JPH0955111A - 面状光源装置に用いる基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の面状光源装置に備わる透明樹脂基板の
裏面に白色または乳白色インクによる散乱パターンの印
刷方法は、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、このような問題のない新規の散乱パタ
ーンを備える面状光源装置に用いる基板の製造方法を提
供する。 【解決手段】 透明樹脂基板の土台となる透明樹脂基材
上に、光散乱物質を均一に散在させたフィルムを載置
し、該フィルムの上方よりエンボス加工を行い、フィル
ムに凹凸形状による光散乱パターンを施し、かつ、フィ
ルムと透明樹脂基材を溶着させ、透明樹脂基板を一体的
に形成する。

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、特に液晶
表示装置の背面照明手段に用いる基板の製造方法に関す
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１２、図１３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４１の裏
面４２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４
３が施されている。さらに、該散乱パターン４３の後方
には、反射板４４が配置されている。また、透明樹脂基
板４１の表面４５には、拡散板４６が配置されている。

【０００３】透明樹脂基板４１の端面４７には、直線状
光源である蛍光管４８が透明樹脂基板４１の端面４７と
ほぼ当接するように配置されており、その外周面でかつ
前記端部４７を向いた面以外の部分は、銀等を蒸着した
反射フィルム４９で覆われている。蛍光管４８が置かれ
ている側とは反対側の透明樹脂基板４１の端面には、反
射テープ等の反射材５０が付加されている。（例えば、
特開昭６３−９２１０５号公開）

【０００４】図１４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４８からの発光光線は、反射フィルム４９により反射
されるので、その多くが透明樹脂基板４１の端面４７に
到達し、透明樹脂基板４１の内部に進入する。この光線
の内、透明樹脂基板４１の裏面４２に印刷されている散
乱パターン４３に当たった光線５１だけが散乱され、そ
のまま反射して透明樹脂基板４１の表面に達する光線５
２及び裏面に抜けて反射板４４に当たって反射し、透明
樹脂基板４１の表面４５に向かう光線５３の２つは、符
号５４で示すように、拡散板４６を透過して画面に放射
される。

【０００５】透明樹脂基板４１の裏面４２の散乱パター
ン４３に当たらなかった光線５５及び透明樹脂基板４１
の表面側４５に当たった光線５６は散乱パターン４３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
に用いられた透明樹脂基板４１の裏面に配置される散乱
パターン４３の白色または乳白色インクによる印刷方法
は、上述したように、通常スクリーン印刷方式による。
このスクリーン印刷方式は、印刷工程における、インク
を付着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形成した面状光源装置に用いる基板
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では、透明樹脂基材の上に、光散乱物質を
包含した熱可塑性樹脂層を含有または坦持したフィルム
を載置し、しかる後一側から他側に向かって密度が増加
するように配置される光散乱パターンに対応する突起を
配置した型を加熱、圧接後、冷却することにより、フィ
ルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂層のうち、光散乱
パターンに対応した部分のみを選択的に該透明樹脂基材
に密着させて、透明樹脂基板を構成することを特徴とす
る面状光源装置に用いる基板の製造方法である。

【０００９】請求項２では、前記フィルムが耐熱性を有
したフィルム基材とし、しかもフィルム基材は光散乱物
質を含有または坦持したものであり、前記透明樹脂基材
上に、該フィルムを載置し、しかる後前記光散乱パター
ンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却す
ることにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹
脂のうち、光散乱パターンに対応した密着部分のみを選
択的に該透明樹脂基材に密着させた後、該フィルム基材
を剥離させ、前記密着部分のみを透明樹脂基材上に残す
ことにより透明樹脂基板を構成することを特徴とする面
状光源装置に用いる基板の製造方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明方法によって製造さ
れた基板が用いられる面状光源装置の構造を添付図面に
基づいて説明する。図１、図２において、上方が面状光
源装置の裏面であり、下方が表面である。１は、断面略
矩形のアクリル樹脂等の透光性の高い材料よりなる２層
の透明樹脂基板である。透明樹脂基板１を形成する２層
のうち１層は、表面側（図面下方）のアクリル樹脂製の
透明樹脂基材２であり、もう１層は、裏面側（図面上
方）に位置するアクリル樹脂製のフィルム３である。

【００１１】フィルム３は、厚さが１００μｍであり、
フィルム３の全表面と内部に渡って光散乱物質４として
ＴｉＯ₂ を含有している。フィルム３には、画面上で均
一の発光強度とするために密度を変えた光散乱パターン
が施されている。その光散乱パターンは、面状光源装置
裏面から観察すると、例えば、図１に示すように、大き
さの異なる凹部、例えば円が、柱形状凹部をフィルムに
多数、光源から遠ざかる方向に径が大きくなるように形
成する。

【００１２】さらに、透明樹脂基板１を形成する透明樹
脂基材２の外方（開放側面）には、画面全体を覆うよう
に拡散板５が、フィルム３の外方（開放側面）には、反
射板６が装置裏面を覆うように設置されている。透明樹
脂基板１の端面７にほぼ当接するように直線状光源であ
る蛍光管８が置かれている。該蛍光管８の外周でかつ透
明樹脂基板１の位置する面以外の外周面は、アルミニウ
ム、銀等を蒸着した反射フィルム９で覆われ、該反射フ
ィルム９は透明樹脂基板１の表裏それぞれに接着されて
いる。蛍光管８が置かれている以外の装置の側面には、
反射テープ等の反射材１０が備えられている。

【００１３】図４に基づいて、第１の実施の形態とし
て、図１、図２で説明した面状光源装置に用いる透明樹
脂基板１の製造方法を説明する。図４に示すように、ア
クリル樹脂製の断面略矩形状の透明樹脂基材２上に、光
散乱物質４としてＴｉＯ₂ を略均一に含有した厚さ１０
０μｍのアクリル樹脂製フィルム３を置く。そして、フ
ィルム３上方から、光散乱パターンを形成させるための
凹凸形状を有する型１１を型温１８０℃程度で加熱、加
圧し、加圧を続けながら型１１を冷却し、アクリル樹脂
が冷却したところで型１１を剥離する（エンボス加
工）。このようにして図３に示される透明樹脂基板１は
製造される。

【００１４】上述したエンボス加工によりフィルム３に
は凹凸形状の光散乱パターンが形成されているので、透
明樹脂基板１を形成する透明樹脂基材２とフィルム３の
境界面には、型１１の押圧によってフィルム３において
境界面に対して凸部となった密接部分１２のみが溶着し
ている。本実施例においては、画面の正面から観察した
光散乱パターンの凹凸形状を、従来例の図１２で示した
印刷により施す散乱パターンと同様の円形状としたの
で、透明樹脂基材２に溶着しているフィルム３の密接部
分１２は、従来の散乱パターンと同様円形状に、透明樹
脂基材２との境界面に溶着している。したがって、透明
樹脂基板１内に到達した発行光線は、従来例で示した図
１４の発光光線と略同様の挙動を示す。なお、溶着して
いない部分のフィルム３は除去してもよい。しかし、こ
の場合反射板６は不可欠となる。

【００１５】次に、本発明方法によって製造された基板
が用いられる面状光源装置の作用を説明する。蛍光管８
からの発光光線は、反射フィルム１１で覆われる透明樹
脂基板１の端面７以外の蛍光管８の外周面では反射さ
れ、発光された光線ほぼ全てが、端面７に到達し透明樹
脂基板１内に進入する。光散乱パターンを形成するフィ
ルム３に到達した発光光線は、表面側に拡散され、透明
樹脂基板１の表面へ向い、進入角度の大きい光線は、拡
散板５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。フィルム３を透過した発光光線は、後方に
位置する反射板６により、やはり表面方向に反射する。

【００１６】また、表面に放射される進入角度に達しな
い発光光線も、反射板６および拡散板５にあたり反射を
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、フィルム３に施
された光散乱パターンの形状は、光源から遠ざかる（図
２の右側）ほど透明樹脂基板１に接する面積が多くなる
ので、光は光源から遠ざかるほど多く散乱され放射され
るため、光源の位置に左右されることなく全画面上で均
一な発光強度となる。

【００１７】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。面状光源装置と、面状光源装置に用いられる
基板の構成は、図５、図６に示されるが、前掲の第１の
実施例と略同様である。第１の実施例との相違点は、面
状光源装置内に備えられる透明樹脂基板２１の構造にあ
る。

【００１８】図７に基づいて面状光源装置に用いられる
透明樹脂基板２１の製造方法を説明する。アクリル樹脂
製の断面略矩形の透明樹脂基材２２上に、厚さ１００μ
ｍの透明アクリル樹脂製のフィルム基材２３を置く。こ
こで、該フィルム基材２３の片側一面には、光散乱物質
２４としてＴｉＯ₂ を含有したアクリル樹脂系塗料を塗
布することにより、光散乱薄膜２５を形成しているの
で、透明樹脂基材２２と対向するように配置する。さら
に、フィルム基材２３上方から、光散乱パターンを形成
させるための凹凸形状を有する型２６を型温１８０℃程
度で加熱、加圧し、加圧を続けながら型２６を冷却し、
アクリル樹脂が冷却したところで型２６を剥離する（エ
ンボス加工）。このようにして、図６に示される透明樹
脂基板２１が製造される。

【００１９】第２の実施の形態として説明した透明樹脂
基板２１を、図５に示すように面状光源装置に用いる
と、第１の実施の形態においての説明と同様に、エンボ
ス加工により、フィルム基材２３に光散乱パターンが施
されるのと同時に、透明樹脂基材２２とフィルム基材２
３の境界面に、フィルム基材２３に対して凸部となった
密接部分２７が溶着しているので、発光光線の挙動は、
従来と略同様である。なお、溶着していない部分のフィ
ルム基材２３は除去してもよい。この場合、反射板６は
不可欠である。

【００２０】第３の実施の形態として、面状光源装置
と、面状光源装置に用いられる基板の別の構成は、図
８、図９に示される。前記実施例との相違点は、第３の
実施例も同様に、面状光源装置内に備えられる図９に示
す透明樹脂基板３１の構造である。

【００２１】図１０に基づいて図９に示される面状光源
装置に用いる透明樹脂基板３１の製造方法を説明する。
アクリル樹脂製の断面略矩形の透明樹脂基材３２上に、
厚さ１００μｍのＰＥＴ樹脂製のフィルム基材３３を載
置する。ここで、該フィルム基材３３の片側一面には、
光散乱物質３４としてＴｉＯ₂ を含有したアクリル樹脂
系塗料を塗布することにより、光散乱薄膜３５が形成さ
れているので、透明樹脂基材３２の一面にわたって光散
乱物質３４が配置される。さらにフィルム基材３３上方
から、光散乱パターンを形成させるための凹凸形状を有
する型３６を型温１８０℃程度で加圧し、加圧を続けな
がら型３６を冷却し、樹脂が十分冷却したところで型３
６を剥離する。フィルム基材３３が型押しされ型３６の
凸部に当接したフィルム３３の片面に形成された光散乱
薄膜３５の溶接部分３７が透明樹脂基材３２に溶着する
ことになる。さらに、溶着していない部分のフィルム基
材３３を剥離すると、透明樹脂基材３２上に光散乱薄膜
３５の溶接部分３７のみが残留した、透明樹脂基板３１
が製造される。

【００２２】この透明樹脂基材３２に溶着した光散乱薄
膜３５の溶接部分３７は、型３６の凸部に対応している
ので、前掲の実施の形態同様に、面状光源装置内におけ
る発光光線は、従来例で示した図１４の発光光線と同様
の挙動を示す。

【００２３】また、熱加圧成形により、フィルム基材３
３と光散乱物質３４を含有したアクリル樹脂系塗料を塗
布して形成される光散乱薄膜３５との溶着が良く、フィ
ルム基材３３剥離の際に、光散乱薄膜３５も一緒に剥離
する等の支承が起こる場合は、透明樹脂基板３１上に位
置させるフィルム基材３３の構成を図１１に示すよう
に、フィルム基材３３と光散乱物質３４を含有したアク
リル樹脂系塗料を塗布してなる光散乱薄膜３５との間
に、密着を防止するための剥離層３８を設けてもよい。
なお、この場合は、第１の実施の形態の構造となる。

【００２４】前掲の３通りの実施の形態で示した本発明
方法により製造された各基板を面状光源装置に用いて評
価を行った結果、発光面上での明るさ及びその均一性と
もに従来の白色または乳白色のインクを印刷した散乱パ
ターンを有する面状光源装置とほぼ同一の結果を得るこ
とができた。

【００２５】本発明を実施するに際して用いる透明樹脂
基材は、光学特性、成形加工性の点から特に優れている
アクリル樹脂とした。しかし、勿論これに限定されるも
のではなく、これに換えて、塩化ビニール樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等
の各種熱可塑性の透明樹脂等が使用可能である。またＣ
Ｒ−３９等の熱硬化性透明樹脂や各種ガラス材料等の無
機透明材料等も適用可能である。また、本発明に係るフ
ィルム基材も同様に、各種樹脂材料が適用可能である。
材料選定の基準としては、加熱、加圧した場合の材料の
破断がないことである。温度特性、強度を考慮して、フ
ィルム基材として用いる各種樹脂材料の材質、厚みを適
宜選択できる。

【００２６】さらに本発明に係る光散乱物質として、実
施例ではＴｉＯ₂ を使用するが、これに換えて、ＳｉＯ
₂ 、ＣａＣＯ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＢａＳＯ₄ 、ＺｎＯ、ガ
ラス微粉末等の無機系の光散乱材やまたは有機系の光散
乱材であって、しかも液状樹脂媒体に溶解または化学変
化をしない物質を選択することができる。またこれらを
単体で使用してもよいし、２種以上を混合して使用して
もよい。光散乱物質を包含するための熱可塑性樹脂につ
いても、透明樹脂であれば特に限定されるものでなく、
透明樹脂基材用材料で例示した材料を使用可能である
が、透明樹脂基材と同一または類似の熱的特性を有する
材料を選択することが望ましい。

【００２７】本発明を実施する際の透明樹脂基板の形状
は、実施の形態では断面が略矩形のいわゆる平板を使用
したが、これに限定されるものではなく、断面が三角
形、台形、多角形、曲線、その他の形状の板状体につい
ても適用が可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の面状光源装
置に用いる基板の製造方法では、面状光源装置内で発光
光線を散乱させるための散乱パターンを、従来の白色ま
たは乳白色インクで印刷するのではなく、光散乱物質を
含有したフィルムにエンボス加工により凹凸形状を付与
するものとした。したがって、光散乱パターン製造工程
において、低い生産性の原因となっていたインクを乾燥
させる工程を削除できる。これにより、高い生産性を得
ることになった。また、インクを使用しないことから、
溶剤による環境汚染への危惧もなくなる。

【００２９】そして、透明樹脂基材上に、光散乱物質を
内包したフィルムを載置し、エンボス加工を行うことに
より、フィルムに光散乱パターンとしての凹凸形状を施
すだけでなく、透明樹脂基材側に突出した光散乱パター
ンに対応した凸部のみが、透明樹脂基材と溶着すること
により、透明樹脂基板を一体的に形成することができ
る。故に、フィルムに光散乱パターンを形成する工程
と、透明樹脂基材とフィルムを密着させる工程が、エン
ボス加工を行うことにより、１工程として行えるので生
産効率が良い。

【００３０】また、図１〜図４で述べた第１の実施の形
態においては、本発明の製造方法により製造された透明
樹脂基板１の裏面に備わる光散乱パターンを形成したフ
ィルム３が装置裏面全体を覆い、フィルム３内に均一に
散在する光散乱物質４により光が散乱されるため、面状
光源装置裏面に備わる反射板６を削除することが可能で
ある。これにより、構成部材の削減を図ることができ、
生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態により説明される本発明の製
造方法により製造された透明樹脂基板１を用いた面状光
源装置を裏面より見た斜視図である。

【図２】図１の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。

【図３】図１の面状光源装置に用いる透明樹脂基板１の
断面図である。

【図４】図３の透明樹脂基板１の製造過程を示す断面図
である。

【図５】第２の実施の形態により説明される本発明の製
造方法により製造された透明樹脂基板２１を用いた面状
光源装置の構造を示す断面図である。

【図６】図５の面状光源装置に用いる透明樹脂基板２１
の断面図である。

【図７】図７の透明樹脂基板２１の製造過程を示す断面
図である。

【図８】第３の実施の形態により説明される本発明の製
造方法により製造された透明樹脂基板３１を用いた面状
光源装置の構造を示す断面図である。

【図９】図８の面状光源装置に用いる透明樹脂基板３１
の断面図である。

【図１０】図９の透明樹脂基板３１の製造過程を示す断
面図である。

【図１１】第３の実施の形態により説明される透明樹脂
基板３１を製造するための部材である、剥離層３７を設
けたフィルム基材３３の断面図である。

【図１２】従来の面状光源装置を裏面より見た斜視図で
ある。

【図１３】従来の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。

【図１４】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 フィルム ４ 光散乱物質 ２１ 透明樹脂基板 ２２ 透明樹脂基材 ２３ フィルム基材 ２４ 光散乱物質 ２５ 光散乱薄膜 ３１ 透明樹脂基板 ３２ 透明樹脂基材 ３３ フィルム基材 ３４ 光散乱物質 ３５ 光散乱薄膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明樹脂基材の上に、光散乱物質を含有
   または坦持したフィルムを載置し、しかる後一側から他
   側に向かって密度が増加するように配置される光散乱パ
   ターンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷
   却することにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑
   性樹脂層のうち、光散乱パターンに対応した部分のみを
   選択的に該透明樹脂基材に密着させて、透明樹脂基板を
   構成することを特徴とする面状光源装置に用いる基板の
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記フィルムが耐熱性を有したフィルム
   基材とし、しかもフィルム基材は光散乱物質を含有また
   は坦持したものであり、前記透明樹脂基材上に、該フィ
   ルムを載置し、しかる後前記光散乱パターンに対応する
   突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却することによ
   り、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂層のう
   ち、光散乱パターンに対応した密着部分のみを選択的に
   該透明樹脂基材に密着させた後、該フィルム基材を剥離
   させ、該密着部分のみを透明樹脂基材上に残すことによ
   り前記透明樹脂基板を構成することを特徴とする請求項
   １に記載の面状光源装置に用いる基板の製造方法。