(57)【要約】【課題】本発明は、キー照光性能の向上と、製品の薄型化を図ることができるキー照光スイッチの提供を目的とする。【解決手段】表面実装型発光ダイオードを実装する基板、発光ダイオードを保護するためのスペーサ、固定電極が形成された下側シート、可動電極が形成された上側シートを積層する単純な構造のため、製品の薄型化を図ることができる。また、発光ダイオードの、基板垂直方向上部に、固定電極および可動電極の中心部が位置するため、導光板を必要としない直接光による輝度の向上と、均一なキー照光を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型発光ダイオードを実装する基板と、
該基板の上に積層する前記発光ダイオードを保護するためのＬＥＤスペーサと、
該ＬＥＤスペーサの上に積層し、固定電極が形成された下側シートと、
該下側シートの上に積層し、電極間に空間を確保するための回路スペーサと、
該回路スペーサの上に積層し、可動電極が形成された上側シートと、を備え、
前記発光ダイオードの、基板に対する垂直方向上部に、前記固定電極および前記可動電極の中心部が位置するキー照光スイッチ。
【請求項２】
前記上側シートは、光反射材を有する請求項１に記載のキー照光スイッチ。
【請求項３】
前記上側シートの上に、光拡散を目的とする上部スペーサを積層する請求項１または請求項２に記載のキー照光スイッチ。
【請求項４】
前記上部スペーサの上に、光拡散を目的とする光拡散層を積層する請求項３に記載のキー照光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーを照光するメンブレンスイッチにおいて、照光性能の向上と製品厚を極力薄くするための構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メンブレンスイッチに代表されるシート積層型スイッチは、キーの押圧により、キー裏の電極が下側に変位し、対向する固定電極と接触することで通電する。キーの押圧が無くなると、互いの電極は離れ通電は止まる。その単純な構造のため、省スペースでの使用が可能であるが、市場からは更なる薄型化の要求がある。
【０００３】
図６は従来技術における一般的なメンブレンスイッチの断面図である。スイッチＯＮ、ＯＦＦを光の点滅により認識するためのＬＥＤ１１は、キー２から離れて位置するため、キー２が複数ある場合の対応するＬＥＤ１１の識別や、キー視認性、意匠性の点に難があった。
【０００４】
一方、キー視認性や意匠性向上のため、バックライトによりキーを照光するタイプのメンブレンスイッチや、ＥＬ発光によるスイッチも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７５１３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１００２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
メンブレンスイッチにおいて、キー照光するためには、内部に発光部を設け背面（スイッチ裏側）から照光する必要があるが、光源の大きさや導光板の存在により製品の薄型化が困難という課題がある。文献１では、略円形状スイッチの円環部に電極を設けることで導光板を不要とし、バックライティング可能と説明する。しかし、発光部の位置や構造が具体的でなく、製品厚みがどの程度か不明である。
また、円環部に電極を設けることで、円環内の照光は可能であるが、円環の外側程、その電極が影となり輪郭部がはっきりしないぼやけた照光になる。
【０００７】
文献２におけるＥＬ発光タイプのメンブレンスイッチは、キー照光性能は優れるが、ＥＬ発光のために昇圧用の回路が必要になる等、構造が複雑でコストや消費電力の点で問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、単純な構造でキー外周部まで輝度の高い均一な照光を可能にしながら、製品の薄型化を図ることができるキー照光スイッチの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、表面実装型発光ダイオード（以下ＬＥＤと表示する）を実装する基板と、その基板上に積層するＬＥＤを保護するためのＬＥＤスペーサと、そのＬＥＤスペーサ上に積層し、固定電極が形成された下側シートと、その下側シート上に積層し、電極間に空間を確保するための回路スペーサと、その回路スペーサ上に積層し、可動電極が形成された上側シートと、を備え、ＬＥＤの基板に対する垂直方向上部に、固定電極および可動電極の中心部が位置するキー照光スイッチを提供する。
【００１０】
ここで、「可動電極」とは、指による押圧により、上側シートの電極部が下側に変位することを意味する。
【００１１】
ここで、「中心部」とは、電極部の中心近傍における回路パターンを印刷していない部分を意味する。また、「垂直方向上部に、固定電極および可動電極の中心部が位置する」とは、ＬＥＤの基板に対する垂直方向における中心軸が、中心部内に含まれることを意味する。
【００１２】
つまり、透明性の上側シート、下側シートを用いることで、ＬＥＤの光は上側シート、下側シートにおける電極中心部を直接透過する。
【００１３】
本発明は、上側シートは、光反射材を有するキー照光スイッチを提供する。
【００１４】
ここで、「光反射材」とは、全光線透過率６０％以上であって、全光線反射率が３０％以上の材料であることを意味する。光沢のある鏡面シート等、光反射機能を有する他のシートを工業用粘着材によって上側シートに貼り付けてもよい。また、上側シートを印刷により鏡面色に加工するものであってもよい。
【００１５】
本発明は、上側シート上に、光拡散を目的とする上部スペーサを積層するキー照光スイッチを提供する。
【００１６】
本発明は、上部スペーサ上に、光拡散を目的とする光拡散層を積層するキー照光スイッチを提供する。
【００１７】
ここで、「光拡散層」とは全光線透過率６０％以上であって、後述する表面パネルの下面に微細な凹凸加工処理された層を意味するが、凹凸加工の代わりに白色印刷で代用することもできる。
【００１８】
本発明における各種「シート」には、フィルムや硬度を有する板状のものも含まれる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ＬＥＤを用いることで、製品の薄型化を図ることができる。
【００２０】
本発明は、ＬＥＤの高さに合わせたスペーサを用いることで、製品の薄型化を図ることができる。
【００２１】
本発明は、ＬＥＤを実装する基板、ＬＥＤを保護するためのスペーサ、固定電極が形成された下側シート、電極間に空間を確保するための電極スペーサ、可動電極が形成された上側シートを、積層する単純な構造のため、製品の薄型化を図ることができる。また、発光ダイオードの、基板垂直方向上部に、固定電極および可動電極の中心部が位置するため、導光板を必要としない直接光による輝度の向上を可能とする。
【００２２】
本発明は、ＬＥＤを実装する基板を、固定電極が形成された下側シートおよび、可動電極が形成された上側シートから独立して下層に設けることにより、ＬＥＤ照光をより拡散することができる。また、ＬＥＤを実装する基板には押圧による負荷がかかりにくい。更に、ユーザのニーズに応じてＬＥＤを実装する基板を取り外した極薄メンブレンスイッチのバリエーション化も可能である。
【００２３】
本発明は、上側シートが光反射材を有することで、製品の薄型化と、キー外周部まで均一な照光を可能とする。
【００２４】
本発明は、上側シートの上に光拡散を目的とする上部スペーサを積層することで、光拡散のための空間を確保することができ、キー外周部まで均一な照光を可能とする。
【００２５】
本発明は、上部スペーサの上に光拡散を目的とする光拡散層を積層することで、上部スペーサの厚みを薄くでき、かつキー外周部まで均一な照光を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】キー照光スイッチ積層構造図
【図２】キー照光スイッチ断面図
【図３】下側シート上の電極形状図
【図４】上側シート上の電極形成図
【図５】光拡散を示す図
【図６】従来技術のメンブレンスイッチ断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明のキー照光スイッチに係る好適な実施形態について、図１から図５を参照して詳細に説明する。なお、図面の上側は、キー照光スイッチ１の上側、図面の下側は、キー照光スイッチ１の下側と定義する。
【００２８】
図１は、キー照光スイッチ１の積層構造を示した図である。最上面のキー２押圧することで、後述する下層の可動電極１７と固定電極１４を接触させて、不図示の制御、電源回路等の入出力制御を行う。キー２は、後述する表面パネル２１に対するエンボス加工により、上側に向かって皿状に突起する。キー照光スイッチ１の平面形状と、キー２の形状、数量は任意である。
【００２９】
図２は、キー照光スイッチ１の断面図である。以下積層構造について説明する。
ＬＥＤ基板１０は、ＬＥＤ１１を実装する。ＬＥＤ１１は、リード線の無い低背表面実装型である。ＬＥＤ基板１０は、リジット基板、フレキシブル基板のいずれかを選択することができる。
【００３０】
ＬＥＤ１１は、後述する下側シート１３、および上側シート１６には実装せず、各シートと独立して各シートよりも下層のＬＥＤ基板１０上に実装することで、キー２への押圧によるＬＥＤ１１およびその配線への負荷を低減できる。
また、キー２とＬＥＤ１１との距離を離すことで、光の拡散を図ることができる。
【００３１】
ＬＥＤスペーサ１２は、ＬＥＤ基板１０上に積層する。ＬＥＤスペーサ１２の両面は、工業用粘着材付であり、ＬＥＤスペーサ１２は、ＬＥＤ基板１０に貼り付け固定する。
【００３２】
ＬＥＤスペーサ１２は、ＬＥＤ１１を格納する孔がＬＥＤ１１の数量分、空いている。ＬＥＤスペーサ１２をＬＥＤ基板１０に貼り付け固定すると、ＬＥＤ１１は、その格納する孔に収まる。ＬＥＤスペーサ１２の厚みは、ＬＥＤ１１の実装高さ以上あればよい。孔の大きさ、形状についてもＬＥＤ１１を格納できる任意の大きさ、形状を選択することができる。
【００３３】
ＬＥＤスペーサ１２の材料は、ＰＥＴ、不織布が主に用いられるが、例えば防水目的として、ゴム、スポンジ等の材料選択等、スペーサとして機能するいかなる材料も選択可能である。
【００３４】
ＬＥＤスペーサ１２は、主にＬＥＤ１１を保護するためのものである。すなわちキー２を指によって押圧した時に、キー２下のＬＥＤ１１に直接圧力がかかることを抑制することができる。
【００３５】
下側シート１３は、ＬＥＤスペーサ１２上に積層し、ＬＥＤスペーサ１２の工業用粘着材によって貼り付け固定する。下側シート１３は、ＬＥＤスペーサ１２によって、ＬＥＤ１１の影響を受けずに平坦を保つことができる。
【００３６】
下側シート１３は、透明性の樹脂材料が用いられ、例えばポリエチレンテフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等、光透過性を有する材料であれば特に限定されない。
【００３７】
下側シート１３の上面には、接触式スイッチを構成する1対の電極のうち、固定電極１４を形成する。固定電極１４は、銀ペーストや銅ペースト等の樹脂金属粉複合材料を印刷加工によって形成するが、例えば銅箔、アルミ箔等の金属箔を貼り付け加工により形成してもよい。またディスペンスやプリンタ加工による電極形成でもよい。
【００３８】
図３は固定電極１４の印刷形状である。固定電極中心部１４ａを除き、櫛状回路パターン１４ｂを形成する。1つの電極について櫛状に複数の回路パターンを形成することで、後述する可動電極１７と、多点での接触および接触面積の増大を図ることができ、接触信頼性が向上し、接触抵抗が安定する。
【００３９】
固定電極中心部１４ａは、回路パターンが形成されていない為、ＬＥＤ１１の光は固定電極１４に妨げられることなく上方へ透過する。なお、固定電極１４の外形状は、概観すると略円形状であるが、いかなる形状も選択することができる。櫛状の回路パターン形状についても任意である。
【００４０】
ここで図２に戻る。回路スペーサ１５は、下側シート１３上に積層する。回路スペーサ１５の両面は、工業用粘着材付であり、回路スペーサ１５は、下側シート１３に貼り付け固定する。
【００４１】
回路スペーサ１５は、固定電極１４と後述する可動電極１７が接触できるように、両電極部と合わさる回路スペーサ１５の部分には孔が空いている。回路スペーサ１５は、固定電極１４と後述する可動電極１７間の非接触のための空間を確保するためのものであり、キー２の押圧が無い限り両電極は互いに接触しない。従って固定電極１４と後述する可動電極１７間の誤接触を防ぐことができる。
【００４２】
回路スペーサ１５の材料は、ＰＥＴ、不織布が主に用いられるが、例えば防水目的として、ゴム、スポンジ等の材料選択等、スペーサとして機能するいかなる材料も選択可能である。
【００４３】
上側シート１６は、回路スペーサ１５上に積層し、回路スペーサ１５の工業用粘着材によって貼り付け固定する。上側シート１６は、透明性の樹脂材料が用いられ、例えばポリエチレンテフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等、光透過性を有する材料であれば特に限定されない。
【００４４】
上側シート１６の下面には、接触式スイッチを構成する1対の電極のうち、可動電極１７を形成する。  可動電極１７は、銀ペーストや銅ペースト等の樹脂金属粉複合材料を印刷加工によって形成するが、例えば銅箔、アルミ箔等の金属箔を貼り付け加工により形成してもよい。またディスペンスやプリンタ加工による電極形成でもよい。
【００４５】
図４は可動電極１７の印刷形状である。可動電極１７は、同心の可動電極中心部１７ａを除き、その外周に環状回路パターン１７ｂが形成されている。
【００４６】
可動電極中心部１７ａは、回路パターンが形成されていない為、ＬＥＤ１１の光は可動電極１７に妨げられることなく上方へ透過する。なお、可動電極１７の外形状は、いかなる形状も選択することができる。
【００４７】
再び図２にもどる。光反射材１８は、上側シート１６の上面に積層する。光反射材１８は、上面にステンレス等の金属が成膜されたポリエチレンテフタレートであって、上面に光反射性を有し、下面には、工業用粘着材が付いている。光反射材１８は、全光線反射率３０％以上、全光線透過率６０％以上有することが好ましい。
【００４８】
光反射材１８は、上側シート１６の上面に工業用粘着材によって固定する。
光反射材１８は、後述する光拡散層２０によって反射するＬＥＤ１１の光を、再度、光拡散層２０に向けて反射する役割を果たす。
【００４９】
光反射材１８と、後述する光拡散層２０との間において、ＬＥＤ１１の光は、反射及び拡散を繰り返すため、固定電極１４と可動電極１７が影として、キー２に写り込むことを防ぐことができる（図５参照）。
【００５０】
なお、光反射材１８の代用として、全光線反射率の高い材料を上側シート１６の上面に、印刷や成膜加工により直接積層することもできる。例えば、銀やステンレス粉を含有する樹脂金属複合材料を印刷材料として選択できる。
【００５１】
上部スペーサ１９は、光反射材１８上に積層する。上部スペーサ１９の両面は、工業用粘着材付であり、上部スペーサ１９は、光反射材１８に貼り付け固定する。
【００５２】
上部スペーサ１９は、光反射材１８と、後述する光拡散層２０間の空間を確保するためのものである。上部スペーサ１９を適切な厚みとすることで、ＬＥＤ１１の光はキー２の外周部まで広く拡散し、キー２における広く均一な照光が可能になる。
【００５３】
上部スペーサ１９の材料は、ＰＥＴ、不織布が主に用いられるが、例えば防水目的として、ゴム、スポンジ等の材料選択等、スペーサとして機能するいかなる材料も選択可能である。
【００５４】
上部スペーサ１９は、キー２の外周形状にあわせて孔が空いている。キー２を押下げたときに、可動電極１７の可動を妨げないためである。また、ＬＥＤ１１の導光路としての役割も果たす。
【００５５】
表面パネル２１は、上部スペーサ１９上に積層する。表面パネル２１の材料は、ポリエチレンテフタレートであるが、他の樹脂材料も選択できる。キー２は、表面パネル２１に形成する。キー２は、前述の通り、表面パネル２１のエンボス加工により立体形状に加工する。また表面パネル２１に対する印刷加工により、キー２に意匠を表現しても良い。
【００５６】
光拡散層２０は、表面パネル２１下面に形成されている。光拡散層２０は、表面パネル２１下面の表面を、光拡散を目的として微細な凹凸加工処理した層であり、乳白色印刷による代用も可能である。ＬＥＤ１１光を、拡散、反射させることができ、光拡散層２０を設けることで、上部スペーサ１９の厚みを薄くすることができる。
【００５７】
保護フィルム２２は、表面パネル２１上に積層する。保護フィルム２２は、下面に工業用粘着材が付いている。保護フィルム２２は、表面パネル２１に貼り付け固定する。保護フィルム２２は、表面パネル２１の汚れ、傷を防ぐためのものであり、例えば防指紋の機能を有する。
【００５８】
ＬＥＤ基板１０下面には、裏面シート２３が、粘着材により貼付けられている。
裏面シート２３下面は、更に粘着材を介しセパレータ２４を有する。
キー照光スイッチ１はセパレータ２４を剥がし不図示の筐体等に貼り付け固定する。
【００５９】
上述のシート構成によって、各シートを３０μｍから３００μｍの厚みから選択し、両電極、光反射材１８および光拡散層２０を印刷加工によって形成することで、総厚約１．５ｍｍと極めて薄く、かつキー全体について電極の影が映らない照光を可能とする。
【００６０】
以上、詳細に説明した通り、本実施形態によれば、ＬＥＤ１１を用いることで、製品の薄型化を図ることができる。
【００６１】
また、ＬＥＤ１１の高さに合わせたスペーサを用いることで、製品の薄型化を図ることができる。
【００６２】
また、ＬＥＤ１１を実装する基板、ＬＥＤ１１を保護するためのスペーサ、固定電極１４が形成された下側シート１３、電極間の空間を確保するための回路スペーサ１５、可動電極１７が形成された上側シート１６を積層する単純な構造のため、製品の薄型化を図ることができる。また、発光ダイオードの、基板垂直方向上部に、固定電極１４および可動電極１７の中心部が位置するため、導光板を必要としない直接光による輝度の向上と、均一なキー照光を可能とする。
【００６３】
本実施形態によれば、ＬＥＤ１１を実装する基板を、固定電極１４が形成された下側シート１３および、可動電極１７が形成された上側シート１６から独立して下層に設けることにより、ＬＥＤ１１照光を、より拡散することができる。また、ＬＥＤ１１を実装する基板は、押圧による負荷がかかりにくい。更に、ユーザのニーズに応じてＬＥＤ１１を実装する基板を取り外した極薄メンブレンスイッチのバリエーション化も可能である。
【００６４】
また、上側シート１６が光反射材１８を有することで、製品の薄型化と、キー外周部まで均一な照光を可能とする。
【００６５】
また、上側シート１６の上に、光拡散を目的とする上部スペーサ１９を積層することで、光拡散のために空間を確保することができ、キー外周部まで均一な照光を可能とする。
【００６６】
また、上部スペーサ１９の上に、光拡散を目的とする光拡散層２０を積層することで、上部スペーサ１９の厚みを薄くでき、かつキー外周部まで均一な照光を可能とする。
【００６７】
以上、本発明のキー照光スイッチにおける実施形態について説明したが、本発明は、説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種変形を行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
１                 キー照光スイッチ
２                 キー
１０               ＬＥＤ基板
１１               ＬＥＤ
１２               ＬＥＤスペーサ
１３               下側シート
１４               固定電極
１４ａ             固定電極中心部
１４ｂ             櫛状回路パターン
１５               回路スペーサ
１６               上側シート
１７               可動電極
１７a              可動電極中心部
１７ｂ             環状回路パターン
１８               光反射材
１９               上部スペーサ
２０               光拡散層
２１               表面パネル
２２               保護フィルム
２３               裏面シート
２４               セパレータ
【図１】
2019053939.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019053939.tif 000008