JPH07294746A

JPH07294746A - バックライト

Info

Publication number: JPH07294746A
Application number: JP7042776A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kashima; 啓二鹿島; Yukio Inagaki; 幸男稲垣; Naoki Yoshida; 直喜吉田
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【構成】一方の広い面にドット状に光拡散性エレメント
を形成し、一側面端部にこれに近接した線状光源を持
ち、光源から離れるに従って厚さが順次薄くなる導光板
を用いたパネル用バックライトで、導光板の出光面側に
直線状頂稜を持つ凸状部が、その頂稜がほぼ平行となる
状態で同一面に有する透光性シ−トを、その頂稜が、導
光板面に形成した隣合うエレメントの中心同士結ぶ仮想
直線と４５度で交差する状態に配置したバックライト。【効果】このバックライトは光拡散性エレメントの隠蔽
効果が大きく薄型で高輝度であり、又輝度が均一であ
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、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性エレメントをドッ
ト状またはストライプ状に形成し、その面のほぼ全面を
鏡面反射板又は光拡散反射シ−トで覆い、導光板の反対
側の面（光の出光面）をポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）などの透光性ベ−スフィルム上にＴｉＯ₂、
ＳｉＯ₂などの光拡散性物質を施すか、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）などの透光性シ−トをエンボス加工して光拡
散性を付与した光拡散シ−ト（図２中２）で覆うように
配置されたものが多い。

【０００３】特にバックライトの軽量化のため、図３に
示すように、導光板の厚さが前記線状光源から離れるに
従って徐々に薄くなっている形状のものも用いられてい
る。このように導光板の線状光源側の厚さを他の部分に
比べて大きくしなければならない理由は、蛍光管のよう
な線状光源は、発光点がある大きさを有している（例え
ば３mmΦ）ので、線状光源から出射した光を効率良く導
光板の端面部に入射させるために導光板端面部の厚さを
線状光源の厚さ（例えば３mm）近くか又はそれ以上（例
えば４mm）にする必要があるからである。

【０００４】このような、厚さが前記線状光源から離れ
るに従って徐々に薄くなっている形状の導光板では、施
された光拡散性エレメントと光拡散シ−トとの間隔を大
きくして、つまりこれらをある程度離すことにより、光
拡散シ−トを通して光拡散性エレメントの形状そのもの
が人間の目で透視されにくくなる場合が多い。

【０００５】しかし、図３（ａ）に示したような、光拡
散シ−トが僅かな空気層を介して実質的に一定な距離で
導光板表面に配置されている場合は、導光板裏面側の導
光板の厚さが薄い部分の間隙部分に、液晶ディスプレイ
等の表示パネルの電子部品を収納配置できるので、表示
パネル全体を小形化できるという利点はあるものの、光
拡散シ−トと光拡散性エレメントとの距離が線状光源か
ら離れるに従って徐々に小さくなるので、線状光源近く
の光拡散性エレメントの形状は光拡散シ−トを通して透
視されないが、線状光源から遠い部分では透視されると
いう問題があった。

【０００６】この問題を解決するため、光拡散シ−トを
複数枚積層して用いる方法も提案されているが、このよ
うな形態では、光拡散シ−ト自体の厚さ分だけバックラ
イトが厚くなりバックライトの薄型化の要求が満たされ
ないばかりでなく、コスト高となり、また、出光面の輝
度についても必ずしも好ましいものではない。

【０００７】又、導光板裏面に形成する光拡散性エレメ
ントどうしの間隔を例えば５０μm以下と狭くすると、
前記したような個々の光拡散性エレメントの識別は人間
の目では困難となるが、このような微細な状態に光拡散
性エレメントを形成するのは技術的にも困難である。

【０００８】そこで、従来は図３（ｂ）に示したよう
に、光拡散シ−トと光拡散性エレメントとの距離が実質
的に一定になるように光拡散シ−トと導光板表面との間
に、空気層を、その厚さが線状光源から離れるに従って
徐々に厚くなるように配置し、導光板の発光面の全面に
渡って光拡散性エレメントの形状を透視され難くした例
が多かった。

【０００９】しかし、このように光拡散シ−トと光拡散
性エレメントとの距離（間隔）が一定になるようにする
ためには、光拡散シ−トと光拡散性エレメントを施した
導光板との位置関係を保つための機構上の工夫が必要と
なり、バックライトの機構が複雑化しその分だけ重量が
増加するなどコスト面でも問題になる。又、光拡散シ−
トに外力が加わった場合の信頼性が低下するなどの問題
があった。更に、光拡散シ−トと導光板表面との間に空
気層が配置されるため、その分バックライト、ひいては
表示パネル全体の小形化にとっては好ましくなかった。

【００１０】一方、バックライトがバッテ−リ−駆動さ
れるようになり消費電力−輝度変換効率のより一層の向
上が望まれており、バックライトの発光面に同一面に微
細な間隔で直線状頂稜をもつプリズム又は凸部頂稜が、
前記頂稜がほぼ平行となる状態で多数有する透光性材料
からなるシ−トを配し、バックライトから出光する光に
指向性を付与し出光面の法線方向の輝度を増加させるこ
とが提案されている。しかし、前記シ−ト自体は光拡散
性が少ないため、導光板に施した光拡散性エレメントを
隠蔽する性能が十分でなく、シ−トを通して光拡散性エ
レメントの形状が透視される問題があった。このように
光拡散性エレメントの形状が透視されると、均一な面状
発光を得る点で好ましくない。

【００１１】この問題を解決するために、前記シ−ト自
体に光拡散性物質を塗布したり、シ−ト面をランダムな
粗面にするなどして光拡散性を付与することが考えられ
ているが、このような方法は、バックライトから出射す
る光に指向性を付与するというシートの持つ性質が低下
し、従って出光面の輝度が低下する問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、消費
電力−輝度変換効率が高く、かつ薄型なバックライトを
安価に提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の点
につき種々の検討を行った結果、バックライトの出光面
の光の指向性を向上させるシートを、ある条件を満たす
ように導光板面上に配置することにより、導光板面に形
成した光拡散性エレメントが隠蔽されて透視され難く、
しかも光の指向性は十分得られ、実質的に出光面に降ろ
した法線方向近傍に対して、消費電力−輝度変換効率が
高く比較的薄型のバックライトとなることを見出し本発
明を完成した。

【００１４】即ち本発明は、少なくとも一側面端部にこ
れに近接した線状光源を有し、線状光源から離れるに従
って薄くなる透光性材料からなる導光板を用い、その出
光面の反対側の広い面に、ドット状又はストライプ状の
光拡散性エレメントを形成し、導光板の出光面側に、微
細な間隔で直線状頂稜をもつプリズム又は同凸状部が、
前記頂稜がほぼ平行となる状態で同一面に多数有する透
光性材料からなるシ−トを、前記直線状頂稜が、中心が
最短距離で隣合うドット状の光拡散性エレメントの中心
どうしを結ぶ仮想直線、又は前記ストライプ状の光拡散
性エレメントの中心線どうしを最短距離で結ぶ仮想直線
と交差する状態に１枚以上配置したバックライトに関す
るものである。

【００１５】次に本発明を図面に基づいて更に詳述す
る。

【００１６】図４は、本発明の一実施態様の斜視図であ
り、図５は、本発明の一実施態様の断面図である。図中
１は導光板であり、通常板状で、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構成される。

【００１７】本発明で用いる導光板の形状は、その厚さ
が線状光源から離れるに従って徐々に薄くなる形状であ
ることが必須である。線状光源から最も離れた部分の厚
さ、即ち、導光板の有効面の最も薄い部分の厚さは特に
限定されないが、導光板の機械的な強度の面から通常は
０．５mm以上、好ましくは１mm以上で、線状光源側の有
効面の最も厚い部分の厚さの２５ %〜７５ %の厚さが目
安となる。このような導光板の厚さの減少状態は、連続
的又は段階的いづれの状態でも良い。又、導光板の出光
面側の表面はその断面の辺が実質的に直線状で、後述す
る透光性シ−トと僅かな空気層を介してシート面とほぼ
平行な状態となることが好ましい。

【００１８】導光板の裏面に光拡散性エレメント（図中
６）を形成するには、光を拡散させる作用がある物質、
例えばシリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、チタン
ホワイト、ガラスビ−ズ、樹脂ビ−ズ、気泡等を含んだ
塗料、印刷インキ等の光拡散性物質をスクリ−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に印刷
する方法、又は導光板の表面をドット状又はストライプ
状に粗面化する方法、導光板の表面に小孔を開けるか小
突起を形成する方法、導光板を階段状に欠削する方法な
どの方法がある。ここで言うドット状の光拡散性エレメ
ントは、例えばこれをスクリ−ン印刷する場合、円形、
角型などの形状のものであり、又、ストライプ状の光拡
散性エレメントは、直線状に形成したものである。

【００１９】本発明で、導光板上に光拡散性エレメント
が形成する仮想直線とは、光拡散性エレメントがドット
状である場合は、隣接したドットの中心が実質的に最短
距離に位置するドットの中心同士を結んだ仮想直線であ
り、光拡散性エレメントがストライプ状である場合は、
ストライプの中心線を最短距離で結ぶに際し仮想される
直線である。この様な仮想直線は、通常、導光板に光拡
散性エレメントを形成する際の位置決めの基準ともな
る。

【００２０】図６に、導光板上の光拡散性エレメント形
成の例を示した。図中６は光拡散性物質などで構成され
る光拡散性エレメントで、７は前記した仮想直線を示
す。これらの仮想直線は、通常は図６、図９に示したよ
うに縦横直交し、各々に実質的に平行の位置に、即ち、
相隣る光拡散性エレメントの中心を最短距離で結ぶ仮想
直線（図中７）が正方形を形成する位置に形成すること
が、製造上の容易さの面で一般的であるが、図７に示し
たような配置、即ち、相隣る光拡散性エレメントの中心
を最短距離で結ぶ仮想直線（図中７）が正三角形を形成
する位置に形成することも、同様の理由で可能である。

【００２１】本発明で用いる後述の透光性材料からなる
シ−トの直線状頂稜と交差する仮想直線はこのような線
である。尚、図６に示したように仮想直線が直交する場
合は、仮想直線と後述の透光性材料からなるシ−トの前
記直線状頂稜とが９０度又は０度の角度で交差する場合
は後述する本発明の効果は十分には得られない。

【００２２】又、導光板の表面に塗布又は欠削などの方
法で図８に示したようにストライプ状に光拡散性エレメ
ントを形成した場合は、通常の状態では後述の線状光源
の中心軸とほぼ平行のストライプが形成された状態とな
ることが多く、本発明ではこのようなストライプの中心
線どうしを最短距離で結ぶに際し仮想される直線（図中
７）と後述の透光性材料からなるシ−トの直線状頂稜と
を交差させる。

【００２３】図１０は角型のドットを、図面における横
方向（図中の線分７に沿って）に等間隔に配置した例で
あるが、この場合、この相隣る光拡散性エレメントの中
心を最短距離で結ぶ線分が仮想直線（図中７）である。

【００２４】又、前記仮想直線の態様は、後述の透光性
材料からなるシ−トを通して光拡散性エレメントの形状
を、発光面全域に渡って等しく人間の目では認識し難く
するために実質的に平行な状態にすることが特に好まし
い。尚、全ての仮想直線が１方向に対してのみ平行であ
る必要はなく、図６のように平行な方向が２方向の場
合、図７のように３方向の場合でも良い。

【００２５】このような導光板上に仮想される実質的に
平行な線の間隔は０．０１mm〜５mmの範囲が好ましい
が、３mm以上になると光拡散性エレメントの形状そのも
のが前記シ−トを通して透けて見え易くなり、又、０．
０３mm以下になると製造上の歩留まりが極端に悪化する
ので、好ましくは０．０３mm〜２mmの範囲である。

【００２６】本発明で上記した透光性材料からなるシ−
トの直線状頂稜と仮想直線との交差角度は１０〜７０度
が導光板の光拡散性エレメントを隠蔽する上で好まし
い。さらに光拡散性エレメントのパターンによってその
好ましい範囲が異なる。即ち、仮想直線が正方形（図
６、図９）を形成するもの、実質的に一方向に平行な直
線（図１０）を形成するもの、光拡散性エレメントがス
トライプ状（図８）のものについては、前記交差角度は
２０〜７０度、特に２２．５度、２６．６度、４５度、
６３．４度、６７．５度近辺が光拡散性エレメントの隠
蔽の面で好ましい。又、仮想直線が正三角形（図７）を
形成するものについては、前記交差角度は１０〜５０
度、特に１９．１度、３０度近辺が同じく好ましい。

【００２７】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ための間隙（スリット）を
有するＡｇ、Ａｌなどの鏡面の反射シ−ト、又はポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）にＢａＳＯ₄、ＴｉＯ
₂、気泡などで光拡散性を付与した光拡散反射シ−トで
形成された光反射器５で、線状光源の光源面とある幅の
間隙をもたせた状態で覆われており、例えば１灯式（片
側）、２灯式（両側）、又は３方、４方側等の導光板の
少なくとも一端面部に近接してその中心軸が導光板の端
面とほぼ平行となるように設置される。前記線状光源
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、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。

【００２８】Ａｇ、Ａｌなどの鏡面の反射シ−トまたは
ＰＥＴにＢａＳＯ₄、ＴｉＯ₂、気泡などで光拡散性を
付与した光拡散反射シ−ト（図中３）は光拡散性エレメ
ントを形成した導光板の面のほぼ全面を覆うように配置
する。

【００２９】図中１０又は１２は透光性材料からなるシ
−トで、同一面に微細な間隔で互いに平行な、例えば、
図１１に示したような直線状頂稜を持つプリズム、又は
図１２に示したような同じく凸状部が、前記頂稜がほぼ
平行になるように多数有するもので、導光板の出光面側
に、頂稜が外側（導光板と相対する面と反対側）になる
ように配置する。前記したプリズムの形状は図１１に示
した形状のものばかりでなく、その斜辺の長さが異なる
形状のものでも良い。

【００３０】本発明はこのようなシ−トを導光板の出光
面に配置する際、前記した頂稜が導光板上の仮想直線と
交差する状態に、１枚以上配置したことが特徴である。
シ−トをこのように配置することにより、バックライト
の出光面より出光した光の指向性を変化させ、出光面に
降ろした法線方向近傍に対する指向性をより強くするこ
とができ、消費電力−輝度変換効率が高いバックライト
が得られるばかりでなく、光拡散性エレメントのドット
状又はストライプ状のその形状が透視されないバックラ
イトが得られる。

【００３１】尚、必要に応じて更に従来の光拡散シ−ト
を配しても良いが、その場合の光拡散シ−トの光拡散性
は、本発明の効果により従来のものよりもかなり低くて
も良い。そのために光拡散シ−トの光線透過率が良好に
なり、光拡散シ−トを導光板と前記シ−トとの間に配し
ても輝度は殆ど低下しないばかりか光拡散シ−トの出光
面が入光面よりも粗面であるものを用いると輝度が更に
向上する。また、光拡散シ−トを前記シ−トの外側に配
しても前記シ−トによって得られた光の指向性はあまり
変化しない。

【００３２】本発明で用いる透光性材料からなるシ−ト
（図中１０又は１２）について更に詳述する。このシ−
トの材料は透光性材料からなるものであれば特に限定さ
れないが、例えばメタクリル酸エステル、ポリカ−ボネ
イト、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、繊維素系
樹脂、ガラス等である。又、シ−トの、出光面側に形成
する互いに平行な直線状頂稜の形状の一例としては図１
１に示したように、光学的平面を２つ以上持ついわゆる
プリズム状のもので、前記２つの光学的平面が交わる頂
稜（図中８）は実質的に直線状で、同一面内には微細な
間隔（図中Ｐ）で互いに平行な多数の直線状プリズムが
存在する状態のものである。シ−トに形成するこれら頂
稜の頂角は実質的に同じ形状の部分を持つもので、この
ことは、頂点を中心として同一の条件で裁断した際にそ
の頂角が実質的に同じ角度を持つことを意味する。

【００３３】前記したシ−トの頂稜の頂角（図中９）は
７０〜１５０度であることが好ましい。前記頂稜のより
好ましい角度範囲は用いるシ−トの材料の屈折率および
用いる面状発光体の配光特性に依存する。例えば屈折率
の大なる材料（ポリカ−ボネイト、屈折率ｎ＝１．５
９）を用いた場合は、頂角は９０度以下になると面状発
光体から出光する光が出光面に降ろした法線方向近傍以
外にも出光してしまい、１１０度以上になると前記法線
方向近傍での光の指向性が減少するので、９０〜１１０
度であることが特に好ましい。

【００３４】本発明で用いる透光性シ−トの他の例とし
て、頂稜の形状が円弧を持った凸状（図１２中１１）が
ある。これらのシ−トの凸状の形状は凸状の頂稜がほぼ
平行となる状態であればよく特に限定されないが、頂稜
に垂直な断面が、円型の一部、楕円型の一部の形状、又
は波型、さらに、いわゆるカマボコ型などがある。この
ような頂稜の形状が凸状であると、凸状の形状そのもの
がレンズ作用を有しているので前述した光拡散性エレメ
ントの形状を歪めてさらにその形状を透視しにくくする
ので、特に好ましい。

【００３５】シ−トに形成した多数の頂稜と頂稜との間
隔は、表面から出光される光によってこれら頂稜同士の
凹凸が人間の目で視認されにくくする上で、互いに隣り
合った頂稜と頂稜との間隔は１〜１０００μm が好まし
く、特に１０〜１０００μmであることがより好まし
い。特に本発明のバックライトを液晶ディスプレイに用
いる場合は、液晶の画素ピッチよりシ−トに形成した頂
稜と頂稜との間隔を狭く、特に３分の１以下（例えば、
液晶の画素ピッチが０．３mmの時はシ−トに形成した頂
稜と頂稜との間隔は０．３mm以下、特に好ましくは０．
１mm以下）にすることが、液晶ディスプレイの画素と本
発明のバックライトのシ−トに形成した多数の頂稜との
間での空間的モアレ現象を抑制する上で好ましい。

【００３６】そして前記頂稜部の厚さ（図１１中ｔ₂）
は前記した頂稜の頂角又は凸状部の大きさ及び頂稜と頂
稜の間隔で決まるが、多数の直線状頂稜を微細な間隔で
互いに平行な位置関係に維持するための厚さ（図１１中
ｔ₁）が必要で、このｔ₁は光線透過率及びバックライ
トの薄型化のためには薄い方が良いが、前記シ−トの製
造上の理由及び強度の点から、前記シ−トの総厚（図１
１中Ｔ）は１０〜３０００μm 、好ましくは５０〜１０
００μm である。又、同一面に形成する頂稜は、より効
果的には同一形状のものが良い。

【００３７】本発明で用いるシ−トを成形する方法は特
に限定されるものではなく、例えば熱プレスによる金型
成形加工、エンボス加工、鋳型加工、ベ−スフィルム上
に紫外線硬化樹脂を用いる方法、化学処理等の方法で実
質的に同形の頂稜を微細な間隔で互いに平行な状態で多
数有するように成形可能な方法であれば良い。尚、製造
上の理由から頂稜には若干のだれが生じるが、本発明の
効果が認められる範囲であれば良い。

【００３８】前記シ−トと導光板とは光学的に密着しな
いこと（例えば空気層を介していること）が好ましいの
で、前記シ−トの導光板と相対する面を若干粗面化した
り、スペ−サ−的要素を配して光学的密着を軽減するこ
とが好ましい。

【００３９】液晶ディスプレイは、その表示面に降ろし
た法線方向近傍から視認する角度が大きくなる程コント
ラストが低くなるため、実用上、前記法線方向近傍での
輝度が重視される。更に、ビュ−ファインダ−に至って
はその表示面に降ろした法線方向からしか見ないため、
実用上、前記法線方向近傍での輝度が重視される。

【００４０】本発明で、前記したように、出光面が微細
な間隔で互いに平行な多数の直線状プリズムを有するシ
−トを、前記バックライトの出光面に配すると、光の指
向性が現れる。即ち、実質的に出光面に降ろした法線方
向でその面より出光した光の輝度を測定した場合、前記
シ−トを配さない場合に比較して、輝度が増加されるこ
と、前記出光面に降ろした法線に対してある角度、例え
ば４０度の方向から同様に測定した輝度が、実質的に法
線方向で測定した時の輝度よりその減少割合が大となる
（例えば、法線方向で測定した時の輝度のほぼ５０％ま
で減少する）こと等から、前記した光の指向性が現れて
いることが判る。

【００４１】本発明の特徴は、前記した頂稜がほぼ平行
な形状を持つ透光性材料からなるシ−トの頂稜が、導光
板上の仮想直線と交差する状態に、１枚以上配置するこ
とが特徴であるが、前記交差状態を更に詳述すると、図
１３に示したように、シ−トの頂稜（図中８）と、導光
板上の仮想直線（図中７）とが互いに交差する状態に配
置することである。

【００４２】前記したように、透光性材料からなるシ−
トの頂稜と、前記した互いに交差する導光板上の仮想直
線とが互いに交差する状態に配置することによって、光
拡散性エレメントの形状に対するシートの隠蔽力が増大
する。すなわち、ドット状又はストライプ状などの光拡
散性エレメントの形状が前記したシ−トによって、導光
板上の光拡散性エレメントが形成されていない部分にも
空間的には光拡散性エレメントが形成されているかのよ
うに見えるのである。このような作用は、前記シ−トの
頂稜と前記した導光板上の仮想直線とが互いに交差する
状態に配置されることによるシ−トの光学的な作用によ
り得られるものである。

【００４３】又、透光性材料からなるシ−トを２枚以上
積層すると、輝度は前記したシ−トが１枚の時と比較し
て更に増加されるが、さらに、ドット状又はストライプ
状の光拡散性エレメントの形状に対する隠蔽力をより増
加されるために、シ−トの頂稜どうしが、互いに交差す
る状態であることが好ましい。

【００４４】前記した透光性材料からなるシ−トの頂稜
同士の交差の状態を詳述すると、実質的に７５〜１１５
度で交差する状態であることが好ましい。７５〜１１５
度をはずれても光拡散性エレメントであるドット状又は
ストライプ状の光拡散性エレメントの形状に対する隠蔽
力は保持されるが、より大きな隠蔽力が得られるのは７
５〜１１５度、特に好ましくは９０度付近である。又、
この条件では同時に輝度も向上する。

【００４５】本発明で、透光性材料からなるシ−トを出
光面の最外側に配置すると、輝度向上の点で好ましく、
又、導光板と透光性材料からなるシ−トとの間又は透光
性材料からなるシ−ト同士の間に、例えば従来から用い
られている光拡散シートを介在させると、導光板に形成
した光拡散性エレメントの形状を隠蔽する上で好まし
い。

【００４６】本発明は、前記した、頂稜がほぼ平行な形
状を持つ透光性材料からなるシ−トの頂稜が、導光板上
の光拡散性エレメントの仮想直線と交差する状態に、１
枚以上配置することが特徴であるが、このような状態に
両者を配置するには、導光板上の光拡散性エレメント自
体を、導光板の辺に対してその仮想線が前記した角度と
なるように予め形成した導光板を用い、シートの頂稜が
導光板の変と平行となるように配置することもできる。

【００４７】この場合、導光板の各辺近傍では、光拡散
性エレメント（ドット）を形成する上での設計上の都合
で、導光板の単位面積当たりのドットの占める割合が異
常に小さくなる部分が生じ、導光板の有効発光部分の端
部で光の不均一な部分が発生する。

【００４８】このような光の不均一さを防止するため、
本発明は、導光板の辺に対してその仮想線が前記した角
度となるように予め形成した導光板を用いる場合、導光
板の辺の部分で、隣合うドットの中心を結ぶ線分の垂直
二等分線と導光板の辺で囲まれた一つの領域面積が、少
なくとも１５％を占めるとき、その領域内に、その近傍
とほぼ同等の被覆率、即ち、領域面積の１〜９０％の被
覆率のドット状の光拡散性エレメントを形成した導光板
を用いると、導光板の有効発光部分が全面にわたって均
一な発光面となることを見出した。

【００４９】次に図面に基づきこのことを更に説明す
る。図１４は上記した状態に導光板面にドットを施した
状態を示す部分図で、６は光拡散性エレメント（ドッ
ト）部分、１３は隣合うドットの中心を結ぶ線分の垂直
二等分線で囲まれた一つの領域（この場合点線で囲まれ
た６角形の部分、尚、説明の都合上導光板の辺から逸脱
した部分も示した）、７は仮想線、１４は導光板の辺を
示す。

【００５０】図１５〜１７に、前記した隣合うドットの
中心を結ぶ線分（図中１５）の垂直二等分線（図中１
６）で囲まれた一つの領域を表す例を示した。図１５は
前記領域が６角形となる場合、図１６は同４角形となる
場合、図１７は同変形６角形となる場合を示す。

【００５１】このような領域は、導光板の辺近傍におい
てはその一つの面積は当然減少する。図１４にその減少
する状態を示した。本発明では、これら領域の一つの面
積が少なくとも１５％である場合、その領域に光拡散性
エレメント（ドット）を形成する。その際のドットの大
きさ（導光板の単位面積当たりの被覆率）はその領域の
近傍における光拡散性エレメントの被覆率とほぼ同等の
被覆率を持つように形成する。通常は１〜９０％の被覆
率とすることが好ましい。

【００５２】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。

【００５３】１）本発明の導光板に施す光拡散性エレメ
ントは、例えばドット状又はストライプ状に形成するも
のであるが、このドット状の場合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
持った直線の交点（グリッド）上に施されるが、交点の
間隔は０．０１〜５mm更に好ましくは０．０３〜２mmの
間で導光板の厚さに応じて適宜選択される。

【００５４】更に、前記光拡散物質を塗布する場合の被
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
に施した光拡散性エレメントの被覆面積の割合を言う。

【００５５】更に、本発明では、発光面上で、線状光源
の軸と平行となる状態のグリッド上に被覆される光拡散
物質の被覆率が、その平行線上の中央（即ち、線状光源
の長手方向の中央）から線状光源に垂直に立てた導光板
面上の線から両端に向かう方向の光拡散物質までの距離
に対して、順次大となるように被覆することが好まし
い。本発明は、出光面の上面に液晶パネルなどの光表示
パネルを設置して使用される。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、消費電力−輝度変換効率が高
く、クサビ状導光板に形成された光拡散性エレメントが
十分隠蔽された状態であり、例えば導光板の最薄部が１
mm程度の超薄型の導光板を用いた場合でも十分隠蔽効果
がえられ小型なバックライトとして利用できる。

【００５７】

【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４に示すような線状光源側の厚さが４mm、中心部
の厚さが２mmで線状光源側の端面部から中心部方向へ向
かって直線的に厚さが薄くなるポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）からなる導光板（外形 210mm× 155mm）
の長手の両端部に、直径３．８mm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、導光板に接する
部分に４mmのスリットを持つＡｇフィルムを反射面が光
源と対向するように楕円形に配置し、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。

【００５８】一方、導光板面上（裏面側）に形成する光
拡散物エレメントは、チタンホワイトを含む白色の塗料
を、図６に示すような導光板上に夫々１mmの間隔を持っ
た仮想直線の交点（グリッド）上に、被覆率が、最小の
地点（光源側）を２６ %とし、順次増加させて、最大の
地点（光源から最遠部）で９０ %となるように円形のド
ットパタ−ンで印刷して形成した。

【００５９】また、線状光源の軸と平行方向での導光板
面の光拡散物質の被覆率は、線状光源の長手方向の中央
部分で前記軸に垂直な線を基準にして、光源側から導光
板のほぼ中央部分まで、前記垂直な線近傍で最小として
両側に向かうにつれて順次増加した値となるように印刷
した。

【００６０】導光板の光拡散エレメントを印刷した面を
厚さ０．１２５mmの光拡散反射シ−ト（ICI 製メリネッ
クス 329）で覆った。さらに、導光板の出光面側に厚さ
０．１mmの両面が粗面の光拡散シ−ト（辻本電機製作所
D-204）を１枚配置した。

【００６１】冷陰極管に、インバ−タ（TDK 製CXAM-10
L）より３０KHz の交番電圧をかけて一定電流（１本の
冷陰極管に対して５mA、２本では合計10mA）で駆動させ
たときの平均輝度を、輝度計（トプコンBM-8）により視
野角２度で出光面に降した法線方向に対して測定したと
ころ１３００cd/m²であった。このとき、線状光源付近
では導光板面に形成したドットは光拡散シ−トを通して
は視認されなかったが、導光板の厚さが２〜３mmの部分
ではドットは光拡散シ−トを通して視認された。特に導
光板の厚さが２mmの最薄部はドットの形状が明確に視認
された。また光の指向性は認められなかった（比較例
１）。

【００６２】比較例１で用いた光拡散シ−トに代えて、
次の形状を持つポリカ−ボネイトの透光性シ−ト、即
ち、シートの同一面に、互いに平行な直線状凸部を多数
有し、隣り合った直線状凸部の頂稜同士の間隔が１４０
μm で、総厚さ２５０μm の透光性シ−トを、その直線
状頂稜が導光板上の仮想直線と実質的に平行となる状態
（従って、この仮想直線と直交する他の仮想直線とは９
０度で交差する状態となる）にして、頂稜面側が外側に
なるように１枚配置した以外は比較例１と同一の装置、
条件で操作し、測定した輝度は１８００cd/m²であっ
た。しかし、導光板面に形成したドットは透光性シ−ト
を通して視認された。視認されたドットの状態は、直線
状頂稜と直交する方向に隣接したドットが連なり、ライ
ン状（更に詳述すると串団子状）となった状態だった。
出光面に降した法線方向に対して光の指向性が観察され
た（比較例２）。

【００６３】比較例２で用いた直線状凸部有する透光性
シ−トを、その直線状頂稜が導光板上の全ての仮想直線
と交差する状態に配置した以外は比較例２と同一の装
置、条件で操作し、測定した輝度は１８００cd/m²であ
った。このとき、ドットは導光板の発光面全域に渡って
透光性シ−トを通して視認されなかった。そして、シー
トを移動させてドット形状に対する隠蔽力を調べた所、
シ−トの直線状頂稜と導光板上の仮想直線とが２０〜７
０度で交差する状態のときドットの隠蔽力が増大した。
特に前記交差角度が２２．５度、２６．６度、４５度付
近で隠蔽力が最大となった（目視により観察した。以下
同じ）。又、出光面に降した法線方向に対して光の指向
性が観察された（実施例１）。

【００６４】比較例２で用いた透光性シ−トを２枚用
い、それらの直線状頂稜が互いに平行になるように配置
した以外は比較例２と同一の装置、条件で操作し、測定
した輝度は１８５０cd/m²であった。このとき、ドット
は透光性シ−トを通して視認された。視認されたドット
の状態は、直線状頂稜とは直交する方向に隣接したドッ
トが連なり、ライン状（更に詳述すると串団子状）とな
った状態だった。また２枚の透光性シ−ト同士が光学的
に干渉してモアレ現象が観察された。また出光面に降し
た法線方向に対して光の指向性が観察された（比較例
３）。

【００６５】比較例２で用いた透光性シ−トを２枚用
い、それら直線状頂稜が互いに交差するように配置した
以外は実施例１と同一の装置、条件で操作し、測定した
輝度は１９００cd/m²であった。このとき、ドットは発
光面全域に渡って透光性シ−トを通して視認されなかっ
たが、その隠蔽力を調べた所、２枚のシ−トの直線状頂
稜が互いに７５〜１１５度で交差する状態であると隠蔽
力が増大した。特に交差角が９０度付近で隠蔽力が最大
となった。また輝度も２枚のシ−トの直線状頂稜が互い
に７５〜１１５度で交差する状態であると増大し、特に
９０度付近で輝度が最大（２２００cd/m²）となった。
また、出光面に降した法線方向に対して光の指向性が観
察された（実施例２）。

【００６６】比較例２で用いた透光性シ−トに代えて、
次の形状を持つポリカ−ボネイトの透光性シ−ト、即
ち、シートの同一面に、頂角が９０度の互いに平行な直
線状プリズムを多数有し、隣り合った頂稜と頂稜との間
隔が３５０μm の総厚さ３６０μm の透光性シ−トを用
いた以外は比較例２と同一の装置、条件で操作し、測定
した輝度は２０００cd/m²であった。このとき、ドット
は透光性シ−トを通して視認された。視認されたドット
の状態は、シートの直線状頂稜と直交する方向に隣接し
たドットが楕円状となった状態だった（比較例２のよう
に連った状態ではなかった）。また出光面に降した法線
方向に対して光の指向性が観察された（比較例４）。

【００６７】比較例４で用いた透光性シートを用い実施
例１と同様にして測定した輝度は２０００cd/m²であっ
た。このとき、ドットは発光面全域に渡って透光性シ−
トを通して視認されなかった。そして、透光性シートを
移動させてドット形状に対する隠蔽力を調べた所、シー
トの直線状頂稜と導光板の仮想直線との交差角度が２０
〜７０度で交差する状態であると隠蔽力が増大した。特
に前記角度が２２．５度、２６．６度、４５度付近で隠
蔽力が最大となった。また、出光面に降した法線方向に
対して光の指向性が観察された（実施例３）。

【００６８】比較例４で用いた透光性シートを２枚用い
実施例２と同様にしてドットに対する隠蔽力を調べた結
果、２枚のシ−トの直線状頂稜が互いに７５〜１１５度
で交差する状態であると隠蔽力が増大した。特に前記角
度が９０度付近で隠蔽力が最大となった。また、輝度も
２枚の前記シ−トの直線状頂稜が互いに７５〜１１５度
で交差する状態であると増大し、特に９０度付近で輝度
が最大（２１００cd/m²）となった。また、出光面に降
した法線方向に対して光の指向性が観察された（実施例
４）。

【００６９】次にチタンホワイトを含む塗料を、図７に
示すような導光板上に仮想される１mmの間隔を持った互
いに最小角６０度で交差する直線の交点（グリッド）上
に円形のドットパタ−ンで印刷した導光板を用いた以外
は実施例１と同一の装置、条件で操作し、透光性シート
を移動させて導光板に形成したドット形状に対する隠蔽
力を調べた結果、透光性シートの直線状頂稜と仮想線と
のなす角度が１３〜４７度で交差する状態であると隠蔽
力が増大し、特に交差角度が１９．１度、３０度付近で
隠蔽力が最大となった。また、出光面に降した法線方向
に対して光の指向性が観察された（実施例５）。

【００７０】次にチタンホワイトを含む塗料を、図８に
示すような導光板上に仮想される１mmの間隔を持った互
いに平行なで線上にストライプ形のパタ−ンで印刷した
以外は実施例１と同一の装置、条件で操作し、透光性シ
ートを移動させて導光板に形成したドット形状に対する
隠蔽力を調べた結果、透光性シートの直線状頂稜と仮想
線とのなす角度が２０〜７９度で交差する状態であると
隠蔽力が増大した。特に、前記角度が２２．５度、１
６．６度、４５度付近で隠蔽力が最大となった。また、
出光面に降した法線方向に対して光の指向性が観察され
た（実施例６）。

【００７１】次にチタンホワイトを含む塗料を、図１８
に示すように導光板上にａが１．１mm、ｂが０．９mmの
間隔を持った仮想線の交点上に円形のドットパタ−ンで
印刷した導光板を用い、導光板の辺と透光性シートの直
線状の頂稜を平行（又は垂直）、即ち、ドットの仮想線
を斜めにして仮想線とシートの直線状頂稜とが２６．６
度となるように配置し、又、導光板の各辺近傍のドット
の被覆率が極端に小さくなる部分において次の条件でド
ットを追加形成した。

【００７２】即ち、周囲のドットの被覆率が５０％の場
所では、単位面積に対する領域面積が７０％の時、単位
面積の３５％を、単位面積に対する領域面積が３０％の
時、単位面積の１５％となるように、さらに、周囲のド
ットの被覆率が７０％の場所では、単位面積に対する領
域面積が７０％の時、単位面積の４９％を、単位面積に
対する領域面積が３０％の時、単位面積の２１％となる
ようにドットを形成した。実施例１と同一の条件で操作
し、導光板の有効発光面積の周辺部近傍（図１４の１７
近傍）における輝度の均一さを調べた。

【００７３】前記したドットの追加形成前の導光板を用
いた場合その部分の輝度は１０００〜１６００cd/m²の
値でバラツキが見られたが、追加形成した導光板におい
ては１６００cd/m²でほぼ一定の輝度を示した（実施例
７）。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一実施態様のバックライトの斜視図

【図２】従来の一実施態様のバックライトの断面図

【図３】従来の一実施態様のバックライトの断面図

【図４】本発明の一実施態様のバックライトの斜視図

【図５】本発明の一実施態様のバックライトの断面図

【図６】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメントに
対する仮想線を例示する図

【図７】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメントに
対する仮想線を例示する図

【図８】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメントに
対する仮想線を例示する図

【図９】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメントに
対する仮想線を例示する図

【図１０】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメント
に対する仮想線を例示する図

【図１１】本発明で用いる透光性シートの面の構造の一
例を示す図

【図１２】本発明で用いる透光性シートの面の構造の他
の例を示す図

【図１３】本発明での透光性シートと導光板の仮想線の
位置の例を示す図

【図１４】本発明で用いる光拡散性エレメントを形成し
た導光板の一例を示す図

【図１５】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメント
の配置の一例を示す図

【図１６】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメント
の配置の一例を示す図

【図１７】本発明で用いる導光板の光拡散性エレメント
の配置の一例を示す図

【符号の説明】

１：導光板２：光拡散シート３：光反射板４：光源５：光源を覆う光反射板６：光拡散性エレメント７：導光板上の仮想直線８：プリズム形状の頂綾９：頂角１０：プリズム形状を持つ透光性シート１１：凸状部の頂綾１２：凸状部の形状を持つ透光性シート１３：光拡散性エレメント（ドット）を中心とした領域１４：導光板の辺１５：隣合う光拡散性エレメントの中心を結ぶ線分１６：隣合う光拡散性エレメントの中心を結ぶ線分の二
等分線１７：導光板の有効発光部分の端部を示す線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一側面端部にこれに近接した線
状光源を有し、線状光源から離れるに従って薄くなる透
光性材料からなる導光板を用い、その出光面の反対側の
広い面に、ドット状又はストライプ状の光拡散性エレメ
ントを形成し、導光板の出光面側に、微細な間隔で直線
状頂稜をもつプリズム又は同凸状部が、前記頂稜がほぼ
平行となる状態で同一面に多数有する透光性材料からな
るシ−トを、前記直線状頂稜が、中心が最短距離で隣合
うドット状の光拡散性エレメントの中心どうしを結ぶ仮
想直線、又は前記ストライプ状の光拡散性エレメントの
中心線どうしを最短距離で結ぶ仮想直線と交差する状態
に１枚以上配置したバックライト。
【請求項２】ドット状の光拡散性エレメントを形成した
導光板を用い、任意のドットを中心としてそれと隣合う
ドットの中心を結ぶ線分の垂直二等分線と導光板の辺と
で囲まれた一つの領域面積が、少なくとも１５％を占め
るとき、その領域内にその領域の近傍における光拡散性
エレメントの被覆率とほぼ同等の被覆率を持つドット状
の光拡散性エレメントを形成した導光板を用いた請求項
１記載のバックライト。
【請求項３】透光性材料からなるシ−トと導光板に形成
した光拡散性エレメントとの距離が線状光源から離れる
に従って徐々に小となるように配置した請求項１記載の
バックライト。
【請求項４】凸状部の頂稜に垂直な断面が、円型の一部
又は楕円型の一部の形状又は波型である透光性材料から
なるシ−トを用いる請求項１〜３いづれか記載のバック
ライト。
【請求項５】シ−トの直線状頂稜と光拡散性エレメント
が形成する仮想直線とが１０〜７０度で交差する状態に
透光性材料からなるシ−トを配置した請求項１〜４いず
れか記載のバックライト。
【請求項６】中心どうしを結ぶ仮想直線が正方形を形成
するドット状の光拡散性エレメントを形成した導光板で
ある請求項１〜５いずれか記載のバックライト。
【請求項７】シ−トの直線状頂稜と仮想直線とが２０〜
７０度で交差する状態に透光性材料からなるシ−トを配
置した請求項６記載のバックライト。
【請求項８】中心どうしを結ぶ仮想直線が正三角形を形
成するドット状の光拡散性エレメントを形成した導光板
である請求項１〜５いずれか記載のバックライト。
【請求項９】シートの直線状頂稜と仮想直線とが１０〜
５０度で交差する状態に透光性材料からなるシ−トを配
置した請求項８記載のバックライト。
【請求項１０】透光性材料からなるシ−トを複数枚用
い、それらの直線状頂稜が、互いに７５〜１１５度で交
差する状態である請求項１〜９いずれか記載のバックラ
イト。
【請求項１１】透光性材料からなるシ−トの直線状頂稜
の隣り合った頂稜どうしの間隔が１０〜１０００μm で
あるシ−トを用いた請求項１〜１０いずれか記載のバッ
クライト。