JPH0933923A

JPH0933923A - 面状光源装置およびその面状光源装置に用いられる基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0933923A
Application number: JP7208461A
Authority: JP
Inventors: Shingo Suzuki; 信吾鈴木; Masafumi Okada; 真文岡田
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JP3376508B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の面状光源装置の裏面に配置される白色
または乳白色インクで印刷された散乱パターンの製造
は、生産効率が悪く、かつ溶剤による環境汚染が危惧さ
れたので、上述した問題のない新規の散乱パターンを有
する面状光源装置を提供する。【解決手段】面状光源装置の裏面に配置され蛍光管か
らの発光光線を拡散させる機能を果たす散乱パターン
を、散乱パターン表面に施す微小の凹凸を用いて発光光
線を屈折させることにより拡散させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種表示装
置等の背面照明に用いる薄型の面状光源装置に関するも
のであり、特に液晶表示装置の背面照明手段として好適
に使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄型の面状光源装置としては、サ
イドライト方式（導光板方式）が知られている。サイド
ライト方式の面状光源装置の一例として、その構造は、
図６、図７に示されるように、アクリル等の透光性の高
い材料による略断面矩形状の透明樹脂基板３１の裏面３
２には、白色または乳白色インクにより、一端側から他
端側に行くにつれてその密度が変化するように、通常ス
クリーン印刷方式により印刷された散乱パターン３３が
施されている。さらに、該散乱パターン３３の後方に
は、反射板３４が配置されている。また、透明樹脂基板
３１の表面３５には、拡散板３６が配置されている。

【０００３】透明樹脂基板３１の端面３７には、線状光
源である蛍光管３８が透明樹脂基板３１の端面３７とほ
ぼ当接するように置かれており、その外周面でかつ前記
端部３７を向いた面以外の部分は、銀等を蒸着した反射
フィルム３９で覆われている。蛍光管３８が置かれてい
る以外の透明樹脂基板３１の端面は、反射テープ等の反
射材４０が付加されている。（例えば、特開昭６３−６
２１０５号公開）

【０００４】図８は、このように構成されたサイドライ
ト方式の面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。これを説明すると、蛍光管
３８からの発光光線は、反射フィルム３９により反射さ
れるので、多くが透明樹脂基板３１の端面３７に到達
し、透明樹脂基板３１の内部に進入する。この光線の
内、透明樹脂基板３１の裏面３２に印刷されている散乱
パターン３３に当たる光線４１だけが散乱され反射し、
透明樹脂基板３１の表面に達する散乱された光線４２及
び散乱パターン３３を透過し裏面に抜けて反射板３４に
当たって反射し透明樹脂基板３１の表面３５に向かう光
線４３の２つの光線は、符号４４で示すように、拡散板
３６を透過して表面３５に放射される。

【０００５】透明樹脂基板３１の裏面３２に施された散
乱パターン３３に当たらない光線４５及び透明樹脂基板
３１の表面３５に当たる光線４６は散乱パターン３３に
到達するまでそのまま内部で全反射を繰り返して進む。
出射光が全画面上で均一な発光強度になるよう光源から
の距離に応じて散乱パターンに密度分布を与えているこ
とにより、比較的高輝度でしかも均一な面状光源が実現
可能となっている。

【０００６】

【発明が解決ようとする課題】ところで、面状光源装置
に使用される透明樹脂基板３１の裏面に印刷される白色
または乳白色インクで印刷された散乱パターン３３は、
上述したように、通常スクリーン印刷方式によって印刷
されている。このスクリーン印刷方式は、印刷工程にお
いて、インクを付加した後の乾燥工程で長い時間を必要
とするため、生産性が極めて低いという欠点があった。
また、使用する溶剤による環境の汚染問題も危惧され
る。

【０００７】そこで、本発明は、散乱パターン製造工程
における生産性の向上と、かつ環境の汚染問題のない新
規の散乱パターンを設置した面状光源装置および面状光
源装置に用いられる基板の製造方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、透明樹脂基板の少なくとも１つ
以上の端面に１本または複数本の直線状の蛍光管を配置
させて構成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装
置の透明樹脂基板の裏面に、前記蛍光管から遠ざかるに
従ってその存在密度が増加するように、微小な凹凸面に
よる光散乱パターンを付与した構成とする面状光源装置
である。

【０００９】請求項２の発明は、上記光散乱パターンの
凹凸面の算術平均粗さ（Ｒａ）が少なくとも０．１μｍ
以上とする面状光源装置である。

【００１０】また、請求項３の発明は、微小凹凸面によ
る光散乱パターンの型が形成された型内に液状樹脂を注
入し、その上部に透明樹脂基材を密接させ、該密着させ
た状態で該液状樹脂を重合硬化させるこよにより、透明
樹脂基材と液状樹脂とを一体的に形成する面状光源装置
に用いられる基板の製造方法である。

【００１１】請求項４の発明は、上記光散乱パターンを
製造時、液状樹脂を紫外線を照射することにより重合硬
化させることにより、透明樹脂基材と液状樹脂とを一体
的に形成する面状光源装置に用いられる基板の製造方法
である。

【００１２】請求項５の発明は、透明樹脂基板に光散乱
パターンを形成させるための微小凹凸面を押し当てて熱
加圧成形をすることにより微小凹凸面による光散乱パタ
ーンを一体的に形成できる面状光源装置に用いられる基
板の製造方法である。

【００１３】請求項６の発明は、微小凹凸面による光散
乱パターンが形成された型または、光散乱パターンを形
成させるための微小凹凸面を製造する工程において、金
属板の不要部分をマスキングした後、サンドブラスト法
により形成することを特徴とした面状光源装置に用いら
れる基板の製造方法である。

【００１４】請求項７の発明は、微小凹凸面による光散
乱パターンが形成された型または光散乱パターンを形成
させるための微小凹凸面を製造する工程において、金属
板の不要部分をマスキングする時に、ドライフィルムレ
ジストを使用することを特徴とした面状光源装置に用い
られる基板の製造方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の面状光源装置の構造を図
１、図２および図３に基づいて説明する。図１におい
て、図面上方が本発明の面状光源装置の表面であり、下
方が裏面となる。略断面矩形状の透明樹脂基板１は、透
光性の高いアクリル等よりなる透明樹脂基材２と、面状
光源装置裏面側に形成される微小凹凸面による光散乱パ
ターン３が一体化されてなる。光散乱パターン３は、蛍
光管７から遠ざかるに従ってその存在密度が増加するよ
うに、微小な凹凸面からなる。

【００１６】さらに、該光散乱パターン３の後方には、
反射板４が装置裏面を覆うように配置されている。また
透明樹脂基板１の表面の画面全体は、拡散板５で覆われ
ている。一方、透明樹脂基板１の一端面６に近接するよ
うに、蛍光管７が置かれており、透明樹脂基板１が配置
されている以外の蛍光管７の外周は銀を蒸着した反射フ
ィルム８で覆われている。他端面は、反射フィルム等の
反射材９が付加されている。

【００１７】下記に示される表１は、試作品の面状光源
装置内の光散乱パターンの表面の凹凸形状の算術平均粗
さ（Ｒａ）とその際の光拡散性を示す曇価の関係を示す
ものである。表１より、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１
μｍ以下では、光拡散性がほとんど得られないことか
ら、従来例の白色または乳白色インクで印刷された散乱
パターンと同程度の光拡散性を得るためには、本発明の
面状光源装置に設置される光散乱パターン表面の凹凸形
状の算術平均粗さ（Ｒａ）は、少なくとも０．１μｍ以
上が必要である。

【００１８】

【表１】

【００１９】ゆえに、従来の白色または乳白色インクで
印刷された散乱パターンを備えた面状光源装置と同様に
高輝度な発光強度を有するために光散乱パターンの表面
の凹凸形状の算術的粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上の光
散乱パターンを備えた面状光源装置が用いられる。

【００２０】次に、本発明における面状光源装置の作用
を説明する。蛍光管７からの発光光線は、反射フィルム
８で覆われる透明樹脂基板１の端面６以外の蛍光管７の
外周面では反射され、発光された光線の多くが、端面６
に到達し透明樹脂基板１内に進入する。光散乱パターン
３に達した発光光線は、表面側に拡散され、透明樹脂基
板１の表面へ向かい進入角度の大きい光線は、拡散板６
を透過して表面に放射され、それ以外は、裏面方向に反
射する。

【００２１】光散乱パターン３を透過した発光光線は、
後方の反射板４により、やはり表面方向に反射する。ま
た、光散乱パターン３に達しない発光光線も、反射板４
および拡散板５に当たり反射を繰り返すうちに、透明樹
脂基板１の表面への進入角度が変化するので、表面に放
射される。なお、光散乱パターン３に形成された微小凹
凸形状は、図１において右側にいくほど密度が大きくな
るので、光は右側に行くほど散乱され表面に放射される
ため、光源の位置に左右されることなく全画面上で均一
に発光される。

【００２２】図３に基づいて、透明樹脂基材２と光散乱
パターン３が一体化に形成された図２に示す透明樹脂基
板１の製造方法を説明する。本実施例１においては、屈
折率１．４９の紫外線吸収材の混入されていない透明ア
クリル樹脂板を基材（透明樹脂基材２）と、屈折率１．
５の紫外線硬化型の液状樹脂（透明液状樹脂３ａ）とを
用いて面状光源装置に用いられる基板を製造する。微小
凹凸面による光散乱パターン形成用の型は黄銅板に、あ
らかじめドライフィルムレジストにより、パターン形成
を行い、ＳｉＣビーズによりサンドブラストを実施し作
製したものをマスターとし、これをシリコンゴムで転写
し複製したものを型１０とした。

【００２３】上述の方法により作製された型１０内に、
図３（ａ）に示すように、透明液状樹脂３ａを注入す
る。しかる後、図３（ｂ）に示す透明樹脂基材２を透明
液状樹脂層の上にかぶせると、図３（ｃ）のようになっ
ている。次に、図３（ｃ）において上方から紫外線を照
射して、透明樹脂基材２を密接させた状態で透明液状樹
脂３ａを重合硬化させる。この後、型１０を剥離するこ
とにより、図２に示すような透明樹脂基材２と微小凹凸
面による光散乱パターン３が別材料により一体化された
透明樹脂基板１が製造できる。

【００２４】次に図４、図５に基づいて、面状光源装置
に用いられる光散乱パターンを有する透明樹脂基板の別
の製造方法を示す。図４は、本実施例の略断面矩形状の
透明樹脂基板２１の断面図である。透明樹脂基板２１
は、透明樹脂基材２２からなり、その一面には、微小凹
凸形状からなる光散乱パターン２３が形成されている。
透明樹脂基板となるのは、屈折率１．４９の透明アクリ
ル樹脂板（透明樹脂基材２２）を用いる。微小凹凸面に
よる光散乱パターン形成用の型は、前掲の実施例で使用
したものと同一の黄銅板を使用して作成し、凹凸面２４
とした。

【００２５】図４に示す透明樹脂基板２１の製造方法
は、図５（ａ）に示す微小凹凸面による光散乱パターン
２３を形成させるための凹凸面２４を、温度１８０度、
圧力５０ｋｇ／ｍ² で、図５（ｂ）に示す透明樹脂基材
２２に押し当てて、熱加圧熱成形することにより、透明
樹脂基材２２に凹面が形成され、透明樹脂基材２２と光
散乱パターン２３が一体的に形成した透明樹脂基板２１
が製造できる。

【００２６】上記２つの実施例において、それぞれの方
法で作成した透明樹脂基板を用いて、図１に示す構成の
面状光源装置の評価を行った。その結果、発光面上での
明るさ及びその均一性共に従来の白色または乳白色イン
クで印刷した散乱パターンを有する面状光源装置とほと
んど同一の結果を得ることができた。

【００２７】また、本発明に係る微小凹凸面による光散
乱パターンの製造方法については、上記の実施例に限定
されるものではなく、射出成形法、ローラ成形法その他
の方法によって製造してもよい。

【００２８】なお、本発明を実施するに際して用いる透
明樹脂基材は、その透明性からアクリル樹脂がもっとも
適しているが、特にこれに限定されるものではなく、ポ
リカーボメイト、ポリスチレン、ＡＳ樹脂等の各種熱可
塑性の透明樹脂等が使用可能であり、また、ＣＲ−３９
等の熱硬化性樹脂や各種ガラス材料等の無機材料等も透
明であれば場合によっては適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の面状光源装
置内に形成される光散乱パターンを従来の白色または乳
白色インクで印刷するのではなく、微小凹凸面による光
散乱パターンとした。従って、光散乱パターン形成工程
において、低い生産効率の原因であったインクを乾燥さ
せるための時間が省略できる。また本発明では、透明樹
脂基板と光散乱パターンを一体的に形成できるので、２
者を密着させる工程を新たに行わなくてもよいため、短
い工程による高い生産性を得る。また、インクを使用し
ないことから、溶剤による環境汚染の問題もなくなる。

【００３０】光散乱パターンを形成する型または凹凸面
を製造する際には、金属板の不要部分のマスキングにド
ライフィルムレジストを使用すると、光散乱パターンを
容易に金属板上に複写でき、剥離も簡単にできる。ま
た、マスキングした後、サンドブラスト法により金属板
を削ると、同時に微小な凹凸面が金属板上に形成される
ので、１作業で２つの工程を行うことができ、製造が容
易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の面状光源装置を構成する別材料よりな
る透明樹脂基板の断面図である。

【図３】図３の透明樹脂基板の製造方法を説明する図で
ある。

【図４】本発明の面状光源装置を構成する同一材料より
なる透明樹脂基板の断面図である。

【図５】図４の透明樹脂基板の製造方法を説明する図で
ある。

【図６】従来の面状光源装置を裏面より見た斜視図であ
る。

【図７】従来の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。

【図８】面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。

【符号の説明】

１透明樹脂基板２透明樹脂基材３光散乱パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂基板の少なくとも１つ以上の端
面に１本または複数本の直線状の蛍光管を配置させて構
成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装置におい
て、該透明樹脂基板の裏面に、該蛍光管から遠ざかるに
従ってその存在密度が増加するように、微小な凹凸面に
よる光散乱パターンを付与したことを特徴とする面状光
源装置。
【請求項２】前記微小な凹凸面による光散乱パターン
は、少なくとも算術平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上
であることを特徴とした請求項１記載の面状光源装置。
【請求項３】微小凹凸面による光散乱パターンの型が
形成された型内に液状樹脂を注入し、その上部に透明樹
脂基材を密接させ、該密着させた状態で該液状樹脂を重
合硬化させることにより、透明樹脂基材と硬化した樹脂
とを一体的に形成することを特徴とする請求項１記載の
面状光源装置に用いられる基板の製造方法。
【請求項４】液状樹脂に紫外線を照射することにより
重合硬化させることを特徴とする請求項３記載の面状光
源装置に用いられる基板の製造方法。
【請求項５】透明樹脂基板に光散乱パターンを形成さ
せるための微小凹凸面を押し当てて熱加圧成形すること
により微小凹凸面による光散乱パターンを一体的に形成
することを特徴とする請求項１記載の面状光源装置に用
いられる基板の製造方法。
【請求項６】微小凹凸面による光散乱パターンの型が
形成された型または光散乱パターンを形成させるための
微小凹凸面は、金属板の不要部分をマスキングした後、
サンドブラスト法により形成することを特徴とした、請
求項３または５記載の面状光源装置に用いられる基板の
製造方法。
【請求項７】マスキングにドライフィルムレジストを
使用したことを特徴とする請求項６記載の面状光源装置
に用いられる基板の製造方法。