JP6429674B2 - 加飾積層構造体、タッチパネル及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器のパネル面の装飾用などに用いられる加飾積層構造体、タッチパネル及び電子機器に関する。

近年、携帯端末などにおいては、ディスプレイとしてタッチパネルを備えた機器が主流になってきている。タッチパネルは、利用者の指が接触または接近した位置を検出して各種の動作を行う入力デバイスとして用いられる。

また、ディスプレイの周縁部分など表示を行われない領域には加飾フィルムが設けられ、これにより機器の色や柄などの意匠性を高めている。この加飾フィルムには、色や柄に対応したインク層と、インク層の色材の発色性能を高めるための反射層とを含む加飾積層構造体が設けられる。

特許文献１には、インク層と反射層とを含む光反射フィルムが開示される。この光反射フィルムは、基材フィルムの片表面に第１層として金属薄膜層、第２層としてケイ素酸化物およびアルカリ土類金属のフッ化物から選ばれる１種または２種以上からなる薄膜層、第３層として無機微粒子を含有する樹脂層を積層した構成となっている。光反射フィルムの反射層として金属膜を用いることで高い反射性能を得ることができる。

特開平１１−６７０６７号公報

このような電子機器の加飾フィルムとしては、導電性の高い金属膜を含む光反射フィルムを用いることができない場合もある。例えば、静電容量式のタッチセンサを備えたタッチパネルにおいては、検出電極の近傍に導電性の高い金属層等が配置されると検出動作の妨げとなってしまう。そこで、金属膜を用いない導電性の低い反射層を備えた加飾フィルムが用いられる。

しかしながら、金属膜を用いない反射層では十分な反射性能を得ることができない。このため、加飾積層構造体のうちインク層を厚く形成して発色性能を高める必要がある。しかし、インク層を厚く形成するほど加飾積層構造体が厚くなり、加飾積層構造体のパターンが設けられた部分と設けられていない部分との段差が大きくなってしまう。段差が大きいと、その上に部材を取り付ける際の影響が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、低い導電性を有し、インク層を厚く形成しなくても発色性能に優れた加飾積層構造体、タッチセンサ及び電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の加飾積層構造体は、インク層と、インク層の上に設けられ、インク層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、低屈折率層の上に設けられ、少なくとも面内方向に導通しない反射層と、を備えたことを特徴とする。このような構成によれば、低い導電性を有する反射層を用い、インク層を厚く形成しなくても、インク層と低屈折率層との界面で光の反射を利用して高い反射性能を得ることができる。

本発明の加飾積層構造体において、低屈折率層は、フッ素系樹脂、多孔質シリカ及びナノファイバーシートよりなる群から選択される少なくとも１種の材料を含んでいてもよい。また、低屈折率層は、複数の閉気泡を含む樹脂層を含んでいてもよい。閉気泡であれば、低屈折率層とインク層とが接しても、インク層の色材が気泡内に染み込むことがなくなる。また、樹脂層は、マイクロカプセルを含有していてもよい。これにより、実質的な屈折率が低くなる低屈折率層を簡単に構成することができる。

本発明の加飾積層構造体において、反射層は、金属の不連続蒸着層を含んでいてもよい。これにより、導電性の低い反射層を金属の蒸着によって形成することができる。

本発明の加飾積層構造体において、反射層は、第１屈折率を有する複数の第１屈折率層と、第１屈折率よりも高い第２屈折率を有する複数の第２屈折率層とが交互に積層された構造を有していてもよい。このような構成によれば、複数の第１屈折率層と複数の第２屈折率層との交互積層によって金属膜を用いることなく高い反射性能を有する反射層を構成することができる。

本発明の加飾積層構造体において、反射層の上に設けられた遮光層をさらに備えていてもよい。遮光層によって反射層を介してインク層へ光が入り込むことを防止することができる。

本発明の加飾積層構造体において、インク層は、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化マグネシウムよりなる群から選択された少なくとも１種の物質を含んでいてもよい。また、本発明の加飾積層構造体において、透光性を有する基材をさらに備え、インク層は基材の上に設けられていてもよい。

本発明のタッチパネルは、表示パネルと、表示パネルの上に設けられたタッチセンサと、タッチセンサの上に設けられた上記の加飾積層構造体と、を備えたことを特徴とする。このような構成によれば、インク層を厚く設けることなく、発色性能に優れた加飾積層構造体によって意匠性の高いタッチパネルが構成される。

本発明のタッチパネルにおいて、タッチセンサは静電容量式であってもよい。このような構成によれば、静電容量式のタッチセンサの検出動作を妨げることなく、発色性能に優れた加飾が行われる。

本発明の電子機器は、上記のタッチパネルを備えたことを特徴とする。このような構成によれば、インク層を厚く設けることなく、発色性能に優れた加飾積層構造体によって意匠性の高い電子機器が構成される。

本発明によれば、低い導電性を有し、インク層を厚く形成しなくても発色性能に優れた加飾積層構造体、タッチセンサ及び電子機器を提供することが可能になる。

（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態に係る加飾積層構造体を例示する模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、加飾積層構造体の特性を示す図である。 第２実施形態に係る加飾積層構造体を例示する断面図である。 適用例について示す模式図である。 適用例について示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、適用例について示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態に係る加飾積層構造体を例示する模式図である。図１（ａ）には加飾積層構造体１の断面図が表され、図１（ｂ）には加飾シート１００を備えたタッチパネル２００の分解斜視図が表される。

図１（ａ）に表したように、本実施形態に係る加飾積層構造体１は、インク層１０と、低屈折率層２０と、反射層３０とを備える。加飾積層構造体１において、低屈折率層２０は、インク層１０と反射層３０との間に設けられる。

インク層１０は、バインダ１０ａと、顔料等の色材となる物質１０ｂとを混合した発色材料層である。本実施形態において、インク層１０は、例えば、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化マグネシウムよりなる群から選択された少なくとも１種の物質を含む。

低屈折率層２０は、インク層１０の一方側（本実施形態では「上」とする。）に設けられた層であり、インク層１０の屈折率よりも低い屈折率を有する。本実施形態における屈折率は、可視光領域の特定の波長の光についての層全体として屈折率のことである。また、本実施形態においては、可視光のことを単に「光」と言うことにする。

本実施形態において、低屈折率層２０は、例えば、フッ素系樹脂、多孔質シリカ及びナノファイバーシートよりなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む。このような材料を含むことで、屈折率を設定しつつ透光性に優れた層が形成される。

また、低屈折率層２０は、複数の閉気泡を含む樹脂層を含んでいてもよい。例えば、樹脂層にはマイクロカプセルが含まれる。この閉気泡によって実効的な屈折率が低くなる低屈折率層２０を簡単に形成することができる。また、閉気泡にすることで、低屈折率層２０がインク層１０と接していても、インク層１０の色材となる物質１０ｂが気泡内に染み込むことがなくなる。

反射層３０は、低屈折率層２０の上に設けられた層である。反射層３０は、少なくとも面内方向に導通せず、金属膜に比べて高い抵抗値（例えば、１ＧΩ・ｍ以上）を有する。本実施形態において、反射層３０は金属の不連続蒸着層を含んでいてもよい。金属の不連続蒸着層では、金属による反射特性を得つつ、離散的な金属配置によって少なくとも面内方向に導通しない層を蒸着によって形成することができる。

本実施形態に係る加飾積層構造体１において、低屈折率層２０はインク層１０と接している。なお、低屈折率層２０とインク層１０との間にそれぞれとは屈折率の異なる層（中間層）が存在する場合には、その屈折率がインク層１０の屈折率よりも低い場合には中間層を低屈折率層２０の一部とみなす。一方、中間層の屈折率がインク層１０の屈折率以上の場合には中間層をインク層１０の一部とみなす。

加飾積層構造体１において、反射層３０の上に遮光層４０が設けられていてもよい。遮光層４０の光の透過率は、反射層３０の光透過率よりも低い。遮光層４０が設けられていると、遮光層４０側から反射層３０及び低屈折率層２０を介してインク層１０に向かう光を遮ることができる。例えば、後述するタッチパネル２００において表示パネル２１０のバックライトの光を遮光層４０で遮り、インク層１０へ混入することを防止する。

加飾積層構造体１は、透光性を有する基材５０を備えていてもよい。インク層１０は基材５０の上に設けられる。基材５０は例えばカバーガラスやカバー樹脂、カバーフィルムである。加飾積層構造体１は、インク層１０、低屈折率層２０及び反射層３０の積層体で提供されてもよいし、インク層１０、低屈折率層２０、反射層３０及び遮光層４０の積層体で提供されてもよい。また、加飾積層構造体１は、インク層１０、低屈折率層２０、反射層３０及び基材５０の積層体で提供されてもよいし、インク層１０、低屈折率層２０、反射層３０、遮光層４０及び基材５０の積層体で提供されてもよい。

図１（ｂ）に表したように、加飾積層構造体１は加飾シート１００として利用される。加飾シート１００は、表示パネル２１０とタッチセンサ２２０とを備えたタッチパネル２００に取り付けられる。加飾シート１００は、タッチセンサ２２０の表示パネル２１０とは反対側に設けられる。

加飾シート１００は、透光性を有するベースシート１０１と、本実施形態の加飾積層構造体１とを備える。ベースシート１０１には、フィルム、樹脂及びガラスなどが用いられる。加飾積層構造体１は、ベースシート１０１の加飾を行う部分に対応したパターンで形成される。例えば、タッチセンサ２２０の周縁部分を囲むように加飾積層構造体１によるパターンが形成される。加飾積層構造体１が形成されていない部分はベースシート１０１を介して光を透過する。

このような加飾積層構造体１によれば、インク層１０から反射層３０へ向かう光の一部がインク層１０と低屈折率層２０との界面で屈折率差に基づき反射することになる。これにより、加飾積層構造体１は、反射層３０だけで光を反射する場合に比べて高い反射性能を得ることができる。

図２（ａ）及び（ｂ）は、加飾積層構造体の特性を示す図である。
図２（ａ）には、インク層１０と反射層３０との間に設けた層（説明の便宜上、アンダーコート層と言う。）の屈折率ｎと、加飾積層構造体の明度との関係が示される。ここで、明度は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間のＬ^＊である。また、インク層１０の屈折率は約１．４９である。インク層１０の厚さは３μｍであり、白色の色材を含む。アンダーコート層の厚さは３μｍである。図２（ａ）には、このような層構造においてアンダーコート層の屈折率を変化させた場合の光線追跡シミュレーションの結果が示される。

図２（ａ）に示すように、アンダーコート層の屈折率がインク層１０の屈折率よりも高い場合、加飾積層構造体１の明度はほぼ一定である。一方、アンダーコート層の屈折率がインク層１０の屈折率よりも低くなると、加飾積層構造体１の明度が高くなる。このように、インク層１０と反射層３０との間にインク層１０よりも屈折率の低い低屈折率層２０を設けることで、加飾積層構造体１の明度を高くすることができる。

図２（ｂ）には、インク層１０の層構造と明度との関係が示される。棒グラフＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ１１、Ｇ１２及びＧ１３には、インク層１０の層構造の違いによる明度を光線追跡シミュレーションによって求めた結果が示される。棒グラフＧ１、Ｇ２及びＧ３は、低屈折率層２０を含まない層構造である。このうち棒グラフＧ１は、３μｍ厚のインク層１０が１層の場合、棒グラフＧ２はインク層１０が２層の場合、棒グラフＧ３はインク層１０が３層の場合である。また、棒グラフＧ１１、Ｇ１２及びＧ１３は、１μｍ厚の低屈折率層２０を含む場合である。このうち棒グラフＧ１１は３μｍ厚のインク層１０が１層の場合、棒グラフＧ１２はインク層１０が２層の場合、棒グラフＧ１３はインク層１０が３層の場合である。

図２（ｂ）に示すように、低屈折率層２０を含まない層構造及び低屈折率層２０を含む層構造ともに、インク層１０の層数が増すほど明度Ｌ^＊が高くなる。一方、低屈折率層２０を含む層構造では、インク層１０が１層の場合（棒グラフＧ１１）の明度Ｌ^＊は、低屈折率層２０を含まない層構造におけるインク層１０が３層の場合（棒グラフＧ３）の明度Ｌ^＊と同等である。

低屈折率層２０を設けずにインク層１０を３層にした場合、層構造の厚さは９μｍとなる。一方、低屈折率層２０を設けてインク層１０を１層にした場合、層構造の厚さは４μｍとなる。つまり、同等の明度Ｌ^＊を得るために、低屈折率層２０を設けることで層構造の厚さを薄くすることが可能になる。

このように、本実施形態に係る加飾積層構造体１によれば、導電性の低い反射層３０を用いた場合でも、インク層１０を厚く形成することなく高い反射性能を発揮することができる。

（第１実施形態の変形例）
上記説明した加飾積層構造体１を用いた加飾シート１００の構成として、基材５０とベースシート１０１とを共通化してもよい。すなわち、加飾シート１００は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すベースシート１０１を含まず、基材５０をベースシート１０１と兼用した構成になっていてもよい。

また、加飾シート１００は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す基材５０とベースシート１０１との位置関係を逆にした構成になっていてもよい。基材５０及びベースシート１０１はともに透光性を有するフィルム、樹脂及びガラスによって構成される。したがって、加飾シート１００は、基材５０とベースシート１０１とを区別することなく、基材５０とベースシート１０１との間にインク層１０、低屈折率層２０及び反射層３０が配置された構成であればよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の説明を行う。
図３は、第２実施形態に係る加飾積層構造体を例示する断面図である。
第２実施形態に係る加飾積層構造体１Ｂは、第１実施形態に係る加飾積層構造体１の反射層３０の代わりに反射層３０Ｂを備える。

反射層３０Ｂは、複数の第１屈折率層３１と、複数の第２屈折率層３２とが交互に積層された多層構造を有する。第１屈折率層３１は第１屈折率を有する。第２屈折率層３２は第１屈折率よりも高い第２屈折率を有する。すなわち、反射層３０Ｂは、屈折率の高い層と低い層とが交互に積層された層である。

このような高低の屈折率を交互に備えた多層構造の反射層３０Ｂでは、金属を用いることなく高い絶縁性と、高い反射特性を両立することができる。なお、図３に示す例では、反射層３０Ｂと低屈折率層２０とをそれぞれ備えた構成を表しているが、低屈折率層２０を第１屈折率層３１としてもよい。この場合、反射層３０Ｂのなかで最もインク層１０に近い第１屈折率層３１が低屈折率層２０と同じ役目を果たす。

（適用例）
次に、本実施形態に係る加飾積層構造体１の適用例について説明する。
図４〜図６（ｂ）は適用例について示す模式図である。
図４には加飾積層構造体１をタッチパネル２００に適用した例が表される。タッチパネル２００は、表示パネル２１０と、この表示パネル２１０の上に設けられたタッチセンサ２２０とを備える。

表示パネル２１０としては、例えば液晶表示パネルが用いられる。液晶表示パネルからなる表示パネル２１０は、互いに対向配置された駆動基板２１１及び対向基板２１２を有し、駆動基板２１１と対向基板２１２との間に液晶層２１３が設けられる。

タッチセンサ２２０は、対向基板２１２の表側に設けられる。タッチセンサ２２０には静電容量式センサが用いられる。本実施形態に係る加飾積層構造体１を備えた加飾シート１００は、タッチセンサ２２０の表示パネル２１０とは反対側に設けられる。タッチセンサ２２０として静電容量式センサを用いる場合、加飾積層構造体１の反射層３０として絶縁性に優れたものを用いることが必要である。本実施形態の加飾積層構造体１によれば、絶縁性に優れた反射層３０を用いても、インク層１０を厚く形成することなく優れた反射特性を得ることができ、インク層１０の発色性能を高めることができる。

図５にはタッチパネル２００を備えた電子機器３００の例が表される。電子機器３００は、例えばテレビである。電子機器３００は、筐体３１０と表示部３２０とを備える。この表示部３２０の表面にタッチパネル２００が設けられる。なお、電子機器３００はテレビに限定されず、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末など他の機器であってもよい。

図６（ａ）にはタッチパネル２００を備えたコンピュータ４００の例（ノート型コンピュータ）が表される。コンピュータ４００は、ディスプレイ４１０、キーボード４２０、入力パッド４３０などを備える。図６（ｂ）に表したように、コンピュータ４００は、中央演算部４０１、主記憶部４０２、副記憶部４０３、入力部４０４、出力部４０５及びインタフェース４０６を備える。キーボード４２０及び入力パッド４３０は入力部４０４の一例である。ディスプレイ４１０は出力部４０５の一例である。このディスプレイ４１０にタッチパネル２００が含まれる。タッチパネル２００は、入力部４０４及び出力部４０５の両方を兼ねた例である。

これらの機器に本実施形態の加飾積層構造体１を用いることで、インク層を厚く設けることなく、発色性能に優れた加飾積層構造体によって意匠性の高い電子機器３００が構成される。

以上説明したように、本実施形態に係る加飾積層構造体１及び１Ｂ、タッチセンサ２００及び電子機器３００によれば、低い導電性を有し、インク層を厚く形成しなくても発色性能を高めることが可能になる。

なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、反射層３０が金属を含む場合において、その金属は蒸着以外の方法（スパッタ等の蒸着以外のドライプロセス、電気めっき、無電解めっき等のウェットプロセス、ドライプロセスとウェットプロセスとの組み合わせなど）により形成されていてもよい。前述の各実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１，１Ｂ…加飾積層構造体
１０…インク層
１０ａ…バインダ
１０ｂ…色材となる物質
２０…低屈折率層
３０，３０Ｂ…反射層
３１…第１屈折率層
３２…第２屈折率層
４０…遮光層
５０…基材
１００…加飾シート
１０１…ベースシート
２００…タッチパネル
２１０…表示パネル
２１１…駆動基板
２１２…対向基板
２１３…液晶層
２２０…タッチセンサ
３００…電子機器
３１０…筐体
３２０…表示部
４００…コンピュータ
４０１…中央演算部
４０２…主記憶部
４０３…副記憶部
４０４…入力部
４０５…出力部
４０６…インタフェース
４１０…ディスプレイ
４２０…キーボード
４３０…入力パッド

Claims (12)

1. インク層と、
   前記インク層の上に設けられ、前記インク層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
   前記低屈折率層の上に設けられ、少なくとも面内方向に導通しない反射層と、
   を備え、
   前記低屈折率層は、フッ素系樹脂、多孔質シリカ及びナノファイバーシートよりなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする加飾積層構造体。
2. インク層と、
   前記インク層の上に設けられ、前記インク層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層と、
   前記低屈折率層の上に設けられ、少なくとも面内方向に導通しない反射層と、
   を備え、
   前記低屈折率層は、複数の閉気泡を含む樹脂層を含むことを特徴とする加飾積層構造体。
3. 前記樹脂層は、発泡樹脂層である、請求項２記載の加飾積層構造体。
4. 前記樹脂層は、マイクロカプセルを含有する、請求項２または請求項３記載の加飾積層構造体。
5. 前記反射層は、金属の不連続蒸着層を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加飾積層構造体。
6. 前記反射層は、第１屈折率を有する複数の第１屈折率層と、前記第１屈折率よりも高い第２屈折率を有する複数の第２屈折率層とが交互に積層された構造を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加飾積層構造体。
7. 前記反射層の上に設けられた遮光層をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の加飾積層構造体。
8. 前記インク層は、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化マグネシウムよりなる群から選択された少なくとも１種の物質を含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の加飾積層構造体。
9. 透光性を有する基材をさらに備え、
   前記インク層は前記基材の上に設けられている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の加飾積層構造体。
10. 表示パネルと、
    前記表示パネルの上に設けられたタッチセンサと、
    前記タッチセンサの上に設けられた請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の加飾積層構造体と、
    を備えたことを特徴とするタッチパネル。
11. 前記タッチセンサは静電容量式である、請求項１０記載のタッチパネル。
12. 請求項１０または請求項１１に記載のタッチパネルを備えたことを特徴とする電子機器。