JP2009187832A - 加飾層及びこれを備えたキーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 加飾層、加飾層を用いたキーユニットの外光による装飾に対する需要の多様化に応え、見る角度に応じて色が異なるという特有の効果が得られるようにし、色の抽出、即ち、反射する光の波長の選択を容易にし、照光輝度の調整が可能なるようにし、更に、任意の反射特性を得ることを容易にする。
【解決手段】加飾層２を、複数の誘電体層６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂを少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を光透過性を有するベース４上に一又は複数積層することにより、構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器類、例えば携帯電話機、ＰＨＳ、携帯情報端末(ＰＤＡ等）、携帯オーディオ、家電製品用リモートコントローラ等のキーユニットに用いられる加飾層と、これを備えたキーユニットに関する。

例えば、携帯電話機、ＰＨＳ、携帯情報端末(ＰＤＡ等）、携帯オーディオ、家電製品用リモートコントローラ等の電子機器に用いられるキーユニットは、一般に、下面（裏面）或いは上面（表面）に数字その他の文字、記号、絵柄等の表示とそれ以外に部分の着色など(以下、「加飾」という。)が設けられた複数のキートップを、裏面に各スイッチング素子に対応する押し子を少なくとも有する一つのキーベースの表面に形成し、そのキーベースを、上記押し子によって押されてオンするスイッチング素子を内蔵するメタルドーム及び配線膜が形成された配線基板の表面に配置した構造を有する。

そして、キーユニットには、キートップの表示を照光する光源として、配線基板に設けた発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるタイプのもの（特願２００６−０６００９５：特許文献１）や、上記キーベースの一部を成すように形成したＥＬ（エレクトロルミネセンス）シートを用いるタイプのもの（特願２００５−３５９４２０：特許文献２）がある。
いずれにせよ、キーの表示には、照明用の光源を設け、その光源から生じた照明光が用いられる。

ところで、従来のキーユニットにおいては、キートップの表面の全部又は一部に金属薄膜を形成して外光をそのキートップ表面にて反射させることにより、非照光時における装飾性をより高める、所謂ハーフミラーの形成ということが行われた（特開平１１−０２７３６２号公報：特許文献３）。
図７はそのようなキーユニットのハーフミラー部分を示す断面図である。
同図において、ａは透明性を有する例えば樹脂からなるベースフィルム、ｂはその表面に例えば真空蒸着等により形成された金属薄膜であり、このベースフィルムａと金属薄膜ｂによりハーフミラーｃが構成される。

外部の光がハーフミラーｃ表面に入射すると全波長域で、この入射光の一部が金属薄膜ｂの表面にて反射し、入射光の別の一部が金属薄膜ｂとベースフィルムａとの境界面にて反射し、残りの入射光がベースフィルムａを透過する。
尚、照光時にはハーフミラーｃに裏面から図示しない照明用光源からの照明光が入射し、一部が反射して残りが透過する。このようにハーフミラーｃの場合には反射する光、透過する光に波長依存性がほとんど無く、全波長に渡って一定割合で反射又は透過が起こる。図８はこのハーフミラーｃの各波長［ｎｍ］の透過率［％Ｔ］を示す関係図である。

このような従来の加飾層は、膜厚により任意に透過率を制御することができ、波長依存性が少ないという特徴、反射光はメタル色(銀色)になるという特徴を有する。
特願２００６−０６００９５ 特願２００５−３５９４２０ 特開平１１−０２７３６２号公報

ところで、キーユニットを用いた例えば携帯電話機、携帯情報端末(ＰＤＡ等）、携帯オーディオプレーヤ等に対する意匠、装飾の多様化の要請は強まる一方であり、メーカー側はその要求に応え切れていない。
というのは、ベースフィルムａ表面に金属薄膜ｂを積層した従来のハーフミラーｃには、色の抽出、即ち、反射する光の波長の選択が困難であるという問題があり、非照光時における色彩に対する需要者の多様な要求に応えるのが難しいのである。

勿論、携帯電話機等の色としてメタル色を好む人は少なからず存在し、そのような傾向の需要者に対しては従来のハーフミラーｃは好適といえるが、メタル色を好まない人も多く、そのような人たちの需要には従来のハーフミラーｃは応えきれない。
また、従来のハーフミラーｃには、金属薄膜ｂの膜厚が厚い程反射光の光量が多くなり、照光が暗くなるという問題があった。
というのは、金属薄膜ｂは、特に人の可視光領域の光の透過性が悪く、光量を得にくいからである。

逆に、金属薄膜ｂの膜厚が薄い程反射光の光量が少なくなり、金属感が薄れ、メタル色になるという特長が希薄になるという欠点がある。
即ち、照光と金属感（反射光量）は一方が良くなれば、他方が悪くなるという二律背反の関係になるという問題が従来のハーフミラーｃにはあったのである。

本発明は、このような問題を解決すべく為されたものであり、加飾層、加飾層を用いたキーユニットの外光による装飾に対する需要の多様化に応え、視る角度に応じて色が異なるという特有の効果が得られるようにし、色の抽出、即ち、反射する光の波長の選択を容易にし、照光輝度の調整が可能なるようにし、更に、任意の波長域の光の反射特性を得ることを容易にすることを目的とする。

請求項１の加飾層は、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層したことを特徴とする。
請求項２のキーユニットは、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの反射率が異なるように積層して表側からの入射光を上記誘電体層の界面にて反射するようにした誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層した加飾層と、キーを示すための表示を、光を選択的に透過させることにより成す表示手段と、上記表示手段を透過してキーの表示をさせる光を発生する照明用光源と、を少なくとも備えたことを特徴とする。

請求項３のキーユニットは、上面又は裏面に表示のために選択的に遮光膜が形成された複数のキートップと、このキートップの下側に位置するキーベースと、このキーベースを介して上記キートップを照射する照明用光源と、を少なくとも有し、上記各キートップの少なくとも上面に又は裏面に、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層した加飾層を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、加飾層を、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベースフィルム上又はキートップに一又は複数積層したので、空気と誘電体層との界面、誘電体層とそれに積層された屈折率の異なる別の誘電体層との界面、誘電体層とベースフィルムとの界面で生じる反射光が干渉する(混じり合う)ことにより反射光の波長特性が変わるので、多彩な鮮やかな色の反射光を得ることができ、メタル色しか得られないハーフミラーよりも装飾色の種類の多様化という要請に対応できる。

そして、各誘電体層積層体の積層数、各誘電体層の膜厚（例えば１００〜５００オングストローム）についての設定を変えることにより様々な反射特性を得ることができる。というのは、誘電体層の厚さで反射光の波長が変わるからである。
また、加飾層に対する視る角度を変えることにより色が変化するという特有の装飾効果を得ることもできる。反射光の波長の入射角度依存性があるからである。
それは、加飾層の表面に対する視覚が略垂直の角度から斜めの角度に変わると色が変わるのは、角度が変わると、誘電体層を通る光の距離が変わり、入射光の角度により層を通る長さが異なるからと考えられる。

本発明は、基本的に、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層したものであり、誘電体層積層体の積層数は具体的には２〜数１０である。
誘電体膜は、例えば酸化チタン、酸化ニオブ、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）により形成でき、互いに積層される誘電体層として、屈折率の高い酸化チタンと屈折率の低いシリコン酸化膜とを選ぶということが最適である。そして、真空蒸着、スパッタリング等により例えばアモルファスに形成することが好ましいと言える。

以下、本発明を図示実施例に基いて詳細に説明する。
図１は本発明加飾層の一つの実施例２を示す断面図である。
同図において、２は加飾層、４は透明性を有するフィルムベース、６ａはこのフィルムベース４上に積層された誘電体層で、或る屈折率を有する。
８ａはこの誘電体層６ａ上に積層された別の誘電体層で、誘電体層６ａとは異なる屈折率を有する。

６ｂは上記誘電体層６ａと同じ材質の誘電体層で、誘電体層８ａ上に積層されている。８ｂはこの誘電体層６ｂ上に積層された誘電体層で、上記誘電体層８ａと同じ材質である。
このように、本発明の加飾層２は、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース４上に積層したものであり、誘電体層積層体の積層数は本実施例では２であるが、１であっても良いし、２より大きくてもよい。

このような加飾層２によれば、空気と誘電体層８ｂとの界面、誘電体層８ｂ（或いは６ｂ、８ａ）とそれに積層された屈折率の異なる別の誘電体層６ｂ（８ａ、６ａ）との界面、誘電体層６ａとベースフィルム４との界面で反射が生じ、その反射光が所定の色の装飾光として視認される。
そして、異なる界面で生じる反射光が干渉することにより光の透過特性が変わるので、多彩な鮮やかな色の反射光を得ることができ、メタル色しか得られないハーフミラーよりも装飾色の種類の多様化という要請に対応できる。

そして、各誘電体層積層体の積層数、各誘電体層の膜厚（例えば１００〜５００オングストローム）についての設定を変えることにより様々な反射特性を得ることができる。というのは、誘電体層６、８の厚さで反射光の波長λが変わるからである。
また、加飾層２に対する視る角度を変えることにより色が変化するという特有の装飾効果を得ることもできる。反射光の波長の入射角度依存性があるのである。
そのように加飾層２の表面に対する視角が略垂直の角度から斜めの角度に変わると色が変わるのは、その角度が異なると誘電体層６、８を通る光の距離が異なるからと考えられる。

図２は図１に示した加飾層２を用いたキーユニット１０を示す断面図であり、このキーユニット１０は、例えば携帯電話機に用いられ、液晶表示装置（ＬＣＤ）などによる表示画面が設けられている部分を含む携帯電話機の前面(上面)全てを覆うものである。
２０、２０、・・・は上記加飾層２の裏面（透明性を有するベースフィルム４の裏面）に選択的に形成された遮光膜で、後述する照明用光源を成す発光ダイオード（３４）からの光を遮光する。
２２、２２、・・・はベースフィルム４の裏面の遮光膜２０が形成されていない部分、すなわち、文字や記号などの形状に遮光膜２０が抜けている部分で、ここを上記発光ダイオード（３４）からの光が通ることにより各キーの表示が為される。表示には、光が通過する部分の形によるもの（ポジ型）と、光が遮光される部分の形によるもの（ネガ型）とがあり、どのタイプであっても良い。

２６は上記ベースフィルム４の裏面上を遮光膜２０裏面上を含め覆うように形成された保護層で、有色または無色の透明性(光透過性)を有する塗膜からなる。
２８は、キーユニット１０の表示画面の前面とその周囲を覆う部分以外の操作キーの機能が割り当てられた部分の上記保護層２６裏面に接着されたキーベースで、シリコーンゴムや各種エラストマーなどの弾性材料も含む軟質または硬質の各種透明樹脂からなり、裏面には各キーと対応した位置の押し子３０、３０、・・・と、図面に現れないキーシート支持部が形成されている。

３２は配線基板で、その表面には図示を省略した配線膜が形成されると共に、照明用光源を成す発光ダイオード３４、３４、・・・が実装され、更に、上記押し子３０、３０、・・・と対応する部分にはその押し子３０、３０、・・・により押されてオンする図示しないスイッチを内蔵したメタルドーム３６、３６、・・・が配置されている。
そして、配線基板３２上には、上記キーベース２８が、上記図面に現れないキーシート支持部にて、各キーと対応する各押し子３０、３０、・・・と上記各メタルドーム３６、３６、・・・との位置が整合するように位置決めして固定されている。

このキーユニット１０は、非照光（非使用）時には、上記発光ダイオード３４、３４、・・・が点灯せず、上述したように、加飾層２に入射した光が反射し、図３（Ａ）に示すように、その反射光による色で輝く。この色は視る角度により変化する、即ち、反射光の波長（色）の角度依存性による。
そして、使用時には、表示画面のバックライト及び発光ダイオード３４、３４、・・・が点灯し、発生した光が照明光として上向きに進み、表示画面の部分では上記ベースフィルム４の裏面の遮光膜２０の形成されていない部分２２、２２、・・・を通過し、更に、加飾層２を通過し、操作キーの部分ではキーベース２８内に入射し、更に、上記ベースフィルム４の裏面の遮光膜２０の形成されていない部分２２、２２、・・・を通過し、更に、加飾層２を通過し、図３（Ｂ）に示すように、表示画面を浮かび上がらせると共に各キーの表示を浮かび上がらせる。

従って、ユーザーはその表示からキーを認識し、その認識に基づいて任意のキーを押すと、そのキーと対応する押し子３０によりメタルドーム３６が押されてその内部の図示しないスイッチがオンする。
本発明の加飾層２は、各誘電体層６ａ、６ｂ、・・・と、８ａ、８ｂ、・・・の材質、具体的には屈折率や、厚さの設定により、表面の反射光を変えることができる。
従って、例えば、紫（Ｐｕｒｐｌｅ）、白（Ｗｈｉｔｅ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）というように異なる色の加飾層２を提供することができる。
ちなみに、図４は紫（Ｐｕｒｐｌｅ）、白（Ｗｈｉｔｅ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）という反射光の色（比較的垂直な視角での色）の異なる三種の加飾層２について、各波長［ｎｍ］に対する加飾層２の透過率［％Ｔ］を示す関係図である。

図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明を各キートップが独立したタイプのキーユニットに適用した実施例を示すもので、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は一つのキートップを示す断面図である。
先ず、（Ａ）に従ってキーユニット５２の概要を説明する。このキーユニット５２は、トップカバー部材５４と、複数のキートップ５６、５６、・・・と、キーベース５８と、配線基板６０とからなる。そして、キートップ５６、５６、・・・とキーベース５８とによってキーシート５９が構成される。
トップカバー部材５４はフィルム状の硬質の透明樹脂、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：アクリル）からなり、その上面には後述するキートップと同様の加飾膜及び遮光膜が形成され、上記各キートップ５６、５６、・・・と対応する位置にはそのキートップ５６、５６、・・・が遊嵌されるキー遊嵌孔６２、６２、・・・が形成されている。

上記各キートップ５６、５６、・・・は、透光性樹脂、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：アクリル）からなり、例えば天面加飾タイプ或いは裏面加飾タイプの表示が形成されているが、その表示の構造等の詳細な図示、説明は本発明の本質に拘わらないので本実施例に関しては省略する。
上記キーベース５８は、導光フィルムの裏面に押し子形成層を形成してなり、その押し子形成層はその裏面に押し子及びスペーサが一体に突出形成されている。押し子はキートップ５６、５６、・・・が押下されたときその押された力を後述するメタルドーム７４、７４、・・・に伝達するものである。

キーベース５８を構成する導光フィルムは例えばウレタン又はシリコーン等の導光性の樹脂により形成されている。また、裏面の押し子形成層は例えばシリコーン又はＵＶ硬化樹脂からなる。
配線基板６０は、表面にはメタルドーム７４、７４、・・・と、光源を成すＬＥＤ（発光ダイオード）７６、７６が設けられている。メタルドーム７４、７４、・・・は内部に上記押し子により押されてオンする図示しないスイッチを有する。

配線基板６０の表面には、フィルム７８が接着され、このフィルム７８により上記メタルドーム７４、７４、・・・が配線基板６０の表面に位置を固定されている。
このキーユニット５２は、キートップ５６、５６、・・・が表面に接着されたキーベース５８とトップカバー部材５４とを、キー遊嵌孔６２、６２、・・・とキートップ５６、５６、…との位置合わせをして積層し、接着して積層体を構成し、この積層体を配線基板６０上にキーベース５８の押し子とメタルドーム７４,７４、・・・とが対応するように位置合わせして組み付けることにより構成される。

そして、使用時には、上記光源を成すＬＥＤ７６、７６が点灯し、その光がキーベース５８を構成する導光フィルムを通りつつ、各キートップ５６、５６、・・・を下から上向きに通ってキー表示の照明光となり、鮮明な表示を実現する。

次に、図５（Ｂ）を参照して各キートップ５６の断面構造を説明する。
２０、２０、・・・はキートップ５６の上面に形成された選択的に形成された遮光膜で、上記ＬＥＤ７６からの光を遮光する。２２、２２、・・・は遮光膜２０、２０、・・・が形成されていない部分で、この部分をＬＥＤ７６からの光が通ることによってキーの表示を為す。

２はキートップ５６の上記遮光膜２０、２０、・・・が選択的に形成された上面及び側面を覆うように形成された加飾層であり、その構成、作用及び効果は図１に示した加飾層２と同じであり、その詳細な説明を省略する。また同様に、トップカバー部材５４の上面にも遮光膜２０及び加飾層２が形成されている。
このように、本発明は各キートップを独立させたキーユニットにも適用できる。

（変形例）
図６は図５に示した実施例の変形例のキートップ５６ａを示す断面図である。
このキートップ５６ａは、裏面に加飾層２を形成し、更にその裏面に遮光膜２０、２０、・・・を形成したものである。この場合、トップカバー部材５４も裏面に加飾層２及び遮光膜２０を形成する。
このように、キートップの裏面に加飾層２を形成するようにしても良い。尚、このようにキートップ５６ａの裏面に遮光膜２０及び加飾層２を形成する場合には、さらにその上から透明又は白色の透光性を有する塗料２６を塗布して遮光膜２０の上を覆い、遮光膜２０が形成されていない部分を２２，２２を埋めるようにすることが望ましい。

本発明は、電子機器類、例えば携帯電話機、ＰＨＳ、携帯情報端末(ＰＤＡ等）、携帯オーディオ、家電製品用リモートコントローラ等のキーユニットに用いられる加飾層と、これを備えたキーユニットに利用可能性がある。

本発明加飾層の一つの実施例を示す断面図である。 図１に示した加飾層を用いたキーユニットの一つの実施例を示す断面図である。 （Ａ）は非照光時におけるキーユニットの斜視図、（Ｂ）は照光時におけるキーユニットの斜視図である。 紫（Ｐｕｒｐｌｅ）、白（Ｗｈｉｔｅ）、黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）という反射光の色（比較的垂直な視角での色）の異なる三種の加飾層について、各波長［ｎｍ］に対する加飾層の透過率［％Ｔ］を示す関係図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明を各キートップが独立したタイプのキーユニットに適用した実施例を示すもので、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は一つのキートップを示す断面図である。 図５に示したキーユニットの変形例のキートップを示す断面図である。 加飾層の従来例の断面図である。 図７に示す従来例の加飾層の各波長［ｎｍ］の透過率［％Ｔ］を示す関係図である。

符号の説明

２・・・加飾層、４・・・ベースフィルム、
６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ・・・誘電体層、
２０・・・遮光膜、２２・・・遮光膜の非形成部、
２８・・・キーベース、３０・・・押し子、３２・・・配線基板、
３４・・・発光ダイオード、３６・・・メタルドーム。
５２・・・キーユニット、５６、５６ａ・・・キートップ。

Claims (3)

1. 複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層した
   ことを特徴とする加飾層。
2. 複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層して表側からの入射光を上記誘電体層の界面にて反射するようにした誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層した加飾層と、
   キーを示すための表示を、光を選択的に透過させることにより成す表示手段と、
   上記表示手段を透過してキーの表示をさせる光を発生する照明用光源と、
   を少なくも備えたことを特徴とするキーユニット。
3. 上面又は裏面に表示のために選択的に遮光膜が形成された複数のキートップと、
   上記キートップの下側に位置するキーベースと、
   上記キーベースを介して上記キートップを照射する照明用光源と、
   を少なくとも有し、
   上記各キートップの少なくとも上面に又は裏面に、複数の誘電体層を少なくとも互いに接するものどうしの屈折率が異なるように積層した誘電体層積層体を、光透過性を有するベース上に一又は複数積層した加飾層を形成した
   ことを特徴とするキーユニット。

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