JPH0710701U - 光拡散部材とその応用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本考案は製造時の工数と部品点数を削減して製
造コストを低下させると共に、導光部と光拡散部との接
合面における品質上の欠陥を伴わず、しかも折り曲げ自
在で作業性を向上した光拡散部材およびこれを組み込ん
だ各種応用品を提供する。 【構成】この光拡散部材は、光拡散剤を含んだシリコー
ンゴムからなる光拡散部１と高硬度樹脂からなる導光部
２が一体成形されているものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は光拡散部材とその応用、すなわち夜間などの暗所においても前面に表 示された文字、数字、記号などを鮮明に判別することのできる照光式押しボタン スイッチ装置および照光式表示体として有用な光拡散部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上記の目的に使用される照光式押しボタンスイッチ装置には各種のもの が知られているが、その代表的なものは発光素子などの光源から照射された光が 、キートップ部天面の数字、文字、記号などの文字表示部のみを発光させ、その 他の部分は光が漏れないように遮蔽膜で被覆した構造のものである。しかし、こ の押しボタンスイッチ装置は光源からの光がスポット光のため、そのままでは表 示文字部の一部分のみを強く照光し、文字が認識しにくくなる。

【０００３】 そこで通常は図５に示すように、光拡散剤を内填した硬質樹脂からなる光拡散 部51と、透明でショアＤ硬度が40°以上の、例えばアクリル樹脂、不飽和ポリエ ステル樹脂、メタクリル樹脂などの高硬度樹脂からなる導光部52とを、接着剤53 で接着した光拡散部材50を、キートップ部54、薄肉部55およびベース部56からな るシリコーンゴム製の押圧体57と光源58との間に設けた、押しボタンスイッチ装 置が用いられている。 なお、このキートップ部54には抜き文字された文字表示部59を備え、ここを除 くキートップ部54、薄肉部55およびベース部56は遮蔽膜60で覆われていて、光源 58からの光は導光部52、光拡散部51を経てキートップ部54の文字表示部59に至り 、そこに文字を浮き出させるようにしている。 また、この押圧体57と光拡散部材50の組み合わせに代えて、図６に示すように 、押圧体61自体を高硬度樹脂に光拡散剤を混入した光拡散部として用い、この底 部に同様の高硬度樹脂からなる導光部62を接着剤63などで接着させた照光式押し ボタンスイッチ用カバー部材も知られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来の高硬度樹脂からなる光拡散部材は光拡散部と導光部とを別々 に製作した後、両者を接着剤等で接合・一体化させたものであったため、製造に 際して工数がかかるだけでなく、品質面でも接着剤層が均一な厚みにできなかっ たり、接合面に空気相が形成されたりして、押圧体のキートップ部の文字表示が 部分的に曇って視認しにくくなったり、接合面の接着強度が低下して剥離し易く なったりした。その上、光拡散部材は高硬度樹脂からなるため剛性があって折り 曲げることができず、またそのために図７（ａ）および（ｂ）に示すように押し ボタンスイッチ70の位置が同一平面上にないときは、部品点数が多くなるという 不利があった。 したがって、本考案の目的は製造時の工数と部品点数を削減して製造コストを 低下させると共に、導光部と光拡散部との接合面における品質上の欠陥を伴わず 、しかも折り曲げ自在で作業性を向上した光拡散部材およびこれを組み込んだ各 種応用品を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、１）光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部と高硬度樹 脂からなる導光部が一体成形されていることを特徴とする光拡散部材；これを組 み込んだ応用製品としての、２）キートップ部、薄肉部およびベースからなる押 圧体が複数個連接されている押しボタンスイッチ用カバー部材において、押圧体 の全部または主要部が光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部で構成 され、そのキートップ部の底面に高硬度樹脂からなる導光部が設けられていて、 両者が一体成形されていることを特徴とする押しボタンスイッチ用カバー部材； ３）前記１）記載の光拡散部材が、押圧体と光源との間に配設されていることを 特徴とする照光式押しボタンスイッチ装置；および４）前記１）記載の光拡散部 材が、透明シートと光源との間に配設されていることを特徴とする照光式表示体 に関するものである。

【０００６】 まず、本考案の光拡散部材の詳細を添付した図面に基づいて説明する。 図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本考案の光拡散部材の異なる実施態様を示す縦 断面図で、それぞれ１は光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部、２ は高硬度樹脂からなる導光部である。 図１（ａ）は光拡散部１の一部に、これより小さい導光部２を積層した形状で 一体成形した光拡散部材、図１（ｂ）は同一のサイズの光拡散部１と導光部２を 積層した形状で一体成形した光拡散部材、また図１（ｃ）は光拡散部１の一部に 、これより小さい導光部２を埋め込んだ形状で一体成形した光拡散部材である。

【０００７】 光拡散部１に用いられるシリコーンゴムは着色剤などを含まない透明性の高い ものがよく、その代表的な市販品には SE1184U、 SE1185U、 SE1187U、 SE1188U 、SH841UおよびSH851U（以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名 ）、MM3401、MM3505、MM3605、MM3705、MM4300、MM4406、MM4500、MM4616、MM47 10、MM4810、MM1400、MM1500、MM1310、MM1410およびMM1501（以上、ローヌ・プ ーラン・シリコーン社製、商品名）、 TSE260-3U、 TSE260-5U、 TSE260-7U、 T SE221-3U、 TSE221-4Uおよび TSE221-5U（以上、東芝シリコーン社製、商品名） 、KE-966TU、KE-981TU、 KE-941Uおよび KE-951U（以上、信越化学工業社製、商 品名）などが挙げられ、これらの内から任意に選択すればよい。

【０００８】 光拡散部１にシリコーンゴムと共に用いられる光拡散剤は、光拡散性を有する 粉末であればよく、これには例えば、平均粒径が20μｍ以下、好ましくは１〜10 μｍの、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、カオリンクレー、硫酸バリウ ム、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウムなどが例示される。なお、この平均粒 径が20μｍを超えるものでは組成物の成形性が悪くなる。 光拡散剤のシリコーンゴムに対する添加量は、その種類と粒径によっても異な るが、一般にはシリコーンゴム 100重量部に対して 0.1〜80重量部の割合で使用 される。これが 0.1重量部未満では光拡散効果が得られず、また80重量部を超え るとゴム弾性が失われるので好ましくない。 光拡散部には上記配合物を硬化させるための架橋剤として、一分半減期を 120 〜 180℃とするものを、触媒量使用するのが好ましい。 このような架橋剤にはベンゾイルパーオキシド、ジクロロベンゾイルパーオキ シド、ブチルパーオキシ−２−オクチルヘキサネート、２，５−ジメチル−２， ５−ジベンゾイルパーオキシヘキサン、ブチルパーオキシラウレート、シクロヘ キサンパーオキシド、ブチルパーオキシアリルカーボネートなどが挙げられ、こ れらの内から任意に選択すればよい。

【０００９】 他方、光拡散部と一体成形される導光部２に用いられる高硬度樹脂は透明なも のであればよく、その具体例としてはアクリル、メタクリル、不飽和ポリエステ ル、ウレタンなどのオリゴマーもしくはモノマー単体か、それらの化合物、また は高硬度シリコーン樹脂である、シリコーンポリエステルレジン、シリコーンエ ポキシレジン、メチルシリコーンレジン、ジメチルシリコーンレジン、フェニル シリコーンレジン、ジメチルジフェニルシリコーンレジン、メチルフェニルシリ コーンレジンなどが挙げられ、これらの内から任意に選択すればよい。

【００１０】 前述した光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部と高硬度樹脂から なる導光部とを一体成形して本考案の光拡散部材を形成する方法としては、加熱 された金型の凹部に高硬度樹脂の液状体を充填し、これが半硬化し始めて、流動 性は失ったが粘着性は保っている状態になったところで、光拡散剤の含まれたシ リコーンゴムを高硬度樹脂の上に重ねるように充填し、金型を閉じて硬化・一体 成形すればよい。このとき高硬度樹脂と光拡散剤を含んだシリコーンゴムの粘度 が 500ポイズ以下であれば、市販の各種ディスペンサーを用いた注入充填を適用 することができる。 このようにして一体成形された光拡散部材は、光拡散部と導光部が化学的に結 合しているため、結合部が強固で、結合面に空気層を形成することがなく、導光 部側から取り込まれた光が均一に光拡散されて輝度ムラや曇りを生ずることがな い。 また、この光拡散部材は高硬度樹脂からなる導光部以外は柔軟性を持つため、 光拡散部材およびこれを組み込んだ応用製品の、製造工程中や製造後の使用に際 して、折り曲げを必要とする場合に十分に対応することができる。

【００１１】 次に、本考案の光拡散部材を組み込んだ各種応用例について説明する。 図２（ａ）、（ｂ）は、キートップ部14、薄肉部15およびベース部16からなる 押圧体17が複数個連接されている形状の押しボタンスイッチ用カバー部材自体を 、本考案の光拡散部材で構成した場合の異なる実施態様を示したものである。 図中、11は光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部で、これにより 押圧体17の全部または主要部が構成されている。すなわち、図２（ａ）に示した カバー部材ではキートップ部14の全体が上記光拡散部11からなっているのに対し 、図２（ｂ）に示したカバー部材ではキートップ部14の主要部である下半部が光 拡散部11からなり、その上部13は光拡散部材の導光部で用いたのと同じ高硬度樹 脂から成っている。いずれの場合も部品点数が少なくて済む利点がある。 12はキートップ部14の底部に設けられた高硬度樹脂からなる導光部である。18 は導光部12の下方に設けられた光源、19はキートップ部14の天面に設けられた文 字表示部、20はここを除くキートップ部14、薄肉部15およびベース部16を被覆す る遮蔽膜である。

【００１２】 図３は押しボタンスイッチ装置に本考案の光拡散部材を組み込んだ場合の一実 施態様を示すものである。 図中、30は図１（ａ）に示したのと同様の光拡散部31と導光部32とからなる光 拡散部材、37は押圧体、38は光源である。この実施態様では光拡散部材30と押圧 体37は別々に成形し、両者をケース33に組み込んでいる。なお、この場合は押圧 体37が必ずしもシリコーンゴムである必要はなく、例えばＡＢＳ樹脂、アクリル 樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、カーボネート樹脂、アリル樹脂などの高硬度樹 脂でもよい。また押圧体37の薄肉部35とベース部36がシリコーンゴムで、キート ップ部34のみが高硬度樹脂というように、複数の素材の一体成形品とするなど、 素材を任意に選択できる。 しかし、いずれの素材の押圧体においても、母材自体は光透過性または光拡散 性のものとし、目立たせたい部分、例えばキートップ部の天面の文字表示部以外 は外部に光が漏れないように遮蔽膜で覆うことや、光が必要な場所以外にケース から漏れないように組み立てる方法を工夫することも重要である。なお、キート ップ部を、ショアＤ硬度で40°以上のものにすると硬質指触感が得られ、シリコ ーンゴムのようなものにするとソフトな押圧感が得られる。 本実施態様による光拡散部材は、光拡散部がシリコーンゴムからなるため、折 り曲げが必要とされる組み立て、例えば図７（ａ）、（ｂ）に示したような押し ボタンが同一平面上にない製品の組み立てにも十分に対応できる。

【００１３】 図４（ａ）〜（ｃ）は照光式表示体に本考案の光拡散部材を組み込んだ場合の 実施態様を示すものである。 図中、40は図１（ａ）に示したのと同様の光拡散部41と導光部42とからなる光 拡散部材、43はケース、47はポリエステルシートなどからなる光透過文字印刷シ ート、48は光源、49は電気接点である。 この実施態様でも前例と同様に光拡散部材と押圧体は別々に成形し、両者をケ ース43に組み込んでいる。また、この実施態様は光拡散部材40の大部分がシリコ ーンゴムからなる折り曲げ自在の光拡散部41で構成されているため、照光式表示 体全体が柔軟であり、フレキシブルな表示体として実用性が高い。

【００１４】

【作用】

本考案の光拡散部材およびこれを組み込んだ応用製品は、光拡散剤を含んだシ リコーンゴムからなる光拡散部と高硬度樹脂からなる導光部が一体成形されてな るもののため、両者は化学的に強固に結合して剥離する心配がない、照光文 字に局部的な輝度の差がなく均質なものとなる、光拡散部が柔軟なため、導光 部、光源などを避けさえすれば、折り曲げ、折り畳みが自由にでき、組立が容易 で、部品点数を削減できる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の具体的実施態様を実施例により説明する。 実施例１ 高硬度シリコーン樹脂としてのジメチルジフェニルシリコーンレジン：X32119 5 （信越化学工業社製、商品名） 100重量部に、架橋剤：CX-1195 （同前）10重 量部と硬化触媒：X-93-555（同前） 0.4重量部とを加えた配合物を、エアディス ペンサー：AD3000VH（岩下エンジニアリング社製、商品名）を用いて、 150℃に 加熱された金型の導光部形成用掘り込み部に滴下充填した。 その配合物が流動性を失っても粘着性を保っている半硬化の状態のところで、 シリコーンゴムコンパウンド：KE-966TU（信越化学工業社製、商品名） 100重量 部、硬化剤：C8-B（同前）１重量部および平均粒径が５μｍである炭酸カルシウ ム粉末：シプロン−Ａ（シプロ化成社製、商品名） 0.8重量部からなる配合物を 光拡散部形成用掘り込み部に充填して金型を閉じ、100kg/cm² の成形圧力で10分 間加熱し、 200mm× 200mm×７mmの大きさの板状の光拡散部の中央部に20mm×20 mm×３mmの大きさの導光部が埋め込まれている、図１（ａ）に示す形状に導光部 と光拡散部とが一体成形された光拡散部材を得た。

【００１６】 この光拡散部材の導光部の真下に発光ダイオードを設け、反対側のシリコーン ゴムシート面に、文字のみ透明でその他の部分が黒色の光遮蔽印刷を施した 200 mm× 200mm×１mmの大きさのポリエステルシートを重ねて、図４（ａ）〜（ｃ） に示したような、上から見ると凹状に湾曲しているケース内に収納した後、発光 ダイオードに通電し文字部を照明したところ、文字部のみが照光されるディスプ レイパネルが得られた。このディスプレイパネルの文字部は特に局所的に輝度の 高い部分や影などのない高品位のものであった。 また、このディスプレイパネルは導光部と光拡散部とが化学的に一体化してい て強い結合力があり、光拡散部において多段階的に一方向に折り曲げることがで きる。

【００１７】 実施例２ ジメチルジフェニルシリコーンレジン：X321195 （前出） 100重量部に、架橋 剤：CX-1195 （同前）10重量部と硬化触媒：X-93-555（同前） 0.4重量部とを加 えた配合物を、エアディスペンサー：AD3000VH（前出）を用いて、 150℃に加熱 された金型の複数の導光部形成用掘り込み部に滴下充填した。 その配合物が流動性を失っても粘着性を保っている半硬化の状態のところで、 シリコーンゴムコンパウンド：KE-941U （信越化学工業社製、商品名） 100重量 部、硬化剤：C8-B（同前）１重量部および平均粒径が５μｍである炭酸カルシウ ム粉末：シプロン−Ａ（前出） 0.8重量部からなる配合物を押圧体兼光拡散部形 成用掘り込み部に充填して金型を閉じ、100kg/cm² の成形圧力で10分間加熱し、 導光部と光拡散部とが一体成形された光拡散部材を得た。 この光拡散部材の導光部とは反対側の、キートップ部、薄肉部およびベース部 の表面に遮蔽膜を形成した後、キートップ部天面にレーザー加工で抜き文字を施 し、図２（ａ）に示す形状の押しボタンスイッチ用カバー部材を得た。

【００１８】 この下方に発光ランプを置き、ケースに収納して、図７（ａ）に示したような 押しボタンの位置が二段になっている押しボタンスイッチ装置を作製した。 これに通電したところ、文字表示のみが高品位に照光し、文字の輝度が場所に よって著しく高くなったり低くなったりすることがなかった。 本実施例による光拡散部材は光拡散部が柔軟性に富み、自由に折り曲げ加工が できるため、上記のように押しボタンの位置が二段になっている装置にも適応可 能であり部品点数を増やす必要がない。また、導光部と光拡散部とが化学的に一 体化しているため結合力が大きく耐久性がある。

【００１９】 実施例３ ジアリルテレフタレート系オリゴマー：ダプレンモノマー（ダイソー社製、商 品名）60重量部、飽和ポリエステル：エリーテルUE3220（ユニチカ社製、商品名 ）40重量部および硬化剤：パーヘキサ25B （日本油脂社製、商品名）１重量部か らなる液状組成物を、エアディスペンサー：AD3000VH（前出）を用いて、 150℃ に加熱された金型の複数のキートップ形成用掘り込み部と導光部形成用掘り込み 部とに滴下充填した。 この組成物が流動性を失っても粘着性を保っている半硬化の状態のところで、 シリコーンゴムコンパウンド：KE-951U （信越化学工業社製、商品名） 100重量 部、硬化剤：X93-833 （同前）１重量部および平均粒径が５μｍである炭酸カル シウム粉末：シプロン−Ａ（前出） 0.8重量部からなる配合物を、キートップ部 形成用掘り込み部と導光部形成用掘り込み部とに充填して金型を閉じ、100kg/ cm² の成形圧力で10分間加熱し、導光部と光拡散部とが一体成形された光拡散部 材（兼押圧体）を得た。 この光拡散部材の高硬度樹脂からなるキートップ部にアクリル系塗料で遮蔽膜 を形成し、キートップ部天面にレーザー加工で抜き文字を施し、図２（ｂ）に示 す形状の押しボタンスイッチ用カバー部材を得た。

【００２０】 これを所定のケースに光源ランプと共に収納し、高硬度樹脂からなるキートッ プ部のみがケースより露出した押しボタンスイッチ装置を作製した。 この装置の文字表示は輝度のばらつきがなく高品質なほか、キートップ部が高 硬度樹脂からなっているため、ゴムのような指先への粘着性もなく操作性が良好 であり、導光部と光拡散部とが化学的に一体化しているため結合力が大きく信頼 性が極めて高い。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の光拡散部材およびこれを組み込んだ応用製品は、導光部と光拡散部と が化学的に一体化しているため、照光文字に局部的な輝度の差がなく高品位なほ か、結合部が強固で剥離の心配がない。また光拡散部が柔軟なため、導光部と光 源部分とを避けさえすれば、自由に折り曲げることができ、組込みが容易で従来 製品に比べて部品点数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光拡散部材に係り、（ａ）〜（ｃ）は
それぞれその異なる実施態様を示す縦断面図である。

【図２】本考案の光拡散部材を組み込んだ応用製品とし
ての押しボタンスイッチ用カバー部材に係り、（ａ）、
（ｂ）はそれぞれその異なる実施態様を示す縦断面図で
ある。

【図３】本考案の光拡散部材を組み込んだ応用製品とし
ての押しボタンスイッチ装置の一実施態様を示す縦断面
図である。

【図４】本考案の光拡散部材を組み込んだ応用製品とし
ての照光式表示体の一実施態様に係り、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は折り曲げ前の状態での横断面図、（ｃ）は
折り曲げ後の状態での横断面図である。

【図５】従来の押しボタンスイッチ装置についての縦断
面図である。

【図６】従来の押しボタンスイッチ用カバー部材につい
ての縦断面図である。

【図７】一般に使用されている押しボタンスイッチ装置
を示すもので、（ａ）、（ｂ）はそれぞれその異なる実
施態様を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、11、31、41、51、61…光拡散部、２、12、32、42、
52、62… 導光部、13…（キートップ部の）上部、
33、43…ケース、 53、63…接着剤、14、34、54…
キートップ部、 15、35、55…薄肉部、16、36、56
…ベース部、17、37、57…押圧体、 47…光
透過文字印刷シート、18、38、48、58…光源、
19、59…文字表示部、20、60…遮蔽膜、 30、40、
50…光拡散部材、 70…押しボタンスイッチ。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光拡散剤を含んだシリコーンゴムからなる
   光拡散部と高硬度樹脂からなる導光部が一体成形されて
   いることを特徴とする光拡散部材。
2. 【請求項２】キートップ部、薄肉部およびベースからな
   る押圧体が複数個連接されている押しボタンスイッチ用
   カバー部材において、押圧体の全部または主要部が光拡
   散剤を含んだシリコーンゴムからなる光拡散部で構成さ
   れ、そのキートップ部の底面に高硬度樹脂からなる導光
   部が設けられていて、両者が一体成形されていることを
   特徴とする押しボタンスイッチ用カバー部材。
3. 【請求項３】請求項１記載の光拡散部材が、押圧体と光
   源との間に配設されていることを特徴とする照光式押し
   ボタンスイッチ装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の光拡散部材が、透明シート
   と光源との間に配設されていることを特徴とする照光式
   表示体。