(57)【要約】  少なくとも１つの光源を含む超薄型照明要素。導光体要素が、少なくとも一方の表面の少なくとも１つの部分に複数の個別の微細光学的表面浮出し構造を有する１つの導光体層を含む。それぞれの表面浮出し構造は、高さが約１０ミクロン以下で、それぞれの横寸法が約１０ミクロン以下の基本的な構造的特徴を含む。それぞれの表面浮出し構造の数、配置、及びサイズ、並びに表面浮出し構造の構造的特徴の高さ及び横寸法は、導光体要素に入光した光を所望の程度に出光調節するように変更される。
2007535790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超薄型照明要素であって、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの表面の少なくとも１つの部分に微細光学的表面浮出し構造の複数の個別のグループを有する１つの導光体層を有する導光体要素と、それぞれの個別のグループが、高さが約１０ミクロン以下で、それぞれの横寸法が約１０ミクロン以下の基本的な構造的特徴を有し、
それぞれの表面浮出し構造の数、配置、サイズ、並びに前記浮出し構造の前記構造的特徴の高さ及び横寸法が、前記導光体要素に入光された光を所望の程度に出光調節するように変更されることを特徴とする超薄型照明要素。
【請求項２】
前記表面浮出し構造は小さい個別の出光構造グループで配置され、前記少なくとも１つの光源の近傍の前記導光体層の領域では、前記出光構造グループが前記導光体層の面積の約１０％以下を占めることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３】
前記表面浮出し構造の少なくとも一部は規則的パターンで配置されることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項４】
前記表面浮出し構造の少なくとも一部は不規則パターンで配置されることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項５】
前記導光体要素はフレキシブルであることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項６】
前記導光体要素は折り畳み可能であることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項７】
前記導光体要素は湾曲されることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項８】
前記導光体要素は複数の導光体層を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項９】
重なり合う導光体層の少なくとも一部の間に配置された少なくとも１つの膜を更に含み、前記膜は、反射膜、拡散膜、プリズム膜、及び輝度強調膜の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の超薄型照明要素。
【請求項１０】
前記導光体要素の少なくとも側面の少なくとも一部に隣接して配置された表示装置を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の超薄型照明要素。
【請求項１１】
キーパッドを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の超薄型照明要素。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの導光体層は、約０．０１ｍｍから約０．４ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１３】
前記導光体要素は、前記光源の高さと同じ厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１４】
前記導光体要素は複数の導光体層を含み、前記導光体層の全てが同じ厚さを有していないことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１５】
前記導光体要素は複数の導光体層を含み、導光体層の数は前記導光体要素によって異なることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの導光体層の少なくとも１つの側面の少なくとも一部に光浮出し構造を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１７】
前記光源から前記照明要素に光を入光するように作用する入光構造を更に含み、
前記入光構造は、上面及び下面に鏡面反射体を有する光学くさび、楕円光パイプ、焦点レンズ、又はスプリット光ファイバ束を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項１８】
前記光源及び前記入光構造は一体構造を含むことを特徴とする請求項１７に記載の超薄型照明要素。
【請求項１９】
多層導光体層を含み、入光が前記層によって異なることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項２０】
前記入光構造は、傾斜、ブレーズド、又は放射状バイナリ格子構造、及び集束レンズを含むことを特徴とする請求項１７に記載の超薄型照明要素。
【請求項２１】
複数の光源を含み、全ての光源は前記導光体要素の一方の縁部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項２２】
光は、当該光が異なる円錐角で前記少なくとも１つの導光体層に拡散するように、前記導光体要素に入光されることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項２３】
キーパッドを更に含み、前記少なくとも１つの光源は前記導光体要素及び前記キーパッドを照明することを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項２４】
前記導光体はキー及びボタンにわたって連続していることを特徴とする請求項２３に記載の超薄型照明要素。
【請求項２５】
ドーム型シート及び電気回路を更に含み、前記少なくとも１つの導光体は実質的に前記ドーム型シート全体に重なることを特徴とする請求項２３に記載の超薄型照明要素。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの導光体層に圧力を加えると、前記キーパッドに含まれるキーを作動させることを特徴とする請求項２５に記載の超薄型照明要素。
【請求項２７】
前記ドーム型シートは、前記少なくとも１つの導光体層と一体化されることを特徴とする請求項２５に記載の超薄型照明要素。
【請求項２８】
電気回路が、前記少なくとも１つの導光体層の少なくとも１つに付加されることを特徴とする請求項２３に記載の超薄型照明要素。
【請求項２９】
キーボードを更に含み、前記少なくとも１つの光源は前記導光体要素及び前記キーパッドを照明することを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの導光体層は、約０．２５ｍｍから約０．４ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの導光体層のそれぞれの側面の少なくとも一部が、表面浮出し構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの導光体層の少なくとも一部が湾曲され、前記湾曲の角度が全反射角を超えないことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３３】
前記導光体要素は、２つの対向面から光を同時に取り出すことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３４】
前記導光体要素の厚さは、その長さ全体にわたって実質的に均一であることを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの導光体層は、２つの表面の少なくとも一部に表面浮出し構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３６】
前記表面浮出し構造は、回折構造及び反射構造の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３７】
前記導光体要素は２つの導光体層を含み、前記２つの導光体層は１つの折り畳まれた導光体層を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【請求項３８】
複数の横方向に隣接する導光体要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の超薄型照明要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年４月３０日出願の米国仮特許出願第６０／５６６６０１号明細書からの優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、照明ソリューションにおいて光源から光を導光するための導光体に関する。導光体は超薄型の導光体層及び多層の適用分野を含み得る。更には、本発明は、導光体及び照明ソリューションを含む照明要素を備える。また、本発明は製造方法に関する。導光体及び照明要素は、他の適用分野の中でもとりわけ表示装置用照明（例えば、バックライト、フロントライト）、屋内照明、屋外照明に利用可能である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
超薄型照明要素が提供される。この照明要素は、少なくとも１つの光源を含む。導光体要素が、少なくとも一方の表面の少なくとも１つの部分に複数の個別的な微細光学的表面浮出し構造を有する１つの導光体層を含む。それぞれの表面浮出し構造は、高さが約１０ミクロン以下で、それぞれの横寸法が約１０ミクロン以下の基本的な構造的特徴を有する。それぞれの表面浮出し構造の数、配置、及びサイズ、並びに表面浮出し構造の構造的特徴の高さ及び横寸法が、導光体要素に入光される光を所望の程度に出光調節するように変更され得る。
【０００４】
本発明の例示的な実施形態の他の目的及び利点並びに構造及び機能は、説明、図面、及び実施例の考察から明白となろう。
【０００５】
本発明の上述の及び他の特徴並びに利点は、同様の参照符号が一般に同一の要素、機能的に同様の要素、及び／又は構造的に同様の要素を示す添付の図面に例示されるように、本発明の例示的な実施形態の更に詳細な以下の説明から明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明される。実施形態について記述する際に、明確化する目的で特定の用語が用いられている。しかし、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されるものではない。特定の例示的な実施形態が説明されるものの、これは図解の目的のみのためになされることが理解されるべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の構成要素及び構成が利用可能であることを当業者なら認識しよう。
【０００７】
本発明は、導光体要素を含む照明要素を提供した。この導光体要素は、少なくとも１つの導光体層を含む。１つ又は複数の導光体層は、多様な異なる材料から作製され得る。代表的には、任意の光学的に透明な材料が利用可能である。利用可能な材料の例としては、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＥＴ、及び他のポリマーが含まれる。これらの材料は、透明でＵＶ硬化性又は熱硬化性であり得る。
【０００８】
回路構成、電気接点、プリント図形、又はマスクが、１つ又は複数の導光体層に施され得る。
【０００９】
これらの少なくとも１つの導光体層は、少なくとも１つの表面の少なくとも１つの部分に複数の個別の微細な光学的な浮出し構造グループを含む。表面浮出し構造グループは、各導光体層のそれぞれの側面の少なくとも一部に設けられ得る。それぞれの表面浮出しグループは、基本的な構造的特徴から構成される。これらの構造的特徴は、異なる断面波形のような様々な断面を有する（個別の、又は非連続的な）溝を含み得る。表面浮出し構造は、回折及び／又は屈折構造を含み得る。上記構造的特徴は、これらが導光体層から光を出光できるように任意の断面形状を有し得る。グループからグループへの出光は、キーパッド等による場合と同様であり得る。他方では、それぞれのグループの出光が異なり得る。１つのグループの出光を当該グループの異なる箇所で変更することも望ましい。
【００１０】
上記構造的特徴は、これらが導光体層から光を出光できるような任意の断面形状を有し得る。例えば、光の出光のための光学的表面浮出し構造は、代表的には微細格子構造である。格子断面は、とりわけバイナリ形状、ブレーズド形状、傾斜形状、正弦波形状、又は混成形状であり得る。上記導光体層の出光構造は、表面全体で均一な照明を形成するために、又は好適な形状を有する好適な領域内に個別の照明を形成するような設計が可能である。格子構造は、例えば、ブレーズド型格子を利用して０°角（コリメート光）で高い出光効率を実現するために最適化され得る。
【００１１】
上記表面浮出し構造は、導光体層の表面全体にわたって又は実質的に表面全体にわたって配置可能である。変形例として、表面浮出し構造は、導光体層の１つの領域全体に限定されてもよい。幾つかの実施形態では、上記表面浮出し構造が少なくとも１つの導光体層のある領域に限定される。これらの領域は、任意の導光体層に規則的に又は不規則に配置され得る。所望の出光程度が表面浮出し構造の配置に影響を及ぼし得る。１つ又は複数の光源に近いことも表面浮出し構造の配置に影響を及ぼし得る。例えば、少なくとも１つの光源の近傍にある導光体層の領域では、出光構造グループは導光体層の面積の約１０％以下を含む。
【００１２】
それぞれの表面浮出し構造は基本的な構造的特徴を含む。これらの基本的な特徴の寸法は、所望の出光程度及び利用されている光の波長に依存し得る。代表的には、基本的な特徴は、高さが約１０ミクロン以下であり、それぞれの横寸法が約１０ミクロン以下である。より代表的には、基本的特徴は、高さが約１０ミクロン未満であり、それぞれの横寸法が約１０ミクロン未満である。
【００１３】
図２４ａ及び２４ｂは、本発明に係る表面浮出し構造の基本的な構造的特徴の様々な実施形態の断面図を示す図である。これらの形状は、基本的な構造的要素が有し得る断面形状の幾つかの例を代表するにすぎない。導光体層はいずれも、表面浮出し構造の任意の領域に、これらのいずれか１つ又は複数の形状を含み得る。これらの特徴の理解を促すために、これらの特徴は幾つかの個別のグループで図示される。本明細書での説明から明らかなように、表面浮出し構造は任意の導光体層の任意の箇所に設けてもよい。
【００１４】
導光体要素は２つ以上の導光体層を含み得る。照明要素が２つ以上の導光体層を含む場合には、導光体層は同じ断面積を有してもよい。変形例として、導光体層は異なる断面積を有してもよい。導光体層の数は導光体要素によって異なり得る。単一の導光体層の厚さは約０．０１ｍｍから約０．４ｍｍであり得る。導光体要素は光源の高さと同様の厚さを有し得る。
【００１５】
導光体要素全体は平面的であり得る。１つ又は複数の導光体要素の少なくとも一部分は柔軟及び／又は曲げ可能であり得る。その曲げは恒久的であってもよいし、又は導光体要素は使用時に曲げられてもよい。導光体は、湾曲又は曲折したどちらの面でも、光がそれを通じて依然として伝搬可能であり、且つそれから出光可能であるという意味で柔軟性がある。導光体要素が２つ以上の導光体層を含む場合には、１つ又は複数の導光体層が曲げ可能であり且つ／又は柔軟であり得る。導光体要素の少なくとも一部が湾曲しているとき、その湾曲の角度は代表的には全反射角を超えることはない。
【００１６】
導光体要素が２つ以上の導光体層を含む場合には、１つ又は複数の膜が、上に重なる２つの導光体層の間の任意の領域の少なくとも一部に配置可能である。多様な異なる膜が導光体層の間に配置可能である。例えば、この膜は、異なる照明特性を創り出すために反射体膜、分散体膜、プリズム膜、輝度強調膜の１つ又は複数を含むことができる。
【００１７】
少なくとも１つの光源が、導光体要素に導入される光を生成する。光源は、ＬＥＤ又は他の適切な光源を含んでもよい。光は、導光体要素に入光される。光源は導光体要素に直接連結されてもよく、光は導光体要素に直接導入され得る。別法として、照明要素には１つ又は複数の入光構造が配置されてもよい。この入光構造には、上及び下表面の少なくとも一方に鏡面反射体を含む光学くさび、楕円光パイプ、焦点レンズ、及び／又はスプリット光ファイバ束が含まれ得る。光源及び入光構造は、一体構造であり得る。導光体要素が多数の導光体層を含む場合には、入光が、層によって異なり得る。入光構造の幾つかの形態は、集束レンズを備えるか又は備えない、傾斜、ブレーズド、又は放射状バイナリ格子構造を含み得る。
【００１８】
本発明は、特に、薄型で柔軟な構造を提供する点において、周知の導光体構造に対して大きな利点を提供する。例えば、超薄型導光体はスペースがより少なくて済む。これは、特に携帯電話、時計のような手持ち型製品におけるばかりでなく、他の表示装置、キーパッド、コンソール、及び照明ソリューションにおいても非常に重要な課題であり得る。
【００１９】
本発明に係る曲げ可能な薄型で柔軟な導光体の実施形態は、柔軟及び／又は湾曲表示装置、フレキシブル・ホーン、クラム・シェル型携帯電話（フリップ・ホーン）のような興味深い用途を創出することができる。多層導光体層を含む本発明の実施形態は、それぞれの層の中で、光の入光／出光及び他の光学的特性を容易に管理する機能を付与する。２つ以上の導光体層を互いに積層することができる。これらの間に反射体及び／又は膜が使用され得る。
【００２０】
光は層の厚さに比例して導光体層へ入光し得る。この傾向に従って、一般には厚みは光の入光を少なくし、他方では厚みが増すとより多くの光が入光する。これは、光の入光を管理する非常に容易な方法を提供し、且つ光を異なる導光体層に分散することもできる。このような概念は、とりわけデュアルバックライト、キーパッド照明付きバックライト、キーパッド照明付きデュアルバックライトに最適である。
【００２１】
導光体の積層体の全厚は、ＬＥＤの高さと同じになり得る。例えば、一実施形態によれば、ＬＥＤは約０．８ｍｍの高さを有する。
【００２２】
本発明は集中型光源配置を含み得る。これは、仕様的にはより少ない光源（例えば、ＬＥＤ）、より少ない組立コスト、及びより少ないスペースで済む。多層導光体層を含む本発明の実施形態は、導光体の積層体の一方の縁部のみに配置される光源を使用することができる。全ての導光体層は、照明されるために光を右領域に伝搬することができる。
【００２３】
本発明の実施形態は、導光体のサイズ及び光源の数について実用上の変更が可能なものとして融通性を付与できる。これは、同じデザインの導光体を異なる用途で利用できるようなより柔軟な性質を付与できる。導光体のデザインは、１つ又は複数の光源の近傍で、必ずしも厳密な光源（例えば、ＬＥＤ）の位置に依存しないような、第１の（入光）部分に特定の光拡散構造又は光指向構造を持って特定のサイズに形成され得る。このタイプの光学設計は、異なる数の光源の使用を許容可能であり、他方では同じ縁部に最小数量の光源及び最大数量の光源を有する。これは、均一性において同じ特性でより高い又はより低い輝度の実現を可能にする。更には、同じ設計の導光体は、均一性において同じ特性を実現するために異なるサイズに切断され得る。
【００２４】
本発明は、費用対効果に非常に優れた生産性を提供することができる。例えば、表面浮出し構造は、連続的なロール転写プロセス（ロール・ツー・ロールプロセス）によって形成され得る。この方法は、光学製品の高品質で極めて迅速な製造を提案する。
【００２５】
従来の薄型導光体は、代表的には約０．８から約１．０ｍｍの厚さを有し、代表的には超微小レンズ又は超微小構造を含む。このような従来の超微小構造（高さが約１５ミクロン以上で、一方の横寸法が約５０ミクロン以上であるような）は、様々な理由のために薄型で柔軟な導光体には利用することができない。例えば、これらの光学構造は、大きな入射角では適切に機能することができない。更には、これらの光学構造は、薄型導光体ソリューションで均一な出光分布を実現するには調節範囲が限定されている。更には、射出成形のような従来の製造方法は、薄型導光体ソリューションでは光学品質に関する問題を引き起こすおそれがある。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態は、約０．４〜約０．０１ｍｍの単一層厚さを有する超薄型導光体（膜状）ソリューションを提供する。本発明の実施形態は、単層及び多層ソリューションを有する導光体を含み得る。全ての層が、異なる光学機能を実現するために表面に形成可能な表面浮出し構造を有し得る。これらの光学構造は、異なる出光グループ又はサブ・グループを形成する、バイナリ、傾斜、ブレーズド、及び正弦波形等のような異なる断面を有する回折及び／又は反射構造であり得る。
【００２７】
本発明に係る多層導光体要素は、光源の高さに合致し得る厚さを有することができる。例えば、光源がＬＥＤを含む場合には、ＬＥＤは約０．８ｍｍの高さを有し、多層導光体層及びこれらの層間に配置された反射体を含み得る導光体要素は、約０．８ｍｍの高さを有することができる。入光及び照度（輝度）は、それぞれの導光体層の厚さを変更することによって管理可能である。例えば、光源からの光は、層の厚さに比例して導光体層に入光し得る。これらの傾向に沿えば、より少ない厚み＝より少ない入光及びより低い輝度、より多くの厚み＝より多くの入光及びより高い輝度である。これは、光の入光を管理する非常に簡素な方法であり、光を異なる導光体層に分散し、導光体層のそれぞれにおいて管理された望ましい輝度の実現を可能にする。
【００２８】
本発明に係る導光体層は、幾つかの様々な方法に従って製造され得る。薄型導光体層の製造は、連続ロール転写、即ち、ロール・ツー・ロール転写によって完了されることが好ましい。このような迅速で費用対効果に優れた製造方法を利用すると、光学的に透明のプラスチック膜のようなバルク材が、表面浮出し構造の転写に利用可能である。これらの様々なよく知られたロール・ツー・ロール法が、数多くの様々な用途に回折又は反射型の表面浮出し構造を製造するために、よく知られ且つよく高性能化されている。幾つかの公開資料及び、特に、Ｒｅｆｌｅｘｉｔｅ、Ａｖｅｒｙ  Ｄｅｎｎｉｓｏｎ、３Ｍ、Ｅｐｉｇｅｍ、Ｒｏｌｌｔｒｏｎｉｃｓ、Ｐｏｌｙｍｉｃｒｏ、Ｐｒｉｎｔｏ  ｐｒｏｊｅｃｔのような利用可能な特許されたロール・ツー・ロール法を有する数多くの会社が存在する。更には、高品質の転写された光学的構造が実現可能である。
【００２９】
他の適切な製造方法には、とりわけ、連続的又は個別的な注入成形方法（ＵＶ又は熱硬化）、圧縮成形、連続的又は個別的なエンボス（ハード・エンボス、ソフト・エンボス、及びＵＶエンボス）が含まれ得る。溶融膜も使用され得る。数多くの製造法が利用可能であるが、幾つかは特定の実施形態を製造するために特に適切であり得る。例えば、ブレーズド型構造プロファイルは、精密で高品質の転写を実現するために、ロール・ツー・ロールＵＶエンボス法又は溶融膜法によって最も適切に製造され得る。
【００３０】
反射体膜のような他の機能膜が、同じロール・ツー・ロール製造法での製造時に導光体の表面に積層可能である。また、任意の種類の図形及びマスクが、電気接点及び回路を含む導光体層にプリント又は積層され得る。これは極めて重要な費用問題となり得る。
【００３１】
表面浮出し構造の形成後に、導光体層は、レーザ、ダイ切断、及び／又は他の手段によってロール又は膜から直接的に好ましい形状に切断され得る。また、光学的特徴は、切断処理時に製造され得る。このような光学的特徴は、光を好ましい領域に反射若しくは指向させるか、又は導光体の第１の部分に指向／拡散させることができる狭い境界ラインを特に含む。このような切断処理は、非常に短い単位の時間及び費用でロール・ツー・ロールプロセスにおいて達成され得る。
【００３２】
製造方法としての射出成形は、サイズが約２５ｃｍ／約３８ｃｍ（約１０"／１５"）を上回る超薄型導光体の製造を困難にする。その理由は、約１５ミクロン以下の表面浮出し構造のような微細な光学的構造は、完全／完璧に転写し、同時に高品質の製造を実現することが困難であり得ることである。
【００３３】
薄型導光体の光学的構造、即ち、表面浮出し構造で、均一な出光分布、即ち、輝度を実現するためには、仕様的に高度且つ強調された程度の調節が必要である。光学的な基本構造は、所望の程度の調節を実現するために、代表的には高さが約１０ミクロン以下で、一方の横寸法が約１０ミクロン以下であるように非常に微細でなければならない。これは、導光体層に個別の出光構造グループを形成し、且つ出光構造の比率をより精密に管理することを可能にする。薄型導光体層では、光学的構造が小さい個別の出光構造グループで配置されることが好ましく、その場合に、少なくとも１つの光源の近傍の導光体層の領域では、出光構造グループが導光体層の面積の約１０％以下を含む。このような領域では、小さい個別の出光構造グループ間の最大距離が３００ミクロン以下である。この領域は、入光した光の強度が最大強度の５０％以上であるので、導光体構造のデザインの最も重要な部分であり得る。
【００３４】
より大きく且つより高度な光学的細部に基づく従来の超微細構造のソリューションは、一般的には均一の輝度を実現するために薄型導光体において困難性を有する。
【００３５】
本発明に係る導光体要素の実施形態はフレキシブルであり得る。幾つかの場合では、必ずしも導光体要素の全ての導光体層が柔軟であり得るわけではない。柔軟な導光体要素を含む本発明の実施形態は所望の形状に曲げられ得る。このような実施形態は、全反射理論を満足するが、全反射角を超えないために、フレキシブルであり、好適な形状になるように湾曲（曲折）され得る。
【００３６】
光ビームはより厚い導光体におけるよりも光学的構造に当たる回数が一般的に多いので、薄型導光体は光洩れの防止に役立ち得る。全部の光がより効率的に出光可能であり、導光体の端部における光洩れがより少なくなる。
【００３７】
超薄型導光体は、他の光膜（反射体、拡散体、輝度強調膜）を備えるか又は備えていない単一層として利用可能である。薄型導光体層は、その層の一方の側面か又は両方の側面に微細な光学的構造を有し得る。
【００３８】
単一の導光体層のみを使用するために、従来のＬＥＤが、薄型導光体層への光の入光を助ける特定の光学的構成要素又はアダプタを使って導光体層に適合され得る。例えば、ＬＥＤの高さは、約０．２ｍｍの厚さを有する導光体層に比べて０．８ｍｍであり得る。このＬＥＤ光学構成要素又はアダプタは、例えば、上面及び下面に鏡面反射体を有する光学くさび型ソリューションであり得る。利用可能な他の入光構造には、薄型楕円光パイプ、焦点レンズ、又はスプリット光ファイバ束が含まれ得る。また、回路を備えるＬＥＤが、このようなアダプタの中に成形可能である。これは、これらの取扱いをより容易にすることができる。このようなアダプタは、それを導光体層に容易に連結するためにスナップ構造を含み得る。このようなアダプタは、剛性又は柔軟性の光学材料から作製され得る。アダプタを形成する加工方法は、例えば、注入成形又は射出成形でよい。光の入光は、下表面又は上表面の特定の格子構造によって完了され得る。例えば、集束レンズを備えるか又は備えていない、傾斜、ブレーズド、放射状バイナリ格子構造を利用してもよい。
【００３９】
超薄型導光体要素は、２つ以上の層によって構成され得る。導光体層は、例えば、デュアルバックライトソリューション、バックライト及びキーパッドの照明ソリューション、デュアルバックライト及びキーパッドの照明ソリューションを形成することができる。デュアルバックライトソリューションでは、導光体層間に単一の反射体膜のみを要するだけで済ますことができる。これは、費用を削減し、パッケージをより薄くし、且つ取扱い及び組立を容易にすることができる。２つの層を含むソリューションでは、出光構造は、入光した光の大部分が中心線に沿って伝搬され得るので、導光体ソリューション（導光体層の内部表面）の中心線に配置され得る。換言すれば、光の大半は大きな入射角で伝搬し得る。
【００４０】
１つ又は複数の光源が、導光体要素に導入される光を供給するように配置され得る。幾つかの実施形態によれば、全ての光源が、導光体層に光を入光するために導光体要素の一方の縁部に配置され得る。このような集中光源配置は、必要な光源の数を削減し、且つ光源の多重組立体の必要性を排除し得る。これは総費用の削減に直接的な影響を有し得る。
【００４１】
１つの好ましい用途はバックライトとキーパッドとの組合せであり、その場合には集中ＬＥＤ配置が導光体積層の縁部に使用され得る。同じＬＥＤがバックライト及びキーパッドに照明を供給することができる。従来のソリューションでは、バックライト及びキーパッド照明の両方に別個のＬＥＤを使用する必要がある。
【００４２】
導光体層の光学的構造は、そのサイズ及びそれが組み込む光源の数について変更可能なように設計され得る。導光体構造の第１の部分（入光部分）の導光体の光学設計は、第１の部分におけるより均一な及び／又は指向された光分布を実現するために、ＬＥＤのような点光源からの光が様々な円錐角で拡散されるか、又は同じ角度で部分的に指向され得る。導光体の光学設計は、必ずしも厳密な光源配置に依存しない。このタイプの光学設計は、同じ均一性を有するより高い及びより低い輝度を実現するために、異なる数の光源の使用を可能にし、同じ縁部に最小数量の光源及び最大数量の光源を有する。このタイプの光学的表面浮出し構造は、回折又は反射溝を有する導光体層の第１の部分の上表面及び下表面に配置され得る。
【００４３】
上記出光構造は、同じ均一性を実現するために、それが同じ設計の導光体を異なるサイズに切断し且つ異なるサイズで使用することを許容し得る様態で最適化可能である。これは、導光体ソリューションをより変形可能なものとし且つ融通性のあるものにして、輝度及びサイズ要件の差異がほんの僅かであり得る数多くの導光体要素の設計を要することなく、それを様々なソリューション及び用途で利用可能にする。
【００４４】
従来の周知のキーパッド、キーボード、及び、コンソール用の照明は、３〜８個のＬＥＤと、電気接点を形成するためにそれぞれのキー又はボタン用の穴を有する厚い導光体とを含むのが標準的である。このようなデザインは、複数の薄い金属ドームを各キー又はボタン毎に１つずつ有するドーム型シートを援用する電気回路を含む。このキー又はボタンを押すと、シートの薄い金属ドームが曲折し且つ平坦になって、例えば、電気回路の表面に電気的に接触する。このドームは、クリック効果を有する触感も与える。穴は、このようなデザインを機能させるために必要である。しかし、これらの穴は、均一なキーパッド照明を実現するための光の管理を困難にする。
【００４５】
他方で、約５０から約２００ミクロンの厚みを有する本発明に係る超薄型導光体層はキーパッド照明に使用可能であり、それはクリック効果を保持しながら、良好な柔軟性且つ触感性の特性を付与する。その結果、導光体層は、キー及びボタン用の穴をいずれも含まずに使用され得る。これは、均一なキーパッド照明を実現するための光の管理を容易にする。また、光がより効率的に取り出され得るので、ＬＥＤ構成要素が少なくて済む。この導光体層はボタンとドーム型シートとの間に配置可能であり、それは従来の導光体よりもスペースが遙かに少なくて済む。
【００４６】
ドーム型シートは、キーボード又はキーパッドに必要な構成要素の数を削減するために導光体要素に適合させ／一体化させることが可能である。これに従って、電気接点及び／又は回路が、導光体要素を形成する１つ又は複数の導光体層に設けられ得る。これらの接点及び回路は、最新の積層法及び印刷法を利用して設けられ得る。例えば、ロール・ツー・ロールプロセスが利用可能である。更には、光学的表面浮出し構造がキーパッド若しくはキーボード構成要素に適合させ／一体化させてもよいし、又はそれがプリント回路基板の上面に積層されてもよい。ボタン及びキーは、より大きな照明角のためにコリメート光を拡散していてもよい。
【００４７】
図１ａは、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ａを有する従来の導光体２ａを例示する。この従来の薄型導光体ソリューションは、約０．８ｍｍの均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ａを備える。
【００４８】
図１ｂは、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｂを有する従来の導光体２ｂを例示する。この従来の薄型導光体ソリューションは、約０．６ｍｍの厚さを有し、より高いＬＥＤ１ａのために光を入光する光学くさびを備える。
【００４９】
図２ａは、出光のための全表面の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｃを有する、本発明に係る超薄型導光体要素２ｃの実施形態を例示する。この導光体要素は１つの導光体層を含む。このような超薄型導光体ソリューションは、代表的に約０．２５から約０．４ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｂを備える。
【００５０】
図２ｂは、出光のための全表面の両側面に光学的表面浮出し構造３ｄを含む、本発明に係る超薄型導光体要素２ｄの別の実施形態を例示する。超薄型導光体の本実施形態は、代表的に約０．２５から約０．４ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｂを備える。
【００５１】
図２ｃは、個別の出光のための全表面の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｅを含む、本発明に係る超薄型導光体要素２ｅの別の実施形態を例示する。この超薄型導光体ソリューションは、代表的に約０．２５から約０．４ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｂを備える。これはキーパッド又はキーボード照明に適切なソリューションである。
【００５２】
図３は、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｆを含む、本発明に係る超薄型導光体要素２ｆの別の実施形態を例示する。この超薄型導光体ソリューションは、代表的に約０．２５から約０．４ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、導光体により適切に光を入光するために光学くさび型アダプタ４ａを備える。これに従って、ＬＥＤ１ｃは約０．８ｍｍの高さを有することが可能であり、他方で導光体要素は約０．２ｍｍの厚さを有することが可能である。本実施形態の入光構造は、光損失をいずれも防止し、入光効率を高め得る鏡面反射体を上面及び下面に含むことができる。
【００５３】
図４ａは、出光のための表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｇを含む、本発明に係る湾曲した超薄型導光体要素２ｇの実施形態を例示する。本実施形態の超薄型導光体は、全反射理論を実現するために柔軟であり、好適な形状に湾曲され得るが、全反射角を超えることはない。このような超薄型導光体ソリューションは、上面ＬＥＤ１ｄを利用することができる。
【００５４】
図４ｂは、出光のための表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｈを有する、本発明に係るダブルの湾曲された超薄型導光体要素２ｈの実施形態を例示する。この超薄型導光体は、全反射理論を実現するために柔軟であり、好適な形状に湾曲され得るが、全反射角を超えることはない。このような超薄型導光体ソリューションは、上面ＬＥＤ１ｄを利用する少なくとも２つの入光表面を含むことができる。
【００５５】
図５ａは、出光のための表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｉを有するより大きなマトリックス用ソリューションのための配置を含む、本発明に係る超薄型柔軟導光体要素２ｉの実施形態を例示する。このマトリックスは、少なくとも１つの方向により大きな照明有効域を形成するために、幾つかの導光体・モジュールを含む。このような用途は、ＬＣＤテレビジョンのような平面表示装置に適切なバックライトソリューションであり得る。このソリューションは、光源として上面ＬＥＤ１ｅを含み得る。当然のことであるが、導光体要素が別法によって配置可能であるように、他の光源の利用及び／又は別法による配置も可能である。
【００５６】
図５ｂは、出光のための導光体層の２つの異なる表面の少なくとも一部に２つの個別の光学的表面浮出し構造３ｊを有する、本発明に係る柔軟な超薄型導光体要素２ｊの実施形態を例示する。この超薄型導光体は柔軟であり、所望の形状に湾曲され得る。代表的には、このような湾曲は、全反射理論を実現するために行われるが、全反射角を超えることはない。本実施形態の超薄型導光体ソリューションは、例えば、上面ＬＥＤ１ｄを利用することができる。
【００５７】
図６ａは、出光のための全表面の両層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｋを有する２つの導光体層２’ｋ及び２’’ｋに基づく多層導光体要素積層５ａの実施形態を例示する。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｆを備える。
【００５８】
図６ｂは、出光のための全表面の両層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｌを有する２つの導光体層２’ｌ及び２’’ｌを含む多層導光体要素積層体５ｂの別の実施形態を例示する。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｆを備える。
【００５９】
図６ｃは、出光のための全表面の両層の両面に光学的表面浮出し構造３’ｍ及び３’’ｍを有する２つの導光体層２’ｍ及び２’’ｍに基づく多層導光体要素積層体５ｃの別の実施形態を例示する。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｆを備える。
【００６０】
図６ｄは、出光のための全表面の両層の両面に光学的表面浮出し構造３ｋを有する２つの導光体層２’ｋ及び２’’ｋを含む多層デュアル導光体要素積層体５ｄの実施形態を例示する。１つの反射体膜６が導光体層の間に配置される。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一な厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｆを備える。
【００６１】
図７ａは、出光のための全表面の両層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｋ、３ｌ、及び３ｏを有する２つの導光体層２’ｋ、２’’ｋ、２’ｌ、２’’ｌ、及び２’ｏ、２’’ｏを含む異なる多層導光体要素積層体５ｅ、５ｆ、及び５ｇを備える本発明の実施形態を例示する。光学的表面浮出し構造は回折型（バイナリ又はブレーズ）又は反射型であり得る。
【００６２】
図７ｂは、出光のための全表面の両層の両面に光学的表面浮出し構造３’ｐ、３’’ｐ、３’ｑ、３’’ｑ、及び３’ｒ、３’’ｒを有する２つの導光体層２’ｐ、２’’ｐ、２’ｑ、２’’ｑ、及び２’ｒ、２’’ｒに基づく異なる多層導光体要素積層体５ｈ、５ｉ、及び５ｊを備える本発明の実施形態を例示する。光学的表面浮出し構造は回折型（バイナリ又はブレーズ）又は反射型であり得る。
【００６３】
図７ｃは、出光のための全表面の両層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｋ及び３ｌを有する２つの導光体層２’ｋ、２’’ｋ及び２’ｌ、２’’ｌを含む異なる多層導光体要素積層体５ｋ、５ｌ、及び５ｍを備える本発明の実施形態を例示する。１つの反射体膜６又はプリズム膜７として別タイプの光学膜が導光体層の間に配置される。光学的表面浮出し構造は回折型（バイナリ又はブレーズ）又は反射型であり得る。
【００６４】
図８ａは、出光のための全表面の両層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｓを有する２つの導光体層２’ｓ及び２’’ｓを含む多層デュアル導光体要素積層の実施形態を例示する。反射体膜６が導光体層の間に配置される。入光及び輝度は、導光体層の異なる厚さ（即ち、より多くの厚み＝より多くの光、より少ない厚み＝より少ない光）によって管理され得る。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｇを備える表示装置用デュアルバックライトに適切である。
【００６５】
図８ｂは、２つの導光体層２’ｔ及び２’’ｔを含む多層導光体要素積層体を含む、本発明の実施形態を例示する。この導光体層は異なる断面積を有する。光学的表面浮出し構造３’ｔ及び３’’ｔが、出光のための両層の一方の側面に設けられる。図８ｂで理解されるように、浮出し構造は、それぞれの導光体層の異なる領域内に配置される。例えば、導光体層２’ｔは、その全表面ではないにしても、ほとんどにわたって浮出し構造を含む。他方で、導光体層２’’ｔは、離隔した領域内に浮出し構造を含む。本実施形態は、表示装置及びキーパッドを含む携帯電話で利用され得る。反射体膜６が導光体層の間に配置される。入光及び輝度は、導光体層の異なる厚さ（即ち、より多くの厚み＝より多くの光、より少ない厚み＝より少ない光）によって管理され得る。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｇを備える表示装置バックライト及びキーパッド照明に適切である。
【００６６】
図８ｃは、出光のための各層の一方の側面に光学的表面浮出し構造３’ｕ及び３’’ｕを有する３つの導光体層２’ｕ、２’’ｕ及び２’’’ｕを含む多層導光体要素積層体を備える、本発明の実施形態を例示する。反射体膜６が導光体層の間に配置される。入光及び輝度は、導光体層の異なる厚さ（即ち、より多くの厚み＝より多くの光、より少ない厚み＝より少ない光）によって管理され得る。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４〜約０．８ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｇを備える表示装置デュアルバックライト及びキーパッド照明に適切であり得る。
【００６７】
図９ａは、出光のための両層の面の少なくとも一部に光学的表面浮出し構造３’ｖ及び３’’ｖを有する２つの導光体層２’ｖ及び２’’ｖを含む柔軟な多層デュアル導光体要素積層を備える、本発明の実施形態を例示する。反射体膜６が導光体層の間に配置される。この導光体ソリューションは柔軟であり、全反射理論を実現するために、好適な形状に湾曲可能であるが、仕様的に全反射角を超えることはない。入光及び輝度は、導光体層の異なる厚さ（即ち、より多くの厚み＝より多くの光、より少ない厚み＝より少ない光）によって管理され得る。この導光体ソリューションは、代表的に約０．４から約０．８ｍｍの実質的に均一の厚さを有し、同じ高さのＬＥＤ１ｈを備えるクラム・シェル型携帯電話、即ち、フリップ式携帯電話におけるような表示装置デュアルバックライトに適切であり得る。
【００６８】
図９ｂは、出光のための層の一方の側面に光浮出し構造３ｗを含む１つの導光体層２ｗに基づく多層導光体要素積層体を備える、本発明の実施形態を例示する。導光体層は、完全な導光体積層体を形成するために折り曲げられる。図９ｂで理解されるように、表面浮出し構造を含む表面は、それ自体に接触する。これは、本発明がどのように多層導光体要素に１つのみの導光体層を設け得るかを例示する。この導光体ソリューションは、導光体の端部における光洩れを防止することができる。その厚さは、代表的に約０．２から約０．８ｍｍであり、同じ高さのＬＥＤ１ｉを備える。
【００６９】
図９ｃは、出光のための層の一方の側面に光浮出し構造３ｘを有する１つの導光体層２ｘを含む多層導光体要素積層体を備える、本発明の実施形態を例示する。導光体層は、完全な導光体積層体を形成するために折り曲げられる。反射体膜６が導光体層の間に配置され得る。この導光体ソリューションは、導光体の端部における光洩れを防止することができる。その厚さは、代表的に約０．２から約０．８ｍｍであり、実質的にその高さを有するＬＥＤ１ｉを備える。このＬＥＤは、ＬＥＤが成形加工中に成形される特定のアダプタによって導光体縁部に容易に連結され得る。
【００７０】
図１０ａは、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｙを含む超薄型導光体要素２ｙの実施形態を例示する。第１の部分即ち光源近傍の入光部分では、光学設計部９は、１つの光源当たりの区分１０：Ｉ、１０：ＩＩ、１０：ＩＩＩに分割された第１の部分及び全有効域において、より均一な及び／又は指向された光分布を実現するために、点光源１ｊ：Ｉ、１ｊ：ＩＩ、１ｊ：ＩＩＩからの光が異なる円錐角で拡散されるか、又は同じ角度で部分的に指向されるような様態で最適化され得る。光学設計部９は、回折又は反射溝を有する、導光体層の第１の部分の上表面及び下表面に配置される。本実施形態の導光体要素は、必ずしも厳密な光源配置に依存しない場合もあり得る。このタイプの光学設計は、同じ均一性でより高い又はより低い輝度を実現するために、異なる数の光源の使用が許容可能であり、他方では同じ縁部に最小数量の光源及び最大数量の光源を有する。
【００７１】
図１０ｂは、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｙを含む、本発明に係る超薄型導光体２ｙの実施形態を例示する。導光体構造の光学設計部９、即ち、第１の部分又は入光部分は、この第１の部分及び全有効域（１つの光源当たりの区分１０：Ｉ、１０：ＩＩ、１０：ＩＩＩ、１０：ＩＶ、１０：Ｖに分割された）において、より均一な及び／又は指向された光分布を実現するために、点光源１ｊ：Ｉ、１ｊ：ＩＩ、１ｊ：ＩＩＩ、１ｊ：ＩＶ、１ｊ：Ｖからの光が異なる円錐角で拡散されるか、又は同じ角度で部分的に指向されるような様態で最適化され得る。光学設計部９は、回折又は反射溝を有する、導光体層の第１の部分の上表面及び下表面に配置され得る。この導光体のタイプは、必ずしも厳密な光源配置に依存しない場合もあり得る。このタイプの光学設計は、同じ均一性でより高い又はより低い輝度を実現するために、異なる数の光源の使用を許容可能であり、他方では同じ縁部に最小数量の光源及び最大数量の光源を有する。
【００７２】
図１１は、出光のための全表面の少なくとも一方の側面に光学的表面浮出し構造３ｙを有する超薄型導光体２ｙの実施形態を例示する。この出光構造は、入光構造９を備えても又は備えていなくても最適化可能であり、それは、同じ均一性を実現するために、同じ設計の導光体を異なるサイズ１１ａ、１１ｂに切断し且つ異なるサイズで使用することを許容し得る。これは導光体ソリューションの調整可能性を高め且つ融通性のあるものにして、輝度及びサイズ要件の差異がほんの僅かであり得る数多くの導光体を設計する必要もなく、それを様々なソリューション及び用途で利用可能にする。
【００７３】
図１２ａは、とりわけ光の指向又はコリメート化、集束、偏光のような様々な光学的性能を実現するために、全表面の少なくとも一方の側面に異なる光学的表面浮出し構造３ｚ：０、３ｚ：１を有する超薄型導光体２ｚ：０、２ｚ：１の実施形態を例示する。導光体層は、完全な導光体積層体を形成するために折り重ねられ得る。このソリューションは１つのパッケージの中により多くの特性を与える。
【００７４】
図１２ｂは、とりわけ光の指向又はコリメート化、集束、偏光のような様々な光学的性能を実現するために、全表面の少なくとも一方の側面に異なる光学的表面浮出し構造３ｚ：０、３ｚ：１、３ｚ：２を有する超薄型導光体要素２ｚ：０、２ｚ：１、２ｚ：２の実施形態を例示する。導光体層は、完全な導光体積層体を形成するために折り重ねられ得る。このソリューションは１つのパッケージの中により多くの特性を付与する。
【００７５】
図１３は、とりわけ光の指向又はコリメート化、集束、偏光のような様々な光学的特性を実現するために、全表面の少なくとも一方の側面に異なる光学的表面浮出し構造３ｚ：０、３ｚ：１、３ｚ：２、３ｚ：３、３ｚ：４を有する超薄型導光体２ｚ：０、２ｚ：１、２ｚ：２、２ｚ：３、２ｚ：４の実施形態を例示する。導光体層は、完全な導光体積層体を形成するために折り畳まれ得る。このソリューションは１つのパッケージの中により多くの特性を付与する。
【００７６】
図１４は、ロール・ツー・ロールとしても知られる、連続ロール転写による超薄型導光体製造プロセスの実施形態を例示する。材料はロール１２からロール１４に移動する。このような迅速で、費用対効果に優れた製造法を利用すると、ＰＭＭＡ、ＰＣ、又はＰＥＴ等の光学的に透明のプラスチック膜のようなバルク材１３が、光学的表面浮出し構造を有するニッケル被覆シリンダ、ドラム、ロールのような表面浮出し転写機１５によって転写され得る。
【００７７】
図１５は、ロール・ツー・ロールとしても知られる、連続ロール転写による超薄型導光体製造プロセスの別の実施形態を例示する。材料はロール１２からロール１４に移動する。このような迅速で、費用対効果に優れた製造法を利用すると、ＰＭＭＡ、ＰＣ、又はＰＥＴ等の光学的に透明のプラスチック膜のようなバルク材１３が、光学的表面浮出し構造を有するニッケル被覆シリンダ、ドラム、ロールのような表面浮出し転写機１５によって転写され得る。更には、反射体膜のような他の機能膜１８が、同じロール・ツー・ロール製造中にロール１７から導光体の表面に積層され得る。より適切な積層品質を実現するために、追加的な予熱１６を利用するのが適切であり得る。
【００７８】
図１６は、ＵＶ注入成形による超薄型導光体２１の製造プロセスの実施形態を例示する。このような迅速で、費用対効果に優れた製造方法を利用すると、光学的に透明のプラスチック樹脂のようなバルク材２１が、上面ガラス２０を介してＵＶ光源１９によってＵＶ硬化され得る。光学的表面浮出し構造は、表面浮出し構造を有するニッケル板２２によって鋳型２３の中で転写され得る。
【００７９】
図１７ａは、１つ又は複数の光源から遠隔の導光体要素の領域内で利用可能な導光体構造の実施形態を例示する。この例示的な実施形態で示されているように、表面浮出しは、異なるサイズ、形状、配向、構成を有する様々なグループで配置された溝及び／又は凹部のような基本的な構造的特徴を含み得る。表面浮出しの特徴も様々であり得る。これに従って、特徴の中からとりわけ、充填率、形状、サイズ、輪郭、断面、及び配向である。これらのグループは、反復パターンで配置されてもよいし又はそうでなくてもよい。それぞれのグループは、正多角形又は非正多角形のような任意の形状を有し得る。例えば、グループは、長方形、三角形、正方形、台形、又は他の任意の形状でよい。溝及び／又は凹部の配置は、各サブ・グループ内、各グループ内、及び／又は構造全体にわたって様々であり得る。溝及びこれらの配置の特徴は、構造の入光及び／又は出光特徴を変えるように様々であり得る。例えば、この配置は、回折効率を最大化し得る。また、この配置は回折効率を位置の関数にし得る。図１７ａに示された実施形態では、表面浮出し構造がグループ２５として配置される。各グループは、それぞれが、約１０ミクロン以下の高さ及び約１０ミクロン以下の各横寸法の基本的な構造的特徴２６を有する複数のサブ・グループ２７を含む。それぞれのグループ及びサブ・グループは他の構成を有してもよい。
【００８０】
図１７ｂは、本発明に係る、１つ又は複数の光源近傍における導光体層の実施形態を例示する。図１７ｂで示された実施形態では、表面浮出し構造がグループ２９として規則的なパターンで配置される。
【００８１】
図１７ｃは、本発明に係る、１つ又は複数の光源近傍における導光体層の実施形態を例示する。図１７ｃで示された実施形態では、表面浮出し構造がグループ２９として不規則的なパターンで配置される。
【００８２】
図１８は、キーパッド照明用の超薄型導光体層２ａ゜の実施形態を例示する。導光体要素の本実施形態は約５０から約２００ミクロンの厚さを有し、それは適切な柔軟性と、クリック効果を保持する触感性とを付与する。導光体層は、キーパッド３０とドーム型シート３２との間に配置され、従来の導光体よりも遙かに少ないスペースを使用する。導光体層の薄型で柔軟な性質により、キーパッドを押すと、ドーム型シートと回路基板３３との間で電気的に接触し得る。出光部３ａ°の個別の光学的表面浮出し構造は、微細格子構造であることが好ましい。この格子構造は、０°角（コリメート光）で高い出光効率を実現するために最適化可能である。キーパッドはより大きな照明角のためにコリメート光を拡散している。
【００８３】
図１９ａは、均一な照明域を形成するために全表面にわたって設けられた微細表面浮出し構造３’ａ¨を有する、キーパッド照明用の超薄型導光体層２’ａ¨の実施形態を例示する。
【００８４】
図１９ｂは、均一で個別の照明域を形成する個別の微細表面浮出し構造３’’ａ¨を有し、キーパッド照明用に利用可能な超薄型導光体層２’’ａ¨の実施形態を例示する。
【００８５】
図１９ｃは、微細光学的表面浮出し構造３’’’ａ¨を有し、且つ照明域に光を反射又は指向可能な、切断処理によって製造された短い境界表面線３４を有する、キーパッド照明用の超薄型導光体層２’’’ａ¨の実施形態を例示する。
【００８６】
図２０ａ及び２０ｂは、光源１ｋと導光体層との間にスプリット光ファイバ３５束を使用して入光を向上させた照明要素２ｏ’’の実施形態の上面図及び側面図をそれぞれ例示する。
【００８７】
図２１ａは、本発明に係る超薄型導光体要素２’ａ^の実施形態を例示するが、そこでは表面浮出し構造が小さい個別的な出光構造グループ２９で配置され、少なくとも１つの長手光源１ｌの近傍の導光体層の領域３６’では、出光構造グループが導光体層の面積の約１０％以下を含む。
【００８８】
図２１ｂは、本発明に係る超薄型導光体要素２’’ａ^の実施形態を例示するが、そこでは表面浮出し構造が、小さい個別的な出光構造グループ２９で配置され、少なくとも１つの点光源１ｍの近傍の導光体層の領域３６’’では、出光構造グループが導光体層の面積の約１０％以下を含む。小さい個別的な出光構造グループ間の最大距離Ｄは３００ミクロン以下である。
【００８９】
図２２は、表面浮出し構造の基本的な構造的特徴２６が小さい個別的な出光構造グループ２９を形成している超薄型導光体層２ａ’の小部分の実施形態を例示する。
【００９０】
図２３は、超薄型導光体層２ａ~の小部分の実施形態を例示するが、そこでは表面浮出し構造の異なる基本的な構造的特徴２６が、小さい個別的な出光構造グループ２９を形成しており、各表面浮出し構造の数、配置及びサイズ、並びに表面浮出し構造の構造的特徴の高さ及び横寸法は、導光体要素に入光した光を所望の程度に出光調節するように変更される。
【００９１】
本明細書に例示され且つ論じられた実施形態は、本発明人らに知られた最も適した様態で本発明を作製且つ使用するために当業者に教示することのみが意図されている。本明細書における何事も本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではない。提示された全ての例は代表的なものであり、限定するものではない。上述した本発明の実施形態は、上記教示に照らして当業者に理解されるように、本発明から逸脱することなく変更又は変形され得る。従って、特許請求の範囲及びこれらの均等物の範囲内で、本発明は詳細に説明されたものとは別様に実施され得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１ａ】周知の導光体構造の２つの実施形態を示す断面図である。
【図１ｂ】周知の導光体構造の２つの実施形態を示す断面図である。
【図２ａ】本発明に係る超薄型照明要素の様々な実施形態を示す断面図である。
【図２ｂ】本発明に係る超薄型照明要素の様々な実施形態を示す断面図である。
【図２ｃ】本発明に係る超薄型照明要素の様々な実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る超薄型照明要素の実施形態を示す斜視図である。
【図４ａ】湾曲した導光体要素を含む、本発明に係る超薄型照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図４ｂ】湾曲した導光体要素を含む、本発明に係る超薄型照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図５ａ】複数の照明要素を有する基盤を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図５ｂ】湾曲可能な導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図６ａ】２つの導光体層を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図６ｂ】２つの導光体層を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図６ｃ】２つの導光体層を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図６ｄ】２つの導光体層を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図７ａ】２つの導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造を有し、且つ任意に選択可能に層間に配置された様々な膜を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図７ｂ】２つの導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造を有し、且つ任意に選択可能に層間に配置された様々な膜を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図７ｃ】２つの導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造を有し、且つ任意に選択可能に層間に配置された様々な膜を有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図８ａ】任意に選択可能に様々な領域内に２つ以上の導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造と任意に選択可能に層間に配置された様々な膜とを有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図８ｂ】任意に選択可能に様々な領域内に２つ以上の導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造と任意に選択可能に層間に配置された様々な膜とを有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図８ｃ】任意に選択可能に様々な領域内に２つ以上の導光体層を有し、更に任意に選択可能に様々な表面上の様々な表面上に様々な光浮出し構造と任意に選択可能に層間に配置された様々な膜とを有する導光体要素を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図９ａ】照明要素の一部が２つの導光体層及び湾曲可能な導光体層を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図９ｂ】２層の導光体要素を形成するために湾曲された単一の導光体層を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図９ｃ】２層の導光体要素を形成するために湾曲された単一の導光体層を含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す断面図である。
【図１０ａ】本発明に係る照明要素の実施形態を示す上面図である。
【図１０ｂ】本発明に係る照明要素の実施形態を示す上面図である。
【図１１】導光体要素の実施形態の様々なサイズを例示する、本発明に係る照明要素を示す上面図である。
【図１２ａ】導光体要素一面に表面浮出し構造の様々なパターンを含む、本発明に係る導光体要素の実施形態を示す上面図である。
【図１２ｂ】導光体要素一面に表面浮出し構造の様々なパターンを含む、本発明に係る導光体要素の実施形態を示す上面図である。
【図１３】導光体要素一面に表面浮出し構造の様々なパターンを含む、本発明に係る導光体要素の実施形態を示す上面図である。
【図１４】ロール・ツー・ロール製造を利用する、本発明に係る導光体層を製造するための実施形態を示す断面図である。
【図１５】ロール・ツー・ロール製造を利用する、本発明に係る導光体層を製造するための実施形態を示す断面図である。
【図１６】紫外線（ＵＶ）注入成形を利用する、本発明に係る導光体層を製造するための実施形態を示す断面図である。
【図１７ａ】本発明に係る導光体層の実施形態を示す上面図である。
【図１７ｂ】本発明に係る導光体層の実施形態を示す上面図である。
【図１７ｃ】本発明に係る導光体層の実施形態を示す上面図である。
【図１８】本発明に係る照明要素を含むキーパッドの実施形態を示す断面図である。
【図１９ａ】様々なグループで配置された表面浮出し構造を有する、本発明に係る導光体層の様々な実施形態を示す図である。
【図１９ｂ】様々なグループで配置された表面浮出し構造を有する、本発明に係る導光体層の様々な実施形態を示す図である。
【図１９ｃ】様々なグループで配置された表面浮出し構造を有する、本発明に係る導光体層の様々な実施形態を示す図である。
【図２０ａ】入光構造が光ファイバを含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す上面図である。
【図２０ｂ】入光構造が光ファイバを含む、本発明に係る照明要素の実施形態を示す側面図である。
【図２１ａ】表面浮出し構造を光源の近傍の導光体層の領域内の異なるグループの中に含む、本発明に係る導光体要素を示す上面図である。
【図２１ｂ】表面浮出し構造を光源の近傍の導光体層の領域内の異なるグループの中に含む、本発明に係る導光体要素を示す上面図である。
【図２２ａ】表面浮出し構造の基本的な構造的特徴が、小さい個別的な出光構造グループを形成する、導光体層の実施形態を示す上面図である。
【図２２ｂ】表面浮出し構造の基本的な構造的特徴が、小さい個別的な出光構造グループを形成する、導光体層の実施形態を示す断面図である。
【図２３ａ】表面浮出し構造の異なる基本的な構造的特徴が、小さい個別的な出光構造グループを形成する、導光体層の実施形態を示す上面図である。
【図２３ｂ】表面浮出し構造の異なる基本的な構造的特徴が、小さい個別的な出光構造グループを形成する、導光体層の実施形態を示す断面図である。
【図２４ａ】本発明に係る表面浮出し構造の基本的な構造的特徴の様々な実施形態を示す断面図である。
【図２４ｂ】本発明に係る表面浮出し構造の基本的な構造的特徴の様々な実施形態を示す断面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【国際調査報告】
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