KR101465289B1 - Surface light source - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고휘도이면서 휘도 분포가 최적인 면 광원 장치를 제공하기 위해서 광의 출사면과 1면 이상의 광의 입사면을 갖는 도광판과, 상기 입사면에 광을 공급하는 광원과, 상기 도광판의 광의 출사면의 이면 상에 형성된 광 확산층과, 상기 이면측에 배치된 반사판을 구비한 면 광원 장치로서, 상기 광 확산층은 광원으로부터 멀어짐에 따라서 상기 이면의 단위 면적당 차지하는 상기 광 확산층의 면적의 비율이 증대되도록 분산하고, 상기 광 확산층 표면의 십점 평균 조도가 8 μm 내지 25 μm이고, 상기 광 확산층 표면의 요철의 평균 간격이 20 μm 내지 150 μm인 면 광원 장치에 관한 것이다.The present invention provides a planar light source device having a high luminance and a best luminance distribution, comprising: a light guide plate having a light output surface and an incident surface of light having one or more planes; a light source for supplying light to the light entrance surface; A surface light source device having a light diffusion layer formed on a back surface and a reflection plate arranged on the back surface side, wherein the light diffusion layer is dispersed so as to increase the ratio of the area of the light diffusion layer occupied per unit area of the back surface , A 10-point average roughness of the surface of the light-diffusing layer is 8 to 25 m, and an average interval of the concavities and convexities of the surface of the light-diffusing layer is 20 m to 150 m.
Description
본 발명은 면 광원 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a surface light source device.
액정 표시 장치 등에 이용하는 면 광원 장치의 방식으로서는, 광원을 도광판의 엣지(edge)부에 부착하는 엣지라이트 방식과, 광원을 확산판의 바로 아래에 배치하여, 확산판에 의해 광을 확산시키는 직하형 방식이 있다. 비교적 화면 크기가 작은 액정 표시 장치에서는 엣지라이트 방식을 채용하는 것이 주류로 되어 있다.As a method of a surface light source device used for a liquid crystal display device or the like, there are an edge light method in which a light source is attached to an edge portion of a light guide plate and an edge light method in which a light source is disposed directly below a diffusion plate, . In a liquid crystal display device having a relatively small screen size, it is mainstream to employ an edge light method.
엣지라이트 방식에서는 도광판의 엣지부에 부착된 광원으로부터 발생한 광이 도광판의 엣지부로 입사하고, 도광판 표면에 대하여 임계각 이상으로 입사한 광이 도광판의 출사면으로부터 출사한다. 한편, 도광판 표면에 대하여 임계각 이하의 각도로 진행하는 대부분의 광은 표면에서 반사를 반복하면서 도광판 내를 진행하고, 도광판의 출사면으로부터는 거의 출사하지 않는다. 이러한 도광판 내를 진행하는 광을 도광판 출사면으로부터 출사시키기 위해 도광판에 광산란제의 첨가나, 도광판의 출사면의 이면에 광 확산층의 부여가 행해지고 있다.In the edge light method, light generated from a light source attached to the edge portion of the light guide plate is incident on the edge portion of the light guide plate, and light incident at a critical angle or more with respect to the light guide plate surface is emitted from the light exit surface of the light guide plate. On the other hand, most of the light proceeding at an angle less than the critical angle with respect to the light guide plate surface travels through the light guide plate while repeating reflection on the surface, and is hardly emitted from the light exit surface of the light guide plate. A light scattering agent is added to the light guide plate and a light diffusion layer is provided on the back surface of the light exit surface of the light guide plate in order to emit light traveling in the light guide plate from the light guide plate exit surface.
액정 표시 장치에서는 화면 단부에 비하여 화면 중앙부를 주시하는 경우가 많다. 이 때문에 화면 중앙부의 휘도를 화면 단부의 휘도와 동등 또는 그보다 높게 할 필요가 있다.In a liquid crystal display device, the center portion of the screen is often looked at as compared with the end portion of the screen. Therefore, it is necessary to make the luminance of the center of the screen equal to or higher than the luminance of the end of the screen.
광원으로부터 도광판 내에 입사한 광 중, 도광판 표면에 대하여 임계각 이상으로 입사하는 광의 양, 즉 출사면으로부터 출사하는 광의 양은 광원으로부터 멀어짐에 따라서 감소하여, 화면 단부보다 화면 중앙부의 휘도가 낮게 되는 문제가 있다. 그 해결 수단으로서 출사면의 이면 상에 불연속적인 광 확산층을 설치하는 것이 알려져 있다. 구체적으로는, 광 확산층의 단위 면적당 차지하는 면적률이 광원으로부터 멀어짐에 따라서 연속적으로 증대하는, 이른바 그러데이션(gradation) 패턴으로 함으로써 휘도를 원하는 분포로 조절하는 것이 일반적으로 되어 있다. 이 광 확산층을 설치하는 방법으로서는, 스크린 인쇄법으로 대표되는 각종 인쇄법, 스탬퍼를 이용한 사출 성형법, 프레스 성형법으로 대표되는 형상 전사법, 또는 미리 광 확산층을 부여한 시트 형상물의 접합법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 양산성 및 경제성의 면에서 도광판의 출사면의 이면에의 스크린 인쇄로 대표되는 각종 인쇄법이 많이 이용되고 있다.There is a problem that the amount of light incident on the light guide plate at a critical angle or more with respect to the light guide plate surface, that is, the amount of light emitted from the light exit surface decreases with distance from the light source, . As a means for solving the problem, it is known to provide a discontinuous light-diffusing layer on the back surface of the emitting surface. Specifically, it is a general practice to adjust the luminance to a desired distribution by forming a so-called gradation pattern in which the area ratio occupied per unit area of the light diffusion layer increases continuously as it moves away from the light source. Examples of the method for providing the light-diffusing layer include various printing methods typified by screen printing, injection molding using a stamper, shape transfer typified by a press molding method, or bonding of sheet materials provided with a light diffusion layer in advance. Of these, various printing methods typified by screen printing on the back surface of the light exit surface of the light guide plate are widely used in terms of mass production and economical efficiency.
액정 표시 장치는 디지털 하이비젼에의 대응 등 화상의 고정밀 표시의 요구가 강하다. 화상을 고정밀로 표시하기 위해서는 액정 패널의 개구도를 작게 할 필요가 있다. 그러나, 개구도가 저하되면 액정 패널의 광의 투과율이 낮아져서 화면이 어둡게 되기 때문에 보다 고휘도의 면 광원 장치가 필요로 되고 있다.The liquid crystal display device is strongly required to display images with high precision, such as in response to digital high vision. In order to display an image with high accuracy, it is necessary to reduce the aperture of the liquid crystal panel. However, when the aperture is reduced, the transmittance of light of the liquid crystal panel is lowered and the screen becomes darker, so that a surface light source device of higher luminance is required.
고휘도화를 달성하기 위해서 도광판에 광산란제를 분산시켜 도광판에 입사한 광의 출사를 가능한 한 증대시키는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조). In order to attain high brightness, a method of dispersing light scattering agent in the light guide plate and increasing the light incident on the light guide plate as much as possible has been proposed (see Patent Document 1).
이 방법은 도광판 중에 광산란제를 분산시킴으로써 면 광원 장치의 휘도는 향상되지만, 만족스러운 수준이 아니며 한층 더 고휘도화가 요구되고 있다. In this method, although the brightness of the surface light source device is improved by dispersing the light scattering agent in the light guide plate, it is not a satisfactory level, and further higher brightness is required.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 고휘도의 요구를 감안하여, 액정 표시 장치용에 적합한 고휘도의 면 광원 장치를 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a surface light source device of high luminance suitable for a liquid crystal display device in view of the above-mentioned requirement of high brightness.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행한 결과, 액정 표시 장치용으로 적합한 고휘도의 면 광원 장치를 제공할 수 있는 것을 발견하였다.Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive investigations in order to solve the above problems, and as a result, they have found that a surface light source device of high luminance suitable for a liquid crystal display device can be provided.
본 발명은 광의 출사면과 1면 이상의 광의 입사면을 갖는 도광판과, 상기 입사면에 광을 공급하는 광원과, 상기 도광판의 광의 출사면의 이면 상에 형성된 광 확산층과, 상기 이면측에 배치된 반사판을 구비한 면 광원 장치로서, 상기 광 확산층은 광원으로부터 멀어짐에 따라서 상기 이면의 단위 면적당 차지하는 상기 광 확산층의 면적의 비율이 증대되도록 분산하여, 상기 광 확산층 표면의 십점 평균 조도가 8 μm 내지 25 μm이고, 상기 광 확산층 표면의 요철의 평균 간격이 20 μm 내지 150 μm인 면 광원 장치이다.The light guide plate includes a light guide plate having a light exit surface and at least one light entrance surface, a light source for supplying light to the light entrance surface, a light diffusion layer formed on the back surface of the light exit surface of the light guide plate, Wherein the light diffusion layer is dispersed so that the ratio of the area of the light diffusion layer occupied per unit area of the back surface increases as the distance from the light source increases, μm and the average interval of the concavities and convexities of the surface of the light diffusion layer is 20 μm to 150 μm.
본 발명에 따르면 액정 표시 장치용으로 적합한 고휘도의 면 광원 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a surface light source device of high luminance suitable for a liquid crystal display device.
도 1은 면 광원 장치의 일례를 도시한 개략도이다.
[부호의 설명]
1 도광판
2, 2': 냉음극관
3: 반사판
5, 5': 램프 반사경
6, 6': 확산 필름
7: 프리즘 시트
8: 광 확산층 1 is a schematic view showing an example of a surface light source device.
[Description of Symbols]
1 light guide plate
2, 2 ': cold cathode tube
3: Reflector
5, 5 ': Lamp reflector
6, 6 ': diffusion film
7: prism sheet
8: Light diffusion layer
이하에 본 발명의 바람직한 양태에 대해서 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이들 양태에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these embodiments.
본 발명에 이용하는 도광판은 1면 이상의 광의 입사면을 갖는다.The light guide plate used in the present invention has one or more light incident surfaces.
도광판을 구성하는 기재의 예로서는, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 환상 올레핀계 수지, 비결정질성 폴리에스테르 수지 등의 투명 유기 재료나, 무기 유리 등의 투명 무기 재료를 들 수 있다. 이 중에서는 메타크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지가 바람직하고, 그 중에서도 메타크릴 수지가 보다 바람직하다.Examples of the substrate constituting the light guide plate include transparent organic materials such as methacrylic resin, polycarbonate resin, styrene resin, cyclic olefin resin and amorphous polyester resin, and transparent inorganic materials such as inorganic glass. Among these, a methacrylic resin, a polycarbonate resin and a cyclic olefin resin are preferable, and a methacrylic resin is more preferable.
도광판의 성형 방법은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 기재가 되는 유기 투명 재료의 원료 단량체 또는 원료 단량체의 일부 중합체를 포함하는 시럽에 필요에 따라서 각종 첨가제를 첨가한 후, 캐스트 중합하여 시트 성형체를 얻고, 그 후 소정의 크기로 절단하고, 절단면을 연마하여 얻는 방법이나, 필요에 따라서 첨가되는 각종 첨가제와 기재를 구성하는 수지로 이루어지는 수지 조성물을 시트 압출 성형기 또는 프레스 성형기에 의해 시트 성형체를 얻고, 그 후 소정의 크기로 절단하고, 절단면을 연마하여 얻는 방법 등을 들 수 있다. 그 때에는 기재와 틀의 박리성을 향상시키기 위한 박리제나, 자외선에 의한 열화를 지연시키는 자외선 흡수제 등의 공지된 첨가제를 첨가할 수 있다.The molding method of the light guide plate is not particularly limited, and a known method can be used. For example, after various additives are added to a syrup containing a raw material monomer of an organic transparent material or a polymer of a raw material monomer, if necessary, subjected to cast polymerization to obtain a sheet molded article, and thereafter cut into a predetermined size A method in which a cut surface is polished or a resin composition comprising a resin constituting the base material and various additives to be added as required is obtained by a sheet extrusion molding machine or a press molding machine and then cut to a predetermined size, And a method of grinding and polishing. At this time, a known additive such as a releasing agent for improving peelability of the substrate and the frame or an ultraviolet absorbing agent for retarding deterioration by ultraviolet rays may be added.
도광판의 형상으로서는, 판두께가 일정한 평판형이나, 광원으로부터 멀어짐에 따라서 판두께가 얇아지는 쐐기 형상이 있는데, 평판형이 바람직하다.As the shape of the light guide plate, there is a flat plate having a constant plate thickness, and a wedge shape in which the plate thickness is reduced as the distance from the light source is reduced.
또한, 도광판을 구성하는 기재의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 광산란제를 첨가할 수 있다. 본 발명에 사용하는 도광판에 이 광산란제를 첨가함으로써 더욱 고휘도화를 달성할 수 있다.Further, a light-scattering agent having a refractive index different from the refractive index of the base material constituting the light guide plate may be added. By adding the light scattering agent to the light guide plate used in the present invention, higher luminance can be achieved.
광산란제의 형상은 완전한 구형, 구형, 인편(鱗片)형, 부정형 등일 수도 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 광산란제로서는, 예를 들면, 실리카, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 수산화알루미늄 등의 무기계 미립자나, 우레탄 비드, 실리콘 비드, PMMA 비드, MS 비드, 스티렌 비드 등의 유기계 미립자를 들 수 있다. 이들 광산란제의 수평균 입경은 0.1 μm 이상 50 μm 이하인 것이 바람직하다. 부정형의 경우에는 장경 길이로 0.1 μm 이상 50 μm 이하인 것이 바람직하다. 광산란제의 수평균 입경(부정형의 경우에는 장경 길이)이 너무 작으면 광산란의 파장 의존성이 커져 출사하는 광이 색을 띤다(帶色). 또한, 광산란제의 수평균 입경이 너무 크면 산란광에 의한 변동 및 휘도 불균일이 발생하는 경우가 있다. 도광판 중의 광산란제로서는, 상기 도광판과 상기 광산란제의 굴절률차 x가 The shape of the light scattering agent may be a perfect spherical shape, spherical shape, scaly shape, irregular shape, and the like, and is not particularly limited. Examples of the light scattering agent include inorganic fine particles such as silica, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, aluminum oxide and aluminum hydroxide, organic fine particles such as urethane beads, silicon beads, PMMA beads, MS beads and styrene beads . The number average particle size of these light scattering agents is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less. In the case of an irregular shape, it is preferable that the length of the long diameter is 0.1 μm or more and 50 μm or less. If the number average particle diameter of the light scattering agent (the length of the long diameter in the case of irregular shape) is too small, the wavelength dependency of the light scattering increases, and the outgoing light is colored. Also, if the number average particle size of the light-scattering agent is too large, fluctuations due to scattered light and luminance unevenness may occur. As the light scattering agent in the light guide plate, the refractive index difference x between the light guide plate and the light scattering agent is
0.01≤x<0.1의 범위에서는, In the range of 0.01? X <0.1,
광산란제의 함유량 y(ppm)가 100≤y≤1000 범위, If the content y (ppm) of the light-scattering agent is in the range of 100? Y?
0.1≤x<0.5의 범위에서는, 10≤y≤500 범위, In the range of 0.1? X <0.5, 10? Y? 500,
0.5≤x의 범위에서는, 1≤y≤10 범위가 바람직하다.In the range of 0.5? X, 1? Y? 10 is preferable.
도광판의 기재와의 굴절률차가 작은 광산란제는 첨가량을 많게 하고, 도광판의 기재와의 굴절률차가 큰 광산란제는 첨가량을 적게 한다.A light scattering agent having a small refractive index difference with respect to the base material of the light guide plate is added in an increased amount and a light scattering agent having a large refractive index difference from the base material of the light guide plate is made small.
상기 굴절률차 x에 대응한 광산란제량 y가 너무 적은 경우에는 얻어지는 휘도가 저하된다. 또한 상기 굴절률차 x에 대응한 광산란제량 y가 너무 많으면, 광원 근방부와 중앙부에서 광 확산층의 면적률을 바꾼 그러데이션 패턴으로 해도 출사광의 균제성이나 발광 패턴의 조정이 어려워 화면 단부보다 화면 중앙부의 휘도가 낮게 되는 문제가 있다. 또 「ppm」이란 광산란제를 포함하는 도광판에 대한 중량백만분율을 나타낸다.When the light scattering agent amount y corresponding to the refractive index difference x is too small, the luminance obtained decreases. If the light scattering agent amount y corresponding to the refractive index difference x is too large, it is difficult to adjust the homogeneity of the emitted light and the light emission pattern even in the case of a gradation pattern in which the area ratio of the light diffusion layer is changed in the vicinity of the light source and the central portion. Is low. Also, " ppm " indicates the weight percentage of the light guide plate including the light scattering agent.
도광판의 출사면의 이면 상에는 광 확산층을 갖는다. 상기 광 확산층은 광원으로부터 멀어짐에 따라서 상기 도광판의 출사면의 이면의 단위 면적당 차지하는 상기 광 확산층의 면적의 비율이 증대되도록 분산하는 것이다. 상기 광 확산층의 분산 형상에는 특별히 제한은 없고, 점상, 도트상, 다각 형상, 줄무늬상, 격자상 등 어떠한 형상일 수도 있다. 상기 면의 단위 면적당 광 확산층이 차지하는 면적의 비율이 광원으로부터 멀어짐에 따라서 증대하는, 이른바 그러데이션 패턴으로 함으로써 휘도를 원하는 분포로 조절할 수 있다. 상기 광 확산층의 면적의 비율이 광원으로부터 멀어짐에 따라서 커지지 않는 경우에는, 광원 근방과 비교하여 화면 중앙부의 휘도가 낮게 되는 경향이 있어 면 광원 장치로서 실용상의 쓸모가 없다. 상기 확산층 표면의 형상으로서는, 십점 평균 조도(Rz)가 8 μm 내지 25 μm이고, 바람직하게는 8 μm 내지 15 μm이다. 상기 확산층 표면의 요철의 평균 간격(Sm)이 20 μm 내지 150 μm이고, 바람직하게는 40 μm 내지 140 μm이다. 여기서, 십점 평균 조도(Rz) 및 요철의 평균 간격(Sm)은 JIS B0601-1994에 준거하여 측정한 값이다. 또한, 요철의 평균 간격(Sm)은 JIS B0601-1994에 규정된 「윤곽 곡선 요소의 평균 길이」를 말한다.A light diffusing layer is provided on the back surface of the light exit surface of the light guide plate. The light diffusion layer is dispersed so that the ratio of the area of the light diffusion layer occupied per unit area of the back surface of the light exit surface of the light guide plate increases as the distance from the light source increases. The dispersion shape of the light-diffusing layer is not particularly limited and may be any shape such as dot, dot, polygonal, stripe, or lattice. The brightness can be adjusted to a desired distribution by forming a so-called gradation pattern in which the ratio of the area occupied by the light-diffusing layer per unit area of the surface increases as it moves away from the light source. In the case where the ratio of the area of the light diffusion layer does not increase as the distance from the light source is increased, the brightness of the center portion of the screen tends to be lower than that in the vicinity of the light source, which is practically useless as a surface light source device. The shape of the surface of the diffusion layer has a ten-point average roughness (Rz) of 8 占 퐉 to 25 占 퐉, preferably 8 占 퐉 to 15 占 퐉. The average spacing Sm of the irregularities on the surface of the diffusion layer is 20 占 퐉 to 150 占 퐉, preferably 40 占 퐉 to 140 占 퐉. Here, the ten-point average roughness Rz and the average spacing Sm of irregularities are values measured in accordance with JIS B0601-1994. The average spacing Sm of irregularities refers to the average length of contour curve elements defined in JIS B0601-1994.
십점 평균 조도(Rz)가 8 μm 미만인 경우에는, 도광판의 내부를 진행하는 광중, 광 확산층에 맞닿은 광의 변각 효과가 작아지기 때문에 임계각을 초과하여 출사면으로부터 출사되는 광의 비율이 적어져 휘도가 낮아진다. 또한 십점 평균 조도(Rz)가 25 μm를 초과하는 경우에는 표면의 요철에 흠집이 생기기 쉬워지고, 또한 국소적으로 휘도가 높아지는, 이른바 번쩍거림의 원인이 된다.When the ten-point average roughness (Rz) is less than 8 占 퐉, the rubbing effect of the light coming in contact with the light diffusion layer in the light propagating inside the light guide plate becomes small, so that the ratio of light emitted from the light exit surface exceeds the critical angle. When the ten-point average roughness Rz is more than 25 占 퐉, scratches easily occur in the irregularities on the surface, and locally high luminance is caused, which causes so-called flashing.
요철의 평균 간격(Sm)이 20 μm 미만인 경우에는 표면의 요철에 흠집이 생기기 쉬워져서 국소적인 휘도의 불균일이 발생하기 쉬워진다. 요철의 평균 간격(Sm)이 150 μm를 초과하는 경우에는, 상기 광 확산층에 닿은 광의 확산 효과가 작아지기 때문에, 도광판 표면에 대하여 임계각을 초과하여 출사면으로부터 출사하는 광의 비율이 적어져 휘도가 저하된다.When the average spacing Sm of the concavities and convexities is less than 20 占 퐉, scratches easily occur on the irregularities on the surface, and local irregularities in brightness are likely to occur. When the average spacing Sm of the concavities and convexities exceeds 150 占 퐉, the diffusion effect of the light impinging on the light diffusing layer becomes small, so that the ratio of light exiting from the exit surface exceeds the critical angle with respect to the surface of the light guide plate, do.
상기 광 확산층의 형성 방법으로서는 스크린 인쇄법으로 대표되는 각종 인쇄법이나, 스탬퍼를 이용한 사출 성형법이나 프레스 성형법으로 대표되는 형상 전사법, 또는 미리 광 확산층이 부여된 시트 형상물의 접합법 등을 들 수 있다. 이 중에서는, 높은 양산성 및 저비용성 측면에서 인쇄법을 이용하는 것이 바람직하다. 인쇄법 중에서도 상기 광 확산층의 면적의 비율을 조정하기 용이함 측면에서 스크린 인쇄법을 이용하는 것이 바람직하다. 스크린 인쇄법으로서는 폴리에스테르나 나일론 등의 메쉬로 구성되는 판에, 결합제 수지 중에 미립자를 분산시킨 잉크를 통과시켜, 도광판에 원하는 인쇄 패턴을 전사시키는 것이 행해지는데, 십점 평균 조도(Rz)가 25 μm를 초과하는 경우에는, 큰 입경의 입자를 잉크에 첨가시킬 필요가 있고, 이와 같은 경우에는 판을 구성하는 메쉬가 막히는 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 메쉬의 막힘을 일으키지 않고서 안정된 인쇄성을 얻기 위해서는 더욱 미립자의 입경을 작게 하여 십점 평균 조도(Rz)를 15 μm 이하로 하는 것이 바람직하다.Examples of the method for forming the light diffusion layer include various printing methods typified by a screen printing method, a shape transfer method typified by an injection molding method or a press molding method using a stamper, or a bonding method of a sheet material provided with a light diffusion layer in advance. Among them, it is preferable to use the printing method in terms of high productivity and low cost. Among the printing methods, it is preferable to use a screen printing method in view of easiness in adjusting the ratio of the area of the light-diffusing layer. As a screen printing method, an ink in which fine particles are dispersed in a binder resin is passed through a plate made of a mesh such as polyester or nylon, and a desired print pattern is transferred to the light guide plate. , It is necessary to add particles of a large particle size to the ink, and in such a case, it is not preferable because the mesh constituting the plate is clogged. In order to obtain stable printing properties without causing clogging of the mesh, it is preferable to further reduce the grain size of the fine particles and to set the ten-point average roughness Rz to 15 mu m or less.
스크린 인쇄법에 있어서 원하는 광 확산층을 인쇄하기 위해서 판을 구성하는 메쉬는 유제에 의해 잉크의 통과가 제한된 미개구부와, 잉크를 통과시켜 도광판에 원하는 인쇄 패턴을 전사시키기 위한 개구부가 있다. 도광판 표면의 출사면의 이면의 단위 면적당 차지하는 상기 광 확산층의 면적의 비율을 이하 「면적률」이라고 한다. 예를 들면 도광판 표면 2 mm×2 mm의 면 내에 광 확산층 1 mm×1 mm를 1개 형성시킨 경우에는, 광 확산층이 차지하는 면적률은 25％가 된다. 또한, 연속하지 않은 많은 광 확산층군을 통합하여 「광 확산층」이라고 칭한다. 광 확산층의 면적률을 조정하는 방법으로서는, 상기 판을 구성하는 메쉬의 미개구부와 개구부의 면적의 비율을 바꾸는 것이 일반적으로 행해진다. 광 확산층의 면적률을 높이기 위해서는, 예를 들면 상기 판을 구성하는 메쉬의 단위 면적당 차지하는 상기 개구부의 면적을 넓게 하고 상기 미개구부의 면적을 좁게 한다. 광 확산층의 면적률을 낮추기 위해서는, 상기 판을 구성하는 메쉬의 단위 면적당 차지하는 상기 개구부의 면적을 좁혀서 상기 미개구부의 면적을 넓힌다. 광 확산층은 도광판 표면 3 mm2의 면적에 대하여 1개 이상 형성하여 분산하는 것이 바람직하고, 도광판 표면 1 mm2의 면적에 대하여 1개 이상 형성하여 분산하는 것이 보다 바람직하다. 인쇄법에 있어서 잉크는 각종 타입의 잉크를 사용할 수 있다. 열 경화형의 잉크에 있어서는, 용제로 희석된 결합제 수지에 무기계 미립자나 유기계 미립자를 첨가한 것을 이용하는 것이 일반적이다.In the screen printing method, the mesh constituting the plate for printing a desired light-diffusing layer has a non-opening portion in which the passage of ink is restricted by the tacky agent, and an opening portion through which the desired printed pattern is transferred to the light guide plate. The ratio of the area of the light-diffusing layer occupied per unit area of the back surface of the light exit surface of the light guide plate is hereinafter referred to as " area ratio ". For example, when one
십점 평균 조도(Rz)나 요철의 평균 간격(Sm)을 조정하는 방법으로서는, 잉크 중의 용제와 결합제 수지 및 미립자의 비율이나, 미립자의 입경을 변경하는 것을 들 수 있다. 예를 들면 스크린 인쇄의 경우 십점 평균 조도(Rz)를 크게 하기 위해서는 잉크 중에 차지하는 용제의 비율을 높게 하고, 또한 미립자의 입경을 크게 하는 것이다. 또한 메쉬를 구성하고 있는 실의 선 직경을 작게 하는 것이나, 메쉬의 눈크기를 나타내는 메쉬수를 낮춤으로써 잉크의 투과 부피를 늘려, 도광판의 표면에 부착되는 잉크의 두께를 두껍게 하는 것에 의해서도 십점 평균 조도(Rz)를 크게 할 수 있다. 또한 반대로 십점 평균 조도(Rz)를 작게 하기 위해서는 잉크 중에 차지하는 용제의 비율을 낮게 하여, 미립자의 입경을 작게 하는 것이다. 또한 메쉬를 구성하고 있는 실의 선 직경을 크게 하는 것이나 메쉬수를 높임으로써 잉크의 투과 부피를 감소시켜서, 도광판의 표면에 부착되는 잉크의 두께를 얇게 하는 것에 의해서도 십점 평균 조도(Rz)를 작게 할 수 있다.Examples of a method for adjusting the ten-point average roughness Rz and the average spacing Sm of the irregularities include changing the ratio of the solvent in the ink, the binder resin and the fine particles, and changing the particle size of the fine particles. For example, in order to increase the ten-point average roughness (Rz) in the case of screen printing, the proportion of the solvent in the ink is increased and the particle size of the fine particles is increased. Further, by decreasing the diameter of the yarn constituting the mesh, reducing the number of meshes indicating the mesh size of the mesh, and increasing the thickness of the ink adhering to the surface of the light guide plate by increasing the volume of the ink, (Rz) can be increased. On the contrary, in order to reduce the ten-point average roughness Rz, the ratio of the solvent in the ink is made low, and the particle diameter of the fine particles is made small. In addition, by increasing the line diameter of the yarn constituting the mesh and increasing the number of meshes, the transmission volume of the ink is reduced, and the ten-point average roughness Rz is also reduced by reducing the thickness of the ink adhering to the surface of the light guide plate .
확산층에 첨가하는 무기계 미립자나 유기계 미립자로서는 도광판에 첨가하는 광산란제로서 예시한 것을 사용할 수 있다. 또한, 공지된 매트제 등도 사용할 수 있다.As the inorganic fine particles and organic fine particles to be added to the diffusion layer, those exemplified as light scattering agents to be added to the light guide plate can be used. A known matting agent or the like may also be used.
용제로서는, 결합제 수지를 충분히 용해하고, 또한 증발 속도가 느린 것이 바람직하다. 결합제 수지의 용해성이 낮은 용제를 이용한 경우에는, 잉크의 저장 시나 인쇄 중에 결합제 수지의 석출이 생겨 인쇄 불량이 발생하는 원인이 된다. 또한 증발 속도가 빠른 용제를 사용한 경우에는, 인쇄시에 메쉬의 눈막힘이 발생하기 쉬워 양산성이 저하되는 원인이 된다.As the solvent, it is preferable that the binder resin is sufficiently dissolved and the evaporation rate is slow. When a solvent having a low solubility of the binder resin is used, precipitation of the binder resin occurs during storage of the ink or during printing, which causes printing defects. Further, when a solvent having a high evaporation rate is used, clogging of the mesh tends to occur at the time of printing, which may cause deterioration in mass productivity.
기타, 광 경화형의 잉크도 사용할 수 있다. 광 경화형의 잉크로는, 십점 평균 조도(Rz)를 크게 하기 위해서 잉크 중의 미립자의 입경을 크게 하는 것이나, 광 경화시의 수축량을 크게 하는 것을 들 수 있다. 광 경화형 잉크는 단량체 성분을 중합시킴으로써 경화를 행하는데, 이 중합에 의해 수축이 수반된다. 따라서 광 경화시의 수축량을 크게 하기 위해서는 잉크 중의 단량체 성분을 많게 하는 방법이 있다. 또한 십점 평균 조도(Rz)를 작게 하기 위해서는 잉크 중의 미립자의 입경을 작게 하는 것이나 잉크 중의 단량체 성분을 적게 하여 광 경화시의 수축량을 작게 하는 것을 들 수 있다.In addition, a photocurable ink may be used. As the photo-curable ink, the particle size of the fine particles in the ink is increased to increase the ten-point average roughness Rz, and the amount of shrinkage at the time of photo-curing is increased. The photo-curable ink is cured by polymerizing a monomer component, which is followed by shrinkage. Therefore, in order to increase the amount of shrinkage upon curing, there is a method of increasing the amount of monomer components in the ink. In order to reduce the ten-point average roughness Rz, the particle size of the fine particles in the ink may be reduced, or the amount of the monomer in the ink may be decreased to reduce the amount of shrinkage upon photo-curing.
요철의 평균 간격(Sm)을 넓게 하기 위해서는, 잉크 중의 미립자의 비율을 낮게 하는 것을 들 수 있고, 반대로 요철의 평균 간격(Sm)을 좁게 하기 위해서는, 잉크 중의 미립자의 비율을 높게 하는 것을 들 수 있다.In order to increase the average interval Sm of the irregularities, the proportion of the fine particles in the ink may be lowered. Conversely, in order to narrow the average interval Sm of the irregularities, the proportion of the fine particles in the ink may be increased .
십점 평균 조도(Rz)를 크게 하기 위해서 미립자의 입경을 크게 한 경우, 잉크를 차지하는 미립자의 중량 또는 부피 비율이 동일하면 미립자의 개수가 감소하기 때문에 요철의 평균 간격(Sm)이 커진다. 따라서, 십점 평균 조도(Rz)를 크게 하고 또한 요철의 평균 간격(Sm)을 동등 또는 작게 하기 위해서는 미립자의 입경을 크게 하고 또한 잉크 중에 차지하는 미립자의 중량 또는 부피 비율을 높게 할 필요가 있다. 잉크 중에 차지하는 미립자의 중량 또는 부피 비율을 늘림에 따라서 상대적으로 용제와 결합제 수지의 비율이 낮아지기 때문에, 잉크의 유동성이 저하되어, 인쇄성이 저하되는 경향이 있다. 과도하게 잉크 중에 차지하는 미립자의 비율을 늘린, 즉 유동성이 크게 저하된 잉크를 이용하여 스크린 인쇄를 행하면, 도광판에 전사하는 잉크의 투과 부피에 불균일이 생겨, 균일한 광 확산층을 얻는 것이 곤란해진다. 광 확산층이 균일하지 않은 경우, 도광판의 엣지에 광원을 배치하여 광원을 점등시키면, 도광판의 출사면의 휘도가 국소 불균일이 되어 실제 사용에 적합하지 않다. 따라서, 과도하게 십점 평균 조도(Rz)가 크며 요철의 평균 간격(Sm)이 작은 광 확산층은 인쇄에 의한 수율이 저하되게 된다.When the particle size of the fine particles is increased in order to increase the ten-point average roughness Rz, if the weight or the volume ratio of the fine particles occupying the ink is the same, the number of fine particles decreases, and the average interval Sm of the unevenness becomes large. Therefore, in order to increase the ten-point average roughness Rz and to make the average spacing Sm of the irregularities equal or small, it is necessary to increase the particle size of the fine particles and to increase the weight or volume ratio of the fine particles in the ink. As the weight or the volume ratio of the fine particles in the ink is increased, the ratio of the solvent and the binder resin is relatively decreased, so the fluidity of the ink is lowered and the printability is lowered. When the screen printing is performed by using an ink which excessively increases the proportion of fine particles occupied in the ink, that is, the ink whose flowability is largely lowered, the transmission volume of the ink transferred to the light guide plate becomes uneven, and it becomes difficult to obtain a uniform light diffusion layer. When the light diffusing layer is not uniform, if the light source is disposed at the edge of the light guide plate, the luminance of the light exit surface of the light guide plate becomes locally irregular, and is not suitable for practical use. Therefore, the light-diffusing layer having an excessively large 10-point average roughness Rz and a small average spacing Sm of irregularities reduces the yield by printing.
균일한 광 확산층을 얻기 위해서는 잉크 중에 차지하는 결합제 수지량으로서는 잉크 100 중량부 중, 5 중량부를 초과하는 것이 바람직하고, 또한 10 중량부를 초과하는 것이 보다 바람직하다.In order to obtain a uniform light diffusion layer, the binder resin content in the ink is preferably more than 5 parts by weight, more preferably more than 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ink.
휘도를 높게 하기 위해서는 광 확산층의 공기 계면에서 많은 광을 확산시키는 것이 바람직하다. 이 때문에, 광 확산층을 구성하는 결합제 수지는 도광판 자체와의 굴절률의 차가 0.2 이내인 것이 바람직하게 이용된다. 결합제 수지와 도광판과의 굴절률차가 너무 크면, 광 확산층과 도광판의 계면에서 정반사하는 광이 증가하여, 광 확산층에서 확산되는 광의 비율이 적어지기 때문에, 출사면으로부터 출사하는 광의 비율이 감소하여, 휘도가 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다. 또한 결합제 수지와 미립자의 굴절률차로서는, 1.0 이내의 것이 바람직하게 이용된다. 결합제 수지와 미립자의 굴절률차가 너무 크면 광 확산층의 투과율이 낮아져서, 광의 손실이 커져 휘도가 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다.In order to increase the luminance, it is preferable to diffuse a large amount of light at the air interface of the light diffusion layer. Therefore, the binder resin constituting the light-diffusing layer preferably has a difference in refractive index between itself and the light-guiding plate itself within 0.2. If the refractive index difference between the binder resin and the light guide plate is too large, the light regularly reflected at the interface between the light diffusion layer and the light guide plate increases and the ratio of light diffused in the light diffusion layer decreases, It tends to deteriorate. The refractive index difference between the binder resin and the fine particles is preferably 1.0 or less. If the refractive index difference between the binder resin and the fine particles is too large, the transmittance of the light diffusion layer is lowered, and light loss tends to be large and brightness tends to decrease.
잉크가 고화한 후의 광 확산층의 두께로서는 0.1 내지 50 μm가 바람직하고, 0.5 내지 40 μm가 보다 바람직하다.The thickness of the light-diffusing layer after solidification of the ink is preferably 0.1 to 50 mu m, more preferably 0.5 to 40 mu m.
도광판의 판두께로서는 0.1 내지 15 mm가 바람직하고, 0.2 내지 12 mm가 보다 바람직하다. 출사면의 형상에 대해서는 평면이거나, 조면화되어 있을 수도 있고, 또한 기둥상 삼각 프리즘으로 대표되는 렌즈 형상물 등이 형성되어 있을 수도 있다.The plate thickness of the light guide plate is preferably 0.1 to 15 mm, more preferably 0.2 to 12 mm. The shape of the emitting surface may be a flat surface, a roughened surface, or a lens shaped prism typified by a columnar triangular prism.
도광판의 출사면측에는 산란 출사광 강도의 각도 특성을 조정하기 위한 확산 필름 및 프리즘 시트나 렌즈 시트가 배치될 수도 있고, 또한 확산 필름의 출사측에 프리즘 시트나 렌즈 시트가 배치될 수도 있다. 또한, 확산 필름의 출사면측에 프리즘 시트가 배치되고 또한 그 출사면측에 확산 필름을 배치할 수도 있는데, 이들 필름의 구성은 일례이고 이에 한정하는 것은 아니다. 확산 필름은 아크릴 또는 실리카 비드를 결합제와 함께 도포한 타입일 수도 있고, 확산 기능과 광의 편광 기능을 겸비한다. 또한, 프리즘 시트는 표면에 다수의 기둥상 삼각 프리즘이 병렬 상태로 연속적으로 형성된 투명 시트이다. 이 프리즘 시트는 프리즘의 모서리가 도광판의 입사면에 대하여 병행 방향이 되는 방향으로 1매 배치할 수가 있고, 또한 프리즘의 모서리끼리가 직교하는 방향으로 2매 배치할 수도 있다. 렌즈 시트는 표면에 요철의 곡면을 갖는 렌즈 형상물이 복수개 형성된 것으로서, 이 렌즈 시트를 1매 내지는 복수매 배치할 수도 있다.A diffusion film, a prism sheet, or a lens sheet for adjusting the angular characteristic of the scattered outgoing light intensity may be disposed on the light exit side of the light guide plate, or a prism sheet or a lens sheet may be disposed on the exit side of the diffusion film. Further, a prism sheet may be disposed on the emission surface side of the diffusion film, and a diffusion film may be disposed on the emission surface side of the diffusion film. The configuration of these films is not limited to this example. The diffusion film may be of a type coated with acrylic or silica beads together with a binder, and has both a diffusion function and a light polarization function. The prism sheet is a transparent sheet in which a plurality of columnar triangular prisms are continuously formed in parallel on the surface. This prism sheet can be arranged in a direction in which the corners of the prisms are parallel to the incident surface of the light guide plate and two prisms can be arranged in the direction in which the corners of the prisms are orthogonal to each other. The lens sheet has a plurality of lens-shaped objects having concavo-convex curved surfaces on its surface, and one lens sheet or a plurality of such lens sheets may be arranged.
광원으로서는 냉음극관이나 열음극관 등의 선형 광원을 1면 이상의 입사면에 배치할 수 있다. 이 경우, 입사면 1면에 대하여 1개 내지는 복수개 배치할 수 있다. 선형 광원 이외에 LED나 레이저 등의 점상 광원을 사용할 수도 있다.As the light source, a linear light source such as a cold-cathode tube or a column-cathode tube can be disposed on one or more incident surfaces. In this case, one or a plurality of incident surfaces may be arranged for one surface. In addition to a linear light source, a point light source such as an LED or a laser may be used.
도광판의 출사면의 이면측에는 반사판을 배치한다. 상기 반사판은 출사면의 이면으로부터 나온 광을 도광판측으로 반사함으로써 광의 이용 효율을 높일 수 있다. 반사판으로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 백색 반사 시트 등을 사용할 수 있다.A reflector is disposed on the back side of the light exit surface of the light guide plate. The reflective plate reflects the light emitted from the back surface of the emission surface to the light guide plate side, thereby increasing the utilization efficiency of light. The reflecting plate is not particularly limited, but a white reflecting sheet or the like can be used, for example.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 각종 용도, 특히 액정 표시 장치용으로 바람직한 고휘도의 면 광원 장치로 할 수 있다.By adopting the above-described structure, it is possible to provide a surface light source device of high luminance which is suitable for various uses, particularly for a liquid crystal display device.
[실시예][Example]
이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 또한 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited at all by these examples.
[실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6][Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6]
(1) 도광판의 제조 (1) Fabrication of light guide plate
20 중량％의 폴리메타크릴산메틸과 80 중량％의 메타크릴산메틸로 이루어지는 시럽에 광산란제로서 산화티탄(굴절률 2.52)을 표 1 기재된 첨가 농도로 분산시켰다. 이어서 중합 개시제로서 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)을 0.03 중량부 첨가하고, 추가로 자외선 흡수제로서 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)-벤조트리아졸 0.005 중량부를 첨가하고 30분간 교반하여 중합성 원료 시럽을 제조하였다. 세로 650 mm, 가로 450 mm, 두께 6 mm의 2매의 강화 유리판을 그 주변에 폴리염화비닐제의 무단 튜브를 통해 배치시킨 주형 내부에 중합성 원료 시럽을 주입하고, 소정의 간격으로 조정한 후, 70℃ 온수 중에 침지시켜 2시간 중합시키고, 이어서 130℃의 공기욕에서 1시간 중합시켰다. 얻어진 600 mm×400 mm×6 mm의 아크릴판을 패널소(SHINX 제조 상품명 SZIVG-4000)로 절단하고, 주변의 4개의 측면을 연삭 연마기(메가로테크니카 제조의 상품명 플라뷰티)로 경면 연마 가공을 하여 388 mm×291 mm×6 mm의 도광판을 얻었다.Titanium oxide (refractive index: 2.52) as a light scattering agent was dispersed in the syrup composed of 20% by weight of polymethyl methacrylate and 80% by weight of methyl methacrylate at the additive concentrations shown in Table 1. Subsequently, 0.03 part by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was added as a polymerization initiator, and further, 0.02 part by weight of 2- (5-methyl-2-hydroxyphenyl) And the mixture was stirred for 30 minutes to prepare a polymerizable raw material syrup. Polymerizable raw material syrup was poured into a mold in which two reinforced glass plates of 650 mm in length, 450 mm in width and 6 mm in thickness were disposed around the polyvinyl chloride-made endless tube through the endless tube made of polyvinyl chloride, , And immersed in 70 ° C hot water for polymerization for 2 hours, followed by polymerization in a 130 ° C air bath for 1 hour. The obtained 600 mm x 400 mm x 6 mm acrylic plate was cut with a panel sieve (SHINX manufactured by SZIVG-4000), and the peripheral four sides were mirror-polished by a grinding machine (trade name: PLABOUTY manufactured by Megaro Technologies) To obtain a light guide plate of 388 mm x 291 mm x 6 mm.
(2) 광 확산층의 형성(2) Formation of light diffusion layer
도광판의 출사면의 이면에 광 확산층의 형성을 스크린 인쇄법으로 행하였다.The light diffusion layer was formed on the back surface of the light exit surface of the light guide plate by screen printing.
제조한 크기 388 mm×291 mm×6 mm의 도광판의 출사면의 이면에 결합제 수지를 형성시키기 위해서 데이고꾸 잉크 제조의 VAR-000 미디엄을 이용하고, 미립자로서 우레탄 비드 A, 우레탄 비드 B, 매트제 K(이상, 모두 세이코 어드밴스 제조), 수산화알루미늄(쇼와 덴꼬 제조 H320)를 이용하고, 희석 용제로서 이소포론을 이용하고, 이들을 표 1 기재의 첨가량으로 혼합한 후, 주걱을 이용하여 10분간의 손교반을 행하여, 균일하게 교반하여 혼합 잉크를 얻었다. 또한, 데이고꾸 잉크 제조의 VAR-000 미디엄의 결합제 수지 함유율은 다음과 같이 하여 산출하였다. 30 cm×30 cm의 강화 판유리 상에 미리 계량한 VAR-000 미디엄을 도포하고 80℃의 열풍 순환 건조로 중에서 48시간 건조시켜 두께 50 μm의 결합제 수지 필름을 제조하고, 결합제 수지 필름 중량이 건조전 잉크 중량에 차지하는 비율을 계산하였다. 그 결과, VAR-000 미디엄 중의 결합제 수지분은 37 중량％였다. 또한 실시예 6에서는 상기 VAR-000 미디엄을 대신하여 폴리카보네이트 수지(이데미쓰 고산 제조 타플론 FN1700A) 22 중량부를 트리클로로에탄 78 중량부에 용해시킨 폴리카보네이트 결합제(용액)를 이용하였다. 상기 VAR-000 미디엄을 사용한 경우와 마찬가지로 상기 폴리카보네이트 결합제에 미립자 및 희석 용제를 첨가하고, 교반하여 혼합 잉크를 얻었다. 이 때의 결합제 수지, 미립자 및 희석 용제(트리클로로에탄)의 첨가량을 표 1에 기재하였다. 스크린 인쇄기(뉴롱 세이미쯔 고교 제조 LS-560)와 막 두께 10 μm, 355 메쉬의 나일론제 스크린판(메쉬 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 교반 후의 혼합 잉크를 도광판의 출사면의 이면에 인쇄하였다. 이 때, 도광판 중 388 mm×6 mm의 면을 광의 입사면으로 하고, 도광판의 광원 근방부의 휘도에 비하여 중앙부의 휘도가 높게 되는 그러데이션 패턴의 스크린판을 사용하였다. 실시예 1 내지 3 및 6, 7, 비교예 1, 2, 4 내지 6에 대해서는, 광원 근방부의 광 확산층의 면적률을 22％로 하고, 양끝의 광원부로부터 가장 떨어진 중앙부의 광 확산층의 면적률이 68％가 되도록 도광판 중 291 mm 길이의 방향으로, 광 확산층의 면적률이 직선적으로 중앙부로 감에 따라서 커지는 패턴으로 하였다. 실시예 4, 5 및 비교예 3에 대해서는 광원 근방부의 광 확산층의 면적률을 32％로 하고, 양끝의 광원부로부터 가장 떨어진 중앙부의 광 확산층의 면적률이 68％가 되도록 도광판 중 291 mm 길이의 방향으로, 광 확산층의 면적률이 직선적으로 중앙부로 감에 따라서 커지는 패턴으로 하였다. 광 확산층은 이 때, 도광판 표면의 1 mm×1 mm 크기 중에 여러가지 크기로 정방형 형상의 도트를 1개 인쇄하였다. 인쇄 후에 실온에서 12시간 방치하여 건조를 행하고, 전체면에 걸쳐 인쇄가 실시된 388 mm×291 mm×6 mm의 광 확산층부 도광판을 얻었다.In order to form a binder resin on the back surface of the exit surface of a light guide plate having a size of 388 mm x 291 mm x 6 mm, a VAR-000 medium of Daikoku ink was used, and urethane beads A, urethane beads B, K (all manufactured by Seiko Advance Co., Ltd.), aluminum hydroxide (H320 manufactured by Showa Denko K.K.), isophorone was used as a diluting solvent, and these were mixed in the amounts shown in Table 1, Hand stirring was carried out and uniformly stirred to obtain a mixed ink. The binder resin content of VAR-000 medium manufactured by Daigo Kikin was calculated as follows. A pre-weighed VAR-000 medium was applied on a 30 cm x 30 cm reinforced plate glass and dried for 48 hours in a hot air circulating drying furnace at 80 ° C to prepare a binder resin film having a thickness of 50 μm, And the ratio of ink to weight was calculated. As a result, the binder resin content in the VAR-000 medium was 37% by weight. In Example 6, a polycarbonate binder (solution) in which 22 parts by weight of a polycarbonate resin (Taflon FN1700A manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was dissolved in 78 parts by weight of trichloroethane instead of the VAR-000 medium was used. Fine particles and a diluting solvent were added to the polycarbonate binder as in the case of using the VAR-000 medium, and the mixture was stirred to obtain a mixed ink. Table 1 shows the amounts of the binder resin, the fine particles and the diluting solvent (trichloroethane) added at this time. Mixed ink after stirring was printed on the back surface of the exit surface of the light guide plate using a screen printing machine (LS-560 manufactured by Nylon Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) and a nylon screen plate (manufactured by Mesh Kabushiki Kaisha) having a thickness of 10 μm and 355 mesh. At this time, a screen plate having a gradation pattern of 388 mm x 6 mm in the light guide plate was used as the incident surface of the light, and the luminance of the central portion was higher than the luminance of the light guide plate in the vicinity of the light source. With respect to Examples 1 to 3 and 6 and 7 and Comparative Examples 1, 2 and 4 to 6, the area ratio of the light diffusion layer in the vicinity of the light source was set to 22%, and the area ratio of the light diffusion layer And the area ratio of the light diffusion layer linearly increased toward the center in the direction of 291 mm in length of the light guide plate so as to be 68%. In Examples 4 and 5 and Comparative Example 3, the area ratio of the light-diffusing layer in the vicinity of the light source was 32%, and the area ratio of the light-diffusing layer at the central portion farthest from the light source portions at both ends was 68% , And the area ratio of the light diffusion layer linearly increased toward the center portion. At this time, the light diffusion layer printed one dot of a square shape in various sizes among 1 mm x 1 mm size of the surface of the light guide plate. After printing, the sheet was allowed to stand at room temperature for 12 hours and dried to obtain a 388 mm x 291 mm x 6 mm light-diffusing layer sub-light guide plate printed over the entire surface.
(3) 결합제 수지 및 도광판의 굴절률 측정(3) Measurement of refractive index of binder resin and light guide plate
결합제 수지를 형성시키기 위해서 이용한 데이고꾸 잉크 제조의 VAR-000 미디엄 또는 폴리카보네이트 결합제를 30 cm×30 cm의 강화 판유리 상에 도포하고, 80℃의 열풍 순환로 중에서 48시간 건조시킨 후에 강화 판유리로부터 박리시켜 두께 50 μm의 결합제 수지 필름을 제조하였다. 이 결합제 수지 필름을 폭 8 mm×길이 20 mm로 절단하였다. 절단한 결합제 수지 필름을 JIS K7142 A법에 따라서 굴절률의 측정을 행하였다. 이 때 아베 굴절률계로서는, 가부시끼가이샤 아타고 제조의 아베 굴절계 1·4형을 이용하고, 침액으로서 요오드화메틸렌을 이용하여 23℃의 온도에서 굴절률을 측정한 바, 데이고꾸 잉크 제조의 VAR-000 미디엄의 결합제 수지 필름은 1.518이고, 폴리카보네이트 결합제의 결합제 수지 필름은 1.585였다.A VAR-000 medium or polycarbonate binder manufactured by Deeguki ink used for forming a binder resin was coated on a reinforced plate glass of 30 cm x 30 cm, dried for 48 hours in a hot air circulation path at 80 ° C and then peeled off from the reinforced plate glass A binder resin film having a thickness of 50 μm was prepared. The binder resin film was cut into a width of 8 mm and a length of 20 mm. The refractive index of the cut binder resin film was measured according to the JIS K7142 method. At this time, as the Abbe's refractometer, the Abbe's
또한, 실시예 및 비교예에 이용한 도광판을 폭 8 mm×길이 20 mm×두께 5 mm로 절단하였다. 모든 절단면에 대해서 산쿄 리까가꾸 제조의 내수연마지 #2000을 이용하여, 경면으로 연마하여 도광판 굴절률 측정용 샘플을 얻었다. 도광판 굴절률 측정 샘플의 굴절률에 대해서 23℃의 온도에서 가부시끼가이샤 아타고 제조의 아베 굴절계 1·4형을 이용하여 JIS K7142 A법에 따라서 측정하였다. 이 때, 침액으로서 요오드화메틸렌을 이용하였다. 실시예 1 내지 3 및 6, 7, 비교예 1, 2, 4 내지 6에 이용한 도광판의 굴절률은 1.486이었다. 또한 실시예 4, 5 및 비교예 3에 이용한 도광판의 굴절률은 1.485였다.The light guide plate used in Examples and Comparative Examples was cut into a width of 8 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 5 mm. A sample for measuring the refractive index of the light guide plate was obtained by polishing with respect to all the cut surfaces using a specimen No. 2000 made by Sankyo Rikagaku KK. Measurement of Refractive Index of Light Guide Plate The refractive index of the sample was measured according to JIS K7142 A method using the
(4) 미립자의 굴절률 측정(4) Measurement of refractive index of fine particles
미립자인 세이코 어드밴스 제조의 우레탄 비드 B에 대해서 JIS K7142 B법에 따라서 굴절률의 측정을 행하였다. 이 때, 시트르산트리-n-부틸과 1-브로모나프탈렌의 혼합액을 침액로 하였다. 침액을 유리제의 프레파라트 상에 두고, 침액 상에 미립자를 분산시키고, 그 위에 커버 유리를 얹고, 셀세트를 제조하였다. 셀세트 중의 미립자를 광학현미경 올림푸스 제조의 MX61L을 이용하여 배율 200배로 관찰하여, 초점 거리를 어긋나게 하더라도 베케선(Becke line)이 움직이지 않게 되는 혼합 비율로 침액을 조정하였다. 이 때 광원으로서 우시오스펙사 제조의 전원 장치 형번 BA-X500, 광원 장치 형번 SX-UID501XAMQ을 이용하여 인스트루먼츠사 제조의 모노크롬미터 TYPE H20VIS로 589 nm의 파장을 사용하였다. 그 후 베케선이 움직이지 않게 되는 혼합 비율의 침액의 굴절률을 JIS K7142 A법을 이용하여 측정한 바 1.525였다. 이 침액의 굴절률을 미립자의 굴절률로 하였다.The refractive index was measured for the urethane beads B produced by Seiko Advance, which is a fine particle, according to the JIS K7142 B method. At this time, a mixed solution of tri-n-butyl citrate and 1-bromonaphthalene was used as a dip solution. The sediment was placed on a glass-made preparate, the fine particles were dispersed on the sediment, and a cover glass was placed thereon to prepare a cell set. The fine particles in the cell set were observed with a magnification of 200 times using MX61L manufactured by Optical Microscope Olympus, and the sediment was adjusted at a mixing ratio at which the Becke line did not move even if the focal distance was shifted. At this time, as a light source, a wavelength of 589 nm was used as a monochrometer TYPE H20VIS manufactured by Instruments Inc. using a power supply unit model BA-X500 manufactured by Ushio Spec Co., and a light source unit model number SX-UID501XAMQ. The index of refraction of the submerged solution at the mixing ratio at which the Becker line did not move was measured by JIS K7142 A method to be 1.525. The refractive index of the submerged solution was defined as the refractive index of the fine particles.
세이코 어드밴스 제조의 우레탄 비드 A 및 매트제 K, 쇼와 덴꼬 제조의 수산화알루미늄 H320에 대해서도 동일하게 굴절률의 측정을 행한 바 우레탄 비드 A는 1.525이고, 매트제 K는 1.459, 수산화알루미늄 H320는 1.562였다.The refractive index was also measured for urethane bead A and Mat K manufactured by Seiko Advanced Co., and aluminum hydroxide H320 manufactured by Showa Denko K. The urethane bead A was 1.525, the matte K was 1.459, and the aluminum hydroxide H320 was 1.562.
(5) 휘도 및 휘도 불균일의 측정(5) Measurement of luminance and luminance unevenness
상기한 바와 같이 제조한 광 확산층이 있는 도광판을 도 1에 도시하는 면 광원 장치로 하였다. A light guide plate having the light-diffusing layer prepared as described above was used as the surface light source device shown in Fig.
즉, 도광판 (1)에 광의 입사 단부면(길이 388 mm 변의 양끝면) 및 출사면, 및 광 확산층을 부여한 면을 제외한 2개의 단부면에 점착제가 있는 반사경 필름(쯔지덴 제조의 SU-119(W))를 접착하였다.Namely, a reflector film (SU-119 manufactured by Tsujiden Co., Ltd.) having an adhesive agent on two end faces of the
도광판 (1)의 광 확산층 (8)을 부여한 면측에 백색 반사판 (3)(쯔지덴 제조의 RF188)을 배치하고, 도광판 (1)의 출사면측에는 확산 필름 (6)(쯔지덴 제조의 D122)를 배치하고, 이어서 프리즘 시트 (7)(스미또모 쓰리엠 제조 BEFII) 1매를 프리즘 렌즈 형성면이 도광판과 반대측이 되어 프리즘 렌즈열의 모서리가 입사 단부면과 평행하게 되는 방향으로 배치하고, 이어서 확산 필름 (6')(쯔지덴 제조의 D122)를 순서대로 배치하였다.A white reflective plate 3 (RF188 manufactured by Tsujiden) is disposed on the side of the
광원으로서 각각의 입사 단부면에 직경 3 mm, 길이 419 mm의 냉음극관 (2), (2')(해리슨-도시바 제조의 냉음극형 형광 램프)를 1개씩, 입광면의 단부면 판두께 방향의 중앙 위치에 도광판 (1)의 입사 단부면과의 거리를 1 mm 떨어뜨려서 설치하였다. 또한, 냉음극관에는 인버터(해리슨-도시바 제조의 HIU-766 52K)를 사용하고, 램프 반사경 (5), (5')로서 반사경 시트(레코 제조의 루일미러 150 W05)로 냉음극관을 덮도록 「ㄷ」자로 성형하여 배치하여 면 광원 장치를 형성하였다. 반사경 시트와 도광판 (1)이 중첩되는 길이는 0.5 mm로 하였다.Cold-
냉음극관에는, 전압 12 V, 관 전류 7 mA를 통전시키고, 약 20분간 안정될 때까지 방치하여, 면 광원 장치의 휘도를 측정하였다.The cold cathode tube was allowed to stand at a voltage of 12 V and a tube current of 7 mA until it stabilized for about 20 minutes, and the luminance of the surface light source device was measured.
휘도의 측정은 도광판의 면의 중앙으로부터 법선 방향으로 670 mm 떨어진 위치에 휘도계(코니카 미놀타 제조의 CA1500W)를 설치하였다. 휘도 측정 영역은 각각 4단부면으로부터 10 mm을 제외한 내측의 368 mm×271 mm로 하고, 이 영역의 평균 휘도를 휘도로 하여 표 1에 나타내었다.The luminance was measured by a luminance meter (CA1500W manufactured by Konica Minolta) at a position 670 mm away from the center of the light guide plate in the normal direction. The luminance measurement area is 368 mm x 271 mm on the inner side except for 10 mm from the four end faces, and the average luminance of this area is shown in Table 1 as the luminance.
또한 휘도 불균일의 측정으로서, 면 전체의 휘도의 국소적인 불균일의 유무를 육안으로 확인하였다. 인쇄성이 나쁜 혼합 잉크를 이용한 경우에는 면 전체의 휘도 균일성이 손상되어 국소 불균일이 발생하여 실제 사용에 적합하지 않게 된다. 한편, 인쇄성이 좋은 혼합 잉크를 이용하면 국소 불균일은 없어 실제 사용에 적합하게 된다.As a measurement of the luminance unevenness, the presence or absence of local unevenness of the luminance of the entire surface was visually confirmed. When a mixed ink having poor printability is used, the uniformity of luminance of the entire surface is impaired and local irregularity occurs, which makes it unsuitable for practical use. On the other hand, when mixed ink having good printability is used, there is no local irregularity, and it is suitable for actual use.
(6) 휘도 분포의 측정 (6) Measurement of luminance distribution
휘도 측정 영역은 각각 4단부면으로부터 10 mm을 제외한 내측의 368 mm×271 mm로 하고, 이 영역을 긴 변, 짧은 변 각각 19 등분하여, 19.37 mm×14.26 mm의 크기를 1구획으로 하였다. 긴 변에 있어서의 중앙부로서 한쪽의 냉음극관에 가장 가까운 구획을 위치 1로 하고, 이하 냉음극관으로부터 멀어짐에 따라서 위치 2, 위치 3···으로 순서대로 번호를 부여하여, 영역의 중심부를 위치 10, 또 다른 한쪽의 냉음극관에 근접함에 따라서 위치 11, 위치 12··· 위치 19로 하였다. 위치 19란 또 다른 한쪽의 냉음극관에 가장 가까운 구획이다. 냉음극관과 평행 방향 19.37 mm, 2개의 냉음극관 사이 방향 14.26 mm의 19개소에서의 각각의 평균 휘도를 측정하고 중앙부의 휘도로서 위치 10의 평균 휘도의 값을 취하고, 단부 휘도로서 위치 1 또는 위치 19 중 낮은 쪽의 평균 휘도의 값을 취하였다. 그것 이외는 휘도의 측정과 동일하게 하였다. 이 결과, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5에 있어서, 위치 1 및 위치 19의 휘도보다도 위치 10의 휘도가 높게 되어 있어, 면 광원 장치로서 적합한 휘도 분포였다. 비교예 6에서는 휘도 불균일이 확인되었기 때문에, 휘도 분포 및 평균 휘도를 측정하지 않았다.The luminance measurement area was 368 mm × 271 mm on the inner side except for 10 mm from the four end faces, and this area was divided into 19 long sides and 19 short sides, respectively, and the size was 19.37 mm × 14.26 mm. The position closest to one of the cold cathode tubes as the central portion on the long side is designated as
(7) 광 확산층 표면의 십점 평균 조도 및 요철의 평균 간격의 측정(7) Measurement of the average spacing of the concave and convex portions on the surface of the light diffusion layer
얻어진 388 mm×291 mm×6 mm의 광 확산층부의 도광판의 광 확산층 표면의 십점 평균 조도(Rz) 및 요철의 평균 간격(Sm)을 표면 조도 측정기(도쿄 세이미쯔 제조의 서프콤 1500DX)를 이용하여 측정하였다. 도트 점유 면적률 68％의 도트 상에서 정방형 형상의 대각 방향을 5회 측정하여, 그 평균치로 하였다. 측정 길이는 0.5 mm로 하고, 차단 파장을 0.25 mm로 한 것 이외에는, JIS B0601-1994에 따라서 측정하였다. 얻어진 십점 평균 조도(Rz) 및 요철의 평균 간격(Sm)을 표 1에 나타내었다.The ten-point average roughness (Rz) and the mean spacing (Sm) of the surface of the light-diffusing layer of the light guide plate of the obtained light-diffusing layer portion of 388 mm x 291 mm x 6 mm were measured using a surface roughness meter (Surfcom 1500DX manufactured by Tokyo Seimitsu) Respectively. The diagonal direction of the square shape was measured five times on a dot having a dot occupancy rate of 68%, and the average value was obtained. Measurement was made in accordance with JIS B0601-1994 except that the measurement length was 0.5 mm and the cut-off wavelength was 0.25 mm. Table 1 shows the obtained ten point average roughness Rz and the average spacing Sm of irregularities.
실시예 1 내지 3 및 6, 7에서는, 비교예 1 내지 2, 4, 5에 비하여 휘도가 높았다. 실시예 4, 5에서는, 비교예 3에 비하여 휘도가 높았다. 또한 비교예 6에서는 인쇄성이 나빠서 휘도가 국소적으로 불균일하였다. 또한, 실시예, 비교예 모두 주변부 휘도보다 중앙부 휘도가 높았다.In Examples 1 to 3, 6 and 7, the luminance was higher than that of Comparative Examples 1 to 2, 4 and 5. [ In Examples 4 and 5, the luminance was higher than that in Comparative Example 3. [ In Comparative Example 6, the printability was poor and the luminance was locally uneven. Also, in the examples and the comparative examples, the luminance at the center portion was higher than the luminance at the peripheral portion.
따라서 본 발명의 방법을 이용함으로써 액정 표시 장치용에 적합한, 고휘도이면서 휘도 분포가 양호하고, 휘도의 국소 불균일이 없는 최적의 면 광원 장치를 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.Therefore, by using the method of the present invention, it is possible to provide an optimum surface light source device which is suitable for a liquid crystal display device, has a high luminance, a good luminance distribution, and has no local irregularity of luminance.
본 발명의 고휘도이며 휘도 분포가 최적인 면 광원 장치는 액정 표시 장치용 등으로 바람직하다. The surface light source device having a high luminance and optimal luminance distribution of the present invention is preferable for a liquid crystal display device and the like.
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