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【発明の名称】 面発光装置
【発明者】 【氏名】福島 裕

【氏名】松田 伸之
【要約】 【課題】高輝度の面発光装置を提供する。

【解決手段】透明な導光板の少なくとも一側面に線光源を配置し、導光板の裏面に光拡散透過部を設け、その裏面に裏面反射板を配置し、導光板の表面に拡散板を配置する面発光装置において、導光板の少なくとも片面が非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上である面発光装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 透明な導光板の少なくとも一側面に線光源を配置し、導光板の裏面に光拡散透過部を設け、その裏面に裏面反射板を配置し、導光板の表面に拡散板を配置する面発光装置において、導光板の少なくとも片面が非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上であることを特徴とする面発光装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、薄型の電飾照明、および薄形軽量のラップトップパソコン、ワープロ、液晶ＴＶのバックライトなどに好適なエッジライト型の面発光装置に関し、とくに高輝度で輝度ムラの無い面発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エッジライト型の面発光装置としては、透明な導光板１の側面に線光源２を配置し、導光板１の裏面にその面積率が線光源２近傍よりも線光源２から離れた箇所で大きくなるようなパターンで光拡散透過部３を設け、その裏面に裏面反射板４を配置し、導光板１の表面に拡散板５を配置したものがある（図４参照）。近年、面発光装置の高輝度化が求められており、その輝度向上手段としては、光拡散透過部３や拡散板５、線光源２の改良がなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の光拡散透過部３や拡散板５、線光源２の改良による高輝度化はほぼ限界に近づきつつある。とくに、導光板１よりの出光に関しては、従来、線光源２より導光板１内に導かれた光を光拡散透過部３に拠る散乱反射にて、より多くの光をより出光しやすい角度で導光板１の表面側に直接あるいは裏面反射板４で反射して向かわせる工夫をしてきたが、それも限界に至った。
【０００４】そこで、光拡散透過部３に拠らずに導光板１表面からの出光量を増やすことが必要となってきた。通常、線光源２より導光板１内に導かれ光拡散透過部３で散乱反射することなく導光板１の表面、あるいは裏面の光拡散透過部３の形成されていない部分に至った光は、線光源２近傍（Ａ）では出光するものの、線光源２から離れた箇所（Ｂ）では全反射しているため、光ロスの原因となっている（図５参照）。
【０００５】したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決し、高輝度の面発光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、透明な導光板の少なくとも一側面に線光源を配置し、導光板の裏面に光拡散透過部を設け、その裏面に裏面反射板を配置し、導光板の表面に拡散板を配置する面発光装置において、導光板の少なくとも片面が非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上であるように構成した。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の面発光装置の各構成部分について詳細に説明する。
【０００８】導光板１としては、透明樹脂製で厚さ１mm〜30mm程度の矩形板材が好ましい。なお、導光板１の断面形状は、裏面に線光源２から遠ざかるにつれて薄くなるような傾斜面部が形成されていてもよいし、厚みの一定な平板状でもよい。また、導光板１は、湾曲していてもよい。本発明の特徴は、導光板の少なくとも片面を非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上であるように成形したことにある（図１参照）。この非鏡面は、透過率が88％以上であることからもわかるように、サンドペーパーで荒らしたような所謂粗面とは異なって滑らかに段差が変化しているように見える。
【０００９】この構成により、線光源２より導光板１内に導かれ導光板１の非鏡面に至った光を、線光源２近傍（Ａ）のみならず線光源２から離れた箇所（Ｂ）においてもその一部を導光板１から出光させることができる（図２参照）。その結果、従来、光拡散透過部３だけでは出光させることのできなかった光をも出光させるため面発光装置の輝度が向上する。なお、導光板１裏面が非鏡面の場合は、導光板１から一度出光した後に裏面反射板４で反射されて導光板１の表面より出光する。
【００１０】また、導光板１の材料としては、従来よりアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルスチレン、ポリ塩化ビニルなどの樹脂、ガラスなどが使用されているが、本発明においては、上記したように導光板の少なくとも片面を非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上であるように成形できるものであればとくに限定されない。非鏡面の高低差が５μｍを超えると、面発光装置の前面に配置された液晶画面等を透して非鏡面のうねりが見えてしまう。また、透過率が88％より低いと、線光源２から離れた箇所まで全反射によって導光されにくくなり、線光源２近傍で輝度ムラが発生することになる。
【００１１】線光源２としては、直径1.5mm〜３mmの熱陰極線管や冷陰極線管などの陰極線管を用いる。線光源２は図４に示したように一側面にのみ配置してもよいし、他の側面にも配置してもよい。また、線光源２の形状は、真っ直ぐなもの、隣接する二側面にわたるＬ字状のもの、隣接する三側面にわたるコ字状のものを使用できる。
【００１２】導光板１の裏面には、光拡散透過部３が形成されている。光拡散透過部３は、線光源２より導光板１内に導かれた光を散乱反射し、その一部を導光板１の表面側に向かわせるものであり、線光源２近傍の面積率よりも線光源２から離れた箇所の面積率を大きくすることにより光を均一に配分する。光拡散透過部３の面積率を変化させるには、光拡散透過部３を任意の形状のドットで構成し、ドットの大きさを変えたり、位置によってドットの数を変えることによって行う。ドットの形状は特に限定されることなく、ラウンドドット、スクエアドット、チェーンドットなど任意形状でよい。また、ドットの代わりにストライプ状に形成してもよい。光拡散透過部３の形成方法としては、光拡散性のインキを用いたグラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの印刷法や転写法、また導光板１裏面に凹凸をつけたものなどがある。光拡散性のインキとしては、導光板１とほぼ同じかそれ以下の屈折率を有する炭酸カルシウムやシリカなどの粒子状透明物質を含有するインキを用いれば、より光拡散性を向上させることができる。
【００１３】導光板１の光拡散透過部３の設けられた面には、裏面反射板４が配置されている。裏面反射板４は、光拡散透過部３において導光板１内に戻れなかった光を導光板１側に反射して光を効率よく利用できるようにするものである。裏面反射板４の材料としては、たとえば、次のようなものが好ましい。（１）樹脂中に白色顔料を混入したフィルムまたは板。（２）白色塗装あるいは白色印刷したアルミニウム板。（３）鏡面を呈した金属板やアルミニウムなどの金属箔、あるいはアルミニウムや銀などの金属蒸着を施したフィルムや板。また、導光板１および線光源２を収納するケースの内面を白色に塗装または印刷して裏面反射板４としてもよい。
【００１４】導光板１の表面には、拡散板５が配置されている。拡散板５は、導光板１の表面より出光した光を拡散させ、輝度分布をなめらかにするためのものである。この拡散板５の材料としては、たとえば、次のようなものが好ましい。（１）光拡散物質がコーティングされたフィルムまたは板。（２）自ら光拡散性を有するフィルムまたは板。（３）乳白色の樹脂フィルムまたは板。また、拡散板５を複数層形成してもよい。
【００１５】さらに、本発明の面発光装置は、線光源２の導光板１と反対側の面を覆うように光源反射板を配置してもよい。光源反射板は、線光源２の導光板１と反対側の面からの光を導光板１側に反射させ、光を効率よく利用できるようにするものである。光源反射板の材料としては、裏面反射板４と同様のものを用いるとよい。なお、線光源２と光源反射板との距離は、間にスペーサーを介在させるなどして均一に保つとよい。
【００１６】また、導光板１の線光源２が配置されていない側面に側面反射板を配置してもよい。側面反射板は、導光板１の側面より出光して戻れなかった光を導光板１側に反射して光を効率よく利用できるようにするものである。側面反射板の材料としては、裏面反射板４と同様のものを用いるとよい。また、導光板１の側面に白色の反射層をホットスタンプ法により形成して側面反射板としてもよい。
【００１７】
【実施例】実施例縦250mm、横190mm、厚み1.2〜2.4mmのくさび型透明アクリル樹脂板を導光板として使用し、その導光板の一側面に管長250mm、直径2.2mmの冷陰極線管を線光源として配置した。導光板の両面は非鏡面であって、その高低差は１μｍ以下であり、透過率は90％であった（図１参照）。
【００１８】導光板の裏面には、アクリル樹脂中にシリカを含むマットインキを用いて多数の円形ドットをスクリーン印刷することにより、線光源側より線光源から離れた箇所で面積率の大きいグラデーションパターンを有する光拡散透過部を設けた。
【００１９】導光板の光拡散透過部の設けられた裏面および線光源の配置されていない側面には、厚み188μmの白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製E60L）を裏面反射板および側面反射板として配置した。
【００２０】さらに、導光板の表面には、光拡散物質の塗布された厚み0.13mmの樹脂フィルム（恵和商工社製PCES）を拡散板として配置して面発光装置とした。
【００２１】比較例導光板の表裏面および側面の全てをほとんど段差を有さない鏡面とした（図３参照）こと以外は、実施例と同様にした。
【００２２】上記実施例および比較例の面発光装置について輝度および輝度ムラを調べたところ、それぞれ2038cd/m２、1875cd/m２であり、本発明の構成により8.7％の輝度向上が見られた。
【００２３】
【発明の効果】本発明の面発光装置は、以上のような構成および作用からなるので、次のような効果を奏する。
【００２４】すなわち、導光板の少なくとも片面が非鏡面であって、その高低差が５μｍ以下であり、透過率が88％以上であるので、線光源より導光板内に導かれ導光板の非鏡面に至った光を、線光源近傍のみならず線光源から離れた箇所においてもその一部を導光板から出光させることができ、その結果、従来、光拡散透過部だけでは出光させることのできなかった光をも出光させるため面発光装置の輝度が向上する。
【出願人】 【識別番号】０００２３１３６１
【氏名又は名称】日本写真印刷株式会社
【出願日】 平成１０年９月２５日（１９９８．９．２５）
【代理人】
【公開番号】 特開２０００−１００２３０（Ｐ２０００−１００２３０Ａ）
【公開日】 平成１２年４月７日（２０００．４．７）
【出願番号】 特願平１０−２７１０１８