JP2011198760A - 導光板、表示体および自動車用表示灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光面を異なる色や異なる明るさで部分的に発光させる導光板を用いた面発光の表示体であり、光源色の異なる導光板を１枚の導光板で製作することが容易であり、薄型化、軽量化が可能である。また、１枚の導光板で鮮明に色の違いを表現することが可能な面発光の表示体を提供する。
【解決手段】 シート端部から入光した光を面発光に変える導光板において、前記導光板の発光面に対して垂直方向に設置され、前記導光板を２つ以上の領域に分けるための光遮蔽部分を有し、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている導光板。
【選択図】図１

Description

本発明は、導光板、表示体および自動車用表示灯に関するものである。

従来、光源から照射された光源光を導光板の端面（入光端面）から面内方向に入射させ、これを面直方向に反射させて表裏両面側を面発光させる、いわゆるエッジライト型の両面発光式の面発光装置が知られている。
このような面発光装置は、看板やディスプレイ装置などの表示装置のほか、照明装置としても用いられている。
しかし、導光板を看板やディスプレイなどの表示体や照明装置として使用する場合には、全体を同色、均一に光らせており、部分的に輝度を変更したり、色を変更したりする目的には使用されていないのが現状である。
車の表示体に導光板を使用する場合には、光源色の異なる導光板の前後への組合せや、独立しての設置が必要である。また、導光板を用いた発光面の裏面に、新たに光源を設け、明るさが必要な部分を独立して光らせる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）が、一体化した導光板としては使用されていない。
光源色の異なる導光板を製作し前後に組み合わせる方法では、薄型化が困難であり、また、どちらかの導光板が後ろに来た導光板の色を阻害するため、鮮明に色の違いを表現することは困難であった。
また、独立して使用する場合には、一体化するための機構が複雑になってしまう問題があった。

特開２００９−２３０９９６号公報

本発明では、上記問題に顧みて、発光面を異なる色や異なる明るさで部分的に発光させる導光板を用いた面発光の表示体であり、発光面を異なる色または明るさに発光させる導光板を１枚の導光板で製作することが容易であり、薄型化、軽量化が可能である。また、１枚の導光板で鮮明に色の違いを表現することが可能な面発光の表示体を提供する。

このような目的は、下記の（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１） シート端部から入光した光を面発光に変える導光板において、前記導光板の発光面に対して垂直方向に設置され、前記導光板を２つ以上の領域に分けるための光遮蔽部分を有し、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている導光板。
（２） 前記光遮蔽部分が、反射板または遮蔽板である前記（１）項に記載の導光板。
（３） ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる明るさの光を入光させるための光源が設置されている前記（１）または（２）項に記載の導光板。
（４） ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる色の光を入光させるための光源が設置されている前記（１）乃至（３）項のいずれか１項に記載の導光板。
（５） ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる色の導光板が設置されている前記（１）乃至（３）項のいずれか１項に記載の導光板。
（６） 光遮蔽部分で区切られた領域の導光板の入光端部が、異なる色である前記（１）
乃至（３）項のいずれか１項に記載の導光板。
（７） 前記（１）乃至（６）項のいずれか１項に記載の導光板を用いて作製した表示体。
（８） 前記（７）項に記載の表示体を自動車用の表示灯に用いた自動車用表示灯。

本発明によれば、発光面の色または明るさが異なる導光板を一体化した１枚の導光板で製作することが可能で有り、表示体の薄型化、軽量化が可能である。また、発光が異なる領域毎に色の違いを鮮明に表示することが可能となる。

本発明の実施形態の一例である、発光面を２つの明るさで発光させた導光板の平面図である。 図１の断面図である。 本発明の実施形態の一例である、発光面を異なる色と明るさで発光させた導光板の平面図である。

本発明は、シート端部から入光した光を面発光に変える導光板において、前記導光板の発光面に対して垂直方向に設置され、前記導光板を２つ以上の領域に分けるための光遮蔽部分を有し、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている導光板である。
この導光板を用いることで、発光面の色または明るさが異なる導光板を１枚の導光板で製作することが可能で有り、この導光板を用いた表示体の薄型化、軽量化が可能である。また、発光が異なる領域毎に色の違いを鮮明に表示することが可能となる。

まず、本発明の導光板について詳細に説明する。
本発明の導光板は、シート端部から入光した光を面発光に変える導光板であり、光遮蔽部分が前記導光板の発光面に対して垂直方向に設置されている。
前記光遮蔽部分は、導光板を２つ以上の領域に分けるためのものであり、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている。
光遮蔽部分により２つ以上の領域に分けられていることにより、導光板を２つ以上の光により面発光させることが可能となる。また、発光が異なる領域毎に色または明るさの違いを鮮明に表示することが可能となる。
光遮蔽部分は、面発光させたい領域毎に光源を設置することにより２つ以上の領域、つまり、３つの領域、４つの領域などに設定することができるため、発光面の色や明るさの種類を適宜設定することが可能となる。

本発明の導光板は、熱可塑性樹脂からなり光拡散材を練り込んだものや少なくとも一方の表面にドットパターンまたは溝が配列して形成されている。また、両面にドットパターンが形成されていてもよい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されず、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性オレフィン系樹脂を例示することができる。このうち、特に（メタ）アクリル系樹脂を用いることで、平均輝度が高く、輝度分布の低下が少ない導光板を得ることができる。
（メタ）アクリル系樹脂としては、透明性の観点から、メチルメタクリレートを５０質量％以上含有することが好ましい。
（メタ）アクリル系の熱可塑性樹脂には、その他、メチルメタクリレート以外のアルキル（メタ）アクリレート単量体や、芳香族ビニル化合物を、共重合成分として含んでもよ
い。さらに、熱可塑性樹脂は、衝撃強度改良剤や難燃剤などの添加剤を含んでもよい。

熱可塑性樹脂には、導光板の光学性能を損なわない限りにおいて、無機または有機の透明なフィラーを充填し、機械強度や難燃性などを付与してもよい。
熱可塑性樹脂からなる導光板には、光拡散材を練り込んでいるかもしくは、少なくとも一方の表面にドットパターンまたは溝が予め配列して形成されている。すなわち、平坦な板状やシート状に成形された導光板である。
光拡散材は、光源からの光を、面発光に変えるため、熱可塑性樹脂中に導入された光を散乱させる材料である。光拡散材は導光板全体に練り込まれていても、表層のみに練り込まれていても良い。
ドットパターンまたは溝（以下、導光パターンという場合がある。）は、光源からの光を、均一な面発光に変えるための凹凸部である。導光パターンは基材の一方の主面上にのみ形成されていてもよく、両方の主面上に形成されていてもよい。
導光パターンは、熱可塑性樹脂を熱プレスして導光板の表面に形成することができる。本発明に用いる導光板には、導光板自体の凹凸加工によって導光パターンが形成されたものである。

導光板の厚みは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。上記範囲の厚みを有する導光板を用いることで、導光板に光源の光を効率的に誘導できるとともに、生産性の向上および軽量化をバランスして図ることができる。

本発明の光遮蔽部分は、反射板または遮蔽板で遮蔽されるものであり、導光板の発光面を２つ以上の領域に分けるものである。
反射板としては、光を反射させるものであり、シート状に成形した発泡ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの発泡樹脂板、銀やアルミニウム、ニッケルなどの金属を圧延、蒸着、スパッタまたはメッキした金属薄膜シート、または無機微粒子を透明樹脂材料に分散してなる樹脂反射板を例示することができる。
反射板には、全反射性のシート、または半透過性のシートをいずれも用いることができる。反射板には、互いに同種または異種のシートを用いることができる。
また、反射板は、シート面内に均一な反射率を有するものに限らず、シート面内で段階的に、または連続的に反射率が変化するものでもよい。
遮蔽板としては、光線を透過しない色や材質であれば特に限定はない。
導光板との接着や熱溶着が容易となる必要があることから、導光板の材質と同じ材質または、相溶性が良い材質が望ましい。（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、非晶性オレフィン系樹脂、アクリル変性高衝撃塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ（アクリルニトリルブタジエンスチレン）樹脂などの熱可塑性樹脂を例示することができる。

本発明に用いる光源としては、入光端面の延在方向（長さ方向）に離散的に配置されて導光板の面内方向に光をそれぞれ照射する部材である。光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を例示することができる。
このほかの光源としては、冷陰極管や蛍光灯を用いてもよい。
２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に設置される光源としては、ＬＥＤが好ましく、発光面の面積と光源の明るさや個数とを調整することにより、発光面の明るさを適宜変更することができる。
光源の色を変更する方法としては、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を例示することができる。RGBの光の三原色を用いて各色を表現するＬＥＤやＬＥＤ素子
を色透明のカバーで被うことによって、色を表現するものを例示することが出来る。
このほか、光源としては、冷陰極管や蛍光灯に色透明のカバーを行ったものを用いてもよい。

また、光遮蔽部分で区切られた領域の導光板の入光端部が、異なる色に彩色されていることが好ましい。
彩色の方法は、特に限定するものではないが、色つきのフィルムを貼り付けたり、塗料を塗布したりするなどの方法が挙げられる。

２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる色の導光板が設置されていてもよい。
導光板の色を変えるには、色材などの添加剤を配合することで、さまざまな色に調整することが可能である。

また、本発明の導光板には、拡散板が設置されていてもよい。
拡散板は、導光板の発光面に設けられ、導光板の凹凸パターンにより拡散反射して発光面から出射した光をさらに拡散させる部材である。
拡散板としては種々を用いることができ、粗面化処理したシート状の透明樹脂材料やガラス材料のほか、無機または有機粒子を分散させたシート状の樹脂材料を例示することができる。具体的には、アクリル乳半など、乳白半透明の樹脂板を用いることができる。表面に色をつけたものを用いることで、異なる発光を可能とする。

また、本発明の導光板は、光遮蔽部分で区切られた領域の導光板の入光端部が、異なる色で彩色されているものが好ましい。
導光板の入光端部の色を異なる色とすることで、光源の色や導光板自体に色をつけなくても容易に表示体の色を変えることが可能となる。

本実施形態の導光板を用いた表示体では、光源から照射された光が入光端面を通じて導光板に入射する。導光板の面内方向に所定の角度をもって進行する光は、凹凸パターンを構成する多数のドットのいずれかにあたると拡散反射して導光板の面直方向に向きを変えることにより、発光面の輝度が均一化される。
光遮蔽部分は、導光板の発光面に対して垂直方向に設置され、かつ前記導光板を２つ以上の領域に分けるためであり、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている。
入光端面以外の導光板の端面は、反射板で覆われていてもよい。覆われていることにより、発光がよくなる。

本発明の表示体の用途としては、自動車のテールランプなどの表示灯、色が異なる看板やディスプレイなどが挙げられる。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
（実施例１）
実施例について図１を用いて説明する。
アクリル樹脂でドットパターンが裏面に分散して立設されている導光板（住友ベークライト社製 サンロイドルミキング（登録商標））を用いて、幅３００ｍｍ方向の片側断面を入光断面とする長さ４５０ｍｍ、厚さ８ｍｍの導光板１を２枚作製した。
このうち１枚の導光板１の入光断面と対向する断面に、アクリル変性高衝撃塩化ビニル板の遮蔽板２（住友ベークライト社製 カイダック（登録商標））幅８ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ２ｍｍを接着剤によって接着した。もう１枚の導光板１の入光断面と対向する断面を同遮蔽板２の接着面対向側に同様に接着した。
このようにして得られた、同一面内で遮蔽板によって２分割されている導光板について
、一方の入光断面に光源としてＬＥＤ１個あたりの輝度が８ｃｄのＬＥＤモジュール（稲葉電機製 スリーワン、白色光、光源３）を設置し、他方の入光断面に光源としてＬＥＤ１個あたりの輝度が１．１ｃｄのＬＥＤモジュール（稲葉電機製 シングル、白色光、光源３ａ）を設置した。このようにして、遮蔽板２を挟んで照度が４倍になる、同一の平面内で異なる明るさを持つ表示体を作製した。照度が異なり、問題なく発光することを確認した。

（実施例２）
実施例について図２を用いて説明する。
アクリル樹脂でドットパターンが裏面に分散して立設されている導光板（住友ベークライト社製 サンロイドルミキング（登録商標））を用いて、幅２００ｍｍ方向の両断面を入光断面とする長さ９００ｍｍ、厚さ５ｍｍの導光板５を作製した。
上記導光板５の９００ｍｍの上辺の中心に、ルーターマシンを用いて幅８０ｍｍ長さ５００ｍｍ長方形の切抜きを行った。この切抜きを行った断面に合わせて、アクリル変性高衝撃塩化ビニル板の遮蔽板２（住友ベークライト社製 カイダック（登録商標））幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍを接着剤によって接着した。
つぎに、アクリル樹脂でドットパターンが裏面に分散して立設されている導光板（住友ベークライト社製 サンロイドルミキング（登録商標））を用いて、４９６ｍｍ方向の片側断面を入光断面とする幅７８ｍｍ×厚さ５ｍｍの導光板５ａを作製し、４９６ｍｍ方向の入光断面側にアクリル製の赤色透明板４（住友化学製 スミペックス）４９６ｍｍ×５ｍｍを接着剤で接着した。
このようにして得られた断面に赤色透明板４を接着した幅７８ｍｍ×４９６ｍｍの導光板を、前記導光板５に切抜きを行った断面に合わせて、アクリル変性高衝撃塩化ビニル板の遮蔽板２（住友ベークライト社製 カイダック（登録商標））幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍを接着剤によって接着した部分に、赤色透明板４と対向する断面が接着断面となるように接着した。
同様に導光板５の９００ｍｍの下辺の中心に、ルーターマシンを用いて幅６０ｍｍ×長さ４００ｍｍの長方形の切抜きを行った。この切抜きを行った断面に合わせて、アクリル変性高衝撃塩化ビニル板の遮蔽板２ 幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍを接着剤によって接着した。
つぎに、アクリル樹脂でドットパターンが裏面に分散して立設されている導光板（住友ベークライト社製 サンロイドルミキング（登録商標））を用いて、３９６ｍｍ方向の片側断面を入光断面とする幅５８ｍｍ×厚さ５ｍｍの導光板５ｂを作製し、前記導光板５に切抜きを行った断面に合わせて、アクリル変性高衝撃塩化ビニル板性の遮蔽板２（住友ベークライト社製 カイダック（登録商標））幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍを接着剤によって接着した部分に、入光断面と対向する断面が接着面となるように接着した。
このようにして得られた、遮蔽板２によって、３つの面に分割された導光板５、導光板５ａ、導光板５ｂのそれぞれの入光断面にＬＥＤモジュール（稲葉電機製 スリーワン、白色光、光源６）を設置し、遮蔽板を挟んで照度、色が異なる表示体を作製した。
遮蔽板によって、分けられた３つの領域の照度と色が異なり、問題なく発光することを確認した。

１、５ 導光板
２ 遮蔽板
３、６ 光源
４ 透明板

Claims (8)

1. シート端部から入光した光を面発光に変える導光板において、前記導光板の発光面に対して垂直方向に設置され、前記導光板を２つ以上の領域に分けるための光遮蔽部分を有し、２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に光源が設置されている導光板。
2. 前記光遮蔽部分が、反射板または遮蔽板である請求項１記載の導光板。
3. ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる明るさの光を入光させるための光源が設置されている請求項1または２記載の導光板。
4. ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる色の光を入光させるための光源が設置されている請求項1乃至３のいずれか１項に記載の導光板。
5. ２つ以上の領域に分けられた前記導光板の領域毎に、異なる色の導光板が設置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光板。
6. 光遮蔽部分で区切られた領域の導光板の入光端部が、異なる色に彩色されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導光板。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光板を用いて作製した表示体。
8. 請求項７に記載の表示体を自動車用の表示灯に用いた自動車用表示灯。

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