JPH10283818A

JPH10283818A - 面発光体及びその輝度均一化方法

Info

Publication number: JPH10283818A
Application number: JP9097944A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Hida; 道昭飛田; Haruki Kenmori; 春樹権守; Shoichi Komano; 正一駒野
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Sharp Corp
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Sharp Corp
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】照射輝度の均一性に優れ、しかもドットパタ
ーン等の配設を不要にすることが可能で、生産性にも優
れた面発光体及びその輝度均一化方法を提供する。【解決手段】バックライトＡは、光源１０と、反射板
２０と、拡散板３０と、拡散シート３２と、レンズシー
ト４０と備える。拡散板３０はドットパターンを有さな
い。反射板２０上にレンズシート４０が積層され、レン
ズシート４０の線状突起４２は、光源１０の長さ方向と
平行に伸びている。レンズシート４０は、光源１０の上
方に配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面発光体及びその
輝度均一化方法に係り、更に詳細には、照射光束の輝度
を均一化させた面発光体及び面発光体の輝度均一化方法
に関するもので、いわゆる直下型の液晶パネル用バック
ライトに好適に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワードプロセッサやラップト
ップ型パソコンなどの表示装置としては、薄型で見易い
バックライト機構などの面発光体を有するものが広く用
いられている。このようなバックライトとしては、軽量
・小型化などの要請から、透明板体（導光板）の側端部
に蛍光管のような線状光源を配置し、この導光板の上に
光拡散板等を介して液晶パネルを設置した形式のエッジ
ライトが主流となっていた。

【０００３】しかし、近時の表示装置の大型化に伴い、
上述のエッジライト形式では輝度が不十分となることが
多く、液晶パネルの直下に線状光源と光拡散板を配置し
た形式の直下型バックライトが見直されている。

【０００４】図１０は、従来の直下型バックライトの一
例を示す斜視図であり、同図において、このバックライ
トは、蛍光管などの線状光源１と、反射板３と、拡散板
５とを有しており、線状光源１の下方に反射板３が配置
され、また、線状光源１の上方には拡散板５が配置され
ている。

【０００５】このようなバックライトにおいて、線状光
源１から放射された光束は拡散板５から出光するが、こ
の照射光束の輝度は、光源１の真上で高く、光源１同士
の中間部の上方では低くなる。このため、従来から、拡
散板５にドットパターン等の表面パターンを設け、光源
１の真上ではドット７の径を大きくし、上記中間部の上
方ではドット７の径を小さくすることで、照射光束の輝
度の均一化を図ろうとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の直下型バックライトにおいて、上記ドット径
の選択は、光源その他の各種部材の寸法や材質などによ
って影響を受けるため、製品毎に適正値を決定しなけれ
ばならず煩雑であるという課題があった。

【０００７】また、かかるドット径の適正値を最終的に
決定するに当たっては、実際に製品を製造して輝度均一
化の微調整をしなければならず、製造効率が低下すると
いう課題もあった。更に、適正値を最終決定したとして
も、ドットパターンの位置決め等を精密に行う必要があ
り、製品を大量生産するうちに、ドット径や位置決めに
誤差を生じ、製品性能がばらつくという課題もあった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされてものであり、その目的とするところ
は、照射輝度の均一性に優れ、しかもドットパターン等
の配設や全厚を薄くすることが可能で、生産性にも優れ
た面発光体及びその輝度均一化方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、レンズシートやプ
リズムシートなどの光均一化シートを特定の配置構成で
使用することにより、上記課題が解決できることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明の面発光体は、出光面を形成
する拡散板と、この拡散板に対向して配置された反射板
との間に線状光源を配置して成る面発光体であって、上
記線状光源と上記拡散板との間、又は上記線状光源と上
記反射板との間に配置された少なくとも１つの光均一化
シートを備え、上記光均一化シートはその表面又は裏面
に線状突起を有し、この線状突起の延在方向が上記線状
光源の延在方向とほぼ平行であることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の面発光体の輝度均一化方法
は、拡散板と、この拡散板に対向して配置された反射板
との間に線状光源を配置して成る面発光体から照射され
る光束の輝度を均一化するに当たり、上記線状光源と上
記拡散板との間、又は上記線状光源と上記反射板との間
に配置された少なくとも１つの光均一化シートを配置
し、上記光均一化シートはその表面又は裏面に線状突起
を有し、この線状突起の延在方向が上記線状光源の延在
方向とほぼ平行であることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明において、光均一化シートを使用したこ
とにより、輝度の均一性が向上した理由の詳細は現時点
では不明であるが、以下のようなことが推察される。即
ち、光均一化シートを配置しない面発光体では、線状光
源の軸に対し左右方向に出射する光は、拡散板を透過
し、出光してもその大部分が線状光源から出射した方向
にほぼ等しく出光する。このため、発光面においては、
線状光源と線状光源との間でこの傾向が最も大きく、光
の強度にも関係するが、発光面を正面から観察した場合
に輝度の均一性が低下していた。

【００１３】これに対し、本発明のように光均一化シー
トを配置すると、線状光源間の斜め方向の光を垂直方向
に配向させることができ、上記正面方向の輝度均一性が
向上するものと考えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して実
施形態により詳細に説明する。（実施形態１）図１は、本発明の面発光体を適用した直
下型バックライトの一実施形態を示す斜視図である。同
図において、このバックライトＡは、線状光源１０と、
反射板２０と、拡散板３０と、拡散シート３２と、光均
一化シートの一例であるレンズシート４０とを備えてい
る。拡散板３０と反射板２０とは対向して配置されてお
り、その中間に線状光源１０が配置されている。

【００１５】また、拡散板３０は、光源１０の上方に位
置し、拡散シート３２を積層されており、拡散板３０と
拡散シート３２とで出光面を形成しているが、従来のバ
ックライトとは異なり、ドットパターン等の表面パター
ンは設けられていない。一方、反射板２０は、光源１０
の下方に位置し、本発明の特徴をなすレンズシート４０
を積層されている。

【００１６】上記レンズシート４０は、断面形状が波状
をなし、その表面に線状突起４２を有する。また、この
線状突起４２の延在方向は、線状光源１０の延在方向と
平行である。なお、レンズシート４０を複数枚使用する
場合には、干渉縞の発生を抑制すべく、その一部のレン
ズシートについて、線状突起４２の延在方向を光源１０
の延在方向と交差させるように配置することも可能であ
る。

【００１７】なお、レンズシートは、従来、輝度向上の
ために使用されるものであり、これを輝度の均一性を向
上させるために、直下型バックライトに使用した事例は
見当たらない。また、本発明者らは、かかるレンズシー
トやプリズムシートを拡散板３０上に積層し、線状光源
１０と拡散板３０との間や、線状光源と反射板２０との
間にはレンズシートを配置しない構成でも、輝度の均一
化が図れることも知見している。

【００１８】（実施形態２）図２に、本発明の面発光体
を適用したバックライトの他の実施形態を示す。なお、
以下、上述した部材と実施的に同一の部材には同一符号
を付し、その説明を省略する。図２において、このバッ
クライトＢでは、反射板２０’が線状溝２０’ａを有
し、この線状溝２０’ａの上方に線状光源１０が配置さ
れている。

【００１９】また、本実施形態においては、レンズシー
ト４０が光源１０の上方に配置されている。なお、実施
形態１と同様に線状突起４２は、レンズシート４０の表
面に設けられ、上に凸の構成となっているが、これに限
定されるものではなく、レンズシート４０の裏面に設
け、下に凸の構成とすることも可能であり、いずれの構
成でも輝度の均一性を向上させることができる。

【００２０】更に、レンズシート４０上に他のレンズシ
ート４０’を積層することも可能であり、これにより、
輝度の均一性を更に向上させることができる。なお、レ
ンズシート４０の側面形状は、図３に示すような各種形
状とすることが可能であり、例えば、線状突起４２を三
角形、半円形、半楕円形、放物線形又は台形とすること
が可能である。

【００２１】以上のように、本実施形態のバックライト
Ｂは、レンズシート４０を線状光源の上方に配置するこ
とにより、輝度の均一化を図ったものである。

【００２２】次に、上述のバックライトＡ及びＢにおけ
る各種部材の材質等について説明する。まず、線状光源
１０としては、従来公知の各種光源、例えば、冷陰極管
及び熱陰極管等を例示できる。

【００２３】次に、反射板２０としては、光を反射する
性質を有するようなものであれば特に限定されるもので
はなく、アルミニウム、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレ
フタレート）及びポリカーボネート製のものを例示で
き、更に具体的には、反射シートＥ６０Ｌ（きもと
（株）製：商品名）及びクリスタルホワイト（日本スカ
イアルミ（株）製：商品名）を挙げることができる。

【００２４】また、拡散板３０としては、透光性を有し
光を拡散させるようなものであれば十分であるが、例え
ば、アクリル及びポリカーボネート製のものを挙げるこ
とができ、更に具体的は、ＤＲ−６０Ｃ（日東樹脂
（株）製：商品名）及びＮＢ０１（三菱レイヨン（株）
製：商品名）を挙げることができる。

【００２５】拡散シート３２は、光拡散を補助するため
に使用するものであり、ＰＥＴ製のものを例示でき、更
に具体的は、Ｄ５１１（辻本電機（株）製：商品名）及
びライトアップ１００ＳＸ（きもと（株）製：商品名）
を挙げることができ、これ以外にも恵和商工（株）など
から入手できる。

【００２６】更に、レンズシート４０としては、透光性
を有し図３に示したような形状を有するものであればよ
いが、例えば、ＰＥＴを含有するものを例示でき、更に
具体的は、ＢＥＦＩＩ（住友スリーエム（株）製：商品
名）を挙げることができるが、これ以外にも積水化学
（株）、三菱レイヨン（株）及び大日本印刷（株）など
から入手できる。

【００２７】なお、レンズシート４０の線状突起４２の
大きさや間隔は、使用する光源１０の寸法や、意図する
輝度により影響を受け、一義的に定まるものではない
が、代表的に、３φｍｍ×３００ｍｍの線状光源、２５
００ｎｉｔの輝度に対し、線状突起の断面形状が三角形
でその頂角が９０°、間隔が３１μｍのものを好ましく
使用することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明する。（実施例１）実施形態１に示したバックライトＡを用い
て、下記の条件で輝度の均一性を試験し、得られた結果
を図４に示した。

【００２９】拡散板３０：ＤＲ−６０Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）３３８×４３０×２ｍｍ（厚さ）（２０インチ対応）ドットパターンなし、反射板から拡散板までの距離２０ｍｍ線状光源１０：蛍光管（０．３ｃｍφ）を１０本、ピッチ４０ｍｍ反射板２０：スカイアルミ（日本スカイアルミ（株）製：商品名）厚さ０．５ｍｍ、線状光源の中心から反射板までの距離２．７５ｍｍ拡散シート３２：Ｄ５１１（辻本電機（株）製：商品名）を２枚重ねレンズシート４０：ＢＥＦＩＩ（住友スリーエム（株）社製：商品名）輝度：５５００（ｎｉｔ）消費電力：１２Ｖ、約４Ａ、４８Ｗ輝度計：ＢＭ−７（トプコン（株）製：商品名）輝度測定位置：拡散シートによる出光面の中央部１ライン測定ピッチ：１．０ｍｍ（測定距離３５０ｍｍ）

【００３０】（比較例１）レンズシート４０を備えてい
ないバックライトを用いた以外は、実施例１と同様の操
作を繰り返し、得られた結果を図４に示した。

【００３１】（比較例２）レンズシート４０を備えず、
拡散板３０にドットパターン（ドット径５０〜３００μ
ｍ）を有するバックライトを用いた以外は、実施例１と
同様の操作を繰り返し、得られた結果を図５に示した。
なお、参考のため、比較例１のデータを併記した。

【００３２】（実施例２）実施形態２に示したバックラ
イトＢを用いて、下記の条件で輝度の均一性を試験し、
得られた結果を図６に示した。

【００３３】拡散板３０：ＤＲ−５５Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）２９２×２２５×２ｍｍ（厚さ）（１３インチ対応）ドットパターンなし反射板から拡散板までの距離６．３ｍｍ線状光源１０：蛍光管（０．２６ｃｍφ）を８本、ピッチ２７ｍｍ反射板２０’：反射シートＥ６０Ｌ（きもと（株）製：商品名）厚さ１８８μｍ線状光源の中心から線状溝の底部までの距離２．３ｍｍ線状溝の幅２７ｍｍ、深さ３．５ｍｍ、曲率３５ｍｍ拡散シート３２：Ｄ１１７及びＤ１２１（辻本電機（株）製：商品名）を２枚重ねレンズシート４０：ＢＥＦＩＩ（住友スリーエム（株）製：商品名）を２枚重ね線状光源の中心からレンズシートまでの距離４ｍｍ輝度：１２００ｎｉｔ消費電力：１２Ｖ、約１．２Ａ、１４．４Ｗ輝度計：ＢＭ−７（トプコン（株）製：商品名）輝度測定位置：拡散シートによる出光面の中央部１ライン測定ピッチ：１ｍｍ（測定距離２１６ｍｍ）

【００３４】（実施例３）実施形態１に示したバックラ
イトＡを用いて、下記の条件で輝度の均一性を試験し、
得られた結果を図９に示した。

【００３５】拡散板３０：ＤＲ−６０Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）３３８×４３０×２ｍｍ（厚さ）（２０インチ対応）ドットパターンなし、反射板から拡散板までの距離２０ｍｍ線状光源１０：蛍光管（０．３ｃｍφ）を１０本、ピッチ４０ｍｍ反射板２０：クリスタルホワイト（日本スカイアルミ（株）製：商品名）厚さ０．５ｍｍ、線状光源の中心から反射板までの距離２．７５ｍｍ拡散シート３２：Ｄ５１１（辻本電機（株）製：商品名）を２枚重ねレンズシート４０：ＢＥＦＩＩ（住友スリーエム（株）社製：商品名）輝度：５５００（ｎｉｔ）消費電力：１２Ｖ、約４Ａ、４８Ｗ輝度計：ＢＭ−７（トプコン（株）製：商品名）輝度測定位置：拡散シートによる出光面の中央部１ライン測定ピッチ：１．０ｍｍ（測定距離４００ｍｍ）

【００３６】（比較例３）レンズシート４０を備えてい
ないバックライトを用いた以外は、実施例２と同様の操
作を繰り返し、得られた結果を図６に示した。

【００３７】（比較例４）レンズシート４０を備えず、
拡散板３０にドットパターン（ドット径５０〜３５０μ
ｍ）を有するバックライトを用いた以外は、実施例１と
同様の操作を繰り返し、得られた結果を図７に示した。
なお、参考のため、比較例３のデータを併記した。

【００３８】（比較例５）レンズシート４０を備えず、
均一化のため反射板から拡散板までの距離を３２ｍｍに
した以外は、実施例３と同様の操作を繰り返し、得られ
た結果を図９に示した。

【００３９】図４〜図７から、本発明の範囲に属する実
施例１及び２は、輝度の均一性に優れることが分かる。
また、実施例１及び２のバックライトでは、拡散板３０
にドットパターンを設けることを必要とせず、比較例２
及び４のバックライトに比し、製造が簡易であり、且つ
大量生産の場合の製造効率も極めて高い。

【００４０】（参考例１）レンズシート４０を拡散シー
ト３２上に積層した以外は、実施形態２に示したバック
ライトＢと同様の構成のバックライトを作製し、下記の
条件で輝度の均一性を試験し、得られた結果を図８に示
した。なお、本例ではレンズシートは１枚しか使用して
いない。

【００４１】拡散板３０：ＤＲ−６５Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）２９２×２２５×２ｍｍ（厚さ）ドットパターンあり反射板から拡散板までの距離１２．０ｍｍ線状光源１０：蛍光管（０．４８ｃｍφ）を８本、ピッチ３２ｍｍ反射板２０’：反射シートＥ６０Ｌ（きもと（株）製：商品名）厚さ１８８μｍ線状光源の中心から線状溝の底部までの距離３．６ｍｍ線状溝の幅２０．５ｍｍ、深さ４．５ｍｍ拡散シート３２：Ｄ１１７（辻本電機（株）製：商品名）レンズシート４０：ＢＥＦＩＩ（住友スリーエム（株）製：商品名）線状光源の中心からレンズシートまでの距離４ｍｍ輝度：５５００ｎｉｔ消費電力：２４Ｖ、約１．３Ａ、３１．２Ｗ輝度計：ＢＭ−７（トプコン（株）製：商品名）輝度測定位置：拡散シートによる出光面の中央部１ライン測定ピッチ：１ｍｍ（測定距離２８０ｍｍ）

【００４２】（参考例２）レンズシート４０を使用しな
かった以外は、参考例１と同様の操作を繰り返し、得ら
れた結果を図８に示した。

【００４３】図８より、参考例１のバックライトは、参
考例２のバックライトに比し輝度の均一性が高いことが
分かる。

【００４４】以上、本発明を若干の実施形態及び実施例
により詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。例えば、拡散シート３２は、必須の部材
ではなく省略することが可能である。また、各種部材の
寸法、形状及び材質は適宜変更できる。また、レンズシ
ートの突起形状や寸法も適宜変更することができ、更
に、複数枚のレンズシートを重ねて配置することも可能
である。

【００４５】更にまた、本発明の面発光体は、液晶パネ
ル用バックライト以外にも適用できることは勿論のこと
である。また、本発明の面発光体は、従来のドットパタ
ーンを配設した拡散板とも組み合わせることが可能であ
り、適切な組み合わせにより、得られる面発光体を薄型
化することも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、レンズシートなどの光均一化シートを特定の配置構
成で使用することとしたため、照射輝度の均一性に優
れ、しかもドットパターン等の配設や全厚を薄くするこ
とが可能で、生産性にも優れた面発光体及びその輝度均
一化方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面発光体を適用した直下型液晶パネル
用バックライトの一実施形態を示す斜視図である。

【図２】本発明の面発光体を適用した直下型液晶パネル
用バックライトの他の実施形態を示す断面図である。

【図３】レンズシートの線状突起の形状を示す側面図で
ある。

【図４】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図５】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図６】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図７】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図８】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図９】輝度の均一性の試験結果を示す特性図である。

【図１０】従来の直下型液晶パネル用バックライトの一
例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１線状光源３反射板５拡散板７ドットパターン１０線状光源２０反射板２０’ 反射板２０’ａ線状溝３０拡散板３２拡散シート４０レンズシート４０’ レンズシート４２線状突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者駒野正一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出光面を形成する拡散板と、この拡散板
に対向して配置された反射板との間に線状光源を配置し
て成る面発光体であって、上記線状光源と上記拡散板との間、又は上記線状光源と
上記反射板との間に配置された少なくとも１つの光均一
化シートを備え、上記光均一化シートはその表面又は裏面に線状突起を有
し、この線状突起の延在方向が上記線状光源の延在方向
とほぼ平行である、ことを特徴とする面発光体。
【請求項２】上記光均一化シートが、その表面に線状
突起を有することを特徴とする請求項１記載の面発光
体。
【請求項３】上記光均一化シートが、上記線状光源と
上記反射板との間に配置され、且つ上記反射板上に積層
されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載の面発
光体。
【請求項４】上記光均一化シートが上記線状光源と上
記拡散板との間に配置され、上記反射板が線状溝を有
し、この線状溝の延在方向が上記線状光源の延在方向と
ほぼ一致し、且つ上記線状溝の上方に上記線状光源が配
置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の面
発光体。
【請求項５】上記光均一化シートの線状突起の断面形
状が、三角形、半円形、半楕円形、放物線形又は台形で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項
に記載の面発光体。
【請求項６】上記光均一化シートが、有機透明材から
成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項
に記載の面発光体。
【請求項７】拡散板と、この拡散板に対向して配置さ
れた反射板との間に線状光源を配置して成る面発光体か
ら照射される光束の輝度を均一化するに当たり、上記線状光源と上記拡散板との間、又は上記線状光源と
上記反射板との間に配置された少なくとも１つの光均一
化シートを配置し、上記光均一化シートはその表面又は裏面に線状突起を有
し、この線状突起の延在方向が上記線状光源の延在方向
とほぼ平行である、ことを特徴とする面発光体の輝度均
一化方法。