JP2000294020A - 導光板及びそれを用いた面状発光装置 - Google Patents
導光板及びそれを用いた面状発光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液晶バックライト、パネルメーター、表示灯や
面発光スイッチなどに用いられる導光板やそれを用いた
面状発光光源に係わり、特に、光源から入射される光が
導光板内部で吸収されることなく、より高輝度且つ輝度
偏差が少なく導光可能な発光光源を提供することにあ
る。 【解決手段】本発明の発光装置は、透光性の導光体（１
０２）中に該導光体と異なる屈折率を有する拡散材（１
０３）を含有させた矩形状の導光板と、該導光板の主面
から光を放出させるために導光板の端面に光学的に接続
させた発光ダイオードとを有する面状発光装置である。
特に、導光体（１０２）及び拡散材（１０３）は共に透
光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との界面（１０
１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹脂
に組成傾斜している面状発光光源である。
面発光スイッチなどに用いられる導光板やそれを用いた
面状発光光源に係わり、特に、光源から入射される光が
導光板内部で吸収されることなく、より高輝度且つ輝度
偏差が少なく導光可能な発光光源を提供することにあ
る。 【解決手段】本発明の発光装置は、透光性の導光体（１
０２）中に該導光体と異なる屈折率を有する拡散材（１
０３）を含有させた矩形状の導光板と、該導光板の主面
から光を放出させるために導光板の端面に光学的に接続
させた発光ダイオードとを有する面状発光装置である。
特に、導光体（１０２）及び拡散材（１０３）は共に透
光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との界面（１０
１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹脂
に組成傾斜している面状発光光源である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶バックライ
ト、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチなどに用
いられる導光板やそれを用いた面状発光光源に係わり、
特に、光源から入射される光を導光板内部で吸収される
ことなく、より高輝度且つ輝度偏差が少なく発光可能な
面状発光光源などに関する。
ト、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチなどに用
いられる導光板やそれを用いた面状発光光源に係わり、
特に、光源から入射される光を導光板内部で吸収される
ことなく、より高輝度且つ輝度偏差が少なく発光可能な
面状発光光源などに関する。
【０００２】
【従来技術】液晶バックライトなどに点光源として認識
される発光ダイオード（以下、ＬＥＤともいう）からの
光を面状に発光させる面状発光光源４００が設けられて
いる。このような面状発光光源の一例として図４に模式
的斜視図を図５にその断面図を示す。図４は内部を光が
透過可能であり発光面を構成する平面状の導光板４１０
と、導光板４１０の一側部に設けられ、導光板側部から
光を入射させる冷陰極管やＬＥＤなどの発光体４０６が
設けられている。また、導光板４１０の面状発光が観測
される板状透光性樹脂の主面及びＬＥＤが接続される端
面を除いて反射板４０４が設けられている。こうして形
成された面状発光光源４００の発光体を光らせることに
より、面状発光させることができる。
される発光ダイオード（以下、ＬＥＤともいう）からの
光を面状に発光させる面状発光光源４００が設けられて
いる。このような面状発光光源の一例として図４に模式
的斜視図を図５にその断面図を示す。図４は内部を光が
透過可能であり発光面を構成する平面状の導光板４１０
と、導光板４１０の一側部に設けられ、導光板側部から
光を入射させる冷陰極管やＬＥＤなどの発光体４０６が
設けられている。また、導光板４１０の面状発光が観測
される板状透光性樹脂の主面及びＬＥＤが接続される端
面を除いて反射板４０４が設けられている。こうして形
成された面状発光光源４００の発光体を光らせることに
より、面状発光させることができる。
【０００３】さらに、酸化珪素などの透光性無機材料な
どを用いた拡散材４０３を導光体４０２中に含有させる
ことにより、面状発光光源４００を構成する導光板４１
０から放出される光を導光板内で拡散材で散乱・反射さ
せる。これにより、導光板４１０を覆う反射板４０４に
加えて導光板４１０内部の光透過経路を変更させること
により、面状発光光源４００全体から高輝度に均一発光
させられることが考えられる。
どを用いた拡散材４０３を導光体４０２中に含有させる
ことにより、面状発光光源４００を構成する導光板４１
０から放出される光を導光板内で拡散材で散乱・反射さ
せる。これにより、導光板４１０を覆う反射板４０４に
加えて導光板４１０内部の光透過経路を変更させること
により、面状発光光源４００全体から高輝度に均一発光
させられることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡散材
４０３を含有させた導光板４１０は、比較的簡単な構成
でより高輝度化などを行うことが可能と考えられている
にもかかわらず、発光体４０６からの光に対して十分な
発光輝度をえることができなかった。そのため、発光体
を構成するＬＥＤなどの数を増やしたり、投入電力を多
くすることによって対応していた。ＬＥＤなどの数を増
やしたり投入電力を多くすることはコストが増大するだ
けでなく、二次電池などを利用した携帯用途の需要が多
いバックライトなどではスペースをとることや消費電力
が増大するなど種々の問題が生ずる。したがって、本発
明は上記問題のない光利用効率の優れた導光板及びそれ
を用いた面状発光光源を提供することにある。
４０３を含有させた導光板４１０は、比較的簡単な構成
でより高輝度化などを行うことが可能と考えられている
にもかかわらず、発光体４０６からの光に対して十分な
発光輝度をえることができなかった。そのため、発光体
を構成するＬＥＤなどの数を増やしたり、投入電力を多
くすることによって対応していた。ＬＥＤなどの数を増
やしたり投入電力を多くすることはコストが増大するだ
けでなく、二次電池などを利用した携帯用途の需要が多
いバックライトなどではスペースをとることや消費電力
が増大するなど種々の問題が生ずる。したがって、本発
明は上記問題のない光利用効率の優れた導光板及びそれ
を用いた面状発光光源を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の実験
の結果、導光板と導光板中に含有させる拡散材とを特定
の関係とさせることにより、比較的簡単な構成で光利用
効率が高い面状発光光源とすることができることを見い
だし、本発明をなすに至った。即ち、本発明は透光性の
導光体（１０２）中に導光体と異なる屈折率を有する拡
散材（１０３）を含有させた導光板である。特に、導光
体（１０２）及び拡散材（１０３）は熱変形温度の異な
る透光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との界面（１
０１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹
脂に連続的に組成変化している導光板である。このよう
な構成とすることにより導光板の外部から入射された光
の吸収を抑制しつつ、拡散材及びその界面が光の進路を
変更させて所望の導光板の形状に発光させることができ
る。
の結果、導光板と導光板中に含有させる拡散材とを特定
の関係とさせることにより、比較的簡単な構成で光利用
効率が高い面状発光光源とすることができることを見い
だし、本発明をなすに至った。即ち、本発明は透光性の
導光体（１０２）中に導光体と異なる屈折率を有する拡
散材（１０３）を含有させた導光板である。特に、導光
体（１０２）及び拡散材（１０３）は熱変形温度の異な
る透光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との界面（１
０１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹
脂に連続的に組成変化している導光板である。このよう
な構成とすることにより導光板の外部から入射された光
の吸収を抑制しつつ、拡散材及びその界面が光の進路を
変更させて所望の導光板の形状に発光させることができ
る。
【０００６】図３に本発明の作用を模式的断面図におい
て説明すると、図３（Ｂ）の如く、導光体３０２中に拡
散材３０３を単に含有させると、導光板に入射した矢印
の如き光は拡散材３０３の界面において反射・散乱され
る。これにより、導光板から拡散光等を利用して有効に
光を取り出すことができると考えられていた。しかし、
拡散材の界面での拡散・反射時には、大幅な光の吸収を
生ずる。また、入射経路から観測すると反射・散乱によ
り、入射光は大幅に延びる。その結果、導光体などに吸
収される割合も増え、導光板全体及び面状発光光源の光
利用効率が低くなる。本発明は、図３（Ａ）の如く、拡
散材１０３と導光体１０２との界面１０１の組成が変化
していることから、導光体と拡散材界面の拡散・反射時
における光吸収を極力さけ、且つ図の矢印の如く光を偏
向させることにより光利用効率を高くすることができる
と考えられる。
て説明すると、図３（Ｂ）の如く、導光体３０２中に拡
散材３０３を単に含有させると、導光板に入射した矢印
の如き光は拡散材３０３の界面において反射・散乱され
る。これにより、導光板から拡散光等を利用して有効に
光を取り出すことができると考えられていた。しかし、
拡散材の界面での拡散・反射時には、大幅な光の吸収を
生ずる。また、入射経路から観測すると反射・散乱によ
り、入射光は大幅に延びる。その結果、導光体などに吸
収される割合も増え、導光板全体及び面状発光光源の光
利用効率が低くなる。本発明は、図３（Ａ）の如く、拡
散材１０３と導光体１０２との界面１０１の組成が変化
していることから、導光体と拡散材界面の拡散・反射時
における光吸収を極力さけ、且つ図の矢印の如く光を偏
向させることにより光利用効率を高くすることができる
と考えられる。
【０００７】本発明の請求項２に記載の面状発光装置
は、透光性の導光体（１０２）中に導光体と異なる屈折
率を有する拡散材（１０３）を含有させた導光板と、導
光板の端面から光を入射させ導光板の主面から光を放出
させる発光体（１０５）とを有する面状発光装置（１０
０）である。特に、導光体（１０２）及び拡散材（１０
３）は共に透光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との
界面（１０１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構
成する樹脂に組成傾斜している面状発光光源である。こ
れにより、比較的簡単な構成で、導光板に入射された光
を効率よく導光板から光を取り出せる面状発光装置とす
ることができる。そのため、光利用効率の高い、面状発
光装置とすることができる。
は、透光性の導光体（１０２）中に導光体と異なる屈折
率を有する拡散材（１０３）を含有させた導光板と、導
光板の端面から光を入射させ導光板の主面から光を放出
させる発光体（１０５）とを有する面状発光装置（１０
０）である。特に、導光体（１０２）及び拡散材（１０
３）は共に透光性樹脂であり、且つ拡散材と導光体との
界面（１０１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構
成する樹脂に組成傾斜している面状発光光源である。こ
れにより、比較的簡単な構成で、導光板に入射された光
を効率よく導光板から光を取り出せる面状発光装置とす
ることができる。そのため、光利用効率の高い、面状発
光装置とすることができる。
【０００８】本発明の請求項３に記載の面状発光装置
は、透光性の導光体（１０２）中に該導光体と異なる屈
折率を有する拡散材（１０３）を含有させた矩形状の導
光板と、該導光板の主面から光を放出させるために導光
板の端面に光学的に接続させた発光ダイオードとを有す
る面状発光装置である。特に、導光体（１０２）及び拡
散材（１０３）は共に透光性樹脂であり、且つ拡散材と
導光体との界面（１０１）は拡散材を構成する樹脂から
導光体を構成する樹脂に組成傾斜している面状発光光源
である。この構成により、上記効果に加えて、マクロ的
には点光源として認識されるＬＥＤを用いてもＬＥＤ近
傍が明るくその周辺が暗く観測されることなく輝度偏差
が少ない均一面状発光が可能な面状発光装置とすること
ができる。
は、透光性の導光体（１０２）中に該導光体と異なる屈
折率を有する拡散材（１０３）を含有させた矩形状の導
光板と、該導光板の主面から光を放出させるために導光
板の端面に光学的に接続させた発光ダイオードとを有す
る面状発光装置である。特に、導光体（１０２）及び拡
散材（１０３）は共に透光性樹脂であり、且つ拡散材と
導光体との界面（１０１）は拡散材を構成する樹脂から
導光体を構成する樹脂に組成傾斜している面状発光光源
である。この構成により、上記効果に加えて、マクロ的
には点光源として認識されるＬＥＤを用いてもＬＥＤ近
傍が明るくその周辺が暗く観測されることなく輝度偏差
が少ない均一面状発光が可能な面状発光装置とすること
ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明の導光板を用
いた面状発光装置の模式的斜視図であり、（Ｂ）は
（Ａ）のＸＸ断面図である。本発明において導光板を導
光体としてアクリル樹脂（熱変形温度７１〜９９℃、屈
折率１．４９）を用いる一方、拡散材として、ポリカー
ボネート樹脂（熱変形温度１４１℃、屈折率１．５９）
を予め混合させたホッパを用いて射出成形により形成さ
せた。
いた面状発光装置の模式的斜視図であり、（Ｂ）は
（Ａ）のＸＸ断面図である。本発明において導光板を導
光体としてアクリル樹脂（熱変形温度７１〜９９℃、屈
折率１．４９）を用いる一方、拡散材として、ポリカー
ボネート樹脂（熱変形温度１４１℃、屈折率１．５９）
を予め混合させたホッパを用いて射出成形により形成さ
せた。
【００１０】拡散材が導光体との界面で組成が傾斜勾配
構成をもつためには、導光板を構成する導光体材料と拡
散材材料の選択、導光板の形成時における、射出温度、
金型内における冷却温度、時間及び圧力が重要となる。
即ち、本発明の導光体に用いられる材料としては光透光
性、形成性に優れ拡散材との界面が傾斜溶融行いものを
好適に利用することができる。具体的導光体の材料とし
ては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポ
リオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられ
る。他方、拡散材としては、拡散材としての機能を満た
すため導光体の材料の屈折率との差を比較的小さくする
ことで、より光利用効率を高められる傾向にある。ま
た、組成傾斜させるためには、拡散材を構成する樹脂材
料の熱変形温度が導光体を構成する樹脂材料の熱変形温
度よりも高いことが好ましい。そのため、導光体材料と
の組み合わせにより拡散材の材料は、種々選択すること
ができる。
構成をもつためには、導光板を構成する導光体材料と拡
散材材料の選択、導光板の形成時における、射出温度、
金型内における冷却温度、時間及び圧力が重要となる。
即ち、本発明の導光体に用いられる材料としては光透光
性、形成性に優れ拡散材との界面が傾斜溶融行いものを
好適に利用することができる。具体的導光体の材料とし
ては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポ
リオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられ
る。他方、拡散材としては、拡散材としての機能を満た
すため導光体の材料の屈折率との差を比較的小さくする
ことで、より光利用効率を高められる傾向にある。ま
た、組成傾斜させるためには、拡散材を構成する樹脂材
料の熱変形温度が導光体を構成する樹脂材料の熱変形温
度よりも高いことが好ましい。そのため、導光体材料と
の組み合わせにより拡散材の材料は、種々選択すること
ができる。
【００１１】具体的拡散材材料としてアクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリ
メチンペンテン樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂
を好適に利用することができる。拡散材は効率よく導光
板から光を取り出すために真球状を含めフィラー形状な
ど種々の形状を選択することができる。また、拡散材の
平均粒径も材料との選択などにもよるが、０．１μｍ以
上３０μｍ以下であることが好ましい。同様に、粒子径
中央値は３μｍから２０μｍが好ましい。導光板中にお
ける拡散材の含有量は、面状発光光源からの均一性を向
上させるために０．００１％以上１％以下が好ましい。
より好ましくは０．０１％以上０．２％以下である。こ
のような拡散材は、上述の条件を満たす限り、１種類の
みならず、２種類以上混合して用いることができる。
リカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリ
メチンペンテン樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂
を好適に利用することができる。拡散材は効率よく導光
板から光を取り出すために真球状を含めフィラー形状な
ど種々の形状を選択することができる。また、拡散材の
平均粒径も材料との選択などにもよるが、０．１μｍ以
上３０μｍ以下であることが好ましい。同様に、粒子径
中央値は３μｍから２０μｍが好ましい。導光板中にお
ける拡散材の含有量は、面状発光光源からの均一性を向
上させるために０．００１％以上１％以下が好ましい。
より好ましくは０．０１％以上０．２％以下である。こ
のような拡散材は、上述の条件を満たす限り、１種類の
みならず、２種類以上混合して用いることができる。
【００１２】具体的導光板の形成条件としては、アクリ
ル樹脂中に粒径の中央値が３μｍに調整したポリカーボ
ネート樹脂を拡散材として０．１％添加した材料を射出
成型させた。拡散材となるポリカーボネート樹脂の熱変
形温度点以下であり、且つ導光体の熱変形温度以上であ
る約２４０℃で溶融させながら７０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力
で金型に押し込みさせた。なお、圧力は射出成型時に２
段階以上変化させて１００から５０Ｋｇ／ｃｍ2に調整
させることもできる。本発明では金型を６０℃に加熱設
定し、金型内に樹脂が全て注入後においても１０ｓから
２分の時間をかけて樹脂温度が６０℃になるまで、保持
する。一旦、樹脂温度が６０℃に一定となった後、金型
から厚さ２mm縦１０cm横２ｃｍの板状導光板を取り出し
た。なお、導光板の底面形状は、発光均一にさせるため
に図１の如き、船底状板体１０９とさせたが、所望に応
じて種々形成できることはいうまでもない。同様に、導
光板の主面上にＬＥＤが配置される近傍から遠く離れる
につれ大きな凹凸を形成させ、面状に均一発光可能な導
光板形状とすることもできる。
ル樹脂中に粒径の中央値が３μｍに調整したポリカーボ
ネート樹脂を拡散材として０．１％添加した材料を射出
成型させた。拡散材となるポリカーボネート樹脂の熱変
形温度点以下であり、且つ導光体の熱変形温度以上であ
る約２４０℃で溶融させながら７０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力
で金型に押し込みさせた。なお、圧力は射出成型時に２
段階以上変化させて１００から５０Ｋｇ／ｃｍ2に調整
させることもできる。本発明では金型を６０℃に加熱設
定し、金型内に樹脂が全て注入後においても１０ｓから
２分の時間をかけて樹脂温度が６０℃になるまで、保持
する。一旦、樹脂温度が６０℃に一定となった後、金型
から厚さ２mm縦１０cm横２ｃｍの板状導光板を取り出し
た。なお、導光板の底面形状は、発光均一にさせるため
に図１の如き、船底状板体１０９とさせたが、所望に応
じて種々形成できることはいうまでもない。同様に、導
光板の主面上にＬＥＤが配置される近傍から遠く離れる
につれ大きな凹凸を形成させ、面状に均一発光可能な導
光板形状とすることもできる。
【００１３】こうして、例えば導光体を構成する樹脂と
拡散材を構成する樹脂の融点が近く、導光体が熱変形す
るだけの温度であっても、加圧成形すると共に冷却時間
を一定時間長く取ることにより、導光体と拡散材との界
面は拡散材を構成する樹脂から徐々に導光体を構成する
樹脂に組成傾斜させることができる。なお、この形成条
件を変化させることにより、組成傾斜を徐々に行うこと
もできるし、急激に行うこともできる。また、組成傾斜
は連続的でも良いし断続的に形成することもできる。
拡散材を構成する樹脂の融点が近く、導光体が熱変形す
るだけの温度であっても、加圧成形すると共に冷却時間
を一定時間長く取ることにより、導光体と拡散材との界
面は拡散材を構成する樹脂から徐々に導光体を構成する
樹脂に組成傾斜させることができる。なお、この形成条
件を変化させることにより、組成傾斜を徐々に行うこと
もできるし、急激に行うこともできる。また、組成傾斜
は連続的でも良いし断続的に形成することもできる。
【００１４】形成された導光板に、透光性の接着材とし
てエポキシ樹脂を介してチタン酸バリウムが含有された
アクリル樹脂を反射材として貼り合わせた。反射材は、
導光板を通じて面状に光を取り出す主面及び導光板の光
を導入させる側の端面を除いて配置してある。また、反
射材の設けられていない導光板の端面には、青色が発光
可能な窒化物半導体からなるＬＥＤチップ１０７及びＬ
ＥＤチップからの青色光によって励起され補色となる黄
色光を放出する蛍光体を含有する樹脂１０８とを有する
発光ダイオードを配置させてある。この発光ダイオード
に電流を流すと白色光が導光板の端面から入射され、導
光板の主面から面状に発光させることができる。形成さ
れた面状発光光源は、拡散材と導光体の界面が明瞭なも
のに比べて格段に輝度を向上させることができる。
てエポキシ樹脂を介してチタン酸バリウムが含有された
アクリル樹脂を反射材として貼り合わせた。反射材は、
導光板を通じて面状に光を取り出す主面及び導光板の光
を導入させる側の端面を除いて配置してある。また、反
射材の設けられていない導光板の端面には、青色が発光
可能な窒化物半導体からなるＬＥＤチップ１０７及びＬ
ＥＤチップからの青色光によって励起され補色となる黄
色光を放出する蛍光体を含有する樹脂１０８とを有する
発光ダイオードを配置させてある。この発光ダイオード
に電流を流すと白色光が導光板の端面から入射され、導
光板の主面から面状に発光させることができる。形成さ
れた面状発光光源は、拡散材と導光体の界面が明瞭なも
のに比べて格段に輝度を向上させることができる。
【００１５】また反射材１０４を、図２（Ｂ）に示すよ
うに、光を導入させる導光板の第１の端面と対向する第
２の端面へ折り返し、続けて面状に光を取り出す主面側
の一部に約２ｍｍまで形成することにより、ＬＥＤチッ
プ１０７から発光される光が第２の端面から外部へとも
れるのをなるべく防ぐことができる。図２のように導光
板の形状が第２の端面に厚みがある場合には、厚みが少
ない場合よりもＬＥＤチップからの光が外部へともれる
割合が大きくなるので、反射材を前記のように形成する
とより効果的である。第２の端面に反射材が存在しない
場合は、ＬＥＤチップからの光はそのまま発光装置の外
部へともれてしまうが、存在すれば光は反射材により反
射され面状に光を取り出す主面側へと拡散させることが
でき、ＬＥＤチップからの光をできるだけもれなく発光
面から取り出すことができる。
うに、光を導入させる導光板の第１の端面と対向する第
２の端面へ折り返し、続けて面状に光を取り出す主面側
の一部に約２ｍｍまで形成することにより、ＬＥＤチッ
プ１０７から発光される光が第２の端面から外部へとも
れるのをなるべく防ぐことができる。図２のように導光
板の形状が第２の端面に厚みがある場合には、厚みが少
ない場合よりもＬＥＤチップからの光が外部へともれる
割合が大きくなるので、反射材を前記のように形成する
とより効果的である。第２の端面に反射材が存在しない
場合は、ＬＥＤチップからの光はそのまま発光装置の外
部へともれてしまうが、存在すれば光は反射材により反
射され面状に光を取り出す主面側へと拡散させることが
でき、ＬＥＤチップからの光をできるだけもれなく発光
面から取り出すことができる。
【００１６】また反射材１０４を導光板に接着させる
際、透光性の高いアクリル系またはシリコン系の接着剤
を用いるのがより好ましい。ＬＥＤチップからの光をよ
り多く反射材まで到達させ、また反射した光もより多く
発光主面側へと透過させるためである。さらに反射材と
して、ＬＥＤチップからの光を反射させるために酸化チ
タン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、酸化アルミニ
ウム等の拡散反射材を添加した樹脂シートや、フィルム
に銀、アルミニウム等の金属を蒸着した鏡面反射シート
等を導光板に貼り合わせると、ＬＥＤチップからの光を
効率よく取り出すことができる。
際、透光性の高いアクリル系またはシリコン系の接着剤
を用いるのがより好ましい。ＬＥＤチップからの光をよ
り多く反射材まで到達させ、また反射した光もより多く
発光主面側へと透過させるためである。さらに反射材と
して、ＬＥＤチップからの光を反射させるために酸化チ
タン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、酸化アルミニ
ウム等の拡散反射材を添加した樹脂シートや、フィルム
に銀、アルミニウム等の金属を蒸着した鏡面反射シート
等を導光板に貼り合わせると、ＬＥＤチップからの光を
効率よく取り出すことができる。
【００１７】また、本発明による導光板を、固定枠等に
はめ込んで利用する場合、その固定枠等自体を、ＰＣ、
ＡＢＳ、ＰＢＴ等にＬＥＤチップからの光を反射させる
ために酸化チタン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、
酸化アルミニウム等の拡散反射材を添加して成形した樹
脂で形成すると、反射材との効果とも加わって、ＬＥＤ
チップからの光の反射率を格段に向上させることがで
き、発光装置外部へと効率よく光を取り出すことができ
る。
はめ込んで利用する場合、その固定枠等自体を、ＰＣ、
ＡＢＳ、ＰＢＴ等にＬＥＤチップからの光を反射させる
ために酸化チタン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、
酸化アルミニウム等の拡散反射材を添加して成形した樹
脂で形成すると、反射材との効果とも加わって、ＬＥＤ
チップからの光の反射率を格段に向上させることがで
き、発光装置外部へと効率よく光を取り出すことができ
る。
【００１８】以下、本発明の具体的の異なる導光板や面
状発光光源を列記するがいずれも上述と同様に拡散材と
導光体の界面に組成傾斜を持ち、量産性よく輝度偏差及
び発光輝度の優れた面状発光光源とすることができる。
本発明において上述の拡散材の代わりに、非晶性ポリオ
レフィン樹脂（熱変形温度１６２℃、屈折率１．５１）
のパウダーで粒子径の中央値を２μｍに調整したものを
拡散材として導光体の樹脂に重量で０．０８％添加させ
てた以外同様にして形成させた。なお、導光板の形成・
冷却条件は、約２４０℃で溶融させながら１００〜５０
Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせた。金型を５
０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て注入後において
も１分の時間をかけて樹脂温度が５０℃になるまで、保
持する。一旦、樹脂温度が５０℃に一定となった後に、
金型から取り出し導光板を形成した。形成された導光板
を用いた面状発光装置は上述面状発光装置の１．１倍の
輝度があり、輝度偏差も１．０２倍向上していた。な
お、輝度偏差は、それぞれの導光板の対応する９点を取
りそのばらつきを見たものである。
状発光光源を列記するがいずれも上述と同様に拡散材と
導光体の界面に組成傾斜を持ち、量産性よく輝度偏差及
び発光輝度の優れた面状発光光源とすることができる。
本発明において上述の拡散材の代わりに、非晶性ポリオ
レフィン樹脂（熱変形温度１６２℃、屈折率１．５１）
のパウダーで粒子径の中央値を２μｍに調整したものを
拡散材として導光体の樹脂に重量で０．０８％添加させ
てた以外同様にして形成させた。なお、導光板の形成・
冷却条件は、約２４０℃で溶融させながら１００〜５０
Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせた。金型を５
０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て注入後において
も１分の時間をかけて樹脂温度が５０℃になるまで、保
持する。一旦、樹脂温度が５０℃に一定となった後に、
金型から取り出し導光板を形成した。形成された導光板
を用いた面状発光装置は上述面状発光装置の１．１倍の
輝度があり、輝度偏差も１．０２倍向上していた。な
お、輝度偏差は、それぞれの導光板の対応する９点を取
りそのばらつきを見たものである。
【００１９】本発明において上述の拡散材の代わりに、
ポリメチンペンテン樹脂（熱変形温度５０℃、屈折率
１．４７）のパウダーで粒子径の中央値を５μｍに調整
したものを拡散材として導光体の樹脂に重量で１％添加
させてた以外同様にして導光板を形成させた。なお、導
光板の形成・冷却条件は、約２４０℃で溶融させながら
１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせ
た。金型を８０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て注
入後においても１分の時間をかけて樹脂温度が８０℃に
なるまで、保持する。一旦、樹脂温度が８０℃に一定と
なった後、金型温度を室温まで下げた後に、金型から取
り出し導光板を形成した。上述と同様優れた発光輝度及
び輝度偏差を有していた。
ポリメチンペンテン樹脂（熱変形温度５０℃、屈折率
１．４７）のパウダーで粒子径の中央値を５μｍに調整
したものを拡散材として導光体の樹脂に重量で１％添加
させてた以外同様にして導光板を形成させた。なお、導
光板の形成・冷却条件は、約２４０℃で溶融させながら
１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせ
た。金型を８０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て注
入後においても１分の時間をかけて樹脂温度が８０℃に
なるまで、保持する。一旦、樹脂温度が８０℃に一定と
なった後、金型温度を室温まで下げた後に、金型から取
り出し導光板を形成した。上述と同様優れた発光輝度及
び輝度偏差を有していた。
【００２０】次に、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート樹脂（屈折率１．５０）を熱硬化させたブロ
ックを粉砕分級した。形成された粒子径の中央値が１μ
ｍに調整したものを拡散材として導光体の樹脂に重量で
０．１％添加させてた以外同様にして導光板を形成させ
た。なお、導光板の形成・冷却条件は、約２４０℃で溶
融させながら１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に
押し込みさせた。金型を１６０℃に加熱設定し、金型内
に樹脂が全て注入後においても１分の時間をかけて樹脂
温度が１６０℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温度
が１６０℃に一定となった後に、金型から取り出し導光
板を形成した。上述と同様優れた発光輝度及び輝度偏差
を有していた。
ーボネート樹脂（屈折率１．５０）を熱硬化させたブロ
ックを粉砕分級した。形成された粒子径の中央値が１μ
ｍに調整したものを拡散材として導光体の樹脂に重量で
０．１％添加させてた以外同様にして導光板を形成させ
た。なお、導光板の形成・冷却条件は、約２４０℃で溶
融させながら１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に
押し込みさせた。金型を１６０℃に加熱設定し、金型内
に樹脂が全て注入後においても１分の時間をかけて樹脂
温度が１６０℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温度
が１６０℃に一定となった後に、金型から取り出し導光
板を形成した。上述と同様優れた発光輝度及び輝度偏差
を有していた。
【００２１】つづいて、導光体の樹脂をポリカーボネー
ト樹脂（熱変形温度１４１℃、屈折率１．５９）にする
一方、拡散材の樹脂は非晶性ポリオレフィン樹脂（熱変
形温度１６２℃、屈折率１．５１）のパウダーで粒子径
の中央値を２μｍに調整したもの用いた。拡散材は導光
体の樹脂に重量で０．０８％添加させてある。なお、導
光板の形成・冷却条件は、約２７０℃で溶融させながら
１５０〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせ
た。金型を１２０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て
注入後においても１分の時間をかけて樹脂温度が１２０
℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温度が１２０℃に
一定となった後に、金型から取り出し導光板を形成し
た。このように形成された導光板は上述と同様に優れた
発光輝度及び輝度偏差を有することができる。
ト樹脂（熱変形温度１４１℃、屈折率１．５９）にする
一方、拡散材の樹脂は非晶性ポリオレフィン樹脂（熱変
形温度１６２℃、屈折率１．５１）のパウダーで粒子径
の中央値を２μｍに調整したもの用いた。拡散材は導光
体の樹脂に重量で０．０８％添加させてある。なお、導
光板の形成・冷却条件は、約２７０℃で溶融させながら
１５０〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で金型に押し込みさせ
た。金型を１２０℃に加熱設定し、金型内に樹脂が全て
注入後においても１分の時間をかけて樹脂温度が１２０
℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温度が１２０℃に
一定となった後に、金型から取り出し導光板を形成し
た。このように形成された導光板は上述と同様に優れた
発光輝度及び輝度偏差を有することができる。
【００２２】次に、導光体の樹脂をアクリル樹脂とす
る。ポリカーボネート樹脂のパウダーで粒子径の中央値
を２μｍに調整したものを拡散材として導光体の樹脂に
重量で０．０５％添加させた。導光板形成用の金型には
発光面と対向する主面に凹凸を形成させてある。凹凸
は、ＬＥＤの発光が均一となるようにＬＥＤの輝度が低
下する箇所にその間隔が密となるよう徐々に多く形成さ
せてある。なお、導光板の形成・冷却条件は、約２４０
℃で溶融させながら１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
金型に押し込みさせた。金型を６０℃に加熱設定し、金
型内に樹脂が全て注入後においても１分の時間をかけて
樹脂温度が６０℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温
度が６０℃に一定となった後に、金型から取り出し導光
板を形成した。上述と同様優れた発光輝度とできるほか
に、最も輝度偏差を高くすることができる。
る。ポリカーボネート樹脂のパウダーで粒子径の中央値
を２μｍに調整したものを拡散材として導光体の樹脂に
重量で０．０５％添加させた。導光板形成用の金型には
発光面と対向する主面に凹凸を形成させてある。凹凸
は、ＬＥＤの発光が均一となるようにＬＥＤの輝度が低
下する箇所にその間隔が密となるよう徐々に多く形成さ
せてある。なお、導光板の形成・冷却条件は、約２４０
℃で溶融させながら１００〜５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
金型に押し込みさせた。金型を６０℃に加熱設定し、金
型内に樹脂が全て注入後においても１分の時間をかけて
樹脂温度が６０℃になるまで、保持する。一旦、樹脂温
度が６０℃に一定となった後に、金型から取り出し導光
板を形成した。上述と同様優れた発光輝度とできるほか
に、最も輝度偏差を高くすることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、拡散材の界面を組成傾斜した
特定の関係とし、比較的簡単な構成で光の偏向を利用し
て発光輝度及び輝度偏差に優れた導光板及び面状発光光
源とすることができるものである。
特定の関係とし、比較的簡単な構成で光の偏向を利用し
て発光輝度及び輝度偏差に優れた導光板及び面状発光光
源とすることができるものである。
【図１】 （Ａ）は、本発明の一例である面状発光光源
の模式的斜視図を示す。（Ｂ）は（Ａ）のＸＸ断面にお
ける模式的断面図を示す。
の模式的斜視図を示す。（Ｂ）は（Ａ）のＸＸ断面にお
ける模式的断面図を示す。
【図２】 （Ａ）は、本発明の一例である面状発光光源
の模式的斜視図を示す。（Ｂ）は（Ａ）のＹＹ断面にお
ける模式的断面図を示す。
の模式的斜視図を示す。（Ｂ）は（Ａ）のＹＹ断面にお
ける模式的断面図を示す。
【図３】 本発明における発光輝度及び輝度偏差向上を
説明するための模式的説明図を示す。
説明するための模式的説明図を示す。
【図４】 本発明と比較のために示す面状発光光源の模
式的斜視図を示す。
式的斜視図を示す。
【図５】 図４のＺＺ断面における模式的断面図を示
す。
す。
１００・・・面状発光光源 １０１・・・拡散材を構成する樹脂のみから導光体を構
成する樹脂のみとの間にあって組成傾斜した部位 １０２・・・透光性樹脂からなる導光体 １０３・・・透光性樹脂からなる拡散材 １０４・・・導光板に設けられた反射板 １０５・・・ＬＥＤを利用した発光体 １０６・・・発光体を導光板に固定する手段 １０７・・・ＬＥＤチップ １０８・・・ＬＥＤチップからの光によって可視光を発
光する蛍光体が含有された樹脂 １０９・・・船底状の導光板底面 １１０・・・導光板 １１１・・・ＬＥＤチップに電流を供給するリード電極 ３０２・・・導光体 ３０３・・・拡散材 ４００・・・面状発光光源 ４０１・・・発光体を導光板に固定する手段 ４０２・・・導光体 ４０３・・・拡散材 ４０４・・・反射板 ４０６・・・発光体 ４０７・・・ＬＥＤチップ ４１０・・・導光板 ４１１・・・ＬＥＤチップに電流を供給するリード電極
成する樹脂のみとの間にあって組成傾斜した部位 １０２・・・透光性樹脂からなる導光体 １０３・・・透光性樹脂からなる拡散材 １０４・・・導光板に設けられた反射板 １０５・・・ＬＥＤを利用した発光体 １０６・・・発光体を導光板に固定する手段 １０７・・・ＬＥＤチップ １０８・・・ＬＥＤチップからの光によって可視光を発
光する蛍光体が含有された樹脂 １０９・・・船底状の導光板底面 １１０・・・導光板 １１１・・・ＬＥＤチップに電流を供給するリード電極 ３０２・・・導光体 ３０３・・・拡散材 ４００・・・面状発光光源 ４０１・・・発光体を導光板に固定する手段 ４０２・・・導光体 ４０３・・・拡散材 ４０４・・・反射板 ４０６・・・発光体 ４０７・・・ＬＥＤチップ ４１０・・・導光板 ４１１・・・ＬＥＤチップに電流を供給するリード電極
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性の導光体（１０２）中に該導光体
と異なる屈折率を有する拡散材（１０３）を含有させた
導光板であって、 前記導光体（１０２）及び拡散材（１０３）は熱変形温
度の異なる透光性樹脂であり、且つ前記拡散材と導光体
との界面（１０１）は拡散材を構成する樹脂から導光体
を構成する樹脂に連続的に組成変化していることを特徴
とする導光板。 - 【請求項２】 透光性の導光体（１０２）中に該導光体
と異なる屈折率を有する拡散材（１０３）を含有させた
導光板と、該導光板の端面から光を入射させ導光板の主
面から光を放出させる発光体（１０６）とを有する面状
発光装置（１００）であって、 前記導光体（１０２）及び拡散材（１０３）は共に透光
性樹脂であり、且つ前記拡散材と導光体との界面（１０
１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹脂
に組成傾斜していることを特徴とする面状発光光源。 - 【請求項３】 透光性の導光体（１０２）中に該導光体
と異なる屈折率を有する拡散材（１０３）を含有させた
矩形状の導光板と、該導光板の主面から光を放出させる
ために導光板の端面に光学的に接続させた発光ダイオー
ドとを有する面状発光装置であって、 前記導光体（１０２）及び拡散材（１０３）は共に透光
性樹脂であり、且つ前記拡散材と導光体との界面（１０
１）は拡散材を構成する樹脂から導光体を構成する樹脂
に組成傾斜していることを特徴とする面状発光光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12911899A JP4221816B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-05-10 | 導光板及びそれを用いた面状発光装置、および、導光板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-26624 | 1999-02-03 | ||
| JP2662499 | 1999-02-03 | ||
| JP12911899A JP4221816B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-05-10 | 導光板及びそれを用いた面状発光装置、および、導光板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294020A true JP2000294020A (ja) | 2000-10-20 |
| JP4221816B2 JP4221816B2 (ja) | 2009-02-12 |
Family
ID=26364437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12911899A Expired - Fee Related JP4221816B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-05-10 | 導光板及びそれを用いた面状発光装置、および、導光板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4221816B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004327870A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
| JPWO2004097294A1 (ja) * | 2003-05-02 | 2006-07-13 | 株式会社アベイラス | 発光面体構造体 |
| JP2006303478A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Toray Ind Inc | Ｌｅｄ用反射体 |
| JP2007024915A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Nec Lcd Technologies Ltd | 照明装置及び該照明装置を備える液晶表示装置 |
| KR100754776B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2007-09-03 | 삼성전자주식회사 | 광 가이드 장치 및 이를 갖는 액정표시모듈 |
| EP1733263B1 (de) * | 2004-03-29 | 2009-01-28 | Albis Plastic GmbH | Beleuchtbare informationseinheit |
| JP2010052781A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 収納容器 |
| EP1848918B2 (de) † | 2005-02-03 | 2013-07-17 | Albis Plastic GmbH | Beleuchtungsvorrichtung |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP12911899A patent/JP4221816B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100754776B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2007-09-03 | 삼성전자주식회사 | 광 가이드 장치 및 이를 갖는 액정표시모듈 |
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| JP4705701B2 (ja) * | 2003-04-25 | 2011-06-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| JPWO2004097294A1 (ja) * | 2003-05-02 | 2006-07-13 | 株式会社アベイラス | 発光面体構造体 |
| EP1733263B1 (de) * | 2004-03-29 | 2009-01-28 | Albis Plastic GmbH | Beleuchtbare informationseinheit |
| EP1848918B2 (de) † | 2005-02-03 | 2013-07-17 | Albis Plastic GmbH | Beleuchtungsvorrichtung |
| US9321396B2 (en) | 2005-02-03 | 2016-04-26 | Albis Plastic Gmbh | Illumination device |
| JP2006303478A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Toray Ind Inc | Ｌｅｄ用反射体 |
| JP2007024915A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Nec Lcd Technologies Ltd | 照明装置及び該照明装置を備える液晶表示装置 |
| JP2010052781A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 収納容器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4221816B2 (ja) | 2009-02-12 |
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