JP2004259596A - 照光スイッチ - Google Patents
照光スイッチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004259596A JP2004259596A JP2003049151A JP2003049151A JP2004259596A JP 2004259596 A JP2004259596 A JP 2004259596A JP 2003049151 A JP2003049151 A JP 2003049151A JP 2003049151 A JP2003049151 A JP 2003049151A JP 2004259596 A JP2004259596 A JP 2004259596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent
- switch
- transparent conductive
- conductive film
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
Abstract
【課題】点光源を備えた薄型の照光スイッチを提供すること。
【解決手段】各々、透明基板、該透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そして該透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている透明スイッチ、該透明スイッチの一方の表面側に設けられた点光源、そして前記透明スイッチの透明導電膜が互いに接触したことを前記金属膜端子を介して検出して、該点光源に電気的エネルギを供給する駆動回路からなる照光スイッチ。
【選択図】 図２
【解決手段】各々、透明基板、該透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そして該透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている透明スイッチ、該透明スイッチの一方の表面側に設けられた点光源、そして前記透明スイッチの透明導電膜が互いに接触したことを前記金属膜端子を介して検出して、該点光源に電気的エネルギを供給する駆動回路からなる照光スイッチ。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードなどの点光源を備えた照光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話を含む家電製品や各種計測機器などの電気製品には、これらの電気製品を作動させるため、あるいはこれらの電気製品に必要な情報を入力するためのスイッチが備えられている。近年の電気製品の小型化にともない、このような小型の電気製品のスイッチは、より薄型であることが望まれている。また、スイッチを押したことを夜間あるいは薄暗い室内でも容易に確認できるように、スイッチに照明が付設される場合がある。一般に、照明が付設されたスイッチは、照光スイッチと呼ばれている。
【０００３】
特許文献１には、透明スイッチの一方の表面側に発光ダイオードが設置された構成の照光スイッチについて記載されている。透明スイッチは、環状の金属膜が付設された固定基板と、エンボス加工により環状の突起が形成され、この突起の頂部に環状の金属膜が付設された可動基板とが、環状金属膜側を内側にしてスペーサを介して接合された構成を有している。固定基板の環状金属膜の内側には、発光ダイオードの光を透明スイッチ側から取り出すために透孔が形成されている。各々の環状金属膜には、透明スイッチを外部回路に電気的に接続するための金属膜端子が付設されている。透明スイッチの可動基板の表面を押すと、可動基板の環状金属膜が、固定基板の環状金属膜に接触する。この環状金属膜同士が互いに接触したことを前記の金属膜端子を介して検出して、発光ダイオードを点灯させる。
【０００４】
特許文献２には、透明導電膜を備えた二枚の基板が、透明導電膜側を内側にしてスペーサを介して接合された構成の透明タッチスイッチについて記載されている。この透明タッチスイッチが備える各々の透明導電膜は、スパッタ法により形成されている。この透明タッチスイッチにおいては、基板からの透明導電膜の剥離を防止するために、基板と透明導電膜との間にプライマ層が付設されている。そして、このような透明タッチスイッチを、人がその表面に触れた場合に接触位置を検出するための透明タッチパネルスイッチとして利用できると記載されている。
【０００５】
特許文献３には、スパッタ法により形成された透明導電膜を備えた透明タッチパネルスイッチは、透明導電膜をスパッタ装置を用いたバッチ処理により形成する必要があること、さらに形成された透明導電膜のパターニングが必要となることなどから、生産効率が低く、そして製造コストが高いと記載されている。特許文献２においては、透明タッチパネルスイッチの生産効率を高め、そして製造コストを低くするために、透明導電膜を印刷法により形成することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−６６９９８号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５２３６号公報
【特許文献３】
特開平８−２８７７７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来より透明スイッチと発光ダイオードなどの点光源とを備えた各種の照光スイッチが知られているが、その構造上、照光スイッチの厚みを満足できる程度に薄くすることは難しい。
【０００８】
すなわち、点光源を備えた公知の照光スイッチは、透明スイッチと点光源との間隔を広く（通常は、１〜２ｃｍ程度に）設定せざるを得ない。これは、透明スイッチと点光源との間隔が狭いと、点光源から発せられた光が、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）において均一に広がらないため、この表面で観測される光の強度にムラが観測されるからである。点光源を備えた照光スイッチは、このような光の強度のムラの発生を抑えるために透明スイッチと点光源との間隔を広く設定する必要があるため、その厚みをさらに薄くすることが難しい。
【０００９】
本発明者は、公知の照光スイッチ、あるいは公知の透明スイッチと点光源とを組み合わせて構成される照光スイッチにおいて、透明スイッチと点光源との間隔を狭く設定した場合でも照光スイッチの表面において観測される光の強度が均一となるように、点光源として指向性の低い光を発する発光ダイオードを用いることについて検討した。その結果、透明スイッチと発光ダイオードとの間隔をより狭く設定することはできたが、照光スイッチの厚みをある程度（６〜７ｍｍ程度）以下に薄くすることは難しかった。
【００１０】
本発明の目的は、点光源を備えた薄型の照光スイッチを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の公知の透明スイッチの少なくとも一方の透明導電膜を、透明導電性材料と透明微粒子とを含む塗布液の印刷により形成し、透明導電膜の内部に透明微粒子を分散配置させることによって、透明導電膜に、スイッチの接点としての機能と、点光源の発する光を散乱させて照光スイッチの表面で観測される光の強度を均一にする機能との両方の機能を付与できることを見出した。そしてこのような透明スイッチの一方の表面側に点光源を設置することにより、極めて厚みの薄い照光スイッチを作製することに成功した。
【００１２】
本発明は、各々、透明基板、この透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そしてこの透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている透明スイッチ、この透明スイッチの一方の表面側に設けられた点光源、そして前記透明スイッチの透明導電膜が互いに接触したことを前記金属膜端子を介して検出して、該点光源に電気的エネルギを供給する駆動回路からなる照光スイッチにある。
【００１３】
本発明の照光スイッチの好ましい態様は、下記の通りである。
（１）点光源が、発光ダイオードである。
（２）各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。
（３）金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている。
【００１４】
本発明はまた、各々、透明基板、この透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そしてこの透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されていることを特徴とする透明スイッチにもある。
【００１５】
本発明の透明スイッチの好ましい態様は、下記の通りである。
（１）各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。
（２）金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている。
【００１６】
なお、本明細書において、「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の照光スイッチを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う照光スイッチの一例の構成を示す斜視図であり、そして図２は、図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した照光スイッチの断面図である。
【００１８】
照光スイッチは、透明スイッチと、その一方の表面側に設けられたチップ状の発光ダイオード２４、そして発光ダイオード２４の駆動回路（図示は略する）から構成されている。
【００１９】
透明スイッチは、透明導電膜を備えた二枚の透明導電膜付基板１８ａ及び１８ｂが、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサ１９を介して接合された構成を有している。図２に示すように、透明導電膜１５ａ及び１５ｂの各々の内部には、透明微粒子２６が膜平面に沿って分散配置されている。透明導電膜１５ａ及び１５ｂには、透明スイッチを外部回路に電気的に接続するための金属膜端子１７ａ及び１７ｂがそれぞれ付設されている。
【００２０】
駆動回路は、透明スイッチの透明導電膜１５ａ及び１５ｂが互いに接触したことを前記の金属膜端子１７ａ及び１７ｂを介して検出して、発光ダイオード２４に電気的エネルギを供給する。
【００２１】
透明スイッチの各々の透明導電膜の内部に分散配置された透明微粒子２６は、点光源である発光ダイオード２４が発した光を散乱し、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）にて観測される光の強度を均一にする。図２に記入した矢印２０は、各々の発光ダイオード２４が発した光の伝搬経路の一例を示している。透明微粒子２６は、透明スイッチの少なくとも一方の透明導電膜の内部に分散配置されていればよいが、照光スイッチの表面で観測される光の強度をより均一にするためには、各々の透明導電膜の内部に分散配置されていることが好ましい。
【００２２】
透明微粒子の材料の例としては、ガラスに代表される透明セラミック材料、および透明樹脂材料などが挙げられる。樹脂材料の例としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、およびエポキシ樹脂などが挙げられる。透明微粒子としては、中空の透明微粒子を用いることもできる。中空微粒子は、例えば、樹脂成型品を軽量化するための充填材として市販されている。樹脂成型品の軽量化に用いられる中空微粒子は、中空充填材と呼ばれており、ガラス、フェノール樹脂、あるいはエポキシ樹脂などから形成されている。
【００２３】
透明導電膜は、市販されているペースト状の透明導電性材料（例、ＩＴＯ：錫ドープ酸化インジウム）に前記の透明微粒子を添加混合して、これを印刷することにより形成することができる。印刷法の例としては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、および凹版印刷法などが挙げられる。透明導電膜を印刷により形成する方法については、前記の特許文献３に詳しく記載されている。印刷法によって透明導電膜を形成することにより、透明スイッチを高効率且つ低コストで製造することができ、そして透明導電膜の内部に透明微粒子を簡単に分散配置させることが可能となる。
【００２４】
透明微粒子の平均粒子径に特に制限はないが、通常は、平均粒子径が１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下の透明微粒子を用いる。なお、平均粒子径とは、個数平均径を意味する。また、例えば、透明導電膜をスクリーン印刷法により形成する場合には、スクリーンが目詰まりしない程度の小さな平均粒子径を有する透明微粒子を用いることが好ましい。このように、透明微粒子の平均粒子径は、透明導電膜の印刷方法によっても適宜調節することが好ましい。
【００２５】
透明導電膜に添加する透明微粒子の量に特に制限はないが、添加量が少なすぎると点光源の発した光が散乱されにくくなり、逆に添加量が多すぎると透明導電膜の導電性が低下する。本発明の照光スイッチはその構成が簡単であるため、透明微粒子の添加量は、実際に照光スイッチを作製し、その表面で観測される光の強度のムラを確認しながら容易に決定することができる。
【００２６】
次に、透明スイッチの製造方法について簡単に説明する。図３は、図１の照光スイッチが備える透明スイッチの分解斜視図である。先ず、透明基板１４ｂの表面に、金属膜端子１７ｂと枠状金属膜１６ｂとを同時に形成する。枠状金属膜１６ｂは、透明スイッチの動作を安定させるために付設される。枠状金属膜については、後に詳しく説明する。
【００２７】
透明基板１４ｂの材料の例としては、ガラスに代表される透明セラミック材料、および透明樹脂材料が挙げられる。透明基板１４ｂとしては、透明樹脂フイルムを用いること好ましい。透明樹脂フイルムの代表例としては、ポリエステルフイルム（特に、ポリエチレンテレフタレートフイルム）が挙げられる。
【００２８】
金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂの材料の例としては、銀および銅が挙げられる。金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂは、透明スイッチの生産効率を高め、その製造コストを抑えるために、導電性ペーストを印刷することにより形成することが好ましい。導電性ペーストの例としては、銀ペースト、および銅ペーストが挙げられる。形成後の膜の導電率が高いことから、銀ペーストを用いることが好ましい。
【００２９】
金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂの表面には、透明スイッチの耐久性を高くするために保護膜（図２：２７ｂ）を付設することが好ましい。保護膜は、カーボンペーストなどを印刷することにより形成することができる。例えば、枠状金属膜が銀から形成されている場合、保護膜を付設することにより、温泉地などでスイッチが使用された場合の銀の硫化が防止され、スイッチの耐久性を高めることができる。なお、透明スイッチに長期の耐久性が必要とされない場合には、保護膜を付設する必要はない。
【００３０】
枠状金属膜１６ｂの内側に、前記の透明微粒子を含むペースト状の透明導電性材料を印刷して透明導電膜１５ｂを形成することにより、透明導電膜付基板１８ｂを作製することができる。透明導電膜付基板１８ａは、透明導電膜付基板１８ｂと同様にして作製することができる。
【００３１】
各々の枠状金属膜は、前記のカーボンペーストから形成された保護膜を介して透明導電膜と電気的に接続されている。また、カーボン保護膜の露出部分（透明導電膜が付設されていない表面）に、印刷法によりレジスト膜を付設することにより、保護膜を付設する場合と同様にスイッチの耐久性を高めることができる。
【００３２】
作製した透明導電膜付基板１８ａと、透明導電膜付基板１８ｂとを、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサ１９を介して接合することにより、透明スイッチを作製することができる。スペーサとしては、例えば、前記の透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された樹脂フイルム（例、ポリエステルフイルム）が用いられる。
【００３３】
透明スイッチが、その表面に軽く触れた場合に誤作動しないように、透明導電膜１５ａ及び１５ｂの一方もしくは両方の表面に、点状のスペーサを付設することができる。点状のスペーサは、絶縁性の樹脂材料を含むインキを印刷することにより形成することができる。樹脂材料の代表例としては、ポリエステル樹脂、およびエポキシ樹脂が挙げられる。点状のスペーサについては、前記の特許文献３に詳しく記載されている。
【００３４】
次に、枠状金属膜の付設により、透明スイッチの動作が安定する理由について説明する。
【００３５】
図４は、枠状金属膜を有しない透明スイッチの抵抗値について説明する図である。図４には、スイッチの抵抗値（スイッチの透明導電膜が互いに接触したときの金属膜端子間の抵抗値）の説明を容易とするため、透明スイッチの透明導電膜４５ａ及び４５ｂ、そして金属膜端子４８ａ及び４８ｂのみを記載した。
【００３６】
この透明スイッチの図４に記入したＡ１ の位置を押すと、位置Ａ１ にて、透明導電膜４５ａ及び４５ｂが互いに接触する。この場合に金属膜端子４８ａ及び４８ｂの間を流れる電流の経路の一例を、図４に破線の矢印４２ａで示す。同様に、透明スイッチのＡ２ の位置を押した場合に、金属膜端子間を流れる電流の経路の一例を、図４に破線の矢印４２ｂで示す。
【００３７】
図４に示すように、スイッチの位置Ａ２ を押したときの電流の経路４２ｂは、位置Ａ１ を押したときの電流の経路４２ａよりも長くなる。すなわち、位置Ａ２ を押したときのスイッチの抵抗値は、位置Ａ１ を押したときの抵抗値よりも大きい。従って、スイッチを押す位置によって、スイッチの抵抗値に変動が生じる。
【００３８】
透明スイッチの作動は、例えば、スイッチの一対の金属膜端子間に電圧を印加しておき、この電圧値が、透明導電膜が互いに接触した場合に低下することから検出する。すなわち、スイッチに印加した電圧がある一定値（以下、しきい値電圧という）以下となった場合に、スイッチが作動したと判断する。前記のようにスイッチを押す位置によってスイッチの抵抗値が変動すると、スイッチを押しても、金属膜端子間に印加した電圧がしきい値電圧まで低下しない場合があり、スイッチの動作が不安定となる。
【００３９】
なお、前記の特許文献２及び特許文献３に記載のタッチパネル用のスイッチは、スイッチを押す位置による抵抗値の変動を積極的に利用して接触位置を検出する、すなわち、スイッチを押す位置により定まる抵抗値に対応する透明導電膜間を流れる電流の大きさから接触位置を検出するため、このような抵抗値の変動は問題とはならない。
【００４０】
図５は、枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値の安定性について説明する図である。図４の場合と同様に、図５には、透明スイッチの透明導電膜５５ａ及び５５ｂ、枠状金属膜５６ａ及び５６ｂ、そして金属膜端子５８ａ及び５８ｂのみを記載した。
【００４１】
このような枠状金属膜が付設されたスイッチの位置Ａ１ を押した場合には、電流は、枠状金属膜の内縁全体から位置Ａ１ に向かって流れる。すなわち、電流は、透明導電膜の全体を流れる。同様に、スイッチの位置Ａ２ を押した場合にも、電流は、透明導電膜の全体を流れる。従って、このような枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値は、スイッチを押す位置に殆ど影響されずに安定した値を示すと推測される。
【００４２】
図６は、枠状金属膜の形状の例を示す平面図である。図５の透明スイッチの枠状金属膜５６ａ及び５６ｂは、各々透明導電膜の周縁に沿った四角い環状の形状とされている。スイッチの透明導電膜は、スイッチが付設される電気製品のデザインによって様々な形状とされる。枠状金属膜は、スイッチの透明導電膜の形状と対応させて、例えば、図６の（ａ１ ）から（ａ７ ）に示すような様々な形状とすることができる。
【００４３】
枠状金属膜には、透明導電膜の周縁に沿った形状であれば、図６の（ｂ１ ）から（ｂ４ ）に示すように、環状でない形状のものも含まれる。枠状金属膜は、透明導電膜の周縁の１／３以上に沿って付設されていることが好ましく、１／２以上に沿って付設されていることがより好ましく、３／４以上に沿って付設されていることがさらに好ましく、周縁の全体に沿って付設されていること（環状の形状であること）が最も好ましい。また、枠状金属膜は、透明導電膜の周縁の内側近傍に沿って付設されていてもよい。すなわち、透明導電膜が、枠状金属膜の外側にまで広がって形成されていてもよい。
【００４４】
また、透明スイッチの透明導電膜の抵抗値を低くして、透明導電膜における電力の損失を小さくすることが好ましい。このためには、透明導電膜の厚みを大きくして、その抵抗値を低くすればよい。ところが、厚い透明導電膜を一回の印刷で形成すると、ペースト状の透明導電性材料に含まれる溶媒の乾燥が不十分となる場合がある。溶媒の乾燥が不充分であると、透明導電膜の機械的な強度が低くなり、スイッチの耐久性が低下するなどの問題を生じる。このような問題を生じないように、透明導電膜は、ペースト状の透明導電性材料の印刷、そして溶媒の乾燥を繰り返すことにより多層膜として形成して、その厚みを大きくすることが好ましい。
【００４５】
本発明の照光スイッチにおいては、透明スイッチの一方の表面側に点光源が設置される。点光源の例としては、発光ダイオード、および小型電球が挙げられる。なお、点光源には、スイッチの透明導電膜の面積よりも小さな面積の発光面を備えた平面状の光源が含まれる。平面状の光源の例としては、有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。点光源としては、入手が容易であり、そして寿命が長いことから、発光ダイオード（特にチップ状の発光ダイオード）を用いることが好ましい。
【００４６】
図７は、図１の照光スイッチの光源部２２の分解斜視図である。光源部２２は、透明スイッチ側に付設されるスペーサ２２ａ、およびチップ状の発光ダイオード２４などを備えた基板２２ｂから構成されている。基板２２ｂの表面には、四個のチップ状発光ダイオード２４、およびチップ状発光ダイオードに電気的エネルギを供給するための配線用金属膜２５が付設されている。各々のチップ状発光ダイオード２４は、導電性接着剤により配線用金属膜２５の表面に固定されている。基板２２ｂおよび配線用金属膜２５の代わりに、公知のプリント配線板を用いることもできる。プリント配線板の例としては、硬質プリント配線板およびフレキシブルプリント配線板が挙げられる。プリント配線板を用いる場合、チップ状発光ダイオード（点光源）は、プリント配線の表面にはんだ付けにより固定することが好ましい。
【００４７】
前記のように、透明スイッチの透明導電膜の内部に分散配置された透明微粒子により発光ダイオードの光を散乱させることができるため、従来よりも透明スイッチと発光ダイオードとの距離を狭く設定する（すなわちスペーサ２２ａの厚みを薄くする）ことができ、照光スイッチの厚みを薄くすることができる。図７に示すように、点光源として四個のチップ状発光ダイオード２４を用いた場合、スペーサ２２ａの厚みは、１乃至２ｍｍ程度に設定することができる。
【００４８】
スペーサ２２ａの材料に特に制限はなく、その例としては、金属材料、樹脂材料、およびセラミック材料を挙げることができる。スペーサとしては、ポリ塩化ビニルシート、およびポリカーボネートシートなどの樹脂シートを用いることが好ましい。
【００４９】
基板２２ｂの材料の例としては、ガラスに代表されるセラミック材料、および樹脂材料が挙げられる。基板２２ｂとしては、樹脂フイルムを用いること好ましい。樹脂フイルムの代表例としては、ポリエステルフイルム（特に、ポリエチレンテレフタレートフイルム）が挙げられる。
【００５０】
また、チップ状発光ダイオード２４から発せられた光は、透明スイッチの表面に到達するまでに、スイッチの透明基板の表面などで反射され、その一部が光源部２２の側に向かう。光源部２２の基板２２ｂの表面において、このような光を透明スイッチの側に反射させることにより、照光スイッチの表面で観測される光の強度を大きくすることができる。このためには、例えば、基板２２ｂの配線用金属膜２５及びチップ状発光ダイオード２４が付設された部位以外の表面に、金属膜などの光反射性を示す膜を付設すればよい。基板２２ｂが透明である場合には、金属膜などの光反射性を示す膜は、基板２２ｂの裏面に付設してもよい。
【００５１】
また、照光スイッチの表面のうち、透明導電膜と対応する部位の外側からは、チップ状発光ダイオードが発した光を取り出す必要はない。従って、照光スイッチの表面のうち、透明導電膜と対応する部位の外側には、不透明な印刷を施すことができる。また、照光スイッチの表面に、透明導電膜と対応する部位に孔が形成された不透明な樹脂シートを付設することもできる。また、照光スイッチを、その透明導電膜と対応する部位に孔が形成された電気製品の操作パネルの裏側に配置して使用することもできる。
【００５２】
図８は、本発明の照光スイッチの動作の一例を説明するための電気回路図である。図８に示すように、照光スイッチは、透明スイッチ８１、四個のチップ状発光ダイオード８２、そして駆動回路８３から構成されている。駆動回路８３は、透明スイッチ８１の金属膜端子間に電圧を印加する。駆動回路８３は、透明スイッチ８１が押されて、その透明導電膜が互いに接触したときに前記電圧値が低下することを検出して、スイッチが押されたことを判断する。そして駆動回路８３は、スイッチが押された場合に、チップ状発光ダイオード８２に電気的エネルギを供給する。この電気的エネルギの供給により発光ダイオードが点灯して、照光スイッチが押されたことを光により確認することができる。同時に、駆動回路８３は、照光スイッチが付設された電気製品に、スイッチが押されたことを示す電気信号を伝達する。
【００５３】
チップ状発光ダイオードの個数や接続方法に特に制限はない。例えば、図８のように四個のチップ状発光ダイオードを用いる場合、これらのチップ状発光ダイオードは、駆動回路に並列に接続されていてもよい。チップ状発光ダイオードを並列接続することにより、駆動回路によりチップ状発光ダイオードを低電圧で駆動することができる。また、駆動回路により、四個のチップ状発光ダイオードを、その各々に独立の電圧を印加して駆動することもできる。
【００５４】
駆動回路８３によって、チップ状発光ダイオード８２を、スイッチの透明導電膜が互いに接触しているときのみ点灯（もしくは点滅）させてもよいし、透明導電膜が互いに接触してから所定時間点灯させてもよいし、あるいは透明導電膜が互いに接触してから、次に接触するまで点灯させてもよい。
【００５５】
【実施例】
［比較例１］
透明基板として、厚さ１００μｍの透明ポリエステルフイルムを用意した。そして基板上に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより金属膜端子を形成した。次いで、前記の金属膜と電気的に接続するようにして、ペースト状の透明導電性インキ（Ｓ−１００、住友大阪セメント（株）製）をスクリーン印刷することにより、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）からなる厚さ１０μｍの透明導電膜を形成した。このようにして、透明導電膜付基板を二枚作製した。
【００５６】
作製した二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないように、スペーサを介して貼り合わせて透明スイッチを作製した。スペーサとしては、透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された厚さ１００μｍのポリエステルフイルムを用いた。
【００５７】
図７に示すように、厚さ１００μｍのポリエステル基板の表面に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより配線用金属膜を形成した。そして配線用金属膜の表面に、導電性接着剤により四個のチップ状発光ダイオードを固定した。
【００５８】
作製した透明スイッチと、チップ状発光ダイオードが固定された基板とを、チップ状発光ダイオードが透明スイッチ側となるようにしてスペーサを介して貼り合わせることにより、照光スイッチを作製した。スペーサとしては、透明スイッチの透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された厚さ１ｍｍの発泡ポリ塩化ビニルシートを用いた。作製した照光スイッチが備える透明スイッチの透明導電膜と金属膜端子の構成は、図４と同じである。
【００５９】
作製した照光スイッチを、そのチップ状発光ダイオードに電圧を印加することにより点灯させ、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）から取り出される光を目視により観察した。その結果、照光スイッチの表面にて観測された光に、四個のチップ状発光ダイオードと対応する光の強弱が確認された。
【００６０】
次に、図４に示すように、透明スイッチの金属膜端子４８ａ及び４８ｂに電気抵抗測定器４１を接続し、透明スイッチの表面を、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ にて押し、それぞれの位置で透明導電膜４５ａ及び４５ｂが互いに接触した状態における金属膜端子間の抵抗値を測定した。位置Ａ１ と金属膜端子の縁部との距離ｄ１ は１０ｍｍであり、同様にｄ２ は２０ｍｍであり、ｄ３ は３０ｍｍである。測定された抵抗値は、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ において、それぞれ５ｋΩ、８ｋΩ、そして１３ｋΩであった。透明導電膜の幅Ｄは、１０ｍｍである。
【００６１】
［実施例１］
比較例１で用いた透明導電性インキに対して、直径４０μｍの中空ガラスビーズを５質量％の割合で添加し、これを十分攪拌することにより透明導電膜形成用の塗布液を作製した。
【００６２】
作製した塗布液を用いて厚さが約４５μｍの透明導電膜を形成すること、そして金属膜端子を形成するときに、透明導電膜の周縁にて電気的に接続するように枠状金属膜を同時に形成すること以外は比較例１と同様にして、照光スイッチを作製した。作製した照光スイッチが備える透明スイッチの透明導電膜、枠状金属膜、そして金属膜端子の構成は、図５の場合と同じである。
【００６３】
作製した照光スイッチを、そのチップ状発光ダイオードに電圧を印加することにより点灯させ、照光スイッチの表面から取り出される光を目視により観察した。その結果、照光スイッチの表面にて観測される光は、面内で均一な強度を示すことを確認した。
【００６４】
次に、図５に示すように、透明スイッチの表面を、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ （比較例１と同じ位置）にて押し、それぞれの位置で透明導電膜５５ａ及び５５ｂが互いに接触した状態における金属膜端子間の抵抗値を測定したところ、スイッチを押す位置によらずに抵抗値は約６ｋΩであった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の照光スイッチは、透明スイッチとその一方の表面側に設置された点光源などから構成されている。そして透明スイッチが有する透明導電膜の内部には、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。この透明微粒子により点光源から発せられた光が散乱され、透明スイッチと点光源との距離を狭く設定した場合でも照光スイッチの表面で観測される光の強度を均一とすることができるため、照光スイッチの厚みを薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照光スイッチの一例の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した、照光スイッチの断面図である。
【図３】図１の照光スイッチが備える透明スイッチの分解斜視図である。
【図４】枠状金属膜を有しない透明スイッチの抵抗値について説明する図である。
【図５】枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値を説明する図である。
【図６】枠状金属膜の形状の例を示す平面図である。
【図７】図１の照光スイッチの光源部の分解斜視図である。
【図８】本発明の照光スイッチの動作の一例を説明するための電気回路図である。
【符号の説明】
１５ａ、１５ｂ 透明導電膜
１６ａ、１６ｂ 枠状金属膜
１７ａ、１７ｂ 金属膜端子
１８ａ、１８ｂ 透明導電膜付基板
１９ スペーサ
２２ 光源部
２２ａ スペーサ
２２ｂ 基板
２４ チップ状発光ダイオード
２５ 配線用金属膜
２６ 透明微粒子
２７ａ、２７ｂ カーボン保護膜
４１ 電気抵抗測定器
４２ａ 金属膜端子間を流れる電流の経路の一例を示す矢印
４２ｂ 金属膜端子間を流れる電流の経路の別の一例を示す矢印
４５ａ、４５ｂ 透明導電膜
４８ａ、４８ｂ 金属膜端子
４９ 指
５５ａ、５５ｂ 透明導電膜
５６ａ、５６ｂ 枠状金属膜
５８ａ、５８ｂ 金属膜端子
８１ 透明スイッチ
８２ チップ状発光ダイオード
８３ 駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードなどの点光源を備えた照光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話を含む家電製品や各種計測機器などの電気製品には、これらの電気製品を作動させるため、あるいはこれらの電気製品に必要な情報を入力するためのスイッチが備えられている。近年の電気製品の小型化にともない、このような小型の電気製品のスイッチは、より薄型であることが望まれている。また、スイッチを押したことを夜間あるいは薄暗い室内でも容易に確認できるように、スイッチに照明が付設される場合がある。一般に、照明が付設されたスイッチは、照光スイッチと呼ばれている。
【０００３】
特許文献１には、透明スイッチの一方の表面側に発光ダイオードが設置された構成の照光スイッチについて記載されている。透明スイッチは、環状の金属膜が付設された固定基板と、エンボス加工により環状の突起が形成され、この突起の頂部に環状の金属膜が付設された可動基板とが、環状金属膜側を内側にしてスペーサを介して接合された構成を有している。固定基板の環状金属膜の内側には、発光ダイオードの光を透明スイッチ側から取り出すために透孔が形成されている。各々の環状金属膜には、透明スイッチを外部回路に電気的に接続するための金属膜端子が付設されている。透明スイッチの可動基板の表面を押すと、可動基板の環状金属膜が、固定基板の環状金属膜に接触する。この環状金属膜同士が互いに接触したことを前記の金属膜端子を介して検出して、発光ダイオードを点灯させる。
【０００４】
特許文献２には、透明導電膜を備えた二枚の基板が、透明導電膜側を内側にしてスペーサを介して接合された構成の透明タッチスイッチについて記載されている。この透明タッチスイッチが備える各々の透明導電膜は、スパッタ法により形成されている。この透明タッチスイッチにおいては、基板からの透明導電膜の剥離を防止するために、基板と透明導電膜との間にプライマ層が付設されている。そして、このような透明タッチスイッチを、人がその表面に触れた場合に接触位置を検出するための透明タッチパネルスイッチとして利用できると記載されている。
【０００５】
特許文献３には、スパッタ法により形成された透明導電膜を備えた透明タッチパネルスイッチは、透明導電膜をスパッタ装置を用いたバッチ処理により形成する必要があること、さらに形成された透明導電膜のパターニングが必要となることなどから、生産効率が低く、そして製造コストが高いと記載されている。特許文献２においては、透明タッチパネルスイッチの生産効率を高め、そして製造コストを低くするために、透明導電膜を印刷法により形成することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−６６９９８号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５２３６号公報
【特許文献３】
特開平８−２８７７７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来より透明スイッチと発光ダイオードなどの点光源とを備えた各種の照光スイッチが知られているが、その構造上、照光スイッチの厚みを満足できる程度に薄くすることは難しい。
【０００８】
すなわち、点光源を備えた公知の照光スイッチは、透明スイッチと点光源との間隔を広く（通常は、１〜２ｃｍ程度に）設定せざるを得ない。これは、透明スイッチと点光源との間隔が狭いと、点光源から発せられた光が、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）において均一に広がらないため、この表面で観測される光の強度にムラが観測されるからである。点光源を備えた照光スイッチは、このような光の強度のムラの発生を抑えるために透明スイッチと点光源との間隔を広く設定する必要があるため、その厚みをさらに薄くすることが難しい。
【０００９】
本発明者は、公知の照光スイッチ、あるいは公知の透明スイッチと点光源とを組み合わせて構成される照光スイッチにおいて、透明スイッチと点光源との間隔を狭く設定した場合でも照光スイッチの表面において観測される光の強度が均一となるように、点光源として指向性の低い光を発する発光ダイオードを用いることについて検討した。その結果、透明スイッチと発光ダイオードとの間隔をより狭く設定することはできたが、照光スイッチの厚みをある程度（６〜７ｍｍ程度）以下に薄くすることは難しかった。
【００１０】
本発明の目的は、点光源を備えた薄型の照光スイッチを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の公知の透明スイッチの少なくとも一方の透明導電膜を、透明導電性材料と透明微粒子とを含む塗布液の印刷により形成し、透明導電膜の内部に透明微粒子を分散配置させることによって、透明導電膜に、スイッチの接点としての機能と、点光源の発する光を散乱させて照光スイッチの表面で観測される光の強度を均一にする機能との両方の機能を付与できることを見出した。そしてこのような透明スイッチの一方の表面側に点光源を設置することにより、極めて厚みの薄い照光スイッチを作製することに成功した。
【００１２】
本発明は、各々、透明基板、この透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そしてこの透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている透明スイッチ、この透明スイッチの一方の表面側に設けられた点光源、そして前記透明スイッチの透明導電膜が互いに接触したことを前記金属膜端子を介して検出して、該点光源に電気的エネルギを供給する駆動回路からなる照光スイッチにある。
【００１３】
本発明の照光スイッチの好ましい態様は、下記の通りである。
（１）点光源が、発光ダイオードである。
（２）各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。
（３）金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている。
【００１４】
本発明はまた、各々、透明基板、この透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そしてこの透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されていることを特徴とする透明スイッチにもある。
【００１５】
本発明の透明スイッチの好ましい態様は、下記の通りである。
（１）各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。
（２）金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている。
【００１６】
なお、本明細書において、「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の照光スイッチを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う照光スイッチの一例の構成を示す斜視図であり、そして図２は、図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した照光スイッチの断面図である。
【００１８】
照光スイッチは、透明スイッチと、その一方の表面側に設けられたチップ状の発光ダイオード２４、そして発光ダイオード２４の駆動回路（図示は略する）から構成されている。
【００１９】
透明スイッチは、透明導電膜を備えた二枚の透明導電膜付基板１８ａ及び１８ｂが、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサ１９を介して接合された構成を有している。図２に示すように、透明導電膜１５ａ及び１５ｂの各々の内部には、透明微粒子２６が膜平面に沿って分散配置されている。透明導電膜１５ａ及び１５ｂには、透明スイッチを外部回路に電気的に接続するための金属膜端子１７ａ及び１７ｂがそれぞれ付設されている。
【００２０】
駆動回路は、透明スイッチの透明導電膜１５ａ及び１５ｂが互いに接触したことを前記の金属膜端子１７ａ及び１７ｂを介して検出して、発光ダイオード２４に電気的エネルギを供給する。
【００２１】
透明スイッチの各々の透明導電膜の内部に分散配置された透明微粒子２６は、点光源である発光ダイオード２４が発した光を散乱し、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）にて観測される光の強度を均一にする。図２に記入した矢印２０は、各々の発光ダイオード２４が発した光の伝搬経路の一例を示している。透明微粒子２６は、透明スイッチの少なくとも一方の透明導電膜の内部に分散配置されていればよいが、照光スイッチの表面で観測される光の強度をより均一にするためには、各々の透明導電膜の内部に分散配置されていることが好ましい。
【００２２】
透明微粒子の材料の例としては、ガラスに代表される透明セラミック材料、および透明樹脂材料などが挙げられる。樹脂材料の例としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、およびエポキシ樹脂などが挙げられる。透明微粒子としては、中空の透明微粒子を用いることもできる。中空微粒子は、例えば、樹脂成型品を軽量化するための充填材として市販されている。樹脂成型品の軽量化に用いられる中空微粒子は、中空充填材と呼ばれており、ガラス、フェノール樹脂、あるいはエポキシ樹脂などから形成されている。
【００２３】
透明導電膜は、市販されているペースト状の透明導電性材料（例、ＩＴＯ：錫ドープ酸化インジウム）に前記の透明微粒子を添加混合して、これを印刷することにより形成することができる。印刷法の例としては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、および凹版印刷法などが挙げられる。透明導電膜を印刷により形成する方法については、前記の特許文献３に詳しく記載されている。印刷法によって透明導電膜を形成することにより、透明スイッチを高効率且つ低コストで製造することができ、そして透明導電膜の内部に透明微粒子を簡単に分散配置させることが可能となる。
【００２４】
透明微粒子の平均粒子径に特に制限はないが、通常は、平均粒子径が１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下の透明微粒子を用いる。なお、平均粒子径とは、個数平均径を意味する。また、例えば、透明導電膜をスクリーン印刷法により形成する場合には、スクリーンが目詰まりしない程度の小さな平均粒子径を有する透明微粒子を用いることが好ましい。このように、透明微粒子の平均粒子径は、透明導電膜の印刷方法によっても適宜調節することが好ましい。
【００２５】
透明導電膜に添加する透明微粒子の量に特に制限はないが、添加量が少なすぎると点光源の発した光が散乱されにくくなり、逆に添加量が多すぎると透明導電膜の導電性が低下する。本発明の照光スイッチはその構成が簡単であるため、透明微粒子の添加量は、実際に照光スイッチを作製し、その表面で観測される光の強度のムラを確認しながら容易に決定することができる。
【００２６】
次に、透明スイッチの製造方法について簡単に説明する。図３は、図１の照光スイッチが備える透明スイッチの分解斜視図である。先ず、透明基板１４ｂの表面に、金属膜端子１７ｂと枠状金属膜１６ｂとを同時に形成する。枠状金属膜１６ｂは、透明スイッチの動作を安定させるために付設される。枠状金属膜については、後に詳しく説明する。
【００２７】
透明基板１４ｂの材料の例としては、ガラスに代表される透明セラミック材料、および透明樹脂材料が挙げられる。透明基板１４ｂとしては、透明樹脂フイルムを用いること好ましい。透明樹脂フイルムの代表例としては、ポリエステルフイルム（特に、ポリエチレンテレフタレートフイルム）が挙げられる。
【００２８】
金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂの材料の例としては、銀および銅が挙げられる。金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂは、透明スイッチの生産効率を高め、その製造コストを抑えるために、導電性ペーストを印刷することにより形成することが好ましい。導電性ペーストの例としては、銀ペースト、および銅ペーストが挙げられる。形成後の膜の導電率が高いことから、銀ペーストを用いることが好ましい。
【００２９】
金属膜端子１７ｂ及び枠状金属膜１６ｂの表面には、透明スイッチの耐久性を高くするために保護膜（図２：２７ｂ）を付設することが好ましい。保護膜は、カーボンペーストなどを印刷することにより形成することができる。例えば、枠状金属膜が銀から形成されている場合、保護膜を付設することにより、温泉地などでスイッチが使用された場合の銀の硫化が防止され、スイッチの耐久性を高めることができる。なお、透明スイッチに長期の耐久性が必要とされない場合には、保護膜を付設する必要はない。
【００３０】
枠状金属膜１６ｂの内側に、前記の透明微粒子を含むペースト状の透明導電性材料を印刷して透明導電膜１５ｂを形成することにより、透明導電膜付基板１８ｂを作製することができる。透明導電膜付基板１８ａは、透明導電膜付基板１８ｂと同様にして作製することができる。
【００３１】
各々の枠状金属膜は、前記のカーボンペーストから形成された保護膜を介して透明導電膜と電気的に接続されている。また、カーボン保護膜の露出部分（透明導電膜が付設されていない表面）に、印刷法によりレジスト膜を付設することにより、保護膜を付設する場合と同様にスイッチの耐久性を高めることができる。
【００３２】
作製した透明導電膜付基板１８ａと、透明導電膜付基板１８ｂとを、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサ１９を介して接合することにより、透明スイッチを作製することができる。スペーサとしては、例えば、前記の透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された樹脂フイルム（例、ポリエステルフイルム）が用いられる。
【００３３】
透明スイッチが、その表面に軽く触れた場合に誤作動しないように、透明導電膜１５ａ及び１５ｂの一方もしくは両方の表面に、点状のスペーサを付設することができる。点状のスペーサは、絶縁性の樹脂材料を含むインキを印刷することにより形成することができる。樹脂材料の代表例としては、ポリエステル樹脂、およびエポキシ樹脂が挙げられる。点状のスペーサについては、前記の特許文献３に詳しく記載されている。
【００３４】
次に、枠状金属膜の付設により、透明スイッチの動作が安定する理由について説明する。
【００３５】
図４は、枠状金属膜を有しない透明スイッチの抵抗値について説明する図である。図４には、スイッチの抵抗値（スイッチの透明導電膜が互いに接触したときの金属膜端子間の抵抗値）の説明を容易とするため、透明スイッチの透明導電膜４５ａ及び４５ｂ、そして金属膜端子４８ａ及び４８ｂのみを記載した。
【００３６】
この透明スイッチの図４に記入したＡ１ の位置を押すと、位置Ａ１ にて、透明導電膜４５ａ及び４５ｂが互いに接触する。この場合に金属膜端子４８ａ及び４８ｂの間を流れる電流の経路の一例を、図４に破線の矢印４２ａで示す。同様に、透明スイッチのＡ２ の位置を押した場合に、金属膜端子間を流れる電流の経路の一例を、図４に破線の矢印４２ｂで示す。
【００３７】
図４に示すように、スイッチの位置Ａ２ を押したときの電流の経路４２ｂは、位置Ａ１ を押したときの電流の経路４２ａよりも長くなる。すなわち、位置Ａ２ を押したときのスイッチの抵抗値は、位置Ａ１ を押したときの抵抗値よりも大きい。従って、スイッチを押す位置によって、スイッチの抵抗値に変動が生じる。
【００３８】
透明スイッチの作動は、例えば、スイッチの一対の金属膜端子間に電圧を印加しておき、この電圧値が、透明導電膜が互いに接触した場合に低下することから検出する。すなわち、スイッチに印加した電圧がある一定値（以下、しきい値電圧という）以下となった場合に、スイッチが作動したと判断する。前記のようにスイッチを押す位置によってスイッチの抵抗値が変動すると、スイッチを押しても、金属膜端子間に印加した電圧がしきい値電圧まで低下しない場合があり、スイッチの動作が不安定となる。
【００３９】
なお、前記の特許文献２及び特許文献３に記載のタッチパネル用のスイッチは、スイッチを押す位置による抵抗値の変動を積極的に利用して接触位置を検出する、すなわち、スイッチを押す位置により定まる抵抗値に対応する透明導電膜間を流れる電流の大きさから接触位置を検出するため、このような抵抗値の変動は問題とはならない。
【００４０】
図５は、枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値の安定性について説明する図である。図４の場合と同様に、図５には、透明スイッチの透明導電膜５５ａ及び５５ｂ、枠状金属膜５６ａ及び５６ｂ、そして金属膜端子５８ａ及び５８ｂのみを記載した。
【００４１】
このような枠状金属膜が付設されたスイッチの位置Ａ１ を押した場合には、電流は、枠状金属膜の内縁全体から位置Ａ１ に向かって流れる。すなわち、電流は、透明導電膜の全体を流れる。同様に、スイッチの位置Ａ２ を押した場合にも、電流は、透明導電膜の全体を流れる。従って、このような枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値は、スイッチを押す位置に殆ど影響されずに安定した値を示すと推測される。
【００４２】
図６は、枠状金属膜の形状の例を示す平面図である。図５の透明スイッチの枠状金属膜５６ａ及び５６ｂは、各々透明導電膜の周縁に沿った四角い環状の形状とされている。スイッチの透明導電膜は、スイッチが付設される電気製品のデザインによって様々な形状とされる。枠状金属膜は、スイッチの透明導電膜の形状と対応させて、例えば、図６の（ａ１ ）から（ａ７ ）に示すような様々な形状とすることができる。
【００４３】
枠状金属膜には、透明導電膜の周縁に沿った形状であれば、図６の（ｂ１ ）から（ｂ４ ）に示すように、環状でない形状のものも含まれる。枠状金属膜は、透明導電膜の周縁の１／３以上に沿って付設されていることが好ましく、１／２以上に沿って付設されていることがより好ましく、３／４以上に沿って付設されていることがさらに好ましく、周縁の全体に沿って付設されていること（環状の形状であること）が最も好ましい。また、枠状金属膜は、透明導電膜の周縁の内側近傍に沿って付設されていてもよい。すなわち、透明導電膜が、枠状金属膜の外側にまで広がって形成されていてもよい。
【００４４】
また、透明スイッチの透明導電膜の抵抗値を低くして、透明導電膜における電力の損失を小さくすることが好ましい。このためには、透明導電膜の厚みを大きくして、その抵抗値を低くすればよい。ところが、厚い透明導電膜を一回の印刷で形成すると、ペースト状の透明導電性材料に含まれる溶媒の乾燥が不十分となる場合がある。溶媒の乾燥が不充分であると、透明導電膜の機械的な強度が低くなり、スイッチの耐久性が低下するなどの問題を生じる。このような問題を生じないように、透明導電膜は、ペースト状の透明導電性材料の印刷、そして溶媒の乾燥を繰り返すことにより多層膜として形成して、その厚みを大きくすることが好ましい。
【００４５】
本発明の照光スイッチにおいては、透明スイッチの一方の表面側に点光源が設置される。点光源の例としては、発光ダイオード、および小型電球が挙げられる。なお、点光源には、スイッチの透明導電膜の面積よりも小さな面積の発光面を備えた平面状の光源が含まれる。平面状の光源の例としては、有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。点光源としては、入手が容易であり、そして寿命が長いことから、発光ダイオード（特にチップ状の発光ダイオード）を用いることが好ましい。
【００４６】
図７は、図１の照光スイッチの光源部２２の分解斜視図である。光源部２２は、透明スイッチ側に付設されるスペーサ２２ａ、およびチップ状の発光ダイオード２４などを備えた基板２２ｂから構成されている。基板２２ｂの表面には、四個のチップ状発光ダイオード２４、およびチップ状発光ダイオードに電気的エネルギを供給するための配線用金属膜２５が付設されている。各々のチップ状発光ダイオード２４は、導電性接着剤により配線用金属膜２５の表面に固定されている。基板２２ｂおよび配線用金属膜２５の代わりに、公知のプリント配線板を用いることもできる。プリント配線板の例としては、硬質プリント配線板およびフレキシブルプリント配線板が挙げられる。プリント配線板を用いる場合、チップ状発光ダイオード（点光源）は、プリント配線の表面にはんだ付けにより固定することが好ましい。
【００４７】
前記のように、透明スイッチの透明導電膜の内部に分散配置された透明微粒子により発光ダイオードの光を散乱させることができるため、従来よりも透明スイッチと発光ダイオードとの距離を狭く設定する（すなわちスペーサ２２ａの厚みを薄くする）ことができ、照光スイッチの厚みを薄くすることができる。図７に示すように、点光源として四個のチップ状発光ダイオード２４を用いた場合、スペーサ２２ａの厚みは、１乃至２ｍｍ程度に設定することができる。
【００４８】
スペーサ２２ａの材料に特に制限はなく、その例としては、金属材料、樹脂材料、およびセラミック材料を挙げることができる。スペーサとしては、ポリ塩化ビニルシート、およびポリカーボネートシートなどの樹脂シートを用いることが好ましい。
【００４９】
基板２２ｂの材料の例としては、ガラスに代表されるセラミック材料、および樹脂材料が挙げられる。基板２２ｂとしては、樹脂フイルムを用いること好ましい。樹脂フイルムの代表例としては、ポリエステルフイルム（特に、ポリエチレンテレフタレートフイルム）が挙げられる。
【００５０】
また、チップ状発光ダイオード２４から発せられた光は、透明スイッチの表面に到達するまでに、スイッチの透明基板の表面などで反射され、その一部が光源部２２の側に向かう。光源部２２の基板２２ｂの表面において、このような光を透明スイッチの側に反射させることにより、照光スイッチの表面で観測される光の強度を大きくすることができる。このためには、例えば、基板２２ｂの配線用金属膜２５及びチップ状発光ダイオード２４が付設された部位以外の表面に、金属膜などの光反射性を示す膜を付設すればよい。基板２２ｂが透明である場合には、金属膜などの光反射性を示す膜は、基板２２ｂの裏面に付設してもよい。
【００５１】
また、照光スイッチの表面のうち、透明導電膜と対応する部位の外側からは、チップ状発光ダイオードが発した光を取り出す必要はない。従って、照光スイッチの表面のうち、透明導電膜と対応する部位の外側には、不透明な印刷を施すことができる。また、照光スイッチの表面に、透明導電膜と対応する部位に孔が形成された不透明な樹脂シートを付設することもできる。また、照光スイッチを、その透明導電膜と対応する部位に孔が形成された電気製品の操作パネルの裏側に配置して使用することもできる。
【００５２】
図８は、本発明の照光スイッチの動作の一例を説明するための電気回路図である。図８に示すように、照光スイッチは、透明スイッチ８１、四個のチップ状発光ダイオード８２、そして駆動回路８３から構成されている。駆動回路８３は、透明スイッチ８１の金属膜端子間に電圧を印加する。駆動回路８３は、透明スイッチ８１が押されて、その透明導電膜が互いに接触したときに前記電圧値が低下することを検出して、スイッチが押されたことを判断する。そして駆動回路８３は、スイッチが押された場合に、チップ状発光ダイオード８２に電気的エネルギを供給する。この電気的エネルギの供給により発光ダイオードが点灯して、照光スイッチが押されたことを光により確認することができる。同時に、駆動回路８３は、照光スイッチが付設された電気製品に、スイッチが押されたことを示す電気信号を伝達する。
【００５３】
チップ状発光ダイオードの個数や接続方法に特に制限はない。例えば、図８のように四個のチップ状発光ダイオードを用いる場合、これらのチップ状発光ダイオードは、駆動回路に並列に接続されていてもよい。チップ状発光ダイオードを並列接続することにより、駆動回路によりチップ状発光ダイオードを低電圧で駆動することができる。また、駆動回路により、四個のチップ状発光ダイオードを、その各々に独立の電圧を印加して駆動することもできる。
【００５４】
駆動回路８３によって、チップ状発光ダイオード８２を、スイッチの透明導電膜が互いに接触しているときのみ点灯（もしくは点滅）させてもよいし、透明導電膜が互いに接触してから所定時間点灯させてもよいし、あるいは透明導電膜が互いに接触してから、次に接触するまで点灯させてもよい。
【００５５】
【実施例】
［比較例１］
透明基板として、厚さ１００μｍの透明ポリエステルフイルムを用意した。そして基板上に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより金属膜端子を形成した。次いで、前記の金属膜と電気的に接続するようにして、ペースト状の透明導電性インキ（Ｓ−１００、住友大阪セメント（株）製）をスクリーン印刷することにより、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）からなる厚さ１０μｍの透明導電膜を形成した。このようにして、透明導電膜付基板を二枚作製した。
【００５６】
作製した二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないように、スペーサを介して貼り合わせて透明スイッチを作製した。スペーサとしては、透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された厚さ１００μｍのポリエステルフイルムを用いた。
【００５７】
図７に示すように、厚さ１００μｍのポリエステル基板の表面に、銀ペーストをスクリーン印刷することにより配線用金属膜を形成した。そして配線用金属膜の表面に、導電性接着剤により四個のチップ状発光ダイオードを固定した。
【００５８】
作製した透明スイッチと、チップ状発光ダイオードが固定された基板とを、チップ状発光ダイオードが透明スイッチ側となるようにしてスペーサを介して貼り合わせることにより、照光スイッチを作製した。スペーサとしては、透明スイッチの透明導電膜と対応する位置に孔が形成され、両面に粘着剤が塗布された厚さ１ｍｍの発泡ポリ塩化ビニルシートを用いた。作製した照光スイッチが備える透明スイッチの透明導電膜と金属膜端子の構成は、図４と同じである。
【００５９】
作製した照光スイッチを、そのチップ状発光ダイオードに電圧を印加することにより点灯させ、照光スイッチの表面（透明スイッチ側の面）から取り出される光を目視により観察した。その結果、照光スイッチの表面にて観測された光に、四個のチップ状発光ダイオードと対応する光の強弱が確認された。
【００６０】
次に、図４に示すように、透明スイッチの金属膜端子４８ａ及び４８ｂに電気抵抗測定器４１を接続し、透明スイッチの表面を、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ にて押し、それぞれの位置で透明導電膜４５ａ及び４５ｂが互いに接触した状態における金属膜端子間の抵抗値を測定した。位置Ａ１ と金属膜端子の縁部との距離ｄ１ は１０ｍｍであり、同様にｄ２ は２０ｍｍであり、ｄ３ は３０ｍｍである。測定された抵抗値は、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ において、それぞれ５ｋΩ、８ｋΩ、そして１３ｋΩであった。透明導電膜の幅Ｄは、１０ｍｍである。
【００６１】
［実施例１］
比較例１で用いた透明導電性インキに対して、直径４０μｍの中空ガラスビーズを５質量％の割合で添加し、これを十分攪拌することにより透明導電膜形成用の塗布液を作製した。
【００６２】
作製した塗布液を用いて厚さが約４５μｍの透明導電膜を形成すること、そして金属膜端子を形成するときに、透明導電膜の周縁にて電気的に接続するように枠状金属膜を同時に形成すること以外は比較例１と同様にして、照光スイッチを作製した。作製した照光スイッチが備える透明スイッチの透明導電膜、枠状金属膜、そして金属膜端子の構成は、図５の場合と同じである。
【００６３】
作製した照光スイッチを、そのチップ状発光ダイオードに電圧を印加することにより点灯させ、照光スイッチの表面から取り出される光を目視により観察した。その結果、照光スイッチの表面にて観測される光は、面内で均一な強度を示すことを確認した。
【００６４】
次に、図５に示すように、透明スイッチの表面を、位置Ａ１ 、Ａ２ 、そしてＡ３ （比較例１と同じ位置）にて押し、それぞれの位置で透明導電膜５５ａ及び５５ｂが互いに接触した状態における金属膜端子間の抵抗値を測定したところ、スイッチを押す位置によらずに抵抗値は約６ｋΩであった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の照光スイッチは、透明スイッチとその一方の表面側に設置された点光源などから構成されている。そして透明スイッチが有する透明導電膜の内部には、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている。この透明微粒子により点光源から発せられた光が散乱され、透明スイッチと点光源との距離を狭く設定した場合でも照光スイッチの表面で観測される光の強度を均一とすることができるため、照光スイッチの厚みを薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照光スイッチの一例の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した、照光スイッチの断面図である。
【図３】図１の照光スイッチが備える透明スイッチの分解斜視図である。
【図４】枠状金属膜を有しない透明スイッチの抵抗値について説明する図である。
【図５】枠状金属膜を有する透明スイッチの抵抗値を説明する図である。
【図６】枠状金属膜の形状の例を示す平面図である。
【図７】図１の照光スイッチの光源部の分解斜視図である。
【図８】本発明の照光スイッチの動作の一例を説明するための電気回路図である。
【符号の説明】
１５ａ、１５ｂ 透明導電膜
１６ａ、１６ｂ 枠状金属膜
１７ａ、１７ｂ 金属膜端子
１８ａ、１８ｂ 透明導電膜付基板
１９ スペーサ
２２ 光源部
２２ａ スペーサ
２２ｂ 基板
２４ チップ状発光ダイオード
２５ 配線用金属膜
２６ 透明微粒子
２７ａ、２７ｂ カーボン保護膜
４１ 電気抵抗測定器
４２ａ 金属膜端子間を流れる電流の経路の一例を示す矢印
４２ｂ 金属膜端子間を流れる電流の経路の別の一例を示す矢印
４５ａ、４５ｂ 透明導電膜
４８ａ、４８ｂ 金属膜端子
４９ 指
５５ａ、５５ｂ 透明導電膜
５６ａ、５６ｂ 枠状金属膜
５８ａ、５８ｂ 金属膜端子
８１ 透明スイッチ
８２ チップ状発光ダイオード
８３ 駆動回路
Claims (7)
- 各々、透明基板、該透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そして該透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている透明スイッチ、該透明スイッチの一方の表面側に設けられた点光源、そして前記透明スイッチの透明導電膜が互いに接触したことを前記金属膜端子を介して検出して、該点光源に電気的エネルギを供給する駆動回路からなる照光スイッチ。
- 点光源が、発光ダイオードである請求項１に記載の照光スイッチ。
- 各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている請求項１に記載の照光スイッチ。
- 金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら該透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている請求項１に記載の照光スイッチ。
- 各々、透明基板、該透明基板の表面に印刷法により形成された透明導電膜、そして該透明導電膜に電気的に接続され、前記基板表面の透明導電膜の外側に配設された金属膜端子からなる二枚の透明導電膜付基板を、透明導電膜側を内側にして、透明導電膜が互いに接触しないようにスペーサを介して接合してなり、少なくとも一方の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されていることを特徴とする透明スイッチ。
- 各々の透明導電膜の内部に、透明微粒子が膜平面に沿って分散配置されている請求項５に記載の透明スイッチ。
- 金属膜端子に、前記透明導電膜の縁部にて電気的に接続しながら該透明導電膜の周縁に沿って延びる枠状金属膜が付設されている請求項５に記載の透明スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003049151A JP4212922B2 (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 照光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003049151A JP4212922B2 (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 照光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004259596A true JP2004259596A (ja) | 2004-09-16 |
| JP4212922B2 JP4212922B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
ID=33114938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003049151A Expired - Fee Related JP4212922B2 (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 照光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4212922B2 (ja) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022722U (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-16 | カシオ計算機株式会社 | キ−シ−ト構造 |
| JPS63164126A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | 日本メクトロン株式会社 | 透明タツチパネルスイツチ |
| JPH0429290A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導光板 |
| JPH0677131U (ja) * | 1993-04-02 | 1994-10-28 | 美和ロック株式会社 | シートスイッチのスイッチ素子 |
| JPH06313813A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Keiwa Shoko Kk | 導光板 |
| JPH08287775A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Brother Ind Ltd | タッチパネル |
| JPH09274826A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Yazaki Corp | 車両用多機能スイッチ装置 |
| JP2000113762A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-04-21 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 照光式押釦スイッチ |
| JP2001057126A (ja) * | 1999-08-16 | 2001-02-27 | San Miyuuron:Kk | タッチスイッチ |
-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003049151A patent/JP4212922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022722U (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-16 | カシオ計算機株式会社 | キ−シ−ト構造 |
| JPS63164126A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | 日本メクトロン株式会社 | 透明タツチパネルスイツチ |
| JPH0429290A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導光板 |
| JPH0677131U (ja) * | 1993-04-02 | 1994-10-28 | 美和ロック株式会社 | シートスイッチのスイッチ素子 |
| JPH06313813A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Keiwa Shoko Kk | 導光板 |
| JPH08287775A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Brother Ind Ltd | タッチパネル |
| JPH09274826A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Yazaki Corp | 車両用多機能スイッチ装置 |
| JP2000113762A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-04-21 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 照光式押釦スイッチ |
| JP2001057126A (ja) * | 1999-08-16 | 2001-02-27 | San Miyuuron:Kk | タッチスイッチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4212922B2 (ja) | 2009-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN212461477U (zh) | 键盘 | |
| EP1039493B1 (en) | El-combined sheet switch | |
| US8258987B2 (en) | Icon illumination for capacitive touch switch | |
| US7071433B2 (en) | Illuminated membrane switch | |
| JP2002025374A (ja) | Ｅｌシート及びこれを用いたスイッチ | |
| US9704671B2 (en) | Luminous keyboard | |
| US10121613B2 (en) | Keyswitch device, keyboard, and membrane circuit board | |
| JP2011238579A (ja) | 発光キーボード | |
| JP2009170195A (ja) | 可動接点体及びこれを用いたスイッチ | |
| CN203931897U (zh) | 发光键盘的基板 | |
| CN101556520A (zh) | 触摸按键装置 | |
| CN201903838U (zh) | 触控冷光键盘装置 | |
| CN103401967A (zh) | 移动终端及其触摸屏 | |
| US20120092271A1 (en) | Computer input device with el panel and touch pad | |
| JP2008059913A (ja) | スイッチ装置 | |
| JP2004259596A (ja) | 照光スイッチ | |
| KR20060116057A (ko) | 이엘 램프시트 및 그의 제조 방법 | |
| KR100790560B1 (ko) | 초박막 키 패드 및 그 제조 방법 | |
| JP2008243655A (ja) | 可動接点体およびそれを用いて構成した照光式パネルスイッチ | |
| JP2016081587A (ja) | 可動接点体及びこれを用いたスイッチ | |
| JPH1139983A (ja) | Ｅｌ照光シート及びｅｌ照光式スイッチ | |
| JP2007012285A (ja) | 可動接点体及びその製造方法 | |
| TWI739073B (zh) | 電熱設備及其觸控裝置 | |
| CN213937866U (zh) | 一种电子触摸按键及电子设备 | |
| TWM519761U (zh) | 鍵盤用發光膜均勻發光控制系統 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080729 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081017 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081029 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4212922 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131107 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |