JPH06347792A - 導光板と平面状反射部材の間に部分的に導光連通部位を設けたエッジライト照光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッジライト照光板の反射パターンの作成に
際し技術的な制約の多い顔料高含有インキのスクリーン
印刷をする事なく、平面状反射部材を部分的に選択的に
反射パターンとして利用し、均一で安定な反射率のパタ
ーンを得、かつ複雑な組立工程を経ずにエッジライト照
光板ユニットを組み立て得る新規なエッジライト照光板
用の反射パターン作成技術を提供するものである。 【構成】 導光板と平面状反射部材の間に、導光板の屈
折率と大差ない屈折率を有する樹脂を主成分とする導光
連通部位を部分的に設置し、導光板と平面状反射部材間
に存在する空気層を部分的に排除して導光板内の伝播光
を散乱反射体に導入させ散乱反射を生じさせて、結果と
して導光連通部位に対応した反射部位を作り出す。

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装置や
照光看板のバックライトに使用されるエッジライト照光
板の新規な反射パターンの作成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エッジライト照光板の反射層は、１）ポ
リメチルメタクリレートキャスト板やポリカーボネート
板などの透明な樹脂板からなる導光板の裏面に白色顔料
あるいはガラスビーズをふくむインキをパターン状にス
クリーン印刷する方法、２）導光板の裏面にサンドマッ
トをする方法、３）導光板の裏面に微小なプリズムを彫
刻または注型により作る方法などが提案されている。
２）のサンドマット法は印刷法にくらべ導光板の法線方
向への反射効率（以下有効反射効率と言う）の高い反射
面を作成できるが、照光面の光強度分布を均一化するの
に不可欠な反射部位のパターン化がしにくく、サンドブ
ラスト後の導光板からのブラスト材の洗浄分離に多額の
費用がかかり、かつ粗面の強度が弱く面状照光板の組立
作業時に粗面部位に傷が付き易く実用に供されていない
し、３）の微少プリズムを作成する方法は光強度分布の
設計が自由に出来るし、印刷法にくらべ有効反射効率の
高い照光板が得られるものの、彫刻作業や注型用型の作
成に多大のコストがかかり一部の小型照光板に実施例が
認められるのみで、大多数の照光板の反射層は有効反射
効率が低い欠点があるにもかかわらず、製造費用の安い
１）のスクリーン印刷法で作成されている。

【０００３】スクリーン印刷法に於いては樹脂結着材と
白色顔料あるいはガラスビーズ及び溶剤からなる反射層
用インキが導光板に直接印刷され、乾燥される。乾燥イ
ンキ層中の結着材と白色顔料あるいはビーズのなす屈折
率差のある微少界面で全反射が生じ、エッジライト照光
板の反射層として機能する。

【０００４】有効反射効率は樹脂結着材と白色顔料また
はガラスビーズ、あるいは反射層中に混在する微少空気
粒との界面の量に比例するので、高い有効反射率を得る
には層中の結着材と顔料との比率を顔料分の多い組成に
すべきであるが、高顔料化に従ってインキの物性が変化
し、印刷適性が悪化して、パターン印刷時の解像力の低
下、インキ流動性劣化、インキの研磨力増大による印刷
機材の寿命低下、印刷中のインキ乾燥による連続作業の
中断、インキの導光板への付着力の低減、乾燥インキ膜
の強度不足などの諸欠陥が生じ、やむなく低顔料含有イ
ンキで不十分な有効反射効率の印刷法反射層が製造され
ていた。そのため反射面の下方への漏出光が多くこれを
有効に回収するために複雑な手法で散乱反射フィルムを
印刷層下面に空気層を介して別置、装着されていた。

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる制限の
多い高顔料インキのスクリーン印刷をする事なく、平面
状反射部材を選択的に反射パターンとして利用し、高い
有効反射率の反射パターンを得、かつ複雑な組立工程を
経ずにエッジライト型面状照光板ユニットを組み立て得
る新規なエッジライト照光板の反射機構を提供するもの
である。

【課題を解決するための手段】本発明は導光板と平面状
反射部材の間に選択的にパターン状の導光連通部位をも
うけ、部分的に空気層と導光板間の全反射界面を破壊し
て導光板内の伝播光を散乱反射体に導入させ、散乱反射
を生じさせて、結果としてパターン状の導光連通部位に
対応した反射部位を作り出す新たなエッジライト面状光
源の反射パターンの作成法に関するものである。さらに
詳しくは導光板の屈折率と大差ない屈折率を有する樹脂
を主成分とする導光連通部位を部分的に平面状反射部材
と導光板間に設置することを特徴とする新規なパターン
状反射部位の作成法に関するものである。この導光連通
部位は例えば市販の散乱反射フィルムや白色塗装金属薄
板のごとき平面状反射部材の表面にパターン状に透明樹
脂の層を作成し、導光板の片面に押圧または加熱押圧し
たり、導光板にパターン状の透明樹脂を印刷し、散乱反
射フィルムを押圧または加熱押圧して作成する事ができ
る。また樹脂中に光拡散性を有する微粉末をまぜると導
光部位に光散乱性を付与できて、平面状反射部材に金属
蒸着フィルムのごとき散乱性のない鏡面反射フィルムも
使用できる。導光連通部位に使用する樹脂は導光板の屈
折率と大差のあるものでは導光板と導光連通部位の界面
で全反射が生ずるため有効な導光ができず、おおむね導
光板のナトリウムＤ線に対する屈折率から±０．１２以
内の差の屈折率を持つ樹脂を選択使用する。たとえば屈
折率が１．５２の塗料用塩化ビニール・酢酸ビニール・
マレイン酸共重合樹脂や屈折率１．４９のメタクリル酸
メチル樹脂、などの各種の汎用樹脂が使用できる。

【０００５】導光連通部位に用いる樹脂は適宜に溶剤に
溶かされ、水溶性樹脂や水性エマルジョンの場合には水
に溶解または分散され、反射フィルムに、乾燥厚さが１
ミクロンから５０ミクロンの範囲になるようにパターン
状に印刷され乾燥される。ついで導光板と重ねて押圧、
必要に応じて加熱下に押圧されて本発明の導光連通部位
を設けたエッジライト照光板が完成する。この他にも溶
液型接着剤や紫外線硬化型接着剤、あるいはホットメル
ト型接着剤などをそのまま導光連通部位用の材料として
用いる事もでき、そのさいはとりたてて前乾燥の必要は
ない。着色料や各種の安定剤あるいは可塑剤などの樹脂
用改質剤や表面張力調整剤のごときインキ用添加剤も導
光連通部位の機能を阻害しない範囲で混入することがで
きる。さらに導光連通部位中にシリカ微粒やタルクある
いは炭酸カルシウムのごとき体質顔料や酸化チタンを混
入して導光連通部位に光拡散性を付与できるが多量の顔
料を混入すると導光板と平面状反射部材との接着を阻害
するので樹脂とこれら顔料の混合比は体積比で１対１以
下に保たなければならない。平面状反射部材としては市
販の空気微粒や白色顔料を練りこんだ白色プラスチック
フィルムや白色塗装済みのフィルム、ラミネートフォイ
ルあるいは金属薄板、マット状の金属蒸着を施したプラ
スチックフィルムさらには白色塗工を施した金属蒸着フ
ィルムが使用できるし導光連通部位が光拡散能を持つ場
合には艶付きの金属蒸着フィルムや金属箔などの鏡面反
射性を示す材料も使用する事ができる。導光連通部位の
パターン形成の方法はおおむね３ミクロン以下の厚さが
望まれるときはグラビア印刷やオフセット印刷法あるい
はフレキソ印刷法が適用されそれ以上の厚さが所望され
るときはシルクスクリーン法や凹版印刷法が採用され
る。導光連通部位を介在させた導光板と平面状反射部材
の押圧一体化には市販のプリント基板用ラミネーターや
事務用ラミネーターあるいはホットプレスが使用でき
る。導光連通部位及び平面状反射部材に使用する樹脂の
物性により、適宜、温度、加圧時間、押し圧を調整する
が概ね温度は室温から１８０度Ｃ、速度は２ｃｍ／秒か
ら２０ｃｍ／秒、押し圧は１平方センチ当たり０．３Ｋ
ｇから１０Ｋｇで満足な押圧一体化が可能である。

【０００６】

【作用】導光板と平面状反射部材とのあいだに介在す
る、導光板材料の屈折率と大差ない屈折率を有する導光
連通部位は導光板および平面状反射部材にはさまれて押
圧されまたは加熱押圧され、空気塊のない界面を形成す
る。一方、端面から照射されて導光板中を進行してくる
入射角の大きな光は導光板と導光連通部位との境界面に
達しても、境界での屈折率の差が小さいので全反射を殆
ど生ずることなく導光連通部位層にほぼ直進して進入す
る。さらに導光連通部位と平面状反射部材間にも空気層
がなく結果的に導光板中の光は妨げられる事無く平面状
反射部材に進入できて、有効に平面状反射部材中の樹脂
結着剤と顔料のなす微細界面、あるいは微細に分散分布
している空気粒界面で乱反射し、拡散反射光を導光連通
部位を経由して導光板に戻す。導光板の平面状反射部材
の対面、すなわち照光面に達した散乱光のうち、導光板
と空気界面のなす臨界角以内の光は照光面から空気中に
放散し有効反射光となる。他方導光連通部位のないとこ
ろでは導光板と平面状反射部材との間に空気層が介在し
導光板内を全反射を繰り返しながら伝播している光は空
気界面で全反射し平面状反射部材中に到達し得ない。

【０００７】図１は導光連通部位のない場合のエッジラ
イト面状照光板の光の挙動を示し、導光板端面から導光
された光が導光板と空気層の界面で全反射してしまい平
面状反射部材に到達せず、照光面に出光しない様子を図
示したもので、図２はパターン化された導光連通部位が
あり、押圧により導光板と平面状反射部材と一体化され
た本発明のエッジライト面状照光板の光の挙動を示し、
導光連通部位のみが有効な反射パターンを形成する様子
を示す。

【０００８】上記のように構成された導光連通部位を持
つエッジライト面状照光板は導光板端面から導光され
た、反射層に平行に近い成分を多量に含む光をうけ、導
光連通部位では全反射を生ずること無しに有効に平面状
反射部材に光を導き乱反射させ、照光面側に有効反射光
を放出させ、導光連通部位のない部分では空気界面で全
反射させ結果として照光面への出光を生じない。また導
光連通部位は平面状反射部材の導光板への接着保持効果
も持ち、平面状反射部材の照光ユニットへの複雑な組み
付け作業を要しない。

【０００９】

【実施例１】屈折率約１．４８の市販のブチルメタアク
リレート樹脂（ロームアンドハース社製、パラロイドＦ
１０、４０％溶液）をトルエンで２倍に希釈してインキ
を作成し、８０線４０％のシルクスクリーン原版を使用
して厚さ１８８ミクロンの市販の高反射フィルム（アイ
シーアイジャパン社製、メリネックス タイプ３３９）
の片面に印刷した。乾燥後のドットの厚みは１１ミクロ
ンであった。厚さ４ｍｍ、４ｃｍ角のポリメチルメタク
リレート板に印刷面を接するように重ねてフィルム側か
ら表面温度を８０度に保ったシリコンゴム被覆ロールで
両軸に２０Ｋｇづつ加重しながら押圧した。反射フィル
ムとアクリル板は印刷パターンのある部分でのみ接合し
た。アクリル導光板端面に点灯した冷陰極蛍光管を置き
非接合面から観察すると接合部のみが光り、顕微鏡で観
察するとドットは均一に高輝度で発光していた。

【実施例２】屈折率が約１．５２の塗料用塩化ビニー
ル、酢酸ビニール、マレイン酸共重合樹脂（電気化学工
業（株）製、デンカビニール １０００ＣＳ）１０ｇと
フタル酸ジオクチル、２ｇ、平均粒径６ミクロンのシリ
カ微粒（富士デビソン社製、サイロイドＳ−６３）６ｇ
を４０ｇのメチルエチルケトンに分散溶解し、拡散性の
あるインキを作成した。５０ミクロン厚のアルミニウム
蒸着したポリエステルフィルムの蒸着面の一部に実施例
１のインキと本拡散性インキをそれぞれ乾燥厚みが５ミ
クロンないし６ミクロンになるように塗布乾燥した。つ
いで塗工済みの蒸着フィルムを塗工面がアクリル板と接
するように重ね実施例１と同様に押圧した。アクリル導
光板端面に点灯した冷陰極蛍光管を置き非接合面から観
察すると本拡散性インキが介在する接合部のみが光り、
顕微鏡で観察するとドットは均一に高輝度で発光してい
たが実施例１のインキの介在する接合部やインキ層の介
在していない非接合部での反射発光は認められなかっ
た。

【実施例３】屈折率約１．５４の飽和ポリエステル樹脂
（東洋紡績（株）製、バイロン３００）を８ｇ、トルエ
ン２０ｇ、メチルエチルケトン２０ｇからなる透明塗料
を作った。この塗料を注射筒に取り針先から滴下しなが
ら、厚さ０．５ｍｍ、４ｃｍ角の市販の白色塗装アルミ
ニウム板（スカイアルミ（株）製、クリスタルホワイ
ト）の塗装面に、乾燥後の直径がおおよそ０．８ｍｍか
ら２ｍｍ、厚みが約１ミクロンから３ミクロンに分布す
る多数の微細な塗膜を形成した。実施例１と同様にアク
リル板と塗膜面を内側になるようにかさね押圧し、反射
の様子を観察した。微細な塗膜が介在した接合面は効率
よく反射発光していたが塗膜がない、すなわち非接合部
位は全く反射がみとめられなかった。

【発明の効果】以上に詳述したように本発明ではパター
ン化した導光連通部位を介在させて導光板と平面状反射
部材との間の空気層を部分的に排除し、導光連通部位に
対応した散乱反射部位を作成するが散乱反射光量は使用
する平面状反射部材の光学的性質によって規定される。
従って平面状反射部材の選択により任意の反射率調整が
可能で、特に高反射率を持つ平面状反射部材を用いる時
は従来法のスクリーン印刷工程では得られない高反射率
のパターンの作成が容易となり、高輝度の面状光源が得
られるばかりでなく、入射光量の多い導光板の光源近傍
部のパターンの小面積化を可能ならしめ、光量分布の設
計の自由度を拡大し、大判のエッジライト面状照光の製
造を可能とする。また従来法のスクリーン印刷で発生す
る印刷時の反射用インキの経時的変質による反射率の変
動が避けられ、歩留まりの向上が計られるし、あらため
て複雑な工程を経て平面状反射部材を空気層を介して照
光装置に組み込み固定化する手間も省けるなど生産工程
上の効果は大きい。さらに高輝度化は光源の消費電力を
軽減し、導光板の厚さの低減化をもたらし、エッジライ
ト面状照光装置の重量低減化を可能にするなど産業上の
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】導光連通部位のない場合の導光板タイプ面状照
光板中の光の挙動を示す。

【図２】部分的に導光連通部位があり導光板と平面状反
射部材が押圧により一体化された本発明のエッジライト
面状照光板中の光の挙動を示す。

【符号の説明】

１ 導光板 ２ 空気層 ３ 平面状反射部材 ４ 導光連通部位 ５ 導入光 ６ 反射光 ７ 照光面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導光板と平面状反射部材の間に、導光板
   材料のナトリウムＤ線に対する屈折率と±０．１２以内
   の屈折率差を持つ樹脂を主成分とする導光連通部位を部
   分的に介在させる事を特徴とするエッジライト照光板。
2. 【請求項２】 請求項１の導光連通部位の厚さが１ミク
   ロンから５０ミクロンである事を特徴とするエッジライ
   ト照光板。
3. 【請求項３】 請求項１、２の導光連通部位が光散乱性
   の微粉末顔料を含むことを特徴とするエッジライト照光
   板。
4. 【請求項４】 請求項１、２、３の平面状反射部材が散
   乱反射フィルムあるいはラミネートフィルムであること
   を特徴とするエッジライト照光板。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３の平面反射部材が白色
   塗装金属板または箔でであることを特徴とするエッジラ
   イト照光板。
6. 【請求項６】 請求項３における平面状反射部材が金属
   蒸着フィルムであることを特徴とするエッジライト照光
   板。