LED（固体照明）反射材料について - astf...株式会社DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙ LED（固体照明）反射材料について 2010年3月11日 DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙ

株式会社DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙ

LED（固体照明）反射材料について

2010年3月11日

㈱DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙ

市場開拓部

竹田秀一郎

1. DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙのご紹介

2. ＬＥＤ用反射部材の必要特性

3. 高耐久複合材料エリオ鋼板

4. 反射材料としての白色インキの光学特性

5. 反射材料以外のＬＥＤ光学材料

6. まとめ


DNPﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙのご紹介

1891年諸星千代吉商店として横浜で創業

1991年商号をｻﾞ・ｲﾝｸﾃｯｸ株式会社と改称

2009年 10月印刷インキ部門をＤＩＣへ譲渡

2010年商号を株式会社ＤＮＰﾌｧｲﾝｹﾐｶﾙと改称

http://www.dnp.co.jp/finechemicals/

【コア技術】◆ 高精細・高色彩印刷インキ

を開発・製造◆ あらゆる素材へ印刷◆ 高耐久・高精彩色材のＤＢ◆ インキ調色技術◆ ナノ分散技術

【現在の主な製造品目】◆ ｶﾗｰﾌｨﾙﾀｰ用ｶﾗｰﾚｼﾞｽﾄ◆ ｲﾝｸｼﾞｪｯﾄ用ｲﾝｸ◆ 仮止接着剤◆ 導電ﾍﾟｰｽﾄ◆ ﾊｰﾄﾞｺｰﾄ材◆ 光学用拡散ｲﾝｷ◆ その他


本社／東京工場

笠岡工場

福島県南相馬市小高区蛯沢字笠谷２６








6. まとめ


・LED光源高出力化に従い、発熱量が増加し部材に耐熱性が要求される。

・LED光源自体の高寿命化（数万時間）に伴い、部材の耐久性が要求される。

・LED光源の小面積化に伴う、従来の蛍光灯、白熱灯等とは、異なる光反射特性を持った部材の光学設計が要求される。

・従来の汎用反射板塗装で用いられてきた粉体塗装では不可能なパターン化によるコントロールされた光反射特性の付与が必要となる。

LED（固体照明）分野の部材における課題


照明用反射材料の必要特性

表面硬度（鉛筆硬度）

折り曲げ適正

耐熱性

耐（水・耐薬品・溶剤）性

耐摩性

耐光性

不燃性

高光反射率

正反射性拡散性

分光波長依存が無い

光源波長分布の補正

材料・構造技術

光学設計技術・色材技術

DNP エリオ鋼板

DNP ファインケミカル








6. まとめ


エリオ鋼板の構成


製品例１ホワイトボード、複写機


製品例２車両用内装天井板間接照明


エリオ鋼板の物性試験項目


不燃認定








6. まとめ


反射板用ｲﾝｷ作製と光学特性測定

•白色顔料•樹脂微粒子•ｳﾚﾀﾝ・ｱｸﾘﾙ系樹脂•溶剤（MEK・酢酸ｴﾁﾙ）•その他助剤

θ

θ

θ θ正反射

拡散反射

角度分散

ﾊﾞｰｺｰﾀｰ（BC）で塗布

θ＝5°

θ＝8°

θ＝10°～80°

BC μm

#10 8

#20 16

#30 24

#40 32

積分球


5°正反射配置での反射率

SiO2 5°正反射率

0

1

2

3

4

5

380 430 480 530 580 630 680 730 780

波長（ｎｍ）

5°

正反

射率

（％

）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

BaSO4　5°正反射率

0

1

2

3

4

5

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

5°正反射率（％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

TiO2 5°正反射

0

1

2

3

4

5

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

5°正反射率（％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

SiO2

BaSO4

TiO2基材色の影響が少ない

隠蔽力が高いTiO2

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

380 430 480 530 580 630 680 730 780

波長（ｎｍ）

5°

正反

射率

（％

）

アルミ基材の特性


SiO2 拡散反射率

60

70

80

90

100

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

拡散

反射

率（

％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

硫酸ﾊﾞﾘｳﾑ拡散反射率

60

70

80

90

100

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

拡散

反射

率（

％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

TiO2 拡散反射率

60

70

80

90

100

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

拡散

反射

率（

％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

拡散反射率

SiO2

BaSO4

TiO2 拡散反射率 TiO2が高い

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

380 430 480 530 580 630 680 730 780

波長（ｎｍ）

拡散

反射

率（

％）

アルミ基材の特性


TiO2 反射率角度分散

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

10 20 30 40 50 60 70 80

反射角度（°）

反射

率（

％） BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

反射率角度依存

反射率の角度依存

表面粗さを制御してご要望にお応えする

θ角度分散

θ＝10°～80°


TiO2ｲﾝｷ表面電子顕微鏡写真（100倍）

BC #10 （8μm） BC #20 （16μm）

BC #30 （24μm） BC #40 （32μm）


Kubelka-Munk 理論による解析

dx

xh

( ) jdxKSj +−

( )idxKSi +−jSdx

iSdx

j

i

dx

( )( ) SidxjdxKSdj

SjdxidxKSdi++−=++−=−

( ) ( ) ( )( )( ) ( )0coth

coth01RSbxbaSbxbaRxR

−+−−

=

1

12 −=

+=

ab

SKaＳ：散乱係数Ｋ：吸収係数R(0)：基板の反射率

Kubelka-Munkの微分方程式

Kubelka-Munkの微分方程式から求めた反射率と膜厚の関係

塗膜

基材

P.Kubelka, F.Munk; Z.tech.Physik, 12,593 (1931)P.Kubelka; Part J.Opt.Soc.Am., 32,727 (1942)M.Watanabe;J.Soc.Powder Technolo.,Japan,40,580 (2003)


TiO2 拡散反射率

60

70

80

90

100

380 480 580 680 780

波長（ｎｍ）

拡散

反射

率（

％）

BC#10 BC#20

BC#30 BC#40

反射率と塗膜厚み

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0 20 40 60 80 100

塗膜厚み　/μm

反射率

塗膜厚増加反射率増加（Kubelka-Munk理論で説明）

Kubelka-Munkで推算

( ) ( ) ( )( )( ) ( )0coth

coth01RSbxbaSbxbaRxR

−+−−

=拡散反射率








6. まとめ


反射材料以外の可能性検討

光透過型部材の可能性光源カバー、封止材等

光拡散性インキ


拡散板用AGｲﾝｷの光学特性

ｱｸﾘﾙ微粒子ﾌｨﾗｰ（平均粒径10μm）を添加して光拡散性ｲﾝｷを作りPETに塗布して拡散板を試作

2.5％1.5％

・透明樹脂ﾊﾞｲﾝﾀﾞｰ・ｱｸﾘﾙ製微粒子ﾌｨﾗｰ

ﾊﾞｰｺｰﾀｰ（BC）で塗布

照明ﾊﾟﾀｰﾝ拡散板LED 照明光分布均一化

0.8％


「透過鮮明度」で評価

JIS-K7105

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 10

空間周波数（1/mm）

透過

鮮明

度（

％）

●2.5%

▲1.15%

■0.80%

Imax

Imin

入力画像出力画像

minmax

minmax

IIII

C+−

=

透過鮮明度による拡散板の評価


まとめ

【ＬＥＤ用光反射材料の提供】■ 優れた耐久性のある鋼板印刷技術と反射型

光学特性インキ材料の設計技術により、お客様のニーズに応じた特性を持つ製品化への寄与。

■ 基材（金属・合成樹脂等）に合わせたｲﾝｷ材料の提供が可能。

【反射型だけでなく、透過拡散材料、AR材料も提供可能】■ＬＥＤ用カバー材料設計

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