面状発光装置およびシートスイッチモジュールならびにキースイッチモジュール。
【課題】光の損失を抑えることができ、かつ光の取り出しに有利な面状発光装置の提供。
【解決手段】光源２からの光が面方向に導かれるシート状の導光体３と、導光体３の下面３ａに形成された低屈折率層４と、低屈折率層４の下面４ａに形成された粘着層５とを備えた面状発光装置１。低屈折率層４は、光が導かれる方向Ｘに間隔をおいて形成された複数の帯状部７からなる。
【解決手段】光源２からの光が面方向に導かれるシート状の導光体３と、導光体３の下面３ａに形成された低屈折率層４と、低屈折率層４の下面４ａに形成された粘着層５とを備えた面状発光装置１。低屈折率層４は、光が導かれる方向Ｘに間隔をおいて形成された複数の帯状部７からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータ等に好適に用いられる面状発光装置およびシートスイッチモジュールならびにキースイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の電子機器には、操作キー等を明るく表示する照明機能を有するシートスイッチモジュールが用いられている（例えば特許文献１を参照）。
図１５および図１６は、シートスイッチモジュールの一例を用いたキースイッチモジュール示すもので、このキースイッチモジュールは、キーマット１０と、シートスイッチモジュール１３０とを備えている。
シートスイッチモジュール１３０は、面状発光装置１０１と、シートスイッチ１２０とを備えている。
【０００３】
面状発光装置１０１は、光源１０２と、シート状の導光体１０３と、導光体１０３の下面全体に形成された低屈折率層１０４と、低屈折率膜１０４の下面に形成された粘着層１０５とを備えている。導光体１０３には凹凸等からなる光取出部１０６が形成されている。
シートスイッチ１２０は、基板１２１上に設けられた固定接点１２２、１２３と、その上に設けられたドーム状の可動接点１２４とを備えている。固定接点１２２、１２３と可動接点１２４とは、感圧型のスイッチ素子１２５を構成している。
【０００４】
このキースイッチモジュールでは、操作キー１１により導光体１０３を押圧し、スイッチ素子１２５の可動接点１２４を下方に変形させることによって、可動接点１２４を固定接点１２２に接触させ、固定接点１２２、１２３間を導通させることができる。
光源１０２からの光は、導光体１０３内を面方向に伝搬し、その一部は光取出部１０６から外部に取り出される。これによって、キーマット１０の操作キー１１等を明るく表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６４１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記キースイッチモジュールでは、導光体１０３内を面方向に伝搬する光の一部が低屈折率層１０４に入り、その一部が粘着層１０５によって吸収されたり散乱することによって損失が大きくなることがある。
また、キースイッチモジュールでは、光取出部で外部に取り出される光を多くし、操作キーを見やすく表示できることが要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光の損失を抑えることができ、しかも光取り出しに有利な面状発光装置およびシートスイッチモジュールならびにキースイッチモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面状発光装置は、光源からの光が面方向に導かれるシート状の導光体と、前記導光体の一方の面に形成され、前記導光体より屈折率が低い低屈折率層と、前記低屈折率層の前記導光体側とは反対の面に形成された粘着層とを備え、前記低屈折率層は、前記光が導かれる方向に対し交差する方向に延在する複数の帯状部からなり、前記複数の帯状部が、前記光が導かれる方向に間隔をおいて形成されている面状発光装置である。
隣り合う前記帯状部の間隔は、すべての隣り合う前記帯状部について均等であることが望ましい。
前記帯状部の幅は、すべての前記帯状部について均等であることが望ましい。
前記帯状部の幅に対する、隣り合う前記帯状部の間隔の比率は、２．６以上であることが好ましい。
前記帯状部には、前記導光体の他方の面側に設けられるキーマットの操作キーに相当する位置に、他の部分より幅が広い幅広部を形成することができる。
前記低屈折率層は、前記導光体の周縁部に沿って全周にわたって形成された周設部を有する形状とすることができる。
前記粘着層は、前記低屈折率層と同じ形状であり、前記低屈折率層に重ねて形成されている構成とすることができる。
【０００８】
本発明のシートスイッチモジュールは、前記面状発光装置と、前記面状発光装置の前記粘着層の前記低屈折率層側とは反対の面側に設けられたシートスイッチとを備えている。
本発明のキースイッチモジュールは、前記シートスイッチモジュールの前記導光体の他方の面側に、操作キーを有するキーマットが設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低屈折率層が導光方向に不連続に形成されており、低屈折率層が形成されていない導光体の領域の一方の面は空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも外部に出射しにくい。このため、導光体内を伝搬する光が外部に漏れ出る割合は少なくなる。従って、導光体内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層が形成されていない領域では伝搬角が大きい光でも漏れにくいことから、導光体内を伝搬する光には、光の取り出しに有利な高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く含まれる。このため、本発明は、光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の面状発光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の面状発光装置を用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図４】図１の面状発光装置およびシートスイッチの側面図である。
【図５】図１の面状発光装置を用いたシートスイッチモジュールの一例を示す断面図である。
【図６】（ａ）試験例で用いた面状発光装置の要部の側面図である。（ｂ）（ａ）の面状発光装置の要部の下面図である。
【図７】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図８】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図９】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図１０】（ａ）試験例で用いた面状発光装置の要部の側面図である。（ｂ）（ａ）の面状発光装置の要部の下面図である。（ｃ）（ａ）の面状発光装置の要部を拡大した側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチを示す平面図である。
【図１２】前図の面状発光装置およびシートスイッチの側面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図１５】従来のシートスイッチモジュールの一例の要部を示す断面図である。
【図１６】前図のシートスイッチモジュールを用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の面状発光装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である面状発光装置１の概略構成を示す図である。図２は、面状発光装置１を用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。図３は、面状発光装置１の要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０の平面図である。図４は、面状発光装置１およびシートスイッチ２０の側面図である。図５は、面状発光装置１を用いたシートスイッチモジュール３０を示す断面図である。
【００１２】
図２に示すように、このキースイッチモジュールは、シートスイッチモジュール３０と、その上面側（導光体３の上面３ｂ側）に設けられたキーマット１０とを備えている。
シートスイッチモジュール３０は、面状発光装置１と、面状発光装置１の下面側に設けられたシートスイッチ２０とを備えている。
【００１３】
図１および図２に示すように、面状発光装置１は、光源２と、シート状の導光体３と、導光体３の下面３ａ（一方の面）に形成された低屈折率層４と、低屈折率層４の下面４ａ（導光体３側とは反対の面）に形成された粘着層５とを備えている。
【００１４】
導光体３は、シート状（または板状）に形成することができる。図示例の導光体３は平面視矩形状（長方形状）とされている。
導光体３は、透明な光透過性樹脂からなり、可撓性を有することが好ましい。
光透過性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。
導光体３の厚さは、例えば０．１〜１ｍｍ（好ましくは０．１〜０．２ｍｍ）とすることができる。
【００１５】
導光体３には、入射光を導光体３の上面３ｂ（他方の面）側に取り出す（出射させる）光取出部（図示略）を形成することができる。
光取出部としては、例えば白色インクを用いて印刷により形成された複数の微小ドット状のインク層からなるパターン、導光体表面に形成された切り欠き、サンドブラスト等によって形成した粗面化部などを採用できる。光取出部は下面３ａに形成してもよいし、上面３ｂに形成してもよい。
光取出部によって、キーマット１０の目的とする部分（例えば操作キー１１）を明るく表示することが可能となる。
【００１６】
光源２としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）（発光素子）を使用できる。
光源２は、発光面を導光体３の一端部３ｃの端面に対面させて設置され、光をこの端面から導光体３に入射させることができる。光源２からの光は、導光体３の一端部３ｃから他端部３ｄに向けて、導光体３の上面３ｂ、下面３ａ、側縁部３ｅ（図２参照）等に反射しつつ伝搬する。
以下、一端部３ｃから他端部３ｄに向かう方向（図１においては右方）を、導光方向Ｘということがある。
なお、光源２として使用される発光素子は、ＬＥＤに限らず、冷陰極管などでもよい。
【００１７】
図１〜図４に示すように、低屈折率層４は、導光体３より屈折率が低い材料からなる層であり、例えばフッ素樹脂が使用できる。
低屈折率層４の屈折率は、導光体３の屈折率に応じて設定することができる。この屈折率は低いほど好ましく、例えば１．４以下（例えば１〜１．４）とすることができる。
低屈折率層４の厚さは、例えば０．０１〜０．０３ｍｍとすることができる。
【００１８】
低屈折率層４は、複数の帯状部７からなる。各帯状部７は、導光体３の長手方向に対し垂直な方向（図２におけるＹ方向）に延在する。
帯状部７は、導光体３の長手方向に間隔をおいて並列して形成されている。図示例では、帯状部７は、一定幅とされ、導光体３の長手方向に一定の間隔ごとに形成されている。
低屈折率層４は、上記構成であるため、導光方向Ｘに不連続に形成されているといえる。この例では、導光体３の長手方向（図１における左右方向）に断続的に形成されているということができる。
【００１９】
なお、帯状部７の延在方向は、図示例のように導光体３の短手方向が好ましいが、導光体３の長手方向に対し交差する方向であれば図示例に限定されない。導光体３の長手方向に対して帯状部７がなす角度は、０度を越え、１８０度未満の範囲で任意に設定できる。帯状部７は互いに平行であることが好ましいが、互いに平行でなくてもよい。
また、図示例では低屈折率層４は４つの帯状部７からなるが、帯状部７の数はこれに限らず、２または３でもよいし、５以上の任意の数でもよい。
【００２０】
図１に示すように、隣り合う帯状部７、７の間隔Ｗ２は、小さすぎれば低屈折率層４が導光体３に接する面積が大きくなって光の閉じ込め効果が低くなるため、できるだけ大きくするのが好ましく、例えば１ｍｍ以上とすることができる。
間隔Ｗ２は、導光体３の剛性等に応じて、導光体３が下方に撓んで粘着層５に接することがないように設定するのが好ましく、例えば１０ｍｍ以下とすることができる。
【００２１】
間隔Ｗ２は、すべての隣り合う帯状部７について均等であることが望ましい。間隔Ｗ２を均等にすることによって、導光体３に撓みを生じさせることなく、低屈折率層４に接していない部分の導光体３の面積を広く確保することができる。
なお、本発明には、隣り合う帯状部間の間隔が均等ではない構成も含まれる。
【００２２】
帯状部７の幅Ｗ１は、広すぎれば低屈折率層４が導光体３に接する面積が大きくなって光の閉じ込め効果が低くなるため、できるだけ狭くするのが好ましく、例えば５ｍｍ以下とすることができる。幅Ｗ１は、間隔Ｗ２より小さいことが好ましい。
幅Ｗ１は、すべての帯状部７について均等であることが望ましい。なお、本発明では、帯状部の幅はすべての帯状部について均等でなくてもよい。
帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）は、大きいほど光の損失を低く、かつ光取出量を多くできる。例えばＷ２／Ｗ１を２．６以上とすることによって、光の損失を低く、かつ光取出量を多くできる。
【００２３】
図２に示すように、帯状部７の導光体３長手方向位置（図１における左右方向位置）は、キーマット１０の操作キー１１に相当する位置（操作キー１１への押圧力が作用する位置）とするのが好ましい。
図５に示すように、この例では、帯状部７の導光体３長手方向位置は、スイッチ素子２５に重なる位置とされている。
【００２４】
粘着層５は、導光体３および低屈折率層４をシートスイッチ２０に接着するもので、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、天然ゴム系粘着材、合成ゴム系粘着材などの粘着材を用いることができる。
粘着材としては、シート状基材の両面に、粘着材料を塗布した粘着材層が形成された、いわゆる両面テープ状とされたものも使用可能である。
本実施形態では、粘着層５は、導光体３の全域にわたる大きさとされている（図２参照）。
【００２５】
図５に示すように、シートスイッチ２０は、基板２１の上面２１ａ（一方の面）に、複数の中央接点部２２と、各中央接点部２２を囲む環状接点部２３と、接点部２２、２３を覆うドーム形状のメタルプレート２４（可動接点部）とが設けられている。シートスイッチ２０は、面状発光装置１の粘着層５の下面５ａ側（低屈折率層４側とは反対の面側）に設けられている。
基板２１としては、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのプリント配線基板を使用できる。
メタルプレート２４は、操作者による押圧によって中央部が下方に変形して中央接点部２２に当接し、中央接点部２２と環状接点部２３とを導通させることができる。メタルプレート２４は、押圧を外すと弾性により原状に回復し、中央接点部２２と環状接点部２３とは非導通状態となる。
中央接点部２２と、これを囲む環状接点部２３と、メタルプレート２４とは、感圧型のスイッチ素子２５を構成している。
【００２６】
面状発光装置１では、低屈折率層４が導光方向Ｘに不連続に形成されているので、導光体３の下面３ａには低屈折率層４が形成されていない領域がある。
低屈折率層４が形成されていない領域の下面３ａは空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも外部に出射しにくい。このため、導光体３内を伝搬する光が外部に漏れ出る割合は少なくなる。
従って、導光体３内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層４が形成されていない領域では伝搬角が大きい光でも漏れにくいことから、導光体３内を伝搬する光には、光の取り出しに有利な高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く含まれる。
このため、面状発光装置１は、光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する。
【００２７】
以下、面状発光装置１の効果について、図１、図６〜図１０を参照して詳しく説明する。
図６は、試験例で用いた面状発光装置の要部を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図である。図７〜図９は、導光体内の光の挙動を説明する図である。図１０は試験例で用いた面状発光装置の要部を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図であり、（ｃ）は（ａ）に環状の２点鎖線で囲んだ部分を拡大した側面図である。
【００２８】
（試験例１）
図６および図７に示すように、導光体３（屈折率１．４９）のみからなる面状発光装置１Ｄを想定した。導光体３は長さ５０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ０．４ｍｍとした。
光源２からの光を、一端部３ｃの端面から導光体３に入射させ、他端部３ｄに到達した光量（透過量）を求めるシミュレーションを行った。
面状発光装置１Ｄは、導光体３の下面３ａに何も形成されていないため、下面３ａおよび上面３ｂは全面が空気との界面であり、下面３ａおよび上面３ｂにおける臨界角は４７．９ｄｅｇである。
図７に示す符号Ｌは導光体３内で上面３ｂ、下面３ａ等に反射しつつ他端部３ｄに向けて伝搬する光を示す。
試験例１〜６で用いた導光体３には図６および図１０に仮想線で示す光取出部６は形成されていない。
この例における光の透過量を基準値（１００％）として、試験例２〜６における光の透過量を評価する。
【００２９】
（試験例２）
図８に示すように、導光体３の下面３ａに全面にわたり粘着層５を形成した面状発光装置１Ｅを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。粘着層５は黒色の粘着材からなる。
この例では、試験例１と同様に、上面３ｂにおける臨界角は４７．９ｄｅｇであるが、下面３ａにおいては、光が粘着層５に吸収されるため、下面３ａでの反射はほとんど起こらない。このため、光の透過量は基準値に対してわずか１．５４％となった。
【００３０】
（試験例３）
図９に示すように、導光体３の下面３ａに、全面にわたり低屈折率層４（屈折率１．４）（厚さ０．０３ｍｍ）が形成され、低屈折率層４の下面４ａ全面に粘着層５が形成された面状発光装置１Ｆを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。
この例では、低屈折率層４との界面である下面３ａにおける臨界角は２０．０ｄｅｇとなる。このため、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１は低屈折率層４に入射し、下面４ａから粘着層５に吸収される。
しかし、伝搬角が２０．０ｄｅｇ以下となる光Ｌ２は下面３ａで反射するため、粘着層５に吸収されることはない。このため、光の透過量は試験例２より多くなった（基準値に対し８０．１％）。
【００３１】
（試験例４）
図１および図１０に示すように、この例では、導光体３の下面３ａに、導光体３の長手方向（図１０における左右方向）に間隔をおいて形成された複数の帯状部７からなる低屈折率層４（厚さ０．０３ｍｍ）が形成された面状発光装置１Ｇを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。低屈折率層４の下面４ａ側には粘着層５が形成される。
図１０に示すように、帯状部７の幅Ｗ１は２ｍｍとし、隣り合う帯状部７、７の間隔Ｗ２は８ｍｍとした（Ｗ２／Ｗ１＝４）。この例では、光の透過量は基準値に対し８９．３％となった。
【００３２】
（試験例５）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を０．５ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝０．２５）こと以外は試験例４と同様にしてシミュレーションを行った結果、光の透過量は基準値に対して８２．８％となった。
【００３３】
（試験例６）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を５．２ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝２．６）こと以外は試験例４と同様にしてシミュレーションを行った結果、光の透過量は基準値に対して８５．３％となった。
試験例１〜６の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１より、低屈折率層４を不連続に形成した試験例４では、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例３に比べて透過量が高められたことがわかる。具体的には、試験例３に比べて透過量は９．２％増加した。
試験例４で高い透過量が得られる理由は以下の通りである。
図１に示すように、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１のうち、低屈折率層４（帯状部７）が形成された領域Ａ１の下面３ａに達した光は、低屈折率層４内に入射し、下面４ａから粘着層５に吸収される。
しかし、領域Ａ１は下面３ａの一部領域であるため、光Ｌ１の一部は領域Ａ１には達しないで導光体３内を伝搬することから、光の損失は小さくなる。このため、前述の高い光の透過量が得られた。
また、試験例４〜６の比較より、帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が大きいほど光透過量が高くなることが確認された。
【００３６】
（試験例７）
図６に仮想線で示すように、導光体３の他端部３ｄ近傍の下面３ａの一部領域に、多数の微小ドット状のインク層からなる光取出部６を印刷により形成すること以外は試験例１で用いたものと同様の面状発光装置１Ｄを使用し、光を一端部３ｃから導光体３に入射させ、光取出部６で上面３ｂ方向に取り出される光量を求めるシミュレーションを行った。
この例における光取出し量を基準値（１００％）として、試験例８〜１２における光取出し量を評価する。
【００３７】
（試験例８）
光取出部６を形成すること以外は試験例２で用いたものと同様の面状発光装置１Ｅ（図８参照）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して０．０２％となった。
【００３８】
（試験例９）
光取出部６を形成すること以外は試験例３で用いたものと同様の面状発光装置１Ｆ（図９参照）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して６４．６％となった。
【００３９】
（試験例１０）
光取出部６を形成すること以外は試験例４で用いたものと同様の面状発光装置１Ｇ（図１および図１０参照）（幅Ｗ１＝２ｍｍ、間隔Ｗ２＝８ｍｍ、Ｗ２／Ｗ１＝４）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して８２．１％となった。
【００４０】
（試験例１１）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を０．５ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝０．２５）こと以外は試験例１０と同様の面状発光装置１Ｇを使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して７０．０％となった。
【００４１】
（試験例１２）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を５．２ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝２．６）こと以外は試験例１０と同様の面状発光装置１Ｇを使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して７５．３％となった。
試験結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２より、低屈折率層４を不連続に形成した試験例１０では、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例９に比べて光取出し量が大幅に高められたことがわかる。具体的には、試験例１０では、試験例９に比べて光取出し量は１７．５％増加した。
この光取出し量の増加分（１７．５％）は、光透過量の増加分（９．２％）（表１参照）に比べ大幅に大きい。
このことから、本発明は、光取出し量の増加について特に優れた効果があるといえる。
また、試験例１０〜１２の比較より、帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が大きいほど光取出量が多くなることが確認された。
【００４４】
本発明が光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する理由については、以下の推測が可能である。
一般に、光取出部に到達した光は、透過する成分と反射する成分とに分かれる。このうちの反射成分の一部は外部に出射し、面発光が実現される。反射成分は伝搬角が大きいほど多くなる。
図９に示すように、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例９では、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１はほとんどが低屈折率層４に入射し、粘着層５に吸収される。
これに対し、図１に示すように、低屈折率層４を不連続に形成した試験例１０では、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１の一部は、低屈折率層４が形成された領域Ａ１には達しないで導光体３内を伝搬する。領域Ａ１以外の領域の下面は空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも反射する。
このため、試験例１０では、試験例９に比べて高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く存在する。これによって、試験例１０では光取出し量について特に優れた結果が得られたと考えられる。
【００４５】
図１１は、本発明の第２実施形態の面状発光装置１Ａの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。図１２は、面状発光装置１Ａおよびシートスイッチ２０の側面図である。
以下の説明において、既出の構成については同一符号を付して説明を省略することがある。
【００４６】
この面状発光装置１Ａでは、粘着層５が、導光体３の長手方向に対し垂直に延在する複数の帯状部８からなり、これら帯状部８が、導光体３の長手方向に間隔をおいて並列して形成されている。
粘着層５（帯状部８）は、低屈折率層４（帯状部７）と同じ形状であり、低屈折率層４（帯状部７）に重ねて形成されている。
面状発光装置１Ａは、粘着層５以外の構成については、第１実施形態の面状発光装置１と同じとすることができる。
【００４７】
面状発光装置１Ａでは、第１実施形態の面状発光装置１と同じ構成の低屈折率層４を有するので、同様に、導光体３内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層４がない領域では粘着層５もないため、低屈折率層４がない領域では導光体３の下方の空間が大きく確保され、導光体３の撓みが許容される。
【００４８】
図１３は、本発明の第３実施形態の面状発光装置１Ｂの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。
この面状発光装置１Ｂでは、帯状部１７に、他の部分（細幅部１７ｂ）より幅が広い複数の幅広部１７ａが形成されている。これら複数の幅広部１７ａは、帯状部１７の長さ方向（Ｙ方向）に間隔をおいて形成されている。
幅広部１７ａは、導光体３の上面側に設けられたキーマット１０の操作キー１１に相当する位置に形成することができる。
図示例の幅広部１７ａは全体として略円形をなす形状であるが、他の部分（細幅部１７ｂ）より幅広であればその形状は任意とすることができる。
粘着層５の形状は、低屈折率層４（帯状部１７）と同じとすることができる。
面状発光装置１Ｂは、低屈折率層４および粘着層５以外の構成については、第２実施形態の面状発光装置１Ａと同じとすることができる。
【００４９】
面状発光装置１Ｂでは、外力が加えられる操作キー１１に相当する部分で低屈折率層４が広く形成されているので、操作キー１１に対する押圧力により導光体３が変形して基板２１に接触するという不都合を防止できる。
また、他の部分（細幅部１７ｂ）の幅が狭いため、低屈折率層４に接していない導光体３の下面３ａの面積を広く確保できることから、導光体３における光の減衰を抑える効果を高めることができる。
【００５０】
図１４は、本発明の第４実施形態の面状発光装置１Ｃの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。
この面状発光装置１Ｃでは、導光体３の周縁部３ｆ（図２参照）に沿って全周にわたって形成された周設部９を有すること以外は、第３実施形態の面状発光装置１Ｂと同じ構成とすることができる。
周設部９は、低屈折率層４（帯状部１７）と一体に形成することができる。図示例の周設部９は、帯状部１７の両端部に一体に形成されている。
【００５１】
面状発光装置１Ｃでは、周設部９が設けられているので、低屈折率層４の構造的な強度を高めることができる。また、帯状部１７と一体に形成することによって、低屈折率層４の全体を一括して取り扱うことができるようになり、取り扱い性を高めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ〜１Ｃ・・・面状発光装置、２・・・光源、３・・・導光体、３ａ・・・下面（一方の面）、３ｂ・・・上面（他方の面）、３ｆ・・・周縁部、４・・・低屈折率層、５・・・粘着層、５ａ・・・粘着層の下面（低屈折率層側とは反対の面）、７、１７・・・帯状部、９・・・周設部、１０・・・キーマット、１１・・・操作キー、１７ａ・・・幅広部、１７ｂ・・・細幅部、２０・・・シートスイッチ、３０・・・シートスイッチモジュール、Ｘ・・・光が導かれる方向、Ｙ・・・光が導かれる方向に対し交差する方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、パーソナルコンピュータ等に好適に用いられる面状発光装置およびシートスイッチモジュールならびにキースイッチモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の電子機器には、操作キー等を明るく表示する照明機能を有するシートスイッチモジュールが用いられている（例えば特許文献１を参照）。
図１５および図１６は、シートスイッチモジュールの一例を用いたキースイッチモジュール示すもので、このキースイッチモジュールは、キーマット１０と、シートスイッチモジュール１３０とを備えている。
シートスイッチモジュール１３０は、面状発光装置１０１と、シートスイッチ１２０とを備えている。
【０００３】
面状発光装置１０１は、光源１０２と、シート状の導光体１０３と、導光体１０３の下面全体に形成された低屈折率層１０４と、低屈折率膜１０４の下面に形成された粘着層１０５とを備えている。導光体１０３には凹凸等からなる光取出部１０６が形成されている。
シートスイッチ１２０は、基板１２１上に設けられた固定接点１２２、１２３と、その上に設けられたドーム状の可動接点１２４とを備えている。固定接点１２２、１２３と可動接点１２４とは、感圧型のスイッチ素子１２５を構成している。
【０００４】
このキースイッチモジュールでは、操作キー１１により導光体１０３を押圧し、スイッチ素子１２５の可動接点１２４を下方に変形させることによって、可動接点１２４を固定接点１２２に接触させ、固定接点１２２、１２３間を導通させることができる。
光源１０２からの光は、導光体１０３内を面方向に伝搬し、その一部は光取出部１０６から外部に取り出される。これによって、キーマット１０の操作キー１１等を明るく表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６４１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記キースイッチモジュールでは、導光体１０３内を面方向に伝搬する光の一部が低屈折率層１０４に入り、その一部が粘着層１０５によって吸収されたり散乱することによって損失が大きくなることがある。
また、キースイッチモジュールでは、光取出部で外部に取り出される光を多くし、操作キーを見やすく表示できることが要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光の損失を抑えることができ、しかも光取り出しに有利な面状発光装置およびシートスイッチモジュールならびにキースイッチモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面状発光装置は、光源からの光が面方向に導かれるシート状の導光体と、前記導光体の一方の面に形成され、前記導光体より屈折率が低い低屈折率層と、前記低屈折率層の前記導光体側とは反対の面に形成された粘着層とを備え、前記低屈折率層は、前記光が導かれる方向に対し交差する方向に延在する複数の帯状部からなり、前記複数の帯状部が、前記光が導かれる方向に間隔をおいて形成されている面状発光装置である。
隣り合う前記帯状部の間隔は、すべての隣り合う前記帯状部について均等であることが望ましい。
前記帯状部の幅は、すべての前記帯状部について均等であることが望ましい。
前記帯状部の幅に対する、隣り合う前記帯状部の間隔の比率は、２．６以上であることが好ましい。
前記帯状部には、前記導光体の他方の面側に設けられるキーマットの操作キーに相当する位置に、他の部分より幅が広い幅広部を形成することができる。
前記低屈折率層は、前記導光体の周縁部に沿って全周にわたって形成された周設部を有する形状とすることができる。
前記粘着層は、前記低屈折率層と同じ形状であり、前記低屈折率層に重ねて形成されている構成とすることができる。
【０００８】
本発明のシートスイッチモジュールは、前記面状発光装置と、前記面状発光装置の前記粘着層の前記低屈折率層側とは反対の面側に設けられたシートスイッチとを備えている。
本発明のキースイッチモジュールは、前記シートスイッチモジュールの前記導光体の他方の面側に、操作キーを有するキーマットが設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低屈折率層が導光方向に不連続に形成されており、低屈折率層が形成されていない導光体の領域の一方の面は空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも外部に出射しにくい。このため、導光体内を伝搬する光が外部に漏れ出る割合は少なくなる。従って、導光体内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層が形成されていない領域では伝搬角が大きい光でも漏れにくいことから、導光体内を伝搬する光には、光の取り出しに有利な高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く含まれる。このため、本発明は、光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の面状発光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の面状発光装置を用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図４】図１の面状発光装置およびシートスイッチの側面図である。
【図５】図１の面状発光装置を用いたシートスイッチモジュールの一例を示す断面図である。
【図６】（ａ）試験例で用いた面状発光装置の要部の側面図である。（ｂ）（ａ）の面状発光装置の要部の下面図である。
【図７】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図８】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図９】試験例における導光体内の光の挙動を説明する図である。
【図１０】（ａ）試験例で用いた面状発光装置の要部の側面図である。（ｂ）（ａ）の面状発光装置の要部の下面図である。（ｃ）（ａ）の面状発光装置の要部を拡大した側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチを示す平面図である。
【図１２】前図の面状発光装置およびシートスイッチの側面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の面状発光装置の要部およびシートスイッチの平面図である。
【図１５】従来のシートスイッチモジュールの一例の要部を示す断面図である。
【図１６】前図のシートスイッチモジュールを用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の面状発光装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である面状発光装置１の概略構成を示す図である。図２は、面状発光装置１を用いたキースイッチモジュールの構成を示す分解斜視図である。図３は、面状発光装置１の要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０の平面図である。図４は、面状発光装置１およびシートスイッチ２０の側面図である。図５は、面状発光装置１を用いたシートスイッチモジュール３０を示す断面図である。
【００１２】
図２に示すように、このキースイッチモジュールは、シートスイッチモジュール３０と、その上面側（導光体３の上面３ｂ側）に設けられたキーマット１０とを備えている。
シートスイッチモジュール３０は、面状発光装置１と、面状発光装置１の下面側に設けられたシートスイッチ２０とを備えている。
【００１３】
図１および図２に示すように、面状発光装置１は、光源２と、シート状の導光体３と、導光体３の下面３ａ（一方の面）に形成された低屈折率層４と、低屈折率層４の下面４ａ（導光体３側とは反対の面）に形成された粘着層５とを備えている。
【００１４】
導光体３は、シート状（または板状）に形成することができる。図示例の導光体３は平面視矩形状（長方形状）とされている。
導光体３は、透明な光透過性樹脂からなり、可撓性を有することが好ましい。
光透過性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。
導光体３の厚さは、例えば０．１〜１ｍｍ（好ましくは０．１〜０．２ｍｍ）とすることができる。
【００１５】
導光体３には、入射光を導光体３の上面３ｂ（他方の面）側に取り出す（出射させる）光取出部（図示略）を形成することができる。
光取出部としては、例えば白色インクを用いて印刷により形成された複数の微小ドット状のインク層からなるパターン、導光体表面に形成された切り欠き、サンドブラスト等によって形成した粗面化部などを採用できる。光取出部は下面３ａに形成してもよいし、上面３ｂに形成してもよい。
光取出部によって、キーマット１０の目的とする部分（例えば操作キー１１）を明るく表示することが可能となる。
【００１６】
光源２としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）（発光素子）を使用できる。
光源２は、発光面を導光体３の一端部３ｃの端面に対面させて設置され、光をこの端面から導光体３に入射させることができる。光源２からの光は、導光体３の一端部３ｃから他端部３ｄに向けて、導光体３の上面３ｂ、下面３ａ、側縁部３ｅ（図２参照）等に反射しつつ伝搬する。
以下、一端部３ｃから他端部３ｄに向かう方向（図１においては右方）を、導光方向Ｘということがある。
なお、光源２として使用される発光素子は、ＬＥＤに限らず、冷陰極管などでもよい。
【００１７】
図１〜図４に示すように、低屈折率層４は、導光体３より屈折率が低い材料からなる層であり、例えばフッ素樹脂が使用できる。
低屈折率層４の屈折率は、導光体３の屈折率に応じて設定することができる。この屈折率は低いほど好ましく、例えば１．４以下（例えば１〜１．４）とすることができる。
低屈折率層４の厚さは、例えば０．０１〜０．０３ｍｍとすることができる。
【００１８】
低屈折率層４は、複数の帯状部７からなる。各帯状部７は、導光体３の長手方向に対し垂直な方向（図２におけるＹ方向）に延在する。
帯状部７は、導光体３の長手方向に間隔をおいて並列して形成されている。図示例では、帯状部７は、一定幅とされ、導光体３の長手方向に一定の間隔ごとに形成されている。
低屈折率層４は、上記構成であるため、導光方向Ｘに不連続に形成されているといえる。この例では、導光体３の長手方向（図１における左右方向）に断続的に形成されているということができる。
【００１９】
なお、帯状部７の延在方向は、図示例のように導光体３の短手方向が好ましいが、導光体３の長手方向に対し交差する方向であれば図示例に限定されない。導光体３の長手方向に対して帯状部７がなす角度は、０度を越え、１８０度未満の範囲で任意に設定できる。帯状部７は互いに平行であることが好ましいが、互いに平行でなくてもよい。
また、図示例では低屈折率層４は４つの帯状部７からなるが、帯状部７の数はこれに限らず、２または３でもよいし、５以上の任意の数でもよい。
【００２０】
図１に示すように、隣り合う帯状部７、７の間隔Ｗ２は、小さすぎれば低屈折率層４が導光体３に接する面積が大きくなって光の閉じ込め効果が低くなるため、できるだけ大きくするのが好ましく、例えば１ｍｍ以上とすることができる。
間隔Ｗ２は、導光体３の剛性等に応じて、導光体３が下方に撓んで粘着層５に接することがないように設定するのが好ましく、例えば１０ｍｍ以下とすることができる。
【００２１】
間隔Ｗ２は、すべての隣り合う帯状部７について均等であることが望ましい。間隔Ｗ２を均等にすることによって、導光体３に撓みを生じさせることなく、低屈折率層４に接していない部分の導光体３の面積を広く確保することができる。
なお、本発明には、隣り合う帯状部間の間隔が均等ではない構成も含まれる。
【００２２】
帯状部７の幅Ｗ１は、広すぎれば低屈折率層４が導光体３に接する面積が大きくなって光の閉じ込め効果が低くなるため、できるだけ狭くするのが好ましく、例えば５ｍｍ以下とすることができる。幅Ｗ１は、間隔Ｗ２より小さいことが好ましい。
幅Ｗ１は、すべての帯状部７について均等であることが望ましい。なお、本発明では、帯状部の幅はすべての帯状部について均等でなくてもよい。
帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）は、大きいほど光の損失を低く、かつ光取出量を多くできる。例えばＷ２／Ｗ１を２．６以上とすることによって、光の損失を低く、かつ光取出量を多くできる。
【００２３】
図２に示すように、帯状部７の導光体３長手方向位置（図１における左右方向位置）は、キーマット１０の操作キー１１に相当する位置（操作キー１１への押圧力が作用する位置）とするのが好ましい。
図５に示すように、この例では、帯状部７の導光体３長手方向位置は、スイッチ素子２５に重なる位置とされている。
【００２４】
粘着層５は、導光体３および低屈折率層４をシートスイッチ２０に接着するもので、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、天然ゴム系粘着材、合成ゴム系粘着材などの粘着材を用いることができる。
粘着材としては、シート状基材の両面に、粘着材料を塗布した粘着材層が形成された、いわゆる両面テープ状とされたものも使用可能である。
本実施形態では、粘着層５は、導光体３の全域にわたる大きさとされている（図２参照）。
【００２５】
図５に示すように、シートスイッチ２０は、基板２１の上面２１ａ（一方の面）に、複数の中央接点部２２と、各中央接点部２２を囲む環状接点部２３と、接点部２２、２３を覆うドーム形状のメタルプレート２４（可動接点部）とが設けられている。シートスイッチ２０は、面状発光装置１の粘着層５の下面５ａ側（低屈折率層４側とは反対の面側）に設けられている。
基板２１としては、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのプリント配線基板を使用できる。
メタルプレート２４は、操作者による押圧によって中央部が下方に変形して中央接点部２２に当接し、中央接点部２２と環状接点部２３とを導通させることができる。メタルプレート２４は、押圧を外すと弾性により原状に回復し、中央接点部２２と環状接点部２３とは非導通状態となる。
中央接点部２２と、これを囲む環状接点部２３と、メタルプレート２４とは、感圧型のスイッチ素子２５を構成している。
【００２６】
面状発光装置１では、低屈折率層４が導光方向Ｘに不連続に形成されているので、導光体３の下面３ａには低屈折率層４が形成されていない領域がある。
低屈折率層４が形成されていない領域の下面３ａは空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも外部に出射しにくい。このため、導光体３内を伝搬する光が外部に漏れ出る割合は少なくなる。
従って、導光体３内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層４が形成されていない領域では伝搬角が大きい光でも漏れにくいことから、導光体３内を伝搬する光には、光の取り出しに有利な高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く含まれる。
このため、面状発光装置１は、光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する。
【００２７】
以下、面状発光装置１の効果について、図１、図６〜図１０を参照して詳しく説明する。
図６は、試験例で用いた面状発光装置の要部を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図である。図７〜図９は、導光体内の光の挙動を説明する図である。図１０は試験例で用いた面状発光装置の要部を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図であり、（ｃ）は（ａ）に環状の２点鎖線で囲んだ部分を拡大した側面図である。
【００２８】
（試験例１）
図６および図７に示すように、導光体３（屈折率１．４９）のみからなる面状発光装置１Ｄを想定した。導光体３は長さ５０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ０．４ｍｍとした。
光源２からの光を、一端部３ｃの端面から導光体３に入射させ、他端部３ｄに到達した光量（透過量）を求めるシミュレーションを行った。
面状発光装置１Ｄは、導光体３の下面３ａに何も形成されていないため、下面３ａおよび上面３ｂは全面が空気との界面であり、下面３ａおよび上面３ｂにおける臨界角は４７．９ｄｅｇである。
図７に示す符号Ｌは導光体３内で上面３ｂ、下面３ａ等に反射しつつ他端部３ｄに向けて伝搬する光を示す。
試験例１〜６で用いた導光体３には図６および図１０に仮想線で示す光取出部６は形成されていない。
この例における光の透過量を基準値（１００％）として、試験例２〜６における光の透過量を評価する。
【００２９】
（試験例２）
図８に示すように、導光体３の下面３ａに全面にわたり粘着層５を形成した面状発光装置１Ｅを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。粘着層５は黒色の粘着材からなる。
この例では、試験例１と同様に、上面３ｂにおける臨界角は４７．９ｄｅｇであるが、下面３ａにおいては、光が粘着層５に吸収されるため、下面３ａでの反射はほとんど起こらない。このため、光の透過量は基準値に対してわずか１．５４％となった。
【００３０】
（試験例３）
図９に示すように、導光体３の下面３ａに、全面にわたり低屈折率層４（屈折率１．４）（厚さ０．０３ｍｍ）が形成され、低屈折率層４の下面４ａ全面に粘着層５が形成された面状発光装置１Ｆを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。
この例では、低屈折率層４との界面である下面３ａにおける臨界角は２０．０ｄｅｇとなる。このため、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１は低屈折率層４に入射し、下面４ａから粘着層５に吸収される。
しかし、伝搬角が２０．０ｄｅｇ以下となる光Ｌ２は下面３ａで反射するため、粘着層５に吸収されることはない。このため、光の透過量は試験例２より多くなった（基準値に対し８０．１％）。
【００３１】
（試験例４）
図１および図１０に示すように、この例では、導光体３の下面３ａに、導光体３の長手方向（図１０における左右方向）に間隔をおいて形成された複数の帯状部７からなる低屈折率層４（厚さ０．０３ｍｍ）が形成された面状発光装置１Ｇを想定し、試験例１と同様のシミュレーションを行った。低屈折率層４の下面４ａ側には粘着層５が形成される。
図１０に示すように、帯状部７の幅Ｗ１は２ｍｍとし、隣り合う帯状部７、７の間隔Ｗ２は８ｍｍとした（Ｗ２／Ｗ１＝４）。この例では、光の透過量は基準値に対し８９．３％となった。
【００３２】
（試験例５）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を０．５ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝０．２５）こと以外は試験例４と同様にしてシミュレーションを行った結果、光の透過量は基準値に対して８２．８％となった。
【００３３】
（試験例６）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を５．２ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝２．６）こと以外は試験例４と同様にしてシミュレーションを行った結果、光の透過量は基準値に対して８５．３％となった。
試験例１〜６の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１より、低屈折率層４を不連続に形成した試験例４では、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例３に比べて透過量が高められたことがわかる。具体的には、試験例３に比べて透過量は９．２％増加した。
試験例４で高い透過量が得られる理由は以下の通りである。
図１に示すように、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１のうち、低屈折率層４（帯状部７）が形成された領域Ａ１の下面３ａに達した光は、低屈折率層４内に入射し、下面４ａから粘着層５に吸収される。
しかし、領域Ａ１は下面３ａの一部領域であるため、光Ｌ１の一部は領域Ａ１には達しないで導光体３内を伝搬することから、光の損失は小さくなる。このため、前述の高い光の透過量が得られた。
また、試験例４〜６の比較より、帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が大きいほど光透過量が高くなることが確認された。
【００３６】
（試験例７）
図６に仮想線で示すように、導光体３の他端部３ｄ近傍の下面３ａの一部領域に、多数の微小ドット状のインク層からなる光取出部６を印刷により形成すること以外は試験例１で用いたものと同様の面状発光装置１Ｄを使用し、光を一端部３ｃから導光体３に入射させ、光取出部６で上面３ｂ方向に取り出される光量を求めるシミュレーションを行った。
この例における光取出し量を基準値（１００％）として、試験例８〜１２における光取出し量を評価する。
【００３７】
（試験例８）
光取出部６を形成すること以外は試験例２で用いたものと同様の面状発光装置１Ｅ（図８参照）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して０．０２％となった。
【００３８】
（試験例９）
光取出部６を形成すること以外は試験例３で用いたものと同様の面状発光装置１Ｆ（図９参照）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して６４．６％となった。
【００３９】
（試験例１０）
光取出部６を形成すること以外は試験例４で用いたものと同様の面状発光装置１Ｇ（図１および図１０参照）（幅Ｗ１＝２ｍｍ、間隔Ｗ２＝８ｍｍ、Ｗ２／Ｗ１＝４）を使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して８２．１％となった。
【００４０】
（試験例１１）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を０．５ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝０．２５）こと以外は試験例１０と同様の面状発光装置１Ｇを使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して７０．０％となった。
【００４１】
（試験例１２）
帯状部７の幅Ｗ１を２ｍｍとし、間隔Ｗ２を５．２ｍｍとする（Ｗ２／Ｗ１＝２．６）こと以外は試験例１０と同様の面状発光装置１Ｇを使用して、試験例７と同様のシミュレーションを行った結果、光取出し量は基準値に対して７５．３％となった。
試験結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２より、低屈折率層４を不連続に形成した試験例１０では、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例９に比べて光取出し量が大幅に高められたことがわかる。具体的には、試験例１０では、試験例９に比べて光取出し量は１７．５％増加した。
この光取出し量の増加分（１７．５％）は、光透過量の増加分（９．２％）（表１参照）に比べ大幅に大きい。
このことから、本発明は、光取出し量の増加について特に優れた効果があるといえる。
また、試験例１０〜１２の比較より、帯状部７の幅Ｗ１に対する間隔Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）が大きいほど光取出量が多くなることが確認された。
【００４４】
本発明が光取出し量の増加について特に優れた効果を発揮する理由については、以下の推測が可能である。
一般に、光取出部に到達した光は、透過する成分と反射する成分とに分かれる。このうちの反射成分の一部は外部に出射し、面発光が実現される。反射成分は伝搬角が大きいほど多くなる。
図９に示すように、低屈折率層４を導光体３の全域に形成した試験例９では、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１はほとんどが低屈折率層４に入射し、粘着層５に吸収される。
これに対し、図１に示すように、低屈折率層４を不連続に形成した試験例１０では、伝搬角が２０．０ｄｅｇを上回る光Ｌ１の一部は、低屈折率層４が形成された領域Ａ１には達しないで導光体３内を伝搬する。領域Ａ１以外の領域の下面は空気との界面となるため、伝搬角が大きい光でも反射する。
このため、試験例１０では、試験例９に比べて高次モード光（伝搬角が大きい光）が多く存在する。これによって、試験例１０では光取出し量について特に優れた結果が得られたと考えられる。
【００４５】
図１１は、本発明の第２実施形態の面状発光装置１Ａの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。図１２は、面状発光装置１Ａおよびシートスイッチ２０の側面図である。
以下の説明において、既出の構成については同一符号を付して説明を省略することがある。
【００４６】
この面状発光装置１Ａでは、粘着層５が、導光体３の長手方向に対し垂直に延在する複数の帯状部８からなり、これら帯状部８が、導光体３の長手方向に間隔をおいて並列して形成されている。
粘着層５（帯状部８）は、低屈折率層４（帯状部７）と同じ形状であり、低屈折率層４（帯状部７）に重ねて形成されている。
面状発光装置１Ａは、粘着層５以外の構成については、第１実施形態の面状発光装置１と同じとすることができる。
【００４７】
面状発光装置１Ａでは、第１実施形態の面状発光装置１と同じ構成の低屈折率層４を有するので、同様に、導光体３内の伝搬に伴う光の減衰を最小限に抑えることができる。
また、低屈折率層４がない領域では粘着層５もないため、低屈折率層４がない領域では導光体３の下方の空間が大きく確保され、導光体３の撓みが許容される。
【００４８】
図１３は、本発明の第３実施形態の面状発光装置１Ｂの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。
この面状発光装置１Ｂでは、帯状部１７に、他の部分（細幅部１７ｂ）より幅が広い複数の幅広部１７ａが形成されている。これら複数の幅広部１７ａは、帯状部１７の長さ方向（Ｙ方向）に間隔をおいて形成されている。
幅広部１７ａは、導光体３の上面側に設けられたキーマット１０の操作キー１１に相当する位置に形成することができる。
図示例の幅広部１７ａは全体として略円形をなす形状であるが、他の部分（細幅部１７ｂ）より幅広であればその形状は任意とすることができる。
粘着層５の形状は、低屈折率層４（帯状部１７）と同じとすることができる。
面状発光装置１Ｂは、低屈折率層４および粘着層５以外の構成については、第２実施形態の面状発光装置１Ａと同じとすることができる。
【００４９】
面状発光装置１Ｂでは、外力が加えられる操作キー１１に相当する部分で低屈折率層４が広く形成されているので、操作キー１１に対する押圧力により導光体３が変形して基板２１に接触するという不都合を防止できる。
また、他の部分（細幅部１７ｂ）の幅が狭いため、低屈折率層４に接していない導光体３の下面３ａの面積を広く確保できることから、導光体３における光の減衰を抑える効果を高めることができる。
【００５０】
図１４は、本発明の第４実施形態の面状発光装置１Ｃの要部（導光体３は図示略）およびシートスイッチ２０を示す平面図である。
この面状発光装置１Ｃでは、導光体３の周縁部３ｆ（図２参照）に沿って全周にわたって形成された周設部９を有すること以外は、第３実施形態の面状発光装置１Ｂと同じ構成とすることができる。
周設部９は、低屈折率層４（帯状部１７）と一体に形成することができる。図示例の周設部９は、帯状部１７の両端部に一体に形成されている。
【００５１】
面状発光装置１Ｃでは、周設部９が設けられているので、低屈折率層４の構造的な強度を高めることができる。また、帯状部１７と一体に形成することによって、低屈折率層４の全体を一括して取り扱うことができるようになり、取り扱い性を高めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ〜１Ｃ・・・面状発光装置、２・・・光源、３・・・導光体、３ａ・・・下面（一方の面）、３ｂ・・・上面（他方の面）、３ｆ・・・周縁部、４・・・低屈折率層、５・・・粘着層、５ａ・・・粘着層の下面（低屈折率層側とは反対の面）、７、１７・・・帯状部、９・・・周設部、１０・・・キーマット、１１・・・操作キー、１７ａ・・・幅広部、１７ｂ・・・細幅部、２０・・・シートスイッチ、３０・・・シートスイッチモジュール、Ｘ・・・光が導かれる方向、Ｙ・・・光が導かれる方向に対し交差する方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２）からの光が面方向に導かれるシート状の導光体（３）と、
前記導光体の一方の面（３ａ）に形成され、前記導光体より屈折率が低い低屈折率層（４）と、
前記低屈折率層の前記導光体側とは反対の面（４ａ）に形成された粘着層（５）とを備え、
前記低屈折率層は、前記光が導かれる方向（Ｘ）に対し交差する方向（Ｙ）に延在する複数の帯状部（７）からなり、
前記複数の帯状部が、前記光が導かれる方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする面状発光装置（１）。
【請求項２】
隣り合う前記帯状部の間隔（Ｗ２）は、すべての隣り合う前記帯状部について均等であることを特徴とする請求項１に記載の面状発光装置。
【請求項３】
前記帯状部の幅（Ｗ１）は、すべての前記帯状部について均等であることを特徴とする請求項１または２に記載の面状発光装置。
【請求項４】
前記帯状部の幅に対する、隣り合う前記帯状部の間隔の比率（Ｗ２／Ｗ１）が２．６以上であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項５】
前記帯状部（１７）には、前記導光体の他方の面（３ｂ）側に設けられるキーマット（１０）の操作キー（１１）に相当する位置に、他の部分（１７ｂ）より幅が広い幅広部（１７ａ）が形成されている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ｂ）。
【請求項６】
前記低屈折率層は、前記導光体の周縁部（３ｆ）に沿って全周にわたって形成された周設部（９）を有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ｃ）。
【請求項７】
前記粘着層は、前記低屈折率層と同じ形状であり、前記低屈折率層に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ａ）。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の面状発光装置と、
前記面状発光装置の前記粘着層の前記低屈折率層側とは反対の面（５ａ）側に設けられたシートスイッチ（２０）とを備えたことを特徴とするシートスイッチモジュール（３０）。
【請求項９】
請求項８に記載のシートスイッチモジュールの前記導光体の他方の面（３ｂ）側に、
操作キー（１１）を有するキーマット（１０）が設けられていることを特徴とするキースイッチモジュール。
【請求項１】
光源（２）からの光が面方向に導かれるシート状の導光体（３）と、
前記導光体の一方の面（３ａ）に形成され、前記導光体より屈折率が低い低屈折率層（４）と、
前記低屈折率層の前記導光体側とは反対の面（４ａ）に形成された粘着層（５）とを備え、
前記低屈折率層は、前記光が導かれる方向（Ｘ）に対し交差する方向（Ｙ）に延在する複数の帯状部（７）からなり、
前記複数の帯状部が、前記光が導かれる方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする面状発光装置（１）。
【請求項２】
隣り合う前記帯状部の間隔（Ｗ２）は、すべての隣り合う前記帯状部について均等であることを特徴とする請求項１に記載の面状発光装置。
【請求項３】
前記帯状部の幅（Ｗ１）は、すべての前記帯状部について均等であることを特徴とする請求項１または２に記載の面状発光装置。
【請求項４】
前記帯状部の幅に対する、隣り合う前記帯状部の間隔の比率（Ｗ２／Ｗ１）が２．６以上であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
【請求項５】
前記帯状部（１７）には、前記導光体の他方の面（３ｂ）側に設けられるキーマット（１０）の操作キー（１１）に相当する位置に、他の部分（１７ｂ）より幅が広い幅広部（１７ａ）が形成されている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ｂ）。
【請求項６】
前記低屈折率層は、前記導光体の周縁部（３ｆ）に沿って全周にわたって形成された周設部（９）を有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ｃ）。
【請求項７】
前記粘着層は、前記低屈折率層と同じ形状であり、前記低屈折率層に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の面状発光装置（１Ａ）。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の面状発光装置と、
前記面状発光装置の前記粘着層の前記低屈折率層側とは反対の面（５ａ）側に設けられたシートスイッチ（２０）とを備えたことを特徴とするシートスイッチモジュール（３０）。
【請求項９】
請求項８に記載のシートスイッチモジュールの前記導光体の他方の面（３ｂ）側に、
操作キー（１１）を有するキーマット（１０）が設けられていることを特徴とするキースイッチモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−８４４７７（Ｐ２０１２−８４４７７Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１５５６（Ｐ２０１０−２３１５５６）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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