JPH11345512A - 面光源装置 - Google Patents
面光源装置Info
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- JPH11345512A JPH11345512A JP10151833A JP15183398A JPH11345512A JP H11345512 A JPH11345512 A JP H11345512A JP 10151833 A JP10151833 A JP 10151833A JP 15183398 A JP15183398 A JP 15183398A JP H11345512 A JPH11345512 A JP H11345512A
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Abstract
で、明るい均一光を得ることが出来ると共に、光源灯近
傍の輝度斑を低減させる面光源装置の提供。 【構成】非散乱導光領域11aと、散乱導光領域11b
とが重なる部分を有する導光体11の端面16に棒状の
光源灯12を装着すると共に、光源灯の導光体に対面し
ない部分を反射板13で被覆する。両領域の板厚で粒子
の濃度を局所的に調節することによって、主面15から
の出射量の分布状態を制御することにより、出光面積が
大きい場合にも出光輝度とその均整度を高めると共に、
光源灯近傍付近の輝度斑を低減させる。
Description
一な面光源に変換することによって、比較的広範囲を照
明するエッジライト型照明装置技術に関するものであ
り、液晶パネルや広告板など、背面から照明する方式の
表示装置類に役立つ。
ど、光透過性が高い透明樹脂板21の端面26に管状の
光源灯22を(反射板23でおおい)装着し、一方の主
面24にスクリーン印刷、ショットブラストなどの技法
によって微細網点状の乱反射層27を設けると共に、光
源灯から透明樹脂板に入射ならびに伝播させた光を乱反
射層27で反射して、他方の主面25から出光させる方
式の面光源装置20が、液晶表示装置などの照明に多用
されている。このように透明樹脂板の片面に乱反射層を
形成した従来型の面光源装置は、薄型化し易いことに利
点がある。
粒子を分散させると、散乱導光板になることが公知であ
り、図3に示すように、散乱子混入濃度などによって光
散乱能を変えた複数の散乱導光部31a、31bを用い
た導光板31から成る散乱導光型の面光源装置30も、
日本特許の平成6年324330号公開公報で提案され
ている。このように、光散乱能が異なる複数の散乱導光
領域を併用した面状光源装置では、導光板の出光面(主
面35)全域に亘って光散乱能を調整できるので、出光
面積が比較的小さければ、輝度の均一性が保たれ易い。
光源装置は、出光面積が比較的小さい場合に適してお
り、出光面積が大きくなると、従来の技術は、そのまま
では次第に適用し難くなるのが通例である。透明樹脂板
の片面に網点状の乱反射層を設ける従来型の面光源装置
の方式では、出光面の全域に亘って輝度を均一に保つこ
とが困難になると同時に、光源灯から遠ざかるに連れて
輝度が下がる現象を補うため、導光距離と連動した乱反
射率の変調を要する。具体的な例としては、光源から遠
ざかるに従い、乱反射層を増やすことである。
乱能が異なる複数の散乱導光領域を用いる方式におい
て、導光距離が増大しても出光面の輝度を均一に保つに
は、全ての散乱導光領域について光散乱能を低減させつ
つ、各散乱導光領域の光散乱能に微妙な差異を設ける必
要があるが、これを工業的に実現することは容易ではな
い。非常に散乱能の低いものを安定して作ることも困難
である。また、導光方式の如何によらず、導光板の出光
面において、光源灯の近傍に輝線状の輝度斑が生じるこ
とにも課題がある。従来はこれを解決する好適な方法が
なく、別部品により輝度調節を行っている。本発明の目
的は、出光面積が大きい場合にも比較的簡単な構成で出
光輝度とその均整度を高めると共に、光源灯近傍の輝度
斑を著しく低減させた導光板を創出することによって、
従来の技術に拘る諸課題を総合的に解決できる面光源装
置を提供することにある。
り、少なくとも一つの非散乱導光領域11aと、これと
同じ材料に屈折率が異なる粒子を分散した、少なくとも
一つの散乱導光領域11bとが、重なる部分を有する導
光板(板状体)11において、端面16に光源灯12を
装着すると共に(光源灯12の背面を反射板13でおお
い)、両領域の板厚で粒子の濃度を局所的に調節するこ
とによって、主面15からの出射量の分布状態を制御し
たことを特徴とする面光源装置10に係り、これにより
上記課題を解決するものである。
は導光板の端面16から入射した光はその屈折率が空気
よりも大きい為、スネルの法則に従い前記導光板の中を
全反射しながら進行するが、粒子に入射した光のみそこ
で散乱されて出射光が広がる。この散乱現象を繰り返
し、導光した光が導光板と空気の界面に対した時の光の
角度が臨界角より小さいもののみ出射される。この粒子
の数量や粒径等により出射光の強度及びその分布も変化
する。従ってこれらの設計が照明品質に大きく影響する
ことになる。これについて従来技術と比較しながら詳述
する。
には明るく、均一に光ることが要求される。本発明の照
明装置の様に導光板の端面に光を入射し導光させ平面状
照明装置を構成するいわゆるエッジライト型照明装置に
おいて、導光板内に包含する粒子の体積分率を高くする
ことにより光出射量を多くする事が出来るが、過剰に体
積分率を高くすると光源に近い部分での出光が促進され
ると共に、光源から離れるに従って明るさが急激に低下
し、出光面内の輝度斑が大きなものになる。前記特開平
6-324330号公報の従来技術では、導光素子を構成するす
べてのブロック領域に散乱能を与えるため、導光板の面
積が大きくなる、つまり光源からの距離が離れるに従っ
て、散乱能の勾配を大きく出来ず、均一な光を得ること
が困難になってくるか、均一な光を得るが全体の輝度値
が低下する。また、光源近傍に散乱能を持つ領域が僅か
でもあると、出光面の入光面近傍に線状の輝度斑が発生
する。
の勾配差を大きくするため、ブロック領域の少なくとも
1つに粒子を包含しない非散乱導光領域を備えれば導光
板の面積が増大しても明るく均一な輝度分布を有する面
状光源が得られる。更に、光源近傍の出射量は非散乱導
光領域と散乱導光領域の板厚で粒子の濃度を局所的に調
節することによって制御できるので、光源付近の輝度斑
も解消できる。また、非散乱導光領域を用いることによ
って成形上の簡素化、及びコスト的なメリットが図れ
る。また、基板の一方の面に、スクリーン印刷、ショッ
トブラスト等による微細網点状等の乱反射層を形成し、
この基板の側方より光を入射させ、面状光源装置とする
従来技術では、基板の一方面からしか光が出射しない、
狙った網点の設計寸法に対し製造誤差が生じた場合この
誤差の二乗で全反射部に対する乱反射部の面積比が変化
してしまうため輝度斑のバラツキが大きくなってしまう
などの欠点がある。これに対し本発明の構成による照明
装置では、導光体の板厚方向の断面における粒子の体積
分率が同じならば、散乱能を持たせた部分が導光体内部
にどのような状態で入っていても光の出射量に変化はな
いので、簡単な構成で且つ導光板の両面から均一な明る
さの光が出射する照明装置が得られる。
明する図である。粒子無添加のMMA(メチルメタクリレ
ート)にラジカル重合開始剤としてベンゾイルパーオキ
サイド(BPO)を0.50wt%、連鎖移動剤としてn-ラウリル
メルカプタン(n-LM)を0.40wt%加え、70℃で24時間注
型重合させて、縦389mm、横286mmで厚さが中心方向に向
かって9mm(最薄部)から1mm(最厚部)迄連続的に変化
する凹状の導光体ブロックを得た。これを導光体ブロッ
ク41aとした。その後、MMAに平均粒径4.5μmのシリ
コーン系樹脂粉体(東芝シリコーン(株)製、トスパー
ル145)を0.20wt%加えて均一に分散した試料にラジカル
重合開始剤としてBPOを0.50wt%、連鎖移動剤としてn-LM
を0.40wt%加えて作製したシラップを導光体ブロック4
1aの凹状部分に流し込み、70℃で24時間注型重合させ
て(41b)1枚の板状導光板41を作製した。
の棒状光源(冷陰極性の蛍光ランプ)42を装着し、導
光板の入射端面に対向しない部分を光反射膜(反射板4
3)で覆って、光の利用効率の向上を図った。導光板の
裏面44に、空気層48bを介して、プラスチックフィ
ルム上に白色微粒子から成る顔料層を形成した拡散反射
性の光反射層49を装着すると同時に、導光板の表面4
5に、空気層48aを介して、光偏向層47を装着し、
面光源装置40を作製した。この面光源装置の出光面に
おける輝度をミノルタ(株)製CA-1000型輝度計で測定
した。画像解析装置で垂直出射光の輝度分布を評価した
ところ、図7に示すように、光散乱導光体全面にわたっ
て約7800cd/m2、明暗比約85%という非常に高輝度、高均
整度の面光源装置が得られた。また、導光方向の輝度に
急峻な変化がなく、従来使用されている導光体を用いた
場合に見られる入光面近傍の輝度斑も解消された。
を説明する図である。重量式フィーダーを用いて、ポリ
メタクリル酸メチルのペレット100重量部と、平均粒径
4.5μmのシリコーン系樹脂粉体(東芝シリコーン(株)
製、トスパール145)0.60重量部とを、二軸押出機(ス
クリュー仕様:L/D=32、直径44mm)に供給し、240℃に
加熱したシリンダ中で混練後、ペレット化した後、射出
成形機に供給し、シリンダ温度240℃、金型80℃、型締
圧450tの条件で成形し、縦389mm、横286mmで厚さが中
心方向に向かって0.5mm(最薄部)から3.5mm(最厚部)
迄変化する凸状の導光体ブロック51bを作製した。そ
の後、前記凸状の導光体ブロックを縦389mm、横286mm、
厚さ9mmの金型に入れ、粒子無添加のポリメタクリル酸
メチルのペレットを溶融したもの(51a)を流し込
み、1枚の平板状の導光板51を作製した。実施例1と同
様の輝度測定結果を図8に示す。光散乱導光体全面にわ
たって約8500cd/m2、明暗比約90%という非常に高輝度、
高均整度の面光源装置50が得られた。また、導光方向
の輝度に急峻な変化がなく、従来使用されている導光体
を用いた場合に見られる入光面近傍の輝度斑も解消され
た。
施例を説明する図である。重量式フィーダーを用いて、
ポリメタクリル酸メチルのペレット100重量部と、平均
粒径4.5μmのシリコーン系樹脂粉体(東芝シリコーン
(株)製、トスパール145)0.20重量部とを、二軸
押出機(スクリュー仕様:L/D=32、直径44mm)に供給
し、240℃に加熱したシリンダ中で混練後、ペレット化
した後、射出成形機に供給し、シリンダ温度240℃、金
型80℃、型締圧450t条件で成形し、縦400mm、横300mmで
厚さが短辺方向に沿って1mm(最薄部)から5mm(最厚
部)迄リニアに変化する楔形状の導光体ブロック61b
を作製した。粒子無添加のポリメタクリル酸メチルのペ
レットを使用し、同様のプロセスによって、縦400mm、
横300mmで厚さが短辺方向に沿って1mm(最薄部)から5m
m(最厚部)迄リニアに変化する楔形状の導光体ブロッ
ク61aを作製した。これら相補的形状を有する2個の
楔形状導光体ブロック61a, 61bの斜面同士を固定
して板状の光散乱導光板61とした。導光板の端面66
に、中心輝度30000cd/m2の棒状光源(冷陰極性の蛍光ラ
ンプ)62を装着し、導光板の入射端面に対向しない部
分を光反射膜(反射板63)で覆って、光の利用効率の
向上を図った。導光板の表裏両面に、空気層を介して、
拡散性を持ったフィルム67を装着し、面光源装置60
を作製した。〈実施例1〉と同様の測定を行ったとこ
ろ、光散乱導光体全面にわたって約500cd/m2、明暗比約
90%という極めて均一性の高い、両面から出射可能な面
状光源装置が得られた。
が大きい場合にも比較的簡単な構成で出光輝度とその均
整度が高められると共に、光源灯近傍付近の輝線状の輝
度斑を著しく低減させることが出来る。また、本発明は
使用する散乱導光領域と非散乱導光領域の材料や形状の
選択の幅が広く、複数組み合わせることも可能なので、
量産性、経済性にも優れた面光源装置が実現されること
になる。
に示した断面図。
例。
例。
と輝度の関係を示す。
と輝度の関係を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも1つの非散乱導光領域と、こ
れと同じ材料に屈折率が異なる粒子を分散した、少なく
とも1つの散乱導光領域とが、重なる部分を有する板状
体において、端面に光源灯を装着すると共に、両領域の
板厚で粒子の濃度を局所的に調整することによって主面
からの出射量の分布状態を制御したことを特徴とする面
光源装置。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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-
1998
- 1998-06-02 JP JP15183398A patent/JP4127897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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