JP2011253697A - キーパッド - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話などの情報機器に組み込まれるキーパッドにおいて、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制してキートップにおける輝度の均一性を改善する。
【解決手段】キーパッド５は、光を面方向に透過させて導光するコア層６を有している。コア層６の一方の面にキートップ７が設けられるとともに、このキートップ７に対応してコア層６の他方の面に拡散層９がスイッチ１３に対向するように形成されている。コア層６の他方の面には、第１反射層１１が拡散層９を被覆するように設けられている。これにより、拡散層９に入射した光が第１反射層１１で反射される。その結果、コア層６内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップ７における輝度の均一性を改善することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（携帯情報端末）など各種の情報機器に組み込まれて使用されるキーパッドに関するものである。

従来、この種のキーパッドとしては、情報機器の薄型化の要望に対応すべく、ベースシートと導光シートとを一体化してコア層を形成し、このコア層の表面に複数のキートップを固着するとともに、各キートップに対応してコア層の裏面に拡散層を形成したものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

このようなキーパッドでは、光源が発光すると、その光がコア層に入射して面方向に伝わり、拡散層で拡散して進路がキートップ側に変更される結果、キートップが照光される。

特許第４４０２７３５号公報（段落〔００３４〕〔００３９〕〔００４２〕〔００４６〕の欄、図２、図４）

しかしながら、これでは、コア層内を進行する光が拡散層に入射したとき、この光が拡散層で四方八方に拡散するため、その一部がコア層の外部へ漏れ、その分だけコア層内の光が減衰してしまう。したがって、複数のキートップが光源から区々の距離だけ離れて配置している場合に、これらのキートップにおける輝度の均一性が失われ、光源から離れたキートップほど輝度が低下するという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑み、複数のキートップが光源から区々の距離だけ離れて配置していても、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップにおける輝度の均一性を改善することが可能なキーパッドを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明者は、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制してキートップにおける輝度の均一性を改善すべく、パネル、遮光層、拡散層などの非照光部に反射層を設けることに着目し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の発明は、光を面方向に透過させて導光するコア層（６）を有し、このコア層の一方の面にキートップ（７）が設けられ、このキートップが押下されることにより、前記コア層を介してスイッチ（１３）が押圧されるキーパッド（５）であって、前記コア層が接着層（３）を介してパネル（２）に接着され、前記コア層と前記接着層との間には、第１反射層（４）が介在しているキーパッドとしたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第１反射層（４）は、前記コア層（６）に成膜されたものであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記パネル（２）と前記キートップ（７）との間に隙間が形成され、前記コア層（６）内を導かれる光が前記隙間から外部に漏れないように当該コア層に遮光層（１６）が設けられ、前記コア層と前記遮光層との間には、第２反射層（１７）が介在していることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記第２反射層は、前記コア層（６）に成膜されたものであることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成に加え、前記コア層（６）の他方の面には、前記キートップ（７）に対応して拡散層（９）が前記スイッチ（１３）に対向するように形成されるとともに、第３反射層（１１）が前記拡散層を被覆するように設けられていることを特徴とする。

さらに、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記第３反射層（１１）は、前記コア層（６）に成膜されたものであることを特徴とする。

なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。

請求項１に記載の発明によれば、キーパッドをパネルに接着している接着層とコア層との間に第１反射層が設けられているため、コア層内を進行する光が、コア層とパネルとの接着面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１反射層がコア層に成膜されたものであるため、第１反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第１反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、パネルとキートップとの間に設けられた遮光層とコア層との間に第２反射層が設けられているため、コア層内を進行する光が、コア層と遮光層との接触面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、第２反射層がコア層に成膜されたものであるため、第２反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第２反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、拡散層を被覆するように第３反射層が設けられているため、拡散層に入射した光の一部がコア層の内部から他方の面（キートップが配置される面と反対側の面）へ放出されることを第３反射層によって防止することができる。その結果、コア層内を進行する光を効率よく導光させ、光源から遠方のキートップにおける輝度の均一性を改善することが可能となる。

しかも、この第３反射層は拡散層を被覆するように設けられているため、キートップの押下時にコア層がスイッチを押圧しても、コア層内を進行する光が、拡散層とスイッチとの接触面で吸収・散乱することを防ぐことができる。その結果、スイッチの輪郭がキートップを通じて視認されてしまうという不具合の発生を回避することができる。

さらに、この第３反射層は拡散層を保護する役目をも果たすため、拡散層の耐磨耗性を高めることができる。そのため、使用頻度の高いキートップにおいても、その押下に伴う拡散層の磨耗を軽減し、拡散層としての機能を長期にわたって維持し、ひいてはキーパッドの信頼性を向上させることが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、第３反射層がコア層に成膜されたものであるため、第３反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第３反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。

本発明の実施の形態１に係るキーパッドが組み込まれた携帯電話のキーボード部分の平面図である。 図１に示す携帯電話のII−II線による断面図である。 図１に示す携帯電話のIII−III線による断面図である。 図１に示す携帯電話の要部を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係るキーパッドが組み込まれた携帯電話の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図４には、本発明の実施の形態１を示す。この実施の形態１では、第１反射層として反射層４を用い、第２反射層として反射層１７を用い、第３反射層として反射層１１を用いている。

携帯電話１は、図１に示すように、ケース状に形成された樹脂製の筐体１４を有している。筐体１４には、図２に示すように、その開口部を塞ぐように樹脂製のパネル２が接着層１５を介して接着されている。パネル２には、図２および図３に示すように、キーパッド５が組み込まれている。なお、パネル２の材質としては、例えば、ポリアミド、アクリル、ウレタンアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどを採用することができる。

このキーパッド５は、図１乃至図３に示すように、光を面方向（図１紙面に平行な方向）に透過させて導光する可撓性のポリウレタン（屈折率約１．５）製のフィルム状のコア層６を有しており、このコア層６は複数の両面テープからなる接着層３を介してパネル２に接着されている。

このコア層６の厚さは、５０〜６００μｍとするのが好ましく、１００〜４００μｍとするのがさらに好ましい。また、コア層６の表裏両面は、平滑（鏡面）であることが望ましい。定量的には、算術平均粗さＲａで、０．５μｍ以下であればよく、０．２μｍ以下であれば好ましく、０．０５μｍ以下であればさらに好ましい。

また、コア層６と各接着層３との間にはそれぞれ、金属薄膜からなる反射層４が介在している。この反射層４の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、金、錫、および金属粉を含有する樹脂ペースト（メタリック印刷や塗装工程によるメタリック層）などを採用することができる。なお、反射層４としてクラッド層（低屈折率透明層）を用いることもできる。

また、コア層６の近傍には、図３に示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源１０が、コア層６にその側面から光を入射させうるように配設されている。

そして、コア層６の表面（図２上面）には、パネル２から突出する形で複数のポリカーボネート製のキートップ７がそれぞれ、シアノアクリレート系接着剤やアクリル系接着剤（屈折率１．４７〜１．４８）からなる接着層８を介して接着されており、各接着層８の屈折率（１．４７〜１．４８）はコア層６の屈折率（約１．５）より小さくなっている。なお、各キートップ７はそれぞれ、透明なキー本体７ａに、文字、図形などの各種のデザインの抜き形状を有する遮光性の加飾層７ｂが冠着されて構成されている。

また、コア層６と各接着層８との間にはそれぞれ、シリコーンゴム（屈折率１．４１）製の透明なクラッド層１２が介在しており、各クラッド層１２の屈折率（１．４１）は各接着層８の屈折率（１．４７〜１．４８）より小さくなっている。これらのクラッド層１２は、図３に示すように、光源１０からの距離が大きいクラッド層１２ほど屈折率が大きくなっている。また、各クラッド層１２は、図４に示すように、その輪郭がキートップ７の輪郭に合致している。

このクラッド層１２の厚さは、コア層６上の所望の位置にピンホールなく形成され、かつコア層６の柔軟性を損なわない程度であればよく、具体的には、１〜１００μｍ（好ましくは、５〜５０μｍ）程度であれば実現可能である。

さらに、パネル２とキートップ７との間には、図３および図４に示すように、両者の隙間からコア層６内の光が外部に漏れないように遮光層１６が設けられており、遮光層１６とコア層６との間には、金属薄膜からなる反射層１７が介在している。この遮光層１６の材質としては、所定の遮光性、可撓性およびコア層６との密着性を有するものであればよく、例えば、各種の樹脂にカーボンなどの黒色材や酸化亜鉛、酸化チタンなどの白色材を含有させたもの、アルミニウム、チタン、亜鉛、金などからなる金属薄膜が挙げられる。また、反射層１７の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、金などを採用することができる。なお、反射層１７としてクラッド層（低屈折率透明層）を用いることもできる。

また、コア層６の裏面（図２下面）には、コア層６内を進行する光の一部をキートップ７側へ導くため、複数のキートップ７に対応して複数の拡散層９が形成されているとともに、これらの拡散層９を被覆するように複数の金属薄膜からなる反射層１１が形成されている。各拡散層９は、図４に示すように、基板（図示せず）に取り付けられたスイッチ１３に対向している。

この拡散層９は、拡散材を含む微細ドット状の印刷層をコア層６上に形成するか、凹凸加工などによってコア層６の裏面を粗化することにより、設けることができる。前者の場合、屈折率が高くて拡散性に優れる二酸化ケイ素や酸化チタンを含むコア層６と同系の樹脂層をバインダーとするインクを使用するのが好ましい。コア層６の裏面の拡散層９については、その厚さを６〜４０μｍとするのが好ましい。一方、後者の場合、コア層６を形成する際に型成形によって同時に拡散層９を設けてもよく、レーザーエッチングによって後工程で拡散層９を設けてもよい。

また、反射層１１の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、シリコーン、フッ素変性シリコーン、ウレタン、ウレタンアクリレート、アクリルなどの透明樹脂や、アルミニウム、チタン、亜鉛、金、錫などの金属、金属粉を含有する樹脂ペースト（メタリック印刷や塗装工程によるメタリック層）その他を採用することができる。なお、反射層１１としてクラッド層（低屈折率透明層）を用いることもできる。

以上のような構成を有する携帯電話１の製造方法には、以下のような工程が含まれる。

まず、厚さ３００μｍのポリウレタンフィルムをコア層６として用意し、このポリウレタンフィルムの一方の面に透明のシリコーンインクを印刷することにより、コア層６にクラッド層１２を形成する。

次いで、このポリウレタンフィルムの一方の面に金属薄膜を成膜すること（例えば、金属粉を含有するメタリックインキを印刷すること）により、コア層６に反射層４、１７を同時に形成する。さらに、この反射層１７の上側に着色シリコーンゴムを印刷して遮光層１６を形成する。

次に、このポリウレタンフィルムの他方の面に、二酸化ケイ素を含有するウレタン系白色インクを塗布して乾燥させることにより、コア層６に拡散層９を形成する。

その後、この拡散層９を覆うように金属薄膜を成膜することにより、コア層６に反射層１１を形成する。

また、ポリカーボネート樹脂を射出成形して厚さ０．４ｍｍのキー本体７ａを得、このキー本体７ａの表面に着色層を塗布した後、着色層をレーザーカットすることで加飾層７ｂを形成することにより、キートップ７を作製する。

次いで、シアノアクリレート系接着剤またはアクリル系接着剤をクラッド層１２に塗布して接着層８を形成した後、この接着層８にキートップ７を圧着固定することにより、コア層６にキートップ７を接着する。これで、キーパッド５が完成する。

最後に、両面テープを所定の形状に打ち抜き、これを反射層４に貼り付けて接着層３を形成した後、この接着層３をパネル２に圧着固定することにより、キーパッド５をパネル２に接着して組み込む。

そして、このような工程を経て製造された携帯電話１においては、任意のキートップ７が押下されると、コア層６が弾性的に撓んでスイッチ１３が押圧される。また、所定時（例えば、キートップ７の押下時、着信時、電源投入時など）には、光源１０からコア層６に向けて光が出射され、この光がコア層６内を面方向に進行した後、拡散層９で光路をキートップ７側に変更される。その結果、キートップ７が裏側から照光されるため、キー操作性が向上する。

このとき、コア層６と各接着層８との間に介在する各クラッド層１２の屈折率が各接着層８の屈折率より小さいので、すべての接着層８において、クラッド層１２が介在しない場合に比べて、コア層６の表面における全反射の臨界角（コア層６から接着層８側へ入射する光が両者の界面で全反射する入射角の最小値）を小さくすることができる。その結果、コア層６からキートップ７側へ透過する光量を増やし、キートップ７の視認性を高めることが可能となる。

しかも、これらのクラッド層１２は、上述したとおり、光源１０からの距離が大きいクラッド層１２ほど屈折率が大きいので、光源１０からの遠近に起因してキートップ７における輝度の均一性が低下する事態を改善することができる。

また、各拡散層９に入射した光は各反射層１１で反射されるので、コア層６内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップ７における輝度の均一性を改善することができる。

加えて、各反射層１１は各拡散層９を被覆するように設けられているため、キートップ７の押下時にコア層６がスイッチ１３を押圧しても、コア層６内を進行する光が、各拡散層９と各スイッチ１３との接触面で吸収・散乱することを防ぐことができる。その結果、各スイッチ１３の輪郭が各キートップ７を通じて視認されてしまうという不具合の発生を回避することができる。

また、クラッド層１２は、上述したとおり、その輪郭がキートップ７の輪郭に合致しているため、キートップ７の照光時に、たとえクラッド層１２の輪郭がキートップ７を通じて見えるとしても、それを目立たなくすることができる。この効果は、キートップ７をコア層６に接着する接着層８がシアノアクリレート系接着剤からなる場合、接着エリアの制御が困難であり、接着層８をキートップ７の裏面全面に形成しにくいため、特に有用である。

また、各反射層１１は各拡散層９を保護する役目をも果たすため、すべての拡散層９の耐磨耗性を高め、ひいてはキーパッド５の製品寿命を延ばすことが可能となる。

さらに、キーパッド５をパネル２に接着している接着層３とコア層６との間に反射層４が設けられているため、コア層６内を進行する光が、コア層６とパネル２との接着面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。

また、パネル２とキートップ７との間には遮光層１６が設けられているため、両者の隙間からコア層６内の光が外部に漏れることはない。しかも、この遮光層１６とコア層６との間に反射層１７が設けられているため、コア層６内を進行する光が、コア層６と遮光層１６との接触面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。

また、パネル２は、図１および図２に示すように、コア層６より面積が大きく、コア層６の周縁部を被覆しているため、パネル２の外縁部の裏面に接着層１５を設けることができる。その結果、コア層６の入光部からの光漏れを防止することが可能となる。

このパネル２は、キートップ７を除く領域を被覆するための化粧板であり、加飾によって携帯電話１に意匠性を付与することができる。また、パネル２は、反射層４を介してコア層６と固着されているため、コア層６が軟質弾性体であっても、キーパッド５としての補強効果を発現することができ、端末からの脱落や変形を防止することが可能となる。また、コア層６が他の部材（基板や筐体１４）と接続する必要がないため、光漏れする要素を少なくすることができる。さらに、互いに隣接する一部のキートップ７間を仕切り分割する場合、各キートップ７の誤入力を阻止することもできる。

また、携帯電話１の製造に際して、クラッド層１２はシリコーン印刷によって形成されるため、クラッド層１２を簡便に形成することができ、ひいてはキーパッド５の生産性を高めることが可能となる。しかも、クラッド層１２を薄くできるので、キーパッド５を薄型化することができる。

さらに、携帯電話１の製造に際して、反射層４、１１、１７は金属薄膜の成膜によって形成されるため、これら反射層４、１１、１７を簡便に形成することができ、ひいてはキーパッド５の生産性を高めることが可能となる。しかも、反射層４、１１、１７を薄くできるので、キーパッド５を薄型化することができる。

但し、接着層３、８、１５の屈折率はコア層６の屈折率以上でも使用可能である。
［発明の実施の形態２］

図５には、本発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２では、拡散材を含む微細ドット状の印刷層からなる拡散層９に代えて、図５に示すように、凹凸パターンからなる拡散層９がコア層６の裏面に形成されている点を除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。このような凹凸パターンからなる拡散層９は、コア層６を形成する際に型成形によって同時に設けてもよく、レーザーエッチングや凹凸加工でコア層６の裏面を粗化することによって後工程で設けてもよい。なお、実施の形態１と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

したがって、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。
［発明のその他の実施の形態］

なお、上述した実施の形態１、２では、ポリウレタン製のコア層６を有するキーパッド５について説明した。しかし、コア層６の材質としては、所定の透明性（導光性）および可撓性を有するものである限り、種々の材質を採用することも可能である。例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂のほか、シリコーンゴム、ポリアミドなどの熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、引裂強さを重視するのであれば、ポリウレタンが好ましく、低弾性率や耐環境性を重視するのであれば、シリコーンゴムが好ましい。ここで、「低弾性率」とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定される硬さで言えば、Ａ４０以上Ｄ６０以下が好ましく、Ａ６０以上Ａ９５以下がさらに好ましい。

また、上述した実施の形態１、２では、ポリカーボネート製のキートップ７について説明した。しかし、キートップ７の材質としては、所定の透明性および硬さを有するものである限り、ポリカーボネート以外の材質（例えば、ポリアミド、アクリル、ウレタンアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）を代用することもできる。

また、上述した実施の形態１、２では、シアノアクリレート系接着剤やアクリル系接着剤からなる接着層８を有するキーパッド５について説明した。しかし、これらの接着剤以外の接着剤からなる接着層８を代用してもよく、或いは、両面テープからなる接着層８を代用しても構わない。

また、上述した実施の形態１、２では、シリコーンゴム製のクラッド層１２を有するキーパッド５について説明した。しかし、クラッド層１２の材質としては、所定の透明性、可撓性およびコア層６との密着性を有するものである限り、シリコーンゴム以外の材質（例えば、ウレタン、ポリエステル系、フッ素系樹脂やそれらの混合物、またはそれらのフッ素変性体など）を代用することもできる。

また、上述した実施の形態１、２では、樹脂製のパネル２を有する携帯電話１について説明した。しかし、樹脂以外の材質（例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、金属など）からなるパネル２を有する携帯電話１に本発明を同様に適用することも勿論できる。

また、上述した実施の形態１、２では、樹脂製の筐体１４を有する携帯電話１について説明した。しかし、樹脂以外の材質（例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、金属など）からなる筐体１４を有する携帯電話１に本発明を同様に適用しても構わない。

さらに、上述した実施の形態１、２では、両面テープからなる接着層３を有する携帯電話１について説明した。しかし、各種の接着剤からなる接着層３を代用しても構わない。

本発明は、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡなど各種の情報機器のほか、テレビジョン受像機、ＡＶ機器、空気調和装置、車載機器など様々な装置・機器を遠隔操作するためのリモートコントローラその他に広く適用することができる。

１……携帯電話
２……パネル
３……接着層
４……反射層（第１反射層）
５……キーパッド
６……コア層
７……キートップ
７ａ……キー本体
７ｂ……加飾層
８……接着層
９……拡散層
１０……光源
１１……反射層（第３反射層）
１２……クラッド層
１３……スイッチ
１４……筐体
１５……接着層
１６……遮光層
１７……反射層（第２反射層）

Claims (6)

1. 光を面方向に透過させて導光するコア層を有し、このコア層の一方の面にキートップが設けられ、このキートップが押下されることにより、前記コア層を介してスイッチが押圧されるキーパッドであって、
   前記コア層が接着層を介してパネルに接着され、
   前記コア層と前記接着層との間には、第１反射層が介在していることを特徴とするキーパッド。
2. 前記第１反射層は、前記コア層に成膜されたものであることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
3. 前記パネルと前記キートップとの間に隙間が形成され、前記コア層内を導かれる光が前記隙間から外部に漏れないように当該コア層に遮光層が設けられ、前記コア層と前記遮光層との間には、第２反射層が介在していることを特徴とする請求項１または２に記載のキーパッド。
4. 前記第２反射層は、前記コア層に成膜されたものであることを特徴とする請求項３に記載のキーパッド。
5. 前記コア層の他方の面には、前記キートップに対応して拡散層が前記スイッチに対向するように形成されるとともに、第３反射層が前記拡散層を被覆するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のキーパッド。
6. 前記第３反射層は、前記コア層に成膜されたものであることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。