JP2019184906A - 発光装置及び発光部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の厚みを薄くまた工数をできる限り少なくし、発光素子の発光時に印象を与えることが可能な発光装置及び発光部材の製造方法を提供する。【解決手段】供給された電力により搭載された発光素子を発光する基板部と、外部から表示情報（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を透過し、且つ表示情報に反射した光を反射可能な第１反射層（２１）と、発光素子からの光を受けて表示する表示情報を設け、且つ光の透過を遮る遮蔽層（２４）と密着し、光を反射可能な第２反射層（２３）と、発光素子の光を導光し、第１反射層及び第２反射層と密着する導光部材（２２）と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、光源として発光素子を使用して模様や文字等を表示する発光装置及び発光部材の製造方法に関する。

従来から消費電力が少なく高輝度の光源としての発光素子には、高輝度ＬＥＤが使用されてきており、この高輝度ＬＥＤを使用した発光装置や照明装置が提案されてきている。高輝度ＬＥＤを使用した発光装置は、検査装置の照明用としての用途や建築の天井面や壁面等に使用される照明装置の他に車の内装の一部として装飾として使用される発光装置が提案されてきている。
発光装置は、従来からハーフミラーを使用し、描かれた模様や文字等を多重に映し出して装飾として使用する発光装置が提案されてきている。

例えば、特許文献１には、光源部材と、背面側に配置される鏡面部材と、正面側に配置され、進行してきた光の一部を透過させて上表面側から出射し、かつその他の光を背面方向に反射するハーフミラーと、前記鏡面部材を背面側に、前記ハーフミラーを正面側に支持し、前記鏡面部材と前記ハーフミラーとの間に空間を形成する筒状の外周枠と、前記鏡面部材と前記ハーフミラーとの間に前記外周枠の内周に沿って配置され、かつ少なくとも外周面側の一部に形成された凹部と前記凹部に配置された第１反射部材とを有する導光部材と、を備えている発明が挙げられる。

特開２０１５−１８０１４号公報

しかしながら、従来の発光装置は、側面に発光部を備え、その内部側面を発光素子により光らせ、発光した側面を多重に反射させて模様として光らせている。また、ハーフミラーが搭載されている面とミラーの間に空間を設けてミラーの上方に情報を表示している。そのため、空間を設けることにより厚くなり装置が大型化することが懸念される。
例えば、図１０に示すようにミラー３２４及びハーフミラー３２１を使用した発光装置は、導光板３２２を間に挟み、ミラー３２４側に事前に転写や彫刻３２６を施した場合では、予めフルミラーに加工する必要があり、加工工数が多く掛かり費用が多く掛かるという問題があった。また、図１０のように蒸着層３２４を削り（図１０（３２３の箇所））模様３２８を形成することにより、削った箇所３２３から光が抜けてしまい、光の損失が多くなるという問題があると同時に、発光素子を点灯してない状態であっても、外光からの光を反射し、模様３２８が薄く写り込み、点灯時の印象がぼけてしまうという問題もあった。

本発明は、発光装置の厚みを薄くまた工数をできる限り少なくし、発光素子の発光時に印象を与えることが可能な発光装置及び発光部材の製造方法を提供することにある。

供給された電力により搭載された発光素子を発光する基板部と、外部から表示情報を透過し、且つ前記表示情報に反射した光を反射可能な第１反射層と、前記発光素子からの光を受けて表示する前記表示情報を設け、且つ光の透過を遮る遮蔽層と密着し、光を反射可能な第２反射層と、前記発光素子の光を導光し、前記第１反射層及び前記第２反射層と密着する導光部材と、を備えたことを特徴とする。

以上の特徴により、本発明は、遮蔽層が、第２反射層での光の透過を防ぐことにより、発光素子の発光時の明暗をはっきりと浮かび上がらせることが可能となり、発光時の印象を強くする効果がある。

実施形態の発光装置を自動車に装着した斜視図である。 実施形態の発光装置の全体の斜視図である。 実施形態の発光装置を分解して現した斜視図である。 実施形態の発光装置の発光部を現した平面図である。 実施形態の発光装置の発光部を分解した部品を表した斜視図である。 実施形態の発光部を現した図４のＡ−Ａ断面図を表した拡大断面図である。 実施形態の発光装置が発光した様子を示す説明図である。 実施形態の発光部を製造する様子を現す概要図である。 実施形態の他の実施形態を断面図により現す概要図である。 従来の発光部の断面図により現す説明図である。

本発明にかかる発光装置及びその製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

（実施例１）
図１を参照して、発光装置１０を自動車Ｃに装着した際の様子を説明する。図１は、実施形態の発光装置１０を自動車Ｃに装着した斜視図である。図１に示すように自動車Ｃの内装に使用される発光装置１０を示している。特に本実施例は、発光装置１０を自動車Ｃのドア２の側面であるドア側面３に配置し、発光装置１０が発光している様子を示している。発光装置１０は、その内部に設けられている発光素子３１（図３）を発光させることにより、異なる模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を発光することが可能である。
尚、模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、図形に限られず、ロゴマーク、文字又は記号等であってもよく、各々を組み合わせて表示するようにしても良い。また、発光装置１０は、自動車Ｃのエンブレムやステップ付近の装飾用の発光表示として使用が可能である。

次に、図２及び図３を参照し発光装置１０の構造について説明する。図２は、実施形態の発光装置１０の全体の斜視図である。図３は、実施形態の発光装置１０を分解して現した斜視図である。
図２及び図３に示すように、発光装置１０は、上筐体１１及び下筐体１３で発光部２０を固定している。発光装置１０は、発光部２０の側面から光を入射する発光素子３１を搭載した基板３２を備えた基板部３０を片方の側方に内蔵している。尚、発光素子３１は、ＬＥＤ素子を使用しているが、発光部２０の側面から光を入射可能な有機ＥＬ、冷陰極管等であっても良く。また、発光素子３１は、単色だけでなくフルカラー等の演出が可能な発光素子であっても良い。基板部３０は、片側だけに搭載しているが発光部２０の長さや発光素子３１の光量に合わせて適宜他の側面に設けても良い。

また、発光部２０を覆う上筐体１１は、発光部２０の模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が視認できるように、四角形状に切り抜いた切り欠き部１２を備えている。更に、下筐体１３は、発光部２０を支持できるように発光部２０より大きな板状となっている。上筐体１１及び下筐体１３は、樹脂や金属等の材料で形成され、発光部２０及び基板部３０を支持できる剛性があれば良い。
図２に示すように、後述する発光部２０に印刷された模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３がハーフミラー層２１（図５）とハーフミラー層２３（図５）により多重に反射し、模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の各々の虚像として、Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ、Ｍ１ｄ、Ｍ１ｅ、Ｍ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃ、Ｍ２ｄ、Ｍ２ｅ、Ｍ３ａ、Ｍ３ｂ、Ｍ３ｃ、Ｍ３ｄ及びＭ３ｅが映し出されている。

次に、図４乃至図６を参照し、発光部２０を詳細に説明する。図４は、実施形態の発光装置１０の発光部２０を現した平面図である。図５は、実施形態の発光装置１０の発光部２０を分解した各部品を表した斜視図である。図６は、実施形態の発光部２０を現した図４のＡ−Ａ断面図を表した拡大断面図である。
発光部２０は、後述する製造方法により一体的に形成されているが、図５は、各構成部品を分解して示している。発光部２０は、最上方部分及び中間部分に、鏡面を形成する反射部材を蒸着し、ハーフミラー状にし、且つフィルム状に形成したハーフミラー層２１、２３を備えている。

また、下層のハーフミラー層２３にインクジェット印刷やシルク印刷による模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が印刷されている。模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は、白色又は各色好みに応じて印刷が可能で有り、蛍光塗料や反射材等を含有したインクにより印刷すれば発光素子３１により発光により発色が更に良くなり、尚良い。また、ハーフミラー層２３に面する遮蔽層２４は、黒色フィルムや黒色印刷によりハーフミラー層２３に密着した層である。遮蔽層２４は、ハーフミラー層２３に透過した光が抜けないようにする機能と、一体成形した樹脂にマイクロレーズが入った場合、たとえ白っぽく反射しても、黒色より模様ＭＨ１、Ｍ２、Ｍ３の陰影がはっきりと映し出すことが可能な機能とを備えている。
以上のようにハーフミラー層２１、２３は同じ製品を使用することで費用が抑えることが可能である。
尚、ハーフミラー層２３は、鏡面を形成する銀や錫等の反射部材を蒸着しフルミラーを形成したフィルム状や板状の層に構成しても良い。

また、導光部材２２は、発光素子３１の光が内部を通過可能な透明な樹脂で作製されており、例えば、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル樹脂の他、メチルアクリレート、エチルアクリレート等のアクリル製樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ガラス等の種々の素材を用いることができる。導光部材２２は、高透過性を有する素材であれば特に限定するものではない。

次に、図２及び図７を参照し、模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の形成について説明する。図７は、実施形態の発光装置１０が発光した様子を示す説明図である。電力を供給した基板３２に発光素子３１が発光した光Ｈ１は、導光部材２２内を導光し、印刷された模様Ｍ１で反射する。反射した光Ｈ２は、ハーフミラー層２１、２３内を多重に反射し、Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ、Ｍ１ｄ、Ｍ１ｅの虚像を映し出す。そのため、発光部２０は、奥行きのある多重の模様Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ、Ｍ１ｄ、Ｍ１ｅが形成される。また、遮蔽層２４は、ハーフミラ層２３で光の透過を防ぐことにより、発光素子３１の発光時の明暗をはっきりと浮かび上がらせることが可能となり、発光時の印象を強くする効果がある。
また、図７に示すＨ２の距離（矢印間の距離）すなわち導光部分の厚さにより、虚像のＭ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ、Ｍ１ｄ、Ｍ１ｅ（図２）の間の距離が変化する。以上のことから、厚みを変更することに、映し出される虚像Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ、Ｍ１ｄ、Ｍ１ｅ（図２）の間隔を調整することも可能である。

（発光部の製造方法）
次に、発光部２０の製造方法について図８を参照し、所謂ダブルインモールド成型により製造した例を説明する。図８（Ａ）は、発光部２０を形成する樹脂を充填する際の様子を現す概要図を示し、図８（Ｂ）は、発光部２０を離型した際の様子を示す概要図である。
図８（Ａ）に示すように先ず第１の転写用フィルム２７は、転写用の銀や錫を蒸着したフィルム状のハーフミラー層２１を形成する。また、同様に第２の転写用フィルム２８は、転写用の銀や錫を蒸着したフィルム状の模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が印刷されるハーフミラー層２３及びハーフミラー層２３に積層し、黒色を印刷又は着色した遮蔽層２４を形成する。
第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８は、製造時に大量生産が可能なよう第１ローラ５４及び第２ローラ５５に巻き取られ、成形時に第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８が移動する。

第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８は、固定金型５１及び移動金型５２内に転写する位置に合わせ、また対面するように配置される。固定金型５１及び移動金型５２は、第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８を挟み込んだ状態で樹脂を充填する準備のため型締めされる。型締めされた固定金型５１及び移動金型５２内の第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８の間の空間にポート５３から光透過性の樹脂を充填する。
そして、この充填される空間の厚みによって導光部材２２の厚みは決定され、本実施例では３ｍｍの厚みに形成している。尚、この厚みは適宜変更可能であり、多重反射される装飾部材としては０．５ｍｍから１０ｍｍまでの厚みが最も適している。

この固定金型５１及び移動金型５２に樹脂の充填が完了すると、図８（Ｂ）に示すように、移動金型５２が移動し第１の転写用フィルム２７及び第２の転写用フィルム２８が離型され、発光部２０にハーフミラー層２１と、模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が印刷され、背面に黒色印刷された遮蔽層２４がハーフミラー層２３が導光部材２２に一体成形される。
このように、大量に、一度に加飾された発光部２０が形成されるため、加工数が削減して製造することが出来るので、製造費用が抑えられる。また、発光装置１０全体の厚みも薄い装置を製造することができる。

尚、ハーフミラー層２１及びハーフミラー層２３又はフルミラーの間に樹脂を流し込むダブルインモールド成型により導光部分を先に製造し、後からレーザーや彫刻機によりハーフミラー層２３又はフルミラーを刻印し模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を形成した後に、遮蔽層２４を黒色の印刷や塗装等を施して製造しても良い。

（実施例２）
次に、図９を参照し他の実施例の発光部１２０を説明する。発光部１２０は、中間部に遮蔽層２２４を挟み込むことで両面から視認した模様がはっきりと浮かび上がらせることが可能な発光部１２０となっている。
発光部１２０は、上方にハーフミラー層１２１があり、またその下方に導光部材１２２がある。そして、発光部１２０は、導光部材１２２の下方に模様Ｍ２、Ｍ３を印刷したハーフミラー層１２３があり、黒色の遮蔽層２２４が印刷されている。
また、発光部１２０は、遮蔽層２２４の下方に模様Ｍ１、Ｍ２を印刷したハーフミラー層２２３があり、またその下方に導光部材２２２がある。更に、発光部１２０は、導光部材２２２の下方にハーフミラー層２２１がある。

この発光部１２０は、上述したインモールド成型を２回行うことにより、樹脂を充填し一体的に形成することが可能である。そのため、大量に、一度に加飾された発光部１２０が形成されるため、加工数が削減して製造することが出来るので、製造費用が抑えられる。また、発光装置１０全体の厚みも薄い装置を製造することができる。
また、遮蔽層２２４は、模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に反射する光の透過を防ぐことにより、図示しない発光素子の発光時の明暗をはっきりと浮かび上がらせることが可能となり、発光時の印象を強くする効果がある。

（技術的特徴）
以下に本実施形態の技術的特徴点の一例を括弧に内に示すが、特に限定するものでもなく例示しているものであり、これら特徴から考えられる効果についても記載する。

＜第１の特徴点＞
供給された電力により搭載された発光素子（例えば、主に発光素子３１）を発光する基板部（例えば、主に基板部３０）と、外部から表示情報（例えば、主に模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を透過し、且つ前記表示情報に反射した光を反射可能な第１反射層（例えば、主にハーフミラー層２１、１２１、２２１）と、前記発光素子からの光を受けて表示する前記表示情報を設け、且つ光の透過を遮る遮蔽層（例えば、主に遮蔽層２４、２２４）と密着し、光を反射可能な第２反射層（例えば、主にハーフミラー層２３、１２３、２２３）と、前記発光素子の光を導光し、前記第１反射層及び前記第２反射層と密着する導光部材（例えば、主に導光部材２２、１２２、２２２）と、を備えたことを特徴とする。

以上の特徴により、本発明は、遮蔽層が、第２反射層での光の透過を防ぐことにより、発光素子の発光時の明暗をはっきりと浮かび上がらせることが可能となり、発光時の印象を強くする効果がある。

＜第２の特徴点＞
前記第１反射層及び第２反射層は、フィルム状のハーフミラーで形成したことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、前記第１反射層及び第２反射層が同じ素材を使用することによりコストが抑えられる。また、フィルム状にすることにより、より薄い発光装置が形成可能である。

＜第３の特徴点＞
前記第１の反射層は、フィルム状のハーフミラーで形成し、第２の反射層は、フィルム状のフルミラーで形成したことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、フルミラーがハーフミラーと比較し光の透過率が下がることから、発光素子から発光した光の損失が少なくなり、情報表示の虚像がはっきりと確認することが可能である。

＜第４の特徴点＞
前記表示情報及び前記遮蔽層を、印刷により形成したことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明は、製造工程が簡略化できると共に薄型の発光装置を形成することが可能である。

＜第５の特徴点＞
前記遮蔽層は黒色により着色したことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、遮蔽機能を果たすと共に表示情報の陰影をはっきりとさせることが可能である。

＜第６の特徴点＞
前記第１反射層と、前記表示情報を含んだ前記第２反射層とを、樹脂を硬化させた前記導光部材により一体的に形成した発光部（例えば、主に発光部２０、１２０）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明は、薄型の発光部が形成する事が可能であると同時に、製造工程も簡略化した製造工程で形成する事が可能であるので、作業工程が少なくて済む。

＜第７の特徴点＞
離型が可能であって、透過可能とし且つ表示情報（例えば、主に模様Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）に反射した光を反射可能な第１反射部材（例えば、主にハーフミラー層２１）を第１シート（例えば、主に第１の転写用フィルム２７）に形成する第１シート形成工程と、離型が可能であって、光を反射可能な第２反射部材（例えば、主にハーフミラー層２３）を第２シート（例えば、主に第２の転写用フィルム２８）に形成する第２シート形成工程と、前記第１シートと前記第２シートの間に軟化した樹脂を充填し、発光素子（例えば、主に発光素子３１）からの光を導光する導光部材（例えば、主に導光部材２２）を形成する導光部材形成工程と、前記樹脂の硬化後に前記第１シート及び前記第２シートから離型し、発光部（例えば、主に発光部２０）を取り出す発光部形成工程と、からなることを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、発光部が一体成形により形成することができ薄型化した発光部が形成可能であると同時に製造工程が簡略化された状態で発光部の形成可能である。

＜第８の特徴点＞
前記第１シート及び前記第２シートを、第１及び第２のローラ（例えば、主に第１ローラ５４、第２ローラ５５）により巻き取り移動させる巻き取り工程を含むことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、大量生産が可能であり、スピードも速く発光部の製造が可能である。

＜第９の特徴点＞
前記第２シート形成工程は、前記第２シートの表面に前記表示情報を印刷する表示情報印刷工程を含むことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、第２シートに印刷することにより大量に安価に表示情報を製造することが可能である。また、本発明は、印刷することにより薄型の発光部の製造が容易となる。

＜第１０の特徴点＞
前記第２シート形成工程は、前記第２シートの裏面に遮蔽層（例えば、主に遮蔽層２４）を印刷する遮蔽層印刷工程を含むことを特徴とする。
以上の特徴により、本発明は、遮蔽層により遮蔽機能を果たすと共に表示情報の陰影をはっきりとさせることが可能である。また、本発明は、第２シートに印刷することにより大量に安価に表示情報を製造することが可能である。更に、本発明は、印刷することにより薄型の発光部の製造が容易となる。

自動車の装飾用の発光装置だけでなく、屋外や屋内の商業施設の装飾用の発光装置や冷凍庫用や装飾用のショーケースの発光装置や図書館や美術館等の装飾用の発光装置として利用が可能である。

２…ドア、３…ドア側面、１０…発光装置、１１…上筐体、１３…下筐体、
２０・１２０…発光部、２１・２３・１２１・１２３・２２１・２２３…ハーフミラー層、
２２・１２２・２２２…導光部材、２４・２２４…遮蔽層、２７…第１の転写用フィルム、２８…第２の転写用フィルム、３０…基板部、３１…発光素子、３２…基板、
５１…固定金型、５２…移動金型、５３…ポート、５４…第１ローラ、５５…第２ローラ、
Ｃ…自動車、Ｍ１・Ｍ２・Ｍ３…模様、
Ｍ１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）・Ｍ２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）・Ｍ３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）…虚像。

Claims (10)

1. 供給された電力により搭載された発光素子を発光する基板部と、
   外部から表示情報を透過し、且つ前記表示情報に反射した光を反射可能な第１反射層と、
   前記発光素子からの光を受けて表示する前記表示情報を設け、且つ光の透過を遮る遮蔽層と密着し、光を反射可能な第２反射層と、
   前記発光素子の光を導光し、前記第１反射層及び前記第２反射層と密着する導光部材と、
   を備えたことを特徴とする発光装置。
2. 前記第１反射層及び第２反射層は、フィルム状のハーフミラーで形成したことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１の反射層は、フィルム状のハーフミラーで形成し、第２の反射層は、フィルム状のフルミラーで形成したことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
4. 前記表示情報及び前記遮蔽層を、印刷により形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置。
5. 前記遮蔽層は黒色により着色したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の発光装置。
6. 前記第１反射層と、前記表示情報を含んだ前記第２反射層とを、樹脂を硬化させた前記導光部材により一体的に形成した発光部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
7. 離型が可能であって、透過可能とし且つ表示情報に反射した光を反射可能な第１反射部材を第１シートに形成する第１シート形成工程と、
   離型が可能であって、光を反射可能な第２反射部材を第２シートに形成する第２シート形成工程と、
   前記第１シートと前記第２シートの間に軟化した樹脂を充填し、発光素子からの光を導光する導光部材を形成する導光部材形成工程と、
   前記樹脂の硬化後に前記第１シート及び前記第２シートから離型し、発光部を取り出す発光部形成工程と、からなることを特徴とする発光部材の製造方法。
8. 前記第１シート及び前記第２シートを、第１及び第２のローラにより巻き取り移動させる巻き取り工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の発光部材の製造方法。
9. 前記第２シート形成工程は、前記第２シートの表面に前記表示情報を印刷する表示情報印刷工程を含むことを特徴とする請求項７及び請求項８の何れか一項に記載の発光部材の製造方法。
10. 前記第２シート形成工程は、前記第２シートの裏面に遮蔽層を印刷する遮蔽層印刷工程を含むことを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか一項に記載の発光部材の製造方法。

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