JP3376508B2 - 面状光源装置に用いられる基板の製造方法 - Google Patents

面状光源装置に用いられる基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種表示装
置等の背面照明に用いる薄型の面状光源装置に関するも
のであり、特に液晶表示装置の背面照明手段として好適
に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、薄型の面状光源装置としては、サ
イドライト方式(導光板方式)が知られている。サイド
ライト方式の面状光源装置の一例として、その構造は、
図6、図7に示されるように、アクリル等の透光性の高
い材料による略断面矩形状の透明樹脂基板31の裏面3
2には、白色または乳白色インクにより、一端側から他
端側に行くにつれてその密度が変化するように、通常ス
クリーン印刷方式により印刷された散乱パターン33が
施されている。さらに、該散乱パターン33の後方に
は、反射板34が配置されている。また、透明樹脂基板
31の表面35には、拡散板36が配置されている。
【0003】透明樹脂基板31の端面37には、線状光
源である蛍光管38が透明樹脂基板31の端面37とほ
ぼ当接するように置かれており、その外周面でかつ前記
端部37を向いた面以外の部分は、銀等を蒸着した反射
フィルム39で覆われている。蛍光管38が置かれてい
る以外の透明樹脂基板31の端面は、反射テープ等の反
射材40が付加されている。(例えば、特開昭63−6
2105号公開)
【0004】図8は、このように構成されたサイドライ
ト方式の面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。これを説明すると、蛍光管
38からの発光光線は、反射フィルム39により反射さ
れるので、多くが透明樹脂基板31の端面37に到達
し、透明樹脂基板31の内部に進入する。この光線の
内、透明樹脂基板31の裏面32に印刷されている散乱
パターン33に当たる光線41だけが散乱され反射し、
透明樹脂基板31の表面に達する散乱された光線42及
び散乱パターン33を透過し裏面に抜けて反射板34に
当たって反射し透明樹脂基板31の表面35に向かう光
線43の2つの光線は、符号44で示すように、拡散板
36を透過して表面35に放射される。
【0005】透明樹脂基板31の裏面32に施された散
乱パターン33に当たらない光線45及び透明樹脂基板
31の表面35に当たる光線46は散乱パターン33に
到達するまでそのまま内部で全反射を繰り返して進む。
出射光が全画面上で均一な発光強度になるよう光源から
の距離に応じて散乱パターンに密度分布を与えているこ
とにより、比較的高輝度でしかも均一な面状光源が実現
可能となっている。
【0006】
【発明が解決ようとする課題】ところで、面状光源装置
に使用される透明樹脂基板31の裏面に印刷される白色
または乳白色インクで印刷された散乱パターン33は、
上述したように、通常スクリーン印刷方式によって印刷
されている。このスクリーン印刷方式は、印刷工程にお
いて、インクを付加した後の乾燥工程で長い時間を必要
とするため、生産性が極めて低いという欠点があった。
また、使用する溶剤による環境の汚染問題も危惧され
る。
【0007】そこで、本発明は、散乱パターン製造工程
における生産性の向上と、かつ環境の汚染問題のない新
規の散乱パターンを設置した面状光源装置に用いられる
基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、透明樹脂基板の少なくとも1つ
以上の端面に1本または複数本の直線状の蛍光管を配置
させて構成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装
置において、前記透明樹脂基板の裏面に、前記蛍光管か
ら遠ざかるに従ってその存在密度が増加するように、少
なくとも算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以上の、
ンクを使用せずに形成された微小な凹凸面による光散乱
パターンを形成したことを特徴とする面状光源装置に用
いられる基板の製造方法であって、前記微小な凹凸面に
よる光散乱パターンの型が形成された型内に液状樹脂を
注入し、その上部に透明樹脂基材を密接させ、該密接さ
せた状態で前記液状樹脂を重合硬化させることにより、
前記透明樹脂基材と硬化した樹脂とを一体的に形成する
ことを特徴とする前記面状光源装置に用いられる基板の
製造方法である。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、液状樹脂に紫外線を照射することにより重合硬化さ
せることを特徴とした面状光源装置に用いられる基板の
製造方法である。
【0010】また、請求項3の発明は、請求項1記載の
面状光源装置に用いられる基板の製造方法において、微
小凹凸面による光散乱パターンの型が形成された型、ま
たは光散乱パターンを形成させるための微小凹凸面は、
金属板の不要部分をマスキングした後、サンドブラスト
法により形成することを特徴とする。
【0011】請求項4の発明は、請求項3記載の面状光
源装置に用いられる基板の製造方法において、マスキン
グにドライフイルムレジストを使用したことを特徴とす
る。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の面状光源装置の構造を図
1、図2および図3に基づいて説明する。図1におい
て、図面上方が本発明の面状光源装置の表面であり、下
方が裏面となる。略断面矩形状の透明樹脂基板1は、透
光性の高いアクリル等よりなる透明樹脂基材2と、面状
光源装置裏面側に形成される微小凹凸面による光散乱パ
ターン3が一体化されてなる。光散乱パターン3は、蛍
光管7から遠ざかるに従ってその存在密度が増加するよ
うに、微小な凹凸面からなる。
【0016】さらに、該光散乱パターン3の後方には、
反射板4が装置裏面を覆うように配置されている。また
透明樹脂基板1の表面の画面全体は、拡散板5で覆われ
ている。一方、透明樹脂基板1の一端面6に近接するよ
うに、蛍光管7が置かれており、透明樹脂基板1が配置
されている以外の蛍光管7の外周は銀を蒸着した反射フ
ィルム8で覆われている。他端面は、反射フィルム等の
反射材9が付加されている。
【0017】下記に示される表1は、試作品の面状光源
装置内の光散乱パターンの表面の凹凸形状の算術平均粗
さ(Ra)とその際の光拡散性を示す曇価の関係を示す
ものである。表1より、算術平均粗さ(Ra)が0.1
μm以下では、光拡散性がほとんど得られないことか
ら、従来例の白色または乳白色インクで印刷された散乱
パターンと同程度の光拡散性を得るためには、本発明の
面状光源装置に設置される光散乱パターン表面の凹凸形
状の算術平均粗さ(Ra)は、少なくとも0.1μm以
上が必要である。
【0018】
【表1】
【0019】ゆえに、従来の白色または乳白色インクで
印刷された散乱パターンを備えた面状光源装置と同様に
高輝度な発光強度を有するために光散乱パターンの表面
の凹凸形状の算術的粗さ(Ra)が0.1μm以上
散乱パターンを備えた面状光源装置が用いられる。
【0020】次に、本発明における面状光源装置の作用
を説明する。蛍光管7からの発光光線は、反射フィルム
8で覆われる透明樹脂基板1の端面6以外の蛍光管7の
外周面では反射され、発光された光線の多くが、端面6
に到達し透明樹脂基板1内に進入する。光散乱パターン
3に達した発光光線は、表面側に拡散され、透明樹脂基
板1の表面へ向かい進入角度の大きい光線は、拡散板6
を透過して表面に放射され、それ以外は、裏面方向に反
射する。
【0021】光散乱パターン3を透過した発光光線は、
後方の反射板4により、やはり表面方向に反射する。ま
た、光散乱パターン3に達しない発光光線も、反射板4
および拡散板5に当たり反射を繰り返すうちに、透明樹
脂基板1の表面への進入角度が変化するので、表面に放
射される。なお、光散乱パターン3に形成された微小凹
凸形状は、図1において右側にいくほど密度が大きくな
るので、光は右側に行くほど散乱され表面に放射される
ため、光源の位置に左右されることなく全画面上で均一
に発光される。
【0022】図3に基づいて、透明樹脂基材2と光散乱
パターン3が一体化に形成された図2に示す透明樹脂基
板1の製造方法を説明する。本実施例1においては、屈
折率1.49の紫外線吸収材の混入されていない透明ア
クリル樹脂板を基材(透明樹脂基材2)と、屈折率1.
5の紫外線硬化型の液状樹脂(透明液状樹脂3a)とを
用いて面状光源装置に用いられる基板を製造する。微小
凹凸面による光散乱パターン形成用の型は黄銅板に、あ
らかじめドライフィルムレジストにより、パターン形成
を行い、SiCビーズによりサンドブラストを実施し作
製したものをマスターとし、これをシリコンゴムで転写
し複製したものを型10とした。上記のように、光散乱
パターンを形成する型または凹凸面を製造する際には、
金属板の不要部分のマスキングにドライフィルムレジス
トを使用すると、光散乱パターンを容易に金属板上に複
写でき、剥離も簡単にできる。また、マスキングした
後、サンドブラスト法により金属板を削ると、同時に微
小な凹凸面が金属板上に形成されるので、1作業で2つ
の工程を行うことができ、製造が容易となる。
【0023】上述の方法により作製された型10内に、
図3(a)に示すように、透明液状樹脂3aを注入す
る。しかる後、図3(b)に示す透明樹脂基材2を透明
液状樹脂層の上にかぶせると、図3(c)のようになっ
ている。次に、図3(c)において上方から紫外線を照
射して、透明樹脂基材2を密接させた状態で透明液状樹
脂3aを重合硬化させる。この後、型10を剥離するこ
とにより、図2に示すような透明樹脂基材2と微小凹凸
面による光散乱パターン3が別材料により一体化された
透明樹脂基板1が製造できる。
【0024】次に図4、図5に基づいて、面状光源装置
に用いられる光散乱パターンを有する透明樹脂基板の別
の製造方法を示す。図4は、本実施例の略断面矩形状の
透明樹脂基板21の断面図である。透明樹脂基板21
は、透明樹脂基材22からなり、その一面には、微小凹
凸形状からなる光散乱パターン23が形成されている。
透明樹脂基板となるのは、屈折率1.49の透明アクリ
ル樹脂板(透明樹脂基材22)を用いる。微小凹凸面に
よる光散乱パターン形成用の型は、前掲の実施例で使用
したものと同一の黄銅板を使用して作成し、凹凸面24
とした。
【0025】図4に示す透明樹脂基板21の製造方法
は、図5(a)に示す微小凹凸面による光散乱パターン
23を形成させるための凹凸面24を、温度180度、
圧力50kg/m2 で、図5(b)に示す透明樹脂基材
22に押し当てて、熱加圧熱成形することにより、透明
樹脂基材22に凹面が形成され、透明樹脂基材22と光
散乱パターン23が一体的に形成した透明樹脂基板21
が製造できる。
【0026】上記2つの実施例において、それぞれの方
法で作成した透明樹脂基板を用いて、図1に示す構成の
面状光源装置の評価を行った。その結果、発光面上での
明るさ及びその均一性共に従来の白色または乳白色イン
クで印刷した散乱パターンを有する面状光源装置とほと
んど同一の結果を得ることができた。
【0027】また、本発明に係る微小凹凸面による光散
乱パターンの製造方法については、上記の実施例に限定
されるものではなく、射出成形法、ローラ成形法その他
の方法によって製造してもよい。
【0028】なお、本発明を実施するに際して用いる透
明樹脂基材は、その透明性からアクリル樹脂がもっとも
適しているが、特にこれに限定されるものではなく、ポ
リカーボイト、ポリスチレン、AS樹脂等の各種熱可
塑性の透明樹脂等が使用可能であり、また、CR−39
等の熱硬化性樹脂や各種ガラス材料等の無機材料等も透
明であれば場合によっては適用可能である。
【0029】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の面状光源装
置内に形成される光散乱パターンを従来の白色または乳
白色インクで印刷するのではなく、微小凹凸面による光
散乱パターンとした。従って、光散乱パターン形成工程
において、低い生産効率の原因であったインクを乾燥さ
せるための時間が省略できる。また本発明では、透明樹
脂基板と光散乱パターンを一体的に形成できるので、2
者を密着させる工程を新たに行わなくてもよいため、短
い工程による高い生産性を得る。また、インクを使用し
ないことから、溶剤による環境汚染の問題もなくなる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。
【図2】本発明の面状光源装置を構成する別材料よりな
る透明樹脂基板の断面図である。
【図3】図3の透明樹脂基板の製造方法を説明する図で
ある。
【図4】本発明の面状光源装置を構成する同一材料より
なる透明樹脂基板の断面図である。
【図5】図4の透明樹脂基板の製造方法を説明する図で
ある。
【図6】従来の面状光源装置を裏面より見た斜視図であ
る。
【図7】従来の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。
【図8】面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。
【符号の説明】
1 透明樹脂基板 2 透明樹脂基材 3 光散乱パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−309918(JP,A) 特開 平3−5725(JP,A) 特開 平6−186562(JP,A) 特開 平5−45652(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 530

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明樹脂基板の少なくとも1つ以上の端
    面に1本または複数本の直線状の蛍光管を配置させて構
    成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装置におい
    て、前記透明樹脂基板の裏面に、前記蛍光管から遠ざか
    るに従ってその存在密度が増加するように、少なくとも
    算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以上の、インクを使
    用せずに形成された微小な凹凸面による光散乱パターン
    を形成したことを特徴とする面状光源装置に用いられる
    基板の製造方法であって、 前記微小な凹凸面による光散乱パターンの型が形成され
    た型内に液状樹脂を注入し、その上部に透明樹脂基材を
    密接させ、該密接させた状態で前記液状樹脂を重合硬化
    させることにより、前記透明樹脂基材と硬化した樹脂と
    を一体的に形成することを特徴とする前記面状光源装置
    に用いられる基板の製造方法
  2. 【請求項2】 液状樹脂に紫外線を照射することにより
    重合硬化させることを特徴とした請求項1記載の面状光
    源装置に用いられる基板の製造方法
  3. 【請求項3】 微小凹凸面による光散乱パターンの型が
    形成された型または光散乱パターンを形成させるための
    微小凹凸面は、金属板の不要部分をマスキングした後、
    サンドブラスト法により形成することを特徴とする請求
    項1記載の面状光源装置に用いられる基板の製造方法。
  4. 【請求項4】マスキングにドライフイルムレジストを使
    用したことを特徴とする請求項3記載の面状光源装置に
    用いられる基板の製造方法。
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