JP2011175815A - キーパッドおよびその製造方法ならびにそのキーパッドを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】所望のキートップの押圧操作が軽く、形状安定性を確保できるキーパッドを提供する。
【解決手段】キートップ１１を１または複数有する光硬化性樹脂のキーシート１０と、キーシート１０の裏側に配置される弾性シート２０と、を備え、キーシート１０よりも剛性の高い枠部３０が、キーシート１０および弾性シート２０の少なくともいずれか一方の一部または全部と接するように配置されるキーパッド２としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、キーパッドおよびその製造方法ならびにそのキーパッドを備える電子機器に関する。

携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）などの電子機器には、ユーザが操作するためのキーパッドが配置される場合がある。電子機器に配置されるキーパッドとしては、厚さが２０〜２００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなるフィルム上に、厚さが０．１〜１．０ｍｍのポリカーボネート等からなるキートップを配置したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。当該キートップを押し込むと、ＰＥＴシートが屈曲変形し、キートップの下方に配置されたスイッチを入力することができる。

特開２００３−３１１７７７号公報

上記の電子機器の薄型化および小型化に伴い、キーパッドの薄型化および小型化が強く求められている。しかし、多数のキートップが隣接するようなキーパッドの場合、ＰＥＴフィルムを用いると、押圧したキートップの周囲に配置されたキートップもつられて押し下げられてしまう。また、ＰＥＴフィルムは、薄くても湾曲するだけで伸縮自在なフィルムではない。このため、多数のキートップをＰＥＴフィルム上に配置し、あるいは、外周を接着剤で固定すると、押し下げるために大きな押圧力を必要とするため、操作感覚が固くなってしまうという問題が生じる。

そこで、ＰＥＴシートの代わりに、エラストマーフィルムを用いることも考えられる。エラストマーフィルムを用いる場合には、ＰＥＴフィルムよりも伸縮自在であるため、操作感覚を軽くできる。しかし、エラストマーフィルムは、形状安定性が低いという問題がある。たとえば、エラストマーフィルムは、耐熱性が低いあるいは耐溶剤性が低いために、印刷工程や加熱工程において、キーパッドに、しわ、反りあるいはねじれが生じ、または寸法が変化しやすい。

本発明は、かかる問題を解消すべくなされたものであって、所望のキートップの押圧操作が軽く、キーパッドの形状安定性を確保できるキーパッドおよびその製造方法ならびに当該キーパッドを備える電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のキーパッドの実施の形態は、キートップを１または複数有する光硬化性樹脂製のキーシートと、キーシートの裏側に配置される弾性シートと、を備え、キーシートよりも剛性の高い枠部が、キーシートおよび弾性シートの少なくともいずれか一方の一部または全部と接するように固着されるものとしている。

さらに、枠部は、弾性シートの外周の一部あるいは全部を囲むように設けられ得る。

さらに、枠部は、隣接するキートップの間に桟部を備え得る。

また、本発明のキーパッドの製造方法の実施の形態は、金型に液状の光硬化性樹脂組成物を充填する充填工程と、光硬化性樹脂組成物を硬化する硬化工程と、硬化工程の前または後に、金型に弾性シートを固定するシート固定工程と、を含むと共に、充填工程、硬化工程、あるいは固定工程の前または後に、キーシートよりも剛性の高い枠部を、キーシートおよび弾性シートの少なくともいずれか一方の一部または全部と接するように配置する枠部配置工程を含むものとしている。

さらに、枠部配置工程は、充填工程、硬化工程、および固定工程の前に行われ、硬化工程の前に前記固定工程が行われ、硬化工程により、キーシート、枠部および弾性シートが固着され得る。

また、別の発明の電子機器の実施の形態は、上記のいずれかのキーパッドを備える。

本発明によれば、所望のキートップの押圧操作が軽く、キーパッドの形状安定性を確保できる。

本発明の実施の形態に係るキーパッドを備える携帯電話の正面図である。 本発明の実施の形態に係るキーパッドの斜視図である。 図２に示すキーパッドのＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態に係るキーパッドの製造の概略的な流れを示すフローチャートである。 図４のキーパッドの各ステップにおける状態を示す図であって、図３と同様の断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係るキーパッドの斜視図である。 本発明の実施の形態の別の変形例に係るキーパッドの斜視図である。

次に、本発明に係るキーパッドおよびその製造方法、ならびにそのキーパッドを備える電子機器の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

１．電子機器およびキーパッドの構成
図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の一例である携帯電話１の正面図である。図２は、図１に示す携帯電話１に組み込まれるキーパッド２の斜視図である。図３は、図２に示すキーパッド２のＡ−Ａ線断面図である。以後、操作面側（図３の紙面上側）を表面側、操作面と逆側を裏面側という。また、表裏方向の距離を厚さという。

図１に示すように、電子機器の一例である携帯電話１には、本実施の形態に係るキーパッド２が組み込まれている。また、図２に示すように、キーパッド２の表面側には、キーシート１０が配置され、キーシート１０の裏面側には、弾性シート２０が配置されている。キーパッド２の外周部分には、枠部３０が配置されている。

キーシート１０の表面には、複数のキートップ１１が隣接して配置されている。複数のキートップ１１の間には、キーシート１０を貫通しない溝１３が形成されている。各キートップ１１は、溝１３の底部にある薄肉部１４にて連接されて、１枚のキーシート１０を構成する。キートップ１１の厚さは、１００〜５００μｍの範囲となっている。また、薄肉部１４の厚さは、５〜５０μｍの範囲となっている。キートップ１１の厚さを１００μｍ以上とすることにより、後述の金型成形によってキーシート１０を形成しやすい。また、キートップ１１の厚さを５００μｍ以下とすることにより、キーパッド２の薄型化およびそれに伴う携帯電話１の薄型化を達成できる。すなわち、キーシート１０の形成しやすさと携帯電話１の薄型化の要求の両立を図るためには、キーシート１０の厚さを上記範囲にするのが好ましい。また、キーシート１０と別体で複数の別個のキートップ１１を配置した形態を有するキーパッド２を採用してもよい。

キーシート１０の構成材料である光硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂あるいは、電子線硬化樹脂等を好適に用いることができる。その中でも、紫外線硬化性樹脂を好適に用いることができる。紫外線硬化性樹脂の一例として、ポリエステル系、ポリエーテル系、ＰＣ系、脂肪族系等からなるウレタン系アクリレートまたはウレタン系メタアクリレート等のアクリレート系樹脂が挙げられる。この実施の形態では、キーシート１０は、後述するように、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物に、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等を用いて紫外線（ＵＶ）を一定量照射し、当該未硬化状態の光硬化性樹脂組成物を硬化させることによって形成される。また、光硬化性樹脂組成物を硬化させる際には、光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤として、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系およびチオキサントン系光重合開始剤等が挙げられる。なお、光重合開始剤の選定は、照射する紫外線の波長領域および各種アクリレート系またはメタアクリレート系の樹脂に基づいて行うのが好ましい。光硬化性樹脂組成物と光重合開始剤の組み合わせとしては、薄いキーシート１０の製造であっても形状対応性と柔軟性に優れ、高い耐光性、接着性、耐薬品性および靭性を併せ持つウレタン系アクリレート樹脂と１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの組み合わせが、より好ましい。光硬化性樹脂組成物を用いてキーシート１０を製造することにより、加熱や冷却の工程を経ずに、かつ短時間でキーシート１０を製造できる。さらに、射出成形と異なり、極めて薄い成形体でも製造することができる。また、キーシート１０の表面にハードコートを行わなくても、十分な硬度をもったキーシート１０を製造できる。

弾性シート２０は、キーシート１０が表面側から押圧された場合に、その下方に設けられたスイッチ部材（不図示）等を押し込むことができるように、柔軟な樹脂若しくはエラストマーから成るフィルムを用いることができる。たとえば、ウレタン系フィルム、オレフィン系フィルム、スチレン系フィルム、ポリエステル系フィルム、塩化ビニル系フィルム、シリコーン系フィルム、ゴム系フィルム等の柔軟性、伸縮性の高いフィルムが用いられる。それらの中でも、耐久性が高いウレタン系エラストマー、シリコーンゴムあるいはそれらの複合品から成る弾性シート２０がより好ましい。弾性シート２０の厚さとしては、例えば、１０〜２００μｍとすることができる。弾性シート２０の厚さが１０〜２００μｍの場合には、キートップ１１の押し込みを、弾性シート２０下方のスイッチ（不図示）に伝達しやすい。一方、弾性シート２０の厚さが１０〜２００μｍの場合には、弾性シート２０自体で自立するのが難しいため、枠部３０により形状安定性を向上させる必要がある。

弾性シート２０の裏面には、加飾層（不図示）等を形成してもよい。弾性シート２０の裏面側に加飾層等を形成する場合、スクリーン印刷、タンポ印刷、ホットスタンプ、スプレー塗装、インクジェットプリント、オンデマンド印刷等の方法を用いることができる。また、加飾層に代えて蒸着層などの他の層を形成しても良く、その場合には、その金属材料に、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉまたはその合金系を好適に用いることができる。

枠部３０は、複数のキートップ１１が配置された領域の外周を囲む角枠形状の部材である。本実施の形態では、枠部３０は、キーシート１０に固着されている。枠部３０は、キーパッド２の寸法変化、ねじれ、あるいはしわや反り返り等の形状変化を防止する役割を有する。枠部３０は、少なくともキーシート１０よりも剛性の高い部材から構成される。たとえば、枠部３０の材料としては、樹脂、金属あるいはセラミック等が好適に用いられる。

上述のようなキーパッド２を構成することにより、薄型のキーパッド２の形状安定性を確保できる。枠部３０が、キーパッド３０のねじれ、しわ発生あるいは反り返りを防止できるからである。また、枠部３０は、キーパッド２の寸法変化を防止できる。さらに、キーパッド２を携帯電話１に組み込む際等に、取り扱いが容易であるため、キーパッド２の位置決めが容易なものとなる。

２．キーパッドの製造方法
次に、キーパッド２の製造方法について説明する。図４は、キーパッド２の製造の概略的な流れを示すフローチャートである。図５は、各工程におけるキーパッド２の状態を示す図であって、図３と同様の断面図である。

まず、図５の（Ａ）に示すように、金型４０を用意し、その金型４０内に、枠部３０を配置する（ステップＳ１０１：枠部配置工程）。

次に、図５の（Ｂ）に示すように、金型４０内に、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを充填する（ステップＳ１０２：充填工程）。より具体的には、図５の（Ｂ）に示すように、金型４０内の型枠４２の外縁であって弾性シート２０を被せていく川上側に、ディスペンサー等（不図示）を用いて未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを供給する。

次に、図５の（Ｃ）に示すように、次に、凹部４１内における未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの表面に、透光性の弾性シート２０を貼付する（ステップＳ１０３：シート固定工程）。具体的には、まず、図５の（Ｃ）に示すように、弾性シート２０を介して未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの上からローラ４３を当てる。次に、図５の（Ｄ）に示すように、当該ローラ４３を矢印方向（図５の紙面右方向）に移動する。弾性シート２０は、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを金型３０の型枠４２内に充填しながら、ローラ４３で光硬化性樹脂組成物Ｌに貼り付けられる。ローラ４３を移動すると、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌは、ローラ４３の進行方向に向かって型枠４２内を順に満たしていき、同時に、型枠４２内の気泡もローラ４３の進行方向に向かって移動して外部に排出される。ローラ４３は、所定数の型枠４２への弾性シート２０の貼付が完了する位置で停止する。

次に、図５の（Ｅ）に示すように、弾性シート２０の上方から、金型４０内の未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌに向けて紫外線を照射して、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化する（ステップＳ１０４：硬化工程）。より具体的には、メタルハライドランプ等のランプ５０を用いて弾性シート２０の上方から紫外線を照射し、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化する。光硬化性樹脂組成物Ｌの硬化によりキーシート１０が形成されると共に、枠部３０および弾性シート２０がキーシート１０に固着される。

なお、ステップＳ１０３で、凹部４１内における未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの表面に、弾性シート２０を貼付するのではなく、別の透明な樹脂シートを貼り付けしてもよい。また、別の樹脂シートを貼り付けした後で、その貼り付けた樹脂シートを剥がすような形態としてもよい。さらに、ステップＳ１０３において別の樹脂シートを用いた場合には、キーシート１０の裏面側に接着層を形成するあるいは融着等により、弾性シート２０を加熱・加圧等することにより、弾性シート２０をキーシート１０に固着してもよい。

３．その他の実施の形態
以上、本発明のキーパッド２、それを有する携帯電話１およびキーパッド２の製造方法を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形を施して実施可能である。

たとえば、上述の実施の形態において、枠部３０は、複数のキートップ１１と、それらキートップ１１が配置された領域の外周を囲む角枠形状の部材としているが、このような形態に限らない。図６および図７は、本実施の形態の変形例に係るキーパッド２ａ，２ｂの斜視図である。図６に示すキーパッド２ａでは、キーパッド２ａの四隅のみに枠部３０ａが設けられている。キーパッド２ａのように、枠部３０ａは、キートップ１１が配置された領域の外周の一部のみに設けられていても良い。また、図７に示すように、枠部３０は、隣接するキートップ１１を区切るような桟部３０ｂを有するような形状としてもよい。桟部３０ｂを設けることにより、隣接するキートップ１１の動作干渉を抑制できる。具体的には、桟部３０ｂを設けることにより、所望のキートップ１１が押圧された際に、隣接するキートップ１１が一緒に押し下げられるのを抑制できる。

弾性シート２０の裏面には、押圧子（不図示）を形成しても良い。押圧子の下方には、スイッチ（不図示）が配置されるので、キートップ１１の押し下げによって押圧子が当該スイッチを押し込むのが容易となる。押圧子は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの如何なる種類の樹脂で構成されても良く、特に、薄い凸部を加熱あるいは冷却することなく、紫外線等の光の照射のみで形成可能な光硬化性樹脂にて構成するのが好ましい。

また、上述の実施の形態では、複数のキートップ１１の間にキーシート１０を貫通しない溝１３が形成され、各キートップ１１は、溝１３の底部にある薄肉部１４にて連接されているが、このような形態に限らない。たとえば、複数のキートップ１１は、薄肉部１４にて連接されず、それぞれ離間していてもよい。たとえば、キーパッド２を金型４０から取り出した後、薄肉部１４をレーザカット等により切断することで、薄肉部１４を除去し、複数のキートップ１１を別個独立させてもよい。

また、上述の実施の形態では、ステップＳ１０１において枠部３０を配置した後、ステップＳ１０２において光硬化性樹脂組成物Ｌの充填を行っているがこのような形態に限らない。ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは逆であってもよい。

また、ステップＳ１０１は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を行った後に行っても良い。具体的には、キーシート１０と弾性シート２０との一体成型品を形成した後、枠部３０を固着してもよい。たとえば、キーシート１０と弾性シート２０との一体成型品に枠部３０を固着する場合には、接着剤層を介在させてもよいし、あるいは熱融着等により固着してもよい。枠部３０をキーシート１０および弾性シート２０の少なくとも一方と固着させることで、キーパッド２の変形を抑止できる。また、キーシート１０および弾性シート２０の少なくとも一方と枠部３０とは、キーパッド２を金型４０から取り出す前に固着するのが好ましい。

また、光硬化性樹脂組成物からキーシート１０を形成する場合には、枠部３０を透光性の部材から構成することで、枠部３０と金型４０との間に入り込んだ光硬化性樹脂組成物が硬化できるようにしてもよい。また、金型４０を透光性の部材により構成する場合には、ステップＳ１０４において、弾性シート２０の下方から、金型４０内の未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌに向けて紫外線を照射することで、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化させることができる。かかる場合には、弾性シート２０は、透光性でなくてもよい。

本発明は、たとえば、各種電子機器あるいはそれに組み込まれる押釦スイッチ等に利用することができる。

１ 電子機器
２，２ａ，２ｂ キーパッド
１０ キーシート
１１ キートップ
２０ 弾性シート
３０，３０ａ 枠部
３０ｂ 桟部

Claims (6)

1. キートップを１または複数有する光硬化性樹脂製のキーシートと、
   当該キーシートの裏側に固着される弾性シートと、を備え、
   上記キーシートよりも剛性の高い枠部が、上記キーシートおよび上記弾性シートの少なくともいずれか一方の一部または全部と接するように配置されることを特徴とするキーパッド。
2. 請求項１に記載のキーパッドであって、
   前記枠部は、前記弾性シートの外周の一部あるいは全部を囲むように設けられていることを特徴とするキーパッド。
3. 請求項１または請求項２に記載のキーパッドであって、
   前記枠部は、隣接する前記キートップの間に桟部を備えることを特徴とするキーパッド。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のキーパッドを製造する方法であって、
   金型に液状の光硬化性樹脂組成物を充填する充填工程と、
   上記光硬化性樹脂組成物を硬化する硬化工程と、
   上記硬化工程の前または後に、金型に弾性シートを固定するシート固定工程と、を含むと共に、
   上記充填工程、上記硬化工程、あるいは上記固定工程の前または後に、上記キーシートよりも剛性の高い枠部を、上記キーシートおよび上記弾性シートの少なくともいずれか一方の一部または全部と接するように配置する枠部配置工程を含むことを特徴とするキーパッドの製造方法。
5. 請求項４に記載のキーパッドの製造方法であって、
   前記枠部配置工程は、前記充填工程、前記硬化工程、および固定工程の前に行われ、
   前記硬化工程の前に前記固定工程が行われ、
   前記硬化工程により、前記キーシート、前記枠部および前記弾性シートが固着されることを特徴とするキーパッドの製造方法。
6. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のキーパッドを備えることを特徴とする電子機器。
   
   

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