JPH06222364A

JPH06222364A - バックライト

Info

Publication number: JPH06222364A
Application number: JP5321916A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kashima; 啓二鹿島; Naoki Yoshida; 直喜吉田
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2734954B2

Abstract

(57)【要約】【構成】透光性材料からなる導光板の一方の広い面に光
を拡散させる機能を持つ光拡散エレメントを形成し、そ
の面を光拡散反射フィルムで覆い、導光板の一側面端部
に、これに近接した線状光源を持つパネル用バックライ
トであって、線状光源を覆った光反射板の端部の一方
が、光源の近接した導光板の出光面側の端部に接着され
ており、この接着部分に対応する導光板の裏面部分は空
気層を介して光吸収部で覆われたパネル用バックライ
ト。【効果】このバックライトは異常発光部がなく、外形寸
法に対して有効発光面積が比較的大きく、消費電力−輝
度変換効率が大きい。

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パネル用バックライトに関す
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の一端部に、蛍光
管のような線状光源を併設するエッジライト方式がよく
用いられる。このエッジライト方式の場合、図２に示す
ように、導光板の一方の面に光拡散物質を部分的に被覆
し、その面のほぼ全面を鏡面反射板又は光拡散反射板で
覆うように配置されたものが多い。

【０００３】特に近時、これらワ−プロ、パソコンの性
能向上のため、小型化、視認性の向上、消費電力−輝度
変換効率の向上がより一層望まれているため、線状光源
を覆う光反射器に、反射率の高い光反射フィルムを配
し、導光板表面に両面テ−プ又は接着剤等で固定するこ
とが提案されている。

【０００４】前記したように、光反射フィルムを導光板
表面に両面テ−プ又は接着剤等で固定することの理由
は、固定部の厚さを両面テ−プ又は接着剤等の厚さ程度
（例えば０．１〜０．２ｍｍ）と薄くすることが出来る
からである。仮に前記固定部を外部から例えばプレ−ト
のようなもので押さえ付ける場合は充分な強度を持つプ
レ−トの厚さ（例えば１〜２ｍｍ）及び前記プレ−トの
固定（例えばプレ−ト両端をネジ等で固定する等）方法
が必要となる。その結果、固定部が厚くなり、例えばＴ
ＡＢ方式の液晶モジュ−ルをバックライトの上に配置し
たときなどの総厚が前記固定部の分（例えば１〜２ｍ
ｍ）だけ厚くなる。

【０００５】しかし、光反射フィルムと導光板表面とが
両面テ−プ又は接着剤等で接着固定された形態のもの
は、導光板表面に存在する空気が排除されるため、両面
テ−プ又は接着剤等が接着されている導光板表面では、
線状光源から導光板端部へ入射した光線が導光板表面で
全反射せずに、両面テ−プ又は接着剤等または接着の際
に巻き込まれた所々に存在する微細な空気で光拡散反射
され、結果的には両面テ−プ又は接着剤等が光を拡散さ
せる機能を有する光拡散エレメントを形成することにな
り、両面テ−プ又は接着剤等が接着されている導光板表
面近傍が異常発光し、その分、光の損失となるばかりで
なく、前記異常発光部（高輝度部）が両面テ−プ又は接
着剤等が接着されている導光板表面から中央部方向に現
れ視認性が著しく悪化し、その分導光板面上の輝度分布
が均一ないわゆる有効発光面積が減少する問題があっ
た。

【０００６】光反射フィルムと導光板表面とが両面テ−
プ又は接着剤等で接着固定された場合に発生する前記異
常発光部（高輝度部）を解消する方法として、実開平４
−４６４８５に開示されているように黒暗色の接着剤を
使用する方法がある。この方法は異常発光部（高輝度
部）は殆ど消滅するものの、光吸収部が、接着部分で拡
散反射された異常発光（高輝度）の原因となる光線以外
の通常の光線をも吸収してしまうため、導光板の発光面
内の平均輝度が低下してしまう問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異常
発光部（高輝度部）が極めて少なく、外形寸法に対して
比較的有効発光面積が大きく小型でかつ消費電力−輝度
変換効率が高いバックライト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、バックラ
イトの線状光源近傍の構造と導光板出光面の輝度分布に
ついて種々の検討を行った結果、エッジライト方式のバ
ックライトに於いて、線状光源を覆った光反射板又は光
反射フィルムの端部と導光板の接点の状態が、ある状態
の時に異常発光部（高輝度部）が極めて少なく外形寸法
に対して比較的有効発光面積が大きく小型でかつ消費電
力−輝度変換効率が高いバックライトとなることを見出
した。

【０００９】即ち本発明は、透光性材料からなる導光板
の一方の広い面に光を拡散させる機能を有する光拡散エ
レメントを形成し、その面を鏡面ないし光拡散反射板又
はフィルムで覆い、前記導光板の少なくとも一側面端部
に、これに近接した線状光源を有するパネル用バックラ
イトに於いて、線状光源を覆った光反射板又は光反射フ
ィルムの端部の一方が、線状光源が近接した導光板の出
光面側の端部に接着されており、この接着部分に対応す
る導光板の裏面部分は空気層を介して光吸収部で覆われ
たことを特徴とするパネル用バックライトに関するもの
である。

【００１０】次に本発明を図面に基づいて更に詳述す
る。

【００１１】図１は、本発明の一実施態様の斜視図であ
り、図２は、同断面図である。図中１は導光板であり、
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。２は光拡散板で、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る。本発明では、この光
拡散板を一枚又は複数枚用いる。

【００１２】導光板１の一方の広い面に形成する光拡散
エレメントは、例えば、光散乱物質を施すなどで形成す
るが、これは、拡散反射率が大きい顔料を含んだ塗料、
印刷インキ等をスクリ−ン印刷等の方法で導光板面上に
ドット状に印刷するなどして行う。その他、導光板の表
面を粗面化するか、小孔を開けるか、小突起を付与する
などして光拡散性を付与しても良い。

【００１３】鏡面ないし光拡散反射板３は光散乱物質を
被覆した導光板の面のほぼ全面を覆うように配置する。
４は線状光源で、好ましい態様としては、導光板の端部
に光が入光するように線状光源の中心軸が同端面と平行
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光反射フィルム５で覆
う状態で配置することである。

【００１４】本発明で、線状光源を覆う光反射板又は光
反射フィルムに鏡面反射板又は鏡面反射フィルムを用い
る場合は、光を鏡面反射させるものであれば良く、銀、
アルミニウム、白金、ニッケル、クロム等からなる材質
で、好ましくはポリエステルなどのプラスチックフィル
ム基材に銀、アルミニウム等を蒸着またはスパッタリン
グにより表面コ−トしたものである。このような鏡面反
射率が高く（例えば銀は鏡面反射率９０〜９５％）、薄
い（例えば、市販のポリエステルの基材に銀を蒸着した
ものは厚さ７５μｍ程度）鏡面反射板又は鏡面反射フィ
ルムを用いることによって、消費電力−輝度変換効率が
高く、特に導光体部の厚さに比較して厚くなっていた線
状光源部の厚さを薄くすることができる。尚、更に消費
電力−輝度変換効率を向上させるために、本発明者らが
すでに出願した（特願平３−６７６９９）方法を併せて
用いればさらに消費電力−輝度変換効率が向上する。

【００１５】本発明の特徴である線状光源を覆った光反
射板又は光反射フィルムの端部と導光板の接点の状態
は、図３に示すように、線状光源を覆う光反射板又は光
反射フィルムの導光板の出光面側の端部（図中７）が、
導光板の端部の出光面の表面と例えば両面テ−プ又は接
着剤等（図中８）で接着されており、前記接着された部
分の裏面側の、相対する部分の導光板表面が、空気層を
介して光吸収部で覆われている状態である。

【００１６】ここで言う空気層の厚さは、特に制限され
ないが、最大の厚さはバックライトの薄型化のためには
薄い方がよく、好ましくは０．５ｍｍ以下、最小の厚さ
は少なくとも単分子層の分子が存在する程度の間隔で良
い。

【００１７】線状光源を覆った光反射板又は光反射フィ
ルムの他方（導光板の端部に接着した側の反対側）の端
部は、前記鏡面ないし光拡散反射板又はフィルム（３）
の外側（導光板に面していない側）に接着されている
（図中９）か、更に外側の構造物で挟持されているかし
て、少なくとも線状光源を覆った状態であれば良い。

【００１８】尚、前記した導光板裏面の空気層を介して
光吸収部で覆われている以外の導光板表面は、鏡面ない
し光拡散反射板又はフィルム（３）で覆われていても良
い。ここで用いる光拡散反射板又はフィルムは、光を拡
散反射させるものであれば良く、ポリエステルなどの樹
脂に光拡散性物質（例えばＴｉＯ₂、ＢａＳＯ₄、ＳｉＯ
₂など）を混入させたもの、ポリエステルなどの樹脂を
発砲させて光拡散性を付与したもの、Ａｌ板などに前記
光拡散性物質を塗布したものなどがあるが、入射した光
線を拡散反射する性質があれば良くその材質は特に限定
されない。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】即ち、本発明の導光板に施す光拡散物質
は、好ましくはドット状即ち点状に形成するものである
が、このドットの形状は特に制限されるものでなく、円
形、角形、交差線で形成されたいづれでもよい。これら
は導光板上に仮想される一定の間隔を持った直交線の交
点（グリッド）上に施されるが、直交線の間隔は０．５
〜３ｍｍ更に好ましくは０．８〜２ｍｍの間で導光板の
厚さに応じて適宜選択される。

【００２２】更に、前記光拡散物質の被覆状態は、導光
板面上で線状光源部近傍で被覆率が１％〜５０％、光源
から最遠部で２０％〜１００％であることが好ましく、
光源からの距離が大となるにつれて、光源から線状光源
を近接させた一側面端部の被覆点から始めて被覆率が順
次大となるように被覆することが好ましい。ここで言う
被覆率とは、導光板面の単位面積当たりに施した光散乱
物質の被覆面積の割合を言う。

【００２３】

【発明の効果】本発明は異常発光部（高輝度部）がな
く、外形寸法に対して有効発光面積が比較的大きくかつ
消費電力−輝度変換効率が大なバックライトとして使用
できる。

【００２４】

【実施例】次に実施例及び比較例で本発明を更に詳述す
る。図１に示すような厚さ４ｍｍの長方形アクリル板
（２０５ｍｍ×１６０ｍｍ、旭化成株式会社製デラグラ
スＡ）の長手の両端部に、直径３．８ｍｍ長さ２３０ｍ
ｍ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、図２に示すように、その管の外周を
銀フィルム（中井工業株式会社製）で覆い、銀フィルム
の導光板端部と対向する幅４ｍｍ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。

【００２５】一方、導光板面上には光散乱物質（チタニ
ア）を含むインクを円形のドットパタ−ンで１ｍｍピッ
チでスクリ−ン印刷し、スクリ−ン版下は、下記の条件
でＣＡＤを用いて作成した。光拡散物質の被覆率が、最
小の地点（線状光源近傍）で２０％、最大の地点（導光
板中央部）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図し
た。

【００２６】厚さ０．１３ｍｍ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）
は導光板の光散乱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
を覆うように配置した。

【００２７】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−８）により
測定した。

【００２８】（実施例）図３に示すように、鏡面反射フ
ィルム（光源を覆うＡｇフィルム）の導光板の出光面側
の端部を、導光板の出光面の表面と、幅３．５ｍｍ厚さ
０．１６ｍｍの両面テ−プ（株式会社寺岡製作所製ＷＰ
Ｔ−Ｎｏ７５０Ｆ）で接着し（図３の８）、前記両面テ
−プで接着された部分と相対する導光板の裏面側部分
が、空気層を介して光吸収部で覆われるように、鏡面反
射フィルムの空気層を介して導光板と対向する面を黒色
で塗り潰した。尚、Ａｇフィルムの端部は、光拡散反射
板の導光板と対向する側の面に前記両面テ−プで接着し
た。この時の有効発光面積内の９９点（均等割り）平均
輝度は１２６５ｃｄ／ｍ²であった。

【００２９】又、鏡面反射フィルムの導光板の出光面側
の端部近傍は異常発光部（高輝度部）にならずにむしろ
輝度が低下した。そして輝度が低下した領域は線状光源
から離れる方向にほぼ６ｍｍの地点で消滅し、輝度が低
下した領域の最低輝度は８５０ｃｄ／ｍ²（平均輝度の
約０．７倍）であった。

【００３０】尚、光吸収部は黒色等の光を吸収する性質
を有するものであれば良く、光吸収部は鏡面反射フィル
ム上の必要な部分に形成しても良いし、導光板の光散乱
物質を被覆した面の全面を覆う反射板上の必要な部分に
形成しても良く、結果的に接着部分に対応する導光板の
裏面部分は空気層を介して光吸収部で覆われた状態であ
れば良く光吸収部を機構的に保持する方法は特に限定さ
れない。

【００３１】本発明の特徴は接着部分に対応する導光板
の裏面部分が空気層を介して光吸収部で覆われたことに
ある。導光板と光吸収部との間に空気層が介在すること
によって、光吸収部は接着部分で拡散反射された異常発
光（高輝度）の原因となる光線のみを吸収しすることが
出来、しかも、線状光源から導光板端部へ入射した接着
部分で拡散反射された異常発光（高輝度）の原因となる
光線以外の通常の光線がなおも導光板表面で全反射する
ことが出来る。従って、前記通常の光線の光吸収部への
吸収をなくすことができるので光の損失を防止すること
になり、異常発光部（高輝度部）が極めて少なく消費電
力−輝度変換効率が大なバックライトが得られるのであ
る。

【００３２】（比較例１）図４（ａ）に示すように、導
光板の出光面の表面にＡｇフィルムを接着する前に、導
光板のその部分をあらかじめ黒色で塗り潰しＡｇフィル
ムを接着し、鏡面反射フィルムの空気層を介して導光板
と対向する面を黒色で塗り潰さなかった以外は実施例と
同様な配置にした。この時の平均輝度は１０００ｃｄ／
ｍ²（実施例に対して約２０％低下）であった。又、鏡
面反射フィルムの導光板の出光面側の端部近傍は異常発
光部（高輝度部）にならず輝度が低下した。そして輝度
が低下した領域は線状光源から離れる方向にほぼ６ｍｍ
の地点で消滅し、輝度が低下した領域の最低輝度は５５
０ｃｄ／ｍ²（平均輝度の約０．６倍）であった。この
ように、導光板と光吸収部が空気層を介せずに直接接し
ている場合は光吸収部が接着部分で拡散反射された異常
発光（高輝度）の原因となる光線以外の通常の光線をも
吸収してしまうため、導光板の発光面内の平均輝度が著
しく低下してしまい、消費電力−輝度変換効率が小とな
ってしまった。

【００３３】（比較例２）図４（ｂ）に示すように、Ａ
ｇフィルムを空気層及び光吸収部を介さずに前記両面テ
−プで導光板の裏面側部分にも接着した以外は実施例１
と同様な配置にした。この時の平均輝度は１２００ｃｄ
／ｍ²（実施例に対して約５％低下）であった。そして
鏡面反射フィルムの導光板の出光面側の端部近傍の異常
発光部（高輝度部）は線状光源から離れる方向にほぼ８
ｍｍの地点で消滅し、異常発光部（高輝度部）の最大輝
度は２７００ｃｄ／ｍ²（平均輝度の約２倍）であっ
た。

【００３４】そして、このような異常発光部（高輝度
部）は視認性を著しく悪化させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様のバックライトの斜視図

【図２】本発明の光源部の一実施態様の断面図

【図３】線状光源を覆う光反射フィルムと導光板端部と
の配置を示す本発明の１実施態様の図

【図４】線状光源を覆う光反射フィルムと導光板端部と
の配置を示す比較例の図

【符号の説明】

１：導光板２：光拡散板３：鏡面反射板又は光拡散射板４：線状光源５：光反射板又はフィルム６：光散乱物質７：鏡面反射フィルムの導光板の出光面側の端部８：両面テ−プ又は接着剤等９：光吸収部１０：空気層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性材料からなる導光板の一方の広い面
に光を拡散させる機能を有する光拡散エレメントを形成
し、その面を鏡面ないし光拡散反射板又はフィルムで覆
い、前記導光板の少なくとも一側面端部に、これに近接
した線状光源を有するパネル用バックライトに於いて、
線状光源を覆った光反射板又は光反射フィルムの端部の
一方が、線状光源が近接した導光板の出光面側の端部に
接着されており、この接着部分に対応する導光板の裏面
部分は空気層を介して光吸収部で覆われたことを特徴と
するパネル用バックライト。
【請求項２】線状光源を覆った光反射板又は光反射フィ
ルムが鏡面反射板又は鏡面反射フィルムであることを特
徴とする請求項１記載のパネル用バックライト。