JPH0545652A

JPH0545652A - 面状光源装置およびその製法

Info

Publication number: JPH0545652A
Application number: JP3293453A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Sugi; 興一郎杉; Hiroyuki Uchida; 広幸内田; Yasumasa Sato; 康正佐藤; Seiya Koyanagi; 精也小▲柳▼
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示素子のバックライト等に好適に用い
られる面状光源装置において、光を均一に拡散するため
の光拡散体の形成を高精度で良好な再現性をもってでき
るようにする。【構成】透光板１１の一方の面に多数の微小凹部１４
又は微小凸部１４´・・・を形成し、この多数の微小凹部
１４又は微小凸部１４´・・・を光拡散体として機能させ
る。この微小凹部１４又は微小凸部１４´の形成を透明
ドライフィルムレジストの光硬化物で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等のバッ
クライトなどに好適な面状光源装置およびその製法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような面状光源装置として、
例えば特開平１−２４５２２０号公報に記載のものがあ
る。このものは図９に示すように、ガラス、アクリル樹
脂、ポリカーボネイト樹脂などの透光性材料からなり、
その一側面端部が光入射部１とされた透光板２と、この
透光板２の光入射部１に近接して設けられた冷陰極管な
どの筒状の光源３と、透光板２の表面に貼り合わされた
乳色半透明のポリエチレンテレフタレートフィルムなど
の散乱板４と、透光板２の裏面に設けられた光拡散体５
と、この光拡散体５上に設けられ、この光拡散体５から
延びて光源３を包囲するアルミニウム鏡面板などからな
る反射板６とから構成されている。

【０００３】上記光拡散体５は、図１０に示すように、
多数の小径から大径にいたるドット７…を分散したもの
からなり、透光板２の光入射部１に近い部分には小径
（約３００μｍ程度）のドット７…が配され、光入射部
１から離れるにしたがって、径が順次大きくされたドッ
ト７…が列状に複数列配置されている。

【０００４】これらのドット７…の形成は、２５〜３０
０μｍの深さ又は高さを必要とするために、印刷法で
は、複数回にわたって重ね塗りを必要とし、製造コスト
が高くなり、精度も得られない。したがって、通常これ
らの形成は射出成形法により、凸部を持った透光板２を
成形するかもしくはアクリル樹脂板等をエンボス加工す
るなどの方法で行われている。

【０００５】このような光拡散体５を設けることによっ
て、透光板２の光入射部１から入射された光が、光入射
部１から離れるにしたがって大径のドット７…によって
多く拡散されることとなり、散乱板４全表面から均一に
放射され、面全体から均一な光量の光を放射する薄型の
面状光源装置となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような面状光源装
置では、光拡散体５の形成を射出成形やエンボス加工な
どの方法によっているため、ドットの形成の正確性が不
足する不都合がある。すなわち、上記ドットの最小径は
８０μｍ程度の微小なものとなり、その位置も所定位置
に正しく配置する必要があるが、射出成形やエンボス加
工ではこのような精度を確保することが困難である。ま
た、最近では径が２０〜１００μｍのドットを高密度で
かつ高精度に配置することが要求されており、射出成形
やエンボス加工では、到底このような要求を満たすこと
ができない。

【０００７】また、射出成形やエンボス加工では、加工
中にゴミなどの異物がドットに混入することがあり、光
の拡散の均一性がさまたげられることもある。

【０００８】よって、本発明における課題は、これらの
方法によらずに光拡散体の形成を行うことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、光拡散体
を透光板の一面に形成した多数の微小凹部又は微小凸部
から構成し、この多数の微小凹部又は微小凸部を透明の
ドライフィルムレジストの光硬化物から構成することで
解決される。

【００１０】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１１】図１および図２は、本発明の面状光源装置
の要部の一例を模式的に示すもので、図中符号１１は透
光性材料からなる透光板である。この透光板１１の表面
には乳色半透明のポリエチレンテレフタレートフィルム
などの散乱板１２が貼り着けられている。また、この透
光板１１の一側面端部は、光が入射される光入射部１３
となっている。透光板１１の裏面には、多数の微小凹部
１４又は微小凸部１４´…が形成されている。

【００１２】この微小凹部１４又は微小凸部１４´…
は、図２に示すようにその平面形状が楕円となってお
り、その長軸を光入射部１３に向けて複数の列状に配置
されている。この楕円形の微小凹部１４又は微小凸部１
４´の寸法はその長軸が０．２〜４ｍｍ、短軸が０．０
５〜２ｍｍ、深さ又は高さが５〜１０００μｍ程度とさ
れるが、この範囲に限定されることはなく、透光板１１
の寸法や用途等によって適宜変更することができる。

【００１３】このような多数の微小凹部１４又は微小凸
部１４´…は、透明ドライフィルムレジストを用い、こ
れの光硬化物で形成される。以下、これによる方法につ
いて説明する。

【００１４】まず、無色透明のドライフィルムレジスト
を用意する。この無色透明ドライフィルムレジストとし
ては、特に限定されず、熱可塑性重合体と、分子中に少
なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する架橋性単量
体と、光重合開始剤を必須成分とするものが用いられ
る。

【００１５】上記熱可塑性重合体は、使用する現像液に
可溶であるかまたは膨潤するものであれば種々のものが
使用できる。具体例としては、１，１，１−トリクロロ
エタンを現像液とするフォトレジストの場合、ポリメタ
クリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルを主成分とす
る共重合体が用いられる。メタクリル酸メチルと共重合
するのに使用される単量体の具体例としては、（メタ）
アクリル酸メチル（アクリル酸メチルまたはメタクリル
酸メチルの意，以下同様）、（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリ
ル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、
（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ
−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、
（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−
ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシ
プロピル等の（メタ）アクリル酸エステル、スチレンな
どがあげられる。

【００１６】一方、炭酸ナトリウム等のアルカリ希薄溶
液を現像液とするフォトレジストの場合は、前記の（メ
タ）アクリル酸エステルまたはスチレン等とアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸
等のカルボキシル基含有単量体との共重合体があげられ
る。

【００１７】前記の分子中に少なくとも１個のエチレン
性不飽和基を有する架橋性単量体としては、ポリエチレ
ングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジ
アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレート等のポリエステルア
クリレートやエポキシアクリレート、ウレタンアクリレ
ート等があげられ、これらは１種またはそれ以上併用し
て、２５〜５０重量％の範囲で使用される。

【００１８】また、上記光重合開始剤は公知の例えば、
ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、４，４’−ビス
（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、ｔ−ブチルアント
ラキノン、２−エチルアントラキノン、チオキサントン
類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルケタール
類等があげられ、これらは１種または２種以上を併用で
きる。光重合開始剤の使用量はコスト、パターンの仕上
がり具合、あるいは解像度等の点から０．５〜１０重量
％である。

【００１９】このドライフィルムレジストは、レジスト
の粘度が高すぎない場合は、希釈剤の不存在下でも製造
可能であるが、一般的には熱可塑性重合体を溶解させ、
かつ沸点のあまり高くない溶剤、例えばメチルエチルケ
トン、メチレンクロリド、塩化メチレン／メチルアルコ
ール混合物、またはイソプロピルアルコール等を併用し
て製造した方が好ましい結果が得られる。溶剤の使用量
は、２００重量％以下、好ましくは１００〜２００重量
％である。また、必要に応じて可塑剤、熱重合禁止剤等
を添加することもできる。

【００２０】透明ドライフィルムレジストの製造は、熱
可塑性重合体、架橋性単量体および光重合開始剤等を混
練し、ポリエチレンテレフタレートなどの支持フィルム
上に目的の厚みとなるように流延または積層し、必要な
らば乾燥したのちポリオレフィンなどの保持フィルムを
積層することで簡単に行うことができる。

【００２１】この透明ドライフィルムレジストの光硬化
後の光線透過率は、８０％以上、好ましくは９０％以上
のものが用いられる。また、この透明ドライフィルムレ
ジストの厚みは微小凹部１４又は微小凸部１４´…の深
さ又は高さと一致させた方が、露光・現像等の加工条件
幅が広くなり好ましく、逆に上記厚みを変えることによ
り微小凹部１４又は微小凸部１４´・・・の深さ又は高さ
を自由にかつ均一に調整することができ工業的生産にお
いて極めて有利である。

【００２２】ついで、この未硬化状態の透明ドライフィ
ルムレジストを透光板の一面に貼り付ける。未硬化状態
の透明ドライフィルムレジストは、高い粘着性を有し、
ガラス、アクリル樹脂などによく接着するため、特に接
着剤を用いるまでもない。

【００２３】次に、図３および図４に示すようなポジパ
ターン又はネガパターンを有するホトマスクを介して透
光板上の透明ドライフィルムレジストに紫外線を照射
し、ドライフィルムレジストを光硬化させる。このの
ち、有機溶剤、アルカリ水溶液などの現像液を用い、未
硬化部分のドライフィルムレジストを溶解除去し、光硬
化されたドライフィルムレジストの部分を残して、多数
の楕円状の微小凹部又は微小凸部を透光板上に形成する
ことで、光拡散体が形成される。なお、図３のポジパタ
ーンを有するホトマスクとは楕円内が黒色不透明、その
他の部分が透明のものであり、また、図４のネガパター
ンを有するホトマスクとは楕円内が透明で、その他の部
分が黒色不透明のものである。

【００２４】このような多数の微小凹部１４又は微小凸
部１４´…からなる光拡散体を形成した透光板を用いて
図７または図８に示すような面状光源装置を作成すれ
ば、微小凹部１４又は微小凸部１４´…が従来装置のド
ット７…と同様に機能し、光入射部１３から入射されて
光が散乱板１２全表面から均一に放射され、散乱板１２
の表面のいずれの部分からも均一な強度の光を放射する
薄型の面状光源装置となる。特に微小凹部が多数形成さ
れた面状光源装置は放射された光の輝度がより高くなり
好ましい。

【００２５】そして、本発明では光散乱体となる微小凹
部１４又は微小凸部１４´…を透明ドライフィルムレジ
ストの光硬化物から構成するため、いわゆるホトリソグ
ラフによって行うことができるので、微小凹部１４又は
微小凸部１４´の形状、位置等を極めて正確に高い再現
性と精度で形成することができる。また、ドライフィル
ムレジストの厚さを微小凹部１４又は微小凸部１４´の
深さ又は高さと一致させれば、微小凹部１４又は微小凸
部１４´…の深さ又は高さも均一なものとなる。

【００２６】また、ホトマスクのパターンを変更するだ
けで、種々の形状の微小凹部１４又は微小凸部１４´を
形成することができ、製造上の自由度も高いものとな
る。

【００２７】さらに、本発明では、微小凹部１４又は微
小凸部１４´の形状、配置状況等は、図２のものに限ら
れることはなく、この他に図５および図６に示すような
ものでも同様の機能を発揮し、光散乱体となりうる。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）厚さ８０μｍのアクリル樹脂系の無色透明
ドライフィルムレジストを用意した。このものの光硬化
物の光線透過率は８９％であった。

【００２９】ついで、この無色透明ドライフィルムレジ
ストを、透光板としての厚さ２．０ｍｍ、縦２００ｍ
ｍ、横１５０ｍｍのメチルメタアクリレート透明樹脂板
の一面に、その粘着性を利用して貼り付け、図３に示す
ポジパターン（楕円内が黒色不透明、その他の部分が透
明である）のホトマスクを介して紫外線を照射し、露光
した。

【００３０】露光後の透明ドライフィルムレジストをア
ルカリ水溶液で現像し、未露光の未硬化部分を溶解除去
し、多数の微小凹部が形成された透光板を得た。微小凹
部は長軸と短軸の比が５：３の楕円状であり、光源部か
ら離れるにつれその楕円の面積が大きくなるように形成
されており、深さは８０μｍであった。この微小凹部の
寸法は設計通りであり、ほとんどバラツキがなかった。

【００３１】このようにして多数の微小凹部からなる光
拡散体を設けた透光板を使用して図７に示すような有効
露光面が縦１８０ｍｍ、横１３０ｍｍの面状光源装置を
作成したところ、全露光面にわたって均一な光量が得ら
れ、輝度も高かった。

【００３２】（実施例２）実施例１において、図４に示
すネガパターン（楕円内が透明、その他の部分が黒色不
透明）を用いた以外は同様の方法で、多数の微小凸部が
形成された透光板を得た。微小凸部は長軸と短軸の比が
５：３の楕円状であり、光源部から離れるにつれ、その
楕円の面積が大きくなるように形成されており、高さは
８０μｍであった。この微小凸部の寸法は設計通りであ
り、ほとんどバラツキがなかった。

【００３３】このようにして多数の微小凸部からなる光
拡散体を設けた透光板を使用して図８に示すような有効
露光面が縦１８０ｍｍ横１３０ｍｍの面状光源装置を作
成したところ、全露光面にわたって均一な光量が得ら
れ、輝度は実施例１よりも若干低かった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では面状光
源装置の光拡散体を多数の微小凹部又は微小凸部から構
成し、この微小凹部または微小凸部を透明ドライフィル
ムレジストを用いて形成したものであるので、光拡散体
の形成が簡便でかつ精度よく、生産性が高いものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における透光板の一例を示す概略断面
図である。

【図２】この発明における微小凹部又は微小凸部の形
状、配置の例を示す平面図である。

【図３】この発明に用いるポジパターンを有するホトマ
スクの形状、配置の例を示す平面図である。

【図４】この発明に用いるネガパターンを有するホトマ
スクの形状、配置の例を示す平面図である。

【図５】この発明における微小凹部又は微小凸部の形
状、配置の例を示す平面図である。

【図６】この発明における微小凹部又は微小凸部の形
状、配置の例を示す平面図である。

【図７】実施例１における多数の微小凹部からなる光拡
散体を設けた透光板を使用した面状光源装置の一例を示
す概略断面図である。

【図８】実施例２における多数の微小凸部からなる光拡
散体を設けた透光板を使用した面状光源装置の一例を示
す概略断面図である。

【図９】従来の面状光源装置の例を示す概略断面図であ
る。

【図１０】従来の面状光源装置における光拡散体のパタ
ーンを示す平面図である。

【符号の説明】

１光入射部２透光板３光源４散乱板５光拡散体６反射板７ドット１１透光板１２散乱板１３光入射部１４微小凹部１４´ 微小凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小▲柳▼ 精也広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性材料からなる透光板の少なくとも
一側面端部を光入射部とし、この透光板の一面に光拡散
が可能となるような光拡散体が設けられてなる面状光源
装置において、上記光拡散体が透明なドライフィルムレ
ジストの光硬化物から構成されていることを特徴とする
面状光源装置。
【請求項２】透光板の光入射部から入射された光が光
拡散体の設けられていない面から出射される際、この光
の強度が均一になるように、光拡散体を形成したことを
特徴とする請求項１記載の面状光源装置。
【請求項３】透光板の一面に透明のドライフィルムレ
ジストを貼着し、このドライフィルムレジストにホトマ
スクを介して露光せしめた後、現像し、多数の微小凹部
又は微小凸部を光硬化物により形成して光拡散体を得る
ようにしたことを特徴とする面状光源装置の製法。