JP3023364U - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導光板表面を均一に面発光させることのでき
る面発光装置を提供する。 【構成】 透明な導光板１の側面に線光源２が配置さ
れ、導光板１裏面に光拡散透過部が形成され、光拡散透
過部を形成した面に裏面反射板が配置され、導光板１の
表面に光拡散板が配置され、線光源２の導光板１と反対
側の表面を覆うように光源反射板が配置され、光拡散板
の導光板１に対向する面の線光源２近傍に線光源管軸と
平行な帯状の光吸収層９が設けられた面発光装置におい
て、光吸収層９の形成幅を、その中央付近から線光源２
の輝度が低下し始める箇所までの領域では一定にし、線
光源２の輝度が低下し始める箇所から端部までの領域で
は次第に細くなるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術の分野】

本考案は、ディスプレイとして薄形の電飾照明、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、カーナビゲーションのバックライトなどに利 用される面発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、透明な導光板１の側面に線光源２が配置され、導光板１裏面に光拡 散透過部３が形成され、光拡散透過部３を形成した面に裏面反射板４が配置され 、導光板１の表面に光拡散板５が配置され、線光源２の導光板１と反対側の表面 を覆うように光源反射板６が配置されたエッジライト方式の面発光装置が、液晶 表示装置のバックライトなどとして用いられている。

【０００３】 また、近来、面発光装置は小型軽量化、大画面化され、これに伴って導光板１ の外形寸法を表示領域７の寸法に近づけるという技術的要求を満たす必要がでて きた。その結果、面発光装置の表示領域７内の線光源２側においては、線光源２ から導光板１を透過して直接光拡散板５側に出光する強い光、あるいは線光源２ から導光板１を透過して一度裏面反射板４で反射した後に光拡散板５側に出光す る強い光によって（図２参照）、異常に高い輝度を示し、線光源２の管軸方向に 沿った線状の輝度ムラが発生した。さらに、導光板１表面の線光源２近傍に設け た両面テープなどの透明接着層８によって光拡散板５と導光板１とを接着した場 合には、透明接着層８がなければ全反射して導光板１中央側に進むはずの光（図 ３の破線矢印）まで透明接着層８で散乱して光拡散板５側に出光するため（図３ の実線矢印）、面発光装置の表示領域７内の線光源２側はより高い輝度を示し、 輝度ムラが悪化した。

【０００４】 そこで、輝度ムラを解消するため、光拡散板５の導光板１に対向する面の線光 源２近傍に光吸収層９を形成することが考えられた。こうすることにより、照射 された光を光吸収層９で吸収し、線光源２からの強い光が導光板１を透過して直 接光拡散板５側に出光するのを防ぐことができる（図４参照）。

【０００５】 また、輝度ムラを解消するため、光拡散板５の導光板に対向する面の線光源２ 近傍に光反射層１０を形成することが考えられた（図５、図６参照）。こうする ことにより、照射された光を光反射層１０で導光板１側に反射し、線光源２から の強い光が導光板１を透過して直接光拡散板５側に出光するのを防ぐことができ る。また、透明接着層８によって光拡散板５と導光板１とを接着した場合におい ても、透明接着層８がなければ全反射して導光板１中央側に進むはずの光まで透 明接着層８で散乱して光拡散板５側に出光するのを防ぐことができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、線光源は両端で急激に輝度が低下する特性を有するため、面発光装置 の線光源２近傍に線光源２管軸と平行な帯状の光吸収層９や光反射層１０を設け ると、線光源２両端近傍では光束を抑制しすぎ、表示領域７内に暗部１１が発生 するという問題があった（図７参照）。

【０００７】 したがって、本考案は、以上のような問題を解決し、導光板表面を均一に面発 光させることのできる面発光装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、透明な導光板の側面に線光源が配置 され、導光板裏面に光拡散透過部が形成され、光拡散透過部を形成した面に裏面 反射板が配置され、導光板の表面に光拡散板が配置され、線光源の導光板と反対 側の表面を覆うように光源反射板が配置され、光拡散板の導光板に対向する面の 線光源近傍に線光源管軸と平行な帯状の光吸収層が設けられた面発光装置におい て、光吸収層の形成幅を、その中央付近から線光源の輝度が低下し始める箇所ま での領域では一定にし、線光源の輝度が低下し始める箇所から端部までの領域で は次第に細くなるように構成した。

【０００９】 また、本考案は、透明な導光板の側面に線光源が配置され、導光板裏面に光拡 散透過部が形成され、光拡散透過部を形成した面に裏面反射板が配置され、導光 板の表面に光拡散板が配置され、線光源の導光板と反対側の表面を覆うように光 源反射板が配置され、光拡散板の導光板に対向する面の線光源近傍に線光源管軸 と平行な帯状の光反射層が設けられた面発光装置において、光反射層の形成幅を 、その中央付近から線光源の輝度が低下し始める箇所までの領域では一定にし、 線光源の輝度が低下し始める箇所から端部までの領域では次第に細くなるように 構成した。

【００１０】 上記各構成において、光拡散板の表面にレンズシートを配置してもよい。

【００１１】 また、上記各構成において、線光源の配置されていない導光板側面に側面反射 板を配置してもよい。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下に、図を参照しながら本考案の面発光装置についてさらに詳しく説明する 。図１は本考案に係る面発光装置の一実施例における光吸収層または光反射層の 形成状態を示す模式平面図である。１は導光板、２は線光源、９は光吸収層、１ ０は光反射層をそれぞれ示す。

【００１３】 光吸収層９は、光拡散板の導光板１に対向する面の線光源２近傍に線光源２管 軸と平行な帯状に設けられ、照射された光を吸収することにより、線光源２から の強い光が導光板１を透過して直接光拡散板側に出光するのを防ぐものである。 また、光反射層１０は、光拡散板の導光板１に対向する面の線光源２近傍に線光 源２管軸と平行な帯状に設けられ、照射された光を導光板１側に反射することに より、線光源２からの強い光が導光板１を透過して直接光拡散板側に出光するの を防ぐものであり、透明接着層によって光拡散板と導光板１とを接着した場合、 照射された光を導光板１側に反射することにより、透明接着層がなければ全反射 して導光板１中央側に進むはずの光まで透明接着層で散乱して光拡散板側に出光 するのを防ぐものである。本考案の特徴は、これらの光吸収層９や光反射層１０ の形成幅を、その中央付近から線光源２の輝度が低下し始める箇所までの領域で は一定にし、線光源２の輝度が低下し始める箇所から端部までの領域では次第に 細くなるように変化させることにある（図１参照）。こうすることにより、線光 源近傍において、線光源の両端を除く部分より大量照射された光が、光吸収層９ や光反射層１０の形成幅の大きい部分で強く抑制される一方、線光源の両端部分 より少量照射された光が、光吸収層９や光反射層１０の形成幅の小さい部分で弱 く抑制される。なお、輝度が低下しはじめる箇所とは、光吸収層９や光反射層１ ０の形成幅が両端まで一定である面発光装置について、線光源２近傍における線 光源２管軸と平行な方向で輝度分布を測定し、輝度が低下しはじめる位置のこと である。また、光吸収層９や光反射層１０の形成幅を細く変化させる際には、一 定の割合で変化させてもよいし、光吸収層９や光反射層１０の端に近づくにつれ て変化の度合いを増したり減らしたりしてもよい。また、光吸収層９や光反射層 １０の両端の幅は、０mmになってもよい。

【００１４】 光吸収層９の材質としては、たとえば、次のようなものがある。（１）黒テー プ、灰色テープを貼り付けたもの、（２）黒色、灰色などの光吸収機能を有する インキを用いて印刷したもの、（３）光拡散板、裏面反射板を導光板１に接着す る場合、その接着層を黒色、灰色にしたもの。

【００１５】 光反射層１０の材質としては、たとえば、次のようなものがある。（１）アル ミニウムテープ、銀テープなどの金属光沢テープや白色テープを貼り付けたもの や、（２）銀色、白色などの光反射機能を有するインキを用いて印刷したもの、 （３）十分な光反射機能を果たす程度に表面の滑らかなテープを貼り付けたもの などがある。（３）の材料の場合、テープが何色でも構わない。たとえば、テー プが黒色であっても、テープ表面に到達した光は、その滑らかな表面形状によっ て導光板１側に戻るように反射される。

【００１６】 導光板１としては、厚さ1.5〜30mm程度の矩形板材が好ましい。なお、導光板 １の厚さは線光源２から遠ざかるにつれて薄くなるようにしてもよい。導光板１ の材料としては、光を効率よく通過させる物質であればとくに限定されず、たと えば、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、あるいはガラスなどを使用することができる。また、導光 板１の全側面は平滑面に仕上げるのが好ましい。

【００１７】 線光源２としては、直径２〜３mmの熱陰極線管や冷陰極線管などの陰極線管を 用いる。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。さらに、複数 個の線光源２を配置してもよい。

【００１８】 光拡散透過部は、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 拡散透過部の面積率を変化させるには、光拡散透過部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。光拡散透過部の形成方法としては、マットインキを用いた 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。マットインキとしては、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。

【００１９】 裏面反射板は、光拡散透過部において導光板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としてもよい。ま た、裏面反射板は、導光板１裏面に一部接着により固定してもよいし、ただ配置 するだけでもよい。裏面反射板の固定に使用する透明接着層としては、両面テー プ、あるいは接着剤、粘着剤、固着剤などをスクリーン印刷したものなどを用い る。接着剤としては、ウレタン系、エポキシ系などの樹脂がある。粘着剤として は、ゴム系、アクリル系、シリコン系などの樹脂がある。固着剤としては、紫外 線硬化性樹脂がある。

【００２０】 光拡散板は、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。この光拡散板の材料としては、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。なお、光拡散板は、導光板１に密着するよりも、導光板１との間に間隔を 設けて光拡散板を配置した方が、導光板１の内部で全反射が確保され、導光板１ 内部でロスが少なく十分に光を反射させることができる。また、光拡散板は、複 数層形成してもよい。また、光拡散板は、導光板１表面に一部接着により固定し てもよいし、ただ配置するだけでもよい。光拡散板の固定に使用する透明接着層 としては、裏面反射板の固定と同様のものを用いる。

【００２１】 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 は裏面反射板裏面反射板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。

【００２２】 レンズシートは、光拡散板の表面より出射した光の角度を立ち上げ、正面輝度 を上げるためのものである。このレンズシートの材料としては、たとえば、次の ようなものが好ましい。（１）片面を多数のプリズムを有する形状に加工した透 光性の樹脂フィルム（２）片面に多数のプリズムを有する層を形成した透光性の 樹脂フィルム（３）出光面が入光面よりも粗面である透光性の樹脂フィルム。な お、透光性の樹脂フィルムとしては、ポリカーボネート樹脂フィルム、アクリル 樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムなどがある。

【００２３】 側面反射板は、導光板１の他端面より出射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。線光源の配置された導 光板側面と対向する面のみに側面反射板を配置してもよいし、線光源の配置され ていない導光板側面全部に側面反射板を配置してもよい。側面反射板の材料とし 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、上記側面反射板を導光板１の他 端面に直接密着した反射層として配置する場合には、次のような方法がある。す なわち、導光板１の他端面に直接白色の塗布あるいは印刷するか、直接導光板１ の他端面に蒸着を施すとよい。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側面反射板としてもよい。

【００２４】

【実施例】

実施例１ 縦220mm、横160mm、横方向の厚みが一端で３mm、他端で1.5mmとなるくさび型 透明アクリル樹脂板を導光板として使用し、その厚さ３mmの側面に管長220mm、 直径2.6mmの冷陰極線管を線光源として配置した。

【００２５】 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形成した。

【００２６】 導光板の光拡散透過部を形成した面には白色顔料を混入したフィルム（東レ株 式会社製E60L，180μm）を裏面反射板として配置した。

【００２７】 導光板の表面には光拡散物質の塗布されたフィルム（恵和商工株式会社製PCES ，130μm）を光拡散板として配置し、その導光板と対向する面の線光源側の端に 黒色インキを用いて印刷を施すことにより線光源管軸と平行な帯状の光吸収層を 設けた。なお、光吸収層は、全長220mmで、その中央付近から線光源の輝度が低 下し始める箇所までの長さ160mmの領域では幅２mmと一定にし、線光源の輝度が 低下し始める箇所から端部までの長さ30mmの各領域では端までの距離に比例して 幅が細くなり、端部では幅０mmとなるものである。

【００２８】 また、線光源の導光板と反対側の表面を覆うように、銀蒸着フィルム（株式会 社きもと製GR38W）を光源反射板として配置した。

【００２９】 以上のようにして得られた面発光装置について輝度測定を行ったところ、従来 の光吸収層の形成幅を変化させない面発光装置と比べて、均一であった。

【００３０】 実施例２ 縦220mm、横160mm、厚さ４mmの透明アクリル樹脂板を導光板として使用し、そ の一側面に管長220mm、直径2.6mmの冷陰極線管を線光源として配置した。

【００３１】 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形成した。

【００３２】 導光板の光拡散透過部を形成した面には白色顔料を混入したフィルム（東レ株 式会社製E60L，180μm）を裏面反射板として配置した。

【００３３】 導光板の表面には光拡散物質の塗布されたフィルム（恵和商工株式会社製PCES ，130μm）を光拡散板として配置し、その導光板と対向する面の線光源側の端に 白色インキを用いて印刷を施すことにより線光源管軸と平行な帯状の光反射層を 設けた。なお、光反射層は、全長220mmで、その中央付近から線光源の輝度が低 下し始める箇所までの長さ180mmの領域では幅２mmと一定にし、線光源の輝度が 低下し始める箇所から端部までの長さ20mmの各領域では端までの距離に比例して 幅が細くなり、端部では幅０mmとなるものである。

【００３４】 また、線光源の導光板と反対側の表面を覆うように、銀蒸着フィルム（株式会 社きもと製GR38W）を光源反射板として配置した。

【００３５】 以上のようにして得られた面発光装置について輝度測定を行ったところ、従来 の光反射層の形成幅を変化させない面発光装置と比べて、均一であった。

【００３６】

【考案の効果】

本考案の面発光装置は、以上のような構成からなるので、次の効果が奏される 。

【００３７】 すなわち、光吸収層や光反射層の形成幅を、その中央付近から線光源の輝度が 低下し始める箇所までの領域では一定にし、線光源の輝度が低下し始める箇所か ら端部までの領域では次第に細くなるように変化させるので、線光源近傍におい て、線光源の両端を除く部分より大量照射された光が、光吸収層や光反射層の形 成幅の大きい部分で強く抑制される一方、線光源の両端部分より少量照射された 光が、光吸収層や光反射層の形成幅の小さい部分で弱く抑制される。

【００３８】 したがって、線光源両端の近傍の導光板表面に導かれる光が増え、線光源２両 端部の管輝度が低いという輝度特性による導光板表面の輝度ムラを補正する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る面発光装置の一実施例における光
吸収層または光反射層の形成状態を示す模式平面図であ
る。

【図２】面発光装置の一実施例を示す断面図である。

【図３】面発光装置の一実施例を示す断面図である。

【図４】面発光装置の一実施例を示す断面図である。

【図５】面発光装置の一実施例を示す断面図である。

【図６】面発光装置の一実施例を示す断面図である。

【図７】従来の面発光装置の一実施例における光吸収層
または光反射層の形成状態を示す模式平面図である。

【符号の説明】

１ 導光板 ２ 線光源 ３ 光拡散透過部 ４ 裏面反射板 ５ 光拡散板 ６ 光源反射板 ７ 表示領域 ８ 透明接着層 ９ 光吸収層 １０ 光反射層 １１ 暗部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な導光板の側面に線光源が配置さ
   れ、導光板裏面に光拡散透過部が形成され、光拡散透過
   部を形成した面に裏面反射板が配置され、導光板の表面
   に光拡散板が配置され、線光源の導光板と反対側の表面
   を覆うように光源反射板が配置され、光拡散板の導光板
   に対向する面の線光源近傍に線光源管軸と平行な帯状の
   光吸収層が設けられた面発光装置において、光吸収層の
   形成幅を、その中央付近から線光源の輝度が低下し始め
   る箇所までの領域では一定にし、線光源の輝度が低下し
   始める箇所から端部までの領域では次第に細くなるよう
   にしたことを特徴とする面発光装置。
2. 【請求項２】 透明な導光板の側面に線光源が配置さ
   れ、導光板裏面に光拡散透過部が形成され、光拡散透過
   部を形成した面に裏面反射板が配置され、導光板の表面
   に光拡散板が配置され、線光源の導光板と反対側の表面
   を覆うように光源反射板が配置され、光拡散板の導光板
   に対向する面の線光源近傍に線光源管軸と平行な帯状の
   光反射層が設けられた面発光装置において、光反射層の
   形成幅を、その中央付近から線光源の輝度が低下し始め
   る箇所までの領域では一定にし、線光源の輝度が低下し
   始める箇所から端部までの領域では次第に細くなるよう
   にしたことを特徴とする面発光装置。
3. 【請求項３】 光拡散板の表面に、レンズシートを配置
   した請求項１または請求項２のいずれかに記載の面発光
   装置。
4. 【請求項４】 線光源の配置されていない導光板側面
   に、側面反射板を配置した請求項１〜請求項３のいずれ
   かに記載の面発光装置。