(57)【要約】【課題】  入力不良による誤作動がなく、また光ロスの少ない発光型スイッチ素子を提供する。【解決手段】  透光性材料からなるパネル２と、前記パネル２の少なくとも一方の面に配置された加飾層３と、前記パネル２及び前記加飾層３の背面に配置され、ベタ部１ａ及び網状部１ａを有し且つ４端子法による表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下である不透明な金属膜からなる電極１と、最背面に配置されたエッジライト型面光源からなる発光体４とを備えた発光型スイッチ素子。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなるパネルと、前記パネルの少なくとも一方の面に配置された加飾層と、前記パネル及び前記加飾層の背面に配置され、ベタ部及び網状部を有し且つ４端子法による表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下である不透明な金属膜からなる電極と、最背面に配置された発光体とを備えたことを特徴とする発光型スイッチ素子。
【請求項２】
前記電極の前記編状部が、帯幅５０μｍ以下の極細帯で構成され、透過率５０％以上である請求項１に記載の発光型スイッチ素子。
【請求項３】
発光体がエッジライト型面光源である請求項１又は請求項２のいずれかに記載の発光型スイッチ素子。
【請求項４】
前記金属膜の材料が、銀、銅、アルミニウム、金、ニッケル、ステンレス鋼のうちのいずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の発光型スイッチ素子。
【請求項５】
前記金属膜の背面が誘電体からなる増反射膜で被覆されている請求項１〜３のいずれかに記載の発光型スイッチ素子。
【請求項６】
前記電極と前記加飾層との間に配置され且つ前記網状部の一部を覆う光吸収層をさらに備えた請求項１〜５のいずれかに記載の発光型スイッチ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力不良による誤作動がなく、光ロスの少ない発光型スイッチ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に開示されるような静電容量方式の入力装置が知られており、オーディオ、テレビ、洗濯機のフロントパネル部などに用いられる発光型スイッチ素子にも利用されている。すなわち、図１１及び図１２に示すように、透光性材料からなるパネル２と、前記パネル２の少なくとも一方の面に配置された加飾層３と、前記加飾層の背面の部分的に配置された光吸収層５と、前記パネル２の背面に配置され透明導電膜からなる透明電極６と、最背面に配置された発光体４とを備えた発光型スイッチ素子である。
【０００３】
この構成の発光型スイッチ素子は、非照光時には何も表示しない（図９参照）が、照光時には前記光吸収層５で覆われていない部分を前記発光体４からの光が透過することによって文字、数字、図形、記号、模様などをパネル上に発光表示し（図１０参照）、当該発光表示１１に指１２を触れると、透明電極６に直接触れなくても透明電極６の静電容量に変化が生じ、この変化がタッチ位置検知回路によって検知されることによってパネル上の座標が入力されるのである。
【特許文献１】実開昭６１−８９９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の発光型スイッチ素子においては発光表示１１上で入力を行うためにＩＴＯからなる透明導電膜を透明電極６として用いるが、このＩＴＯは導電性が低いためにどうしても感度が悪くなる。透明電極６の前面に配置される前記パネルの厚みが厚い場合はなおさらである。感度が悪くなると、確実に入力できない場合が生じ、誤作動の原因となるという問題がある。
【０００５】
前記発光体４が導光板４ａの側面に点光源又は線光源４ｂを配置し且つ裏面に白色ＰＥＴフィルム等からなる反射層４ｃを配置してなるエッジライト型面光源である場合には、図１３及び図１４に示すように、前記透明電極６に替えて不透明だが導電性が高い材料からなる電極７を前記発光体４の背面に配置することで導電性の問題は解決することもできるが、前記発光体４の厚みの分だけ入力表面より離れてしまうため、やはり感度の問題は十分に解消しきれない。
【０００６】
また、従来の発光型スイッチ素子は、前記光吸収層５によって前記発光体４からの光の部分的な遮光を図っているために、当該光吸収層５で吸収される光の分だけ光ロスを生ずるという問題もある。
【０００７】
したがって、本発明は、上記したような問題点を解消し、入力不良による誤作動がなく、また光ロスの少ない発光型スイッチ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明を以下のように構成した。
【０００９】
すなわち、本発明の発光型スイッチ素子は、透光性材料からなるパネルと、前記パネルの少なくとも一方の面に配置された加飾層と、前記パネル及び前記加飾層の背面に配置され、ベタ部及び網状部を有し且つ４端子法による表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下である不透明な金属膜からなる電極と、最背面に配置された発光体とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、前記構成の発光型スイッチ素子において、前記電極の前記編状部が、帯幅５０μｍ以下の極細帯で構成され、全光線透過率５０％以上であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、前記構成の発光型スイッチ素子において、前記発光体がエッジライト型面光源であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、前記構成の発光型スイッチ素子において、前記金属膜の材料が、銀、銅、アルミニウム、金、ニッケル、ステンレス鋼のうちのいずれかであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、前記構成の発光型スイッチ素子において、前記金属膜の背面が誘電体からなる増反射膜で被覆されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の発光型スイッチ素子において、前記電極と前記加飾層との間に配置され且つ前記網状部の一部を覆う光吸収層をさらに備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、４端子法による表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下である不透明な金属膜からなる電極の網状部によって、ＩＴＯなどの透明導電膜を用いずとも電極の透光性が確保され、且つ入力感度が向上する低抵抗を実現できるので、発光型スイッチ素子において、入力不良による誤作動が生じない。
【００１６】
また、本発明によれば、電極のベタ部における光反射によって発光体からの光を部分的に遮光するので、反射された光を発光表示に再利用でき、光ロスが低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る発光型スイッチ素子の一実施例を示す分解断面図であり、発光型スイッチ素子１０は、透光性材料からなるパネル２と、前記パネル２の背面に配置された加飾層３と、前記パネル２及び前記加飾層３の背面に配置され、ベタ部１ａ及び網状部１ｂを有する不透明な金属膜からなる電極１と、最背面に配置された発光体４とからなる。また、図２は、図１に示した発光型スイッチ素子の斜視分解図である。
【００１９】
前記パネル２は、携帯電話、デジタルカメラ、ポータブルプレーヤーの３次元カバーや、オーディオ、テレビ、洗濯機のフロントパネル等などに用いられるものであり、平板に限定されない。前記パネル２の材質としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂を使用することができる。
【００２０】
前記加飾層３は、前記パネル２を装飾するための層であり、図２に示す実施例ではストライプ柄である。加飾層３は、例えば着色インキ層として形成する。印刷層の材質としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。着色インキ層の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法や塗装などを用いるとよい。なお、前記加飾層３は、前記パネル２の前面、又は両面に配置されてもよい（図示せず）。また、前記加飾層３は、非照光時には何も表示が見えなくしておく必要がないのであれば、照光時の発光表示部分の輝度向上の観点から抜き文字・柄としてもよい。
【００２１】
前記ベタ部１ａ及び前記網状部１ｂを有する前記電極１は、４端子法による表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下である不透明な金属膜からなるものであり、この数値範囲となるように、使用する材質、厚みが適宜選択される。表面抵抗値が１Ω／ｃｍ２以下であれば、電極の前面に厚みの大きいパネル２を配置しても、また電極の前面に隙間をあけてパネル２を配置しても感度が良く、誤作動のない入力機能を付与することが可能である。なお、前記電極１は、単層の金属膜から成っていてもよいし、複数層の金属膜から成っていてもよい。
【００２２】
前記網状部１ｂは、各網目の輪郭が極細帯で構成されたものであり、当該網目において光を透過させる。この網目における光の透過により、本発明はＩＴＯなどの透明導電膜を用いずとも電極の透光性が確保されるのである（図１中の矢印は発光体４から出射した光の進行を示す）。前記網状部１ｂは、帯幅５０μｍ以下の極細帯で構成し、透過率５０％以上するのが、発光表示１１の輝度及び均一性に優れた発光表示を得る上で好ましい。より好ましくは、極細帯の帯幅が３０μｍ以下、透過率が７０％以上である。ここで、透過率とは、特定の色温度をもった光源から出たあらゆる波長の光が試料面を通過した全光量を対象とする全光線透過率を意味し、前記網状部１ｂの透過率は日本電色工業社製の分光測定器（型番ＮＤＨ２０００）を用いて測定したものである。ただし、空気層における透過率１００％を基準としている。
【００２３】
上記網目の形状は、多角形で構成するのが好ましい。多角形でないもの、例えば円形や楕円形の開口Ｃを設けたものでは、開口を最大限密に並べて配置しても開口Ｃ同士の間に太帯部分ができてしまうことから、その太帯部分が目立つとともに光線透過率を低下させる要因となるからである。また、三角形、四角形、六角形等の図形のうち、一種類あるいはそれらの複数種類の組み合わせで構成することができるが、一種類の図形からなる網目を規則正しく配列されたものの方が目立ちにくいという利点がある。
【００２４】
図６〜図８は前記網状部１ｂの一部を拡大して示したものである。図中、１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ，１ｍはそれぞれ網目（開口Ｃ）の輪郭を構成する極細帯であり、ｗはその帯幅である。
【００２５】
図６に示す前記網状部１ｂの網目パターンは、矩形が核となってＸ方向およびＹ方向にＸ方向およびＹ方向に連続させたものである。図７に示す前記網状部１ｂの網目パターンは、六角形を核としＸ方向およびＹａ方向、ｂ方向に連続させたものである図８に示す前記網状部１ｂの網目パターンは、梯子形を核としＸ方向およびＹ方向に連続させたものである。
【００２６】
このように前記網状部１ｂの網目パターンは、矩形が核となって連続するもの、多角形が核となって連続するもの、梯子形が核となって連続するものが示されるが、このなかでも特に正方形が核となって連続するものは、他の多角形状に比べて前記網状部１ｂの網目パターンが筋状に認識され難いので好ましい。つまり、或る形状が核となって規則的に連続するパターンを見たとき、その核（開口）の連続する方向に沿って輪郭が連続する筋状に見える傾向がある。例えば六角形が核となったものの場合では、その連続方向に沿った上記極細帯の線がジグザグとなる為に、このジグザグの振幅の分だけ太く見えてしまい、結果として極細帯が膨張した状態に見えてしまう。この点において上記正方形が核となって連続するものの場合は、連続方向に沿った極細帯の線が真っ直ぐとなるから、本来の幅よりも太く見える懸念がなく、その存在が認識され難く、網目パターンが目立たない。
【００２７】
また長方形が核となって連続するものの場合では、この長方形の長辺方向と短辺方向のピッチが違うので、全体を見たときに、長辺方向に比べてピッチの短い短辺方向が濃く現れ、これが筋状となってちらついて見える傾向にあるが、上記正方形が核となって連続するものでは、この様な筋状は現れず、目立たない。尚上記正方形には、完全に角張った正方形に限らず、面取りされた正方形も含まれる。
【００２８】
なお、金属膜の膜厚は、帯幅ｗ／膜厚ｔのアスペクト比が０．５以上になるようにすると、精度の良い網目パターンを作りやすくなる。
【００２９】
また、前記ベタ部１ａは、その形成領域を全て覆い尽すように構成されたものであり、不透明な金属膜からなるため、発光体４からの光を単に遮るだけでなく反射して発光体４側に戻すことができる（図１中の矢印は発光体４から出射した光の進行を示す）。つまり、反射された光を発光表示に再利用でき、従来技術と比べて光ロスが低減する。
【００３０】
不透明な金属膜であればそれだけで本発明に必要とされる光反射性を備えているが、前記金属膜の材料として銀、銅、アルミニウム、金、ニッケル、ステンレス鋼などを用いれば、高反射性の前記ベタ部１ａを得ることができる。なお、前記電極１が複数層の金属膜からなる場合、高反射性の前記ベタ部１ａを得るには、最下層の金属膜の材料について上掲のものを用いれば足りる。
【００３１】
また、不透明な金属膜の背面を誘電体からなる増反射膜で被覆することによっても、高反射性の前記ベタ部１ａを得ることができる。増反射膜は、高屈折率と低屈折率の誘電体薄膜を各々光学膜厚だけ交互に成膜することで高い反射率を有するものとすることができる。例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２を数層以上成膜することで広い波長域に亘り、高い反射率を達成することができる。また、増反射膜は、シルバーメタリック色や白色の印刷塗膜を形成することで高い反射率を有するものとすることができる。
【００３２】
また、前記金属膜の形成手段としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などを用いることができる。そして、これらの方法により形成された金属膜をパターニングして前記ベタ部１ａ及び前記網状部１ｂを有する前記電極１を得る。例えば、金属膜上にフォトレジスト膜を形成しフォトマスクを用いて露光し、現像液で現像することにより所定のパターンを有するレジスト膜を形成し、あるいは金属膜上にスクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット等の方法で所定のパターンを有するレジスト膜を印刷し、エッチング液により金属膜のうちレジスト膜で被覆されていない部分をエッチング液にて除去する。
【００３３】
前記発光体４は、導光板４ａの側面に点光源又は線光源４ｂを配置し且つ裏面に反射層４ｃを配置してなるエッジライト型面光源や、薄膜型エレクトロルミネセンス（薄膜型EL）、発光ダイオード（LED）等を用いることができる。とくに、エッジライト型面光源の場合、前記導光板４ａが側面から導入した光を全反射により奥方まで導き、その一部を前面より出光させるものであるため、前記電極１のベタ部における光反射によって前記導光板４ａに戻してやれば、再び光を前記導光板４内で導光して面発光に確実に再利用できるため、。より効率的である。なお、前記導光板は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂など屈折率が高く、内部反射率が高い樹脂、またはこれらの樹脂に蛍光顔料などを加えて側面での集光率をさらに上げた集光性プラスチックなどを用いることができ、又その形状は平板に限定されない。また、前記導光板は、その背面側に光反射凹凸部や反射シート等の公知の光出射手段を備えている。また、前記薄膜型ELには、発光体にジアミン類などの有機物を使う有機ELや硫化亜鉛などの無機物を使う無機ELなどがある。
【００３４】
また、本発明の発光型スイッチ素子は、前記電極１と前記加飾層３との間に配置され且つ前記網状部１ｂの一部を覆う光吸収層５をさらに備えた構成としてもよい（図３及び図４参照）。この場合、前記電極１の前記網状部１ｂと前記光吸収層５の重複する部分では前記網状部１ｂの網目を透過した光が前記光吸収層５で吸収されるため、光ロスが発生する。しかし、前記電極１の前記ベタ部１ａが存在する部分では発光体４からの光が光吸収層５に吸収されることなく反射されるため、この反射された光を発光表示１１に再利用でき、やはり従来技術に比べて光ロスは極めて小さなものとなる。
【００３５】
また、図１〜４に示す発光型スイッチ素子では一つのスイッチ（図２及び図４では「右向きの矢印」を発光表示するスイッチ）しか有していないが、本発明の発光型スイッチ素子は複数のスイッチを有していてもよい。図５は、「右向きの矢印」を発光表示するスイッチと「左向きの矢印」を発光表示するスイッチとを有する発光型スイッチ素子の電極１の一例である。なお、図５に示すように複数の電極１を設ける場合、電極１間の金属膜の存在しない部分では発光体４からの光を遮光できない。この隙間においても遮光が必要であるときはさらに光吸収層５で前記隙間を被覆すればよい。
【００３６】
また、図１〜４に示された実施形態にはパネル２、加飾層３、電極１、発光体４、あるいはこれに光吸収層５を加えたもののみしか描かれていないが、本発明の発光型スイッチ素子はこれらに限定されない。例えば、これらの積層体の各層間及び前後のうち少なくとも一つに透明樹脂層が単層又は複数層で配置されていてもよい。上記透明樹脂層としては、公知のインサート成形法やラミネート法、成形同時転写法に用いられる基材フィルムや接着層、粘着剤層、剥離層などがある。
【実施例】
【００３７】
厚さ１３０μｍの透明なポリカーボネートフィルム上に、不透明な金属膜として厚さ１２μｍの銅箔を透明接着剤で接着し、その上にフォトレジスト層を所定領域に形成し、この金属膜について化学エッチングを行うことでベタ部及び網状部を有する複数の電極とし、電極フィルムを得た。各電極は、網状部において網目の開口が正六角形となるように極細帯の帯幅が２５μｍ、一つの網目における一辺の長さが５００μｍに設定されて形成されている。電極の光線透過率は７８％であり、４端子法による表面抵抗値が０．６Ω／ｃｍ２であった。
【００３８】
また、厚さ１３０ミクロンのポリカーボネートフィルム上に、発光表示させたい部分を除き黒色インキを用いてグラビア印刷を施して光吸収層を形成し、その上に全面に亘って灰色インキを用いてグラビア印刷を施してスモーク調の加飾層を形成したものである。
【００３９】
また、厚さ０．４ｍｍのポリカーボネート製樹脂板の背面に光反射凹凸部を形成し、その背面側に白色ＰＥＴフィルムからなる反射層を樹脂板の一辺において貼着してエッジライト型の面光源に用いる導光板を得た。
【００４０】
また、を成形すると同時に、当該パネルの背面に前記積層体を一体化させた。
【００４１】
次に、ポリカーボネート樹脂からなる厚み１ｍｍの透明樹脂パネルに対して、前記した加飾フィルムと、電極フィルムと、エッジライト型の面光源に用いる導光板をポリアクリル酸からなる透明粘着剤を用いて、下から反射層、ポリカーボネート製樹脂板、透明なポリカーボネートフィルム、透明なポリカーボネートフィルム、電極、光吸収層、加飾層、透明樹脂パネルの順で積層するように貼り合わせた。
【００４２】
最後に、導光板側面にサイドライトとしてチップ型LEDを配置することによって発光型スイッチ素子を得た。
【００４３】
このようにして作製した発光型スイッチ素子をエアコンの操作パネル部に組み込み、静電容量型タッチパネルとして働く電極と外部のタッチ位置検知回路（ドライバー）とを接続した。この操作パネル部は、非照光時は入力者側から見てもスモーク調の加飾柄が見えるのみで、スイッチの存在を認識することはできないものである。エアコンのメイン電源をONにするとスイッチ部の光源が発光し、スイッチパターンが光って現れ、光るスイッチ部に触れたところ、誤作動なくエアコンの風量、設定温度等の機能が操作できた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る発光型スイッチ素子の一実施例を示す分解断面図である。
【図２】図１に示した本発明に係る発光型スイッチ素子の斜視分解図である。
【図３】本発明に係る発光型スイッチ素子の一実施例を示す分解断面図である。
【図４】図３に示した本発明に係る発光型スイッチ素子の斜視分解図である。
【図５】本発明の発光型スイッチ素子の一実施例に用いる電極の平面図である。
【図６】網目形状の基本パターンを示す要部拡大図である。
【図７】網目形状の基本パターンを示す要部拡大図である。
【図８】網目形状の基本パターンを示す要部拡大図である。
【図９】発光型スイッチ素子の非照光時の状態を示す平面図である。
【図１０】発光型スイッチ素子の照光時の状態を示す平面図である。
【図１１】従来技術に係る発光型スイッチ素子を示す分解断面図である。
【図１２】図１１に示した従来技術に係る発光型スイッチ素子の斜視分解図である。
【図１３】他の従来技術に係る発光型スイッチ素子を示す分解断面図である。
【図１４】図１３に示した従来技術に係る発光型スイッチ素子の斜視分解図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電極
１ａ  ベタ部
１ｂ  網状部
１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ，１ｍ  極細金属線
２  パネル
３  加飾層
４  発光体
４ａ  導光板
４ｂ  線光源
４ｃ  反射層
５  光吸収層
６  透明電極
７  電極
１０  発光型スイッチ素子
１１  発光表示
１２  指
Ｃ  開口
【図１】
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【図２】
2007157601.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007157601.tif 000013
【図１２】
2007157601.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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