特許 6020037 タッチスイッチ素子及びタッチスイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6020037

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】タッチスイッチ素子及びタッチスイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20161020BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20161020BHJP

   H05B 33/14 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 460

   G06F3/041 490

   H05B33/14 A

   H05B33/14 Z

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-235338(P2012-235338)

(22)【出願日】2012年10月25日

(65)【公開番号】特開2014-85902(P2014-85902A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122529

【弁理士】

【氏名又は名称】藤枡 裕実

(74)【代理人】

【識別番号】100135954

【弁理士】

【氏名又は名称】深町 圭子

(74)【代理人】

【識別番号】100119057

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英生

(74)【代理人】

【識別番号】100131369

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100164987

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100171859

【弁理士】

【氏名又は名称】立石 英之

(72)【発明者】

【氏名】青木 大吾

(72)【発明者】

【氏名】石川 裕之

(72)【発明者】

【氏名】近 禅

(72)【発明者】

【氏名】上原 俊晃

【審査官】 池田 聡史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５９５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５７６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１２１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５４４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４６７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７９４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６７５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２３１１６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも半透明意匠層、発光層、並びに前記半透明意匠層と前記発光層の間にタッチセンサ層及び光拡散パターン部が積層されてなるタッチスイッチ素子であって、
前記タッチセンサ層は、少なくとも第１電極部、第２電極部、および誘電体部が積層されてなり、
前記第１電極部には複数の第１導電体が含まれ、
前記第１導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、
前記第２電極部には複数の第２導電体が含まれ、
前記第２導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、 前記第１導電体と前記第２導電体は、前記タッチセンサ層の平面視上交差してなり、
前記誘電体部は、前記第１導電体と前記第２導電体との間にあって、少なくとも前記第１導電体と前記第２導電体が平面視上交差した部分を含むように設けられてなり、
前記光拡散パターン部は、光拡散部と遮光部を有してなり、
前記光拡散パターン部は、前記発光層が発光時には前記光拡散部を透過した光を前記半透明意匠層を介して操作側から視認されるように形成されてなり、且つ前記発光層が消光時には操作側から視認されないように形成されてなり、
前記半透明意匠層は、基材上に少なくとも意匠性を有する意匠層が積層されたものであって、
前記半透明意匠層は、前記発光層が発光時には、前記光拡散パターン部の前記光拡散部を透過してパターンを操作側から視認することができる程度に光透過性、透明性を有し、前記発光層が消光時には、前記光拡散パターン部、前記タッチセンサ層、前記発光層が操作側から視認されないよう隠蔽性を有して、すなわち半透明性を有する
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項2】

請求項１のタッチスイッチ素子において、
少なくとも半透明意匠層、タッチセンサ層、光拡散パターン部及び発光層が順に積層されてなる
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項3】

請求項１のタッチスイッチ素子において、
少なくとも半透明意匠層、光拡散パターン部、タッチセンサ層及び発光層が順に積層されてなる
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項4】

請求項１のタッチスイッチ素子において、
少なくとも半透明意匠層、光拡散パターン部の光拡散部と遮光部のいずれか一部、タッチセンサ層、光拡散パターン部の光拡散部と遮光部のいずれか他の一部、及び発光層が順に積層されてなる
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項5】

請求項１のタッチスイッチ素子において、
前記光拡散パターン部の前記光拡散部を含む光拡散層と前記遮光部を含む遮光パターン層とが積層されてなる
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかに記載のタッチスイッチ素子において、
前記タッチセンサ層の少なくとも第１導電体及び第２導電体の材料が、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケルのうちのいずれかである
ことを特徴とするタッチスイッチ素子。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれかに記載のタッチスイッチ素子に加えて、発光層及びタッチセンサ層を制御する制御部を備えてなることを特徴とするタッチスイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチスイッチ素子及びタッチスイッチ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、タッチスイッチは、人間の手などで軽く触れるだけで操作できるスイッチとして、電気機器や設備等に広く採用されており、静電容量方式のものが一般的となっている。一方、表示装置と組み合わされたタッチパネルは、通常、携帯電話、ゲーム機、電子書籍リーダーなどのポータブルデバイス、自動販売機、パーソナルコンピューターなど種々の製品に展開されている。

【0003】

特許文献１は、表示装置と組み合わされた静電容量方式タッチスイッチの例である。特許文献１においては、エレベーターのかご内操作盤のスイッチボックスに配設するための少なくとも１つのスイッチをタッチパネル式液晶ディスプレイに設け、このタッチパネル式液晶ディスプレイを前記スイッチボックス内に設置してなることを特徴としている。特許文献１の発明によれば、スイッチのはんだ付けや結線作業あるいは表示銘板の取り付けというような機械的な作業を要することなくかご内操作盤に所要の機能をもつスイッチを設けることができ、クーラー、照明装置、音声案内装置、床暖房装置などのかご付設機器に対する設定操作をコントローラーを用いることなく行うことができ、したがってそのコントローラーの収納スペースの確保が不要となることが提案されている。
しかしながら、特許文献１では、複数の付設機器のスイッチが集合された操作盤を操作する側からみると、複数の付設機器のスイッチが併設され、さらに所望の付設設備を操作するには画面切替えなどの操作が必要で複雑となり、さらに、タッチパネル式液晶ディスプレイの操作盤自体がエレベーター内の壁面の外観意匠を損ねるものとなる問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−８４２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

設備機器や建物や車などに設けられるスイッチとして、人間の手などの単純な動作いわゆるジェスチャーによって、様々なスイッチ条件を入力できるタッチスイッチが望まれており、その場合に、使用されない際には機器や内装などの外観意匠を損なわないようにスイッチ自体が隠されており、使用される際に視認可能となるタッチスイッチ素子が求められている。
本発明は、このような課題を解決すべく、鋭意研究して完成されたものである、

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の問題を解決する本発明の要旨は、少なくとも半透明意匠層、発光層、並びに前記半透明意匠層と前記発光層の間にタッチセンサ層及び光拡散パターン部が積層されてなるタッチスイッチ素子であって、前記タッチセンサ層は、少なくとも第１電極部、第２電極部、および誘電体部が積層されてなり、前記第１電極部には複数の第１導電体が含まれ、前記第１導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、前記第２電極部には複数の第２導電体が含まれ、前記第２導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、前記第１導電体と前記第２導電体は、前記タッチセンサ層の平面視上交差してなり、前記誘電体部は、前記第１導電体と前記第２導電体との間にあって、少なくとも前記第１導電体と前記第２導電体が平面視上交差した部分を含むように設けられてなり、前記光拡散パターン部は、光拡散部と遮光部を有してなり、前記光拡散パターン部は、前記発光層が発光時には前記光拡散部を透過した光を前記半透明意匠層を介して操作側から視認されるように形成されてなり、且つ前記発光層が消光時には操作側から視認されないように形成されてなり、前記半透明意匠層は、基材上に少なくとも意匠性を有する意匠層が積層されたものであって、前記半透明意匠層は、前記発光層が発光時には、前記光拡散パターン部の前記光拡散部を透過してパターンを操作側から視認することができる程度に光透過性、透明性を有し、前記発光層が消光時には、前記光拡散パターン部、前記タッチセンサ層、前記発光層が操作側から視認されないよう隠蔽性を有して、すなわち半透明性を有することを特徴とするタッチスイッチ素子、にある。

【発明の効果】

【0007】

本発明のタッチスイッチ素子によれば、少なくとも半透明意匠層、発光層、並びに前記半透明意匠層と前記発光層の間にタッチセンサ層及び光拡散パターン部が積層されてなるタッチスイッチ素子であって、前記タッチセンサ層は、少なくとも第１電極部、第２電極部、および誘電体部が積層されてなり、前記第１電極部には複数の第１導電体が含まれ、前記第１導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、前記第２電極部には複数の第２導電体が含まれ、前記第２導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、前記第１導電体と前記第２導電体は、前記タッチセンサ層の平面視上交差してなり、前記誘電体部は、前記第１導電体と前記第２導電体との間にあって、少なくとも前記第１導電体と前記第２導電体が平面視上交差した部分を含むように設けられてなり、前記光拡散パターン部は、光拡散部と遮光部を有してなり、前記光拡散パターン部は、前記発光層が発光時には前記光拡散部を透過した光を前記半透明意匠層を介して操作側から視認されるように形成されてなり、且つ前記発光層が消光時には操作側から視認されないように形成されてなるため、タッチスイッチ素子を使用しない場合には、タッチスイッチ素子の操作側の半透明意匠層が不透明反射体となり、配設されたタッチセンサ層などが見えない状態にあって設置箇所周辺の外観意匠を損なうことがなく、使用する場合には、操作者は操作内容などが表示されたパターンを視認してパターンの中の必要な箇所に指を接触して被操作機器を操作することを可能にし、またジェスチャーにより人間の感覚に沿ったスイッチ操作を可能にすることによって上記問題を解決できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明のタッチスイッチ素子の構成を示す一実施形態の概略図である。

【図2】本発明のタッチスイッチ素子の構成を示す他の実施態様の概略図である。

【図3】本発明のタッチスイッチ素子の構成を示す他の実施態様の概略図である。

【図4】本発明のタッチスイッチ素子の構成を示す他の実施態様の概略図である。

【図5】本発明のタッチスイッチ素子の構成を示す他の実施態様の概略図である。

【図6】本発明におけるタッチセンサ層の一実施形態を示す部分断面図と部分平面図である。

【図7】本発明における光拡散パターン部のパターンの一実施形態を示す平面図である。

【図8】本発明のタッチスイッチ装置の構成を示す一実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本発明を実施するための形態について、本発明のタッチスイッチ素子及びタッチスイッチ装置について、図面を用いて説明する。

【0010】

まず、本発明のタッチスイッチ素子について図面を用いて説明する。
図１は、タッチスイッチ素子の部分断面図である。図２〜５は、タッチスイッチ素子の種種の実施態様の部分断面図である。図６は、タッチスイッチ素子の構成要素であるタッチセンサ層の部分平面図と部分断面図である。図７は、タッチスイッチ素子の構成要素である光拡散パターン部のパターン平面図である。図８は、タッチスイッチ素子を使用したタッチスイッチ装置の構成を示す概略図である。

【0011】

（タッチスイッチ素子）
図1は、タッチスイッチ素子の一実施態様の構成の概略図である。
図１に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、光拡散パターン部２、タッチセンサ層３、半透明意匠層４が順に配置されたものである。
図１において、タッチスイッチ素子１０は、使用しない場合には発光層１を消光状態として、半透明意匠層４側すなわち操作側からみて、半透明意匠層４の絵柄模様のみが視認されて、発光層１、光拡散パターン部２、タッチセンサ層３については視認されないよう形成されたものである。そして、タッチスイッチ素子１０は、使用する場合には発光層１を発光状態として、その光が光拡散パターン部２の遮光部６により遮光され光拡散部５を透過し、タッチセンサ層３と半透明意匠層４を透過して、操作側からパターンとして視認できるよう形成されたものである。
ここで、タッチスイッチ素子１０において、半透明意匠層４上に視認されるパターンとタッチセンサ層３を透過するパターンとは平面視上対応する位置関係にあり、半透明意匠層４上にパターンの所定の箇所に指などの接触（タッチ）があった場合に、タッチセンサ層３においてその箇所の位置情報を検出することができるよう設定されている。
図１のような実施態様によれば、タッチセンサ層３が半透明意匠層４の裏面に直接形成されたシートを予め製造しておくことが可能であり、タッチセンサ層３の面が半透明意匠層４の面に沿って精度良く形成し易いこと、及びタッチスイッチ素子を内装や機器や設備に施工する際に工程を短縮できること等の利点がある。

【0012】

図２〜図５は、タッチスイッチ素子の種種の実施態様の構成概略図であって、タッチスイッチ素子の層構成上の光拡散パターン部の位置が図1に示されるものとは異なる。

【0013】

図２に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１上に、タッチスイッチ素子の操作側に向かってタッチセンサ層３、光拡散パターン部２、半透明意匠層４が順に積層されたものである。
図２において、タッチスイッチ素子１０は、使用しない場合には発光層１を消光状態として、半透明意匠層４側すなわち操作側からみて、半透明意匠層４の絵柄模様のみが視認されて、発光層１、タッチセンサ層３、光拡散パターン部２については視認されないよう形成されたものである。そして、タッチスイッチ素子１０は、使用する場合には発光層１を発光状態として、その光がタッチセンサ層３を透過して、光拡散パターン部２の遮光部６により遮光され光拡散部５を透過し、半透明意匠層４を透過して、操作側からパターンとして視認できるよう形成されたものである。
図２のような実施態様によれば、発光層１の発光時に、光拡散パターン部２のパターンは、直接、半透明意匠層４に到達し、タッチセンサ層３の二つの電極の配線による光透過率の低下がないため、視認し易い利点がある。

【0014】

図３（ａ）及び（ｂ）は、光拡散パターン部２を構成する光拡散部５と遮光部６とがタッチセンサ層３をはさんで互いに反対側に設けられている点で図1、２に示されるものとは異なる。ここで、光拡散部５をパターン状に有するものを光拡散パターン層１５とし、その光拡散パターン層１５の非光拡散部は空隙でもよく、樹脂などが充填されていてもよく、透明基材に設けられた場合にはその基材フィルム自体であってもよい。また、遮光部６をパターン状に有するものを遮光パターン層１６とし、その遮光パターン層１６の非遮光部は空隙でもよく、樹脂などが充填されていてもよく、透明基材に設けられた場合にはその基材フィルム自体であってもよい。
図３（ａ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、遮光パターン層１６、タッチセンサ層３、光拡散パターン層１５、半透明意匠層４が順に積層されたものである。
また、図３（ｂ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、光拡散パターン層１５、タッチセンサ層３、遮光パターン層１６、半透明意匠層４が順に積層されたものである。
図３（ａ）及び（ｂ）の実施態様によれば、光拡散パターン部２の光拡散パターン層１５（光拡散部５）と遮光パターン層１６（遮光部６）の各々は、隣接する半透明意匠層４又はタッチセンサ層３に直接形成しておくことも可能であり、光拡散パターン部２の基材が不要となること、及び施工時の工程を短縮できることなどの利点がある。

【0015】

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、光拡散パターン部２が、光拡散部５を含む全面に設けられた光拡散層７と、遮光部６をパターン状に有する遮光パターン層１６とからなる点で図１〜３に示されるものとは異なる。ここで、光拡散層７は、発光層１の全面を平面視上カバーするよう設けられたものであり、したがって遮光パターン層１６の非遮光部を平面視上カバーするよう設けられたものである。また、遮光パターン層１６は、その非遮光部６は空隙でもよく、樹脂などが充填されていてもよく、透明な基材上に遮光部を設けた場合にはその基材自体であってもよい。
図４（ａ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、遮光パターン層１６、光拡散層７、タッチセンサ層３、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
また、図４（ｂ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、光拡散層７、遮光パターン層１６、タッチセンサ層３、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
また、図４（ｃ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、タッチセンサ層３、遮光パターン層１６、光拡散層７、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
また図４（ｄ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、タッチセンサ層３、光拡散層７、遮光パターン層１６、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の各実施態様によれば、光拡散パターン部２の光拡散部５をパターン状に設ける必要がなく製造工程を短縮できる利点がある。

【0016】

図５は、光拡散パターン部２が、光拡散部５を含む全面に設けられた光拡散層７と、遮光部６をパターン状に有する遮光パターン層１６とからなり、光拡散パターン部２の光拡散層７と遮光パターン層１６とがタッチセンサ層３をはさんで反対側に設けられている点で図４に示されるものとは異なる。
図５（ａ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、光拡散層７、タッチセンサ層３、遮光パターン層１６、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
図５（ａ）のような実施態様によれば、光拡散部５をパターン状に設ける必要がなく製造工程を短縮できること、及び光拡散パターン部２のパターンが視認し易いことの利点がある。
また、図５（ｂ）に示すように、タッチスイッチ素子１０は、発光層１、遮光パターン層１６、タッチセンサ層３、光拡散層７、及び半透明意匠層４が順に積層されたものである。
図５（ｂ）のような実施態様によれば、光拡散部５をパターン状に設ける必要がなく製造工程を短縮できる利点がある。また、光拡散層７を半透明意匠層４の基材上または基材中に設けて、発光層１の消光時における半透明意匠層４自体の隠蔽層として併用することもできる利点がある。

【0017】

次に、本発明のタッチスイッチ素子を構成する各層の材料及び製造方法について説明する。

【0018】

（タッチセンサ層）
図６は、図１〜図５のタッチスイッチ素子１０を構成するタッチセンサ層３の部分断面図と部分平面図である。
図６（ａ）は、タッチセンサ層３の平面図であり、図６（ｃ）は、タッチセンサ層の図６（ａ）とは反対側の平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）及び図６（ｃ）の平面図のＳ−Ｓ線における断面図である。
図６に示すように、タッチセンサ層３は、誘電体部である基材１１と、基材１１の一方の側の面上に設けられた第１電極部２１と、基材１１の他方の側の面上に設けられた第２電極部２２と、を有している。
第１電極部２１には複数の第１導電体３１が含まれ、第１導電体３１の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びている。
また、第２電極部２２には複数の第２導電体３２が含まれ、第２導電体３２の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びている。
更に、第１導電体３１と第２導電体３２は、前記タッチセンサ層３の平面視上互いに交差してなるものである。
ここで、タッチセンサ層３は、図８に示すようにタッチスイッチ装置１００に適用されて、制御部５０と接続されることによって、第１導電体３１と第２導電体３２との交点の基材１１の部分にはコンデンサが形成され、操作者のタッチ操作に応じて交点の静電容量が変化することでタッチ操作の有無を検出することができるものである。

【0019】

また、タッチセンサ層３の他の実施態様として、基材の一方の側（操作側又は発光層側）の同一面上に設けられた第１電極部と第２電極部を有したものを用いることができる。
この場合には、第１電極部には複数の第１導電体が含まれ、第１導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、第２電極部には複数の第２導電体が含まれ、第２導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、第１導電体と第２導電体は、前記タッチセンサ層の平面視上互いに交差しており、誘電体部は、前記第１導電体と前記第２導電体との間にあって、前記第１導電体と前記第２導電体が平面視上交差した部分に設けられている。

【0020】

また、タッチセンサ層３の他の実施態様として、第１基材の面上に設けられた第１電極部と、第２基材の面上に設けられた第２電極部を有したものを用いることができる。
この場合には、第１電極部には複数の第１導電体が含まれ、第１導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、第２電極部には複数の第２導電体が含まれ、第２導電体の各々は、その配列方向と直交する方向に沿って直線状に延びており、第１導電体と第２導電体が前記タッチセンサ層の平面視上互いに交差してなるように、第１基材の第１電極部側とは反対側に、第２基材の第２電極部側を接着剤を介して貼り合わせて形成されている。誘電体部は、前記第１電極部と前記第２電極部との間にある第１基材に相当する。

【0021】

タッチセンサ層３の第１導電体及び第２導電体を構成する材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、タングステン、クロム、チタンなどの金属のうち１種または２種以上を組み合せた合金を用いることができる。
また、タッチセンサ層に透明性を有することが必要な場合には、第１導電体及び第２導電体を構成する材料としては、例えば、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）、酸化インジウム、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物、ポリアニリン、ポリアセチレン等の高分子化合物を用いることができる。
タッチスイッチ素子が大型すなわち面積が大きくなる場合には、タッチセンサ層の配線の制御部ＩＣから遠い部分では動作速度が遅くなるなどの影響を少なくするため、低抵抗の材料が望ましく、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケルを使用することが好ましい。

【0022】

タッチセンサ層３の誘電体部としては、第１電極部と第２電極部の間にあって、光透過性、絶縁性を有する部材であれば適宜選択可能である。
図６に示すように、基材の一方の側の面上に第１電極部と、基材の他方の側の面上に第２電極部が設けられているタッチセンサ層の実施態様の場合は、基材自体が誘電体部であるものが選択される。また、他のタッチセンサ層の実施態様として、第１電極部と第２電極部とが同一面上に配設された場合には、誘電体部は、前記第１導電体と前記第２導電体との間にあって、前記第１導電体と前記第２導電体が平面視上交差した部分に薄膜状に設けられる。

【0023】

タッチセンサ層３の誘電体部の材料としては、絶縁性を有する樹脂やＳｉＯ２やＳｉＯＮ等の金属酸化物などが用いられる。樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、もしくは、シンジオタクティックポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロへキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミド等を挙げることができる。
上記の材料をフィルム形状にして基材として用いることや、また、溶剤に溶解して塗布して塗布膜として用いることが可能である。また上記の樹脂をベースとした感光性樹脂として用いることもできる。

【0024】

タッチセンサ層３の形成方法としては、第1導電体と第２導電体のストライプ状のパターンの形成には、印刷法やフォトリソグラフィー法などが用いられる。
印刷法では、導電体の構成材料をインクとして調整して、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、静電印刷法、インクジェット法などによって形成することができる。また、フォトリソグラフィー法では、導電性材料を基板の全面に形成しておき、その上に感光性レジストを積層し、フォトマスを介して露光した後に現像、エッチングによりストライプ状パターンを形成する。導電性感光性材料を使用した場合には、基板の全面に形成しておき、フォトマスを介して露光した後に現像して形成することができる。
形成順序については、第1導電体と第２導電体の一方を先に形成した後に他方を形成してもよく、第１導電体と第２導電体の両方を同時に形成してもよい。

【0025】

（半透明意匠層）
半透明意匠層４としては、壁や床などの内装材、機器や家具の表面被覆材として意匠性を高めるために用いられるものである。タッチスイッチ素子の発光層が発光時には、光拡散パターン部の光拡散部を透過してパターンを操作側から視認することができる程度に光透過性、透明性を有し、発光層が消光時には光拡散パターン部、タッチセンサ層、発光層が操作側から視認されないよう隠蔽性を有して、すなわち半透明性を有するものであればよい。

【0026】

半透明意匠層４の構成材料としては、基材上に少なくとも意匠性を有する層が積層されたものであって、必要によって表面保護層、接着プライマー層などを設けてもよいが、全体として半透明性である。

【0027】

半透明意匠層４の基材としては、透明又は半透明であれば、他には特に限定されず、壁や床などの内装材、機器や家具の表面被覆材の意匠材分野で通常用いられるものが使用できる。

【0028】

半透明意匠層４の意匠性を有する層としては、機器や家具の表面被覆材、壁や床などの内装材に適したものであればどのようなものも使えるが、絵柄模様を有する層を用いる場合には、絵柄模様としは、例えば木目模様、石目模様、砂目模様、タイル貼り模様、煉瓦模様、布目模様、皮絞模様、幾何学模様、文字、記号、抽象模様等が挙げられる。

【0029】

（発光層）
発光層１としては、発光時には光拡散パターン部の光拡散部を透過して、操作側からそのパターンを視認できるような照度と均一性を有するものであればよい。
発光層は、タッチスイッチ素子を構成して、光拡散パターン部に対して直下に直接的に設けられても、導光板の使用などにより間接的に設けられてもよい。
発光層１の光源としては、白熱灯、蛍光灯や、発光ダイオード素子、エレクトロルミネッセンス素子、レーザーによる光や、太陽光などを用いることができる。それらの中でも、発光ダイオード素子、エレクトロルミネッセンス素子やレーザーによる光源は、コンパクトな設計を可能とし、設置の際に内装材、機器や家具の外観意匠への影響を少なくできる点で好ましい。

【0030】

（光拡散パターン部）
光拡散パターン部２は、光拡散部及び遮光部を有するものである。
光拡散パターン部２のパターンは、被操作機器の配置図面や操作指示内容（強度、速度、程度）などが絵、文字、図面の形で表示されたものである。
発光層の発光時には、光拡散パターン部のパターンが半透明意匠層に投影されて操作側から視認することができるものであり、且つ発光層が消光時には操作側から視認されないように形成されてなるものであ。
したがって、光拡散パターン部２は、タッチスイッチ素子において半透明意匠層と発光層の間にあって、タッチセンサ層と共に積層されていればよく、例えば、半透明意匠層、タッチセンサ層、光拡散パターン部及び発光層が順に積層されている場合や、半透明意匠層、光拡散パターン部、タッチセンサ層及び発光層が順に積層されている場合が使用できる。
また、光拡散パターン部２を構成する光拡散部と遮光部は同一平面上になくてもよく、光拡散部と遮光部のいずれか一方が半透明意匠層とタッチセンサ層との間に設けられ、光拡散部と遮光部のいずれかの他方がタッチセンサ層と発光層の間に設けられたものであってもよい。
また、光拡散パターン部２は、光拡散部を含む光拡散層と遮光部を含む遮光パターン層とが積層されたものであってもよい。

【0031】

光拡散部としては、光拡散率が高く、全光線透過率が大きい光学特性を有するものであって、発光層の発光時には、操作側からみて遮光部６との明暗コントラストを明確にしてパターンを視認できるように形成されていればよい。また、発光層の消光時には、光拡散パターン部２の操作側から光が反射されて発光層１側の部材が視認されないよう形成されていればよい。
光拡散部を構成する材料としては、基材表面に不規則な凹凸を有するもの、基材中に光拡散性微粒子を有するもの、基材中に微細な多孔構造を有するものなどが使用できる。

【0032】

遮光部としては、発光層の発光時には、その光を遮断することにより光拡散部との明暗コントラストを明確にしてパターンを視認できるように形成されていればよい。
遮光部を構成する材料としては、金属薄膜や、樹脂中に金属化合物、顔料、カーボンなどの遮光性粒子を有するものが使用できる。

【0033】

光拡散パターン部２の形成方法としては、光拡散部の構成材料によりインキを作成し、基材上に該インキを印刷法によりパターン状に印刷し、遮光部の構成材料によりインキを作成し、先に形成された光拡散部以外の部分に該インキを印刷法によりパターン状に印刷して形成する方法を用いることができる。

【0034】

また、光拡散パターン部２を構成する光拡散部と遮光部は同一平面上にない場合の光拡散パターン部２の形成方法としては、光拡散部と遮光部のいずれか一方を半透明意匠層４またはタッチセンサ層３上に形成し、光拡散部と遮光部のいずれかの他方をタッチセンサ層の発光層側または発光層上に形成する方法を用いることができる。

【0035】

また、光拡散パターン部２の形成方法として、光拡散パターン部が光拡散部を含む光拡散層と遮光部を含む遮光パターン層とが積層されてなる場合には、基材上に光拡散部を全面に設け、その上に遮光部をパターン状に設けて遮光パターン層を形成する方法が用いることができる。

【0036】

図７は、光拡散パターン部２のパターン４０の一実施形態である。
図７に示すように、タッチスイッチ素子１０を建物内装にセットした場合において、光拡散パターン部のパターン４０は、建物内部の平面図とその平面図中に建物内部の複数の被操作部（例えば、窓Ｘを含む窓や戸、照明Ａを含む照明装置など）とが表示された配置図と、被操作機器の作動内容（窓や戸の開閉方向の上下、照明装置の明るさの大小）が表示された逆三角形のデザインが示されたものを適用することができる。
また、光拡散部のパターン４０の他の実施形態としては、車両内部の全体図とその車両内の複数の被操作部を示した配置図と、被操作機器の作動内容（窓の開閉、シート位置調整、情報端末機器調整など）の表現されたデザインや文字によって示されたものを適用することができる。

【0037】

次に、本発明のタッチスイッチ装置について、その構成要素と機能、及び使用例を挙げて説明する。
図８は、本発明のタッチスイッチ装置１００であって、本発明のタッチスイッチ素子１０に制御部５０を加えてなる実施形態を説明するための構成図である。
図８に示すように、タッチスイッチ装置１００は、タッチスイッチ素子１０と、タッチスイッチ素子１０のタッチセンサ層３と発光層１に接続された制御部５０と、を有している。

【0038】

タッチスイッチ装置１００の制御部５０は、タッチスイッチ素子１０のタッチセンサ層３に指などの接触により入力された情報を処理してその接触位置を特定する検出制御機能を有している。この指などによる入力については、同時に多点を接触して入力する所謂マルチタッチに対応する検出機能を有し、タップやドラッグ、ズーム、回転などのジェスチャーによる入力に対応する機能を有する。
また、タッチスイッチ装置１００の制御部５０は、使用しない場合には消光状態の発光層１に入力された情報を処理して発光層１に発光する指示を出力する機能を有する。
また、タッチスイッチ装置１００の制御部５０は、発光層１を発光状態として、光拡散パターン部によるパターン４０を操作者が視認して必要な箇所を接触して入力された情報を処理して、入力情報に対応した被操作機器６０の制御に関する情報を出力する機能を有する。

【0039】

図８に示すタッチスイッチ装置１００を操作する使用例について説明する。
このタッチスイッチ装置１００には、図７に示すパターン４０を有する光拡散パターン部２を配設したタッチスイッチ素子１０が組込まれている。
タッチスイッチ装置１００を使用しない場合には、タッチスイッチ素子１０の操作側の半透明意匠層４の絵柄模様のみが視認され、配設されたタッチセンサ層などが視認されない状態にあるので、タッチスイッチ素子１０の設置箇所を含む外観の意匠を損なうことがない状態にある。
次に、タッチスイッチ装置１００の半透明意匠層４の表面を指の接触、タッチにより、タッチされた情報が入力され制御部５０によって発光層１が発光する。この場合、タッチスイッチ素子が隠されている状態で最初のタッチをする位置を判りやすくするために、タッチセンサ層３が埋設された半透明意匠層４の表面に目印となるマークを形成しておいてもよい。
ここで、タッチスイッチ素子１０の発光層１の発光によって、半透明意匠層４上に光拡散パターン部２を介して形成されたパターン４０（図７）を操作側から視認することができる
次に、操作者は、図７に示されるパターン４０（部屋間取り図面と逆三角形のパターン）を見て、その部屋の照明Ａの部分にタッチし、同時に操作者は操作内容が象徴的に表示されたデザインである逆三角形の頂点から底辺に向かって、すなわち矢印（→）の方向に指をスライドさせるジェスチャーによって入力する（ここで、前記の矢印（→）は、説明のために示されたものであってパターン４０には含まれていない）。
この入力情報は、制御部５０に送られてタッチセンサ層上の位置情報とジェスチャー情報として検出されて、パターン４０の部屋間取り図面の位置情報、及びジェスチャーと被操作機器の作動内容の関係と照合されて、確定された情報は被操作機器６０への出力情報として送られる。このタッチスイッチ装置１００からの出力情報に従って、被操作機器である照明Ａは、点灯して徐々に照度が上げられる。
また他の操作例として、操作者が、前記と同じ図７のパターン４０の部屋間取り図面を見て、その部屋の窓Ｘをタッチし、同時に三角形の底辺から頂点に向かってすなわち矢印（→）の方向に指をスライドさせるジェスチャーによって入力すると、前記と同様に制御部５０の処理によって、窓Ｘが上方向に引き上げられて開けられる。

【0040】

したがって、本発明のタッチスイッチ装置によれば、使用しない場合には、タッチスイッチ素子の操作側の半透明意匠層が不透明反射体となり、配設されたタッチセンサ層などが見えない状態にあって設置箇所周辺の外観意匠を損なうことがなく、使用する場合には、操作者は操作内容などが表示されたパターンを視認してそのパターンの中の必要な箇所に指を接触して被操作機器を操作することを可能にし、またジェスチャーにより人間の感覚に沿ったスイッチ操作を可能にする効果がある。

【符号の説明】

【0041】

１ 発光層
２ 光拡散パターン部
３ タッチセンサ層
４ 半透明意匠層
５ 光拡散部
６ 遮光部
７ 光拡散層
１０ タッチスイッチ素子
１１ 基材(誘電体部)
１５ 光拡散パターン層
１６ 遮光パターン層
２１ 第１電極部
２２ 第２電極部
３１ 第１導電体
３２ 第２導電体
４０ パターン
５０ 制御部
６０ 被操作機器
１００ タッチスイッチ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】