JP2009031570A - 発光標示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの光を最適に散乱させると同時に光量ロスを最小限に抑えることができ、均一に且つ明るく発光することが可能で、視認性・経済性の向上に寄与する発光標示装置を提供する。
【解決手段】標示面７０ａを有する標示板７０が設けられ、その背面に光拡散板７２、導光板７１、白色反射板７３が順次、配置されている。導光板７１の背面に、光源７５からの光を散乱させる光散乱層７４が塗布されている。光散乱層７４は、透明樹脂をバインダー層とした塗料組成物からなり、その中に、透明状で略球形のシリカの微粉粒子のフィラーを均一に分散させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、標示部材を面発光させるエッジライト型の発光標示装置に係り、特に、標示部材を均一に発光させるように改良を加えた発光標示装置に関するものである。

一般に、店舗用や広告用の看板あるいは標識等の標示部材は、夜間でも明確に認識できるように高い視認性を発揮することが要求されている。そのため、標示部材を前面から投光機で照射する標示装置や、標示部材の背面に光源を取り付けて標示部材を面発光させる発光標示装置がある。中でも、エッジライト型の発光標示装置は、標示部材の側縁部近傍に光源を設置するタイプのもので、光源を標示部材のサイドに配置したことで装置の薄形化・コンパクト化を実現している。

したがって、エッジライト型の発光標示装置は経済性や利便性に優れているが、その反面、標示部材の標示面に光源の光が側方から入射するので、発光ムラが生じた。つまり、エッジライト型の発光標示装置では標示部材のサイドに配置した光源の光を、標示面に対し均一に当てることが難しく、発光ムラの発生により視認性が低下した。

近年、標示部材の大形化は進む傾向にあり、標示面が１ｍ×２ｍほどもある大きな標示部材も登場している。そのため、均一な強度の光を取り出して発光ムラを無くすことは必須条件であり、巨大な標示面全体が均一に面発光することが重要である。このニーズに応えるべく、さまざまな提案がなされており、例えば特許文献１記載の技術等が知られている。

特許文献１は、標示部材となるフィルムを裏面から透明板で覆い、該透明板のフィルム接触面につや消し状の散乱部を形成した点に特徴があり、散乱部にて光源からの光を散乱させることによって、発光の均一化を図っている。
特開２００５―３１５９６号公報

しかしながら、従来の発光標示装置には、次のような課題が指摘されている。すなわち、上記特許文献１において、透明板から導かれた光は、フィルム表面である標示面側だけではなく、フィルム背面と対向した面にも照射される。このため、標示面には効率よく光が集まらず、光量が低減し、標示面に形成した散乱部がかえって標示面の表面側に出るべき光を内側に閉じ込めてしまう。その結果、十分な輝度を得ることができず、視認性が低下するおそれがあった。したがって、視認性を維持するために光源出力を上げるほかなく、コストを増大させていた。

以上述べたように、発光標示装置の分野では、標示部材全体をムラなく均一に光らせると同時に、高い輝度で光ることが求められており、しかも、コストを増大させることなく、十分に事業性がある製品の開発が待たれていた。特に、光源がサイドにあるエッジライト型の発光標示装置では、光の強度にムラが出易く、しかも、標示部材の大形化に伴って輝度も落ち易い。したがって、光源からの光を適度に散乱させつつ、十分な光量を確保することが急務となっていた。

本発明は、このような状況を鑑みて提案されたものであり、その目的は、簡単な構成により、光源からの光を最適に散乱させると同時に光量ロスを最小限に抑えることができ、均一に且つ明るく発光することが可能な、視認性・経済性に優れた発光標示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、標示面を有する標示部材を備え、前記標示部材の背面に導光部材を配置し、前記導光部材の側縁部近傍に光源を設置して、前記光源の光を前記導光部材の側縁部から導入して前記標示部材を発光させる発光標示装置であって、次のような構成上の特徴を有している。すなわち、本発明では、前記導光部材の背面に、前記光源からの光を散乱させる光散乱層を塗布し、前記光散乱層に対向して反射部材を設置したことに特徴がある。

以上のような構成を有する本発明において、導光部材は光源からの光を隅々まで運ぶ。このとき、反射部材と導光部材との間に光散乱層を形成したので、導光部材に入射した光源の光は、光散乱層によって反射部材に向かって光を均一化する方向で散乱し、これを反射部材が光散乱層に向けて反射する。したがって、光は光散乱層と反射部材との間で散乱と反射を繰り返し、その後、導光部材から取り出されることになる。このため、導光部材からの光の強度は均一であり、しかも光量ロスがなく、強度低下が起こらない。その結果、導光部材からの光を効率よく標示部材側に照射することができ、標示部材を均一且つ明るく発光させることができる。

本発明の発光標示装置によれば、反射部材と導光部材との間に光散乱層を塗布するといったきわめて簡単な構成により、光源からの光を最適に散乱させつつ、光量ロスの最小限に抑えることができ、均一・高輝度で発光することが可能であって、視認性・経済性の向上に寄与することができた。

［代表的な実施形態の構成］
以下、本発明を実施するための最良の実施形態（以下、「実施形態」という）について、図面を参照して具体的に説明する。図１は本実施形態の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態は標示板７０の短距離側の両側縁部近傍に、光源７５を設置したエッジライト型の発光標示装置であって、標示面７０ａを有する標示板７０が設けられ、その背面に光拡散板７２、導光板７１、白色反射板７３が順次、配置されている。本実施形態の特徴は、導光板７１の背面に、光源７５からの光を散乱させる光散乱層７４が塗布された点にある。なお、光源７５としては長尺型のＬＥＤ光源が用いられている。

光散乱層７４は、透明樹脂をバインダー層とした塗料組成物からなり、その中にフィラーとして、透明状で略球形のシリカ微粉粒子を均一に分散させている。より詳しくは、アクリル系樹脂を５０重量部、有機溶剤を４７重量部、フィラーを３重量部の比率で調合する。また、光散乱層７４の塗布厚さは乾燥状態で５〜２０μとする。この時の塗布厚さは導光板７１の大きさや標示板７０に求められる明るさによって調整する。

有機溶剤は、アルコール系、ケトン系、エステル系、トルエン等を混合させたものを用いており、バインダー樹脂の溶解性、揮発性、レベリング性などによって比率を調整している。また、フィラーの粒度は平均粒径で１〜10μである。

［代表的な実施形態の作用効果］
上記の構成を有する本実施形態は次のような作用効果を有している。すなわち、導光板７１の背面に光散乱層７４を塗布したので、導光板７１に入射した光源７５の光は、光散乱層７４に分散しているフィラーによって白色反射板７３に向かって均一化する方向で散乱する。なお
、光散乱層７４におけるフィラー添加量（３重量部）は、一般的なつや消し塗料の概念からすればごく少量であり、散乱に伴う光量ロスは最小限に済む。

白色反射板７３は光散乱層７４から受けた光を光散乱層７４に向かって反射する。このようにして、光散乱層７４と白色反射板７３との間で散乱と反射を繰り返すことで、光量ロスを抑制しつつ光の均一化を進めることができる。その結果、導光板７１からは均一で強度の高い光を取り出すことが可能となる。導光板７１から取り出された光は、光拡散板７２を通過することで拡散し、標示板７０を均一で明るく発光させることができる。

本実施形態に対する比較例として、導光板７１の背面に光散乱層７４を塗布すること無しに発光標示装置を製作する。この比較例の場合、標示板７０の標示面７０ａは中央部が明るく、周縁部が暗くなり、面全体で均一な面発光が得られなかった。これは、白色反射板７３で反射された光が光散乱層７４によって十分、均一に散乱されていないため、結果として標示面７０ａの中央部のみが明るくなったと考えられる。

上述した本実施形態によれば、白色反射板７３と導光板７１との間に光散乱層７４を塗布するといったきわめて簡単な構成によって、光源７５の光散乱の最適化と、光量ロスの最小化を同時に実現することができる。そのため、エッジライト型の発光標示装置であっても、標示板７０は均一・高輝度な面発光が実現して、視認性の向上に寄与することができる。また、輝度を高めるために光源７５の出力を上げる必要がないため、コスト増大を回避することができ、十分に事業性があり、経済性に優れた発光標示装置を提供することかできる。

［他の実施形態］
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、各部材の構成や材料、形状や大きさ等は適宜変更可能である。具体的には、標示部材、光拡散部材、導光部材、白色反射部材は、それぞれ板状ではなく、シート状やフィルム状であってもよく、光散乱層の厚さ寸法も適宜選択可能である。

光散乱層の厚さ寸法に関しては、光散乱層が薄い場合には鋭い光が取り出せる反面、光の拡散性は低下し発光ムラは起きやすくなる。逆に光散乱層が厚い場合には光の拡散性は十分なので発光ムラは起き難いが光量が低下して明るさが落ちる。そこで、散乱性能と光量確保のバランスを勘案しながら、発光標示装置の設置場所やタイプ等に応じて、適切な光散乱層の厚さ寸法を規定する。なお、光散乱層の形状はドット状や格子状等の模様状とすると発光ムラを生じさせるので、均一に形成されることが望ましい。但し、標示部材のタイプ等に応じてあえて部分的な発光が要求される場合にはこの限りではなく、適宜対応可能である。

また、各部材における材料の具体例としては、光拡散板となる光拡散部材では、内部に拡散剤を充填又は塗布した内部に拡散剤を充填又は塗布したアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ガラス、シリカあるいはアルミナでもよい。

反射部材は、酸化チタン微粉あるいは微細な気泡を充填したポリエステル樹脂、ポリカーボネイト又はアクリル樹脂から構成してもよく、酸化チタンを主成分とした白色塗料を塗布したものであってもよい。また、光源としては、上記実施形態のＬＥＤは消費電力が少ないという長所を持つが、これ以外にも、白熱電球、蛍光灯、陰極管、超高圧水銀灯、ハロゲン球等も使用可能である。

光散乱層のバインダー層としては、アクリル樹脂に限らず、ニトロセルロースとアルキッド樹脂の混合物、ポリカーボネイト、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂および塩化ビニル樹脂であっても良い。また、光散乱層のフィラーとしては、シリカ、ガラス、アルミナ、酸化チタン等の無機物、あるいはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネイト、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコン樹脂等の含む有機物でもかまわない。

さらに、光散乱層の塗料組成物における調合比率も、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能であり、例えば、ニトロセルロース及びアルキッド樹脂混合物を５０重量部、有機溶剤を４６重量部、フィラーを４重量部としてもよい。

フィラーは光散乱層が光を散乱するための媒体であって、透明性が良く、屈折率の大きな材質が好適である。光散乱層におけるフィラー添加量は、材質はもちろんのこと、フィラーの粒径によっても異なる。例えば、粒径が大きい場合には、フィラー添加量を低くして塗布時の均一性を高めることが可能である。一般的に、フィラー添加量が少ないと散乱性能が不足し、反対にフィラー添加量が多いと光を遮って光量不足となる。つまり、フィラー添加量の増減は光散乱層の厚さ寸法と同様の現象を示す。このため、フィラー添加量に関しても、散乱性能と光量確保のバランスを勘案しながら、発光標示装置の設置場所やタイプに応じて、適切な添加量が規定される。

また、光散乱層の塗料組成物において、アルコール系溶剤を用いないで、アクリル系樹脂に対して１５％に相当する量のポリイソシアネート化合物を塗布直前に混合したものを用いてもよい。このような光散乱層を十分乾燥した後、５０℃に保たれた炉の中に１０時間放置して塗膜を硬化させた場合、塗膜硬度が向上した。より具体的には、鉛筆硬度を測定したところ、Ｆから３Ｈに向上した。この結果、こすれなどによる殺傷性が高まるだけでなく、塗膜のヤング率が上昇し、さらには硬化によってガラス転移点が高くなることから耐候性（耐湿、耐温度）も向上した。

標示部材は、透明部材と、この透明部材と導光部材の間に挟持される標示物とから構成してもよいし、透明部材に彫刻あるいはドットによって標示部を形成してもよい。なお、標示物としては、看板、非常灯や道路標識等、多種多様であって、本発明に係る発光標示装置の用途は、店鋪用や広告用を始めとして、福祉車両用、交通機関や公共施設におけるインフォメーション標示等、多岐にわたる。

本発明に係る代表的な実施形態の斜視図。

符号の説明

７０…標示板
７０ａ…標示面
７１…導光板
７２…光拡散板
７３…白色反射板
７４…光散乱層
７５…光源

Claims (11)

1. 標示面を有する標示部材を備え、前記標示部材の背面に導光部材を配置し、前記導光部材の側縁部近傍に光源を設置して、前記光源の光を前記導光部材の側縁部から導入して前記標示部材を発光させる発光標示装置であって、
   前記導光部材の背面に前記光源からの光を散乱させる光散乱層を塗布し、
   前記光散乱層に対向して反射部材を設置したことを特徴とする発光標示装置。
2. 前記光散乱層は、アクリル樹脂、ニトロセルロースとアルキッド樹脂の混合物、ポリカーボネイト、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂又は塩化ビニル樹脂からなるバインダー層とし、
   前記バインダー層に、シリカ、ガラス、アルミナ、酸化チタンのうち少なくとも一つを含む無機物、あるいはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネイト、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも一つを含む有機物からなる微粒粉体のフィラーを、均一に分散、充填して構成したことを特徴とする請求項１に記載の発光標示装置。
3. 前記光散乱層は前記フィラーを２．５〜４重量部含むことを特徴とする請求項２に記載の発光標示装置。
4. 前記光散乱層は厚さ５〜２０μであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光標示装置。
5. 前記光源として白熱電球、蛍光灯、陰極管、超高圧水銀灯、ハロゲン球およびＬＥＤのうち、少なくとも一つを用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光標示装置。
6. 前記反射部材は酸化チタン微粉あるいは微細な気泡を充填したポリエステル樹脂、ポリカーボネイト又はアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光標示装置。
7. 前記反射部材は酸化チタンを主成分とした白色塗料を塗布したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光標示装置。
8. 前記導光部材と前記標示部材との間に、前記光源からの光を拡散させる光拡散部材を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光標示装置。
9. 前記光拡散部材は、内部に拡散剤を充填又は塗布したアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ガラス、シリカあるいはアルミナからなることを特徴とする請求項８に記載の発光標示装置。
10. 前記標示部材は、透明部材と、該透明部材と前記導光部材の間に挟持される標示物とからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光標示装置。
11. 前記標示部材は、透明部材に彫刻あるいはドットによって標示部を形成してなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光標示装置。

Images