JPH08278413A

JPH08278413A - 面光源装置とその製造方法

Info

Publication number: JPH08278413A
Application number: JP7101578A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Mazaki; 忠宏真崎
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で軽量化できる高輝度で明るさの分布が
均一な面光源装置とその製造方法を提供する。【構成】少なくとも一方の面に凸部又は凹部からなる
レンズ群をもつレンズシート３と導光体１とを必要によ
っては接着剤層４を設けて一体に形成し、反射フィルム
５及び線光源２を付加構成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示のバックライ
トなどに用いられる、薄型の面光源装置に係わり、更に
詳しくは、装置の部品数を削減するとともに、高輝度の
面発光を得られる面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示のバックライト用薄型光
源装置は、蛍光灯などの線状光源が発光する光を、反射
フィルムを設けた透明樹脂などからなる導光体の一側面
に載置し、導光体の他の面から出光するように構成され
ている。更にその光が効率良く、均一に出光するように
導光体の裏面に大きさの異なるドットを印刷した光拡散
透過部を設けたりして、下方に進んだ光を上方に出光さ
せている。微細なドットや光反射フィルムによって方向
を変えた光は乱反射して輝度ムラを生ずることがある。
この輝度ムラを緩和し光を均一にするために光拡散フィ
ルムを導光体の出光面側に設けていた。更に法線方向の
輝度が所望されるときはプリズムシートを設けた面光源
装置を構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年の液晶
ディスプレイ用面光源装置に対する要求として、高輝度
化、照明の均一化、薄型化と軽量化が一層強く望まれて
いる。そのなかで、従来の構成からなる面光源装置では
多少の改善はあるものの、それらのレベルはすでに限界
に近づいてきている。一般に、高輝度を得るための光透
過性と照明の均一化のための光拡散性とは相反するもの
が多くこの両者の適度なバランスのとれた所で満足せざ
るをえないという問題がある。更に薄型化は高輝度化と
照明の均一化を一層難しくしている。そして、上記の面
光源装置は、導光体の上面に光拡散フィルム及びプリズ
ムシートを積層して組み立てたり、導光体中の光を出光
させるために、切り出したアクリル板にスクリーン印刷
などによりドット印刷をしたりするため、工数が多くコ
ストアップの原因となっていた。本発明は、レンズシー
トと導光体用樹脂とを、射出成形機でインサート成形し
て一体化することにより工数を減少するばかりでなく、
高輝度化、照明の均一化薄型化と軽量化を達成した面光
源装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の面光源装置は、
上記目的を達成するために、少なくとも一方の面に凸部
又は凹部からなるレンズ群をもつシートと導光体とを一
体に形成し、反射フィルム及び線光源を付加構成された
ものである。そして、第２の発明は、硬化型樹脂により
なる凸部又は凹部からなるレンズ群をもつシートと導光
体とを一体に形成し、反射フィルム及び線光源を付加構
成された面光源装置である。また、第３の発明は、少な
くとも一方の面に凸部又は凹部からなるレンズ群を設け
たシートを射出成形用金型のキヤビテイに固定し、導光
体用樹脂を射出することによってレンズシートと導光体
とを一体形成し、反射フィルム及び線光源を付加構成す
る面光源装置の製造方法である。

【０００５】本発明の面光源装置は、図１に示すとおり
の少なくとも一方の面に凸部又は凹部からなるレンズ群
をもつレンズシート３の一方の面に、必要によっては接
着剤層４を設け、導光体１とを一体に形成し、そして反
射フィルム５及び線光源２を設けた面光源装置である。
そして、第２の発明は、少なくとも一方の面に硬化型樹
脂により形成された、凸部又は凹部からなるレンズ群を
もつシート３と導光体１とを一体に形成し、そして反射
フィルム５及び線光源２を設けた面光源装置である。ま
た、第３の発明は、少なくとも一方の面に凸部又は凹部
からなるレンズ群をもつシート３を射出成形用金型のキ
ャビテイ７に固定し、導光体用樹脂を射出することによ
ってレンズシート３と導光体１とを一体形成し、そして
反射フィルム５及び線光源２を設ける面光源装置の製造
方法である。

【０００６】本発明に用いるレンズシート３に設けるレ
ンズ単位３１の形状は、例えば図３に示すように、柱状
体の単位レンズ３１をその稜線方向を平行にして隣接し
て配列させた線型レンズ列シート（広義のレンチキュラ
ーレンズ）、又は図４に示すように、半球面など周囲が
独立した突起状の単位レンズ３１を多数２次元方向に配
列した突起レンズシート蠅の眼レンズ（広義のレンズ）
が使用される。ここで単位レンズの断面形状は、円、楕
円、カージオイド、ランキンの卵形、サイクロイド、又
はインボリュート曲線などの連続で滑らかな曲線、ある
いは図７で示す三角形、四角形、又は六角形などの多角
形の一部分又は全体を用いる。これら単位レンズは、図
６のような凸レンズでも、図５のような凹レンズでもよ
い。

【０００７】本発明に用いるレンズシートは、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど
のポリエステル、ポリカーボネートや、ポリメチルメタ
アクリレート、ポリエチルメタアクリレート、ポリメチ
ルアクリレート、ポリエチルアクリレートなどのホモポ
リマーあるいは共重合体や、ポリサルホン、ポリ塩化ビ
ニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリウレタン、セルローストリアセ
テート、セルロースジアセテート、ポリメチルペンテン
などの熱可塑性樹脂を成形したり、又はそのシートを賦
型したりしたものを使用する。

【０００８】そして、第２の発明に用いられる反応硬化
型樹脂は、必要によっては、プライマー層を設けた基材
シートに塗布し、粘着性がない程度に硬化したのち、凹
凸模様を賦型して、加熱あるいは電離放射線を照射し完
全に反応硬化したものを使用する。反応硬化型樹脂に
は、ポリエステル・イソシアネート、ポリエーテル・イ
ソシアネート、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂などの他に、電離放射線硬化型樹
脂がある。

【０００９】本発明に使用する電離放射線硬化型樹脂を
構成するモノマーの成分は、電離放射線で架橋できるモ
ノマーであり、一分子中に２個以上のアクリロイル基、
又はメタアクリロイル基などのラジカル重合性不飽和基
あるいはエポキシ基などのカチオン重合性官能基をもつ
分子量１００〜１０００、より好ましくは２５０〜８０
０のものである。具体的には、ジエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート〔（メタ）アクリレートとは、メ
タアクリレート又はアクリレートを表す。以下同様〕、
ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、テト
ラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロ
ピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６ーヘ
キサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９ーノナ
ンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタン
テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトール
ヘキサ（メタ）アクリレートなどが使用できる。

【００１０】電離放射線硬化型樹脂の構成成分であるプ
レポリマーは、電離放射線で架橋できるものであり、一
分子中に２個以上のアクリロイル基、又はメタアクリロ
イル基などのラジカル重合性不飽和基あるいはエポキシ
基などのカチオン重合性官能基をもつ分子量２００〜１
００００、より好ましくは１０００〜５０００のもので
ある。具体的には、ポリエステル（メタ）アクリレー
ト、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）
アクリレートなどが使用できる。これらのなかで凹凸面
をもつ基体との貼着時、あるいは貼着後伸びと表面の耐
擦傷性の両性質を併せもつウレタン（メタ）アクリレー
トが好ましい。また、上記の他に２種以上のモノマーと
モノマー、プレポリマーとプレポリマーあるいはモノマ
ーとプレポリマーとを組み合わせた組成物を使用するこ
ともできる。

【００１１】また、カチオン重合性官能基をもつプレポ
リマーの例としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、脂肪
族型エポキシ樹脂などのエポキシ系樹脂、脂肪族系ビニ
ールエーテル、芳香族系ビニルエーテル、ウレタン系ビ
ニルエーテル、エステル系ビニルエーテルなどのビニル
エーテル系樹脂、環状エーテル系化合物、スピロ化合物
などのプレポリマーがある。カチオン重合性官能基をも
つ単量体の例としては、上記カチオン重合性官能基をも
つプレポリマーの単量体が利用できる。

【００１２】電離放射線硬化型樹脂を、紫外線、又は可
視光線で硬化させるときは光重合開始剤を添加する。ラ
ジカル重合性不飽和基をもつ樹脂系の場合は、アセトフ
ェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサトン類、ベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテル、ミヒラーベンゾイン
ベンゾエート、ミヒラーケトン、ジフェニルサルファイ
ド、ジベンジルジサルファイド、ジエチルオキサイド、
トリフェニルビイミダゾール、イソプロピルーＮ，Ｎー
ジメチルアミノベンゾエートなどを単独、又は混合して
用いることができる。また、カチオン重合性官能基をも
つ樹脂系の場合は、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スル
フォニゥム塩、メタロセン化合物、ベンゾインスルフォ
ン酸エステル、フリールオキシスルフォキソニゥム塩、
ジアリルヨードシル塩などを単独、又は混合物として用
いることができる。また、これらの光重合開始剤の添加
量は、該電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して
０．１〜１０重量部である。

【００１３】電離放射線は、電磁波、又は荷電粒子線の
うち、分子を架橋できるエネルギー粒子をもつものを意
味し、通常は紫外線や電子線が用いられる。紫外線源
は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボン
アーク、ブラックライトランプ、メタルハイドランプな
どの主に波長が２０００〜４０００Åの紫外線をスペク
トルに含む光源が使用できる。電子線源は、コッククロ
フトンワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶
縁コァ変圧器型あるいは直緯線型、ダイナミトロン型、
高周波型などの各種電子線加速器を用いて１００〜１０
００ＫｅＶ、好ましくは、１００〜３００ＫｅＶのエネ
ルギーをもつ電子を照射するものが使用できる。

【００１４】レンズ群を構成するレンズシート又は硬化
型樹脂層には、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、シリカ
ゲル、アルミナゲル、又はポリスチレン、アクリル、ポ
リカーボネートなどを単独又は複数の種類を混合して用
いることができる。これらの微粒子の平均粒径は、１〜
５０μｍであり好ましくは３〜１０μｍである。１μｍ
以下の粒径では、塗布層に光拡散性を得ることができ
ず、また５０μｍ以上では塗布層が不透明となり好まし
くない。

【００１５】本発明の導光体は、レンズシートに、必要
に応じて射出成形をして成形するもので透明性に優れた
材料を使用することができる。例えば、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリ
エステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオ
レフィン、ポリカーボネートや、ポリメチルメタアクリ
レート、ポリエチルメタアクリレート、ポリメチルアク
リレート、ポリエチルアクリレートなどのホモポリマー
あるいは共重合体よりなるアクリル樹脂や、ポリサルホ
ン、ポリ塩化ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケ
ン化物、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、セル
ローストリアセテート、セルロースジアセテート、ポリ
メチルペンテンなどの熱可塑性樹脂を使用する。そし
て、その厚さは、０．３〜４０ｍｍに構成する。

【００１６】本発明の接着剤層は、レンズシートと一体
に成形する導光体とを、強固に接着するばかりでなく、
樹脂の成形温度が低くても接着可能として、レンズシー
トが成形するときの温度で溶融変形を防ぐ作用をもつも
のである。また導光体を成形するための材料とレンズシ
ートとが接着剤層を介さなくても充分強固に接着する場
合は省略することもできる。接着剤層に用いられる材料
は、導光体材料と接着性をもつ感熱性接着剤が一般的に
は用いられ、レンズシートと導光体の材質によって選定
される。例えば、ポリエステル、アクリル系樹脂、オレ
フィン系共重合体、塩素化ポリプロピレン、塩化ビニル
・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体
ケン化物などを使用することができる。接着剤層は、グ
ラビアコート、シルクスクリーン印刷法、スプレィコー
トなどによってレンズシートに設けることができるが、
導光体の射出成形を共押出し２層成形して接着剤層を構
成することもできる。接着剤層の厚さは、固形分で１〜
１０μｍ、好ましくは２〜４μｍである。

【００１７】

【作用】本発明によれば、導光体の表面にレンズシート
を設けて一体に構成されているので、製造工程が単純化
し工程数を単純化させるものである。また、硬化型樹脂
によりレンズシートの表面を構成した第２の発明は、導
光体を射出成形するときの熱で賦型された凹凸模様が変
形することがなく、線光源から反射フィルムを経てレン
ズシート側の出光が均一に且つ促進されるので面光源装
置の輝度を向上させることができる。

【００１８】

【実施例】実施例について図面を参照にして詳細説明す
る。〔実施例１〕図２において、ポリカーボネートより構
成される図３に示すレンズ単位３１をもつ三角プリズム
状のレンズシート３（ソルフ：住友３Ｍ（株）製）を、
三角プリズム側を金型のパーテイング部９に向けて載置
し、減圧部６で真空吸着により装着し、型締めして導光
板の形状をもつキャビティ７を形成した。そして、アク
リル樹脂（ＶＨ−００１：三菱レイヨン（株）製）を成
形温度２４０℃でゲート８より射出成形して、型を開い
て取り出した三角プリズム状のレンズシートと一体成形
したものに、線光源２及び反射フィルム５を付加して、
均一の表面をもつ面光源装置を得た。なお、ソルフは、
成形用樹脂との接着が良好であるので、接着剤層４は省
略した。

【００１９】〔実施例２〕図２において、ポリエステ
ルシートに設けられた電離放射線硬化型樹脂により構成
された図４に示すレンズ単位３１をもつ半円形状のレン
ズシート（ポートグラムＲ：大日本印刷（株）製）にウ
レタン系接着剤をグラビアコートで固形分で２ｇ／ｍ²
塗布して接着剤層４を設けた。更に、導光板のサイズに
切断し、レンズ側を金型のパーテイング部９に載置し、
減圧部６で真空吸引により装着し、型締めして導光板の
形状をもつキャビティ７を形成した。そして、アクリル
樹脂（デルペット８０ＮＲ：旭化成（株）製）を成形温
度２４０℃でゲート７より射出成形して、型を開いて取
り出した半円形状のレンズシートと一体成形したもの
に、線光源２及び反射フィルム５を付加して、均一の表
面をもつ面光源装置を得た。

【００２０】以上の実施例１及び２で得られた面光源装
置を用いて、輝度計（株式会社トプコン製ＢＭ−８型）
によって発光面全体の輝度を測定した結果、従来の導光
体に光拡散フィルムを併用したものにくらべて、略３５
００ｃｄ／ｍ²のレベルで、ムラのない均一な値をもつ
ものであった。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、高輝度でしかも均一な
明るさの面光源装置が光拡散フィルムやドットパターン
なしに導光体だけで得られる。従って、光学的な改善だ
けでなく、面光源装置の薄型化、軽量化が可能となり、
更に部品点数が少なくなることから組立コストを下げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源装置の一例の層構成を模式的に
示す断面概略図である。

【図２】本発明の面光源装置の導光体を成形する一例を
示した断面概略図である。

【図３】本発明で用いるレンズシートの一例を示す斜視
図である。

【図４】本発明で用いるレンズシートの他の例を示す斜
視図である。

【図５】本発明で用いるレンズシートの他の例を示す斜
視図である。

【図６】本発明で用いるレンズシートの他の例を示す斜
視図である。

【図７】本発明で用いるレンズシートの他の例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１導光体２線光源３レンズシート３１レンズ単位４接着剤層５反射フィルム６減圧部７キャビティ８ゲート９パーティング部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の面に凸部又は凹部から
なるレンズ群をもつシートと導光体とを一体に形成し、
反射フィルム及び線光源を付加構成されたものであるこ
とを特徴とする面光源装置。
【請求項２】少なくとも一方の面に硬化型樹脂により
なる凸部又は凹部からなるレンズ群をもつシートと導光
体とを一体に形成されたものであることを特徴とする請
求項１記載の面光源装置。
【請求項３】少なくとも一方の面に凸部又は凹部から
なるレンズ群を設けたシートを射出成形用金型のキャビ
テイに固定し、導光体用樹脂を射出することによってレ
ンズシートと導光体とを一体形成し、反射フィルム及び
線光源を付加構成することを特徴とする面光源装置の製
造方法。