(57)【要約】  パネルに形成された加飾層の表面にフレキシブル配線基板を熱圧着する際に、加飾層へのダメージを低減できる入力装置を提供する。  合成樹脂で形成された透光性のパネル２の内面２ｂに加飾層２１が形成され、加飾層２１の表面に内側樹脂層２２が形成されている。電極層に導通する接続パターン１８が内側樹脂層２２の表面２２ｂに形成されている。フレキシブル配線基板７は内側樹脂層２２の表面２２ｂに熱圧着されるが、このときの熱と圧力が内側樹脂層２２で吸収されることで、加飾層２１のパネル２に対するダメージを軽減できるようになる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のパネルに透光領域と遮光領域が形成され、前記透光領域では、前記パネルの内面に透光性の電極層が形成され、前記遮光領域では、前記パネルの内面に非透光性の加飾層が形成されている入力装置において、  前記加飾層の表面に内側樹脂層が形成されて、前記電極層と導通する導電性の接続パターンが前記内側樹脂層の表面に形成されており、  フレキシブル配線基板が、前記内側樹脂層に重ねられて、前記フレキシブル配線基板に形成された配線パターンと、前記接続パターンとが接合されていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記フレキシブル配線基板は、熱圧着工程によって前記内側樹脂層に接合されている請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記内側樹脂層を形成している樹脂材料は、前記加飾層を構成している樹脂材料よりも、弾性率が高い請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記内側樹脂層を形成している樹脂材料は、前記加飾層を構成している樹脂材料よりも、軟化点温度が高い請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
【請求項５】
前記加飾層はアクリル系樹脂で形成され、前記内側樹脂層はエポキシ系樹脂で形成されている請求項３または４記載の入力装置。
【請求項６】
前記加飾層の表面の前記内側樹脂層の端部との段差部に、補助樹脂層が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記内側樹脂層は複数層に重ねられており、上層の前記内側樹脂層の端部は、下層の前記内側樹脂層の端部よりも位置ずれして形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記パネルが合成樹脂製である請求項１ないし７のいずれかに記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、透光性のパネルの内面に透光性の電極層と加飾層とが形成された入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  以下の特許文献１に、タッチパネルに関する発明が記載されている。  特許文献１に記載されたタッチパネルは、第１面が入力操作面とされたカバーガラスが使用されており、カバーガラスの前記第１面と反対側の第２面に入力用検出用電極と周辺配線とが形成されている。【０００３】  特許文献１に記載されたタッチパネルは、図４に記載されているように、カバーガラスの第２面の一部の領域に黒色の遮光性印刷層が形成されている。第２面にＩＴＯ膜による入力検出用電極と周辺配線とが形成され、遮光性印刷層の表面に、周辺配線の端部が延びて実装端子が形成されている。【０００４】  そして、図５に記載されているように、フレキシブル配線基板が実装端子の形成領域に重ねられ、遮光性印刷層の表面に形成された前記実装端子にフレキシブル配線基板の導電層が接合されている。  そして、実装端子とフレキシブル配線基板との接合領域が有色印刷層で覆われている。【０００５】  特許文献２に記載された入力装置では、透明パネルの内面の端部に加飾層が形成されて、加飾層の表面に透明電極の一部が重ねられ、透明電極の表面に配線層が形成されている。この入力装置でも、加飾層の表面に形成された前記配線層の一部で外部接続部が形成されており、フレキシブルプリント基板が前記外部接続部に重ねられて接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９７７０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０８６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１に記載のタッチパネルでは、カバーガラスの第２面に形成された遮光性印刷層の表面の実装端子にフレキシブル配線基板が重ねられ、ハンダや異方性導電膜または導電ペーストで接合されている。この接合工程では、加熱した状態でフレキシブル配線基板がカバーガラスに押圧されるため、遮光性印刷層に熱と加圧力が作用し、遮光性印刷層に部分的な歪が生じやすくなる。この歪みはカバーガラスの前方から目視可能であるため、フレキシブル配線基板が接合されている領域が目立ちやすくなり、商品の外観を損ねることになる。【０００８】  特許文献２に記載された入力装置も、加飾層に形成された外部接続部にフレキシブルプリント基板が接合されるため、特許文献１と同様に、フレキシブルプリント基板との接合部で加飾層に歪みが形成されやすくなる。しかも、特許文献２には、透明パネルが透明なプラスチックで形成されることもあると記載されている。この場合には、フレキシブルプリント基板を接合する工程で、加飾層のみならずプラスチック製の透明パネルにも歪みなどのダメージが与えられやすくなり、完成した入力装置では、フレキシブルプリント基板が接合されている領域が透明パネルの前方から目立ちやすくなる。【０００９】  遮光性印刷層や加飾層へのダメージを軽減し、さらにはプラスチック製の透明パネルへのダメージを低減させるためには、フレキシブル配線基板を低温で且つ低圧力で接合できるように接合手段を調整しなくてはならなくなる。しかしこのような調整を行うと、フレキシブル配線基板の接合強度が低下することになる。【００１０】  本発明は上記従来の課題を解決するものであり、透光性のパネルの内面に形成された加飾層にフレキシブル基板を接合するときに、加飾層に与えるダメージを低減できるようにした入力装置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】
【００１１】  本発明は、透光性のパネルに透光領域と遮光領域が形成され、前記透光領域では、前記パネルの内面に透光性の電極層が形成され、前記遮光領域では、前記パネルの内面に非透光性の加飾層が形成されている入力装置において、  前記加飾層の表面に内側樹脂層が形成されて、前記電極層と導通する導電性の接続パターンが前記内側樹脂層の表面に形成されており、  フレキシブル配線基板が、前記内側樹脂層に重ねられて、前記フレキシブル配線基板に形成された配線パターンと、前記接続パターンとが接合されていることを特徴とするものである。【００１２】  本発明の入力装置は、前記フレキシブル配線基板が、熱圧着工程によって前記内側樹脂層に接合されているものである。【００１３】  本発明の入力装置は、前記内側樹脂層を形成している樹脂材料が、前記加飾層を構成している樹脂材料よりも、弾性率が高いことが好ましい。【００１４】  また、前記内側樹脂層を形成している樹脂材料は、前記加飾層を構成している樹脂材料よりも、軟化点温度が高いことが好ましい。【００１５】  本発明の入力装置は、例えば、前記加飾層がアクリル系樹脂で形成され、前記内側樹脂層はエポキシ系樹脂で形成されている。【００１６】  本発明の入力装置は、前記加飾層の表面の前記内側樹脂層の端部との段差部に、補助樹脂層が設けられていることが好ましい。【００１７】  または、前記内側樹脂層は複数層に重ねられており、上層の前記内側樹脂層の端部は、下層の前記内側樹脂層の端部よりも位置ずれして形成されていることが好ましい。  本発明の入力装置は、前記パネルが合成樹脂製であるときに特に有効である。
【発明の効果】
【００１８】  本発明の入力装置は、透光性のパネルに形成された加飾層に内側樹脂層が積層され、この内側樹脂層の表面に形成された接続パターンにフレキシブル配線基板の配線パターンが接合されている。そのため、フレキシブル配線基板が熱圧着工程で接合されるときに、内側樹脂層が熱と圧力を緩和する機能を発揮し、加飾層へのダメージを低減することができる。またパネルが合成樹脂製の場合でも、パネルに与えられるダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の入力装置の全体構造を示す分解斜視図、
【図２】入力装置を図１ＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図、
【図３】入力装置のパネルの内面に形成された電極層と配線層を上方から透視して示す平面図、
【図４】図２のＩＶ矢視部を拡大した拡大断面図であり、（Ａ）（Ｂ）は異なる実施の形態を示している、
【発明を実施するための形態】
【００２０】  図１と図２に示す電子機器１は、携帯電話、携帯用の情報処理装置、携帯用の記憶装置、携帯用のゲーム装置などとして使用される。
【００２１】  電子機器１は、透光性のパネル２を有している。  本明細書での透光性とは、例えば全光線透過率が６０％以上であり、好ましくは、全光線透過率が８０％以上である。
【００２２】  パネル２は表面パネルまたは操作パネルであり、図２に示すように、下部ケース３とパネル２とが組み合わされて携帯電話などの電子機器の本体ケース４が構成されている。よって、パネル２は本体ケース４の一部を構成している。本体ケース４の内部には、背部に照光装置を備えた液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンスパネルなどの自己発光型の表示パネル５と、電子部品を実装した配線基板６などが収納されており、パネル２と配線基板６とがフレキシブル配線基板７によって接続されている。
【００２３】  本発明の入力装置１０は、主に前記パネル２と、パネル２に形成された電極層１２，１３や配線層１４，１６ならびに加飾層２１と内側樹脂層２２、さらには前記フレキシブル配線基板７などで構成されている。
【００２４】  図１と図２に示すパネル２は透光性の合成樹脂材料で形成されており、例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート樹脂で形成されている。図２に示すように、パネル２は外側に向く外面２ａが操作面となっており、内面２ｂが本体ケース４の内部に向けられている。
【００２５】  図１ないし図３に示すように、パネル２は、中央部の四角形の領域が透光領域１０ａであり、透光領域１０ａの４辺を囲む枠状の領域が遮光領域１０ｂである。
【００２６】  図１と図３に示すように、パネル２の内面２ｂには、前記透光領域１０ａに透光性の電極層１２，１４が形成されている。透光性の電極層１２，１４は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）で形成されている。あるいは、透光性の電極層１２，１４は、導電性ナノ材料を含む導電層や、金属線が網目状に形成されたいわゆるメッシュ金属層、などで形成される。
【００２７】  導電性ナノ材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎから選択される１種類以上で構成される金属ナノワイヤ、または、導電性ナノ材料は、カーボンナノチューブなどのカーボン繊維である。これら導電性ナノ材料は、分散剤で分散された状態で、パネル２の内面２ｂに塗工され、透明な樹脂材料で定着させられる。
【００２８】  メッシュ金属層は、パネル２の内面２ｂに金、銀、銅などの金属材料を網目状に印刷して形成されたもの、または一定の膜厚で前記金属材料を形成した後に、エッチングで網目状に形成されたものである。
【００２９】  パネル２の内面２ｂに形成された前記透光性の導電層がエッチング処理でパターン化されて、複数の個別電極層１２と複数のコモン電極層１３が形成され、さらに個別電極層１２から一体に延びる個別配線層１４とコモン電極層１３から一体に延びるコモン配線層１６が形成されている。
【００３０】  個別電極層１２とコモン電極層１３は、規則的に配列して形成されている。図３に示すように、個別電極層１２とコモン電極層１３は、縦方向（図示上下方向）において互い違いに配置されている。それぞれの個別電極層１２からは個別配線層１４が延びている。また、縦方向に並ぶ４個のコモン電極層１３から１本のコモン配線層１６が延び出ている。
【００３１】  図１と図３に示すように、個別配線層１４とコモン配線層１６が透光領域１０ａ内に形成されているときは、これら配線層１４，１６はＩＴＯなどの前記透光性の導電層で形成されるが、配線層１４，１６が遮光領域１０ｂに形成されるときは、透光性の導電層に銀ペーストなどの低抵抗材料層を重ねて形成することもできる。
【００３２】  図２に示すように、遮光領域１０ｂでは、パネル２の内面２ｂに加飾層２１が形成されている。加飾層２１は図４に拡大して示されている。加飾層２１はアクリル系樹脂に着色のための顔料が含まれた有色のインキ層である。パネル２の内面２ｂにスクリーン印刷などの手段で有色のインキ層が塗工され、熱処理されて加飾層２１が形成される。
【００３３】  図１では省略しているが、パネル２の遮光領域１０ｂには、スピーカやマイクを設置する穴やカメラレンズを設置する穴が開口しており、この穴の部分には加飾層２１が形成されていない。
【００３４】  図４（Ａ）に示すように、遮光領域１０ｂでは、加飾層２１の表面（下面）２１ａに内側樹脂層２２が重ねられて形成されている。加飾層２１は、アクリル系などの熱可塑性樹脂材料で形成されているのに対し、内側樹脂層２２はエポキシ系などの熱硬化性樹脂材料で形成されている。図３には、内側樹脂層２２が形成されている領域が四角形で示されている。
【００３５】  内側樹脂層２２は、加飾層２１よりも弾性率（ヤング率）が高く、軟化点の温度は、内側樹脂層２２が加飾層２１よりも高くなっている。また、内側樹脂層２２の厚さ寸法は、加飾層２１の厚さ寸法の０．５倍以上であることが好ましく、さらには１倍以上が好ましい。
【００３６】  図４（Ａ）に示す実施の形態では、内側樹脂層２２の透光領域１０ａに向く端部２２ａの段差部を解消するために、加飾層２１の表面２１ａと前記端部２２ａの間に補助樹脂層２３が形成されている。この補助樹脂層２３を形成することで、加飾層２１の表面２１ａから内側樹脂層２２の表面２２ｂまでが滑らかに隆起している。補助樹脂層２３はアクリル系などの熱可塑性樹脂で形成される。
【００３７】  図３に示すように、複数の個別配線層１４の端末部１４ａと、複数のコモン配線層１６の端末部１６ａは、パネル２の図示下側へ延びるとともに、左右の中央部に向けて配線されている。図４（Ａ）に示すように、前記端末部１４ａ，１６ａは、加飾層２１の表面２１ａから内側樹脂層２２の表面２２ｂまで延びている。図３に示すように、各配線層１４，１６の端末部１４ａ，１６ａは、内側樹脂層２２の表面２２ｂで幅広に形成されて接続パターン１８が形成されている。
【００３８】  接続パターン１８は、各電極層１３，１４と配線層１４，１６を形成しているＩＴＯなどの透光性の導電層がそのまま、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに連続して延びて形成されてもよい。あるいは、各電極層１３，１４と配線層１４，１６を形成している透光性の導電層がそのまま、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに連続して延び、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂでは、前記透光性の導電層の上に銀ペーストなどの低抵抗金属層が積層されて接続パターン１８が形成されてもよい。あるいは、透光性の導電層で形成された端末部１４ａ，１６ａが透光領域１０ａと遮光領域１０ｂの境界部まで形成され、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに、前記端末部１４ａ，１６ａと導通する銀ペーストなどの低抵抗金属層のみが形成されて、接続パターン１８とされてもよい。
【００３９】  図１と図４に示すように、前記フレキシブル配線基板７は、可撓性のフィルム基板７ａと、その表面に銅箔などで形成された配線パターン７ｂとで構成されている。図４（Ａ）に示すように、フレキシブル配線基板７は、複数の配線パターン７ｂをそれぞれ複数の接続パターン１８に一対一で対向させた状態で、内側樹脂層２２の表面２２ｂに接合される。この接合は、内側樹脂層２２とフレキシブル配線基板７との間に、シート状のまたはペースト状の異方性導電性接着剤を塗布し、加熱した工具でフレキシブル配線基板７を内側樹脂層２２に加圧する熱圧着工程で行われる。この熱圧着工程により、異方性導電性接着剤を介して、内側樹脂層２２とフレキシブル配線基板７とが接着接合され、また個々の配線パターン７ｂと接続パターン１８とが接合される。
【００４０】  加飾層２１の表面２１ａに内側樹脂層２２が重ねられており、内側樹脂層２２は加飾層２１よりも、弾性率が高く軟化点の温度が高い。そのため、フレキシブル配線基板７を熱圧着工程で接合する際の熱と圧力が内側樹脂層２２で吸収され、加飾層２１が熱と圧力により歪むなどのダメージを低減することができる。また、パネル２は合成樹脂製であるが、加飾層２１に与えるダメージが少ないために、パネル２に与えられる歪みなどのダメージも小さくなる。
【００４１】  そのため、パネル２の前方から見たときに、加飾層２１にフレキシブル配線基板７の接合のための変形痕や歪み痕が生じているのが目視される可能性を低くでき、本体ケース４の外観が良好になる。
【００４２】  なお、フレキシブル配線基板７の他端部は、配線基板６上の導体パターンに接続されている。
【００４３】  図４（Ａ）に示す実施の形態では、内側樹脂層２２の端部２２ａの段差を解消するために補助樹脂層２３が形成されているため、前記端部２２ａでの接続パターン１８を十分な膜厚で形成することができる。
【００４４】  図４（Ｂ）に示す実施の形態では、内側樹脂層２２が、２層以上の複数の層２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを積層することで構成されている。加飾層２１の表面２１ａに層２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが順番に形成されるが、このとき上層の端部を下層の端部よりも透光領域１０ａから離すように端部を位置ずれさせて形成する。これにより、内側樹脂層２２の端部の段差部の形成を解消することができ、接続パターン１８は、加飾層２１の表面２１ａから内側樹脂層２２の最上層２２Ｃの表面かけて滑らかに形成されるようになる。
【００４５】  次に、上記構造の入力装置１０の動作について説明する。  この入力装置１０は、フレキシブル配線基板７の複数の配線パターン７ｂがマルチプレクサによって駆動回路に順番に接続され、個別電極層１２に順番にパルス状の駆動電極が印加される。また、マルチプレクサによりコモン電極層１３が検知電極に設定される。個別電極層１２と、コモン電極層１３との間に容量が形成されているため、いずれかの個別電極層１２にパルス状の駆動電圧が与えられると、パルスの立ち上がりと立下りに合わせてコモン電極層１３に、相互の結合容量に基づく電位が現れる。
【００４６】  パネル２の透光領域１０ａでは、表示パネル５の画像が透視可能である。透光領域１０ａにおいて、パネル２の外面２ａに導電体である指や手が接近すると、個別電極層１２からの電界が指や手に吸収されて、電極層の相互の結合容量が低下するため、コモン電極層１３に出現する電位が変化する。コモン電極層１３に出現する電位の変化と、どの個別電極層１２に駆動電圧が与えられているかの情報から、指や手が接近している位置を検知することができる。
【００４７】  逆に、コモン電極層１３にパルス状の駆動電圧を与え、個別電極層１２を順番に検知回路に切替えて接続することによっても、指や手がどの位置に接近したかを検知することができる。
【符号の説明】
【００４８】１  電子機器２  パネル３  下部ケース４  本体ケース６  配線基板１０  入力装置１０ａ  透光領域１０ｂ  遮光領域１２  個別電極層１３  コモン電極層１４  個別配線層１６  コモン配線層１８  接続パターン２１  加飾層２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ  加飾層の各層２２  内側樹脂層２３  補助樹脂層
【図１】
2017006613.tif 000003
【図２】
2017006613.tif 000004
【図３】
2017006613.tif 000005
【図４】
2017006613.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月10日(2017.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１と図３に示すように、パネル２の内面２ｂには、前記透光領域１０ａに透光性の電極層１２，１３が形成されている。透光性の電極層１２，１３は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）で形成されている。あるいは、透光性の電極層１２，１３は、導電性ナノ材料を含む導電層や、金属線が網目状に形成されたいわゆるメッシュ金属層、などで形成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
接続パターン１８は、各電極層１２，１３と配線層１４，１６を形成しているＩＴＯなどの透光性の導電層がそのまま、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに連続して延びて形成されてもよい。あるいは、各電極層１２，１３と配線層１４，１６を形成している透光性の導電層がそのまま、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに連続して延び、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂでは、前記透光性の導電層の上に銀ペーストなどの低抵抗金属層が積層されて接続パターン１８が形成されてもよい。あるいは、透光性の導電層で形成された端末部１４ａ，１６ａが透光領域１０ａと遮光領域１０ｂの境界部まで形成され、加飾層２１の表面２１ａと内側樹脂層２２の表面２２ｂに、前記端末部１４ａ，１６ａと導通する銀ペーストなどの低抵抗金属層のみが形成されて、接続パターン１８とされてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図１と図４に示すように、前記フレキシブル配線基板７は、可撓性のフィルム基板７ａと、その表面に銅箔などで形成された配線パターン７ｂとで構成されている。図４（Ａ）に示すように、フレキシブル配線基板７の一端部は、複数の配線パターン７ｂをそれぞれ複数の接続パターン１８に一対一で対向させた状態で、内側樹脂層２２の表面２２ｂに接合される。この接合は、内側樹脂層２２とフレキシブル配線基板７との間に、シート状のまたはペースト状の異方性導電性接着剤を塗布し、加熱した工具でフレキシブル配線基板７を内側樹脂層２２に加圧する熱圧着工程で行われる。この熱圧着工程により、異方性導電性接着剤を介して、内側樹脂層２２とフレキシブル配線基板７とが接着接合され、また個々の配線パターン７ｂと接続パターン１８とが接合される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に、上記構造の入力装置１０の動作について説明する。
この入力装置１０は、フレキシブル配線基板７の複数の配線パターン７ｂがマルチプレクサによって駆動回路に順番に接続され、個別電極層１２に順番にパルス状の駆動電圧が印加される。また、マルチプレクサによりコモン電極層１３が検知電極に設定される。個別電極層１２と、コモン電極層１３との間に容量が形成されているため、いずれかの個別電極層１２にパルス状の駆動電圧が与えられると、パルスの立ち上がりと立下りに合わせてコモン電極層１３に、相互の結合容量に基づく電位が現れる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2017006613.tif 000007
【国際調査報告】
2017006613.tif 000008
2017006613.tif 000009