(57)【要約】【課題】  薄型で且つ光源から放たれた光を有効に利用することが可能な照光装置これを備えた入力装置を提供する。【解決手段】  基板２に凹部２ａが形成され、この中に発光素子６が設けられた状態で封止材９によって封止されている。このような基板２の上に、透明な薄い樹脂フィルムで形成された導光層４が接着層３を介して固定することにより、照光装置１Ａの薄型化が可能となる。発光素子６で放たれた光は、封止材９および接着層３を介して導光層４に進入する。導光層４と接着層３との境界面および導光層４と空気層５との境界面で全反射した光が導光層４内を進行する。そして、このとき全反射しない一部の光が導光層４を形成する透明樹脂フィルムの表面から外部に漏れ出して照光装置１Ａの表面の全体が明るく照光される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹部を備えた基板と、前記凹部内に装着された発光素子と、前記基板の表面に積層された導光層とを有する照光装置であって、
前記導光層は薄い樹脂フィルムで形成されており、前記樹脂フィルムと前記基板の表面との間が接着層を介して固定されていることを特徴とする照光装置。
【請求項２】
前記接着層の絶対屈折率が、前記樹脂フィルムの絶対屈折率よりも小さい請求項１記載の照光装置。
【請求項３】
前記凹部の内部に封止材が充填され、前記発光素子が封止材により封止されている請求項１記載の照光装置。
【請求項４】
前記封止材の表面が凸状に隆起形成されており、この封止材の表面と前記導光層との間が接着層で接着されている請求項３記載の照光装置。
【請求項５】
前記導光層の表面で且つ前記発光素子と対向する位置には、前記表面から前記導光層の内部に向かって窪む反射凹部が形成されている請求項１記載の照光装置。
【請求項６】
前記反射凹部が、断面略Ｖ字形状を形成する傾斜面またはメニスカス部である請求項５記載の照光装置。
【請求項７】
前記導光層の表面で且つ少なくとも前記発光素子と対向する位置に、ミラー部材又は光吸収体が設けられている請求項１記載の照光装置。
【請求項８】
前記ミラー部材がテーパ状の反射面を有する請求項７記載の照光装置。
【請求項９】
前記樹脂フィルムが、透明または半透明である請求項１記載の照光装置。
【請求項１０】
前記導光層は、透明な樹脂フィルムと半透明な樹脂フィルムとを積層したものである請求項１記載の照光装置。
【請求項１１】
前記基板に形成された凹部が、その最深部から表面に向かって徐々に開口面積が広がる段差で形成されている請求項１記載の照光装置。
【請求項１２】
前記発光素子と対向する部分には接着層が設けられず、前記導光層と前記発光素子とが隣接する領域に空気層が形成されている請求項１に記載の照光装置。
【請求項１３】
前記導光層が積層された前記基板の表面上で且つ前記凹部と対向する位置には前記導光層の一部を除去することにより形成された開口部が形成されており、この開口部の内側に、互いに対向配置された上面および下面を有するとともに前記上面と前記下面とで挟まれた領域の外周部を形成する側面とを備えた導光部材が設けられており、前記下面が前記発光素子に対向配置され、且つ前記開口部の内面と前記導光部材の側面とが対向配置されている請求項１記載の照光装置。
【請求項１４】
前記導光部材は、下から順に下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を積層してなるものであり、前記コア層の絶対屈折率が前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の絶対屈折率よりも高い請求項１３記載の照光装置。
【請求項１５】
請求項１記載の照光装置を用いた入力装置であって、
前記基板には、反転自在に設けられた金属製の反転部材と、この反転部材に対向して配置された対向電極とを備えたスイッチ機構が設けられており、前記反転部材の表面が前記導光層で覆われていることを特徴とする入力装置。
【請求項１６】
前記導光層の少なくとも一部に、光を散乱または蛍光させる光学素子が設けられている請求項１５記載の入力装置。
【請求項１７】
前記光学素子が、散乱体、蛍光体またはプリズムのいずれかである請求項１６記載の入力装置。
【請求項１８】
前記光学素子が、前記スイッチ機構の周囲に配置されている請求項１５に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作部などを照光する照光装置に係り、特に薄型で且つ光源から放たれた光を有効に利用することが可能な照光装置これを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ機器や携帯用電子機器などの各種電子装置には、ＬＥＤなどの光源から発せられた光を操作面に導く導光部材が設けられており、操作面に設けられた操作釦や、操作面に刻印された固定文字や数字の表示部が、前記光で照光されるのが一般的である。【０００３】
従来、この種の照光装置は、電子機器の操作面の裏側にアクリル板などの照光部材を取付け、この照光部材で光源からの光を導く構造がとられていた。しかし、この構造では操作面の裏側に照光部材を配置するスペースが必要であり、電子機器の薄型化を実現するのが困難である。【０００４】
以下の特許文献１には、ＬＥＤをコア材１上のボンディングシート２に形成した凹設穴内に設けるとともに透明な合成樹脂（導光部材）によってＬＥＤを封止する構造からなる光学素子用積層板が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−８６８４７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、特許文献１などに記載された従来の照光装置では、入射元である導光部材の屈折率と入射先である空気層の屈折率とでは、導光部材の方が大きい。このため、ＬＥＤなどの光源から発せられた光のうち臨界角よりも小さい角度で入射した光は、前記導光部材を透過して失われてしまう。つまり、従来の照光装置では、入射した光の一部は、導光部材内で一度も反射せずにそのまま洩れ出してしまうため、光の利用効率が低かった。そのために必要以上に出力の大きい光源を用いたり、あるいは光源の数を増やしたりすることが必要であった。【０００６】
さらに、従来の照光装置では、光源の近傍では明るいが、光源から離れるに連れて暗くなる割合が大きく、照度差が大きいという問題があった。【０００７】
さらに従来の照光装置では、迷光散乱によって導光層の表面に明るい部分（ホットスポット）が島状に形成され、導光層表面の表面が均一に照光されないという問題もあった。【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、薄型の構成とすることが可能な照光装置これを備えた入力装置を提供することを目的としている。【０００９】
また、本発明は、光の利用効率を高めるとともに均一性に優れより明るい照光を可能とした照光装置およびこれを備えた入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、表面に凹部を備えた基板と、前記凹部内に装着された発光素子と、前記基板の表面に積層された導光層とを有する照光装置であって、
前記導光層は薄い樹脂フィルムで形成されており、前記樹脂フィルムと前記基板の表面との間が接着層を介して固定されていることを特徴とするものである。【００１１】
本発明では、導光層として樹脂フィルムを使用し、且つこの樹脂フィルムを、接着層を介して基板に直接固定する構成としため、照光装置の構造を簡単にできるとともに、薄型化を実現できる。【００１２】
上記において、前記接着層の絶対屈折率が、前記樹脂フィルムの絶対屈折率よりも小さいものが好ましい。【００１３】
上記手段では、導光層を形成する樹脂フィルムの一方の面（入射面）側は接着層に接し、他方の面は空気層に接することとなる。前記接着層と空気層の絶対屈折率は樹脂フィルムよりも小さい。このため、樹脂フィルムは、樹脂フィルム内を進行する光のうち、全反射する光に対しては光を伝搬する導光路として機能する。【００１４】
また前記凹部の内部に封止材が充填され、前記発光素子が封止材により封止されているものが好ましい。
上記手段では、ベアチップ６を保護することができる。【００１５】
また前記封止材の表面が凸状に隆起形成されており、この封止材の表面と前記導光層との間が接着層で接着されているものが好ましい。【００１６】
上記手段では、光源から出力された光が接着層と導光層の界面に入射する際の入射角度が小さくなるためこの界面での透過率が向上し、光源から出力されたより多くの光量を導光層に導くことができる。【００１７】
また、前記導光層の表面で且つ前記発光素子と対向する位置には、前記表面から前記導光層の内部に向かって窪む反射凹部が形成されているものとすることができる。【００１８】
上記手段では、反射凹部の傾斜面を反射面として利用できるため、光を効率良く導光層に導くことができる。【００１９】
例えば、前記反射凹部が、断面略Ｖ字形状を形成する傾斜面またはメニスカス部であるものとして構成できる。【００２０】
また上記においては、前記導光層の表面で且つ少なくとも前記発光素子と対向する位置に、ミラー部材又は光吸収体が設けられているものが好ましい。【００２１】
上記手段では、ミラー部材を用いた場合には導光層を透過しようとする光を確実に反射させて導光層に導くことができ、また光吸収体を用いた場合には島状のホットスポットが形成されることを防止することが可能となる。【００２２】
さらに上記においては、前記ミラー部材がテーパ状の反射面を有するものが好ましい。
上記構成では、光を光源からより遠離れた位置に伝搬させることができる。【００２３】
また前記樹脂フィルムが、前記透明または半透明であるものが好ましく、例えば、前記導光層は、透明な樹脂フィルムと半透明な樹脂フィルムとを積層したものとして構成できる。【００２４】
上記手段では、光を散乱させることができるため、均一性の高い照光を行うことができる。【００２５】
また、前記基板に形成された凹部が、その最深部から表面に向かって徐々に開口面積が広がる段差で形成されているものが好ましい。【００２６】
上記手段では、光源から導光層に直接的に進入する光の量を多くすることができる。また新たに入射する光の入射角度は大きいため、より遠くまで光を伝搬させることができる。【００２７】
また前記発光素子と対向する部分には接着層が設けられず、前記導光層と前記発光素子とが隣接する領域に空気層が形成されているものが好ましい。【００２８】
上記構成では、光をより広く拡散させながら伝搬させることができ、導光層全体を明るく照光することが可能となる。【００２９】
また本発明では、前記導光層が積層された前記基板の表面上で且つ前記凹部と対向する位置には前記導光層の一部を除去することにより形成された開口部が形成されており、この開口部の内側に、互いに対向配置された上面および下面を有するとともに前記上面と前記下面とで挟まれた領域の外周部を形成する側面とを備えた導光部材が設けられており、前記下面が前記発光素子に対向配置され、且つ前記開口部の内面と前記導光部材の側面とが対向配置されているものが好ましい。【００３０】
上記手段では、前記発光素子から発せられた光を導光部材の下面から取り込むとともに、導光部材の側面を介して導光層に導くことができる。【００３１】
上記においては、前記導光部材は、下から順に下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を積層してなるものであり、前記コア層の絶対屈折率が前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の絶対屈折率よりも高いものが好ましい。【００３２】
上記手段では、導光部材に入射するときの屈折角を大きくすることができるため、確実に光をより遠くまで光を伝搬させることができる。【００３３】
本発明は、上記いずれかに記載の照光装置を用いた入力装置であって、
前記基板には、反転自在に設けられた金属製の反転部材と、この反転部材に対向して配置された対向電極とを備えたスイッチ機構が設けられており、前記反転部材の表面が前記導光層で覆われていることを特徴とするものである。【００３４】
本発明の入力装置では、照光装置を用いてスイッチ機構を照光することができる。
上記において、前記導光層の少なくとも一部に、光を散乱または蛍光させる光学素子が設けられているものが好ましく、例えば、前記光学素子が、散乱体、蛍光体またはプリズムのいずれかで構成される。【００３５】
上記手段では、様々な光を用いてスイッチ機構を照光することができる。
前記光学素子が、前記スイッチ機構の周囲に配置されているものが好ましい。【００３６】
上記手段では、スイッチ機構そのものを照光しなくてもその周囲を照光することにより、スイッチ機構そのものを照光したような効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明では、導光部材において光の損失を防止することができるため、光の利用効率が高めることができる。このため、被照光部材（スイッチ機構など）をより明るく照光することができる。また照光装置の製造を容易なものとすることができる。さらに、照光装置を薄型化しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る照光装置の断面図である。図１では、導光層内を進行する光を矢印により模式的に示しており、この点は以下の各実施の形態でも同様である。【００３９】
図１に示すように、照光装置１Ａは基板２を有している。この基板２は、実質的に撓まない合成樹脂基板または容易に撓むことのできるフィルム状の合成樹脂基板、あるいは金属製の基板などである。【００４０】
基板２には、その表面から窪む凹部２ａが形成されており、光学素子を形成するベアチップ（光源）６が凹部２ａ内に収納されて接着剤などで固定されている。ベアチップ６に設けられた電極層と、凹部２ａの底面に形成された導電パターン７ａ，７ｂとが、細い導線からなるワイヤ８ａ，８ｂによって個別に接続（ワイヤボンディング）されている。前記凹部２ａの内部には、透明な合成樹脂からなる封止材９が充填されており、ベアチップ６とワイヤ８ａ，８ｂとが前記凹部２ａ内に樹脂封止されている。これにより、ベアチップ６を保護し、例えばワイヤ８ａ，８ｂの切断などの不具合の発生を防止できる。【００４１】
ベアチップ６は、赤色の光、緑色の光または青色の光のいずれを出力するものであってもよく、これ以外の例えば白色光を発するものであってもよい。赤色の光を発するものである場合には、発光ピーク波長は６１０〜７４０ｎｍの範囲内のいずれかであり、ベアチップ６が緑色の光を発するものである場合には、発光ピーク波長は５００〜５６５ｎｍの範囲内のいずれかである。さらにベアチップ６が青色の光を発するものである場合には、発光ピーク波長は４３０〜４８５ｎｍの範囲内のいずれかである。【００４２】
基板２の表面には接着層３が設けられ、この接着層３の上に導光層４が設けられている。そして、前記導光層４の表面は空気層５から形成される空間に接している。【００４３】
導光層４は薄いフィルムで形成されており、その厚み寸法ｔはハンドリング性、導光層の形状の制御性、薄型化の観点から、１０〜１００μｍが好ましく、６０〜８０μｍであることがさらに好ましい。導光層４は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂フィルムやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂フィルムや、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂フィルム、高屈折率のエポキシ系樹脂フィルム、シリコーン系樹脂フィルム、その他のフェノール系樹脂フィルムやアクリル系樹脂フィルムなどの透光性樹脂フィルムで形成されている。導光層４を形成するこれら透光性樹脂フィルムの光透過度は９５％以上であり、実質的に透明樹脂フィルムである。【００４４】
また前記接着層３は、アクリル系あるいはフッ素を含有したエポキシ系などからなる透明な接着剤で形成される。【００４５】
封止材９の絶対屈折率は、接着層３の絶対屈折率と同程度であることが好ましく、導光層４の絶対屈折率は、接着層３および空気層５の絶対屈折率よりも高い。また、接着層３の絶対屈折率は、空気の絶対屈折率よりも高い。このため、ベアチップ６から放たれた光のほとんどは、封止材９および接着層３を透過して前記導光層４に導かれる。このとき光の一部は、前記導光層４と前記接着層３との境界面、および前記導光層４と前記空気層５との境界面においてそれぞれ全反射しながら導光層４を進行する。そして、全反射しない一部の光が導光層４を形成する透明樹脂フィルムの表面から外部に漏れ出すことにより、前記照光装置１Ａは面発光体として機能する。【００４６】
このように、第１の実施の形態に示す照光装置１Ａでは、導光層４に透明な薄い樹脂フィルムを用いた構成とし、基板２との間を薄い接着層３を介して接合するようにしたことから、製造工程を簡易なものとすることができるとともに、全体を薄型化することができる。【００４７】
図２は本発明の第２の実施の形態に係る照光装置の断面図、図３は第２の実施の形態の変形例を示す断面図である。なお、以下においては上記の実施の形態と同様の部材については同一の符号を付して説明する。【００４８】
図２の第２の実施の形態に示す照光装置１Ｂは、上記第１の実施の形態に示す照光装置１Ａと同様の構成である。ただし、導光層４の表面で且つ凹部１ａの上方に、ミラー部材１１がベアチップ６に対向して設けられている点において相違している。【００４９】
この実施の形態では、ベアチップ６から直接的に導光層４に進入した光のうち、凹部１ａの頭上の位置を通じて導光層４を透過した光が、前記ミラー部材１１で反射させられ、再び導光層４内に戻すことができる。特に、導光層４と空気層５との境界面に対して臨界角以下の入射角度で入射し、本来であれば導光層４を透過して外部に洩れ出してしまうはずの光が、前記導光層４から洩れ出すことを防止することが可能となる。このため、ベアチップ６から直接的に導光層４に進入した光のうち、一度も反射することなく凹部１ａの頭上の位置から直接的に導光層４の外部に洩れ出す光量を少なくすることができる。よって、導光層４を通じて伝播する光量を増やすことができ、ベアチップ６から遠く離れた箇所により多くの光を与えることができる。つまり、上記第１の実施の形態で示す照光装置１Ａでは、ベアチップ６と対向する中心部分が最も明るく、ベアチップ６から離れる周辺部に至るにしたがって徐々に明るさが失われるため、中心部分と周辺部との間における光量差が大きい。【００５０】
しかし、第２の実施の形態に示す照光装置１Ｂでは、ベアチップ６と対向する中心部分における光の漏れを防止することができ、より多くの光量を周辺部に導くことできるため、第１の実施の形態に比較して中心部分と周辺部との間における光量差を小さくすることが可能である。すなわち、均一に光る面発光型の照光装置１Ｂとすることができる。【００５１】
図３に第２の実施の形態の変形例として示す照光装置１Ｃでは、前記ミラー部材１１の下面（反射面）をテーパ状の反射面１１ａ，１１ａで形成した点で前記照光装置１Ｂと相違している。すなわち、反射面１１ａは、中心部が最も厚み寸法が厚く、周辺部ほど薄くなるように逆円錐状または逆ピラミッド状で形成されている。【００５２】
図３に示す変形例では、ベアチップ６から直接的に導光層４に進入した光のうち、接着層３と導光層４の界面に垂直な軸線に対する入射角度θ１が小さくても前記反射面１１ａでの反射角度θ２を大きくすることができる。このため、次に導光層４内で反射する際の角度（接着層３との境界面での反射角度θ３、および導光層４と空気層５との境界面での反射角度θ４など）を大きくすることが可能となる。これにより、光を中心となるベアチップ６からより遠い場所まで伝搬させることができる。すなわち、発光する面積の広い照光装置１Ｃとすることができる。【００５３】
図４は本発明の第３の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図４に示す照光装置１Ｄでは、ミラー部材１１の代わりに光吸収体１２を、前記導光層４の表面で且つ前記凹部２ａまたはベアチップ６と対向する上方の位置に設けた点で上記第２の実施の形態と相違している。【００５４】
前記光吸収体１２は、均質な黒色の層でもよいが、その場合は多くの光が失われることになり、照光装置として必要な光量を得るためには結果として光源（ベアチップ６）の出力を増やすことになり効率的ではない。したがって前記光吸収体１２は一部の光をそのまま透過し利用できるような黒色のドット模様、またはブラックマトリックス状をしていることが好ましい。これらは例えば、金属製のクロム膜をスパッタ法などによりガラス基板上に成膜し、フォトリソグラフィー技術によりドット模様またはマトリックス状のパターンに仕上げることにより形成される。あるいは、ＮＤフィルタと同じ原理で金属薄膜（クロム、ニッケル、アルミニウムなど、単体もしくは合金、あるいは酸化物として）を導光層の空気側表面に蒸着もしくはスパッタしていることにより、一部の光を吸収もしくは反射し、残りの光は透過する。このようにして形成された光吸収体１２が、前記導光層４の表面で且つ凹部２ａの上部に固定されている。【００５５】
この実施の形態では、ベアチップ６から導光層４に進入する光のうち、その途中に設けられた接着層３の凹凸や導光層４の表裏面の凹凸において表面散乱が生じても、このとき生じた散乱光を前記光吸収体１２が吸収することができる。このため、迷光散乱によって導光層４の表面に複数の明るい部分（ホットスポットともいう）が島状に形成され、導光層４表面の全体が不均一に照光されることを軽減することができる。【００５６】
図５は本発明の第４の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図５に示す照光装置１Ｅでは、導光層４の表面で且つ前記凹部２ａまたはベアチップ６と対向する位置に、表面から内部方向に窪む反射凹部４ａが形成されている点が相違しており、その他の構成は上記第１の実施の形態と同様である。【００５７】
前記反射凹部４ａは断面略Ｖ字形状で形成されており、前記Ｖ字を形成する傾斜面４ａ１が反射ミラーとして機能する。よって、第４の実施の形態に示す照光装置１Ｅでは、ベアチップ６から直接的に導光層４に進入した光を、前記の傾斜面４ａ１で反射して導光層４内に導くことができる。すなわち、ベアチップ６から直接的に導光層４に進入した光のうち、反射凹部４ａがなかったならばそのまま導光層４の表面から透過して損失となっていたはずの光の洩れを防止することができる。しかも、上記第４の実施の形態同様に次に導光層４内で反射する際の入射角度（導光層４と接着層３との境界面での反射角度、および導光層４と空気層５との境界面での反射角度）をより大きくすることができるため、ベアチップ６からより遠い場所にまで光を伝搬させることが可能となる。すなわち、発光する面積の広い照光装置１Ｅとすることができる。【００５８】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る照光装置の断面図、図７は図６の一部を拡大して示す断面図、図８は第４の実施の形態の変形例を示す断面図である。【００５９】
図６に示す第４の実施の形態では、導光層４のうち、凹部２ａと対向する部分に開口部４ｂが形成され、この開口部４ｂの内面４ｃに二次関数的な曲面からなる断面凹状のメニスカス部（反射凹部）１３が設けられている。【００６０】
このメニスカス部１３は、基板２上に接着層３を介して樹脂フィルムからなる導光層４が接合された状態の照光装置１Ａ（図１参照）に形成される。すなわち、露光現像工程で導光層４および接着層３の一部を円形に除去して開口部４ｂを形成する。この開口部４ｂ内に溶融した液状の合成樹脂を少量注入すると、毛細管現象により液状の合成樹脂の周縁部が中心よりも上昇する現象が引き起こされる。この状態で、前記液状の合成樹脂を硬化させてメニスカス部１３を形成する。【００６１】
ベアチップ６から放たれた光は、封止材９とメニスカス部１３との境界部分で屈折して、前記メニスカス部１３の凹面１３ａと空気層５との境界面で反射させられ、さらにメニスカス部１３と導光層４の内面４ｃとの境界部分で屈折して前記導光層４内に導かれる。このため、より多くの光量を導光層４に案内することができる。【００６２】
ここで、メニスカス部１３の凹面１３ａと空気層５との境界面では全反射が起きることにより、前記凹面１３ａから空気層５へと透過する光の量が少ないことが好ましい。このため、図７に拡大して示すように前記メニスカス部１３の凹面１３ａと空気層５との境界面（接線））Ｌ１に垂直な軸に対する入射角度α１は、この境界面Ｌ１に対する臨界角θｃと同じかそれよりも大きいことが好ましい。このため、封止材９からメニスカス部１３に入射する際の光の屈折角度α２が大きくなるように、メニスカス部１３を形成する合成樹脂は、その絶対屈折率ｎ１３が前記封止材９を形成する樹脂の絶対屈折率ｎ９と同じか、それよりも小さいことが好ましい。【００６３】
さらにメニスカス部１３と導光層４の内面４ｃとの境界部分では全反射が起こらずに透過する光の量が多いことが好ましい。このため、メニスカス部１３を形成する合成樹脂は、その絶対屈折率ｎ１３が前記導光層４を形成する樹脂フィルムの絶対屈折率ｎ４と同じか、それよりも小さいことが好ましい。すなわち、封止材９、メニスカス部１３を形成する合成樹脂および導光層４を形成する樹脂フィルムの各絶対屈折率ｎ９，ｎ１３，ｎ４の間には、ｎ１３≦ｎ９≦ｎ４の関係が成立していることが好ましい。【００６４】
上記第４の実施の形態に示す照光装置１Ｆでは、前記メニスカス部１３の凹面１３ａに入射した光を反射させて導光層４の内面４ｃを介して前記導光層４内に案内する。しかしながら、凹面１３ａの底部付近に入射した光については、これを前記導光層４内に案内することが難しい。【００６５】
そこで、図８に変形例として示す照光装置１Ｇでは、図６の照光装置１Ｆにおいて、導光層４の表面で且つメニスカス部１３を有する開口部４ｂの真上にミラー部材１１を設置している。【００６６】
この照光装置１Ｇでは、前記メニスカス部１３の凹面１３ａの底面付近に入射した光が、開口部４ｂ内を通過してミラー部材１１で反射させられ、導光層４の内面４ｃに導かれる。このため、第２の実施の形態に係る照光装置１Ｂ（図２参照）と同様に、ミラー部材１１で反射した光を導光層４内に確実に案内することができる。【００６７】
なお、ミラー部材１１は、第２の実施の形態の変形例において示したものと同様のテーパ状の反射面１１ａ，１１ａを有する構成であってもよい（図３参照）。あるいは、ミラー部材１１の代わりに、第３の実施の形態に係る照光装置１Ｄ（図４参照）において示した光吸収体１２を用いることにより、導光層４の表面に形成されるホットスポットの発生を軽減するようにしてもよい。【００６８】
図９は本発明の第５の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図９に示す照光装置１Ｈは、導光層４を形成する透明の樹脂フィルムの内部にフィラーを混入することにより、内部で光を乱反射する光散乱層を有する構成としたものである。フィラーは、白色の無機酸化物の粉末や金属の粉末などであり、樹脂フィルムは半透明である。あるいは、前記導光層４にフィラーを混入する代わりに、接着層３を形成する接着剤にフィラーを混入することにより、半透明な接着層３を光散乱層とする構成であってもよい。【００６９】
さらには、透明な樹脂フィルムを形成する上面および下面のうち、少なくとも一方の面に、フィラーを混入して形成した樹脂フィルム（光散乱層）を積層することにより前記導光層４とするものであってもよい。【００７０】
第５の実施の形態に係る照光装置１Ｈでは、フィラーを有する光散乱層において、光の拡散効果を高めることができるため、より照光ムラが少なく均一に照光できる照光装置とすることができる。【００７１】
なお、上記第１ないし第４の実施の形態においては、透明な導光層４の代わりに前記第５の実施の形態で説明した導光層４を備えた構成とするものであってもよい。【００７２】
図１０は本発明の第６の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図１の第１の実施の形態に示す照光装置１Ａでは、凹部２ａの開口面積が狭かったため、ベアチップ（発光素子）６から放射状に放たれた光のうち、特に側方に向かう光は凹部２ａの側壁で一度反射させられた後に導光層４に達するため、迷光となりホットスポットを形成する要因の一つとなりやすい。【００７３】
図１０に第６の実施の形態として示す照光装置１Ｉでは、基板２に形成した凹部２ａに最深部から表面に向かって開口面積を徐々に広がる複数の段差を設けている。このため、第６の実施の形態に示す照光装置１Ｉでは、ベアチップ（発光素子）６から導光層４に直接的に導かれる光量を多くすることができる。よって、ホットスポットが形成されに難くすることができ、導光層４の表面を均一に照光することが可能となる。このような複数の段差から構成される凹部２ａは、その他の実施の形態でも同様に用いることが可能である。【００７４】
なお、ワイヤ８ａ，８ｂは、図１０に点線で示すように、これまで同様の凹部２ａの底面に形成した導電パターン７ａ，７ｂに対してワイヤボンディングしてもよいし、点線で示すように段差部２ｂ，２ｂに形成した導電パターン７ａ’，７ｂ’に対してワイヤボンディングするようにしてもよい。【００７５】
図１１は本発明の第７の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図１１に第７の実施の形態として示す照光装置１Ｊでは、凹部２ａ内のベアチップ６を封止する封止材９を隆起形成し、その表面９ａを凸状の曲面、好ましくは球面に形成した構成である。導光層４を形成する樹脂フィルムは透明または光拡散層を備えた半透明のいずれであってもよく、接着層３を介して隆起形成された封止材９の表面９ａおよび基板２の表面に接着固定されている。【００７６】
第７の実施の形態に示す照光装置１Ｊでは、前記封止材９の表面９ａが凸面状になるため、必然的にその上を覆っている接着層３と導光層４の界面もこれに倣って凸面状となる。すると光源（ベアチップ６）から出力された光が接着層３と導光層４の界面に入射する際の入射角度が凸面状では無い場合（例えば平坦、もしくは凹面状）より小さくなるため透過率が向上し、ベアチップ６から放たれた光のより多くを導光層４に導くことができる。特に、封止材９の絶対屈折率と接着層３の絶対屈折率がほぼ等しい場合には、封止材９と接着層３との界面における光反射を少なくすることができる。このため、封止材９から接着層３へ向かう光のほとんどを透過させることができ、光の利用効率を高めることができる。すなわち、より明るい照光装置１Ｊとすることができる。【００７７】
図１２は本発明の第８の実施の形態に係る照光装置の断面図、図１３は第８の実施の形態の変形例を示す照光装置の断面図である。【００７８】
図１２に示すように、第８の実施の形態に示す照光装置１Ｋでは、凹部２ａに対向する部分で、且つ封止材９の上面と導光層４の下面との間に位置する接着層３の一部を取り除いて、あるいはこの部分に初めから接着層３を設けないようにして空気層５ａを形成している。照光装置１Ｋでは、ベアチップ６から放たれた光が封止材９から空気層５ａを通過して導光層４に導かれる。なお、図１２では、点線で示すように凹部２ａと対向する導光層４の表面に、上記同様に平坦なミラー部材１１やテーパ状の反射面１１ａが付いたミラー部材１１を設けた構成としてもよい。【００７９】
図１３の第８の実施の形態の変形例に示す照光装置１Ｌでは、凹部２ａに対向する接着層３および導光層４を取り除いて、あるいはこの部分に初めから接着層３および導光層４を設けないようにして開口部４ｂを形成し空気層５ｂとしてある。そして、この開口部４ｂの上部にはミラー部材１１が設けられ、前記空気層５ｂが閉ざされている。なお、ミラー部材１１はテーパ状の反射面１１ａ付きのミラー部材１１であってもよい（図３参照）。照光装置１Ｊでは、ベアチップ６から放たれた光が封止材９から空気層５ｂを通過して導光層４の内部に導かれる。またはミラー部材１１において一度反射させられた後に導光層４の内部に導かれる。【００８０】
図１２に示す第８の実施の形態および図１３に示す変形例では、光は光源（ベアチップ６）→封止材９→空気層５ａまたは５ｂ→導光層４→空気層５という経路を辿る。このように、光が導光層４の外部（空気層５）に放出される前に、光の通過する経路内に絶対屈折率の異なる領域を設けることにより、光をより広く拡散させながら伝搬させることができ、導光層４の全体を明るく照光することが可能となる。【００８１】
なお、第８の実施の形態およびその変形例の導光層４は、透明樹脂フィルムであってもよいし、半透明の樹脂フィルムを用いた構成であってもよい。【００８２】
図１４は本発明の第９の実施の形態に係る照光装置の断面図、図１５は第９の実施の形態の変形例を示す照光装置の断面図である。【００８３】
図１４に示す第９の実施の形態に係る照光装置１Ｍでは、凹部２ａの上部位置に開口部４ｂを形成するとともに、この開口部４ｂ内に導光部材２０が設けられている。導光部材２０は、図示下面（図１４ではＺ２側の面）にベアチップ６からの光が入射する入射面２０Ａを有し、上面と下面とで挟まれた領域の外周部（側方）には入射した光が導光層４に向かって出て行く射出面（側面）２０Ｂを有している。そして、導光部材２０の下面とベアチップ６とが対向配置され、且つ導光部材２０の射出面（側面）２０Ｂと導光層の内面４ｃとが対向配置されている。【００８４】
導光部材２０は、単独の透明または半透明からなる導光樹脂層で形成されていてもよく、あるいは絶対屈折率の異なる複数の導光樹脂層を積層することにより一つの導光部材２０とするものであってもよい。【００８５】
この実施の形態では、ベアチップ６から放たれ封止材９を透過した光が、封止材９から導光部材２０の入射面（下面）２０Ａに入射するときの屈折角β１を大きくなる。これにより、導光部材２０と空気層５との間の境界面に対する入射角度β２を、この間の臨界角θｃよりも大きくなり全反射させることが可能となる。よって、凹部２ａまたはベアチップ６の真上の位置で且つ導光部材２０の上面２０Ｃから洩れる光量を少なくすることができる。そして、導光部材２０の側面である射出面２０Ｂから導光層４の内面４ｃに透過する光量を多くすることができる。【００８６】
また導光部材２０と空気層５との間の境界面おける入射角β２およびその反射角β２’を大きくすることができ、さらに導光層４と接着層３との境界面における入射角β３およびその反射角β３’をも大きくすることができる。このため、導光層４内を伝搬する光をより遠くまで伝搬させることが可能である。【００８７】
なお、導光部材２０が複数の導光樹脂層の積層構造体からなる場合には、導光部材２０の下面（Ｚ２側の面）から上面（Ｚ１側の面）に向かうにしたがって絶対屈折率が徐々に大きくなるように各導光樹脂層を構成することが好ましい。これにより、各導光樹脂層ごとの屈折角を徐々に小さくすることができ、最終的に導光部材２０と空気層５との間の境界面に向かう光の入射角度β２をこの境界面における臨界角θｃよりも大きくすることが可能となる。【００８８】
図１５に変形例として示す照光装置１Ｎでは、導光部材２１が上部クラッド層２１ａ、コア層２１ｂおよび下部クラッド層２１ｃの三層構造からなる積層体で形成されている。なお、下部クラッド層２１ｃは接着層を兼ねる構成であってもよい。【００８９】
導光部材２１を形成しているコア層２１ｂの絶対屈折率は上部クラッド層２１ａおよび下部クラッド層２１ｃの絶対屈折率よりも高い。したがって、コア層２１ｂ内を進行する光は、コア層２１ｂと上下の各クラッド層２１ａ，２１ｃとの境界面に対して臨界角以上の入射角度で入射し、前記境界面で全反射されながらより遠くまで進行させることが可能である。【００９０】
図１６は本発明の第１０の実施の形態に係る照光装置の断面図である。
図１６に示す第１０の実施の形態に係る照光装置１Ｏでは、凹部２ａ内の封止材９の表面９ａを凸状の曲面、好ましくは球面に形成するとともに、この表面９ａの上部に導光部材２２を設けた構成である。すなわち、導光部材２２を形成するコア層２２ｂの下面に前記表面９ａに対応する凹状の曲面２２ｄを形成し、この凹状の曲面２２ｄと前記封止材９の表面９ａとの間が接着層を兼ねる下部クラッド層２２ｃで固着されている。なお、上部クラッド層２２ａおよび下部クラッド層２２ｃの絶対屈折率は、コア層２２ｂの絶対屈折率より小さい点は上記構成と同様である。【００９１】
この実施の形態においては、光源から出力された光線の前記封止材９の表面９ａへの入射角が小さくなる。このため、上記図１１に示す第７の実施の形態同様に、ベアチップ６から放たれた光のほとんどを導光層４に導くことができる。しかも、上記上記図１５に示す第９の実施の形態の変形例同様に、導光層４内を進行する光を前記境界面で全反射させながらより遠くまで進行させることが可能である。【００９２】
次に、上記いずれかの照光装置を用いた実施例を説明する。
図１７ないし図１９は照光装置を用いた実施例として携帯端末器に設けられた入力装置を示す部分断面図である。図１７ないし図１９に示す入力装置ＡないしＣではメタルドームスイッチ（スイッチ機構）３０と上記いずれかの照光装置１とが設けられている。【００９３】
すなわち、入力装置ＡないしＣでは、基板２の表面に、リング状の接続電極３１が設けられ、その中心には前記接続電極３１から独立した対向電極３２が設けられている。またドーム状の金属板からなる反転部材３３が設けられており、前記反転部材３３の周縁部側の基端部が前記接続電極３１の表面に導通接続されている。図示Ｚ２方向の加圧力を反転部材３３の表面に与えると、反転部材３３が変形して、前記反転部材３３の裏側の金属板が対向電極３２に接触する。これにより、接続電極３１と対向電極３２との間が反転部材３３を介して導通接続される。すなわち、前記接続電極３１、対向電極３２および反転部材３３はメタルドームスイッチ（スイッチ機構）３０を構成しており、加圧力の有無により接続電極３１と対向電極３２との間をオン状態とオフ状態のいずれかに切り換えることが可能とされている。【００９４】
入力装置ＡないしＣでは、基板２の表面と反転部材３３の表面に、上述の透明または半透明のからなるいずれかの樹脂フィルムからなる導光層４が積層されている。基板２の表面および反転部材３３の表面と導光層４とは、これらの間に設けられた接着層３を介して密着固定されている。さらに基板２の凹部２ａにはベアチップ６からなる発光素子が埋設され、その周囲には封止材９が充填されている。【００９５】
なお、導光層４の上は、携帯端末器の外装ケースを形成する筐体４０で覆われている。ドーム状の反転部材３３は、筐体４０に形成された開口穴４１を通じて外部に露出されている。このため、導光層４から洩れた光が、前記開口穴４１以外の部分から筐体４０の外部に洩れ出すことはない。【００９６】
図１７の第１の実施例に示す入力装置Ａでは、上述したようにベアチップ６から放たれた光が導光層４内を全反射しながら進行する。導光層４内を伝搬する光は反転部材３３の基端部に当たり、その進行方向が反転部材３３を形成するドーム形状に沿う方向に変更させられる。このとき前記基端部付近で光の反射および散乱などの現像が起きる。このため、前記反転部材３３の基端部の近傍から前記導光層４の外部へ洩れる光量が多くなり、このときの光が前記開口穴４１を通じて筐体４０の外部に洩れる。よって、前記反転部材３３の基端部の近傍が、他の部分に比較して明るく照光される。【００９７】
また図１８の第２の実施例に示す入力装置Ｂでは、メタルドームスイッチ３０の近傍に、散乱体または蛍光体などからなる光学素子５０が配置されている。前記光学素子５０は基板２上に固定され、筐体４０上の前記メタルドームスイッチ３０の近傍に設けた孔４２を通じて筐体４０の外部に露出されている。なお、このような光学素子５０は、前記メタルドームスイッチ３０の周囲に分散させた状態で配置してもよい。【００９８】
光学素子５０は、導光層４に形成した設置孔４Ａの内面に対向配置されている。導光層４内を伝搬した光は、前記設置孔４Ａの内面から洩れだし、前記光学素子５０に入射を照光する。このため、前記光学素子５０では、散乱体で光の散乱が起こり、あるいは蛍光体が導光層４から射出された光のうち特定の波長を吸収し、蛍光して可視光線を発する。このため、メタルドームスイッチ３０の近傍を明るく照光することができる。【００９９】
また図１９の第３の実施例に示す入力装置Ｃでは、光学素子５０として、上記第２の実施例における散乱体や蛍光体の代わりに三角プリズムを配置した例を示している。この実施例でも、前記設置孔４Ａの内面から洩れ出した光が三角プリズムに入射するため、光を分散させることができる。なお、前記三角プリズムを透明の樹脂で形成するとともに、この樹脂の内部にフィラーを混入することにより、内部での光の乱反射を助長する光学素子とする構成であってもよい。【０１００】
このように、上記第１ないし第３の実施例では、本発明の照光装置１を用いることにより、携帯端末器の入力装置ＡないしＣに設けられたメタルドームスイッチ３０自体またはその周辺を明るく照光することが可能となる。このため携帯端末器の操作性を向上させることができる。【０１０１】
なお、上記実施の形態では、光学素子５０が導光層４に形成した設置孔４Ａの内面に対向配置された場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、前記光学素子５０が、その底面（入射面）を導光層４の表面に向けた状態で固定され、前記導光層４の表面から洩れる光を得て散乱または蛍光する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図３】第２の実施の形態の変形例を示す断面図、
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図７】図６の一部を拡大して示す断面図、
【図８】第４の実施の形態の変形例を示す断面図、
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１２】本発明の第８の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１３】第８の実施の形態の変形例を示す照光装置の断面図、
【図１４】本発明の第９の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１５】第９の実施の形態の変形例を示す照光装置の断面図、
【図１６】本発明の第１０の実施の形態に係る照光装置の断面図、
【図１７】照光装置を用いた第１の実施例として携帯端末器に設けられた入力装置を示す部分断面図、
【図１８】照光装置を用いた第２の実施例として携帯端末器に設けられた入力装置を示す部分断面図、
【図１９】照光装置を用いた第３の実施例として携帯端末器に設けられた入力装置を示す部分断面図、
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ〜１Ｏ  照光装置
２  基板
２ａ  凹部
３  接着層
４  導光層
４ａ  反射凹部
５  空気層
６  ベアチップ（発光素子）
７ａ，７ｂ  導電パターン
８ａ，８ｂ  ワイヤ
９  封止材
９ａ  封止材の表面
１１  ミラー部材
１１ａ  テーパ状の反射面
１２  光吸収体
１３  メニスカス部（反射凹部）
１３ａ  メニスカス部の凹面
２０，２１，２２  導光部材
２１ａ，２２ａ  上部クラッド層
２１ｂ，２２ｂ  コア層
２１ｃ，２２ｃ  下部クラッド層
２２ｄ  曲面
３０  メタルドームスイッチ（スイッチ機構）
３１  接続電極
３２  対向電極
３０  反転部材
４０  筐体
４１  開口穴
４２  孔
５０  光学素子
Ａ，Ｂ，Ｃ  入力装置
【図１】
2008087883.tif 000003
【図２】
2008087883.tif 000004
【図３】
2008087883.tif 000005
【図４】
2008087883.tif 000006
【図５】
2008087883.tif 000007
【図６】
2008087883.tif 000008
【図７】
2008087883.tif 000009
【図８】
2008087883.tif 000010
【図９】
2008087883.tif 000011
【図１０】
2008087883.tif 000012
【図１１】
2008087883.tif 000013
【図１２】
2008087883.tif 000014
【図１３】
2008087883.tif 000015
【図１４】
2008087883.tif 000016
【図１５】
2008087883.tif 000017
【図１６】
2008087883.tif 000018
【図１７】
2008087883.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008087883.tif 000021
【国際調査報告】
2008087883.tif 000022
2008087883.tif 000023
2008087883.tif 000024
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