(57)【要約】【課題】  従来のサイドライト式面発光体の輝度を向上させると同時に耐久性を向上させながらも製造コストの低い面発光体の提供を課題とする。【解決手段】  反射性と透過性を兼ね備え接着力を持つ塗料で施した反射意匠が、導光体の内部に具備された面発光体でこの課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂に、酸化チタンを配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンとシランカップリング剤を加えた塗料で反射意匠を施し、同時に該塗料のもつ接着力により反射意匠の上から別の透明固形有機樹脂を貼り合わせることで、反射意匠を内包せしめた面発光体。
【請求項２】
可視光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂に、上記塗料で施された反射意匠の上から透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えたシリコン系塗料または窒素置換型ポリシラザン溶液を塗布し透明シリコン皮膜を積層し、反射意匠を内包せしめた面発光体。
【請求項３】
可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂に上記塗料で施された反射意匠の上から、透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えたシリコン系塗料を積層し、その上からさらに全光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂を貼り合せ反射意匠を内包せしめた面発光体。
【請求項４】
可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂に凹面加工を施し、酸化チタンを配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料または窒素置換型ポリシラザン溶液を塗布し透明シリコン皮膜で凹面加工部を満たして反射意匠を施した請求項１，２，３の面発光体。
【請求項５】
透明固形有機樹脂の複数貼り合せ加工、透明固形有機樹脂への透明樹脂の積層化加工、透明固形樹脂に透明樹脂を積層した上からさらに透明固形有機樹脂を貼り合せ加工、以上のいずれかの加工を行った導光体に酸化チタンを配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料を施した反射意匠を導光体に内包せしめる面発光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は反射意匠が内包された面発光体、及び該面発光体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来からのサイドライト式面発光体として、導光体の表面である上部界面及び下部界に反射意匠が施されたものが利用されている。この例として特許文献１や特許文献２、特許文献３、特許文献４  実用新案文献１に開示されているものがある。
特許文献１：特開２０００−２２２９０８
特許文献２：特開平６−２８３１３８
特許文献３：特開２０００−６６０１３
特許文献４：特開２００３−３１７５１９
実用新案文献１：実登３０２５０８０
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来のサイドライト式面発光体は、反射意匠面を導光体の表面である上部界面または下部界面に塗装もしくは凹凸による反射意匠を施しているが、これでは臨界角を超えた光の一部は消滅し、その分だけ発光量が減少している。
【０００４】加えて本来サイドライト式面発光体の厚みは光源（例えばＬＥＤ）の高さと同じであることが好ましく、反射意匠は光源の中心部である最も明るい部分に配置するのが理想的である。しかし、反射意匠面を導光体の表面である上部界面、又は下部界面に塗装もしくは凹凸による反射意匠を施している従来の面発光体の場合、十分な光を導光体に入射しようとした場合、例えばＬＥＤの大きさと導光板の厚さを同じにすると反射意匠が最も明るい部分から遠ざかってしまう。そのため反射意匠をＬＥＤの光源の中心部である最も明るい部分に配置し、反射輝度を上げるために導光体を薄くするか、又は反射意匠が施された下部界面をＬＥＤの光源の中心部である最も明るい部分にまで持ち上げると、導光体に入射する光量が減るという矛盾が生じ、面発光体の求められる輝度と求められる厚みの設計の両立を困難なものにする大きな要因のひとつとなっていた。
【０００５】また、導光体表面に塗装、切削加工、凹凸加工などによる反射意匠を施した面発光体の場合、パソコンのキーボードやタッチ式パネルなどを始め、その他においても加圧や摩擦が生じるような用途では反射意匠の傷や磨耗による性能の劣化を避けられない。
【０００６】一方これらを防ぐための面発光体を製造する際、融溶状態の透明樹脂に反射粒子などの光分散剤を混合し導光体表面に反射意匠を形成しない方法がある。しかし、この方法は反射粒子が均一な分散になり諧調意匠を施すことが出来ず、反射光は光源から遠くなるに従い徐々に減衰してしまう欠点がある。この対策としては、従来は導光体の入光部を先端部分より厚く成型することで対応していた。
しかし、この導光体を異型とする方法では製品化する際、導光体や製品本体に対する金型製造費、さらにはそれに関る試作や開発のための時間の損失が発生し、それが製品原価の上昇を招き、新製品開発の妨げになっていた。
【０００７】そこで一般的には、意匠面に保護フィルム等を積層するのだが、それらについても部品点数が増えること、組立作業時において工程が増えるなど費用増加につながっていた。
よって本発明はこれらの不都合を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】この課題を解決するための請求項１の発明は、無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えてこれに反射材である微粒子酸化チタンを分散配合した反射性と透過性を併せ持つ塗料を用い、全光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂に反射意匠を施すと同時に、該塗料の持つ接着力をもってこの反射意匠の上からさらに全光線透過率８５パーセント以上の同種又は異種、あるいは同形又は異形の透明有機固形樹脂を貼り合せることで可視光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂の中間層に反射意匠を内包することを特徴とする面発光体である。
【０００９】上記の加工によって光源から導光体に入射した光のうち臨界角を超えて補足伝播できず消滅していた光も乱反射させた後、導光体の中間層に施された一部透過性のある反射意匠を裏面から照らしながら出射面に照射させることが出来る。そのため、輝度の向上を実現しつつ同時に外部からの摩擦による反射意匠の磨耗を防止する事が出来、輝度の下降も併せて防ぐ事が出来るのである。
【００１０】また、反射意匠を形成する塗料と反射意匠を内包させる構造を形成するためのバインダーが兼用である。それとともに、反射意匠を内包するためにバインダーを施すための工程も省かれる。このため製造コストを減少させることが可能となった。
【００１１】請求項２の発明は可視光線透過率８５パーセント以上の透明有機樹脂に微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサン塗料で反射意匠を施し、反射意匠が施された上から透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えたシリコン系塗料もしくは窒素置換型ポリシラザン溶液を塗布し透明シリコン皮膜で積層することにより反射意匠を内包する事を特徴とする面発光体である。
【００１２】これにより求められた導光体の設計において、反射意匠が内包された面発光体の特徴を保持することが導光体の厚みに関係なく同一の工程で対応可能となった。
【００１３】請求項３の発明は可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂に微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で反射意匠を施し、反射意匠が施された上から透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で積層し、さらにその上から該透明固形有機樹脂と同種の又は異種の、あるいは同形又は異形の透明固形有機樹脂を貼り合せて反射意匠を内包することを特徴とした面発光体である。
【００１４】反射意匠を施した上から透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で積層することで、反射意匠の施されていない部分も接着面としたため、貼り合せ強度が増し反射意匠の面積が少ない設計の面発光体においても、要求に応じたさまざまな形状の面発光体を形成することが可能である。
【００１５】請求項４の発明は透明固形樹脂に施されたレーザー加工、切削加工、ブラスト加工により形成された反射意匠の凹面部分をさらに微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で満たした反射意匠を内包することを特徴とする面発光体である。
【００１６】これにより反射意匠が凹面加工のみか、あるいは塗装のみの単一加工によるものに比べ、外部から圧力を受けた場合、変形や崩壊に優れていると共に、立体的な反射意匠が形成可能なのでより多様な面発光体の製造が可能である。
【００１７】請求項５の発明は反射意匠を内包したことを特徴とする面発光体の製造方法である。
可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂に微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で反射意匠を施し、その上から下記のいずれかの加工を行う。
▲１▼該塗料の接着力を利用し同種または異種のあるいは同形又は異形の透明固形有機樹脂を貼り合わせる。
▲２▼該反射意匠の上から微粒子酸化チタンを分散配合していない無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で積層する。
▲３▼積層した上からさらに透明固形有機樹脂を貼り合わせる。
以上が反射意匠を導光体の内部中間層に具備せしめるための製造方法である。
【００１８】これらにより、反射意匠が内包された多様な面発光体の製造が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】本発明により、光源から入射し臨界角を超えて消滅していた光をも補足し面照射する事が可能となり、面発光体の輝度が向上した。
【００２０】反射性と透過性を併せ持つ反射意匠が導光体の中間層に配置されているため下部界面から反射してきた光が反射意匠により遮断されず一部透過して上部界面に出射されるため輝度が向上した。
【００２１】サイズや出射角の異なる多様な光源に対し反射意匠を光束の中心部に、あるいは所望の位置に容易に配置が可能であるため、輝度向上につながった。
【００２２】板状面発光体においては裏表を同一輝度での発光が可能であり、ロッド状の発光体においては光源の種類により全周囲面を均一に光らせることが可能である。
【００２３】反射意匠面が内包されているため、反射意匠が直接外部からの摩擦などにより磨耗や崩壊する可能性を減少させ、摩擦や押圧が繰り返される用途に対応できるようになった。
加えて酸化チタン配合オルガノポリシロキサン塗料の解離波長は２７０ナノメートル以下であり、これに該当する太陽光の電磁波は地球上には到達しないので、紫外線劣化対策が強化され、優れた耐候性を備えた反射意匠として、屋外などでの使用も可能なった。
以上の２点から耐久性に優れた面発光体となった。
【００２４】輝度を向上させる構造と耐久性の獲得は同一構造であると共に、反射意匠を形成する塗料と反射意匠を内包させる構造を形成するためのバインダーを兼用出来るため、製造費用を低く抑えることが可能になった。
【００２５】反射意匠を形成するために酸化チタン配合無溶剤型オルガノポリシロキサン塗料を用い該塗料の粘度を調整する事で、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、１８０ｄｐｉ以上の出力解像度を持つインクジェットプリンターの使用が可能となり、多様な反射意匠を最適な方法で形成できる。このことは試作開発の時間短縮、量産時における生産性向上に大きく寄与するものである。
【００２６】輝度の向上と耐久性獲得を両立する反射意匠の内包された面発光体は、同時に面発光体のデザイン形状設計及び機能設計の自由度を拡大したことで家電製品、電子機器、自動車部品、店舗の電飾などはもとより、今後さらなる用途を広げる可能性を有する。
【００２７】従来のサイドライト式面発光体が持つ以下の欠点を解決した。
▲１▼臨界角以上の光は反射できない。
▲２▼光源に対し十分な厚みの導光体にすると光源の最も明るいところに反射意匠を配置できない。
▲３▼外部からの摩擦や押圧に弱い。
▲４▼開発製造に時間とコストがかかり過ぎる。
本発明はこれらの欠点の解決に併せて反射率、耐久性に優れながら設計の自由度が高く、尚且つ生産性を向上させ、在来製品に比べて安価な面発光体の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】図１は本発明の面発光体を板状とし、光源に１０ｍｍのＬＥＤ１−ａを使用したものを上から見た図であり、図２は図１のＡ−Ｂの断面図である。【００２９】以下図２に沿って本面発光体の説明をする。厚さ５ｍｍの全光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂板２−ａに無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えて、これに反射材である微粒子酸化チタンを分散配合した反射性と透過性を併せ持つ塗料で所望の反射意匠３を施す。該塗料の持つ接着力によりこの反射意匠３の上から他の２−ａを貼り合せることで光源の最も明るい部分に反射意匠が配置され反射輝度が高くなる。同時に、臨界角を超えた光も図中の下側である透明有機固形樹脂板２−ａにより乱反射を繰り返しながら導光体の内部に具備された反射性と透過性を兼ね備える反射意匠３を裏側から照射しながら一部は透過して、図中上側の透明有機固形樹脂板２−ａの上部界面から面照射される１０ミリのＬＥＤとほぼ同じサイズの全光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂の中間層に内包された反射意匠により輝度を向上させる。図中上側導光体２−ａ、図中下側２−ａにより反射意匠３が内包され直接外部と接触せず、優れた耐久性を持たせた。【００３０】この場合に使用する可視光線透過率８５パーセントの透明固形有機樹脂２−ａはアクリル樹脂が理想である（ポリカーボネートやウレタンなど）が、その他状況に一番適したものを使えば良い。
光源であるＬＥＤや導光体のサイズ等は一例でこれに限定するものではない。
以上が発明を実施する最良の形態である。【００３１】また上記以外の実施例としては、図３は本発明の面発光体を板状とし光源に０．３ｍｍのＬＥＤ１−ｂを使用し、厚さ０．２ｍｍの可視光線透過率８５パーセント以上の透明有機固形樹脂板２−ｂに反射性と透過性を併せ持つ塗料（無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加え、これに反射材の微粒子酸化チタンを分散配合したもの）で所望の反射意匠３を施す。この反射意匠の上から透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料４をエアーガンにより塗布積層する。この作業により反射意匠を内包する面発光体の特徴を損なう事なく極めて小型のＬＥＤにも容易に対応する面発光体となる。但し、光源であるＬＥＤや導光体のサイズ等は一例で、これに限定するものではない。【００３２】図４は本発明の面発光体が半円形の断面を持つロッド状のものとし、光源に１０ｍｍのＬＥＤ１−ａを使用したものを曲面部方向から見た図である。
図５は図４Ｃ−Ｄの断面図である。図６は図５Ｅ−Ｆの断面図である。【００３３】幅１０ｍｍ高さ８ｍｍの半円形の断面を持つロッド状の可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂２−ｃの平面部に微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料で所望の反射意匠３を施し、この反射意匠が施された上から酸化チタンを配合していない無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料４をスプレー塗布で積層し、さらにこの積層した塗料４が硬化する時に発揮する接着力をもって幅１０ｍｍ厚さ１ｍｍの平たく長い形状の可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂２−ｄを貼り合せて反射意匠を内包することを特徴とした半円形の型の断面を持つロッド状の面発光体を形成する。但し、断面が半円形の型のロッド状面発光体は一例で、光源であるＬＥＤや導光体のサイズと共にこれに限定するものではない。【００３４】通常、ロッド状など細長い面発光体は導光体に占める反射意匠の面積が小さく接着力が不足しがちであるのと、板状の面発光体より端面と照射面の比率から横方向からの力に弱いが、導光体に内包された反射意匠３の接着力だけでは十分でない場合でも、酸化チタンを配合していない無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料４が透明固形有機樹脂２−ｄと透明固形有機樹脂２−ｅを強固に接着するため、半円形の断面を持つロッド状の面発光体やその他の多様な立体的な面発光体を作成が可能になる。【００３５】図７は幅１０ｍｍ高さ８ｍｍの半円形の断面を持つロッド状の全光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂２−ｃ平面部にレーザー加工で所望の凹面部５を施し、この凹面部５をシルク印刷の方法により微粒子酸化チタンを分散配合した無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料３で満たして反射意匠を施し、この反射意匠を施した上からさらに酸化チタンを配合していない透明無溶剤型オルガノポリシロキサンにシランカップリング剤を加えた塗料４をスプレー塗布で積層し、さらにこの積層した塗料４が硬化する時に発揮する接着力をもって幅１０ミリ厚さ１ミリの平たく長い形状の可視光線透過率８５パーセント以上の透明固形有機樹脂２−ｄを貼り合せて反射意匠を内包することを特徴とした半円形の断面を持つロッド状の面発光体を形成する。
但し、断面が半円形のロッド状面発光体は一例であり、光源であるＬＥＤや導光体のサイズと共にこれに限定するものではない。また、これは図１で挙げた板状の面発光体や、図３に挙げた面発光体にも状況により応用が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】本発明に係る面発光体は工業的に量産することが可能であるため、産業上の広範囲における利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した板状の面発光体の平面図である。
【図２】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した板状の面発光体図１Ａ−Ｂの断面図である。
【図３】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した薄型板状の面発光体の断面図である。
【図４】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した断面が半円形のロッド状面発光体を曲面部方向から見た側面図である。
【図５】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した断面が半円形のロッド状面発光体Ｃ−Ｄの断面図である。
【図６】ＬＥＤを光源とする反射意匠を内包した断面が半円形のロッド状面発光体Ｅ−Ｆの断面図である。
【図７】ＬＥＤを光源とする導光体に凹面加工を施し凹面部を反射塗料で満たしこれを内包した断面が半円形のロッド状面発光体を長手方向に等分するようカットした断面図である。
【符号の説明】
１ａ      ＬＥＤ
１ｂ      超小型ＬＥＤ
２ａ      板状導光体
２ｂ      薄型板状導光体
２ｃ      断面が半円形の導光体
２ｄ      平長型導光体
３        反射意匠
４        積層部
５        凹面加工部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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