JP2012220983A - 静電容量センサシート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えスクリーン印刷後に熱風が作用しても、導電材料が収縮して基材層を変形させてしまうおそれの少ない静電容量センサシート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁性を有する基材層１の表面に、複数のＸ検出電極１１が所定の間隔でＸ方向に並ぶＸパターン１０を導電インキでスクリーン印刷して乾燥硬化させるとともに、基材層１の裏面に、複数のＹ検出電極２１が所定の間隔でＹ方向に並ぶＹパターン２０を導電インキでスクリーン印刷して乾燥硬化させたセンサシートであり、Ｘパターン１０に、複数のＸ検出電極１１間を埋めるダミーＸ電極１４を導電インキでスクリーン印刷して熱風で乾燥硬化させ、Ｙパターン２０に、複数のＹ検出電極２１間を埋めるダミーＹ電極２４を導電インキでスクリーン印刷して熱風で乾燥硬化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばオーディオ機器や自動車搭載機器等の操作に使用される静電容量センサシート及びその製造方法に関するものである。

従来における静電容量センサシートは、図９ないし図１２に示すように、絶縁性を有する基材層１の両面にＸパターン１０とＹパターン２０とがそれぞれパターン形成され、自動車搭載機器に操作手段として設置されており、Ｘパターン１０やＹパターン２０の選択された箇所に導体であるユーザの指が近接した場合に、静電容量の変化を検出して制御装置に出力することにより、自動車搭載機器の操作に資するよう機能する（特許文献１、２、３参照）。

基材層１は、例えば屈曲可能な薄い透明のフィルムを使用して横長の平面矩形に形成され、後部周縁に細長いテール部２が突出形成されており、このテール部２が制御装置に接続される。

Ｘパターン１０は、基材層１の表面Ｙ方向に一列に並ぶ複数のＸ検出電極１１が所定の間隔でＸ方向に配列されている。表面Ｙ方向に並んだ複数のＸ検出電極１１のうち、末端のＸ検出電極１１には、導電性の引き回しライン１２が接続され、この導電性の引き回しライン１２が基材層１のテール部２に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。

Ｘ方向に隣接する複数のＸ検出電極１１の間には、基材層１を露出させるクリアランス１３が形成（図１０や図１２参照）され、各Ｘ検出電極１１は略ダイヤモンドパターンに形成されている。このような複数のＸパターン１０と引き回しライン１２とは、導電インキによりスクリーン印刷され、その後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化することで形成される。

Ｙパターン２０は、基材層１の裏面Ｘ方向に一列に並ぶ複数のＹ検出電極２１が所定の間隔でＹ方向に配列される。裏面Ｘ方向に並んだ複数のＹ検出電極２１のうち、末端のＹ検出電極２１には、導電性の引き回しライン２２が接続され、この導電性の引き回しライン２２が基材層１裏面の側部周縁からスルーホールを経由して基材層１表面の後部周縁に伸び、テール部２に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。

Ｙ方向に隣接する複数のＹ検出電極２１の間には、基材層１を露出させるクリアランス２３が形成（図１０や図１２参照）され、各Ｙ検出電極２１は略ダイヤモンドパターンに形成されている。この複数のＹパターン２０と引き回しライン２２も、導電インキによりスクリーン印刷された後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化して形成される。

特開２０１０‐８６３８５号公報 特開２０１０‐４９６１８号公報 特開２００７‐１８５１５号公報

従来における静電容量センサシートは、以上のように構成され、Ｘ方向に隣接する複数のＸ検出電極１１間やＹ方向に隣接する複数のＹ検出電極２１間にそれぞれ大きなクリアランス１３・２３が形成されるので、スクリーン印刷されたＸパターン１０やＹパターン２０に熱風が吹き付けられると、導電インキが収縮して基材層１を撓ませ、基材層１が反って連続した波形等に変形してしまうおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、例えスクリーン印刷後に熱風が作用しても、導電材料が収縮して基材層を変形させてしまうおそれの少ない静電容量センサシート及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、絶縁性を有する基材層の一方の面に、複数のＸ検出電極が所定の間隔でＸ方向に並ぶＸパターンを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させるとともに、他方の面に、複数のＹ検出電極が所定の間隔でＹ方向に並ぶＹパターンを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させたセンサシートであって、
Ｘパターンに、複数のＸ検出電極間を埋めるダミーＸ電極を導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させ、Ｙパターンに、複数のＹ検出電極間を埋めるダミーＹ電極を導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させるようにしたことを特徴としている。

なお、基材層の一方の面に、複数のＸ検出電極用の引き回しラインを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させ、他方の面には、複数のＹ検出電極用の引き回しラインを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させることができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、絶縁性を有する基材層の一方の面にＸパターンを、他方の面にＹパターンをそれぞれ形成する静電容量センサシートの製造方法であって、
基材層の一方の面に、Ｘパターンを形成する複数のＸ検出電極を所定の間隔でＸ方向に配列するとともに、この複数のＸ検出電極間をダミーＸ電極により埋め、これら複数のＸ検出電極とダミーＸ電極とをそれぞれ導電材料でスクリーン印刷して熱風により乾燥硬化させ、
基材層の他方の面に、Ｙパターンを形成する複数のＹ検出電極を所定の間隔でＹ方向に配列するとともに、この複数のＹ検出電極間をダミーＹ電極により埋め、これら複数のＹ検出電極とダミーＹ電極とをそれぞれ導電材料でスクリーン印刷して熱風により乾燥硬化させることを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における基材層の一方の面には、ＸパターンあるいはＹパターンを形成することができる。基材層の他方の面には、ＹパターンあるいはＸパターンを形成することができる。この基材層には、ＸパターンとＹパターンの少なくともいずれかを覆う保護カバー層を粘着することができる。また、Ｘ検出電極やＹ検出電極は、ダイヤモンドパターンが好ましいが、平面円形や矩形、多角形等を特に排除するものではない。この点については、ダミーＸ電極やダミーＹ電極についても同様である。

本発明によれば、複数のＸ検出電極間のクリアランスをダミーＸ電極が埋めるとともに、複数のＹ検出電極間のクリアランスをダミーＹ電極が埋め、基材層の露出面積が減少するので、例え基材層にスクリーン印刷されたＸパターンやＹパターンに熱風が吹き付けられても、導電材料が収縮して基材層を撓ませ、基材層を変形させることが少ない。

本発明によれば、例えスクリーン印刷後にＸパターンやＹパターンに熱風が作用しても、導電材料が収縮して基材層を変形させてしまうおそれが少ないという効果がある。

本発明に係る静電容量センサシートの実施形態を模式的に示す平面説明図である。 図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図である。 本発明に係る静電容量センサシートの実施形態を模式的に示す一部拡大説明図である。 図３のＩＶ‐ＩＶ線断面図である。 本発明に係る静電容量センサシートの実施形態におけるＸパターンのＸ検出電極とダミーＸ電極とを模式的に示す一部拡大説明図である。 図５のＶＩ‐ＶＩ線断面図である。 本発明に係る静電容量センサシートの実施形態におけるＹパターンのＹ検出電極とダミーＹ電極とを模式的に示す一部拡大説明図である。 図７のＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩ線断面図である。 従来における静電容量センサシートを示す平面説明図である。 図９のＸ‐Ｘ線断面図である。 従来における静電容量センサシートの一部を拡大して示す拡大説明図である。 図１１のＸＩＩ‐ＸＩＩ線断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における静電容量センサシートは、図１ないし図８に示すように、絶縁性を有する透明の基材層１の表裏両面に、ユーザの指を検出する導電性のＸパターン１０とＹパターン２０とをそれぞれパターン形成し、Ｘパターン１０に、複数のＸ検出電極１１間のクリアランス１３を埋める複数のダミーＸ電極１４を印刷して乾燥硬化させ、Ｙパターン２０に、複数のＹ検出電極２１間のクリアランス２３を埋める複数のダミーＹ電極２４を印刷して乾燥硬化させるようにしている。

基材層１は、図１や図２に示すように、例えば可撓性を有する光透過性の薄いフィルムを使用して横長の平面矩形に形成され、後部中央の周縁に細長いテール部２が屈曲可能に突出形成されており、このテール部２が制御装置に着脱自在に接続される。この基材層１としては、例えば耐熱性や強度に優れるポリエチレンテレフタレート製の透明フィルム等が使用される。

Ｘパターン１０は、図１、図３ないし図５等に示すように、基材層１の表面Ｙ方向に一列に連接して並ぶ複数のＸ検出電極１１が所定の間隔でＸ方向に配列され、この複数のＸ検出電極１１の大部分が平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成されており、列の末端に位置する残部のＸ検出電極１１が平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。

表面Ｙ方向に並んだ複数のＸ検出電極１１のうち、末端のＸ検出電極１１の周縁部には、導電性の細長い引き回しライン１２が接続され、この導電性の引き回しライン１２が基材層１のテール部２に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。

このような複数のＸパターン１０と引き回しライン１２とは、所定の導電インキによりそれぞれスクリーン印刷され、その後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化することで形成される。所定の導電インキとしては、例えば導電性ポリマーや銀ペースト等が該当する。

Ｙパターン２０は、図１、図３、図４、図７等に示すように、基材層１の裏面Ｘ方向に一列に連接して並ぶ複数のＹ検出電極２１が所定の間隔でＹ方向に配列され、この複数のＹ検出電極２１の大部分が平面視で略ダイヤモンドパターンの薄膜に形成されており、列の端に位置する残部のＹ検出電極２１が平面視で略半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成される。

裏面Ｘ方向に並んだ複数のＹ検出電極２１のうち、末端のＹ検出電極２１の周縁部には、導電性の細長い引き回しライン２２が接続され、この導電性の引き回しライン２２が基材層１裏面の側部周縁からスルーホールを経由して基材層１表面の後部周縁に伸び、テール部２に伸長形成されて制御装置に電気的に導通接続される。

この複数のＹパターン２０と引き回しライン２２についても、所定の導電インキによりそれぞれスクリーン印刷された後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化して形成される。所定の導電インキとしては、例えば導電性ポリマーや銀ペースト等が使用される。

複数のダミーＸ電極１４は、図５や図６に示すように、Ｘ方向に隣接する複数のＸ検出電極１１の斜辺間に僅かな隙間を介して形成される。各ダミーＸ電極１４は、従来のクリアランス１３を広く占有するよう平面視で略ダイヤモンドパターンあるいは半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成されてＹ検出電極２１に基材層１を介して対向し、ユーザの指の検出には寄与しないものの、複数のＸ検出電極１１の形成時に基材層１の変形を防止するよう機能する。複数のダミーＸ電極１４は、上記と同様の導電インキによりスクリーン印刷され、その後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化することで形成される。

複数のダミーＹ電極２４は、図７や図８に示すように、Ｙ方向に隣接する複数のＹ検出電極２１の斜辺間に僅かな隙間を介して形成される。各ダミーＹ電極２４は、従来のクリアランス２３を広く占有するよう平面視で略ダイヤモンドパターンあるいは半ダイヤモンドパターンの薄膜に形成されてＸ検出電極１１に基材層１を介して対向し、ユーザの指の検出には寄与しないものの、複数のＹ検出電極２１の形成時に基材層１が変形するのを防止する。複数のダミーＹ電極２４は、上記と同様の導電インキによりスクリーン印刷された後、熱風の吹き付けにより乾燥硬化することで形成される。

上記構成において、静電容量センサシートを製造する場合には、先ず、用意した大き目の基材層１の表面に、Ｘパターン１０を形成する複数のＸ検出電極１１をＹ方向に導通状態に連接するとともに、所定の間隔でＸ方向に配列し、この複数のＸ検出電極１１用の引き回しライン１２を形成し、複数のＸ検出電極１１間のクリアランス１３にダミーＸ電極１４を非導通状態に形成する。これら複数のＸ検出電極１１、引き回しライン１２、及びダミーＸ電極１４は、それぞれ導電インキでスクリーン印刷した後、熱風による乾燥硬化でパターン形成することができる。

次いで、基材層１の裏面に、Ｙパターン２０を形成する複数のＹ検出電極２１をＸ方向に導通状態に連接するとともに、所定の間隔でＹ方向に配列し、この複数のＹ検出電極２１用の引き回しライン２２を形成し、複数のＹ検出電極２１間のクリアランス２３にダミーＹ電極２４を非導通状態に形成する。これら複数のＹ検出電極２１、引き回しライン２２、及びダミーＹ電極２４についても、それぞれ導電インキでスクリーン印刷した後、熱風による乾燥硬化でパターン形成することができる。

こうして基材層１の表裏両面にＸパターン１０とＹパターン２０とをそれぞれパターン形成したら、基材層１の表裏両面に図示しない透明の保護カバー層をそれぞれ粘着シート等を介して粘着固定し、これらを所定の大きさにカットすれば、静電容量センサシートを製造することができる。各保護カバー層としては、特に限定されるものではないが、例えばアクリル樹脂製やポリエチレンテレフタレート製のシート等が用いられる。

このような静電容量センサシートは、例えば自動車搭載機器に操作手段として設置され、選択されたＸパターン１０のＸ検出電極１１あるいはＹパターン２０のＹ検出電極２１にユーザの指が近接して対向すると、ユーザの指との間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化を検出して制御装置に出力し、自動車搭載機器の操作に資することとなる。

上記構成によれば、複数のＸ検出電極１１間の大きなクリアランス１３をダミーＸ電極１４が埋めるとともに、複数のＹ検出電極２１間の大きなクリアランス２３をダミーＹ電極２４が埋め、これらダミーＸ電極１４とダミーＹ電極２４とが引っ張り合うので、例えスクリーン印刷されたＸパターン１０やＹパターン２０に熱風が吹き付けられても、導電インキが収縮して基材層１を部分的に引っ張り、撓ませることがない。したがって、基材層１が反って連続した波形等に変形してしまうおそれを有効に排除することができ、静電容量センサシートの体裁を整えることができる。

また、Ｘ検出電極１１やＹ検出電極２１と同じデザインのダミーＸ電極１４とダミーＹ電極２４とがクリアランス１３・２３を埋めるので、静電容量センサシート全体のデザインが均一となり、全体の機能美や美観を視覚的に向上させることができる。また、ダミーＸ電極１４が複数のＸ検出電極１１の連接部を被覆したり、ダミーＹ電極２４が複数のＹ検出電極２１の連接部を被覆することがないので、Ｘ検出電極１１やＹ検出電極２１の連接部が被覆に伴い顕在化して体裁が悪化するのを防止することができる。

さらに、従来のクリアランス１３に導電性のダミーＸ電極１４が存在するので、静電容量センサの表面を指で操作する場合に、複数のキャパシタの直列接続のような状態となり、指から裏面側に位置するＹパターン２０のＹ検出電極２１までの電気的な距離が実質的に短くなる。したがって、Ｙ検出電極２１が指を検出する静電容量を大きくすることが可能となり、表面側のＸ検出電極１１との検出感度の差を抑制することが可能となる。

なお、上記実施形態におけるＸパターン１０のＸ検出電極１１、引き回しライン１２、及びダミーＸ電極１４、Ｙパターン２０のＹ検出電極２１、引き回しライン２２、及びダミーＹ電極２４は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。また、上記実施形態では基材層１にＸパターン１０をスクリーン印刷して乾燥硬化させ、その後、Ｙパターン２０をスクリーン印刷して乾燥硬化させたが、基材層１にＹパターン２０をスクリーン印刷して乾燥硬化させた後、Ｘパターン１０をスクリーン印刷して乾燥硬化させても良い。

本発明に係る静電容量センサシート及びその製造方法は、例えばオーディオ機器、家電機器、携帯情報機器、自動車搭載機器等の分野で使用することができる。

１ 基材層
１０ Ｘパターン
１１ Ｘ検出電極
１２ 引き回しライン
１３ クリアランス
１４ ダミーＸ電極
２０ Ｙパターン
２１ Ｙ検出電極
２２ 引き回しライン
２３ クリアランス
２４ ダミーＹ電極

Claims (2)

1. 絶縁性を有する基材層の一方の面に、複数のＸ検出電極が所定の間隔でＸ方向に並ぶＸパターンを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させるとともに、他方の面に、複数のＹ検出電極が所定の間隔でＹ方向に並ぶＹパターンを導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させた静電容量センサシートであって、
   Ｘパターンに、複数のＸ検出電極間を埋めるダミーＸ電極を導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させ、Ｙパターンに、複数のＹ検出電極間を埋めるダミーＹ電極を導電材料でスクリーン印刷して乾燥硬化させるようにしたことを特徴とする静電容量センサシート。
2. 絶縁性を有する基材層の一方の面にＸパターンを、他方の面にＹパターンをそれぞれ形成する静電容量センサシートの製造方法であって、
   基材層の一方の面に、Ｘパターンを形成する複数のＸ検出電極を所定の間隔でＸ方向に配列するとともに、この複数のＸ検出電極間をダミーＸ電極により埋め、これら複数のＸ検出電極とダミーＸ電極とをそれぞれ導電材料でスクリーン印刷して熱風により乾燥硬化させ、
   基材層の他方の面に、Ｙパターンを形成する複数のＹ検出電極を所定の間隔でＹ方向に配列するとともに、この複数のＹ検出電極間をダミーＹ電極により埋め、これら複数のＹ検出電極とダミーＹ電極とをそれぞれ導電材料でスクリーン印刷して熱風により乾燥硬化させることを特徴とする静電容量センサシートの製造方法。

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