JP5263215B2 - 成形品、電子機器及び成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インモールド成形により加飾された成形品、電子機器及び成形品の製造方法に関する。

従来から、転写箔を用いた射出成形による加飾方法は、電子機器から家庭用品まで広く利用されている。転写箔による導電部を形成する方法として、例えば特許文献１及び２に記載された技術が挙げられる。

特許文献１の回路基板の製造方法では、転写箔に回路パターン層が設けられ、この転写箔を用いてインモールド成形が行われる（特許文献１の明細書段落[００１５]、図２参照）。

特許文献２の表面導電性成形品の製造方法では、加飾絶縁インク層及び導電インク層を備える転写箔を使用し、インモールド転写成形を行うことにより、成形品の一部に表面導電部が形成される（特許文献２の明細書段落[００１６]、[００１９]、図３及び４参照）。これにより、加飾絶縁インク層と導電インク層が同時に成形層に転写される。

特許第３１１８２７６号公報 特開２００７−１９６５０１号公報

特許文献１及び２の方法では、成形層の表面または裏面のうちいずれか一方に、転写箔である転写箔が転写されるだけであるので、成形層から転写箔が剥がれるおそれがある。したがって、転写箔をしっかりと成形層に保持しておくことができる構造が必要とされている。

また、成形層から転写箔が剥がれないまでも、転写箔が露出しているので、その転写箔が転写された成形層を一部品として別の部品と組み合わせて製品を組み立てる時に、転写箔の加飾部または導電部に、傷が付いたり粉塵等が付着したりするおそれもある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、転写箔を確実に成形層に保持しておくことができ、転写箔の加飾層または導電層の損傷を防止することができる成形品、電子機器及び成形品の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成形品は、１次成形層と、転写箔と、２次成形層とを具備する。
前記転写箔は、加飾層及び導電層を有し、前記１次成形層にインモールド成形により転写される。
前記２次成形層は、前記１次成形層と前記２次成形層との間に、前記転写箔の前記加飾層及び前記導電層のうち少なくとも一方が配置されるように、前記１次成形層上に形成される。

この成形品では、１次成形層と２次成形層との間に、加飾層及び導電層を有する転写箔が挟み込まれている。これにより、転写箔を確実に１次及び２次成形層との間に保持しておくことができる。また、転写箔の加飾層及び導電層のうち少なくとも一方が、１次及び２次成形層の間に配置されることにより、加飾層または導電層が損傷を受けたり、粉塵等が導電層に付着して電気的導通が阻害されたりすることを防止することができる。

前記転写箔の前記導電層は、センシング用導電層と、前記センシング用導電層に導通し、一部が露出するように設けられ、前記センシング用導電層を外部接続するための端子電極層とを含む。本発明では、センシング用導電層に電気的に接続された端子電極層も、インモールド成形により１次成形層に実質的に同時に転写されるので、生産性を高めることができる。またこれにより、例えばこの成形品が用いられる電子機器に、別途の端子電極を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。さらに、端子電極層が外部に露出するように設けられているので、他の電子部品や電子回路に設けられたコネクタを、成形品の端子電極層に容易に接続することができる。

あるいは、後述する発明のように、センシング用導電層に代えて（またはセンシング用導電層も兼ねる）電力供給用導電層が用いられてもよい。あるいは、導電層は、センシング用導電層に代えて、電磁波シールド用導電層を有していてもよい。

前記１次成形層または前記２次成形層は、溝部を有してもよい。その場合、前記溝部には、前記露出した前記端子電極層の一部が配置され、前記外部接続のための、外部素子に設けられたコネクタが挿入される。これにより、電源回路や制御回路を構成するＩＣ等の外部素子に設けられたコネクタを溝部に挿入するだけで、センシング用導電層と外部素子とを容易に導通させることができる。したがって、この成形品が用いられかつ外部素子が搭載される電子機器の組み立てが容易になる。

前記転写箔の前記導電層は、電源からの電力を、前記成形品を用いた電子機器に搭載される部品素子に供給する電力供給用導電層を含んでもよい。本発明の場合、転写箔は、センシング用導電層と電力供給用導電層とが兼用された導電層を有していてもよい。

前記転写箔は、前記加飾層及び前記導電層の間に介在された防御層をさらに有してもよい。これにより、加飾層を構成する物質が導電層内に拡散すること、また、導電層を構成する物質が加飾層内に拡散することを防止することができる。

前記成形品は、前記成形品が用いられる電子機器の外観上見える部分の一部または全部を構成する構造体であってもよい。

前記構造体は、ディスプレイを有する電子機器の筐体であってもよい。その場合、前記筐体は、前記ディスプレイが配置される窓部を有し、前記転写箔の前記導電層の第１の部分が転写された主面と、前記転写箔の前記導電層の前記第１の部分とは異なる第２の部分が転写された側面とを有する。転写箔がフレキシブルなので、本発明のように導電層の一部を配置させることが可能となる。また、特に導電層の第２の部分が上記端子電極層である場合、外部素子のコネクタを筐体の側面から接続することができるので、この成形品を用いた電子機器の組み立てが容易になる。

本発明に係る電子機器は、上記成形品を備えるものである。

本発明に係る成形品の製造方法は、加飾層及び導電層を有する転写箔を用いて、インモールド成形により、前記転写箔が転写された１次成形層を形成することを含む。
そして、前記１次成形層と２次成形層との間に、前記加飾層及び前記導電層のうち少なくとも一方を挟み込むように、前記１次成形層上に前記２次成形層が形成される。

本発明では、１次成形層と２次成形層との間に、加飾層及び導電層を有する転写箔が挟み込まれるように多色成形が行われ、成形品が形成される。これにより、転写箔を確実に１次及び２次成形層との間に保持しておくことができる。また、転写箔の加飾層及び導電層のうち少なくとも一方が、１次及び２次成形層の間に配置されることにより、加飾層または導電層が損傷を受けたり、粉塵等が導電層に付着して電気的導通が阻害されたりすることを防止することができる。

以上、本発明によれば、転写箔を確実に成形層に保持しておくことができ、転写箔の加飾層または導電層の損傷を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器の外観上見える部分の一部を構成する構造体である成形品として、電子機器の筐体の一部である前面カバーの成形品を示す平面図である。 図２は、その前面カバーの裏面側（筐体の内部側）を示す平面図である。 図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図４は、インモールド箔の構造を模式的に示す断面図である。 図５は、図３における破線で囲まれた領域を拡大して示す模式図である。 図６は、成形品である、筐体の前面カバーの成形方法を説明するための図であり、キャビティプレートと第１のコアプレートとが対面した状態を示す図である。 図７は、図６に示す状態から型締めが行われた状態を示す図である。 図８は、キャビティプレートと第２のコアプレートとが対面した状態を示す図である。 図９は、図８に示す状態から型締めが行われた状態を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係るインモールド箔の構造を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

[第１の実施形態]
（成形品の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る、図示しない電子機器の外観上見える部分の一部を構成する構造体である成形品として、その電子機器の筐体の一部である前面カバーの成形品を示す平面図である。

電子機器としては、例えば携帯電話機、携帯型音楽プレーヤー、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等、携帯型電子機器が挙げられる。筐体の図示しない本体にこの前面カバー１００が装着されて電子機器が構成される。

図２は、その前面カバー１００の裏面側２（筐体の内部側）を示す平面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

これらの図に示すように、前面カバー１００は、その前面カバー１００の表面側１の層を形成する１次成形層１０、裏面側２の層を形成する２次成形層２０、及びこれらの間に挟み込まれたインモールド箔（転写箔）３０を有する。１次成形層１０は透明樹脂であり、例えばポリ塩化ビニル、ポリカーボネイト、アクリル等が用いられる。

２次成形層２０は、筐体の本体との締結用の、図示しないボス構造、スナップフィット、またはプレスフィット等の構造を有する。２次成形層２０の材料としては、機械的強度が比較的高いＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、ポリカーボネイトＡＢＳ等の樹脂が用いられる。

前面カバー１００の１次成形層１０の一部、この例では窓部５を形成するように１次成形層１０の裏面側２に２次成形層２０が形成される。前面カバー１００はこの窓部５を含む主面１００ａと、その主面１００ａにほぼ垂直に設けられた側面１００ｂとを有する。

後述するように、１次成形層１０及び２次成形層２０の間には、インモールド箔３０の少なくとも加飾層１２及び２２が配置されるように、インモールド箔３０が配置される。電子機器では、液晶ディスプレイやＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイを構成する図示しないパネルが、その窓部５に前面カバー１００の裏面側２から対面するように配置される。つまり、透明樹脂である１次成形層１０に窓部５である透明部分が残るように、インモールド箔３０及び２次成形層２０が形成される。

図４は、インモールド箔３０の構造を模式的に示す断面図である。

インモールド箔３０’（ベースフィルム３を含む箔）は、ベースフィルム３側から順に、ベースフィルム３、剥離層４、接着層６、防御層７、透明導電膜層８、端子電極層９、誘電層１１、端子電極層１９、透明導電膜層１８、防御層１７、加飾層１２及び２２、防御層２７及び接着層１６を備えている。

ベースフィルム３は、インモールド箔３０が１次成形層１０に転写された後、剥離層４から剥離されるフィルムである。ベースフィルム３の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂が用いられる。

剥離層４は、離型性を有していればよく、その材料としては例えばアクリル系、ポリエステル系等の樹脂が用いられる。

接着層６は、剥離層４に付着することで剥離層４を介して他の各層を２次成形層２０に保持させる。接着層１６は、１次成形層１０に付着することで他の各層を１次成形層１０に保持させる。接着層６及び１６の材料として、アクリル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等の樹脂が用いられる。

防御層７は、接着層６と透明導電膜層８との間に介在されており、つまり、接着層６及び透明導電膜層８に接するようにそれらに挟みこまれている。これにより、例えば接着層６及び透明導電膜層８それぞれの材料が、成形時に互いに拡散して混ざり合うことを防止することができる。他の防御層１７及び２７も同様の趣旨により、透明導電膜層１８と加飾層１２との間、加飾層２２と接着層１６との間にそれぞれ介在されている。防御層７、１７及び２７の材料としては、メラミン系、ポリイミド系の樹脂が用いられる。

透明導電膜層８は、例えばセンシング用として、典型的にはタッチパネルのタッチセンサとして用いられる。そのタッチセンサとしては、静電容量方式、あるいは抵抗膜方式のものが用いられる。透明導電膜層８としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が用いられる。ＩＴＯは、例えばスパッタリング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により形成される。その厚さは２０〜４０ｎｍであるが、この範囲に限られない。

図５は、図３における破線で囲まれた領域Ｂを拡大して示す模式図である。本実施形態では、透明導電膜層８（及び１８）は、窓部５を覆う領域に形成される。すなわち透明導電膜層８（及び１８）の一部であるエッジ部が窓部５の領域からその外周側の領域にはみ出すように設けられている。

なお、上記したように透明導電膜層８及び１８はｎｍオーダの厚さでなるが、透明導電膜層８及び１８以外の層は、μｍオーダの厚さでなる。図５では、インモールド箔３０の、例えば透明導電膜層８及び１８と誘電層１１との間、防御層１７と防御層２７との間などに、図を理解しやすくするために便宜上、空間が描かれている。しかし、実質的にはこのような空間はなく、インモールド箔３０全体の厚さは０．２ｍｍ以下である。図４も同様の趣旨で模式的に描かれている。

端子電極層９は、透明導電膜層８の端部に接続された層であり、図示しない外部素子に接続するための端子である。外部素子とは、本実施形態では例えば検出回路、制御回路等を構成するＩＣ等である。

図２及び５に示すように、本実施形態では、端子電極層９の実質的にすべてが、窓部５が配置される領域以外の領域（１次成形層１０と２次成形層２０との間の領域）に配置される。端子電極層９（及び１９）は、図２に示すように複数の配線で構成されている。端子電極層９（及び１９）の材料としては、銀、銅、アルミニウム、カーボン等が用いられる。

透明導電膜層１８は、例えば電磁波シールドを構成する層であり、上記透明導電膜層８と同様にＩＴＯが用いられる。例えば透明導電膜層１８が電磁波シールドを構成する場合、端子電極層１９は、グランド接続をするための端子電極となる。図５に示すように、端子電極層１９も端子電極層９と同様に１次成形層１０と２次成形層２０との間の領域に配置される。

誘電層１１は、透明導電膜層８及び１８同士を絶縁する層であり、その材料としては、エポキシ系、ビニル系、ポリエステル系、アクリル系等の樹脂が用いられる。

加飾層１２及び２２は、筐体にデザイン性を付与するための層である。本実施形態では、加飾層１２及び２２は前面カバー１００の窓部５以外の領域に付加される。加飾層１２及び２２は、例えば、スクリーン、グラビア等により印刷される。本実施形態では、加飾層１２が下地のデザインとなり、加飾層２２が例えばその下地の上に付加される文字や図形等のデザインとなる。もちろん、加飾層は１層であってもよいし、３層以上であってもよい。

（成形品の成形方法（製造方法））
図６〜９は、前面カバー１００の、インモールド成形による製造方法を説明するための図である。

１次成形層１０を形成するための金型として、図６に示すように、キャビティ５１ａを有するキャビティプレート５１と、第１のコア５２ａを有する第１のコアプレート５２とが用意される。そして、図７に示すように、キャビティプレート５１に設けられたランナー５１ｂ及びゲート５１ｃ（図６参照）を介して、キャビティ５１ａ内に１次成形用樹脂１０’が充填されるとともに、キャビティ５１ａ内に第１のコアプレート５２の第１のコア５２ａが挿入されて型締めが行われる。所定の温度及び圧力が１次成形用樹脂１０’に加えられるとともに、その樹脂の温度及び圧力によって１次成形用樹脂１０’に対してのインモールド箔３０’の溶融転写が行われる。

次に、２次成形層２０を形成するための金型として、図８に示すようにインモールド箔３０が転写された１次成形用樹脂１０’が貼り付いたキャビティプレート５１と、第２のコア５３ａを有する第２のコアプレート５３とが用意される。典型的には、第１のコアプレート５２及び第２のコアプレート５３は一体的に設けられ、１つのプレートに第１のコア５２ａ及び第２のコア５３ａが形成されている。そして、第１のコア５２ａにより１次成形層１０が形成された後、第２のコア５３ａと、キャビティプレート５１のキャビティ５１ａとが対面するようにそのコアプレートが回転する。

図９に示すように第２のコアプレート５３に設けられたランナー５３ｂ及びゲート５３ｃ（図８参照）を介して、キャビティプレート５１のキャビティ５１ａ内に２次成形用樹脂２０’が充填されるとともに、キャビティ５１ａ内に第２のコアプレート５３の第２のコア５３ａが挿入されて型締めが行われる。所定の温度及び圧力が２次成形用樹脂２０’に加えられる。

この後、離型が行われる。すなわち、金型から成形品が取り外される。これにより、成形品の成形が終了する。

以上のように、本実施形態に係る成形品では、１次成形層１０と２次成形層２０との間に、インモールド箔３０の一部（透明導電膜層８及び１８のエッジ部、加飾層１２及び２２及び端子電極層９及び１９）が挟み込まれている。成形品の一部において、言わば１次及び２次成形層１０及び２０が半導体回路チップのパッケージングのような機能を果たす。これにより、インモールド箔３０を１次及び２次成形層１０及び２０との間に保持しておくことができる。

特に、加飾層１２及び２２、また、端子電極層９及び１９が、１次及び２次成形層１０及び２０の間に配置される。これにより、加飾層１２及び２２、端子電極層９及び１９が損傷を受けたり、粉塵等が端子電極層９及び１９に付着して電気的導通が阻害されたりすることを防止することができる。

本実施形態では、端子電極層９及び１９もインモールド成形により１次成形層１０に同時に転写される。したがって、例えばはんだ付け等の端子処理が不要となり、生産性を高めることができる。また、電子機器に別途の端子電極を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

本実施形態では、図５に示すように、端子電極層９（及び１９）の一部である端部９ａが露出するように設けられている。具体的には、２次成形層２０側に近い方に配置された剥離層４、接着層６及び防御層７のそれぞれの端部から端子電極層９の端部９ａが露出するように配置されている。このように、透明導電膜層８（及び１８）が外部接続できるように、端子電極層９（及び１９）が外部に露出するように設けられているので、他の電子部品や電子回路に例えばフレキシブルケーブルを介して接続されたコネクタ（図示せず）を、容易に端子電極層９及び１９に接続することができる。

特に、本実施形態では、図８に示すように第２のコアプレート５３に設けられた突起５３ｅにより、２次成形層２０の、端子電極層９及び１９の端部に対応する位置に溝部２０ａがそれぞれ形成される（図２、３及び５参照）。この溝部２０ａには露出した端子電極層９の端部９ａが配置され、この溝部２０ａに外部素子のコネクタが挿入されるようになっている。これにより、コネクタを溝部２０ａに挿入するだけで、透明導電膜層８と外部素子とを容易に導通させることができる。したがって、この電子機器の組み立てが容易になる。

なお、電磁波シールドとなる透明導電膜層１８の端子電極層１９には、グランド接続するためのコネクタやその他の部品が接続される。

本実施形態では、インモールド箔３０がフレキシブルなので、図３及び５等に示すように、前面カバー１００の主面１００ａから側面１００ｂに沿って端子電極層９及び１９を配置させることができる。また、前面カバー１００の側面１００ｂに端子電極層９及び１９が設けられているので、コネクタを筐体の側面１００ｂから接続することができ、電子機器の組み立てが容易になる。

[第２の実施形態]
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るインモールド箔の構造を模式的に示す断面図である。

このインモールド箔１３０’の構造と、上記第１の実施形態に係るインモールド箔３０’の構造とで異なる点は、このインモールド箔１３０’では、上記電磁波シールドを構成する透明導電膜層１８、それに接続されたグランド接続のための端子電極層１９、及び、誘電層１１がない点である。このようなインモールド箔１３０’でも、上記第１の実施形態に係る製造方法と同様な製造方法により成形品を製造することができ、また、第１の実施形態における作用効果と同様の作用効果が得られる。

[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。

上記実施形態では、導電層として透明導電膜層８及び１８、端子電極層９及び１９を含む導電層を例に挙げた。しかし、導電層はその他の種々の回路パターンであってもよい。また、その回路パターンの実質的にすべてが１次成形層１０及び２次成形層２０の間に配置されるような構造であってもよい。

上記実施形態では、１次成形層１０が透明樹脂であり、２次成形層２０が有色（透明ではない）樹脂であったが、両者ともに透明樹脂であってもよい。

センシング用の透明導電膜層８として、上記したタッチセンサに限られない。例えばセンシング用の透明導電膜層は、電磁波を検出する、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等に用いられるアンテナであってもよい。

あるいは、透明導電膜層８として上記したセンシング用及び電磁波シールド用に限られない。例えば図示しない部品素子に電力を供給するための電力供給用導電膜層がインモールド箔３０’または１３０’に設けられていてもよい。部品素子とは、例えばスピーカや光源（有機ＥＬやＬＥＤ等）等である。あるいは、上記センシング用の透明導電膜層８がその部品素子に電力を供給する機能を有していてもよい。

上記実施形態では、加飾層１２及び２２、また端子電極層９及び１９が、１次成形層１０と２次成形層２０との間に配置された。しかし、加飾層１２及び２２のうち少なくとも一方が、例えば１次成形層１０上に形成され、２次成形層２０に覆われていなくてもよい。

上記実施形態では、２次成形層２０に溝部２０ａが形成されていたが、溝部２０ａは１次成形層１０に形成されてもよい。

電子機器としては携帯型の電子機器を例に挙げたが、携帯型に限られない。

５…窓部
７、１７、２７…防御層
８、１８…透明導電膜層
９、１９…端子電極層
１０…１次成形層
１２、２２…加飾層
２０…２次成形層
２０ａ…溝部
３０、３０’、１３０’…インモールド箔
１００…前面カバー
１００ａ…主面
１００ｂ…側面

Claims (13)

1. 電子機器の筐体に適用される成形品であって、
   前記電子機器の筐体の外観部分の少なくとも一部を構成する１次成形層と、
   導電層を有し、前記１次成形層にインモールド成形により転写された転写箔と、
   前記１次成形層との間に、前記転写箔が配置されるように、前記１次成形層上に形成された２次成形層とを具備し、
   前記転写箔の前記導電層の一部が、前記２次成形層に設けられた溝部を介して露出するように設けられている
   成形品。
2. 請求項１に記載の成形品であって、
   前記２次成形層は、開口されて形成された窓部を有し、
   前記転写箔が前記窓部の開口面に沿って配置されるように、前記１次成形層及び前記２次成形層の間に前記転写箔が配置される
   成形品。
3. 請求項２に記載の成形品であって、
   前記導電層は、
   前記窓部の開口面に沿って配置されるように配置された透明導電膜層と、
   前記透明導電膜層の端部に接続され、前記溝部を介して露出される端子電極層とを有する
   成形品。
4. 請求項３に記載の成形品であって、
   前記成形品は、前記窓部が設けられた主面と、前記溝部が形成された側面とを有する
   成形品。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載の成型品であって、
   前記２次成形層は、前記筐体の外観部分の反対側である裏面側に、ボス、スナップフィット、または、プレスフィットでなる構造物を有する
   成形品。
6. 請求項１から５のうちいずれか１項に記載の成型品であって、
   前記１次成形層が透明樹脂である
   成形品。
7. 請求項１に記載の成形品であって、
   前記転写箔の前記導電層は、センシング用、電磁波シールド用、または、電力供給用の導電層と、外部接続用の端子電極層とを含み、
   前記端子電極層の一部が、前記溝部を介して露出するように設けられている
   成形品。
8. 請求項７に記載の成形品であって、
   前記溝部には、外部素子に設けられたコネクタが挿入可能となっている
   成形品。
9. 請求項１から８のうちいずれか１項に記載の成形品であって、
   前記転写箔は、
   加飾層と、
   前記加飾層及び前記導電層の間に介在された防御層とをさらに有する
   成形品。
10. 成形品による筐体を備える電子機器であって、
    前記成形品は、
    前記電子機器の筐体の外観部分の少なくとも一部を構成する１次成形層と、
    導電層を有し、前記１次成形層にインモールド成形により転写された転写箔と、
    前記１次成形層との間に、前記転写箔が配置されるように、前記１次成形層上に形成された２次成形層とを具備し、
    前記転写箔の前記導電層の一部が、前記２次成形層に設けられた溝部を介して露出するように設けられている
    電子機器。
11. 請求項１０に記載の電子機器であって、
    前記２次成形層は、開口されて形成された窓部を有し、
    前記転写箔が前記窓部の開口面に沿って配置されるように、前記１次成形層及び前記２次成形層の間に前記転写箔が配置される
    電子機器。
12. 請求項１１に記載の電子機器であって、
    前記筐体の外観部分との反対側である裏面側から前記窓部に対面するように配置されたディスプレイをさらに具備する
    電子機器。
13. 電子機器の筐体に適用される成形品の製造方法であって、
    導電層を有する転写箔を用いて、インモールド成形により、前記転写箔が転写された、前記電子機器の筐体の外観部分の少なくとも一部を構成する１次成形層を形成する工程と、
    前記１次成形層と２次成形層との間に、前記転写箔を挟み込むように、前記１次成形層上に前記２次成形層を形成する工程とを具備し、
    前記２次成形層を形成する工程では、前記転写箔の前記導電層の一部を露出させる溝部を前記２次成形層に形成する
    成形品の製造方法。

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