JP2012015104A - 面状発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】損失を抑制しつつ光の方向を大きく変化させることができ、かつ導光体の強度低下が起こらない面状発光装置を提供する。
【解決手段】光源２と、光源２からの光が導入される板状の導光体３とを備えた面状発光装置１Ａ。導光体３は、主導光部４と、主導光部４の分岐部４ａで主導光部４に対し分岐する１以上の分岐導光部５とを有する。分岐部４ａには、主導光部４内の光を分岐導光部５に向ける方向変換部６が形成されている。方向変換部６は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリット７をクラッド部８とし、隣り合う方向変換スリット７間をコア部９とする導光路構造１０を有する。
【選択図】図１

Description

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の操作ボタン、キーボタン等に好適に用いられる面状発光装置に関する。

従来、面状発光装置としては、板状（またはシート状）の導光体を用いたものがある（特許文献１〜３を参照）。
図２２は、特許文献１に開示された照光用導光体を示すもので、この照光用導光体２１は、互いに平行に延在する照光部２２ａ〜２２ｄと、これらの端部間を連結した導光路部２３と、導光路部２３に形成された分光部２５ａ〜２５ｄと、ＬＥＤ２６とを備えている。
ＬＥＤ２６からの光を入光部２４から導光路部２３に入射させると、この光は分光部２５ａ〜２５ｄで反射してそれぞれ照光部２２ａ〜２２ｄに導かれる。

図２３は、特許文献３に開示された面発光照明装置であり、この面発光照明装置３１は、導光板３２と、導光板３２に設けられた光源３３とを備え、光源３３からの光を表示領域３４側に反射させる直線状のスリット３５が形成されている。

実公平６−０３５２０３号公報 実用新案登録第２５２７１８３号公報 特許第３０２８４６５号公報

図２２に示す照光用導光体２１は、導光路部２３の形状（導光路部２３に形成された分光部２５ａ〜２５ｄ）により各照光部２２ａ〜２２ｄに分岐する光量が決まる構造であるため、その形状が分岐比により制限される。逆に、外形上の制約がある場合には分岐比が制限されてしまう。
また、所定の分岐比を実現するために導光路部２３の幅が極端に狭い部分が必要となって導光体２１の耐久性が低下したり、分光部２５ａ〜２５ｄを大きく確保するために導光体２１が応力集中しやすい構造となり破損しやすくなることがあった。特に、成型した導光体２１を型から取り出す際などに破損が起こりやすかった。

前記構造の導光体では、導光方向を大きく変化させる、例えば戻り方向の成分を含む方向に光を分岐させるのは難しかった。
例えば、図２４に示すように、光源２からの光を伝搬させる主導光部４に対する分岐導光部５の角度θが９０度より小さい場合には、光を分岐導光部５に向けるのが難しくなり、図２５に示すように、分岐導光部５で得られる光量が低くなる。

また、図２３に示す構造によれば、スリットで光を反射させることによって光の方向を変化させることができるが、要求される角度変化が大きいと、スリットにおける反射率が低下するため、反射光の光量が少なくなる。
例えば、図２６に示すように、主導光部４に対する分岐導光部５の分岐部分に直線状のスリット４１を形成する場合、角度θが小さいほどスリット４１に対する光Ｌ１の入射角が小さくなるため透過光Ｌ２が多くなり、その結果、反射光Ｌ３である分岐光の光量が少なくなる。図２６におけるＲ１はスリット４１で全反射が起こらない入射角の範囲の例である。

また、所定方向に延在する導光構造（図２４参照）のみならず、このような導光構造をもたない面状の導光体の照光を行う場合でも、コストや部品点数の低減を考慮して、導光体に光を供給する光源（ＬＥＤ）の数を少なくされることがあり、配光の死角となる箇所が生じ、その箇所の輝度が低くなることがあった。この傾向は、ｑｗｅｒｔｙ型キーボード用の導光体のように広い照光エリアを有する導光体では顕著である。
照光機能付きキースイッチでは、輝度をできるだけ均一化するという要望があるため、このような低輝度の発光エリアが生じた場合には、他のエリアの輝度も低くすることが必要となり、キースイッチ全体で光利用効率が低下するという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、損失を抑制しつつ光の方向を大きく変化させることができ、かつ導光体の強度低下が起こらない面状発光装置を提供することを目的とする。

本発明の面状発光装置は、光源と、前記光源からの光が導入されるシート状または板状の導光体とを備え、前記導光体は、主導光部と、前記主導光部の分岐部で前記主導光部に対し交差する方向に分岐する１以上の分岐導光部とを有し、前記分岐部には、前記主導光部内の光を前記分岐導光部に向ける方向変換部が形成され、前記方向変換部は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリットをクラッド部とし、隣り合う前記方向変換スリット間をコア部とする導光路構造を有する面状発光装置である。
前記方向変換スリットは、前記主導光部から分岐導光部に至る湾曲部を有することが好ましい。
前記方向変換スリットは、前記湾曲部の分岐導光部側の端部から前記分岐導光部に沿って延出する直線部を有することが好ましい。
前記主導光部に対する前記分岐導光部の形成方向は、前記主導光部における導光方向に対する戻り方向成分を含む方向であってもよい。
前記方向変換スリット内の前記コア部に臨む側面には、前記コア部より低屈折率のクラッド剤を導入することができる。
前記クラッド剤は、前記方向変換スリット内に充填され、前記クラッド剤の少なくとも一方の面に、黒色塗料層が形成されていることが好ましい。
前記導光体の少なくとも一方の面には、前記導光体内の光の一部を外部に漏出させる光取出部を形成することができる。
本発明は、光源と、前記光源からの光が導入されるシート状または板状の導光体とを備え、前記導光体には、前記光源からの光の方向を変換する方向変換部が形成され、前記方向変換部は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリットをクラッド部とし、隣り合う前記方向変換スリット間をコア部とする導光路構造を有する面状発光装置を提供する。

本発明によれば、複数の方向変換スリットからなる導光路構造を有する方向変換部を形成するので、光を方向変換スリット間のコア部に導入し、側面に反射させつつ分岐導光部に導くことによって、損失を抑制しつつ光の方向を大きく変化させることができる。
このため、主導光部に対する分岐導光部の方向にかかわらず、光を効率よく分岐できる。
例えば、分岐導光部の形成方向が、導光方向に対する戻り方向成分を含む方向である場合でも、分岐光量を増大させることができる。
また、方向変換部が、並列する複数の方向変換スリットで構成されているので、光の方向を目的とする方向から大きく外れることがないよう制限できる。
従って、光の分岐方向、分岐比などの設定可能な範囲を広くすることができ、設計の自由度を高めることができる。
さらには、方向変換部が、幅の狭い方向変換スリットで構成されているので、強度が低くなる部分が導光体に形成されることがなく、導光体の耐久性を高めることができる。

本発明の面状発光装置の第１実施形態を示す平面図である。 第１実施形態の面状発光装置の要部を拡大した平面図である。 第１実施形態の面状発光装置の要部の断面図である。 面状発光装置の変形例の要部の断面図である。 面状発光装置の変形例の要部の断面図である。 本発明の面状発光装置の第２実施形態を示す平面図である。 試験結果を示すグラフである。 試験結果を示すグラフである。 実施例で用いた面状発光装置を示す平面図である。 実施例で用いた面状発光装置を示す平面図である。 本発明の面状発光装置の一例を用いたキースイッチモジュールを模式的に示す構造図である。 面状発光装置の一例の一部を示す平面図である。 前図に示す面状発光装置の輝度分布を示す平面図である。 実施例で用いた面状発光装置の一例の一部を示す平面図である。 前図に示す面状発光装置の輝度分布を示す平面図である。 面状発光装置の一例の一部を示す平面図である。 前図に示す面状発光装置の輝度分布を示す平面図である。 試験結果を示すグラフである。 本発明の面状発光装置の他の例を用いたキースイッチモジュールを示す模式図である。 本発明の面状発光装置の他の例を用いたキースイッチモジュールを示す模式図である。 本発明の面状発光装置の他の例を用いたキースイッチモジュールを示す模式図である。 従来の面状発光装置の例を示す平面図である。 従来の面状発光装置の他の例を示す平面図である。 分岐導光部を有する導光体の構造を説明する説明図である。 試験結果を示すグラフである。 スリットを形成した導光体の構造を説明する説明図である。

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は本発明の面状発光装置の第１実施形態である面状発光装置１Ａの平面図（上面図）であり、図２は面状発光装置１Ａの要部拡大図であり、図３は面状発光装置１Ａの要部の断面図である。

図１に示すように、面状発光装置１Ａは、光源２と、光源２からの光が導入される導光体３とを備えている。
導光体３は、板状（またはシート状）に形成することができる。
導光体３は、透明材料、例えば光透過性樹脂、ガラス等からなる。
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０．１〜１０ｍｍ（好ましくは０．１〜１ｍｍ）とすることができる。

導光体３は、主導光部４と、主導光部４の分岐部４ａで分岐する分岐導光部５とを有する。
主導光部４は、直線状に形成するのが好ましい。図１では、主導光部４は上下方向に延在する直線状とされている。主導光部４は一定幅とするのが好ましい。

分岐導光部５は、主導光部４に対し交差する方向に形成されている。分岐導光部５は、直線状に形成するのが好ましい。
主導光部４に対する分岐導光部５の角度θは、特に限定されず、０度を越え、１８０度未満の範囲で設定できる。
分岐導光部５の形成方向は、主導光部４における光の進行方向（以下、導光方向Ｘ１）に対する戻り方向成分を含む方向とすることができる。

戻り方向とは、導光方向Ｘ１とは逆の方向であり、「導光方向Ｘ１に対する戻り方向成分を含む方向」とは、角度θが９０度未満となる方向である。図示例では、角度θは９０度より小さくされている。
なお、主導光部４および分岐導光部５は直線状に限らず、曲線状に形成してもよい。
主導光部４における導光方向Ｘ１は、主導光部４の延在方向に一致する。

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、主導光部４の延在方向の一端部（基端部４ｂ）に設けることができる。
光源２は、光を基端部４ｂの端面から導光体３に入射させることができるように設置される。
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。

分岐部４ａの上面側には、主導光部４内の光を分岐導光部５に向ける方向変換部６が形成されている。
方向変換部６は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリット７からなる。方向変換部６は、方向変換スリット７をクラッド部８とし、隣り合う方向変換スリット７間（隣り合う方向変換スリット７の間の部分）をコア部９とする導光路構造１０を有する。
図示例では、５つの方向変換スリット７が形成されている。これら５つの方向変換スリット７を、図２に内周側からそれぞれ符号７Ａ〜７Ｅで示し、コア部９を内周側からそれぞれ符号９Ａ〜９Ｄで示す。

図３に示すように、方向変換スリット７は、主導光部４内の光を分岐導光部５に向けるためのもので、導光体３の上面３ａに形成された所定深さの溝である。
この例の方向変換スリット７は断面矩形状とされている。方向変換スリット７のコア部９に臨む側面７ａは、導光体３の上面３ａに対し垂直であることが好ましい。側面７ａは、方向変換スリット７内の空気と、これより屈折率が高い導光体３との界面となる。
なお、方向変換スリット７の断面形状は特に限定されず、例えば断面Ｖ字状、断面Ｕ字状等であってもよい。

図２に示すように、方向変換スリット７は、導光方向Ｘ１に沿う直線部１１と、直線部１１の導光方向Ｘ１の端部１１ａから延出する湾曲部１２と、湾曲部１２の延出端部１２ｂから分岐導光部５に沿って延出する直線部１３とを有する。
直線部１１は、主導光部４の幅方向（導光方向Ｘ１に対し直交する方向）に間隔をおいて形成されている。図示例では、５つの直線部１１は互いに平行に、幅方向に一定間隔ごとに形成されている。

湾曲部１２は、中心角をθとする円弧形状とすることができる。湾曲部１２は、後述するコア部９で光が側面１２ｃで全反射しつつ伝搬するように設計するのが好ましい。
図示例では、５つの湾曲部１２は、同心となる円弧形状とされ、この円弧の径方向に間隔をおいて形成されている。隣り合う湾曲部１２の間隔は長さ方向にほぼ一定とすることができる。
なお、湾曲部１２は、コア部９で光が効率よく伝搬し得る形状であれば他の形状、例えば楕円弧形状、放物線形状等としてもよい。

直線部１３は、分岐導光部５の幅方向に間隔をおいて形成されている。図示例では、５つの直線部１３は互いに平行に、幅方向に一定間隔ごとに形成されている。
図示例では、直線部１１、１３の形成方向は、それぞれ湾曲部１２の基端部１２ａ（主導光部４側の端部）および延出端部１２ｂ（分岐導光部５側の端部）における接線方向に一致している。

図２に示すように、主導光部４内の光Ｌ１は、方向変換スリット７間（コア部９）に進入し、側面７ａ（コア部９とクラッド部８との界面）にて反射（好ましくは全反射）しつつ直線部１１、湾曲部１２を経て直線部１３に至り、光Ｌ２として分岐導光部５に導入される。
例えば、光Ｌ１は、コア部９の一方の側面７ａと他方の側面７ａで反射を繰り返しつつコア部９内を進行する。図示例では、光Ｌ１は、コア部９Ｃに入射し、方向変換スリット７Ｄの側面７ａ（湾曲部１２の側面１２ｃ）に反射した後、再び方向変換スリット７Ｄの側面７ａ（湾曲部１２の側面１２ｃ）に反射し、次いで方向変換スリット７Ｃ（直線部１３）の側面７ａに反射して、光Ｌ２として分岐導光部５に導入されている。

湾曲部１２は湾曲形状（円弧形状）であるため、方向変換スリット７に対する光の入射角を大きくすることができ、全反射が起こりやすくなる。
直線部１３は、分岐導光部５に沿って形成されているため、湾曲部１２を経た光Ｌ２の方向を、分岐導光部５の方向に近くなるよう制限できる。

方向変換スリット７は複数形成されているため、光Ｌ１のうち一部が１つの方向変換スリット７（７Ｄ）を透過しても、この光Ｌ３（透過光）は他の方向変換スリット７（７Ｅ）に当たり、その一部は反射され（光Ｌ４）、分岐導光部５に向かう（図２参照）。
このため、主導光部４内の光Ｌ１は、高い効率で分岐導光部５に導入される（光Ｌ５）。なお、Ｌ５は分岐導光部５に導入された光であり、光Ｌ２、Ｌ４を含む。
方向変換スリット７Ｂを透過した光Ｌ６は、そのまま主導光部４を導光方向Ｘ１に進む。

図示例の方向変換スリット７は、導光体３の上面３ａに形成された溝であるが（図３参照）、図４に示すように、導光体３の上面３ａから下面３ｂに貫通する貫通口であってもよい。
溝型の方向変換スリット７は、導光体３の形状安定性において有利であり、しかもクラッド剤（後述）の漏出が起こらないというメリットがある。
一方、貫通口型の方向変換スリット７は、目的外の方向への光の進行を防ぐのが容易であるという利点がある。
方向変換スリット７の形態（溝型および貫通口型）は、目的に応じて使い分けることができる。

方向変換スリット７は、公知の方法、例えばレーザ加工により形成できる。また、ビク型等による打ち抜き加工や、圧子の押し当てによる成型（いわゆるインプリント）などにより形成することもできる。また、内面に方向変換スリット７に応じた形状の凸部を形成した型を用いた成型も可能である。

図５に示すように、方向変換スリット７には、クラッド剤１４を導入することができる。
クラッド剤１４としては、コア部９の材料（導光体３の構成材料）より低屈折率の材料、例えばフッ素樹脂、シリコン樹脂等があり、特にフッ素樹脂が好適である。
クラッド剤１４は、方向変換スリット７の側面７ａの少なくとも一部領域に導入される。クラッド剤１４は側面７ａに塗布することにより側面７ａに層状に形成してもよいし、方向変換スリット７全体に充填してもよい。図５では、クラッド剤１４は方向変換スリット７の全体に充填されている。

クラッド剤１４の上面１４ａ（一方の面）には、可視光を吸収できる黒色塗料からなる黒色塗料層１５を形成することができる。
黒色塗料層１５の形成によって、方向変換スリット７内に進入した光（可視光）が方向変換スリット７から外部に漏出するのを防ぐことができる。
なお、方向変換スリット７が貫通口型（図４参照）である場合には、クラッド剤１４の上下両面に黒色塗料層１５を形成してもよい。

導光体３のいずれかの位置、例えば分岐導光部５には、導光体３内の光の一部を外部に漏出させる光取出部（図示略）を形成することができる。
光取出部は、導光体３の表面に形成されたドット状の印刷パターンや、レーザ加工により形成された凹凸部であってよい。
光取出部における漏光により、機器の操作ボタンやキーボタン等を明るく表示できる。

面状発光装置１Ａでは、分岐部４ａに、複数の方向変換スリット７からなる導光路構造１０を有する方向変換部６が形成されているので、光を方向変換スリット７間のコア部９に導入し、側面７ａに反射させつつ分岐導光部５に導くことによって、損失を抑制しつつ光の方向を大きく変化させることができる。
このため、主導光部４に対する分岐導光部５の方向にかかわらず、光を効率よく分岐できる。
例えば、分岐導光部５の形成方向が、導光方向Ｘ１に対する戻り方向成分を含む方向（すなわち主導光部４に対する角度θが９０度未満となる方向）である場合でも、分岐光量を増大させることができる。
また、方向変換部６が、並列する複数の方向変換スリット７で構成されているので、光の方向を目的とする方向から大きく外れることがないよう制限できる。
従って、光の分岐方向、分岐比などの設定可能な範囲を広くすることができ、設計の自由度を高めることができる。

また、方向変換部６が幅の狭い方向変換スリット７で構成されているので、強度が低くなる部分が導光体３に形成されることがなく、導光体３の耐久性を高めることができる。

次に、本発明の面状発光装置の第２実施形態について説明する。
図６は第２実施形態の面状発光装置１Ｂの平面図（上面図）である。以下の説明において、既出の構成については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
面状発光装置１Ｂでは、導光体３は、主導光部４と、主導光部４の第１分岐部４ａで分岐する第１分岐導光部５と、分岐導光部５の先端の第２分岐部５ａで分岐する第２および第３分岐導光部１６、１７とを有する。

第２分岐導光部１６は、第２分岐部５ａから導光方向Ｘ１に延出し、第３分岐導光部１７は、第２分岐部５ａから導光方向Ｘ１とは逆の方向に延出している。

第２分岐部５ａには、分岐導光部５内の光の一部を第２分岐導光部１６に向ける第２方向変換部１８と、分岐導光部５内の光の他部を第３分岐導光部１７に向ける第３方向変換部１９とが形成されている。
第２および第３方向変換部１８、１９は、方向変換部６と同様に、複数の方向変換スリット７を並列に形成した構成である。図示例では、第２方向変換部１８は３つの方向変換スリット７からなり、第３方向変換部１９は２つの方向変換スリット７からなる。
分岐導光部５内の光Ｌ５は、第２および第３方向変換部１８、１９で光Ｌ７、Ｌ８に分岐される。

面状発光装置１Ｂでも、方向変換部６、１８、１９によって、損失を抑制しつつ光の方向を大きく変化させることができる。
従って、分岐導光部５、１６、１７の形成方向にかかわらず、光を効率よく分岐できる。

なお、第２実施形態の面状発光装置１Ｂでは、分岐導光部５に対し、第２分岐部５ａに２つの分岐導光部１６、１７が形成されているが、１つの分岐部における分岐導光部の数（分岐数）は、特に限定されず、１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。
例えば二股形状、三股形状、四股形状、または五股形状としてもよいし、それ以上の分岐数としてもよい。

図１１は本発明の面状発光装置の第３実施形態である面状発光装置１Ｃを用いたキースイッチモジュール（照光機能付きキースイッチモジュール）を模式的に示す構造図である。
このキースイッチモジュール８０Ａは、シートスイッチモジュール５０と、その上面側（導光体３の上面３ａ側）に設けられたキーマット６０とを備えている。
シートスイッチモジュール５０は、面状発光装置１Ｃと、面状発光装置１Ｃの下面側に設けられたシートスイッチ７０とを備えている。
シートスイッチ７０は、基板７１の上面７１ａ（一方の面）に、複数の中央接点部７２と、各中央接点部７２を囲む環状接点部７３と、接点部７２、７３を覆うドーム形状のメタルプレート７４（可動接点部）とを有する。

基板７１としては、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）などのプリント配線基板を使用できる。
メタルプレート７４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７２に当接し、中央接点部７２と環状接点部７３とを導通させることができる。メタルプレート７４は、押圧を外すと弾性により原状に回復し、中央接点部７２と環状接点部７３とは非導通状態となる。
中央接点部７２と、これを囲む環状接点部７３と、メタルプレート７４とは、感圧型のスイッチ素子７５を構成している。符号７６はスイッチ素子７５を覆うシート体である。
キーマット６０のマット基部６１の所定位置には、操作キー６２が形成されている。

面状発光装置１Ｃは、光源２と、光源２からの光が導入される導光体３とを備えている。導光体３のいずれかの位置、例えばキーマット６０の操作キー６２に相当する位置の上面または下面には、上述の光取出部６３を形成することによって、操作キー６２を明るく表示できる。

導光体３には、複数の方向変換スリット７からなる方向変換部６が形成されている。図１１では方向変換スリット７は１つのみ示されているが、方向変換部６は互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリット７からなる。この例の方向変換スリット７は導光体３を厚さ方向に貫通している。

図１２は、図１１に示す面状発光装置１Ｃの一部を示す平面図である。
この面状発光装置１Ｃでは、導光体３の平面形状に特に制限はなく、図１に示す面状発光装置１Ａのように所定方向に延在する導光構造（主導光部、分岐導光部等）はなくてもよい。導光体３の平面形状は、例えば矩形などの多角形、円形、不定形、その他、任意の形状とすることができる。
導光体３の上縁部３ｃの中央部には光源２（２Ａ）が設置され、下縁部３ｄの２カ所には光源２（２Ｂ１、２Ｂ２）が左右に互いに間隔をおいて設置されている。

図１２（ａ）に示すように、面状発光装置１Ｃでは、導光体３の下縁部３ｄの近傍位置に、互いに間隔をおいて２つの方向変換部６（６Ａ、６Ｂ）が形成されている。
図１２（ｂ）に示すように、第１方向変換部６Ａは、並列する複数（図示例では３つ）の方向変換スリット７からなる。第１方向変換部６Ａは、方向変換スリット７をクラッド部８とし、隣り合う方向変換スリット７間（隣り合う方向変換スリット７の間の部分）をコア部９とする導光路構造１０を有する。コア部９は、周囲（スリット７内（空気等）や外気）より屈折率が高いため導光路となる。

各方向変換スリット７は、端部が光源２Ｂ１に向いた直線部１１Ａと、円弧状の湾曲部１２Ａと、端部が右方向に向いた直線部１３Ａとを有する。第１方向変換部６Ａの左右方向の位置は中央よりやや左寄りとされている。
光源２Ｂ１からの光の一部は、第１方向変換部６Ａの方向変換スリット７間に導入される。方向変換スリット７間の部分はスリット７内（空気等）より高屈折率のコア部９であり、前記光はスリット７の側面および導光体３の上下面で反射しつつ右方に方向変換され、領域Ａ１に導かれる。
なお、方向変換スリット７は、１つでもある程度の輝度向上効果が得られるが、導光効率や製造時の変形防止などを考慮すれば２以上とするのがより好ましい。

図１２（ｃ）に示すように、第２方向変換部６Ｂは、並列する複数（図示例では５つ）の方向変換スリット７からなる。第２方向変換部６Ｂは、方向変換スリット７をクラッド部８とし、隣り合う方向変換スリット７間（隣り合う方向変換スリット７の間の部分）をコア部９とする導光路構造１０を有する。
各方向変換スリット７は、一端部が上方（光源２Ａ方向）に向き、他端部が左方に向いた円弧状の湾曲部１２Ｂを有する。第２方向変換部６Ｂの左右方向の位置はほぼ中央位置とされている。
光源２Ａからの光の一部は、第２方向変換部６Ｂの方向変換スリット７間（コア部９）を通って左方に方向変換され、領域Ａ２に導かれる。

図１６は、方向変換部６が形成されていない面状発光装置９１の一部を示す平面図である。この面状発光装置９１のように、方向変換部６がない場合には、図１７に示すように、特に導光体３の下縁部３ｄに近い領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が低輝度となりやすい。
これに対し、図１３に示すように、面状発光装置１Ｃでは、第１方向変換部６Ａによって光源２Ｂ１からの光を領域Ａ１に導くとともに、第２方向変換部６Ｂによって光源２Ａからの光を領域Ａ２に導くことができるため、低輝度となりやすい領域Ａ１、Ａ２の輝度を高めることができる。

図１４は、本発明の面状発光装置の第４実施形態である面状発光装置１Ｄの一部を示す平面図である。
図１４（ａ）に示すように、面状発光装置１Ｄは、導光体３に、第２方向変換部６Ｃが形成されている点で図１２に示す面状発光装置１Ｃと異なる。
図１４（ｂ）に示すように、第２方向変換部６Ｃは、方向変換スリット７Ｆ〜７Ｍからなる。
方向変換スリット７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、一端部が上方（光源２Ａ方向）に向き、他端部が左方に向いた円弧状の湾曲部１２Ｃ１、１２Ｃ２、１２Ｃ３をそれぞれ有する。
方向変換スリット７Ｉは、上方（光源２Ａ方向）に向けられた一端部が方向変換スリット７Ｈと共通であり、他端部が右方に向いた円弧状の湾曲部１２Ｃ４を有する。
方向変換スリット７Ｊ、７Ｋは、一端部が上方（光源２Ａ方向）に向き、他端部が左方に向いた円弧状の湾曲部１２Ｃ５、１２Ｃ６をそれぞれ有する。
方向変換スリット７Ｌ、７Ｍは、それぞれ方向変換スリット７Ｈ、７Ｉの下方に隣接し、円弧状の湾曲部１２Ｃ７、１２Ｃ８をそれぞれ有する。
第２方向変換部６Ｃでは、一端部から他端部にかけて右方に湾曲した湾曲部を有する方向変換スリット７Ｉ、７Ｊ、７Ｋ、７Ｍを有するため、光源２Ａからの光の一部を右方にも導くことができる。

図１５に示すように、面状発光装置１Ｄでは、第１方向変換部６Ａによって光源２Ｂ１からの光を領域Ａ１に導くとともに、第２方向変換部６Ｃによって光源２Ａからの光を領域Ａ２および領域Ａ３に導くことができるため、低輝度となりやすい領域Ａ１〜Ａ３の輝度を高めることができる。

ｑｗｅｒｔｙ型キーボード用の導光体のように広い照光エリアを有するキースイッチモジュールにおいては、照光エリアの広さから低輝度領域が生じやすいが、面状発光装置１Ｃ、１Ｄは、低輝度の領域が生じるのを防止することができるため、広い照光エリアを有するキースイッチモジュールには特に有用である。

図１１に示すキースイッチモジュール８０Ａでは、方向変換スリット７は導光体３に貫通して形成されているが、図１９〜図２１に示すように、方向変換スリットの形態はこれに限定されず、導光体３の上面３ａおよび下面３ｂのうち一方または両方に形成された溝状であってもよい。
図１９に示すキースイッチモジュール８０Ｂでは、方向変換部８６Ｂは、導光体３の上面３ａに形成された溝状の方向変換スリット８７Ｂからなる点で、図１１に示すキースイッチモジュール８０Ａと異なる。
図２０に示すキースイッチモジュール８０Ｃでは、方向変換部８６Ｃは、導光体３の下面３ｂに形成された溝状の方向変換スリット８７Ｃからなる。
図２１に示すキースイッチモジュール８０Ｄでは、方向変換部８６Ｄは、導光体３の上面３ａおよび下面３ｂの両方にそれぞれ形成された溝状の方向変換スリット８７Ｄ１、８７Ｄ２からなる。

図１１に示すキースイッチモジュール８０Ａでは、方向変換スリット７が導光体３に貫通して形成されているため、導光体３の全厚さ方向にわたって光を反射させることが可能となることから、光の反射特性の点で優れている。従って、光を高効率で所定方向に向けることができる。
図１９および図２０に示すに示すキースイッチモジュール８０Ｂ、８０Ｃでは、導光体３の上面３ａまたは下面３ｂに溝状の方向変換スリットが形成されているため、貫通構造に比べ、加工が容易となる。例えばレーザー加工によって方向変換スリットを形成する際に、低出力で加工が可能である。また、方向変換スリットが貫通構造である場合に比べ、導光体３のめくれ上がりが起こりにくい。
図２１に示すに示すキースイッチモジュール８０Ｄでは、導光体３の上面３ａおよび下面３ｂの両方に溝状の方向変換スリットが形成されているため、導光体３の全厚さ方向にわたって光を反射させることが可能となることから、光の反射特性の点で優れている。
また、低出力のレーザー加工によって方向変換スリットを形成することができるため、加工が容易である。また、方向変換スリットが貫通構造である場合に比べ、導光体３のめくれ上がりが起こりにくい。

（実施例１）
図１に示す面状発光装置１Ａにおいて、光源２から主導光部４に導入された光Ｌ１に対する、分岐導光部５に導入される光Ｌ５の比率を測定した。
導光体３の厚さは０．２ｍｍ、主導光部４および分岐導光部５の幅は１０ｍｍとした。
最外周の方向変換スリット７（７Ｅ）の円弧形状の湾曲部１２の半径は８ｍｍとし、方向変換スリット７の幅は０．３ｍｍとし、方向変換スリット７のピッチは１．５ｍｍとした。
導光体３には屈折率１．４９のアクリル樹脂製のシート材を使用し、全体の外形の加工および方向変換スリット７の加工ともレーザ加工で行った。
主導光部４に対する分岐導光部５の角度θは４５〜９０度とした。結果を図７に示す。

（実施例２）
５つの方向変換スリット７Ａ〜７Ｅのうち、スリット７Ｂ、７Ｄが形成されていないこと以外は実施例１と同様の面状発光装置１Ａを作製し、同様の測定を行った。結果を図７に示す。

（実施例３）
５つの方向変換スリット７Ａ〜７Ｅのうち、スリット７Ｄ、７Ｅが形成されていないこと以外は実施例１と同様の面状発光装置１Ａを作製し、同様の測定を行った。結果を図７に示す。

（比較例１）
方向変換部６を形成していないこと以外は実施例１と同じ構成とした面状発光装置を作製し、同様の測定を行った。
結果を図７に示す。

図７より、方向変換部６がない比較例１では、分岐導光部５の形成角度θが小さいと分岐導光部５への光の到達率が非常に低くなるのに対し、方向変換部６を設けた実施例１〜３では、光の到達率を比較例１に対して大幅に（例えば約１０〜２０倍）高めることができたことがわかる。

（実施例４）
図１に示す面状発光装置１Ａにおいて、方向変換スリット７の延べ長さ（導光方向Ｘ１に対し直交する方向の長さ）に対する透過光量（図１における光Ｌ６の量）を調べた。結果を図８に示す。
図８より、方向変換スリット７の主導光部４の幅方向の延べ長さが大きいほど、透過光量を小さくできることがわかる。
この結果より、方向変換スリット７の数の増減や湾曲部１２の形状を調整することによって、分岐比を調整できることがわかる。

（実施例５）
図９に示す面状発光装置１Ａにおいて、透過光量（光Ｌ６）および分岐光量（光Ｌ５）を測定した。
導光体３の厚さは０．２ｍｍ、主導光部４および分岐導光部５の幅は１０ｍｍとした。
主導光部４に対する分岐導光部５の角度θは６０度とした。
方向変換スリット７は、円弧形状の湾曲部１２と直線部１３からなり、湾曲部１２は中心角約９０度の円弧形状とした。
最外周の方向変換スリット７（７Ｅ）の円弧形状の湾曲部１２の半径は８ｍｍとし、方向変換スリット７の幅は０．３ｍｍとし、方向変換スリット７のピッチは１．５ｍｍとした。
導光体３には屈折率１．４９のアクリル樹脂製のシート材を使用し、全体の外形の加工および方向変換スリット７の加工ともレーザ加工で行った。
光源２としてＬＥＤを使用し、光束０．５（ｌｍ）となるよう発光させた。光源２と主導光部４の基端部４ｂとのクリアランスは０．３ｍｍとした。
結果を表１に示す。

（比較例２）
方向変換部６を形成していないこと以外は実施例１と同じ構成とした面状発光装置を作製し、同様の測定を行った。
結果を表１に示す。

表１より、方向変換部６を形成した実施例５では、分岐光量を高めることができたことがわかる。

（実施例６）
図１０に示すように、湾曲部１２を中心角約３０度の円弧形状としたこと以外は実施例５と同様の構成の面状発光装置１Ａにおいて、透過光量（光Ｌ６）および分岐光量（光Ｌ５）を測定した。
試験の結果、実施例５に比べ、透過光量が約２倍となり、分岐光量が約２分の１となった。
この結果より、湾曲部１２を長く形成することによって、分岐光量を多くできることがわかった。

（実施例７）
図１２に示す面状発光装置１Ｃにおいて、領域Ａ１〜Ａ３の輝度を測定した。結果を表２および図１８に示す。

（実施例８）
図１４に示す面状発光装置１Ｄにおいて、領域Ａ１〜Ａ３の輝度を測定した。結果を表２および図１８に示す。

（比較例３）
図１６に示す面状発光装置９１において、領域Ａ１〜Ａ３の輝度を測定した。結果を表２および図１８に示す。

表２および図１８より、実施例７では、第１方向変換部６Ａによって光源２Ｂ１からの光を領域Ａ１に導くとともに、第２方向変換部６Ｂによって光源２Ａからの光を領域Ａ２に導くことができるため、低輝度となりやすい領域Ａ１、Ａ２の輝度を高めることができた。実施例７における領域Ａ１、Ａ２の輝度は、方向変換部６Ａ、６Ｂがない比較例３に比べ約２〜３倍となった。
また、実施例８では、第１方向変換部６Ａによって光源２Ｂ１からの光を領域Ａ１に導くとともに、第２方向変換部６Ｃによって光源２Ａからの光を領域Ａ２および領域Ａ３に導くことができるため、領域Ａ１、Ａ２だけでなく領域Ａ３についても輝度を高めることができた。実施例８における領域Ａ３の輝度は、比較例３に比べ５０％程度高くなった。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・面状発光装置、２・・・光源、３・・・導光体、３ａ・・・上面（一方の面）、４ａ・・・分岐部、５ａ・・・第２分岐部、４・・・主導光部、５・・・分岐導光部、６、６Ａ、６Ｂ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄ・・・方向変換部、７、８７Ｂ、８７Ｃ、８７Ｄ１、８７Ｄ２・・・方向変換スリット、７ａ・・・側面、８・・・クラッド部、９・・・コア部、１０・・・導光路構造、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ１〜１２Ｃ８・・・湾曲部、１３、１３Ａ・・・直線部、１２ｂ・・・延出端部、１４・・・クラッド剤、１４ａ・・・クラッド剤の上面、１５・・・黒色塗料層。

Claims (8)

1. 光源（２）と、前記光源からの光が導入されるシート状または板状の導光体（３）とを備え、
   前記導光体は、主導光部（４）と、前記主導光部の分岐部（４ａ）で前記主導光部に対し交差する方向に分岐する１以上の分岐導光部（５）とを有し、
   前記分岐部には、前記主導光部内の光を前記分岐導光部に向ける方向変換部（６）が形成され、
   前記方向変換部は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリット（７）をクラッド部（８）とし、隣り合う前記方向変換スリット間をコア部（９）とする導光路構造（１０）を有することを特徴とする面状発光装置（１Ａ）。
2. 前記方向変換スリットは、前記主導光部から分岐導光部に至る湾曲部（１２）を有することを特徴とする請求項１に記載の面状発光装置。
3. 前記方向変換スリットは、前記湾曲部の分岐導光部側の端部（１２ｂ）から前記分岐導光部に沿って延出する直線部（１３）を有することを特徴とする請求項２に記載の面状発光装置。
4. 前記主導光部に対する前記分岐導光部の形成方向は、前記主導光部における導光方向（Ｘ１）に対する戻り方向成分を含む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。
5. 前記方向変換スリット内の前記コア部に臨む側面（７ａ）に、前記コア部より低屈折率のクラッド剤（１４）が導入されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の面状発光装置。
6. 前記クラッド剤が、前記方向変換スリット内に充填され、
   前記クラッド剤の少なくとも一方の面（１４ａ）に、黒色塗料層（１５）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の面状発光装置。
7. 前記導光体の少なくとも一方の面（３ａ）に、前記導光体内の光の一部を外部に漏出させる光取出部が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。
8. 光源（２）と、前記光源からの光が導入されるシート状または板状の導光体（３）とを備え、
   前記導光体には、前記光源からの光の方向を変換する方向変換部（６）が形成され、
   前記方向変換部は、互いに間隔をおいて並列して形成された複数の方向変換スリット（７）をクラッド部（８）とし、隣り合う前記方向変換スリット間をコア部（９）とする導光路構造（１０）を有することを特徴とする面状発光装置（１Ｃ）。