JPH11306827A

JPH11306827A - 面発光装置

Info

Publication number: JPH11306827A
Application number: JP10107445A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamanaka; 修山中; Tadanobu Iwasa; 忠信岩佐; Hiroshi Sugihara; 洋杉原; Takemasa Yasukawa; 武正安川
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な面においても均一な配光分布特性が得
られ、その用途を拡大できること。【解決手段】熱硬化性樹脂からなる第１板材５１、第
３板材５３と、その第１板材５１、第３板材５３に直接
接合して一体化した熱可塑性樹脂からなる第２板材５２
と、前記両板材との間の一体化の際に形成した拡散層５
４，５５とを具備するものである。この拡散層５４，５
５は海島構造となっており、島となる樹脂は、０．１〜
５０μｍ程度の大きさであり、その島となる樹脂に入り
込んだ光は、その複雑な形状によって、直に再反射され
ることなく、そこで減衰する。即ち、拡散層５４，５５
に入った光は、均一化された明るさとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、発光ダイ
オード（以下、単に『ＬＥＤ』という）を内蔵した棒状
のサインポール、液晶或いは表示板のバックライト装置
等として使用される面発光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】棒状のサインポール等として使用される
面発光装置としては、懐中電灯の端部に赤色の合成樹脂
筒を取付けた交通整理用具がある。この種の交通整理用
具は、赤色点灯または赤色点滅によって交通整理が行わ
れていることを示している。

【０００３】一方、液晶表示パネルにおいては、液晶面
の後部に小消費電力の蛍光管を配置し、その蛍光管から
光を液晶面の後部にプリズム状の合成樹脂板、ガラス板
で導くバックライト装置を有している。しかし、バック
ライト装置のプリズム状の合成樹脂板、ガラス板のみで
は、配光が均一にならないことから、蛍光管を複数配置
し、その配光分布特性を均一化しているのが現状であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、懐中電灯の端
部に赤色の合成樹脂筒を取付けた交通整理用具において
は、表示状態の見栄えを追及することができないことか
ら、交通整理或いは危険表示に用途が限定されている。

【０００５】また、バックライト装置のプリズム状の合
成樹脂板、ガラス板では、蛍光管を複数配置して配光分
布特性を均一化しているから、装置が大型化ならざるを
得ない。特に、装置を小形化するものにおいては、プリ
ズム状の合成樹脂板、ガラス板に拡散材料を混入し、そ
の拡散材料とプリズムの両者から配光分布特性を調節す
る必要があった。しかし、拡散材料とプリズムの両者か
ら配光分布特性を調節するバックライト装置では、大き
さ及び形状が変化すると、全体の設計を手直しする必要
があり、コストが高くなるという問題があった。また、
平面発光であれば可能性があるものの、交通整理用具の
ような棒状の周面の発光体となると製造が困難であっ
た。

【０００６】そこで、本発明は、複雑な面においても、
平面においても、均一な配光分布特性が得られ、その用
途を拡大できる面発光装置の提供を課題とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる面発光
装置は、熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材と、前記
第１の面状部材と接合して一体化した熱可塑性樹脂から
なる第２の面状部材と、前記第１の面状部材と第２の面
状部材との間に一体化によって形成した拡散層とを具備
するものである。

【０００８】請求項２にかかる面発光装置は、熱硬化性
樹脂からなる第１の面状部材と、前記第１の面状部材と
接合して一体化した熱可塑性樹脂からなる第２の面状部
材と、前記第１の面状部材と第２の面状部材との間に一
体化によって形成した拡散層と、前記拡散層の面に平行
する方向から光を導入する光源とを具備するものであ
る。

【０００９】請求項３にかかる面発光装置の前記拡散層
は、前記第１の面状部材と第２の面状部材とを繰り返し
設けて複数層形成したものである。

【００１０】請求項４にかかる面発光装置の前記光源
は、ＬＥＤとするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１２】図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけ
る面発光装置として交通整理用具を構成した全体の構造
を示す断面図で、（ｂ）はその切断線Ａ−ＡによるＡ−
Ａ断面図で、（ｃ）はその切断線Ｂ−ＢによるＢ−Ｂ断
面図である。図２は本発明の実施の形態１における面発
光装置で使用した拡散層の外周側の構造を示す写真、図
３は本発明の実施の形態１における面発光装置で使用し
た拡散層の周面方向に切断した断面を示す写真である。
また、図４は本発明の実施の形態１における面発光装置
の光を導入する個所の要部拡大断面図である。

【００１３】図１において、透光性材料からなる棒状照
明体１０は、透明の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の
２ｍｍ厚、外形直径２０ｍｍの筒体１１に、その端部か
ら所定の距離まで所定の温度の透明の熱可塑性樹脂であ
るアクリル樹脂を充填材１２として充填し、両者を一体
に固化させたものである。この棒状照明体１０の筒体１
１及び充填材１２は、光導伝性の良好な材料であれば使
用可能であり、特に、両者間の屈折率が異なるものであ
れば良好である。しかし、両者間の屈折率は実用上同一
でもよい。

【００１４】例えば、透明の熱硬化性樹脂としては、エ
ポキシ樹脂以外であっても、例えば、ウレタン樹脂等の
樹脂の使用が可能であり、熱可塑性樹脂についてもアク
リル樹脂以外であっても、例えば、ポリスチレン、ＡＳ
樹脂、ポリカーボネート、アクリル−スチレンモノマー
共重合樹脂等の樹脂の使用が可能である。また、棒状照
明体１０としては、筒体１１を熱可塑性樹脂または熱硬
化性樹脂とすることができ、そのとき、充填材１２は対
応して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂とする必要があ
る。

【００１５】このように、筒体１１を熱硬化性樹脂と
し、充填材１２を熱可塑性樹脂とするか、逆に、筒体１
１を熱可塑性樹脂とし、充填材１２を熱硬化性樹脂とし
たものでは、何れの樹脂側が先に形成してあっても、両
樹脂を一体化する際の接合面に拡散層１３が形成され
る。

【００１６】なお、本実施の形態においては、筒体１１
の内面が熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材となり、
充填材１２は前記第１の面状部材に直接接合して一体化
した熱可塑性樹脂からなる第２の面状部材となる。ここ
で、本明細書において、面状部材とは、面を形成する部
材であれば、その形状が特定されるものではない。

【００１７】この棒状照明体１０の一端は、筒体１１の
端部が充填材１２で封止されており、筒体１１の中心軸
に対し直角な筒体１１の端部と充填材１２の端部が同一
平面となっている。棒状照明体１０の他端は、筒体１１
の端部よりも内側に充填材１２の端面が存在し、筒体１
１の中心軸に対して充填材１２の端部が直角方向の平面
となっている。

【００１８】筒体１１の端部よりも内側に端面を有する
充填材１２の端面は、図１（ｃ）に示すように、プリン
ト基板１５に搭載された２対の赤色のＬＥＤチップＲ1
，Ｒ2 、緑色のＬＥＤチップＧ1 ，Ｇ2 、青色のＬＥ
ＤチップＢ1 ，Ｂ2 、即ち、６個のＬＥＤチップＲ1 ，
Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 が対向している。好まし
くは、充填材１２の端部に凹面を形成し、その中に２対
の赤色のＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 、緑色のＬＥＤチップ
Ｇ1 ，Ｇ2 、青色のＬＥＤチップＢ1 ，Ｂ2 を収容する
ことによって、充填材１２の端面による反射を極力少な
くするように設定するのがよい。しかし、極端に配光分
布特性の差異が生ずるものではない。また、充填材１２
の端部とプリント基板１５に搭載された６個のＬＥＤチ
ップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 とは、充填材
１２の端部にその充填材１２と同一または近似した光屈
折率の接着剤で接合し、充填材１２の端面で反射するこ
となく、入射するようにして、６個のＬＥＤチップＲ1
，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 からの発光光を効率
良く充填材１２に導くようにするのが望ましい。

【００１９】なお、この実施の形態で、２対の赤色のＬ
ＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 、緑色のＬＥＤチップＧ1 ，Ｇ2
、青色のＬＥＤチップＢ1 ，Ｂ2 を使用しているの
は、棒状照明体１０の周面の発光を明るくするためであ
る。本発明を実施する場合には、単色または複数色で、
かつ、任意の色及び明るさを出力するために、１個以上
のＬＥＤランプまたはＬＥＤチップとすることができ
る。

【００２０】前記プリント基板１５は、ＬＥＤチップＲ
1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2の発光をデュティ比
制御等を行う電子回路１６と、４個の押ボタンスイッチ
からなるモードスイッチ１７と、電池３０の陽電極に当
接する電極端子１８と、導電板１９の一部と共に、合成
樹脂で一体にモールド成形された制御ユニット２０を構
成している。また、導電板１９は電池３０の陰電極に当
接するスプリング電極端子２１からモードスイッチ１７
に電源を導いている。

【００２１】制御ユニット２０を構成するＬＥＤチップ
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 をデュティ比制御
等を行う電子回路１６は、マイクロコンピュータまたは
カウンタ及び論理回路等からなる制御回路で構成されて
いる。電子回路１６は、４個の押ボタンスイッチからな
るモードスイッチ１７の信号を入力し、電子回路１６に
供給される電源を所定時間だけ自己保持し、その出力は
ＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 を所
定の明るさ及びタイミングで点灯または点滅制御され
る。

【００２２】なお、モードスイッチ１７の４個の押ボタ
ン１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、モードスイッチ
１７を制御ユニット２０としてモールドして一体化し、
それを筒体１１の端部から充填材１２の端面側に挿入し
て組立てた後、モードスイッチ１７の操作杆に接着剤で
接合したものである。

【００２３】また、筒体１１の端部から充填材１２の端
面側を隠すように、筒体１１の周囲に合成皮革を被覆
し、手で把持する握部３２を形成している。

【００２４】上記のように構成される面発光装置は、次
のように製造される。

【００２５】プリント基板１５にＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ
2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 、デュティ比制御等を行う
電子回路１６を搭載し、そのプリント基板１５にモード
スイッチ１７を取付ける。また、電池３０の陽電極に当
接する電極端子１８、導電板１９の端部を取付けその状
態で円筒状の型に入れ、合成樹脂で一体にモールドし、
制御ユニット２０を形成する。

【００２６】一方、透光性材料からなる棒状照明体１０
は、一端を型で閉じた透明の熱硬化性樹脂であるエポキ
シ樹脂の筒体１１に、所定の温度の透明の熱可塑性樹脂
である充填材１２を所定量だけ充填し、両者を一体に固
化させる。

【００２７】そして、筒体１１の開口から制御ユニット
２０を挿入し、制御ユニット２０を構成するプリント基
板１５に搭載されたＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ
2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 に対応させ、必要に応じて両者間に接着
剤を流し込み、その状態で固着する。なお、導電板１９
の端部は、導電体からなる捩子蓋３１を介してスプリン
グ電極端子２１に電気的に導通状態になるように、筒体
１１の内壁に接合しておく。したがって、電池３０はそ
の陽電極が電極端子１８に接触し、その陰電極がスプリ
ング電極端子２１に接触し、かつ、スプリング電極端子
２１の弾性力によってその接触状態が維持される。

【００２８】そして、筒体１１の端部から充填材１２の
端面側を隠すように握部３２を挿入し、モードスイッチ
１７の４個の押ボタン１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ
を、モードスイッチ１７の操作杆に接合する。

【００２９】上記のように構成された実施の形態１の面
発光装置は、次のように作用する。モードスイッチ１７
の４個の押ボタン１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの操
作によって、プリント基板１５に搭載されたＬＥＤチッ
プＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2，Ｂ1 ，Ｂ2 を点灯または点
滅制御する。ＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2，Ｂ1
，Ｂ2 を点灯または点滅する光は充填材１２に入射さ
れる。或いはその光の一部は筒体１１に入射される。

【００３０】このとき、充填材１２にＬＥＤチップＲ1
，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 の光が入射されるこ
とにより、充填材１２の周面の接合面に形成された拡散
層１３は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の樹脂材料及
び一体化される温度によって変化するが、一般に、数〜
７０μｍ程度の厚みである。また、この拡散層１３は、
平面的にみると、海島構造となっており、島となる樹脂
は０．１〜５０μｍ程度の大きさであり、棒状照明体１
０の筒体１１の全内周面、即ち、充填材１２の全外周面
が均一に形成されている。

【００３１】この拡散層１３については、参考の為に、
図２及び図３として、拡散層の写真を提示するが、図２
の写真は筒体１１側から切削して拡散層１３に到達する
直前の顕微鏡写真であり、また、図３の写真は筒体１１
側から切削して拡散層１３に到達した切削断面の顕微鏡
写真である。

【００３２】これらの写真から確認されるように、拡散
層１３は、島となる樹脂が０．１〜５０μｍ程度の粒子
体状の大きさとなっており、かつ、粒子体状の枝は筒体
１１内に入り込んでいる。したがって、充填材１２か
ら、その島となる樹脂に入り込んだ光は、その複雑な立
体形状によって、直接再反射して充填材１２側に返され
ることなく、そこで減衰する。海の面で反射した光だけ
が、再度反射する。即ち、一旦、拡散層１３に入り込ん
だ光は、そこで減衰されることになる。また、拡散層１
３に入った光は、拡散層１３内で繰り返し反射される
が、結果的に、島となる樹脂に入り込んだ光が拡散層１
３の明るさとなるものであるから、部分的に輝くような
ことがない。この状態で、棒状照明体１０の握部３２を
握っておれば、棒状照明体１０の握部３２以外の全周面
が均一に発光することになる。特に、外表面が発光する
ものでないから、深みのある発光となる。

【００３３】故に、棒状照明体１０の筒体１１及び充填
材１２に入った光は、拡散層１３内の均一な明るさとな
る。なお、拡散層１３は、格別、白濁する等の透明度は
変化しなかったが、一体化して固化する温度によつて
は、白濁させることもできることが確認された。また、
両樹脂の接合面に形成される拡散層１３は、棒状照明体
１０の周面が発光源からの距離に無関係に均一に発光さ
れることが発明者等によって確認された。

【００３４】なお、本発明の実施の形態１では、１個の
筒体１１内に充填材１２を充填して形成した棒状照明体
１０の事例で説明したが、複数の筒体１１を同心円上に
配置し、その間隔及びその中心に充填材１２を充填して
棒状照明体１０とし、複数の拡散層１３を形成すること
もできる。特に、拡散層１３が白濁しないから、減衰効
率が低く、このように複数の筒体１１を同心円上に配置
して複数の拡散層１３を形成したものでは、各拡散層１
３に光を導入し、配光分布特性の均一な面発光体を得る
ことができる。また、発光効率も良くなる。

【００３５】このとき、複数の筒体１１を同心円上に配
置し、その間隔及びその中心に充填材１２を充填した棒
状照明体１０に対する光の導入は、最外周から内側に２
番目以降に導入するのがよい。勿論、棒状照明体１０の
全体の端面から光を導入するのが最も好適である。

【００３６】なお、発明者等は、棒状照明体１０の筒体
１１をＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ
2 で太く、離れるに従って細くしたが、均一径の筒体１
１との間に目立つ程度の格差は得られなかった。

【００３７】ところで、本実施の形態においては、面発
光装置として棒状照明体１０の交通整理用具を前提に説
明してきた。しかし、本発明を実施する場合には、平面
状の面発光装置、例えば、バックライト装置にも適用で
きる。

【００３８】図５（ａ）は本発明の実施の形態２におけ
る面発光装置としてバックライト装置を構成した全体の
構造を示す正面図及び（ｂ）はその切断線Ｃ−Ｃによる
Ｃ−Ｃ断面図である。

【００３９】図５において、透光性材料からなる板状照
明体５０は、透明の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の
２ｍｍ厚の第１板材５１と、同じ透明の熱硬化性樹脂で
あるエポキシ樹脂の２ｍｍ厚の第３板材５３との間に、
１．５ｍｍ程度の間隔を形成し、その間隔に所定の温度
の透明の熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂を充填材とし
て充填し、両者を一体化させ、充填して形成した直方体
を第２板材５２としたものである。この板状照明体５０
の第１板材５１及び第３板材５３と第２板材５２は、光
導伝性の良好な材料であれば使用可能であり、特に、両
者間の屈折率が異なるものが良好である。

【００４０】実施の形態１と同様に、透明の熱硬化性樹
脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂の使
用が可能であり、熱可塑性樹脂については、アクリル樹
脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ポリカーボネート、アク
リル−スチレンモノマー共重合樹脂等の樹脂の使用が可
能である。また、板状照明体５０としては、第１板材５
１及び第３板材５３を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂
とすることができ、そのとき、充填材としての第２板材
５２は、対応する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂とす
る必要がある。

【００４１】このように、第１板材５１及び第３板材５
３を熱硬化性樹脂とし、充填材としての第２板材５２を
熱可塑性樹脂とするか、逆に、第１板材５１及び第３板
材５３を熱可塑性樹脂とし、充填材としての第２板材５
２を熱硬化性樹脂としたものでは、両樹脂を一体化する
際の接合面に拡散層５４，５５が形成でき、何れの樹脂
側が先に形成してあっても、両樹脂を一体化する際の接
合面に拡散層５４，５５が形成される。

【００４２】本実施の形態においては、第１板材５１及
び第３板材５３が熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材
となり、充填材としての第２板材５２は前記第１の面状
部材に直接接合して一体化した熱可塑性樹脂からなる第
２の面状部材となる。

【００４３】また、板状照明体５０の第２板材５２の端
部には、ＬＥＤアレイ６０が配設されている。このＬＥ
Ｄアレイ６０は、プリント基板６１及びプリント基板６
１に搭載された一列に並んだ複数対からなる赤色のＬＥ
Ｄチップ、緑色のＬＥＤチップ、青色のＬＥＤチップか
らなるＬＥＤチップ列６２で構成されている。特に、第
２板材５２の端部が第１板材５１及び第３板材５３より
も入り込んで凹部を形成し、その凹部の中に一列に並ん
だ複数対の赤色のＬＥＤチップ、緑色のＬＥＤチップ、
青色のＬＥＤチップの繰り返しからなるＬＥＤチップ列
６２を収容し、第２板材５２の端面による反射を極力な
くすように接着剤を介して接合されている。

【００４４】即ち、第２板材５２の端部とプリント基板
１５に搭載された三原色のＬＥＤチップ列６２とは、第
２板材５２の端部にその第２板材５２と同一の光屈折率
の接着剤で接合し、第２板材５２の端面で反射すること
なく、入射するようにして、ＬＥＤチップ列６２からの
発光光を効率良く第２板材５２に導くようにしている。
ここで、第２板材５２の端面から入射されない光は、第
１板材５１及び第３板材５３側に入射される。

【００４５】なお、第２板材５２の端部に一列に並んだ
複数対のＬＥＤチップ列６２を収容し、第２板材５２の
端面に接着剤で接合する代りに、ＬＥＤチップ列６２
を、直接、第２板材５２の端部で埋設してもよい。

【００４６】上記のように構成された実施の形態２の面
発光装置は、次のように作用する。ＬＥＤアレイ６０の
ＬＥＤチップ列６２から、その発光光が第２板材５２の
端部に入射し、また、他の光は、第１板材５１及び第３
板材５３側に入射される。

【００４７】このとき、第１板材５１及び第３板材５３
と第２板材５２の接合面に形成される拡散層５４，５５
は、材料及び一体化される温度によって変化するが、一
般に、実施の形態１と同様に、数〜７０μｍ程度の厚み
である。また、拡散層５４，５５は、平面的にみると、
海島構造となっており、島となる樹脂は、０．１〜５０
μｍ程度の大きさであり、板状照明体５０の第１板材５
１及び第３板材５３の全面、即ち、充填材としての第２
板材５２の全外面に均一に形成されている。

【００４８】拡散層５４，５５は、島となる樹脂が０．
１〜５０μｍ程度の粒子体状の大きさとなっており、か
つ、粒子体状の枝は第１板材５１及び第３板材５３内に
入り込んでいる。したがって、第２板材５２から、その
島となる樹脂に入り込んだ光は、その複雑な立体形状に
よって、直接再反射して第２板材５２側に返されること
なく、そこで減衰する。海の面で反射した光だけが、再
度反射する。即ち、一旦、第２板材５２に入り込んだ光
は、そこで減衰されることになる。結果的に、島となる
樹脂に入り込んだ光が拡散層５４，５５の明るさとなる
ものであるから、部分的に輝くようなことがない。この
状態で、板状照明体５０の全面が均一に発光することに
なり、第１板材５１の外表面が発光するものでないか
ら、深みのある発光となる。

【００４９】なお、この実施の形態で、三原色のＬＥＤ
チップを使用しているのは、板状照明体５０の全面の発
光を白色に明るくするためである。また、必要に応じて
任意の色を出力するためである。しかし、本発明を実施
する場合には、単色または複数色で、かつ、１個以上の
ＬＥＤランプまたはＬＥＤチップとすることができる。

【００５０】故に、板状照明体５０の第２板材５２また
は第１板材５１及び第３板材５３に入った光は、拡散層
５４，５５内の均一な明るさとなる。なお、両樹脂の接
合面に形成される拡散層５４，５５は、板状照明体５０
の全面が発光源からの距離に無関係に均一に発光される
ことが発明者等によって確認された。また、板状照明体
５０の第２板材５２の厚みをＬＥＤアレイ６０のＬＥＤ
チップ列６２側を厚くしても、配光分布特性の均一な面
発光体に大きな変化はみられないことが発明者等によっ
て確認された。また、板状照明体５０の全周囲を垂直平
面に切断しているが、その全周を曲面としてもその変化
が少ないことが確認された。

【００５１】なお、本実施の形態では、ＬＥＤアレイ６
０のＬＥＤチップ列６２から、その発光光が第２板材５
２の端部に入射するようにしているが、本発明を実施す
る場合には、ＬＥＤチップ列６２からの光は、第１板材
５１及び第２板材５２及び第３板材５３に同時に同等に
入射させてもよいし、第１板材５１または第２板材５２
または第３板材５３の何れか１つまたは２つの板材に入
射させてもよい。

【００５２】しかし、実施の形態２のように、板状照明
体５０の第２板材５２のみに入射させるか、または第１
板材５１及び第２板材５２に入射させるのが明るさの効
率が良い。

【００５３】実施の形態２については、第１板材５１と
第２板材５２と第３板材５３によって拡散層５４，５５
の２層を形成したものであるが、第１板材５１と第２板
材５２の接合によって１層とすることができる。

【００５４】実施の形態２についても、次のように、拡
散層を多層化することができる。

【００５５】図６は本発明の実施の形態３における面発
光装置としてバックライト装置を構成した場合の図５の
Ｃ−Ｃ断面図に相当する断面図である。

【００５６】図６において、透光性材料からなる板状照
明体１００は、透明の熱可塑性樹脂であるエポキシ樹脂
の２ｍｍ厚の第１板材７１と、同じ透明の熱可塑性樹脂
であるエポキシ樹脂の２ｍｍ厚の第３板材７３、同じ透
明の熱可塑性樹脂であるエポキシ樹脂の２ｍｍ厚の第５
板材７５との間に、１．５ｍｍ程度の間隔を２個所に形
成し、その間隔に所定の温度の透明の熱硬化性樹脂であ
るアクリル樹脂を充填材として充填し、両者間を一体に
固化させ、充填して形成した直方体を第２板材７２、第
４板材７４としたものである。この板状照明体１００の
第１板材７１及び第３板材７３及び第５板材７５と第２
板材７２、第４板材７４は、光導伝性の良好な材料であ
れば使用可能であり、特に、両者間の屈折率が異なるも
のであれば良好である。

【００５７】実施の形態１と同様に、透明の熱硬化性樹
脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂の使
用が可能であり、熱可塑性樹脂については、アクリル樹
脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ポリカーボネート、アク
リル−スチレンモノマー共重合樹脂等の樹脂の使用が可
能である。また、板状照明体１００としては、第１板材
７１、第３板材７３、第５板材７５を熱硬化性樹脂また
は熱可塑性樹脂とすることができ、そのとき、充填材と
しての第２板材７２、第４板材７４は、対応する熱可塑
性樹脂または熱硬化性樹脂とする必要がある。

【００５８】このように、第１板材７１及び第３板材７
３及び第５板材７５を熱硬化性樹脂とし、充填材として
の第２板材７２、第４板材７４を熱可塑性樹脂とする
か、逆に、第１板材７１及び第３板材７３及び第５板材
７５を熱可塑性樹脂とし、充填材としての第２板材７
２、第４板材７４を熱硬化性樹脂としたものでは、両樹
脂を一体化する際の接合面に拡散層９１，９２，９３，
９４が形成される。

【００５９】本実施の形態においては、第１板材７１及
び第３板材７３及び第５板材７５が熱硬化性樹脂からな
る第１の面状部材となり、充填材としての第２板材７２
及び第４板材７４は前記第１の面状部材に直接接合して
一体化した熱可塑性樹脂からなる第２の面状部材とな
る。

【００６０】また、板状照明体１００の第２板材７２及
び第４板材７４の端部には、ＬＥＤアレイ８０が配設さ
れている。このＬＥＤアレイ８０は、プリント基板８１
及びプリント基板８１に搭載された二列に並んだ複数対
からなる赤色のＬＥＤチップ、緑色のＬＥＤチップ、青
色のＬＥＤチップからなるＬＥＤチップ列８２及びＬＥ
Ｄチップ列８３で構成されている。特に、第２板材７２
及び第４板材７４の端部が第１板材７１及び第３板材７
３及び第５板材７５よりも入り込んで凹部を形成し、そ
の凹部の中に二列に並んだ三原色のＬＥＤチップ列８
２，８３を収容し、第２板材７２及び第４板材７４の端
面による反射を極力なくすように接着剤を介して接合さ
れている。即ち、第２板材７２及び第４板材７４の端部
とプリント基板８１に搭載された三原色のＬＥＤチップ
列８２，８３とは、第２板材７２及び第４板材７４の端
部にその第２板材７２及び第４板材７４と同一または近
似した光屈折率の接着剤で接合し、第２板材７２及び第
４板材７４の端面で反射することなく、入射するように
して、ＬＥＤチップ列８２，８３からの発光光を効率良
く第２板材７２及び第４板材７４に導くようにしてい
る。なお、第２板材７２及び第４板材７４の端面から入
射されない光は、第１板材７１及び第３板材７３及び第
５板材７５側に入射される。

【００６１】ところで、上記実施の形態において、光源
は、ＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2
、ＬＥＤアレイ６０、ＬＥＤアレイ８０等からなるも
のであるが、本発明を実施する場合、白熱電球、蛍光管
等に置換することもできる。しかし、上記実施の形態の
ように、ＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，
Ｂ2 、ＬＥＤアレイ６０、ＬＥＤアレイ８０等からなる
光源としたものでは、小形化及び省電力化が可能であ
る。また、ＬＥＤは、ＬＥＤランプでもＬＥＤチップで
もよいが、ＬＥＤチップの方がより小形化できる。そし
て、ＬＥＤでは白色に限定されるものではなく、任意の
色を出力することができる。また、三原色のＬＥＤに限
らず、明るさを増すために、複数の同一色としてもよい
し、或いは２色の組み合せとすることもできる。

【００６２】また、ＬＥＤアレイ６０またはＬＥＤアレ
イ８０を板状照明体５０，１００の２辺以上に配設し、
その明度を上げたり、より均一な明度分布にすることが
できる。

【００６３】そして、上記各実施の形態の拡散層１３ま
たは拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，
９４に入る光は、拡散層１３または拡散層５４，５５ま
たは拡散層９１，９２，９３，９４内の繰り返しの反射
が、拡散層１３または拡散層５４，５５または拡散層９
１，９２，９３，９４の明るさとなるものであるから、
直接光が当らないように拡散層１３または拡散層５４，
５５または拡散層９１，９２，９３，９４に平行するよ
うな入力光が好適である。

【００６４】更に、上記実施の形態では、棒状照明体１
０、板状照明体５０，１００について説明したが、熱硬
化性樹脂からなる筒体１１または第１板材５１、第３板
材５３または第１板材７１、第３板材７３、第５板材７
５等の第１の面状部材と、筒体１１または第１板材５
１、第３板材５３または第１板材７１、第３板材７３、
第５板材７５等の第１の面状部材に直接接合して一体化
した熱可塑性樹脂からなる充填材１２または第２板材５
２または第２板材７２、第４板材７４等の第２の面状部
材とを特定の複雑形状の造形体として形成してもよい。

【００６５】このように、本実施の形態の面発光装置
は、熱硬化性樹脂からなる筒体１１または第１板材５
１、第３板材５３または第１板材７１、第３板材７３、
第５板材７５等の第１の面状部材と、筒体１１または第
１板材５１、第３板材５３または第１板材７１、第３板
材７３、第５板材７５等の第１の第１の面状部材に直接
接合して一体化した熱可塑性樹脂からなる充填材１２ま
たは第２板材５２または第２板材７２、第４板材７４等
の第２の面状部材と、前記第１の面状部材と第２の面状
部材との間に一体化によって形成した拡散層１３または
拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４
とを具備するものである。

【００６６】したがって、第１の面状部材と第２の面状
部材との間の一体化によって形成した拡散層１３または
拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４
は、海島構造となっており、島となる樹脂は、０．１〜
５０μｍ程度の大きさであり、筒体１１または第１板材
５１、第３板材５３または第１板材７１、第３板材７
３、第５板材７５等の第１の面状部材の中に入り込んだ
形態となり、全面に均一に形成されるから、その島とな
る樹脂に入り込んだ光は、その複雑な形状によって、直
に再反射されることなく、そこで減衰する。即ち、拡散
層１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，９
２，９３，９４に入った光は、そこで減衰され、拡散層
１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，
９３，９４内の繰り返しの反射が、拡散層１３または拡
散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４の
明るさとなるものであるから、局部的に輝度が上って輝
くようなことがない。

【００６７】故に、拡散層１３または拡散層５４，５５
または拡散層９１，９２，９３，９４内に入った光は均
一な明るさとなる。特に、両樹脂の接合面に形成される
拡散層１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，
９２，９３，９４は、板状照明体５０，１００の全面が
発光源からの距離に無関係に均一に発光される。よっ
て、複雑な面においても均一な配光分布特性が得られ、
その用途を拡大できる面発光装置が得られる。また、従
来のように、拡散材料とプリズムによる組合せでないの
で、無理な減衰が発生しないから拡散層１３または拡散
層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４から
自然な深みのある発光が得られる。

【００６８】また、本実施の形態の面発光装置は、熱硬
化性樹脂からなる筒体１１または第１板材５１、第３板
材５３または第１板材７１、第３板材７３、第５板材７
５等の第１の面状部材と、筒体１１または第１板材５
１、第３板材５３または第１板材７１、第３板材７３、
第５板材７５等の第１の面状部材に直接接合して一体化
した熱可塑性樹脂からなる充填材１２または第２板材５
２または第２板材７２、第４板材７４等の第２の面状部
材と、前記第１の面状部材と第２の面状部材との間に一
体化によって形成した拡散層１３または拡散層５４，５
５または拡散層９１，９２，９３，９４と、前記拡散層
１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，
９３，９４の面に平行する方向から光を導入するＬＥＤ
チップＲ1，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 、ＬＥＤア
レイ６０、ＬＥＤアレイ８０等からなる光源とを具備す
るものである。

【００６９】したがって、第１の面状部材と第２の面状
部材との間の一体化によって形成した拡散層１３または
拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４
は、海島構造となっており、島となる樹脂は、０．１〜
５０μｍ程度の大きさであり、筒体１１または第１板材
５１、第３板材５３または第１板材７１、第３板材７
３、第５板材７５等の第１の面状部材の中に入り込んで
形態となり、全面に均一に形成されるから、その島とな
る樹脂に入り込んだ光は、その複雑な形状によって、直
に再反射されることなく、そこで減衰する。即ち、拡散
層１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，９
２，９３，９４に入った光は、そこで減衰され、拡散層
１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，
９３，９４内の繰り返しの反射が、拡散層１３または拡
散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９４の
明るさとなるものであるから、配光分布特性を均一化
し、局部的に輝度が上って輝くようなことがない。ま
た、従来のように、拡散材料とプリズムによる組合せで
ないので、無理な減衰が発生しないから拡散層１３また
は拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，９３，９
４から自然な深みのある発光が得られる。

【００７０】故に、拡散層１３または拡散層５４，５５
または拡散層９１，９２，９３，９４内に入った光は均
一な明るさとなる。特に、両樹脂の接合面に形成される
拡散層１３または拡散層５４，５５または拡散層９１，
９２，９３，９４は、板状照明体５０，１００の全面が
発光源からの距離に無関係に均一に発光される。よっ
て、前記拡散層１３または拡散層５４，５５または拡散
層９１，９２，９３，９４の面に平行する方向から光を
導入するものであるから、特定の個所に集中して光が当
ることがないから、複雑な面においても均一な配光分布
特性が得られ、その用途を拡大できる。また、光源にＬ
ＥＤを用いることにより消費電力が小さく、複雑な面に
おいても均一な配光分布特性が得られ、その用途を拡大
できる面発光装置が得られる。

【００７１】そして、本実施の形態の面発光装置の前記
拡散層は、拡散層５４，５５または拡散層９１，９２，
９３，９４のように、第１の面状部材と第２の面状部材
とを繰り返し設けて複数層形成したものでは、明るく
て、均一発光面が得られる。

【００７２】更に、本実施の形態の面発光装置の前記光
源は、ＬＥＤチップＲ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ
2 、ＬＥＤアレイ６０、ＬＥＤアレイ８０等からなる光
源としたものであるから、小形化及び省電力化が可能で
ある。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の面発光装置に
おいては、熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材と、前
記第１の面状部材と接合して一体化した熱可塑性樹脂か
らなる第２の面状部材と、前記第１の面状部材と第２の
面状部材との間に一体化によって形成した拡散層とを具
備するものである。

【００７４】したがって、拡散層に入った光は、そこで
減衰され、拡散層の明るさとなるものであるから、配光
分布特性を均一化し、局部的に輝度が上って輝くような
ことがない。また、従来のように、拡散材料とプリズム
による組合せでないので、無理な減衰が発生しないから
拡散層から自然な深みのある発光が得られる。

【００７５】故に、拡散層内に入った光は均一な明るさ
となり、拡散層の全面が発光源からの距離に無関係に均
一に発光され、複雑な面においても均一な配光分布特性
が得られ、その用途を拡大できる面発光装置が得られ
る。

【００７６】請求項２の面発光装置においては、熱硬化
性樹脂からなる第１の面状部材と、前記第１の面状部材
と接合して一体化した熱可塑性樹脂からなる第２の面状
部材と、前記第１の面状部材と第２の面状部材との間に
一体化によって形成した拡散層と、前記拡散層の面に平
行する方向から光を導入する光源とを具備するものであ
る。

【００７７】したがって、拡散層に入った光は、そこで
減衰され、拡散層の明るさとなるものであるから、配光
分布特性を均一化し、局部的に輝度が上って輝くような
ことがない。また、従来のように、拡散材料とプリズム
による組合せでないので、無理な減衰が発生しないから
拡散層から自然な深みのある発光が得られる。そして、
前記拡散層の面に平行する方向から光を導入するもので
あるから、特定の個所に集中して光が当ることがないか
ら、複雑な面においても均一な配光分布特性が得られ、
その用途を拡大できる面発光装置が得られる。

【００７８】故に、拡散層内に入った光は均一な明るさ
となり、拡散層の全面が発光源からの距離に無関係に均
一に発光され、複雑な面においても均一な配光分布特性
が得られ、その用途を拡大できる面発光装置が得られ
る。

【００７９】請求項３の面発光装置の前記拡散層は、前
記第１の面状部材と第２の面状部材とを繰り返し設けて
複数層形成したものであるから、請求項１または請求項
２に記載の効果に加えて、前記拡散層を複数層形成する
ものでは、明るくて、均一な発光面が得られる。

【００８０】請求項４の面発光装置の前記光源は、発光
ダイオードとしたものであるから、請求項１乃至請求項
３の何れか１つに記載の効果に加えて、小形化及び省電
力化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１における
面発光装置として交通整理用具を構成した全体の構造を
示す断面図で、（ｂ）はその切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ
断面図で、（ｃ）はその切断線Ｂ−ＢによるＢ−Ｂ断面
図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態１における面発光
装置で使用した拡散層の外周側の構造を示す写真であ
る。

【図３】図３は本発明の実施の形態１における面発光
装置で使用した拡散層の周面方向に切断した断面を示す
写真である。

【図４】図４は本発明の実施の形態１における面発光
装置の光を導入する個所の要部拡大断面図である。

【図５】図５（ａ）は本発明の実施の形態２における
面発光装置としてバックライト装置を構成した全体の構
造を示す正面図及び（ｂ）はその切断線Ｃ−ＣによるＣ
−Ｃ断面図である。

【図６】図６は本発明の実施の形態３における面発光
装置としてバックライト装置を構成した場合の図５のＣ
−Ｃ断面図に相当する断面図である。

【符号の説明】

１０棒状照明体１１筒体１２充填材１３拡散層５０，１００板状照明体５１，７１第１板材５２，７２第２板材５３，７３第３板材５４，５５拡散層６０，８０ＬＥＤアレイ７４第４板材７５第５板材９１，９２，９３，９４拡散層Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ＬＥＤチッ
プ

フロントページの続き (72)発明者杉原洋愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者安川武正愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材
と、前記第１の面状部材と接合して一体化した熱可塑性樹脂
からなる第２の面状部材と、前記第１の面状部材と第２の面状部材との間に一体化に
よって形成した拡散層とを具備することを特徴とする面
発光装置。
【請求項２】熱硬化性樹脂からなる第１の面状部材
と、前記第１の面状部材と接合して一体化した熱可塑性樹脂
からなる第２の面状部材と、前記第１の面状部材と第２の面状部材との間に一体化に
よって形成した拡散層と、前記拡散層の面に平行する方向から光を導入する光源と
を具備することを特徴とする面発光装置。
【請求項３】前記拡散層は、前記第１の面状部材と第
２の面状部材とを繰り返し設けて複数層形成したことを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の面発光装
置。
【請求項４】前記光源は、発光ダイオードとしたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載
の面発光装置。