JP7724074B2

JP7724074B2 - 発光部材

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Publication number: JP7724074B2
Application number: JP2021074067A
Authority: JP
Inventors: 康之黒川
Original assignee: Toyo Denso Co Ltd
Current assignee: Toyo Denso Co Ltd
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2025-08-15
Anticipated expiration: 2041-04-26
Also published as: CN115249594A; JP2022168532A

Description

本発明は、バックライト光が照光される発光部材に関する。

バックライト光による照光によって文字等の表示部を発光表示可能なスイッチやパネルに用いられる発光部材が知られている。このような発光部材では、透光層の表面に有色層が形成されるとともに、該有色層の一部を除去して透光層を露出させることにより、表示部が形成される。通常、透光層の明度は高いため、透光層と有色層のコントラストの差が大きく、透光層にバックライト光が照光されなくても、ユーザは表示部を明確に視認することができる。

ところで、近年、デザイン性向上の観点から、発光部材において透光層の表面に有色層ではなく白色等の明度の高い明色層が形成されることがある。このような発光部材では、バックライト光が照光される場合、透光層と明色層のコントラストの差を確保することができる一方、バックライト光が照光されない場合、透光層と明色層のいずれの明度も高いため、コントラストの差を確保することができず、表示部の視認性が低下するという問題がある。

この問題に対し、例えば、特許文献１では、明色層の上に表示部の周りを囲んで縁取るように有色層を形成し、表示部の周りと表示部のコントラストの差を確保して表示部の視認性を高める技術が提案されている。また、特許文献２では、表示部の周りをレーザ光の照射によって暗色に変更させ、表示部の周りと表示部のコントラストの差を確保して表示部の視認性を高める技術が提案されている。

特開２０１２－８４３４１号公報特開２０１２－１０４２４３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、有色層を印刷で形成するため、有色層の印刷位置がずれることがあり、その結果、表示部の周りの有色層の幅が一定で無くなり、見栄えが悪くなるという問題がある。また、特許文献２の技術では、レーザ光の照射による変色は制御が難しく、表示部の周りの暗色部の明度が不均一となり、やはり、見栄えが悪くなるという問題がある。

本発明の目的は、見栄えの良い発光部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の発光部材は、光を透過可能な透光層と、単層で構成され、前記光が透過し難い有色層と、前記有色層と比べて明度が高い明色層と、を備え、前記光が照射される側から前記透光層、前記有色層及び前記明色層がこの順で形成され、前記有色層及び前記明色層が部分的に除去されて前記透光層が露出する表示部をさらに備え、前記明色層は、前記表示部において、前記露出する透光層の周りの少なくとも一部に露出する端部を有し、前記有色層は、前記表示部において、前記露出する透光層の周りの少なくとも一部にそれぞれ露出し、前記明色層側に位置する第１端部と、前記透光層側に位置する第２端部とを有し、前記第１端部は、前記表示部において、前記明色層の前記端部と同一面内に形成され、前記第２端部は、前記表示部において、前記第１端部よりも前記表示部の内側に向かって突出して残存し、前記第２端部の厚みは、前記明色層で覆われる前記有色層の厚みよりも小さい。

本発明によれば、表示部では有色層及び明色層が部分的に除去されて透光層が露出し、露出する透光層の周りの少なくとも一部には有色層が残存する。すなわち、透光層の周りの有色層を印刷やレーザ光の照射による変色によって形成しない。これにより、有色層の印刷位置のずれやレーザ光の照射による変色の不均一が生じることがなく、見栄えの良い発光部材を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る発光部材としての押釦スイッチの平面図である。図１における線Ａ－Ａに沿う拡大断面図である。本実施の形態に係る発光部材の製造方法としての表示部の形成方法を説明するための工程図である。本発明の実施の形態における押釦スイッチの第１の変形例を示す平面図である。本発明の実施の形態における押釦スイッチの第２の変形例を示す拡大断面図である。本発明の実施の形態における押釦スイッチの第３の変形例を示す拡大断面図である。本発明の実施の形態における押釦スイッチの第４の変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る発光部材としての押釦スイッチ１０の平面図であり、図２は、図１における線Ａ－Ａに沿う拡大断面図である。なお、図１では、押釦スイッチ１０の一部が示されている。

図１及び図２において、押釦スイッチ１０は、例えば、押釦スイッチ１０の基部をなす樹脂層１１（透光層）と、該樹脂層１１の上に形成された保護層１２と、該保護層１２の上に形成された有色層１３と、該有色層１３の上に形成された吸光層１４と、該吸光層１４の上に形成された明色層１５と、を備える。

押釦スイッチ１０において、樹脂層１１の下方には、空間（不図示）又は、受光した光を拡散する拡散部材（不図示）が形成され、さらに、例えば、ＬＥＤ灯からなるバックライト（不図示）が配置される。バックライトが樹脂層１１に向けてバックライト光を照光する。したがって、押釦スイッチ１０では、バックライト光が照射される側から、樹脂層１１、保護層１２、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５がこの順で形成される。

樹脂層１１は、明度が高く、光を透過可能な材料、例えば、白色の樹脂からなる。なお、樹脂層１１を構成する樹脂の色は白色に限られず、光を透過可能であれば、乳白色でも灰色であってもよい。なお、樹脂層１１は押釦スイッチ１０の基部全体を構成してもよく、若しくは、押釦スイッチ１０の基部の一部を構成してもよい。

保護層１２は透明な層であり、樹脂層１１を、例えば、洗車用の溶剤、洗剤、紫外線や飲料から保護する。保護層１２は、化学的耐久性を有する材料からなり、例えば、ウレタンアクリレート等の透明な樹脂材料や公知のハードコート剤からなる。なお、保護層１２の色は透明に限られず、乳白色や薄水色等であってもよい。

有色層１３は光が透過し難い材料からなる。特に、有色層１３は視認性を高める観点から明度が低い材料、例えば、暗色の樹脂からなるのが好ましい。本実施の形態では、一例として、有色層１３に暗色の樹脂を用いている。この暗色の樹脂は、暗色系色材と樹脂が混合されて形成される。暗色系色材としては、公知の暗色系顔料や暗色系染料を用いることができる。暗色系顔料や暗色系染料の色は、黒色に限られず、明度が低く色濃度が高い濃紺色、濃灰色、濃緑色や濃紫色であってもよい。なお、本実施の形態における「光が透過し難い」とは、「バックライト光を遮光して透過させない」ことを言う。押釦スイッチ１０では、有色層１３が１層からなり、厚さは２０μｍ以上である。また、本実施の形態における有色層１３の色は、暗色に限定されるものではなく、後述の明色層１５との境界が視覚的に認識可能な色であれば、用いることができる。例えば、有色層１３の色は青色、赤色、黄色、緑色であってもよい。

吸光層１４は、後述するレーザ光を効率的に吸収する層であり、レーザ光の照射によって明色層１５を焼き切るレーザ加工の効率を向上させる。吸光層１４は、レーザ光の吸収を促進するために、例えば、アルミ粉が含有された銀色の樹脂によって形成される。なお、吸光層１４の色は銀色に限られず、レーザ光の吸収を促進可能な色であればよく、例えば、黒色や灰色であってもよい。吸光層１４の色が黒色の場合、該吸光層１４はカーボンブラック等のカーボン系材料が含有された黒色の樹脂によって形成される。

明色層１５は、明度が高い材料、例えば、白色の樹脂からなる。この白色の樹脂は、白色系色材と樹脂が混合されて形成される。白色系色材としては、ピュアホワイトやパールホワイト等の公知の白色系顔料や白色系染料を用いることができる。なお、明色層１５の色は白色に限られず、少なくとも有色層１３と比べて明度が高い色であればよい。例えば、明色層１５を構成する材料として、乳白色の樹脂、灰白色の樹脂、薄黄色の樹脂、薄水色の樹脂や薄緑色の樹脂を用いてもよい。なお、明色層１５を、樹脂層１１を形成する樹脂と同じ明度の樹脂を用いて形成してもよく、この場合、後述する表示部１６においてバックライト光により発光可能な部位の色と押釦スイッチ１０の全体の色と合わせることができ、デザイン性が増す。

押釦スイッチ１０では、例えば、その頂面に表示部１６が形成される。表示部１６は、例えば、文字、図形又は記号を呈し、押釦スイッチ１０において、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５を部分的に除去することにより、保護層１２の一部を露出させて形成される。すなわち、表示部１６は押釦スイッチ１０の頂面に掘られた溝であり、表示部１６において、操作者は透明な保護層１２を介して白色の樹脂層１１を目視可能である。また、表示部１６の溝の深さは数１０μｍ程度であり、操作者が指で触れても、表示部１６が溝であることを意識することがない。

表示部１６では、明色層１５の端部１５ａ、吸光層１４の端部１４ａ及び有色層１３の上方端部１３ａが、平面視において同じ位置に存在し、有色層１３の下方端部１３ｂのみが表示部１６の内側に向かって突出する（図２参照）。したがって、平面視において、表示部１６では、露出する保護層１２の周りに有色層１３が残存するように見える。

保護層１２、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５の形成方法は特に限定されないが、スクリーン印刷、パッド印刷等の公知の印刷方法、若しくは、公知の塗装方法を用いることができる。また、特に、有色層１３や明色層１５は顔料や染料と樹脂を溶媒に溶解させたインクを印刷又は塗布することによって形成される。

押釦スイッチ１０では、バックライトがバックライト光を照光する際、表示部１６においてバックライト光が樹脂層１１や保護層１２を透過するため、操作者は表示部１６を容易に認識することができる。また、バックライトがバックライト光を照光しない場合であっても、表示部１６において明度の高い樹脂層１１の周りに明度の低い有色層１３が残存するため、コントラストの差を確保することができ、操作者は表示部１６を容易に認識することができる。

次に、本実施の形態に係る発光部材の製造方法について説明する。図３は、本実施の形態に係る発光部材の製造方法としての表示部１６の形成方法を説明するための工程図である。

図３において、まず、樹脂層１１の上に、下方から保護層１２、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５を積層して形成する。保護層１２、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５は樹脂層１１の全面を覆うように形成してもよく、若しくは、表示部１６が形成される箇所とその周辺を覆うように部分的に形成してもよい。

次いで、表示部１６が形成される箇所へ向けてレーザ光Ｌ_１を照射する（図３（Ａ））。レーザ光Ｌ_１の幅Ｗ_Ｌ１は、表示部１６の幅Ｗと一致する。まず、明色層１５へレーザ光Ｌ_１が照射されると、明色層１５を形成する白色の樹脂が焼き切られ、明色層１５においてレーザ光Ｌ_１が照射される部分が除去されていく。明色層１５は白色の樹脂で構成されるため、レーザ光Ｌ_１を反射してしまうおそれがあるが、押釦スイッチ１０では、明色層１５の下方に位置する吸光層１４がレーザ光Ｌ_１を吸収して反射を防ぐ。これにより、レーザ光Ｌ_１の熱エネルギが明色層１５へ効率良く伝わり、明色層１５を効率良く除去することができる。

次いで、レーザ光Ｌ_１の照射を継続すると、明色層１５が除去されて吸光層１４が露出するが、レーザ光Ｌ_１は吸光層１４を形成する銀色の樹脂も焼き切る。これにより、吸光層１４においても、レーザ光Ｌ_１が照射される部分が除去されていく。この工程は吸光層１４が除去されて有色層１３が露出した後も継続され、レーザ光Ｌ_１は有色層１３も焼き切っていく（図３（Ｂ））。

なお、レーザ光Ｌ_１は幅Ｗ_Ｌ１の方向に関して強度が均一である。これにより、明色層１５、吸光層１４や有色層１３は、幅Ｗ_Ｌ１の方向に関して均等に除去されていく。

その後、有色層１３がレーザ光Ｌ_１によってある程度除去されると、レーザ光Ｌ_１の代わりにレーザ光Ｌ_２が、表示部１６が形成される箇所へ向けて照射される（図３（Ｃ））。この工程はレーザ光Ｌ_２が照射される部分の有色層１３が除去されて保護層１２が露出するまで継続される。その後、保護層１２が露出すると、レーザ光Ｌ_２の照射が停止される。

照射されるレーザ光Ｌ_２の幅Ｗ_Ｌ２はレーザ光Ｌ_１の幅Ｗ_Ｌ１よりも狭いため、保護層１２が露出した際、レーザ光Ｌ_２の両脇には除去されていない有色層１３’（以下、「残存有色層１３’」）が残存し（図２参照）、残存有色層１３’は露出した保護層１２を縁取る縁部を構成する。また、レーザ光Ｌ_２の強度はレーザ光Ｌ_１の強度よりも大きく設定されるが、レーザ光Ｌ_２の強度がレーザ光Ｌ_１の強度と同じであってもよい。

なお、残存有色層１３’では有色層１３の一部がレーザ光Ｌ_１によって除去されているため、その厚みは明色層１５や吸光層１４で覆われる有色層１３の厚みよりも小さい。また、レーザ光Ｌ_１やレーザ光Ｌ_２による明色層１５、吸光層１４や有色層１３の除去量は、レーザ光Ｌ_１やレーザ光Ｌ_２の出力や照射時間を管理することによって調整される。

本実施の形態によれば、有色層１３、吸光層１４及び明色層１５をレーザ光Ｌ_１やレーザ光Ｌ_２の照射によって部分的に除去することにより、保護層１２を露出させて表示部１６を形成する。また、有色層１３を除去する際、有色層１３がレーザ光Ｌ_１によってある程度除去されると、レーザ光Ｌ_１の幅Ｗ_Ｌ１よりも狭い幅Ｗ_Ｌ２を有するレーザ光Ｌ_２を照射して有色層１３をさらに除去していく。これにより、表示部１６において露出する保護層１２の周りに残存有色層１３’を残存させる。すなわち、露出する保護層１２の周りの有色層１３を印刷やレーザ光の照射による変色によって形成する必要がない。よって、有色層１３の印刷位置のずれやレーザ光の照射による有色層１３の変色の不均一が生じることがなく、結果として、見栄えの良い押釦スイッチ１０を提供することができる。

また、レーザ光の出力は正確に制御することができ、レーザ光の照射停止も正確に制御することができる。したがって、残存有色層１３’の幅や厚みも正確に制御することができる。これにより、露出する保護層１２の周りに有色層１３を確実に残存させることができ、もって、押釦スイッチ１０の見栄えをさらに向上させることができる。

さらに、本実施の形態では、有色層１３の厚さが２０μｍ以上であるため、レーザ光Ｌ_１が照射される部分が全て除去されるのを抑止することができ、露出する保護層１２の周りに残存有色層１３’を確実に残存させることができる。

なお、有色層１３は、レーザ光の照射による変色ではなく、顔料や染料と樹脂を溶媒に溶解させたインクの印刷又は塗布によって形成されるため、顔料や染料を変更することにより、有色層１３の色を容易に変更することができ、その結果、表示部１６のデザイン変更を容易に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上述した押釦スイッチ１０では、表示部１６において、露出する保護層１２の周りの残存有色層１３’は縁部を構成するが、図１に示すように、残存有色層１３’は表示部１６の保護層１２を連続的に途切れること無く囲む。しかしながら、操作者が残存有色層１３と保護層１２を介して見える樹脂層１１とのコントラストの差を認識できるのであれば、残存有色層１３’は保護層１２を連続的に囲む必要は無い。例えば、図４に示すように、残存有色層１３’を、表示部１６の保護層１２を断続的に囲むように設けてもよい。これにより、表示部１６におけるデザインのバリエーションを増やすことができ、デザインの自由度を増すことができる。なお、残存有色層１３’を表示部１６の保護層１２を断続的に囲むように設ける場合、例えば、有色層１３をレーザ加工する際のレーザ光Ｌ_１の照射とレーザ光Ｌ_２の照射を交互に行うことにより、残存有色層１３’が存在する部分と残存有色層１３’が存在しない部分を形成する。

また、上述した押釦スイッチ１０では、有色層１３が１層からなるが、印刷や塗装を２回繰り返すことにより、図５に示すように、有色層１３を上層１３ｃと下層１３ｄの２層で構成してもよい。これにより、有色層１３の十分な厚みを確保することができる。また、上層１３ｃと下層１３ｄの間に境界が発生するため、有色層１３のレーザ加工の際、熱の伝達が当該境界によって阻止され、レーザ光による有色層１３の除去が当該境界で一旦停止、若しくは、遅くなる。これにより、縁部となる残存有色層１３’を残存させ易くなり、表示部１６における縁部を確実に構成することができる。なお、有色層１３は３層以上で構成されてもよい。

さらに、上述した押釦スイッチ１０では、保護層１２が樹脂層１１と有色層１３の間に形成されたが、保護層１２は樹脂層１１よりも上に存在すればよく、例えば、有色層１３と吸光層１４の間に形成されてもよく、または、明色層１５の上に形成されて押釦スイッチ１０の表面全体を覆ってもよい。

また、本発明を構成するには、押釦スイッチ１０が、少なくとも樹脂層１１、有色層１３及び明色層１５を備えていればよく、例えば、図６に示すように、押釦スイッチ１０が、樹脂層１１と保護層１２と有色層１３と明色層１５のみを備えていてもよい。この場合、表示部１６の形成方法において、有色層１３が明色層１５のレーザ加工時のレーザ光の反射を防止する。さらに、例えば、図７に示すように、押釦スイッチ１０が、樹脂層１１と有色層１３と吸光層１４と明色層１５のみを備えていてもよい。

また、有色層１３の一部と明色層１５は同じレーザ光Ｌ_１によって除去されるため、表示部１６では、明色層１５の端部１５ａと有色層１３の上方端部１３ａが同一面内に形成される（図２）。なお、吸光層１４の端部１４ａも明色層１５の端部１５ａや有色層１３の上方端部１３ａと同一面内に形成されるのが好ましい。

表示部１６において、明色層１５の端部１５ａと有色層１３の上方端部１３ａが同一面内に形成されず、階段構造を形成すると、表示部１６が呈する文字や図形にずれが生じるように見える。また、明色層１５の端部１５ａと有色層１３の上方端部１３ａが階段構造を形成し、且つ明色層１５と有色層１３の色が異なる場合、残存有色層１３’と有色層１３の上方端部１３ａの区別が付きにくくなり、表示部１６が呈する文字や図形を認識しにくくなる。しかしながら、本実施の形態では、有色層１３の上方端部１３ａと明色層１５の端部１５ａが同一面内に形成されることにより、押釦スイッチ１０の表面側から操作者が表示部１６を眺めたとき、有色層１３や明色層１５からなる積層構造が認識されることがない。その結果、表示部１６が呈する文字や図形にずれが生じるように見えるのを抑制することができるとともに、これらの文字や図形が認識し易くなる。その結果、押釦スイッチ１０の商品性が低下するのを防ぐことができる。

１０押釦スイッチ
１１樹脂層
１２保護層
１３有色層
１４吸光層
１５明色層
１６表示部

Claims

光を透過可能な透光層と、単層で構成され、前記光が透過し難い有色層と、前記有色層と比べて明度が高い明色層と、を備え、
前記光が照射される側から前記透光層、前記有色層及び前記明色層がこの順で形成され、
前記有色層及び前記明色層が部分的に除去されて前記透光層が露出する表示部をさらに備え、
前記明色層は、前記表示部において、前記露出する透光層の周りの少なくとも一部に露出する端部を有し、
前記有色層は、前記表示部において、前記露出する透光層の周りの少なくとも一部にそれぞれ露出し、前記明色層側に位置する第１端部と、前記透光層側に位置する第２端部とを有し、
前記第１端部は、前記表示部において、前記明色層の前記端部と同一面内に形成され、
前記第２端部は、前記表示部において、前記第１端部よりも前記表示部の内側に向かって突出して残存し、
前記第２端部の厚みは、前記明色層で覆われる前記有色層の厚みよりも小さい発光部材。
前記表示部において、前記第２端部は表示部の縁部を構成し、前記縁部は前記表示部を連続的又は断続的に囲むように設けられる、請求項１に記載の発光部材。
前記形成された有色層の厚さは２０μｍ以上である、請求項１に記載の発光部材。
前記明色層及び前記有色層の間に形成された吸光層をさらに備える、請求項１に記載の発光部材。