(57)【要約】      （修正有）【課題】外光に対して透明な状態と、点発光状態と、面発光状態とを切り換えることのできるパネルを提供する。【解決手段】ＬＥＤダイ１と、ＬＥＤダイ１が搭載されたＬＥＤ用光透過性基板２と、ＬＥＤ用光透過性基板２の表面に設けられ、ＬＥＤダイ１に接合された配線パターン３と、ＬＥＤ用光透過性基板２に積層された光拡散パネル２０とを有する発光機能を備えた透明パネルが提供される。光拡散パネル２０は、一対の液晶用光透過性基板２１，２２と、一対の液晶用光透過性基板２１，２２に挟まれた液晶層２３と、液晶用光透過性基板２１，２２に配置された透明導電膜２４，２５とを含み、透明状態と光拡散状態とを切り替え可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤダイと、前記ＬＥＤダイが搭載されたＬＥＤ用光透過性基板と、前記ＬＥＤ用光透過性基板の表面に設けられ、前記ＬＥＤダイに接合された配線パターンと、前記ＬＥＤ用光透過性基板に積層された光拡散パネルとを有し、
前記光拡散パネルは、一対の液晶用光透過性基板と、前記一対の液晶用光透過性基板に挟まれた液晶層と、前記液晶用光透過性基板に配置された透明導電膜とを含み、透明状態と光拡散状態とを切り替え可能であることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項２】
前記配線パターンは導電性粒子を含有することを特徴とする、請求項１に記載の発光機能を備えた透明パネル。
【請求項３】
前記配線パターンは、導電性粒子を焼結したものであることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の発光機能を備えた透明パネル。
【請求項４】
前記配線パターンは、導電性粒子を電磁波によって焼結したものであることを特徴とする、請求項３に記載の発光機能を備えた透明パネル。
【請求項５】
前記導電性粒子は、金属あるいは金属酸化物を含むことを特徴とする、請求項１，２，３および４のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネル。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記ＬＥＤダイは、電磁波焼結により前記配線パターンに接合されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記ＬＥＤ用光透過性基板は、前記ＬＥＤダイを搭載していない面が前記光拡散パネルに固定されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記ＬＥＤ用光透過性基板には、前記ＬＥＤダイを埋め込むように封止樹脂層がさらに搭載され、前記封止樹脂層の表面は、前記光拡散パネルに固定されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記ＬＥＤ用光透過性基板は、前記液晶用光透過性基板を兼用し、一方の面が前記液晶層と接し、他方の面に前記ＬＥＤダイが搭載されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記光拡散パネルを２以上含むことを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記複数の光拡散パネルの透明導電膜は、それぞれ複数の領域に分割され、当該領域ごとに電圧を印加可能な構造であることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１２】
請求項１０に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記複数の光拡散パネルの透明導電膜は、前記光拡散パネルごとに面積が異なることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１３】
請求項１０に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記ＬＥＤダイを搭載した前記ＬＥＤ用光透過性基板は、２枚の前記光拡散パネルの間に挟まれていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記光拡散パネルに積層された液晶表示デバイスをさらに有し、
前記液晶表示デバイスは、一対の液晶用光透過性基板と、前記一対の液晶用光透過性基板に挟まれた液晶層と、前記液晶用光透過性基板に配置された透明導電膜および偏光層を含み、前記液晶表示デバイスには、前記ＬＥＤダイから発せられ、前記光拡散パネルを通過した光が入射することを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記光拡散パネルは、前記ＬＥＤダイが搭載されたＬＥＤ用光透過性基板の両面にそれぞれ配置され、それぞれの前記光拡散パネルに、前記液晶表示デバイスが積層されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記複数のＬＥＤダイは、間隔をあけて縦横に配列して配置されていることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記配線パターンはそれぞれ、縦方向の配線パターンと、横方向の配線パターンとを含み、前記縦方向の配線パターンと横方向の配線パターンとが交差する位置あるいはその近傍に前記ＬＥＤダイが配置され、前記複数のＬＥＤダイに個別に電流を供給可能であることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記配線パターンは、幅に対する厚みの比率（＝厚み／幅）が1/100以上であることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の発光機能を備えた透明パネルであって、前記配線パターンは、前記光透過性基板の表面に直接固着していることを特徴とする発光機能を備えた透明パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源を内蔵し、拡散状態の異なる光を照射できる透明パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
出射光の拡散状態を任意に変化させることができる光源装置が、特許文献１に開示されている。この光源装置は、高分子分散液晶層を透明基板で挟んだ液晶パネルの下面に、蛍光灯の点光源またはＬＥＤパネル等の面光源を配置した構造であり、液晶パネルに印加する電圧を変化させることにより、液晶パネルが光源からの光を拡散する度合を変化させる構造である。
【０００３】
一方、特許文献２には、点光源からの光をミラーで反射して液晶パネル（液晶散乱板）に照射し、液晶パネルを通過した光を、フレネルレンズで集光して検査対象の基板に照射する基板検査用の光源装置が開示されている。この光源装置は、液晶パネルに印加する電圧を制御することにより、液晶パネルを透明状態または不透明状態に切り替える。液晶パネルが透明状態では点光源照明が検査対象基板に照射され、不透明状態では散乱光による面光源照明が検査対象基板に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−１７６２９５号公報
【特許文献２】特開２００７−８５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２の光源装置はいずれも、拡散状態の異なる光を照射することができるが、液晶パネルと光源とが別体であるため、液晶パネルとは別に別途、光源や反射ミラーを配置する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、光源を内蔵しながら、外光に対して透明な状態と、点発光状態と、面発光状態とを切り換えることのできるパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ＬＥＤダイと、ＬＥＤダイが搭載されたＬＥＤ用光透過性基板と、ＬＥＤ用光透過性基板の表面に設けられ、ＬＥＤダイに接合された配線パターンと、ＬＥＤ用光透過性基板に積層された光拡散パネルとを有する発光機能を備えた透明パネルが提供される。光拡散パネルは、一対の液晶用光透過性基板と、一対の液晶用光透過性基板に挟まれた液晶層と、液晶用光透過性基板に配置された透明導電膜とを含み、透明状態と光拡散状態とを切り替え可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光源を内蔵しながら、外光に対して透明な状態と、点発光状態と、面発光状態とを切り換えることのできる、発光機能を備えた透明パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの（ａ）断面図、（ｂ）上面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）第１の実施形態の透明パネルの光源デバイスの製造工程を示す断面図。
【図３】第２の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの（ａ）断面図、（ｂ）上面図。
【図４】第３の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図。
【図５】第４の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図。
【図６】第４の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの別の例の断面図。
【図７】第５の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの（ａ）断面図、（ｂ−１）〜（ｂ−３）出射光束の強度分布を示す説明図。
【図８】第５の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの（ａ）断面図、（ｂ−１）〜（ｂ−３）出射光束の強度分布を示す説明図。
【図９】第６の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図。
【図１０】第７の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図。
【図１１】第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図。
【図１２】第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの別の例の断面図。
【図１３】第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの別の例の断面図。
【図１４】第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの別の例の断面図。
【図１５】（ａ）第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルを用いた車両用交通信号灯器の斜視図、（ｂ）従来の車両用交通信号灯器の斜視図。
【図１６】第９の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの光源デバイス１０の上面図。
【図１７】第９の実施形態の発光機能を備えた透明パネルのＡ−Ａ断面図。
【図１８】第１０の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの（ａ）断面図、（ｂ−１）〜（ｂ−４）上面の発光パターンの例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態の光源内蔵型発光デバイスについて図面を用いて説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の発光機能を備えた透明パネルは、図１（ａ）、（ｂ）に断面図と上面図を示したように、ＬＥＤダイ１と、ＬＥＤダイ１が搭載されたＬＥＤ用光透過性基板２と、ＬＥＤ用光透過性基板２の表面に設けられ、ＬＥＤダイ１に接合された配線パターン３を備えた光源デバイス１０と、ＬＥＤ用光透過性基板に積層された光拡散パネル２０とを備えて構成される。
【００１２】
光拡散パネル２０は、一対の液晶用光透過性基板２１，２２と、一対の液晶用光透過性基板２１，２２に挟まれた液晶層２３と、液晶用光透過性基板２１，２２に配置された透明導電膜２４，２５とを含む。透明導電膜２４，２５から液晶層２３に印加する電圧より、液晶層２３の液晶分子の配列状態を変化させ、光を拡散する状態と透明な状態とを切り替えることができる。
【００１３】
配線パターン３は、光透過基板の表面に銅箔等の金属物質を貼り付けた後にエッチング法等で所望の配線形状にし、必要に応じてめっき付けしたパターンや、導電性粒子とエポキシやシリコーンなどの熱硬化性物質を含んだインクを光透過基板上に形成し、熱などを印加して所望の配線形状に硬化したパターンや、導電性粒子と溶媒や分散剤を含有したインクを光透過基板上に形成し、熱や電磁波によって所望の配線形状に焼結したパターンなどを用いることができる。なお、ここでいう電磁波とは、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波の波長域のものを含む。
【００１４】
ＬＥＤ用光透過性基板２は、ＬＥＤダイ１を搭載していない面が光拡散パネル２０に固定されている。ＬＥＤダイ１は、光透過性基板２に向けて光を出射するように搭載されている。ＬＥＤ用光透過性基板２と光拡散パネル２０の液晶用光透過性基板２２とは密着しており、図１のように透明な接着層５や粘着層で貼り合わせた構造でもよいし、ネジ等を用いて機械的に固定されていてもよい。
【００１５】
また、ＬＥＤダイ１の周囲には、透明な封止樹脂層４が配置されていてもよい。
【００１６】
ＬＥＤダイ１は、パッケージ化されていないベアチップであり、数ミリ角程度以下の微小な大きさである。このような微小なＬＥＤダイ１に電流を供給する配線パターン３は微細であるため、ＬＥＤダイ１と配線パターン３が外光を遮蔽する面積は極小さく、外光はそれ以外の領域においてＬＥＤ用光透過性基板２を透過し、光拡散パネル２０に入射する。
【００１７】
光拡散パネル２０の液晶層２３を透明状態にする電圧が、透明導電膜２４，２５により液晶層２３に印加されている場合、外光は、ＬＥＤ用光透過性基板２を透過し、光拡散パネル２０の液晶用光透過性基板２２、液晶層２３および液晶用光透過性基板２１を順に透過する。よって、液晶層２３が光を透過する状態で、かつ、ＬＥＤダイ１が発光していない場合、本実施形態の透明パネルは透明であり、外光を透過する。
【００１８】
なお、光拡散パネル２０の液晶層２３に電圧印加しない状態で液晶層２３が透明状態である時も同様に透明パネルは透明であり、外光を透過する。
【００１９】
液晶層２３が透明な状態で、ＬＥＤダイ１を発光させた場合、ＬＥＤダイ１から発光された光は、発光時の広がり角をほぼ保った状態でＬＥＤ用光透過性基板２を透過し、さらに、液晶用光透過性基板２２、液晶層２３および液晶用光透過性基板２１を順に透過する。よって、液晶層２３が光を透過する状態で、かつ、ＬＥＤダイ１を発光させた場合、本実施形態の透明パネルは、ＬＥＤダイ１の発光がほぼそのままの広がり角で光拡散パネル２０の上面から外部に向かって照射する点発光光源となる。
【００２０】
一方、光拡散パネル２０の液晶層２３が光を拡散する状態となるように透明導電膜２４，２５により電圧が印加されている場合、ＬＥＤダイ１を発光させると、ＬＥＤダイ１から発せられた光は、発光時の広がり角をほぼ保った状態でＬＥＤ用光透過性基板２および液晶用光透過性基板２２を透過した後、液晶層２３に入射する。入射した光は、液晶層２３において拡散されることにより液晶層２３の光拡散度合に応じた面積まで広げられ、液晶用光透過性基板２１を透過して出射される。液晶層２３の光拡散の度合は、液晶層２３の厚さや液晶分子の配向度合に依存する。よって、液晶層２３が光を拡散する状態で、かつ、ＬＥＤダイ１を発光させた場合、本実施形態の透明パネルは、液晶層２３の拡散度合に応じて所定の面積まで広げた光束を、光拡散パネル２０の上面から外部に向かって照射する面発光光源となる。
【００２１】
なお、電圧を印加しないで光拡散パネル２０の液晶層２３が光を拡散する状態となる場合も同様に面発光光源となる。
【００２２】
このように、本実施形態の発光機能を備えた透明パネルは、光源を内蔵した構造でありながら、透明な状態と、点発光光源の状態と、面発光光源の状態の３つの態様をとることができる。
【００２３】
また、本実施形態の透明パネルは、ガラスやフィルムのような液晶用光透過性基板２１，２２で液晶層２３を挟み込んだ光拡散パネル２０を用いることによって、点光源であるＬＥＤダイ１を搭載したＬＥＤ用光透過性基板２を光拡散パネル２０に密着させた構造であっても均一な面発光を放出することが可能である。
【００２４】
また、本実施形態では、光透過性基板２にＬＥＤダイ１を実装した光源デバイス１０を、光拡散パネル２０に粘着や接着などの所望の方法を使用して直接貼り付けた構造をもつため、光源デバイス１０と光拡散パネル２０との間における光のロスを低減でき、光取り出し量の低下を抑制できる。
【００２５】
また、光拡散パネル２０の液晶層２３において拡散された光の一部は、光源デバイス１０側にも拡散されるが、本実施形態では、光源デバイス１０の光透過性基板２の一部に配線パターン３が配置されているため、その反射特性により、光源デバイス１０側に拡散された拡散光の一部を、再度光拡散パネル２０に入射させることができる。よって、光のロスをより低減でき、光取り出し量の低下を抑制できる。
【００２６】
また、光源デバイス１０のＬＥＤ用光透過性基板２としては、例えば２５〜１００μｍ厚さの薄い基板を用いることができ、そのような薄い基板２であっても本実施形態のように電磁波焼結によりＬＥＤダイ１を実装できるため、光源デバイス１０を薄型化することができる。よって、ＬＥＤダイ１を内蔵した透明パネルでありながら薄型化することができる。
【００２７】
また、本実施形態の透明パネルは、光源デバイス１０と光拡散パネル２０が密着しているため、光源デバイス１０のＬＥＤダイ１および配線パターン３が発する熱によって、光拡散パネル２０を温めることができる。よって、低温時であっても光拡散パネル２０の液晶の応答速度低下を抑制でき、点光源状態と面光源状態とのスイッチング速度低下を抑制できる。
【００２８】
また、本実施形態の透明パネルは、例えば配線パターン３が電磁波焼結した導電性粒子によって構成されている。このため、配線パターン３の形成時には、電磁波を集束して、ＬＥＤ用光透過性基板２上の配線パターン３を形成すべき箇所に配置した導電性粒子に照射することが可能で、ＬＥＤ用光透過性基板２の全面に熱を印加する必要が無い。このため、配線パターン３の形成時の加熱領域が、集束された電磁波のスポット径程度と極めて局所的になり、局所的な熱を周囲のＬＥＤ用光透過性基板２に熱伝導させ、空気中に放熱することができる。この手法で実施すると、ＬＥＤ用光透過性基板２の温度上昇を抑制することができ、ＬＥＤ用光透過性基板２にダメージを与えることなく、配線パターン３を形成することができる。したがって、ＬＥＤ用光透過性基板２として樹脂等も用いることができる。
【００２９】
また、電磁波焼結では、必要に応じて熱による焼結と組み合わせることで配線の幅に対する厚さの比（アスペクト比）が大きく、電気的に低抵抗な、微細な配線パターン３を形成することができるため、配線パターン３がＬＥＤ用光透過性基板２を覆う面積を小さくすることが出来る。配線パターン３が外光やＬＥＤダイ１からの光を遮蔽する面積を小さくすることができ、ＬＥＤ用光透過性基板２の透明性を維持することができる。特に、配線パターン３は、幅よりも厚さの方が大きいことが望ましい。これにより、配線パターン３が表示体５を覆う面積を小さくすることができるとともに、電気的に低抵抗にできる。
【００３０】
配線パターン３の幅に対する厚みの比率は、厚み／幅＝1/100以上であることが望ましく、厚み／幅＝5/100以上であるとより望ましく、厚み／幅＝10/100以上である場合には特に望ましい。また、配線パターン３に大電流を供給する場合は、厚み／幅＝20/100以上であることが望ましい。
【００３１】
また、電磁波焼結では、必要に応じて熱による焼結と組み合わせることで微細な配線パターン３を形成できるため、パッケージ化されていないＬＥＤダイ１を配線パターン３に直接接合することができる。よって、小さなＬＥＤダイ１を内蔵するパネルを形成することができるため、ＬＥＤダイ１が外光を遮蔽する面積を低減でき、多くの外光が透過できる透明パネルを提供できる。また、光源を内蔵する透明パネルでありながら、パネルの厚さを薄型化できる。
【００３２】
なお、ＬＥＤダイ１は、配線パターン３上に、新たに塗布等により配置した導電性粒子を含有する物質等で接合しても良い。
【００３３】
このとき、ＬＥＤダイ１は、電磁波焼結により配線パターンに接合されていることが望ましい。電磁波焼結により、ＬＥＤ用光透過性基板２の温度上昇を抑制しつつ、ＬＥＤダイ１を配線パターン３に接合することができる。
【００３４】
なお、配線パターン３に使用する導電性粒子含有インク材料が吸収する波長であって、かつ、ＬＥＤ用光透過性基板２が透過する波長の電磁波を用いることにより、配線パターン３を形成する際に電磁波を集束させることなく照射して微細な配線パターン３を形成することも可能である。この場合も、ＬＥＤ用光透過性基板２は、電磁波を透過するため、全体に電磁波を照射しても、ＬＥＤ用光透過性基板２自身の電磁波吸収による温度上昇は生じず、配線パターン３の部分のみ加熱することが可能である。
【００３５】
また、ＬＥＤダイ１と配線パターン３との接合を電磁波焼結により行った場合、ＬＥＤ用光透過性基板２が湾曲し、歪応力が加わっても、接合部に破断や剥離を生じにくく、耐久性を高めることができる。
【００３６】
また、配線パターン３がＬＥＤダイ１の発光時の発熱を熱伝導して効率よくＬＥＤ用光透過性基板２に伝導することができるため、ＬＥＤダイ１の放熱性能を高めることができる。
【００３７】
なお、図１（ａ）では、配線パターン３を、ＬＥＤ用光透過性基板２のＬＥＤダイ１の搭載面に形成した例を示しているが、配線パターン３の一部は、ＬＥＤ用光透過性基板２の逆側の面に配置してもよい。
【００３８】
上述してきた構成において、ＬＥＤ用光透過性基板２は、光を透過する基板であることが望ましく、その材質としては、ガラス、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドなどを用いることができる。ＬＥＤ用光透過性基板２の厚さは、一例として２５〜１００μｍである。
【００３９】
配線パターン３は、光透過基板の表面に銅箔等の金属物質を貼り付けた後にエッチング法等で所望の配線形状にし、必要に応じてめっき付けしたパターンや、導電性粒子とエポキシやシリコーンなどの熱硬化性物質を含んだインクを光透過基板上に形成し、熱などを印加して所望の配線形状に硬化したパターンや、導電性粒子と溶媒や分散剤を含有したインクを光透過基板上に形成し、熱や電磁波によって焼結させたものを用いることができる。導電性粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。電磁波による焼結では効率的に行うため、導電性粒子を含むインクの電磁波吸収特性を高める事が望ましく、導電性粒子の一部または全部がナノサイズ形状となっていることが望ましい。含まれる粒子サイズは一例として１０〜１５０ｎｍである。
【００４０】
ＬＥＤダイ１としては、視認性向上に適した所望の波長の光を発するものを用いる。
【００４１】
＜＜発光機能を備えた透明パネルの製造方法＞＞
＜光源デバイス１０の製造方法＞＞
つぎに、第１の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの製造方法を説明する。まず、光源デバイス１０の製造工程を図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここでは、配線パターン３を、導電性粒子と溶媒や分散剤を含んだインクを電磁波である光を用いて焼結する例について説明する。
【００４２】
まず、図２（ａ）のように、導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液（インク）、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液を用意し、これをＬＥＤ用光透過性基板２の表面に所望の形状で塗布する。塗布方法は、インクジェット、ディスペンス、フレキソ、グラビア、グラビアオフセット、スクリーン印刷手法などの方法を用いる事が可能である。これにより、ＬＥＤ用光透過性基板２の表面に、絶縁材料で被覆された導電性粒子の膜１２１を形成する。必要に応じて膜１２１を加熱し、溶媒を蒸発させて乾燥させる。膜１２１内には、導電性ナノ粒子が分散され、導電性ナノ粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。よって、本工程では、絶縁材料で完全に導電性ナノ粒子を覆っている場合には膜１２１は非導電性であるが、絶縁材料で覆わない部分も有する場合には導電性を有する。すなわち絶縁材料の種類、添加量によって導電性をコントロール可能となる。なお、膜１２１の形状は、形成すべき配線パターン３の形状になるように塗布してもよいし、一様な膜であってもよい。一様な膜である場合、配線パターン３以外の領域は、後工程で除去する。
【００４３】
形成した未焼結の膜１２１の微粒子を焼結させるため、電磁波を照射することで局所的に配線部のみ加熱し、微粒子を焼結させる。電磁波は、フラッシュランプの様な光のパルス波、レーザー光の様な連続波、マイクロ波の様な長波長の電磁波を用いることができる。ここでは、まず、図２（ｂ）のように、ＬＥＤダイ１を、その電極３１ａが膜１２１に接触するように、未焼結の配線パターン３に搭載する。つぎに、図２（ｃ）、（ｄ）のように、ＬＥＤ用光透過性基板２を透過させて光束１２を膜１２１に照射する。この方法では、例えば配線パターン３の形成と、ＬＥＤダイ１と配線パターン３との接続とを、光束１２の照射により同時にまたは連続して行うことができる。具体的には、図２（ｃ）のように、ＬＥＤ用光透過性基板２の、膜１２１が形成されていない側から光束１２を電極３１ａとＬＥＤ用光透過性基板２の間の領域に照射して、膜１２１の導電性粒子を電磁波焼結し、電極接続領域となる配線パターン３を形成する。さらに、図２（ｄ）のように、光束１２を照射し、他の配線パターン３も形成する。形成順序は、他の配線パターンを形成した後にＬＥＤダイ１の電極接続領域となる配線パターン３を形成しても良い。
【００４４】
また、配線パターン３形成後、配線パターン３と電極３１ａの間に未焼結の導電性粒子含有インクをさらに塗布し、ＬＥＤダイ１の電極３１ａを搭載した後、さらに光束１２を照射することで電極接続領域を形成することも可能である。
【００４５】
膜１２１の光束１２が照射された領域は、導電性粒子が光のエネルギーを吸収して温度が上昇する。これにより、導電性粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融するとともに、導電性粒子の温度上昇に伴い、周囲の絶縁材料層は多くが蒸発し、一部が残存した場合で軟化する。そのため、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合するか、もしくは、軟化した絶縁材料層を突き破って隣接する粒子と融合する。これにより、導電性粒子同士が焼結され、ＬＥＤ用光透過性基板２の上面に導電性の配線パターン３が形成される。このとき、溶融した導電性粒子は、ＬＥＤ用光透過性基板２に固着する。特に、ＬＥＤ用光透過性基板２の膜１２１が形成されていない側の面から光束１２を照射することにより、ＬＥＤ用光透過性基板２と配線パターン３の界面の固着強度を高めることができる。
【００４６】
なお、上述のように、膜１２１の光束１２の照射を受けた領域の導電性粒子は、光を照射することにより温度が上昇し、この熱は、導電性粒子の焼結に用いられるとともに、周囲の膜１２１、ＬＥＤ用光透過性基板２に伝導し、放熱される。よって、膜１２１のうち光束１２の照射を受けた領域のみ、もしくは、その光束１２の照射を受けた領域とその近傍領域のみが、導電性粒子が焼結される温度に到達し、その外側領域の膜１２１やＬＥＤ用光透過性基板２の温度は、それらを構成する材料を溶融させたり変質させたりする温度には到達しない。すなわち、本実施形態では、膜１２１の一部領域のみに光束１２を照射することにより、ＬＥＤ用光透過性基板２の温度上昇を抑制することができ、ＬＥＤ用光透過性基板２の電磁波焼結による変形や歪、白濁等の変質を防止することができる。また、ＬＥＤ用光透過性基板２がフレキシブルである場合にはそのフレキシブル性を維持することができる。
【００４７】
図２（ｃ）、（ｄ）の工程では、形成される配線パターン３が多孔質（ポーラス）となるように形成することが望ましい。すなわち、隣接する導電性粒子同士は、全体が完全に溶融して混ざりあうのではなく、接触する界面で焼結され、焼結後の導電性粒子間の少なくとも一部に空孔を形成するような温度で電磁波焼結することが望ましい。例えば、光束１２として、レーザー光を用い、通過するＬＥＤ用光透過性基板２を溶融させない程度の照射強度で膜１２１に照射することにより、光束１２が照射された膜１２１の領域に短時間に比較的大きなエネルギーを投入でき、導電性粒子を加熱して溶融させ焼結できるとともに、レーザー光の光束１２の照射を停止することにより、周囲の膜１２１やＬＥＤ用光透過性基板２への熱伝導により速やかに冷却することができるため、多孔質の配線パターンを形成することができる。言い換えると、膜１２１をレーザー光の光束１２で焼結するときに、膜１２１が適切な温度になるように、光束１２の照射強度を調節することで、多孔質の配線パターン３を形成できる。具体例としては、ＬＥＤ用光透過性基板２として、延伸されたポリエチレンテレフタレート（PET）フィルム（融点２５０℃程度、耐熱温度１５０℃程度）を用い、ＬＥＤ用光透過性基板２の形状が維持されるようにレーザー光の光束１２の強度を調整してＬＥＤ用光透過性基板２の裏面から膜１２１に照射し、膜１２１の導電性粒子を焼結した場合、多孔質の配線パターン３を形成することができる。
【００４８】
配線パターン３が多孔質である場合には、上述したように、配線パターン３自体が追随性（可撓性）を有するため、フレキシブルなＬＥＤ用光透過性基板２を変形させた場合にも、それに伴って配線パターン３が追随するため、配線パターン３がＬＥＤ用光透過性基板２からはがれにくく、ひび割れ等も生じにくい。よって、断線の生じにくい、フレキシブルな基板２を提供することができる。
【００４９】
なお、図２（ｃ）、（ｄ）の工程において、膜１２１へ照射する際の光束１２の形状は、マスクを通過させることにより配線パターン３の形状に整形してから照射してもよいし、照射スポットが円形や矩形の光束１２を走査させて配線パターン３を描いてもよい。
【００５０】
ＬＥＤダイ１を保護するために、ＬＥＤダイ１の周囲に封止樹脂層４を設ける場合には、未硬化の封止樹脂を所望の方法でＬＥＤダイ１の周囲に充填してから熱やＵＶなど所望の方法で硬化させる。また、ＬＥＤダイ１を挟んで、光透過性基板２と対向するように別の光透過性基板を配置し、２枚の光透過性基板の間隙に毛細管現象や真空注入技術により樹脂を充填させた後、所望の方法で硬化させることも可能である。封止樹脂層３としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の光透過性の樹脂材料を用いる。
【００５１】
以上の工程により、配線パターン３とＬＥＤダイ１が搭載されたＬＥＤ用光透過性基板２、すなわち光源デバイス１０を製造できる。
【００５２】
図２の製造工程において、光束１２は、ＬＥＤ用光透過性基板２の膜１２１が設けられている側の面から照射することももちろん可能である。この場合、ＬＥＤダイ１を搭載する電極の接続部分には電磁波焼結を使用できないが、他の配線パターン３は焼結できるため、電極接続部と配線パターン形成の工程をパラレルに実施することも可能である。
【００５３】
なお、照射する光束１２の波長は、膜１２１に含まれる導電性粒子に吸収される波長を用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよいし、マイクロ波であってもよい。例えば導電性粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００〜６００ｎｍの可視光を用いることができる。
【００５４】
光を照射していない膜１２１の領域がある場合は、焼結が生じないため、この後の工程で除去する。例えば、有機溶媒等を用いて膜１２１を除去することが可能である。また、追加して光を照射したり、加熱をしたりすることによって、膜１２１を焼結させることもできる。
【００５５】
配線パターン３を形成する工程で用いる導電性微粒子を含むインクとは、１μｍ以下のナノサイズ導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液である。導電性粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。導電性粒子の粒子径は、１μｍ未満のナノ粒子のみであってもよいし、１μｍ未満のナノ粒子と１μｍ以上のマイクロ粒子とが混合されていてもよい。溶液の溶媒は、有機溶媒や水を用いる。溶媒には、分散性を向上させる添加剤（ポリマー成分等）を添加し、また固着力を向上させるために樹脂成分（エポキシやシリコーン、ウレタンなど）を添加しても良い。
【００５６】
膜１２１に少なくとも含有される絶縁材料、または、膜１２１の導電性粒子を被覆する絶縁材料としては、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、および、アクリル樹脂などの有機材料、ならびに、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの無機材料、また有機と無機のハイブリット材料のうちの１以上を用いることができる。また、膜１２１において導電性粒子を被覆する絶縁材料層の好ましい厚みは導電性のコントロールによって異なるが、例えば絶縁性を有する場合は１ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００５７】
配線パターン３の大きさは、例えば１μｍ以上、厚みは、１ｎｍ〜５０μｍ程度に形成することが可能である。また、配線パターン３の電気抵抗率は、１０−４Ω・ｃｍ以下であることが望ましく、特に、１０−６Ω・ｃｍオーダーの低抵抗であることが望ましい。
【００５８】
＜光拡散パネル２０の製造方法＞
液晶用光透過性基板２１，２２としては、光を透過する基板、例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミド、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を用いることができる。透明導電膜２４，２５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの金属酸化物を用いた透明導電材料で形成するか、または、Ag、Cuなどの導電性金属のメッシュ配線で形成する。また、液晶用光透過性基板２１，２２の液晶層２３側の面には、配向膜としてポリイミド系材料で形成された膜を配置する。液晶用光透過性基板２１，２２の間隙を維持しつつその周囲を封止する封止樹脂層２６は、エポキシ、シリコーン、アクリル系樹脂等により形成する。
【００５９】
液晶用光透過性基板２１，２２として、例えば片面が研磨処理され、その表面にSiO2アンダーコートが施され、さらに、ITO製の透明導電膜２４，２５が成膜されたガラス（青板ガラス）を用意する。そして、透明導電膜２４，２５を所望のパターンに加工する。例えばフォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によって加工する。必要に応じて、ITO製の透明導電膜２４，２５の一部表面上にSiO2等の絶縁層を形成しても良い。透明導電膜２４，２５を金属メッシュ配線で形成する場合は、液晶用光透過性基板２１，２２上に形成された金属膜の上にマスクを配置し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によってメッシュ状に加工することにより、金属メッシュ配線の透明導電膜２４，２５を形成してもよい。また、金属メッシュ配線を形成する金属膜を、所望のパターンで液晶用光透過性基板２１，２２上に直接塗布して形成してもよい。塗布方法は、インクジェット、ディスペンス、フレキソ、グラビア、グラビアオフセット、スクリーン印刷手法などの方式を用いる事が可能である。この方法により、メッシュ状の金属膜を直接形成することも可能である。なお塗布する前に、液晶用光透過性基板２１，２２と金属膜との密着性を向上させるための表面処理を行ってもよい。例えば、プラズマ処理、UV処理、カップリング処理等で表面処理を施す。
【００６０】
ガラス基板２１，２２を必要に応じてアルカリ溶液等で洗浄後、配向膜材料をフレキソ印刷法などで塗布した後、クリーンオーブン内にて所望の温度、時間にて焼成し、配向膜を形成する。
【００６１】
つぎに、綿製ラビング布を用い、基板２１，２２の配向膜にラビング処理を必要に応じて施す。ラビング処理は、必ずしも施さなくてもよい。一方の基板には、例えば乾式散布法にて所望の粒径のガラスもしくはプラスチックスペーサー（ギャップコントロールボール）を全面散布する。他方の基板の縁には、所望の粒径のロッド状ガラスもしくはプラスチックスペーサーが混入した製熱硬化型シール材（封止樹脂２６）をディスペンサーなどで所望のパターンに塗布する。その後、両側基板を電極面が対向するようにして貼り合わせ、熱圧着などでシール材を硬化させて封止樹脂２６を形成し、空セルを完成させる。なお、ここでは、液晶層２３の厚さ保持のためギャップコントロールボールを用いたが、あらかじめ透明導電膜２４，２５上に樹脂製の柱状スペーサーを形成しておいてもよい。
【００６２】
形成した空セルの基板２１，２２間の間隙に、例えば液晶材料を真空注入法によって注入した後、プレス処理をしながら封止し、所望の温度と時間にて焼成する。これにより、液晶セルが形成される。
なお、ここでは空セルを形成してから真空注入する方式について説明したが、液晶滴下工法（ODF工法）等の他の方法を用いることも可能である。例えば、ODF公報は、一方の基板にシール材と液晶材を形成しておき、もう一方の基板を貼り合わせながらプレス処理、熱処理、UV処理などで液晶セルを形成する。
【００６３】
最後に、液晶セルの透明導電膜２４，２５の電極取り出し端子にリードフレームを取り付ける。以上により、光拡散パネル２０が完成する。なお、リードフレームは、この後の光拡散パネル２０と光源デバイス１０との貼り合わせ後に取り付けてもよい。
【００６４】
＜光源デバイスと光拡散パネルの貼り合わせ工程＞
光源デバイス１０もしくは光拡散パネル２０の一方もしくは両方に、光透過性樹脂層を形成し、両者を貼りあわせる。所望の硬化条件・軟化条件になるように熱してから貼りあわせてもよい。光透過性樹脂層としては、エポキシ、アクリル、シリコーン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドなどを用いることができる。光透過性樹脂層の形成方法としては、塗布法や印刷法の他、光源デバイス１０と光拡散パネル２０とを微小な間隙をあけて対向させ、毛細管現象や真空注入技術により間隙内に樹脂を充填した後、必要に応じで樹脂を所望の方法で硬化させる方法を用いることができる。
【００６５】
樹脂硬化で貼りあわせる以外の方法としては、光透過性を有する粘着性フィルムを光源デバイス１０もしくは光拡散パネル２０のどちらか一方もしくは両方に貼った後、この粘着性フィルムによって光源デバイス１０と光拡散パネル２０とを貼りあわせてもよい。
【００６６】
上記貼りあわせ工程は、バッチ式で行ってもよいし、光源デバイス１０および光拡散パネル２０の光透過性基板２，２１，２２が、いずれも可撓性を持つ場合には、ラミネート方式や、ロール・トゥ・ロール方式で行ってもよい。
【００６７】
光源デバイス１０と光拡散パネル２０の固定は、光透過性樹脂を用いる方法以外の方法を用いることも可能である。例えば、光透過性ではない樹脂を用い、デバイスの周囲部、もしくは微細なエリアで接着することにより光源デバイス１０と光拡散パネル２０の固定を行っても良い。また、ネジ止めやカシメ、フックなどでの嵌合により機械的に光源デバイス１０と光拡散パネル２０の固定を行ってもよい。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の発光機能を備えた透明パネルについて、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図および正面図である。
【００６９】
図３（ａ）のように、本実施形態では、光源デバイス１０の向きが第１の実施形態とは逆であり、封止樹脂層４の表面が光拡散パネル２０に密着し、固定されている。ＬＥＤダイ１の発光方向も第１の実施形態とは逆であり、封止樹脂層４の表面に向かって光を発するようにＬＥＤ用光透過性基板２に搭載されている。封止樹脂層４の材料を使って光拡散パネル２０に密着しても良いし、光源デバイス作製後に封止樹脂層４の表面に接着層などを設けて密着しても良く、また、ネジ止めやカシメ、フックなどでの嵌合により機械的に行ってもよい。
【００７０】
本実施形態の発光機能を備えた透明パネルの他の構成および動作は、第１の実施形態と同様であり、外光に対して透明な状態と、点発光状態と、面発光状態とを切り替え可能である。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の発光機能を備えた透明パネルについて、図４を用いて説明する。図４は、第３の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図である。
【００７２】
図４のように、本実施形態では、ＬＥＤ用光透過性基板２が、液晶用光透過性基板２２を兼用している。兼用の光透過性基板２（２２）は、一方の面が液晶層２３と接し、他方の面にＬＥＤダイ１および配線パターン３が搭載されている。他の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
本実施形態の発光機能を備えた透明パネルは、第１の実施形態と同様の作用および効果を達成できる他、ＬＥＤ用光透過性基板２と液晶用光透過性基板２２とが兼用されているため、第１の実施形態の透明パネルよりも薄型化できるというメリットがある。また、材料コストも低減できる。
【００７４】
本実施形態の発光機能を備えた透明パネルを製造する方法としては、兼用の光透過性基板２（２２）に、図２（ａ）〜（ｄ）の工程により配線パターン３とＬＥＤダイ１を搭載した後、ＬＥＤダイ１を搭載してない側の面に配向膜を形成し、光拡散パネル２０を組み立てる工程を行えばよい。
【００７５】
この方法に限られず、別の製造工程とすることも可能である。まず、ＬＥＤダイ１を搭載する前に、兼用の光透過性基板２（２２）を用いて、光拡散パネル２０を組み立てる。その後、光透過性基板２（２２）の表面に、図２（ａ）〜（ｄ）の工程により配線パターン３とＬＥＤダイ１を搭載する。このとき、図２（ｃ）の工程において、光束１２を照射する際には、透明導電膜２４，２５から電圧を印加して液晶層２３を透明にした状態で、透明な光拡散パネル２０を通して光束１２を照射して電磁波焼結を行えばよい。これにより、基板２（２２）を通して配線パターン３に電磁波を照射し焼結することができる。なお、電圧を印加しない状態で液晶層が透明な状態となる場合は、電圧を印加しないで電磁波による焼結を実施する事が出来る。
【００７６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態の発光機能を備えた透明パネルについて、図５を用いて説明する。図５は、第４の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図である。
【００７７】
図５のように、本実施形態では、光拡散パネル２０が液晶層を２層含む構造であることが第１の実施形態とは異なっている。２層の液晶層２３−１と２３−２との間には、液晶用光透過性基板２７が配置されている。また、透明導電膜２４−１，２５−１が液晶層２３−１を挟むように、透明導電膜２４−２，２５−２が液晶層２３−２を挟むように、それぞれ配置されている。
【００７８】
光源デバイス１０は、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ用光透過性基板２が光拡散パネル２０に密着するように配置されている。
【００７９】
本実施形態では、液晶層２３−１，２３−２を２層にし、透明導電膜２４−１，２５−１および透明導電膜２４−２，２５−２から電圧を印加して、両者を光拡散状態にすることにより、ＬＥＤダイ１が発した光を２段階に拡散することができるため、より均一な面発光を実現できる。また、液晶層を１層のままとして層厚を２倍にすることで、２層にした場合と同様の拡散光の均一性が得られるが、透明導電膜から印加する駆動電圧が高くなる。本実施形態では、液晶層を２層にすることにより、駆動電圧を高くすることなく、拡散光の均一性を向上させることができるというメリットがある。
なお、電圧を印加しないで液晶層が透明な構成の場合は、液晶層を１層のままとして層厚を２倍にすると透明にするときの駆動電圧が高くなってしまう。
【００８０】
他の構成および効果は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８１】
なお、光源デバイス１０に搭載するＬＥＤダイ１の数は、１個に限られるものではなく、図６のように２以上搭載することも可能である。ＬＥＤダイ１の数を複数にすることにより、１個の場合よりも、広い面積に均一に拡散された光を照射することができる。
【００８２】
なお、本実施形態の透明パネルの光源デバイス１０の向きを、第２の実施形態の図３のように逆向きにし、封止樹脂層４の上面を光拡散パネル２０に密着させる構成にしてもよい。
【００８３】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態の発光機能を備えた透明パネルを、図７、図８を用いて説明する。図７（ａ）および図８（ｂ）はそれぞれ、第５の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図であり、図７（ｂ）および図８（ｂ）は、光拡散パネル２０から出射される光束の強度分布を示す正面図である。
【００８４】
第５の実施形態では、光拡散パネル２０が２以上（ここでは３層）の液晶層２３−１〜２３−３を含み、それぞれの液晶層を挟むように透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３が配置されている。
【００８５】
本実施形態では、液晶層２３−１〜２３−３にそれぞれ配置された透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３の大きさを異ならせている。これにより、透明導電膜が印加する駆動電圧により、拡散状態と透明状態とが切り換えられる領域を液晶層２３−１〜２３−３ごとに異ならせている。
【００８６】
具体的には、図７（ａ）の例では、透明導電膜はいずれも円形であり、ＬＥＤダイ１に最も近い液晶層２３−３の透明導電膜２４−３、２５−３が最も小さく、ＬＥＤダイ１から離れるにつれ、透明導電膜２４−２、２５−２および透明導電膜２４−１、２５−１が順次大きくなるように構成されている。
【００８７】
電圧を印加した時に液晶層が透明となる構成とした場合は、これにより、ＬＥＤダイ１に最も近い液晶層２３−３の透明導電膜２４−３、２５−３から液晶層２３−３を光拡散状態とする電圧を供給し、他の液晶層２３−２，２３−１の透明導電膜２４−２、２５−２、２４−１、２５−１から、液晶層２３−２，２３−１を透明状態とする電圧を供給した場合には、ＬＥＤダイ１から発せられた光束は、液晶層２３−３の透明導電膜のあるエリア（２４−３、２５−３）のみで拡散されるため、図７（ｂ−３）のように、光束径の拡散光が光拡散パネル２０の上面から出射される。
【００８８】
一方、ＬＥＤダイ１に近い２層の液晶層２３−３、２３−２を光拡散状態とするように透明導電膜２４−３、２５−３、２４−２、２５−２からそれぞれ電圧を供給し、ＬＥＤダイ１から最も遠い液晶層２３−１を透明状態とするように透明導電膜２４−１、２５−１から電圧を供給した場合には、ＬＥＤダイ１から発せられた光束は、液晶層２３−３の透明電極エリア（２４−３、２５−３）および液晶層２３−２の透明電極エリア（２４−２、２５−２）の２層で拡散されるため、図７（ｂ−２）のように図７（ｂ−１）よりも光束径の大きな拡散光が光拡散パネル２０の上面から出射される。
【００８９】
さらに、３層すべての液晶層２３−１〜２３−３の透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３からそれぞれ液晶層２３−１〜２３−３を光拡散状態とする電圧を供給した場合、ＬＥＤダイ１から発せられた光束は、３層の液晶層２３−１〜２３−３の透明電極エリア（２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３）エリアで拡散されるため、図７（ｂ−１）のように図７（ｂ−２）よりもさらに大きな光束径の拡散光が光拡散パネル２０の上面から出射される。
【００９０】
このように、本実施形態では、拡散状態と透明状態とが切り換えられる領域を液晶層２３−１〜２３−３ごとに異ならせることにより、液晶層ごとに拡散状態とするか透明状態とするかを切り替えることで、出射される光束径を変化させることができる。
【００９１】
また、ＬＥＤダイ１に最も近い液晶層２３−３の透明導電膜２４−３、２５−３の大きさを、ＬＥＤダイ１から発せられる光束径より小さくことにより、中央部が拡散され、周辺部が拡散されていない、強度分布がグラデーションとなった光束を出射させることができる。液晶層２３−２、２３−１の透明導電膜の大きさを設計することにより、より複雑なグラデーションの光束を出射させることができる。これにより、発せられる光束のデザイン性の向上が期待できる。
【００９２】
図７（ａ）の例では、３層の液晶層２３−１〜２３−３の透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３をいずれもＬＥＤダイ１の光軸を中心に配置したが、この配置に限られるものではない。
【００９３】
図８（ａ）は、いずれも矩形で、大きさの異なる透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３を液晶層２３−１〜２３−３の片側に寄せて配置した例である。図８（ｂ−１）は、図８（ａ）の液晶層２３−３の透明電極エリア（２４−３、２５−３）のみを拡散状態とするように透明導電膜２４−３、２５−３から電圧を印加した場合の出射光束である。図８（ｂ−２）は、液晶層２３−２の透明電極エリア（２４−２、２５−２）および２３−３の透明電極エリア（２４−３、２５−３）を拡散状態とするように透明導電膜２４−２、２５−２、２４−３、２５−３から電圧を印加した場合の出射光束である。図８（ｂ−３）は、３層すべての液晶層２３−１〜２３−３の透明電極エリア（２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３）を拡散状態とするように透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３から電圧を印加した場合の光拡散パネル２０から出射光束である。
【００９４】
＜第６の実施形態＞
第６の実施形態の発光機能を備えた透明パネルを、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、第６の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図である。
【００９５】
本実施形態では、各液晶層２３−１〜２３−３の透明導電膜２４−１、２５−１〜２４−３、２５−３が、いずれも面内方向に３分割されている。これにより、３分割された領域ごとに液晶層２３−１〜２３−３を拡散状態にするか透明状態にするかを選択することができるため、第５の実施形態よりもさらに複雑に光束径や強度分布のグラデーションを設計した光を出射することができる。
【００９６】
本実施形態では、複数の液晶層構造としているが、単一の液晶層構造とすることも可能である。例えば、第一の実施形態の構造において、拡散状態のエリアを分けるように構成する。
【００９７】
＜第７の実施形態＞
第７の実施形態の液晶デバイスを、図１０を用いて説明する。図１０は、第７の実施形態の液晶デバイスの断面図である。
【００９８】
図１０のように、本実施形態の液晶デバイスは、第１の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの光拡散デバイスの表面に、液晶表示パネル５０を密着させて搭載した構造である。第１の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの光拡散デバイスは、液晶表示パネル５０の光源として動作する。
【００９９】
液晶表示パネル５０は、広く知られた構造であるため、ここでは簡単に説明する。液晶表示パネル５０は、液晶層５１を光透過性基板５２，５３で挟んだ構成である。液晶層５１は前述の液晶層２３とは異なる機能を果たすものであり、通常は液晶層２３とは別の材料で構成される。光透過性基板５２，５３の液晶層５１に接する面には、透明導電膜５４，５５が備えられている。透明導電膜５４，５５は、表示すべき内容に応じて、パターニングされている。光透過性基板５２、５３の外側の面に偏光層５６，５７が配置されている。これにより、透明導電膜５４，５５から液晶層５１に電圧を印加することにより、偏光層５７を通過した偏光を、偏光層５６を通過する向きの偏光に変化させるように液晶分子を配列させた場合には、その透明導電膜５４，５５の領域は「明」表示となる。逆に、透明導電膜５４，５５から液晶層５１に電圧を印加することにより、偏光層５７を通過した偏光が、偏光層５６を通過しない向きの偏光として出射するように液晶分子を配列させた場合には、その透明導電膜５４，５５の領域は「暗」表示となる。
【０１００】
なお、液晶層に電圧を印加したときに偏光層５７を通過した偏光が、偏光層５６を通過する向きの偏光として出射するように液晶分子を配列させた場合には、上述の「暗」「明」表示は逆となる。
【０１０１】
光拡散パネル２０および光源デバイス１０は、第１の実施形態で説明したように、透明状態と、点発光状態と、面発光状態に切り替え可能であるため、外光を液晶表示パネル５０に入射させる状態と、点発光の照明を入射させる状態と、面発光の照明を入射させる状態とに切り替え可能である。よって、液晶表示パネル５０は、それぞれの照明光の状態に応じて、異なる態様で表示を行うことができる。
【０１０２】
また、光拡散パネル２０および光源デバイス１０を密着させた第１の実施形態の透明パネルは、従来のバックライトと比較して薄型であるので、液晶表示デバイスを薄型化することができる。
【０１０３】
第７の実施形態の光拡散パネル２０および液晶表示パネル５０を光源デバイス１０の上面だけでなく、下面、あるいは上面および下面の両面に形成することもできる。
【０１０４】
光拡散パネル２０の全面、あるいは少なくとも一部に液晶表示パネル５０を配置することにより、透明状態、点発光状態、面発光状態、遮光状態の少なくとも４パターンの状態を切り替え可能である。
【０１０５】
また、光源デバイス１０の上面には、光拡散パネル２０および液晶表示パネル５０を搭載し、光源デバイス１０の下面には液晶表示パネル５０のみを搭載することもできる。この場合、光源デバイス１０の下面側の液晶表示パネル５０を制御することで、所望のときに下面側への光を遮光できるようになる。
【０１０６】
＜第８の実施形態＞
第８の実施形態の透明パネルを、図１１を用いて説明する。図１１は、第８の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図である。
【０１０７】
第８の実施形態の透明パネルは、第１の実施形態の透明パネルの光源デバイス１０の両面に光拡散パネル２０を配置した構造である。このような構造において、ＬＥＤダイ１として両面発光型のものを用いることにより、ＬＥＤダイ１の発する光を透明パネルの両面から上方および下方にそれぞれ出射することができる。
【０１０８】
すなわち、透明状態と、点発光状態と、面発光状態とを切り替え可能であるとともに、両面をそれぞれ点発光状態にするか面発光状態にするかを選択可能である。すなわち、上方の光拡散パネル２０を拡散状態とし、下方の光拡散パネル２０を透明状態とした場合には、上方が面発光状態、下方が点発光状態となる。同様に、上方が点発光状態、下方が面発光状態とすることも可能である。
【０１０９】
また、上方及び下方の光拡散パネル２０を両方透明状態とし、ＬＥＤダイ１を発光させない場合には、透明パネルは、外光を透過する透明状態となる。
【０１１０】
図１１の構造では、光源デバイス１０の封止樹脂層４を挟んで、上下の構造が同じになるように、封止樹脂層４に接するように光透過性基板１１１を配置し、透明な接着層１１２を介して下方の光拡散パネル２０を接着した構造である。
【０１１１】
ただし、本実施形態は、図１１の構造に限定されるものではなく、図１２のように、未硬化の封止樹脂層４の接着力を利用して、下方の拡散デバイス２０を接着した後、封止樹脂層４を硬化させることにより、封止樹脂層４に直接下方の拡散デバイス２０を接着した構造にしてもよい。
【０１１２】
また、図１３に示したように、第２の実施形態と同様に、上方の光拡散パネル２０の光透過性基板２２に、光源デバイス１０の光透過性基板２を兼用させる構造としてもよい。
【０１１３】
さらに、図１４に示したように、上方の光拡散パネル２０の光透過性基板２２に、光源デバイス１０の光透過性基板２を兼用させ、かつ、下方の光拡散パネル２０の光透過性基板２１を光源デバイス１０の封止樹脂層４に直接接着した構造にしてもよい。
【０１１４】
第８の実施形態の両面発光可能な透明パネルを、車両用交通信号灯器１５０の光源１５１，１５２，１５３として用いた例を図１５（ａ）に示す。本実施形態の透明パネルは、単一構造でありながら、両面から発光することができる。よって、従来の図１５（ｂ）の信号灯器のように、２台の信号灯器を背中合わせで配置する必要がなく、信号灯器の薄型化が可能である。
【０１１５】
＜第９の実施形態＞
第９の実施形態の透明パネルを、図１６、図１７を用いて説明する。図１６は、第９の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの光源デバイス１０の上面図（ただし、封止樹脂層４は除去した状態）である。図１７（ａ），（ｂ）は、図１６のＡＡおよびＢＢ位置での透明パネルの断面図である。
【０１１６】
第９の実施形態の透明パネルの光源デバイス１０は、ＬＥＤダイ１は、間隔をあけて縦横に配列して、マトリクス状に配置されている。
【０１１７】
マトリクス状に配置された複数のＬＥＤダイ１の任意のＬＥＤダイ１を個別点灯可能にするために、配線パターン３は、縦方向の配線パターン３−１と、横方向の配線パターン３−２とを含む。縦方向の配線パターン３−１と横方向の配線パターン３−２とが交差する位置にＬＥＤダイ１が配置され、複数のＬＥＤダイ１に個別に電流を供給可能である。
【０１１８】
光源デバイス１０の封止樹脂層４の表面上には、図１７（ａ）、（ｂ）のように、第２の実施形態と同様に、光拡散パネル２０が密着するように固定されている。
【０１１９】
このような構造により、所望の位置の１以上のＬＥＤダイ１を発光させることができるため、所望のパターンや文字等の表示内容を表す発光を行うことができる。よって、光拡散パネル２０を透明状態とするか拡散状態とするかを切り替えることにより、所望の内容を点発光状態または面発光状態で逐次表示する二次元ディスプレイを透明パネルにより実現できる。
【０１２０】
このとき、図１７に示したように、ＬＥＤダイ１から上方に出射された光のうち、液晶層２３を透過した光１７１は、液晶層２３の状態に応じてそのまま、もしくは、拡散されて、光拡散パネル２０の上面から出射される。一方、ＬＥＤダイ１の側面から出射された光や、液晶層２３や透明導電膜２５で反射された光は、光源デバイス１０側に戻るが、その一部は、配線パターン３−１，３−２で反射され、再び液晶層２３に入射して、光拡散パネル２０の上面から出射される。
【０１２１】
このように、本実施形態の透明パネルは、配線パターン３−１，３−２により、光拡散パネル２０で反射された光の一部を反射して再び光拡散パネル２０に入射させることができるため、ＬＥＤダイ１の出射光の光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２２】
なお、ＬＥＤダイ１を消灯し、光拡散パネル２０を透明状態とすることにより、透明パネル全体を透明状態とすることもできる。
【０１２３】
＜第１０の実施形態＞
第１０の実施形態の透明パネルを、図１８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１８（ａ）は、第１０の実施形態の発光機能を備えた透明パネルの断面図であり、図１８（ｂ−１）〜（ｂ−４）は、透明パネルの光拡散パネル２０の上面の発光パターン例である。
【０１２４】
図１８（ａ）のように、本実施形態の透明パネルは、第１の実施形態と同様の構成であるが、透明導電膜２４，２５は、図１８（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示したように、所定の文字を示す領域２４ａ、２５ａと、その周囲の領域２４ｂ、２５ｂとに分割されている。
【０１２５】
所定の文字を示す領域２４ａ、２５ａに、液晶層２３を拡散状態にする電圧を印加し、その周囲の領域２４ｂ、２５ｂに液晶層２３を透明状態にする電圧を印加した場合、ＬＥＤダイ１の発光が拡散する領域２４ａ、２５ａが面発光状態、その周囲が点発光状態となるため、図１８（ｂ−１）、（ｂ−３）の表示となる。逆に、所定の文字を示す領域２４ａ、２５ａに、液晶層２３を透明状態にする電圧を印加し、その周囲の領域２４ｂ、２５ｂに液晶層２３を拡散状態にする電圧を印加した場合、ＬＥＤダイ１の発光が拡散する領域２４ｂ、２５ｂが面発光状態となり、文字を示す領域２４ａ、２５ａが点発光状態となるため、図１８（ｂ−２）、（ｂ−４）の表示となる。
【０１２６】
また、ＬＥＤダイ１を消灯し、光拡散パネル２０を透明状態とすることにより、透明パネル全体を透明状態とすることができる。
【０１２７】
図１８（ａ）には、光源デバイス１０がＬＥＤダイ１が１つのみ備える例を記載しているが、本実施形態は、この構成に限られるものではない。例えば、複数のＬＥＤダイ１を光源デバイス１０に配置する構成や、さらには、複数のＬＥＤダイ１を光源デバイス１０の発光面に万遍なく配置する構成としてもよい。
【０１２８】
また、図１，３〜７，９〜１４，１７に示された実施形態についても前述の図１８（ａ）の場合と同様に、ＬＥＤダイ１の個数は１つあるいは２つに限られず、複数のＬＥＤダイ１を光源デバイス１０の発光面に万遍なく配置する構成としてもよい。
【０１２９】
上述してきた各実施形態の透明パネルおよび液晶デバイスは、透明状態と面発光状態と点発光状態とを切り替え可能であるため、自動車のフロントガラスやリアガラスに用いることにより、通常の状態では透明であり、必要に応じて、面発光もしくは点発光で表示を行うことができる。よって、フロントガラスに表示を行うヘッドアップディスプレイや、緊急時に後続車両にリアガラス上で所定の表示を行う構造を実現できる。
【０１３０】
また、これら以外にも、照明機器（点発光/面発光照明、フレキシブル照明、自動車用照明（インテリア、エクステンション）など）、表示機器（シースルーディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなど）、演出機器（遊技機器（パチンコ）用の演出照明・表示など）等に好適に用いることができる。
【０１３１】
なお、本実施形態の透明プレートを適用する装置が、透明プレートの透明状態を必要とせず、点発光状態と面発光状態とが切り替え可能であればよい場合には、図３（ａ）のＬＥＤ用光透過性基板２として、不透明なものを用いることも可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１…ＬＥＤダイ、２…ＬＥＤ用光透過性基板、３…配線パターン、４…封止樹脂層、５…接着層、１０…光源デバイス、２０…光拡散パネル、２１、２２…液晶用光透過性基板、２３…液晶層、２４，２５…透明導電膜、２６…封止樹脂、５０…液晶表示パネル、５１…液晶層、５２、５３…光透過性基板、５４，５５…透明導電膜、５６，５７…偏光層、５８…封止樹脂、１１１…光透過性基板、１１２…接着層、１５０…車両用交通信号灯器、１５１，１５２，１５３…光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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