JPH0963331A

JPH0963331A - 面状光源装置

Info

Publication number: JPH0963331A
Application number: JP7230804A
Authority: JP
Inventors: Shingo Suzuki; 信吾鈴木
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】面状光源装置の画面上に備わる拡散板を、透
明樹脂基板と一体的に製造することにより、部材の構成
枚数を低減させ、高効率で低コスト及び取扱性を改善し
た面状光源装置を提供する。【解決手段】従来の拡散板を削除するために、透明樹
脂基板１上に、光散乱粒子１２を混入した透明材料１１
を光拡散層１３として形成させ、一体型基板１４とす
る。面状光源装置の特質である画面上を均一な高輝度と
するために前記光拡散層１３は、前記透明樹脂基板１よ
りも屈折率の低い部材で構成されているものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種表示装
置等の背面照明に用いる薄型の面状光源装置に関するも
のであり、特に液晶表示装置の背面照明手段として好適
に使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄型の面状光源装置としては、サ
イドライト方式（導光板方式）が知られている。サイド
ライト方式の面状光源装置の第１の従来例として、その
構造は、図２に示すように、アクリル樹脂等の透光性の
高い材料による略断面矩形状の透明樹脂基板２１の裏面
２２には、白色または乳白色インクにより、一端側から
他端側にいくにつれてその密度が変化するように、通常
スクリーン印刷方式により印刷された散乱パターン２３
が施されている。さらに、該散乱パターン２３の後方に
は、反射板２４が配置されている。また、透明樹脂基板
２１の表面２５には、拡散板２６が配置されている。

【０００３】透明樹脂基板２１の端面２７には、直線状
光源である蛍光管２８が透明樹脂基板２１の端面２７と
ほぼ当接するように置かれており、その蛍光管２８の外
周面でかつ前記端面２７を向いた面以外の部分は、アル
ミニウム、銀等を蒸着した反射フィルム２９で覆われて
いる。蛍光管２８が置かれている以外の少なくとも一面
の透明樹脂基板２１の端面は、反射テープ等の反射材３
０が付加されている。（例えば、特開昭６３−６２１０
５号公報参照）

【０００４】図３は、このように構成されたサイドライ
ト方式の面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。これを説明すると、蛍光管
２８からの発光光線は、反射フィルム２９により反射さ
れるので、多くが透明樹脂基板２１の端面２７に到達
し、透明樹脂基板２１の内部に進入する。この光線の
内、透明樹脂基板２１の裏面２２に印刷されている散乱
パターン２３に当たる光線３１だけが散乱され反射し、
透明樹脂基板２１の表面に達する散乱された光線３２及
び散乱パターン２３を透過し裏面に抜けて反射板２４に
当たって反射し透明樹脂基板２１の表面２５に向かう光
線３３の２つの光線は、符号３４で示すように、拡散板
２６を透過して表面２５に放射される。

【０００５】透明樹脂基板２１の裏面２２に施された散
乱パターン２３に当たらない光線３５及び発光されてす
ぐに透明樹脂基板２１の表面２５に当たる光線３６は散
乱パターン２３に到達するまでそのまま内部で全反射を
繰り返して進む。出射光が全画面上で均一な発光強度に
なるよう光源からの距離に応じて散乱パターンに密度分
布を与えていることにより、比較的高輝度でしかも均一
な面状光源が実現可能となっている。

【０００６】ところで、面状光源装置の表面２５に設け
られた拡散板２６は、透明樹脂基板２１の裏面に印刷さ
れた散乱パターン２３のみが輝いて見えるいわゆるドッ
トイメージを除去し、面状の均一発光を実現する部材と
して使用するもので、光を拡散する機能の有するものを
用いる。この拡散板２６の構成は、例えば実用新案登録
番号第３０１０８７１号に開示される物品である拡散シ
ートを一例として説明すると、図４に示すように、透明
支持体３７上に、拡散部材としてのアクリル樹脂等の中
にポリスチレン樹脂の真球状の粒子３８を混入した透明
樹脂層３９を設けるものである。

【０００７】上記のような光学部材である拡散シートを
別体で拡散板２６として付加することにより、所望の特
性を得られるようになっていくが、部材の構成枚数が増
加することにより、間にある空気層と部材の界面が増え
る結果、表面反射率が増大し光線透過率（効率）が低下
する等の問題があり、また部品点数の増加による高コス
ト化のみならず、組立時の取扱性が悪化することによる
不良の増加等の問題もあった。

【０００８】そこで、部品点数を低減させることを意図
した図５に示す面状光源装置の第２の従来例として、そ
の構成を説明する。部品点数低減のため、上述の理由に
より、拡散板２６の装備をやめ、光を拡散する拡散板２
６と同等の機能を有するもので代用することとした。そ
の構成は、面状光源装置に備わる透明樹脂基板４１に光
拡散層４２を一体的に形成し、一体型基板４３とするも
のである。

【０００９】一体型基板４３の表面側に形成される光拡
散層４２の構成は、光拡散部材としてアクリル樹脂また
はポリスチレン樹脂の真球状の光散乱粒子４４を透明材
料４５に混入、拡散してなる。ここで、透明材料４５
は、アクリル樹脂製とする。このような材料による構成
とすると、一体型基板４３内の透明樹脂基板４１と光拡
散層４２の屈折率は、ほぼ等しくなる。その他の面状光
源装置の構成は、前掲の従来例と同様である。

【００１０】該面状光源装置内における前掲の従来例と
異なる光の挙動は、透明樹脂基板４１と、光乱散粒子４
４（アクリル樹脂製またはポリスチレン樹脂製）を含ん
だ透明材料４５（アクリル樹脂製）からなる光拡散層４
２の屈折率がほぼ等しいことから、蛍光管２８から発光
した発光光線のうち、一体型基板４３の表面５側に到達
する光線４６は、光拡散層４２に侵入し、光散乱粒子４
４により拡散され、面状光源装置の画面から外部へ放射
される（図５の光線４７）。

【００１１】図５において、面状光源装置の左側部分
は、光源である蛍光管２８に近いため、表面２５に到達
する発光光線の量は多い。一方、蛍光管２８から遠ざか
り、右側にいくほど、表面２５に到達する発光光線の量
も減少する。ところが、本従来例では、上述したような
光線の挙動が起こるので、発光光線が表面２５に到達す
ると、光拡散層４２に進入して光散乱粒子４４により拡
散され、外部に放射されてしまう。ゆえに、表面２５に
到達する発光光線の量が多い蛍光管２８に近い図５の左
側では画面は明るく、蛍光管２８から遠ざかり図５の右
側にいくにつれ、放射される発光光線の量が減少するの
で、画面は徐々に暗くなる。

【００１２】このように、透明樹脂基板４１と略等しい
屈折率からなる光拡散層４２を設け一体型基板４３とし
て面状光源装置を構成すると、画面上での明るさのバラ
ンスが崩れてしまうため、画面全体に渡って均一な面状
光源を実現することは極めて困難である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、全画面
上で均一な発光強度を保持し、しかも高輝度な面状光源
装置は、図２に一例として示した第１の従来例がある。
ところが、部品点数が多いことから、高コスト化、不良
の増加、取扱の不便等、改善されるべきさまざまな問題
を有していた。これらの問題の解決手段となる部品点数
の削減にむけて第２の従来例を示した。しかし、このよ
うな従来例の装置では、面状光源装置として機能するた
めに不可欠な要素である全画面上で均一な発光強度とな
ることが満たされなくなってしまった。

【００１４】以上の事情を鑑みて、本発明の目的とする
ところは、構成部品を低減したのにもかかわらず、従来
の機能を失うことのない面状光源装置を提供しようとす
るものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、透明樹脂基板の少なくとも１つ
以上の端面に１本または複数本の直線状の蛍光管を配置
させて構成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装
置において、後述する理由により、該透明樹脂基板の表
面に少なくとも透明樹脂基板よりも屈折率の低い透明材
料中に多数の光散乱粒子を混入、分散してなる光拡散層
を密着形成させ、一体化したことを特徴とする面状光源
装置である。

【００１５】請求項２の発明は、上記請求項１記載の構
成に加えて、上記透明樹脂基板がアクリル樹脂により構
成され、透明材料がフッソ系樹脂から構成されているこ
とを特徴とする面状光源装置である。

【００１７】また、請求項３の発明は、上記請求項２記
載の構成に加えて、上記光散乱粒子の形状を球として光
拡散層に混入、分散したことを特徴とする面状光源装置
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の面状光源装置の構造を図
１に基づいて説明する。図１において、１は透明樹脂基
板であり、アクリル樹脂等の透光性の高い材料からなる
略断面矩形状のものである。この透明樹脂基板１の裏面
２には白色または乳白色のインクを図３に示す従来の面
状光源装置と同様に一端側から他端側にいくにつれてそ
の密度が変化するように印刷された光散乱パターン３が
施されている。さらにその光散乱パターンの後方には、
反射板４が配置されている。

【００１９】一方、透明樹脂基板１の少なくとも一面以
上の端面７には、１本または複数本の直線状の光源であ
る冷陰極または熱陰極の蛍光管８が透明樹脂基板１の端
面７とほぼ当接するように配置されており、その蛍光管
８の外周であり、端面７に面していない部分は、アルミ
ニウム、銀等を蒸着した反射フィルム９で覆われてい
る。この反射フィルム９の両端は透明樹脂基板１の表裏
それぞれに接着されている。蛍光管８が配置されている
以外の少なくとも一面以上の透明樹脂基板１の側面に
は、反射テープ等の反射材１０が付加されている。

【００２０】また、透明樹脂基板１の表面５には、少な
くとも透明樹脂基板１よりも屈折率の低い透明材料１１
中に光散乱粒子１２を混入、分散してなる光拡散層１３
を密着形成させ、透明樹脂基板１と一体的に構成した一
体型基板１４として構成する。

【００２１】このような構成からなる本発明の面状光源
装置は、次のように作用する。蛍光管８の発した発光光
線のうち、透明樹脂基板１の表面５に到達する光線１５
は、光拡散層１３を構成する透明材料１１の屈折率が、
透明樹脂基板１よりも低いため、透明樹脂基板１の表面
５で全反射し、裏面２の方向に向かってに進行する。つ
まり、光拡散層１３が透明樹脂基板１と一体的に構成さ
れているにもかかわらず、図３における透明樹脂基板２
１内での光線３６の軌跡と一致する。したがって全面域
にわたって、均一な輝度を得られる。

【００２２】上述したように、高輝度で全画面上で均一
な発光強度を有する面状光源装置としては、透明樹脂基
板上に形成される透明樹脂層を、透明樹脂基板よりも屈
折率の低いものと限定する必要がある。

【００２３】なお、本発明を実施するに際して用いる透
明樹脂基板は、その透明性、加工性からアクリル樹脂が
もっとも適しているが、特にこれに限定されるものでは
なく、これに換えて、塩化ビニール樹脂、ポリカーボメ
イト樹脂、オレフィン系樹脂スチレン系樹脂等の各種熱
可塑性の透明樹脂等が使用可能である。また、アリルジ
グリコールカーボネート樹脂等の熱硬化性樹脂や各種ガ
ラス材料等の無機材料等も透明であれば場合によっては
適用可能である。

【００２４】また、光拡散層を構成する透明材料は、基
本的には透明樹脂基板よりも屈折率が低ければ適用可能
であるが、より望ましくは、例えば透明樹脂基板として
アクリル樹脂（屈折率：１．４９）を選定した場合、屈
折率１．４以下の透明樹脂材料が望ましい。これを実現
する材料としては、フッソ系樹脂材料が適用可能であ
る。

【００２５】さらに本発明に係る光散乱粒子としては、
透明材料中に混入した状態で光散乱性を示せば、特に限
定するものではないが、例えばＴｉＯ₂ 、ＳｉＯ₂ 、Ｃ
ａＣＯ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＢａＳＯ₄ 、ＺｎＯ、ガラス微
粉末等の無機系の光散乱材やまたはアクリル、ポリスチ
レン等の有機系の透明光散乱材であって、しかも透明材
料を溶媒に溶解した液状樹脂媒体に溶解または化学変化
をしない物質を選択することができる。またこれらを単
体で使用してもよいし、２種以上を混合して使用しても
よい。また光散乱粒子の形状は、特に限定するものでは
ないが、よりよい形態としては、球状の形態が望まし
い。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の面状光源
装置においては、面状光源装置の表面に設置する光を拡
散させるための拡散板を、光拡散層として透明樹脂基板
と一体的に形成し、一体型基板としたことで、生産工程
の省略につながり、生産能率が向上する。また、部品点
数の個数の減少により、低コストで生産でき、組立時の
取扱も簡単である。そして、従来の面状光源装置と同様
に、画面全体が均一で高輝であり、光拡散層における光
の拡散によって、ドットイメージの除去もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状光源装置の構造を示す断面図であ
る。

【図２】第１の従来例の面状光源装置の構造を示す断面
図である。

【図３】面状光源装置における光線の挙動を説明するた
めの模式的な断面図である。

【図４】拡散板を構成する拡散シートの断面図である。

【図５】第２の従来例の面状光源装置の構造を示す断面
図である。

【符号の説明】

１透明樹脂基板１１透明材料１２光散乱粒子１３光拡散層１４一体型基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂基板の少なくとも１つ以上の端
面に１本または複数本の直線状の蛍光管を配置させて構
成するいわゆるサイドライト方式の面状光源装置におい
て、該透明樹脂基板の表面に少なくとも該透明樹脂基板
よりも屈折率の低い透明材料中に多数の光散乱粒子を混
入、分散してなる光拡散層を密着形成させ一体化したこ
とを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】前記透明樹脂基板がアクリル樹脂により
構成され、透明樹脂材料がフッソ系樹脂から構成されて
いることを特徴とした請求項１記載の面状光源装置。
【請求項３】前記光散乱粒子が球状であることを特徴
とした請求項２記載の面状光源装置。