特開 2024-33004 センサ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033004

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】センサ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 430

G06F3/041 460

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024015809

(22)【出願日】2024-02-05

(62)【分割の表示】P 2020563236の分割

【原出願日】2019-12-23

(31)【優先権主張番号】P 2018248431

(32)【優先日】2018-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】313001332

【氏名又は名称】積水ポリマテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106220

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 正悟

(72)【発明者】

【氏名】友岡 真一

(72)【発明者】

【氏名】酒井 康

(57)【要約】

【課題】電容量センサ等のセンサについて、センサ本体部から伸長するテール部を折り曲げた際の断線リスクを低減すること。
【解決手段】ベース基材２０とセンサシート１０とを備え、前記センサシート１０は、センサ電極１２を有するセンサ本体部１０ａと、前記センサ電極１２に導通する配線１４を有しており前記ベース基材２０に対して突出して伸長するテール部１０ｂとを有するセンサ１について、前記ベース基材２０は、前記センサ本体部１０ａと固着する接合面部４０と、前記テール部１０ｂが繋がる前記センサ本体部１０ａのテール支持部１０ａ１との対向位置に設けられ、前記テール支持部１０ａ１に対して固着しない離間部６０とを有することとした。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース基材とセンサシートとを備え、
前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材に対して突出して伸長するテール部とを有するセンサにおいて、
前記ベース基材は、
前記センサ本体部と固着する接合面部と、
前記テール部が繋がる前記センサ本体部のテール支持部との対向位置に設けられ、前記テール支持部に対して固着しない離間部とを有することを特徴とするセンサ。

【請求項2】

前記離間部は、前記接合面部に対して凹ませてなる凹部である
請求項１記載のセンサ。

【請求項3】

前記離間部は、前記テール支持部と前記ベース基材との間に介在する耐熱性樹脂部材である
請求項１記載のセンサ。

【請求項4】

前記センサシートの前記離間部に対向する部位に前記テール部の外縁に沿う２つの切り込みを有する
請求項１～請求項３何れか１項記載のセンサ。

【請求項5】

前記センサ本体部は、天面部と側面部とを有する立体形状である
請求項１～請求項４何れか１項記載のセンサ。

【請求項6】

前記フィルムシート及び前記ベース基材が透光性材料からなり、
前記センサシートはバックライト光を透過して照光可能である
請求項１～請求項５何れか１項記載のセンサ。

【請求項7】

前記複数のセンサ電極が静電容量変化を検出する静電容量センサ用電極である
請求項１～請求項６何れか１項記載のセンサ。

【請求項8】

ベース基材とセンサシートとを備え、
前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材に対して突出して伸長するテール部とを有するものであり、
前記センサシートに樹脂材でなる前記ベース基材を一体成形するセンサの製造方法において、
前記テール部が繋がる前記センサ本体部のテール支持部に前記樹脂材と固着しないマスキング部を設け、
前記マスキング部を覆うように前記ベース基材を一体成形し、
前記テール支持部を屈曲することで前記ベース基材に対して前記テール部を曲げることを特徴とするセンサの製造方法。

【請求項9】

前記マスキング部が、耐熱性テープである
請求項８記載のセンサの製造方法。

【請求項10】

前記ベース基材の一体成形後に前記耐熱性テープを剥離して除去する
請求項９記載のセンサの製造方法。

【請求項11】

前記マスキング部が、耐熱性塗料でなる塗層である
請求項８記載のセンサの製造方法。

【請求項12】

前記マスキング部が、粘着性高分子材テープである
請求項８記載のセンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種電子機器の入力操作等に用いる静電容量センサ等のセンサと、その製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

各種電子機器において、タッチによる入力操作を行うための操作デバイスが用いられている。入力操作を検知するセンサには、例えば静電容量センサが使用されている。静電容量センサは、例えば、硬質樹脂等でなるベース基材と、樹脂フィルムでなるフィルムシートとを有する。フィルムシートは、ベース基材に保持されるセンサ本体部と、センサ本体部から突出して伸長するテール部とを有する。

【0003】

センサ本体部は、ベース基材に保持されている。センサ本体部には、導電性インキ等によって、複数のセンサ電極と各センサ電極から伸長する配線が印刷により形成されている。テール部は、センサ本体部から突出して伸長している。即ちテール部は、電子機器の筐体内部の部品のレイアウトに応じて配線を自由に引き回すことができるように、ベース基材に保持されていない。テール部には、複数のセンサ電極から伸長する配線がセンサ本体部から連続して形成されている。各配線の端部には、端子部が形成されている。端子部は、電子機器の筐体に配置される回路基板のコネクタに対して接続される。こうした従来の静電容量センサは、例えば、特開２０１３－２４７０２９号公報（特許文献１）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２４７０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の静電容量センサは、テール部が折れ曲がってしまうことがある。テール部の折れ曲がりは、例えば、電子機器の筐体に配置する際、端子部をコネクタに接続する際に起こりうる。また、テール部は、回路基板の配置に応じて、敢えて折り曲げて配置しなければならない場合もある。テール部が剛性の成形体から突出して設けられるような場合には、その成形体との境界で折り曲げられることから、折り曲げ部分に強い負荷がかかるため、その部分にある配線がフィルムシートに対して捲れ上がり、それによって断線することがある。

【0006】

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、静電容量センサ等のセンサについて、センサ本体部から伸長するテール部を折り曲げた際の断線リスクを低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために本発明の一態様のセンサ及びその製造方法は、以下のように構成される。

【0008】

即ち本発明の一態様は、ベース基材とセンサシートとを備え、前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材に対して突出して伸長するテール部とを有するセンサについて、前記ベース基材は、前記センサ本体部と固着する接合面部と、前記テール部が繋がる前記センサ本体部のテール支持部との対向位置に設けられ、前記テール支持部に対して固着しない離間部とを有することを特徴とする。

【0009】

前記本発明の一態様のセンサによれば、テール支持部に対して固着しない離間部においてはセンサシートがベース基材からの拘束が解かれ、その先に設けたテール部が折れ曲がり易くなる。そのため、配線の断線リスクを低減することができる。

【0010】

前記離間部は、前記接合面部に対して凹ませてなる凹部であるものとして構成できる。本発明の一態様によれば、前記センサシートと前記ベース基材との間に隙間を生じさせることができる。離間部を凹部とすれば前記センサシートと前記ベース基材とを物理的に隔てることが可能である。

【0011】

本発明の一態様では、前記離間部は、前記テール支持部と前記ベース基材との間に介在する耐熱性樹脂部材であるものと構成できる。本発明の一態様によれば、耐熱性樹脂部材がセンサシートとベース基材との間に介在して、隙間を開けずに両者の接合を解くことができる。

【0012】

本発明の一態様は、前記センサシートの前記離間部に対向する部位に前記テール部の外縁に沿う２つの切り込みを有するものとして構成できる。本発明の一態様によれば、２つの切り込みに挟まれた箇所がベース基材の拘束から開放されて変形し易くなる。そのため、テール部がより変形し易いセンサとすることができ、配線の断線リスクを低減することができる。

【0013】

本発明の一態様は、前記センサ本体部は、天面部と側面部とを有する立体形状として構成できる。本発明の一態様によれば、センサ本体部が天面部と側面部を有する立体形状であるため、デザイン性を高めるための立体的な形状的工夫を、センサ自体に設けることができる。その一例として、センサ本体部の天面部は、平面形状、湾曲面形状等として形成することができる。センサ本体部の側面部は、円柱状、多角柱状の外周面形状等として形成することができる。

【0014】

前記本発明の一態様は、前記フィルムシート及び前記ベース基材が透光性材料からなり、前記センサシートはバックライト光を透過して照光可能であるものとして構成できる。本発明の一態様によれば、前記センサシートがバックライト光を透過して照光可能であるため、センサ本体部を光らせることができ、夜間や暗所でも操作面を明示し、特定させることができる

【0015】

前記本発明の一態様は、前記複数のセンサ電極が静電容量変化を検出する静電容量センサ用電極として構成できる。本発明の一態様によれば、前記特徴を有する本発明の一態様のセンサを静電容量センサとして実現できる。

【0016】

本発明の一態様は、また、ベース基材とセンサシートとを備え、前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材に対して突出して伸長するテール部とを有するものであり、前記センサシートに樹脂材でなる前記ベース基材を一体成形するセンサの製造方法について、前記テール部が繋がる前記センサ本体部のテール支持部に前記樹脂材と固着しないマスキング部を設け、前記マスキング部を覆うように前記ベース基材を一体成形し、前記テール支持部を屈曲することで前記ベース基材に対して前記テール部を曲げることを特徴とする。

【0017】

前記本発明の一態様のセンサの製造方法によれば、前記ベース基材における前記センサ本体部と固着する接合面部と、前記テール部が繋がる前記センサ本体部のテール支持部と、の対向位置に、前記テール支持部に対して固着しない離間部を設けることができる。この離間部においてはセンサシートがベース基材からの拘束が解かれ、その先に設けたテール部が折れ曲がり易くなるため、配線の断線リスクを低減することができるセンサを提供することができる。

【0018】

前記本発明の一態様は、前記マスキング部が、耐熱性テープであるものとすることができる。本発明の一態様によれば、前記耐熱性テープが前記ベース基材に固着せず、前記離間部を形成することができる。また本発明の一態様によれば耐熱性テープによってマスキング部を容易に形成できる。

【0019】

前記本発明の一態様は、前記ベース基材の一体成形後に前記耐熱性テープを剥離して除去するものとして構成できる。前記本発明の一態様では、前記ベース基材の一体成形後に前記耐熱性テープを剥離して除去することとしたため、前記耐熱性テープを除去した部分が空隙となり、その部分を前記離間部とすることができる。

【0020】

そして、前記本発明の一態様は、前記マスキング部が、耐熱性塗料でなる塗層であるものとすることができる。前記本発明の一態様は、前記マスキング部を耐熱性塗料でなる塗層であるものとしたため、前記塗層は、前記ベース基材に固着せず、前記離間部を形成することができる。また、前記本発明の一態様は、前記マスキング部が、粘着性高分子材テープであるものとすることができる。前記本発明の一態様は、前記マスキング部を粘着性高分子材テープであるものとしたため、成形時間が短い又は成形温度が低い場合には、非耐熱性の粘着性高分子材テープでも前記ベース基材に固着せず、前記離間部を形成することができる。

【0021】

前記センサ電極は、前記フィルムシートの表面又は裏面に形成することができる。また、前記センサ電極は、前記フィルムシートの両面に形成することができる。本発明の一態様によれば、センサ電極の配置を多様化することができ、様々なセンサを実現できる。

【0022】

前記センサ本体部と前記ベース基材は、一体の成形体として構成できる。本発明の一態様によれば、ベース基材とセンサ本体部とが一体物となる。このためベース基材のデザイン形状に合わせてセンサ本体部を形成することができ、多様なデザインのセンサを実現できる。

【0023】

前記本発明の一態様のセンサは、前記ベース基材の底面と対向位置するコネクタを実装した回路基板を有するものとして構成できる。これによればベース基材の底面に近接してコネクタ及び回路基板を配置できるので、センサをコネクタ及び回路基板を含めて小型化できる。

【0024】

前記本発明の一態様のベース基材は、天面部と筒状の側面部とを有し、前記センサシートのテール部は、前記側面部の内側に向けて配置するように構成できる。これによればテール部がベース基材の内側の筒状空間に配置されるので、センサを小型化できる。

【発明の効果】

【0025】

本発明の一態様によれば、センサシートのテール部を折り曲げた際の配線の断線リスクを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態の静電容量センサの概略平面図である。

【図2】図１の静電容量センサの概略正面図である。

【図3】図１の静電容量センサであり、分図Ａは図１のIIIA－IIIA線断面図、分図Ｂは図１のIIIB－IIIB線断面図である。

【図4】図１の静電容量センサの製造方法の一例を示す説明図である。

【図5】図３Ａで示すテール部を下方に屈曲した状態の図３Ａ相当の断面図である。

【図6】図５で示すテール部をベース基材の裏面に屈曲した状態を示す図３Ａ相当の断面図である。

【図7】第１実施形態の第１変形例の静電容量センサの説明図である。

【図8】第１実施形態の第２変形例の静電容量センサの説明図である。

【図9】第２実施形態の静電容量センサの図３Ｂ相当断面図である。

【図10】別の変形例の静電容量センサのベース基材とセンサシートとの結合部分を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

実施形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施形態では本発明の一態様に係るセンサの具体例として静電容量センサを例示して説明する。なお、各実施形態で共通する部材については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、各実施形態で共通する材質、作用、効果等についても重複説明を省略する。

【0028】

第１実施形態〔図１～図４〕

【0029】

本実施形態の静電容量センサ１は、センサシート１０と、ベース基材２０とを備える。

【0030】

センサシート１０は、センサ本体部１０ａとテール部１０ｂとを有する。センサ本体部１０ａは、ベース基材２０の天面部２０ａと側面部２０ｂに積層して固着している。センサ本体部１０ａとベース基材２０とは、検知部１Ａを構成する。テール部１０ｂは、検知部１Ａから伸長して、「接続対象物」としての回路基板３０のコネクタ３１に導通接続する配線接続部１Ｂを構成している。

【0031】

センサシート１０は、樹脂フィルムでなるフィルムシート１１を有する。フィルムシート１１には、積層して形成した複数のセンサ電極１２と、端子部１３と、複数の配線１４（１４ａ～１４ｈ）とを有する。センサシート１０の最表面には、端子部１３を除き、センサ電極１２と配線１４を保護するレジスト層１５が形成されている。センサ電極１２、端子部１３、配線１４、レジスト層１５は、フィルムシート１１に形成した印刷層として設けられている。なお、センサシート１０にはさらに、耐紫外線層、耐硫化性層、装飾層、プライマー層などを形成することも可能である。

【0032】

複数のセンサ電極１２は、図１で示すように、それぞれひし形面を形成している。複数のセンサ電極１２は、静電容量センサ１の回路パターン（第１の回路パターン１２ａ、第２の回路パターン１２ｂ）を形成している。図１において左右方向をＸ軸方向、上下方向をＹ軸方向とすると、第１の回路パターン１２ａは、対角線の長い方の頂点が図１の左右方向（Ｘ軸方向）で連続して繋がる複数のセンサ電極１２で構成される。第１の回路パターン１２ａは、Ｘ軸方向に伸長する回路パターンがＹ軸に交差して並んで配置するため、センサ本体部１０ａにおけるＹ座標を検出することができる。第２の回路パターン１２ｂは、対角線の長い方の頂点が図１の上下方向（Ｙ軸方向）で連続して繋がる複数のセンサ電極１２で構成される。第２の回路パターン１２ｂは、Ｙ軸方向に伸長する回路パターンがＸ軸方向に交差して並んで配置するため、センサ本体部１０ａにおけるＸ座標を検出することができる。したがって、第１の回路パターン１２ａと第２の回路パターン１２ｂのそれぞれの静電容量の変化を組合せることによって、タッチ操作が行われたＸＹ座標を検知することができる。

【0033】

図３Ａの部分拡大図で示すように、第１の回路パターン１２ａは、フィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。第２の回路パターン１２ｂは、フィルムシート１１の表面１１ａに形成されている。第１の回路パターン１２ａと第２の回路パターン１２ｂは、平面視で、第１の回路パターン１２ａをなすセンサ電極１２のひし形の頂点と第２の回路パターン１２ｂをなすセンサ電極１２のひし形の頂点とが、フィルムシート１１の厚み方向で交差する位置に配置されている。他方、第１の回路パターン１２ａをなすセンサ電極１２のひし形と第２の回路パターン１２ｂをなすセンサ電極１２のひし形とは、フィルムシート１１の厚み方向で互いに重ならないように配置されている。このように相互に配置される第１の回路パターン１２ａをなすセンサ電極１２と第２の回路パターン１２ｂをなすセンサ電極１２は、タッチ操作が行われたＸＹ座標を検知するための操作座標を形成している。

【0034】

センサシート１０のセンサ本体部１０ａの表面１０ｃには、ベース基材２０が固着され積層されてタッチ操作を行う操作面を形成する。よってセンサシート１０とベース基材２０とは、一体物として形成されている。そして一体物であることで、センサ本体部１０ａをベース基材２０に沿った形状に形成することができる。そのためフィルムシート１１は、材料としては平坦なフィルムであるが、ベース基材２０の形状に応じて、ドーム状又は円弧状などの立体操作面を有するように形成することができる。また、センサシート１０は、ベース基材２０の天面部２０ａだけでなく、その筒状の側面部２０ｂにも沿う。これにより、ベース基材２０の天面部２０ａから側面部２０ｂに至る角部分に丸みを持たせたセンサシート１０として形成することができる。センサシート１０のセンサ本体部１０ａの表面１０ｃには、さらにレジスト層１５を設け、センサシート１０とベース基材２０に固着して積層してもよい。センサシート１０及びベース基材２０は、透光性材料を用いると、バックライト光を透過することができる。

【0035】

ベース基材２０の天面部２０ａと側面部２０ｂには、ベース基材２０がセンサシート１０のフィルムシート１１と接合した「接合面部」としての接合面４０を有しており、図３Ａの部分拡大図で示すように、その接合面４０の端５０からフィルムシート１１が突出してテール部１０ｂを形成している。このテール部１０ｂとベース基材２０との境界部分は、ベース基材２０の側面部２０ｂに形成された前記接合面４０の端５０に、その接合面４０がそのまま延長した場合を想定した仮想延長面よりもベース基材２０が凹んだ「凹部」としての離間部６０を形成している。離間部６０は、ベース基材２０の構成である。離間部６０と対向位置するセンサシート１０の部分は、センサ本体部１０ａの一部分である。その一部分は、ベース基材２０に対して固着しておらず、テール部１０ｂを屈曲可能に支持するテール支持部１０ａ１を構成する。

【0036】

離間部６０を形成する方法は多数存在するが、図４を参照してその一例について説明する。離間部６０を形成する部分に対応するフィルムシート１１の表面１１ａに耐熱性テープ６１又は印刷層のようなマスキング部材を介在させる方法がある。ここでは耐熱性テープ６１を用いるセンサシート１０の製造方法を説明する。まず平面状のフィルムシート１１にセンサ電極１２及び配線１４、そしてレジスト層１５等を印刷等により設けておき、これを真空成形等により仮絞りを行って図４Ａで示すような形状にフィルムシート１１を成形する。次に、図４Ｂで示すように離間部６０を形成するフィルムシート１１の部分に耐熱性テープ６１を貼り付けておく。フィルムシート１１に貼り付けた耐熱性テープ６１は「マスキング部」を構成する。そしてフィルムシート１１を射出成形金型に配置してベース基材２０となる溶融樹脂を射出し、固化して図４Ｃで示すようにフィルムシート１１とベース基材２０を一体成形する。次に、耐熱性テープ６１を取り除くことで、図４Ｄで示すように、耐熱性テープ６１の厚み及び面積とほぼ同じ大きさの空間となる「凹部」としての離間部６０が形成された一体成形体を得る。その後、図４Ｅで示すようにテール支持部１０ａ１を屈曲させることでテール部１０ｂを折り曲げる。

【0037】

耐熱性テープ６１は、ベース基材２０にセンサシート１０を一体化させる成形温度でも溶けたり軟化したりしない材質のものからなる。例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ガラスクロス、その他にはアルミニウム又は銅など各種の金属箔などが挙げられる。

【0038】

あるいは耐熱性テープ６１として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の樹脂フィルムの表面に、耐熱性高分子組成物を塗工した層を設けたものを用いることができる。耐熱性高分子組成物としてはシリコーン系やフロロシリコーン系、フッ素系などの高分子組成物が挙げられる。

【0039】

そして耐熱性テープ６１はまた、こうした材質からなる基材上にさらに耐熱性の粘着剤を有していることが好ましい。粘着剤としては、例えばアクリル系又はシリコーン系、フッ素系などからなる耐熱性の高い粘着剤を用いることができる。なお、耐熱性テープ６１が、樹脂フィルムの表面に耐熱性高分子組成物からなる層を設けたものである場合には、この粘着剤は、耐熱性高分子組成物からなる層とは反対側の樹脂フィルムの表面に設けることが好ましい。耐熱性テープ６１の表面は、平坦でベース基材２０となる溶融樹脂が咬みついたり浸透したりしない平滑性を有することが好ましい。

【0040】

なお、本実施形態では、「マスキング部」として、耐熱性テープ６１を適用している一例について説明しているが、他の態様とすることも可能である。例えば、基材が天然高分子材のセロファンテープや、基材が合成高分子材のＯＰＰ（Oriented Poly Propylene）テープ等の汎用の非耐熱性の粘着性高分子材テープは、成形時間や成形温度の影響が小さい場合には、本発明の「マスキング部」の一態様として用いることができる。すなわち、これらの粘着性高分子材テープは、非耐熱性でも成形時間が短い又は成形温度が低い場合には、ベース基材２０となる溶融樹脂と固着せずに、また、フィルムシート２０からも剥がすことができるので、離間部６０を形成する際における「マスキング部」として適用できる。

【0041】

静電容量センサ１の構成部位の説明に戻ると、テール部１０ｂは、ベース基材２０の筒状の側面部２０ｂの底面内縁２０ｄから、ベース基材２０に固着せずに伸長する部分である。テール部１０ｂは、センサ本体部１０ａから突出しており、突出した先端に端子部１３を備える。配線１４は、フィルムシート１１にあるセンサシート１０のセンサ本体部１０ａから、フィルムシート１１の側面１１ｃとテール部１０ｂとを通じて端子部１３に伸長する。

【0042】

具体的には、センサ電極１２の第１の回路パターン１２ａは、フィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。このため、第１の回路パターン１２ａから伸長する配線１４は、第１の回路パターン１２ａからテール部１０ｂの端子部１３に至るまで、フィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。

【0043】

これに対して、第２の回路パターン１２ｂは、フィルムシート１１の表面１１ａに形成されている。このため、第２の回路パターン１２ｂから伸長する配線１４は、第２の回路パターン１２ｂからテール部１０ｂのスルーホール１０ｂ１に至るまで、フィルムシート１１の表面１１ａに形成されている。そして、配線１４は、スルーホール１０ｂ１を貫通してフィルムシート１１の裏面１１ｂに到達した後、端子部１３まで伸長する。

【0044】

したがって、複数の配線１４は、スルーホール１０ｂ１と端子部１３との間では、すべてフィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。これに対して、センサ本体部１０ａとスルーホール１０ｂ１との間では、複数の配線１４のうちの何本かはフィルムシート１１の表面１１ａに形成され、残りの何本かはフィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。

【0045】

次に、静電容量センサ１を形成する各部位の材質、機能等について説明する。

【0046】

フィルムシート１１は、センサシート１０の基材であり、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを用いる。熱可塑性樹脂であれば、加熱することでベース基材２０の形状に対応した形状に容易に成形することができるからである。こうした樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを挙げることができる。センサシート１０の裏面１０ｄに記号又は数字等、何らかの表示を表す表示部（図示せず）を設ける場合などは、透明性のある樹脂フィルムを用いることが好ましい。

【0047】

フィルムシート１１の厚さは、形状保持のための定形性、折曲げが可能な可撓性等を有する必要から、１０～５００μｍであることが好ましい。またフィルムシート１１には、後述するセンサ電極１２の材料となる導電性高分子との密着性を高めるプライマー層又は表面保護層、帯電防止等を目的とするオーバーコート層などを設けたり、予め表面処理を施しておいたりすることもできる。

【0048】

センサ電極１２は、導電インキ又は導電性高分子を含む導電層からなる。導電性高分子を用いればベース基材２０との一体成形の際にセンサ電極１２が伸ばされても、断線し難い。また、液状の塗液を形成し印刷形成することができ、ＩＴＯ等と比べて安価にセンサ電極１２が得られる点でも好ましい。一方、透明性が必要でない場合には、銀インキ又はカーボンペースト等の導電インキでセンサ電極１２を形成することができる。銀インキは、低抵抗で感度の優れたセンサ電極１２を形成できる点で好ましい。一方、カーボンペーストは、導電性高分子よりも安価にセンサ電極１２が得られる点、又は耐候性に優れる点で好ましい。

【0049】

センサ電極１２となる導電性高分子の材質には、透明な層を形成できる導電性高分子が用いられる。こうした透明性のある導電性高分子には、ポリパラフェニレン又はポリアセチレン、ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ（ポリ－３，４－エチレンジオキシチオフェン－ポリスチレンスルホン酸）等が例示できる。センサ電極１２の層厚は、０．０４～１．０μｍが好ましく、０．０６～０．４μｍがさらに好ましい。層厚が０．０４μｍ未満であるとセンサ電極１２の抵抗値が高くなるおそれがあり、層厚が１．０μｍを超えると透明性が低くなるおそれがある。なお、センサ電極１２の層厚は、フィルムシート１１にセンサ電極１２を形成して原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定することができる。

【0050】

配線１４は、センサ電極１２を端子部１３まで導通接続するものである。配線１４の材質は、銅、アルミニウム、銀又はそれらの金属を含む合金等の高導電性金属を含む導電ペースト又は導電インキから形成されることが好ましい。また、これらの金属又は合金の中でも導電性が高く、銅よりも酸化し難いという理由から銀配線とすることが好ましい。

【0051】

配線１４の厚さは１．０～２０μｍとすることが好ましい。配線１４の厚さが１．０μｍ未満では配線１４の抵抗値が上昇し易く、ノイズの原因になるおそれがある。一方、配線１４の厚さが２０μｍを超えると、段差が大きくなることから、レジスト層１５を塗布するときに気泡が入るおそれが高くなる。気泡が入ると破裂して穴ができ、配線１４に含まれる高導電性金属が腐食しやすくなるという不具合がある。また、配線１４の抵抗値は３００Ω以下とすることが好ましい。配線１４の抵抗値が３００Ωを超えるとノイズが増加して感度が悪くなるおそれがある。

【0052】

端子部１３は、静電容量センサ１を回路基板３０のコネクタ３１に導電接続するための接続部である。端子部１３は、配線１４の先端をカーボンインキで覆うこと等により形成することができる。

【0053】

レジスト層１５は、隣接するセンサ電極１２どうしの導通防止と、センサ電極１２を紫外線及び引っ掻き等から保護するために設けられる絶縁性の保護膜である。レジスト層１５は、透明性である。また、レジスト層１５は、銀ペースト又は金属からなる配線１４の腐食を防止する機能も有する。レジスト層１５となる樹脂には、硬質の樹脂が選択され、例えば、アクリル系又はウレタン系、エポキシ系、ポリオレフィン系の樹脂、その他の樹脂を用いることができる。レジスト層１５の厚さは、通常は、６～３０μｍであり、好ましくは１０～２０μｍである。その理由は、レジスト層１５の厚さが３０μｍを超えると柔軟性に乏しくなり、厚さが６μｍ未満であるとセンサ電極１２の保護が不十分となるおそれがあるからである。

【0054】

次に、既に説明済みのものを除き、本実施形態の静電容量センサ１の作用・効果を説明する。

【0055】

一般に、一体成形又はインサート成形等の通常の成形方法では、フィルムシート１１とベース基材２０とがその積層面全体で互いに固着する。そのため配線１４を有するテール部１０ｂは、図３Ａで示すように、ベース基材２０の側方に延伸した状態に形成することや容易であるが、下側や内側などフィルムシート１１の広がり方向に対して９０度以上の角度を有する任意の方向に延ばすことは難しい。しかしながら、センサシート１０となるフィルムシート１１に、ベース基材２０と固着しない離間部６０を設けることで、任意の方向に曲げ易いテール部１０ｂを得ることができる。即ち、図５で示すように、テール部１０ｂを側面部１Ａ２に沿った下方に折り曲げ、さらに図６で示すように、テール部１０ｂをベース基材２０の内側に収容するように折り曲げることも容易である。

【0056】

静電容量センサ１では、テール部１０ｂがベース基材２０の底面内縁２０ｄからは離間部６０の部分だけ離れているため、上記のようにベース基材２０の底面部２０ｃ側にテール部１０ｂを折り曲げて配置することが容易となる。よってテール部１０ｂの配置を含めて静電容量センサ１の全体を小型化することができる。

【0057】

ベース基材２０は、電子機器の第１の分割筐体として構成できる。ベース基材２０の開口部２０ｅには、第２の分割筐体３２と組み合わせることができる。第１の分割筐体（ベース基材２０）と第２の分割筐体３２で組み合わされる筐体の内側には収容空間が形成される。収容空間には回路基板３０を配置することができる。テール部１０ｂの端子部１３は、筐体の内部でコネクタ３１と接続することができる。

【0058】

検知部１Ａは、天面部１Ａ１と側面部１Ａ２を有する立体形状であるため、デザイン性を高めるための立体的な形状的工夫を、静電容量センサ１自体に設けることができる。例えば、操作面となる検知部１Ａの天面部１Ａ１は、平面形状、湾曲面形状等として形成することができる。側面部１Ａ２は、円柱状、多角柱状の外周面形状等として形成することができる。あるいはまた、天面部１Ａ１と側面部１Ａ２が滑らかに繋がったドーム形状等とすることができる。

【0059】

レジスト層１５は、センサ電極１２と配線１４を確実に保護できる。また、レジスト層１５はセンサ電極１２どうしを確実に絶縁できる。

【0060】

第１実施形態の第１変形例〔図７〕

【0061】

第１実施形態の第１変形例による静電容量センサ２の断面図を図７に示す。静電容量センサ２は、耐熱性テープ６１を取り除かずにそのまま静電容量センサ２内に置きとどめたものである。耐熱性テープ６１を剥離除去せずに、そのまま残しておくことで、耐熱性テープ６１が離間部６０となり、耐熱性テープ６１とベース基材２０との界面が剥離し易くなる。その他の構成は静電容量センサ１と同様である。

【0062】

第１実施形態の第２変形例〔図８〕

【0063】

第１実施形態の第２変形例による静電容量センサ３の断面図を図８に示す。上記第１変形例による静電容量センサ２で用いた耐熱性テープ６１の代替品及び代替方法として、耐熱性塗料をフィルムシート１１の表面１１ａに塗布する方法を採用することができる。フィルムシート１１の表面１１ａに塗布され硬化した塗層６２は「マスキング部」を構成する。耐熱性塗料としては、例えば、フッ素系又はシリコーン系のベースに無機フィラーを含有した耐熱塗料を利用することができる。あるいは熱硬化型又は紫外線硬化型の塗料を用いてもよい。この塗層６２を除去せずにそのまま残しておくことで、塗層６２が離間部６０となり、塗層６２とベース基材２０との界面が剥離し易くなる。その他の構成は静電容量センサ２と同様である。

【0064】

第２実施形態〔図９〕

【0065】

第２実施形態の静電容量センサ４は、センサシート１０の離間部６０に対向する部位に切り込み１０ｅを有していることを特徴とする。それ以外の構成は、静電容量センサ１と同様である。図９には、切り込み１０ｅを有する静電容量センサ４の断面図を示す。切り込み１０ｅを有しない図３Ｂで示す第１実施形態の静電容量センサ１と比較すると、テール部１０ｂがベース基材２０の内側に折れ曲がり易くなっている。

【0066】

切り込み１０ｅはベース基材２０となる溶融樹脂が浸入しない程度に、隙間の無い太さである必要がある。切り込み１０ｅの幅が太くなると、溶融樹脂が浸入してセンサシート１０と固着する可能性があり好ましくない。マスキング部や耐熱性テープ６１は、切り込み１０ｅを覆うように設けておくことが好ましい。センサシート１０にベース基材２０を一体成形する際に溶融樹脂が切り込み１０ｅに浸入することを避け易くするためである。マスキング部や耐熱性テープ６１は、第１実施形態の第１変形例による静電容量センサ２のように、一体成形の後に剥離して除去することもできる。センサシート１０は、側面部１Ａ２の下端から突出したテール部１０ｂのみならず、側面部１Ａ２に対向する部分でも切り込み１０ｅに挟まれたフィルムシート１１の部分は、ベース基材２０から離れ、切り込み１０ｅを設けた長さだけベース基材２０の内側に向けて曲げ延ばすことができる。

【0067】

その他の変形例

【0068】

上記実施形態では、絞り加工して上に凸形状としたセンサ本体部１０ａでは、センサシート１０の表面１０ｃをベース基材２０で覆うこととしつつ、センサ本体部１０ａから外方に突出したテール部１０ｂを有する静電容量センサ１について説明したが、テール部１０ｂの長さがベース基材２０の側面部２０ｂ内に収まる長さとしたものでも良い。但し、この側面部２０ｂから離れてコネクタ３１に導通接続する必要があり、切り込み１０ｅを設けて、切り込み１０ｅに挟まれた部分がテール部１０ｂとなるようにする。

【0069】

センサシート１０とベース基材２０とが接合する部分の形状及び向きは特に限定されるものではなく、図１０で示すように、ベース基材２０の下端に設けたセンサシート１０との間で離間部６０を形成するようなものであっても良い。

【0070】

前記実施形態は、本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更又は公知技術の付加、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。例えば、テール部１０ｂの両端側に配置される配線１４は、フィルムシート１１の表面１１ａ又は裏面１１ｂのどちらに設けても良い。

【0071】

前記実施形態の静電容量センサ１，２，３は、着色や文字・数字・記号等の表示部を含む加飾層を設けてもよい。レジスト層１５を加飾層として構成してもよく、この場合には加飾層を保護する保護層を設けてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ 静電容量センサ（センサ、第１実施形態）
１Ａ 検知部
１Ａ１ 天面部
１Ａ２ 側面部
１Ｂ 配線接続部
２ 静電容量センサ（センサ、第１実施形態の第１変形例）
３ 静電容量センサ（センサ、第１実施形態の第２変形例）
４ 静電容量センサ（センサ、第２実施形態）
１０ センサシート
１０ａ センサ本体部
１０ａ１ テール支持部
１０ｂ テール部
１０ｂ１ スルーホール
１０ｃ 表面
１０ｄ 裏面
１０ｅ 切り込み
１１ フィルムシート
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 側面
１２ センサ電極
１２ａ 第１の回路パターン
１２ｂ 第２の回路パターン
１３ 端子部
１４ 配線
１５ レジスト層
１６ 屈曲部
１６ａ 外側屈曲面
１６ｂ 内側屈曲面
２０ ベース基材
２０ａ 天面部
２０ｂ 側面部
２０ｃ 底面部
２０ｄ 底面内縁
２０ｅ 開口部
３０ 回路基板
３１ コネクタ
３２ 第２の筐体
４０ 接合面
５０ 接合面の端
６０ 離間部
６１ 耐熱性テープ（マスキング部、耐熱性樹脂部材）
６２ 塗層（マスキング部、耐熱性樹脂部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース基材と前記ベース基材に固着するセンサシートとを備え、
前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材及びセンサ本体部に対して突出して伸長するテール部とを有するセンサにおいて、
前記センサシートは、前記ベース基材に対して固着せず、前記ベース基材と重なる位置にあり、前記センサ本体部の端部に設けられて、前記テール部と繋がって前記テール部を屈曲可能に支持するテール支持部を有しており、
前記ベース基材は、
前記センサ本体部と固着する接合面部と、
前記テール支持部との対向位置に設けられ、前記テール支持部に対して固着しない離間部とを有しており、
前記テール部は、前記テール支持部を屈曲することで前記ベース基材に対して折り曲げられており、
前記離間部は、前記ベース基材と前記テール支持部との間に設けられていることを特徴とするセンサ。

【請求項2】

前記離間部は、前記接合面部に対して凹ませてなる凹部である
請求項１記載のセンサ。

【請求項3】

前記離間部は、前記テール支持部と前記ベース基材との間に介在する耐熱性樹脂部材である
請求項１記載のセンサ。

【請求項4】

前記離間部は、前記接合面部の端部に隣接して設けられている
請求項１～請求項３何れか１項記載のセンサ。

【請求項5】

前記離間部は、前記ベース基材の底面の下端側に設けられている
請求項１～請求項４何れか１項記載のセンサ。

【請求項6】

前記離間部は、前記テール支持部と前記ベース基材との間に介在する耐熱性テープ、耐熱性塗料でなる塗層又は粘着性高分子材テープである
請求項１記載のセンサ。

【請求項7】

前記複数のセンサ電極が静電容量変化を検出する静電容量センサ用電極である
請求項１～請求項６何れか１項記載のセンサ。

【請求項8】

ベース基材と前記ベース基材に固着するセンサシートとを備え、
前記センサシートは、センサ電極を有するセンサ本体部と、前記センサ電極に導通する配線を有しており前記ベース基材及び前記センサ本体部に対して突出して伸長するテール部とを有するものであり、
前記センサシートに樹脂材でなる前記ベース基材を一体成形するセンサの製造方法において、
前記センサシートは、前記ベース基材に対して固着せず、前記ベース基材と重なる位置にあり、前記センサ本体部の端部に設けられて、前記テール部と繋がって前記テール部を屈曲可能に支持するテール支持部を有しており、
前記テール支持部に前記樹脂材と固着しないマスキング部を設け、
前記マスキング部を覆うように前記ベース基材を一体成形し、
前記テール支持部を屈曲することで前記ベース基材に対して前記テール部を曲げることを特徴とするセンサの製造方法。

【請求項9】

前記マスキング部が、耐熱性テープである
請求項８記載のセンサの製造方法。

【請求項10】

前記ベース基材の一体成形後に前記耐熱性テープを剥離して除去する
請求項９記載のセンサの製造方法。

【請求項11】

前記マスキング部が、耐熱性塗料でなる塗層である
請求項８記載のセンサの製造方法。

【請求項12】

前記マスキング部が、粘着性高分子材テープである
請求項８記載のセンサの製造方法。