(57)【要約】【課題】  キートップ部とキートップ部の間領域のような、幅が狭く、応力が蓄積している領域であっても、隣接キートップ部にそれぞれ異なる電流指令を給電可能で、照光のタイミングを隣接するキートップ部相互で独立的に制御可能な押釦スイッチ用部材を提供する。【解決手段】  対向電極層回路１７ａ，１７ｂを含むＥＬシート１０を透明フィルム１１に積層し、凹凸に絞り成型してキートップ部３ａ，３ｂを多数設け、キートップ部３ａ，３ｂには芯材６を充填している。キートップ部３ａとキートップ部３ｂの間領域であって、その間隔幅寸法Ｗがキートップ部の高さ値ｈよりも小さい領域に、電流方向を異にする２以上の回路配線を層の重なり方向に絶縁体を介して少なくとも部分的に重ねて敷設している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極層、対向電極層、補助電極層及びこれらに接続された電極回路とを含むＥＬシートを、凹凸に絞り成形してキートップ部を複数設け、前記キートップ部には芯材を充填している照光式押釦スイッチ用部材において、
隣接する前記キートップ部間の寸法がキートップ部の高さよりも小さい間領域に、複数の前記電極回路を絶縁体を介して少なくとも部分的に重ねて敷設していることを特徴とする照光式押釦スイッチ用部材。
【請求項２】
前記ＥＬシートは、前記透明電極層が導電性ポリマーで形成してあることを特徴とする請求項１に記載の照光式押釦スイッチ用部材。
【請求項３】
前記対向電極層、補助電極層及びそれらの接続部並びに前記透明電極層の接続部には、カーボンブラック又はグラファイトで形成している請求項１又は２に記載の照光式押釦スイッチ用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話、ＰＤＡなどの移動体通信機器やＣＤプレーヤー、ＭＤプレーヤー、小型テープレコーダー、又は自動車に搭載する小型電気・電子機器等の照光式押釦スイッチに用いる照光式押釦スイッチ用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動体通信機器や小型電気・電子機器等の入力装置では、しばしば照光式押釦スイッチが利用されている。この種の入力装置は、夜間時の使用において押釦スイッチの機能を示した表示部を照光するいわゆる照光機能が必要とされている。
【０００３】
例えば、携帯電話機等の入力装置に使用される押釦スイッチ３０では、図８に示したように、操作キーを構成する複数のキートップ部３１を一体に形成したカバー基材３２と回路基板３３とを、向かい合った状態で、目的とする入力装置の筐体内に組み込み、押釦スイッチ３０のスイッチ機能を実現している。押釦スイッチ３０は、表示部３４を備えている。
【０００４】
回路基板３３上には、ＬＥＤ３５等の光源を設けている。光源が発する光又はその反射光は、押釦スイッチ３０のキートップ部３１裏面部から天面部に透過するため、夜間時でもキートップ部３１の表示部３４は明るく、支障なく携帯電話等の使用ができるようになっている。
【０００５】
本出願人は、以前、消費電力を押さえながら、輝度むらのない表示部照光が実現でき、厚みが薄くて軽い押釦スイッチ用部材とその製造方法に関して特許出願したことがある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３６７４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
昨今の携帯電話は、小型化と、機能の高度化とに止まるところがない。  携帯電話の小型化は、押釦スイッチ用部材のキートップ部相互間の寸法縮小化も要求する。機能の高度化は、キートップ部の発光作用の複雑化という形で現れる。例えば、これは、照光のタイミングを隣接するキートップ部相互で異にさせたいという要求に現れる。これを実現するには、隣接する多数のキートップ部それぞれが互いに別々の発光回路を持つようにしなければならないわけであるが、隣接するキートップ部間には複数の電極回路を敷設させなければならない。
【０００７】
しかし、幅の狭い凹凸変形の大きい境界領域に複雑な電極回路を多数敷設させて設けることは、技術的に容易ではなく、細密な構成を組むとしても価格の上昇を伴うという不具合があった。
【０００８】
そこで、この発明は、キートップ部とキートップ部の間領域のような、幅が狭く、応力が蓄積している領域であっても、隣接キートップ部にそれぞれ異なる電流指令を発することが可能で、照光のタイミングを隣接するキートップ部相互で独立的に制御可能な押釦スイッチ用部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明は以下の手段を採った。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、透明電極層、対向電極層、補助電極層及びこれらに接続された電極回路とを含むＥＬシートを、凹凸に絞り成形してキートップ部を複数設け、前記キートップ部には芯材を充填している照光式押釦スイッチ用部材において、隣接する前記キートップ部間の寸法がキートップ部の高さよりも小さい間領域に、複数の前記電極回路を絶縁体を介して少なくとも部分的に重ねて敷設していることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ＥＬシートは、前記透明電極層が導電性ポリマーで形成してあることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記対向電極層、補助電極層及びそれらの接続部並びに前記透明電極層の接続部には、カーボンブラック又はグラファイトで形成していることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明は、キートップ部とキートップ部の間のような、極めて幅が狭く、形状変化も大きく、応力が蓄積している領域でも、２以上の電極回路を重ねて敷設してあり、隣接するキートップにそれぞれ異なる電流指令が可能になる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、透明電極層が導電性ポリマーで形成してあるので、従来同等の発光機能性を安価に提供できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、カーボンブラック又はグラファイトで形成しているので、経済的に安価に成形できる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、キートップ部とキートップ部の間領域であって、その間隔幅寸法がキートップ部の高さ寸法よりも小さく、応力が蓄積している領域であっても、複数の電極回路を絶縁体を介して重ねて敷設している。隣接するキートップ部にそれぞれ異なる電流指令が可能で、照光のタイミングを隣接するキートップ部相互で独立的に制御可能な押釦スイッチ用部材を提供できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、発光性については従来同等の機能性を損なわない。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、安価に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態に係る照光式押釦スイッチ用部材の一例を示した要部断面図である。なお、図２に、図１中の天面部断面の一部を円Ａで囲み、拡大断面図として示す。
【００２０】
図１に示した実施の形態に係る照光式押釦スイッチ用部材１は、文字、符号又は図柄等の表示部２を、キートップ部３ａ，３ｂの天面部側に設けている。表示部２には、電界内で自発光するＥＬ素子４を設けている。キートップ部３ａ，３ｂの下端には、回路基板上の固定接点に対向させて可動接点５を設けている。
【００２１】
キートップ部３ａ，３ｂの実質的な形状は中心部の芯材６が決定する。キートップ部３ａ，３ｂでは、積層体であるＥＬシート１０がこの芯材６を被覆している。
【００２２】
芯材６を被覆しているＥＬシート１０は、最外周部を透明絶縁性フィルム１１で構成されている。キートップ部３ａ，３ｂの天面部は、透明絶縁性フィルム１１の裏面に不透明着色層１２を設けることで構成されている。不透明着色層１２は、遮光性及び絶縁性を有し、表示部２の文字、符号又は図柄等の形態に合わせた抜き型部１３を設けている。抜き型部１３は、キートップ部３ａ，３ｂの天面部の一部にあり、これによって文字、符号又は図柄等からなるネガ模様をキートップ部３ａ，３ｂの天面部に形成している。
【００２３】
抜き型部１３の内側には、ＥＬ素子４を形成する一方の電極すなわち透明電極層１４を設けており、これでポジ模様を形成している。透明電極層１４は、導電性ポリマーで形成している。透明電極層１４には、導電性の高い補助電極回路を添えると給電能力を向上できる。
【００２４】
透明電極層１４の裏側には接着層を介して発光層１５を設けている。発光層１５の裏側（下側）には誘電層１６を設け、さらにこの誘電層１６の裏面（下側）にはＥＬ素子４の他方の電極を形成する対向電極層１７を設けている。対向電極層１７は、導電性塗料で形成している。
【００２５】
このようにして天面部は、透明電極層１４と発光層１５と誘電層１６と対向電極層１７とがＥＬ素子４を構成している。ＥＬ素子４と不透明着色層１２とが表示部２を形成している。対向電極層１７の裏面、すなわち芯材６との間は、接着層を介装し、芯材６と対向電極層１７とを接着している。
【００２６】
図３は、図１中、円Ｂで囲んだ領域すなわち、隣接し合うキートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間領域の拡大断面図を示す。
【００２７】
隣接するキートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間隔幅寸法Ｗは、キートップ部の高さ寸法ｈよりも小さい。このような箇所は、一般に、立体成形加工時に応力を蓄積している。キートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間領域には、透明絶縁性フィルム１１と不透明着色層１２とを設けている。不透明着色層１２の下側には、多数のキートップ部３ａ，３ｂの各対向電極層１７と電気的に通じ合う第一の隣接間電極回路１７ａ、第一の連通電極回路１７ｂ、第二の連通電極回路１７ｃを配設している。
【００２８】
図１及び図３に示すように、キートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間には、第一の隣接間電極回路１７ａを設けて、両キートップ部３ａ，３ｂの対向電極層１７間を導通させている。第一の隣接間電極回路１７ａの一部には第一の連通電極回路１７ｂが重なるように直結し、導通している。第一の隣接間電極回路１７ａには、更に被覆絶縁層１８による部分的被覆箇所がある。第一の隣接間電極回路１７ａには、この部分的被覆箇所の上を、第二の連通電極回路１７ｃが交差している。これによって、第一の隣接間電極回路１７ａの上に、電流指令を異にする第二の連通電極回路１７ｃの一部が積層体の重なり方向に重なっている。
【００２９】
第一の隣接間電極回路１７ａの下面を含み、第一の隣接間電極回路１７ａと第一の連通電極回路１７ｂと第二の連通電極回路１７ｃと被覆絶縁層１８の周囲は下部絶縁層２１が被覆している。下部絶縁層２１は、照光式押釦スイッチ用部材１を開閉器と組み合わせて押釦スイッチを形成した際の不測の短絡を防止する。
【００３０】
図４には、上記のような配線構造を含む照光式押釦スイッチ用部材１の一例を模式的に更に拡大的に示す。
【００３１】
照光式押釦スイッチ用部材１では、三つのキートップ部３ｅ，３ａ，３ｄと、三つのキートップ部３ｆ,３ｂ,３ｃとで、二列を形成して並んでいる。
【００３２】
キートップ部３ａとキートップ部３ｂとは第一の隣接間電極回路１７ａでつながり、この第一の隣接間電極回路１７ａには第一の連通電極回路１７ｂが導通している。キートップ部３ｃとキートップ部３ｄとは第二の隣接間電極回路１７ｄでつながっている。この第二の隣接間電極回路１７ｄには、第二の連通電極回路１７ｃが導通している。第二の連通電極回路１７ｃは、キートップ部３ｅ，３ｆと通じ、被覆絶縁層１８の上を通り、第一の隣接間電極回路１７ａを跨いで第二の隣接間電極回路１７ｄに通じている。
【００３３】
キートップ部３ａ，３ｂと、キートップ部３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆとは、近接範囲にありながら、互いに独立的な制御が可能になっている。
【００３４】
上記の例では、第一の隣接間電極回路１７ａ、第一の連通電極回路１７ｂ、第二の連通電極回路１７ｃ、第二の隣接間電極回路１７ｄが、キートップ部の対向電極層１７と通じている例で示している。このような高密度回路構造は対向電極層１７に限らず、必要に応じて、透明電極層あるいはそれに続く補償電極回路に適用してもよい。
【００３５】
上記のような照光式押釦スイッチ用部材１は、例えば以下のようにして製造する。
【００３６】
印刷装置上で、透明絶縁性フィルム１１を一番下にし、この透明絶縁性フィルム１１の上にネガ印刷で不透明着色層１２を形成する。この際、キートップ部３ａ，３ｂなどの天面部が位置する領域には、スイッチ機能を表示した表示部２の模様部を型どり、抜き型部１３を形成する。透明着色層８によるネガ印刷にあたっては、遮光性及び絶縁性を有する不透明着色インクを用いる。
【００３７】
さらに、不透明着色層１２の上に透明電極層１４を形成する。この透明電極層１４の形成素材は、抜き型部１３内にも充填する。必要に応じ、透明電極層１４に通じる補助電極回路も併せて形成する。
【００３８】
透明電極層１４の上には、更に接着層を介して発光層１５を形成する。発光層１５は、キートップ部３ａ・３ｂなどの天面部だけに印刷すれば安価に形成できる。発光層１５は、硫化亜鉛などの無機蛍光体粉をバインダーに分散したものを塗工して形成される。
【００３９】
発光層１５の上に誘電層１６を設ける。なお、誘電層１６は、バインダーに高誘電物質を分散させたものを塗工することで得られる。次に、誘電層１６の上に対向電極層１７を設ける。なお、対向電極層１７で、芯材６と接着する範囲には、更に接着層を設ける。
【００４０】
各キートップ部３ａ，３ｂなどの対向電極層１７と通じる第一の隣接間電極回路１７ａ、第一の連通電極回路１７ｂ、第二の連通電極回路１７ｃ、第二の隣接間電極回路１７ｄなどは、この時点では全く形成しないでもよい。
【００４１】
図５に、絞り加工前のキートップ部３ａからキートップ部３ｆまでの配置状態を模式的に示す。図５は、絞り加工で拡大する範囲を破線で示している。第一の隣接間電極回路１７ａ、第一の連通電極回路１７ｂ、第二の連通電極回路１７ｃ、第二の隣接間電極回路１７ｄなどは、各キートップ部３ａ，３ｂなどの間隔幅寸法Ｗがキートップ部の高さ寸法ｈより比較的広い領域では設けてもよい。キートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間のように、間隔幅寸法Ｗが狭い範囲には形成しない。これは、絞り加工で応力を蓄積し、断線する可能性があることによる。
【００４２】
各層の積層方法は、例えば、転写法、スプレー、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷、ポッティングなどが挙げられる。
【００４３】
このようにして得られた積層体は、次いで、凹凸形状を施した金型のキャビティにセツトし、圧空・真空成形、プレス成形等によりキートップ部３ａ，３ｂなどの形状に合わせて絞り加工を行う。対向電極層１７が近い裏側から透明電極層１４が近い表側に凸部を突きだす。凸部裏側の凹部に芯材６を充填し、同時に押圧凸部５を形成する。芯材６の形成は、熱可塑性あるいは熱硬化性、又は光硬化性の樹脂等を注入し金型内で固化又は硬化させればよい。
【００４４】
次いで、キートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間のように、電極回路をまだ設けてない領域には、この時点で必要な電極回路を追加的に設ける。
【００４５】
図６，７に、電極回路の形成行程の一例を示す。
【００４６】
キートップ部３ａとキートップ部３ｂとを接続する第一の隣接間電極回路１７ａと、キートップ部３ｄとキートップ部３ｃとを接続する第二の隣接間電極回路１７ｄを形成する。次いで、被覆絶縁層１８を第一の隣接間電極回路１７ａの上に設ける。次いで、第二の連通電極回路１７ｃ、第二の隣接間電極回路１７ｄを形成する。
【００４７】
絞り加工後に設ける電極回路は、設計に従って対向電極層１７と導通させる。絞り加工後の電極回路の形成方法としては、スクリーン印刷のほか、スプレーによる塗布やポッティングなどが挙げられる。
【００４８】
なお、電極回路形成後に、下部絶縁層２１を設ける。
【００４９】
また、絞り加工後の電極回路形成は、芯材６を注入する前でもよい。下部絶縁層２１の形成は、電極回路形成の追加的な形成の後に行う。
【００５０】
一般に、電極回路は、導電性塗料で形成する。この場合の導電性塗料は通常、カーボンを主体とする。カーボンを主体とする導電性塗料は、延伸に弱く、絞り加工で断線しやすい。この実施の形態では、絞り加工で断線しやすい箇所を特定し、そのような場所は絞り加工後に回路形成を行っており、断線を回避している。
【実施例】
【００５１】
上記の実施の形態に準じて照光式押釦スイッチ用部材１を製造した。
【００５２】
１２５μｍのポリカーボネート系アロイ樹脂フイルム（バイホール／バイエル社製）を透明絶縁性フィルム１１とし、これに着色インクをスクリーン印刷して塗布した。このフイルムに、透明電極層１４として導電性ポリマー（Ｏｒｇａｃｏｎ  Ｐ３０４０／アグファ社製）をスクリーン印刷した。透明電極層１４上に、更に接着層（ＪＥＬＣＯＮ  ＡＤ−ＨＭ６／十条ケミカル（株）社製）をスクリーン印刷で塗布して形成した。そのあと、発光が必要な領域に発光体インク（８１５５Ｎ  ＥＬミディアム／デュポン社製）をスクリーン印刷し、発光層１５を形成した。
【００５３】
誘電層１６として、絶縁体ペースト（８１５３Ｎ  ＥＬ絶縁体ペースト／デュポン社製）にチタン酸バリウムを添加したものを塗布して形成した。次に、対向電極層１７、隣接間電極回路、連通電極回路を形成した。対向電極層１７および電極回路の形成には、導電性ペースト（７１５２  ＥＬカーボンペースト／デュポン社製）を用いて印刷し、積層体シートを得た。隣接間電極回路と連通電極回路の形成であるが、この時点では隣接キートップ部間が比較的広い領域に限って行った。
【００５４】
上記の積層体フィルムには、更に芯材６と接触する範囲に接着層を形成した。接着層は、ポリカーボネート樹脂インク（ノリファンＨＴＲ／プロール社製）を印刷した。
【００５５】
ポリカーボネート樹脂インクを印刷したこの印刷フイルムを、型温が１２０℃の凹凸形状を施した金型にセツトし、絞り加工を行った。
【００５６】
絞り加工が施されたフィルムには、ポリカーボネート樹脂の射出成形により凹み部にポリカーボネート樹脂を注入し、照光式押釦スイッチ用部材１の半製品を得た。
【００５７】
隣接し合うキートップ部３ａとキートップ部３ｂとの間のように間隔が狭く、応力を蓄積し、隣接間電極回路１７ａ，１７ｄ、連通電極回路１７ｂ，１７ｃなどが未形成でしかもその形成が必要な領域に、追加的に必要な電極回路を形成した。電極回路の追加的形成には、導電性インク（７１５２  ＥＬカーボンペースト／デュポン社製）を用いスクリーン印刷して行った。こうして、照光式押釦スイッチ用部材１を得た。
【００５８】
追加的に形成した電極回路周囲、照光式押釦スイッチ用部材１の裏面には絶縁性材料（ベルガンＺスプレー：東レダウコーニング・シリコーン（株）社製）をスプレーして下部絶縁層２１を形成した。
【００５９】
隣接キートップ部３ａ〜３ｆなどにそれぞれ異なる電流指令が給電可能で、精密なＥＬ発光電流を流すことで、照光のタイミングを隣接するキートップ部相互で独立的に制御可能な押釦スイッチ用部材１を得た。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の実施の形態に係る照光式押釦スイッチ用部材の一例を示した要部断面図である。
【図２】照光式押釦スイッチ用部材の天面部の断面の拡大図である。
【図３】図１中、円で囲んだ領域すなわち、隣接し合うキートップ部とキートップ部との間領域の拡大断面図である。
【図４】照光式押釦スイッチ用部材の一例の拡大的模式図である。
【図５】絞り加工前のキートップ部の配置状態を模式的に示す平面図である。
【図６】電極回路の形成行程の第一行程例を示す平面図である。
【図７】電極回路の形成行程の第二行程例を示す平面図である。
【図８】従来の押釦スイッチの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    照光式押釦スイッチ用部材
２    表示部
３ａ〜３ｆ  キートップ部
４    ＥＬ素子
５    可動接点
６    芯材
１０    ＥＬシート
１１    透明絶縁性フィルム
１２    不透明着色層
１３    抜き型部
１４    透明電極層
１５    発光層
１６    誘電層
１７    対向電極層
１７ａ  第一の隣接間電極回路
１７ｂ  第一の連通電極回路
１７ｃ  第二の連通電極回路
１７ｄ  第二の隣接間電極回路
１８    被覆絶縁層
２１    下部絶縁層
【図１】
2005259487.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】
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【図７】
2005259487.tif 000009
【図８】
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