(57)【要約】【課題】  薄型化及び光学特性の向上を図る。【解決手段】  透明材料によって形成されたベース層４と、透明な粘着材によって形成された粘着層６と、透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層５とを設け、ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部５ａ、５ａ、・・・と、電源回路に接続される端子部５ｂ、５ｂ、・・・と、電極部と端子部を接続するリード部５ｃ、５ｃ、・・・とを設け、レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端Ｐ１、Ｐ２を結んだ線Ｓとベース層における導電層が形成された面とが為す角度ψを４５°以上９０°以下にした。【選択図】        図２
2009026152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料によって形成されたベース層と、
透明な粘着材によって形成された粘着層と、
透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを備え、
ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、
導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、
レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にした
ことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
レーザーエッチングにおいて、
レーザー光の出力を１４．５アンペア乃至１５．５アンペアとし、
レーザー光の周波数を３．０キロヘルツ乃至５．０キロヘルツとし、
レーザー光の走査スピードを秒速１００ミリメートル以下にした
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
屈折率が１．９乃至２．１である透明導電膜を用いて導電層を形成し、
屈折率が１．６乃至２．２である粘着材を用いて粘着層を形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】
屈折率が１．９乃至２．１である透明導電膜を用いて導電層を形成し、
屈折率が１．４乃至１．６である透明材料を用いてベース層を形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項５】
筐体の表面の少なくとも一部にシート状に形成された入力装置が貼り付けられて構成された電子機器であって、
入力装置は、
透明材料によって形成され筐体の表面に接するベース層と、
透明な粘着材によって形成された粘着層と、
透明な粘着材によって形成された粘着層と、
透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを備え、
ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、
導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、
レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にした
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置及び電子機器についての技術分野に関する。詳しくは、レーザーエッチングによって導電層を形成しエッチング面を所定の角度にして薄型化及び光学特性の向上を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器における画像表示部、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel）等や筐体の表面に配置され、指や専用の入力ペンを近付けたり接触させることにより各種の機能を実行させることが可能な所謂タッチパネルやタッチセンサーと称される入力装置がある。
【０００３】
このような入力装置は各種の方式、例えば、抵抗膜式、静電容量式、光学式、電磁誘導式等が存在し、電磁誘導式以外の方式を用いた入力装置は各部の表面に配置されるため薄型化及び透明性の要望が高い。
【０００４】
抵抗膜式にあっては、構造上、例えば、導電フィルムと導電ガラス等の二つの導電層が必要とされ、この二つの導電層間に空気層が存在するため、導電層と空気層の界面において屈折率の相違に基づく反射による透過率の低下と言う光学特性の劣化が生じ易い。
【０００５】
この光学特性の劣化を防止するために、例えば、導電層として低反射性の導電膜を用いる、偏光フィルムを配置する、空気層にゲルを充填する等の方法が検討されているが、これらの方法を用いると製造コストが高騰し、また、偏光板を配置すると入力装置の薄型化が阻害されるという不都合がある。
【０００６】
一方、静電容量式及び電磁誘導式にあっては、一つの導電層を設けることにより構成されるが、光学式にあっては、用いられる光学素子が高価であるため製造コストが高騰する等の問題がある。また、電磁誘導式にあっては、専用の液晶が必要であり、液晶を用いる分、製造コストが高騰すると言う問題がある。電磁誘導式においては透明化し、抵抗膜式や静電容量式と同様に表面に配置する方法が考えられるが、コイル抵抗の関係から透明化が困難である。
【０００７】
静電容量式の入力装置には、ベースフィルム上に順に透明導電膜、導電膜パターン層、誘電体層が形成されて成るタイプがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２３９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１に記載された静電容量式の入力装置にあっては、リード部を銀ペーストの印刷やアルミニウム等の金属膜のパターンニングにより形成しているため、その部分を画像表示部上に配置できないと言う問題がある。
【００１０】
そこで、本発明入力装置及び電子機器は、薄型化及び光学特性の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
入力装置は、透明材料によって形成されたベース層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを設け、ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にしたものである。
【００１２】
電子機器は、入力装置に、透明材料によって形成され筐体の表面に接するベース層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを設け、ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にしたものである。
【００１３】
従って、入力装置及び電子機器にあっては、導電層が回路パターンとして機能すると共にエッチング面における光の透過率が高い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明入力装置は、透明材料によって形成されたベース層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを備え、ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にしたことを特徴とする。
【００１５】
従って、ベース層と導電層と粘着層によって構成しているため薄型化を図ることができ、また、エッチング面の傾斜角度を４５°以上９０°以下にしているため、光の反射率が低く、高い透明性を確保することができる。
【００１６】
請求項２に記載した発明にあっては、レーザーエッチングにおいて、レーザー光の出力を１４．５アンペア乃至１５．５アンペアとし、レーザー光の周波数を３．０キロヘルツ乃至５．０キロヘルツとし、レーザー光の走査スピードを秒速１００ミリメートル以下にしたので、光学特性に優れ動作の信頼性の高い入力装置を形成することができる。
【００１７】
請求項３に記載した発明にあっては、屈折率が１．９乃至２．１である透明導電膜を用いて導電層を形成し、屈折率が１．６乃至２．２である粘着材を用いて粘着層を形成したので、導電層と粘着層の界面において屈折率の相違による反射や屈折が抑制され、入力装置の高い透明性を確保することができる。
【００１８】
請求項４に記載した発明にあっては、屈折率が１．９乃至２．１である透明導電膜を用いて導電層を形成し、屈折率が１．４乃至１．６である透明材料を用いてベース層を形成したので、ベース層と導電層の界面において屈折率の相違による反射や屈折が抑制され、入力装置の高い透明性を確保することができる。
【００１９】
本発明電子機器は、筐体の表面の少なくとも一部にシート状に形成された入力装置が貼り付けられて構成された電子機器であって、入力装置は、透明材料によって形成され筐体の表面に接するベース層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明な粘着材によって形成された粘着層と、透明導電膜によってベース層上に回路パターンとして形成され粘着層によって封止された導電層とを備え、ベース層上の透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成し、導電層に、静電容量の変化を検出するための電極部と、電源回路に接続される端子部と、電極部と端子部を接続するリード部とを設け、レーザーエッチングにより導電層に形成されたエッチング面の導電層の厚み方向における両端を結んだ線とベース層における導電層が形成された面とが為す角度を４５°以上９０°以下にしたことを特徴とする。
【００２０】
従って、ベース層と導電層と粘着層によって構成しているため薄型化を図ることができ、また、エッチング面の傾斜角度を４５°以上９０°以下にしているため、光の反射率が低く、高い透明性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明入力装置及び電子機器を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
【００２２】
以下に示した最良の形態は、本発明電子機器を携帯型の音楽プレーヤーに適用したものであり、本発明入力装置をこの音楽プレーヤーに備えられた入力装置に適用したものである。尚、本発明の適用範囲は音楽プレーヤー又はこの音楽プレーヤーに備えられた入力装置に限られることはなく、例えば、パーソナルコンピューター、情報端末、携帯電話、画像表示装置等の各種の電子機器又はこれらの各種の電子機器に備えられる入力装置に広く適用することができる。
【００２３】
電子機器（音楽プレーヤー）１は、筐体２の内部に所要の各部が配置され、図１に示すように、筐体２の表面に入力装置３が貼り付けられて構成されている。
【００２４】
入力装置３は、例えば、筐体２の表面の形状に対応して緩やかに湾曲され、透明な薄い板状に形成されている。
【００２５】
入力装置３は、図２に示すように、透明材料によって形成されたベース層４と、透明導電膜によってベース層４上に回路パターンとして形成された導電層５と、透明な粘着材によって形成された粘着層６とが積層されて成る。
【００２６】
ベース層４は、例えば、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド等のフィルム状の透明材料によって形成されている。ベース層４の屈折率は１．４〜１．６である。
【００２７】
ベース層４は、例えば、後述するレーザーエッチングにおけるレーザー光をＹＡＧ（Yittrium Aluminium Garnet）レーザーとした場合には、この波長のレーザー光を透過する性質を有するアクリルによって形成することが望ましい。ベース層４をアクリルによって形成することにより、ＹＡＧレーザーがベース層４を透過するため、ベース層４の表面がエッチングされ難いと言う利点を有する。
【００２８】
導電層５は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、アルミニウムやガリウム添加の酸化亜鉛等の透明材料がレーザーエッチングによってエッチングされることにより形成されている。導電層５の屈折率は１．９〜２．１である。
【００２９】
導電層５はエッチングされることにより回路パターンとして形成されている。導電層５には、図３に示すように、静電容量の変化を検出するための電極部５ａ、５ａ、・・・と、図示しない電源回路に接続される端子部５ｂ、５ｂ、・・・と、電極部５ａ、５ａ、・・・と端子部５ｂ、５ｂ、・・・を接続するリード部５ｃ、５ｃ、・・・とが設けられている。入力装置３においては、電極部５ａ、５ａ、・・・が所定の機能を実行するためのスイッチとして設けられている。
【００３０】
尚、入力装置３はスイッチ機能を有するタッチスイッチに限られることはなく、例えば、液晶パネル等の画像表示部上に配置され、タッチセンサーとして機能するタイプであってもよい。
【００３１】
粘着層６は、導電層５に近い屈折率を有する粘着材、例えば、アクリル系の粘着材によって形成され、屈折率が約１．６〜２．２とされている。アクリル系の粘着材の屈折率は約１．６であるが、フィラー等を含有させることにより屈折率を高くすることが可能である。但し、フィラー等を含有させることにより光の透過率が低下して透明性が低下する可能性があるため、フィラー等の含有量は必要とする屈折率と透過率の相対的な関係を考慮して定めることが望ましい。
【００３２】
以上のように構成された入力装置３において、導電層５の電極部５ａ、５ａ、・・・には端子部５ｂ、５ｂ、・・・及びリード部５ｃ、５ｃ、・・・を介して電源回路から電圧が印加されており、例えば、入力装置３の表面に指が接触されると、接触部分（電極部５ａ、５ａ、・・・）が人体を通して大地と接続されて静電容量が変化される。このとき静電容量の変化が図示しない検出回路によって検出され、静電容量の変化に応じた検出信号が図示しない制御回路に送出され、接触部分の位置座標の特定や接触箇所（スイッチ）に応じた所定の機能が実行される。
【００３３】
以下に、入力装置３の製造の手順について説明する（図４乃至図６参照）。
【００３４】
先ず、ベース層４の形成材料である透明材料４′の全面に透明導電膜５′を形成する（図４参照）。透明導電膜５′は、例えば、真空蒸着や印刷等によって形成する。
【００３５】
次に、透明導電膜５′をレーザーエッチングすることにより所定の回路パターンとしての導電層５を形成する（図５参照）。
【００３６】
最後に、導電層５を粘着材６′で封止し粘着層６を形成する（図６参照）。
【００３７】
上記したレーザーエッチングにおいては、透明導電膜５のエッチング面５ｄ、５ｄがレーザー光Ｒの径ｄの大きさに応じた傾斜面として形成される（図７参照）。
【００３８】
図８は、導電層５に対して光が入射されるときの入射角θと反射率の関係を示したグラフ図である。入射角θが０°から４０°〜５０°までは反射率が低く、４０°〜５０°を越える入射角θにおいては反射率が高くなる。従って、入射角θが大きくなると、透明性が低くなる。
【００３９】
図８の結果に基づいてエッチング面５ｄ、５ｄの傾斜角ψ（図７参照）、即ち、エッチング面５ｄ、５ｄの導電層５の厚み方向における両端Ｐ１、Ｐ２を結んだ線Ｓとベース層４における導電層５が形成された面とが為す角度について検討すると、傾斜角ψが４５°以上９０°以下であれば、導電層５を正面から見た状態（図７の矢視Ｆ参照）において高い透明性が確保される。
【００４０】
このようにエッチング面５ｄ、５ｄの傾斜角ψが４５°以上９０°以下であれば導電層５の高い透明性が確保され、入力装置３にあっては、エッチング面５ｄ、５ｄの傾斜角ψが４５°以上９０°以下となるようにレーザー光Ｒの径ｄが制御されている。
【００４１】
尚、導電層５のエッチング面５ｄ、５ｄの視認性を低下させるためには、導電層５の厚みを２０ｎｍ以下にすることが望ましく、また、導電層５を静電容量の変化を検出するための部分として機能させるためには抵抗値を３００Ω／□以下とすることが望ましい。
【００４２】
また、導電層５をレーザーエッチングによって形成したときには、レーザー光Ｒがベース層４に照射される可能性があるため、該ベース層４の表面に対するレーザー光の照射による削れや損傷の発生を防止する必要がある。一方、レーザーエッチングを行うことにより導電層５を回路パターンとして形成する必要があるため、レーザー光によってエッチングした部分の両側の部分５ｅ、５ｅ（図７参照）が分離されている必要がある。
【００４３】
従って、ベース層４の削れや損傷の発生を防止し、導電層５における部分５ｅ、５ｅを確実に分離し、さらに、エッチング面５ｄ、５ｄの傾斜角ψが４５°以上９０°以下となるようにレーザー光Ｒを制御する必要がある。
【００４４】
表１に、レーザーエッチングにおいてレーザー光の出力（電流値）、周波数及び走査速度を変えて入力装置３の成形状態について測定した結果を示す。
【００４５】
【表１】
2009026152.tif 000003
【００４６】
レーザーエッチングは、ベース層４がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成され、導電層５がインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）によって形成されたサンプルを対象として行い、レーザー光としてＹＡＧレーザーを用いた。
【００４７】
レーザー光は、出力を１３．５アンペア〜２０．０アンペア、周波数を１キロヘルツ〜５０キロヘルツ、走査速度を秒速１００ミリメートル〜７００ミリメートルの範囲で変更した。
【００４８】
表１において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは何れも測定の対象とされた各サンプルを示し、Ａは導電層５の部分５ｅ、５ｅが分離されると共に高い透明性が確保された例、Ｂは導電層５の部分５ｅ、５ｅが分離されたが高い透明性が確保されなかった例、Ｃはエッチングを行うことはできたが導電層５の部分５ｅ、５ｅが分離されなかった例、Ｄはエッチングを行うことができなかった（エッチング不良）例である。
【００４９】
表１中、Ｃは導電層５の部分５ｅ、５ｅが分離されなった例であるが、この例においては、レーザーエッチングの経路（レーザー光のスキャン経路）を修正することにより改善が可能であり、この修正により導電層５の部分５ｅ、５ｅが分離されると共に高い透明性が確保されるＡとなり得る。
【００５０】
従って、表１に示すように、レーザー光の出力が１４．５アンペア〜１５．５アンペア、周波数が３キロヘルツ〜５キロヘルツ、走査速度が秒速１００ミリメートル以下の範囲において、入力装置の成形状態に関し良好な結果が得られたと考えられる。
【００５１】
以上に記載した通り、入力装置３にあっては、レーザーエッチングにより導電層５を回路パターンとして形成しベース層４と導電層５と粘着層６によって構成しているため薄型化を図ることができ、また、導電層５を透明導電膜によって形成しエッチング面５ｄ、５ｄの傾斜角度ψを４５°以上９０°以下にしているため、光の反射率が低く、高い透明性を確保することができる。
【００５２】
また、レーザーエッチングにおいて、レーザー光の出力を１４．５アンペア〜１５．５アンペアとし、レーザー光の周波数を３．０キロヘルツ〜５．０キロヘルツとし、レーザー光の走査スピードを秒速１００ミリメートル以下にしたので、光学特性に優れ動作の信頼性の高い入力装置３を形成することができる。
【００５３】
さらに、屈折率が１．６〜２．２である粘着材を用いて粘着層６を形成し、屈折率が１．４〜１．６である透明材料を用いてベース層４を形成しており、粘着層６及びベース層４を導電層５の屈折率に近い屈折率としているため、ベース層４と導電層５と粘着層６の各界面において屈折率の相違による反射や屈折が抑制され、入力装置３の高い透明性を確保することができる。
【００５４】
尚、入力装置３はベース層４がフィルム状の材料によって形成されているため、屈曲性を有し、例えば、曲面形状を有する部分に貼り付けて使用することが可能である。
【００５５】
加えて、筐体２の表面にタッチスイッチとして機能する入力装置３を貼り付けて使用することにより、筐体２に機械的に操作される突状のスイッチを設ける必要がなく、電子機器１の構造の簡素化及びデザイン性の向上を図ることができる。
【００５６】
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図２乃至図８と共に本発明入力装置及び電子機器の最良の形態を示すものであり、本図は、電子機器の概略分解斜視図である。
【図２】入力装置の概略拡大断面図である。
【図３】入力装置の回路パターンを示す概念図である。
【図４】図５及び図６と共に入力装置の製造の手順について説明するものであり、本図は、透明材料の全面に透明導電膜を形成した状態を示す概略拡大断面図である。
【図５】透明導電膜をレーザーエッチングすることにより導電層を形成した状態を示す概略拡大断面図である。
【図６】粘着層を形成して入力装置を製造した状態を示す概略拡大断面図である。
【図７】レーザー光の径の相違によりエッチング面の傾斜角度が変化することを説明するための概念図である。
【図８】導電層について、光の入射角と反射率の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…電子機器、２…筐体、３…入力装置、４…ベース層、５…導電層、５ａ…電極部、５ｂ…端子部、５ｃ…リード部、５ｄ…エッチング面、６…粘着層、４′…透明材料、５′…透明導電膜、６′…粘着材
【図１】
2009026152.tif 000004
【図２】
2009026152.tif 000005
【図３】
2009026152.tif 000006
【図４】
2009026152.tif 000007
【図５】
2009026152.tif 000008
【図６】
2009026152.tif 000009
【図７】
2009026152.tif 000010
【図８】
2009026152.tif 000011