JP5177424B2 - 照光式スイッチおよびこれを有する電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末の操作系であるキースイッチの照光構造に関し、特に、薄型化、均一照明を実現する照光構造とこれを有する電子機器に関する。

携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯端末において、小型化、薄型化の傾向が加速している。こうした携帯端末の小型化、薄型化の実現のため、それらを構成する機能部品の小型・薄型化、機能部品を搭載するプリント基板の薄肉化、アンテナ方式の小型化、機能部品・プリント基板等を収納する筐体の薄肉化、薄型化などが進められている。このような動きの中で、スイッチ構造の薄型化も進められているが、薄型化の弊害としてスイッチ照光の均一性が損なわれる傾向にある。
図２１、図２２は、従来の携帯端末の断面図である。特に、図２２に示すような従来の携帯端末においては、一般的に、構造体５０１、スイッチボタン５２５、キーシート５０２、導電体５２４、スイッチ基板５５５、電子部品５０３を搭載した基板５０４が厚さ方向に積み重ねられている。スイッチ基板５５５の上部にはＬＥＤ５６０が所定数搭載されており、水平方向もしくは垂直方向に光を放射する。スイッチ基板５５５は平坦面に配置する必要があり、導電体５２４を避けた位置にＬＥＤ５６０を配置している。
構造体５０１には多数の貫通穴が存在し、この貫通穴をスイッチボタン５２５が貫通している。スイッチ基板５５５の上面には配線パターン５２２Ａ、５２２Ｂが形成されている。導電体５２４は弾性変形可能な導電性材料から成っており、その外周端が配線パターン５２２Ａに電気的に接続されている。スイッチボタン５２５が押圧されるとキーシート５０２を介して導電体５２４が弾性変形し、その中央部が配線パターン５２２Ｂに接触することにより、配線パターン５２２Ａと５２２Ｂとが電気的に導通する。これにより、所定の情報を入力することができる。所定の情報が入力されたタイミングでＬＥＤ５６０を照光させる。ＬＥＤ５６０からの光は周辺の隙間を抜けて、水平方向から垂直方向に光を散乱してキーシート、スイッチボタンから出てくることになる。
次に、図２１は特許文献１（特開２００２−２３９２１公報）に示されるように、構造体１０１の上面に突起を設け、突起１１２に対して凸を下に向けた導電体１２４を搭載した配線シートの上に面発光の照光シート１６０を載せたものである。面発光の原理は、ＯＬＥＤ（有機ＥＬ蛍光材料）によるものである。構造体１０１上には、複数の突起１１２だけが配置され、突起１１２周辺には、配線シートを支持する部材は設けられていない。また、配線シート上の配線パターンとは領域を別にした照光領域を特徴としている。スイッチボタン１２５が押圧されると、スイッチボタン１２５は導電体１２４を押し下げて突起１１２によりへこみクリック動作が発生し、スイッチ回路が動作する仕組みになっている。特許文献１では、照光機能のみに限定しており、それに伴うスイッチのクリック特性、照光による周囲への影響については、何等、記述されていない。

特許文献１に記述されたように、照光スイッチ部に、ＯＬＥＤ（有機ＥＬ蛍光材料）を用いた場合、スイッチ押下の際にかかる押圧力（例えば、打鍵によるもの）が発光面への圧力となるが、この圧力により蛍光体が物理的に破壊されてしまう特性がある。そこで、Ｚｎ、Ｓなどの希土類元素（鉱物など）が原料で形成されている無機ＥＬ蛍光材料は、外部からの応力に強い。従って、無機ＥＬ蛍光材料を用いた照光シートをスイッチ部に用いることで、発光面への圧力に強いスイッチが実現できる。
しかしながら、特許文献１に開示された形状の照光スイッチ構造では、無機ＥＬ材料を利用した照光シートを用いた場合、音響ノイズが大きいという課題が明らかになった。これは、無機ＥＬ材料を用いた場合、交流電圧駆動により発光させるが、この時、無機ＥＬ材料にかかる電界でシートの厚み方向に微小な振動を発生し音響ノイズとなることが判明した。
本発明の目的は、上記した新たな知見に基づき、スイッチ押下の際に生じる音響ノイズを低減させ、かつ、照光視認性を向上させるスイッチ構造を提供することにある。

本発明の照光式スイッチは、表面に配線が設けられた配線シートと、前記配線シートの前記配線と導通可能な弾性体と、前記配線シートを支持するための複数の支持部を備えた構造体と、
前記配線シートの裏面上に無機ＥＬ材料によって面発光する照光シートを有し、前記支持部は、前記照光シートが発生する音響ノイズを低減可能とする位置に配置され、かつ前記複数の支持部同士の間隔（内寸法）が前記弾性体の幅よりも縦方向、横方向ともに長いことを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記配線シートに電極が形成され、前記電極は前記弾性体の変形時に前記弾性体と電気的に接続される位置に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記配線シートが前記配線の周囲に切り込みあるいはスリットを有することを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記弾性体は、前記配線シートとカバーシートとで挟持されていることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記カバーシートが、前記弾性体を挟持する面に粘着剤を有していることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記照光シートは保護層を有し、前記保護層の発光領域外周部において、前記発光領域外周部の少なくとも一部の前記保護層の厚みは前記発光領域よりも薄く形成されていることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記照光シートの前記配線シートを有する面とは反対側に、スイッチボタンを備えたことを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記照光シートの前記配線シートを有する面とは反対側に前記照光シートを覆うトッププレートを備えたことを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記配線シートの前記スイッチボタンが配置される領域の外周領域において、前記支持部が前記配線シートを支持するよう配置されていることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記構造体は、前記支持部によって前記弾性体が収容されるように形成された空隙部を有し、前記空隙部に突起が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記構造体が筐体であることを特徴とする。
また、本発明の照光式スイッチは、前記筐体が板金で形成されていることを特徴とする。
また、本発明によれば、上記の照光式スイッチを有する電子機器、が提供される。

本発明の照光式スイッチは、支持部を点状に、即ち、支持部同士の間隔（内寸法）を弾性体の幅よりも縦方向、横方向ともに長くして、配置することで無機ＥＬ照光による音響ノイズを低減するという効果がある。また、支持部を設けることにより固有振動数を上昇させ人間の耳に聞こえづらい傾向に周波数帯を移動するという効果がある。

図１は本発明の照光式スイッチの第１の実施の形態を示す電子機器の断面図である。
図２は本発明の照光式スイッチの第１の実施の形態を示す分解斜視図である。
図３は本発明の照光式スイッチの第１の実施の形態を示すスイッチ一つ分の断面図である。
図４は本発明の無機ＥＬ照光式スイッチの第１の実施の形態を示す構造体の斜視図である。
図５は本発明の照光式スイッチの第１の実施の形態を示す構造体の断面図である。
図６は本発明の照光式スイッチのスイッチシートを示す断面イメージ図である。
図７は本発明の照光式スイッチにおける支持部と突起の配置と寸法の一例を示す図である。
図８は本発明の照光式スイッチの第２の実施の形態を示すスイッチシートの分解斜視図である。
図９は本発明の照光式スイッチの第３の実施の形態を示す分解断面図である。
図１０は本発明の照光式スイッチの照光シート示す平面図である。
図１１は本発明の照光式スイッチの配線シートを示す平面図である。
図１２は本発明の照光式スイッチの配線シートの切り込み形状を示す平面図である。
図１３は本発明の照光式スイッチの配線シートの配線パターンを示す平面図である。
図１４は本発明の照光式スイッチの配線シートの粘着材を示す平面図である。
図１５は本発明の照光式スイッチのカバーシート示す平面図である。
図１６は本発明の照光式スイッチの照光時の音響特性を示すグラフである。
図１７は本発明の照光式スイッチのクリック音を示すグラフである。
図１８は本発明の照光式スイッチにおける照光シートの音響ノイズの一例を示すグラフである。
図１９はクリック特性を示すグラフである。
図２０は本発明の照光式スイッチのクリック特性を示すグラフである。
図２１は従来の照光構造の一例を説明する断面図である。
図２２は従来の照光構造の他の例を説明する断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の実施の形態である照光式スイッチを示す断面図である。図２は照光式スイッチを分解して示す斜視図、図３はスイッチ一つ分を表した断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の照光式スイッチは、構造体１０１の表面に複数の突起１１２と複数の支持部１１３を形成している。また、図１のスイッチ部の断面を示す図３からも明らかなように、突起１１２に対して凸面が対面するよう配置した弾性変形可能な導電体１２４と、前記導電体１２４の上を覆う配線シート１０２Ａと、前記配線シート１０２Ａの上を覆う照光シート１６０と、前記照光シート１６０の上方に配置した複数のスイッチボタン１２５とによって構成された複数のスイッチ部が設けられている。
支持部１１３は突起１１２の周囲に少なくとも二つ以上設け、突起１１２とスイッチシート１０２との間に形成される空隙部１１１を有する構造である。この空隙部１１１に導電体１２４を収納する。筐体本体１０１の内部には、電子部品１０３が搭載され、配線が施された基板１０４が配置されている。
スイッチボタン１２５はキーシート１２９上に固定される。スイッチボタン１２５の周囲を囲みキーシート１２９上に配置したトッププレート１０６を有する。トッププレート１０６は下部の構成品を覆い隠すように配置される。
図３に示されたスイッチシート１０２は、照光シート１６０、配線シート１０２Ａ、導電体１２４、カバーシート１０２Ｂ等を積層することによって構成された複合シートである。スイッチシート１０２の上部にはスイッチボタン１２５が搭載されている。導電体１２４は、一部もしくは全面が粘着性を有したカバーシート１０２Ｂに把持されて、凸方向を突起１１２に向けて配線シート１０２Ａの配線パターン１２２Ａ、１２２Ｂとほぼ同じ位置に配置される。また、導電体１２４は配線パターン１２２Ａ、１２２Ｂとの水平方向の位置関係がずれないようにカバーシート１０２Ｂによって把持される。
導電体１２４は、配線シート１０２Ａの上に複数設けられており、スイッチボタン毎のスイッチ機能を実現する。導電体１２４は、弾性変形可能で、弾性変形時に配線パターン１２２Ａと１２２Ｂとを電気的に導通されるものであれば良い。例えば、当該導電体１２４は、全体が導電体で形成されていても良いし、弾性変形可能な基材に配線パターン１２２Ａと１２２Ｂとを電気的に導通するものが部分的に形成されていても良い。
配線シート１０２Ａは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）シートであり、スイッチボタン１２５が配置されている面と反対側の面に配線パターン（電極）１２２Ａおよび１２２Ｂが形成されている。配線パターン１２２Ａおよび１２２Ｂは、図１の基板上の電子部品１０３に電気的に接続されている。また、配線パターン１２２Ａは、配線パターン１２２Ｂを中心として、その周囲に円環状に形成されている。ここで、配線パターン１２２Ａは配線パターン１２２Ｂを配線パターン１２２Ａの形成エリア外に引き出す引き出し配線ために、一部に切り欠きがあってもよい。また、配線パターン１２２Ｂは配線である必要はなく電極であればよく、電気的な信号を導通できれば良い。導電体１２４はカバーシート１０２Ｂからの押圧力を受けた状態で、その外周部が配線パターン１２２Ａと接触しており、それによって導電体１２４と配線パターン１２２Ａとは電気的に接続されている。ここで、配線パターン１２２Ｂと導電体１２４の凸部上面との距離は０．２ｍｍ程度であり、配線パターン１２２Ａの直径に比して十分小さい。また、配線シート１０２Ａおよびカバーシート１０２Ｂは、弾性を有するシートで形成されている。
照光シート１６０は、蛍光材料（特に、無機ＥＬ蛍光材料）により面発光する薄型の光源である。図６に示すように、照光シート１６０は、フィルム基板１６０Ａ上に、透明電極１６０Ｂ、ＥＬ発光層（無機ＥＬ材料によって形成された発光層）１６０Ｃ、誘電層１６０Ｄ、裏面電極１６０Ｅ、保護層１６０Ｆを備えた構造を基本層構成としている。フィルム基板１６０Ａは透明もしくは半透明が適している。ＥＬ発光層１６０Ｃの照光方向は、フィルム基板の平面に向かう方向となる。フィルム基板１６０Ａ上に形成する各層の材料は比較的柔らかい高分子系の材料が適しており、例えばスクリーン印刷工法により製造可能である。照光領域は、スイッチボタンの視認性を確保する観点からはスイッチボタンとほぼ同一の領域であることが望ましい。前述の照光領域に限らず、全面が照光領域であってもよく、またスイッチボタンの周りであってもよい。照光シート１６０から発する光はスイッチボタン１２５を透過して肉眼で見えることとなるが、スイッチボタン１２５の表面と裏面の処理について、例えば印刷文字などの濃度、膜厚を最適化している。
なお、以上の構成が図１に示すように、背面筐体１０５で覆われており、電子部品１０３および基板１０４が外部に露出しないようにされている。電子部品１０３および基板１０４が何らかの保護材によって電気的機械的に保護されている場合には、背面筐体が省略されることもある。
ここで、支持部１１３の配置について、図５を参照して説明する。図５に示す一方向の断面図のように、構造体１０１に設けた支持部１１３は所定のピッチＬ１で配置されている。この図の場合、スイッチボタンは横方向に三つ配置されている。三つのスイッチボタン配置の間に設けた支持部１１３が無い場合、スイッチシート１０２両端の距離はＬとなる。この支持部１１３にスイッチシート１０２が搭載され、さらに、当該スイッチシート１０２上にトッププレート１０６が搭載される。
さらに、支持部１１３と突起１１２の形状、寸法、配置関係について説明する。スイッチボタン１２５周辺の基本構成は、図７の２スイッチボタン１２５”’に示すように、スイッチボタン１２５を成すプレートはスイッチ機能一つに対して一対である。この場合、支持部１１３はスイッチボタン１２５”’の４隅に配置している。支持部１１３の上面は円形状、楕円形状の他に、多角形のいずれかを選択する必要があるが、ここでは円形状と楕円形状を成している。支持部上面の端面は所定の曲率を持つＲ形状を成している。突起１１２は円形状で上面の端面は所定のＲ形状を成している。突起１１２の外形とスイッチボタン１２５”’の外形とは平面方向で少なくとも一方向に重ならないように隙間を設ける。
突起１１２の直径と高さは、導電体１２４のクリック特性、特にクリック率と作動力に影響し、通常、導電体１２４の直径の２０％〜５０％程度が好ましく、φ４ｍｍの導電体１２４ではφ１．５〜２．０ｍｍで高さ０．２〜０．３ｍｍの範囲が好ましい。支持部１１３の高さは突起１１２に対して若干高めに設定する。
ここで、照光とスイッチ動作を説明すると次のようになる。
スイッチ動作は、突起１１２に対して導電体１２４の凸部をへこませてクリック動作を行うことによって特徴付けられる。以下、図３を参照して具体的に説明する。使用者がスイッチボタン１２５を押すと、照光シート１６０、配線シート１０２、カバーシート１０２Ｂは弾性変形し、配線パターン１２２Ｂが下方に押し下げられる。この時、導電体１２４の凸部は突起１１２によって上方に押され配線パターン１２２Ｂと上下方向で接触する。これにより、配線パターン１２２Ａと１２２Ｂは導電体１２４を介して導通することとなり、スイッチが押されたという情報が、基板１０４上の電子部品１０３に入力される。ここで、導電体１２４は配線パターン１２２Ｂと常時接触している必要はなく、スイッチボタン１２５が押されて導通する際に配線パターン１２２Ａと導電体外周、配線パターン１２２Ｂと導電体内周が接触すればよい。
図６に示すように、照光シート１６０は、その透明電極１６０Ｂと裏面電極１６０Ｅに所定の交流電圧を掛け、蛍光体であるＥＬ発光層１６０Ｃを励起させることによって発光する。交流電圧は、駆動回路１６１より出力されて所定の周波数にて照光する仕組みとなっている。照光のタイミングは、スイッチボタン１２５が押されたという情報を電子部品１０３に入力したことを受けて、電子部品１０３により駆動回路１６１へ所定の信号を入力して照光させる。スイッチボタン１２５の押下に関わらず、使用者の操作に併せた他のタイミングでも照光動作させてもよい。
次に、本発明の効果について説明する。無機ＥＬ材料による照光シート１６０は、交流電圧駆動により材料にかかる電界でシートの厚み方向に微小な振動を発生し音響ノイズを発生することが判明した。このとき、照光シート１６０のもつ固有周波数の音響ノイズが聞こえることになる。照光シート１６０の両端を支持した場合、照光シート１６０の固有周波数は、数式１で求められる。

Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二次モーメント、ｍは質量、Ｌは両端支持の距離である。固有周波数ｆｏは距離Ｌの２分の三乗に反比例する。このことより、複数の支持部１１３を適切な距離で配置することで固有周波数ｆｏを高周波領域に移動することができる。また、支持する距離を短くすることにより、照光シート１６０の振動する振幅も抑制されて音圧が小さくなる。
具体的には、距離Ｌ１を１３．４ｍｍとした。図５に示す二つの支持部１１３が無い場合の距離Ｌの４０．２ｍｍと比較して１／３倍となり、数式１によれば固有周波数ｆｏはおよそ５倍になる。
図１６に照光シート１６０が発する音響ノイズの周波数特性の一例を示す。従来の支持の無い構造では、２００〜４０００Ｈｚの中で特に、１０００Ｈｚの固有周波数ｆｏとその整数倍の高周波が見られる。これに対して、本発明の支持部１１３を所定の間隔で複数設けた構造では、８００〜９０００Ｈｚの高帯域に移動しており、かつ、固有周波数ｆｏは約５２００Ｈｚで音圧も下がっていることがわかる。人間の耳に聞こえる周波数は一般的に２０〜２００００Ｈｚと言われている。とくに聞こえやすいとされるのは、３００〜４０００Ｈｚと言われている。従って、本発明により無機ＥＬ材料による照光で発生する音響ノイズを人間の耳に聞こえづらい周波数に変えることが可能である。
導電体１２４単体の仕様を外径φ４ｍｍ、作動力を１．３Ｎと設定して、より具体的な一例を説明する。支持部１１３はスイッチボタン１２５に対して４隅に配置し、下部左右に円柱形状が二つ、上部左右に楕円形状を二つ有する。突起１１２の上面直径Ｘ１はφ１．５ｍｍ、支持部１１３の上面直径Ｙ２と支持部１１３’の縦幅Ｙ２は１．３５ｍｍで設定されている。また、支持部１１３の上面端部Ｒ２は０．３ｍｍ、突起上面の端部Ｒ１は０．３ｍｍである。円形状の支持部１１３と楕円形状の支持部１１３’の高さＹ２はともに０．３５ｍｍ、突起１１２の高さは０．３ｍｍで、支持部１１３と突起１１２の段差は０．０５ｍｍである。支持部１１３’の高さは支持部１１３と同じ高さを有し、横方向に隣接する段差Ｙ４を有し、その寸法は０．０８ｍｍである。
前記寸法関係は、周波数の調整内容、スイッチボタン１２５の形状によるデザインや各部材の材料、厚み等の組み合わせで最適な数値が求められるものである。従って、前記数値に限定されるものではない。
また、従来の構造ではＯＬＥＤ（有機ＥＬ材料）による照光であるため、打鍵による押し圧に対して非常に弱いという特性を持つ。従って、有機ＥＬでは配線パターンと照光部を同じ領域に配置できない。そのため、配線パターンと照光部を平面方向で別々の領域に配置している。つまり、スイッチボタン全面を照光できないという課題があった。本発明によれば、高分子系の材料からなる無機ＥＬ材料により、外部圧力に非常に強い照光シート１６０が実現できる。従って、配線パターンと照光部を平面方向で同じ領域に配置が可能である。
さらに、支持部１１３を設けたことによりクリック動作の際にスイッチシート１０２が極端に撓みやすくすることを適度に調整している。適度に撓ませることにより、導電体１２４が撓む衝撃を小さくしてクリック音を小さくすることが可能となる。
図１７は、支持部１１３の無い場合とある場合のクリック音の違いを示すデータの一例である。暗騒音が２０ｄＢ（Ａ）以下の無響室において、スイッチボタン１２５の１０ｍｍ上方に普通騒音計を設置してクリックした際のクリック音を測定した。支持部１１３の無い従来の構造で４５ｄＢ（Ａ）あったクリック音が、本発明の構造では３２ｄＢ（Ａ）に低減しており、クリック音を小さくする効果があることがわかる。
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態である照光式スイッチのスイッチシート１０２の構成を示す分解斜視図である。第１の実施の形態との違いは、照光シート１６０、配線シート１０２Ａ、カバーシート１０２Ｂ同士を貼り合せて一体にしている点である。
具体的には、図８及び図１４に示すように、配線シート１０２Ａの照光シート１６０側の片面に粘着材１４０１を設けている。また、図１４に示されているように、配線シート１０２Ａの片面のほぼ全面に粘着材１４０１が設けられている。他方、図１５に示すように、カバーシート１０２Ｂの配線シート１０２Ａ側の片面にも粘着材１４０２が設けられ、この粘着材１４０２も、配線シート１０２Ｂの片面のほぼ全面に設けてられている。前述のようにほぼ全面に粘着材１４０１、１４０２を設けて貼り合わせることにより、無機ＥＬ材料による照光駆動時のシートの振動を抑制する。照光シート１６０およびその周辺のシートに浮きがなくなり、振動が励起されることが無くなる。また、照光シート１６０の他に隣接する２種類のシートを貼り合わせて一体にしたことにより質量が約３倍になる。これにより振幅が抑制されて音圧が小さくなる。
図１８に、本実施の形態による音圧（音響ノイズ）の一例を示す。照光シート１６０、配線シート１０２Ａ、カバーシート１０２Ｂ同士の貼り合わせが無く単に重ねた場合と、ほぼ全面に貼り合わせた場合を比較した。駆動回路１６１への入力電圧（インバータ入力電圧）を２．５Ｖとした場合、前者が４０ｄＢ（Ａ）であるのに対して、後者は３２ｄＢ（Ａ）であり１２ｄＢ（Ａ）の低減効果があった。およそ１／２の面積、つまり部分的に張り合わせた場合は、ほぼ全面を貼りあわせた場合ほどの音圧の抑制効果はないことが図１８に示す実験によって判明した。
照光シート１６０、配線シート１０２Ａ、カバーシート１０２Ｂとは粘着固定に限定されず、接着材や接着シートによる固定方法でもよい。また、粘着材を設ける面は、図で示さなかった照光シート１６０側などでもよい。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態である照光式スイッチの構造体１０１を示す分解断面図である。第１の実施の形態との違いは、構造体１０１において突起１１２と支持部１１３を形成する領域を金属で、その周囲を樹脂で形成している点である。
具体的に説明すると、はじめに、第１筐体１０１１を金属で作り、次に別な金型内に第１筐体１０１１を設置し、樹脂を流し込み、第２筐体１０１２を成型し、これによって、第１筐体１０１１と第２筐体１０１２とは一体に成型される。この場合、第１筐体１０１１は、板金によるプレス成型またはマグネシウムやアルミニウムによる鋳造によって形成される。他方、第２筐体１０１２の樹脂は、強度、落下衝撃性、成形性など複数の要因を勘案しながら選択される。
前述したように金型内で金属と樹脂を一体に成型する代わりに、第１及び第２筐体１０１１、１０１２とを接着、接合にて合体させて所要の形状を得る構成をとってもよい。
無機ＥＬ材料による照光では、交流１００Ｖ前後の高い電圧で駆動するため、電磁ノイズを発生しやすい。この電磁ノイズは周辺の電気部品の動作に悪影響を与えることがある。本発明では、突起１１２と支持部１１３の領域を金属で形成したことにより、下部に配置されている基板上の部品への電磁ノイズをシールドすることが可能である。特に、電磁ノイズの影響を受けやすい音響部品（例えばマイク）１０３２や無線回路部品１０３１と照光シート１６０の間を金属でシールドすることにより、音響ノイズや不要共振などを抑制する効果がある。
通常、シールドする場合は、グラファイトを形成したシートなどを利用するが、本発明では、別に専用の部品を設けず済み、部品点数削減、コストダウンの効果がある。更に、第１筐体１０１１を樹脂で形成した場合、成形性と強度の観点から肉厚は０．８ｍｍ程度であるが、第１筐体１０１１を金属によって成型した場合、０．３ｍｍの薄肉板金が成型可能であるから、第１筐体１０１１の肉厚は０．５ｍｍの薄型化が可能になる。また、第１筐体１０１１の金属周囲などを樹脂で形成することにより、金属では成型しづらい部品保持部や嵌合部などの複雑な形状を簡単に作ることができるという効果もある。
突起１１２および支持部１１３は板金上に別材料で形成することも可能である。たとえば、金属辺や樹脂材料をカシメもしくは接着にて接合してもよい。この場合、プレス成型による空間形成による断熱効果は薄れ、部品数は増えるが、プレス成型における複雑な形状が緩和されることから平坦精度出しに有利となる製造上の利点がある。
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。図１０、図１１、図１２、図１３、図１４，図１５は、本発明の第４の実施の形態を示す各構成品の図であり、支持部１１３と突起１１２の寸法と配置は、図７と同様である。第１の実施の形態との違いは照光シート１６０、配線シート１０２Ａ、カバーシート１０２Ｂの各シートにそれらの剛性を緩和することによって、クリック特性を向上する効果がある点である。
具体的には、まず照光シート１６０のスイッチボタンの輪郭に相当する領域の保護層を薄くすることである。図１０に示すように、ＥＬ発光層１６０Ｃを形成しているエリアの外周に相当する位置の保護層を、照光に影響のない範囲で薄くする。保護層は２０μｍ程度であるが、１０μｍ程度に薄くすることで剛性を緩和する。また、照光シート１６０には照光に影響の無い範囲で、図示していないスリットもしくは切り込みを設けることによって、よりたわみやすくすることも効果的である。この場合、蛍光材料（特に無機ＥＬ蛍光材料）は湿度に弱い傾向を示すため、照光エリアや配線パターンから照光シート１６０端面までの距離は極力大きくとるほうが望ましい。
次に、配線シート１０２Ａにおいては図１１に示すように、配線パターン１２２Ａの周囲にスリット１３０を設けている。スリット１３０の幅は金型での抜き加工となるため、量産性を考慮すると最小幅が限定される。また、スリット１３０の周囲には配線パターンを引き回すエリアが必要になるために極力スリット幅は小さいほうが好ましく、実際には０．５〜０．８ｍｍ程度が量産に適している。他の例としては図１２に示すように配線パターン１２２Ａの周囲に切り込み１３１を設ける方法もある。切り込み１３１のみでは裂ける恐れがあるため、切り込み１３１の両端には穴を設けるのが望ましい。この両端の穴については周囲の配線パターンを引き回すエリアを確保するために極力小さいほうがよく、かつ量産性を考慮するとφ０．５〜１．５ｍｍ程度が適している。また通常、導電体１２４と配線パターン１２２Ａの導通領域確保の観点から、Ｃｕ箔面を広めにとることがある。
図１１に示すように、スイッチボタン１２５と同心上に位置する配線パターン１２２ＡはＣｕ箔による電極を形成するが、導電体１２４の外形より若干大きい領域にしてスイッチボタンを押した際のＣｕ箔面の剛性を緩和する。
次に、カバーシート１０２Ｂについても図１４に示すように導電体１２４周辺にスリット１３０を設けて、たわみやすい構造としている。スリット１３０の代わりに切り込み１３１でも代用可能である。カバーシート１０２Ｂについても、前述した配線シート１０２Ａへのスリットと切り込みの量産可能な加工推奨寸法が適用される。
これらの構成部材の形状により、図１９に示されるスイッチボタンを押した際のクリック特性のうち、荷重変位曲線の山Ｐ１と谷Ｐ２の差ΔＰの値が大きく、Ｐ２の値が小さくなる傾向となり、明快で良好なクリック特性が得られるようになる。ここで、クリック特性とは、スイッチを押し下げ、解放する操作の際のスイッチ動作の感触を数値化したものである。クリック特性を表現するもっとも一般的なパラメータはクリック率で、ΔＰ／Ｐ１で算出される。
更に、支持部１１３と突起１１２の寸法と配置について説明する。スイッチボタン１２５周辺の基本構成は、図７の２スイッチボタン１２５”’に示すように、スイッチボタン１２５を成すプレートはスイッチ機能一つに対して一対である。この場合、支持部１１３はスイッチボタン１２５”’の４隅に配置している。支持部１１３の上面は円形状、楕円形状の他に、多角形のいずれかを選択する必要があるが、ここでは円形状と楕円形状を成している。支持部上面の端面は所定の曲率を持つＲ形状を成している。突起１１２は円形状で上面の端面は所定のＲ形状を成している。突起外形とスイッチボタン外形とは平面方向で少なくとも一方向に重ならないように隙間を設ける。前記隙間を小さく取るとクリック特性、特にクリック率の低下と作動力の上昇に影響し、また隙間の度合いはスイッチボタン同士の間隔に直結するためデザイン性に影響する。従って、支持部１１３と突起１１２の寸法、配置関係は、使用する材料特性，デザインと調整しあって決定されるものである。突起１１２の直径と高さは、導電体１２４のクリック特性、特にクリック率と作動力に影響し、通常導電体の直径の２０％〜５０％程度が好ましく、φ４ｍｍの導電体ではφ１．５〜２．０ｍｍで高さ０．２〜０．３ｍｍの範囲が好ましい。支持部１１３の高さは突起１１２に対して若干高めに設定する。支持部１１３の面積が突起１１２の周囲に多すぎる場合や、支持部１１３が突起１１２に近すぎる場合あるいは支持部１１３と突起１１２の高さ方向の段差が大きすぎる場合、クリック特性を阻害することが起こる。また、支持部１１３より突起１１２が高い場合は周辺のスイッチボタンの誤動作や周辺が撓んでしまう。このため、支持部１１３の配置、形状に関しては、スイッチ部を構成する部材、つまり本構成では照光シート１６０、カバーシート１０２Ｂ、配線シート１０２Ｂ、導電体１２４、トップカバー１０６そしてスイッチ部１２６のサイズ、厚み、材質、貼り合わせ形状などによって最適化されるのが好ましい。
具体的には、図７に示すような配置と寸法関係を一例に挙げる。導電体単体の仕様を外径φ４ｍｍ、作動力を１．３Ｎと設定して突起１１２、支持部１１３の形状、寸法、配置の一例を挙げて説明する。ここで２スイッチボタン１２５”’の横幅Ｘ０を９．５ｍｍ、縦幅Ｙ０を５ｍｍ、横方向のピッチＰＸを１２．５ｍｍ、縦方向のピッチＰＹを７．５ｍｍとする。支持部１１３はスイッチボタン１２５に対して４隅に配置し、下部左右に円柱形状が二つ、上部左右に楕円形状を二つ有する。突起１１２の上面直径Ｘ１はφ１．５ｍｍ、支持部１１３の上面直径Ｙ２と支持部１１３’の縦幅Ｙ２は１．３５ｍｍで設定されている。また、支持部１１３の上面端部Ｒ２は０．３ｍｍ、突起上面の端部Ｒ１は０．３ｍｍでスイッチボタンや導電体らが撓んだ際の形状に倣うようなＲ形状を成している。円形状の支持部１１３と楕円形状の支持部１１３’の高さＹ２はともに０．３５ｍｍ、突起１１２の高さは０．３ｍｍで、支持部１１３と突起１１２の段差は０．０５ｍｍである。支持部１１３’の高さは支持部１１３と同じ高さを有し、横方向に隣接する段差Ｙ４を有し、その寸法は０．０８ｍｍである。これらの寸法関係の場合、スイッチボタン１２５と支持部１１３の横方向の隙間Ｘは約０．８ｍｍ、縦方向の隙間Ｙは０．６ｍｍとなる。クリック特性には、前述の隙間Ｘ、隙間Ｙ、突起高さＹ１、支持部高さＹ２、突起１１２と支持部１１３の段差Ｙ３、支持部上面の形状が大きく影響する。更に、図７からも明らかな通り、支持部１１３、１１３’同士の間隔（内寸法）は、導電体１２４の幅よりも縦方向、横方向ともに長いことが、クリック特性改善には望ましいことが判明した。
前述の寸法関係が良好なクリック特性を得られる一つの設定となる。その他、構成材料の種類、厚み、貼り合せ材料や貼り合せ面積についても併せて調整される。前記寸法関係は、スイッチボタン１２５の配置によるデザインや各部材の材料、厚みの組み合わせで最適な数値が求められるものである。従って、前記数値に限定されるものではない。
以上より、本発明のクリック特性向上効果をグラフで表したのが図２０である。導電体単体の作動力を１．３Ｎとした場合の一例として、本発明の照光構造では、クリック率は３０％程度、作動力は１．３５Ｎ程度であった。良好なクリック特性とは一般的にクリック率が３０％前後で、作動力は１．１〜１．６Ｎ程度である。従って本発明のスイッチは良好なクリック特性と言える。また、支持部１１３を配置したことによりスイッチボタン押下の際に、周囲のスイッチボタン１２５の誤動作の防止の効果も有している。さらに、スイッチボタン１２５周囲のトッププレート１０６平坦度維持や剛性感の確保も可能としている。
本明細書の実施形態では、導電体１２４として記載したが、導電体１２４はスイッチボタン１２５が押下された時に弾性変形し配線パターン１２２Ａと配線パターン１２２Ｂとが電気的な導通が可能な弾性体で有ればよい。
本発明の照光式スイッチは、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯端末およびパーソナルコンピュータ等の電子機器に適用でき、薄型化を実現すると共に本発明の実施形態に記載の効果を奏することが可能となる。
本発明は、携帯電話だけでなく、ＰＤＡ等の他の携帯端末及びパーソナルコンピュータ等の電子機器に適用できる。

Claims (15)

1. 表面に配線が設けられた配線シートと、
   前記配線シートの前記配線と導通可能な弾性体と、
   前記配線シートを支持するための複数の支持部を備えた構造体と、
   前記配線シートの裏面上に無機ＥＬ材料によって面発光する照光シートを有し、
   前記複数の支持部は、前記弾性体を囲うように配置され、かつ前記複数の支持部同士の間隔（内寸法）が前記弾性体の幅よりも縦方向、横方向ともに長い
   ことを特徴とする照光式スイッチ。
2. 前記複数の支持部は、前記弾性体に対して四隅に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照光式スイッチ。
3. 前記複数の支持部は、相互に前記照光シートの両端の距離よりも短い距離に配置される、請求項１または２に記載の照光式スイッチ。
4. 前記配線シートに電極が形成され、前記電極は前記弾性体の変形時に前記弾性体と電気的に接続される位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
5. 前記配線シートが前記配線の周囲に切り込みあるいはスリットを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
6. 前記弾性体は、前記配線シートとカバーシートとで挟持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
7. 前記カバーシートが、前記弾性体を挟持する面に粘着剤を有していることを特徴とする請求項６に記載の照光式スイッチ。
8. 前記照光シートは保護層を有し、前記保護層の発光領域外周部において、前記発光領域外周部の少なくとも一部の前記保護層の厚みは前記発光領域よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
9. 前記照光シートの前記配線シートを有する面とは反対側に、スイッチボタンを備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
10. 前記照光シートの前記配線シートを有する面とは反対側に前記照光シートを覆うトッププレートを備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
11. 前記照光シートは発光層を有し、該発光層は無機ＥＬ材料により形成される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
12. 前記構造体は、前記支持部によって前記弾性体が収容されるように形成された空隙部を有し、前記空隙部に突起が形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
13. 前記構造体が筐体であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の照光式スイッチ。
14. 前記筐体が第1筐体と第２筐体を有し、第１筐体が金属で形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の照光式スイッチ。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載された照光式スイッチを有することを特徴とする電子機器。

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