WO2007094484A1

WO2007094484A1 - 照光式スイッチおよびこれを有する電子機器

Info

Publication number: WO2007094484A1
Application number: PCT/JP2007/052904
Authority: WO
Inventors: Takaaki Yoshihiro
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-08-23
Also published as: JP5177424B2; US20090200146A1; US7960663B2; CN101385106B; EP1986205A1; US8497441B2; US20110209973A1; EP1986205A4; JPWO2007094484A1; CN101385106A

Abstract

　無機ＥＬ材料を利用した照光スイッチにおいて、音響ノイズを低減するために、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、前記突起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とで複数のスイッチ部を有する。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。

Description

照光式スィツチおよびこれを有する電子機器技術分野：

本発明は、携帯端末の操作系であるキースィ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明とこれを有する電子機器に関する。田

背景技術：

携帯電話、 P H S レ、。一ソナルハンディフォンシステム）、 P D A (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、アンデナ方式の小型化、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、スィ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ィツチ照光の均一性が損なわれる傾向にある。、

図 2 1、図 2 2は、従来の携帯端末の断面図である。特に、図 2 2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 5 0 1、スィツチボタン 5 2 5、キーシート 5◦ 2、導電体 5 2 4、スィツチ基板 5 5 5、電子部品 5 0 3を搭載した基板 5 0 4が厚さ方向に積み重ねられている。スィツチ基板 5 5 5の上部には L E D 5 6 0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。スィツチ基板 5 5 5は平坦面に配置する必要があり、導電体 5 2 4を避けた位置に L E D 5 6 0を配置している。

構造体 5 0 1には多数の貫通穴が存在し、この貫通穴をスィツチボタン 5 2 5 が貫通している。スィッチ基板 5 5 5の上面には配線パターン 5 2 2 A、 5 2 2 Bが形成されている。導電体 5 2 4は弾性変形可能な導電性材料から成つており、その外周端が配線パターン 5 2 2 Aに電気的に接続されている。スィッチボタン 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 522 Bに接触することにより、配線パターン 522 A 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 LED 560を照光させる。 LED 560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一シート、スィツ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 1 12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 1 12だけが配置され、突起 1 12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。スィッチボタン 1 25が押圧されると、スィツチボタン 125は導電体 124を押し下げて突起 1 12によりへこみクリック動作が発生し、スィ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、それに伴うスィツチのタリック特性、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。発明の開示：

発明が解決しようとする課題

特許文献 1に記述されたように、照光スィッチ部に、 OLED (有機 EL蛍光材料）を用いた場合、スィ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壌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ィツチ部に用いることで、発光面への圧力に強いスィツチが実現できる。

しかしながら、特許文献 1に開示された形状の照光スィッチ構造では、無機 E L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つた。これは、無機 E L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 E L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ィ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、スィ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ィッチ構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

本発明の照光式スィッチは、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 E L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、本発明の照光式スィッチは、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、本発明の照光式スィッチは、前記配線シートが前記配^?泉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、本発明の照光式スィッチは、前記弾性体は、前記配線シートとカバーシ一トとで挟持されていることを特徴とする。

また、本発明の照光式スィッチは、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、本発明の照光式スィッチは、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、本発明の照光式スィッチは、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、スィッチボタンを備えたことを特徵とする。

また、本発明の照光式スィッチは、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、本発明の照式スィッチは、前記配線シートの前記スィ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、本発明の照光式スィッチは、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、本発明の照光式スィツチは、前記構造体が筐体であることを特徴とする。また、本発明の照光式スィツチは、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、上記の照光式スィッチを有する電子機器、が提供される。 '

発明の効果

本発明の照光式スィッチは、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 E L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。図面の簡単な説明：

図 1は本発明の照光式スィツチの第 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ィツチの第 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ィツチの第 1の実施の形態を示すスィツチ一つ分の断面図である。

図 4は本発明の無機 E L照光式スィツチの第 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ィツチの第 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ィツチのスィツチシートを示す断面ィメージ図である図 7は本発明の照光式スィツ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ィツチの第 2の実施の形態を示すスィツチシートの分解斜視図である。

図 9は本発明の照光式スィツチの第 3の実施の形態を示す分解断面図である。図 1 0は本発明の照光式スィツチの照光シート示す平面図である。

図 1 1は本発明の照光式スィツチの配線シートを示す平面図である。

図 1 2は本発明の照光式スィツチの配線シートの切り込み形状を示す平面図でめ。

図 1 3は本発明の照光式スィツチの配線シートの配線パターンを示す平面図である。

図 1 4は本発明の照光式スィツチの配線シートの粘着材を示す平面図である。図 1 5は本発明の照光式スィツチのカバーシート示す平面図である。

図 1 6'は本発明の照光式スィツチの照光時の音響特性を示すグラフである。図 1 7は本発明の照光式スィツチのクリック音を示すグラフである。

図 1 8は本発明の照光式スィツ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 1 9はクリック特性を示すグラフである。

図 2 0は本発明の照光式スィツチのクリック特性を示すグラフである。

図 2 1は従来の照光構造の一例を説明する断面図である。

図 2 2は従来の照光構造の他の例を説明する断面図である。発明を実施するための最良の形態：

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ィツチを示す断面図である。図 2は照光スィツチを分解して示す斜視図、図 3はスィツ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、本発明の照光式スィツチは、構造体 1 0 1の表面に複数の突起 1 1 2と複数の支持部 1 1 3を形成している。また、図 1のスィッチ部の断面を示す図 3からも明らかなように、突起 1 1 2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 1 2 4と、前記導電体 1 2 4の上を覆う配線シート 1 0 2 Aと、前記配線シート 1 0 2 Aの上を覆う照光シート 1 6 0と、前記照光シート 1 6 0の上方に配置した複数のスィッチボタン 1 2 5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 1 1 3は突起 1 1 2の周囲に少なくとも二つ以上設け、突起 1 1 2とスィツチシート 1 0 2との間に形成される空隙部 1 1 1を有する構造である。この空隙部 1 1 1に導電体 1 2 4を収納する。筐体本体 1 0 Γの内部には、電子部品 1 0 3が搭載され、配線が施された基板 1 0 4が配置されている。

スィツチボタン 1 2 5はキーシート 1 2 9上に固定される。スィツチボタン 1 2 5の周囲を囲みキーシート 1 2 9上に配置したトッププレート 1 0 6を有する。トッププレート 1 0 6は下部の構成品を覆い隠すように配置される。

図 3に示されたスィツチシート 1 0 2は、照光シート 1 6 0、配線シート 1 0 2 A、導電体 1 2 4、カバーシート 1 0 2 B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。スィツチシート 1 0 2の上部にはスィツチボタン 1 2 5が搭載されている。導電体 1 2 4は、一部もしくは全面が粘着性を有したカバーシート 1 0 2 Bに把持されて、凸方向を突起 1 1 2に向けて配線シート 1 0 2 Aの配線パターン 1 2 2 A、 1 2 2 Bとほぼ同じ位置に配置される。また、導電体 1 2 4は配線パターン 1 2 2 A、 1 2 2 Bとの水平方向の位置関係がずれないように力パーシート 1 0 2 Bによって把持される。

導電体 1 2 4は、配線シート 1 0 2 Aの上に複数設けられており、スィツチボタン毎のスィッチ機能を実現する。導電体 1 2 4は、弾性変形可能で、弾性変形時に配線パターン 122Aと 1 22B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 122 B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 102 Aは、 FPC (F l e x i b l e P r i n t e d C i r c u i t) シートであり、スィッチボタン 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） 122 Aおよび 122 Bが形成されている。配線バターン 122 ぉょぴ122 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 122 B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 122 Aは配線パターン 122 Bを配線パタ-ン 122 A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 122 B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は力パーシート 102 B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 122 Aと接触しており、それによつて導電体 124と配線パターン 1 22 A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 1 24の凸部上面との距離は 0. 2 mm程度であり、配線パターン 122 Aの直径に比して十分小さい。また、配線シート 102 A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 16 OA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） 160 C、誘電層 160 D、裏面電極 160 E、保護層 160 Fを備えた構造を基本層構成としている。フィルム基板 16 OAは透明もしくは半透明が適している。 EL発光層 160 C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 16 OA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、スィツチボタンの視認性を確保する観点からはスィツチポ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、またスィッチボタンの周りであってもよい。照光シート 1 6 0から発する光はスィッチボタン 1 2 5を透過して肉眼で見えることとなるが、スィッチボタン 1 2 5の表面と ¾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 1 0 5で覆われており、電子部品 1 0 3および基板 1 0 4が外部に露出しないようにされている。電子部品 1 0 3および基板 1 0 4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 1 1 3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 1 0 1に設けた支持部 1 1 3は所定のピッチ L 1で配置されている。この図の場合、スィッチポタンは横方向に三つ配置されている。三つのスィッチボタン配置の間に設けた支持部 1 1 3が無い場合、スイツチシート 1 0 2両端の £巨離は Lとなる。この支持部 1 1 3'にスィツチシート 1 0 2が搭載され、さらに、当該スィッチシート 1 0 2上にトッププレート 1 0 6が搭載される。

さらに、支持部 1 1 3と突起 1 1 2の形状、寸法、配置関係について説明する。スィツチボタン 1 2 5周辺の基本構成は、図 7の 2スィツチボタン 1 2 5 "，に示すように、スィツチボタン 1 2 5を成すプレートはスィツチ機能一つに対して一対である。この場合、支持部 1 1 3はスィッチボタン 1· 2 5 "，の 4隅に配置している。支持部 1 1 3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 1 1 2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 1 1 2の外形とスィツチボタン 1 2 5 " ，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 1 1 2の直径と高さは、導電体 1 2 4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 1 2 4の直径の 2 0 %〜 5 0 %程度が好ましく、 (^ 4 !11111の導電体1 2 4では^ 1 . 5〜2 . 0 111111で高さ0 . 2〜0 . 3 mmの範囲が好ましい。支持部 1 1 3の高さは突起 1 1 2に対して若干高めに設定する。ここで、照光とスィツチ動作を説明すると次のようになる。

スィッチ動作は、突起 1 1 2に対して導電体 1 2 4の凸部をへこませてクリツ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。使用者がスィツチボタン 1 2 5を押すと、照光シート 1 6 0、配線シート 1 0 2、カバーシート 1 0 2 Bは弾性変形し、配線パターン 1 2 2 Bが下方に押し下げられる。この時、導電体 1 2 4の凸部は突起 1 1 2によって上方に押され配線パターン 1 2 2 Bと上下方向で接触する。これにより、配線パターン 1 2 2 Aと 1 2 2 Bは導電体 1 2 4を介して導通することとなり、スィッチが押されたという情報が、基板 1 0 4上の電子部品 1 0 3に入力される。ここで、導電体 1 2 4は配線パターン 1 2 2 Bと常時接触している必要はなく、スィッチボタン 1 2 5が押されて導通する際に配線パターン 1 2 2 Aと導電体外周、配線パターン 1 2 2 Bと導電体内周が接触すればよレ、。

図 6に示すように、照光シート 1 6 0は、その透明電極' 1 6 0 Bと裏面電極 1 6 0 Eに所定の交流電圧を掛け、蛍光体である E L発光層 1 6 0 C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 1 6 1より出力されて所定の周波数にて照光する仕みとなつている。照光のタイミングは、スィッチボタン 1 2 5が押されたという情報を電子部品 1 0 3に入力したことを受けて、電子部品 1 0 3により駆動回路 1 6 1へ所定の信号を入力して照光させる。スィッチポタン 1 2 5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 E L材料による照光シート 1 6 0 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 1 6 0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 1 6 0の両端を支持した場合、照光シート 1 6 0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 f o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 1 13を適切な距離で配置することで固有周波数 f 0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 1 60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 L 1を 13. 4 mmとした。図 5に示す二つの支持部 1 1 3 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 f 0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 f o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 1 13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 f 0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 20〜20000H zと言われている。とくに聞こえやすいとされるのは、 300〜400'0H z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ィ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 ψ 4mm、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 1 13はスィッチポタン 1 25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 1 12の上面直径 X 1は φ 1. 5 mm, 支持部 1 13の上面直径 Y 2と支持部 1 1 3 ' の縦幅 Y2は 1. 35 mmで設定されている。また、支持部 113の上面端部 R2は 0. 3 mm、突起上面の端部 R 1は 0. 3 mmである。円形状の支持部 113と楕円形状の支持部 1 13' の高さ Y 2はともに 0. 35 mm, 突起 1 1 2の高さは 0. 3 mmで、支持部 1 1 3と突起 1 12の段差は 0. 05 mmである。支持部 1 1 3' の高さは支持部 1 13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、スィッチボタン 125の形状によるデザィンゃ各部材の材料、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 O L E D (有機 E L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 E L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、スィ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 E L 材料により、外部圧力に非常に強い照光シート 1 6 0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 1 1 3を設けたことによりクリック動作の際にスィッチシート 1 0 2が極端に撓みやすくすることを適度に調整している。適度に橈ませることにより、導電体 1 2 4が橈む衝撃を小さくしてタリック音を小さくすることが可能となる。

図 1 7は、支持部 1 1 3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。暗騷音が 2 0 d B (A)以下の無響室において、スィッチポタン 1 2 5の 1 O mm上方に普通騷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 1 1 3の無い従来の構造で 4 5 d B (A)あったクリック音が、本発明の構造では 3 2 d B (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ィツチのスィツチシート 1 0 2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 1 6 0、配線シート 1 0 2 A、カバーシート 1 0 2 B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及ぴ図 1 4に示すように、配線シート 1 0 2 Aの照光シート 1 6 0側の片面に粘着材 1 4 0 1を設けている。また、図 1 4に示されているように、配線シート 1 0 2 Aの片面のほぼ全面に粘着材 1 4 0 1が設けられている。他方、図 1 5に示すように、力パーシート 1 0 2 Bの配線シート 1 0 2 A側の片面にも粘着材 1 4 0 2が設けられ、この粘着材 1 4 0 2も、配線シート 1 0 2 B 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 1 4 0 1、 1 4 0 2を設けて貼り合わせることにより、無機 E L材料による照光駆動時のシ一トの振動を抑制す。照光シート 1 6 0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 1 6 0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 1 8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 1 6 0、配 ϋシート 1 0 2 A、カバーシート 1 0 2 B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 1 6 1への入力電圧（ィンバータ入力電圧）を 2 . 5 Vとした場合、前者が 4 0 d B (A)であるのに対して、後者は 3 2 d B (A)であり 1 2 d B (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 1 8に示す実験によって判明した。

照光シート 1 6 0、配線シート 1 0 2 A、カバーシート 1 0 2 Bとは粘着固定に限定されず、接着材ゃ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 1 6 0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ィツチの構造体 1 0 1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 1 0 1において突起 1 1 2と支持部 1 1 3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 1 0 1 1を金属で作り、次に別な金型内に第 1筐体 1 0 1 1を設置し、樹脂を流し込み、第 2筐体 1 0 1 2を成型し、これによつて、第 1筐体 1 0 1 1と第 2筐体 1 0 1 2とは一体に成型される。この場合、第 1筐体 1 0 1 1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ゥムによる铸造によって形成される。他方、第 2筐体 1 0 1 2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 1 0 1 1、 1 0 1 2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レ、。

無機 E L材料によ'る照光では、交流 1 0 0 V前後の高い電圧で駆動するため、電磁ノィズを発生しゃすい。この電磁ノィ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 1 1 2と支持部 1 1 3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） 1 0 3 2や無線回路部品 1 0 3 1と照光シート 1 6 0の間を金属でシールドすることにより、音響ノィズゃ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、グラフア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 1 0 1 1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 . 8 mm程度であるが'、第 1筐体 1 0 1 1を金属によって成型した場合、 0 . 3 mmの薄肉板金が成型可能であるから、第 1筐体 1 0 1 1の肉厚は 0 . 5 mmの薄型化が可能になる。また、第 1筐体 1 0 1 1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、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 1 1 2および支持部 1 1 3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 1 0、図 1 1、図 1 2、図 1 3、図 1 4 , 図 1 5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 1 1 3と突起 1 1 2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 1 6 0、配線シート 1 0 2 A、カバーシ一ト 1 0 2 Bの各シートにそれらの剛性を緩和することによって、タリック特性を向上する効果があである。

具体的には、まず照光シート 1 6 0のスィツ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 1 0に示すように、 E L発光層 1 6 0 C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 2 0 m程度であるが、 1 0 ^ m程度に薄くすることで剛性を緩和する。また、照光シート 1 6 0には照光に影響の無い範囲で、図示していないスリツ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 E L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 1 6 0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 1 0 2 Aにおいては図 1 1に示すように、配線パターン 1 2 2 Aの周囲にスリット 1 3 0を設けている。スリット 1 3 0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 1 3 0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カスリット幅は小さいほうが好ましく、実際には 0 . 5〜0 . 8 mm程度が量産に適している。他の例としては図 1 2に示すように配線パターン 1 2 2 Aの周囲に切り込み 1 3 1を設ける方法もある。切り込み 1 3 1のみでは裂ける恐れがあるため、切り込み 1 3 1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ェリ了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 φ θ . 5〜1 . 5 mm程度が適している。また通常、導電体 1 2 4と配線パターン 1 2 2 Aの導通領域確保の観点から、 C u箔面を広めにとること力ある。

図 1 1に示すように、スィツチボタン 1 2 5と同心上に位置する配線パターン 1 2 2 Aは C u箔による電極を形成するが、導電体 1 2 4の外形より若干大きい領域にしてスィッチボタンを押した際の C u箔面の剛性を緩和する。

次に、力パーシート 1 0 2 Bについても図 1 4に示すように導電体 1 2 4周辺にスリット 1 3 0を設けて、たわみやすい構造としている。スリット 1 3 0の代わりに切り込み 1 3 1でも代用可能である。力パーシート 1 0 2 Bについても、前述した配線シート 1 0 2 A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 1 9に示されるスィッチボタンを押した際のタリック特性のうち、荷重変位曲線の山 P 1と谷 P 2の差 Δ Ρの値が大きく、 P 2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、スィッチを押し下げ、解放する操作の際のスィツ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、 Δ Ρ Ζ Ρ 1で算出される。

更に、支持部 1 1 3と突起 1 1 2の寸法と配置について説明する。スィッチボタン 1 2 5周辺の基本構成は、図 7の 2スィッチボタン 1 2 5 " ' に示すように、スィツチボタン 1 2 5を成すプレートはスィツチ機能一つに対して一対である。この場合、支持部 1 1 3はスィツチボタン 1 2 5 " ' の 4隅に配置している。支持部 1 1 3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 1 1 2は円形状で上面の端面は所定の R形状を成している。突起外形とスィ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ィツ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 1 1 3と突起 1 1 2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 1 1 2の直径と高さは、導電体 1 2 4のクリック特 14、特にクリック率と作動力に影響し、通常導電体の直径の 2 0 %〜 5 0 %程度が好ましく、 φ 4 mmの導電体では φ 1 . 5〜2 . 0 111111で高さ0 . 2〜0 . 3 mmの範囲が好ましい。支持部 1 1 3の高さは突起 1 1 2に対して若干高めに設定する。支持部 1 1 3の面積が突起 1 1 2の周囲に多すぎる場合や、支持部 1 1 3が突起 1 1 2に近すぎる場合あるいは支持部 1 1 3と突起 1 1 2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 1 1 3より突起 1 1 2が高い場合は周辺のスィッチボタンの誤動作や周辺が橈んでしまう。このため、支持部 1 1 3の配置、形状に関しては、スィッチ部を構成する部材、つま本構成では照光シート 1 6 0、カバーシート 1 0 2 B、配線シート 1 02 B、導電体 1 24、トップカバー 1 0 6そしてスィツチ部 1 26のサイズ、厚み、材質、貼り合わせ形状などによつて最適化されるのが好まし！/、。

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 Φ 4πιιη、作動力を 1. 3Νと設定して突起 1 1 2、支持部 1 1 3の形状、寸法、配置の一例を挙げて説明する。ここで 2スィッチボタン 1 2 5"' の横幅 Χ0を 9. 5mm、縦幅 Υ0を 5mm、横方向のピッチ ΡΧを 1 2. 5 mm, 縦方向のピッチ PYを 7. 5mmとする。支持部 1 1 3はスィッチポタン 1 25 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 1 1 2の上面直径 X 1は φ 1 · 5 mm、支持部 1 1 3の上面直径 Y 2と支持部 1 1 3 ' の縦幅 Y2は 1. 3 5 mmで設定されている。また、支持部 1 1 3の上面端部 R 2は 0. 3 mm、突起上面の端部 R Γは 0. 3 mmでスイツチポタンや導電体らが橈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 1 1 3と楕円形状の支持部 1 1 3' の高さ Y 2はともに 0. 3 5mm、突起 1 1 2の高さは 0. 3mmで、支持部 1 1 3と突起 1 1 2の段差は 0. 05 mmである。支持部 1 1 3' の高さは支持部 1 1 3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、スィッチボタン 1 25と支持部 1 1 3の横方向の隙間 Xは約 0. 8 mm、縦方向の隙間 Yは 0. 6 mmとなる。クリック特性には、前述の隙間 X、隙間 Y、突起高さ Y l、支持部高さ Υ2、突起 1 1 2と支持部 1 1 3の段差 Υ3、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 1 1 3、 1 1 3 ' 同士の間隔（内寸法）は、導電体 1 24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、スィッチボタン 1 2 5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 2 0である。導電体単体の作動力を 1 . 3 N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 3 0 %程度、作動力は 1 . 3 5 N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 3 0 %前後で、作動力は 1 . 1〜 1 . 6 N程度である。従って本発明のスィッチは良好なクリック特性と言える。また、支持部 1 1 3を配置したことによりスィッチボタン押下の際に、周囲のスィッチボタン 1 2 5の誤動作の防止の効果も有している。さらに、スィッチボタン 1 2 5周囲のトッププレート 1 0 6平坦度維持ゃ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 1 2 4として記載したが、導電体 1 2 4はスイッチポタン 1 2 5が押下された時に弾性変形し配線パターン 1 2 2 Aと配線パターン 1 2 2 Bとが電気的な導通が可能な弾性体で有ればよい。

本発明の照光式スィッチは、携帯電話、 P D A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、 P D A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

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青機 E L材料によって面発光する照光シ一トを有し、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ィツチ。

囲

2 . 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 に記載の照光式スィッチ。 '

3 . 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に記載の照光式スィツチ。

4 . 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@ [とする請求項 1に記載の照光式スィツチ。 ·

5 . 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 4に記載の照光式スィツチ。

6 . 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に記載の照光式スィッチ。

7 . 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、スィツチボタンを備えたことを特徴とする請求項 1に記載の照光式スィツチ。

8 . 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に記載の照光式スィツチ。

9 . 前記配線シートの前記スィツ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請求項 1に記載の照光式スィツチ。

1 0 . 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に記載の照光式スィツチ。 '

1 1 . 前記構造体が筐体であることを特徴とする請求項 1に記載の照光式スィツチ。

1 2 . 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 1 1に記載の照光式スィツチ。

1 3 . 請求項 1に記載された照光式スィッチを有することを特徴とする電子機器。