WO2014065304A1 - 導光体、導光体の製造方法、光シャッター及び面光源装置 - Google Patents

導光体、導光体の製造方法、光シャッター及び面光源装置 Download PDF

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light source
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康雄 涌井
朋也 吉村
八木　健二
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    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a light guide, a method for manufacturing the light guide, an optical shutter, and a surface light source device.
  • transparent plate materials such as tempered glass plates and methacrylic resin plates are excellent in transparency, they are used as light guides in, for example, optical shutter applications and surface light source applications such as backlights and illumination devices.
  • Patent Document 1 describes a tempered glass plate or a methacrylic resin plate having a roughened surface such as a polished glass treatment on the surface as a light guide for an optical shutter.
  • the optical shutter uses a light guide whose surface is roughened, and an LED (light emitting diode) light source is disposed on the end face of the light guide.
  • This light shutter can visually recognize the back side from the front when the LED light source is turned off, and when the LED light source is turned on, the light diffused by the roughened portion is emitted from the main surface of the light guide so that the back side cannot be seen.
  • this optical shutter is in a shutter open state when the light source is extinguished and in a closed state when the light source is lit.
  • Patent Document 2 describes a methacrylic resin plate having a recess formed on the surface as an edge light type backlight light guide.
  • the light guide used here has a recess having a diameter of about 260 to 450 ⁇ m formed by laser processing, and is suitable for use as a surface light source of a liquid crystal display device.
  • An object of the present invention is to provide an optical shutter having a high concealment function when the shutter is open and a high concealing function when the shutter is closed, and a light guide used therefor.
  • Another object of the present invention is to provide a surface light source device that is highly transparent when the light source is turned off and has excellent design properties, and a light guide used therefor.
  • a plate-shaped light guide body in which two opposing main surfaces are light emitting surfaces and at least one side end surface is a light incident surface, and light is applied to at least a partial region of at least one main surface. An emission mechanism is formed, and when the fog value in the region where the light emission mechanism is formed is 3% or less and the completely diffused light is incident from at least one light incident surface, the light emission mechanism of the main surface is formed.
  • the angle at which the luminous intensity of the emitted light from the selected region becomes maximum (hereinafter referred to as “output maximum angle”) is within the range of ⁇ 60 ° to + 60 ° with respect to the normal of the main surface, and the output light efficiency Is a light guide body of 15% or more.
  • the output maximum angle of one main surface is within a range of ⁇ 30 ° to + 30 ° with respect to the normal of the main surface.
  • the maximum angle of emission of the other main surface is in the range of ⁇ 60 ° to ⁇ 30 °, in the range of + 30 ° to + 60 °, and in the range of ⁇ 60 ° to ⁇ 30 ° and + 30 ° to + 60 °
  • the light guide according to [1] which is in at least one range selected from the range.
  • a minute recess or protrusion is formed as the emission mechanism, the depth of the recess or the height of the protrusion is not less than 30 ⁇ m and not more than 70 ⁇ m, and the diameter of the recess or protrusion is not less than 40 ⁇ m and not more than 150 ⁇ m.
  • the light guide of the present invention it is possible to obtain an optical shutter having high transparency when the shutter is open and having a high concealing function when the shutter is closed.
  • the light guide of the present invention can provide a surface light source device that is highly transparent when the light source is extinguished and excellent in design.
  • the schematic side view and schematic top view which show the state of the emitted light from a main surface when light injects from one side end surface of the light guide which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the schematic side view and schematic top view of one Embodiment of the optical shutter or surface light source device using the light guide of this invention which made two opposing side end surfaces light incident surfaces.
  • the light emission surface is constituted by each of two opposing main surfaces in the light guide according to the present invention.
  • “opposing” with respect to any two surfaces of the light guide means facing each other toward the inside of the light guide.
  • the light incident surface is constituted by at least one side end surface in the light guide of the present invention.
  • the light incident surface may be one side end surface or each of two or more side end surfaces.
  • each of the two opposing side end surfaces may be a light incident surface
  • each of two orthogonal side end surfaces may be a light incident surface.
  • each of the two opposing side end surfaces is a light incident surface.
  • the light emitting mechanism is a mechanism for emitting light incident on the light guide of the present invention to the outside of the light guide of the present invention.
  • the light emitting mechanism is formed in at least a partial region of at least one main surface of the light guide according to the present invention.
  • the light emission mechanism may be formed on at least one main surface of the two main surfaces of the light guide, or may be formed on both main surfaces.
  • the light emitting mechanism only needs to be formed in at least a part of the main surface, and may be formed in the entire main surface. Moreover, the light emission mechanism may be formed in a state of being divided into a plurality of regions on the main surface.
  • the light emission mechanism for example, a resin in which minute concaves or convexes are formed on the surface of the main surface and a scatterer such as titanium oxide particles dispersed in an acrylic binder resin on the surface of the main surface
  • a scatterer such as titanium oxide particles dispersed in an acrylic binder resin
  • the depth of the recesses or the height of the protrusions is preferably 30 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less, and the plurality of recesses or protrusions Each part may have a variation within a range of 30 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the depth of the concave portion or the height of the convex portion indicates the distance from the bottom or top to the main surface (here, the flat surface portion excluding the concave or convex portion) in the cross section of the concave or convex portion.
  • FIG. 1 shows a cross section 1 of a concave portion and a concave portion 2 viewed from above in a light emitting mechanism in a light guide according to an embodiment of the present invention.
  • the depth of the recess is a distance Y from the bottom surface to the main surface in the recess section 1.
  • the outgoing maximum angle with respect to the main surface having the light output mechanism tends to be + 60 ° or less with respect to the normal of the main surface. It is in. Further, in this case, the outgoing maximum angle with respect to the main surface having no light output mechanism tends to be + 30 ° or less with the normal of the main surface as the center.
  • the output maximum angle for the main surface without the light output mechanism should be ⁇ 30 ° or more about the normal to the main surface. There is a tendency to be able to.
  • the lower limit of the range of the depth of the concave portion or the height of the convex portion is more preferably 35 ⁇ m, and particularly preferably 40 ⁇ m.
  • the upper limit value of the range of the depth of the concave portion or the height of the convex portion is more preferably 65 ⁇ m.
  • the diameter of the recesses or protrusions is preferably 40 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and 40 ⁇ m or more per plurality of recesses or protrusions.
  • the variation may be within a range of 150 ⁇ m or less.
  • the diameter of the concave or convex portion indicates the maximum inner diameter of the concave or convex portion. The following description will be made using the concave portion 2 as viewed from above in FIG.
  • the diameter of the concave portion is the maximum inner diameter X of the concave portion indicated by a dotted line in the concave portion 2.
  • the output light efficiency of the light guide of the present invention tends to be 15% or more.
  • the output light efficiency is the ratio of the sum of the light flux emitted from the light exit surface having the light exit mechanism to the light flux incident from the light entrance surface and the light flux emitted from the light exit surface not having the light exit mechanism. Indicates.
  • the haze value of the light guide of the present invention tends to be 3% or less.
  • the lower limit of the diameter range of the concave or convex portions is more preferably 50 ⁇ m, and particularly preferably 60 ⁇ m.
  • the upper limit value of the diameter range of the concave portion or the convex portion is more preferably 130 ⁇ m, and particularly preferably 110 ⁇ m.
  • the surface density of the concave or convex portions is preferably 450 dots or more and 5,000 dots or less per square inch.
  • the output light efficiency of the light guide of the present invention tends to be 15% or more.
  • the haze value of the light guide of the present invention tends to be 3% or less.
  • the lower limit of the surface density range of the concave or convex portions is more preferably 500 dots per square inch, and particularly preferably 600 dots.
  • the upper limit of the surface density range of the concave or convex portions is more preferably 4,000 dots per square inch, and particularly preferably 2,800 dots.
  • the light guide of the present invention has a plate shape having two opposing main surfaces each being a light emitting surface and at least one side end surface being a light incident surface.
  • the light guide of the present invention can be a plate-like body that is multilayered as necessary.
  • the light guide 4 in FIG. 12 has a three-layer structure of a low refractive index resin layer 17A, a high refractive index resin layer 17B, and a low refractive index resin layer 17A. According to this, even if the surface of the light guide 4 is soiled by dust or fingerprints, it is possible to provide a feature that the soiling is not noticeable.
  • FIG. 12 has a three-layer structure of a low refractive index resin layer 17A, a high refractive index resin layer 17B, and a low refractive index resin layer 17A. According to this, even if the surface of the light guide 4 is soiled by dust or fingerprints, it is possible to provide a feature that the soiling is not noticeable.
  • the light guide of the present invention can be a plate-like body having a curvature as required.
  • the thickness of the light guide of the present invention is, for example, 0.5 to 6 mm.
  • the size of the light guide of the present invention is not limited and can be selected according to the purpose.
  • the shape of the light guide of the present invention includes, for example, a square, a rectangle, a pentagon or more polygon, and a circle.
  • each of the two main surfaces facing each other is a light emitting surface.
  • a light emitting mechanism is formed on at least a part of the light emitting surface. The light incident from the light incident surface is emitted from the light emitting surface via the light emitting mechanism.
  • the light guide of the present invention preferably has a haze value of 3% or less.
  • the fog value of the light guide of the present invention By setting the fog value of the light guide of the present invention to 3% or less, when the light guide of the present invention is used for an optical shutter, the visibility on the back side when the shutter is open tends to be good.
  • the haze value of the light guide of the present invention By setting the haze value of the light guide of the present invention to 3% or less, when the light guide of the present invention is used for a surface light source device such as lighting, the transparency is high when the light source is turned off, and an excellent design. There exists a tendency which can obtain the surface light source device which has property.
  • the haze value of the light guide of the present invention is preferably 2.5% or less, more preferably 2% or less.
  • the haze value of the light guide of the present invention is generally 0.1% or more.
  • the output maximum angle is centered on the normal of the main surface (that is, the direction of the normal of the main surface is (0 °) ⁇ 60 ° or more and + 60 ° or less.
  • Completely diffused light is light having a Lambertian distribution (a distribution of light having the same luminance in all directions), for example, light emitted from an LED light source without a condenser lens.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing a state of emitted light from the main surface when light is incident from one side end face of the light guide according to the embodiment of the present invention, together with a schematic top view. .
  • the light 7 emitted from the LED light source 3 disposed facing the light incident surface 5 enters the light guide 4 from the light incident surface 5 and has a light emitting surface 6A and a light emitting mechanism that do not have a light emitting mechanism.
  • the light is repeatedly reflected from the inner surface by the light emitting surface 6B and travels, and is emitted as emitted light 8 from the light emitting surfaces 6A and 6B by the action of the light emitting mechanism.
  • the exit maximum angle is the exit angle when the luminous intensity becomes maximum as shown in FIG. 3, and as shown in FIG. 2, the direction of the light exiting from the light exit surfaces 6A and 6B and the normal of the main surface
  • the normal direction is 0 °
  • the light source side with respect to the normal is-
  • the opposite side of the light source is +.
  • Examples of the pattern of emitted light having an output maximum angle of ⁇ 60 ° or more and + 60 ° or less include the patterns shown in FIGS.
  • the outgoing light pattern (outgoing light pattern a) shown in FIG. 3 has one main surface having a light output mechanism, and only one side end surface is a light incident surface. It is an example of the emitted light pattern from. In this example, the output maximum angle exists in the vicinity of + 10 °. When the two opposing side end surfaces are light incident surfaces, a substantially similar pattern is shown, and the exit maximum angle exists in the vicinity of the normal, for example, ⁇ 15 ° to + 15 °, particularly ⁇ 10 ° to + 10 °.
  • the outgoing light pattern (outgoing light pattern b) shown in FIG. 4 has one main surface having a light emitting mechanism, and only one side end surface is a light incident surface. This is an example of the outgoing light pattern. In this example, the output maximum angle exists in the vicinity of + 50 °.
  • the outgoing light pattern (outgoing light pattern c) shown in FIG. 5 has one main surface having a light output mechanism, and the main surface having the light output mechanism when two opposing side end surfaces are light incident surfaces. It is an example of the emitted light pattern from. In this example, the output maximum angle exists in the vicinity of ⁇ 50 ° and + 50 °.
  • the outgoing light pattern (outgoing light pattern d) shown in FIG. 6 has two main surfaces having a light output mechanism, and the outgoing light pattern from the main surface when two opposing side end surfaces are light incident surfaces. It is an example. In this example, the output maximum angle exists from ⁇ 50 ° to + 50 °.
  • the emitted light when the light source is turned on can be efficiently emitted to the front of the light emitting surface, and the back side is hardly visible. Therefore, a high shutter function, that is, a high concealment function can be exhibited.
  • a light guide body in which an outgoing light pattern on one main surface is an outgoing light pattern a and an outgoing light pattern on the other main surface is an outgoing light pattern c, and outgoing light patterns on both main surfaces are It is preferable to use a light guide that is the outgoing light pattern d.
  • a surface light source device in particular, a suspended illumination device, a light guide body in which the outgoing light pattern on one main surface is an outgoing light pattern a and the outgoing light pattern on the other main surface is an outgoing light pattern c is used. Is preferred.
  • the light guide of the present invention preferably has an emission light efficiency of 15% or more.
  • the material for the light guide of the present invention include transparent inorganic materials such as glass and transparent resin materials.
  • Examples of the transparent resin used for the transparent resin material include methacrylic resin, styrene resin, polycarbonate resin, and alicyclic polyolefin resin. Among these, a methacrylic resin is preferable in terms of laser processability.
  • methacrylic resin examples include homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters.
  • methacrylic acid ester examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate.
  • methacrylic acid esters acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and n-butyl acrylate, ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and maleic anhydride, styrene, etc.
  • Other vinyl monomers such as aromatic vinyl monomers and vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile may be copolymerized.
  • a methyl methacrylate homopolymer or a copolymer containing methyl methacrylate as a main component is preferable in terms of processability and low cost.
  • the scatterer can be dispersed inside the light guide as required.
  • Examples of the scatterer include inorganic diffusing agents and organic diffusing agents.
  • Examples of the inorganic diffusing agent include glass fine particles and silica fine particles.
  • organic diffusing agent examples include silicone fine particles and styrene fine particles.
  • the light guide of the present invention can be manufactured, for example, by forming a light emitting mechanism on the main surface of a plate-shaped light guide material, that is, a light guide base plate (light guide blank).
  • Examples of the method for forming the concave portion as the light emitting mechanism include a laser processing method and a machining method using a blade.
  • Examples of the method for forming the convex portion as the light emitting mechanism include a hot press method, an injection molding method, a screen printing method, and an ink jet printing method.
  • a scatterer When forming a convex part by printing methods, such as a screen printing method and an inkjet printing method, as a light emission mechanism, a scatterer can be contained in the ink used in order to form a convex part.
  • a method of forming the light emitting mechanism on the main surface of the light guide body base plate a method of forming a recess by a laser processing method is preferable from the viewpoint of workability and mass productivity.
  • Examples of the method of forming the recess by the laser processing method include a method of irradiating the main surface of the light guide base plate with laser light.
  • the laser those having good processing efficiency with respect to the light guide base plate are preferable, and examples thereof include an infrared laser such as a carbon dioxide laser (CO 2 laser).
  • CO 2 laser carbon dioxide laser
  • a laser having a wavelength of 9.3 ⁇ m or 10.6 ⁇ m is preferable. By using a laser having this wavelength, the methacrylic resin sheet absorbs laser light and is heated, so that laser processing can be performed efficiently.
  • Examples of the carbon dioxide laser processing apparatus include a CO 2 gas laser processing machine PLS4.75 (trade name, wavelength: 10.6 ⁇ m, average output: 40 W) manufactured by Universal Laser Co., Ltd.
  • the shape (diameter and depth) of the recesses can be controlled by changing irradiation conditions such as laser output, scanning speed, focal position (focus position), and numerical aperture of the condenser lens. Since the laser is radiated in a pulse shape, a plurality of concave portions spaced apart from each other are formed with scanning.
  • a light source is arranged to face the light incident surface of the light guide of the present invention.
  • the light source include an LED and a cold cathode fluorescent lamp.
  • the LED is preferable from the viewpoint that power consumption can be reduced and the drive circuit can be simplified.
  • a white LED may be used, a colored LED may be used according to the application, or LEDs of different colors may be combined. Further, as the LED, an LED without a lens (an LED that emits completely diffused light) may be used, or an LED with a lens may be used as long as it does not emit parallel light.
  • the above-described LEDs can be used in combination depending on the purpose.
  • LED light source When an LED light source is used as the light source of the optical shutter or the surface light source device of the present invention, one or a plurality of LED light sources can be arranged facing one side end surface.
  • the light guide used in the optical shutter and the surface light source device of the present invention may have at least one light incident surface. When there are two light incident surfaces, the two opposite side end surfaces are used as the light incident surfaces. It is preferable.
  • the light guide used in the optical shutter or the surface light source device of the present invention may have a light emission mechanism formed on one main surface, or a light emission mechanism formed on both main surfaces.
  • FIG. 7 is a schematic side view of an optical shutter or a surface light source device using a light guide body 4 in which each of two opposing side end surfaces is a light incident surface 5 and a concave portion is formed as a light emitting mechanism 6 on one main surface.
  • FIG. 7 is a schematic side view of an optical shutter or a surface light source device using a light guide body 4 in which each of two opposing side end surfaces is a light incident surface 5 and a concave portion is formed as a light emitting mechanism 6 on one main surface.
  • the light emitted from the light source 3 enters the light guide 4 from the light incident surface 5 and is emitted from the emission surface 6A having no light emission mechanism and the emission surface 6B having the light emission mechanism 6. At this time, since the light emitted from the emission surface 6A that does not have the light emission mechanism is light reflected by the light emission mechanism 6, the emission light pattern is the aforementioned emission light pattern a.
  • the emission light pattern is the aforementioned emission light pattern c.
  • an optical shutter or a surface light source device using a light guide body in which a concave portion is formed as a light emitting mechanism on both main surfaces and each of two opposing side end surfaces being light incident surfaces will be described with reference to FIG. explain.
  • the light emitted from the light source 3 enters the light guide 4 from the light incident surface 5 and is emitted from an emission surface 6B having two light emission mechanisms 6 facing each other.
  • the outgoing light pattern of the light emitted from the outgoing surface 6B having the light outgoing mechanism 6 has the outgoing light pattern a and the outgoing light pattern c because the light outgoing mechanism 6 is formed on both main surfaces.
  • the above-described outgoing light pattern d is obtained.
  • the optical shutter of the present invention is in a shutter open state when the light source is turned off, and is in a closed state when the light source is turned on.
  • the optical shutter according to the present invention uses the light guide according to the present invention, when the shutter is open, the front side of the optical shutter can be seen well, and when the shutter is closed, a high concealing function is provided. Can be expressed.
  • the high concealment function refers to a function that provides high concealment as a shutter and makes the back side invisible, when viewed from the front or obliquely of the optical shutter.
  • an outgoing light pattern on one main surface is an outgoing light pattern a
  • an outgoing light pattern on the other main surface is an outgoing light pattern c.
  • a light guide that is the light emission pattern d in terms of high concealment function.
  • the surface light source device of the present invention uses the light guide of the present invention, it can be used as an illuminating device that is highly transparent when the light source is turned off and has excellent design.
  • a light guide having a main surface that emits the light of the emitted light pattern c is used and the main surface is installed so as to face the ceiling.
  • indirect light it is preferable in that indirect light can be used efficiently.
  • part means “part by mass”.
  • the diameter of a recessed part is the largest internal diameter X on the basis of the upper surface of a light-guide test piece, as shown in FIG.
  • the depth of a recessed part is the distance Y to the deepest location of a recessed part on the basis of the upper surface of a light-guide test piece, as shown in FIG.
  • (B) Area density of recess
  • the area density of the recess of the light guide specimen was measured by the following method using a laser microscope (OLS-3500 (trade name) manufactured by Olympus Corporation). First, after selecting an objective lens ( ⁇ 10) and obtaining data of a two-dimensional image of a main surface (length 10.24 mm ⁇ width 10.24 mm) having a light emitting mechanism of a light guide specimen, 1 square inch The number of hit recesses was determined to obtain the surface density of the recesses.
  • (D) Output maximum angle The output maximum angle was measured by the following method. As shown in FIG. 9, the LED light source 3 (Nichia Corporation (Nichia Corporation)) is formed on one side end surface of the optical shutter test piece 15 with the main surface opposite to the main surface of the light emitting mechanism formed facing the luminance meter 9. Product name: NS2W123B) is attached, and the upper main surface is shielded by a shading cover 16 having a circular opening with a diameter of 10 mm in the center, and then a luminance meter 9 ((stock) ) Topcon's BM-7 (trade name)) is installed above the optical shutter test piece 15, centering on the center of the upper main surface of the optical shutter test piece 15 and from the luminance meter 9 to the upper main surface.
  • a luminance meter 9 ((stock) ) Topcon's BM-7 (trade name)
  • the light-shielding cover 16 was installed, and the luminance meter was made to function as a photometer by increasing the measurement angle of the luminance meter 9 (2 °).
  • (E) Output light efficiency The output light efficiency was measured by the method shown below. As shown in FIG. 10, the LED light source 3 (manufactured by Nichia Corporation, product name: NS2W123B) is attached to one side end surface of the light guide test piece 10, and a surface other than the upper surface of the main surface is covered with a light-shielding cover. 11 after being shielded from light, installed in a half moon integrating sphere 12 (Otsuka Electronics Co., Ltd., trade name: HM-1030), applying a current of 60 mA to the LED light source 3 to test a light flux of 13.5 lm It was made to inject into the piece 10.
  • a half moon integrating sphere 12 (Otsuka Electronics Co., Ltd., trade name: HM-1030)
  • the main surface having the light emission mechanism of the light guide body test piece 10 and the main surface not having the light emission mechanism are arranged as upper surfaces, respectively, and emission of the main surface of the light guide body test piece 10 having the light emission mechanism is performed.
  • the light beam Ia and the outgoing light beam Ib on the main surface not having the light emitting mechanism were measured using a light beam detector 13 (trade name: MCPD-9800, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) connected to a half moon integrating sphere, The output light efficiency was obtained by the following formula.
  • Output light efficiency (%) ( ⁇ Outgoing light beam Ia (lm) + Outgoing light beam Ib (lm) ⁇ / Incoming light beam (13.5 (lm)) * 100
  • (B) Concealment A (Concealment function when viewed from an angle)
  • the material was placed at a position 20 cm away from the back side of the main surface that does not have the light emitting mechanism of the light guide of the optical shutter.
  • the visibility of the document is confirmed with the light source of the optical shutter turned on at an angle of 45 ° from a position 20 cm away from the front side of the main surface having the light emitting mechanism of the light guide of the optical shutter.
  • the concealment function when viewed from the oblique side of the shutter was evaluated according to the following criteria. ⁇ : It is difficult to see the characters of the material, and the concealment function is good.
  • X It is easy to visually recognize the characters of the material, and the concealment function is poor.
  • (C) Concealment B (Concealment function when viewed from the front)
  • the material was placed at a position 20 cm away from the back side of the main surface that does not have the light emitting mechanism of the light guide of the optical shutter.
  • the visibility of the material is confirmed with the light source of the optical shutter turned on from the position 20 cm away from the front side of the main surface having the light emission mechanism of the light guide of the optical shutter in the normal direction of the emission surface.
  • the shutter function when viewed from the normal direction of the exit surface of the shutter was evaluated according to the following criteria. ⁇ : It is difficult to see the characters of the material, and the concealment function is good.
  • X It is easy to visually recognize the characters of the material, and the concealment function is poor.
  • the reaction vessel was cooled to room temperature to obtain a syrup having a polymer content of 26% by mass, a mass average molecular weight of 116,000, and an absolute viscosity of 1.8 Pa ⁇ s at 20 ° C.
  • a syrup having a polymer content of 26% by mass, a mass average molecular weight of 116,000, and an absolute viscosity of 1.8 Pa ⁇ s at 20 ° C.
  • 0.35 part of t-hexyl peroxypivalate manufactured by NOF Corporation, perhexyl PV (trade name)
  • 0.13 part of n-dodecyl mercaptan as a molecular weight regulator were added and stirred.
  • a thermopolymerizable viscous liquid was prepared.
  • thermopolymerizable viscous liquid is poured into a mold formed by sandwiching two tempered glass plates facing each other through a polyvinyl chloride gasket at a distance of 2.3 mm, and heated in 80 ° C. warm water for 45 minutes. After being immersed and polymerized, it was heat-treated in an air heating furnace at 135 ° C. for 60 minutes. After completion of the heat treatment, the substrate was cooled at room temperature, and the gasket and the tempered glass plate were removed to obtain a light guide plate ( ⁇ ) having a plate thickness of 3 mm.
  • Example 1 From the light guide base plate ( ⁇ ) obtained in Production Example 1, using a panel saw (SZ-III (trade name) manufactured by Shinx Co., Ltd.), a base plate for optical shutter of 210 mm ⁇ 300 mm and 60 mm ⁇ 60 mm The light guide body test piece base plate was cut out.
  • SZ-III trade name manufactured by Shinx Co., Ltd.
  • the depth of the recess was 46 ⁇ m, the diameter of the recess was 72 ⁇ m, and the surface density of the recess was 645 dots / (inch) 2 .
  • the results are shown in Table 2.
  • LED light sources 3 manufactured by Nichia Corporation, product name: NS2W123B
  • NS2W123B product name: NS2W123B
  • the obtained optical shutter has good transparency when the shutter is open (when the LED light source is turned off), and also has concealability when the shutter is closed (when the LED light source is turned on). Both B (the hiding function seen from the front) were also good. The results are shown in Table 3.
  • Table 1 The abbreviations in Table 1 indicate the following.
  • HPPDF Condensing lens (trade name, manufactured by Universal Laser Co., Ltd.) 1.5 in: Condensing lens (trade name, manufactured by Universal Laser Co., Ltd.)
  • Example 2 to 8 An optical shutter test piece, a light guide specimen and an optical shutter were obtained in the same manner as in Example 1 except that the light guide base plate and the laser processing conditions were changed as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
  • Comparative Example 1 the surface density of the recesses was 10,323 dots / (inch) 2 , the haze value was as high as 5.1%, and the transparency of the optical shutter was poor.
  • Comparative Example 2 the surface density of the recesses was 10,323 dots / (inch) 2 , the haze value was as high as 4.2%, and the transparency of the optical shutter was poor.
  • Comparative Example 3 since the surface density of the recesses was as small as 413 dots / (inch) 2 , the output light efficiency was as low as 13.1%, and the concealability (A) and concealability (B) were poor.
  • Comparative Example 4 since the surface density of the recesses was as small as 413 dots / (inch) 2 , the output light efficiency was as low as 14.0%, and the concealability (A) and concealability (B) were poor.
  • the depth of the concave portion was as deep as 105 ⁇ m and the haze value was as high as 4.8%, so the transparency of the optical shutter was poor.
  • the depth of the concave portion was as deep as 105 ⁇ m and the haze value was as high as 4.3%, so the transparency of the optical shutter was poor.
  • Comparative Example 7 since the depth of the concave portion is as shallow as 28 ⁇ m, the output light efficiency is as low as 14.5%, the maximum output maximum angle is as large as 64 °, and the concealability (A) and concealability (B) are poor. It was. In Comparative Example 8, since the depth of the concave portion is as shallow as 28 ⁇ m, the output light efficiency is as low as 13.9%, the maximum angle of the output is as large as 65 °, and the concealability (A) and concealability (B) are poor. It was.
  • Example 1 except that a CO 2 laser marker (manufactured by Keyence Co., Ltd., ML-Z9525 (trade name)) is used instead of the CO 2 laser processing machine with a condenser lens, and the laser processing conditions shown in Table 4 are used. In the same manner, a test piece for optical shutter and a test piece for light guide were obtained. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
  • a CO 2 laser marker manufactured by Keyence Co., Ltd., ML-Z9525 (trade name)
  • Table 4 the laser processing conditions shown in Table 4
  • Comparative Example 9 since the diameter of the recess was as large as 200 ⁇ m, the haze was as high as 6.4%, and the transparency of the optical shutter was poor. In Comparative Example 10, since the diameter of the recess was as large as 206 ⁇ m, the haze value was as high as 10.5%, and the transparency of the optical shutter was poor.
  • the light guide of the present invention can be used for an optical shutter, and is suitable for use in architectural windows such as partitions and skylights.
  • the light guide of the present invention can be used for a surface light source device and is suitable for use in an illumination device such as a ceiling light.

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Abstract

【課題】シャッター開の状態では透明性が高く、シャッター閉の状態では高い隠蔽機能を有する光シャッターを構成し得る導光体を提供する。 【解決手段】対向する２つの主面が光出射面６Ａ，６Ｂであり、少なくとも１つの側端面が光入射面５である板状の導光体４であって、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に光出射機構６が形成されており、光出射機構が形成された領域における曇価が３％以下で、少なくとも１つの光入射面５から完全拡散光が入射されたときに、主面からの出射光８の光度が極大となる角度θＡ，θＢが、主面の法線を中心に－６０°以上＋６０°以下の範囲内にあり、出射光効率が１５％以上である導光体４。

Description

導光体、導光体の製造方法、光シャッター及び面光源装置
　本発明は、導光体、導光体の製造方法、光シャッター及び面光源装置に関する。
　強化ガラス板やメタクリル樹脂板等の透明板材は透明性に優れていることから、例えば、光シャッター用途及びバックライト、照明装置等の面光源用途に導光体として用いられている。
　特許文献１には、光シャッター用導光体として、表面に磨りガラス処理等の粗面加工を施した強化ガラス板やメタクリル樹脂板等が記載されている。この光シャッターには、シャッター領域全面が粗面化された導光体が使用されており、この導光体の端面にＬＥＤ（発光ダイオード）光源が配置されている。この光シャッターは、ＬＥＤ光源消灯時には正面から裏側を視認でき、ＬＥＤ光源点灯時には、粗面化部で拡散された光が導光体の主面から出射することによって、裏側を視認できない隠蔽状態になる。すなわち、この光シャッターは、光源消灯時がシャッター開の状態となり、光源点灯時がシャッター閉の状態となる。
　また、特許文献２には、エッジライト型のバックライト用導光体として、表面に凹部が形成されたメタクリル樹脂板が記載されている。ここで使用される導光体は、レーザー加工により形成された直径２６０～４５０μｍ程度の凹部を有し、液晶表示装置の面光源用途に好適である。
特開２００３－１４９，４１０号公報 特開２０１０－１０３，０６８号公報
　特許文献１に記載された導光体はシャッター領域全面が粗面化されているため、シャッター開の状態においてシャッターの正面から裏側を視認できるものの、シャッターの透明性が十分とはいえない。また、シャッター閉の状態では、粗面化による光出射方向のコントロールが難しく、シャッターの正面方向の光量が低くなるため、隠蔽機能が十分とはいえない。
　一方、近年、省エネの観点からＬＥＤ光源を用いた面光源装置が照明装置として使用されるようになっている。さらに、意匠性の面で、消灯時には透明で存在感の低い面光源装置の要望が出てきている。しかし、特許文献２に記載された面光源装置は、光源消灯時の導光体の透明性が十分でないため、この要望に十分には対応できない。
　本発明の１つの目的は、シャッター開の状態では透明性が高く、シャッター閉の状態では高い隠蔽機能を有する光シャッター及びそれに用いる導光体を提供することである。
　また、本発明の他の１つの目的は、光源消灯時に透明性が高く、意匠性に優れた面光源装置及びそれに用いる導光体を提供することである。
　前記課題は、以下の本発明［１］～［６］によって解決される。即ち、上記目的のいずれかは、以下の本発明［１］～［６］により達成される。
　［１］　対向する２つの主面が光出射面であり、少なくとも１つの側端面が光入射面である板状の導光体であって、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に光出射機構が形成されており、光出射機構が形成された領域における曇価が３％以下で、少なくとも１つの光入射面から完全拡散光が入射されたときに、主面の光出射機構が形成された領域からの出射光の光度が極大となる角度（以下、「出射極大角度」という）が、主面の法線を中心に－６０°以上＋６０°以下の範囲内にあり、出射光効率が１５％以上である導光体。
　［２］　少なくとも１つの光入射面から完全拡散光が入射されたときに、一方の主面の出射極大角度が、主面の法線を中心に－３０°以上＋３０°以下の範囲内にあり、もう一方の主面の出射極大角度が、－６０°以上－３０°以下の範囲内、＋３０°以上＋６０°以下の範囲内、及び－６０°以上－３０°以下と＋３０°以上＋６０°以下との範囲内から選ばれる少なくとも１種の範囲内にある［１］に記載の導光体。
　［３］　対向する２つの主面が光出射面であり、少なくとも１つの側端面が光入射面である板状の導光体であって、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に光出射機構として微小な凹部又は凸部が形成されており、凹部の深さ又は凸部の高さが３０μｍ以上７０μｍ以下で、凹部又は凸部の直径が４０μｍ以上１５０μｍ以下で、凹部又は凸部の面密度が１平方インチ当たり４５０ドット以上５，０００ドット以下である導光体。ここで、「ドット」は個数単位であり、１ドットは１個であることを示す。
　［４］　導光体元板の少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域にレーザー光を照射して、光出射機構を形成する［１］～［３］のいずれかに記載の導光体の製造方法。
　［５］　［１］～［３］のいずれかに記載の導光体の光入射面に対向して光源が配置されている光シャッター。
　［６］　［１］～［３］のいずれかに記載の導光体の光入射面に対向して光源が配置されている面光源装置。
　本発明の導光体により、シャッター開の状態では透明性が高く、シャッター閉の状態では高い隠蔽機能を有する光シャッターを得ることができる。
　また、本発明の導光体により、光源消灯時には透明性が高く、意匠性に優れた面光源装置を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る導光体中の光出射機構における凹部の断面図及び凹部を上から見た図。 本発明の一実施形態に係る導光体の１つの側端面から光が入射したときの、主面からの出射光の状態を示す模式側面図及び模式上面図。 本発明の一実施形態に係る導光体の主面からの出射光パターンａを示す図。 本発明の一実施形態に係る導光体の主面からの出射光パターンｂを示す図。 本発明の一実施形態に係る導光体の主面からの出射光パターンｃを示す図。 本発明の一実施形態に係る導光体の主面からの出射光パターンｄを示す図。 本発明の導光体を用いた光シャッター又は面光源装置の一実施形態の模式側面図。 本発明の導光体を用いた光シャッター又は面光源装置の一実施形態の模式側面図。 本発明の導光体の出射極大角度を測定する装置の一例を示す模式図。 本発明の導光体の出射光効率を測定する装置の一例を示す模式図。 対向する二つの側端面を光入射面とした本発明の導光体を用いた光シャッター又は面光源装置の一実施形態の模式側面図及び模式上面図。 本発明の導光体の一実施形態を示す模式側面図。
　＜光出射面＞
　光出射面は、本発明の導光体における対向する２つの主面のそれぞれにより構成される。
　尚、本明細書において、導光体の何れか２つの面につき「対向する」とは、導光体内側　に向けて互いに向き合うことを意味する。
　＜光入射面＞
　光入射面は、本発明の導光体における少なくとも１つの側端面により構成される。
　光入射面は、１つの側端面でもよく、２つ以上の複数の側端面のそれぞれでもよい。
　光入射面が２つある場合は、対向する２つの側端面のそれぞれが光入射面でもよく、直交する２つの側端面のそれぞれが光入射面でもよい。光出射面から出射する光の均一性の面から、例えば図７に示すように、対向する２つの側端面のそれぞれが光入射面であることが好ましい。
　＜光出射機構＞
　光出射機構は、本発明の導光体に入射された光を本発明の導光体の外部に出射させるための機構である。
　光出射機構は、本発明の導光体の、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に形成されている。
　光出射機構は、導光体の２つの主面の内の、少なくとも１つの主面に形成されていればよく、両方の主面に形成されていてもよい。
　光出射機構は、主面の少なくとも一部の領域に形成されていればよく、主面の全域に形成されていてもよい。また、光出射機構は、主面の複数の領域に分割された状態で形成されていてもよい。
　光出射機構としては、例えば、主面の表面に微小な凹部又は凸部を形成させたもの及び主面の表面に酸化チタン粒子等の散乱体をアクリル系等のバインダ樹脂中に分散させた樹脂層を形成させたものが挙げられる。これらの中で、光出射の効率の面から、主面の表面に微小な凹部又は凸部を形成させたものが好ましい。
　光出射機構が主面の表面に微小な凹部又は凸部を形成させたものである場合には、凹部の深さ又は凸部の高さは、３０μｍ以上７０μｍ以下が好ましく、複数の凹部又は凸部につき３０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内でばらつきを持っていても良い。
　凹部の深さ又は凸部の高さとは、凹部又は凸部の断面における最底部又は最頂部から主面（ここでは凹部又は凸部を除いた平坦面部分）までの距離を示す。以下に、凹部を例にとって図１を用いて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る導光体中の光出射機構における凹部の断面１及び上から見た凹部２を示す。凹部の深さは、凹部断面１における最底部から主面までの距離Ｙである。
　凹部の深さ又は凸部の高さが３０μｍ以上の場合に、光出射機構を有する方の主面についての出射極大角度を、主面の法線を中心に＋６０°以下とすることが出来る傾向にある。また、この場合に、光出射機構を有さない方の主面についての出射極大角度を、主面の法線を中心に＋３０°以下とすることが出来る傾向にある。
　凹部の深さ又は凸部の高さが７０μｍ以下の場合に、光出射機構を有さない方の主面についての出射極大角度を、主面の法線を中心に－３０°以上とすることが出来る傾向にある。
　凹部の深さ又は凸部の高さの範囲の下限値は、３５μｍがより好ましく、４０μｍが特に好ましい。
　凹部の深さ又は凸部の高さの範囲の上限値は、６５μｍがより好ましい。
　光出射機構が主面の表面に微小な凹部又は凸部を形成させたものである場合には、凹部又は凸部の直径は、４０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、複数の凹部又は凸部につき４０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内でばらつきを持っていても良い。
　凹部又は凸部の直径とは、凹部又は凸部の最大内径を示す。以下に、凹部を例にとって図１の上から見た凹部２を用いて説明する。
　凹部の直径は、凹部２の中に点線で示した凹部の最大内径Ｘである。
　凹部又は凸部の直径が４０μｍ以上の場合に、本発明の導光体の出射光効率が１５％以上になる傾向にある。
　尚、出射光効率とは、光入射面から入射された入射光束に対する光出射機構を有する光出射面からの出射光束と光出射機構を有さない光出射面からの出射光束との和の比率を示す。
　凹部又は凸部の直径が１５０μｍ以下の場合に、本発明の導光体の曇価が３％以下になる傾向にある。
　凹部又は凸部の直径の範囲の下限値は、５０μｍがより好ましく、６０μｍが特に好ましい。
　凹部又は凸部の直径の範囲の上限値は、１３０μｍがより好ましく、１１０μｍが特に好ましい。
　凹部又は凸部の面密度は、１平方インチ当たり４５０ドット以上５，０００ドット以下が好ましい。
　凹部又は凸部の面密度が１平方インチ当たり４５０ドット以上の場合に、本発明の導光体の出射光効率が１５％以上になる傾向にある。
　凹部又は凸部の面密度が１平方インチ当たり５，０００ドット以下の場合に、本発明の導光体の曇価が３％以下になる傾向にある。
　凹部又は凸部の面密度の範囲の下限値は、１平方インチ当たり５００ドットがより好ましく、６００ドットが特に好ましい。
　凹部又は凸部の面密度の範囲の上限値は、１平方インチ当たり４，０００ドットがより好ましく、２，８００ドットが特に好ましい。
　＜導光体＞
　本発明の導光体は、それぞれが光出射面である対向する２つの主面及び少なくとも１つが光入射面である側端面を有し、板状である。
　本発明の導光体は、例えば図１２に示すように、必要に応じて多層化した板状体とすることができる。図１２の導光体４は、低屈折率樹脂層１７Ａ、高屈折率樹脂層１７Ｂ及び低屈折率樹脂層１７Ａの３層構造とされている。これによれば、導光体４の表面がほこりや指紋により汚れても、その汚れが目立ちにくいという特長を付与することができる。
　図１２において、光入射面５、並びに、光出射機構を有さない光出射面６Ａ及び光出射機構６を有する光出射面６Ｂが、示されている。
　本発明の導光体は、必要に応じて曲率を持たせた板状体とすることができる。
　本発明の導光体の厚みとしては、例えば、０．５～６ｍｍが挙げられる。
　本発明の導光体の大きさは制限されず目的に応じて選択出来る。
　本発明の導光体の形状としては、例えば、正方形、長方形、５角形以上の多角形及び円形が挙げられる。
　本発明の導光体は、対向する２つの主面のそれぞれを光出射面とするものである。
　光出射面には、その少なくとも一部の領域に光出射機構が形成されている。光入射面から入射した光は、光出射機構を介して光出射面から出射される。
　本発明の導光体は、好ましくは、曇価が３％以下である。
　本発明の導光体の曇価を３％以下とすることによって、本発明の導光体を光シャッターに用いた場合に、シャッター開の状態における裏側の視認性が良好となる傾向にある。また、本発明の導光体の曇価を３％以下とすることによって、本発明の導光体を照明等の面光源装置に用いた場合に、光源消灯時には透明性が高く、優れた意匠性を有する面光源装置を得ることが出来る傾向にある。
　本発明の導光体の曇価は２．５％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。本発明の導光体の曇価は、一般的には０．１％以上である。
　本発明の導光体は、少なくとも一つの光入射面から完全拡散光が入射したときに、好ましくは、出射極大角度が、主面の法線を中心に（即ち主面の法線の方向を０°として）－６０°以上＋６０°以下である。
　完全拡散光とは、ランバーシャン分布（あらゆる方向に対して輝度が等しい光の分布）を持つ光であり、例えば、集光レンズの無いＬＥＤ光源から出射する光が挙げられる。
　出射極大角度について、図２及び図３を用いて説明する。
　図２は、本発明の一実施形態に係る導光体の１つの側端面から光が入射したときの、主面からの出射光の状態を示す模式側面図を模式上面図と共に示すものである。
　光入射面５に対向して配置されたＬＥＤ光源３より出射した光７は、光入射面５から導光体４に入射し、光出射機構を有しない光出射面６Ａ及び光出射機構を有する光出射面６Ｂにより繰り返し内面反射されて進行し、光出射機構の作用により光出射面６Ａ，６Ｂよりそれぞれ出射光８として出射する。
　出射極大角度とは、図３に示すように、光度が極大となるときの出射角度であり、図２に示すように、光出射面６Ａ，６Ｂより出射する光の向きと主面の法線とが成す角度（θＡ又はθＢ）であって、法線方向を０°とし、法線に対して光源側を－とし、光源の反対側を＋として表記する。
　出射極大角度が主面の法線を中心に－６０°以上＋６０°以下であると、シャッター閉の状態において高い隠蔽機能を発現することが出来る傾向にある。
　出射極大角度が－６０°以上＋６０°以下となる出射光のパターンとしては、例えば、図３～図６に示すパターンが挙げられる。
　図３に示す出射光パターン（出射光パターンａ）は、光出射機構を有する主面が１つであり、１つの側端面のみが光入射面である場合の、光出射機構を有しない主面からの出射光パターンの例である。この例では、出射極大角度が＋１０°付近に存在している。なお、対向する２つの側端面が光入射面である場合もほぼ同様のパターンを示し、出射極大角度が法線近辺たとえば－１５°～＋１５°とくに－１０°～＋１０°に存在する。
　図４に示す出射光パターン（出射光パターンｂ）は、光出射機構を有する主面が１つであり、１つの側端面のみが光入射面である場合の、光出射機構を有する主面からの出射光パターンの例である。この例では、出射極大角度が＋５０°付近に存在している。
　図５に示す出射光パターン（出射光パターンｃ）は、光出射機構を有する主面が１つであり、対向する２つの側端面が光入射面である場合の、光出射機構を有する主面からの出射光パターンの例である。この例では、出射極大角度が－５０°付近及び＋５０°付近に存在している。
　図６に示す出射光パターン（出射光パターンｄ）は、光出射機構を有する主面が２つであり、対向する２つの側端面が光入射面である場合の、主面からの出射光パターンの例である。この例では、出射極大角度が－５０°から＋５０°に亘って存在している。
　本発明では、図３～図６に示した出射光パターンのように、光源点灯時の出射光を効率よく光出射面の正面へ出射させることができ、裏側を視認しにくい状態にすることが出来るため、高いシャッター機能すなわち高い隠蔽機能を発現させることができる。
　光シャッターとしては、一方の主面の出射光パターンが出射光パターンａで、もう一方の主面の出射光パターンが出射光パターンｃである導光体、及び両方の主面の出射光パターンが出射光パターンｄである導光体を用いることが好ましい。
　面光源装置、特に吊り下げ式照明装置としては、一方の主面の出射光パターンが出射光パターンａで、もう一方の主面の出射光パターンが出射光パターンｃである導光体を用いることが好ましい。
　本発明の導光体は、好ましくは出射光効率が１５％以上である。
　出射光効率が１５％以上であると、シャッター閉の状態において高い隠蔽機能を発現することが出来る。本発明の導光体の素材としては、例えば、ガラス等の透明無機材料及び透明樹脂材料が挙げられる。
　透明樹脂材料に使用される透明樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂及び脂環式ポリオレフィン樹脂が挙げられる。これらの中で、レーザー加工性の点で、メタクリル樹脂が好ましい。
　メタクリル樹脂としては、例えば、メタクリル酸エステルの単独重合体又は共重合体が挙げられる。
　メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル及びメタクリル酸シクロヘキシルが挙げられる。
　また、メタクリル酸エステルに、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ｎ－アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のα、β－エチレン性不飽和カルボン酸、スチレン等の芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体等の他のビニル単量体を共重合させてもよい。
　メタクリル樹脂としては、加工性及び安価な点で、メタクリル酸メチル単独重合体又はメタクリル酸メチルを主成分とする共重合体が好ましい。
　本発明においては、必要に応じて導光体内部に散乱体を分散させることが出来る。
　散乱体としては、例えば、無機拡散剤及び有機拡散剤が挙げられる。
　無機拡散剤としては、例えば、ガラス微粒子及びシリカ微粒子が挙げられる。
　有機拡散剤としては、例えば、シリコーン微粒子及びスチレン微粒子が挙げられる。
　本発明の導光体は、例えば、板状の導光体素材すなわち導光体元板（導光体ブランク）の主面に光出射機構を形成することによって製造することが出来る。
　光出射機構として凹部を形成する方法としては、例えば、レーザー加工法及び刃物を用いた機械加工法が挙げられる。
　光出射機構として凸部を形成する方法としては、例えば、ホットプレス法、射出成型法、スクリーン印刷法及びインクジェット印刷法が挙げられる。
　光出射機構としてスクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の印刷法により凸部を形成する場合、凸部を形成するために使用されるインク中に散乱体を含有させることができる。
　導光体元板の主面に光出射機構を形成する方法としては、加工性及び量産性の面から、レーザー加工法により凹部を形成する方法が好ましい。
　レーザー加工法により凹部を形成する方法としては、例えば、導光体元板の主面にレーザー光を照射する方法が挙げられる。
　レーザーとしては、導光体元板に対する加工効率の良いものが好ましく、例えば、炭酸ガスレーザー（ＣＯ２レーザー）等の赤外レーザーが挙げられる。特に、導光体元板にメタクリル樹脂シートを使用する場合は、９．３μｍ又は１０．６μｍの波長を有するレーザーが好ましい。この波長のレーザーを用いることにより、メタクリル樹脂シートがレーザー光を吸収し、加熱されるため、効率的にレーザー加工できる。
　炭酸ガスレーザー加工装置としては、例えば、ユニバーサルレーザー（株）製ＣＯ２ガスレーザー加工機ＰＬＳ４．７５（商品名、波長：１０．６μｍ、平均出力：４０Ｗ）が挙げられる。
　レーザーの出力、走査速度、焦点位置（フォーカス位置）、集光レンズの開口数等の照射条件を変化させることで、凹部の形状（直径、深さ）を制御することができる。レーザーはパルス状に照射されるため、走査に伴い、互いに離隔された複数の凹部が形成される。
　＜光シャッター、面光源装置＞
　本発明の光シャッター及び面光源装置は、本発明の導光体の光入射面に対向して光源が配置されているものである。
　光源としては、例えば、ＬＥＤ及び冷陰極管蛍光灯が挙げられる。これらの中で、消費電力を少なくできる点や駆動回路を簡略化できる点から、ＬＥＤが好ましい。
　ＬＥＤとしては、白色のＬＥＤを用いてもよいし、用途に応じて着色のＬＥＤを用いてもよいし、異なる色のＬＥＤを組み合わせてもよい。また、ＬＥＤとしては、レンズの無いＬＥＤ（完全拡散光を出射するＬＥＤ）を用いてもよいし、平行光を出射するのでなければレンズ付きのＬＥＤを用いてもよい。
　本発明においては、目的に応じて上記のＬＥＤを組み合わせて使用することができる。
　本発明の光シャッター又は面光源装置の光源としてＬＥＤ光源を使用する場合は、１つの側端面に対向して１個又は複数個のＬＥＤ光源を配置することができる。
　本発明の光シャッター及び面光源装置に用いられる導光体は、光入射面は少なくとも１つあればよく、光入射面が２つある場合は、対向する２つの側端面を光入射面とすることが好ましい。
　本発明の光シャッター又は面光源装置に用いられる導光体は、一方の主面に光出射機構が形成されていてもよく、両方の主面に光出射機構が形成されていてもよい。
　一方の主面に光出射機構として凹部が形成された導光体を用いて、対向する二つの側端面のそれぞれを光入射面とした光シャッター又は面光源装置について、図７を用いて説明する。
　図７は、対向する２つの側端面のそれぞれを光入射面５として、一方の主面に光出射機構６として凹部が形成された導光体４を用いた光シャッター又は面光源装置の模式側面図である。
　光源３から出射した光は、光入射面５から導光体４に入射して光出射機構を有さない出射面６Ａ及び光出射機構６を有する出射面６Ｂから出射される。このとき、光出射機構を有さない出射面６Ａから出射される光は、光出射機構６で反射された光であるため、出射光パターンは前述の出射光パターンａとなる。
　一方、光出射機構を有する出射面６Ｂから出射される光は、光出射機構６で屈折した光であるため、出射光パターンは前述の出射光パターンｃとなる。
　また、両方の主面に光出射機構として凹部が形成された導光体を用いて、対向する二つの側端面のそれぞれを光入射面とした光シャッター又は面光源装置について、図８を用いて説明する。
　光源３から出射した光は、光入射面５から導光体４に入射して互いに対向する２つの光出射機構６を有する出射面６Ｂから出射される。このとき、光出射機構６を有する出射面６Ｂから出射される光の出射光パターンは、両方の主面に光出射機構６が形成されているため、出射光パターンａと出射光パターンｃとがミキシングされて前述の出射光パターンｄとなる。
　本発明の光シャッターは、光源消灯時にはシャッター開の状態になり、光源点灯時にはシャッター閉の状態になる。
　本発明の光シャッターは、本発明の導光体を使用しているため、シャッター開の状態では、光シャッターの正面から裏側を良好に視認することができ、シャッター閉の状態では、高い隠蔽機能を発現することが出来る。なお、本発明において高い隠蔽機能とは、光シャッターの正面から見ても、斜めから見てもシャッターとしての隠蔽性が高く、裏側が視認できなくなる機能をいう。
　光シャッターとしては、一方の主面の出射光パターンが出射光パターンａで、もう一方の主面の出射光パターンが出射光パターンｃである導光体又は両方の主面の出射光パターンが出射光パターンｄである導光体を用いることが、高い隠蔽機能の点で、好ましい。
　本発明の面光源装置は、本発明の導光体を使用しているため、光源消灯時に透明性が高く、意匠性に優れた照明装置として使用できる。
　本発明の面光源装置を吊り下げ式照明装置に用いる場合は、出射光パターンｃの光を出射する主面を有する導光体を用いて、この主面が天井側に向くように設置することが、間接光を効率よく利用できる点で、好ましい。
　以下、実施例を用いて本発明を説明する。尚、以下において「部」は「質量部」を示す。
　（１）導光体の評価
　（ａ）凹部の深さ及び直径
　レーザー顕微鏡（オリンパス（株）製、ＯＬＳ－３５００（商品名））を用いて導光体試験片の凹部の深さ及び直径を以下の方法で測定した。
　まず、導光体試験片の中央部分の任意の凹部を一つ選び、対物レンズ（×５０）を用いて凹部の深さ方向の測定ピッチを０．２５μｍに設定し、レーザー強度レベルを１００に設定して凹部の３次元画像のデータを得た。
　次いで、得られた３次元画像のデータに対して、レーザー顕微鏡に内蔵されている凹凸形状用ノイズ除去処理操作を一回行って、暗ノイズを除去し、レーザー顕微鏡に内蔵されている段差計測操作により上記の凹部の深さ及び直径を測定した。
　尚、凹部の直径は、図１に示すように、導光体試験片の上面を基準とした最大内径Ｘである。また、凹部の深さは、図１に示すように、導光体試験片の上面を基準とした凹部の最も深い箇所までの距離Ｙである。
　（ｂ）凹部の面密度
　レーザー顕微鏡（オリンパス（株）製、ＯＬＳ－３５００（商品名））を用いて導光体試験片の凹部の面密度を以下の方法で測定した。
　まず、対物レンズ（×１０）を選択して導光体試験片の光出射機構を有する主面（縦１０．２４ｍｍ×横１０．２４ｍｍ）の２次元画像のデータを得た後、１平方インチ当たりの凹部の個数を求め、凹部の面密度を得た。
　（ｃ）曇価
　ＨＡＺＥＭＥＴＥＲ（（株）村上色彩技術研究所製、ＨＭ―１５０（商品名））の受光側に導光体試験片の光出射機構を有する主面をセットし、ＪＩＳ　Ｋ　７１３６に準拠して曇価を測定した。
　（ｄ）出射極大角度
　出射極大角度は、以下に示す方法により測定した。
　図９に示すように、光出射機構形成主面の反対側の主面を輝度計９に向けて上側にした光シャッター用試験片１５の１つの側端面にＬＥＤ光源３（日亜化学工業（株）製、商品名：ＮＳ２Ｗ１２３Ｂ）を取り付け、上側主面を中央部に直径１０ｍｍの円形の開口部をもつ遮光カバー１６で遮光した後、測定角を２°に設定した輝度計９（（株）トプコン製、ＢＭ－７（商品名））を光シャッター用試験片１５の上方に設置し、光シャッター用試験片１５の上側主面の中央部を中心に、輝度計９から上側主面の中央部までの距離が一定の距離（Ｚ＝６５０ｍｍ）となるような条件で図示される方向に１°刻みで輝度計９を移動させて相対光度を測定し、出射極大角度を求めた。なお、遮光カバー１６を設置し、輝度計９の測定角を大きくする（２°）ことで、輝度計を光度計として機能させた。
　（ｅ）出射光効率
　出射光効率は、以下に示す方法により測定した。
　図１０に示すように、導光体試験片１０の１つの側端面にＬＥＤ光源３（日亜化学工業（株）製、商品名：ＮＳ２Ｗ１２３Ｂ）を取り付け、主面の上面以外の面を遮光カバー１１で遮光した後、ハーフムーン積分球１２（大塚電子（株）、商品名：ＨＭ－１０３０）内に設置し、ＬＥＤ光源３に電流６０ｍＡを印加して１３．５ｌｍの光束を導光体試験片１０に入射させるようにした。ここで、導光体試験片１０の光出射機構を有する主面及び光出射機構を有さない主面をそれぞれ上面として配置し、導光体試験片１０の光出射機構を有する主面の出射光束Ｉａ及び光出射機構を有さない主面の出射光束Ｉｂをそれぞれハーフムーン積分球に接続した光束検出器１３（大塚電子（株）製、商品名：ＭＣＰＤ－９８００）を用いて測定し、下式により出射光効率を求めた。
　　　出射光効率（％）＝（｛出射光束Ｉａ（ｌｍ）＋出射光束Ｉｂ（ｌｍ）｝／入射光束（１３．５（ｌｍ））＊１００
　（２）光シャッターの評価
　（ａ）透明性
　光シャッターの導光体の光出射機構を有さない主面の後ろ側の２０ｃｍ離れた位置に資料を配置した。次いで、光シャッターの導光体の光出射機構を有する主面の手前側の２０ｃｍ離れた位置から、光シャッターの光源を消灯した状態で資料の視認性を確認し、光シャッターの導光体の透明性を以下の基準で評価した。
　　○：資料の文字を視認し易く、光源消灯時の透明性が良好である。
　　×：資料の文字を視認し難く、光源消灯時の透明性が不良である。
　（ｂ）隠蔽性Ａ（斜めから見たときの隠蔽機能）
　光シャッターの導光体の光出射機構を有さない主面の後ろ側の２０ｃｍ離れた位置に資料を配置した。次いで、光シャッターの導光体の光出射機構を有する主面の手前側の２０ｃｍ離れた位置から斜め４５°の角度で、光シャッターの光源を点灯した状態で資料の視認性を確認し、光シャッターの斜めから見たときの隠蔽機能を以下の基準で評価した。
　　○：資料の文字を視認し難く、隠蔽機能が良好である。
　　×：資料の文字を視認し易く、隠蔽機能が不良である。
　（ｃ）隠蔽性Ｂ（正面から見たときの隠蔽機能）
　光シャッターの導光体の光出射機構を有さない主面の後ろ側の２０ｃｍ離れた位置に資料を配置した。次いで、光シャッターの導光体の光出射機構を有する主面の手前側の２０ｃｍ離れた位置から出射面法線方向に、光シャッターの光源を点灯した状態で資料の視認性を確認し、光シャッターの出射面法線方向から見たときのシャッター機能を以下の基準で評価した。
　　○：資料の文字を視認し難く、隠蔽機能が良好である。
　　×：資料の文字を視認し易く、隠蔽機能が不良である。
　〔製造例１〕導光体元板（α）の製造
　冷却管、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、メタクリル酸メチル９８部、アクリル酸ｎ－ブチル２部、分子量調整剤としてｎ－ドデシルメルカプタン０．０６３部及び離型剤としてジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム０．００５部を供給した。
　反応器内を攪拌しながら重合開始剤として２、２’－アゾビス－（２、４－ジメチルバレロニトリル）０．１０部を添加した後に内温９０℃まで昇温し、１０分間保持した。次いで、反応容器を室温まで冷却して、重合体含有率２６質量％、質量平均分子量１１．６万、２０℃における絶対粘度１．８Ｐａ・ｓのシラップを得た。
　このシラップ１００部にｔ－ヘキシルパーオキシピバレート（日油（株）製、パーヘキシルＰＶ（商品名））０．３５部及び分子量調整剤としてｎ－ドデシルメルカプタン０．１３部を添加した後に攪拌し、熱重合性粘性液体を調製した。
　この熱重合性粘性液体を、ポリ塩化ビニル製ガスケットを介して２．３ｍｍの間隔で相対する２枚の強化ガラス板で挟むことにより形成された鋳型に注入し、８０℃の温水中に４５分間浸漬して重合させた後、１３５℃の空気加熱炉中で６０分間熱処理した。熱処理終了後、室温下で冷却し、ガスケット及び強化ガラス板を取り除くことにより板厚３ｍｍの導光体元板（α）を得た。
　〔製造例２〕導光体元板（β）の製造
　成形材料用透明メタクリル樹脂（三菱レイヨン（株）製、アクリペットＶＨ６＃００１（商品名））を６５ｍｍφベント付一軸押出機で溶融混練し、Ｔダイから樹脂温度２６０℃にて溶融押出しして、表面が平滑な、下ローラー、中ローラー及び上ローラーの組み合わせからなる３本ローラーを用いて、下ローラーの表面温度９０℃、中ローラーの表面温度１７５℃及び上ローラーの表面温度１２０℃に設定してプレス成形し、厚さ３ｍｍの導光体元板（β）を得た。
　〔実施例１〕
　製造例１で得られた導光体元板（α）から、パネルソー（シンクス（株）製、ＳＺ―ＩＩＩ（商品名））を用いて、２１０ｍｍ×３００ｍｍの光シャッター用元板と６０ｍｍ×６０ｍｍの導光体試験片用元板とを切出した。
　次いで、プラフィニッシャー（旭テクノ（株）製、ＰＬＡ―Ｆｉｎｉｓｈｅｒ（商品名））を用い、回転刃の回転数９０ｒｐｍ、加工速度２．５ｍｍ／分の条件で、光シャッター用元板及び導光体試験片用元板の全ての側端面を鏡面状態に加工した。
　この後、集光レンズ（ユニバーサルレーザー（株）製、ＨＰＤＦＯ（商品名））を取り付けたＣＯ２レーザー加工機（ユニバーサルレーザー（株）製、ＰＬＳ４．７５（商品名））を用いて、表１に示すレーザー加工条件（レーザーパワー、レーザー走査速度、レーザー走査ピッチ及び解像度）で、光シャッター用元板及び導光体試験片用元板のそれぞれの１つの主面にレーザー加工を行って微小な凹部である光出射機構を有する主面を形成し、光シャッター用試験片と導光体試験片とを得た。
　凹部の深さは４６μｍで、凹部の直径は７２μｍで、凹部の面密度は６４５ドット／（インチ）２であった。結果を表２に示す。
　また、導光体試験片の、曇価は１．３％、出射極大角度は１２°及び出射光効率は３２％であった。結果を表３に示す。
　図１１に示すように、得られた光シャッター用試験片１５の対向する２つの側端面のそれぞれにＬＥＤ光源３（日亜化学工業（株）製、商品名：ＮＳ２Ｗ１２３Ｂ）を１４ｍｍ間隔で１４個配置した。次いで、ＬＥＤ光源３をカバー１３で覆って光シャッターを得た。
　得られた光シャッターは、シャッター開のとき（ＬＥＤ光源消灯時）の透明性が良好であり、シャッター閉のとき（ＬＥＤ光源点灯時）の隠蔽性Ａ（斜めから見た隠蔽機能）も隠蔽性Ｂ（正面から見た隠蔽機能）も共に良好であった。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中の略号は以下のものを示す。
　　ＨＰＤＦＯ：集光レンズ（ユニバーサルレーザー（株）製、商品名）
　　１．５ｉｎ：集光レンズ（ユニバーサルレーザー（株）製、商品名）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　〔実施例２～８〕
　導光体元板及びレーザー加工条件を表1のように変更する以外は実施例１と同様にして
光シャッター用試験片、導光体試験片及び光シャッターを得た。評価結果を表２及び表３に示す。
　〔比較例１～８〕
　導光板元板及びレーザー加工条件を表１のように変更する以外は実施例１と同様にして光シャッター用試験片、導光体試験片及び光シャッターを得た。評価結果を表２及び表３に示す。
　比較例１では、凹部の面密度が１０，３２３ドット／（インチ）２で、曇価が５．１％と高く、光シャターの透明性が不良であった。
　比較例２では、凹部の面密度が１０，３２３ドット／（インチ）２で、曇価が４．２％と高く、光シャターの透明性が不良であった。
　比較例３では、凹部の面密度が４１３ドット／（インチ）２と小さいため出射光効率が１３．１％と低く、隠蔽性（Ａ）及び隠蔽性（Ｂ）が不良であった。
　比較例４では、凹部の面密度が４１３ドット／（インチ）２と小さいため出射光効率が１４．０％と低く、隠蔽性（Ａ）及び隠蔽性（Ｂ）が不良であった。
　比較例５では、凹部の深さが１０５μｍと深く、曇価が４．８％と高いため光シャターの透明性が不良であった。
　比較例６では、凹部の深さが１０５μｍと深く、曇価が４．３％と高いため光シャターの透明性が不良であった。
　比較例７では、凹部の深さが２８μｍと浅いため出射光効率が１４．５％と低く、更に出射極大角度が６４°と大きく、隠蔽性（Ａ）及び隠蔽性（Ｂ）が不良であった。
　比較例８では、凹部の深さが２８μｍと浅いため出射光効率が１３．９％と低く、更に出射極大角度が６５°と大きく、隠蔽性（Ａ）及び隠蔽性（Ｂ）が不良であった。
　〔比較例９及び１０〕
　集光レンズを取り付けたＣＯ２レーザー加工機の代わりにＣＯ２レーザーマーカー（（株）キーエンス製、ＭＬ―Ｚ９５２５（商品名））を用い、表４に示すレーザー加工条件とする以外は実施例１と同様にして光シャッター用試験片と導光体試験片を得た。評価結果を表２及び表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　比較例９では、凹部の直径は２００μｍと大きいため曇価が６．４％と高く、光シャターの透明性が不良であった。
　比較例１０では、凹部の直径は２０６μｍと大きいため曇価が１０．５％と高く、光シャターの透明性が不良であった。
　本発明の導光体は光シャッターに使用することができ、パーティーションや天窓等の建築物の窓の用途に好適である。
　また、本発明の導光体は面光源装置に使用することができ、シーリングライト等の照明装置の用途に好適である。
１：凹部の断面
２：上から見た凹部
３：ＬＥＤ光源
４：導光体
５：光入射面
６：光出射機構
６Ａ：光出射機構を有さない光出射面
６Ｂ：光出射機構を有する光出射面
７：ＬＥＤ光源より出射した光
８：光出射面より出射する光
９：輝度計
１０：導光体試験片
１１：遮光カバー
１２：ハーフムーン積分球
１３：光束検出器
１４：カバー
１５：光シャッター用試験片
１６：遮光カバー
１７Ａ：低屈折率樹脂層
１７Ｂ：高屈折率樹脂層

Claims (6)

  1. 　対向する２つの主面が光出射面であり、少なくとも１つの側端面が光入射面である板状の導光体であって、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に光出射機構が形成されており、光出射機構が形成された領域における曇価が３％以下で、少なくとも１つの光入射面から完全拡散光が入射されたときに、主面の光出射機構が形成された領域からの出射光の光度が極大となる角度が、主面の法線を中心に－６０°以上＋６０°以下の範囲内にあり、出射光効率が１５％以上である導光体。
  2. 　少なくとも１つの光入射面から完全拡散光が入射されたときに、一方の主面の光出射機構が形成された領域からの出射光の光度が極大となる角度が、主面の法線を中心に－３０°以上＋３０°以下の範囲内にあり、もう一方の主面の光出射機構が形成された領域からの出射光の光度が極大となる角度が、－６０°以上－３０°以下の範囲内、＋３０°以上＋６０°以下の範囲内、及び－６０°以上－３０°以下と＋３０°以上＋６０°以下との範囲内から選ばれる少なくとも１種の範囲内にある請求項１に記載の導光体。
  3. 　対向する２つの主面が光出射面であり、少なくとも１つの側端面が光入射面である板状の導光体であって、少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域に光出射機構として微小な凹部又は凸部が形成されており、凹部の深さ又は凸部の高さが３０μｍ以上７０μｍ以下で、凹部又は凸部の直径が４０μｍ以上１５０μｍ以下で、凹部又は凸部の面密度が１平方インチ当たり４５０ドット以上５，０００ドット以下である導光体。
  4. 　導光体元板の少なくとも一方の主面の少なくとも一部の領域にレーザー光を照射して、光出射機構を形成する請求項１～３のいずれかに記載の導光体の製造方法。
  5. 　請求項１～３のいずれかに記載の導光体の光入射面に対向して光源が配置されている光シャッター。
  6. 　請求項１～３のいずれかに記載の導光体の光入射面に対向して光源が配置されている面光源装置。
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