JP4035378B2

JP4035378B2 - 押釦スイッチ用部材の製造方法

Info

Publication number: JP4035378B2
Application number: JP2002159678A
Authority: JP
Inventors: 利行川口; 真司堀田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP2004006105A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯端末、電話機、カーステレオ、車載用ボードコンピュータ、オーディオ、計測器、パーソナルコンピュータ、ホームシアター用リモコン等の入力装置に用いられ、この入力装置のキートップ部にそれぞれのスイッチ機能を表示する表示部を有する押釦スイッチ用部材に関するものであり、より詳しくは、暗い所で表示部を照らし出すことのできる照光式の押釦スイッチ用部材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の入力装置に用いられる押釦スイッチ用部材は、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又は図９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とが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まれて押釦スイッチ３０のスイッチ機能を実現できるようにしている。そして、暗い所でも押釦スイッチ３０の機能がわかるように、各々の操作キーとなるのキートップ部３１の天面部又は裏面部には、それぞれのスイッチ機能に応じた文字、符号又は図柄等の模様を施した表示部３４が設けられており、回路基板３３上に設けたＬＥＤ３５や電球３６等の光源から発せられる直射光及びこの直射光が周辺の部材に反射して生じる反射光がキートップ部３１の裏面部から天面部に透過することで、表示部３４の表示内容が浮かび上がって視認できるようになっている。これにより、夜間時でも支障なく携帯電話等を使用することができる。
【０００４】
また、より均一な明るさが要求される場合には、図１０又は図１１に示したように、ＬＥＤ３５とキートップ部３１との間に薄板上の導光部材３７を挿入したり、光源として面発光するＥＬ（エレクトロルミネセンス）シート３８を使用することで発光表面積を大きくすることが試みられていた。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤ３５、電球３６、ＥＬシート３８等の光源及び光源からの直射光を導く導光部材３７は、回路基板３３上の接点部３９とキートップ部３１との接触動作を阻害することのないよう、キートップ部３１から離れた所に配置されているため、光源３５，３６，３８や導光部材３７と表示部３４とが離れた位置関係となり、ＬＥＤ３５や電球３６の数を増やしたり、導光部材３７を補ったり、或いはＥＬシート３８を用いた場合にあっては、部品点数が増加することによる設計の困難性が高くなる割には、暗い所で表示部３４の表示内容を確認するだけの十分な光量を供給できない場合が生じ、その実効性に乏しかった。
【０００６】
特に、電池駆動する携帯電話機にあっては、低消費電力が求められており、少ない数の光源で十分な光量を確保することが望まれるが、上述した従来の方法では光源から発せられる光の一部しか表示部３４の視認性向上に寄与できず、大きな消費電力を使用しても視認性を向上することができないといった矛盾が生じていた。
【０００７】
さらに、キートップ部３１とこれに対応する固定基板３３に設けた接点部３９の間に、光源３５，３６，３８や導光部材３７を設けるため押釦スイッチ３０の厚みを薄くすることができず、ひいては入力装置や機器本体の厚みを薄くすることに制約が生じると共に重量の増加を招くこととなっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、以上のような不具合を解消するため、特開平１１−２３２９５４号公報又は特開２０００−２８５７６０号公報に記載された発明のように、キートップ部の天面部に自発光する面発光体を設けて表示部の近傍に光源を取り付けることで、光の拡散と障害物による光量の損失を防ぐ工夫が行われているものが知られている。これらは、絶縁性透明フィルムに文字、符号又は図柄等の模様が施された表示部層、透明電極、発光体、誘電体、背面電極を形成した後、キートップ形状を成形するものである。
【０００９】
より具体的には、透明電極は透明絶縁フィルム上に、酸化錫インジウ、酸化錫や酸化アンチモン錫をイオンスパッタリング等でセラミック層を形成したもの、或いはセラミック粉を透明絶縁性樹脂に分散混合した透明導電性インク、さらには透明な導電性高分子をスクリーン印刷等で形成したものである。背面電極には、銀ペーストやカーボンペースト或いは導電性高分子ペーストを用い、効率のよい発光を得るため、給電端子から発光部までの電圧低下をきたさないように、それぞれの電極に連なる導体を設け導電性を補っている。
【００１０】
ところが、この従来の表示部の近傍に面発光体を有する押釦スイッチ用部材にあっては、環境安定性、特には、高湿下においては、透明電極或いはそれに連なる導体と、背面電極或いはそれに連なる導体との絶縁性が低下するという問題があった。
【００１１】
そのため、この発明の発明者はこの発明より以前に、発光部以外では両者が異なる平面上に配置され、かつ重ならないようにすることを提案した。
【００１２】
しかしながら、昨今の携帯端末の軽薄短小化、高密度化、多様化から、透明電極の導体と背面電極の導体とが重ならないように配線することは物理的に難しく、そのため、透明電極と背面電極との絶縁性を維持することが難しく、良好な発光品質を得ることが困難であるという問題を内包していた。
【００１３】
そこで、この発明は、以上のような従来の表示部の近傍に面発光体を有する押釦スイッチ用部材の問題を解消するために考えられたものであって、透明電極の導体と背面電極の導体との十分な絶縁性を確保し、均一な発光をする表示部が効率よく得られ、携帯端末の軽薄短小化、高密度化、多様化にも対応し得る押釦スイッチ用部材とその製造方法を提供することを課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回路基板上の固定接点に対向して配置される可動接点を前記固定接点に接触させる方向に押圧するための複数のキートップ部と、該キートップ部を所定の位置に配して前記回路基板上に取り付けるためのカバー基材とを有し、前記キートップ部には、識別機能又はスイッチ機能を表示する表示部と、該表示部に一体の面発光体とを有し、前記面発光体は、発光材料からなる発光体層が透明電極と背面電極との間に挟まれて、前記透明電極と前記背面電極間に交流を印加することで前記発光体層を発光させる構成を有する押釦スイッチ用部材の製造方法であって、平面状の基材フィルムに前記透明電極、前記発光体層、前記背面電極、前記透明電極と連なる導体、及び、背面電極に連なる導体を形成し、その際、前記発光体層は、前記基材フィルムの前記キートップ部の前記天面部に対応する位置に、前記キートップ部の前記天面部より小さく形成し、また、前記透明電極に連なる導体及び前記背面電極に連なる導体は、前記透明電極と前記背面電極のそれぞれに複数接続し、且つ、前記キートップ部に対応する位置以外において、前記透明電極に連なる導体と前記背面電極に連なる導体とが交差する部位を設けると共に前記両導体間に絶縁層を介在させ、更に、前記透明電極及び該透明電極に連なる導体と、前記背面電極及び該背面電極に連なる導体とは、前記キートップ部の側面に対応する位置で互いに重ならないように形成し、その後、前記各電極、前記発光体層、及び前記各電極と連なる前記各導体を形成した前記基材フィルムを、前記表示部の領域を除いて加熱して成形することで、前記キートップ部の側面に対応する位置を延伸させて、前記キートップ部の天面部に対応する位置を前記キートップ部に対応する位置以外の部位より***させ、前記キートップ部の天面部に対応する位置に発光体層が位置するように成形することを特徴とする。
【００１５】
ここで、絶縁層とは、絶縁性を有する厚みを持った部材を意味し、単独又は複数の材料のいずれからなるものであってもよい。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記複数のキートップ部は１つの絶縁性を有する基材フィルムに一体に設け、いずれか１つのキートップ部を操作したときに生じる前記基材フィルムの応力を他のキートップ部に伝えることを防ぐ応力遮断部が隣接するキートップ部同士を繋ぐ前記基材フィルムの前記平坦部に形成することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加えて、前記絶縁層の厚みを、少なくとも１０μｍ以上にすることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成に加えて、前記絶縁層に、絶縁性中空粒子を含有させることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項３の構成に加えて、前記透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体とが重なる部位において、一方の導体を前記基材フィルムを貫通させて片面側から他面側へ配線し、該基材フィルムを前記絶縁層とすることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加えて、複数の前記キートップ部のそれぞれに設けられた複数の前記透明電極及び複数の前記背面電極を、前記透明電極に連なる導体及び前記背面電極に連なる導体により並列に接続することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１乃至図７によって説明する。
【００２２】
［発明の実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材を示した要部断面図である。
【００２３】
図１に示した実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材１は、文字、符号又は図柄等の模様部とその背景部とからなり、少なくともそのいずれか一方が発光する表示部２をキートップ部３の天面部側に設けたものであって、表示部２に自発光する面発光体４を採用したものである。
【００２４】
押釦スイッチ用部材１には、回路基板５上の固定接点６に対向させて配置される可動接点７が設けられている。具体的には、キートップ部３の裏面部中央に設けた押圧突部８の先端に可動接点７を形成し、キートップ部３を回路基板５側へ押圧することにより可動接点７が固定接点６へ接触できるようにしている。
【００２５】
また、キートップ部３の外周部でかつ押釦スイッチ用部材１と回路基板５との間には、所定の位置に配された複数のキートップ部３を一体に形成したシリコーンゴム等の弾性材料のカバー基材（図示せず）が設けられており、キートップ部３を押圧した際にカバー基材の一部が回路基板５側に弾性変形して、キートップ部３から手を離した際にカバー基材の弾性復元力によりキートップ部３が元の位置に復帰できるようにしている。
【００２６】
押釦スイッチ用部材１には複数のキートップ部３が配置されており、人間工学等の観点から、３次元の複雑な形状を有している場合が多く、キートップ部３の天面部は、キートップ部３以外の部分より***した形状となり、入力装置の筐体に設けられた開口部（図示せず）から突出している。表示部２は数字、文字又は図柄等の模様が採用され、キートップ部３の識別機能又はキートップ部３のスイッチ機能の説明を示すものが使われる。これら表示部２は、例えば文字色（模様部）と文字以外の背景色（地部）との色差によって識別されるが、必要に応じて視認性のよい色合いが選択されることとなる。
【００２７】
プランジャー部等を形成する芯材１５として充填される材料は、硬質又は軟質の樹脂や、エラストマーから選ばれる。熱可塑性又は熱硬化性、或いはペレット状又は液状等その性状を限定するものではないが、液状熱硬化性樹脂は注入作業が容易であり成形性の点で優れている。プランジャー部等の形成には、射出成形、トランスファー成形、ポッティング等によって行うことができ、予め成形したものを接着して設けることも可能である。
【００２８】
キートップ部３の裏面部を除いた押釦スイッチ用部材１の外周表面には、基材フィルムである透明絶縁性フィルム９が被覆されており、この透明絶縁性フィルム９の裏面にはキートップ部３の側面からキートップ部３の天面部に達する範囲で、面発光体４の一方の電極となる透明電極１０が設けられている。透明電極１０の裏面及び透明電極１０が設けられていない透明絶縁性フィルム９の裏面には、遮光性及び絶縁性を有する不透明着色層１１が設けられている。
【００２９】
そして、不透明着色層１１には表示部２の文字、符号又は図柄等の形態に合わせた抜き型部１２が形成されている。不透明着色層１１の裏面には、抜き型部１２を含めたキートップ部３の天面部の大きさより僅かに小さな大きさの発光体層１３を設けている。したがって、抜き型部１２は発光体層１３で埋められ、文字、符号又は図柄等からなる模様部が形成され、この模様部と抜き型部１２の周囲の不透明着色層１１からなる背景部（地部）とによって表示部２のデザインが完成されることになる。そして、発光体層１３の裏面には、もう一方の電極を形成する背面電極１４を設けている。
【００３０】
図２は、図１の天面部を拡大した要部拡大断面図である。
【００３１】
不透明着色層１１には透明着色層１６が接触して設けられており、透明着色層１６の一部が不透明着色層１１の抜き型部１２を埋めている。透明着色層１６の裏面にはアンカーコート層１７が設けられており、透明着色層１６と透明電極１０との密着性を高めるようにしている。アンカーコート層１７は、透明着色層１６に透明電極１０との密着性を高める機能がある場合には省略することができる。
【００３２】
透明電極１０は必要以上に大きくすることのないようにすべきであり、背面電極１４との絶縁を保つために、背面電極１４に連なる導体Ｈとは重なることがないように、形成することが肝要である。透明電極と１０と背面電極１４との間には、発光材料からなる発光体１８と誘電体層１９とが挟まれている。発光体１８と誘電体層１９は透明電極１０と背面電極１４の絶縁性を保つ必要から、透明電極１０と背面電極１４が重なる部分においては、透明電極１０を覆うように形成する必要がある。
【００３３】
キートップ部３の天面部には表示部２があり、この表示部２が成形によって歪んだり延伸されることはないが、キートップ部３の側面の部分が成形により最も延伸される。そのため、キートップ部３の側面の部分に各層の周辺端部や、透明電極１０とそれに連なる導体Ｔ及び背面電極１４とそれに連なる導体Ｈが重なる部分があっては、剥離、断線が生じることになり兼ねないので、避けなければならない。また、成形のばらつき等による不慮の断線或いは抵抗値の上昇を避けるために、冗長回路として、複数の導電回路を透明電極１０と背面電極１４のそれぞれにほぼ法線方向に接続することは、発光の安定性に大変好ましい。
【００３４】
透明絶縁性フィルム９は、厚みが２５〜５００μｍ程度のポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフロロエチレンプロピレン、ポリクロロトリフロロエチレン、ポリビニリデン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリアリレート、或いはスチレン系、ポリエステル系、ポリアミド系熱可塑エラストマーや、それらの共重合物、アロイ等の変性物の他、数種のフィルムをラミネーションした複層品等が使用できる。
【００３５】
また、透明絶縁性フィルム９は、キートップ形状の形成が容易な、軟化点が１００〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃の樹脂がよく、ガス透過の小さいものが望ましい。成形後、外側に酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着法、ゾルゲル法等の方法でガスバリアー層として形成することや、透明樹脂等のオーバーコート層を形成することは、発光体層１３や表示部２の意匠を保護し、長寿命化にとって好ましい。
【００３６】
透明着色層１６と不透明着色層１１は、軟質の樹脂やエラストマーをバインダーにし、染料や顔料を混合したもので、透明絶縁性フィルム９に密着し、同じく延伸性のあるものがよく、同様の樹脂を用いることが好ましい。その厚みは１〜２０μｍとされるが、印刷等で設けやすい３μｍ以上で、全厚の薄い方が成形しやすいことから、１０μｍ以下が好ましい。
【００３７】
透明電極１０に用いられる材料には、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリセレノフェン、ポリアズレン、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリピリダジン、ポリナフチレン、ポリフルオレンやそれらのアルキル化やアルコキシル化等の置換基を導入したポリエチレンジオキシチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ(３メチルチオフェン)、ポリ（３，４−ジメチルチオフェン）、ポリ（３−チオフェン−β−エタンスルフォネール）、ポリメチルピロール、ポリ(３へキシルピロール)、ポリ（３−メチル−４−ピロールカルボン酸メチル）、ポリシアノフェニレンビニレン、ポリジメトキシフェニレンビニレン誘導体、或いはポリイソプレン変成物等の共役系導電性高分子が挙げられる。
【００３８】
このうち、ドーパントの影響もあるが、酸素や湿度に安定性が高く、透明性があり導電性が高い、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン誘導体が好ましい。
【００３９】
導電性高分子単体では、十分な抵抗を得ることができないため、ドーピングする必要があり、アクセプターとしてヨウ素、臭素等のハロゲン、ＰＦ_５、ＡｓＦ_５、ＢＦ_３等のルイス酸、ＨＦ、ＨＣｌ、Ｈ_２ＳＯ_４等のプロトン酸やパラトルエンスルホン酸、パラメトキシエチルトルエンスルホン酸等の有機酸、ＦｅＣｌ_３、ＴｉＣｌ_４等の遷移金属化合物、テトラシアノジメタン、テトラシアノテトラアザナフタレン、クロラニル等の有機物質或いはドナーとしてのＬｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属等が挙げられる。
【００４０】
温度、湿度による安定性を高めるため、脱ドープには注意が必要で、電解質アニオン、カチオンは避ける方がよく、導電性高分子との配位結合や共重合等は固定に対し有効な方法である。特に、ドーパントをＡＢ２型のモノマーを出発原料とし、中心核分子から順次結合させて合成されたデンドリマーやポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン等のオリゴマー、ポリマー或いはフラーレン分子に導入し、官能基として担持することは簡便であり、透明絶縁性成形体やフィルムへの密着性が高まることから、特に望ましい。また、このような担体を中心に多官能となったドーパントは、導電的には、導電性高分子の分子間をブリッジさせ、安定化し抵抗を下げることにもなるため、非常に有用である。導電性高分子が封止された状態では脱ドープの影響は非常に小さくなるので、成形体中に収めるようにする方がよい。
【００４１】
さらに、導電性を低下させるためには、導電性高分子を延伸し、導電性高分子の分子間距離を縮めることは有用で、賦形時の延伸を利用することができる。
【００４２】
透明電極１０の他の材料としては、酸化錫インジウム、酸化錫や酸化アンチモン錫をイオンスパッタリング等でセラミック層を形成したもの、或いはセラミック粉を透明絶縁性樹脂に分散混合した透明導電性インク等も挙げられるが、キートップ形状に延伸成形されるときに、抵抗が上昇してしまうことがないように、微細な導電性繊維を混合することによりその欠点を補う等の処置が必要である。導電性高分子は破断するまで導電性を維持するので、延伸成形を伴うこの発明には好都合である。
【００４３】
発光体層１３の構造は、電気−光変換のメカニズムを利用すればよく、表示部２の領域を均一に発光させ、樹脂の成形体との複合化を考えると、有機系の無機ＥＬ、有機ＥＬ或いはＬＥＣ（Ｌight Ｅmitting Ｅlectrochemical Ｃell、電気化学発光）等が挙げられ、この中でも膜厚制御が容易で、環境に対する安定性があり簡便な無機ＥＬが適している。
【００４４】
無機ＥＬは対向する少なくとも一方が透明の２電極（透明電極１０とベース電極１４）間に、約５〜５０μｍの発光体１８を設け、２０〜１００Ｖ、５０〜４００Ｈｚの交流を印加して発光させる。携帯機器等の直流電池の場合には、インバーター等によって昇圧し、交流に変換する必要がある。
【００４５】
発光体１８は、硫化亜鉛等の無機蛍光体粉末をシアノエチルセルロース、シアノエチルサッカロース、シアノエチルプルラン、シアノエチルビニルアルコール等の高誘電体有機物バインダーに分散させ、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等で溶液化し、湿式にて加工を施すことができる。特に、発光体１８には銅、鉄等の金属をドーピングし多色化が図られている。また、蛍光体をゾルゲル法等により、セラミックスでマイクロカプセル化し、耐湿性を高めたものが知られている。発光効率だけでなく基材への密着性や低い透湿性が求められる場合は、適宜使用することができる。接着性の低い導電性高分子からなる透明電極１０に、良好に接着するためには、アンカーコートの材料と同等のものを用いることが望ましい。
【００４６】
誘電体層１９のバインダーには、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム等の高誘電体をさらに配合し、電界効率を上げることができる。透明電極１０と背面電極１４とを絶縁するには、両者の体積抵抗と膜厚が重要で、ＤＣ１００Ｖ印加で１の１３乗以上の体積抵抗が必要で、膜厚は少なくとも１０μｍは必要である。この絶縁性が低下すると、発光輝度が低くなり、発光効率が落ちるので注意が必要である。勿論、ピンホールや異物の混入等があってはならない。無溶剤インク等の高濃度インクを用いると、一度に膜厚が形成され、溶剤揮発によるピンホール等が低減し、絶縁性を維持しやすい。
【００４７】
従来の面状光源として用いられる無機ＥＬシートの面積は広いが、この発明は表示部２のみに採用するため、その面積は約１／５〜１／１００となり、それに比例して消費電力を低減することができる。
【００４８】
透明電極１０と対向する背面電極１４は、前述の導電性高分子でもかまわないが、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金等の金属又は合金、或いはタングステンカーバイト、炭化珪素、酸化スズ、酸化インジウム等の導電性セラミックス微粒子の他、カーボンブラック、グラファイト等の導電性フィラーをエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の低架橋密度の熱硬化性樹脂、或いはポリアミド、ポリエステル、ポリアクリル、塩素化ポリオレフィンや未加硫合成ゴム、熱可塑性エラストマー等の分子量の大きな熱可塑性樹脂とすることは延伸性が高くなるので好ましい。
【００４９】
バインダーの成形温度における貯蔵弾性率は、基材及び後述する絶縁性高分子薄膜２０のそれより小さくて、それらより早く流動状態となり、容易に延伸されることが必要である。動的粘弾性を測定すると、その貯蔵弾性率は１桁以下、さらに好ましくは２桁以下であることが好ましい。動的粘弾性を測定するのに十分な試料の大きさがない場合は、微小硬度計を用い、試料が必要な温度に維持した状態で、大小の判別を行うことができる。
【００５０】
透明電極１０、発光体１８、誘電体層１９及び背面電極１４からなる発光体層１３の裏面は絶縁性を有する絶縁性高分子薄膜２０が形成され、電気的に保護されている。
【００５１】
透明電極１０又は背面電極１４に連なる導体Ｔ，Ｈは、背面電極１４と同じ材料が用いられるが、導電性がよいことが好ましく、一般には銀ペースト、カーボンペーストが用いられる。
【００５２】
透明電極１０又は背面電極１４に連なる導体Ｔ，Ｈは、図３に示したように、複数のキートップ部３を同電位に保ち、輝度むらをなくすため、導体Ｔ，Ｈを介して並列に繋がれており、発光部以外では、リーク電流が生じないように、最小限の面積で重なるように努めなければならない。
【００５３】
特に、導体Ｔ，Ｈを引き回す面積に限界があるので、透明電極１０又は背面電極１４に連なる導体同士Ｔ，Ｈが交錯してしまう。このため、十分な絶縁性を与えるために、絶縁性インク等で絶縁層を両者の間に設けることが望ましい。図４に示したものは、導体Ｔと導体Ｈとが交差する部位に、絶縁層として絶縁性インク等を印刷した絶縁印刷層２６を採用した例である。このように、絶縁層を印刷で形成した場合は、ピンホールに注意を払わなければならない。
【００５４】
導体Ｔと導体Ｈとが交差する部位における両者の隔絶距離、言い換えると絶縁印刷層（絶縁層）２６の厚みは１０μｍ以上、より望ましくは２０μｍ以上とすればよい。ここで、絶縁層を単独の部材で構成する場合には重ね印刷、若しくはインク固形分を高めたものを使用するほか、粒径の大きな絶縁性粒子、例えばガラス粒子、アクリル粒子、シリコーン粒子、スチレン粒子等を含有するものを用いて厚膜印刷すればよい。絶縁性粒子が中空であった場合は、誘電率が低下することから、交流駆動の発光体を用いるときには、特に好都合である。
【００５５】
また、絶縁性を有する基材フィルムである透明絶縁性フィルム９を絶縁層として用いた場合には、高い絶縁性を確保することができる。この場合は、図５に示したように、透明絶縁性フィルム９に予め設けたスルーホールＳを介して、透明電極１０に連なる導体Ｔをこの導体Ｔが配置される一方の側から他方の側へ逃がすようにして配線し、交差する背面電極１４に連なる導体Ｈとの間に透明絶縁性フィルム９を介在させることで、基材フィルムである透明絶縁性フィルム９が透明電極１０に連なる導体Ｔと背面電極１４に連なる導体Ｈとの絶縁層として機能させることができる。
【００５６】
なお、透明絶縁性フィルム９を絶縁層として採用する場合には、絶縁層は当然透明であるが、キートップ部３の意匠との関係で不透明となることもあり、いずれかに限定されるものではない。
【００５７】
また、図３又は６に示したように、キートップ部３を操作したときに、隣接するキートップ部３が連なって動くことのないようにしなければならず、そのため隣接するキートップ部同士３，３を繋ぐ透明絶縁性フィルム９の平坦部に切り欠き２１を設け、個々のキートップ部３の独立性を保つことが必要である。ここで、切り欠き２１は、いずれか１つのキートップ部３を操作した際に基材フィルムである透明絶縁性フィルム９に生じる応力が隣接するキートップ部３に伝わらないようにする応力遮断部であって、同様の作用を実現できるものであればこれに限らず、例えばスリットやその他の構成を採用してもよい。
【００５８】
不透明着色層１１、透明着色層１６、発光体層１３等の形成に当たっては、通常のスクリーン印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷、グラビア印刷、タンポ印刷、吹き付け塗装、ディップコーティング、スピンコーティング、蒸着等を用いる。
【００５９】
キートップ形状の賦形は、通常用いられる、ブロー成形、真空成形、プレス成形等が採用される。表示部２の模様の位置ずれをなくすためには、プレス成形がよく、透明絶縁性フィルム９を、その表示部３の領域を除いて、熱変形温度に加熱し、金型に沿った形状に保持した後、除圧前に冷却すると精度のよい形状を得ることができる。延伸の速度が速いほど、導体Ｔ，Ｈの抵抗値が上昇しやすいため、１００ｍｍ／分以下、望ましくは５０ｍｍ／分以下がよい。
【００６０】
［発明の実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２に係る押釦スイッチ用部材の要部断面図である。
【００６１】
図７に示した実施の形態２に係る押釦スイッチ用部材１は、文字、符号又は図柄等の模様部とその背景部とからなる表示部２をキートップ部３の中間部に設けたものであって、表示部２に自発光する面発光体４を採用したものである。
【００６２】
実施の形態２に係る押釦スイッチ用部材１には、回路基板５上の固定接点６の配置に合わせてこの固定接点６と対向する位置に可動接点７を配するように弾性変形可能なドーム部２２の内面に可動接点７を設けた接点シート部材２３のドーム部２２の中央部を押圧できる押圧突部８を有した芯材である第２樹脂成形体２５と、この第２樹脂成形体２５を覆う透明絶縁性フィルム９と、この透明絶縁性フィルム９の表面（上面）に所望のキートップ形状に成形された第１樹脂成形体２４とが一体に設けられており、透明絶縁性フィルム９の裏面（下面）には、透明電極１０が形成されている。
【００６３】
透明電極１０に裏面には、キートップ部３の天面部に当たる箇所に透明な着色インクで表示部２の模様部を形成した透明着色層１６が形成されている。表示部２はキートップ部３の天面部の一部分に形成されるが、透明着色層１６の裏面及び透明着色層１６の周囲の透明電極１０の裏面には、発光材料からなる発光体層１３が設けられている。また、発光体層１３の裏面には銀ペーストによる背面電極１４が設けられている。
【００６４】
なお、実施の形態２における各部材の材料については、実施の形態１と同様であるため、実施の形態１の説明を参照のこと。
【００６５】
次に、実施の形態２に係る押釦スイッチ用部材の製造方法について説明する。
【００６６】
まず、透明絶縁性フィルム９の裏面のキートップ部３が位置する箇所に、キートップ部３の天面の幅とほぼ等しい帯状の透明電極１０を形成し、この透明電極１０の上に透明な着色インクで表示部２の文字、符号又は図柄等の模様部を形成する。次に、発光材料を透明電極１０及び透明着色層１６の上に塗布して発光体層１３を形成する。次に、発光体層１３のキートップ部３の裏面部中央に当たる箇所を除いて、遮光性及び絶縁性を有する絶縁性インクを発光体層１３の外周部と透明電極１０の上に塗布して不透明着色層（絶縁層）１１を形成する。発光体層１３の上には対向電極として背面電極１４を印刷し、不透明着色層（絶縁層）１１の印刷エリア内に留める。
【００６７】
次に、この印刷済みシートを圧空・真空成形やプレス成形等により所望の第２樹脂成形体２５の形状に合わせた賦形加工を行い、キートップ部３の芯材となる第２樹脂成形体２５が設けられる凹部を有する賦形シートを作成する。
【００６８】
次に、賦形加工によって成形された賦形シートの凹部に背面電極１４の上から芯材となる熱硬化性樹脂を注入して中央部に押圧突部８を有する第２樹脂成形体２５の形状を金型内で造形し硬化させて、第１樹脂成形体２４を除いた状態の押釦スイッチ用部材１を完成する。
【００６９】
次に、芯材である第２樹脂成形体２５を形成した透明絶縁性フィルム９の対応する位置の表面側に、予め所望のキートップ形状に形成した第１樹脂成形体２４を接着固定して、押釦スイッチ用部材１を完成する。
【００７０】
実施の形態２にあっては、発光体層１３が第１樹脂成形体２４と第２樹脂成形体２５との間に配置されキートップ部３の中間部の位置に設けられているため、発光体層１３が外部雰囲気からより隔離された環境状態に保たれているため、酸素や湿度の影響受けることがなく長期に使用しても発光性能が低下することがない。
【００７１】
【実施例】
［実施例１］
実施例１は、この発明の実施の形態１に対応するものである。
【００７２】
まず、１００μｍのポリメチルメタクリレートコート（アクリプレン、三菱レーヨン（株）製）の片面にスルホン化ポリスチレンをドーピングしたポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン）（デナトロン４００１、長瀬産業（株）製）水溶液にその固形分に対し３％のマルチウォールナノチューブ（線径０．０１μｍ、平均線長５μｍ、ハイペリオン社製）を、ホモジナイザーを用い分散させ透明な処理液を得た。
【００７３】
この処理液を基材フィルムである透明絶縁性フィルム９の片面にグラビアコーターにより全面塗布し、１μｍ厚の透明電極１０を形成した。透明電極１０の全光線透過率は７０％（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）で、表面抵抗５００Ω/□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１）であった。
【００７４】
次に、不透明着色層１１を遮光性を有する絶縁性の黒色の着色インクで表示部２の背景部（地部）をスクリーン印刷で、表示部２及び背面電極１４の電極端子２８を除き全面に５μｍ厚で塗布した。
【００７５】
緑色の発光色を有する硫化亜鉛をシアノエチルセルロースに分散させた無機ＥＬペーストを背景部（地部）の抜き型部１２に最小限の大きさで２０μｍ厚の発光体１８を印刷し、次いでチタン酸バリウム粉末をシアノエチルセルロースに分散させた１０μｍ厚の誘電体層１９を設けた。
【００７６】
背面電極１４となる誘電体層１９の部分及び電極端子２８を除き、２８μｍ厚の絶縁層２６を設けた。絶縁層２６の材料は、塩素化ポリエチレン（スーパークロン、日本製紙（株）製）に２０ｗｔ％の中空ガラス粒子（粒径１０、東芝パロディーニ製）を混合したインクを使用した。
【００７７】
最後に、銀ペースト（ドーデントＮＨ−０３０Ａ、熱可塑性ポリアミドバインダー、ニホンハンダ（株）製）で発光体１８上に背面電極１４とそれに連なる導体Ｈ及び電極端子２８を設けた。なお、透明電極１０に連なる導体Ｔと背面電極１４に連なる導体Ｔとは５μｍ厚の不透明着色層１１で間隔をあけて配置した。
【００７８】
以上の印刷工程終了後、真空乾燥装置でよく乾燥させ印刷済みフィルムを得た。
【００７９】
次に、直径１２ｍｍ、深さ７８ｍｍ、底面Ｒ５０ｍｍの凹曲面を有する１２個のキャビティーを有する金型と、これにより型取りした硬度９０度（ショア−Ａ）の弾性体からなる雄型を用い、表示部２に断熱のため直径８ｍｍの金属片を置き、赤外線照射により１１０℃に加熱し、金属片を取り去り直ちに、印刷済みフィルムを冷間で圧縮成形した。
【００８０】
雄型を取り除いた後、芯材１５として硬度８０度（ショア−Ａ）の液状シリコーンゴムを必要量注型し、押厚突部８の形状を有する第２の雄型により、芯材１５に押圧突部８を成形した。押圧突部８の先端にカーボンブラックを含有するシリコーンインクにより可動接点７を形成し、押釦スイッチ用部材１を得た。
【００８１】
押釦スイッチ用部材１の電極端子２７，２８と回路基板５上の電極端子とを接続し、６０℃、９５％ＲＨの高温雰囲気中に５００時間保存後、常温常湿の環境下に戻し、高湿発光体に５０Ｖ、１００Ｈｚを印加すると、１２個すべてのキートップ部３の表示部２は緑色の発光を呈し、輝度は５．８ニットであった。
【００８２】
［実施例２］
実施例２は、この発明の実施の形態２に対応するものである。
【００８３】
まず、基材フィルムである透明絶縁性フィルム９として、両面プラズマ処理を施した１００μｍのポリプロピレンフィルムの両面に１５μｍのエチレンビニルアルコールコポリマーフィルムをラミネートした。緑色の不透明着色インクで表示部２の背景部（地部）をスクリーン印刷で、表示部２を除き全面に塗布した。その上に、ポリアニリンの構造単位の１／６モルのスルホン化デンドリマー（ＤＳＭ社のジアミノブタンとシアノエチレンを出発物質としたデンドリマー（商品名：ＤＡＢ（ＰＡ）８）のベンゼンスルホン酸を反応させたドーパントを含むポリアニン溶液をインクジェット印刷により透明電極１０を形成した。このポリアニン溶液を固形分の７５ｗｔ％の銀粉（シルコート、福田金属箔粉工業（株）製）を混合した導電性ポリマーインクを表示部２の周囲から透明電極１０の電極端子２８まで、図４に示したように導体Ｔを引き回した。透明電極１０の全光線透過率は６５％（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）で、表面抵抗は７００Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ５６９１１）であった。
【００８４】
青色の発光色を有する硫化亜鉛をシアノエチルセルロースに分散させた無機ＥＬペーストにより、透明電極１０を覆うように、厚さ１５μｍの発光体１８を形成し、実施例１と同様に誘電体層１９を設けた。次いで、背面電極１４に連なる導体Ｈと交差する透明電極１０に連なる導体Ｔ上に、ポリエステル（スタフィックス、富士写真フィルム（株）製）に２５ｗｔ％の熱硬化アクリル粒子（粒径８μｍ、総研化学（株）製）を混合した絶縁性インクで覆い、厚さ１５μｍの絶縁層２６を形成した。
【００８５】
銀混合導電性ポリマーインクで、背面電極１４とそれに連なる導体Ｈ及び電極端子２８を形成した。以上の印刷工程終了後、真空乾燥装置でよく乾燥させ印刷済みフィルムを得た。
【００８６】
３ｍｍ×５ｍｍ、深さ１ｍｍの底面が平坦な有する１２個のキャビティーを有する雌型と２．８ｍｍ×４．８ｍｍ、高さ０．９ｍｍの天面が平坦な形状を有する雄型を用い、表示部２に断熱のため２．６ｍｍ×４．６ｍｍの金属片を置き、赤外線照射により１００℃に加熱し、金属片を取り去り直ちに、印刷済みフィルムを冷間で圧縮成形を行った。
【００８７】
雄型を取り除いた後、酸素除去剤として１０ｗｔ％の鉄粉を含む液状エポキシ樹脂を必要量注型し、押厚突部８の形状を有する第２の雄型により、芯材である第２樹脂成形体２５に押圧突部８を成形した。さらに、透明絶縁性フィルム９の第２樹脂成形体に対応する位置の表面上に、予め所望形状に成形されたアクリル樹脂からなる第１樹脂成形体２４を二液性アクリル接着剤で貼着した。得られた成形体の電極端子２７，２８をマスクして、アミノシラノールを触媒とするシラノール溶液に浸し、４０℃で乾燥、反応させ、成形体表面に２μｍ厚のシリカ層を形成し、図３又は６に示したように、隣り合うキートップ部３，３同士の間の平坦な部分に切り欠き２１をトムソン型にて打ち抜き形成し、押釦スイッチ用部材１を得た。
【００８８】
押釦スイッチ用部材１の電極端子２７，２８と回路基板５上の電極端子とを接続し、６０℃、９５％ＲＨの高温雰囲気中に５００時間保存後、常温常湿の環境下に戻し、高温発光体に５０Ｖ、１００Ｈｚを印加すると、１２個すべてのキートップ部３の表示部２は緑色の発光を呈し、輝度は６．５ニットであった。
【００８９】
［比較例１］
２８μｍ厚の絶縁層２６を除いた以外は実施例１と同じ仕様のものを製作し、比較例１とした。
【００９０】
比較例１の押釦スイッチ用部材１を６０℃、９５％ＲＨの高湿雰囲気中に５００時間保存後、常温常湿の環境下に戻し、発光体１８を点灯させたところ、１２個のうち２箇所のキートップ部３が点灯せず、電極端子２７，２８から遠いキートップ部３ほどその明るさが低かった。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載された発明によれば、面発光体は透明電極と背面電極との間に発光体層を有し、透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体とが重なる部位には絶縁層が介在しているので、透明電極の導体と背面電極の導体との十分な絶縁性を確保される。これにより、均一な発光をする表示部が効率よく得られ、携帯端末の軽薄短小化、高密度化、多様化にも対応し得る押釦スイッチ用部材を提供することができる。
【００９２】
請求項２に記載の発明によれば、複数のキートップ部は１つの絶縁性を有する基材フィルムに一体に設けられており、いずれか１つのキートップ部を操作したときに生じる基材フィルムの応力を他のキートップ部に伝えることを防ぐ応力遮断部が隣接するキートップ部同士を繋ぐ基材フィルムの平坦部に形成されているので、押圧操作したキートップ部の動きによって周辺のキートップ部が誤動作することがなくなるため、請求項１の効果に加え、より確実なスイッチングが保証できる押釦スイッチ用部材が完成される。
【００９３】
請求項３に記載の発明によれば、絶縁層の厚みは少なくとも１０μｍ以上であるので、十分な絶縁性能を確保することができるため、請求項１又は２の効果に加え、発光品質が一層向上する。
【００９４】
請求項４に記載の発明によれば、絶縁層には絶縁性中空粒子が含有されているので、誘電率が低下することとなるから、請求項３の効果に加え、交流駆動の発光体を用いるときに特に好都合な押釦スイッチ用部材が得られる。
【００９５】
請求項５に記載の発明によれば、透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体とが重なる部位において、一方の導体を基材フィルムを貫通させて片面側から他面側へ配線し、該基材フィルムを前記絶縁層としたので、基材フィルムを絶縁層として利用するため、請求項３の効果に加え、別途絶縁層を設けるための部材を必要としないため、製造が容易となりコスト低減を図ることができる。
【００９６】
請求項６に記載の製造方法の発明によれば、平面状の基材フィルムに透明電極、発光体層、背面電極並びに透明電極と連なる導体と背面電極に連なる導体とを形成し、その後キートップ部及び外部電極と接続できる電極端子を賦形するようにしたので、平面状の基材フィルムの上に発光体層を印刷等の手段によりキートップ部の表示部に接して設けることが可能であるから、透明電極の導体と背面電極の導体との十分な絶縁性が確保された押釦スイッチ用部材を容易に製造することができる。これにより、均一な発光をする表示部が効率よく得られ、携帯端末の軽薄短小化、高密度化、多様化にも対応し得る押釦スイッチ用部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材を示した要部断面図である。
【図２】図１の天面部を拡大した要部拡大断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材における導体のレイアウトの一例を示した平面図である。
【図４】同実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材であって、透明絶縁フィルムとは別に絶縁層を採用した場合の透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体との交差部を示した要部拡大断面図である。
【図５】同実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材であって、透明絶縁フィルムを絶縁層とした場合の透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体との交差部を示した要部拡大断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る押釦スイッチ用部材の平面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る押釦スイッチ用部材を示した要部断面図である。
【図８】従来の光源に発光ダイオードを使用した押釦スイッチ用部材の要部断面図である。
【図９】従来の光源に電球を使用した押釦スイッチ用部材の要部断面図である。
【図１０】従来の導光部材を採用した押釦スイッチ用部材の要部断面図である。
【図１１】従来の光源にＥＬシートを使用した押釦スイッチ用部材の要部断面図である。
【符号の説明】
１押釦スイッチ用部材
２表示部
３キートップ部
４面発光体
５回路基板
６固定接点
７可動接点
８押圧突部
９透明絶縁性フィルム（基材フィルム）
１０透明電極
１１不透明着色層（絶縁層）
１２抜き型部
１３発光体層
１４背面電極
１５芯材
１６透明着色層（絶縁層）
１８発光体
１９誘電体層
２１切り欠き（応力遮断部）
２４第１樹脂成形体
２５第２樹脂成形体（芯材）
２６絶縁印刷層（絶縁層）

Claims

回路基板上の固定接点に対向して配置される可動接点を前記固定接点に接触させる方向に押圧するための複数のキートップ部と、該キートップ部を所定の位置に配して前記回路基板上に取り付けるためのカバー基材とを有し、前記キートップ部には、識別機能又はスイッチ機能を表示する表示部と、該表示部に一体の面発光体とを有し、前記面発光体は、発光材料からなる発光体層が透明電極と背面電極との間に挟まれて、前記透明電極と前記背面電極間に交流を印加することで前記発光体層を発光させる構成を有する押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
平面状の基材フィルムに前記透明電極、前記発光体層、前記背面電極、前記透明電極と連なる導体、及び、背面電極に連なる導体を形成し、
その際、前記発光体層は、前記基材フィルムの前記キートップ部の前記天面部に対応する位置に、前記キートップ部の前記天面部より小さく形成し、
また、前記透明電極に連なる導体及び前記背面電極に連なる導体は、前記透明電極と前記背面電極のそれぞれに複数接続し、且つ、前記キートップ部に対応する位置以外において、前記透明電極に連なる導体と前記背面電極に連なる導体とが交差する部位を設けると共に前記両導体間に絶縁層を介在させ、
更に、前記透明電極及び該透明電極に連なる導体と、前記背面電極及び該背面電極に連なる導体とは、前記キートップ部の側面に対応する位置で互いに重ならないように形成し、
その後、前記各電極、前記発光体層、及び前記各電極と連なる前記各導体を形成した前記基材フィルムを、前記表示部の領域を除いて加熱して成形することで、前記キートップ部の側面に対応する位置を延伸させて、前記キートップ部の天面部に対応する位置を前記キートップ部に対応する位置以外の部位より***させ、前記キートップ部の天面部に対応する位置に発光体層が位置するように成形することを特徴とする押釦スイッチ用部材の製造方法。
前記複数のキートップ部は１つの絶縁性を有する基材フィルムに一体に設け、いずれか１つのキートップ部を操作したときに生じる前記基材フィルムの応力を他のキートップ部に伝えることを防ぐ応力遮断部が隣接するキートップ部同士を繋ぐ前記基材フィルムの前記平坦部に形成することを特徴とする請求項１に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
前記絶縁層の厚みを、少なくとも１０μｍ以上にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
前記絶縁層に、絶縁性中空粒子を含有させることを特徴とする請求項３に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
前記透明電極に連なる導体と背面電極に連なる導体とが重なる部位において、一方の導体を前記基材フィルムを貫通させて片面側から他面側へ配線し、該基材フィルムを前記絶縁層とすることを特徴とする請求項３に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
複数の前記キートップ部のそれぞれに設けられた複数の前記透明電極及び複数の前記背面電極を、前記透明電極に連なる導体及び前記背面電極に連なる導体により並列に接続することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。