JP2017123218A - 導光体、導光体の製造方法及び光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】導光体表面に形成する凹部の形状を特定し、輝度や色度に優れる導光体を提供する。【解決手段】表面に凹部を有する導光体であって、前記凹部の触針測定により測定される0°以上20°未満の傾斜角の割合が、10%〜50%であり、40°以上70°未満の傾斜角の割合が、20%〜60%である導光体。表面に凹部を有する導光体の製造方法であって、導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離を0.3mm〜1.6mmとして、レーザー照射により凹部を形成する導光体の製造方法。【選択図】 図1
Description
本発明は、導光体、導光体の製造方法及び光源装置に関する。
従来、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオカメラ等に用いられる液晶表示装置、携帯電話のバックライトキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器や車両の表示スイッチ等の表示装置、シーリングライト等の室内照明、照明看板等の照明装置に用いられている光源装置としては、例えば、ハウジング内に蛍光灯等の線状光源や発光ダイオード等の点光源を複数個配置した直下方式のもの、板状の導光体の側面に線状光源又は点光源を配置したエッジライト方式のもの等がある。
エッジライト方式の光源装置は、通常、矩形板状のアクリル樹脂板等の透明材料を導光体とし、その側面に対向して配置された光源の光を側端面(光入射面)から導光体に入射させ、導光体の表面(光出射面)又は裏面に凹部を形成したり導光体中に光拡散性粒子を含有させたりする等、光出射手段を設けることにより、入射した光を光出射面から出射させる。
導光体の光出射手段として、導光体表面に凹部を形成する方法があり、例えば、特許文献1には、レーザー加工により凹部を形成する方法が提案されている。
しかしながら、特許文献1に提案される方法は、得られた導光体の凹部の形状が不明であり、輝度や色度が十分に優れた導光体が得られているか不明である。
そこで、本発明の目的は、導光体表面に形成する凹部の形状を特定し、輝度や色度に優れる導光体を提供することにある。
本発明は、表面に凹部を有する導光体であって、前記凹部の触針測定により測定される0°以上20°未満の傾斜角の割合が、10%〜50%であり、40°以上70°未満の傾斜角の割合が、20%〜60%である導光体に関する。
また、本発明は、表面に凹部を有する導光体の製造方法であって、導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離を0.3mm〜1.6mmとして、レーザー照射により凹部を形成する導光体の製造方法に関する。
更に、本発明は前記導光体及び光源を含む光源装置に関する。
更に、本発明は前記導光体及び光源を含む光源装置に関する。
本発明の導光体は、輝度や色度に優れる。
また、本発明の導光体の製造方法は、得られる導光体の輝度や色度に優れる。
更に、本発明の照明装置は、輝度や色度に優れる。
また、本発明の導光体の製造方法は、得られる導光体の輝度や色度に優れる。
更に、本発明の照明装置は、輝度や色度に優れる。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらの実施の形態及び図面に限定されるものではない。
(導光体)
本発明の導光体は、表面に凹部を有する。
図1は、本発明の導光体の一実施形態を示す模式図である。図1に示す導光体10は、コア層11の両面にクラッド層12を有し、一方のクラッド層12の表面にコア層11まで貫通する凹部20を有し、一方の側端面が光入射面60であり、一方の表面が光出射面70である。図1(a)は、光出射面方向から見た導光体の正面図、図1(b)は、光入射面の垂直方向から見た導光体の側面図である。
本発明の導光体は、表面に凹部を有する。
図1は、本発明の導光体の一実施形態を示す模式図である。図1に示す導光体10は、コア層11の両面にクラッド層12を有し、一方のクラッド層12の表面にコア層11まで貫通する凹部20を有し、一方の側端面が光入射面60であり、一方の表面が光出射面70である。図1(a)は、光出射面方向から見た導光体の正面図、図1(b)は、光入射面の垂直方向から見た導光体の側面図である。
本発明の導光体は、単層導光体でもよく、コア層の両面にクラッド層を有する積層導光体でもよいが、指紋や小さな欠陥の視認を抑制することができ、色度改良効果に優れることから、コア層の両面にクラッド層を有する積層導光体が好ましい。
(単層導光体)
単層導光体の材料は、透明性の高い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
単層導光体の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの単層導光体の材料の中でも、軽量で、透明性、取り扱い性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましく、より透明性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。
単層導光体の材料は、透明性の高い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
単層導光体の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの単層導光体の材料の中でも、軽量で、透明性、取り扱い性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましく、より透明性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。
単層導光体の厚さは、0.1mm〜15mmが好ましく、0.2mm〜10mmがより好ましい。単層導光体の厚さが0.1mm以上であると、導光体の機械特性に優れる。また、単層導光体の厚さが15mm以下であると、導光体の取り扱い性に優れる。
(積層導光体)
積層導光体は、コア層の両面にクラッド層を有する。
積層導光体は、コア層の両面にクラッド層を有する。
コア層の材料は、透明性の高い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
コア層の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ガラス等が挙げられる。これらのコア層の材料の中でも、軽量で、透明性、取り扱い性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましく、より透明性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。
コア層の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ガラス等が挙げられる。これらのコア層の材料の中でも、軽量で、透明性、取り扱い性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましく、より透明性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。
アクリル樹脂は、透明性、耐久性に優れ、安価であるため好ましい。
アクリル樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体等が挙げられる。これらのアクリル樹脂の中でも、より透明性、耐久性に優れ、より安価であることから、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート単位を50質量%以上含む共重合体が好ましい。
メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体を用いる場合、共重合体中のメチルメタクリレート単位の含有率は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましい。
他の単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸;無水マレイン酸;マレイミド類;スチレン等の芳香族ビニル類等が挙げられる。
(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレート又はその両者をいう。
アクリル樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体等が挙げられる。これらのアクリル樹脂の中でも、より透明性、耐久性に優れ、より安価であることから、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート単位を50質量%以上含む共重合体が好ましい。
メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体を用いる場合、共重合体中のメチルメタクリレート単位の含有率は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましい。
他の単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸;無水マレイン酸;マレイミド類;スチレン等の芳香族ビニル類等が挙げられる。
(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレート又はその両者をいう。
ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂は、耐熱性、難燃性に優れるため好ましい。特に、ポリカーボネート樹脂は、屈折率が高く開口数が大きくできるため、屈曲しても漏光を抑制することができ、好ましい。
開口数とは、光を集める指標のことであり、開口数が大きいほど受光量を増やすことができ、屈曲しても漏光を抑制することができる。
開口数とは、光を集める指標のことであり、開口数が大きいほど受光量を増やすことができ、屈曲しても漏光を抑制することができる。
コア層の厚さは、0.1mm〜15mmが好ましく、0.2mm〜10mmがより好ましい。コア層の厚さが0.1mm以上であると、導光体の機械特性に優れる。また、コア層の厚さが15mm以下であると、導光体の生産性、取り扱い性に優れる。
クラッド層は、透明性の高い材料で、コア層の屈折率と異なる材料であれば特に限定されないが、導光性に優れることから、コア層の屈折率よりも低い材料が好ましい。
コア層の材料としてアクリル樹脂を用いる場合、クラッド層の材料としては、例えば、フッ素含有オレフィン樹脂、フッ素含有アクリル樹脂等が挙げられ、導光性、加工性に優れることから、フッ素含有アクリル樹脂が好ましい。
フッ素含有オレフィン樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン単独重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられる。これらのフッ素含有オレフィン樹脂の中でも、加工性、成形性に優れることから、フッ化ビニリデン単独重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体が好ましい。
フッ素含有アクリル樹脂としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート重合体、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート重合体、ヘキサフルオロ−2−プロピル(メタ)アクリレート重合体等が挙げられる。これらのフッ素含有アクリル樹脂の中でも、耐久性に優れることから、ヘキサフルオロ−2−プロピル(メタ)アクリレート重合体が好ましい。
フッ素含有オレフィン樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン単独重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられる。これらのフッ素含有オレフィン樹脂の中でも、加工性、成形性に優れることから、フッ化ビニリデン単独重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体が好ましい。
フッ素含有アクリル樹脂としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート重合体、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート重合体、ヘキサフルオロ−2−プロピル(メタ)アクリレート重合体等が挙げられる。これらのフッ素含有アクリル樹脂の中でも、耐久性に優れることから、ヘキサフルオロ−2−プロピル(メタ)アクリレート重合体が好ましい。
コア層の材料としてポリカーボネート樹脂を用いる場合、クラッド層の材料としては、例えば、フッ素含有オレフィン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
フッ素含有オレフィン樹脂、アクリル樹脂の具体例は、前述と同様で、好ましい範囲や好ましい理由も、前述と同様である。
フッ素含有オレフィン樹脂、アクリル樹脂の具体例は、前述と同様で、好ましい範囲や好ましい理由も、前述と同様である。
コア層の屈折率とクラッド層の屈折率との屈折率差は、0.001以上が好ましく、0.01以上がより好ましい。コア層の屈折率とクラッド層の屈折率との屈折率差が0.001以上であると、入射した光がコア層とクラッド層との界面を全反射しながら少ない損失で遠くまで伝播でき、クラッド層の表面に他の層を設けても漏光を抑制することができる。
クラッド層の厚さは、導光体の光閉じ込め効率、取り扱い性に優れることから、1μm〜80μmが好ましく、3μm〜50μmがより好ましい。
コア層の両面にクラッド層を設ける方法としては、例えば、多層溶融押出によりコア層とクラッド層とを一体成形して得る方法、コア層の両面にクラッド層をコーティング処理して得る方法等が挙げられる。
コーティング処理の方法としては、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレーコート法、印刷法等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
コーティング処理の方法としては、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレーコート法、印刷法等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
(凹部)
図2は、本発明の導光体の凹部の一実施形態を示す模式図である。
図2(a)は、光出射面方向から見た凹部の正面図、図2(b)は、光入射面の垂直方向から見た凹部の側面図、図2(c)は、凹部の斜視図である。
凹部の幅Wは、光の進行方向と平行方向で、導光体表面における凹部の最大の長さとし、図2中の符号21の長さをいう。
凹部の長さLは、光の進行方向と垂直方向で、導光体表面における凹部の最大の長さとし、図2中の符号22の長さをいう。
凹部の深さDは、光の進行方向と垂直方向で、導光体表面から凹部の底部までの最大の長さとし、図2中の符号23の長さをいう。
図2は、本発明の導光体の凹部の一実施形態を示す模式図である。
図2(a)は、光出射面方向から見た凹部の正面図、図2(b)は、光入射面の垂直方向から見た凹部の側面図、図2(c)は、凹部の斜視図である。
凹部の幅Wは、光の進行方向と平行方向で、導光体表面における凹部の最大の長さとし、図2中の符号21の長さをいう。
凹部の長さLは、光の進行方向と垂直方向で、導光体表面における凹部の最大の長さとし、図2中の符号22の長さをいう。
凹部の深さDは、光の進行方向と垂直方向で、導光体表面から凹部の底部までの最大の長さとし、図2中の符号23の長さをいう。
凹部の傾斜角の割合は、ISO4287/1−1987に準拠し、凹部の幅W方向に沿って触針測定により凹部の傾斜角を少なくとも100回測定し、得られた測定値から割合を算出するものとする。この触針測定では、凹部の断面形状、即ち、図2(b)に示す凹部の形状を把握することができる。
本発明の導光体は、表面に複数の凹部を有するが、複数の凹部100%中、80%以上の凹部が後述する傾斜角の割合の範囲に含まれるものとする。また、複数の凹部100%中、90%以上の凹部が後述する傾斜角の割合の範囲に含まれることが好ましい。
凹部の量は、導光距離や導光体に求める発光形態等に応じて、適宜選択すればよい。
凹部の量は、導光距離や導光体に求める発光形態等に応じて、適宜選択すればよい。
凹部の0°以上20°未満の傾斜角の割合は、導光体の輝度、色度に優れることから、10%〜50%であり、15%〜45%が好ましく、20%〜40%であることがより好ましい。
凹部の40°以上70°未満の傾斜角の割合は、導光体の輝度、色度に優れることから、20%〜60%であり、25%〜60%、30%〜55%であることが好ましい。
凹部の20°以上40°未満の傾斜角の割合は、凹部の0°以上20°未満の傾斜角の割合や凹部の40°以上70°未満の傾斜角の割合を前述の範囲にすることが容易であることから、10%〜50%であることが好ましく、10%〜45%であることがより好ましく、15%〜40%であることが更に好ましい。
凹部の70°以上90°未満の傾斜角の割合は、凹部の設計の自由度に優れることから、15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることが更に好ましい。
凹部の幅Wは、20μm〜200μmが好ましく、30μm〜160μmがより好ましい。凹部の幅Wが20μm以上であると、導光体の生産性に優れる。また、凹部の幅Wが200μm以下であると、導光体の色度、外観に優れる。
凹部の長さLは、20μm以上が好ましく、20μm〜20000μmがより好ましく、30μm〜10000μmが更に好ましい。凹部の長さLが20μm以上であると、導光体の生産性に優れる。
凹部の深さDは、10μm〜100μmが好ましく、15μm〜80μmがより好ましい。凹部の深さDが10μm以上であると、導光体の輝度、色度に優れる。また、凹部の深さDが100μm以下であると、導光体の生産性に優れる。
導光体としてコア層の両面にクラッド層を有する積層体を用いる場合、凹部の深さDは、クラッド層を貫通しコア層に達する凹部の深さDであることが好ましい。
導光体としてコア層の両面にクラッド層を有する積層体を用いる場合、凹部の深さDは、クラッド層を貫通しコア層に達する凹部の深さDであることが好ましい。
凹部の断面形状は、凹部の設計の自由度に優れることから、変曲点が1箇所であることが好ましい。
凹部の断面形状は、図2(b)に示す凹部の形状をいい、凹部の断面形状の変曲点は、凹部の断面曲線における曲率の符号が変化する点をいう。
凹部の断面形状は、図2(b)に示す凹部の形状をいい、凹部の断面形状の変曲点は、凹部の断面曲線における曲率の符号が変化する点をいう。
(凹部の形成方法)
導光体に凹部を設ける方法としては、例えば、レーザー加工、プレス加工等が挙げられる。これらの導光体に凹部を設ける方法の中でも、凹部の傾斜角を前述の範囲にすることが容易であり、導光体の生産性に優れることから、レーザー加工が好ましい。
導光体に凹部を設ける方法としては、例えば、レーザー加工、プレス加工等が挙げられる。これらの導光体に凹部を設ける方法の中でも、凹部の傾斜角を前述の範囲にすることが容易であり、導光体の生産性に優れることから、レーザー加工が好ましい。
レーザー加工により凹部の傾斜角を前述の範囲にするためには、レーザー照射の条件を調整すればよい。
レーザー照射が強過ぎると凹部の断面形状がV字に近い形状となり、例えば、後述する比較例1のような断面形状となる。また、レーザー照射が弱過ぎると凹部の断面形状が平面に近い形状となり、例えば、後述する比較例2のような断面形状となる。凹部の傾斜角を前述の範囲にするためには、比較例1のような強過ぎるレーザー照射の条件と比較例2のような弱過ぎるレーザー照射の条件との間で、レーザー照射の条件を調整すればよい。
レーザー照射が強過ぎると凹部の断面形状がV字に近い形状となり、例えば、後述する比較例1のような断面形状となる。また、レーザー照射が弱過ぎると凹部の断面形状が平面に近い形状となり、例えば、後述する比較例2のような断面形状となる。凹部の傾斜角を前述の範囲にするためには、比較例1のような強過ぎるレーザー照射の条件と比較例2のような弱過ぎるレーザー照射の条件との間で、レーザー照射の条件を調整すればよい。
凹部の断面形状がV字に近い形状(比較例1のような断面形状)となると、凹部の表面と空気との界面で光が屈折し、導光体内部に戻る光が多くなるため、導光体の輝度に劣り、かつ、クラッド層に伝搬する光が多くなるため、導光体の色度に劣る。
凹部の断面形状が平面に近い形状(比較例2のような断面形状)となると、出射する光が少なくなるため、導光体の輝度に劣り、かつ、クラッド層に伝搬する光が多くなるため、導光体の色度に劣る。
凹部の断面形状が平面に近い形状(比較例2のような断面形状)となると、出射する光が少なくなるため、導光体の輝度に劣り、かつ、クラッド層に伝搬する光が多くなるため、導光体の色度に劣る。
レーザー照射の条件の調整方法として、例えば、レーザー光の焦点位置との距離を調整する方法が挙げられる。
導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離は、0.3mm〜1.6mmが好ましく、0.5mm〜1.4mmが好ましい。導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0.3mm以上であると、凹部の断面形状がV字に近い形状になることがなく、導光体の輝度、色度に優れる。また、導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.6mm以下であると、凹部の断面形状が平面に近い形状になることがなく、導光体の輝度、色度に優れる。
他のレーザー照射の条件の調整方法としては、例えば、レーザー光の強度の調整、繰返周波数の調整、走査速度の調整等が挙げられる。
導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離は、0.3mm〜1.6mmが好ましく、0.5mm〜1.4mmが好ましい。導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0.3mm以上であると、凹部の断面形状がV字に近い形状になることがなく、導光体の輝度、色度に優れる。また、導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.6mm以下であると、凹部の断面形状が平面に近い形状になることがなく、導光体の輝度、色度に優れる。
他のレーザー照射の条件の調整方法としては、例えば、レーザー光の強度の調整、繰返周波数の調整、走査速度の調整等が挙げられる。
本発明の導光体は、少なくとも1つの側端面が光入射面である。
光入射面は、1つの側端面であってもよく、1つの側端面と対向する側端面との2つの側端面であってもよく、導光体の用途に応じて適宜設定すればよい。
光入射面は、1つの側端面であってもよく、1つの側端面と対向する側端面との2つの側端面であってもよく、導光体の用途に応じて適宜設定すればよい。
本発明の導光体は、光入射面と直交する面が光出射面となり得、凹部を有する面、凹部を有する面と対向する面又はその両面が光出射面なり得る。
光出射面は、1つの面であってもよく、2つの面であってもよく、導光体の用途に応じて適宜設定すればよい。
光出射面は、1つの面であってもよく、2つの面であってもよく、導光体の用途に応じて適宜設定すればよい。
(光反射層)
導光体の表面に光反射層を設けてもよい。
単層導光体の場合、光反射層は、反射効率に優れることから、導光体と離間して設けることが好ましい。
コア層の両面にクラッド層を有する積層導光体の場合、光反射層は、生産性に優れることから、一方のクラッド層の表面に積層して設けることが好ましい。
導光体の表面に光反射層を設けてもよい。
単層導光体の場合、光反射層は、反射効率に優れることから、導光体と離間して設けることが好ましい。
コア層の両面にクラッド層を有する積層導光体の場合、光反射層は、生産性に優れることから、一方のクラッド層の表面に積層して設けることが好ましい。
光反射層は、光を散乱反射させることができる層であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
光反射層としては、例えば、ビニル系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層;ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂板や樹脂フィルム;セルロース等の紙;アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、インジウム、スズ、銀、チタン、鉛、亜鉛等の金属板や金属薄膜等が挙げられる。これらの光反射層の中でも、反射率を容易に調整できることから、樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層、樹脂板や樹脂フィルムが好ましく、樹脂板や樹脂フィルムがより好ましい。
光反射層としては、例えば、ビニル系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層;ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂板や樹脂フィルム;セルロース等の紙;アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、インジウム、スズ、銀、チタン、鉛、亜鉛等の金属板や金属薄膜等が挙げられる。これらの光反射層の中でも、反射率を容易に調整できることから、樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層、樹脂板や樹脂フィルムが好ましく、樹脂板や樹脂フィルムがより好ましい。
光反射層は、発泡させていてもよく、顔料や拡散微粒子を含んでもよい。
顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の白色顔料等が挙げられる。これらの顔料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの顔料の中でも、可視光の全領域に対して反射率が高いことから、白色顔料が好ましい。
拡散微粒子の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。これらの拡散材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の白色顔料等が挙げられる。これらの顔料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの顔料の中でも、可視光の全領域に対して反射率が高いことから、白色顔料が好ましい。
拡散微粒子の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。これらの拡散材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光反射層の厚さは、光反射層の反射率や導光体の用途に応じて適宜選択すればよいが、生産性、反射性能に優れることから、10μm〜500μmが好ましく、50μm〜200μmがより好ましい。
光反射層は、導光体の全面を覆ってもよく、導光体の一部の領域を覆ってもよい。
一方のクラッド層の表面に積層して光反射層を設ける方法としては、例えば、クラッド層の表面に光反射層をコーティング処理する方法、クラッド層の表面に粘着層をコーティング処理し光反射層をラミネーションする方法、クラッド層の表面に粘着層を有する光反射層をラミネーションする方法、クラッド層の表面に光反射層を載置する方法等が挙げられる。これらの一方のクラッド層の表面に積層して光反射層を設ける方法の中でも、導光体の輝度と均斉度のバランスに優れることから、クラッド層の表面に粘着層をコーティング処理し光反射層をラミネーションする方法、クラッド層の表面に粘着層を有する光反射層をラミネーションする方法、一方のクラッド層の表面に光反射層を載置する方法が好ましく、一方のクラッド層の表面に光反射層を載置する方法がより好ましい。
コーティング処理の方法としては、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレーコート法、印刷法等が挙げられる。
金属薄膜のコーティング処理の方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
金属薄膜のコーティング処理の方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
粘着層は、透明性の高い材料で、密着させる層に対する密着性に優れる材料であれば、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
粘着層の材料としては、例えば、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤等が挙げられる。これらの粘着剤は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの粘着剤の中でも、密着性に優れることから、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤が好ましい。
粘着層の材料としては、例えば、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤等が挙げられる。これらの粘着剤は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの粘着剤の中でも、密着性に優れることから、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤が好ましい。
粘着層の厚さは、生産性に優れることから、1μm〜500μmが好ましく、3μm〜100μmがより好ましい。
本発明の光源装置は、本発明の導光体及び光源を含む。
図3は、本発明の光源装置の一実施形態を示す模式図である。図3に示す光源装置50は、導光体10の側端面に光源51を配置し、光出射面側に意匠層32を、光出射面を対向する側に光反射層31を積層した光源装置である。
図3は、本発明の光源装置の一実施形態を示す模式図である。図3に示す光源装置50は、導光体10の側端面に光源51を配置し、光出射面側に意匠層32を、光出射面を対向する側に光反射層31を積層した光源装置である。
光源としては、例えば、LED等の公知の点光源を複数配置した光源、公知の線状光源等が挙げられる。LED等の点光源を複数配置した光源を用いる場合、光の最大強度の方向を調整して配置されることが好ましい。
本発明の光源装置は、必要に応じて、光反射層、粘着層、意匠層、光拡散層等を設けてもよい。
本発明の光源装置は、例えば、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオカメラ等に用いられる液晶表示装置、携帯電話のバックライトキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器や車両の表示スイッチ等の表示装置、シーリングライト等の室内照明、照明看板等の照明装置等に好適に用いることができ、特に、照明装置に好適に用いることができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(凹部の傾斜角の測定)
実施例・比較例で得られた導光体について、ISO4287/1−1987に準拠し、触針式表面粗さ形状測定機(機種名「SURFCOM1400−LCD」、(株)東京精密性)を用い、触針として「E−DT−S04A」(1μmR、60°円錐、ダイヤモンド)を用い、凹部の幅W方向に沿って駆動速度0.3mm/秒、0.077μm/回の条件で凹部の傾斜角を測定し、凹部の断面形状と凹部の傾斜角の割合を得た。
実施例・比較例で得られた導光体について、ISO4287/1−1987に準拠し、触針式表面粗さ形状測定機(機種名「SURFCOM1400−LCD」、(株)東京精密性)を用い、触針として「E−DT−S04A」(1μmR、60°円錐、ダイヤモンド)を用い、凹部の幅W方向に沿って駆動速度0.3mm/秒、0.077μm/回の条件で凹部の傾斜角を測定し、凹部の断面形状と凹部の傾斜角の割合を得た。
(輝度・色度の測定)
実施例・比較例で得られた光源装置について、光源に電流(18V、500mA)を流し、分光光度計(機種名「SR−3AR」、(株)トプコンテクノハウス製)を用い、光出射面に対して法線方向の輝度・色度を測定した。
尚、光源装置と分光光度計との距離500mm、視野角度を1°とし、凹部の中心の真上から18点測定した。
実施例・比較例で得られた光源装置について、光源に電流(18V、500mA)を流し、分光光度計(機種名「SR−3AR」、(株)トプコンテクノハウス製)を用い、光出射面に対して法線方向の輝度・色度を測定した。
尚、光源装置と分光光度計との距離500mm、視野角度を1°とし、凹部の中心の真上から18点測定した。
[比較例1]
コア層の材料としてアクリル樹脂(商品名「アクリペットMF001」、三菱レイヨン(株)製、屈折率1.49)、クラッド層の材料としてフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体(商品名「VP−50」、ダイキン工業(株)製、屈折率1.40)を用い、多層溶融押出により、両面のクラッド層の厚さがそれぞれ5μm、全体の厚さが0.3mmの積層導光体を得た。得られた積層導光体を幅100mm、長さ260mmの矩形に切断し、4つの側端面をダイヤモンドバイトにより鏡面に切削した。次いで、積層導光体の一方の面に、炭酸ガスレーザー加工装置(機種名「EMMLS−001」、LTS社製)を用い、3インチフォーカスレンズにより焦点距離を15.1mmとし、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0mmとなるようにレーザー光を照射し、凹部を形成し、導光体を得た。凹部は、長さLを3mm、幅方向のピッチ13mm、長さ方向のピッチ7mmとし、千鳥状に均一に形成した。
得られた導光体の凹部を有する面と対向する面に、光反射層(商品名「E60L」、東レ(株)製、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ188μm)を載置した。次いで、導光体の光入射面となる1つの側端面の幅方向に、10mmピッチで12個のLED(商品名「NSSW157T」、日亜化学工業(株)製)を配置し、導光体の長さ方向に光が進行する光源装置1を得た。
また、得られた導光体の凹部を有する面に、光反射層(商品名「E60L」、東レ(株)製、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ188μm)を載置した。次いで、導光体の光入射面となる1つの側端面の幅方向に、10mmピッチで12個のLED(商品名「NSSW157T」、日亜化学工業(株)製)を配置し、導光体の長さ方向に光が進行する光源装置2を得た。
得られた導光体、光源装置1、光源装置2の評価結果を、表1〜表2、図4、図8〜図11に示す。
コア層の材料としてアクリル樹脂(商品名「アクリペットMF001」、三菱レイヨン(株)製、屈折率1.49)、クラッド層の材料としてフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体(商品名「VP−50」、ダイキン工業(株)製、屈折率1.40)を用い、多層溶融押出により、両面のクラッド層の厚さがそれぞれ5μm、全体の厚さが0.3mmの積層導光体を得た。得られた積層導光体を幅100mm、長さ260mmの矩形に切断し、4つの側端面をダイヤモンドバイトにより鏡面に切削した。次いで、積層導光体の一方の面に、炭酸ガスレーザー加工装置(機種名「EMMLS−001」、LTS社製)を用い、3インチフォーカスレンズにより焦点距離を15.1mmとし、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0mmとなるようにレーザー光を照射し、凹部を形成し、導光体を得た。凹部は、長さLを3mm、幅方向のピッチ13mm、長さ方向のピッチ7mmとし、千鳥状に均一に形成した。
得られた導光体の凹部を有する面と対向する面に、光反射層(商品名「E60L」、東レ(株)製、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ188μm)を載置した。次いで、導光体の光入射面となる1つの側端面の幅方向に、10mmピッチで12個のLED(商品名「NSSW157T」、日亜化学工業(株)製)を配置し、導光体の長さ方向に光が進行する光源装置1を得た。
また、得られた導光体の凹部を有する面に、光反射層(商品名「E60L」、東レ(株)製、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ188μm)を載置した。次いで、導光体の光入射面となる1つの側端面の幅方向に、10mmピッチで12個のLED(商品名「NSSW157T」、日亜化学工業(株)製)を配置し、導光体の長さ方向に光が進行する光源装置2を得た。
得られた導光体、光源装置1、光源装置2の評価結果を、表1〜表2、図4、図8〜図11に示す。
[実施例1]
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0.7mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図5、図8〜図11に示す。
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が0.7mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図5、図8〜図11に示す。
[実施例2]
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.0mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図6、図8〜図11に示す。
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.0mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図6、図8〜図11に示す。
[比較例1]
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.9mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図7、図8〜図11に示す。
フォーカスレンズと積層導光体との距離を離し、積層導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離が1.9mmとなるようにレーザー光を照射した以外は、比較例1と同様に操作を行い、導光体及び光源装置を得た。
得られた導光体、光源装置の評価結果を、表1〜表2、図7、図8〜図11に示す。
実施例1〜2で得られた光源装置は、比較例1〜2で得られた光源装置と比較し、輝度、色度に優れた。
10 導光体
11 コア層
12 クラッド層
13 光反射層
20 凹部
21 凹部の幅W
22 凹部の長さL
23 凹部の深さD
31 光反射層
32 意匠層
50 光源装置
51 光源
60 光入射面
70 光出射面
11 コア層
12 クラッド層
13 光反射層
20 凹部
21 凹部の幅W
22 凹部の長さL
23 凹部の深さD
31 光反射層
32 意匠層
50 光源装置
51 光源
60 光入射面
70 光出射面
Claims (8)
- 表面に凹部を有する導光体であって、
前記凹部の触針測定により測定される0°以上20°未満の傾斜角の割合が、10%〜50%であり、40°以上70°未満の傾斜角の割合が、20%〜60%である、
導光体。 - 凹部の幅Wが、20μm〜200μmである、請求項1に記載の導光体。
- 凹部の深さDが、10μm〜100μmである、請求項1又は2に記載の導光体。
- 導光体が、コア層の両面にクラッド層を有する積層導光体である、請求項1〜3のいずれかに記載の導光体。
- コア層とクラッド層との屈折率差が、0.001以上である、請求項4に記載の導光体。
- 表面に凹部を有する導光体の製造方法であって、
導光体表面とレーザー光の焦点位置との距離を0.3mm〜1.6mmとして、レーザー照射により凹部を形成する、
導光体の製造方法。 - 前記凹部の触針測定により測定される0°以上20°未満の傾斜角の割合が、10%〜50%であり、40°以上70°未満の傾斜角の割合が、20%〜60%である、請求項6に記載の導光体の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の導光体及び光源を含む、光源装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016000107A JP2017123218A (ja) | 2016-01-04 | 2016-01-04 | 導光体、導光体の製造方法及び光源装置 |
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JP2016000107A JP2017123218A (ja) | 2016-01-04 | 2016-01-04 | 導光体、導光体の製造方法及び光源装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019029213A (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 大日本印刷株式会社 | 面光源装置及びそれを用いた壁部材 |
WO2020205386A1 (en) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | Corning Incorporated | Illumination device including a laminate glass light guide plate and method for fabricating the illumination device |
-
2016
- 2016-01-04 JP JP2016000107A patent/JP2017123218A/ja active Pending
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