波スパッタ装置は、周波数が１３.５６ＭＨｚで、定格出力電力は３０００（Ｗ）であった。このスパッタは、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。次に金の導電膜層を保護するため、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。
【００３９】
一方、第１フィルム１１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２５μ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第１フィルム１のもう一方の面の表面全体に１０μｍのアクリル系粘着剤を塗布し、上記第２フィルム１３の当該導電膜層１５と反対側の面に貼り付けた。その後、導電膜層１５を保護していたポリエチレンフィルムを剥離し、第１フィルム１１の補強材のＰＥＴフィルムを剥離し、形状転写フィルム１０を作製した。
【００４０】
形状転写フィルム１０の評価は、試料を、温度６０℃、湿度９０％ＲＨの恒温高湿環境槽に投入し、１００時間経過後、２５０時間経過後、５００時間経過後、７５０時間経過後の導電膜層１５の外観検査で行なった。
結果、７５０時間経過しても、第２フィルムから導電膜層は剥れていなかった。
図６は、顕微鏡で観察した、剥離でない状態を示す試料の写真である。
【実施例２】
【００４１】
導電膜層の厚みを４０ｎｍ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１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ４０ｎｍの金膜層（高周波スパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、７５０時間経過後も、第２フィルムから導電膜層の剥がれはなかった。
【００４２】
（比較例１）
導電膜層のスパッタ法をＤＣスパッタ法にした以外は、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１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（ＤＣスパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、２５０時間経過後には、第２フィルムから導電膜層は剥れていなかったが、
５００時間経過後には、剥れていた。図７は、顕微鏡で観察した、剥離状態を示す試料の写真である。
【００４３】
（比較例２）
導電膜層のスパッタ法をＤＣスパッタ法にして、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１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（ＤＣスパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、１００時間経過後には、第２フィルムから導電膜層は剥れていた。
【００４４】
（比較例３）
導電膜層のスパッタ法をＤＣスパッタ法にして、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１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（ＤＣスパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、１００時間経過後には、第２フィルムから導電膜層は剥れていた。
【００４５】
（比較例４）
導電膜層のスパッタ法をＤＣスパッタ法にして、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１０μｍ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
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（ＤＣスパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、１００時間経過後には、第２フィルムから導電膜層は剥れていた。
【００４６】
（比較例５）
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１０μｍ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（ＤＣスパッタ法）
導電膜層１５    ：厚さ８０ｎｍの金膜層（高周波スパッタ法）
として作製、実施例１と同様に評価試験を行なった。
結果、１００時間経過後には、第２フィルムから導電膜層は剥れていた。
【００４７】
＜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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
形状転写フィルムを用いた指紋検出センサに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】本発明の形状転写フィルムを用いた指紋検出センサの外観斜視図である。
【図５】本発明の形状転写フィルムを用いた指紋検出センサ指紋検出センサの分解図である。
【図６】本発明の形状転写フィルムの評価試験後の説明図である。
【図７】比較例の形状転写フィルムの評価試験後の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
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    導電膜層
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】
2005127845.tif 000003
【図２】
2005127845.tif 000004
【図３】
2005127845.tif 000005
【図４】
2005127845.tif 000006
【図５】
2005127845.tif 000007
【図６】
2005127845.tif 000008
【図７】
2005127845.tif 000009