JP2022178239A - 配線構造及び発光パネル並びに配線構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、被給電部（例えば発光部）への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない配線構造及びこれを備える発光パネルの提供を目的とする。【解決手段】 本発明に係る配線構造は、配線部と、透明基部と、透明基部内に延在すると共に、透明基部より高い屈折率を有する高屈折透明部とを備え、配線部は、高屈折透明部内を通ることを特徴とする。また、配線部が、光反射性を有することが好ましい。また、本発明に係る発光パネルは、配線構造と、前記配線構造の配線部に接続されると共に、透明基部に支持される発光部とを備えることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、配線構造及び発光パネル並びに配線構造の製造方法に関する。

下記特許文献１，２に示されるように、透明電極基板にＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）等の発光素子を実装した透明発光体（例えば、透明発光ディスプレイ）が提供されている。また、特許文献１，２には、前記透明発光体の応用例として、この透明発光体を組み込んだ車両ウィンドウや建物の窓ガラス等（以下、「車両ウィンドウ等」）が開示されている。

特開２０２０－１７７３０号公報 特開２０１９－１１４３９４号公報

ところで、車両ウィンドウ等に透明発光体を組み込む場合、電源と透明発光体とを電気的に接続して、電源からの電力を透明発光体に給電するための配線が、車両ウィンドウ等の内部や表面などに設けられる。しかしながら、透明発光体を車両ウィンドウ等の例えば中央に配置すると、車両ウィンドウ等における配線の視認域が多く（長く）なる。その結果、配線の存在が目立ち、車両ウィンドウ等の意匠性が損なわれる。

これに対して、透明発光体を車両ウィンドウ等の端部近傍に配置すれば、配線の視認域をできるだけ少なく（短く）することができる。しかしながら、この場合、車両ウィンドウ等における透明発光体の位置が制約され、透明発光体や車両ウィンドウ等の設計（デザイン）の自由度が低下する。

前記課題に鑑み、本発明は、被給電部（例えば発光部）への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない配線構造の提供を目的とする。また、この配線構造を備える発光パネルの提供を目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明に係る配線構造は、
配線部と、
透明基部と、
透明基部内に延在すると共に、透明基部より高い屈折率を有する高屈折透明部と、
を備え、
配線部は、高屈折透明部内を通る
ことを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、高屈折透明部に入射し、高屈折透明部と透明基部との界面で全反射した光が、高屈折透明部から出射する。そのため、配線部の影が高屈折透明部の出射側に投影されにくく、配線部の存在が目立たない。これにより、被給電部（例えば発光部）への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない配線構造を提供することができる。

また、本発明に係る配線構造において、
配線部が、光反射性を有することが好ましい。

本発明のこの態様によれば、高屈折透明部に入射し配線部に至る光が、例えば入射側に反射する。そのため、配線部に至った光が高屈折透明部の出射側に出射されない。これにより、配線部の影が高屈折透明部の出射側に更に投影されにくく、配線部の存在が目立たない。

また、本発明に係る発光パネルは、
前記配線構造と、
前記配線構造の配線部に接続されると共に、透明基部に支持される発光部と、
を備えることを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、高屈折透明部に入射し、高屈折透明部と透明基部との界面で全反射した光が、高屈折透明部から出射する。そのため、配線部の影が高屈折透明部の出射側に投影されにくく、配線部の存在が目立たない。これにより、発光部への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない発光パネルを提供することができる。

また、本発明に係る配線構造の製造方法は、
配線部を挟んで、少なくとも２つの高屈折透明部を互いに対向するよう配置した後、前記少なくとも２つの高屈折透明部を接合する
ことを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、配線部を挟んで、少なくとも２つの高屈折透明部を互いに対向するよう配置して高屈折透明部を接合するシンプルな工程により前記配線構造を製造できる。そのため、前記配線構造を簡便に製造することができる。

また、本発明に係る配線構造の製造方法において、
前記少なくとも２つの高屈折透明部を接合する際、所定の圧着手段を用いて、前記少なくとも２つの高屈折透明部を圧着することが好ましい。

本発明のこの態様によれば、所定の圧着手段によって、少なくとも２つの高屈折透明部を接合するため、これらの高屈折透明部をより強固に接合することができる。

本発明によれば、被給電部（例えば発光部）への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない配線構造及びこれを備える発光パネルを提供できる。

本実施形態に係る発光パネルの概略斜視図。 本実施形態に係る発光パネル（配線構造）のＡ－Ａ断面図。 本実施形態に係る発光パネル（配線構造）に入射する光の進路を示す図。 本実施形態の変形例に係る発光パネル（配線構造）の断面図。 本実施形態に係る配線構造（発光パネル）の製造方法の説明図。 本実施形態に係る配線構造（発光パネル）の製造方法の説明図。 本実施形態に係る配線構造において、配線部を挟む第１の高屈折透明部と第２の高屈折透明部との接合方法の例を示す図。 本シミュレーション試験のセットアップ概略を説明する図。 従来の配線構造におけるスクリーン投影像を示す図。 本実施例のスクリーン投影像を示す図。

［配線構造（発光パネル）の構成］
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る配線構造及びこれを備える発光パネルを詳細に説明する。初めに、図１から図４を参照して、本実施形態に係る発光パネル１を説明する。ここで、図１は、発光パネル１の概略斜視図、図２は、発光パネル１（配線構造２０）のＡ－Ａ断面図（図１に示される発光パネル１をＡ－Ａ線で切断した断面図）、図３は、発光パネル１（配線構造２０）に入射する光の進路を示す図、図４は、変形例に係る発光パネル１（配線構造３０）の断面図である。

図１に示されるように、本実施形態に係る発光パネル１は、発光部１０、配線構造２０を備える。発光部１０は、例えば、透明電極基板と、透明電極基板に実装されるＬＥＤやＯＬＥＤ等の発光素子を備える。また、透明電極基板は、例えば、ガラスや透明ポリマーフィルム（例えば、ＰＥＴ，ＰＣ，ＰＣＴ，ＰＥＮ，ＰＵ，ＴＰＵ，ＰＩ，又はシリコーン樹脂等のフィルム）等の基板と、この基板表面の所定箇所に形成される透明導電材（ＩＴＯ，ＦＴＯ，ＩＺＯ，ＩＺＴＯ，ＺｎＯ等）を備える。ただし、発光部１０の構成は、これに限られない。

次に、図１及び図２に示されるように、配線構造２０は、配線部２１、透明基部２２、高屈折透明部２３を備える。なお、本実施形態に係る配線構造２０は、発光部１０に給電するためのものであるが、発光部１０以外の機器（例えば、車両のフロントガラスに備え付けられるＥＴＣアンテナモジュール等）に給電するためのものであってもよい。

図１に示されるように、配線部２１は、一端が電源（例えば、車載バッテリ等）と電気的に接続されると共に、他端が発光部１０と接続する。電源からの電力は、配線部２１を介して発光部１０に給電される。

配線部２１の構成は、特に限定されないが、例えば、配線部２１の芯部に位置する導線と、導線を被覆する保護層と、保護層の少なくとも外周面に形成される光反射層（例えば、金属薄膜等）を備えることが好ましい。これにより、高屈折透明部２３に入射し配線部２１に至る光が、例えば入射側に反射する。そのため、配線部２１に至った光が高屈折透明部２３の出射側に出射されない。

また、透明基部２２は、発光部１０を支持する（本実施形態の場合、発光部１０を埋め込む）ための透明部材である。ところで、本実施形態に係る発光パネル１は、例えば、車両ウィンドウ、各種車両ランプ、サンルーフ、車両内に備え付けられる後方確認用ミラー、交通標識、ディスプレー等として応用され得る。そのため、例えば、発光パネル１が車両ウィンドウとして応用される場合、透明基部２２は、ウィンドウガラス部に相当する。また、発光パネル１が各種車両ランプとして応用される場合、透明基部２２は、ランプ外装のカバー部に相当する。

また、図２に示されるように、高屈折透明部２３は、透明基部２２内に延在する。更に、前述の配線部２１は、高屈折透明部２３内を通る。本実施形態の高屈折透明部２３は、配線部２１の上下及び前後を囲むように設けられる。

更に、高屈折透明部２３の屈折率は、透明基部２２の屈折率より高い。そのため、図３に示されるように、所定の臨界角より大きい入射角で高屈折透明部２３に入射した光Ｌは、高屈折透明部２３と透明基部２２との界面で全反射する。また、全反射した光Ｌは、高屈折透明部２３の出射側から出射する。

これにより、配線部２１の影が高屈折透明部２３の出射側に投影されにくく、配線部２１の存在が目立たない。従って、本実施形態によれば、発光部１０への給電機能が適切に担保されると共に、意匠性や設計（デザイン）の自由度が損われない発光パネル１（配線構造２０）を提供することができる。

ここで、高屈折透明部２３と透明基部２２の素材は、高屈折透明部の屈折率が透明基部２２の屈折率より高いという条件を満たせば、特に限定されない。例えば、高屈折透明部２３と透明基部２２として、ポリテトラフルオロエチレン，ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマー，ポリカーボネイト，ポリエチレンテレフタレート，ポリスチレン，シリコーン樹脂，エポキシ樹脂，ガラス等が挙げられ、これらのうち、屈折率の高いものが高屈折透明部２３として使用される。ただし、これ以外のものが使用されてもよい。

なお、図１から図３に示される配線構造２０の高屈折透明部２３は、プレート状の部材であるが、高屈折透明部の形態はこれに限られない。例えば、図４に示される高屈折透明部３３（本実施形態の変形例）のように、断面視において、上面３３１の略中央に上に凸の部分が形成され、底面３３２の略中央に下に凸の部分が形成されるような形態であってもよい。また、それ以外の形態であってもよい。

［配線構造の製造方法］
次に、図５から図７を参照して、本実施形態に係る配線構造２０（発光パネル１）の製造方法を説明する。ここで、図５及び図６は、配線構造２０の製造方法の工程を説明するための図である。また、図７は、配線構造２０において、配線部２１を挟む第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２との接合方法の例を示す。

まず、図５（ａ）に示されるように、発光部１０に配線構造２０の配線部２１を接続する。続いて、図５（ｂ）に示されるように、少なくとも２つの高屈折透明部２３（第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２）を配線部２１の上下に配置する。その後、図５（ｃ）に示されるように、第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２で配線部２１を挟む（接合する）。

次に、図６（ａ）に示されるように、少なくとも２つの透明基部２２（第１の透明基部２２１と第２の透明基部２２２）を準備する。その後、図６（ｂ）に示されるように、発光部１０と、配線部２１を挟んだ高屈折透明部２３を透明基部２２の所定位置に配置する（図示される例では、発光部１０と高屈折透明部２３を第２の透明基部２２２の上方側の所定位置に配置する）。最後に、図６（ｃ）に示されるように、第１の透明基部２２１と第２の透明基部２２２とを接合し、発光部１０と高屈折透明部２３を透明基部２２内に収容する。この方法によれば、配線構造２０及び発光パネル１を簡便に製造することができる。

また、図７に示されるように、配線部２１を挟んだ状態で、第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２とを接合するにあたり、ローラー４１，４２（圧着手段）を用いて、第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２を圧着してもよい。これにより、第１の高屈折透明部２３１と第２の高屈折透明部２３２とをより強固に接合することができる。

以上説明した配線構造２０において、具体的な実施の例を以下に示す。ただし、本発明は、下記の実施例により限定及び制限されるものではない。

図８に示されるように、疑似自然光を再現するための複数の光源５１を、配線構造２０の入射側の所定位置に上下に並べる（５つの光源５１を５ｍｍ間隔で並べた）と共に、配線構造２０の出射側にスクリーンを配置し、配線構造２０を光源５１で照射した場合のスクリーン投影像のシミュレーション試験の結果を示す。

ここで、本シミュレーション試験において、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔを変化させている。より詳しくは、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔが９ｍｍのサンプルが実施例１に対応し、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔが７ｍｍのサンプルが実施例２に対応し、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔが５ｍｍのサンプルが実施例３に対応し、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔが３ｍｍのサンプルが実施例４に対応する。

ところで、従来の配線構造（高屈折透明部２３を備えない配線構造）に対しても、同様のシミュレーション試験を行った結果、図９に示されるように、光源５１の像５１１内に配線部２１に対応する矩形の像（影）２１Ｐが明瞭にスクリーンに投影された。

これに対して、図１０に示されるように、実施例１から実施例４に関するいずれの試験結果においても、配線部２１に対応する矩形の像は、投影されなかった。特に、実施例１（高屈折透明部２３の厚み２３Ｔが９ｍｍのサンプル）に関し、配線部２１の対応箇所２１１に、配線部２１の矩形の像だけでなく、光源５１の像５１１を分断するような切れ目様の像も生じなかった。

一方、実施例２から実施例４（実施例１に比べて薄い高屈折透明部２３を有するサンプル）に関し、配線部２１の対応箇所２１１に光源５１の像５１１を上下に分断する切れ目様の像が生じた。このことから、高屈折透明部２３の厚み２３Ｔを例えば９ｍｍ以上に調整することで、配線部２１を目立ちにくくできることが示唆された。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明した。ただし、前述の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定する趣旨で記載されたものではない。本発明には、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るものを含み得る。また、本発明にはその等価物が含まれる。

１… 発光パネル
１０… 発光部
２０，３０… 配線構造
２１，３１… 配線部
２２，３２… 透明基部
２３，３３… 高屈折透明部

Claims (5)

1. 配線部と、
   透明基部と、
   透明基部内に延在すると共に、透明基部より高い屈折率を有する高屈折透明部と、
   を備え、
   配線部は、高屈折透明部内を通る
   ことを特徴とする配線構造。
2. 配線部が、光反射性を有する
   請求項１に記載の配線構造。
3. 請求項１又は２に記載の配線構造と、
   前記配線構造の配線部に接続されると共に、透明基部に支持される発光部と、
   を備える発光パネル。
4. 請求項１又は２に記載の配線構造の製造方法であって、
   配線部を挟んで、少なくとも２つの高屈折透明部を互いに対向するよう配置した後、前記少なくとも２つの高屈折透明部を接合する
   ことを特徴とする配線構造の製造方法。
5. 前記少なくとも２つの高屈折透明部を接合する際、所定の圧着手段を用いて、前記少なくとも２つの高屈折透明部を圧着する
   請求項４に記載の配線構造の製造方法。

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