JP2000057830A - 面発光光源装置およびその反射板付導光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が比較的簡単で、光源からの光を効率よ
く利用することができ、光量の増加と、均一照明を可能
にする。 【解決手段】 電球５、導光板６および反射板７によっ
て面発光光源装置３０を形成する。導光板６と反射板７
を成形によって一体に形成し、これら両部材間に空気層
が存在しないようにする。反射板７に乱反射面３１を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアナログ表
示式計器の透過照明式文字板の光源として、あるいはデ
ジタル表示式計器のＬＣＤパネルのバック光源として用
いられる面発光光源装置およびその反射板付導光板の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アナログ表示式計器やデジタル表示式計
器において、照明バランスを均一にすることは、文字板
の照明やＬＣＤ表示パネル全体の照明であっても表示部
（文字、数字、図形、符号等）は透過せず他の部分が透
過するいわゆる全面照明では特に重要となる。そのた
め、これらの計器においては、光源として広い面積を均
一に照明する面発光光源装置を用いている。この面発光
光源装置としては、ＥＬ等の面状光源も考えられるが、
コスト等の点で難点があるため、電球、冷陰極管等の点
または線光源と、導光板および反射板とで構成したもの
が最も一般的である。

【０００３】図２０〜図２４に面発光光源装置を用いた
自動車用アナログ表示式計器の従来例を示す。これらの
図において、１はアナログ表示式計器、２はケース、３
は文字板、４は光拡散板である。５は光源、６は導光
板、７は反射板で、これらによって文字板３を照明する
面発光光源装置を構成している。

【０００４】前記文字板３は、例えばポリカーボネート
樹脂等の無色透明材の前面全体に白色印刷を施すととも
に数字、文字、符号、図形等の表示部９以外の部分に黒
色印刷（表示部抜き）１０を施し、裏面側に光源５を配
置してその光を導光板６の前面に導き光拡散板４によっ
て拡散することにより表示部９を照明（透過式）するも
のである。光源５としては、通常点光源である電球が用
いられるが、線光源として冷陰極管が用いられることも
ある。導光板６はアクリル樹脂等によって形成され、光
源５が挿入される光源用穴１１と、指針１２の軸１３が
貫通する穴１４が形成されている。光源５から放射され
導光板６内に入射した光は、導光板６の表裏面で多重反
射され、前面側に出光する。反射板７は微小な凹凸から
なる拡散反射面１５を備え、これにより導光板６の裏面
側に漏れ出た光を拡散反射して導光板６内に再入射させ
ることにより、光の有効利用を図っている。指針キャッ
プ２１の円筒部２１ａは、アナログ表示式計器を駆動す
る図示を省略した交差コイルの軸１３に連結されてい
る。

【０００５】図２５は自動車用アナログ表示式計器の他
の従来例を示す導光板の平面図、図２６は同計器の図２
５におけるＣ−Ｃ線断面図である。この自動車用アナロ
グ表示式計器１６は、光源として線光源である冷陰極管
１７を用いている。また、文字板３の前面に導かれる光
量は冷陰極管１７（点光源５も同様）の近くでは多く、
冷陰極管１７から離れるにしたがって少なくなる。この
ため、冷陰極管１７付近の表示部は明るく、遠方では暗
くなるので、導光板６の裏面に白色半透明インク等で細
かな網点印刷１８を明るい部分では粗（または小径）
に、暗い部分では密（または大径）になるように施すこ
とにより、文字板３の前面に導かれる光量を調整してい
る。また、文字板３の裏面に黒色インク等で細かな網点
印刷（図示せず）を明るい部分では密（または大径）
に、暗い部分では粗（または小径）になるように施すこ
とにより、明るい部分の光量を網点印刷によって抑え
て、文字板３の表示部９を透過する光量を略均一として
いる（例：特公昭５３−２０６５号）。

【０００６】図２７はさらに他の従来例を示す導光板の
要部の断面図で、導光板６の裏面に白色半透明な印刷層
１９を形成し、この白色半透明印刷層１９と反射板７に
よって導光板６の裏面側に漏れる光を反射させるように
している。

【０００７】また、他の従来例として、実開昭５１−１
１３５６号公報、実用新案登録第２５３２７４８号、特
開平０９−１５９４９３号公報、実開平０５−５０４０
３号公報、特開平０８−２７９３０７号公報、特開平０
８−２２７２７３号公報等に開示された表示装置、表示
板、導光板等が知られている。

【０００８】実開昭５１−１１３５６号公報（以下、先
行技術１という）に開示された表示板は、透光性の板材
の両面に光線を全反射する反射板を貼着し、少なくとも
一方の反射面に抜き文字を形成し、板材内を通り反射板
によって反射した光源からの光を前記抜き穴から外部に
出光させるようにしたものである。

【０００９】実用新案登録第２５３２７４８号（以下、
先行技術２という）に開示された導光板装置は、透明樹
脂板の一方の面に発光面となる光拡散層を形成し、他方
の面に透明樹脂板とは屈折率が異なる樹脂からなる乱反
射層を介して遮光面となる反射層を一体的に密着させて
接合し、導光板内に入射した光源からの光を乱反射層に
よって効率よく乱反射させるようにしたものである。

【００１０】特開平０９−１５９４９３号公報（以下、
先行技術３という）に開示された指針式表示装置は、配
線基板に高反射印刷層、シート状部材、白色反射面等か
らなる光反射部材を介して光導板を設けたものである。
また、指標部に対応して光導板の裏面側にシボ加工領域
を設け、このシボ加工領域で光を前方に拡散させるよう
にしている。

【００１１】実開平０５−５０４０３号公報（以下、先
行技術４という）に開示された導光体は、一方の面に光
を乱反射させる無数の凹凸を設けるとともに、この凹凸
部より反射率の高い反射部を前記凹凸部の表面所定箇所
に形成したものである。

【００１２】特開平０８−２７９３０７号公報（以下、
先行技術５という）に開示された面発光装置は、基体シ
ート上に光拡散透過層と側面反射層が印刷形成された面
発光装置用転写材を金型内に装填し、溶融樹脂を金型に
充填することにより、導光板を面発光装置用転写材と一
体に形成し、しかる後基体シートを剥離することにより
光拡散透過層と側面反射層を導光板に転写したものであ
る。

【００１３】特開平０８−２２７２７３号公報（以下、
先行技術６という）に開示された面光源装置用導光体
は、光拡散フィルムを射出成形用金型内に装填して導光
体用樹脂をキャビティ内に射出することにより形成した
ものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
面発光光源装置は、光源からの光を導光板に導き、この
導光板から出光した光によって文字板を照明している
が、いずれも文字板全体を明るく、かつ均一に照明する
ことが困難であるという問題があった。すなわち、図２
０〜図２４に示すアナログ表示式計器においては、図２
４に示すように導光板６と反射板７との間に空気層２１
が存在する。光源５から導光板６に入射した光は導光板
６内を多重反射しながら遠方に導かれるが、入射角が臨
界角以上では導光板６と空気層２１の境界面で全反射を
繰り返し、導光板６の裏面側に漏れ出る光の量は少な
く、導光板６の端面から外部に出てしまう。そのため、
導光板６の裏面側に反射板７が配置されていても、これ
によって拡散反射して文字板３の前面に導かれる光量は
少ないものとなる。その結果、文字板３を照明すると、
文字板３全体を均一な明るさで照明することができず、
図２１に斜線で示すように軸１３が貫通する穴１４およ
び指針キャップ２１の円筒部２１ａ（図２３）の影２２
が光源５の反対側に発生する。

【００１５】図２５および図２６に示した従来のアナロ
グ表示式計器においては、導光板６の裏面の白色半透明
な網点印刷により文字板３の前面に導かれる光量が若干
増加するため照明の暗い部分の明るさが明るくなるが、
それのみで均一な照明を得られないことが多い。その場
合、文字板３の前面の表示部９に対応する裏面に黒色網
点印刷を施すことによって略均一な照明を得ることがで
きるものの、均一な照明を得るための網点印刷の仕様を
決定することが難しい。また、文字板裏面の黒色網点印
刷では、照明の暗い部分に合わせて明るい部分の透過光
量を減少させることにより全体の明るさを合わせている
ため、全体が暗くなるという問題があり、これを避ける
ためには光源の定格（消費電流）を大きくする、複数の
光源を設ける等の処置が必要となる。

【００１６】図２７に示す導光板６の裏面に白色半透明
印刷層１９を形成したアナログ表示式計器においては、
導光板６と白色半透明印刷層１９との間に光を拡散反射
させる層がないため、一部の光は文字板３の前面に導か
れるものの大部分の光は導光板６と白色半透明印刷層１
９との境界面で全反射を繰り返すことになる。したがっ
て、文字板３の前面に導かれる光量が少なく、導光板６
の端面から外部に出てしまうため、光源からの光を有効
に利用することができず、図２０〜図２４に示した従来
計器と同様な影２２（図２１）が光源５の反対側に発生
するという問題があった。

【００１７】先行技術１に開示された表示板は、光源か
ら導光板（板材）に入射した光を導光板と反射板との境
界面で単に全反射して遠方に導いているため、全ての文
字を均一な明るさで照明することができないという問題
があった。

【００１８】先行技術２に開示された導光板装置は、光
拡散層と乱反射層を備えているため、光の有効利用とい
う点で上記した先行技術１の表示板に比べて優れている
が、乱反射層の厚さを導光板の入光面からこの入光面と
は反対側の面に向かって光拡散層に徐々に近づくように
変化させているため、製造コストが高くなるという問題
があった。また、導光板内を進行する光の一部は、乱反
射層の内部に入射して吸収されるため、全ての光を有効
に利用することができないという問題もあった。

【００１９】先行技術３に開示された指針式表示装置
は、上記した先行技術１と同様に光反射部材によって光
を単に反射させているため、指標部を均一な明るさで照
明することができないという問題があった。また、指標
部に対応して導光板の裏面側にシボ加工領域を設け、こ
のシボ加工領域で光を前方に拡散させるようにした場合
は、指標部の形成位置によっては拡散光と光反射部材で
全反射した反射光とによって照明される指標部と、主と
して拡散光によって照明される指標部とができるため、
指標部全体を略均一な明るさで照明できないという問題
があった。

【００２０】先行技術４に開示された導光体は、導光板
の裏面側に反射板を備えていないため、裏面側から外部
に出光する透過光が損失となり、光の有効利用という点
で劣るという問題があった。

【００２１】先行技術５に開示された面発光装置は、側
面反射層を備えているので側面を透過する光の損失がな
く、光の有効利用という点で優れている。しかし、基体
シートを剥離する工程を必要とするため、製造工程が増
えるという欠点があった。また、導光板の裏面側に透過
する光が損失となり、光の有効利用という点で劣る。

【００２２】先行技術６に開示された面光源装置用導光
体は、導光板の表面側に光拡散フィルムを一体に備える
一方、裏面側に白色インキ等を用いて多数の微細なドッ
トを印刷するなどして光拡散透過部を形成するとともに
光反射フィルムを設けているので、前面に出光する光の
量が少なく、明るい照明が得られないという問題があっ
た。

【００２３】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、構造が
比較的簡単で、光源からの光を効率よく利用することが
でき、光量の増加と、全面にわたって均一な照明を可能
にした面発光光源装置およびその反射板付導光板の製造
方法を提供することにある。

【００２４】上記目的を達成するために第１の発明に係
る面発光光源装置は、光源と、この光源からの光を導光
し前面側から出光させる導光板と、不規則な凹凸からな
る乱反射面を有して前記導光板の裏面側に配設され前記
導光板内を導光する光を前記乱反射面によって拡散反射
し導光板の前面から出光させる反射板とを備えた面発光
光源装置において、前記導光板と前記反射板を成形によ
って一体に形成することにより前記乱反射面を導光板の
裏面に接合したことを特徴とする。

【００２５】第２の発明に係る面発光光源装置は、光源
と、この光源からの光を導光し前面側から出光させる導
光板と、不規則な凹凸からなる乱反射面を有して前記導
光板の裏面側に配設され前記導光板内を導光する光を前
記乱反射面によって拡散反射し導光板の前面から出光さ
せる反射板とを備えた面発光光源装置において、前記導
光板の裏面側にこの導光板と略同じ屈折率を有する接合
剤を介して前記反射板を接合することにより前記乱反射
面を前記導光板の裏面に接合したことを特徴とする。

【００２６】第１、第２の本発明においては、導光板と
反射板との間に空気層が全く存在せず、導光板内を反射
してきた光を直接反射板に導くことができる。また、従
来は光源から導光板内に入射した光のうち導光板の端面
（側面）またはその外側に設けられたケースの壁で反射
して導光板内を入反射を繰り返す光は、その過程で空気
層との境界面で全反射して文字板の前面に導かれること
なく消失していたが、本発明においては空気層がないの
でこの光も反射板に導くことができる。そして、これら
の光は反射板で反射し文字板の前面に導かれることで光
量を増大させ、文字板を明るく照明する。また、光量が
増大するため、影の発生を実質的に防止することができ
る。すなわち、導光板内を進行する光は、指針の軸やこ
の軸が貫通する穴に遮られて光源と反対の側には届か
ず、また直進性が強いため周りから回り込む光も少なく
影が発生するが、導光板と反射板を一体に形成した場合
は、導光板内を進行する光は、反射板の乱反射面で拡散
反射し、一部は臨界角反射（全反射）し、一部は文字板
側に反射して文字板に入射し、一部は導光板内を拡散反
射する。したがって、文字板側に反射する光量が増加す
るとともに影が発生する部分にも反射光が回り込むため
影の発生を防止することができる。導光板と同程度の屈
折率をもった接合剤としては、接着剤、粘着剤等が用い
られる。

【００２７】第３の発明に係る面発光光源装置は、上記
第１または第２の発明に係る面発光光源装置において、
乱反射面の凹凸の大きさが０．１〜１００μｍであるこ
とを特徴とする。本発明において、凹凸の大きさが０．
１〜１００μｍであると、光を良好に拡散反射する。
０．１μｍ以下または１００μｍ以上であると、拡散性
能が低下するため、この範囲内の大きさであることが好
ましい。

【００２８】第４の発明に係る反射板付導光板の製造方
法は、表面が不規則な凹凸からなる乱反射面を有する反
射板を金型に装填し、この金型内に導光板用溶融樹脂を
射出することにより導光板を前記反射板の乱反射面に一
体に形成することを特徴とする。

【００２９】第５の発明に係る反射板付導光板の製造方
法は、表面が不規則な凹凸からなる乱反射面を有する反
射板の前記乱反射面または導光板の裏面にこの導光板と
略同じ屈折率を有する接合剤を塗布することにより前記
反射板を導光板に接合することを特徴とする。

【００３０】第４および第５の発明においては、反射板
と導光板との間に空気層ができない。また、反射板の凹
凸がいわゆるオーバーハング形状を含んでいても潰れた
りすることがなく導光板を反射板と一体に形成または反
射板を導光板に接合することができる。オーバーハング
形状とは、凸部が凹部の内側に張り出して凹部の開口を
奥側よりも狭めている形状をいう。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る面
発光光源装置を自動車用アナログ表示式計器に適用した
一実施の形態を示す同計器の要部の正面図、図２は導光
板の正面図、図３は同計器の図２におけるIII −III 線
断面図、図４は同計器の図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面
図、図５（ａ）は同計器の要部の拡大断面図、（ｂ）は
導光板の要部の拡大断面図である。なお、図中、従来技
術の欄において示した構成部材等と同一のものについて
は同一符号をもって示す。

【００３２】これらの図において、本実施の形態におい
ては、光源として２個の白熱電球（光源）５と、これら
の電球５からの光を拡散反射し文字板３の前面側に導く
導光板６と、この導光板６の裏面側に設けられた反射板
７とで面発光光源装置３０を形成し、これによって文字
板３の全面を裏面側から略均一な明るさで照明するよう
にしている。

【００３３】前記文字板３は、例えばポリカーボネート
樹脂等の無色透明材の前面全体に白色印刷を施すととも
に数字、文字、符号、図形等の表示部９以外の部分に黒
色印刷（表示部抜き）１０を施し、裏面側に電球５を配
置してその光を導光板６の前面に導き光拡散板４によっ
て拡散することにより表示部９を照明（透過式）するも
のである。

【００３４】前記導光板６はアクリル、ポリカーボネー
ト等の透明で透光性に優れた合成樹脂によって形成さ
れ、電球５が挿入される光源用穴１１と、指針キャップ
２１の円筒部２１ａが貫通する穴１４が形成されてい
る。アクリル樹脂の場合、光の屈折率ｎは１．４７７９
である。なお、指針キャップ２１の円筒部２１ａは、ア
ナログ表示式計器を駆動する図示を省略した交差コイル
の軸１３に連結されている。

【００３５】前記電球５から放射され導光板６内に入射
した光は、導光板６の表裏面で多重反射され、前面側に
出光する。前記反射板７は、導光板６内を進行する電球
５からの光を拡散反射し導光板６の前面側から出光させ
るために用いられる。すなわち、反射板７は導光板６の
裏面側に漏れ出た光を拡散反射して導光板６内に再入射
させることにより、光の有効利用を図っている。このた
め、反射板７の導光板６が接合される面は、微細で不規
則な凹凸からなる乱（拡散）反射面３１を形成してい
る。

【００３６】前記導光板６と反射板７は、これら両部材
間に空気層が生じないようにするためにインサート成形
またはアウトサート成形によって一体に形成される。成
形に当たっては、後述するように反射板７を金型に装填
して導光板用溶融樹脂を充填し導光板６を反射板７に一
体に成形する。このようにすると、乱反射面３１の凹凸
がオーバーハング形状、すなわり凸部が凹部の内側に張
り出して凹部の開口を奥側よりも狭めている形状を含む
ものであっても、オーバーハング部の内側に樹脂が回り
込みオーバーハング形状の凹凸が潰れたりすることがな
く、導光板６の裏面と反射板７の乱反射面３１を完全に
密着させることができる。

【００３７】また、導光板６と反射板７を一体に成形す
る場合、例えば、導光板６の裏面全体に反射板７を配置
するのではなく、光量の多い光源近辺や導光板６の側面
で反射した光量の多い部分、あるいは図１に斜線で示す
ように文字板３の表示部（文字、数字、符号、図形等）
９のない部分については、反射板７を削除することによ
り、コストの高い反射材の使用量を低減することがで
き、また必要部分にのみ反射板７を配置することによ
り、電球５からの光を有効に利用することができる。

【００３８】前記反射板７は、光拡散フィルム基材の表
面にバインダー樹脂中に光拡散性微粒子が分散された光
拡散剤を塗布して固化させることにより形成される。光
拡散フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、アクリルまたはポリカーボネートを用いることが
できる。バインダー樹脂の材料としては、例えばアクリ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等が用
いられる。光拡散性微粒子としては、例えば無機系ビー
ズ（ガラスビーズ等）、無機系フィラー（炭酸カルシウ
ム等）、有機系ビーズ（ポリスチレン粒子、アクリル粒
子等）等の微粒子を単独または２種以上を混合して用い
ることができる。

【００３９】このような光拡散性微粒子を有する反射板
７としては、例えば住友スリーエム（株）製のスーパー
リフレクタＮｏ．４５９６が知られている（後述す
る）。

【００４０】また、反射板７としては、熱可塑性ポリエ
ステル発泡体によって形成することもできる（例えば、
再公表特許ＷＯ９７／０１１１７号公報）。この再公表
特許ＷＯ９７／０１１１７号公報に開示された反射板の
製造方法は、先ず熱可塑性ポリエステルシートとセパレ
ータとを重ね合わせて巻くことによりロールを形成す
る。セパレータとしては、不活性ガスや有機溶剤が自由
に出入りできる樹脂製不織布または金属製の網が好適で
ある。

【００４１】次に、このロールにベンゼン等の有機溶剤
を含有させることにより、熱可塑性ポリエステルシート
の結晶化度を３０％以上にする。

【００４２】次に、有機溶剤が含浸されたロールを高圧
力容器内に入れて加圧し不活性ガス雰囲気中に保持して
熱可塑性ポリエステルシートに発泡剤となるヘリウム、
窒素等の不活性ガスを含有させる。

【００４３】次いで、ロールを高圧力容器から取り出
し、セパレータを取り除きながら不活性ガスを含有する
熱可塑性ポリエステルシートだけを加熱することにより
発泡させると、表面に不規則な凹凸を有する反射板が得
られる。

【００４４】このような発泡体からなる反射板として
は、例えば（株）きもと製のリフレクションフィルム
レフホワイトＲＷ１８８や古河電気工業株式会社製の超
微細発泡光反射板（ＭＣＰＥＴ）が知られている（後述
する）。

【００４５】図６は住友スリーエム（株）製のスーパー
リフレクタＮｏ．４５９６の表面の顕微鏡写真である。
図７は同リフレクタのＸ方向の表面粗さを測定したグラ
フ、図８は同リフレクタのＹ方向（Ｘ方向と直交する方
向）の表面粗さを測定したグラフである。図９は導光板
成形後の同リフレクタの断面のイメージを示す図であ
る。図９において、３２は反射板７の基材である光拡散
フィルム、３３は光拡散性微粒子（凹凸）、３４はバイ
ンダー樹脂で、光拡散性微粒子３３とともに光拡散剤を
形成している。３５は白色インクである。光拡散フィル
ム３２の表面に光拡散剤を塗布して乱反射面を形成した
とき、バインダー樹脂３４の表面に一部が露出している
光拡散性微粒子３３のうち一部がバインダー樹脂３４の
表面より突出している微粒子３３は、その突出部分が凸
部を形成し、隣り合う微粒子３３どうしの隙間が凹部を
形成する。また、微粒子３３の最大幅部分がバインダー
樹脂３４から突出していると、この最大幅部分が隣り合
う微粒子間に形成された凹部の開口を覆うためいわゆる
オーバーハング部（形状）３３’（図９）を形成する。

【００４６】図６において、光拡散性微粒子３３の大き
さは、０．１〜２μｍであった。また、図７および図８
において、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に規定する表面粗さの
Ｘ方向の最大高さは１μｍ、最小高さは０．０１μｍ、
Ｙ方向の最大高さは０．８μｍ、最小高さは０．０１３
μｍであった。また、Ｘ方向のピーク間の距離の平均は
８．８μｍ、Ｙ方向のピーク間の距離の平均は１０．５
μｍであった。

【００４７】図１０（ａ）、（ｂ）は（株）きもと製の
リフレクションフィルム レフホワイトＲＷ１８８の表
面の顕微鏡写真および発泡状態を示す断面写真である。
図１１は同フィルムのＸ方向の表面粗さを測定したグラ
フ、図１２は同フィルムのＹ方向（Ｘ方向と直交する方
向）の表面粗さを測定したグラフである。図１３は導光
板成形後の同フィルムの断面のイメージを示す図であ
る。図１３において、７’はポリエステル発泡体によっ
て形成された反射板、３６は反射板７’の表面に発泡に
よって形成された凹凸で、これによって乱反射面を形成
している。凹凸３６の形状は不規則で、一部の凸部がオ
ーバーハング部３６’を形成している。なお、３７は発
泡部分である。

【００４８】図１１および図１２において、ＪＩＳ規格
Ｂ０６０１に規定する表面粗さの凹凸３６のＸ方向の最
大高さは０．９８μｍ、最小高さは０．０１４μｍ、Ｙ
方向の最大高さは０．８５μｍ、最小高さは０．０１μ
ｍ程度であった。また、ピーク間の距離は平均１０μｍ
（数μｍ〜１０数μｍ）であった。なお、平面写真より
微小な凹凸のサイズは０．１〜３μｍ程度であった。

【００４９】図１４は古河電気工業（株）製のＭＣＰＥ
Ｔの表面の顕微鏡写真である。図１５は同ＭＣＰＥＴの
Ｘ方向の表面粗さを測定したグラフ、図１６は同ＭＣＰ
ＥＴのＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）の表面粗さを測
定したグラフである。凹凸の大きさは５〜１００μｍ
で、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に規定する表面粗さのＸ方向
の最大高さは３．３μｍ、最小高さは０．０１３μｍ、
Ｙ方向の最大高さは６μｍ、最小高さは０．０１μｍ程
度であった。また、Ｘ方向のピーク間の距離の平均は２
１．５μｍ、Ｙ方向のピーク間の距離の平均は４０μｍ
であった。

【００５０】反射板として住友スリーエム（株）製のス
ーパーリフレクタＮｏ．４５９６、（株）きもと製のリ
フレクションフィルム レフホワイトＲＷ１８８および
古河電気工業（株）製のＭＣＰＥＴを使用して明るさを
測定した結果、いずれも従来装置に比べて明るく、しか
も均一な照明が得られた。その大きな理由は、きわめて
微細かつ不規則な凹凸が密集して形成されていることに
よるものと判断される。

【００５１】このような反射板７または７’の乱反射面
３１を形成する凹凸３３または３６の深さ（表面粗さの
最大高さ）は、１μｍ（きもと製０．８５〜０．９８、
スリーエム製０．８〜１μｍ）〜６μｍ（古河製）程度
であって、かつ表面が平滑でないことが必要であり、そ
の凹凸の平均的なサイズはきもと、スリーエム製の場合
１０μｍ程度、古河製の場合４０μｍ程度（最大１００
μｍ程度）で、さらに凹凸の表面には０．１〜１μｍ
（スリーエム製）、０．１〜３μｍ（きもと製）程度の
微小な凹凸がある。

【００５２】したがって、凹凸の大きさとしては、０．
１〜１００μｍ程度であることが好ましい。この範囲内
であると光を良好に拡散反射し、これ以下もしくは以上
であると、拡散性能が低下することが判明した。ただ
し、凹凸は相対的に大きいものに比べて小さいものほど
良好な結果が得られることが判明した。

【００５３】凹凸の高さは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に規
定する表面粗さの最大高さで０．８〜６μｍ程度とされ
る。これ以下であると凹凸が小さすぎて乱反射面として
機能せず、以上であると深すぎて凹部内に侵入した光が
吸収されて凹部から出てくる光量が減少するため好まし
くない。但し、凹凸の高さは、凹凸の大きさによって決
定されるもので、大きい凹凸ほど高さは高くなる。住友
スリーエム（株）製のスーパーリフレクタＮｏ．４５９
６、（株）きもと製のリフレクションフィルムレフホワ
イトＲＷ１８８の場合は、０．８μｍ程度までで、古河
電気工業（株）製のＭＣＰＥＴの場合は、最大６μｍ程
度とされる。

【００５４】このような構造からなる面発光光源装置に
おいては、反射板７を導光板６に成形により一体に形成
しているので、これら両部材間には空気層が全く存在せ
ず、そのため導光板６内を反射しながら進行する光を直
接反射板７に導くことができる。すなわち、導光板６と
反射板７との間に空気層があると、臨界角以上の角度の
光は導光板６とこの空気層との境界面で全反射するが、
空気層がないと反射板７に直接導かれる。そして、この
光は乱反射面３１によって拡散反射されることにより導
光板６および拡散板４を透過して文字板３の表示部９を
照明する。

【００５５】また、従来は光源から導光板内に入射した
光のうち導光板の端面（側面）またはその外側に設けら
れたケースの壁で反射して導光板内を入反射を繰り返す
光は、その過程で空気層との境界面で全反射して文字板
の前面に導かれることなく消失していたが、本発明にお
いては空気層がないのでこの光も有効に利用することが
できる。すなわち、電球５から導光板６内に入射した光
のうち導光板６の端面（側面）またはその外側に設けら
れたケース２の壁で反射して導光板６内を入、反射を繰
り返す光は、その過程で反射板７に導かれ、乱反射面３
１によって拡散反射されることにより導光板６および拡
散板４を透過して文字板３の表示部９を照明する。した
がって、文字板３の前面に導かれる光量が増大し、文字
板３全体を明るくかつ略均一な明るさで照明することが
できる。

【００５６】また光量が増大すると、図２４に示す影２
２の部分に回り込む光量も増大するため、影２２になる
部分とそうでない部分との明暗差が小さくなり、実質的
に影２２の発生を防止することができる。すなわち、導
光板６内を進行する光は、指針１２の軸１３やこの軸１
３が貫通する穴１４に遮られて光源５と反対の側には届
かず、また直進性が強いため周りから回り込む光も少な
く影が発生するが、導光板６と反射板７を一体に形成し
た場合は、導光板６内を進行する光は、反射板７で乱反
射し、一部は臨界角反射（全反射）し、一部は文字板３
側に反射して文字板３に入射し、一部は導光板６内を拡
散反射する。したがって、文字板３側に反射する光量が
増加するとともに影が発生する部分にも反射光が回り込
むため影を実用上問題ない程度に薄くするか、もしくは
影自体の発生を防止することができる。

【００５７】図２１は本発明の他の実施の形態を示す要
部の断面図である。この実施の形態においては、導光板
６と略同程度の屈折率を有する透明な接合剤（接合溶
剤）４０によって反射板７を導光板６の裏面に接合する
ことにより、これら両部材間に空気層が存在しないよう
にしている。接合剤４０としては、粘着剤、接着剤等が
用いられる。例えば住友スリーエム（株）＃９４８３
高透明粘着材転写テープ、１，２−ジクロロエタン（Ｃ
Ｈ₂ ＣｌＣＨ₂ Ｃｌ）等が用いられる。

【００５８】導光板６と反射板７を接合するには、予め
反射板７の乱反射面３１に接合剤４０を塗布しておき、
その上に導光板６を貼り付けるか、あるいは予め導光板
６の裏面に接合剤４０を塗布または印刷しておき、その
上に反射板７を貼り付ければよい。この場合、必ずしも
導光板６と反射板７との接合面全体にわたって接合剤４
０を充填する必要はなく、一部に空気溜まりがあっても
文字板３全体からみて輝度の変化がわからない程度であ
れば実際の使用には何等問題ない。なお、接合剤４０の
接合力が弱い場合または接合力がほとんどない場合は、
導光板６よりピンを立て、反射板７にはピンに対応した
位置に穴を設けておくことにより、反射板７の位置決め
をするとともに、ピンをかしめることにより反射板７を
導光板６に固定することもできる。あるいは、反射板７
を導光板６とケース２との間で押圧挟持するようにして
もよい。

【００５９】このような構造においても導光板６と反射
板７との間に空気層がないので上記した実施の形態と同
様な効果が得られる。すなわち、導光板６の裏面と反射
板７との間に接合剤４０を充填した場合は、導光板６内
を反射してきた光は導光板６と接合剤４０との境界面で
反射するが、接合剤４０の屈折率は導光板６と略同程度
であるため、導光板６と空気との組合せに比べて大部分
の光は反射板７側に入射し、反射板７で拡散反射して接
合剤４０および導光板６を透過することにより文字板３
の前面に導かれる。また、電球５から導光板６内に入射
した光のうち導光板６の端面（側面）またはその外側に
設けられたケース２の壁で反射して導光板６内を入、反
射を繰り返す光も、その過程で接合剤４０を透過して反
射板７に導かれ、乱反射面３１によって拡散反射される
ことにより接合剤４０、導光板６および拡散板４を透過
して文字板３の表示部９を照明する。したがって、この
場合も光量が増大して文字板３全体を明るくかつ略均一
な明るさで照明することができ、影２２の発生を防止す
ることができる。

【００６０】また、例えば、図１に斜線で示す表示部９
に対応した部分にのみ接合剤４０を網点印刷することに
より、明るくしたい表示部９にのみ網点を密に形成（ま
たはベタ印刷）して輝度のアンバランスの調整や意匠の
一部をスポット的に明るくすることが可能である。

【００６１】次に、本発明による反射板付導光板の製造
方法について説明する。図１８はアウトサート成形によ
って導光板を製造する際に用いられる金型の断面図、図
１９はアウトサート成形によって形成された導光板を備
えた面発光光源装置の断面図である。図１８において、
先ず表面が不規則な凹凸からなる乱反射面３１を有する
反射板７を作成する。このような反射板７としては、市
販の上記した住友スリーエム（株）製のスーパーリフレ
クタＮｏ．４５９６または（株）きもと製のリフレクシ
ョンフィルム レフホワイトＲＷ１８８であってもよ
い。

【００６２】次に、反射板７を乱反射面を上にして下型
４４内に装填し、上型４５を下型４４の上に位置決めし
て固定する。次いで、導光板用溶融樹脂を図示しない射
出口（ゲート）からキャビティ４８内に充填し、導光板
６を反射板７の乱反射面３１に一体に成形する。なお、
４６は成形後の穴形状を形成するためのピンである。

【００６３】このように、アウトサート成形によって導
光板６を反射板７に対して一体に成形すると、乱反射面
３１の凹凸がいわゆるオーバーハング部となる形状の凹
凸を含んでいても凹部の隅々まで溶融樹脂が進入するた
め、凹凸が潰れるおそれがない。

【００６４】なお、上記した実施の形態においては、い
ずれも自動車用アナログ表示式計器に適用した例につい
て説明したが、これに限らず各種表示式計器、表示装置
の光源として用いることが可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る面発光
光源装置によれば、導光板内に入射した光源からの光を
反射板に導き、また導光板内に入射した光が導光板の端
面（側面）またはその外側に設けられたケースの壁で反
射して導光板内を入、反射を繰り返す過程で文字板の前
面に導かれることなく失われていた光を反射板に導き、
これらの光を反射板の乱反射面で拡散反射して文字板の
前面に導くように構成したので、光量が増大し文字板を
明るく照明することができる。したがって、使用する点
光源の数を３灯から２灯へ、２灯から１灯へ削減するこ
とが可能である。または、小さい定格の光源を使用する
ことができ、コスト、発熱対策等の観点からも有利であ
る。

【００６６】また、光量が増大すると、導光板に設けら
れる指針貫通用の穴および指針の影を視認することがで
きない程度に薄くすることができるため、光源として安
価な電球を使用できる。また、光源からの直射光が文字
板に直接照射される光源近傍を除いて、反射板に対応し
た面の全体が略均一に照明できるため、明るさのバラン
スをとるための網点印刷を削除できるか、削除できない
場合でも簡単に仕様を決定できる。

【００６７】さらに、本発明においては乱反射面の凹凸
の大きさを０．１〜１００μｍとしているので、光を良
好に拡散反射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を自動車用アナログ表示式計器に適用
した一実施の形態を示す同計器の要部の正面図である。

【図２】 導光板の正面図である。

【図３】 同計器の図２におけるIII −III 線断面図で
ある。

【図４】 同計器の図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図で
ある。

【図５】 （ａ）は同計器の要部の拡大断面図、（ｂ）
は導光板の要部の拡大断面図である。

【図６】 住友スリーエム（株）製のスーパーリフレク
タＮｏ．４５９６の表面の顕微鏡写真である。

【図７】 同リフレクタのＸ方向の表面粗さを測定した
グラフである。

【図８】 同リフレクタのＹ方向の表面粗さを測定した
グラフである。

【図９】 同リフレクタの断面のイメージを示す図であ
る。

【図１０】 （ａ）、（ｂ）は（株）きもと製のリフレ
クションフィルムレフホワイトＲＷ１８８の表面の顕微
鏡写真および発泡状態を示す断面写真である。

【図１１】 同フィルムのＸ方向の表面粗さを測定した
グラフである。

【図１２】 同フィルムのＹ方向（Ｘ方向と直交する方
向）の表面粗さを測定したグラフである。

【図１３】 導光板成形後の同フィルムの断面のイメー
ジを示す図である。

【図１４】 古河電気工業株式会社製のＭＣＰＥＴの表
面の顕微鏡写真である。

【図１５】 同ＭＣＰＥＴのＸ方向の表面粗さを測定し
たグラフである。

【図１６】 同ＭＣＰＥＴのＹ方向（Ｘ方向と直交する
方向）の表面粗さを測定したグラフである。

【図１７】 本発明の他の実施の形態を示す要部の断面
図である。

【図１８】 アウトサート成形によって導光板を製造す
る際に用いられる金型の断面図である。

【図１９】 アウトサート成形によって形成された導光
板を備えた面発光光源装置の断面図である。

【図２０】 自動車用アナログ表示式計器の従来例を示
す正面図である。

【図２１】 導光板の正面図である。

【図２２】 同計器の図１８におけるＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図２３】 同計器の図１８におけるＢ−Ｂ線断面図で
ある。

【図２４】 従来の導光板の要部を示す断面図である。

【図２５】 アナログ表示式計器の他の従来例を示す導
光板の平面図である。

【図２６】 同計器の図２２におけるＣ−Ｃ線断面図で
ある。

【図２７】 さらに他の従来例を示す導光板の要部の断
面図である。

【符号の説明】 ２…ケース、３…文字板、５…電球（光源）、６…導光
板、７、７’…反射板、９…表示部、１２…指針、３０
…面発光光源装置、３１…乱反射面、３３，３６…凹
凸、４０…接合剤。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、この光源からの光を導光し前面
   側から出光させる導光板と、不規則な凹凸からなる乱反
   射面を有して前記導光板の裏面側に配設され前記導光板
   内を導光する光を前記乱反射面によって拡散反射し導光
   板の前面から出光させる反射板とを備えた面発光光源装
   置において、 前記導光板と前記反射板を成形によって一体に形成する
   ことにより前記乱反射面を導光板の裏面に接合したこと
   を特徴とする面発光光源装置。
2. 【請求項２】 光源と、この光源からの光を導光し前面
   側から出光させる導光板と、不規則な凹凸からなる乱反
   射面を有して前記導光板の裏面側に配設され前記導光板
   内を導光する光を前記乱反射面によって拡散反射し導光
   板の前面から出光させる反射板とを備えた面発光光源装
   置において、 前記導光板の裏面側にこの導光板と略同じ屈折率を有す
   る接合剤を介して前記反射板を接合することにより前記
   乱反射面を前記導光板の裏面に接合したことを特徴とす
   る面発光光源装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の面発光光源装置
   において、 乱反射面の凹凸の大きさが０．１〜１００μｍであるこ
   とを特徴とする面発光光源装置。
4. 【請求項４】 表面が不規則な凹凸からなる乱反射面を
   有する反射板を金型に装填し、この金型内に導光板用溶
   融樹脂を射出することにより導光板を前記反射板の乱反
   射面に一体に形成することを特徴とする反射板付導光板
   の製造方法。
5. 【請求項５】 表面が不規則な凹凸からなる乱反射面を
   有する反射板の前記乱反射面または導光板の裏面にこの
   導光板と略同じ屈折率を有する接合剤を塗布することに
   より前記反射板を導光板に接合することを特徴とする反
   射板付導光板の製造方法。