JP2012512596A - 光拡散アクチュエータフィルム（ｌｄａｆ）・キーパッドモジュール - Google Patents

Abstract

光拡散アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）と、キーパッドの解決策全体のための金属ドーム・サブモジュール集成体とを含むキーパッド・モジュールである。該解決策によるキーパッドでは、先行技術の欠点が克服されており、また厚さが薄く、電気エネルギーの消費量が少なく、製造が容易なため、労働力も低減される。プランジャ・シートと光ガイド・フィルムとが、１つの層に統合され、良好な触感とキートップの一様なルミネセンスを得ることができる。更に、通信機器、遠隔制御、ＰＤＡｓ、カー・オーディオ、図４に示す制御装置等に、広く適用可能である。

Description

本発明は、携帯電話用のキーパッドモジュール、特に、組み込み式光拡散アクチュエータフィルム（ＬＤＡＦ）を備えたキーパッドモジュールに関するものである。

携帯電話は、使用者が携帯して使用できる無線通信装置である。この種の装置には、携帯しやすさや外観を更に改善するために、さまざまな設計の携帯電話端末が提供され、これらの端末には、例えばキーボタンが露出したバー型電話機、フリップ式電話機、折り畳み式またはスイング式のコンパクトな電話機が含まれている。
加えて、携帯電話は、幾つかの無線通信機能を果たすための入力手段として、キーパッド集成体を含んでいる。このキーパッドは、個別部品の集積集成体であり、数字およびアルファベット文字および／または記号を有し、それらを使用者が押したり触れたりする。
先行技術による通常の従来型キーパッドは、個体のキートップに過ぎず、その場合、触感を高めるためのウェブおよび／または別個のアクチュエータおよび／または使用者に触感を与えるプランジャや金属ドームを有している。

従来式のプランジャ・シートには、キーパッドの高さの制限および／またはその機械特性による制限があり、その結果、製造過程の種々の制限により、構成要素層の過多および／またはウェブ厚さの達成困難が生じる。
このため、一様なクリック比率を得ることができない。加えて、従来のプランジャ・シートは、良好な触感を与えることができず、入力をキートップから金属ドームへ伝えられず、キートップを単一層として設けることができない。
また先行技術のキーパッドは、製造が容易でなく、かつ／または多量の機械的エラーの回避に不適であり、労働力の低減もできない。なぜなら、製造過程の制約によって制限されているからである。

加えて、従来のキーパッドのライトアップ部分は、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および／またはエレクトロルミネセンス（ＥＬ）・ランプによって形成されている。使用者から見れば、ＬＥＤによりライトアップされたキーパッドは、発光が安定しておらず、その原因は、ＬＥＤの配置が、キートップにプリントされたアイコン近くの特定位置に指定されているからである。このため、ＬＥＤ近くのアイコンにホットスポットが形成される。このライトアップ構想には多くの発光ダイオードの取り付けが必要であり、その結果、エネルギー消費量が高い。他の光源であるＥＬランプは、キートップに一様なルミネセンス光を放射するが、エネルギーの費用および／または消費量が、より高い。この種のＥＬランプは、寿命がより短く、プリントされた誘電層を有し、ルミネセンス光を発し、使用者の操作圧が加わる結果、或る時間がたつと、担体フィルムから誘電インキ層が剥離する。

したがって、提供される必要があるのは、先行技術の欠点が克服された携帯電話用のキーパッド・モジュールであり、それも、厚さが薄く、製造が容易で、労働力を節減でき、キートップ・ルミネセンス用のより少数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることで電気エネルギーの浪費が避けられ、使用者の目から見てキートップ・アイコンの一様なルミネセンス・ライトアップが得られるようなモジュールである。また、発光構成素子は、堅固で使用者の操作圧に耐えることができ、良好な触感を与えることが可能で、かつまた一様なクリック比率をも得ることができ、更に最も重要なことは、光ガイドおよびプランジャが１層内に統合されていることである。

前述の目的のために、本発明により開示されるキーパッド・モジュールは、ポリカーボネート（ＰＣ）および／またはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムを含み、該フィルムが、一方の側に、成形プランジャおよび／またはマイクロドット構成物または微小突起を有し、かつ／または他方の側に、プリントされたスクリーンを有しており、更に前記キーパッド・モジュールが、キーパッド解決策全体用の金属ドームのサブモジュール集成体を含み、該キーパッドの解決策は、従来のキーパッドから種々変更を加えられ、先行技術の欠点が克服されている。独立請求項１には、このキーパッド・モジュールが請求されている。
以下で、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

先行技術のシリコーンゴム・プランジャの前面図。 図１ａのシリコーンゴム・プランジャの断面図。 図１ｂのプランジャの細部Ａの拡大詳細図。 アクチュエータを有する先行技術のシリコーンゴム・キーの前面図。 図２ａのアクチュエータを有するシリコーンゴム・キーのＸ−Ｘ´線に沿った断面図。 図２ａのアクチュエータおよび／またはプランジャの細部Ａの拡大詳細図。 通常のアクチュエータ積層体を有するキーパッドの断面図。 反転光拡散器アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）積層体を有する本発明のキーパッド・モジュールの断面図。（実施例１） 正常光拡散器アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）積層体を有する本発明のキーパッド・モジュールの断面図。（実施例２） 光拡散器アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）および金属ドームサブモジュール集成体の等角展開前面図。 光拡散器アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）および金属ドームサブモジュール集成体の等角展開後面図。 アクチュエータ側の等角図。 ドット・パターン側の等角図。 プランジャ側の２Ｄ詳細図。 ドット・パターン側の２Ｄ詳細図。 アクチュエータを有するように成形された光拡散器の断面図。（実施例３） アクチュエータを有するように成形された光拡散器の部分平面図。 アクチュエータを有するように成形された光拡散器の等角断面図。 フィルム厚さのために、拡散器フィルム内へＬＥＤ光エネルギーが一部しか伝えられない状況を示す図。 吸光体により、拡散器フィルム内へＬＥＤ光エネルギーが完全吸収される状況を示す図。

先行技術を参照すると、図１ａ、図１ｂ、図１ｃには、それぞれ、シリコーンゴム・プランジャシート１の前面図、断面図、細部Ａの詳細図が示されている。また図２ａ、図２ｂ、図２ｃは、それぞれ、プランジャ２を有するシリコーンゴム・キーの前面図、図２ａのＸ−Ｘ´線に沿った断面図、図２ｂの細部Ａの詳細図である。これらの図には、プランジャ２を有するシリコーンゴム・キーを形成する種々の素子が詳細に示されている。すなわち、ゴムのキーパッド２２、光ガイドフィルム（ＬＧＦ）２３、接着剤２４、保護層２５、接着フィルム２６、金属ドーム２７である。この標準的な従来式のキーパッドは、キートップの個別部品であり、触感を高めるウェブおよび／または使用者に触感を与える別々のプランジャおよび金属ドームを有している。図３に示した先行技術の断面図３では、光ガイド・プランジャの種々の構成要素、すなわち金属メッシュ３１、突出部３２を有する成形プリント−プランジャ、ストッパ接着剤３３、マイラー（Ｍｙｌａｒ）製ドームシート３４、金属ドーム３５が別個に示されている。

本発明により、携帯電話用のキーパッド・モジュール４（図４）の一好適実施例を開示する。
該キーパッド・モジュールには、
第２面にプリントを有するキートップ層（１）４１と、
キートップ４１を隣接層に接着するキートップ接着層（２）４２と、
可動接点に対応する位置から突出する複数のボス５２、および複数紫外線（ＵＶ）ポリマー製またはシリコーンゴム製のプランジャを有する光ガイドフィルム（ＬＧＦ）面に対し成形されたアクチュエータ層とが含まれ、
各プランジャが、キートップの、各ボス５２に対応する位置に配置され、かつＬＧＦから目標高さまで突出し、成形されたプランジャの別の側には、ドット・パターン５１が特定区域に局所的に配置されることで、光が吸光体５０を介してキーパッド（ＬＤＡＦ）層（３）４３の予め決められた区域へ集中的に供給され、前記キーパッド・モジュールには、また
光ガイド・プランジャを隣接層に接着するＬＤＡＦ接着層（４）４４と、
プリント回路板（ＰＣＢ）および／またはフレキシブルなプリント回路（ＦＰＣ）上にプリントされたオン／オフ回路上の、プランジャに対応する予め決められた位置に金属ドームを配置するためのマイラー・ドーム層（５）４５と、
ＰＣＢおよび／またはＦＰＣにマイラー・ドーム層４５を接着するためのドーム用スペーサ層（６）４６と、
プリント回路板（ＰＣＢ、後述参照）に配置された複数可動接点を有する金属ドーム層（７）４７とが含まれ、
キートップの各々が数字、アルファベット、記号いずれかのキートップ表示をプリントされ、表示を介して光を透過し、更に、前記キーパッド・モジュールには、
複数固定接点を有するプリント回路板（ＰＣＢ）および／またはフレキシブルなプリント回路（ＦＰＣ）層（８）４８と、
光拡散アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）４３を介してキートップを照光する光源を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）層（９）４９とが含まれている。前記ドットパターン５１は熱成形法または印刷法によって形成される。

本発明の別の態様（図５）では、光ガイドフィルム４３´のプランジャを、キートップの直下にマイクロドット・パターン５１と逆にして、プランジャ５２を金属ドーム４７に直ぐ上に位置させることができる。
図６ａでは、更に、ＬＤＡＦ４の構想が、本発明の好適実施例の等角展開図により、本発明の中核をなす５層を示すことで明らかにされている。５層とは、すなわち、アクチュエータと一体成形されたＬＤＡＦ４３、ＬＤＡＦ接着剤４４、マイラー・ドーム４５、ドームスペーサ４６、金属ドーム４７である。図は、底部４７から頂部４３へ、例示した前記各層がどのように積層されるかを示している。図６ｂは、図６ａの部材を裏から見た図である。

図７ａおよび図７ｂは、それぞれ、光拡散アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）４３の表と裏の等角図であり、前面図にはアクチュエータ面が、後面図にはドット・パターン５１が示されている。
図８ａおよび図８ｂは、光拡散アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）４３の２Ｄ詳細図であり、それぞれ、前面図にはプランジャが、裏面図にはドット・パターン５１が示されている。

本発明の、更に別の態様によれば、本発明の光拡散アクチュエータ・フィルム（ＬＤＡＦ）４３（図９）は、全モジュール４のなかの最も重要な層である。該フィルムにより、発光ダイオード（ＬＥＤ）層（９）４９で形成された側方光源からの入射光が、マイクロドット・パターン構成体５１を介してポリカーボネート（ｐｃ）フィルムを照光する面にされ、また、該構成体の幾何形状の反対側のＵＶポリマーおよび／またはシリコーン成形プランジャ５４により、使用者に対する人間工学的な感触および触感が制御される。加えて、寸法Ｂおよび寸法Ｃは、それぞれウェブ厚さとプランジャ高さとを表している。

本発明の更に別の態様では、吸光体５０（図４および図５）は、発光ダイオード４９のほかに、プランジャ４３と一体成形でき、該吸光体５０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）から光ガイドフィルムへの光の最大量を吸収する結果、キートップ上のルミネセンスがより明るくなる。
図１０は、光拡散アクチュエータ４の部分平面図であり、そこには、ＬＥＤ光源４９と幾つかのアクチュエータ５３が詳細に示されている。
図１１には、光拡散アクチュエータ４の等角断面図が示され、そこには、ＬＥＤ４９と、吸光体５０と、一体成形されたＵＶ層５５と、１個のアクチュエータ５３とが示されている。

図１２ａおよび図１２ｂは、標準的な光ガイド・フィルム厚さと吸光体５０を備えた本発明の光ガイド・フィルムとを比較した図であり、本発明の好適実施例の場合には、光線が吸光体５０によって完全にＬＧＦに伝えられるが、先行技術の実施例の場合には、光エネルギーの損失が生じることを示している。
以上、本発明を詳細に説明したが、当業者には明らかなように、特許請求の範囲で請求される本発明の本質から逸脱することなしに複数の変更態様が可能である。

Claims (7)

1. キーパッド・モジュール（４）であって、次の層、すなわち
   表面プリントを有するキートップ層１（４１）と、
   キートップ層（４１）を隣接層に接着するためのキートップ接着層２（４２）と、
   層３（４３）と一体成形された光ガイドフィルム（ＬＧＦ）面に成形されたアクチュエータ層と、
   光ガイドフィルムを隣接層に接着するための光ガイドフィルム接着層４（４４）と、
   予め決められた位置に複数金属ドーム（４７）を配置するためのマイラー製ドーム層５（４５）と、
   隣接層にドーム層（４５）を接着するためのドームスペーサ層６（４６）と、
   各々が可動接点を備えた複数ドームを有する金属ドーム層７（４７）と、
   複数固定接点を有するプリント回路板層８（４８）と、
   光ガイドフィルムを介してキートップ（４１）を照光するための発光ダイオード層９（４９）とを積層することによって製造される形式のものにおいて、
   前記光ガイドフィルム（４３）が、前記固定接点に対応する位置から突出する複数のボス（５３）を備え、各ボス（５３）に対応する位置に複数プランジャが設けられており、
   前記光ガイドフィルム（４３）の別の側に、ドットパターン（５１）が特定区域に局所的に形成されることを特徴とする、キーパッド・モジュール（４）。
2. 前記光ガイドフィルム（４３´）のプランジャが、キートップ層（４１）の直ぐ下のドットパターンと反対側の位置に積層されることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４´）。
3. 前記プリント回路板層８（４８）が、複数固定接点を有するフレキシブルなプリント回路（ＦＰＣ）であることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４）。
4. 前記光拡散アクチュエータ・フィルム（４３）により、発光ダイオード（４９）からの入射光が、ドットパターン（５１）を介して複数成形プランジャ（５４）を照光する面にされることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４）。
5. 前記複数の成形プランジャ（５４）が、使用者に人間工学的な感触および触感を与えることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４）。
6. 吸光体（５０）が、発光ダイオード（４９）の直ぐ傍に光ガイド・フィルム（４３）と一体成形されていることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４）。
7. 前記発光ダイオード（４９）が、サイドファイアリング型ＬＥＤであることを特徴とする、請求項１記載のキーパッド・モジュール（４）。

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