JPH10166484A - 面光源素子及び窓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵埃や異物が付着し難く傷が付き難くて、光
の進行方向を変える効果が大きい光変向シ−トを提供す
る。 【解決手段】 導光体の裏面に反射材を設置し、導光体
の少なくとも一方の端面（ｙｚ面）に光源を設置し、導
光体からの出射光を法線方向に変化させる機能を有する
光変向シ−トを導光体表面に設置した面光源素子におい
て、光変向シ−トとして、３層構造の樹脂シ−トであっ
て、隣接する樹脂の屈折率が異なり、シ−トの厚み方向
をｙ、幅方向をｘとするときにｘｙ断面の樹脂層境界の
少なくとも一方の境界に凹凸形状が形成され、そのピッ
チPと高さhの比h/pの値が１．５以上１０以下である樹
脂シ−トを用いた面光源素子。窓ガラス、これを保持す
る窓枠、及び窓ガラスの内側または外側に前記樹脂シ−
トが配置された窓。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の進行方向を変
更可能なシート（以下「光変向シ−ト」という）を用い
た面光源素子及び窓に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶表
示装置、看板、大型看板等に使用される背面光源装置の
導光体から出射する光を観察者の方向に向ける用途や建
築物への日照をコントロ−ルする等の用途に使用される
光変向シ−トとしては、シ−ト表面に凹凸をつけたプリ
ズムシートが知られている。しかし、プリズムシートは
その凹凸面に埃が溜まり易く傷が付き易い点が問題であ
る。

【０００３】この問題を解決するものとして特開平7-31
8709号公報は、２種の樹脂から製造しその境界面に凹凸
をつけたシ−トを開示している。しかし、通常この構造
のものは、２つの樹脂の吸水性が異なるために、反りや
すいという欠点がある。また、この公開特許公報の実施
例に示されているような、境界面の頂角が９０度程度の
三角形状である場合、光の進行方向を変化させる効果は
十分でない。

【０００４】一方、特開平3-256735号公報は、凹凸のあ
るシ−トをその間に空気層を残して接着した３層構造の
シ−トについて開示している。しかし、これは化粧材と
して使用するものであり、これを光変向シ−トとして使
用する例は知られていない。

【０００５】本発明の目的は、塵埃や異物が付着し難く
傷が付き難くて、光の進行方向を変える効果が大きい光
変向シ−トを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、透明な
樹脂からなる導光体の裏面に反射材を設置し、導光体の
ｘ方向の少なくとも一方の端面（ｙｚ面）に光源を設置
し、導光体の表面から出射された光を、導光体の法線方
向に変化させる機能を有する光変向シ−トを導光体表面
に設置した面光源素子において、光変向シ−トとして、
透明な樹脂層ａと透明な樹脂層ｂによって透明な樹脂層
ｃが挟まれた積層構造を有する外表面が平滑な樹脂シ−
トであって、隣接する樹脂層の樹脂の屈折率が異なり、
シ−トの厚み方向をｙ、幅方向をｘとするときにｘｙ断
面の樹脂層境界の少なくとも一方の境界に凹凸形状が形
成され、この凹凸形状のピッチPと高さhの比h/pの値が
１．５以上１０以下である樹脂シ−トを用いた面光源素
子にある。

【０００７】また本発明の要旨は、窓ガラス、これを保
持する窓枠、及び窓ガラスの内側または外側に樹脂シ−
トが配置された窓であって、樹脂シートとして前記樹脂
シートを用いた窓にある。

【０００８】３層構造の樹脂シートにおいて、ｘ方向、
ｙ方向、ｚ方向はそれぞれ直交する３軸方向であり、ｙ
は厚み方向、ｘは幅方向であって、凹凸形状はｘｙ断面
に形成されている。ピッチpは、ｘｙ断面に現れるの樹
脂層境界面の凹凸形状のうちの一単位分の凹凸の幅であ
る。また幅hは、一単位分の凹凸の高さである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１〜図４は各樹脂シートのｘｙ断面における凹凸
状態を示すものであり、境界面は折れ線状、鋸刃状、半
円状、半楕円状、波形状、n次の放物線状または1/n次の
放物線状等の形状をとることができる。これらの中で
も、折れ線状、鋸刃状等略直線状のものは、光を拡散す
ることなく進行方向のみを変化させるので好ましい形状
である。

【００１０】樹脂シ−トの光変向シ−トとしての効果、
即ち光の進行方向を変化させる度合いは、h/pの値に大
きく影響される。ｘ方向の凹凸形状のピッチ ｐと高さh
が共に一定である場合は、h/ｐの値は１．５以上１０以
下であることが好ましい。

【００１１】樹脂シートを構成する各樹脂層に使用され
る樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル
系樹脂、非晶質ポリオレフィン、ポリアミド、これらの
共重合体樹脂、ブレンド樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げる
ことができる。

【００１２】隣接する樹脂層の各樹脂の屈折率差は０．
１以上０．３以下であることが好ましい。屈折率差が小
さすぎると光の方向を曲げる作用が弱くなる。一方、屈
折率差が大きすぎると特殊な樹脂を使うことが必要とな
りコストが高くなる。好ましい樹脂の組み合わせとし
て、ポリカ−ボネ−ト、ポリエチレンテレフタレ−ト、
ポリスチレン又はポリエチレン等と、ポリメチルメタク
リレ−トとの組み合わせが挙げられる。尚、隣接する樹
脂の密着性等を考慮して樹脂を選定することが好まし
い。

【００１３】３層構造の樹脂シートの両表面の樹脂ａと
樹脂ｂは同一の樹脂とすることもでき、又異なる樹脂と
することもできる。但し、シートの反りの防止を考慮す
ると、同一の樹脂または吸水性が同程度の樹脂を使用す
ることが望ましい。

【００１４】本発明の樹脂シートは、例えば溶融押出機
を用いて、樹脂ａ、樹脂ｂと樹脂ｃが積層されるように
共押し出しする方法によって製造することができる。ま
た、本発明の樹脂シ−トは、それぞれ一方の面に凹凸形
状を形成した樹脂ａのシート及び樹脂ｂのシートを、そ
れらの各凹凸面を所定間隔をもって対向させその間に他
の樹脂ｃの原料（単量体等）を流し込んだ後、それを重
合させることによって製造することができる。

【００１５】次に、本発明の面光源素子について説明す
る。本発明の樹脂シ−トは、光の進行方向を変える作用
が大きいので光変向シ−トとして用いることができる。

【００１６】本発明の面光源素子においては、図５に示
すように光源３として蛍光灯等の線状の光源が用いられ
る。この光源は導光体１の端面に設置される。導光体の
上には光変向シ−ト４が設置される。

【００１７】導光体は透明な樹脂からなり、端面から入
射した光を面方向に出射する機能を有する。このような
導光体としては、例えば、表面にドット印刷や粗面加工
が施されたものがある。通常、導光体から出射する光
は、その最大強度を示す方向が、表面法線に対して斜め
方向にあることが多い。この光の向きを観察者が位置す
る法線方向に変角させるために光変向シ−トが用いられ
る。

【００１８】本発明の面光源素子における光変向シ−ト
の好ましい使用方法を以下に述べる。導光体面上に光変
向シ−トは一枚または二枚載せられる。光変向シ−トを
一枚載せる場合は、光変向シ−トの角度は、シ−トのｘ
方向が線光源に対して０から２０度の範囲になるように
載置する。角度がこれより大きくなると光を変角する作
用が弱くなる。シ−トを二枚載せる場合は、１枚目のシ
−トを前記条件で載置し、２枚目のシ−トのｘ方向が１
枚目のｘ方向に対して、０から９０度の範囲で傾くよう
に載せる。このときの傾きは９０度であることが好まし
い。

【００１９】導光体と光変向シ−トの間には、導光体の
ドット印刷の目隠しのために拡散シ−トを設置すること
ができる。拡散シ−トとしては、樹脂シ−ト上に細かい
凹凸形状をつけたものや微粒子を含む塗料を印刷したも
のが挙げられる。

【００２０】次に光変向シ−トを窓材として用いる場合
の好ましい使用方法を図６を用いて説明する。窓ガラス
７は窓枠８で固定され、窓の内側または外側に光変向シ
−ト９が設置される。これによって室内に差し込む太陽
１０の光の方向を変化させることができる。

【００２１】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。尚、光学的な評価は以下の通りである。

【００２２】（１）光変向機能の測定 図７に示すように光変向シ−トのｘｚ面の法線方向に対
して、ｘｙ面内で３０度傾いた方向から、平行光を光変
向シ−トに入射する。シ−トの光源の反対側に設置した
検出器をｘｙ面内で動かし、出射光強度が最大になる角
度を検出する。

【００２３】（２）法線方向輝度の測定 図８に示すように、面光源素子の光出射面のｚ方向の中
央部の幅２０ｍｍの部分を測定領域とした。光入射面か
らｘ方向に初めの5ｍｍを除外して、２０ｍｍ角の正方
形に区分し、これを領域1、2、3、・・・、ｎとする。
導光体のｘ方向の一方の端面（ｙｚ面）に設置した冷陰
極管 （ＫＣ130Ｔ４Ｅ ４ｍｍφ×１３０ｍｍ、松下電
器（株）製）をインバ−タ−（ＴＤＫ（株）製ＣＸＡ-
Ｍ10Ｌ）を介して直流電源に接続し、ＤＣ12Ｖを印加し
て点灯させる。

【００２４】面光源素子を測定台に載置する。次に、測
定領域1の中央部を通る、ｘｚ面の法線方向に輝度計
（ミノルタ（株）製nt-1°）の光軸を一致させる。さら
に、輝度計の測定円が8〜9ｍｍφになるように面光源素
子からの距離をとって、輝度計を固定する。

【００２５】この状態で、測定領域1の法線輝度を測定
し、この値をＧ1とする。面光源素子をｘ方向に20ｍｍ
移動し、領域2の法線輝度値を測定し、この値をＧ２と
する。この操作を繰り返して、全領域Ｇ1〜Ｇnについて
法線輝度値を測定し、その平均値を、面光源素子の平均
輝度とする。

【００２６】参考例１ 樹脂ａ及び樹脂ｂとしてポリカーボネート（三菱瓦斯化
学（株）製ユーピロンＨ−３０００）用い、樹脂ｃとし
てポリメチルメタクリレート（三菱レイヨン（株）製ア
クリペットＶＨ）を用いた。

【００２７】表面に凹凸形状を持つ金型と表面が平滑な
金型の間に樹脂ｂを挟み、熱プレスによって形状を転写
してシ−ト１を製造した。また表面が平滑な金型２枚の
間に樹脂ａを挟み、熱プレスによって両面が平滑なシ−
ト２を製造した。

【００２８】次に、シ−ト１の凹凸面とシ−ト２の間に
樹脂ｃを挟み、熱プレスして３層構造の樹脂シ−トを得
た（図１）。得られたシ−トは、外表面が平滑で反りが
無く、外観及び光透過率が良好であった。樹脂層ｂと樹
脂層ｃとの凹凸界面のｐは０．１５ｍｍ、ｈ／ｐは８．
０であった。

【００２９】図７に示すように、この樹脂シ−トの樹脂
層ｂ側を光源に向け、ｘｚ面の法線から３０度傾いた方
向から光を入射させたところ、出射光強度が最大になる
角度は２度であった。

【００３０】実施例１ これは小型面光源素子の実施例である。厚み３ｍｍ、幅
１００ｍｍ、長さ１０５ｍｍのアクリル樹脂板の裏面に
酸化チタン粒子を含んだ白色塗料を用いて、斑点パタ−
ンをスクリ−ン印刷によって形成して、これを導光体と
した。

【００３１】導光体の長さ方向の２つのｘｙ端面と一つ
のｙｚ端面に銀蒸着したPET（ポリエチレンテレフタレ
−ト）粘着材で貼り付け、導光体の裏面に銀蒸着したPE
Tフィルムをテ−プ止めして反射面を形成した。さらに
導光体の他の一つのｙｚ面の脇に冷陰極管を設置した。

【００３２】一方、参考例１のシ−トを１００ｍｍ
（ｘ）、１０５ｍｍ（ｚ）に切断して、光変向シ− ト
とした。上記導光体のｙｚ面上に、光変向シ−トを樹脂
層ｂ側を導光体面に向けて、導光体のｚ方向と光変向シ
−トのｚ方向を一致させて設置した。 このようにして
製造した小型面光源素子の輝度を測定したところ平均輝
度は３３００ｃｄ／ｍ²であった。

【００３３】実施例２ これは窓の実施例である。参考例１のシ−トを１９００
ｍｍ（ｘ）、１５００ｍｍ（ｚ）に切断して光変向シ−
トとした。この光変向シ−トをそれと同サイズの窓ガ
ラスの内側に、樹脂層ｂ側が屋外になるように、かつシ
−トのＺ軸が水平になるようにして設置した。このシ−
トにより室内に入る西日を防ぐことができた。

【００３４】比較例１ PETフィルム上に屈折率1.53のアクリル系紫外線硬化樹
脂で、頂角９０度、ピッチ５０μｍの柱状プリズム単位
を、互いの長手方向が平行になるように多数形成してプ
リズムシ−トを製造した。参考例１と同様にこのシ−ト
の光変向機能を測定したところ、出射光強度が最大にな
る角度は０度であった。

【００３５】次にこの光変向シ−トを、プリズムの長手
方向と、導光体のｚ軸が平行に、プリズム面が上向きに
なるようにして、実施例１と同様の導光体上に設置して
面光源素子を製造し、輝度を測定したところ平均輝度は
３３５０ｃｄ／ｍ²であった。この面光源素子は光変向
シ−トが傷つきやすかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の面光源素子は光の方向を効率的
に変更させることが出来、塵埃や異物が付着し難く傷も
付き難い。また本発明の窓は太陽光の遮光効果が優れて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂シートのｘｙ断面における凹凸状態を示す
図である。

【図２】樹脂シートのｘｙ断面における凹凸状態を示す
図である。

【図３】樹脂シートのｘｙ断面における凹凸状態を示す
図である。

【図４】樹脂シートのｘｙ断面における凹凸状態を示す
図である。

【図５】面光源素子の斜視図である。

【図６】窓の斜視図である。

【図７】光変向シ−トの評価方法を示す図である。

【図８】面光源素子の評価方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 導光体 ２ 反射材 ３ 蛍光管 ４ 光変向シ−ト ５ 面光源素子 ６ 輝度計 ７ 窓ガラス ８ 窓枠 ９ 光変向シ−ト １１ 光源 １２ 光変向シ−ト １３ 検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 雅春 神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地 三菱 レイヨン株式会社東京技術・情報センタ− 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な樹脂からなる導光体の裏面に反射
   材を設置し、導光体のｘ方向の少なくとも一方の端面
   （ｙｚ面）に光源を設置し、導光体の表面から出射され
   た光を、導光体の法線方向に変化させる機能を有する光
   変向シ−トを導光体表面に設置した面光源素子におい
   て、光変向シ−トとして、透明な樹脂層ａと透明な樹脂
   層ｂによって透明な樹脂層ｃが挟まれた積層構造を有す
   る外表面が平滑な樹脂シ−トであって、隣接する樹脂層
   の樹脂の屈折率が異なり、シ−トの厚み方向をｙ、幅方
   向をｘとするときにｘｙ断面の樹脂層境界の少なくとも
   一方の境界に凹凸形状が形成され、この凹凸形状のピッ
   チPと高さhの比h/pの値が１．５以上１０以下である樹
   脂シ−トを用いた面光源素子。
2. 【請求項２】 窓ガラス、これを保持する窓枠、及び窓
   ガラスの内側または外側に樹脂シ−トが配置された窓で
   あって、樹脂シートとして請求項１に記載の樹脂シート
   を用いた窓。