JP2021015250A - 光学部材、及びそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源からの出射光が、対向する透光部材と隣り合った透光部材へ意図せず侵入して干渉し又は端面で不意の方向に反射・拡散して迷光を生じたり、光が漏れ出たり、コントラストを低下させたりすることを、防止し、光源の配光制御に優れ、所望の方向へ光を誘導して光のコントラストの精彩化・質感向上を図ることができ、高熱や高輝度に対して安定で劣化を引き起こさず、耐熱性・耐久性に優れ、成形性の良いシリコーン製の光学部材を提供する。【解決手段】光学部材１０は、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかのシリコーンで形成されており光を透過及び／又は導光させる透光部材１１と、前記光を透過及び／又は導光させる方向に沿って前記透光部材１１の内部に設けられ、前記光を遮光、光反射、光拡散、光散乱及び／又は光吸収させる透光阻害材料を有している迷光阻害部材１２とが、設けられて一体化している。【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの光を透過させたり導光させたりする透光部材と一体化している迷光阻害部材によって、その透光部材の内部で迷光を低減し又は生じさせない光学部材に関するものである。

近年、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光源をマトリックス状に配列し、特定箇所のＬＥＤを選択的に点灯又は消灯させたり、光学部材によって精度高く配光制御することによって、所望の場所のみに光を照射する照明装置が開発されている。さらに、このような光源として、高輝度発光ダイオードが用いられるようになってきている。

複数のＬＥＤのような光源の配列チップが用いられており、各光源に夫々レンズのような透光部材が対向するよう光学部材が取り付けられている。複数の光源がある所為で、対向する透光部材へ出射光が入光するだけでなく、隣り合う透光部材にも出射光が入光し合ってしまい、所望の方向外へ光が誘導され、迷光となってしまう。

高輝度ＬＥＤのように光源の高性能化に伴い、所望の方向外への遮光によって多少の光のロスがあったとしても十分な光量を確保し易いことから、光のロスよりもむしろ、所望の方向へ光を誘導して光のコントラストの精彩化・質感向上を優先したいというユーザーの要望や市場ニーズが強い。

所望の方向へ光を誘導する光学部材として、特許文献１には、耐熱性の樹脂で形成され、表面上に絞りが一体に設けられており、絞りは、耐熱性かつ遮光性の樹脂を表面に塗布してなる塗布層であるレンズが、開示されている。この絞り３１は、迷光を遮断する所謂迷光絞りである。

また、特許文献２には、面光源の表面側に平行に配されると共に表面に複数の半割円柱状の凸レンズ部が並んで形成されたレンチキュラーレンズ部材と、レンチキュラーレンズ部材の裏面に配された光吸収層部と、光吸収層部の裏面に配された光反射層部とを備え、光吸収層部及び光反射層部には、面光源を焦点位置とし面光源からの照射光を通して前記凸レンズ部で平行光とする結像光学系を構成する光学窓が、凸レンズ部の稜線状頂部の直下にそれぞれ開けられている光学部材が、開示されている。直線状に延在する凸レンズ部の直下から正面方向への光はそのまま透過させると共に、凸レンズ部の直下以外からの斜め光は遮断するので、凸レンズ部の配列方向に応じて遮光する光の方向を設定するというものである。

さらに、特許文献３には、平板状の基体部と、基体部の一方の面に形成された複数のレンズと、基体部の他方の面の、複数のレンズに対応する位置にそれぞれ形成された複数の柱状の導光部と、少なくとも導光部の側面に形成された遮光部とを備えた、レンズアレイが開示されている。遮光部は外光侵入防止処理がなされた部位であり、外光侵入防止処理は、例えば黒色の遮光フィルムの貼付、黒色の遮光膜の成膜、導光部の側面自体へのシボ処理である。

これらの光学部材は、光を所望方向外へ誘導しないように、レンズ等の透光部材の表面の一部を、遮光性の膜や層で覆ったものである。これらの光学部材は、遮光性の膜や層で表面を被覆するだけでは、複数の光源からの夫々の光を所望のレンズ等の透光部材のみに透過させ難く、隣り合う光学部材へ侵入して干渉したり光学部材端面で不意の方向に反射・拡散したりして、光源からの照射光が光学部材の内部で迷光となってしまうのを完全に制御できない。その所為で、所望の方向以外を照らして光が漏れ出ていた。しかも、高輝度ＬＥＤのような光源からの高温・高光度の光の曝露によって、蓄熱して膜や層が次第に劣化したり剥離したりする結果、ますます迷光を制御し難くなるという問題があった。

特開２０１１−１９７４７９号公報 特開２００８−２６２０１２号公報 国際公開第２０１６／０８０２５８号パンフレット

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、複数の光源からの出射光が、対向する透光部材と隣り合った透光部材へ意図せず侵入して干渉し又は端面で不意の方向に反射・拡散して迷光を生じたり、光が漏れ出たり、コントラストを低下させたりすることを、防止し、光源の配光制御に優れ、所望の方向へ光を誘導して光のコントラストの精彩化・質感向上を図ることができ、高熱や高輝度に対して安定で劣化を引き起こさず、耐熱性・耐久性に優れ、成形性の良いシリコーン製の光学部材、及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた本発明の光学部材は、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかのシリコーンで形成されており光を透過及び／又は導光させる透光部材と、前記光を透過及び／又は導光させる方向に沿って前記透光部材の内部及び／又は内側の少なくとも一部に設けられ、前記光を遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料を有している迷光阻害部材とが、設けられて一体化しているというものである。

この光学部材は、前記透光部材と、前記迷光阻害部材とによって、配光制御されているというものである。

この光学部材は、前記透光部材が、連なった複数の透光部材片を有しており、前記迷光阻害部材が、前記透光部材片を夫々区切っていると、好ましい。

この光学部材は、前記複数の透光部材片が夫々、格子状穴、連続穴、及び／又は不連続穴を有する前記迷光阻害部材の各穴に嵌って及び／又は載っていることにより、又は前記複数の透光部材片が、その間に板状の前記迷光阻害部材が配置されていることにより、区切られていると、一層好ましい。

この光学部材は、前記複数の透光部材片が、例えばレンズであるというものである。

この光学部材は、レンズアレイであってもよい。

この光学部材は、前記複数の透光部材片が夫々、前記光を発光する光源に対向していることが好ましい。

この光学部材は、前記複数の透光部材片の夫々から、前記迷光阻害部材が前記光源向きに突き出していると、一層好ましい。

この光学部材は、前記透光阻害材料が、フィラーであってもよい。

この光学部材は、前記透光部材中、前記シリコーンが熱硬化性シリコーンゴム又は熱硬化性シリコーン樹脂であるとなお一層好ましい。

この光学部材は、前記迷光阻害部材が、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかであって前記透光部材中の前記シリコーンと同種又は異種のシリコーン、及び前記阻害材料を有しているものであってもよい。

前記の目的を達成するためになされた本発明の光学部材の製造方法は、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかを有するシリコーン形成組成物を硬化させたシリコーンで光を透過及び／又は導光させる透光部材を形成する工程と、前記透光部材の少なくとも一部を区切るように、前記光を遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱剤、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料と、硬化材料とを有する透光阻害組成物を硬化させて、迷光阻害部材を形成する工程とが、何れかの順で若しくは同時又は時間差で並行して行われる二色成形、又は多色成形によって、前記透光部材と前記迷光阻害部材とが一体化した光学部材を、形成するというものである。

この製造方法は、前記二色成形が、インジェクション成形、又はインサート成形であると好ましい。

この製造方法は、前記透光部材の少なくとも一部を区切る形状に、前記迷光阻害部材を形成する工程を行ってから、前記迷光阻害部材を覆うように、前記透光部材を形成する工程を行うと、なお一層好ましい。

前記の目的を達成するためになされた本発明の透光阻害組成物は、前記の光学部材を形成するために用いられる迷光阻害部材形成用の透光阻害組成物であって、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料と、硬化材料とを有するというものである。

本発明の光学部材は、光源から透光部材へ入射した光を、適度に、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる透光阻害材料を有している迷光阻害部材により、所望の方向のみへ誘導することができる。

そのため、この光学部材は、透光部材片を有するような透光部材の内部の迷光阻害部材によって、光源とりわけ複数の光源からの出射光が、対向する透光部材以外の透光部材へ意図せず侵入して干渉し又は端面で不意の方向に反射・拡散して迷光を生じるような所望外への集光を防止することができる。

従って、光学部材を用いれば、光源からの出射光を、所望の方向へのみに誘導するように配光制御できる。その結果、照らすべき方向と照らさない方向とでの光の配光制御を高め、照射の質感を向上させることができる。

また、この光学部材は、シリコーン製の透光部材の内部に迷光阻害部材が設けられて一体化しているので、表面に付しただけの膜や層よりも、高熱・高輝度に曝されても、剥離を引き起こし難い。

しかも、この光学部材は、シリコーン製であるので、高熱や高輝度に対して安定で劣化を引き起こさない。さらに、この光学部材は、有機溶剤洗浄などの工程を経たり高品質シリコーンを用いたりすることにより、光学部材中に含有される低分子量シロキサンを微量まで低減して、低分子量シロキサンが起因する接点障害を防止することができる。光学部材に含有される低分子シロキサンＤ_３〜Ｄ_２０の合計値が、１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、一層好ましくは２５ｐｐｍ以下であると、低分子量シロキサンが起因する接点障害を防止することができる。有機溶媒洗浄工程を経てシリコーンが多少収縮したとして、金属膜−シリコーン間のような収縮率の相違が無いので、透光部材と迷光阻害部材とが剥離を生じず又は内部応力による反りや変形を防止することができる。

本発明の光学部材の製造方法によれば、耐熱性・耐久性に優れ、成形性の良いシリコーン製の光学部材を、効率良く、また歩留まり良く、簡便に製造することができる。

本発明の透光阻害組成物を、この光学部材の製造の際に用いると、高品質の光学部材を製造することができる。

本発明を適用する光学部材の一態様を示す模式端面図である。 本発明を適用する別な態様の光学部材を示す平面図である。 本発明を適用する別な態様の光学部材を示す部分斜視図である。 本発明を適用する別な態様の光学部材を示す模式端面図である。 本発明を適用する別な態様の光学部材を示す平面図及び斜視図である。 本発明を適用する実施例及び本発明を適用外の比較例の光学部材での配光角（°）と発光強度相対値との相関関係を示すグラフとその拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明の光学部材１０は、図１を参照しながら説明すると、透光部材１１と、その内部及び／又は内側の少なくとも一部に設けられ透光阻害材料を有している迷光阻害部材１２とが、一体化して設けられたものである。

透光部材１１は、回路基板２１上の高輝度ＬＥＤのような光源２２からの出射光Ａ_３を、入射して透過及び／又は導光させるものである。

透光部材１１は、連なった複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・を有しており、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかの透明なシリコーンで形成されたものである。複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・は、等間隔又は非等間隔となって、一列に連なっていてもよく、縦横で複数列に連なっていてもよく、互いに繋がっていてもよく孤立していてもよい。

透光部材１１は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・が例えば光を透過するレンズのような光学素子である。その形状は、両凸レンズや平凸レンズや凸メニスカスレンズのような凸レンズであってもよく、両凹レンズや平凹レンズや凹メニスカスレンズのような凹レンズであってもよく、非球面レンズやシリンドリカルレンズやトロイダルレンズやフレネルレンズ、レンチキュラーレンズであってもよい。透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・は、例えばバックライト光源の光を導光する導光板や導光シート、導光レンズのような光学素子であってもよい。

光学部材１０は、透光部材１１である透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・が繋がって連なっているレンズアレイであってもよい（不図示）。

透光部材１１は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・の大きさを限定するものではなく、光学部材の用途、実装箇所に応じて適宜変更可能である。

透光部材１１を形成するシリコーンゴムやシリコーン樹脂のようなシリコーンは、原材料として、ポリ（ジメチルシロキサン）のようなポリ（ジアルキルシロキサン）やポリ（ジフェニルシロキサン）のようなポリ（ジアリールシロキサン）で例示されるポリシロキサン化合物が挙げられる。また、このようなシリコーン原料は、三次元架橋するシリコーンであってもよい。この三次元架橋するポリシロキサン化合物は、その途中のＳｉ基が、アルキルオキシシリル基やジアルキルオキシシリル基、ビニルシリル基やジビニルシリル基、ヒドロシリル基やジヒドロシリル基であったり、それらの基が複数存在したりすることにより、網目状に三次元的に架橋するというものである。シロキサン化合物同士や、シロキサン化合物と必要に応じて用いられるシランカップリング剤とは、夫々のアルキルオキシシリル基又はジアルキルオキシシリル基同士が脱アルコール化反応により縮合して架橋したり、ビニルシリル基やジビニルシリル基とヒドロシリル基やジヒドロシリル基とが白金錯体等の白金触媒存在下で、無溶媒中、加熱や光照射によって付加して架橋したりする。シロキサン化合物はその中でも、付加して架橋するポリシロキサン化合物が好ましい。ジフェニルシロキシ基（-Ｓｉ(Ｃ_６Ｈ_５)_２-Ｏ-）やジメチルシロキシ基（-Ｓｉ(ＣＨ_３)_２-Ｏ-）のような繰り返し単位を有するシロキサン化合物であってもよい。シロキサン化合物は、ジメチルシロキシ基の繰り返し単位を有し、アルキルオキシシリル基、ジアルキルオキシシリル基、ビニルシリル基、ジビニルシリル基、ヒドロシリル基、ジヒドロシリル基を有しているポリシロキサン化合物であると、一層好ましい。中でも、熱硬化性シリコーンゴム又は熱硬化性シリコーン樹脂であると、加工性に優れ、簡便に成形できるので、なお一層好ましい。さらに、硬化前で液状の熱硬化性シリコーンゴム又は熱硬化性シリコーン樹脂であると、複雑な光学部材の形状に成形できるので、より一層好ましい。例えば、ＭＳシリーズ（商品名；ダウ・東レ社製）、ＬＳＲシリーズ（商品名；モメンティブ社製）、ＫＥシリーズ（商品名；信越シリコーン社製）、ＬＵＭＩＳＩＬ（商品名；旭化成ワッカーシリコーン社製）などが挙げられる。

透光部材１１は、硬質シリコーンゴム又はシリコーン樹脂であることが好ましく、その硬度は、ショアＡ硬度７０〜ショアＤ硬度５０、好ましくはショアＡ硬度７５〜ショアＤ硬度３０、一層好ましくはショアＡ硬度８０〜ショアＤ硬度３０である。なお、透光部材１１及び迷光阻害部材１２中に含有される低分子量シロキサンＤ_３〜Ｄ_２０を低減させるために、形成された透光部材１１及び迷光阻害部材１２からなる光学部材１０を、真空加熱などの加熱処理や、ｎ−ヘキサンや１−ブロモプロパンのような、シリコーンと溶解パラメータの近い有機溶媒で洗浄処理を行ってもよい。

透光部材１１の内部及び／又は内側の少なくとも一部に、光を透過及び／又は導光させる方向に沿って、透光阻害材料を有している迷光阻害部材１２が、設けられている。迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・の外周側で取付支持部材１７との間に設けられた迷光阻害部材部位１２ａと、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・の間に設けられた迷光阻害部材部位１２ｂ・１２ｃ・・・とを、有している。また、取付支持部材１７は迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・・・と同じ組成からなる部材であってもよい。

迷光阻害部材１２は、迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・・・が、複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・を夫々区切っている。

迷光阻害部材１２は格子状になっていることによりその各格子内に、例えば、格子状穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・を有している。複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・が夫々、格子状穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・に嵌って又は載っていることにより、透過及び／又は導光した光を隣り合う透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・に伝搬しないように遮蔽されている。

なお、格子状穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・は、連続又は不連続であってもよく、それと共に又はそれに代えて連続穴及び／又は不連続穴にしてもよい。迷光阻害部材１２は、複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・の間に配置された板状の迷光阻害部材１２になっていて、格子状に区切るものであってもよい（不図示）。

迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・が、繋がって連なり、又は繋がらずに連なり、格子状穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・に嵌って及び／又は載っている。

迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・の隣り合う間での間隙中の迷光阻害部材部位１２ｂ・１２ｃ・・・の間隙厚さＷ_１２は特に限定はないが、間隙厚さＷ_１２の最小厚さが、好ましくは０．１〜１ｍｍ、一層好ましくは０．３〜１ｍｍ未満であるとよい。

迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・よりも、光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・側に向いて、裾状に突き出している。裾状の迷光阻害部材１２である迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・・・の高さは、光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・と透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・との距離に応じて適宜設定し得る。

迷光阻害部材１２は、透光阻害材料と、硬化材料とを、含有するものである。硬化材料は、透光部材１１で例示したシリコーンと同種又は異種のシリコーンゴム又はシリコーン樹脂を用いることが好ましい。それによって、透光部材１１と迷光阻害部材１２とが、相互作用し易い高耐久性シリコーン同士となるので、一体成型したときに、界面での接合強度が強くなり、熱膨張係数も近いことから加熱によるクラックが発生せず、高熱や高輝度によって劣化を引き起こさず、界面剥離を引き起こし難くなる。また、有機溶媒洗浄などの工程よるシリコーンが多少収縮したとして、金属膜−シリコーン間のような収縮率の相違が無いため、内部応力による反りや変形を防止でき、界面剥離を起こさない。

迷光阻害部材１２は、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料を有していることによって、光源２２からそこに到達する光を遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる。遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材は、粉末状のフィラー、例えば、酸化マグネシウム、無水炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、六法晶窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、カーボンナノチューブ、炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミニウムが挙げられる。遮光剤であるＭＥ−５０Ｂ（商品名；モメンティブ社製）やＰＲＫ−３（黒顔料）及び遮光剤触媒であるＰＲＫ−３触媒（何れも商品名；ダウ・東レ社製）であってもよい。また、透光阻害材料の配合量が多い場合、透光部材と迷光阻害部材との収縮率の差が生じ、界面剥離の原因となるため、透光阻害材料の配合量をシリコーン１００質量部に対し０．１〜１００質量部、好ましくは０．５〜５０質量部であることが、迷光阻害部材を成形しやすく界面剥離を起こさないことから好ましい。

複数の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・が夫々、光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・に対向している。

迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａに着目して説明すると、光源２２からの出射光Ａ_３を透光部材片１１ａに透過及び／又は導光するのを阻害しないが、光源２２ａに対向する透光部材片１１ａへ向かず他の透光部材片１１ｂ・１１ｃ・・・へ向いた出射光Ａ_１のような光を、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又光吸収させるものである。また、迷光阻害部材１２は、透光部材片１１ａへ向いているが透光部材片１１ａから出射せずに隣り合う透光部材片１１ｂへ向いて誘導してしまう出射光Ａ_２のような光を、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させるものである。このように、迷光阻害部材１２によって、透光部材１１の内部で迷光を生じさせないように、配光制御されている。

光学部材１０の別な具体的な実施態様を、図２(a)に示す。その光学部材１０は、図２(a)に示すように、取付支持部材１７の中央に、同径の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・・・が嵌る大きさの９個の穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・の連続した１列と９個の穴１５ａ・１５ｂ・１５ｃ・・・の連続した１列とが、開けられている。それによって、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・の間には、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・間の迷光を遮断する迷光阻害部材部位１２ｂ・１２ｃ・・・が設けられ、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・と穴１５ａ・１５ｂ・１５ｃ・・・との間には、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・と透光部材片１３ａ・１３ｂ・・・との間の迷光を遮断する迷光阻害部材部位１２Ａが設けられ、穴１５ａ・１５ｂ・１５ｃ・・・の間には、透光部材片１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・・・間の迷光を遮断する迷光阻害部材部位１２’ｂ・１２’ｃ・・・が設けられ、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・及び穴１５ａ・１５ｂ・・・の周辺がそれぞれ迷光阻害部材部位１２ａ１２’ａとなっている。迷光阻害部材１２には、位置決め穴１６が開けられている。

光学部材１０のさらに別な具体的な実施態様を、図２(b)に示す。その光学部材１０は、取付支持部材１７の中央に、小径の透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及びそれより大径の透光部材片１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・・・が嵌る大きさの９個の穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・の連続した１列と５個の穴１５ａ・１５ｂ・１５ｃ・・・の連続した１列とが、開けられている。このような透光部材片１１ａ等に対応すること以外は図２(a)と同様に、迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・・・，１２’ａ・１２’ｂ・１２’ｃ・・・及び１２Ａが設けられている。

図２(b)のような透光部材１１は、例えば、図３に示すように、これらの穴に嵌るように形成されて、迷光阻害部材１２と一体化しているというものであってもよい。即ち、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂ・・・は、両凸レンズであって、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・と穴１５ａ・１５ｂとから、上面側の片凸部が、迷光阻害部材１２の上面から、盛り上がるように形成されており、下面側の片凸部が、迷光阻害部材１２の穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・と穴１５ａ・１５ｂ・・・とに収まりつつ、迷光阻害部材１２の下面からはみ出さずに、盛り上がるように形成されている。

透光部材１１は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂ・・・が繋がっていない例を図示したが、それらが繋がって連なり、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・と穴１５ａ・１５ｂ・・・上に載置されるように、形成されて、迷光阻害部材１２と一体化していてもよい（不図示）。

光学部材１０は、図１の態様を代表例として説明すると、回路基板２１上に設けられた高輝度ＬＥＤのような光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・の夫々の真上に、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・等の中央が位置するように、配置され、接合されて、光学部品となっている。この光学部品は、さらに別な光学部材と組み合わせて、照明器具となる。

光学部材１０の別な具体的な実施態様を、図４に示す。透光部材片１１ａ・１１ｂ・・・は、導光性であって、回路基板２１上の光源２２に対向する下方向へ向かって先細りの略円錐台状に延び、その略円錐台状や多角錐台状の上端近傍が迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・・・を介して繋がっている。そこでそれら透光部材片１１ａ・１１ｂ・・・の間にてそれらの上端近傍に、迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・・・が上方向に突き出して設けられているというものである。

図１〜図４に示す光学部材１０は、例えば図１の態様を例に説明すると、以下のようにして、製造される。

先ず、迷光阻害部材１２形成用の透光阻害組成物を調製する。透光阻害組成物は、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、光吸収材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料と、シリコーンゴムやシリコーン樹脂のようなシリコーンを形成する硬化材料である前記のポリシロキサン化合物と、必要に応じて触媒、溶剤などの添加剤を、混練して、調製する。

次いで、この透光阻害組成物を、迷光阻害部材１２を形作る金型内に注入し、コンプレッション成形やインジェクション成形にて成形する。得られた迷光阻害部材１２を取り出す。

次に、透光部材１１形成用の透光組成物を調製する。透光組成物は、シリコーンゴムやシリコーン樹脂のようなシリコーンを形成する硬化材料である前記のポリシロキサン化合物と、必要に応じて触媒、溶剤などの添加剤を、混練して、調製する。

次いで、光学部材１０を形成するため、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂを形作る金型に、迷光阻害部材１２を置き、位置決め穴１６を介して位置決めしてから、この金型に、この透光阻害組成物を注入して、インジェクション成形、又はインサート成形によって、二色成形して、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂである透光部材１１へと硬化させ、迷光阻害部材１２と一体化させる。硬化した透光部材１１及び迷光阻害部材１２ごと金型から取り出し、必要に応じて、加熱処理や有機溶媒で洗浄するなどの後処理工程にて、光学部材１０が得られる。

なお、透光部材１１の少なくとも一部を区切る形状となるように、迷光阻害部材１２を形成する工程を行ってから、迷光阻害部材１２を覆うように、透光部材１０を形成することにより、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・及び透光部材片１３ａ・１３ｂが繋がって連なり、穴１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・と二つの穴１５ａ・１５ｂ上に載置されるように、形成して、迷光阻害部材１２と一体化させ、透光部材１０を作製してもよい。

光学部材１０は、透光部材１１と迷光阻害部材１２とを、他の二色成形で一体化して作製してもよい。透光部材を形成する工程と、迷光阻害部材を形成する工程とが、何れかの順で若しくは同時又は時間差で並行して行われてもよい。また、透光部材１１と迷光阻害部材１２を各々成形し、それらを分子接着や接着剤接合して一体化してもよい。

回路線基板２１上に高輝度ＬＥＤのような光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・が設けられ、基板２０を成している。光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・夫々の真上に、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・等の中央が位置するように、光学部材１０を配置し接合する。必要に応じて、得られた光学部品の出射先に、さらに別な光学部材を配置して組み合わせ、照明器具を作製することができる。

光学部材１０やそれを用いた照明器具は、以下のようにして使用される。光学部材１０は、図１に示すように、回路基板２１上の光源２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・から光が出射される。出射された光は、上方へ向く出射光Ａ_３は、透光部材片１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・・・を透過して、出光する。また、透光部材片１１ａへ向いているが透光部材片１１ａから出射せずに隣り合う透光部材片１１ｂやレンズ外方向へ向いて誘導してしまう出射光Ａ_２のような光は、迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂによって、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収され、透光部材片１１ｂ・１１ｃ・・・への迷光とならない。また、光源２２ａに対向する透光部材片１１ａへ向かず他の透光部材片１１ｂ・１１ｃ・・・へ向いた出射光Ａ_１のような光は、迷光阻害部材部位１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・・・である迷光阻害部材１２によって、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収され、他の透光部材片１１ｂ・１１ｃ・・・への迷光とならない。

この時、迷光阻害部材１２が、遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収しても、透光部材１１や迷光阻害部材１２、とりわけその界面で、劣化しない。そのため、長期間使用可能である。

本発明を適用する透光阻害組成物を用いて光学部材を試作し、物性評価した例を、以下に示す。

以下、本発明の光学部材を試作した例を以下に示す。

（実施例１）
液状のシリコーンゴムに透光阻害材料として、酸化チタンを添加し、混練りして透過阻害組成物を調整した。その後、得られた透過阻害組成物を金型に注入し、加熱硬化させ、金型から取り出し迷光阻害部材を成形した。次いで、図５（ａ）の平面図及び同図（ｂ）斜視図に示すように、縦横各５行列の両凸レンズからなる透光部材１１ａ_１〜１１ａ_５、１１ｂ_１〜１１ｂ_５、１１ｃ_１〜１１ｃ_５、１１ｄ_１〜１１ｄ_５、１１ｅ_１〜１１ｅ_５が中央に設けられ、それらの各列を格子状に各行の迷光阻害部材１２ｂ・１２ｃ・１２ｄ・１２ｅ及び、各列の迷光阻害部材１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃ・１２Ｄ・・・等と、それら各行列を取り囲む迷光阻害部材１２ａとが設けられつつ、四隅に位置決め穴１６が開けられた光学部材１０を成形するため、透光部材を成形する金型に迷光阻害部材を置き、液状のシリコーンゴムからなる透光組成物を金型に注入して二色成形し、透光部材を硬化させる。硬化し一体化した透過部材及び迷光阻害部材を金型から取り出し、光学部材を得た。

（実施例２）
液状のシリコーンゴムに透光阻害材料として、酸化チタン及びアルミニウム粉末を添加し、混練りして透過阻害組成物を調整した。その後、得られた透過阻害組成物を金型に注入し、加熱硬化させ、金型から取り出し、実施例１と同様な外形の迷光阻害部材を成形した。次いで、光学部材を成形するため、透光部材を成形する金型に迷光阻害部材を置き、液状のシリコーンゴムからなる透光組成物を金型に注入して二色成形し、透光部材を硬化させる。硬化し一体化した透過部材及び迷光阻害部材を金型から取り出し、光学部材を得た。

（実施例３）
液状のシリコーンゴムに透光阻害材料としてＭＥ−５０Ｂを添加し、混練りして透過阻害組成物を調整した。その後、得られた透過阻害組成物を金型に注入し、加熱硬化させ、金型から取り出し迷光阻害部材を成形した。次いで、光学部材を成形するため、透光部材を成形する金型に迷光阻害部材を置き、液状のシリコーンゴムからなる透光組成物を金型に注入して二色成形し、透光部材を硬化させた。硬化し一体化した透光部材及び迷光阻害部材を金型から取り出し、実施例１と同様な外形の光学部材を得た。

（比較例１）
液状のシリコーンゴムからなる透光組成物を金型に注入して硬化させ、二色成形せずに透光部材及び迷光阻害部材を透光組成物にて成形して、金型から取り出し、実施例１と同様な外形の光学部材を得た。

（比較例２）
液状のシリコーンゴムからなる透光組成物と短冊状に裁断した厚み０．５ｍｍのアルミニウム箔を迷光阻害部材として金型に配置して一体成形し、実施例１と同様な外形の光学部材を得た後に物性評価を実施した。

（比較例３）
液状のシリコーンゴムからなる透光組成物と短冊状に裁断した厚み０．５ｍｍのエポキシ樹脂板を迷光阻害部材として金型に配置して一体成形し、実施例１と同様な外形の光学部材を得た後に物性評価を実施した。

（比較例４）
液状のシリコーンゴムからなる透光組成物と短冊状に裁断した厚み０．５ｍｍの窒化アルミ板を迷光阻害部材として金型に配置して一体成形し、実施例１と同様な外形の光学部材を得た後に物性評価を実施した。

物性評価として、光学部材を２時間の加熱及び２時間の有機溶剤浸漬によって、透光部材と迷光阻害部材が剥離やクラックが生じない場合は○、剥離やクラックが生じる場合は×とした。

上記実施例及び比較例の結果を下記表１に示す。

続いて、物性評価の結果から、透光部材と迷光阻害部材が剥離やクラックが生じなかった、実施例１〜３及び比較例１の光学部材を回路基板上に実装されたＬＥＤ光源の夫々の真上に透光部材片の中央が位置するよう配置し、ＬＥＤ光源を点灯させ、その時の配光測定を行い、迷光による所望外の方向への集光の有無を確認した。配光測定の結果を図６に示す。図６はこれら光学部材での配光角（°）と発光強度相対値とについて、得られた各光学部材での配光角０°において発光強度の相対値を１としたときの相関関係を示すグラフとその拡大図のグラフである。

実施例１の光学部材は、２時間の加熱及び２時間の有機溶剤浸漬の物性評価結果、透光部材と迷光阻害部材の界面剥離が生じず、変色等もみられなかった。配光測定の結果、迷光による所望外の方向へ集光が低減されていた。比較例１の光学部材は、２時間の加熱及び２時間の有機溶剤浸漬の物性評価結果、透光部材と迷光阻害部材の界面剥離がなく、変色等もみられなかった。しかし、配光測定の結果、迷光による所望外の方向への集光が確認された。比較例２〜４の光学部材は、２時間の加熱及び２時間の有機溶剤浸漬の物性評価結果、透光部材と迷光阻害部材の界面剥離が生じ、配光測定が不可能であった。

本発明の光学部材は、光源の配光制御に優れ、所望の方向へ光を誘導して光のコントラストの精彩化・質感向上を図ることができるので、照明器具の部品として、利用可能である。

本発明の光学部材の製造方法は、光源をマトリックス状に配列したような照明器具の部品として、効率及び歩留まり良く、高品質に大量生産するのに、有用である。

本発明の透光阻害組成物は、この光学部材の原材料として、有用である。

１０は光学部材、１１は透光部材、１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ａ_１〜１１ａ_５・１１ｂ_１〜１１ｂ_５・１１ｃ_１〜１１ｃ_５・１１ｄ_１〜１１ｄ_５・１１ｅ_１〜１１ｅ_５・・・は透光部材片、１２は迷光阻害部材、１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・１２ｄ・１２ｅ及び１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃ・１２Ｄは迷光阻害部材部位、１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・・・は透光部材片、１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・・・は穴、１５ａ・１５ｂ・１５ｃ・・・は穴、１６は位置決め穴、１７は取付支持部材、２０は基板、２１は回路基板、２２・２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・・・は光源、Ｗ_１２は迷光阻害部材部位の間隙厚さである。

Claims (15)

1. シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかのシリコーンで形成されており光を透過及び／又は導光させる透光部材と、
   前記光を透過及び／又は導光させる方向に沿って前記透光部材の内部及び／又は内側の少なくとも一部に設けられ、前記光を遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料を有している迷光阻害部材とが、
   設けられて一体化していることを特徴とする光学部材。
2. 前記透光部材と、前記迷光阻害部材とによって、配光制御されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
3. 前記透光部材が、連なった複数の透光部材片を有しており、前記迷光阻害部材が、前記透光部材片を夫々区切っていることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
4. 前記複数の透光部材片が夫々、格子状穴、連続穴、及び／又は不連続穴を有する前記迷光阻害部材の各穴に嵌って及び／又は載っていることにより、又は前記複数の透光部材片が、その間に板状の前記迷光阻害部材が配置されていることにより、区切られていることを特徴とする請求項３に記載の光学部材。
5. 前記複数の透光部材片が、レンズであることを特徴とする請求項３〜４の何れかに記載の光学部材。
6. レンズアレイであることを特徴とする請求項５に記載の光学部材。
7. 前記複数の透光部材片が夫々、前記光を発光する光源に対向していることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の光学部材。
8. 前記複数の透光部材片の夫々から、前記迷光阻害部材が前記光源向きに突き出していることを特徴とする請求項７に記載の光学部材。
9. 前記透光阻害材料が、フィラーであることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の光学部材。
10. 前記透光部材中、前記シリコーンが熱硬化性シリコーンゴム又は熱硬化性シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の光学部材。
11. 前記迷光阻害部材が、シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかであって前記透光部材中の前記シリコーンと同種又は異種のシリコーン、及び前記阻害材料を有していることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の光学材料。
12. シリコーン樹脂とシリコーンゴムとから選ばれる少なくとも何れかを有するシリコーン形成組成物を硬化させたシリコーンで光を透過及び／又は導光させる透光部材を形成する工程と、
    前記透光部材の少なくとも一部を区切るように、前記光を遮光、光反射、光拡散、光散乱、及び／又は光吸収させる、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱材、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料と、硬化材料とを有する透光阻害組成物を硬化させて、迷光阻害部材を形成する工程とが、
    何れかの順で若しくは同時又は時間差で並行して行われる、二色成形、又は多色成形によって、
    前記透光部材と前記迷光阻害部材とが一体化した光学部材を、形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
13. 前記二色成形が、インジェクション成形、又はインサート成形であることを特徴とする請求項１２に記載の光学部材の製造方法。
14. 前記透光部材の少なくとも一部を区切る形状に、前記迷光阻害部材を形成する工程を行ってから、前記迷光阻害部材を覆うように、前記透光部材を形成する工程を行うことを特徴とする請求項１２〜１３の何れかに記載の光学部材の製造方法。
15. 請求項１の光学部材を形成するために用いられる迷光阻害部材形成用の透光阻害組成物であって、遮光剤、遮光材、光反射剤、光反射材、光拡散剤、光拡散材、光散乱剤、光散乱剤、光吸収剤、及び光吸収材から選ばれる少なくとも何れかの透光阻害材料と、硬化材料とを有することを特徴とする透光阻害組成物。