CN105980969A - 检测传感器及检测传感器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高检测传感器的操作性及可靠性的技术。本发明的检测传感器(1)检测向按压方向对操作面进行按压的状态,且构成为具有:第1电极层(2)及第2电极层(4),用来检测静电电容的变化;以及位移层(3),能够在第1电极层(2)与第2电极层(4)之间,通过对操作面的按压而使第1电极层(2)与第2电极层(4)的间隔产生位移;位移层(3)包含橡胶状弹性体而构成,且具有能够在按压方向上伸缩的多个柱部(31),与位移层(3)对向的第1电极层(2)侧的面或第2电极层(4)侧的面的至少一面形成着接合用层,该接合用层包含橡胶状弹性体层(23、41)或含有硅烷化合物的涂布层,且柱部(31)与接合用层一体接合。
Description
交叉引用
本申请主张基于2013年12月18日在日本提出申请的日本专利特愿2013-260744号的优先权,且该申请中所记载的内容全部是通过参照直接引用至本说明书中。此外,本申请中所引用的所有专利、专利申请及文献中所记载的内容全部是通过参照直接引用至本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种检测对操作面的按压方向的操作的检测传感器及其制造方法。
背景技术
以往,作为电子设备中的输入装置,已知有像键盘那样使用按钮开关的输入装置。使用按钮开关的输入装置是对接通与断开这两种状态进行侦测。
相对于此,已知有如下侦测部件:在相应于按压而变形的基体配置多个电极,并基于电极间的静电电容的变化而检测按压方向的位移(例如,参照专利文献1)。
背景技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-17626号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
例如,在像专利文献1中所公开那样对静电电容式的侦测部件使用板状的弹性部件的基体的情况下,因为基体存在于整个电极间,所以存在对按压产生相当大的阻力而难以按压,从而操作性差的情况。此外,基体如果受到按压,那么会向横向膨胀,因此存在基体从侦测部件的最初的占有区域向横向伸出的问题,从而必须在侦测部件的配置方面考虑基体的膨胀。
另一方面,在使用海棉橡胶等发泡构造的基体的情况下,虽可以减轻对按压的阻力,但存在如下问题:在被按压而变形后,在基体恢复到原先的状态之前需要时间,响应性及操作性差。此外,在侦测部件中,进行光透过、光散射而对字符或符号进行照光的情况下,存在海棉橡胶对光透过或光散射产生不良影响的问题。
此外,对于侦测部件,要求能够始终准确地检测按压方向的位移的可靠性。
此外,检测部件中所检测出的静电电容与介置在电极间的物质的介电常数成正比,且与电极间的距离成反比,因此要求所介置的物质的介电常数固定且所介置的物质的厚度薄。进而,在检测部件未被按压时必须高精度且稳定地将电极间的距离保持为固定。此外,检测部件必须形成为能够容易地进行按压。
可是,如果像专利文献1那样在电极间使用海棉等具有空隙的材料,那么介电常数会根据材料的发泡状态产生变化,所以难以将介电常数控制为固定,进而,海棉吸湿也会导致介电常数产生变化,所以难以使介电常数固定。
此外,对于检测部件,因为被用于例如个人计算机或移动终端等,所以存在要求薄型化的情况。此外,对于检测部件,要求上下的电极间的尺寸精度,以便能够恰当地检测静电电容的变化。
本发明是鉴在所述问题而完成的,其目的在于提供一种能够提高检测部件的操作性及可靠性的技术。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的,本发明的一实施方式的检测传感器检测向按压方向对操作面进行按压的状态,且具有:第1电极层及第2电极层,用来检测静电电容的变化;以及位移层,能够在第1电极层与第2电极层之间,通过对操作面的按压而使第1电极层与第2电极层的间隔产生位移;位移层包含橡胶状弹性体而构成,且具有能够在按压方向上伸缩的多个柱部;与位移层对向的第1电极层侧的面或第2电极层侧的面的至少一面形成着接合用层,该接合用层包含橡胶状弹性体层或含有硅烷化合物的涂布层;柱部与接合用层一体接合。
另一实施方式的检测传感器集中对柱部中的与接合用层的接合面及/或接合用层中的与柱部的接合面实施易粘接处理,而将柱部与接合用层一体接合。
另一实施方式的检测传感器中,柱部与接合用层是通过在对各自的接合面进行紫外线照射处理、等离子体处理或电晕处理后重合而一体接合。
此外,另一实施方式的检测传感器中,柱部为圆柱状或圆锥台状。
另一实施方式的检测传感器中,位移层包含由橡胶状弹性体构成的平板层,且柱部与平板层一体成形。
此外,另一实施方式的检测传感器中,接合用层仅设置在一部分区域,该一部分区域是与位移层对向的第1电极层侧的面或第2电极层侧的面的至少一面中的包含与多个柱部的接合面对应的范围的区域。
此外,另一实施方式的检测传感器中,位移层在周缘部具有用来阻断空气从周围流入至位移层内的壁部。
另一实施方式的检测传感器中,第1电极层包含为检测静电电容的变化而被施加电压的发送电极,第2电极层包含用来产生和与第1电极层的间隔对应的电流的接收电极。
此外,另一实施方式的检测传感器中,橡胶状弹性体为硅酮橡胶。
此外,本发明的其他实施方式的检测传感器制造方法制造检测向按压方向对操作面进行按压的操作的检测传感器,检测传感器具有:第1电极层及第2电极层,用来检测静电电容的变化;以及位移层,能够在第1电极层与第2电极层之间,通过对操作面的按压而使第1电极层与所述第2电极层的间隔产生位移;位移层包含橡胶状弹性体而构成,且具有能够在按压方向上伸缩的多个柱部;与位移层对向的第1电极层侧的面或第2电极层侧的面的至少一面形成着接合用层,该接合用层包含橡胶状弹性体层或含有硅烷化合物的涂布层;本发明的其他实施方式的检测传感器制造方法具有如下步骤:易粘接处理步骤,对接合用层的接合在柱部的面与柱部的接合在接合用层的面的至少任一面实施易粘接处理;以及在该易粘接处理步骤之后,将接合用层与柱部重合而将接合用层与柱部一体接合。
进而,另一实施方式的检测传感器的制造方法中,将易粘接处理步骤设为如下步骤:集中对柱部中的与接合用层的接合面及/或接合用层中的与柱部的接合面进行易粘接处理。
进而,另一实施方式的检测传感器的制造方法中,使用遮蔽辅具进行易粘接处理步骤,该遮蔽辅具将柱部的顶面及/或与该顶面接合的接合用层的接合面的一部分面或者整面露出。
[发明的效果]
根据本发明,能够提高检测传感器的操作性及可靠性。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的检测传感器的剖视图。
图2是本发明的第2实施方式的检测传感器的剖视图。
图3是说明本发明的第2实施方式的检测传感器的制造方法的图。
图4是将本发明的第2实施方式的检测传感器的柱部与橡胶状弹性体层剥离时的各自的表面的电子显微镜照片。
图5是本发明的变化例的检测传感器的剖视图。
图6分别表示制造本发明的第3实施方式的检测传感器时所使用的遮蔽辅具的俯视图(6A)、设置在该遮蔽辅具的多个贯通孔中的一个贯通孔附近的A-A放大剖视图(6B)、及以与(6B)相同的视野表示将柱部***至遮蔽辅具的贯通孔并对其顶面进行易粘接处理的情况的放大剖视图(6C)。
图7表示图6的遮蔽辅具的若干变化例。
图8分别表示将图7的(7A)的遮蔽辅具上下翻转并从其贯通孔的扩径部侧***柱部的状态的放大剖视图(8A)、及遮蔽辅具的其他使用例的放大剖视图(8B)。
图9表示用来说明使与柱部接合的作为接合用层的橡胶状弹性体层的顶面小于柱部的顶面的检测传感器的制造方法的图。
图10表示利用所述各种接合方法将柱部与接合用层接合的情况时的优劣的比较。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,以下所说明的实施方式并不限定权利要求书的发明,且实施方式中所说明的各要素及其组合的全部并非发明的解决手段所必需。
<第1实施方式>
首先,对本发明的第1实施方式的检测传感器进行说明。
图1是本发明的第1实施方式的检测传感器的剖视图。(1A)是检测传感器的剖视图,(1B)是说明检测传感器的制造方法的图。
检测传感器1是检测按压方向(图中,上下方向:以下也称为Z方向)的按压操作的传感器,且从操作面侧(附图上侧)起具有第1电极层2、位移层3、及第2电极层4。
第1电极层2从操作面侧起依序具有电极21、基材膜22、及橡胶状弹性体层23。第1电极层2在对操作面进行按压时必须变形,因此第1电极层2的厚度优选为0.01mm以上且1mm以下,更优选为0.01mm以上且0.4mm以下。
电极21例如是从未图示的电源被施加电压的驱动电极。电极21可以由铜、银等的金属薄膜构成,也可以由透明的PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate)(seefigure),聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))等导电性高分子膜、或包含铜、银、碳等的纳米状微小纤维的膜、或者ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)膜构成。电极21的Z方向的厚度例如为0.01μm以上且1μm以下。像这样设定电极21的Z方向的厚度的原因在于:如果将电极21的Z方向的厚度设为小于0.01μm,那么电阻高而无法准确地检测静电电容,此外,如果设为1μm以上,那么电极过厚而***,因此,在按压检测传感器时第1电极层2难以变形,进而不会根据电极的形状均匀地变形。
基材膜22例如包含绝缘性高且可挠性优异的树脂膜,且优选为包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET,Polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(PC,polycarbonate)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,Polymethyl Methacrylate)。作为基材膜22,例如可以使用东丽股份有限公司制造的S10。也可以对构成基材膜22的树脂膜的表面实施物理性或者化学性表面处理。
橡胶状弹性体层23是接合用层的一例,构成橡胶状弹性体层23的橡胶状弹性体是:胺基甲酸酯橡胶、异戊二烯橡胶、乙烯丙烯橡胶、天然橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶或者苯乙烯丁二烯橡胶、硅酮橡胶等热固性弹性体;胺基甲酸酯系、酯系、苯乙烯系、烯烃系、丁二烯系或者氟系等的热塑性弹性体;或者它们的复合物等;因为贯彻按压力和与按压力对应的电极间距离的关系重要,所以橡胶状弹性体尤其优选为相对于反复按压的尺寸变化相对小、也就是压缩永久变形相对小的具有硅氧烷键的硅酮橡胶。此外,构成橡胶状弹性体层23的橡胶状弹性体可以为经一次硫化而成的弹性体,此外,也可以为经二次硫化而成的弹性体。此外,橡胶状弹性体也可以被着色。作为橡胶状弹性体层23,例如可以使用将信越化学工业股份有限公司制造的X-34-1802A/B(橡胶硬度A 15~35)或X-32-2170A/B(橡胶硬度A10~25)作为原料而生成的硅酮橡胶。此处,橡胶硬度A是指依据下述JISK6253的测定法的A型硬度计硬度。另外,作为接合用层,也可以代替橡胶状弹性体层23而为含有硅烷化合物的涂布层。作为含有硅烷化合物的涂布层,有硅烷偶联剂层、硅氧烷系涂布层等。硅烷偶联剂只要为适合基材膜22的硅烷偶联剂,那么可为任意的种类。硅烷偶联剂层可以由信越化学工业股份有限公司制造的KBE-903或利用溶剂将1~2种硅烷偶联剂稀释而制成引物者构成,也可以由胺基硅烷系引物(例如,信越化学工业股份有限公司制造的KBP-40)构成。
作为硅氧烷系涂布层,有利用任意的方法将直链状的二甲基聚硅氧烷硬化固定在基材表面而成的涂布层。作为涂布层的涂布剂的硬化方式,可以为利用热的缩合反应、加成反应型的方式,也可以为利用紫外线或电子束的方式。此外,作为涂布剂的形态,可为溶剂型、乳胶型、及无溶剂型的任一种。例如,作为涂布剂,有使在两末端、或者在两末端及链中具有乙烯基的直链状甲基乙烯基聚硅氧烷与甲基氢聚硅氧烷在存在铂系触媒的状态下反应的类型也就是加成反应型的剥离用硅酮剂,可使用信越化学工业公司制造的KS-774等。
此外,作为硅氧烷系涂布层,可以为以硅氧烷键为骨架在硅原子键结有机基所得的且分类为一官能性至四官能性、尤其是以三官能或者四官能性构成的有机聚硅氧烷,例如也可以为使用胶体二氧化硅作为四官能成分者。在涂布剂中,也可以视需要导入二官能性单体以赋予可挠性或者为提高粘接性等而导入硅烷偶联剂,例如,也可以使用信越化学工业公司制造的KP-85作为硅氧烷系硬涂剂。
作为硅氧烷系涂布层的材料,可以为包含结晶性或非结晶性的二氧化硅的亲水性涂布剂,例如可以为将非晶形二氧化硅、甲醇、异丙醇等混合而成的涂布剂。作为亲水性涂布剂,例如也可以使用中央汽车工业公司制造的EXCEL PURE。
位移层3包含橡胶状弹性体,且具有能够在Z方向伸缩的多个柱部31。柱部31例如为点状(例如圆柱状或圆锥台状)。如果将柱部31的形状设为圆柱状或圆锥台状,那么与角柱等具有角的形状的情况不同,可以使来自上表面的力在整个圆周方向均匀地分散,由此可降低柱部31中的特定部位受到损害的风险,因此能够提高耐久性。此外,如果将柱部31的形状设为圆锥台状,那么与圆柱状相比,使用模具形成柱部31时的未硬化材料对模具的填充性、硬化后从模具取出柱部31时的脱模作业及制造上的良率变佳。但是,柱部31的形状并不限定于此,只要能够在与其他层对向的面内确保能够确保必需的粘接强度的面积,那么可为任意的形状。多个柱部31在第2电极层4的上表面的面内的纵横向上分别隔开间距而排列。为了提高按压方向的位移的检测精度,柱部31间的间距优选为小。柱部31优选为包含与橡胶状弹性体层23相同或硬度不同的同种橡胶状弹性体。柱部31的高度例如为0.01mm以上且1mm以下,优选为0.01mm以上且0.3mm以下。此外,因柱部31收缩而移位的一侧的电极层(在本实施方式中为第1电极层2)的位移量例如为柱部31的高度的80%以内。作为柱部31,例如可以使用以信越化学工业股份有限公司制造的KE-1950-10A/B(橡胶硬度A 10)、KEG-2000-40A/B(橡胶硬度A 40)、KE-951-U与硫化材C-25A/B(橡胶硬度A 50)、KE-2090-60A/B(橡胶硬度A 60)、KE-981-U与硫化材C-25A/B(橡胶硬度A 80)等为原料而生成的硅酮橡胶。柱部31可以使用模具成形,也可以通过印刷而形成,就形状稳定性的方面来说,优选为使用模具成形。构成柱部31的橡胶状弹性体并不限定于以上橡胶状弹性体,可以选择任意的橡胶状弹性体。构成柱部31的橡胶状弹性体的硫化类型或硬度可以任意选择。此外,只要检测传感器1无需光透过,那么也可以对构成柱部31的橡胶状弹性体进行着色。柱部31与橡胶状弹性体层23是以如下方式一体接合。此外,柱部31与橡胶状弹性体层41是以如下方式一体接合。
位移层3的柱部31的橡胶硬度由依据JISK6253的测定法的A型硬度计硬度表示优选为10以上且80以下,更优选为25以上且80以下。此外,橡胶状弹性体层23、41的橡胶硬度由依据JISK6253的测定法的A型硬度计硬度表示优选为10以上且80以下,更优选为10以上且70以下。橡胶状弹性体层23、41的橡胶硬度优选为与位移层3的柱部31的橡胶硬度相同或者低于位移层3的柱部31的橡胶硬度。
如下述般进行表面处理后的位移层3的柱部31及与柱部31固接的对象物的表面因彼此为固体,所以如果不使表面物理性地接近,那么会介存微细的空间而导致接触面积不稳定,从而无法使相互的OH基形成氢键而一体接合。因此,柱部31的橡胶硬度越低,那么越容易通过利用应力按压于对象物的表面而追随对象物,因此能够更快且稳定地固接。进而,因为与柱部31一体接合的对象物为包含橡胶状弹性体的橡胶状弹性体层23、41,所以柱部31与橡胶状弹性体层23、41相互地压缩变形,因此界面的距离容易变小,从而更能获得上述效果。
此处,检测传感器1通过被按压而使具备固定厚度的柱部31压缩弹性变形,由此发挥Z方向的检测功能,但如果柱部31的橡胶硬度过低,那么存在无足够的强度而容易被破坏的顾虑。另一方面,如果柱部31的橡胶硬度过高,那么需要按压力而操作性变差。此外,如果使柱部31的密度稀疏,那么第1电极层2的按压部的周边也容易弯曲,所以会产生不良影响。橡胶状弹性体层23、41因为与柱部31相比足够薄,所以即便橡胶硬度低,其影响也小。例如,如果橡胶状弹性体层23、41的橡胶硬度低于柱部31,那么压接时的表面彼此能更紧密地密接,因此能获得更容易固接的效果。
该位移层3的柱部31的周围为空隙,在操作面被按压的情况下,柱部31相对容易收缩,此外,在对操作面的按压结束的情况下,柱部31迅速扩展并恢复到原先的状态。因此,检测传感器1的对按压的响应性提高,且操作性提高。
第2电极层4从距离操作面远的一侧起依序具有电极43、基材膜42、及橡胶状弹性体层41。
电极43是用来检测与电极21之间的静电电容的接收电极。电极43可以由与电极21相同的原材料构成。电极43的Z方向的厚度例如为0.01mm以上且1mm以下。电极43无须根据按压而变形,因此构成的原材料或Z方向的厚度并不限定于以上内容。
基材膜42例如包含绝缘性高且可挠性优异的树脂膜,优选为包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。也可以对构成基材膜22的树脂膜的表面实施物理性或者化学性表面处理。
橡胶状弹性体层41是接合用层的一例,可优选利用与橡胶状弹性体层23相同的材料构成。另外,作为接合用层,也可以代替橡胶状弹性体层41而为硅烷偶联剂层。硅烷偶联剂只要为适合基材膜42的硅烷偶联剂,那么例如可以使用与第1电极层2中的硅烷偶联剂层相同的材料。
接下来,对第1实施方式的检测传感器的制造方法进行说明。
如图1的(1B)所示,在基材膜22的一面形成电极21,并且在另一面形成橡胶状弹性体层23,从而形成第1电极层2。作为在基材膜22形成橡胶状弹性体层23的方法,例如也可以通过网版印刷法涂布包含对基材膜22具有粘接性的成分的硅酮橡胶。
接着,对第1电极层2的与位移层3的柱部31对向的接合面23a及位移层3的多个柱部31的与第1电极层2对向的接合面31a照射紫外线。此处,所照射的紫外线是近紫外线(波长200nm以上且380nm以下)以下的波长的光,优选为远紫外线及真空紫外线(波长10nm以上且200nm以下)的光。在本实施方式中,例如是使用以氙气作为放电气体并发出包含172nm的波长的真空紫外线(VUV,vacuum ultraviolet)的准分子灯来照射光。另外,也可以不使用准分子灯而对接合面23a与接合面31a实施真空等离子体处理、大气压等离子体处理、电晕处理、及火焰处理等易粘接处理。该步骤相当于易粘接处理步骤,也就是说对接合用层的与柱部接合的面和柱部的与接合用层接合的面的至少任一面实施易粘接处理。
通过该等离子体处理或电晕处理,周围的气体离子化,且经离子化的气体通过所施加的电位差加速而与接合面23a及接合面31a碰撞,接合面23a及接合面31a的分子内键被破坏而在接合面23a及接合面31a的表面产生自由基。接着,周围的气体(例如大气)中所存在的氧气或水等直接或间接地反应而在接合面23a及接合面31a的表面形成羟基等反应基。该状态与被照射紫外线时的接合面23a及接合面31a的表面的状态相同。
接下来,通过将第1电极层2与位移层3的多个柱部31重合而将第1电极层2的接合面23a与柱部31的接合面31a一体接合。此处,优选为在照射紫外线之后立刻将第1电极层2与位移层3的多个柱部31重合。此外,重合时可以在常温下进行,也可以在加热温度下进行。此外,优选为在将第1电极层2的接合面23a与柱部31的接合面31a重合之后,在将接合面重合的方向上施加负荷。此外,优选为在重合之后,以已将第1电极层2与位移层3的柱部31重合的状态放置片刻。该步骤相当于在易粘接处理步骤之后将接合用层与柱部重合而将接合用层与柱部一体接合的步骤。
另一方面,在基材膜42的一面形成电极43,并且在另一面形成橡胶状弹性体层41,从而制作第2电极层4。作为在基材膜42形成橡胶状弹性体层41的方法,例如也可以通过网版印刷法涂布包含对基材膜42具有粘接性的成分的硅酮橡胶。
接下来,对与位移层3的柱部31对向的第2电极层4的接合面41a及与第2电极层4对向的位移层3的多个柱部31的接合面31b照射与以上相同的紫外线。也可以与接合面23a、31a同样地实施真空等离子体处理、大气压等离子体处理、电晕处理、及火焰处理等易粘接处理,以代替照射紫外线。该步骤相当于易粘接处理步骤,也就是说对接合用层的与柱部接合的面和柱部的与接合用层接合的面的至少任一面实施易粘接处理。
接下来,通过将第2电极层4与位移层3的多个柱部31重合而将第2电极层4的接合面41a与多个柱部31的接合面31b一体接合。此处,优选为在照射紫外线之后立刻重合。此外,重合时可以在常温下进行,也可以在加热温度下进行。此外,优选为在将第2电极层4的接合面41a与柱部31的接合面31b重合之后,在将接合面重合的方向上施加负荷。此外,优选为在重合之后,以已将使第2电极层4与位移层3的柱部31重合的状态放置片刻。该步骤相当于在易粘接处理步骤之后将接合用层与柱部重合而将接合用层与柱部一体接合的步骤。
经过以上的步骤,完成像图1的(1A)所示那样的检测传感器1。
接下来,对制造检测传感器1的情况时的柱部31与接合用层(橡胶状导体层23、41,含有硅烷化合物的涂布层)的接合机制进行说明。
如果通过准分子灯照射包含172nm的波长的紫外线,那么该紫外线直接作用于周围的氧气(O2)而产生活性氧(O(1D))。此外,该紫外线使氧气(O2)变化为臭氧(O3),并使臭氧(O3)变化为氧气(O2)与活性氧(O(1D))。
在接合前的初始状态下,在橡胶状弹性体层23、41(或硅烷偶联剂层)及柱部31的表面存在CH3基。
如果对此种橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31的表面照射包含172nm的波长的紫外线,那么通过紫外线与因周围的氧气受到紫外线照射而产生的活性氧,橡胶状弹性体层的表面及柱部31的表面被氧化。由此,橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31的表面的CH3基被氧化而成为OH基。
之后,如果将橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31的表面重合,在重合的方向上施加负荷,并在室温下保持特定时间,那么橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31的表面的OH基彼此键结而产生水,橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)的硅(Si)与柱部31的硅(Si)经由氧(O)而键结。这样一来,将无粘接剂等介隔物的键结状态称为一体接合。
橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31是以如上方式一体接合,因此能够恰当地防止它们容易分离,从而能够提高可靠性。这样一来,不使用粘接剂或粘着剂便可将橡胶状弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31一体接合,因此能够防止在按压时弹性体层23、41(或含有硅烷化合物的涂布层)及柱部31偏移、翘曲、或***,从而能够提高检测传感器1的可靠性。此外,因为不使用粘接剂或粘着剂,所以不会在柱部31的周围的空隙产生滴液,从而不会使按压感产生差异。此外,因为不使用粘接剂或粘着剂,所以不会产生粘接剂等的涂布不均,从而不会使按压感产生差异。进而,因为不使用粘接剂或粘着剂,所以能够使检测传感器1的按压方向的宽度变薄。此外,因为未介置粘接层而将柱部3相对于橡胶状弹性体23、41一体接合,所以能够将粘接的可靠性维持得高。因此,能够高精度地维持上下电极间的尺寸精度。
<第2实施方式>
接下来,对本发明的第2实施方式的检测传感器进行说明。在本实施方式中,对与第1实施方式共通的构成部分标注相同符号,并适当省略其说明。
图2是本发明的第2实施方式的检测传感器的剖视图。
第2实施方式的检测传感器1在位移层3中将多个柱部31形成在基材膜33上而使多个柱部31的操作变得容易。
检测传感器1从操作面侧起具有第1电极层2、位移层3、粘接层50、第2电极层4、及粘接层50。
第1电极层2从操作面侧(图的上侧)起依序具有抗蚀层24、电极21、基材膜22、及橡胶状弹性体层23。抗蚀层24是保护电极21的层。抗蚀层24例如是厚度为20μm的层。基材膜22例如是厚度为50μm的膜。
位移层3从距离操作面远的一侧起依序具有基材膜33、橡胶状弹性体层32、及柱部31。橡胶状弹性体层32是平板层的一例,且由与柱部31相同材质的橡胶状弹性体构成。柱部31与橡胶状弹性体层23的下表面一体形成。
位移层3的下表面的粘着层50是将位移层3与第2电极层4粘接的层。粘接层50例如为双面胶带。作为粘接层50的材料,例如可以使用作为丙烯酸系粘接剂胶带的3M公司制造的467。
第2电极层4从距离操作面远的一侧起依序具有基材膜42、电极43、及抗蚀层44。抗蚀层44是保护电极43的层。抗蚀层44例如是厚度为20μm的层。
图3是说明本发明的第2实施方式的检测传感器的制造方法的图。
首先,如(3A)所示,准备聚对苯二甲酸乙二酯膜作为基材膜33。接着,在该基材膜33的上表面涂布硅酮系引物,并在室温下放置1小时。将该基材膜33收容在形成着规定橡胶状弹性体层32及多个柱部31的形状的凹部的模具,并将成为原料的硅酮橡胶填充至模具内,例如在成形温度135℃、成形时间4分钟的条件下加压成形,例如在干燥温度150℃、干燥时间30分钟下进行干燥(步骤S1)。此处,在模具的凹部,规定多个柱部31的各自的形状且底面平坦的多个柱部用凹部均等地形成为矩阵状。由此,如(3B)所示,形成基材膜33的引物涂布面与橡胶状弹性体层32及多个柱部31一体化而成的位移层3。在所形成的位移层3中,柱部31的顶面平坦,且精度良好地转印着模具的形状。柱部31的形状例如为高度0.1mm、直径1mm的圆柱状,且柱部31在俯视下以约50%的密度均等地配置在橡胶状弹性体层32上。
另一方面,如(3C)所示,准备基材膜42,在基材膜42的一面形成电极层43,并在该电极层43上形成抗蚀层44,由此形成第2电极层4(步骤S2)。
之后,将用来将第2电极层4与其他部件粘接的粘接层50贴附在第2电极层4的下表面(基材膜42的下表面),并且经由粘接层50将(3B)所示的位移层3的下表面(基材膜33的下表面)与(3D)所示的第2电极层4的上表面(抗蚀层44的上表面)贴合,并通过刀辅具切断贴合后所得者的外形的多余部分(步骤S3)并去除。其结果,如(3E)所示,成为位移层3与第2电极层4经粘接的构成。
进而,如(3F)所示,准备基材膜22。接着,在基材膜22的一面形成电极层21,并在该电极层21上形成抗蚀层24,之后,在基材膜22的另一面,通过网版印刷法将包含对基材膜22具有高粘接性的成分的硅酮橡胶涂布成例如20μm的厚度,例如,在80℃的温度下放置1小时,由此形成橡胶状弹性体层23,从而制成像(3G)所示那样的第1电极层4(步骤S4)。
接下来,如(3H)所示,从(3E)所示的构成的柱部31的一侧以172nm的波长的紫外线例如成为4mW/cm2的照度照射包含172nm的波长的紫外线90秒钟(步骤S5),并且如(3I)所示,从(3G)所示的构成的橡胶状弹性体层23侧以例如172nm的波长的紫外线成为4mW/cm2的照度照射包含172nm的波长的紫外线90秒钟(步骤S6)。该步骤相当于易粘接处理步骤,也就是说对接合用层的与柱部接合的面和柱部的与接合用层接合的面的至少任一面实施易粘接处理。
接着,使(3H)所示的构成与(3I)所示的构成分别吸附固定在贴合辅具,精度良好地将经紫外线照射的柱部31与橡胶状弹性体层23的面贴合,并将贴合后的构成仅压缩相当于柱部31的按压方向的高度的1%以上且40%以下、优选为5%以上且20%以下的量并保持5分钟(步骤S7)。该步骤相当于在易粘接处理步骤之后将接合用层与柱部重合而将接合用层与柱部一体接合的步骤。由此,能够获得如(3J)所示,柱部31与橡胶状弹性体层23经一体接合的检测传感器1。
图4是将本发明的第2实施方式的检测传感器的柱部与橡胶状弹性体层剥离时的各自的表面的电子显微镜照片。(4A)是剥离时的橡胶状弹性体层23的表面的电子显微镜照片,(4B)是剥离时的柱部31的表面的电子显微镜照片。
在通过辅具固持以如上方式制成的检测传感器1的第1电极层2与第2电极层4的端部之后,进行90度剥离试验。通过电子显微镜观察剥离后的柱部31与橡胶状弹性体层23的表面,结果如(4A)及(4B)所示,橡胶状弹性体层23的一部分产生凝聚破坏而附着在柱部31的顶面的大部分。对检测传感器1的所有柱部31进行观察的结果相同。
此处,如果第1电极层与柱部未被固定,那么对检测传感器的特定部分进行按压操作时,第1电极层的经按压操作的附近会鼓起,且因该鼓起而导致检测传感器中的静电电容产生变化。如上所述产生鼓起的原因是第1电极层包含树脂或玻璃等而具有固定的弹性模数。根据本实施方式中所制作的检测传感器1,第1电极层与柱部被恰当地固定,从而能够恰当地防止此种状况产生。
在第2实施方式中,位移层3除具备柱部31以外,还具备基材膜33与橡胶状弹性体层32。关于基材膜33,在制造检测传感器1的方面,在基材膜33形成多个柱部31时或与其他部件接合时的定位精度并不那么难以实现。此外,位移层3的操作也容易。此外,基材膜33不会妨碍设在比柱部31更靠下方的第1电极层的变形。此外,由所述制造方法可知,因为橡胶状弹性体层32与柱部31为一体物,所以容易将微小的柱部31接合在基材膜33上。
<变化例>
接下来,对本发明的第2实施方式的检测传感器的变化例进行说明。在本变化例中,对与第2实施方式共通的构成部分标注相同符号,并适当省略其说明。
图5是本发明的变化例的检测传感器的剖视图。(5A)~(5D)是变化例的检测传感器。
首先,对第1变化例的检测传感器1进行说明。
(5A)所示的第1变化例的检测传感器1是以如下方式形成:在图2所示的第2实施方式的检测传感器1中,代替橡胶状弹性体层23而具备硅烷偶联剂层25。
硅烷偶联层25的硅烷偶联剂只要为适合基材膜22的硅烷偶联剂,那么可以为任意的种类。硅烷偶联剂层25可以由信越化学工业股份有限公司制造的KBE-903或利用溶剂将1~2种硅烷偶联剂稀释并引物化而成者构成,也可以由胺基硅烷系引物(例如,信越化学工业股份有限公司制造的KPB-40)构成。
在检测传感器1中,硅烷偶联层25与柱部31一体接合。因此,具有与第2实施方式的检测传感器相同的效果。进而,根据第1变化例,以硅烷偶联剂层25代替橡胶状弹性体层23,因此对检测传感器1的按压感提高。此外,能够使检测传感器1的Z方向的厚度变薄。
接下来,对第2变化例的检测传感器1进行说明。
(5B)所示的第2变化例的检测传感器1是以如下方式形成:在第2实施方式的检测传感器1中,代替橡胶状弹性体层23而具备橡胶状弹性体层26。
橡胶状弹性体层26由与橡胶状弹性体层23的橡胶状弹性体相同的橡胶状弹性体构成,但设置着橡胶状弹性体的范围与橡胶状弹性体层23不同。橡胶状弹性体层26设置在基材膜22的一部分范围且为包含与接合对象的柱部31的接合面对应的部分的范围。橡胶状弹性体层26例如也可以对包含与在附图进深方向上排列的多个柱部31的接合面对应的部分的线状范围设置橡胶状弹性体。在检测传感器1中,橡胶状弹性体层26与柱部31一体接合。
根据第2变化例,因为将橡胶状弹性体层26设置在基材膜22的一部分范围,所以能够减少基材膜22的面上的橡胶状弹性体所占的范围,从而能够进一步提高对检测传感器1的按压感。
接下来,对第3变化例的检测传感器1进行说明。
(5C)所示的第3变化例的检测传感器1是以如下方式形成:在第2变化例的检测传感器1中,橡胶状弹性体层26而具备硅烷偶联剂层27。
构成硅烷偶联剂层27的硅烷偶联剂与硅烷偶联剂层25相同。在检测传感器1中,硅烷偶联层27与柱部31一体接合。
根据第3变化例,因为橡胶状弹性体层26而具备硅烷偶联剂层27,所以与第2变化例相比,能够提高对检测传感器1的按压感,并且能够使检测传感器1的Z方向的厚度变薄。
接下来,对第4变化例的检测传感器1进行说明。
(5D)所示的第4变化例的检测传感器1是以如下方式形成:在第2实施方式的检测传感器1的位移层3中,还具有壁部34。
壁部34由与柱部31相同的橡胶状弹性体构成,且设置在位移层3的周缘部。壁部34具有与柱部31相同的高度,且与柱部31同样地与橡胶状弹性体层23一体接合。因此,能够提高第1电极层2与位移层3的粘接强度。进而,通过壁部34,能够从外部阻断柱部31周围的空隙,而能够防止异物侵入至柱部31周围的空隙,从而能够提高检测传感器1的可靠性。另外,也能够在壁部34设置微细的通气孔,防止异物渗入,并且不妨碍因热膨胀或按压而引起的空气的移动。
<第3实施方式>
接下来,对本发明的第3实施方式的检测传感器进行说明。在本实施方式中,对与所述各实施方式共通的构成部分标注相同符号,并适当省略其说明。
图6分别表示在制造本发明的第3实施方式的检测传感器时所使用的遮蔽辅具的俯视图(6A)、设置在该遮蔽辅具的多个贯通孔中的一个贯通孔附近的A-A放大剖视图(6B)、及以与(6B)相同的视野表示将柱部***至遮蔽辅具的贯通孔并对该柱部的顶面进行易粘接处理的情况的放大剖视图(6C)。
图6的(6A)所示的遮蔽辅具60是用来对位移层3的柱部31的顶面进行易粘接处理(在本实施方式中,代表性地以使用准分子灯的紫外线的照射为例进行说明)的辅具,且具备多个可供柱部31***的贯通孔61。本实施方式中的遮蔽辅具60纵横有规律地具备贯通孔61,但贯通孔61的数量或配置并不限定于图6的(6A)所例示的情况。遮蔽辅具60可优选为利用以SUS(Steel Use Stainless,不锈钢)为代表的金属或者树脂制造。贯通孔61可以利用切削或者蚀刻等方法容易地形成。遮蔽辅具60的贯通孔61设计为比柱部31的直径稍大。其原因在于:通过如上所述那样设计,能够容易地将橡胶状弹性体层32、41上的多个柱部31与数量和这些柱部相同的贯通孔61的位置对准。
图6的(6B)所示的遮蔽辅具60的各贯通孔61是在遮蔽辅具60的正背方向上维持相同直径而贯通的圆筒状的孔,且该贯通孔61的内侧壁62大致垂直。构成本实施方式的检测传感器1的柱部31为圆柱形状。本实施方式的检测传感器1与第2实施方式的检测传感器1相同,是经过图3所示的步骤而制造。在该制造步骤中,在步骤S5的紫外线照射时,从柱部31的上方盖上遮蔽辅具60,而形成使柱部31***至贯通孔61的状态。本实施方式的检测传感器1与第2实施方式的检测传感器1的不同点是在进行如上所述的遮蔽处理后进行易粘接处理而制造。
***至遮蔽辅具60的贯通孔61的柱部31的侧面成为与贯通孔61的内侧壁62存在少许间隙的状态。此外,遮蔽辅具60的厚度与柱部31的高度相同或略大于柱部31的高度。因此,柱部31能够形成与贯通孔61的内侧壁62存在少许间隙并且主要从贯通孔61露出顶面的状态。如图6的(6C)所示,如果在该状态下从柱部31的顶面方向(6C的箭头方向)照射紫外线,那么紫外线集中或优先照射至柱部31的顶面,关于柱部31的侧面,虽然少许区域可能会受到照射,但大部分区域不会受到照射。进而,柱部31的周围也不会受到紫外线的照射。这样一来,遮蔽柱部31的侧面及柱部31的周围,由此能够将能粘接的活化部分主要设为柱部31的顶面,且能够将其侧面的大部分及柱部31的周边区域设为无法粘接的惰性区域。由此,在图3的步骤S7的步骤中,即便在柱部31的高度方向上施加了压缩力,也能够减少基材膜22侧的橡胶状弹性体层23与柱部31的顶面以外的区域粘接的问题。由此,在贴合步骤时,能够有效地防止因柱部31的顶面以外的部分与作为接合用层的橡胶状弹性体层23粘接所引起的柱部31的缩小化(也称为间隙的缩小)。此外,为了防止基材膜22侧的橡胶状弹性体层23与柱部31的顶面以外的区域粘接的问题,还考虑了降低贴合时的压缩力的方法。可是,如果降低压缩力,那么会产生柱部31与橡胶状弹性体层23的粘接强度降低的其他问题,所以欠佳。如果通过所述遮蔽处理对柱部31的顶面实施易粘接处理,另一方面不对其侧面或柱部31的周边实施易粘接处理,那么能够以足够大的压缩力进行贴合步骤,由此能够提高柱部31与橡胶状弹性体层23的粘接强度,且能够确保按照设计之间隙。
图7是表示图6的遮蔽辅具的若干变化例。
图7的(7A)表示从柱部31的上方盖上具备朝向橡胶状弹性体层32、41侧扩径的锥状的贯通孔61a的遮蔽辅具60的状态的放大剖视图。图7中的箭头是指紫外线的照射。在之后的图中也相同。贯通孔61a的上方的直径小于柱部31的直径。因此,如果从柱部31的上方盖上遮蔽辅具60,那么柱部31成为与贯通孔61a的锥状的内侧壁63相接的状态且可以从贯通孔61a的上方观察到其顶面的状态。
如果形成此种锥形状的贯通孔61a,那么容易将贯通孔61a***至柱部31,且能够几乎完全防止对柱部31的侧面的易粘接处理,从而能够容易地仅对顶面实施易粘接处理。但是,如果相对于垂直方向过度增大贯通孔61a的内侧壁63的角度,那么从柱部31的正上方观察时的顶面的露出度降低,而顶面的易粘接处理面减小。因此,内侧壁63优选为接近于垂直的锥面。
图7的(7B)表示从柱部31的上方盖上具备朝向橡胶状弹性体层32、41侧扩径且也朝向与其相反的一侧扩径的鼓形状的贯通孔61b的遮蔽辅具60的状态的放大剖视图。柱部31的顶面在贯通孔61b的下方的内侧壁65的中途位置与内侧壁65接触。如果使用具有此种形状的贯通孔61b的遮蔽辅具60进行易粘接处理,那么容易将柱部31***至贯通孔61b,并且能够几乎完全防止对柱部31的侧面的易粘接处理,且容易对柱部31的顶面的广泛区域实施易粘接处理。因为贯通孔61b的橡胶状弹性体层32、41侧的内侧壁65呈锥状扩径,所以容易将柱部31***。另一方面,因为贯通孔61b的与橡胶状弹性体层32为相反侧的内侧壁64也呈锥状扩径,所以能够确保紫外线的入射面积大,并且利用内侧壁64对紫外线的反射,容易将紫外线照射至柱部31的顶面的广泛区域。另外,为了提高紫外线的反射效率,内侧壁64优选为被实施镜面处理。
图7的(7C)表示从柱部31的上方盖上具备与图7的(7B)相同形状的贯通孔61b并且由2层构成的遮蔽辅具60的状态的放大剖视图。构成遮蔽辅具60的第一层66具有内侧壁64,第二层67具有内侧壁65。第二层67优选为包含硬度低于柱部31的材料。如果利用此种材料形成第二层67,那么即便柱部31的顶面的周缘部与内侧壁65相接,也不会对柱部31施加过度的压力。因此,即便不严格控制第二层67的厚度及锥形的角度,也能够有效地防止柱部31的变形。另外,第一层66的材料可以为相对于柱部31的材料为高硬度、低硬度或者相同硬度的任一种。
图8分别表示将图7的(7A)的遮蔽辅具上下翻转并从其贯通孔的扩径部侧***柱部的状态的放大剖视图(8A)、及遮蔽辅具的另一使用例的放大剖视图(8B)。
如图8的(8A)所示,也可以将柱部31的顶面朝下,从遮蔽辅具60的贯通孔61a的扩径部***,并从与该扩径部相反的一侧朝向柱部31的顶面实施易粘接处理。图6的(6B)、图7的(7B)及(7C)的任一形状的遮蔽辅具60也可以同样地上下翻转而加以使用。这样一来,使遮蔽辅具60位于下方而从上方***柱部31而进行易粘接处理在如下情况下尤其有效,也就是想要防止柱部31与贯通孔61a、61b的内侧壁63、65接触而因遮蔽辅具60的重量导致柱部31变形的情况。
此外,如图8的(8B)所示,遮蔽辅具60可利用于如下情况:于在粘接柱部31的顶面的一侧的接合用层、也就是基材膜22上的橡胶状弹性体层23,仅对与柱部31接合的局部区域实施易粘接处理。此处,以具有贯通孔61的遮蔽辅具60为例进行了说明,但也可以使用具有其他形状的贯通孔61a、61b的遮蔽辅具60对橡胶状弹性体层23实施易粘接处理。
<第4实施方式>
接下来,对本发明的第4实施方式的检测传感器进行说明。在本实施方式中,对与所述各实施方式共通的构成部分标注相同符号,并适当省略其说明。
图9表示用来说明使与柱部接合的作为接合用层的橡胶状弹性体层的顶面小于柱部的顶面的检测传感器的制造方法的图。
本实施方式的检测传感器1的特征在于如下方面:在柱部31的顶面侧,接合具有面积小于该柱部31的顶面的顶面的作为接合用层的橡胶状弹性体层23。如图9的(9A)所示,在橡胶状弹性体层23的顶面比柱部31的顶面小的情况下,也可以采用如下方法:不使用第3实施方式中所使用的遮蔽辅具60,而对橡胶状弹性体层23的顶面、其侧面、及基材膜22实施易粘接处理。
在这种情况下,如图9的(9B)所示,当将柱部31的顶面与橡胶状弹性体层23的顶面接合时,基材膜22与柱部31的顶面可能会接触。但是,基材膜22因为不会因照射紫外线等而形成易粘接面,所以不会与柱部31粘接,从而不会产生柱部31的变形、间隙的缩小、或者为了防止所述情况而可能产生的粘接强度不足等问题。
<各种接合方法的特征>
图10表示利用所述各种接合方法将柱部与接合用层接合的情况下的优劣的比较。图中,S的黑线是指易粘接处理面。
在所述第3实施方式及第4实施方式中,集中对柱部31中的与接合用层(以橡胶状弹性体层23为例)的接合面及/或接合用层中的与柱部31的接合面实施易粘接处理,而将柱部31与接合用层一体接合。此处,所谓「集中」,并非指100%。因此,集中对柱部31中的与接合用层的接合面及/或接合用层中的与柱部31的接合面实施易粘接处理未必指仅对该各接合面实施易粘接处理,而是指尽可能排除该接合面以外的区域而实施易粘接处理。因此,即便在对该接合面(例如,柱部31的顶面)以外的少许区域(例如,柱部31的顶面附近的侧面的一部分)实施了易粘接处理的情况下,当其面积显明显小于该接合面时,也是集中对该接合面实施易粘接处理。
另外,在对作为接合用层的橡胶状弹性体层23及柱部31各自的整个面进行易粘接处理的情况下,无须使用遮蔽辅具60,且在接合的容易度及接合强度的方面优异。另一方面,在接合后,柱部31变形的可能性高于以下叙述的方法。
接下来,在对橡胶状弹性体层23及柱部31的至少任一个局部实施易粘接处理的情况下,必须使用遮蔽辅具60至少1次。此外,在对橡胶状弹性体层23侧局部实施易粘接处理的情况下,也存在难以进行接合的位置对准的问题。但是,另一方面,所述局部易粘接处理的接合强度高,也无柱部31变形的问题。
最后,在使橡胶状弹性体层23小于柱部31的情况下,就接合时的位置对准及粘接强度的方面来说,虽然略差于之前的方式,但无柱部31变形的问题。此外,也能够对柱部31侧的整个面进行易粘接处理,在此情况下,无需遮蔽的步骤。
<其他实施方式>
以上,基于本发明的各实施方式进行了说明,但本发明并不限定于所述各实施方式,能够应用于其他各种形态。
例如,在所述第1~第4实施方式中,作为一例而将柱部31的形状设为点状,但柱部31的形状并不限定于此,例如也可以为线状。
此外,在所述第2实施方式及其变化例中,将第1电极层2与位移层3的柱部31一体接合,但本发明并不限定于此,也可以将第2电极层4与位移层3的柱部31一体接合。也就是说,只要将柱部31与第1电极层2或第2电极层4的至少一个一体接合即可。
此外,在所述第1及第2实施方式中,将操作面侧的第1电极层2的电极设为驱动电极,将距离操作面远的一侧的第2电极层4的电极设为接收电极,但也可以将第1电极层2的电极设为接收电极,将第2电极层4的电极设为驱动电极。
此外,在所述第1及第2实施方式中,列举了检测Z方向的操作的检测传感器为例,但也可以还具备包含用来检测操作面的平面上的位置(XY方向的位置)的XY方向接收电极的第3电极层,以检测3轴方向的操作。在此情况下,第3电极层能够在Z方向上配置在比第1电极层2更靠近操作面的位置、第1电极层2与位移层3之间、位移层3与第2电极层之间、或比第2电极层更远离操作面的位置的任一位置。
此外,也可以将XY方向接收电极设置在第1电极层或第2电极层。例如,XY方向接收电极也可以配置在第1电极层或2电极层的基材膜的与设置着电极的面为相反面侧,或介隔抗蚀剂配置在电极上,或者与基材膜上的电极隔开间隔配置在同一面侧。在将XY方向接收电极配置在比柱部更靠上方的第1电极层的情况下,包含XY方向接收电极的第1电极层在对操作面进行按压时必须变形,因此第1电极层的厚度优选为0.01mm以上且1mm以下,更优选为0.01mm以上且0.4mm以下。
此外,在所述第1及第2实施方式中,在位移层3的柱部31与第1电极层2的一面或第2电极层4的一面的至少任一面之间进行一体接合,但本发明并不限定于此,也能够在柱部31和与第1电极层2不同的第1电极层2侧的与位移层3对向的面、或与第2电极层4不同的第2电极层4侧的与位移层3对向的面的至少任一面之间进行一体接合。
所述第1实施方式至第4实施方式(也包含变化例)除无法相互组合的特殊的情况以外,能够将各形态中的构成要素任意进行组合。
[产业上的可利用性]
本发明能够用作检测按压方向的操作的检测传感器或能够检测按压方向的操作的触控板。
[符号的说明]
1 检测传感器
2 第1电极层
3 位移层
4 第2电极层
23、26、41 橡胶状弹性体层(接合用层)
25、27 硅烷偶联剂层
31 柱部
32 橡胶状弹性体层(平板层)
34 壁部
60 遮蔽治具
Claims (12)
1.一种检测传感器,检测向按压方向对操作面进行按压的状态,且具有:
第1电极层及第2电极层,用来检测静电电容的变化;以及
位移层,能够在所述第1电极层与所述第2电极层之间,通过对所述操作面的按压而使所述第1电极层与所述第2电极层的间隔产生位移;
所述位移层包含橡胶状弹性体而构成,且具有能够在所述按压方向上伸缩的多个柱部,
与所述位移层对向的所述第1电极层侧的面或所述第2电极层侧的面的至少一面形成着接合用层,该接合用层包含橡胶状弹性体层或含有硅烷化合物的涂布层,且
所述柱部与所述接合用层一体接合。
2.根据权利要求1所述的检测传感器,其集中对所述柱部中的与所述接合用层的接合面及/或所述接合用层中的与所述柱部的接合面实施易粘接处理,而将所述柱部与所述接合用层一体接合。
3.根据权利要求1或2所述的检测传感器,其中所述柱部与所述接合用层是通过在对各自的接合面进行紫外线照射处理、等离子体处理或电晕处理后重合而一体接合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测传感器,其中所述柱部为圆柱状或圆锥台状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测传感器,其中所述位移层包含由橡胶状弹性体构成的平板层,且所述柱部与所述平板层一体成形。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测传感器,其中所述接合用层仅设置在一部分区域,该一部分区域是与所述位移层对向的所述第1电极层侧的面或所述第2电极层侧的面的至少一面中的包含与多个所述柱部的接合面对应的范围的区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的检测传感器,其中所述位移层在周缘部具有用来阻断空气从周围流入所述位移层内的壁部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的检测传感器,其中所述第1电极层包含为检测静电电容的变化而被施加电压的驱动电极,且
所述第2电极层包含用来产生和与所述第1电极层的间隔对应的电流的接收电极。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测传感器,其中所述橡胶状弹性体为硅酮橡胶。
10.一种检测传感器的制造方法,制造检测向按压方向对操作面进行按压的操作的检测传感器,
所述检测传感器具有:
第1电极层及第2电极层,用来检测静电电容的变化;以及
位移层,能够在所述第1电极层与所述第2电极层之间,通过对所述操作面的按压而使所述第1电极层与所述第2电极层的间隔产生位移;
所述位移层包含橡胶状弹性体而构成,且具有能够在所述按压方向上伸缩的多个柱部,
与所述位移层对向的所述第1电极层侧的面或所述第2电极层侧的面的至少一面形成着接合用层,该接合用层包含橡胶状弹性体层或含有硅烷化合物的涂布层;且
该检测传感器的制造方法具有如下步骤:
易粘接处理步骤,对所述接合用层的与所述柱部接合的面和所述柱部的与所述接合用层接合的面的至少任一面实施易粘接处理;以及
在所述易粘接处理步骤之后,将所述接合用层与所述柱部重合,而将所述接合用层与所述柱部一体接合。
11.根据权利要求10所述的检测传感器的制造方法,其中所述易粘接处理步骤是如下步骤:集中对所述柱部中的与所述接合用层的接合面及/或所述接合用层中的与所述柱部的接合面实施易粘接处理。
12.根据权利要求11所述的检测传感器的制造方法,其使用遮蔽辅具进行所述易粘接处理步骤,该遮蔽辅具将所述柱部的顶面及/或与该顶面接合的所述接合用层的接合面的一部分面或者整个面露出。
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KR102553036B1 (ko) * | 2016-06-29 | 2023-07-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 압력 감지 센서 |
JP2018112854A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 信越ポリマー株式会社 | 静電容量式センサ装置 |
US10466804B2 (en) * | 2017-01-12 | 2019-11-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Composite unibody keyboard |
US10353506B2 (en) | 2017-06-16 | 2019-07-16 | Apple Inc. | Dual resistive strain and pressure sensor for force touch |
US10871847B2 (en) | 2017-09-29 | 2020-12-22 | Apple Inc. | Sensing force and press location in absence of touch information |
US11592941B2 (en) * | 2018-03-30 | 2023-02-28 | Sony Corporation | Input apparatus and electronic equipment |
CN110448268B (zh) * | 2018-05-08 | 2022-02-08 | 南京大学 | 基于光学微光纤的健康监测传感器及制备方法和测量*** |
JP7165624B2 (ja) * | 2019-05-27 | 2022-11-04 | 信越ポリマー株式会社 | 感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュール |
JP7019005B2 (ja) * | 2020-09-01 | 2022-02-14 | 信越ポリマー株式会社 | 静電容量式センサ装置 |
CN216719076U (zh) | 2022-04-20 | 2022-06-10 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触控板、压力触控装置和电子设备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6559834B1 (en) * | 1999-09-03 | 2003-05-06 | Gunze Limited | Glare-resistant touch panel |
US20090297988A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
JP2010223953A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-10-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | 静電容量型感圧センサおよびその製造方法 |
CN102023729A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-04-20 | 清华大学 | 触控笔 |
CN102159394A (zh) * | 2008-09-16 | 2011-08-17 | 株式会社朝日橡胶 | 三维化硅橡胶接着体 |
CN102866813A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 株式会社和冠 | 位置检测传感器、位置检测装置以及位置检测方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2082136C (en) * | 1991-11-08 | 1998-01-06 | Hiroshi Tsujioka | Coordinates input device |
JP3178042B2 (ja) * | 1991-12-05 | 2001-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
KR101510974B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2015-04-10 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 투명 도전성 필름 및 터치 패널 |
US20120162146A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Touch pen |
KR20140051005A (ko) * | 2012-10-22 | 2014-04-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치스크린패널 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6559834B1 (en) * | 1999-09-03 | 2003-05-06 | Gunze Limited | Glare-resistant touch panel |
US20090297988A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
CN102159394A (zh) * | 2008-09-16 | 2011-08-17 | 株式会社朝日橡胶 | 三维化硅橡胶接着体 |
JP2010223953A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-10-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | 静電容量型感圧センサおよびその製造方法 |
CN102023729A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-04-20 | 清华大学 | 触控笔 |
CN102866813A (zh) * | 2011-07-08 | 2013-01-09 | 株式会社和冠 | 位置检测传感器、位置检测装置以及位置检测方法 |
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