JP2000294021A

JP2000294021A - 面発光体

Info

Publication number: JP2000294021A
Application number: JP11098372A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokogawa; 弘横川; Masaru Yokoyama; 勝横山; Kenji Tsubaki; 健治椿; Kenji Sonoda; 健二園田; Nobuaki Yabunouchi; 伸晃薮ノ内; Mikio Sei; 三喜男清
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】導光板に衝撃や曲げが作用しても面発光の均
一性が低下するおそれがない面発光体を提供する。【解決手段】導光板１と、導光板１の少なくとも一つ
の側端面に対向して配置された光源２とを具備して形成
され、導光板１の前面側から光が出射して発光される面
発光体に関する。導光板１の前面と背面の少なくとも一
方に、屈折率が１．００８〜１．１８のエアロゲル層３
を設ける。導光板１に衝撃や曲げが作用しても反射シー
ト５や光拡散シート１２などはエアロゲル層３に接触す
るだけであって導光板１に直接接触することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面照明装置、表
示装置、液晶パネルのバックライトやフロントライトな
どとして用いられる面発光体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】面発光体は導光板あるいは拡散板と光源
とを具備して形成されるが、従来から面発光体として、
導光板の側端面に対向して光源を配置し、導光板の前面
側から発光させるエッジライト型のものと、光源を拡散
板の背面側に配置して拡散板の前面側から発光させる直
下型のものとが知られている。

【０００３】エッジライト型の面発光体は、図９（ａ）
のように、光源２として冷陰極管や熱陰極管等のランプ
を使用し、透明樹脂製の導光板１の側端面に近接対向さ
せてこの光源２を配置し、導光板１の下面（背面）に光
を散乱させる拡散反射部４を設けると共に光を反射させ
る反射シート５を導光板１の背面に空気層１１を介して
配置し、導光板１の上面（前面）に光拡散シート１２や
プリズムシート１３を空気層１１を介して配置して形成
されるものである。そして光源２からの光が導光板１内
に側端面から入射すると、光は空気層１１との界面で全
反射して導光板１内を全面に伝送され、そして拡散反射
部４や反射シート５で反射した光が導光板１の前面の全
面から出射して、光拡散シート１２やプリズムシート１
３を通して発光されるものである。

【０００４】また直下型の面発光体は、図９（ｂ）のよ
うに、透明樹脂製の拡散板９の下面側（背面側）に複数
の光源２を配置すると共に光源２の背面に反射板１４を
配置して形成されるものであり、拡散板９内には光散乱
用の粒子１５が分散混入してある。そして光源２からの
光が背面から拡散板９内に入射すると、光は粒子１５で
拡散板９内を拡散され、そして拡散板９の前面の全面か
ら光が出射して発光されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、面発光体には、
薄型化、高輝度化、面発光均一化性、省エネルギー化、
大型化などの要求が強い。そして上記のエッジライト型
の面発光体にあって、導光板１内で光を全反射させて導
光板１内を伝送させるために、導光板１の背面や前面と
反射シート５や光拡散シート１２との間には空気層１１
が形成されるようにしてあるが、面発光体に作用する衝
撃や曲げによって、反射シート５や光拡散シート１２は
導光板１の背面や前面に直接接触するおそれがあり、こ
のように反射シート５や光拡散シート１２が導光板１の
背面や前面に直接接触すると、その部分で局部的な発光
をし、面発光の均一性が低下することになり、また面発
光体を大型化するために必要な光伝送性能が低下すると
いう問題が生じるものであった。

【０００６】また、直下型の面発光体の場合にあって
も、面発光体に作用する衝撃や曲げで拡散板９の背面に
光源２が接触するおそれがあり、拡散板９の背面に光源
２が直接接触すると局部的に発光して、面発光の均一性
が低下することになるという問題があり、また光源２か
らの熱は拡散板９を通して前面から放散され、この面発
光体を液晶パネルのバックライトとして使用する場合、
光源２からの熱によって液晶性能が劣化するおそれがあ
るという問題があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、導光板や拡散板に衝撃や曲げが作用しても面発光
の均一性が低下するおそれがない面発光体を提供するこ
とを目的とするものであり、さらに光源の熱が拡散板の
前面から放散されることを低減することができる面発光
体を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
面発光体は、導光板１と、導光板１の少なくとも一つの
側端面に対向して配置された光源２とを具備して形成さ
れ、導光板１の前面側から光が出射して発光される面発
光体であって、導光板１の前面と背面の少なくとも一方
に、屈折率が１．００８〜１．１８のエアロゲル層３を
設けて成ることを特徴とするものである。

【０００９】また請求項２の発明は、上記エアロゲル層
３が、エアロゲル３ａと空気３ｂからなるものであるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また請求項３の発明は、上記エアロゲル３
ａが、シリカエアロゲル８であることを特徴とするもの
である。

【００１１】また請求項４の発明は、上記導光板１の背
面の少なくとも一部に拡散反射部４を設けて成ることを
特徴とするものである。

【００１２】また請求項５の発明は、上記導光板１の背
面に設けたエアロゲル層３の外側に反射シート５を設け
て成ることを特徴とするものである。

【００１３】また請求項６の発明は、上記導光板１の背
面に設けたエアロゲル層３の外側に黒色ボード６を設け
て成ることを特徴とするものである。

【００１４】また請求項７の発明は、上記導光板１が可
撓性を有する透明軟質樹脂で形成されていることを特徴
とするものである。

【００１５】また請求項８の発明は、上記導光板１を形
成する透明樹脂中にシリカエアロゲル８が分散混入され
ていることを特徴とするものである。

【００１６】本発明の請求項９に係る面発光体は、拡散
板９と、拡散板９の背面側に配置される少なくとも一つ
の光源２とを具備して形成され、拡散板９の前面側から
光が出射して発光される面発光体であって、拡散板９の
前面と背面の少なくとも一方に、屈折率が１．００８〜
１．１８のエアロゲル層３を設けて成ることを特徴とす
るものである。

【００１７】また請求項１０の発明は、拡散板９を形成
する透明樹脂中にシリカエアロゲル８が分散混入されて
いることを特徴とするものである。

【００１８】本発明の請求項１１に係る面発光体は、導
光板１と、導光板１の少なくとも一つの側端面に対向し
て配置された光源２とを具備して形成され、反射型液晶
パネル７の前面に配置されて反射型液晶パネル７を照明
するための面発光体であって、導光板１の反射型液晶パ
ネル７と反対側の面に、屈折率が１．００８〜１．１８
のエアロゲル層３を設けて成ることを特徴とするもので
ある。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００２０】図１は請求項１，３，４，５に係る発明の
実施の形態の一例を示すものであり、導光板１はアクリ
ル樹脂などの透明樹脂の板として形成してあり、光源２
として冷陰極管などのランプなどを用い、導光板１の側
端面に光源２が近接対向して配置してある。この導光板
１の下面（背面）には、白色の塗料によるドットを設け
たり、導光板１に微小凹凸を設けたりして、導光板１の
背面の全面に亘って点在させて拡散反射部４が形成して
ある。また導光板１の上面（前面）の全面及び下面（背
面）の全面にエアロゲル層３が積層して設けてある。

【００２１】本発明においてエアロゲル層３を形成する
エアロゲルとしては、シリカ多孔質骨格からなる透明性
多孔質体や、メラミン樹脂重合体の多孔質体からなる透
明性多孔質体を挙げることができるが、エアロゲル層３
の屈折率や透明性を必要に応じて適宜調整することがで
きることから、シリカ多孔質骨格からなる透明性多孔質
体であるシリカエアロゲルであることが好ましい。

【００２２】シリカエアロゲルは、米国特許第４４０２
８２７号公報、同第４４３２９５６号公報、同第４６１
０８６３号公報等で提供されているように、アルコキシ
シラン（シリコンアルコキシド、アルキルシリケートと
も称される）の加水分解、重合反応によって得られたシ
リカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、アルコー
ルあるいは二酸化炭素等の溶媒（分散媒）の存在下で、
この溶媒の臨界点以上の超臨界状態で乾燥することによ
って製造することができる。また、米国特許第５１３７
２９７号公報、同第５１２４３６４号公報で提供されて
いるように、ケイ酸ナトリウムを原料として同様に製造
することができる。ここで、特開平５−２７９０１１号
公報、特開平７−１３８３７５号公報に開示されている
ように、アルコキシシランの加水分解、重合反応によっ
て得られたゲル状化合物を疎水化処理することによっ
て、シリカエアロゲルに疎水性を付与することが好まし
い。この疎水化処理工程は、ゲル状化合物を超臨界乾燥
する前、あるいは超臨界乾燥中に行なうことができる。
このように疎水性を付与した疎水性シリカエアロゲル
は、湿気や水等が浸入し難くなり、屈折率や光透過性等
の性能が劣化し難くなるものである。シリカエアロゲル
の屈折率は原料配合比によって自由に変化させることが
可能であるが、透明樹脂で形成される導光板１との屈折
率差を大きく設定し、またシリカエアロゲルの透明性等
の性能を確保するためには、１．００８〜１．１８の範
囲に屈折率を調整したものを用いるのが好ましい。

【００２３】そして図１に示すように、導光板１の背面
側にはエアロゲル層３を介して白色プラスチックシート
などで形成される反射シート５が全面に亘って配置して
ある。また導光板１の前面側にはエアロゲル層３を介し
て光拡散シート１２が全面に亘って配置してあり、この
光拡散シート１２の前面側にさらにプリズムシート１３
が配置してある。光拡散シート１２は、母材となる透明
樹脂に、この透明樹脂に対して屈折率が０．０１〜０．
１程度異なる透明性の樹脂粒子を均一に混合しシートで
形成されるものであり、例えば、透明メタクリル樹脂に
透明シリコーン樹脂粒子を分散させたシートを用いるこ
とができる。またプリズムシート１３は前面にプリズム
状の凹凸を設けた透明樹脂シートで形成されるものであ
る。

【００２４】上記のように形成される面発光体にあっ
て、エアロゲル層３は屈折率が１．００８〜１．１８と
空気層に近似する程度に低い。従って、光源２からの光
が導光板１内に側端面から入射すると、光は導光板１と
エアロゲル層３の界面で全反射しながら導光板１内を全
面に伝送される。尚、導光板１が透明アクリル樹脂製で
ある場合、臨界角は４２度であり、臨界角よりも小さな
角度で導光板１とエアロゲル層３の界面に入射する光は
全反射され、また導光板１の背面とエアロゲル層３の界
面に入射する光の入射角が臨界角よりも大きくて導光板
１の背面側のエアロゲル層３をこの光が通過しても、反
射シート５で反射され、光は導光板１内を全面に伝送さ
れるものである。そして導光板１の前面とエアロゲル層
３の界面に入射する光のうち、入射角が臨界角より大き
い光や、拡散反射部４で拡散反射された光、さらに反射
シート５で反射された光は、導光板１の前面側のエアロ
ゲル層３を通過すると共に、光拡散シート１２やプリズ
ムシート１３を通過して出射し、導光板１の前面側から
発光されるものである。ここで、光源２から導光板１内
に入射した光は上記のように導光板１内を全面に伝送さ
れるものであり、また導光板１の前面側から出射する光
は光拡散シート１２を通過する際に拡散されると共に、
この拡散された光はプリズムシート１３を通過する際に
出射方向が一定の向きになるように屈折されるので、導
光板１の前面側の全面から均一な光量で発光させること
ができるものである。

【００２５】そして上記のように形成される面発光体に
あって、衝撃が加わったり、手で押さえられたりして、
導光板１に衝撃や曲げが作用しても、反射シート５や光
拡散シート１２は空気層と同じ働きをするエアロゲル層
３に接触するだけであり、導光板１に直接接触すること
はない。従って、反射シート５や光拡散シート１２が導
光板１の背面や前面に直接接触する場合のような、その
接触部分で局部的な発光をして、面発光の均一性が低下
することを防ぐことができるものであり、また面発光体
を大型化するために必要な光伝送性能が低下することを
防ぐことができるものである。

【００２６】上記のエアロゲル層３としては、シリカエ
アロゲルなどのエアロゲル３ａ単独で形成することがで
きる。エアロゲル層３をエアロゲル３ａ単独で形成する
場合には、エアロゲル３ａを予め板状あるいはシート状
に成形しておき、これを導光板１と反射シート５の間
や、導光板１と光拡散シート１２の間に配置することに
よって、導光板１の前面や背面にエアロゲル層３を設け
ることができる。またエアロゲル３ａを導光板１の前面
や背面にコーティングしてエアロゲル膜を形成したり、
あるいは反射シート５や光拡散シート１２の導光板１の
側の面にエアロゲル３ａをコーティングしてエアロゲル
膜を形成したりすることによっても、導光板１の前面や
背面にエアロゲル層３を設けることができる。

【００２７】また、請求項２に係る発明のように、エア
ロゲル層３はシリカエアロゲル８などのエアロゲル３ａ
と空気３ｂから形成することもできる。図２はその一例
を示すものであり、エアロゲル３ａをペレット状や粉末
状に形成しておき、このエアロゲル３ａの粒子を導光板
１と反射シート５の間や、導光板１と光拡散シート１２
の間に配置することによって、エアロゲル３ａの粒子及
びエアロゲル３ａの粒子間の空気３ｂからなるエアロゲ
ル層３を導光板１の前面や背面に設けることができる。
またエアロゲル３ａの粒子を反射シート５や光拡散シー
ト１２の導光板１の側の面に固着させておき、エアロゲ
ル３ａの粒子を導光板１に接触させた状態でこの反射シ
ート５や光拡散シート１２を導光板１の前面や背面に配
置することによって、エアロゲル３ａの粒子及びエアロ
ゲル３ａの粒子間の空気３ｂからなるエアロゲル層３を
導光板１の前面や背面に設けることができる。さらに、
透明ホットメルトシートの片面にエアロゲル３ａの粒子
を固着させることによって作製したシートを用い、この
シートをエアロゲル３ａの側で導光板１の前面や背面に
配置することによって、エアロゲル３ａの粒子及びエア
ロゲル３ａの粒子間の空気３ｂからなるエアロゲル層３
を導光板１の前面や背面に設けることができる。

【００２８】上記のエアロゲル層３の厚みは特に限定さ
れるものではなく、導光板１との界面で光を全反射させ
ることができる厚み以上であればよい。

【００２９】図３は請求項６に係る発明の実施の形態の
他の一例を示すものであり、エアロゲル層３を導光板１
の背面側のみに設け、このエアロゲル層３の背面に黒色
ボード６が配置してある。その他の構成は図１あるいは
図２のものと同じである。

【００３０】図３のように形成される面発光体にあっ
て、光源２からの光が導光板１内に側端面から入射する
と、光は導光板１の前面と空気の界面で全反射すると共
に、導光板１の背面とエアロゲル層３の界面で全反射し
て、導光板１内を全面に伝送される。そして、導光板１
のエアロゲル層３が設けられていない前面に透明性ある
いは光散乱性のインク１７で字や絵などを書くと、導光
板１の前面のうちこのインク１７が付着する部分では全
反射が起こらず、光はインク１７が付着する部分におい
て導光板１の前面から出射することになり、また背景は
黒色ボード６の黒色であるので、インク１７で書いた字
や絵などが光って見えることになる。このようにして、
導光板１のエアロゲル層３が設けられていない前面にイ
ンク１７で字や絵を書いたり、これを消したりすること
によって、光る黒板として使用することができるもので
ある。このものにあって、衝撃が加わったり、手で押さ
えられたりして、導光板１に衝撃や曲げが作用しても、
黒色ボード６はエアロゲル層３に接触するだけであっ
て、導光板１に直接接触することはないものであり、そ
の接触部分で局部的な発光をして、面発光の均一性が低
下することを防ぐことができるものである。

【００３１】図４は請求項７に係る発明の実施の形態の
他の一例を示すものであり、導光板１を透明軟質樹脂で
形成することによって、自由に折り曲げることができる
可撓性を面発光体の導光板１に付与するようにしてあ
る。その他の構成は図１、図２、図３のものと同じであ
る。従ってこのものでは曲面状態に曲げて使用すること
ができるものであり、このように曲げて使用しても、反
射シート５や光拡散シート１２、あるいは黒色ボード６
はエアロゲル層３に接触するだけであり、導光板１に直
接接触することはなく、反射シート５や光拡散シート１
２あるいは黒色ボード６が導光板１の背面や前面に直接
接触する場合のような、その接触部分で局部的な発光を
して、面発光の均一性が低下することがないものであ
り、また面発光体を大型化するために必要な光伝送性能
が低下することがないものである。

【００３２】図５は請求項８に係る発明の実施の形態の
他の一例を示すものであり、アクリル樹脂など透明樹脂
にシリカエアロゲル８の粒子を混練し、シリカエアロゲ
ル８を均一に分散混合したこの透明樹脂で導光板１を形
成するようにしたものである。このものでは、導光板１
の前面側の光拡散シート１２は省略することができる
が、その他の構成は図１、図２、図３、図４のものと同
じである。このように導光板１内にシリカエアロゲル８
の粒子を分散させることによって、導光板１内にその側
端面から入射され導光板１の前面や背面と平行な方向に
進む光をシリカエアロゲル８で拡散させることができる
ものであり、しかもシリカエアロゲル８は透明であっ
て、光強度がロスされることなく適度に拡散させること
ができるものであり、面発光体の導光板１の前面側での
発光効率を向上させることができるものである。

【００３３】ここで、導光板１内に光散乱用の粒子を混
合して発光効率を向上させるためには、一般に粒子とし
て、透明性があり、導光板１を形成する透明樹脂に対し
て屈折率が０．０１〜０．１程度異なり、粒子径が０．
３〜１０μｍ程度のものが用いられており、例えば、導
光板１を形成する透明樹脂がメタクリル樹脂の場合には
シリコーン樹脂の粒子が用いられている。このように従
来から使用されている光散乱用の粒子は、導光板１を形
成する透明樹脂に対して屈折率や粒子径が最適なものを
選定する必要があり、導光板１を形成する透明樹脂と光
散乱用の粒子の組み合わせに制約がある。

【００３４】一方、シリカエアロゲル８は導光板１を形
成する透明樹脂と混練する際に０．１〜１０μｍ程度に
粉砕され、光の散乱に適度な粒子径となる。またシリカ
エアロゲル８は多孔質であるので、導光板１を形成する
透明樹脂内に混練する際にシリカエアロゲル８の微小空
隙内がこの透明樹脂の浸透によって満たされ、シリカエ
アロゲル８は見かけ上の屈折率が導光板１を形成する透
明樹脂の屈折率プラス０．０１〜０．１程度になり、光
の散乱に適度な見かけの屈折率になる。従って、シリカ
エアロゲル８と導光板１を形成する透明樹脂との組み合
わせの制約が小さくなるものである。また、このように
透明樹脂が微小空隙に浸透した状態のシリカエアロゲル
８は透明樹脂と同様の透明性を保持するものであり、光
の吸収を起こさないものである。

【００３５】導光板１を形成する透明樹脂に対するシリ
カエアロゲル８の混合量は、１〜５０重量％の範囲が好
ましい。シリカエアロゲル８の混合量がこの範囲よりも
少ないと、光の拡散による発光効率を向上する効果を十
分に得ることができず、またシリカエアロゲル８の混合
量がこの範囲よりも多いと、透明樹脂にシリカエアロゲ
ル８を混練する作業が困難になると共に均一に分散させ
ることが困難になり、面発光に傾斜が生じて均一に発光
させることができなくなるおそれがある。そして導光板
１内においてシリカエアロゲル８の粒子は入射光がその
前面で強い反射を起こすことなく弱く拡散するので、発
光面でのムラや傾斜を起こさず面発光量を増加させるこ
とができるものである。

【００３６】図６は請求項９に係る発明の実施の形態の
一例を示すものであり、拡散板９と、拡散板９の背面側
に配置した複数の光源２を具備して面発光体を形成する
ようにしてある。拡散板９はアクリル樹脂などの透明樹
脂の板として形成してあり、拡散板９の上面（前面）の
全面及び下面（背面）の全面にシリカエアロゲルなどの
エアロゲル３ａによって形成したエアロゲル層３が積層
して設けてある。図の実施の形態では、シリカエアロゲ
ルをシート状に成形したものを拡散板９の前面側と背面
側に配置してエアロゲル層３を設けるようにしてある。
また拡散板９の前面側のエアロゲル層３の外面にはプリ
ズムシート１３が配置してあり、光源２の背面側には反
射板１８が配置してある。反射板１８はその拡散板９側
の面に断面Ｖ字状の凹溝１９が平行に複数形成されるよ
うに屈曲してあり、光源２はこの各凹溝１９内に配置す
るようにしてある。

【００３７】このように形成される面発光体にあって、
光源２からの光は背面側のエアロゲル層３で拡散されて
拡散板９に入射し、拡散板９を通過して、前面側のエア
ロゲル層３でさらに拡散された後、さらにプリズムシー
ト１３で拡散されて出射し、拡散板９の前面側が発光す
る。この面発光体は例えば液晶パネルの背面側に配置し
てバックライトとして使用されるものであり、光源２か
ら出る熱は拡散板９の裏面側のエアロゲル層３及び前面
側のエアロゲル層３が断熱層として働き、拡散板９を通
過した熱が液晶パネルに作用して液晶パネルが温度上昇
することを緩和することができるものである。

【００３８】ここで、拡散板９の背面側に設けたエアロ
ゲル層３は、透明拡散層としての機能を有する他、面発
光体に振動や衝撃等が作用した際に光源２が拡散板９に
直接接触することを防止する緩衝材としての機能も有す
るものであり、光源２が導光板１の背面に直接接触する
場合のような、その接触部分が局部的に明るくなって、
面発光の均一性が低下することを防ぐことができるもの
である。また拡散板９の前面側に設けたエアロゲル層３
は、透明拡散層としての機能を有する他、面発光体に振
動や衝撃等が作用した際にプリズムシート１３が導光板
１に直接接触することを防止する緩衝材としての機能も
有するものであり、プリズムシート１３が拡散板９の前
面に直接接触する場合のような、その接触部分が局部的
に発光して、面発光の均一性が低下することを防ぐこと
ができるものである。

【００３９】図７は請求項１０に係る発明の実施の形態
の一例を示すものであり、アクリル樹脂など透明樹脂に
シリカエアロゲル８の粒子を混練し、シリカエアロゲル
８を均一に分散混合したこの透明樹脂で拡散板９を形成
するようにしたものである。またこの実施の形態では、
拡散板９の背面側にのみエアロゲル層３を設け、拡散板
９の前面側にはエアロゲル層３を設けずにプリズムシー
ト１３が配置してある。その他の構成は図６のものと同
じである。このように拡散板９内にシリカエアロゲル８
の粒子を分散させることによって、拡散板９内にその背
面から入射された光は、拡散板９内においてシリカエア
ロゲル８で拡散されるものであり、しかもシリカエアロ
ゲル８は透明であって、光強度がロスされることなく適
度に拡散させることができるものであり、発光効率を低
下させることなく面発光体の拡散板９の前面側での発光
の均一性を得ることができるものである。

【００４０】図８は請求項１１に係る発明の実施の形態
の一例を示すものであり、導光板１の上面（前面）の全
面にシリカエアロゲルなどの屈折率が１．００８〜１．
１８のエアロゲル３ａによって形成したエアロゲル層３
が積層して設けてあり、このエアロゲル層３の前面の全
面にプリズムシート１３が配置して設けてある。また導
光板１の下面（背面）の全面に光拡散シート１２が配置
してある。そしてこの導光板１の一側端面に光源２を近
接配置することによって、面発光体を形成してある。

【００４１】反射型液晶パネル７は液晶パネル２１の背
面に反射板２２を設けて形成されるものであり、上記の
面発光体は、導光板１の背面側を液晶パネル２１の前面
側に重ねて、反射型液晶パネル７の前面側の全面に配置
することによってフロントライトとして使用されるもの
である。そして、光源２からの光が導光板１内に側端面
から入射すると、光は導光板１の前面とエアロゲル層３
の界面で全反射しながら、導光板１内を全面に伝送さ
れ、光は導光板１の背面から出射すると共に光拡散シー
ト１２を拡散しながら通過して、反射型液晶パネル７の
液晶パネル２１に照射される。反射型液晶パネル７に照
射されて液晶パネル２１に入射された光は背面の反射板
２２で反射し、液晶パネル２１から導光板１に背面から
入射して導光板１及びエアロゲル層３を通過すると共に
プリズムシート１３を通過して、面発光体の前面から出
射するものであり、面発光体の前面側から導光板１を通
して液晶パネル２１の表示内容を見ることができるもの
である。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の実施例を示す。

【００４３】（実施例１）アクリル樹脂（屈折率１．４
９）で３２０ｍｍ×２３９ｍｍ×厚み４ｍｍの寸法に成
形した導光板１の下面（背面）に白色ドットをパターン
印刷することによって拡散反射部４を設け、シリカエア
ロゲルで厚み１ｍｍに作製したシリカエアロゲルシート
（屈折率１．０３）を導光板１の上面（前面）と下面
（背面）に重ねることによって、導光板１の両面にエア
ロゲル層３を設けた。また導光板１の下面（背面）側の
エアロゲル層３の外面に白色プラスチック製の反射シー
ト５（東レ（株）製「Ｅ６０Ｌ」：厚み２００μｍ）を
重ね、さらに導光板１の上面（前面）側に光拡散シート
１２（辻本電機（株）製「Ｄ１２１」：厚み１３０μ
ｍ）を重ねると共にその外面にプリズムシート１３（三
菱レイヨン（株）製「Ｈ２１０」：厚み１５０μｍ）を
重ね、そして導光板１の一つの側端面に冷陰極管（φ
２．１ｍｍ）のランプで形成される光源２を配置しする
ことによって、図１に示したような面発光体を得た。

【００４４】このように得られた面発光体にあって、前
面側の発光面は輝度が高く、均一な発光を示した。

【００４５】（実施例２）厚み２５０μｍのウレタン樹
脂系透明ホットメルトシートの片面にシリカエアロゲル
粉末（平均粒径１５０μｍ、屈折率１．０３）を固着さ
せることによって作製したシートを用い、このシートを
シリカエアロゲルの側で導光板１の上面（前面）や下面
（背面）に配置することによって、シリカエアロゲル及
びシリカエアロゲル間の空気からなるエアロゲル層３を
導光板１の上面（前面）や下面（背面）に設けるように
した他は、実施例１と同様にして図２に示したような面
発光体を得た。

【００４６】このように得られた面発光体にあって、前
面側の発光面は輝度が高く、均一な発光を示した。

【００４７】（実施例３）平均粒径５０μｍのシリカエ
アロゲル粉末（屈折率１．０３）をアクリル樹脂（屈折
率１．４９）に１重量％配合したものを成形して得た導
光板１を用いるようにした他は、実施例１と同様にして
図５に示したような面発光体を得た。

【００４８】このように得られた面発光体にあって、前
面側の発光面は輝度が高く、均一な発光を示した。

【００４９】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る面
発光体は、導光板と、導光板の少なくとも一つの側端面
に対向して配置された光源とを具備して形成され、導光
板の前面側から光が出射して発光される面発光体であっ
て、導光板の前面と背面の少なくとも一方に、屈折率が
１．００８〜１．１８のエアロゲル層を設けるようにし
たので、導光板内に側端面から入射した光源からの光
は、導光板とエアロゲル層の界面で全反射しながら導光
板内を全面に伝送され、導光板の前面側から均一に面発
光させることができるものであり、しかも導光板に衝撃
や曲げが作用しても反射シートや光拡散シートなどはエ
アロゲル層に接触するだけであって導光板に直接接触す
ることがなく、その接触部分で局部的な発光が生じるこ
とを防いで、面発光の均一性が低下することを防止する
ことができるものである。

【００５０】また請求項２の発明は、エアロゲル層が、
エアロゲルと空気からなるものであるので、導光板とエ
アロゲル層の界面での全反射の効率を高めることがで
き、面発光の均一性を高めることができるものである。

【００５１】また請求項３の発明は、エアロゲルが、シ
リカエアロゲルであるので、導光板とエアロゲル層の界
面での全反射の効率を高めることができ、面発光の均一
性を高めることができるものである。

【００５２】また請求項４の発明は、導光板の背面の少
なくとも一部に拡散反射部を設けたので、導光板内を伝
送される光を拡散反射部で拡散させて導光板の前面側か
ら出射させることができ、発光効率を高めることができ
るものである。

【００５３】また請求項５の発明は、導光板の背面に設
けたエアロゲル層の外側に反射シートを設けたので、導
光板内を伝送される光を反射シートで反射させて導光板
の前面側から出射させることができ、発光効率を高める
ことができるものである。

【００５４】また請求項６の発明は、導光板の背面に設
けたエアロゲル層の外側に黒色ボードを設けたので、導
光板の前面にインクで字や絵などを書くと、導光板の前
面のうちこのインクが付着する部分では全反射が起こら
ず、光はインクが付着する部分において導光板の前面か
ら出射し、また背景は黒色ボードの黒色であってインク
で書いた字や絵などが光って見えるものであり、光る黒
板として使用することができるものである。しかも導光
板に衝撃や曲げが作用しても、黒色ボードはエアロゲル
層に接触するだけであって、導光板に直接接触すること
はなく、その接触部分で局部的な発光が生じることを防
いで、面発光の均一性が低下することを防止することが
できるものである。

【００５５】また請求項７の発明は、導光板が可撓性を
有する透明軟質樹脂で形成されているので、導光板を曲
げて屈曲した状態で使用することができるものである。

【００５６】また請求項８の発明は、導光板を形成する
透明樹脂中にシリカエアロゲルが分散混入されているの
で、シリカエアロゲルによって光強度をロスすることな
く導光板内で拡散させることができるものであり、面発
光の発光効率を高めることができるものである。

【００５７】本発明の請求項９に係る面発光体は、拡散
板と、拡散板の背面側に配置される少なくとも一つの光
源とを具備して形成され、拡散板の前面側から光が出射
して発光される面発光体であって、拡散板の前面と背面
の少なくとも一方に、屈折率が１．００８〜１．１８の
エアロゲル層を設けたので、拡散板の背面に入射される
光源からの光はエアロゲル層で拡散されて拡散板の前面
から出射して発光されるものであり、また光源の熱はエ
アロゲル層による断熱作用で拡散板の前面から放散され
ることを低減することができ、液晶パネルの背面側に配
置してバックライトとして使用するにあたって液晶パネ
ルが温度上昇することを緩和することができるものであ
る。しかも拡散板に振動や衝撃等が作用しても光源はエ
アロゲル層に接触するだけであって拡散板に直接接触す
ることがなく、その接触部分が局部的に明るくなって、
面発光の均一性が低下することを防ぐことができるもの
である。

【００５８】また請求項１０の発明は、拡散板を形成す
る透明樹脂中にシリカエアロゲルが分散混入されている
ので、拡散板内にその背面から入射された光は、光強度
のロスなくシリカエアロゲルで拡散されるものであり、
発光効率を低下させることなく拡散板の前面側での発光
の均一性を得ることができるものである。

【００５９】本発明の請求項１１に係る面発光体は、導
光板と、導光板の少なくとも一つの側端面に対向して配
置された光源とを具備して形成され、反射型液晶パネル
を照明するための面発光体であって、導光板の反射型液
晶パネルと反対側の面に、屈折率が１．００８〜１．１
８のエアロゲル層を設けたので、導光板内に側端面から
入射した光源からの光は、導光板の前面とエアロゲル層
の界面で全反射しながら導光板内を全面に伝送され、導
光板の背面側から均一に面発光させることができるもの
であり、反射型液晶パネルを効率よく均一に照明するこ
とができるものである。しかも導光板に衝撃や曲げが作
用しても、プリズムシートなどはエアロゲル層に接触す
るだけであって、導光板に直接接触することはなく、そ
の接触部分で局部的な発光が生じることを防いで、反射
型液晶パネルの表示が見にくくなることを防止すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図７】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図８】本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図で
ある。

【図９】従来例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそ
れぞれ断面図である。

【符号の説明】

１導光板２光源３エアロゲル層３ａエアロゲル３ｂ空気４拡散反射部５反射シート６黒色ボード７反射型液晶パネル８シリカエアロゲル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月２１日（１９９９．６．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】一方、シリカエアロゲル８は導光板１を形
成する透明樹脂と混練する際に０．１〜１０μｍ程度に
粉砕され、光の散乱に適度な粒子径となる。またシリカ
エアロゲル８は多孔質であるので、導光板１を形成する
透明樹脂内に混練する際にシリカエアロゲル８の微小空
隙内がこの透明樹脂の浸透によって満たされ、シリカエ
アロゲル８は光の散乱に適度な見かけの屈折率になる。
従って、シリカエアロゲル８と導光板１を形成する透明
樹脂との組み合わせの制約が小さくなるものである。ま
た、このように透明樹脂が微小空隙に浸透した状態のシ
リカエアロゲル８は透明樹脂と同様の透明性を保持する
ものであり、光の吸収を起こさないものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椿健治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者園田健二大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者薮ノ内伸晃大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者清三喜男大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA32Z FB06 FC17 FC25 FC29 FC30 FD06 FD16 FD23 GA17 LA18 5G435 AA01 BB12 FF03 FF06 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導光板と、導光板の少なくとも一つの側
端面に対向して配置された光源とを具備して形成され、
導光板の前面側から光が出射して発光される面発光体で
あって、導光板の前面と背面の少なくとも一方に、屈折
率が１．００８〜１．１８のエアロゲル層を設けて成る
ことを特徴とする面発光体。
【請求項２】エアロゲル層が、エアロゲルと空気から
なるものであることを特徴とする請求項１に記載の面発
光体。
【請求項３】エアロゲルが、シリカエアロゲルである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光体。
【請求項４】導光板の背面の少なくとも一部に拡散反
射部を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載の面発光体。
【請求項５】導光板の背面に設けたエアロゲル層の外
側に反射シートを設けて成ることを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の面発光体。
【請求項６】導光板の背面に設けたエアロゲル層の外
側に黒色ボードを設けて成ることを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の面発光体。
【請求項７】導光板が可撓性を有する透明軟質樹脂で
形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載の面発光体。
【請求項８】導光板を形成する透明樹脂中にシリカエ
アロゲルが分散混入されていることを特徴とする請求項
１乃至７のいずれかに記載の面発光体。
【請求項９】拡散板と、拡散板の背面側に配置される
少なくとも一つの光源とを具備して形成され、拡散板の
前面側から光が出射して発光される面発光体であって、
拡散板の前面と背面の少なくとも一方に、屈折率が１．
００８〜１．１８のエアロゲル層を設けて成ることを特
徴とする面発光体。
【請求項１０】拡散板を形成する透明樹脂中にシリカ
エアロゲルが分散混入されていることを特徴とする請求
項９に記載の面発光体。
【請求項１１】導光板と、導光板の少なくとも一つの
側端面に対向して配置された光源とを具備して形成さ
れ、反射型液晶パネルの前面に配置されて反射型液晶パ
ネルを照明するための面発光体であって、導光板の反射
型液晶パネルと反対側の面に、屈折率が１．００８〜
１．１８のエアロゲル層を設けて成ることを特徴とする
面発光体。