特許 6194772 照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6194772

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 9/08 20060101AFI20170904BHJP

   F21Y 101/00 20160101ALN20170904BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20170904BHJP

   F21Y 103/00 20160101ALN20170904BHJP

   F21Y 115/20 20160101ALN20170904BHJP

【ＦＩ】

   F21V9/08 100

   F21Y101:00

   F21Y101:00 100

   F21Y115:10

   F21Y103:00

   F21Y115:20

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-235872(P2013-235872)

(22)【出願日】2013年11月14日

(65)【公開番号】特開2015-95430(P2015-95430A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(72)【発明者】

【氏名】杉原 啓太郎

【審査官】 鈴木 重幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２５２５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６２５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９８６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｖ １／００−１５／０４

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｇ０２Ｂ ５／００− ５／１３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自然光ではない白色光を放射する光源と、
該光源の放射光路上に支持体、散乱層、カラーシフト層をこの順で備えた照明装置であって、
前記カラーシフト層に透明樹脂および光干渉顔料が含まれ、
前記光干渉顔料を構成する各粒子は板状に形成され、該粒子は、該粒子の屈折率とは異なる屈折率を有する被膜で被覆され、
前記粒子は、該粒子の厚さ方向と前記カラーシフト層の厚さ方向とが前記白色光が放射される側とは反対側になす角度が０°以上３０°以下となるように配置されていることを特徴とする照明装置。

【請求項2】

自然光ではない白色光を放射する光源と、
該光源の放射光路上に支持体、散乱層、カラーシフト層をこの順で備えた照明装置であって、
前記カラーシフト層に透明樹脂および光干渉顔料が含まれ、
前記光干渉顔料を構成する各粒子は針状に形成され、該粒子は、該粒子の屈折率とは異なる屈折率を有する被膜で被覆され、
前記粒子は、該粒子の軸線方向と前記カラーシフト層の厚さ方向とが前記白色光が放射される側になす角度が６０°以上９０°以下となるように配置されていることを特徴とする照明装置。

【請求項3】

前記カラーシフト層における前記散乱層とは反対側にハードコート層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記ハードコート層の屈折率は、前記透明樹脂の屈折率と同一であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自然光ではない白色光を放射する従来の各光源を利用した照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

照明装置は、夜間や暗所での視認環境を良好にし、光を利用して空間のイメージに変化を加えるために用いられている。照明装置は、屋内、屋外を問わず様々な用途で使用されており、無くてはならないもののひとつとされている。
そこで上記の空間のイメージに変化を加える機能に加え、照明装置にこれまでに無い高付加価値を備える試みがなされてきた。

【0003】

この種の照明装置として、例えば、特許文献１の光源と一体に取り付けられている手鏡や、特許文献２のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源をローソクの炎の形状を模した透光性カバーの内側に配置することでローソクの炎を擬似的に演出させるなど装飾効果を付与した照明装置が開発されている。

【0004】

その他にも、特許文献３の光学フィルタを設けることで白色光の波長を選択的に反射することで色彩の視覚効果を付与した照明装置が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開平０２−２３５０４号公報

【特許文献2】特開２０１２−１８２０５５号公報

【特許文献3】特開２００９−２５２５２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１、特許文献２の手鏡や照明装置は、形状が独特で使用場所が限定されるなどの課題が残っている。また、特許文献３の照明装置は、一般的に白色が好まれているため、色付き照明は用途が演出やデザイン業に限定されるなど課題が残っている。

【0007】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、白色光を放射する従来の光源を利用し、消灯時には視認角度に応じて色彩を変化させるとともに、点灯時には白色光を放射する照明装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
また、本発明の照明装置は、自然光ではない白色光を放射する光源と、該光源の放射光路上に支持体、散乱層、カラーシフト層をこの順で備えた照明装置であって、前記カラーシフト層に透明樹脂および光干渉顔料が含まれ、前記光干渉顔料を構成する各粒子は板状に形成され、該粒子は、該粒子の屈折率とは異なる屈折率を有する被膜で被覆され、前記粒子は、該粒子の厚さ方向と前記カラーシフト層の厚さ方向とが前記白色光が放射される側とは反対側になす角度が０°以上３０°以下となるように配置されていることを特徴としている。

【0009】

本発明の他の照明装置は、自然光ではない白色光を放射する光源と、該光源の放射光路上に支持体、散乱層、カラーシフト層をこの順で備えた照明装置であって、前記カラーシフト層に透明樹脂および光干渉顔料が含まれ、前記光干渉顔料を構成する各粒子は針状に形成され、該粒子は、該粒子の屈折率とは異なる屈折率を有する被膜で被覆され、前記粒子は、該粒子の軸線方向と前記カラーシフト層の厚さ方向とが前記白色光が放射される側になす角度が６０°以上９０°以下となるように配置されていることを特徴としている。

【0010】

また、上記の照明装置において、前記カラーシフト層における前記散乱層とは反対側にハードコート層が設けられていることがより好ましい。
また、上記の照明装置において、前記ハードコート層の屈折率は、前記透明樹脂の屈折率と同一であることがより好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の照明装置によれば、白色光を放射する従来の光源を利用し、消灯時には視認角度に応じて色彩を変化させるとともに、点灯時には白色光を放射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態の照明装置を模式的に示す側面の断面図である。

【図2】同照明装置のカラーシフト層における効果を模式的に示す断面図である。

【図3】同照明装置の消灯時に、カラーシフト層を厚さ方向に平行に見て外光により観察した一例を示す模式図である。

【図4】同照明装置の消灯時に、カラーシフト層を厚さ方向に交差する方向に見て外光により観察した一例を示す模式図である。

【図5】同照明装置の消灯時に、カラーシフト層を様々な角度から観察した一例を示す模式図である。

【図6】同照明装置の点灯時に、カラーシフト層を様々な角度から観察した一例を示す模式図である。

【図7】本発明の変形例の実施形態における照明装置を模式的に示す側面の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る照明装置の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一、または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。また、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜異ならせてある。

【0014】

図１に示すように、本実施形態の照明装置１０は、自然光ではない白色光を放射する光源１と、光源１の放射光路Ｒ上に支持体２、散乱層３、カラーシフト層４をこの順で備えている。すなわち、本照明装置１０は、光源１と、光源１の放射面１ａ上に配置された支持体２と、支持体２の光源１とは反対側に配置された散乱層３と、散乱層３の支持体２とは反対側に配置されたカラーシフト層４とを備えている。
なお、支持体２、散乱層３、およびカラーシフト層４は、光源１の放射光路Ｒ上に備えられていればよく、光源１に支持体２、散乱層３、およびカラーシフト層４を直接貼り合せてあってもよい。光源１と支持体２との間、支持体２と散乱層３との間、および散乱層３とカラーシフト層４との間の少なくとも１か所に、中間層を設けていてもよい。

【0015】

光源１としては、自然光を除く白色光、すなわち人工光である白色光を放射する光源であれば、いずれの光源も用いることができる。光源１としては、例えば、白熱灯やハロゲンランプ、蛍光灯（放電灯）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬなどから適宜選択して用いることができる。
光源１は、放射面１ａから白色光を放射する。

【0016】

支持体２としては、光源１から放射される光、すなわち白色光を透過できるものであれば、いずれの支持体も用いることができ、例えば、透明なソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの無機酸化ガラスや、無機フッ素化合物ガラスなどの無機ガラスやあるいは、透明なポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等の高分子フィルム等、あるいは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、あるいは、顔料等を含んだ透明基板材料や表面に絶縁処理を施した金属材料等から適宜選択して用いることができる。

【0017】

散乱層３としては、光源１から放射される光を散乱できるものであれば、いずれの構成でもよい。散乱層３の構成としては、例えば、透明粒子に透明樹脂や感光樹脂などを使用するものや、透明樹脂や感光樹脂を用いてレンズを形成するものなどがある。

【0018】

透明粒子については、特に限定されるものでなく、例えば、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート等のポリマー系粒子やシリカ、ガラス、酸化チタン、硫化バリウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の無機系粒子や粉末等を用いることができる。

【0019】

透明樹脂については、紫外線、電子線、熱線等の活性エネルギーによる重合反応によって硬化体が形成される活性エネルギー線硬化樹脂であって、例えば、その組成が、活性エネルギー線重合反応により硬化体を形成するベース樹脂材料からなる第１の成分（以下、成分〔Ａ〕と称する場合がある）と、重合開始剤からなる第２の成分（以下、成分〔Ｂ〕と称する場合がある）と、を含有することが好ましい。

【0020】

また、この活性エネルギー線硬化樹脂の他の成分としては、例えば、可塑剤、分散剤、加水分解防止剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

【0021】

上述の成分〔Ａ〕は、特に限定されるものではなく、活性エネルギー線重合反応により硬化体を構成し得る樹脂のモノマー（単量体）、オリゴマーであれば、公知の何れの合成樹脂の組成でも使用可能である。

【0022】

例えばポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらの樹脂のモノマー、オリゴマーを１種又は２種以上混合して、上述の成分〔Ａ〕に使用することができる。

【0023】

上述のポリウレタン系樹脂の原料であるポリオールとしては、例えば水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールや、水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールなどが挙げられ、これらを単体で又は２種以上混合して使用することができる。

【0024】

水酸基含有不飽和単量体としては、（ａ）例えばアクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、（ｂ）例えばエチレングリコール、エチレンオキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサイド、ブチレングリコール、ブチレンオキサイド、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルデカノエート、プラクセルＦＭ−１（ダイセル化学工業株式会社製）等の２価アルコール又はエポキシ化合物と、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸との反応で得られる水酸基含有不飽和単量体などが挙げられる。これらの水酸基含有不飽和単量体から選択される１種又は２種以上を重合してポリオールを製造することができる。

【0025】

また上述のポリオールは、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン、ビニルトルエン、１−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸アリル、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソプレン等から選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和単量体と、上述の（ａ）及び（ｂ）から選択される水酸基含有不飽和単量体とを重合することで製造することもできる。

【0026】

水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールの数平均分子量は、１０００以上５０００００以下であり、好ましくは５０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

【0027】

水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールは、（ｃ）例えばエチレングリコール０、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノルＡ、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテル）、トリス（ヒドロキシエチル）イソシヌレート、キシリレングリコール等の多価アルコールと、（ｄ）例えばマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、トリメット酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸とを、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール中の水酸基数が前記多塩基酸のカルボキシル基数よりも多い条件で反応させて製造することができる。

【0028】

上述の水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールの数平均分子量は、５００以上３０００００以下であり、好ましくは２０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

【0029】

前述の成分〔Ａ〕として用いられるポリオールとしては、上述のポリエステルポリオール、及び、上述の水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをポリマー材料とすれば耐候性が高く、透過性樹脂の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

【0030】

なお、上述のポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

【0031】

上述の成分〔Ｂ〕は、主に、紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射で進行する重合反応の開始効率を向上させる等の目的で用いるものである。
成分〔Ｂ〕としては、成分〔Ａ〕の活性エネルギー線重合反応の開始効率を向上できる重合開始剤であれば、特に限定されるものはなく、公知の何れの重合開始剤成分でも使用可能である。このような重合開始剤としては、光によりラジカルを発生する性質を有する化合物である光ラジカル重合開始剤が一般的である。また成分〔Ｂ〕の重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光増感剤との併用系であってもよい。

【0032】

光ラジカル重合開始剤は、具体的には、例えば、ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、２−エチルアントラキノン、ｔ−ブチルアントラキノン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、メチルベンゾイルホルメート、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，６−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、２−ヒドロキシ−１−〔４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］−フェニル〕−２−メチル−プロパン−１−オン等が挙げられる。

【0033】

これら光ラジカル重合開始剤の中で、硬化速度が速く架橋密度を十分に上昇できる点から、ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、及び、２−ヒドロキシ−１−〔４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］−フェニル〕−２−メチル−プロパン−１−オンが好ましく、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２−ヒドロキシ−１−〔４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］−フェニル〕−２−メチル−プロパン−１−オンがさらに好ましい。

【0034】

また、成分〔Ａ〕にラジカル重合性基と共にエポキシ基等のカチオン重合性基を有する化合物が含まれる場合は、成分〔Ｂ〕に上記した光ラジカル重合開始剤と共に光カチオン重合開始剤が含まれていてもよい。光カチオン重合開始剤は特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り公知の何れのものも可能である。

【0035】

光増感剤は、具体的には例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸アミル、４−ジメチルアミノアセトフェノン等の公知のものが挙げられる。光増感剤は１種を単独で用いてもよく、又、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0036】

感光樹脂については、透明樹脂同様、紫外線、電子線、熱線等の活性エネルギーによる重合反応によって硬化体が形成する活性エネルギー線硬化樹脂であり、例えば、その組成が、活性エネルギー線重合反応により硬化体を形成するベース樹脂材料からなる成分〔Ａ〕と、重合開始剤からなる第２の成分〔Ｂ〕と、を含有することが好ましい。

【0037】

また、感光樹脂は、光で重合を開始するものならどの材料でも使用することができ、例えば、透明樹脂で記載した材料を使用することができる。

【0038】

レンズの形状については、散乱性を持ったレンズであれば特に限定されるものではなく、例えば、プリズム形状や球面、非球面、または複合レンズを用いることができる。

【0039】

また、散乱層３は光源１から放射される光を散乱するだけでなく、散乱層３からカラーシフト層４へ入射した光の反射光を再びカラーシフト層４へ再反射する再帰反射効果を持つ。

【0040】

例えば、透明球形粒子を用いた散乱層３を設けると、透明球形粒子の散乱分布は全方位に等方的に散乱するため、入射方向だけでなく、反対方向にも散乱が発生する。よって、散乱層３からカラーシフト層４へ入射した光の散乱層３への反射光も、再びカラーシフト層４へ再反射することができる。

【0041】

上述した効果は、散乱層３の散乱が強い方が望ましい。散乱を強くするには例えば、透明球形粒子を用いた散乱層を設けた場合、透明球形粒子と透明樹脂の屈折率比を大きくしたり、透明球形粒子の粒径を小さくしたり、透明球形粒子を高濃度にしたり、散乱層３を厚膜にするなど様々な手法がある。

【0042】

カラーシフト層４には、図２に示すように、透明樹脂５および光干渉顔料６が含まれている。透明樹脂５は特に限定されるものでなく、散乱層３で用いられる透明樹脂であれば全て使用することができる。

【0043】

光干渉顔料６を構成する各粒子（単一粒子）６ａは、雲母やパール顔料等で板状または針状に形成されている。粒子６ａのうち針状に形成されているものを粒子６ｂとして示し、板状に形成されているものを粒子６ｃとして示す。すなわち、光干渉顔料６は、針状に形成された複数の粒子６ｂを有している場合と、板状に形成された複数の粒子６ｃを有している場合とがある。
それぞれの粒子６ａの表面は、粒子６ａの屈折率に比べて大きい（高い）屈折率を有する被膜７で被覆されている。この被膜７には、酸化チタンや酸化鉄等の金属酸化物を用いることができる。

【0044】

光干渉顔料６の粒子６ａに向かう光Ｌ１は、一部の光Ｌ２が被膜７の表面で反射され、一部の光Ｌ３が被膜７を透過して粒子６ａの表面で反射される。反射光である光Ｌ２および光Ｌ３が一緒になるときに光の干渉が発生する。つまり、光Ｌ２および光Ｌ３の位相が合致すると強めあい、反対に光Ｌ２および光Ｌ３の位相が半波長分ズレると打ち消しあう。この光の干渉により波長を選択的に反射することができ、光Ｌ２および光Ｌ３を合成させた光Ｌ４に色彩の視覚効果を生じさせることができる。
なお、光Ｌ５は、粒子６ａおよび被膜７を透過した光である。

【0045】

また、上述の光の干渉は、被膜７の膜厚によって選択的に反射光である光Ｌ４を制御することができる。光Ｌ４のカラーシフトを強調したり婉曲したりすることはもちろんのこと、特定の色を強調することも可能である。

【0046】

カラーシフト層４は散乱層３の前面、すなわち散乱層３の支持体２とは反対側の面の少なくとも一部設けられていればよく、もちろん全面に設けてもよい。さらには、光干渉顔料において、粒子６ａにより被膜７の層厚を変化させてもよい。
このように構成することで、照明装置１０をバリエーション豊かなものとすることができ、さらに、カラーシフト層４を所定の形状で設けることで、照明装置１０で画像を形成することも可能となる。

【0047】

光干渉顔料６の各粒子６ａが配向せず（粒子６ａの向きが揃わず）無秩序に配置されていれば、光の散乱が生じるため、上記光の干渉の制御を行うことができない。よって光Ｌ４が一定方向に規則的に反射するためには、針状に形成されている粒子６ｂの角度θ１、板状に形成されている粒子６ｃの角度θ２を所定の範囲内に設定することで、入射光を一定方向に規則的に反射することができ、反射角を制御することが可能となる。ここで、角度θ１は、粒子６ｂの軸線Ｃ方向とカラーシフト層４の厚さ方向Ｘとが白色光が放射される側（散乱層３に対するカラーシフト層４側）になす角度である。角度θ２は、粒子６ｃの厚さ方向Ｄと厚さ方向Ｘとが白色光が放射される側とは反対側になす角度θ２である。
光Ｌ４が一定方向に規則的に反射するという目的を達成する粒子６ｂの角度θ１、および粒子６ｃの角度θ２の範囲を検討するために、以下に説明する実験を行った。

【0048】

支持体２を、ＰＥＴ樹脂で形成した。このＰＥＴの表面に以下の透明球形粒子、紫外線硬化型透明樹脂、光干渉顔料を用いて散乱層３、カラーシフト層４を形成した。具体的には透明球形粒子と紫外線硬化型透明樹脂を混合し、ＰＥＴ表面にバーコーターで塗布した後、紫外線照射することで散乱層３を形成した。その後、紫外線硬化型透明樹脂と光干渉顔料６を混合し、散乱層３の上層にバーコーターで塗布し、同様に紫外線照射することでカラーシフト層４を形成した。

【0049】

実験には、下記に示す材料を使用した。
［透明球形粒子］
オプトビーズ ２０００Ｍ （日産化学社製）
［紫外線硬化型透明樹脂］
アデカオプトマー ＫＲシリーズ （ＡＤＥＫＡ社製）
［光干渉顔料］
Ｃｏｌｏｒｓｔｒｅａｍ Ｔ１０−０１ （Ｍｅｒｃｋ社製）

【0050】

今回用いた光干渉顔料６の各粒子６ｃは、板状に形成されている。粒子６ｃの角度θ２を０°以上１５°以下に制御して、サンプル１を作製した。なお、このサンプル１は光源１を備えていない。粒子６ｃの配向はバーコーターで塗布する膜厚と単一粒子の長軸幅の関係より制御している。粒子６ｃの配向は、散乱層３とカラーシフト層４を形成したＰＥＴの断面を電子操作顕微鏡で観察し確認している。
同様に、粒子６ｃの角度θ２を０°以上２０°以下に制御したサンプル２、０°以上２５°以下に制御したサンプル３、０°以上３０°以下に制御したサンプル４、０°以上３５°以下に制御したサンプル５、そして０°以上４０°以下に制御したサンプル６を作製した。

【0051】

作製したサンプル１から６の散乱層３、カラーシフト層４は全て同様の膜厚に設定した。光干渉顔料６の粒子６ｃの配向制御により、カラーシフト層４は一層ではなく、多層膜となっている。よって、サンプル１から６の照明装置の全体としての厚さは同様であるが、カラーシフト層の層数は互いに等しくはない。
作製したサンプル１から６を、光源１である面発光ＬＥＤの上部に取付けることで、実施例１から４、比較例１および２の照明装置を得た。

【0052】

今回使用した光干渉顔料６は、正面で可視光内の長波長を反射、斜面で可視光内の短波長を反射する材料となっている。よって、消灯時には、観察者Ｐがカラーシフト層４を正面から観察したときに赤紫色に見え、カラーシフト層４を斜めから観察したときに緑色に見えることになる。ここで言う正面から観察するとは、照明装置をカラーシフト層４側から厚さ方向Ｘに平行に見て観察することを意味し、斜めから観察するとは、照明装置をカラーシフト層４側から厚さ方向Ｘに交差するように見て観察することを意味する。
また、点灯時には、光源１から放射された光が散乱層３を通過するため、カラーシフト層４から射出される光は、光源１から放射され光と同様の光（白色光）が放射される。

【0053】

このように作製したサンプル１から６の照明装置を消灯時および点灯時に、正面、斜めから観察して発光現象を評価した。
評価は、正面、斜めから観察したときに上記記載の効果がある場合を「◎」、効果が若干ある場合を「○」、効果が無い場合を「×」で表した。上記記載の効果とは、消灯時には視認角度に応じて色彩を変化することで、点灯時には白色光を放射することである。
実験結果を表１に示す。

【0054】

【表1】

【0055】

表１に示すように、消灯時、点灯時ともに効果がみられたのはサンプル１から４（実施例１から４）である。これらサンプル１から６を斜めから観察したときに効果が「◎」または「○」とされているものは、厚さ方向Ｘに平行な軸線周りのいずれの向きから観察してもその効果が発揮される。
サンプル５および６（比較例１および２）で消灯時に効果が無い、すなわち視認角度に応じて色彩が変化しない。この理由は、カラーシフト層４にある光干渉顔料６の粒子６ｃが配向せず、無秩序に存在することで光の散乱が発生し、色彩が鮮明にでないからと考察される。

【0056】

また点灯時には、サンプル１から６の全てにおいて効果あったことより、カラーシフト層４にある光干渉顔料６の粒子６ｃが配向していても、無秩序に存在していてもよいことがわかる。これは、散乱層３が等方的に光を散乱することや、カラーシフト層４が反射した光をカラーシフト層４に再反射することで、カラーシフト層４から全ての波長の光が射出されるためと考察される。
よって、消灯時に観察できた色彩を点灯時には確認することなく、光源１から放射された光が観察者にそのまま視認されることが可能となる。

【0057】

なお、光干渉顔料６の各粒子６ｂが針状に形成されている場合については、実験結果は示さないが、各粒子６ｂの軸線Ｃが同じ向きに配向されているときに、各粒子６ｃが板状に形成されている場合と同様になる。各粒子６ｂの配向は、前述のように公知のバーコーターで行うことができる。
粒子６ｂ、６ｃの形状によって角度の定義が変わるため、粒子６ｂと粒子６ｃとで角度の好ましい範囲は異なるが、粒子６ｂの前述の角度θ１を６０°以上９０°以下とすることで粒子６ｃの場合と同様の効果を奏することが分かった。ただし、この場合の効果は、照明装置１０をカラーシフト層４側から斜め、かつ、粒子６ｂの軸線Ｃ側から（厚さ方向Ｘと軸線Ｃとを含む平面上で）観察したときのみに奏されるものであった。

【0058】

このように、板状の粒子６ｃについて角度θ２を０°以上３０°以下とすることで、反射光である光Ｌ４を一定方向に規則的に反射させ、散乱光が目立たず、カラーシフトを問題無く視認することなくできる。
針状の粒子６ｂについても、角度θ１を６０°以上９０°以下とすることで、板状の粒子６ｃと同様の効果を奏することができる。

【0059】

このように構成された照明装置１０を、図３に示すように厚さ方向Ｘに平行に見て観察したり、図４に示すように厚さ方向Ｘに交差する方向に見て観察したりする。図３は、照明装置１０をカラーシフト層４の主面の法線方向から観察した図とも言える。一方で、図４は、照明装置１０をカラーシフト層４の主面の法線と交差する方向から観察した図とも言える。
この照明装置１０では、散乱層３の全面にカラーシフト層４が設けられている。照明装置１０を消灯時にある条件のもとで図３および図４の方向から観察する。

【0060】

消灯時には、光源１からカラーシフト層４側に放射する光（白色光）がない。このため、前述のカラーシフト層４の効果により、外部から照明装置１０に入射した光（外光）がカラーシフト層４で反射して反射光となったものの色彩は、カラーシフト層４の観察角度（視認角度）を変えることで変化する。

【0061】

図５および図６に、カラーシフト層４Ａを所定の形状（例えば、文字Ｔの形状）で設けた照明装置１０Ａをある条件のもとで観察者Ｐが観察している様子を概略的に示す。照明装置１０Ａは、詳細には図示していないが、この例ではシート状の散乱層３の上にＴ字形に形成されたカラーシフト層４Ａが形成された構成となっている。なお、Ｔ字形のカラーシフト層４Ａを囲うように散乱層３を設け、カラーシフト層４Ａと散乱層３とが面一なるように構成してもよい。
図５は照明装置１０Ａを消灯時に観察した状態を示すものである。カラーシフト層４Ａが所定の形状に形成されることで、観察者Ｐが照明装置１０Ａを観察する角度により、カラーシフト層４Ａによる画像の色彩が変化する。

【0062】

一方で、図６に示すように、図５と同様の照明装置１０Ａを点灯時に観察する。
点灯時には、光源１から放射する光がカラーシフト層４Ａへ入射する。このときに、光は波長に応じて選択的に反射されるが、光源１とカラーシフト層４Ａとの間に散乱層３が設けられているため、反射光を再度反射することができ、反射光は角度を変えて再反射されるため、カラーシフト層４Ａから射出することができる。
よって、カラーシフト層４Ａの光干渉効果が消滅し、観察者Ｐは照明装置１０Ａをどの角度から観察してもカラーシフト層４Ａによる画像を認識することなく、光源１から放射する白色光同様の光を観察することができる。

【0063】

以上説明したように、本実施形態の照明装置１０によれば、カラーシフト層４の光干渉顔料６を構成する板状の各粒子６ｃは、粒子６ｃの厚さ方向Ｄとカラーシフト層４の厚さ方向Ｘとがなす角度θ２が０°以上３０°以下となるように配置されている。このため、消灯時には視認角度に応じて色彩を変化させるとともに、点灯時には、光源１が放射する白色光を放射光路Ｒ上に放射することができる。
また、光干渉顔料６を構成する針状の各粒子６ｂが、粒子６ｂの軸線Ｃ方向とカラーシフト層４の厚さ方向Ｘとがなす角度θ１が６０°以上９０°以下となるように配置されている場合でも、上記と同様の効果を奏することができる。

【0064】

照明装置１０では、厚さ方向Ｘに見た形状を使用者の要望に応じた形状にすることができ、使用場所は限定されない。白色光を放射する従来の光源１を用いることで、点灯時の光の色が一般的に好まれる白色となり、照明装置１０を様々な用途に用いることができる。
消灯時には視認角度に応じて色彩が変化することで、照明装置１０の付加価値を高めることができる。

【0065】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除なども含まれる。
例えば、前記実施形態では、図７に示す照明装置２０のように、照明装置１０の各構成に加えて、カラーシフト層４における散乱層３とは反対側にハードコート層１１が設けられていてもよい。ハードコート層１１には、透明樹脂同様紫外線、電子線、熱線等の活性エネルギーによる重合反応によって硬化体が形成する活性エネルギー線硬化樹脂を好適に用いることができる。活性エネルギー線硬化樹脂は、例えば、前述の散乱層３の透明樹脂で用いられた成分〔Ａ〕、成分〔Ｂ〕、および、硬度を上げる材料からなる第３の成分（以下、成分〔Ｃ〕と称する場合がある）を含有している。成分〔Ｃ〕は硬度を上げられる材料であれば特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂等を挙げることができる。成分〔Ｃ〕に用いられるこれらの樹脂は、多官能モノマーから構成されている。これらの樹脂に、シラン化合物などのガラス構造を持たせてもよい。

【0066】

ハードコート層１１を備えることで、カラーシフト層４の表面に傷がつくことを抑制することができる。
この変形例において、ハードコート層１１の屈折率は、透明樹脂５の屈折率と同一であることが好ましい。このように構成することで、カラーシフト層４から選択的に反射してきた光をハードコート層１１で屈折または反射させないようにすることができる。

【0067】

前記実施形態では、被膜７の屈折率は粒子６ａの屈折率よりも大きいとしたが、被膜７の屈折率が粒子６ａの屈折率よりも小さくてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ 光源
２ 支持体
３ 散乱層
４、４Ａ カラーシフト層
５ 透明樹脂
６ 光干渉顔料
６ａ、６ｂ、６ｃ 粒子（単一粒子）
７ 被膜
１０、１０Ａ、２０ 照明装置
１１ ハードコート層
Ｃ 軸線
Ｄ、Ｘ 厚さ方向
Ｒ 放射光路
θ１、θ２ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】