照光シート構造体及び操作スイッチ
【課題】照光シートの配置面の性状に拘わらず、導光される光が減衰され難く、所定の放射面領域で強い光を放射させ易い照光シート構造体を提供する。
【解決手段】光源１３からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域１５から放射される照光シート１０と、照光シート１０の他方の表面が接触して配置される基体１１とを備えた照光シート構造体であり、照光シート１０は、光が導かれるシート状のコア層２１を備えると共に、コア層の基体１１側の面が、コア層２１より低い屈折率を有するクラッド層２３により被覆されている
【解決手段】光源１３からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域１５から放射される照光シート１０と、照光シート１０の他方の表面が接触して配置される基体１１とを備えた照光シート構造体であり、照光シート１０は、光が導かれるシート状のコア層２１を備えると共に、コア層の基体１１側の面が、コア層２１より低い屈折率を有するクラッド層２３により被覆されている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源からの光を導いて所定の放射面領域から放射する照光シートを備えた照光シート構造体と、この照光シート構造体を用いた操作スイッチとに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源からの光をシート状の内部を通して導き、表面の所定の放射面領域で放射させるように構成された照光シートが種々の分野で提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、導光板内に広がる光の一部を表面側に反射させるための反射パターンが少なくとも一つ設けられたキーパッドが提案されている。ここでは、反射パターンが局部的に設けられているため、一部の表面から光を放射させることが可能となっている。この特許文献１では、導光板内を進む光が外部の空気層との境界で全反射されることで、反射パターン以外の部分で光が外部へ放射され難くなっている。
【０００４】
このキーパッドを用いてキーパッドアセンブリを構成するには、ドーム部を備えたスイッチ基板上に導光板を積層し、ドーム部上に反射パターンを配置すると共に、ドーム部に対向する位置にキーボタンを配置する。このキーパッド装置では、導光板により導光された光が反射パターンで乱反射して放射されることで、キーボタンを背面側から照光することができる。
【特許文献１】特開２００６−３２３８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のキーパッドアセンブリ等の構造体では、導光板等の光を導光する層が、基板やドーム等の配置面に直接接触した状態で配置されていた。そのため、配置面に段差、突起等の凹凸や粗面等が存在したり、接着剤等が付着しているような場合、その部位で導光される光の乱反射や吸収が生じて、光が減衰され易く、所定の放射面領域から放射される光が弱くなり易かった。
【０００６】
そこで、この発明では、照光シートの配置面の性状に拘わらず、導光される光が減衰され難く、所定の放射面領域で強い光を放射させ易い照光シート構造体を提供することを課題とし、そのような照光シート構造体を用いた操作スイッチを提供することを他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の照光シート構造体は、光源からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域から放射される照光シートと、該照光シートの他方の表面が接触して配置される基体とを備えた照光シート構造体において、前記照光シートは、前記光が導かれるシート状のコア層を備えると共に、前記コア層の前記基体側の面が、前記コア層より低い屈折率を有するクラッド層により被覆されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の照光シート構造体は、請求項１に記載の構成に加え、前記コア層の前記基体側とは反対の面が前記クラッド層により被覆されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の照光シート構造体は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記コア層の前記クラッド層により被覆される面が鏡面からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記放射面領域の前記コア層に、該コア層内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記照光シートが接触して配置されると共に、該放射面領域の前記コア層と前記クラッド層との界面は、前記凹凸部に対応した凹凸形状を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、表面形状変化部を有し、前記クラッド層の厚さは、前記表面形状変化部より厚く形成されると共に、前記表面形状変化部の形状に略対応して変化することで、前記クラッド層とコア層との間の界面が前記表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の操作スイッチは、表面側から押圧操作が行われる表面操作部と、該表面操作部と対向配置された前記請求項１乃至６の何れか一つに記載された照光シート構造体と、前記照光シートに光を供給する光源とを備えた操作スイッチであり、前記表面操作部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、前記放射面領域からの光が透過して表面側から視認されるように構成された透光表示部を有し、前記基体部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームが突設され、前記照光シートは、前記基体部の表面に沿って配置され、前記表面操作部に前記押圧操作が行われることにより、前記照光シートの前記放射面領域を介して前記弾性ドームが押圧されて弾性変形するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の照光シート構造体によれば、照光シートの光が導かれるコア層の基体側の面がクラッド層により被覆されているので、コア層が基体の表面や基体上に配置される各種部材に直接接触することがない。また、クラッド層がコア層より低い屈折率を有するので、コア層内を進む光がクラッド層との間の界面で反射されつつ導かれる。そのため、基体や基体上に配置される部材の配置面に、光が乱反射されたり吸収され易い部位が存在していても、コア層内を進む光が乱反射や吸収により減衰され難い。その結果、基体の配置面の性状に拘わらず、所定の放射面領域で強い光を放射させ易い照光シート構造体を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の照光シート構造体によれば、コア層の基体側とは反対の面もクラッド層により被覆されているので、コア層の表面に傷が発生したり、塵埃等が付着することを防止でき、コア層の基体側とは反対の面で光が乱反射や吸収により減衰されることを防止できる。
【００１６】
請求項３に記載の照光シート構造体によれば、コア層のクラッド層により被覆される面が鏡面からなるので、コア層内を進む光がクラッド層との界面でより反射され易く、光がより減衰され難くできる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、放射面領域のコア層に、光を乱反射させるための乱反射部が設けられているので、コア層内で導かれた光を放射面領域から確実に放射させ易い。
【００１８】
請求項５に記載の照光シート構造体によれば、照光シートが接触して配置される基体の配置面が平坦部と凹凸部を有し、放射面領域が凹凸部に配置され、放射面領域のコア層とクラッド層との界面が凹凸部に対応した凹凸形状を有しているので、放射面領域ではコア層内を反射しつつ進む光のクラッド層との界面に対する入射角を、平坦部に配置された部位と異ならせることができる。そのため、コア層から光を放射し易くでき、放射面領域から放射される光を強くし易い。
【００１９】
請求項６に記載の照光シート構造体によれば、基体の配置面に表面形状変化部を有し、クラッド層の厚さが表面形状変化部より厚く形成されると共に、その厚さが表面形状変化部の形状に略対応して変化することで、クラッド層とコア層との間の界面を表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されているので、コア層内を反射しつつ進む光のクラッド層との界面に対する入射角が、表面形状変化部に対応する位置で大きく変化し難い。そのため表面形状変化部に対応する位置でコア層から光が放射されることを防止し易く、導光される光の減衰を防止し易い。
【００２０】
請求項７に記載の操作スイッチによれば、照光シート構造体が請求項１乃至６の何れか一つに記載されたものであるので、基体の配置面の性状に拘わらず、放射面領域以外の領域における光の減衰を抑えて、放射面領域で強い光を放射させ易い。しかも、基体部に弾性ドームが突設されており、照光シートの放射面領域が弾性ドームに沿って配置されるので、放射面領域でコア層から光を放射し易くでき、放射される光をより強くし易い。そのため、光源からの光を効率よく透光表示部から放射させることができ、光源の数や光量を抑えて効率のよい操作スイッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［実施の形態１］
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００２３】
図１乃至図３は、実施の形態１の照光シート構造体を示す。この照光シート構造体は、各種の表示体のバックライト等に使用されるもので、図示しない表示部の背面側に配置されて所定位置を背面側から照射して、表面側に透過された光を視認させるように使用するものである。
【００２４】
この実施の形態１では、図１及び図２に示すように、一方の表面の所定位置に設けられた放射面領域１５から光を放射可能な照光シート１０と、照光シート１０の他方の表面が接触して配置される支持基体１１とを備え、支持基体１１上に設けられたＬＥＤ等の光源１３からの光を照光シート１０に面方向に供給することで、複数の位置に設けられた放射面領域１５から光を放射させるように使用されるものである。
【００２５】
照光シート１０は、図３に示すように、光が内部で導光されるためのシート状のコア層２１と、このコア層２１の両面を覆うクラッド層２２、２３とを備え、コア層２１とクラッド層２２、２３とがそれぞれ密着して一体に接合されている。この照光シート１０は、支持基体１１の配置面１１ａに沿って配置可能な可撓性を有しており、コア層２１の支持基体１１側ではクラッド層２３の全面が支持基体１１の配置面１１ａに密着している。
【００２６】
放射面領域１５では、コア層２１のクラッド層２２側の表面に微細な凹凸からなる粗面２１ａが形成されることにより、コア層２１内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部２５が設けられている。
【００２７】
放射面領域１５とは異なる光源１３の配置位置には、光源配置孔２９が設けられており、ＬＥＤ等の光源１３が内部に収容されている。この光源１３の配置位置周辺では、クラッド層２２の表面に光源１３からの光を遮光する遮光層２７が設けられている。
【００２８】
照光シート１０のコア層２１は、透明性を有し、光を面方向に透過させて導光する層である。このコア層２１は、可視光領域の光の透過率が８０％以上の層であることが好ましい。透過率が高い程、導光される光の減衰を抑えることができるからである。
【００２９】
コア層２１の屈折率は、高い程好ましく、例えば１．３以上とするのが好適である。後述するクラッド層２２、２３として使用可能な材料の選択の幅を広げられるからである。
【００３０】
コア層２１を構成する材料としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の樹脂やエラストマーなどを使用することができる。
【００３１】
コア層２１の厚さは、コア層２１の用途等に応じて適宜選択することができるが、放射面領域１５において所望の輝度が確保できる範囲で出来るだけ薄肉に形成されることが好ましい。但し、光源１３と対向して光源１３からの光が入射される入射面の面積は、光源１３の対向する側の光の放射面の面積の少なくとも５０％以上とする必要がある。
【００３２】
コア層２１の支持基体１１側であるクラッド層２３側の表面は全面で鏡面に形成されていることが好ましく、クラッド層２２側の表面も放射面領域１５を除いて鏡面に形成されていることが好ましい。鏡面であれば、コア層２１内で導光される光がコア層２１とクラッド層２２、２３との界面で乱反射して、放射面領域１５以外の領域でコア層２１から放射されることを抑制でき、導光性能を向上させ易いからである。
【００３３】
この鏡面とは、表面粗さが小さく抑えられている状態である。鏡面は、例えば成形型を用いて成形する場合には、型面の表面粗さを小さく抑えることにより作製することが可能である。この型面の表面粗さとしては、例えば、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．５μｍの範囲となるものが好適である。
【００３４】
放射面領域１５でコア層２１のクラッド層２２側の表面に形成された粗面２１ａは、コア層２１内を導光された光が乱反射してコア層２１の表面から放射可能な範囲であればよく、例えば、コア層２１の鏡面を成形型により成形する場合、型面の表面粗さとしては、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以上であれば好ましい。
【００３５】
一方、照光シート１０のクラッド層２２、２３は、コア層２１内を進む光が、コア層２１との間の界面で反射されながらコア層２１内を導光されるようにするための層である。
【００３６】
このクラッド層２２、２３は、少なくともコア層２１の屈折率より小さいことが必要であり、コア層２１の屈折率に対して０．１％以上小さくなることが好ましく、特に、１％以上小さくすることが好適である。クラッド層２２、２３の屈折率が大きい程、コア層２１内を導光される光の全反射の条件が狭くなり、導光性能が低下するからである。
【００３７】
このクラッド層２２、２３は、コア層２１より透明度が低いものであってもよい。コア層２１の表面が鏡面であるため、コア層２１内で導かれる光はクラッド層２２、２３との界面で十分に反射でき、導光される光の反射条件に対する影響が小さいからである。
【００３８】
透明性を有するクラッド層２２の場合、コア層２１内から漏れた光がクラッド層２２の一部或いは全体から微弱な光として放射されることがある。その場合、漏れた光を意図的に放射させて意匠性を付与してもよく、また、クラッド層２２の外側表面の少なくとも放射面領域１５を除く一部或いは全部に、漏れた光を反射させるための金属等の反射被膜や遮光被膜を設けて遮蔽してもよい。反射被膜を設けると、コア層２１から漏れた光を再度コア層２１に供給することができる。
【００３９】
クラッド層２２、２３を構成する材料としては、接着剤等の他の材料を介在させることなくコア層２１と積層一体化できる材料であることが要求される。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂や他の樹脂、エラストマーなどを使用することができる。シリカ等のように多孔質空間内に空気を保持することで見かけの屈折率を小さくできる材料であってもよい。
【００４０】
表示体側のクラッド層２２の厚さは、コア層２１の鏡面に外部から傷等の損傷を防止できる保護機能を確保できる範囲で、出来るだけ薄肉に形成されることが好ましい。クラッド層２２はコア層２１との界面においてコア層２１内で導光される光を反射させるために使用される層であるため、厚さの影響が少ないからである。
【００４１】
一方、支持基体１１側のクラッド層２３の厚さは、支持基体１１の配置面１１ａに形成された表面形状変化部１１ｂ、例えば配置面１１ａに意図的或いは不可避に形成された粗面、突起、若しくは段差、更には配置面１１ａ上に形成された回路や被膜などにおいて、支持基板１１の面と直交する方向の高さの変化を出来るだけ吸収可能な厚さとするのが好ましい。例えば、支持基体１１の配置面１１ａに形成される表面形状変化部１１ｂより厚肉に形成してもよい。具体的には、支持基体１１がプリント基板の場合、配設される回路表面と基板表面との間の距離より肉厚に形成してもよい。
【００４２】
その場合、少なくとも放射面領域１５以外の領域においては、クラッド層２３の厚さが表面形状変化部１１ｂの形状に略対応して変化することで、クラッド層２３とコア層２１との間の界面が、表面形状変化部１１ｂの表面形状より平坦に形成されることが好ましい。このようにすれば、コア層２１内を反射しつつ進む光のクラッド層２３との界面に対する入射角が、表面形状変化部１１ｂの位置で大きく変化することを防止し易く、放射面領域１５以外の領域でコア層２１から光が放射され難くすることが可能である。
【００４３】
なお、これらのクラッド層２２、２３は、この実施の形態１では、それぞれ全面に渡りコア層２１の表面を密着した状態で被覆することが好ましい。コア層２１と各クラッド層２２，２３とが密着せずに隣接した状態で配置されていると、部分的に間に空気層が介在した部分と、コア層２１とクラッド層２２とが密着した部分とが生じる。すると、クラッド層２２、２３と空気層との屈折率が異なるため、コア層２１内で導かれる光の反射条件が部分的に異なり、その結果、照光シート１０の全体で外部に放射される光にムラが生じ易く、放射面領域１５以外の領域において、部分的に光が漏洩し易くなるからである。
【００４４】
また、照光される表示体が表示体側のクラッド層２２と離間して配置されている場合には、クラッド層２２の表面はコア層２１の表面より粗面であることが好ましい。鏡面に形成されていると、塵埃等の付着が生じ易くなるからである。このクラッド層２２の露出される表面を成形型を用いて成形する場合には、型面の表面粗さとしては、例えば、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０μｍより大きいことが好適である。
【００４５】
一方、支持基体１１側のクラッド層２３の表面は、支持基体１１の配置面１１ａに安定に配置可能であればよく、クラッド層２３の表面と配置面１１ａとの間に間隙が形成されてもよい。また、クラッド層２３の表面と配置面１１ａとの間に接着剤や粘着テープ等が介在されていてもよい。
【００４６】
次に、この照光シート１０の遮光層２７は、光源１３からの光がクラッド層２２を透過して直接外部に放射されることを防止する層である。
【００４７】
この遮光層２７は光を確実に遮光できる不透明な層からなり、クラッド層２２と共に変形可能なものが好適である。また、遮光層２７は不透明であると共に反射効果を備えたものであってもよい。この遮光層２７はクラッド層２２に印刷等により直接接合されていてもよいが、接着剤や両面粘着テープ等の他の層を介して接合されていてもよい。コア層２１に直接接触しないため、コア層２１内で導光される光に対する影響がないからである。
【００４８】
このような遮光層２７としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の樹脂やエラストマー、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属などを使用することができる。なお、上述のように、クラッド層２２から微弱な光として放射されることを防止するために、遮光被膜や反射被膜を設ける場合には、その被膜を遮光層２７として用いてもよい。この遮光層２７の厚さは、十分な遮光性が得られる範囲で、出来るだけ薄肉に形成されるのが好ましい。
【００４９】
この遮光層２７は、光源１３の直上及びその周囲に配置されるものであって、放射面領域１５には存在させないことが要求される。遮光層２７の配置される範囲は、光源１３からコア層２１に供給された光がコア層２１とクラッド層２２との界面に達した際、略全反射可能となるような入射角となるまでの範囲を覆うように配置されることが好ましい。
【００５０】
このような構成を有する照光シート１０を製造するには、例えば、予めコア層２１を構成可能なコア層形成用シート材を、表面の所定位置に粗面２１ａを設けると共に残部を鏡面となるようにして作製し、このコア層形成用の鏡面からなる表面にクラッド層２２、２３を形成可能なペースト等を一方面毎に塗布及び硬化させることで製造することができる。
【００５１】
また、コア層２１と対向する面の所定位置に粗面を形成して残部を鏡面に形成したクラッド層形成用シートを予め一対作製し、このクラッド層形成用シート間にコア層２１を形成可能なペースト等を塗布し、硬化させることで製造してもよい。
【００５２】
このような照光シート１０では、支持基体１１上に配置した状態で、光源１３を発光させることで、表面の放射面領域１５から光を放射させることができる。
【００５３】
ここでは、まず、光源１３が発光すると、光がコア層２１の光源配置孔２９内で点光源から四方に放射され、コア層２１及びクラッド層２２、２３に供給されて入射される。コア層２１の面方向に対して大きく交差する方向で入射した光は、コア層２１及びクラッド層２２、２３を透過し、遮光層２７に達して遮光される。コア層２１の面方向に沿って入射された光は、クラッド層２２、２３により反射されながらシート状のコア層２１の内部を通して導かれる。そして、その光のうちコア層２１の乱反射部２５に達した光は、粗面により乱反射されることで、クラッド層２２を通して放射面領域１５から外部に放射される。残部の光は、更にコア層２１内を導光され、他の乱反射部２５から同様にして外部に放射される。
【００５４】
以上のような照光シート構造体によれば、照光シート１０の光が導かれるコア層２１の支持基体１１側の面がクラッド層２３により被覆されているので、コア層２１が支持基体１１の表面や支持基体１１上に配置される各種部材に直接接触することがない。また、クラッド層２３がコア層２１より低い屈折率を有するので、コア層２１内を進む光がクラッド層２３との間の界面で反射されつつ導かれることができる。そのため、支持基体１１や支持基体１１上に配置される各種部材の表面の配置面１１ａに、粗面や凹凸等の光が乱反射され易い表面形状変化部１１ｂや光が吸収され易い部位が存在していても、コア層２１内を進む光が乱反射や吸収され難く、導光される光が減衰され難い。その結果、配置面１１ａの表面性状に拘わらず、所定の放射面領域１５で強い光を放射させることができる。
【００５５】
また、この照光シート構造体によれば、コア層２１の支持基体１１側とは反対の表示体側の面がクラッド層２２により被覆されているので、コア層２１の表面に傷が発生したり、塵埃等が付着することを防止でき、コア層２１の表示体側の面で、乱反射が生じて導光性能が低下することを防止し易い。
【００５６】
しかも、コア層２１のクラッド層２２、２３により被覆される面が鏡面からなるので、コア層２１内を進む光がクラッド層２２、２３との界面でより反射され易く、光がより減衰され難くできる。
【００５７】
また、放射面領域１５のコア層２１に、光を乱反射させるための乱反射部２５が設けられているので、コア層２１内で導かれた光を放射面領域１５から確実に放射させることが可能である。
【００５８】
なお、上記実施の形態１は、この発明の範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態１では、コア層２１の光を照射する側となる表示体側の表面に、クラッド層２２を設けた例について説明したが、コア層２１の表示体側にクラッド層２２を設けることなく、コア層２１の表面を露出させてもよい。この場合、コア層２１の表面が空気層と接することになり、空気層との界面においてコア層２１内を進む光が反射されつつ導光されることが可能である。
【００５９】
また、上記では、乱反射部２５はコア層２１のクラッド層２２側の表面に形成された粗面２１ａにより構成したが、コア層２１内で導光された光を乱反射させる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、コア層２１側の表面に形成された粗面であってもよく、コア層２１に設けた貫通孔や、コア層２１内にフィラーや微粒子等の光分散材を含有させて構成することも可能である。更に、放射面領域１５のコア層２１内に蓄光材料や燐光材料を含有させることも可能である。
［実施の形態２］
【００６０】
図４及び図５は、実施の形態２を示している。
【００６１】
この実施の形態２では、実施の形態１の照光シート構造体を操作スイッチとしての携帯電話に使用した例である。
【００６２】
この携帯電話は、図４及び図５に示すように、開口部３０ａを有する筐体３０と、筐体３０の開口部３０ａに配置された操作スイッチ用カバー部材としての操作パネル３１と、筐体３０の内部に操作パネル３１と離間して対向配設された基体部３２と、基体部３２上に配置された照光シート１０とを備え、照光シート１０及び基体部３２からなる照光シート構造体により操作パネル３１を背面側から照射可能に構成されている。
【００６３】
操作パネル３１には、表面側からスイッチ操作としての押圧操作が行われる押圧操作部３５が縦横に複数配列して設けられている。また、基体部３２には基板３３が設けられ、この基板３３の操作パネル３１の全押圧操作部３５と対向する各位置に、図示しない回路と接続されて互いに離間して配置された接点端子３７が設けられており、各押圧操作部３５と基板３３との間には、接点端子３７間を離接すると共に押圧操作時の操作感を付与するための凹凸部としての押圧変形部３９が設けらている。
【００６４】
操作パネル３１は、押圧操作部３５の操作面３１ａを有する表面操作部としてのキーシート４１と、押圧操作部３５への押圧操作で押圧変形部３９を押圧可能なプランジャシート４３とが、筐体３０の開口部３０ａの外側から順に積層されて、接着剤、両面粘着シート等により接合されている。
【００６５】
操作パネル３１のキーシート４１は、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の光を透過可能であると共に弾性変形可能な樹脂により平板状に形成された硬質樹脂シートなどからなる。この実施形態では、キーシート４１は、操作パネル３１の形状を保持できると共に押圧操作が可能な程度の強度を有している。
【００６６】
キーシート４１には、筐体３０の開口部３０ａから露出される面に押圧操作部３５の操作面３１ａが設けられており、この操作面３１ａとは反対側の面に、光を遮断可能な印刷層からなる遮光層４１ａが設けられている。押圧操作部３５等の所定位置には、文字、線図等の各種の形状で遮光層４１ａを抜くことで、即ち、遮光層４１ａを存在させないことで、光が透過可能な透光表示部４５が形成されている。
【００６７】
この透光表示部４５は、照光シート１０の放射面領域１５に対応する位置に配置されており、透光表示部４５を透過した光が操作パネル３１の表面側から視認されるようになっている。ここでは、透光表示部４５に有色の透光性加飾印刷層が設けられており、透光する光が着色されるようになっている。
【００６８】
操作パネル３１のプランジャシート４３は、キーシート４１の複数位置の押圧操作部３５を含む大きさの平坦なシート形状部４３ｂと、このシート形状部４３ｂの押圧変形部３９と対向する面の押圧操作部３５に対応する位置にそれぞれ突設された複数のプランジャ部４３ａとを備えている。
【００６９】
このプランジャシート４３は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリルの単体若しくはそれらの複合物、シリコーンゴム等から成形されている。シート形状部４３ｂは、操作パネル３１を薄肉に形成するために、より薄肉に形成されており、また、キーシート４１の弾性変形を阻害し難くするために、キーシート４１より大幅に軟質に形成している。このプランジャシート４３は、弾性変形を容易にするため、切れ込み（スリット）を設けていてもよい。
【００７０】
一方、基体部３２の基板３３は、硬質のプリント基板やフレキシブルプリント基板等からなり、筐体３０に固定して装着されている。この基板３３には、図示しない多数の回路が設けられており、接点端子３７が押圧操作部３５に対応する位置に設けられている。
【００７１】
また、基板３３の操作パネル３１側に設けられた凹凸部としての押圧変形部３９は、押圧操作部３５及び照光シート１０の放射面領域１５に対応する位置毎に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームとしてのメタルドーム４７を備えている。メタルドーム４７は基板３３上に操作パネル３１側に向けて凸となるように配置されている。
【００７２】
このメタルドーム４７は、周縁で接点端子３７の一方に常時接触し、中央部で他方の接点端子３７と離間した状態で配置され、プランジャ部４３ａで押圧されることにより、メタルドーム４７により接点端子３７間が接続されるように構成されている。
【００７３】
そして、照光シート１０は、メタルドーム４７の上面及び基板３３上面に沿って配置され、それぞれに密着して固定されている。
【００７４】
この状態で照光シート１０の放射面領域１５がメタルドーム４７上に配置されており、コア層２１の乱反射部２５が操作パネル３１の押圧操作部３５に対応する位置に配置されている。更に、プランジャシート４３のプランジャ部４３ａの先端が放射面領域１５のクラッド層２２の一部に当接している。
【００７５】
そのため、押圧操作部３５が押圧されて変位することで、メタルドーム４７と共に照光シート１０の放射面領域１５が、面と交差する方向に繰り返し変形されて基板３３側に変位される構成となっている。
【００７６】
このような携帯電話では、基板３３に固定された図示しない光源１３が発光して、光がコア層２１により導光されると、メタルドーム４７上の放射面領域１５においてコア層２１の乱反射部２５により乱反射されてクラッド層２２の表面から光が放射される。この光により、操作パネル３１の押圧操作部３５を背面側から、プランジャシート４３を透過して透光表示部４５が照射される。そして、透光表示部４５を透過した光がキーシート４１の表面側から視認される。
【００７７】
また、押圧操作を行うには、操作パネル３１の複数の押圧操作部３５の一部をキーシート４１の操作面３１ａ側から押圧する。すると、操作パネル３１がキーシート４１の弾性により弾性変形し、プランジャシート４３のプランジャ部４３ａが下降し、プランジャ部４３ａにより押圧変形部３９が押圧される。そして、照光シート１０を介してメタルドーム４７が押圧され、照光シート１０と共にメタルドーム４７が弾性変形され、クリック動作感が得られた状態で、メタルドーム４７により接点端子３７間が導通され、各種の処理が実行される。
【００７８】
以上のような携帯電話によれば、照光シート１０及び基体部３２からなる照光シート構造体により実施の形態１と同様の作用効果が得られ、基体部３２の配置面３２ａに、粗面や凹凸等などが存在していても、その表面性状に拘わらず、コア層２１内で導かれる光が所定の放射面領域１５以外の領域で減衰され難くて、所定の放射面領域１５で強い光を放射させることができる。
【００７９】
しかも、照光シート１０の放射面領域１５と基板３３との間にメタルドーム４７が突設されており、照光シート１０の放射面領域１５がメタルドーム４７に沿って配置されているので、放射面領域１５でコア層２１から光を放射させ易くできる。
【００８０】
ここでは、照光シート１０の配置面３２ａが基板３３表面からなる平坦部と押圧変形部３９のメタルドーム４７表面からなる凹凸部とを有しており、照光シート１０の放射面領域１５が凹凸部に配置されている。そして、この放射面領域１５におけるコア層２１とクラッド層２２、２３との境界は、メタルドーム４７の表面の形状に対応した凹凸形状を有している。そのため、放射面領域１５では、コア層２１内を反射しつつ進む光のクラッド層２２、２３との界面に対する入射角を、平坦部に配置された部位と異ならせることができ、これにより、放射面領域１５でコア層２１から光を放射させ易くできる。
【００８１】
その結果、光源からの光を効率よく透光表示部４５から放射させることができ、光源の数や光量を抑えて効率のよい操作スイッチが得られる。
【００８２】
なお、上記実施の形態２では、キーシート４１として、硬質樹脂シートからなる例について説明したが、例えば、ステンレス鋼等の金属からなる平板状の薄肉シートに、透光表示部４５として貫通孔を設け、この貫通孔に透光性樹脂を封入したような複合材料製のシートなど、他の材料からなるものであってもよい。
［実施の形態３］
【００８３】
図６及び図７はこの実施の形態３を示す。この実施の形態３は、実施の形態２とは異なる照光シート構造体を操作スイッチとしての携帯電話に使用した例である。
【００８４】
ここでは、実施の形態２に比べ、操作パネル３１は設けられておらず、代わりに、プランジャシート４３上に複数の押し釦４９が接合された押し釦シート５１が設けられている。この押し釦シート５１は上面側から硬質の筐体３０により覆われており、各押し釦４９は筐体３０に多数設けられた釦用開口部３０ｂから押圧操作面５１ａが露出した状態でそれぞれ押圧可能に配置されている。各押し釦４９にはフランジ部４９ａが設けられ、このフランジ部４９ａが釦用開口部３０ｂの基体部３２側に設けられた拡径部３０ｃ内に収容されている。また、押し釦シート５１は上面側から筐体３０で支持された状態となっている。
【００８５】
更に、メタルドーム４７が、照光シート１０とは別にメタルドーム固定シート４８により基板３３に固定されている。このメタルドーム固定シート４８は、可撓性を有する樹脂フィルムからなり、複数のメタルドーム４７を凸面側から基板３３と共に連続して密着して覆うことで、各メタルドーム４７を固定するものである。このメタルドーム固定シート４８は、各メタルドーム４７の頂部周囲に対応する位置に開口部４８ａが設けられており、各メタルドーム４７の頂部を露出させている。
【００８６】
そして、照光シート１０は、押し釦シート５１側にクラッド層２２が設けられておらず、コア層２１の表面が直接露出されている。この場合、クラッド層２２より屈折率の小さい空気層にコア層２１の表面が接しているため、コア層２１内を導光される光はコア層２１と空気層との界面とコア層２１とクラッド層２３との界面とで反射されつつ、導光される。
【００８７】
なお、コア層２１の乱反射部２５は、押し釦４９の押圧操作部３５に対応する位置に配置されている。
【００８８】
その他は、実施の形態２と同様である。
【００８９】
このような構成であっても、実施の形態２と同様の作用効果が得られ、例えば、基体部３２の配置面３２ａに、粗面や凹凸等などが存在していても、その表面性状に拘わらず、コア層２１内で導かれる光が所定の放射面領域１５以外の領域で放射され難くできる。
【００９０】
ところで、この実施の形態３では、照光シート１０のクラッド層２３は、基板３３及びメタルドーム４７を連続的に覆うメタルドーム固定シート４８の表面に接触して配置されている。このような場合であっても、クラッド層２３が存在することで、メタルドーム固定シート４８の表面粗さが粗い場合やメタルドーム固定シート４８がコア層２１より屈折率が高い材料から形成されている場合であっても、コア層２１内を導光する光の導光性能に全く影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】この発明の実施の形態１の照光シート構造体の平面図である。
【図２】同実施の形態１の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態１の照光シートの図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の携帯電話の部分平面図である。
【図５】同実施の形態２の図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の携帯電話の部分平面図である。
【図７】この発明の実施の形態３の図６のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 照光シート
１１ 支持基体
１３ 光源
１５ 放射面領域
２１ コア層
２２、２３ クラッド層
２５ 乱反射部
２７ 遮光層
３０ 筐体
３１ 操作パネル
３２ 基体部
３３ 基板
３５ 押圧操作部
３９ 押圧変形部
４１ キーシート
４３ プランジャシート
４５ 透光表示部
４７ メタルドーム
５１ 押し釦シート
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源からの光を導いて所定の放射面領域から放射する照光シートを備えた照光シート構造体と、この照光シート構造体を用いた操作スイッチとに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光源からの光をシート状の内部を通して導き、表面の所定の放射面領域で放射させるように構成された照光シートが種々の分野で提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、導光板内に広がる光の一部を表面側に反射させるための反射パターンが少なくとも一つ設けられたキーパッドが提案されている。ここでは、反射パターンが局部的に設けられているため、一部の表面から光を放射させることが可能となっている。この特許文献１では、導光板内を進む光が外部の空気層との境界で全反射されることで、反射パターン以外の部分で光が外部へ放射され難くなっている。
【０００４】
このキーパッドを用いてキーパッドアセンブリを構成するには、ドーム部を備えたスイッチ基板上に導光板を積層し、ドーム部上に反射パターンを配置すると共に、ドーム部に対向する位置にキーボタンを配置する。このキーパッド装置では、導光板により導光された光が反射パターンで乱反射して放射されることで、キーボタンを背面側から照光することができる。
【特許文献１】特開２００６−３２３８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のキーパッドアセンブリ等の構造体では、導光板等の光を導光する層が、基板やドーム等の配置面に直接接触した状態で配置されていた。そのため、配置面に段差、突起等の凹凸や粗面等が存在したり、接着剤等が付着しているような場合、その部位で導光される光の乱反射や吸収が生じて、光が減衰され易く、所定の放射面領域から放射される光が弱くなり易かった。
【０００６】
そこで、この発明では、照光シートの配置面の性状に拘わらず、導光される光が減衰され難く、所定の放射面領域で強い光を放射させ易い照光シート構造体を提供することを課題とし、そのような照光シート構造体を用いた操作スイッチを提供することを他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の照光シート構造体は、光源からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域から放射される照光シートと、該照光シートの他方の表面が接触して配置される基体とを備えた照光シート構造体において、前記照光シートは、前記光が導かれるシート状のコア層を備えると共に、前記コア層の前記基体側の面が、前記コア層より低い屈折率を有するクラッド層により被覆されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の照光シート構造体は、請求項１に記載の構成に加え、前記コア層の前記基体側とは反対の面が前記クラッド層により被覆されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の照光シート構造体は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記コア層の前記クラッド層により被覆される面が鏡面からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記放射面領域の前記コア層に、該コア層内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記照光シートが接触して配置されると共に、該放射面領域の前記コア層と前記クラッド層との界面は、前記凹凸部に対応した凹凸形状を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の照光シート構造体は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、表面形状変化部を有し、前記クラッド層の厚さは、前記表面形状変化部より厚く形成されると共に、前記表面形状変化部の形状に略対応して変化することで、前記クラッド層とコア層との間の界面が前記表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の操作スイッチは、表面側から押圧操作が行われる表面操作部と、該表面操作部と対向配置された前記請求項１乃至６の何れか一つに記載された照光シート構造体と、前記照光シートに光を供給する光源とを備えた操作スイッチであり、前記表面操作部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、前記放射面領域からの光が透過して表面側から視認されるように構成された透光表示部を有し、前記基体部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームが突設され、前記照光シートは、前記基体部の表面に沿って配置され、前記表面操作部に前記押圧操作が行われることにより、前記照光シートの前記放射面領域を介して前記弾性ドームが押圧されて弾性変形するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の照光シート構造体によれば、照光シートの光が導かれるコア層の基体側の面がクラッド層により被覆されているので、コア層が基体の表面や基体上に配置される各種部材に直接接触することがない。また、クラッド層がコア層より低い屈折率を有するので、コア層内を進む光がクラッド層との間の界面で反射されつつ導かれる。そのため、基体や基体上に配置される部材の配置面に、光が乱反射されたり吸収され易い部位が存在していても、コア層内を進む光が乱反射や吸収により減衰され難い。その結果、基体の配置面の性状に拘わらず、所定の放射面領域で強い光を放射させ易い照光シート構造体を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の照光シート構造体によれば、コア層の基体側とは反対の面もクラッド層により被覆されているので、コア層の表面に傷が発生したり、塵埃等が付着することを防止でき、コア層の基体側とは反対の面で光が乱反射や吸収により減衰されることを防止できる。
【００１６】
請求項３に記載の照光シート構造体によれば、コア層のクラッド層により被覆される面が鏡面からなるので、コア層内を進む光がクラッド層との界面でより反射され易く、光がより減衰され難くできる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、放射面領域のコア層に、光を乱反射させるための乱反射部が設けられているので、コア層内で導かれた光を放射面領域から確実に放射させ易い。
【００１８】
請求項５に記載の照光シート構造体によれば、照光シートが接触して配置される基体の配置面が平坦部と凹凸部を有し、放射面領域が凹凸部に配置され、放射面領域のコア層とクラッド層との界面が凹凸部に対応した凹凸形状を有しているので、放射面領域ではコア層内を反射しつつ進む光のクラッド層との界面に対する入射角を、平坦部に配置された部位と異ならせることができる。そのため、コア層から光を放射し易くでき、放射面領域から放射される光を強くし易い。
【００１９】
請求項６に記載の照光シート構造体によれば、基体の配置面に表面形状変化部を有し、クラッド層の厚さが表面形状変化部より厚く形成されると共に、その厚さが表面形状変化部の形状に略対応して変化することで、クラッド層とコア層との間の界面を表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されているので、コア層内を反射しつつ進む光のクラッド層との界面に対する入射角が、表面形状変化部に対応する位置で大きく変化し難い。そのため表面形状変化部に対応する位置でコア層から光が放射されることを防止し易く、導光される光の減衰を防止し易い。
【００２０】
請求項７に記載の操作スイッチによれば、照光シート構造体が請求項１乃至６の何れか一つに記載されたものであるので、基体の配置面の性状に拘わらず、放射面領域以外の領域における光の減衰を抑えて、放射面領域で強い光を放射させ易い。しかも、基体部に弾性ドームが突設されており、照光シートの放射面領域が弾性ドームに沿って配置されるので、放射面領域でコア層から光を放射し易くでき、放射される光をより強くし易い。そのため、光源からの光を効率よく透光表示部から放射させることができ、光源の数や光量を抑えて効率のよい操作スイッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［実施の形態１］
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００２３】
図１乃至図３は、実施の形態１の照光シート構造体を示す。この照光シート構造体は、各種の表示体のバックライト等に使用されるもので、図示しない表示部の背面側に配置されて所定位置を背面側から照射して、表面側に透過された光を視認させるように使用するものである。
【００２４】
この実施の形態１では、図１及び図２に示すように、一方の表面の所定位置に設けられた放射面領域１５から光を放射可能な照光シート１０と、照光シート１０の他方の表面が接触して配置される支持基体１１とを備え、支持基体１１上に設けられたＬＥＤ等の光源１３からの光を照光シート１０に面方向に供給することで、複数の位置に設けられた放射面領域１５から光を放射させるように使用されるものである。
【００２５】
照光シート１０は、図３に示すように、光が内部で導光されるためのシート状のコア層２１と、このコア層２１の両面を覆うクラッド層２２、２３とを備え、コア層２１とクラッド層２２、２３とがそれぞれ密着して一体に接合されている。この照光シート１０は、支持基体１１の配置面１１ａに沿って配置可能な可撓性を有しており、コア層２１の支持基体１１側ではクラッド層２３の全面が支持基体１１の配置面１１ａに密着している。
【００２６】
放射面領域１５では、コア層２１のクラッド層２２側の表面に微細な凹凸からなる粗面２１ａが形成されることにより、コア層２１内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部２５が設けられている。
【００２７】
放射面領域１５とは異なる光源１３の配置位置には、光源配置孔２９が設けられており、ＬＥＤ等の光源１３が内部に収容されている。この光源１３の配置位置周辺では、クラッド層２２の表面に光源１３からの光を遮光する遮光層２７が設けられている。
【００２８】
照光シート１０のコア層２１は、透明性を有し、光を面方向に透過させて導光する層である。このコア層２１は、可視光領域の光の透過率が８０％以上の層であることが好ましい。透過率が高い程、導光される光の減衰を抑えることができるからである。
【００２９】
コア層２１の屈折率は、高い程好ましく、例えば１．３以上とするのが好適である。後述するクラッド層２２、２３として使用可能な材料の選択の幅を広げられるからである。
【００３０】
コア層２１を構成する材料としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の樹脂やエラストマーなどを使用することができる。
【００３１】
コア層２１の厚さは、コア層２１の用途等に応じて適宜選択することができるが、放射面領域１５において所望の輝度が確保できる範囲で出来るだけ薄肉に形成されることが好ましい。但し、光源１３と対向して光源１３からの光が入射される入射面の面積は、光源１３の対向する側の光の放射面の面積の少なくとも５０％以上とする必要がある。
【００３２】
コア層２１の支持基体１１側であるクラッド層２３側の表面は全面で鏡面に形成されていることが好ましく、クラッド層２２側の表面も放射面領域１５を除いて鏡面に形成されていることが好ましい。鏡面であれば、コア層２１内で導光される光がコア層２１とクラッド層２２、２３との界面で乱反射して、放射面領域１５以外の領域でコア層２１から放射されることを抑制でき、導光性能を向上させ易いからである。
【００３３】
この鏡面とは、表面粗さが小さく抑えられている状態である。鏡面は、例えば成形型を用いて成形する場合には、型面の表面粗さを小さく抑えることにより作製することが可能である。この型面の表面粗さとしては、例えば、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１〜０．５μｍの範囲となるものが好適である。
【００３４】
放射面領域１５でコア層２１のクラッド層２２側の表面に形成された粗面２１ａは、コア層２１内を導光された光が乱反射してコア層２１の表面から放射可能な範囲であればよく、例えば、コア層２１の鏡面を成形型により成形する場合、型面の表面粗さとしては、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以上であれば好ましい。
【００３５】
一方、照光シート１０のクラッド層２２、２３は、コア層２１内を進む光が、コア層２１との間の界面で反射されながらコア層２１内を導光されるようにするための層である。
【００３６】
このクラッド層２２、２３は、少なくともコア層２１の屈折率より小さいことが必要であり、コア層２１の屈折率に対して０．１％以上小さくなることが好ましく、特に、１％以上小さくすることが好適である。クラッド層２２、２３の屈折率が大きい程、コア層２１内を導光される光の全反射の条件が狭くなり、導光性能が低下するからである。
【００３７】
このクラッド層２２、２３は、コア層２１より透明度が低いものであってもよい。コア層２１の表面が鏡面であるため、コア層２１内で導かれる光はクラッド層２２、２３との界面で十分に反射でき、導光される光の反射条件に対する影響が小さいからである。
【００３８】
透明性を有するクラッド層２２の場合、コア層２１内から漏れた光がクラッド層２２の一部或いは全体から微弱な光として放射されることがある。その場合、漏れた光を意図的に放射させて意匠性を付与してもよく、また、クラッド層２２の外側表面の少なくとも放射面領域１５を除く一部或いは全部に、漏れた光を反射させるための金属等の反射被膜や遮光被膜を設けて遮蔽してもよい。反射被膜を設けると、コア層２１から漏れた光を再度コア層２１に供給することができる。
【００３９】
クラッド層２２、２３を構成する材料としては、接着剤等の他の材料を介在させることなくコア層２１と積層一体化できる材料であることが要求される。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂や他の樹脂、エラストマーなどを使用することができる。シリカ等のように多孔質空間内に空気を保持することで見かけの屈折率を小さくできる材料であってもよい。
【００４０】
表示体側のクラッド層２２の厚さは、コア層２１の鏡面に外部から傷等の損傷を防止できる保護機能を確保できる範囲で、出来るだけ薄肉に形成されることが好ましい。クラッド層２２はコア層２１との界面においてコア層２１内で導光される光を反射させるために使用される層であるため、厚さの影響が少ないからである。
【００４１】
一方、支持基体１１側のクラッド層２３の厚さは、支持基体１１の配置面１１ａに形成された表面形状変化部１１ｂ、例えば配置面１１ａに意図的或いは不可避に形成された粗面、突起、若しくは段差、更には配置面１１ａ上に形成された回路や被膜などにおいて、支持基板１１の面と直交する方向の高さの変化を出来るだけ吸収可能な厚さとするのが好ましい。例えば、支持基体１１の配置面１１ａに形成される表面形状変化部１１ｂより厚肉に形成してもよい。具体的には、支持基体１１がプリント基板の場合、配設される回路表面と基板表面との間の距離より肉厚に形成してもよい。
【００４２】
その場合、少なくとも放射面領域１５以外の領域においては、クラッド層２３の厚さが表面形状変化部１１ｂの形状に略対応して変化することで、クラッド層２３とコア層２１との間の界面が、表面形状変化部１１ｂの表面形状より平坦に形成されることが好ましい。このようにすれば、コア層２１内を反射しつつ進む光のクラッド層２３との界面に対する入射角が、表面形状変化部１１ｂの位置で大きく変化することを防止し易く、放射面領域１５以外の領域でコア層２１から光が放射され難くすることが可能である。
【００４３】
なお、これらのクラッド層２２、２３は、この実施の形態１では、それぞれ全面に渡りコア層２１の表面を密着した状態で被覆することが好ましい。コア層２１と各クラッド層２２，２３とが密着せずに隣接した状態で配置されていると、部分的に間に空気層が介在した部分と、コア層２１とクラッド層２２とが密着した部分とが生じる。すると、クラッド層２２、２３と空気層との屈折率が異なるため、コア層２１内で導かれる光の反射条件が部分的に異なり、その結果、照光シート１０の全体で外部に放射される光にムラが生じ易く、放射面領域１５以外の領域において、部分的に光が漏洩し易くなるからである。
【００４４】
また、照光される表示体が表示体側のクラッド層２２と離間して配置されている場合には、クラッド層２２の表面はコア層２１の表面より粗面であることが好ましい。鏡面に形成されていると、塵埃等の付着が生じ易くなるからである。このクラッド層２２の露出される表面を成形型を用いて成形する場合には、型面の表面粗さとしては、例えば、三次元形状測定装置等により測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０μｍより大きいことが好適である。
【００４５】
一方、支持基体１１側のクラッド層２３の表面は、支持基体１１の配置面１１ａに安定に配置可能であればよく、クラッド層２３の表面と配置面１１ａとの間に間隙が形成されてもよい。また、クラッド層２３の表面と配置面１１ａとの間に接着剤や粘着テープ等が介在されていてもよい。
【００４６】
次に、この照光シート１０の遮光層２７は、光源１３からの光がクラッド層２２を透過して直接外部に放射されることを防止する層である。
【００４７】
この遮光層２７は光を確実に遮光できる不透明な層からなり、クラッド層２２と共に変形可能なものが好適である。また、遮光層２７は不透明であると共に反射効果を備えたものであってもよい。この遮光層２７はクラッド層２２に印刷等により直接接合されていてもよいが、接着剤や両面粘着テープ等の他の層を介して接合されていてもよい。コア層２１に直接接触しないため、コア層２１内で導光される光に対する影響がないからである。
【００４８】
このような遮光層２７としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の樹脂やエラストマー、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属などを使用することができる。なお、上述のように、クラッド層２２から微弱な光として放射されることを防止するために、遮光被膜や反射被膜を設ける場合には、その被膜を遮光層２７として用いてもよい。この遮光層２７の厚さは、十分な遮光性が得られる範囲で、出来るだけ薄肉に形成されるのが好ましい。
【００４９】
この遮光層２７は、光源１３の直上及びその周囲に配置されるものであって、放射面領域１５には存在させないことが要求される。遮光層２７の配置される範囲は、光源１３からコア層２１に供給された光がコア層２１とクラッド層２２との界面に達した際、略全反射可能となるような入射角となるまでの範囲を覆うように配置されることが好ましい。
【００５０】
このような構成を有する照光シート１０を製造するには、例えば、予めコア層２１を構成可能なコア層形成用シート材を、表面の所定位置に粗面２１ａを設けると共に残部を鏡面となるようにして作製し、このコア層形成用の鏡面からなる表面にクラッド層２２、２３を形成可能なペースト等を一方面毎に塗布及び硬化させることで製造することができる。
【００５１】
また、コア層２１と対向する面の所定位置に粗面を形成して残部を鏡面に形成したクラッド層形成用シートを予め一対作製し、このクラッド層形成用シート間にコア層２１を形成可能なペースト等を塗布し、硬化させることで製造してもよい。
【００５２】
このような照光シート１０では、支持基体１１上に配置した状態で、光源１３を発光させることで、表面の放射面領域１５から光を放射させることができる。
【００５３】
ここでは、まず、光源１３が発光すると、光がコア層２１の光源配置孔２９内で点光源から四方に放射され、コア層２１及びクラッド層２２、２３に供給されて入射される。コア層２１の面方向に対して大きく交差する方向で入射した光は、コア層２１及びクラッド層２２、２３を透過し、遮光層２７に達して遮光される。コア層２１の面方向に沿って入射された光は、クラッド層２２、２３により反射されながらシート状のコア層２１の内部を通して導かれる。そして、その光のうちコア層２１の乱反射部２５に達した光は、粗面により乱反射されることで、クラッド層２２を通して放射面領域１５から外部に放射される。残部の光は、更にコア層２１内を導光され、他の乱反射部２５から同様にして外部に放射される。
【００５４】
以上のような照光シート構造体によれば、照光シート１０の光が導かれるコア層２１の支持基体１１側の面がクラッド層２３により被覆されているので、コア層２１が支持基体１１の表面や支持基体１１上に配置される各種部材に直接接触することがない。また、クラッド層２３がコア層２１より低い屈折率を有するので、コア層２１内を進む光がクラッド層２３との間の界面で反射されつつ導かれることができる。そのため、支持基体１１や支持基体１１上に配置される各種部材の表面の配置面１１ａに、粗面や凹凸等の光が乱反射され易い表面形状変化部１１ｂや光が吸収され易い部位が存在していても、コア層２１内を進む光が乱反射や吸収され難く、導光される光が減衰され難い。その結果、配置面１１ａの表面性状に拘わらず、所定の放射面領域１５で強い光を放射させることができる。
【００５５】
また、この照光シート構造体によれば、コア層２１の支持基体１１側とは反対の表示体側の面がクラッド層２２により被覆されているので、コア層２１の表面に傷が発生したり、塵埃等が付着することを防止でき、コア層２１の表示体側の面で、乱反射が生じて導光性能が低下することを防止し易い。
【００５６】
しかも、コア層２１のクラッド層２２、２３により被覆される面が鏡面からなるので、コア層２１内を進む光がクラッド層２２、２３との界面でより反射され易く、光がより減衰され難くできる。
【００５７】
また、放射面領域１５のコア層２１に、光を乱反射させるための乱反射部２５が設けられているので、コア層２１内で導かれた光を放射面領域１５から確実に放射させることが可能である。
【００５８】
なお、上記実施の形態１は、この発明の範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態１では、コア層２１の光を照射する側となる表示体側の表面に、クラッド層２２を設けた例について説明したが、コア層２１の表示体側にクラッド層２２を設けることなく、コア層２１の表面を露出させてもよい。この場合、コア層２１の表面が空気層と接することになり、空気層との界面においてコア層２１内を進む光が反射されつつ導光されることが可能である。
【００５９】
また、上記では、乱反射部２５はコア層２１のクラッド層２２側の表面に形成された粗面２１ａにより構成したが、コア層２１内で導光された光を乱反射させる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、コア層２１側の表面に形成された粗面であってもよく、コア層２１に設けた貫通孔や、コア層２１内にフィラーや微粒子等の光分散材を含有させて構成することも可能である。更に、放射面領域１５のコア層２１内に蓄光材料や燐光材料を含有させることも可能である。
［実施の形態２］
【００６０】
図４及び図５は、実施の形態２を示している。
【００６１】
この実施の形態２では、実施の形態１の照光シート構造体を操作スイッチとしての携帯電話に使用した例である。
【００６２】
この携帯電話は、図４及び図５に示すように、開口部３０ａを有する筐体３０と、筐体３０の開口部３０ａに配置された操作スイッチ用カバー部材としての操作パネル３１と、筐体３０の内部に操作パネル３１と離間して対向配設された基体部３２と、基体部３２上に配置された照光シート１０とを備え、照光シート１０及び基体部３２からなる照光シート構造体により操作パネル３１を背面側から照射可能に構成されている。
【００６３】
操作パネル３１には、表面側からスイッチ操作としての押圧操作が行われる押圧操作部３５が縦横に複数配列して設けられている。また、基体部３２には基板３３が設けられ、この基板３３の操作パネル３１の全押圧操作部３５と対向する各位置に、図示しない回路と接続されて互いに離間して配置された接点端子３７が設けられており、各押圧操作部３５と基板３３との間には、接点端子３７間を離接すると共に押圧操作時の操作感を付与するための凹凸部としての押圧変形部３９が設けらている。
【００６４】
操作パネル３１は、押圧操作部３５の操作面３１ａを有する表面操作部としてのキーシート４１と、押圧操作部３５への押圧操作で押圧変形部３９を押圧可能なプランジャシート４３とが、筐体３０の開口部３０ａの外側から順に積層されて、接着剤、両面粘着シート等により接合されている。
【００６５】
操作パネル３１のキーシート４１は、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の光を透過可能であると共に弾性変形可能な樹脂により平板状に形成された硬質樹脂シートなどからなる。この実施形態では、キーシート４１は、操作パネル３１の形状を保持できると共に押圧操作が可能な程度の強度を有している。
【００６６】
キーシート４１には、筐体３０の開口部３０ａから露出される面に押圧操作部３５の操作面３１ａが設けられており、この操作面３１ａとは反対側の面に、光を遮断可能な印刷層からなる遮光層４１ａが設けられている。押圧操作部３５等の所定位置には、文字、線図等の各種の形状で遮光層４１ａを抜くことで、即ち、遮光層４１ａを存在させないことで、光が透過可能な透光表示部４５が形成されている。
【００６７】
この透光表示部４５は、照光シート１０の放射面領域１５に対応する位置に配置されており、透光表示部４５を透過した光が操作パネル３１の表面側から視認されるようになっている。ここでは、透光表示部４５に有色の透光性加飾印刷層が設けられており、透光する光が着色されるようになっている。
【００６８】
操作パネル３１のプランジャシート４３は、キーシート４１の複数位置の押圧操作部３５を含む大きさの平坦なシート形状部４３ｂと、このシート形状部４３ｂの押圧変形部３９と対向する面の押圧操作部３５に対応する位置にそれぞれ突設された複数のプランジャ部４３ａとを備えている。
【００６９】
このプランジャシート４３は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリルの単体若しくはそれらの複合物、シリコーンゴム等から成形されている。シート形状部４３ｂは、操作パネル３１を薄肉に形成するために、より薄肉に形成されており、また、キーシート４１の弾性変形を阻害し難くするために、キーシート４１より大幅に軟質に形成している。このプランジャシート４３は、弾性変形を容易にするため、切れ込み（スリット）を設けていてもよい。
【００７０】
一方、基体部３２の基板３３は、硬質のプリント基板やフレキシブルプリント基板等からなり、筐体３０に固定して装着されている。この基板３３には、図示しない多数の回路が設けられており、接点端子３７が押圧操作部３５に対応する位置に設けられている。
【００７１】
また、基板３３の操作パネル３１側に設けられた凹凸部としての押圧変形部３９は、押圧操作部３５及び照光シート１０の放射面領域１５に対応する位置毎に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームとしてのメタルドーム４７を備えている。メタルドーム４７は基板３３上に操作パネル３１側に向けて凸となるように配置されている。
【００７２】
このメタルドーム４７は、周縁で接点端子３７の一方に常時接触し、中央部で他方の接点端子３７と離間した状態で配置され、プランジャ部４３ａで押圧されることにより、メタルドーム４７により接点端子３７間が接続されるように構成されている。
【００７３】
そして、照光シート１０は、メタルドーム４７の上面及び基板３３上面に沿って配置され、それぞれに密着して固定されている。
【００７４】
この状態で照光シート１０の放射面領域１５がメタルドーム４７上に配置されており、コア層２１の乱反射部２５が操作パネル３１の押圧操作部３５に対応する位置に配置されている。更に、プランジャシート４３のプランジャ部４３ａの先端が放射面領域１５のクラッド層２２の一部に当接している。
【００７５】
そのため、押圧操作部３５が押圧されて変位することで、メタルドーム４７と共に照光シート１０の放射面領域１５が、面と交差する方向に繰り返し変形されて基板３３側に変位される構成となっている。
【００７６】
このような携帯電話では、基板３３に固定された図示しない光源１３が発光して、光がコア層２１により導光されると、メタルドーム４７上の放射面領域１５においてコア層２１の乱反射部２５により乱反射されてクラッド層２２の表面から光が放射される。この光により、操作パネル３１の押圧操作部３５を背面側から、プランジャシート４３を透過して透光表示部４５が照射される。そして、透光表示部４５を透過した光がキーシート４１の表面側から視認される。
【００７７】
また、押圧操作を行うには、操作パネル３１の複数の押圧操作部３５の一部をキーシート４１の操作面３１ａ側から押圧する。すると、操作パネル３１がキーシート４１の弾性により弾性変形し、プランジャシート４３のプランジャ部４３ａが下降し、プランジャ部４３ａにより押圧変形部３９が押圧される。そして、照光シート１０を介してメタルドーム４７が押圧され、照光シート１０と共にメタルドーム４７が弾性変形され、クリック動作感が得られた状態で、メタルドーム４７により接点端子３７間が導通され、各種の処理が実行される。
【００７８】
以上のような携帯電話によれば、照光シート１０及び基体部３２からなる照光シート構造体により実施の形態１と同様の作用効果が得られ、基体部３２の配置面３２ａに、粗面や凹凸等などが存在していても、その表面性状に拘わらず、コア層２１内で導かれる光が所定の放射面領域１５以外の領域で減衰され難くて、所定の放射面領域１５で強い光を放射させることができる。
【００７９】
しかも、照光シート１０の放射面領域１５と基板３３との間にメタルドーム４７が突設されており、照光シート１０の放射面領域１５がメタルドーム４７に沿って配置されているので、放射面領域１５でコア層２１から光を放射させ易くできる。
【００８０】
ここでは、照光シート１０の配置面３２ａが基板３３表面からなる平坦部と押圧変形部３９のメタルドーム４７表面からなる凹凸部とを有しており、照光シート１０の放射面領域１５が凹凸部に配置されている。そして、この放射面領域１５におけるコア層２１とクラッド層２２、２３との境界は、メタルドーム４７の表面の形状に対応した凹凸形状を有している。そのため、放射面領域１５では、コア層２１内を反射しつつ進む光のクラッド層２２、２３との界面に対する入射角を、平坦部に配置された部位と異ならせることができ、これにより、放射面領域１５でコア層２１から光を放射させ易くできる。
【００８１】
その結果、光源からの光を効率よく透光表示部４５から放射させることができ、光源の数や光量を抑えて効率のよい操作スイッチが得られる。
【００８２】
なお、上記実施の形態２では、キーシート４１として、硬質樹脂シートからなる例について説明したが、例えば、ステンレス鋼等の金属からなる平板状の薄肉シートに、透光表示部４５として貫通孔を設け、この貫通孔に透光性樹脂を封入したような複合材料製のシートなど、他の材料からなるものであってもよい。
［実施の形態３］
【００８３】
図６及び図７はこの実施の形態３を示す。この実施の形態３は、実施の形態２とは異なる照光シート構造体を操作スイッチとしての携帯電話に使用した例である。
【００８４】
ここでは、実施の形態２に比べ、操作パネル３１は設けられておらず、代わりに、プランジャシート４３上に複数の押し釦４９が接合された押し釦シート５１が設けられている。この押し釦シート５１は上面側から硬質の筐体３０により覆われており、各押し釦４９は筐体３０に多数設けられた釦用開口部３０ｂから押圧操作面５１ａが露出した状態でそれぞれ押圧可能に配置されている。各押し釦４９にはフランジ部４９ａが設けられ、このフランジ部４９ａが釦用開口部３０ｂの基体部３２側に設けられた拡径部３０ｃ内に収容されている。また、押し釦シート５１は上面側から筐体３０で支持された状態となっている。
【００８５】
更に、メタルドーム４７が、照光シート１０とは別にメタルドーム固定シート４８により基板３３に固定されている。このメタルドーム固定シート４８は、可撓性を有する樹脂フィルムからなり、複数のメタルドーム４７を凸面側から基板３３と共に連続して密着して覆うことで、各メタルドーム４７を固定するものである。このメタルドーム固定シート４８は、各メタルドーム４７の頂部周囲に対応する位置に開口部４８ａが設けられており、各メタルドーム４７の頂部を露出させている。
【００８６】
そして、照光シート１０は、押し釦シート５１側にクラッド層２２が設けられておらず、コア層２１の表面が直接露出されている。この場合、クラッド層２２より屈折率の小さい空気層にコア層２１の表面が接しているため、コア層２１内を導光される光はコア層２１と空気層との界面とコア層２１とクラッド層２３との界面とで反射されつつ、導光される。
【００８７】
なお、コア層２１の乱反射部２５は、押し釦４９の押圧操作部３５に対応する位置に配置されている。
【００８８】
その他は、実施の形態２と同様である。
【００８９】
このような構成であっても、実施の形態２と同様の作用効果が得られ、例えば、基体部３２の配置面３２ａに、粗面や凹凸等などが存在していても、その表面性状に拘わらず、コア層２１内で導かれる光が所定の放射面領域１５以外の領域で放射され難くできる。
【００９０】
ところで、この実施の形態３では、照光シート１０のクラッド層２３は、基板３３及びメタルドーム４７を連続的に覆うメタルドーム固定シート４８の表面に接触して配置されている。このような場合であっても、クラッド層２３が存在することで、メタルドーム固定シート４８の表面粗さが粗い場合やメタルドーム固定シート４８がコア層２１より屈折率が高い材料から形成されている場合であっても、コア層２１内を導光する光の導光性能に全く影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】この発明の実施の形態１の照光シート構造体の平面図である。
【図２】同実施の形態１の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態１の照光シートの図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の携帯電話の部分平面図である。
【図５】同実施の形態２の図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の携帯電話の部分平面図である。
【図７】この発明の実施の形態３の図６のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ 照光シート
１１ 支持基体
１３ 光源
１５ 放射面領域
２１ コア層
２２、２３ クラッド層
２５ 乱反射部
２７ 遮光層
３０ 筐体
３１ 操作パネル
３２ 基体部
３３ 基板
３５ 押圧操作部
３９ 押圧変形部
４１ キーシート
４３ プランジャシート
４５ 透光表示部
４７ メタルドーム
５１ 押し釦シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域から放射される照光シートと、該照光シートの他方の表面が接触して配置される基体とを備えた照光シート構造体において、
前記照光シートは、前記光が導かれるシート状のコア層を備えると共に、前記コア層の前記基体側の面が、前記コア層より低い屈折率を有するクラッド層により被覆されていることを特徴とする照光シート構造体。
【請求項２】
前記コア層の前記基体側とは反対の面が前記クラッド層により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の照光シート構造体。
【請求項３】
前記コア層の前記クラッド層により被覆される面が鏡面からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照光シート構造体。
【請求項４】
前記放射面領域の前記コア層に、該コア層内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の照光シート構造体。
【請求項５】
前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、平坦部と凹凸部とを有し、
前記放射面領域は、前記凹凸部に配置されると共に、該放射面領域の前記コア層と前記クラッド層との界面は、前記凹凸部に対応した凹凸形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の照光シート構造体。
【請求項６】
前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、前記照光シートの表面形状が変化する表面形状変化部を有し、
前記クラッド層の厚さは、前記表面形状変化部より厚く形成されると共に、前記表面形状変化部の表面形状に略対応して変化することで、前記クラッド層と前記コア層との間の界面が前記表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の照光シート構造体。
【請求項７】
表面側から押圧操作が行われる表面操作部と、該表面操作部と対向配置された前記請求項１乃至６の何れか一つに記載された照光シート構造体と、前記照光シートに光を供給する光源とを備えた操作スイッチであり、
前記表面操作部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、前記放射面領域からの光が透過して表面側から視認されるように構成された透光表示部を有し、
前記基体部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームが突設され、
前記照光シートは、前記基体部の表面に沿って配置され、
前記表面操作部に前記押圧操作が行われることにより、前記照光シートの前記放射面領域を介して前記弾性ドームが押圧されて弾性変形するように構成されていることを特徴とする操作スイッチ。
【請求項１】
光源からの光がシート状の内部を通して導かれて、一方の表面に設けられた所定の放射面領域から放射される照光シートと、該照光シートの他方の表面が接触して配置される基体とを備えた照光シート構造体において、
前記照光シートは、前記光が導かれるシート状のコア層を備えると共に、前記コア層の前記基体側の面が、前記コア層より低い屈折率を有するクラッド層により被覆されていることを特徴とする照光シート構造体。
【請求項２】
前記コア層の前記基体側とは反対の面が前記クラッド層により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の照光シート構造体。
【請求項３】
前記コア層の前記クラッド層により被覆される面が鏡面からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照光シート構造体。
【請求項４】
前記放射面領域の前記コア層に、該コア層内で導かれた光を乱反射させるための乱反射部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の照光シート構造体。
【請求項５】
前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、平坦部と凹凸部とを有し、
前記放射面領域は、前記凹凸部に配置されると共に、該放射面領域の前記コア層と前記クラッド層との界面は、前記凹凸部に対応した凹凸形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の照光シート構造体。
【請求項６】
前記照光シートが接触して配置される前記基体の配置面は、前記照光シートの表面形状が変化する表面形状変化部を有し、
前記クラッド層の厚さは、前記表面形状変化部より厚く形成されると共に、前記表面形状変化部の表面形状に略対応して変化することで、前記クラッド層と前記コア層との間の界面が前記表面形状変化部の表面形状より平坦に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の照光シート構造体。
【請求項７】
表面側から押圧操作が行われる表面操作部と、該表面操作部と対向配置された前記請求項１乃至６の何れか一つに記載された照光シート構造体と、前記照光シートに光を供給する光源とを備えた操作スイッチであり、
前記表面操作部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、前記放射面領域からの光が透過して表面側から視認されるように構成された透光表示部を有し、
前記基体部は、前記照光シートの前記放射面領域に対応する位置に、弾性変形可能な中空立体形状を有する弾性ドームが突設され、
前記照光シートは、前記基体部の表面に沿って配置され、
前記表面操作部に前記押圧操作が行われることにより、前記照光シートの前記放射面領域を介して前記弾性ドームが押圧されて弾性変形するように構成されていることを特徴とする操作スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２３４８６３（Ｐ２００８−２３４８６３Ａ）
【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２００７−６８８０２（Ｐ２００７−６８８０２）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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