JP4959415B2 - 導光キーシート及び導光キーシートモジュール - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の小型電子機器における操作部を照光すると共に操作信号を発生する導光キーシート及びそれにキートップを設けた導光キーシートモジュールに関するものである。

従来、小型電子機器の操作部には、ＬＥＤ等の発光素子が各操作キー毎にそれぞれ内設されていた。近年、小型電子機器の小型化、薄型化あるいは省電力化等に伴い、操作キーの周辺に少数の発光素子を設け、その発光素子によって効率的に操作キーを照光するため、導光シートを用いて発光素子からの光を操作部全体に導光し、操作キーの位置で拡散させて照光する装置が使用されるに至っている（例えば、特許文献１参照）。

この装置においては、図９に示すように、スイッチ基板２上に、導電性接触部材４及びドームシート６からなるスイッチと光源８とを設け、そのスイッチ上に導光部材１０を配置している。この導光部材１０には、光源８から導入した光を乱反射する反射パターン１０ａがスクラッチや印刷によって形成されている。

上記従来技術においては、導光部材１０をドームシート６上に取り付ける場合、一般に、粘着剤を用いて固着している。このように粘着剤を用いて導光部材１０を固着すると、粘着剤でドームシート６に接着した密着部分でも光の拡散が起こって発光が生じる。このため、照光しようとする操作部から離れた所に粘着剤を配置することが必要であり、例えば図１０に示すように、スイッチ部１２の外側の領域１４に配置していた。このように粘着剤を配置すると、スイッチ部１２の外側の領域１４を広く設ける必要が生じて、設計の自由度が低くなると共に装置全体の小型化の障害にもなっていた。また、仮に、図１１に示すように、導光部材１０の反射パターン１０ａ部分に粘着剤１８を配置すると、反射パターン１０ａだけでなくその周囲の粘着剤１８部分でも光が反射・拡散されることになる。このため、光源８の方向等を考慮して反射パターン１０ａを形成したとしても、粘着剤１８によって単に平坦な面が光を反射する状態になり、反射・拡散した光に明暗等のムラが生じるという問題が予測される。従って、反射パターン１０ａ部分に粘着剤１８を配置することはできなかった。

一方、図９に示す導光部材１０の上には、スイッチ操作するためのキートップ１６が配置されるが、一般に、このキートップ１６は、小型電子機器の筐体に組み付けられるだけで、導光部材１０等に固定されていなかった。そのため、このキートップ１６と導光部材１０との間にはわずかな隙間があり、この隙間から光が漏れて、キートップ１６を照光する効率が低下するという問題があった。また、このキートップ１６と導光部材１０との間の隙間は、キートップ１６の押圧操作時と非操作時では間隔が異なり、これによりキートップ１６が入光する光量が変化して、操作時と非操作時では明るさが異なるという問題もあった。
特開２００６−３２４２４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、小型化し易くすると共に、キートップを固定してキートップへの入光を安定させる導光キーシート及び導光キーシートモジュールを提供することにある。

本発明の導光キーシートは、基板と、該基板に設けられるスイッチ及び発光素子と、前記スイッチを覆うと共に前記発光素子からの光を導光する導光シートと、を備える導光キーシートであって、前記スイッチは固定接点と該固定接点に対応する可動接点としてのドーム部とからなり、前記発光素子から入光した光を拡散するパターンで形成されると共に前記導光シートの裏面における前記ドーム部の頂点付近に対面する位置に配設される粘着層によって前記導光シートを前記基板上のスイッチに固着してなるものである。この導光キーシートにおける前記パターンは、例えば、複数のドットの集合体からなるグラデーションパターンで構成される。

また、本発明の導光キーシートモジュールは、基板と該基板に設けられるスイッチ及び発光素子と前記スイッチを覆うと共に前記発光素子からの光を導光する導光シートとを備える導光キーシートと、該導光キーシート上に配置されるキートップと、からなる導光キーシートモジュールであって、前記スイッチは固定接点と該固定接点に対応する可動接点としてのドーム部とからなり、前記発光素子から入光した光を拡散するパターンで形成されると共に前記導光シートの裏面における前記ドーム部の頂点付近に対面する位置及びその位置に対応する前記導光シートの表面における位置にそれぞれ配設される粘着層によって前記導光シートを前記基板上のスイッチ及び前記キートップにそれぞれ固着してなるものである。この導光キーシートモジュールにおける前記パターンは、例えば、前記導光シートの表面又は裏面における前記キートップの操作部に対応する位置に形成された複数のドットの集合体からなるグラデーションパターンで構成される。

本発明の導光キーシートでは、光を均一に拡散するパターンで粘着層を導光シートの裏面に設けているので、粘着層を設けた部分が光を均一に拡散して光ることになる。このため、粘着層を操作部位置に設けて、操作部外側の領域に設けた粘着層を配置するスペースを削減することができ、導光シートの小型化を容易にすることができる。特に、粘着層がスクラッチ、白色印刷等で形成した拡散パターンと同様の反射・拡散を生じさせるので、拡散パターンを別途設ける必要がなくなり、拡散パターンに係る製造工程や部材を削減してコストダウンを図ることができる。

また、粘着層を導光シートの表面に設けても、導光シート内の光を拡散させることができるので、導光シートの裏面に設けた粘着層と共に同様の粘着層を導光シートの表面にも設け、この粘着層によりキートップを導光シートに固着することができる。このようにキートップを導光シートに固着すると、キートップと導光シートとの間の隙間がなくなり、キートップが導光シートから入光する光量を一定にすることができる。

また、キートップを導光キーシートに固着して、一体の導光キーシートモジュールとすることにより、例えばユーザが携帯電話等の筐体のみを交換するいわゆる「着せ替え」を行う場合、導光キーシートとキートップとの間にホコリが入ったり、導光シートに傷や指紋が付くことを防ぐことができ、光学的特性に悪影響を及ぼすことなく「着せ替え」を行うことができる。

本発明の導光キーシートにおいては、発光素子からの光を導光する導光シートにおける発光位置の裏面に、粘着層を設けている。この粘着層は、導光シートが発光素子から入光した光を均一に拡散するパターンをなすように形成されている。また、この粘着層により、導光シートは基板上のスイッチに固着されている。この導光キーシートにおける導光シートは、粘着層が設けられた部分が光を反射・拡散し、これにより発光位置を発光させるものとなっている。また、本発明においては、導光シートにおける発光位置の表面にも同様のパターンで粘着層を配置し、この粘着層によってキートップを固着することで導光キーシートモジュールを形成している。この導光キーシートモジュールにおいても導光シートの表裏面にそれぞれ設けた粘着層によって光を反射・拡散して、発光位置を発光させている。

図１は本発明の実施例１に係る導光キーシートの構造を示す要部断面図、図２は図１に示す導光シートの裏面図、図３は図２に示す導光シートの発光位置の拡大正面図、図４は図３に示す導光シートの発光位置の拡大断面図、図５は図４に示す導光シートの拡散状態を示す説明図である。

本実施例における導光キーシート２０は、表面に固定接点２２ａとそれを囲む固定接点２２ｂ等が形成されたフレキシブルプリント回路基板等の基板２２と、固定接点２２ａ，２２ｂに対応する位置に略半球形をなし導電性を有する可動接点となるドーム部２４ａが設けられたドームシート２４と、基板２２上の所定位置に取り付けられたＬＥＤ等の発光素子２６と、ドームシート２４上に配置され発光素子２６からの光を導光する導光シート２８とを備えている。尚、固定接点２２ａ，２２ｂとドーム部２４ａによってスイッチが形成されている。

導光シート２８は、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル、塩化ビニール、シリコーン等の可撓性を有する透明板からなり、発光素子２６からの光を側方端面から内部に導入して導光するものである。この導光シート２８の裏面には、粘着層３０がスクリーン印刷等によって形成されている。この粘着層３０は、導光キーシート２０の上方に配置されるキートップ３２の発光部分に対応する位置に配置されている。本実施例では、キートップ３２の操作キー３４を発光させるため、操作キー３４に対応するドーム部２４ａ付近を発光位置と設定し、図１及び図２に示すように導光シート２８の裏面におけるドーム部２４ａに対面する位置３７に粘着層３０を配置している。

この粘着層３０は、図３に示すような複数のドット３０ａの集合体からなる。このドット３０ａは、発光を均一にするため、発光素子２６から遠ざかるにつれて密度を高めたり大きさを変えることで面積が増すように形成されている。図２及び図３においては、図中上方に発光素子２６が位置しており、その図中上方から下方に向かって密度が高まるグラデーションパターンを形成するようにドット３０ａが配設されている。このように裏面に粘着層３０が形成された導光シート２８は、その粘着層３０によってドームシート２４に固着されている。また、この粘着層３０は、透明、半透明及び白色の粘着材の何れか一つ又はそれらの組み合わせにより形成されている。透明、半透明及び白色の粘着材を組み合わせてグラデーションパターンからなる粘着層３０を形成する場合、発光素子２６に近い方から順に透明、半透明、白色のドットが並ぶように配列させて粘着層３０を形成すれば、発光をより均一にすることが可能となる。

上記のような導光キーシート２０においては、図４及び図５に示すように、発光素子２６から導光シート２８内に導入された光が導光シート２８の表裏面にて全反射を繰り返すことで導光シート２８の全域に導かれ、粘着層３０のドット３０ａとの境界面に達する。この導光シート２８とドット３０ａとの境界面では、全反射角度が変化すると共に粘着層３０の組成物が複数種からなる不均一な物質であるため、この境界面にて光が反射・拡散される。この反射・拡散された光は、導光シート２８の全反射角度よりも小さい角度となり、導光シート２８の表面方向（図５中上方）に照射される。このような光の反射・拡散は、粘着層３０の各ドット３０ａにてそれぞれ発生し、ドット３０ａのグラデーションパターンによってキートップ３２発光部分をほぼ均一に照射することになる。

図６は本発明の実施例２に係る導光キーシートモジュールの構造を示す要部断面図、図７は図６に示す導光シートの発光位置の拡大断面図、図８は図７に示す導光シートの拡散状態を示す説明図である。尚、図１等に示す導光シート２０等と同一部分に関しては同一の符号が付してある。

本実施例における導光キーシートモジュール３６は、前述した実施例１における導光キーシート２０にキートップ３２を固着して一体化したものである。この導光キーシート２０とキートップ３２とを固着して一体化するために、本実施例においては、導光シート２８の表面にも裏面に設けた粘着層３０と同じ粘着層４０を設けている。この粘着層４０は、発光位置としてのドーム部２４ａに対面する位置に配置された粘着層３０に対応する位置に配置されており、粘着層３０と同じドットの集合体からなるグラデーションパターンを形成するものとなっている。キートップ３２は、ドームシート２４のドーム部２４ａに対面する凸部３２ａが粘着層４０によって導光シート２８に固着されることにより、導光キーシート２０上に取り付けられて一体化されている。

本実施例における導光シート２８の場合、図７及び図８に示すように、導光シート２８内に導入された光は、導光シート２８の裏面上に設けられた粘着層３０のドット３０ａによって反射・拡散されると共に、導光シート２８の表面上に設けられた粘着層４０のドット４０ａによっても反射・拡散される。このように、ドット３０ａ，４０ａによって反射・拡散された光は、導光シート２８から外方に照射され、これによりキートップ３２の発光位置が発光する。

この粘着層３０，４０は、対応する同一位置に同一パターンで形成されているため、発光素子２６からの光を同じように反射・拡散して、発光素子２６の方向や距離にかかわらずほぼ均一に照光するものとなっている。

本発明の導光キーシート及び導光キーシートモジュールの構造は、携帯電話等の小型電子機器において薄型化あるいは小型化を図る際に用いることが最も好ましいが、各種メーターや車輌のスイッチ類のバックライト等にも用いることが可能である。

本発明の実施例１に係る導光キーシートの構造を示す要部断面図である。 図１に示す導光シートの裏面図である。 図２に示す導光シートの発光位置の拡大正面図である。 図３に示す導光シートの発光位置の拡大断面図である。 図４に示す導光シートの拡散状態を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る導光キーシートモジュールの構造を示す要部断面図である。 図６に示す導光シートの発光位置の拡大断面図である。 図７に示す導光シートの拡散状態を示す説明図である。 従来の導光キーシートの構造を示す要部断面図である。 従来の導光部材における粘着剤を配置する領域を示す平面図である。 拡散パターン上に粘着剤を配置した場合の光拡散状態を示す説明図である。

符号の説明

２０ 導光キーシート
２２ 基板
２２ａ，２２ｂ 固定接点
２４ ドームシート
２４ａ ドーム部
２６ 発光素子
２８ 導光シート
３０ 粘着層
３０ａ ドット
３２ キートップ
３２ａ 凸部
３４ 操作キー
３６ 導光キーシートモジュール
３７ 位置
４０ 粘着層
４０ａ ドット

Claims (4)

1. 基板と、該基板に設けられるスイッチ及び発光素子と、前記スイッチを覆うと共に前記発光素子からの光を導光する導光シートと、を備える導光キーシートであって、
   前記スイッチは固定接点と該固定接点に対応する可動接点としてのドーム部とからなり、
   前記発光素子から入光した光を拡散するパターンで形成されると共に前記導光シートの裏面における前記ドーム部の頂点付近に対面する位置に配設される粘着層によって前記導光シートを前記基板上のスイッチに固着することを特徴とする導光キーシート。
2. 前記パターンは複数のドットの集合体からなるグラデーションパターンで構成されることを特徴とする請求項１記載の導光キーシート。
3. 基板と該基板に設けられるスイッチ及び発光素子と前記スイッチを覆うと共に前記発光素子からの光を導光する導光シートとを備える導光キーシートと、該導光キーシート上に配置されるキートップと、からなる導光キーシートモジュールであって、
   前記スイッチは固定接点と該固定接点に対応する可動接点としてのドーム部とからなり、
   前記発光素子から入光した光を拡散するパターンで形成されると共に前記導光シートの裏面における前記ドーム部の頂点付近に対面する位置及びその位置に対応する前記導光シートの表面における位置にそれぞれ配設される粘着層によって前記導光シートを前記基板上のスイッチ及び前記キートップにそれぞれ固着することを特徴とする導光キーシートモジュール。
4. 前記パターンは、前記導光シートの表面又は裏面における前記キートップの操作部に対応する位置に形成された複数のドットの集合体からなるグラデーションパターンで構成されることを特徴とする請求項３記載の導光キーシートモジュール。

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