JPH06308493A - バックライト - Google Patents

バックライト

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JPH06308493A
JPH06308493A JP5101092A JP10109293A JPH06308493A JP H06308493 A JPH06308493 A JP H06308493A JP 5101092 A JP5101092 A JP 5101092A JP 10109293 A JP10109293 A JP 10109293A JP H06308493 A JPH06308493 A JP H06308493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
transmission plate
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP5101092A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Kashima
啓二 鹿島
Naoki Yoshida
直喜 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP5101092A priority Critical patent/JPH06308493A/ja
Publication of JPH06308493A publication Critical patent/JPH06308493A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】光源及び面発光させる導光板からなるバックラ
イトで、導光板の出光面と同一平面又はその反対側の面
の一部近傍に光源が配置され、その光源に対面しかつ光
源からの光が照射される導光板面に、光反射及び/又は
乱機能を付与したバックライト。 【効果】このバックライトは、導光板の端部面の外側に
光入射手段を必要とせず、従って導光板の端部面の外側
の外形寸法が小さいバックライトとして使用できる。

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、ノ−トブッ
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、導光板の一方の広い面に光拡散反射手段を
形成し、これによって導光板の出光面(図中、光拡散シ
−ト側)から光が面状に出光するように配置されたもの
が多い。
【0003】この様なエッジライト方式の場合、図3に
例示したように光学的な理由から導光板の端部面から光
線を入射させる必要があり、導光板の端部面に近接して
光源を配置するために、その分のバックライト容器の容
積が必要となり、バックライト面の小形化への対応には
限界があった。
【0004】また、液晶ディスプレイの背面光源として
バックライトが用いられた場合、液晶ディスプレイの性
質として面内で温度勾配(例えば2℃以上)が生ずると
表示ムラが発生するので、光源から発生する熱が液晶デ
ィスプレイに伝わらないようにすために光源を導光板の
端部面から可能な限り離すことが提案されているが、こ
のことは必然的に導光板の端部面の外側部分の外形寸法
を大きくすることとなりバックライトの導光板の端部面
の外側部分の小形化には好ましくなかった。
【0005】また、バックライトの薄型化のために導光
板の厚さを薄くすると導光板の端面の面積が減少するの
で、光源から導光板への光の入射効率が低下し、バック
ライトの効率(光源から出た光に対するバックライトか
ら出る光の割合)が低下する問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、導光
板の端部面の外側に光入射手段を置かず、従って導光板
の端部面の外側の外形寸法が小さいバックライトを提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、面発光の
バックライトについて、導光板に対する光の入射方法に
ついて種々の検討を行った結果、ある方法を用いると、
導光板の端部面から光を入射させなくても導光板内で全
反射を繰り返す光線が得られ、前記した目的に適った、
また比較的薄型の導光板も適応可能なバックライトとな
ることを見出した。
【0008】即ち本発明は、光源および光源から出光し
た光を面発光させる導光板からなるバックライトにおい
て、導光板の出光面と同一平面又はその反対側の面の一
部近傍に光源が配置され、前記光源に対面しかつ光源か
らの光が少なくとも照射される導光板面及び/又はその
面の反対側の導光板面及び/又は同導光板内部に、光反
射及び/又は散乱機能を付与したことを特徴とするバッ
クライト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。
【0009】本発明の一実施態様を、図4に示した。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。導光板の形状は対向し
た広い面の間で全反射が繰り返される形状であれば良
く、導光板の屈折率と導光板を包含擦る物質の屈折率に
よって対向した2つの面と面とのなす角度の範囲が決ま
る。従って、導光板の形状は厚さが一定ないわゆる板状
でもよいが、厚さが変化しているクサビ状又は曲面を持
つものでも前記全反射条件が満足されれば良く特に限定
されない。
【0010】4は光源で、本発明では導光板の出光面と
同一平面又はその反対側の面の一部近傍に配置される
が、好ましくは導光板の出光面と反対側の面の比較的端
部、例えば導光板の有効発光面を構成する部分以外の部
分である。ここで用いる光源は、点状光源、点状光源の
配列体、線状光源、線状光源の配列体、面状光源などが
あり、具体的にはLED、キセノン灯、水銀灯、ア−ク
灯、白熱電球、それらの配列体、蛍光管、タングステン
白熱管、オプティカルロッド、それらの配列体、EL、
面状蛍光発光体等があが、液晶ディスプレイのバックラ
イトとして用いる場合は省電力及び発熱の観点から蛍光
管が好ましい。
【0011】光源として蛍光管などの線状光源を用いる
場合の好ましい態様として、線状光源の中心軸が導光板
の端部面と略平行となるように配置し、線状光源の、導
光板面と相対する面以外の表面を光反射板又は同シ−ト
(図中の5)で覆う状態で配置することである。尚、壁
掛けテレビ等の大サイズで高輝度が必要とされるような
液晶ディスプレイのバックライトとして用いる場合は、
キセノン灯などのより高輝度な光源を反射器と共に用い
ることもできるが、光源をR、G、Bの三色に分割して
も良く、光源からの熱が液晶ディスプレイに伝わりにく
くするために、赤外線除去フィルタ−を光源と導光板と
の間に配置しても良い。また、光ファイバ−を用いて光
源からの光を入光する状態にしても良い。
【0012】尚、光源の位置はディスプレイへの温度の
影響を減少させるためには導光板を挟んでディスプレイ
の反対側とすることが導光板自体を断熱材として利用す
る上で好ましいが、用いるディスプレイが温度の影響を
殆ど受けない場合は光源の位置を導光板のディスプレイ
側にしても良い。又、後述の第1の光反射及び/又は散
乱部で反射又は光散乱した光線が直接導光板の有効発光
部(バックライトで実際に面状照明として用いる部分)
に侵入するこを防ぐために、第1の光反射及び/又は光
散乱部と後述の第2光拡散反射機能を持つ部分との距離
Lが、導光板の屈折率をn1、導光板を包含する物質の
屈折率をn2、導光板の厚さをtとした時に、L=ta
-1(sin-1(n2/n1))×tで表現される距離以
上離れていることが特に好ましい。
【0013】7は光源に対応した光反射及び/又は散乱
機能を持つ部分(第1の光反射及び/又は散乱部)で、
前記光源に対面しかつ光源からの光が少なくとも照射さ
れる導光板の部分に付与されるが、導光板にこのような
機能を付与する方法は、光を拡散反射する性質を有する
物質、例えば、SiO2、BaSO4、TiO2等を含ん
だ塗料、印刷インキをスクリ−ン印刷等の方法で導光板
面上に印刷するなどして行うか、導光板の表面を粗面化
して光が拡散反射する状態にするか、導光板の表面をフ
レネル状の段付き面にして光がある方向へ正反射する状
態にするなどの方法がある。又、その他の方法として、
導光板内部に光を拡散反射する物質を混入させるなどの
方法でこれらの機能を形成しても良い。
【0014】9は光反射板又は光反射シ−トで、導光板
に入射した光が入射した面と対向する面及び端部面を覆
うように配置される。光反射板又は光反射シ−トは光を
反射する性質があれば良く、PET等のベ−スフィルム
にAg、Al等を蒸着したもの、PET等のフィルムの
中にTiO2、BaSO4、気泡等を存在する状態にした
もの、Al等の金属板そのもの、ABS、ACS、PC
等の樹脂板そのもの、又は金属板、樹脂板の表面にA
g、Al等又はTiO2、BaSO4等をコ−ティングし
たもので良い。この光反射板又は光反射シ−トを用いる
ことは本発明に於いては必須の条件ではないが、光の利
用効率の点でこれらを用いることが好ましい。
【0015】本発明の主要部はこのような構成からなっ
ているが、導光板を面発光させる機能(第2光拡散反射
機能)は通常次の方法で付与される。即ち、光を拡散反
射する性質を有する物質、例えば、SiO2、BaS
4、TiO2等を含んだ塗料、印刷インキをスクリ−ン
印刷等の方法で導光板面上に印刷するなどして行うか、
導光板の表面を粗面化して光が拡散反射する状態にする
か、導光板の表面をフレネル状の段付き面にして光があ
る方向へ正反射する状態にするなどの方法である。
【0016】図中2は光拡散板又は同シ−トで、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り、
この光拡散板を必要に応じて一枚又は複数枚用いる。
【0017】図中3は光反射板又は同シ−トで導光板の
出光面(液晶ディスプレイ側)とは反対側の導光板のほ
ぼ全面を覆うように配置する。また、導光板の端部面を
覆うように配置すると光の利用効率の点で特に好まし
い。
【0018】本発明は、以上述べたような構成からな
り、パネル、特に液晶パネルのバックライトとして有用
である。
【0019】
【発明の効果】本発明は、導光板の端部面の外側に光入
射手段を必要とせず、従って導光板の端部面の外側の外
形寸法が小さいバックライトとして使用できる。
【0020】
【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。図3(a)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)の長手の端部に、直径3.1mm
長さ230mm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射するように配置し
た。
【0021】一方、導光板面上には光拡散反射物質(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。光拡散反射物質の被覆
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。
【0022】厚さ0.125mmのポリエステルからな
る白色の光拡散反射シ−ト(ICI社製メリネックス3
29)は導光板の光拡散反射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
の全面を覆うように配置した。
【0023】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。このとき、光拡散反射物質を印刷した部分
(図中6)が発光しそこから出た光が光拡散板によって
散乱透過され均一な面状発光の状態が得られた。また、
導光板の端部面の外側部分の外形寸法(図2中l)は7
mmだった。また、上記バックライトを液晶ディスプレ
イにセットしたところ、冷陰極管近傍に温度による表示
ムラが観測された。このときの液晶ディスプレイ上の温
度勾配は4℃だった。(比較例1)。
【0024】次に図3(b)に示したように、冷陰極管
とその外周のAgフィルムを導光板の広い面に配置した
以外は比較例1と同様の条件でバックライトを構成し
た。このとき、冷陰極管からの光線がそのまま導光板を
透過し、冷陰極管の直上が極めて高輝度な状態になっ
た。そして、光拡散反射物質を印刷した部分は殆ど発光
しなかった。従って、均一な面状発光の状態は得られな
かった。この原因は、冷陰極管から導光板に入射した光
線が導光板内では殆ど全反射しなかったためである。こ
のことは導光板の形状を図3(c)のようにしても同様
である。このことはスネルの法則から考察される。この
ようなバックライトは面状発光しないので、バックライ
トとして使用できなかった。(比較例2)。
【0025】次に図4(a)に示したように、光拡散反
射物質(チタニア)を含むインクを冷陰極管と対向する
導光板の裏面上に印刷した以外は比較例2と同様の条件
でバックライトを構成した。このとき、光拡散反射物質
を印刷した部分(図中8)が発光した。この理由は、導
光板に入射した光線が、光拡散反射物質(図中7)によ
って拡散反射されて光線の導光板面に対する角度が変化
し、導光板内で全反射を繰り返す角度になる光線が得ら
れたからである。そして、光拡散反射物質を印刷した部
分(図中8)で拡散反射された光が光拡散板によって散
乱透過され均一な面状発光の状態が得られた。また、導
光板の端部面の外側部分の外形寸法(図3中lに相当)
は0.13mmだった。又、上記バックライトを液晶デ
ィスプレイにセットしたところ、冷陰極管近傍に温度に
よる表示ムラは観測されなかった。このときの液晶ディ
スプレイ上の温度勾配は1℃以下だった。(実施例
1)。
【0026】次に図4(b)に示したように、冷陰極管
と対向する導光板の表面を射出成型時に粗面にした以外
は比較例2と同様の条件でバックライトを構成した。こ
のとき、光拡散反射物質を印刷した部分が発光した。こ
の理由は、導光板に入射した光線が、光散乱手段(図中
7)によって散乱透過されて光線の導光板面に対する角
度が変化し、導光板内で全反射を繰り返す角度になる光
線が得られたからである。そして、光拡散反射物質を印
刷した部分(図中8)で拡散反射された光が光拡散板に
よって散乱透過され均一な面状発光の状態が得られた。
また、導光板の端部面の外側部分の外形寸法(図3中l
に相当)は0.13mmだった。また、上記バックライ
トを液晶ディスプレイにセットしたところ、冷陰極管近
傍に温度による表示ムラは観測されなかった。このとき
の液晶ディスプレイ上の温度勾配は1℃以下だった。
(実施例2)。
【0027】次に図4(c)に示したように、光拡散反
射物質(チタニア)を含むインクを冷陰極管と対向する
導光板の裏面上に印刷し、更に冷陰極管と対向する導光
板の表面を射出成型時に粗面にした以外は比較例2と同
様の条件でバックライトを構成した。この時の結果は実
施例2と同様であったが、輝度が約5%向上した。(実
施例3)。
【0028】実施例1〜3の場合、導光板の光線が入射
した面と対向する面の外側に、光拡散反射シ−ト(IC
I社製メリネックス329)を空気層を介して配置した
が、前記光拡散反射シ−トを取り除くと、光漏れが起こ
り、光の利用効率は約20%低下した。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のバックライトの斜視図
【図2】従来のバックライトの断面図
【図3】導光板に対する光の入射部分の違いによる光の
挙動の違いを示す図
【図4】本発明のバックライトの一実施態様の断面図
【符号の説明】
1:導光板 2:光拡散板又は同シ−ト 3:光反射板又は同シ−ト 4:光放出手段 5:光反射板又は同シ−ト 6:光散乱物質 7:第1の光反射及び/又は光散乱部 8:第2の光反射及び/又は光散乱機能を持つ部分 9:光反射板又は同シ−ト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】本発明の一実施態様を、図4に示した。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。導光板の形状は対向し
た広い面の間で全反射が繰り返される形状であれば良
く、導光板の屈折率と導光板を包含る物質の屈折率に
よって対向した2つの面と面とのなす角度の範囲が決ま
る。従って、導光板の形状は厚さが一定ないわゆる板状
でもよいが、厚さが変化しているクサビ状又は曲面を持
つものでも前記全反射条件が満足されれば良く特に限定
されない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源および光源から出光した光を面発光さ
    せる導光板からなるバックライトにおいて、導光板の出
    光面と同一平面又はその反対側の面の一部近傍に光源が
    配置され、前記光源に対面しかつ光源からの光が少なく
    とも照射される導光板面及び/又はその面の反対側の導
    光板面及び/又は同導光板内部に、光反射及び/又は散
    乱機能を付与したことを特徴とするバックライト。
JP5101092A 1993-04-27 1993-04-27 バックライト Pending JPH06308493A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5101092A JPH06308493A (ja) 1993-04-27 1993-04-27 バックライト

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JP5101092A JPH06308493A (ja) 1993-04-27 1993-04-27 バックライト

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051244A (ko) * 2002-12-12 2004-06-18 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
KR20150026479A (ko) * 2013-09-03 2015-03-11 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051244A (ko) * 2002-12-12 2004-06-18 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
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