説明

導光板の製造方法

【課題】均一な発光を確保しつつ、入力キーのクリック感の向上を可能とする、導光板の製造方法を提供する。
【解決手段】この導光板の製造方法は、ベース部材を準備する工程(S1)と、ベース部材の表面に、多層構造を有する凸部を形成する工程(S3)とを備える。このようにして製造された導光板を、その凸部が入力検知素子に重なるように配置して、入力モジュールを構成すれば、入力キーを押したとき入力検知素子は凸部に接触する。導光板の入力検知素子に接触する箇所が凸部に限られるために、入力検知素子が導光板に伝える押圧力増を防ぐことができるので、入力キーのクリック感を向上させることができる。このとき、クリック感の低下を回避するために導光板に穴を形成する必要はないので、入力キーの均一な発光の確保が容易となっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、導光板の製造方法に関し、特に、携帯機器に用いられる導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話機、PDA(Personal Data Assistant)などの携帯情報端末の高性能化に伴い、入力モジュールから比較的複雑な情報を入力する場合も多くなっている。そのため、情報の入力を容易にする観点から、入力モジュールのボタン(入力キー)のクリック感の向上が要求されている。さらに、携帯情報端末の外観デザイン上の観点および暗い場所での情報の入力を容易にする観点から、入力キーが均一に発光することも求められている。
【0003】
従来、LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)などの光源から供給される光を、導光板を用いて導光し、入力用ボタンを発光させる入力モジュールが提案されている(たとえば特許文献1および2参照)。
【0004】
図8は、従来の入力モジュールを示す部分断面模式図である。図8に示すように、入力モジュールは、基板12と、メタルドームスイッチ13と、このメタルドームスイッチ13上に形成された保護膜14と、導光板16と、光源としてのLED15と、入力キー7が形成されたラバーシート17とからなる。基板12の上部表面上には複数のメタルドームスイッチ13が設置されている。このメタルドームスイッチ13は、入力キー7の真下の領域(入力キー7が位置する領域と平面的に重なる領域)に設置されている。このメタルドームスイッチ13および基板12の上部表面を覆うように、保護膜14が形成されている。
【0005】
保護膜14上には、導光板16が設置されている。導光板16において、入力キー7下に位置する部分には、発光領域となる反射部があり、たとえば複数の突起部であるドット19が形成されている。この反射パターンとしてのドット19は、導光板16の裏面側(メタルドームスイッチ13と対向する側の表面)に形成されている。ドット19は、入力キー7と重なる領域に形成されている。また、導光板16の端面と対向する位置には、基板12上にLED15が設置されている。LED15はその側面が発光面となっており、いわゆる側面発光の発光素子である。
【0006】
LED15と導光板16との上には、ラバーシート17が配置されている。ラバーシート17には、その表面がたとえば凸形状となった入力キー7が形成されている。また、この入力キー7の裏面側(ラバーシート17において導光板16と対向する側の面)には、凸部18が形成されている。この凸部18は、入力キー7を携帯電話のユーザが押圧した場合にメタルドームスイッチ13へと押圧力を確実に伝達するために形成されている。
【特許文献1】特開2006−324240号公報
【特許文献2】特開2005−268165号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図8に示す従来の入力モジュールでは、入力キー7と、入力キー7からの入力を検知する入力検知素子であるメタルドームスイッチ13との間に、導光板16が配置されている。この構成では、入力キー7を押す押圧力は導光板16を通じてメタルドームスイッチ13に伝達される。入力キー7を押したとき凸部18が導光板16に接触する。凸部18を通じて押圧力が導光板16に伝えられ、導光板16は基板12側へ変形するので、平板状の導光板16の比較的広い面積がメタルドームスイッチ13に接触することになる。そのために、メタルドームスイッチ13が基板12側に変形するときに導光板16に与えられる押圧力は大きくなり、導光板16とラバーシート17との接触部(凸部18)を通じて入力キー7に伝わる力も大きくなる。つまり重く感じることになり、入力キー7を押したときのクリック感が低下するという問題がある。ここでクリック感とは、入力キー7を押すときの手応えのことで、入力キー7を通じて操作者に伝わる接触の感覚をいう。
【0008】
一方、特許文献2に開示されているように、導光板にスイッチよりも大きな窓孔を設け、当該窓孔からスイッチ全体が露出している構成とすることにより、入力キーとスイッチとが直接接触することが可能となるため、クリック感の低下を回避することができる。しかし、この構成では、スイッチの平面形状よりも大きい平面形状を有する窓孔が導光板に形成されるため、入力キーの均一な発光が困難になるという問題がある。
【0009】
それゆえに、この発明の主たる目的は、均一な発光を確保しつつ、入力キーのクリック感の向上を可能とする、導光板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この発明に係る、携帯機器に用いる導光板の製造方法は、ベース部材を準備する工程と、ベース部材の表面に、多層構造を有する凸部を形成する工程とを備える。このようにして製造された導光板を、その凸部が入力検知素子に重なるように配置して、入力モジュールを構成すれば、入力キーを押したとき入力検知素子は凸部に接触する。導光板の入力検知素子に接触する箇所が凸部に限られるために、入力検知素子が導光板に伝える押圧力増を防ぐことができるので、入力キーのクリック感を向上させることができる。このとき、クリック感の低下を回避するために導光板に穴を形成する必要はないので、入力キーの均一な発光の確保が容易となっている。
【0011】
また、凸部を形成する工程は、スクリーン印刷によって多層構造のうちの少なくとも一層を形成する工程を含むことが望ましい。この場合は、簡易かつ低価格に大量生産が可能な優れた製造技術であるスクリーン印刷によって、凸部の多層構造を形成するために、導光板を容易に大量生産することができる。また、多様な形状、寸法の凸部を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【0012】
この発明の導光板の製造方法によれば、均一な発光を確保しつつ、入力キーのクリック感の向上を可能とする導光板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【0014】
(実施の形態1)
図1は、この発明の製造方法によって製造された導光板が用いられる折り畳み式の携帯電話機を示す斜視模式図である。図2は、図1に示した携帯電話機の入力部を構成する入力モジュールを示す平面模式図である。図3は、図2の線分III−IIIにおける部分断面模式図である。図4は、図3の領域IV付近を拡大して示す模式図である。図1〜図4を参照して、携帯電話機1、入力モジュール10および入力モジュール10を構成する導光板16について説明する。
【0015】
図1に示すように、携帯電話機1は、入力部4と、当該入力部4とヒンジ部5を介在させて接続されている表示部3とを備える。入力部4と表示部3とは、ヒンジ部5を回転中心として回転することにより開閉可能になっている。表示部3には液晶表示装置(LCD)を用いた表示装置6が設置されている。また、表示部3の表示装置6より上方(表示装置6から見てヒンジ部5が位置する側と反対側の表示部3の端部)にスピーカ8が設置されている。
【0016】
入力部4には、電話番号やアルファベットなどの記号を入力するための入力キー7が複数個配置されている。また、入力部4においてヒンジ部5と接続される側と反対側の端部にはマイク9が設置されている。
【0017】
上述した入力部4では、図2に示すように複数の入力キー7が設置された入力モジュール10がその筐体内部に配置されている。すなわち、入力部4は、入力キー7が露出する複数の開口部が形成された筐体と、当該筐体内部に設置される図2に示すような入力モジュール10を含む。上述した開口部では、入力モジュール10の入力キー7が露出した状態になっている。
【0018】
入力モジュール10は、図3に示すように、基板12と、メタルドームスイッチ13と、このメタルドームスイッチ13上に形成された保護膜14と、導光板16と、光源としてのLED15と、入力キー7が形成されたラバーシート17とからなる。具体的には、図3に示すように、基板12の上部表面上には複数のメタルドームスイッチ13が設置されている。このメタルドームスイッチ13は、図2に示した入力キー7の真下の領域(入力キー7が位置する領域と平面的に重なる領域)に設置されている。このメタルドームスイッチ13および基板12の上部表面を覆うように、保護膜14が形成されている。保護膜14の材料としては任意の材料を用いることができる。
【0019】
保護膜14上には、導光板16が設置されている。導光板16の材料としては、透光性の材料であれば任意の材料を用いることができ、たとえばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などを用いることができる。また、導光板16の厚みは、キー入力による押圧力を伝えやすく、かつ光を通すのに有効である0.02mm以上1.0mm以下とすることができる。導光板16の平面形状は図2に示すようにほぼ矩形状である。また、導光板16において、図3に示すように入力キー7下に位置する部分には発光領域となる反射部があり、たとえば複数の突起部であるドット19と、凸部20とが形成されている。反射パターンとしてのドット19、および、凸部20は、導光板16の裏面側(メタルドームスイッチ13と対向する側の表面)に形成されている。ドット19は、入力キー7と重なる領域に、凸部20を取り囲むように形成されている。
【0020】
凸部20は、図4に示すように、多層構造を有する。この場合、凸部20は、層20a〜20dによって構成される4層構造であるものとする。層20a〜20dの各々は、スクリーン印刷によって形成することができる。層20a〜20dは、4層ともすべてスクリーン印刷によって形成されてもよい。または、多層構造の凸部20の少なくとも一層がスクリーン印刷によって形成され、他の層は別の方法によって形成されていても構わない。なお、スクリーン印刷とは、形成するパターン形状に穴が開いたスクリーンの上にペースト(形成材料からなる一種のインキ)を載せ、スキージ(ゴム製のへら)でペーストを押し出してパターンを形成する手法である。
【0021】
凸部20の材質には、耐久性を考慮して、たとえばアクリル樹脂、ウレタン樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。また、凸部20の厚みは、たとえば0.003mm以上3.0mm以下とすることができる。
【0022】
導光板16の端面と対向する位置には、基板12上にLED15が設置されている。このLED15はその側面が発光面となっており、いわゆる側面発光の発光素子である。図2に示すように、ほぼ矩形状の導光板16は、矩形の外周の辺に切欠部がLED15の個数と同数形成された形状とすることができる。そして、導光板16に光を供給するLED15を当該切欠部の位置に、LED15の発光面が導光板16の外周端面に対向するように配置することができる。つまり、導光板16の切欠部における外周端面において、LED15が導光板16へ光を供給する構成とすることができる。このようにすれば、LED15を配置するための穴を導光板16に形成することなく、光源(LED15)から導光板16に光を供給することが可能となる。
【0023】
LED15は、図2においては2つ基板12上に設置しているが、LED15の数は2つに限られず、1つとしてもよく、3つ以上としてもよい。なお、導光板16に切欠部が形成されず、LED15は該直線上である導光板16の外周の辺に対向するように配置され、該直線上である外周の辺における外周端面において導光板16へ光が供給される構成であっても構わない。また、複数のLED15が、多角形状の導光板16の角部または複数の辺に対向するように配置されても構わない。
【0024】
LED15と導光板16との上には、図3に示すようにラバーシート17が配置されている。ラバーシート17には、その表面がたとえば凸形状となった入力キー7が形成されている。入力キー7は凸形状を有さない平面形状であっても構わない。なお、導光板16およびラバーシート17は、図2に示すように基板12の一部の表面を覆うように配置され、他の部分に別構造の入力キーが配置されていてもよいが、入力モジュール10の全ての入力キー7をラバーシート17上に形成し、当該ラバーシート17とほぼ同じ大きさの導光板16を配置してもよい。
【0025】
次に、図3に示す凸部20が形成された導光板16の製造方法について説明する。図5は、導光板の製造方法を示す流れ図である。図5に示すように、まず工程(S1)において、LED15など点光源からの光を面光源へと変換する部品である、ベース部材としての導光板16を準備する。
【0026】
なお工程(S1)で、光を反射・拡散させる反射パターンとしてのドット19が裏面側に形成された導光板16を、準備することができる。この場合、ドット19のパターンを刻んだ金型を用いた射出成形方式によれば、ドット19が形成された導光板16を作製することができる。また、工程(S1)もしくは後述する後処理工程(S4)において、たとえば、NC工作機を用いた機械加工方式、レーザーでドット19のパターンを彫るレーザー加工方式、樹脂材料を導光板16の裏面側の表面に吐出してドット19を印刷するインクジェット方式、導光板16に金型を押し付けてドット19を転写するインプリント方式などによって、導光板16の表面にドット19を形成してもよい。
【0027】
続いて、工程(S2)において、スクリーン印刷によって形成される多層構造について、スクリーン印刷の回数が所定値に達したか判断する。スクリーン印刷の回数が所定値に達していないと判断された場合には、工程(S3)において導光板16の裏面側の表面にスクリーン印刷を行ない、凸部20を構成する多層構造のうちの一層を形成する。その後再び工程(S2)の判断が行なわれる。
【0028】
工程(S2)においてスクリーン印刷の回数が所定値に達した(たとえば図4に示す凸部20の場合、スクリーン印刷が4回行なわれた)と判断された場合には、所定の多層構造を有する凸部20が形成されたことになる。その後、後処理工程(S4)において、導光板16を、たとえば打ち抜き加工などによって、入力モジュールに最適に用いられる所定の形状へと成形する。このようにして、導光板16の裏面側の表面に、スクリーン印刷によって形成された多層構造を有する凸部20を、形成することができる。
【0029】
このようにして製造された導光板16を、凸部20がメタルドームスイッチ13に重なるように配置して、入力モジュールを構成すれば、入力キー7を押したときメタルドームスイッチ13は凸部20に接触する。導光板16においてメタルドームスイッチ13に接触する箇所が凸部20に限られるために、メタルドームスイッチ13が導光板16に伝える押圧力増を防ぐことができるので、入力キー7のクリック感を向上させることができる。このとき、クリック感の低下を回避するために導光板16に穴を形成する必要はないので、入力キー7の均一な発光の確保が容易となっている。
【0030】
また、簡易かつ低価格に大量生産が可能な優れた製造技術であるスクリーン印刷によって、凸部20の多層構造20a〜20dを形成するために、凸部20が形成された導光板16を容易に大量生産することができる。また、円錐台、楕円錐台、側面が台形の六面体などのような多様な形状、寸法の凸部20を容易に製造することができる。凸部20は導光板16の表面を機械加工などによって切削して形成することも可能であるが、この場合凸部20の作製は困難であり、かつ導光板16の厚みが小さくなるために光の透過路が狭くなるという問題が生じる。よって、実施の形態1で説明したスクリーン印刷によって凸部20を形成する製造方法が、より有利である。
【0031】
(実施の形態2)
図6は、実施の形態2の入力モジュールを示す部分断面模式図である。実施の形態2の入力モジュールと、上述した実施の形態1の入力モジュールとは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態2では、ラバーシート17に凸部18が形成されている点で、実施の形態1とは異なっている。
【0032】
このような構成によれば、入力キー7を押圧する押圧力が同一の場合に、メタルドームスイッチ13に伝えられる単位面積あたりの力がより大きくなり感触がよい。つまり、凸部18および凸部20が形成されていることによって、メタルドームスイッチ13と導光板16との接触面積、および、導光板16とラバーシート17との接触面積がより小さくなる。そのため、入力キー7を携帯電話のユーザが押圧した場合に、より大きな押圧力をメタルドームスイッチ13へと確実に伝達することができる。したがって、入力キー7を押したときに、より良好なクリック感を得ることができる。
【0033】
(実施の形態3)
図7は、実施の形態3の入力モジュールを示す部分断面模式図である。実施の形態3の入力モジュールは、強度部材としての柱構造であるリブ30が形成されている点で、図8に示す従来の入力モジュールと異なっている。リブ30は、導光板16を、基板12の表面から所定距離離れた位置において支持する、強度部材として機能する。つまり、導光板16は、基板12の一部の表面を覆うように、柱構造のリブ30によって基板12上に支持されている。
【0034】
リブ30は、凸部20と同様に、スクリーン印刷によって多層構造に形成することができる。つまり、導光板16の表面に、多層構造を有するリブ30を形成することができ、スクリーン印刷によってリブ30の多層構造のうちの少なくとも一層を形成することができる。スクリーン印刷によってリブ30を形成すれば、導光板16の表面の任意の位置に任意の形状のリブ30を容易に設けることができる。つまり導光板16を支持する柱構造を基板12の任意の位置において設けることができるので、入力モジュールの各構成要素を配置するにあたっての設計の自由度を高めることができる。したがって、入力モジュールの小型化を図ることも可能である。
【0035】
なお、実施の形態1〜3の説明においては、多層構造を有する凸部20(またはリブ30)を、スクリーン印刷によって形成する例を述べているが、多層構造を形成する方法はこれに限られるものではない。たとえば、紫外線などの所定の光を光硬化性樹脂に照射して薄板状に硬化させ、この薄板状に硬化した光硬化性樹脂を積層させることによって、多層構造の凸部を形成してもよい。またたとえば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド、PEN(ポリエチレンナフタレート)などの樹脂材料からなるフィルムを貼付することによって、多層構造の凸部を形成してもよい。
【0036】
また、この発明の製造方法によって製造された導光板が折り畳み式の携帯電話機に用いられる例について説明したが、ストレートタイプやフリップタイプの携帯電話機にも適用することができる。また、携帯電話機に限らず、PDA(personal data assistant)、ノート型パーソナルコンピュータ、通信可能なデジタルカメラなどの携帯情報端末にも、この発明の製造方法によって製造された導光板を適用することができる。
【0037】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】この発明の製造方法によって製造された導光板が用いられる携帯電話機を示す斜視模式図である。
【図2】図1に示した携帯電話機の入力部を構成する入力モジュールを示す平面模式図である。
【図3】図2の線分III−IIIにおける部分断面模式図である。
【図4】図3の領域IV付近を拡大して示す模式図である。
【図5】導光板の製造方法を示す流れ図である。
【図6】実施の形態2の入力モジュールを示す部分断面模式図である。
【図7】実施の形態3の入力モジュールを示す部分断面模式図である。
【図8】従来の入力モジュールを示す部分断面模式図である。
【符号の説明】
【0039】
1 携帯電話機、3 表示部、4 入力部、5 ヒンジ部、6 表示装置、7 入力キー、8 スピーカ、9 マイク、10 入力モジュール、12 基板、13 メタルドームスイッチ、14 保護膜、15 LED、16 導光板、17 ラバーシート、18 凸部、19 ドット、20 凸部、20a,20b,20c,20d 層、30 リブ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
携帯機器に用いる導光板の製造方法であって、
ベース部材を準備する工程と、
前記ベース部材の表面に、多層構造を有する凸部を形成する工程とを備える、導光板の製造方法。
【請求項2】
前記凸部を形成する工程は、スクリーン印刷によって前記多層構造のうちの少なくとも一層を形成する工程を含む、請求項1に記載の導光板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2008−235023(P2008−235023A)
【公開日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−73263(P2007−73263)
【出願日】平成19年3月20日(2007.3.20)
【出願人】(500400216)住友電工プリントサーキット株式会社 (197)
【Fターム(参考)】