JP5649359B2 - 操作スイッチ用部材、キーパネル、電子機器および操作スイッチ用部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の操作スイッチ用部材は、透光性のキートップを有し、該キートップの非操作面上に、少なくとも、金属材料を含みかつ当該金属材料が離散的に存在する金属含有層と、加飾層と、ベースシートと、がこの順に積層され、金属含有層には、金属含有層の厚み方向を貫くように透明な領域が存在し、金属含有層が、Sn、In、ならびに、SnおよびInから選択される少なくとも1種を主成分として含む合金、から選択される金属材料からなり、かつ、膜厚が0.01〜0.05μmの範囲内である金属層、および、Al粉と、結着材成分とを含むAl粉含有層を含むことを特徴とする。
本実施形態の操作スイッチ用部材は、透光性のキートップを有し、該キートップの非操作面上に、少なくとも、金属材料を含みかつ当該金属材料が離散的に存在する金属含有層と、加飾層と、ベースシートと、がこの順に積層され、金属含有層には、金属含有層の厚み方向を貫くように透明な領域が存在することを特徴とする。
次に、図1〜図4に例示した本実施形態の操作スイッチ用部材10の各層の詳細についてより具体的に説明する。キートップ20は、図1等に例示したように1つのキーとして認識できる形状、または、複数のキーとして認識できる形状(1枚のシートに個々のキー部分に対応する複数の凸部等を設けた形状)を成すのであればその形状や材質は特に限定されないが、一般的には、断面形状が半円形や半楕円形、台形等などのブロック状樹脂が用いられ、このブロック状樹脂は1枚のベースシート50の片面に複数個設けられたものでもよい。キートップ20は、たとえば、射出成型や、UV硬化型樹脂を用いた型転写などにより作製することができる。キートップの作製に用いられる樹脂材料としては、例えば、PC樹脂(ポリカーボネート樹脂)やABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)、PMMA樹脂(ポリメチルメタクリレート樹脂)、PBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート樹脂)、PA樹脂(ポリアミド樹脂)などが挙げられ、また、UV硬化型樹脂としてはウレタンアクリレートなどが挙げられる。また、キートップ20は透光性を有していることが必要である。ここで、本願明細書において、「透光性」とは、可視光域の波長(約400〜800nm)の光に対する透過率が5%以上であることを意味する。なお、透過率は10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。
金属含有層30は、金属材料を含みかつ当該金属材料が離散的に存在する構造を有するものであれば特に限定されないが、以下の構成を有する層であることが好ましい。すなわち、金属含有層30は、(1)Sn、In、ならびに、SnおよびInから選択される少なくとも1種を主成分として含む合金、から選択される金属材料からなる金属層、または、(2)Al粉と、結着材成分とを含むAl粉含有層、であることが好ましい。また、金属含有層30は、金属層および/またはAl粉含有層を2層以上積層した層構成を有するものでもよい。なお、金属含有層30の一部の領域に、その厚み方向を貫くように形成される透明領域32は、上述したように、金属含有層30に対するレーザ照射により金属材料を酸化することで形成することができる。
加飾層40は、オフセット印刷、スクリーン印刷などの公知の印刷方法により形成することができる。ここで、加飾層形成用の材料としては、一般的に、固形分として顔料等の色材成分と樹脂成分とを含むインクを用いることができる。但し、透明な加飾層40を形成する場合には、色材成分を含まないインクを用いることもできる。加飾層40の厚みは特に限定されないが、色濃度の確保等、実用上の観点からは1.0μm〜10μm程度の範囲内が好ましい。なお、加飾層40は、金属含有層30が設けられている領域に関係無く、非操作面20B上の全領域を覆うように設けられていてもよく、金属含有層30が設けられている領域の一部を覆うように設けられていてもよい。但し、加飾層40が、金属含有層30が設けられている領域の一部を覆うように設けられる場合、少なくとも透明領域32が設けられる領域を覆うように設けられる。
ベースシート50としては、予めフィルム状に形成されたシートを用いることができ、キートップ20側の部材と接着される面と反対側の面に、予め押圧子(凸部)が設けられていてもよい。押圧子を設けた場合、操作スイッチ用部材10は、押釦スイッチ用部材として用いることができる。このベースシート50を構成する材料としては、たとえば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。
保護層60の形成方法は特に限定されないが、たとえば、オフセット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷などの公知の印刷方法、または、公知の塗装方法を利用して形成できる。保護層60は、キートップ20と同様の透光性を有し、かつ、操作スイッチ用部材10表面の機械的・化学的耐久性を向上させることができるものであれば公知の材料を利用できる。保護層60の形成に際して、たとえば、ウレタンアクリレート等の透明な樹脂材料を溶剤に溶解した溶液や、公知のハードコート剤などが利用できる。なお、保護層60の厚みとしては、機械的・化学的耐久性を向上の確保等の実用上の観点から、5μm〜30μmの範囲内が好ましく、10μm〜25μmの範囲内がより好ましい。
透明樹脂層70は、たとえば、オフセット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷などの公知の印刷方法、または、公知の塗装方法を利用して形成できる。透明樹脂層70は、キートップ20と同様の透光性を有しており、このような透光性が得られる透明樹脂材料を溶剤に溶解させた溶液を用いて形成される。透明樹脂層70を構成する材料としては、たとえば、公知の透明な樹脂材料や、公知のハードコート剤などが利用できる。また、透明樹脂層70の両側に設けられる層または部材との密着性を高めるために、これらの層または部材に含まれる樹脂成分と同一・類似の分子構造を有する透明な樹脂材料を用いることも好ましい。透明樹脂層70の厚みとしては特に限定されないが、実用上の観点から、たとえば、1.0μm〜20μmの範囲内とすることが好ましい。
接着層80は、オフセット印刷、スクリーン印刷などの公知の印刷方法により加飾層40または透明樹脂層70等のキートップ20側の部材の表面、または、ベースシート50表面に、接着剤を印刷して、キートップ20側の部材の表面とベースシート50側の部材とを貼り合わせて接着することで形成される。なお、接着剤の塗付後は、そのまま貼り合わせを行ってもよいが、ハンドリング性を向上させるために、室温または高温乾燥を行い、接着剤の種類や使用量等に応じて、60℃〜100℃の範囲内で、少なくとも1分〜90分間の乾燥処理を行う。また、貼り合わせに際しては、単に圧着するだけでなく、圧着と同時に加熱する接着方式(いわゆる融着)を採用してもよい。
本実施形態のキーパネルは、少なくとも本実施形態の操作スイッチ用部材10を備えたものである。ここで、本願明細書において、「キーパネル」とは操作スイッチを有する操作盤のことである。キーパネルは、キー部分を押し込むことで操作を行うタイプのキーパネルであってもよいし、キー部分をタッチすることで操作を行うタイプのキーパネル(いわゆるタッチパネル)であってもよい。また、キーパネルは、スイッチ操作による操作対象となる電子機器本体と一体に設けられたものであってもよいし、スイッチ操作による操作対象となる電子機器本体と物理的に分離して設けられたものであってもよい。なお、後者の場合は、キーパネルと電子機器とが、有線接続されるタイプであってもよいし、キーパネルと電子機器とが赤外線通信などによって信号のやり取りが可能なワイヤレスタイプであってもよい。また、本実施形態の電子機器は、上述したキーパネルを電子機器本体と一体的に有するものであればその用途は特に限定されない。
図2に示す層構成を有する操作スイッチ用部材10Bを以下の手順で作製した。まず、キートップ20(ポリカーボネート樹脂製、厚み0.5mm)の操作面20Tに、保護層60として、紫外線硬化型アクリル系樹脂を塗装し、紫外線を照射することで厚み15μmの保護層60を形成した。次に、キートップ20の非操作面20B上に、厚み10μmの透明樹脂層70Aを、顔料成分を除いた溶剤希釈型アクリルインクを用いてスクリーン印刷により形成した。続いて、この透明樹脂層70Aの表面に、真空蒸着法により、Snからなる金属層(金属含有層30)を形成した。なお、この金属層の厚みは0.03μmであった。また、金属層の表面抵抗値は3.5×107Ωであり、絶縁性を示したことから、電波透過性が得られていることが確認された。
金属層を構成する材料をInに変更した以外は、参考例1と同様にして操作スイッチ用部材10Bを作製した。なお、この金属層の厚みは0.02μmであった。また、金属層の表面抵抗値は1.2×108Ωであり、絶縁性を示したことから、電波透過性が得られていることが確認された。
金属層を構成する材料をIn−Sn合金(InとSnとの比率(重量比)は、Inが50重量%、Snが50重量%)に変更した以外は、参考例1と同様にして操作スイッチ用部材10Bを作製した。なお、この金属層の厚みは0.03μmであった。また、金属層の表面抵抗値は6.7×107Ωであり、絶縁性を示したことから、電波透過性が得られていることが確認された。
図3に示す層構成を有する操作スイッチ用部材10Cを以下の手順で作製した。まず、キートップ20(ポリカーボネート樹脂製、厚み0.5mm)の操作面20Tに、参考例1と同様にして保護層60を形成した。次に、キートップ20の非操作面20B上に、Al粉を用いたミラーインク(帝国インキ製造社製、MIR−9100)をスクリーン印刷することで、厚み1.5μmのAl粉含有層(金属含有層30)を形成した。なお、このAl粉含有層の表面抵抗値は5.2×107Ωであり、絶縁性を示したことから、電波透過性が得られていることが確認された。
Al粉含有層の形成に際して、インクとして、Al粉を用いたミラーインク(帝国インキ製造社製、MIR−9100)と、赤色インク(赤色顔料を配合した溶剤希釈型アクリルインク)とを、重量比で8:2の割合で混合したインクを用いた以外は、参考例4と同様にして操作スイッチ用部材10Cを作製した。なお、Al粉含有層の表面抵抗値は7.7×109Ωであり、絶縁性を示したことから、電波透過性が得られていることが確認された。
図4に示す層構成を有する操作スイッチ用部材10Dを以下の手順で作製した。まず、キートップ20(ポリカーボネート樹脂製、厚み0.5mm)の操作面20Tに、参考例1と同様にして保護層60を形成した。次に、キートップ20の非操作面20B上に、参考例1と同様にして透明樹脂層70Aを形成した。
Inからなる金属層の代わりに、Alからなる金属層を真空蒸着法により形成した以外は、参考例1と同様にして、半製品を作製した。なお、Alからなる金属層の厚みは0.08μmであった。また、この金属層の表面抵抗値は36Ωであり、導電性を示したことから、電波透過性が得られていないことが確認された。
Inからなる金属層の代わりに、Al箔からなる金属層を熱転写印刷により形成した以外は、参考例1と同様にして、半製品を作製した。なお、熱転写印刷には、厚みが0.1μmのAl蒸着膜が形成された熱転写フィルムを用いた。なお、この金属層の表面抵抗値は0.6Ωであり、導電性を示したことから、電波透過性が得られていないことが確認された。
各実施例、参考例および比較例の操作スイッチ用部材について、いずれも目視で明確に確認できる表示部が形成されていた。また、各実施例、参考例および比較例の操作スイッチ用部材について、電波透過性、金属光沢感、加飾層40の隠蔽性、および、レーザ加工時の焼けについて評価した。結果を表1に示す。なお、いずれの実施例、参考例および比較例の操作スイッチ用部材においても、金属含有層30のレーザ光が照射された領域は完全に透明化していることが確認された。
電波透過性の有無は、各実施例の金属含有層30および各比較例の金属層の表面抵抗値の測定結果に基づいて、表面抵抗値が105Ω以上の場合を電波透過性の有り、表面抵抗値が105Ω未満の場合を電波透過性の無し、として評価した。
金属光沢感は、蛍光灯照明下の室内にて操作スイッチ用部材のキートップ側の面を目視観察して、金属光沢の度合いを評価した。評価基準は以下の通りである。
A:反射光の輝度が十分に高く、鏡面状態を呈している。
B:金属調を呈するが、鏡面状態ではない。
C:反射光の輝度が低く、金属調の質感も低い。
加飾層40の隠蔽性は、蛍光灯照明下の室内にて操作スイッチ用部材のキートップ側の面を目視観察し、表示部(透明領域32)が形成された領域を基準として、表示部(透明領域32)が形成されていない領域が、表示部の色味を呈しているか否かや、表示部の色味を呈している場合はその程度を評価した。評価基準は以下の通りである。
H:表示部が形成されていない領域は、表示部の色味を強く呈している。
M:表示部が形成されていない領域は、表示部の色味を若干呈している。
L:表示部が形成されていない領域は、表示部の色味を全く呈していない。
レーザ加工時の焼けは、蛍光灯照明下の室内にて操作スイッチ用部材のキートップ側の面を目視観察し、表示部(透明領域32)以外の直上に位置するキートップ20や保護層60を基準として、表示部(透明領域32)の直上に位置するキートップ20や保護層60の変色または屈折率の変化が生じているか否かにより判断した。評価基準は以下の通りである。
A:表示部(透明領域32)の直上に位置するキートップ20や保護層60の変色または屈折率の変化は全く観察されない。
B:表示部(透明領域32)の直上に位置するキートップ20や保護層60の変色または屈折率の変化が若干観察される。
C:表示部(透明領域32)の直上に位置するキートップ20や保護層60の変色または屈折率の変化が顕著に観察される。
20 キートップ
20T 操作面
20B 非操作面
30 金属含有層
32 透明領域
30A 第一の金属含有層
30B 第二の金属含有層
40 加飾層
50 ベースシート
60 保護層
70、70A、70B 透明樹脂層
80 接着層
90 積層体
100 半製品
200 携帯電話
202 ディスプレイ部分
204 本体部分
Claims (7)
- 透光性のキートップを有し、
該キートップの非操作面上に、少なくとも、金属材料を含みかつ当該金属材料が離散的に存在する金属含有層と、加飾層と、ベースシートと、がこの順に積層され、
上記金属含有層には、上記金属含有層の厚み方向を貫くように透明な領域が存在し、
上記金属含有層が、Sn、In、ならびに、SnおよびInから選択される少なくとも1種を主成分として含む合金、から選択される金属材料からなり、かつ、膜厚が0.01〜0.05μmの範囲内である金属層、および、Al粉と、結着材成分とを含むAl粉含有層を含むことを特徴とする操作スイッチ用部材。 - 請求項1に記載の操作スイッチ用部材において、
前記金属層の表面抵抗値が105Ω以上であることを特徴とする操作スイッチ用部材。 - 請求項1または2に記載の操作スイッチ用部材において、
前記金属層が、InまたはInを主成分とする合金からなることを特徴とする操作スイッチ用部材。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の操作スイッチ用部材を備えたことを特徴とするキーパネル。
- 請求項1〜4のいずれか1つに記載の操作スイッチ用部材を備えたことを特徴とする電子機器。
- 請求項5に記載の電子機器において、
電子機器が携帯電話であることを特徴とする電子機器。 - 透光性のキートップの非操作面上に、金属材料を含み、かつ、当該金属材料が離散的に存在する金属含有層を形成する金属含有層形成工程と、
上記金属含有層上に加飾層を形成する加飾層形成工程と、
上記加飾層上にベースシートを接着するベースシート接着工程と、
該ベースシート接着工程を少なくとも経た後に、上記キートップの非操作面と反対の面側から、上記金属含有層の一部の領域に対して、レーザ光を照射するレーザ照射工程を行うことで、操作スイッチ用部材を作製し、
上記金属含有層が、Sn、In、ならびに、SnおよびInから選択される少なくとも1種を主成分として含む合金、から選択される金属材料からなり、かつ、膜厚が0.01〜0.05μmの範囲内である金属層、および、Al粉と、結着材成分とを含むAl粉含有層を含むことを特徴とする操作スイッチ用部材の製造方法。
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