JP2000249836A - 面光源素子およびその製造方法 - Google Patents

面光源素子およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全反射を利用して光を集光する凸部が設けら
れた出射光制御シートが導光板の出射面上に配置される
面光源素子において、出射光制御シートの微小な凸部を
接着層に埋没させることなく先端のみが接着された面光
源素子およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 光源２と、リフレクタ９と、リフレクタ
９で反射された光源からの光が端面１から入射される導
光体３と、導光体３の出射面に対向する面に複数の凸部
７を有し、導光体３の出射面６側に設けられて導光体３
の出射面６からの光を正面方向に向かわせる出射光制御
シート４とを備え、該出射光制御シート４の凸部７の先
端部と導光体の出射面６とが紫外線硬化樹脂８により接
着されている。この面光源素子は、出射光制御シート４
の凸部７の先端部と導光体３の出射面６との接着に用い
る紫外線硬化樹脂８にあらかじめ微弱な紫外線を当てて
半硬化状態にした後、該出射光制御シート４と導光体３
の出射面６とを重ね合わせ、次いで、該紫外線硬化樹脂
８に強力な紫外線を当てることにより紫外線硬化樹脂８
を完全硬化させることによって製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、コンピュータ用モニタ、ビデオカメラ、テレビ
受信機、カーナビゲーションシステムなどの直視型液晶
表示装置に用いられる面光源素子およびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネルに代表される透過型表示装置
は、面状に光を発する面光源素子（バックライト）とド
ット状に画素が配置された表示パネルとで構成され、該
表示パネルの各画素の光の透過率がコントロールされる
ことによって文字および映像が表示される。面光源素子
としては、ハロゲンランプ、反射板、レンズ等が組み合
わされて出射光の輝度の分布が制御されるもの、蛍光管
が導光体の端面に設けられ、蛍光管からの光が端面と垂
直な面から出射されるもの、蛍光管が導光体の内部に設
けられたもの（直下型）などが挙げられる。ハロゲンラ
ンプを利用した面光源素子は、高輝度を必要とする液晶
プロジェクタに主に用いられる。一方、導光体を利用し
た面光源素子は薄型化が可能であるため、直視型の液晶
ＴＶ、パーソナルコンピュータのディスプレイなどに用
いられることが多い。
【０００３】液晶ＴＶ、ノートパソコンなどに用いられ
る面光源素子では、消費電力を軽減すること、および高
輝度であることが要求されている。高輝度化を実現する
ことは、冷陰極管などの光源を増やすことで可能である
が、この方法は消費電力の増加につながるため実用的で
はない。そこで、導光板上に光を取り出すシート（出射
光制御シート）が設けられた構成の面光源素子が提案さ
れている（特開平８−２２１０１３号公報等を参照）。
この面光源素子によれば、光の全反射を利用しており、
光の損失が少なく、高輝度化を実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この構成の
面光源素子では、導光板と出射光制御シートの凸部先端
とを光線が通過可能なように接着しなければならない。
このときの接着方法としては、透明な粘着剤、熱硬化樹
脂などを用いて接着することが挙げられるが、薄い接着
層を設けようとしても均一に塗布することが困難であ
り、接着層に厚い部分ができると、出射光制御シートの
微小な凸部が接着層に埋まってしまうという課題が生じ
ていた。この面光源素子においては、当該微小な凸部が
周囲を空気で囲まれていることによって凸部壁面で全反
射が生じ、これにより該凸部が集光レンズの役割を果た
すのであり、該凸部の大部分が接着剤に埋まってしまう
と集光レンズの役割を果たさなくなる。
【０００５】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、全反射を利用して光を集光する凸部が設けら
れた出射光制御シートが導光板の出射面上に配置される
面光源素子において、出射光制御シートの微小な凸部を
接着層に埋没させることなく先端のみが接着された面光
源素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の面光源素子は、光源と、リフレクタと、リフレク
タで反射された光源からの光が端面から入射される導光
体と、導光体の出射面に対向する面に複数の凸部を有
し、導光体の出射面側に設けられて、導光体の出射面か
らの光を正面方向に向かわせる出射光制御シートとを備
え、該出射光制御シートの凸部の先端部と導光体の出射
面とが紫外線硬化樹脂により接着されていることを特徴
とする。この面光源素子は、出射光制御シートの凸部の
先端部と導光体の出射面との接着に用いる紫外線硬化樹
脂にあらかじめ微弱な紫外線を当てて半硬化状態にした
後、該出射光制御シートと導光体の出射面とを重ね合わ
せ、次いで、該紫外線硬化樹脂に強力な紫外線を当てる
ことにより紫外線硬化樹脂を完全硬化させることによっ
て、該出射光制御シートの凸部の先端部と導光体の出射
面とを接着することにより製造することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に本発明の面光源素子の１例
の概略構成図を示す。この面光源素子は両端面１に光源
２が設けられた導光体３と、導光体３から出射された光
の角度分布を制御する出射光制御シート４とを備えてい
る。出射光制御シート４は導光体３上に配置されてお
り、入射面５に入射した光が出射面６から出射される。
出射光制御シート４の入射面５には多数の凸部７が形成
されており、この凸部７の導光体側先端と導光体３の光
出射面とが紫外線硬化樹脂からなる接着剤８を用いて光
線が通過するように光学的に点接着されている。光源２
の周りには、導光体３の端面とは反対方向に進む光を反
射し、導光体３の端面方向に進行させるリフレクタ９が
設けられている。端面１から導光体に入射した光は導光
体内を全反射を繰り返しながら伝搬していく。この伝搬
光は凸部７と導光体３の出射面との密着部から出射光制
御シート４に取り込まれる。これにより、導光体３内を
伝搬する光は当該密着部から順次、出射光制御シート４
に取り出され、取り出された光は出射光制御シート４の
凸部７内で全反射されながら集光される。
【０００８】本発明の面光源素子では出射光制御シート
の凸部の先端のみを接着するために紫外線硬化樹脂を用
いる。この面光源素子は、例えば、以下の方法により製
造することができる。まず、ＰＥＴフィルム（例えば、
厚さが１２５μｍ）の片側にバーコーターで紫外線硬化
樹脂を約１０μｍの厚さになるように塗布し、紫外線硬
化樹脂面とアクリル樹脂製等の導光板とをラミネーター
で貼り合わせる。次いで、高圧水銀ランプから発生され
る微弱な紫外線をＰＥＴフィルム側から照射し（例えば
１２０ｍＪ）、半硬化状態の紫外線硬化樹脂層を得る。
これにより、凸部が紫外線硬化樹脂層に埋没することを
防ぎ、該凸部の先端のみを点接着させることができる。
そして、ＰＥＴフィルムを剥離して導光板の上に接着剤
が塗布された状態を得る。その上から出射光制御シート
を押しつけ（例えば、圧力０．３ｋｇｆ／ｃｍ2）、ラ
ミネーターを用いて貼り付ける。最後に出射光制御シー
ト側から高圧水銀ランプから発せられる紫外線を照射し
（例えば２．０Ｊ）、紫外線硬化樹脂を完全に硬化す
る。
【０００９】出射光制御フィルムの凸部が紫外線硬化樹
脂内に埋め込まれた部分の面積は、導光板側から光学顕
微鏡を用いて観察することにより測定することができ
る。埋め込まれた部分は光が反射してこないために暗い
部分として観察され、凸部が埋め込まれていない接着剤
表面は明るい部分として観察される（図２において
（ａ）は紫外線硬化樹脂が適度に半硬化されており、凸
部が点で接着されている状態を、（ｂ）は紫外線硬化樹
脂の硬化が不十分で、凸部が過度に埋没している状態を
示す。）。出射光制御シートの凸部が紫外線硬化樹脂に
埋没すれば暗い部分の面積が大きくなるので、暗い部分
の直径（以下、これを「接着直径」と表現する。）を測
定することによって接着の状態を判断することができ
る。
【００１０】半硬化状態の紫外線硬化樹脂層を得るため
の微弱な紫外線の照射量と接着直径との関係の一例を図
３に示す。紫外線の照射量が少ないと、接着直径は大き
くなり、出射光制御シートの凸部が紫外線硬化樹脂に埋
没していることが分かる。照射量が徐々に大きくなるに
つれて接着直径が小さくなり、凸部の埋没量が出射光制
御シートからの出射光特性が良好な範囲になるように制
御することができることが分かる（出射光制御シートの
一例では接着直径が１５〜１８μｍの範囲であれば良
い。）。なお、照射量が大きくなりすぎると接着力が低
下するので、凸部が埋没しない範囲でなるべく少ない照
射量を選択することが好ましい。照射量は、接着剤に含
まれる重合開始剤濃度などで変化するため、接着剤に適
した照射量を選ぶ必要がある。
【００１１】出射光制御シート表面の凸部は、熱プレス
法、紫外線硬化による２Ｐ法、熱硬化による２Ｐ法、雌
金型を用いた射出成形法等によって形成することができ
る。出射光制御シートの作製に用いるスタンパは、例え
ばガラス基板上にネガ型あるいはポジ型の紫外線硬化樹
脂をコーティングし、この紫外線硬化樹脂をフォトマス
クを介して露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製
することができる。出射光制御シートはシート状である
必要はなく、板状であってもよい。シート状および板状
の何れでも量産性に富むため、安価で大量に製造するこ
とが可能である。本発明では、導光体として、例えば厚
さが２〜２０ｍｍ程度で、光源が配置された導光体端面
間の距離が、例えば５０〜５００ｍｍの範囲にあるアク
リル板を用いることができる（導光体のサイズの一例
は、幅が３４０ｍｍ、長さ（光源間距離）が２８０ｍ
ｍ、厚さが８ｍｍである。）。導光体の成形に用いる樹
脂としては、アクリル樹脂の外にポリカーボネート樹
脂、ポリスチレン樹脂等の透明性に優れるものが挙げら
れる。
【００１２】上記の通り説明した面光源素子をバックラ
イトとして用い、その出射面に設けられる透過型の表示
素子としては、 ＳＴＮ、ＴＦＴ、ＭＩＮＩなどの液晶
パネルが挙げられる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、全反射を利用して光を
集光する凸部が設けられた出射光制御シートが導光板の
出射面上に配置される面光源素子において、出射光制御
シートの微小な凸部を接着層に埋没させることなく先端
のみが接着された面光源素子およびその製造方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の面光源素子の概略構成図である。
【図２】出射光制御シートの凸部と導光体との接着部分
の像を示す図である。
【図３】紫外線の照射量と接着直径との関係の一例を示
す図である。
【符号の説明】
１…導光体端面 ２…光源 ３…導光体 ４…出射光制御シート ５…出射光制御シート入射面 ６…出射光制御シート出射面 ７…凸部 ８…紫外線硬化樹脂からなる接着剤 ９…リフレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 伊久雄 茨城県つくば市御幸が丘41番地 株式会社 クラレ内 (72)発明者 平松 慎二 茨城県つくば市御幸が丘41番地 株式会社 クラレ内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA01 2H091 FA14Z FA23Z FA31Z FA41Z FC23 FD06 FD15 FD23 LA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、リフレクタと、リフレクタで反
    射された光源からの光が端面から入射される導光体と、
    導光体の出射面に対向する面に複数の凸部を有し、導光
    体の出射面側に設けられて導光体の出射面からの光を正
    面方向に向かわせる出射光制御シートとを備え、該出射
    光制御シートの凸部の先端部と導光体の出射面とが紫外
    線硬化樹脂により接着されていることを特徴とする面光
    源素子。
  2. 【請求項２】 出射光制御シートの凸部の先端部と導光
    体の出射面との接着に用いる紫外線硬化樹脂にあらかじ
    め微弱な紫外線を当てて半硬化状態にした後、該出射光
    制御シートと導光体の出射面とを重ね合わせ、次いで、
    該紫外線硬化樹脂に強力な紫外線を当てることにより紫
    外線硬化樹脂を完全硬化させることによって、該出射光
    制御シートの凸部の先端部と導光体の出射面とを接着す
    る請求項１記載の面光源素子の製造方法。
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