JPH0682632A - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導光板の厚みを薄くしても、導光板の裏面に
形成したグラデーションパターンが画面に現われず、画
面が見やすく、しかも面発光輝度が高い面発光装置を得
る。 【構成】 裏面に光拡散透過部３を有する透明な導光板
１の側面に線光源２が配置された面発光装置において、
光拡散物質が両面コートされたポリエチレンテレフタレ
ート樹脂フィルム製の導光板側光拡散シート７を導光板
表面に配置し、さらに、上面が梨子地模様に形成された
ポリカーボネイト樹脂フィルム製の画面側光拡散シート
８を導光板側光拡散シート７の上に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高輝度の面発光が得
ら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、液晶パネルのバックライトなどに
用いられるエッジライト方式の面発光装置としては、裏
面に光拡散透過部が形成された透明な導光板の側面に線
光源が配置され、その表面に光拡散シートが配置された
ものがあり、光拡散シートが１枚のものと２枚のものと
がある。

【０００３】なお、この面発光装置における光拡散透過
部は、面積率の異なるドット形状あるいはストライプ形
状のグラデーションパターンを導光板の裏面に形成した
もので、導光板の発光面の明るさを均一に保つことを目
的としている。また、光拡散シートは、光拡散性を有す
る樹脂フィルムからなり、導光板の光を均一化すること
と、画面に現われる光拡散透過部のグラデーションパタ
ーンを消すこととを目的としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、バックライト業
界では、ラップトップ型のワープロやパソコンなどのバ
ックライトとして、導光板の厚みが2mm以下の超薄型バ
ックライトが求められている。

【０００５】しかし、従来の光拡散シートが１枚である
面発光装置では、導光板の厚みを薄くするには限界があ
るので、面発光装置全体の厚みの薄型化には限界が生じ
る。すなわち、導光板を薄くすると、光拡散透過部のグ
ラデーションパターンが、導光板および光拡散シートを
透かして画面に現われてしまい、画面が極めて見辛くな
る。そこで、導光板の厚みをある程度以上確保する必要
があるので、面発光装置全体の厚みを一定以下に薄型化
することができない。

【０００６】一方、光拡散シートが２枚である面発光装
置は、導光板側光拡散シートおよび画面側光拡散シート
が導光板上に順次配置されたものであり、導光板側光拡
散シートおよび画面側光拡散シートは共に表面に梨子地
模様を有するものである。この面発光装置では、導光板
側光拡散シートにより拡散された光が、画面側光拡散シ
ートで再度拡散されるために、光拡散透過部のグラデー
ションパターンが画面から消えるという利点がある。

【０００７】しかし、この面発光装置においては、導光
板の発光面がぎらつき、画面が大変見辛くなるという別
の問題点が生じる。その理由は不明だが、導光板側光拡
散シートおよび画面側光拡散シートの双方の表面に梨子
地模様が形成されているために、光が相互に強く干渉し
あって生じるものと推測される。

【０００８】したがって、この発明は以上のような欠点
を取り除き、導光板の厚みを薄くしても、導光板の裏面
に形成したグラデーションパターンが画面に現われず、
導光板の発光面がぎらつかず画面が見やすく、しかも面
発光輝度が高い面発光装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
な目的を達成するために、裏面に光拡散透過部を有する
透明な導光板の側面に線光源が配置された面発光装置に
おいて、光拡散物質が両面コートされた導光板側光拡散
シートが導光板表面に配置され、さらに、上面に凹凸を
有する画面側光拡散シートが導光板側光拡散シートの上
に配置されている構成にした。

【００１０】また、導光板側光拡散シートとして、ポリ
エチレンテレフタレート樹脂フィルムを用いた構成にし
てもよい。また、画面側光拡散シートとして、上面が梨
子地模様に形成されたポリカーボネイト樹脂フィルムを
用いた構成にしてもよい。

【００１１】以下、図面を参照しながらこの発明の方法
についてさらに詳しく説明する。図１はこの発明の面発
光装置の一実施例を示す断面図である。１は導光板、２
は線光源、３は光拡散透過部、４は側面反射材、５は背
面反射板、６は湾曲反射板、７は導光板側光拡散シー
ト、８は画面側光拡散シートをそれぞれ示す。

【００１２】導光板１としては、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂またはガラスなど
の材質を用いる。導光板１の厚さは、例えば、ラップト
ップ型のワープロやパソコンなどの液晶表示装置のバッ
クライトに適用される場合には、1.5mm以下が望まし
い。導光板１は、長方形状又は正方形状のものを用いる
とよい。

【００１３】線光源２としては、熱陰極線管や冷陰極線
管などの陰極線管を用いる。図１において、線光源２
は、面発光装置の軽量化を図るために、導光板１の一側
面のみに配置している。なお、大型液晶テレビ用やカラ
ー画面用のバックライトとして多量の光量が必要な場合
は、複数の線光源を導光板の他の側面にも配置するとよ
い。なお、線光源２の光を効率よく利用するためには、
線光源２を覆うように湾曲反射板６を配置するとよりよ
い。

【００１４】光拡散透過部３は、グラビア印刷、オフセ
ット印刷、スクリーン印刷などの印刷法、あるいは転写
法などの手段によって形成する。光拡散透過部３は、線
光源２から発せられた光を乱反射させて、導光板の全面
を均一に面発光させるために、ドットあるいはストライ
プをもってグラデーションパターンに形成する。

【００１５】光拡散透過部３のドットあるいはストライ
プパターンは、線光源の近傍には小さい面積に、線光源
より遠い部分には大きい面積に形成する。光拡散透過部
３の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。光拡散透過部３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て形成すれば、光
拡散性をより向上させることができる。

【００１６】なお、線光源２からの光を効率よく利用す
るために、導光板１の線光源２とは反対側の側面に、側
面反射材４を配置してもよい。側面反射材４は、導光板
１の側面に、白色フィルムや金属板などを貼りつけた
り、白色インキを塗布したり、金属を蒸着したりして形
成される。

【００１７】また、線光源２からの光を効率よく利用す
るために、導光板１の裏面に背面反射板５を配置しても
よい。背面反射板５は、白色フィルムや白色板などを用
い、導光板１の裏面に重ね合わせて使用する。従って、
導光板１の光拡散透過部３が形成されていない部分にお
いては、導光板１と背面反射板５との間にわずかな隙間
が形成されることになるので、線光源２から照射された
光を導光板１の内部でほぼ全反射させることができ、導
光板１に導かれた光のロスを少なくすることができる。

【００１８】なお、側面反射材４あるいは背面反射板５
は、内面を白色塗料で塗装した面発光装置用ケース（図
示せず）で代用することもできる。

【００１９】導光板側光拡散シート７は、導光板１から
の光を拡散するために、導光板１の表面に配置する。導
光板側光拡散シート７としては、各種の樹脂フィルムを
使用することができるが、ポリエチレンテレフタレート
樹脂フィルムを使用するのが好ましい。その理由は、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂フィルムは、耐光性およ
び耐湿性が優れており、変色を起こさず、また、耐熱性
に優れており、高温または低温下で変形する心配がない
からである。

【００２０】この樹脂フィルムの両面には、例えば炭酸
カルシウムやシリカなどの光拡散物質が両面コートされ
ている。このコート面を帯電防止処理しておくことによ
り、ゴミや埃がつかないようにすることができる。な
お、導光板側光拡散シート７としては、素材自体が拡散
性を有する樹脂フィルムを使用することもできる。導光
板側光拡散シート７の厚みは75μm〜100μmが好まし
い。

【００２１】画面側光拡散シート８は、導光板側光拡散
シート７からの光を拡散するために、導光板側光拡散シ
ート７の上に配置する。画面側光拡散シート８として
は、各種の樹脂フィルムを使用することができるが、ポ
リカーボネイト樹脂フィルムを使用するのが好ましい。
その理由は、ポリカーボネイト樹脂フィルムは、透過性
がよいため、面発光輝度の向上を図れるからである。画
面側光拡散シート８には、上面に梨子地模様などの凹凸
を形成する。これは、面発光輝度を上げるためである。
画面側光拡散シート８も、ゴミや埃がつかないように帯
電防止処理を施しておくことが好ましい。画面側光拡散
シート８の厚みは200μm〜250μmが好ましい。

【００２２】なお、導光板側光拡散シート７が導光板１
に密着するよりも、導光板側光拡散シート７と導光板１
との間に間隔を設けて導光板側光拡散シート７を配置し
た方が、導光板１に導かれた光のロスを少なくすること
ができる。また、導光板側光拡散シート７と画面側光拡
散シート８との間も間隔を設けて配置した方が、導光板
１に導かれた光のロスを少なくすることができる。

【００２３】

【作用】この発明は、光拡散物質を両面コートした導光
板側光拡散シートが導光板表面に配置され、さらに、上
面が凹凸パターンに形成され光拡散効果を有する画面側
光拡散シートが導光板側光拡散シートの上に配置されて
いるので、これら粗面形状の異なる２枚の光拡散シート
が、異なる光の拡散状態を作り出す。その結果、導光板
の発光面の輝度が向上するとともに、発光面のぎらつき
がなくなる。また、２枚の光拡散シートを使用するの
で、裏面のグラデーションパターンが画面から完全に消
えてしまう。

【００２４】

【実施例】

第１実施例 線光源としては、管長145mm、直径4mm、管輝度1200ntの
冷陰極線管を用意した。導光板としては、縦220mm、横1
50mm、厚さ2mmの透明アクリル樹脂板を用意した。

【００２５】この導光板の裏面に、炭酸カルシウムおよ
びシリカの混合物からなる顔料、メチルメタクリレート
樹脂およびケトン系溶剤を含むマットインキを用いて、
スクリーン印刷することにより多数のドットからなる光
拡散透過部を設けた。光拡散透過部のドットは、線光源
側側面から面発光輝度が最も期待できない箇所までの領
域では、面積が次第に大きくなるとともに、面発光輝度
が最も期待できない箇所から側面反射材側側面までの領
域では面積が一定になるようにした。

【００２６】側面反射材としては、白色フィルムを導光
板の側面に貼りつけた。背面反射板としては白色のポリ
エチレンテレフタレート樹脂板を用いた。導光板側光拡
散シートとしては、炭酸カルシウムを両面コートしたポ
リエチレンテレフタレート樹脂フィルム「ライトアップ
75PBA（D204）」（株式会社きもと製）を用いた。

【００２７】画面側光拡散シートとしては、上面が梨子
地模様に形成され光拡散効果を有するポリカーボネイト
樹脂フィルム「マクロフォールPCSM」（バイエルジャパ
ン株式会社製）を用いた。面発光装置用ケースに、背面
反射板を配置し、その上に導光板を配置し、さらにその
上に導光板側光拡散シートを配置し、さらにその上に画
面側光拡散シートを配置し、導光板の線光源側側面に線
光源を湾曲反射板で覆うようにして配置して面発光装置
とした。

【００２８】この面発光装置についての面発光輝度を調
べたところ、導光板の発光面の全体にわたって高輝度で
かつほぼ均一な494ntの輝度が得られた。また、導光板
の裏面に形成したグラデーションパターンが画面に現わ
れず、また、導光板の発光面のぎらつきもなかった。

【００２９】また、光拡散シートとしてポリエチレンテ
レフタレート樹脂フィルム１枚を使用した場合、光拡散
シートとしてポリカーボネイト樹脂フィルム２枚を使用
した場合、および光拡散シートとしてをポリエチレンテ
レフタレート樹脂フィルム２枚を使用した場合の実験結
果を、第１比較例、第２比較例、および第３比較例とし
て以下に示す。

【００３０】第１比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、炭酸カルシ
ウムを両面コートしたポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルム１枚を用いた。この面発光装置についての面発
光輝度を調べたところ、402ntであった。また、導光板
の裏面に形成したグラデーションパターンが画面に現わ
れた。

【００３１】第２比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、上面が梨子
地模様に形成され光拡散効果を有するポリカーボネイト
樹脂フィルムの２枚を用いた。この面発光装置について
の面発光輝度を調べたところ、520ntであった。しか
し、導光板の発光面がぎらつき、画面が非常に見辛くな
った。

【００３２】第３比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、炭酸カルシ
ウムを両面コートしたポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルムの２枚を用いた。この面発光装置についての面
発光輝度を調べたところ、464ntであった。

【００３３】

【発明の効果】この発明の面発光装置では、上記構成よ
りなるので、輝度が、第１比較例の場合と比べて約２割
３分、第３比較例の場合と比べて約６分上がった。ま
た、導光板の発光面のぎらつき感がなくなったので、画
面上の文字が非常に見やすいものとなった。さらに、裏
面のグラデーションパターンを画面から消してしまうこ
とができるので、製品の薄型化および軽量化が図れるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の面発光装置の一実施例を示す断面
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 側面反射材 ５ 背面反射板 ６ 湾曲反射板 ７ 導光板側光拡散シート ８ 画面側光拡散シート

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】

【実施例】 第１実施例 線光源としては、管長１４５ｍｍ、直径４ｍｍ、管輝度
１２００ｃｄ／ｍ^２ の冷陰極線管を用意した。導光板と
しては、縦２２０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの透
明アクリル樹脂板を用意した。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】この導光板の裏面に、炭酸カルシウムおよ
びシリカの混合物からなる顔料、メチルメタクリレート
樹脂およびケトン系溶剤を含むマットインキを用いて、
スクリーン印刷することにより多数のドットからなる光
拡散透過部を設けた。光拡散透過部のドットは、線光源
側側面から導光板内の光強度が最も低い箇所までの領域
では、面積が次第に大きくなるとともに、導光板内の光
強度が最も低い箇所から側面反射材側側面までの領域で
は面積が一定になるようにした。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】この面発光装置についての面発光輝度を調
べたところ、導光板の発光面の全体にわたって高輝度で
かつほぼ均一な４９４ｃｄ／ｍ^２ の輝度が得られた。ま
た、導光板の裏面に形成したグラデーションパターンが
画面に現われず、また、導光板の発光面のぎらつきもな
かった。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】第１比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、炭酸カルシ
ウムを両面コートしたポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルム１枚を用いた。この面発光装置についての面発
光輝度を調べたところ、４０２ｃｄ／ｍ^２ であった。ま
た、導光板の裏面に形成したグラデーションパターンが
画面に現われた。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】第２比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、上面が梨子
地模様に形成され光拡散効果を有するポリカーボネイト
樹脂フィルムの２枚を用いた。この面発光装置について
の面発光輝度を調べたところ、５２０ｃｄ／ｍ^２ であっ
た。しかし、導光板の発光面がぎらつき、画面が非常に
見辛くなった。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】第３比較例 第１実施例において、光拡散シートとして、炭酸カルシ
ウムを両面コートしたポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルムの２枚を用いた。この面発光装置についての面
発光輝度を調べたところ、４６４ｃｄ／ｍ^２ であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝田 努 京都府京都市中京区壬生花井町３番地 日 本写真印刷株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面に光拡散透過部を有する透明な導光
   板の側面に線光源が配置された面発光装置において、光
   拡散物質が両面コートされた導光板側光拡散シートが導
   光板表面に配置され、さらに、上面に凹凸を有する画面
   側光拡散シートが導光板側光拡散シートの上に配置され
   ていることを特徴とする面発光装置。
2. 【請求項２】 導光板側光拡散シートとして、ポリエチ
   レンテレフタレート樹脂フィルムを用いた請求項１記載
   の面発光装置。
3. 【請求項３】 画面側光拡散シートとして、上面が梨子
   地模様に形成されたポリカーボネイト樹脂フィルムを用
   いた請求項１または請求項２記載の面発光装置。