(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなる導光板の少なくとも一側面に、これに近接した線状光源を有し、かつ、前記導光板の表裏面の少なくとも一方を光拡散性物質で被覆して散乱パターンに形成し、その面を光反射板で覆い、前記光拡散性物質の被覆を、その膜厚を線状光源からの距離に比例して大になるようにした導光板を用いる面状光源装置の製造方法であって、前記導光板に対して光拡散性物質を塗布する場合に、その印刷面積を段階的に減少させ、線状光源から離れた側に寄せて複数回重ねて印刷を行うことにより、線状光源からの距離に比例してその膜厚が大きくなるような分布を実現する面状光源装置の製造方法。
【請求項２】
透光性材料からなる導光板の少なくとも一側面に、これに近接した線状光源を有し、かつ、前記導光板の表裏面の少なくとも一方を光拡散性物質で被覆して散乱パターンに形成し、その面を光反射板で覆い、前記光拡散性物質の被覆を、その膜厚を線状光源からの距離に比例して大になるようにした導光板を用いる面状光源装置の製造方法であって、前記導光板に、面状光源からの距離が大になるにつれてその深さが大きくなるようなくぼみを設け、そこに液状の光拡散性物質を流し込み硬化させることにより、線状光源からの距離に比例して光拡散性物質の膜厚が大きくなるような分布を実現する面状光源装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、看板や各種照明装置等の背面照明、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薄型の面状光源装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種の薄型面状光源を実現する手段として、サイドライト方式（導光板方式）の面状光源が知られている。図６はその一例を示すものである。この図において１は導光板であり、アクリル等の透光性の高い材料による略短形状のものである。この導光板１の裏面２には白色又は乳白色のインクを、例えば特開昭６３−６２１０５号公報に示されるよう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、しかも複数個に分割して印刷された散乱パターン３が施されている。
【０００３】
さらにその後方には、光反射板４が配置されている。また導光板１の表面５（観察側）の上部には拡散板６が置かれている。一方、導光板１の少なくとも一つ以上の端部７には、一本又は複数本の線状（直管状）光源である冷陰極管又は熱陰極の蛍光管８が近接させて置かれており、その外周は銀などを蒸着した反射フィルム９で覆われている。蛍光管８が置かれているところ以外の少なくとも一つ以上の透明樹脂基板１の端部には、反射テープなどの反射材１０が付加されている。
【０００４】
図７はこのように構成されたサイドライト方式の薄型面状光源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８からの発光光線は、反射フィルム９により閉じこめられ、その多くが導光板１の端部７に到達し、導光板１の内部に進入する。この光線のうち、導光板１の裏面に印刷されている散乱パターン３に当たった光線１１だけが散乱され、そのまま反射して導光板１の表面５に達する光線１２と、裏面２に抜けて光反射板４に当たって反射し、導光板１の表面５に向かう光線１３の二つは、符号１４で示すように、拡散板６を透過して導光板１の表面５に放射される。
【０００５】
導光板１の裏面２の散乱パターン３に当たらなかった光線１５及び表面５側に当たった光線１６は散乱パターン３に到達するまで、そのまま導光板１の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おくことにより、比較的高輝度でしかも均一な面状光源が実現可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような散乱パターンを用いた面状光源装置を用いる場合、そのパターンの視認性が問題となる。これを解決する為には、拡散率が大きく透過率の低い拡散板など高輝度化の妨げになるような部材を用いて、パターンにより現れる模様を拡散しなければならなかった。これは低消費電力で高輝度化をめざす面状光源装置にとって望ましいこととは言えず、またそのような部材を用いることで部品点数の増加を招き、面状光源装置そのものの単価の増大にもつながる。このため、面状光源装置として、高輝度化の妨げになる拡散板等の部材を用いることなく高輝度化を実現し、また拡散板を省略することによる部品点数の削減、制作工程の簡略化、低コスト化を得ることができることが要望されている。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、高輝度化の妨げになる拡散板等の部材を用いることなく高輝度化を実現し、また拡散板を省略することによる部品点数の削減、制作工程の簡略化、低コスト化を得ることができる面状光源装置の製造を確実に実現できる製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、透光性材料からなる導光板の少なくとも一側面に、これに近接した線状光源を有し、かつ、前記導光板の表裏面の少なくとも一方を光拡散性物質で被覆して散乱パターンに形成し、その面を光反射板で覆い、前記光拡散性物質の被覆を、その膜厚を線状光源からの距離に比例して大になるようにした導光板を用いる面状光源装置の製造方法であって、前記導光板に対して光拡散性物質を塗布する場合に、その印刷面積を段階的に減少させ、線状光源から離れた側に寄せて複数回重ねて印刷を行うことにより、線状光源からの距離に比例してその膜厚が大きくなるような分布を実現することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、透光性材料からなる導光板の少なくとも一側面に、これに近接した線状光源を有し、かつ、前記導光板の表裏面の少なくとも一方を光拡散性物質で被覆して散乱パターンに形成し、その面を光反射板で覆い、前記光拡散性物質の被覆を、その膜厚を線状光源からの距離に比例して大になるようにした導光板を用いる面状光源装置の製造方法であって、前記導光板に、面状光源からの距離が大になるにつれてその深さが大きくなるようなくぼみを設け、そこに液状の光拡散性物質を流し込み硬化させることにより、線状光源からの距離に比例して光拡散性物質の膜厚が大きくなるような分布を実現することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１において、１は導光板であり、図６に示したものと同様に、アクリル等の透光性の高い材料による略短形状のものである。この導光板１の裏面２には白色又は乳白色のインクを、一端側から他端側にいくにつれて、膜厚が線状光源からの距離が大となるにつれて連続的に大になるように塗布され、散乱パターン３が形成されている。その他の部分は図６と同様であるので、同一の符号を付し、説明は省略する。
【００１２】
図２は、図１に示したものの製造方法を説明するための図である。導光板１に光拡散物質を均一に塗布する場合には、スクリーン印刷の手法が有効である。本例ではこの技術を用い、膜厚変化を伴う印刷を実現した。まず導光板１に対して、その発光面全体に光拡散物質１７の均一塗布を行う。この例では導光板１としてアクリル透明樹脂基板を、光拡散物質として白色インク（セイコーアドバンス２５００超遅乾１２０）を使用した。インク粘度は５０００ｃｐ、版に使用するスクリーンはテトロン３０５メッシュＳ規格である。上記のものを用いて印刷を行い、一回目の印刷によって１０数ミクロンの膜厚を得た。これは最終的に溶剤の飛散によって数ミクロンの膜厚となり、この膜厚を一回の塗布で得られる膜厚の基準ｄとして以下の作業を進めることとする。
【００１３】
次にその印刷面積を光源である蛍光管８に対して垂直な方向にのみ縮小し、蛍光管８が位置しない方の端１８に寄せて前回の印刷の上に重ねて再度印刷を行った。ここで使用したインクは５分程度放置すれば乾燥してしまうため（気温２５℃前後、湿度６０％程度の場合）、前の印刷の上に複数回重ねて印刷する場合、乾燥時間はその程度で良い。さらにこの手順を印刷面積を徐々に減少させながら複数回繰り返し行うことで、線状光源８からの距離が大となるにつれてその膜厚も大きくなっていくような分布を実現した。最終的には線状光源からもっとも離れた地点で数１０ミクロンの膜厚Ｄとなった。
【００１４】
図３は、請求項２に記載した製造方法を説明するための図である。前述のように、今回用いる白色インクはセイコーアドバンス２５００超遅乾１２０で、１０数ミクロンで塗布した場合乾燥によって数ミクロンになる（スクリーン印刷による一回塗りの場合）。このことを考慮して、事前に導光板１の印刷面にくぼみ１９を設けておき、ここに、液状にした光拡散物質１７（前述の白色インク）を流し込み硬化させる。これによって事前に設けておいたくぼみ１９に相当する膜厚で光拡散物質１７を塗布することが出来る。
【００１５】
この実施例では、前述の事項を考慮して、設けるくぼみ１９に対し線状光源８からの距離が大になるにつれてその深さが大きくなるような変化を与えておいた。これによって蛍光管８からの距離が大となるにつれてその膜厚が大きくなっていくような分布が実現できた。すなわち蛍光管８に近い側で１０数ミクロン、遠い側で１００ミクロン弱になるようなくぼみ１９を設けておくことで目的とする膜厚Ｄ′（蛍光管８に近い側で数ミクロン、遠い側で数１０ミクロン）を得られる事が確認できた。また、この実施例では導光板１に形成するくぼみ１９を切削加工により作成したが、本発明に対する加工方法としてはこれに限定されるものではなく、射出成型、押出成型、圧縮成型その他の加工方法によっても製造できる。
【００１６】
最終的に、本発明の製造方法による２種類の導光板１を用いて、図１の構成で面状光源装置を製作したところ、ドットイメージのまったくない高輝度な面状光源装置が実現できた。また本発明を実施するに際して、導光板１と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。しかしながら本発明の態様としては、特にこれに限定されるものではなく、これに代えて、塩化ビニール樹脂、ポリカーボネイト樹脂、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が使用可能である。またアリルジグリコールカーボネイト樹脂など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なども場合によっては使用可能である。
【００１７】
さらに本実施形態では、スクリーン印刷用の一般的な白色インクを使用したが、本発明に係る光拡散物質１としては、光散乱性を示せば特に限定されるものではない。例えばＴｉＯ２  ，ＳｉＯ２  ，ＣａＣＯ３  ，Ａｌ２  Ｏ３  ，ＢａＳＯ４  ，ＺｎＯ，ガラス微粉末等の無機系の光散乱剤を、またはアクリル、ポリスチレン等の有機系の光散乱剤を透明樹脂のビヒクル中に分散させてインク状にしたもの等を使用できる。さらにこれらのうち、２種以上を混合して使用することも可能である。
【００１８】
次に、図４に示した本発明の実施により得られた面状光源装置と、図５に示した光拡散物質を均一に塗布した従来の面状光源装置について、光線の反射特性を比較する。図４のものでは、光拡散物質１７を蛍光管８の付近では薄く、その距離が大になるにつれて厚くなるように塗布してあることから、蛍光管８の付近ではすべての光が拡散反射してしまわず、全反射によって伝搬していくものが現れてくる。図中、ｂ及びｄ点に当たった光がこれにあたる。後述する図５のものでは拡散反射を行うが、図４のものにおいては、これが光拡散物質１７の膜厚が薄い場所に該当するため全反射が行われ、その光は蛍光管８から離れた位置まで伝搬していき、膜圧が大きくなってきたｂ′及びｄ′の点で拡散反射し、導光板１より出射することになる。以上のような仕組みにより本発明のものでは、光拡散物質１７を全面に塗布しているにもかかわらず、輝度分布の均一性を得ることが出来る。
【００１９】
これに対して図５に示すように、光拡散物質１７の均一塗布を行なったものでは、導光板１内に入射した光はそれぞれ図示するような光路を通り、導光板１の下面におけるａ〜ｆの各点のような最初に光拡散物質に当たった時点で拡散反射し、導光板より出射してしまう。よって導光板の大きな働きの一つである光の伝搬が十分に行われない状態となる。ゆえに線状光源からの距離が大になるにつれて輝度が下がっていくような分布となってしまう。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施により得られる面状光源装置は、導光板として、光拡散性物質をその膜厚が線状光源からの距離が大となるにつれて大になるように被覆したものを用いた面状光源装置であるから、従来のようなドットパターン等を用いて均一化を図っていた面状光源装置の欠点であったパターン視認の問題を解決することができる。これにより、従来使用することがあった拡散板などのパターンイメージ消去のための部材が不必要になる。よって高輝度化を図ることができるとともに、部品点数及び作業工数等の削減を図ることができる。
【００２１】
さらにそれぞれの製造方法においても、量産を可能にするものであるため、個々の精度を高めることができる上に、良好な歩留りを得ることができる。
【００２２】
これらのことより、本発明によって、より安価で高輝度な面状光源装置の安定した生産、すなわち、より安価で高輝度な面状光源装置についての確実な生産が可能となる。換言すれば、従来技術が有するパターン視認の問題を解決した面状光源装置を確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施により得られるサイドライト方式の面状光源装置の断面図である。
【図２】本発明の面状光源装置の製造方法の一例を説明する説明図である。
【図３】本発明の面状光源装置の製造方法の他の例を説明する説明図である。
【図４】図１のものの機能を説明する説明図である。
【図５】従来の面状光源装置の機能を説明する説明図である。
【図６】従来のサイドライト方式の面状光源装置の断面図である。
【図７】従来のサイドライト方式の面状光源装置において光線の軌跡を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
１    導光板
２    裏面
３    散乱パターン
４    光反射板
６    拡散板
７    端部
８    蛍光管
９    反射フィルム
１０  反射材
１７  光拡散物質
１９  くぼみ
【図１】
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【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】
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