JP2009212076A - 面発光体及び車両用窓 - Google Patents

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    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/239—Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped

Abstract

【課題】設置における設計範囲が広い面発光体及びそれを用いた車両用窓を提供する。
【解決手段】第１の面１０３ａ及び第２の面１０３ｂを有する透明導光層１０３と、透明導光層１０３の一端部に沿って配置された光源１０４と、第１の面１０３ａ及び第２の面１０３ｂのうち一方の面に隣接して配置され、光源１０４から導光層１０３に入射された光を全反射させる反射領域２１６と光源１０４から導光層１０３に入射された光を第１の面１０３ａ側から外部に取り出す取り出し領域２１５とを有する透明反射・取り出し層１１７と、透明反射・取り出し層１１７と隣接して配置される第１の透明基材１０１ａとを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両のランプ、建築物の窓ガラスなどに用いられる面発光体及びそれを用いた車両用窓に関する。
例えば、車両用のランプ、例えばハイマウントストップランプとして、ＬＥＤなどの光源を用いた発光装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。この発光装置は車両の後部窓に配置され、車外に対して光を発光するものである。
特開２００３−１９７００８号公報（段落［０００４］〜［００１４］、図１） 特開２００４−１８６０９２号公報（段落［００８１］） 特開平４−３４２６２７号公報（段落［００２３］〜［００２６］、図３、図４） 特開平７−１１２６４０号公報（段落［００１７］〜［００２６］、図１〜図８）
上述のランプにおいては、ランプを後部窓の領域に配置する場合、車外から車内に入射される光はランプによって遮断されるため、運転手の後部視野確保のために、ランプの設置場所や設置面積が制限されるといった問題があった。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ランプの設置における設計範囲が広い面発光体及びそれを用いた車両用窓を提供することにある。
本発明の一形態に係る面発光体は、透明導光層と、光源と、透明反射・取り出し層と、第１の透明基材とを具備する。
上記透明導光層は、第１の面及び第２の面を有する。上記光源は、上記透明導光層の一端部に沿って配置される。上記透明反射・取り出し層は、上記第１の面及び上記第２の面のうち一方の面に隣接して配置される。上記透明反射・取り出し層は、反射領域と、取り出し領域とを有する。上記反射領域は、上記光源から上記透明導光層に入射された光を全反射させる。上記取り出し領域は、上記光源から上記透明導光層に入射された光を上記第１の面側から外部に取り出す。上記第１の透明基材は、上記透明反射・取り出し層と隣接して配置される。
透明反射・取り出し層、透明基材及び透明導光層は、いずれも透明であるため、第１の面側から入射される光は面発光体を透過することができる。更に、透明反射・取り出し層を設けることにより、光源から透明導光層に入射された光の一部は取り出し層によって第１の面側から出射、発光することができる。そして、このような第１の面側から発光可能で、第１の面側から入射される光を透過する面発光体を、例えば建築物の窓ガラスの全領域あるいは一部の領域に用いることにより、建築物内に窓ガラスを介して入射される外光の取り込みを確保しつつ、建築物の外側に対して発光を行うことができ、発光を利用して例えば広告や装飾などを行うことができる。また、このような面発光体を例えば車両用の後部窓ガラスに用い、ハイマウントストップランプ（補助制動灯）、ブレーキランプ（制動灯）、尾灯、後退灯、方向指示器などのランプ類の発光に用いることもできる。この際、車外から車内への外光の入射が面発光体によって妨げられないので、運転者の視界を十分に確保することができ、また面発光体としてのランプの設置などの設計範囲を広げることができる。
また、前記透明反射・取り出し層は前記第１の面側に配置され、前記取り出し領域は前記反射領域と異なる屈折率を有している。
このように、透明反射・取り出し層において、取り出し領域の屈折率を反射領域の屈折率と異ならせることにより、光源から透明導光層内に入射される光のうち、取り出し領域に到達する光は、全反射条件がくずれて、第１の面側から出射可能となる。
前記取り出し領域の屈折率は、前記反射領域の屈折率よりも低くてもよいし、高くてもよい。
取り出し領域は、反射領域の全反射条件と異なっていればよいので、取り出し領域と反射領域の間とにおける屈折率の大小関係は問われない。
また、前記取り出し領域の屈折率と前記反射領域との屈折率の差は０．４以下とすることができる。
このように屈折率の差を０．４以下とすることにより、面発光体に対して第１の面側から入射して面発光体を透過する光の像の乱れを抑制することができる。従って、面発光体の第１の面側の外の状況を、面発光体の第２の面側から像の歪みの少ない状態で確認することができる。
また、前記透明反射・取り出し層における前記取り出し領域の面積は、前記光源から遠ざかるに従って増加するように設計されてもよい。
このように取り出し領域が増加するように設計されることにより、光源からの光が減衰しにくい光源に近い側と、光が減衰しやすい光源から遠い側とで、第１の面から取り出される光の強度を面発光体の面内でほぼ均一とすることができる。
また、前記透明反射・取り出し層は前記第２面側に設けられ、前記取り出し領域には構造体が配置されてもよい。
このように取り出し領域に構造体を設けることによって、構造体に到達する光はその全反射条件が崩れて構造体によって反射され、その全反射条件が崩れた反射光は第１の面側から外部に取り出される。
また、前記第１の面及び前記第２の面のうち他方の面に隣接して配置され、前記光源から前記透明導光層に入射された光を全反射させる透明反射層と、前記透明反射層と隣接して配置される第２の透明基材とを更に具備してもよい。
このように２枚の透明基材を用いても良く、この場合、第２の透明基材と透明導光層との間に透明反射層を設けることにより、透明導光層の透明反射・取り出し層が配置される面とは異なる面における全反射条件を満たすことができる。
本発明の一形態に係る車両用窓は、透明導光層と、光源と、透明反射・取り出し層と、、透明反射層と、第１の透明基材と、第２の透明基材とを具備する。
上記透明導光層は、第１の面及び第２の面を有する。上記光源は、上記透明導光層の一端部に沿って配置される。上記透明反射・取り出し層は、上記第１の面及び上記第２の面のうち一方の面に隣接して配置される。上記透明反射・取り出し層は、反射領域と、取り出し領域とを有する。上記反射領域は、上記光源から上記透明導光層に入射された光を全反射させる。上記取り出し領域は、上記光源から上記透明導光層に入射された光を上記第１の面側から外部に取り出す。上記透明反射層は、上記第１の面及び上記第２の面のうち他方の面に隣接して配置され、上記光源から上記透明導光層に入射された光を全反射させる。上記第１の透明基材は、上記透明反射・取り出し層と隣接して配置される。上記第２の透明基材は、上記透明反射層と隣接して配置される。
透明反射・取り出し層、透明基材及び透明導光層は、いずれも透明であるため、第１の面側から入射される光は車両用窓を透過することができる。更に、透明反射・取り出し層を設けることにより、光源から透明導光層に入射された光の一部は取り出し層によって第１の面側から出射、発光することができる。したがって、このような車両用窓を例えば車両の後部窓に用いることにより、ハイマウントストップランプ（補助制動灯）、ブレーキランプ（制動灯）、尾灯、後退灯、方向指示器などのランプ類の発光を後部窓で行うことができる。また、車外から車内への外光の入射がランプによって妨げられないので、運転者の視界を十分に確保することができ、またランプの設置などの設計範囲を広げることができる。
また、前記車両用窓は複数の発光領域を有してもよく、前記発光領域毎に前記透明導光層、前記光源、前記透明反射・取り出し層及び前記透明反射層が設けられてもよい。
このように複数の発光領域を設けることができ、例えば機能の異なるランプの発光を異なる発光領域で行うことができる。
以上のように、本発明によれば、以上のように、本発明によれば、一方の面から発光可能でかつ一方の面から入射される光を透過する面発光体を得ることができ、この面発光体を車両用窓に用いることにより運転者が面発光体によってその視界が制限されることがない。
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図１から図３を用いて説明する。以下に示す形態は、本発明の面発光体を後部窓のハイマウントストップランプ（補助制動灯）に適用した車両である。
図１は車両後部の概略斜視図である。図２は車両後部に配置される後部窓の一部の領域に設けられている面発光体の部分分解概略斜視図である。図３は図２の線Ａ−Ａ´で切断した面発光体の概略断面図である。
図１に示すように、車両２００は後部に車両用窓としての後部窓１００を備えている。後部窓１００の上方の領域には面発光体としてのハイマウントストップランプ１００ａが位置している。
図２及び図３に示すように、ハイマウントストップランプ１００ａは、第１の面１０３ａ及び第２の面１０３ｂを有する透明導光層としての導光フィルム１０３と、導光フィルム１０３を挟むように第１の面１０３ａ側に設けられた第１の透明基材としての第１のガラス基板１０１ａ及び第２の面１０３ｂ側に設けられた第２の透明基材としての第２のガラス基板１０１ｂと、導光フィルム１０３の一端部に沿って配置された光源としての赤色の発光ダイオード（ＬＥＤ）１０４とを有する。更に、第１のガラス基板１０１ａと導光フィルム１０３との間には導光フィルム１０３の第１の面１０３ａと隣接して透明反射・取り出し層１１７が配置され、第２のガラス基板１０１ｂと導光フィルム１０３との間には導光フィルム１０３の第２の面１０３ｂと隣接して第２の透明反射層１０２が配置されている。
また、導光フィルム１０３のＬＥＤ１０４が配置される端部には、ＬＥＤ１０４からの光を取り入れるための光導入部１０７が設けられている。光導入部１０７は、例えばプリズム素子やコリメート素子などの集光機能を有する素子、本実施形態においてはプリズム素子１０５からなる。プリズム素子１０５とＬＥＤ１０４とで光源ユニット１１０を構成している。
導光フィルム１０３としては、例えばポリカーボネートフィルム（屈折率ｎ＝１．５９）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（屈折率ｎ＝１．６４）を用いることができ、本実施形態においてはＰＥＮフィルムを用いた。また、導光フィルム１０３の厚みは０．７ｍｍとした。
本実施形態においては、光源としてＬＥＤ１０４を用いたが、他に有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、ハロゲンランプ、タングステンランプなどを用いることができる。ＬＥＤ１０４の点灯は車両２００のブレーキ動作と連動しており、ブレーキがかかるとＬＥＤ１０４が点灯するよう制御されている。ＬＥＤ１０４は、図１に示すように、後部窓１００が嵌めこまれる車両枠体内に設けられる。尚、ＬＥＤ１０４を後部窓１００内に設けても良い。
本実施形態においては、第１の透明基材１０１ａ及び第２の透明基材１０１ｂとして、例えば屈折率１．４８〜１．６４のガラス基板を用いたが、車外側の第１の透明基材１０１ａ及び車内側の第２の透明基材１０１ｂとで異なる材質の透明基材を用いても良い。
透明反射・取り出し層１１７は、ＬＥＤ１０４から導光フィルム１０３に入射された光を全反射させる反射領域２１６と、ＬＥＤ１０４から導光フィルム１０３に入射された光を第１面１０３ａ側から外部に取り出す取り出し領域２１５とを有している。ここで、取り出し領域２１５とは、ＬＥＤ１０４から導光フィルム１０３に入射された光を第１の面１０３ａ側から外部に取り出すために全反射条件をくずすものが配置される領域である。
反射領域２１６には第１の反射層１１６が設けられている。第１の反射層１１６は、導光フィルム１０３よりも低い屈折率を有する材料、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率ｎ＝１．４５）などを用いることができ、本実施形態ではＰＶＢを用いた。第１の反射層１１６と導光フィルム１０３との屈折率の関係は、ＬＥＤ１０４から発せられ光導入部１０７を介して導光フィルム１０３中に入射した光が、図３中の矢印１０６の如く導光フィルム１０３の内部で全反射する条件を満たしている。
取り出し領域２１５には屈折ドメイン層１１５が設けられている。屈折ドメイン層１１５は、導光フィルム１０３内に入射される光の導光フィルム１０３内での全反射条件を崩すものであり、例えばエポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）などの有機材料や酸化チタン（ＴｉＯｘ、屈折率ｎ＝２．５２）などの無機材料を用いることができ、本実施形態においてはエポキシ系樹脂を用いた。このように屈折ドメイン層１１５を設けることにより、導光フィルム１０３内に入射される光のうち、屈折ドメイン層１１５に到達する光は、矢印１０８の如く、屈折ドメイン層１１５によって、第１の面１０３ａ側からガラス基板１０１ａを介して車外に取り出される。これにより、例えば、ブレーキペダルが操作されることによりＬＥＤ１０４が点灯してハイマウントストップランプ１００ａが発光、点灯し、後方の車両又は通行人に対して車両の停止情報を伝達することができる。本実施形態の屈折ドメイン層１１５は、図２に示すようにドット形状の島状に例えば等間隔に形成されている。
第２の透明反射層１０２は、ＬＥＤ１０４から導光フィルム１０３に入射された光を全反射させるものである。第２の透明反射層１０２は、導光フィルム１０３よりも低い屈折率を有する材料、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）などを用いることができ、本実施形態ではＰＶＢを用いた。第２の透明反射層１０２と導光フィルム１０３との屈折率の関係は、ＬＥＤ１０４から発せられ光導入部１０７を介して導光フィルム１０３中に入射した光が、図３中の矢印１０６の如く導光フィルム１０３の内部で全反射する条件を満たしている。
ハイマウントストップランプ１００ａは、ハイマウントストップランプ１００ａに対して第１の面１０３ａ側から入射された外部からの光、すなわち車外から車内へ入射される外光１０９を透過する。ガラス基板１０１ａ、１０１ｂ、導光フィルム１０３、透明反射・取り出し層１１７、第２の透明反射層１０２はいずれも透明であり、これによりハイマウントストップランプ１００ａに対して第１の面１０３ａ側から入射される光はハイマウントストップランプ１００ａを透過することが可能である。
後部窓１００のハイマウントストップランプ１００ａが配置されない領域は、ハイマウントストップランプ１００ａを構成する第１のガラス基板１０１ａ及び第２ガラス基板１０１ｂが、ハイマウントストップランプ１００ａが配置される領域から延在した構成となっている。言い換えると、後部窓１００は２重のガラス基板構造を有し、ハイマウントストップランプ１００ａとなる領域は、２枚のガラス基板１０１ａ、１０１ｂ間に導光フィルム１０３、透明反射・取り出し層１１７、第２の透明反射層１０２が設けられた構成となっている。一方、ハイマウントストップランプ１００ａとして機能しない領域には、導光フィルム、屈折ドメイン層はなく、２枚のガラス基板間に第１の反射層、第２の透明反射層と同じ材料からなる層が設けられた構成となっている。
透明反射・取り出し層１１７において、本実施形態では上述したように第１の反射層１１６にはポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）を用い、屈折ドメイン層１１５にはエポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）を用いた。このように第１の反射層１１６と屈折ドメイン層１１５との屈折率差を０．０４以下、更に好ましくは０．０２以下とするのが良い。ここで、外光１０９は第１の反射層１１６及び屈折ドメイン層１１５を有する透明反射・取り出し層１１７を介して車内にとりこまれるが、このように第１の反射層１１６と屈折ドメイン層１１５との屈折率差を小さくすることにより、車内に取り込まれる光の像が乱れにくくなり、運転者の視界を狭めることがなく、視野を確保することが可能となる。
透明反射・取り出し層１１７において、第１の反射層１１６及び屈折ドメイン層１１５のうち少なくとも一方が、第１のガラス基板１０１ａと導光フィルム１０３とを貼り合わすための接着層を兼ねていることが望ましい。接着機能を備えることにより、別途接着層を設ける必要がなくなり、後部窓１００の構造を簡易化することができ、また製造時においても接着層を設ける工程が不要となる。接着層を兼ねる場合には、例えば、第１の反射層１１６としてＰＶＢ（屈折率ｎ＝１．４９）、屈折ドメイン層１１５としてエポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）などを用いることができる。尚、外部への光取り出しに支障がない限り、別途接着層を設けてもよい。
本実施形態の透明反射・取り出し層１１７の屈折ドメイン層１１５は、図２に示すように平面形状がドット状の島状に形成されているが、この形状に限定されるものではない。例えば、島状の領域を反射層とし、それ以外の領域を屈折ドメイン層としてもよい。また、島状に限定されず、ストライプ状など種々の形状とすることができる。また、平面形状を三角状になど種々の形状とすることができる。
また、図２においては、導光フィルム１０３の平面内における屈折ドメイン層１１５は平面的に見て同じ大きさで等間隔に配置されているが、図４に示すように、屈折ドメイン層１１１５の大きさを変えずに、ＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って屈折ドメイン層１１１５の配置間隔ｄ１〜ｄ６を狭くしてもよい。これにより、ＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って、反射層１１１６が占める割合が小さくなり、屈折ドメイン層１１１５が占める割合が大きくなる。また、図５に示すように、屈折ドメイン層２１１５間の配置間隔ｄを変えずに、ＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って屈折ドメイン層２１１５の大きさｗ１〜ｗ５が大きくなるようにしてもよい。これにより、ＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って反射層２１１６が占める割合が小さくなり、屈折ドメイン層２１１５が占める割合が大きくなる。このようにＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って屈折ドメイン層が占める面積が増大する、すなわち取り出し領域が増加するようにすることにより、ＬＥＤ１０４からの光が減衰しにくいＬＥＤ１０４に近い側と、光が減衰しやすいＬＥＤ１０４から遠い側とで、取り出し光の強度を面内でほぼ均一とすることができ、面内で光強度ムラのないハイマウントストップランプ１００ａを得ることができる。また、屈折ドメイン層の配置間隔ｄを狭くするとともに、屈折ドメイン層の大きさｗを大きくするなど、適宜設計可能である。尚、図４及び図５において、上述した構成と同じ構成には同様の符合を付し、説明は省略した。
次に、上述の面発光体としてのハイマウントストップランプ１００ａの製造方法について図６を用いて説明する。
図６はハイマウントストップランプ１００ａの製造方法を説明するための工程図である。
まずＰＥＮからなる導光フィルム１０３の第１の面１０３ａ上に、エポキシ系樹脂材料をスピンコート法によって塗布する。その後、図６（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて塗布膜をパターニングして所望の形状の屈折ドメイン層１１５を形成する。
尚、屈折ドメイン層１１５の形成には、これ以外に、印刷法、インクジェットに代表される液滴吐出法などを用いることができる。また、屈折ドメイン層として酸化チタンなどの無機材料を用いる場合には、スパッタ法やＣＶＤ（化学的気相成長）法によって無機膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法を用いて所望の形状の屈折ドメイン層を形成してもよい（図８）。
次に、図６（ｂ）に示すように、屈折ドメイン層１１５の形成と同様の手法で、ＰＶＢからなる第１の反射層１１６を形成し、透明反射・取り出し層１１７を形成する。ここで、第１の反射層１１６を形成する際、屈折ドメイン層１１５の上部に第１の反射層１１６が形成されないようにすることが必要である。屈折ドメイン層１１５上に第１の反射層１１６が形成されてしまうと、重なり合った屈折ドメイン層１１５と第１の反射層１１６との界面で再び光が反射されてしまい、光を外部に取り出すことができなくなってしまい、光効率の低下を招いてしまう。仮に、屈折ドメイン層１１５上に第１の反射層１１６が重なって形成された場合には、研磨などによって重なった部分の反射層１１６を取り除き、平坦化すればよい。表面研磨法としては、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法、エッチバック法などの公知の手法が採用可能である。
次に図６（ｃ）に示すように、導光フィルム１０３の第２の面１０３ｂに、ＰＶＢからなる第２の透明反射層１０２をスピンコート法を用いて形成する。これにより、導光フィルム１０３に透明反射・取り出し層１１７及び第２の透明反射層１０２が配置された導光部材１１１が形成される。尚、ＰＶＢの成膜方法は、印刷法、液滴吐出法を用いても良い。
次に、図６（ｄ）に示すように、接着層を兼ねた透明反射・取り出し層１１７及び第２の透明反射層１０２を介して、第１のガラス基板１０１ａ、第２のガラス基板１０１ｂをそれぞれ仮接着する。仮接着後、例えば１０気圧、１３０℃の条件下で、導光フィルム１０３と第１のガラス基板１０１ａ、第２のガラス基板１０１ｂを本圧着させる。
次に、図６（ｅ）に示すように、別途用意しておいたＬＥＤ１０４とプリズム素子１０５からなる光源ユニット１１０を端部に取り付ける。これによりハイマウントストップランプ１００ａが完成する。導光フィルム１０３の膜厚はＬＥＤ１０４の大きさに応じて、適宜変更可能である。また、導光フィルム１０３を厚膜（例えば、１ｍｍ以上）にして、当該フィルムの端面にＬＥＤ１０４を埋め込んでもよい。
尚、第１のガラス基板１０１ａ、第２のガラス基板１０１ｂを仮接着させる前の図６（ｃ）に示す導光部材１１１の状態でも中間部品として流通可能である。中間部品として流通する場合には、透明反射・取り出し層１１７及び第２の透明反射層１０２をそれぞれ覆うように剥離紙を設けることが望ましい。
また、ハイマウントストップランプ１００ａの製造方法は上述に記載したものに限られず、例えば図７に示すようにインクジェット法を用いて透明反射・取り出し層を形成することもできる。
図７は、インクジェット法を用いた透明反射・取り出し層１１７の製造方法を説明するための工程図である。第２の透明反射層１０２の形成工程、２枚のガラス基板１０１ａ、１０１ｂの貼り付け工程及び光源ユニットの取付け工程は、上述の図６（ｃ）〜（ｅ）を用いて説明した製造方法と同じため、ここでは詳細は省略する。
図７（ａ）に示すように、ＰＥＮからなる導光フィルム１０３の第１の面１０３ａ上に、インクジェットノズル１２０からエポキシ系樹脂材料を含む液滴１３０を吐出し、所望の形状にエポキシ系樹脂材料層１１５ａを形成する。インクジェットノズル１２０は図示しない制御装置に接続されており、制御装置によって吐出量やインクジェットノズル１２０のスキャン経路などが制御されている。このように制御装置によって吐出量やインクジェットノズル１２０のスキャン経路を制御することにより所望のパターンにエポキシ系樹脂材料を塗布することができる。インジェットノズル１２０は、例えばピエゾ素子などの圧電素子によって液滴を吐出するよう構成されている。
その後、図７（ｂ）に示すように、エポキシ系樹脂材料層１１５ａを乾燥又は焼成して溶媒を除去し、屈折ドメイン層１１５を得る。
次に、図７（ｃ）に示すように、複数の屈折ドメイン層１１５の間をうめるように、インクジェットノズル１２１からＰＶＢ材料を含む液滴１３１を吐出し、ＰＶＢ材料層１１６ａを形成する。インクジェットノズル１２１はインクジェットノズル１２０と同様に制御装置に接続され、吐出量やインクジェットノズル１２１のスキャン経路などが制御されている。
その後、図７（ｄ）に示すように、ＰＶＢ材料層１１６ａを乾燥又は焼成して溶媒を除去し、第１の反射層１１６を得る。
その後、第２の面１０３ｂ側に第２の透明反射層１０２を形成し、２枚のガラス基板１０１ａ、１０１ｂを貼り付け、光源ユニットを取り付けて、ハイマウントストップランプ１００ａが完成する。
図８はハイマウントストップランプ１００ａの他の製造方法を説明するための工程図である。本例では、屈折ドメイン層１１５及び反射層１１６がスパッタ膜で構成される透明反射・取り出し層１１７の製造方法について説明する。
まずＰＥＮからなる導光フィルム１０３の第１の面１０３ａ上に、スパッタリング法によって酸化チタン膜をベタ状に形成する。その後、エッチングマスクを用いて酸化チタン膜を図８（ａ）に示すように所定のパターンに形成することで、導光フィルム１０３上に屈折ドメイン層１１５を形成する。エッチングマスクとしては、酸化チタン膜の上に形成されたレジストマスクや、酸化チタン膜に対向配置されたメタルマスクを用いることができる。
なお、屈折ドメイン層１１５をリフトオフ法で形成することも可能である。この場合、導光フィルム１０３の第１の面１０３ａ上にあらかじめ形成されたレジストマスクの上から酸化チタン膜を形成する。その後、レジストマスクを溶解液中に浸漬し、レジストマスク及びその上に付着している酸化チタン膜を導光フィルム１０３から除去する。これにより、図８（ａ）に示したような所定のパターンを有する屈折ドメイン層１１５が形成される。
次に、図８（ｂ）に示すように、導光フィルム１０３の上に、屈折ドメイン層１１５の間を埋めるようにスパッタリング法によって反射層１１６を構成する酸化シリコン膜１１６Ｆを形成する。この酸化シリコン膜１１６Ｆは、屈折ドメイン層１１５の間と屈折ドメイン層１１５の上に形成されることで、図示するように表面が凹凸形状に形成される。そこで、酸化シリコン膜１１６Ｆの形成後、形成された酸化シリコン膜１１６Ｆの表面を研磨することで、酸化シリコン膜１１６Ｆの下地層である屈折ドメイン層１１５の表面を露出させる。表面研磨法としては、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法、エッチバック法などの公知の手法が採用可能である。
これにより、図８（ｃ）に示すように、導光フィルム１０３上に、屈折ドメイン層１１５と反射層１１６とが交互に形成された透明反射・取り出し層１１７を形成することができる。その後、この導光フィルム１０３を、第１のガラス基板１０１ａと、第２の透明反射層１０２が表面に形成された第２のガラス基板１０１ｂとの間に熱接合することによって、ハイマウントストップランプ１００ａが製造される。
なお、ＳｉＯ２（ｎ＝１．４５〜１．４６程度）とＴｉＯ２（ｎ＝２．３３〜２．７１程度）では、屈折率差がやや大きいため、ＴｉＯ２に代えて、ＳｉＯ２の屈折率に近い材料で全反射条件を崩す材料を採用してもよい。例えば、窒化珪素（ｎ＝２．０２程度）や、ＩＴＯ（ｎ＝２．０６程度）等の透明導電膜や、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、ｎ＝１．７６程度）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２、ｎ＝１．２〜１．４程度）等の金属化合物を用いることができる。望ましくは、金属材料を用いる場合には、透明導電膜を用いるのが望ましいが、反射性材料であっても、膜厚を薄くすれば光が透過するので採用可能である。また、ＳｉＯ２を用いて、スパッタ製膜条件を変えて、屈折率を異ならせてもよい。屈折ドメイン層と、反射層との屈折率差は、１．０以下、望ましくは０．６〜０．４以下、さらに望ましくは０．０４以下とするのがよい。屈折率差が小さいほど光の像の乱れを抑制できるからである。以降の説明においても同様である。
図９はハイマウントストップランプ１００ａの他の製造方法を説明するための工程図である。本例では、屈折ドメイン層１１５及び反射層１１６がスパッタ膜で構成される透明反射・取り出し層１１７の製造方法について説明する。
まず、第１のガラス基板１０１ａ上に、スパッタリング法によって酸化チタン膜をベタ状に形成する。その後、エッチングマスクを用いて酸化チタン膜を図９（ａ）に示すように所定のパターンに形成することで、第１のガラス基板１０１ａ上に屈折ドメイン層１１５を形成する。エッチングマスクとしては、酸化チタン膜の上に形成されたレジストマスクや、酸化チタン膜に対向配置されたメタルマスクを用いることができる。
なお、屈折ドメイン層１１５をリフトオフ法で形成することも可能である。この場合、第１のガラス基板１０１ａ上にあらかじめ形成されたレジストマスクの上から酸化チタン膜を形成する。その後、レジストマスクを溶解液中に浸漬し、レジストマスク及びその上に付着している酸化チタン膜を第１のガラス基板１０１ａから除去する。これにより、図９（ａ）に示したような所定のパターンを有する屈折ドメイン層１１５が形成される。
次に、図９（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１０１ａ上に、屈折ドメイン層１１５の間を埋めるようにスパッタリング法によって反射層１１６を構成する酸化シリコン膜１１６Ｆを形成する。この酸化シリコン膜１１６Ｆは、屈折ドメイン層１１５の間と屈折ドメイン層１１５の上に形成されることで、図示するように表面が凹凸形状に形成される。そこで、酸化シリコン膜１１６Ｆの形成後、形成された酸化シリコン膜１１６Ｆの表面を研磨することで、酸化シリコン膜１１６Ｆの下地層である屈折ドメイン層１１５の表面を露出させる。表面研磨法としては、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法、エッチバック法などの公知の手法が採用可能である。
これにより、図９（ｃ）に示すように、第１のガラス基板１０１ａ上に、屈折ドメイン層１１５と反射層１１６とが交互に形成された透明反射・取り出し層１１７を形成することができる。その後、図９（ｄ）に示すように、第１のガラス基板１０１ａと、第２の透明反射層（ＳｉＯ２）１０２が表面に形成された第２のガラス基板１０１ｂとの間に、導光フィルム（ＰＶＢ）１０３を熱接合することによって、ハイマウントストップランプ１００ａが製造される。
なお、上述の各例においては、屈折ドメイン層（ＴｉＯ２）１１５をパターン形成した後、反射層（ＳｉＯ２）１１６を形成する例を説明したが、これに代えて、反射層（ＳｉＯ２）１１６をパターン形成した後、屈折ドメイン層（ＴｉＯ２）１１５を形成するようにしてもよい。
以上のように、一方の側から入射される光を透過させ、一方の側に発光する面発光体をハイマウントストップランプとして用いることにより、車外からの光を車内へ透過可能とし、かつ車外方向に対して発光可能となるため、車両を構成する窓にこの面発光体を組込んでも、運転者は面発光体によって視界が制限されることがなく、またランプの設置などの設計範囲を広げることができる。
（第２の実施形態）
第１実施形態においては、透明反射・取り出し層の取り出し領域に屈折ドメイン層を設け、この屈折ドメイン層によって導光フィルムに入射される光の全反射条件を崩し、屈折ドメイン層を介して外部に光を取り出していた。これに対し、透明反射・取り出し層の取り出し領域に屈折ドメイン層ではなく構造体を設け、この構造体によって導光フィルムに入射される光の全反射条件を崩し、構造体で反射した光を全反射角よりも小さい角度にすることによって、構造体で反射した光を外部に取り出す構成とすることもできる。以下、図１及び図１０を用いて説明する。尚、上述の実施形態と同様の構成については同様の符合を付している。
以下に示す形態は、第１の実施形態と同様に面発光体を後部窓のハイマウントストップランプ（補助制動灯）に適用した車両である。
図１０は面発光体の概略断面図であり、上述の実施形態の図３に相当する箇所の断面図である。
図１に示すように、車両２００は後部に後部窓３１００を備えている。後部窓３１００の上方の領域には面発光体としてのハイマウントストップランプ３１００ａが位置している。
図１０に示すように、ハイマウントストップランプ３１００ａは、第１の面３０３ａ及び第２の面３０３ｂを有する透明導光層としての導光フィルム３０３と、導光フィルム３０３を挟むように第１の面３０３ａ側に設けられた第２の透明基材としての第２のガラス基板３０１ａ及び第２の面３０３ｂ側に設けられた第１の透明基材としての第１のガラス基板３０１ｂと、導光フィルム３０３の一端部に沿って配置された光源としての赤色の発光ダイオード（ＬＥＤ）１０４とを有する。更に、第２のガラス基板３０１ａと導光フィルム３０３との間には第１の面３０３ａに隣接して第２の透明反射層３０２が配置され、第１のガラス基板３０１ｂと導光フィルム３０３との間には第２の面３０３ｂに隣接して透明反射・取り出し層３１７が配置されている。
また、導光フィルム３０３のＬＥＤ１０４が配置される端部には、ＬＥＤ１０４からの光を取り入れるための光導入部１０７が設けられている。光導入部１０７は、例えばプリズム素子やコリメート素子などの光集光機能を有する素子、本実施形態においてはプリズム素子１０５からなる。プリズム素子１０５とＬＥＤ１０４とで光源ユニット１１０を構成している。
導光フィルム３０３としては、例えばポリカーボネートフィルム（屈折率ｎ＝１．５９）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（屈折率ｎ＝１．６４）を用いることができ、本実施形態においてはＰＥＮフィルムを用いた。また、導光フィルム３０３の厚みは０．７ｍｍとした。
本実施形態においては、光源としてＬＥＤ１０４を用いたが、他に有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、ハロゲンランプ、タングステンランプなどをもちることができる。ＬＥＤ１０４の点灯はブレーキ動作と連動しており、ブレーキペダルが操作されるとＬＥＤ１０４が点灯するよう制御されている。ＬＥＤ１０４は、図１に示すように、後部窓３１００が嵌めこまれる車両枠体内に設けられる。尚、ＬＥＤ１０４を後部窓３１００内に設けても良い。
本実施形態においては、第２の透明基材３０１ａ及び第１の透明基材３０１ｂとして、例えば屈折率１．４８〜１．６４のガラス基板を用いたが、車外側の第２の透明基材３０１ａ及び車内側の第１の透明基材３０１ｂとで異なる材質の透明基材を用いても良い。
透明反射・取り出し層３１７は、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３０３に入射された光を全反射させる反射領域１２１６と、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３０３に入射された光を第１の面３０３ａ側から第２のガラス基板３０１ａを介して外部に取り出す取り出し領域１２１５とを有している。ここで、取り出し領域１２１５とは、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３０３に入射された光を第１の面３０３ａ側から外部に取り出すために全反射条件をくずすものが配置される領域である。
透明反射・取り出し層３１７は、導光フィルム３０３の全面に対応して配置された第１の反射層３１６と、導光フィルム３０３の面に対して部分的に配置された構造体３１５とからなる。透明反射・取り出し層３１７を平面的に見たとき（図１０において矢印１０９の方向から見たとき）に、構造体３１５が配置される領域が取り出し領域１２１５となり、構造体３１５が配置されず第１の反射層３１６が露出した領域３１８が反射領域１２１６となっている。言い換えると構造体３１５のような突起物が存在する領域が取り出し領域１２１５となり、表面が平坦な領域が反射領域１２１６となる。構造体３１５は、平面的に見てストライプ状に形成され、その断面は三角形状となっており、鋸歯状となっている。
第１の反射層３１６及び構造体３１５は、導光フィルム３０３よりも低い屈折率を有する材料、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率ｎ＝１．４５）などを用いることができ、本実施形態ではＰＶＢを用いた。第１の反射層３１６と導光フィルム３０３との屈折率の関係は、ＬＥＤ１０４から発せられ光導入部１０７を介して導光フィルム３０３中に入射した光が、図８中の矢印１０６の如く導光フィルム３０３の内部で全反射する条件を満たしている。
本実施形態において、導光フィルム３０３内に入射される光の一部は、取り出し領域１２１５に配置される構造体３１５によって全反射条件が崩れ、この全反射条件が崩れた光は第２の透明反射層３０２に向かって構造体３１５によって反射される。この構造体３１５によって全反射条件が崩れた光は、矢印１０８の如く第２の透明反射層３０２で全反射することなく屈折して第２のガラス基板３０１ａを介して第１の面３０３ａ側から車外に取り出される。これにより、例えば、ブレーキペダルが操作されることによりＬＥＤ１０４が点灯してハイマウントストップランプ３１００ａが発光、点灯し、後方の車両又は通行人に対して車両の停止情報を伝達することができる。
第２の透明反射層３０２は、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３０３に入射された光を全反射させるものである。第２の透明反射層３０２は、導光フィルム３０３よりも低い屈折率を有する材料、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率ｎ＝１．４５）などを用いることができ、本実施形態ではＰＶＢを用いた。第２の透明反射層３０２と導光フィルム３０３との屈折率の関係は、ＬＥＤ１０４から発せられ光導入部１０７を介して導光フィルム３０３中に入射した光が、図１０中の矢印１０６の如く導光フィルム３０３の内部で全反射する条件を満たしている。
ハイマウントストップランプ３１００ａは、ハイマウントストップランプ３１００ａに対して第１の面３０３ａ側から入射された外部からの光、すなわち車外から車内へ入射される外光１０９を透過する。導光フィルム３０３、透明反射・取り出し層３１７、第２の透明反射層３０２はいずれも透明であり、これによりハイマウントストップランプ３１００ａに対して第１の面３０３ａ側から入射される光はハイマウントストップランプ３１００ａを透過することが可能である。透明反射・取り出し層３１７においては、外光１０９は、主に構造体３１５が設けられていない領域を介して、車内に取り込まれる。
後部窓３１００のハイマウントストップランプ３１００ａが配置されない領域は、ハイマウントストップランプ３１００ａを構成する第２のガラス基板３０１ａ及び第１のガラス基板３０１ｂがハイマウントストップランプ３１００ａが配置される領域から延在して構成される。言い換えると、後部窓３１００は２重のガラス基板構造を有し、ハイマウントストップランプ３１００ａとなる領域は、２枚のガラス基板間に導光フィルム３０３、透明反射・取り出し層３１７、第２の透明反射層３０２が設けられた構成となっており、ハイマウントストップランプ３１００ａとして機能していない領域は、導光フィルム、構造体はなく、２枚のガラス基板間に第１の反射層、第２の透明反射層と同じ材料からなる層が設けられた構成となっている。
第２の透明反射層３０２及び透明反射・取り出し層３１７は、ガラス基板３０１ａ及び３０１ｂと導光フィルム３０３とを貼り合わすための接着層を兼ねていてもよい。接着機能を備えることにより、別途接着層を設ける必要がなくなり、後部窓３１００の構造を簡易化することができ、また製造時においても接着層を設ける工程が不要となる。接着層を兼ねる場合には、例えば、ＰＶＢ（屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）などを用いることができる。尚、外部への光取り出しに支障がない限り、別途接着層を設けてもよい。
本実施形態の透明反射・取り出し層３１７の構造体３１５は、鋸歯状に形成されているが、図１１に示すように半球状に形成してもよく、これらの形状に限定されるものではない。
図１１は、図１に示す車両２００の後部窓３２００の上方の領域に位置するハイマウントストップランプ３２００ａの概略断面図である。尚、上述の実施形態と同様の構成については同様の符合を付し、説明は省略する。
図１１において、第１の面３２３ａ及び第２の面３２３ｂを有する導光フィルム３２３の第２の面３２３ｂ側には透明反射・取り出し層３２７が設けられている。透明反射・取り出し層３２７は、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３２３に入射された光を全反射させる反射領域１２１６と、ＬＥＤ１０４から導光フィルム３２３に入射された光を第２のガラス基板１０１ａを介して外部に取り出す取り出し領域１２１５とを有している。
透明反射・取り出し層３２７は、導光フィルム３２３の全面に対応して配置された第１の反射層３２６と、導光フィルム３２３の面に対して部分的に配置された構造体３２５とからなる。透明反射・取り出し層３２７を平面的に見たとき（図１１において矢印１０９の方向から見たとき）に、構造体３２５が配置される領域が取り出し領域１２１５となり、構造体３２５が配置されず第１の反射層３２６が露出した領域３２８が反射領域１２１６となっている。構造体３２５は、平面的に見て円形の島状に形成されている。構造体３２５の表面形状は曲面状に形成されるが、構造体３２５は、第１の反射層３２６の全反射条件を崩すものであれば、その形状は特に限定されない。
第１の反射層３２６及び構造体３２５は、導光フィルム３２３よりも低い屈折率を有する材料、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ、屈折率ｎ＝１．４９）、エポキシ系樹脂（屈折率ｎ＝１．４５〜１．４７）、熱硬化型アクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５８〜１．５９）、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率ｎ＝１．４５）などを用いることができ、本実施形態ではＰＶＢを用いた。第１の反射層３２６と導光フィルム３２３との屈折率の関係は、ＬＥＤ１０４から発せられ光導入部１０７を介して導光フィルム３２３中に入射した光が、図１１中の矢印１０６の如く導光フィルム３２３の内部で全反射する条件を満たしている。
本実施形態において、導光フィルム３２３内に入射される光の一部は、取り出し領域１２１５に配置される構造体３２５によって全反射条件が崩れ、この全反射条件が崩れた光は第２の透明反射層３０２に向かって構造体３２５によって反射される。この構造体３２５によって全反射条件が崩れた光は、矢印１０８の如く第２の透明反射層３０２で全反射することなく屈折して第１の面３２３ａから第２ガラス基板３０１ａを介して車外に取り出される。
ハイマウントストップランプ３２００ａは、ハイマウントストップランプ３２００ａに対して第１の面３２３ａ側から入射された外部からの光、すなわち車外から車内へ入射される外光１０９を透過する。導光フィルム３２３、透明反射・取り出し層３２７、第２の透明反射層３０２はいずれも透明であり、これによりハイマウントストップランプ３２００ａに対して第１の面３２３ａ側から入射される光はハイマウントストップランプ３２００ａを透過することが可能である。透明反射・取り出し層３２７においては、外光１０９は、主に構造体３２５が設けられていない領域を介して、車内に取り込まれる。
また、上述の実施形態において、構造体３１５及び３２５は、等間隔で第１の反射層３１６及び３２６にそれぞれ配置されているが、ＬＥＤ１０４からの距離に応じて構造体の配置間隔を変化させてもよい。例えば、ＬＥＤ１０４から遠ざかるに従って構造体間の間隔が狭まるようにする、すなわち取り出し領域が増加するようにすることにより、ＬＥＤ１０４からの光が減衰しにくいＬＥＤ１０４に近い側と、光が減衰しやすいＬＥＤ１０４から遠い側とで、取り出し光の強度を面内でほぼ均一とすることができる。
上述のような構造体を有する透明反射・取り出し層は、例えば構造体と第１の反射層を一体に形成しても良いし、第１の反射層上に構造体を別に形成してもよい。
構造体と第１の反射層を一体に形成する場合には、第１の反射層を構成する樹脂に、構造体に対応する賦型パターンを有する金型を転写する方法などを用いることができる。賦型する方法としては溶融押出法、射出成型法などがある。
第１の反射層上に構造体を別に形成する場合には、例えば第１の反射層を設けた後、インクジェット法などの液滴吐出法によって構造体を形成することができる。
図１２は、図１０に示した透明反射・取り出し層３１７の一製造方法を説明するための工程図である。
まず、図１２（ａ）に示すように、第１のガラス基板３０１ｂの上に酸化シリコン膜からなる第１の反射層３１６を形成する。第１の反射層３１６は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、コーティング法などの種々の成膜方法が採用可能である。
次に、図１２（ｂ）に示すように、第１の反射層３１６の上にフォトレジスト材料からなるマスクパターンＰＲ１が形成される。
続いて、図１２（ｃ）に示すように、第１の反射層３１６の上にマスクパターンＰＲ１を介して酸化シリコン膜３１５Ｆを形成する。酸化シリコン膜３１５Ｆは、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などの種々の成膜方法が採用可能である。この場合、スパッタリング法等の物理的蒸着方法で蒸着粒子を斜め方向から入射させることにより、図１２（ｃ）に示すようにマスクパターンＰＲ１の開口部内の堆積物に形状異方性を付与することができる。
次に、第１の反射層３１６の上からレジストマスクＰＲ１を除去する。その結果、図１２（ｄ）に示すように、第１の反射層３１６とその表面から突出する複数の構造体３１５からなる透明反射・取り出し層３１７が形成される。
その後、第１のガラス基板３０１ｂは、透明反射・取り出し層３１７を挟むように、導光フィルム３２３と接合される。導光フィルム３２３は、透明反射・取り出し層３１７に対して熱接着により形成することができる。
また、スプレーコート、ディップコート、スピンコート法などの種々のコーティング法を用いて導光フィルム層を形成することも可能である。導光フィルム３２３の積層後、この導光フィルム３２３の第１の面３２３ａに第２の透明反射層３０２及び第２のガラス基板３０１ａが接合される。
導光フィルムをコーティング法で形成する以外に、以下の製法を採用してもよい。すなわち、透明反射・取り出し層が形成された第１のガラス基板３０１ｂと、第２の透明反射層３０２が形成された第２のガラス基板３０１ａを形成し、別途用意した導光フィルム（ＰＶＢ）を第１、第２のガラス基板の間に挟み、熱をかけて基板を貼り合わせてもよい。ＰＶＢフィルムとしては、例えば、積水化学工業社製「エスレック」フィルムを採用することができる。
図１３は、図１１に示した透明反射・取り出し層３２７の一製造方法を説明するための工程図である。
まず、図１３（ａ）に示すように、第１のガラス基板３０１ｂの上に酸化シリコン膜からなる第１の反射層３２６を形成する。第１の反射層３２６は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、コーティング法などの種々の成膜方法が採用可能である。
次に、図１３（ｂ）に示すように、第１の反射層３２６の上にフォトレジスト材料からなるマスクパターンＰＲ２が形成される。
続いて、図１３（ｃ）に示すように、マスクパターンＰＲ２をマスクとして第１の反射層３２６の表面をエッチングする。このエッチング工程には、プラズマを利用したドライエッチング法が適用されるが、薬液を用いたウェットエッチング法、レーザーエッチング法などが適用されてもよい。反射層３２６は、マスクパターンＰＲ２の開口部を介して露出する領域が選択的にエッチングされる。反射層３２６の表面に形成されるエッチングパターン３２６Ｐの深さは、エッチング条件によって適宜設定することが可能であり、例えば、反射層３２６の下地であるガラス基板３０１ｂの表面が露出しない深さとすることができる。
最後に、図１３（ｄ）に示すように、第１の反射層３２６の上からマスクパターンＰＲ２を除去することで、第１の反射層３２６とその表面から突出する複数の構造体３２５からなる透明反射・取り出し層３２７が形成される。本実施形態においては、エッチングパターン３２６Ｐの側壁がテーパー状に形成されるため、当該テーパー部において反射層３２６の全反射条件を崩すことが可能となる。なお、エッチングパターン３２６Ｐの形状は、上記全反射条件を崩せる形状であれば、上記の例に限定されない。また、上記構造体（エッチングパターン）は、上から見たときにドット状に形成されてもよいし、ストライプ状に形成されていてもよい。
その後、第１のガラス基板３０１ｂは、透明反射・取り出し層３２７を挟むように、導光フィルム３２３と接合される。導光フィルム３２３は、透明反射・取り出し層３２７に対して熱接着により形成することができる。また、スプレーコート、ディップコートなどの種々のコーティング法を用いて導光フィルム層を形成することも可能である。導光フィルム３２３の積層後、この導光フィルム３２３の第１の面３２３ａに第２の透明反射層３０２及び第２のガラス基板３０１ａが接合される。
上記透明反射・取り出し層は、第１のガラス基板３０１ｂの表面に直接形成することも可能である。図１４はその製造方法の一例を示す工程図である。
まず、図１４（ａ）に示すように、第１のガラス基板３０１ｂの上にフォトレジスト材料からなるマスクパターンＰＲ３が形成される。
次に、図１４（ｂ）に示すように、マスクパターンＰＲ３をマスクとしてガラス基板３０１ｂの表面をエッチングする。このエッチング工程には、プラズマを利用したドライエッチング法が適用されるが、薬液を用いたウェットエッチング法、レーザーエッチング法などが適用されてもよい。ガラス基板３０１ｂは、マスクパターンＰＲ３の開口部を介して露出する領域が選択的にエッチングされる。ガラス基板３０１ｂの表面に形成されるエッチングパターン３０１ｖの深さは、エッチング条件によって適宜設定することが可能である。
最後に、図１４（ｃ）に示すように、第１のガラス基板３０１ｂからマスクパターンＰＲ３を除去することで、ガラス基板３０１ｂの表面に、エッチングパターン３０１ｖからなる反射層と凸部３０１Ｗからなる構造体とを含む透明反射・取り出し層が形成される。本実施形態においては、異方性エッチングによりエッチングパターン３０１ｖの底部が曲面状に形成されるため、当該曲面状の底部においてガラス基板３０１ｂの表面における全反射条件を崩すことが可能となる。なお、エッチングパターン３０１ｖの形状は、上記全反射条件を崩せる形状であれば、上記の例に限定されない。また、上記構造体（エッチングパターン）は、上から見たときにドット状に形成されてもよいし、ストライプ状に形成されていてもよい。
以上のように、一方の側から入射される光を透過させ、一方の側に発光する面発光体をハイマウントストップランプとして用いることにより、車外からの光を車内へ透過可能とし、かつ車外方向に対して発光可能となるため、車両を構成する窓にこの面発光体を組込んでも、運転者は面発光体によって視界が制限されることがなく、またランプの設置などの設計範囲を広げることができる。
（他の実施形態）
上述の実施形態においては、光源としてのＬＥＤを、平面がほぼ矩形状の導光フィルムの一辺に対応する一端部に設けたが、例えば２辺、３辺または４辺全てに設けても良く、その設ける場所も任意に選択することができる。例えば、上述の実施形態においては、図１上、導光フィルムの右辺に対応する端部に光源を設けたが、左辺、上辺、または下辺に対応する端部に設けてもよい。
また、上述の実施形態においては、本発明の面発光体をハイマウントストップランプに適用した形態を説明したが、面発光体を他のランプに適用することも可能である。車両後部に設けられるランプとしては、ハイマウントストップランプ以外に、ブレーキランプ（制動灯）、尾灯、後退灯、方向指示器などがある。これらランプ類の一部あるいは全部に本発明の面発光体を適用し、車両のウィンドウに組み込むことも可能である。以下、これらランプ類に本発明の面発光体を適用した例を図１５〜図１８を用いて説明する。尚、ランプに適応される面発光体は上述の実施形態に記載したものを用いることができ、ここでは面発光体の構造に関する詳細な説明は省略する。
図１５〜１８はいずれも車両の後部を示す概略斜視図である。
図１５に示す車両２００の後部窓３３００の上部には、ハイマウントストップランプ３３００ａ、中央部の左右には方向指示器３３００ｂ、下部の左右にはブレーキランプ３３００ｃ、下部の中央部には後退灯３３００ｄが設けられている。ハイマウントストップランプ３３００ａの光源としての赤色ＬＥＤ１０４ａは後部窓３３００の右辺上部付近に設けられている。方向指示器３３００ｂの光源としての橙色ＬＥＤ１０４ｂは後部窓３３００の左右の辺のそれぞれ中央部付近に設けられている。ブレーキランプ３３００ｃの光源としての赤色ＬＥＤ１０４ｃは後部窓３３００の左右の辺のそれぞれ下部付近に設けられている。後退灯３３００ｄの光源としての白色ＬＥＤ１０４ｄは後部窓３３００の下辺中央部に設けられている。いずれの光源も車両枠体に設けられている。
図１６に示す車両２００は、図１５に示す車両の方向指示器の位置を後部窓ではなく、車両２００の側面後方部窓３４００に設けている。それ以外の構成については図１５と同様のため、図１５と同様の構成については同様の符合を付し、説明を省略する。図１６において、方向指示器３４００ｂは、左右の側面後方部窓３４００に設けられている。方向指示器３４００ｂの光源としての橙色ＬＥＤ４０４ｂは車両枠体に設けられている。
図１７に示す車両２００の後部窓３５００の左右上側には方向指示器３５００ｂ、左右下側には後退灯３５００ｄ、残りの領域にはブレーキランプ兼ハイマウントストップランプ３５００ａが設けられている。ブレーキランプ兼ハイマウントストップランプ３５００ａの光源としての赤色ＬＥＤ５０４ａは後部窓３５００の上辺及び下辺に設けられている。方向指示器３５００ｂの光源としての橙色ＬＥＤ５０４ｂは後部窓３５００の左右の辺のそれぞれ中央部付近に設けられている。後退灯３５００ｄの光源としての白色ＬＥＤ５０４ｄは後部窓３５００の左右の辺のそれぞれ下部に設けられている。いずれの光源も車両枠体に設けられている。尚、ブレーキランプ兼ハイマウントストップランプ３５００ａから発せられる光の輝度を、ブレーキランプ兼ハイマウントストップランプとして点灯させる場合の輝度と比較して低くし、これを夜間走行時や濃霧などの視界不良時などに点灯する尾灯として機能させてもよい。このように赤色ＬＥＤ５０４ａの輝度を調整可能として、発光輝度を変えることによって異なるランプ機能を同一の面発光体に持たせてもよい。
以上のように、１枚の後部窓に対して、各ランプに対応する複数の発光領域を設け、各発光領域毎に、一対のガラス基板、導光フィルム、ＬＥＤ、透明反射・取り出し層及び第２透明反射層を備える面発光体を配置することができる。
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ハイマウントストップランプを、後部窓の一部の領域に設けたが、図１８に示す車両２００のように後部窓３６００の全面にブレーキランプ兼ハイマウントストップランプ３６００ａを設けても良い。また、運転に支障がない限り、車両の後部窓以外の窓（フロント側、サイド側など）に、本発明に係る車両用窓を採用することができる。さらに、本発明に係る車両用窓を採用することにより、車両のランプを削減することができ、環境に優しいエコカーの実現に寄与することができる。
また、上述の実施形態においては、面発光体を車両用ランプに適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、広告や装飾用に表示体として建築物の窓ガラスに面発光体を適用することも可能である。これにより、面発光体によって建築物内に入射される外光の取り込みを可能としつつ、建築物の外に対して面発光体を用いた広告や装飾などを表示することが可能となる。
また、上述の実施形態における面発光体は、２枚の透明基材を用いていたが、１枚の透明基材を用いて面発光体を構成してもよい。２枚の透明基材を用いた上述の実施形態においては、２枚の透明基材の間に、透明反射・取り出し層、透明導光層、透明第２反射層を設けたが、１枚の透明基材を用いる場合には、透明第２反射層は設けず、透明反射・取り出し層に隣接して１枚の透明基材を設ければよい。すなわち、透明基材、透明反射・取り出し層、透明導光層の順に配置された構造を有する面発光体とすればよく、透明導光層と透明基材との間に透明反射・取り出し層が配置される構成をとればよい。このような面発光体においては、光源から発せられる光は透明導光層内で全反射され、透明反射・取り出し層の取り出し領域に設けられる屈折ドメイン層や構造体によって全反射条件がくずされて面発光体の一方の面から発光される。また、面発光体の一方の面から入射される光は透過される。このような面発光体は、例えば建築物の通常の窓ガラスに透明反射・取り出し層を介して導光フィルムを配置することにより構成することができ、窓ガラスが面発光体の透明基材となり、窓ガラスの全面あるいは一部の面を面発光体として使用することができる。
本発明の実施形態に係る車両後部の概略斜視図である。 図１に示す車両後部に配置される後部窓の一部の領域に設けられている第１実施形態における面発光体の部分分解概略斜視図である。 図２の線Ａ−Ａ´で切断した面発光体の概略断面図である。 第１の実施形態における変形例である。 第１の実施形態における他の変形例である。 第１の実施形態における面発光体の製造方法を示す工程図である。 第１の実施形態における面発光体の他の製造方法を示す工程図である。 第１の実施形態における面発光体の他の製造方法を示す工程図である。 第１の実施形態における面発光体の他の製造方法を示す工程図である。 第２の実施形態における面発光体の概略断面図である。 第２の実施形態における変形例である。 第２の実施形態における面発光体の製造方法を示す工程図である。 第２の実施形態における面発光体の他の製造方法を示す工程図である。 第２の実施形態における面発光体の他の製造方法を示す工程図である。 他の実施形態に係る車両後部の概略斜視図である。 更に他の実施形態に係る車両後部の概略斜視図である。 更に他の実施形態に係る車両後部の概略斜視図である。 更に他の実施形態に係る車両後部の概略斜視図である。
符号の説明
１００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００…後部窓
１００ａ、３１００ａ、３２００ａ、３３００ａ…ハイマウントストップランプ
１０１ａ、３０１ｂ…第１のガラス基板
１０１ｂ、３０１ａ…第２のガラス基板
１０２、３０２…第２の透明反射層
１０３、３０３、３２３…導光フィルム
１０３ａ、３０３ａ、３２３ａ…第１の面
１０３ｂ、３０３ｂ、３２３ｂ…第２の面
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、４０４ｂ、５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｄ…ＬＥＤ
１１５…屈折ドメイン層
１１６、３１６、３２６…第１の反射層
１１７、３１７、３２７…透明反射・取り出し層
２００・・・車両
２１５、１２１５…取り出し領域
２１６、１２１６…反射領域
３１５、３２５…構造体
３３００ｂ…方向指示器
３３００ｃ…ブレーキランプ
３３００ｄ…後退灯
３５００ａ、３６００ａ…ブレーキランプ兼ハイマウントストップランプ

Claims (12)

  1. 第１の面及び第２の面を有する透明導光層と、
    前記透明導光層の一端部に沿って配置された光源と、
    前記第１の面及び前記第２の面のうち一方の面に隣接して配置され、前記光源から前記透明導光層に入射された光を全反射させる反射領域と前記光源から前記透明導光層に入射された光を前記第１の面側から外部に取り出す取り出し領域とを有する透明反射・取り出し層と、
    前記透明反射・取り出し層と隣接して配置される第１の透明基材と
    を具備する面発光体。
  2. 請求項１に記載の面発光体であって、
    前記透明反射・取り出し層は前記第１の面側に配置され、
    前記取り出し領域は前記反射領域と異なる屈折率を有する
    面発光体。
  3. 請求項２に記載の面発光体であって、
    前記取り出し領域の屈折率は、前記反射領域の屈折率よりも低い
    面発光体。
  4. 請求項３に記載の面発光体であって、
    前記取り出し領域の屈折率と前記反射領域との屈折率の差は０．４以下である
    面発光体。
  5. 請求項４に記載の面発光体であって、
    前記取り出し領域は、エポキシ系樹脂からなり、
    前記反射領域は、ポリビニルブチラールからなる
    面発光体。
  6. 請求項２に記載の面発光体であって、
    前記取り出し領域の屈折率は、前記反射領域の屈折率よりも高い
    面発光体。
  7. 請求項６に記載の面発光体であって、
    前記取り出し領域は、酸化チタンからなり、
    前記反射領域は、酸化シリコンからなる
    面発光体。
  8. 請求項２に記載の面発光体であって、
    前記透明反射・取り出し層における前記取り出し領域の面積は前記光源から遠ざかるに従って増加する
    面発光体。
  9. 請求項１に記載の面発光体であって、
    前記透明反射・取り出し層は前記第２の面側に設けられ、
    前記取り出し領域には構造体が配置される
    面発光体。
  10. 請求項１に記載の面発光体であって、
    前記第１の面及び前記第２の面のうち他方の面に隣接して配置され、前記光源から前記透明導光層に入射された光を全反射させる透明反射層と、
    前記透明反射層と隣接して配置される第２透明基材と
    を更に具備する面発光体。
  11. 第１の面及び第２の面を有する透明導光層と、
    前記透明導光層の一端部に沿って配置された光源と、
    前記第１の面及び前記第２の面のうち一方の面に隣接して配置され、前記光源から前記透明導光層に入射された光を全反射させる反射領域と前記光源から前記透明導光層に入射された光を前記第１の面側から外部に取り出す取り出し領域とを有する透明反射・取り出し層と、
    前記第１の面及び前記第２の面のうち他方の面に隣接して配置され、前記光源から前記透明導光層に入射された光を全反射させる透明反射層と、
    前記反射・取り出し層と隣接して配置される第１の透明基材と、
    前記透明反射層と隣接して配置される第２の透明基材と
    を具備する車両用窓。
  12. 請求項１１に記載の車両用窓であって、
    前記車両用窓は複数の発光領域を有し、
    前記発光領域毎に前記透明導光層、前記光源、前記透明反射・取り出し層及び前記透明反射層が設けられる
    車両用窓。
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