JPH11250758A - メンブレンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない消費電力でありながらキートップを適
切な光量で照射すること、また、ＥＬシートの押圧変形
を防止することで長時間の連続したクリック動作に耐え
ると共に断線や導通不良を回避すること。 【解決手段】 スイッチ電極６１及びスイッチ回路パタ
ーン６２が形成されたスイッチ基板６と、このスイッチ
電極に対応した位置にキートップ１１が設けられたキー
ボード１と、スイッチ基板及びキーボードの間に挟ま
れ、ＥＬからなる発光部２１を有するＥＬシート２とで
構成され、上記ＥＬシート２の発光部２１を上記キート
ップ１１毎に個々に配設すると共に、発光部２１の輪郭
を縁取るように、発光部２１の外周部に沿ってスリット
２５が設けられ、このスリット２５の始点部及び終点部
を発光部２１から引き出された電極線２４の付け根付近
で屈曲させ、この電極線２４の外周に沿って平行に引き
延ばして形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ電極及び
スイッチ回路パターンが形成されたスイッチ基板と、前
記スイッチ電極に対応した位置にキートップが設けられ
たキーボードと、これらスイッチ基板及びキーボードの
間に挟まれ、ＥＬからなる発光部を有するＥＬシートと
で構成されたメンブレンスイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器等において、機能表示が付され
たキートップの視認性を向上するため、キートップの裏
面側にＥＬによる発光部を配設して照明するものがあ
る。特に携帯用の電子機器においては、その軽量化や小
型化が要求され、メンブレン型のスイッチ類が多く用い
られている。このようなＥＬ照明付メンブレンスイッチ
の従来例としては、例えば特開昭６２−１１５６１６号
公報に開示されたものがある。このメンブレンスイッチ
は、図１０に示したように、上部よりキーボード１、Ｅ
Ｌ（エレクトロルミネッセンス）シート２、プラスチッ
クシート３、金属弾性バネ４、スペーサ５及びスイッチ
基板６を積層した構造になっている。キーボード１は、
枠体１２によって仕切られた複数の桝目にキートップ１
１を配列した構成となっている。ＥＬシート２は、背面
電極の上に誘電体層、全面にＥＬ発光分子を分散させた
発光体層、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）による上部電極
を順次積層し、前記背面電極及び上部電極の端部からそ
れぞれ電極線２４ａ，２４ｂを引き出した構成となって
いる。このＥＬシート２にはキーボード１に配列された
各キートップ１１の真下に当たる個所にコの字型のスリ
ット２２が設けられ、このスリット２２で囲まれた部分
にキートップ１１が押された時に撓む可撓部２３を形成
している。金属弾性バネ４は一つ一つがドーム状に形成
されており、キートップ１１の真下に対応して配置され
る。スイッチ基板６の上方に配置されるスペーサ５は弾
性を有する非導電性材料からなり、前記金属弾性バネ４
が嵌め込まれる円孔５１が開設されている。この円孔５
１はスイッチ基板６上に形成されたスイッチ電極６１に
対応しており、キートップ１１を押した時に円孔５１内
での金属弾性バネ４の撓みを可能としている。

【０００３】上記構成のメンブレンスイッチにあって
は、夜間使用時には電子機器に設けられた照明用のスイ
ッチを押すことで、ＥＬシート２が全面発光し、キーボ
ード１全体が明るく照明される。そして、キートップ１
１を押すとコの字状のスリット２２に囲まれたＥＬシー
ト２の可撓部２３が撓み、続いてその下面に配設された
プラスチックシート３を介して金属弾性バネ４が撓み、
スイッチ基板６に設けられたスイッチ電極６１に接触し
てスイッチ回路パターン６２に導通する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
メンブレンスイッチにあっては、ＥＬシート２の全面が
発光する構造であるために、キートップ１１のみならず
桝目状の枠体１２部分も照明することとになり、余分な
電力が消費されるものとなっていた。

【０００５】また、図１１に示したように、ＥＬシート
２には周囲３方向にコの字状にスリット２２が設けられ
た可撓部２３が形成されているが、この可撓部２３が何
回も押圧変形を受けると可撓部２３の基部Ａに沿ってへ
たりが生じて折れ癖が付き、復元力の低下を招くと共に
断線や導通不良の原因になるおそれがあった。

【０００６】そこで、本発明は、少ない消費電力であり
ながらキートップを適切な光量で照射することを目的と
する。また、本発明はＥＬシートの押圧変形を防止する
ことで長時間の連続したクリック動作に耐えると共に断
線や導通不良を回避することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係るメンブレンスイッチは、ス
イッチ電極及びスイッチ回路パターンが形成されたスイ
ッチ基板と、前記スイッチ電極に対応した位置にキート
ップが設けられたキーボードと、これらスイッチ基板及
びキーボードの間に挟まれ、ＥＬからなる発光部を有す
るＥＬシートとで構成されたメンブレンスイッチにおい
て、上記ＥＬシートの発光部を、上記キーボードのキー
トップ毎に個々に配設したことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２に係るメンブレン
スイッチは、上記ＥＬシートの発光部の輪郭を縁取るよ
うに、発光部の外周部に沿って第１のスリットが設けら
れ、この第１のスリットの始点部及び終点部を発光部か
ら引き出された電極線の付け根付近で屈曲させ、前記電
極線の外周に沿って平行に引き延ばして形成したことを
特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項３に係るメンブレン
スイッチは、上記形成された第１のスリットの内部と発
光部との間に第２のスリットを設け、この第２のスリッ
トの始点部及び終点部を上記第１のスリットの始点部及
び終点部に対して反対方向に引き延ばし、さらに、第２
のスリットの内部に配設した発光部から引き出された電
極線を第１のスリットの内周に沿って配設したことを特
徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係るメンブレンスイッチの実施の形態を詳細に説明す
る。本発明におけるメンブレンスイッチは、図１及び図
２に示したように、上部からキーボード１、プラスチッ
クシート３、ＥＬシート２、金属弾性バネ４、スペーサ
５及びスイッチ基板６の積層構造となっている。

【００１１】キーボード１は、上記従来例と同様、枠体
１２に複数のキートップ１１を縦横方向に配列させたも
のである。キートップ１１は光透過性を有し、その上面
にスイッチの機能を示す数字や記号等が表示されてい
る。この実施例におけるキーボード１は、可撓性材料に
よってキートップ１１と枠体１２とを一体に成形したも
のであるが、勿論別体で構成することも可能である。そ
の場合、枠体１２は光を透過させる必要がないので遮光
性のある材質で形成してあっても構わない。

【００１２】プラスチックシート３は、全体が透明な可
撓性のある樹脂材料で形成され、特に上記キーボード１
のキートップ１１の真下に当たる部分の撓み量を大きく
するため、この部分に開孔３１を設け、この開孔３１の
中央部に弾性押圧部３２を形成してある。この弾性押圧
部３２は、図３に示したように、略Ｚ形状に延びる脚部
３３ａ，３３ｂによってプラスチックシート３と連結さ
れている。弾性押圧部３２は、キートップ１１からの押
圧動作で下方に撓み易く下方に配設されるＥＬシート２
を押圧する。一方、キートップ１１の押圧力を解除する
と脚部３３ａ，３３ｂの弾性復元力で弾性押圧部３２が
元の位置に戻るとともに、上部のキートップ１１を元の
位置にまで押し返す。

【００１３】ＥＬシート２は、図２及び図４に示したよ
うに、透明で可撓性を有する樹脂フィルム２０上に、部
分的に設けられたＥＬからなる発光部２１と、該発光部
２１から一側方に引き出された２本の電極線２４ａ，２
４ｂとで形成されている。この発光部２１は、キーボー
ド１に設けられている複数のキートップ１１の略真下に
それぞれ配置される。従って、隣接するキートップ１１
間の枠体１２を照明することはない。

【００１４】また、上記各発光部２１の外周には、発光
部２１の輪郭を縁取るように円形のスリット２５が設け
られる。このスリット２５は、発光部２１から引き出さ
れる２本の電極線２４ａ，２４ｂの付け根付近で屈曲し
て両側にくびれ部２６ａ，２６ｂを形成した後、各電極
線２４ａ，２４ｂの外側に沿って平行に延びる略馬蹄形
状をしたものである。なお、スリット２５の端末にはス
リット幅より大きい直径の円孔２５ａ，２５ｂが形成さ
れており、スリット２５の内周部を撓み易くしている。

【００１５】なお、スリット２５の形状は、図４に示し
たような馬蹄形状のものに限られるものではなく、図５
に示したように発光部２１が四角形の場合にはそれに対
応した四角形状のものとなる。また、本実施例の発光部
２１は、図６に示したように、樹脂フィルム２０の上面
側に突出させて設けてあるが。樹脂フィルム２０の下面
側に突出させることも勿論可能である。発光部２１の構
造は、図６に示したように、下から背面電極２１ａ、誘
電体層２１ｂ、発光体層２１ｃ、上部電極２１ｄの順に
積層され、これらを覆う形で透明な防湿フィルム２１ｅ
が被覆される。そして、背面電極２１ａ及び上部電極２
１ｄから引き出された電極線２４ａ，２４ｂに交流電圧
を印加することで、上記背面電極２１ａ、上部電極２１
ｄ間に挟まれた発光体層２１ｃのＥＬ分子が励起されて
発光現象が現れる。

【００１６】上記ＥＬシート２の下方には、図１及び図
２に示したように、金属弾性バネ４、スペーサ５、スイ
ッチ基板６が順次配設され、スペーサ５には半球形状の
金属弾性バネ４が嵌合する円孔５１が、またスイッチ基
板６にはこの円孔５１に対応した位置にスイッチ電極６
１が形成されると共に、スイッチ回路パターン６２が配
線されている。これらの金属弾性バネ４、スペーサ５及
びスイッチ基板６は従来のものと同様であるので、詳細
な説明は省略する。

【００１７】上記構成からなるメンブレンスイッチにあ
っては、夜間使用時において、電子機器等に設けられた
照明スイッチを入れることで、ＥＬシート２に配設した
全ての発光部２１が発光し、その真上に配したプラスチ
ックシート３の弾性押圧部３２を透過して、キーボード
１のキートップ１１を明るく照らす。そして、必要とす
るキートップ１１を押圧すると、その下のプラスチック
シート３の弾性押圧部３２、ＥＬシート２の発光部２１
及び金属弾性バネ４が順次押されて撓み、最後に金属弾
性バネ４がスイッチ基板６のスイッチ電極６１と接触し
て導通が図られる。一方、キートップ１１の押圧を解除
するとプラスチックシート３の弾性押圧部３２の撓みが
元に戻り、同時にキートップ１１が元の状態に復帰す
る。また、金属弾性バネ４の撓みも戻り、同時にＥＬシ
ート２の樹脂フィルム２０を押し上げて発光部２１はほ
ぼ元の位置に近い状態にまで戻る。

【００１８】上記キートップ１１を押圧した時に、発光
部２１はスリット２５の内側が撓むが、スリット２５の
端末がくびれ部２６ａ，２６ｂから離れた位置にあるた
め、その撓み方は円孔２５ａ，２５ｂ付近から徐々にし
なる形で撓み始め、発光部２１だけが急激に撓むことが
ない。その結果、キートップ１１の押圧動作が大きくな
っても、発光部２１にはへたりが生じにくくＥＬシート
２に配設された電極線２４ａ，２４ｂが断線するといっ
たことがない。また、この実施例ではスリット２５の端
末に円孔２５ａ，２５ｂを形成したので、押圧時に端末
に作用する押圧力を分散することができ、この点でもへ
たりが生じにくくなる。さらに、上記実施例ではそれぞ
れの金属弾性バネ４に作用する力は、スリット２５で囲
まれた発光部２１の重みのみであるから、長時間の連続
使用による金属弾性バネ４の弾性変形も少なくなり、ス
イッチのクリック性が持続する。

【００１９】次に本発明に係るメンブレンスイッチの第
２実施例について説明する。この構成は、図７に示した
ように、上部よりキーボード１、プラスチックシート
３、ＥＬシート２、金属弾性バネ４、スペーサ５、スイ
ッチ基板６の順で積層されたものである。キーボード１
は、第１実施例と同様にキートップ１１と枠部１２とで
構成される。プラスチックシート３は、透明で可撓性の
ある樹脂フィルムで形成され、キートップ１１の真下に
当たる位置には半球状の凸部３４が一体成形されてい
る。ＥＬシート２は、図８に示すように、透明で可撓性
のある樹脂フィルム２０で構成され、上記第１実施例で
形成した第１のスリット２５と、該第１のスリット２５
の中にあって、第１のスリット２５のくびれ部２６ａ，
２６ｂと反対方向にくびれ部２７ａ，２７ｂを有した第
２のスリット２８と、該第２のスリット２８の内部に配
設した発光部２１とで構成される。そして、発光部２１
の上部電極及び背面電極から引き出された電極線２４
ａ，２４ｂが第１のスリット２５と第２のスリット２８
との間に沿って配設され、この電極線２４ａ，２４ｂは
第２のスリット２８の端末に形成された円孔２８ａ，２
８ｂを回り込むようにして発光部２１に接続される。な
お、その他のスペーサ５、金属弾性バネ４、スイッチ基
板６は第１実施例のものと同様であるので詳細な説明は
省略する。

【００２０】この第２実施例に係るメンブレンスイッチ
の作用は、ＥＬシート２の部分を除いて第１実施例とほ
ぼ同様であるため、ここでは、ＥＬシート２に関連した
部分について説明する。図８に示したように、第１のス
リット２５の内部に第２のスリット２８を形成したこと
で、発光部２１に上方から押圧力Ｆが加わった時、この
ＥＬシート２の発光部２１は図９に示したような状態で
撓む。すなわち、第１のスリット２５のくびれ部２６
ａ，２６ｂ近辺から最初の撓みが発生し、続いて第２の
スリット２８のくびれ部２７ａ，２７ｂ近辺から２番目
の撓みが逆向きに発生する。その結果、ＥＬシート２の
発光部２１での撓み量は、最初の撓みと２番目の撓みの
合計となって現れる。したがって、所定の撓み量を必要
とする時、スリットが１つの場合よりも、上記のように
スリットが２つある場合の方が撓み量が分散されること
になり、結果的にＥＬシート２の左右のくびれ部２６，
２７付近での撓み変形は半減することになる。同時に、
各スリット２５，２８のくびれ部２６，２７近辺に掛か
る押圧力も半減することになるので、長期間の連続使用
によるへたりが発生し難いものとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るメン
ブレンスイッチによれば、照光を必要とするキーボード
のキートップの部位のみにＥＬからなる発光部を配設し
たので、従来のようにＥＬシート全体を発光させる場合
に比べて発光面積を減少させることができ、その分全体
の消費電力が低く抑えられ、電池寿命を長持ちさせるこ
とができる。

【００２２】また、各発光部の外周部に沿ってくびれ部
を有するスリットを設けたので、長期間の使用によるＥ
Ｌシートのへたりが小さくなり、ＥＬシートの折れ癖も
なくなって断線や導通不良を防止でき耐久性及び信頼性
が向上する。

【００２３】また、金属弾性バネに掛かる力が非常に小
さくなることから、クリック性も向上し、長期間使用に
よるスイッチ寿命も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメンブレンスイッチの一実施例を
示す概略断面図である。

【図２】本発明に係るメンブレンスイッチの一実施例を
示す分解斜視図である。

【図３】メンブレンスイッチを構成するプラスチックシ
ートの弾性押圧部を示す拡大斜視図である。

【図４】メンブレンスイッチを構成するＥＬシートの拡
大平面図である。

【図５】メンブレンスイッチを構成するＥＬシートの他
の実施例を示す拡大平面図である。

【図６】メンブレンスイッチに形成されるＥＬ発光部の
概略断面図である。

【図７】本発明に係るメンブレンスイッチの第２実施例
を示す概略断面図である。

【図８】上記第２実施例に係るメンブレンスイッチのＥ
Ｌ発光部の拡大平面図である。

【図９】第２実施例に係るメンブレンスイッチのＥＬの
押圧変形を示す作用図である。

【図１０】従来のメンブレンスイッチの一例を示す分解
斜視図である。

【図１１】従来のメンブレンスイッチのＥＬシートを示
す拡大平面図である。

【符号の説明】

１ キーボード １１ キートップ ２ ＥＬシート ２０ 樹脂フィルム ２１ 発光部 ２４ 電極線 ２５ 第１のスリット ２８ 第２のスリット ６ スイッチ基板 ６１ スイッチ電極 ６２ スイッチ回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 光三 山梨県南都留郡河口湖町船津6663番地の２ 河口湖精密株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ電極及びスイッチ回路パターン
   が形成されたスイッチ基板と、前記スイッチ電極に対応
   した位置にキートップが設けられたキーボードと、これ
   らスイッチ基板及びキーボードの間に挟まれ、ＥＬから
   なる発光部を有するＥＬシートとで構成されたメンブレ
   ンスイッチにおいて、 上記ＥＬシートの発光部を、上記キーボードのキートッ
   プ毎に個々に配設したことを特徴とするメンブレンスイ
   ッチ。
2. 【請求項２】 上記ＥＬシートの発光部の輪郭を縁取る
   ように、発光部の外周部に沿って第１のスリットが設け
   られ、この第１のスリットの始点部及び終点部を発光部
   から引き出された電極線の付け根付近で屈曲させ、前記
   電極線の外周に沿って平行に引き延ばして形成したこと
   を特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
3. 【請求項３】 上記形成された第１のスリットの内部と
   発光部との間に第２のスリットを設け、この第２のスリ
   ットの始点部及び終点部を上記第１のスリットの始点部
   及び終点部に対して反対方向に引き延ばし、さらに、第
   ２のスリットの内部に配設した発光部から引き出された
   電極線を第１のスリットの内周に沿って配設したことを
   特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。