(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有するセンサ電極層と、このセンサ電極層に対向して外部からの光線を面方向に導光するライトガイド層と、このライトガイド層表面の発光領域に形成されてライトガイド層に導光された光線を外部に照射する光拡散パターンとを備え、センサ電極層に導体が接近した場合にキャパシタを形成して静電容量の変化を検出する静電容量センサシートであって、
センサ電極層を、金属薄膜をエッチングすることにより形成し、このセンサ電極層とライトガイド層の対向裏面とを一体化することにより、ライトガイド層の対向裏面からの光線の漏洩を抑制するようにしたことを特徴とする静電容量センサシート。
【請求項２】
ライトガイド層表面の発光領域以外の領域に形成される反射印刷層と、この反射印刷層に積層される遮光印刷層とを含んでなる請求項１記載の静電容量センサシート。
【請求項３】
センサ電極層は、ライトガイド層対向裏面のＸＹ方向のいずれか一方に配列される複数の第一のセンサ電極と、ライトガイド層対向裏面のＸＹ方向のいずれか他方に配列される複数の第二のセンサ電極と、これら複数の第一、第二のセンサ電極の間に介在されて光線の漏洩を低減する複数のダミー電極とを含んでなる請求項１又は２記載の静電容量センサシート。
【請求項４】
センサ電極層は、ライトガイド層の対向裏面に積層される基材を含み、この基材に複数の第一、第二のセンサ電極、及び複数のダミー電極を蒸着形成した請求項３記載の静電容量センサシート。
【請求項５】
ライトガイド層の表面に、光拡散パターンに対向するキートップを接着した請求項１ないし４いずれかに記載の静電容量センサシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話に代表される携帯機器、ゲーム機器、自動車機器等に使用される静電容量センサシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器、ゲーム機器、自動車機器の一部には、操作用のキーシートが設置されているが、このキーシートには、暗所での操作性を向上させる観点から照光機能が付与されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種の機能を有するキーシートは、図示しないが、光源からの光線を導光する透明のベースシートと、このベースシートの表面に接着される透明のキートップと、ベースシートの表面に接着される樹脂製のトップカバーと、ベースシートの裏面に接着される暗色印刷層と、ベースシートの光線をキートップに導く拡散部と、暗色印刷層の裏面に設けられる押し子とを備えて構成されている。
【０００４】
ベースシートは、例えば樹脂フィルム等からなり、暗色印刷層との間に樹脂製の透明樹脂層が介在されている。これらの界面は、平滑面に形成されることにより、暗色印刷層に対する光線の入射を抑制するよう機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０２７３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における静電容量センサシートは、以上のように構成され、ベースシートと透明樹脂層とが共に単なる樹脂製なので、光線の屈折率の差を大きくすることができない。その結果、ベースシートから透明樹脂層に光線が入射し、光線が漏洩して操作性や美観を損なうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、光線の漏洩を抑制して操作性や美観を向上させることのできる静電容量センサシートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、導電性を有するセンサ電極層と、このセンサ電極層に対向して外部からの光線を面方向に導光するライトガイド層と、このライトガイド層表面の発光領域に形成されてライトガイド層に導光された光線を外部に照射する光拡散パターンとを備え、センサ電極層に導体が接近した場合にキャパシタを形成して静電容量の変化を検出するものであって、
センサ電極層を、金属薄膜をエッチングすることにより形成し、このセンサ電極層とライトガイド層の対向裏面とを一体化することにより、ライトガイド層の対向裏面からの光線の漏洩を抑制するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
なお、ライトガイド層表面の発光領域以外の領域に形成される反射印刷層と、この反射印刷層に積層される遮光印刷層とを含むことができる。
また、センサ電極層は、ライトガイド層対向裏面のＸＹ方向のいずれか一方に配列される複数の第一のセンサ電極と、ライトガイド層対向裏面のＸＹ方向のいずれか他方に配列される複数の第二のセンサ電極と、これら複数の第一、第二のセンサ電極の間に介在されて光線の漏洩を低減する複数のダミー電極とを含むことができる。
【００１０】
また、センサ電極層は、ライトガイド層の対向裏面に積層される基材を含み、この基材に複数の第一、第二のセンサ電極、及び複数のダミー電極を蒸着形成することが可能である。
さらに、ライトガイド層の表面に、光拡散パターンに対向するキートップを接着することが可能である。
【００１１】
ここで、特許請求の範囲における金属薄膜には、少なくともアルミニウム、クロム、鉄、ニッケル、これらの合金からなる薄膜が含まれる。この金属薄膜がアルミニウム薄膜の場合には、各種の蒸着法（例えば、真空蒸着法やＣＶＤ法等）により形成される蒸着膜等が含まれ、光線の反射特性を向上させる鏡面加工を適宜施すことができる。また、エッチングには、ケミカルエッチングやドライエッチング（例えば、レーザーエッチングやドライエッチング等）等が含まれる。発光領域や光拡散パターンは、単数でも良いし、複数でも良い。さらに、キートップの少なくとも一部には、光透過性を付与することができる。
【００１２】
本発明によれば、光源が発光して静電容量センサシートに光線を照射すると、光線は、ライトガイド層の周面から内部に入射し、反射しながら面方向に導光され、光拡散パターンから外部に拡散して照光する。この際、ライトガイド層の裏面に一体化された金属薄膜製のセンサ電極層が反射層として光線を反射するので、ライトガイド層の裏面から光線が漏洩することが少ない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、センサ電極層を金属薄膜のエッチングにより形成し、このセンサ電極層とライトガイド層の対向裏面とを一体化するので、光線の漏洩を抑制して操作性や美観を向上させることができるという効果がある。
【００１４】
また、請求項２記載の発明によれば、ライトガイド層表面の発光領域以外から光線が漏れ出るのを抑制し、光線の導光性を向上させることができる。
また、請求項３記載の発明によれば、複数の第一、第二のセンサ電極により、導体が接近した場合にキャパシタを形成して静電容量の変化を検出することができる。また、複数のダミー電極により、第一、第二のセンサ電極の隙間から光線が漏洩するのを低減し、より多くの光線を反射することができる。
【００１５】
また、請求項４記載の発明によれば、ライトガイド層の裏面にセンサ電極層を金属薄膜で直接形成することが困難な場合に、ライトガイド層の裏面にセンサ電極層を容易に一体化することが可能になる。
さらに、請求項５記載の発明によれば、キートップの全部あるいは周縁部等の一部を照光して操作時の注意を喚起することができるので、静電容量センサシートの操作性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る静電容量センサシートの実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る静電容量センサシートの第２の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る静電容量センサシートの第３の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図４】本発明に係る静電容量センサシートの第４の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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シートは、図１に示すように、導電性のセンサ電極層１と、このセンサ電極層１に上方から対向して光線を導光するライトガイド層１０と、このライトガイド層１０に形成されて導光された光線を外部に照射する光拡散パターン２０とを備え、センサ電極層１の任意の第一、第二のセンサ電極２・３に導体である指が接近した場合にキャパシタを形成して静電容量の変化を検出するセンサシートであり、センサ電極層１を、金属薄膜であるアルミニウム薄膜をエッチングすることにより形成し、このセンサ電極層１とライトガイド層１０とを一体化するようにしている。
【００１８】
センサ電極層１は、光線（図１の矢印参照）の反射特性や導電性に優れるアルミニウム薄膜、具体的には薄くてムラのない均一なアルミニウム蒸着膜がライトガイド層１０の裏面に蒸着して一体化され、このアルミニウム薄膜がドライエッチング、好ましくはレーザーエッチングされることで所定のパターンに形成されており、指の接近を検出するとともに、ライトガイド層１０内の光線を反射してその漏洩を抑制する反射層としても機能する。
【００１９】
センサ電極層１は、ライトガイド層１０裏面のＸ方向に所定の間隔で配列される複数の第一のセンサ電極２と、ライトガイド層１０裏面のＹ方向に所定の間隔で配列される複数の第二のセンサ電極３と、これら複数の第一、第二のセンサ電極２・３の隙間に介在されて光線の漏洩を低減する複数のダミー電極４とを備え、図示しないカバー保護層に選択的に被覆されており、複数の第一、第二のセンサ電極２・３が図示しない外部の電子回路に接続ラインを介し電気的に接続される。
【００２０】
複数の第一のセンサ電極２は、隣接する第一のセンサ電極２の間に細長い線条の導電ラインが接続され、各第一のセンサ電極２が平面略菱形に形成されて指のタッチ操作の対象とされる。複数の第二のセンサ電極３は、隣接する第二のセンサ電極３間に細長い線条の導電ラインが接続され、各第二のセンサ電極３が平面略菱形に形成されて指のタッチ操作の対象となる。
【００２１】
第一のセンサ電極２の導電ラインと第二のセンサ電極３の導電ラインとの交差部は、短絡を防止する観点からジャンパー構造に形成される。また、各ダミー電極４は、第一、第二のセンサ電極２・３と同形に形成されたり、細い線条や小片形等に形成され、第一、第二のセンサ電極２・３の電気的な干渉や光線の漏洩を可能な限り防止する。
【００２２】
ライトガイド層１０は、絶縁性を有する所定の材料を使用して表裏両面が平坦な可撓性の薄板に成形され、周面の一部が外部のＬＥＤに間隔をおいて対向しており、このＬＥＤから入射してきた光線を面方向に導光するよう機能する。このライトガイド層１０の所定の材料としては、例えば光透過性に優れるシリコーンゴム、ポリカーボネート、ウレタン樹脂等のフィルムやシートがあげられる。ライトガイド層１０の表面は、平滑面に形成され、発光領域１１が部分的に区画されており、この発光領域１１に光拡散パターン２０が形成される。
【００２３】
ライトガイド層１０表面の発光領域１１以外の領域には、光線の漏洩を低減する反射印刷層１２がスクリーン印刷等により積層され、この反射印刷層１２には、光線が漏洩した場合に光線を遮光する遮光印刷層１３がスクリーン印刷等により重ねて積層されており、この遮光印刷層１３には、指にタッチされる光透過性のカバー保護層（図示せず）が選択的に積層接着される。反射印刷層１２は、絶縁性を有する白色樹脂材料等により薄膜に形成される。また、遮光印刷層１３は、光線の透過を妨げる黒色や濃紺色の樹脂材料やインク等により薄膜に形成される。
【００２４】
光拡散パターン２０は、例えばライトガイド層１０の発光領域１１に屈折率や反射率の高い材料により略ドット形に印刷され、ライトガイド層１０内に全反射して導光された光線を外部上方に拡散して照射する。
【００２５】
上記構成において、静電容量センサシートを製造する場合には、先ず、ライトガイド層１０の裏面にアルミニウム薄膜を直接蒸着して一体形成し、このアルミニウム薄膜をレーザーエッチングしてセンサ電極層１を高精度にパターン形成する。この際、ウェットエッチングではなく、レーザーエッチングするので、マスクパターンや薬品を省略し、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００２６】
ライトガイド層１０の裏面にセンサ電極層１をパターン形成したら、ライトガイド層１０の表面に区画した発光領域１１に光拡散パターン２０を形成するとともに、ライトガイド層１０の発光領域１１以外の領域に、反射印刷層１２と遮光印刷層１３とを順次積層形成すれば、静電容量センサシートを製造することができる。製造された静電容量センサシートは、所定の電子機器に入力手段として搭載され、ＬＥＤ等に隣接する。
【００２７】
次に、静電容量センサシートの操作の際、ＬＥＤが発光して光線を照射すると、光線は、ライトガイド層１０の周面から内部に入射し、全反射しながらＸＹ方向に導光され、光拡散パターン２０から外部上方に拡散して照光する。このとき、ライトガイド層１０の裏面に一体化されたセンサ電極層１の第一、第二のセンサ電極２・３、ダミー電極４が反射層として光線を反射するので、ライトガイド層１０の裏面から光線が漏洩するのを防止することができる。
【００２８】
上記構成によれば、センサ電極層１とライトガイド層１０との材質が相異し、光線の屈折率の差を従来よりも大きくすることができるので、ライトガイド層１０から光線が漏洩したり、導光性の低下を招くことがなく、静電容量センサシートの操作性や美観を何ら損なうことがない。また、センサ電極層１が反射層を兼ねるので、別体の反射層を用いる必要がなく、部品点数の削減や薄型化を図ることができる。
【００２９】
また、金属薄膜としてアルミニウム薄膜を使用するので、接合性や導電性、電気特性等を大幅に向上させることができ、しかも、薄型化や軽量化を図ることもできる。特に、アルミニウム蒸着膜を使用すれば、１μｍ以下の薄さにすることができるので、著しい薄型化が期待できる。さらに、ライトガイド層１０の発光領域１１以外の領域を反射印刷層１２と遮光印刷層１３とが被覆するので、ライトガイド層１０の表面から光線が漏洩するのを防止し、導光性の大幅な向上が期待できる。
【００３０】
次に、図２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、センサ電極層１として、ライトガイド層１０の裏面に積層される絶縁性の基材５を備え、この基材５の表面に複数の第一、第二のセンサ電極２・３、及び複数のダミー電極４を蒸着形成して一体化するようにしている。
基材５としては、特に限定されるものではないが、例えば強度や寸法安定性等に優れる薄いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルム等が使用される。
【００３１】
上記構成において、静電容量センサシートを製造する場合には、先ず、用意した基材５の表面にアルミニウム薄膜を蒸着して一体形成し、このアルミニウム薄膜をレーザーエッチングしてセンサ電極層１を高精度にパターン形成し、その後、ライトガイド層１０とセンサ電極層１とを一体成形してライトガイド層１０の裏面に複数の第一、第二のセンサ電極２・３、ダミー電極４をそれぞれ一体化する。
【００３２】
ライトガイド層１０の裏面にセンサ電極層１を一体化したら、ライトガイド層１０の発光領域１１に光拡散パターン２０を形成するとともに、ライトガイド層１０の発光領域１１以外の領域に、反射印刷層１２と遮光印刷層１３とを順次積層形成すれば、静電容量センサシート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。
【００３３】
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、アルミニウム薄膜が薄く脆い関係上、ライトガイド層１０の裏面にセンサ電極層１を直接蒸着して一体形成することができない場合にも、ライトガイド層１０の裏面にセンサ電極層１を簡単に一体化することができるのは明らかである。また、基材５がカバー保護層としても機能するので、別体のカバー保護層を省略することができる。
【００３４】
次に、図３は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、センサ電極層１として、ライトガイド層１０の裏面に積層される絶縁性の基材５を備え、この基材５の表面に複数の第一のセンサ電極２とダミー電極４とを蒸着形成して一体化し、基材５の裏面に複数の第二のセンサ電極３を蒸着形成して一体化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、センサ電極層１の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。
【００３５】
次に、図４は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、ライトガイド層１０の表面に、光拡散パターン２０を対向被覆するキートップ３０を光透過性の接着層３１により接着し、静電容量センサシートをキーシートとして利用するようにしている。
キートップ３０は、所定の樹脂（例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等）を用いて平面略矩形に成形され、必要に応じて光透過性が付与されており、表面に操作用の模様（文字、図形、記号等）が印刷されて押圧操作される。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。
【００３６】
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、キートップ３０の全部あるいは周縁部等の一部を照光して注意を喚起することができるので、静電容量センサシートの操作の便宜を図ることができるのは明白である。また、静電容量センサシートの構成の多様化を図ることもできる。
【００３７】
なお、上記実施形態ではセンサ電極層１をアルミニウム薄膜のレーザーエッチングにより形成したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム薄膜以外の各種金属薄膜をケミカルエッチングしたり、ドライエッチングすることにより形成しても良い。また、Ｘ方向に第一のセンサ電極２を配列し、Ｙ方向に第二のセンサ電極３を配列したが、Ｙ方向に第一のセンサ電極２を配列し、Ｘ方向に第二のセンサ電極３を配列しても良い。
【００３８】
また、第一、第二のセンサ電極２・３は、平面円形、矩形、多角形等に適宜形成しても良い。また、ライトガイド層１０の成形時にライトガイド層１０とセンサ電極層１とを一体成形するのではなく、成形したライトガイド層１０の裏面にセンサ電極層１の基材５を後から積層接着することもできる。さらに、キートップ３０を光透過性の接着剤により接着することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る静電容量センサシートは、家電機器、携帯機器、ゲーム機器、コンピュータ機器、自動車機器、情報機器等の分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１      センサ電極層
２      第一のセンサ電極
３      第二のセンサ電極
４      ダミー電極
５      基材
１０    ライトガイド層
１１    発光領域
１２    反射印刷層
１３    遮光印刷層
２０    光拡散パターン
３０    キートップ
【図１】
0005517815.tif 000002
【図２】
0005517815.tif 000003
【図３】
0005517815.tif 000004
【図４】
0005517815.tif 000005