JPH03209293A - 面型照明材料及び面型照明体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

［産業上の利用分野コ 本発明は、デイスプレィ、看板、装飾材、液晶式デイス
プレィ若しくはテレビのバックライト、ネガ若しくはポ
ジフィルム観察若しくは鑑賞用及び製図やアニメーショ
ンにおける原図の複写用照明体などとして有用な固型照
明材料及び固型照明体に関する。 ［従来の技術］ （１）背景 固型の発光体の開発は、電気技術者にとって長年の夢で
ある。このため既に電気的蛍光作用を利用したＥＬ発光
素子が開発されているが、面積当たりの輝度が低いため
、未だ実用の段階には達していない、このため、固型の
照明体゛としては、専ら蛍光燈等の光源をオパールガラ
ス又は白濁プラスチック板等の光散乱板で蔽った装置が
利用されている。 ＋２１　　従来技術の問題点 しかし上記の固型照明装置では、光源から散乱板までの
距離が長い程照明は均一となるが、反面照度が該距離に
二乗に反比例して低下するから、照度の均一化と明るさ
の低下という二律相反的条件を調和させるため、どうし
てもある程度奥行の深い、しかも多数の光源を配置した
重厚なものとなる。 因に、アクリル樹脂の装飾効果、殊に光透過性及び光拡
散性を一層高めるため、既に特公昭５２−１６１３８号
公報記載のように、アクリル樹脂板の成形に際し、原料
中に適当量の水分を含有させて加熱発泡させることによ
り、発泡シートとする方法が提案されているが、この公
知技術によれば、得られた発泡シートの表面が加熱時に
発生した泡により凹凸化して表面平滑性が失われるのみ
でなく、発生した泡の内壁も不平滑で光沢に乏しく、端
面からの入射光が急激に減衰するから、エツジライティ
ング用には向かず、専らシートと交わる入射光に対する
散乱効果を期待しうるだけである。 ［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明が解決しようとする課題は、例えばエツジ
ライティングを利用したデイスプレィ、看板、装飾材、
液晶式デイスプレィやテレビのバックライト、ネガ若し
くはポジフィルム観察用及び製図やアニメーションにお
ける原図の複写用照明として利用できる優れた照明材料
及び照明体を提供することである。

【発明の構成】

［課題を解決するための手段］ （１）経過 本発明らは、長年に亙りポリメチルメタクリレートを主
体とする有機ガラス成形品の生産及び用途開発に従事し
てきた者であるが、その過程で先に特願平１−２５９０
９１号に係る光反射材料を発明した。この先発明に基づ
く光反射材料は、透明有機ガラス成形体の内部に多数の
小気泡からなる気泡群が偏在的に存在させたもので、特
に光拡散性に優れ、殊にエツジライティングよる表面反
射用パネルとして利用したとき、内蔵する気泡が醸し出
す微妙な光散乱効果により、装飾材として独特の効果を
発揮するものであった。 （ａ　概要 本発明は、以上の先発明を発展させ、偏在する気泡によ
る光散乱効果を積極的に利用しようとするもので、その
要旨は、内部に多数の小気泡からなる気泡群が偏在的に
存在している、好ましくは板状をなす透明な有機ガラス
成形品であることを特徴とする固型照明材料、及び該成
形品の少なくとも一つの端縁に線状光源が配置されてい
ることを特徴とする固型照明体に存する。 以下、発明を構成する諸要素等につき項分けして説明す
る。 （３）気泡入り有機ガラス成形品 本発明材料の主要部をなす気泡入り有機ガラス成形品の
形状としては、一般に均一な厚みの板状であるのが望ま
しいが、断面模型の不等厚の板状体は、例えば液晶デイ
スプレィ用導光板として好ましいものである。しかし所
望により、板状以外の他の形状、例えば湾曲板状、円筒
状、円柱状、円錐状、楕円柱状、角柱状、角錐状、球状
その他、随意の形状を呈することができる。但し何れの
形状にも共通して、それらの内部に偏在した多数の小気
泡を有することは発明の重要な特徴である。 ここに［偏在した」という語の意味は、添付第１図〜第
５図に示すように、気泡３が有機ガラス材料２の一面側
の全体（第１図）又は一部（第２図及び第３図）及び中
央部（厳密な意味ではない）の全体く第４図）又は一部
（第５図）に存在することを意味する（反射層４は必ず
しも必要ではない）、これらの各構造は、いづれも表面
反射用として優れた光拡散効果を奏するが、製作面から
は、第１図〜第３図の構造のものが有利である。なお、
第２図、第３図及び第５図の形式では、気泡３の集合体
く気泡群）により任意の文字、図形、記号、模様等を象
形することが可能であり、これにより特別の美的効果を
表すことができるが、面発光型の照明材料乃至照明体と
して利用することだけが目的であれば、第１図又は第４
図の構造を有することが好ましい。 各気泡３は、径０．１〜２″／１、好ましくは０．２〜
１′″／、程度の球状の独立気泡であるのがよい。 特に気泡３の内壁も滑らかであるのが理想的である０発
明材料が板状に形成された場合、気泡群（気泡層）の厚
さは、材料の全厚みの１／１ｏ〜２／３の範囲であるの
が好適である。光源からの光が材料の一つの端縁のみか
ら入射する場合は、光の入射側から放散側に向かって次
第に気泡の密度又は気泡部分の厚さが増加するのが望ま
しい。 （４）気泡入り有機ガラス成形品の製造前（３）項で述
べた気泡入り有機ガラス成形品は、好ましくはメチルメ
タクリレートとそのポリマー（但しその重合率（コンヴ
アージョン）は種々の程度でありうる。）とからなる発
泡（性）体を型枠（普通二枚の磨きガラス板をガスケッ
トを介して互いに平行に配置したもの）内で非発泡性の
同種注型材料と共に硬化させることにより製造されるが
、この際、前者の発泡（性）体が非発泡性（脱気）注型
材料と混じり合わないようにすることが必要である。 以上の成形操作において、ゲル状体の形状及び大きさが
セルと同様であれば（即ち、格別型を使用せずにセル用
板の上で直接ゲル化させれば、尤も、材料をセル機外へ
流出させないための周囲の堰板は必要である）、得られ
る成形体は、気泡群入り層と無気泡透明層とが積層した
ものとなる（第１図参照）、更に、互いに混じり合わな
い程度に硬化した無気泡透明層の上に、全面的に又は部
分的に発泡（性）体を重畳し、更にその上に脱気注型材
料を注型硬化させることにより、気泡群入り樹脂層の上
下を透明樹脂層が挟むサンドイッチ構造の製品（第４図
参照）を得ることもできる。 一方、発明の主目的からは外れるが、上のゲル状体を型
枠とは別個の適当な型内にて行わせることにより、該型
の内形に応じた、任意の文字、図形、記号又は模様等の
象形を持つ気泡群入り成形体く発泡成形体）とすること
ができ、この成形体を型枠に内接させた状態で脱気注型
材料と一体的に硬化させることにより、−面に任意の文
字、図形、記号又は模様等の象形をした気泡群層を有す
る成形体（第２図及び第３図参照）を得ることができる
。なお、上記第４図のサンドイッチ状のものの変形とし
て、第５図の包埋構造成形品が得られることも容易に理
解されよう。 以上の製造手段において、高粘性メチルメタクリレート
溶液を調製するための原料としては、メチルメタクリレ
ート（ＭＭＡ＞のポリマー又はコポリマーの粉状体を使
用するのが好ましい。このような粉状体は、一般にｒＭ
ＭＡポリマービーズ」として入手できるが、ＭＭＡポリ
マーを粉砕しても製造してもよい、或は、ＭＭＡの重合
時に生成するハイコンヴアージョン状態のＭＭＡモノマ
ーとポリマーとの混合物を使用することもできる。 即ち、上のメチルメタクリレートを重合開始剤を用いて
ラジカル重合させると、速度論的に自動加速効果（トロ
ムスドルフ効果）と称される現象が起こり、重合反応初
期のラグフェーズを過ぎると反応速度（Ｒｐ）が自然対
数的に増大する。粘度の上昇は後のログフェーズで起こ
るから、上昇期に攪拌して空気を抱き込ませることがで
きるとしても、粘度が急速に増大するため、制御が非常
に困難である。 これに反し重合済みの粒状樹脂を使用すると、樹脂粒子
の膨潤及び分散による見掛は粘度の上昇が起こり、ラグ
フェーズ期間内に必要量の空気を均一に抱き込ませるこ
とができるから、容易に発明の目的とする均一な気泡の
分散状態が得られる。従って、ここに用いる粒状樹脂は
、粒径が小さい程見掛は粘度上昇効果が大きくなる筈で
あるが、逆に余り微細であれば、分散時に均一かつ真球
状の気泡群を得難いので、実際上は、平均粒径１０〜２
０００μｍ、好ましくは４０〜１０００μｍの範囲内の
ものを選ぶのがよい。さらに、粒状樹脂の分子量的要素
も生成気泡の質に関係しており、均一かつ真球状の気泡
を得るには、−ｉに、ＭＦＩ（２３０℃／３．８ｋｇ荷
重下）０．１〜３０のものが好ましい、なお、発泡層を
構成するための粒状ポリメチルメタクリレート（ビーズ
）とＭＭＡモノマー又はそのプレポリマーとの混合物中
における前者の比率は、概ね３０〜８０重量％であるの
がよい、ビーズの比率が３０重量％未満では寒天状ゲル
状物の塑性が不充分となって所定の形状を保たせるのが
困難となり、逆に８０重量％を超えると、均一な発泡体
を得るのが難しくなる。但し、第１図及び第４図のよう
な単純積層体を得る目的であれば、上記下限値に拘らな
くてもよい。 （５）光反射層 本発明材料は、付加的な構成として、有機ガラス成形品
の背面に光反射層を具備するのが望ましい、後の［作用
〕項中説明するように、光反射層の存在は目的上不可欠
ではないが、木屑の存在は照明効果（照度）を高めるの
に有効である。この反射層は、例えば該成形品の一面に
添設された鏡又は該成形品の一面に真空蒸着、スパッタ
リング若しくはイオンブレーティング等の手段で付着せ
しめられたアルミニウム等の金属微粒子層などを意味す
るが、反射効率を高めるため、該鏡、メツキ又は蒸着金
属層と成形品との界面に実質的な空隙が存在していない
のが望ましい６磨き板ガラスを型枠として注型成形され
た有機ガラスの表面は事実上の鏡面と考えられるので、
蒸着、無電解メツキなどの手段を用いて該成形品の表面
に密着して形成された薄い反射膜は、効率的に最良であ
る。 （６）光散乱層 本発明照射材料から放射される光線（主として内蔵気泡
の輝きとして認識される）は、位相を異にする光の集合
であるから、そのままではギラツキを感じさせる。この
ため、材料の表面には薄い散乱膜を貼着して放射光を分
散させるのが望ましい。 （２）光源 本発明材料は、エツジライティングの原理に従って機能
するから、光源としては、蛍光灯、即ち、熱陰極蛍光放
電灯（普通の蛍光灯）又は冷陰極蛍光放電灯が好ましい
が、発明目的上、特に後者の冷陰極型のものが好適であ
る。これは、後者が径６′″／、φ又はそれ以下にも細
径化可能であることに加え、内部にフィラメントを有し
ないのス′、光源温度が上昇しないこと等に因る。但し
、普通の１００　ｖ交流では点灯できないから、ネオン
管と同様の直流高圧電源を準備しなければならない、か
つ、光源からの照射光線を可及的平行化するため、放物
面反射鏡、コンデンサ等の付帯設備が必要に応じ付加さ
れる。なお、キセノンランプ又はクリプトンランプのよ
うな点状の光源であっても、多数並列することにより、
事実上線状光源に近い効果を期待できる。従って、本発
明にいう“線状光源゛°という語は、事実上の線状を意
味するものとする。 ［作用コ 本発明材料１の背面に反射層４を設けた例を示す添付第
６図を参照して、材料１の下端面２ａから入射した光は
、その入射角に応じて複雑な進路を取る。即ち、透明部
２内を進行する光は、その界面に対する角度が臨界角（
ポリメチルメタクリレートでは、対空気界面で臨界角ｉ
　ｏ＝ｓｉｎ　Ｏ，６６９≠４１°）より小さいものは
そのまま系外へ放散する（但し、反射層４のある側では
反射されて系内へ戻る）が、その他の光は、図示したよ
うに気泡３、反射層４に次々と当たって反射されながら
、臨界角より大きいものＬ２は系外へ放散され、該角よ
り小さいものし、は再び面２ｃの界面で全反射される非
常に複雑な経路を辿るが、いづれにしても、気泡に衝突
して反射されたとき、該気泡を輝かせるので、入射光の
殆ど全部が照明光として有効に利用される。しかも光の
経路が極めて複雑で経路の長いものと短いものが混然と
混じり合うため、全体として比較的均一な照度が得られ
る。但し、放散する光は多量の偏光分を含むので、面２
ｃに偏光板を置くか又は散乱板を添設してギラツキを緩
和するのが好ましい。 なお反射層４が存在しない場合は、ロスは多少大きくな
るが、その代わり両面発光体として利用できるようにな
る。 実験の結果、入射面２ａからの距！！１ｆＤが５０ｃｍ
程度までは照度にさしたる変化はなく、１００ｃｍ程度
まで実用に耐えることが判った。これは、本図がらも窺
われるように材料内部の光の経路が極めて複雑で、材料
の前面へ放散するための光路に著しい長短があり、それ
らの光が入り混じっている結果によるものと推定される
。但し、可能な限り２の全端面に光源を配置するのが好
ましいことは当然である。 これに反し、気泡が板の内部全体に亙って均一に分散し
ている場合は、入射光の減衰が著しく、側底実用に耐え
ないことが確かめられた。従って、気泡のない透明部２
が、直線的であると否とを問わず、実質的に光の通路と
しての透明部の存在が発明目的上必要である。 ［実施例］ 以下、実施例により発明品の１！！造例及び組立例及び
比較例を示すが、例示は当然説明用のもので、発明思想
の内包・外延を限るものではない。 」ｌ蝕Ｌ ＭＭＡモノマー１００部、重合開始剤等０．１部を混合
し、これに粒径４００μｍの粒状ＰＭＭＡ７０部を混合
し、スラリー状になるまで攪拌した。 別に、予め洗浄、乾燥させた正方形の磨きガラス板の縁
に同形同大の金属製型枠を置き、その内部に製品厚みの
１７２の深さになるまで上記のスラリーを流し込み、室
温で放置して凝固させた後、型枠を取り外した。 その後、もう−枚のガラス板とガスケットを用いて型枠
を組み立て、この型枠内へ予備重合させたＰＭＭＡシロ
ップを注入し、硬化及び後処理を行ってから、成形物の
四周部を切断及び研磨して、第１図のような表面（図で
は下面）側に気泡層３を有する厚さ６ｍｍの成形品（板
）を得た。 以上の成形品裏面（図では上面）に、常法に従ってアル
ミニウム蒸着膜Ｍ４を施し、第１図の通りの固型照明材
料１を得た。 Ｃ以下余白） 設置予１ｉ 上の製造例１において、気泡入り成形品の裏面に真空蒸
着する代わりに鏡４゛を貼り付け、更に下端縁以外の端
面にも鏡４′を貼着して、固型照明材料１′（第７図参
照）を得た。 順り匠Ｙ 上記製造例２の固型照明材料１’　（１５０Ｘ１５０Ｘ
９ｍｍ）の表面側に薄い光拡散板を添着し、これを、内
部に冷陰極放電管】１、付属高圧電源設備（図示せず）
及びパラボラ反射鏡１２を収めた光源装置１０の家型ケ
ーシング１３の棟部開口部１４内へ挿着することにより
、第７図記載の固型照明体２０を得た。 埼暫λ 上の組立例で得た固型照明体２０（発明例）を、第８図
に示す２種の固型照明体（Ａ、Ｂ）と光源Ｓ（冷陰極放
電管）からの距１１ｔ１００ｍｍの点で照度を比較した
。結果は下表の如くであった。 （以下余白） 第９図は、組立例１の照明体の上部にも光源装置１０を
付加すると共に、横幅を広くしてポジフィルム用の観察
装置２００とした例を示す。 本例の装置は、従来の同種装置に比べて奥行が遥かに浅
く、しかも照度が大である。なお、図中の符号２０１は
ネガ係止用のクリップを示す。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明は、表面が平滑な気泡入り
板状有機ガラス材料、殊に可及的均一な光散乱性を有す
る複合照明材料及び照明体、例えばエツジライティング
を利用したデイスプレィ、看板、装飾材、液晶式デイス
プレィ若しくはテレビのバックライト、ネガ若しくはポ
ジフィルム観察用若しくは鑑賞及び製図やアニメーショ
ンにおける原図の複写用照明として利用できる優れた照
明材料及び照明体を提供できたことにより、関連産業の
発展及び需要者の利益に貢献しろる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、発明照明材料の種々の構造を示す模
型的な断面図、第６図は、発明の詳細な説明する模型的
な断面図、第７図は、発明による照明体の一例を示す縦
断面図、第８図は、比較例として使用した固型照明体の
模型的な縦断面図、第９図は、発明による照明体の別例
を示す破断正面図である。 図中の符号の意味は以下の通り： ＋１’：発明照明材料の全体； ・２：１．１″の透明部； ・−２ａ：２の下端縁、２ｂ：２の上端縁、２ｃ：２の
表面、２ｄ：２の裏面； ３：１．１’内の気泡（又は気泡層）；・４：１の光反
射層、４゛：１″の光反射層（鏡）５：１の光散乱層； １０：光源装置； ・１１：冷＃＆極放電管、１２：パラボラ鏡、１３：ケ
ーシング； １００　、２００　：発明証明体の全体。 ２０１：ネガ係止用クリップ。 Ｓ：光源。 Ｌ、〜Ｌ、：入射光線。 第６図 第７図 第８図 手続補正書 平成 ２年 １月３０日 第９図 ２゜ ３゜ ４゜ 発明の名称 固型照明材料及び固型照明体 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　愛媛県新居浜市新田町３丁目７番１７号名　称
　日泉化学工業株式会社 代表者　−宮　能和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内部に多数の小気泡からなる気泡群が偏在的に存在
   している、好ましくは板状をなす透明な有機ガラス成形
   品であることを特徴とする面型照明材料。 ２　気泡群が、成形品の一面に沿つて偏在する請求項１
   記載の照明材料。 ３　成形品の背面に反射層が存在する請求項１又は２記
   載の照明材料。 ４　光源光の入射する端縁以外の成形品の端縁が、光反
   射層により蔽われている請求項１から３のいづれかに記
   載の照明材料。 ５　成形品の光反射層と対向する面に光散乱層を有する
   請求項１から４のいづれかに記載の照明材料。 ６　内部に多数の小気泡からなる気泡群が偏在的に存在
   する有機ガラス製成形品の背面に光反射層が存在してい
   る成形品の少なくとも一つの端縁に線状光源が配置され
   ていることを特徴とする面型照明体。