JP2011192448A - 導光板、及び面光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導光板は、入光部となるシート端面に光源が配置され、略円盤状に形成される。導光板に設けられた光拡散力が端部から中央へ向かうほど大きくなり、当該導光板の端面の3箇所以上に略等間隔で光源が配置される。略円盤状の周囲3箇所以上に略等間隔で光源を配置して、かつ、面内の拡散力を中央へ向かうほど大きくして、面内の輝度を均一にし、光源からの光を有効に使うことを可能とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、出射面の輝度を一様にし、かつ光を有効に利用できる導光板を提供することを目的とする。
1つの前記凝集体に含まれる光拡散微粒子の個数は10個以上10000個以下であること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1が5%以上50%以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2が20%以上95%以下であり、S2>S1であること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS1が40以上90以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS2が10以上60以下であり、GS2>GS1であること、が好ましい。
前記光源の近傍における面方向のヘイズ値H1が5%以上30%以下であり、前記光源から最も離れた位置における面方向のヘイズ値H2が10%以上40%以下であり、H2>H1であること、が好ましい。
前記凝集体における微細凹凸の算術平均表面粗さが0.01μm以上10μm以下であること、が好ましい。
前記透光性バインダの屈折率と前記導光板基材の屈折率との差が±0.1以内であること、が好ましい。
前記光源の近傍における照度と前記光源から最も離れた位置における照度との比が0.8以上1.2以下であり、かつ、導光長900mm以上であること、が好ましい。
前記導光板基材の曲率は±1.61×10−4(1/mm)以内であること、が好ましい。
前記拡散層は塗布部と未塗布部とがランダムに配置されていること、が好ましい。
前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1と、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2との比S2/S1の値が120%以上であること、が好ましい。
図1は、本発明に係る導光板を備える面光源装置の構成例を示す概略図である。面光源装置は、平板状の導光板31、複数の光源35を備える。導光板31には、拡散部(光拡散部、拡散層)33が形成されている。以下の説明では、図1において、導光板31に拡散部33が形成されている下側を底面、上側(底面に対向する面)を出射面として説明する。また、図1では、本発明に係る導光板の拡散部および光源の配置例を示すものであり、これに限られるわけではない。
インクをスプレーコートする場合は、スプレーヘッドを一定方向に走査してもよいし、円盤の中心に一致した同心円状、あるいはらせん状に移動しても良い。また、円盤の中心軸線上にスプレーヘッドを配置し、中心軸に沿って遠方から徐々に基板に近づけながら塗布しても良いし、基板近傍から中心軸線に沿って徐々に遠ざけながら塗布しても良い。このようにする事で、円盤状の基板にまんべんなく、かつ光拡散性の変化を連続的に設ける事ができる点で好ましい。
さらに、一端全面を粗面とし、透明インクを塗布することで周辺部ほど表面凹凸の程度が小さくなるようにしてもよい。
また拡散部33を導光板31の出射面に設けてもよいし、底面と出社面との両面に設けてもよい。
実施形態2では、スプレーコートを用いて拡散部31を形成する場合の導光板の製造方法について説明する。
以下の説明では、液晶表示パネルや看板などの背面から光を照射するバックライト装置を構成するべく、光源が端面に配置される導光板へ、基材の塗工面に塗布液をスプレー塗工することによって拡散部を形成する。
光拡散微粒子21の平均粒径は、1μm以上50μm以下が好ましい。当該平均粒径が前述した下限値より小さいと、光を拡散する能力が不足したり、拡散光が着色したりする恐れがある。当該平均粒径が前述した上限値より大きいと、ノズルを使用した際に詰まり易くなったり、塗布密度が小さい部分で当該光拡散微粒子21による拡散光が輝点となって目立ったりする恐れがある。特に当該平均粒径は、1μm以上20μm以下が好ましい。
透光性バインダ22の屈折率と導光板基材1の屈折率との差が±0.1以内であることが好ましい。透光性バインダ22と導光板基材1との界面での屈折反射を考慮しなくて良いので光学設計が簡単である。
凝集体210に含まれる光拡散微粒子21の個数は300〜1000倍程度の光学顕微鏡又はレーザー顕微鏡などの観察によって数えることができる他、凝集体210を採取して透光性バインダ22を除去した後、光学顕微鏡などの観察によって数えることができる。
本実施形態の導光板及び導光板の製造方法は、実施形態2の導光板及び導光板の製造方法と略同様であるが、導光板の輝度が略均一となるように、光源から離れるにつれて、導光板基材の塗工面における凝集体が占める平面積と塗布液の塗布面積との比率R又は塗布液の塗布面積と導光板基材の塗工面の面積との塗工面積比率Sを高くした。
先ず、図7(a)に示すように、全てのパラメータを一定として、透明な導光板基材1の全体又は一部に均一に塗布液2を塗布する。次に、中央部周辺に同様にして均一に塗布液2を重ねて塗布する。すなわち、全てのパラメーラを一定として、中央部周辺で塗布液2の塗布を繰り返す。
なお、このような多層重ね塗りについては、塗布液2の塗布量、ノズル5の走査速度、ノズル5の送りピッチなどを変えて適宜調整しながら、重ね塗りを実施しても良い。
塗布される光拡散微粒子21の塗布密度は、ノズル5の送りピッチに逆比例して増減する。すなわち、図7(b)に示すように、両端部においてはノズル5の送りピッチが広く、中央部周辺においてはノズル5の送りピッチが狭くするように、設計したグラデーション分布関数の逆比例関係となるように連続的に送りピッチを増減する。
光拡散微粒子21の塗布密度はノズル5の走査速度に反比例するので、図7(c)に示すように、導光板基材1の両端部はノズル5の走査速度を早く、中央部周辺では遅くし、所望のグラデーション分布の逆比例関係によって、ノズル5の走査毎の走査速度を連続的に変化させながら塗布する。
すなわち、図7(d)に示すように、ノズル5を所定のピッチで、端面A側から中央部に送るにつれ、塗布液2の塗布量を多くし、中央部から光源が設置される端面B側に送るにつれ、塗布液2の塗布量を少なくする。逆に、端面A側では塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させ、ノズル5を中央部に送るにつれ、当該塗布液2の塗布量を適量とし、ノズル5を中央部から端面B側に送るにつれ、再び塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させてもよい。
すなわち、図7(e)に示すように、導光板基材1の両端部でノズル5の走査速度を速く、中央部周辺で遅くなるように所望のノズル5の走査中において、グラデーション分布関数の逆関数関係によって当該ノズル5の走査速度を連続的に変化させながらノズル5を走査する。
すなわち、図7(f)に示すように、ノズル5の走査中において、導光板基材1の両端部で塗布液2の塗布量を少なく、中央部周辺で多く噴出する。逆に、両端部では塗布液2の塗布量を過剰にして光拡散微粒子21の凝集体210を透光性バインダ22に沈降させ、中央部では当該塗布液2の塗布量を適量としてもよい。
上記実施形態2では、光拡散微粒子21の凝集体210を導光板基材1にランダムに付着させ、上記実施形態3では、光源9から離れるにつれて、導光板基材1の塗工面における凝集体210が占める平面積と塗布液2の塗布面積との比率R又は塗布液2の塗布面積と導光板基材1の塗工面の面積との塗工面積比率Sを高くしている。しかし、光拡散微粒子21の凝集体210を導光板基材1に略均一に付着させてもよい。すなわち、光源9の近傍における塗工面積比率S1と、光源9から最も離れた位置における塗工面積比率S2との比S2/S1の値が120%以上であるように構成される。
上記実施形態2乃至4の導光板の製造方法において、生産性を考えた場合、1つのノズルだけで広い面積の導光板基材の塗工面上を塗工することは時間がかかるので必ずしも得策ではない。図8は、例えばY方向、すなわち走査方向と略直交方向に等間隔に複数個のノズル5を並列に配置し、当該複数個のノズル5をX方向に走査するようにした一例である。但し、Y方向に走査する構成でも良い。このようにマルチノズルとすることで塗布時間を大幅に短縮させることができる。隣接するノズル5と5の間隔は塗布時に互いに干渉しない十分広い間隔が必要であったり、場合によっては隣接するノズルをX方向にずらして互い違いに配置したりすることも考えられる。
<基板>
材質:メタアクリル樹脂
形状、寸法:半径17cmの円形
厚み:6mm
<拡散材含有インク>
インク基材:ウレタン系光硬化性樹脂
光拡散材:スチレン系光拡散材(平均粒径5μm)
<基板>
形状、寸法:一辺30cmの正方形
これにより、光源からの光を有効に利用し、かつ面内の輝度を均一にする事ができる。
2 塗布液、21 光拡散微粒子、22 透光性バインダ
3 拡散層
4 スプレーコータ、5 ノズル、6 貯蔵槽、7、8 流量制御部
9 光源
10 拡散反射フィルム
11 拡散フィルム
31、41、51 導光板
33、43、53 拡散部
35〜38、45〜48、55〜58 光源
100 導光板
210 凝集体
Claims (16)
- 入光部となるシート端面に光源が配置される導光板であって、
前記導光板は略円盤状であり、
光拡散力が、当該導光板の端部から中央へ向かうほど大きくなる拡散部が設けられ、
前記導光板の端面の3箇所以上に、略等間隔で複数の光源が配置されることを特徴とする導光板。 - 前記拡散部は、導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に光拡散微粒子及び透光性バインダを含む塗布液を塗布することによって拡散層が塗工され、
前記塗布液は、当該塗布液をノズルから噴霧させるスプレー塗工法によって、前記導光板基材の裏面若しくは表面、又は両面に塗布することを特徴とする請求項1に記載の導光板。 - 前記塗布液の塗布面積と前記導光板基材の塗工面の面積との塗工面積比率が5%以上95%以下であることを特徴とする請求項2に記載の導光板。
- 1つの前記凝集体に含まれる光拡散微粒子の個数は10個以上10000個以下であることを特徴とする請求項2または3に記載の導光板。
- 前記光源から離れるにつれて、前記導光板基材の塗工面における前記凝集体が占める平面積と前記塗布液の塗布面積との比率又は前記塗布液の塗布面積と前記導光板基材の塗工面の面積との塗工面積比率が高くなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1が5%以上50%以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2が20%以上95%以下であり、S2>S1であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS1が40以上90以下であり、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面の(2π/360)×60radグロス値GS2が10以上60以下であり、GS2>GS1であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における面方向のヘイズ値H1が5%以上30%以下であり、前記光源から最も離れた位置における面方向のヘイズ値H2が10%以上40%以下であり、H2>H1であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記凝集体の屈折率と前記透光性バインダの屈折率との差が0.001以上0.5以下であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記凝集体における微細凹凸の算術平均表面粗さが0.01μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項9に記載の導光板。
- 前記透光性バインダの屈折率と前記導光板基材の屈折率との差が±0.1以内であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における照度と前記光源から最も離れた位置における照度との比が0.8以上1.2以下であり、かつ、導光長900mm以上であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記導光板基材の曲率は±1.61×10−4(1/mm)以内であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。
- 前記拡散層は塗布部と未塗布部とがランダムに配置されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の導光板。
- 前記光源の近傍における前記塗工面積比率S1と、前記光源から最も離れた位置における前記塗工面積比率S2との比S2/S1の値が120%以上であることを特徴とする請求項6に記載の導光板。
- 略円盤状であり、光拡散力が端部から中央へ向かうほど大きくなるように設けられた導光板と、
前記導光板の端面の3箇所以上に、略等間隔で配置された複数の光源と、を備える面光源装置。
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