JPH05100118A

JPH05100118A - 面状光源用導光板

Info

Publication number: JPH05100118A
Application number: JP3258173A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Sugiyama; 靖典杉山
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1993-04-23
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0795124B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高輝度で生産性に優れた面状光源用導光板を製
造する。【構成】側端面に光源を設置される透明樹脂板の側端面
に直交する平面に、網点または線状のパターンを光源か
ら遠ざかるにつれ連続的に面積率が増大するようにを印
刷した光拡散層を設け、面状光源用導光板３ｄを作成す
る。導光板３ｄの光の出射率を制御する手段としてヘー
ズ値を制御する。ヘーズ値は全光線透過率に対する拡散
光線透過率であり、光拡散層の面積率１００％の場合導
光板３ｄのヘーズ値を６０以下にすると共に、パターン
の最小面積率が２０％とする。【効果】ヘーズ値を制御することにより光拡散層の面積
率を任意に変化させることができるため、光拡散層の面
積率を上げて、面状光源の輝度を明るくでき、しかも印
刷精度が安定した大きさで光拡散層の印刷を行なうこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種表示装置のバック
ライトとして用いられる面状光源装置、あるいは電飾看
板等のディスプレイ用面状光源装置、ライトテ−ブル、
ビュワ−等の面状光源装置の導光板に関する。特に導光
板の少なくとも一つの側端面に光源を配置してなるエッ
ジライト方式あるいはサイドライト方式とよばれる面状
光源装置の導光板に関し、特に輝度及び製造作業性、量
産性を改良した導光板に係わる。

【０００２】

【従来の技術】エッジライト方式の面状光源装置は、図
４に示すように透明樹脂板３、透明樹脂板３の少なくと
も１つの側端面３ａに設置される光源１及び透明樹脂板
３の光出射面３ｂ側に配置される拡散板２、透明樹脂板
３の光出射面３ｂに対向する反射面３ｃ側に配置される
反射板４により構成される。透明樹脂板３は、図５に示
すように透明樹脂板３の全反射を利用して光源１からの
入射光６を導光すると共に、透明樹脂板３の反射面３ｃ
に光拡散層５を設け導光板３ｄを構成することによって
光拡散層５に到達した光の入射角を全反射の臨界角以上
に変えて透明樹脂板３に再入射させて、反射板４と反対
側に出射させるものである。

【０００３】このようなエッジライト方式面状光源装置
においては、一般に光源から離れるにつれて到達する光
量が少なくなるので、透明樹脂板表面に均一な光拡散層
を設けた導光板の場合の輝度分布は図６に示すようにな
り、輝度は光源から離れるにつれて低下する。このため
均一な面状光源を得ることは難しく、均一な面状光源を
得るための改良が種々行われている。

【０００４】例えば、特開昭５１−８８０４２号公報、
実開昭６２−２８３０６号公報、特開昭６３−３３７０
３号公報、特開昭６４−５７２４０号公報には断面を光
源から離れるにつれて薄くなるようなくさび形、あるい
は連続傾斜面とし光出射面を粗面化して、到達する光量
を制御することによって均一な面光源を得る導光板が開
示されている。また特開昭５７−１２８３８３号公報、
実開昭６４−３８６２１号公報、特開平１−２４１５９
０号公報には光拡散層の面積率を到達する光量に応じて
調整し、図７に示すように光源から離れるにつれて面積
率が大きくなるように、光拡散層７を導光板３上に形成
させ、均一な面光源を得るようにした導光板が示されて
いる。

【０００５】さらに特開平２ー１２６５０１号公報に
は、光拡散層パターンの密度を限定して、輝度及び均一
性を改良した導光板が開示されている。現在、エッジラ
イト導光板としては、光源から離れるにつれて面積率が
大きくなるように、光拡散層を形成させた導光板が多く
用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光源から離
れるにつれて面積率が大きくなるような光拡散パタ−ン
を取着した導光板を形成する場合、同じ光源の場合、導
光距離が長くなるにつれて（導光板の長さが長くなるに
つれて）図８のように面状光源としての輝度は低下す
る。このため同じ光源の場合、導光板の長さが長くなれ
ばなるほど、光源側の光拡散層の最小点または線の面積
率はどんどん小さくならざるを得ない。例えば実際のエ
ッジライト方式面状光源装置において、直径約４ｍｍの
冷陰極管１本を光源とし、導光板の厚さを２ｍｍとした
場合、導光板の長さが１００ｍｍの場合光源側の光拡散
層の最小点の面積率は約１７％であるのに対し、導光板
の長さが２００ｍｍになると約９％になっている。

【０００７】一方、このような光拡散層を、現在一般的
に行われているようなシルクスクリーン印刷によって透
明樹脂板上に形成する場合、点の形状を正方形とする
と、印刷精度上安定的に再現される最小点の１辺の長さ
は約３００μｍであり、これは網点の密度が３０線／イ
ンチの場合は面積率１２．５％に相当し、４０線／イン
チの場合は面積率２２％に相当する。これ以下の面積率
の場合、印刷による網点の再現性が悪くなり、光拡散層
のパターンが網点毎にばらつき、輝度むらを生じたり、
印刷枚数によって網点面積率が変化したりする。

【０００８】従って、現在望まれているように、大画面
のエッジライト方式面状光源用導光板を印刷によって製
造する場合、光源側の光拡散層の最小点または最小線の
再現性が悪く、このため著しく生産歩留が低下するとい
う問題があった。また、光拡散層を網点または線状で形
成させた導光板を使用する場合、光拡散層を取着した部
分のみから光は出射されるため、導光板は光拡散層のパ
ターン状に光って見えてしまい、均一な面状光源とは言
えなかった。このため均一な面状光源を得るために、通
常、導光板の光出射面側に拡散フィルムを用いて出射光
を拡散させ、導光板上の光拡散層のパターンが見えない
ようにぼかしていた。特に導光板上の光拡散層のパター
ンの面積率が小さいと、発光部分と非発光部分のコント
ラストが大きく、パターンをぼかすのに拡散効率の高い
拡散フィルムが必要となった。また、印刷による網点ま
たは線状の光拡散層パターンの再現性を良くし生産性を
高めるために、網点または線の密度を粗くすると、さら
に一層コントラストは大きくなるため、より拡散効率の
高い拡散フィルムが必要となってしまった。

【０００９】しかしながら、拡散効率が高い拡散フィル
ムは一般的に光線透過率が低く、拡散効率の高い拡散フ
ィルムを用いた場合、面状光源としての輝度は低下して
しまった。従って輝度の高い面状光源を得るためには、
導光板上の光拡散層パターンの面積率は大きい方が好ま
しく、網点または線状の光拡散層パターンの密度が２０
線／インチ以上の場合には、面積率は２０％以上さらに
好ましくは４０％以上が必要になる。光拡散層パターン
の密度が２０線／インチ以下の粗い場合面積率は３０％
以上が好ましい。

【００１０】本発明は上記の欠点を解消するためになさ
れたものであって、導光板上の光拡散層パターンの最小
面積率を設定することにより、光透過性の高い拡散板を
用いて高い輝度の得られる導光板を提供することを目的
とし、本発明のもう一つの目的は、印刷によるパターン
再現性の不良に伴う導光板の輝度分布のばらつきを無く
し、導光板の生産性を高めることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
研究を行なった結果、本発明者は、現在、印刷によって
製造されている導光板においては、前述のごとく光拡散
層のヘーズ値は全く注目されず、導光板の光の出射率分
布は導光板上の光拡散層の面積率分布によって決定され
ていたが、実際には導光板のヘーズ値分布によって決定
されるという事実に到達し本発明をするに到った。即
ち、本発明の面状光源用導光板は、少なくとも一つの側
端面に光源を設置された透明樹脂板の前記側端面と直交
する少なくとも一つの平面に、前記光源から離れるにつ
れて面積率が増大する網点または線状のパターンの光拡
散層を取着した面状光源用導光板において、前記光拡散
層の最大面積率が１００％の場合のヘーズ値が６０以下
であると共に、前記パターンの最小面積率が２０％以上
である。

【００１２】本発明の面状光源用導光板は、図５に示す
面状光源用導光板３ｄと同様の構成であり、使用される
透明基板としては、ポリメタクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸エステル共重合体、ポリカ−ボネ−ト、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、あるいはガラス等の透明性
の高い基板が用いられる。また使用されるインクは、透
明な樹脂と透明または白色の光拡散材とを公知の方法で
分散して調製する。透明な樹脂としては、ポリメタクリ
ル酸メチル、（メタ）アクリル酸エステル共重合体等の
アクリル系、スチレン系、ウレタン系、エポキシ系、ビ
ニル系、ポリエステル系、セルロ−ス系、ポリアミド系
等が使用される。また、光拡散材としては、着色がある
と光源からの距離につれて着色が濃くなるため、透明も
しくは白色の顔料をもちいるのが好ましい。透明な顔料
としては、天然または合成シリカ、ガラスビ−ズ、ダイ
ヤモンド等の無機顔料、アクリル樹脂、スチレン樹脂、
シリコン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機顔料及び
ライススタ−チ、コ−ンスタ−チ等の天然顔料を用いる
ことができ、白色顔料としては、酸化チタン、酸化亜
鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、水酸化アルミニウム、タルク、クレ−等を用いるこ
とができる。これらの顔料は単独で用いても良いし、２
種類以上を混合して用いても良い。インクには、分散
性、塗布性を改善するために、分散剤、レベリング剤等
の添加剤を必要に応じて添加することができる。

【００１３】このような透明な樹脂と透明または白色の
光拡散材とから成り、面積率１００％の場合のヘーズ値
が６０以下になるようなインキは、使用する顔料及び印
刷膜厚によって差はあるが、一般的な印刷においては樹
脂固形分１００％に対し前記顔料をおおむね１２重量％
以下添加することによって得られる。ここでヘーズ値と
は全光線透過率に対する拡散光線透過率の割合に１００
をかけたものである。さらに、図１に示すように導光板
上のある部分Ｃのヘーズ値は（光拡散層の面積率１００
％の場合のヘーズ値（１１）×その部分の光拡散層の面
積率）で示される。つまり、光拡散層の面積率１００％
の場合のヘーズ値を制御すれば、光拡散層の面積率は任
意に決定することができるのである。

【００１４】従来のインキを面積率１００％で印刷した
場合のヘーズ値は全て８０以上であった。このため従来
の光拡散層の小点の面積率が１０％以下になってしまう
場合が生じるのである。従って最小面積率２０％以上さ
らに好ましくは４０％以上で光拡散パターンを形成させ
るためには、１００％の面積率の場合の光拡散層のヘー
ズ値を小さくすれば良く、実際にはヘーズ値が６０以
下、さらに好ましくは５０以下の光拡散層で形成すれば
良い。

【００１５】このような基材から面状光源用導光板を作
成するためには、透明基板に所定のヘーズ値が得られる
ように調製したインキで光拡散層パターンを印刷する。
この場合、印刷の方式はシルクスクリーン印刷に特に限
定するものではなく、シルクスクリーン印刷よりも画像
の再現性に優れたオフセット印刷、凸版印刷等において
も、光拡散層の最小面積率を大きくすることは、生産性
及び拡散フィルムをもちいて光拡散層パターンをぼかす
点について、シルクスクリーン印刷同様有利であること
は明らかである。

【００１６】

【作用】本発明は、エッジライト方式の導光板として、
導光板上の光拡散層を形成するインキのヘーズ値を制御
することによって、光拡散層パターンを任意に設定可能
としたものである。さらに詳しくは光拡散層パターン
を、印刷の再現性が良く、光線透過率の高い拡散フィル
ムでもパターンをぼかすことのできる範囲に設定したも
のである。

【００１７】

【実施例】実施例１透明基板として厚さ２ｍｍ、大きさ１４８ｍｍ×２２５
ｍｍのアクリル板（住友化学株式会社：スミペックスＥ
００１）を用意し、このアクリル板の片面に、次に示す
組成のインキにて密度２０線／インチ及び４０線／イン
チの５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、
６０％、７０％、８０％、９０％、９５％の面積率から
なるティントチャートをシルクスクリーン印刷して、印
刷による網点再現性を調べた。なおこのインキを面積率
１００％で印刷した場合のヘーズ値は８５であった。

【００１８】インキ組成・クリアインキ（帝国インキ製造（株）：ＳＰ−６２ＡＵクリアー：固形分３７．５重量％）１００重量部・合成シリカ顔料（富士デヴィソン株式会社：サイロイド９７８）７．５重量部・メチルエチルケトン１２．５重量部６０枚連続印刷した場合の印刷枚数による網点再現性変
化を図２（密度２０線／インチ）及び図３（密度４０線
／インチ）に示す。また、６０枚目の各網点面積率にお
ける網点毎の面積率のばらつきを表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】これより、シルクスクリーン印刷におい
て、印刷枚数による網点再現性の変化の安定性、網点毎
の面積率の安定性に優れた領域は網点の密度が２０線／
インチの場合面積率１０％以上であり、４０線／インチ
の場合面積率２０％以上であることがわかる。実施例２実施例１のアクリル板を８枚用意し、その片面に実施例
１と同様のインキを用い２０線／インチ及び４０線／イ
ンチの網点密度で１０％、２０％、３０％、４０％の均
一な平網を印刷した。印刷後のアクリル板の光入射部以
外の側端面に銀蒸着反射テープを貼り付け、短辺側光入
射端部に管径５．６ｍｍ、ランプ輝度１７０００ｎｔの
冷陰極ランプを設置し、ランプとアクリル板光入射部の
周囲を銀蒸着リフレクターで被った。さらにアクリル板
の塗料塗布面側に反射板として白色ポリエステルフィル
ム（東レ株式会社：ルミラーＥ−６０）を配置し、塗料
非塗布面側に光拡散フィルム（株式会社きもと：Ｄ−２
０４）を配置し、エッジライト方式の面状光源ユニット
を作製した。

【００２１】この面状光源装置において、拡散フィルム
をとおして網点パターンの視認テストを行ったところ、
２０線／インチの場合３０％以上で網点パターンはほぼ
見えず、４０％以上で網点パターンは完全に見えなくな
った。また４０線／インチの場合２０％以上で網点パタ
ーンはほぼ見えず、３０％以上で完全に見えなくなっ
た。

【００２２】実施例３実施例１のアクリル板の片面に、実施例１と同様のイン
キを用いて光源側端部から離れるにつれて面積率が増加
するように、網点密度２０線／インチ、最小点の面積率
８％最大点の面積率３０％で光拡散層パターンを印刷し
導光板Ａとした。

【００２３】また実施例１と同様の別のアクリル板の片
面に、次に示す組成のインキで光源側端部から離れるに
つれて面積率が増加するように、網点密度２０線／イン
チ、最小点の面積率２０％最大点の面積率７５％で光拡
散層パターンを印刷し導光板Ｂとした。このインキを面
積率１００％で印刷したときのヘーズ値は３４であっ
た。

【００２４】インキ組成・クリアインキ（帝国インキ製造（株）：ＳＰ−６２ＡＵクリアー：固形分３７．５重量％）１００重量部・合成シリカ顔料（富士デヴィソン株式会社：サイロイド９７８）４．２重量部・メチルエチルケトン７．０重量部この２枚の導光板をそれぞれ実施例２のエッジライトユ
ニットに装着して面光源装置としての評価を行い表２の
結果を得た。

【００２５】

【表２】

【００２６】この結果より、導光板の輝度分布はヘーズ
値の分布によって決定され、光拡散層の面積率１００％
の場合のヘーズ値を制御すれば、光拡散層の面積率分布
を変えても同等の輝度分布がえられることがわかる。さ
らに、光拡散層の面積率の最小値を２０％以上にするこ
とによって、印刷むらによる輝度むらや拡散フィルムを
とおしてのパターンの視認性が改良されたこともわか
る。

【００２７】実施例４実施例１のアクリル板の片面に、次に示す組成のインキ
にて光源側端部から離れるにつれて面積率が増加するよ
うに、網点密度２０線／インチで光拡散パターンを印刷
した。このときの最小点の面積率は２０％で最大点は８
０％であった。この導光板を実施例２のエッジライトユ
ニットに装着して面光源装置としたところ、光源に近い
部分でも網点面積のばらつきによる輝度むらは無く、網
点パターンも見えない均一な面光源が得られた。なおこ
のインキを面積率１００％で印刷した場合のヘーズ値は
３０であった。

【００２８】インキ組成・クリアインキ（帝国インキ製造（株）：ＳＰ−６２ＡＵクリアー：固形分３７．５重量％）１００重量部・合成シリカ顔料（富士デヴィソン株式会社：サイロイド９７８）３．０重量部・メチルエチルケトン５．０重量部実施例５透明基板として厚さ３ｍｍ、大きさ１５０ｍｍ×２１０
ｍｍのアクリル板（住友化学株式会社：スミペックスＥ
００１）を用意し、このアクリル板の片面に、次に示す
組成のインキにて光源側端部から離れるにつれて面積率
が増加するように、網点密度４０線／インチで光拡散パ
ターンを印刷した。このときの最小点の面積率は２０％
で最大点は７０％であった。

【００２９】この導光板を実施例２のエッジライトユニ
ットに装着して面光源装置としたところ、光源に近い部
分でも網点面積のばらつきによる輝度むらは無く、網点
パターンも見えない均一な面光源が得られた。なおこの
インキを面積率１００％で印刷した場合のヘーズ値は６
０であった。インキ組成・クリアインキ（帝国インキ製造（株）：ＳＰ−６２ＡＵクリアー：固形分３７．５重量％）１００重量部・炭酸カルシウム（龍森（株）：サンライト７００）５．０重量部・メチルエチルケトン８．３重量部実施例６透明基板として厚さ３ｍｍ、大きさ１５０ｍｍ×２１０
ｍｍのアクリル板（住友化学株式会社：スミペックスＥ
００１）を用意し、このアクリル板の片面に、次に示す
組成のインキにて光源側端部から離れるにつれて面積率
が増加するように、網点密度４０線／インチで光拡散パ
ターンを印刷した。このときの最小点の面積率は４０％
で最大点は８０％であった。

【００３０】この導光板を実施例２のエッジライトユニ
ットに装着して面光源装置としたところ、光源に近い部
分でも網点面積のばらつきによる輝度むらは無く、網点
パターンも見えない均一な面光源が得られた。なおこの
インキを面積率１００％で印刷した場合のヘーズ値は２
５であった。インキ組成・クリアインキ（帝国インキ製造（株）：ＳＰ−６２ＡＵクリアー：固形分３７．５重量％）１００重量部・シリコン樹脂顔料（東芝シリコーン（株）：トスパール１３０）２．０重量部・メチルエチルケトン３．３重量部

【００３１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明による面状光源用導光板は、光の出射率を制御する手
段として導光板のヘーズ値に着目したもので、光拡散層
の面積率１００％の場合のヘーズ値を制御することによ
って光拡散層の面積率を任意に変化させることを可能と
した。このため従来の光拡散層の面積率のみで光の出射
率を制御する方法に比べて、生産性に優れ、透過率の良
い拡散フィルムで網点パターンを容易にぼかすことがで
きる高輝度面光源が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状光源用導光板のヘーズ値を示す
図。

【図２】網点密度２０線／インチで６０枚まで印刷した
場合の印刷枚数による網点再現性の変化を測定したグラ
フを示す図。

【図３】網点密度４０線／インチで６０枚まで印刷した
場合の印刷枚数による網点再現性の変化を測定したグラ
フを示す図。

【図４】本発明及び従来例のエッジライト方式面状光源
装置の構成図。

【図５】本発明及び従来例のエッジライト方式面状光源
装置の原理を示す図。

【図６】従来例のエッジライト方式面状光源装置の光源
からの距離と輝度分布の関係を示す図。

【図７】従来例のエッジライト方式面状光源装置の一部
を示す図。

【図８】従来例のエッジライト方式面状光源装置の光源
からの距離と平均輝度の関係を示す図。

【符号の説明】

１…………光源３…………透明樹脂板３ａ………側端面３ｄ………導光板５…………光拡散層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの側端面に光源を設置され
た透明樹脂板の前記側端面と直交する少なくとも一つの
平面に、網点または線状のパターンの光拡散層を印刷し
て成る面状光源用導光板において、前記光拡散層の面積
率１００％のヘーズ値が６０以下であると共に、前記パ
ターンの最小面積率が２０％以上であることを特徴とす
る面状光源用導光板。