JP3025107U - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示領域内の輝度が均一である面発光装置を
提供する。 【構成】 断面くさび形をした透明な導光板１の最大厚
となる側面に線光源２を配置し、導光板１の裏面に光拡
散透過部を設け、線光源２の軸に対して直角方向におけ
る光拡散透過部の面積率を、導光板１の線光源２を配置
した側面から面発光輝度の最も期待できない箇所までの
領域では線光源から遠ざかるにつれて次第に大きくする
とともに、面発光輝度の最も期待できない箇所から線光
源２を配置した側面と対向する他側面までの領域では一
定にした面発光装置において、導光板１の四側面のうち
一つまたは複数に射出成形後に残されたゲート痕７近傍
では、その領域のいずれの箇所における光拡散透過部の
面積率も前記の基本的変化に従がった面積率より小さめ
に設定されている。

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、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 イトなどに利用されるエッジライト方式の面発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、断面がくさび形をした透明な導光板１の最大厚となる側面に線光源 ２を配置し、導光板１の裏面に光拡散透過部３を設け、その裏面に裏面反射板４ を配置し、導光板１の表面に拡散シート５を配置し、線光源２表面の導光板１と 反対側を覆うように光源反射板６を配置し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（図１参照）。

【０００３】 そして、光拡散透過部の面積率を、線光源の軸に対して直角方向において、導 光板の線光源を配置した側面から面発光輝度の最も期待できない箇所までの領域 では線光源から遠ざかるにつれて次第に大きくするとともに、面発光輝度の最も 期待できない箇所から線光源を配置した側面と対向する他側面までの領域では一 定にするように変化させることにより、光拡散透過部３で散乱反射して導光板１ 表面から出射する光の量を調整し、導光板１表面に光が均一に配分されるように 図っている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、断面がくさび形をした導光板１は、射出成形法によって製造されるた め、四側面のうち一つまたは複数にゲート痕７が残されている（図５参照）。

【０００５】 射出成形法とは、成形材料を加熱溶融し、可塑化状態として、あらかじめ閉じ られた金型８のキャビティに圧力を加えて射出充填し、固化して成形品９を得る 方法であり、金型８に忠実に、精度高く、安定した成形品９が生産性よく得られ るものである。ゲート１０とは、射出成形用金型８において溶融した成形材料を キャビティへ注入する際の注入口、およびそこで固化した材料をいう（図６参照 ）。射出成形後、固化したゲート１０は型開きの際に自動的に切断されたり、あ るいは成形品９を金型８から取り出した後に切断する。その結果、金型キャビテ ィ内壁面に対して忠実な鏡面を有する成形品表面に、粗い切断面を呈するゲート 痕７が残る。なお、導光板１を射出成形する場合、ゲート１０は側面に設けられ る。なぜなら、導光板１の表面または裏面にゲート痕７が残ると、外観不良が目 立つし、導光板１の表面または裏面に水平に他の部材を積層できなくなるからで ある。

【０００６】 上記のように粗い切断面を呈するゲート痕７が導光板１の側面に残ると、面発 光装置に次のような問題が生ずる。すなわち、線光源２より導光板１内に導かれ て側面に達した光がゲート痕７において散乱反射するので、面発光装置の表示領 域内のゲート痕７近傍において、前記散乱反射した光がそのまま大量に出射し、 輝度が周囲より高くなる場合が発生する。

【０００７】 したがって、本考案の目的は、上記の問題を解決することにあって、表示領域 内の輝度が均一である面発光装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の面発光装置は、断面くさび形をした透明 な導光板の最大厚となる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シートを配置し、線 光源表面の導光板と反対側を覆うように光源反射板を配置し、線光源の軸に対し て直角方向における光拡散透過部の面積率を、導光板の線光源を配置した側面か ら面発光輝度の最も期待できない箇所までの領域では線光源から遠ざかるにつれ て次第に大きくするとともに、面発光輝度の最も期待できない箇所から線光源を 配置した側面と対向する他側面までの領域では一定にした面発光装置において、 導光板の四側面のうち一つまたは複数に射出成形後に残されたゲート痕近傍では 、その領域のいずれの箇所における光拡散透過部の面積率も前記の基本的変化に 従がった面積率より小さめに設定されているように構成した。

【０００９】 また、上記構成において、拡散シートの表面にレンズシートを配置してもよい 。

【００１０】 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。

【００１１】

【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は断面くさび形をした導光板を用いた面発光装置の一実施例を示す断面図 、図２〜図４は本考案に係る面発光装置の一実施例における光拡散透過部の面積 率変化を示す模式平面図である。１は導光板、２は線光源、３は光拡散透過部、 ４は裏面反射板、５は拡散シート、６は光源反射板、７はゲート痕をそれぞれ示 す。

【００１２】 導光板１としては、厚さ1.5〜30mm程度の断面くさび形をした矩形樹脂板を用 いる。断面くさび形とは、導光板１の一側面から遠ざかるにつれて厚みが薄くな るように導光板１の裏面が傾斜した形状を指す。傾斜は、図１に示すように直線 的であってもよいし、曲線的であってもよい。また、傾斜していない部分があっ てもよい。導光板１の材料としては、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を使用することがで きる。また、本考案の導光板１の四側面のうち一つまたは複数には、ゲート痕７ が残されている。ゲート痕７は、一つの側面につき複数個残されていてもよい。

【００１３】 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。断面くさび形をした導光板１の最大厚となる側面に線光源を配置するこ とにより、導光板１内に全反射する角度で入射した光が全反射を繰り返すごとに 徐々にその進行方向を変えていき、ある段階で全反射臨界角を超えて導光板１の 表面側より出射することになる。したがって、均一な厚さの導光板１の一側面に 線光源２を配置した場合に比べてより多くの光が出射され、カラー液晶ＴＶにも 対応できるほどの高い輝度が得られる。

【００１４】 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、その面積率を設けた場所によ って変化させ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、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。

【００１５】 光拡散透過部３の面積率の基本的変化は、線光源２の軸に対して直角方向にお いて、導光板１の線光源２を配置した側面から面発光輝度の最も期待できない箇 所までの領域では線光源２から遠ざかるにつれて次第に大きくするとともに、面 発光輝度の最も期待できない箇所から線光源を配置した側面と対向する他側面ま での領域では一定である。また、線光源２の軸に対して平行方向においては、光 拡散透過部３の面積率は基本的に一定で変化はない。なお、面発光輝度の最も期 待できない箇所とは、導光板１の裏面に光拡散透過部３を設けない場合において 線光源２の軸に対して直角方向で輝度測定したときに輝度が最低となる箇所を示 す。

【００１６】 本考案の面発光装置は、ゲート痕７の存在によって発生する輝度ムラを解消す るために、光拡散透過部３の面積率変化について、部分的に上記基本的変化と異 ならせたものである。すなわち、ゲート痕７近傍では、その領域のいずれの箇所 における光拡散透過部３の面積率も上記基本的変化にしたがった面積率より小さ めに設定する（図２〜図４参照：ａ〜ｌは光拡散透過部の形成場所およびその面 積率をそれぞれ示す）。

【００１７】 図２に示す面発光装置の導光板１には、線光源２を配置した側面にゲート痕７ が１箇所存在しており、ゲート痕７近傍であるａ付近における光拡散透過部３の 面積率が基本的変化にしたがった面積率より小さめに設定されている。つまり、 ゲート痕７近傍であるａ付近における光拡散透過部３の面積率変化が、線光源２ の軸に対して直角方向でゲート痕７の残された側面から遠ざかるにつれて面積率 が大きくなり、平行方向で線光源２を配置した側面に隣接する二側面から遠ざか るにつれて次第に小さくなる場合が相当する（ゲート痕近傍ａ＜ｂ，ｄ＜ｃ）。

【００１８】 図３に示す面発光装置の導光板１には、線光源２側側面と対向する他側面にゲ ート痕７が１箇所存在しており、ゲート痕７近傍であるｅ付近における光拡散透 過部３の面積率が基本的変化に従がった面積率より小さめに設定されている。つ まり、ゲート痕７近傍であるｅ付近における光拡散透過部３の面積率変化が、線 光源２の軸に対して直角方向でゲート痕７の残された側面に近づくにつれて次第 に小さくなり、線光源２の軸に対して平行方向で線光源２を配置した側面に隣接 する二側面から遠ざかるにつれて次第に小さくなる場合が相当する（ゲート痕近 傍ｅ＜ｆ，ｇ，ｈ）。

【００１９】 図４に示す面発光装置の導光板１には、線光源２を配置した側面と隣接する側 面にゲート痕７が１箇所存在しており、ゲート痕７近傍であるｉ付近における光 拡散透過部３の面積率が基本的変化にしたがった面積率より小さめに設定されて いる。たとえば、ゲート痕７近傍であるｉ付近における光拡散透過部３の面積率 変化が、線光源２の軸に対して直角方向で線光源２を配置した側面から遠ざかる につれて面積率が次第に小さくなった後、所定箇所からは面積率が次第に大きく なり、線光源２の軸に対して平行方向でゲート痕７の残された側面に近づくにつ れて次第に小さくなる場合が相当する（ゲート痕近傍ｉ＜ｊ＜ｋ＜ｌ）。線光源 ２の軸に対して直角方向では他に、線光源２を配置した側面から遠ざかっても面 積率を一定にしてしておき、所定箇所からは面積率が次第に大きくなる（ｊ＝ゲ ート痕近傍ｉ＜ｋ＜ｌ）とか、線光源２を配置した側面から遠ざかるにしたがっ て面積率が次第に大きくなった後、所定箇所からは増加率を大きくして面積率が 次第に大きくなる場合（ｊ＜ゲート痕近傍ｉ＜ｋ＜ｌ）などもある。

【００２０】 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。また、裏面反射板４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。

【００２１】 拡散シート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。この拡散シート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。なお、拡散シート５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拡散シート５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 、拡散シート５は、複数層形成してもよい。また、拡散シート５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。

【００２２】 光源反射板６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６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 ６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。

【００２３】 なお、本考案は上記の態様のみに限定されるものではない。たとえば、光拡散 透過部３の面積率変化は、線光源２からの距離に基づく基本的変化とゲート痕７ の存在によって発生する輝度ムラを解消するための変化のみに限定されたもので はなく、最低限必要な変化を示しているにすぎない。したがって、さらに他の原 因による輝度ムラが発生する場合には、それに対応するよう部分的に面積率変化 を異ならせても構わない。具体例としては、線光源２の両端近傍における輝度が 著しく低下する場合に、それを補うように線光源２の両端近傍の光拡散透過部３ の面積率を大きくしてやるものなどがある。

【００２４】 また、上記の構成において、拡散シート５の表面にレンズシートを配置しても よい（図示せず）。レンズシートは、拡散シート５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。

【００２５】 また、上記の各構成において、線光源２の配置されていない導光板１側面に側 面反射板を配置してもよい（図示せず）。側面反射板は、導光板１の側面より出 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２の配置された導光板１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２の配置されていない導光板１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の側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の側面に直接白色 の塗布あるいは印刷するか、直接導光板１の側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。

【００２６】

【実施例】

縦220mm、横160mm、横方向断面が最大厚さ３mm、最少厚さ1.5mmのくさび形で 、最大厚となる側面と隣接する一側面にゲート痕が１箇所残された透明アクリル 樹脂板を導光板として使用した。導光板の最大厚となる側面には、管長220mm、 直径2.6mmで冷陰極線管を線光源として配置した。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 ことにより光拡散透過部を設けた。なお、導光板表面の表示領域は、前記導光板 外形寸法より0.2mm内側に存在する。

【００２７】 光拡散透過部の面積率は、基本的に、線光源の軸に対して直角方向において、 導光板の線光源を配置した側面から面発光輝度の最も期待できない箇所までの領 域では線光源側から遠ざかるにつれて次第に大きくするとともに、面発光輝度の 最も期待できない箇所から線光源を配置した側面と対向する他側面までの領域で は一定にした。ただし、ゲート痕近傍では、その領域のいずれの箇所における光 拡散透過部の面積率も上記の基本的変化にしたがった面積率より小さめに設定し た。

【００２８】 導光板の光拡散透過部を設けた面には、厚さ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）を裏面反射板として配置した。また、導光板 の表面には、厚さ130μmのシボ表面を有するポリカーボネートフィルム（恵和商 工社製PCES）を拡散シートとして配置して面発光装置とした。さらに、線光源表 面の導光板と反対側を覆うように厚さ75μmの白色ポリエチレンテレフタレート フィルム（東レ社製E63）を光源反射板として配置し、光源反射板の両端を導光 板の端部表裏面に重ね合わせた。

【００２９】 以上のようにして得られた面発光装置は、従来の面発光装置と比べてゲート痕 の影響がなく、表示領域内の輝度が均一なものであった。

【００３０】

【考案の効果】

本考案の面発光装置は、上記の構成よりなるから、以下のような効果を奏する 。すなわち、従来の構成ならば面発光装置の表示領域内のゲート痕近傍において 輝度が周囲より高くなる場合でも、ゲート痕近傍における光拡散透過部の面積率 が基本的変化にしたがった面積率より小さめに設定されているので、表示領域内 のゲート痕近傍における光の出射が抑制される。したがって、表示領域内の輝度 が均一な面発光装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面くさび形をした導光板を用いた面発光装置
の一実施例を示す断面図である。

【図２】本考案に係る面発光装置の一実施例における光
拡散透過部の面積率変化を示す模式平面図である。

【図３】本考案に係る面発光装置の一実施例における光
拡散透過部の面積率変化を示す模式平面図である。

【図４】本考案に係る面発光装置の一実施例における光
拡散透過部の面積率変化を示す模式平面図である。

【図５】断面くさび形をした導光板の側面に残されたゲ
ート痕を示す斜視図である。

【図６】断面くさび形をした導光板の製造方法を示す断
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 拡散シート ６ 光源反射板 ７ ゲート痕 ８ 金型 ９ 成形品 １０ ゲート

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面くさび形をした透明な導光板の最大
   厚となる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
   の表面に拡散シートを配置し、線光源表面の導光板と反
   対側を覆うように光源反射板を配置し、線光源の軸に対
   して直角方向における光拡散透過部の面積率を、導光板
   の線光源を配置した側面から面発光輝度の最も期待でき
   ない箇所までの領域では線光源から遠ざかるにつれて次
   第に大きくするとともに、面発光輝度の最も期待できな
   い箇所から線光源を配置した側面と対向する他側面まで
   の領域では一定にした面発光装置において、導光板の四
   側面のうち一つまたは複数に射出成形後に残されたゲー
   ト痕近傍では、その領域のいずれの箇所における光拡散
   透過部の面積率も前記の基本的変化に従がった面積率よ
   り小さめに設定されていることを特徴とする面発光装
   置。
2. 【請求項２】 拡散シートの表面に、レンズシートを配
   置した請求項１記載の面発光装置。
3. 【請求項３】 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または請求項２のい
   ずれかに記載の面発光装置。