(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂基材の上に、光散乱物質を含有または坦持したフィルムを載置し、しかる後一側から他側に向かって密度が増加するように配置される光散乱パターンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却することにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂層のうち、光散乱パターンに対応した部分のみを選択的に該透明樹脂基材に密着させて、透明樹脂基板を構成することを特徴とする面状光源装置に用いる基板の製造方法。
【請求項２】
前記フィルムが耐熱性を有したフィルム基材とし、しかもフィルム基材は光散乱物質を含有または坦持したものであり、前記透明樹脂基材上に、該フィルムを載置し、しかる後前記光散乱パターンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却することにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂層のうち、光散乱パターンに対応した密着部分のみを選択的に該透明樹脂基材に密着させた後、該フィルム基材を剥離させ、該密着部分のみを透明樹脂基材上に残すことにより前記透明樹脂基板を構成することを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置に用いる基板の製造方法。
【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、特に液晶表示装置の背面照明手段に用いる基板の製造方法に関するものである。
【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一例として、その構造は、図１２、図１３に示されるように、アクリル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４１の裏面４２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行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４３が施されている。さらに、該散乱パターン４３の後方には、反射板４４が配置されている。また、透明樹脂基板４１の表面４５には、拡散板４６が配置されている。
【０００３】
透明樹脂基板４１の端面４７には、直線状光源である蛍光管４８が透明樹脂基板４１の端面４７とほぼ当接するように配置されており、その外周面でかつ前記端部４７を向いた面以外の部分は、銀等を蒸着した反射フィルム４９で覆われている。蛍光管４８が置かれている側とは反対側の透明樹脂基板４１の端面には、反射テープ等の反射材５０が付加されている。（例えば、特開昭６３−９２１０５号公開）
【０００４】
図１４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４８からの発光光線は、反射フィルム４９により反射されるので、その多くが透明樹脂基板４１の端面４７に到達し、透明樹脂基板４１の内部に進入する。この光線の内、透明樹脂基板４１の裏面４２に印刷されている散乱パターン４３に当たった光線５１だけが散乱され、そのまま反射して透明樹脂基板４１の表面に達する光線５２及び裏面に抜けて反射板４４に当たって反射し、透明樹脂基板４１の表面４５に向かう光線５３の２つは、符号５４で示すように、拡散板４６を透過して画面に放射される。
【０００５】
透明樹脂基板４１の裏面４２の散乱パターン４３に当たらなかった光線５５及び透明樹脂基板４１の表面側４５に当たった光線５６は散乱パターン４３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】
【発明が解決ようとする課題】
ところで、面状光源装置に用いられた透明樹脂基板４１の裏面に配置される散乱パターン４３の白色または乳白色インクによる印刷方法は、上述したように、通常スクリーン印刷方式による。このスクリーン印刷方式は、印刷工程における、インクを付着した後の乾燥工程で長い時間を必要とするため、生産性が極めて低いという欠点があった。また、使用する溶剤による環境の汚染問題も危惧される。
【０００７】
そこで、本発明は、散乱パターン製造工程における生産性の向上と、かつ環境の汚染問題のない新規の散乱パターンを形成した面状光源装置に用いる基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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では、透明樹脂基材の上に、光散乱物質を包含した熱可塑性樹脂層を含有または坦持したフィルムを載置し、しかる後一側から他側に向かって密度が増加するように配置される光散乱パターンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却することにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂層のうち、光散乱パターンに対応した部分のみを選択的に該透明樹脂基材に密着させて、透明樹脂基板を構成することを特徴とする面状光源装置に用いる基板の製造方法である。
【０００９】
請求項２では、前記フィルムが耐熱性を有したフィルム基材とし、しかもフィルム基材は光散乱物質を含有または坦持したものであり、前記透明樹脂基材上に、該フィルムを載置し、しかる後前記光散乱パターンに対応する突起を配置した型を加熱、圧接後、冷却することにより、フィルムの光散乱物質を含む熱可塑性樹脂のうち、光散乱パターンに対応した密着部分のみを選択的に該透明樹脂基材に密着させた後、該フィルム基材を剥離させ、前記密着部分のみを透明樹脂基材上に残すことにより透明樹脂基板を構成することを特徴とする面状光源装置に用いる基板の製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明方法によって製造された基板が用いられる面状光源装置の構造を添付図面に基づいて説明する。
図１、図２において、上方が面状光源装置の裏面であり、下方が表面である。１は、断面略矩形のアクリル樹脂等の透光性の高い材料よりなる２層の透明樹脂基板である。透明樹脂基板１を形成する２層のうち１層は、表面側（図面下方）のアクリル樹脂製の透明樹脂基材２であり、もう１層は、裏面側（図面上方）に位置するアクリル樹脂製のフィルム３である。
【００１１】
フィルム３は、厚さが１００μｍであり、フィルム３の全表面と内部に渡って光散乱物質４としてＴｉＯ2 を含有している。フィルム３には、画面上で均一の発光強度とするために密度を変えた光散乱パターンが施されている。その光散乱パターンは、面状光源装置裏面から観察すると、例えば、図１に示すように、大きさの異なる凹部、例えば円が、柱形状凹部をフィルムに多数、光源から遠ざかる方向に径が大きくなるように形成する。
【００１２】
さらに、透明樹脂基板１を形成する透明樹脂基材２の外方（開放側面）には、画面全体を覆うように拡散板５が、フィルム３の外方（開放側面）には、反射板６が装置裏面を覆うように設置されている。透明樹脂基板１の端面７にほぼ当接するように直線状光源である蛍光管８が置かれている。該蛍光管８の外周でかつ透明樹脂基板１の位置する面以外の外周面は、アルミニウム、銀等を蒸着した反射フィルム９で覆われ、該反射フィルム９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が置かれている以外の装置の側面には、反射テープ等の反射材１０が備えられている。
【００１３】
図４に基づいて、第１の実施の形態として、図１、図２で説明した面状光源装置に用いる透明樹脂基板１の製造方法を説明する。
図４に示すように、アクリル樹脂製の断面略矩形状の透明樹脂基材２上に、光散乱物質４としてＴｉＯ2 を略均一に含有した厚さ１００μｍのアクリル樹脂製フィルム３を置く。そして、フィルム３上方から、光散乱パターンを形成させるための凹凸形状を有する型１１を型温１８０℃程度で加熱、加圧し、加圧を続けながら型１１を冷却し、アクリル樹脂が冷却したところで型１１を剥離する（エンボス加工）。このようにして図３に示される透明樹脂基板１は製造される。
【００１４】
上述したエンボス加工によりフィルム３には凹凸形状の光散乱パターンが形成されているので、透明樹脂基板１を形成する透明樹脂基材２とフィルム３の境界面には、型１１の押圧によってフィルム３において境界面に対して凸部となった密接部分１２のみが溶着している。本実施例においては、画面の正面から観察した光散乱パターンの凹凸形状を、従来例の図１２で示した印刷により施す散乱パターンと同様の円形状としたので、透明樹脂基材２に溶着しているフィルム３の密接部分１２は、従来の散乱パターンと同様円形状に、透明樹脂基材２との境界面に溶着している。したがって、透明樹脂基板１内に到達した発行光線は、従来例で示した図１４の発光光線と略同様の挙動を示す。なお、溶着していない部分のフィルム３は除去してもよい。しかし、この場合反射板６は不可欠となる。
【００１５】
次に、本発明方法によって製造された基板が用いられる面状光源装置の作用を説明する。
蛍光管８からの発光光線は、反射フィルム１１で覆われる透明樹脂基板１の端面７以外の蛍光管８の外周面では反射され、発光された光線ほぼ全てが、端面７に到達し透明樹脂基板１内に進入する。光散乱パターンを形成するフィルム３に到達した発光光線は、表面側に拡散され、透明樹脂基板１の表面へ向い、進入角度の大きい光線は、拡散板５を透過して表面に放射され、それ以外は裏面方向に反射する。フィルム３を透過した発光光線は、後方に位置する反射板６により、やはり表面方向に反射する。
【００１６】
また、表面に放射される進入角度に達しない発光光線も、反射板６および拡散板５にあたり反射を繰り返すうちに、透明樹脂基板１の表面への進入角度が変化するので表面に放射される。なお、フィルム３に施された光散乱パターンの形状は、光源から遠ざかる（図２の右側）ほど透明樹脂基板１に接する面積が多くなるので、光は光源から遠ざかるほど多く散乱され放射されるため、光源の位置に左右されることなく全画面上で均一な発光強度となる。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。面状光源装置と、面状光源装置に用いられる基板の構成は、図５、図６に示されるが、前掲の第１の実施例と略同様である。第１の実施例との相違点は、面状光源装置内に備えられる透明樹脂基板２１の構造にある。
【００１８】
図７に基づいて面状光源装置に用いられる透明樹脂基板２１の製造方法を説明する。
アクリル樹脂製の断面略矩形の透明樹脂基材２２上に、厚さ１００μｍの透明アクリル樹脂製のフィルム基材２３を置く。ここで、該フィルム基材２３の片側一面には、光散乱物質２４としてＴｉＯ2 を含有したアクリル樹脂系塗料を塗布することにより、光散乱薄膜２５を形成しているので、透明樹脂基材２２と対向するように配置する。さらに、フィルム基材２３上方から、光散乱パターンを形成させるための凹凸形状を有する型２６を型温１８０℃程度で加熱、加圧し、加圧を続けながら型２６を冷却し、アクリル樹脂が冷却したところで型２６を剥離する（エンボス加工）。このようにして、図６に示される透明樹脂基板２１が製造される。
【００１９】
第２の実施の形態として説明した透明樹脂基板２１を、図５に示すように面状光源装置に用いると、第１の実施の形態においての説明と同様に、エンボス加工により、フィルム基材２３に光散乱パターンが施されるのと同時に、透明樹脂基材２２とフィルム基材２３の境界面に、フィルム基材２３に対して凸部となった密接部分２７が溶着しているので、発光光線の挙動は、従来と略同様である。なお、溶着していない部分のフィルム基材２３は除去してもよい。この場合、反射板６は不可欠である。
【００２０】
第３の実施の形態として、面状光源装置と、面状光源装置に用いられる基板の別の構成は、図８、図９に示される。前記実施例との相違点は、第３の実施例も同様に、面状光源装置内に備えられる図９に示す透明樹脂基板３１の構造である。
【００２１】
図１０に基づいて図９に示される面状光源装置に用いる透明樹脂基板３１の製造方法を説明する。
アクリル樹脂製の断面略矩形の透明樹脂基材３２上に、厚さ１００μｍのＰＥＴ樹脂製のフィルム基材３３を載置する。ここで、該フィルム基材３３の片側一面には、光散乱物質３４としてＴｉＯ2 を含有したアクリル樹脂系塗料を塗布することにより、光散乱薄膜３５が形成されているので、透明樹脂基材３２の一面にわたって光散乱物質３４が配置される。さらにフィルム基材３３上方から、光散乱パターンを形成させるための凹凸形状を有する型３６を型温１８０℃程度で加圧し、加圧を続けながら型３６を冷却し、樹脂が十分冷却したところで型３６を剥離する。フィルム基材３３が型押しされ型３６の凸部に当接したフィルム３３の片面に形成された光散乱薄膜３５の溶接部分３７が透明樹脂基材３２に溶着することになる。さらに、溶着していない部分のフィルム基材３３を剥離すると、透明樹脂基材３２上に光散乱薄膜３５の溶接部分３７のみが残留した、透明樹脂基板３１が製造される。
【００２２】
この透明樹脂基材３２に溶着した光散乱薄膜３５の溶接部分３７は、型３６の凸部に対応しているので、前掲の実施の形態同様に、面状光源装置内における発光光線は、従来例で示した図１４の発光光線と同様の挙動を示す。
【００２３】
また、熱加圧成形により、フィルム基材３３と光散乱物質３４を含有したアクリル樹脂系塗料を塗布して形成される光散乱薄膜３５との溶着が良く、フィルム基材３３剥離の際に、光散乱薄膜３５も一緒に剥離する等の支承が起こる場合は、透明樹脂基板３１上に位置させるフィルム基材３３の構成を図１１に示すように、フィルム基材３３と光散乱物質３４を含有したアクリル樹脂系塗料を塗布してなる光散乱薄膜３５との間に、密着を防止するための剥離層３８を設けてもよい。なお、この場合は、第１の実施の形態の構造となる。
【００２４】
前掲の３通りの実施の形態で示した本発明方法により製造された各基板を面状光源装置に用いて評価を行った結果、発光面上での明るさ及びその均一性ともに従来の白色または乳白色のインクを印刷した散乱パターンを有する面状光源装置とほぼ同一の結果を得ることができた。
【００２５】
本発明を実施するに際して用いる透明樹脂基材は、光学特性、成形加工性の点から特に優れているアクリル樹脂とした。しかし、勿論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、ポリカーボネート樹脂、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ＣＲ−３９等の熱硬化性透明樹脂や各種ガラス材料等の無機透明材料等も適用可能である。また、本発明に係るフィルム基材も同様に、各種樹脂材料が適用可能である。材料選定の基準としては、加熱、加圧した場合の材料の破断がないことである。温度特性、強度を考慮して、フィルム基材として用いる各種樹脂材料の材質、厚みを適宜選択できる。
【００２６】
さらに本発明に係る光散乱物質として、実施例ではＴｉＯ2 を使用するが、これに換えて、ＳｉＯ2 、ＣａＣＯ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＢａＳＯ4 、ＺｎＯ、ガラス微粉末等の無機系の光散乱材やまたは有機系の光散乱材であって、しかも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。光散乱物質を包含するための熱可塑性樹脂についても、透明樹脂であれば特に限定されるものでなく、透明樹脂基材用材料で例示した材料を使用可能であるが、透明樹脂基材と同一または類似の熱的特性を有する材料を選択することが望ましい。
【００２７】
本発明を実施する際の透明樹脂基板の形状は、実施の形態では断面が略矩形のいわゆる平板を使用したが、これに限定されるものではなく、断面が三角形、台形、多角形、曲線、その他の形状の板状体についても適用が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の面状光源装置に用いる基板の製造方法では、面状光源装置内で発光光線を散乱させるための散乱パターンを、従来の白色または乳白色インクで印刷するのではなく、光散乱物質を含有したフィルムにエンボス加工により凹凸形状を付与するものとした。したがって、光散乱パターン製造工程において、低い生産性の原因となっていたインクを乾燥させる工程を削除できる。これにより、高い生産性を得ることになった。また、インクを使用しないことから、溶剤による環境汚染への危惧もなくなる。
【００２９】
そして、透明樹脂基材上に、光散乱物質を内包したフィルムを載置し、エンボス加工を行うことにより、フィルムに光散乱パターンとしての凹凸形状を施すだけでなく、透明樹脂基材側に突出した光散乱パターンに対応した凸部のみが、透明樹脂基材と溶着することにより、透明樹脂基板を一体的に形成することができる。故に、フィルムに光散乱パターンを形成する工程と、透明樹脂基材とフィルムを密着させる工程が、エンボス加工を行うことにより、１工程として行えるので生産効率が良い。
【００３０】
また、図１〜図４で述べた第１の実施の形態においては、本発明の製造方法により製造された透明樹脂基板１の裏面に備わる光散乱パターンを形成したフィルム３が装置裏面全体を覆い、フィルム３内に均一に散在する光散乱物質４により光が散乱されるため、面状光源装置裏面に備わる反射板６を削除することが可能である。これにより、構成部材の削減を図ることができ、生産効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態により説明される本発明の製造方法により製造された透明樹脂基板１を用いた面状光源装置を裏面より見た斜視図である。
【図２】図１の面状光源装置の構造を示す断面図である。
【図３】図１の面状光源装置に用いる透明樹脂基板１の断面図である。
【図４】図３の透明樹脂基板１の製造過程を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態により説明される本発明の製造方法により製造された透明樹脂基板２１を用いた面状光源装置の構造を示す断面図である。
【図６】図５の面状光源装置に用いる透明樹脂基板２１の断面図である。
【図７】図７の透明樹脂基板２１の製造過程を示す断面図である。
【図８】第３の実施の形態により説明される本発明の製造方法により製造された透明樹脂基板３１を用いた面状光源装置の構造を示す断面図である。
【図９】図８の面状光源装置に用いる透明樹脂基板３１の断面図である。
【図１０】図９の透明樹脂基板３１の製造過程を示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態により説明される透明樹脂基板３１を製造するための部材である、剥離層３７を設けたフィルム基材３３の断面図である。
【図１２】従来の面状光源装置を裏面より見た斜視図である。
【図１３】従来の面状光源装置の構造を示す断面図である。
【図１４】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。
【符号の説明】
１  透明樹脂基板
２  透明樹脂基材
３  フィルム
４  光散乱物質
２１  透明樹脂基板
２２  透明樹脂基材
２３  フィルム基材
２４  光散乱物質
２５  光散乱薄膜
３１  透明樹脂基板
３２  透明樹脂基材
３３  フィルム基材
３４  光散乱物質
３５  光散乱薄膜
【図１】
0003673928.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003673928.tif 000008
【図８】
0003673928.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003673928.tif 000013
【図１３】
0003673928.tif 000014
【図１４】
0003673928.tif 000015