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JPH02206531A - Resin molding for optical parts - Google Patents

Resin molding for optical parts

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Publication number
JPH02206531A
JPH02206531A JP2620989A JP2620989A JPH02206531A JP H02206531 A JPH02206531 A JP H02206531A JP 2620989 A JP2620989 A JP 2620989A JP 2620989 A JP2620989 A JP 2620989A JP H02206531 A JPH02206531 A JP H02206531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluorescent dye
optical
light
fluorescent
absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2620989A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0688355B2 (en
Inventor
Akira Tanaka
章 田中
Yuji Kojima
雄次 小島
Hisashi Sawada
沢田 寿史
Sakanobu Takahashi
栄悦 高橋
Shinpei Nagatani
真平 永谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1026209A priority Critical patent/JPH0688355B2/en
Publication of JPH02206531A publication Critical patent/JPH02206531A/en
Publication of JPH0688355B2 publication Critical patent/JPH0688355B2/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光学部品用樹脂成形体に関し、 発光の実効的変換効率が高く、高輝度の蛍光性樹脂成形
体を実現することを目的とし、透明なプラスチック樹脂
母材と、吸収・発光スペクトル特性が互いにずれている
複数の蛍光色素添加物とからなり、前記複数の蛍光色素
の中の特定の蛍光色素の吸収スペクトルの波長帯と、他
の蛍光色素の発光スペクトルの波長帯とが、少なくとも
その一部に重なりがあるようにして光学部品用樹脂成形
体を構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding resin moldings for optical components, the purpose of this invention is to realize a fluorescent resin molding with high effective conversion efficiency of light emission and high brightness. , consisting of a plurality of fluorescent dye additives whose absorption and emission spectral characteristics differ from each other, and the wavelength band of the absorption spectrum of a specific fluorescent dye among the plurality of fluorescent dyes and the wavelength of the emission spectrum of other fluorescent dyes. The resin molded body for optical components is constructed such that the bands overlap at least in part.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は高輝度の蛍光を放射する光学部品用樹脂成形体
に関する。
The present invention relates to a resin molded article for optical components that emits high-intensity fluorescence.

近年、通信システム、情報処理・OA装置あるいは一部
民生機器などに光波術の導入がますます活発に行われる
ようになってきた。
In recent years, light wave technology has been increasingly introduced into communication systems, information processing/OA equipment, and some consumer devices.

たとえば、レーザ光を用いた光通信や各種光デイスク装
置、あるいは液晶を利用したデイスプレィ装置などは、
とくに広く実用化が進んできた代表的な例である。
For example, optical communication using laser light, various optical disk devices, display devices using liquid crystal, etc.
This is a particularly representative example of widespread practical application.

このような光装置には多(の光デバイス、あるいは光学
部品が使用されているが、その素材としては、従来、一
般に光学ガラスが多く用いられてきた。光ファイバ、レ
ンズ、プリズムなどがよく知られている例である。
Many optical devices or optical components are used in such optical devices, and optical glass has traditionally been the most commonly used material. Optical fibers, lenses, prisms, etc. are well-known materials. This is an example.

光学ガラスは長い歴史を持っており、光損失も小さく屈
折率もかなりの程度変えることができ、しかも、加工精
度も高いといった優れた長所がある。
Optical glass has a long history and has excellent advantages such as low optical loss, the ability to change the refractive index to a considerable degree, and high processing precision.

一方、最近、プラスチック材料およびプラスチック加工
技術の進歩に伴って、プラスチックを素材とした光学部
品が、一部の光学ガラスを使用した光学部品にかわって
使用されるようになってきた。プラスチックはよく知ら
れているように、軽く、極めて容易にいろいろな形状に
加工でき、しかも安価であるという特徴があり、今後ま
すます利用範囲が広がるものと期待されている。
On the other hand, with recent advances in plastic materials and plastic processing technology, optical parts made of plastic have come to be used in place of some optical parts made of optical glass. As is well known, plastic is characterized by being lightweight, extremely easy to process into various shapes, and inexpensive, and it is expected that its range of use will continue to expand in the future.

とくに、プラスチック材料は、従来のガラスでは使えな
かった有機系の、たとえば、蛍光色素などの物質を容易
に含有させることができるので、各種のプラスチック樹
脂母材に、いろいろな添加物を組み合わせることによる
新しい蛍光性の樹脂成形体の開発と、その光学部品への
応用が強く期待されている。
In particular, plastic materials can easily contain organic substances, such as fluorescent dyes, which cannot be used in conventional glass. There are strong expectations for the development of new fluorescent resin moldings and their application to optical components.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、蛍光性の樹脂成形体、たとえば、樹脂板としては
透明樹脂にペリレン系の有機色素を含有させたものが一
部に知られている。
BACKGROUND ART Conventionally, some fluorescent resin molded bodies, such as resin plates, are known in which a transparent resin contains a perylene-based organic dye.

これらの蛍光性樹脂成形体は、特殊照明パネルや、光フ
ァイバを用いた光センサ、いわゆる、ファイバセンサの
一部に応用されはじめている。
These fluorescent resin molded bodies are beginning to be applied to special lighting panels and optical sensors using optical fibers, so-called fiber sensors.

第3図は従来の一例であるペリレン系蛍光色素添加透明
樹脂成形体の吸収・発光スペクトル特性図で、横軸は波
長、@i軸は相対光強度である。図中、3mは吸収スペ
クトル+Lは発光スペクトルを示す。なお、試料はポリ
カーボネート樹脂を母材とし、それにペリレン系蛍光色
素5XlO−2%(重量)を均一に添加して、直径1m
mφ、長さ1mのファイバに成形した。スペクトル特性
の測定はハロゲンランプを光源とし、光スペクトラム・
アナライザを用いて、通常、−船釣に行われている方法
に従った。
FIG. 3 is an absorption/emission spectrum characteristic diagram of a conventional example of a perylene-based fluorescent dye-added transparent resin molded article, where the horizontal axis is the wavelength and the @i axis is the relative light intensity. In the figure, 3m indicates the absorption spectrum and L indicates the emission spectrum. The sample is made of polycarbonate resin as a base material, to which perylene fluorescent dye 5XlO-2% (by weight) is uniformly added, and the diameter is 1 m.
The fiber was formed into a fiber having a diameter of mφ and a length of 1 m. The spectral characteristics are measured using a halogen lamp as the light source and measuring the optical spectrum.
Using an analyzer, we followed the method normally followed for boat fishing.

このペリレン系蛍光色素添加樹脂の例では、波長約52
0nm付近に吸収スペクトルのピークを持ち、その半値
幅は約1100nである。発光スペクトルのピークは約
580nmと吸収スペクトルのピークより、や−長波長
側ヘシフトして現れ、オレンジ色の蛍光を発する。
In this example of perylene-based fluorescent dye-added resin, the wavelength is about 52
It has an absorption spectrum peak near 0 nm, and its half width is about 1100 nm. The peak of the emission spectrum appears at about 580 nm, which is shifted to a slightly longer wavelength side than the peak of the absorption spectrum, and orange fluorescence is emitted.

実用上は発光輝度が高いことを求められるのが一般的で
あるが、蛍光色素による発光エネルギーすなわち発光輝
度は、吸収エネルギーと蛍光色素の光変換効率の積に比
例する。
In practice, high luminance is generally required, and the luminescence energy of a fluorescent dye, that is, the luminance, is proportional to the product of absorption energy and light conversion efficiency of the fluorescent dye.

したがって、光波長幅の広い外部光、たとえば太陽光や
蛍光灯の光に対して、一定の光照射量のもとて吸収エネ
ルギーを大きくするには、出来るだけ幅広い吸収波長幅
を持つ色素を選択することが望まれている。
Therefore, in order to increase the absorbed energy with a constant amount of light irradiation against external light with a wide wavelength range, such as sunlight or fluorescent light, select a dye with the widest possible absorption wavelength range. It is desired to do so.

(発明が解決しようとする課題〕 しかし、単一の色素の吸収波長幅は必ずしも充分広いと
はいえない。たとえば、上記のペリレン系蛍光色素の吸
収スペクトルは520nm付近に吸収のピークを持ち、
その半値幅も1100n程度である。したがって、波長
400nm付近の青色系の光が吸収されず、光波長幅の
広い外部光の光エネルギーを充分利用することができな
いので、蛍光性透明樹脂成形体としての輝度の向上に限
界があるという問題を生じており、その解決が必要であ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the absorption wavelength width of a single dye is not necessarily wide enough.For example, the absorption spectrum of the above-mentioned perylene fluorescent dye has an absorption peak near 520 nm.
Its half width is also about 1100n. Therefore, blue light with a wavelength of around 400 nm is not absorbed, and the optical energy of external light with a wide wavelength range cannot be fully utilized, so there is a limit to the improvement of brightness as a fluorescent transparent resin molded product. A problem had arisen that needed to be resolved.

〔課題を解決するための手段] 上記の課題は、透明なプラスチック樹脂母材と、吸収・
発光スペクトル特性が互いにずれている複数の蛍光色素
添加物とからなり、前記複数の蛍光色素の中の特定の蛍
光色素の吸収スペクトルの波長帯と、他の蛍光色素の発
光スペクトルの波長帯とが、少なくともその一部に重な
りがあるようにして光学部品用樹脂成形体を構成するこ
とにより解決することができる。
[Means for solving the problem] The above problem can be solved by using a transparent plastic resin base material and absorbing/
It consists of a plurality of fluorescent dye additives whose emission spectrum characteristics are different from each other, and the wavelength band of the absorption spectrum of a specific fluorescent dye among the plurality of fluorescent dyes is different from the wavelength band of the emission spectrum of other fluorescent dyes. This problem can be solved by constructing a resin molded article for optical components so that at least a portion thereof overlaps.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、第1図に示したように、透明なプラス
チック樹脂、たとえば、ポリカーボネート樹脂の中に、
従来よく用いられているペリレン系蛍光色素のほかに、
たとえば、BBOT (2,5−Bis[5’−ter
t−butylbenzoxazoylthiophe
ne )を添加して光学部品用樹脂成形体を構成する。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, in a transparent plastic resin, for example, a polycarbonate resin,
In addition to the commonly used perylene fluorescent dyes,
For example, BBOT (2,5-Bis[5'-ter
t-butylbenzoxazoylthiophe
ne) to constitute a resin molded article for optical parts.

この場合、蛍光色素BBOTは吸収スペクトルが約40
0nm付近にあり、発光波長433nm付近で蛍光を発
光する。
In this case, the fluorescent dye BBOT has an absorption spectrum of about 40
It is located around 0 nm and emits fluorescence at an emission wavelength of around 433 nm.

一方、ペリレン系蛍光色素の吸収スペクトルの波長帯は
低波長側で420nm付近まで裾が広がっており、した
がって、BBOTの発光スペクトルの波長帯と一部重な
っている。
On the other hand, the wavelength band of the absorption spectrum of perylene-based fluorescent dyes widens to around 420 nm on the low wavelength side, and therefore partially overlaps with the wavelength band of the emission spectrum of BBOT.

いま、第1図の中央の○、すなわち、BBOT蛍光色素
2に外部入射光線4が入射し吸収されると、433nm
の蛍光を発して、周辺の3つの◎、すなわち、ペリレン
系蛍光色素に入射し吸収されて発光する。一方、それと
は別に、ペリレン系蛍光色素は外部光線を直接うけて吸
収し発光する。
Now, when the external incident light 4 is incident on the BBOT fluorescent dye 2 and absorbed by the circle in the center of Fig. 1, it emits 433 nm.
It emits fluorescence, which enters the surrounding three ◎, that is, perylene-based fluorescent dyes, is absorbed, and emits light. On the other hand, perylene-based fluorescent dyes directly absorb external light and emit light.

すなわち、直接光の吸収による発光と、BBOTの吸収
・発光過程を経過しての発光との重畳効果により、高輝
度の蛍光性透明樹脂成形体が得られるのである。
That is, a high-luminance fluorescent transparent resin molded body can be obtained by the superimposed effect of light emission due to direct absorption of light and light emission after passing through the absorption/emission process of BBOT.

〔実施例〕〔Example〕

透明なプラスチック樹脂母材として、耐熱性の優れたポ
リカーボネート樹脂を使用し、それにペリレン系蛍光色
素と、BBOT蛍光色素を各々2.5×10−2%(重
量)を均一に添加して、直径1mmφのプラスチックフ
ァイバを形成した。これを1mの長さに切断して光を通
しスペクトル特性を測定した。
A polycarbonate resin with excellent heat resistance is used as a transparent plastic resin base material, and a perylene fluorescent dye and a BBOT fluorescent dye are uniformly added thereto at 2.5 x 10-2% (weight) each. A plastic fiber with a diameter of 1 mm was formed. This was cut into a length of 1 m and the spectral characteristics were measured through light.

なお、比較試料として、ペリレン系蛍光色素とBBOT
蛍光色素をそれぞれ単独に、5 Xl0−2%(重量)
添加したものを作製し測定に供した。
In addition, as comparison samples, perylene fluorescent dye and BBOT
Each fluorescent dye alone, 5 Xl0-2% (by weight)
An added sample was prepared and subjected to measurement.

白色光源としてハロゲンランプを使用し、ファイバとは
レンズを含む光コネクタを用いて結合した。また、測定
器としては光スペクトラム・アナライザを用い、レンズ
系で受光器に接続した。
A halogen lamp was used as a white light source, and was connected to a fiber using an optical connector containing a lens. In addition, an optical spectrum analyzer was used as a measuring device, and it was connected to a light receiver through a lens system.

第2図は本発明の実施例の樹脂成形体の吸収・発光スペ
クトル図で、1..1.は本発明方法によるペリレン系
蛍光色素と、BBOT蛍光色素を各々2.5 Xl0−
”%(重量)を均一に添加したちの一吸収スベクトルと
発光スペクトルを、2..2.はBBOT蛍光色素単独
の場合の吸収スペクトルと発光スペクトルを、また、3
..3.はべりレン系蛍光色素単独の場合の吸収スペク
トルと発光スペクトルを示した。
FIG. 2 is an absorption/emission spectrum diagram of a resin molded article according to an example of the present invention. .. 1. The perylene-based fluorescent dye prepared by the method of the present invention and the BBOT fluorescent dye were each mixed at 2.5 Xl0-
2..2. is the absorption spectrum and emission spectrum when BBOT fluorescent dye is added uniformly.
.. .. 3. The absorption spectrum and emission spectrum of the haberlene fluorescent dye alone are shown.

図かられかるように、BBOT蛍光色素の発光スペクト
ル2.とペリレン系蛍光色素の吸収スペクトル3.の波
長体が重なっており、その結果、混合色素添加樹脂の吸
収スペクトルはカーブ1.の如く、300〜450nm
の波長帯で大きく持ち上がっている。そして、その場合
の発光スペクトルはカーブ1rの如く高いピークを示し
た。
As shown in the figure, the emission spectrum of BBOT fluorescent dye 2. and absorption spectra of perylene-based fluorescent dyes 3. As a result, the absorption spectrum of the mixed pigmented resin is curve 1. As in, 300-450nm
There is a large increase in the wavelength band. The emission spectrum in that case showed a high peak as shown by curve 1r.

すなわち、従来のペリレン系蛍光色素を単独で添加した
場合に比較して、本発明方法によりBBOT蛍光色素を
混合添加した透明樹脂成形体は、同一の外部入射光条件
で発光エネルギーは、平均値として約1.5倍の大きさ
が得られ、蛍光強度の増幅を行うことができた。
In other words, compared to the case where a conventional perylene-based fluorescent dye is added alone, a transparent resin molded article to which a BBOT fluorescent dye is mixed and added by the method of the present invention has an average luminescence energy of Approximately 1.5 times the size was obtained, making it possible to amplify the fluorescence intensity.

なお、本実施例では添加蛍光色素は2種類の場合を示し
たが、本発明方法の趣旨に基づく3種類以上の蛍光色素
を添加して、より効果を高めてもよいことは勿論である
Although this example shows the case where two types of fluorescent dyes are added, it goes without saying that three or more types of fluorescent dyes may be added based on the spirit of the method of the present invention to further enhance the effect.

また、透明なプラスチック樹脂母材としては、ポリカー
ボネート樹脂のばかその共重合体、あるいは、ポリメチ
ルメタクリレートポリスチレン。
In addition, the transparent plastic resin base material may be a copolymer of polycarbonate resin or polymethyl methacrylate polystyrene.

塩化ビニールなど−それらの固溶体、もしくは共重合体
などの透明樹脂を適宜選んで使用することができる。
A transparent resin such as vinyl chloride or a solid solution or copolymer thereof can be appropriately selected and used.

さらに、実施例ではファイバの形の例を示したが、板や
箔、棒状のもの、その他各種照明パネルのような異形成
形物にも適用できることは言うまでもない。
Further, in the embodiment, an example of a fiber shape is shown, but it goes without saying that the present invention can also be applied to irregularly shaped objects such as plates, foils, rods, and various other types of lighting panels.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、透明プラスチック
樹脂母材に、吸収・発光スペクトル特性が互いにずれて
いる複数の蛍光色素を添加することにより、高輝度の蛍
光性の透明プラスチック樹脂成形体が得られ、かつ、複
数の蛍光色素間の多段光変換によって、短波長域で感応
した光信号を伝送損失のより小さい長波長域の信号光と
して、プラスチック樹脂母材中を伝送させることができ
るので、プラスチック樹脂光学部品の性能向上に寄与す
るところが極めて大きい。
As described above, according to the present invention, by adding a plurality of fluorescent dyes whose absorption/emission spectral characteristics differ from each other to a transparent plastic resin base material, a high-luminance fluorescent transparent plastic resin molded product is produced. is obtained, and through multi-stage optical conversion between multiple fluorescent dyes, it is possible to transmit the optical signal sensitive in the short wavelength range as signal light in the long wavelength range with less transmission loss through the plastic resin base material. Therefore, it greatly contributes to improving the performance of plastic resin optical parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の樹脂成形体の発光機構を説明
する図、 第2図は本発明の実施例の樹脂成形体の吸収・発光スペ
クトル特性図、 第3図は従来のペリレン系蛍光色素添加透明樹脂成形体
の吸収・発光スペクトル特性図、図において、 1はポリカーボネート樹脂、2はBBOT蛍光色素、3
はペリレン系蛍光色素である。 ス長(n7rL)
Fig. 1 is a diagram explaining the light emitting mechanism of the resin molded article according to the embodiment of the present invention, Fig. 2 is an absorption/emission spectrum characteristic diagram of the resin molded article according to the embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a diagram illustrating the light emitting mechanism of the resin molded article according to the embodiment of the present invention. Absorption/emission spectrum characteristic diagram of fluorescent dye-added transparent resin molding. In the figure, 1 is polycarbonate resin, 2 is BBOT fluorescent dye, 3 is
is a perylene fluorescent dye. length (n7rL)

Claims (1)

【特許請求の範囲】  透明なプラスチック樹脂母材と、 吸収・発光スペクトル特性が互いにずれている複数の蛍
光色素添加物とからなり、 前記複数の蛍光色素の中の特定の蛍光色素の吸収スペク
トルの波長帯と、他の蛍光色素の発光スペクトルの波長
帯とが、少なくともその一部に重なりがあるようにした
ことを特徴とする光学部品用樹脂成形体。
[Claims] Consisting of a transparent plastic resin base material and a plurality of fluorescent dye additives whose absorption/emission spectral characteristics differ from each other, A resin molded article for an optical component, characterized in that a wavelength band and a wavelength band of an emission spectrum of another fluorescent dye overlap at least in part.
JP1026209A 1989-02-03 1989-02-03 Resin molding for optical parts Expired - Fee Related JPH0688355B2 (en)

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Publications (2)

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JPH0688355B2 JPH0688355B2 (en) 1994-11-09

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