JPH0876116A - パネル用バックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】透光性材料からなる導光板の側面端部に線状光
源を持ち、導光板の一方の面に光を拡散発光させるパネ
ル用バックライトであって、導光板に形成され突出部の
近傍の光を拡散させる機能がその周囲に比べて大とした
パネル用バックライト 【効果】このパネル用バックライトは、導光板の発光面
側の面積に比較して極めて大きな均一な発光部分が得ら
れるので、小型軽量で均一な面状発光を得るバックライ
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１灯型エッジライト
方式、図３に示すように透光性の導光板の対向する二端
部に線状光源を併設する２灯型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又は図
４に示すように、導光板の一方の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（例えば、この導
光板材料よりも屈折率が大きい光拡散物質を部分的に被
覆する、導光板表面を粗面化する、導光板に穴を開ける
など）、前記導光板の出光面に光拡散板を配し、前記導
光板の出光面の反対側の面を反射板で覆うように配置さ
れたものが多い。

【０００３】このようなバックライトに用いる導光板
は、導光板とバックライトの構成部品（例えば、光拡散
板、光反射板など）や透過型又は半透過型パネルの基板
とを固定するための孔、又は接（溶）着部（固定・保持
部）をその周囲部分に有するのが常である。

【０００４】特に近時、ラップトップ型又はノ−トブッ
ク型パソコンやワ−プロの小型軽量化傾向が著しく、こ
れらの構成要素であるバックライトの小形軽量化が切望
されており、導光板の大きさを、面状発光させる範囲
（光拡散エレメントが導光板上に形成されている範囲を
言い、以下発光部分と記す）の大きさに可能な限り近付
けることがなされている。

【０００５】しかし、導光板は通常バックライトとして
の構成要素（例えば、光拡散板、光反射板）やパネルの
基板とで固定されて用いられることが多く、このための
手段として、ネジ又はリベット等を挿入するための孔、
又は接着あるいは溶着等のための部分が発光部分以外に
必要である。そこで、導光板の周辺部に突出部（例えば
図５中７，８）を形成してこれらの固定に用いているも
のが多い。

【０００６】導光板内に入射した光は導光板内部面で反
射を繰り返し所定の方向に進行するが、前記したような
導光板に突出部が形成されているとその部分に光が進入
し、結果として突出部に近接する発光部分近傍の輝度が
小さくなり、他の部分を含めた導光板発光部分の輝度が
不均一となるばかりでなく、更に発光効率の低下を招く
という問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、強固
に固定できかつ均一な輝度面が得られるエッジライト式
の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】本発明者らは、上述の問
題点につき種々の検討を行った結果、導光板等を固定す
るための機能を持つ導光板の突出部近傍の発光面の光拡
散機能をある条件で変化させることにより、発光域が突
出部に接近しても、発光部分全体の輝度分布が均一なパ
ネル用バックライトとすることが可能なことを見出し
た。

【０００９】即ち本発明は、透光性材料からなる導光板
の側面端部の少なくとも一方に、これに近接して線状光
源を有し、かつ、前記導光板の一方の面に、光を拡散さ
せる機能を有する光拡散エレメントを線状光源から離れ
るに従ってその機能が大となるように形成し、前記導光
板の出光面側に光拡散板を、出光面の反対側の面側に光
反射板を配したパネル用バックライトにおいて、一箇所
以上の突出部を持つ導光板を用い、突出部に近接した導
光板面の光拡散エレメントを、少なくともその周囲近傍
に比較して密に形成した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。本発明の基本的な構成は例えば図１〜４の斜視図、
断面図に示したものと同様である。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。

【００１１】本発明で言う光拡散エレメントは光拡散機
能を持つ要素を意味し、この光拡散機能は導光板のヘー
ズ値を基準として表すことができる。例えば光拡散エレ
メントを形成した導光板のヘ−ズ値が前記光拡散エレメ
ントを形成しない同一の導光板のヘ−ズ値よりも大き
い。尚、ここで言うヘ−ズ値はＪＩＳ−Ｋ７１０５に準
拠して測定したときの値を言う。

【００１２】光拡散エレメントを形成する方法は、導光
板面上に直接ドット状に光拡散物質を印刷するか、導光
板面上を粗面化するか、又、導光板面に小穴を多数設け
るなどで、光拡散機能を光源から離れるに従って密とな
るように形成したものを言い、図中６に示したように、
導光板に光散乱物質を用いて光拡散機能を持たせる場合
は、拡散反射率が大きい顔料（例えばチタニア）を含ん
だ塗料、印刷インキ等を用い、これらをスクリ−ン印刷
等の方法で導光板面上にドット状に印刷する。

【００１３】鏡面ないし光反射板（図中３）は導光板の
出光面の反対側の面のほぼ全面を覆うように配置する
が、更に導光板の線状光源を近接させていない残りの端
面部のほぼ全面もを覆うように配置すると光の利用効率
及び均一な面状発光を得る点で更に良い。

【００１４】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り、本発明ではこの光
拡散板を１枚又は複数枚用る。

【００１５】４は線状光源（棒状光源）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、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。

【００１６】図５に、バックライトとしての構成要素
や、透過型又は半透過型パネルの基板に固定する機能を
発光部分の外に設けた導光板の例を示す。図中７、８は
バックライトの他の構成要素又は、透過型又は半透過型
パネルの基板とネジ又はリベットを挿入して固定するた
めの孔を有する突出部であり、図中９は光拡散エレメン
ト（図中６）を形成した部分即ち発光部分を示す。図中
１０は、突出部の外側（端部面）に設けた反射板を示
す。導光板の側面から突出した突出部においては、導光
板内を進行する光がその形状に由来して複雑となり、そ
の端部面では必要以上に発光することがある。従って、
前記した反射板（図中１０）はこの部分での光の損失を
防止する上で効果的である。この反射板は少なくとも突
出部周囲の端部面の厚さに相当する部分を被覆すればよ
い。

【００１７】図６、図７は、導光板面において突出部に
近接した部分に形成された光拡散エレメントの状態を示
す一実施態様の概略図であり、９が発光部分を示し、本
例では、図６の１１、図７の１２に示した範囲（図中直
線を交差させた部分）で、光拡散機能を他の部分と変化
させている。即ち、その周囲近傍に比べて光拡散機能が
大（光拡散エレメントを密に形成）となるようにするこ
とが本発明では必須である。光拡散エレメントを周囲近
傍に比べて密に形成する際の目安は、（周辺部の輝度値
／暗部の輝度値）×暗部の割合でヘーズ値を大にすれば
良い。

【００１８】上記した突出部近傍の導光板面において他
の部分に比べて光拡散機能を大とする方法は、例えば、
光拡散エレメントの光を拡散させる機能がその周囲近傍
に比べて大となる部分の範囲、即ち、前記突出部の発光
部分に接する辺を底辺として、発光部分の垂直方向に頂
きを持つように形成された山形の内側部分をドット状に
光拡散物質を印刷するか導光板面上を粗面化する方法で
ある。即ち、ドット状に光拡散物質を印刷する場合は、
その単位面積当たりの被覆率（密度）を周囲近傍に比べ
て大にすること、又、粗面化する方法であればその粗面
化の割合を同じく大にすることである。

【００１９】導光板に形成された突出部を中心とした近
傍の、光拡散エレメントを密に形成する導光板面におけ
る部分（図６の１１、図７の１２に示した範囲）の面積
の目安は、突出部（同７、８）の一面の面積の０．５〜
５倍に相当する面積であることが全体の輝度を均一とす
る上で好ましい。又、光拡散エレメントを密に形成する
度合は、導光板に形成された突出部近傍の光拡散エレメ
ントを、少なくともその周囲近傍の密度に比較して、そ
れより大な密度から１．５倍の範囲の密度（被覆率）に
形成することが同じく全体の輝度を均一とする上で好ま
しい。又、線状光源との位置関係により、図６に示すよ
うに突出部の発光部分に接する辺を底辺とみた場合の中
心線上に上記の山形の頂が必ずしも一致するとは限らな
い。

【００２０】尚、本発明において光拡散エレメントを密
にする際、その度合は可能な限り滑らかに連続的に変化
させることが好ましく、光拡散エレメントの存在する周
辺部から序々に密度を増加させることが好ましい（従っ
て、この場合は、導光板の発光部分の、突出部に相対す
る部分のほぼ中央部の密度が最大となる）。

【００２１】本発明は、光拡散板の上面に液晶パネルな
どの透過型又は半透過型表示パネルを設置して使用され
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、導光板の発光面側の面積に比
較して極めて大きな均一な発光部分を得られるので、小
型軽量で均一な面状発光が得られるバックライトとして
使用できる。

【００２３】

【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５に示すような厚さ３mmの長方形導光板（215 mm
×160 mm）の長手の端部に、直径３mmの太さの冷陰極蛍
光管を配置し、導光板に接する部分に３mmのスリットを
持つ筒型アルミ反射器の内面に光拡散フィルムをラミネ
−トしたもので光源を覆い、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。

【００２４】一方、導光板面上（導光板の裏面）に被覆
する光拡散物質（チタンホワイトを含む塗料）は、円形
のドットパタ−ンをスクリ−ン印刷したもので下記の条
件で作成した。光拡散物質の被覆率が、光源側の最小の
地点で６% （ヘ−ズ値で１．８% ）、光源と反対側の導
光板端部の最大の地点で８０% （ヘ−ズ値で５８% ）、
その中間ではこれらの比率を順次増加した値となるよう
に作図した。発光域（発光部分）の大きさは２１３mm×
１５７mmである。

【００２５】さらに、導光板の出光面側に光拡散フィル
ム（辻本電機製作所D-204 ）を１枚配置した。導光板の
入光面と出光面以外の面は光拡散反射板を配置した。導
光板の側面の冷陰極蛍光管に近い部分には、図６に示し
たように導光板を固定するためのネジを挿入するための
直径２．５mmの孔が開けられた幅５．３mm、長さ５mmの
突出部が設けられている。また、冷陰極蛍光管の反対側
の導光板端部には、幅１０mm、長さ５mmの同様の突出部
が設けられている。導光板の端部より発光部分までの距
離は約１mmとした。

【００２６】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）により視野角０．２度、出光面
に降した法線方向に対して、出光面から輝度計（アタッ
チメントレンズ先端）までの距離１２mmで図８中１３方
向及び１４方向で測定した結果を図９（ａ）に示した
（縦軸は輝度…相対値、横軸は矢印方向の距離を示す。
図中点線は全体の平均輝度を示す）。このときの面状発
光の状態を目視により観察したところ図８中１１の部分
の輝度はその回りの発光部分（図中９）に比べて低下し
た状態であった（比較例）。

【００２７】次に図８中１１の部分の光拡散機能がその
周囲近傍に比べて大となるように、即ち、導光板面上に
被覆する光拡散物質のドットの直径を１０〜２５０μm
の範囲で変化させて、この部分の被覆率を１２〜２０%
（ヘーズ値２．９〜６．３%）とした以外は比較例と同
一の装置、条件で操作し測定した結果を図９（ｂ）に示
した（縦軸は輝度…相対値、横軸は矢印方向の距離を示
す。図中点線は全体の平均輝度を示す）。尚、光拡散機
能を変化させた部分の面積は、ほぼ突出部（図中７…但
し孔の部分の面積も含む）の面積と同じとした。又、図
８中１１の部分以外の部分の被覆率は１２% 前後であっ
た。さらに、図７で示した導光板の光源から最も遠い端
部の突出部（図中８）に対応する部分（図中１２）につ
いても同様の結果が得られた。尚、この場合、突出部の
外側に反射板（図中１０）を設け、被覆率を７８% とし
た（図中１２以外の部分の被覆率は７８〜１００% …ヘ
ーズ値で５７〜９０% ）。又、このときの面状発光の状
態は目視で観察した結果均一な面状発光の状態であった
（実施例）。

【図面の簡単な説明】

【図１】１灯型エッジライト方式のバックライトの１例
を示す斜視図

【図２】１灯型エッジライト方式のバックライトの１例
を示す断面図

【図３】２灯型エッジライト方式のバックライトの１例
を示す斜視図

【図４】２灯型エッジライト方式のバックライトの１例
を示す断面図

【図５】突出部を持つ導光板を示す図

【図６】突出部に近接する導光板面の光拡散エレメント
の状態を示す図

【図７】突出部に近接する導光板面の光拡散エレメント
の状態を示す図

【図８】突出部に近接する導光板面の光拡散エレメント
の状態を示す図

【図９】導光板面の輝度を示す図

【符号の説明】

１：導光板 ２：光拡散板 ３：光反射板 ４：線状光源 ５：光反射器 ６：光拡散エレメント ７：接（溶）着用の突出部 ８：接（溶）着用の突出部 ９：発光部分 １０：突出部の外側に設けた反射板 １１：光拡散機能がその周囲近傍に比べて大とした範囲 １２：光拡散機能がその周囲近傍に比べて大とした範囲 １３：輝度測定方向 １４：輝度測定方向

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性材料からなる導光板の側面端部の少
   なくとも一方に、これに近接して線状光源を有し、か
   つ、前記導光板の一方の面に、光を拡散させる機能を有
   する光拡散エレメントを線状光源から離れるに従ってそ
   の機能が大となるように形成し、前記導光板の出光面側
   に光拡散板を、出光面の反対側の面側に光反射板を配し
   たパネル用バックライトにおいて、一箇所以上の突出部
   を持つ導光板を用い、突出部に近接した導光板面の光拡
   散エレメントを、少なくともその周囲近傍の光拡散エレ
   メントに比較して密に形成したパネル用バックライト。
2. 【請求項２】導光板の突出部が導光板を固定する機能を
   持つものである請求項１記載のバックライト。
3. 【請求項３】導光板に形成された突出部近傍の、光拡散
   エレメントを密に形成した導光板面における面積が、突
   出部の一面の表面積の０．５〜５倍に相当するものであ
   る請求項１又は２記載のバックライト。
4. 【請求項４】導光板に形成された突出部近傍の光拡散エ
   レメントを、少なくともその周囲近傍の密度より大きく
   １．５倍以下の範囲の密度に形成した請求項１〜３いづ
   れか記載のパネル用バックライト。
5. 【請求項５】導光板の少なくとも突出部の端部面を光反
   射板で被覆した請求項１〜４いづれか記載のパネル用バ
   ックライト。
6. 【請求項６】光拡散エレメントが、光拡散性を持つドッ
   ト状物、粗面、小孔から選ばれるものである請求項１〜
   ５記載のバックライト。