(57)【要約】【課題】バックライトを使用しないデフォルト状態で目視可能な意匠パターンを有するとともに、その意匠パターンがバックライトで浮かび上がる意匠パターンの目視の妨げにならないような光学構造体及び光学表示装置を提供すること。【解決手段】光学フィルムの複数の薄膜層を第１の意匠パターンを中抜きしたマスク層２６ａ，２６ｂと、マスク層２６ａ，２６ｂの上層に配置され外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度となる吸収率を備えるとともにマスク層２６ａ，２６ｂの中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層２４と、遮蔽層２４の上層に配置され外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに前記照射光を透過させる透過率を備えた第２の意匠パターンを中抜きした反射層２３とから構成し、反射層における透過率を反射率よりも大きく設定した。【選択図】図５
2011113017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄膜層を積層状に１枚あるいは複数枚の透明基板上に成膜してなる光学構造体において、
前記複数の薄膜層は、
文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、
同マスク層の上層に配置され、外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、
同遮蔽層の上層に配置され、前記外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした反射層と、
から構成され、前記反射層における透過率を反射率よりも大きく設定したことを特徴とする光学構造体。
【請求項２】
複数の薄膜層を積層状に１枚あるいは複数枚の透明基板上に成膜してなる光学構造体において、
前記複数の薄膜層は、
文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、
同マスク層の上層に配置され、外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした反射層と、
同反射層の上層に配置され、前記外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記外光による反射層の反射光及び前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、
から構成され、前記反射層における透過率を反射率よりも大きく設定したことを特徴とする光学構造体。
【請求項３】
前記マスク層は隣接して積層された更に複数のマスク層から構成され、同各マスク層はそれぞれ所定の波長域の照射光を特異的に透過させないとともに、それぞれ他の前記マスク層で特異的に透過させない所定の波長域の照射光を透過させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学構造体。
【請求項４】
前記マスク層は所定の波長域の照射光を特異的に透過させない吸収特性を有し、前記遮蔽層は前記複数のマスク層のそれぞれの光学特性を合成した吸収特性に対応する吸収特性を有することを特徴とする請求項３に記載の光学構造体。
【請求項５】
前記複数のマスク層は２枚の第１及び第２のマスク層であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学構造体。
【請求項６】
前記第１のマスク層は赤色の波長域の照射光を特異的に透過させないとともに、それ以外の波長域の可視光を透過させ、前記第２のマスク層は青色の波長域の照射光を特異的に透過させないとともに、それ以外の波長域の可視光を透過させることを特徴とする請求項５に記載の光学構造体。
【請求項７】
前記反射層における外光に対する反射率は４％以上であり１０％未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学構造体。
【請求項８】
所定の波長の可視光を照射する可視光光源と、
同可視光光源の前面に配置される文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、
同マスク層の上層に配置され、外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後の可視光光源から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、
同遮蔽層の上層に配置され、前記外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした透過率を反射率よりも大きく設定した反射層とから構成される光学表示装置。
【請求項９】
所定の波長の可視光を照射する可視光光源と、
同可視光光源の前面に配置される文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、
同マスク層の上層に配置され、外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした透過率を反射率よりも大きく設定した反射層と、
同反射層の上層に配置され、前記外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記外光による反射層の反射光及び前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層とから構成される光学表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の薄膜層から構成され背後から光を照射することで意匠パターンを中抜きした文字表示を行う光学構造体及びそのような光学構造体を備えた光学表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば携帯電話やパソコン等の入力手段である入力キーのプレス面には文字、記号あるいは図形等が印刷され、それら文字等を認識することで当該入力キーを押動した場合に実行される入力内容が理解されるようになっている。例えば携帯電話では数字の印刷されたテンキーは基本的に電話番号の入力用のキーであり、当該数字の印刷されたテンキーを押動するとその数字が電話番号として入力されることとなる。このような携帯電話の一例として特許文献１を挙げる。
ところで近年、携帯電話ではデザインや機能の多様化が求められており、この引用文献１の携帯電話のような一般的な縦向きデザインの携帯電話だけではなく、横長に持つ横向きデザインの携帯電話の需要も認められるようになってきている。例えばワンセグチューナーを内蔵した大型液晶パネルが併設されたようないわゆるワンセグタイプの携帯電話では、むしろ入力キーを横向きにして使用することが使い勝手がよい場合があるからである。また、携帯電話以外のその他のＰＤＡ（Personal Digital Assistants）のような電子機器でも同様の事情がある。
更に、状況に応じて同じ機種で縦向きと横向きの両方の向きを随時切り替えて使用したいという要請もある。例えば、上記のようなワンセグタイプの携帯電話で携帯電話として使用する際には縦向きで使用し、映像を見る場合には横向きで使用するといったようなケースである。
【０００３】
しかし「同じ機種で縦向きと横向きの両方の向きを随時切り替えて使用したい」という場合には入力キーに印刷された文字等を例えば縦向きを基準に正立させると横向きで使用する場合には文字等が寝てしまう（９０度傾いてしまう）こととなり文字等が非常に読み取りにくくなってしまう。そのため９０度向きの異なる２つの文字等を隣接させて印刷するということも考えられるものの、画面がゴミゴミした感じになりデザイン的にも好ましくはない。
このような不具合を解消するため、同じ位置に９０度向きの異なる文字等の２つの意匠パターンを異なる２層の薄膜層を利用して交錯させて配置させることが考えられる。そして、波長の異なる２種類の可視光光源としてのバックライトを使用していずれかの意匠パターンのみを明瞭に浮かび上がらせるというものである。しかし、２つの意匠パターンを交錯させて配置するとバックライトを点灯させていない場合（以下、この場合をデフォルト状態とする）には図６のように両方の意匠パターン２０１，２０２部分（ここでは例として数字の「７」の交錯を図示する）が上記バックライトの場合とは逆の色調で交錯した状態で目視されてしまうこととなる。そのため、文字等が判別しにくくなったりキーの見栄えが悪くなってしまうという不具合が生じてしまう。
そのため、出願人は平成１８年１２月２８日付けで特許文献２の光学構造体を提案した。特許文献２では３枚の誘電体薄膜層を使用して最上層の誘電体薄膜層の意匠パターンを下層のいずれかの薄膜層の意匠パターンと一致させることでデフォルト状態で一致した部分の意匠パターンを見えなくするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１１８３６号公報（図２）
【特許文献２】特開２００８−１６４８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２ではデフォルト状態で交錯するいずれかの意匠パターンで目視させるような構成であり、デフォルト状態ではバックライトで浮かび上がる意匠パターンとは異なる意匠パターンを目視したいという要請がある。しかし、そのような新たな意匠パターンの薄膜層は目視方向、つまり最上層に配置されることとなるためバックライトを点灯させた場合にはバックライトで浮かび上がる意匠パターンの目視の妨げになってしまう可能性がある。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、バックライトで浮かび上がる意匠パターンとは異なるバックライトを使用しないデフォルト状態で目視可能な意匠パターンを有するとともに、その異なる意匠パターンがバックライトで浮かび上がる意匠パターンの目視の妨げにならないような光学構造体及び光学表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段として、複数の薄膜層を積層状に１枚あるいは複数枚の透明基板上に成膜してなる光学構造体において、前記複数の薄膜層は、文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、同マスク層の上層に配置され、外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、同遮蔽層の上層に配置され、前記外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした反射層とから構成され、前記反射層における透過率を反射率よりも大きく設定したことをその要旨とする。
また、第２の手段として、光学表示装置を所定の波長の可視光を照射する可視光光源と、同可視光光源の前面に配置される文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、同マスク層の上層に配置され、外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後の可視光光源から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、同遮蔽層の上層に配置され、前記外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした透過率を反射率よりも大きく設定した反射層とから構成するようにしたことをその要旨とする。
【０００７】
また、第３の手段として、複数の薄膜層を積層状に１枚あるいは複数枚の透明基板上に成膜してなる光学構造体において、前記複数の薄膜層は、文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、同マスク層の上層に配置され、外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした反射層と、同反射層の上層に配置され、前記外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記反射層の反射光及び前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層と、
から構成され、前記反射層における透過率を反射率よりも大きく設定したことをその要旨とする。
また、第４の手段として、所定の波長の可視光を照射する可視光光源と、同可視光光源の前面に配置される文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしたマスク層と、同マスク層の上層に配置され、外光を反射させる所定の反射率を備えるとともに、前記照射光を透過させる所定の透過率を備えた文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きした透過率を反射率よりも大きく設定した反射層と、同反射層の上層に配置され、前記外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率又は透視できない程度に前記外光を反射させる反射率を備えるとともに、前記反射層の反射光及び前記マスク層の中抜き部分を通過してその背後から照射される照射光を透過させる所定の透過率を備えた遮蔽層とから構成するようにしたことをその要旨とする。
【０００８】
このような構成の光学構造体の構成について説明を容易にするためにその構造の一例を図示する。
まず、第１及び第２の手段について、遮蔽層が外光によってマスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度の濃度を得るための所定の吸収率を備えている場合について説明する。
例えば図７及び図８のような３層の誘電体薄膜層１０１〜１０３の積層構造を想定することができる。ここでは１枚の透明基板１０４上に成膜しているが、複数枚の透明基板１０４上に成膜しそれを重ねて３層構造としてもよい。また、後述するようにマスク層は複数の層で構成するようにしてもよいが、ここでは話を単純化するために以下ではマスク層は１層として説明する。
マスク層１０１は文字、記号あるいは図形等からなる第１の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしている。ここで「ネガあるいはポジのいずれかの関係」とは文字部分が中抜きされている場合と逆に文字部分のみ薄膜層が形成されその周囲が抜けている場合のどちらでもよいという意味である。
遮蔽層１０２はマスク層１０１の上層、つまり外光側に配置されている。遮蔽層１０２は外光を吸収して所定の濃度の膜体としてマスク層１０１の第１の意匠パターンがわからない程度にマスク層１０１を遮蔽するような濃度となる所定の吸収率（透過率）を備えている。すべての可視光について均等な吸収率を備えていてもよく、ある波長のみ特異的に吸収しそれ以外は反射する場合があっても構わない。つまり、遮蔽層１０２は可視光に対して吸収と反射の両方の特性を有する場合もある。
一方、遮蔽層１０２は背後の可視光光源から照射される照射光を透過させるような所定の透過率を備えている。
反射層１０３は遮蔽層の上層に配置されている。反射層１０３は文字、記号あるいは図形等からなる第２の意匠パターンをネガあるいはポジのいずれかの関係となるように中抜きしている。基本的に第１の意匠パターンと異なることを想定しているが、使用方法としてあえて第１の意匠パターンと同じであることを妨げるものではない。反射層１０３は背後の可視光光源から照射される照射光を透過させるような所定の透過率を備えている。
【０００９】
このような光学構造体において可視光光源が点灯されている場合と可視光光源が消灯されている場合（デフォルトの状態）の外光と照射光の挙動について説明する。まず可視光光源が点灯された場合について説明する。
図７に示すように、マスク層１０１側の可視光光源Ｂから照射光Ｌ１を照射すると、照射光Ｌ１はマスク層１０１によって遮蔽されマスク層１０１以外の部分、つまり第１の意匠パターンに従って薄膜層のない部分をそのまま通過していく。更に、照射光Ｌ１は遮蔽層１０２を透過し、反射層１０３に至って反射層１０３は透過し、薄膜層のない部分においてはそのまま通過して前面に達する。
これによって、照射光によって照らし出されたマスク層１０１の第１の意匠パターンが前面から目視されることとなる。
次に可視光光源が消灯された場合について説明する。
図８に示すように、外光Ｌ２は反射層１０３において反射されて反射層１０３の第２の意匠パターンに従って目視されることとなる。一方、反射層１０３の薄膜層のない部分は遮蔽層１０２であり、外光Ｌ２はここで吸収されて所定の濃度となってマスク層１０１を遮蔽するとともに反射層１０３の背景となる。
これによって、外光Ｌ２によって照らし出された反射層１０３の第２の意匠パターンが前面から遮蔽層１０２を背景に目視されることとなる。
【００１０】
ここで、光学構造体を使用する環境においては照射光Ｌ１が照射されている場合であっても外光Ｌ２が存在する状態が一般的である。照射光Ｌ１が照射されている場合には第１の意匠パターンを目視させたいのであるから、第２の意匠パターンは目視されないことが好ましい。しかし、図７に示すように外光Ｌ２が存在する場合には目視されるパターン中にはどうしても、第２の意匠パターンが含まれることとなってしまう。そのため、本発明では反射層１０３における反射率よりも透過率を大きく設定して可視光光源からの照射光がより多く眼に入るようにしている。
【００１１】
次に、遮蔽層が外光によって前記マスク層の第１の意匠パターンが透視できない程度に外光を反射させる反射率を備えている場合について説明する。図９及び図１０が遮蔽層が外光を反射する場合のイメージである。
この場合も基本的に上記のように遮蔽層が外光を吸収する場合と大きく異なるわけではなく、可視光光源が点灯されている場合には照射光Ｌ１は遮蔽層１０２を透過し、反射層１０３に至って反射層１０３は透過し、薄膜層のない部分においてはそのまま通過して前面に達する。これによって、照射光によって照らし出されたマスク層１０１の第１の意匠パターンが前面から目視されることとなる。一方、可視光光源が消灯されている場合には外光Ｌ２は反射層１０３において反射されて反射層１０３の第２の意匠パターンに従って目視されることとなる。但し、外光を反射させる反射率を備えている場合では背景が吸収の場合と異なり鏡面あるいは乱反射でしていれば白色となり、外光Ｌ２によって照らし出された反射層１０３の第２の意匠パターンが前面からこのような遮蔽層１０２を背景に反射率の差異によって目視されることとなる。
また、すべて、あるいは特定の波長の可視光を特異的に反射させることで所望の反射光を得ることが可能である。
尚、ある可視光を反射しなければこれは吸収あるいは透過しているわけであり、上記したように遮蔽層は吸収率と反射率を同時に備えている場合もありうる。遮蔽層の透過特性は吸収量と反射量で調整することが可能で、吸収量を多くすれば濃色化（黒色化）され、反射量が多くなれば鏡面化（白色化）することができるわけである。
【００１２】
次に、第３及び第４の手段について説明する。第３及び第４の手段では遮蔽層と反射層の位置が逆転しているパターンである。図１２及び図１３がそのイメージである。まず可視光光源が点灯された場合について説明する。
図１２に示すように、マスク層１０１側の可視光光源Ｂから照射光Ｌ１を照射すると、照射光Ｌ１はマスク層１０１によって遮蔽されマスク層１０１以外の部分、つまり第１の意匠パターンに従って薄膜層のない部分をそのまま通過していく。更に、照射光Ｌ１は反射層１０３を透過し、反射層１０３の薄膜層のない部分においてはそのまま通過して遮蔽層１０２に至る。透過した照射光Ｌ１は遮蔽層１０２に至ってこれを透過して前面に達する。
これによって、照射光によって照らし出されたマスク層１０１の第１の意匠パターンが前面から目視されることとなる。
次に可視光光源が消灯された場合について説明する。
図１３に示すように、遮蔽層１０２を透過した外光Ｌ２は反射層１０３において反射されて反射層１０３の第２の意匠パターンに従って目視されることとなる。また、外光Ｌ２は遮蔽層１０２で吸収されて所定の濃度となってマスク層１０１を遮蔽する。
これによって、外光Ｌ２によって照らし出された反射層１０３の第２の意匠パターンが前面から遮蔽層１０２を背景に目視されることとなる。
遮蔽層１０２が吸収ではなく反射特性を示す場合には上記段落００１１と同様に考えることができる。
【００１３】
本発明においては、マスク層を隣接して積層された更に複数のマスク層から構成し、各マスク層をそれぞれ所定の波長域の照射光を特異的に透過させないようにするとともに、それぞれ他のマスク層で特異的に透過させない所定の波長域の照射光を透過させるようにすることが好ましい。ここに「透過させない」とは所定の波長域の可視光を吸収あるい反射するか、又は両方の作用による光学特性を有する場合をいう。
このように構成すると、透過特性の異なる複数のマスク層に対して背後から異なる波長域の照射光を別個に照射することで、異なる意匠パターンを照らし出すようにすることが可能となる。例えば、複数のマスク層を２枚の第１及び第２のマスク層とし、第１のマスク層は赤色の波長域の照射光を特異的に透過させないとともに、それ以外の波長域の可視光を透過させ、第２のマスク層は青色の波長域の照射光を特異的に透過させないとともに、それ以外の波長域の可視光を透過させることが想定される。そうすれば、赤色の波長域の照射光を照射すると第１のマスク層の第１の意匠パターンのみが前面から目視されることとなり、青色の波長域の照射光を照射すると第２のマスク層の第１の意匠パターンのみが前面から目視されることとなる。
また、複数のマスク層で構成する場合には遮蔽層はそれら複数のマスク層のそれぞれの光学特性を合成した吸収特性と対応する吸収特性（つまり逆にいえばそれぞれの光学特性を合成した透過特性に反する透過特性）を示すことが好ましい。その結果、青色の照射光パターンと赤色の照射光パターンの明るさを大きく損なうことなく遮蔽層と複数のマスク層が重ね合わされて、透過特性を示す波長域以外の吸収特性が向上するため、遮蔽層がより濃色化することとなり、デフォルト状態での反射層の目視効果が向上する。
【００１４】
また、反射層における反射率は４％以上であり１０％未満であることが好ましい。
反射率は正反射および拡散反射、その両方を含んだ反射量であり、反射率が高すぎれば可視光光源が点灯されている状態であっても第２の意匠パターンが目視されてしまうからである。一般に屈折率が１．５程度の透明基板の片面の正反射率は約４％であるためこの透明基板との反射率の差異を創出するため、反射層の反射率は４％以上でなければならないが、実験的に上限は１０％未満であることが好ましい。そのため、屈折率が高い透明基板へ反射層を形成する場合は、反射層は１０％未満の反射率にとどめ、基板の反射率に対して差異を創出させる程度の反射率が好ましい。
さらに言えば反射層から通過する照光の光量と反射層以外の部分から通過する照光の光量差は小さいほど好ましい。具体的には遮蔽層およびマスク層の透過光量によって変動するが、光量差は１０倍以内に押さえることが好ましい。
【００１５】
照射光の輝度は外光に対して２倍以上であれば反射層に意匠パターンの目視が邪魔されることはない。
外光から反射層で反射される光量に対して反射層と遮蔽層、マスク層を通過して照光される光量が多くならないと可視光光源が点灯されている状態であっても第２の意匠パターンは目視されてしまうため、照光する可視光光源はマスク層、遮蔽層、反射層を通過した後の条件で外光よりも明るい必要がある。
【００１６】
ここに、本発明の薄膜層は数十ｎｍ〜数百μｍの厚さの膜体であって、マスク層では所定の吸収率又は反射率を有し、遮蔽層では所定の吸収率及び透過率を有し、反射層では所定の吸収率及び反射率を有する。
薄膜層は主にバインダー樹脂中に微粒子を分散させ所定の成膜方法（印刷、スピンコート、ディッピング、塗布、染色等）で成膜することが考えられる。バインダー樹脂としては実質的に透明であって、照射光を大きく変化させないものであれば特に限定されるものではない。例えばポリエステル、ポリカーボネート、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、有機ケイ素系樹脂、フッ素系樹脂が挙げられる。微粒子素材としては顔料、染料あるいは蛍光剤等が具体的に挙げられる。
また、誘電体多層膜によって薄膜層を構成することもできる。誘電体薄膜層としては一般にはそれ自体が多層膜構造を取ることとなる。誘電体薄膜の膜数、膜素材、膜厚を設計することによって透過光（つまり反射光）を自由に制御することが可能である。多層膜の各構成膜層は金属もしくは金属窒化物もしくは金属酸化物もしくは金属フッ化物からなる膜素材であって、例えばＣｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｉ（シリコン）、Si3N4（窒化シリコン）ＴｉＯ2（二酸化チタン）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）、ＣａＦ2(フッ化カルシュウム)らが挙げられる。
本発明では構成される多層膜の数は特に限定されるものではない。所望の波長に対する反射性能又は透過性能を発現させるために化合物を選択し、組み合わせて誘電体光学膜を構成することが可能である。誘電体薄膜層の成膜方法に特に限定的な意味はないが一般的には蒸着法やスパッタリング法で成膜されることが好ましい。
なお、反射層については上記成膜方法以外に、ブラスト処理のような物理処理やエッチング処理のような化学処理などによって材料表面に構造をもたせて反射率を得ることも可能である。
【００１７】
本発明に使用されるプラスチック基材は特に限定されるものではなく、例えばガラス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクレート及びその共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ＮＢＲ樹脂、ＡＳ樹脂等が一例として挙げられる。
本発明は例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）のような電子機器、ラジオ等の表示画面に応用することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
上記各請求項の発明では、バックライトで浮かび上がる意匠パターンとは異なるバックライトを使用しないデフォルト状態で目視可能な意匠パターンを有するとともに、その意匠パターンがバックライトによって浮かび上がる意匠パターンの目視の妨げにならないため、デフォルト状態で目視可能な意匠パターンを自由に設定することができ、光学構造体の応用範囲がより拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の実施例の携帯電話機の側面図。
【図２】同じ携帯電話機の正面図であって（ａ）はタッチパネル上に表示されるタッチキー等が縦向きの場合、（ｂ）はデフォルト状態の場合。
【図３】同じ携帯電話機内のタッチパネルの概略構成を説明する説明図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は各薄膜層のパターンを説明するための正面図。
【図５】同じ実施例の光学フィルムの層構造を模式的に説明する説明図。
【図６】バックライトが照射されていない場合に従来のタッチパネルの表面に表示されるパターンの例を説明する説明図。
【図７】本発明の光学構造体の外光と照射光に対する吸収特性を模式的に説明する説明図。
【図８】本発明の光学構造体の外光に対する吸収特性を模式的に説明する説明図。
【図９】本発明の光学構造体の外光と照射光に対する反射特性を模式的に説明する説明図。
【図１０】本発明の光学構造体の外光に対する反射特性を模式的に説明する説明図。
【図１１】実施例３の光学フィルムの層構造を模式的に説明する説明図。
【図１２】本発明の光学構造体の外光と照射光に対する吸収特性を模式的に説明する説明図。
【図１３】本発明の光学構造体の外光に対する吸収特性を模式的に説明する説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の光学構造体を携帯電話機に応用した実施例について図面に従って説明をする。
（実施例１）
図１及び図２に示すように、携帯電話機１０は蓋側筐体１１と本体側筐体１２をヒンジ部１３で連結された外形形状とされている。本実施例１では携帯電話機１０はワンセグチューナが内蔵され地上波デジタルテレビジョン放送を見ることが可能である。蓋側及び本体側筐体１１，１２はヒンジ部１３によって開閉可能とされ、携帯可能状態では図１の実線のように折り畳まれ、電話機やとして使用可能状態で仮想線のように開放させて内部を露出させることとなる。
図２に示すように、本体側筐体１２の内面にはタッチパネル１５が配設されている。使用者はタッチパネル１５の表面にタッチして入力操作する。タッチパネル１５上にはテンキーや各種メニューキーの意匠パターンが表示された図３の光学フィルム１７が配設されている。タッチパネル１５のタッチした場合に実行される入力内容と光学フィルム１７の当該キー位置は対応している。例えば使用者はタッチパネル１５の表面の所定の意匠パターン部分にタッチすることで電話番号の入力等の各種操作を行う。
図３に示すように、タッチパネル１５の裏面側には可視光光源としての青色と赤色の２種類のＬＥＤ１８（λtyp：４７０ｎｍ），１９（λtyp：６３０ｎｍ）が交互に整然と配設されている。光学フィルム１７とＬＥＤ１８，１９によって光学表示装置が構成されている。蓋側筐体１１の内面には大型モニタ２０が配設されている。携帯電話機１０はその他携帯電話機としての通常の機構、例えば撮影用レンズ、モデム、マイク、レシーバ、送受信部、アンテナ等を備えているがこれらの説明は省略する。
タッチパネル１５には蓋側筐体１１を開放することによってテンキーや各種メニューキーの意匠パターンが一定時間発光して表示されるようになっている。使用者の入力切り替えによって図４（ａ）及び（ｂ）のいずれかの向きでバックライト表示させることが可能である。本実施例では縦向き意匠パターンが選択された場合には青色のＬＥＤ１８が発光されて図４（ａ）のような縦向きの意匠パターンが表示され縦向きの意匠パターンが青色光で表示され、横向き意匠パターンが選択された場合には赤色のＬＥＤ１９が発光されて図４（ｂ）のような横向きの意匠パターンが赤色光で表示される。青色のＬＥＤ１８からの可視光を第１の照射光とし、赤色のＬＥＤ１９からの可視光を第２の照射光とする。
一方、青色のＬＥＤ１８及び赤色のＬＥＤ１９のいずれも点灯されていないデフォルト状態では例えば図４（ｃ）のような携帯電話機１０のメーカーの社名が黒色の背景に白色で表示されるようになっている。
【００２１】
次に、上記のような視認性を備えた光学フィルム１７の構造について説明する。
光学フィルム１７は図３に示すように２枚の第１及び第２の透明基板２１，２２を重複させた２枚構成とされている。第１の透明基板２１が上層（外側）に配置されている。図５に示すように、第１の透明基板２１の上面には反射層２３が形成されている。第１の透明基板２１の下面には遮蔽層２４が形成されている。本実施例１では反射層２３は印刷で、遮蔽層２４は蒸着によって成膜されている。第２の透明基板２２の上面にはマスク層２６ａが形成され、下面には第２のマスク層２６ｂが形成されている。第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂは印刷によって成膜されている。
第１のマスク層２６ａは図４（ａ）のように文字部分がネガとして縦向きの意匠パターンＰ１で中抜きされおり、第２のマスク層２６ｂは図４（ｂ）のように文字部分がネガとして横向きの意匠パターンＰ２で中抜きされている。反射層２３は図４（ｃ）に示す文字部分がポジとして表示される意匠パターンＰ３とされている。遮蔽層２４は第１の透明基板２１全域を遮蔽している。
第１のマスク層２６ａは透過−吸収特性を示す表１のグラフにおいて（２）の光学特性を示し、第２のマスク層２６ｂは表１のグラフ（１）の光学特性を示し、遮蔽層２４は表１のグラフ（３）の光学特性を示す。
尚、各層の光学特性は可視光域のみに特化して記入されている。
【００２２】
表１のグラフ（１）に示すように、第２のマスク層２６ｂは青色を中心とした波長群である４５０ｎｍ〜５００ｎｍ辺りの光に対しては４７０ｎｍ付近をピークに平均８０％程度の透過率に設定され、赤色を中心とした波長群である６００ｎｍ〜７５０ｎｍ付近の光に対しては平均２％程度の透過率（平均９８％程度の吸収率）に設定されている。つまり、第２のマスク層２６ｂは青色に対する透過率が極めて高く、赤色付近の可視光を吸収するため、この第２のマスク層２６ｂを単独目視した場合には青色を呈することとなる。
一方、表１のグラフ（２）に示すように、第１のマスク層２６ａは青色を中心とした波長群である４５０ｎｍ〜５００ｎｍ辺りの光に対しては平均５％以下の透過率（平均９５％程度の吸収率）に設定され、赤色を中心とした波長群である６００ｎｍ〜７５０ｎｍの光に対しては平均９０％近くの非常に高い透過率に設定されている。つまり、第１のマスク層２６ａは赤色に対する透過率が極めて高く、青色付近の可視光を吸収するため、この第１のマスク層２６ａを単独目視した場合には赤色を呈することとなる。
【００２３】
また、表１のグラフ（３）に示すように、遮蔽層２４は青色を中心とした波長群である４００ｎｍ〜５００ｎｍ辺りの光に対しては４４０ｎｍ付近をピークに平均５０％程度の透過率に設定され、赤色を中心とした波長群である６５０ｎｍ〜７５０ｎｍ付近の光に対しては平均７０％程度の透過率である。そして、中間の５３０〜６００ｎｍ付近では平均２０％以下の透過率（平均８０％程度の吸収率）に設定されている。
つまり、遮蔽層２４は青色に対しても赤色に対しても透過性能を十分備えているため、青色のＬＥＤ１８あるいは赤色のＬＥＤ１９が点灯された場合には第１のマスク層２６ａの意匠パターンＰ１の第１の照射光として、あるいは第２のマスク層２６ｂの意匠パターンＰ２の第２の照射光として透過してそれぞれ上層側から目視できることとなる。また、第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの吸収特性を合成すると紫色系となり、更にここに遮蔽層２４の吸収特性、主として５３０〜６００ｎｍ付近の緑色系の吸収特性を合成すると遮蔽層２４をデフォルト状態で目視した場合には反射層２３はほぼ黒に近い非常に濃色の背景から浮かび上がることとなる。本実施例１では遮蔽層２４の平均透過率は約２５％に設定したため第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの重なった部分の平均透過率はこれ以下とされる。
【００２４】
反射層２３はデフォルト状態で目視できるとともに、第１あるいは第２の照射光のいずれのバックライトによっても見えなくなるような反射率でなければならない。本実施例１ではレンズ反射率計（オリンパス社製）による正反射率は５％、透過率は約９０％に設定されている。従って、上記青色のＬＥＤ１８の第１の照射光も赤色のＬＥＤ１９の第２の照射光も反射層２３部分を透過して目視されることとなる。
表２は反射層について、その反射率とバックライト（可視光光源）点灯時における遮蔽層２４を背景とした透過率との関係を示したものである。測定条件として（Ａ）外光はない状態でバックライトとして６３０ｎｍの赤色光源を用いた場合、（Ｂ）外光条件として７００ルクスの屋内蛍光灯照明下においてバックライトとして同じ赤色光源を用いた場合、（Ｃ）外光条件として７００ルクスの屋内蛍光灯照明に加えて白色のスポットライトを使用し１８００ルクスの照明下においてバックライトとして同じ赤色光源を用いた場合、の３つの条件で行った。バックライトはマスク層２６ａ，２６ｂを抜けてくる第１の意匠パターンの光を念頭においている。正反射率は視感反射帯（緑反射率）で測定した。実際には（Ｃ）のような強い外光条件は直射日光下のような場所しかあり得ないが、比較例として挙げた。
本実施例１の反射層２３はサンプル４に相当し、本実施例１の遮蔽層２４の透過率は上記のように２５％でバックライト点灯時において（Ｂ）条件では若干見えるという判定であるが、実際には第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの意匠パターンＰ１，Ｐ２を透過する照光パターンと反射層２３の意匠パターンＰ３の重なり合う部分が多いため、照射光量が全体的に増加し、目視しにくくなる。つまり、本実施例１の反射層２３は使用可能である。
サンプル３〜５のように「点灯時若干見える」程度の条件であれば、本発明の光学構造体としては照射光とのコントラストによって十分使用が可能である。但し、サンプル１及び２のように「点灯時見える」と判断されたものでは透過率が非常に低い場合であって照射光の輝度が極めて外光の輝度に対して高い場合には照射光とのコントラストによって目視可能である。しかし、反射率が１０％を超える場合には照射光の輝度を高くしても反射層は目視でき、輝度を高くしすぎるとかえって拡散する光によって意匠パターンＰ１，Ｐ２の判別が困難となる。
また、意匠パターンＰ１，Ｐ２は照射光の輝度が外光に対して２倍以上であれば反射層２３に目視が邪魔されることはない。
【００２５】
【表１】
2011113017.tif 000003
【００２６】
【表２】
2011113017.tif 000004
【００２７】
このような構成の携帯電話機１０では、バックライトとして青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９が点灯しているときは、それぞれ選択した向きでいずれかのパターンが発光してタッチパネル１５の表面にテンキーや各種メニューキーが目視されることとなる。一方、青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９のいずれも点灯していない時には外光によって反射層２３における白色の「ＴＯＫＡＩ」という文字が遮蔽層２４と第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの重なった黒色の外周色を背景に目視されることとなる。
【００２８】
（実施例２）
次に光学フィルム１７の構造の異なる実施例２について説明する。実施例２は光学フィルム１７のみ実施例１と異なるため前記載携帯電話機１０の説明は省略する。
実施例２でも光学フィルム１７は図５と同じ層構造を有し、反射層２３、第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの光学特性も同じであるが、遮蔽層２４の光学特性のみ異なっている。
実施例２における遮蔽層２４は一種の反射膜であって、その光学特性は透過−反射特性を示す表３のグラフに示すように可視域においてほぼフラットな光学特性を示し、平均２０％の透過率に設定されている。遮蔽層２４は外光を反射すると白色の金属色を呈する
実施例２においてもバックライトとして青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９が点灯しているときは、それぞれ選択した向きでいずれかのパターンが発光してタッチパネル１５の表面にテンキーや各種メニューキーが目視されることとなる。一方、青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９のいずれも点灯していない時には外光によって金属色に輝く遮蔽層２４を背景に４〜１０％の弱い反射層２３の白色の「ＴＯＫＡＩ」という文字が目視されることとなる。
【００２９】
【表３】
2011113017.tif 000005
【００３０】
（実施例３）
次に光学フィルム１７の構造の異なる実施例３について説明する。実施例３も光学フィルム１７のみ実施例１と異なるため前記載携帯電話機１０の説明は省略する。
実施例３では光学フィルム１７は反射層２３、遮蔽層２４、第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの光学特性はいずれも実施例１と同じであるが図１１のように反射層２３と遮蔽層２４が上下入れ替わった層構造を有する。
このような構成の携帯電話機１０では、バックライトとして青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９が点灯しているときは、それぞれ選択した向きでいずれかのパターンが発光してタッチパネル１５の表面にテンキーや各種メニューキーが目視されることとなる。一方、青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９のいずれも点灯していない時には外光によって遮蔽層２４を透過して反射層２３の白色の「ＴＯＫＡＩ」という文字が遮蔽層２４と第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの重なった黒色の外周色を背景に目視されることとなる。反射層２３は遮蔽層２４を透過するため、実施例１の反射層２３の見え方に比べて若干暗めに目視されることとなる。
表４及び表５は遮蔽層２４の下層にある反射層２３の見え方、つまり反射層２３に対する遮蔽層２４の透過性能を表した表である。表４は上記と同じ７００ルクスの屋内蛍光灯外光のみでの見え方であり、表５は上記と同じ６３０ｎｍの赤色光源をバックライトとして使用した場合の見え方である。表４は外光で反射層２３が見える方が好ましく、逆に表５はバックライトによって反射層２３が見えない方が好ましいわけである。
本実施例３は上記と同様サンプル４に相当し、反射層２３の正反射率は５％である。一方、遮蔽層２４は２５％の平均透過率に設定されている。表４のバックライトのない外光のみの条件ではサンプル４は若干見える。という判定である。実際にはもう少し透過率を上げたり反射率を上げることでよりよく見えるような設定とすることが可能である。一方、表５のバックライトのある条件でもサンプル４はやはり若干見える、という判定である。バックライトのある条件では逆に反射層２３は見えない方がよいのであるが、上記実施例１の説明のように実際には第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの意匠パターンＰ１，Ｐ２を透過する照光パターンと反射層２３の意匠パターンＰ３の重なり合う部分が多いため反射層２３は目視しにくくなるため問題はない。
【００３１】
【表４】
2011113017.tif 000006
【００３２】
【表５】
2011113017.tif 000007
【００３３】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記では遮蔽層２４は第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの光学特性を合成した特性に対応する特性としていたが、フラットな特性、たとえば表１のグラフ（４）のように可視光域（４００〜７５０ｎｍの範囲）において一定した透過率に設定するようにしてもよい。このようにフラットな特性とすることで反射層２３の背景は若干薄くなるものの、逆に第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂを透過する青色又は赤色のＬＥＤ１８，１９の光はより鮮明となる。また、青の照光量と赤の照光量の光量バランスが調整しやすくなる。また、遮蔽層２４は蒸着以外に市販品の減光フィルムを用いてもよい。
・上記実施例１では背景が黒色であったが、遮蔽層２４の吸収特性を調整することで様々な色をデフォルト状態で反射層２３の背景として目視させることが可能である。
・上記実施例では第１のマスク層２６ａを青色を透過させ、第２のマスク層２６ｂでは赤色を透過させるような設定であったが、他の色の組み合わせで構成しても構わない。
・上記光学フィルム１７における第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂや遮蔽層２４の光学特性の設定は一例であって、他の特性であっても構わない。
・第１及び第２のマスク層２６ａ，２６ｂの順序は逆であっても構わない。
・反射層２３の上層に保護膜を設けるようにしてもよい。
・照射用の光源はＬＥＤやレーザーなどの単色光源が好ましいが、電球などの光源と薄膜を組み合わせた光源を用いても良く、導光板や拡散板などを使って照射光とするのが良い。
・また外光や照射光源に紫外線を用い、遮蔽層、反射層に蛍光剤や蓄光剤を混ぜると、その混合した層で紫外線が可視光に変換されて意匠パターンを目視させることもできる。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…携帯電話機、１７…光学構造体としての光学フィルム、２１，２２…透明基板、２３…反射層、２４…遮蔽層、２６ａ，２６ｂ…マスク層、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…意匠パターン。
【図１】
2011113017.tif 000008
【図２】
2011113017.tif 000009
【図３】
2011113017.tif 000010
【図４】
2011113017.tif 000011
【図５】
2011113017.tif 000012
【図６】
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【図７】
2011113017.tif 000014
【図８】
2011113017.tif 000015
【図９】
2011113017.tif 000016
【図１０】
2011113017.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
2011113017.tif 000019
【図１３】
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