JPH06273752A - 面光源装置用の光拡散シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入射面での光の損失を抑え、光を有効に射出
させ、光源からの限られた光量を有効に使える光拡散シ
ートを提供すること。 【構成】 面状に光を発することができる面光源装置の
射出面に対置して用いられる面光源装置用の光拡散シー
ト１であって、この光拡散シートは、光拡散のためのポ
リカーボネートから成るシート基材２と、このシート基
材２の面光源側の上に形成された少なくとも一層の光反
射防止のためのフッ化マグネシウムから成る膜３とを備
え、上記光反射防止のための膜３の屈折率は、シート基
材２の屈折率よりも小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイや避
難誘導灯などのサインプレート、もしくは一般的な照明
などに使用される面光源装置の光拡散シートに係り、特
に、光源からの光を均一に拡散したり、光線の方向を制
御する機能を有する光拡散シートを使用する場合におけ
る光の利用効率をさらに高めた面光源装置用の光拡散シ
ートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光源からの光を均一に拡散した
り、光線の方向を制御するための種々の光拡散シートに
関する報告がなされている。しかしながら、光拡散シー
トの光源側の面には特に工夫はされておらず、光拡散シ
ートに光が入射する際の反射による損失にはあまり注意
が払われていなかったのが実情である。これに対して本
出願人はすでに、拡散シートの入射面に凹凸を設けるこ
とによって、入射角の大きな光に対して利用効率を向上
させる旨の提案をしている（特願平４−１８６７４１号
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光線の
方向を制御する場合など、光学的な理由により入射面に
凹凸を付けたくない場合が生じることがある。このよう
な場合、上記提案の発明を積極的に使用することはでき
ない。

【０００４】また、入射面に凹凸があると、入射角が小
さい場合、光拡散シートの界面での反射光量が大きくな
り、反って光源からの光を効率よく利用できないことに
なる。

【０００５】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、入射面の形状、
入射光の入射角度に依らずに、常に光を効率よく使用で
きるような光拡散シートを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、面状に光を発することができる面光源装置の
射出面に対置して用いられる面光源装置用の光拡散シー
トを前提とし、光拡散のためのシート基材と、このシー
ト基材の面光源側の上に形成された少なくとも一層の光
反射防止のための膜とを備え、上記光反射防止のための
膜の屈折率は、シート基材の屈折率よりも小さいことを
特徴とするものである。

【０００７】このような技術的手段において、光拡散シ
ートを構成する光拡散のためのシート基材としては、例
えば、屈折率１．５８のポリカーボネート樹脂等のシー
トが用いられ、この上に形成される光反射防止のための
膜としては、例えば、屈折率１．３８のフッ化マグネシ
ウム膜が好適に用いられる。

【０００８】なお、光拡散のためのシート基材は、上記
のポリカーボネート樹脂に限定されるものではなく、ア
クリル樹脂やガラスなどの可視光に対して透明性の高い
材質のものであればよい。また、光拡散のためのシート
基材には、光拡散の機能が付与されており、この基材は
光拡散材を含有させたシートであってもよいし、表面に
凹凸を設けたシートであってもよい。さらには、光線を
制御するプリズムが多数並んでいるようなタイプのシー
トとしてもよい。

【０００９】光反射防止のための膜の材質もまた、上記
のフッ化マグネシウムに限定されるものではなく、セラ
ミック、樹脂などを用いることができるが、この光反射
防止のための膜の屈折率は、シート基材の屈折率よりも
小さくなるように選定しなければならない。

【００１０】一般に、入射光が垂直に入る場合、空気の
屈折率をｎ０（＝１．０）、シートの屈折率をｎ１、光
反射防止のための膜の屈折率をｎ２とすると、光反射防
止のための膜の無反射条件は、ｎ２²＝ｎ０×ｎ１で表
されることが知られている。例えば、シート基材にポリ
カーボネート樹脂を用いると、無反射条件を満足させる
膜の屈折率はｎ２＝１．２７となることがわかる。

【００１１】従って、ポリカーボネートの屈折率よりも
小さい屈折率をもつ膜を、光反射防止のための膜として
用いれば反射防止の効果があるが、なるべく屈折率が
１．２７に近いほうが反射防止効果を向上させるために
は好ましい。つまり、実用的な反射防止効果を得るため
には、光反射防止のための膜の屈折率と、シート基材の
屈折率との差が、０．０５以上、さらに好ましくは、
０．１以上とすれば、十分な反射防止効果が得られる。

【００１２】請求項２に係る発明は、このような技術的
理由に基づいてなされている。

【００１３】すなわち、請求項２に係る発明は請求項１
に係る面光源装置用の光拡散シートを前提にし、光反射
防止のための膜の屈折率と、シート基材の屈折率との差
が、０．０５以上であることを特徴とするものである。

【００１４】なお、上記光反射防止のための膜の形成方
法は、蒸着法、スパッタ法、キャスティングなど膜の材
質にあった製膜手段が適用できる。また、本発明のシー
トは、面状に光を発することができる一般の面光源装置
すべてに適用可能である。すなわち、液晶ディスプレイ
用バックライトに限定されることなく面光源装置一般に
利用することが可能である。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明に係る光拡散シートによれ
ば、光拡散のためのシート基材と、このシート基材の面
光源側の上に形成された少なくとも一層の光反射防止の
ための膜とを備え、上記反射防止のための膜の屈折率
は、シート基材の屈折率よりも小さいことから、シート
の入射面での光の損失が抑えられ、光を有効に射出させ
ることが可能になる。つまり、シートに入射する光は、
その一部が空気と光反射防止のための膜との界面、およ
び光反射防止のための膜とシート基材との界面で、それ
ぞれ反射され、光反射光となるが、これら２つの反射光
が互いに打ち消し合うことにより、全体の反射光量が小
さくなり、その分、透過光量が増加する。

【００１６】他方、請求項２記載の発明に係る光拡散シ
ートによれば、光反射防止のための膜の屈折率と、シー
ト基材の屈折率との差が、０．０５以上であるので、よ
り十分な反射防止効果が得られる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

【００１８】本発明の光拡散シート１は、図１に示され
るように、光拡散のためのシート基材２と、このシート
基材の面光源側の上に形成された光反射防止のための膜
３とを備え、上記光反射防止のための膜３の屈折率は、
シート基材２の屈折率よりも小さくなるように設定され
る。

【００１９】本発明の光拡散シートは、面状に光を発す
ることができる面光源装置の射出面に対置して用いられ
るものであり、その一例が図２に示される。図２は液晶
ディスプレイ用バックライトなどに使用されるエッジラ
イト型光源装置を示している。図示のごとくこの装置
は、アクリル樹脂からなる導光板４と、この側面に配置
された冷陰極管５と、上記導光板４の底部に設けられた
拡散反射板６とでその主要部が構成されている。そし
て、冷陰極管５から発せられた光は、導光板４の上部平
面から面状に射出できるようになっている。

【００２０】なお、面光源装置は、上記のいわゆるエッ
ジライト方式の形態に限定されるものではなく、たとえ
ば、図３に示されるように冷陰極管を下部に備えるいわ
ゆる直下型面光源装置であってもよいことは勿論であ
る。また、本発明のシートは液晶ディスプレイ用バック
ライトに限定されることなく面光源装置一般に利用する
ことが可能であるが、光源に使用する電力が制限され少
しでも効率よく光を利用したい場合、特に液晶ディスプ
レイのバックライトに使用すると有効である。

【００２１】また、光の拡散性の向上や光線の制御のた
めに、光拡散シート１を複数枚使用することがあるが、
重ねる枚数を増せば増すほど本発明の効果が顕著になる
ことは言うまでもない。

【００２２】以下、具体的実施例を示す。

【００２３】まず、光拡散のためのシート基材２とし
て、ポリカーボネート樹脂（屈折率１．５８）を用い、
押し出し法にて厚さ約３００μｍのシートに成形した。
なお、シートの表面にはロールにより微細な凹凸形状を
付与させた。

【００２４】このようなシート基材２の上に、光反射防
止のための膜３として、フッ化マグネシウム（屈折率
１．３８）を蒸着法で厚さ０．５μｍに形成し、本発明
の実施例サンプルとした。なお、比較例として、上記シ
ート基材２のみで光反射防止のための膜を設けないもの
を比較例サンプルとした。

【００２５】これらの２つのサンプルについて、入射角
と反射率の関係を調べた。

【００２６】結果を図４および図５に示した。図４には
上記比較例のサンプルに光を入射させた場合の入射角度
と反射率の関係が示される。これに対して、図５には、
上記実施例のサンプルに光を入射した場合の入射角と反
射率の関係が示される。図中、Ｒｐはｐ偏光の反射率、
Ｒｓはｓ偏光の反射率である。図４と図５を対比してみ
るに、ｐ，ｓどちらの偏光の場合でもすべての入射角に
おいてフッ化マグネシウム膜を設けた場合の方が反射率
が小さくなっている。つまり、フッ化マグネシウム膜を
設けた場合の方が効率よく光を利用できることがわか
る。

【００２７】次に、図２に示されるようなエッジライト
方式の面光源の導光板上に上記実施例の光拡散シートお
よび上記比較例の光拡散シートをそれぞれ置いて、入射
角とシートからの出光量との関係を調べた。結果を図６
に示した。

【００２８】図６に示される結果から明らかなように、
本発明実施例の光拡散シートを用いた方が比較例に比べ
て、すべての方向にわたって、出光量が多く、効率が良
いことがわかった。

【００２９】なお、図７は本実験で使用した導光板の配
光特性を示したグラフ図である。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、光拡散の
ためのシート基材と、このシート基材の面光源側の上に
形成された少なくとも一層の光反射防止のための膜とを
備え、上記反射防止のための膜の屈折率は、シート基材
の屈折率よりも小さいことから、シートの入射面での光
の損失が抑えられ、光を有効に射出（透過）させること
が可能になる。これにより、光源からの限られた光量を
効率よく利用できるようになる。

【００３１】一方、請求項２に係る発明によれば、光反
射防止のための膜の屈折率と、シート基材の屈折率との
差が、０．０５以上であるので、より十分な反射防止効
果が得られ、さらに光を効率よく利用できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光拡散シートの構成説明図。

【図２】本発明の光拡散シートをエッジライト型の面光
源装置に組込んだ構成説明図。

【図３】本発明の光拡散シートを直下型の面光源装置に
組込んだ構成説明図。

【図４】比較例に係る光拡散シートに光を入射させた場
合の反射率と入射角との関係を示すグラフ図。

【図５】実施例に係る光拡散シートに光を入射させた場
合の反射率と入射角との関係を示すグラフ図。

【図６】実施例および比較例に係る光拡散シートのそれ
ぞれの射出角と出光量との関係を示すグラフ図。

【図７】導光板の配光特性を示すグラフ図。

【符号の説明】

１ 光拡散シート ２ シート基材 ３ 光反射防止のための膜 ４ 導光板 ５ 冷陰極管 ６ 拡散反射板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】面状に光を発することができる面光源装置
   の射出面に対置して用いられる面光源装置用の光拡散シ
   ートにおいて、 光拡散のためのシート基材と、このシート基材の面光源
   側の上に形成された少なくとも一層の光反射防止のため
   の膜とを備え、 上記光反射防止のための膜の屈折率は、シート基材の屈
   折率よりも小さいことを特徴とする面光源装置用の光拡
   散シート。
2. 【請求項２】上記光反射防止のための膜の屈折率と、シ
   ート基材の屈折率との差が０．０５以上であることを特
   徴とする請求項１記載の面光源装置用の光拡散シート。