JP2001503565A - 電界発光バックライト付き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 発光性ポリマー（ＬＥＰ）を利用した電界発光（エレクトロルミネセント）型バックライト装置を開示する。ＬＥＰ材料（４０）を２つの導電性材料（１３０）で挟んだサンドイッチ（１３０）を使用して、キーパッド（２５）又はディスプレイにバックライトを提供する。導電性層（５０、６０）にエッチングを施してチャンネル（１００）を形成し、それが電流をＬＥＰ材料に提供して励起させて、所定点において光を出させる。エッチングは、既存の電気的コンタクトの周囲に向けられ、携帯電話のようなホストシステムの正常な動作を簡便にする。

Description

【発明の詳細な説明】 電界発光バックライト付き装置 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、キーパッドやキーボードのような入力装置、及びディスプレイなど に関し、特に、電界発光（エレクトロルミネセンス）ポリマーを利用したバック ライト付きキーパッド、キーボード、及びディスプレイに関する。 従来技術の説明 キーパッドやキーボードなどのバックライト付き入力装置、及びディスプレイ は、公知である。これらの装置は、典型的には、タイプライタやテンキーパッド に見られる操作キーを含むパッドやボードを通して、あるいはそれらの下から伝 達される光源を含み、キーに対する視覚的コントラストを提供する。このような バックライト付き入力装置の適用は、恒常的に低いレベルの光環境における使用 （例えば、飛行機制御ブース、潜水艦）及び夜間又は屋内（例えば、携帯電話） で使用することのできる装置における使用を含む。 従来技術のバックライト付き入力装置として、２種類のキーパッドがある。１ つは、光透過性材料からキーが作られている装置で、他の１つは、コンジット又 はチャンネルを使用して光源からキーに光を導く装置である。前者において、キ ー及びその下のパッド又はボードは、典型的には、一体的に成形されて、光源の 上に、あるいは光源に隣接して設置される。後者の例は、コンジット又はチャン ネルを使用して光源からの光をキーに伝達する装置であって、ファイバーのよう なコンジットが、伝達される光の強弱を厳密に制御する。バックライト付きディ スプレイには、伝統的な発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプ レイ（ＬＣＤ）などがある。 しかしながら、どちらの種類の構成にしても、従来技術の装置の光源は、典型 的には、キー又はディスプレイ表面から分離されており、光源自体と光源からキ ー又はディスプレイ表面に光を伝達するための機構とを収納する空間が必要にな る。この分離は、また、光源からの伝達中に光の一部が損失するにもかかわらず 、キー及び／又はディスプレイ表面が十分にバックライトするために、比較的強 力な光を必要とする。光源が強くなると、典型的には更なる空間、強力な電力が 必要となり、また、余分な熱を発生するため、装置の設計に悪影響を与える。従 来技術の装置で使用されている伝統的光源へのアクセス（例えば、光源の交換あ るいは保守）は、更なる設計限界を提示する。 このように、キーに近接した光源を有し、比較的低い電力の光源を利用し、特 別な空間及び／又は設計限定を必要としないキーパッド又はキーボードのような バックライト付き入力装置が所望される。従来技術のバックライト付きキーパッ ド、キーボード、及びディスプレイは、キー又はディスプレイ表面と近接した光 源を有し、比較的小さな空間及び電力を使用し、光源からキー又はディスプレイ 表面へ光を伝達するためのコンジット又はチャンネルを必要としないバックライ ト装置を示唆していない。 発明の要約 本発明は、キーパッド、キーボード又はディスプレイのような電界発光バック ライトであり、キー又はディスプレイ表面を背面から照らす光源として１つ又は ２つ以上の発光ポリマー（ＬＥＰ）を使用することによって、従来技術の光源が 必要とする比較的大きく高価な空間とエネルギーを実質的に不要にするものであ る。 本発明の電界発光バックライト装置は、１層又は２層以上の適当な導電性材料 に挟まれた１層または２層以上のＬＥＰ材料でコーティングされた透明な、又は 光を通すキーボード、キーパッド、又はディスプレイ面を備える。導電性層は、 キーパッド又はディスプレイ表面の端で低電圧供給に取り付けられる。 導電性層は、相互に垂直方向にエッチングされて「ワイヤ（線）」を形成し、 そこを通って電気が層に沿って流れる。層において「ワイヤ」が交差する点で回 路が形成され、層における発光点となる。これらの発光点において、ＬＥＰが励 起され、光が照射される。可視光スペクトルにおける様々な色の光を出すポリマ ーが、独立的に又は組み合わせて使用され、様々の色を出す。 酸素と水分は、ＬＥＰ材料の性能に悪影響を与えるので、キー又はディスプレ イ面は、そのような元素から保護すべく透明な又は光を通すコーティングによっ て密封される。コーティングの密封が途切れた部分で、導電体が電力供給と接続 される。 光源（ＬＥＰ）がキー又はディスプレイ表面に非常に近接して使用されるので 、バックライト付きキーパッド、キーボード、又はディスプレイの空間的制限を 減らすことができる。また、ＬＥＤ及びＬＣＤ技術と比較できる光レベルを達成 しながら、ＬＥＰは、低電圧で、発熱量も非常に小さい。 図面の簡単な説明 本発明の方法及び装置は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読む ことによって、より完全に理解されるであろう。 図１は、本発明の電界発光（エレクトロルミネセンス）バックライト付きキー パッドの１実施の形態を上から見た平面図であり、 図２は、本発明の電界発光バックライト付きキーパッドの１実施の形態の断面 を示す側面図であり、 図３は、本発明の電界発光バックライト付きキーパッドの１実施の形態を下か ら見た図であり、層内に形成された電気接続窪みを示し、 図４は、従来のディスプレイに、本発明のＬＥＰ層を様々に組み入れた側面図 であり、部分的に断面を示す。 図面の詳細な説明 図１は、本発明の電界発光バックライト付きキーパッドの１実施の形態を上か ら見た平面図である。電界発光バックライト付きキーパッド１０は、基盤材料２ ０と、多様なキー３０を含むキーパッド２０と、電気回路コンタクト３５（図２ ）とを備える。電気回路コンタクト３５は、キーパッド２５のキー３０のそれぞ れと関連し、どのキー３０が押圧されたかについて、電気回路と通信する。 好ましい実施の形態において、キー３０は、キーパッド２５内に形成され、透 明な又は光を通す材料から成る。この種のキーパッド２５は、熱処理により成形 されるか、その他の従来技術を使用して準備される。好ましい実施の形態におい て、キー３０はキーパッド２５内に成形されるが、キー３０は、同じ材料又はそ の他の適当な材料で別々に形成した後にキーパッド２５に組み合わせてもよい。 基盤材料は、ファイバグラス（ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ）、ポリアミド、フルオロ ハロ（ｆｌｕｏｒｏ−ｈａｌｏ）カーボン、その他の類似の材料などの適切な材 料でよい。 図２に示されたように、基盤材料２０とキーパッド２５との間で、発光ポリマ ー（ＬＥＰ）層４０が第１導電性層５０と第２導電性層６０に挟まれている。Ｌ ＥＰ層４０には、任意の適当なＬＥＰを使用してよい。そのように適当なポリマ ーは、例えば、米国ニューヨーク州ママロネックのエレクトロマテリアルズ・コ ーポレーション（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｍａｍａｒｏｎｅｃｋ，Ｎ．Ｙ．）や英国バッキンハ ムシャーのアメルシャム・インターナショナル（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｉｎｔｅｒ ｎａｔｉｏｎａｌ ｐｌｃ，Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍｓｈｉｒｅ，Ｅｎｎｇｌａｎ ｄ）から入手することができる。 第１導電性層５０は、ＬＥＰ層４０の下に配置され、端部に接続タブ（ｃｏｎ ｎｅｃｔｉｏｎ ｔａｂ）７０を備える。接続タブ７０は、第１導電性層５０を 電力供給（図示されず）に接続する。第１導電性層５０は、任意の適当な導電性 材料から作られ、好ましくはアルミニウム（Ａ１）から成る。第１導電性層５０ はエッチングにより（図１中、直線で埋められている部分）、第１チャンネル９ ０を形成し、この第１チャンネル９０が、第１導電性層５０の表面に沿って「ワ イヤ」として動作する（即ち、通電させる）。図２に示されたように、第１チャ ンネル９０は、紙面上に示される。 第２導電性層６０は、ＬＥＰ層４０の上方に配置され、第１導電性層５０と同 様に、端部に接続タブ８０を備え（図１）、接続タブ８０は、第２導電性層６０ を電力供給（図示されず）に接続する。第２導電性層６０も、任意の適当な導電 性材料から作られ、好ましくはインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）から成る。 第１導電性層５０と同様に、第２導電性層６０も表面に沿ってエッチングされ 、第２チャンネル１００を（「ワイヤ」）をその表面に形成する。第２導電性層 ６０の第２チャンネル１００のエッチング方向は、第１導電性層５０の中にエッ チングされた第１チャンネル９０の方向に対して垂直方向である。換言すると、 ２ つの導電性層のエッチングされたチャンネルは、相互に垂直方向にあるため、上 又は下から見ると四角のマトリックスを形成する。図２に示されたように、第２ チャンネル１００は、紙面にもぐり込む方向に示されている。）第１及び第２チ ャンネルは、レーザを使用してエッチングするのが好ましいが、その他の適当な 方法、例えば、所望されるなら、立体リソグラフィや物理的マスクを使用しても よい。 図１及び図３に示されているように、第１導電性層５０の第１チャンネル９０ と第２導電性層６０の第２チャンネル１１０とが交差する（即ち、重なる）部分 で発光点（Ｐ）が形成される。この点において、電力供給によって第１導電性層 ５０と第２導電性層６０に供給される電流がＬＥＰを励起して光を生成する。そ のような点Ｐの場（ｆｉｅｌｄ）が均一な光をキーパッド２５のキー３０を後ろ から照らす。ＬＥＰ層４０に沿った点Ｐの数が多くなるにつれ、光の場がより均 一になる。 要は、図３に示されているように、第１導電性層５０の第１チャンネル９０が 、キーパッド２５の電気回路コンタクト３５を収容しなければならない。先に述 べたように、これらの電気回路コンタクト３５は、（例えば、電話や計算機のよ うな）前提とするシステムのエレクトロニクスと通電して、押圧されたキーを特 定する。このように、例えば、キー３０のうちの２番目のキーが押圧されると、 ２番目のキー３０と関連する電気回路コンタクト３０が、前提となるシステムの エレクトロニクスに結合された接続ポイントと物理的に結合されて、押圧された キーが２番目のキーであることを特定する。従って、第１チャンネル９０は、電 気回路コンタクト３５を防止すべくエッチングされ、基盤材料２０の底面に窪み を形成する。この窪み１１０により、第１チャンネル９０は、基盤材料２０の表 面を横切ってＬＥＰ層４０を励起して光を提供し、また、電気回路コンタクト３ ５が適切に作動してキーパッド２５上のキーストロークを特定する。 第１導電性層５０と第２導電性層６０は、それぞれ、Ａ１とＩＴＯから製造さ れるというように先に述べてきたが、必要であれば、その他の任意の適当な導電 性材料（即ち、適当な誘電率を持つもの）を使用することができる。好ましくは 、第１導電性層５０は透明又は光を通すもので、第２導電性層６０は、実質的に 反 射性のもので、光をキーパッド又はディスプレイ装置内に伝達させることが好ま しい。 好ましい実施の形態において、上記複数の層（第１導電性層５０、ＬＥＰ層４ ０、及び第２導電性層６０）は、キーパッド２５の底面上に次々にプリントスク リーン（ｐｒｉｎｔ ｓｃｒｅｅｎｅｄ）される。他の実施の形態においては、 これらの層は公知の真空蒸着技術によって形成される。更に、好ましい実施の形 態は、単一第１導電性層５０と、ＬＥＰ層（典型的には、２つのＬＥＰ層から成 る）と、単一第２導電性層６０とを記述しているが、これらの層はそれぞれいく つの層から成ってもよいし、また、必要なら、それらの組み合わせを使用しても よい。例えば、２層以上のＬＥＰ材料を使用して、関連導電性層と組み合わせる ことによって、様々の発光色を出すようにすることもできる。 再び、図２を参照して、透明な、又は光を通すコーティング１２０がキーパッ ド２５の外面と基盤材料を密封することによって、各層を水分や酸素に晒されな いようにする。これらの元素は、ＬＥＰ材料の性能に悪影響を与えるからである 。接続タブ７０と電気回路コンタクト３５は、その端部が密封され、これらの層 が保護された状態にありながら、構成要素と、電力供給のような外部電気的構成 要素とを接続することができる。 図４Ａに示されているように、ＬＥＰサンドイッチ（即ち、ＬＥＰを含む導電 性層）は、ディスプレイ１４０と、ディスプレイ支持体１５０と、ＰＣ基盤１６ ０とカバー１７０とを有する電子デバイスに組み入れることができる。ＬＥＰサ ンドイッチ１３０は、ＰＣ基盤に直接的に適用される。この適用方法を使用して 、ＰＣ基盤１６０は、酸素及び／又は水分に対してＬＥＰサンドイッチ１３０の 一方の側を保護するシール（ｓｅａｌ）を提供する。ＬＥＰサンドイッチ１３０ は、酸素と水分を透さない材料でカプセル化し、ＬＥＰ材料を保護するのが好ま しい。図４Ｂでは、スタンドアロン（ｓｔａｎｄ ａｌｏｎｅ）構成要素として のＬＥＰサンドイッチが示されている。支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）１８０がＰＣ 基盤１６０に付けられ、ＬＥＰサンドイッチ１３０がディスプレイ１４０の直下 に配置されてディスプレイ１４０に背面照射（ｂａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇ）を提 供するように、支持体１８０に適用されている。ここで、支持体１８０はＬＥＰ サンド イッチ１３０に対して水分及び／又は酸素に晒されないよう部分的に保護するが 、ＬＥＰサンドイッチ１３０は、有害な外的元素から完全に保護するためにカプ セルに入れられるのが好ましい。図４Ｃでは、ＬＥＰサンドイッチ１３０は、Ｐ Ｃ基盤１６０に関連するフレックスフィルム（ｆｌｅｘ ｆｉｌｍ）１９０に直 接的に適用される。ここで、ＬＥＰサンドイッチ１３０は、フレックスフィルム で密封され、酸素及び／又は水分に晒されないよう保護され、ディスプレイ１４ ０とキーパッド２００の両方の下方に配置される。このようにして、単一のＬＥ Ｐサンドイッチが、２つのデバイスに背面照射を提供し、光源の数を減らすこと によって、全体のサイズを減らすことになる。 当業者には明らかなように、様々の適用、適用方法が可能である。また、ＬＥ Ｐサンドイッチは、例えば、必要ならタッチスクリーン（ｔｏｕｃｈ−ｓｃｒｅ ｅｎ）技術を含む他の技術と組み合わせることができる。 本発明装置の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しながら前記詳細 な説明で述べてきたが、本発明はここで開示された実施の形態に限定されるもの ではなく、様々の再編成、変更、置換が、以下の請求の範囲で定義される本発明 の精神から離れることなく可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気的構成要素を含むホストシステムと供に使用される電界発光（エレク トロルミネセンス）型キーパッドであって、 基盤材料と、 少なくとも１つのキーを含むキーパッドと、 少なくとも１つの発光性ポリマー材料の層と、 電力供給に接続され且つ前記発光性ポリマー材料の層の底面に沿って配置され た導電性材料から成る第１層と、 前記電力供給に接続され且つ前記発光性ポリマー材料の層の上面に沿って配置 された導電性材料から成る第２層と を備え、 前記導電性材料から成る第１層と前記導電性材料から成る第２層が、所定の点 において、発光性ポリマー材料の層に電流を提供することによって、発光性ポリ マーが前記所定点において光を出す電界発光型キーパッド。 ２．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、 前記第１導電性層がその表面に沿って第１の方向にエッチングされて第１チャ ンネルセットを形成し、前記第２導電性層がその表面に沿って第１の方向に垂直 な方向にエッチングされて第２チャンネルセットを形成し、第１チャンネルセッ トと第２チャンネルセットが、チャンネルに沿って電気を伝達することができる ことを特徴とする電界発光型キーパッド。 ３．請求項２に記載の電界発光型キーパッドであり、 発光性ポリマー材料が光を出す所定の点が、発光性ポリマー材料の層の上で、 発光性ポリマー材料の底面に沿った第１チャンネルセットと発光性ポリマー材料 の上面に沿った第２チャンネルセットとが交差する点として定義されることを特 徴とする電界発光型キーパッド。 ４．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、基盤材料がプラスチック 、ファイバグラス（ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ），ポリアミド、ポリカーボネート、 フルオロ・ハロ（ｆｌｕｏｒｏ−ｈａｌｏ）カーボンのいずれかから成ることを 特 徴とする電界発光型キーパッド。 ５．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、キーパッドが透明なある いは光を通過させる材料から成ることを特徴とする電界発光型キーパッド。 ６．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、前記第１導電性層材料が アルミニウムから成ることを特徴とする電界発光型キーパッド。 ７．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、前記第２導電性層材料が インジウム錫酸化物から成ることを特徴とする電界発光型キーパッド。 ８．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、前記発光性ポリマー層材 料と、前記第１導電性層材料と、前記第２導電性層材料とがプリントスクリーン 技術を使用して形成されることを特徴とする電界発光型キーパッド。 ９．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、前記発光性ポリマ一層材 料と、前記第１導電性層材料と、前記第２導電性層材料とが真空蒸着技術を使用 して形成されることを特徴とする電界発光型キーパッド。 １０．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、前記少なくとも１つの 発光性ポリマー材料が、更に、前記少なくとも１つの発光性ポリマー材料を水分 及び酸素から守るために密封するコーティング材料を含むことを特徴とする電界 発光型キーパッド。 １１．請求項２に記載の電界発光型キーパッドであり、前記少なくとも１つの キーとホストシステムの電気的構成要素との間で障害となる電気的接触が起きる のを避けるべく、チャンネルがエッチングされることを特徴とする電界発光型キ ーパッド。 １２．請求項１に記載の電界発光型キーパッドであり、ホストシステムが個人 的通信装置であることを特徴とする電界発光型キーパッド。 １３．請求項１２に記載の電界発光型キーパッドであり、前記個人的通信装置 が携帯電話であることを特徴とする電界発光型キーパッド。 １４．電気的構成要素を含むホストシステムと供に使用される電界発光（エレ クトロルミネセンス）型ディスプレイであって、 基盤材料と、 ディスプレイ材料と、 少なくとも１つの発光性ポリマー（ＬＥＰ）層と、 電力供給に接続され且つ前記少なくとも１つのＬＥＰ層の底面に沿って配置さ れた第１導電性材料（ＥＣＭ）層であって、長さ方向に電気を伝えることのでき る第１方向にエッチングされた第１チャンネルセットを備える第１導電性材料（ ＥＣＭ）層と、 前記電力供給に接続され且つ前記少なくとも１つのＬＥＰ層の上面に沿って配 置された第２導電性材料（ＥＣＭ）層であって、長さ方向に電気を伝えることの できる前記第１方向に対して垂直方向にエッチングされた第２チャンネルセット を備える第２導電性材料（ＥＣＭ）層と を備え、 前記第１チャンネルセットと前記第２チャンネルセットが、ＬＥＰ層に沿って 多数の所定の点において交差することと、 前記第ＩＥＣＭ層と第２ＥＣＭ層が、表面の前記所定の点において少なくとも １つのＬＥＰ層へ電流を提供することによって、前記少なくとも１つのＬＥＰ層 が所定の点において光を出すこと を特徴とする電界発光型ディスプレイ。 １５．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、前記第ＩＥＣＭ 層がアルミニウムから成ることを特徴とする電界発光型ディスプレイ。 １６．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、前記第２ＥＣＭ 層がインジウム錫酸化物から成ることを特徴とする電界発光型ディスプレイ。 １７．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、前記第ＩＥＣＭ 層が誘電率の高い材料から成ることを特徴とする電界発光型ディスプレイ。 １８．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、前記第２ＥＣＭ 層が誘電率の低い材料から成ることを特徴とする電界発光型ディスプレイ。 １９．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、前記ホストシス テムが携帯電話であることを特徴とする電界発光型ディスプレイ。 ２０．請求項１４に記載の電界発光型ディスプレイであって、ディスプレイ面 が透明又は光を通過させる材料からなることを特徴とする電界発光型ディスプレ イ。