JP2011159566A - 導光板、プリント配線板、キーモジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯情報端末における誤操作を防止できるとともに、導光板及びキートップシートを平坦状に保持して異常発光等を防止できる導光板を提供する。
【解決手段】スイッチ電極１１ａ，１１ｂを導通させるメタルドーム１５を設けたドームシート１３に重ね合わされて、上記ドームシートと一体的に押圧されるとともに、光源からの光を内部に導光して表面の所定部位から照射する導光板１６であって、上記ドームシートに対向する側の押圧操作領域以外の領域に、上記ドームシートとの隙間を確保するスペーサ３１を設けて構成されている。
【選択図】図４

Description

本願発明は、導光板、プリント配線板、キーモジュール及び電子機器に関する。詳しくは、携帯情報端末装置等において、キートップシートの操作領域を押圧操作する際の誤操作を防止できる導光板等に関する。

携帯電話等の携帯情報端末装置の操作スイッチとして、たとえば、操作ボタンが印刷等によって設けられたキートップシートを備えるものが多い。このキートップシートの所定の領域を押圧操作することにより、情報が入力される。

上記操作スイッチは、基板上に設けられた固定側のスイッチ電極と、このスイッチ電極を覆うように配置された弾性変形可能なメタルドームと、このメタルドームを所定の位置に配列して保持する樹脂製のドームシートと、上記キートップシートとを備えて構成されている。上記メタルドームは押圧変形可能な椀状に形成されており、上記スイッチ電極を覆うように樹脂シート上に配置されている。携帯電話等では、上記キートップシートと上記ドームシートとの間に、側部に設けられた発光素子からの光を導入し、所定の部位において上記キートップシート側に光を照射する導光板が介挿されている。上記導光板から照射された光は、上記キートップシートに設けられた文字、数字等を浮かび上がらせるバックライトとして用いられる。

上記キートップシート表面の操作領域を押圧すると、その押圧力が上記導光板及びドームシートを介してメタルドームに伝達されてメタルドームが弾性変形させられる。これにより、上記プリント配線板上のスイッチ電極が導通させられる。一方、上記押圧力を解除すると、弾性復元力によってメタルドームが元の形態に戻り、上記スイッチ電極間の導通が解除される。これにより、プリント配線板上に設けられたスイッチ電極がオン−オフされる。

特開２００９−２１１４２号公報

携帯電話等の携帯情報端末装置の急速な普及にともなって、これら機器の小型化、高機能化、使い良さの向上が求められている。携帯情報端末装置の入力キーは数が多く、しかも機器の小型化によって、一つのキー当たりの押圧操作領域は小さくなっている。一方、短時間に多量の情報を入力するために、使用者が上記キートップシートを操作する速度は速くなっている。

上記特許文献１に記載されているように、上記メタルドームは、プリント配線板上に形成されたスイッチ電極に対応した間隔で上記ドームシートに配列して保持されている。上記ドームシートと導光板との間には、上記メタルドームの押圧操作量を確保するための隙間が設けられている。

上記構成の操作スイッチにおいて、誤って上記操作領域の中間部を押圧操作した場合、近接するいずれかのメタルドームに押圧力が作用して変形させられる。このため、操作すべきスイッチ電極以外のスイッチ電極が導通されたり、２以上のスイッチ電極が導通されることが多い。

また、上記押圧操作領域以外の領域、たとえば、隣接する押圧操作領域の間や、押圧操作領域の周縁部にも上記隙間が存在し、上記押圧操作領域の押圧操作や誤操作等によって、上記導光板がドームシートに押し付けられることになる。このため、ドームシートと導光板とが貼り付いて、キートップシートの表面に凹凸が生じてしまうといった問題が生じやすい。

さらに、上記導光板が変形したり、ドームシートに接触すると、所要の部位を発光させることができなくなったり、異常な発光が生じるといった問題も生じる。

本願発明は、携帯情報端末における誤操作を防止できるとともに、導光板及びキートップシートを平坦状に保持して異常発光等を防止できる導光板を提供するものである。

本願の請求項１に記載した発明は、スイッチ電極を導通させるメタルドームを設けたドームシートに重ね合わされて、上記ドームシートと一体的に押圧されるとともに、光源からの光を内部に導光して表面の所定部位から照射する導光板であって、上記ドームシートに対向する側の押圧操作領域以外の領域に、上記ドームシートとの隙間を確保するスペーサを設けたものである。

本願発明に係る導光板は、押圧操作によってメタルドームを変形させることによりオン−オフ操作を行う種々のスイッチに適用できる。

導光板に、上記スペーサを設けると、上記ドームシートと上記導光板との間の隙間が確保される。したがって、このスペーサ形成部分が押圧されても、上記導光板が変形させられることはない。このため、上記押圧力が、導光板を介して近傍のメタルドームに作用することはなくなる。これにより、押圧操作領域以外を押圧した場合、所望の操作キー以外のメタルドームが変形させられてスイッチ電極が導通されるということがなくなり、誤操作を防止できる。

また、上記スペーサを設けた部分あるいはこの近傍において、上記ドームシートと上記導光板とを確実に離間させることができる。このため、ドームシートと上記導光板が接触することはなくなり、これら部材が互いに貼り付くことはなくなる。このため、キートップシートや導光板が変形して操作部表面に凹凸が生じることはなくなり、これら部材の平坦性を確保することができる。また、導光板がドームシートに接触することによる異常発光を防止できる。

上記スペーサを設ける位置は、押圧操作領域以外の領域であれば特に限定されることはない。たとえば、隣接するスイッチを誤操作するのを防止するために、隣接する押圧操作領域の中間部に、上記スペーサを設けることができる。また、キートップシート及び導光板の平坦性を確保するために、押圧操作領域以外の広い領域に設けることもできる。

誤操作を防止するためには、請求項２に記載した発明のように、上記スペーサを、上記押圧操作領域の周縁部に設けるのが好ましい。スペーサを押圧操作領域の周縁部に設けることにより、押圧操作領域内を押圧したときにのみスイッチをオン−オフできるように構成することが可能となり、誤操作を確実に防止できる。

上記スペーサの形態も特に限定されることはない。たとえば、円柱状や角柱状の柱状突起形態を有するスペーサを設けることができる。また、押圧操作領域の縁部に沿う凸条や平面視十字状のスペーサを設けることもできる。さらに、上記キートップシートや導光板の平滑性を確保するために、広い面積を有する平板状のスペーサを設けることもできる。

また、スペーサの数も特に限定されることはない。１のスイッチ電極に対して複数のスペーサを設けることができる。たとえば、隣接する押圧操作領域の間に、複数の柱状スペーサを設けることもできる。

上記スペーサを設ける手法も特に限定されることはない。たとえば、請求項３に記載した発明のように、上記スペーサを、上記導光板表面に型成形することができる。例えば、上記導光板を構成するシート状基材に紫外線硬化樹脂を所定厚みで塗着した後、上記スペーサに対応する凹部を有する転写型を押し付けて、導光板表面から突出する凸部を設け、その後、紫外線を照射して上記樹脂を硬化させることにより、上記スペーサを設けることができる。また、他の型成形手法によって、スペーサを設けることもできる。

また、請求項４に記載した発明のように、上記スペーサを、接着剤層を介して上記導光板に貼着して設けることができる。たとえば、スペーサとして機能する所定厚みの部材を、上記導光板の所定部位に接着剤を用いて接着することにより、上記スペーサを設けることができる。接着によりスペーサを形成する場合、導光板上に直接成形できない材料を用いてスペーサを設けることが可能となる。

また、上記導光板の所定部位に、粘度の高い紫外線硬化樹脂等の樹脂材料を滴下して、表面から盛り上がった状態で硬化させることにより、上記スペーサを設けることができる。

上記スペーサを構成する材料の種類や形態も特に限定されることはない。上記紫外線硬化樹脂の他、種々の樹脂材料を採用することができる。

請求項５に記載した発明のように、上記スペーサを、押圧操作領域を含む上記導光板の表面に積層された樹脂被覆層に設けることができる。

スペーサを構成する突起を有する樹脂被覆層を導光板全体に積層して設けることにより、位置決め等を容易に行うことができる。これにより、キーモジュールの製造を容易に行うことができるばかりでなく、所望の部位にスペーサを精度高く設けることが可能となる。また、導光板に対するスペーサの接合強度を確保することができる。さらに、導光板の表面全体を上記樹脂被覆層によって覆うことができるため、上記導光板の導光機能や照光機能を変化させることなく、スペーサを設けることが可能となる。

たとえば、スペーサを構成する所定形状の突起を有する樹脂シートをあらかじめ製作しておき、導光板に対して接着剤を介して貼着することにより、スペーサを設けることができる。また、導光板の表面に、スペーサを設けた樹脂被覆層を型成形によって一体的に形成することができる。

請求項５に記載した発明において、押圧操作領域の樹脂被覆が厚くなると、メタルドームのクリック感が低下したり、操作性が低下する場合がある。このような場合は、請求項６に記載した発明のように、上記樹脂被覆層の上記押圧操作領域に対応する部分を切り欠くことができる。樹脂被覆層を切り欠く手法は特に限定されることはない。たとえば、パンチ等を用いて切り欠くことができる。

本願発明に係る導光板は、複数の操作キーが設定されたシート状のキートップが組み合わされる場合のみならず、各操作キー毎に分割されたキートップが組み合わされる場合にも適用できる。また、請求項７に記載した発明のように、上記導光板を備える種々のプリント配線板に適用することができる。さらに、請求項８に記載した発明のように、プリント配線板と、上記ドームシートと、上記導光板及び光源を備えて構成される種々のキーモジュールに適用することができる。また、キートップシートの形態やドームシートの形態も特に限定されることはない。

また、本願発明に係るドームシートが適用される電子機器も限定されることはなく、種々の電子機器に適用することができる。

誤操作を防止できるとともに、導光板及びキートップシートの平坦性を確保することができる。

本願発明に係る導光板が適用される携帯情報端末装置の一例の外観図である。 図１に示す携帯端末装置の操作部の平面図である。 図２における要部の拡大図である。 第１の実施形態に係る導光板を備えるキーモジュールを示す図であり、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。 第２の実施形態に係る導光板を備えるキーモジュールを示す図であり、図４に対応する拡大断面図である。 第３の実施形態に係る導光板を備えるキーモジュールを示す図であり、図４に対応する拡大断面図である。 第４の実施形態に係る導光板を備えるキーモジュールを示す図であり、図４に対応する拡大断面図である。 第１の実施形態に係るスペーサの変形例を示す図であり、図３に対応する平面図である。

以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。図１から図３に、本願発明が適用される携帯端末装置を示す。この実施形態は、本願発明を折り畳み式の携帯電話機１の操作スイッチに適用したものである。

携帯電話機１は、上層筺体２と、下層筺体３とを備えて構成されており、これら筺体を折り畳んで重ね合わすことができるように、縁部がヒンジ部５を介して開閉回動可能に連結されている。

上記上層筺体２の内面には、液晶ディスプレイから構成される表示部２ａが設けられている。一方、上記下方筺体３の内面には、押圧操作される複数の操作キー４ａが配列された操作部が設けられている。

図２及び図３に示すように、上記操作キー４ａは、樹脂シートから形成されたキートップシート１９の表面に文字、記号、枠線等を設けることにより、押圧操作領域４を表示して構成されている。そして、この押圧操作領域４を押圧操作することにより、情報を入力できるように構成されている。

図４に、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う要部の断面図を示す。なお、図４は、上記操作キー４ａを設けたキートップシート側に設けられるキーモジュール１００のスイッチ部の断面を示す図であり、携帯電話機１の全体の断面を示すものではない。

本実施形態に係るキーモジュール１００は、スイッチ回路１１が形成されたフレキシブルプリント配線板１０と、メタルドーム１５を保持するドームシート１３と、上記ドームシート１３の外側に所定の隙間を開けて配置される導光板１６と、上記導光板１６の外側に積層されるキートップシート１９とを備えて構成される。

上記スイッチ回路１１は、絶縁性の基材シート１０ａに銅等の導電性材料によって形成された配線１２から形成されており、上記押圧操作領域４に対応する部分に、上記キートップシート１９を押圧操作することにより開閉されるスイッチ電極１１ａ，１１ｂが設けられている。

上記ドームシート１３は、ポリエチレンテレフタレート等の弾性変形可能な樹脂シートを備えて形成されており、この樹脂シートの上記スイッチ電極１１ａ，１１ｂに対向する部分に、メタルドーム１５が保持されている。上記メタルドーム１５は、導電性のある金属材料から形成された椀状の部材であり、周縁部が外側のスイッチ電極１１ａに当接するように保持されている。

上記メタルドーム１５の膨出頂部を凹ませるように押圧変形させて、内側に配置されたスイッチ電極１１ｂに接触させることにより、上記メタルドーム１５の周縁部に対接させられた上記スイッチ電極１１ａと、内側に配置された上記スイッチ電極１１ｂとを導通させるように構成されている。

上記ドームシート１３の上記フレキシブルプリント配線板１０に対向する表面には、粘着剤層１４が設けられており、上記メタルドーム１５を保持するとともに、上記フレキシブルプリント配線板１０に接合されている。

上記導光板１６は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の導光性に優れた樹脂材料から形成されており、側部に設けた図示しないＬＥＤ光源等から光が導入されるとともに、この光が導光板内を全反射されながら導かれる。

上記導光板１６の所定位置には、導光板内部に導かれた光を、表面から放射するための照光部１７が設けられている。上記照光部１７は、上記導光板１６の表面に凹凸等を設けたり反射ドットを設けることにより形成されており、この照光部から反射した光は、上記導光板１６の表面から上記キートップシート１９の裏面側に照射されるように構成されている。上記導光板１６のメタルドーム１５に対応する部分には、メタルドーム１５の頂部を押圧するための突起１８が設けられている。

上記キートップシート１９は、ポリエチレンテレフタレート等の柔軟な樹脂シートから形成されており、表面に文字、記号、枠線等を設けることにより、押圧操作領域４が表示されている。また、押圧操作領域４の中央部外面側には、使用者に操作領域の中心を認識させる突起２０が設けられている。上記キートップシート１９と上記導光板１６とは、接着剤層２１を介して接合されている。

図４に示すように、本実施形態に係る上記導光板１６の上記ドームシート１３に対向する側に、上記ドームシート１３と上記導光板１６との間の隙間Ｓを確保するためのスペーサ３１が設けられている。本実施形態に係るスペーサ３１は、図３に示すように、上下に隣接する押圧領域４，４の間に設けられている。

上記スペーサ３１は、円柱状に形成されているとともに、ほぼ上記メタルドーム１５の高さに対応する高さを備え、上端部がドームシート１３の外面に接触するように形成されている。なお、本実施形態では、上記スペーサ３１の下端部を上記ドームシート１３に接触するように構成したが、若干の隙間が形成されていてもよい。

上記スペーサ３１は、上記導光板１６の裏面側に積層形成された紫外線硬化樹脂被覆層３０と一体的に形成されている。

上記スペーサ３１及び上記樹脂被覆層３０を形成する手法は特に限定されることはない。上記形態の樹脂被覆層３０及び上記スペーサ３１は、たとえば、以下の手法によって形成することができる。

まず、導光板１６の表面に紫外線硬化樹脂を所定厚みで塗着する。その後、上記スペーサ３１に対応する凹部を備える転写型を上記導光板１６上の紫外線硬化樹脂に押し付けて上記スペーサ３１を構成する突起を転写形成する。そして、紫外線を照射することにより、上記紫外線硬化樹脂を硬化させる。これにより、上記樹脂被覆層３０及びスペーサ３１を、上記導光板１６上に一体的に形成することができる。

上記スペーサ３１を設けることにより、押圧操作領域において、上記ドームシート１３と、上記導光板１６との間の隙間Ｓが確保される。したがって、キートップシート１９の上記スペーサ３１を形成した部分に対応する部分を押圧しても、上記キートップシート１９及び導光板１６が変形させられることはない。このため、上記押圧力が、近傍のメタルドーム１５に作用することはなくなる。これにより、所望の操作キー以外のメタルドームが変形させられてスイッチ電極１１ａ，１１ｂが導通されることがなくなり、誤操作を防止できる。

また、上記スペーサ３１を設けた部分あるいはこの近傍において、上記ドームシート１３と上記導光板１６とを確実に離間させることができる。このため、ドームシート１３と、上記導光板１６が接触することはなくなり、これら部材が互いに貼り付くこともなくなる。また、キートップシート１９や導光板１６が変形して凹凸が生じることはなくなり、これら部材の平坦性を確保することができる。さらに、導光板１６がドームシート１３に接触することによる異常発光を防止できる。

上記スペーサ３１を設ける位置は、押圧操作領域４以外の領域であれば特に限定されることはない。本実施形態では、図３に示すように、上記スペーサ３１を、上下の操作領域４の中間部に設けたが、操作領域以外の他の部位に設けることができる。

また、本実施形態では、円柱状のスペーサ３１を設けたが、スペーサ３１の形態は特に限定されることはない。たとえば、図８に示す第１の実施形態に係るスペーサの変形例のように、押圧操作領域４の角部を囲むように略十字状のスペーサ５３１を設けることもできる。また、押圧操作領域４の周縁部を囲む枠状のスペーサを設けることもできる。さらに、押圧操作領域以外の領域を埋めるように、平板状のスペーサを設けることもできる。

図５に本願発明の第２の実施形態を示す。なお、スペーサ２３１以外の部材は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

この実施形態では、導光板２１６の押圧操作領域に対応する領域の縁部に、断面山形のスペーサ２３１を設けている。

上記スペーサ２３１は、導光板２１６上に、紫外線硬化樹脂を滴下するとともに、山形形状を保持した状態で硬化させて形成される。

第２の実施形態に係るスペーサ２３１を設けることにより、上記第１の実施形態と同様の効果を発揮させることができる。なお、上記スペーサ２３１を設ける位置は、押圧操作領域以外の領域であればよく、また、スペーサの数も特に限定されることはない。

図６に本願発明の第３の実施形態を示す。

この実施形態は、スペーサ３３１を構成する突起を一体的に形成した樹脂シート３３０を、接着剤層３４４を介して貼着したものである。

本実施形態では、スペーサ３３１を一体形成した上記樹脂シート３３０を別途形成することができる。したがって、上記導光板３１６に、第１の実施形態において採用した樹脂被覆層を直接形成することができない樹脂材料を採用することが可能となる。たとえば、シリコン樹脂等を利用して、スペーサ３３１を形成することができる。

図７に、本願発明の第４の実施形態を示す。

本実施形態では、スペーサ４３１を、基材となる樹脂シート４５３上に、上記第１の実施形態と同様の手法で形成するとともに、上記押圧操作領域４０４に対応する部分を切除し、接着剤層４４４を介して、導光板４１６に貼着したものである。

導光板４１６の押圧操作領域に、厚さが大きい樹脂シート４５３が積層されると、メタルドームのクリック感が低下したり、操作性が低下する場合がある。たとえば、シリコン樹脂等では、押圧操作領域の被覆層の厚さを小さくするのは困難である。本実施形態では、押圧操作領域４０４に対応する部分の樹脂シート４３０を切除することにより、導光板４１６を介して、上記ドームシート４１３を直接押圧できるように構成している。これにより、メタルドームのクリック感を損ねることなく、スペーサ４３１を設けることができる。

本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

携帯情報端末における誤操作を防止できるとともに、導光板及びキートップシートを平坦状に保持して異常発光等を防止できる。

１ 携帯情報端末装置
１００ キーモジュール
４ 押圧操作領域
１０ プリント配線板
１１ａ スイッチ電極
１１ｂ スイッチ電極
１３ ドームシート
１５ メタルドーム
１６ 導光板
１９ キートップシート
３１ スペーサ
Ｓ 隙間

Claims (9)

1. スイッチ電極を導通させるメタルドームを設けたドームシートに重ね合わされて、上記ドームシートと一体的に押圧されるとともに、光源からの光を内部に導光して表面の所定部位から照射する導光板であって、
   上記ドームシートに対向する側の押圧操作領域以外の領域に、上記ドームシートとの隙間を確保するスペーサを設けた導光板。
2. 上記スペーサは、上記押圧操作領域の周縁部に設けられている、請求項１に記載の導光板。
3. 上記スペーサは、上記導光板表面に型成形されたものである、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の導光板。
4. 上記スペーサは、接着剤層を介して上記導光板に貼着されたものである、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の導光板。
5. 上記スペーサは、押圧操作領域を含む上記導光板の表面に積層された樹脂被覆層に設けられている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の導光板。
6. 上記樹脂被覆層の上記押圧操作領域に対応する部分が切り欠かれている、請求項５に記載の導光板。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載した導光板を備えるプリント配線板。
8. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載した導光板を備えるキーモジュール。
9. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載した導光板を備える、電子機器。

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