JP4555665B2

JP4555665B2 - 押釦スイッチ用カバー部材

Info

Publication number: JP4555665B2
Application number: JP2004325388A
Authority: JP
Inventors: 崇川村; 俊一山田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Sekonic Corp
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Sekonic Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: JP2006134818A

Description

本発明は、照光機能を有する電子機器に用いる押釦スイッチ用カバー部材に関する。

従来、例えば携帯電話機等の入力部に用いられる押釦スイッチ用カバー部材には、暗所での視認性を確保するために、押釦を構成するキートップ部を照光する照光機能が備えられている。これにより、ユーザが暗所で携帯電話機を使用した場合であっても、各押釦の機能を容易に認識することができる。

下記特許文献１には、上述した照光機能を実現するための部材としてＥＬ（エレクトロルミネッセンス）シートが用いられた照光式押釦スイッチ用部材に関する技術が開示されている。ここで、ＥＬシートは、一般に、透明電極、発光層、誘電体層および対向電極により構成されている。そして、上記特許文献１に記載されたＥＬシートでは、透明電極がＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により形成されている。また、上記特許文献１に記載されたキートップ部の下部周縁にはフランジが設けられている。
特開２００４−１９３０６０号公報

ところで、上述のように構成された押釦スイッチ用カバー部材では、キートップ部が押下されると、押下時の応力がフランジの外周部分に集中する。一方、透明電極を形成するＩＴＯは、衝撃に弱く、脆いという性質をもっている。したがって、このような押釦スイッチ用カバー部材を使用し続けると、応力の集中するフランジ外周の直下にあるＩＴＯにクラックが生じてしまうおそれがある。ＩＴＯにクラックが生じてしまうと、ＥＬシートが有する発光領域の一部または全部が、輝度の低下または不点灯状態に陥る要因になる。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、ＥＬシートの発光領域における輝度の低下または不点灯の要因を低減させる押釦スイッチ用カバー部材を提供することを目的とする。

本発明の押釦スイッチ用カバー部材は、キートップ部の下方側に形成され、キートップ部を下方側から照光するためのＥＬシートと、ＥＬシートの下方側に形成される弾性ゴム部と、を備え、ＥＬシートには、少なくとも前記キートップ部の外周の直下部分に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する補強層が形成されるとともに、弾性ゴム部には、弾性ゴム部の底面から下方側に突出する位置決め用突出部を備え、さらに、補強層は、少なくともキートップ部の外周の直下部分と位置決め用突出部の直上部分との間に形成されることを特徴とする。

この発明によれば、少なくともキートップ部の外周の直下部分（例えば、キートップ部にフランジ部が形成されている場合には、キートップ部に含まれるフランジ部の外周の直下部分）に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する補強層が形成されるため、キートップ部が繰り返し押下された場合であっても、キートップ部の押下時に応力が集中するキートップ部の外周の直下部分にあるＥＬシートに発生するクラックを低減させることができる。ひいては、ＥＬシートの発光領域における輝度の低下または不点灯の要因を低減させることができる。

本発明の押釦スイッチ用カバー部材において、上記ＥＬシートの上面に樹脂フィルムがさらに形成され、ＥＬシートは、少なくとも透明電極、発光層、誘電体層および対向電極を有し、透明電極は、ＩＴＯにより形成され、上記補強層は、透明電極と発光層との間に形成されることが好ましい。このようにすれば、衝撃に弱く脆いＩＴＯにより形成された透明電極を、樹脂フィルムと、樹脂を含有する補強層とで挟み込むことができる。これにより、透明電極の変形量がより均一化され、クラックの発生を低減させることができる。

本発明の押釦スイッチ用カバー部材において、上記熱可塑性樹脂は、透光性を有する導電粉を含有するポリエステル系、アクリル系、ウレタン系またはフッ素系の樹脂であり、上記熱硬化性樹脂は、透光性を有する導電粉を含有するメラミン系、フェノール系またはエポキシ系の樹脂であることが好ましい。このようにすれば、ＩＴＯにより形成された透明電極においてクラックが発生した場合であっても、補強層に含有される導電粉が、透明電極としての役割を担うことができるため、輝度の低下や不点灯を防止することや、給電能力を補強することができる。

本発明の押釦スイッチ用カバー部材において、上記弾性ゴム部の底面から下方側に突出する位置決め用突出部をさらに備え、上記補強層は、少なくともキートップ部の外周の直下部分と位置決め用突出部の直上部分との間にさらに形成されることが好ましい。このようにすれば、キートップ部の外周の直下部分（例えば、キートップ部にフランジ部が形成されている場合には、キートップ部に含まれるフランジ部の外周の直下部分）と位置決め用突出部の直上部分との間に形成されたＥＬシートが大きく変形する事態を防止することができ、ＥＬシートに発生するクラックを低減させることができる。

本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材によれば、ＥＬシートの発光領域における輝度の低下または不点灯の要因を低減させることができる。

以下、本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の実施形態を図面に基づき説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して、本実施形態における押釦スイッチ用カバー部材（押釦スイッチ用キーパッド）が適用された押釦スイッチについて説明する。図１は、押釦スイッチ１の断面図である。図１に示す押釦スイッチ１は、押釦スイッチ用カバー部材１０と、基板部材２０とに大別される。

押釦スイッチ用カバー部材１０は、キートップ部１１と、樹脂フィルム１３と、ＥＬシート１４（ＥＬ素子）と、弾性ゴム部１６とを備える。キートップ部１１と樹脂フィルム１３との間、およびＥＬシート１４と弾性ゴム部１６との間には、それぞれの部材を接着させるための接着層１２，１５が形成される。

キートップ部１１の下部周縁には、フランジ部１１ａが形成される。弾性ゴム部１６の底面には、下方側に突出する押圧部１６ａ（プッシャー）および位置決め用突出部１６ｂ（リブ）が形成される。押圧部１６ａは、後述する金属製皿バネ部材２４を押圧するために設けられるものである。位置決め用突出部１６ｂは、押釦スイッチ用カバー部材１０が製品に組み込まれた際に、キートップ部１１の押下によって、キートップ部１１が沈み込んでしまう事態や、隣接したキートップ部１１が連動してしまう事態を防止するために設けられるものである。すなわち、位置決め用突出部１６ｂは、キートップ部１１の移動方向に対する押釦スイッチ用カバー部材１０の位置決めを目的として設けられるものである。また、樹脂フィルム１３は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記載する）により形成される。

基板部材２０は、回路基板２１と、固定接点２２，２３と、固定接点２２および固定接点２３を接続するための金属製皿バネ部材２４とを備える。なお、固定接点２２，２３および金属製皿バネ部材２４は、必ずしも基板部材２０に含ませて構成する必要はなく、基板部材２０から独立した接点部材として構成させてもよい。また、固定接点２２と固定接点２３とを接続する部材は、上述した金属製皿バネ部材２４に限られず、可動接点であればよい。

次に、図２を参照して、押釦スイッチ用カバー部材１０を構成するＥＬシート１４について説明する。図２は、押釦スイッチ用カバー部材１０におけるフランジ部１１ａの下部周辺の断面図である。図２に示すように、ＥＬシート１４は、透明電極１４１と、発光層１４３と、誘電体層１４４と、対向電極１４５と、絶縁層１４６とを有する。透明電極１４１と発光層１４３との間には、補強層１４２が形成される。透明電極１４１は、ＩＴＯにより形成される。

補強層１４２は、例えば、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズ、金、銀、カーボン、金でコーティングされたナノサイズの銀粒子等の透光性を有する導電粉を、ポリエステル樹脂に分散させた透明導電塗料により形成される。なお、補強層１４２は、上述した透光性を有する導電粉が分散されたポリエステル樹脂により形成されることには限られない。例えば、補強層１４２は、透光性を有する導電粉が分散されたポリエステル系、アクリル系、ウレタン系もしくはフッ素系の樹脂からなる熱可塑性樹脂、または透光性を有する導電粉が分散されたメラミン系、フェノール系もしくはエポキシ系の樹脂からなる熱硬化性樹脂により形成されていてもよい。また、補強層１４２は、ＩＴＯとの密着性がより良好なポリエステル系、アクリル系もしくはウレタン系の樹脂、またはそれらの重合物によって形成されていることがより好ましい。

ここで、本実施形態における補強層１４２は、樹脂フィルム１３を形成するＰＥＴと同等以上の硬さおよび延性を有するポリエステル樹脂により形成されている。これは、ＩＴＯからなる透明電極１４１が、ＰＥＴからなる樹脂フィルム１３と軟質材料からなる弾性ゴム部１６との間に挟まれた場合には、透明電極１４１が弾性ゴム部１６の局所的な延性に追従することができなくなり、その結果、透明電極１４１にクラックが発生する可能性が高まるためである。したがって、本実施形態のように、補強層１４２をＰＥＴと同等以上の硬さおよび延性を有するポリエステル樹脂により形成することによって、透明電極１４１を、ＰＥＴからなる樹脂フィルム１３と、ＰＥＴと同等以上の硬さおよび延性を有するポリエステル樹脂からなる補強層１４２とで挟み込むことができる。これにより、透明電極１４１の変形量が均一化され、クラックの発生をより低減させることができる。

また、補強層１４２に透光性を有する導電粉を含有することによって、例えば、透明電極１４１にクラックが発生した場合であっても、補強層１４２に含有される透光性を有する導電粉が、透明電極１４１としての役割を担うことができる。これにより、ＥＬシート１４の発光領域における輝度の低下や不点灯を防止することや、給電能力を補強することができる。

補強層１４２の厚さは、およそ０．１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは、およそ１μｍ〜２５μｍであるのがよい。これらの値は、補強層１４２の厚みを薄くするほど、補強層１４２の強度が低下していくとともに、補強層１４２を印刷するときの作業性が悪化していくという事実と、補強層１４２の厚みを厚くするほど、ＥＬシート１４の透過率、輝度、着色性、柔軟性が低下していくとともに、コストが上昇していくという事実とを比較考量して割り出されたものである。

また、補強層１４２は、少なくとも、キートップ部１１に含まれるフランジ部１１ａの外周の直下部分に形成されることが好ましい。図３は、キートップ部１１およびフランジ部１１ａと、補強層１４２との関係をキートップ部１１の上方から見た図である。図３に例示する補強層１４２は、フランジ部１１ａの外周の直下部分を含んだ範囲に形成されている。なお、補強層１４２を形成する範囲を、フランジ部１１ａの直下部分のみに限定することによって、補強層１４２が、キートップ部１１を照光するＥＬシート１４の発光領域に影響を及ぼす要因を排除することができるため、透過率、輝度、着色性の低下を防止することができる。

なお、補強層１４２は、必ずしも、透明電極１４１と発光層１４３との間に設けることを要しない。すなわち、補強層１４２は、ＥＬシート１４を構成する他の層の間に設けてもよい。ただし、補強層１４２を、透明電極１４１と発光層１４３との間に設けることによって、例えば、透明電極１４１にクラックが発生した場合であっても、補強層１４２に含有されるＩＴＯが、透明電極１４１としての役割を担うことができるため、ＥＬシート１４の発光領域における輝度の低下または不点灯の要因をより低減させることができる。

また、補強層１４２は、例えば、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリン、ならびにこれらの誘導体のうち少なくとも１種を主成分とする透明導電性ポリマーにより形成されてもよい。これにより、補強層１４２の強度をより高めることができる。

発光層１４３は、例えば、防湿被膜をコーティングした硫化亜鉛等の無機蛍光体粉を、バインダーに分散することにより形成される。バインダーとしては、例えば、フッ素系、ポリエステル系、アクリル系およびエポキシ系の樹脂やゴム、またはこれらの共重合物が該当する。

誘電体層１４４は、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン等の誘電体粉を、バインダーに分散することにより形成される。なお、バインダーは、発光層１４３に用いられるバインダーと同様である。

対向電極１４５は、例えば、金、銀、銅、ニッケル等の金属もしくは合金、またはカーボンブラック、グラファイト等の導電性フィラーを、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、エポキシ系の樹脂もしくはゴム、またはこれらの共重合物に分散したものからなる導電膜により形成される。

絶縁層１４６は、例えば、ポリエステル系、アクリル系、ポリカーボネート系、シリコーン系もしくはフッ素系の樹脂やゴム、またはこれらの複合物により形成される。なお、絶縁層１４６は、必ずしもＥＬシート１４に含ませる必要はなく、ＥＬシート１４から独立させて形成してもよい。

[実施例]
次に、本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材１０（図１参照）の実施例について説明する。

まず、厚さ７５μｍのＰＥＴ１３上に形成されたＩＴＯ膜１４１上に、樹脂にＩＴＯ微粉末を添加した透明導電性塗料（ＩＴＯ塗料エルコムＰ１２０２Ａ：触媒化成工業社製商品名）をスクリーン印刷し、補強層１４２を形成した。この補強層１４２は、キートップ部１１に含まれるフランジ部１１ａの外周の直下部分を含んだ幅１ｍｍの範囲に形成した。

次に、補強層１４２およびＩＴＯ膜１４１上に、銀ペースト（ＥＤ６０２２ＳＳ：アチソン社製商品名）を塗布して前面補助電極（不図示）を形成した。

次に、前面補助電極上に、発光体ペースト（８１５５ＮＥＬミディアム：デュポン社製商品名）を塗布して発光層１４３を形成した。

次に、発光層１４３上に、誘電体ペースト（８１５３ＮＥＬ絶縁体ペースト：デュポン社製商品名）を塗布して誘電体層１４４を形成した。

次に、誘電体層１４４上に、カーボンペースト（７１４４ＥＬカーボン導体ペースト：デュポン社製商品名）を塗布して対向電極１４５を形成した。

次に、対向電極１４５上に銀ペースト（ＥＤ６０２２ＳＳ：アチソン社製商品名）を塗布して対向電極銀（不図示）を形成した。

次に、対向電極銀上に絶縁塗料（ＥＤ４５２ＳＳ：アチソン社製商品名）をスクリーン印刷して絶縁層１４６を形成した。これにより、ＥＬシート１４がＰＥＴ１３上に形成された。

次に、ＥＬシート１４の所定の場所に所定の切り欠きを形成し、ＰＥＴ１３上に接着剤１２を塗布してキートップ部１１と接着させ一体化した。

最後に、所定の形状に成形した弾性ゴム１６上に接着剤１５を塗布し、上記絶縁層１４６と接着させ一体化した。これにより、ＥＬシート１４の発光領域における輝度の低下または不点灯の要因を低減させることができる押釦スイッチ用カバー部材１０が得られた。

次に、上記実施例において、補強層１４２を形成する工程のみを省略して生成される押釦スイッチ用カバー部材を比較例として得た。この比較例と、上記実施例により得られた押釦スイッチ用カバー部材１０とを用いて、それぞれの発光状態を、以下の条件で行った試験の前後で比較した。試験の条件は、無負荷（無発光）状態において、同一形状のキートップを、５００ｇの荷重で、１００万回繰り返して打鍵することである。この条件により試験を行い、この試験の前後におけるそれぞれのキーの発光状態について観察した結果を図４に示す。図４に示すように、比較例では、試験を行ったことによりフランジ部の外周の直下部分近辺にクラックが発生してしまい、試験後は不点灯状態に陥っているのに対し、実施例では、試験後も試験前と同様にムラ無く発光されている。これにより、本実施形態における押釦スイッチ用カバー部材１０によって、ＥＬシートの発光領域における輝度の低下または不点灯の要因が低減されることが実証された。

[変形例]
なお、上述した実施形態においては、補強層１４２をフランジ部１１ａの外周の直下部分を含む範囲に形成しているが、補強層１４２を形成する範囲は、これに限られない。例えば、図５に示す範囲にも補強層１４２を設けることとしてもよい。この場合には、上述したフランジ部１１ａの外周の直下部分を含む範囲の他に、少なくとも、フランジ部１１ａの直下部分と位置決め用突出部１６ｂの直上部分との間にさらに形成させることが好ましい。これは、位置決め用突出部１６ｂは、隣接する二つのキートップ部１１のフランジ部１１ａ間に設けられる場合があり、この場合には、フランジ部１１ａと位置決め用突出部１６ｂとの間が非常に狭くなる場合がある。このような場合にキートップ部１１を押下すると、押下時の応力がその狭い部分に集中するため、フランジ部１１ａの直下部分と位置決め用突出部１６ｂの直上部分との間に形成されたＥＬシートが大きく変形し、透明電極１４１にクラックが生じやすくなるためである。したがって、本変形例のように、補強層１４２を、フランジ部１１ａの直下部分と位置決め用突出部１６ｂの直上部分との間にさらに形成させることで、透明電極１４１に発生し得るクラックをより低減させることができ、ひいては、ＥＬシート１４の発光領域における輝度の低下または不点灯の要因をより低減させることができる。

また、例えば、図６に示すように、キートップ部１１の底面に肉盗み１１ｃ（凹み部）が設けられているような場合には、フランジ部１１ａの直下部分を含む範囲と、肉盗み１１ｃを設けるために形成された十字部１１ｂの直下部分を含む範囲とに補強層１４２を設けることとしてもよい。これは、肉盗み１１ｃを形成することにより、キートップ部１１とＥＬシート１４との接触部分が、フランジ部１１ａと十字部１１ｂとに減縮されるため、キーが押下されたときには、フランジ部１１ａおよび十字部１１ｂに応力が集中することになる。したがって、フランジ部１１ａおよび十字部１１ｂの直下部分にある透明電極１４１にはクラックが生じやすくなる。そこで、ＥＬシート１４と接触するフランジ部１１ａおよび十字部１１ｂの直下部分に補強層１４２を設けることによって、透明電極１４１に発生し得るクラックをより低減させることができ、ひいては、ＥＬシート１４の発光領域における輝度の低下または不点灯の要因を低減させることができる。

また、上述した実施形態においては、押釦スイッチとして、図１および図２に示す押釦スイッチ１を例示しているが、本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材が適用される押釦スイッチはこれに限られない。例えば、図７および図８に示す押釦スイッチ２にも適用可能である。図７および図８に示す変形例における押釦スイッチ２が、図１および図２に示す実施形態における押釦スイッチ１と異なる点は、実施形態における押釦スイッチ１では、キートップ部１１が接着層１２を介して樹脂フィルム１３に接着されているのに対し、変形例における押釦スイッチ２では、樹脂フィルム１３上に弾性ゴム部１７がさらに形成され、キートップ部１１が接着層１２を介して弾性ゴム部１７に接着されている点である。また、変形例における押釦スイッチ２には、実施形態における押釦スイッチ１に形成されている接着層１５が形成されていない点についても異なる。この他の押釦スイッチ２の構成要素については、押釦スイッチ１の構成要素と同様であるため、それらの説明については省略する。

さらに、上述した実施形態および変形例においては、フランジ部１１ａが形成されたキートップ部１１を有する押釦スイッチ用カバー部材１０について説明しているが、本発明は、フランジ部１１ａが形成されていないキートップ部１１を有する押釦スイッチ用カバー部材１０にも適用可能である。したがって、この場合における補強層１４２は、少なくとも、キートップ部１１の外周の直下部分に形成されることが好ましい。

実施形態における押釦スイッチの断面図である。実施形態における押釦スイッチ用カバー部材のフランジ部下部周辺の断面図である。実施形態におけるキートップ部およびフランジ部と補強層との関係をキートップ部の上方から見た図である。実施例と比較例におけるキーの発光状態を説明するための図である。変形例における補強層を形成する範囲を示す図である。変形例におけるキートップ部およびフランジ部と補強層との関係をキートップ部の上方から見た図である。変形例における押釦スイッチの断面図である。変形例における押釦スイッチ用カバー部材のフランジ部下部周辺の断面図である。

符号の説明

１，２・・・押釦スイッチ、１０・・・押釦スイッチ用カバー部材、１１・・・キートップ部、１１ａ・・・フランジ部、１１ｂ・・・十字部、１２，１５・・・接着層、１３・・・樹脂フィルム、１４・・・ＥＬシート、１４１・・・透明電極、１４２・・・補強層、１４３・・・発光層、１４４・・・誘電体層、１４５・・・対向電極、１４６・・・絶縁層、１６・・・弾性ゴム部、１６ａ・・・押圧部、１６ｂ・・・位置決め用突出部、１７・・・弾性ゴム部、２０・・・基板部材、２１・・・回路基板、２２，２３・・・固定接点、２４・・・金属製皿バネ部材。

Claims

キートップ部の下方側に形成され、前記キートップ部を下方側から照光するためのＥＬシートと、
前記ＥＬシートの下方側に形成される弾性ゴム部と、を備え、
前記ＥＬシートには、少なくとも前記キートップ部の外周の直下部分に、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する補強層が形成されるとともに、前記弾性ゴム部には、前記弾性ゴム部の底面から下方側に突出する位置決め用突出部を備え、
さらに、前記補強層は、少なくとも前記キートップ部の外周の直下部分と前記位置決め用突出部の直上部分との間に形成されることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材。
前記ＥＬシートの上面に樹脂フィルムがさらに形成され、
前記ＥＬシートは、少なくとも透明電極、発光層、誘電体層および対向電極を有し、
前記透明電極は、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により形成され、
前記補強層は、前記透明電極と前記発光層との間に形成されることを特徴とする請求項１記載の押釦スイッチ用カバー部材。
前記熱可塑性樹脂は、透光性を有する導電粉を含有するポリエステル系、アクリル系、
ウレタン系またはフッ素系の樹脂であり、
前記熱硬化性樹脂は、透光性を有する導電粉を含有するメラミン系、フェノール系またはエポキシ系の樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の押釦スイッチ用カバー部材。