JP2023510496A - 成形されたフィルム及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の１つの目的は、成形されたフィルム及び成形されたフィルムを製造する方法を提供することである。一実施形態によれば、成形されたフィルムを製造する方法は、第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルムを設置するステップを含む。この方法は、前記成形可能なフィルム上に変形防止要素を印刷するステップと、前記成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップと、を更に含む。前記成形温度での前記変形防止要素の弾性率は、前記成形温度での前記成形可能なフィルムの弾性率よりも大きくてもよい。方法、成形されたフィルム及び電子機器が提供される。【選択図】図７

Description

本開示は、成形されたフィルムに関し、より具体的には、成形されたフィルムを製造する方法、成形されたフィルム及び電子機器に関する。
インモールドエレクトロニクスにより、エレクトロニクスが構造自体の一部である構造エレクトロニクス（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）を可能にする可能性がある。プリント基板（ＰＣＢ）は、例えば、ＰＣＢ上に予め配置されている導電性トレース及び電子部品を含むフィルムに置き換えることができる。その後、フィルムは、当該デバイスにとって所望の形状に成形され得る。
この発明の概要は、以下の発明を実施するための形態において更に説明される簡略化された形式で概念の選択を紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求の範囲に記載の主題の主要な特徴又は重要な特徴を特定することを意図しない。また、この発明の概要は、特許請求の範囲に記載の主題の範囲を限定することを意図しない。
１つの目的は、成形されたフィルム及び成形されたフィルムを製造する方法を提供することである。前述の目的及び他の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。更なる実施様式は、従属請求項、明細書及び図面から明らかである。
第１の態様に係る成形されたフィルムを製造する方法は、第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルム（ｆｏｒｍａｂｌｅ ｆｉｌｍ）を設置するステップと、成形可能なフィルム上に変形防止要素 （ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を印刷するステップと、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップと、を含み、成形温度での変形防止要素の弾性率は、成形温度での成形可能なフィルムの弾性率よりも大きい。この方法により、例えば、変形防止要素に近い領域及び／又は変形防止要素によって覆われる領域で成形可能なフィルムの変形を低減することができる。
第１の態様の実施様式では、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップは、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で熱成形するステップ、及び／又は成形可能なフィルム上に構造を射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｕｌｄｉｎｇ）するステップを含む。この方法により、例えば、成形可能なフィルムの熱成形部分及び／又は射出成形部分を達成すると共に、変形防止要素は、重要な領域でフィルムの変形を防止／低減することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で熱成形するとき、成形温度は、１３０～２００℃の範囲である。この方法により、例えば、フィルムを効率的に熱成形することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、成形温度は、成形可能なフィルムのガラス転移温度よりも大きい。この方法により、例えば、フィルムを効率的に熱成形することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルム上に変形防止要素を印刷するステップは、成形可能なフィルム上にナノ粉末インクを印刷し、ナノ粉末を焼結するステップ、又は成形可能なフィルム上に硬化性インクを印刷し、硬化性インクを硬化させるステップを含む。この方法により、例えば、変形防止要素と成形可能なフィルムとの間に別個の接着剤を必要とせずに、減少した厚さで変形防止要素を印刷することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、ナノ粉末は、銀、金、シリコン、タングステン、酸化チタン、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、シリカ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ビスマス、ビスマスコバルト亜鉛酸化物、ニッケル、カーボン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む。この方法により、例えば、様々な用途のために適切な変形防止要素を印刷することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、硬化性インクは、紫外線架橋性ポリマーインク、熱架橋性ポリマーインク及び熱硬化性インクから選択される材料を含む。この方法により、例えば、変形防止要素を効率的に硬化させることができる。
第１の態様の更なる実施様式では、変形防止要素は、成形可能なフィルムの第１の側面に対向する成形可能なフィルムの第２の側面上に印刷される。この方法により、例えば、導電材料を使用して変形防止要素を印刷することができる。
第１の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマー、トリアセテート、環状オレフィンコポリマー、ポリ（塩化ビニル）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ））、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）（ｐｏｌｙ （ｅｔｈｙｌｅｎｅ ２，６－ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ））、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む。この方法により、例えば、フィルムを効率的に成形することができる。
前述の第１の態様の実施様式を互いに組み合わせて使用することができることを理解されたい。いくつかの実施様式を共に組み合わせて、更なる実施様式を形成してもよい。
第２の態様によれば、第１の態様に係る方法によって取得される成形されたフィルムが提供される。
第３の態様に係る電子機器は、第２の態様に係る成形されたフィルムを含む。
第４の態様に係る電子機器は、第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルムと、成形可能なフィルム上の印刷された変形防止要素と、を含み、成形温度での変形防止要素の弾性率は、成形温度での成形可能なフィルムの弾性率よりも大きい。このような構成では、電子機器は、例えば、成形が導電性パターンに悪影響を与えることなく成形部分を含むことができる。
第４の態様の実施様式では、成形温度は、成形可能なフィルムのガラス転移温度（ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）よりも大きい。このような構成では、電子機器は、例えば、この成形温度で成形され得る。
第４の態様の更なる実施様式では、変形防止要素は、銀、金、シリコン、タングステン、酸化チタン、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、シリカ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ビスマス、ビスマスコバルト亜鉛酸化物、ニッケル、カーボン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む。このような構成では、変形防止要素は、例えば、様々な用途のために使用され得る。
第４の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマー、トリアセテート、環状オレフィンコポリマー、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む。このような構成では、成形可能なフィルムは、例えば、様々な製造方法に適合することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムに垂直な方向における変形防止要素の厚さは、５０マイクロメートル未満である。このような構成では、変形防止要素は、例えば、印刷のために減少した厚さが有し得る。
第４の態様の更なる実施様式では、変形防止要素は、成形可能なフィルムの第１の側面に対向する成形可能なフィルムの第２の側面上に印刷される。このような構成では、変形防止要素は、例えば、導電性パターンに影響を与えることなく導電材料を含み得る。
第４の態様の更なる実施様式では、変形防止要素は、導電性パターンと少なくとも部分的に重なるように配置される。このような構成では、変形防止要素は、例えば、導電性パターンの変形を低減することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、導電性パターンと変形防止要素との間の距離は、１０ミリメートル未満である。このような構成では、変形防止要素は、例えば、導電性パターンの変形を低減することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、導電性パターンは、導電性トレースの少なくとも１つのセットを含む。このような構成では、導電性パターンは、例えば、様々な電子部品の信号を伝達（ｃａｒｒｙ）することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムは、成形可能なフィルムの第１の側面に取り付けられ、かつ導電性パターンに電気的に結合された電子部品、光学部品及び／又は光電子部品を更に含む。このような構成では、変形防止要素は、例えば、製造中に部品が外れるのを防止することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、変形防止要素は、電子部品、光学部品及び／又は光電子部品と少なくとも部分的に重なるように配置される。このような構成では、変形防止要素は、例えば、製造中に部品が外れるのを効率的に防止することができる。
第４の態様の更なる実施様式では、成形可能なフィルムは、透明である。このような構成では、成形可能なフィルムは、例えば、光学的用途及び／又はフォトニック用途に適することができる。
前述の第４の態様の実施様式を互いに組み合わせて使用することができることを理解されたい。いくつかの実施様式を共に組み合わせて、更なる実施様式を形成してもよい。
付随する特徴の多くは、添付の図面に関連して検討される以下の発明を実施するための形態を参照することによってよりよく理解されるようになるので、より容易に理解されるであろう。
以下、添付の図面を参照しながら例示的な実施形態をより詳細に説明する。
一実施形態に係る成形されたフィルムを製造する方法のフローチャートを示す。 一実施形態に係る成形可能なフィルムの概略図を示す。 一実施形態に係る導電性トレースの１つのセットを含む導電性パターンの概略図を示す。 一実施形態に係る成形可能なフィルムの断面図を示す。 別の実施形態に係る成形可能なフィルムの断面図を示す。 一実施形態に係る成形可能なフィルム上のタッチ感応領域（ｔｏｕｃｈ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ－ａｒｅａ）の概略図を示す。 一実施形態に係る成形されたフィルムの概略図を示す。 一実施形態に係る成形可能なフィルム上の部品の概略図を示す。
以下、同様の参照番号は、添付の図面において同様の部品を示すために使用される。
以下の説明では、本開示の一部を形成する添付の図面が参照され、添付の図面では、本開示が配置され得る特定の態様が例示として示される。本開示の範囲から逸脱することなく、他の態様を利用することができ、構造的又は論理的な変化を行うことができることが理解される。したがって、以下の発明を実施するための形態は、本開示の範囲が添付の請求項として定義されるので、限定的な意味で解釈されるべきではない。
例えば、説明される方法に関連する開示は、この方法を実施するように構成された対応する装置又はシステムにも当てはまる可能性があり、逆もまた同様であることが理解される。例えば、特定の方法ステップが説明される場合、対応する装置には、たとえ説明される方法ステップを実施するためのユニットが図面に明示的に説明又は図示されなくても、このようなユニットは含まれてもよい。一方、例えば、特定の装置が機能単位に基づいて説明される場合、対応する方法には、たとえ説明された機能を実行するステップが図面に明示的に説明又は図示されていなくても、このようなステップは含まれてもよい。更に、本明細書において説明された様々な例示的な態様の特徴は、特段の定めがない限り、互いに組み合わせることができることが理解される。
図１は、成形されたフィルムを製造する方法１００のフローチャートを示す。
一実施形態によれば、方法１００は、第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルムを設置するステップ１０１を含む。
成形可能なフィルムは、成形可能な層と呼ばれてもよい。本明細書において、「フィルム」及び「層」という表現は、特に明記しない限り、横方向の寸法が厚さよりも実質的に大きい構造を指すと理解されるべきである。この意味では、フィルムは、「薄い」構造であると考えられる。成形可能なフィルムは、例えば、圧力及び／又は温度を使用して形状が扱われ得るフィルムを指し得る。
この方法１００は、成形可能なフィルム上に変形防止要素を印刷するステップ１０２を更に含んでもよい。
変形防止要素は、変形低減要素又は同様のものと呼ばれてもよい。変形防止要素は、フィルムの全ての変形を防止せず、むしろ、変形防止要素に近い領域でフィルムの変形を低減することができる。変形の量は、例えば、特定の用途に許容できるレベルまで低減され得る。
方法１００は、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップ１０３を更に含んでもよい。
本明細書において、成形は、例えば、温度及び／又は圧力を使用して、及び／又は成形可能なフィルムに追加の構造を取り付けることによって、成形可能なフィルムの形状を変更することを指し得る。成形は、例えば、成形可能なフィルムの熱成形及び／又は成形可能なフィルム上への構造の射出成形を含んでもよい。
成形温度での変形防止要素の弾性率は、成形温度での成形可能なフィルムの弾性率よりも大きくてもよい。
変形防止要素及び成形可能なフィルムは実質的に平面的な構造であると考えられるので、弾性率はその平面の弾性率を指し得る。例えば、成形温度での、変形防止要素の平面における変形防止要素の弾性率は、成形温度での、成形可能なフィルムの平面における成形可能なフィルムの弾性率よりも大きくてもよい。
本明細書において、弾性率は、例えば、当該材料のヤング率、剪断弾性率及び／又は体積弾性率を指し得る。
例えば、成形温度での変形防止要素のヤング率は、１００メガパスカル（ＭＰａ）よりも大きく、２００ＭＰａよりも大きく、５００ＭＰａよりも大きく、又は１ギガパスカル（ＧＰａ）よりも大きくてもよい。
成形温度での変形防止要素の弾性率と成形温度での成形可能なフィルムの弾性率との比は、例えば、５よりも大きく、１０よりも大きく、５０よりも大きく、１０２よりも大きく、１０３よりも大きく、又は１０４よりも大きくてもよい。弾性率は、例えば、標準ＩＳＯ ５２７又は標準ＪＩＳ Ｋ ７１６１に従って測定されてもよい。
変形防止要素の弾性率が大きいため、変形防止要素に近い領域では、変形可能なフィルムの伸長及び／又は膨らみなどの変形を低減及び／又は防止することができる。したがって、変形防止要素は、センサー又はヒーターの後部の位置などの重要な非成形領域で成形可能なフィルムの材料寸法を保持するのに役立つことができる。
成形温度での変形防止要素の引張強度は、成形温度での成形可能なフィルムの引張強度よりも大きくてもよい。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップ１０３は、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で熱成形するステップ、及び／又は成形可能なフィルム上に構造を射出成形するステップを含む。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で熱成形するとき、成形温度は、１３０～２００℃の範囲である。代替的又は追加的に、成形温度は、１３０～１８０℃、１５０～２００℃又は１３０～１７０℃など、この範囲の任意の部分範囲であってもよい。
一実施形態によれば、成形温度は、成形可能なフィルムのガラス転移温度よりも大きい。
ガラス転移温度は、非晶質材料、又は半結晶性材料内の非晶質領域が、温度が上昇するにつれて、硬質状態からより粘性又はゴム状態に転移する温度を指し得る。材料のガラス転移温度は、それを超えるとガラス転移が発生する温度範囲を特徴とする。ガラス転移温度は通常、結晶状態の材料の溶融温度よりも低くなる。ガラス転移温度は、材料の動的粘度が１０１２パスカル秒（Ｐａｓ）に達する温度として定義されてもよい。
成形可能なフィルムのガラス転移温度は、例えば、５０～１３０℃の範囲又はその任意の部分範囲、例えば、５０～１００℃、６０～１２０℃又は５０～９０℃であってもよい。
例えば、ガラス転移温度は、ポリエチレンテレフタレートの場合、７０℃、ポリ（塩化ビニル）の場合、８０℃と定義されてもよい。
一実施形態によれば、成形可能なフィルム上に変形防止要素を印刷するステップは、成形可能なフィルム上にナノ粉末インクを印刷し、ナノ粉末を焼結するステップ、又は成形可能なフィルム上に硬化性インクを印刷し、硬化性インクを硬化させるステップを含む。
ナノ粉末は、ナノ物質、凝集体及び／又はナノ物質の凝集体、又はそれらの組み合わせを含む、人工起源の固体粉末様物質を指し得る。代替的又は追加的に、ナノ粉末は、全ての粒子が１００ナノメートルよりも小さい粉末を指し得る。ナノ粉末インクは、ナノ粉末を含む液体を指し得る。
ナノ粉末の焼結は、例えば、放電プラズマ焼結、電気焼結鍛造、常圧焼結、マイクロ波焼結、液相焼結、固相焼結、レーザー焼結、選択的レーザー焼結、フォトニック焼結、パルス熱処理（ｐｕｌｓｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＰＴＰ））、超短パルス光（ｉｎｔｅｎｓｅ ｐｕｌｓｅｄ ｌｉｇｈｔ（ＩＰＬ））焼結、電子ビーム溶融／焼結及び／又は反応性焼結を使用して実施されてもよい。使用される焼結の種類は、ナノ粉末の材料によって変化してもよい。
焼結は、焼結温度で実施されてもよい。焼結温度は、６０～１６０℃の範囲又はその任意の部分範囲、例えば、６０～１４０℃、７０～１３０℃又は１００～１３０℃であってもよい。
ナノ粉末は、銀、金、シリコン、タングステン、酸化チタン、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、シリカ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ビスマス、ビスマスコバルト亜鉛酸化物、ニッケル、カーボン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含んでもよい。
硬化性インクは、例えば、熱硬化性インク又は紫外線（ＵＶ）硬化性インクを指し得る。硬化性インクの硬化は、ＵＶ放射を使用してＵＶ硬化性インクを硬化させることを含んでもよい。
一実施形態によれば、硬化性インクは、紫外線架橋性ポリマーインク、熱架橋性ポリマーインク及び熱硬化性インクから選択される材料を含む。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムは、非導電性である。これにより、導電性パターンを絶縁することができる。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマー、トリアセテート、環状オレフィンコポリマー、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムは、透明である。本明細書において、「透明」（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）という表現は、特に明記しない限り、問題となっている関連する波長範囲における成形可能なフィルム又はその部品及び材料の光学的透明性を指すと理解されるべきである。透明な材料又は構造は、そのような関連する波長の光又は一般的に電磁放射線を伝播させることができる材料又は構造を指し得る。関連する波長範囲は、透明な成形可能なフィルムが使用される用途に依存してもよい。一実施形態では、関連する波長範囲は、約３９０～約７００ナノメートルの可視波長範囲である。一実施形態では、関連する波長範囲は、８５０～１５５０ナノメートルである。
更に、成形可能なフィルム又はその部品の透明性とは、主に、成形可能なフィルム又はその部品の厚さ方向の透明性を指すため、「透明」になるために、成形可能なフィルム又はその部品に入射する光エネルギーの十分な部分は、厚さ方向に成形可能なフィルム又はその部品を通って伝播する。この部分は、ベースフィルムが使用される用途に依存してもよい。一実施形態では、成形可能なフィルム又はその部品の透過率は、透明な導体材料が存在する位置で、積層フィルムに垂直に入射する光エネルギーの２０～９９．９９％である。一実施形態では、上記透過率は、２０％以上、又は３０％以上、又は４０％以上、又は５０％以上、又は６０％以上、又は７０％以上、又は８０％以上、９０％以上である。透過率は、標準ＪＩＳ－Ｋ７３６１、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定されてもよい。
一実施形態によれば、導電性パターンは、導電性の高アスペクト比分子構造（ＨＡＲＭ構造（ｈｉｇｈ ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ （ＨＡＲＭ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ））のネットワークを含む。
導電性の「ＨＡＲＭ構造」は、導電性の「ナノ構造」、すなわち、ナノメートルスケールの１つ以上の特徴的な寸法、例えば、約１００ナノメートル以下の構造を指し得る。「高アスペクト比」は、導電性の構造の２つの垂直方向の寸法が大幅に異なるオーダーを有することを指し得る。例えば、ナノ構造は、その厚さ及び／又は幅よりも数十倍又は数百倍大きい長さを有してもよい。ＨＡＲＭ構造のネットワークでは、多数の上記ナノ構造が互いに相互接続されて、電気的に相互接続された分子のネットワークを形成する。巨視的スケールで考えると、ＨＡＲＭＳネットワークは、個々の分子構造が非配向又は無配向で、つまり実質的にランダムに配向されるか、又は配向されている固体のモノリシック材料を形成する。様々な種類のＨＡＲＭＳネットワークを、適切な抵抗率を有する薄い透明な層の形態で作成することができる。
一実施形態では、導電性のＨＡＲＭ構造は、銀ナノワイヤ又は銅ナノワイヤなどの金属ナノワイヤを含む。
一実施形態では、導電性のＨＡＲＭ構造のネットワークは、カーボンナノ構造を含む。一実施形態では、カーボンナノ構造は、カーボンナノチューブ、カーボンナノバッド、カーボンナノリボン、カーボンナノファイバー又はそれらの任意の組み合わせを含む。一実施形態では、カーボンナノ構造は、カーボンナノバッド、すなわちカーボンナノバッド分子を含む。カーボンナノバッド又はカーボンナノバッド分子は、管状炭素分子の側面に共有結合したフラーレン又はフラーレン様分子を有する。カーボンナノ構造、特にカーボンナノバッドは、電気的、光学的（透明性）及び機械的（柔軟性及び／又は変形能と組み合わされた堅牢性）面から有利である可能性がある。
一実施形態によれば、導電性パターンは、導電性トレースの少なくとも１つのセットを含む。導電性トレースは、様々な層状電子機器において使用することができる。
図２は、一実施形態に係る成形可能なフィルム２００の概略図を示す。
一実施形態によれば、電子機器２１０は、第１の側面に導電性パターン２０１を有する成形可能なフィルム２００と、成形可能なフィルム２００上の印刷された変形防止要素２０４と、を含む。
電子機器２１０は、インモールド電子機器とも呼ばれる。
印刷された変形防止要素２０４は、変形防止要素、変形低減要素又は同様のものと呼ばれてもよい。印刷された変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００と少なくとも部分的に接触してもよく、及び／又は印刷された変形防止要素２０４は、導電性パターン２０１と少なくとも部分的に接触してもよい。印刷された変形防止要素２０４は、印刷により成形可能なフィルムに付着されてもよい。
変形防止要素２０４が印刷されているので、変形防止要素２０４と成形可能なフィルム２００との間に追加の接着剤を必要としなくてもよい。更に、変形防止要素２０４の厚さは、他の方法と比較して減少してもよい。
成形可能なフィルム２００は、成形されたフィルムと呼ばれてもよい。これは、成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分が成形されたことを示している可能性がある。しかしながら、成形可能なフィルムのある部分が成形されたとしても、成形可能なフィルム／成形されたフィルム２００の他のある部分は、後の時点で成形されてもよい。
成形温度での変形防止要素２０４の弾性率は、成形温度での成形可能なフィルム２００の弾性率よりも大きくてもよい。
成形温度は、電子機器２１０の動作温度よりも高くてもよい。動作温度は、電子機器２１０が通常動作し、及び／又は動作するように設計された温度を指し得る。動作温度は、例えば、－５０～５０℃の範囲であってもよい。
変形防止要素２０４は、変形防止要素２０４の位置での及び／又はその位置に近い成形可能なフィルム２００の変形を防止／低減するように構成されてもよい。
一実施形態によれば、導電性パターン２０１は、導電性トレース２０２の少なくとも１つのセットを含む。図２の実施形態では、例えば、導電性パターン２０１は、２つのトレース２０２を含む。図２の実施形態は、単に例示的なものであり、導電性トレース２０２の１つのセットは、任意の数の導電性トレース２０２を含んでもよい。
成形可能なフィルム２００は、成形される少なくとも１つの部分２０３を更に含んでもよい。少なくとも１つの部分２０３は、例えば、熱成形及び／又は射出成形を使用して成形されてもよい。少なくとも１つの部分２０３の形状は、変わってもよく、本明細書に記載の実施形態は単に例示的なものである。成形が終了したとき、少なくとも１つの部分２０３は、少なくとも１つの成形された部分と呼ばれてもよい。
少なくとも１つの部分２０３が成形されると、部分２０３の外側の領域も変形する可能性がある。変形により、導電性パターン２０１の導電性トレース２０２間の距離は、成形された部分２０３に近い領域で変化する可能性がある。これは、例えば、コネクタが導電性トレース２０２に取り付けられる場合、コネクタのピンが導電性トレース２０２と整列していない可能性があるため、問題となる可能性がある。
成形可能なフィルム２００は、印刷された変形防止要素２０４を含んでもよい。変形防止要素２０４は、変形防止要素２０４に近い領域で変形可能なフィルム２００の変形を防止又は低減することができる。したがって、変形防止要素２０４に近い成形可能なフィルム２００の領域では、導電性パターン２０１の導電性トレース２０２間の距離は、大幅に変化しない可能性がある。
一実施形態によれば、成形可能なフィルムに垂直な方向の変形防止要素２０４の厚さは、５０マイクロメートル（μｍ）未満である。代替的又は追加的に、変形防止要素２０４の厚さは、２０μｍ未満、１０μｍ未満、５μｍ未満、１μｍ未満及び／又は０．５μｍ未満であってもよい。
いくつかの実施形態では、変形防止要素２０４が導電性パターン２０１と重なる場合があるが、これは一般的に当てはまらない可能性がある。変形防止要素２０４は、導電性パターン２０１の近くに配置されてもよい。
一実施形態によれば、導電性パターン２０１と変形防止要素２０４との間の距離は、１０ミリメートル（ｍｍ）未満である。代替的又は追加的に、距離は、５ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、５００μｍ未満、１００μｍ未満及び／又は１０μｍ未満であってもよい。
一実施形態によれば、変形防止要素２０４は、導電性パターン２０１と少なくとも部分的に重なるように配置される。本明細書において、「重なる」は、成形可能なフィルム２００の平面への導電性パターンの投影が成形可能なフィルム２００の平面への導電性パターン２０１の投影と重なり、すなわち、これらの投影が平面内に少なくともいくつかの共通の部分を有することを意味し得る。したがって、変形防止要素２０４及び導電性パターンが成形可能なフィルム２００の反対側に配置されても、変形防止要素２０４は、導電性パターン２０１と重なることができる。
電子機器２１０及び／又は成形可能なフィルム２００は、例えば、タッチセンサー、車両のユーザーインタフェース、ヒーター要素、ソーラーパネル、センサー、化学センサー、医療機器、ディスプレイ及び／又は照明器具に具体化されてもよい。
図３は、一実施形態に係る導電性パターン２０１の概略図を示す。
導電性パターン２０１は、導電性トレース２０２の少なくとも１つのセット３０１を含んでもよい。導電性トレースの１つのセットは、複数の導電性トレース２０２を含んでもよい。導電性トレース２０２は、実質的に平行であってもよい。
成形可能なフィルム２００が成形されると、導電性トレース２０２間のピッチが変化する可能性がある。これは、例えば、コネクタが導電性トレース２０２のセット３０１に取り付けられる場合、コネクタのピンが導電性トレース２０２と整列していない可能性があるため、問題となる可能性がある。トレース２０２の数が大きい場合及び／又はトレース２０２間のピッチが小さい場合、この問題はより深刻になる可能性がある。
変形防止要素２０４は、変形防止要素２０４に近い領域で成形可能なフィルム２００の変形を低減することにより導電性トレース２０２間のピッチを実質的に一定に維持することができる。
図４は、一実施形態に係る成形可能なフィルム２００の断面図を示す。成形可能なフィルム２００は、第１の側面４０１及び第２の側面４０２を含んでもよい。第２の側面４０２は、第１の側面４０１に対向してもよい。
導電性パターン２０１は、成形可能なフィルム２００の第１の側面４０１上に配置されてもよい。
一実施形態によれば、変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００の第１の側面４０１に対向する成形可能なフィルム２００の第２の側面４０２に配置される。例えば、変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００の第２の側面４０２上に印刷されてもよい。
図５は、別の実施形態に係る成形可能なフィルム２００の断面図を示す。
いくつかの実施形態では、導電性パターン２０１及び変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００の第１の側面４０１上に配置されてもよい。例えば、変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００の第１の側面４０１上に印刷されてもよい。
導電性パターン２０１及び変形防止要素２０４は、成形可能なフィルム２００の同じ側面に配置されてもよい。これは、例えば、変形防止要素２０４が非導電性であれば、導電性パターン２０１のトレース２０２によって運ばれる信号に影響を及ぼさない場合に当てはまる可能性がある。代替的又は追加的に、追加の非導電性層／コーティングは、導電性パターン２０１と変形防止要素２０４との間に配置されてもよい。
図４及び図５の実施形態に提示された断面形状及び／又は寸法は、単に例示的なものであり、提示された部品の実際の形状及び／又は寸法を反映しない場合がある。
図６は、一実施形態に係る成形可能なフィルム２００上のタッチ感応領域６０１の概略図を示す。図６の実施形態における導電性パターンは、導電性トレース２０２の２つのセット３０１を含む。導電性トレース２０２は、タッチ感応領域６０１からの信号を運ぶことができる。タッチ感応領域６０１は、例えば、容量性タッチインタフェース（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｏｕｃｈ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を含んでもよい。導電性トレース２０２は、コネクタ６０２に電気的に結合されてもよい。コネクタ６０２を使用して、導電性トレース２０２からの信号を他の機器及び／又は部品に供給することができる。
成形される少なくとも１つの部分２０３は、タッチ感応領域６０１を含んでもよい。このようにして、タッチ感応領域６０１は、異なるユーザーインタフェース用途のために様々な形状に成形されてもよい。
フィルムの成形はまた、成形された少なくとも１つの部分２０３の外側の領域を変形させる可能性があるので、導電性トレース２０２間のピッチは変化する可能性がある。このため、コネクタ６０２のピンは、導電性トレース２０２と整列しない可能性がある。これは、導電性トレース２０２を成形された少なくとも１つの部分２０３から更に離して走らせ、コネクタ６０２を形成された部分２０３から更に離して配置する必要がある。
変形防止要素４０２は、成形された部分２０３の近くに配置されてもよい。変形防止要素４０２は成形された部分２０３の外側のフィルムの変形を低減するので、導電性トレース２０２間のピッチは成形により顕著に変更されない。したがって、コネクタ４０２を成形された部分２０３のより近くに配置することができ、導電性トレース２０２の総フットプリントを減少させることができる。
図７は、一実施形態に係る成形されたフィルム２００の斜視図を示す。図７の実施形態に示される成形された部分２０３は、実質的に半球形に成形されている。半球形は、例えば、図６の実施形態に提示されたものと同様のタッチ感応インタフェース６０１を含んでもよい。変形防止要素２０４は、成形された部分２０３の近くに配置されてもよい。
図８は、一実施形態に係る成形可能なフィルム２００の部品８０１の概略図を示す。
一実施形態によれば、成形可能なフィルム２００は、成形可能なフィルムの第１の側面に取り付けられ、かつ導電性パターン２０１に電気的に結合された電子部品（例えば、集積回路）、光学部品（例えば、ライトガイド）、フレキシブルケーブル、フレキシブルプリント基板及び／又は光電子部品（例えば、ＬＥＤ）を更に含む。
部品８０１は、例えば、電子部品、光学部品及び／又は光電子部品を含んでもよい。部品８０１は、導電性パターン２０１に電気的に結合されてもよい。導電性パターン２０１の導電性トレース２０２は、部品８０１に駆動信号を供給してもよい。
一実施形態によれば、変形防止要素は、電子部品、光学部品及び／又は光電子部品と少なくとも部分的に重なるように配置される。
部品８０１は、成形可能なフィルム２００の変形により、成形中に成形可能なフィルム２００から分離する可能性がある。変形防止要素２０４は、部品８０１の近くに印刷／配置されて、部品８０１の位置で成形可能なフィルム２００の変形を防止することができる。図８の実施形態に示されるように、変形防止要素２０４は、部品８０１と更に重なってもよい。
成形可能なフィルム２００のいくつかの部品及び特徴のみが本明細書の実施形態で開示されているが、成形可能なフィルム２００は、任意の数の部品及び他の特徴を含んでもよい。例えば、成形可能なフィルム２００は、成形できる複数の部分２０３を含んでもよい。成形可能なフィルム２００はまた、用途に応じて様々な方法で相互接続され得る、複数の部品８０１及び導電性トレース２０２の複数のセット３０１を含んでもよい。
一実施形態によれば、電子機器２１０は、第１の成形可能なフィルムに面する第２の成形可能なフィルムの表面に取り付けられた第２の導電性パターンを更に含み、第２の成形可能なフィルムに面する第１の成形可能なフィルムの表面に取り付けられた導電性パターンは、第１の導電性パターンである。この実施形態は、互いに面し、反対の成形可能なフィルムに取り付けられた少なくとも２つの導電性パターンを備えた機器を提供する。
代替の実施形態によれば、第２の導電性パターンは、第１の成形可能なフィルムの反対側又は第２の成形可能なフィルムの反対側に取り付けられてもよい。
一実施形態によれば、第１の導電性パターン及び第２の導電性パターンは、平行な第１の成形可能なフィルム及び第２の成形可能なフィルムの平面内に分離されるように整列される。この実施形態では、導電性パターンは、それらが互いに絶縁されるように分離される。例えば、タッチセンサーなどの用途では、電極は、異なる平面にあり、重ならない場合がある。
本明細書において与えられる任意の範囲又は機器の値は、求められる効果を失うことなく、拡張又は変更されてもよい。また、明示的に禁止されない限り、任意の実施形態を別の実施形態と組み合わせることができる。
主題は、構造的特徴及び／又は行為に固有の言語で説明されているが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、必ずしも上記特定の特徴又は行為に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記特定の特徴及び行為は、特許請求の範囲を実施する例として開示され、他の同等の特徴及び行為は、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
上記利益及び利点は、１つの実施形態に関連し得るか、又はいくつかの実施形態に関連し得ることが理解されるであろう。実施形態は、記載された問題のいずれか又は全てを解決するもの、又は記載された利益及び利点のいずれか又は全てを有するものに限定されない。更に、「ａｎ」の付いたアイテムへの言及は、それらのアイテムのうちの１つ以上を指し得ることが理解されるであろう。
本明細書に記載の方法のステップは、任意の適切な順序で、又は適切な場合に同時に実施されてもよい。追加的に、個々のブロックは、本明細書に記載の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、任意の方法から削除されてもよい。上記実施形態のいずれかの態様は、求められる効果を失うことなく、記載された他の実施形態のいずれかの態様と組み合わせて更なる実施形態を形成することができる。
本明細書において使用される場合、「含む」という用語は、特定された方法、ブロック又は要素を含むことを意味するが、そのようなブロック又は要素は、排他的リストを含まず、方法又は装置は追加のブロック又は要素を含んでもよい。
上記の説明は、単に例として与えられており、当業者によって様々な修正を行うことができることが理解されるであろう。上記明細書、例、及びデータは、例示的な実施形態の構造及び使用の完全な説明を提供する。様々な実施形態が、ある程度の特殊性で、又は１つ以上の個々の実施形態を参照して以上に説明されているが、当業者であれば、本明細書の精神又は範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に対して多数の変更を実施することができる。

Claims (23)

  1. 成形されたフィルムを製造する方法であって、
    第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルムを設置するステップと、
    前記成形可能なフィルム上に変形防止要素を印刷するステップと、
    前記成形可能なフィルムの少なくとも１つの部分を成形温度で成形するステップと、を含み、
    前記成形温度での前記変形防止要素の弾性率は、前記成形温度での前記成形可能なフィルムの弾性率よりも大きい、方法。
  2. 前記成形可能なフィルムの前記少なくとも１つの部分を前記成形温度で成形するステップは、
    前記成形可能なフィルムの前記少なくとも１つの部分を前記成形温度で熱成形するステップ、及び／又は、
    前記成形可能なフィルム上に構造を射出成形するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記成形可能なフィルムの前記少なくとも１つの部分を前記成形温度で熱成形する場合は、前記成形温度は、１３０～２００℃の範囲である、請求項２に記載の方法。
  4. 前記成形温度は、前記成形可能なフィルムのガラス転移温度よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記成形可能なフィルム上に前記変形防止要素を印刷するステップは、
    前記成形可能なフィルム上にナノ粉末インクを印刷し、ナノ粉末を焼結するステップ、又は
    前記成形可能なフィルム上に硬化性インクを印刷し、前記硬化性インクを硬化させるステップを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ナノ粉末は、銀、金、シリコン、タングステン、酸化チタン、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、シリカ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ビスマス、ビスマスコバルト亜鉛酸化物、ニッケル、カーボン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記硬化性インクは、紫外線架橋性ポリマーインク、熱架橋性ポリマーインク及び熱硬化性インクから選択される材料を含む、請求項５又は６に記載の方法。
  8. 前記変形防止要素は、前記成形可能なフィルムの前記第１の側面に対向する前記成形可能なフィルムの第２の側面上に印刷される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記成形可能なフィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマー、トリアセテート、環状オレフィンコポリマー、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の方法によって取得される、成形されたフィルム。
  11. 請求項１０に記載の成形されたフィルムを含む、電子機器。
  12. 第１の側面に導電性パターンを有する成形可能なフィルムと、
    前記成形可能なフィルム上の印刷された変形防止要素と、を含み、
    成形温度での前記変形防止要素の弾性率は、前記成形温度での前記成形可能なフィルムの弾性率よりも大きい、電子機器。
  13. 前記成形温度は、前記成形可能なフィルムのガラス転移温度よりも大きい、請求項１２に記載の電子機器。
  14. 前記変形防止要素は、銀、金、シリコン、タングステン、酸化チタン、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、シリカ、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化ビスマス、ビスマスコバルト亜鉛酸化物、ニッケル、カーボン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む、請求項１２又は１３に記載の電子機器。
  15. 前記成形可能なフィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマー、トリアセテート、環状オレフィンコポリマー、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレン２，６－ナフタレート）、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される材料を含む、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の電子機器。
  16. 前記成形可能なフィルムに垂直な方向における前記変形防止要素の厚さは、５０マイクロメートル未満である、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の電子機器。
  17. 前記変形防止要素は、前記成形可能なフィルムの前記第１の側面に対向する前記成形可能なフィルムの第２の側面に配置される、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の電子機器。
  18. 前記変形防止要素は、前記導電性パターンと少なくとも部分的に重なるように配置される、請求項１２～１７のいずれか一項に記載の電子機器。
  19. 前記導電性パターンと前記変形防止要素との間の距離は、１０ミリメートル未満である、請求項１２～１８のいずれか一項に記載の電子的方法。
  20. 前記導電性パターンは、導電性トレースの少なくとも１つのセットを含む、請求項１２～１９のいずれか一項に記載の電子機器。
  21. 前記成形可能なフィルムは、前記成形可能なフィルムの前記第１の側面に取り付けられ、かつ前記導電性パターンに電気的に結合された、電子部品、光学部品、フレキシブルケーブル、フレキシブルプリント基板及び／又は光電子部品を更に含む、請求項１２～２０のいずれか一項に記載の電子機器。
  22. 前記変形防止要素は、前記電子部品、前記光学部品、前記フレキシブルケーブル、前記フレキシブルプリント基板及び／又は前記光電子部品と少なくとも部分的に重なるように配置される、請求項１２～２１のいずれか一項に記載の電子機器。
  23. 前記成形可能なフィルムは、透明である、請求項１２～２２のいずれか一項に記載の電子機器。
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