(57)【要約】【課題】各種電子機器の入力操作部用等に搭載されるタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法に関し、安価にカバーレンズ一体型の構成品が得られ、しかも検知部の導電部位と操作中の指等との距離が従来品よりも近づいた関係のタッチセンサを提供する。【解決手段】樹脂製の基材部４０の第１表面４１に設けた溝４５の内底部に金属パターン５０を配置した構成として、この溝４５内に配した金属パターン５０を検知部２０の導電部位として用いる。金属パターン５０は断面視で中央部５０Ｂより薄い側端部５０Ａを含む。これであれば、検知部２０の導電部位としてなる金属パターン５０と操作中の指等との距離が従来品よりも近づいた関係になるため、検出精度の向上したタッチセンサ１０を提供できる。【選択図】図４
2016164694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面に溝を有する基材部と、
前記溝の内底部に配置された金属パターンと、を備え、
前記金属パターンは、前記溝の延設方向に直交する溝幅方向の断面視で、前記溝の側壁部近傍に配置される側端部と、前記側端部と一体形成されて前記溝の中央近傍に配置される中央部とを含み、かつ前記第１表面から前記側端部までの深さ寸法が、前記第１表面から前記中央部までの深さ寸法よりも大きくなる形状であり、
前記金属パターンを検知部の導電部位としていることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
さらに、前記金属パターンを前記溝内で覆う第１樹脂層と、
前記第１樹脂層を覆うように前記第１表面に重なる第２樹脂層とを備えた、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記溝は、複数設けられて互いに連結しており、かつ前記溝における内底部は前記第１表面に対して同じ深さで形成された請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項４】
前記基材部が光透過性を有する樹脂で形成されると共に、前記金属パターンの幅が０．５μｍ〜３μｍで設けられた請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項５】
前記金属パターンの材質が、銅、銀、アルミニウム、金及びそれぞれの合金である請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項６】
前記基材部の前記第１表面に対向する第２表面に機能成膜を設けて操作面とした請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項７】
第１表面に溝を有する基材部を所定の樹脂で形成する第１工程と、
前記基材部の前記第１表面に前記溝内を含めて導電金属膜を成膜する第２工程と、
前記基材部の前記溝の側壁部に付着した前記導電金属膜を除去して、前記基材部の前記第１表面側に液状の第１樹脂液を塗布し、その後、前記第１樹脂液を硬化させて第１樹脂被膜を形成し、
前記基材部における前記溝内以外の箇所の前記導電金属膜および前記第１樹脂被膜を除去して、前記溝内に金属パターンとそれを覆う第１樹脂層を形成する第３工程と、
前記基材部の前記第１表面側から液状の第２樹脂液を塗布し、その後、前記第２樹脂液を硬化させて、前記第１樹脂層を覆うように前記第１表面に重なる第２樹脂層を形成する第４工程と、を有するタッチセンサの製造方法。
【請求項８】
前記第３工程において、前記第１樹脂液の塗布をスピンコート法、もしくはラビング法で行う請求項７記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項９】
前記第３工程で形成される前記第１樹脂被膜は、前記第１樹脂被膜の露出面から前記第１表面に重なっている前記導電金属膜までの厚みが、前記第１表面から前記溝の内底部に重なっている前記金属パターンまでの厚みよりも薄い請求項７記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項１０】
前記第４工程において、前記第２樹脂液の塗布をスピンコート法で行う請求項７記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項１１】
前記基材部を形成する所定の樹脂として光透過性を有するものを用い、前記金属パターンの幅を０．５μｍ〜３μｍで設けた請求項７記載のタッチセンサの製造方法。
【請求項１２】
前記基材部の前記第２表面側にスピンコート法で機能成膜を形成するようにした請求項７記載の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、各種電子機器の入力操作部等に搭載されるタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等を代表とする各種電子機器は、指などで入力操作部へのタッチ操作をして入力操作する。
【０００３】
入力操作部は、カバーレンズと、静電容量式のタッチセンサを有する。カバーレンズは、光透過性を有する。カバーレンズは平板状で、材質は樹脂やガラスからなる。
【０００４】
タッチセンサは、光透過性を有する。なお、タッチセンサの構成についての説明は後述する。
【０００５】
入力操作部は、機器内に配設された表示装置の前方位置にタッチセンサ付きカバーレンズを配置した構成である。タッチセンサ付きカバーレンズは、カバーレンズとタッチセンサとを粘着剤で貼り合わせて構成する。
【０００６】
使用者は、タッチセンサ付きカバーレンズを介して機器内の表示装置の表示内容を視認しつつカバーレンズの表面を指で操作する。
【０００７】
静電容量式のタッチセンサの構成について以下に説明する。タッチセンサは、通常、基材部と基材部の表面上に薄膜状に形成された検知部を有する。基材部は、透明性を有した樹脂フィルムからなる。樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製やポリカーボネイト（ＰＣ）樹脂製である。検知部は光透過性を有する。検知部は導電性を有し、材質は例えばＩＴＯである。または、検知部は、導電性ナノワイヤーを分散した透明樹脂である。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１７４００３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
静電容量式のタッチセンサは、ＩＴＯ製の検知部にすると、材料費や加工工数の面でコスト高になる。導電性ナノワイヤーを含む検知部にしても同様である。すなわち、従来品の構成では、静電容量式のタッチセンサを安価に得ることに限界を有する。
【００１１】
また、タッチセンサ付きカバーレンズは、タッチセンサの検知部を有する面とは反対の面をカバーレンズに貼り合わせて構成する。使用者は、タッチセンサ付きカバーレンズを搭載した電子機器に対してカバーレンズの表出した面をタッチ操作等して電子機器を使用する。
【００１２】
ここで、電子機器を使用する使用者は、タッチ操作時における検出精度の向上を要求する。従来のタッチセンサでは、検知部の導電部位を基材部の表面上に重ねて配置している。このため、検知部の導電部位と操作中の指との間隔を近づけて検出精度を向上させることに限界を有する。また、カバーレンズとタッチセンサの貼り合わせずれ等を少なく抑える必要もある。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、安価にカバーレンズ一体型の構成品を得られ、しかも検知部の導電部位と操作中の指等との距離を従来品よりも近づけられる構成のタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によるタッチセンサは、第１表面に溝を有する樹脂製の基材部を用いる。そして、溝の内底部に導電金属からなる金属パターンを配置する。すなわち、当該タッチセンサは、検知部の導電部位として、溝内の金属パターンを用いる。そして、金属パターンは、溝の延設方向に直交する溝幅方向での断面視形状で、溝の側壁部近傍に配置される側端部と、側端部と一体形成されて溝の中央近傍に配置される中央部とを含む。そして、第１表面から側端部までの深さ寸法が、第１表面から中央部までの深さ寸法よりも大きい形状である。
【００１５】
本発明によるタッチセンサの製造方法は、以下の工程を有する。第１工程で、第１表面に溝が設けられている基材部を所定の樹脂で形成する。第２工程で、基材部に対して第１表面側から導電金属膜を成膜する。第３工程では、基材部の溝の側壁部に付着した導電金属膜を除去して、その後、基材部の第１表面側に第１樹脂被膜を形成する。そして、基材部における溝内以外の箇所の導電金属膜および第１樹脂被膜を除去して、溝内に金属パターンと第１樹脂層を形成する。第４工程で、基材部の溝を含めて第１表面側から液状の第２樹脂液を塗布して、第１樹脂層を覆うように第１表面に重なる第２樹脂層を形成するようにする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるタッチセンサは、検知部の導電部位となる金属パターンを溝内に配置している。このため、電子機器への搭載状態で、検知部の導電部位と操作中の指等との距離を従来品よりも近づけることを可能とする。しかも安価にカバーレンズ一体型の構成品の対応も可能とするタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法を提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるタッチセンサを搭載したスマートフォンの外観斜視図
【図２】スマートフォンの分解斜視図
【図３】スマートフォンの構成を模式的に示すブロック図
【図４】タッチセンサの断面図
【図５】タッチセンサを下方から見た図
【図６】図５において要部を拡大して示す図
【図７】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図８】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図９】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１０】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１１】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１２】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１３】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１４】タッチセンサの製造方法を説明する図
【図１５】タッチセンサの変形例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明によるタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法について、以下に図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施形態によるタッチセンサを搭載したスマートフォンの外観斜視図、図２はスマートフォンの分解斜視図、図３はスマートフォンの構成を模式的に示すブロック図、図４はタッチセンサの断面図、図５はタッチセンサを下方から見た図、図６は図５において要部を拡大して示す図である。なお、図４は、タッチセンサの検知部での断面位置を示したものである。図７〜図１４はタッチセンサの製造方法を説明する図、図１５はタッチセンサの変形例を示す斜視図である。
【００２０】
本発明の実施形態によるタッチセンサ１０は、静電容量式で光透過性を有する。また、タッチセンサ１０は、カバーレンズ一体型の構成である。このタッチセンサ１０は、例えばスマートフォン１００（図１参照）に搭載される。
【００２１】
スマートフォン１００は、図１や図２に示すように、外枠状の筐体１１０を備える。タッチセンサ１０は筐体１１０の前方位置に配置される。
【００２２】
筐体１１０内には、図３に示したように、表示装置１２０、マイク１３０、スピーカ１４０などを有する。また、筐体１１０内には、配線基板が配置されている。配線基板は、第１制御部２１０や第２制御部２２０を有する。さらに、この配線基板には、電波用の送受信部２５０なども構成されている。表示装置１２０は、タッチセンサ１０の後方位置に配置されている。
【００２３】
第１制御部２１０は、図３に示したように、表示装置１２０、マイク１３０、スピーカ１４０等の各種の機能部位に接続される。第１制御部２１０は、上記の各種の機能部位を制御する機能を有する。第２制御部２２０は、第１制御部２１０に接続されている。
【００２４】
三つの側面スイッチ部３００（図１参照）が、筐体１１０に配置されている。各々の側面スイッチ部３００も第１制御部２１０に接続される（図３参照）。例えば、側面スイッチ部３００の内の一つを押圧操作すると、そのスイッチ信号を検出した第１制御部２１０は、表示装置１２０の表示中の画面の遷移などをさせる。
【００２５】
タッチセンサ１０は、図３に示すように、第２制御部２２０に接続される。すなわち、第２制御部２２０は、タッチセンサ１０を制御する機能を有する。換言すると、第２制御部２２０は、タッチセンサ１０に生じる静電容量の変化を検出する。そして、第２制御部２２０は、この検出結果に応じた所定信号を第１制御部２１０に出力する。
【００２６】
例えば、使用者が、タッチセンサ１０に指等を近接させる、またはタッチセンサ１０へのタッチ操作をする。この操作状態を検出した第２制御部２２０は、対応する信号を生成して第１制御部２１０に送る。そして、第１制御部２１０は各種の機能部位などの所定の制御をする。
【００２７】
以上のように、スマートフォン１００は、タッチセンサ１０や各種の機能部位などを含んで構成されている。
【００２８】
次に、タッチセンサ１０について説明する。
【００２９】
タッチセンサ１０は、図４〜図６に示したように、平板状に形成されている本体部１５を有する。本体部１５は、複数の検知部２０を含む。なお、本体部１５に装着されるフレキシブル配線板等の図示は省略する。
【００３０】
複数の検知部２０は、基材部４０に設けられている。基材部４０は、光透過性を有する樹脂からなり、平板状である。基材部４０は、第１表面４１と第１表面４１に対向する第２表面４２とを有する。基材部４０の第１表面４１には、複数の溝４５を有する。ここに、基材部４０の第１表面４１とは溝４５以外の箇所を指す。そして、第１表面４１は、同じ高さ位置の平面である。基材部４０の材質は、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、環状オレフィン樹脂等の光透過性の樹脂である。
【００３１】
基材部４０の第１表面４１に設けた溝４５は、図４に示したように、内底部４６と側壁部４７とを有する。溝４５は第１表面４１と同じ高さ位置で開口する形状である。
【００３２】
金属パターン５０が溝４５の内底部４６に配置されている。金属パターン５０に重なって覆うように第１樹脂層６１が溝４５内に配置されている。つまり、第１樹脂層６１は、金属パターン５０を覆う面とは反対の面が、溝４５内に位置する高さに設定されて設けられている。そして、第２樹脂層６２が、第１樹脂層６１を覆うように第１表面４１に重なっている。第１樹脂層６１や第２樹脂層６２は、樹脂のみで構成されている。第１樹脂層６１、第２樹脂層６２も光透過性を有する。なお、金属パターン５０の形状については後述する。
【００３３】
このように、検知部２０は、基材部４０と、基材部４０に設けた溝４５と、溝４５の内底部の金属パターン５０と、第１樹脂層６１と、第２樹脂層６２とを含んで構成される。
【００３４】
ここに、カバーレンズ一体型のタッチセンサ１０では、強度の確保を必要とする。一方、操作時においては、静電容量の所定の変化量を得ることも必要である。タッチセンサ１０における基材部４０は、これらを充足可能な厚みに設定している。基材部４０の必要な厚みは、用いる樹脂の特性等によって左右される。例えばＰＣ樹脂製の基材部４０であれば、１ｍｍ前後またはそれよりも厚みの厚い基材部４０として強度の確保をするとよい。基材部４０の厚みを厚くしすぎると、使用者が操作する際、検知部２０に生じる静電容量の変化を得難くなる。このため、ＰＣ樹脂製の基材部４０であれば、厚みを３ｍｍ程度までの厚み、望ましくは３ｍｍ前後より薄い厚みにするとよい。
【００３５】
なお、タッチセンサ１０は、光透過性で、表示装置の表示内容を透過する。光透過性を有しないタッチセンサ１０の構成にして、相応する電子機器に搭載してもよい。
【００３６】
当該カバーレンズ一体型のタッチセンサ１０は、基材部４０の第２表面４２側を指等で操作する。このため、第２表面４２に重ねて機能成膜（例えばハードコート層７０）などを設けて操作面に構成する。機能成膜は、ハードコート層７０以外に、例えば反射防止機能やアンチフィンガープリント機能を有する層である。なお、図４に示したハードコート層７０としても反射防止機能やアンチフィンガープリント機能をあわせ持つ等としてもよい。または、それらの機能を有する複数の層を第２表面４２に積層した構成にしてもよい。
【００３７】
個々の検知部２０の形状は、図５や図６に示すように、同じ大きさの矩形状である。複数の検知部２０は、互いに独立してマトリクス状に配列されて配置されている。検知部２０のそれぞれは、対応する引き出し部２５を有する。それぞれの引き出し部２５は、本体部１５の外縁位置まで引き回される。そして、個々の検知部２０は、対応する引き出し部２５およびフレキシブル配線板（図示せず）などを介して第２制御部２２０に接続される。検知部２０の形状や配置状態などは上記構成以外であってもよい。
【００３８】
それぞれの検知部２０は、上述したように溝４５（図４参照）を含んで構成されている。検知部２０の溝４５は、平面視での矩形状の外枠および、外枠内で互いに交差したメッシュ状で構成されている（図６参照）。全ての溝４５は、同じ幅であり、溝４５同士は互いに連結している。同様に、それぞれの引き出し部２５も互いに連結した溝４５を含んで構成されている。外枠内で溝４５の配設状態を規則的な配置にすると、溝４５以外の残部からなる第１表面４１が同じ面積で規則的な配置になるため好ましい。
【００３９】
連結した複数の溝４５全ては、第１表面４１から同じ深さ寸法である。つまり、図４に示したように、それぞれの溝４５の内底部４６は、延設方向に直交する方向の断面視で同じ高さ位置に設定されて設けられている。溝４５の内底部４６は、平坦面のみに限られることはない。
【００４０】
溝４５の内底部４６に金属パターン５０が配置されている。金属パターン５０は、導電金属からなる。金属パターン５０の形成幅は、溝４５における溝幅のほぼ全体に亘る。そして、金属パターン５０は溝４５内に配置された第１樹脂層６１で覆われ、さらに第１樹脂層６１および第１表面４１は第２樹脂層６２で覆われている。
【００４１】
タッチセンサ１０の個々の検知部２０や引き出し部２５の導電部位は、溝４５内の金属パターン５０で構成されている。
【００４２】
溝４５における溝幅は０．５μｍ〜３μｍである。溝４５の深さは０．５μｍ〜１０μｍである。検知部２０において、外枠内のメッシュ状を構成する一方の溝４５同士間は５０μｍ〜１０００μｍピッチの平行関係である。他方の溝４５同士間は５０μｍ〜１０００μｍピッチの平行関係である。一方の溝４５同士と他方の溝４５同士とは、直交関係で交差して互いに連結している。
【００４３】
金属パターン５０の材質は、銅、銀、アルミニウム、金及びそれぞれの合金などの導電金属製である。
【００４４】
ここで、金属パターン５０の断面形状（溝４５の延設方向に直交する方向の断面視での形状）について説明する。図４に引き出して拡大して示すように、金属パターン５０は、断面視では、溝４５の側壁部４７近傍位置の側端部５０Ａと、溝４５の中央近傍位置の中央部５０Ｂとを含んだ形状である。側端部５０Ａと中央部５０Ｂとは一体で形成されている。中央部５０Ｂの厚みは０．５μｍ〜３μｍである。
【００４５】
そして、中央部５０Ｂの厚みよりも側端部５０Ａの厚みは薄い。換言すると、第１表面４１から側端部５０Ａにおける内底部４６とは反対の面までの深さ寸法は、第１表面４１から中央部５０Ｂにおける内底部４６とは反対の面までの深さ寸法に対して大きい。すなわち、溝４５の側壁部４７は、内底部４６に重ねて配置された中央部５０Ｂの厚みの高さ位置よりも内底部４６側に近い高さ位置まで露出している。この側壁部４７における金属パターン５０近傍の露出箇所は第１樹脂層６１で覆われている。
【００４６】
３μｍ以下の幅や厚みの金属パターン５０は、視認されることを殆どなくせる。換言すると、所謂光透過性を有する状態となる。このため、金属パターン５０の幅が３μｍ以下になることを目安に溝４５の幅を設定する。
【００４７】
所謂透明なタッチパネルを得るためには、３μｍ以下の幅や厚みの金属パターン５０を、透明な樹脂製の基材部４０に配置している検知部２０を含むように構成する。
【００４８】
溝４５の内底部４６は同じ高さ位置で、この連結した溝４５全ての内底部４６に上述した厚みや幅内の寸法の金属パターン５０を設ける。この構成とすれば、金属パターン５０が、平面視で、複数の溝４５の連結形状と同じメッシュ状に溝４５内に配置された透明なタッチパネルを容易に実現し得る。なお、メッシュ状の金属パターン５０であれば、完全な断線状態の発生も防止可能である。
【００４９】
なお、溝４５は断面視で矩形以外の形状であってもよい。換言すると、深さの深い部分が内底部４６になって、この内底部４６に繋がる互いに対向した側壁部４７を有する形状であればよい。つまり、内底部４６の形状は平坦面以外に曲面形状や多角形状などであってもよい。また側壁部４７も平行関係に設けられる以外であってもよい。
【００５０】
第１樹脂層６１、第２樹脂層６２は所謂絶縁レジストである。第１樹脂層６１は、例えば光透過性を有するアクリル樹脂などからなる。第２樹脂層６２は、例えば光透過性を有するアクリル樹脂などからなる。使用材料の種類を抑えるため、同一種類の第１樹脂層６１と第２樹脂層６２を用いるとよい。溝４５内に配置された第１樹脂層６１においても、平面視では、複数の溝４５の連結形状と同じメッシュ状に配置されている。
【００５１】
溝４５内の第１樹脂層６１は、金属パターン５０の中央部５０Ｂに重なる厚さを０．５μｍ〜３μｍで設ける。第２樹脂層６２の厚さは、第１表面４１に重なった箇所で０．５μｍ〜３μｍである。なお、第２樹脂層６２の基材部４０とは反対側となる面は同一高さの平面であると望ましい。
【００５２】
ハードコート層７０などの機能成膜が、第２表面４２に重ねて設けられている。
【００５３】
タッチセンサ１０は、以上のように構成されている。
【００５４】
そして、タッチセンサ１０は基材部４０の第１表面４１側を筐体１１０の内部に向けて電子機器に搭載される（図１参照）。電子機器に搭載した状態で、基材部４０の第２表面４２側は外方に露出して操作面となる。
【００５５】
次に、このカバーレンズ一体型のタッチセンサ１０を搭載したスマートフォン１００への入力操作状態を説明する。
【００５６】
使用者は、スマートフォン１００の表示装置１２０に各種のアイコンを表示させる。その状態で、使用者は、所望アイコンに応じたタッチセンサ１０の露出した操作面を指でタッチ操作する。タッチ操作に応じて、タッチセンサ１０の相応する検知部２０の静電容量の変化が生じる。この静電容量の変化は、引き出し部２５を通じて第２制御部２２０で検出される。第２制御部２２０は、検出結果に応じた所定信号を第１制御部２１０に出力する。第１制御部２１０は、第２制御部２２０からの所定信号に応じて、例えば操作した所望アイコンに対応する次画面に表示装置１２０の表示を遷移等させる。
【００５７】
ここに、タッチセンサ１０の検出精度は、従来品の検出精度よりも優れる。すなわち、タッチセンサ１０への操作時には、操作している指に金属パターン５０の電荷が移動する。これによって、操作された箇所の静電容量が変化する。
【００５８】
従来品は、基材部の表面の上に重ねて構成した検知部を有する。そして、基材部の検知部側とは反対の面をカバーレンズに貼り合わせる。使用者は、その被着側とは反対のカバーレンズの面に対して入力操作をする。
【００５９】
これに対して、本発明によるタッチセンサ１０は、検知部２０の金属パターン５０を溝４５の内底部４６に配置する。つまり、金属パターン５０は、基材部４０の厚みの中に配置している。換言すると、金属パターン５０は、操作中の指に対して近づく位置関係で配置されており、このため、操作中の指に移動する電荷量が多くなる。つまり、操作された箇所での静電容量の変化量が大きく変化する。このために、タッチセンサ１０は、従来品よりも検出精度の向上を図ることを可能とする。
【００６０】
さらに、タッチセンサ１０はカバーレンズ一体型であるため、従来品とカバーレンズとを貼り合わせる粘着剤をなくせる。粘着剤をなくせることは電子機器の薄型化に寄与する。また、操作中の指と金属パターン５０との間の距離をさらに近づけることにもなる。
【００６１】
次に、図７〜図１４を用いてタッチセンサ１０の製造方法の説明をする。
【００６２】
図７〜図１４はタッチセンサ１０の製造方法を説明する図である。
【００６３】
図７に示したように、当該製造方法は、基材部形成工程となる第１工程８１０、成膜工程となる第２工程８２０、要部形成工程となる第３工程８３０、第２樹脂被膜形成工程となる第４工程８４０を含んでタッチセンサ１０を製造する。なお、第３工程８３０は、詳細は後述するが複数のステップを含む。
【００６４】
第１工程８１０（基材部形成工程）では、ポリカーボネイトなどの樹脂を射出成形して図８に示す仕掛品４１０を得る。仕掛品４１０は、対向する第１表面４１と第２表面４２とを有する。仕掛品４１０の第１表面４１においては、検知部２０や引き出し部２５に構成する箇所に溝４５を有する。溝４５は内底部４６と側壁部４７とを含み、平面視ではメッシュ状等に互いに連結している。すなわち、第１工程８１０では、基材部４０そのものを仕掛品４１０として形成する。
【００６５】
ここで、互いに連結する溝４５は第１表面４１から内底部４６までの深さ寸法が同じである。そして、溝４５の溝幅（内底部４６に繋がった側壁部４７同士間の寸法）は０．５μｍ〜３μｍである。なお、溝４５を有する仕掛品４１０は成形以外の方法で得てもよい。例えば対向する表裏面が平坦な平板状の基材部にレーザ加工を施すこと等によって溝４５を有する仕掛品４１０を得てもよい。
【００６６】
仕掛品４１０は、一つずつの単体で形成してもよい。または、基材部４０を複数個取れるように大判状等で形成してもよい。
【００６７】
次に、仕掛品４１０に対して第２工程８２０（成膜工程）を行う。これによって、図９に示す仕掛品４２０を得る。仕掛品４２０は、溝４５内を含んで導電金属膜５００を有する。すなわち、第２工程８２０では、基材部４０の第１表面４１側に銅等の導電金属からなる導電金属膜５００を成膜する。成膜方法はスパッタ法や蒸着法を用いるとよい。または、その他の方法を用いてもよい。
【００６８】
導電金属膜５００は、図９に引き出して示す拡大図のように、第１表面４１に重なる第１部分５１０と、溝４５の内底部４６に重なる第２部分５２０と、溝４５の側壁部４７に付着する第３部分５３０とを有する。第１部分５１０と第２部分５２０とは、ほぼ同じ厚みである。ここに、当該製造方法では、後述する第３工程８３０を経て、第２部分５２０から金属パターン５０を得る。このため、第２部分５２０の厚みは、後述する第３工程８３０を経た後に、金属パターン５０の中央部５０Ｂで必要な厚み（例えば０．５μｍ〜３μｍ）を確保する厚みで設ける。
【００６９】
なお、スパッタ法で導電金属膜５００の成膜を行う場合、ターゲット表面から、はじき出された金属原子の多くは第１部分５１０と第２部分５２０とを形成する。はじき出された金属原子のうちの一部は、側壁部４７に付着して第３部分５３０を形成する。このため、第３部分５３０は、第１部分５１０と第２部分５２０に対して薄い厚みで結晶度合いも低くなり易い。また、側壁部４７近傍の第１部分５１０箇所や第２部分５２０箇所についても結晶度合いは低くなることも多い。
【００７０】
次に、仕掛品４２０に対して第３工程８３０（要部形成工程）を行う。第３工程８３０は、図７にも示したように、エッチング処理をする第１ステップ８３１と、第１樹脂被膜を形成する第２ステップ８３２と、第１樹脂被膜の不要部を除去する第３ステップ８３３と、導電金属膜５００の第１部分５１０を除去する第４ステップ８３４とを含む。
【００７１】
まず、仕掛品４２０に対して第１ステップ８３１を行う。これによって、図１０に示す仕掛品４３０を得る。
【００７２】
第１ステップ８３１では、仕掛品４２０に対して、希釈したエッチング液でエッチング処理を行う。このエッチング処理は、結晶度合いの低い第３部分５３０を除去するために行う。エッチング液の希釈度合いは、エッチングを行う時間や温度などを考慮しつつ第３部分５３０の除去度合い等で適宜設定する。第１ステップ８３１では、通常のエッチング液に対して例えば１．５倍〜１５倍に希釈したエッチング液を用いる。
【００７３】
第１ステップ８３１を行った後の仕掛品４３０は、図１０に示すように、第３部分５３０を除去したため、側壁部４７は露出状態になっている。ここに、側壁部４７近傍の結晶度の低い第１部分５１０箇所、第２部分５２０箇所も少し取り除かれることになる。一方、仕掛品４３０の側壁部４７近傍以外の第１部分５１０箇所や第２部分５２０箇所は除去されることなく、ほぼそのままで残る。
【００７４】
すなわち、第１ステップ８３１後の仕掛品４３０では、溝４５内に、前述説明した形状の金属パターン５０を有した構成となる。換言すると、第１ステップ８３１を経ることによって、第２部分５２０が、断面視で、溝４５の側壁部４７近傍位置の側端部５０Ａと、溝４５の中央近傍位置の中央部５０Ｂとを含んだ形状の金属パターン５０に形成される。つまり、第１ステップ８３１では、内底部４６に重なる側端部５０Ａが形成されることから、溝４５の側壁部４７は、中央部５０Ｂの厚みの高さ位置よりも内底部４６側に近い高さ位置まで露出するようになる。
【００７５】
次に、仕掛品４３０に第３工程の第２ステップ８３２を行う。つまり、仕掛品４３０に対して、基材部４０の第１表面４１側に液状の第１樹脂液を塗布する。スピンコート法を用いると好ましいが塗布方法は限定されない。なお、基材部４０に相当する部分を複数取り可能な大判状とすれば生産効率に優れる。第１樹脂液は、溝４５内が第１樹脂液で満たされるように粘度調整などをする。
【００７６】
その後、塗布した第１樹脂液を硬化させ、図１１に示したように、第１樹脂被膜６００を第１表面４１側に有する仕掛品４４０に形成する。硬化手段は特に限定されない。硬化時間などの短縮化を図るためには、第１樹脂液としてＵＶ硬化型のレジスト材料からなる樹脂材料を用いるとよい。
【００７７】
第１樹脂被膜６００は、溝４５内の金属パターン５０に重なって溝４５内を充填するように設ける。第１樹脂被膜６００の基材部４０とは反対の露出面は、溝４５に応じた位置を含めて略同一高さであると望ましい。
【００７８】
さらに、第１樹脂被膜６００の厚み設定としては、その露出面から第１部分５１０までの厚み（図１１中のＢ寸法）を、第１表面４１から溝４５の内底部４６に重なって配置された金属パターン５０の中央部５０Ｂまでの厚み（図１１中のＣ寸法）よりも薄くなるようにする。言い換えると、上記関係の第１樹脂被膜６００になるように、溝４５の深さや導電金属膜５００の厚みを設定して設ける。かつ、第１樹脂被膜６００の形成厚みも管理して設ける。なお、スピンコート法を用いて第１樹脂液を塗布すると、第１表面４１に溝４５があっても、また溝４５内に配置された金属パターン５０の側端部５０Ａによって形成される断面略三角形状の空間があっても、第１樹脂液を全体的に均一に塗布して塗布表面の高さ位置を揃えられる。すなわち、露出面全ての高さ位置の揃っている第１樹脂被膜６００を容易に形成可能とするため好ましい。スピンコート法以外の方法としては、第１樹脂液を塗布した後に、その表面をウレタン、シリコーン等の弾性のある材料で第１樹脂液を掻きとるラビング法（スキージ法）を用いてもよい。これであっても、スピンコート法と同様に、露出面全ての高さ位置の揃った第１樹脂被膜６００を簡易に得られる。
【００７９】
第３工程の第３ステップ８３３では、第１樹脂被膜６００の不要部を除去した仕掛品４５０（図１２参照）に形成する。
【００８０】
第１樹脂被膜６００の不要部の除去は、例えば、酸素ガスを用いたエッチング処理で行う。この除去の際には、溝４５内で金属パターン５０を覆っている第１樹脂被膜６００箇所の除去も進む。ここで、仕掛品４４０では、上述したＢ寸法とＣ寸法との関係で溝４５内を含めて第１樹脂被膜６００を形成している。これであれば、導電金属膜５００の第１部分５１０に重なった第１樹脂被膜６００を除去して、しかも溝４５内の第１樹脂被膜６００は、所定厚みで維持されるようになる。すなわち、第１樹脂層６１は、その溝４５内に維持された第１樹脂被膜６００からなる。この第３ステップ８３３を経て、図１２に示すように、溝４５内に第１樹脂層６１を有する仕掛品４５０を得る。仕掛品４５０における第１樹脂層６１と第１表面４１に重なる導電金属膜５００の第１部分５１０は表出している。
【００８１】
続いて、第４ステップ８３４で、導電金属膜５００の第１部分５１０を除去した仕掛品４６０（図１３参照）に形成する。例えば、銅素材からなる導電金属膜５００であれば、第１表面４１に重なった第１部分５１０を、銅に対するエッチング処理をして除去する。これによって、図１３に示す仕掛品４６０を得る。
【００８２】
仕掛品４６０は、溝４５内の内底部４６に重なって配置された金属パターン５０を有する。また、仕掛品４６０の金属パターン５０は、溝４５内で第１樹脂層６１に覆われている。さらに、仕掛品４６０の基材部４０そのものの第１表面４１は露出している。そして、仕掛品４６０において、第１樹脂層６１表面の高さ位置は、第１表面４１に対して少し窪む、もしくは同一高さになっているとよい。
【００８３】
なお、当該製造方法では、第１ステップ８３１で導電金属膜５００の第３部分５３０を除去して第４ステップ８３４を行う。例えば第４ステップ８３４のときに第３部分５３０を有する状態の場合、第４ステップ８３４で第３部分５３０が除去され、さらには金属パターン５０にまで影響を及ぼす可能性を有する。これを排除するために、第１ステップ８３１を入れておき、その後の第４ステップ８３４のエッチング処理を行う。これであれば、第４ステップ８３４での金属パターン５０への影響は少なく抑えられる。
【００８４】
第４工程では、仕掛品４６０に対して第１表面４１側から液状の第２樹脂液を塗布する。そして、この第２樹脂液を硬化させることによって、図１４に示す仕掛品４７０に形成する。すなわち、仕掛品４７０では、溝４５位置を含めて第１表面４１側を覆う第２樹脂層６２を有する構成にする。第２樹脂層６２は、好ましくは均一的な表面高さ位置になるように設ける。
【００８５】
なお、第２樹脂液は、第１樹脂液の塗布と同じように、塗布状態で溝４５内に第２樹脂液が満たされるように粘度調整などをする。また、望ましくは、第２樹脂液の塗布方法にスピンコート法を用いる。
【００８６】
その後、仕掛品４７０の第２表面４２側にハードコート層７０などの機能成膜を設けて、タッチセンサ１０の本体部１５に完成する。なお、大判状で形成している場合には、外形を打ち抜き、タッチセンサ１０の個別の本体部１５に形成する。
【００８７】
なお、ハードコート層７０などの機能成膜の形成タイミングは第１工程の後などに行ってもよい。そして、カバーレンズ一体型のタッチセンサ１０の場合には、第２表面４２側の機能成膜の上を指等で操作するようになる。つまり、平坦な表面を有する機能成膜が望ましい。このため、機能成膜もスピンコート法を用いて形成するとよい。
【００８８】
続いて、本体部１５にフレキシブル配線板を装着させるなどしてタッチセンサ１０とする。
【００８９】
以上のように、当該製造方法であれば、簡素な工程で、タッチセンサ１０を生産し得る。なお、このタッチセンサ１０は、上述したように、従来品に比べて検知部２０の導電部位としてなる金属パターン５０と指との距離の近づいた構成品となる。そして、このタッチセンサ１０は、製造方法を含めて検知部２０などの導電部位の材質として高価なＩＴＯ製や導電性ナノワイヤーを用いない。このため、安価な構成のタッチセンサ１０を提供可能とする。さらに、当該製造方法のようにスピンコート法を用いると、第１樹脂液や第２樹脂液を短時間で同一高さに塗布して、かつ大判状であっても効率よく形成可能とするため、これも安価で高品質なタッチセンサ１０を得ることに寄与する。
【００９０】
さらに、当該製造方法では、基材部４０を所定厚みで形成することによって、カバーレンズ一体型のタッチセンサ１０に製造可能とする。カバーレンズ一体型のタッチセンサ１０であれば、電子機器に搭載するにあたって、従来品のようにカバーレンズへの貼り合わせ工程は不要である。また、貼り合わせ工程での貼り合わせずれの発生要因等もなくせる。なお、タッチセンサ１０は、カバーレンズに貼り合わせて使用する形態で用いてもよく、その場合には、製造時に基材部４０の形成厚みを相応する厚みにすればよい。
【００９１】
なお、第３工程８３０の第１ステップ８３１は必要に応じて行うようにしてもよい。例えば導電金属膜５００の成膜時に、溝４５の側壁部４７に付着して形成される第３部分５３０がほぼない場合などに第１ステップ８３１を省いてもよい。この場合では、金属パターン５０は側端部５０Ａを有しない形状となる。
【００９２】
なお、上記には、平板状で、曲がっていない基材部４０を含んで構成したタッチセンサ１０について説明した。しかしながら、当該製造方法であれば、図１５に示した変形例のタッチセンサ１０Ａを得ることも可能である。タッチセンサ１０Ａは、短手方向側のみを円弧状に形成している形状である。
【００９３】
タッチセンサ１０Ａを製造するには、上述した第１工程において、短手方向側のみが円弧状になった基材部に形成する。その後の第２工程以降は同じ工程を用いる。基材部の第１表面や第２表面が曲面的である形状のタッチセンサ１０Ａであっても、スピンコート法を用いると第１樹脂液などの塗布は容易である。なお、タッチセンサ１０Ａのように短手方向側のみを円弧状にする代わりに、長手方向側のみを円弧状にしたり、または曲面的に繋がっている凸状や凹状の形状などであっても同様である。
【００９４】
なお、溝４５内の金属パターン５０を導電部位とした検知部２０は、例えば第１板状部材と第２板状部材とを貼り合わせた構成品の検知部として適用してもよい。すなわち、この構成品は、第１板状部材においてＸ方向に伸びる帯状の検知部を複数本、平行関係で配列形成し、第２板状部材においてＹ方向に伸びる帯状の検知部を複数本、配列形成し、第１板状部材と第２板状部材とを貼り合わせて構成する。これらの検知部の全てまたは一部を金属パターン５０で設けるなどにしてもよい。なお、タッチセンサ１０、１０Ａや上述構成品以外であっても、金属パターン５０を適用させた構成にしてもよい。
【００９５】
なお、以上では、光透過性を有するタッチセンサ１０、１０Ａをスマートフォン１００に搭載する例で説明した。タッチセンサ１０、１０Ａは、スマートフォン１００以外に各種電子機器の入力操作部用等に搭載してもよい。例えば表示内容の視認の必要のない箇所にタッチセンサ１０、１０Ａを配設して搭載してもよい。この場合、タッチセンサ１０、１０Ａの光透過性は不要であるので、タッチセンサ１０、１０Ａを構成するにあたって使用材料の選択幅を広げて、さらに安価に構成することも可能である。なお、光透過性の不要なタッチセンサを搭載する電子機器は、特に限定されない。例えば自動車の車室内の操作パネルなどである。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明によるタッチセンサおよびタッチセンサの製造方法は、従来品よりも検知部の導電部位と操作中の指等との距離を近づけ、しかも安価にカバーレンズ一体型のタッチセンサを提供することを可能とし、主に各種電子機器の入力操作部用等に有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１０、１０Ａ  タッチセンサ
１５  本体部
２０  検知部
２５  引き出し部
４０  基材部
４１  第１表面
４２  第２表面
４５  溝
４６  内底部
４７  側壁部
５０  金属パターン
５０Ａ  側端部
５０Ｂ  中央部
６１  第１樹脂層
６２  第２樹脂層
７０  ハードコート層
１００  スマートフォン
１１０  筐体
１２０  表示装置
１３０  マイク
１４０  スピーカ
２１０  第１制御部
２２０  第２制御部
２５０  送受信部
３００  側面スイッチ部
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０  仕掛品
５００  導電金属膜
５１０  第１部分
５２０  第２部分
５３０  第３部分
６００  第１樹脂被膜
８１０  第１工程
８２０  第２工程
８３０  第３工程
８３１  第１ステップ
８３２  第２ステップ
８３３  第３ステップ
８３４  第４ステップ
８４０  第４工程
【図１】
2016164694.tif 000003
【図２】
2016164694.tif 000004
【図３】
2016164694.tif 000005
【図４】
2016164694.tif 000006
【図５】
2016164694.tif 000007
【図６】
2016164694.tif 000008
【図７】
2016164694.tif 000009
【図８】
2016164694.tif 000010
【図９】
2016164694.tif 000011
【図１０】
2016164694.tif 000012
【図１１】
2016164694.tif 000013
【図１２】
2016164694.tif 000014
【図１３】
2016164694.tif 000015
【図１４】
2016164694.tif 000016
【図１５】
2016164694.tif 000017