JP2016173737A - センサーパネル及びセンサーパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加飾領域を狭小化した構成においても、操作領域側から有色の配線部が視認されにくく、一定のデザイン性を維持することのできるセンサーパネル、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】透明な基板上に形成された透明電極層と、基板上において透明電極層の周囲に形成された配線層と、配線層に対向する不透明な加飾層と、基板と加飾層との間に位置するカバー層とを備えたセンサーパネルであって、カバー層は、少なくとも透明電極層に対応する操作領域が透明であり、配線層からカバー層の表面の操作領域に至る光路上に屈折部が設けられ、屈折部は、その周囲の構成材料と異なる屈折率を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、操作領域の外側の加飾領域を狭小化したセンサーパネル、及び、このようなセンサーパネルの製造方法に関する。

センサーパネルの操作領域には静電容量検出用の透明電極が配置され、この透明電極に接続される配線部は、操作領域の外側のベゼルと呼ばれる額縁状の加飾領域に形成され、配線部の上方には配線部を覆うように加飾層が形成される。この加飾領域の面積が大きくなると操作領域の狭小化に繋がってしまうことから、特許文献１に記載の入力装置では、加飾領域の面積を小さくするために、配線部と透明電極とを互いに積層して接続するための透明パッド部を設け、この透明パッド部上に、操作領域と加飾領域との境界を位置させる構成をとっていた。

特許第５５２０１６２号公報

センサーパネルの操作においては、使用者の視線が、パネル表面の操作領域側から配線部側へ斜めに向かうような状況が存在する。このような状況において、従来のセンサーパネルでは、加飾層の下方に存在する有色の配線部が視認されてしまうことによって、デザイン性が損なわれてしまうという問題があり、この問題は、加飾領域の幅を小さくするほど顕著に現れやすかった。

この問題に対して、操作領域側から配線部が視認されないようにするには、配線部を操作領域から極力離れた奥まった位置に配置させる必要があるが、加飾領域の狭小化が求められている場合はこのような配置は困難であった。

そこで本発明は、加飾領域を狭小化した構成においても、操作領域側から有色の配線部が視認されにくく、一定のデザイン性を維持することのできるセンサーパネル、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のセンサーパネルは、透明な基板上に形成された透明電極層と、基板上において透明電極層の周囲に形成された配線層と、配線層に対向する不透明な加飾層と、基板と加飾層との間に位置するカバー層とを備えたセンサーパネルであって、カバー層は、少なくとも透明電極層に対応する操作領域が透明であり、配線層からカバー層の表面の操作領域に至る光路上に屈折部が設けられ、屈折部は、その周囲の構成材料と異なる屈折率を有することを特徴としている。

これにより、配線層側からの光は屈折部で屈折されることによって、パネル表面の操作領域に到達しづらくなることから、パネル表面側から加飾層の下方の配線層側を斜めに見たとしても、配線層を視認することは困難となる。したがって、有色の配線層が見えてしまうことによるデザイン性の低下を防ぐことができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部はカバー層に設けられ、屈折部の屈折率はカバー層の屈折率よりも小さいことが好ましい。

これにより、配線層側からの光は屈折部で屈折され、パネル表面の操作領域に到達しづらくなるため、有色の配線層が見えてしまうことによるデザイン性の低下を防ぐことができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部はカバー層の厚み方向に延びるように設けられていることが好ましい。

これにより、加飾層と基板の対向領域において屈折部よりも奥側からの光がパネル表面の操作領域に到達しづらくなるため、有色の配線層が見えてしまうことによるデザイン性の低下を防ぐことができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部は、カバー層の下面に設けた底面部からパネル表面に向かうほど面積が小さくなる形状を備えることが好ましい。

これにより、配線層側から屈折部へ入射した光は、パネル表面側へは出射しづらくなり、又は、屈折部への入射面で反射されるため、使用者によって配線層が視認されづらくなる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部は、加飾層と基板が対向する領域に設けられていることが好ましい。

これにより、使用者がパネル表面側から加飾層の下方の配線層側を斜めに見たときに配線層が視認しづらくなるとともに、使用者がパネル表面に垂直な方向から見たときに屈折部が加飾層に隠れて見えなくなるためデザイン性を維持することができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部は、加飾層と同じ色で構成されていることが好ましい。

これにより、屈折部と加飾層の判別が難しくなるため、デザイン性を維持することができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部は透明な材料で構成されることが好ましい。
これにより、カバー層と屈折部の判別が難しくなり、デザイン性を確保することができる。

本発明のセンサーパネルにおいて、屈折部は、底面部が開口とされた中空の凹部であることが好ましい。

これにより、屈折率が低い空気を用いて屈折効果を得ることができ、製造工程を複雑化することなくデザイン性の確保を図ることができる。

本発明のセンサーパネルの製造方法は、透明な基板上に透明電極を形成する工程と、基板上において、透明電極層の周囲に配線層を形成する工程と、透明樹脂で形成され、その表面の一部に不透明な加飾層が形成されたカバー層を形成する工程と、カバー層で、透明電極及び配線層を設けた基板を覆う工程とを有し、カバー層の形成工程において、カバー層の下面に、屈折部としての凹部が形成されることを特徴としている。

これにより、カバー層の形成と同時に屈折部を形成できるため、製造工程を複雑化することなく配線層を隠すことができる。

本発明によると、加飾領域を狭小化した構成においても、操作領域側から有色の配線層が視認されにくくなり、一定のデザイン性を維持することができる。

本発明の実施形態に係るセンサーパネルの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るセンサーパネルのＺ方向に沿った断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 図２のＩＩＩ部分の拡大図である。 本発明の実施形態におけるカバー層の形成工程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るセンサーパネル及びその製造方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。本発明のセンサーパネルは、車両用タッチパネルや携帯機器などに用いられ、操作領域に使用者の手や指が接触又は近づいたことを検知する。また、操作領域においては表面から裏面まで透光可能である。

（１）センサーパネル１０の構成
図１は、本実施形態に係るセンサーパネル１０の構成を示す斜視図である。図２は、センサーパネル１０のＺ方向に沿った断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。図３は、図２のＩＩＩ部分の拡大図である。各図には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｚ方向はセンサーパネルの厚み方向であり、Ｘ方向は幅方向である。また、ＸＹ平面はＺ方向に直交しており、Ｚ方向を上方向と呼ぶことがある。

図１と図２に示すように、センサーパネル１０は、パネル表面１１において、操作領域１２と加飾領域１３とを有する。また、図２又は図３に示すように、センサーパネル１０は、基板２０と、複数の透明電極層２１と、複数の配線層２２と、接着層２４と、屈折部としての凹部３１を備えたカバー層３０と、加飾層４１及び透光層４２からなる樹脂層４０とを有する。

基板２０は、ＸＹ平面に沿って配置され、透光性の材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）その他の樹脂で形成されたフィルムや硬質基板あるいはガラスで形成する。

透明電極層２１は、基板２０上に複数設けられており、例えばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）のスパッタリング、ＰＶＤ（物理気相成長）、ＣＶＤ（化学気相成長）によって所定のパターンで形成する。あるいは、透明電極層２１は導電性ナノワイヤー層、メッシュ状の金属薄膜層などで形成される。

配線層２２は、基板２０上において透明電極層２１の周囲の領域に複数配置され、それぞれが対応する透明電極層２１に接続される。この配線層２２は、例えば、銅や、銅とニッケルの合金をスパッタリングで形成され、さらに所定の配線幅となるようにエッチングされることが好ましい。また、配線層２２は、バインダ樹脂に低抵抗の導電体が含まれた導電層として構成してもよく、例えば銀ペースト、金ペースト、カーボンペーストを塗布して形成する。

接着層２４は、透明電極層２１及び配線層２２を覆うように印刷によって形成される。接着層２４は、例えば、紫外線硬化型や熱硬化型の光学透明接着剤で構成する。接着層２４を構成する材料は、接着層２４上にカバー層３０を載せたときに凹部３１内に入り込まない程度の高い粘度を有していることが好ましい。

カバー層３０は、透光性で可撓性を有する樹脂、例えばポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートで構成され、成形によって接着層２４と樹脂層４０の間に設けられる。カバー層３０は、接着層２４によって、透明電極層２１及び配線層２２に対して固定される。

カバー層３０は、屈折部としての凹部３１を備える。凹部３１は、カバー層３０の成形の際に、金型に設けた突起部（第２金型５２の突起部５２ｃ（図４））によって、中空の凹部として形成される。凹部３１は、加飾層４１と基板２０が対向する領域、すなわち加飾領域１３に対応する領域に設けられ、操作領域１２を囲む枠状に形成されている。これにより、凹部３１は、複数の配線層２２からパネル表面１１の操作領域１２に至る光路上に配置される。

図２と図３に示すように、凹部３１は、カバー層３０の下面３０ａを底面部として、センサーパネル１０のパネル表面１１に向かうほど面積が小さくなる形状となっている。この形状において、凹部３１は、前記底面部を開口として中空になっており、内部が空気で満たされている。このため、凹部３１は、これを囲む、カバー層３０及び接着層２４よりも屈折率が小さくなっている。

中空の凹部３１を以上のように構成・配置することにより、配線層２２側からの光は、凹部３１と、その周囲の接着層２４又はカバー層３０との屈折率の違いに対応した角度で、凹部３１内で屈折した後に出射する。また、凹部３１への入射角によっては、入射光は、凹部３１との境界面において全反射される。このような屈折効果により、配線層２２側からパネル表面１１の操作領域１２へ向かう出射光を減少させることができるため、使用者がパネル表面１１から配線層２２側を斜めに見る状況があっても、配線層２２が視認されにくくなる。

樹脂層４０は、加飾層４１と透光層４２からなり、可撓性を有し、例えば印刷によって形成される。加飾領域１３を構成する加飾層４１は、不透明で非導電性の材料で構成され、その材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートその他の透光性の樹脂に顔料を添加して不透明とした材料が挙げられる。操作領域１２を構成する透光層４２は、加飾層４１で囲まれる内側の領域に形成され、透光性で非導電性の樹脂、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートその他の樹脂で形成される。加飾層４１は、複数の配線層２２に対応するように、配線層２２の上方に位置するように形成され、透光層４２は、複数の透明電極層２１に対応するように、透明電極層２１の上方に位置するように形成される。

なお、樹脂層４０の外側に表面コート層を設けても良い。この表面コート層は、可撓性と透光性を有し、非導電性の材料、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートその他の樹脂で構成することが好ましい。

以上の構成により、基板２０の下方から、透明電極層２１、カバー層３０、及び透光層４２を介して、Ｚ方向に沿って光が透過可能となり、パネル表面１１において透光層４２に対応する範囲が操作領域１２として設定される。これに対して、パネル表面１１において加飾領域１３に対応する範囲では、Ｚ方向に沿った方向から見ると、複数の配線層２２は加飾領域１３によって覆われており視認することはできない。また、カバー層３０において、加飾層４１に凹部３１を設けているため、センサーパネル１０の使用者が操作領域１２から斜めに加飾層４１の下方を覗いたとしても、配線層２２側からの光が凹部３１内で屈折されるため、配線層２２を視認することはできない。

（２）センサーパネル１０の製造方法
図４は、カバー層３０の形成工程を示す図であって、図２に対応する断面図である。センサーパネル１０は以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程で製造する。

（Ａ）基板２０上に透明電極層２１及び配線層２２を形成する。透明電極層２１は、例えばＩＴＯのスパッタリングで所定のパターンに形成し、配線層２２は、例えば銅のスパッタリングによって透明電極層２１の周囲に所定のパターンに形成する。

（Ｂ）ガラス等の基材上に、印刷によって樹脂層４０を形成する。樹脂層４０の形成においては、不透明で非導電性の材料を溶剤に溶かした加飾層インクを印刷することによって加飾層４１を形成し、透光性で非導電性の樹脂を溶剤に溶かした透光層用インクを印刷することによって透光層４２を形成する。加飾層４１と透光層４２は加熱によって乾燥・固化され、一体となったフィルムとして基材から剥離される。樹脂層４０を基材から剥離するために、加飾層４１と透光層４２の印刷前に、基材上に剥離剤を塗布しておくことが好ましい。

（Ｃ）図４に示す、第１金型５１と第２金型５２を用いてカバー層３０を形成する。まず、上記工程（Ｂ）で形成した、フィルム状の樹脂層４０の上面４０ｂを第１金型５１の内面５１ａに沿って配置する。次に、第１金型５１内の樹脂層４０と第２金型５２で囲まれるキャビティ５２ｂ内に、第２金型５２のゲート５２ａから透光性の樹脂を充填し、所定の圧力・温度条件で冷却・固化させる。これにより、樹脂層４０の下面４０ａに沿って透光性のカバー層３０が形成される。

ここで、第２金型５２には、凹部３１に対応する位置に凹部３１に対応する形状の突起部５２ｃが設けられており、キャビティ５２ｂ内に樹脂を充填してカバー層３０を形成すると中空の凹部３１が同時に形成される。

（Ｄ）上記工程（Ａ）で形成された透明電極層２１及び配線層２２を覆うように、印刷によって、基板２０上に光学透明接着剤を塗布して接着層２４を形成する。次に、上記工程（Ｃ）で、樹脂層４０に固定されたカバー層３０を、接着層２４上に配置する。このとき、加飾層４１は複数の配線層２２及び凹部３１の上方に配置され、透光層４２は複数の透明電極層２１の上方に配置される。さらに、紫外線を照射することによって接着層２４を硬化させ、これによって基板２０、透明電極層２１、配線層２２、接着層２４、カバー層３０、及び樹脂層４０が一体となったセンサーパネル１０が完成する。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）センサーパネル１０においては、パネル表面１１の操作領域１２側から加飾層４１の下方の配線層２２側を斜めに見たとしても、配線層２２への光路上に設けられた凹部３１の屈折効果によって、配線層２２を視認することは難しくなっている。このため、有色の配線層２２が見えることによるデザイン性の低下を防ぐことができる。また、加飾領域１３を狭小化したとしても、配線層２２を奥に配置する必要がないため、配線層２２を形成する領域を確保することができ、かつ、操作領域１２から斜めに見た場合に配線層２２が視認されることを防ぐことができる。

（２）カバー層３０の成形時に凹部３１も同時に形成することができるため、製造工程を複雑化させることなく、配線層２２を隠すことができる。

以下、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態の凹部３１は中空としたが、周囲の接着層２４及びカバー層３０の構成材料よりも屈折率の低い材料で内部を満たしても良い。この低屈折材料は、例えば、カバー層３０の形成後に印刷によって充填し、その後固化させる。このような材料で凹部３１の内部を満たしておくと、カバー層３０を接着層２４に結合させる際に凹部３１内に接着層２４の構成材料が混入することを防ぐことができ、これにより、凹部３１による屈折効果を確実に発揮させることができる。

凹部３１の内部を上記低屈折材料で満たす場合、この材料は加飾層４１と同じ色、又は、透明とすることが好ましい。これにより、使用者に凹部３１が視認されづらくなり、特に、加飾層４１と同じ色とすることにより、センサーパネル１０の使用者が操作領域１２から斜めに、すなわちＺ方向に対してある角度を持って加飾層４１の下方を覗いた場合にも加飾層４１と判別が難しくなり、デザイン性を損なうことがなくなる。

凹部３１の断面形状は、加飾層４１と基板２０の対向する領域に設ける場合にはパネル表面１１に向かうほど面積が小さくなる形状に限定されず、面積が一定な形状とすることもできる。この場合、凹部３１の上面から出射する光は加飾層４１によって遮られ、側面から出射する光は屈折効果によってパネル表面１１の操作領域１２側には進行しづらくなるため、配線層２２の視認を防ぐことができる。

凹部３１を加飾層４１と基板２０の対向する領域に設ける場合、凹部３１の数は複数であっても良い。また、この場合、凹部３１は、この対向領域をすべて覆うように設けても良い。

上記実施形態では、凹部３１を、加飾層４１と基板２０が対向する領域に設けたが、パネル表面１１に向かうほど面積が小さくなる形状であれば、透明電極層２１にかからない範囲で、透光層４２と基板２０が対向する領域に入ってもよい。

凹部３１に連なるような形状の第２の凹部を接着層２４に形成し、互いに連なった、凹部３１と第２の凹部を屈折部としてもよい。第２の凹部は、例えば、接着層２４の塗布において該当箇所をマスキングすることによって形成する。

配線層２２側からの光がパネル表面１１の操作領域１２へ出射することを抑えることができるような形態であれば、凹部３１内の構成材料の屈折率を周囲のカバー層３０や接着層２４の屈折率よりも大きなものとしてもよい。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係るセンサーパネルは、配線層が有色であるパネルに有用であり、特に、加飾層と基板の間隔が大きいほど有用である。

１０ センサーパネル
１１ パネル表面
１２ 操作領域
１３ 加飾領域
２０ 基板
２１ 透明電極層
２２ 配線層
２４ 接着層
３０ カバー層
３１ 凹部（屈折部）
４０ 樹脂層
４１ 加飾層
４２ 透光層
５１ 第１金型
５２ 第２金型
５２ｃ 突起部

Claims (9)

1. 透明な基板上に形成された透明電極層と、前記基板上において前記透明電極層の周囲に形成された配線層と、前記配線層に対向する不透明な加飾層と、前記基板と前記加飾層との間に位置するカバー層とを備えたセンサーパネルであって、
   前記カバー層は、少なくとも前記透明電極層に対応する操作領域が透明であり、
   前記配線層から前記カバー層の表面の前記操作領域に至る光路上に屈折部が設けられ、
   前記屈折部は、その周囲の構成材料と異なる屈折率を有することを特徴とするセンサーパネル。
2. 前記屈折部は前記カバー層に設けられ、前記屈折部の屈折率は前記カバー層の屈折率よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサーパネル。
3. 前記屈折部は前記カバー層の厚み方向に延びるように設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載のセンサーパネル。
4. 前記屈折部は、前記カバー層の下面に設けた底面部からパネル表面に向かうほど面積が小さくなる形状を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンサーパネル。
5. 前記屈折部は、前記加飾層と前記基板が対向する領域に設けられている
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のセンサーパネル。
6. 前記屈折部は、前記加飾層と同じ色で構成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のセンサーパネル。
7. 前記屈折部は透明な材料で構成される
   ことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のセンサーパネル。
8. 前記屈折部は、前記底面部が開口とされた中空の凹部である
   ことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載のセンサーパネル。
9. 透明な基板上に透明電極を形成する工程と、
   前記基板上において、前記透明電極層の周囲に配線層を形成する工程と、
   透明樹脂で形成され、その表面の一部に不透明な加飾層が形成されたカバー層を形成する工程と、
   前記カバー層で、前記透明電極及び前記配線層を設けた基板を覆う工程とを有し、
   前記カバー層の形成工程において、前記カバー層の下面に、屈折部としての凹部が形成されることを特徴とするセンサーパネルの製造方法。

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