(57)【要約】【課題】光の三原色に対応するＬＥＤを光源(2)として用い、光の三原色が十分に混色された白色光を出射しうる面光源装置(3)を提供する。【解決手段】本発明の面光源装置(3)は、光拡散板(1)と、該光拡散板(1)の背面側に配置されたＬＥＤ光源(2)とを備え、前記光拡散板(1)は、全光線透過率(Ｔｔ)が５０％〜６７％であり、厚みが２．５ｍｍ以上であることを特徴とする。【選択図】図１
2009176724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散板と、該光拡散板の背面側に配置されたＬＥＤ光源とを備え、前記光拡散板は、全
光線透過率(Ｔｔ)が５０％〜６７％であり、厚みが２．５ｍｍ以上であることを特徴とす
る面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置に関し、詳しくは光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた面
光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等に組み込まれて用いられる面光源装置(3)としては、図１に示すように、光
拡散板(1)と、その背面側に配置された光源(2)とを備えたものが一般に用いられており、
光拡散板(1)としては、無色で薄型化の観点から厚みが精々２ｍｍのものが、また光源(2)
としては、冷陰極蛍光管が用いられており、最近では、省エネルギーの観点から、光源(2
)としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたものも提案されている〔非特許文献１〕。
【０００３】
光源としてＬＥＤを用いる場合、光の三原色に対応する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青
色ＬＥＤを並べて用いられており、これら各ＬＥＤからの光は、光拡散板を透過する間に
混色し、白色光となって面光源装置(3)の前面側に出射する。
【０００４】
しかし、従来の光拡散板を用いた面光源装置では、三原色の光の混色が不十分であった。
【０００５】
【非特許文献１】「液晶ディスプレイ用バックライト技術−液晶照明システムと部材料−」、シーエムシー出版、２００６年８月３１日発行、ｐ．１４８−１４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者は、ＬＥＤを光源として用い、光の三原色が十分に混色された白色光を出
射しうる面光源装置を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、光拡散板(1)と、該光拡散板(1)の背面側に配置されたＬＥＤ光源(2)
とを備え、前記光拡散板(1)は、全光線透過率(Ｔｔ)が５０％〜６７％であり、厚みが２
．５ｍｍ以上であることを特徴とする面光源装置(3)を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の面光源装置によれば、ＬＥＤからの三原色の光が十分に混色された白色光となっ
て出射する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の面光源装置(3)に用いられる光拡散板(1)としては通常、着色のない無色（白色）
のものが用いられ、その大きさは、目的とするバックライト装置や直下型液晶ディスプレ
イ装置に応じて適宜選択されるが、２０型（縦３０ｃｍ、横４０ｃｍ）以上の比較的大き
な面積に好適である。
【００１０】
光拡散板(1)の厚みは２．５ｍｍ以上であり、通常は５ｍｍ以下である。厚みが２．５ｍ
ｍ未満では、三原色の光の混色が不十分となり、５ｍｍを超えるとこれに見合った効果が
得られず、薄型化の観点で不利である。
【００１１】
かかる光拡散板は、例えば透明樹脂と拡散剤を溶融混練したのち、押出成形する押出成形
法、射出成形する射出成形法、熱プレスする熱プレス法などの通常の成形方法により成形
することで製造する。
【００１２】
透明樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチ
レン−ブタジエン共重合体樹脂）、メタクリル樹脂、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−ス
チレン共重合体樹脂）、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル-スチレン共重
合体樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などが挙げられる
。
【００１３】
拡散剤としては、光拡散板を構成する透光性樹脂と屈折率が相違する粒子であって透過光
を拡散し得るものであれば特に限定されず、例えば無機ガラス粒子、ガラスファイバー、
シリカ粒子、水酸化アルミニウム粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チ
タン粒子、タルクなどの無機粒子であってもよいし、スチレン系重合体粒子、アクリル系
重合体粒子、シロキサン系重合体粒子などの有機粒子であってもよい。
【００１４】
光拡散剤の粒子径は、重量平均粒子径で通常０．８μｍ以上、１０μｍ以下、好ましくは
２〜３μｍである。
【００１５】
光拡散板の全光線透過率（Ｔｔ）は、５０％〜６７％である。５０％未満では輝度が不十
分となり、６７％を超えると、ＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなる。全光線透過
率(Ｔｔ)は、例えば添加する光拡散剤の添加量が多くなるほど、小さくなる。全光線透過
率(Ｔｔ)は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（１９９７年）に準拠して測定される。
【００１６】
光源(2)は、ＬＥＤである。ＬＥＤとしては、発光ダイオードチップがエポキシ樹脂製の
レンズで覆われている構造のものが用いられ、その指向性パターンはランバーシアンタイプ、バットウイングタイプ、サイドエミッタータイプのいずれでもよいが、好ましくはランバーシアンタイプである。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例により本発明についてより詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
図１に示すような光拡散板(1)と、その背面側に配置されたＬＥＤ(2)とを備えた面光源装
置(3)を用いた。光拡散板(1)としては、ポリスチレン樹脂〔東洋スチレン社製「東洋スチ
ロールＨＲＭ４０」、屈折率１．５９〕１００質量部に、光拡散剤〔アクリル系架橋樹脂
粒子、積水化成品工業社製「ＭＢＸ−２Ｈ」、重量平均粒子径３μｍ、屈折率１．４９〕
２質量部を加えて混合した後、押出機〔スクリュー径４０ｍｍ〕にて２１０℃〜２５０℃
で溶融混練し、フィードブロックを経由して２４５℃〜２５５℃のＴダイより板状に押出
して調製したものを用いた。用いた光拡散板の全光線透過率(Ｔｔ)は５５％であり、厚み
は３ｍｍであった。ＬＥＤ(2)としては赤色ＬＥＤ１個を用いた。このＬＥＤ(2)を点灯さ
せ、光拡散板(1)を透過する透過光の輝度プロファイルを測定したところ、図２に示すと
おりであった。図２に示す輝度プロファイルにおいて、横軸はＬＥＤ(2)の直上を原点と
した測定位置までの距離(Distance)を、縦軸は測定位置における輝度(Luminance)をそれ
ぞれ示す。この面光源装置(3)は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置におい
ても、十分な輝度を示すように、ＬＥＤからの光が十分に拡散されているので、光の三原
色に対応する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源(3)として用いた場合には
、これらのＬＥＤからの光を十分に混色して白色光とすることができる。
【００１９】
実施例２
光拡散剤の使用量を０．８９質量部とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)５５％で厚みが４ｍｍの光拡散板を作成した。そして、それを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図２に示す。この面光源装置(3)は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置においても、十分な輝度を示すように、ＬＥＤからの光が十分に拡散されているので、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源(3)として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光を十分に混色して白色光とすることができる。
【００２０】
比較例１
光拡散剤の使用量を１０質量部とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)５５％で厚みが１．５ｍｍの光拡散板を作成した。そして、それを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図２に示す。この面光源装置は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置での輝度が低いことから、ＬＥＤからの光の拡散が不十分であり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなって、完全な白色光にはならない。
【００２１】
比較例２
光拡散剤の使用量を４．１質量部とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)５５％で厚みが２ｍｍの光拡散板を作成した。そして、それを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図２に示す。この面光源装置は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置での輝度が低いことから、ＬＥＤからの光の拡散が不十分であり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなって、完全な白色光にはならない。
【００２２】
実施例３および実施例４
光拡散剤の使用量を１．３質量部〔実施例３〕および０．７質量部〔実施例４〕とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)６０％で厚みが３ｍｍの光拡散板〔実施例３〕および全光線透過率(Ｔｔ)６０％で厚みが４ｍｍの光拡散板〔実施例４〕をそれぞれ作成した。そして、それらを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図３に示す。この面光源装置(3)は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置においても、十分な輝度を示すように、ＬＥＤからの光が十分に拡散されているので、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源(3)として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光を十分に混色して白色光とすることができる。
【００２３】
比較例３および比較例４
光拡散剤の使用量を４．５質量部〔比較例３〕および２．４質量部〔比較例４〕とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)６０％で厚みが１．５ｍｍの光拡散板〔比較例３〕および全光線透過率(Ｔｔ)６０％で厚みが２ｍｍの光拡散板〔比較例４〕をそれぞれ作成した。そして、それらを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図３に示す。この面光源装置は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置での輝度が低いことから、ＬＥＤからの光の拡散が不十分であり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなって、完全な白色光にはならない。
【００２４】
実施例５および実施例６
光拡散剤の使用量を０．８質量部〔実施例５〕および０．５５質量部〔実施例６〕とした以外は実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)６５％で厚みが３ｍｍの光拡散板〔実施例５〕および全光線透過率(Ｔｔ)６５％で厚みが４ｍｍの光拡散板〔実施例６〕をそれぞれ作成した。そして、それらを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図４に示す。この面光源装置(3)は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置においても、十分な輝度を示すように、ＬＥＤからの光が十分に拡散されているので、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源(3)として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光を十分に混色して白色光とすることができる。
【００２５】
比較例５および比較例６
光拡散剤の使用量を３質量部〔比較例５〕および２質量部〔比較例６〕とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)６５％で厚みが１．５ｍｍの光拡散板〔比較例５〕および全光線透過率(Ｔｔ)６５％で厚みが２ｍｍの光拡散板〔比較例６〕をそれぞれ作成した。そして、それらを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図４に示す。この面光源装置は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置での輝度が低いことから、ＬＥＤからの光の拡散が不十分であり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなって、完全な白色光にはならない。
【００２６】
比較例７および比較例８
光拡散剤の使用量を１．０８質量部〔比較例７〕および０．５３質量部〔比較例８〕とし、実施例１と同様にして、全光線透過率(Ｔｔ)７０％で厚みが２ｍｍの光拡散板〔比較例７〕および全光線透過率(Ｔｔ)７０％で厚みが４ｍｍの光拡散板〔比較例８〕を作成した。そして、それらを用いた以外は実施例１と同様の面光源装置(3)を作成した。この面光源装置の輝度プロファイルを図５に示す。この面光源装置は、ＬＥＤ(2)の直上の位置から２０ｍｍ離れた位置での輝度が低いことから、ＬＥＤからの光の拡散が不十分であり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを光源として用いた場合には、これらのＬＥＤからの光の混色が不十分なものとなって、完全な白色光にはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の面光源装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】実施例１〜実施例２および比較例１〜比較例２で得た面光源装置の輝度プロファイルである。
【図３】実施例３〜実施例４および比較例３〜比較例４で得た面光源装置の輝度プロファイルである。
【図４】実施例５〜実施例６および比較例５〜比較例６で得た面光源装置の輝度プロファイルである。
【図５】比較例７〜比較例８で得た面光源装置の輝度プロファイルである。
【符号の説明】
【００２８】
１：光拡散板    ２：光源（ＬＥＤ）    ３：面光源装置
【図１】
2009176724.tif 000003
【図２】
2009176724.tif 000004
【図３】
2009176724.tif 000005
【図４】
2009176724.tif 000006
【図５】
2009176724.tif 000007