JP3203886B2 - バックライト用導光板 - Google Patents

バックライト用導光板

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啓二 鹿島
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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、特に液晶ディスプレイ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
白色顔料等の光拡散物質を含んだインキ又は塗料をドッ
ト状、ストライプ状など部分的に被覆し、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】また、バックライトの発光面内の輝度を均
一にするため、光拡散物質を導光板に部分的に被覆する
場合、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
イプ状などの状態で部分的に被覆している。
【0004】従来、前記した白色の光拡散物質は、Si
2 、BaSO4 、TiO2 等が用いられているが、特
にTiO2 についてはいわゆるルチール(Rutil
e)型のTiO2 が主である。
【0005】特に近時、これらワ−プロ、パソコンのよ
り一層の低消費電力化、高輝度化が望まれており、バッ
クライトに於いては、線状光源の消費電力をいかに低く
抑えながら効率良く面状発光させるかが検討されてい
る。また、バックライトの発光色はCIE(国際照明委
員会)が推奨した表色系の三刺激値X、Y、Zから求め
られる色度座標x、yで一般的に表現されるが、蛍光管
の発光色の色度座標x、yと比較して、バックライトの
発光色の色度座標x、yは高い値にシフトする傾向にあ
った。
【0006】そのため、要求されるバックライトの発光
色の色度座標x、yを達成するために、蛍光管の発光色
の色度座標x、yをバックライトでシフトする色度値d
x、dy分だけ小さくしていた。しかし、蛍光管の発光
色の色度座標x、yをより低い値へシフトすると消費電
力に対する全光束への変換効率が低下し、その結果バッ
クライトの輝度が低下するという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は一定の
消費電力で一定の輝度を保ちながら色度座標x、yを低
い値へシフトさせることが出来るバックライト用の導光
板を提供することにある。
【0008】
【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拡散物質、特に酸化チタンの
状態について種々の検討を行った結果、ある結晶構造の
酸化チタンを用いると一定の消費電力で一定の輝度を保
ちながら色度座標x、yを低い値へシフトさせることが
出来るバックライト用の導光板となることを見出した。
【0009】即ち本発明は、側面端部に近接して線状光
源を持つ透光性材料からなる導光板であって、その広い
表面に、前記透光性材料よりも屈折率が高い光拡散物質
を部分的に施してあり且つ前記物質がアナタ−ス(An
atase)型の酸化チタンであることを特徴とするバ
ックライト用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。
【0010】本発明の構成は、図1、2に示したものと
基本的には同じである。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、側面端部から入射した光線を広い面か
ら出射させる光拡散物質(図中6)を施す方法は、光拡
散物質、酸化チタンを、透光性物質、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た印刷イン
キ等の媒体をスクリ−ン印刷等の方法で導光板面上にド
ット状又はストライプ状等に印刷するなどして行う。
【0011】本発明の特徴は酸化チタンとして、アナタ
−ス型の結晶構造を有するものを光拡散物質として導光
板に施すことにある。従来、前記したように酸化チタン
として、隠蔽力に優れている、耐候性に優れているなど
の理由から塗料や印刷インキとして用いられていたルチ
ル型の結晶構造を有するものが光拡散物質として導光板
に施されていた。
【0012】しかし、本発明者らの研究の結果、ルチル
型の結晶構造を有する酸化チタンに代えてアナタ−ス型
の結晶構造を有する酸化チタンを用いると、一定の消費
電力で一定の輝度を保ちながら色度座標x、yを低い値
へシフトさせることが出来ることを見出した。尚、用い
る酸化チタンはアナタ−ス型の結晶構造を有すれば良く
その製造方法は特に限定されないが、アナタ−ス型であ
ることは例えばX線回折パタ−ン等で同定することが出
来る。
【0013】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。
【0014】本発明の主要部は、このような構成からな
り、パネル、特に液晶パネルのバックライトとして使用
される。本発明では、更に以下に示すような構成とする
ことが好ましい。
【0015】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
拡散シ−トを必要に応じて一枚又は複数枚用いる。
【0016】光反射シ−ト(図中3)は導光板の光拡散
物質を施した導光板の面の全面を覆うように配置し、光
を反射するものである。
【0017】
【発明の効果】本発明は一定の消費電力で一定の輝度を
保ちながら色度座標x、yを低い値へシフトさせること
が出来るバックライト用の導光板として使用できる。
【0018】
【比較例及び実施例】次に比較例及び実施例で本発明を
更に詳述する。
【0019】比較例及び実施例 図3に示すような厚さ2mmの長方形アクリル板(225
mm×127mm、旭化成株式会社製デラグラスA)の短手
の端部に、直径3mmの太さの冷陰極蛍光管(ハリソン電
機株式会社製)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2mm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。
【0020】一方、導光板面上には光拡散物質としてル
チル型の結晶構造を有する酸化チタンと透光性物質(ア
クリル・ビニル系樹脂)を含むインキを円形のドットパ
タ−ンで1mmピッチで前記アクリル板に220mm×12
5mmのエリアに渡ってスクリ−ン印刷した。スクリ−ン
版下は、光拡散物質の被覆率が、最小の地点(線状光源
近傍)で3.8%、最大の地点(導光板最遠部)で95
%、その中間では被覆率が最小の地点からこれらの比率
を順次増加した値となるように作成した。酸化チタンと
アクリル・ビニル系樹脂の重量比はほぼ1:1で、イン
クに含まれる溶剤は乾燥工程で除去し、乾燥後の導光板
に印刷されたドット部の厚さは5〜8μm であった。ま
た、酸化チタンの粒子径は2μm 以下であった。
【0021】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)
は導光板の光拡散物質を被覆した面の全面を覆うように
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2枚重ねて配置した。冷陰極管に、インバ−
タより30KHzの交番電圧をかけて一定電流(菅電流
5mA)で駆動させたときの面輝度を、輝度計(トプコ
ンBM−7)により測定した。
【0022】測定した発光面内の平均輝度は588cd/m
2 、色度座標x=0.3734、y=0.4058だっ
た。(比較例) 次に、ルチル型の結晶構造を有する酸化チタンに代えて
アナタ−ス型の結晶構造を有する酸化チタンを用いた以
外は比較例と同様にバックライトを構成し、同様の測定
機で測定した。
【0023】測定した発光面内の平均輝度は590cd/m
2 、色度座標x=0.3714、y=0.4018だっ
た。すなわち、ルチル型に代えてアナタ−ス型の結晶構
造を有する酸化チタンを用いることによって、一定の消
費電力でバックライトの輝度を保ちながら色度座標x、
yを低い値へシフトさせることが出来た。(実施例) 尚、比較例及び実施例で用いた冷陰極蛍光管の色度座標
を比較例と同様に測定した所、x=0.3610、y=
0.3775だった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の(本発明)バックライトの斜視図
【図2】従来の(本発明)バックライトの断面図
【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:光拡散物質

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】側面端部に近接して線状光源を持つ透光性
    材料からなる導光板であって、その広い表面に、前記透
    光性材料よりも屈折率が高い光拡散物質を部分的に施し
    てあり且つ前記物質がアナタ−ス(Anatase)型
    の酸化チタンであることを特徴とするバックライト用導
    光板。
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