TW202213807A - 照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件 - Google Patents

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Abstract

本發明之照明裝置用導光構件具有：導光層，其具有：第1主面、與第1主面為相反側之第2主面、及接收自光源出射之光之受光側面；第1低折射率層(20A)，其配置於導光層之第1主面側，且具有比導光層之折射率n GP小之折射率n L1；及配光控制構造(14A、14B)，其可使在導光層內傳輸之光之一部分至少射向第1低折射率層側或與第1低折射率層相反之側；且可見光透過率為60%以上，霧度值未達10%。

Description

照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件
本發明係關於一種照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件，尤其是關於一種片狀或膜狀之透明照明裝置用導光構件、及具備其之照明裝置、以及建築構件。再者，建築構件包含外裝用建築構件及內裝用建築構件。
近年來，以LED(Light Emitting Diode，發光二極體)照明為代表之下一代半導體照明(固態照明：Solid State Lighting, SSL)之利用不斷發展。例如，正在提出一種被稱作建築娛樂照明(Architainment Lighting)之照明，其例如藉由將建築構件與照明裝置加以組合，而富有設計性或娛樂性。
例如，專利文獻1中揭示有一種單面照明兩用窗，其在板狀之透明基材之端部具有光源，在夜間等進行照明時，作為使自光源出射並在透明基材內傳導之光自透明基材之單面出射的照明裝置發揮功能，且在白天等不進行照明時，作為透明窗戶發揮功能。
專利文獻1所記載之被稱作單面照明兩用窗之照明裝置中，在透明基材之一主面形成有複數個反射性凹面(或凸面)，在透明基材內傳導並藉由複數個反射性凹面(或凸面)發生反射之光自另一主面出射。
此種複數個反射性凹面(或凸面)容易附著污垢或灰塵，或容易受損。又，難以利用複數個反射性凹面(或凸面)進行配光控制(對照明光之配光方向之分佈進行控制)，或者無法充分獲得對於可見光之透過率(以下，稱為「可見光透過率」)，例如，可能存在看上去毛玻璃狀地白濁等問題。
另一方面，專利文獻2中揭示有一種光學裝置，其具有光學介質層(例如海報(poster)、反射型顯示器、電子紙等圖像顯示物、或者透明窗戶或牆壁)、及對光學介質層照射光之透明照明裝置。透明照明裝置具有：導光層、配置於導光層之觀察者側之低折射率層、及設置於導光層與光學介質層之間之光學功能層(低折射率層、或具有複數個空氣腔之層)。專利文獻2所記載之透明照明裝置中，在最外表面不具有反射性凹面(或凸面)。又，由於具有配置於觀察者側之低折射率層，故而即便其表面附著有污垢，亦不會自其發生漏光。又，專利文獻3中揭示有一種LED照明器具，其包含導光層、低折射率層、及基材層。即便專利文獻3之照明器具之表面附著有污垢，光之波導效率亦不會下降。
又，專利文獻4及5中揭示有一種配光構造，其利用藉由複數個空氣腔之界面所進行之全反射。若使用專利文獻4及5中所揭示之配光構造，則可提高配光控制之自由度及精度。
藉由參照將專利文獻2～5所揭示之全部內容援引至本說明書中。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2019/102959號 專利文獻2：國際公開第2019/182091號 專利文獻3：國際公開第2019/146628號 專利文獻4：國際公開第2011/124765號 專利文獻5：國際公開第2019/087118號 專利文獻6：日本專利特開2001-215312號公報
[發明所欲解決之問題]
先前之透明照明裝置雖然例如可用於窗戶或牆壁，但由於透過率較低或者會發生白濁(霧度值較大)等原因，用途受到限制。作為先前技術，可例舉在導光板上形成點狀圖案來提取光之方式，但本方式對於法線方向而言透明性並不充分。進而，亦存在如下問題：表面容易產生污垢，容易受損，或者因污垢或損傷而導致之光學特性之變化較大。又，根據使用環境不同，有時會出現表面發生冷凝，結果導致污垢附著於表面之問題。專利文獻6中揭示有一種光學膜，其包含具有複數個槽構造之層、覆蓋膜、及防污層，該等槽構造具備光路轉換斜面，但該光學膜無法確保充分之透明性。
本發明係為了解決先前之透明照明裝置之上述問題中之至少一個而完成者，其目的例如在於提供一種較先前而言透過率更高、霧度值更小之照明裝置及照明裝置用導光構件。又，本發明之目的在於提供一種具備此種照明裝置之建築構件。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之實施方式，提供以下項目中所記載之解決方法。
[項目1] 一種照明裝置用導光構件，其具有： 導光層，其具有：第1主面、與上述第1主面為相反側之第2主面、及接收自光源出射之光之受光側面； 第1低折射率層，其配置於上述導光層之上述第1主面側，且具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n L1；及 配光控制構造，其可使在導光層內傳輸之光之一部分至少射向上述第1低折射率層側或與上述第1低折射率層相反之側；且 可見光透過率為60%以上，霧度值未達10%。
[項目2] 如項目1中所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造使在上述導光層內傳輸之光之一部分至少射向上述第1低折射率層側。
[項目3] 如項目1中所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造使在上述導光層內傳輸之光之一部分至少射向與上述第1低折射率層側相反之側。
[項目4] 如項目1至3中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有第1硬塗層，該第1硬塗層配置於上述第1低折射率層之與上述導光層相反之側，且硬度為鉛筆硬度H以上。
[項目5] 如項目1至4中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其中在上述第1低折射率層之與上述導光層相反之側具有第1基材層，上述第1硬塗層形成於上述第1基材層之與上述第1低折射率層相反之側。上述第1低折射率層之折射率n L1例如為1.05以上1.30以下。
[項目6] 如項目1至5中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造具有複數個內部空間，該等內部空間形成藉由全內反射使光射向上述第1低折射率層側或與上述第1低折射率層側相反之側的界面。
[項目7] 如項目6中所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第1配光控制構造，該第1配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於上述導光層內。
[項目8] 如項目6中所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第2配光控制構造，該第2配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於設置在上述導光層與上述第1低折射率層之間之第1方向轉換層。
[項目9] 如項目8中所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述導光層與上述第1方向轉換層之間之第1光耦合層，上述第1光耦合層具有複數個第1低折射率區域，該等第1低折射率區域具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n C1。
[項目10] 如項目6中所記載之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第3配光控制構造，該第3配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於設置在上述導光層之上述第2主面上之第2方向轉換層。
[項目11] 如項目6至10中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其中關於上述複數個內部空間，當自上述第1主面之法線方向俯視上述導光層時，上述複數個內部空間之面積占上述導光層之面積的比率為30%以下。
[項目12] 如項目1至11中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有第2低折射率層，該第2低折射率層配置於上述導光層之上述第2主面側，且具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n L2。
[項目13] 如項目12中所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有第2硬塗層，該第2硬塗層配置於上述第2低折射率層之與上述導光層相反之側，且具有比上述導光層之硬度H GP高之硬度H H2。上述第2硬塗層之硬度H H2例如以鉛筆硬度計為H以上。
[項目14] 如項目13中所記載之照明裝置用導光構件，其中在上述第2低折射率層之與上述導光層相反之側具有第2基材層，上述第2硬塗層形成於上述第2基材層之與上述第2低折射率層相反之側。
上述第2低折射率層之折射率例如為1.05以上1.30以下。由於折射率為1.30以下之第2低折射率層例如係使用多孔質材料形成，故其硬度H L2低於導光層之硬度H GP，較脆。
[項目15] 如項目10中所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述導光層與上述第2方向轉換層之間之第2光耦合層，上述第2光耦合層具有複數個第2低折射率區域，該等第2低折射率區域具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n C2。
[項目16] 如項目13或14中所記載之照明裝置用導光構件，其間接地引用項目4，且上述第1硬塗層之霧度值大於上述第2硬塗層之霧度值。上述第1硬塗層及/或上述第2硬塗層例如包含粒子。
[項目17] 如項目1至16中任一項所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有具備撥水性及/或撥油性(或親水性)之防污層作為上述第1主面側或上述第2主面側之最外層。
[項目18] 如項目17中所記載之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述防污層之上述導光層側之抗反射層。
[項目19] 一種照明裝置，其具備： 如項目1至18中任一項所記載之照明裝置用導光構件、及 向上述受光側面出射光之光源。
[項目20] 一種建築構件，其具備如項目1至18中任一項所記載之照明裝置用導光構件。 [發明之效果]
根據本發明之實施方式，提供一種較先前而言透過率更高、霧度值更小之照明裝置。又，根據本發明之另一實施方式，提供一種具備此種照明裝置之建築構件。
以下，參照圖式，對本發明之實施方式之照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件進行說明。本發明之實施方式之照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件並不受以下所例示之內容限定。
[照明裝置用導光構件及照明裝置] 首先，參照圖式，對本發明之實施方式之照明裝置用導光構件及照明裝置之例進行說明。
圖1A中示出了本發明之實施方式之照明裝置100A_L之模式性剖視圖。照明裝置100A_L具有：光源LS；及導光構件100A，其接收自光源LS出射之光，將其向Y方向傳輸，並且向Z方向出射。當然，光之傳輸方向與Y方向存在偏差(分佈)，光之出射方向亦與Z方向存在偏差(分佈)。導光構件100A具有60%以上之可見光透過率。此處，將波長為380 nm以上780 nm以下之光設為可見光。
導光構件100A所具有之導光層10A具有：第1主面、與第1主面為相反側之第2主面、及接收自光源LS出射之光之受光側面。圖1A中，上側之主面為第1主面，下側之主面為第2主面。光源LS例如為LED裝置，亦可排列複數個LED裝置來使用。又，亦可在光源LS與導光層10A之間設置耦合光學系統，其用於將自光源LS出射之光有效率地導入至導光層10A中。
導光構件100A具有：第1低折射率層20A，其配置於導光層10A之第1主面側，且具有比導光層10A之折射率n GP小之折射率n L1；及第1硬塗層40A，其配置於第1低折射率層20A之與導光層10A相反之側，且鉛筆硬度為H以上。
導光層10A係由對於可見光之透過率較高之公知材料所形成。導光層10A例如係由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯(PC)系樹脂、環烯烴系樹脂、玻璃(例如石英玻璃、無鹼玻璃、硼矽酸玻璃)所形成。導光層10A之折射率n GP例如為1.40以上1.80以下。再者，折射率只要無特別說明，則係指在波長550 nm下利用橢圓偏光計所測得之折射率。導光層10A之厚度可根據用途適當設定。導光層10A之厚度例如為0.05 mm以上50 mm以下。
第1低折射率層20A之折射率n L1例如較佳為1.30以下，更佳為1.20以下，進而較佳為1.15以下。第1低折射率層20A較佳為固體，折射率例如較佳為1.05以上。導光層10A之折射率與第1低折射率層20A之折射率層之差較佳為0.20以上，更佳為0.23以上，進而較佳為0.25以上。折射率為1.30以下之第1低折射率層20A例如可使用多孔質材料形成。第1低折射率層20A之厚度例如為0.3 μm以上5 μm以下。
於低折射率層係內部具有空隙之多孔質材料之情形時，其空隙率較佳為35體積%以上，更佳為38體積%以上，尤佳為40體積%以上。若為此種範圍，則可形成折射率尤低之低折射率層。低折射率層之空隙率之上限例如為90體積%以下，較佳為75體積%以下。若為此種範圍，則可形成強度優異之低折射率層。空隙率係根據利用橢圓偏光計所測得之折射率值，藉由Lorentz-Lorenz's formula(勞洛公式)算出之值。
關於低折射率層，例如可使用專利文獻3中所揭示之具有空隙之低折射率層。藉由參照將專利文獻3所揭示之全部內容援引至本申請案說明書中。具體而言，具有空隙之低折射率層包含：二氧化矽粒子、具有微細孔之二氧化矽粒子、二氧化矽中空奈米粒子等大致球狀粒子、纖維素奈米纖維、氧化鋁奈米纖維、二氧化矽奈米纖維等纖維狀粒子、含有膨潤土之奈米黏土等平板狀粒子等。於一實施方式中，具有空隙之低折射率層係粒子(例如微細孔粒子)彼此直接化學鍵結而構成之多孔體。又，構成具有空隙之低折射率層之粒子彼此之至少一部分亦可經由少量(例如粒子之質量以下)之黏合劑成分結合。低折射率層之空隙率及折射率可根據構成該低折射率層之粒子之粒徑、粒徑分佈等進行調整。
作為獲得具有空隙之低折射率層之方法，例如可例舉：日本專利特開2010-189212號公報、日本專利特開2008-040171號公報、日本專利特開2006-011175號公報、國際公開第2004/113966號、及其等之參考文獻中所記載之方法。藉由參照將日本專利特開2010-189212號公報、日本專利特開2008-040171號公報、日本專利特開2006-011175號公報、國際公開第2004/113966號所揭示之全部內容援引至本說明書中。
宜使用二氧化矽多孔體作為具有空隙之低折射率層。二氧化矽多孔體例如藉由以下方法進行製造。可例舉：使矽化物、水解性矽烷類及/或倍半矽氧烷、以及其部分水解物及脫水縮合物之至少任一種水解、縮聚之方法；使用多孔質粒子及/或中空微粒子之方法；利用回彈現象生成氣凝膠層之方法；以及使用粉碎凝膠之方法等，該粉碎凝膠係藉由對利用溶膠凝膠法所獲得之凝膠狀矽化物進行粉碎後，利用觸媒等使所獲得之粉碎體、即微細孔粒子彼此化學鍵結而獲得。但是，低折射率層並不限定於二氧化矽多孔體，製造方法亦不限定於所例示之製造方法，可利用任意製造方法進行製造。並且，多孔質層並不限定於二氧化矽多孔體，製造方法亦不限定於所例示之製造方法，可利用任意製造方法進行製造。再者，倍半矽氧烷係以(RSiO 1.5，R為烴基)作為基本結構單元之矽化物，其雖嚴格而言與以SiO 2作為基本結構單元之二氧化矽有所不同，但在具有藉由矽氧烷鍵結進行交聯而成之網狀結構之方面，與二氧化矽共通，因此，此處亦將包含倍半矽氧烷作為基本結構單元之多孔體稱為二氧化矽多孔體或二氧化矽系多孔體。
二氧化矽多孔體可包含相互鍵結之凝膠狀矽化物之微細孔粒子。作為凝膠狀矽化物之微細孔粒子，可例舉凝膠狀矽化物之粉碎體。二氧化矽多孔體例如可藉由將包含凝膠狀矽化物之粉碎體之塗佈液塗佈於基材上而形成。凝膠狀矽化物之粉碎體例如可藉由觸媒之作用、光照射、加熱等化學鍵結(例如矽氧烷鍵結)。
若存在第1低折射率層20A，則導光層10A與第1低折射率層20A之界面成為可使在導光層10A內傳輸之光發生全反射之界面，且不會受到第1低折射率層20A上之狀態影響。若不存在第1低折射率層20A而導光層10A之表面露出，則在導光層10A之表面與空氣之界面處發生全反射。若導光層10A之表面變髒，則在附著有污垢之表面部分有時不會發生全反射。如此一來，會出現如下異常：自附著有污垢之表面部分發生漏光；及/或在導光層10A內傳輸之光之分佈發生變化等。即，第1低折射率層20A可提高導光構件100A之表面之防污性。即便在第1低折射率層20A上形成第1硬塗層40A，亦同樣地具有該效果。
第1硬塗層40A之硬度H H1例如以鉛筆硬度計，較佳為H以上，進而較佳為2H以上，更佳為4H以上。另一方面，第1硬塗層40A之硬度H H1之上限並無特別限定，以鉛筆硬度計，較佳為6H以下，更佳為5H以下。鉛筆硬度係利用依據JIS K 5400之「鉛筆硬度試驗」之方法進行測定。再者，導光層10A之硬度H GP例如為B。第1硬塗層40A之厚度較佳為1 μm以上30 μm以下，更佳為2 μm以上20 μm以下，進而較佳為3 μm以上15 μm以下。若第1硬塗層40A之厚度為此種範圍，則具有良好之耐擦傷性。
於第1低折射率層20A具有比導光層10A之硬度H GP高之硬度H L1之情形時，第1低折射率層20A亦可兼任第1硬塗層40A。即，亦可省略第1硬塗層40A。此時，第1低折射率層20A之硬度H L1以鉛筆硬度計，較佳為H以上，進而較佳為2H以上，更佳為4H以上，且上限並無特別限定，較佳為6H以下，更佳為5H以下。
第1硬塗層40A只要滿足如上所述之特性即可，可包含任意合適之材料。第1硬塗層40A例如為熱硬化性樹脂或游離輻射線(例如可見光、紫外線)硬化性樹脂之硬化層。作為此種硬化性樹脂，例如可例舉：聚胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯、聚矽氧烷等矽樹脂、不飽和聚酯、環氧樹脂。第1硬塗層40A例如可藉由將包含溶劑、及硬化型化合物之材料塗佈於對象基材表面並使其硬化而形成。宜用作第1硬塗層40A之硬塗層之詳情例如記載於日本專利特開2011-237789號公報中。藉由參照將日本專利特開2011-237789號公報所揭示之全部內容援引至本說明書中。
導光構件100A具有配光控制構造，該配光控制構造可使在導光層10A內傳輸之光之一部分至少射向第1低折射率層20A側。配光控制構造具有複數個內部空間14A，該等內部空間14A形成藉由全內反射使光射向第1低折射率層20A側之界面。有時亦將內部空間14A稱為光空腔。在導光構件100A中，複數個內部空間14A形成於導光層10A內。如圖所示，內部空間14A例如具有在第1低折射率層20A側(Z方向，圖中上側)具有頂角之三角形之截面形狀(垂直於X方向，平行於YZ面)，使在導光層10A內沿Y方向傳輸之光射向第1低折射率層20A側。內部空間14A之截面形狀並不限定於此，只要具有使沿Y方向傳輸之光射向第1低折射率層20A側之界面，則亦可為梯形等。有時將形成於導光層10A內之配光控制構造稱為第1配光控制構造。
導光構件100A由於具有由導光層10A內之複數個內部空間14A所構成之第1配光控制構造，故而可見光透過率可為60%以上，霧度值可未達10%。又，如下所述，可藉由調整複數個內部空間14A之形狀及配置等，來對出射光之配光分佈、出射效率、亮度分佈進行控制。典型而言，複數個內部空間14A係內部填充有空氣之空隙部(空氣腔)。但是，空氣腔中亦可填充折射率低於導光層10A之材料來代替空氣。
導光構件100A中，複數個內部空間14A沿主面規則或無規地設置。內部空間14A之大小可在能夠設置於導光層10A之內部之範圍內適當地進行選擇。關於內部包含內部空間14A之導光層，並無特別限定，例如可使用專利文獻2、4、5及國際公開第2011/127187號中所揭示之導光層。藉由參照將該等公報所揭示之全部內容援引至本申請案說明書中。
導光層10A例如藉由如下方式製作：將未形成圖案之第1膜、與形成有所需微細圖案之第2膜利用層壓法進行貼合，或利用接著劑(包含感壓接著劑)進行接著。
為了在第2膜上形成微細圖案，使用雷射圖案化、直接雷射成像、雷射鑽孔、利用遮罩或不利用遮罩之雷射或電子束之照射。又，亦可藉由印刷、噴墨印刷、網版印刷等賦予個別之特性，來改變材料或折射率值。還可使用微/奈米點膠、照射(dosing)、直接「寫入」、離散性雷射燒結、微放電加工(micro-EDM)、或微加工、微成形、壓印、壓紋加工及與該等類似之方式。
關於作為配光控制構造之複數個內部空間14A，為了獲得良好之可見光透過率及霧度值，當自主面之法線方向俯視導光層10A時，複數個內部空間14A之面積占導光層10A之面積的比率(佔有面積率)較佳為30%以下。再者，內部空間14A之佔有面積率可為均一值，但為了實現即便增大與光源LS之距離亦不會降低亮度之目的，亦可使佔有面積率隨著距離之增大而增大。如後文中示出具體例所進行之說明，內部空間14A之佔有面積率較佳為均一值。再者，為了獲得良好之亮度，內部空間14A之佔有面積率較佳為1%以上。內部空間14A之佔有面積率較佳為1%以上30%以下，上限值進而較佳為25%以下，為了獲得較高之可見光透過率，上限值較佳為10%以下，進而較佳為5%以下。
再者，配光控制構造之上述特徵並不限定於此處所例示之形成於導光層10A內之複數個內部空間14A，亦適用於後述之各種配光控制構造。作為由複數個內部空間所構成之配光控制構造，例如可使用專利文獻5中所記載之配光構造體(Light Distribution Structure)。
圖1B中示出了本發明之實施方式之照明裝置100B_L之模式性剖視圖。照明裝置100B_L在如下方面不同於圖1A所示之照明裝置100A_L，即，具有接收自光源LS出射之光，將其向Y方向傳輸，並且向-Z方向出射之導光構件100B。
導光構件100B所具有之導光層10B具有配光控制構造，該配光控制構造可使在導光層10B內傳輸之光之一部分至少射向與第1低折射率層20A相反之側。配光控制構造具有複數個內部空間14B，該等內部空間14B形成藉由全內反射使光射向與第1低折射率層20A相反之側之界面。如圖所示，內部空間14B例如具有在與第1低折射率層20A相反之側(-Z方向，圖中下側)具有頂角之三角形之截面形狀(垂直於X方向，平行於YZ面)，使在導光層10B內沿Y方向傳輸之光射向與第1低折射率層20A相反之側。內部空間14B之截面形狀並不限定於此，只要具有使沿Y方向傳輸之光射向與第1低折射率層20A相反之側之界面，則亦可為梯形等。如此一來，可藉由改變內部空間14B之截面形狀(例如三角形之頂角之方向)，來改變光之出射方向。
圖2A中示出了本發明之實施方式之照明裝置200A_L之模式性剖視圖。照明裝置200A_L所具有之導光構件200A具有形成於導光層10與第1低折射率層20A之間之第1方向轉換層60A，構成配光控制構造之複數個內部空間64A形成於第1方向轉換層60A內。第1方向轉換層60A可使在導光層10內傳輸之光之一部分至少射向第1低折射率層20A側。有時將形成於第1方向轉換層60A內之配光控制構造稱為第2配光控制構造。內部空間64A與內部空間14A同樣地，可具有各種截面形狀。
圖2B中示出了本發明之實施方式之照明裝置200B_L之模式性剖視圖。照明裝置200B_L所具有之導光構件200B具有形成於導光層10與第1低折射率層20A之間之第1方向轉換層60B，構成配光控制構造之複數個內部空間64B形成於第1方向轉換層60B內。第1方向轉換層60B可使在導光層10內傳輸之光之一部分至少射向與第1低折射率層20A相反之側(-Z方向)。有時將形成於第1方向轉換層60B內之配光控制構造稱為第2配光控制構造。內部空間64B與內部空間14B同樣地，可具有各種截面形狀。
圖3中示出了本發明之實施方式之另一照明裝置300A_L之模式性剖視圖。照明裝置300A_L所具有之導光構件300A具有形成於導光層10與第1低折射率層20A之間之第1方向轉換層70A，第1方向轉換層70A所具有之複數個凸部74A構成配光控制構造。包含複數個凸部74A之第1方向轉換層70A例如可為公知之角柱薄片。複數個凸部74A使在導光層10內沿Y方向傳輸之光射向第1低折射率層20A側(Z方向)。凸部74A之截面形狀例如為三角形，但並不限定於此，亦可為梯形等。亦可藉由改變凸部74A之截面形狀，來使沿Y方向傳輸之光射向與第1低折射率層20A相反之側(-Z方向)。又，亦可在導光層10A之表面直接形成複數個凸部(角柱部)來代替設置第1方向轉換層70A。
接下來，詳細地說明導光構件之構造。以下，對配光控制構造具有複數個內部空間(14A)或複數個內部空間(14B)之例進行說明，該等內部空間(14A)形成藉由全內反射使光射向第1低折射率層側之界面，該等內部空間(14B)形成藉由全內反射使光射向與第1低折射率層相反之側之界面。
圖4A中示出了圖1A所示之照明裝置100A_L之導光構件100A之剖視圖，圖4B中示出了圖1B所示之照明裝置100B_L之導光構件100B之剖視圖。又，圖5A中示出了圖2A所示之照明裝置200A_L之導光構件200A之剖視圖，圖5B中示出了圖2B所示之照明裝置200B_L之導光構件200B之剖視圖。
如圖4A所示，在導光構件100A中，形成於導光層10A內之複數個內部空間14A構成配光控制構造，如圖4B所示，在導光構件100B中，形成於導光層10B內之複數個內部空間14B構成配光控制構造。又，如圖5A所示，在導光構件200A中，形成於導光層10上之第1方向轉換層60A內所形成之複數個內部空間64A構成配光控制構造，如圖5B所示，在導光構件200B中，形成於導光層10上之第1方向轉換層60B內所形成之複數個內部空間64B構成配光控制構造。第1方向轉換層60A、60B之折射率n D1較佳為與導光層10之折射率n GP大致相等，折射率之差(絕對值)較佳為0.15以下，進而較佳為0.1以下。又，導光層10之折射率n GP與第1低折射率層20A之折射率n L1之差(圖4A、圖4B)、及第1方向轉換層60A之折射率n D1與第1低折射率層20A之折射率n L1之差(圖5A、圖5B)分別較佳為0.2以上，進而較佳為0.25以上。可藉由調整該差，來對發生全反射之臨界角進行控制。
具有複數個內部空間14A、14B、64A、64B之配光控制構造藉由使於導光層10A、10B或第1方向轉換層60A、60B內傳輸之光在內部空間14A、14B、64A、64B所形成之界面發生全反射，而使得光之出射方向朝向Z方向(內部空間14A、64A)或-Z方向(內部空間14B、64B)。相對於此，圖3所示之例如由公知之角柱薄片所構成之第1方向轉換層70A中，於第1方向轉換層70A內傳輸之光之一部分在與第1低折射率層20A之界面發生全反射後，返回至第1方向轉換層70A內。如此一來，具有內部空間14A、14B、64A、64B之配光控制構造較公知之角柱薄片等配光控制構造而言，光之利用效率更高。又，可藉由調整內部空間14A、14B、64A、64B之截面形狀(例如圖15中之傾斜面之角度θa、θb)、大小、配置密度、分佈，來對配光分佈進行控制。
另一方面，可藉由調整配光控制構造所具有之複數個內部空間14A、14B、64A、64B之截面形狀、大小、配置密度、分佈，來對導光構件100A、100B、200A或200B之可見光透過率及霧度值進行控制。導光構件100A、100B、200A及200B之可見光透過率可為60%以上，較佳為65%以上、70%以上、75%以上或80%以上，霧度值可為未達10%，較佳為未達9%、未達8%、未達7%、未達6%、未達5%、未達4%、未達3%。再者，如以下實施例中之記載，霧度值係使用霧度計進行測定。
關於配光控制構造所具有之複數個內部空間14A、14B、64A、64B，為了獲得良好之可見光透過率及霧度值，當自主面之法線方向俯視導光層10A、10B或10時，複數個內部空間14A、14B、64A、64B之面積占導光層10A、10B或10之面積的比率(佔有面積率)較佳為30%以下。再者，內部空間14A、14B、64A、64B之佔有面積率可為均一值，但為了實現即便增大與光源LS之距離亦不會降低亮度之目的，亦可使佔有面積率隨著距離之增大而增大。如後文中示出具體例所進行之說明，內部空間14A、14B、64A、64B之佔有面積率較佳為均一值。再者，為了獲得良好之亮度，內部空間14A、14B、64A、64B之佔有面積率較佳為1%以上。內部空間14A、14B、64A、64B之佔有面積率較佳為1%以上30%以下，上限值進而較佳為25%以下，為了獲得較高之可見光透過率，上限值較佳為10%以下，進而較佳為5%以下。
又，內部空間14A、14B、64A、64B之大小及密度會影響霧度值。關於內部空間14A、14B、64A、64B之大小(長度L、寬度W：參照圖14A、圖14B)，例如，長度L較佳為10 μm以上500 μm以下，寬度W較佳為1 μm以上100 μm以下。又，基於光提取效率之觀點而言，高度H較佳為1 μm以上100 μm以下。複數個內部空間14A、14B、64A、64B較佳為分散且均勻地分佈，例如，較佳為如圖14A所示等間距地配置。間距Px例如較佳為10 μm以上500 μm以下，間距Py例如較佳為10 μm以上500 μm以下。
接下來，參照圖6A、圖6B、圖7A、圖7B、圖8～圖11，對本發明之實施方式之導光構件之其他構成例進行說明，但並不受此限定，可進行各種組合。
圖6A所示之導光構件210A中，由導光層10之第2主面上設置之第2方向轉換層60A內所形成之複數個內部空間64A構成配光控制構造(有時稱為第3配光控制構造)。具有內部空間64A之第2方向轉換層60A使在導光層10內傳輸之光之一部分至少射向第1低折射率層20A側(Z方向)。
圖6B所示之導光構件210B中，由導光層10之第2主面上設置之第2方向轉換層60B內所形成之複數個內部空間64B構成配光控制構造(有時稱為第3配光控制構造)。具有內部空間64B之第2方向轉換層60B使在導光層10內傳輸之光之一部分至少射向與第1低折射率層20A相反之側(-Z方向)。
圖7A所示之導光構件220A係圖5A所示之導光構件200A中進而具有第1光耦合層80而得者。第1光耦合層80設置於導光層10與第1方向轉換層60A之間。第1光耦合層80具有複數個第1低折射率區域80a，該等第1低折射率區域80a具有比導光層10之折射率n GP小之折射率n C1。由複數個第1低折射率區域80a所構成之第1光耦合層80將在導光層10內傳輸之光更有選擇性且更有效率地導入至第1方向轉換層60A中。第1低折射率區域80a之折射率n C1較佳為1.05以上1.30以下，進而較佳為1.05以上1.25以下。
圖7B所示之導光構件220B係圖5B所示之導光構件200B中進而具有第1光耦合層80而得者。第1光耦合層80設置於導光層10與第1方向轉換層60B之間。第1光耦合層80具有複數個第1低折射率區域80a，該等第1低折射率區域80a具有比導光層10之折射率n GP小之折射率n C1。由複數個第1低折射率區域80a所構成之第1光耦合層80將在導光層10內傳輸之光更有選擇性且更有效率地導入至第1方向轉換層60B中。
圖8所示之導光構件100AD係圖1A所示之導光構件100A中進而具有第2低折射率層20B及第2硬塗層40B而得者，該第2低折射率層20B配置於導光層10A之第2主面側，且具有比導光層10A之折射率n GP小之折射率n L2，該第2硬塗層40B配置於第2低折射率層20B之與導光層10A相反之側，且具有比導光層10A之硬度H GP高之硬度H H2。第2低折射率層20B及第2硬塗層40B分別可具有與第1低折射率層20A及第1硬塗層40A相同之特徵。藉由亦在導光層10A之第2主面側設置第2低折射率層20B及第2硬塗層40B，可亦在第2主面側獲得上述效果。由於導光構件100AD具有形成有複數個內部空間14A之導光層10A，故而使光向Z方向出射。藉由配置具有複數個內部空間14B之導光層10B(例如參照圖1B)來代替導光構件100AD之導光層10A，能夠獲得使光向-Z方向出射之導光構件。
圖9所示之導光構件210AD係圖6A所示之導光構件210A中進而具有第2低折射率層20B及第2硬塗層40B而得者，該第2低折射率層20B配置於導光層10之第2主面側，且具有比導光層10之折射率n GP小之折射率n L2，該第2硬塗層40B配置於第2低折射率層20B之與導光層10相反之側，且鉛筆硬度為H以上。由於導光構件210AD具有形成有複數個內部空間64A之第2方向轉換層60A，故而使光向Z方向出射。藉由配置具有複數個內部空間14B之第2方向轉換層60B(例如參照圖6B)來代替導光構件210AD之第2方向轉換層60A，能夠獲得使光向-Z方向出射之導光構件。
圖10所示之導光構件200AD係圖5A所示之導光構件200A中進而具有第2低折射率層20B及第2硬塗層40B而得者，該第2低折射率層20B配置於導光層10之第2主面側，且具有比導光層10之折射率n GP小之折射率n L2，該第2硬塗層40B配置於第2低折射率層20B之與導光層10相反之側，且具有比導光層10之硬度H GP高之硬度H H2。由於導光構件200AD具有形成有複數個內部空間64A之第2方向轉換層60A，故而使光向Z方向出射。藉由配置具有複數個內部空間64B之第2方向轉換層60B(例如參照圖5B)來代替導光構件200AD之第2方向轉換層60A，能夠獲得使光向-Z方向出射之導光構件。
圖11所示之導光構件220AD係圖7A所示之導光構件220A中進而具有第2低折射率層20B及第2硬塗層40B而得者，該第2低折射率層20B配置於導光層10之第2主面側，且具有比導光層10之折射率n GP小之折射率n L2，該第2硬塗層40B配置於第2低折射率層20B之與導光層10相反之側，且具有比導光層10之硬度H GP高之硬度H H2。由於導光構件220AD具有形成有複數個內部空間64A之第2方向轉換層60A，故而使光向Z方向出射。藉由配置具有複數個內部空間64B之第2方向轉換層60B(例如參照圖7B)來代替導光構件220AD之第2方向轉換層60A，能夠獲得使光向-Z方向出射之導光構件。
本發明之實施方式之導光構件可進行各種改變。例如，可藉由在第1硬塗層及/或第2硬塗層之形成材料中混入粒子，來製成具有凹凸形狀表面之防眩性硬塗層。又，可藉此對導光構件之霧度值進行控制。作為粒子，例如有無機粒子及有機粒子。無機粒子並無特別限制，例如可例舉：氧化矽粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒子、碳酸鈣粒子、硫酸鋇粒子、滑石粒子、高嶺土粒子、硫酸鈣粒子。又，有機粒子並無特別限制，例如可例舉：聚甲基丙烯酸甲酯樹脂粉末(PMMA粒子)、矽酮樹脂粉末、聚苯乙烯樹脂粉末、聚碳酸酯樹脂粉末、丙烯酸苯乙烯樹脂粉末、苯并胍胺樹脂粉末、三聚氰胺樹脂粉末、聚烯烴樹脂粉末、聚酯樹脂粉末、聚醯胺樹脂粉末、聚醯亞胺樹脂粉末、聚氟乙烯樹脂粉末。該等無機粒子及有機粒子可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
基於可賦予良好之防眩性之觀點而言，第1硬塗層及/或第2硬塗層之形成材料中混合之粒子之質量平均粒徑較佳為0.5 μm以上8.0 μm以下之範圍。粒子之質量平均粒徑更佳為2.0 μm以上6.0 μm以下之範圍，進而較佳為3.0 μm以上6.0 μm以下之範圍。又，粒子之質量平均粒徑亦較佳為第1硬塗層及/或第2硬塗層之厚度之30%以上80%以下之範圍。再者，粒子之質量平均粒徑可利用庫爾特計數法進行測定。例如，使用利用細孔電阻法之粒度分佈測定裝置(商品名：Coulter Multisizer，Beckman Coulter公司製造)，藉由對粒子通過細孔時與粒子之體積相當之電解液之電阻進行測定，測出粒子之數量與體積，算出質量平均粒徑。
粒子之形狀並無特別限制，例如可為珠粒狀之大致球形，亦可為粉末等不定形，但較佳為大致球形，更佳為長徑比為1.5以下之大致球形之微粒子，最佳為球形粒子。
粒子之調配比率相對於硬塗層形成材料100質量份而言，較佳為5質量份以上20質量份以下之範圍，更佳為5質量份以上17質量份以下之範圍。例如，宜使用日本專利特開2013-178534號公報中所記載之防眩性硬塗層。藉由參照將日本專利特開2013-178534號公報所揭示之全部內容援引至本說明書中。
進而，亦可進而在一主面或兩主面上設置具有撥水性及/或撥油性(親水性)之防污層作為導光構件之最外層。防污層之構成係根據用途適當地進行選擇。防污層係使用公知之材料形成。作為構成防污層之材料，較佳為矽酮系化合物或含氟化合物。其中，含氟化合物之撥水性優異，可發揮較高之防污性，尤佳為含有全氟聚醚骨架之氟系聚合物。為了提高防污性，尤佳為具有能夠剛性排列之主鏈結構之全氟聚醚。作為全氟聚醚之主鏈骨架之結構單元，較佳為可具有碳數1～4之分枝之全氟環氧烷，例如可例舉：全氟環氧甲烷(-CF 2O-)、全氟環氧乙烷(-CF 2CF 2O-)、全氟環氧丙烷(-CF 2CF 2CF 2O-)、全氟環氧異丙烷(-CF(CF 3)CF 2O-)等。
防污層之厚度較佳為3 nm以上15 nm以下，更佳為3 nm以上10 nm以下。
防污層之形成方法可根據形成材料使用蒸鍍、濺鍍等物理氣相沈積法、化學氣相沈積法、反向塗佈法、模嘴塗佈法、凹版塗佈法等濕式塗佈法等。例如，宜使用日本專利特開2020-067582號公報中所記載之防污層。藉由參照將日本專利特開2020-067582號公報所揭示之全部內容援引至本說明書中。
亦可在防污層之導光層側形成抗反射層。作為抗反射層，例如可例舉包含折射率不同之複數層薄膜之多層積層體。作為構成抗反射層之薄膜之材料，可例舉：金屬之氧化物、氮化物、氟化物等。
抗反射層較佳為高折射率層與低折射率層之交替積層體。高折射率層之折射率例如為1.9以上，較佳為2.0以上。作為高折射率材料，可例舉：氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、氧化鉭、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、摻銻氧化錫(ATO)等。其中，較佳為氧化鈦或氧化鈮。低折射率層之折射率例如為1.6以下，較佳為1.5以下。作為低折射率材料，可例舉：氧化矽、氮化鈦、氟化鎂、氟化鋇、氟化鈣、氟化鉿、氟化鑭等。其中，較佳為氧化矽。尤其是，較佳為將作為高折射率層之氧化鈮(Nb 2O 5)薄膜、與作為低折射率層之氧化矽(SiO 2)薄膜交替地積層。除了低折射率層與高折射率層以外，亦可設置折射率1.6～1.9左右之中折射率層。
高折射率層及低折射率層之膜厚分別為5 nm以上且約200 nm以下，較佳為15 nm以上且約150 nm以下。只要根據折射率或積層構成等，以可見光之反射率變小之方式設計各層之膜厚即可。
抗反射層較佳為介隔以底塗層積層於硬塗層上。作為構成底塗層之材料，例如可例舉：矽、鎳、鉻、錫、金、銀、鉑、鋅、鈦、鎢、鋁、鋯、鈀等金屬；該等金屬之合金；該等金屬之氧化物、氟化物、硫化物或氮化物等。其中，底塗層之材料較佳為氧化物，尤佳為氧化矽。底塗層較佳為氧量少於化學計量組成之無機氧化物層。非化學計量組成之無機氧化物中，較佳為組成式SiO x(0.5≦x＜2)所表示之氧化矽。底塗層之厚度例如為1 nm以上且約20 nm以下，較佳為3 nm以上15 nm以下。
構成抗反射層之薄膜之成膜方法並無特別限定，可為濕式塗佈法、乾式塗佈法之任一種。就可形成膜厚均勻之薄膜之方面而言，較佳為真空蒸鍍、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)、濺鍍、電子束蒸鍍等乾式塗佈法。其中，就容易形成膜厚之均勻性優異且緻密之膜之方面而言，較佳為濺鍍法。例如，宜使用日本專利特開2020-52221號公報中所記載之抗反射層。藉由參照將日本專利特開2020-52221號公報所揭示之全部內容援引至本說明書中。
以下，例示出實施例，對本發明之實施方式之照明裝置用導光構件更加詳細地進行說明。
實施例中，製作具有圖12A及圖13A所示之剖面構造之導光構件200AD_a及220AD_a。圖12A所示之導光構件200AD_a實質上對應於圖10所示之導光構件200AD，圖13A所示之導光構件220AD_a實質上對應於圖11所示之導光構件220AD。
圖12A所示之導光構件200AD_a中，除了具有圖10所示之導光構件200AD以外，還具有基材層30A、30B、及接著劑層52、54、56。導光構件200AD中之第1方向轉換層60A在導光構件200AD_a中，包含圖14A及圖14B所示之賦形膜62、以及接著劑層54(或進而包含接著劑層52)。即，藉由以圖14B所示之賦形膜62之凹部64利用接著劑層54形成內部空間64A之方式，配置賦形膜62A，能夠獲得實質上對應於第1方向轉換層60A之構造。
又，同樣地，藉由以圖14B所示之賦形膜62之凹部64利用接著劑層54形成內部空間64B之方式，配置賦形膜62B，能夠獲得圖12B所示之導光構件200BD_a。再者，基材層30A、30B及30C例如發揮支持第1低折射率層20A、第2低折射率層20B、第1硬塗層40A或第2硬塗層40B之作用。基材層30A、30B及30C、與第1低折射率層20A、第2低折射率層20B、第1硬塗層40A及第2硬塗層40B之配置關係可適當地進行變更。例如，在導光構件200AD_a中，第1低折射率層20A被基材層30A支持，在導光構件200BD_a中，第1低折射率層20A被基材層30B支持。
圖13A所示之導光構件220AD_a中，除了具有圖11所示之導光構件220AD以外，還具有基材層30A、30B、30C、及接著劑層52、54、56、58。導光構件220AD中之第1方向轉換層60A在導光構件220AD_a中，包含圖14A及圖14B所示之賦形膜62、以及接著劑層54(或進而包含接著劑層52)。即，藉由以圖14B所示之賦形膜62之凹部64利用接著劑層54形成內部空間64A之方式，配置賦形膜62A，能夠獲得實質上對應於第1方向轉換層60A之構造。
又，如圖13B所示之導光構件220AD_b所示，亦可藉由以圖14B所示之賦形膜62之凹部64利用接著劑層54形成內部空間64A之方式，將賦形膜62A配置於基材層30B上，而獲得實質上對應於第1方向轉換層60A之構造。又，同樣地，藉由以圖14B所示之賦形膜62之凹部64利用接著劑層54形成內部空間64B之方式，配置賦形膜62B，能夠獲得圖13C所示之導光構件220BD_a。
此處，「接著劑」係以包含感壓接著劑(亦稱為黏著劑)在內之含義進行使用。作為接著劑之具體例，可例舉：橡膠系接著劑、丙烯酸系接著劑、矽酮系接著劑、環氧系接著劑、纖維素系接著劑、聚酯系接著劑。該等接著劑可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
若使用多孔質材料(例如由矽化物所形成之凝膠)作為低折射率層，則強度較低，較脆。因此，使用基材層(例如丙烯酸膜)來在基材層上形成低折射率層20A、20B、低折射率區域80a。
又，為了利用卷對卷法或卷對片法量產導光構件，採用將複數個積層於基材層上之積層體介隔以接著劑層貼合而成之構造。又，以具有凹部64之賦形膜62、及接著劑層54構成對應於具有複數個內部空間64A之第1方向轉換層60A(圖10、圖11)之構造。
基材層30A、30B、30C之厚度分別獨立地例如為1 μm以上1000 μm以下，較佳為10 μm以上100 μm以下，進而較佳為20 μm以上80 μm。基材層30A、30B、30C之折射率分別獨立地較佳為1.40以上1.70以下，進而較佳為1.43以上1.65以下。
接著劑層52、54、56、58之厚度分別獨立地例如為0.1 μm以上100 μm以下，較佳為0.3 μm以上100 μm以下，進而較佳為0.5 μm以上50 μm以下。接著劑層52、54、56、58之折射率分別獨立地較佳為1.42以上1.60以下，更佳為1.47以上1.58以下。又，接著劑層52、54、56、58之折射率較佳為接近與其相接之導光層10或賦形膜62之折射率，折射率之差之絕對值較佳為0.2以下。 [實施例]
各特性之測定方法如下所述。
[折射率] 在丙烯酸膜上形成低折射率層之後，切割成50 mm×50 mm之尺寸，將其介隔以黏著層貼合於玻璃板(厚度：3 mm)之表面。利用黑色標記油墨填充上述玻璃板之背面中央部(直徑20 mm左右)，製得在上述玻璃板之背面不會發生反射之樣品。
將上述樣品設置於橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan公司製造：商品名VASE)中，於波長550 nm、入射角50度以上80度以下之條件下測定折射率，將其平均值作為折射率。本說明書中之折射率只要無特別說明，則依照該規定。
[耐擦傷性] 進行100 g負載×10次往返之鋼絲絨試驗(ϕ25 mm)，藉由目視確認有無損傷。將無法視認出損傷之情形評價為○(良好)，將能夠視認出損傷之情形評價為×(不良)。
[防污性] 當在導光構件之光出射面塗一層油性標記油墨(Zebra公司製造：商品名為MCKEE極細)時，藉由目視進行觀察，將油墨不附著之情形評價為○，將油墨沾在表面而有所附著之情形評價為×。
[霧度值] 將樣品切割成50 mm×50 mm之尺寸，利用霧度計(村上色彩技術研究所製造：商品名HM-150)測定霧度值。
[可見光透過率] 樣品之可見光透過率係使用分光光度計於測定波長380 nm以上780 nm以下之條件下進行測定時之各波長下之可見光透過率的平均值。此處，亦使用上述霧度計來測定可見光透過率。
[製造例1] 凹凸賦形膜之製造 依照日本專利特表2013-524288號公報中所記載之方法製造凹凸賦形膜。具體而言，利用快乾漆(三洋化成工業公司製造之Finecure RM-64)，對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜之表面進行塗佈，並將光學圖案壓紋加工於含有該快乾漆之膜表面上，其後使快乾漆硬化，藉此製得目標之凹凸賦形膜。凹凸賦形膜之總厚度為130 μm，霧度為0.8%。
將自凹凸面側觀察所製得之凹凸賦形膜之一部分時之俯視圖示於圖14A中。又，將圖14A之凹凸賦形膜之14B-14B'剖視圖示於圖14B中。長度L：80 μm、寬度W：14 μm、深度H：10 μm且截面為三角形之複數個凹部在X方向上隔開寬度E(155 μm)之間隔而配置。進而，此種凹部之圖案在Y方向上隔開寬度D(100 μm)之間隔而配置。凹凸賦形膜表面之凹部密度為3612個/cm 2。圖15中之θa及θb均為41°，自凹凸面側俯視膜時，凹部之佔有面積率為4.05%。
[製造例2] 低折射率層形成用塗佈液之製備 依照國際公開第2019/026865號之記載進行製造。具體而言，如下所述。
(1)矽化物之凝膠化 將0.9 g作為凝膠狀矽化物之前驅物的甲基三甲氧基矽烷(MTMS)溶解於2.2 g二甲基亞碸(DMSO)中，製得混合液A。向該混合液A中添加0.5 g之0.01 mol/L草酸水溶液，並於室溫下攪拌30分鐘，藉此使MTMS水解，生成含有三(羥基)甲基矽烷之混合液B。
向5.5 g之DMSO中添加0.38 g之28質量%氨水、及0.2 g純水之後，進而追加添加上述混合液B，並於室溫下攪拌15分鐘，藉此使三(羥基)甲基矽烷凝膠化，獲得含有凝膠狀矽化物之混合液C。
(2)熟化處理 將以如上方式製得之含有凝膠狀矽化物之混合液C直接於40℃下保溫20小時，而實施熟化處理。
(3)粉碎處理 繼而，使用刮勺(spatula)，將以如上方式實施了熟化處理之凝膠狀矽化物粉碎成數毫米～數厘米大小之顆粒狀。接下來，向混合液C中添加40 g異丙醇(IPA)，輕輕攪拌之後，於室溫下靜置6小時，傾析出凝膠中之溶劑及觸媒。藉由進行3次同樣之傾析處理來進行溶劑置換，獲得混合液D。接下來，對混合液D中之凝膠狀矽化物進行粉碎處理(高壓無介質粉碎)。粉碎處理(高壓無介質粉碎)係使用均質機(SMT公司製造，商品名「UH-50」)，在5 cc之螺旋口瓶中稱取混合液D中之凝膠狀化合物1.85 g及IPA 1.15 g之後，於50 W、20 kHz之條件下粉碎2分鐘。
藉由該粉碎處理將上述混合液D中之凝膠狀矽化物粉碎，藉此，該混合液D'成為粉碎物之溶膠液。對於表示混合液D'中所含之粉碎物之粒度不均之體積平均粒徑，利用動態光散射式Nanotrac粒度分析計(日機裝公司製造，UPA-EX150型)進行確認，結果為0.50～0.70。進而，以相對於0.75 g該溶膠液(混合液C')而言，光產鹼劑(和光純藥工業股份有限公司：商品名WPBG266)之1.5質量%濃度MEK(methyl ethyl ketone，甲基乙基酮)溶液為0.062 g，雙(三甲氧基矽烷基)乙烷之5%濃度MEK溶液為0.036 g之比率添加該等溶液，獲得低折射率層形成用塗佈液(含微細孔粒子之溶液)。
[製造例3] 硬塗(HC)層塗佈液之製備 參考日本專利特開2011-237789號公報中所記載之製造方法進行製造。具體而言，如下所述。
向以胺基甲酸酯丙烯酸酯為主成分之紫外線硬化型樹脂單體或低聚物溶解於乙酸丁酯中而成之樹脂溶液(DIC公司製造，商品名「UNIDIC 17-806」，固形物成分濃度80%)中，相對於該溶液中之固形物成分100份而言，添加5份光聚合起始劑(BASF公司製造，製品名「IRGACURE906」)、及0.5份調平劑(DIC公司製造，製品名「GRANDIC PC4100」)。其後，以上述溶液中之固形物成分濃度成為75%之方式，向上述溶液中加入乙酸丁酯。進而，以上述溶液中之固形物成分濃度成為50%之方式，向上述溶液中加入環戊酮。以此方式製得用於形成HC層之HC層塗佈液。
[製造例4] 接著劑A層之形成(接著劑層54) 按照以下步序形成接著劑A層。接著劑A層可在不對表面之凹部進行填埋之情況下進行接著。
(1)接著劑A溶液之製備 向具備攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管、冷卻器之四口燒瓶中，將95.0質量份之丙烯酸正丁酯、5.0質量份之丙烯酸、0.2質量份之作為聚合起始劑之2,2'-偶氮二異丁腈，以單體之合計成為40.0質量%之方式，與乙酸乙酯一併加入至燒瓶中，一面緩慢地進行攪拌一面導入氮氣而進行1小時氮氣置換之後，將燒瓶內之液溫保持在63℃附近，進行6小時聚合反應。其後，以固形物成分成為40質量%之方式，加入乙酸乙酯，獲得丙烯酸系聚合物。向所獲得之丙烯酸系聚合物溶液中，相對於聚合物之固形物成分100質量份而言調配6.0質量份之1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷(商品名「TETRAD-C」，Mitsubishi Gas Chemical股份有限公司製造)作為交聯劑，製得接著劑A溶液。
(2)接著劑A層之形成 以乾燥後之接著劑層之厚度成為1 μm之方式，將接著劑A溶液塗佈於實施了矽酮剝離處理之38 μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(商品名「MRF38」，Mitsubishi Chemical股份有限公司製造)之單面，並於150℃下乾燥3分鐘，形成接著劑A層。折射率為1.47。
[製造例5] 接著劑B層之形成(接著劑層52、56、58) 參考日本專利特開2018-136401號公報中所記載之方法形成接著劑B層。具體而言，如下所述。
(1)丙烯酸系聚合物之製備 向具備攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管、冷卻器之四口燒瓶中加入含有82份之丙烯酸丁酯、15份之丙烯酸苄酯、及3份之丙烯酸4-羥基丁酯之單體混合物。進而，相對於上述單體混合物(固形物成分)100份而言，將0.1份之作為聚合起始劑之2,2'-偶氮二異丁腈與乙酸乙酯一併加入，一面緩慢地進行攪拌一面導入氮氣而進行氮氣置換之後，將燒瓶內之液溫保持在60℃附近，進行7小時聚合反應。其後，向所獲得之反應液中加入乙酸乙酯，製得固形物成分濃度被調整為30%且質量平均分子量為100萬之丙烯酸系聚合物之溶液。
(2)接著劑B溶液之製備 相對於上文中所獲得之丙烯酸系聚合物溶液之固形物成分100份而言，調配0.002份之雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰(Japan Carlit公司製造)，進而，調配0.1份之三羥甲基丙烷二甲苯二異氰酸酯(三井化學公司製造，Takenate D110N)、0.3份之過氧化二苯甲醯、0.075份之γ-縮水甘油氧基丙基甲氧基矽烷(信越化學工業公司製造，KBM-403)、及0.5份之Kaneka公司製造之SILYL SAT10(數量平均分子量4000)，製得接著劑B溶液。
(3)接著劑B層之形成 利用敷料器，將上文中所獲得之接著劑B溶液均勻地塗佈於利用矽酮系剝離劑實施了處理之PET膜之剝離基材(三菱樹脂公司製造之MRF38CK)的表面，並於155℃之空氣循環式恆溫烘箱中乾燥2分鐘，藉此形成接著劑B層。接著劑B層之折射率為1.47，厚度為10 μm。
實施例1
(1)導光構件之製作 制作圖12A所示之導光構件200AD_a。
使用手壓輥，將製造例4中所形成之接著劑A層貼合於製造例1之凹凸賦形膜之凹凸面，獲得凹凸賦形膜/接著劑A層/PET膜之積層體。繼而，將該積層體之PET膜剝離後，使用手壓輥，將剝離後之積層體貼合於厚度5 mm、寬度120 mm、長度700 mm之丙烯酸板(Mitsubishi Chemical公司製造：商品名Acrylite)，藉此獲得凹凸賦形膜/接著劑A層/導光層之積層體。
利用線棒塗佈器，將製造例3中所準備之HC層塗佈液塗佈於折射率1.51、厚度40 μm之丙烯酸膜(基材層)之單面，並於80℃下乾燥1分鐘，其後，使用波長360 nm之光以300 mJ/cm 2之光照射量(能量)進行UV(Ultraviolet，紫外線)照射，獲得HC層/丙烯酸膜積層體。此時，HC層之厚度為5 μm。HC層之折射率為1.52。
將製造例2中所製得之低折射率層塗佈液塗佈於HC層/丙烯酸膜積層體之丙烯酸膜面上，並於100℃之溫度下進行1分鐘處理而使其乾燥，進而，使用波長360 nm之光，以300 mJ/cm 2之光照射量(能量)對乾燥後之塗佈層進行UV照射，獲得HC層/丙烯酸膜/低折射率層之積層體。此時，低折射率層之折射率為1.15(厚度1 μm)。
將製造例5中所製得之接著劑B層貼合於以如上方式準備之HC層/丙烯酸膜/低折射率層之積層體之低折射率層面，獲得HC層/丙烯酸膜/低折射率層/接著劑B層/PET膜之積層體。準備兩個上述積層體。將各積層體之PET膜剝離後，將剝離後之積層體貼附於上文中所製得之凹凸賦形膜/接著劑A層/導光層之積層體之兩面，製得目標之導光構件。
(2)照明裝置之製作 將LED線光源(日亞公司製造，厚度為0.4 mm，搭載有邊視(side view))設置於導光構件之導光層之側部，製得照明裝置。再者，點亮係於12 V之條件下進行試驗。
實施例2 (1)導光構件之製作 製作圖13A所示之導光構件220AD_a。
將在特定區域開設有孔之遮罩板設置於折射率1.51、厚度40 μm之丙烯酸膜之單面，並在該單面塗佈製造例2之低折射率層形成用塗佈液。此時，使用如下之遮罩板，即，於所形成之光耦合層80中，低折射率區域80a在靠近光源之一側較密集(幾乎均為低折射率區域80a)，距光源越遠越稀疏(無低折射率區域800a之區域較多)。使用波長360 nm之光，以300 mJ/cm 2之光照射量(能量)對乾燥後之塗佈層進行UV照射，移除遮罩板，藉此形成低折射率區域80a。將所形成之低折射率區域80a之俯視圖示於圖16中。圖中之點表示塗佈有低折射率形成用塗佈液之部分(被虛線包圍之部分中亦存在圖案層部分，但圖中進行了省略)。點之尺寸例如為1 μm以上1000 μm以下。藉由設置此種光耦合層80，可使賦形膜之凹部(內部空間14A、64A)之佔有面積率在整個面內均一。
將接著劑A溶液應用於該圖案層，獲得丙烯酸膜/低折射率材料之圖案層/接著劑A層之積層體。進而，將凹凸賦形膜之凹凸面貼合於該積層體之接著劑A層，獲得丙烯酸膜/低折射率材料之圖案層/接著劑A層/凹凸賦形膜之積層體。
將實施例1中所製得之HC層/丙烯酸膜/低折射率層/接著劑B層之積層體之接著劑B層，貼合於丙烯酸膜/低折射率材料之圖案層/接著劑A層/凹凸賦形膜之積層體之凹凸賦形膜面，獲得HC層/丙烯酸膜/低折射率層/接著劑B層/凹凸賦形膜/接著劑A層/低折射率材料之圖案層/丙烯酸膜之積層體。
進而，將該積層體與導光層介隔以接著劑B層以導光層與丙烯酸膜對向之方式進行貼合，獲得HC層/丙烯酸膜/低折射率層/接著劑B層/凹凸賦形膜/接著劑A層/低折射率材料之圖案層/丙烯酸膜/接著劑B層/導光層之積層體。將實施例1中所製得之HC層/丙烯酸膜/低折射率層/接著劑B層之積層體之接著劑B層貼合於該積層體之導光層面，製得目標之導光構件。
(2)照明裝置之製作 以與實施例1(2)相同之方式製作照明裝置。
比較例1 (1)導光構件之製作 將比較例1之導光構件910A之模式圖示於圖17中。
將製造例5之接著劑B層貼附於製造例1之凹凸賦形膜之與凹凸面為相反側之面。其後，將接著劑B層之PET膜剝離後，與導光層進行貼合，製得目標之導光構件。
(2)照明裝置之製作 以與實施例1(2)相同之方式製作照明裝置。
比較例2 (1)導光構件之製作 將比較例2之導光構件920A之模式圖示於圖18中。
將實施例1中所製得之凹凸賦形膜/接著劑A層/導光層之積層體之凹凸賦形膜面、與HC層/丙烯酸膜/接著劑B層之積層體之接著劑B層進行貼合，製得目標之導光構件。
(2)照明裝置之製作 以與實施例1(2)相同之方式製作照明裝置。
比較例3 使用專利文獻2之圖10(B)中所揭示之凹凸賦形膜來代替實施例1中所使用之凹凸賦形膜，除此以外，以與實施例1相同之方式製作導光構件及照明裝置。將自凹凸面側觀察所使用之凹凸賦形膜92之一部分時之俯視圖示於圖19A中。又，將沿圖19A中之19B-19B'之剖視圖示於圖19B中。當自凹凸面側觀察凹凸賦形膜92時，凹部94之面積占凹凸賦形膜92之整個面積的比率為61%。
[漏光之確認] 在耐擦傷性試驗之前後、及防污性試驗之前後，藉由目視對實施例1及2、以及比較例1、2及3之照明裝置進行損傷或污垢周圍之漏光之確認。將無漏光之情形評價為○，將有漏光之情形評價為×。
[光均勻性之確認] 將寬度10 mm、長度120 mm之黑色膠帶(日東電工公司製造之塑膠膠帶)貼在導光構件之光出射面之中央部，對距離光源30 mm處之亮度、及距離光源670 mm處之亮度進行測定。亮度係使用二維亮度計(TOPCOM公司製造：商品名SR-5000HS)進行測定。將距離光源30 mm處(近端部)之亮度設為100%，對距離光源670 mm處(遠端部)之亮度之比率進行測定。將結果示於表1中。
[表1]
   低折射率層 可見光透過率(%) 霧度值(%) 防污性 耐擦傷性 防污性試驗後之漏光 耐擦傷性試驗後之漏光 遠端部之亮度比率
實施例1 有 88 ＜2 ○ ○ ○ ○ 70%
實施例2 有 88 ＜2 ○ ○ ○ ○ ＞90%
比較例1 無 88 ＜2 × × × × 52%
比較例2 無 88 ＜2 ○ ○ × × 53%
比較例3 有 46 81 ○ ○ ○ ○ ＜10%
可知，實施例1中由於在導光層之兩面存在低折射率層，故而不受污垢影響，光無損耗地進行波導。進而可知，儘管在波導途中存在光吸收介質，光在入口與出口處仍無損耗地傳輸。
並且可知，實施例2中，藉由使低折射率層圖案化，可在入口與出口處更加均勻地提取光。
[建築構件] 上述片狀(或膜狀)之透明照明裝置可用於建築構件。可將照明裝置直接用作建築構件，亦可將其用作建築構件之一部分。建築構件包含外裝用建築構件及內裝用建築構件。例如，可用作窗戶構件、牆壁構件、間隔壁、天花板(天窗)構件、樓梯構件、扶手構件、地板構件。除此以外，亦可用作道路用、防盜用、緊急用、庭院用、泳池/水池(水中)用、倉庫內、工廠內、屋簷下(室外)之照明裝置。該等用途之照明裝置在不使用時，均可用作透明板。
又，亦可附加改變照明顏色之功能、及/或改變點亮區域之功能。顏色或點亮區域亦可隨著時間經過而變化。用作光源之LED之種類(顏色)、數量、及其配置可為各種各樣。當然，導光層之形狀、大小、厚度亦可為各種各樣。
又，可藉由將複數個片狀照明裝置拼鋪(tiling)而製成更大之照明裝置，從而用作更大之建築構件。又，亦可將複數個片狀照明裝置積層使用。
藉由使用本發明之實施方式之照明裝置，可提供一種富有設計性或娛樂性之建築構件。 [產業上之可利用性]
根據本發明之實施方式，可提供一種較先前而言透過率更高、霧度值更小之照明裝置及照明裝置用導光構件，且可提供一種富有設計性或娛樂性之照明。根據本發明之實施方式，可提供一種能夠實現富有設計性或娛樂性之照明之建築構件。
10:導光層 10A:導光層 10B:導光層 14:內部空間 14A:內部空間 14B:內部空間 20A:低折射率層 20B:低折射率層 30A:基材層 30B:基材層 30C:基材層 40A:硬塗層 40B:硬塗層 52:接著劑層 54:接著劑層 56:接著劑層 58:接著劑層 60A:第1方向轉換層 60B:第1方向轉換層 62:賦形膜 62A:賦形膜 62B:賦形膜 64:凹部 64A:內部空間 64B:內部空間 70A:第1方向轉換層 74A:凸部 80:第1光耦合層 80a:低折射率區域 92:賦形膜 94:凹部 100A:導光構件 100AD:導光構件 100A_L:照明裝置 100B:導光構件 100B_L:照明裝置 200A:導光構件 200AD:導光構件 200AD_a:導光構件 200A_L:照明裝置 200B:導光構件 200BD_a:導光構件 200B_L:照明裝置 210A:導光構件 210AD:導光構件 210B:導光構件 220A:導光構件 220AD:導光構件 220AD_a:導光構件 220AD_b:導光構件 220B:導光構件 220BD_b:導光構件 300A:導光構件 300A_L:照明裝置 910A:導光構件 920A:導光構件 D:寬度 E:寬度 H:深度 L:長度 LS:光源 Px:間距 Py:間距 W:寬度 θa:角度 θb:角度
圖1A係本發明之實施方式之照明裝置100A_L之模式性剖視圖。 圖1B係本發明之實施方式之照明裝置100B_L之模式性剖視圖。 圖2A係本發明之實施方式之照明裝置200A_L之模式性剖視圖。 圖2B係本發明之實施方式之照明裝置200B_L之模式性剖視圖。 圖3係本發明之實施方式之照明裝置300A_L之模式性剖視圖。 圖4A係本發明之實施方式之導光構件100A之模式性剖視圖。 圖4B係本發明之實施方式之導光構件100B之模式性剖視圖。 圖5A係本發明之實施方式之導光構件200A之模式性剖視圖。 圖5B係本發明之實施方式之導光構件200B之模式性剖視圖。 圖6A係本發明之實施方式之導光構件210A之模式性剖視圖。 圖6B係本發明之實施方式之導光構件210B之模式性剖視圖。 圖7A係本發明之實施方式之導光構件220A之模式性剖視圖。 圖7B係本發明之實施方式之導光構件220B之模式性剖視圖。 圖8係本發明之實施方式之導光構件100AD之模式性剖視圖。 圖9係本發明之實施方式之導光構件210AD之模式性剖視圖。 圖10係本發明之實施方式之導光構件200AD之模式性剖視圖。 圖11係本發明之實施方式之導光構件220AD之模式性剖視圖。 圖12A係實施例之導光構件200AD_a之模式性剖視圖。 圖12B係實施例之導光構件200BD_a之模式性剖視圖。 圖13A係實施例之導光構件220AD_a之模式性剖視圖。 圖13B係實施例之導光構件220AD_b之模式性剖視圖。 圖13C係實施例之導光構件220BD_b之模式性剖視圖。 圖14A係構成本發明之實施方式之導光構件所具有之方向轉換層的賦形膜62之模式性俯視圖。 圖14B係賦形膜62之模式性剖視圖。 圖15係表示賦形膜62之凹部64之模式性剖視圖。 圖16係用於對低折射率區域80a之分佈進行說明之模式性俯視圖。 圖17係比較例之導光構件910A之模式性剖視圖。 圖18係比較例之導光構件920A之模式性剖視圖。 圖19A係表示比較例3中所使用之賦形膜92之凹部94的模式性俯視圖。 圖19B係表示比較例3中所使用之賦形膜92之凹部94的模式性剖視圖。
10A:導光層
14A:內部空間
20A:低折射率層
40A:硬塗層
100A:導光構件
100A_L:照明裝置
LS:光源

Claims (20)

  1. 一種照明裝置用導光構件，其具有： 導光層，其具有：第1主面、與上述第1主面為相反側之第2主面、及接收自光源出射之光之受光側面； 第1低折射率層，其配置於上述導光層之上述第1主面側，且具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n L1；及 配光控制構造，其可使在上述導光層內傳輸之光之一部分至少射向上述第1低折射率層側或與上述第1低折射率層相反之側；且 可見光透過率為60%以上，霧度值未達10%。
  2. 如請求項1之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造使在上述導光層內傳輸之光之一部分至少射向上述第1低折射率層側。
  3. 如請求項1之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造使在上述導光層內傳輸之光之一部分至少射向與上述第1低折射率層側相反之側。
  4. 如請求項1至3中任一項之照明裝置用導光構件，其進而具有第1硬塗層，該第1硬塗層配置於上述第1低折射率層之與上述導光層相反之側，且硬度為鉛筆硬度H以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之照明裝置用導光構件，其中在上述第1低折射率層之與上述導光層相反之側具有第1基材層，上述第1硬塗層形成於上述第1基材層之與上述第1低折射率層相反之側。
  6. 如請求項1至5中任一項之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造具有複數個內部空間，該等內部空間形成藉由全內反射使光射向上述第1低折射率層側或與上述第1低折射率層側相反之側的界面。
  7. 如請求項6之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第1配光控制構造，該第1配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於上述導光層內。
  8. 如請求項6之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第2配光控制構造，該第2配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於設置在上述導光層與上述第1低折射率層之間之第1方向轉換層。
  9. 如請求項8之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述導光層與上述第1方向轉換層之間之第1光耦合層， 上述第1光耦合層具有複數個第1低折射率區域，該等第1低折射率區域具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n C1。
  10. 如請求項6之照明裝置用導光構件，其中上述配光控制構造包含第3配光控制構造，該第3配光控制構造中，上述複數個內部空間形成於設置在上述導光層之上述第2主面上之第2方向轉換層。
  11. 如請求項6至10中任一項之照明裝置用導光構件，其中關於上述複數個內部空間，當自上述第1主面之法線方向俯視上述導光層時，上述複數個內部空間之面積占上述導光層之面積的比率為30%以下。
  12. 如請求項1至11中任一項之照明裝置用導光構件，其進而具有第2低折射率層，該第2低折射率層配置於上述導光層之上述第2主面側，且具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n L2。
  13. 如請求項12之照明裝置用導光構件，其進而具有第2硬塗層，該第2硬塗層配置於上述第2低折射率層之與上述導光層相反之側，且具有比上述導光層之硬度H GP高之硬度H H2。
  14. 如請求項13之照明裝置用導光構件，其中在上述第2低折射率層之與上述導光層相反之側具有第2基材層，上述第2硬塗層形成於上述第2基材層之與上述第2低折射率層相反之側。
  15. 如請求項10之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述導光層與上述第2方向轉換層之間之第2光耦合層， 上述第2光耦合層具有複數個第2低折射率區域，該等第2低折射率區域具有比上述導光層之折射率n GP小之折射率n C2。
  16. 如請求項13或14之照明裝置用導光構件，其中上述第1硬塗層之霧度值大於上述第2硬塗層之霧度值。
  17. 如請求項1至16中任一項之照明裝置用導光構件，其進而具有具備撥水性及/或撥油性之防污層作為上述第1主面側或上述第2主面側之最外層。
  18. 如請求項17之照明裝置用導光構件，其進而具有設置於上述防污層之上述導光層側之抗反射層。
  19. 一種照明裝置，其具備： 如請求項1至18中任一項之照明裝置用導光構件、及 向上述受光側面出射光之光源。
  20. 一種建築構件，其具備如請求項1至18中任一項之照明裝置用導光構件。
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