JP6654570B2

JP6654570B2 - 部分発光型の発光部材

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Publication number: JP6654570B2
Application number: JP2016551501A
Authority: JP
Inventors: 尚哲金森
Original assignee: Fukuvi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Fukuvi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-09-11
Also published as: JPWO2016051689A1; WO2016051689A1

Description

本発明は、棒状または板状の発光部材の改良、詳しくは、可撓性を利用して様々な用途に使用できるだけでなく、周面上に充分な発光面積を確保しつつ発光性能を高めることができ、しかも、製造も効率的に行える部分発光型の発光部材に関するものである。

周知のとおり、街中で見かけるイルミネーションや電飾看板の多くは、ネオンライトのような線状発光体を利用しているが、本体がガラス管から構成されるネオンライトは、発光体そのものに可撓性がないため、発光体を取付け面の湾曲部に沿って曲げたり、任意の絵や文字を模した形態としたりすることができない。

そこで、従来においては、直線状の線状発光体を自由に湾曲させて使用できるように、可撓性を有する光ファイバ型の線状発光体も開発され、本件出願人も以前に、透明なアクリル系樹脂から成るコア層と、半透明のフッ素系樹脂から成るクラッド層から成る線状発光体について特許出願を行っている(特許文献１参照)。

しかしながら、上記コア層とクラッド層のみから成る線状発光体は、コア層の端部から光を入射したときに、クラッド層の周面全体から光が放射される構造(クラッド層の周面全体が発光面となる構造)であったため、放射された光が全方向に分散して特定の一方向から見たときの発光量が小さくなってしまう問題があった。

また、本件出願人は、特許文献１中の図６に記載されているような、クラッド層の外側の一部に白色または銀色の不透明樹脂から成る光反射層を設けた線状発光体も開発しており、この線状発光体では、光の放射方向を光反射層が形成されていない周面に限定することができるため、発光面の輝度を向上させることができる。

しかしながら、上記文献１の図６に記載された線状発光体においては、周面全体に占める反射面(光反射層が形成された面)の割合が、発光面の割合よりも小さく、また反射面が周面上の一平面にしか形成されていなかったため、コア層の端部から入射した光を発光面から効率的に放射させることが難しく、発光性能に限界があった。

一方、従来においては、断面形状が多角形型を成し、かつ、周面上に発光面を有する突条部が形成され、更に周面のその他の部分に反射面が形成された棒状発光体も公知となっているが(特許文献１,２参照)、これらの技術については、発光面の拡大が難しいだけでなく、後加工で反射面を形成していたため、製造に手間がかかる問題があった。

特開２０１３−５７９２４号公報特開２００３−３４６５０９号公報特開２００５−５２４４号公報

そこで本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、可撓性を利用して様々な用途に使用できるだけでなく、周面上に充分な発光面積を確保しつつ発光性能を高めることができ、しかも、製造も効率的に行える部分発光型の発光部材を提供することにある。

本発明者が上記課題を解決するために採用した手段は次のとおりである。

即ち、本発明は、屈折率が空気よりも大きい透明樹脂製のコア層１と；このコア層１の外側に形成された、屈折率がコア層１よりも小さく空気よりも大きい半透明樹脂製のクラッド層２と；このクラッド層２の外側に部分的に形成された不透明樹脂製の光反射層３とが押出成形によって一体に成形された部分発光型の発光部材において、
前記コア層１の端面からコア層１の内部に光を入射したとき、前記光反射層３が形成されていない一部の周面を発光面Ｅとして光を外部に放射可能とする一方、
前記発光面Ｅを除く周面上において、少なくとも横断面における発光面Ｅの対向部位に、光反射層３を備えた反射面Ｒを形成すると共に、この対向部位の反射面Ｒの全体または一部に、所定の断面形状で成形されたコア層１によって、横断面における発光面Ｅ中央とコア中心部を通る中心線Ａから端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる傾斜面Ｓまたは曲面Ｃを形成した点に特徴がある。

なお本明細書中における「横断面」とは、長さ方向に垂直な面で切断した断面をいう。また、上記「横断面における発光面Ｅの対向部位」とは、発光部材Ｐの周面上における発光面Ｅの真後ろ方向に位置する部位であって、かつ、発光面Ｅの横幅を超えない領域を指し、発光面Ｅと平行に対向する部位のみを指すものではない。

また本発明においては、上記コア層１を左右対称の断面形状に成形して、横断面における発光面Ｅの対向部位に、左右対称の傾斜面Ｓ・Ｓまたは曲面Ｃ・Ｃを設けることにより、発光性能の向上を図ることができる。また同様の理由で、上記発光面Ｅをフラットな形状とするのが好ましい。

また更に、上記発光面Ｅをフラットとする場合には、フラットな発光面Ｅを上側に向けて水平とした状態で、横断面における発光面Ｅの横幅が、光反射層３を除く全体の横幅と同じ大きさとすることで、発光面積を確保しつつ発光性能を向上することができる。

そして更に、上記フラットな発光面Ｅを採用する場合には、コア層１の断面形状を、ホームベース型、三角型、台形型、半円型または半楕円形とし、所定のフラットな一面に発光面Ｅを形成するのが、発光性能の面で好ましい

また更に、上記フラットな発光面Ｅを採用する場合には、横断面においてフラットな発光面Ｅと傾斜面Ｓが成す内角、或いはフラットな発光面Ｅの延長面と傾斜面Ｓの延長面が成す鋭角側の角度を、５〜８５°とするのが、発光性能の面で好ましい。

一方、本発明では、発光性能を向上させるために、発光面Ｅと反射面Ｒの面積比を、各面の面積の和を１００とした場合に５：９５〜５０：５０とするのが好ましく、また同様の目的で発光面Ｅにおけるクラッド層２の厚みを、0.05〜0.5mmするのが好ましい。

また本発明では、発光性能の良好な発光部材を得るために、上記クラッド層２の外周面の一部に、長さ方向に延びる凸部21を形成すると共に、光反射層３を、前記凸部21以外のクラッド層２の外周面を被覆するように形成することが好ましい。またこの形状を採用する場合には、光反射層３の外周面とクラッド層２の凸部21上面を面一に形成することによって、光反射層３がクラッド層２から剥がれ難い発光部材を作製することができる。

また本発明では、表面平滑性に優れた光反射層３を形成するために、光反射層３中における光散乱粒子の添加量を0.5〜2.5wt%に抑えることが好ましい。

本発明では、コア層、クラッド層及び光反射層から成る発光部材の周面上において、横断面における発光面の対向部位に反射面を形成し、更にこの反射面の全体または一部に、発光面の中央側から端側にかけてコア層の厚みが徐々に小さくなる傾斜面または曲面を形成したことにより、光源から遠いコア層の端側部位において光をより多く反射させることができるため、発光面の端側部位から効率的に光を放射させることができる。

またこれにより、発光面全体の発光量も増大させることができるため、発光面の輝度を従来よりも格段に高めることができる。また本発明では、発光面を周面の一部に限定しているため、金型を変更すれば発光面の大きさを変えずに発光部材を太く形成することもでき、これによって光の入射量を増やして発光性能を向上させることもできる。

また更に、本発明では、発光面の対向位置に設けた反射面に、傾斜面や反射面を形成することによって、周面全体(または発光面)に対する反射面の割合を大きくすることができるため、発光面からの光の放射量をより大きくすることができる。また本発明では、発光面の面積も充分に確保できる。

そしてまた、本発明では、共押出成形により光反射層をコア層やクラッド層と一体に成形することができるため、後加工により光反射層を形成する手間が掛からず、効率的に製造を行うことができる。また、本発明に係る発光部材は、プラスチック製で可撓性を有しているため、用途に応じて湾曲させる等して様々な用途に利用できる。

したがって、本発明により、従来の発光部材よりも使い勝手に優れるだけでなく、製造コストを低廉に抑えることもでき、しかも、コア層の形状および発光面と反射面の配置を工夫して発光性能の向上も図れる実用性に優れた発光部材を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。

本発明の実施例１における発光部材を表わす全体斜視図である。本発明の実施例１における発光部材の形状を表わす横断面図(Ｘ-Ｘ'断面図)である。比較例における発光部材の断面構造を表わす横断面図である。本発明の実施例２〜７における発光部材を表わす全体斜視図である。本発明の実施例２〜７における発光部材の形状を表わす横断面図(Ｙ-Ｙ'断面図)である。本発明の実施例２〜７の発光部材を用いて行った発光輝度試験の結果を示すグラフである。本発明の変形例における発光部材の形状を表わす横断面図である。

『実施例１』
本発明の実施例１について、図１及び図２に基いて説明する。なお同図において、符号１で指示するものは、コア層であり、符号２で指示するものは、クラッド層である。また符号３で指示するものは、光反射層であり、また符号Ｐで指示するものは、発光部材である。また符号Ｅで指示するものは、発光面であり、符号Ｒで指示するものは、反射面である。

［発光部材の構成］
この実施例１では、ホームベース型の断面形状を成す棒状の発光部材Ｐを、透明樹脂製のコア層１(縦幅:9mm、横幅:12mm)と、このコア層１の外側に形成された半透明樹脂製のクラッド層２(厚さ:0.1mm)と、このクラッド層２の外側に部分的に形成された不透明樹脂製の光反射層３(厚さ:0.2mm)とによって構成している(図１、図２参照)。また発光部材Ｐを構成する各層は、共押出成形することによって一体化している。

そして、上記のように発光部材Ｐを構成したことにより、光源Ｌを用いてコア層１の端面からコア層１の内部に光を入射したとき、光反射層３が形成されていない一部の周面が発光面Ｅとなって光が外部に放射される(※図２中に光源Ｌの位置を点線で示す)。また、上記発光部材Ｐには、発光面Ｅを除く周面上において、横断面における発光面Ｅの対向部位に、光反射層３を備えた反射面Ｒを形成している。

これにより、発光部材Ｐの一部のみを発光させることができるため、全周発光型の発光部材Ｐに同量の光を入射した場合よりも発光面Ｅの輝度を向上させることができる。加えて、上記部分発光型の発光部材Ｐでは、反射面Ｒの比率を調節して発光面Ｅの大きさを一定にすることができるため、コア層１の断面積を拡大して光の入射量を増やすことも容易となる。

また、上記発光部材Ｐにおいては、コア層１の断面形状をホームベース型とすることにより、発光面Ｅの対向部位に設けた反射面Ｒ全体に、横断面における発光面Ｅ中央とコア中心部を通る中心線Ａから端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる傾斜面Ｓ・Ｓを形成している。これにより、発光面Ｅにおける光源Ｌから遠い端側部分の発光量を増大させることができるため、発光面Ｅの輝度を一層向上させることができる。

なお本実施例では、発光性能を向上させるために、コア層１を左右対称の断面形状に成形して、横断面における発光面Ｅの対向部位に、左右対称の傾斜面Ｓ・Ｓを設けている。また同様の理由で、本実施例では、より優れた発光性能を得るために、発光部材Ｐの発光面Ｅをフラットな形状としている。

また、本実施例のように発光面Ｅをフラットな形状とする場合には、図２に示すフラットな発光面Ｅを上側に向けて水平とした状態で、横断面における発光面Ｅの横幅が、光反射層３を除く全体の横幅と同じ大きさとすることで、発光面積を確保しつつ発光性能を向上させることができる。

また更に本実施例では、発光性能を向上させるために、フラットな発光面Ｅの延長面と傾斜面Ｓの延長面が成す鋭角側の角度を５０°に設計すると共に、発光部材Ｐの発光面Ｅと反射面Ｒの面積比が、各面の面積の和を１００とした場合に３０：７０となるようにしている。なお、コア層１をホームベース型に成形する場合には、発光面Ｅと傾斜面Ｓ・Ｓの間の側面にも光反射層３を形成して反射面Ｒの比率を増やすのが好ましい。

［コア層の材料］
また、上記コア層１の材料に関しては、所定の成形条件を満たし、かつ、空気よりも屈折率が大きい熱可塑性樹脂から選択でき、本実施例では、成形温度が190〜230℃のポリメタクリル酸メチル(ＰＭＭＡ)を使用している。なお、コア層１の材料としては、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂が好ましいが、成形条件が合えば、それ以外の樹脂、例えばポリカーボネート樹脂等を採用することもできる。

ちなみに、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂としては、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ｎ−ブチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリメタクリル酸ｔ−ブチル、ポリメタクリル酸２−エチルヘキシルなどが挙げられる。またコア層１の材料選択時には、クラッド層２との屈折率差が0.01〜0.15となるように選択を行うのが好ましい。

［クラッド層の材料］
また、上記クラッド層２の材料に関しても、所定の成形条件を満たし、かつ、屈折率がコア層１よりも小さく空気よりも大きい熱可塑性樹脂から選択でき、本実施例では、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥ(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)に、酸化チタンを0.325wt％、シリカを0.025wt％添加したものを使用している。

なお、クラッド層２の材料としては、屈折率が1.35〜1.45のフッ素系樹脂が好ましく、このようなフッ素系樹脂としてはＥＴＦＥの他、ＥＦＥＰ(ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体)も好適に使用できる。また成形条件が合えば、他のフッ素系樹脂やフッ素系以外の樹脂も使用できる。

そしてまた、上記クラッド層２に添加する二酸化チタンやシリカ等の光散乱粒子についても、クラッド層２の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となる範囲で、添加量を任意に変更できるが、添加量は0.4wt%以下に抑えることが好ましい。また添加する光散乱粒子の種類に関しても、二酸化チタンやシリカ以外の白色顔料(硫酸バリウム等)やその他の金属粒子、非金属の無機粒子を選択することができる。

［光反射層の材料］
他方、上記光反射層３の材料に関しては、所定の成形条件を満たし、かつ、光反射性を有する白色または銀色の不透明な熱可塑性樹脂から選択することができ、本実施例では、クラッド層で用いた樹脂と同じ成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥ(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)に、二酸化チタンを1.3wt％、シリカを0.1wt％添加して白色に着色したものを使用している。なお光反射層３の材料としては、成形条件が合えば、フッ素系以外のポリアミド系樹脂等も使用できる。

また、上記光反射層３に添加する二酸化チタン等の光散乱粒子については、0.5〜2.5wt%の範囲で添加することが好ましい。また添加する光散乱粒子の種類は、二酸化チタンやシリカ以外の白色顔料(硫酸バリウム等)やその他の金属粒子、非金属の無機粒子等から選択できる。

＜発光部材(実施例１)の輝度評価試験＞
次に、上記発光部材Ｐを用いて行った輝度評価試験について以下に説明する。まず本試験では、図３(a)に示す直径14mmの円形型の断面形状を成し、かつ、コア層１とクラッド層２のみから成る棒状の発光部材を比較例Ａとし、また図３(b)に示す縦幅5mm、横幅5mmのカマボコ型の断面形状を成し、かつ、フラット面にのみ光拡散層３が形成された棒状の発光部材を比較例Ｂとして比較試験を行った。

また本試験では、光源Ｌに全光束550lm相当のＬＥＤを使用し、この光源Ｌを各発光部材の端部に配置してコア層１内に光を入射し、光源Ｌから100mm、300mm、500mm、700mm離れた位置の各発光部材の輝度をそれぞれ測定した。また測定した輝度の数値から各発光部材の減衰率を算出した。

その結果、以下の表１に示すように、実施例１の発光部材Ｐの各測定位置での輝度が、比較例Ａや比較例Ｂの発光部材の輝度よりも大きい値となった。これにより、本発明の発光部材が、従来品よりも優れた発光性能を有していることを確認できた。また実施例１の発光部材Ｐは、従来品と同等の減衰率を有していることも確認できた。

『実施例２』
［発光部材の構成］
次に本発明の実施例２について以下に説明する。この実施例２では、図４及び図５に示すように断面形状が円形を成す棒状の発光部材Ｐを、透明樹脂製のコア層１(直径:5.8mm)、半透明樹脂製のクラッド層２(凸部以外の厚さ:0.1mm)および不透明樹脂製の光反射層３(厚さ:0.2mm)から構成すると共に、クラッド層２の外周面の一部に長さ方向に延びる凸部21(厚さ:0.3mm)を形成して、この凸部21以外のクラッド層２の外周面を被覆するように光反射層３を形成している。

これにより、光源を用いてコア層１の端面からコア層１の内部に光を入射したとき、光反射層３が形成されていないクラッド層２の凸部21上面を発光面Ｅとして光を放射させることができる。また上記発光部材Ｐには、横断面における発光面Ｅの対向部位に反射面Ｒを形成すると共に、この対向部位の反射面Ｒに、横断面における発光面Ｅ中央とコア中心部を通る中心線Ａから端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる曲面Ｃ・Ｃを形成しているため、発光部材Ｐの発光性能を向上させることもできる。

加えて、本実施例では、上記光反射層３の外周面とクラッド層２の凸部21上面とが面一となるように両者を成形しているため、光反射層３の端縁部が段差状となってクラッド層２から剥がれ易くなる問題も生じない。特に本実施例では、実施例１と同様に発光部材Ｐを共押出成形によって作製しているため、クラッド層２の凸部21と光反射層３の端縁部とを密着させた形状で成形できる。

［発光部材の材料］
またこの実施例２では、上記コア層１の材料に、成形温度が190〜230℃のＰＭＭＡを使用すると共に、クラッド層２の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを0.325wt％、シリカを0.1wt％添加して白色に薄く着色したものを使用し、更に光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを1.3wt％、シリカを0.1wt％添加して白色に濃く着色したものを使用して発光部材Ｐを作製した。

『実施例３』
［発光部材の材料］
次に本発明の実施例３について図４及び図５に基づいて以下に説明する。この実施例３では、上記実施例２と同様の寸法・形状から成る発光部材Ｐにおいて、クラッド層２の材料に、酸化チタンが添加されていない成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥを使用すると共に、光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを1.3wt％添加して白色に着色したものを使用した。またコア層１の材料には、実施例２と同じＰＭＭＡを使用した。

『実施例４』
［発光部材の材料］
次に本発明の実施例４について図４及び図５に基づいて以下に説明する。この実施例４では、上記実施例２と同様の寸法・形状から成る発光部材Ｐにおいて、クラッド層２の材料に、酸化チタンが添加されていない成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥを使用すると共に、光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを2.5wt％添加して白色に着色したものを使用した。またコア層１の材料には、実施例２と同じＰＭＭＡを使用した。

『実施例５』
［発光部材の材料］
次に本発明の実施例５について図４及び図５に基づいて以下に説明する。この実施例５では、上記実施例２と同様の寸法・形状から成る発光部材Ｐにおいて、クラッド層２の材料に、酸化チタンが添加されていない成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥを使用すると共に、光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを3.75wt％添加して白色に着色したものを使用した。またコア層１の材料には、実施例２と同じＰＭＭＡを使用した。

『実施例６』
［発光部材の材料］
次に本発明の実施例６について図４及び図５に基づいて以下に説明する。この実施例６では、上記実施例２と同様の寸法・形状から成る発光部材において、クラッド層２の材料に、酸化チタンが添加されていない成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥを使用すると共に、光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを5.0wt％添加して白色に着色したものを使用した。またコア層１の材料には、実施例２と同じＰＭＭＡを使用した。

『実施例７』
[発光部材の材料]
次に本発明の実施例７について図４及び図５に基づいて以下に説明する。この実施例７では、上記実施例２と同様の寸法・形状から成る発光部材Ｐにおいて、クラッド層２の材料に、酸化チタンが添加されていない成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥを使用すると共に、光反射層３の材料に、成形温度が250〜300℃のＥＴＦＥに酸化チタンを10.0wt％添加して白色に着色したものを使用した。またコア層１の材料には、実施例２と同じＰＭＭＡを使用した。

＜発光部材(実施例２〜７)の輝度評価試験＞
次に上記実施例２〜７の発光部材について行った輝度評価試験について説明する。まず本試験では、上記実施例２〜７の発光部材について、寸法を長さ1000mm、直径6.3mmとして、光源からの距離が100〜900mmの部位の発光輝度を100mm間隔で測定した。また本試験では、発光輝度の測定を、サンプルの被測定部位から垂直方向に600mm離れた位置に分光放射輝度計(CS-2000コニカミノルタ製)を配置して行った。また光源には、駆動電流300mA、輝度37.7cd/m2、光束135lm,指向特性120°のものを使用した。測定条件をまとめた表を以下に示す。

また本試験では、上記実施例２〜７とは別に、断面円形状のコア層(直径:5.7mm)の外周面全体がクラッド層(厚さ:0.15mm)によって被覆され、更にこのクラッド層の外周面全体が光反射層(厚さ:0.15mm)によって被覆された発光部材を比較例Ｃとして作製した。またこの比較例Ｃでは、コア層の材料にＰＭＭＡ、クラッド層の材料に酸化チタンが添加されていないＥＴＦＥ、光反射層の材料に酸化チタン1.3wt％、シリカ0.1wt％が添加されたＥＴＦＥをそれぞれ使用した。そして、この比較例Ｃの発光部材について、上記実施例２〜７の発光部材Ｐと同様の条件で発光輝度の測定を行った。

その結果、図６のグラフに示すように、実施例２〜７の発光部材は比較例Ｃの発光部材よりも発光輝度が全体的に大きいことが確認できた。また各部位の発光輝度のデータから減衰率を算出したところ、実施例２〜７の減衰率は0.77〜0.92％/cmの範囲で、比較例Ｃの減衰率0.91％/cmと同等、或いはそれよりも低く抑えられていることが確認できた。発光輝度と減衰率の詳細なデータをまとめた表を以下に示す。

＜発光部材(実施例２〜７)の表面平滑性評価＞
次に上記実施例２〜７の発光部材について、表面平滑性を触感により調べたところ、実施例５〜７の発光部材の表面はざらざらと荒れているのに対し、実施例２〜４の発光部材の表面は手触りが滑らかで平滑性が良好であった。この結果から、光反射層３に対する光散乱粒子(酸化チタン)の添加量を0.5〜2.5wt%としたときに、光反射層３の表面平滑性が良好となることが確認できた。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、記載した実施例にのみ限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、コア層１の断面形状については、図７(ａ)に示す台形型や図７(ｂ)に示す三角型、五角形以上の多角形型(図示せず)とすることもでき、台形型の場合には、一対の平行面のうち、面積が大きい側の一面に発光面Ｅを形成すると共に、周面の他の部分に反射面Ｒを形成し、横断面における発光面Ｅの対向部位において、反射面Ｒの一部に傾斜面Ｓ・Ｓを形成する。

また、上記コア層１の断面形状については、図７(ｃ)に示す半楕円型や半円型(図示せず)とすることもでき、その場合には、周面の平面部分に発光面Ｅを形成すると共に、周面の他の部分に反射面Ｒを形成し、横断面における発光面Ｅの対向部位において、反射面Ｒの全体または一部に、発光面Ｅ中央とコア中心部を通る中心線Ａから端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる曲面Ｃ・Ｃを形成する。

また更に、上記コア層１の断面形状については、図７(ｄ)に示すような扇型とすることもでき、その場合には、周面の曲面部分に発光面Ｅを形成すると共に、周面の他の部分に反射面Ｒを形成し、横断面における発光面Ｅの対向部位において、反射面Ｒ全体または一部に、発光面Ｅの中央側から端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる傾斜面Ｓ・Ｓを形成する。

そしてまた、本発明では、上記コア層１の断面形状を、図７(ｅ)に示す円形型や楕円形型(図示せず)とすることもでき、その場合には、周面の半分以下の領域(横断面において中心角が180°以下になる領域)に発光面Ｅを形成すると共に、周面の他の部分に反射面Ｒを形成し、横断面における発光面Ｅの対向部位において、反射面Ｒの全体または一部にコア層１の厚みが端側に向けて徐々に小さくなる曲面Ｃ・Ｃを形成する。

そしてまた、本発明では、上記コア層１の断面形状を、図７(ｆ)に示すような左右非対称の形状とすることもでき、その場合にも、周面の一部の平面や曲面に発光面Ｅを形成すると共に、周面の他の部分に反射面Ｒを形成し、反射面Ｒの全体または一部に、発光面Ｅの中央側から端側にかけてコア層１の厚みが徐々に小さくなる傾斜面Ｓまたは曲面Ｃを形成する。

また、本発明の発光部材Ｐは、一定の長さを有するものであれば棒状の形態に限らず、横断面のアスペクト比が大きい板状の形態であってもよい。また本発明では、発光部材Ｐを特定の用途で使用するために、コア層１の断面形状を上記で挙げた以外の異形型とすることもできる。

一方、本発明においては、発光部材Ｐの発光性能を確保するために、発光面Ｅと反射面Ｒの面積比を、各面の面積の和を１００とした場合に５：９５〜５０：５０とするのが好ましい。また、発光面Ｅにおけるクラッド層２の厚みについても、0.05〜0.5mmの範囲で設計するのが発光性能の面で好ましい。

また、本発明において、発光部材Ｐの発光面Ｅをフラットな形状とする場合、フラットな発光面Ｅの延長面と傾斜面Ｓの延長面が成す鋭角側の角度、またはフラットな発光面Ｅと傾斜面Ｓが成す内角を、発光性能に問題が生じない５〜８５°の範囲で任意に変更することができ、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

近年、イルミネーションや電飾看板等においてＬＥＤを光源とする発光部材の導入が進んでいる。そのような中で、本発明の部分発光型の発光部材は、ＬＥＤを端部にセットするだけで明るく面発光させることができ、光学機器等の様々な用途にも利用できる有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。

１コア層
２クラッド層
21 凸部
３光反射層
Ｐ発光部材
Ｅ発光面
Ｒ反射面
Ｓ傾斜面
Ｌ光源
Ｃ曲面
Ａ中心線

Claims

屈折率が空気よりも大きい透明樹脂製のコア層(１)と；このコア層(１)の外側に形成された、屈折率がコア層(１)よりも小さく空気よりも大きい半透明樹脂製のクラッド層(２)と；このクラッド層(２)の外側に部分的に形成された不透明樹脂製の光反射層(３)とが押出成形によって均一断面となるように一体に成形された部分発光型の発光部材であって、
前記コア層(１)の端面からコア層(１)の内部に光を入射したとき、前記光反射層(３)が形成されていないフラットな形状の一部の周面が発光面(Ｅ)となって光が外部に放射される一方、前記発光面(Ｅ)を除く周面上において、少なくとも横断面における発光面(Ｅ)の対向部位に、光反射層(３)を備えた反射面(Ｒ)が、発光面(Ｅ)と反射面(Ｒ)の面積比が各面の面積の和を１００とした場合に５：９５〜５０：５０となるように形成されると共に、この対向部位の反射面(Ｒ)に、断面形状がホームベース型、三角型、台形型、半円型または半楕円形に成形されたコア層(１)によって、横断面における発光面(Ｅ)中央とコア中心部を通る中心線(Ａ)から端側にかけてコア層(１)の厚みが徐々に小さくなる左右対称の傾斜面(Ｓ)または曲面(Ｃ)が形成されていることを特徴とする部分発光型の発光部材。
フラットな発光面(Ｅ)を上側に向けて水平とした状態で、横断面における発光面(Ｅ)の横幅が、光反射層(３)を除く全体の横幅と同じ大きさであることを特徴とする請求項１記載の部分発光型の発光部材。
横断面においてフラットな発光面(Ｅ)と傾斜面(Ｓ)が成す内角、或いはフラットな発光面(Ｅ)の延長面と傾斜面(Ｓ)の延長面が成す鋭角側の角度が、５〜８５°であることを特徴とする請求項１または２に記載の部分発光型の発光部材。
屈折率が空気よりも大きい透明樹脂製のコア層(１)と；このコア層(１)の外側に形成された、屈折率がコア層(１)よりも小さく空気よりも大きい半透明樹脂製のクラッド層(２)と；このクラッド層(２)の外側に部分的に形成された不透明樹脂製の光反射層(３)とが押出成形によって均一断面となるように一体に成形された部分発光型の発光部材であって、
前記コア層(１)の端面からコア層(１)の内部に光を入射したとき、前記光反射層(３)が形成されていない一部の周面が発光面(Ｅ)となって光が外部に放射される一方、前記発光面(Ｅ)を除く周面上において、少なくとも横断面における発光面(Ｅ)の対向部位に、光反射層(３)を備えた反射面(Ｒ)が、発光面(Ｅ)と反射面(Ｒ)の面積比が各面の面積の和を１００とした場合に５：９５〜５０：５０となるように形成されると共に、この対向部位の反射面(Ｒ)に、断面形状が円形のコア層(１)によって、横断面における発光面(Ｅ)中央とコア中心部を通る中心線(Ａ)から端側にかけてコア層(１)の厚みが徐々に小さくなる曲面(Ｃ)が形成されており、かつ、
前記クラッド層(２)の外周面の一部に、長さ方向に延びる凸部(21)が形成されると共に、光反射層(３)が、前記凸部(21)以外のクラッド層(２)の外周面を被覆するように均一な厚さで形成され、更に前記光反射層(３)の外周面とクラッド層(２)の凸部(21)上面が面一に形成されていることを特徴とする部分発光型の発光部材。
発光面(Ｅ)におけるクラッド層(２)の厚みが、0.05〜0.5mmであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の部分発光型の発光部材。
光反射層３中に光散乱粒子が0.5〜2.5wt%添加されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の部分発光型の発光部材。