導光シートおよび導光シートの製造方法
【課題】導光シートに複数の凹部を設けた照光機構では携帯電話等の小型の携帯端末装置に適用すると、凹部と被照光領域が近接するため凹部の形状を反映した形状の反射光では被照光領域を均一に照光することができず、被照光領域の光量が不足するという課題があった。
【解決手段】外部光源からの光を伝搬する導光シート１の少なくとも一つの表面に複数の凹部１ｂを設け、伝搬された光が複数の凹部１ｂで反射されることにより光を出光する導光シート１において、複数の凹部１ｂに不定形の突起形状１ｃを設ける。これにより、導光シート１を伝播してきた光の、一部の光Ｌ１は凹部１ｂの突起形状１ｃから多方向に直接出光し、一部の光Ｌ２は突起形状１ｃで不定形に反射されたのち出光するので、薄型の照光機構で導光シート１の凹部１ｂと被照光領域１１ａが近接している場合でも、被照光領域１１ａを均一に照光することができる。
【解決手段】外部光源からの光を伝搬する導光シート１の少なくとも一つの表面に複数の凹部１ｂを設け、伝搬された光が複数の凹部１ｂで反射されることにより光を出光する導光シート１において、複数の凹部１ｂに不定形の突起形状１ｃを設ける。これにより、導光シート１を伝播してきた光の、一部の光Ｌ１は凹部１ｂの突起形状１ｃから多方向に直接出光し、一部の光Ｌ２は突起形状１ｃで不定形に反射されたのち出光するので、薄型の照光機構で導光シート１の凹部１ｂと被照光領域１１ａが近接している場合でも、被照光領域１１ａを均一に照光することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に使用される導光シートおよび導光シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、特に携帯電話等の携帯端末機器においては、周囲が暗い場合でも、操作ボタン等の識別や操作が容易に行えるように、発光ダイオード等を発光させて操作部の照光を行うものが増えている。このような発光ダイオード等による照光では、発光ダイオード等からの光を効率よく反射して操作部を効果的に照光するために様々な構造の照光機構が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載された照光機構は、図９に示すように、シャーシ１０２の上にメンブレン積層体１２０が積層され、メンブレン積層体１２０の上にキートップ１２４が積層されている。メンブレン積層体１２０は基板シート１２１と押圧シート１２２と、有機樹脂層１２３ａと接着剤層１２３ｂよりなるスペーサ層１２３とで形成されており、押圧シート１２２の下面に上側接点１２６が設けられ、基板シート１２１の上面に下側接点１２５が設けられている。押圧シート１２２は使用者がキートップ１２４を押下すると変形し上側接点１２６と下側接点１２５を接触，導通させる機能を有するとともに、導光シートとしても機能しており、キートップ１２４の下側に対向する反射領域１２７では、押圧シート１２２の裏面１２２ａに複数の凹部１２８が設けられている。
【０００４】
発光ダイオード装置１２９から発せられた光は押圧シート１２２内を伝播し、凹部１２８の内面で上方へ反射されてキートップ１２４に与えられる構造となっている。
【０００５】
また、特許文献１によれば、押圧シート１２２に形成された凹部１２８はレーザー光のエネルギーによって押圧シート１２２を形成する合成樹脂材料の一部が分解されて形成されたもので、凹部１２８は材料を分解することで形成されているため、凹部１２８の内面はその全域において平滑な面すなわち鏡面で、押圧シート１２２の内部を伝播する光が押圧シート１２２の内部で凹部１２８の内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じてシート内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される、としている。
【０００６】
このため、上記の照光機構では、押圧シート１２２を伝搬する光を平滑な凹部１２８の内面で反射するため、反射光が凹部１２８の形状を反映した形状となる。
【０００７】
特許文献１に示されているようなキーボード装置に用いる照光装置であれば、凹部とキートップの間に充分な距離があるため反射光が凹部の形状を反映した形状であってもキーボードの位置では均一な照光となり、光源からの光をキートップに効率よく与え、それぞれのキートップの照光箇所を明瞭に照光させることができ、また、凹部は材料をレーザー光のエネルギーで分解することで形成されているため、凹部を容易に効率よく製作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２１８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に示されているような照光機構をキーボードよりはるかに小さく薄い携帯電話等の携帯端末装置に適用すると、携帯端末装置が薄いため凹部と被照光部が近接するため凹部の形状を反映した形状の反射光では被照光部を均一に照光することができず、被照光部の光量が不足するという課題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、薄型の照光機構でも照光部を均一に照光する導光シートおよび導光シートの製造方法を提供するところにある。
【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、本発明の導光シートでは、外部光源からの光を伝搬する本体部と、前記本体部の少なくとも一つの表面に複数の凹部を設け、伝搬された光が前記複数の凹部で反射されることにより前記本体部から光を出光する導光シートにおいて、前記複数の凹部の少なくとも一つには突起形状部が設けられていることに特徴を有する。
【００１２】
これにより、光を伝搬する本体部の表面に設けた凹部に突起形状部を設けたので、導光シートを伝播してきた光が複数の凹部で反射され本体部から出光するとともに、導光シートを伝播してきた光の一部は凹部に設けた突起形状部から多方向に直接出光し、一部が突起形状部で乱反射され本体部から出光するので、薄型の照光機構で導光シートの凹部と被照光部が近接している場合でも、被照光部を均一に照光することができる。
【００１３】
また、本発明による導光シートでは、前記突起形状部は、前記凹部の上端側に設けられていることに特徴を有する。
【００１４】
これにより、外部に近い上端側に突起形状部が設けられているので、突起形状部と被照光部がより近接することとなり、突起形状部から直接出光する光が被照光部を効率的に照光することができる。
【００１５】
また、本発明による導光シートでは、前記突起形状部は、前記凹部に複数設けられていることに特徴を有する。
【００１６】
これにより、凹部に突起形状部が複数設けられているので、複数の突起形状部から直接出光する光と、複数の突起形状部で反射されたのち出光する光も複数となり、導光シートからの出光量を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明による導光シートでは、前記複数の突起形状部は不定形であることに特徴を有する。
【００１８】
これにより、各凹部に不定形の突起形状部が複数設けられているので、複数の突起形状部から直接出光する光と複数の突起形状部で乱反射され拡散する光も不定形となり、不定形の光が重畳して出光するため導光シートから出光する光は全体にむらがなくなり、被照光部をより均一に照光することができる。
【００１９】
また、本発明による導光シートでは、前記本体部は主としてポリカーボネート樹脂からなることに特徴を有する。
【００２０】
ポリカーボネートは透明度が高いので、導光シートの本体部をポリカーボネート樹脂とすることにより、導光シート内をロスなく光を伝播でき、照光部からの出光量が増加するので、被照光部の視認性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明よる導光シートの製造方法は、導光シートの本体部の表面にハロゲン化合物を塗布し、レーザー光を照射することで前記表面に凹部を形成するとともに、前記凹部に不定形の突起形状部を形成することを特徴とする。
【００２２】
これにより、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、レーザー光による凹部形成加工と同時に凹部に不定形の突起形状部を作成できるので、突起形状部作成のために工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に作成できる。
【００２３】
また、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの本体部はポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする。
【００２４】
これにより、ハロゲン化合物を塗布した透明度が高いポリカーボネートにレーザー光を照射することにより凹部の溝内に複数の不定形の突起形状部が形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部の出光量を増加させ、照光部の視認性を向上させることができる導光シートを容易に製造することができる。
【００２５】
また、本発明よる導光シートの製造方法では、前記ハロゲン化合物はＮａＣｌであることを特徴とする。
【００２６】
これにより、ポリカーボネートよりなる導光シートに、入手が容易で安定なＮａＣｌ膜を形成しレーザー光を照射することにより、凹部の溝内に複数の不定形の突起形状部が形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部からの出光量を増加させ、被照光部の視認性を向上させることができる導光シートを容易かつ安全に製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上により、本発明では、光を伝搬する導光シートの本体部の表面に設けた凹部に突起形状部を設けたので、導光シートを伝播してきた光が、一部は凹部の突起形状部から多方向に直接出光し、一部が突起形状部で乱反射され光が広く拡散するので、薄型の照光機構で導光シートの凹部と被照光部が近接している場合でも、被照光部の光量が不足しない導光シートを提供することができる。
また、また本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、レーザー光による凹部形成加工と同時に凹部に不定形の突起形状部を作成できるので、突起形状部作成のための加工工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る導光シートの外観を示す斜視図である。
【図２】上記実施形態の導光シートの構成を示す断面図である。（ａ）は導光シートを図１のＡ−Ａで切断したときの断面図で、（ｂ）は本実施形態の導光シートを携帯端末装置等に組み込んだときの、通常の構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態の導光シートの凹部の状態を示す加工サンプルの顕微鏡写真である。
【図４】本発明によらない従来の導光シートの凹部の状態を示す顕微鏡写真である。
【図５】上記実施形態の導光シートにおける光の散乱状態を模式的に示す断面図である。
【図６】は本発明によらない従来の導光シートにおける光の散乱状態を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【図８】本発明によらない従来の導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【図９】本発明によらない従来の導光シートの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜導光シートに係る実施の形態＞
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る導光シートについて図１および図２を参考に説明する。
【００３１】
本発明の実施形態に係る導光シート１は、図１に示すように、ポリカーボネート等の透明な樹脂にて形成された板状の部品で、略長方形の本体部１ａの１辺の一部が台形に突出しており突出部の先端側面に入光部１ｅを有し、本体部１ａの表面には複数の凹部１ｂからなる照光部１ｄが複数設けられている。なお、導光シート１は光を伝搬するため、透明度の高いポリカーボネート樹脂にて形成することにより、光の伝達ロスを少なくすることができ、照光部１ｄからの光の出光量をより多くすることができる。
【００３２】
図２の（ａ）は導光シート１を図１のＡ−Ａ断面で切断したときの、入光部１ｅ側から入光部１ｅに最も近接する照光部１ｄ付近までを拡大して記載した断面図である。
【００３３】
図２の（ａ）に示すように、導光シート１の本体部１ａの表面には複数の凹部１ｂが設けられ、近接した複数の凹部１ｂにより照光部１ｄが構成されており、凹部１ｂの窪み面には複数の突起形状部１ｃが設けられている。突起形状部１ｃは内部が空洞である気泡でも、内部が本体部１ａの材料と同じ材料が充填された中実な塊でもよい。
【００３４】
本発明の実施例による導光シート１を各種電子機器に組み込む場合は、通常、図２の（ｂ）に示すように、導光シート１の上面側にキートップ１１を積層し下面側に接点保持シート１２を積層する。また接点保持シート１２の更に下面にはスペーサシート１３と接点ばね１４が積層され、スペーサシート１３，接点ばね１４の下面には光源２２を保持する基板２１が積層され、基板２１の上面に設けられた固定接点２１ａと接点ばね１４が接触するように配置する。また、このとき導光シート１とキートップ１１との間及び導光シート１と接点保持シート１２との間は完全に密着しておらず空気層が形成されるものとなっている。但し、必ずしも空気層が形成されていなくともよい。このとき光源２２の出光面が導光シート１の入光部１ｅと対向するように設定される。また、通常、キートップ１１には数字や記号等が印刷された複数の被照光部１１ａを有しており、キートップ１１の被照光部１１ａと導光シート１の照光部１ｄおよび接点ばね１４が、キートップ１１を上面から見たときに略同一位置となるように配置される。
【００３５】
以上により、本発明の実施例による導光シート１が各種電子機器に組み込まれると、光源２２から出光した光が入光部１ｅから導光シート１に入光し、入光した光は導光シート１を伝搬し照光部１ｄから出光しキートップ１１の被照光部１１ａを照光するので、使用者は暗所でもキートップ１１の被照光部１１ａを容易に認識することができる。また、キートップ１１の被照光部１１ａと導光シート１の照光部１ｄおよび接点ばね１４が、キートップ１１を上面から見たときに略同一位置となるように配置されており、また、導光シート１および接点保持シート１２は可撓性を有しているので、使用者がキートップ１１のいずれかの被照光部１１ａを押下すると、押下された被照光部１１ａの下方の導光シート１および接点保持シート１２が撓み、押下された被照光部１１ａの下方に配置された接点ばね１４を変形させるので、接点ばね１４と基板２１に設けられた固定接点２１ｂが接触し、固定接点２１ａと固定接点２１ｂが導通することにより、使用者がキートップのどの被照光部１１ａを押下したかが検出できる。
【００３６】
次に、図３および図４を参考に、本発明の実施例における、窪み面に突起形状部１ｃが設けられた凹部１ｂの形状を説明する。
【００３７】
図３に示す凹部１ｂは、図１に示す直線状の凹部１ｂではなく、説明のためにサンプル加工した点状の凹部１ｂを示す顕微鏡写真である。図３は窪み面に突起形状部１ｃが設けられた点状の凹部１ｂである。また、図４は、説明のためにサンプル加工した点状の、窪み面に突起形状部がない本発明によらない従来の凹部１ｆの顕微鏡写真である。
【００３８】
図４の、本発明によらない、窪み面に突起形状部がない従来の凹部１ｆは、導光シート１の表面の球状の窪みであり、窪み面は平滑な面である。
【００３９】
これに対し、図３に示す、本発明の実施例における窪み面に突起形状部１ｃが設けられた凹部１ｂでは、凹部１ｂの上端側に不定形の突起形状部１ｃを有しており、この不定形の突起形状部１ｃにより凹部１ｂからの出光量が増加する。
【００４０】
以下に、図５および図６を参考に、導光シート１の出光挙動を記載する。
【００４１】
図５は本発明の実施例における導光シート１を伝搬する光が凹部１ｂで反射され出光する挙動を図示した説明図で、図３のＢ−Ｂ断面の導光シート１の断面図に、以降の説明の便宜のために、導光シート１の上面にキートップ１１を積層し、導光シート１の下面に接点保持シート１２を積層した状態を示す断面図である。
【００４２】
図５に示す導光シート１の断面形状では、導光シート１の表面に凹部１ｂがあり、凹部１ｂの一方の上端側に突起形状部１ｃを有している。なお、図５の断面形状は、図３に示す凹部１ｂのＢ−Ｂ断面線での高さ測定値に基づき作成しており、サンプル加工品の実形状をほぼ反映している。より具体的に説明すると、突起形状部１ｃの断面形状は、上凸形状と下凸形状とを組み合せたような形状で楕円に近い形状となっている。なお、不定形の突起形状部１ｃが気泡で中空となっている場合を示している。また、接点保持シート１２と導光シート１との間およびキートップ１１と導光シート１との間に空気層がある場合を示している。
【００４３】
また、図６は本発明によらない、凹部に突起形状部を有さない導光シート３１を伝搬する光が凹部１ｆで反射され出光する挙動を図示した説明図で、以降の説明の便宜のために、導光シート３１の上面にキートップ１１を積層し、導光シート３１の下面に接点保持シート１２を積層した状態の断面図を記載している。
【００４４】
説明の便宜のため、最初に、図６を参考に、本発明によらない凹部１ｆに突起形状部がない従来の導光シート３１の光の出光挙動を記載する。
【００４５】
凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１では、導光シート３１を伝搬してきた光ＬＬは、凹部１ｆの窪み面で反射され導光シート３１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート３１の下面により再び反射され導光シート３１の上面側に進行し、やがて導光シート３１の上面から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながら被照光部１１ａを照光する。
【００４６】
このとき、凹部１ｆの窪み面の曲率は大きいため、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬの進行方向は光ＬＬが伝搬してきた方向と直交する方向より光ＬＬが伝搬してきた方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された光ＬＬは凹部１ｆから離れた領域から出光する。また、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬの進行方向は凹部１ｆの窪み面への入射位置が徐々に変化すると進行方向の角度も徐々に変化するため、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬは凹部１ｆから離れた領域の広い範囲に凹部１ｆの形状を反映した形状で出光する。
【００４７】
このように、凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１では、凹部１ｆの窪み面で反射した光のみが照光部３１ｄから出光し、かつ凹部１ｆの形状を反映した形状で出光するため、導光シート３１の直上にキートップ１１が積層されるような携帯電話等の携帯端末装置に使用すると、凹部１ｆの形状を反映したムラのある照明となり被照光部１１ａを全体的に照光することができない。
【００４８】
次に、図５を参考に、本発明の実施例による、凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃが設けられた導光シート１の出光挙動を記載する。
【００４９】
凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃが設けられた導光シート１では、図５に示すように、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ１は、凹部１ｂに設けられた不定形の突起形状部１ｃに到達し、一部の光Ｌ１は到達した突起形状部１ｃの中空形状外形部から突起形状部１ｃに進行し、やがて突起形状部１ｃから出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながら被照光部１１ａを照光する。
【００５０】
なお、本発明の実施例による導光シート１では、突起形状部１ｃは、凹部１ｂの上端側に設けられているので、突起形状部１ｃと被照光部１１ａは近接することとなり、突起形状部１ｃから直接出光した一部の光Ｌ１は被照光部１１ａを効果的に照明できる。
【００５１】
また、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ２は、凹部１ｂに設けられた不定形の突起形状部１ｃに到達し、一部の光Ｌ２は到達した突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され導光シート１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート１の下面により反射され再び導光シート１の上面側に進行し、やがて導光シート１の上面側から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながらキートップ１１を照光する。このとき、中空の突起形状部１ｃの外形の曲率は小さいため、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射された一部の光Ｌ２の進行方向は光が伝搬してきた方向と直交する方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された一部の光Ｌ２は凹部１ｂの周辺から出光する。また、突起形状部１ｃは不定形であるため、一部の光Ｌ２は突起形状部１ｃの中空形状外形部で不特定の方向に反射されるので、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され接点保持シート１２または導光シート１の下面により再度反射された一部の光Ｌ２は凹部１ｂの周辺から不定形に出光し、被照光部１１ａを全体的に照明する。なお、図５に示す一部の光Ｌ２は導光シート１の下面で反射された場合を示している。
【００５２】
なお、本発明の実施形態による導光シート１では、突起形状部１ｃを凹部１ｂに複数設けたので、複数の突起形状部１ｃから直接出光する一部の光Ｌ１と、複数の突起形状部１ｃで反射されたのち出光する一部の光Ｌ２も複数となり、導光シート１からの出光量を向上させることができる。
【００５３】
また、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ３は、凹部１ｂの窪み面で反射され導光シート１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート１の下面により反射され再び導光シート１の上面側に進行し、やがて導光シート１の上面側から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながらキートップ１１を照光する。このとき、凹部１ｂの窪み面の曲率は大きいため、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３の進行方向は光Ｌ３が伝搬してきた方向と直交する方向より光Ｌ３が伝搬してきた方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された一部の光Ｌ３は凹部１ｂから離れた領域から出光する。また、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３の進行方向は凹部１ｂの窪み面への入射位置が変化すると進行方向の角度が徐々に変化するため、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３は凹部１ｂから離れた領域の拡がった範囲から凹部１ｂの形状を反映した形状で出光する。
【００５４】
凹部１ｂの窪み面で反射した一部の光Ｌ３は凹部１ｂの形状を反映した形状で出光するが、突起形状部１ｃの中空形状外形部から突起形状部１ｃの内部を進行し突起形状部１ｃから出光した一部の光Ｌ１、および、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され接点保持シート１２により再び反射され導光シート１の上面側から出光する一部の光Ｌ２と重畳するため、被照光部１１ａをより明るく照明する。
【００５５】
以上により、本発明の実施例による導光シート１では、導光シート１を伝搬してきた光は、導光シートの表面に設けた複数の凹部１ｂの窪み面で反射され出光する光に加え、凹部１ｂに設けられた突起形状部１ｃを通過する、または突起形状部１ｃで反射される光も出光するので照光部１ｄをより明るく照明することができる。
さらに、突起形状部１ｃで反射された光は凹部１ｂの周辺から不定形に出光し、照光部１ｄを全体的に照明するので、導光シート１の凹部１ｂと被照光部１１ａが近接している場合でも、被照光部１１ａを均一に照光することができる。
【００５６】
なお、上記の実施例では突起形状部１ｃを気泡としたが、突起形状部１ｃが中実の場合でも出光角が変化するのみでの同様の出光挙動となる。また、導光シート１に接点保持シート１２が積層された場合の出光挙動を記載したが、接点保持シート１２の上面側に白色等の反射シートを配置しても、同様の出光挙動が得られる。また、キートップ11に入光してきた光は拡散光として上面側から出光される為、被照光部１１ａをより明るく照明することができる。
【００５７】
また、複数の凹部１ｂの形状は直線状としたが、複数の凹部は多数の点の集合としても良く、さらには、編み目形状等の直線等の複合形状でも同様の出光挙動が得られる。
【００５８】
なお、本発明の実施例では突起形状部１ｃを設ける複数の凹部１ｂを導光シート１の上面に設けた場合を示したが、複数の凹部１ｂは導光シート１の下面側でも同様の効果が得られ、または、導光シート１の上面および下面の両面に設けても良い。
【００５９】
＜導光シートの製造方法に係る実施の形態＞
【００６０】
次に、図７および図８を参考に、本発明の実施の形態に係る導光シートの製造方法を説明する。
【００６１】
図７は本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法を説明する模式図である。また、図８は本発明によらない従来の導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【００６２】
説明の便宜のため、最初に、図８を参考に、本発明によらない凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１の製造方法を記載する。なお、図８の（ａ）は凹部加工前の導光シート３１を示し、図８の（ｂ）は導光シート３１をレーザー光５１で加工する工程を示し、図８の（ｃ）は導光シート３１に凹部１ｆが加工された状態を示す。
【００６３】
特許文献１に開示されている従来の導光シート３１では、図８の（ａ）に示す導光シート３１の表面に、図８の（ｂ）に示すようにレーザー光５１を照射することにより導光シート３１の素材が昇華し飛散し、図８の（ｃ）に示すように、導光シート３１の表面に凹部１ｆが加工される。このとき、導光シート３１の表面にはレーザー光５１のエネルギーが与えられ、形成された凹部１ｆの窪み部はその全域において平滑な鏡面となり、導光シート３１の内部を伝播する光が導光シート３１の内部から凹部１ｆの窪み部内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じて導光シート３１内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される。
【００６４】
次に、図７を参考に、本発明の実施形態に係る凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃを有する導光シート１の製造方法を記載する。
【００６５】
図７の（ａ）は加工前の導光シート１を示す。なお、本発明の実施形態では導光シート１はポリカーボネート樹脂で形成する。
【００６６】
次に、図７の（ｂ）に示すように、導光シート１の凹部を設ける側の表面にハロゲン化合物溶液２を塗布し、のち、ハロゲン化合物溶液２を乾燥させ、図７の（ｃ）に示すように、ハロゲン化合物膜３を導光シート１の表面に形成させる。なお、本実施例ではハロゲン化合物として、入手が容易で安定なＮａＣｌを使用する。
【００６７】
次に、図７の（ｄ）に示すように、ハロゲン化合物膜３が形成された導光シート３１の表面にレーザー光５１を照射する。このとき、加工する凹部１ｂの形状に応じて、例えば点状の凹部を加工する場合はレーザー光５１を１点のみに照射し、線状の凹部や網目状の凹部を加工する場合はレーザー光５１と導光シート１を相対的に移動させながらレーザー光５１を連続的に照射する。
【００６８】
上記のレーザー光５１の照射により導光シート３１の素材が昇華し飛散することにより、図７の（ｅ）に示すように、導光シート１の表面には凹部１ｂが加工されるとともに、不定形の突起形状部１ｃが加工される。こののち、導光シート１の表面に形成された加工されたハロゲン化合物膜３を洗浄等により除去することにより、図７の（ｆ）に示す、凹部１ｂと不定形の突起形状部１ｃを有する導光シート１が得られる。また、ハロゲン化合物膜３が十分に希薄で光学的に影響が無い場合には、除去する必要はない。
【００６９】
本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法は上記の通りであるが、ハロゲン化合物膜３が形成された導光シート３１の表面にレーザー光５１を照射することにより、凹部１ｂと不定形の突起形状部１ｃが同時に形成される理由は下記の様に推測される。
【００７０】
図７の（ｄ）に示すレーザー加工では、レーザー光５１の熱により導光シート１の素材であるポリカーボネート樹脂が固体から気体へと昇華し飛散することにより凹部１ｂが形成される。ところで、一般的にハロゲン化合物は難燃性を示す物質として知られており、例えばハロゲン化合物としてＮａＣｌを使用した場合には、ＮａＣｌに含まれる塩素がレーザー加工時のポリカーボネート樹脂の昇華を阻害する要因となると考えられる。
【００７１】
従って、導光シート１がレーザー光５１で加熱されると、ハロゲン化合物膜３と接触している導光シート１の表面のポリカーボネート樹脂は昇華を阻害され液体となるが、導光シート１の表面より深部のポリカーボネート樹脂は昇華し気体となり飛散しようとする。
しかし、導光シート１の表面のポリカーボネート樹脂が飛散せず液体として残留しているため、昇華して気体となった導光シート１の表面より深部のポリカーボネート樹脂は、飛散せず液体として残留している表面のポリカーボネート樹脂に飛散を阻害され気泡となり、これが冷却されて固化し、不定形の突起形状部１ｃが形成されるものと推測される。
【００７２】
なお、凹部１ｂの幅の中央部分では昇華し飛散しようとする気体のポリカーボネート樹脂の圧力が強いため、表面の液体のポリカーボネート樹脂を貫通して飛散するので気泡はできにくいが、凹部１ｂの幅の縁部となる部分では、飛散しようとする気体のポリカーボネート樹脂の圧力が弱いうえに、凹部１ｂの幅の中央部分の液体のポリカーボネート樹脂が凹部１ｂの幅の縁部となる部分に集まり厚みが増加するため、昇華して気体となった深部のポリカーボネート樹脂は表面の液体のポリカーボネート樹脂を貫通して飛散することが困難で、気泡ができやすくなると推測される。
【００７３】
上記は、レーザー加工時のポリカーボネート樹脂の挙動とハロゲン加工物の特性から推測した気泡の突起形状部１ｃの形成過程であるが、加工された凹部１ｂを詳細に観察すると、不定形の突起形状部１ｃには不明瞭ではあるがニュートンリング状の模様が見えることから突起形状部が薄い膜であると考えられ、本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法で形成された突起形状部１ｃは気泡であると推測できる。
【００７４】
なお、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シート１の本体部１ａはポリカーボネート樹脂とした。これにより、ハロゲン化合物を塗布した透明度が高いポリカーボネートにレーザー光を照射することにより凹部１ｂの溝内に複数の不定形の突起形状部１ｃが形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部からの出光量を増加させ、被照光部の視認性を向上させることができる導光シート１を容易に製造することができる。
【００７５】
さらに、ポリカーボネート樹脂からなる導光シート１では、実験等により、本発明よる導光シートの製造方法でレーザー光による凹部１ｂの加工と同時に凹部１ｂに不定形の突起形状部１ｃが作成できることが確認されおり、凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃを容易に、かつ確実に形成できる。
【００７６】
以上により、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの本体部の表面に入手が容易で安定なハロゲン化合物であるＮａＣｌを塗布し、レーザー光を照射することで表面に凹部を形成するとともに、凹部に不定形の突起形状部を形成することができる。
これにより、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、凹部と、凹部の不定形の突起形状部を同時に作成できるので、突起形状部作成のために工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に作成できる。
【００７７】
なお、塗布するハロゲン化合物はＮａＣｌに限定されるものではなく、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン族元素の種々の化合物が使用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１ 導光シート
１ａ 本体部
１ｂ 凹部
１ｃ 突起形状部
１ｄ 照光部
１ｅ 入光部
１ｆ 凹部
２ ハロゲン化合物溶液
３ ハロゲン化合物膜
１１ キートップ
１１ａ 被照光部
１２ 接点保持シート
１３ スペーサシート
２１ 基板
２１ａ 固定接点
２１ｂ 固定接点
２２ 光源
３１ 導光シート
３１ｄ 照光部
５１ レーザー光
１０２ シャーシ
１２０ メンブレン積層体
１２１ 基板シート
１２２ 押圧シート
１２２ａ 裏面
１２３ スペーサ層
１２３ａ 有機樹脂層
１２３ｂ 接着剤層
１２４ キートップ
１２５ 下側接点
１２６ 上側接点
１２７ 反射領域
１２８ 凹部
１２９ 発光ダイオード装置
Ｌ１ 光
Ｌ２ 光
Ｌ３ 光
ＬＬ 光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に使用される導光シートおよび導光シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、特に携帯電話等の携帯端末機器においては、周囲が暗い場合でも、操作ボタン等の識別や操作が容易に行えるように、発光ダイオード等を発光させて操作部の照光を行うものが増えている。このような発光ダイオード等による照光では、発光ダイオード等からの光を効率よく反射して操作部を効果的に照光するために様々な構造の照光機構が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載された照光機構は、図９に示すように、シャーシ１０２の上にメンブレン積層体１２０が積層され、メンブレン積層体１２０の上にキートップ１２４が積層されている。メンブレン積層体１２０は基板シート１２１と押圧シート１２２と、有機樹脂層１２３ａと接着剤層１２３ｂよりなるスペーサ層１２３とで形成されており、押圧シート１２２の下面に上側接点１２６が設けられ、基板シート１２１の上面に下側接点１２５が設けられている。押圧シート１２２は使用者がキートップ１２４を押下すると変形し上側接点１２６と下側接点１２５を接触，導通させる機能を有するとともに、導光シートとしても機能しており、キートップ１２４の下側に対向する反射領域１２７では、押圧シート１２２の裏面１２２ａに複数の凹部１２８が設けられている。
【０００４】
発光ダイオード装置１２９から発せられた光は押圧シート１２２内を伝播し、凹部１２８の内面で上方へ反射されてキートップ１２４に与えられる構造となっている。
【０００５】
また、特許文献１によれば、押圧シート１２２に形成された凹部１２８はレーザー光のエネルギーによって押圧シート１２２を形成する合成樹脂材料の一部が分解されて形成されたもので、凹部１２８は材料を分解することで形成されているため、凹部１２８の内面はその全域において平滑な面すなわち鏡面で、押圧シート１２２の内部を伝播する光が押圧シート１２２の内部で凹部１２８の内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じてシート内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される、としている。
【０００６】
このため、上記の照光機構では、押圧シート１２２を伝搬する光を平滑な凹部１２８の内面で反射するため、反射光が凹部１２８の形状を反映した形状となる。
【０００７】
特許文献１に示されているようなキーボード装置に用いる照光装置であれば、凹部とキートップの間に充分な距離があるため反射光が凹部の形状を反映した形状であってもキーボードの位置では均一な照光となり、光源からの光をキートップに効率よく与え、それぞれのキートップの照光箇所を明瞭に照光させることができ、また、凹部は材料をレーザー光のエネルギーで分解することで形成されているため、凹部を容易に効率よく製作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２１８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に示されているような照光機構をキーボードよりはるかに小さく薄い携帯電話等の携帯端末装置に適用すると、携帯端末装置が薄いため凹部と被照光部が近接するため凹部の形状を反映した形状の反射光では被照光部を均一に照光することができず、被照光部の光量が不足するという課題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、薄型の照光機構でも照光部を均一に照光する導光シートおよび導光シートの製造方法を提供するところにある。
【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、本発明の導光シートでは、外部光源からの光を伝搬する本体部と、前記本体部の少なくとも一つの表面に複数の凹部を設け、伝搬された光が前記複数の凹部で反射されることにより前記本体部から光を出光する導光シートにおいて、前記複数の凹部の少なくとも一つには突起形状部が設けられていることに特徴を有する。
【００１２】
これにより、光を伝搬する本体部の表面に設けた凹部に突起形状部を設けたので、導光シートを伝播してきた光が複数の凹部で反射され本体部から出光するとともに、導光シートを伝播してきた光の一部は凹部に設けた突起形状部から多方向に直接出光し、一部が突起形状部で乱反射され本体部から出光するので、薄型の照光機構で導光シートの凹部と被照光部が近接している場合でも、被照光部を均一に照光することができる。
【００１３】
また、本発明による導光シートでは、前記突起形状部は、前記凹部の上端側に設けられていることに特徴を有する。
【００１４】
これにより、外部に近い上端側に突起形状部が設けられているので、突起形状部と被照光部がより近接することとなり、突起形状部から直接出光する光が被照光部を効率的に照光することができる。
【００１５】
また、本発明による導光シートでは、前記突起形状部は、前記凹部に複数設けられていることに特徴を有する。
【００１６】
これにより、凹部に突起形状部が複数設けられているので、複数の突起形状部から直接出光する光と、複数の突起形状部で反射されたのち出光する光も複数となり、導光シートからの出光量を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明による導光シートでは、前記複数の突起形状部は不定形であることに特徴を有する。
【００１８】
これにより、各凹部に不定形の突起形状部が複数設けられているので、複数の突起形状部から直接出光する光と複数の突起形状部で乱反射され拡散する光も不定形となり、不定形の光が重畳して出光するため導光シートから出光する光は全体にむらがなくなり、被照光部をより均一に照光することができる。
【００１９】
また、本発明による導光シートでは、前記本体部は主としてポリカーボネート樹脂からなることに特徴を有する。
【００２０】
ポリカーボネートは透明度が高いので、導光シートの本体部をポリカーボネート樹脂とすることにより、導光シート内をロスなく光を伝播でき、照光部からの出光量が増加するので、被照光部の視認性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明よる導光シートの製造方法は、導光シートの本体部の表面にハロゲン化合物を塗布し、レーザー光を照射することで前記表面に凹部を形成するとともに、前記凹部に不定形の突起形状部を形成することを特徴とする。
【００２２】
これにより、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、レーザー光による凹部形成加工と同時に凹部に不定形の突起形状部を作成できるので、突起形状部作成のために工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に作成できる。
【００２３】
また、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの本体部はポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする。
【００２４】
これにより、ハロゲン化合物を塗布した透明度が高いポリカーボネートにレーザー光を照射することにより凹部の溝内に複数の不定形の突起形状部が形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部の出光量を増加させ、照光部の視認性を向上させることができる導光シートを容易に製造することができる。
【００２５】
また、本発明よる導光シートの製造方法では、前記ハロゲン化合物はＮａＣｌであることを特徴とする。
【００２６】
これにより、ポリカーボネートよりなる導光シートに、入手が容易で安定なＮａＣｌ膜を形成しレーザー光を照射することにより、凹部の溝内に複数の不定形の突起形状部が形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部からの出光量を増加させ、被照光部の視認性を向上させることができる導光シートを容易かつ安全に製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上により、本発明では、光を伝搬する導光シートの本体部の表面に設けた凹部に突起形状部を設けたので、導光シートを伝播してきた光が、一部は凹部の突起形状部から多方向に直接出光し、一部が突起形状部で乱反射され光が広く拡散するので、薄型の照光機構で導光シートの凹部と被照光部が近接している場合でも、被照光部の光量が不足しない導光シートを提供することができる。
また、また本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、レーザー光による凹部形成加工と同時に凹部に不定形の突起形状部を作成できるので、突起形状部作成のための加工工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る導光シートの外観を示す斜視図である。
【図２】上記実施形態の導光シートの構成を示す断面図である。（ａ）は導光シートを図１のＡ−Ａで切断したときの断面図で、（ｂ）は本実施形態の導光シートを携帯端末装置等に組み込んだときの、通常の構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態の導光シートの凹部の状態を示す加工サンプルの顕微鏡写真である。
【図４】本発明によらない従来の導光シートの凹部の状態を示す顕微鏡写真である。
【図５】上記実施形態の導光シートにおける光の散乱状態を模式的に示す断面図である。
【図６】は本発明によらない従来の導光シートにおける光の散乱状態を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【図８】本発明によらない従来の導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【図９】本発明によらない従来の導光シートの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜導光シートに係る実施の形態＞
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る導光シートについて図１および図２を参考に説明する。
【００３１】
本発明の実施形態に係る導光シート１は、図１に示すように、ポリカーボネート等の透明な樹脂にて形成された板状の部品で、略長方形の本体部１ａの１辺の一部が台形に突出しており突出部の先端側面に入光部１ｅを有し、本体部１ａの表面には複数の凹部１ｂからなる照光部１ｄが複数設けられている。なお、導光シート１は光を伝搬するため、透明度の高いポリカーボネート樹脂にて形成することにより、光の伝達ロスを少なくすることができ、照光部１ｄからの光の出光量をより多くすることができる。
【００３２】
図２の（ａ）は導光シート１を図１のＡ−Ａ断面で切断したときの、入光部１ｅ側から入光部１ｅに最も近接する照光部１ｄ付近までを拡大して記載した断面図である。
【００３３】
図２の（ａ）に示すように、導光シート１の本体部１ａの表面には複数の凹部１ｂが設けられ、近接した複数の凹部１ｂにより照光部１ｄが構成されており、凹部１ｂの窪み面には複数の突起形状部１ｃが設けられている。突起形状部１ｃは内部が空洞である気泡でも、内部が本体部１ａの材料と同じ材料が充填された中実な塊でもよい。
【００３４】
本発明の実施例による導光シート１を各種電子機器に組み込む場合は、通常、図２の（ｂ）に示すように、導光シート１の上面側にキートップ１１を積層し下面側に接点保持シート１２を積層する。また接点保持シート１２の更に下面にはスペーサシート１３と接点ばね１４が積層され、スペーサシート１３，接点ばね１４の下面には光源２２を保持する基板２１が積層され、基板２１の上面に設けられた固定接点２１ａと接点ばね１４が接触するように配置する。また、このとき導光シート１とキートップ１１との間及び導光シート１と接点保持シート１２との間は完全に密着しておらず空気層が形成されるものとなっている。但し、必ずしも空気層が形成されていなくともよい。このとき光源２２の出光面が導光シート１の入光部１ｅと対向するように設定される。また、通常、キートップ１１には数字や記号等が印刷された複数の被照光部１１ａを有しており、キートップ１１の被照光部１１ａと導光シート１の照光部１ｄおよび接点ばね１４が、キートップ１１を上面から見たときに略同一位置となるように配置される。
【００３５】
以上により、本発明の実施例による導光シート１が各種電子機器に組み込まれると、光源２２から出光した光が入光部１ｅから導光シート１に入光し、入光した光は導光シート１を伝搬し照光部１ｄから出光しキートップ１１の被照光部１１ａを照光するので、使用者は暗所でもキートップ１１の被照光部１１ａを容易に認識することができる。また、キートップ１１の被照光部１１ａと導光シート１の照光部１ｄおよび接点ばね１４が、キートップ１１を上面から見たときに略同一位置となるように配置されており、また、導光シート１および接点保持シート１２は可撓性を有しているので、使用者がキートップ１１のいずれかの被照光部１１ａを押下すると、押下された被照光部１１ａの下方の導光シート１および接点保持シート１２が撓み、押下された被照光部１１ａの下方に配置された接点ばね１４を変形させるので、接点ばね１４と基板２１に設けられた固定接点２１ｂが接触し、固定接点２１ａと固定接点２１ｂが導通することにより、使用者がキートップのどの被照光部１１ａを押下したかが検出できる。
【００３６】
次に、図３および図４を参考に、本発明の実施例における、窪み面に突起形状部１ｃが設けられた凹部１ｂの形状を説明する。
【００３７】
図３に示す凹部１ｂは、図１に示す直線状の凹部１ｂではなく、説明のためにサンプル加工した点状の凹部１ｂを示す顕微鏡写真である。図３は窪み面に突起形状部１ｃが設けられた点状の凹部１ｂである。また、図４は、説明のためにサンプル加工した点状の、窪み面に突起形状部がない本発明によらない従来の凹部１ｆの顕微鏡写真である。
【００３８】
図４の、本発明によらない、窪み面に突起形状部がない従来の凹部１ｆは、導光シート１の表面の球状の窪みであり、窪み面は平滑な面である。
【００３９】
これに対し、図３に示す、本発明の実施例における窪み面に突起形状部１ｃが設けられた凹部１ｂでは、凹部１ｂの上端側に不定形の突起形状部１ｃを有しており、この不定形の突起形状部１ｃにより凹部１ｂからの出光量が増加する。
【００４０】
以下に、図５および図６を参考に、導光シート１の出光挙動を記載する。
【００４１】
図５は本発明の実施例における導光シート１を伝搬する光が凹部１ｂで反射され出光する挙動を図示した説明図で、図３のＢ−Ｂ断面の導光シート１の断面図に、以降の説明の便宜のために、導光シート１の上面にキートップ１１を積層し、導光シート１の下面に接点保持シート１２を積層した状態を示す断面図である。
【００４２】
図５に示す導光シート１の断面形状では、導光シート１の表面に凹部１ｂがあり、凹部１ｂの一方の上端側に突起形状部１ｃを有している。なお、図５の断面形状は、図３に示す凹部１ｂのＢ−Ｂ断面線での高さ測定値に基づき作成しており、サンプル加工品の実形状をほぼ反映している。より具体的に説明すると、突起形状部１ｃの断面形状は、上凸形状と下凸形状とを組み合せたような形状で楕円に近い形状となっている。なお、不定形の突起形状部１ｃが気泡で中空となっている場合を示している。また、接点保持シート１２と導光シート１との間およびキートップ１１と導光シート１との間に空気層がある場合を示している。
【００４３】
また、図６は本発明によらない、凹部に突起形状部を有さない導光シート３１を伝搬する光が凹部１ｆで反射され出光する挙動を図示した説明図で、以降の説明の便宜のために、導光シート３１の上面にキートップ１１を積層し、導光シート３１の下面に接点保持シート１２を積層した状態の断面図を記載している。
【００４４】
説明の便宜のため、最初に、図６を参考に、本発明によらない凹部１ｆに突起形状部がない従来の導光シート３１の光の出光挙動を記載する。
【００４５】
凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１では、導光シート３１を伝搬してきた光ＬＬは、凹部１ｆの窪み面で反射され導光シート３１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート３１の下面により再び反射され導光シート３１の上面側に進行し、やがて導光シート３１の上面から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながら被照光部１１ａを照光する。
【００４６】
このとき、凹部１ｆの窪み面の曲率は大きいため、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬの進行方向は光ＬＬが伝搬してきた方向と直交する方向より光ＬＬが伝搬してきた方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された光ＬＬは凹部１ｆから離れた領域から出光する。また、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬの進行方向は凹部１ｆの窪み面への入射位置が徐々に変化すると進行方向の角度も徐々に変化するため、凹部１ｆの窪み面で反射された光ＬＬは凹部１ｆから離れた領域の広い範囲に凹部１ｆの形状を反映した形状で出光する。
【００４７】
このように、凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１では、凹部１ｆの窪み面で反射した光のみが照光部３１ｄから出光し、かつ凹部１ｆの形状を反映した形状で出光するため、導光シート３１の直上にキートップ１１が積層されるような携帯電話等の携帯端末装置に使用すると、凹部１ｆの形状を反映したムラのある照明となり被照光部１１ａを全体的に照光することができない。
【００４８】
次に、図５を参考に、本発明の実施例による、凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃが設けられた導光シート１の出光挙動を記載する。
【００４９】
凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃが設けられた導光シート１では、図５に示すように、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ１は、凹部１ｂに設けられた不定形の突起形状部１ｃに到達し、一部の光Ｌ１は到達した突起形状部１ｃの中空形状外形部から突起形状部１ｃに進行し、やがて突起形状部１ｃから出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながら被照光部１１ａを照光する。
【００５０】
なお、本発明の実施例による導光シート１では、突起形状部１ｃは、凹部１ｂの上端側に設けられているので、突起形状部１ｃと被照光部１１ａは近接することとなり、突起形状部１ｃから直接出光した一部の光Ｌ１は被照光部１１ａを効果的に照明できる。
【００５１】
また、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ２は、凹部１ｂに設けられた不定形の突起形状部１ｃに到達し、一部の光Ｌ２は到達した突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され導光シート１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート１の下面により反射され再び導光シート１の上面側に進行し、やがて導光シート１の上面側から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながらキートップ１１を照光する。このとき、中空の突起形状部１ｃの外形の曲率は小さいため、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射された一部の光Ｌ２の進行方向は光が伝搬してきた方向と直交する方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された一部の光Ｌ２は凹部１ｂの周辺から出光する。また、突起形状部１ｃは不定形であるため、一部の光Ｌ２は突起形状部１ｃの中空形状外形部で不特定の方向に反射されるので、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され接点保持シート１２または導光シート１の下面により再度反射された一部の光Ｌ２は凹部１ｂの周辺から不定形に出光し、被照光部１１ａを全体的に照明する。なお、図５に示す一部の光Ｌ２は導光シート１の下面で反射された場合を示している。
【００５２】
なお、本発明の実施形態による導光シート１では、突起形状部１ｃを凹部１ｂに複数設けたので、複数の突起形状部１ｃから直接出光する一部の光Ｌ１と、複数の突起形状部１ｃで反射されたのち出光する一部の光Ｌ２も複数となり、導光シート１からの出光量を向上させることができる。
【００５３】
また、導光シート１を伝搬してきた光のうち一部の光Ｌ３は、凹部１ｂの窪み面で反射され導光シート１の下面側に進行するが、接点保持シート１２または導光シート１の下面により反射され再び導光シート１の上面側に進行し、やがて導光シート１の上面側から出光し、キートップ１１に入光すると拡散されながらキートップ１１を照光する。このとき、凹部１ｂの窪み面の曲率は大きいため、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３の進行方向は光Ｌ３が伝搬してきた方向と直交する方向より光Ｌ３が伝搬してきた方向に近くなり、接点保持シート１２により反射された一部の光Ｌ３は凹部１ｂから離れた領域から出光する。また、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３の進行方向は凹部１ｂの窪み面への入射位置が変化すると進行方向の角度が徐々に変化するため、凹部１ｂの窪み面で反射された一部の光Ｌ３は凹部１ｂから離れた領域の拡がった範囲から凹部１ｂの形状を反映した形状で出光する。
【００５４】
凹部１ｂの窪み面で反射した一部の光Ｌ３は凹部１ｂの形状を反映した形状で出光するが、突起形状部１ｃの中空形状外形部から突起形状部１ｃの内部を進行し突起形状部１ｃから出光した一部の光Ｌ１、および、突起形状部１ｃの中空形状外形部で反射され接点保持シート１２により再び反射され導光シート１の上面側から出光する一部の光Ｌ２と重畳するため、被照光部１１ａをより明るく照明する。
【００５５】
以上により、本発明の実施例による導光シート１では、導光シート１を伝搬してきた光は、導光シートの表面に設けた複数の凹部１ｂの窪み面で反射され出光する光に加え、凹部１ｂに設けられた突起形状部１ｃを通過する、または突起形状部１ｃで反射される光も出光するので照光部１ｄをより明るく照明することができる。
さらに、突起形状部１ｃで反射された光は凹部１ｂの周辺から不定形に出光し、照光部１ｄを全体的に照明するので、導光シート１の凹部１ｂと被照光部１１ａが近接している場合でも、被照光部１１ａを均一に照光することができる。
【００５６】
なお、上記の実施例では突起形状部１ｃを気泡としたが、突起形状部１ｃが中実の場合でも出光角が変化するのみでの同様の出光挙動となる。また、導光シート１に接点保持シート１２が積層された場合の出光挙動を記載したが、接点保持シート１２の上面側に白色等の反射シートを配置しても、同様の出光挙動が得られる。また、キートップ11に入光してきた光は拡散光として上面側から出光される為、被照光部１１ａをより明るく照明することができる。
【００５７】
また、複数の凹部１ｂの形状は直線状としたが、複数の凹部は多数の点の集合としても良く、さらには、編み目形状等の直線等の複合形状でも同様の出光挙動が得られる。
【００５８】
なお、本発明の実施例では突起形状部１ｃを設ける複数の凹部１ｂを導光シート１の上面に設けた場合を示したが、複数の凹部１ｂは導光シート１の下面側でも同様の効果が得られ、または、導光シート１の上面および下面の両面に設けても良い。
【００５９】
＜導光シートの製造方法に係る実施の形態＞
【００６０】
次に、図７および図８を参考に、本発明の実施の形態に係る導光シートの製造方法を説明する。
【００６１】
図７は本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法を説明する模式図である。また、図８は本発明によらない従来の導光シートの製造方法を説明する模式図である。
【００６２】
説明の便宜のため、最初に、図８を参考に、本発明によらない凹部１ｆの窪み面に突起形状部がない従来の導光シート３１の製造方法を記載する。なお、図８の（ａ）は凹部加工前の導光シート３１を示し、図８の（ｂ）は導光シート３１をレーザー光５１で加工する工程を示し、図８の（ｃ）は導光シート３１に凹部１ｆが加工された状態を示す。
【００６３】
特許文献１に開示されている従来の導光シート３１では、図８の（ａ）に示す導光シート３１の表面に、図８の（ｂ）に示すようにレーザー光５１を照射することにより導光シート３１の素材が昇華し飛散し、図８の（ｃ）に示すように、導光シート３１の表面に凹部１ｆが加工される。このとき、導光シート３１の表面にはレーザー光５１のエネルギーが与えられ、形成された凹部１ｆの窪み部はその全域において平滑な鏡面となり、導光シート３１の内部を伝播する光が導光シート３１の内部から凹部１ｆの窪み部内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じて導光シート３１内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される。
【００６４】
次に、図７を参考に、本発明の実施形態に係る凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃを有する導光シート１の製造方法を記載する。
【００６５】
図７の（ａ）は加工前の導光シート１を示す。なお、本発明の実施形態では導光シート１はポリカーボネート樹脂で形成する。
【００６６】
次に、図７の（ｂ）に示すように、導光シート１の凹部を設ける側の表面にハロゲン化合物溶液２を塗布し、のち、ハロゲン化合物溶液２を乾燥させ、図７の（ｃ）に示すように、ハロゲン化合物膜３を導光シート１の表面に形成させる。なお、本実施例ではハロゲン化合物として、入手が容易で安定なＮａＣｌを使用する。
【００６７】
次に、図７の（ｄ）に示すように、ハロゲン化合物膜３が形成された導光シート３１の表面にレーザー光５１を照射する。このとき、加工する凹部１ｂの形状に応じて、例えば点状の凹部を加工する場合はレーザー光５１を１点のみに照射し、線状の凹部や網目状の凹部を加工する場合はレーザー光５１と導光シート１を相対的に移動させながらレーザー光５１を連続的に照射する。
【００６８】
上記のレーザー光５１の照射により導光シート３１の素材が昇華し飛散することにより、図７の（ｅ）に示すように、導光シート１の表面には凹部１ｂが加工されるとともに、不定形の突起形状部１ｃが加工される。こののち、導光シート１の表面に形成された加工されたハロゲン化合物膜３を洗浄等により除去することにより、図７の（ｆ）に示す、凹部１ｂと不定形の突起形状部１ｃを有する導光シート１が得られる。また、ハロゲン化合物膜３が十分に希薄で光学的に影響が無い場合には、除去する必要はない。
【００６９】
本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法は上記の通りであるが、ハロゲン化合物膜３が形成された導光シート３１の表面にレーザー光５１を照射することにより、凹部１ｂと不定形の突起形状部１ｃが同時に形成される理由は下記の様に推測される。
【００７０】
図７の（ｄ）に示すレーザー加工では、レーザー光５１の熱により導光シート１の素材であるポリカーボネート樹脂が固体から気体へと昇華し飛散することにより凹部１ｂが形成される。ところで、一般的にハロゲン化合物は難燃性を示す物質として知られており、例えばハロゲン化合物としてＮａＣｌを使用した場合には、ＮａＣｌに含まれる塩素がレーザー加工時のポリカーボネート樹脂の昇華を阻害する要因となると考えられる。
【００７１】
従って、導光シート１がレーザー光５１で加熱されると、ハロゲン化合物膜３と接触している導光シート１の表面のポリカーボネート樹脂は昇華を阻害され液体となるが、導光シート１の表面より深部のポリカーボネート樹脂は昇華し気体となり飛散しようとする。
しかし、導光シート１の表面のポリカーボネート樹脂が飛散せず液体として残留しているため、昇華して気体となった導光シート１の表面より深部のポリカーボネート樹脂は、飛散せず液体として残留している表面のポリカーボネート樹脂に飛散を阻害され気泡となり、これが冷却されて固化し、不定形の突起形状部１ｃが形成されるものと推測される。
【００７２】
なお、凹部１ｂの幅の中央部分では昇華し飛散しようとする気体のポリカーボネート樹脂の圧力が強いため、表面の液体のポリカーボネート樹脂を貫通して飛散するので気泡はできにくいが、凹部１ｂの幅の縁部となる部分では、飛散しようとする気体のポリカーボネート樹脂の圧力が弱いうえに、凹部１ｂの幅の中央部分の液体のポリカーボネート樹脂が凹部１ｂの幅の縁部となる部分に集まり厚みが増加するため、昇華して気体となった深部のポリカーボネート樹脂は表面の液体のポリカーボネート樹脂を貫通して飛散することが困難で、気泡ができやすくなると推測される。
【００７３】
上記は、レーザー加工時のポリカーボネート樹脂の挙動とハロゲン加工物の特性から推測した気泡の突起形状部１ｃの形成過程であるが、加工された凹部１ｂを詳細に観察すると、不定形の突起形状部１ｃには不明瞭ではあるがニュートンリング状の模様が見えることから突起形状部が薄い膜であると考えられ、本発明の実施形態に係る導光シートの製造方法で形成された突起形状部１ｃは気泡であると推測できる。
【００７４】
なお、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シート１の本体部１ａはポリカーボネート樹脂とした。これにより、ハロゲン化合物を塗布した透明度が高いポリカーボネートにレーザー光を照射することにより凹部１ｂの溝内に複数の不定形の突起形状部１ｃが形成されるので、ロスなく光を伝播し、照光部からの出光量を増加させ、被照光部の視認性を向上させることができる導光シート１を容易に製造することができる。
【００７５】
さらに、ポリカーボネート樹脂からなる導光シート１では、実験等により、本発明よる導光シートの製造方法でレーザー光による凹部１ｂの加工と同時に凹部１ｂに不定形の突起形状部１ｃが作成できることが確認されおり、凹部１ｂの窪み面に突起形状部１ｃを容易に、かつ確実に形成できる。
【００７６】
以上により、本発明よる導光シートの製造方法では、導光シートの本体部の表面に入手が容易で安定なハロゲン化合物であるＮａＣｌを塗布し、レーザー光を照射することで表面に凹部を形成するとともに、凹部に不定形の突起形状部を形成することができる。
これにより、導光シートの表面にあらかじめハロゲン化合物の膜を生成しておくだけで、凹部と、凹部の不定形の突起形状部を同時に作成できるので、突起形状部作成のために工程を追加する必要がなく、さらに凹部の溝内にずれることなく突起形状部を確実に作成できる。
【００７７】
なお、塗布するハロゲン化合物はＮａＣｌに限定されるものではなく、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン族元素の種々の化合物が使用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１ 導光シート
１ａ 本体部
１ｂ 凹部
１ｃ 突起形状部
１ｄ 照光部
１ｅ 入光部
１ｆ 凹部
２ ハロゲン化合物溶液
３ ハロゲン化合物膜
１１ キートップ
１１ａ 被照光部
１２ 接点保持シート
１３ スペーサシート
２１ 基板
２１ａ 固定接点
２１ｂ 固定接点
２２ 光源
３１ 導光シート
３１ｄ 照光部
５１ レーザー光
１０２ シャーシ
１２０ メンブレン積層体
１２１ 基板シート
１２２ 押圧シート
１２２ａ 裏面
１２３ スペーサ層
１２３ａ 有機樹脂層
１２３ｂ 接着剤層
１２４ キートップ
１２５ 下側接点
１２６ 上側接点
１２７ 反射領域
１２８ 凹部
１２９ 発光ダイオード装置
Ｌ１ 光
Ｌ２ 光
Ｌ３ 光
ＬＬ 光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部光源からの光を伝搬する本体部と、前記本体部の少なくとも一つの表面に複数の凹部を設け、伝搬された光が前記複数の凹部で反射されることにより前記本体部から光を出光する導光シートにおいて、前記複数の凹部の少なくとも一つには突起形状部が設けられていることを特徴とする導光シート。
【請求項２】
前記突起形状部は、前記凹部の上端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導光シート。
【請求項３】
前記突起形状部は、前記凹部に複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の導光シート。
【請求項４】
前記複数の突起形状部は、不定形であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導光シート。
【請求項５】
前記本体部は、主としてポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の導光シート。
【請求項６】
本体部の表面にハロゲン化合物を塗布し、レーザー光を照射することで前記表面に凹部を形成するとともに、前記凹部に不定形の突起形状部を形成することを特徴とする、導光シートの製造方法。
【請求項７】
前記本体部はポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする、請求項６に記載の導光シートの製造方法。
【請求項８】
前記ハロゲン化合物はＮａＣｌであることを特徴とする、請求項６または７に記載の導光シートの製造方法。
【請求項１】
外部光源からの光を伝搬する本体部と、前記本体部の少なくとも一つの表面に複数の凹部を設け、伝搬された光が前記複数の凹部で反射されることにより前記本体部から光を出光する導光シートにおいて、前記複数の凹部の少なくとも一つには突起形状部が設けられていることを特徴とする導光シート。
【請求項２】
前記突起形状部は、前記凹部の上端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導光シート。
【請求項３】
前記突起形状部は、前記凹部に複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の導光シート。
【請求項４】
前記複数の突起形状部は、不定形であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の導光シート。
【請求項５】
前記本体部は、主としてポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の導光シート。
【請求項６】
本体部の表面にハロゲン化合物を塗布し、レーザー光を照射することで前記表面に凹部を形成するとともに、前記凹部に不定形の突起形状部を形成することを特徴とする、導光シートの製造方法。
【請求項７】
前記本体部はポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする、請求項６に記載の導光シートの製造方法。
【請求項８】
前記ハロゲン化合物はＮａＣｌであることを特徴とする、請求項６または７に記載の導光シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６４５７６（Ｐ２０１２−１６４５７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７７（Ｐ２０１１−２５２７７）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]