スイッチモジュール
【課題】キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供する。
【解決手段】キー基板８に対向する表面にメタルドームシート４が取り付けられた回路基板６、導光シート４、ＬＥＤ２、及びＬＥＤ２から射出された光を導光シート３の端部から導光シート３内に入射させるリフレクター９を備え、キー部７を照明可能なスイッチモジュール１において、導光シート３は、キー基板８と対向する第１の面３ｂと、その反対側にあって回路基板６と対向する第２の面３ｃと、を有しており、第２の面３ｃにおける端部近傍には、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく端部近傍の第１の面３ｂを透過する光の光路上に、黒インクによる印刷パターン１２が形成されている。
【解決手段】キー基板８に対向する表面にメタルドームシート４が取り付けられた回路基板６、導光シート４、ＬＥＤ２、及びＬＥＤ２から射出された光を導光シート３の端部から導光シート３内に入射させるリフレクター９を備え、キー部７を照明可能なスイッチモジュール１において、導光シート３は、キー基板８と対向する第１の面３ｂと、その反対側にあって回路基板６と対向する第２の面３ｃと、を有しており、第２の面３ｃにおける端部近傍には、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく端部近傍の第１の面３ｂを透過する光の光路上に、黒インクによる印刷パターン１２が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器のキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器には、キー部を有するキー基板が設けられており、さらにキートップの接触、非接触によって電気的接続のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチモジュールがキー基板に対向配置されている。図５に、複数のキー部７０を有するキー基板８０に対向配置されている従来のスイッチモジュール１００の概略斜視図を示す。また、図６に、図５に図示したスイッチモジュール１００の概略断面図を示す。
【０００３】
図６（ａ）に示すように、スイッチモジュール１００には、電極５５を内包するメタルドーム５０、回路基板６０、導光部材３０、及び発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０が設けられている。メタルドーム５０は、メタルドームシート４０によって回路基板６０上に一体に保持されており、導光部材３０は、粘着層３５によって、所定の間隔を空けてメタルドームシート４０に取り付けられている。また、導光部材３０の下面には、白インクがドット状に印刷される印刷加工、又はプリズム加工等の光散乱加工部３０ａが設けられており、導光部材３０とＬＥＤ２０との間には、ＬＥＤ２０から射出された光を効率的に導光部材３０の端部から導光部材３０内に導くためのリフレクター（反射部材）２５が設けられている。
【０００４】
かかる構成によると、キー部７０が下方に押圧されてメタルドーム５０が変形することによる、メタルドーム５０と電極５５との電気的な接触、非接触によって、スイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることが可能になると共に、キー基板８０の裏面、即ち、キー基板８０とメタルドームシート４０との間に導光部材３０が設けられているので、ＬＥＤ２０から射出されて導光部材３０内に入射した光を光散乱加工部３０ａで散乱させることにより、導光部材３０内から各々のキー部７０を照明することが可能になる。なお、関連する技術が特許文献１〜６に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４６８２１号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２９５１号公報
【特許文献３】特開２００９−１４０８７１号公報
【特許文献４】特開２００９−１８７８５５号公報
【特許文献５】特開２００４−１３９９８３号公報
【特許文献６】特開２００８−２２６８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成には以下の課題がある。
【０００７】
図６（ｂ）に、導光部材３０内における光の進行方向を模式的に示す。ＬＥＤ２０から射出され、リフレクター２５によって導光部材３０の端部から導光部材３０内に入射した光は、例えば図中Ｌ１に示す光のように、導光部材３０の上面及び下面における反射を繰り返しながら導光部材３０内を進んでいく。また、図中Ｌ２に示す光のように、導光部材３０の上面からキー部７０の方向へ抜け出すように、光散乱加工部３０ａで散乱される光
もある。
【０００８】
しかしながら、導光部材３０内に入射される光には、図中Ｌ３、Ｌ４に示す光のように、光散乱加工部３０ａが形成されていないにも関わらず、導光部材３０の端部近傍において導光部材３０の上面からキー基板８０の方向へ漏れ出る光が存在する。その結果、キー基板８０の表面では、Ｌ３、Ｌ４の光が漏れ出る領域、即ちＬＥＤ２０近傍の領域が他の領域と比較すると極端に光り過ぎるといった課題がある。
【０００９】
一方、一般的に、キー部を照明可能なスイッチモジュールに対しては、複数のキー部をできる限り均一な輝度で照明するといった「輝度均一性」の要求がある。しかし上述の構成において「輝度均一性」の要求を満たすためには、ＬＥＤ２０近傍の光り過ぎる領域にキー部７０を配置することを避けねばならず、ＬＥＤ２０と（ＬＥＤ２０に最も近い）キー部７０との距離を離す必要がある。即ち、図６（ｂ）に示す「距離ａ」を大きく設定する必要があり、ＬＥＤ２０の近傍にキー部７を配置することが出来ない。よって、このことがキー部７０の配置の設計上、デザイン上の制約につながっている。すなわち、従来の構成では、輝度均一性の要求を満たしつつ、さらにキー部７０の配置の設計上、デザイン上の制約を緩和するといった要求を満たすことは不可能であった。
【００１０】
そこで本発明は、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
キー部を有するキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールであって、
前記キー基板に対向する表面に電極層が形成された回路基板と、
前記キー基板と前記回路基板との間に設けられている導光部材と、
光を射出する光源素子と、
前記光源素子から射出された光を前記導光部材の端部から前記導光部材内に入射させる反射部材と、
を備え、
前記電極層に対して前記キー部が移動することで、スイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換えられると共に、前記導光部材内に入射した光によって前記導光部材内から前記キー部を照明可能であるスイッチモジュールにおいて、
前記導光部材は、
前記キー基板と対向する第１の面と、その反対側にあって前記回路基板と対向する第２の面と、を有しており、
第２の面における前記端部近傍には、
前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく前記端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によると、導光部材の第２の面において、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく導光部材の端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されているので、導光部材の端部近傍から漏れ出る光を、印刷パターンによって吸収することができる。すなわち、導光部材の端部近傍から漏れ出る光の光量を低減できる。その結果、光源素子に対してキー部を近づけて配置しても、そのキー部が他のキー部と比較して光り過ぎるといった問題を回避できるので、キー部配置に関する設計上、デザイン上の制約を緩和出来ると共に、輝度均一性の要求を満たすことができる。なお、印刷パターンは、導光部材の端部近傍の第１の面を透過する光の
光路上にのみ形成されているものである。よって、導光部材内を進む他の光（導光部材の端部近傍から漏れ出ない光）は、印刷パターンで吸収されることがなく、キー部を十分に照明することが可能になる。
【００１３】
また、
前記反射部材は、
前記端部における第１の面を覆うようにして設けられており、
前記印刷パターンは、
第２の面において、前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に前記反射部材のエッジ部近傍から第１の面を透過する光の光路上に形成されていると好適である。
【００１４】
かかる構成によると、反射部材が導光部材の端部における第１の面を覆うようにして設けられているので、光源素子から射出された光をより効率的に導光部材内に入射させることができる。また、反射部材のエッジ部近傍から漏れ出る光を印刷パターンによって吸収することができ、よって、反射部材のエッジ部近傍から漏れ出る光の光量を低減できる。その結果、光源素子に対してキー部を近づけて配置しても、そのキー部が他のキー部と比較して光り過ぎるといった問題を回避できるので、キー部の配置に関する設計上、デザイン上の要求と、輝度均一性の要求とを同時に満たすことが可能になる。
【００１５】
また、
前記導光部材には、
前記導光部材内に入射した光を散乱させることが可能な光散乱加工が施されており、前記光散乱加工が施された部分において散乱された光によって、前記導光部材内から前記キー部を照明可能であると好適である。
【００１６】
かかる構成によると、導光部材内に入射した光を散乱させることによって、散乱された光によって導光部材内からキー部を好適に照明することが可能になる。
【００１７】
また、
前記光散乱加工とは、
光散乱性を有するインクを前記導光部材に印刷する印刷加工、又は、
光散乱性を有する３次元形状を前記導光部材に形成する３次元形状加工、
であると好適である。
【００１８】
かかる構成によると、簡易な加工方法によって導光部材に光散乱加工を施すことが可能になる。なお、ここでいう印刷加工とは、例えば白インクをドット状に印刷するような加工が挙げられ、さらに３次元形状加工とは、金型加工、レーザ加工等の加工方法によって、反射部材に凹凸、プリズム等を形成する加工が挙げられる。
【００１９】
また、
前記光散乱加工が、
前記導光部材の第２の面に施されていると好適である。
【００２０】
かかる構成によると、光散乱加工と、光吸収性のインクによる印刷パターンとが導光部材の同一面に施されることになるので、同一の工程内においてこれらの加工を位置精度よく行うことができ、生産効率の向上、製造コストの低減を図ることができる。特に、光散乱加工として印刷加工を採用する場合は、製造工程において、同一の印刷機器を用いてこれらを同一工程内で位置精度よく印刷することができるので、生産効率をより向上させることが可能になる。
【００２１】
また、
前記導光部材には、
厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下の光透過性を有するシート部材が用いられていると好適である。
【００２２】
かかる構成によると、厚さの薄い光透過性を有するシート部材を用いることにより、スイッチモジュール全体の小型化を図れる他、キー部と電極層との間に介在する導光部材の厚さが薄いので、ユーザがキー部を操作する際にユーザに伝わるクリック感を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの概略断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの上面図。
【図３】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの効果を説明する図。
【図４】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの効果を説明する図。
【図５】従来のスイッチモジュールの概略斜視図。
【図６】従来のスイッチモジュールの概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
[実施形態]
＜１：スイッチモジュールの全体構成について＞
図１（ａ）を参照して、本発明を適用可能な実施形態に係るスイッチモジュール１の全体構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係るスイッチモジュール１の概略断面図である。
【００２７】
本実施形態に係るスイッチモジュール１は、キー部７を有するキー基板８に対向配置されており、例えば、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器における１０キー基板、ＱＷＥＲＴＹキー基板に用いることが可能である。また、タッチパネル等にも用いることが可能である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、スイッチモジュール１は、発光素子としてのＬＥＤ２、電極１１を有する回路基板６、それぞれの電極１１を覆うメタルドーム５を有するメタルドームシート４（電極層）、及びメタルドームシート４上に粘着層１０によって取り付けられる導光シート３（導光部材）を備えている。回路基板６には、ＦＰＣ基板（Flexible Printed Circuit）を用いることが可能である。また、ＬＥＤ２と導光シート３との間には、ＬＥＤ２から射出された光をＬＥＤ２の端部から効率的に導光シート３内に入射させるリフレクター９（反射部材）が設けられている。
【００２９】
かかる構成によると、キートップ７ａが図中下方に移動してメタルドームシート４を押圧し、これによってメタルドーム５が変形してメタルドーム５と電極１１とが接触することにより、メタルドーム５と電極１１とが電気的に接続された状態となり、即ち、スイッチがＯＦＦからＯＮの状態に切り換えられる。なお、一般的にスイッチモジュールには、操作性の観点から、キー部を押したときにユーザに十分なクリック感が伝わることが望ましいとされているが、本実施形態によれば、一定の強度を有するメタルドーム５の変形によってスイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換わるようにしているので、ユーザに対して十分なクリック感を伝えることができる。なお、それぞれのメタルドーム５はメタルドームシート４に対して一体に接着されており、製造過程では、メタルドーム５が実装済みのメタルドームシート４を回路基板６に取り付けることで、複数の電極１１に対してメタルドーム５を精度良く、かつ簡易な工程で取り付けることが可能になる。
【００３０】
＜２：導光シートについて＞
本実施形態に用いられている導光シート３について説明する。本実施形態では、厚さ１２５μｍ、ショア硬度９７の光透過性を有するウレタンゴムシート（熱硬化性）を用いているが、導光シート３として適用可能な材料はこれに限られるものではなく、ポリカーボネートフィルム、シリコンゴムシート等の透明シートを用いてもよい。また、導光シート３の厚さは特に限定されるものではないが、厚さ１００μｍ以上３００μｍ以下であるとより好適であるといえる。なお、ここでいう「透明シート」とは、必ずしも無色透明を意味するものではなく、ＬＥＤ２から射出された光が透過可能なものであれば、導光シート３は「無色透明」に限られるものではない。
【００３１】
本実施形態では、このように厚さの薄い導光シート３を用いているので、スイッチモジュール１の小型化を達成できる他、さらに、上述したクリック感の感度を向上させることが可能になる。なお、以下では、導光シート３の表面において、キー基板８と対向する側の面（図中上面）を「第１の面３ｂ」、回路基板６と対向する側の面（図中下面）を「第２の面３ｃ」として説明する。
【００３２】
導光シート３には、第２の面３ｃに、導光シート３に入射した光を散乱させる光散乱加工が施されている。ここでは光散乱加工として、白インク（光散乱性を有するインク）によるドット印刷（印刷加工）がインクジェットプリンタによって施されており、これにより、第２の面３ｃには白色ドット３ａが印刷されている（ここでは光散乱性を有するインクとして白色インクを採用しているが、光散乱性を有していれば白色以外のインクを用いてもよい）。白色ドット３ａは、キー部７に対応する位置にそれぞれ印刷されており、これにより、ＬＥＤ２から導光シート３内に入射した光を白色ドット３ａで散乱させ、散乱された光によって、導光シート３内からキー部７を照明することが可能になる。なお、白色ドット３ａのドット密度、形状等は特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ２から離れた領域（光が減衰して伝わる領域）で白色ドット３ａのドット数を多くすることにより、ＬＥＤ２から離れた領域に配置されるキー部７であっても十分な光量で照明することが可能になる。
【００３３】
また、光散乱加工の形態はこれに限られるものではなく、金型加工、レーザ加工等による３次元形状加工を所定の位置に施し、導光シート３に凹凸形状、プリズム形状を形成する形態であってもよい。この場合も、白色ドット３ａと同様に、３次元形状加工が施された部分によって光を散乱させることで、キー部７を好適に照明することが可能になる。なお、印刷加工（白色ドット３ａ）は第２の面３ｃに施されるものであるが、３次元形状加工は、導光シート３の第１の面３ｂに施されてもよい。この場合も、第１の面３ｂに施された３次元形状加工において光が散乱することで、光を第１の面３ｂからキー部７の方向に透過させ、キー部７を好適に照明することが可能になる。
【００３４】
＜３：リフレクターについて＞
本実施形態では、ＬＥＤ２から射出された光を導光シート３の端部から導光シート３内に効率的に入射させるためのリフレクター９が設けられている。本実施形態のように厚さの薄い導光シート３を用いる場合は、ＬＥＤ２の光射出領域幅よりも導光シート３の厚さの方が薄くなっていることが多く、このような場合は、ＬＥＤ２から射出された光を効率的に導光シート３内に入射させるためにも、ＬＥＤ２と導光シート３との間にリフレクター９を設けることが有効である。本実施形態では、より効率的に光を入射させるべく、導光シート３の端部において、リフレクター９が第１の面３ｂを覆うように設けられているが、リフレクター９の形状は特に限定されるものではない。
【００３５】
＜４：光の進み方＞
図１（ｂ）を参照して、本実施形態における導光シート３内の光の進み方について説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すスイッチモジュール１について、ＬＥＤ２の近傍を拡大した概略断面図である。
【００３６】
ＬＥＤ２から射出された光は、リフレクター９によって導光シート３の端部から導光シート３内に入射される（リフレクター９を介さずに直接導光シート３内に入射する光もある）。本実施形態では、導光シート３の第１の面３ｂ、第２の面３ｃが、共に空気層と接しており、屈折率の違い（空気層の屈折率を１．０とすると、導光シート３の屈折率は約１．４５である）から、導光シート３内を進む光は、図中Ｌ１、Ｌ２のように、第１の面３ｂ、及び第２の面３ｃにおける反射を繰り返しながら、導光シート３の他方の端部に向かって進むことになる。そして、その光路上に白色ドット３ａがある場合は、白色ドット３ａにおいて光が散乱し、Ｌ２に示す光のように、導光シート３内からキー部７の方向に光が抜け出すことになる。なお、ＬＥＤ２から射出された後に、粘着層１０を透過してメタルドームシート４内に入射する光もあるが、この光も、メタルドーム５の表面等で反射され、粘着層１０を透過して再び導光シート３内に入射することになる。
【００３７】
＜５：光の漏れを低減する構成について＞
図１（ｂ）、図１（ｃ）を参照して、従来の課題として挙げられている「光の漏れ」を低減する構成について説明する。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す光Ｌ３、Ｌ４の進行方向を模式的に表した図である。
【００３８】
上述したように、ＬＥＤ２に近い導光シート３の端部近傍では、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂを透過する光が存在し（図１（ｂ）、図１（ｃ）のＬ３、Ｌ４の点線部分）、従来の構成では、このような光によって導光シート３の端部近傍、即ち、キー基板８におけるＬＥＤ２近傍が光り過ぎるといった課題があった。例えば本実施形態のようなリフレクターを用いる場合は、リフレクターのエッジ部から光が漏れ出るといった現象が見られる。そこで本実施形態では、この課題を解決すべく、導光シート３の端部近傍の第２の面３ｃに、黒インク（光吸収性のインク）による印刷パターン１２を形成している点を特徴とする。
【００３９】
より具体的には、第２の面３ｃ上であって、かつ、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示す光Ｌ３、Ｌ４の光路上、即ち、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂ（リフレクター９のエッジ部）を透過する光の光路上に、印刷パターン１２を形成している。なお、第１の面３ｂから漏れ出す光の光路上であれば、例えば接着層１０と導光シート３との界面に印刷パターン１２を形成する形態であってもよい（図１（ｂ））。
【００４０】
かかる構成によれば、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光Ｌ３、Ｌ４を、第２の面３ｃに形成された印刷パターン１２において吸収することができるので、リフレクター
９のエッジ部から漏れる光の光量を低減することができる。即ち、導光シート３端部近傍からの光の漏れを低減できる。なお、ここでは印刷パターン１２として、黒色ＵＶ硬化インク（主剤：光重合組成物７０〜９０質量％、顔料：カーボンブラック粒子１〜５質量％、その他：重合開始剤１〜５質量％、を含むもの）を、ＵＶ硬化装置としてSubzero(Integration社製)を用い、ピエゾ式（３６０ｄｐｉ、液滴量１４ｐｌ）のインクジェット方式で導光シート３にパターン印刷しているが、光吸収性のインクとは、必ずしも黒インクに限定されるものではなく、灰色、濃紺等、光を好適に吸収可能なインクであればよい。
【００４１】
＜６：印刷パターンの位置、形状について＞
図２を参照して、印刷パターン１２の位置、形状について説明する。図２は、本実施形態に係るスイッチモジュール１の上面図であり、特に、印刷パターン１２が形成される位置を模式的に示している図である。
【００４２】
黒インクによる印刷パターン１２が形成される位置は、第２の面３ｃ上であって、かつ第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂ（リフレクター９のエッジ部）を透過する光の光路上であれば特に限定されるものではない。例えば、図２（ａ）、図２（ｃ）、図２（ｅ）に示すように、スイッチモジュール１を上面から見た場合に、印刷パターン１２がリフレクター９の内側に隠れる位置に形成されていてもよく、また、図２（ｂ）、図２（ｄ）、図２（ｆ）に示すように、リフレクター９の外側に印刷パターン１２が形成されていてもよい。
【００４３】
また、図２（ａ）〜図２（ｆ）における「照光エリア」とは、キー部７に対応する領域を示すものであるが、「照光エリア」とＬＥＤ２との相対的な位置関係を考慮して、印刷パターン１２を形成する位置を決めるとより効果的である。例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）のように、ＬＥＤ２の正面にスリットが出来るように印刷パターン１２を形成すると、「照光エリア」の光り過ぎを抑制しつつ、図中下方（Ｙ方向）へＬＥＤ２からの光をより多く通すことができるので、ＬＥＤ２から離れた位置にあるキー部７であっても、十分な光量で照明することができる。また、図２（ｃ）、図２（ｄ）のように、ＬＥＤ２の正面にスリットを設けることなく印刷パターン１２を形成すれば、より確実に「照光エリア」の光り過ぎを抑制することができる。また、図２（ｅ）、図２（ｆ）のように、ＬＥＤ２の正面に「照光エリア」がある場合は、ＬＥＤ２の正面に印刷パターン１２を形成すれば、「照光エリア」の光り過ぎを好適に抑制することができる。すなわち、「照光エリア」から漏れ出す光を吸収可能な位置であれば、第２の面３ｃ上における印刷パターン１２の位置はどのような位置であってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、図２（ａ）〜図２（ｆ）に示すように、印刷パターン１２を長方形状に形成している。本発明者らの鋭意検討によれば、奥行き（図２中Ｙ方向）を０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、幅（図２中Ｘ方向）を５．０ｍｍとすれば、キー部７を照明する他の光の光路に干渉することなく、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光のみを効果的に吸収できることがわかっている。しかしながら、印刷パターン１２の形状は特に限定されるものではなく、例えば楕円形、円形、ドットの集合等であってもよい。また、寸法についても、ＬＥＤ２の放射角度と「照光エリア」の位置等を鑑みて、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光のみを効果的に吸収できる寸法であればよい。
【００４５】
＜７：検証実験について＞
（比較例）と（実施例１）〜（実施例３）のそれぞれに対して、「照光エリア」の光り過ぎを抑制する効果を検証する検証実験を行った。以下、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して、検証実験の条件、結果について説明する。図３（ａ）は、検証実験に用いた「照光エリア」（キー部に対応するエリア）、ＬＥＤ２の配置を示す模式図であり、図３（ｂ）は、（比較例（左））と（実施例１（右））のそれぞれで測定した輝度等高線図である（
上側は上面から見た図、下側は３次元状に表した図）。なお、ここでは輝度測定用装置として、ＨＩ−ＬＡＮＤ社製 ＲＩＳＡ−ＣＯＬＯＲ／ＯＮＥＩＩを用いた。
【００４６】
（比較例）
比較例として、図３（ａ）に示す「照光エリア」（キー部）の配置において、黒インクの印刷パターン１２を形成しない場合について、「照光エリア」の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。発明者らの鋭意検討によると、図示する複数の「照光エリア」のうち、左上と右上にある「照光エリア」（斜線部で示すエリア）に顕著な「光り過ぎ」の現象が生じており、これにより、満足のいくレベルの「輝度均一性」が達成できていないことが確認されている。そこで、左上と右上にある「照光エリア」を対象とし、（比較例）と（実施例１）〜（実施例３）とでその輝度を比較した。なお、（比較例）では、左上の「照光エリア」の輝度が３９．６ｃｄ／ｍ２で、右上の「照光エリア」の輝度が３７．２ｃｄ／ｍ２であり、他の「照光エリア」の輝度と比較すると高い輝度を示すことがわかったが、さらに、局所的には、左上の「照光エリア」では、ＬＥＤ２に近い左上領域が、右上の「照光エリア」では、ＬＥＤ２に近い右上領域が、極端に光り過ぎていることが確認されている。
【００４７】
（実施例１）
実施例１では、図３（ａ）に示すように黒インクの印刷パターン１２を形成し、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．５ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２２．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２３．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００４８】
（実施例２）
実施例２では、図３（ａ）に示す黒インクの印刷パターン１２において、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．７ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２１．５ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２１．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００４９】
（実施例３）
実施例３では、図３（ａ）に示す黒インクの印刷パターン１２において、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．３ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２５．７ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２４．８ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００５０】
次に、図３（ｂ）に、（比較例）と（実施例１）とにおける、図３（ａ）の左上の「照光エリア」の輝度等高線図を示す。図３（ｂ）において上側に示すものが、左上の「照光エリア」を上面から見た場合の輝度等高線図であり、下側に示すものが、左上の「照光エリア」の３次元輝度等高線図である。図示するように、（比較例）では、「照光エリア」全体で輝度が高く、特にＬＥＤ２に近い左上領域は極端に高い輝度を示していることがわかる。これに対して（実施例１）では、全体的に輝度が低下していることがわかる。すな
わち、黒インクの印刷パターン１２を形成することで、「光り過ぎ」を確実に抑制できていることがわかる。
【００５１】
＜８：本実施形態の効果について＞
本実施形態に係るスイッチモジュール１によれば、従来の構成では得ることができなかった以下の効果を得ることが可能になる。
【００５２】
（キー部配置の設計上、デザイン上の制約について）
本実施形態に係るスイッチモジュール１によれば、上述の構成によって、導光シート３端部近傍から漏れ出る光の光量を低減することができる。よって、従来の構成ではキー部をＬＥＤに近づけて配置すると、漏れ出た光によってＬＥＤ近傍にあるキー部が極端に光り過ぎるといった課題が生じ、これにより、キー部をＬＥＤに近づけて配置することが出来ないといった、設計上、デザイン上の制約が生じていたが、本実施形態では、キー部７をＬＥＤ２に近づけて配置しても、このような光り過ぎの課題を生じることはない。よって、図１（ｂ）で示す距離ａ（ＬＥＤ２に最も近いキー部７とＬＥＤ２との間隔）を狭くすること、即ち、キー部７をＬＥＤ２に近づけて配置することができ、キー部配置の設計上、デザイン上の制約を緩和することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、導光シート３の第２の面３ｃ上に黒インクによる印刷パターン１２を形成している。ＬＥＤ３端部近傍から漏れ出る光を低減するという観点では、第１の面３ｂ上に印刷パターンを設けることも考えられるが、両者の間では、キー部配置の設計上、デザイン上の制約で大きな差が生じる。図４を参照して、この点について説明する。図４（ａ）は、本実施形態（第２の面３ｃ上に印刷パターン１２を形成）の構成を示すものであり、図４（ｂ）は、比較例（第１の面３ｂ上に印刷パターン１２を形成）の構成を示すものである。図示するように、本実施形態は、比較例よりも導光シート３の「有効長さ」が長いことがわかる。導光シート３の「有効長さ」とは、導光シート３内に導かれた光が第１の面３ｂから射出可能な領域の長さを指し、言い換えると、キー部７を照明可能な領域の長さと言え、この長さが長いほど、キー部７を配置可能な領域が広がることになる。よって、比較例と比較すると、本実施形態では、より広い範囲にキー部７を配置することができるので、キー部配置の設計上、デザイン上の制約を緩和することが可能になる。
【００５４】
（輝度均一性について）
本実施形態によれば、ＬＥＤ２近傍に配置されたキー部７が他のキー部７と比較して極端に光り過ぎるといった現象を抑制できる。また、第２の面３ｃ上に形成される黒インクの印刷パターン１２は、導光シート３の端部近傍（リフレクター９のエッジ部）から漏れ出る光の光路上にのみ形成されるものであるので、キー部７を照明するための他の光（例えば図１（ｂ）のＬ１、Ｌ２）には何ら影響はなく、ＬＥＤ２から離れたキー部７であっても十分な光量で照明することができる。よって、キー基板８に配置されている複数のキー部７をほぼ均一な輝度で照明することができ、「輝度均一性」の要求を満たすことが可能になる。
【００５５】
（生産効率、製造コストについて）
本実施形態では、導光シート３の第２の面３ｃに光散乱加工としての白色ドット３ａが印刷されている。この場合、導光シート３の同一面（第２の面３ｃ）に白色ドット３ａ、及び黒インクによる印刷パターン１２がインクジェットによって印刷されることになるので、製造過程では、同一の製造機器（印刷機器）を使用して、同一面に白色ドット３ａと黒インク印刷パターン１２とを同一工程内で印刷することができ、生産効率の向上、製造コストの低減につながる。また、白色ドット３、及び印刷パターン１２は、導光シート３に位置精度良く印刷される必要があるが、本実施形態では同一工程内でこれらを印刷する
ことができるので、煩雑な位置合わせ作業を必要とせずに、これらの位置精度を上げることができる。また、光散乱加工として第１の面３ｂに３次元形状加工を施す場合も、製造過程において、３次元形状加工を施しつつ、第２の面３ｃに黒インクの印刷パターン１２を印刷することは可能であるので、生産効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。
【００５６】
以上より、本実施形態によれば、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００５７】
１…スイッチモジュール ２…ＬＥＤ ３…導光シート ３ａ…白色ドット ３ｂ…第１の面 ３ｃ…第２の面 ４…メタルドームシート ５…メタルドーム ６…回路基板 ７…キー部 ８…キー基板 ９…リフレクター １０…粘着層 １１…電極 １２…印刷パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器のキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器には、キー部を有するキー基板が設けられており、さらにキートップの接触、非接触によって電気的接続のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチモジュールがキー基板に対向配置されている。図５に、複数のキー部７０を有するキー基板８０に対向配置されている従来のスイッチモジュール１００の概略斜視図を示す。また、図６に、図５に図示したスイッチモジュール１００の概略断面図を示す。
【０００３】
図６（ａ）に示すように、スイッチモジュール１００には、電極５５を内包するメタルドーム５０、回路基板６０、導光部材３０、及び発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）２０が設けられている。メタルドーム５０は、メタルドームシート４０によって回路基板６０上に一体に保持されており、導光部材３０は、粘着層３５によって、所定の間隔を空けてメタルドームシート４０に取り付けられている。また、導光部材３０の下面には、白インクがドット状に印刷される印刷加工、又はプリズム加工等の光散乱加工部３０ａが設けられており、導光部材３０とＬＥＤ２０との間には、ＬＥＤ２０から射出された光を効率的に導光部材３０の端部から導光部材３０内に導くためのリフレクター（反射部材）２５が設けられている。
【０００４】
かかる構成によると、キー部７０が下方に押圧されてメタルドーム５０が変形することによる、メタルドーム５０と電極５５との電気的な接触、非接触によって、スイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることが可能になると共に、キー基板８０の裏面、即ち、キー基板８０とメタルドームシート４０との間に導光部材３０が設けられているので、ＬＥＤ２０から射出されて導光部材３０内に入射した光を光散乱加工部３０ａで散乱させることにより、導光部材３０内から各々のキー部７０を照明することが可能になる。なお、関連する技術が特許文献１〜６に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４６８２１号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２９５１号公報
【特許文献３】特開２００９−１４０８７１号公報
【特許文献４】特開２００９−１８７８５５号公報
【特許文献５】特開２００４−１３９９８３号公報
【特許文献６】特開２００８−２２６８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成には以下の課題がある。
【０００７】
図６（ｂ）に、導光部材３０内における光の進行方向を模式的に示す。ＬＥＤ２０から射出され、リフレクター２５によって導光部材３０の端部から導光部材３０内に入射した光は、例えば図中Ｌ１に示す光のように、導光部材３０の上面及び下面における反射を繰り返しながら導光部材３０内を進んでいく。また、図中Ｌ２に示す光のように、導光部材３０の上面からキー部７０の方向へ抜け出すように、光散乱加工部３０ａで散乱される光
もある。
【０００８】
しかしながら、導光部材３０内に入射される光には、図中Ｌ３、Ｌ４に示す光のように、光散乱加工部３０ａが形成されていないにも関わらず、導光部材３０の端部近傍において導光部材３０の上面からキー基板８０の方向へ漏れ出る光が存在する。その結果、キー基板８０の表面では、Ｌ３、Ｌ４の光が漏れ出る領域、即ちＬＥＤ２０近傍の領域が他の領域と比較すると極端に光り過ぎるといった課題がある。
【０００９】
一方、一般的に、キー部を照明可能なスイッチモジュールに対しては、複数のキー部をできる限り均一な輝度で照明するといった「輝度均一性」の要求がある。しかし上述の構成において「輝度均一性」の要求を満たすためには、ＬＥＤ２０近傍の光り過ぎる領域にキー部７０を配置することを避けねばならず、ＬＥＤ２０と（ＬＥＤ２０に最も近い）キー部７０との距離を離す必要がある。即ち、図６（ｂ）に示す「距離ａ」を大きく設定する必要があり、ＬＥＤ２０の近傍にキー部７を配置することが出来ない。よって、このことがキー部７０の配置の設計上、デザイン上の制約につながっている。すなわち、従来の構成では、輝度均一性の要求を満たしつつ、さらにキー部７０の配置の設計上、デザイン上の制約を緩和するといった要求を満たすことは不可能であった。
【００１０】
そこで本発明は、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
キー部を有するキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールであって、
前記キー基板に対向する表面に電極層が形成された回路基板と、
前記キー基板と前記回路基板との間に設けられている導光部材と、
光を射出する光源素子と、
前記光源素子から射出された光を前記導光部材の端部から前記導光部材内に入射させる反射部材と、
を備え、
前記電極層に対して前記キー部が移動することで、スイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換えられると共に、前記導光部材内に入射した光によって前記導光部材内から前記キー部を照明可能であるスイッチモジュールにおいて、
前記導光部材は、
前記キー基板と対向する第１の面と、その反対側にあって前記回路基板と対向する第２の面と、を有しており、
第２の面における前記端部近傍には、
前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく前記端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によると、導光部材の第２の面において、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく導光部材の端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されているので、導光部材の端部近傍から漏れ出る光を、印刷パターンによって吸収することができる。すなわち、導光部材の端部近傍から漏れ出る光の光量を低減できる。その結果、光源素子に対してキー部を近づけて配置しても、そのキー部が他のキー部と比較して光り過ぎるといった問題を回避できるので、キー部配置に関する設計上、デザイン上の制約を緩和出来ると共に、輝度均一性の要求を満たすことができる。なお、印刷パターンは、導光部材の端部近傍の第１の面を透過する光の
光路上にのみ形成されているものである。よって、導光部材内を進む他の光（導光部材の端部近傍から漏れ出ない光）は、印刷パターンで吸収されることがなく、キー部を十分に照明することが可能になる。
【００１３】
また、
前記反射部材は、
前記端部における第１の面を覆うようにして設けられており、
前記印刷パターンは、
第２の面において、前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に前記反射部材のエッジ部近傍から第１の面を透過する光の光路上に形成されていると好適である。
【００１４】
かかる構成によると、反射部材が導光部材の端部における第１の面を覆うようにして設けられているので、光源素子から射出された光をより効率的に導光部材内に入射させることができる。また、反射部材のエッジ部近傍から漏れ出る光を印刷パターンによって吸収することができ、よって、反射部材のエッジ部近傍から漏れ出る光の光量を低減できる。その結果、光源素子に対してキー部を近づけて配置しても、そのキー部が他のキー部と比較して光り過ぎるといった問題を回避できるので、キー部の配置に関する設計上、デザイン上の要求と、輝度均一性の要求とを同時に満たすことが可能になる。
【００１５】
また、
前記導光部材には、
前記導光部材内に入射した光を散乱させることが可能な光散乱加工が施されており、前記光散乱加工が施された部分において散乱された光によって、前記導光部材内から前記キー部を照明可能であると好適である。
【００１６】
かかる構成によると、導光部材内に入射した光を散乱させることによって、散乱された光によって導光部材内からキー部を好適に照明することが可能になる。
【００１７】
また、
前記光散乱加工とは、
光散乱性を有するインクを前記導光部材に印刷する印刷加工、又は、
光散乱性を有する３次元形状を前記導光部材に形成する３次元形状加工、
であると好適である。
【００１８】
かかる構成によると、簡易な加工方法によって導光部材に光散乱加工を施すことが可能になる。なお、ここでいう印刷加工とは、例えば白インクをドット状に印刷するような加工が挙げられ、さらに３次元形状加工とは、金型加工、レーザ加工等の加工方法によって、反射部材に凹凸、プリズム等を形成する加工が挙げられる。
【００１９】
また、
前記光散乱加工が、
前記導光部材の第２の面に施されていると好適である。
【００２０】
かかる構成によると、光散乱加工と、光吸収性のインクによる印刷パターンとが導光部材の同一面に施されることになるので、同一の工程内においてこれらの加工を位置精度よく行うことができ、生産効率の向上、製造コストの低減を図ることができる。特に、光散乱加工として印刷加工を採用する場合は、製造工程において、同一の印刷機器を用いてこれらを同一工程内で位置精度よく印刷することができるので、生産効率をより向上させることが可能になる。
【００２１】
また、
前記導光部材には、
厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下の光透過性を有するシート部材が用いられていると好適である。
【００２２】
かかる構成によると、厚さの薄い光透過性を有するシート部材を用いることにより、スイッチモジュール全体の小型化を図れる他、キー部と電極層との間に介在する導光部材の厚さが薄いので、ユーザがキー部を操作する際にユーザに伝わるクリック感を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの概略断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの上面図。
【図３】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの効果を説明する図。
【図４】本発明の実施形態に係るスイッチモジュールの効果を説明する図。
【図５】従来のスイッチモジュールの概略斜視図。
【図６】従来のスイッチモジュールの概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
[実施形態]
＜１：スイッチモジュールの全体構成について＞
図１（ａ）を参照して、本発明を適用可能な実施形態に係るスイッチモジュール１の全体構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係るスイッチモジュール１の概略断面図である。
【００２７】
本実施形態に係るスイッチモジュール１は、キー部７を有するキー基板８に対向配置されており、例えば、携帯電話、ノートＰＣ等の電子機器における１０キー基板、ＱＷＥＲＴＹキー基板に用いることが可能である。また、タッチパネル等にも用いることが可能である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、スイッチモジュール１は、発光素子としてのＬＥＤ２、電極１１を有する回路基板６、それぞれの電極１１を覆うメタルドーム５を有するメタルドームシート４（電極層）、及びメタルドームシート４上に粘着層１０によって取り付けられる導光シート３（導光部材）を備えている。回路基板６には、ＦＰＣ基板（Flexible Printed Circuit）を用いることが可能である。また、ＬＥＤ２と導光シート３との間には、ＬＥＤ２から射出された光をＬＥＤ２の端部から効率的に導光シート３内に入射させるリフレクター９（反射部材）が設けられている。
【００２９】
かかる構成によると、キートップ７ａが図中下方に移動してメタルドームシート４を押圧し、これによってメタルドーム５が変形してメタルドーム５と電極１１とが接触することにより、メタルドーム５と電極１１とが電気的に接続された状態となり、即ち、スイッチがＯＦＦからＯＮの状態に切り換えられる。なお、一般的にスイッチモジュールには、操作性の観点から、キー部を押したときにユーザに十分なクリック感が伝わることが望ましいとされているが、本実施形態によれば、一定の強度を有するメタルドーム５の変形によってスイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換わるようにしているので、ユーザに対して十分なクリック感を伝えることができる。なお、それぞれのメタルドーム５はメタルドームシート４に対して一体に接着されており、製造過程では、メタルドーム５が実装済みのメタルドームシート４を回路基板６に取り付けることで、複数の電極１１に対してメタルドーム５を精度良く、かつ簡易な工程で取り付けることが可能になる。
【００３０】
＜２：導光シートについて＞
本実施形態に用いられている導光シート３について説明する。本実施形態では、厚さ１２５μｍ、ショア硬度９７の光透過性を有するウレタンゴムシート（熱硬化性）を用いているが、導光シート３として適用可能な材料はこれに限られるものではなく、ポリカーボネートフィルム、シリコンゴムシート等の透明シートを用いてもよい。また、導光シート３の厚さは特に限定されるものではないが、厚さ１００μｍ以上３００μｍ以下であるとより好適であるといえる。なお、ここでいう「透明シート」とは、必ずしも無色透明を意味するものではなく、ＬＥＤ２から射出された光が透過可能なものであれば、導光シート３は「無色透明」に限られるものではない。
【００３１】
本実施形態では、このように厚さの薄い導光シート３を用いているので、スイッチモジュール１の小型化を達成できる他、さらに、上述したクリック感の感度を向上させることが可能になる。なお、以下では、導光シート３の表面において、キー基板８と対向する側の面（図中上面）を「第１の面３ｂ」、回路基板６と対向する側の面（図中下面）を「第２の面３ｃ」として説明する。
【００３２】
導光シート３には、第２の面３ｃに、導光シート３に入射した光を散乱させる光散乱加工が施されている。ここでは光散乱加工として、白インク（光散乱性を有するインク）によるドット印刷（印刷加工）がインクジェットプリンタによって施されており、これにより、第２の面３ｃには白色ドット３ａが印刷されている（ここでは光散乱性を有するインクとして白色インクを採用しているが、光散乱性を有していれば白色以外のインクを用いてもよい）。白色ドット３ａは、キー部７に対応する位置にそれぞれ印刷されており、これにより、ＬＥＤ２から導光シート３内に入射した光を白色ドット３ａで散乱させ、散乱された光によって、導光シート３内からキー部７を照明することが可能になる。なお、白色ドット３ａのドット密度、形状等は特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ２から離れた領域（光が減衰して伝わる領域）で白色ドット３ａのドット数を多くすることにより、ＬＥＤ２から離れた領域に配置されるキー部７であっても十分な光量で照明することが可能になる。
【００３３】
また、光散乱加工の形態はこれに限られるものではなく、金型加工、レーザ加工等による３次元形状加工を所定の位置に施し、導光シート３に凹凸形状、プリズム形状を形成する形態であってもよい。この場合も、白色ドット３ａと同様に、３次元形状加工が施された部分によって光を散乱させることで、キー部７を好適に照明することが可能になる。なお、印刷加工（白色ドット３ａ）は第２の面３ｃに施されるものであるが、３次元形状加工は、導光シート３の第１の面３ｂに施されてもよい。この場合も、第１の面３ｂに施された３次元形状加工において光が散乱することで、光を第１の面３ｂからキー部７の方向に透過させ、キー部７を好適に照明することが可能になる。
【００３４】
＜３：リフレクターについて＞
本実施形態では、ＬＥＤ２から射出された光を導光シート３の端部から導光シート３内に効率的に入射させるためのリフレクター９が設けられている。本実施形態のように厚さの薄い導光シート３を用いる場合は、ＬＥＤ２の光射出領域幅よりも導光シート３の厚さの方が薄くなっていることが多く、このような場合は、ＬＥＤ２から射出された光を効率的に導光シート３内に入射させるためにも、ＬＥＤ２と導光シート３との間にリフレクター９を設けることが有効である。本実施形態では、より効率的に光を入射させるべく、導光シート３の端部において、リフレクター９が第１の面３ｂを覆うように設けられているが、リフレクター９の形状は特に限定されるものではない。
【００３５】
＜４：光の進み方＞
図１（ｂ）を参照して、本実施形態における導光シート３内の光の進み方について説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すスイッチモジュール１について、ＬＥＤ２の近傍を拡大した概略断面図である。
【００３６】
ＬＥＤ２から射出された光は、リフレクター９によって導光シート３の端部から導光シート３内に入射される（リフレクター９を介さずに直接導光シート３内に入射する光もある）。本実施形態では、導光シート３の第１の面３ｂ、第２の面３ｃが、共に空気層と接しており、屈折率の違い（空気層の屈折率を１．０とすると、導光シート３の屈折率は約１．４５である）から、導光シート３内を進む光は、図中Ｌ１、Ｌ２のように、第１の面３ｂ、及び第２の面３ｃにおける反射を繰り返しながら、導光シート３の他方の端部に向かって進むことになる。そして、その光路上に白色ドット３ａがある場合は、白色ドット３ａにおいて光が散乱し、Ｌ２に示す光のように、導光シート３内からキー部７の方向に光が抜け出すことになる。なお、ＬＥＤ２から射出された後に、粘着層１０を透過してメタルドームシート４内に入射する光もあるが、この光も、メタルドーム５の表面等で反射され、粘着層１０を透過して再び導光シート３内に入射することになる。
【００３７】
＜５：光の漏れを低減する構成について＞
図１（ｂ）、図１（ｃ）を参照して、従来の課題として挙げられている「光の漏れ」を低減する構成について説明する。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す光Ｌ３、Ｌ４の進行方向を模式的に表した図である。
【００３８】
上述したように、ＬＥＤ２に近い導光シート３の端部近傍では、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂを透過する光が存在し（図１（ｂ）、図１（ｃ）のＬ３、Ｌ４の点線部分）、従来の構成では、このような光によって導光シート３の端部近傍、即ち、キー基板８におけるＬＥＤ２近傍が光り過ぎるといった課題があった。例えば本実施形態のようなリフレクターを用いる場合は、リフレクターのエッジ部から光が漏れ出るといった現象が見られる。そこで本実施形態では、この課題を解決すべく、導光シート３の端部近傍の第２の面３ｃに、黒インク（光吸収性のインク）による印刷パターン１２を形成している点を特徴とする。
【００３９】
より具体的には、第２の面３ｃ上であって、かつ、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示す光Ｌ３、Ｌ４の光路上、即ち、第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂ（リフレクター９のエッジ部）を透過する光の光路上に、印刷パターン１２を形成している。なお、第１の面３ｂから漏れ出す光の光路上であれば、例えば接着層１０と導光シート３との界面に印刷パターン１２を形成する形態であってもよい（図１（ｂ））。
【００４０】
かかる構成によれば、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光Ｌ３、Ｌ４を、第２の面３ｃに形成された印刷パターン１２において吸収することができるので、リフレクター
９のエッジ部から漏れる光の光量を低減することができる。即ち、導光シート３端部近傍からの光の漏れを低減できる。なお、ここでは印刷パターン１２として、黒色ＵＶ硬化インク（主剤：光重合組成物７０〜９０質量％、顔料：カーボンブラック粒子１〜５質量％、その他：重合開始剤１〜５質量％、を含むもの）を、ＵＶ硬化装置としてSubzero(Integration社製)を用い、ピエゾ式（３６０ｄｐｉ、液滴量１４ｐｌ）のインクジェット方式で導光シート３にパターン印刷しているが、光吸収性のインクとは、必ずしも黒インクに限定されるものではなく、灰色、濃紺等、光を好適に吸収可能なインクであればよい。
【００４１】
＜６：印刷パターンの位置、形状について＞
図２を参照して、印刷パターン１２の位置、形状について説明する。図２は、本実施形態に係るスイッチモジュール１の上面図であり、特に、印刷パターン１２が形成される位置を模式的に示している図である。
【００４２】
黒インクによる印刷パターン１２が形成される位置は、第２の面３ｃ上であって、かつ第２の面３ｃで反射された後に第１の面３ｂで反射されることなく第１の面３ｂ（リフレクター９のエッジ部）を透過する光の光路上であれば特に限定されるものではない。例えば、図２（ａ）、図２（ｃ）、図２（ｅ）に示すように、スイッチモジュール１を上面から見た場合に、印刷パターン１２がリフレクター９の内側に隠れる位置に形成されていてもよく、また、図２（ｂ）、図２（ｄ）、図２（ｆ）に示すように、リフレクター９の外側に印刷パターン１２が形成されていてもよい。
【００４３】
また、図２（ａ）〜図２（ｆ）における「照光エリア」とは、キー部７に対応する領域を示すものであるが、「照光エリア」とＬＥＤ２との相対的な位置関係を考慮して、印刷パターン１２を形成する位置を決めるとより効果的である。例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）のように、ＬＥＤ２の正面にスリットが出来るように印刷パターン１２を形成すると、「照光エリア」の光り過ぎを抑制しつつ、図中下方（Ｙ方向）へＬＥＤ２からの光をより多く通すことができるので、ＬＥＤ２から離れた位置にあるキー部７であっても、十分な光量で照明することができる。また、図２（ｃ）、図２（ｄ）のように、ＬＥＤ２の正面にスリットを設けることなく印刷パターン１２を形成すれば、より確実に「照光エリア」の光り過ぎを抑制することができる。また、図２（ｅ）、図２（ｆ）のように、ＬＥＤ２の正面に「照光エリア」がある場合は、ＬＥＤ２の正面に印刷パターン１２を形成すれば、「照光エリア」の光り過ぎを好適に抑制することができる。すなわち、「照光エリア」から漏れ出す光を吸収可能な位置であれば、第２の面３ｃ上における印刷パターン１２の位置はどのような位置であってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、図２（ａ）〜図２（ｆ）に示すように、印刷パターン１２を長方形状に形成している。本発明者らの鋭意検討によれば、奥行き（図２中Ｙ方向）を０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、幅（図２中Ｘ方向）を５．０ｍｍとすれば、キー部７を照明する他の光の光路に干渉することなく、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光のみを効果的に吸収できることがわかっている。しかしながら、印刷パターン１２の形状は特に限定されるものではなく、例えば楕円形、円形、ドットの集合等であってもよい。また、寸法についても、ＬＥＤ２の放射角度と「照光エリア」の位置等を鑑みて、リフレクター９のエッジ部から漏れ出る光のみを効果的に吸収できる寸法であればよい。
【００４５】
＜７：検証実験について＞
（比較例）と（実施例１）〜（実施例３）のそれぞれに対して、「照光エリア」の光り過ぎを抑制する効果を検証する検証実験を行った。以下、図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して、検証実験の条件、結果について説明する。図３（ａ）は、検証実験に用いた「照光エリア」（キー部に対応するエリア）、ＬＥＤ２の配置を示す模式図であり、図３（ｂ）は、（比較例（左））と（実施例１（右））のそれぞれで測定した輝度等高線図である（
上側は上面から見た図、下側は３次元状に表した図）。なお、ここでは輝度測定用装置として、ＨＩ−ＬＡＮＤ社製 ＲＩＳＡ−ＣＯＬＯＲ／ＯＮＥＩＩを用いた。
【００４６】
（比較例）
比較例として、図３（ａ）に示す「照光エリア」（キー部）の配置において、黒インクの印刷パターン１２を形成しない場合について、「照光エリア」の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。発明者らの鋭意検討によると、図示する複数の「照光エリア」のうち、左上と右上にある「照光エリア」（斜線部で示すエリア）に顕著な「光り過ぎ」の現象が生じており、これにより、満足のいくレベルの「輝度均一性」が達成できていないことが確認されている。そこで、左上と右上にある「照光エリア」を対象とし、（比較例）と（実施例１）〜（実施例３）とでその輝度を比較した。なお、（比較例）では、左上の「照光エリア」の輝度が３９．６ｃｄ／ｍ２で、右上の「照光エリア」の輝度が３７．２ｃｄ／ｍ２であり、他の「照光エリア」の輝度と比較すると高い輝度を示すことがわかったが、さらに、局所的には、左上の「照光エリア」では、ＬＥＤ２に近い左上領域が、右上の「照光エリア」では、ＬＥＤ２に近い右上領域が、極端に光り過ぎていることが確認されている。
【００４７】
（実施例１）
実施例１では、図３（ａ）に示すように黒インクの印刷パターン１２を形成し、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．５ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２２．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２３．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００４８】
（実施例２）
実施例２では、図３（ａ）に示す黒インクの印刷パターン１２において、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．７ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２１．５ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２１．０ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００４９】
（実施例３）
実施例３では、図３（ａ）に示す黒インクの印刷パターン１２において、印刷パターン１２の奥行き（図中Ｙ方向）寸法を０．３ｍｍ、幅（図中Ｘ方向）寸法を４．０ｍｍとした。かかる条件で輝度を測定した結果、左上の「照光エリア」の輝度が２５．７ｃｄ／ｍ２（比較例では３９．６ｃｄ／ｍ２）、右上の「照光エリア」の輝度が２４．８ｃｄ／ｍ２（比較例では３７．２ｃｄ／ｍ２）にそれぞれ大幅に低下していることが確認された。また、他の「照光エリア」では、輝度の低下がほとんど見られなかった。すなわち「光り過ぎ」を抑制し、「輝度均一性」の要求を満たせることがわかった。
【００５０】
次に、図３（ｂ）に、（比較例）と（実施例１）とにおける、図３（ａ）の左上の「照光エリア」の輝度等高線図を示す。図３（ｂ）において上側に示すものが、左上の「照光エリア」を上面から見た場合の輝度等高線図であり、下側に示すものが、左上の「照光エリア」の３次元輝度等高線図である。図示するように、（比較例）では、「照光エリア」全体で輝度が高く、特にＬＥＤ２に近い左上領域は極端に高い輝度を示していることがわかる。これに対して（実施例１）では、全体的に輝度が低下していることがわかる。すな
わち、黒インクの印刷パターン１２を形成することで、「光り過ぎ」を確実に抑制できていることがわかる。
【００５１】
＜８：本実施形態の効果について＞
本実施形態に係るスイッチモジュール１によれば、従来の構成では得ることができなかった以下の効果を得ることが可能になる。
【００５２】
（キー部配置の設計上、デザイン上の制約について）
本実施形態に係るスイッチモジュール１によれば、上述の構成によって、導光シート３端部近傍から漏れ出る光の光量を低減することができる。よって、従来の構成ではキー部をＬＥＤに近づけて配置すると、漏れ出た光によってＬＥＤ近傍にあるキー部が極端に光り過ぎるといった課題が生じ、これにより、キー部をＬＥＤに近づけて配置することが出来ないといった、設計上、デザイン上の制約が生じていたが、本実施形態では、キー部７をＬＥＤ２に近づけて配置しても、このような光り過ぎの課題を生じることはない。よって、図１（ｂ）で示す距離ａ（ＬＥＤ２に最も近いキー部７とＬＥＤ２との間隔）を狭くすること、即ち、キー部７をＬＥＤ２に近づけて配置することができ、キー部配置の設計上、デザイン上の制約を緩和することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、導光シート３の第２の面３ｃ上に黒インクによる印刷パターン１２を形成している。ＬＥＤ３端部近傍から漏れ出る光を低減するという観点では、第１の面３ｂ上に印刷パターンを設けることも考えられるが、両者の間では、キー部配置の設計上、デザイン上の制約で大きな差が生じる。図４を参照して、この点について説明する。図４（ａ）は、本実施形態（第２の面３ｃ上に印刷パターン１２を形成）の構成を示すものであり、図４（ｂ）は、比較例（第１の面３ｂ上に印刷パターン１２を形成）の構成を示すものである。図示するように、本実施形態は、比較例よりも導光シート３の「有効長さ」が長いことがわかる。導光シート３の「有効長さ」とは、導光シート３内に導かれた光が第１の面３ｂから射出可能な領域の長さを指し、言い換えると、キー部７を照明可能な領域の長さと言え、この長さが長いほど、キー部７を配置可能な領域が広がることになる。よって、比較例と比較すると、本実施形態では、より広い範囲にキー部７を配置することができるので、キー部配置の設計上、デザイン上の制約を緩和することが可能になる。
【００５４】
（輝度均一性について）
本実施形態によれば、ＬＥＤ２近傍に配置されたキー部７が他のキー部７と比較して極端に光り過ぎるといった現象を抑制できる。また、第２の面３ｃ上に形成される黒インクの印刷パターン１２は、導光シート３の端部近傍（リフレクター９のエッジ部）から漏れ出る光の光路上にのみ形成されるものであるので、キー部７を照明するための他の光（例えば図１（ｂ）のＬ１、Ｌ２）には何ら影響はなく、ＬＥＤ２から離れたキー部７であっても十分な光量で照明することができる。よって、キー基板８に配置されている複数のキー部７をほぼ均一な輝度で照明することができ、「輝度均一性」の要求を満たすことが可能になる。
【００５５】
（生産効率、製造コストについて）
本実施形態では、導光シート３の第２の面３ｃに光散乱加工としての白色ドット３ａが印刷されている。この場合、導光シート３の同一面（第２の面３ｃ）に白色ドット３ａ、及び黒インクによる印刷パターン１２がインクジェットによって印刷されることになるので、製造過程では、同一の製造機器（印刷機器）を使用して、同一面に白色ドット３ａと黒インク印刷パターン１２とを同一工程内で印刷することができ、生産効率の向上、製造コストの低減につながる。また、白色ドット３、及び印刷パターン１２は、導光シート３に位置精度良く印刷される必要があるが、本実施形態では同一工程内でこれらを印刷する
ことができるので、煩雑な位置合わせ作業を必要とせずに、これらの位置精度を上げることができる。また、光散乱加工として第１の面３ｂに３次元形状加工を施す場合も、製造過程において、３次元形状加工を施しつつ、第２の面３ｃに黒インクの印刷パターン１２を印刷することは可能であるので、生産効率を向上させ、製造コストを低減させることができる。
【００５６】
以上より、本実施形態によれば、キー基板に対向して設けられるスイッチモジュールにおいて、導光部材端部近傍からキー部の方向へ漏れ出る光の光量を低減し、導光部材内を進む光によってキー部を均一に照明することが可能なスイッチモジュールを提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００５７】
１…スイッチモジュール ２…ＬＥＤ ３…導光シート ３ａ…白色ドット ３ｂ…第１の面 ３ｃ…第２の面 ４…メタルドームシート ５…メタルドーム ６…回路基板 ７…キー部 ８…キー基板 ９…リフレクター １０…粘着層 １１…電極 １２…印刷パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー部を有するキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールであって、
前記キー基板に対向する表面に電極層が形成された回路基板と、
前記キー基板と前記回路基板との間に設けられている導光部材と、
光を射出する光源素子と、
前記光源素子から射出された光を前記導光部材の端部から前記導光部材内に入射させる反射部材と、
を備え、
前記電極層に対して前記キー部が移動することで、スイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換えられると共に、前記導光部材内に入射した光によって前記導光部材内から前記キー部を照明可能であるスイッチモジュールにおいて、
前記導光部材は、
前記キー基板と対向する第１の面と、その反対側にあって前記回路基板と対向する第２の面と、を有しており、
第２の面における前記端部近傍には、
前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく前記端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されていることを特徴とするスイッチモジュール。
【請求項２】
前記反射部材は、
前記端部における第１の面を覆うようにして設けられており、
前記印刷パターンは、
第２の面において、前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に前記反射部材のエッジ部近傍から第１の面を透過する光の光路上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチモジュール。
【請求項３】
前記導光部材には、
前記導光部材内に入射した光を散乱させることが可能な光散乱加工が施されており、前記光散乱加工が施された部分において散乱された光によって、前記導光部材内から前記キー部を照明可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチモジュール。
【請求項４】
前記光散乱加工とは、
光散乱性を有するインクを前記導光部材に印刷する印刷加工、又は、
光散乱性を有する３次元形状を前記導光部材に形成する３次元形状加工、
であることを特徴とする請求項３に記載のスイッチモジュール。
【請求項５】
前記光散乱加工が、
前記導光部材の第２の面に施されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のスイッチモジュール。
【請求項６】
前記導光部材には、
厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下の光透過性を有するシート部材が用いられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスイッチモジュール。
【請求項１】
キー部を有するキー基板に対向して設けられるスイッチモジュールであって、
前記キー基板に対向する表面に電極層が形成された回路基板と、
前記キー基板と前記回路基板との間に設けられている導光部材と、
光を射出する光源素子と、
前記光源素子から射出された光を前記導光部材の端部から前記導光部材内に入射させる反射部材と、
を備え、
前記電極層に対して前記キー部が移動することで、スイッチのＯＮ、ＯＦＦが切り換えられると共に、前記導光部材内に入射した光によって前記導光部材内から前記キー部を照明可能であるスイッチモジュールにおいて、
前記導光部材は、
前記キー基板と対向する第１の面と、その反対側にあって前記回路基板と対向する第２の面と、を有しており、
第２の面における前記端部近傍には、
前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に第１の面で反射されることなく前記端部近傍の第１の面を透過する光の光路上に、光吸収性のインクによる印刷パターンが形成されていることを特徴とするスイッチモジュール。
【請求項２】
前記反射部材は、
前記端部における第１の面を覆うようにして設けられており、
前記印刷パターンは、
第２の面において、前記反射部材によって前記導光部材内に入射された光であって、第２の面で反射された後に前記反射部材のエッジ部近傍から第１の面を透過する光の光路上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチモジュール。
【請求項３】
前記導光部材には、
前記導光部材内に入射した光を散乱させることが可能な光散乱加工が施されており、前記光散乱加工が施された部分において散乱された光によって、前記導光部材内から前記キー部を照明可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチモジュール。
【請求項４】
前記光散乱加工とは、
光散乱性を有するインクを前記導光部材に印刷する印刷加工、又は、
光散乱性を有する３次元形状を前記導光部材に形成する３次元形状加工、
であることを特徴とする請求項３に記載のスイッチモジュール。
【請求項５】
前記光散乱加工が、
前記導光部材の第２の面に施されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のスイッチモジュール。
【請求項６】
前記導光部材には、
厚さが１００μｍ以上３００μｍ以下の光透過性を有するシート部材が用いられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスイッチモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７１０６３（Ｐ２０１１−１７１０６３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２６１６（Ｐ２０１０−３２６１６）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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