JP2937291B2 - 導光板 - Google Patents

導光板

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JP2937291B2
JP2937291B2 JP5195933A JP19593393A JP2937291B2 JP 2937291 B2 JP2937291 B2 JP 2937291B2 JP 5195933 A JP5195933 A JP 5195933A JP 19593393 A JP19593393 A JP 19593393A JP 2937291 B2 JP2937291 B2 JP 2937291B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透過型又は、半透過型
パネルを背面より照射するエッジライト方式のバックラ
イトに用いられる導光板に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、ラップトップ型又は、ブック型の
ワ−ドプロセッサ−やコンピュ−タ等の表示装置とし
て、薄型でしかも見易いバックライト機構を有する液晶
表示装置が用いられている。このようなバックライトに
は図1に示すように透光性の導光板(図中1)の一端部
に蛍光管のような線状光源(図中4)を併設するエッジ
ライト方式が用いられている。このエッジライト方式の
場合、図2に示すように、導光板の一方の広い面に光散
乱透過及び/又は光拡散反射物質をドット状、ストライ
プ状に部分的に被覆し、その面のほぼ全面を光拡散反射
シ−ト(図中3)で覆い、出光面を光拡散シ−ト(図中
2)で覆うように配置されたものが多い。
【0003】ところで、バックライトの発光面内の輝度
を均一にするため、光散乱透過及び/又は光拡散反射物
質を導光板に部分的に被覆する場合、図3に示したよう
に導光板の単位面積に対する被覆の割合が光源から離れ
るに従って順次大きくなるようにドット状、ストライプ
状(図示せず)に部分的に被覆している。
【0004】特に近時、これらワ−プロ、パソコンのよ
り一層の薄型化が望まれており、バックライトに於いて
は、導光板の厚さをより薄くすることが検討されてい
る。
【0005】しかし、導光板の厚さをより薄く(特に2
mm以下)すると、発光面内の輝度を均一にするために
は、光源近くの導光板表面の単位面積に対する光散乱透
過及び/又は光拡散反射物質の被覆の割合を小さくしな
ければならない。そうでないと光源近くの輝度が他の部
分に比較して極めて高輝度な状態となり、発光面内の輝
度が均一化しない。
【0006】例えば、導光板として250mm×150mm
のポリメチルメタクリレート(PMMA)、光散乱透過
及び/又は光拡散反射物質としてTiO2 を用いて導光
板上に仮想される1mmピッチのグリッドに円形のドット
パタ−ンを形成する場合、導光板の厚さが3mmの時は、
光源近傍のドットの直径は420μm (被覆の割合14
%)、光源から最遠部近傍ではドットの直径は1070
μm (被覆の割合90%)で発光面内の輝度が均一化さ
れていた。また、導光板の厚さが1.5mmの時は、光源
近傍のドットの直径は220μm (被覆の割合3.8
%)まで小さくしなければ発光面内の輝度は均一になら
ない。
【0007】光源近傍のドットにおいて、ドットの直径
が小さくなると隣り合ったドット間の間隔が大きくな
り、導光板の出光面側に配置された通常の光拡散シ−ト
の使用では光を充分には拡散しきれずに、ドットの形状
そのものが光拡散シ−トを通して視認される状態となり
問題があった。
【0008】図5に示すように、等間隔のグリッド状に
円形のドットパターンを形成する場合に、1つのドット
を取り囲む8つのドットの距離間隔が長短2種類(図5
のA、B)でき、ドットが視認され易くなる。これを解
決するために、光拡散シ−トの枚数を増加させるか、拡
散率が大きく透過率の悪い拡散板を使用するなどの結果
バックライトの薄型化、高輝度化には好ましくないもの
となる。
【0009】また、1mmピッチでグリッド状に円形のド
ットパターンを形成する場合、被覆の割合が78%を越
えるとドット同志が重なり合い、所定の割合の設計値通
りに夫々分離したドットが形成できないことになる(図
4(a))。また、スクリーン印刷等によってドットを
形成する場合もドットが重複する部分が広がり(図4
(b))、他の重複しない部分に比較してその部分が高
輝度な状態なり、発行面の輝度が均一化しない。この問
題は、製造の歩留まりを低下させる要因のひとつであ
り、コスト高な導光板になる問題のひとつであった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は薄型で
発光面内の輝度が均一で、これをバックライトとして用
いた時に光拡散シ−トの枚数を増加させたり、拡散率は
良いが透過率の悪い光拡散シートを使用する必要がな
く、又設計値により近く、製造の歩留まりの良い導光板
を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、導光板の
表面に部分的に施される光散乱透過及び/又は光拡散反
射物質のドットパターンの配置について種々の検討を行
った結果、透光性物質と光散乱透過及び/又は光拡散反
射物質のドットパターンをある配置とすることで上記し
た目的が達せられることを見出した。
【0012】即ち本発明は、透光性材料からなり、その
一方の広い面に光散乱透過及び/又は光拡散反射物質を
ドット状に被覆した導光板であって、前記ドットが、任
意の近接する3ケのドットの中心同士が等間隔となるよ
うに配置されたことを特徴とする導光板に関するもので
ある。次に本発明を図面に基づいて更に詳述する。
【0013】本発明の導光板は、光を効率よく通過させ
る物質であればよく、石英、ガラス、透光性の天然又は
合成樹脂、例えばアクリル系樹脂等である。導光板の表
面には、導光板の側面端部から入射した光線を導光板の
出光面に出射させるために、光散乱透過及び/又は光拡
散反射物質(以下光拡散物質と略称する…図中7)を施
すが、この光拡散反射物質は、例えば、シリカ、硫酸バ
リウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、炭酸カ
ルシウム、酸化チタン、ガラスビ−ズ、樹脂ビ−ズ等が
用いられ、これらは、例えば、アクリルエステル系樹
脂、ビニル系樹脂等に分散させて塗料、印刷インキ等と
し、これをスクリ−ン印刷等の方法で導光板面上にドッ
ト状に塗布、印刷して施し導光板に光拡散性を付与す
る。
【0014】本発明は、光拡散物質が、導光板面上で任
意の近接する3ケのドットの中心同士が等間隔となるよ
うに配置されたことが特徴である。このことを視覚的に
説明すると、例えば、図6に示したように六方格子を平
面上に敷き詰めたと仮定して、その正六角形の中心がド
ット(光拡散物質)の中心となるようにドット・パター
ンを配置したものである。
【0015】従来のように四角形の格子上に配置したも
のは、図5(パターン(a))に示したように、ひとつ
のドットを取り囲む8個のドットは、それらの直径を同
一とした場合ドット間の距離はA、Bの2種類できる
が、本発明の配置にすると図6(パターン(b))に示
すように、上記と同じ条件において一つのドットを取り
囲む6個のドット中心間の距離は等しくなる。
【0016】本発明の導光板における好ましい態様とし
て、光源から離れるに従って導光板面上の光拡散物質の
被覆率が順次大となる、即ちドットの面積が順次大とな
る。この場合前記した6個のドット間の距離(図6の
C)は必ずしも等間隔ではなくなるが、その差は、従来
の四角形の格子上にドットを配置した場合のドット間距
離の差に比べると極めて小さい。
【0017】導光板の単位面積当たりの被覆率が小さい
場合には、ドット間の距離が短い方がバックライトとし
た場合に、ドット形状が光拡散シ−トを介して視認され
難くなる。しかし、被覆率が大きい場合には、ドット間
の距離が長い方がドットが重なり難くなり好ましい。従
来のように、格子上にドットを配置すると(パターン
(a))、あるドットを中心として近接するドット間の
距離が2種類でき、上記の条件で不利になる。本発明の
ように、あるドットを中心としてその周りを取り囲む各
ドット間の距離が等しい場合には、ドット形状の視認、
及び、ドットの重なりに関して有利になる。従って、形
状そのものも視認されにくく、光拡散シ−トの枚数を増
加させることなく薄型な導光板が得られる。
【0018】4は線状光源で、好ましい態様としては、
導光板の端部に光が入射するように線状光源の中心軸が
同端面と略平行となるように配置し、線状光源の、導光
板の端部と相対する面以外の表面を光反射板又はフィル
ム5で覆う状態で配置することである。前記線状光源4
は、蛍光管、タングステン白熱管、オプティカルロッ
ド、LEDを配列した物等があるが、蛍光管が好まし
く、有効発光面積の輝度分布の均一性の面及び省電力の
面から、電極部を除く均一発光部の長さが近接する導光
板の端部の長さとほぼ等しいことが好ましい。
【0019】光拡散シ−ト(図中2)は、導光板面より
出光した光を散乱させて通過させるものであり、この光
拡散板を必要に応じて一枚又は複数枚用いる。光反射シ
−ト(図中3)は導光板の光散乱透過及び/又は光拡散
反射部を施した導光板の面のほぼ全面を覆うように配置
し、光を反射するものである。本発明は、パネル、特に
液晶パネルのバックライトの導光板として好適に使用さ
れる。
【0020】
【発明の効果】本発明の導光板を用いると、薄型で発光
面内の輝度が均一なバックライトを構成することができ
る。
【0021】
【比較例及び実施例】図5(パターン(a))及び図6
(パターン(b))に示すドットパターンで導光板を光
拡散物質で被覆した。パターン(a)の格子のピッチを
1mmとし、被覆率に対する直径とドット間の距離A、B
を計算し、又、その条件と同じ被覆率と直径にした場合
の六方格子(パターン(b))の配置にした時のドット
間の距離をCとして計算した結果を表1に示す。
【0022】被覆率が3%の場合には、パターン(a)
の場合のドット間の距離は0.805mmと1.219mm
で、パターン(b)の場合には0.879mmになり、パ
ターン(a)の場合の長間隔1.219mmに比べると
かなり有利となり効果があることが判る。又、ドットが
重なり始める被覆率は、ドット間の距離の計算値が負
(−)となる時の被覆率である。パターン(a)の格子
の場合には被覆率78%を越えると重なりはじめ、パタ
ーン(b)の配置では90%を越える被覆率で重なり始
めるので、ドット径の設定においても、印刷についても
有利である。
【0023】図1に示すような厚さ1.5mmの長方形ア
クリル板(225mm×127mm、旭化成株式会社製デラ
グラスA)の短手の端部に、直径3.1mmの太さの冷陰
極蛍光管(ハリソン電機株式会社製ノ−マル管)を配置
し、その管の外周をAgフィルム(中井工業株式会社
製)で覆い、Agフィルムの導光板端部と対向する幅
1.5mmのスリットから出光した光が導光板の端部から
導光板に入光するように配置した。導光板面上には光拡
散物質(チタニア)と透光性物質(アクリル・ビニル樹
脂)を含むインクを円形のドットパタ−ンで1mmピッチ
で格子上にスクリ−ン印刷した(パターン(a))。
【0024】厚さ0.125mmのポリエステルからなる
白色の光拡散反射板(ICI社製メリネックス329)
は導光板に印刷した光拡散物質のほぼ全面を覆うように
配置した。厚さ0.18mmのポリカ−ボネ−トからなる
光拡散板(GE社製8B36)は粗面側が導光板側とは
反対側になるようにして、導光板の出光面のほぼ全面を
覆うように配置した。冷陰極管に、インバ−タより30
KHzの交番電圧をかけて一定電流(管電流5 mA)で駆
動させたときの面輝度を、輝度計(トプコンBM−8)
により測定した。
【0025】この時、ドットの形状そのものが人間の目
で視認された。光拡散シ−トを3枚まで増加させるとド
ットの形状は視認されなくなったが、バックライトは光
拡散シ−ト2枚分厚くなり薄型化には好ましくなく部品
点数が増加した。又、ドットの直径が重なる部分ができ
たため導光板の印刷歩留まりが低下した(比較例)。次
に、正六角形の1辺の長さを0.620mmの六方格子
で、その中心と隣のドット中心との距離が1.075mm
になるようにし、光源からの距離に対するその場所の被
覆率が比較例と同じになるように作成したバックライト
を構成し同様の測定機で測定した。
【0026】この時、ドットの形状そのものが人間の目
で視認されてしまった。光拡散シ−トを2枚に増加させ
るとドットの形状は視認されなくなったが、光拡散シ−
ト1枚分だけ厚くなりバックライトの薄型化には比較例
より好ましく、又、部品点数が増加しコストが増加して
したが比較例程ではなかった。又、ドットの直径が重な
る部分が無くなったので印刷歩留まりが向上した(実施
例1)。
【0027】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】バックライトの一実施態様の斜視図
【図2】バックライトの一実施態様の断面図
【図3】導光板表面の光拡散物質のパタ−ンの一例を示
す図
【図4】導光板上のドットの設計例とスクリーン印刷で
ドットの重複した例を示す図
【図5】従来のドット・パターンを示す図
【図6】本発明のドット・パターンの一例を示す図
【符号の説明】
1:導光板 2:光拡散シ−ト 3:光反射シ−ト 4:線状光源 5:光反射板又はフィルム 6:光散乱透過及び/又は光拡散反射部 7:光散乱透過及び/又は光拡散反射物質

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性材料からなり、その一方の広い面
    に光散乱透過及び/又は光拡散反射物質をドット状に被
    覆したエッジライト方式のバックライトに用いられる
    光板であって、前記ドットが、任意の近接する3ヶのド
    ットの中心同士が等間隔となるように配置されたことを
    特徴とする導光板。
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