(57)【要約】【課題】耐打鍵性及び導光部材に対する密着性に優れる光拡散部を形成できると共に導光部材の黄変を十分に防止できるインキ、ライトガイド及び照明装置を提供すること。【解決手段】白色顔料と、４０℃以下のガラス転移温度を有するバインダ樹脂とを含み、熱乾燥により１００％以下の破断伸びを示すことが可能であることを特徴とするインキ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色顔料と、
４０℃以下のガラス転移温度を有するバインダ樹脂とを含み、
熱乾燥により１００％以下の破断伸びを示すことが可能である
ことを特徴とするインキ。
【請求項２】
ポリウレタン樹脂を含む導光部材と、
前記導光部材の表面に設けられ、前記導光部材から入射される光を拡散する複数の光拡散部とを備え、
前記光拡散部が、請求項１に記載のインキを熱乾燥させることにより得られるライトガイド。
【請求項３】
請求項２に記載のライトガイドと、
前記ライトガイドの前記導光部材に対し前記光拡散部と反対側に設けられるメンブレンスイッチとを備え、
前記メンブレンスイッチが、
基材と、
前記基材に対して前記ライドガイド側の表面上であって前記光拡散部を通る直線上に配置されるメタルドームとを有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキ、ライトガイド及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器の操作パネルには、照明機能を有するものが多くなっている。このような操作パネルとして、複数個の押しボタン部を有するキーマットと、キーマットの押しボタン部を照明する照明装置とを備えるものが知られている。照明装置は一般に、キーマットを裏側から照明するための光をガイドするライドガイドと、ライトガイドに光を入射させる光源と、ライトガイドに対向配置されるメンブレンスイッチとで構成される。例えば特許文献１では、ライトガイドが、光源から出射される光を導光する導光部材を有し、導光部材からの光によってキーマットの押しボタン部が裏側から照明されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載のライトガイドでは、光源から出射される光が導光部材に入射されるだけであるため、キーマットの押しボタン部の輝度が低くなる。
【０００５】
そこで、導光部材のキーマット側の表面において、押しボタン部を通る直線上に、白色顔料及びバインダ樹脂を含むインキを塗布し、このインキを熱乾燥させ、光拡散部を形成することによって押しボタン部の輝度を向上させることが考えられる。
【０００６】
ここで、バインダ樹脂として、紫外線硬化型樹脂を用いることが考えられる。ライトガイドの導光部材は通常、ポリウレタン樹脂で構成されるため、紫外線硬化型樹脂としてウレタンオリゴマーを使用することで導光部材に対する光拡散部の密着性を向上させることができる。また架橋密度を大きくすることでライトガイドの光拡散部の耐打鍵性を向上させることもできる。しかし、インキを紫外線によって硬化させる際に、紫外線がポリウレタン樹脂からなる導光部材にも照射されるため、導光部材が黄変しやすくなる。このため、光源から導光部材に光を入射させ、導光部材から光拡散部に入射した光によってキーマットの押しボタン部を照明すると、押しボタン部が黄色く見えてしまう。
【０００７】
一方、紫外線硬化型インキの代わりに、アクリル樹脂などを溶剤に溶解し、このアクリル樹脂溶液にシリカなどを添加してなる熱硬化型インキを導光部材に塗布し、このインキを硬化させて光拡散部を形成することも考えられる。しかし、この場合、光拡散部を繰り返し打鍵すると、打鍵時の応力により光拡散部がクリープしてしまう場合があった。すなわち、熱硬化型インキを用いて得られる光拡散部には耐打鍵性の点で改善の余地があった。またアクリル樹脂によっては、導光部材に対する光拡散部の密着性が不十分な場合があった。そのため、操作パネルの使用時に、光拡散部が導光部材から剥離してキーマットの押しボタン部に対して位置ズレを起こし、押圧しても押しボタン部が正常に点灯しないことがあった。従って、ライトガイドを短期間で交換する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐打鍵性及び導光部材に対する密着性に優れる光拡散部を形成できると共に導光部材の黄変を十分に防止できるインキ、ライトガイド及び照明装置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】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、ライトガイドの光拡散部を、ガラス転移温度が所定値以下であるバインダ樹脂を含み且つ熱乾燥により破断伸びを所定値以下とすることが可能なインキを用いて形成することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち本発明は、白色顔料と、４０℃以下のガラス転移温度を有するバインダ樹脂とを含み、熱乾燥により１００％以下の破断伸びを示すことが可能であることを特徴とするインキである。
【００１１】
このインキによれば、当該インキを導光部材上に塗布し、インキ中に含まれるバインダ樹脂を熱によって乾燥させて光拡散部を形成し、導光部材と光拡散部とからなるライトガイドを製造すると、耐打鍵性、及び導光部材に対する密着性に優れた光拡散部を形成することができる。またインキが熱によって乾燥されるため、導光部材がポリウレタン樹脂を含むように構成されていても、導光部材の黄変を十分に防止することが可能となる。
【００１２】
また本発明は、ポリウレタン樹脂を含む導光部材と、前記導光部材の表面に設けられ、前記導光部材から入射される光を拡散する複数の光拡散部とを備え、前記光拡散部が、上述したインキを熱乾燥させることにより得られるライトガイドである。
【００１３】
このライトガイドによれば、光拡散部が耐打鍵性に優れるため、光拡散部が繰り返し打鍵されても、光拡散部がクリープしにくくなる。また光拡散部は、導光部材に対する密着性に優れる。このため、光拡散部が、導光部材から剥離しにくくなる。従って、ライトガイドを長期間にわたって使用することが可能となる。さらに導光部材の黄変が十分に防止されているため、光拡散部を正常な色で表示することが可能となる。
【００１４】
また本発明は、上述したライトガイドと、前記ライトガイドの前記導光部材に対し前記光拡散部と反対側に設けられるメンブレンスイッチとを備え、前記メンブレンスイッチが、基材と、前記基材に対して前記ライドガイド側の表面上であって、前記光拡散部を通る直線上に配置されるメタルドームとを有する照明装置である。
【００１５】
なお、本発明において、「熱乾燥」は以下のように定義される。すなわちバインダ樹脂が熱可塑性樹脂でインキ中に硬化剤が配合されない場合は、「熱乾燥」とは、インキ中の溶剤の９５質量％以上が除去されるように加熱することを言うものとする。またバインダ樹脂が熱可塑性樹脂でインキ中に硬化剤が配合される場合、及び、バインダ樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、「熱乾燥」とは、インキ中の溶剤の９５質量％以上が除去されるように且つバインダ樹脂が架橋されるように加熱することを言うものとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、耐打鍵性及び導光部材に対する密着性に優れる光拡散部を形成できると共に導光部材の黄変を十分に防止できるインキ、ライトガイド及び照明装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る照明装置を適用した操作パネルを示す部分断面図である。
【図２】実施例及び比較例で得られるライトガイドについて打鍵試験を行っている状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る照明装置を適用した操作パネルを示す部分断面図である。図１に示すように、操作パネル１００は、透光性の本体部１、本体部１の一面側に設けられる複数の透光性の押しボタン部２、及び本体部１に対し押しボタン部２と反対側に設けられる透光性の突起部３を有するキーマット１０と、キーマット１０の押しボタン部２の各々を照明する照明装置２０とを備えている。
【００２０】
照明装置２０は、ライトガイド３０と、ライトガイド３０に光を入射させる発光素子５０と、発光素子５０からライトガイド３０に光を入射させることが可能なメンブレンスイッチ４０とを備えている。
【００２１】
ライトガイド３０は、導光部材３１と、導光部材３１に対してメンブレンスイッチ４０と反対側の表面に設けられ、導光部材３１から入射される光を拡散する光拡散部３２とを備えている。ここで、光拡散部３２はインキを熱乾燥させることで得られる。インキは、バインダ樹脂と、白色顔料と、バインダ樹脂を溶解させる溶剤とを含むものである。ここで、バインダ樹脂は４０℃以下のガラス転移温度を有している。また光拡散部３２は１００％以下の破断伸びを示す。
【００２２】
メンブレンスイッチ４０は、基材４１と、基材４１のライトガイド３０側の表面上であって、光拡散部３２を通る直線上に設けられるメタルドーム４２と、メタルドーム４２を覆うように設けられる押さえシート４３とを備えている。基材４１の表面側には接点４４及び接点４６が設けられている。メタルドーム４２はドーム状となっており、メタルドーム４２の底部には接点４５が設けられている。メタルドーム４２の縁部と接点４４とは接触しており、接点４５は基材４１の表面に設けられる接点４６と接触可能となっている。
【００２３】
この操作パネル１００においては、キーマット１０の押しボタン部２を押圧すると、突起部３によって光拡散部３２が押圧され、それに伴い、導光部材３１が撓み、導光部材３１によって、押さえシート４３を介してメタルドーム４２が押圧されて、メタルドーム４２が凹む。すると、メタルドーム４２の接点４５が、基材４１に設けられた接点４６と接触する。なお、発光素子５０からは光が出射され、その光が導光部材３１に入射されるようになっている。そして、導光部材３１から光拡散部３２に入射された光は、光拡散部３２で拡散され、その光によって押しボタン部２が照明され、押しボタン部２が点灯する。
【００２４】
ここで、ライトガイド３０の光拡散部３２は、耐打鍵性に優れる。このため、押しボタン部２を通じて光拡散部３２が繰り返し打鍵されても、光拡散部３２がクリープしにくくなる。また光拡散部３２は、導光部材３１に対する密着性に優れる。このため、光拡散部３２が導光部材３１から剥離しにくくなる。従って、ライトガイド３０を長期間にわたって使用することが可能となる。また導光部材３１の黄変が十分に防止される。このため、押しボタン部２を正常な色で表示することが可能となる。
【００２５】
次に、上記操作パネル１００の構成の詳細について説明する。
【００２６】
（キーマット）
キーマット１０は、シリコンラバー、ポリウレタン樹脂などで構成される。
【００２７】
（ライトガイド）
光拡散部３２は、上述したように、白色顔料と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂を溶解させる溶剤とを含むインキを熱乾燥させることにより得られる。
【００２８】
白色顔料としては、例えば酸化チタン、シリカ又は酸化亜鉛などが用いられる。中でも、酸化チタンが、可視光における屈折率が高く、導光部材３１からの光を光拡散部３２に入射させやすいことから好ましい。
【００２９】
バインダ樹脂としては、例えばポリエステル樹脂が用いられる。
【００３０】
バインダ樹脂は、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。また、バインダ樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、インキに硬化剤を配合することができる。硬化剤としては、例えばメラミン樹脂、エポキシ樹脂又はイソシアネート樹脂を用いることが可能である。上記樹脂（硬化剤）は、官能基を少なくとも３個有することが好ましい。この場合、硬化性や反応性をより向上させることができる。なお、バインダ樹脂が熱可塑性樹脂であり且つバインダ樹脂の熱乾燥温度が低い場合には硬化剤の配合率は、バインダ樹脂と白色顔料との合計を基準（１００質量％）として０質量％でもよい。すなわちバインダ樹脂が熱可塑性樹脂であり且つバインダ樹脂の熱乾燥温度が低い場合にはインキには硬化剤を配合しなくてもよい。
【００３１】
バインダ樹脂のガラス転移温度は４０℃以下であり、好ましくは１０℃以下である。但し、０℃以上であることが耐磨耗性の観点から好ましい。バインダ樹脂のガラス転移温度は、ＤＳＣ法によって測定された温度を言う。
【００３２】
インキは通常は、溶媒を含む。溶媒は、バインダ樹脂を溶解させるものであればよく、このような溶媒としては、例えばトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどを用いることができる。
【００３３】
インキとしては、熱乾燥により破断伸びを１００％以下とすることが可能なものが用いられる。ここで、インキとしては、熱乾燥により破断伸びを５０％以下とすることが可能なものが好ましく、３０％以下とすることが可能なものがより好ましい。但し、インキとしては、作業時に導光部材３１が伸ばされた際により割れにくくなることから、熱乾燥により破断伸びを５％以上とすることが可能なものが好ましい。
【００３４】
インキにおいて、バインダ樹脂の配合率は、バインダ樹脂と白色顔料との合計を基準（１００質量％）として、３０〜８０質量％であることが好ましく、３０〜６０質量％であることがより好ましい。バインダ樹脂の配合率が上記範囲内にあると、上記範囲を外れる場合に比べて輝度をより高めることができる。
【００３５】
導光部材３１を構成する材料としては、ポリウレタン樹脂が用いられる。
【００３６】
（発光素子）
発光素子５０としては、例えばＬＥＤが用いられる。
【００３７】
（メンブレンスイッチ）
メタルドーム４２を構成する材料は、金属であればよく、このような金属としては、例えばステンレス、銅などが挙げられる。
【００３８】
押さえシート４３を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートなどの樹脂が用いられる。
【００３９】
基材４１を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられる。
【００４０】
次に、操作パネル１００の製造方法について説明する。
【００４１】
まずキーマット１０を用意する。
【００４２】
一方、ライトガイド３０を用意する。そのために、まず導光部材３１を用意する。そして、白色顔料と、バインダ樹脂と、溶剤とを含むインキを用意し、インキを導光部材３１の表面上に塗布する。そして、インキを加熱して、バインダ樹脂を熱乾燥させ、光拡散部３２を形成する。このとき、バインダ樹脂を熱乾燥させる温度は、導光部材３１の耐熱性を考慮すると、通常は６０〜８５℃であり、好ましくは６５〜７０℃である。また熱乾燥時間も、インキの破断伸びを１００％以下にする温度であればよく、通常はＩＲ炉で３０秒〜２分である。
【００４３】
他方、導光部材３１の側面に発光素子５０を固定する。
【００４４】
こうしてライトガイド３０の準備が完了する。
【００４５】
次に、メンブレンスイッチ４０を用意する。そのためにはまず基材４１を準備し、基材４１の上に、キーマット３１の押しボタン部２に対応する位置にメタルドーム４２を配置する。このとき、メタルドーム４２の縁部が、基材４１上に設けられる接点４４と接触するように且つメタルドーム４２に設けた接点４５が、基材４１上に設けられる接点４６と接触可能となるようにメタルドーム４２を配置する。次に、メタルドーム４２を覆うように押さえシート４３を配置する。押さえシート４３には、粘着剤層（図示せず）が設けられており、例えば粘着剤層により押さえシート４３が基材４１に固定される。
【００４６】
こうしてメンブレンスイッチ４０が得られる。
【００４７】
そして、メンブレンスイッチ４０の押さえシート４３側にライトガイド３０を配置する。このとき、光拡散部３２をメンブレンスイッチ４０と反対側に向けるようにライトガイド３０を配置する。またライトガイド３０の光拡散部３２とメンブレンスイッチ４０のメタルドーム４２とが同一直線上に配置されるようにする。
【００４８】
次に、ライトガイド３０の光拡散部３２側にキーマット１０を配置する。このとき、ライトガイド３０の光拡散部３２と、キーマット１０の押しボタン部２とが同一直線上に配置されるようにする。
【００４９】
こうして操作パネル１００の製造が完了する。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１〜３及び比較例１〜５）
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートからなる溶剤に、表１に示すバインダ樹脂（ポリエステル樹脂）を溶解させてなるバインダ溶液を用意した。このとき、使用したバインダ樹脂はいずれもユニチカ（株）製である。そして、バインダ溶液中のバインダ樹脂と酸化チタンとを、表１に示す割合（単位は質量部）で混合し、３本ロールにより分散させ、インキを得た。
【００５２】
またバインダ樹脂のガラス転移温度を表１に示す。
【００５３】
上記のようにして得られた実施例１〜３及び比較例１〜５のインキについて以下の特性を評価した。
【００５４】
（破断伸び）
実施例１〜３及び比較例１〜５のインキを、バーコート法によりテフロンシート上に塗布し、塗膜を作製した。
【００５５】
次に、作製した塗膜を、６０℃に設定したＩＲ炉に１分間入れて熱乾燥させた。
【００５６】
次に、熱乾燥させた塗膜をテフロンシートから剥がし、その熱乾燥させた塗膜について、１０ｍｍ／ｓｅｃの条件で引張試験を行い、破断伸びを測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
（ポリウレタンフィルムに対する光拡散部の密着性）
実施例１〜３及び比較例１〜５のインキについて、その熱乾燥体である光拡散部のポリウレタンフィルムに対する密着性を調べた。具体的には、以下のようにして密着性を調べた。
【００５８】
まず上記インキを、スクリーン印刷法によってポリウレタンフィルム上に印刷してドットパターンを形成した。そして、このドットパターン付きポリウレタンフィルムを、６０℃に設定したＩＲ炉に1分間入れてドットパターンを熱乾燥させ、光拡散部を形成した。こうしてライトガイドを作製した。
【００５９】
続いて、ライトガイドに対し、光拡散部を覆うようにセロハンテープをポリウレタンフィルムに貼り付け、指の腹でセロハンテープをポリウレタンフィルムに押し付けた後、セロハンテープを剥離した。
【００６０】
このとき、セロハンテープと共に剥離した光拡散部の数が０個である場合には、合格とし、１個以上である場合には不合格とした。結果を表１に示す。なお、表１において、合格の場合は「○」で示し、不合格の場合は「×」で示した。
【００６１】
（耐打鍵性）
実施例１〜３及び比較例１〜５のインキについて、その熱乾燥体である光拡散部の耐打鍵性を調べた。具体的には、以下のようにして耐打鍵性を調べた。
【００６２】
まず上記と同様にして、ポリウレタンフィルム上に光拡散部を形成してライトガイドを形成した。そして、ライトガイドについて、図２に示すように、打鍵試験機２１０と、光源（ＬＥＤ）５０と、メンブレンスイッチ２４０とを用いて打鍵試験を行った。図２に示すように、打鍵試験機２１０は、本体部２０１と、本体部２０１のメンブレンスイッチ２４０側に設けられる突起部２０３と、本体部２０１に対し突起部２０３と反対側に設けられる押しボタン部２０２とを有するキーマット部を備えている。キーマット部は、シリコンラバーで構成した。またメンブレンスイッチ２４０は、フレキシブル回路基板２４１と、フレキシブル回路基板２４１の上に設けられるメタルドーム２４２と、メタルドーム２４２を覆うようにフレキシブル回路基板２４１上に設けられ、ポリエチレンテレフタレートからなる押さえシート２４３とで構成されている。なお、図２において、符号２３０はライトガイドを示しているが、光拡散部は省略してある。符号２４４は、フレキシブル回路基板２４１に設けられ、メタルドーム２４２と接触する回路を示し、符号２４６は、フレキシブル回路基板２４１に設けられ、メタルドーム２４２が凹むことによりメタルドーム２４２と接触する回路を示すものである。このときの試験条件は下記の通りであった。
・力：８Ｎ
・打鍵回数：１００万回
【００６３】
また試験に際しては、ライトガイドの光拡散部が、メタルドーム２４２と、打鍵試験機２１０の突起部２０３との間に配置されるようにした。打鍵試験の結果を表１に示す。
【００６４】
なお、打鍵試験後、すべての光拡散部について、割れや導光部材からの剥離が生じていない場合には合格とし、表１において「○」で示した。一方、光拡散部の１個でも割れや導光部材からの剥離が生じている場合には不合格とし、表１において「×」で示した。
【００６５】
（導光部材の黄変）
実施例１〜３及び比較例１〜５のインキを用い、上記と同様にして、ポリウレタンフィルム上に光拡散部を形成してライトガイドを形成した。そして、ライトガイドの導光部材を目視にて観察し、黄変が起こっているかどうかを調べた。結果を表１に示す。
【表１】
2013001881.tif 000002
【００６６】
表１に示す結果より、実施例１〜３のインキは、耐打鍵性、導光部材の黄変及び導光部材に対する光拡散部の密着性のいずれについても合格基準に達していた。これに対し、比較例１〜５のインキは、耐打鍵性、導光部材の黄変及び導光部材に対する光拡散部の密着性のいずれかについて合格基準に達していなかった。
【００６７】
このことから、本発明のインキによれば、耐打鍵性及び導光部材に対する密着性に優れる光拡散部を形成できると共に導光部材の黄変を十分に防止できることが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
２０…照明装置
３０…ライトガイド
３１…導光部材
３２…光拡散部
４０…メンブレンスイッチ
【図１】
2013001881.tif 000003
【図２】
2013001881.tif 000004