KR102149157B1 - 면 발광 장치 - Google Patents

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요시노리 하세가와
타카유키 노다
코지 오키
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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
하야미즈 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

면 발광 장치는 수지판(11)의 양면에 접착층(14)을 통해서 밀착 고정된 유리판(12)을 갖는 도광판(1)과, 도광판(1)의 일단면으로부터 광을 도광판 내로 입사시키는 광원(2)을 구비한다. 그리고, 광원(2)으로서 460㎚ 이상 490㎚ 이하의 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖는 것, 또는 440㎚ 이상 460㎚ 미만의 파장 범위에 청색 중심 파장을 가짐과 아울러 색 온도가 4000K 이하인 것을 사용한다.

Description

면 발광 장치{SURFACE LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 도광판을 사용한 면 발광 장치에 관한 것이다.
면 발광 장치로서는 도광판을 사용한 것이 보급되고 있고, 그 구조는 이하와 같은 것이다. 즉, 도광판의 1변 또는 대향 2변에 근접 배치된 광원으로부터 도광판의 끝면을 통해서 도광판의 내부에 광을 입사시키고, 그 입사된 광을 도광판의 면 내에 전파시키면서 도광판에 설치된 광 산란부에서 산란시켜서 외부로 인출함으로써 도광판을 면 형상으로 발광시킨다고 하는 것이다(예를 들면, 특허문헌 1∼3을 참조).
도광판으로서는 유리판 또는 아크릴 등의 수지판이 단체로 사용되는 경우가 많다. 그리고, 이 도광판의 표면에 산란 패턴을 도료 또는 잉크에 의해 인쇄하거나, 레이저에 의해 새겨넣는 등의 방법에 의해 광 산란부가 형성되는 것이 일반적이다.
일본 특허 공개 2007-80531호 공보 WO2010/150364호 일본 특허 제 2703412호 공보
그런데, 도광판을 사용한 면 발광 장치는 옥내·옥외를 막론하고 널리 사용되고 있는 것이 현재의 상태이다.
그러나, 도광판으로서 수지판을 사용할 경우에는 휨 강성·내약품성·내찰상성·내후성 등이 부족해지는 경향이 있고, 특히 옥외에서 사용될 경우에 열화가 현저해진다.
한편, 도광판으로서 유리판을 사용할 경우에는 상기 수지판의 문제는 해소되지만, 수지판에 비해서 중량이 증대되거나, 충격에 의해 균열되기 쉽다고 하는 결점이 있다.
그래서, 본원 발명자들은 예의 연구의 결과, 수지판의 양면에 유리판을 접착층을 통해서 밀착 고정한 복합(적층)형의 도광판을 개발하기에 이르렀다.
이와 같이 하면, 휨 강성이 낮은 수지판이 표층 유리에 의해 보강되어 도광판을 얇게 할 수 있다. 이때, 유리판의 판 두께를 얇게 하면 중량 증가의 영향도 거의 없다. 한편, 내약품성·내찰상성·내후성이 뛰어난 유리판이 수지판을 끼우고 있기 때문에, 수지판이 외부 환경으로부터 보호된다. 따라서, 도광판의 부당한 중량의 증가를 초래하지 않고, 충분한 휨 강성을 확보하면서 내약품성·내찰상성·내후성을 양호하게 유지할 수 있다.
단, 이러한 복합형의 도광판을 사용한 면 발광 장치라도 해결해야 할 과제는 남겨져 있다.
인간의 가시광선은 단파장으로부터 장파장에 걸쳐서 청색·녹색·적색으로 변이하고, 이것들의 강도 밸런스가 바뀌면 다른 색으로서 인식된다. 그러나, 도광판의 구성 중에서 특히 접착층을 형성하는 접착제는, 예를 들면 도 5의 투과율 곡선에 나타내는 바와 같이 자외선역으로부터 가시광 단파장역(약 450㎚ 이하)에 걸쳐서 큰 흡수가 있는 것이 많다. 그리고, 동 도면에서는 접착층의 두께가 0.4㎜, 0.8㎜, 1.6㎜인 경우를 각각 예시하고 있지만, 그 두께가 커짐에 따라 흡수가 커지는 경향이 있다. 도광판의 접착층은 평면 형상으로 넓어지기 때문에, 도광판 내를 평면 방향을 따라 전파하는 광에 있어서는 외견 상의 접착층의 두께가 커서 흡수의 영향이 필연적으로 커진다. 그 때문에, 광원의 청색의 성분이 접착제의 흡수 영역에 많이 포함될 경우에는 광원에서 발광된 청의 발광색을 그대로 유지한 상태로 도광판 내에 광을 전파시키는 것이 곤란해져, 광원으로부터 출사되는 광과 도광판으로부터 방출되는 광 사이에서 발광색이 크게 다르다고 하는 문제가 발생할 수 있다. 부언하면, 예를 들면 광원으로부터 백색광(RGB의 모든 성분을 포함함)을 조사해서 도광판 내에 전파시키면, 접착제의 영향에 의해 청색 성분이 크게 흡수되어 도광이 진행됨에 따라 황색(R과 G의 합성)으로 발광하고, 광원의 광의 색 재현성이 나빠진다.
또한, 이러한 문제는 접착제의 광 흡수 특성을 개선하고, 가시광의 파장역(실질적으로는 420㎚∼690㎚) 전체에 높은 투과율을 실현함으로써 해결되는 것처럼 생각된다. 그러나, 이러한 특성을 달성하려고 하면 접착제의 접착 특성·내자외선 특성이 저하됨과 아울러, 특수한 접착제를 사용할 필요가 생겨서 가격이 앙등할 수 있다.
이상의 실정을 감안하여, 본 발명은 면 발광 장치에 있어서 광원의 발광색과 도광판의 발광색의 차이점을 가급적으로 저감시키는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 제 1 발명은 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일단면으로부터 광을 상기 도광판 내로 입사시키는 광원을 구비한 면 발광 장치로서, 상기 도광판이 수지판과, 상기 수지판의 양면의 각각에 접착제로 이루어지는 접착층을 통해서 밀착 고정된 유리판과, 상기 수지판과 상기 유리판의 내부를 전파하는 광을 외부로 유도하는 광 산란부를 구비하고, 상기 광원이 460㎚ 이상 490㎚ 이하의 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖는다.
이러한 구성에 의하면, 광원의 청색 중심 파장이 접착제에 의한 흡수가 발생하기 쉬운 파장역보다 장파장측으로 편향된다. 그 때문에, 접착제에 의한 흡수가 억제되어 광원의 발광색과 도광판의 발광색에 큰 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 창안된 제 2 발명은 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일단면으로부터 광을 상기 도광판 내로 입사시키는 광원을 구비한 면 발광 장치로서, 상기 도광판이 수지판과, 상기 수지판의 양면에 접착제를 통해서 밀착 고정된 유리판과, 상기 수지판과 상기 유리판의 내부를 전파하는 광을 외부로 유도하는 광 산란부를 구비하고, 상기 광원은 440㎚ 이상 460㎚ 미만의 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖고, 색 온도가 4000K 이하이다.
이러한 구성에 의하면, 광원의 청색 중심 파장이 접착제에 의한 흡수가 발생하기 쉬운 파장역에 포함될 경우라도 색 온도가 4000K 이하(예를 들면, 유백색이나 전구색)이면 광원에 포함되는 청색 성분 자체가 작아지기 때문에, 접착제에 의한 광의 흡수의 영향이 작아진다. 즉, 광원의 청색 성분의 광의 흡수가 발생했다고 해도 인간의 눈에 청색 성분의 감소가 지각되기 어려워 광원의 발광색과 도광판의 발광색에 큰 차이가 발생할 일이 없다.
상기 구성에 있어서, 상기 광 산란부가 상기 수지판과 상기 유리판 중 어느 한쪽 표면에 형성됨과 아울러, 상기 접착층으로 덮여 있는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 있어서 도광판의 외표면에 광 산란부를 노출시킨 상태로 형성해도 좋지만, 이 경우에는 면 발광 장치의 소등시에 있어서도 외광이 산란부에서 산란되고, 그 산란 패턴이 외부로부터 시인되기 쉬워 도광판의 투명성이 손상된다. 또한, 면 발광 장치의 점등시에는 광 산란부의 산란 패턴의 형상(예를 들면, 도트 형상)으로 발광하고 있는 것처럼 시인되어, 이상적인 면 형상 발광으로부터 일탈하는 경우가 있다. 또한, 광 산란부가 외부 환경에 의해 열화되어 도광판의 투명성이나 발광 상태에 악영향을 끼칠 우려도 있다. 특히, 레이저에 의해 광 산란부의 산란 패턴을 수지판으로 이루어지는 도광판의 표면에 새겨넣었을 경우, 광 산란부가 외부 환경에 계속해서 노출되면 레이저의 조사열에 의해 손상된 수지판의 표면의 열화가 진행되기 쉬워 도광판의 투명성의 악화 등이 현저해진다.
그래서, 상기 구성과 같이 하는 것이 바람직하고, 이렇게 하면 광 산란부가 접착층으로 덮여서 외부 환경에 노출되어 있지 않기 때문에 광 산란부가 열화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 접착층으로 덮인 광 산란부는 외광에 의한 산란이 저감되기 때문에, 외부로부터 직접 시인되기 어려워져 도광판의 투명성을 양호하게 확보할 수 있다. 또한, 광 산란부로부터 도광판의 표면까지 충분한 거리가 생기기 때문에, 광 산란부에서 산란된 광은 도광판의 표면에 도달할 때까지 빈틈없이 퍼진다. 그 결과, 광 산란부에 대응하는 도광판의 표면 전체가 면 형상으로 발광하고 있는 것처럼 시인되는 경향이 있다. 여기에서, 광 산란부가 접착층으로 덮여 버리지만, 접착층과 광 산란부에는 굴절률 차가 있으므로 광 산란부의 계면에서 충분한 산란이 발생하여 그 광 산란 기능은 유지된다.
상기 구성에 있어서, 상기 광 산란부가 상기 수지판의 표면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 수지판 쪽이 유리판에 비해서 가공성이 뛰어나기 때문에 광 산란부를 간단하게 형성할 수 있고, 제조 비용의 저렴화를 도모할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 광 산란부가 상기 수지판과 상기 유리판 중 어느 한쪽 표면에 광 산란제를 함유하는 도료 또는 잉크를 패턴 인쇄함으로써 형성되어 있어도 좋다.
이와 같이 하면, 레이저나 샌드 블래스트 등에 의해 수지판이나 유리판의 표면에 광 산란부를 새겨넣을 경우에 비해서 광 산란부를 형성하는 대상 판재의 표면에 주는 부담을 저감시킬 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 수지판의 판 두께가 상기 유리판의 판 두께보다 큰 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 도광판의 경량화를 바람직하게 도모할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 유리판의 판 두께가 0.05㎜∼1㎜인 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 상기 광원이 LED인 것이 바람직하다.
(발명의 효과)
이상과 같이, 본 발명에 의한 면 발광 장치에 의하면 광원의 발광색과 도광판의 발광색의 상위를 가급적으로 저감시키고, 광원의 발광색을 도광판에서 양호하게 재현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 면 발광 장치를 나타내는 종단 측면도이다.
도 2는 도 1의 면 발광 장치의 횡단 평면도이다.
도 3은 멀티칩식 LED를 나타내는 개념도이다.
도 4는 싱글칩식 LED를 나타내는 개념도이다.
도 5는 접착제의 투과율 곡선의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은 멀티칩식 LED의 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 싱글칩식 LED의 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 면 발광 장치를 나타내는 종단 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부된 도면을 참조해서 설명한다.
<제 1 실시형태>
도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에 의한 면 발광 장치는 도광판(1)과, 도광판(1)의 1변의 끝면으로부터 도광판(1)의 내부로 광을 유도하는 광원(2)과, 광원(2)을 내부에 수용한 상태로 도광판(1)의 상기 1변측에 외감되는 하우징(3)을 구비한다.
도광판(1)은 수지판(11)과, 수지판(11)의 양면의 각각에 밀착 고정된 유리판(12)과, 수지판(11)과 유리판(12)의 내부를 전파하는 광원(2)으로부터의 광을 외부로 유도하는 광 산란부(13)를 구비한다.
이러한 수지판(11)과 유리판(12)의 복합 구조로 함으로써 수지판(11)이 유리판(12)에 의해 보강되고, 수지판(11)은 유리판(12)에 의해 외부 환경으로부터 보호된다. 그 때문에, 부당한 중량의 증가를 초래하지 않고, 휨 강성을 향상시키면서 유리판(12)에 유래되는 내약품성·내찰상성·내후성 등의 양호한 특성을 발휘할 수 있다.
또한, 수지판(11)과 유리판(12)이 일체화되어 있기 때문에, 도광판(1)을 하우징(3)에 장착하는 작업이 매우 간단해진다. 도광체 1의 하우징(3)으로의 장착은 실제의 부착 현장에서 행하는 경우가 많기 때문에, 현장 작업의 생력화를 도모할 수 있다.
또한, 도광판(1)은 수지판(11)의 양면이 유리판(12)으로 끼워진 구조이기 때문에, 도광판(1)을 수지판(11) 단체로 구성할 경우에 비해서 광원(2)의 열에 의한 열화를 억제할 수 있다고 생각된다. 이 이유는 유리판(12)에 의해 수지판(11)의 열에 의한 변형이 억제되는 것, 수지판(11)보다 열전도에 뛰어난 유리판(12)을 통해서 양호한 방열이 실현되는 것 등의 효과를 기대할 수 있기 때문이다.
수지판(11)과 유리판(12)은 접착제로 이루어지는 접착층(14)을 통해서 밀착 고정되어 있다. 광 산란부(13)는 이 실시형태에서는 수지판(11)의 한쪽 표면에 형성된 상태로 접착층(14)에 의해 덮여 있다. 즉, 광 산란부(13)는 외부에 노출되지 않고, 수지판(11)과 접착층(14)에 밀착되어 있다.
수지판(11)으로서는 가시광에 대하여 투명한 것(예를 들면, 사용 두께에 있어서 420㎚∼690㎚의 파장 범위 전체에서 투과율이 90% 이상)이 사용된다. 구체적으로는, 수지판(11)으로서는 예를 들면 아크릴, 폴리카보네이트, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PP(폴리프로필렌), COP(시클로올레핀 폴리머), 우레탄 등을 들 수 있다.
유리판(12)도 마찬가지로 가시광에 대하여 투명한 것(예를 들면, 사용 두께에 있어서 420㎚∼690㎚의 파장 범위 전체에서 투과율이 90% 이상)이 사용된다. 구체적으로는, 유리판(12)으로서는 예를 들면 소다 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 석영 유리, 납 유리, 결정화 유리 등을 들 수 있지만, 특히 일반적으로 백판 유리라고 불리는 것이 적합하다.
유리판(12)의 판 두께는 수지판(11)의 판 두께보다 작다. 구체적으로는, 유리판(12)의 판 두께는 0.05㎜∼1㎜인 것이 바람직하고, 0.07㎜∼0.5㎜인 것이 보다 바람직하고, 0.1㎜∼0.3㎜인 것이 더욱 바람직하다. 유리판(12)의 판 두께가 1㎜ 이하이면, 유리판(12)에 유연성이 나타난다. 그 때문에, 도광판(1)에 외부로부터 충격이 가해졌을 경우에 심재가 되는 수지판(11)의 휨 변형에 추종하는 것처럼 유리판(12)에 휨 변형이 발생한다. 그 결과, 유리판(12)이 박판이라도 파손되기 어려워진다. 이러한 효과는 0.5㎜ 이하에 있어서 현저하고, 특히 0.3㎜ 이하에서는 경량성과 더불어 보다 유효해진다. 한편, 도광판(1)의 강성을 향상시키는 관점으로부터는 유리판(12)의 판 두께가 0.1㎜ 이상이면 대면적(예를 들면, 500㎜×500㎜ 이상)의 도광판(1)에 있어서도 충분한 강성을 확보할 수 있다.
접착층(14)을 구성하는 접착제로서는 수지판(11)과 유리판(12) 사이에 큰 열팽창계수 차가 있기 때문에, 양자의 열팽창의 차를 흡수할 수 있을 정도의 신축성을 갖는 것이 바람직하다.
접착제의 종류로서는 액체 접착제에서는 상온 경화 타입이나 에너지 경화 타입(예를 들면, 자외선 경화 타입) 등이 사용된다. 한편, 핫멜트계의 접착 시트에서는 열가소 타입이나 열경화 타입 등이 사용된다. 구체적으로는, 핫멜트계의 접착 시트로서는 예를 들면 EVA(에틸렌아세트산 비닐 공중합체)나 TPU(열가소성 폴리우레탄) 등을 들 수 있다. 또한, 광학 투명 점착 시트 등의 점착계의 접착제도 사용할 수 있다.
광 산란부(13)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 투명 또는 유색의 안료 등으로 이루어지는 광 산란제를 함유하는 도료 또는 잉크에 의해, 수지판(11)의 표면에 도트 패턴을 인쇄함으로써 형성된다. 이 도트 패턴은 광원(2)으로부터 멀어짐에 따라 도트의 사이즈가 커지도록 구성되어 있다. 이에 따라, 광원(2)으로부터 멀어짐에 따라 광의 감쇠(강도 저하)가 커져도 광원(2)으로부터 멀어짐에 따라 도광판(1) 내를 전파하는 광이 산란되기 쉬워지기 때문에, 도광판(1)의 광 산란부(13) 전체에 균등한 발광을 실현할 수 있다. 또한, 도트의 사이즈를 바꾸는 대신에, 도트의 수를 광원(2)으로부터 멀어짐에 따라 빽빽하게 배치하도록 구성해도 마찬가지의 효과를 향수할 수 있다.
이와 같이, 수지판(11)의 표면에 형성된 광 산란부(13)는 접착층(14)에 의해 완전하게 덮여서 외부 환경에 노출되어 있지 않기 때문에, 광 산란부(13)가 열화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 접착층(14)으로 덮인 광 산란부(13)는 접착층(14) 중에 매설되기 때문에, 외광에 의한 산란이 저감된다. 그 결과, 광 산란부(13)를 외부로부터 직접 시인하기 어려워져, 도광판(1)의 투명성을 양호하게 확보할 수 있다. 또한, 광 산란부(13)로부터 도광판(1)의 표면까지 충분한 거리가 확보되기 때문에, 광 산란부(13)에서 산란된 광은 도광판(1)의 표면에 도달할 때까지 빈틈없이 퍼진다. 그 때문에, 광 산란부(13)에 대응하는 도광판(1)의 표면 전체가 도트 형상이 아니라 면 형상으로 발광하고 있는 것처럼 시인되는 경향이 있다.
여기에서, 광 산란부(13)는 유리판(12)의 접착층(14)에 면하는 측의 표면에 형성되어 있어도 좋다. 또한, 광 산란부(13)는 수지판(11)의 편측에 한하지 않고, 양측에 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 수지판(11)의 양측의 광 산란부(13)의 산란 패턴은 서로 면대칭인 것이 바람직하다.
광 산란부(13)는 도트 패턴을 인쇄하는 대신에, 예를 들면 레이저에 의해 선 형상의 패턴을 새겨넣거나, 샌드 블래스트에 의해 요철 패턴을 새겨넣어서 구성해도 좋다. 이것들의 경우에도 광원(2)으로부터 멀어짐에 따라 산란 패턴의 밀도가 서서히 커지도록 하는 것이 바람직하다.
광 산란부(13)는 도광판(1)의 전면에 형성해도 좋고, 일부에만 형성해도 좋다. 전자의 경우에는 도광판(1)의 전면이 발광하기 때문에, 조명 등에 바람직하다. 후자의 경우에는, 예를 들면 문자나 일러스트에 대응하는 영역에만 광 산란부(13)를 형성하면 문자나 일러스트를 점등 표시시켜 발광식의 표시 장치(예를 들면, 안내판 등의 간판이나, 웰컴 보드 등)로서 기능시킬 수 있다.
광원(2)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)의 1변을 따라 복수 배열되어 있다. 또한, 광원(2)은 도광판(1)의 대향 2변의 각각의 변을 따라 복수 배열되어 있어도 좋다.
광원(2)은 이 실시형태에서는 저소비전력과 저발열성의 관점으로부터, LED로 구성되어 있다. 또한, 광원(2)으로서는 LED 이외에도, 예를 들면 형광관, 냉음극관(CCFL), 열음극관(HCFL), 외부 전극관(EEFL), 플라즈마 램프 등을 적용할 수 있다.
광원(2)을 구성하는 LED로서는, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 RGB에 대응하는 LED(21, 22, 23)가 각각 탑재된 멀티칩식 LED나, 도 4에 나타내는 바와 같이 단색의 LED(24)가 1개 탑재되고 그 발광면측에 형광체(25)를 씌운 싱글칩식 LED를 적용할 수 있다. 또한, 싱글칩식 백색 LED의 경우, 예를 들면 청색 LED에 황색의 형광체를 씌워서 백색의 발광색을 재현하고, 멀티칩식 백색 LED의 경우, 예를 들면 RGB의 LED를 동시에 점등함으로써 백색의 발광색을 재현한다.
광원(2)은 이 실시형태에서는 460㎚ 이상 490㎚ 이하의 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖는다.
이와 같이 하면, 접착층(14)을 형성하는 접착제에 있어서 도 5의 투과율 곡선에 나타내는 바와 같이 자외선역으로부터 가시광선 단파장역(약 450㎚ 이하)에 걸쳐서 흡수가 있을 경우에도 청색 중심 파장이 접착층(14)에 의한 흡수 파장역보다 장파장측으로 편향된다. 그 때문에, 접착층(14)에 의한 흡수가 억제되어 도광판(1)의 발광색과 광원(2)의 발광색의 차를 작게 할 수 있다. 따라서, 범용성이 있는 저렴한 접착제를 사용해도 광원(2)의 발광색을 도광판(1)에서 문제없이 재현할 수 있다.
여기에서, 상기한 멀티칩식 LED는 도 6에 나타내는 바와 같이, 청색 중심 파장이 약 460㎚∼470㎚인 것(청색 LED의 스펙트럼(B)은 430㎚ 내지 530㎚의 파장역을 가짐)이 주류이기 때문에, 상기 조건을 만족시키기 쉽다. 또한, 도면 중에 있어서 R은 적색 LED의 스펙트럼, G는 녹색 LED의 스펙트럼, B는 청색 LED의 스펙트럼을 각각 나타낸다.
한편, 상기한 싱글칩식 LED에 사용되는 청색 LED는 청색 중심 파장이 약 440㎚ 이상 460㎚ 미만인 것이 주류이지만(도 7을 참조), 청색 중심 파장이 460㎚ 이상 490㎚ 이하인 것을 사용하면 멀티칩식 LED와 같이 상기 조건을 만족시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
제 2 실시형태에 의한 면 발광 장치가 제 1 실시형태에 의한 면 발광 장치와 상위한 점은 광원의 구성에 있다.
즉, 제 2 실시형태에서는 광원(2)이 440㎚ 이상 460㎚ 미만인 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖고, 그 색 온도가 4000K 이하를 나타낸다.
이와 같이 하면, 광원(2)의 청색 중심 파장이 접착층(14)에 의한 흡수가 발생하기 쉬운 파장역에 포함될 경우라도 색 온도가 4000K 이하(예를 들면, 유백색이나 전구색)이면 광원(2)에 포함되는 청색 성분 자체가 작아지기 때문에, 접착층(14)에 의한 광의 흡수의 영향이 작아진다. 즉, 광원(2)의 청색 성분의 광의 흡수가 발생했다고 해도 인간의 눈에 청색 성분의 감소가 지각되기 어려워 광원(2)의 발광색과 도광판(1)의 발광색에 큰 차이가 발생할 일이 없다.
여기에서, 싱글칩식 LED에 사용되는 청색 LED는 청색 중심 파장이 440㎚ 이상 460㎚ 미만인 것이 주류이지만, 색 온도에 따라 청색 중심 파장의 피크의 크기가 다르다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 청색 중심 파장이 약 450㎚인 싱글칩식의 청색 LED의 경우, 색 온도가 약 6000K의 주백색이면 가시광의 파장역에 있어서 청색 성분의 피크가 녹색 성분이나 적색 성분의 피크보다 크다. 이에 대하여, 색 온도가 약 4000K인 유백색이면 청색 성분의 피크가 대폭 작아진다. 따라서, 440㎚ 이상 460㎚ 미만(바람직하게는 445㎚ 이상 455㎚ 이하)의 파장 범위에 청색 중심 파장을 가짐과 아울러, 색 온도가 4000K 이하(바람직하게는 전구색 상당의 3000K 이하)이면 접착제에 의한 흡수가 발생하는 파장역에 포함되는 청색 성분이 미리 억제된다. 따라서, 싱글칩식 LED이면 상기 조건을 만족하는 광원(2)을 간단하게 준비할 수 있다.
이 경우에는 460㎚보다 장파장측에 청색 성분의 피크보다 큰 피크가 있는 것이 바람직하다. 즉, 청색 성분의 피크가 녹색 성분이나 적색 성분의 피크보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 도 7에서는 620㎚ 부근에 최대 피크를 갖고 있다.
또한, 멀티칩식 LED에 의해 상기 조건을 만족하도록 해도 좋다.
<제 3 실시형태>
도 8에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태에 의한 면 발광 장치가 제 1∼2 실시형태에 의한 면 발광 장치와 상위한 점은 유리판(12)의 표면에 기능성 코트(15)를 형성한 점에 있다.
기능성 코트(15)로서는, 예를 들면 금속막이나 유전체막으로 이루어지는 전반사막(미러)을 들 수 있다. 이렇게 하면, 도광판(1) 내에서의 산란광은 기능성 코트(15)측에서는 반사에 의해 외부로 방출되지 않기 때문에, 기능성 코트(15)와 반대의 편면측만이 발광하여 조명 등에 바람직하다. 여기에서, 전반사막은 백색이라도 좋고, 이 경우에는 소등시에 도광판(1)이 백색판이 된다.
기능성 코트(15)는 하프 미러로 구성해도 좋다. 하프 미러로 투과율을 조절함으로써 도광판(1)의 양면으로의 광의 방출량 비율을 변화시킬 수 있기 때문에, 여러 가지 연출을 할 수 있어 의장성이 향상된다. 예를 들면, 비교적 투과율을 저하시킨 하프 미러를 형성한 도광판(1)을 사용해서 구성한 면 형상 발광 장치를 벽재로서 이용했을 경우, 소등시에는 하프 미러이기 때문에 벽의 반대측을 시인할 수 있지만, 점등시에는 일방향으로 치우쳐서 광이 방출되기 때문에 벽의 반대측을 시인할 수 없게 된다. 즉, 벽의 반대측의 시인성의 유무를 적당하게 스위칭할 수 있다. 또한, 이 면 발광 장치를 천장에 부착하는 낙사 조명으로서 사용할 경우에는 도광판(1)의 하면측으로부터 낙사광에 의해 직접 방의 내부를 비춤과 동시에, 하프 미러에 의해 도광판(1)의 상면측에 위치하는 천장도 비출 수 있어 의장성이 높은 조명이 된다. 또한, 하프 미러로서는 백색성의 반사막을 적용할 수 있다.
기능성 코트(15)는 전투과부(미러 없음)와, 전반사부(전반사 미러)와, 부분 투과부(하프 미러)를 포함하는 것이라도 좋다. 이렇게 하면, 발광면의 각처에 있어서 발광 특성을 조절할 수 있어 문자나 일러스트의 표시도 포함하는 각종 연출이 가능해진다.
기능성 코트(15)는 파장 선택성을 갖는 투과막으로 해도 좋다. 이에 따라, 면 발광 장치를 조명으로서 사용했을 경우에 그 파장 선택 투과성에 의해 조명 대상물에 유해한 광이나 불필요한 광을 차단할 수 있다. 예를 들면, 식물 공장용의 조명으로서 사용할 경우에는 식물에 유해한 녹색의 파장역의 광을 기능성 코트(15)에 의해 커트해서 조사한다.
또한, 도광판(1)은 외표면에 유리판(12)이 위치함으로써 뛰어난 내약품성·내찰상성·내후성을 발휘하므로, 기능성 코트(15)는 유리판(12)의 접착층(14)측의 표면에 형성하는 것이 바람직하다. 단, 기능성 코트(15)가 방오 코트 등인 경우에는 유리판(12)의 외표면측에 형성하고, 도광판(1)의 최외표면에 위치시키는 것이 바람직하다.
기능성 코트(15)는 성막 정밀도 등의 관점으로부터 평활한 유리판(12)의 표면에 형성하는 것이 바람직하지만, 수지판(11)의 표면에 형성해도 좋다.
여기에서, 상기한 기능성 코트(15)의 기능은 접착층(14)에 부여해도 좋다. 이렇게 하면, 별도 기능성 코트(15)를 형성할 필요가 없어진다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 광 산란부(13)가 수지판(11)의 표면이나 유리판(12)의 접착층(14)측의 내표면에 형성되어 있을 경우를 설명했지만, 유리판(12)의 외표면에 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 도광판(1)의 발광 상태가 밝아지는 경향이 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 평면 형상의 도광판(1)을 설명했지만, 도광판(1)은 만곡 형상이라도 좋다. 만곡시킨 도광판(1)의 제작에 있어서는 만곡 형상으로 성형된 수지판에 만곡 형상으로 성형된 유리판을 접합시켜도 좋고, 만곡 형상으로 성형된 수지판에 그 표면을 모방해서 평면 형상의 유리판을 변형시키면서 접합시켜도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 도광판(1)은 발광 기능이 주된 기능일 경우를 설명했지만, 도광판(1)에 터치 패널 기능을 부가해도 좋다. 이 경우, 도광판(1)에 사용하는 수지판(11)에 터치 센서 기능을 부여해도 좋고, 또한 터치 센서 기능을 가진 시트가 수지판(11)과 유리판(12) 사이의 접착층 내에 부가적으로 삽입되어도 좋고, 또는 표층 유리에 터치 센서 기능을 직접 부여한 것이라도 좋다. 또한, 터치 패널의 검지 방식에는 저항막 방식이나 정전 용량 방식 등이 채용된다.
실시예
<실시예 1>
(1) 사이즈 및 형상: 400㎜×400㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.2㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.4㎜의 EVA
(5) 광원: 싱글칩식 백색 LED(청색 중심 파장 450㎚, 색 온도 3000K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 없음
이상 (1)∼(7)에 의해, 양면 발광형의 창을 제작했다. 그 특징은 소등시에는 투명 창으로서 기능하고, 점등시에는 백색으로 발광하는 벽이 되는 점이다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 2>
(1) 사이즈 및 형상: 800㎜×800㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.2㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.4㎜의 TPU
(5) 광원: 싱글칩식 백색 LED(청색 중심 파장 450㎚, 색 온도 3000K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 한쪽 유리판의 접착면측의 중앙부에 전반사 미러를 형성하고, 그 중앙부의 윤곽부의 폭 100㎜의 범위에 투과율 50%의 하프 미러를 형성
이상 (1)∼(7)에 의해, 낙사 조명을 제작했다. 그 특징은 배면측의 전반사 미러에 의해 하방을 비춤과 동시에, 그 주위에 형성된 하프 미러에 의해 배면측에 광을 투과시켜 천장부를 프레임 형상으로 비추는 점이다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 3>
(1) 사이즈 및 형상: 300㎜×600㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.3㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.3㎜의 광학 투명 점착 시트
(5) 광원: 멀티칩식(RGB식) 백색 LED(청색 중심 파장 468㎚, 색 온도 6500K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 없음
이상 (1)∼(7)에 의해, 문자가 기재된 웰컴 보드를 제작했다. 그 특징은 광원의 발광색을 백·청·녹·적 등으로 스위칭함으로써 문자색을 변경할 수 있는 점에 있다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 4>
(1) 사이즈 및 형상: 600㎜×600㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.1㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.3㎜의 광학 투명 점착 시트
(5) 광원: 멀티칩식(RGB식) 백색 LED(청색 중심 파장 468㎚, 색 온도 6500K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 한쪽 유리판의 접착면측에 전반사 미러를 형성하고, 다른쪽 유리판의 접착면측에 녹색의 파장을 커트하는 파장 선택 투과막을 형성
이상 (1)∼(7)에 의해, 식물 공장용의 낙사 조명을 제작했다. 그 특징은 배면측의 전반사 미러에 의해 식물측으로만 광을 방출시키고, 앞면측의 파장 선택 투과막에 의해 식물에 유해한 파장역(녹색)의 광을 커트하는 점이다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 5>
(1) 사이즈 및 형상: 300㎜×100㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 1㎜의 폴리카보네이트판
(3) 유리판: 두께 0.1㎜의 붕규산 유리
(4) 접착층: 두께 0.1㎜의 광학 투명 점착 시트
(5) 광원: 싱글칩식 백색 LED(청색 중심 파장 460㎚, 색 온도 5000K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 레이저에 의해 선 형상 패턴을 새겨넣음
(7) 기능성 코트: 한쪽 유리판의 접착면측을 백색으로 코트
이상 (1)∼(7)에 의해, 책상용의 스탠드 조명을 제작했다. 그 특징은 박형 또한 경량이며 디자인성이 뛰어난 점에 있다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 6>
(1) 사이즈 및 형상: 800㎜×1000㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 8㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.3㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.6㎜의 TPU
(5) 광원: 멀티칩식(RGB식) 백색 LED(청색 중심 파장 468㎚, 색 온도 6500K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 없음
이상 (1)∼(7)로 이루어지는 면 형상 발광 장치를 복수 연결해서 대형의 벽을 제작했다. 그 특징은 소등시에는 투명하고, RGB를 스위칭해서 점등·점멸시킴으로써 벽의 색이나 분위기를 변경할 수 있는 점에 있다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<실시예 7>
(1) 사이즈 및 형상: 600㎜×900㎜이며, 곡률 2000㎜의 반원통판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.2㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.4㎜의 TPU
(5) 광원: 싱글칩식 백색 LED(청색 중심 파장 455㎚, 색 온도 3000K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 없음
이상 (1)∼(7)로 이루어지는 면 발광 장치를 투명 수지판제의 박스 형상 공간의 천장부에 설치하고, 조명으로서 이용했다. 그 특징은 소등시에는 조명부도 포함시켜서 전면 투명한 벽을 갖는 공간이지만, 점등에 의해 조명부가 발광해서 공간 내를 비추는 점에 있다. 또한, 도광판에 의한 광원의 발광색의 색 재현도 양호했다.
<비교예>
(1) 사이즈 및 형상: 300㎜×600㎜의 평판
(2) 수지판: 두께 5㎜의 아크릴판
(3) 유리판: 두께 0.2㎜의 무알칼리 유리
(4) 접착층: 두께 0.3㎜의 광학 투명 점착 시트
(5) 광원: 싱글칩식 백색 LED(청색 중심 파장 450㎚, 색 온도 6500K)
(6) 광 산란부: 수지판의 한쪽 표면 전체에 도트 인쇄 패턴을 스크린 인쇄
(7) 기능성 코트: 없음
이상 (1)∼(7)로 이루어지는 양면 발광형의 창을 제작하고, 600㎜ 길이의 방향으로 편측으로부터 에지 라이트를 입광시켰지만, 도광의 진행됨에 따라 가시광 단파장(청계색)의 흡수가 현저해지고, 도광 길이가 300㎜를 초과했을 즈음부터 발광색이 황색 기미를 나타냈다.
1 : 도광판 2 : 광원
3 : 하우징 11 : 수지판
12 : 유리판 13 : 광 산란부
14 : 접착층 15 : 기능성 코트

Claims (8)

  1. 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일단면으로부터 광을 상기 도광판 내로 입사시키는 광원을 구비한 면 발광 장치로서,
    상기 도광판은 수지판과, 상기 수지판의 양면의 각각에 접착제로 이루어지는 접착층을 통해서 밀착 고정된 유리판과, 상기 수지판과 상기 유리판의 내부를 전파하는 광을 외부로 유도하는 광 산란부를 구비하고,
    상기 접착층은, 450㎚ 이하의 가시광선 단파장역에 흡수 파장을 갖는 접착제로 이루어지고,
    상기 광원은, 430㎚ 내지 530㎚의 청색 발광 스펙트럼을 가짐과 아울러, 460㎚ 이상 490㎚ 이하의 파장 범위에 청색 중심 파장을 갖고,
    상기 광원의 청색 중심 파장이 상기 접착층의 흡수 파장역보다 장파장측에 치우쳐 있는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 산란부는 상기 수지판과 상기 유리판 중 어느 한쪽 표면에 형성됨과 아울러, 상기 접착층으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 산란부는 상기 수지판의 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 산란부는 상기 수지판과 상기 유리판 중 어느 한쪽 표면에 광 산란제를 함유하는 도료 또는 잉크를 패턴 인쇄함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수지판의 판 두께는 상기 유리판의 판 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유리판의 판 두께는 0.05㎜∼1㎜인 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 면 발광 장치.
  8. 삭제
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