WO2023276836A1 - 照明装置用導光部材および照明装置 - Google Patents

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WO2023276836A1
WO2023276836A1 PCT/JP2022/024987 JP2022024987W WO2023276836A1 WO 2023276836 A1 WO2023276836 A1 WO 2023276836A1 JP 2022024987 W JP2022024987 W JP 2022024987W WO 2023276836 A1 WO2023276836 A1 WO 2023276836A1
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WO
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light
light guide
layer
lighting device
guide member
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PCT/JP2022/024987
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English (en)
French (fr)
Inventor
恒三 中村
真平 百足山
宇峰 翁
Original Assignee
日東電工株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings

Definitions

  • the present invention relates to a light guide member for a lighting device and a lighting device, and more particularly to a sheet-like light guide member for a lighting device and a lighting device that includes a light source and a light guide layer.
  • sheet-like is used to mean including plate-like or film-like, regardless of the rigidity (flexibility) and thickness of the sheet. Note that the sheet-like lighting device can be used in various forms such as a roll shape.
  • a sheet-like lighting device including a light source and a light guide layer is used, for example, as a backlight or front light for a liquid crystal display device.
  • next-generation semiconductor lighting Solid State Lighting: SSL
  • LED lighting is progressing.
  • a building member and a lighting device lighting rich in design or entertainment is being proposed, which is called, for example, architecture lighting.
  • Patent Document 1 a light source is provided at the end of a plate-shaped transparent base material, and light emitted from the light source and guided in the transparent base material is emitted from one side of the transparent base material during illumination at night or the like.
  • a single-sided illuminated window is disclosed that functions as a lighting device and as a transparent window during non-illuminated times such as daytime.
  • Patent Literatures 2 to 5 disclose sheet-like lighting devices having a light distribution structure that utilizes total reflection at the interface of an air cavity (internal space). The entire disclosures of US Pat.
  • a spotlight is generally used to illuminate an object such as a painting.
  • the use of spotlights poses a problem that the designability of the appearance including the object and the spotlight is degraded.
  • the observer is positioned between the object and the spotlight, there is a problem that the observer's shadow is projected onto the object.
  • an object of the present invention is to provide a transparent illumination device that can be placed in front of an object and emits light for illuminating the object, and a light guide for an illumination device suitably used for such an illumination device. It is to provide members.
  • a light guide member for a lighting device having a first emission surface and a second emission surface opposite to the first emission surface, a light receiving unit that receives light emitted from a light source; a light guide layer having a first principal surface on the first exit surface side and a second principal surface on the second exit surface side; a light distribution control structure having a plurality of internal spaces; Each of the plurality of internal spaces includes a first inclined surface that directs part of the light propagating in the light guide layer toward the first emission surface by total internal reflection, and an opposite side of the first inclined surface.
  • the first emission surface emits irradiation light for irradiating an object
  • the light guide member for a lighting device wherein the second emission surface emits reflected light that is generated by irradiating the object with the irradiation light and that passes through the light guide layer.
  • the inclination angle ⁇ a of the first inclined surface is 20° or more and 50° or less
  • the light guide member for an illumination device according to item 1, wherein the second inclined surface has an inclination angle ⁇ b of 70° or more and 90° or less.
  • the light guide for a lighting device wherein the light distribution control structure is formed in a direction conversion layer provided on the first main surface side or the second main surface side of the light guide layer.
  • the first inclined surface When viewed from the direction normal to the first main surface of the light guide layer, the first inclined surface forms a curved surface convex toward the light source, 5.
  • the light guide member for a lighting device according to any one of Items 1 to 4.
  • the irradiation light emitted from the first emission surface has a first light distribution, Assuming that the ray with the highest intensity in the first light distribution is the first chief ray, 6.
  • the light guide member for an illumination device according to any one of items 1 to 5, wherein a polar angle ⁇ 1 of the first principal ray from a normal to the first emission surface is 0° or more and 40° or less.
  • the second emission surface emits light that propagates in the light guide layer and does not pass through the object and has a second light distribution; Assuming that the ray with the highest intensity in the second light distribution is the second chief ray, 7.
  • a polar angle ⁇ 2 of the second principal ray from the normal to the second emission surface is 40° or more and 85° or less.
  • [Item 9] 9.
  • Item 10 Item 10.
  • the light guide member for a lighting device according to item 9 further comprising a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide layer, between the light guide layer and the second antireflection layer.
  • a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide layer, between the light guide layer and the second antireflection layer.
  • the design of the appearance including the object and the lighting device is not deteriorated, and the shadow of the observer is not projected on the object regardless of the position of the observer. be able to.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lighting device 100A_L according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a schematic plan view of illuminating device 100A_L.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an internal space 64 that lighting device 100A_L may have.
  • 4 is a schematic plan view of an internal space 64;
  • FIG. 5A and 5B are schematic plan views showing variations of the internal space 64.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a lighting device 100B_L according to another embodiment of the present invention
  • 1 is a photograph of an object viewed through the illumination device of Example 1
  • 4 is a photograph of an object viewed through the illumination device of Example 2
  • 4 is a photograph of an object viewed through a comparative lighting device
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of another lighting device 100A1_L according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of still another lighting device 100A2_L according to an embodiment of the present invention
  • a light guide member for a lighting device and a lighting device according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the light guide member for a lighting device and the lighting device according to the embodiments of the present invention are not limited to those exemplified below.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a lighting device 100A_L according to an embodiment of the present invention.
  • the illuminating device 100A_L is a sheet-like illuminating device having two exit surfaces facing in opposite directions.
  • the lighting device 100A_L can be placed in front of the object 70 .
  • the illumination device 100A_L and the target object 70 may be arranged with a gap therebetween, or may be arranged so as to be in contact with each other.
  • the facing distance between the illumination device 100A_L and the object 70 may be, for example, 0 cm or more and 100 cm or less, more preferably 50 cm or less, and even more preferably 10 cm or less.
  • Object 70 can be, for example, a painting, poster, advertisement, reflective display, or electronic paper.
  • the illumination device 100A_L includes a first emission surface (bottom in FIG. 1) that emits irradiation light LRa for irradiating the object 70, and a reflected light LRb generated by irradiating the object 70 with the irradiation light LRa. , and a second emission surface (top in FIG. 1) for emitting reflected light LRb passing through the illumination device 100A_L.
  • a light LRc different from the reflected light LRb is also emitted from the second emission surface, and this light LRc will be described later.
  • the irradiation light LRa is emitted in the -Z direction in FIG. 1, and the reflected light LRb is emitted in the Z direction.
  • the observer can visually recognize the object 70 .
  • the observer's shadow is not projected onto the object 70 regardless of the position of the observer.
  • a configuration using a spotlight requires a place where the spotlight can be installed near the object 70, and the places where the object 70 can be arranged are limited.
  • the illumination device 100A_L can be arranged in front of the object 70, the degree of freedom of the place where the object 70 is arranged is increased.
  • the illumination device 100A_L has a light source LS and a light guide member 100A that receives light emitted from the light source LS, propagates the light in the Y direction, and emits the light in the -Z direction.
  • the light guide member 100A includes a light guide layer 10 having a light receiving portion that receives light emitted from the light source LS, a first main surface on the side of the first emission surface, and a second main surface on the side of the second emission surface, and a light distribution control structure having a plurality of internal spaces 64 .
  • the light-receiving part can be, for example, the light-receiving side surface of the light guide layer 10 on the light source LS side.
  • the light guide member 100A further includes a first antireflection layer 40A disposed on the first main surface side of the light guide layer 10 with an adhesive layer 52 and a first base material layer 30A interposed therebetween; It has an adhesive layer 56 and a second antireflection layer 40B arranged via a second base material layer 30B on the two main surface sides.
  • the first base material layer 30A having the first antireflection layer 40A formed thereon is arranged on the first main surface side of the light guide layer 10 with the adhesive layer 52 interposed therebetween.
  • the second base material layer 30B on which the second antireflection layer 40B is formed is arranged on the second main surface side of the light guide layer 10 with the adhesive layer 56 interposed therebetween.
  • the first exit surface of the illumination device 100A_L is the surface of the first antireflection layer 40A opposite the light guide layer 10
  • the second exit surface is the surface of the second antireflection layer 40B opposite the light guide layer 10. side surface.
  • Each of the plurality of internal spaces 64 includes a first inclined surface ISa that directs part of the light propagating in the light guide layer 10 to the first emission surface side by total internal reflection (TIR), and the first inclined surface ISa and a second inclined surface ISb on the opposite side.
  • TIR total internal reflection
  • the light distribution control structure having a plurality of internal spaces 64 is formed in the direction conversion layer 60 arranged on the second main surface side of the light guide layer 10 with the adhesive layer 54 interposed therebetween.
  • a redirecting layer 60 having a plurality of internal spaces 64 is composed of a shaping film 62 having recesses 64 (indicated by the same reference numerals as the internal spaces 64 ) on its surface and an adhesive layer 56 .
  • the internal space 64 is not limited to this example, and may be formed in the direction changing layer disposed on the first main surface side of the light guide layer 10, for example. Alternatively, a plurality of internal spaces 64 may be formed within the light guide layer 10 .
  • the light distribution control structure is configured such that 80% or more of the light propagating in the light guide layer 10 is directed to the first emission surface side.
  • the irradiation light emitted from the first emission surface has a first light distribution.
  • the second emission surface emits leaked light LRc that propagates in the light guide layer 10 and does not pass through the object 70 in addition to the reflected light LRb.
  • Leakage light LRc has a second light distribution.
  • a ray with the highest intensity in the first light distribution is defined as a first principal ray
  • a ray with the highest intensity in the second light distribution is defined as a second principal ray.
  • the polar angle ⁇ 1 from the normal to the first exit surface for the first principal ray is smaller than the polar angle ⁇ 2 from the normal to the second exit surface for the second principal ray.
  • the polar angle ⁇ 1 is 0° or more and less than 40°.
  • the lower limit is preferably 5° or more, more preferably 10° or more. If the object 70 has a low reflectivity, or if the object 70 diffuses the illumination light like paper, the polar angle ⁇ 1 may approach 0°.
  • the reflectance of the object 70 is high, and the polar angle ⁇ 1 is 0°, the observer feels the reflected light is dazzling, and the visibility of the object 70 may deteriorate. Even in that case, the visibility of the object 70 can be improved by reducing the glare of the reflected light by reducing the amount of light emitted from the light source LS.
  • the polar angle ⁇ 2 is 40° or more and less than 85°.
  • the observer who sees the reflected light LRb can visually recognize the object 70 clearly. As a result, the visibility of the target object 70 can be improved.
  • the leaked light LRc is also emitted from the second exit surface, but since the polar angle ⁇ 2 of the second orientation distribution is within the above angle range, the leaked light LRc does not enter the observer's eyes and the object 70 is visually recognized. sexuality does not decline.
  • the ratio of the light directed toward the first emission surface side and the first light distribution and the second light distribution depend on, for example, the cross-sectional shape and planar shape of the internal space 64. , can be controlled by adjusting the size, placement density, and distribution.
  • the cross-sectional shape of the internal space 64 is triangular as exemplified here, but is not limited to this, and may be trapezoidal or the like.
  • the plurality of inner spaces 64 which are the light distribution control structure, correspond to the ratio of the area of the plurality of inner spaces 64 to the area of the light guide layer 10 (occupied area rate) is preferably 1% or more and 80% or less, the upper limit is more preferably 50% or less, further preferably 45% or less, and in order to obtain a high transmittance and / or a low haze value, 30% or less It is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. For example, when the occupied area ratio of the internal space is 50%, a haze value of 30% can be obtained.
  • the occupied area ratio of the internal space 64 may be uniform, or the occupied area ratio should increase as the distance from the light source LS increases so that the brightness does not decrease. good too.
  • the occupied area ratio of the internal space 64 is uniform.
  • the first antireflection layer 40A has a single dielectric layer having a refractive index lower than that of the light guide layer 10, or a multi-layer laminate composed of a plurality of dielectric layers having different refractive indices. .
  • the first antireflection layer 40A suppresses Fresnel reflection of light directed toward the first emission surface at the interface between the first base material layer 30A and the first antireflection layer 40A.
  • the Fresnel reflectance is suppressed to 3% or less by the first antireflection layer 40A.
  • Irradiation light LRa emitted from the first emission surface is emitted from the light source LS, propagates through the light guide layer 10, is totally reflected by the first inclined surface ISa of the internal space 64, and It is light passing through the material layer 30A and the first antireflection layer 40A.
  • the illumination light LRa can be refracted according to the refractive index of the material forming the interface when passing through the interface.
  • the second antireflection layer 40B has the same configuration as the first antireflection layer 40A.
  • the second antireflection layer 40B suppresses Fresnel reflection of the reflected light LRb at the interface between the second base material layer 30B and the second antireflection layer 40B.
  • the Fresnel reflectance is suppressed to 3% or less by the second antireflection layer 40B.
  • the reflected light LRb emitted from the second emission surface is light passing through the light guide member 100A.
  • the reflected light LRb can be refracted according to the refractive index of the material forming the interface when passing through the interface.
  • the first base material layer 30A is adhered to the first main surface of the light guide layer 10 by the adhesive layer 52, and shaped by the adhesive layer 54 to the second main surface of the light guide layer 10.
  • a film 62 is adhered.
  • the second base material layer 30B and the shaped film 62 are further bonded together by the adhesive layer 56 that forms the direction changing layer 60 together with the shaped film 62 .
  • the light guide layer 10 and the base layers 30A, 30B may be transparent substrates or films.
  • the refractive indices of the light guide layer 10, the base layers 30A and 30B, the adhesive layers 52, 54 and 56 and the shaped film 62 are designed to be substantially equal to each other.
  • the lighting device 100A_L is transparent, and may have, for example, a visible light transmittance of 60% or more and a haze value of less than 30%.
  • the visible light transmittance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more.
  • the haze value is preferably less than 10%, more preferably 5% or less. Since the light guide member 100A according to the embodiment of the present invention has a high visible light transmittance and a low haze value, objects (displays) can be seen through the light guide member 100A.
  • light with a wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less is defined as visible light.
  • Visible light transmittance and haze value can be measured using, for example, a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory: trade name HM-150).
  • the design of the appearance including the object 70 and the illumination device 100A_L is not degraded.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the lighting device 100A_L.
  • the plurality of internal spaces 64 are discretely arranged, for example, in the light guide direction (Y direction) of the light guide layer 10 and in the direction (X direction) orthogonal to the light guide direction.
  • the size of the internal space 64 (length L, width W: see FIGS. 3A and 3B)
  • the length L is preferably 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less
  • the width W is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the height H is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the plurality of internal spaces 64 are discretely arranged in the light guide direction (Y direction) of the light guide layer 10 and in the direction (X direction) orthogonal to the light guide direction.
  • the plurality of internal spaces 64 can be discretely arranged in the light guide direction (Y direction) of the light guide layer 10 and in a direction intersecting the light guide direction.
  • the discrete arrangement of the internal spaces 64 can be appropriately set according to the shape of the light guide layer 10, the required light distribution, and the like.
  • the Y direction is referred to as the light guide direction
  • light having a component in the Y direction (not zero) propagates in the Y direction. to The same applies to other directions. That is, light propagating in the -Y direction includes all light having a -Y direction component (not zero).
  • the plurality of internal spaces 64 are discretely arranged, for example, in the light guide direction and in a direction intersecting the light guide direction.
  • the discrete arrangement of the plurality of internal spaces 64 helps to reduce the area occupied by the internal spaces 64 to obtain high transmittance and/or low haze values.
  • the discrete arrangement may or may not have periodicity (regularity) in at least one direction.
  • a plurality of internal spaces 64 having substantially the same shape and convex curved surfaces in the same direction are arranged in the light guiding direction (Y direction) of the light guide layer 10 and perpendicular to the light guiding direction.
  • the pitch Px is preferably, for example, 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less
  • the pitch Py is, for example, preferably 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the plurality of internal spaces 64 are arranged with a half pitch shift in each of the Y direction and the X direction.
  • Px is 200 ⁇ m and Py is 100 ⁇ m.
  • the first inclined surface ISa forms a curved surface convex toward the light source LS.
  • the light source LS is, for example, an LED device, and a plurality of LED devices are arranged in the X direction along the light receiving portion of the light guide layer 10 . Since the light emitted from each of the plurality of LED devices spreads in the Y direction, it is preferable that the first inclined surface ISa has a curved surface convex toward the light source LS side. acts uniformly on
  • FIGS. 3A, 3B and 3C show a schematic cross-sectional view of the internal space 64
  • FIG. 3B shows a schematic plan view of the internal space 64
  • FIG. 3C shows a schematic plan view showing variations of the internal space 64. .
  • the cross-sectional shape of the internal space 64 is, for example, triangular.
  • the inclination angle ⁇ a of the first inclined surface ISa on the light source side (light incident side) is, for example, 10° or more and 70° or less. If the inclination angle ⁇ a is less than 10°, the light utilization efficiency may be low, and if it exceeds 70°, processing may be difficult. Further, the inclination angle ⁇ b of the second inclined surface ISb opposite to the first inclined surface ISa is, for example, 50° or more and 100° or less.
  • the tilt angle ⁇ b is less than 50°, the amount of light in undesired directions may increase, and if it exceeds 100°, similarly, the amount of light in undesired directions may increase.
  • the inclination angle ⁇ a of the first inclined surface ISa is set to, for example, , 20° or more and 50° or less, and the inclination angle ⁇ b of the second inclined surface ISb is preferably, for example, 70° or more and 90° or less.
  • the inclination angle ⁇ a of the first inclined surface ISa is 40°
  • the inclination angle ⁇ b of the second inclined surface ISb is 70°.
  • the length L of the internal space 64 is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. and the width W is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. The length L is, for example, twice the width W or more.
  • the height H is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the planar shape of the internal space can be characterized by the length L and width W.
  • the length L of the internal space 64 is 80 ⁇ m
  • the width W is 20 ⁇ m
  • the height H is 10 ⁇ m.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a lighting device 100B_L according to another embodiment of the invention.
  • lighting device 100B_L differs from lighting device 100A_L shown in FIG.
  • differences from the lighting device 100A_L shown in FIG. 1 will be mainly described.
  • the light guide member 100B includes the low refractive index layer 20 and the third base material layer 30B between the light guide layer 10 and the second antireflection layer 40B, more specifically between the shaped film 62 and the second base material layer 30B. It has a base material layer 30C.
  • the third base material layer 30C having the low refractive index layer 20 formed thereon is arranged on the second main surface side of the light guide layer 10 .
  • the low refractive index layer 20 has a refractive index lower than the refractive index of the light guide layer 10 and the refractive index of the shaping film 62 .
  • the shaping film 62 and the third base material layer 30C are adhered by the adhesive layer 56, and the low refractive index layer 20 and the second base material layer 30B are adhered by the adhesive layer 58. ing.
  • the illumination device 100A_L shown in FIG. 1 that does not have the low refractive index layer 20, although not shown, light is emitted from the light source LS and enters the interface between the second antireflection layer 40B and air at an angle equal to or greater than the critical angle. The light is totally reflected and directed to the shaped film 62 . If the top surface of the second antireflection layer 40B is dirty, total reflection may not occur in the dirty portion. As a result, problems such as leakage of light from the soiled portion and/or a change in the distribution of light propagating in the light guide member occur.
  • the interface between the third base material layer 30C and the low refractive index layer 20 propagates in the shaping film 62 and can totally reflect the light incident on the interface. become an interface. Such light is not affected by the state of the interface between the second antireflection layer 40B and air. Therefore, the low refractive index layer 20 can improve the antifouling property of the second exit surface of the lighting device 100B_L.
  • the first irradiation light LRa1 and the first reflected light LRb1 shown in FIG. 4 are the same as the irradiation light LRa and the reflected light LRb shown in FIG. 1, respectively.
  • the second irradiation light LRa2 shown in FIG. 4 is emitted from the light source, totally reflected at the interface between the third base material layer 30C and the low refractive index layer 20, totally reflected at the first inclined surface ISa of the internal space 64, It is light that passes through the light guide layer 10, the first base material layer 30A, and the first antireflection layer 40A.
  • the second reflected light LRb2 shown in FIG. 4 is reflected light generated by irradiating the object 70 with the second irradiation light LRa2, and is reflected light passing through the illumination device 100B_L.
  • the light emitted from the light source and totally reflected at the interface between the second antireflection layer 40B and the air can be directed toward the first emission surface by the light distribution control structure.
  • the light emitted from the light source and totally reflected at the interface between the third base material layer 30C and the low refractive index layer 20 can be more efficiently directed to the first emission surface side. . Therefore, in the illumination device 100B_L shown in FIG. 4, the amount of reflected light emitted from the second emission surface can be increased more than in the illumination device 100B_L shown in FIG.
  • the lighting device 100B_L shown in FIG. 4 is transparent like the lighting device 100A_L shown in FIG. obtain. Since the illumination device 100B_L is transparent, the design of the appearance including the object 70 and the illumination device 100B_L is not degraded.
  • the refractive index of the constituent elements shown below refers to the refractive index measured with an ellipsometer at a wavelength of 550 nm.
  • the lighting device of Example 1 has substantially the same structure as the lighting device 100A_L shown in FIG.
  • the light source of Example 1 includes 18 LED devices (Nichia Model No. NS2W266G-HG) arranged at intervals of 6 mm (center-to-center distance between adjacent LEDs) along the light receiving portion.
  • the luminous flux of light emitted from each LED was 16.3 lm (20 mA), and the light distribution angle was 120° (the angle at which the brightness intensity is halved).
  • the light guide member of Example 1 comprises a first antireflection layer/first base material layer/acrylic adhesive layer/acrylic plate/acrylic adhesive layer/concavo-convex shaping film/polyester adhesive layer/second substrate It has a laminated structure consisting of a material layer/second antireflection layer.
  • the concave-convex shaped film was made of PMMA.
  • the light guide member had a width of 120 mm and a length of 170 mm. Table 1 shows the refractive index and thickness of each component other than the first and second base layers and the first and second antireflection layers contained in the light guide member of Example 1.
  • the substrate layer is a TAC film
  • the antireflection layer has a laminate structure consisting of a hard coat layer/low refractive layer in order from the side closest to the TAC film.
  • the hard coat layer was made of acrylic and the low refractive index layer was made of hollow silica.
  • Table 2 shows the refractive index and thickness of each component contained in the laminate consisting of the substrate layer and the antireflection layer of Example 1.
  • the light guide member of Example 1 can be produced by a known method.
  • the lighting device of Example 2 has substantially the same structure as the lighting device 100B_L shown in FIG.
  • a third base layer between the polyester adhesive layer of Example 1 and the second base layer, a third base layer, a low refractive index layer and an acrylic It has the same configuration as the lighting device of Example 1 except that it has a base adhesive layer.
  • the third base material layer was an acrylic film, and the low refractive index layer was made of porous silica.
  • Table 3 shows the refractive indices and thicknesses of the third base material layer, the low refractive index layer and the acrylic adhesive layer of Example 2.
  • the light guide member of Example 2 can be produced by a known method.
  • a microlens sheet having prisms formed on one surface and a flat surface on the other surface was arranged. .
  • the microlens sheet has both a function as a light guide layer and a light extraction function.
  • the surface on which the object is placed is flat, and the opposite surface is processed to form a plurality of prisms (recesses) two-dimensionally.
  • a plurality of prisms of the microlens sheet were arranged at a pitch of 300 ⁇ m, and each prism had a height of 8 ⁇ m and a diameter of 30 ⁇ m.
  • the lighting device of Comparative Example 1 has the same structure as the lighting device of Example 1 except for the structure of the microlens sheet.
  • the microlens sheet had a refractive index of 1.51 and a thickness of 500 ⁇ m.
  • the object is a piece of paper printed with "The Great Wave off Kanagawa" from Katsushika Hokusai's "Thirty-six Views of Mt. Fuji".
  • the lighting devices of Examples 1 and 2 and the Comparative Example were placed over the object.
  • 5A-5C are photographs of objects viewed through the illumination devices of Examples 1 and 2 and the Comparative Example, respectively.
  • FIG. 5A in the lighting device of Example 1, a sufficient amount of light was obtained from the second emission surface, and the object was sufficiently visible.
  • FIG. 5A in the lighting device of Example 1 a sufficient amount of light was obtained from the second emission surface, and the object was sufficiently visible.
  • the inventor compared the angular dependence of the intensity of light emitted from the second emission surface between the lighting device of Example 1 and the lighting device of the comparative example.
  • the angular dependence of the intensity of the emitted light showed a clear single peak with a maximum intensity at an angle of 3° and a full width at half maximum of about 15°.
  • the single peak is due to the reflected light LRb that has passed through the object 70 as shown in FIG.
  • the angular dependence of the intensity of the emitted light has a relatively low peak where the intensity is maximum at an angle of around 10°, and a relatively low intensity in the angle range of 60° or more. It showed a relatively high peak with a maximum. Relatively low peaks are due to reflected light that has passed through the object, and relatively high peaks are due to leaked light that has not passed through the object.
  • the relatively low peak maximum in the lighting device of Comparative Example 1 was about 1 ⁇ 5 of the clear single peak maximum in the lighting device of Example 1.
  • the lighting device according to the embodiment of the present invention can improve the visibility of an object more than the conventional lighting device.
  • the lighting device according to the embodiment of the present invention is not limited to the above examples, and can be modified in various ways.
  • 6A and 6B show an example of a lighting device having a light distribution control structure similar to that of the lighting device 100A_L shown in FIG.
  • the lighting device 100A1_L shown in FIG. 6A differs from the lighting device 100A_L shown in FIG. 1 in that it has a hard coat layer 80 instead of the second antireflection layer 40B.
  • the hard coat layer 80 may have a pencil hardness of H or higher, for example.
  • the hard coat layer 80 can improve the scratch resistance of the second emission surface of the lighting device 100A1_L.
  • the second exit surface is the surface of the hard coat layer 80 opposite to the light guide layer 10 .
  • the second exit surface is located on the opposite side of the first exit surface facing the object 70 and may be touched by an observer or collided with an object. Even in such a case, it is possible to prevent the second emission surface of the lighting device 100A1_L from being scratched.
  • the lighting device 100A2_L shown in FIG. 6B is different from the lighting device 100A_L shown in FIG. is different.
  • the light guide layer 10 and the fourth base layer 30D are adhered by the adhesive layer 52
  • the low refractive index layer 22 and the first base layer 30A are adhered by the adhesive layer 58.
  • the low refractive index layer 22 can improve the antifouling property of the first emission surface of the lighting device 100A2_L.
  • the hard coat layer 80 may be substituted for the second antireflection layer 40B shown in FIG. 6B.
  • the hard coat layer 80 shown in FIG. 6A and the low refractive index layer 22 shown in FIG. 6B can also be applied to lighting devices 100B_L according to other embodiments of the present invention.
  • a shaping film for forming an internal space can be manufactured, for example, as follows.
  • a concave-convex shaped film was produced according to the method described in JP-T-2013-524288. Specifically, the surface of a polymethyl methacrylate (PMMA) film is coated with lacquer (Fine Cure RM-64 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), an optical pattern is embossed on the film surface containing the lacquer, and then the lacquer is applied. was cured to produce the desired concave-convex shaped film.
  • the unevenness-imparting film had a total thickness of 130 ⁇ m and a haze of 0.8%.
  • the light guide layer 10 is made of a known material with high visible light transmittance.
  • the light guide layer 10 is made of, for example, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), a polycarbonate (PC) resin, a cycloolefin resin, or glass (for example, quartz glass, alkali-free glass, or borosilicate glass). be.
  • the refractive index n GP of the light guide layer 10 is, for example, 1.40 or more and 1.80 or less.
  • the thickness of the light guide layer 10 can be appropriately set according to the application.
  • the thickness of the light guide layer 10 is, for example, 0.05 mm or more and 50 mm or less.
  • the thickness of the base layers 30A, 30B, 30C, and 30D is, for example, 1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 80 ⁇ m.
  • the refractive indices of the base material layers 30A, 30B, 30C, and 30D are each independently preferably 1.40 or more and 1.70 or less, more preferably 1.43 or more and 1.65 or less.
  • the thicknesses of the adhesive layers 52, 54, 56, and 58 are each independently, for example, 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, preferably 0.3 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the refractive indices of the adhesive layers 52, 54, 56 and 58 are each independently preferably 1.42 or more and 1.60 or less, more preferably 1.47 or more and 1.58 or less.
  • the refractive index of the adhesive layers 52, 54, 56, and 58 is preferably close to the refractive index of the light guide layer 10 or the shaping film 62 with which it is in contact, and the absolute value of the refractive index difference is 0.2 or less. is preferably
  • the adhesive layer 56 can adhere without filling the concave portions 64 on the surface of the shaping film 62 .
  • the adhesive described in International Publication No. 2021/167090, International Publication No. 2021/167091, or Japanese Patent Application No. 2021-025496 by the present applicant is preferably used. can be done. The entire disclosure of these applications is incorporated herein by reference.
  • the polyester-based adhesive described in International Application PCT/JP2022/004554 is preferred.
  • the antireflection layers 40A and 40B may be single low refractive index layers, but are preferably alternate laminates of high refractive index layers and low refractive index layers.
  • the high refractive index layer has, for example, a refractive index of 1.9 or more, preferably 2.0 or more.
  • high refractive index materials include titanium oxide, niobium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and antimony-doped tin oxide (ATO). Among them, titanium oxide or niobium oxide is preferable.
  • the low refractive index layer has, for example, a refractive index of 1.6 or less, preferably 1.5 or less.
  • low refractive index materials include silicon oxide, titanium nitride, magnesium fluoride, barium fluoride, calcium fluoride, hafnium fluoride, and lanthanum fluoride.
  • silicon oxide is preferred.
  • a medium refractive index layer having a refractive index of about 1.6 to 1.9 may be provided in addition to the low refractive index layer and the high refractive index layer.
  • the film thicknesses of the high refractive index layer and the low refractive index layer are each about 5 nm or more and 200 nm or less, preferably about 15 nm or more and 150 nm or less.
  • the film thickness of each layer may be designed so that the reflectance of visible light is reduced according to the refractive index, lamination structure, and the like.
  • the antireflection layers 40A and 40B are preferably laminated on the hard coat layer via a primer layer.
  • materials constituting the primer layer include metals such as silicon, nickel, chromium, tin, gold, silver, platinum, zinc, titanium, tungsten, aluminum, zirconium, and palladium; alloys of these metals; oxides, fluorides, sulfides or nitrides; Among them, the material of the primer layer is preferably an oxide, and particularly preferably silicon oxide.
  • the primer layer is preferably an inorganic oxide layer with less than stoichiometric oxygen content.
  • silicon oxide represented by the composition formula SiO x (0.5 ⁇ x ⁇ 2) is preferable.
  • the thickness of the primer layer is, for example, about 1 nm or more and 20 nm or less, preferably 3 nm or more and 15 nm or less.
  • the method of forming the thin films that constitute the antireflection layers 40A and 40B is not particularly limited, and either a wet coating method or a dry coating method may be used.
  • a dry coating method such as vacuum deposition, CVD, sputtering, or electron beam deposition is preferable because a thin film having a uniform thickness can be formed.
  • the sputtering method is preferable because it is excellent in uniformity of film thickness and easy to form a dense film.
  • the antireflection layer described in JP-A-2020-52221 can be preferably used.
  • the entire disclosure of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-52221 is incorporated herein by reference.
  • the antireflection layers 40A and 40B do not have to have the above-described single low refractive index layer or the alternate laminate of high refractive index layers and low refractive index layers.
  • the antireflection layers 40A and 40B may have a so-called moth-eye structure.
  • the antireflection layers 40A and 40B may be made of a material having voids, like the low refractive index layers 20 and 22 described below.
  • the refractive indices n L1 of the low refractive index layers 20 and 22 are each independently, for example, preferably 1.30 or less, more preferably 1.20 or less, and even more preferably 1.15 or less.
  • the low refractive index layers 20 and 22 are preferably solid, and preferably have a refractive index of, for example, 1.05 or more.
  • the difference between the refractive index of the light guide layer 10 and the refractive index layers of the low refractive index layers 20 and 22 is preferably 0.20 or more, more preferably 0.23 or more, and still more preferably 0.25 or more. is.
  • the low refractive index layers 20, 22 having a refractive index of 1.30 or less can be formed using, for example, a porous material.
  • the thicknesses of the low refractive index layers 20 and 22 are each independently, for example, 0.3 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the porosity is preferably 35% by volume or more, more preferably 38% by volume or more, and particularly preferably 40% by volume or more. . Within such a range, a low refractive index layer having a particularly low refractive index can be formed.
  • the upper limit of the porosity of the low refractive index layer is, for example, 90% by volume or less, preferably 75% by volume or less. Within such a range, a low refractive index layer having excellent strength can be formed.
  • the porosity is a value calculated by Lorentz-Lorenz's formula from refractive index values measured by an ellipsometer.
  • the low refractive index layer for example, a low refractive index layer having voids disclosed in Patent Document 3 can be used.
  • the low refractive index layer having voids is a porous body formed by directly chemically bonding particles (for example, microporous particles) to each other.
  • the particles constituting the low refractive index layer having voids may be bonded together via a small amount (for example, the mass of the particles or less) of one component of the binder.
  • the porosity and refractive index of the low refractive index layer can be adjusted by the particle size, particle size distribution, etc. of the particles forming the low refractive index layer.
  • Methods for obtaining a low refractive index layer having voids include, for example, JP-A-2010-189212, JP-A-2008-040171, JP-A-2006-011175, International Publication No. 2004/113966, and their Methods described in ref. All of the disclosures of JP-A-2010-189212, JP-A-2008-040171, JP-A-2006-011175, and International Publication No. 2004/113966 are incorporated herein by reference.
  • a silica porous material can be preferably used as the low refractive index layer having voids.
  • a silica porous body is produced, for example, by the following method. a silicon compound; hydrolyzable silanes and/or silsesquioxane, and a method of hydrolyzing and polycondensing at least one of its partial hydrolyzate and dehydration condensate; porous particles and/or hollow fine particles; method, method of generating an airgel layer using the springback phenomenon, pulverizing the gel-like silicon compound obtained by the sol-gel method, and chemically pulverizing the resulting pulverized microporous particles with a catalyst or the like. and a method using a combined pulverized gel.
  • the low refractive index layer is not limited to the porous silica material, nor is the manufacturing method limited to the exemplified manufacturing method, and may be manufactured by any manufacturing method.
  • the porous layer is not limited to the silica porous body, and the manufacturing method is not limited to the exemplified manufacturing method, and may be manufactured by any manufacturing method.
  • Silsesquioxane is a silicon compound having (RSiO 1.5 , R is a hydrocarbon group) as a basic structural unit, and is strictly different from silica having SiO 2 as a basic structural unit.
  • a porous material containing silsesquioxane as a basic structural unit is also referred to herein as a silica porous material or a silica-based porous material, since it has a network structure crosslinked with silica in common.
  • the silica porous body can be composed of microporous particles of a gel-like silicon compound bonded together.
  • pulverized bodies of the gelled silicon compound can be mentioned.
  • the silica porous body can be formed, for example, by coating a base material with a coating liquid containing a pulverized gel-like silicon compound.
  • the pulverized gel-like silicon compound can be chemically bonded (for example, siloxane bond) by the action of a catalyst, light irradiation, heating, or the like.
  • the hardness HH1 of the hard coat layer 80 is, for example, preferably a pencil hardness of H or higher, more preferably 2H or higher, and more preferably 4H or higher.
  • the upper limit of the hardness HH1 of the hard coat layer 80 is not particularly limited, but is preferably 6H or less in pencil hardness, more preferably 5H or less.
  • Pencil hardness is measured by a method conforming to JIS K 5400 "Pencil Hardness Test".
  • the thickness of each hard coat layer 80 is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably 2 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and still more preferably 3 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. If the thickness of the hard coat layer 80 is within this range, it has good scratch resistance.
  • the hard coat layer 80 can be made of any suitable material as long as it satisfies the above properties.
  • the hard coat layer 80 is, for example, a cured layer of thermosetting resin or ionizing radiation (eg, visible light, ultraviolet) curable resin.
  • curable resins include acrylates such as urethane (meth)acrylate, polyester (meth)acrylate and epoxy (meth)acrylate, silicon resins such as polysiloxane, unsaturated polyesters, and epoxy resins.
  • the hard coat layer 80 can be formed, for example, by applying a material containing a solvent and a curable compound to the surface of the target substrate and curing the material. Details of the hard coat layer suitably used as the hard coat layer 80 are described, for example, in JP-A-2011-237789. The entire disclosure of JP-A-2011-237789 is incorporated herein by reference.
  • Light guide members for lighting devices and lighting devices according to embodiments of the present invention can be used, for example, to illuminate paintings displayed in dark rooms of museums, posters and advertisements on streets at night, and reflective displays and electronic paper. can do.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The light guide member for a lighting device and the lighting device according to the embodiment of the present invention can provide new uses that combine practicality and design.

Landscapes

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Abstract

第１出射面と、第２出射面とを有する照明装置用導光部材は、光源から出射された光を受ける受光部と、第１出射面側の第１主面と、第２出射面側の第２主面とを有する導光層（１０）と、複数の内部空間（６４）を有する配光制御構造とを有し、複数の内部空間（６４）のそれぞれは、導光層（１０）内を伝搬する光の一部を内部全反射によって第１出射面側に向ける第１傾斜面（ＩＳａ）を有し、複数の内部空間（６４）は、導光層（１０）の導光方向および導光方向に交差する方向に離散的に配置されており、第１出射面は、対象物（７０）を照射するための照射光を出射し、第２出射面は、照射光で対象物（７０）を照射することによって生じる反射光であって、導光層（１０）を通過する反射光を出射する。

Description

照明装置用導光部材および照明装置
　本発明は照明装置用導光部材および照明装置に関し、特に、光源と導光層とを備えるシート状の照明装置用導光部材および照明装置に関する。ここで、「シート状」は、板状またはフィルム状を含む意味に用い、シートの剛性（柔軟性）および厚さを問わない。なお、シート状の照明装置は、ロール状など種々の形態で使用され得る。
　光源と導光層とを備えるシート状の照明装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトまたはフロントライトに用いられている。また、近年、ＬＥＤ照明に代表される次世代半導体照明（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｌｉｇｈｔｉｎｇ：ＳＳＬ）の利用が進んでいる。例えば建築部材と照明装置とを組み合わせることによって、例えば、アーキテイメント照明（Ａｒｃｈｉｔａｉｎｍｅｎｔ　Ｌｉｇｈｔｉｎｇ）と呼ばれる、意匠性または娯楽性に富む照明が提案されつつある。
　例えば、特許文献１には、板状の透明基材の端部に光源を有し、夜間等の照明時には光源から出射され透明基材内を導光した光を透明基材の片面から出射する照明装置として機能し、昼間等の非照明時には透明窓として機能する、片面照明兼用窓が開示されている。また、特許文献２から５には、エアキャビティ（内部空間）の界面による全反射を利用する配光構造を有するシート状の照明装置が開示されている。特許文献２から５の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
国際公開第２０１９／１０２９５９号 国際公開第２０１９／１８２０９１号 国際公開第２０１９／１４６６２８号 国際公開第２０１１／１２４７６５号 国際公開第２０１９／０８７１１８号
　美術館の暗い部屋に展示される絵画を、外観の意匠性を低下させることなく照明するニーズがある。絵画のような対象物の照明にはスポットライトを用いるのが一般的である。しかし、スポットライトを用いると、対象物およびスポットライトを含めた外観の意匠性が低下するという課題がある。さらに、観察者が対象物とスポットライトとの間に位置すると、観察者の影が対象物に投影されてしまうという課題がある。
　そこで、本発明の目的は、対象物の前面に配置することができ、対象物を照射するための光を出射する透明な照明装置およびそのような照明装置に好適に用いられる照明装置用導光部材を提供することにある。
　本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。
［項目１］
　第１出射面と、前記第１出射面とは反対側の第２出射面とを有する照明装置用導光部材であって、
　光源から出射された光を受ける受光部と、
　前記第１出射面側の第１主面と、前記第２出射面側の第２主面とを有する導光層と、
　複数の内部空間を有する配光制御構造と
を有し、
　前記複数の内部空間のそれぞれは、前記導光層内を伝搬する光の一部を内部全反射によって前記第１出射面側に向ける第１傾斜面と、前記第１傾斜面とは反対側の第２傾斜面とを有し、前記複数の内部空間は、前記導光層の導光方向および前記導光方向に交差する方向に離散的に配置されており、
　前記第１出射面は、対象物を照射するための照射光を出射し、
　前記第２出射面は、前記照射光で前記対象物を照射することによって生じる反射光であって、前記導光層を通過する反射光を出射する、照明装置用導光部材。
［項目２］
　前記第１傾斜面の傾斜角度θａは２０°以上５０°以下であり、
　前記第２傾斜面の傾斜角度θｂは７０°以上９０°以下である、項目１に記載の照明装置用導光部材。
［項目３］
　前記配光制御構造は、前記導光層の前記第１主面側または前記第２主面側に設けられた方向変換層に形成されている、項目１または２に記載の照明装置用導光部材。
［項目４］
　前記導光層の前記第１主面に対する前記法線方向から見たときの、前記導光層の面積に占める前記複数の内部空間の面積の割合は８０％以下である、項目１から３のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目５］
　前記導光層の前記第１主面に対する法線方向から見たとき、前記第１傾斜面は前記光源側に凸な曲面を形成している、
項目１から４のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目６］
　前記第１出射面から出射される前記照射光は、第１の配光分布を有し、
　前記第１の配光分布において強度の最も大きい光線を第１主光線とすると、
　前記第１主光線の前記第１出射面に対する法線からの極角θ１は、０°以上４０°以下である、項目１から５のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目７］
　前記第２出射面は、前記導光層内を伝搬し、前記対象物を経由しない光であって、第２の配光分布を有する光を出射し、
　前記第２の配光分布において強度の最も大きい光線を第２主光線とすると、
　前記第２主光線の前記第２出射面に対する法線からの極角θ２は、４０°以上８５°以下である、項目１から６のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目８］
　前記導光層の前記第１主面側に配置された第１反射防止層を有する、項目１から７のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目９］
　前記導光層の前記第２主面側に配置された第２反射防止層を有する、項目１から８のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目１０］
　前記導光層と前記第２反射防止層との間に、前記導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層を有する、項目９に記載の照明装置用導光部材。
［項目１１］
　可視光透過率が６０％以上であり、ヘイズ値が３０％未満である、項目１から１０のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
［項目１２］
　項目１から１１のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材と、
　前記受光部に向けて光を出射する光源と
を備える、照明装置。
　本発明の実施形態によると、例えば、対象物および照明装置を含めた外観の意匠性が低下せず、観察者がどの位置にいても、観察者の影が対象物に投影されないという効果を得ることができる。
本発明の実施形態による照明装置１００Ａ＿Ｌの模式的な断面図である。 照明装置１００Ａ＿Ｌの模式的な平面図である。 照明装置１００Ａ＿Ｌが有し得る内部空間６４の模式的な断面図である。 内部空間６４の模式的な平面図である。 内部空間６４のバリエーションを示す模式的な平面図である。 本発明の他の実施形態による照明装置１００Ｂ＿Ｌの模式的な断面図である。 実施例１の照明装置を介して見た対象物の写真である。 実施例２の照明装置を介して見た対象物の写真である。 比較例の照明装置を介して見た対象物の写真である。 本発明による実施形態の他の照明装置１００Ａ１＿Ｌの模式的な断面図である。 本発明による実施形態のさらに他の照明装置１００Ａ２＿Ｌの模式的な断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態による照明装置用導光部材および照明装置を説明する。本発明の実施形態による照明装置用導光部材および照明装置は、以下で例示するものに限定されない。
　図１に、本発明の実施形態による照明装置１００Ａ＿Ｌの模式的な断面図を示す。照明装置１００Ａ＿Ｌは、互いに反対方向を向く２つの出射面を有するシート状の照明装置である。照明装置１００Ａ＿Ｌは、対象物７０の前面に配置することができる。照明装置１００Ａ＿Ｌおよび対象物７０は、隙間をあけて配置してもよいし、互いに接触するように配置してもよい。照明装置１００Ａ＿Ｌと対象物７０との対向距離は、例えば０ｃｍ以上１００ｃｍ以下であり、より好ましくは５０ｃｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｃｍ以下であり得る。対象物７０は、例えば絵画、ポスター、広告、反射型ディスプレイまたは電子ペーパであり得る。
　照明装置１００Ａ＿Ｌは、対象物７０を照射するための照射光ＬＲａを出射する第１出射面（図１中下）と、照射光ＬＲａで対象物７０を照射することよって生じる反射光ＬＲｂであって、照明装置１００Ａ＿Ｌを通過する反射光ＬＲｂを出射する第２出射面（図１中上）とを有している。第２出射面からは、反射光ＬＲｂとは異なる光ＬＲｃも出射されるが、この光ＬＲｃについては後述する。照射光ＬＲａは図１中－Ｚ方向側に出射され、反射光ＬＲｂはＺ方向側に出射される。反射光ＬＲｂが第２出射面側にいる観察者の目に入ることにより、観察者は対象物７０を視認することができる。スポットライトを用いて対象物７０を照明する構成とは異なり、観察者がどの位置にいても、観察者の影が対象物７０に投影されることはない。スポットライトを用いる構成では、対象物７０の近くにスポットライトを設置できる場所が必要であり、対象物７０を配置する場所は限られる。これに対して、照明装置１００Ａ＿Ｌは対象物７０の前面に配置できるので、対象物７０を配置する場所の自由度が高くなる。
　照明装置１００Ａ＿Ｌは、光源ＬＳと、光源ＬＳから出射された光を受け、その光をＹ方向に伝搬させるとともに、－Ｚ方向に出射させる導光部材１００Ａとを有している。導光部材１００Ａは、光源ＬＳから出射された光を受ける受光部と、第１出射面側の第１主面と、第２出射面側の第２主面とを有する導光層１０と、複数の内部空間６４を有する配光制御構造とを有している。受光部は、例えば、導光層１０の光源ＬＳ側の受光側面であり得る。導光部材１００Ａは、さらに、導光層１０の第１主面側に接着剤層５２および第１基材層３０Ａを介して配置された第１反射防止層４０Ａと、導光層１０の第２主面側に接着剤層５６および第２基材層３０Ｂを介して配置された第２反射防止層４０Ｂとを有している。導光部材１００Ａの製造では、第１反射防止層４０Ａが形成された第１基材層３０Ａが、接着剤層５２を介して導光層１０の第１主面側に配置される。同様に、第２反射防止層４０Ｂが形成された第２基材層３０Ｂが、接着剤層５６を介して導光層１０の第２主面側に配置される。照明装置１００Ａ＿Ｌの第１出射面は、第１反射防止層４０Ａの導光層１０とは反対側の表面であり、第２出射面は、第２反射防止層４０Ｂの導光層１０とは反対側の表面である。
　複数の内部空間６４のそれぞれは、導光層１０内を伝搬する光の一部を内部全反射（ＴＩＲ）によって第１出射面側に向ける第１傾斜面ＩＳａと、第１傾斜面ＩＳａとは反対側の第２傾斜面ＩＳｂとを有している。
　導光部材１００Ａにおいて、複数の内部空間６４を有する配光制御構造は、導光層１０の第２主面側に接着剤層５４を介して配置された方向変換層６０に形成されている。複数の内部空間６４を有する方向変換層６０は、表面に凹部６４（内部空間６４と同じ参照符号で示す。）を有する賦形フィルム６２と接着剤層５６とによって構成されている。なお、内部空間６４は、この例に限られず、例えば、導光層１０の第１主面側に配置された方向変換層に形成されてもよい。あるいは、導光層１０内に複数の内部空間６４を形成してもよい。
　配光制御構造は、導光層１０内を伝搬する光の８０％以上が第１出射面側に向けられるように構成されている。第１出射面から出射される照射光は、第１の配光分布を有する。第２出射面は、反射光ＬＲｂに加えて、導光層１０内を伝搬し、対象物７０を経由しない漏れ光ＬＲｃを出射する。漏れ光ＬＲｃは、第２の配光分布を有する。第１の配光分布において強度の最も大きい光線を第１主光線とし、第２の配光分布において強度の最も大きい光線を第２主光線とする。例えば、第１主光線の第１出射面に対する法線からの極角θ１は、第２主光線の第２出射面に対する法線からの極角θ２よりも小さい。例えば、極角θ１は０°以上４０°未満である。下限は、５°以上が好ましく、１０°以上がより好ましい。対象物７０の反射率が低い場合、または対象物７０が紙のように照射光を拡散する場合、極角θ１は0°に近づいてもよい。一方、対象物７０の反射率が高い場合、極角θ１が0°であると、観察者は反射光を眩しく感じ、対象物７０の視認性が低下する可能性がある。その場合でも、光源ＬＳから出射される光の量を減らすことによって反射光の眩しさを低減することにより、対象物７０の視認性を向上させることができる。極角θ２は４０°以上８５°未満である。
　指向性が高い照射光ＬＲａで対象物７０を照射することにより、その反射光ＬＲｂが目に入る観察者は対象物７０を鮮明に視認できる。その結果、対象物７０の視認性を向上させることができる。漏れ光ＬＲｃも第２出射面から出射されるが、第２の配向分布の極角θ２が上記の角度範囲にあるので、漏れ光ＬＲｃは観察者の目には入らず、対象物７０の視認性は低下しない。
　導光層１０内を伝搬する光のうち、第１出射面側に向けられる光の割合ならびに第１の配光分布および第２の配光分布は、例えば、内部空間６４の断面形状、平面形状、大きさ、配置密度、分布を調整することによって制御することができる。内部空間６４の断面形状は、ここで例示したように、三角形であるが、これに限られず、台形等であってもよい。
　配光制御構造である複数の内部空間６４は、導光層１０を主面の法線方向から見たときに、導光層１０の面積に占める複数の内部空間６４の面積の割合（占有面積率）は、１％以上８０％以下が好ましく、上限値は、５０％以下がより好ましく、４５％以下がさらに好ましく、高い透過率および／または低いヘイズ値を得るためには、３０％以下が好ましく、１０％以下がさらに好ましく、５％以下がさらに好ましい。例えば、内部空間の占有面積率が５０％のとき、ヘイズ値３０％を得ることができる。なお、内部空間６４の占有面積率は、均一であってもよいし、光源ＬＳからの距離が増大しても輝度が低下しないように、距離の増大につれて、占有面積率が増大するようにしてもよい。ロール・ツー・ロール法またはロール・ツー・シート法で量産するためには、内部空間６４の占有面積率は均一であることが好ましい。
　第１反射防止層４０Ａは、導光層１０の屈折率よりも低い屈折率を有する単一の誘電体層、または屈折率が互いに異なる複数の誘電体層からなる多層積層体を有している。第１反射防止層４０Ａは、第１出射面側に向けられた光が、第１基材層３０Ａと第１反射防止層４０Ａとの界面でフレネル反射されることを抑制する。第１反射防止層４０Ａにより、フレネル反射率は３％以下に抑制される。第１出射面から出射される照射光ＬＲａは、光源ＬＳから出射され、導光層１０内を伝搬し、内部空間６４の第１傾斜面ＩＳａで全反射され、導光層１０、第１基材層３０Ａおよび第１反射防止層４０Ａを通過する光である。もちろん、照射光ＬＲａは、界面を通過する際に、界面を構成する物質の屈折率に応じて屈折され得る。
　第２反射防止層４０Ｂは、第１反射防止層４０Ａと同様の構成を有する。第２反射防止層４０Ｂは、反射光ＬＲｂが第２基材層３０Ｂと第２反射防止層４０Ｂとの界面でフレネル反射されることを抑制する。第２反射防止層４０Ｂにより、フレネル反射率は３％以下に抑制される。第２出射面から出射される反射光ＬＲｂは、導光部材１００Ａを通過する光である。もちろん、反射光ＬＲｂは、界面を通過する際に、界面を構成する物質の屈折率に応じて屈折され得る。
　導光部材１００Ａでは、導光層１０の第１主面に接着剤層５２によって第１基材層３０Ａが接着されており、導光層１０の第２主面に接着剤層５４によって賦形フィルム６２が接着されている。導光部材１００Ａでは、さらに、賦形フィルム６２とともに方向変換層６０を構成する接着剤層５６によって、第２基材層３０Ｂと賦形フィルム６２とが接着されている。導光層１０および基材層３０Ａ、３０Ｂは、透明な基板またはフィルムであってもよい。導光部材１００Ａでは、導光層１０、基材層３０Ａ、３０Ｂ、接着剤層５２、５４、５６および賦形フィルム６２の屈折率は互いにほぼ等しくなるように設計されており、その結果、第１出射面側に向けられた光および反射光ＬＲｂがこれらの構成要素の界面でフレネル反射されることを抑制できる。導光層１０、基材層３０Ａ、３０Ｂ、反射防止層４０Ａ、４０Ｂ、賦形フィルム６２、接着剤層５２、５４、５６の好ましい構成については後述する。
　照明装置１００Ａ＿Ｌは透明であり、例えば、可視光透過率が６０％以上であり、ヘイズ値が３０％未満であるという特徴を有し得る。可視光透過率は７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。ヘイズ値は１０％未満であることが好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。本発明の実施形態による導光部材１００Ａは、高い可視光透過率と、低いヘイズ値とを有するので、導光部材１００Ａを介して物（表示）を見ることができる。ここでは、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光を可視光とする。可視光透過率およびヘイズ値は、例えば、ヘイズメータ（村上色彩技術研究所製：商品名ＨＭ－１５０）を用いて測定することができる。
　照明装置１００Ａ＿Ｌは透明であるので、対象物７０および照明装置１００Ａ＿Ｌを含めた外観の意匠性は低下しない。
　次に、図２を参照して、内部空間６４の平面形状および配置の例を説明する。図２に、照明装置１００Ａ＿Ｌの模式的な平面図を示す。
　図２に示すように、複数の内部空間６４は、例えば、導光層１０の導光方向（Ｙ方向）および導光方向に直交する方向（Ｘ方向）に離散的に配置されている。内部空間６４の大きさ（長さＬ、幅Ｗ：図３Ａ、図３Ｂ参照）は、例えば、長さＬは１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、幅Ｗは１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。また、光取り出し効率の観点から、高さＨ（図３Ａ参照）は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
　ここでは、複数の内部空間６４が、導光層１０の導光方向（Ｙ方向）および導光方向に直交する方向（Ｘ方向）に離散的に配置されている例を示したが、これに限られず、複数の内部空間６４は、導光層１０の導光方向（Ｙ方向）および導光方向と交差する方向に離散的に配置され得る。内部空間６４の離散的な配置は、導光層１０の形状や求められる配光分布等に応じて適宜設定され得る。なお、導光層１０内において光は種々の方向に伝搬するが、Ｙ方向を導光方向といい、Ｙ方向の成分（ゼロでない。）を有する光は、Ｙ方向に伝搬しているということにする。また、他の方向についても同様とする。すなわち、－Ｙ方向に伝搬する光は、－Ｙ方向の成分（ゼロでない。）を有する光をすべて包含する。
　複数の内部空間６４は、例えば、導光方向および導光方向に交差する方向に離散的に配置される。複数の内部空間６４の離散的な配置は、内部空間６４の占有面積率を減少させて高い透過率および／または低いヘイズ値を得るのに役立つ。離散的な配置は、少なくとも１つの方向において周期性（規則性）を有してもよいし、規則性を有しなくてもよい。ただし、量産性の観点からは、複数の内部空間６４が一様に配置されることが好ましい。例えば、図２に示す例では、実質的に同一の形状で同一の方向に凸な曲面を有する複数の内部空間６４が、導光層１０の導光方向（Ｙ方向）および導光方向に直交する方向（Ｘ方向）に離散的に、周期的に全領域に配置されている。このとき、ピッチＰｘは、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、ピッチＰｙは、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。図２に示す例では、複数の内部空間６４は、Ｙ方向およびＸ方向のそれぞれに２分の１ピッチずれて配置されている。後述する実施例１および２において、Ｐｘは２００μｍ、Ｐｙは１００μｍである。
　図２に示すように、導光層１０の第１主面に対する法線方向から見たとき、第１傾斜面ＩＳａは光源ＬＳ側に凸な曲面を形成している。光源ＬＳは、例えばＬＥＤ装置であり、複数のＬＥＤ装置が導光層１０の受光部に沿ってＸ方向に配列されている。複数のＬＥＤ装置のそれぞれから出射される光はＹ方向に対して広がりを有するので、第１傾斜面ＩＳａが光源ＬＳ側に凸な曲面を有している方が、第１傾斜面ＩＳａが光に対して均一に作用する。
　次に、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して、内部空間６４の形状を説明する。図３Ａに、内部空間６４の模式的な断面図を示し、図３Ｂに、内部空間６４の模式的な平面図を示し、図３Ｃに、内部空間６４のバリエーションを示す模式的な平面図を示す。
　図３Ａに示すように、内部空間６４の断面形状は、例えば、三角形である。光源側（光入射側）の第１傾斜面ＩＳａの傾斜角度θａは、例えば、１０°以上７０°以下である。傾斜角度θａが１０°よりも小さいと光の利用効率が低いことがあり、７０°を超えると、加工が困難なことがある。また、第１傾斜面ＩＳａとは反対側の第２傾斜面ＩＳｂの傾斜角度θｂは、例えば、５０°以上１００°以下である。傾斜角度θｂが５０°より小さいと、望ましくない方向への光の量が増加することがあり、１００°を超える場合も同様に、望ましくない方向への光の量が増加することがある。さらに、第１出射面から出射される照射光ＬＲａの量を多く、第２出射面から出射される漏れ光ＬＲｃの量を少なくするためには、第１傾斜面ＩＳａの傾斜角度θａは、例えば、２０°以上５０°以下であることが好ましく、第２傾斜面ＩＳｂの傾斜角度θｂは、例えば、７０°以上９０°以下であることが好ましい。後述する実施例１および２において、第１傾斜面ＩＳａの傾斜角度θａは４０°であり、第２傾斜面ＩＳｂの傾斜角度θｂは７０°である。
　図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、導光層１０の第１主面に対する法線方向から見たときの内部空間６４の平面形状において、内部空間６４の長さＬは１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、幅Ｗは１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。長さＬは、例えば、幅Ｗの２倍以上である。高さＨ（図３Ａ参照）は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。なお、図３Ｂに示す平面形状を有する凹部を有する賦形フィルムを形成する際に、金型の加工精度によって、図３Ｃに示す平面形状を有する凹部が形成されることがある。そのような場合であっても、長さＬおよび幅Ｗによって、内部空間の平面形状を特徴づけることができる。後述する実施例１および２において、内部空間６４の長さＬは８０μｍ、幅Ｗは２０μｍ、高さＨは１０μｍである。
　次に、図４を参照して、本発明の他の実施形態による照明装置用導光部材および照明装置を説明する。図４に、本発明の他の実施形態による照明装置１００Ｂ＿Ｌの模式的な断面図を示す。図４に示すように、照明装置１００Ｂ＿Ｌは、低屈折率層２０を有している点で、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌとは異なる。ここでは、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌとは異なる点を中心に説明する。
　導光部材１００Ｂは、導光層１０と第２反射防止層４０Ｂとの間に、より具体的には賦形フィルム６２と第２基材層３０Ｂとの間に低屈折率層２０および第３基材層３０Ｃを有している。導光部材１００Ｂの製造では、低屈折率層２０が形成された第３基材層３０Ｃが、導光層１０の第２主面側に配置される。低屈折率層２０は導光層１０の屈折率および賦形フィルム６２の屈折率よりも低い屈折率を有する。導光部材１００Ｂでは、賦形フィルム６２と第３基材層３０Ｃとが接着剤層５６によって接着されており、低屈折率層２０と第２基材層３０Ｂとが接着剤層５８によって接着されている。
　低屈折率層２０を有しない図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌでは、図示していないが、光源ＬＳから出射され、臨界角以上の角度で第２反射防止層４０Ｂと空気との界面に入射する光が、全反射されて賦形フィルム６２に向けられる。第２反射防止層４０Ｂの上面が汚れていると、汚れが付着した部分では全反射が起こらないことがある。そうすると、汚れが付着した部分から光が漏れる、および／または、導光部材内を伝搬する光の分布が変化するなどの不具合が生じる。
　これに対して、図４に示す照明装置１００Ｂ＿Ｌでは、第３基材層３０Ｃと低屈折率層２０との界面が、賦形フィルム６２内を伝搬し、当該界面に入射する光を全反射できる界面になる。そのような光は、第２反射防止層４０Ｂと空気との界面の状態に影響されない。したがって、低屈折率層２０は、照明装置１００Ｂ＿Ｌの第２出射面の防汚性を向上させることができる。
　図４に示す第１照射光ＬＲａ１および第１反射光ＬＲｂ１は、それぞれ図１に示した照射光ＬＲａおよび反射光ＬＲｂと同じである。図４に示す第２照射光ＬＲａ２は、光源から出射され、第３基材層３０Ｃと低屈折率層２０との界面で全反射され、内部空間６４の第１傾斜面ＩＳａで全反射され、導光層１０、第１基材層３０Ａおよび第１反射防止層４０Ａを通過する光である。図４に示す第２反射光ＬＲｂ２は、第２照射光ＬＲａ２で対象物７０を照射することによって生じた反射光であって、照明装置１００Ｂ＿Ｌを通過する反射光である。
　図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌでも、光源から出射され、第２反射防止層４０Ｂと空気との界面で全反射された光を配光制御構造によって第１出射面側に向けることができる。図４に示す照明装置１００Ｂ＿Ｌでは、光源から出射され、第３基材層３０Ｃと低屈折率層２０との界面で全反射される光をさらに効率的に第１出射面側に向けることができる。したがって、図４に示す照明装置１００Ｂ＿Ｌでは、図１に示した照明装置１００Ｂ＿Ｌよりも、第２出射面から出射される反射光の量を増加させることができる。
　図４に示す照明装置１００Ｂ＿Ｌは、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌと同様に透明であり、例えば、可視光透過率が６０％以上であり、ヘイズ値が３０％未満であるという特徴を有し得る。照明装置１００Ｂ＿Ｌは透明であるので、対象物７０および照明装置１００Ｂ＿Ｌを含めた外観の意匠性は低下しない。
　以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下に示す構成要素の屈折率は、特に断らない限り、波長５５０ｎｍにおいてエリプソメーターで測定した屈折率をいう。
　＜実施例１＞
　実施例１の照明装置は、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌと実質的に同じ構造を有している。実施例１の光源は、受光部に沿って６ｍｍ間隔（となり合うＬＥＤの中心間距離）で配列された１８個のＬＥＤ装置（日亜化学　型番　ＮＳ２Ｗ２６６Ｇ－ＨＧ）を含む。１個当たりのＬＥＤから出射される光の光束は１６．３ｌｍ（２０ｍＡ）であり、配光角は１２０°（明るさの強度が１／２になる角度）であった。
　実施例１の導光部材は、第１反射防止層／第１基材層／アクリル系接着剤層／アクリル板／アクリル系接着剤層／凹凸賦形フィルム／ポリエステル系接着剤層／第２基材層／第２反射防止層からなる積層構造を有している。凹凸賦形フィルムはＰＭＭＡで形成された。導光部材の幅は１２０ｍｍであり、長さは１７０ｍｍであった。実施例１の導光部材に含まれる第１および第２基材層ならびに第１および第２反射防止層以外の各構成要素の屈折率および厚さを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１の第１基材層および第１反射防止層からなる第１主面側の積層体と、第２基材層および第２反射防止層からなる第２主面側の積層体とは同じ構成を有している。各積層体のうち、基材層はＴＡＣフィルムであり、反射防止層は、ＴＡＣフィルムに近い方から順に、ハードコート層／低屈折層からなる積層構造を有している。ハードコート層はアクリルで形成され、低屈折率層は中空シリカで形成された。実施例１の基材層および反射防止層からなる積層体に含まれる各構成要素の屈折率および厚さを表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１の導光部材は公知の方法で作製することができる。
　＜実施例２＞
　実施例２の照明装置は、図４に示した照明装置１００Ｂ＿Ｌと実質的に同じ構造を有している。実施例２の照明装置は、実施例１のポリエステル系接着剤層と第２基材層との間に、ポリエステル系接着剤層に近い方から順に第３基材層、低屈折率層およびアクリル系接着剤層を有すること以外は、実施例１の照明装置と同じ構成を有している。第３基材層はアクリルフィルムであり、低屈折率層はシリカ多孔体で形成された。実施例２の第３基材層、低屈折率層およびアクリル系接着剤層の屈折率および厚さを表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例２の導光部材は公知の方法で作製することができる。
　＜比較例１＞
　比較例１の照明装置では、実施例１のアクリル板／アクリル系接着剤層／凹凸賦形フィルムの代わりに、一方の面にプリズムが形成され他方の面が平坦なマイクロレンズシートが配置された。マイクロレンズシートは、導光層としての機能と光取り出し機能とを兼ねるものである。また、マイクロレンズシートでは、対象物が配置される側の面が平坦であり、反対側の面を加工して複数のプリズム（凹部）が２次元的に形成されている。マイクロレンズシートの複数のプリズムはピッチ３００μｍで配置されており、各プリズムの高さは８μｍであり、直径は３０μｍであった。マイクロレンズシート以外の構成について、比較例１の照明装置は、実施例１の照明装置と同じ構成を有している。マイクロレンズシートの屈折率は１．５１であり、厚さは５００μｍであった。
　次に、図５Ａから図５Ｃを参照して、実施例１および２ならびに比較例１の照明装置を介して見た対象物の視認性を説明する。対象物は、葛飾北斎の「富嶽三十六景」のうち、「神奈川沖浪裏」を印刷した紙である。対象物の上に、実施例１および２ならびに比較例の照明装置を配置した。図５Ａから図５Ｃは、それぞれ、実施例１および２ならびに比較例の照明装置を介して見た対象物の写真である。図５Ａに示すように、実施例１の照明装置では、第２出射面から十分な光量が得られ、対象物が十分に視認できた。図５Ｂに示すように、実施例２の照明装置では、実施例１の照明装置と比較して、第２出射面からさらに多くの光量が得られ、対象物が全面にわたってさらに鮮明に視認できた。これに対して、図５Ｃに示すように、比較例１の照明装置では、第２出射面から十分な光量が得られず、対象物が部分的にしか視認できなかった。
　さらに、本発明者は、実施例１の照明装置と比較例の照明装置とにおける第２出射面から出射される光の強度の角度依存性を比較した。実施例１の照明装置において、出射光の強度の角度依存性は、３°の角度で強度が極大になり、半値全幅が約１５°である明瞭な単一ピークを示した。当該単一ピークは、図１に示したような対象物７０を経由した反射光ＬＲｂに起因する。実施例１の照明装置では、図１に示したような対象物７０を経由しない漏れ光ＬＲｃはほとんど存在しなかった。実施例１の照明装置では、導光層を伝搬する光の大部分が第１出射面から指向性の高い照射光として出射されることがわかった。
　これに対して、比較例１の照明装置において、出射光の強度の角度依存性は、１０°付近の角度で強度が極大になる相対的に低いピークと、６０°以上の角度範囲において強度が極大になる相対的に高いピークとを示した。相対的に低いピークは対象物を経由した反射光に起因し、相対的に高いピークは対象物を経由しない漏れ光に起因する。比較例１の照明装置における相対的に低いピークの極大値は、実施例１の照明装置における明瞭な単一ピークの極大値の１／５程度であった。比較例１の照明装置では、導光層を伝搬する光の多くが漏れ光として出射されることがわかった。
　以上のように、本発明の実施形態による照明装置は、従来の照明装置よりも、対象物の視認性を向上させることができる。
　本発明の実施形態による照明装置は、上記の例に限られず、種々に改変され得る。図６Ａおよび図６Ｂに、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌと同様の配光制御構造を有する照明装置の例を示す。
　図６Ａに示す照明装置１００Ａ１＿Ｌは、第２反射防止層４０Ｂの代わりにハードコート層８０を有する点で、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌとは異なる。ハードコート層８０の鉛筆硬度は例えばＨ以上であり得る。ハードコート層８０は、照明装置１００Ａ１＿Ｌの第２出射面の耐擦傷性を向上させることができる。第２出射面は、ハードコート層８０の導光層１０とは反対側の表面である。第２出射面は、対象物７０に対向する第１出射面とは反対側に位置し、観察者が触れたり、物体が衝突したりする可能性がある。そのような場合でも、照明装置１００Ａ１＿Ｌの第２出射面に傷が付くことを抑制できる。
　図６Ｂに示す照明装置１００Ａ２＿Ｌは、導光層１０と第１基材層３０Ａとの間に低屈折率層２２および第４基材層３０Ｄを有する点で、図１に示した照明装置１００Ａ＿Ｌとは異なる。図６Ｂに示す照明装置１００Ａ２＿Ｌでは、導光層１０と第４基材層３０Ｄとが接着剤層５２によって接着されており、低屈折率層２２と第１基材層３０Ａとが接着剤層５８によって接着されている。低屈折率層２２は、照明装置１００Ａ２＿Ｌの第１出射面の防汚性を向上させることができる。なお、図６Ｂに示す第２反射防止層４０Ｂをハードコート層８０に置き換えてもよい。
　図６Ａに示すハードコート層８０および図６Ｂに示す低屈折率層２２は、本発明の他の実施形態による照明装置１００Ｂ＿Ｌにも適用することができる。
　本発明の実施形態による照明装置の各構成要素の好ましい例を説明する。
　内部空間を形成するための賦形フィルムは、例えば、以下のようにして製造され得る。特表２０１３－５２４２８８号公報に記載の方法にしたがって凹凸賦形フィルムを製造した。具体的には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）フィルムの表面をラッカー（三洋化成工業社製ファインキュアー　ＲＭ－６４）でコーティングし、当該ラッカーを含むフィルム表面上に光学パターンをエンボス加工し、その後ラッカーを硬化させることによって目的の凹凸賦形フィルムを製造した。凹凸賦形フィルムの総厚さは１３０μｍであり、ヘイズは０．８％であった。
　導光層１０は、可視光に対する透過率が高い公知の材料で形成される。導光層１０は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ガラス（例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス）で形成される。導光層１０の屈折率ｎＧＰは、例えば、１．４０以上１．８０以下である。導光層１０の厚さは用途に応じて適宜設定され得る。導光層１０の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
　基材層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの厚さは、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下であり、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上８０μｍがさらに好ましい。基材層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの屈折率は、それぞれ独立に、１．４０以上１．７０以下が好ましく、１．４３以上１．６５以下がさらに好ましい。
　接着剤層５２、５４、５６、５８の厚さは、それぞれ独立に、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、０．３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。接着剤層５２、５４、５６、５８の屈折率は、それぞれ独立に、好ましくは１．４２以上１．６０以下であり、より好ましくは１．４７以上１．５８以下である。また、接着剤層５２、５４、５６、５８の屈折率は、それが接する導光層１０または賦形フィルム６２の屈折率と近いことが好ましく、屈折率の差の絶対値が０．２以下であることが好ましい。
　接着剤層５６は、賦形フィルム６２の表面の凹部６４を埋めることなく接着できることが好ましい。接着剤層５６の形成に好適な接着剤としては、本出願人による国際公開第２０２１／１６７０９０号、国際公開第２０２１／１６７０９１号または特願２０２１－０２５４９６号に記載の接着剤を好適に用いることができる。これらの出願の開示内容のすべてを本明細書に援用する。特に、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２２／００４５５４に記載のポリエステル系接着剤が好ましい。
　反射防止層４０Ａ、４０Ｂは、単一の低屈折率層でもよいが、好ましくは、高屈折率層と低屈折率層の交互積層体である。高屈折率層は、例えば屈折率が１．９以上、好ましくは２．０以上である。高屈折率材料としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等が挙げられる。中でも、酸化チタンまたは酸化ニオブが好ましい。低屈折率層は、例えば屈折率が１．６以下、好ましくは１．５以下である。低屈折率材料としては、酸化ケイ素、窒化チタン、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化ハフニウム、フッ化ランタン等が挙げられる。中でも酸化ケイ素が好ましい。特に、高屈折率層としての酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）薄膜と、低屈折率層としての酸化ケイ素（ＳｉＯ２）薄膜とを交互に積層することが好ましい。低屈折率層と高屈折率層に加えて、屈折率１．６～１．９程度の中屈折率層が設けられてもよい。
　高屈折率層および低屈折率層の膜厚は、それぞれ、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度であり、１５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下程度が好ましい。屈折率や積層構成等に応じて、可視光の反射率が小さくなるように、各層の膜厚を設計すればよい。
　反射防止層４０Ａ、４０Ｂは、好ましくは、プライマー層を介してハードコート層に積層される。プライマー層を構成する材料としては、例えば、ケイ素、ニッケル、クロム、スズ、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、アルミニウム、ジルコニウム、パラジウム等の金属；これらの金属の合金；これらの金属の酸化物、フッ化物、硫化物または窒化物；等が挙げられる。中でも、プライマー層の材料は酸化物が好ましく、酸化ケイ素が特に好ましい。プライマー層は、好ましくは、化学量論組成よりも酸素量が少ない無機酸化物層である。非化学量論組成の無機酸化物の中でも、組成式ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ＜２）で表される酸化ケイ素が好ましい。プライマー層の厚さは、例えば、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下程度であり、好ましくは３ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。
　反射防止層４０Ａ、４０Ｂを構成する薄膜の成膜方法は特に限定されず、ウェットコーティング法、ドライコーティング法のいずれでもよい。膜厚が均一な薄膜を形成できることから、真空蒸着、ＣＶＤ、スパッタ、電子線蒸等のドライコーティング法が好ましい。中でも、膜厚の均一性に優れ、緻密な膜を形成しやすいことから、スパッタ法が好ましい。例えば特開２０２０－５２２２１号公報に記載の反射防止層を好適に用いることができる。特開２０２０－５２２２１号公報の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
　なお、反射防止層４０Ａ、４０Ｂは、上述した単一の低屈折率層または高屈折率層と低屈折率層の交互積層体を有していなくてもよい。反射防止層４０Ａ、４０Ｂは、いわゆるモスアイ構造を有していてもよい。あるいは、反射防止層４０Ａ、４０Ｂは、以下に説明する低屈折率層２０、２２と同様に空隙を有する材料で形成されていてもよい。
　低屈折率層２０、２２の屈折率ｎＬ１は、それぞれ独立に、例えば１．３０以下であることが好ましく、１．２０以下であることがより好ましく、１．１５以下がさらに好ましい。低屈折率層２０、２２は固体であることが好ましく、屈折率は、例えば１．０５以上であることが好ましい。導光層１０の屈折率と低屈折率層２０、２２の屈折率層との差は、好ましくは０．２０以上であり、より好ましくは０．２３以上であり、さらに好ましくは０．２５以上である。屈折率が１．３０以下の低屈折率層２０、２２は、例えば多孔質材料を用いて形成され得る。低屈折率層２０、２２の厚さは、それぞれ独立に、例えば、０．３μｍ以上５μｍ以下である。
　低屈折率層が内部に空隙を有する多孔質材料である場合、その空隙率は、好ましくは３５体積％以上であり、より好ましくは３８体積％以上であり、特に好ましくは４０体積％以上である。このような範囲であれば、屈折率が特に低い低屈折率層を形成することができる。低屈折率層の空隙率の上限は、例えば、９０体積％以下であり、好ましくは７５体積％以下である。このような範囲であれば、強度に優れる低屈折率層を形成することができる。空隙率は、エリプソメーターで測定した屈折率の値から、Ｌｏｒｅｎｔｚ‐Ｌｏｒｅｎｚ’ｓ　ｆｏｒｍｕｌａ（ローレンツ－ローレンツの式）より算出された値である。
　低屈折率層については、例えば、特許文献３に開示された空隙を有する低屈折率層を用いることができる。特許文献３の開示内容のすべてを参照により本願明細書に援用する。具体的には、空隙を有する低屈折率層は、シリカ粒子、微細孔を有するシリカ粒子、シリカ中空ナノ粒子等の略球状粒子、セルロースナノファイバー、アルミナナノファイバー、シリカナノファイバー等の繊維状粒子、ベントナイトから構成されるナノクレイ等の平板状粒子等を含む。１つの実施形態において、空隙を有する低屈折率層は、粒子（例えば微細孔粒子）同士が直接的に化学的に結合して構成される多孔体である。また、空隙を有する低屈折率層を構成する粒子同士は、その少なくとも一部が、少量（例えば、粒子の質量以下）のバインダ一成分を介して結合していてもよい。低屈折率層の空隙率および屈折率は、当該低屈折率層を構成する粒子の粒径、粒径分布等により調整することができる。
　空隙を有する低屈折率層を得る方法としては、例えば、特開２０１０－１８９２１２号公報、特開２００８－０４０１７１号公報、特開２００６－０１１１７５号公報、国際公開第２００４／１１３９６６号、およびそれらの参考文献に記載された方法が挙げられる。特開２０１０－１８９２１２号公報、特開２００８－０４０１７１号公報、特開２００６－０１１１７５号公報、国際公開第２００４／１１３９６６号の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
　空隙を有する低屈折率層として、シリカ多孔体を好適に用いることができる。シリカ多孔体は、例えば、以下の方法で製造される。ケイ素化合物；加水分解性シラン類および／またはシルセスキオキサン、ならびにその部分加水分解物および脱水縮合物の少なくともいずれか１つを加水分解および重縮合させる方法、多孔質粒子および／または中空微粒子を用いる方法、ならびにスプリングバック現象を利用してエアロゲル層を生成する方法、ゾルゲル法により得られたゲル状ケイ素化合物を粉砕し、得られた粉砕体である微細孔粒子同士を触媒等で化学的に結合させた粉砕ゲルを用いる方法、等が挙げられる。ただし、低屈折率層は、シリカ多孔体に限定されず、製造方法も例示した製造方法に限定されず、どのような製造方法により製造しても良い。ただし、多孔質層は、シリカ多孔体に限定されず、製造方法も例示した製造方法に限定されず、どのような製造方法により製造しても良い。なお、シルセスキオキサンは、（ＲＳｉＯ１．５、Ｒは炭化水素基）を基本構成単位とするケイ素化合物であり、ＳｉＯ２を基本構成単位とするシリカとは厳密には異なるが、シロキサン結合で架橋されたネットワーク構造を有する点でシリカと共通しているので、ここではシルセスキオキサンを基本構成単位として含む多孔体もシリカ多孔体またはシリカ系多孔体という。
　シリカ多孔体は、互いに結合したゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子から構成され得る。ゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子としては、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体が挙げられる。シリカ多孔体は、例えば、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体を含む塗工液を、基材に塗工して形成され得る。ゲル状ケイ素化合物の粉砕体は、例えば、触媒の作用、光照射、加熱等により化学的に結合（例えば、シロキサン結合）し得る。
　ハードコート層８０の硬度ＨＨ１は、例えば鉛筆硬度でＨ以上であることが好ましく、２Ｈ以上であることがさらに好ましく、４Ｈ以上であることがより好ましい。一方、ハードコート層８０の硬度ＨＨ１の上限は特に限定は無いが、好ましくは鉛筆硬度で６Ｈ以下であり、より好ましくは５Ｈ以下である。鉛筆硬度は、ＪＩＳ　Ｋ　５４００の「鉛筆硬度試験」に準拠した方法で測定される。ハードコート層８０の厚さは、それぞれ独立に、好ましくは、１μｍ以上３０μｍ以下であり、より好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下であり、さらに好ましくは３μｍ以上１５μｍ以下である。ハードコート層８０の厚さがこのような範囲であれば、良好な耐擦傷性を有する。
　ハードコート層８０は、上記のような特性を満足する限りにおいて、任意の適切な材料で構成され得る。ハードコート層８０は、例えば、熱硬化性樹脂または電離放射線（例えば、可視光、紫外線）硬化性樹脂の硬化層である。このような硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等のアクリレート、ポリシロキサン等のケイ素樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂が挙げられる。ハードコート層８０は、例えば溶媒と硬化型化合物とを含む材料を対象基材表面に塗工し、かつ硬化させることによって形成することができる。ハードコート層８０として好適に用いられるハードコート層の詳細は、例えば、特開２０１１－２３７７８９号公報に記載されている。特開２０１１－２３７７８９号公報の開示内容のすべてを本明細書に参照により援用する。
　本発明の実施形態による照明装置用導光部材および照明装置は、例えば、美術館の暗い部屋に展示される絵画、夜間における路上のポスターおよび広告、ならびに反射型ディスプレイおよび電子ペーパを照明するのに利用することができる。本発明の実施形態による照明装置用導光部材および照明装置は、実用性および意匠性を兼ね備えた新しい用途を提供することができる。
　１０：導光層、２０、２２：低屈折率層、３０Ａ、３０Ｂ：基材層、４０Ａ、４０Ｂ：反射防止層、５２、５４、５６、５８：接着剤層、６０：方向変換層、６２：賦形フィルム、６４：内部空間、凹部、７０：対象物、８０：ハードコート層、１００Ａ、１００Ｂ：照明装置用導光部材、１００Ａ＿Ｌ、１００Ａ１＿Ｌ、１００Ａ２＿Ｌ、１００Ｂ＿Ｌ：照明装置、ＩＳａ：第１傾斜面、ＩＳｂ：第２傾斜面、ＬＲａ、ＬＲａ１、ＬＲａ２：照射光、ＬＲｂ、ＬＲｂ１、ＬＲｂ２：反射光、ＬＲｃ：漏れ光、ＬＳ：光源

Claims (12)

  1. 　第１出射面と、前記第１出射面とは反対側の第２出射面とを有する照明装置用導光部材であって、
    　光源から出射された光を受ける受光部と、
    　前記第１出射面側の第１主面と、前記第２出射面側の第２主面とを有する導光層と、
    　複数の内部空間を有する配光制御構造と
    を有し、
    　前記複数の内部空間のそれぞれは、前記導光層内を伝搬する光の一部を内部全反射によって前記第１出射面側に向ける第１傾斜面と、前記第１傾斜面とは反対側の第２傾斜面とを有し、前記複数の内部空間は、前記導光層の導光方向および前記導光方向に交差する方向に離散的に配置されており、
    　前記第１出射面は、対象物を照射するための照射光を出射し、
    　前記第２出射面は、前記照射光で前記対象物を照射することによって生じる反射光であって、前記導光層を通過する反射光を出射する、照明装置用導光部材。
  2. 　前記第１傾斜面の傾斜角度θａは２０°以上５０°以下であり、
    　前記第２傾斜面の傾斜角度θｂは７０°以上９０°以下である、請求項１に記載の照明装置用導光部材。
  3. 　前記配光制御構造は、前記導光層の前記第１主面側または前記第２主面側に設けられた方向変換層に形成されている、請求項１または２に記載の照明装置用導光部材。
  4. 　前記導光層の前記第１主面に対する法線方向から見たときの、前記導光層の面積に占める前記複数の内部空間の面積の割合は８０％以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  5. 　前記導光層の前記第１主面に対する法線方向から見たとき、前記第１傾斜面は前記光源側に凸な曲面を形成している、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  6. 　前記第１出射面から出射される前記照射光は、第１の配光分布を有し、
    　前記第１の配光分布において強度の最も大きい光線を第１主光線とすると、
    　前記第１主光線の前記第１出射面に対する法線からの極角θ１は、０°以上４０°以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  7. 　前記第２出射面は、前記導光層内を伝搬し、前記対象物を経由しない光であって、第２の配光分布を有する光を出射し、
    　前記第２の配光分布において強度の最も大きい光線を第２主光線とすると、
    　前記第２主光線の前記第２出射面に対する法線からの極角θ２は、４０°以上８５°以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  8. 　前記導光層の前記第１主面側に配置された第１反射防止層を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  9. 　前記導光層の前記第２主面側に配置された第２反射防止層を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  10. 　前記導光層と前記第２反射防止層との間に、前記導光層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層を有する、請求項９に記載の照明装置用導光部材。
  11. 　可視光透過率が６０％以上であり、ヘイズ値が３０％未満である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材。
  12. 　請求項１から１１のいずれか１項に記載の照明装置用導光部材と、
    　前記受光部に向けて光を出射する光源と
    を備える、照明装置。
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