[发明专利]侧面发光光纤以及发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤，更具体地说，本发明涉及一种“侧面发光光纤”，其中由纤芯长度方向上的至少一端输入的光线可以通过与纤芯的外周(即，侧面)接触的包覆层泄露出来。本发明还涉及具有该光纤的发光器件。

背景技术

典型的侧面发光光纤属于以下两种类型中的任意一种：一种类型具有带状光散射反射膜，其中，所述光散射反射膜附着在沿纤芯长度方向的纤芯外周的一部分上；另一种类型在与纤芯外周相接触的包覆层中具有光散射颗粒，并且从纤芯发射到包覆层中的光线被包覆层散射，然后泄露出来。

例如，如日本未审专利申请公开SHO No.60-118806中所披露，上述第一种类型的光纤具有一种涂层作为光漫反射膜，该涂层包含透光树脂和分散在该树脂中的光散射颗粒(如TiO2)。光漫反射膜的功能是在纤芯中对通过纤芯并到达反射膜和纤芯之间的边界的光进行漫反射。光漫反射膜的这种功能与纤芯的透镜功能共同作用来使光线沿着与纤芯长度方向横交的方向泄露出来而具有方向性，由此可在整个长度方向上获得高发光亮度。然而，上述的光漫反射膜通常具有由漫射导致的低透光率，并且不能像氖管所能达到的效果那样以宽的视角(如沿着整个外周)发射光线。

上述第二种类型的光纤在(例如)日本专利No.3384396说明书中有所披露。在该专利公开披露的光纤中，涂敷在纤芯上的含氟聚合物包覆层含有50ppm-4000ppm的光散射性二氧化钛颗粒。当包覆层不包含光散射颗粒时，进入纤芯、并到达纤芯-包覆层边界的大部分光线在边界处被反射。然而，在包覆层中包含这样的光散射颗粒使得到达纤芯-包覆层边界的光线被散射。结果，一部分散射光线朝纤芯方向反射，而其余的散射光线通过包覆层泄露到外部。这种功能使得通过纤芯的一端输入的光线沿光纤的整个外周以高亮度发光。

将高透光性的丙烯酸树脂作为纤芯材料是公知的，但是这种高透明性树脂被紫外线照射时易于发生降解，从而导致其变黄和发脆。人们为了抑制纤芯材料降解而采用了以下方法。

1.在包覆材料的外部涂以包含紫外线吸收剂的透明树脂。

2.在包覆材料的外部涂以包含能够阻挡紫外光的光散射体的不透明树脂。

3.向包覆材料中加入能够阻挡紫外光的光散射体。

然而，由于以上的方法1和方法2会增加制造步骤数和所需材料的量，因此它们都涉及到成本增加的问题。另一方面，方法3涉及到以下问题。

具体而言，通常将具有低折射率和高透明度的氟基树脂用作包覆材料，但是因为氟基树脂具有较高的成型温度，所以经常采用无机材料类光散射体，尤其是氧化钛。氧化钛在以上引用的日本专利3384396中也有所提及，在该专利文献中，氧化钛被用于侧面发光，即，氧化钛被用于所加入的用来促使光线泄露到外部的光散射体中。然而，如果为了提高紫外线屏蔽因子而过度增加氧化钛含量，那么进入光纤中的光线会被过度散射而使得光线在进入后立刻泄露到包覆层外部，从而沿着光纤的长度方向不易获得侧面亮度的均匀性。此外，为了提高紫外线屏蔽因子而过度增加氧化钛含量也会降低可见光的透光率，从而造成侧面绝对亮度降低的问题。

发明概述

根据本发明，将相对较多量的氧化锌颗粒加入到包覆层中，以代替常规的氧化钛颗粒。

按照本发明的一个方面，本发明提供一种侧面发光光纤，该侧面发光光纤包含：

纤芯材料，该纤芯材料由能够将从一端进入的光线传输到另一端的透光树脂组成；和包覆材料，该包覆材料包覆所述纤芯材料的外周，并且具有比所述纤芯材料低的折射率，所述包覆材料含有透光树脂和分散在所述透光树脂中的氧化锌颗粒。

本发明还提供一种发光器件，该发光器件包含上述的侧面发光光纤和从该光纤的至少一端输入光线的光源。

所述氧化锌颗粒可以占包覆材料的0.15重量％-30重量％。所述氧化锌颗粒的粒度优选为0.1μm-10μm。

氧化锌颗粒的“粒度”是通过空气渗透法测定的平均粒度。

附图简要说明

图1为本发明光纤的实施方案的立体图。

图2为实施例和对比例的光纤侧面亮度相对于光源距离而绘制的图。

发明详述

根据本发明，通过引入氧化锌颗粒可以使光纤纤芯材料的紫外线降解达到最低程度。由于氧化锌颗粒不会明显降低可见光透射率，因此，光纤仍然表现出高的亮度。此外，由于氧化锌颗粒没有过度的光散射能力，因此，从光纤的端部进入的光线不会在入口附近过多泄露。因此，沿着光纤的长度方向可以由此表现出均匀的亮度。结果，本发明的光纤可以用作能够代替氖管的线状发光体。