JP5128841B2 - 透明薄板 - Google Patents

Description

本発明は、透明基体の表面に微細構造の網目で構成されたメッシュ層が形成された透明薄板に関するものであり、さらに詳しくは、携帯機器、家電、自動車製品などに用いられる静電容量スイッチ電極及びアンテナなどに使用可能な透明フリップカバーに好適に使用可能な透明薄板に関する。

携帯機器、家電、ＰＤＡ、自動車製品等の小型機器において、透明なフリップカバーが設けられており、使用時にフリップカバーを開けて使用するタイプのものがある。このフリップカバーの機能は、単に機器本体の保護のために用いられている場合が多いが、このフリップカバーに入力機能やアンテナ機能を付加しようとするものがある。

そこで、出願人は、フリップカバーの表面に透明な導電体で回路を設けたアンテナ付き筐体用部材を出願している（特願２００５−１２７２１９）。この筐体用部材と同様の構成を有する樹脂成形体をフリップカバーとして用い、これを静電容量スイッチとして用いれば、フリップカバーの表裏両面から入力が可能で、電極パターンとソフトの調整によって、表と裏で、つまりフリップカバーを閉めた状態とあけた状態で、それぞれの必要機能に応じたキーパターンが実現可能である。

しかし、透明な電極の場合、フリップカバーを閉めた状態であれば、例えば、下のディスプレイ表示画面にしたがって、対応箇所のフリップカバーに触れれば入力可能であるが、フリップカバーを開けた状態では入力箇所を示すパターンが全くないので、キー操作は著しく制限され、例えば、どこかに触れれば入力というような操作しかできなかった。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、一方の面から見れば透明であるが、他方の面から見れば任意の模様が付加されているように、両面側から見たときの模様を異ならせることができる透明薄板を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の透明薄板を提供する。

本発明の第１態様によれば、薄板状の透明基体と、
前記透明基体の表面に形成され、網目の輪郭が略等幅の極細帯で構成された光線透過率が５０％以上である網目構造を有する不透明な導電性物質で構成された回路パターンであるメッシュ層と、
前記メッシュ層の表面に積層され、かつ、前記メッシュ層を構成する材料の色とは異なる色を有する着色層と、
前記着色層の一部の領域に前記着色層の表面に積層され、かつ、前記着色層の有する色とは異なる色を有する低反射層と、
を備えて、
前記透明基体の裏面側からは透明として視認可能である一方、前記透明基体の表面側からは、前記着色層と前記低反射層とで模様を視認可能な、透明薄板を提供する。

本発明の第２態様によれば、前記メッシュ層は、前記極細帯の帯幅が３０μｍ以下である、第１態様の透明薄板を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記メッシュ層の網目の開口の形状が多角形で構成されている第１又は第２態様の透明薄板を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記着色層はニッケルメッキであり、前記低反射層は黒色メッキ又は化成処理された層である、第１から第３態様のいずれか１つの透明薄板を提供する。

本発明の第５態様によれば、前記極細帯の前記メッシュ層に積層された前記着色層の表面に黒色メッキ処理によって設けられている、第１から第４態様のいずれかの透明薄板を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記低反射層は、前記極細帯の前記メッシュ層に積層された前記着色層の表面に黒色化成処理によって設けられている、第１から第４態様のいずれか１つの透明薄板を提供する。

本発明の第７態様によれば、前記メッシュ層と前記透明基体との間に、前記メッシュ層の網目に沿って設けられた黒色着色層をさらに備える、第１から第５態様のいずれか１つの透明薄板を提供する。

本発明によれば、メッシュ層は、網目の輪郭が略等幅の極細帯で構成された光線透過率が５０％以上であるため、全体として輪郭が視認しにくく透明として認識される。一方で、表面に着色層が設けられているメッシュ層の部分は、当該着色層の形成部分と非形成部分の境界によって着色層の柄が認識される。したがって、着色層が設けられている側から透明薄板を見れば、着色層によって模様を視認することができると共に、着色層が設けられていない側から透明薄板を見れば、メッシュ層が視認できないため、薄板が全体として透明に見える。

メッシュ層の帯幅を３０μｍ以下とすることによって、メッシュ層が肉眼で視認しにくくなり、透明薄板の透明性を高めることができる。

また、メッシュ層又は着色層の表面に低反射層を設けることにより、メッシュ層の反射を抑え、視認しにくくすることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る透明薄板について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる透明薄板をフリップカバーとして用いた携帯機器端末の外観構成を示す模式図である。携帯機器端末１００は、ディスプレイ３や操作ボタン４を備えた本体２とフリップカバー１とを備えている。フリップカバーは、本体２に対して開閉可能にヒンジ結合されており、閉じた状態では、本体表面のディスプレイ３や操作ボタン４のカバーとして機能すると共に、開いた状態では、図１に示すように本体に対して上側に移動し、内部に設けられた導電性のメッシュ層によってアンテナ及び静電容量スイッチとして機能する。

フリップカバー１は、図２に示すように、透明な板状に構成されている。フリップカバーを構成するプラスチック基体１０は、透明プラスチック性の薄板で構成されており、当該透明プラスチック基体の表面に網目のメッシュ層１１が貼り付けられた構成となっている。なお、フリップカバーは、用いられる形態機器端末の形状に応じて曲面状に構成されていてもよい。

透明プラスチック基体１０としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロースなどの透明樹脂を使用することができるが、シート状の透明ガラスを使用することができる。

メッシュ層１１は、導電性材料の薄膜で構成され、網目の輪郭が略等幅の極細帯で構成された光線透過率が５０％以上の層である。メッシュ層１１は、極細帯で構成されているので、少し離れてみれば、フリップカバー１は透光性を有するため全体として透明に見えるが、拡大して見れば、メッシュ層１１の網目模様が設けられている構成となっている。

メッシュ層を構成する導電性材料は銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀等の金属膜、又はこれらの金属微粒子を含有する導電ペースト膜、カーボンペースト膜からなり、透明プラスチック基体１０上に形成した薄膜のフォトエッチングによって又は印刷レジストによるエッチングによって形成される。メッシュ層の形成工程については、後述する。

メッシュ層１１の一部分には、アンテナ及び静電容量スイッチの電極（図示なし）が設けられており、当該電極に携帯端末１００の給電部を接触させることでメッシュ層１１と携帯端末１００の本体２とが通電する。

メッシュ層の金属極細線表面を低反射処理すれば、金属の反射色が抑制され、透明アンテナ１１の存在が目立たなくなる。これによりフリップカバー１の透明性を高めることができる。

低反射処理の具体例としては、化成処理やメッキ処理などの表面処理が挙げられる。化成処理は、酸化処理、硫化処理をすることによって金属表面にて違反者層を形成するものであり、例えば、メッシュ層の素材に銅を使用し、その表面に参加処理によって参加被膜を形成すれば、メッシュ層の断面寸法を減じることなく、メッシュ層の表面を光反射防止性を備えた黒色に処理することができる。

また、メッキ処理としてメッシュ層に対して例えば、黒色クロムのメッキを施せば、メッシュ層の表面を光反射防止性を備えた黒色に処理することができる。また、高電流密度の銅メッキを施せば、茶褐色に処理することができる。

図３Ａは、フリップカバーを開いた状態で使用者側から見えるフリップカバーの外観構成を示す図である。図３Ｂは、フリップカバーの断面形状の部分拡大図である。図３Ｃは、フリップカバーを閉じた状態で使用者側から見えるフリップカバーの外観構成を示す図である。図３Ａ及び図３Ｃでは、メッシュ層１１の網目模様を図示しているが、上記のように実際のフリップカバー１では、メッシュ層１１が極細帯で構成されているため、ほとんど視認できないようになっている。

フリップカバー１は、図３Ａに示すように開いた状態のときに携帯機器１００の使用者から見える側の面１０ａ（以下、模様側面と表示する。）には、模様１３が付されている。当該模様１３は、メッシュ層１１の表面を着色することにより、着色がなされている部分となされていない部分との差異として現れるものである。

これに対して、フリップカバーを閉じた状態のときに携帯機器１００の使用者から見える側の面１０ｂ（以下、透明側面と表示する。）には、模様が付されておらず、上記の世にメッシュ層がほとんど視認しにくいため、フリップカバー１は全体としてほぼ透明に視認される。メッシュ層を視認しにくくするために上記の通り、透明側面１０ｂから見たメッシュ層に低反射処理を行うと、さらにフリップカバーの透明性を高めることができる。

このようなフリップカバー１は、図３Ｂに示すような構成により実現可能である。すなわち、フリップカバー１は、プラスチック基体１０のディスプレイ側の面にメッシュ層１１が設けられた構成である。メッシュ層１１は、透明プラスチック基体１０の表面に設けられた金属層１４と、金属層の表面に設けられた低反射層１５と、金属層の表面に設けられた着色層１６とを備える。金属層１４の表面に設けられた低反射層１５及び着色層１６は、金属層１４の輪郭を目視により判別しやすくするために設けられる。低反射層１５が設けられている金属層１４の輪郭は視認しにくく、着色層１６が設けられている部分は当該着色層の形成部分と非形成部分の境界によって着色層の柄が視認しやすくなる。

この結果、メッシュ層１１は、金属層の表面に設けられた層構成の違いにより、模様側面１０ａ側からフリップカバーを見ると、その表面に模様が表示される。すなわち、低反射層１５が設けられている金属層の輪郭部分は透明に見え、着色層１６が設けられている金属層１４の輪郭は着色されて見えることとなる。その結果、フリップカバー１は、透明なシート状に着色層１６によって着色された模様が付されたような外観を持つ。

なお、図３Ｄに示すように、金属層１４と透明プラスチック基体１０との間に前記メッシュ層全体に設けられた黒色着色層１７を設け、フリップカバー１の透明側面から見た透明性をさらに向上させることもできる。すなわち、透明側面からみたフリップカバー１のメッシュ層の表面を黒くすることにより、金属層１４の反射が防止されるため、より透明性を高めることができる。

上記のように、フリップカバー１は、全体としては透光性であり透明に見えながら、片方の表面だけに部分的な模様を形成することが可能である。

したがって、当該フリップカバー１を静電容量スイッチとして用いる場合、フリップカバー１を閉じた状態ではフリップカバー１の下側に位置するディスプレイ３や操作ボタン４の表示を通して入力位置の特定を行うことができる一方、フリップカバー１を開いた状態では、着色部１６によって付された模様にしたがって入力位置の特定を行うことができるという効果を有する。また、片側の面だけから模様が見えるという意匠的な効果も併せて有する。

図４から図６は、メッシュ層１１の網目構造の拡大図である。図４に示す網目構造は、直交方向に伸びる直線状の極細帯によって格子状の網目に形成されており、メッシュ層としての光線透過率を７０％以上確保できるようになっている。上記光線透過率は、日本電色工業社製の分光測定器（型番ＮＤＨ２０００）を用いて測定したものである。ただし、空気層における光線透過率１００％を基準としている。なお、金属層１４の表面に低反射層１５が設けられている場合は、上記光透過率は、低反射層１５が形成された状態で測定されている。

方形の輪郭を形取る極細帯１１ｉ，１１ｊの帯幅ｗは、それぞれ３０μｍ以下の等幅に形成されている。帯幅ｗが３０μｍを上回ると、メッシュ層１１の網目が目立ってしまい、デザイン性が悪くなる。帯幅ｗが３０μｍ以下であると、メッシュ層１１の存在が認識されにくい。なお、メッシュ層の膜厚は、帯幅／膜厚の比が０．５以上になるようにすると、アンテナや静電容量スイッチとして用いたときの性能を確保しやすくなる。

図５に示すメッシュ層の網目構造は、６角形の網目を連続的につなぎ合わせることにより網目形状としたものである。６角形の輪郭となる極細帯１１ｋの帯幅は３０μｍ以下である。

図６に示すメッシュ層の網目構造は、梯子型を核とし、２方向に連続させることによって網目形状にしたものである。梯子形の輪郭となる極細帯１１ｌ，１１ｍの帯幅は３０μｍ以下である。

上記各構成のメッシュ層１１の光線透過率は、極細帯１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌ，１１ｍの帯幅とこれらの極細帯で囲まれることで形成される開口部Ｂの大きさとの組み合わせを選択することによって、５０％以上の光線透過率を確保することができる。

図４から図６に示す網目形状のほか、矩形が核となって連続するもの、多角形が核となって連続するもの、梯子形が核となって連続するものがあげられる。この中でも特に正方形が核となって連続するものは、他の多角形状に比べて網目パターンが筋状に認識されにくいので好ましい。

すなわち、ある形状が核となって規則的に連続するパターンを見たとき、その核（開口Ｂ）の連続する方向に沿って輪郭が連続する筋状に見える傾向がある。例えば、６角形が核となったものの場合では、その連続方向に沿った上記極細帯の線がジグザグとなるために、このジグザグの振幅の分だけ太く見えてしまい、結果として極細帯が膨張した状態に見えてしまう。この点において、上記正方形が核となって連続するものの場合は、連続方向に沿った極細帯が納すぐとなるから、本来の幅よりも太く見える懸念がなく、上述のように極細帯は３０μｍ以下と非常に細いのでその存在が認識されにくくメッシュ層の網目が目立たない。

また、長方形が核となって連続するものの場合では、長方形の長辺方向と短辺方向のピッチが違うので全体を見たときに長辺方向に比べてピッチが短い短辺方向が濃く現れ、これが筋状となってちらついて見えることがあるが、上記正方形が核となって連続するものではこのような筋状は現れず目立ちにくくなる。

次に、本実施形態にかかるフリップカバー１の製造工程について説明する。図７Ａは、本実施形態にかかるフリップカバーの製造工程を示す図であり、図７Ｂは、図７Ａに続く本実施形態にかかるフリップカバーの製造工程を示す図である。

まず、図７Ａ（ａ）に示すように、透明プラスチック基体１０の表面に黒色着色層１７、金属層１４，表面処理層１８をそれぞれ積層して配置する。

黒色着色層１７としては、例えば、銅箔の表面に黒色または黒色に近い色調を呈する低反射を、酸化処理や硫化処理等の化成処理、またはめっき処理で形成し、黒色形成面を透明基体に、透明接着剤でラミネートする。また、特許公報第２７１７７３４号に開示されているように、透明な基体上に親水性透明樹脂をコーティングし、無電解めっきによって導電層と同時に黒色層を形成する。

金属層１４の表面に設けられる表面処理層１８は、金属層１４の着色のために設けられるものであり、例えば、ニッケルメッキなどによって金属層表面に設けられる。

次いで、図７Ａ（ｂ）に示すように、表面処理層１８の表面にメッシュ層を構成するメッシュパターンを有するフォトレジスト層２０を付す。フォトレジスト層２０の形成は、例えば、表面処理層１８の表面全体にフォトレジスト膜２０ｘを形成し（図８（ａ）参照）、その後、フォトマスクを通してフォトレジスト膜２０ｘを露光し、露光した部分（２０ｙ）を除去することにより、レジスト膜のメッシュパターンを形成する。

次いで図７Ａ（ｃ）に示すように、エッチング処理を行い、フォトレジスト層２０が付されていない部分２１の黒色着色層１７、金属層１４，表面処理層１８を除去する。

次に、図７Ａ（ｄ）に示すように、任意の模様に構成された遮光部３１を有するフォトマスク３０を用いてフォトレジスト層２０を露光し、フォトレジスト層２０ｂを除去する。図７Ｂ（ｅ）は、フォトマスクの露光によって現像された状態を示している。フォトマスク３０の遮光部３１によって覆われている部分のフォトレジスト層２０ａは残存する。

次いで、図７Ｂ（ｆ）に示すように、表面処理層１８の表面に低反射層としての黒色メッキ層１５を付す。なお、黒色メッキ層１５の代わりに低反射層としての化成処理を行ってもよい。次いで、図７Ｂ（ｇ）に示すように、残存するフォトレジスト層２０ａを除去する。

これにより、着色層（表面処理層１８）の表面には、フォトマスクの模様以外の部分に黒色メッキが付されると共に、フォトマスクの模様に沿って着色層が露出する構成となっている。すなわち、黒色メッキ層１５が設けられている部分は、金属の反射が抑えられ、視認しにくくなる一方、表面処理層１８が露出している部分では金属反射が大きく、視認しやすくなる。これにより、メッシュ層の表面に表面処理層１８の模様が付されたようなフリップカバーとすることができる。

一方で、透明プラスチック基体１０側から見ると、黒色着色層１７によって光の反射が抑えられ、金属層１４は視認しにくくなる。よって、フリップカバー全体が透過性を有し、透明な板状部材として視認される。

以上説明したように、本実施形態にかかるフリップカバーは、全体としては透光性であり透明に見えながら、片方の表面だけに部分的な模様を形成することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

例えば、上記実施形態では、メッシュ層は、金属層の一方の表面についてのみ、低反射層１５と着色層１６とを設け、一方の面から見た時のみ模様が表示されるように構成されているが、金属層１４の両表面にそれぞれ低反射層１５と着色層１６とを設ければ、フリップカバー１の両面から見た模様を異ならせることができる。

フリップカバー本体である透明基体に直接メッシュ層などの各層を形成する態様に限定せず、透明フィルムに各層を形成したものを透明基体に接着（ラミネート）して構成することもできる。また、メッシュ層が設けられた透明フィルムを金型内に挿入して透明樹脂を射出成形することによって、透明フィルムと一体化させた透明基体を形成させる（インサート成形）するようにしてもよい。

本発明にかかる透明薄板は、一方から見ると透明であり、他方面から見ると模様が付されているので、デザイン性を高めることができると共に、開閉時に見える模様を異ならせることによって静電容量スイッチを構成する携帯機器などのフリップカバーとして用いることができる。

本発明の実施形態にかかる透明薄板をフリップカバーとして用いた携帯機器端末の外観構成を示す模式図である。 図１の携帯機器端末のフリップカバーの外観図及び部分拡大図である。 フリップカバーを開いた状態で使用者側から見えるフリップカバーの外観構成を示す図である。 フリップカバーの断面形状の部分拡大図である。 フリップカバーを閉じた状態で使用者側から見えるフリップカバーの外観構成を示す図である。 金属層と透明プラスチック基体との間に黒色着色層を設けた構成のフリップカバーの断面構成を示した図である。 メッシュ層を構成する極細帯の網目形状の基本パターンを示す拡大図である。 極細帯の網目形状の変形例を示す拡大図である。 極細帯の網目形状のさらなる変形例を示す拡大図である。 本実施形態にかかるフリップカバーの製造工程を示す図である。 図７Ａに続く本実施形態にかかるフリップカバーの製造工程を示す図である。 表面処理層の表面にメッシュ層を構成するメッシュパターンを有するフォトレジスト層を付す工程を示す図である。

符号の説明

１ フリップカバー
２ 本体部
３ ディスプレイ
４ 操作部
１０ 透明プラスチック基体
１０ａ 模様側面
１０ｂ 透明側面
１１ メッシュ層
１３ 模様
１４ 金属層
１５ 低反射層
１６ 着色層
１７ 黒色着色層
１８ 表面処理層
１００ 携帯機器端末

Claims (7)

1. 薄板状の透明基体と、
   前記透明基体の表面に形成され、網目の輪郭が略等幅の極細帯で構成された光線透過率が５０％以上である網目構造を有する不透明な導電性物質で構成された回路パターンであるメッシュ層と、
   前記メッシュ層の表面に積層され、かつ、前記メッシュ層を構成する材料の色とは異なる色を有する着色層と、
   前記着色層の一部の領域に前記着色層の表面に積層され、かつ、前記着色層の有する色とは異なる色を有する低反射層と、
   を備えて、
   前記透明基体の裏面側からは透明として視認可能である一方、前記透明基体の表面側からは、前記着色層と前記低反射層とで模様を視認可能な、透明薄板。
2. 前記メッシュ層は、前記極細帯の帯幅が３０μｍ以下である、請求項１に記載の透明薄板。
3. 前記メッシュ層の網目の開口の形状が多角形で構成されている請求項１又は２に記載の透明薄板。
4. 前記着色層はニッケルメッキであり、前記低反射層は黒色メッキ又は化成処理された層である、請求項１から３のいずれか１つに記載の透明薄板。
5. 前記低反射層は、前記極細帯の前記メッシュ層に積層された前記着色層の表面に黒色メッキ処理によって設けられている、請求項１から４のいずれか１つに記載の透明薄板。
6. 前記低反射層は、前記極細帯の前記メッシュ層に積層された前記着色層の表面に黒色化成処理によって設けられている、請求項１から４のいずれか１に記載の透明薄板。
7. 前記メッシュ層と前記透明基体との間に、前記メッシュ層の網目に沿って設けられた黒色着色層をさらに備える、請求項１から５のいずれか１つに記載の透明薄板。

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