JP2019079592A - 入力装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電パターンが所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる３次元形状の入力装置を提供する。【解決手段】入力操作が可能なシート状の入力部材１０を備え、入力部材１０が、柔軟性および伸長性ならびに絶縁性を備えたシート状の第１の熱硬化型樹脂１１と、柔軟性および伸長性ならびに導電性を備えた導電パターン１５と、を有する。この構成によれば、入力装置１をベース部材８０の表面に沿って配設する際、入力部材１０を形状に合わせて延伸させることができるため、導電パターン１５が所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、３次元形状の入力装置およびその製造方法に関する。

従来、ＰＣ、ＰＥＴなどのシート基材の上にスクリーン印刷でＡｇインクなどの導電インクで配線印刷した配線シートを熱プレス、加熱真空圧空成形などの工法にてフォーミングし、ビク抜き加工、レーザー抜き加工などの工法にて穴、外形加工を行い立体配線成形品として形成されているものがある。

例えば、特許文献１に示される自動車の後部窓などに設けられているデフォガー（曇り取り）の配線なども同様の方法で形成されている。また、特許文献２には、３次元立体面に化学めっき処理を施して導体パターンが形成された立体積層配線基板が開示されている。図１４は、特許文献２の立体積層配線基板９００の製造工程を説明する模式図である。図１４（ａ）に示す工程で、平板状に広がる樹脂製の絶縁フィルム９０１上に、めっき用触媒９０２をプリントする。次に、図１４（ｂ）に示す工程で、絶縁フィルム９０１を加熱するとともに、成型用型によって３次元立体面を成すように成形する。さらに、図１４（ｃ）に示す工程で、成形された絶縁フィルムに化学めっき処理を施す。これにより、めっき用触媒９０２がプリントされた部分に金属製の導体パターン９１２が形成される。

特開平６−１７０８８３号公報 特開２０１３−１８７２４６号公報

しかしながら、従来の工法では、成型用型によって立体形状としているため、曲率の大きな曲面や複数の面に渡って導体パターンが引き回されるときには形状出しが難しく、できあがった導体パターンの位置ずれが起きてしまう虞があった。とくに、これらの立体配線基板によって３次元形状の入力装置を構成する場合には、導体パターンの位置ずれが発生すると、うまく入力操作ができないという課題を生じた。

本発明は、上述した課題を解決するもので、導電パターンが所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる３次元形状の入力装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の入力装置は、３次元形状のベース部材の表面に沿って一体に配設可能な入力装置であって、入力操作が可能なシート状の入力部材を備え、前記入力部材が、柔軟性および伸長性ならびに絶縁性を備えたシート状の第１の熱硬化型樹脂と、柔軟性および伸長性ならびに導電性を備えた導電パターンと、を有することを特徴とする。

この構成によれば、入力装置をベース部材の表面に沿って配設する際、入力部材を形状に合わせて延伸させることができるため、導電パターンが所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。

また、本発明の入力装置において、前記入力部材は厚さ寸法が略１００μｍのときに伸び率が２００％以上であることが好ましい。

この構成によれば、導電パターンをベース部材の所望の位置に合わせて配置することが容易である。

また、本発明の入力装置において、前記入力部材は、前記導電パターンを外部と電気的に接続するための接続部を備え、前記接続部は、前記第１の熱硬化型樹脂よりも硬い材質の第２の熱硬化型樹脂を有するとともに、前記導電パターンの一部が前記第１の熱硬化型樹脂および前記第２の熱硬化型樹脂から露出していることが好適である。

この構成によれば、硬い材質の第２の熱硬化型樹脂によって、外部の接続端子を導電パターンに押し付けたときの押圧力の分散を抑制することができ、熱圧着をより確実に行うことができる。

また、本発明の入力装置において、前記入力部材には孔部が配置されており、前記孔部を囲む開口端部に沿って、前記第１の熱硬化型樹脂より硬い材質からなる補強部を備えるものとしてもよい。

この構成によれば、第１の熱硬化型樹脂は延伸させたときに孔部の角から破れやすくなるが、補強部が設けられているので、孔部から破れが発生するのを防ぐことができる。

また、本発明の入力装置において、前記入力部材には孔部が配置されており、前記第１の熱硬化型樹脂は光透過性を備え、前記孔部に、前記第１の熱硬化型樹脂とは色が異なるとともに柔軟性および伸長性を備えた第３の熱硬化型樹脂を有するものとしてもよい。

この構成によれば、第１の熱硬化型樹脂を通してベース部材の色合いや金属光沢が目視可能となる。また、ベース部材にＬＥＤ等の照光部材を配置して、必要に応じて照光させることができる。

また、本発明の入力装置は、前記導電パターンが、第１の電極部と、前記第１の電極部に絶縁配置された第２の電極部とを備え、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に生じる静電容量の変化を検出可能に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、立体的な曲面形状の静電センサとすることができる。

また、本発明の入力装置は、前記第１の熱硬化型樹脂がイソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体であることを特徴とする。

この構成によれば、柔軟性および伸長性に優れている。

また、本発明の入力装置の製造方法は、入力操作が可能なシート状の入力部材がベース部材の表面に沿って一体に配設された入力装置の製造方法において、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第１インク材料を印刷して第１の塗膜を所定の形状に形成し、前記第１の塗膜に熱を加えて硬化させ前記入力部材を構成するベースシート部を形成するベースシート形成工程と、導電性材料を含有するとともに、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第２インク材料を前記ベースシート部の一面に所定の形状に印刷して第２の塗膜を形成し、前記第２の塗膜を硬化させることで導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、前記導電パターンが形成された前記ベースシート部の前記一面側に前記第１インク材料と同じ成分からなる第３インク材料を印刷して第３の塗膜を形成し、前記第３の塗膜に熱を加えて硬化させ前記入力部材を構成するカバーシート部を形成するカバーシート形成工程と、前記入力部材を前記ベース部材の表面に沿って３次元形状に延伸させることによって一体に配設する立体化工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするインク材料を所定の形状にスクリーン印刷して塗膜を形成し、硬化させることでシート状の入力部材を形成することができる。したがって、所定の外形形状で抜き取るための抜き型が不要であるとともに、抜き加工をする必要がない。また、ベースシート部およびカバーシート部と導電パターンとを、いずれもイソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂から形成しているので、柔軟性および伸長性を備え、３次元形状に延伸させることができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記ベースシート形成工程と前記導電パターン形成工程との間で、前記ベースシート部の前記一面の一部に、第４インク材料を印刷して硬化後に前記ベースシート部よりも硬くなる特性を備えた第４の塗膜を形成し、前記第４の塗膜に熱を加えて硬化させた受け部を形成する受け部形成工程を有し、前記導電パターン形成工程において、前記第２インク材料を前記ベースシート部および前記受け部に印刷し、前記カバーシート形成工程において、前記第３インク材料を、前記受け部の上に形成された前記導電パターンの一部を避けた所定の形状に印刷して前記第３の塗膜を形成し、前記第３の塗膜に熱を加えて硬化させ前記カバーシート部を形成するとともに、前記受け部の領域に前記導電パターンの一部を露出させた接続部を形成するものであってもよい。

この構成によれば、印刷と熱硬化で受け部を形成し、導電パターンの一部を露出させた接続部を受け部の領域に形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域を設けるように前記第１の塗膜を形成し、前記カバーシート形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第３の塗膜を形成して、前記入力部材の前記開口領域に対応する箇所に孔部を形成するものであってもよい。

この構成によれば、抜き型などを用いることなく孔部を形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記ベースシート形成工程後または前記ベースシート形成工程以降のいずれかの工程後に、前記開口領域を囲む領域に、第５インク材料を印刷して硬化後に前記ベースシート部よりも硬くなる特性を備えた第５の塗膜を形成し、前記第５の塗膜に熱を加えて硬化させた補強部を形成する補強部形成工程を有し、前記入力部材の前記孔部を囲む開口端部に沿って前記補強部を形成するものであってもよい。

この構成によれば、印刷と熱硬化で補強部を形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域を設けるように前記第１の塗膜を形成し、前記受け部形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第４の塗膜を形成し、前記カバーシート形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第３の塗膜を形成して、前記入力部材の前記開口領域に対応する箇所に孔部を形成するものであってもよい。

この構成によれば、抜き型などを用いることなく孔部を形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記受け部形成工程において、前記開口領域を囲む領域に前記第４の塗膜を形成して、前記入力部材の前記孔部を囲む開口端部に沿った補強部を形成するものであってもよい。

この構成によれば、印刷と熱硬化で補強部を形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記孔部の内部全域に、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするとともに着色された第６の塗膜を形成する第６インク材料を印刷し、前記第６の塗膜を硬化させて前記ベースシート部とは色が異なる照光部を形成する照光部形成工程を有するものであってもよい。

この構成によれば、印刷と熱硬化で照光部を形成することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法は、前記ベースシート形成工程において、前記第１インク材料が印刷される剥離シートを有し、前記剥離シートは、印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。

この構成によれば、剥離シートに印刷した第１の塗膜が弾かれることがないとともに、第１の塗膜を硬化させたベースシート部を剥離シートから容易に剥がすことができる。

本発明によれば、入力装置をベース部材の表面に沿って配設する際、入力部材を形状に合わせて延伸させることができるため、導電パターンが所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。したがって、３次元形状の入力装置を提供することができる。

また、本発明の入力装置の製造方法によれば、熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするインク材料を所定の形状にスクリーン印刷して塗膜を形成し、硬化させることでシート状の入力部材を形成することができる。したがって、所定の外形形状で抜き取るための抜き型が不要であるとともに、抜き加工をする必要がない。また、ベースシート部およびカバーシート部と導電パターンとを、いずれもイソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂から形成しているので、柔軟性および伸長性を備え、３次元形状に延伸させることができる。したがって、３次元形状の入力装置を製造することができる。

第１実施形態の入力装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態の入力装置を示す斜視図であり、図２（ａ）は形状に合わせて延伸させる前の斜視図であり、図２（ｂ）はベース部材の表面に沿って配設した斜視図である。 第１実施形態の入力装置を示す模式平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した模式断面図である。 第１変形例の入力装置を示模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程におけるベースシート形成工程を示す模式図であり、図６（ａ）は模式平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線で切断した模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程における受け部形成工程を示す模式図であり、図７（ａ）は模式平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程における補強部形成工程を示す模式図であり、図８（ａ）は模式平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程における導電パターン形成工程を示す模式図であり、図９（ａ）は模式平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線で切断した模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程におけるカバーシート形成工程を示す模式図であり、図１０（ａ）は模式平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程における第８の工程を示す模式断面図である。 第１実施形態の入力装置の製造工程における立体化工程を示す模式断面図である。 第１変形例の入力装置の製造工程における照光部形成工程を示す模式断面図であり、図１３（ａ）は模式平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した模式断面図である。 従来の立体積層配線基板の製造工程を説明する模式図であり、図１４（ａ）はめっき用触媒をプリントする工程を示す模式図であり、図１４（ｂ）は３次元立体面を成すように成形する工程を示す模式図であり、図１４（ｃ）は化学めっき処理を施す工程を示す模式図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。

（入力装置）
図１は、入力装置１を示す分解斜視図である。第１実施形態の入力装置１を示す斜視図であり、図２（ａ）は形状に合わせて延伸させる前の斜視図であり、図２（ｂ）はベース部材８０の表面に沿って配設した斜視図である。なお、図１は延伸させる前の入力装置１の分解斜視図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）は後述するカバーシート部５２を透視して示した斜視図である。図３は、入力装置１を示す模式平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。

本実施形態の入力装置１は、指等の接触を静電容量の変化によって検出するタッチセンサであり、外部の電子回路等と電気的に接続されて使用される。入力装置１は、図１〜図４に示すように、入力操作が可能なシート状の入力部材１０を備えている。入力部材１０は、図１に示すように、シート状の第１の熱硬化型樹脂１１と、導電パターン１５と、第２の熱硬化型樹脂１２とを有している。第１の熱硬化型樹脂１１は、ベースシート部５１およびカバーシート部５２を構成している。第２の熱硬化型樹脂１２は、受け部２１および補強部３０を構成している。

第１の熱硬化型樹脂１１は、柔軟性および伸長性ならびに絶縁性を備えている。より具体的には、イソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体を主成分とする合成樹脂材である。この構成によれば、柔軟性および伸長性に優れている。また、第１の熱硬化型樹脂１１は光透過性を備えている。この構成によれば、第１の熱硬化型樹脂１１を通してベース部材８０の色合いや金属光沢が目視可能となる。

導電パターン１５は、柔軟性および伸長性ならびに導電性を備えている。より具体的には、金属を含み、イソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体を主成分とする導電材である。導電性を付与する金属としては、例えば銀が用いられている。導電パターン１５は、シート状の第１の熱硬化型樹脂１１からなるベースシート部５１およびカバーシート部５２で挟まれて、そのほとんどを露出することなく保護されている。

第２の熱硬化型樹脂１２は、第１の熱硬化型樹脂１１よりも硬い材質で、かつ絶縁性を備えている。より具体的には、メラミン樹脂またはフェノール樹脂を含む合成樹脂材である。

入力部材１０には孔部１０ａが配置されており、孔部１０ａを囲む開口端部に沿って第２の熱硬化型樹脂１２からなる補強部３０を備えている。また、入力部材１０は、導電パターン１５を外部と電気的に接続するための接続部２０を備えている。接続部２０は、第１の熱硬化型樹脂１１よりも硬い材質の第２の熱硬化型樹脂１２からなる受け部２１を備えている。接続部２０では、導電パターン１５の一部が第１の熱硬化型樹脂１１および第２の熱硬化型樹脂１２から露出している。

これらの樹脂を積層した状態において、入力部材１０は、厚さ寸法が略１００μｍのときに伸び率が２００％以上であることが望ましい。伸び率は、幅が１５ｍｍの長方形の試験片を長手方向に５０ｍｍの間隔で引張試験冶具に装着して、長手方向に伸ばしたときに破断するまでの伸び耐性を評価することによって算出した。本実施形態においては、厚さ寸法が略１００μｍで、かつ伸び率が２００％〜３００％であった。したがって、本実施形態の入力装置１は、後述するベース部材８０の形状に合わせて入力部材１０を延伸させることが可能である。

ベース部材８０は、アルミニウム等の金属材から形成されている。ベース部材８０は、本実施形態の場合、タッチセンサとして機能する入力装置１の所望の外形形状を有している。なお、ベース部材８０は、金属材に限らず、例えば合成樹脂材を成形したものであってもよい。また、ベース部材８０には、図４に示すように、ＬＥＤ等の照光部材８１が配置されている。

本実施形態の入力装置１は、図２〜図４に示すように、３次元形状のベース部材８０の表面に沿って配設される。この際、ベース部材８０の形状に合わせて、入力部材１０を延伸させることができる。こうして、導電パターン１５が所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。これにより、３次元形状の入力装置１が構成されている。なお、入力部材１０を延伸させることによって、伸びの大きい部分は、伸びの小さい部分に比べて薄くなっている。

本実施形態の入力装置１は、導電パターン１５が、第１の電極部１５ａと、第１の電極部１５ａに絶縁配置された第２の電極部１５ｂとを備え、第１の電極部１５ａと第２の電極部１５ｂとの間に生じる静電容量の変化を検出可能に構成されている。なお、説明に用いている図面では、導電パターン１５を分かりやすくするために模式的に示していて、タッチセンサ用に最適化しているものではない。

なお、図１〜図４では省略しているが、接続部２０には、フレキシブル配線基板の接続端子が異方性導電ペースト等で接続される（図１１参照）。硬い材質の第２の熱硬化型樹脂１２によって、フレキシブル配線基板の接続端子を導電パターン１５に押し付けたときの押圧力の分散を抑制することができ、フレキシブル配線基板の熱圧着をより確実に行うことができる。

本実施形態の入力装置１において、孔部１０ａは、ベース部材８０の内側に収容されたＬＥＤ等の照光部材８１に対応して設けられている。これにより、照光部材８１の発光が入力部材１０の上方から視認される。また、孔部１０ａを囲む開口端部に沿って、第２の熱硬化型樹脂１２からなる補強部３０を備える。入力部材１０に孔部１０ａを形成すると、第１の熱硬化型樹脂１１は延伸させたときに孔部１０ａの角から破れやすくなる。しかし、本実施形態の入力装置１では、補強部３０が設けられているので、孔部１０ａから破れが発生するのを防ぐことができる。

なお、入力装置１の孔部１０ａの代わりに、その部分に第３の熱硬化型樹脂１３を備えていてもよい。図５は、第１変形例の入力装置２を示す断面図である。

入力装置２は、入力装置１の孔部１０ａに、図５に示すように、第３の熱硬化型樹脂１３からなる照光部５６が配設されているものである。第３の熱硬化型樹脂１３は、光透過性を備え、第１の熱硬化型樹脂１１とは色が異なるとともに、第１の熱硬化型樹脂１１と同様に柔軟性および伸長性を備えている。より具体的には、イソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体を主成分とする合成樹脂材で、着色材が混合されたものである。この構成によれば、ベース部材８０にＬＥＤ等の照光部材８１を配置して、照光部５６を必要に応じて照光させることができる。また、この場合には、補強部３０を設けていなくても、第３の熱硬化型樹脂１３が第１の熱硬化型樹脂１１に密着して孔部１０ａから破れが発生するのを防ぐことができる。なお、第３の熱硬化型樹脂１３は、１種類の色に限定されるものでなく、複数の孔部１０ａのそれぞれに異なる色となるように複数の種類であってもよい。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の入力装置１は、３次元形状のベース部材８０の表面に沿って一体に配設可能な入力装置１であって、入力操作が可能なシート状の入力部材１０を備え、入力部材１０が、柔軟性および伸長性ならびに絶縁性を備えたシート状の第１の熱硬化型樹脂１１と、柔軟性および伸長性ならびに導電性を備えた導電パターン１５と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、入力装置１をベース部材８０の表面に沿って配設する際、入力部材１０を形状に合わせて延伸させることができるため、導電パターン１５が所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。

また、第１の熱硬化型樹脂１１がイソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体であることを特徴とする。この構成によれば、柔軟性および伸長性に優れている。

入力部材１０は厚さ寸法が略１００μｍのときに伸び率が２００％以上であることが好ましい。この構成によれば、導電パターン１５をベース部材８０の所望の位置に合わせて配置することが容易である。

また、入力部材１０は、導電パターン１５を外部と電気的に接続するための接続部２０を備え、接続部２０は、第１の熱硬化型樹脂１１よりも硬い材質の第２の熱硬化型樹脂１２を有するとともに、導電パターン１５の一部が第１の熱硬化型樹脂１１および第２の熱硬化型樹脂１２から露出していることが好適である。この構成によれば、硬い材質の第２の熱硬化型樹脂１２によって、外部の接続端子を導電パターン１５に押し付けたときの押圧力の分散を抑制することができ、熱圧着をより確実に行うことができる。

また、入力部材１０には孔部１０ａが配置されており、孔部１０ａを囲む開口端部に沿って、第１の熱硬化型樹脂１１より硬い材質からなる補強部３０を備えるものとしてもよい。この構成によれば、第１の熱硬化型樹脂１１は延伸させたときに孔部１０ａの角から破れやすくなるが、補強部３０が設けられているので、孔部１０ａから破れが発生するのを防ぐことができる。

また、導電パターン１５が、第１の電極部１５ａと、第１の電極部１５ａに絶縁配置された第２の電極部１５ｂとを備え、第１の電極部１５ａと第２の電極部１５ｂとの間に生じる静電容量の変化を検出可能に構成されていることを特徴とする。この構成によれば、立体的な曲面形状の静電センサとすることができる。

また、第１変形例の入力装置２は、入力部材１０の孔部１０ａに、第１の熱硬化型樹脂１１とは色が異なるとともに柔軟性および伸長性を備えた第３の熱硬化型樹脂１３を有する。この構成によれば、第１の熱硬化型樹脂１１を通してベース部材８０の色合いや金属光沢が目視可能となる。また、ベース部材８０にＬＥＤ等の照光部材８１を配置して、必要に応じて照光させることができる。

（入力装置の製造方法）
図６は、入力装置１の製造工程におけるベースシート形成工程を示す模式図であり、図６（ａ）は模式平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線で切断した模式断面図である。図７は、受け部形成工程を示す模式図であり、図７（ａ）は模式平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した模式断面図である。図８は、補強部形成工程を示す模式図であり、図８（ａ）は模式平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した模式断面図である。図９は、導電パターン形成工程を示す模式図であり、図９（ａ）は模式平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線で切断した模式断面図である。図１０は、カバーシート形成工程を示す模式図であり、図１０（ａ）は模式平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した模式断面図である。図１１は、第８の工程を示す模式断面図である。図１２は、立体化工程を示す模式断面図である。

本実施形態の入力装置１の製造方法は、ベースシート形成工程において、図６に示すように、剥離シート５０の平坦な表面に第１インク材料を印刷して第１の塗膜４１を所定の形状に形成し、第１の塗膜４１に熱を加えて硬化させる。これによって、ベースシート部５１を形成する。第１インク材料は、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とし、スクリーン印刷等の印刷用に調合されたものである。

剥離シート５０は、印刷した第１の塗膜４１が弾かれることがないとともに、第１の塗膜４１を硬化させたベースシート部５１を容易に剥がすことができるものが好ましい。具体的には、第１の塗膜４１に対する印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下であるポリオレフィン系の合成樹脂シートが好適である。例えばポリエチレンやポリプロピレンからなる合成樹脂シートを使用することができる。剥離シート５０に印刷した第１の塗膜４１が弾かれることがないとともに、第１の塗膜４１を硬化させたベースシート部５１を剥離シート５０から容易に剥がすことが可能である。剥離シート５０は、これらの合成樹脂シートがロール状に巻かれたものから、サイズに合わせてカッティングすれば、きわめて量産性がよい。また、他の合成樹脂シートでも、第１の塗膜４１に対する印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下であればよく、例えば印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下となるように離型処理を行ったものであってもよい。

第１の塗膜４１は、ベースシート部５１が所望の外形形状となるように印刷されており、形成されたベースシート部５１を以後の工程で外形カットする必要がない。また、第１の塗膜４１は、所定の箇所に開口領域５１ａを設けるように印刷されており、形成されたベースシート部５１を以後の工程で孔抜き加工する必要がない。

本実施形態では、ベースシート形成工程に続いて、受け部形成工程を行う。受け部形成工程は、図７に示すように、ベースシート部５１の一面の一部に、第４インク材料を印刷して第４の塗膜４４を形成し、第４の塗膜４４に熱を加えて硬化させる。第４インク材料は、メラミン樹脂またはフェノール樹脂を主成分とし、スクリーン印刷等の印刷用に調合されたものである。第４インク材料を印刷して形成した第４の塗膜４４は、硬化後にベースシート部５１よりも硬くなる特性を備えている。これによって、受け部２１を形成する。なお、第４の塗膜４４は、開口領域５１ａを避けるように形成されている。

さらに、受け部形成工程に続いて、補強部形成工程を行う。補強部形成工程は、図８に示すように、開口領域５１ａを囲む領域に、第５インク材料を印刷して、硬化後にベースシート部５１よりも硬くなる特性を備えた第５の塗膜４５を形成し、第５の塗膜４５に熱を加えて硬化させる。第５インク材料は、メラミン樹脂またはフェノール樹脂を主成分とし、スクリーン印刷等の印刷用に調合されたものである。第５インク材料を印刷して形成した第５の塗膜４５は、硬化後にベースシート部５１よりも硬くなる特性を備えている。これによって、補強部３０を形成する。

なお、補強部形成工程は、受け部形成工程と同時に行われてもよい。すなわち、第５の塗膜４５の代わりに第４の塗膜４４を用いて、受け部形成工程において、開口領域５１ａを囲む領域に第４の塗膜４４を形成して、補強部３０を形成してもよい。

本実施形態では、次に、導電パターン形成工程を行う。導電パターン形成工程は、図９に示すように、第２インク材料を、ベースシート部５１の一面および受け部２１に所定の形状に印刷して第２の塗膜４２を形成し、第２の塗膜４２を硬化させる。第２インク材料は、導電性材料を含有するとともに、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とし、スクリーン印刷等の印刷用に調合されたものである。これによって、導電パターン１５を形成する。

さらに、導電パターン形成工程に続いて、カバーシート形成工程を行う。カバーシート形成工程は、図１０に示すように、導電パターン１５が形成されたベースシート部５１の一面側に、第１インク材料と同じ成分からなる第３インク材料を、受け部２１の上に形成された導電パターン１５の一部を避けた所定の形状に印刷して第３の塗膜４３を形成する。そして、第３の塗膜４３に熱を加えて硬化させる。これによって、カバーシート部５２を形成するとともに、受け部２１の領域に導電パターン１５の一部を露出させた接続部２０を形成する。なお、第３の塗膜４３は、開口領域５１ａを避けるように形成されている。カバーシート部５２は、ベースシート部５１とともに、導電パターン１５を保護し、シート状の入力部材１０を構成する。また、カバーシート部５２が開口領域５１ａを避けるように形成されることによって、入力部材１０の孔部１０ａが設けられている。また、本実施形態では、入力部材１０の孔部１０ａを囲む開口端部に沿って補強部３０が形成されている。

このように、インク材料を所定の形状にスクリーン印刷して塗膜を形成し、硬化させることでシート状の入力部材１０を形成することができる。また、抜き型などを用いることなく孔部１０ａを形成することができる。さらに、ベースシート部５１およびカバーシート部５２と導電パターン１５とを、いずれもイソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂から形成しているので、柔軟性および伸長性を備え、３次元形状に延伸させることができる。

続いて、第８の工程を行う。第８の工程は、図１１に示すように、入力部材１０の接続部２０に対向するようにフレキシブル配線基板６０を配置し、熱圧着冶具６１を用いて熱圧着する。

そして、入力部材１０をベース部材８０の表面に沿って一体に配設する立体化工程を行う。このとき、剥離シート５０から剥がした入力部材１０を、図１２に示すように、３次元形状に延伸させることによって、ベース部材８０の表面に沿って一体に配設するとともに、所望の位置決めを行うことができる。入力部材１０を延伸させることによって、伸びの大きい部分は、伸びの小さい部分に比べて薄くなっている。

なお、ベース部材８０の表面に密着するように、接着層を追加してもよい。接着層は、ベースシート部５１の他面に、剥離シート５０を剥がしてからスクリーン印刷等で印刷することができる。この場合には、保護シートをカバーシート部５２側の面に貼付しておくことが好ましい。また、本実施形態とは逆に、カバーシート部５２側の面をベース部材８０の表面に密着させるように配置することもできる。この場合には、接着層を追加するために、第８の工程でカバーシート部５２側の面に接着層をスクリーン印刷等で印刷することができる。

なお、入力装置１の孔部１０ａの代わりに、その部分にベースシート部５１とは色が異なる照光部５６を形成してもよい。図１３は、第１変形例の入力装置２の製造工程における照光部形成工程を示す模式断面図であり、図１３（ａ）は模式平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した模式断面図である。

照光部形成工程は、カバーシート形成工程でカバーシート部５２が開口領域５１ａを避けるように形成されることによって、入力部材１０の孔部１０ａが設けられた後に、孔部１０ａの内部全域に、図１３に示すように、第６の塗膜４６を形成する第６インク材料を印刷し、第６の塗膜４６を硬化させる。第６インク材料は、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とし、着色用の染料等によって着色され、スクリーン印刷等の印刷用に調合されたものである。また、第６インク材料を印刷した第６の塗膜４６が硬化した状態で、光透過性を備えるものである。これによって、ベースシート部５１とは色が異なる照光部５６を形成する。この構成によれば、印刷と熱硬化で照光部５６を形成することができる。

また、照光部５６は、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂から形成しているので、柔軟性および伸長性を備え、３次元形状に延伸させることができる。また、孔部１０ａから破れが発生するのを防ぐことができる。

以下、本実施形態の製造方法としたことによる効果について説明する。

本実施形態の入力装置１の製造方法は、入力操作が可能なシート状の入力部材１０がベース部材８０の表面に沿って一体に配設されたものである。そして、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第１インク材料を印刷して第１の塗膜４１を所定の形状に形成し、第１の塗膜４１に熱を加えて硬化させ入力部材１０を構成するベースシート部５１を形成するベースシート形成工程を備える。さらに、導電性材料を含有するとともに、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第２インク材料をベースシート部５１の一面に所定の形状に印刷して第２の塗膜４２を形成し、第２の塗膜４２を硬化させることで導電パターン１５を形成する導電パターン形成工程を備える。さらに、導電パターン１５が形成されたベースシート部５１の一面側に第１インク材料と同じ成分からなる第３インク材料を印刷して第３の塗膜４３を形成し、第３の塗膜４３に熱を加えて硬化させ入力部材１０を構成するカバーシート部５２を形成するカバーシート形成工程を備える。さらに、入力部材１０をベース部材８０の表面に沿って３次元形状に延伸させることによって一体に配設する立体化工程を備える。

この構成によれば、熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするインク材料を所定の形状にスクリーン印刷して塗膜を形成し、硬化させることでシート状の入力部材１０を形成することができる。したがって、所定の外形形状で抜き取るための抜き型が不要であるとともに、抜き加工をする必要がない。また、ベースシート部５１およびカバーシート部５２と導電パターン１５とを、いずれもイソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂から形成しているので、柔軟性および伸長性を備え、３次元形状に延伸させることができる。入力部材１０を形状に合わせて延伸させることができるため、導電パターン１５が所望の場所に配置されるように位置決めを正確に行うことができる。

また、ベースシート形成工程において、第１インク材料が印刷される剥離シート５０を有し、剥離シート５０は、印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。この構成によれば、剥離シート５０に印刷した第１の塗膜４１が弾かれることがないとともに、第１の塗膜４１を硬化させたベースシート部５１を剥離シート５０から容易に剥がすことができる。

また、ベースシート形成工程と導電パターン形成工程との間で、ベースシート部５１の一面の一部に、第４インク材料を印刷して、硬化後にベースシート部５１よりも硬くなる特性を備えた第４の塗膜４４を形成し、第４の塗膜４４に熱を加えて硬化させた受け部２１を形成する受け部形成工程を有し、導電パターン形成工程において、第２インク材料をベースシート部５１および受け部２１に印刷し、カバーシート形成工程において、第３インク材料を、受け部２１の上に形成された導電パターン１５の一部を避けた所定の形状に印刷して第３の塗膜４３を形成し、第３の塗膜４３に熱を加えて硬化させカバーシート部５２を形成するとともに、受け部２１の領域に導電パターン１５の一部を露出させた接続部２０を形成するものであってもよい。この構成によれば、印刷と熱硬化で受け部２１を形成し、導電パターン１５の一部を露出させた接続部２０を受け部２１の領域に形成することができる。

また、ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域５１ａを設けるように第１の塗膜４１を形成し、カバーシート形成工程において、開口領域５１ａを避けるように第３の塗膜４３を形成して、入力部材１０の開口領域５１ａに対応する箇所に孔部１０ａを形成するものであってもよい。この構成によれば、抜き型などを用いることなく孔部１０ａを形成することができる。

また、ベースシート形成工程後またはベースシート形成工程以降のいずれかの工程後に、開口領域５１ａを囲む領域に、第５インク材料を印刷して、硬化後にベースシート部５１よりも硬くなる特性を備えた第５の塗膜４５を形成し、第５の塗膜４５に熱を加えて硬化させた補強部３０を形成する補強部形成工程を有し、入力部材１０の孔部１０ａを囲む開口端部に沿って補強部３０を形成するものであってもよい。この構成によれば、印刷と熱硬化で補強部３０を形成することができる。

また、ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域５１ａを設けるように第１の塗膜４１を形成し、受け部形成工程において、開口領域５１ａを避けるように第４の塗膜４４を形成し、カバーシート形成工程において、開口領域５１ａを避けるように第３の塗膜４３を形成して、入力部材１０の開口領域５１ａに対応する箇所に孔部１０ａを形成するものであってもよい。この構成によれば、抜き型などを用いることなく孔部１０ａを形成することができる。

また、受け部形成工程において、開口領域５１ａを囲む領域に第４の塗膜４４を形成して、入力部材１０の孔部１０ａを囲む開口端部に沿った補強部３０を形成するものであってもよい。この構成によれば、印刷と熱硬化で補強部３０を形成することができる。

また、第１変形例の入力装置２の製造方法は、孔部１０ａの内部全域に、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするとともに着色された第６の塗膜４６を形成する第６インク材料を印刷し、第６の塗膜４６を硬化させてベースシート部５１とは色が異なる照光部５６を形成する照光部形成工程を有する。この構成によれば、印刷と熱硬化で照光部５６を形成することができる。なお、第６インク材料は、１種類の色に限定されるものでなく、複数の照光部５６のそれぞれに異なる色となるように複数の種類を別々に印刷してもよい。

以上のように、本発明の実施形態の入力装置１、２、およびその製造方法を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、入力部材１０の導電パターン１５を１層だけの構成としたが、複数の導電パターンを積層した多層の構成としてもよい。この場合、多層間の電気的絶縁は、層間に第１の熱硬化型樹脂１１を積層することによって行われる。また、多層間の電気的導通は、層間に積層された第１の熱硬化型樹脂１１の孔部を介して行われる。

（２）本実施形態において、入力部材１０の孔部１０ａを有するとともに、補強部３０を設けている構成としたが、孔部１０ａのない構成であってもよい。また、入力部材１０の孔部１０ａを有する場合であっても、補強部３０を設けない構成にしてもよい。例えば、孔部１０ａの角部を丸めるように形成していれば、入力部材１０を形状に合わせて延伸させても亀裂が生じにくいものとすることができる。また、孔部１０ａの角を丸めなくとも、角部が９０度以上の角からなる多角形（正六角形等）の孔形状にするだけでも効果がある。なお、孔部１０ａのない構成であっても、補強部３０を必要に応じて設けてもよい。

（３）本実施形態の製造方法において、各工程での印刷・熱硬化が１回であるように説明したが、所望の厚さにするために印刷・熱硬化を複数回繰り返して形成するようにしてもよい。一度に厚く印刷しようとすると、表面の平滑性が悪化したり、しわ等の不具合が発生しやすくなったりするが、複数回に分けて印刷・熱硬化して厚くすることによって、各工程での品質を良好なものとすることができる。

（４）また、平滑性を改善するために、金属ローラ等の冶具を用いた平滑化処理を追加してもよい。例えば、印刷・熱硬化したベースシート部５１の一面に金属ローラを押し当てることによって、ベースシート部５１の表面の平滑性が改善され、導電パターン１５のファインピッチ化が容易となる。

（５）本実施形態の製造方法において、工程の順番は合理的な範囲で変更してもよい。例えば、補強部３０を最初に形成してもよく、また、カバーシート部５２を形成するカバーシート形成工程後に補強部３０を形成してもよい。

１、２ 入力装置
１０ 入力部材
１０ａ 孔部
１１ 第１の熱硬化型樹脂
１２ 第２の熱硬化型樹脂
１３ 第３の熱硬化型樹脂
１５ 導電パターン
１５ａ 第１の電極部
１５ｂ 第２の電極部
２０ 接続部
２１ 受け部
３０ 補強部
４１ 第１の塗膜
４２ 第２の塗膜
４３ 第３の塗膜
４４ 第４の塗膜
４５ 第５の塗膜
４６ 第６の塗膜
５０ 剥離シート
５１ ベースシート部
５１ａ 開口領域
５２ カバーシート部
５６ 照光部
６０ フレキシブル配線基板
６１ 熱圧着冶具
８０ ベース部材
８１ 照光部材

Claims (15)

1. ３次元形状のベース部材の表面に沿って一体に配設可能な入力装置であって、
   入力操作が可能なシート状の入力部材を備え、
   前記入力部材は、柔軟性および伸長性ならびに絶縁性を備えたシート状の第１の熱硬化型樹脂と、柔軟性および伸長性ならびに導電性を備えた導電パターンと、を有することを特徴とする入力装置。
2. 前記入力部材は厚さ寸法が略１００μｍで、かつ伸び率が２００％以上であることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記入力部材は、前記導電パターンを外部と電気的に接続するための接続部を備え、
   前記接続部は、前記第１の熱硬化型樹脂よりも硬い材質の第２の熱硬化型樹脂を有するとともに、前記導電パターンの一部が前記第１の熱硬化型樹脂および前記第２の熱硬化型樹脂から露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記入力部材には孔部が配置されており、
   前記孔部を囲む開口端部に沿って、前記第１の熱硬化型樹脂より硬い材質からなる補強部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記入力部材には孔部が配置されており、
   前記第１の熱硬化型樹脂は光透過性を備え、
   前記孔部に、前記第１の熱硬化型樹脂とは色が異なるとともに柔軟性および伸長性を備えた第３の熱硬化型樹脂を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記導電パターンは、第１の電極部と、前記第１の電極部に絶縁配置された第２の電極部とを備え、
   前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に生じる静電容量の変化を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の入力装置。
7. 前記第１の熱硬化型樹脂は、イソシアネートを架橋剤としたポリエステル系の高分子重合体であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の入力装置。
8. 入力操作が可能なシート状の入力部材がベース部材の表面に沿って一体に配設された入力装置の製造方法において、
   イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第１インク材料を印刷して第１の塗膜を所定の形状に形成し、前記第１の塗膜に熱を加えて硬化させ前記入力部材を構成するベースシート部を形成するベースシート形成工程と、
   導電性材料を含有するとともに、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とする第２インク材料を前記ベースシート部の一面に所定の形状に印刷して第２の塗膜を形成し、前記第２の塗膜を硬化させることで導電パターンを形成する導電パターン形成工程と、
   前記導電パターンが形成された前記ベースシート部の前記一面側に前記第１インク材料と同じ成分からなる第３インク材料を印刷して第３の塗膜を形成し、前記第３の塗膜に熱を加えて硬化させ前記入力部材を構成するカバーシート部を形成するカバーシート形成工程と、
   前記入力部材を前記ベース部材の表面に沿って３次元形状に延伸させることによって一体に配設する立体化工程と、
   を備えることを特徴とする入力装置の製造方法。
9. 前記ベースシート形成工程と前記導電パターン形成工程との間で、前記ベースシート部の前記一面の一部に、第４インク材料を印刷して硬化後に前記ベースシート部よりも硬くなる特性を備えた第４の塗膜を形成し、前記第４の塗膜に熱を加えて硬化させた受け部を形成する受け部形成工程を有し、
   前記導電パターン形成工程において、前記第２インク材料を前記ベースシート部および前記受け部に印刷し、
   前記カバーシート形成工程において、前記第３インク材料を、前記受け部の上に形成された前記導電パターンの一部を避けた所定の形状に印刷して前記第３の塗膜を形成し、前記第３の塗膜に熱を加えて硬化させ前記カバーシート部を形成するとともに、前記受け部の領域に前記導電パターンの一部を露出させた接続部を形成することを特徴とする請求項８に記載の入力装置の製造方法。
10. 前記ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域を設けるように前記第１の塗膜を形成し、
    前記カバーシート形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第３の塗膜を形成して、
    前記入力部材の前記開口領域に対応する箇所に孔部を形成することを特徴とする請求項８に記載の入力装置の製造方法。
11. 前記ベースシート形成工程後または前記ベースシート形成工程以降のいずれかの工程後に、前記開口領域を囲む領域に、第５インク材料を印刷して硬化後に前記ベースシート部よりも硬くなる特性を備えた第５の塗膜を形成し、前記第５の塗膜に熱を加えて硬化させた補強部を形成する補強部形成工程を有し、
    前記入力部材の前記孔部を囲む開口端部に沿って前記補強部を形成することを特徴とする請求項１０に記載の入力装置の製造方法。
12. 前記ベースシート形成工程において、所定の箇所に開口領域を設けるように前記第１の塗膜を形成し、
    前記受け部形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第４の塗膜を形成し、
    前記カバーシート形成工程において、前記開口領域を避けるように前記第３の塗膜を形成して、
    前記入力部材の前記開口領域に対応する箇所に孔部を形成することを特徴とする請求項９に記載の入力装置の製造方法。
13. 前記受け部形成工程において、前記開口領域を囲む領域に前記第４の塗膜を形成して、
    前記入力部材の前記孔部を囲む開口端部に沿った補強部を形成することを特徴とする請求項１２に記載の入力装置の製造方法。
14. 前記孔部の内部全域に、イソシアネート系化合物を架橋剤とする熱硬化型ポリエステル樹脂を主成分とするとともに着色された第６の塗膜を形成する第６インク材料を印刷し、前記第６の塗膜を硬化させて前記ベースシート部とは色が異なる照光部を形成する照光部形成工程を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の入力装置の製造方法。
15. 前記ベースシート形成工程において、前記第１インク材料が印刷される剥離シートを有し、
    前記剥離シートは、印刷面の表面張力が略３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項８ないし請求項１４のいずれかに記載の入力装置の製造方法。