JPH04166813A - 光量制御部材 - 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】 ［産業上の利用分野」 本発明は光量を調節するための光学部材に関するもので
あり、さらに詳しくはパーソナルコンピューター順の液
晶デイスプレィに使用されるバックライトや医療用シャ
ウカステン、型開表示板等の様ないわゆる薄型ライトボ
ックスにおける、照光面の明るさを均一に調節するため
の光計調節部材に関するものである。

［従来の技術］ 従来、均一な照光面を必要とする薄型ライ１〜ボツクス
には、照光面の側端に光源を設け、該光源の光を導光板
に反射パターンを形成した光量制御部材によって照光面
に均一に分散させるいわゆるエツジライト方式と、開放
面を照光面とする偏平筐体の内部に光源を設け、該光源
の光をその真北に設けた、反射パターンを有するライテ
ィングカーテンと称する透光性反射板よりなる光量制御
部材によって筺体内面との間て反復反射させて均一な照
光面とする、いわゆるライティングカーテン方式とがあ
った。

エツジライト方式は透明プラスチックやガラス等で出来
た導光板とともに使用するために重く、またエツジライ
ト方式は導光板の端面から光を導入するために、μｓ光
面が大きくなっても比例して導光部分の面積が増大しな
いから、暗（なる欠点がある。

ライティングカーテン方式は導光板を使用しないので軽
くて明るい利点があるが、均一な照光面を得るためには
前記筐体内面の反射面との間に厳密な位置関係が要求さ
れるために、組立が煩雑であった。

エツジライト方式もライティングカーテン方式も光量制
御部材」二の反射パターンとしては、従来アルミ蒸着パ
ターンの様な正反射パターンのほか、白色顔料による印
刷パターンが用いられていたが、正反射パターンは反射
率は大きいが指向性があるために、照光面上に見る角度
による視差を生しる欠点があり、白色顔料による印刷パ
ターンでは印刷性を保持するためにインキ中に添加され
る各種添加剤によって顔料の持つ反射波長特性がシフト
する結果、いわゆる色ズレな生じる欠点があった。また
印刷による白色パターンでは、該パターンを構成するド
ツトの大きさには印刷技術上の制限があって、あまり小
ささく出来ないため、視認し得ない様な大きさのドツト
を印刷することは困５Ｍｔであるから、ドツト像を陰画
するためには明光面に別途の光拡散板が必要であった。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は透過光量および反射光量を調節するための光量
制御部材において、従来の光量制御手段がもっていた前
述の諸問題を解決して、軽くて明るくしかも組立が容易
で視差が少ないライトボックスを可能にし、色ムラがな
くしかも構造が簡単な光量制御部材を提供することを目
的とする。

１問題点を解決するための手段］ 透過光量および反射光量を調節するための本発明の光量
制御部材は、プラスチック構造体に微小節理よりなる白
色パターンを設けて形成された光量制御手段を有してお
り、この様な光量制御手段は前記微小節理よりなる白色
パターンを形成させるにあたり、前記プラスチック構造
体の強溶媒である第１の溶媒と前記プラスチック構造体
の貧溶媒でかつ前記第１の溶媒に対して相溶性のある第
２の溶媒のいずれにも不溶性のフォトレジストでグラス
チック構造体の面をマスキングしなる後に、これを前記
第１の溶媒と前記第２の溶媒に順次浸漬することによっ
て形成させることができる。

［作用］ 本発明の作用を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例である光量制御部材の部分斜
視図であり、第２図（ａ）は第１図におしづるド・ソ］
・部分の拡大平断面図であり、（ｂ）はその側断面図で
ある。

第３図は本発明の他の一実施例における白色パターンを
構成している微小節理を１００００侶に拡大した平断面
である。

本発明において、白色パターンを形成ずべきプラスデッ
ク構造体にとって強溶媒である第１の溶媒と貧溶媒であ
る第２の溶媒のいずれに対しても不溶性であるフォトレ
ジストで当該プラスチック構造体の表面をパターン部分
を残してマスキングしたる後、これをまず第１の溶剤に
浸漬するとフォトレジストで覆われていない部分は膨潤
して体積が増す。

次いでこれを第２の溶媒に浸漬すると第１の溶媒と第２
の溶媒は相溶性であるから急速に溶媒の置換が起こり体
積が縮小して極めて微細な無数の亀裂が生しるが、プラ
スチック構造体は結晶性が低いので前記亀裂は第２図や
第３図に示′した様に不規則に深さ方向に幾重にも重な
ったいわゆる微小節理の層となる。

次に表面の溶媒とフォトレジストを除去すると当該プラ
スチック構造体の表面には第１図に示した様な微小節理
層よりなるシャープなパターンが形成される。

この様にしてプラスチック構造体の表面に形成された微
小節理層よりなるパターンは、これに光を照射すると照
射された光は高密度に、しかも不規則に深さ方向に幾重
にも形成された微細な亀裂によって反射と屈折を繰り返
すがら、微小節理が薄くても白色性にすぐれ、極めて高
い非指向性の反射率を示す。

また微小節理層よりなる白色パターンは前述した様に薄
い層の中で極めて多数回の反射と屈折を立体的に繰り返
すために反射と屈折を平面的に行うエッグ゛ング面やサ
ンドブラスト面に比べて透過率に対して極めてすぐれた
拡散性を示すので白色パターン層が薄（でよいから光の
損失も少ない。従ってプラスチック構造体の表面にこの
様な微小節理よりなる白色パターンを形成してなる本発
明の光量制御部材は照明された光を効率よく反射または
屈折して的確に無指向的に制御する。

また本発明の光量制御部材には照射された光を反射また
は屈折させる際に、その波長特性を変える様な要因は含
まれていないので色ズレを起こすことはない。

次に本発明の実施例について説明する。

［実施例−１］ 第４図は本発明の一実施例の光景制御部材を用いた薄形
ライトボックスの側断面図であり、該図において内面に
反射面５を形成している偏平筐体１の内部に直管型蛍光
管２を配して光源となし、筺体１の開口面に光透過性の
拡散板４を設けて照光面となし、光拡散板４と光源２の
間にライティングカーテンと呼ばれる光制御部材３を設
けて照光面上の明るさを均一に制御している。

このライティングカーテン３はポリメチルメタクリレー
ト板〔以下アクリル板という〕の表面に微小節理よりな
る２５メツシユの大きさのドツトパターンをその密度が
光源から遠ざかるに従って小さくなる様に形成して作ら
れている。

ライティングカーテン３上の微小節理層より成る前記ド
ツトパターンは透明なアクリル板の片表面をポリエステ
ル製粘着テープで覆い、他の片表面にＰ−ジアゾフェニ
ルアミン・パラフォルムアルデヒド縮合物１部およびゼ
ラチン１９部の水溶液を０．２ｍｍワイヤバーで塗布し
、これを常温で送風乾燥して形成したフォトレジスト層
の上器こ予めパターンを焼付けた銀塩フィルムを密着さ
せ、その上からＩＫＷ高圧水銀灯で２分間露光し、４０
°Ｃの温湯に浸漬してフォトレジスト層の未露光部を洗
い流しした後、第１の溶媒であるクロロホルムに３０秒
間浸漬し、次いで第２の溶媒であるｎ−ヘキサンに２分
間浸漬することによって露出したアクリル板表面に形成
される。フォトレジスト層は最後に９０°Ｃの熱湯によ
って剥離される。

この様にして作ったライティングカーテン３の反射率と
透過濃度はそれぞれ９５％と１，８０てあって白色性と
光拡散性に極めてすぐれているので、このライティング
カーテン３を装着した第４図のライトボックスは従来の
ライトボックスに比べて１０％以上の明るさを有してい
るにも拘らずパターンのドツトが視認されることもなく
視差も殆んどないから組立が格段に容易であった。

［実施例−２コ 第５図は本発明の他の一実施例の光量制御部材を装着し
たバックライトの側断面を示す図であり、該バックライ
トは実施例−Ｊと同様の光源２を内蔵した偏平筺体ｌの
開口部に本発明の光量制御部材１０を装着して形成され
ている。

光量制御部材１０は薄手（厚さ１ｍｍ　）のアクリル製
光拡散透過部材１１（三菱レーヨン■）製乳半板＃４３
５）の片表面に実施例−１と同様の方法によって微小節
理層よりなる２００メツシユの白色ドツトパターンを形
成して作られている。

この様にして形成された微小節理層は口角性と拡散反射
性に極めてすぐれているので基材のプラスチック構造体
である光拡散透過部材１】が薄くてもドツトの影が金属
蒸着によるドツトの様に照光面に投影されることがない
。

従ってこの光量制御部材ｌＯを装着した第５図のバック
ライトは光ムラのない極めて明るい照光面を提供し、そ
の照光面はドツトパターンのすぐれた光拡散性の故に視
差がなく、しかも各部材の関係位置が多少変動しても光
ムラを生ずることがないから組立も極めて容易であった
。

本実施例の様に光量制御部材を構成する基材は必ずしも
透明である必要はなく、光拡散等の機能を有するプラス
デック板を用いることで一層高性能な光量制御部材を実
現することができる。従って、本発明におけるプラスチ
ック構造体は必ずしも透明である必要はない。

［実施例−３］ 第６図は本発明の更に他の一実施例の光量制御 御部材を装着したバックライトの側断面図である。

線図において、実施例−１と同様に内面が反射面である
偏平筺体１の内部に光源２を設け、筐体ｌの開口部に本
発明の光量制御部材７を装着してバックライトが構成さ
れている。

光量制御部材７は厚さ０．５ｍｍの透明ポリカーボネー
ト板９の表面の全面に微小節理層よりなる白色層を設け
、裏面に同様の白色微小節理層を２００メツシユのドツ
トパターン状に設けて形成さねている。

光量制御部材７上のｉｉ′ｉ１記ドットバクーン６はそ
のドツト密度が光源からの距離が大きくなるに従って小
さくなる様に設定されており、光源２の光を白色ドツト
パターン６と筐体内面の反射面５の間で反復反射させ、
更に表面の白色層８を透過する際に拡散されることによ
って光量制御部材７の表面に均一な照光面を形成する様
になっている。

ドツトパターン６は透明ポリカーボネート板９の裏面を
実施例−１と同様のフォトレジ２）トによってパターン
部分を残してマスキングした後これを第１溶媒であるキ
シレンに１分間、第２溶媒であるｎ−ヘキサンに２分間
づつ順次浸漬して形成する。

また、表面の白色層８はポリカーボネート板の表面を残
してゼラチンでマスキングした後、キシレンと四塩化炭
素の同容量よりなる混合溶媒を第１溶媒とし、ｎ−ヘキ
サンを第２溶媒としてそれぞれに順次３０秒、及び２分
間づつ浸漬して形成する。

この様にして形成した光量制御部材７の微小節理パター
ン６の反射率と透過光学濃度はそれぞれ９６％と１．８
３であり、表面の白色層は反射率が４２％、透過光学濃
度が０．３３であり、いずれの微小節理層も極めてすぐ
れた光拡散性を有していた。

このようにして製作した光量制御部材７を用いた薄型ラ
イトポクスは、実施例−１と同様に視差がなく組立が容
易で色ムラが皆無である。

また、ライティングカーテンと光拡散部材を一体化した
ことで、組立がさらに容易になり、従来のアルミ蒸着層
のパターンによるライティングカーテンとアクリル樹脂
拡散板を用いた場合に比較して２０％明るくすることが
できた。又、光量制御部材７を一枚の薄いプラスチック
板にてき、かなりの軽量化ができた。これにより、−層
薄いライトボクスが製作でき、例えば液晶テレビ用のバ
ックライトとして最適であった。

本実施例で示した様に、光量制御部材に用いる透明プラ
スチック板はアクリル板の他にポリカーポイ、−ト板を
用いることができる。同様にして種々のプラスチック板
を用いることができ、本発明は前記２種類のプラスチッ
ク板に限られるものではない。

また、本実施例において拡散面８を形成した後に、微小
節理による光拡散面は反射率の高い白色面に限らず、光
透過拡散面の様に反射率の低い光拡散面も形成させるこ
とができる。つまり反射率の高い光拡散面から反射率の
低い光拡数面まで任意の光拡散面を第１溶媒または第２
溶媒の選択によって形成させることができる。これは、
全面に光拡散面を形成させる場合でもパターン状に形成
させる場合でも同様であり、これ等の微小節理層はいず
れもすぐれた拡散性を有している。

［実施例−４］ エツジライト方式の導光板を本発明の方法で製作した実
施例を示す。

第７図にエツジライト方式による従来の薄型ライトボッ
クスの構造を示し、第８図に本実施例における薄型ライ
トボックスの構造を示す。

従来の薄型ライトボックスは反射シート１２．光源２．
２）導光板１３、および拡散シート４で構成されるが、
本実施例の薄型ライトボックスには拡散シート４に相当
するものが無い。従って従来の薄型ライトボックスでは
拡散シート４の上の表面が照光面になるが、本実施例の
薄型ライトボックスでは導光板１３の上面が照光面とな
る。従来のエツジライト方式の薄型ライトボックスで、
第７図における拡散シート４を設ける主たる目的は、導
光板１３の下面に形成された光量制御用の反射パターン
が見えるのを防ぐことである。従って該ドツトパターン
が目で知覚出来ないほど微細であれば拡散シート４は不
要となり、光の利用効率が大きく向上し、部品点数が減
ることで組立が容易になる。

導光板の下面に光量制御用に形成させるドツトパターン
は実施例−２と同様に２００メツシユのドツトパターン
であれば良いが、従来の白色顔料を含有するインキをス
クリーン印刷する方法では、この様に微細なドツトパタ
ーンを形成させることは出来ない。また、スクリーン印
刷したドツトパターンの反射率は８０％程度であり、光
の利用効率が低い。

本実施例における導光板を兼ねた光量制御部材の製作方
法を説明する。

透明なアクリル板１３　（２ｍｍ厚）の片表面に実施例
−１と同様な方法でフォトレジスト層を形成させ、す８
光面を均一な頻度にすべく設置された２００メツシユの
ドツトパターンを露光、現像の後、他の片表面にゼラチ
ン水溶液を塗布、乾燥する。これを第１の溶媒であるク
ロロホルムに３０秒浸漬した後、第２の溶媒であるｎ−
ヘキサンに２分浸漬して微小節理パターン１５を形成さ
せ、最後に９０℃の熱湯に浸漬してフォトレジストの露
光部分と反対の面のゼラチン層を剥離する。

この様にして製作した光量制御部材１６を第８図の薄型
ライトボックスに組み込んだところ、従来の方法で製作
した第７図の薄型ライトボックスに比較して、照光面を
２５％明るくすることができた。これは前記ドツトパタ
ーンの反射率が９５％（従来は約８０％）と高く且つ拡
散性に優れていることと、拡散シート４を除去したこと
によるものである。なお、この実施例において微小節理
パターン１５の拡散反射機能を第９図に示すように導光
部材１３の上下両面に分割して１５．１５゛　　として
設けると視差を一段と改良することができる。

［実施例−５］ さらに明るい薄型ライトボックスを得るために、第１０
図の様に蛍光灯２を筒状の光量制御部材１７で覆う方法
を示す。これは、ポリメチルメタクリレート製のパイプ
（以後アクリルパイプと記す）の外表面に光量制御用の
ドツトパターンを形成させ、該パイプの中に蛍光灯を辿
すように設置し、拡散部材４上のり、θ光面を均一に照
明しようとするものである。

この様に光量制御部材１７を用いると、該光量制御部材
１７の設置角度を高精度で規定すれば、それ以外の精度
はそれほど必要とせず、またパイプ状の光量制御部材１
７は板状のものよりもライトボックス中に保持しやすい
ため、組立が容易でかつ軽量である。そして光源に近接
した位置に光量制御部材１７を設置することで、光の利
用効率が向上する。

光量φり副部材１７に従来の方法の一つである金属蒸着
膜を使う場合、光拡散効果がないため、ドツトパターン
に極めて高い精度が要求されるが、光源が近いため、温
度上昇による基体の熱膨張のための誤差で、照光面上に
輝度ムラが生じる。

光拡散効果を有する従来のもう一つの方法である、白色
顔料を含有するインキを印刷する方法では、まず曲面に
高精度の印刷を行うことが著しく困難なのに加え、光源
が近接しているために生じる種々の問題、つまり、光量
を制御するためのドツトパターンの光透過率が高すぎる
、耐光性不足のため経時的に変色する、基体とドツトパ
ターンの熱膨張率の差のために剥離をおこす等の問題が
ある。従って、従来の方法ではこのような光量制御部材
は実現不可能であった。

それに比較して本発明の微小節理のパターンは曲面に形
成可能で、拡散性のパターンであるために該パターンに
極端な高精度を必要とせず、光量制御に充分な低透過率
で、本来基体とパターンが同一物質であることから熱膨
張率の差によって剥離することが無く、耐光性も基体の
樹脂と同等である。

本実施例の光量制御部材１７の製作方法を説明する。

内径が光源の蛍光灯の外形よりもイ争かに大きいアクリ
ルパイプの表面に実施例−１に用いたのと同し水溶性フ
オトレジス１〜を塗布、乾燥した後１．Ｂ召光面の輝度
を均一にすべく設計した前記ドツトパターンを焼き付け
た銀塩フィルムを巻き付け、ｌｋｗ水銀灯（距離１ｍｍ
）で回転させながら５分間露光し、４０°Ｃの温湯に浸
漬して未露光部分のフォトレジストを洗い流す。

次にこのアクリルパイプの両端をテフロン栓のような耐
瀉剤性を有する栓で塞ぎ、第１の溶媒であるクロロホル
ムに３０秒浸漬した後、第２の溶媒であるｎ−ヘキサン
に２分浸漬し、微小節理パターンを形成させる。

最後に９０℃の熱湯に浸漬して露光部のフォトレジスト
を剥離し、両端の栓を除去する。

この様にして製作した光量制御部材を第９図のようにラ
イトボックスに組み込んだところ、実施例−１よりも１
０％明るい、照光面の輝度が均一な薄型ライトボックス
を得ることができた。また、この光量制御部材は光源と
の位置関係を調整しやすく、その他の精度は比較的低く
てよいので薄型ライトボックスの組立が非常に容易であ
った。

本実施例に示したように、前記微小節理パターンは平面
だけでなく曲面にも形成可能なため、板状だけでなく種
々の形状の光量制御部材の製作が可能である。

［発明の効果］ 以上各実施例に説明したように、本発明は従来の光量調
節手段がもっていた諸問題を解決し、軽くて明るくしか
も組立が容易で視差が少ないライトボックスを可能にし
、色ムラがなくしかも構造が簡単な光量制御部材を提供
することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光量制御部材の部分斜
視図あり第２図（ａ）は第１図におけるドツト部分の拡
大平面図であり、（ｂ）はその側断面図である。第３図
は本発明の他の一実施例の部分拡大図である。 第４図は本発明の他の一実施例を示す図であり、第５図
、第６図、第７図、第８図、第９図及び１０図も本発明
の更に他の一実施例の側断面を示す図である。 １・　筺体　　　　　　２・　光源 ３　・光量制御部材　　４・・・光拡散板５・・・反射
面　　　　　６一一白色パターン７・　光量制御部材　
　８・　白色層 ９・・・透明部材　　　　１０・・・光量制御部材１１
・・　光拡散透過部材　１２・　反射シート１３・・・
導光部材　　　　１４・・　反射パターン１５．１５°
・・白色微小節理層のパターン１６　　・光量制御部材
　　１７　　・光量制御部材１８　　・筐体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透過光量及び、または反射光量を調節するための
   光量制御部材において、光量制御手段がプラスチック構
   造体に微小節理よりなる白色パターンを設けて形成され
   た光量制御手段であることを特徴とする、透過光量及び
   、または反射光量を調節するための光量制御部材。
2. （２）特許請求の範囲の第１項において、前記白色パタ
   ーンが前記プラスチック構造体の強溶媒である第１の溶
   媒と前記プラスチック構造体の貧溶媒でかつ前記第１の
   溶媒に対して相溶性のある第２の溶媒のいずれにも不溶
   性のフォトレジストで前記プラスチック構造体の表面に
   マスキングをした後、前記第１の溶媒と前記第２の溶媒
   に順次浸漬して形成される微小節理層よりなる白色パタ
   ーンであることを特徴とする、透過光量及び、または反
   射光量を調節するための光量制御部材。