JP5371840B2 - 静電容量センサ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の音響機器や空調機器、コンピュータ機器、家電製品等の操作に使用される静電容量センサ及びその製造方法に関するものである。

自動車の音響機器や空調機器のスイッチとしては、従来より押しボタンタイプやダイヤルタイプが使用されているが、近年、静電容量センサの使用が検討されている。この種の静電容量センサは、図示しないが、所定の取付箇所に設置され、軽く触れた指先の僅かな静電容量の変化で位置や動きの方向を電気信号に変換するよう機能し、スイッチの機構部品を省略することができるというメリットがある（特許文献１、２、３、４参照）。

特開２００９‐２３８６６１号公報 特開２００８‐３１０５５６号公報 特開２００８‐１８１８０６号公報 特開２０００‐０７０２６９号公報

しかしながら、静電容量センサは、スイッチの機構部品を省略することができるというメリットがあるものの、単なる二次元形状に形成されるので、表面が曲面の取付箇所内に設置される場合には、操作面との間に空隙が発生して検出感度の低下を招くおそれがある。このため、静電容量センサのデザインが制約されてしまう事態が予想される。

本発明は上記に鑑みなされたもので、例え表面が曲面の取付箇所内に設置されても操作面との間に空隙が発生することがなく、検出感度の低下やデザイン上の制約を抑制することのできる静電容量センサ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、可撓性と絶縁性とを有するフィルム基材と、このフィルム基材の少なくとも表裏いずれか一方の面に設けられる加飾層と、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層とを含み、これらフィルム基材、加飾層、及び回路パターン層を三次元成形したものであって、
回路パターン層は、フィルム基材と加飾層の少なくともいずれか一方に設けられ、静電容量の変化を検出する電極と、この電極から伸びる導電ラインとを含み、三次元成形時に導電ラインの断線を防止する断線回避機能を有することを特徴としている。

なお、フィルム基材を支持する支持体を含むことができる。
また、回路パターン層の凹凸を解消する厚み調整層を含むことができる。
また、回路パターン層を複数に分割し、この複数の回路パターン層の間に絶縁性のレジスト層を介在させて一体化することにより、複数の回路パターン層のうち少なくとも一の回路パターン層とレジスト層とをジャンパー構造に形成してジャンパー回路を得ることができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし４いずれかに記載した静電容量センサを製造する静電容量センサの製造方法であって、
三次元形成されるフィルム基材の少なくとも表裏いずれか一方の面に加飾層を設け、これらフィルム基材と加飾層の少なくともいずれか一方に、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層を設けることを特徴としている。

なお、フィルム基材に加飾層と回路パターン層とをそれぞれ形成して一体化し、このフィルム基材を金型にセットして三次元成形することができる。

ここで、特許請求の範囲におけるフィルム基材、加飾層、及び回路パターン層を三次元成形する場合には、真空成形法や圧空成形法等を適宜採用することができる。加飾層と回路パターン層とは、フィルム基材の三次元形成の前に設けても良く、後でも良い。加飾層は、透明、不透明、半透明、数を特に問うものではなく、フィルム基材に直接積層したり、他の層を介して間接的に積層することもできる。また、フィルム基材の全面に積層したり、あるいは一部の面に積層することもできる。回路パターン層は、単数複数を問うものではなく、加飾層に直接積層したり、他の層を介して間接的に積層することもできる。

支持体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。この支持体を三次元成形する場合には、インサート成形法、インモールド成形法、ＴＯＭ成形法、真空成形法、圧空成形法等を適宜採用することが可能である。また、レジスト層は、回路パターン層の少なくとも一部に印刷されたり、塗装される。さらに、本発明に係る静電容量センサは、少なくとも自動車の音響機器や空調機器、コンピュータ機器、家電製品、コピー機、照明器具、調理機器、携帯機器、通信機器等の操作に用いることができる。

本発明によれば、静電容量センサのフィルム基材が立体的な三次元形状なので、例え表面が曲面の取付箇所内に設置される場合でも、操作面の裏面に静電容量センサを近接配置することができる。

本発明によれば、例え表面が曲面の取付箇所内に設置されても操作面との間に空隙が発生することがなく、検出感度の低下やデザイン上の制約を抑制することができるという効果がある。また、フィルム基材、加飾層、及び回路パターン層を三次元成形するので、静電容量センサの傾斜面、立面、屈曲面等にも回路パターン層を簡単に形成することができ、自由度の大きい製品設計が可能になる。また、回路パターン層に、三次元成形時に導電ラインの断線を防止する断線回避機能を付与するので、静電容量センサの三次元成形時にフィルム基材が部分的に大きく長く伸びても、導電ラインが断線して損傷するのを抑制することができる。

また、フィルム基材を支持する支持体を備えれば、この支持体により、静電容量センサを補強して剛性を向上させたり、静電容量センサの取付けの際の便宜を図ることができる。

また、回路パターン層の凹凸を解消する厚み調整層を有すれば、加飾層等の他の層に回路パターン層の配線パターンの厚み分が凹凸に浮き出て、体裁が悪化するのを有効に抑制することが可能になる。

さらに、回路パターン層を複数に分割し、この複数の回路パターン層の間に絶縁性のレジスト層を介在させて一体化することにより、複数の回路パターン層のうち少なくとも一の回路パターン層とレジスト層とをジャンパー構造に形成してジャンパー回路を得るようにすれば、例え配線パターン用の引き回しのスペースが十分に取れない場合でも、込み入った複雑な回路パターン層を容易に得ることが可能になる。

本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の実施形態を模式的に示す裏面説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第２の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第３の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第３の実施形態における第一の回路パターン層を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第３の実施形態における第二の回路パターン層を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第４の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第５の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第６の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第７の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第８の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第９の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第９の実施形態における第一の回路パターン層、レジスト層、第二の回路パターン層を模式的に示す分解斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第９の実施形態における第一の回路パターン層、レジスト層、第二の回路パターン層を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１０の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１１の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１２の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１３の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１４の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１５の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る静電容量センサ及びその製造方法の第１６の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。

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は、図１ないし図３に示すように、立体的に三次元成形される一枚のフィルム基材１と、この三次元成形されるフィルム基材１に一体化される加飾層１０と、これらフィルム基材１と加飾層１０とに積層形成されて静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層２０とを備え、自動車等の表面が曲面の取付箇所内に設置される。

フィルム基材１は、図１ないし図３に示すように、例えば加飾層１０が積層される平面略円形の円形部２と、この円形部２の周縁から直線的に伸びる屈曲可能な帯形の配線接続部３とを備え、可撓性、絶縁性、及び光透過性がそれぞれ付与されており、最終的には凹んだ平面略スプーン形に屈曲加工される。

フィルム基材１は、特に限定されるものではないが、例えばポリエステル系、ポリプロピレン系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン、ビニロン、アセテート、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、アクリル系樹脂等のフィルムを使用して成形される。

フィルム基材１の厚さは、１０〜５００μｍの範囲が良いが、静電容量センサが圧空成形で製造される場合には、５０〜３００μｍの範囲が好ましい。また、フィルム基材１の裏面には、加飾層１０等の印刷を容易化したり、剥離を防止する処理が必要に応じて施される。

加飾層１０は、図１ないし図３に示すように、例えばフィルム基材１の円形部２裏面に加飾用の模様１１がスクリーン印刷法、タンポ印刷法、転写法、塗装法等の方法により直接積層されることで有彩色の平面円形に形成される。この加飾層１０の模様１１は、必要に応じ、文字、図形、記号、又はこれらの組み合わせ等とされる。

回路パターン層２０は、同図に示すように、加飾層１０に平面略菊花模様状に配列して直接積層される複数の電極２１と、フィルム基材１の配線接続部３裏面と加飾層１０とに直接積層され、各電極２１の周縁部から配線接続部３方向に伸びる複数の導電ライン２２とを備える。

回路パターン層２０は、複数の電極２１と導電ライン２２とが銀ペースト、カーボンインク、導電性ポリマー（信越ポリマー社製：Ｓｅｐｌｅｇｙｄａ）等からなる導電インクによりスクリーン印刷されるが、三次元成形されるフィルム基材１の伸びに対する追従性を考慮すると、銀ペーストや導電性ポリマー（信越ポリマー社製：Ｓｅｐｌｅｇｙｄａ）の使用が好ましい。複数の電極２１と導電ライン２２とは、導電インクの種類等にも左右されるが、例えば１〜１５μｍ、又は１０〜１５μｍ程度の厚さに形成される。

複数の電極２１は、それぞれ平面略扇形に形成され、任意の電極２１が操作時にユーザーの指とフィルム基材１や加飾層１０を介して間接的に対向する。また、各導電ライン２２は、基本的には静電容量の変化に寄与しないよう細長い線条に印刷されるが、三次元成形時にフィルム基材１に大きな伸びが予想され、この伸びに伴い断線のおそれがある場合には、フィルム基材１の大きな伸びが予測される領域を回避するようレイアウトされたり、部分的に厚く重ねて印刷されたり、あるいは部分的に太く印刷される。

フィルム基材１の大きな伸びが予測される領域は、例えば、回路パターン層２０の電極２１が積層されない屈曲部やコーナ部、周壁下部等が該当する。この領域は、既に製造した静電容量センサの成形状態、フィルム基材１を使用して三次元成形した他の成形品の状態、あるいは過去の経験則や周知事実等から容易に予測することができる。

上記構成において、静電容量センサを製造する場合には、先ず、フィルム基材１の裏面に加飾層１０を積層形成して一体化し、これらフィルム基材１と加飾層１０とに回路パターン層２０を積層形成して一体化し、この回路パターン層２０を十分に乾燥させる。

これらの作業の際、フィルム基材１には、加飾層１０の剥離を防止する観点から予め裏面処理を施しておくことが好ましい。また、回路パターン層２０の導電インクが滲むのを防止する観点から、加飾層１０が十分に乾燥した後に回路パターン層２０を積層形成することが好ましい。また、加飾層１０と回路パターン層２０との間には、これら１０・２０の密着性を向上させるバインダー層、滲みを抑制する保護層、回路パターン層２０の短絡等を防止する絶縁層等を選択的に介在して一体化することもできる。

フィルム基材１に加飾層１０と回路パターン層２０とを一体化したら、フィルム基材１を金型にセットして立体的に圧空成形、真空成形、圧空真空成形、あるいは圧縮成形し、金型を冷却して型開きするとともに、金型から三次元成形された静電容量センサを脱型し、その後、静電容量センサの外形を抜き型等で整えたり、回路パターン層２０の不要部分をレーザ加工等で適宜除去すれば、静電容量センサを製造することができる。

これらの作業の際、金型には、フィルム基材１や回路パターン層２０を保護する耐熱性のカバーシートを予めインサートしておいても良い。また、金型には、加飾層１０や回路パターン層２０を接触させるのではなく、ユーザーの指に触れるフィルム基材１を接触させることが好ましい。これは、フィルム基材１に加飾層１０や回路パターン層２０に起因する凹凸が生じるのを防止するためである。また、圧空成形で三次元成形する場合には、フィルム基材１に引張力が作用して伸長するが、フィルム基材１の伸ばしたくない部分に引張力を作用させたくないときには、フリーにして成形することができる。

製造された静電容量センサは、所定の取付箇所に設置され、図示しない回路基板の電気コネクタに回路パターン層２０における複数の導電ライン２２の末端部が着脱自在に挿着される。

次に、設置された静電容量センサを自動車の音響機器のスイッチとして操作したい場合には、静電容量センサのフィルム基材１に指を操作面を介して軽く接触させ、この指を左右に動かしたり、回したりして適宜動かせば良い。
すると、対向する回路パターン層２０の電極２１と指との間の静電容量が変化し、電気信号として回路基板のＣＰＵに出力されることにより、自動車の音響機器が作動することとなる。

上記構成によれば、静電容量センサが可撓性を有する立体的な三次元形状を有するので、スイッチの機構部品を省略することができる他、表面が曲面の取付箇所内に設置される場合でも、操作面の裏面に静電容量センサを近接配置することができる。したがって、操作面との間に空隙が発生して検出感度の低下を招くおそれがなく、簡易な構成で静電容量センサのデザインの自由度を著しく向上させることができ、しかも、スムーズな操作感を得ることができる。

また、静電容量センサの立体化により、高級感や上質感を容易に醸し出すことができる。また、フィルム基材１の配線接続部３が屈曲可能なので、例え回路基板の電気コネクタが上下方向に配置されていても、この回路基板の電気コネクタに導電ライン２２の末端部を容易に挿着することが可能になる。さらに、圧空成形法により製造するので、金型の製作期間の短縮、部分的なデザイン変更の容易化、材料厚みの自由度向上、小ロット生産が可能になり、しかも、静電容量センサを他の製法に比べ安価に得ることが可能になる。

次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、三次元形成されるフィルム基材１の表面に透明の保護層３０を直接積層して一体化するようにしている。
保護層３０は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂製の透明の材料を用いて印刷や塗装等により形成され、操作時に指の爪でフィルム基材１の表面が損傷したり、磨耗するのを防止するよう機能する。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、静電容量センサを指で直接操作する場合でも、静電容量センサの操作に伴うフィルム基材１の損傷や磨耗を簡易な構成で有効に防止することができるのは明らかである。

次に、図５ないし図７は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、三次元成形されるフィルム基材１の表面に、ダイヤモンドパターンの第一の回路パターン層２３、加飾層１０、及び透明の保護層３０を順次積層して一体化し、フィルム基材１の裏面には、ダイヤモンドパターンの第二の回路パターン層２４を直接積層して一体化するようにしている。

第一の回路パターン層２３は、図６に示すように、例えば所定の間隔をおいてＹ方向に並ぶ複数のＸ電極２３ａと、この複数のＸ電極２３ａ間やその端部に接続される細長い導電ライン２２である導電Ｘライン２３ｂとを一体的に備え、各Ｘ電極２３ａが平面略菱形のメッシュに形成されて電極２１として機能する。

第二の回路パターン層２４は、図７に示すように、例えば所定の間隔をおいてＸ方向に並ぶ複数のＹ電極２４ａと、この複数のＹ電極２４ａ間やその端部に接続される細長い導電ライン２２である導電Ｙライン２４ｂとを一体的に備え、各Ｙ電極２４ａが平面略菱形のメッシュに形成されてＸ電極２３ａの斜辺に隣接し、電極２１として機能する。
各Ｘ電極２３ａやＹ電極２４ａは、平面略菱形の他、必要に応じて平面円形、板形、矩形、多角形、ストライプ模様、各種の縞模様、市松模様、亀甲繁模様、鱗繁模様に適宜形成される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、回路パターン層２０をダイヤモンドパターンの第一、第二の回路パターン層２３・２４に分割するので、この第一、第二の回路パターン層２３・２４の活用により、静電容量センサの検出精度の向上や構成の多様化が期待できるのは明らかである。具体的には、複数の電極２１をＸ方向又はＹ方向のみではなく、ＸＹ方向に多数配列して指の検出精度を著しく向上させることができる。

次に、図８は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、三次元成形されるフィルム基材１の表面に第一の回路パターン層２３、加飾層１０、及び透明の保護層３０を順次積層して一体化し、フィルム基材１の裏面には第二の回路パターン層２４と保護層３０Ａとを順次積層して一体化し、フィルム基材１の三次元成形の際、保護層３０Ａに支持体４０を射出成形するようにしている。

保護層３０Ａは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリレート、アクリル系、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン等を使用して形成され、成形時における高温高圧の樹脂の流動に伴う第二の回路パターン層２４の電極２１や導電ライン２２の損傷を防止するよう機能する。

支持体４０は、静電容量センサが成形される際、第二の回路パターン層２４に樹脂が保護層３０を介して射出されることにより半球形、ボタン形、柱形等に成形され、フィルム基材１や保護層３０と一体化してこれを補強する。

支持体４０の樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリレート、アクリル系、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が用いられる。これらの樹脂は、単独あるいは２種以上を混合して使用される。この樹脂の射出は、フィルム基材１を三次元形成した後、あるいは同時に行われる。

上記構成において、静電容量センサを製造する場合には、先ず、フィルム基材１の表面に第一の回路パターン層２３、加飾層１０、及び保護層３０を順次積層して一体化するとともに、フィルム基材１の裏面に第二の回路パターン層２４と保護層３０Ａとを順次積層して一体化し、このフィルム基材１を高温の金型にセットして型締めすることにより三次元形成する。

フィルム基材１を立体的に三次元形成したら、第二の回路パターン層２４の凹んだ裏面内に高温高圧の樹脂を保護層３０Ａを介し射出して支持体４０を隙間なく一体成形し、金型を冷却後、金型を型開きして脱型すれば、立体的な静電容量センサを製造することができる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、支持体４０がフィルム基材１の形状を維持するので、静電容量センサの剛性を高めて型崩れするのを防止することができるのは明白である。

次に、図９は本発明の第５の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム基材１の裏面に加飾層１０と回路パターン層２０とを順次積層形成し、この回路パターン層２０には、回路パターン層２０の凹凸を解消する絶縁性の厚み調整層５０を積層形成するようにしている。

厚み調整層５０は、回路パターン層２０に絶縁性のレジストインク等が回路パターン層２０の厚み以上の厚さで塗布された後、乾燥硬化することにより形成され、表面が回路パターン層２０の電極２１や導電ライン２２と略面一に揃えられる。この厚み調整層５０の形成に際しては、レジストインクの代わりに絶縁性の接着剤等を用いることもできる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、厚み調整層５０が回路パターン層２０の電極２１や導電ライン２２をレベリングするので、フィルム基材１、加飾層１０、回路パターン層２０の積層に伴い、電極２１や導電ライン２２の厚み分の凹凸が浮き出て体裁が悪化するのを有効に防止することができるのは明白である。

次に、図１０は本発明の第６の実施形態を示すもので、この場合には、第５の実施形態のフィルム基材１の表面に透明の保護層３０を直接積層形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、静電容量センサの操作に伴うフィルム基材１の損傷や磨耗を簡易な構成で有効に防止することが可能になる。

次に、図１１は本発明の第７の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム基材１の表面に第一の回路パターン層２３、厚み調整層５０、加飾層１０、透明の保護層３０を順次積層形成し、フィルム基材１の裏面に第二の回路パターン層２４と厚み調整層５０とを順次積層形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、厚み調整層５０が第一、第二の回路パターン層２３・２４をレベリングするので、加飾層１０等に電極２１や導電ライン２２の厚み分の凹凸が浮き出て体裁が悪化するのを有効に抑制防止することが可能になる。

次に、図１２は本発明の第８の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム基材１の表面に第一の回路パターン層２３、厚み調整層５０、加飾層１０、透明の保護層３０を順次積層形成し、フィルム基材１の裏面に、第二の回路パターン層２４と保護層３０Ａとを順次積層して一体化し、フィルム基材１の三次元成形の際に保護層３０Ａに支持体４０を射出成形するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、静電容量センサの構成の多様化が期待できる。

次に、図１３ないし図１５は本発明の第９の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム基材１の裏面に、第一の回路パターン層２３と第二の回路パターン層２４のＹ電極２４ａとを一度に積層形成し、第二の回路パターン層２４の導電Ｙライン２４ｂを絶縁性のレジスト層２５を介して第一の回路パターン層２３を跨ぐジャンパー構造に形成し、第二の回路パターン層２４のＹ電極２４ａと導電Ｙライン２４ｂとを接続してジャンパー回路を得るようにしている。

第二の回路パターン層２４は、図１４や図１５に示すように、例えば隣接する一対のＹ電極２４ａ間に、第一の回路パターン層２３の導電Ｘライン２３ｂを跨ぐ絶縁性のレジスト層２５が印刷して跨架され、このレジスト層２５の表面に、Ｙ電極２４ａと電気的に導通する導電Ｙライン２４ｂが積層される。レジスト層２５は、絶縁性のレジストインク等が塗布して乾燥硬化することにより形成され、形成された後、第二の回路パターン層２４の導電Ｙライン２４ｂが印刷して積層される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、第一の回路パターン層２３、レジスト層２５、及び第二の回路パターン層２４をジャンパー構造に形成するので、フィルム基材１のＸＹ方向に複数の電極２１を配列して回路パターン層２０の構成を細密化することが可能になる。また、配線パターン用の引き回しのスペースが十分に取れない場合でも、込み入った複雑な回路パターン層２０をきわめて容易に得ることが可能になる。

次に、図１６は本発明の第１０の実施形態を示すもので、この場合には、第９の実施形態のフィルム基材１の表面に透明の保護層３０を直接的に積層形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、静電容量センサの構成の多様化を図ることが可能になる。

次に、図１７は本発明の第１１の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム基材１の裏面に加飾層１０、第一の回路パターン層２３、レジスト層２５、第二の回路パターン層２４、保護層３０Ａを順次積層形成し、第一の回路パターン層２３、レジスト層２５、及び第二の回路パターン層２４をジャンパー構造に形成し、フィルム基材１の三次元成形時に保護層３０Ａに支持体４０を射出成形するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、静電容量センサの構成の多様化を図ることができる。

次に、図１８は本発明の第１２の実施形態を示すもので、この場合には、第１１の実施形態のフィルム基材１の表面に透明の保護層３０を直接的に積層形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、静電容量センサの構成の多様化が可能になる。

次に、図１９は本発明の第１３の実施形態を示すもので、この場合には、静電容量センサの形状を変更し、フィルム基材１、加飾層１０、及び回路パターン層２０等を平面矩形に凹み形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、静電容量センサの形状の多様化が大いに期待できるのは明らかである。

次に、図２０は本発明の第１４の実施形態を示すもので、この場合には、静電容量センサの形状を変更し、回路パターン層２０に断線回避機能を付与することにより、フィルム基材１の三次元成形に伴う回路パターン層２０の導電ライン２２の断線を抑制するようにしている。

この場合のフィルム基材１は、内部が中空の断面略ハット形に屈曲形成され、内部の凹んだ天面に回路パターン層２０の電極２１がベタでスクリーン印刷される。回路パターン層２０は、圧空成形時にフィルム基材１の伸びが大きいと予測される領域、換言すれば、フィルム基材１の屈曲部における電極２１の周縁部とそこから伸びる導電ライン２２の端部との間に、平面略三角形の断線防止部６０が幅広に太く印刷され、補強される。

この断線防止部６０は、略三角形の他、矩形や半円形等に形成され、必要に応じて厚く重ねて印刷される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、フィルム基材１の伸びが大きいと予測される領域の導電ライン２２に断線防止部６０が一体形成されるので、フィルム基材１の圧空成形時の伸びで細い導電ライン２２が断線するのを簡易な構成で有効に防止することができるのは明らかである。

次に、図２１は本発明の第１５の実施形態を示すもので、この場合には、回路パターン層２０に断線回避機能を付与してその導電ライン２２をフィルム基材１の伸び方向に対して交差するよう所定の角度で傾斜させ、フィルム基材１の三次元成形に伴う回路パターン層２０の断線を抑制するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、フィルム基材１の圧空成形時の伸びで細い導電ライン２２が電極２１の周縁部付近で断線するのを簡易な別の構成で有効に防止することができるのは明らかである。

次に、図２２は本発明の第１６の実施形態を示すもので、この場合には、回路パターン層２０に断線回避機能を付与してその電極２１をベタ構造ではなく、メッシュ構造に構成し、三次元成形時における電極２１の伸び率を増大させることにより、導電ライン２２の伸び率を低減するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、フィルム基材１の圧空成形時に細い導電ライン２２が電極２１の周縁部付近で断線するのを簡易な別の構成で有効に防止することができる。

なお、上記実施形態ではフィルム基材１を凹んだ平面略スプーン形に加工したが、何らこれに限定されるものではなく、例えば円筒形等に形成しても良い。また、上記実施形態ではフィルム基材１を三次元成形したが、何らこれに限定されるものではなく、フィルム基材１を各種の方法で三次元形成した後、フィルム基材１の表裏面に加飾層１０や回路パターン層２０等を積層しても良い。また、上記実施形態ではフィルム基材１の三次元成形の際、保護層３０に支持体４０を射出成形したが、フィルム基材１を三次元形成した後、このフィルム基材１の内部に予め形成した支持体４０を隙間なく嵌着しても良い。

１ フィルム基材
２ 円形部
３ 配線接続部
１０ 加飾層
１１ 模様
２０ 回路パターン層
２１ 電極
２２ 導電ライン
２３ 第一の回路パターン層（回路パターン層）
２３ａ Ｘ電極（電極）
２３ｂ 導電Ｘライン
２４ 第二の回路パターン層（回路パターン層）
２４ａ Ｙ電極（電極）
２４ｂ 導電Ｙライン
２５ レジスト層
３０ 保護層
３０Ａ 保護層
４０ 支持体
５０ 厚み調整層
６０ 断線防止部

Claims (6)

1. 可撓性と絶縁性とを有するフィルム基材と、このフィルム基材の少なくとも表裏いずれか一方の面に設けられる加飾層と、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層とを含み、これらフィルム基材、加飾層、及び回路パターン層を三次元成形した静電容量センサであって、
   回路パターン層は、フィルム基材と加飾層の少なくともいずれか一方に設けられ、静電容量の変化を検出する電極と、この電極から伸びる導電ラインとを含み、三次元成形時に導電ラインの断線を防止する断線回避機能を有することを特徴とする静電容量センサ。
2. フィルム基材を支持する支持体を含んでなる請求項１記載の静電容量センサ。
3. 回路パターン層の凹凸を解消する厚み調整層を含んでなる請求項１又は２記載の静電容量センサ。
4. 回路パターン層を複数に分割し、この複数の回路パターン層の間に絶縁性のレジスト層を介在させて一体化することにより、複数の回路パターン層のうち少なくとも一の回路パターン層とレジスト層とをジャンパー構造に形成してジャンパー回路を得る請求項１、２、又は３記載の静電容量センサ。
5. 請求項１ないし４いずれかに記載した静電容量センサを製造する静電容量センサの製造方法であって、
   三次元形成されるフィルム基材の少なくとも表裏いずれか一方の面に加飾層を設け、これらフィルム基材と加飾層の少なくともいずれか一方に、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層を設けることを特徴とする静電容量センサの製造方法。
6. フィルム基材に加飾層と回路パターン層とをそれぞれ形成して一体化し、このフィルム基材を金型にセットして三次元成形する請求項５記載の静電容量センサの製造方法。

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