JP2009206018A - 照明装置及び光制御板 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのシートによって光源からの光を制御可能な照明装置及びこれに用いられる光制御板を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる照明装置１００は、複数の線状光源２と、反射板１と、光制御板３とを備えている。光制御板３は、屈折率が異なる少なくとも２層以上の中実な多層構造からなる。積層された互いに隣り合う第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層の屈折率の関係は、入射面側の第Ｋ層の屈折率ｎ（Ｋ）は、第（Ｋ＋１）層の屈折率ｎ（Ｋ＋１）よりも高く、第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層との境界面は、規則的な微細パターン構造Ａを有し、空気と接する最外層を第Ｌ層とした場合、該第Ｌ層の出射面上に規則的な微細パターン構造Ｂを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の線状光源と、反射板と、光制御板を有する照明装置に関するものであり、特に大型で高輝度と輝度均一性が必要とされる線状光源直下方式の照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に好適に用いられる照明装置に関するものである。

照明看板装置や液晶ディスプレイ装置等の画像表示装置において用いられる照明装置（バックライト）には、光源からの光を導光板内で多重反射させるエッジライト方式と、導光板を用いない液晶パネル等の背面に光源を配置した光源直下方式がある。光源直下方式を採用したバックライトでは、高い輝度均一性と高い正面輝度特性が必要とされるため、光制御板が設けられている。

複数の線状光源からなる直下方式の照明装置用に発明された光制御板として、光入射面側が平坦面で最外出射面に線状光源と同方向に配列された単一レンチキュラーレンズやプリズムパターンを設けた方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１５にこの方式を採用した照明装置の斜視図を示す。

図１５に示されるように、照明装置は、反射板１と、複数の線状光源２と、光制御板１０を備えている。そして、光制御板１０の出射面には、パターンレンズ列７が形成されている。

このような方式では、光制御板１０に光拡散材を含まないため、光有効利用率が非常に高く、高輝度でかつ輝度ムラ（線状光源イメージが透けて見える現象）が視認できない均一な拡散性能を実現することができる。

光制御板１０を製造する方法には、熱可塑性樹脂を溶融して一対の賦形ロールで圧搾・冷却することによりレンズ形状転写する連続押出成形法や、射出圧縮成形法、紫外線硬化性樹脂を用いる２Ｐ（PhotoPolymerization）成形法や放射線硬化樹脂を用いたＥＢ成形法がある。

特開２００６−２４４８６８号

しかしながら、従来の照明装置では、更に正面輝度を高めたり、或いは水平視野角と垂直視野角を調整・制御したりするためには、出射面側に輝度向上用の各種拡散シートを更に重ねて追加する必要があった。このため部品構成枚数が増えて全体としてのコストが高くなったり、また、アセンブリーに手間が掛かり工程ロスが増えたりする、という問題があった。

また、概ね３０インチ以上の直下式照明装置或いは大型画像表示装置の場合には、該光制御板の単体としての剛直性が必要となるために１．５ｍｍ以上の厚みが求められる。一方で、液晶画像パネルのピクセルサイズの高精細化に伴うモアレ障害を回避するためにレンチキュラーレンズのパターンピッチＰの微細化が必須となり、光学作用を等価とするにはレンズ単位要素を相似縮小するために必然的にレンズ高さＨも低くなる。このような光制御板を押出成形法によって製造すると、成形厚みＴが厚くなるにつれて賦形ロールから離型後の型戻り現象が増大する。そのため、付与したいレンズ形状が微細で総厚みＴに対するレンズ高さＨが低くなるほどレンチキュラーレンズの精密賦形転写が困難になるという問題があった。

その他の製法として、射出圧縮成形法、紫外線硬化性樹脂を用いる２Ｐ成形法や放射線硬化樹脂を用いたＥＢ成形法があるが、射出圧縮成形法は厚肉での形状転写が可能であるものの装置が大型化したり、処理が可能な成形サイズに限界があるなどの問題があった。また、２Ｐ成形法やＥＢ成形法は、基板厚みが厚くなると連続生産が困難となるため枚葉処理とならざるを得ず、何れも生産効率の面で連続押出成形法に劣る。

また、２Ｐ成形法で得られた光制御板の場合は、線状光源が冷陰極管（以後、ＣＣＦＬと呼ぶ場合あり）の場合には、線状光源から発生する紫外線による紫外線硬化性樹脂自体の劣化・着色を別途解決しなければならないという問題があった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、１つのシートによって光源からの光を制御可能な光制御装置及びこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる照明装置は、複数の線状光源と、当該線状光源の背面側に設けられた反射板と、当該線状光源の出射面側に設けられた光制御板とを備え、当該複数の線状光源より出射した光を光制御板によって正面輝度を高めて出射する照明装置であって、前記光制御板は、屈折率が異なる少なくとも２層以上の中実な多層構造からなり、積層された互いに隣り合う第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層の屈折率の関係は、入射面側の第Ｋ層の屈折率ｎ（Ｋ）は、第（Ｋ＋１）層の屈折率ｎ（Ｋ＋１）よりも高く、第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層との境界面は、規則的な微細パターン構造Ａを有し、空気と接する最外層を第Ｌ層とした場合、該第Ｌ層の出射面上に規則的な微細パターン構造Ｂを有するものである。但し、Ｋ、Ｌは整数であり、２層の場合は、Ｋ＝１、Ｌ＝Ｋ＋１＝２。

本発明の光制御板は、屈折率が異なる境界面からなる規則的な前記微細パターンＡおよび空気と接し最外層をなす出射面上の規則的な前記微細パターン構造Ｂからなるので、１つのシートによって光源からの光を制御することができ、正面輝度を高めたり、或いは水平視野角と垂直視野角を調整することが可能となる。

ここで、前記微細パターン構造Ａは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して直交方向に繰り返し配列したものであり、前記微細パターン構造Ｂは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであることが好ましい。

また、前記微細パターン構造Ａは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであり、前記微細パターン構造Ｂは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであることが望ましい。

さらに、前記光制御板は、対角３０インチ以上であり、厚みは１．５ｍｍ以下であり、前記パターンＡあるいはパターンＢのいずれか一方がピッチ０．３ｍｍ以下であり、この光制御板の入射面側に、光透過性樹脂板を配置することが好ましい。

また、前記光制御板の入射面側に、光透過性樹脂板を配し、両者を貼合して中実な一体構造にすることが望ましい。

本発明にかかる光制御板は、複数の線状光源の出射側に設けられ、当該複数の線状光源より出射した光を正面輝度を高めて出射する光制御板であって、前記光制御板は、屈折率が異なる少なくとも２層以上の中実な多層構造からなり、積層された互いに隣り合う第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層の屈折率の関係は、入射面側の第Ｋ層の屈折率ｎ（Ｋ）は、第（Ｋ＋１）層の屈折率ｎ（Ｋ＋１）よりも高く、第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層との境界面は、規則的な微細パターン構造Ａを有し、空気と接する最外層を第Ｌ層とした場合、該第Ｌ層の出射面上に規則的な微細パターン構造Ｂを有するものである。但し、Ｋ、Ｌは整数であり、２層の場合は、Ｋ＝１、Ｌ＝Ｋ＋１＝２。

ここで、前記微細パターン構造Ａと、前記微細パターン構造Ｂはそれらの長手方向が直交することが望ましい。

また、前記微細パターン構造Ａと、前記微細パターン構造Ｂはそれらの長手方向が同一方向を向くことが好ましい。

本発明によれば、１つのシートによって光源からの光を制御可能な光制御体及びこれを用いた照明装置を提供することができる。

本発明にかかる照明装置の構成について図１を用いて説明する。図１に示されるように、照明装置１００は、光反射板１と、複数の線状光源２と、光制御板３を備えている。

光反射板１は、線状光源２から出射された光や光制御板３の界面等で反射された光を前面側に反射させる。光反射板１の前面には、例えば光拡散塗料が塗工される。光拡散塗料としては、９２％以上の高い反射効率を達成可能な発泡ウレタン系拡散反射型塗料が用いられる。

線状光源２は、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）のように直管状光源のほか、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源を直線状に配列したものにより構成してもよい。

光制御板３は、線状光源２の前面側に設けられ、線状光源２から出射した光や光反射板１において反射した光を入射し、正面輝度が高まるよう、光制御する。光制御板３は、光透過性樹脂より構成される。光透過性樹脂として、例えば、ＰＭＭＡ（メチルメタアクリル樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン樹脂）、ＭＳ樹脂（メタアクリル・スチレン共重合体樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）等の熱可塑性樹脂が使用される。

光制御板３は、入射面側基材樹脂層４と、中間樹脂層９と、出射面側基材樹脂層６を備えている。

入射面側基材樹脂層４は、入射面及び出射面ともに平坦な光透過性樹脂板である。この入射面側基材樹脂層４の入射面（後面）は空気と接し、出射面（前面）は中間樹脂層９と接している。

中間樹脂層９は、入射面側基材樹脂層４と出射面側基材樹脂層６の間に設けられている。中間樹脂層９と入射面側基材樹脂層４の間の界面は平坦面である。他方、中間樹脂層９と出射面側機材樹脂層６の間の界面は界面パターンレンズ列５が形成されている。図１に示す界面パターンレンズ列５は、複数の三角柱状プリズムパターンレンズが並列したレンズ列であるが、円柱状レンチキュラーレンズ列であってもよい。即ち、界面パターンレンズ列５は、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を有する。界面パターレンズ列５の長手方向は、光源２の長手方向と垂直である。

照明装置１００を画像表示装置として用いる場合には、設置状態において垂直方向に当該界面パターンレンズ列５が延在する。この場合には、界面パターンレンズ列５によって、水平方向の視野角が狭められ、正面輝度がその分だけ上昇する。

出射面側基材樹脂層６は、入射面が中間樹脂層９と接し、出射面が空気層と接する光透過性樹脂板である。中間樹脂層９と出射面側基材樹脂層６は互いに異なる屈折率を有する材料より構成されており、中間樹脂層９の屈折率の方が出射面側基材樹脂層６の屈折率よりも高い。

出射面側基板樹脂層６の出射面には、パターンレンズ列７が形成されている。本例におけるパターンレンズ列７は、円柱状レンチキュラーレンズ列であるが、三角柱状プリズムパターンレンズ列であってもよい。即ち、パターンレンズ列７は、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を有する。パターンレンズ列７は、その長手方向が光源２の長手方向に対して平行に、かつ界面パターンレンズ列５の長手方向に対して垂直になるよう、配置されている。

照明装置１００を画像表示装置として用いる場合には、設置状態において水平方向に当該パターンレンズ列７が延在する。この場合には、パターンレンズ列７によって、垂直方向の視野角が狭められ、正面輝度がその分だけ上昇する。

ここで、発明の実施の形態にかかる照明装置において、図１で示されるような構成を採用した理由について説明する。

視野角の拡散を抑制して正面輝度を上げる手段としては、図１６及び図１７に示されるように、出射面側に円柱状レンチ形状または三角柱状プリズムパターン形状を設けた光制御板を２枚組み合わせることが考えられる（以下、２枚分離方式という）。このとき、図１６に示されるように、２枚構成のうちの１枚の光制御板１１（以下、拡散制御板１１）に、光源の長手方向に対して垂直な方向にその長手方向が配置されるレンズパターンを形成した場合には、水平方向の視野角が狭められ正面輝度をその分上げることができる。

また、図１７に示されるように、光制御板１０と、光源の長手方向と平行な方向にその長手方向が配置されるレンズパターンを有する光制御板１２（以下、拡散制御板１２）を組み合わせた場合には、さらに垂直方向の視野角が狭められ正面輝度がその分上げることができる。

正面輝度向上の程度は、図１６に示す構成と図１７に示す構成で異なるが、何れの場合も、拡散制御板１１、１２の出射面側に設けられた円柱状レンチ形状または三角柱状プリズムパターン形状による光学作用は、光源からの直接光と反射板からの反射光成分の内、概ね±５０°から±７０°以上の高視野角領域に向かうレンズ媒質内の光束を、各々のレンズ面で全反射させて再び反射板側に戻し、概ね０°から±５０°の正面方向に向かう拡散出射光をより多く取り出すことを可能とするものである。

分離２枚構成である各々のシートの出射パターンレンズ面で全反射して反射板に戻った光束は、反射面で完全拡散光に近い形に変換されて繰り返し反射往復するので光量損失が極めて少なく、０°から概ね±５０°の正面方向に向かう出射拡散光を効率良く取り出せることになる。

本発明は、このような分離２枚方式の拡散制御板１１、１２と光制御板１０の間にある空気層を排し、屈折率差を設けて積層した中実な一体構造となし、該積層界面にレンズパターンを付与することで分離２枚方式の場合と同様の作用効果を狙うものである。

本件発明者は、この場合において、屈折率を異とし、隣り合う層間の基材樹脂の屈折率差（ｎ（Ｋ）−ｎ（Ｋ＋１））が高々０．１程度であっても視野角の絞込みが可能であり、輝度ムラを悪化させることなく正面輝度が概ね６％〜１２％以上向上できることを見出した。また、本方式によれば、部品点数が１枚のままで済み、輝度ムラを悪化させることなく照明装置としての実用的な範囲で、水平方向と垂直方向の視野角特性を配分制御し、更に正面輝度を上げることを可能としたものである。

また、本発明にかかる照明装置を画像表示装置のバックライトとして用いる場合には、液晶パネルを構成するピクセル画素とのモアレを回避するために、より高精細なピッチパターンが必要とされるが、パターンレンズ形状高さＨが概ね０．３ｍｍ以下の微細なピッチパターンになると、総厚みＴの増加に伴って溶融樹脂にかかる賦形ロールによる圧搾線圧が減り、溶融樹脂の賦形ロールの凹溝への充満性が悪くなると同時に、賦形ロールから離れた後に芯部から外表に向かう熱移動でレンズ形状が型戻りして形状転写精度が著しく低下してしまう。

このため、光制御板を押出機で成形する製造法では、光制御板の総厚みＴが概ね１．５ｍｍを超える場合は、予め型戻りを考慮して凹溝形状を深くした賦形ロールで成形することになるが、凹溝への樹脂の充満性が低下するために、ロール幅方向での形状転写率のムラが防止し難くなり製品収率が著しく悪化する。また、型戻りを考慮した深い凹溝の金型ロールの製作自体が困難となる場合も発生する。従って、汎用的な押出し成形法では、微細形状を全幅に渡りムラ無く、かつ高精度で形状転写させたい場合は、シート厚みＴをレンズ形状深さに応じて相対的に薄くする必要がある。しかし、総厚みＴが１．５ｍｍ以下になると、概ね３０インチを超える大型サイズの照明装置の場合には、自立性が不足し実用に耐えないというジレンマに陥る。

そこで、本発明は、概ね３０インチ以上の照明装置に対しては、汎用的な賦形ロール装置で精密形状賦形が確実に行なえる厚み（用いる熱可塑性樹脂により賦形性の相違はあるが、目安として概ね１ｍｍ以下）に留め、一方、剛直性を確保するために、厚肉の光透過性樹脂板を支持体として組み合わせ、両者を貼合して一枚構造とした。

続いて、図８を用いて、本実施の形態にかかる照明装置において用いられる光制御板の製造方法〈Ａ〉について説明する。

図８において、２０は押出機、２１はＴダイ、２２は賦形ロール装置の第１ロール（鏡面ロール）、２３は賦形ロール装置の第２ロール（賦形ロール）、２４は低屈折率な紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の連続塗工装置、２５は低屈折率な紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の賦形ロール装置、２６は低屈折率な紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の照射装置を示す。また、図８において、２７は押出成形された片面（上側）レンチキュラーシートの断面を示し、２８は押出成形された片面レンチキュラーシート２７に硬化成形されたパターンレンズを示す。

高屈折率の熱可塑性樹脂を押出機２０に供給して混練・溶融してＴダイ２１でシート状に吐出し、１対の賦形ロール２２，２３で圧搾し、第２ロール２３の表面に刻んだパターンレンズ形状を該シート原反表面に連続的に形状転写しつつ冷却固化させる。

次にライン下流の連続塗工装置２４で低屈折率の紫外線硬化樹脂をパターンレンズの表面にコートする。その後に、賦形ロール装置２５において、２Ｐ成形する型ロールに通し、下面側から紫外線を照射しつつ硬化・積層して最外表面のパターンレンズ形状を形成する。

本方式によれば、前記総厚みＴが概ね１ｍｍから１．５ｍｍに対して、レンズ高さＨが概ね０．０７ｍｍ〜０．０８ｍｍの微細パターンレンズ形状を押出方向、幅方向ともに厚みムラ無く、形状精度良く賦形転写できる。一方、Ｔが１．５ｍｍを超えると、形状精度に成形ムラを生じて輝度ムラが悪化するため実用に供することができず、微細パターンレンズのレンズ高さＨは０．１２〜０．１６ｍｍの粗い形状とする必要を生じた。逆に総厚みが概ね０．１ｍｍから１ｍｍの範囲であれば、レンズ高さＨが０．０２ｍｍから０．０７ｍｍの微細パターンレンズを押出方向、幅方向ともに厚みムラ無く、形状精度良く賦形転写できる。

続いて、図９を用いて、本発明にかかる光制御板の他の製造方法〈Ｂ〉について説明する。図９において、２９は賦形ロール装置の第１ロール（賦形ロール）、３０は高屈折率の紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の連続塗工装置、３１は低屈折率の紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の鏡面ロール装置、３２は両面同時押出賦形されたパターンレンズシート、３３は押出成形された片面レンチキュラーシート３２に硬化成形されたパターンレンズをそれぞれ示す。

製造方法〈Ｂ〉では、低屈折率の熱可塑性樹脂（例えばゴム質入りｐ−ＭＭＡ系樹脂）を押出機２０に供給して混練・溶融してＴダイ２１でシート状に吐出し、１対の賦形ロール２９、２３の両者をパターン彫刻した賦形ロールとし、上下面同時にパターンレンズ形状を連続的に転写しつつ冷却固化させる。次にライン下流の連続塗工装置３０で高屈折率の紫外線硬化樹脂をパターンレンズの表面にコートした後に２Ｐ成形する型ロールに通し、下面側から紫外線を照射しつつ硬化・積層して界面パターンの形成と同時に入射面側の高屈層部分を形成する。

本方式によれば、総厚みが概ね０．１ｍｍから１ｍｍの範囲であれば、レンズ高さＨが０．０２ｍｍから０．０７ｍｍの微細パターンレンズを押出方向、幅方向ともに厚みムラ無く、形状精度良く賦形転写できる。

本発明にかかる光制御板の別の製造方法〈Ｃ〉は、第１層を両面が平坦なＰＥＴフィルム、或いはＰＣフィルムとし、円柱状レンズパターンを高屈折な２Ｐ樹脂で連続的に形状転写し、更にこれと直交する方向で低屈折率な２Ｐ樹脂を塗工してから円柱状或いは三角柱状レンズパターンの型ロールに巻き付けつつ紫外線照射して連続的に形状賦形することで容易に得られる。この製造方法〈Ｃ〉の製造工程については、周知の方法であるため、詳細を省略する。

本発明にかかる光制御板の別の製造方法〈Ｄ〉は、高屈折材料で入射面側のシート状物（積層された後に界面パターンレンズとなる）と、低屈折材料で出射面側のシート状物を別々に成形した後に両者を低屈折率の２Ｐ樹脂で貼合する方法である。本製造工程は製造方法〈Ｃ〉と同様に、周知の方法であるため、詳細を省略する。

本発明にかかる光制御板の製造方法としては、製造方法〈Ｃ〉、〈Ｄ〉は工程数が増え、生産効率が低下し、汚染等で総合収率が悪化しコスト増となる場合があるため、製造方法〈Ｃ〉、〈Ｄ〉よりも製造方法〈Ａ〉、〈Ｂ〉の方が好適である。

次に、図１０を用いて、本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｅ〉について説明する。図１０において、３４は賦形ロール装置の第２ロール（鏡面ロール）、３６は押出成形された光透過性樹脂板の断面、３９は押出成形された後に巻き上げた状態の片面（上側）レンチキュラーシート、４０は接着層用紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の連続塗工装置、４１は押出成形された光透過性樹脂板３６と押出成形された片面（上側）レンチキュラーシート３９との接着層が硬化した状態をそれぞれ示す。

本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｅ〉では、最初に上述の製造方法〈Ａ〉によって製造された両面賦形シート・フィルム状物３９を連続押出成形して巻取る。次に厚肉な光透過性樹脂板を連続押出成形する工程で予め成形済みの両面賦形シート・フィルム状物を途中供給し、両者を透明粘着材、若しくは２Ｐ樹脂、或いはＥＢ樹脂で連続的に貼合する。
当然のことながら、製造工程に２Ｐ成形工程がある場合には、厚肉な光透過性樹脂板中に紫外線吸収材を練り込む必要がある。

次に、図１１を用いて、本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｆ〉について説明する。図１１において、３５は高屈折率な紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）用の連続塗工装置、３７は両面同時押出賦形され、巻き上げた状態のパターンレンズフィルム、３８は高屈折率の紫外線硬化樹脂（又は放射線硬化樹脂）が硬化されて形成された層をそれぞれ示している。

本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｆ〉では、最初に上述の製造方法〈Ｂ〉と同様に、低屈折率な熱可塑性樹脂を押出機２０に供給して混練・溶融してＴダイ２１でシート状に吐出し、１対の賦形ロール２３、２４で上下面同時にパターンレンズ形状を連続的に転写しつつ冷却固化させて得たフィルム状物３７を一旦巻き取っておく。
次に、高屈折率な光透過性樹脂を溶融押出して厚肉板を成形しながら、ライン下流の連続塗工装置３５で高屈折率な紫外線硬化樹脂を厚肉板の表面にコートする。更にライン下流でフィルム状物をロールで加圧した後に、上面側から紫外線を照射しつつ硬化させて両者を一体化する。

実施例．
以下に本発明の代表的な実施例とその製造方法について順次説明する。

〔実施例１〕
実施例１にかかる光制御板の構成を図２に示す。この光制御板は２層中実構造を有している。入射面側基材樹脂層４は、屈折率ｎ１＝１．６０の熱可塑性ＰＳ系樹脂により構成されている。出射面側基材樹脂層６は、低屈折率ｎ２＝１．５０の２Ｐ樹脂により構成されている。入射面側基材樹脂層４と出射面側基材樹脂層６の界面に形成されたレンズパターン５は、頂角６０°の三角柱状プリズムである。

〔実施例２〕
実施例２にかかる光制御板の構成を図３に示す。実施例２は、界面のレンズパターンの方向が線状光源の配列方向と平行である点でのみ実施例１と異なる。基材樹脂の構成と製法については実施例１と同一である。実施例２では、垂直方向の視野角が絞り込まれ、正面輝度の向上を図ることができた。

〔実施例３〕
実施例３にかかる光制御板の構成を図４に示す。実施例４は、実施例１にかかる光制御板の線状光源側に、厚肉の光透過性樹脂板８と組み合わせた分離２枚方式を採用したものである。実施例３の光制御板の光学性能は実施例１と同等であり、概ね３７インチ以上の大型照明装置に供することができ、特に、大型液晶ディスプレイの照明装置として用いる場合においても、光制御板の厚みＴが、モアレ防止のために高精細なレンズパターン形状を精度良く押出成形で賦形する都合上、該厚みＴが１ｍｍ未満の薄肉シート状物となった場合でも、組み合わせて用いる厚肉の光透過性樹脂板８の厚みを１．５ｍｍ以上とすれば光制御板としての全体の剛直性が確保されるので実用に供することが可能となる。また、厚肉の光透過性樹脂板８中に紫外線硬化樹脂を混練することにより、光制御板の何れかの層を２Ｐ樹脂で成形する場合に問題となるＣＣＬＦから発生する紫外線による劣化・着色を防ぐことができる。

本実施例３は、実施例１とは別個に押出成形にて製造した平坦で厚肉の光透過性樹脂板とを分離して組み合わせる方式である。

〔実施例４〕
実施例４にかかる光制御板の構成を図５に示す。実施例５は実施例２の光制御板の線状光源側に、光透過性樹脂板８と組み合わせた分離２枚方式を示す。得られる光学性能は実施例２と同等であり、基材樹脂の構成と製法についても実施例２と同一なので、説明を省略する。

〔実施例５〕
実施例５にかかる光制御板の構成を図６に示す。実施例５は実施例の光制御板の線状光源側に、光透過性樹脂板８と組み合わせて両者を透明な粘着材で貼合した一体構造方式を示す。得られる光学性能は実施例１と同等であり、実施例３、実施例４の場合と同様に、概ね３７インチ以上の直下式大型照明装置と液晶ディスプレイの照明装置として用いることができ、また、部品点数が減らせるのでアセンブリー工程の手間が合理化できるメリットがある。

〔実施例６〕
実施例６にかかる光制御板の構成を図７に示す。実施例６は、実施例２の光制御板の線状光源側に、光透過性樹脂板８と組み合わせて両者を透明な粘着材で貼合した一体構造方式を示す。得られる光学性能は実施例２と同等であり、基材樹脂の構成と製法については前記実施例５と同一なので、説明を省略する。

〔比較例〕
比較例は、出射レンズパターン形状と総厚みＴは実施例−１と同一の光制御板を、屈折率ｎが１．５５のＭＳ樹脂で溶融押出して賦形ロール成形したものである。

各実施例と比較例の比較．
図１２は、各実施例と比較例にかかる光制御板の基材樹脂条件を示す表である。図１２において、実施例１〜６の厚みを示す値は、入射面と界面パターレンズ頂部間の距離を示す。また、比較例の厚みを示す値は、入射面と出射Ｂパターンレンズ頂部間の距離を示す。第２層目の厚みは、界面パターンレンズ頂部と出射パターンレンズ頂部間の距離を示す。

図１３は、各実施例と比較例にかかる光制御板の形状諸元を示す表である。図１３において、Ｐはレンズピッチ（ｍｍ）、Ｃはレンズの主曲率（ｍｍ^−１）、Ｋはレンズの円錐定数、Ｈはレンズ高さ（ｍｍ）である。

図１４は、実施例３と比較例にかかる光制御板の光学性能を示す表である。
図１４に示されるように、実施例３にかかる光制御板は、比較例に対し、水平視野角が絞られた結果、正面輝度が１０％向上した。さらに、実施例３にかかる光制御板は、輝度ムラの劣化も認められなかった。

以上の説明の通り、本発明によれば、単一のシートでありながら高輝度でかつ輝度ムラを生じない、優れた光学特性が得られる光制御板によって、輝度ムラを悪化させることなく水平・垂直視野角の拡散制御が可能となる。また、絞り込んだ光束を中心方向に向けることで、更に正面輝度を向上させることができる。

本実施の形態にかかる照明装置の外観斜視図である。 本発明の実施例１にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明の実施例２にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明の実施例３にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明の実施例４にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明の実施例５にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明の実施例６にかかる光制御板の外観形状を示す。 本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ａ〉の概念図である。 本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｂ〉の概念図である。 本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｅ〉の概念図である。 本発明にかかる光制御板の製造方法〈Ｆ〉の概念図である。 各実施例と比較例にかかる光制御板の基材樹脂条件を示す表である。 各実施例と比較例にかかる光制御板の形状諸元を示す表である。 各実施例と比較例にかかる光制御板の光学性能を示す表である。 従来の照明装置の外観斜視図である。 光制御板の構成例を示す斜視図である。 光制御板の構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 反射板
２ 線状光源
３ 本発明による光制御シート状物
４ 入射面側基材樹脂層
５ 界面パターンレンズ
６ 出射面側基材樹脂層
７ 出射面側パターンレンズ
９ 中間樹脂層

Claims (8)

1. 複数の線状光源と、当該線状光源の背面側に設けられた反射板と、当該線状光源の出射面側に設けられた光制御板とを備え、当該複数の線状光源より出射した光を光制御板によって正面輝度を高めて出射する照明装置であって、
   前記光制御板は、屈折率が異なる少なくとも２層以上の中実な多層構造からなり、
   積層された互いに隣り合う第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層の屈折率の関係は、
   入射面側の第Ｋ層の屈折率ｎ（Ｋ）は、第（Ｋ＋１）層の屈折率ｎ（Ｋ＋１）よりも高く、
   第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層との境界面は、規則的な微細パターン構造Ａを有し、
   空気と接する最外層を第Ｌ層とした場合、該第Ｌ層の出射面上に規則的な微細パターン構造Ｂを有する照明装置（但し、Ｋ、Ｌは整数であり、２層の場合は、Ｋ＝１、Ｌ＝Ｋ＋１＝２）。
2. 前記微細パターン構造Ａは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して直交方向に繰り返し配列したものであり、
   前記微細パターン構造Ｂは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記微細パターン構造Ａは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであり、
   前記微細パターン構造Ｂは、複数の略楕円の一部からなる形状または多角形の一部からなるカマボコ型形状を、前記線状光源の長手方向に対して同方向に繰り返し配列したものであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記光制御板は、対角３０インチ以上であり、厚みは１．５ｍｍ以下であり、前記パターンＡあるいはパターンＢのいずれか一方がピッチ０．３ｍｍ以下であり、
   この光制御板の入射面側に、光透過性樹脂板を配置したことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の照明装置。
5. 前記光制御板の入射面側に、光透過性樹脂板を配し、両者を貼合して中実な一体構造としたことを特徴とする請求項４記載の照明装置。
6. 複数の線状光源の出射側に設けられ、当該複数の線状光源より出射した光を正面輝度を高めて出射する光制御板であって、
   前記光制御板は、屈折率が異なる少なくとも２層以上の中実な多層構造からなり、
   積層された互いに隣り合う第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層の屈折率の関係は、
   入射面側の第Ｋ層の屈折率ｎ（Ｋ）は、第（Ｋ＋１）層の屈折率ｎ（Ｋ＋１）よりも高く、
   第Ｋ層と第（Ｋ＋１）層との境界面は、規則的な微細パターン構造Ａを有し、
   空気と接する最外層を第Ｌ層とした場合、該第Ｌ層の出射面上に規則的な微細パターン構造Ｂを有する光制御板（但し、Ｋ、Ｌは整数であり、２層の場合は、Ｋ＝１、Ｌ＝Ｋ＋１＝２）。
7. 前記微細パターン構造Ａと、前記微細パターン構造Ｂはそれらの長手方向が直交することを特徴とする請求項６記載の光制御板。
8. 前記微細パターン構造Ａと、前記微細パターン構造Ｂはそれらの長手方向が同一方向を向くことを特徴とする請求項６に記載の光制御板。

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