CN1619733A - 开关单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明开关操作位置的开关单元，其目的是实现薄形化、低刚性的同时，直接照明开关操作位置。开关单元1A由如下元件构成：设置有操作时可动的半圆形活动触点(5)的第一板状构件(2)，和设置有发光部(12)和对所述发光部(12)供电的一对电极(13、14)并叠层在上述第一板状构件(2)上的第二板状构件(3)。而且，上述进行供电的一个电极14由透明的导电性聚合物形成，并且基板电极(13)、导电性聚合物电极(14)和发光部(12)设置在与半圆形活动触点(5)相对的位置上。

Description

开关单元

技术领域

本发明涉及开关单元，特别是照明开关操作位置的开关单元。

背景技术

例如，以手机为代表的便携式电子设备，为了提高在夜间等昏暗场所的可操作性，设置有照明键盘设置位置附近的照明功能。作为这样的具有照明功能的开关单元例如，在专利文件1-日本特开2003-77366号公报中已公开。图4表示作为带有这样的照明功能的以前的一个例子的开关单元50。

开关单元50大致由第一板状构件52和第二板状构件53构成。第一板状构件52由盖板54和半圆形活动触点55构成。盖板54是由绝缘树脂构成的板，起保护半圆形活动触点55的作用。而且，半圆形活动触点55由导电金属构成，形成为半圆形。所述半圆形活动触点55的结构为可通过按压操作在图中上下方向弹性动作。

第一板状构件52如图所示通过设置在线路板56上构成按钮开关。线路板56具有环状固定触点58和形成在固定触点58中心位置上的固定触点57。半圆形活动触点55的外周边部分与固定触点58连接。因此，当按压操作半圆形活动触点55使其动作、其中心部位与固定触点57接触时，固定触点57与固定触点58通过半圆形活动触点55电连接。这样，半圆形活动触点55和固定触点57、58构成按钮开关。

第二板状构件53在第一基材61和第二基材62之间形成多个照明部60。照明部60由发光部63和夹持发光部设置的第一和第二透明电极64、65构成。发光部63的结构为通过由所述各个透明电极64、65供电而发光。而且，第一和第二透明电极64、65由透明且具有导电性的铟锡氧化物(下面称为ITO)形成。此外，70是形成空气通道的隔离体。

可是，在以前的开关单元50中，由于给发光部63供电的电极使用由ITO制成的第一和第二透明电极64和65，因而第二板状构件53变厚，不能实现开关单元50的薄型化，而且在开关单元50操作时，存在不能直接照明操作者按压操作位置的问题。下面，说明各个问题。

首先，说明第二板状构件53变厚的问题。通过把ITO蒸镀在基材61和62上形成第一和第二透明电极64和65。为了能可靠地向发光部63供电而且省电，希望第一和第二透明电极64和65的电阻低。在这一点上，ITO作为透明电极材料，其电阻低，是具有良好电特性的材料。

可是，由于基材61、62是由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等树脂形成的，为了使ITO在蒸镀时句有良好的电特性，基材61、62的厚度必须使其在蒸汽镀时不发生弯曲等，因此以前的开关单元50中第二板状构件53厚且刚性强，随之相应开关单元50也存在变厚且刚性强的问题。

如上所述，开关单元50存在的问题是，以手机等为代表的便携式电子设备如众所周知希望小型化，由于开关单元50变厚，因而不能使装有这样的开关单元的便携式电子设备实现小型化。而且，由于开关单元50变厚，开关单元50的刚性变强。在开关单元50的刚性变强的情况下，则不能象挠性基板一样可挠性变形，存在不能安装在便携式电子设备内的严重问题。

另一方面，由于ITO是金属氧化物(铟锡氧化物)，而且是膜状，在对其连续地施加变形力的情况下，会发生金属疲劳。因此，假设把由ITO形成的各个透明电极64、65设置在半圆形活动触点5的正上方，将其结构做成在开关操作时一直受到变形力的情况下，可以设想透明电极64、65会在比较短时间内破损。因此，以前如图4所示，不把透明电极64、65设置在半圆形活动触点5的正上方位置。即，将其结构做成透明电极64、65设置在半圆形活动触点55的外周位置。

另一方面，在昏暗场所操作开关单元50的情况下，从操作性方面考虑希望照明直接操作的位置，即半圆形活动触点55的设置位置。可是，由于上述理由，以前，不能直接照明开关单元50在操作时进行按压操作的位置，因此不能充分满足开关单元50的使用性能。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题提出的，目的是提供一种开关单元，可实现薄形化、低刚性的同时，还可直接照明开关操作位置。

为了解决上述问题，本发明的技术方案的特征如下所述。

本发明第一方案的开关单元具有：设置有操作时可动的活动触点5的第一板状构件2，和设置有发光部12和对所述发光部12供电的电极13、14、叠层在上述第一板状构件2上的第二板状构件3，其特征是，上述进行供电的电极14由导电性聚合物形成。

采用上述发明，导电性聚合物与以前使用的ITO(铟锡氧化物)比较具有可挠性，而且与ITO不同，不是通过蒸镀形成的，因此基材的厚度不受限制，基材厚度能够做得很薄。因此，能够实现第二板状构件的薄形化和低刚性。

本发明第二方案的开关单元是在上述第一方案的基础上，其特征是，上述发光部12设置在至少对着上述活动触点5的位置上。

采用上述发明，由于发光部设置在至少对着上述活动触点的位置上，做成操作者操作开关单元的部位直接发光的结构，因此能够提高开关单元的使用性能。

本发明第三方案的开关单元是在上述第一或第二方案的基础上，其特征是，上述导电性聚合物是透明的。

采用上述发明，由于使用透明无色的导电性聚合物，发光部的发光颜色不受导电性聚合物的影响，能够以本色向外发光。

本发明第四方案的开关单元是在上述第一至第三方案的任何一个方案的基础上，其特征是，上述活动触点5是由半圆形的金属弹簧形成。

采用上述发明，由于活动触点由半圆形的金属弹簧形成，在开关操作时伴随着金属弹簧的变形可获得咔嚓感。此时，通过使用导电性聚合物作为电极，能够实现第二板状构件薄形化和低刚性，因此能够可靠地获得咔嚓感，从而能提高操作性。

本发明第五方案的开关单元是在上述第一至第四方案的任何一个方案的基础上，其特征是，在对上述发光部12供电的电极13、14与上述活动触点5相对的位置上，对上述发光部12进行供电。

采用上述发明，由于在发光部发光的位置，即在与活动触点相对的位置上进行供电，因此能够提高活动触点位置(即开关操作位置)的亮度。即，由于发光部在供电位置的发光效率高，因此通过将该供电位置作为与活动触点相对的位置，能够提高活动触点位置(开关操作位置)的亮度。

本发明第六方案的开关单元是在上述第一至第五方案的任何一个方案的基础上，其特征是，上述发光部12设置在上述第二板状构件2的大致整个面上。

采用上述发明，能够实现第二板状构件2薄形化和低刚性的同时，可以使第二板状构件的大致整个面(大面积)发光。

本发明第七方案的开关单元是在上述第一至第六方案的任何一个方案的基础上，其特征是，上述第一板状构件2和上述第二板状构件3之间设置有隔离体15。

采用上述发明，由于在上述第一板状构件和上述第二板状构件之间设置有隔离体，即使第二板状构件低刚性化，在叠层在第一板状构件上的状态下也能够确保第二板状构件的平行性。

本发明第八方案的开关单元是在上述第一至第六方案的任何一个方案的基础上，其特征是，上述第一板状构件2和上述第二板状构件3之间设置有树脂40，使上述第一板状构件2和上述第二板状构件3做为一体结构。

采用上述发明，第一板状构件和第二板状构件利用树脂构成一体，因此能够实现设置在第一板状构件上的活动触点和设置在第二板状构件上的发光部精确定位。因此能够可靠地使开关操作位置发光。

采用如上所述的本发明，能够实现以下所述的各种效果。

采用本发明的第一方案，能够实现第二板状构件薄形化和低刚性，而且能够使发光部发出高亮度的没有颜色不均匀的光。

采用本发明的第二方案，由于做成操作者操作开关单元的部位为直接发光的结构，因此能够提高开关单元的使用性能。

采用本发明的第三方案，由于发光部的发光颜色不受导电性聚合物的影响，能够以本色向外发光。

采用本发明的第四方案，由于能够可靠获得咔嚓感，因此可提高操作性。

采用本发明的第五方案，可提高活动触点位置(即开关操作位置)的亮度。

采用本发明的第六方案，可实现第二板状构件2薄形化和低刚性的同时，还可使第二板状构件的大致整个面(大面积)发光。

采用本发明的第七方案，即使第二板状构件低刚性化，在叠层在第一板状构件上的状态下也能确保第二板状构件的平行性。

采用本发明的第八方案，可实现设置在第一板状构件上的活动触点和设置在第二板状构件上的发光部的精确定位。

附图说明

图1是本发明一个实施例的开关单元的截面图；

图2是使用本发明一个实施例的开关单元的电子装置截面图；

图3是图1所示的开关单元的变型例子的截面图；

图4是以前的一个开关单元例子的截面图。

具体实施方式

下面，结合附图说明本发明的最佳实施例。

图1表示本发明的一个实施例的开关单元1A，图2表示组装了开关单元1A的电子装置20。该开关单元1A具有照明功能，如图2所示安装在电子装置20中使用。

开关单元1A大致由第一板状元件2和第二板状构件3构成。第一板状构件2由盖板4、半圆形活动触点5和形成空气通道的隔离体29构成。盖板4是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯等绝缘树脂构成的板，起保护半圆形活动触点5的作用。而且，如同后面所述由于半圆形活动触点5可以弹性变形，因而盖板4选择可随着该弹性变形挠曲的材料。

另外，形成空气通道的隔离体29是由一定厚度(例如50μm)的例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成的板，该形成空气通道的隔离体29在上面和下面具有粘接层，通过上面的粘接层粘接固定在盖板4上，通过下面的粘接层粘接固定在后面所述的电路板26上，形成连接多个半圆形活动触点5之间的空气通路(形成空气通道的隔离体29加工出半圆形活动触点5的区域和通道图案，通过盖板4和电路板26形成空气通道)。

半圆形活动触点5由具有弹性的导电性金属或者可以弹性变形的导电性材料(例如在橡胶等中混入了碳等的材料)制成，形成为半圆形。所述半圆形活动触点5做成可通过按压操作弹性变形、并在图中上下方向可动的结构。该半圆形活动触点5与后面所述的固定电极27、28一起构成按钮开关。

另外，半圆形活动触点5如上所述通过按压操作弹性变形时，产生咔嚓感。操作者通过该咔嚓感能够感觉并确认已可靠地进行了开关操作的事实已传递到手指。

此外，图1表示开关单元1A制造后出厂时的状态，因此保护带6处于与第一板状构件2的下部粘贴上的状态。该保护带6是用于在开关单元1A出厂过程中保护半圆形活动触点5。因此，在开关单元1A安装在电子装置20等上面时要玻璃保护带6。

另一方面，第二板状构件3做成在基材10上形成多个照明部60的结构。基材10是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚碳酸酯等具有绝缘性的透明的树脂构成的板。该基材10如同后面所述在操作开关单元1A时是由操作者按压操作的部件，因此做成可挠性结构。

照明部11由发光部12和夹持发光部设置的一对电极13、14构成。构成发光部12的发光体可以使用例如掺铜(Cu)的硫化锌(ZnS)。

该发光体混合在氟树脂粘合剂(氟化乙烯叉和六氟化丙烯的共聚物作为溶剂，溶解在丁酮内)内，然后例如通过厚膜印刷法(丝网印刷等)印刷形成。如上所述形成的发光部12通过由一对电极13、14供电发光。

基板电极13形成在发光部12与半圆形活动触点5相对一侧的面上。该基板电极13通过如下方法形成，即使用例如厚膜印刷法把银膏印刷在发光部12上，然后通过加热处理使粘合剂气化形成。

所述基板电极13的主要成分是银(Ag)，具有金属光泽。因此，基板电极13具有反射发光部12发出的光的反射功能。此外，构成基板电极13的金属不限于银，可以使用金、铜、镍铝合金、或者混合有金属材料等的导电性聚合物等各种导电性材料。

在发光部12与基材10之间形成构成本发明主要部分的导电性聚合物电极14。该导电性聚合物电极14可以优先使用例如聚乙炔、聚对苯撑、聚呲咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯撑乙烯、聚硒酚等各种材料。特别是，如同本实施例一样使用于手机等电子装置20中的情况下，希望使用稳定性高、而且透明、导电性强的聚呲咯、聚噻吩、聚苯胺。该导电性聚合物电极14能够使用厚膜印刷法形成在基材10上。

由上述材质构成的导电性聚合物电极14是透明的，而且由于是聚合物，与以前使用的ITO比较具有容易挠性变形的特性。而且，导电性聚合物电极14与ITO不同，电特性对温度的依赖性低。因此，在形成导电性聚合物电极14时即使基材10的温度不高也能够形成低电阻的导电性聚合物电极14。而且，导电性聚合物电极14的电阻随着厚度增加而降低也少，因此，即使导电性聚合物电极14薄也能够把电阻抑制在很低水平。

具体地，在以前的由ITO形成的透明电极64、65(参照图4)中，厚度为0.5μm的板的电阻值为200-300欧姆，如同本实施例一样，由于使用导电性聚合物电极14，可实现与厚度为0.3μm的ITO板等同的电阻值200-300欧姆。而且，通过使用能以印刷法形成透明电极的导电性聚合物，不受基材10的厚度限制，与以前基材61、62的厚度100-125μm比较，本实施例的基材10的厚度能够实现12μm。通过实现基材10薄形化，能够实现第二板状构件3的整体厚度与以前比较可薄到为其十分之一。

这样，通过使用对基材10没有限制的导电性聚合物电极14，能够实现开关单元1A的薄形化，而且由于导电性聚合物电极14具有可挠性，而且基材10的厚度薄，能够获得充分的可挠性，因此能够实现第二板状构件3的低刚性。

如上所述构成的第一板状构件2和第二板状构件3通过第一隔离体15接合。根据本实施例的开关单元1A在第一板状构件2和第二板状构件3接合的状态下，照明部11与半圆形活动触点5相对设置。即，各个板状构件2、3在接合状态下，发光部12和对其供电的各个电极13、14处于与半圆形活动触点5相对的状态。

此时，发光部12的面积可以比半圆形活动触点5的面积小、相同或者比它大。这样，在平面看各个板状构件2、3接合的状态时，发光部12做成其至少一部分与半圆形活动触点5重合的结构。通过这样的结构，构成开关单元1A的操作者进行操作的部位通过发光部12直接发光，因此能够提高开关单元1A的使用性能。而且，如上所述，由于本实施例中的第二板状构件3刚性小，容易挠性变形，因此操作开关时所需要的按压力可比以前小，这样也提高了使用性能。

而且，即使第二板状构件3刚性低，由于被第一隔离体15支撑，因此能可靠地保持平坦。而且，由于半圆形活动触点5的设置区域比开关单元1A的整个平面面积小，因此能够使第一隔离体15在设置位置保持自由度。因此，能够把第一隔离体设置在有利于保持第二板状构件3的平坦性的位置，这样也能够提高第二板状构件3的平坦性。

如上所述结构的开关单元1A安装在如图2所示的电子装置20中。在该安装状态下，第一板状构件2设置在电路板26上构成按钮开关。电路板26具有环状固定触点28和大致形成在固定触点28的中心位置的固定触点27。

另外，半圆形活动触点5的外周边缘连接在固定触点28上。因此，当半圆形活动触点5被按压操作而动作，其中心部位与固定触点27接触时，固定触点27与固定触点28通过半圆形活动触点5电连接。这样，由半圆形活动触点5和固定触点27、28构成按钮开关。

另一方面，在第二板状构件3的上部设置有键头基板23和壳体24。壳体24构成电子装置20的外壳，由硬质树脂形成。而且，在壳体24的与半圆形活动触点5相对的位置上形成有开口部25。

键头基板23由具有可挠性的透明树脂形成。而且，在健头基板23与半圆形活动触点5相对的位置上形成有向图中上方伸出的键头22。该键头22的结构使其通过开口部25从壳体24的上面伸出一定量。

使开口部25的形成位置与半圆形活动触点5的形成位置相对应。因此，当伴随着操作者对键头22的按压操作键头22向下移动时，键头22推压第二板状构件3的照明部11。这样，基材10向下方弯曲，与此相伴发光部12、基板电极13和导电性聚合物电极14也向下方弯曲变形。

而且，通过如上所述使照明部11向下方弯曲变形，则半圆形活动触点5弹性变形，其中央部位与固定触点27接触。这样，固定触点27与固定触点28通过半圆形活动触点5电导通。

另外，如上所述当半圆形活动触点5弹性变形时，由于半圆形活动触点5产生咔嚓感，因此操作者可通过咔嚓感判断开关操作是否适当。因此，能够提高电子装置20的操作性能。此外，如果解除对键头22的按压操作，键头22主要靠半圆形活动触点5和第二板状构件3的弹性恢复力向上动作，返回操作前的位置。

当操作该开关时，预先通过基板电极13和导电性聚合物电极14对发光部12供电。例如在电子装置20是折叠式手机情况下，所述供电从手机盖子相对于设置有键头22的手机本体打开时开始进行。这样通过各个电极13、14向发光部12供电，使发光部12发光，照明键头22。

此时，由于导电性聚合物电极14是透明的，发光部12的发光颜色不受导电性聚合物的影响，能够以其原来颜色照射到键头2上。而且，由于基材10和键头22也是透明的，电子装置20的操作者能够通过键头22、基材10和导电性聚合物电极14看到发光部12发出的光。

而且，如上所述，由于本实施例的开关单元1A使用导电性聚合物电极14，从而能够在与活动触点5相对的位置上设置各个电极13和14，因此能够在与活动触点5相对的位置上对发光部12供电。由于发光部12在供电位置的发光效率高，因此采用本实施例的结构能够提高活动触点5的设置位置的亮度，换句话说是键头22的亮度，而且能够防止发光不均匀。这样能够提高电子装置20在昏暗场所的使用性能。

进而，如上所述，由于导电性聚合物电极14与以前使用的ITO(铟锡氧化物)比较具有可挠性，而且对基材的膜厚没有限制，因此能够实现第二板状构件3薄形化和低刚性的同时，能够使发光部12发出高亮度而无不均匀现象的光。这样，能够实现电子装置20小型化和薄形化，而且能够提高键头22的操作性。

图3表示作为上述开关单元1A的变型例的开关单元1B。而且，在图3中，对与图1和图2中所示的结构相同的结构使用相同的标号，并省略其说明。

本变型例的开关单元1B的特征是，第一板状构件2和第二板状构件3之间设置有树脂40，将第一板状构件2和第二板状构件3做成一体。

树脂40选择例如硅树脂等具有可挠性的材料，因此即使设置树脂40也不会降低开关单元1B的操作性。即，虽然考虑到由于设置树脂40，在按压时第二板状构件3的可挠性下降，但通过适当选择如上所述的树脂40的材质，选定具有一定可挠性的材质，则不会发生操作性的下降。而且，该树脂40可以在将第一板状构件2和第二板状构件3安装在模具内之后，采用把树脂40注射在模具内的方法(注射成型法)形成。

若采用本变型例的开关单元1B，由于第一板状构件2和第二板状构件3通过树脂40构成为一体，因此能够对设置在第一板状构件2上的活动触点5和设置在第二板状构件3上的发光部12(照明部11)的位置进行精确定位，因此能够通过照明部11直接且可靠地照明开关的操作位置(键头22的设置位置)。

此外，在上述实施例中，虽将发光部12的面积做成可以比半圆形活动触点5的面积小、相同或者比它大的结构(形成在半圆形活动触点5的附近的结构)，但是发光部12的形成面积不受此限制，也可以做成设置在第二板状构件3的大致整个表面上的结构。采用这样的结构，能够实现开关单元的薄形化和低刚性的同时，可以使第二板状构件3的大致整个表面(大面积)发光。

Claims (8)

1.一种开关单元，具有：

设置有操作时可动的活动触点的第一板状构件，和

设置有发光部和对所述发光部供电的电极，并叠层在上述第一板状构件上的第二板状构件，其特征在于：

上述进行供电的上述电极由导电性聚合物形成。

2.根据权利要求1所述的开关单元，其特征在于：上述发光部设置在至少对着上述活动触点的位置上。

3.根据权利要求1或2所述的开关单元，其特征在于：上述导电性聚合物是透明的。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的开关单元，其特征在于：上述活动触点是由半圆形的金属弹簧形成的。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的开关单元，其特征在于：对上述发光部供电的电极在与上述活动触点相对的位置上对上述发光部进行供电。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的开关单元，其特征在于：上述发光部设置在上述第二板状构件的大致整个面上。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的开关单元，其特征在于：上述第一板状构件和上述第二板状构件之间设置有隔离体。

8.根据权利要求1至6中任何一项所述的开关单元，其特征在于：上述第一板状构件和上述第二板状构件之间设置有树脂，使上述第一板状构件和上述第二板状构件构成为一体。

Images