JP2001060724A - 拡散発光素子およびその製造方法 - Google Patents
拡散発光素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のこの種の拡散発光素子においては、透
明樹脂中に均一に拡散剤を分散させ拡散光を得るもので
あり、生産工程の状態により個々の素子内及び素子間の
品質にバラツキを生じるなどの問題点があった。 【解決手段】 本発明により、拡散部の形成が、中空部
３ａを有するランプハウス３を発光面３ｂ側を下方にし
て設置しておき、熱硬化性の透明樹脂４ａと屈折率１．
９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラスビーズ
４ｂとを適宜比率で混和した充填剤４を中空部３ａに注
入し、ガラスビーズ４ｂが沈殿した後に加熱硬化させて
製造する拡散発光素子１としたことで、何れの方向から
見ても同一形状となるガラスビーズ４ｂにより、透明樹
脂内で拡散剤としての方向性を生じないものとし、加え
て、光が透過するときの方向性も表示面に向かうものと
して、効率を向上させると共に均一性も向上させ課題を
解決するものである。
明樹脂中に均一に拡散剤を分散させ拡散光を得るもので
あり、生産工程の状態により個々の素子内及び素子間の
品質にバラツキを生じるなどの問題点があった。 【解決手段】 本発明により、拡散部の形成が、中空部
３ａを有するランプハウス３を発光面３ｂ側を下方にし
て設置しておき、熱硬化性の透明樹脂４ａと屈折率１．
９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラスビーズ
４ｂとを適宜比率で混和した充填剤４を中空部３ａに注
入し、ガラスビーズ４ｂが沈殿した後に加熱硬化させて
製造する拡散発光素子１としたことで、何れの方向から
見ても同一形状となるガラスビーズ４ｂにより、透明樹
脂内で拡散剤としての方向性を生じないものとし、加え
て、光が透過するときの方向性も表示面に向かうものと
して、効率を向上させると共に均一性も向上させ課題を
解決するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤランプなど
発光素子に関するものであり、詳細には表示灯などの用
途に用いるために、発光面積の全面が均一な輝度で発光
し表示品位を高めると共に、表示に指向性を生じないよ
うに拡散光とすることが要求される拡散発光素子に係る
ものである。
発光素子に関するものであり、詳細には表示灯などの用
途に用いるために、発光面積の全面が均一な輝度で発光
し表示品位を高めると共に、表示に指向性を生じないよ
うに拡散光とすることが要求される拡散発光素子に係る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の拡散発光素子９０の構成
の例を示すものが図４であり、例えばＬＥＤチップなど
光源９１から放射される光に拡散性を持たせるために、
前記光源９１を囲み設けられるランプハウス９２の中空
部９２ａには透明樹脂９３ａ中に拡散剤９３ｂが混和さ
れた充填剤９３が充填され拡散部とされ、前記ランプハ
ウス９２の表示面９２ｂから放射される光が拡散光とな
るようにされている。
の例を示すものが図４であり、例えばＬＥＤチップなど
光源９１から放射される光に拡散性を持たせるために、
前記光源９１を囲み設けられるランプハウス９２の中空
部９２ａには透明樹脂９３ａ中に拡散剤９３ｂが混和さ
れた充填剤９３が充填され拡散部とされ、前記ランプハ
ウス９２の表示面９２ｂから放射される光が拡散光とな
るようにされている。
【０００３】このときに、前記透明樹脂９３ａとしては
エポキシ樹脂など熱硬化性の樹脂が採用され、前記拡散
剤９３ｂとしては溶融シリカ或いはガラスが採用される
ものであるが、前記透明樹脂９３ａと拡散剤９３ｂとに
は比重差があるので、拡散剤９３ｂとして、例えばガラ
スを採用するときには短繊維状或いはフレーク状など体
積に対して表面積が大きい形状とし沈降に対する抵抗を
増して、硬化が行われた後にも拡散剤９３ｂが透明樹脂
９３ａ中に均一に分散しているように図るものとしてい
る。
エポキシ樹脂など熱硬化性の樹脂が採用され、前記拡散
剤９３ｂとしては溶融シリカ或いはガラスが採用される
ものであるが、前記透明樹脂９３ａと拡散剤９３ｂとに
は比重差があるので、拡散剤９３ｂとして、例えばガラ
スを採用するときには短繊維状或いはフレーク状など体
積に対して表面積が大きい形状とし沈降に対する抵抗を
増して、硬化が行われた後にも拡散剤９３ｂが透明樹脂
９３ａ中に均一に分散しているように図るものとしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の拡散発光素子９０においては、拡散剤９
３ｂの屈折率が１．５近傍であり、透明樹脂９３ａとに
屈折率の差が少ないことと、拡散剤９３ｂの形状が短繊
維状、フレーク状など拡散効率が低い形状であることが
相乗されて充分な拡散が行われず、光源９１の部分が明
るく見えるなど表示面の輝度が不均一となり表示品位を
損なう問題点を生じている。
た従来の構成の拡散発光素子９０においては、拡散剤９
３ｂの屈折率が１．５近傍であり、透明樹脂９３ａとに
屈折率の差が少ないことと、拡散剤９３ｂの形状が短繊
維状、フレーク状など拡散効率が低い形状であることが
相乗されて充分な拡散が行われず、光源９１の部分が明
るく見えるなど表示面の輝度が不均一となり表示品位を
損なう問題点を生じている。
【０００５】また、上記したように拡散剤９３ｂを短繊
維状、フレーク状などとしたときには、光路に対する傾
きの度合いなどで拡散効率や拡散光の向かう方向などが
変化するものであるので、例えば透明樹脂９３ａ内にお
ける分散の状態などで、得られる拡散の均一性が大きく
変わる可能性が高いものとなる。
維状、フレーク状などとしたときには、光路に対する傾
きの度合いなどで拡散効率や拡散光の向かう方向などが
変化するものであるので、例えば透明樹脂９３ａ内にお
ける分散の状態などで、得られる拡散の均一性が大きく
変わる可能性が高いものとなる。
【０００６】よって、どのような状況においてもほぼ満
足できる拡散特性が得られるようにするためには、極め
て多量の拡散剤９３ｂを添加せざるを得ないものとなる
が、このように多量の拡散剤９３ｂが添加されると表示
面９２ｂ以外の方向に向かう光も増加し、結果的には暗
い拡散発光素子９０となったり、各素子間の明るさのバ
ラツキが大きくなる問題点も生じる。
足できる拡散特性が得られるようにするためには、極め
て多量の拡散剤９３ｂを添加せざるを得ないものとなる
が、このように多量の拡散剤９３ｂが添加されると表示
面９２ｂ以外の方向に向かう光も増加し、結果的には暗
い拡散発光素子９０となったり、各素子間の明るさのバ
ラツキが大きくなる問題点も生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、発光面を均
一な輝度で発光させるためにランプハウスに拡散部を設
けて成る拡散発光素子の製造方法において、前記拡散部
の形成が、中空部を有するランプハウスを発光面側を下
方にして設置しておき、熱硬化性の透明樹脂と屈折率
１．９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラスビ
ーズとを適宜比率で混和した充填剤を前記中空部に注入
し、前記ガラスビーズが沈殿した後に加熱硬化させるこ
とを特徴とする拡散発光素子の製造方法および該製造方
法による拡散発光素子を提供することで課題を解決する
ものである。
課題を解決するための具体的な手段として、発光面を均
一な輝度で発光させるためにランプハウスに拡散部を設
けて成る拡散発光素子の製造方法において、前記拡散部
の形成が、中空部を有するランプハウスを発光面側を下
方にして設置しておき、熱硬化性の透明樹脂と屈折率
１．９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラスビ
ーズとを適宜比率で混和した充填剤を前記中空部に注入
し、前記ガラスビーズが沈殿した後に加熱硬化させるこ
とを特徴とする拡散発光素子の製造方法および該製造方
法による拡散発光素子を提供することで課題を解決する
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１〜図２は、本発明に
係る拡散発光素子１の製造方法を工程の順に示すもので
あり、図１はＬＥＤチップなど光源２が取り付けられた
ランプハウス３への充填剤４の充填工程であり、ランプ
ハウス３の中空部３ａに、エポキシ樹脂など熱硬化性の
透明樹脂４ａ中に拡散剤４ｂが混和された充填剤４を注
入し拡散部とするものである点は従来例のものと同様で
ある。
態に基づいて詳細に説明する。図１〜図２は、本発明に
係る拡散発光素子１の製造方法を工程の順に示すもので
あり、図１はＬＥＤチップなど光源２が取り付けられた
ランプハウス３への充填剤４の充填工程であり、ランプ
ハウス３の中空部３ａに、エポキシ樹脂など熱硬化性の
透明樹脂４ａ中に拡散剤４ｂが混和された充填剤４を注
入し拡散部とするものである点は従来例のものと同様で
ある。
【０００９】ここで、本発明では、前記拡散剤として、
波長５６０ｎｍにおける屈折率が約１．９２である例え
ばＳＦ材（重フリント）の光学ガラスを用いて直径１０
０μｍ以下の球状（好ましくは真球状）に形成したガラ
スビーズ４ｂを採用するものであり、これにより前記透
明樹脂４ａの屈折率（１．５以下）とは大きな差が得ら
れるものとされている。
波長５６０ｎｍにおける屈折率が約１．９２である例え
ばＳＦ材（重フリント）の光学ガラスを用いて直径１０
０μｍ以下の球状（好ましくは真球状）に形成したガラ
スビーズ４ｂを採用するものであり、これにより前記透
明樹脂４ａの屈折率（１．５以下）とは大きな差が得ら
れるものとされている。
【００１０】また、上記にも説明したように拡散剤がガ
ラスビーズ４ｂ、即ち、真球状とされたことで屈折、分
散などの作用を行うときには、何れの方向から光が入射
したときにも同じ作用を行うものとなるので、後にも説
明するが透明樹脂４ａに対するガラスビーズ４ｂの添加
量も格段に少ないものとされている。
ラスビーズ４ｂ、即ち、真球状とされたことで屈折、分
散などの作用を行うときには、何れの方向から光が入射
したときにも同じ作用を行うものとなるので、後にも説
明するが透明樹脂４ａに対するガラスビーズ４ｂの添加
量も格段に少ないものとされている。
【００１１】以上のように透明樹脂４ａとガラスビーズ
４ｂとが調合された充填剤４はランプハウス２に注入さ
れるが、このときに本発明では、前記ランプハウス３は
表示面３ｂを下方に位置させることを必須条件としてい
る。そして、充填剤４の注入が行われた後には、図２に
示すように注入が行われたままの状態での適宜な放置時
間が設けられる。
４ｂとが調合された充填剤４はランプハウス２に注入さ
れるが、このときに本発明では、前記ランプハウス３は
表示面３ｂを下方に位置させることを必須条件としてい
る。そして、充填剤４の注入が行われた後には、図２に
示すように注入が行われたままの状態での適宜な放置時
間が設けられる。
【００１２】即ち、従来技術では透明樹脂中に可能な限
りに均一に拡散剤が分布する状態で透明樹脂を硬化させ
ることを図ったのに対し、本発明では前記ガラスビーズ
４ｂ、即ち拡散剤に対して、表示面３ｂ近傍に沈殿し層
状に集積することを図るものである。
りに均一に拡散剤が分布する状態で透明樹脂を硬化させ
ることを図ったのに対し、本発明では前記ガラスビーズ
４ｂ、即ち拡散剤に対して、表示面３ｂ近傍に沈殿し層
状に集積することを図るものである。
【００１３】尚、実際の実施にあたっては、前記した沈
殿を生じさせるための放置時間は、前記透明樹脂４ａと
ガラスビーズ４ｂとの比重差、及び、透明樹脂４ａの粘
度などにより定まるものであるので、例えば前記透明樹
脂４ａに粘度の低いものを採用するなどすれば、放置時
間を設けることで工程中で滞留時間を生じて生産性が低
下するなどの問題は回避することが可能である。また、
図中に符号Ｓで示すものは、上記の充填剤４に注入時及
び放置時に未だ液状である充填剤４を保持させるための
シールテープなどであり、下記の加熱処理の後には取り
去られる。
殿を生じさせるための放置時間は、前記透明樹脂４ａと
ガラスビーズ４ｂとの比重差、及び、透明樹脂４ａの粘
度などにより定まるものであるので、例えば前記透明樹
脂４ａに粘度の低いものを採用するなどすれば、放置時
間を設けることで工程中で滞留時間を生じて生産性が低
下するなどの問題は回避することが可能である。また、
図中に符号Ｓで示すものは、上記の充填剤４に注入時及
び放置時に未だ液状である充填剤４を保持させるための
シールテープなどであり、下記の加熱処理の後には取り
去られる。
【００１４】以上のようにガラスビーズ４ｂが沈殿した
後に、例えば加熱処理が行われて透明樹脂４ａの硬化が
行われ、前記ガラスビーズ４ｂは表示面３ｂに接する層
状として固定が行われる。このときに、発明者のこの発
明を成すための試作、検討の結果では前記ガラスビーズ
４ｂが沈殿して形成するときの層数は１０層以下で充分
な目的の作用が得られるものであるので、この層数が得
られる程度に透明樹脂４ａに対するガラスビーズ４ｂの
混合比を定めれば良いものである。
後に、例えば加熱処理が行われて透明樹脂４ａの硬化が
行われ、前記ガラスビーズ４ｂは表示面３ｂに接する層
状として固定が行われる。このときに、発明者のこの発
明を成すための試作、検討の結果では前記ガラスビーズ
４ｂが沈殿して形成するときの層数は１０層以下で充分
な目的の作用が得られるものであるので、この層数が得
られる程度に透明樹脂４ａに対するガラスビーズ４ｂの
混合比を定めれば良いものである。
【００１５】図３は、上記の製造方法により得られる本
発明の拡散発光素子１を示すものであり、ランプハウス
３内には発光方向を表示面３ｂとして光源２が配置さ
れ、この光源２は周囲を透明樹脂４ａにより封止されて
いる。そして、前記光源２の発光方向にはガラスビーズ
４ｂが層状として固定されているものとなっている。
発明の拡散発光素子１を示すものであり、ランプハウス
３内には発光方向を表示面３ｂとして光源２が配置さ
れ、この光源２は周囲を透明樹脂４ａにより封止されて
いる。そして、前記光源２の発光方向にはガラスビーズ
４ｂが層状として固定されているものとなっている。
【００１６】次いで、上記の構成とした本発明の拡散発
光素子１の作用及び効果について説明を行う。先ず、拡
散剤が真球状若しくは球状のガラスビーズ４ｂとされた
ことで、光源２により表示面３ｂに対し背面側から入射
される光は、全てが表示面３ｂから観視方向に向かい放
射されるものとなり、従来技術のものに見られたよう
に、拡散剤の不定形の形状により乱反射を生じて光源２
方向に戻る光、ランプハウス３の側壁方向に向かう光を
生じることがなく、明るい拡散発光素子１が得られるも
のとなる。
光素子１の作用及び効果について説明を行う。先ず、拡
散剤が真球状若しくは球状のガラスビーズ４ｂとされた
ことで、光源２により表示面３ｂに対し背面側から入射
される光は、全てが表示面３ｂから観視方向に向かい放
射されるものとなり、従来技術のものに見られたよう
に、拡散剤の不定形の形状により乱反射を生じて光源２
方向に戻る光、ランプハウス３の側壁方向に向かう光を
生じることがなく、明るい拡散発光素子１が得られるも
のとなる。
【００１７】このときに、前記ガラスビーズ４ｂは、屈
折率が１．９２と透明樹脂４ａに対して大きく設定され
ているので、光源２からの光は両者４ａ、４ｂの境界面
ではより屈折率の高いガラスビーズ４ｂ内に進入するも
のとなり、このガラスビーズ４ｂで屈折が行われて、表
示面３ｂから放射されるときには、ガラスビーズ４ｂの
１層においても相当の程度の拡散光が得られるものとな
る。
折率が１．９２と透明樹脂４ａに対して大きく設定され
ているので、光源２からの光は両者４ａ、４ｂの境界面
ではより屈折率の高いガラスビーズ４ｂ内に進入するも
のとなり、このガラスビーズ４ｂで屈折が行われて、表
示面３ｂから放射されるときには、ガラスビーズ４ｂの
１層においても相当の程度の拡散光が得られるものとな
る。
【００１８】このときに、本発明では前記ガラスビーズ
４ｂを表示面３ｂに沈殿させるものとしているので、透
明樹脂４ａ中への添加量は、放射光に必要とされる均一
性が得られる層数を形成するに充分なもので良く、よっ
て、添加量も従来技術のものに比較して格段に少なく、
この点でもランプハウス３内での無用の乱反射を生じな
いものとして明るさの向上に効果がある。
４ｂを表示面３ｂに沈殿させるものとしているので、透
明樹脂４ａ中への添加量は、放射光に必要とされる均一
性が得られる層数を形成するに充分なもので良く、よっ
て、添加量も従来技術のものに比較して格段に少なく、
この点でもランプハウス３内での無用の乱反射を生じな
いものとして明るさの向上に効果がある。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、拡
散部の形成が、中空部を有するランプハウスを発光面側
を下方にして設置しておき、熱硬化性の透明樹脂と屈折
率１．９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラス
ビーズとを適宜比率で混和した充填剤を前記中空部に注
入し、前記ガラスビーズが沈殿した後に加熱硬化させる
ことを特徴とする拡散発光素子の製造方法、及び、この
製造方法で生産した拡散発光素子としたことで、第一に
は、何れの方向から見ても同一形状となるガラスビーズ
により、透明樹脂内で拡散剤としての方向性を生じない
ものとし、加えて、光が透過するときの方向性も表示面
に向かうものとして、損失を生じないものとして、拡散
発光素子の明るさを向上させ、性能向上に極めて優れた
効果を奏するものである。
散部の形成が、中空部を有するランプハウスを発光面側
を下方にして設置しておき、熱硬化性の透明樹脂と屈折
率１．９２で直径が１００μｍ以下の球状としたガラス
ビーズとを適宜比率で混和した充填剤を前記中空部に注
入し、前記ガラスビーズが沈殿した後に加熱硬化させる
ことを特徴とする拡散発光素子の製造方法、及び、この
製造方法で生産した拡散発光素子としたことで、第一に
は、何れの方向から見ても同一形状となるガラスビーズ
により、透明樹脂内で拡散剤としての方向性を生じない
ものとし、加えて、光が透過するときの方向性も表示面
に向かうものとして、損失を生じないものとして、拡散
発光素子の明るさを向上させ、性能向上に極めて優れた
効果を奏するものである。
【００２０】また、第二には、ガラスビーズの屈折率を
透明樹脂の１．５以下の屈折率に対して１．９２と格段
に高く設定したことで、透明樹脂とガラスビーズとの境
界面に達した光は必ずガラスビーズ内に進入するものと
なるので、拡散は効率よく行われるものとなり、表示面
においては均一な拡散光が得られるものとなり、拡散発
光素子の性能向上に極めて優れた効果を奏するものであ
る。
透明樹脂の１．５以下の屈折率に対して１．９２と格段
に高く設定したことで、透明樹脂とガラスビーズとの境
界面に達した光は必ずガラスビーズ内に進入するものと
なるので、拡散は効率よく行われるものとなり、表示面
においては均一な拡散光が得られるものとなり、拡散発
光素子の性能向上に極めて優れた効果を奏するものであ
る。
【００２１】また、本発明ではガラスビーズ、即ち拡散
剤を表示面の近傍に沈殿させるものであるので、生産に
あたり従来技術のもののように、透明樹脂内に拡散剤を
均一に分布させるための何らの配慮も行わなくとも良
く、また、分布状態の相違も生じないので、製品間のバ
ラツキも生ぜず、また、生産工程も簡素化できる優れた
効果も生じる。
剤を表示面の近傍に沈殿させるものであるので、生産に
あたり従来技術のもののように、透明樹脂内に拡散剤を
均一に分布させるための何らの配慮も行わなくとも良
く、また、分布状態の相違も生じないので、製品間のバ
ラツキも生ぜず、また、生産工程も簡素化できる優れた
効果も生じる。
【図１】 本発明に係る拡散発光素子の製造方法の第一
工程を示す説明図である。
工程を示す説明図である。
【図２】 同じ製造方法の第二工程を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 本発明の製造方法により製造された拡散発光
素子を示す断面図である。
素子を示す断面図である。
【図４】 従来例を示す断面図である。
１……拡散発光素子 ２……光源 ３……ランプハウス ３ａ……中空部 ３ｂ……表示面 ４……充填剤 ４ａ……透明樹脂 ４ｂ……拡散剤
Claims (2)
- 【請求項１】 発光面を均一な輝度で発光させるために
ランプハウスに拡散部を設けて成る拡散発光素子の製造
方法において、前記拡散部の形成が、中空部を有するラ
ンプハウスを発光面側を下方にして設置しておき、熱硬
化性の透明樹脂と屈折率１．９２で直径が１００μｍ以
下の球状としたガラスビーズとを適宜比率で混和した充
填剤を前記中空部に注入し、前記ガラスビーズが沈殿し
た後に加熱硬化させることを特徴とする拡散発光素子の
製造方法。 - 【請求項２】 前記拡散部が前記請求項１記載の製造方
法により形成されたことを特徴とする拡散発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11234314A JP2001060724A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 拡散発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11234314A JP2001060724A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 拡散発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001060724A true JP2001060724A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16969076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11234314A Pending JP2001060724A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 拡散発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001060724A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1564819A4 (en) * | 2002-11-05 | 2006-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | OF THE |
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