JPWO2015025680A1 - 静電容量型入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高湿環境下に晒された後に検出精度の低下から素早く復帰する、曲面形状を有する静電容量型入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】曲面形状を有する静電容量型入力装置101は、ユーザに対向する外曲面1gを有して合成樹脂で成形された外装体1と、外装体1の内曲面1nに倣って一体に設けられたフィルム基材3と、フィルム基材3の外装体1に接合される接合面3mの反対面3pに形成された導電性高分子からなる導電層5と、導電層5と電気的に接続された配線層7と、を有することを特徴とする。【選択図】図4

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる静電容量型の入力装置に関し、特に、曲面形状を有した静電容量型入力装置に関する。
近年、ユーザが軽く触れた指先の部分の僅かな静電容量の変化を検出し、位置や動きの方向を電気信号に変換して出力する静電容量型の入力装置が良く使用されるようになってきた。このような静電容量型入力装置は、スイッチ等の機構部品を省略することができ、意匠性に優れるというメリットがある反面、検出用の透明電極として酸化インジウムスズ(ITO、Indium Tin Oxide)膜を用いるため、真空成膜が必要となり、工業的には実質的に単なる二次元形状(平面形状)に限定され、適用される製品の適用箇所に制限が設けられるというディメリットがあった。
上述したディメリットに鑑み、特許文献1では、表面が曲面の取付け箇所に設置が可能な静電容量センサ(静電容量型入力装置)900が提案されている。図9は、特許文献1(従来例)の静電容量センサ900を説明した図であって、図9(a)は、実施形態Aの静電容量センサ900Aを模式的に示した説明図であり、図9(b)は、実施形態Bの静電容量センサ900Bを模式的に示した説明図である。
図9に示す静電容量センサ900(900A、900B)は、三次元成形されるフィルム基材901と、このフィルム基材901に一体化される加飾層910と、静電容量の変化を検出する導電性の回路パターン層920と、フィルム基材901を支持する支持体940と、回路パターン層920の導電インクが滲むのを抑制する保護層930Aと、を備えて構成されている。他に、図9(a)に示す静電容量センサ900Aでは、加飾層910の表面が損傷したり、磨耗するのを防止する保護層935を備え、図9(b)に示す静電容量センサ900Bでは、絶縁性のレジスト層925を備えている。そして、ユーザの指FNが三次元形状の表面に触れた際に、静電容量センサ900(900A、900B)は、その指FNの先の部分の僅かな静電容量の変化を回路パターン層920で検出するようにしている。
また、この静電容量センサ900(900A、900B)では、回路パターン層920として、第一の回路パターン層923と第二の回路パターン層924を備えるようにして、静電容量センサ900(900A、900B)の検出精度の向上や構成の多様化を図っている。また、この回路パターン層920は、酸化インジウムスズ(ITO、Indium Tin Oxide)膜を用いずに、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を用いて構成されているので、三次元成形されるフィルム基材901及び支持体940に形成が可能となっている。
特開2010−267607号公報
しかしながら、従来例に用いられている導電性ポリマー(導電性高分子)は、吸湿するとその層の抵抗値が大きくなる性質を有しており、一度吸湿した後水分が抜けないと、検出精度の低下に繋がる虞があった。特に、従来例の構成では、静電容量センサ900Aの第二の回路パターン層924や静電容量センサ900Bの回路パターン層920(923、924)が、フィルム基材901と支持体940とに挟まれた層構成をしているので、一旦水分がフィルム基材901や支持体940を透過して回路パターン層920(923、924)に吸収された場合、水分が容易に抜けないという課題があった。このため、従来例の静電容量センサ900においては、高湿環境下に晒された後に、検出精度が低下してなかなか復帰しない虞があった。
本発明は、上述した課題を解決するもので、高湿環境下に晒された後に検出精度の低下から素早く復帰する、曲面形状を有する静電容量型入力装置を提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の静電容量型入力装置は、ユーザに対向する外曲面を有して合成樹脂で成形された外装体と、該外装体の内曲面に倣って一体に設けられたフィルム基材と、該フィルム基材の前記外装体側の面の反対面に形成された導電性高分子からなる導電層と、該導電層と電気的に接続された配線層と、を有することを特徴としている。
これによれば、本発明の静電容量型入力装置は、導電層 が外装体とフィルム基材とに挟まれていないため、フィルム基材の外装体側の面の反対面側に形成された導電層の表面からフィルム基材や外装体に妨げられずに導電層内の水分が抜け易い構成となっている。このことにより、高湿環境下に晒された後に、導電層の抵抗値が元の値に戻りやすく、検出精度の低下から素早く復帰することができる。
また、本発明の静電容量型入力装置は、前記導電性高分子が、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の混合体からなることを特徴としている。
これによれば、充分な透明性を確保しつつ所望の導電性を得ることができるとともに、高温雰囲気下の安定性や曲げ加工の耐性にも優れている。また、水分散性であるので、容易に塗布、成膜を行うことができる。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置を容易に作製することができる。
また、本発明の静電容量型入力装置は、前記外装体、前記フィルム基材及び前記導電層が透明であることを特徴としている。
これによれば、操作面全体を透明にすることができる。このことにより、透明性が要求される製品に好適に用いることができる。また、加飾層を加えることによって、適用される製品の装飾性も高めることができる。
また、本発明の静電容量型入力装置は、前記導電層を覆うように積層された保護層を有していることを特徴としている。
これによれば、導電層を覆うように積層された保護層を有しているので、例えば製造上での物理的な作用による導電層の損傷や、例えば環境下における導電層のダメージ等に対して、導電層が保護される。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置の耐候性を高めることができる。
本発明の静電容量型入力装置は、フィルム基材の外装体と対向する面の反対面側から、導電層内の水分が抜け易い構成となっている。このことにより、高湿環境下に晒された後に、導電層の抵抗値が元の値に戻りやすく、検出精度の低下から素早く復帰することができる。
本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置を説明する斜視図である。 本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置を説明する図であって、図1に示すZ2側から見た斜視図である。 本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置を説明する図であって、図1に示すX2側から見た側面図である。 本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置を説明する図であって、曲面形状部分の断面構成図である。 第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置の効果を説明する図であって、図5(a)は、耐湿試験に用いた本案のサンプル片の層構造を示した図であり、図5(b)は、比較に用いたサンプル片の層構造を示した図である。 第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置の効果を説明する図であって、耐湿試験結果のグラフである。 第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置の変形例を説明する図であって、図7(a)は、図4と比較した変形例1の断面構成図であり、図7(b)は、図4と比較した変形例2の断面構成図である。 第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置の変形例を説明する図であって、図8(a)は、図3と比較した変形例3の断面構成図であり、図8(b)は、図3と比較した変形例4の断面構成図である。 従来例の静電容量センサを説明した図であって、図9(a)は、実施形態Aの静電容量センサを模式的に示した説明図であり、図9(b)は、実施形態Bの静電容量センサを模式的に示した説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101を説明する斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101を説明する図であって、図1に示すZ2側から見た斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101を説明する図であって、図1に示すX2側から見た側面図である。図4は、本発明の第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101を説明する図であって、曲面形状部分の断面構成図である。なお、図3及び図4に示す身体特定部位F10のサイズと図4に示す各層のサイズは、イメージを示した図であり、実際のサイズを表したものではない。
本発明の第1実施形態の曲面形状を有する静電容量型入力装置101は、静電容量式と呼ばれる検出方式を用いており、図3に示すように、ユーザが自身の身体特定部位F10(図3では指の先で、以下指先F10と記述する)を静電容量型入力装置101の表面に近接または接触させたときに、静電容量値の変化によって表面上における指先F10の座標位置を検出し、指先F10の座標位置に応じた入力操作が行えるようになっている。
この静電容量型入力装置101は、図1ないし図4に示すように、ユーザに対向する外曲面1gを有した外装体1と、外装体1の内面の内曲面1nに倣って一体に形成されたフィルム基材3と、フィルム基材3の反対面3pに形成された導電層5と、導電層5と電気的に接続された配線層7と、を有して構成される。他に、静電容量型入力装置101には、図示はしていないが、配線層7を介して導電層5からの静電容量値の変化の信号を受信する検出部と、検出部からの信号に基づいて命令信号を出力する制御部と、を有している。なお、検出部と制御部については、静電容量型のセンサにおける一般的な機能を有しており、本発明に対して何等限定するものではないので、詳細な説明は省略する。
静電容量型入力装置101の外装体1は、ポリエチレンテレフタレート(PET、Polyethylene terephthalate)やポリカーボネート(PC、polycarbonate)等の透明な合成樹脂を用いて、射出成形を行って、立体的に三次元成形されている。また、本発明の第1実施形態の静電容量型入力装置101では、図1ないし図3に示すように、外形が矩形の形状を有しており、中央部分には、ユーザに対向する外曲面1gが凸状のドーム形状を有して(曲面形状を有して)構成されている。また、矩形の外周の一辺から一方向に延びた取出部1tを備えている。
静電容量型入力装置101のフィルム基材3は、ポリエチレンテレフタレート(PET、Polyethylene terephthalate)やポリエチレンナフタレート(PEN、Polyethylene naphthalate)等の透明なフィルムを用いており、図4に示すように、外装体1と接合された接合面3m側に透明な接着層22を設けて、外装体1の内面である凹状の内曲面1nに倣って一体に形成されている。また、外装体1の取出部1tの内面にも倣って端子部3tが一体に形成されており、この端子部3tから前述した検出部との電気的な接続を行っている。
この一体に形成する作製方法として、外装体1の射出成形時に、このフィルム基材3を型に挟み込んでインサート成形する方法を用いている。これにより、フィルム基材3を立体的な三次元形状にするとともに、外装体1の内曲面1nに倣って一体に形成することができる。また、別な作製方法として、フィルム基材を予め型によりプレス成形して立体的な三次元形状にしておき、立体的に三次元成形されている外装体に重ね合わせて、フィルム基材を接着させることによっても容易に作製することができる。また、前述した三次元形状にしたフィルム基材を型に挟み込んでインサート成形し、外装体と一体に形成する方法でも容易に作製することができる。
また、フィルム基材3の外装体1と接合される接合面3mには、図4に示すように、製品のデザイン性を向上させる等のため、加飾層52が設けられている。この加飾層52は、必要に応じ、文字、図形、記号、またはこれらの組み合わせた模様を、スクリーン印刷法やタンポ印刷法等でフィルム基材3に直接印刷することで容易に作製することができる。また、加飾層52は、デザイン性の向上という目的以外にも、例えば配線層7をユーザから視認できないようにするための目隠し層や光源からの光を遮断する遮光層等、様々な用途に利用することができる。なお、説明を容易にするため、図1ないし図3には、加飾層52の模様を敢えて図示していない。
静電容量型入力装置101の導電層5は、図4に示すように、フィルム基材3の接合面3mとは反対側の反対面3pに形成されており、導電性高分子である、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の混合体(以下、PEDOT:PSSと表記する)を用いている。このPEDOT:PSSは、透明であり、しかも充分な透明性を確保しつつ所望の導電性を得ることができる材料である。また、PEDOT:PSSは、高温雰囲気下の安定性にも優れており、酸化インジウムスズ(ITO、Indium Tin Oxide)と比較して、曲げ加工に対しても強い耐性を有している。更に、PEDOT:PSSは、水分散性であるので、容易に塗布することができるとともに、乾燥、硬化させることにより容易に成膜を行うことができる。なお、導電層5のフィルム基材3への塗布は、スクリーン印刷法等で容易に行うことができる。
また、導電層5は、詳細な図示はしていないが、ライン状のパターンが複数本、平行に並んだ電極パターンを有しており、この電極パターンとユーザ自身の指先F10との静電容量値の変化を検出する電極の機能を有している。また、従来例では、X方向の第一の回路パターン層923とY方向の第二の回路パターン層924の2層の電極で静電容量値の変化を検出する座標検出装置としていたが、本発明の第1実施形態では、導電層5を1層で構成し、1層の電極で静電容量値の変化を検出するようにしている。このため、従来例では、回路パターン層920の電極の厚みが1〜15μm、又は10〜15μm程度であると開示しているが、本発明の第1実施形態の導電層5の厚みは、0.1〜数μm程度と、薄い 構成となっている。
以上、上述したように、外装体1、フィルム基材3及び導電層5が透明であるので、操作面全体を透明にすることができる。このことにより、透明性が要求される製品に好適に用いることができる。また、上述した加飾層52を加えることによって、適用される製品の装飾性も高めることができる。
静電容量型入力装置101の配線層7は、図4に示すように、導電層5の一部に重ねて形成され導電層5と電気的に接続しているとともに、図2に示すように、矩形の外周部3sから端子部3tにかけて敷設されている。この端子部3tの配線層7は、コネクタ等を利用して検出部に繋がっている配線と容易に接続することができる。
また、この配線層7は、導電層5が反対面3pに形成されたフィルム基材3に、銀ペーストやカーボンインク等をスクリーン印刷して、乾燥、硬化させることにより、容易に作製することができる。また、配線層7は、銀ペーストやカーボンインク等の導電性複合部材を用いているので、導電層5と同様に、酸化インジウムスズ(ITO、Indium Tin Oxide)と比較して、曲げ加工に対しても強い耐性を有している。
静電容量型入力装置101の保護層 9は、絶縁性の合成樹脂材料を用い、図4に示すように、導電層5を覆うように形成されている。また、本発明の第1実施形態では、配線層7も覆うようにして、保護層9が形成されている。これにより、例えば製造上での物理的な作用による導電層5の損傷や、例えば環境下における導電層5のダメージ等に対して、導電層5が保護されることとなる。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置101の耐候性を高めることができる。なお、保護層9も透明であることは言うまでもない。また、保護層9は、導電層5が吸収した水分を放出する妨げとならないよう、フィルム基材3と比べて薄く形成されている。
また、この保護層9は、導電層5が反対面3pに形成されたフィルム基材3に、絶縁性インク等をスクリーン印刷して、乾燥、硬化させることにより、容易に導電層5を覆うように積層させることができる。
以上のように構成された静電容量型入力装置101は、従来例の静電容量センサ900Aの第二の回路パターン層924や静電容量センサ900Bの回路パターン層920(923、924)が、フィルム基材901と支持体940とに挟まれた層構成とは違い、フィルム基材3と外装体1(従来例の支持体940に相当する)との間に導電層5が挟まれていない層構成をしている。このため、フィルム基材3の外装体1と接合された接合面3mの反対面3p側から、導電層5内の水分が抜け易い構成となっている。このことにより、高温高湿環境などで外装体1を透過してきた水分によって導電層5が吸湿して抵抗値が大きくなることが生じたとしても、常温常湿環境に戻った際に導電層5の抵抗値が元の値に戻りやすいので、検出精度の低下から素早く復帰することができる。また、外装体1の内曲面1n側に導電層5及び配線層7を設けたので、外装体1及びフィルム基材3により外曲面1g側からの紫外線が吸収されて、導電層5及び配線層7が紫外線に曝露されることを防止することができる。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置101の耐候性を向上させることができる。
また、本発明の第1実施形態では、従来例と比較して、導電層5の厚みが0.1〜数μm程度と約1/10薄い 構成としているので、導電層5は、従来例より厚みが小さくなった比率に応じて湿度の影響をより受け易くなっている。このため、本発明の第1実施形態の静電容量型入力装置101は、より効果が顕著に現れてくる。
以上のように構成された本発明の第1実施形態の曲面形状を有する静電容量型入力装置101における、効果について、一部図面を用いて以下に説明する。
図5は、第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101の効果を説明する図であって、図5(a)は、耐湿試験に用いた本案のサンプル片SP1の層構造を示した図であり、図5(b)は、比較に用いたサンプル片CP9の層構造を示した図である。本案のサンプル片SP1は、外装体1、接着層22、フィルム基材3、導電層5、配線層7、保護層9の順で積層された層構成となっており、比較のサンプル片CP9は、外装体C1、接着層C22、配線層C7、導電層C5、フィルム基材C3の順で積層された層構成となっている。比較のサンプル片CP9は、導電層C5が外装体C1とフィルム基材C3に挟まれた層構成となっているのに対し、本案のサンプル片SP1は、導電層5が外装体1とフィルム基材3に挟まれていない層構成をしている。図 6 は、第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101の効果を説明する図であって、図5に示した各サンプル片を用いて耐湿試験を行った結果のグラフである。横軸は、高温多湿の環境下に晒した累積の曝露時間(単位は時間)であり、縦軸は、初期の抵抗値と高温多湿の環境下に一定時間晒した後の抵抗値を測定し、その抵抗値変化(単位はパーセント)を示している。また、図中のA1は、本案のサンプル片SP1の結果で有り、図中のC1は、比較のサンプル片CP9の結果である。なお 、 この高温多湿の耐湿試験は、60℃で、95%湿度の環境下に所望の時間晒した後、常温常湿に戻して2時間後に各サンプルの抵抗値を測定し、これを繰り返して行った。
本発明の第1実施形態の曲面形状を有する静電容量型入力装置101は、曲面を有して形成された外装体1と一体に形成されたフィルム基材3に、導電性高分子からなる導電層5が形成されているので、従来例の層構成とは違い、フィルム基材3の外装体1と接合された接合面3mの反対面3p側から、導電層5内の水分が抜け易い構成となっている。このため、図6に示すように、高温高湿環境などで外装体1を透過してきた水分によって導電層5が吸湿して抵抗値が大きくなることが生じたとしても、常温常湿環境に戻った際に、導電層5の抵抗値が、他の層構成の結果(図中のC1)と比較して、大きくならない(図中のA1)。これは、高温多湿環境で導電層5が吸湿した水分が常温常湿に戻したあとの2時間で大部分抜けたことにより抵抗変化率が抑えられたと考えられる。このことにより、検出精度の低下から素早く復帰することができ、検出精度の低下を防止することができる。
また、外装体1の内曲面1n側に導電層5及び配線層7を設けたので、外装体1及びフィルム基材3により外曲面1g側からの紫外線が吸収されて、導電層5及び配線層7が紫外線に曝露されることを防止することができる。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置101の耐候性を向上させることができる。
また、導電性高分子がPEDOT:PSSなので、充分な透明性を確保しつつ所望の導電性を得ることができるとともに、高温雰囲気下の安定性や曲げ加工の耐性にも優れている。また、水分散性であるので、容易に塗布、成膜を行うことができる。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置101を容易に作製することができる。
また、外装体1、フィルム基材3及び導電層5が透明であるので、操作面全体を透明にすることができる。このことにより、透明性が要求される製品に好適に用いることができる。また、加飾層を加えることによって、適用される製品の装飾性も高めることができる。
また、導電層5を覆うように積層された保護層9を有しているので、例えば製造上での物理的な作用による導電層5の損傷や、例えば環境下における導電層5のダメージ等に対して、導電層5が保護される。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置101の耐候性を高めることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
図7は、第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101の変形例を説明する図であって、図7(a)は、図4と比較した変形例1の静電容量型入力装置C101の断面構成図であり、図7(b)は、図4と比較した変形例2の静電容量型入力装置C102の断面構成図である。図8は、第1実施形態に係わる曲面形状を有する静電容量型入力装置101の変形例を説明する図であって、図8(a)は、図3と比較した変形例3の静電容量型入力装置C103の断面構成図であり、図8(b)は、図3と比較した変形例4の静電容量型入力装置C104の断面構成図である。
<変形例1>
上記第1実施形態では、ユーザに対向する外曲面1gが凸状のドーム形状を有して構成されていたが、図7(a)に示すように、ユーザに対向する外曲面1gが凹状の椀形状を有して構成されていても良い。
<変形例2>
上記第1実施形態では、ユーザに対向する外曲面1gが凸状の単純なドーム形状を有して構成されていたが、この形状に限らなく、例えば図7(a)に示すように、違った凸形状が組み合わされた形状でも良い。
<変形例3>
上記第1実施形態では、導電層5を覆うように保護層9を設けるように好適に構成したが、図8(a)に示すように、保護層9を設けない構成にしても良い。
<変形例4>
上記第1実施形態に対して、図8(b)に示すように、外装体1と加飾層52との間に、中間層C42を設けるように好適に構成しても良い。これにより、射出成形時において、外装体1となる高温で流動した合成樹脂から加飾層52を保護することができる。
<変形例5>
上記第1実施形態では、外装体1、フィルム基材3、導電層5及び保護層9を透明にして、操作面全体を透明にした構成にしたが、提供される製品によっては、必ずしも透明にする必要はない。
<変形例6>
上記第1実施形態では、導電層5を1層設けて、この1層の電極で静電容量値の変化を検出することにより、ユーザ自身の指先F10の位置を検出するように好適に構成していたが、この形態に限るものではない。例えば、従来例のように、X方向の第1導電層とY方向の第2導電層の2層の電極で静電容量値の変化を検出することにより、座標を検出できる座標入力装置を構成しても良い。また、1層の導電層用いて、ユーザ自身の指先F10を検知し、例えばスイッチ装置を構成しても良い。
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
1 外装体
1g 外曲面
1n 内曲面
3 フィルム基材
3m 接合面
3p 反対面
5 導電層
7 配線層
9 保護層
101、C101、C102、C103、C104 静電容量型入力装置
また、外装体1、フィルム基材3及び導電層5が透明であるので、操作面全体を透明にすることができる。このことにより、透明性が要求される製品に好適に用いることができる。また、加飾層52を加えることによって、適用される製品の装飾性も高めることができる。
<変形例2>
上記第1実施形態では、ユーザに対向する外曲面1gが凸状の単純なドーム形状を有して構成されていたが、この形状に限らなく、例えば図7(b)に示すように、違った凸形状が組み合わされた形状でも良い。
この課題を解決するために、本発明の静電容量型入力装置は、ユーザに対向する外曲面を有して合成樹脂で成形された外装体と、該外装体の内曲面に倣って一体に設けられたフィルム基材と、該フィルム基材の前記外装体側の面の反対面に形成された導電性高分子からなる導電層と、該導電層と電気的に接続された配線層と、前記導電層の前記フィルム基材側の面の反対面を覆うように積層された、前記フィルム基材よりも薄い保護層と、を有することを特徴としている。
これによれば、本発明の静電容量型入力装置は、導電層 が外装体とフィルム基材とに挟まれていないため、フィルム基材の外装体側の面の反対面側に形成された導電層の表面からフィルム基材や外装体に妨げられずに導電層内の水分が抜け易い構成となっている。このことにより、高湿環境下に晒された後に、導電層の抵抗値が元の値に戻りやすく、検出精度の低下から素早く復帰することができる。
また、導電層を覆うように積層されたフィルム基材より薄い保護層を有しているので、例えば製造上での物理的な作用による導電層の損傷や、例えば環境下における導電層のダメージ等に対して、導電層が保護される。このことにより、曲面形状を有する静電容量型入力装置の耐候性を高めることができる。
また、本発明の静電容量型入力装置は、前記外装体、前記フィルム基材前記導電層及び前記保護層が透明であることを特徴としている。
また、本発明の静電容量型入力装置は、前記保護層が、絶縁性の合成樹脂材料からなることを特徴とする。

Claims (4)

  1. ユーザに対向する外曲面を有して合成樹脂で成形された外装体と、
    該外装体の 内曲面に倣って一体 に設けられたフィルム基材と、
    該フィルム基材の前記外装体側の 面の反対面に形成された導電性高分子からなる導電層と、
    該導電層と電気的に接続された配線層と、を有することを特徴とする曲面形状を有する静電容量型入力装置。
  2. 前記導電性高分子は、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の混合体からなることを特徴とする請求項1に記載の曲面形状を有する静電容量型入力装置。
  3. 前記外装体、前記フィルム基材及び前記導電層が透明であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の曲面形状を有する静電容量型入力装置。
  4. 前記導電層を覆うように積層された保護層を有してい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曲面形状を有する静電容量型入力装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015130269A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 株式会社デンソー 静電容量式操作装置および静電容量式操作装置の製造方法
WO2016040277A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Fike Corporation Pressure relief device having conductive ink sensors formed thereon
US20170075473A1 (en) 2015-09-15 2017-03-16 Hyundai Motor Company Touch input device and method for manufacturing the same
KR101778553B1 (ko) * 2015-09-15 2017-09-15 현대자동차주식회사 터치 입력장치 및 그 제조방법
WO2017065156A1 (ja) 2015-10-13 2017-04-20 アルプス電気株式会社 入力装置および入力装置の製造方法
TWI661248B (zh) * 2016-10-04 2019-06-01 日商阿爾卑斯阿爾派股份有限公司 輸入裝置之製造方法
CN107037923B (zh) * 2017-03-02 2020-08-07 业成科技(成都)有限公司 具双轴心曲面之触控面板的贴合结构
DE102018112649B3 (de) * 2018-05-25 2019-08-08 Uwe Beier Eingabevorrichtung zur Steuerung eines elektronischen Gerätes und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP7440850B2 (ja) 2018-12-28 2024-02-29 積水ポリマテック株式会社 センサ及びその製造方法
JP7401378B2 (ja) 2020-03-30 2023-12-19 本田技研工業株式会社 配線印刷物
US11836304B2 (en) * 2020-04-30 2023-12-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Digital pen sensor surface
US20230176703A1 (en) * 2020-04-30 2023-06-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Touch/pen sensors with pedot films
CN112799539B (zh) * 2021-02-02 2022-08-09 业成科技(成都)有限公司 触控装置及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265100A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Alps Electric Co Ltd フレキシブルセンサおよびそれを用いた入力装置並びにフレキシブルセンサの製造方法
JP2010244772A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 静電容量式タッチ部材及びその製造方法、並びに静電容量式タッチ検出装置
JP2010267607A (ja) * 2009-04-15 2010-11-25 Shin Etsu Polymer Co Ltd 静電容量センサ及びその製造方法
JP2012242871A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Nissha Printing Co Ltd 曲面タッチパネル、その製造方法及び曲面タッチパネル付表示装置
JP2013246741A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Nissha Printing Co Ltd 3次元曲面タッチパネル及びこれを用いた電子機器筐体
JP2014170637A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Shin Etsu Polymer Co Ltd 静電容量センサーの製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003115221A (ja) 2001-10-05 2003-04-18 Bridgestone Corp 透明導電性フィルムとタッチパネル
KR100905478B1 (ko) 2001-10-05 2009-07-02 가부시키가이샤 브리지스톤 투명 전도성 필름 및 터치패널
GB0515175D0 (en) * 2005-07-25 2005-08-31 Plastic Logic Ltd Flexible resistive touch screen
TW201013708A (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Efun Technology Co Ltd Transparent conductive film and the application thereof
CN101630216B (zh) * 2009-07-31 2012-06-27 深圳市旺博科技有限公司 一种柔性防干扰投射式电容触摸屏
KR20120010485A (ko) 2010-07-26 2012-02-03 삼성전기주식회사 정전용량방식 터치패널
JP2012133428A (ja) 2010-12-20 2012-07-12 Mitsubishi Electric Corp 表示装置
EP2689055B1 (en) 2011-03-22 2016-11-02 Barrday, Inc. Multilayer fabric for flame and thermal protection
JP5839470B2 (ja) * 2012-01-31 2016-01-06 富士通コンポーネント株式会社 ポインティングデバイス、及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265100A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Alps Electric Co Ltd フレキシブルセンサおよびそれを用いた入力装置並びにフレキシブルセンサの製造方法
JP2010244772A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 静電容量式タッチ部材及びその製造方法、並びに静電容量式タッチ検出装置
JP2010267607A (ja) * 2009-04-15 2010-11-25 Shin Etsu Polymer Co Ltd 静電容量センサ及びその製造方法
JP2012242871A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Nissha Printing Co Ltd 曲面タッチパネル、その製造方法及び曲面タッチパネル付表示装置
JP2013246741A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Nissha Printing Co Ltd 3次元曲面タッチパネル及びこれを用いた電子機器筐体
JP2014170637A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Shin Etsu Polymer Co Ltd 静電容量センサーの製造方法

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