JP7486675B1 - 光散乱体及び照明装置 - Google Patents

Abstract

光散乱体（１０）は、透光性樹脂層（３）と、透光性樹脂層（３）の表面に形成されており、透光性樹脂（４）とこの透光性樹脂（４）の内部に凝集することなく分散されており入射した可視光をレイリー散乱させてレイリー散乱光を発生させる光散乱粒子（５）とを含む光散乱層（２ａ、２ｂ）と、光散乱層（２ａ、２ｂ）及び透光性樹脂層（３）の少なくとも一方の表面に形成されている導電伝熱層（１ａ、１ｂ）とを備えている。

Description

本開示は、光散乱体及び照明装置に関する。

透光性の基板と、この基板の一面側に重ねて配され、光の進行方向を変える複数の光散乱粒子を有する光散乱層とを備えた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この文献に記載されている照明装置では、光散乱層の内部の光散乱粒子で発生したレイリー散乱光を光散乱層の下面から透光性の基板を介して外部へ出射している。

国際公開第２０１４／０８４０１２号（例えば、段落００６１参照）

しかしながら、特許文献１の装置では、光源から出力された光が光散乱層の内部の光散乱粒子で散乱すると、光散乱粒子は光の一部を吸収して発熱する。光散乱層の下面には透光性の基板が接触して配置されており、光散乱層の内部で発生した熱は放熱されにくい。

本開示は、光の散乱によって生じる熱を効率よく逃がすことを目的とする。

本開示の光散乱体は、側面と表面とを有する板状であって、前記側面から入射した可視光を前記表面に沿う導光方向に導光する透光性樹脂層と、前記表面に接する第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する板状であって、透光性樹脂と前記透光性樹脂の内部に凝集することなく分散されており前記表面から前記第１面を通して入射した前記可視光をレイリー散乱させてレイリー散乱光を発生させる光散乱粒子とを含む第１の光散乱層と、前記第１の光散乱層の前記第２面に接する第３面と前記第３面の反対側の第４面とを有する板状であって、可視光を透過する無機酸化物からなり、前記第２面から前記第３面を通して入射した前記レイリー散乱光を前記第４面から出射する第１の導電伝熱層と、前記第１の導電伝熱層の前記第４面の端部に接する導電伝熱治具と、を備えたことを特徴とする。

本開示の光散乱体は、光の散乱によって生じる熱を効率よく逃がすことができる。

実施の形態に係る光散乱体及び照明装置の構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態に係る光散乱体及び照明装置の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態の変形例１に係る光散乱体及び照明装置を概略的に示す断面図である。 実施の形態の変形例２に係る光散乱体及び照明装置を概略的に示す断面図である。 実施の形態の変形例３に係る光散乱体及び照明装置を概略的に示す断面図である。 実施の形態の変形例４に係る光散乱体及び照明装置を概略的に示す断面図である。 光散乱体の評価用の装置を示す図である。 光散乱体の評価の結果を表として示す図である。

以下に、実施の形態に係る光散乱体及び照明装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態の構成を適宜組み合わせること及び実施の形態を適宜変更することが可能である。

《実施の形態》
図１は、実施の形態に係る光散乱体１０及び照明装置２０の構成を概略的に示す断面図である。図２は、実施の形態に係る光散乱体及び照明装置の構成を概略的に示す斜視図である。照明装置２０は、光出射体としての光散乱体１０と、光を発する光源６と、導電伝熱治具９ａ、９ｂと、反射層（又は反射板）１１とを備えている。照明装置２０は、板状の光散乱体１０の側面に対向するように光源６が配置されたエッジ入射方式の照明装置である。

光散乱体１０は、例えば、矩形の表面（図１では上面及び下面）と、上面と下面とを繋ぐ４つの側面（「第１～第４の側面」ともいう。）とを有した板形状である。この場合、光散乱体１０が有する４つの側面のうちの第１の側面と第２の側面とが対向し、第３の側面と第４の側面とが対向する。なお、光散乱体１０の上面及び下面は、矩形以外の形状であってもよく、例えば、円形などであってもよい。

光散乱体１０は、導電伝熱層１ａ、１ｂ（第１の導電伝熱層、第２の導電電熱層）と、光散乱層２ａ、２ｂ（第１の光散乱層、第２の光散乱層）と、透光性樹脂層３とを備えている。導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の各々は、例えば、板状の部材で構成されている。導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３は、フィルム状の部材又は薄膜状の部材で構成されていてもよい。導電伝熱層１ａ、１ｂの表面（図１では上面及び下面）、光散乱層２ａ、２ｂの表面（図１では上面及び下面）、及び透光性樹脂層３の表面（図１では上面及び下面）は、いずれも同じ形状であり、同じ大きさである。

図には、ＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。図では、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３がＸＹ平面に平行であり、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の積層方向がＺ方向である。光散乱体１０が有する４つの側面のうち第１の側面及び第２の側面がＸ方向に延設され、第３の側面及び第４の側面がＹ方向に延設されている。すなわち、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３は、それぞれＸ方向に延びる２つの側面と、Ｙ方向に延びる２つの側面とを有している。

なお、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の板形状は、平板以外の形状であってもよい。導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の板形状は、例えば、湾曲した形状であってもよい。導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の板形状は、光出射面及び背面のいずれか一方、又はこれらの両方が湾曲した形状であってもよい。この湾曲した形状は、凸に湾曲した形状であってもよいし、凹に湾曲した形状であってもよい。

光散乱体１０が有する側面のうちの１つ以上の側面が光入射面１０１である。すなわち、光散乱体１０が４つの側面を有している場合、４つの側面のうちの少なくとも１面が光入射面１０１である。以下の説明では、光散乱層２ａ、２ｂが有する側面のうちの１つの側面が光入射面１０１である場合について説明する。

光散乱体１０は、反射層１１側の面（図１では上面）である背面１０２と、観測者（すなわち、光散乱体１０又は光散乱体１０から出射された出射光を見る人であり「観察者」又は「ユーザ」とも呼ばれる。）が出射光を観測する面（図１では下面）である光出射面１０３と、背面１０２と光出射面１０３とを繋ぐ側面である光入射面１０１とを有している。光出射面１０３は、光を出射する面である。背面１０２は、光出射面１０３とは反対側の面（上面）である。背面１０２と光出射面１０３とは、平行である。

光源６は、基盤６１と基盤上に配置された１つ以上の発光素子を備えている。発光素子の例は、ＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子６２である。図２の例では、光源６は、配列された複数のＬＥＤ素子６２を有している。複数のＬＥＤ素子６２は、公知の駆動制御回路（図示せず）によってオンオフ制御、又はオンオフ制御と発光強度の制御の両方が行われる。光源６は、ＬＥＤ素子６２からの光を光散乱体１０の光入光面１０１に向けて出力する。なお、複数のＬＥＤ素子６２の個数は、図示の個数に限定されない。また、図には、１列のＬＥＤ素子６２の配列が示されているが、光源６には、２列以上のＬＥＤ素子６２の配列が備えられてもよい。

光入射面１０１は、光散乱層２ａ、２ｂのＸ方向の端部（又は、光散乱層２ａ、２ｂ及び透光性樹脂層３の端部）に形成され、光源６から出力された光が入射される。すなわち、光源６で発生した入射光７は、光散乱層２ａ、２ｂの光入射面（つまり、光入射面１０１）から光散乱層２ａ、２ｂ内に入射する。入射光７は、光散乱層２ａ、２ｂ及び透光性樹脂層３内を進む。

光散乱層２ａ、２ｂは、光源６から出力され光散乱層２ａ、２ｂ内に入射した光である入射光７をレイリー散乱させる層である。光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂４と、複数の光散乱粒子５とを有する。光散乱粒子５は、ナノメートル［ｎｍ］オーダーの大きさを持つ粒子であり、入射光７をレイリー散乱させる。光散乱粒子５は、例えば、球形であるが、他の形状であってもよい。光散乱粒子５は、例えば、真球又は楕円体であってもよい。

光散乱粒子５の粒子径は、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。粒子径１ｎｍ以上が好ましい理由は、光散乱粒子５の粒子径が１ｎｍ未満である場合、入射光７がほとんど散乱することがなく、レイリー散乱がほとんど生じないからである。粒子径５００ｎｍ以下が好ましい理由は、光散乱粒子５の粒子径が５００ｎｍを超える場合、レイリー散乱ではなくミー散乱が生じるので、レイリー散乱の色感が損なわれるからである。

また、光散乱粒子５の粒子径は、５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。ただし、光散乱層２ａ、２ｂ内に分散される光散乱粒子５が、複数種類の粒子を含む場合などには、一部の粒子の粒子径は、５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内でなくてもよい。例えば、光散乱層２ａ、２ｂ内に、光散乱粒子５以外の粒子であるナノオーダーの粒子及びマイクロオーダーの粒子の一方又は両方が含まれていてもよい。

照明装置２０のように導光距離が長くなることで、入射光７が光散乱粒子５と接触する頻度が上がり、レイリー散乱光が効率良く発生する。そのため、本実施の形態に係る光散乱体１０は、光散乱粒子の濃度が低い場合であっても、レイリー散乱光の強度を高めることができる。つまり、本実施の形態に係る光散乱体１０は、同じサイズの従来の光散乱体に比べて、同等の強度のレイリー散乱光を発生させるのに必要な光散乱粒子の濃度を低くすることができる。

光散乱層２ａ、２ｂ中の光散乱粒子５の濃度が高いと、粒子間の距離が近くなるので、粒子の凝集が生じやすくなる。そして、光散乱粒子５の凝集体のサイズが光の波長と同等又は同等以上になると、散乱光中のミー散乱の割合が大きくなる。そうなるとレイリー散乱光の色感が阻害され、目的の色が表現できなくなる。本実施の形態に係る照明装置２０は、光散乱層２ａ、２ｂ内で発生するミー散乱を抑制しつつ、効率良く発せられたレイリー散乱光を光散乱層２ｂの下面から出射できるようにするために、フィラー濃度が適切に調整されており且つ光散乱体１０の側面から入射光７を入射させる構造を採用している。これにより、観測者は、ミー散乱が抑制され効率良く発生したレイリー散乱光を、光出射面１０３から観測することとなる。

光散乱粒子５は、例えば、無機酸化物である。光散乱粒子５の無機酸化物は、例えば、ＺｎＯ（酸化亜鉛：Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＴｉＯ_２（二酸化チタン（ＩＶ）：Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｄｉｏｘｉｄｅ）、ＺｒＯ_２（二酸化ジルコニウム：Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ｄｉｏｘｉｄｅ）、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素：Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ）、Ｓｂ_２Ｏ_５（五酸化二アンチモン：Ｄｉａｎｔｉｍｏｎｙ Ｐｅｎｔｏｘｉｄｅ）、Ａｌ_２Ｏ_３（三酸化二アルミニウム：Ｄｉａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｔｒｉｏｘｉｄｅ）、などのうちのいずれか１つ、又は２つ以上の組合せである。光散乱粒子５は、入射光７を散乱させてレイリー散乱光を生成する。言い換えれば、光散乱粒子５は、導光される光である入射光７を散乱させてレイリー散乱光を生成する。

光散乱粒子５は、例えば、有機系ポリマーであってもよい。光散乱粒子５の有機系ポリマーは、例えば、アクリル系、スチレン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリエチレン系、メラミン系、フェノール系、エポキシ系、ポリアミド系、などのうちのいずれか１つ、又は２つ以上の組合せである。

光散乱体１０の導光距離５ｍｍにおける入射光７の透過率（すなわち、直進透過率）は、設計波長において、８０％以上であることが好ましい。また、透過率は、８５％以上であることがより好ましい。また、この透過率は、９０％以上であることが一層好ましい。ここで、設計波長は、光源６から出力される入射光７の波長のうちの予め定められた波長をいう。設計波長は、１つの波長に限定されず、複数の波長であってもよい。この場合、上記の直進透過率の値は、設計波長の全てにおいて満たされることが望ましい。設計波長は、例えば、４００ｎｍから８００ｎｍまでの範囲内の波長であればよい。光源６が白色光源である場合は、設計波長は、例えば、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、及び６５０ｎｍのいずれか１つ、又は２つ以上の組合せである。

透光性樹脂層３は、固体である。透光性樹脂層３は、例えば、熱可塑性ポリマー、熱硬化性樹脂、光重合性樹脂アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー、などのうちの１つの材料、又は２つ以上の材料から構成されることが好ましい。

光散乱層２ａ、２ｂの母材の屈折率及び透光性樹脂層３の屈折率は、１以上１．７以下であることが好ましい。また、これらの屈折率は、１．３以上１．６以下であることがより好ましい。

透光性樹脂４中に光散乱粒子５を分散させるための分散装置としては、例えば、プロペラ羽根又はタービン羽根又はバトル羽根などの機構を先端に備えた一般の撹拌装置、或いは、丸鋸の刃を交互に上下へ折り曲げた歯付円板形インペラ機構を先端に備えた高速回転遠心放射型撹拌装置を挙げることができる。また、分散装置としては、例えば、超音波エネルギーを集中的に発生させて分散処理を行う超音波乳化分散装置、或いは、容器中にビーズを充填して回転させ、原料を摺りつぶして粉砕・分散を行うビーズミル装置、或いは、容器が自転と公転しながら原料のせん断力で分散を行う公転自転撹拌装置などを挙げることができる。ただし、使用可能な分散装置は、これらの装置に限定されるものではない。

光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂層３の両面（「第１の表面」及び「第２の表面」とも呼ぶ）に、透光性樹脂４と光散乱粒子５とを含む材料でコーティングして形成された薄膜であってもよい。また、光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂層３の両面に貼り合わされている、透光性樹脂４と光散乱粒子５とを含むフィルムで構成されてもよい。さらに、光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂層３の両面に貼り合わされている、透光性樹脂４と光散乱粒子５とを含む薄板で構成されてもよい。

薄膜のコーティング形成方法としては、公知のウエットプロセスにより形成方法がある。具体的には、薄膜のコーティング形成方法としては、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法などの塗布法と、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法などの印刷法が使用可能である。

光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂４と光散乱粒子５とを含み、光散乱粒子５は透光性樹脂４内で凝集しておらず、単一分散していること（すなわち、粒子ができるだけ単一粒子の状態で分散していること）が好ましい。言い換えれば、光散乱層２ａ、２ｂは、透光性樹脂４と、この透光性樹脂４の内部に凝集することなく分散されており入射した可視光をレイリー散乱させてレイリー散乱光を発生させる光散乱粒子５とを有している。凝集していない光散乱粒子５は、粒子が単独で存在している状態だけでなく、凝集とは言えない程度の少ない個数の粒子（例えば、１０個未満の粒子）が互いに接触している状態を含んでもよい。光散乱層内の光散乱粒子５のうちの全ての光散乱粒子が凝集することなく分散していることが望ましいが、全ての光散乱粒子５のうちの１０％以下の光散乱粒子が凝集していることは、許容される。凝集している光散乱粒子が１０％以下であれば、レイリー散乱光の色感がほとんど阻害されず、目的の色が表現可能だからである。

光散乱層２ａ、２ｂ内を導光される入射光７は、光出射面１０３と背面１０２とで反射されて導光される。入射光７は、例えば、全反射によって導光される。

光散乱層２ａ、２ｂは、光散乱粒子５で散乱された散乱光８としてレイリー散乱光を出射する。導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の各々の表面（図１では、上面と下面）は、高い平滑性を有することが望ましい。例えば、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の各々の表面（図１では、上面と下面）の表面粗さＲａは、１μｍ以下であることが好ましい。また、表面粗さＲａは、０．５μｍ以下であることがより好ましい。さらに、上記表面粗さＲａは、０．１μｍ以下であることが一層好ましい。これは、導電伝熱層１ａ、１ｂ、光散乱層２ａ、２ｂ、及び透光性樹脂層３の各々の表面に微細な傷又は微細な凹凸が生じた場合には、光散乱体１０内を導光される光のうちの、光出射面１０３から漏れ出る光が僅かに増加するからである。

光出射面１０３は、観測者側に向けられる面である。この場合、背面１０２から出射する散乱光８は、損失となる。照明装置２０では、背面１０２から出射する散乱光８を利用するために、光散乱体１０の背面１０２側に、光を反射する反射層１１が配置されている。反射層１１は、例えば、白色反射体である。反射層１１は、青色又は黄色などの有色反射体などの、白色反射体以外の反射体であってもよい。

照明装置２０では、光源６より発せられた入射光７が、光散乱層２ａ、２ｂの内部の界面で反射して導光方向であるＸ方向に進む。光散乱層２ａ、２ｂ中には、光散乱粒子５が分散されており（通常は、凝集しないように均一に分散されており）、入射光７が光散乱粒子５に当たると散乱光８が発生する。散乱光８には、レイリー散乱光が含まれる。

本実施の形態では、照明装置２０が、光散乱体１０の側面から入射光７を入射する構成（エッジ入射方式）であるので、導光距離は、光散乱層２ａ、２ｂの光入射面１０１から、光入射面１０１の対面までの距離となる。

照明装置２０のように導光距離が長くなることで、入射光７が光散乱粒子５と接触する頻度が上がり、散乱光８が効率良く発生する。そのため、本実施の形態に係る光散乱体１０は、同じサイズの従来の光散乱体に比べて、同等の散乱光８を発生させるのに必要なフィラー濃度を低くすることができる。

光散乱層２ａ、２ｂ中の光散乱粒子５の濃度が高いと、粒子間の距離が近くなるので、粒子の凝集が生じやすくなる。そして、粒子の凝集体のサイズが光の波長と同等以上になると、散乱光８中のミー散乱が多くなる。そうなるとレイリー散乱光の色感が阻害され、目的の色が表現できなくなる。また、光散乱層２ａ、２ｂの厚みを増やして導光距離を長くする場合には、照明装置全体が大型となる。本実施の形態の照明装置２０は、光散乱層２ａ、２ｂ内のミー散乱を抑制しつつ、効率良く発せられたレイリー散乱光である散乱光８を光散乱体１０の下面に出射できるよう、光散乱粒子５の濃度が適切に調整されており、光散乱体１０の側面から入射光７を入射させる。これにより、観測者は、ミー散乱が抑制され効率良く発生したレイリー散乱光を、光出射面１０３から観測することとなる。

また、本実施の形態に係る光散乱体１０のＸ方向の端部には、導電伝熱治具９ａ、９ｂ（第１の導電伝熱治具、第２の導電伝熱治具）が設置されており、導電伝熱治具９ａ、９ｂは、光散乱体１０の上面と下面を挟む形で取り付けられている。さらに、導電伝熱治具９ａ、９ｂは、照明装置２０の外部の接地部材、及び放熱部材のいずれかの一方又は両方に、接続されている。図２では、導電伝熱治具９ａ、９ｂのＹ方向の長さは、光散乱体１０のＹ方向の長さと同じであるが、異なってもよい。また、導電伝熱治具９ａ、９ｂは、導電伝熱層１ａ、１ｂの一部に接触しているだけでもよい。

照明装置２０は、例えば、建造物の天井に設置される。この場合、光出射面１０３が地面側を向くよう、照明装置２０が天井に設置される。観測者は、天井方向を見ることによって、光出射面１０３から出射される光を観測することとなる。なお、照明装置２０は、壁などのように、建造物の他の位置に設置されてもよい。

導電伝熱層１ａ、１ｂは、例えば、可視光を透過する材料で構成されることが好ましい。導電伝熱層１ａ、１ｂは、金属又は無機系材料のいずれか一方又は両方を含む材料で構成されることが好ましい。また、導電伝熱層１ａ、１ｂは、有機系ポリマーを母材に、金属又は無機系材料のいずれか一方又は両方を含む複合素材で構成されてもよい。導電伝熱層１ａ、１ｂは、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｂ（鉛）、Ｐｔ（白金）のうちの１つ、又は２つ以上の組合せで形成することができる。導電伝熱層１ａ、１ｂを構成する無機系材料は、無機酸化物である。導電伝熱層１ａ、１ｂは、ＳｎＯ_２（二酸化スズ）、ＩＴＯ（インジウムドープ二酸化スズ）、ＰＴＯ（リンドープ酸化スズ）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、Ｓｂ_２Ｏ_５（五酸化二アンチモン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム）、などのうちの１つ、又は２つ以上の組合せである無機系材料で構成することができる。

導電伝熱層１ａ、１ｂを、有機系ポリマーと、金属又は無機系材料のいずれか一方又は両方とを含む複合素材で構成する場合、金属又は無機系材料の割合は、２０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、金属又は無機系材料の割合は、４０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であることがより好ましい。さらに、金属又は無機系材料の割合は、５０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることが一層好ましい。

導電伝熱層１ａ、１ｂは、光散乱層２ａ、２ｂの各々の表面（図１では光散乱層２ａの上面と、光散乱層２ｂの下面）にスパッタリング法により、薄膜として製膜されてもよい。また、導電伝熱層１ａ、１ｂは、真空蒸着法、ＣＶＤ法（化学気相成長法：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スプレー熱分解法などのように、スパッタリング法以外の方法で成膜されてもよい。

導電伝熱層１ａ、１ｂは、可視光領域において光の透過率が８０％以上である窒化アルミニウム、アルミナ、インジウム化合物などの金属薄膜を蒸着させ形成されてもよい。

導電伝熱層１ａ、１ｂが無機酸化物からなる場合、導電伝熱層１ａ、１ｂの各々の厚みは、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。導電伝熱層１ａ、１ｂが金属からなる場合、導電伝熱層１ａ、１ｂの各々の厚みは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。

導電伝熱層１ａ、１ｂの熱伝導率は、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。また、導電伝熱層１ａ、１ｂの熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることがより好ましい。さらに、導電伝熱層１ａ、１ｂの熱伝導率は、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが一層好ましい。これは、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋを超える物質は、可視光域の光の透過率が低くなり、光散乱層２ａ、２ｂで散乱した散乱光８であるレイリー散乱光が透過しにくくなるからである。

導電伝熱層１ａ、１ｂを、有機系ポリマーと、金属又は無機系材料のいずれか一方又は両方とを含む複合素材で構成し、金属又は無機系材料の粒子を用いる場合、上記粒子径は、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、上記粒子径は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。

光散乱層２ａ、２ｂの透光性樹脂４は、例えば、熱可塑性ポリマー、熱硬化性樹脂又は光重合性樹脂アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどのうちの、１つの材料又は２つ以上の材料を用いることができる。

光散乱層２ａ、２ｂの各々の厚みは、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。また、光散乱層２ａ、２ｂの各々の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。さらに、光散乱層２ａ、２ｂの各々の厚みは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。

光散乱層２ａ、２ｂ内の光散乱粒子５の割合は、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、光散乱層２ａ、２ｂ内の光散乱粒子５の割合は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることがより好ましい。さらに、光散乱層２ａ、２ｂ内の光散乱粒子５の割合は、１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが一層好ましい。

光出射面１０３は、光散乱粒子５で散乱された散乱光８を出射する。光出射面１０３と背面１０２は、高い平滑性を有することが望ましい。これは、光出射面１０３と背面１０２に微細な傷又は微細な凹凸が生じた場合には、光散乱体１０内を導光される光が、光出射面１０３より僅かに漏れ出るからである。具体的には、背面１０２と光出射面１０３の表面粗さＲａが５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、背面１０２と光出射面１０３の表面粗さＲａが２００ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、背面１０２と光出射面１０３の表面粗さＲａが１００ｎｍ以下であることがより好ましい。

《変形例１》
図３は、実施の形態の変形例１に係る光散乱体１０ａ及び照明装置２０ａを概略的に示す断面図である。図３において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、図１に示される符号と同じ符号が付されている。変形例１に係る光散乱体１０ａ及び照明装置２０ａは、光散乱層２ａを備えていない点において、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と異なる。つまり、変形例１に係る光散乱体１０ａは、図３に示されるように、透光性樹脂層３と、透光性樹脂層３の表面（図３では下面）に形成されている光散乱層２ｂと、光散乱層２ｂの表面（図３では下面）に形成されている導電伝熱層１ｂと、透光性樹脂層３の表面（図３では上面）に形成されている導電伝熱層１ａとを有している。上記以外に関し、変形例１に係る光散乱体１０ａ及び照明装置２０ａは、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と同じである。

《変形例２》
図４は、実施の形態の変形例２に係る光散乱体１０ｂ及び照明装置２０ｂを概略的に示す断面図である。図４において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、図１に示される符号と同じ符号が付されている。変形例２に係る光散乱体１０ｂ及び照明装置２０ｂは、光散乱層２ａと導電伝熱層１ａとを備えていない点において、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と異なる。つまり、変形例２に係る光散乱体１０ｂは、図４に示されるように、透光性樹脂層３と、透光性樹脂層３の表面（図４では下面）に形成されている光散乱層２ｂと、光散乱層２ｂの表面（図４では下面）に形成されている導電伝熱層１ｂとを有している。上記以外に関し、変形例２に係る光散乱体１０ｂ及び照明装置２０ｂは、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と同じである。

《変形例３》
図５は、実施の形態の変形例３に係る光散乱体１０ｃ及び照明装置２０ｃを概略的に示す断面図である。図５は、実施の形態の変形例３に係る光散乱体１０ｃ及び照明装置２０ｃを概略的に示す断面図である。図５において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、図１に示される符号と同じ符号が付されている。変形例３に係る光散乱体１０ｃ及び照明装置２０ｃは、光散乱層２ｂを備えていない点において、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と異なる。つまり、変形例３に係る光散乱体１０ｃは、図５に示されるように、透光性樹脂層３と、透光性樹脂層３の表面（図５では上面）に形成されている光散乱層２ａと、光散乱層２ａの表面（図５では下面）に形成されている導電伝熱層１ａと、透光性樹脂層３の表面（図３では下面）に形成されている導電伝熱層１ｂとを有している。上記以外に関し、変形例３に係る光散乱体１０ｃ及び照明装置２０ｃは、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と同じである。

《変形例４》
図６は、実施の形態の変形例４に係る光散乱体１０ｄ及び照明装置２０ｄを概略的に示す断面図である。図６において、図１に示される構成と同一又は対応する構成には、図１に示される符号と同じ符号が付されている。変形例４に係る光散乱体１０ｄ及び照明装置２０ｄは、光散乱層２ｂと導電伝熱層１ａとを備えていない点において、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と異なる。つまり、変形例４に係る光散乱体１０ｄは、図６に示されるように、透光性樹脂層３と、透光性樹脂層３の表面（図６では上面）に形成されている光散乱層２ａと、透光性樹脂層３の表面（図６では下面）に形成されている導電伝熱層１ｂとを有している。上記以外に関し、変形例４に係る光散乱体１０ｄ及び照明装置２０ｄは、図１に示される光散乱体１０及び照明装置２０と同じである。

《性能評価》
以下に、本実施の形態の実施例Ｅ１～Ｅ４と、比較例Ｃ１との性能評価実験について説明する。ただし、実施例Ｅ１～Ｅ４は、本実施の形態の具体例にすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。

〈実施例Ｅ１〉
性能評価用の光散乱体である実施例Ｅ１の光散乱体の製造は、以下の手順で行われる。実施例Ｅ１の光散乱体の構造は、図１のものに相当する。
先ず、アクリル板の両面（すなわち、表裏面）に、光散乱粒子５を塗膜固形分に対し３０ｗｔ％の濃度で添加した熱硬化性樹脂を、合計膜厚が１０μｍになるように塗布し、加熱して硬化させることで、光散乱層２ａ、２ｂを形成する。
次に、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂に塗膜固形分に対し５０ｗｔ％になるように五酸化二アンチモンを添加して製造した塗布材料を、合計膜厚が１０μｍになるように光散乱層２ａ、２ｂの表面に塗布し、ＵＶ照射装置で塗布された材料を硬化することで、導電伝熱層１ａ、１ｂを形成する。

〈実施例Ｅ２〉
性能評価用の光散乱体である実施例Ｅ２の光散乱体の製造は、以下の手順で行われる。実施例Ｅ２の光散乱体の構造は、図３のものに相当する。
先ず、アクリル板の片面に、光散乱粒子５を塗膜固形分に対し３０ｗｔ％の濃度で添加した熱硬化性樹脂を、膜厚が１０μｍになるように塗布し、加熱して硬化させることで、光散乱層２ｂを形成する。
次に、ＵＶ硬化樹脂に塗膜固形分に対し５０ｗｔ％になるように五酸化二アンチモンを添加して製造した塗布材料を、膜厚が１０μｍになるように光散乱層２ｂ上に塗布し、ＵＶ照射装置で塗布された材料を硬化させることで、導電伝熱層１ｂを形成する。

〈実施例Ｅ３〉
性能評価用の光散乱体である実施例Ｅ３の光散乱体の製造は、以下の手順で行われる。実施例Ｅ３の光散乱体の構造は、図１のものに相当する。
先ず、アクリル板の両面（すなわち、表裏面）に、光散乱粒子５を塗膜固形分に対し３０ｗｔ％の濃度で添加した熱硬化性樹脂を、合計膜厚が１０μｍになるように塗布し、加熱して硬化させることで、光散乱層２ａ、２ｂを形成する。
次に、ＵＶ硬化樹脂に塗膜固形分に対し５０ｗｔ％になるように五酸化二アンチモンを添加して製造した塗布材料を、合計膜厚が１０μｍになるように光散乱層２ｂ上に塗布し、ＵＶ照射装置で塗布された材料を硬化させることで、導電伝熱層１ｂを形成する。

〈実施例Ｅ４〉
性能評価用の光散乱体である実施例Ｅ４の光散乱体の製造は、以下の手順で行われる。実施例Ｅ４の光散乱体の構造は、図１のものに相当する。
先ず、アクリル板の両面（すなわち、表裏面）に、光散乱粒子５を塗膜固形分に対し３０ｗｔ％の濃度で添加した熱硬化性樹脂を、合計膜厚が１０μｍになるように塗布し、加熱して硬化させることで、光散乱層２ａ、２ｂを形成する。
次に、光散乱層２ａ、２ｂの両表面の各々に金を１００ｎｍの厚みで蒸着することで、導電伝熱層１ａ、１ｂを形成する。

〈比較例Ｃ１〉
性能評価用の光散乱体である比較例Ｃ１の光散乱体の製造は、以下の手順で行われる。
アクリル板の片面に、光散乱粒子５を塗膜固形分に対し３０ｗｔ％の濃度で添加した熱硬化性樹脂を、膜厚が１０μｍになるように塗布し、加熱して硬化させることで、光散乱層２ｂを形成する。

〈評価〉
このように製造された光散乱体を用いて、図７に示す構造の評価装置を製作した。図７は、実施例Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４と比較例Ｃ１の光散乱体の評価に際して、光散乱体の２つの側面から入射光を入射している様子を示している。また、図８は、実施例Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４と比較例Ｃ１の光散乱体の評価の結果を表として示している。表において、「二重丸印」は非常に良好、「一重丸印」は良好、「×印」は不良を示している。

図８の表から分かるように、本開示による導電伝熱層を含む光散乱体である実施例Ｅ１は、前面と背面の表面抵抗率［Ω／□］及び全光透過率［％］、放熱性のすべてで、優れている。なお、放熱性の欄において、「二重丸印」は非常に良好を示している。

一方、光散乱層が片面に備え、導電伝熱層も片面に備えた実施例Ｅ２の場合、片側のみでの放熱になるが、放熱性は「一重丸印」すなわち良好である。

また、光散乱層を両面に備え、片面に導電伝熱層を備えた実施例Ｅ３の場合は、実施例Ｅ２に比べて僅かに放熱は、「一重丸印」すなわち良好であるものの、実施例Ｅ１と比べると放熱性は不十分である。

さらに、最表面に金を薄膜で蒸着した実施例Ｅ４の場合、放熱性は、「一重丸印」すなわち良好であるものの、表面抵抗率［Ω／□］は、オーバースペックであり、また、全光透過率［％］が若干低下した。

比較例Ｃ１では、導電伝熱層がないため、放熱性が「×印」不良となっている。光散乱体の放熱性を向上させるためには、導電伝熱層が必須であると考えられる。

《実施の形態の効果》
以上に説明したように、本実施の形態に係る光散乱体１０、１０ａ～１０ｄによれば、導電伝熱層１ａ、１ｂ又は導電伝熱層１ｂの放熱作用によって、光の散乱によって生じる熱を効率よく逃がすことができる。このため、熱による劣化を軽減することができ、また、装置の小型化が可能になる。

また、以上に説明したように、本実施の形態に係る光散乱体１０、１０ａ～１０ｄによれば、導電伝熱層１ａ、１ｂ又は導電伝熱層１ｂの導電性によって、帯電電荷が除去されるので、埃及び塵は引き寄せられにくくなる。このため、発光色が白みを帯びて、レイリー散乱に特有の色感の劣化を防ぐことができる。

１ａ、１ｂ 導電伝熱層（第１の導電伝熱層、第２の導電伝熱層）、 ２ａ、２ｂ 光散乱層（第１の光散乱層、第２の光散乱層）、 ３ 透光性樹脂層、 ４ 透光性樹脂、 ５ 光散乱粒子、 ６ 光源、 ７ 入射光、 ８ 散乱光、 ９ａ、９ｂ 導電伝熱治具、 １０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 光散乱体、 １１ 反射板、 ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 照明装置、 １０１ 光入射面（側面）、 １０２ 背面、 １０３ 光出射面（前面）、 ６１ 基盤、 ６２ ＬＥＤ素子。

Claims (9)

1. 側面と表面とを有する板状であって、前記側面から入射した可視光を前記表面に沿う導光方向に導光する透光性樹脂層と、
   前記表面に接する第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する板状であって、透光性樹脂と前記透光性樹脂の内部に凝集することなく分散されており前記表面から前記第１面を通して入射した前記可視光をレイリー散乱させてレイリー散乱光を発生させる光散乱粒子とを含む第１の光散乱層と、
   前記第１の光散乱層の前記第２面に接する第３面と前記第３面の反対側の第４面とを有する板状であって、可視光を透過する無機酸化物からなり、前記第２面から前記第３面を通して入射した前記レイリー散乱光を前記第４面から出射する第１の導電伝熱層と、
   前記第１の導電伝熱層の前記第４面の端部に接する導電伝熱治具と、
   を備えたことを特徴とする光散乱体。
2. 前記透光性樹脂層の前記表面の反対側の面に接し、透光性樹脂とレイリー散乱光を発生させる光散乱粒子を含む第２の光散乱層をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光散乱体。
3. 前記第２の光散乱層の表面に接する第２の導電伝熱層をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光散乱体。
4. 前記無機酸化物は、ＳｎＯ_２、ＩＴＯ、ＰＴＯ、ＡＴＯ、Ｓｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３のうちのいずれか１つ、又は２つ以上の組合せを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の光散乱体。
5. 前記第１の導電伝熱層の厚さは、０．１μｍ以上１００μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光散乱体。
6. 前記第１の導電伝熱層の熱伝導率は、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上４００Ｗ／ｍ・Ｋ未満であることを特徴とする
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光散乱体。
7. 前記第１の光散乱層の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光散乱体。
8. 前記第１の光散乱層の中の前記光散乱粒子は、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光散乱体。
9. 請求項１から５のいずれか１項に記載の光散乱体と、
   前記透光性樹脂層の側面及び前記第１の光散乱層の前記側面の少なくとも一方の側面から入射する前記可視光を出射する光源と、
   前記透光性樹脂層又は前記第１の光散乱層の一方の側に設置された反射板と
   を備えたことを特徴とする照明装置。

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