(57)【要約】【課題】両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置に用いることができる積層体を提供する。両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置を提供する。【解決手段】コア層と、コア層の両面に設けられ、コア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層とを有し、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層が設けられている積層体。コア層の両面にコア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層を設け、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層を設ける積層体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア層と、コア層の両面に設けられ、コア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層とを有し、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層が設けられている、積層体。
【請求項２】
更に、光出射手段が設けられている、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
半透過反射層の透過率が、２０〜８０％である、請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
半透過反射層の反射率が、２０〜８０％である、請求項１〜３のいずれかに記載の積層体。
【請求項５】
半透過反射層が、樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層である、請求項１〜４のいずれかに記載の積層体。
【請求項６】
更に、両面の最表面に意匠層又は光拡散層が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の積層体。
【請求項７】
コア層の両面にコア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層を設け、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層を設ける、積層体の製造方法。
【請求項８】
少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層を設ける方法が、コーティング処理である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の積層体を含む、光源装置用導光体。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載の積層体を含む、光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の積層体を含む、両面発光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体、積層体の製造方法、光源装置用導光体及び光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ、ビデオカメラ等に用いられる液晶表示装置、携帯電話のバックライトキー、パソコンのバックライトキーボード、電気機器や車両の表示スイッチ等の表示装置、シーリングライト等の室内照明、照明看板等の照明装置に用いられている光源装置としては、例えば、ハウジング内に蛍光灯等の線状光源や発光ダイオード等の点光源を複数個配置した直下方式のもの、板状の導光体の側面に線状光源又は点光源を配置したエッジライト方式のもの等がある。
【０００３】
エッジライト方式の光源装置は、通常、矩形板状のアクリル樹脂板等の透明材料を導光体とし、その側面に対向して配置された光源の光を側端面（光入射面）から導光体に入射させ、導光体の表面（光出射面）又は裏面に形成した出射機構や、導光体中に光拡散性粒子を含有させる等の光出射手段を設けることにより、入射した光を光出射面から出射する。
【０００４】
このような導光体において、側端面から入射した光は、光出射面だけでなく、その裏面からも光が出射する。そのため、片面発光の光源装置において、導光体の光出射面の反対側に光反射層を設けることで裏面からの出射光を反射させ、光出射面から出射させたり導光体中に戻したりすることで、裏面からの出射光を再利用する。このように、光源からの光を高い効率で利用することで、優れた輝度を有する片面発光の光源装置が得られる。
【０００５】
特許文献１には、コア−クラッド構造からなる導光体の表面に、光を散乱反射する光反射層を設け、光反射層の機能を導光体に複合化して、優れた輝度を有する光源装置用導光体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７３７２６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案されている光源装置用導光体は、反射層により光が反射されるため、片面発光させるには適しているが、両面発光させるには適していない。
また、両面発光する光源装置において、その用途に応じて両面の輝度を制御する必要があるが、両面の輝度を制御することは困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置に用いることができる積層体を提供することにある。
また、本発明の目的は、両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、コア層と、コア層の両面に設けられ、コア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層とを有し、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層が設けられている積層体に関する。
【００１０】
また、本発明は、コア層の両面にコア層の屈折率より低い屈折率のクラッド層を設け、少なくとも一方のクラッド層の表面に半透過反射層を設ける積層体の製造方法に関する。
【００１１】
また、本発明は、前記積層体を含む光源装置用導光体に関する。
また、本発明は、前記積層体を含む光源装置に関する。
更に、本発明は、前記積層体を含む両面発光光源装置に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層体は、光源装置に用いることで、両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置を得ることができる。
本発明の光源装置は、両面発光し、両面の輝度を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の積層体の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の積層体の一実施形態を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の積層体を用いた光源装置の一実施形態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いながら説明するが、本発明はこれらの実施の形態及び図面に限定されるものではない。
【００１５】
（積層体１０）
本発明の積層体１０は、コア層１１と、コア層１１の両面に設けられ、コア層１１の屈折率より低い屈折率のクラッド層１２とを有し、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３が設けられている。
図１は、本発明の積層体１０の一実施形態を示す模式的断面図である。図１に示す積層体１０は、コア層１１と、コア層１１の両面に設けられたクラッド層１２とを有し、両方及び一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３が設けられ、更に、最表面の両面に意匠層又は光拡散層１４が設けられている。
【００１６】
積層体１０の形状としては、板状であれば特に限定されないが、例えば、矩形、三角形等の多角形状；真円、楕円等の円形状等が挙げられる。これらの積層体１０の形状の中でも、加工性に優れ、光源３１からの光を入射させやすいことから、多角形状が好ましく、矩形状がより好ましい。
積層体１０は、湾曲した形状であってもよい。
【００１７】
（コア層１１）
コア層１１は、透明性の高い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
コア層１１の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ガラス等が挙げられる。これらのコア層１１の材料の中でも、軽量で取り扱い性に優れることから、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂が好ましい。
【００１８】
アクリル樹脂は、透明性、耐久性に優れ、安価であるため好ましい。
アクリル樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体等が挙げられる。これらのアクリル樹脂の中でも、より透明性、耐久性に優れ、より安価であることから、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート単位を５０質量％以上含む共重合体が好ましい。
メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体を用いる場合、共重合体中のメチルメタクリレート単位の含有率は、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましく、７０質量％以上が更に好ましい。
他の単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート類；（メタ）アクリル酸；無水マレイン酸；マレイミド類；スチレン等の芳香族ビニル類等が挙げられる。
尚、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう。
【００１９】
ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂は、耐熱性、難燃性に優れるため好ましい。特に、ポリカーボネート樹脂は、屈折率が高く開口数が大きくできるため、積層体１０を屈曲しても漏光を低く抑えることができ、好ましい。
尚、開口数とは、光を集める指標のことであり、開口数が大きいほど受光量を増やすことができ、積層体１０を屈曲しても漏光を低く抑えることができる。
【００２０】
コア層１１の厚さは、積層体１０の形成が容易で、光源装置３０の薄型化を可能とすることから、０．０１〜１０ｍｍが好ましく、０．０５〜５ｍｍがより好ましい。
【００２１】
（クラッド層１２）
クラッド層１２は、透明性の高い材料で、コア層１１の屈折率よりも屈折率が低い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
クラッド層１２の材料は、コア層１１の屈折率に応じて適宜選択することができる。
【００２２】
コア層１１の材料としてアクリル樹脂を用いる場合、クラッド層１２の材料としては、例えば、フッ素含有オレフィン樹脂等が挙げられる。
フッ素含有オレフィン樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン単独重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等が挙げられる。これらのフッ素含有オレフィン樹脂の中でも、加工性や成形性に優れることから、フッ化ビニリデン単独重合体が好ましい。
【００２３】
コア層１１の材料としてポリカーボネート樹脂を用いる場合、クラッド層１２の材料としては、例えば、フッ素含有オレフィン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
フッ素含有オレフィン樹脂、アクリル樹脂の具体例は、前述と同様で、好ましい範囲と理由も、前述と同様である。
【００２４】
コア層１１の屈折率ｎ１とクラッド層１２の屈折率ｎ２との屈折率差は、０．００１以上が好ましく、０．０１以上がより好ましい。コア層１１の屈折率ｎ１とクラッド層１２の屈折率ｎ２との屈折率差が０．００１以上であると、入射した光がコア層１１とクラッド層１２との界面を全反射しながら少ない損失で遠くまで伝播でき、クラッド層の表面に他の層を設けても漏光が少ない。
尚、コア層１１の屈折率ｎ１とクラッド層１２の屈折率ｎ２との屈折率差は、コア層１１の屈折率ｎ１からクラッド層１２の屈折率ｎ２を引いた値とする。
【００２５】
クラッド層１２の厚さは、積層体１０の取り扱い性に優れ、光閉じ込め効率に優れることから、１〜５００μｍが好ましく、３〜１００μｍがより好ましい。
【００２６】
コア層１１の厚さとクラッド層１２の厚さとの比率は、コア層１１の材料とクラッド層１２の材料に応じて適宜選択することができる。
コア層１１の体積とクラッド層１２の体積との比率は、コア層１１の材料とクラッド層１２の材料に応じて適宜選択することができる。
【００２７】
クラッド層１２は、コア層１１の両面に設けられるが、それぞれの面のクラッド層１２の材料、厚さ、体積は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２８】
コア層１１の側端面は、クラッド層１２で覆ってもよく、クラッド層１２で覆わなくてもよい。
【００２９】
（半透過反射層１３）
半透過反射層１３は、一部の光を透過し、一部の光を散乱反射させることができる層であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
半透過反射層１３としては、例えば、ビニル系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層；ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂板や樹脂フィルム；セルロース等の紙等が挙げられる。これらの半透過反射層１３の中でも、透過率や反射率を容易に調整できることから、樹脂インクにより可視光を反射する樹脂をコーティング処理した樹脂層が好ましい。
コーティング処理の方法としては、例えば、ダイコート法、グラビアコート法、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレーコート法、印刷法等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
【００３０】
半透過反射層１３は、発泡させていてもよく、顔料や拡散微粒子を含んでもよい。
顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の白色顔料等が挙げられる。これらの顔料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの顔料の中でも、透過率や反射率を容易に調整できることから、白色顔料が好ましい。
拡散微粒子の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。これらの拡散材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
半透過反射層１３の透過率は、光源装置３０の輝度に大きく影響することから、目的の光学特性に応じて材料、厚さ、顔料や拡散微粒子の含有率等を適宜選択することが好ましい。
半透過反射層１３の透過率は、光源装置３０の両面の輝度のバランスをとることができることから、２０〜８０％が好ましく、２５〜７５％がより好ましく、３０〜７０％が更に好ましい。
尚、半透過反射層１３の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７５に準拠した方法により測定される。
【００３２】
半透過反射層１３の反射率は、光源装置３０の輝度に大きく影響することから、目的の光学特性に応じて材料、厚さ、顔料や拡散微粒子の含有率等を適宜選択することが好ましい。
半透過反射層１３の反射率は、光源装置３０の両面の輝度のバランスをとることができることから、２０〜８０％が好ましく、２５〜７５％がより好ましく、３０〜７０％が更に好ましい。
尚、半透過反射層１３の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７５に準拠した方法により測定される。
【００３３】
半透過反射層１３の透過率や半透過反射層１３の反射率を設定することで、光源装置３０の輝度を制御でき、例えば、両面の輝度を同等にする光源装置３０、片面を高輝度に片面を低輝度にする光源装置３０等を設計することができる。
【００３４】
半透過反射層１３の厚さは、半透過反射層１３の透過率や反射率、積層体１０の用途に応じて適宜選択すればよいが、積層体１０を屈曲しても半透過反射層１３が剥離することが少なく、積層体１０の耐久性に優れることから、１０〜５００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
【００３５】
半透過反射層１３は、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に設けられるが、両面に設けられてもよく（図１（ａ））、片面のみに設けられてもよい（図１（ｂ））。
【００３６】
半透過反射層１３は、クラッド層１２の全面を覆ってもよく、クラッド層１２の一部の領域を覆ってもよい。
【００３７】
（意匠層又は光拡散層１４）
積層体１０の光出射面側に、意匠層又は光拡散層１４を設けてもよい。
意匠層又は光拡散層１４は、両面の光出射面側の最表面に設けられることが好ましい。
【００３８】
意匠層とは、写真や文字等の意匠を発光させることを目的とする層であり、例えば、積層体１０の光出射面に公知の方法で意匠性のある印刷を直接施した層、光透過性のあるフィルムに公知の方法で意匠性のある印刷を施したフィルム等が挙げられる。
印刷処理の方法としては、前述した方法が挙げられる。
【００３９】
光拡散層とは、発光時に光出射手段１５が直接視認されないように光を拡散させることを目的とする層であり、例えば、公知の光拡散フィルム等が挙げられる。
【００４０】
（光出射手段１５）
本発明の積層体１０は、更に光出射手段１５を有することが好ましい。
図２は、本発明の積層体の一実施形態を示す模式的断面図である。図２に示す積層体１０は、コア層１１と、コア層１１の両面に設けられたクラッド層１２とを有し、両方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３が設けられ、更に、最表面の両面に意匠層又は光拡散層１４が設けられ、更に、クラッド層１２の表面にコア層１１まで貫通する光出射手段１５が設けられている。
【００４１】
光出射手段１５としては、コア層１１内を伝播する光をコア層１１の外に出射できればよく、例えば、クラッド層１２を貫通しコア層１１に達する凹部、コア層表面に形成される凹部等が挙げられる。これらの光出射手段１５は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの光出射手段１５の中でも、光の出射位置を制御しやすいことから、クラッド層１２を貫通しコア層１１に達する凹部が好ましい。
【００４２】
クラッド層１２を貫通しコア層１１に達する凹部は、コア層１１内を伝播する光が、凹部での反射や屈折により、コア層１１から出射し、半透過反射層１３を透過して光が出射、半透過反射層１３で散乱反射して光が出射、半透過反射層１３で散乱反射してコア層１１に戻って導光し伝送する。
【００４３】
光出射手段１５は、光量、導光距離、積層体１０に求める発光の形態等に応じて、形状、大きさ、深さ、間隔等を適宜選択すればよく、例えば、国際公開第２０１０／０７３７２６号パンフレットに記載のように設定することができる。
【００４４】
本発明の積層体１０は、工程内や輸送時の傷付防止のため、表面に保護フィルムを設けてもよい。
【００４５】
（積層体１０の製造方法）
本発明の積層体１０は、コア層１１の両面にコア層１１の屈折率より低い屈折率のクラッド層１２を設け、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３を設けることで得ることができる。
【００４６】
コア層１１の両面にクラッド層１２を設ける方法としては、例えば、多層溶融押出によりコア層１１とクラッド層１２とを一体成形して得る方法、コア層１１の両面にクラッド層１２をコーティング処理して得る方法等が挙げられる。
コーティング処理の方法としては、前述した方法が挙げられる。
【００４７】
少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３を設ける方法としては、例えば、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３をコーティング処理する方法、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に粘着層をコーティング処理し半透過反射層１３をラミネーションする方法、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に粘着層を有する半透過反射層１３をラミネーションする方法等が挙げられる。これらの少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３を設ける方法の中でも、半透過反射層１３の透過率や反射率を制御しやすいことから、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３をコーティング処理する方法が好ましい。
コーティング処理の方法としては、前述した方法が挙げられる。
【００４８】
意匠層又は光拡散層１４を設ける方法としては、例えば、光出射面側の最表面に意匠層又は光拡散層１４をコーティング処理して設ける方法、光出射面側の最表面に意匠層又は光拡散層１４を印刷処理して設ける方法、光出射面側の最表面に粘着層をコーティング処理し意匠層又は光拡散層１４をラミネーションする方法、光出射面側の最表面に粘着層を有する意匠層又は光拡散層１４をラミネーションする方法等が挙げられる。これらの意匠層又は光拡散層１４を設ける方法の中でも、生産性に優れることから、光出射面側の最表面に粘着層を有する意匠層又は光拡散層１４をラミネーションする方法が好ましい。
コーティング処理の方法としては、前述した方法が挙げられる。
印刷処理の方法としては、前述した方法が挙げられる。
【００４９】
粘着層は、透明性の高い材料で、密着させる層に対する密着性に優れる材料であれば、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
粘着層の材料としては、例えば、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤等が挙げられる。これらの粘着剤は、１種を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの粘着剤の中でも、密着性に優れることから、アクリル系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤が好ましい。
【００５０】
粘着層の厚さは、積層体１０を屈曲させても変形することが少なく、積層体１０の取り扱い性に優れることから、１〜５００μｍが好ましく、３〜１００μｍがより好ましい。
【００５１】
各層間の密着性を向上させるために、コーティングやラミネーションを行う前に、層の表面にコロナ放電やプラズマ放電等の処理を施し、表面を改質してもよい。
【００５２】
積層体１０に光出射手段１５を設ける方法としては、例えば、レーザー加工、サンドペーパー加工、プレス加工、熱プレス加工等が挙げられる。
【００５３】
半透過反射層１３が設けられている側の面に光出射手段１５を設ける場合、光出射手段１５を設けた後に半透過反射層１３を設けてもよく、半透過反射層１３を設けた後に光出射手段１５を設けてもよい。これらの光出射手段１５を設ける手順の中でも、半透過反射層１３を貫通するような大きい光出射手段１５の深さが必要なく、安定して加工ができることから、光出射手段１５を設けた後に半透過反射層１３を設けることが好ましい。
【００５４】
得られた積層体１０は、用途に応じて所望の大きさに公知の方法で切断すればよい。また、コア層１１の両面にクラッド層１２を設けた後に切断し、少なくとも一方のクラッド層１２の表面に半透過反射層１３を設けてもよい。
【００５５】
（光源装置用導光体２０）
本発明の積層体１０は、そのまま光源装置用導光体２０として用いることができる。
光源装置用導光体２０は、光源装置３０の輝度を制御できることから、光出射手段１５を有する本発明の積層体１０が好ましい。
【００５６】
（光源装置３０）
本発明の積層体１０を光源装置用導光体２０として用いることで、光源装置３０を得ることができる。
図３は、本発明の積層体１０を用いた光源装置３０の一実施形態を示す模式的断面図である。図３に示す光源装置３０は、本発明の積層体１０を光源装置用導光体２０として用い、光入射面側に光源３１を、光出射面側に意匠層又は光拡散層３２が設けられている。
【００５７】
光源３１としては、例えば、ＬＥＤ等の公知の点光源を複数配置した光源、公知の線状光源等が挙げられる。ＬＥＤ等の点光源を複数配置した光源を用いる場合、光の最大強度の方向を調整して配置されることが好ましい。
【００５８】
光源装置３０は、光出射面上に、意匠層又は光拡散層３２を設けてもよい。
意匠層又は光拡散層３２は、光源装置用導光体２０と離間してもよく、粘着層等を介して密着してもよいが、光源装置３０を薄型化でき、製造コストを抑制することができることから、粘着層等を介して密着することが好ましい。
粘着層は、前述した粘着層と同様のものを用いることができる。
【００５９】
光源装置３０は、例えば、室内照明、照明看板等の照明装置；携帯電話、ノートパソコン等の液晶表示装置、電気機器や車両の表示スイッチ等の表示装置等に好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の積層体１０は、両面発光し、両面の輝度を制御できる光源装置３０を得ることができる。得られる光源装置３０は、例えば、室内照明、照明看板等の照明装置、；携帯電話、ノートパソコン等の液晶表示装置、電気機器や車両の表示スイッチ等の表示装置等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０    積層体
１１    コア層
１２    クラッド層
１３    半透過反射層
１４    意匠層又は光拡散層
１５    光出射手段
２０    光源装置用導光体
３０    光源装置
３１    光源
３２    意匠層又は光拡散層
【図１】
2015032565.tif 000003
【図２】
2015032565.tif 000004
【図３】
2015032565.tif 000005