| 【発明の名称】 |
面光源素子 |
| 【発明者】 |
【氏名】枝松 通介
【氏名】広本 泰夫
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| 【要約】 |
【課題】高輝度で均一な輝度分布を有し、かつ面光源素子構成が極めて簡便な面光源素子を提供する。
【解決手段】透明な樹脂層Ａと透明な樹脂層Ｃによって透明な樹脂層Ｂが挟まれた積層構造を有する外表面が平滑な樹脂シートであって、隣接する樹脂層の樹脂の屈折率が異なり、シートの巾方向をＸ、厚み方向をＹ、長さ方向をＺとした場合に、ＸＹ平面で表される断面において、樹脂層Ａ中に扁平形状の複数の樹脂条Ｊが埋設され、かつ樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの境界面が凹凸形状を有している樹脂シートを導光体とし、導光体の裏面に反射材を設置し、導光体のＸ方向の少なくとも一方の端面（ＹＺ面）に光源を設置する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透明な樹脂層Ａと透明な樹脂層Ｃによって透明な樹脂層Ｂが挟まれた積層構造を有する外表面が平滑な樹脂シートであって、隣接する樹脂層の樹脂の屈折率が異なり、シートの巾方向をＸ、厚み方向をＹ、長さ方向をＺとした場合に、ＸＹ平面で表される断面において、樹脂層Ａ中に扁平形状の複数の樹脂条Ｊが埋設され、かつ樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの境界面が凹凸形状を有している樹脂シートを導光体とし、導光体の裏面に反射材を設置し、導光体のＸ方向の少なくとも一方の端面（ＹＺ面）に光源を設置した面光源素子。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路標識、照明看板、案内板、液晶表示装置、採光窓等の多様な目的及び用途に適用可能な面光源素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置、看板、交通案内板等に使用されている背面光源装置としては、板状の導光体の端面に線状光源を配置したエッジライト方式のものがある。このようなエッジライト方式の背面光源装置は、通常、アクリル樹脂板等の板状透明材料を導光体とし、その一方の側面端部に配置された光源からの光を導光体中に入射させ、導光体の表面（光出射面）から光を面状に出射させる装置である。ここで用いられる導光体には、通常、その表面あるいは裏面に光散乱部及び／または光拡散部が形成されている。そして、このような面光源素子においては、光源からの距離の遠近に影響されることなく出射光の輝度の均一性を確保することが必要である。この性能は、大型の面光源素子にとって特に重要である。
【０００３】特開平５−１２７１５９号公報は、導光体の表面にチタンホワイトのような光拡散物質をドット状に印刷し、光出射面上に光変角シートを載置した面光源素子を開示している。このような面光源素子は、ドット状パターンを光拡散性を持つシートで隠蔽せねばならず、これが輝度の低下や面光源素子の構成の複雑さを招く結果になっている。
【０００４】特開平２−８４６１８号公報は、導光体の表面（光出射面）及びその裏面の少なくとも一方の面を梨地面とし、光出射面上に光変角シートを載置した面光源素子を開示している。このような面光源素子では、非常に高い輝度が得られるものの、出射光の輝度の均一性において満足できるものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、高輝度で均一な輝度分布を有し、かつ面光源素子構成が極めて簡便な面光源素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、透明な樹脂層Ａと透明な樹脂層Ｃによって透明な樹脂層Ｂが挟まれた積層構造を有する外表面が平滑な樹脂シートであって、隣接する樹脂層の樹脂の屈折率が異なり、シートの巾方向をＸ、厚み方向をＹ、長さ方向をＺとした場合に、ＸＹ平面で表される断面において、樹脂層Ａ中に扁平形状の複数の樹脂条Ｊが埋設され、かつ樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの境界面が凹凸形状を有している樹脂シートを導光体とし、導光体の裏面に反射材を設置し、導光体のＸ方向の少なくとも一方の端面（ＹＺ面）に光源を設置した面光源素子にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の面光源素子の導光体として好適な樹脂シートの一例であり、長さ方向のＺ方向に直角なＸＹ平面の部分断面図である。これらの樹脂シートは、特願平９−３４９２４７号の装置と方法を用いて容易に製造することができる。その一例として溶融樹脂を以下の装置に供給して積層押出する方法がある。先ず図４に示す複数列のスリット状の樹脂条Ｊ用樹脂流路４１と複数列のスリット状の樹脂層Ａ用樹脂流路４５が交互に配置される複合樹脂流形成部において樹脂層Ａに樹脂状Ｊが埋設された形状を形成する。その後で、図５に示す樹脂層Ｂ用樹脂を流入させるスリット状の流路５１と、樹脂層Ｃ用樹脂を流出させるための流路５２からそれぞれ樹脂を流出させて樹脂層Ｂと樹脂層Ｃを樹脂層Ａに積層する。その際、図６に示すように流路５２のｘｙ断面をｚ方向の高さが大きい部分とｚ方向の高さが小さい（零を含む）部分が交互に配置された構造とすることにより、樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの境界面に凹凸形状を形成させることができる。
【０００８】図１に示した樹脂シートは優れた光拡散性、導光性を備えているので面光源素子の導光体として使用することが出来る。図２は本発明の面光源素子の一例を示す模式図である。通常導光体は樹脂層Ｃ側を裏面として、この面に反射材が設置される。導光体が屈折率の異なる２つ以上の樹脂層で構成され、樹脂層の界面が凹凸形状を呈している場合、光はその界面及び導光体の表面で、反射または屈折を繰り返しながら、導光体中を伝搬し、導光体の表面または裏面に達した光のうち、臨界角を越える光は、導光体の外に出射することが知られている。
【０００９】ところで、従来のエッジライト方式の面光源素子において、導光体表面からの出射光は、その最大強度を示す方向が表面（ＸＺ面）の法線に対してＸ方向に５０度以上傾いている。従って、出射光の向きを観察者が位置する法線方向に変角させる必要があり、このため導光体の上に光変角シート４が載置される。（図３）本発明の導光体は樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの積層界面が凹凸形状を呈しているのでこの導光体のＸ方向の端面から、樹脂層Ｂと樹脂層Ｃに入射された光は樹脂層Ｂから一定の角度をもって樹脂層Ａ中に出射される。本発明の特徴は、樹脂層Ｂの上に、扁平形状を呈した樹脂条Ｊが埋設された樹脂層Ａが積層一体化されている点にある。樹脂層Ｂから樹脂層Ａに向かった光は、樹脂条Ｊの表面で反射し、光変角シート４を載置することなくＹ方向又はほぼＹ方向へ向かう光として空気中へ出射する。即ち、従来の面光源素子において必要とされた光変角シートを設置することなく光の進行方向を制御することが出来る。この空気中への光の進行方向は、樹脂条Ｊの角度を調節することにより、任意に変えることが出来る。
【００１０】本発明における好ましい樹脂の組合せとしては、樹脂層Ｃ用樹脂としてポリメチルメタクリレート、樹脂層Ｂ用樹脂としてポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、またはポリエチレン等が挙げられる。樹脂層Ｃ用樹脂と、樹脂層Ｂ用樹脂の屈折率差は０．０３〜０．３であることが好ましい。樹脂層Ａ用樹脂として、ポリメチルメタクリレートが好ましいが、他の透明樹脂を用いても差し支えない。樹脂条Ｊ用樹脂としては、樹脂層Ａ用樹脂より屈折率の低い樹脂が用いられる。
【００１１】樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの積層界面の形状は、折れ線状、鋸歯状等の直線形状、半円状、半楕円状、波形状、ｎ次の放物線状、１／ｎ次の放物線状等の曲線形状をとることが出来る。
【００１２】本発明の面光源素子に用いられる光源としては、冷陰極蛍光ランプや熱陰極蛍光ランプの直管型等が用いられるが、寿命が長く細径化による導光効率を向上できる点で冷陰極蛍光ランプが好ましい。また、光源におけるランプリフレクターとしては、反射率の高いシート状の材料で構成することが好ましく、一般にポリエステルフィルムに銀を蒸着したものや、反射率の高い物質をコーテイングしたものが用いられる。導光板の裏面と側面に配置される反射材は、導光体内部を反射しながら進んできた光を無駄なく使えるように光を反射させる働きをするものであり、発砲ポリエステル、ポリエステルフィルムに金属蒸着したもの、アルミ板の表面にアクリル系塗料を白色塗装したものなどが用いられる。
【００１３】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する。
【００１４】［実施例１］図４、図５及び図６で示される装置に溶融状態の各樹脂を供給して図１の（ａ）に示されるような形状のシート厚３ｍｍ、巾５００ｍｍ、長さ１ｍの樹脂シートを製作した。樹脂層Ａ及び樹脂層Ｃ用の樹脂としてポリメチルメタクリレート［三菱レイヨン製アクリペット（登録商標）ＭＤ、屈折率１．４９］、樹脂層Ｂ用樹脂としてポリカーボネート（三菱ガス化学製ユーピロンＨ−３０００、屈折率１．５９）、樹脂条Ｊ用樹脂としてポリ弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（ダイキン製ＶＴ−１００、屈折率１．４０）を用いた。
【００１５】樹脂層Ａの厚みは１．５ｍｍであり、樹脂条Ｊは、ピッチ０．３ｍｍ、厚みが約０．０２ｍｍ、長さが１ｍｍ、シート表面（ＸＺ面）の法線に対してＸ方向への傾斜角φは約２０度であった。樹脂層Ｂと樹脂層Ｃの積層界面の凹凸形状は図１の（ａ）の形状をしており、ピッチｐが０．６ｍｍ、ピッチｐに対する凹凸の高さｈの比は約０．１５であった。
【００１６】この樹脂シートをＺ方向長さ１００ｍｍ、Ｘ方向長さ３００ｍｍに切断し導光体とした。この導光体の長さ方向の２つのＸＹ端面に反射材として銀蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルム(以下ＰＥＴフィルムと略す)を粘着剤で貼り付け、導光体の裏面に銀蒸着したＰＥＴフィルムをテープ止めして反射面を形成した。さらに導光体の他の１つのＹＺ端面の脇に光源として冷陰極管を管の長辺がＺ方向になるよう図２のように設置し、ランプリフレクターとして銀蒸着したＰＥＴフィルムで、冷陰極管と導光体を覆った。
【００１７】このようにして製作した小型面光源素子の特性を評価したところ、導光体の出射面内での輝度分布が均一であった。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、道路標識、照明看板、案内板、液晶表示装置等に用いて好適な機能を有し、かつ素子構成が極めて簡便な面光源素子を提供することが出来、産業上きわめて有用である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０３５
【氏名又は名称】三菱レイヨン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２６日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７３４３４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７９３６７ |
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