特許 7456571 センサ

(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】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】センサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20240319BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 430

G06F3/044 120

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020561432

(86)(22)【出願日】2019-12-17

(86)【国際出願番号】 JP2019049278

(87)【国際公開番号】W WO2020129932

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2022-09-20

(31)【優先権主張番号】P 2018237083

(32)【優先日】2018-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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

【審査官】木内 康裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２２１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１９０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９０６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０３９０４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０６０４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２５３８３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第１１３８５７３７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース基材と、フィルムシートに複数のセンサ電極と前記センサ電極に導通する複数の配線とを形成したセンサシートとを備えるセンサにおいて、
前記センサシートは、前記ベース基材の天面と側面に固着しており、
前記複数のセンサ電極を有する検知部と、
前記検知部から前記ベース基材の底面側に伸長し、前記複数の配線を有するテール部とを有しており、
前記テール部は、前記ベース基材の底面外縁に沿って接触しつつ前記ベース基材の底面に向けて前記テール部の基端部を折り曲げて形成される屈曲部を有しており、
前記屈曲部を通過する前記複数の配線は、前記屈曲部にある前記フィルムシートの外側屈曲面に形成されていることを特徴とするセンサ。

【請求項2】

前記屈曲部を通過する前記複数の配線は、前記テール部の伸長方向に対する交差方向で並列に配置されており、少なくとも前記底面外縁と接触する前記テール部の屈曲接触位置にある１以上の前記配線が前記外側屈曲面に形成されている
請求項１記載のセンサ。

【請求項3】

前記ベース基材と前記検知部は、センサ本体部を形成しており、
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又は請求項２記載のセンサ。

【請求項4】

前記ベース基材は、少なくとも前記テール部の前記屈曲部側が平板形状であり、
前記底面外縁が前記ベース基材の前記底面の外縁部である
請求項１又は請求項２記載のセンサ。

【請求項5】

前記底面外縁は、少なくとも前記屈曲部と対向位置する部分が円弧形状である
請求項１～請求項４何れか１項記載のセンサ。

【請求項6】

前記複数のセンサ電極と前記複数の配線とを覆うレジスト層を有する
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】

前記ベース基材は、
天面部と、
側面部とを有し、
前記検知部は、前記天面部と前記側面部とに積層して固着しており、
前記テール部は、前記ベース基材の前記側面部の底面外縁の位置で前記ベース基材の底面に向けて屈曲する屈曲部を有する
請求項１記載のセンサ。

【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センサに関し、特に静電容量センサに関する。

【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検知部と、検知部から突出して伸長するテール部とを有する。

【0003】

検知部は、ベース基材に保持されている。検知部には、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、検知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検知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】

【文献】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。しかしながら、テール部が折れ曲がると、折れ曲がり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、検知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、フィルムシートに複数のセンサ電極と前記センサ電極に導通する複数の配線とを形成したセンサシートとを備えるセンサについて、前記センサシートは、前記ベース基材に保持されており、前記複数のセンサ電極を有する検知部と、前記検知部から前記ベース基材の底面側に伸長し、前記複数の配線を有するテール部とを有しており、前記テール部は、前記ベース基材の底面外縁の位置で前記ベース基材の底面に向けて屈曲する屈曲部を有しており、前記屈曲部を通過する前記複数の配線は、前記屈曲部にある前記フィルムシートの外側屈曲面に形成されていることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様によれば、テール部がベース基材の底面側に伸長する。このためテール部をベース基材の底面側に配置することができ、本発明の一態様のセンサをテール部の配置を含めて小型化することができる。また、本発明の一態様によれば、前記ベース基材の底面外縁の位置で前記ベース基材の底面に向けて屈曲する屈曲部を有しており、前記屈曲部を通過する前記複数の配線は、前記屈曲部にある前記フィルムシートの外側屈曲面に形成されている。屈曲部を通過する配線をフィルムシートの外側屈曲面（フィルムシートの山折り側の面）に形成すると、配線の断線リスクを低減することができる。即ち、配線が屈曲部の内側屈曲面（フィルムシートの谷折り側の面）にあると、配線が屈曲部分で圧縮されて縮こまることで、フィルムシートに対して捲れ易くなる。他方、配線が屈曲部の外側屈曲面にあると、配線は圧縮されて縮こまることはなく、フィルムシート上で伸ばされるだけである。よって配線がフィルムシートから捲れて断線することを防ぐことができる。

【0010】

前記屈曲部を通過する前記複数の配線は、前記テール部の伸長方向に対する交差方向で並列に配置されており、少なくとも前記底面外縁と接触する前記テール部の屈曲接触位置にある１以上の前記配線が前記外側屈曲面に形成されるように構成できる。

【0011】

各センサ電極から伸長する配線が、テール部の伸長方向に対する交差方向（後記実施形態ではテール部の幅方向）で並列に配置されている場合、特にベース基材の底面外縁に接触する屈曲部の屈曲接触位置にある配線が、フィルムシートの折れ曲がりによって断線するリスクが高い。そこで本発明の一態様では、前記テール部の中央位置にある１以上の前記配線が前記外側屈曲面に形成することで、中央位置に配置されている配線の断線リスクを低減することができる。

【0012】

前記屈曲部は、前記底面外縁に沿って接触しつつ折れ曲がる形状として構成できる。

【0013】

本発明の一態様によれば、ベース基材の底面外縁に沿って接触しつつ折れ曲がる形状としているので、ベース基材の底面に近接してテール部を配置することができる。よってテール部の配置を含めてセンサ全体を小型化することができる。

【0014】

前記ベース基材と前記検知部は、センサ本体部を形成しており、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。

【0015】

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。

【0016】

前記ベース基材は、少なくとも前記テール部の前記屈曲部側が平板形状であり、前記底面外縁が前記ベース基材の前記底面の外縁部であるように構成できる。

【0017】

本発明の一態様によれば、ベース基材の少なくともテール部の屈曲部側が平板形状であり、底面外縁がベース基材の底面の外縁部である構成としても、検知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できる。

【0018】

前記底面外縁は、少なくとも前記屈曲部と対向位置する部分が円弧形状であるように構成できる。

【0019】

本発明の一態様によれば、ベース基材を、ベース基材の底面外縁が円弧形状となるような形状に形成することができる。したがって、センサは、立体形状のデザインの自由度を高めることができる。よって、センサは、ベース基材の形状を多様化しても、底面外縁における配線の断線リスクを低減できる。

【0020】

前記本発明の一態様は、前記複数のセンサ電極と前記複数の配線とを覆うレジスト層を有するように構成できる。

【0021】

本発明の一態様によれば、レジスト層によってセンサ電極と配線を確実に保護できる。また、本発明の一態様によれば、センサ電極どうしを確実に絶縁できる。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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、様々なセンサ及び静電容量センサを実現できる。

【0025】

前記検知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、ベース基材と検知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検知部を形成することができ、多様なデザインのセンサ及び静電容量センサを実現できる。

【0026】

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、センサ及び静電容量センサをコネクタ及び回路基板を含めて小型化できる。

【0027】

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、センサ及び静電容量センサを小型化できる。

【発明の効果】

【0028】

本発明の一態様のセンサによれば、検知部から伸長する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】

【0029】

【図1】第１実施形態の静電容量センサであり、分図Ａは、その概略平面図、分図Ｂはその概略正面図である。

【図2】図１ＡのＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図２で示すテール部を屈曲した状態の図２相当の断面図である。

【図4】図３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２相当の断面図である。

【図5】第１実施形態の変形例の静電容量センサであり、分図Ａはその概略平面図、分図Ｂはその概略正面図である。

【図6】第２実施形態の静電容量センサであり、分図Ａはテール部の概略平面図、分図Ｂは概略正面図、分図Ｃは図２相当の断面図である。

【図7】比較例１の静電容量センサであり、分図Ａはテール部の概略平面図、分図Ｂは概略正面図、分図Ｃは図２相当の断面図である。

【図8】比較例２の静電容量センサであり、分図Ａはテール部の概略平面図、分図Ｂは概略正面図、分図Ｃは図２相当の断面図である。

【図9】第３実施形態の静電容量センサの概略構成図であり、分図Ａはテール部を屈曲させる前の断面図、分図Ｂはテール部を屈曲した状態の分図Ａ相当の断面図、分図Ｃはテール部をベース基材の裏面に屈曲した状態を示す分図Ａ相当の断面図である。

【図10】第３実施形態の変形例の静電容量センサの概略構成図であり、分図Ａはテール部を屈曲させる前の断面図、分図Ｂはテール部を屈曲した状態の分図Ａ相当の断面図、分図Ｃはテール部をベース基材の裏面に屈曲した状態を示す分図Ａ相当の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

実施形態に基づいて本発明の一態様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。

【0031】

第１実施形態〔図１～図４〕

【0032】

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。

【0033】

センサシート１０は、検知部１０ａとテール部１０ｂとを有する。検知部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。検知部１０ａとベース基材２０とは、センサ本体部１Ａを構成する。テール部１０ｂは、センサ本体部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。

【0034】

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。

【0035】

複数のセンサ電極１２は、図１Ａ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１Ａ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１Ａ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、検知部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１Ａ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、検知部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。

【0036】

図２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。

【0037】

センサシート１０の表面１０ｃ、即ちレジスト層１５の表面は、タッチ操作を行う操作面を形成する。センサシート１０の検知部１０ａの裏面１０ｄは、ベース基材２０に固着され積層されている。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、検知部１０ａがベース基材２０の外形面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の外形面の形状に応じて、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も覆う。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の検知部１０ａの裏面１０ｄには、さらにレジスト層を設け、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。

【0038】

テール部１０ｂは、ベース基材２０の筒状の側面部２０ｂの底面外縁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、検知部１０ａから突出しており、突出した先端部に端子部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の検知部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。

【0039】

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。

【0040】

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１３ｂまで伸長する。

【0041】

したがって、複数の配線１４は、スルーホール１０ｂ１と端子部１３ｂ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、検知部１０ａとスルーホール１０ｂ１との間では、複数の配線１４のうち、テール部１０ｂの幅方向で中央位置にある配線１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆがフィルムシート１１の表面１１ａに形成されている。また、テール部１０ｂの両端部側にある配線１４ａ、１４ｂ、１４ｇ、１４ｈは、フィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。このように配線したのは次の理由による。

【0042】

静電容量センサ１は、センサ電極１２、端子部１３、配線１４を形成したセンサシート１０に、ベース基材２０を一体成形することで形成される。図２は、センサシート１０にベース基材２０を一体成形して得られる一体成形体である。この一体成形体では、センサ本体部１Ａの側方に配線接続部１Ｂが伸長する形状となっている。そして、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）は、先ず図３で示すように、ベース基材２０の側面部２０ｂに沿うように下方に曲げられる。さらに、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）は、図４で示すように、ベース基材２０の底面部２０ｃに向けて折り曲げられ、その折曲げ部分（テール部１０ｂの基端部）には屈曲部１６が形成される。配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）をベース基材２０の底面部２０ｃに折り曲げるのは、底面部２０ｃと対向配置されているコネクタ３１に端子部１３を接続するためである。

【0043】

図３の状態から図４で示すように配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）を折り曲げて屈曲部１６を形成する際には、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）をベース基材２０の底面部２０ｃの底面外縁２０ｄに沿って折り曲げる。配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）の基端部における底面外縁２０ｄとの接触部分は、屈曲部１６の屈曲点となる。屈曲部１６は、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）の幅方向の全長に亘って形成される。

【0044】

屈曲部１６のうち、底面外縁２０ｄとの屈曲接触位置（屈曲部１６の内側屈曲面１６ｂ）は、屈曲部１６の屈曲点となり、底面外縁２０ｄの外形に沿って折り曲げられることから、大きな応力が作用する。このため、フィルムシート１１の裏面１１ｂの屈曲接触位置に配線１４を設けると、配線１４をなす導電性印刷層は、屈曲部１６の谷折り面に挟まれて縮こまるように圧縮されることで、フィルムシート１１の裏面１１ｂに対して捲れ上がり、断線し易くなる。

【0045】

これに対して、底面外縁２０ｄと対向しない屈曲部１６の外側屈曲面１６ａ（フィルムシート１１の表面１１ａ）に配線１４を設けると、配線１４をなす印刷層は、屈曲部１６の山折り面に沿って伸ばされるだけであり断線することはない。このように、屈曲部１６では、底面外縁２０ｄと対向する内側屈曲面１６ｂ（フィルムシート１１の裏面１１ｂ）に配線１４を設けると断線しやすいのに対し、裏面１１ｂの反対側の外側屈曲面１６ａ（フィルムシート１１の表面１１ａ）に配線１４を設ければ断線は起こりにくくなる。

【0046】

本実施形態の屈曲部１６における底面外縁２０ｄとの屈曲接触位置は、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）の幅方向の中央位置となっている。そこで本実施形態では、複数の配線１４のうち、テール部１０ｂの幅方向で中央位置にある配線１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆは、屈曲部１６の外側屈曲面１６ａに形成し、テール部１０ｂのスルーホール１０ｂ１を通じてフィルムシート１１の裏面１１ｂに導き、端子部１３にまで配線するようにしている。また、テール部１０ｂの両端部側にある配線１４ａ、１４ｂ、１４ｇ、１４ｈは、底面外縁２０ｄに沿って折り曲げられておらず中央位置よりも断線リスクが少ないため、屈曲部１６の内側屈曲面１６ｂに形成されている。ベース基材２０が筒状の側面部を有する立体形状であると、ベース基材２０の底面外縁２０ｄは平面視で円弧状等の曲線となり、側方に伸びたテール部１０ｂが底面外縁２０ｄを支点に折り曲げられると、その折り曲げ線は直線に近いため、テール部１ｂの幅方向の中央位置では底面外縁２０ｄに当接するが、テール部１ｂの両端部側では底面外縁２０ｄから離れて折り曲げられる。

【0047】

一例として、屈曲部１６と接触する底面外縁２０ｄの形状が、平面視で円弧状に形成されている場合において、円弧の半径が３０ｍｍ未満であれば、テール部１０ｂの中央位置となる７ｍｍ前後の配置幅の中に設ける配線１４は、屈曲部１６の山折り面側となるフィルムシート１１の表面１１ａに配線することが好ましい。また、円弧の半径が３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満であれば、テール部１０ｂの中央位置となる９ｍｍ前後の配置幅の中に設ける配線１４は、屈曲部１６の山折り面側となるフィルムシート１１の表面１１ａに配線することが好ましい。そして、円弧の半径が６０ｍｍ以上９０ｍｍ未満であれば、テール部１０ｂの中央位置となる１２ｍｍ前後の配置幅の中に設ける配線１４は、屈曲部１６の山折り面側となるフィルムシート１１の表面１１ａに配線することが好ましい。

【0048】

このように、ベース基材２０の半径が大きくなるほど底面外縁２０ｄの円弧形状は直線形状に近づくため、テール部１０ｂの屈曲部１６が底面外縁２０ｄに接触する中央位置が広がることになる。そこで、この接触する範囲の広がりに応じてフィルムシート１１の表面１１ａに配線１４を配置することとしている。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

静電容量センサ１は、センサ本体部１Ａ、検知部１０ａから伸長する配線接続部１Ｂ、テール部１０ｂを、ベース基材２０の底面外縁２０ｄに沿って折り曲げても、配線１４の断線リスクを低減することができる。

【0060】

静電容量センサ１は、ベース基材２０の底面外縁２０ｄに沿って接触しつつ折れ曲がる形状であるため、ベース基材２０の底面部２０ｃに近接してテール部１０ｂを配置することができる。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。

【0061】

テール部１０ｂは、ベース基材２０の底面部２０ｃと対向する位置に伸長する。このため静電容量センサ１をテール部１０ｂを配置した状態で小型化することができる。したがって、電子機器自体も小型化できる。

【0062】

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。

【0063】

センサ本体部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、操作面となるセンサ本体部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。

【0064】

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。

【0065】

第１実施形態の変形例〔図５〕

【0066】

第１実施形態の変形例による静電容量センサ２の概略平面図と正面図を図５に示す。静電容量センサ２は、ベース基材２０の天面部２０ａの平面形状が多角形である点で、静電容量センサ１と異なる。そして、静電容量センサ２では、平面視で二辺の交点となる丸みを帯びた角の一つに対応する位置からテール部１０ｂが突出している。その他の構成は静電容量センサ１と同様である。

【0067】

第２実施形態〔図６〕

【0068】

第２実施形態の静電容量センサ３を図６に示す。静電容量センサ３は、第１の回路パターン１２ａと第２の回路パターン１２ｂを、フィルムシート１１の表面１１ａに形成した点で、第１実施形態と異なる。第１の回路パターン１２ａと第２の回路パターン１２ｂとが交差する交差位置には、レジスト（図示せず）を設けて相互に絶縁している。このレジストは、レジスト層１５と同じ材質のものを用いて形成することができる。または、例えば、第１の回路パターン１２ａの形成した後、その表面全体にレジスト層１５を設け、そのレジスト層１５の表面に第２の回路パターン１２ｂを設けても良い。この場合にはさらに第２の回路パターン１２ｂを覆うレジスト層１５を設けて、レジスト層１５を２層に形成するような態様としても良い。

【0069】

こうした構成とすると、センサ本体部１Ａの側面部１Ａ２及び配線接続部１Ｂの何れにおいても、フィルムシート１１の表面１１ａに配線１４が配置される。このためテール部１０ｂの折曲げによる配線１４の断線を防止できる。また、フィルムシート１１の表面１１ａに全ての配線１４を配置できるため、スルーホール１０ｂ１を設ける必要がなく、より容易にすることができる。

【0070】

比較例〔図７〕

【0071】

以上の各実施形態とは異なり、配線１４が断線し易い第１の比較例１としての静電容量センサを図７に示す。比較例１の静電容量センサでは、テール部１０ｂをベース基材２０の底面部２０ｃに向けて折り曲げた際に、ベース基材２０の底面外縁２０ｄとの接触位置では、全ての配線１４がフィルムシート１１の裏面１１ｂに形成されている。比較例１の静電容量センサでは、テール部１０ｂをベース基材２０の底面部２０ｃに向けて折り曲げると配線１４の断線が生じ易い。配線１４が断線しやすい理由は、配線１４が屈曲部分の谷折り面に配置されているため、配線１４が谷折り面に挟まれて縮こまるように圧縮されることで、フィルムシート１１の裏面１１ｂに対して捲れ上がり易くなるからである。

【0072】

比較例〔図８〕

【0073】

配線１４が断線し易い第２の比較例として静電容量センサを図８に示す。比較例２の静電容量センサでは、テール部１０ｂをベース基材２０の底面部２０ｃに向けて折り曲げた際に、ベース基材２０の底面外縁２０ｄとの接触位置にある配線１４のうち、テール部１０ｂの幅方向の中央位置にある配線１４がフィルムシート１１の裏面１１ｂに設けられている。その中央位置にある配線１４は、折り曲げた部分で潰され、これを元の状態に戻した後、再び折り曲げると配線１４を構成する導電性印刷層が開裂し、フィルムシート１１に対して捲れ上がることで、断線する。

【0074】

第３実施形態〔図９〕

【0075】

第３実施形態の静電容量センサ４の概略構成を図９に示す。なお、分図Ａは、図２に示す図１ＡのＩＩ－ＩＩ線断面図と同様に、第３実施形態の静電容量センサ４をセンサ本体部１Ａの一端から配線接続部１Ｂの端子部１３に亘って長手方向に沿って切断した断面図である。

【0076】

本実施形態の静電容量センサ４は、ベース基材２１の形状を平板形状とした点で、ベース基材２０が立体形状である第１実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、図９Ａに示すように、ベース基材２１は、少なくともテール部１０ｂの屈曲部側が平板形状であり、底面外縁２１ｄがベース基材２１の底面２１ｃの外縁部となっている。その他の構成は、第１実施形態の静電容量センサ１と同様である。

【0077】

すなわち、本実施形態では、第１実施形態と同様に、ベース基材２１の天面部側にセンサシート１０が設けられている。センサシート１０は、検知部１０ａとテール部１０ｂとを有する。検知部１０ａは、ベース基材２１の天面部側に積層して固着している。検知部１０ａとベース基材２１とは、センサ本体部１Ａを構成する。テール部１０ｂは、センサ本体部１Ａから伸長して、「接続対象物」としての回路基板３０（図４参照）のコネクタ３１（図４参照）に導通接続する配線接続部１Ｂを構成している。

【0078】

静電容量センサ４は、センサ電極１２、端子部１３、配線１４を形成したセンサシート１０に、ベース基材２１を一体成形することで形成される一体成形体である。この一体成形体では、図９Ａに示すように、センサ本体部１Ａの側方に配線接続部１Ｂが伸長する形状となっている。そして、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）は、先ず図９Ｂに示すように、ベース基材２１の端部２１ｂに沿うように下方に曲げられる。その後、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）は、図９Ｃに示すように、ベース基材２１の底面部２１ｃに向けて折り曲げられ、その折曲げ部分（テール部１０ｂの基端部）には屈曲部１６が形成される。配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）は、底面部２１ｃと対向配置されているコネクタ３１に端子部１３を接続するために、ベース基材２１の底面部２０ｃに折り曲げる。

【0079】

図９Ｂの状態から図９Ｃで示すように配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）を折り曲げて屈曲部１６を形成する際には、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）をベース基材２１の底面部２１ｃの底面外縁２１ｄに沿って折り曲げる。配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）の基端部における底面外縁２１ｄとの接触部分は、屈曲部１６の屈曲点となる。屈曲部１６は、配線接続部１Ｂ（テール部１０ｂ）の幅方向の全長に亘って形成される。

【0080】

屈曲部１６のうち、底面外縁２１ｄとの屈曲接触位置（屈曲部１６の内側屈曲面１６ｂ）は、屈曲部１６の屈曲点となり、底面外縁２１ｄの外形に沿って折り曲げられることから、大きな応力が作用する。このため、フィルムシート１１の裏面１１ｂの屈曲接触位置に配線１４を設けると、配線１４をなす導電性印刷層は、屈曲部１６の谷折り面に挟まれて縮こまるように圧縮されることで、フィルムシート１１の裏面１１ｂに対して捲れ上がり、断線し易くなる。

【0081】

これに対して、底面外縁２１ｄと対向しない屈曲部１６の外側屈曲面１６ａに配線１４を設けると、配線１４をなす印刷層は、屈曲部１６の山折り面に沿って伸ばされるだけであり断線することがない。このように、屈曲部１６では、底面外縁２１ｄと対向する内側屈曲面１６ｂに配線１４を設けると断線しやすいのに対し、裏面１１ｂの反対側の外側屈曲面１６ａに配線１４を設ければ断線は起こりにくくなる。このようにして、本実施形態では、ベース基材２１を平板形状として、ベース基材２１の底面２１ｃの外縁部が底面外縁２１ｄとなるような構成としても、テール部１０ｂを折り曲げた際の配線１４の断線リスクを低減できる。また、本実施形態では、ベース基材２１が平板形状となっているので、静電容量センサ４の薄型化が図れるようになる。

【0082】

第３実施形態の変形例〔図１０〕

【0083】

第３実施形態の変形例による静電容量センサ５の概略構成を図１０に示す。なお、分図Ａは、図２に示す図１ＡのＩＩ－ＩＩ線断面図と同様に、第３実施形態の変形例の静電容量センサ５をセンサ本体部１Ａの一端から配線接続部１Ｂの端子部１３に亘って長手方向に沿って切断した断面図である。

【0084】

本実施形態の静電容量センサ５は、図１０Ａに示すように、平板形状のベース基材２１の天面部側に設けられているセンサシート１０の一端がベース基材２１と揃っている点で、第３実施形態と異なる。その他の構成に関しては、第３実施形態の静電容量センサ４と同様である。すなわち、本実施形態では、図１０Ａに示すように、ベース基材２１は、少なくともテール部１０ｂの屈曲部側が平板形状であり、底面外縁２１ｄがベース基材２１の底面２１ｃの外縁部となっており、その他の構成は、第１実施形態の静電容量センサ１と同様である。

【0085】

本実施形態では、ベース基材２１を平板形状として、ベース基材２１の底面２１ｃの外縁部が底面外縁２１ｄとなるようにして、かつ、センサシート１０の一端がベース基材２１と揃っている構成としても、テール部１０ｂを折り曲げた際の配線１４の断線リスクを低減できる。また、本実施形態では、ベース基材２１が平板形状となっているので、静電容量センサ５の薄型化が図れるようになる。

【0086】

なお、前述した第３実施形態の静電容量センサ４及びその変形例となる静電容量センサ５では、ベース基材２１が全体に亘って平板形状となっているが、少なくともテール部１０ｂの屈曲部側が平板形状となっていればよい。すなわち、ベース基材２１は、テール部１０ｂの屈曲部側が平板形状となっていれば、当該屈曲部側を除くその他の部位で凹凸形状を有していても良い。

【0087】

また、前述した各実施形態は、本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各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。

【0088】

また、前述した各実施形態の静電容量センサ１、２、３、４、５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】

【0089】

１ 静電容量センサ（センサ、第１実施形態）
１Ａ センサ本体部
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実施形態の変形例）
３ 静電容量センサ（センサ、第２実施形態）
４ 静電容量センサ（センサ、第３実施形態）
５ 静電容量センサ（センサ、第３実施形態の変形例）
１０ センサシート
１０ａ 検知部
１０ｂ テール部
１０ｂ１ スルーホール
１０ｃ 表面
１０ｄ 裏面
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、２１ ベース基材
２０ａ 天面部
２０ｂ 側面部
２０ｃ、２１ｃ 底面部
２０ｄ、２１ｄ 底面外縁
３０ 回路基板
３１ コネクタ
３２ 第２の筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】