JPH0968708A - 面光源体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】面全体の発光の均一化及び薄型化並びに液晶表
示素子の長寿命化を実現できる高性能な面光源体を提供
する。 【解決手段】 冷陰極管および導光部からなる面光源体
において、冷陰極管１の少なくとも側周面全体が、１．
４〜１．６の屈折率を有する導光部２により密に囲繞さ
れてなる面光源体を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノート型やラップ
トップ型などのパーソナルコンピューターやワードプロ
セッサー、及び携帯用液晶テレビジョン、携帯用ゲーム
機やカー・ナビゲーションなどの液晶表示装置、プラズ
マディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイな
どに用いられる表示装置を構成する面光源体（通称、面
光源モジュールという。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶などの表示装置の薄型化、軽
量化、高性能化、表示装置加工費の低コスト化が進んで
いる。液晶などの表示装置は、ブラウン管表示装置など
の従来の電子発光型表示装置に比べて薄型であることか
ら、携帯用の表示装置として広く用いられるようになっ
てきた。このような液晶などの表示装置（以下、液晶表
示装置で代表する）は、背面照明機構を持つものが多く
なっている。液晶表示装置の背面照射手段（バックライ
ト装置）としては、その光源に冷陰極管や熱陰極管など
の陰極管型の蛍光管を用いたものや、エレクトロルミネ
ッセンス（以下、ＥＬと略称する）を用いたものや、発
光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）を用いたもの
などがある。これらの中で、ＥＬは寿命が短いうえ、輝
度も十分ではなく、ＬＥＤは寿命は長いものの十分な輝
度は得られず、所定の面全体を均一に発光できない不利
がある。このため、現在は蛍光管、特に冷陰極管を光源
にした面光源体が多用されている。

【０００３】この蛍光管を用いた面光源体には、直管形
状の蛍光管を液晶表示装置を構成する導光板の直下に複
数本並べたり、Ｕ字やＷ字管形状の蛍光管を導光板の直
下に配置したり、あるいは図８に示すように両端に光反
射シート２３，２３’を備えた枠状スペーサー２０に嵌
め込まれた冷陰極管である蛍光管２１の上部に光拡散シ
ート２５およびプリズムシート２６を重ねた構成の、い
わゆる直下方式のものと、図９（ａ）および（ｂ）に示
すように、光透過性の良い素材から予め成形された導光
板２２の２辺または１辺の側面に隣接して直管型の蛍光
管２１を配置し、その下面にグラデーション状に光散乱
層２４を設け、さらに当該導光板２２の側面端部と、下
面とを覆う光反射シート３３，３３’と、さらに必要に
応じて導光板２２の上面に光拡散シート２５やプリズム
シート２６を設けた、いわゆるエッジライト方式の２つ
の方式のものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
直下方式の面光源体は、光の利用効率が大きく、高輝度
が得られるという利点がある反面、面全体を均一な輝度
で発光できないという不利があり、また液晶表示素子
は、熱に弱いため、これを組み込んだ液晶表示装置は、
長期間の使用ができないという問題があった。また、蛍
光管の上部に導光板とＬＣＤ（液晶表示体）などを重ね
た構成であるため、薄型化が困難であるという不利もあ
った。

【０００５】一方、上記従来のエッジライト方式の面光
源体は、直管型蛍光管から発せられた光が、近接する導
光板の側面端部から入射する。仮に導光板に反射板や光
散乱層を設けない場合には、入射された光の大半は対向
する他の辺の導光板側面端部へ向かって直進し、そこか
ら光出射するが、空気中には見えない埃や塵などが存在
するため、光は拡散し導光板の上面、下面のあらゆる方
向に進む。

【０００６】そこで、反射板を前記のように設けること
により光出射が導光板の上面方向のみに限定されるが、
このようにしても導光板の上面全体が均一に照光され
ず、導光板の光を入射した側面端部近傍ほど明るく、逆
に遠くなるにつれて暗くなる傾向がある。このため導光
板の下面（反射板の上方）にグラデーション状の光散乱
層２４を設けることにより（導光板の光を入射した側面
端部より距離が遠くなるにつれて光散乱部の面積が増大
するようなグラデーション状の光散乱層が一般的とされ
る。）導光板上面が一様に照光されるようにし、また輝
度をより均一化するために導光板上面、つまり光出射面
近傍に光拡散シート２５や、光出射面の法線方向に出射
光を集光するためのプリズムシート２６を設けているの
である。

【０００７】しかしながら、このようなエッジライト方
式の面光源体は、蛍光管が導光板の側面に隣接して配置
し、例えば粘着テープ等の固定手段により固定されてい
るが、部品点数が多いことから、組み込みが煩雑であ
り、また蛍光管部と導光板側面端部との間には空間があ
り、この間の空気が光の導光板側面端部の入射効率を悪
くするという不利があった。

【０００８】また光ファイバーの光の伝播に見られるよ
うに、反射などを繰り返して媒体中を進んでいく過程
で、光エネルギーの一部が熱エネルギーに変わっていく
ため、僅かずつ光エネルギー自体は減衰するものとされ
ていることから、従来より用いられている面光源体の導
光板は、導光性が比較的よいアクリルやポリカーボネー
ト製であり、これらの屈折率はアクリルであれば、１．
４９で、ポリカーボネートであれば１．５９であるにも
かかわらず、導光板と蛍光管との空間に空気を有し、そ
の空気の屈折率は１．００であるため、光エネルギーを
損失してしまうという不利があった。さらに、このエッ
ジライト方式の面光源体を組み込んだ機器は、面発光す
る部分のスペースに加え、発光管を収納するスペースが
別に必要となり、寸法的にも小型化は難しかった。

【０００９】したがって、本発明は、前記従来の問題点
に鑑み、面全体の発光の均一化及び薄型化並びに液晶表
示素子の長寿命化を実現することができる高性能な面光
源体を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、発光管として
冷陰極管を用い、これと導光部を一体化させて得られる
良好な面光源体を見出し本発明を完成させた。すなわち
本発明は、冷陰極管および導光部からなる面光源体にお
いて、冷陰極管の少なくとも側周面全体が、１．４〜
１．６の屈折率を有する導光部により密に囲繞されてな
る面光源体を要旨とするものであり、特に上記冷陰極管
がその外表面に、１．４〜１．６の屈折率を有するオイ
ル層またはグリース層を有するものであることを好適と
しており、さらに上記冷陰極管が面光源体の中央部に配
置されていることを好適としている。

【００１１】以下、本発明の面光源体について具体的に
説明する。図１は、本発明の面光源体の一例を示す説明
図である。この図から明らかなように本発明の面光源体
は、冷陰極管１の少なくとも側周面全体が、特定の屈折
率を有する導光部２によって囲繞されてなるものであ
る。上記面光源体の側周面には、光反射シート３、下面
には光散乱層４および光反射シート３’、上面には光拡
散シート５およびプリズムシート６が必要に応じて一体
に取り付けられている。

【００１２】本発明を構成する発光源である冷陰極管１
は、管径を他の種類の陰極管に比べて細く製造すること
ができ、連続発光時間も１万時間以上であるために好ま
しい。上記冷陰極管の管径は面光源体の薄型化や、冷陰
極管自体への乱反射による光エネルギー損失防止を考慮
すると細い方がよく、具体的には、直径２〜３ｍｍ程度
のものが好ましく採用される。この冷陰極管の長さには
特に制限はないが、有効発光長が導光部とほぼ同じもの
を選択すればよい。また、冷陰極管の材質は一般的には
硝子などが用いられるが、後述する導光部を構成するも
のと同じ素材としてもよい。上記のような冷陰極管は、
強い電場をかけるだけで発光するため、フィラメント電
球などの発光管のように発熱して高温状態にはならず、
冷陰極管を密に囲繞している導光部が膨張したり変形し
たりすることがないことから導光部自体も長寿命化でき
るし、また熱の影響を受けやすい液晶表示素子の寿命も
長くすることができるので、発光管の中でも優れた特性
を有しており、採用される。

【００１３】次に本発明の面光源体を構成する導光部２
の素材は、通常用いられている導光板の素材と同様の性
能を持つものであればよく、特に光透過率８７％以上
で、屈折率が１．４〜１．６のものが好ましい。このよ
うな素材としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭ
ＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（ＣＲ
−３９）、ＰＶＣ、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ポリシクロヘ
キシルメタクリレート（ＰＣＨＭＡ）、ポリ４−メチル
ペンテン−１（ＴＰＸ）、アクリルシロップ、不飽和ポ
リエステルなどや、ジメチルジフェニルシリコーン樹
脂、メチルフェニルシリコーン樹脂、その他ジメチルシ
ロキサンからなるシリコーン樹脂などから選ばれたもの
が挙げられる。

【００１４】上記導光部は、ショアＤ硬度が３５度より
も低いと、冷陰極管を埋め込んだ面光源体としての剛性
が不足しやすいため、表示装置としての組み立て時に冷
陰極管を破損してしまう虞れがあるなど、取扱いに不都
合が生じる可能性もあるし、またショアＤ硬度が８０度
よりも高いと、組み立て時に必要な剛性は十分である
が、面光源体として後加工等が必要になった場合に、加
工がしにくいという問題が生じやすいことからショアＤ
硬度が３５〜８０度の範囲のものがより好ましく選択さ
れる。

【００１５】また、注型成形（キャスティング）に代表
される、低圧成形可能な樹脂を選択すれば面光源体の成
形時に冷陰極管を損傷することがないので、この場合に
はジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂
（ＣＲ−３９）、アクリル樹脂シロップ、不飽和ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂などを用いればよい。

【００１６】上記で例示された導光部の屈折率は、１．
４〜１．６の範囲とすることが重要であって、この屈折
率が１．４未満であると、導光部内を光が全反射して進
んでいく許容角度範囲が狭くなるため、導光部の隅々ま
で光が進みにくくなり、均一な面光源とすることができ
なくなるという不都合があり、１．６より大きいと、光
は導光部内を進みやすくなるが、光出射面から光が出に
くくなってしまうという不都合がある。また、導光部の
厚さは、少なくとも冷陰極管の管径よりも厚いものであ
ることが要求される。具体的には導光部の設定厚みは管
径の１．３〜５倍であり、面光源体の断面における冷陰
極管の埋設位置（ここでは冷陰極管の軸方向に対して平
行な断面を指す。）は導光部により密接・囲繞されてい
る限り任意であるが、例えば図２（ａ）に示すように面
光源体の厚さ方向の中央位置に冷陰極管１を設けたも
の、図２（ｂ）のように面光源体の上方位置に冷陰極管
１を設けたもの、図２（ｃ）のように面光源体の下方位
置に冷陰極管１を設けたもの、図２（ｄ）のように面光
源体の導光部２中で冷陰極管１が厚さ方向において、封
止部１２から電極部１３に傾斜しているもの、またその
逆に電極部から封止部に傾斜しているもの（図示せず）
などが挙げられる。中でも光の有効活用の点から面光源
体の厚さ方向における中央もしくは上方に位置した図２
（ａ）および（ｂ）のものが好ましく採用される。

【００１７】冷陰極管の導光部に対する平面埋設位置に
ついても特に制限されるものではなく、例えば図３に示
すように、冷陰極管１と導光部２からなる面光源体の中
央部に冷陰極管１を配置してもよいし、図示はしない
が、面光源体中の端部に配置してもよいが、面光源体の
中央部に設けた態様のものでは、発光効率に優れること
から消費電力が小さくても高輝度が得られるので特に好
ましい。本発明に用いられる冷陰極管１の形状は、一般
的には直管型であるが、図４（ａ）に示すようなＵ字管
であったり、あるいは図４（ｂ）に示すようなＷ字管で
あってもよい。また冷陰極管の本数には制限はないが、
多いほどコストが高くなるため一本もしくは二本が実用
的である。

【００１８】本発明の面光源体の厚みは必ずしも均一で
ある必要はない。特に、面光源体側断面（直管型冷陰極
管の軸方向に直交する断面。）については、図５（ａ）
に示すように均一であってもかまわないし、図５（ｂ）
のように冷陰極管１から遠ざかるにつれて厚さを薄くし
たくさび形でも差し支えない。また冷陰極管１を導光部
２の両端部に二本設ける場合は、図５（ｃ）に示すよう
に両端部が厚く中央部が薄い逆凹形としてもよいし、図
５（ｄ）のように冷陰極管１を中央に一本設ける場合は
両端部が薄く、中央部が厚い逆凸形としてもよい。な
お、面光源体の側断面がくさび形、逆凹形、逆凸形など
のものは均一な厚さの面光源体に比べ軽量化が容易であ
る。さらに、面光源体の導光部外表面に様々な模様を形
成したり、鏡面としたりしてもよい。

【００１９】本発明の面光源体は、冷陰極管部の少なく
とも側周面全体を透光性樹脂からなる導光部により密に
囲繞されていることが重要であるが、ここでの冷陰極管
部の側周面全体とは、冷陰極管の有効発光長部の周囲の
全面を指す。なお、冷陰極管の有効発光長部と封止部や
電極部との境は明確に区分けし難いため、少なくとも実
質的には発光する部分は、透光性樹脂からなる導光部に
より密に囲繞されるものとすればよい。

【００２０】冷陰極管の有効発光長部を密に囲繞すると
は、間隙を有せず、実質上均一の屈折率、均一の透光率
を持つ樹脂が冷陰極管を密に覆っている状態を指すもの
である。したがって、導光部２を形成する透光性樹脂が
直接、冷陰極管１の発光長部に密接する図６（ａ）の態
様でもよいし、当該透光性樹脂とほぼ同等の屈折率、ほ
ぼ同等の透光率を有するオイル層またはグリース層７を
冷陰極管１の発光長部と透光性樹脂層の間に設けた図６
（ｂ）のものでもよい。

【００２１】このようにオイル層またはグリース層を設
けることにより、成形時並びに使用中における冷陰極管
と導光部とに熱収縮率の差がある場合には、その緩衝性
を向上させる役目を果たすことができる。ただし、この
場合も冷陰極管とオイル層またはグリース層、導光部と
オイル層またはグリース層の間に空気層など、屈折率が
大きく異なる層が生じないようにしなければならない。
このオイル層またはグリース層は、上記したように導光
部とほぼ同等の屈折率を有することが必要であって、屈
折率が１．４〜１．６の範囲とする。この範囲が１．４
より小さいと、導光部との界面での反射等による光の損
失が生じるという問題があり、１．６より大きいと、オ
イル層またはグリース層内で、光の全反射が起き、光の
損失が生じるという問題があるので好ましくない。オイ
ル層またはグリース層を設ける場合においても、できる
だけ薄く設けることが望ましく、２００μｍ以下、より
好ましくは１００μｍ以下とすれば導光部とオイル層ま
たはグリース層を総じての透光性低下がない。なお、オ
イル層またはグリース層ではなく、ゲル層を形成する場
合には、１００μｍ以下の厚みで、しかも均一形成可能
なものであれば用いることができる。

【００２２】このオイル層の材質としては、リノール酸
オイル、シリコーンオイルなどが挙げられる。また導光
部の大半を形成する透光性樹脂材料から硬化剤を除いた
ものなども挙げられる。上記グリース層の材質として
は、シリコーン系グリースが主に例示される。上記各層
を形成するオイルまたはグリースの粘度は、１０ｃＳｔ
〜１００万ｃＳｔの範囲であることがより好ましい。こ
の粘度が１０ｃＳｔより小さいと、加工の途中で、重力
等の影響で冷陰極管全体に留まりにくく、下方にたれて
しまう虞れがあり、粘度が１００万ｃＳｔより大きい
と、加工工程において気泡が生じたり、充分に熱収縮に
よる変形防止ができない虞れがあるので、あまり好まし
くない。また、各層を形成するオイルまたはグリースの
要求される特性としては、少なくとも加工時や使用時の
熱で揮発したり、劣化したりしない沸点と耐熱性を持ち
合わせている点、導光部を形成している透光性樹脂と化
学的な反応を起こさない点、また化学的な反応が起きた
としても透光率や屈折率に変化が生じない点などに注意
して適宜選択使用する。

【００２３】本発明の面光源体において、導光部を構成
する透光性樹脂が、直接冷陰極管の発光部を密接する態
様のものとしたい場合には、冷陰極管自体の材質を導光
部を形成する透光性樹脂と同じ、もしくは当該透光性樹
脂と同等の熱収縮率を有するものとすることが望まし
い。これは本発明の面光源体の製造過程の加熱硬化時に
冷陰極管と導光部を構成する透光性樹脂との熱収縮差に
より、実用上はさほど問題にはならないものの冷陰極管
にやや変形（すなわち面光源体の変形）を生じる虞れが
あるためで、これらの問題の解消のためには更に、冷陰
極管の管厚を既製のものよりも厚いものとしたり、管の
素材を耐熱性に優れたものとすればより好ましい。

【００２４】本発明の面光源体の導光部側面端部は、通
常凸曲面形状に形成されている。これに対し、従来の面
光源体では導光板端部自体は平面形状に成形されてお
り、その導光板端部に別部材としてアルミニウムシート
に代表されるフレキシブルな光反射シートが連接配置さ
れていた。具体的には、エッジライト方式の面光源体の
場合は、導光板側面端部に発光管が隣接配置され、その
発光管を外側から反射シートがＵ字状に覆うように配置
されていた。この光反射シートは形成する曲面が剛体で
サポートされていないため容易に変形しやすく、歪みや
撓みが曲面部分に生じるため、これが発光管から照射さ
れる光を不規則に乱反射させ、面光源体の光出射面の発
光むらの一因となっていた。しかし本発明の面光源体の
場合は、凸曲面形状が金型内で剛性を持つ樹脂で形成さ
れるため、球面形状、楕円形状、放物線形状等、形成し
たい形状を自由に形成することができ、その精度も±数
μｍ単位で制御することができる。

【００２５】上記凸曲面部には、光反射機能が付与され
ていることが必要であるため、光反射率の高い素材を設
ければよい。例えばアルミニウム製光反射シートを凸曲
面形状に沿って透明なプライマーを介して貼り付けた
り、金型中で導光部形成時に一体成形したりして（具体
的には型内転写法）設けてもよい。さらには、その部分
にアルミニウム、銀などをインゴットとして蒸着やスパ
ッタリングを行い、光反射面を形成してもよい。なお、
反射機能を有する凸曲面部の配置は少なくとも冷陰極管
近傍の側面端部と、当該側面部の対向辺の側面端部に設
ければよい。更には、その他二辺の側面端部にも反射機
能を有する凸曲面部を設けると一層好ましい。なお、光
反射層は板状の導光部の下面には必ず設けなければなら
ないが、その場合の形成方法も同様である。

【００２６】また、従来のものと同様に、必要に応じ
て、本発明の面光源体の導光部の下面と光反射層の間に
光散乱層を設け、効率よく光を上面全体に進める工夫を
行ってもよい。光散乱層の形成も光散乱フィルムをプラ
イマーを介して貼り付けて設けてもよいし、印刷や型内
転写法などで設ければよい。さらに本発明の面光源体の
上面にプリズムシートを積層して用い、更に均一に面光
源体から照射される光を均一化してもよい。

【００２７】次に、本発明の面光源体の代表的な製造方
法について説明する。図７に示すように、まず金型は少
なくとも二つ以上に分離可能なものを用いるが、得られ
る面光源体に対して面方向に二つに分割されるものを用
いればよい。この金型８には透光性樹脂が充填されるべ
き導光部形成用空隙部１４が存在する。ここで用いる金
型は空隙部１４のほぼ中間位置で分割可能なものとすれ
ばよい。導光部形成用空隙部の両端部位置には冷陰極管
１の封止部１３や電極部１２をガイドする手段を有して
いなければならない。封止部や電極部を破損させないた
め、これらの部位が埋め込み可能な形状の耐熱性のスポ
ンジなどが予め埋設されていればよい。図７（ａ）に示
すように、この封止部ガイド１０及び、電極部ガイド１
１に冷陰極管１を固定し、図７（ｂ）のように金型８’
を閉じ任意の場所に設けられた液状樹脂注入口９より透
光性樹脂を所定容積注入し、加熱硬化すればよい。ま
た、液状樹脂注入時に金型内を減圧状態にして管との界
面の脱泡を行うと一層好ましい。液状樹脂注入口９の位
置は任意であるが、面光源体の側面端部を形成する金型
部位から注入するようにすればモールドマークが目立た
ず好ましい。

【００２８】なお、このようなキャスティング法で製造
すれば、冷陰極管が破損することがなく好ましいが、耐
久性のある冷陰極管を用いた場合などは、射出成形法や
圧縮成形法などで成形してもよい。最後に所定の硬化時
間経過後に金型を開き成形体を取り出せばよいが、この
時にばりの発生や一部に変形などが見られた場合は、バ
リ部や変形部分を除去する切断加工や切削加工を施して
もよい。また、冷陰極管にオイル層またはグリース層が
直接密接する態様の面光源体を得たい場合には、予めオ
イルまたはグリースを冷陰極管に塗布しておくのがよ
い。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、下
記の実施例及び比較例を挙げて説明する。 （実施例１）蛍光管構成用の部材としてジフェニルシリ
コーン樹脂を用いて、管径φ３．０ｍｍ、長さ２５０ｍ
ｍの冷陰極管を作成した。この冷陰極管を２つに分割可
能なキャスティング用金型を用いて、一方の金型の所定
の場所に配置した。なお、位置決めは封止部と電極部を
金型に設けたガイド溝に固定することにより行なった。

【００３０】次に、金型を閉じ合わせ、１００℃に加熱
後、所定の液状樹脂注入口からジフェニルシリコーン樹
脂１００重量部に、硬化剤０．５重量部を均一に分散し
てなる液状樹脂を所定量充填した。硬化時間が１０分経
過したところで金型を開き、以下の仕様の冷陰極管一体
型の導光部材（屈折率１．５２）を得た。

【００３１】・板状導光部材のサイズ：２３０ｍｍ×１
９０ｍｍ×４ｍｍ（側面端部はＲ２の凸曲面である。） ・冷陰極管は導光部の一方の長辺端部から５ｍｍの位置
に、厚み方向に対し中央位置に配置されている。 ・封止部、電極部は導光部の短辺端部からそれぞれ１０
ｍｍ露出している。

【００３２】次に、この冷陰極管一体型の導光部材の一
方の面にスクリーン印刷により光散乱層を形成した。な
お、この光散乱層は冷陰極管からの距離が遠くなるにつ
れて面積が少なくなるグラデーション状とした。

【００３３】また、光反射シート・レフホワイトＲＷ１
８８（（株）きもと製商品名）を当該冷陰極管一体型の
導光部材の光散乱層の下面と導光部材の二辺の側面端部
（封止部、電極部が露出していない二辺）に数箇所を透
明な接着剤で貼りつけた。

【００３４】さらに、光出射面（反射シートを配置して
いない面）上に光拡散シート・ライトアップ１００Ｓ
（（株）きもと製商品名）、プリズムシート・レンズフ
ィルムＢＦＦ−１００（住友スリーエム（株）製商品
名）の順序で積層し（接着等の固定はしていない。）、
面光源体を得た。

【００３５】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
５倍の光量減衰に留まった。さらにこの光出射面上のプ
リズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付け、４０時
間連続点灯させて温度の上昇を確認したところ（試験は
２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所による温度差は
なく温度上昇も２〜５℃程度であったため、この面光源
体が組み込まれる液晶表示体への影響はないと判断され
る。また冷陰極管もすでに導光部に一体化されているた
め表示装置内への組み込みも容易であった。さらに液晶
表示装置自体も５ｍｍ程度ダウンサイジング可能であっ
た。

【００３６】（実施例２）実施例１で用いた金型を使用
し、発光管は冷陰極管で材質がφ３．０ｍｍの冷陰極管
（ハリソン電機（株）製）を用い、冷陰極管の発光管に
シリコーングリース（屈折率１．５１）を均一に８０μ
ｍ塗布した。この冷陰極管を金型の所定の場所にインサ
ートし、金型を閉じ合わせた後、ジメチルシロキサンか
らなるシリコーン樹脂１００重量部に、硬化剤５重量部
を分散させた液状樹脂を充填し、硬化湿度１００℃，硬
化時間１０分の条件で硬化させ、冷陰極管が一体化され
た導光部材（屈折率１．５１）を得た。これに実施例１
と同様の加工を施し、光散乱層、反射シート、プリズム
シート、光拡散シートを設け面光源体を得た。

【００３７】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
４５倍の光量減衰に留まった。さらにこの光出射面上の
プリズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付け、４０
時間連続点灯させて温度の上昇を確認したところ（試験
は２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所による温度差
はなく温度上昇も２〜５℃程度であったため、この面光
源体が組み込まれる液晶表示への影響はないと判断し
た。また冷陰極管もすでに導光部に一体化されているた
め表示装置内への組み込みも容易であった。

【００３８】（実施例３）キャスティング用金型にリノ
ール酸オイルを１５μｍの厚さで塗布した。次に、φ
２．６ｍｍ、長さ２４０ｍｍの冷陰極管（ハリソン電機
（株）製）をこの金型内にインサートした。金型を閉
じ、所定の液状樹脂注入口からアクリルシロップ・エス
ターＭＣ−１００７（三井東圧化学（株）製商品名）１
００重量部に対して、硬化触媒パーキュアＨＯ（日本油
脂（株）製商品名）１重量部と硬化触媒パーロイルＴＣ
Ｐ（日本油脂（株）製商品名）０．５重量部を添加して
なる液状樹脂を準備した。

【００３９】まず金型を６０℃に加熱し、準備した液状
樹脂を注入口より注入した。３０分その温度を保持した
後に、その温度から２℃／１分の上昇温度で３０分後に
金型温度が１２０℃となるように昇温し、さらに１２０
℃となった所で１０分間その温度を保持させた。金型を
開いて成形体を取り出したところ、下記のような仕様の
冷陰極管一体型の導光部材（屈折率１．４９）を得た。

【００４０】・板状導光部材のサイズ：２３０ｍｍ×１
９０ｍｍ×４ｍｍ（側面端部はＲ２の凸曲面である。） ・冷陰極管は導光部の一方の長辺端部間の中央位置、厚
み方向に対しても中央位置に配置されている。 ・封止部、電極部は導光部の短辺端部からそれぞれ５ｍ
ｍ露出している。

【００４１】次に、この冷陰極管一体型の導光部材の一
方の面にスクリーン印刷により光散乱層を形成した。な
お、この光散乱層は冷陰極管からの距離が遠くなるにつ
れて面積が少なくなるグラデーション状とした。（中心
線上が光拡散層が多い。）

【００４２】さらに、この冷陰極管一体型の導光部材の
下面及び、四辺の側面端部（封止部、電極部のみを露
出、それ以外の側面端部のこと）に光反射シート・レフ
ホワイトＲＷ１８８（同前）を貼り付けた。さらに光出
射面上に、プラズムシート、光拡散シートを順番に積層
し面光源体を得た。

【００４３】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
６５倍の光量減衰に留まった。さらにこの光出射面上の
プリズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付け、４０
時間連続点灯させて温度の上昇を確認したところ（試験
は２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所による温度差
はなく温度上昇も２〜５℃程度であったため、この面光
源体が組み込まれる液晶表示体への影響はないと判断し
た。また冷陰極管もすでに導光部に一体化されているた
め表示装置内への組み込みも容易であった。さらに液晶
表示装置自体も５ｍｍ程度ダウンサイジング可能であっ
た。

【００４４】（実施例４）ポリエステルシート（３０μ
ｍ厚）上に中心線上部は光拡散部が多く、両サイドにな
るほど光拡散部が少なくなる印刷を白色のウレタン系塗
料で施したシートを準備した。

【００４５】次にキャスティング用金型に前述のポリエ
ステルシートを印刷面が上向きとなるように配置した
（位置決めはガイドピンを利用した）。さらにリノール
酸オイルを１５μｍの厚さで塗布した。この金型内にφ
２．６ｍｍ、長さ２４０ｍｍの冷陰極管（ハリソン電機
（株）製）をインサートした。金型を閉じ、所定の液状
樹脂注入口からアクリルシロップ・エスターＭＣ−１０
０７（同前）１００重量部に対して、硬化触媒パーキュ
アＨＯ（同前）１重量部と硬化触媒パーロイルＴＣＰ
（同前）０．５重量部を添加してなる液状樹脂を準備し
た。

【００４６】まず金型を６０℃に加熱し、準備した液状
樹脂を注入口より注入した。３０分その温度を保持した
後に、その温度から２℃／１分の上昇温度で３０分後に
金型温度が１２０℃となるように昇温し、１２０℃とな
った所で１０分間その温度を保持させた。金型を開いて
成形体を取り出したところ、下記のような仕様の冷陰極
管一体型の導光部材（屈折率１．４９）を得た。

【００４７】・板状導光部材のサイズ：２３０ｍｍ×１
９０ｍｍ、ｔは短辺方向の中央で４ｍｍ、両側面端部で
１．５ｍｍとなるように徐々に両サイドが薄くなってい
る。光出射面は平面であるため概ね逆三角形状である。
（側面端部はＲ０．７５の凸曲面である。） ・冷陰極管は導光部の一方の長辺端部間の中央位置、厚
み方向に対しても中央位置に配置されている。 ・封止部、電極部は導光部の短辺端部からそれぞれ５ｍ
ｍ露出している。

【００４８】次に、この冷陰極管一体型の導光部材の下
面及び、四辺の側面端部（封止部、電極部のみを露出、
それ以外の側面端部のこと）に光反射シート・レフホワ
イトＲＷ１８８（同前）を貼り付けた。さらに、光出射
面上に、プラズムシート、光拡散シートを順番に積層し
面光源体を得た。

【００４９】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
７倍の光量減衰に留まった。さらにその光出射面上のプ
リズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付け、４０時
間連続点灯させて温度の上昇を確認したところ（試験は
２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所による温度差は
なく温度上昇も２〜５℃程度であったため、この面光源
体が組み込まれる液晶表示体への影響はないと判断し
た。また冷陰極管もすでに導光部に一体化されているた
め表示装置内への組み込みも容易であった。さらに液晶
表示装置自体も５ｍｍ程度ダウンサイジング可能であっ
た。また、この面光源体は実施例３のものに比べて２％
の軽量化が実現できた。

【００５０】（比較例１）実施例３と同じ原料、同じ成
形条件で、以下の仕様のシート状導光部材（屈折率１．
４９）を得た（但し、冷陰極管はインサートしている
が、一体化させてはいない）。 ・板状導光部材のサイズ：２３０ｍｍ×１９０ｍｍ×４
ｍｍ（特に、側面端部にＲは設けない。） 板状導光部材の一面に光散乱層を実施例１と同様に設け
た。

【００５１】次に、当該導光部材の一方の長辺に約２ｍ
ｍの間隔を置いて、φ２．６ｍｍ、長さ２４０ｍｍの冷
陰極管を設置した。さらに光反射シート・レフホワイト
ＲＷ１８８（同前）を直径φ１０ｍｍの円柱体に巻き付
け、Ｒ形状を保持させ、これを冷陰極管のほぼ半周面の
周囲及び、反射側の導光部材側面端部に配置した。また
同反射シートを光散乱層の下面にも設けた。この導光部
材の光出射面上に光拡散シート、プリズムシートを順次
積層し、エッジライト方式の面光源体を得た。

【００５２】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
３５倍の光量減衰が生じてしまった。さらにこの光出射
面上のプリズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付
け、４０時間連続点灯させて温度の上昇を確認したとこ
ろ（試験は２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所によ
る温度差はなく温度上昇も２〜５℃程度であったため、
この面光源体が組み込まれる液晶表示体への影響はない
と判断した。液晶表示装置は、実施例３のものと比べる
と６ｍｍ程度大きいものとなった。

【００５３】（比較例２）外寸２４０ｍｍ×２００ｍｍ
×６ｍｍの板の内側に１００ｍｍ×１８０ｍｍ×６ｍｍ
の孔が均等位置に二つ設けられた枠状のスペーサー（図
７参照。材質はポリカーボネート）の二つの孔の中央部
のそれぞれに、φ２．６ｍｍ、長さ２４０ｍｍの冷陰極
管（ハリソン電機（株））を組み込むとともに、枠状の
スペーサーの４辺外周及び、底面に反射シートを設け
た。枠状スペーサーの上面の光出射面上に光拡散シート
とプリズムシートを載置し、直下型方式の面光源体を得
た。

【００５４】この状態で、二本の冷陰極管を同時に発光
させたところ、当該面光源体の光出射面は均一に照光さ
れており、その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの
場合の０．９５倍の光量減衰に留まった。更にこの光出
射面上のプリズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付
け、４０時間連続点灯させて温度の上昇を確認したとこ
ろ（試験は２３℃の雰囲気下で実施。）、温度上昇が１
０〜１５℃程度であったため、この面光源体が組み込ま
れる液晶表示体についてはさらにヒートシンク機構の取
り付けが必要であると判断した。

【００５５】（比較例３）実施例２と同じ金型、原料、
成形条件、冷陰極管を用いたものの、シリコーングリー
スの厚みについては、１１０μｍと厚くして冷陰極管一
体型の導光部材（屈折率１．５１）を得た。これに実施
例２と同様に光反射シート、光散乱パターン、光拡散シ
ート、プリズムシートを設け、面光源体を得た。

【００５６】この状態で、冷陰極管を発光させたとこ
ろ、当該面光源体の光出射面は均一に照光されており、
その照射光量も、冷陰極管の発光そのものの場合の０．
４倍の光量減衰があることがわかった。なおこの光出射
面上のプリズムシートの四隅と真中に熱電対を貼り付
け、４０時間連続点灯させて温度の上昇を確認したとこ
ろ（試験は２３℃の雰囲気下で実施。）、特に場所によ
る温度差はなく温度上昇も２〜５℃程度であったため、
この面光源体が組み込まれる液晶表示体への影響につい
てはないと判断した。

【００５７】

【発明の効果】本発明の面光源体によれば、光エネルギ
ー効率に優れているため、低電力で所定の面積の液晶表
示装置などを照光できる能力を有するものであり、従来
の直下型方式の面光源体と比較して、液晶表示装置など
への熱伝達も少なくて済むことから、一般的には最も熱
による影響で短寿命と言われている液晶表示素子の長寿
命化が実現できる。また従来のエッジライト方式の面光
源体と比較して、装置自体のコンパクト化および薄型化
ができるため、今後様々な携帯用機器に採用が見込まれ
るという利点もある。さらに発光管として冷陰極管を用
いているので、従来の他の発光管、特にフィラメント電
球を用いた発光管に比べて、高温になることがないた
め、囲繞する導光部が膨張したり、変形したりすること
もない。さらにまた、冷陰極管が面光源体の中心部に設
けられた態様のものでは、特に高照度を要求される機器
にも対応でき、軽量化も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源体の一例を示す説明図。

【図２】本発明の面光源体用の冷陰極管一体型導光部材
各種の短辺方向断面図であり、 （ａ）冷陰極管が面光源体の厚さ方向の中央位置に配置
されているもの （ｂ）冷陰極管が面光源体の上方位置に配置されている
もの （ｃ）冷陰極管が面光源体の下方位置に配置されている
もの （ｄ）冷陰極管が面光源体中で傾斜して配置されている
もの

【図３】本発明の面光源体の他の一例を示す説明図。

【図４】本発明の面光源体用の冷陰極管一体型導光部材
の一例を示す平面図であり、 （ａ）冷陰極管にＵ字管を使用したもの （ｂ）冷陰極管にＷ字管を使用したもの

【図５】本発明の面光源体用の冷陰極管一体型導光部材
各種の長辺方向断面図であり、 （ａ）長方形状で冷陰極管一本のもの （ｂ）一側面傾斜形状で冷陰極管一本のもの （ｃ）眼鏡形状で冷陰極管二本のもの （ｄ）逆三角形状で冷陰極管一本のもの

【図６】本発明の面光源体の冷陰極管近傍の部分拡大断
面図であり、 （ａ）冷陰極管が導光部を形成する透光性樹脂に直接密
接されるもの （ｂ）冷陰極管がオイル層またはグリース層を設けたも
の

【図７】本発明の面光源体の製造方法を工程順に示す縦
断面図であり、 （ａ）冷陰極管が金型中に載置する工程を示す。 （ｂ）２つの金型を閉じて液状樹脂を注入する工程を示
す。

【図８】従来の直下型方式の面光源体を示す説明図。

【図９】（ａ）従来のエッジライト方式の面光源体を示
す説明図。 （ｂ）従来のエッジライト方式の面光源体の縦断面図。

【符号の説明】

１…冷陰極管 ２…導光部 ３，３’…光反射シート ４…光散乱層 ５…光拡散シート ６…プリズムシート ７…オイル層またはグリース層 ８，８’…金型 ９…液状樹脂注入口 １０…封止部ガイド １１…電極部ガイド １２…封止部 １３…電極部 １４…空隙部 ２０…枠状スペーサー ２１…蛍光管 ２２…導光板 ２３，２３’，３３，３３’…光反射シート ２４…光散乱層 ２５…光拡散シート ２６…プリズムシート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷陰極管および導光部からなる面光源体
   において、冷陰極管の少なくとも側周面全体が、１．４
   〜１．６の屈折率を有する導光部により密に囲繞されて
   なることを特徴とする面光源体。
2. 【請求項２】 冷陰極管が、その外表面に、１．４〜
   １．６の屈折率を有するオイル層またはグリース層を有
   するものである請求項１に記載の面光源体。
3. 【請求項３】 冷陰極管が面光源体の中央部に配置され
   ている請求項１または請求項２に記載の面光源体。