KR20200115507A - Led 조명 기구용 필름, led 조명 기구 - Google Patents

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다이스케 핫토리
고조 나카무라
아츠시 기시
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

도광판의 일단면에 LED 광원을 형성하고, LED 광원이 배치된 단면 (입사 단면) 에 대향하는 단면으로부터 광을 출사시키는 조명 기구에 있어서, 광의 도파 효율의 저하를 억제하면서, 도광 유닛의 표면 및/또는 이면에 임의의 필름을 적층하거나, 임의의 표면 처리를 실시하는 것을 가능하게 하는 LED 조명 기구용 필름, 및 이 LED 조명 기구용 필름을 구비하는 LED 조명 기구를 제공한다.
본 발명의 LED 조명 기구용 필름은, 기재와, 그 기재의 적어도 편측에 배치된 저굴절률층을 구비한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 저굴절률층의 굴절률이 1.25 이하이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 저굴절률층이 공극층이다.

Description

LED 조명 기구용 필름, LED 조명 기구
본 발명은, LED 조명 기구용 필름, 및 이것을 사용한 LED 조명 기구에 관한 것이다.
디자인성이 우수한 조명 기구로서, LED 를 광원으로 하고 도광판을 통하여 광을 조사함으로써 조명하는 LED 조명 기구로서, 도광판의 일단면에 LED 광원을 형성하고, LED 광원이 배치된 단면 (입사 단면) 에 대향하는 단면으로부터 봉상의 광을 출사시키는 조명 기구가 알려져 있다. 이와 같은 조명 기구에서는, 출사 효율을 높이려면, 도광판의 주면 (主面) 에 있어서의 전반사에 의해 도광시킬 필요가 있어, 종래, 도광판이 노출되도록 구성되어 있는 경우가 많다. 그러나, 이와 같이 구성된 도광판은, 먼지, 지문 등으로 오염되기 쉬워, 도광판에 부착된 오염물이 광의 전반사를 방해한다는 문제가 발생한다. 또, 도광판에 방오층을 형성한 경우, 당해 층이 도광의 전반사를 방해한다는 문제가 발생한다. 또, 도광판의 주면에 필름 (예를 들어, 보호 필름, 의장 필름) 을 배치하는 경우에는, 주면에 있어서의 전반사에 의한 도광이 불충분해져, 출사 강도가 저하된다.
일본 공개특허공보 2017-47677호
본 발명의 과제는, 도광판의 일단면에 LED 광원을 형성하고, LED 광원이 배치된 단면 (입사 단면) 에 대향하는 단면으로부터 광을 출사시키는 조명 기구에 있어서, 광의 도파 효율의 저하를 억제하면서, 도광 유닛의 표면 및/또는 이면에 임의의 필름을 적층하거나, 임의의 표면 처리를 실시하는 것을 가능하게 하는 LED 조명 기구용 필름, 및 이 LED 조명 기구용 필름을 구비하는 LED 조명 기구를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 LED 조명 기구용 필름은, 기재와, 그 기재의 적어도 편측에 배치된 저굴절률층을 구비하고, 그 저굴절률층의 굴절률이 1.25 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 저굴절률층이 공극층이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 저굴절률층의 공극률이 35 체적％ 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, LED 조명 기구가 제공된다. 이 LED 조명 기구는, 도광판과, 도광판의 적어도 편면에 배치된 저굴절률층을 구비한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 LED 조명 기구는, 도광판과, 그 도광판의 적어도 편면에 배치된 LED 조명 기구용 필름으로 구성된 도광 유닛과, 그 도광판의 일단면에 배치된 LED 광원을 구비하고, 그 LED 조명 기구용 필름이, 상기 LED 조명 기구용 필름이고, 상기 저굴절률층이 상기 기재보다 내측이 되도록 하여, 그 LED 조명 기구용 필름이 도광판에 직접 배치되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 도광판의 굴절률과 상기 저굴절률층의 굴절률층의 차가 0.2 이상이다.
본 발명의 LED 조명 기구용 필름은, 굴절률이 1.25 이하인 저굴절률층을 구비한다. 이 LED 조명 기구용 필름을 사용하면, 도광판의 일단면에 LED 광원을 형성하고, LED 광원이 배치된 단면 (입사 단면) 에 대향하는 단면으로부터 봉상의 광을 출사시키는 조명 기구에 있어서, 광의 도파 효율의 저하를 억제하면서, 도광 유닛의 표면 및/또는 이면에 임의의 필름을 적층하거나, 임의의 표면 처리를 실시하는 것을 가능하게 하는 LED 조명 기구용 필름, 및 이 LED 조명 기구용 필름을 구비하는 LED 조명 기구를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 LED 조명 기구용 필름의 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 LED 조명 기구용 필름을 구비하는 LED 조명 기구의 개략 단면도이다.
A. LED 조명 기구용 필름
A-1. LED 조명 기구용 필름의 개요
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 LED 조명 기구용 필름의 개략 단면도이다. 이 실시형태에 의한 LED 조명 기구용 필름 (110) 은, 기재 (10) 와 기재 (10) 의 적어도 편측에 배치된 저굴절률층 (20) 을 구비한다. 저굴절률층 (20) 의 굴절률은 1.25 이하이다. LED 조명 기구용 필름 (100) 은, 필요에 따라, 저굴절률층 (20) 의 기재 (10) 와는 반대측에, 접착층 (30) 을 추가로 구비할 수 있다. LED 조명 기구용 필름 (110) 은, 저굴절률층 (20) 의 기재 (10) 와는 반대측에, 접착층 (30) 이외의 층을 갖지 않는 것이 바람직하다. 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 LED 조명 기구용 필름은, 필요에 따라, 기재의 저굴절률층과는 반대측에 접착층을 추가로 구비하고 있어도 된다. 또, 본 발명의 LED 조명 기구용 필름은, 사용에 제공할 때까지의 동안에 접착면을 보호할 목적으로, 접착층의 외측에 박리 라이너가 형성되어 있어도 된다. 본 명세서에 있어서, 접착층이란 점착제층 및 접착제층을 포함하는 개념이다.
도 2 는, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 LED 조명 기구용 필름을 구비하는 LED 조명 기구의 개략 단면도이다. LED 조명 기구 (200) 는, 도광판 (120) 과, 도광판 (120) 의 적어도 편면 (도시예에서는 양면) 에 배치된 LED 조명 기구용 필름 (110) 으로 구성된 도광 유닛 (100) 과, 도광판 (210) 의 일단면 (LED 조명 기구용 필름 (110) 과 대략 직교하는 면) 에 배치된 LED 광원 (40) 을 구비한다. LED 조명 기구 (200) 는, LED 를 광원으로 하고 도광판 (120) 을 통하여 광을 조사함으로써 조명한다. 보다 상세하게는, LED 조명 기구 (200) 는, 도광판 (120) 의 일단면 (121) 에 LED 광원 (40) 을 형성하고, LED 광원 (40) 이 배치된 단면 (121) (이하, 입사 단면이라고도 한다) 에 대향하는 단면 (122) (이하, 출사 단면이라고도 한다) 으로부터 단면 형상에 따른 형상으로 광을 출사시킨다. 도시하고 있지 않지만, 출사 단면에는, 광 확산판 등의 출사광을 확산시키기 위한 부재를 형성해도 된다. 또, 출사 단면의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 도시예 외에, LED 조명 기구용 필름에 대해 경사진 경사면이어도 되고, 요철면이어도 된다. LED 조명 기구용 필름 (100) 은, 저굴절률층 (20) 이 기재 (10) 보다 내측 (도광판측) 이 되도록 하여 직접 배치되는 것이 바람직하다. 대표적으로는, 도광 유닛 (100) 은, 평판상이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 평판상의 도광 유닛 (100) 은, 구해지는 광의 출사 방향에 따라, 그 일부를 만곡시켜서 사용될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명의 LED 조명 기구용 필름을 사용하면, 도광판과 LED 조명 기구용 필름의 계면에 있어서 광을 양호하게 반사시킬 수 있어, 광의 도파 효율이 우수하고, 출사 단면으로부터의 출사 강도가 우수한 LED 조명 기구를 얻을 수 있다. 또, 도광판과 LED 조명 기구용 필름의 계면에 있어서 광을 양호하게 반사시킬 수 있기 때문에, LED 조명 기구용 필름의 도광판과는 반대측의 면에 상황에 상관없이, 광의 도파 효율이 우수한 LED 조명 기구를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 상기 LED 조명 기구는, 도광 유닛의 외측 (실질적으로는, LED 조명 기구용 필름의 외측) 에 오염물이 부착된 경우에도, 광의 도파 효율이 저하되지 않는다. 또, 상기 LED 조명 기구는, 도광 유닛의 외측에, 의장 필름 등의 임의의 적절한 필름을 추가로 배치한 경우에도, 광의 도파 효율이 저하되지 않는다. 나아가서는, 도광 유닛의 외측에, 방오 처리 등의 표면 처리를 실시한 경우에도, 광의 도파 효율이 저하되지 않는다.
A-2. 저굴절률층
상기와 같이, 저굴절률층의 굴절률은 1.25 이하이다. 이와 같은 굴절률을 갖는 저굴절률층을 갖는 LED 조명 기구용 필름을 도광판에 적층하면, 도광판과 LED 조명 기구용 필름의 계면에 있어서 광을 양호하게 반사시킬 수 있어, 광의 도파 효율이 우수하고, 출사 단면으로부터의 출사 강도가 우수한 LED 조명 기구를 얻을 수 있다. 저굴절률층의 굴절률은, 바람직하게는 1.23 이하이고, 보다 바람직하게는 1.20 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.18 이하이고, 특히 바람직하게는 1.15 이하이다. 저굴절률층의 굴절률은 낮을수록 바람직하지만, 그 하한은, 예를 들어, 1.07 이상 (바람직하게는 1.05 이상) 이다. 본 명세서에 있어서, 굴절률이란, 파장 550 ㎚ 에 있어서 측정된 굴절률을 말한다.
상기 저굴절률층의 두께는, 바람직하게는 0.01 ㎛ ∼ 1000 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.05 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ㎛ ∼ 80 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 0.3 ㎛ ∼ 50 ㎛ 이다.
상기 저굴절률층은, 굴절률이 상기 범위에 있는 한, 임의의 적절한 형태일 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 저굴절률층은, 소정의 공극을 갖는 공극층으로서 구성된다.
공극을 갖는 저굴절률층의 공극률은, 바람직하게는 35 체적％ 이상이고, 보다 바람직하게는 38 체적％ 이상이고, 특히 바람직하게는 40 체적％ 이상이다. 이와 같은 범위이면, 굴절률이 특히 낮은 저굴절률층을 형성할 수 있다. 저굴절률층의 공극률의 상한은, 예를 들어, 90 체적％ 이하이고, 바람직하게는 75 체적％ 이하이다. 이와 같은 범위이면, 강도가 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다. 공극률의 측정 대상이 되는 층이 단일층이고 공극을 포함하고 있을 뿐이라면, 층의 구성 물질과 공기의 비율 (체적비) 은, 정법 (예를 들어 중량 및 체적을 측정하여 밀도를 산출한다) 에 의해 산출하는 것이 가능하기 때문에, 이로써, 공극률 (체적％) 을 산출할 수 있다. 또, 굴절률과 공극률은 상관 관계가 있기 때문에, 예를 들어, 층으로서의 굴절률의 값으로부터 공극률을 산출할 수도 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 엘립소미터로 측정한 굴절률의 값으로부터, Lorentz-Lorenz's formula (로렌츠-로렌츠의 식) 로부터 공극률을 산출한다.
상기 공극의 사이즈는, 바람직하게는 2 ㎚ ∼ 500 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 5 ㎚ ∼ 500 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다. 공극의 사이즈는, BET 시험법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 비표면적 측정 장치 (마이크로메리틱사 제조의 상품명「ASAP2020」) 의 캐필러리에, 저굴절률층 샘플을 0.1 g 투입한 후, 실온에서 24 시간, 감압 건조를 실시하여, 공극 구조 내의 기체를 탈기하고, 그 후, 저굴절률층 샘플에 질소 가스를 흡착시켜 세공 분포를 얻고, 세공 분포로부터 공극 사이즈를 평가할 수 있다.
공극을 갖는 저굴절률층의 피크 세공경은, 바람직하게는 5 ㎚ ∼ 50 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 40 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 20 ㎚ ∼ 30 ㎚ 이다. 피크 세공경은, 세공 분포/비표면적 측정 장치 (마이크로트랙 벨사의 상품명「BELLSORP MINI」) 를 사용하여, 질소 흡착에 의한 BJH 플롯 및 BET 플롯, 그리고 등온 흡착선으로부터 구해진다.
공극을 갖는 저굴절률층은, 예를 들어, 실리콘 입자, 미세공을 갖는 실리콘 입자, 실리카 중공 나노 입자 등의 대략 구상 입자, 셀룰로오스 나노파이버, 알루미나 나노파이버, 실리카 나노파이버 등의 섬유상 입자, 벤토나이트로 구성되는 나노클레이 등의 평판상 입자 등을 포함한다. 하나의 실시형태에 있어서, 공극을 갖는 저굴절률층은, 입자끼리가 화학적으로 결합하여 구성되는 다공체이다. 또, 공극을 갖는 저굴절률층을 구성하는 입자끼리는, 그 적어도 일부가, 소량의 바인더 성분 (예를 들어, 입자 중량 이하의 바인더 성분) 을 개재하여 결합하고 있어도 된다. 공극을 갖는 저굴절률층의 공극률 및 굴절률은, 당해 저굴절률층을 구성하는 입자의 입경, 입경 분포 등에 의해 조정할 수 있다.
공극을 갖는 저굴절률층을 얻는 방법으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-189212호, 일본 공개특허공보 2008-040171호, 일본 공개특허공보 2006-011175호, 국제 공개 제2004/113966호 팜플렛, 및 그것들의 참고 문헌에 기재된 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 실리카계 화합물 ; 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물의 적어도 어느 하나를 가수 분해 및 중축합시키는 방법, 다공질 입자 및/또는 중공 미립자를 사용하는 방법, 그리고 스프링백 현상을 이용하여 에어로겔층을 생성하는 방법, 졸겔에 의해 얻어진 겔을 분쇄하고, 또한 상기 분쇄액 중의 미세공 입자끼리를 촉매 등으로 화학적으로 결합시킨 분쇄 겔을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 단, 저굴절률층은, 이 제조 방법에 한정되지 않고, 어떠한 제조 방법에 의해 제조해도 된다.
바람직하게는, 공극을 갖는 저굴절률층은, 실리콘 다공체이다. 실리콘 다공체는, 서로 결합된 규소 화합물의 미세공 입자로 구성될 수 있다. 규소 화합물의 미세공 입자로는, 겔상 규소 화합물의 분쇄체를 들 수 있다. 실리콘 다공체는, 예를 들어, 겔상 규소 화합물의 분쇄체를 함유하는 도공액을 기재에 도공하여 형성될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 겔상 규소 화합물의 분쇄체는, 예를 들어, 촉매의 작용, 광 조사, 가열 등에 의해 화학적으로 결합 (예를 들어, 실록산 결합) 할 수 있다.
규소 화합물로는, 예를 들어, 하기 식 (1) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 (1) 중, X 는 2, 3 또는 4 이다. R1 은, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 6 의 직사슬형 또는 분기형의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 직사슬형 또는 분기형의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 2 의 알킬기이다. R2 는, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 직사슬형 또는 분기형의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 2 의 알킬기이다.
상기 규소 화합물의 구체예로는, 예를 들어, 트리스(하이드록시)메틸실란, 트리메톡시(메틸)실란 등을 들 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 규소 화합물은 3 관능 실란이다. 3 관능 실란을 사용하면, 굴절률이 특히 낮은 저굴절률층을 형성할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 규소 화합물은 4 관능 실란이다. 4 관능 실란을 사용하면, 내찰상성이 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다.
규소 화합물의 겔화는, 예를 들어, 규소 화합물의 탈수 축합 반응에 의해 실시될 수 있다. 탈수 축합 반응의 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다.
겔상 규소 화합물의 분쇄 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 분쇄 방법으로는, 예를 들어, 초음파 호모게나이저, 고속 회전 호모게나이저 등의 캐비테이션 현상을 사용하는 분쇄 장치를 사용하는 방법을 들 수 있다.
규소 화합물의 미세공 입자 (겔상 규소 화합물의 분쇄체) 의 체적 평균 입자경은, 바람직하게는 0.1 ㎛ ∼ 2 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.2 ㎛ ∼ 1.5 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.4 ㎛ ∼ 1 ㎛ 이다. 체적 평균 입자경은, 동적 광산란법에 의해 측정될 수 있다.
규소 화합물의 미세공 입자 (겔상 규소 화합물의 분쇄체) 의 입도 분포로는, 입경 0.4 ㎛ ∼ 1 ㎛ 의 입자의 입자 전체량에 대한 비율이, 50 중량％ ∼ 99.9 중량％ 인 것이 바람직하고, 80 중량％ ∼ 99.8 중량％ 인 것이 보다 바람직하고, 90 중량％ ∼ 99.7 중량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 입자경 1 ㎛ ∼ 2 ㎛ 의 입자의 입자 전체량에 대한 비율이, 0.1 중량％ ∼ 50 중량％ 인 것이 바람직하고, 0.2 중량％ ∼ 20 중량％ 인 것이 보다 바람직하고, 0.3 중량％ ∼ 10 중량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 입도 분포는, 입도 분포 평가 장치에 의해 측정할 수 있다.
A-3. 기재
상기 기재는, 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 기재를 구성하는 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 올레핀계 수지 등의 열가소성 수지 ; 열경화성 수지 ; 유리, 실리콘 등의 무기 재료 ; 탄소 섬유 재료 등을 들 수 있다.
상기 기재의 두께는 특별히 한정되지 않고, 용도에 따라, 임의의 적절한 두께로 설정될 수 있다. 기재의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ ∼ 1000 ㎛ 이다.
A-4. 접착층
접착층은, 임의의 적절한 점착제 또는 접착제를 함유한다. 점착제 및 접착제는, 바람직하게는, 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 바람직하게는, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다. 접착제의 구체예로는, 고무계 접착제, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 에폭시계 접착제, 셀룰로오스계 접착제를 들 수 있다. 또, 글루타르알데히드, 멜라민, 옥살산 등의 비닐알코올계 폴리머의 수용성 가교제 등으로 구성되는 점착제 또는 접착제를 사용해도 된다.
접착층의 두께는, 바람직하게는 0.1 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 50 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 30 ㎛ 이다.
접착층의 굴절률은, 바람직하게는 1.42 ∼ 1.60 이고, 보다 바람직하게는 1.47 ∼ 1.58 이다. 이와 같은 범위이면, 광의 도파 효율이 우수하고, 출사 단면으로부터의 출사 강도가 우수한 LED 조명 기구를 얻을 수 있다.
A-5. LED 조명 기구용 필름의 제조 방법
LED 조명 기구용 필름은, 임의의 적절한 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 소정의 입자 (예를 들어, 상기 규소 화합물의 미세공 입자, 바람직하게는 겔상 규소 화합물의 분쇄체) 를 함유하는 도공액을 상기 기재 상에 도포하고, 건조시킴으로써, 기재와 저굴절률층으로 구성되는 LED 조명 기구용 필름을 얻을 수 있다.
상기 도공액은, 임의의 적절한 용매를 함유한다. 용매로는, 예를 들어, 이소프로필알코올, 에탄올, 메탄올, n-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, 펜탄올 등을 들 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 도공액은, 촉매를 추가로 함유한다. 촉매로는, 입자의 화학적 결합을 촉진시킬 수 있는 촉매가 사용된다. 예를 들어, 당해 입자로서 규소 화합물의 미세공 입자를 사용하는 경우, 규소 화합물의 실란올기의 탈수 축합 반응을 촉진시킬 수 있는 촉매가 사용된다. 촉매로는, 예를 들어, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄 등의 염기 촉매, 염산, 아세트산, 옥살산 등의 산 촉매 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는, 염기 촉매이다. 촉매의 함유 비율은, 도공액 중의 입자 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 20 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 ∼ 5 중량부이다.
도공액의 도포 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들어, 바 코터 도포, 에어 나이프 도포, 그라비아 도포, 그라비아 리버스 도포, 리버스 롤 도포, 립 도포, 다이 도포, 딥 도포 등을 들 수 있다.
도공액의 건조 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 도공액의 건조 방법은, 자연 건조여도 되고, 가열 건조여도 되고, 감압 건조여도 된다. 가열 수단으로는, 예를 들어, 열풍기, 가열 롤, 원적외선 히터 등을 들 수 있다.
LED 조명 기구용 필름의 제조 방법은, 가열 공정을 포함하고 있어도 된다. 가열 공정에 의해, 저굴절률층을 구성하는 입자끼리의 결합을 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 당해 입자로서 규소 화합물의 미세공 입자를 사용하는 경우, 가열 온도는, 200 ℃ 이상이 바람직하다. 또한, 상기 건조 공정이 가열 공정을 겸하고 있어도 된다.
저굴절률층을 포함하는 필름의 제조법의 상세한 것은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2017-47677호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
B. LED 조명 기구
본 발명의 LED 조명 기구는, 도광판과, 도광판의 적어도 편면에 배치된 저굴절률층을 구비한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 LED 조명 기구용 필름을 도광판에 적층함으로써, 저굴절률층을 구비하는 LED 조명 기구가 제공된다. 이 실시형태에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, LED 조명 기구 (200) 는, 도광판 (120) 과, 도광판 (120) 의 적어도 편면 (도시예에서는 양면) 에 배치된 LED 조명 기구용 필름 (110) 으로 구성된 도광 유닛 (100) 과, 도광판 (210) 의 일단면 (LED 조명 기구용 필름 (110) 과 대략 직교하는 면) 에 배치된 LED 광원 (40) 을 구비한다. LED 조명 기구용 필름 (100) 은, 저굴절률층 (20) 이 기재 (10) 보다 내측 (도광판측) 이 되도록 하여, 도광판에 직접 배치되는 것이 바람직하다. 또한,「직접 배치된다」란, LED 조명 기구용 필름 (100) 과 도광판 (210) 사이에 그 밖의 층을 배치하지 않도록 하여, LED 조명 기구용 필름 (100) 과 도광판 (210) 을 배치하는 것을 의미한다. LED 조명 기구는, 임의의 적절한 그 밖의 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 출사 단면에는, 광 확산판 등의 출사광을 확산시키기 위한 부재를 형성해도 된다.
도광판을 구성하는 재료로는, LED 광원으로부터 조사된 광을 효율적으로 유도할 수 있는 한, 임의의 적절한 재료가 사용될 수 있다. 도광판을 구성하는 재료로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 시클로올레핀계 수지 등을 들 수 있다. 도광판의 두께는, 예를 들어 100 ㎛ ∼ 1000 ㎛ 이다. 도광판의 출사 단면의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 도시예 외에, LED 조명 기구용 필름에 대해 경사진 경사면이어도 되고, 요철면이어도 된다.
도광판의 굴절률은, 바람직하게는 1.4 이상이고, 보다 바람직하게는 1.45 보다 크고, 더욱 바람직하게는 1.45 보다 크고 2 이하이고, 특히 바람직하게는 1.48 ∼ 1.8 이다.
도광판의 굴절률과 저굴절률층의 굴절률층의 차는, 바람직하게는 0.2 이상이고, 보다 바람직하게는 0.23 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.25 이상이다. 이와 같은 범위이면, 도광판과 LED 조명 기구용 필름의 계면에 있어서 광을 양호하게 반사시킬 수 있어, 광의 도파 효율이 우수하고, 출사 단면으로부터의 출사 강도가 우수한 LED 조명 기구를 얻을 수 있다. 또한, 통상, 도광판의 굴절률은, 저굴절률층의 굴절률보다 높다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에 있어서의 평가 방법은 이하와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한,「부」및 「％」는 중량 기준이다.
＜평가 방법＞
(1) 굴절률
굴절률층을 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 사이즈로 컷하고, 이것을 점착층을 개재하여 유리판 (두께 : 3 ㎜) 의 표면에 첩합 (貼合) 시켰다. 상기 유리판의 이면 중앙부 (직경 20 ㎜ 정도) 를 검은 매직으로 빈틈없이 칠하여, 그 유리판의 이면에서 반사하지 않는 샘플로 하였다. 엘립소미터 (J. A. Woollam Japan 사 제조 : VASE) 에 상기 샘플을 세팅하고, 500 ㎚ 의 파장, 입사각 50 ∼ 80 도의 조건에서, 굴절률을 측정하였다.
(2) 공극률
엘립소미터로 측정한 굴절률의 값으로부터, Lorentz-Lorenz's formula (로렌츠-로렌츠의 식) 으로부터 공극률을 산출하였다.
(3) 도광판에 대한 입사광 강도에 대한 도광판으로부터의 출사광 강도의 비
분광 방사계 SR-UL2 (탑콘 테크노 하우스사 제조) 를 사용하여, 도광판에 광을 들어가게 하기 전의 LED 단독의 휘도 측정 결과 (입사광 강도) 와 LED 로부터 도광판에 광을 들어가게 한 후의 도광판의 종단으로부터의 출사광의 휘도 측정 결과 (출사광 휘도) 의 비를 구하였다.
[제조예 1] 저굴절률층 형성용 도공액의 조제
(1) 규소 화합물의 겔화
2.2 g 의 DMSO 에, 규소 화합물의 전구체인 MTMS 를 0.95 g 용해시켜 혼합액 A 를 조제하였다. 이 혼합액 A 에, 0.01 ㏖/ℓ 의 옥살산 수용액을 0.5 g 첨가하고, 실온에서 30 분 교반을 실시함으로써 MTMS 를 가수 분해하여, 트리스(하이드록시)메틸실란을 함유하는 혼합액 B 를 생성하였다.
5.5 g 의 DMSO 에, 28 중량％ 의 암모니아수 0.38 g, 및 순수 0.2 g 을 첨가한 후, 또한, 상기 혼합액 B 를 추가 첨가하고, 실온에서 15 분 교반함으로써, 트리스(하이드록시)메틸실란의 겔화를 실시하여, 겔상 규소 화합물을 함유하는 혼합액 C 를 얻었다.
(2) 숙성 처리
상기와 같이 조제한 겔상 규소 화합물을 함유하는 혼합액 C 를, 그대로, 40 ℃ 에서 20 시간 인큐베이트하여, 숙성 처리를 실시하였다.
(3) 분쇄 처리
다음으로, 상기와 같이 숙성 처리한 겔상 규소 화합물을, 스패튤라를 사용하여 수 ㎜ ∼ 수 ㎝ 사이즈의 과립상으로 부수었다. 이어서, 혼합액 C 에 IBA 를 40 g 첨가하여 가볍게 교반한 후, 실온에서 6 시간 정치 (靜置) 하여, 겔 중의 용매 및 촉매를 데칸테이션하였다. 동일한 데칸테이션 처리를 3 회 실시함으로써, 용매 치환하여, 혼합액 D 를 얻었다. 이어서, 혼합액 D 중의 겔상 규소 화합물을 분쇄 처리 (고압 미디어리스 분쇄) 하였다. 분쇄 처리 (고압 미디어리스 분쇄) 는, 호모게나이저 (에스엠티사 제조, 상품명 「UH-50」) 를 사용하고, 5 cc 의 스크루 병에, 혼합액 D' 중의 겔상 화합물 1.85 g 및 IBA 를 1.15 g 칭량한 후, 50 W, 20 ㎑ 의 조건에서 2 분간의 분쇄로 실시하였다.
이 분쇄 처리에 의해, 상기 혼합액 D 중의 겔상 규소 화합물이 분쇄된 것에 의해, 그 혼합액 D' 는, 분쇄물의 졸액이 되었다. 혼합액 D' 에 함유되는 분쇄물의 입도 편차를 나타내는 체적 평균 입자경을, 동적 광산란식 나노트랙 입도 분석계 (닛키소사 제조, UPA-EX150 형) 로 확인한 결과, 0.50 ∼ 0.70 이었다. 또한, 이 졸액 (혼합액 C') 0.75 g 에 대해, 광 염기 발생제 (와코 순약 공업 주식회사 : 상품명 WPBG266) 의 1.5 중량％ 농도 MEK (메틸에틸케톤) 용액을 0.062 g, 비스(트리메톡시실릴)에탄의 5 ％ 농도 MEK 용액을 0.036 g 의 비율로 첨가하여, 저굴절률층용 도공액을 얻었다.
[제조예 2] 점착층의 제조
교반 날개, 온도계, 질소 가스 도입관, 냉각기를 구비한 4 구 플라스크에, 부틸아크릴레이트 90.7 부, N-아크릴로일모르폴린 6 부, 아크릴산 3 부, 2-하이드록시부틸아크릴레이트 0.3 부, 중합 개시제로서 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1 중량부를 아세트산에틸 100 g 과 함께 주입하고, 완만하게 교반하면서 질소 가스를 도입하여 질소 치환한 후, 플라스크 내의 액온을 55 ℃ 부근으로 유지하여 8 시간 중합 반응을 실시하여, 아크릴계 폴리머 용액을 조제하였다. 얻어진 아크릴계 폴리머 용액의 고형분 100 부에 대해, 이소시아네이트 가교제 (닛폰 폴리우레탄 공업사 제조의 콜로네이트 L, 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트의 어덕트체) 0.2 부, 벤조일퍼옥사이드 (니혼 유지사 제조의 나이퍼 BMT) 0.3 부, γ-글리시독시프로필메톡시실란 (신에츠 화학 공업사 제조 : KBM-403) 0.2 부를 배합한 아크릴계 점착제 용액을 조제하였다. 이어서, 상기 아크릴계 점착제 용액을, 실리콘 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 (미츠비시 화학 폴리에스테르 필름사 제조, 두께 : 38 ㎛) 의 편면에, 건조 후의 점착제층의 두께가 10 ㎛ 가 되도록 도포하고, 150 ℃ 에서 3 분간 건조를 실시하여, 점착제층을 형성하였다.
[실시예 1]
제조예 1 에서 조제한 저굴절률층용 도공액을, 기재로서의 아크릴계 수지 필름 (두께 : 20 ㎛) 에 도포하고, 건조시켜, 기재의 편면에 두께 850 ㎚ 의 저굴절률층 (굴절률 : 1.18) 이 배치된 적층체를 얻었다. 저굴절률층에 UV (300 mJ) 를 조사한 후, 제조예 2 의 점착제층을, 저굴절률층 상에 전사하고, 60 ℃ 에서 20 시간 에이징하여, LED 조명 기구용 필름 (기재/저굴절률층/점착제층) 을 얻었다.
도광판과, 당해 도광판의 일단면에 배치된 LED 광원을 구비하는 시판되는 LED 디자인 조명의 도광판 (아크릴 도광판, 굴절률 : 1.49) 의 양면에, 얻어진 LED 조명 기구용 필름을 직접 첩합시켰다. 또한, LED 조명 기구용 필름의 도광판과는 반대측에, 흑색의 PET 필름을 첩합시켜, LED 조명 기구를 얻었다. 이 LED 조명 기구에 대해, LED 광원을 점등했을 때의, 도광판에 대한 입사광 강도에 대한 도광판으로부터의 출사광 강도의 비를 상기 평가 방법 (3) 에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1 에서 사용한 LED 디자인 조명과 동일한 LED 디자인 조명의 도광판에, 흑색의 PET 필름을 직접 첩합시켜, LED 조명 기구를 얻었다. 이 LED 조명 기구에 대해, LED 광원을 점등했을 때의, 도광판에 대한 입사광 강도에 대한 도광판으로부터의 출사광 강도의 비를 상기 평가 방법 (3) 에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1 에서 사용한 LED 디자인 조명과 동일한 LED 디자인 조명의 도광판에, 불소계 화합물 (AGC 세이미 케미칼사 제조, 상품명 「에스에프 코트」) 에 의한 방오 처리를 실시하여, LED 조명 기구를 얻었다. 이 LED 조명 기구에 대해, LED 광원을 점등했을 때의, 도광판에 대한 입사광 강도에 대한 도광판으로부터의 출사광 강도의 비를 상기 평가 방법 (3) 에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00002
표 1 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 LED 조명 기구용 필름을 사용하면, 입사광을 효율적으로 유도할 수 있는 도광 유닛을 얻을 수 있다.
10 : 기재
20 : 저굴절률층
30 : 접착층
40 : LED 광원
110 : LED 조명 기구용 필름
120 : 도광판
200 : LED 조명 기구

Claims (6)

  1. 기재와, 그 기재의 적어도 편측에 배치된 저굴절률층을 구비하고,
    그 저굴절률층의 굴절률이 1.25 이하인, LED 조명 기구용 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절률층이 공극층인, LED 조명 기구용 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저굴절률층의 공극률이 35 체적％ 이하인, LED 조명 기구용 필름.
  4. 도광판과, 도광판의 적어도 편면에 배치된 저굴절률층을 구비하는, LED 조명 기구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    도광판과, 그 도광판의 적어도 편면에 배치된 LED 조명 기구용 필름으로 구성된 도광 유닛과,
    그 도광판의 일단면에 배치된 LED 광원을 구비하고,
    그 LED 조명 기구용 필름이, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 LED 조명 기구용 필름이고,
    상기 저굴절률층이 상기 기재보다 내측이 되도록 하여, 그 LED 조명 기구용 필름이 도광판에 직접 배치되어 있는, LED 조명 기구.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 도광판의 굴절률과 상기 저굴절률층의 굴절률층의 차가 0.2 이상인, LED 조명 기구.
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