JP2004014143A - 照光式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＬ素子からの均一な照光に加え、良好なクリック感を得られる安価な照光式スイッチを容易に製造できるようにする。
【解決手段】エレクトロ・ルミネセンス素子からなるＥＬシート１の非発光側面１ａに、粘度を２〜４０Ｐａ・ｓの範囲に調整した紫外線硬化型樹脂で半球状の突起部２を成形する。突起部１の高さを０．１〜１ｍｍの範囲に調整することにより良好なクリック感が得られ、かつ薄く小型の突起部を容易に成形することができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、携帯情報機器、家電機器あるいは産業用機器等に用いられる照光式スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロ・ルミネセンス素子（以下「ＥＬ素子」という。）からなるＥＬシートの非発光側面に突起部を形成した照光式スイッチが、特開平９−３５５７１号において提案されている。この発明の実施の形態の１つを図８に示す。すなわちこの発明は、シート状のＥＬ素子部１５の非発光側面にスイッチ駆動用凸部１４を形成し、このＥＬ素子部の上面を押すと、このスイッチ駆動用凸部の先端が上部可動接点２１を下方に押し下げ、下部固定接点１８に接触して通電するものである。したがって、ＥＬ素子部１５の発光側面には、発光を遮る部材等を形成していないので、均一な照光を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来例においては、スイッチ駆動用凸部１４の具体的な形状や、製造方法については、言及されていない。そこで本発明者は、スイッチ駆動用凸部１４（以下「突起部」という。）について種々の試験等を行った結果、良好なクリック感が得られ、かつ容易に成形できる突起部の材料の特性と、寸法形状とを見出した。
【０００４】
そこで本発明の目的は、ＥＬ素子からの均一な照光に加え、良好なクリック感が得られ、かつ容易に薄く小型に製造可能な照光式スイッチを提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明による照光式スイッチの第１の特徴は、ＥＬシートと、このＥＬシートの非発光側面に形成した半球状の突起部と、この突起部に対向する位置に配設したスイッチシートとを備え、このＥＬシートは、透明基板上に透明電極層、発光層、絶縁層、背面電極層及び保護層をこの順序で積層されており、この突起部の材料が紫外線硬化型樹脂であって、その粘度が常温下で２〜４０パスカル・秒（以下、「Ｐａ・ｓ」と表記する）であることにある。
【０００６】
このように発明を構成することにより、良好なクリック感が得られ、かつ製造が容易な照光式スイッチを得ることができる。すなわち照光式スイッチの操作性を向上させるためには、ＥＬシートを介して突起部を指で押した時に、確実にボタンを押したというクリック感が得られることが極めて重要である。そしてこのクリック感を得るためには、突起部が十分な剛性を有していることが必要である。
【０００７】
ところで、紫外線硬化型樹脂は、突起部を形成するための好適な素材であるが、突起部の剛性を確保するためには、所定の高さ以上の突起部を形成する必要がある。しかるに紫外線硬化型樹脂の粘度を常温下で２Ｐａ・ｓ未満にすると、突起部を形成するときに素材が流れ易く、所定の高さを持った半球状の突起部を形成することが困難であることが判明した。一方、紫外線硬化型樹脂の粘度が常温下で４０Ｐａ・ｓを超えると、素材が固まり易く、表面が円滑な半球状の突起部を形成することが困難であることも判明した。
【０００８】
そこで突起部に紫外線硬化型樹脂を使用し、その粘度を２〜４０Ｐａ・ｓに調整することにより、所定の高さを有する半球状の突起部を、容易に形成することができる。
【０００９】
本発明による照光式スイッチの第２の特徴は、前記特徴１に記載した前記突起部の高さが０．１〜１ミリメータ（以下、「ｍｍ」と表記する）であることにある。
【００１０】
すなわち実験の結果、突起部を紫外線硬化型樹脂で形成する場合には、突起部の高さが０．１ｍｍ以上であれば、良好なクリック感が得られ、かつ紫外線硬化型樹脂の粘度を常温下で２Ｐａ・ｓ以上にすれば、０．１ｍｍ以上の高さを有する半球状の突起部を、容易に形成することができることが判明した。一方、携帯電話等の小型軽量化を図るためには、照光スイッチを薄く、かつ小型にすることが必要とされる。このためには、半球状の突起部の高さを必要最小限とし、かつ直径を６ｍｍ以下にすることが要請される。
【００１１】
しかるに粘度が常温下で２〜４０Ｐａ・ｓの紫外線硬化型樹脂を用いて、半球状の突起部を形成すると、高さＨと直径Ｄとの関係は、４Ｈ≦Ｄ≦６Ｈとなることが実験に確認された。したがって半球状の突起部の直径Ｄを６ｍｍ以下にするためには、上述した関係である４Ｈ≦Ｄ≦６ｍｍ（＝６Ｈ）から、高さＨを１ｍｍ以下にする必要がある。以上により、突起部の高さを０．１〜１ｍｍにすることにより、良好なクリック感が得られ、かつ、薄く小型の照光式スイッチを容易に形成することができる。
【００１２】
本発明による照光式スイッチの第３の特徴は、前記特徴１〜２のいずれかに記載した突起部が、スクリーン印刷によって形成してあることにある。また、本発明による照光式スイッチの第４の特徴は、前記特徴１〜２のいずれかに記載した突起部が、ポッティングによって形成してあることにある。
【００１３】
すなわち、粘度が常温下で２〜４０Ｐａ・ｓの紫外線硬化型樹脂からなる半球状の突起部を、スクリーン印刷あるいはポッティングにより形成すれば、上述した関係である４Ｈ≦Ｄ≦６Ｈが確保できるため、良好なクリック感のある、薄く小型の照光式スイッチを、容易に製造することができる。
【００１４】
本発明による照光式スイッチの第５の特徴は、前記特徴１〜４のいずれかに記載したＥＬシートの発光側面に、キートップが貼着してあることにある。また、本発明による照光式スイッチの第６の特徴は、前記特徴１〜４のいずれかに記載したＥＬシートの発光側面に、キートップがこのＥＬシートと一体成形してあることにある。そして本発明による照光式スイッチの第７の特徴は、前記特徴１〜６のいずれかに記載したＥＬシートの発光側面に、文字と絵柄層とが形成してあることにある。
【００１５】
本発明による照光式スイッチの第８の特徴は、前記特徴５〜６のいずれかにおいて、前記キートップの表面に、文字と絵柄層とが形成してあることにある。また、本発明による照光式スイッチの第９の特徴は、前記特徴５〜６のいずれかに記載したキートップが、透光性を備え、このキートップの底面に文字と絵柄層とが形成してあることにある。
【００１６】
このように発明を構成することにより、照光式スイッチの所定の押圧位置を明示するキートップ、あるいは文字及び絵柄層を容易に形成することができ、照光式スイッチの厚みを殆ど増加させることなく、照光式スイッチの操作性を向上させることができる。
【００１７】
本発明による照光式スイッチの第１０の特徴は、前記特徴１〜９のいずれかに記載したスイッチシートが、メタルドームシートであることにある。また、本発明による照光式スイッチの第１１の特徴は、前記特徴１〜９のいずれかに記載したスイッチシートが、ポリマードームシートであることにある。
【００１８】
すなわちスイッチシートをドーム形状に構成することにより、突起部の先端でスイッチシートを押圧したときに、ドームシートが弾性変形する。したがって照光式スイッチの押圧ストロークを確保できために、操作性が向上する。また弾性変形の復元力によって、さらにクリック感を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１に示す照光式スイッチは、エレクトロ・ルミネセンス素子からなるＥＬシート１と、このＥＬシートの非発光側面１ａに形成した半球状の突起部２と、この突起部に対向する位置に配設したスイッチシート３とを備えている。そして図２に示すようにＥＬシート１は、フィルム状の透明基板１１上に、透明電極層１２、発光層１３、絶縁層１４、背面電極層１５及び保護層１６を、この順序で積層して形成してある。
【００２０】
透明電極層１２は、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」という。）製の透明基板１１上に、インジウム−錫酸化物（以下「ＩＴＯ」という。）を蒸着して形成する。発光層１３は、透明電極層１２の上面に、発光インクを印刷して形成する。なお発光インクを構成する発光体は、銅をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を使用する。この発光インクは、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体を、メチルエチルケトンの溶剤に溶かしたフッ素樹脂バインダーと、上記発光体とを混合攪拌して製造する。そして、発光層１３は、スクリーン印刷法等の手段によって、この発光インクをＩＴＯの蒸着面に印刷し、その後、加熱乾燥して形成する。
【００２１】
次に発光層１３上に、この発光層と同様の手段によって、絶縁層１４を形成する。絶縁層１４を形成するインクは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）からなる高誘電体物質と、上述したフッ素樹脂バインダーとを混合攪拌して製造する。また背面電極層１５は、絶縁層１４上にカーボンインクを印刷し、加熱乾燥して形成する。このカーボンインクは、カーボン粉をバインダーであるポリエステルに混合して製造する。なおこのカーボンインクは、カーボン粉と、銀粉と、銅粉とをバインダーであるポリエステルに混合して製造してもよい。最後に保護層１６を、背面電極層１５上に印刷して形成する。保護層１６は、ポリエステル、ポリイミド、あるいはポリ塩化ビニル等の、電気的に絶縁性を有するものであれば良い。
【００２２】
次に図１及び図２に示すように、突起部２は、ＥＬシート１の非発光側面１ａの所定の位置に、紫外線硬化型樹脂を用いてスクリーン印刷し、紫外線を照射して硬化させることにより形成する。紫外線硬化樹脂は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂等がありいずれも適用可能である。この発明の実施の形態においては、紫外線硬化型樹脂の硬化前の粘度は、常温下で２０Ｐａ・ｓであり、スクリーン印刷の乳剤厚を０．４ｍｍとしている。その結果、高さＨが０．４ｍｍの半球状の突起部２が形成される。なお半球状の突起部２の直径は、上述した関係式により、１．６〜２．４ｍｍに範囲で形成することができる。そして突起部２を、このように設定した紫外線硬化型樹脂の粘度、及び乳剤厚から形成することより、ＥＬシート１の発光側面１ｂから、この突起部を後述するメタルドームあるいはポリドームに押圧するときに、良好なクリック感を得ることができる。また薄く小型の突起部２を、容易に成形することができる。なお突起部２は、スクリーン印刷に限らず、ポッティングによって形成してもよい。
【００２３】
さて図１に戻って説明を続けると、突起部２に対向する位置にスイッチシート３が配設してあり、このスイッチシートは、図１の中で上方側にドーム状に膨らんだ形状を有するメタルドームシートで形成してある。スイッチシート３の最下部は、スイッチ基板３５となっており、このスイッチ基板上には、１個の導電性固定接点３４と、この導電性固定接点を中心に挟む１対の導電性固定接点３３、３３とが形成してある。この１対の導電性固定接点３３、３３は、その上を覆うドーム形状をしたメタルドーム３２の、円周端部に接触しており、このメタルドームは、その外表面を覆う粘着剤付きのＰＥＴシート３１によって、スイッチ基板３５上に固定してある。なおメタルドーム３２の頂点は、半球状の突起部２の頂点と対向する位置になっている。
【００２４】
したがってＥＬシート１の発光側面１ｂを指で押すと、このＥＬシートの非発光側面１ａに形成した突起部２の頂点が、メタルドーム３２を下方に押圧変形させ、中央の導電性固定接点３４に接触することにより、１対の導電性固定接点３３、３３と短絡する。このようにして電気的なスイッチング動作が可能になる。また、メタルドーム３２が弾性変形することにより、照光式スイッチの押圧ストーロクを確保できるので操作性が向上する。そしてこの弾性変形の復元力によって、さらにクリック感を向上させることができる。
【００２５】
図３は、突起部１０２に対向する位置に配設したスイッチシート１０３を、上方側にドーム状に膨らんだ形状を有するポリマードームシートで形成した場合を示している。すなわちスイッチ基板１３５上には、１対の導電性固定接点１３３、１３４が形成してあり、これらの導電性固定接点を、ドーム形状をしたＰＥＴシート１３１で覆っている。ＰＥＴシート１３１の円周端部は、スイッチ基板１３５上に貼着してあり、また頂点の内側面には、可動接点１３２が形成してあり、エンボス加工がされている。なおドーム形状をしたＰＥＴシート１３１の頂点は、半球状の突起部１０２の頂点と対向する位置になっている。
【００２６】
したがってＥＬシート１０１の発光側面１０１ｂを指で押すと、このＥＬシートの非発光側面１０１ａに形成した突起部１０２の頂点が、ドーム形状をしたＰＥＴシート１３１を下方に押圧変形させ、可動接点１３２が導電性固定接点１３３、１３４の双方に接触することにより、これらの導電性固定接点１３３、１３４を短絡させる。このようにして電気的なスイッチング動作が可能になる。また、ＰＥＴシート１３１が弾性変形することにより、上述したように操作性及びクリック感を向上させることができる。
【００２７】
図４に示す照光式スイッチは、ＥＬシート２０１の発光側面２０１ｂ上に、キートップ２０４を両面粘着テープ２０５を介して貼着したものである。なお両面粘着テープ２０５の代わりに、粘着剤や接着剤を使用することもできる。図５に示す照光式スイッチは、ＥＬシート３０１の発光側面３０１ｂを構成する透明基板３１１上に、キートップ３０４を、この透明基板と一体成形したものである。前記両面粘着テープ２０５及び粘着剤、接着剤は、キートップ２０４の識別性向上のため透明のものが好ましい。
【００２８】
図６に示す照光式スイッチは、ＥＬシート４０１の発光側面４０１ｂを構成する透明基板４１１上に一体成形したキートップ４０４の上側面に、文字及び絵柄層４０６を形成したものである。図７に示す照光式スイッチは、ＥＬシート５０１の発光側面５０１ｂ上に、文字及び絵柄層５０６を挟んでキートップ５０４を貼着したものである。なおキートップ５０４は、透光性の合成樹脂からなり、このキートップの底部にある文字及び絵柄層５０６が、透けて見えるようにしてある。
【００２９】
【発明の効果】
第１に、粘度を常温下で２〜４０Ｐａ・ｓの範囲に調整した紫外線硬化型樹脂を使用することにより、所定の高さを有する半球状の突起部を、ＥＬシートの非発光側面上に容易に形成することができる。このため、良好なクリック感が得られる照光式スイッチを、容易に製造することができる。第２に上記半球状の突起部の高さを、０．１〜１ｍｍの範囲に調整することにより、この突起部の所定の剛性を確保しつつ、薄く小型の照光式スイッチを容易に製造することができる。
【００３０】
第３に、照光式スイッチの厚みを殆ど増加させることなく、所定の位置を明示するキートップ、あるいは文字及び絵柄層を容易に形成することができ、照光式スイッチの操作性を向上させることができる。第４に、突起部で押圧するスイッチシートをドーム形状に形成することにより、このスイッチシートの弾性変形を利用することができる。したがって照光式スイッチの押圧ストロークを確保できるので、操作性が向上する。また弾性変形の復元力によって、さらにクリック感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図２】ＥＬシートの一部拡大断面図である。
【図３】他の照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図４】他の照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図５】他の照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図６】他の照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図７】他の照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【図８】従来例による照光式スイッチの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１、１０１〜５０１　　　　ＥＬシート
１ａ、１０１ａ　　　　　　非発光側面
１ｂ、１０１ｂ〜５０１ｂ　発光側面
１１、３１１、４１１　　　透明基板
１２　　　　　　　　　　　透明電極層
１３　　　　　　　　　　　発光層
１４　　　　　　　　　　　絶縁層
１５　　　　　　　　　　　背面電極層
１６　　　　　　　　　　　保護層
２、１０２〜５０２　　　　突起部
３、１０３〜５０３　　　　スイッチシート
３１、１３１　　　　　　　ＰＥＴシート
３２、１３２　　　　　　メタルドーム（可動接点）
３３、１３３、　　　　　導電性固定接点
３４、１３４　　　　　　導電性固定接点
３５、１３５　　　　　　スイッチ基板
２０４〜５０４　　　　　キートップ
２０５　　　　　　　　　両面粘着テープ
４０６、５０６　　　　　文字及び絵柄層

Claims (11)

1. ＥＬシートと、このＥＬシートの非発光側面に形成した半球状の突起部と、この突起部に対向する位置に配設したスイッチシートとを備え、上記ＥＬシートは、透明基板上に透明電極層、発光層、絶縁層、背面電極層及び保護層をこの順序で積層されている照光式スイッチにおいて、上記突起部の材料が紫外線硬化型樹脂であって、その粘度が常温下で２〜４０パスカル・秒であることを特徴とする照光式スイッチ。
2. 請求項１において、前記突起部の高さが０．１〜１ミリメータであることを特徴とする照光式スイッチ。
3. 請求項１〜２のいずれかにおいて、前記突起部がスクリーン印刷によって形成してあることを特徴とする照光式スイッチ。
4. 請求項１〜２のいずれかにおいて、前記突起部がポッティングによって形成してあることを特徴とする照光式スイッチ。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ＥＬシートの発光側面にキートップが貼着してあることを特徴とする照光式スイッチ。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記ＥＬシートの発光側面にキートップがこのＥＬシートと一体成形してあることを特徴とする照光式スイッチ。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記ＥＬシートの発光側面に文字と絵柄層とが形成してあることを特徴とする照光式スイッチ。
8. 請求項５〜６のいずれかにおいて、前記キートップの表面に文字と絵柄層とが形成してあることを特徴とする照光式スイッチ。
9. 請求項５〜６のいずれかにおいて、前記キートップが透光性を備え、このキートップの底面に文字と絵柄層とが形成してあることを特徴とする照光式スイッチ。
10. 請求項１〜９のいずれかにおいて、前記スイッチシートがメタルドームシートであることを特徴とする照光式スイッチ。
11. 請求項１〜９のいずれかにおいて、前記スイッチシートがポリマードームシートであることを特徴とする照光式スイッチ。

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