JP2005251514A - 押釦スイッチ用カバー部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 防水性と振動吸収性に優れ、押圧感触が良好で、薄く形成でき、照光効率の良い押釦スイッチ用カバー部材とその製造方法を提供する。
【解決手段】 複数のキートップ２０ｂを取付け可能な上部弾性シート３と、キートップ２０ｂと対応する押圧凸部２ａを形成可能な下部弾性シート２と、上部弾性シート３と下部弾性シート２の間に挟まれた板状のＥＬ素子とからなる押釦スイッチ用カバー部材１，１５であって、ＥＬ素子４の一部には端子４ｈ，４ｍが設けてあり、該端子４ｈ，４ｍが押釦スイッチ用カバー部材１，１５から露出しており、上部弾性シート３及び下部弾性シート２がＥＬ素子４に対して接着性を有するシリコーンゴム組成物を採用する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、携帯電話、小型携帯端末機、パソコンなどの入力装置として好適に用いられる押釦スイッチ用カバー部材に関するものである。

従来より、キートップを照光するためのＥＬ素子を有する押釦スイッチ用カバー部材としては、キートップに対応する固定接点が配設された板状のＥＬ素子上に、この固定接点と対応する可動接点を有するゴム製のパッドを、スペーサを介して設けたものがあった（特許文献１参照）。
このような従来の押釦スイッチ用カバー部材においては、構造が単純であることから薄く成形でき、パッドがゴム製であるため押圧感触がよいといった利点があった。
特開平１０−１０６７５４号公報

しかしながら、この従来の押釦スイッチ用カバー部材にあっては、ＥＬ素子の表面が硬質な材質で覆われているため、柔軟性に乏しく、使用を続けるうちに水分が浸入して、電極の腐食、イオン化が進行し部分的な不点灯、黒点が発生することがあった。

また、ＥＬ素子は硬質であるうえ、高電圧を印加して発光させるため、微細な振動が発生し振動音が耳障りであるという問題もあった。

また、ＥＬ素子とキートップの間には固定接点と可動接点が介在していたため、発光層とキートップとの距離が遠く、照光効率が悪いという問題もあった。

そこで、この発明では、防水性と振動吸収性に優れ、押圧感触が良好で、薄く形成でき、照光効率の良い押釦スイッチ用カバー部材とその製造方法を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のキートップを取付け可能な上部弾性シートと、前記キートップと対応する押圧凸部を形成可能な下部弾性シートと、前記上部弾性シートと前記下部弾性シートの間に挟まれた板状のＥＬ素子とからなる押釦スイッチ用カバー部材であって、前記ＥＬ素子の一部に設けた端子が前記押釦スイッチ用カバー部材から露出しており、前記上部弾性シート及び前記下部弾性シートが前記ＥＬ素子に対して接着性を有するシリコーンゴム組成物であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ＥＬ素子のベースフィルム面上に、ポリカーボネート系インク層を有していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記シリコーンゴム組成物が、加熱硬化型オルガノポリシロキサン１００質量部に対し、補強性シリカ微粉末１〜１００質量部と、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香環族を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物０．１〜５０質量部とを含有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記シリコーンゴム組成物が、エポキシ系シランカップリング剤０．５〜２０質量部を含有することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の構成に加え、前記ＥＬ素子の対向電極層及び透明電極層はキートップの平面視の形状に対応した形状に形成され、前記対向電極層同士及び透明電極層同士は接続線で電気的に接続しており、前記ＥＬ素子は平面視において前記キートップに対応させた箇所と前記接続線を除いて切り欠きが設けられており、該切り欠きには前記上部弾性シート又は前記下部弾性シートが充填されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、複数のキートップを取付け可能な上部弾性シートと前記キートップと対応する押圧凸部を形成可能な下部弾性シートと、前記上部弾性シートと前記下部弾性シートの間に挟まれた板状のＥＬ素子とからなる押釦スイッチ用カバー部材の製造方法であって、板状のＥＬ素子の一方の面に前記上部弾性シート又は前記下部弾性シートのいずれか一方のシリコーンゴムを一体化させた中間体を形成し、次に該中間体の前記キートップの平面視の形状に対応した箇所の一部を、次工程における前記ＥＬ素子の変形防止のためのＥＬ素子変形防止部とし、該ＥＬ素子変形防止部と前記ＥＬ素子の対向電極層、透明電極層及びそれらの接続線を除いた部位を切り込んだ第１切り欠きを設け、次に該第１切り欠きが充填されるよう、前記中間体の前記ＥＬ素子側の面に、他方の前記下部弾性シート又は前記上部弾性シートを一体化させた一体物を形成し、次に該一体物の前記ＥＬ素子変形防止部を切り込んで第２切り欠きを設けることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ＥＬ素子の両面は、シリコーンゴム製の上部弾性シートと下部弾性シートに覆われているため、防水性と振動吸収性に優れ、薄型に形成することが可能であり、下部弾性シートによりＥＬ素子の絶縁性が確保できる。また、ＥＬ素子とキートップとの距離が近いため、効率的にキートップを照光することができる。また、ＥＬ素子の端子は一部が押釦スイッチ用カバー部材から露出していることから、電源への接続が容易で実用性に優れている。

請求項２に記載の発明によれば、ＥＬ素子の一方の面がポリカーボネート系インク層を有しているから、意匠性を付与でき、また、接着性シリコーンゴム組成物との接着性を向上することができる。

請求項３又は４に記載の発明によれば、上部弾性シート及び下部弾性シートが加熱硬化型オルガノポリシロキサン１００質量部に対し、補強性シリカ微粉末１〜１００質量部と、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香環族を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物０．１〜５０質量部とを含有するシリコーンゴム組成物であるため、金型の表面処理材質であるクロムに対しての接着性がほとんどなく、ＡＢＳ・ＰＰＯ・ＰＰＳ・ＰＣ・ＰＰ・ＰＢＴ・アクリル樹脂・フェノール樹脂・芳香族ＰＡ等や、その他の共重合体などの各樹脂・フィルムに対しての接着性が良好であることから、金型の離型処理が必要なく作業性を良好が良好である。また、製造工程おいてＥＬ素子へのプライマー処理や、接着剤塗布処理が不要のため、製造工程を簡略化ができる。また、防水性と振動吸収性に優れる。

請求項５に記載の発明によれば、ＥＬ素子にはキートップの平面視の形状に対応させた箇所と接続線を除いて切り欠きが設けられており、切り欠きには上部弾性シート又は下部弾性シートが充填されているため、防水性、振動吸収性、押圧感触に優れている。

請求項６に記載の発明によれば、ＥＬ素子の一方の面に上部弾性シート又は下部弾性シートのいずれか一方のシリコーンゴムを一体成形した後、ＥＬ素子に変形防止を考慮し第１切り欠きを設け、次にＥＬ素子の他方の面に下部弾性シート又は上部弾性シートとしてのシリコーンゴムを設けることで第１切り欠きがシリコーンゴムで充填されるようにして、上部弾性シートとＥＬ素子と下部弾性シートの一体物を形成し、この一体物に第２切り欠きを設けるようにしている。そのため、第１切り欠きを施した際に残っているシリコーンゴムにより対向電極、透明電極及びそれらの接続線との位置関係が保たれ、ＥＬ素子の他方の面に下部弾性シート又は上部弾性シートを形成する加熱加圧処理時の圧迫によって第１切り欠きが押し広げられて変形する虞がなく、耐水性、振動吸収性、押圧感触の優れた押釦スイッチ用カバー部材を製造できる。

以下に、この発明の押釦スイッチ用カバー部材について図面を用いて具体的に説明する。
［実施の形態１］

図１又は図２は、この発明の実施の形態１を示す。

図１はこの実施の形態１の押釦スイッチ用カバー部材が組込まれた押釦スイッチの断面図である。

この実施の形態１の押釦スイッチ用カバー部材１は、可動接点２０ａを押圧するための押圧凸部２ａを有するシリコーンゴムからなる下部弾性シート２と、押圧凸部２ａと対応するキートップ２０ｂを取り付け可能なキートップ用凸部３ａを有するシリコーンゴムからなる上部弾性シート３と、下部弾性シート２と上部弾性シート３との間に挟まれた板状のＥＬ素子４とからなる。下部弾性シート２と上部弾性シート３はＥＬ素子４の端縁４ｘで一体となっている。

キートップ用凸部３ａ上にはキートップ２０ｂが取り付けられ、下部弾性シート３の下側には、押圧凸部２０ａと対応する固定接点２０ｄと可動接点２０ａが設けられた基板２０ｅが配設されて押釦スイッチが形成される。

図２は実施の形態１に係るＥＬ素子の要部断面図である。

ＥＬ素子４は、下から上方に向かって対向電極層４ｂ、誘電層４ｃ、発光層４ｄ、透明電極層４ｅ、ベースフィルム４ｆの順に構成されている。対向電極層４ｂと透明電極層４ｅの端部には、それぞれ端子が接続しており、それらの端子は下部弾性シート２から露出して外部から給電できるようになっている。

透明電極層４ｅとしては、ＩＴＯ、導電性ポリマー、金属薄膜等が用いられる。

なお、上記ＥＬ素子４は一例であって、必要に応じて加飾層を設けたり、また、発光層４ｄや対向電極層４ｂをキートップ２０ｂの平面視の形状に形成するなどしてもよい。また、必要に応じて透明電極層４ｅの給電性を確保するための補助電極層を設けてもよい。

上部弾性シート３と下部弾性シート２を構成するシリコーンゴム組成物としては、加熱硬化型オルガノポリシロキサン１００質量部に対し、補強性シリカ微粉末１〜１００質量部と、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香環族を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物０．１〜５０質量部とを含有したものが好ましい。

また、上記シリコーンゴム組成物にエポキシ系シランカップリング剤を添加することにより、ＥＬ素子のベースフィルム４fとして一般的なポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、エポキシ系樹脂への接着性を向上することができるため、さらに材料の選択幅が広がることとなる。

上記のシリコーンゴム組成物は、例えば、シリコーンゴムコンパウンド１００質量部に対し、エポキシ当量４５０ｇ／ｍｏｌのＸ−９３−３０４６（信越化学工業（株）製）を０．１〜５０質量部を加えることによって得られる。さらに、上記の配合にエポキシ系シランカップリング剤を０．１〜２０質量部添加することにより、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルファイド樹脂、エポキシ樹脂等との接着性を向上することできる。つまり、ＥＬ素子の表面の材料に応じて、エポキシ系シランカップリング剤の添加を検討すればよい。
なお、エポキシ系シランカップリング剤の好適な例としては、ＫＢＭ−４０３（信越化学工業（株）製）があげられる。

実施の形態１の押釦スイッチ用カバー部材１は、下部弾性シート２に押圧凸部２ａ、上部弾性シート３にキートップ用凸部３ａを設けてあるが、必ずしもこの形状に限定されるものではなく、ＥＬ素子４の端子４ｈ以外が上部弾性シート３及び下部弾性シート４で覆われていればよいため、例えば、上部弾性シート３にキートップ２０ｂを一体的に形成するなど、用途に応じて形成すればよい。

このような実施の形態１の押釦スイッチ用カバー部材１によれば、端子を除いてＥＬ素子４の全面が、シリコーンゴム製の上部弾性シート３と下部弾性シート２に覆われているため、防水性と振動吸収性に優れる。

また、ＥＬ素子４とキートップ２０ｂとの距離が近いため、照光効率がよい。

また、端子が下部弾性シート２から露出した構造とすることで、容易に電源に接続でき、実用性の高い押釦スイッチ用カバー部材１とすることができる。

また、上部弾性シート３及び下部弾性シート２を構成するシリコーンゴム組成物は、ＥＬ素子４のベースフィルム４ｆに用いられる樹脂との接着性がよいため、ＥＬ素子４表面へのプライマー処理や接着剤の塗布工程を省略することができる。
［実施の形態２］

図３乃至図１１は、この発明の実施の形態２を示す。

図３は実施の形態２に係る押釦スイッチ用カバー部材の背面図である。図４は、図３のＡ−Ａ拡大断面図である。図５は図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。

実施の形態２の押釦スイッチ用カバー部材１５において、上部弾性シート３と下部弾性シート２に挟まれたＥＬ素子４は、ベースフィルム４ｆ上に透明電極層４ｅとしてのＩＴＯが全面的に施され、さらに発光層４と誘電層４ｃと対向電極層４ｂがキートップ２０ｂの平面視の形状と対応するように形成され、隣り合う対向電極層４ｂ同士は接続線４ｊによって電気的に接続されている。また、透明電極層４ｅも必要に応じ接続線４ｌ（補助電極）によって接続されている。

ＥＬ素子４の板厚方向にはキートップ２０ｂの平面視の形状に対応させたキートップ対応部４ｋと接続線４ｊを除いて切り欠き９ｂが設けられている。

次に、この実施の形態２の押釦スイッチ用カバー部材１５の製造方法を説明する。

図６は実施の形態２に係るＥＬ素子の背面図である。図７は、実施の形態２に係るＥＬ素子の要部断面図である。

ここで用いる板状のＥＬ素子４は、発光層４ｄと対向電極層４ｂと誘電層４Cがキートップ２０ｂの平面視の形状と対応するように形成され、対向電極層４ｂ同士は接続線４ｊによって電気的に接続されている。

図８は実施の形態２に係る中間体の製造工程を示す金型断面図である。図９は実施の形態２に係る中間体の背面図である。図１０は図９のＡ‐Ａ断面図である。図１１は実施の形態２に係る端子の一例を示す要部断面図である。

押圧凸部２ａを形成するための凹部７ａを有する金型７に、ＥＬ素子４を配置し、実施の形態１で記載した未硬化のシリコーンゴム組成物を射出成形もしくは圧縮成形で一体化し、押圧凸部２ａを有する下部弾性シート２とＥＬ素子４とが一体となった中間体１０を形成する。

なお、金型７にＥＬ素子４を配置するときには、シリコーンゴムが端子４ｈに接触しないように予めマスキング処理をしておく。

具体的には、金型７のキャビティ底面７ｃのうち端子４ｈと対向する部分に、予めフッ素系ゴム、テフロン（登録商標）フィルムなどのクッション部材を配設しておき、型締めと同時に端子４ｈを覆うようにしておくとよい。また、金型７にＥＬ素子４を配置し、端子４ｈに圧接コネクタ、異方導電膜等をセットし成形一体化させて端子４ｍとしてもよい。この場合、図１１に示すように、端子４ｈは圧接コネクタもしくは異方導電膜等に埋没して一体化して端子４ｍとなることから、端子４ｈのシリコーンゴムとの接触を防げるとともに、導通性を確保できる。

こうすることで、下部弾性シート２から端子４ｈを露出させてＥＬ素子４と下部弾性シート２とを一体化させることができる。

図１２は実施の形態２に係る、中間体に第１切り欠きを設けた状態を示す背面図である。図１３は図１２の正面図である。図１４は図１２のＡ−Ａ拡大断面図である。図１５は図１２のＢ−Ｂ拡大断面図である。

次に、この中間体１０をキートップ対応部４ｋと接続線４ｊとその対応部を除いて切り込んで、第１切り欠き９ａを設ける。ここで、第１切り欠き９ａは、キートップ対応部４ｋと接続線４ｊとその対応部を除いた全ての部位を切り込むのではなく、一部をＥＬ素子変形防止部８として切り込まずに残しておく。全てに切り込み９を設けないのは、次の上部弾性シート３を形成する工程で、ＥＬ素子４が変形するのを防止するためである。

図１６は実施の形態２に係る、中間体に上部弾性シートを一体化する製造工程を示す金型の断面図である。図１７は実施の形態２の製造工程で得られる一体物の断面図である。図１８は実施の形態２に係る、一体物に第２切り欠きを設けた状態を示す背面図である。図１９は図１８のＡ−Ａ拡大断面図である。

次に、この中間体１０を下部弾性シート２側を、キートップ用凸部３ａを形成するための複数の凹部１１ａを有し、キャビティ底面１１ｃが下部弾性シート２の凸部２ａに合致する凹部１１ｄを形成された金型１１のキャビティ１１ｂ内に配置し、ＥＬ素子４のベースフィルム４ｆ側に、実施の形態１に記載した未硬化のシリコーンゴム組成物を充填して、射出成形もしくは圧縮成形により一体化して上部弾性シート３を形成する。

この時、溶融したシリコーンゴム組成物は第１切り欠き９ａに充填されるとともに、ＥＬ素子４と一体となる。

こうして得られた下部弾性シート２とＥＬ素子４と上部弾性シート３との一体物を、ＥＬ素子変形防止部８の部分で切り込んで第２切り欠き９ｂを設ける。

ここで、第２切り欠き９ｂを設けたことで第１切り欠き９ａと合せて、ＥＬ素子４にはキートップ対応部４ｋと接続線４ｊを除くほとんどの部位に切り欠き９が設けられたことになる。

次に、不要な外周部を切り取って一体物の平面視の外形を整えれば、図３乃至図５に示す押釦スイッチ用カバー部材１５を得られる。

なお、ＥＬ素子変形防止部８を設ける際は、製造工程でのＥＬ素子４の変形を確実に防止し、かつ第２切り欠き９ｂを設けることで生じる第２切り欠き９ｂの端縁の露出を最小限に抑えるよう配慮する。

また、ここではＥＬ素子４として、予め発光層４ｄと対向電極層４ｂと誘電層４ｃをキートップ２０ｂの平面視の形状と対応する形状に形成したものを用いたが、意匠性と省電力性を考慮したものであって、必ずしもこの形状に限定するものではない。

さらに、ここではシリコーンゴム組成物として実施の形態１に記載のシリコーンゴム組成物を用いた場合の製造方法を説明したが、それ以外のシリコーンゴム組成物を用いる場合は、ＥＬ素子４の表面にプライマー処理を施してから接着剤を介して一体化すればよい。

このようにして得られた実施の形態２の押釦スイッチ用カバー部材１５は、ＥＬ素子４にはキートップ対応部４ｋと接続線４ｊ,４ｌを除いて切り欠き９が設けられ、切り欠き９には第２切り欠き９ｂを除いてシリコーンゴムが充填されているため、防水性と振動吸収性と押圧感触に優れる。

また、製造方法において、ＥＬ素子変形防止部８を残して中間体１０に第１切り欠き９ａを設け、第１切り欠き９ａを設けた中間体１０と上部弾性シート３を一体化した後にＥＬ素子変形防止部８を切り込んで第２切り欠き９ｂとするため、ＥＬ素子４の変形を招くことなく、ＥＬ素子４の露出面を最小限に抑えかつ必要十分な切り欠き９を設けることが可能となる。

その他の構成及び製造方法は、実施の形態１と同様であり、同じ構成には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

この発明の実施の形態１に係る押釦スイッチ用カバー部材が組込まれた押釦スイッチの断面図である。 同実施の形態１に係るＥＬ素子の要部断面図である。 同実施の形態２に係る押釦スイッチ用カバー部材の背面図である。 図３のＡ−Ａ拡大断面図である。 図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。 同実施の形態２に係るＥＬ素子の背面図である。 同実施の形態２に係るＥＬ素子の要部断面図である。 同実施の形態２に係る中間体の製造工程を示す金型断面図である。 同実施の形態２に係る中間体の背面図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 同実施の形態２に係る端子の要部断面図である。 同実施の形態２に係る、中間体に第１切り欠きを設けた状態を示す背面図である。 図１２の正面図である。 図１２のＡ−Ａ拡大断面図である。 図１２のＢ−Ｂ拡大断面図である。 同実施の形態２に係る、中間体と上部弾性シートとの一体物の製造工程を示す金型断面図である。 同実施の形態２に係る一体物の断面図である。 同実施の形態２に係る一体物に第２切り欠きを設けた状態を示す背面図である。 図１８のＡ−Ａ拡大断面図である。

符号の説明

１、１５ 押釦スイッチ用カバー部材
２ 下部弾性シート
３ 上部弾性シート
４ ＥＬ素子
４ｂ 対向電極層
４ｄ 発光層
４ｈ、４ｍ ＥＬ素子の端子
４ｊ、４ｌ 接続線
４ｋ キートップ対応部
８ ＥＬ素子変形防止部
９ａ 第１切り欠き
９ｂ 第２切り欠き
９ 切り欠き
１０ 中間体
１１ 一体物

Claims (6)

1. 複数のキートップを取付け可能な上部弾性シートと、前記キートップと対応する押圧凸部を形成可能な下部弾性シートと、前記上部弾性シートと前記下部弾性シートの間に挟まれた板状のＥＬ素子とからなる押釦スイッチ用カバー部材であって、
   前記ＥＬ素子の一部に設けた端子が前記押釦スイッチ用カバー部材から露出しており、前記上部弾性シート及び前記下部弾性シートが前記ＥＬ素子に対して接着性を有するシリコーンゴム組成物であることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材。
2. 前記ＥＬ素子のベースフィルム面上に、ポリカーボネート系インク層を有することを特徴とする請求項１に記載の押釦スイッチ用カバー部材。
3. 前記シリコーンゴム組成物が、加熱硬化型オルガノポリシロキサン１００質量部に対し、補強性シリカ微粉末１〜１００質量部と、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香環族を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物０．１〜５０質量部とを含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の押釦スイッチ用カバー部材。
4. 前記シリコーンゴム組成物が、エポキシ系シランカップリング剤０．５〜２０質量部を含有することを特徴とする請求項３に記載の押釦スイッチ用カバー部材。
5. 前記ＥＬ素子の対向電極層及び透明電極層はキートップの平面視の形状に対応した形状に形成され、前記対向電極層同士及び透明電極層同士は接続線で電気的に接続しており、前記ＥＬ素子は平面視において前記キートップに対応させた箇所と前記接続線を除いて切り欠きが設けられており、該切り欠きには前記上部弾性シート又は前記下部弾性シートが充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の押釦スイッチ用カバー部材。
6. 複数のキートップを取付け可能な上部弾性シートと前記キートップと対応する押圧凸部を形成可能な下部弾性シートと、前記上部弾性シートと前記下部弾性シートの間に挟まれた板状のＥＬ素子とからなる押釦スイッチ用カバー部材の製造方法であって、
   板状のＥＬ素子の一方の面に前記上部弾性シート又は前記下部弾性シートのいずれか一方のシリコーンゴムを一体化させた中間体を形成し、次に該中間体の前記キートップの平面視の形状に対応した箇所の一部を、次工程における前記ＥＬ素子の変形防止のためのＥＬ素子変形防止部とし、該ＥＬ素子変形防止部と前記ＥＬ素子の対向電極層、透明電極層及びそれらの接続線を除いた部位を切り込んだ第１切り欠きを設け、次に該第１切り欠きが充填されるよう、前記ＥＬ素子の他方の面に、前記下部弾性シート又は前記上部弾性シートを一体化させた一体物を形成し、次に該一体物の前記ＥＬ素子変形防止部を切り込んで第２切り欠きを設けることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材の製造方法。

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