WO2012029801A1 - 静電容量式センサ用部材およびこれを用いた静電容量式センサ - Google Patents

静電容量式センサ用部材およびこれを用いた静電容量式センサ Download PDF

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electrode
decorative layer
layer
input body
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川口　利行
小松　博登
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信越ポリマー株式会社
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
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    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches

Definitions

  • the present invention relates to a capacitive sensor member capable of generating a change in capacitance between an input body and an electrode by an approaching operation or a contact operation using an input body such as a finger, and an approaching operation using an input body such as a finger.
  • the present invention relates to a capacitance type sensor that detects a contact operation.
  • An input device (display panel (liquid crystal display panel, etc.) for detecting an approach operation or a contact operation (including a sliding operation) by an input body such as a user's finger by a sensor and inputting information based on the operation to an electronic device or the like. ), A transparent touch panel provided on the front surface, and an operation panel on which buttons, switches, keys, pads, etc. for operating various devices (home appliances, mobile phones, personal computers, automobiles, etc.) are arranged.
  • a base As a sensor for detecting an approaching operation or a contact operation of an input body, a base, an electrode provided on the surface of the base, a protective layer for protecting the electrode, and an external control unit connected to the electrode are provided. And a control unit that detects a change in capacitance generated between the input body and the electrode by an approaching operation or a contact operation using an input body made of a conductor (user's finger, movable electrode, etc.).
  • a capacitive sensor is known (Patent Document 1).
  • a normal operation panel in which mechanical buttons, switches, and the like are arranged may be provided with a decorative layer visible from the surface in order to impart design properties.
  • the decorative layer include metal plating.
  • the decoration layer made of metal plating when the decoration layer made of metal plating is provided on the capacitance type sensor, the decoration layer has conductivity, so that it is between the input body and the electrode. The amount of change in capacitance decreases, and the detection accuracy of the approaching operation or the contact operation decreases.
  • the decorative layer is composed of a discontinuous island structure of fine metal such as indium, tin, and aluminum (Patent Document 2).
  • the conductivity of the decoration layer decreases, so the capacitance generated between the input body and the electrode by the approaching operation or contact operation by the input body A decrease in the amount of change can be suppressed.
  • the decorative layer consisting of discontinuous island-like structures the islands are partially connected to each other due to scratches caused by handling during the manufacturing process, compression stress, etc., and a network that becomes a good conductor is formed. Tends to be high. For this reason, it is necessary to confirm the operation over the entire number, which is troublesome.
  • tin and aluminum are liable to cause oxidation, chlorination and the like, and lose metallic luster with time.
  • indium is uneasy to supply and is expensive.
  • the present invention suppresses a decrease in the amount of change in capacitance that occurs between the input body and the electrode due to the approaching operation or contact operation by the input body, despite having a stable metallic gloss appearance.
  • the detection accuracy of the approaching operation or contact operation of the input body is prevented from decreasing.
  • a capacitive sensor is provided.
  • the capacitive sensor member of the present invention includes a sheet member having an operation surface on which an approaching operation or a contact operation is performed by an input body, and an electrode disposed on the opposite side of the operation surface with the sheet member interposed therebetween.
  • the sheet member further includes a protective layer provided on the surface of the decorative layer. It is preferable that the sheet member further includes a reflective layer provided on the electrode side of the decorative layer. The sheet member and the electrode are preferably in contact with each other.
  • the capacitance type sensor of the present invention includes the capacitance type sensor member of the present invention, the input body and the electrode when an approaching operation or a contact operation is performed on the operation surface by the input body. And a controller for detecting a change in capacitance between the two.
  • the electrostatic capacity sensor member of the present invention has a stable metallic gloss appearance, but the electrostatic force generated between the input body and the electrode due to the approaching operation or the contact operation by the input body. The decrease in the amount of change in capacity is suppressed, and it is inexpensive and has good productivity.
  • the capacitive sensor of the present invention has a stable metallic gloss appearance, a decrease in detection accuracy of an input body approaching operation or contact operation can be suppressed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a capacitive sensor member of the present invention.
  • the capacitive sensor member 1 is formed on a sheet member 10 having an operation surface S on which an approaching operation or a contact operation is performed by an input body (not shown), and a surface opposite to the operation surface S of the sheet member 10.
  • the sheet member 10 is a laminated sheet having the insulating layer 12, the decorative layer 14, and the protective layer 16 in order from the electrode 20 side, and the outermost surface of the protective layer 16 becomes the operation surface S.
  • the insulating layer 12 is a layer made of a thin film having insulating properties and flexibility.
  • Materials for the insulating layer 12 include polyolefin (polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, etc.), cyclic polyolefin, modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polycarbonate, poly -(4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin (polymethyl methacrylate, etc.), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer Polymer, polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycyclohexane terephthalate, etc.
  • the material for the insulating layer 12 one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination as a copolymer, blend, polymer alloy or the like.
  • the material of the insulating layer 12 polycarbonate, polymethyl methacrylate, AS resin, polystyrene, cyclic polyolefins, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, modified products and copolymers thereof from the viewpoint of transparency, strength, and moisture permeability. Etc. are preferred.
  • the thickness of the insulating layer 12 is preferably 10 to 200 ⁇ m, and more preferably 10 to 50 ⁇ m from the viewpoint of detection accuracy of the approaching operation or the contact operation.
  • the decorative layer 14 is a continuous film (homogeneous film) made of silicon or an alloy of silicon and metal, and is different from a conventional discontinuous island structure made of indium or the like. Further, unlike the conventional discontinuous island-like structure, the decorative layer 14 is made of a material having a small surface area and high corrosion resistance, so that chemical deterioration is suppressed.
  • Silicon is a semiconductor material unlike the metal described later. Silicon has the following characteristics and is preferable compared to other semiconductor materials. (I) Higher reflectance and brighter than other semiconductor materials. (Ii) Since the electrical conductivity is small, the proportion of the metal in the alloy can be increased, it is bright and the internal stress can be reduced. (Iii) Easy to obtain, etc.
  • silicon may contain impurities that do not become dopants. Silicon preferably contains as little dopant (boron, phosphorus, arsenic, antimony, etc.) as possible.
  • the amount of the dopant is preferably 1 ppm or less, and more preferably 10 ppb or less.
  • the material of the decoration layer 14 is preferably an alloy of silicon and metal from the following points.
  • a bright decorative layer 14 is obtained which has a higher reflectance and brightness than silicon alone.
  • Ii Since it is softer than silicon alone, the internal stress of the decorative layer 14 is reduced, the adhesion with the insulating layer 12 is improved, and the generation of cracks is suppressed.
  • the metal a metal having a reflectance of 50% or more is preferable. Moreover, 99.5% or less is preferable. More preferably, it is 60 to 99.5%, and still more preferably 70 to 99.5%.
  • the metal include gold, silver, copper, aluminum, platinum, iron, nickel, and chromium. Aluminum and silver are preferable and aluminum is more preferable from the viewpoint of reflectance and cost.
  • the reflectance is a diffuse reflectance including regular reflectance according to JIS Z8722 condition d (nD), and is an average value in the visible light region where the short wavelength side is 360 nm to 400 nm and the long wavelength side is 760 nm to 830 nm. Therefore, the measurement is performed using an integrating sphere including the specular reflection light of the gloss component.
  • the proportion of the metal is preferably 0.1 to 70% by volume and more preferably 40 to 70% by volume in the alloy (100% by volume). If the ratio of a metal is 0.1 volume% or more, the brightness of the decoration layer 14 will improve and the internal stress of the decoration layer 14 will fall. If the metal ratio is 70% by volume or less, the insulating properties are further improved.
  • the alloy may contain impurities other than silicon and metal as long as the surface resistivity and metallic luster of the decorative layer 14 can be maintained high.
  • the thickness of the decorative layer 14 is preferably 10 to 500 nm, and more preferably 50 to 200 nm. If the thickness of the decoration layer 14 is 10 nm or more, it will become difficult to permeate
  • the surface resistivity of the decorative layer 14 is preferably 10 3 ⁇ or more, and more preferably 10 6 ⁇ or more. Further, it is preferably 10 12 ⁇ or less. When the surface resistivity of the decorative layer 14 is 10 3 ⁇ or more, a decrease in the amount of change in capacitance between the input body and the electrode 20 is further suppressed.
  • the surface resistivity of the decorative layer 14 is measured by a four-probe method described in JIS K7194.
  • the average surface roughness of the decorative layer 14 is preferably 0.05 ⁇ m or less. If the average surface roughness of the decorative layer 14 is 0.05 ⁇ m or less, irregular reflection is suppressed and sufficient metallic gloss is obtained.
  • the lower limit of the average surface roughness of the decorative layer 14 is 0.1 nm that can be realized by polishing.
  • the average surface roughness of the decorative layer 14 is the arithmetic average roughness Ra of JIS B0601-2001. Specifically, the surface shape is measured with a surface roughness measuring machine, the reference length is extracted in the direction of the average line, and the absolute value of the deviation from the average line of the extracted portion to the roughness curve is summed and averaged ( The arithmetic average roughness Ra) is obtained.
  • the average surface roughness of the decorative layer 14 is affected by the average surface roughness of the insulating layer 12. Therefore, the average surface roughness of the insulating layer 12 is preferably 0.01 to 0.5 ⁇ m, and more preferably 0.01 to 0.1 ⁇ m. If the average surface roughness is 0.5 ⁇ m or less, even if the decorative layer 14 is thinned, the decorative layer 14 follows the surface of the insulating layer 12, so that a metallic gloss like a mirror surface can be obtained sufficiently. .
  • the average surface roughness of the insulating layer 12 is an arithmetic average roughness Ra defined in JIS B0601-2001.
  • the decorative layer 14 is formed by physical vapor deposition of silicon or an alloy of silicon and metal.
  • the physical vapor deposition method is a method in which a vaporized material (silicon or an alloy thereof) is vaporized in a vacuum vessel, and the vaporized vaporized material is deposited on a base placed nearby to form a thin film.
  • the vaporization method is divided into an evaporation system and a sputtering system. Examples of the evaporation system include EB deposition, ion plating, and pulse laser deposition. Examples of the sputtering system include RF (radio frequency) sputtering, magnetron sputtering, counter target type magnetron sputtering, and ECR sputtering.
  • the EB vapor deposition method has a feature that the film tends to be porous and the film strength tends to be insufficient, but the underlying damage is small. Ion plating is preferable because a film having strong adhesion can be obtained.
  • DC magnetron sputtering has a high film growth rate
  • opposed target type magnetron sputtering can generate a thin film without causing plasma damage to the underlayer
  • RF sputtering uses a high resistance target (evaporation material). It is preferable because it is possible.
  • the protective layer 16 is a layer that protects the decorative layer 14 and needs to be transparent so as not to lose the decorative function. Therefore, the visible light transmittance of the protective layer 16 is preferably 80 to 100%. More preferably, it is 85 to 100%, and still more preferably 90 to 100%. Examples of the protective layer 16 include a layer formed by sticking the same film as the insulating layer 12; a coating film formed by applying a transparent paint on the surface of the decorative layer 14, and the like.
  • adhesion promotion treatment (plasma treatment, primer treatment, etc.) may be applied to the surface layer of the decorative layer 14. Further, the surface of the protective layer 16 may be treated with an inorganic substance (silica, titanate, silazane, etc.) or an inorganic-organic hybrid treatment.
  • the electrode 20 is a layer formed on the surface of the insulating layer 12 (or the substrate 30) by the following method.
  • the conductive paste is prepared by dispersing carbon particles and metal particles in a resin.
  • the shape of the electrode 20 is not particularly limited, but needs to be large enough to allow an external control unit to detect a change in capacitance due to an approaching operation or contact operation of the input body.
  • the electrode 20 is preferably in contact with the sheet member 10 so that a gap is formed and air, water, etc. do not enter from the point of obtaining a stable capacitance.
  • a wiring line (not shown) can be formed by the same method as that for the electrode 20.
  • the base 30 supports the sheet member 10 and the electrode 20 and is formed of a molded body having a mechanical strength such as a sheet shape or a plate shape.
  • the capacitive sensor member of the present invention is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the capacitive sensor member of the present invention.
  • the capacitive sensor member 2 has a reflective layer 18 provided on the decorative layer 14 on the electrode 20 side. When the thickness of the decorative layer 14 is thin, light is transmitted. Therefore, the color of the decorative layer 14 can be adjusted by coloring the reflective layer 18. If the reflective layer 18 contains a white pigment (magnesium oxide, titanium oxide, etc.), the reflectance of the decorative layer 14 can be supplemented.
  • the number of electrodes 20 may be plural as shown in FIG. 2 in accordance with the required number of input points.
  • the substrate 30 is not limited to a sheet shape or a plate shape, and may have an arbitrary shape. Further, the base body 30 may not be provided. Moreover, you may provide the printing layer for displaying a character, a pattern, etc. between the decoration layer 14 and the protective layer 16. FIG.
  • the decorative layer having metallic luster is a continuous film made of silicon or an alloy of silicon and metal, the conductivity is low. For this reason, the decrease in the amount of change in the capacitance generated between the input body and the electrode due to the approaching operation or the contact operation by the input body can be suppressed, and the change in the capacitance can be sufficiently performed by the external control unit connected to the electrode. Can be detected.
  • the material of the decoration layer has higher chemical stability than conventional tin, aluminum, etc., the metallic luster is stabilized.
  • the material of the decoration layer is cheaper than conventional indium and there is no fear of supply, it can be produced inexpensively and stably.
  • a decoration layer is not a conventional discontinuous island-like structure, electroconductivity does not change during a manufacturing process. For this reason, it is not necessary to perform all function tests, and productivity is good.
  • the capacitance type sensor of the present invention includes the capacitance type sensor member of the present invention and a control unit connected to the electrode of the capacitance type sensor member via a wiring line.
  • the control unit applies a predetermined voltage as a detection signal to the electrode at a predetermined cycle, and performs static operation between the input body and the electrode when an approaching operation or a contact operation is performed on the operation surface by the input body.
  • a detection circuit that detects a change in capacitance as a change in the waveform of the detection signal is provided.
  • the electrostatic capacity sensor of the present invention described above has the electrostatic capacity sensor member of the present invention, the input sensor of the input body has a stable metallic tone gloss appearance. A decrease in detection accuracy of the approach operation or the contact operation is suppressed.
  • the capacitive sensor of the present invention is an input device such as a finger in an input device (an operation panel on which buttons, switches, keys, pads, etc. for operation of home appliances, mobile phones, personal computers, automobiles, etc.) are arranged. It can be used as a sensor for detecting an approaching operation or a touching operation.
  • the control unit of the capacitive sensor of the present invention in the input device sends information based on the detection result of the detection circuit (that is, information based on an approach operation or a contact operation by the input body) to an electronic device or the like. It has an interface part.
  • Example 1 A target of silicon (50% by volume) and aluminum (50% by volume) was used on one surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 ⁇ m and an average surface roughness of 0.046 ⁇ m (manufactured by Kosaka Laboratory, Surfcorder SE500). Sputtering was performed to form a uniform decorative layer having a thickness of 80 nm, a reflectance of 60%, a surface resistivity of 1.2 ⁇ 10 4 ⁇ , and an average surface roughness of 0.040 ⁇ m. On the other surface of the film, an electrode having a diameter of 30 mm and a wiring line connected thereto were formed by silver paste.
  • a transparent acrylic urethane paint was applied to the surface of the decorative layer, dried by heating, and then cured by ultraviolet rays to form a protective layer having a thickness of 30 ⁇ m to obtain a sheet member.
  • the sheet member was attached to a molded body made of ABS resin having a thickness of 10 mm, and 30 electrostatic capacitance type sensor members 1 as shown in FIG. 1 were produced.
  • the decorative layer had a chrome-plated luster.
  • the finger When the electrode of the capacitive sensor member is connected to an external control unit via a wiring line, the finger is brought into contact with the protective layer on the top of the electrode, and the change in capacitance before and after is confirmed. Further, it was confirmed that the contact operation could be detected stably for all 30 electrostatic capacitance type sensor members regardless of the positions of the electrodes.
  • Example 2 A white paint containing titanium oxide is applied to one surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 ⁇ m and an average surface roughness of 0.046 ⁇ m so that the thickness after drying is 10 ⁇ m, and cured to form a reflective layer. Formed. Next, sputtering using the same target as in Example 1 was performed on the surface of the reflective layer to obtain a thickness of 50 nm, a reflectance of 58%, a surface resistivity of 2.4 ⁇ 10 4 ⁇ , and an average surface roughness of 0.114 ⁇ m. A homogeneous decorative layer was formed. On the other surface of the film, an electrode having a diameter of 30 mm and a wiring line connected thereto were formed by silver paste.
  • a transparent acrylic film having a thickness of 25 ⁇ m was stuck as a protective layer on the surface of the decorative layer to obtain a sheet member.
  • the sheet member was attached to a molded body made of ABS resin having a thickness of 10 mm, and 30 capacitive sensor members 2 as shown in FIG. 2 were produced.
  • the decorative layer had a chrome-plated luster.
  • the finger When the electrode of the capacitive sensor member is connected to an external control unit via a wiring line, the finger is brought into contact with the protective layer on the top of the electrode, and the change in capacitance before and after is confirmed. Further, it was confirmed that the contact operation could be detected stably for all 30 electrostatic capacitance type sensor members regardless of the positions of the electrodes.
  • the insulating layer 12 is sequentially formed from the electrode 20 side as shown in FIG. 3 in the same manner as in Example 1 except that a discontinuous island-shaped structure of indium having a thickness of 100 nm is formed by vapor deposition. Thirty electrostatic capacitance type sensor members 3 having a decorative layer 19 having a discontinuous island-like structure and a sheet member 11 having a protective layer 16 were produced.
  • the electrode of the capacitive sensor member was connected to an external control unit via a wiring line, the finger was brought into contact with the protective layer on the top of the electrode, and changes in capacitance before and after were confirmed. Some were detected that could not detect contact operation depending on the position.
  • the capacitive sensor member of the present invention is provided in an electrostatic device provided on an input device (an operation panel on which buttons, switches, keys, pads, etc. for operation of home appliances, mobile phones, personal computers, automobiles, etc.) are arranged.
  • an input device an operation panel on which buttons, switches, keys, pads, etc. for operation of home appliances, mobile phones, personal computers, automobiles, etc.
  • a capacitive sensor it is useful as a member capable of generating a change in capacitance between an input body and an electrode by an approach operation or a contact operation using an input body such as a finger.

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Abstract

本発明により、安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生する静電容量の変化量の低下が抑えられ、しかも安価で生産性のよい静電容量式センサ用部材およびこれを用いた静電容量式センサが提供される。 本発明は、入力体による接近操作または接触操作が行われる操作面Ｓを有するシート部材と、シート部材の操作面の反対側の表面に配置された電極とを有する静電容量式センサ用部材であって、シート部材が金属調光沢を有する加飾層を有し、加飾層がシリコンまたはシリコンと金属との合金からなる連続した膜である静電容量式センサ用部材に関する。

Description

静電容量式センサ用部材およびこれを用いた静電容量式センサ
　本発明は、指等の入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に静電容量の変化を発生させ得る静電容量式センサ用部材、および指等の入力体による接近操作または接触操作を検出する静電容量式センサに関する。
本願は、２０１０年９月１日に、日本に出願された特願２０１０－１９５９８０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　使用者の指等の入力体による接近操作または接触操作（摺動操作を含む。）をセンサによって検出し、前記操作に基づく情報を電子機器等に入力する入力装置（表示パネル（液晶表示パネル等）の前面に設けられる透明タッチパネル、各種装置（家電製品、携帯電話、パソコン、自動車等）の操作用のボタン、スイッチ、キー、パッド等が配置された操作パネル等）が知られている。
　入力体の接近操作または接触操作を検出するセンサとしては、基体と、前記基体の表面に設けられた電極と、前記電極を保護する保護層と、前記電極に接続された外部の制御部とを有し、導電体（使用者の指、可動電極等）からなる入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生した静電容量の変化を制御部にて検出する静電容量式センサが知られている（特許文献１）。
　ところで、機械式のボタン、スイッチ等が配置された通常の操作パネルには、意匠性を付与するために、表面から視認できる加飾層が設けられることがある。前記加飾層としては、例えば、金属メッキ等が挙げられる。
　しかし、静電容量式センサを備えた操作パネルにおいて、静電容量式センサに金属メッキからなる加飾層を設けた場合、加飾層が導電性を有するため、入力体と電極との間の静電容量の変化量が低下し、接近操作または接触操作の検出精度が低下する。
　そこで、加飾層を、インジウム、スズ、アルミニウム等の微細金属の不連続な島状構造で構成することが提案されている（特許文献２）。加飾層を不連続な島状構造で構成することによって、加飾層の導電性が低下するため、入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生する静電容量の変化量の低下が抑えられる。
　しかし、不連続な島状構造からなる加飾層においては、製造工程中のハンドリングによる擦傷、圧縮応力等によって、島同士が部分的に連結し、良導体となるネットワークが形成されるため、導電性が高くなりやすい。そのため、全数に渡り動作確認を行う必要があり、手間がかかる。また、スズやアルミニウムは、酸化、塩化等を起こしやすく、経時的に金属光沢が失われる。一方、インジウムは、供給不安があり、かつ高価である。
特許第４４５６５０８号公報 特開２００８－２６９９５０号公報
　本発明は、安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生する静電容量の変化量の低下が抑えられ、しかも安価で生産性のよい静電容量式センサ用部材、および安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体の接近操作または接触操作の検出精度の低下が抑えられた静電容量式センサを提供する。
　本発明の静電容量式センサ用部材は、入力体による接近操作または接触操作が行われる操作面を有するシート部材と、前記シート部材を挟んで前記操作面の反対側に配置された電極とを有する静電容量式センサ用部材であって、前記シート部材が、金属調光沢を有する加飾層を有し、前記加飾層が、シリコンまたはシリコンと金属との合金からなる連続した膜であることを特徴とする。
　前記シート部材は、前記加飾層の表面に設けられた保護層をさらに有することが好ましい。
　前記シート部材は、前記加飾層の前記電極側に設けられた反射層をさらに有することが好ましい。
　前記シート部材と前記電極とは接していることが好ましい。
　本発明の静電容量式センサは、本発明の静電容量式センサ用部材と、前記操作面に対して前記入力体による接近操作または接触操作が行われた際の前記入力体と前記電極との間の静電容量の変化を検出する制御部とを有することを特徴とする。
　本発明の静電容量式センサ用部材は、安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生する静電容量の変化量の低下が抑えられ、しかも安価で生産性がよい。
　本発明の静電容量式センサは、安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体の接近操作または接触操作の検出精度の低下が抑えられる。
本発明の静電容量式センサ用部材の一例を示す断面図である。 本発明の静電容量式センサ用部材の他の例を示す断面図である。 従来の静電容量式センサ用部材の一例を示す断面図である。
＜静電容量式センサ用部材＞
　図１は、本発明の静電容量式センサ用部材の一例を示す断面図である。静電容量式センサ用部材１は、入力体（図示略）による接近操作または接触操作が行われる操作面Ｓを有するシート部材１０と、シート部材１０の操作面Ｓの反対側の表面に形成された電極２０および電極２０を外部の制御部（図示略）に接続するための配線ライン（図示略）と、粘着剤（図示略）を介してシート部材１０の操作面Ｓの反対側の表面および電極２０に貼着された基体３０とを有するシート状、板状等の部材である。
（シート部材）
　シート部材１０は、電極２０側から順に、絶縁層１２、加飾層１４および保護層１６を有する積層シートであり、保護層１６の最表面が、操作面Ｓとなる。
（絶縁層）
　絶縁層１２は、絶縁性および可撓性を有する薄いフィルムからなる層である。
　絶縁層１２の材料としては、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体等）、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ－（４－メチルペンテン－１）、アイオノマー、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート等）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン－スチレン共重合体、ポリエステル（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、ポリシクロヘキサンテレフタレート等）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフッ化ビニリデン、不飽和ポリエステル、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。
　絶縁層１２の材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて共重合体、ブレンド、ポリマーアロイ等として用いてもよい。
　絶縁層１２の材料としては、透明性、強度、湿度透過性の点から、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ＡＳ樹脂、ポリスチレン、環状ポリオレフィン類、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、これらの変性物、共重合物等が好ましい。
　絶縁層１２の厚さは、１０～２００μｍが好ましく、接近操作または接触操作の検出精度の点から、１０～５０μｍがより好ましい。
（加飾層）
　加飾層１４は、シリコンまたはシリコンと金属との合金からなる連続した膜（均質膜）であり、従来のインジウム等からなる不連続な島状構造とは異なる。また、加飾層１４は、従来の不連続な島状構造とは異なり、表面積が小さく、耐食性の高い材料からなっているため、化学的劣化が抑えられている。
　シリコンは、後述の金属とは異なり、半導体物質である。シリコンは、下記の特徴を有しており、他の半導体物質に比べ好ましい。
　（ｉ）他の半導体物質に比べ反射率が高く明るい。
　（ii）導電率が小さいことから、合金中の金属の割合を多くでき、明るく、内部応力を低減できる。
　（iii）入手しやすい、等。
　シリコンは、加飾層１４の表面抵抗率を高く維持できる限りは、ドーパントとならない不純物を含んでいてもよい。
　シリコンは、ドーパント（ボロン、リン、砒素、アンチモン等）をできるだけ含まないことが好ましい。ドーパントの量は１ｐｐｍ以下が好ましく、１０ｐｐｂ以下がより好ましい。
　加飾層１４の材料としては、下記の点から、シリコンと金属との合金が好ましい。
　（ｉ）シリコン単独に比べて反射率および明度が高く、明るい加飾層１４が得られる。
　（ii）シリコン単独に比べ軟質であるため、加飾層１４の内部応力が低下し、絶縁層１２との密着性が向上し、クラックの発生が抑制される。
　金属としては、反射率が５０％以上の金属が好ましい。また、９９．５％以下が好ましい。より好ましくは６０～９９．５％であり、さらに好ましくは７０～９９．５％である。前記金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、白金、鉄、ニッケル、クロム等が挙げられ、反射率およびコストの点から、アルミニウム、銀が好ましく、アルミニウムがより好ましい。
　反射率は、ＪＩＳ　Ｚ８７２２の条件ｄ（ｎ－Ｄ）による、正反射率を含めた拡散反射率であり、短波長側が３６０ｎｍ～４００ｎｍ、長波長側が７６０ｎｍ～８３０ｎｍである可視光線領域の平均値であって、積分球を用い光沢成分の正反射光を含めて測定する。
　金属の割合は、合金（１００体積％）のうち、０．１～７０体積％が好ましく、４０～７０体積％がより好ましい。金属の割合が０．１体積％以上であれば、加飾層１４の明度が向上し、また、加飾層１４の内部応力が低下する。金属の割合が７０体積％以下であれば、絶縁性がさらに向上する。
　合金は、加飾層１４の表面抵抗率および金属調光沢を高く維持できる限りは、シリコンおよび金属を除く不純物を含んでいてもよい。
　加飾層１４の厚さは、１０～５００ｎｍが好ましく、５０～２００ｎｍがより好ましい。加飾層１４の厚さが１０ｎｍ以上であれば、光を透過しにくくなり、金属調光沢が十分に得られる。加飾層１４の厚さが５００ｎｍ以下であれば、導電性の上昇が抑えられる。
また、内部応力の上昇が抑えられ、反り、変形、クラック、剥離等が抑えられる。
　加飾層１４が薄い場合は、光が透過してしまい、反射率が低下するため、暗い金属調光沢を得ることができる。よって、金属調光沢の明度調整を、加飾層１４の厚さを変えることにより調整できる。
　加飾層１４の厚さは、加飾層１４の断面の高分解能顕微鏡像から測定できる。
　加飾層１４の表面抵抗率は、１０３Ω以上が好ましく、１０６Ω以上がより好ましい。また、１０１２Ω以下が好ましい。
加飾層１４の表面抵抗率が１０３Ω以上であれば、入力体と電極２０との間の静電容量の変化量の低下がさらに抑えられる。
　加飾層１４の表面抵抗率は、ＪＩＳ　Ｋ７１９４に記載の４探針法により測定する。
　加飾層１４の平均表面粗さは、０．０５μｍ以下が好ましい。加飾層１４の平均表面粗さが０．０５μｍ以下であれば、乱反射が抑えられ、十分な金属調光沢が得られる。
　加飾層１４の平均表面粗さの下限は、研磨加工で実現可能な０．１ｎｍとする。
　加飾層１４の平均表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１－２００１の算術平均粗さＲａである。具体的には、表面粗さ測定機により表面形状を測定し、平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、抜き取り部分の平均線から粗さ曲線までの偏差の絶対値を合計し平均した値（算術平均粗さＲａ）を求める。
　加飾層１４の平均表面粗さは、絶縁層１２の平均表面粗さに影響される。よって、絶縁層１２の平均表面粗さは、０．０１～０．５μｍが好ましく、０．０１～０．１μｍがより好ましい。
平均表面粗さが０．５μｍ以下であれば、加飾層１４を薄くしても、加飾層１４が絶縁層１２の表面に追従するため、鏡面のような金属調光沢が十分に得られる。
　絶縁層１２の平均表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１－２００１に規定される算術平均粗さＲａである。
　加飾層１４は、シリコンまたはシリコンと金属との合金の物理的蒸着によって形成される。
　物理的蒸着法は、真空にした容器の中で蒸発材料（シリコンまたはその合金）を気化させ、気化した蒸発材料を近傍に置いた下地上に堆積させて薄膜を形成する方法であり、蒸発材料の気化方法の違いで、蒸発系とスパッタリング系とに分けられる。蒸発系としては、ＥＢ蒸着、イオンプレーティング、パルスレーザー蒸着等が挙げられ、スパッタリング系としては、ＲＦ（高周波）スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング、ＥＣＲスパッタリング等が挙げられる。
　ＥＢ蒸着法は、膜がポーラスになりやすく膜強度が不足する傾向があるが、下地のダメージが少ないという特徴がある。イオンプレーティグによれば、付着力の強い膜を得ることができるので好ましい。ＤＣマグネトロンスパッタリングは、膜の成長速度が速く、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリングは、下地にプラズマダメージを与えることなく薄膜を生成することができ、ＲＦスパッタリングでは抵抗の高いターゲット（蒸発材料）を用いることができるので好ましい。
（保護層）
　保護層１６は、加飾層１４を保護する層であり、加飾機能を失わないように、透明であることが必要である。よって、保護層１６の可視光線透過率は、８０～１００％が好ましい。より好ましくは８５～１００％、さらに好ましくは９０～１００％である。
　保護層１６としては、絶縁層１２と同様のフィルムを貼着してなる層；加飾層１４の表面に透明塗料を塗布して形成された塗膜等が挙げられる。
　保護層１６を形成する前に、加飾層１４の表層に接着促進処理（プラズマ処理、プライマー処理等）を施してもよい。
　また、保護層１６の表面に、無機物（シリカ、チタネート、シラザン等）による処理、または無機－有機ハイブリッド処理を施してもよい。
（電極）
　電極２０は、絶縁層１２（または基体３０）の表面に下記の方法によって形成される層である。
　（ｉ）絶縁層１２（または基体３０）の表面に貼着された金属薄膜（アルミ箔、銅箔等）のエッチングによって所望の形状にパターニングする方法。
　（ii）絶縁層１２（または基体３０）の表面に、導電ペーストや導電性ポリマーを用いたスクリーン印刷によって所望の形状にパターニングする方法。
　導電ペーストは、樹脂にカーボン粒子や金属粒子を分散させることにより調製される。
　電極２０の形状は、特に限定されないが、入力体の接近操作または接触操作による静電容量の変化を外部の制御部にて検出できる程度の大きさが必要である。
　電極２０は、安定した静電容量を得る点から、隙間ができ、空気、水などが入らない様に、シート部材１０と接していることが好ましい。
　配線ライン（図示略）は、電極２０と同様の方法によって形成できる。
（基体）
　基体３０は、シート部材１０および電極２０を支持するものであり、機械的強度のあるシート状、板状等の成形体からなる。
（他の形態）
　本発明の静電容量式センサ用部材は、図１のものに限定はされない。
　図２は、本発明の静電容量式センサ用部材の他の例を示す断面図である。静電容量式センサ用部材２は、加飾層１４の電極２０側に反射層１８を設けたものである。加飾層１４の厚さが薄い場合には光が透過するため、反射層１８に着色を施せば加飾層１４の調色を行うことができる。また、反射層１８に白色顔料（酸化マグネシウム、酸化チタン等）を含ませれば、加飾層１４の反射率を補うことも可能である。
　また、電極２０の数は、必要な入力点数に合わせ、図２に示すように複数であってもよい。
　また、基体３０は、シート状または板状に限定されず、任意の形状を有していてもよい。また、基体３０を設けなくてもよい。
　また、加飾層１４と保護層１６との間に、文字、絵柄等を表示するための印刷層を設けてもよい。
（作用効果）
　以上説明した本発明の静電容量式センサ用部材にあっては、金属調光沢を有する加飾層がシリコンまたはシリコンと金属との合金からなる連続した膜であるため、導電性が低い。そのため、入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に発生する静電容量の変化量の低下が抑えられ、電極に接続された外部の制御部によって静電容量の変化を十分に検出できる。
　また、加飾層の材料が従来のスズ、アルミニウム等に比べ化学的安定性が高いため、金属調光沢が安定する。
　また、加飾層の材料が従来のインジウム等に比べ安価であり、かつ供給不安がないため、安価に、かつ安定して生産できる。
　また、加飾層が従来のような不連続な島状構造ではないため、製造工程中に導電性が変化することがない。そのため、機能検査を全数行う必要がなく、生産性がよい。
＜静電容量式センサ＞
　本発明の静電容量式センサは、本発明の静電容量式センサ用部材と、静電容量式センサ用部材の電極に配線ラインを介して接続された制御部とを有する。
　制御部は、電極に所定の周期で検出信号としての所定の電圧を印加しつつ、操作面に対して入力体による接近操作または接触操作が行われた際の入力体と電極との間の静電容量の変化を、検出信号の波形の変化として検出する検出回路を有するものである。
　以上説明した本発明の静電容量式センサにあっては、本発明の静電容量式センサ用部材を有するため、安定した金属調光沢の外観を有しているにもかかわらず、入力体の接近操作または接触操作の検出精度の低下が抑えられる。
＜入力装置＞
　本発明の静電容量式センサは、入力装置（家電製品、携帯電話、パソコン、自動車等の操作用のボタン、スイッチ、キー、パッド等が配置された操作パネル等）において、指等の入力体による接近操作または接触操作を検出するセンサとして用いることができる。
　入力装置における本発明の静電容量式センサの制御部は、検出回路に加え、検出回路の検出結果に基づく情報（すなわち、入力体による接近操作または接触操作に基づく情報）を電子機器等に送るインターフェイス部を有する。
　以下、実施例について説明する。
〔実施例１〕
　厚さ５０μｍ、平均表面粗さ０．０４６μｍ（小坂研究所社製、サーフコーダ　ＳＥ５００）のポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、シリコン（５０体積％）とアルミニウム（５０体積％）のターゲットを用いたスパッタリングを行い、厚さ８０ｎｍ、反射率６０％、表面抵抗率１．２×１０４Ω、平均表面粗さ０．０４０μｍの均質な加飾層を形成した。フィルムの他方の面には、銀ペーストにより直径３０ｍｍの電極およびそれに繋がる配線ラインを形成した。
　ついで、加飾層の表面に、透明なアクリルウレタン塗料を塗り、加熱乾燥した後、紫外線によって硬化させ、厚さ３０μｍの保護層を形成し、シート部材を得た。
　シート部材を厚さ１０ｍｍのＡＢＳ樹脂からなる成形体に貼着し、図１に示すような静電容量式センサ用部材１を３０個作製した。加飾層は、クロムメッキ調の光沢を有するものであった。
　静電容量式センサ用部材の電極を、配線ラインを介して外部の制御部に接続し、電極の上部の保護層に指を接触させ、前後の静電容量の変化を確認したところ、得られた３０個の静電容量式センサ用部材の全てについて、電極の位置によらず、安定して接触操作を検出できることを確認した。
〔実施例２〕
　厚さ２５μｍ、平均表面粗さ０．０４６μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に、酸化チタンを含有する白色塗料を、乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗布し、硬化させ、反射層を形成した。
　ついで、反射層の表面に、実施例１と同様のターゲットを用いたスパッタリングを行い、厚さ５０ｎｍ、反射率５８％、表面抵抗率２．４×１０４Ω、平均表面粗さ０．１１４μｍの均質な加飾層を形成した。フィルムの他方の面には、銀ペーストにより直径３０ｍｍの電極およびそれに繋がる配線ラインを形成した。
　ついで、加飾層の表面に、厚さ２５μｍの透明なアクリルフィルムを保護層として貼着し、シート部材を得た。
　シート部材を厚さ１０ｍｍのＡＢＳ樹脂からなる成形体に貼着し、図２に示すような静電容量式センサ用部材２を３０個作製した。加飾層は、クロムメッキ調の光沢を有するものであった。
　静電容量式センサ用部材の電極を、配線ラインを介して外部の制御部に接続し、電極の上部の保護層に指を接触させ、前後の静電容量の変化を確認したところ、得られた３０個の静電容量式センサ用部材の全てについて、電極の位置によらず、安定して接触操作を検出できることを確認した。
〔比較例１〕
　加飾層として、蒸着によって厚さ１００ｎｍのインジウムの不連続な島状構造を形成した以外は、実施例１と同様にして、図３に示すような、電極２０側から順に、絶縁層１２、不連続な島状構造からなる加飾層１９および保護層１６からなるシート部材１１を有する静電容量式センサ用部材３を３０個作製した。
　静電容量式センサ用部材の電極を、配線ラインを介して外部の制御部に接続し、電極の上部の保護層に指を接触させ、前後の静電容量の変化を確認したところ、電極の位置によっては接触操作を検出できないものが見つかった。
　本発明の静電容量式センサ用部材は、入力装置（家電製品、携帯電話、パソコン、自動車等の操作用のボタン、スイッチ、キー、パッド等が配置された操作パネル等）に設けられる静電容量式センサにおける、指等の入力体による接近操作または接触操作によって入力体と電極との間に静電容量の変化を発生させ得る部材として有用である。
　１　静電容量式センサ用部材
　２　静電容量式センサ用部材
　１０　シート部材
　１２　絶縁層
　１４　加飾層
　１６　保護層
　１８　反射層
　２０　電極
　３０　基体
　Ｓ　操作面

Claims (5)

  1. 　入力体による接近操作または接触操作が行われる操作面を有するシート部材と、
    　前記シート部材を挟んで前記操作面の反対側に配置された電極とを有する静電容量式センサ用部材であって、
    　前記シート部材が、金属調光沢を有する加飾層を有し、
    　前記加飾層が、シリコンまたはシリコンと金属との合金からなる連続した膜である静電容量式センサ用部材。
  2. 　前記シート部材が、前記加飾層の表面に設けられた保護層をさらに有する請求項１に記載の静電容量式センサ用部材。
  3. 　前記シート部材が、前記加飾層の前記電極側に設けられた反射層をさらに有する請求項１に記載の静電容量式センサ用部材。
  4. 　前記シート部材と前記電極とが接している請求項１に記載の静電容量式センサ用部材。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の静電容量式センサ用部材と、
    　前記操作面に対して前記入力体による接近操作または接触操作が行われた際の前記入力体と前記電極との間の静電容量の変化を検出する制御部と
    　を有する静電容量式センサ。
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