JP2023000628A - 導光板及びこれを用いた発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ムラを防止することができ、見映えが向上する導光板及びこれを用いた発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】導光板１１は、光が入射する入光面１２と、入光面１２と対向するとともに入光面１２から入射した光を出射する出光面１３と、入光面１２から入射した光を出光面１３に導く平板状の導光部材１４と、を備え、導光部材１４は、入光面１２から出光面１３に向かうに従って板幅方向外側に拡がる拡幅部１６を有し、導光部材１４の出光面１３側における出光面１３と平行な断面において、導光部材１４は、少なくとも入光面１２から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚い。
【選択図】図２

Description

本開示は、導光板及びこれを用いた発光装置に関するものである。

一般的に、インジケータ装置や照明装置は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）、ランプ等を用いた光源と、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等を用いた導光板とから構成されている。光源から出射された光を導光板の入光面から入射させて、この光を導光板内に導いて出光面から外部に出射させることで、照光表示用や照明用として用いられる。

この種のインジケータ装置として、例えば特許文献１には、ＡＶ機器等の電子機器に用いられるインジケータ装置が開示されている。

特開２００９－２２３１９６号公報

ここで、図７を示し、導光部材の出光面側における板厚を板幅方向で一定とした導光板において発生する課題について説明する。図７は参考例としての導光板を示す斜視図である。

図７に示す導光板１１１は、光が入射する入光面１１２と、入光面１１２と対向するとともに入光面１１２から入射した光を出射する出光面１１３と、入光面１１２から入射した光を出光面１１３に導く平板状の導光部材１１４と、を備えている。

導光部材１１４は、入光部１１５と、拡幅部１１６と、出光部１１７と、を備えている。入光部１１５には入光面１１２が形成され、出光部１１７には出光面１１３が形成される。拡幅部１１６では、入光面１１２から出光面１１３に向かうに従って導光部材１１４の板幅が板幅方向外側に拡がっている。出光部１１７には、光が出射される方向に向かって凸となる形状（凸部１１８）が設けられており、出光面１１３は凸部１１８における光が出射される側に形成されている。導光部材１１４の出光面１１３側における板厚は板幅方向で一定とされている。

導光板１１１の入光面１１２に対向する位置には、入光面１１２へ光を出射する光源１０２が設けられている。光源１０２は、入光面１１２の幅方向中央に位置するように配置されている。光源１０２から出射された光は、入光面１１２から導光板１１１に入射し、導光部材１１４内部を伝播した後、出光面１１３から外部に出射される。

このとき、導光部材１１４の出光面１１３側においては、導光板１１１の板幅方向中央部には十分に光源１０２からの光が導かれる一方、導光板１１１の板幅方向端部には光源１０２からの光を十分に導くことが困難だった。その結果、出光面１１３の中央部は光りやすい一方で、端部は光りにくいことから、板幅方向全体として均一な明るさとすることができず、光ムラが生じてしまうという問題があった。

特許文献１では、導光板の光源付近の箇所に光を反射させるための三角状凹部を設けているが、上記の導光部材１１４の出光面１１３側における光ムラについては十分には考慮されていなかった。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光ムラを防止することができ、見映えが向上する導光板及びこれを用いた発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の導光板は、光が入射する入光面と、前記入光面と対向するとともに前記入光面から入射した前記光を出射する出光面と、前記入光面から入射した前記光を前記出光面に導く平板状の導光部材と、を備え、前記導光部材は、前記入光面から前記出光面に向かうに従って板幅方向外側に拡がる拡幅部を有し、前記導光部材の前記出光面側における前記出光面と平行な断面において、前記導光部材は、少なくとも前記入光面から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚い。

本開示の導光板においては、導光部材の出光面側における出光面と平行な断面において、導光部材は、少なくとも入光面から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くなっている。従って、導光板の板幅方向の端部（特に、入光面から遠い側の端部）にまで十分に光を導くことができる。これにより、導光部材の出光面側における板厚を板幅方向で一定としていた場合に比べ、板幅方向全体としてより均一な明るさとすることができ、光ムラを防止することができる。これにより、見映えが向上する。

本開示の第１実施形態に係る発光装置を示す斜視図である。 本開示の第１実施形態に係る導光板を示す斜視図である。 本開示の第１実施形態に係る導光板を示す縦断面図である。 本開示の第２実施形態に係る導光板を示す斜視図である。 本開示の第３実施形態に係る導光板を示す縦断面図である。 本開示の第３実施形態に係る導光板を示す上面図である。 参考例としての導光板を示す斜視図である。

以下に、本開示に係る導光板及びこれを用いた発光装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の実施形態では、発光装置として車内用空調装置の操作スイッチに適用した場合を一例として説明するが、本開示はこれに限定されない。

〔第１実施形態〕
以下、本開示の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る発光装置１としての車両用空調装置の操作スイッチを示す斜視図である。この操作スイッチは、車両の空調機器の温度や風量の調節等に使用される。
発光装置（操作スイッチ）１は、筐体３と、導光板１１と、筐体３内部に設けられた図１中不図示の光源とを備える。導光板１１は、光を出射する出光面１３が筐体３の前面（意匠面）と面一になるように配置されている。この操作スイッチ１においては、図１中不図示の光源より光が出射され、出射された光は導光板１１を通過し、出光面１３から外部に出射される。このように、操作スイッチ１は、夜間であっても操作スイッチ１の場所が分かるように構成されている。

次に、本実施形態に係る導光板１１について図２，３を用いて説明する。
図２は、本実施形態に係る導光板を示す斜視図であり、図３は図２の導光板のＡ－Ａ断面図である。切断面Ａ－Ａは、導光板１１の幅方向中央を通る中心線Ｏを含む鉛直面である。導光板１１は、光が入射する入光面１２と、入光面１２と対向するとともに入光面１２から入射した光を出射する出光面１３と、入光面１２から入射した光を出光面１３に導く平板状の導光部材１４と、を備えている。入光面１２と出光面１３とは平行とされている。導光部材１４は、可視光を透過する材料が用いられ、例えばアクリル（ＰＭＭＡ；Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）製とすることができる。

導光部材１４は、入光部１５と、拡幅部１６と、出光部１７と、を備えている。入光部１５には入光面１２が形成され、出光部１７には出光面１３が形成される。拡幅部１６は入光部１５と出光部１７との間に形成されている。拡幅部１６では、入光面１２から出光面１３に向かうに従って導光部材１４の板幅が板幅方向外側（板幅方向両側）に漸次拡がっている。また、拡幅部１６の板厚は、板幅方向中央部では一定である一方、板幅方向両端部では、入光面１２から出光面１３に向かうに従って板厚方向両側に漸次厚くなるように構成されている。

出光部１７には、光が出射される方向に向かって凸となる形状（凸部１８）が設けられており、出光面１３は凸部１８における光が出射される側に形成されている。拡幅部１６と凸部１８とは、傾斜接続部１９により接続されている。傾斜接続部１９の側端部は拡幅部１６と接続されている。傾斜接続部１９の側端部の板厚は、出光面１３と平行な断面において、板幅方向中央部から板幅方向両端側にかけて漸次厚くなっている。傾斜接続部１９は、凸部１８側に向かうにつれて板幅を板幅方向内側に狭めつつ板厚を薄くしながら傾斜している。出光部１７は、凸部１８及び傾斜接続部１９により構成される。
導光板１１は、切断面Ａ－Ａ（中心線Ｏを含む鉛直面）について対称とされた形状とされている。

上記の構成により、導光部材１４の出光面１３側における板厚は、出光面１３と平行な断面において、板幅方向両端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くなっている。具体的には、板幅方向両端側の板厚は板幅方向中央部の板厚よりも厚くなっている。なお、導光部材１４の出光面１３側とは、導光部材１４のうち入光面１２よりも出光面１３に近い側のことである。

導光板１１の入光面１２に対向する位置には、入光面１２へ光を出射する光源２が設けられている。光源２は、入光面１２の幅方向中央に位置するように、具体的には中心線Ｏ上に配置されている。光源２から出射された光は、入光面１２から導光板１１に入射し、導光部材１４内部を伝播した後、出光面１３から外部に出射される。光源２としては、主にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が用いられる。

図３に示すように、導光板１１においては、入光面１２における板厚と出光面１３における板厚とは同じとされている。傾斜接続部１９は導光部材１４の上下面より突出して形成されており、図３においては、傾斜接続部１９の板厚は他の部分よりも厚くされている。

導光部材１４には、光源２から出射された光の拡散をさらに促進させることを目的として、光を乱反射させる拡散材を添加してもよい。拡散材は、導光部材１４の全体にわたって分散させて設けられていてもよい。拡散材としては、ビーズを挙げることができる。ビーズの粒径としては約１０μｍ程度、ビーズの材質としては例えばシリコン樹脂製とすることができる。

なお、出光部１７の板幅方向両端側でより光を拡散させることを目的として、導光部材１４の板幅方向両端側に板幅方向中央側よりも多くなるように（中央側よりも両端側の方が拡散材の密度が大きくなるように）拡散材を設けてもよい。この場合、導光部材１４は、拡散材の粒子密度が小さい中央側樹脂と拡散材の粒子密度が高い外側樹脂とを二色で成形することで成形できる。

拡幅部１６の側面（板幅方向外側を向いた側面）２０（図２参照）には凹凸形状が設けられていてもよい。凹凸形状としては、例えば鋸刃状の形状（ギザギザ形状）や小さな凹凸が一面に広がるような形状（ザラザラ形状）が挙げられる。

以上説明した本実施形態に係る導光板１１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態に係る導光板１１においては、導光部材１４の出光面１３側における出光面１３と平行な断面において、導光部材１４は、板幅方向両端側の板厚が他の部分の板厚（例えば板幅方向中央部）よりも厚くなっている。従って、導光板１１の板幅方向の端部にまで十分に光を導くことができる。これにより、導光部材１４の出光面１３側における板厚を板幅方向で一定としていた場合に比べ、板幅方向全体としてより均一な明るさとすることができ、光ムラを防止することができる。これにより、見映えが向上する。
特に、板幅方向一端側のみを他の部分よりも厚くしている場合に比べ、導光部材１４の両端部に十分に光を導くことができる。これにより、光ムラをより確実に防止することができる。

拡幅部１６の側面２０に凹凸形状が設けられていれば、入光面から入射した光を側面２０で乱反射させて出光面１３に導くことができる。従って、乱反射を促進させることができる。

拡散材が全体にわたって設けられていれば、乱反射を促進させることができるため、導光板１１の出光面１３からより均一に光を出光することができる。

本実施形態の発光装置１であれば、上述の導光板１１を備えているため、出光面１３から光をムラなく出射することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本開示の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態の基本構成は、導光部材１４の代わりに、出光面１３側において板幅方向一端側の板厚のみが他の部分の板厚よりも厚い導光部材３４が用いられている点が第１実施形態とは異なっている。より具体的には、本実施形態の導光板３１は、第１実施形態の導光板１１を切断面Ａ－Ａに沿って半分にした形状となっている。その他の構成要素については上述した第１実施形態と基本的に同様である。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図４は本実施形態の導光板３１を示す斜視図である。本実施形態の導光部材３４は、入光部１５と、拡幅部３６と、出光部３７と、を備えている。拡幅部３６は入光部１５と出光部３７との間に形成されている。拡幅部３６では、入光面１２から出光面１３に向かうに従って、導光部材３４の板幅が片側（入光面１２から遠い側）のみ板幅方向外側に漸次拡がっている。また、拡幅部３６の板厚は、片側（入光面１２から遠い側）の板幅方向端部では、入光面１２から出光面１３に向かうに従って板厚方向両側に漸次厚くなる一方、もう片側（入光面１２に近い側）の板幅方向端部では一定となるよう構成されている。

拡幅部３６と凸部１８とは、傾斜接続部３９により接続されている。傾斜接続部３９の側端部は拡幅部３６と接続されている。傾斜接続部３９の側端部の板厚は、出光面１３と平行な断面において、片側（入光面１２から遠い側）の板幅方向端部がもう片側（入光面１２に近い側）の板幅方向端部から漸次厚くなっている。傾斜接続部３９は、凸部１８側に向かうにつれて板幅を片側（入光面１２から遠い側）のみ板幅方向内側に狭めつつ板厚を薄くしながら傾斜している。出光部３７は、凸部１８及び傾斜接続部３９により構成される。

上記の構成により、導光部材３４の出光面１３側における板厚は、出光面１３と平行な断面において、少なくとも入光面１２から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くなっている。具体的には、板幅方向一端側（入光面１２から遠い側）の板厚が板幅方向他端側（入光面１２に近い側）の板厚よりも厚くなっている。

以上説明した本実施形態に係る導光板３１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態に係る導光板３１においては、導光部材３４の出光面１３側における出光面１３と平行な断面において、導光部材は、入光面１２から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くなっている。従って、導光板３１の板幅方向の端部（特に、入光面１２から遠い側の端部）にまで十分に光を導くことができる。これにより、導光部材３４の出光面１３側における板厚を板幅方向で一定としていた場合に比べ、板幅方向全体としてより均一な明るさとすることができ、光ムラを防止することができる。これにより、見映えが向上する。

〔第３実施形態〕
以下、本開示の第３実施形態について、図５，６を用いて説明する。
本実施形態の基本構成は、導光部材１４の代わりに、拡幅部５６の板幅方向の板厚が一部を除いて一定となっている導光部材５４が用いられている点、及び導光部材５４の出光面１３側に凹部６１が形成されている点が第１実施形態とは異なっている。その他の構成要素については上述した第１実施形態と基本的に同様である。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

図５は本実施形態の導光板５１を示す縦断面図であり、図６のＢ－Ｂ断面図である。切断面Ｂ－Ｂは、導光板５１の幅方向中央を通る中心線Ｏを含む鉛直面である。図６は本実施形態に係る導光板５１を示す上面図である。図６に示されるように、本実施形態の導光部材５４は、入光部１５と、拡幅部５６と、出光部５７と、を備えている。拡幅部５６は入光部１５と出光部５７との間に形成されている。拡幅部５６では、入光面１２から出光面１３に向かうに従って、導光部材５４の板幅が板幅方向外側（板幅方向両側）に拡がっている。なお、拡幅部５６の板厚は、入光面１２から出光面１３に向かうに従って一部を除いて一定となるよう構成されている。

拡幅部５６と凸部１８とは、傾斜接続部５９により接続されている。傾斜接続部５９の側端部は拡幅部５６と接続されており、側端部の板厚は板幅方向において一定とされている。傾斜接続部５９は、凸部１８側に向かうにつれて板幅を板幅方向内側に狭めつつ板厚を薄くしながら傾斜している。

図６に示すように、拡幅部５６における導光部材５４の出光面１３側には、板幅方向中央部に上面視矩形状の凹部６１が形成されている。図５に示すように、導光部材５４の下面にも、上面の凹部６１と対応する位置に凹部６１が形成されている。導光部材５４の上下面に形成された凹部６１により、導光部材５４は、出光面１３と平行かつ凹部６１を含む断面において、板幅方向両端側の板厚が他の部分（板幅方向中央部）の板厚よりも厚くされている。

なお、導光板５１においても、入光面１２における板厚と出光面１３における板厚とは同じとされている。

凹部６１は、図５に示すように周囲の部分に対して段状に凹んだ凹部に限られず、周囲の部分に対して斜面状に漸次傾斜して形成された凹部であってもよい。

以上説明した本実施形態に係る導光板５１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態に係る導光板５１においては、拡幅部５６における導光部材５４の出光面１３側に凹部６１が形成されている。従って、導光部材５４は、出光面１３と平行かつ凹部６１を含む断面において、板幅方向両端側の板厚が板幅方向中央部よりも厚くなっている。これにより、導光部材５４の出光面１３側における板幅方向中央部の導光性の良い部分の板厚が、板幅方向両端部よりも薄くなるため、出光面１３に板幅方向全体としてより均一に光を導くことができる。これにより、凹部６１を形成しなかった場合に比べ、板幅方向全体としてより均一な明るさとすることができ、光ムラを防止することができる。これにより、見映えが向上する。

なお、以上に説明した第３実施形態では、拡幅部５６の板幅方向の板厚が、凹部６１が形成されていない部分で一定となっている導光部材５４を用いた場合を一例として説明したが、これに限定されない。具体的には、導光部材５４の代わりに第１実施形態の導光部材１４を用い、導光部材１４に上記の凹部６１を形成する態様としてもよい。

また、以上に説明した各実施形態では、導光板を車内用空調装置の操作スイッチ（車載用スイッチ）に適用した場合を一例として説明したが、これに限られず、線状に照らす用途に用いられる発光装置であれば、特に限定されない。

以上説明した各実施形態に記載の導光板（１１，３１，５１）は、例えば以下のように把握される。

本開示の導光板は、光が入射する入光面（１２）と、入光面と対向するとともに入光面から入射した光を出射する出光面（１３）と、入光面から入射した光を出光面に導く平板状の導光部材（１４，３４，５４）と、を備え、導光部材は、入光面から出光面に向かうに従って板幅方向外側に拡がる拡幅部（１６，３６，５６）を有し、導光部材の出光面側における出光面と平行な断面において、導光部材は、少なくとも入光面から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚い。

本開示の導光板においては、導光部材の出光面側における出光面と平行な断面において、導光部材は、少なくとも入光面から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くなっている。従って、導光板の板幅方向の端部（特に、入光面から遠い側の端部）にまで十分に光を導くことができる。これにより、導光部材の出光面側における板厚を板幅方向で一定としていた場合に比べ、板幅方向全体としてより均一な明るさとすることができ、光ムラを防止することができる。これにより、見映えが向上する。

本開示の導光板は、導光部材の出光面側における出光面と平行な断面において、導光部材は、板幅方向両端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚くてもよい。

導光部材の出光面側において板幅方向両端側の板厚が他の部分の板厚（例えば板幅方向中央部）よりも厚くなるように構成すれば、板幅方向一端側のみが他の部分よりも厚くなっている場合に比べ、導光部材の両端部に十分に光を導くことができる。これにより、光ムラをより確実に防止することができる。

本開示の導光板は、拡幅部の側面には凹凸形状が設けられていてもよい。

拡幅部の側面に凹凸形状が設けられていれば、入光面から入射した光を側面で乱反射させて出光面に導くことができる。従って、乱反射を促進させることができる。

本開示の導光板は、拡散材が全体にわたって設けられていてもよい。

拡散材が全体にわたって設けられていれば、乱反射を促進させることができるため、導光板の出光面からより均一に光を出光することができる。なお、拡散材としては、例えばシリコン樹脂製のビーズ等を挙げることができる。

本開示の導光板は、導光部材の出光面側端部は、光が出射される方向に向かって凸となる形状を有していてもよい。

導光部材の出光面側端部が、光が出射される方向に向かって凸となる形状を有していれば、例えば車載用スイッチ等に適用した際に、出光面をスイッチの意匠面と面一にすることができる。これにより、スイッチの美観を向上することができる。

本開示の発光装置（１）は、上述の導光板と、導光板の入光面に対向する位置に設けられ、入光面へ光を出射する光源（２）と、を備える。

このような発光装置であれば、上述の導光板を備えているため、出光面から光をムラなく出射することができる。従って、本開示の発光装置は、例えば車載用スイッチ等に好適に用いることができる。

１ 発光装置（操作スイッチ）
２ 光源
３ 筐体
１１，３１，５１ 導光板
１２ 入光面
１３ 出光面
１４，３４，５４ 導光部材
１５ 入光部
１６，３６，５６ 拡幅部
１７，３７，５７ 出光部
１８ 凸部
１９、３９，５９ 傾斜接続部
２０ 側面
６１ 凹部
Ｏ 中心線

Claims (6)

1. 光が入射する入光面と、
   前記入光面と対向するとともに前記入光面から入射した前記光を出射する出光面と、
   前記入光面から入射した前記光を前記出光面に導く平板状の導光部材と、
   を備え、
   前記導光部材は、前記入光面から前記出光面に向かうに従って板幅方向外側に拡がる拡幅部を有し、
   前記導光部材の前記出光面側における前記出光面と平行な断面において、前記導光部材は、少なくとも前記入光面から遠い側における板幅方向一端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚い導光板。
2. 前記導光部材の前記出光面側における前記出光面と平行な断面において、前記導光部材は、板幅方向両端側の板厚が他の部分の板厚よりも厚い請求項１に記載の導光板。
3. 前記拡幅部の側面には凹凸形状が設けられている請求項１又は２に記載の導光板。
4. 拡散材が全体にわたって設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の導光板。
5. 前記導光部材の前記出光面側端部は、前記光が出射される方向に向かって凸となる形状を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の導光板。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記入光面に対向する位置に設けられ、前記入光面へ前記光を出射する光源と、
   を備える発光装置。

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