JPH11142843A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックライト装置の導光板において、散乱用
ドットパターンの設計デ−タの点数をあまり増やすこと
なしに、線状暗部の発生を防止する。 【解決手段】 本発明では、光源５に垂直な４ドット列
を１ブロック（Ｅ）とし、複数のブロックを光源５に平
行に並べてドットパターン１０を形成する。ブロック内
のドット列は、通常のグラディエーションパターンのＡ
列、Ａ列のパターンから各ドット１１の径を数μm 小さ
くしたＢ列、通常のグラディエーションパターンのＣ
列、Ｃ列のパターンから各ドット１１径を数μm 大きく
したＤ列とし、ドット径の階段状変化部分が、隣接する
ドット列で光源５に平行な行に並ぶことなく分散するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライト装置
に係わり、特に散乱用のドットパターンを有する導光板
を備え、液晶表示装置等の照明装置として好適するバッ
クライト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、透過型または半透過型の液晶表示
装置における照明方式としては、液晶表示パネルの背面
直下に蛍光管等の光源を配設する直下方式と、アクリル
樹脂等の透明樹脂からなる導光板を用いて面状の発光照
明を作製し、これを表示パネルの背面に配設するエッジ
ライト方式とが知られている。そして、エッジライト方
式は、直下方式に比べて、薄型で輝度の均整度が高いと
いう長所を有するため、この方式による面発光装置（バ
ックライト装置）が液晶表示装置における照明方式の主
流になりつつある。

【０００３】このようなバックライト装置では、光源か
らの光を液晶表示パネルに導く導光板の裏面（表示パネ
ルが配置された光出射側と反対側の面）に、光を四方に
散乱（乱反射）させるために、多数のドットが格子状に
配列されたドットパターンが配設されている。またこの
ドットパターンでは、導光板の面全体に亘って光出射量
が均一となり、発光輝度が均整化するように、光源に近
い方から遠い方に向かって徐々にドットの面積を増加さ
せたグラディエーションパターンとする設計がなされて
いる。

【０００４】このようなドットグラディエーションパタ
ーンは、従来から、酸化チタンや硫化バリウムの粉末を
混入した白色インクやアクリルビーズを配合した透明イ
ンク等により、シルクスクリーンを用いて印刷されてい
る。そして、シルクスクリーンの作製は、以下の手順で
行なわれている。すなわち、まず形成すべきドットパタ
ーンの設計データを、ＣＡＤを介してレーザープロッタ
等に入力して原版フィルムを作製した後、この原版フィ
ルムを、感光剤膜が塗布形成されたシルクスクリーンの
上に重ねて露光・現像し、原版フィルムに形成されたド
ットパターンを感光剤膜に転写する方法が採られてい
る。

【０００５】また最近では、このような白色インク等の
印刷に代わり、導光板の裏面に微細な凹凸を集合した粗
面部をドット状に配列形成し、散乱用パターンとする方
法が考えられており、この方法でドットパターンが形成
された導光板では、パターン自体に光吸収がないため、
発光効率が高く、かつ印刷工程が不要なため製造コスト
が低減できるという利点を有している。

【０００６】このような微細凹凸から構成される散乱用
のドットパターンは、導光板を成形するための金型の内
周面を所定のパターンで粗面化することにより得られ、
金型内周面の粗面化加工は、レーザープロッタ等により
作製される原版フィルムを使用し、以下の手順で行なわ
れている。すなわち、ドットパターンの設計データを基
にしてレーザープロッタ等により作製された原版フィル
ムを、金型の被加工面に貼付された感光性フィルムの上
に重ねて露光・現像し、得られたマスクフィルムの孔を
通して、研磨材を金型の被加工面に衝突させて粗面化す
る方法が採られている。また、金型内周面の粗面化は、
このようなサンドブラスト処理の他に、酸、アルカリ等
の薬剤を用いて被加工面を荒らすエッチング処理によっ
ても行なうことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手順で作製されたシルクスクリーンによりドットパ
ターンの印刷を行なった場合には、あるいは粗面化によ
り散乱用のドットパターンを形成した場合には、図６に
示すように、導光板１の発光面（光出射面）に、光源２
と平行に線状の暗部３が数本観測されるばかりでなく、
このような線状暗部３が特に光源２に近い部分に顕箸に
現れるため、輝度の均整化の点で好ましくなかった。

【０００８】これらの線状暗部３は、原版フィルム作製
の際に使用するレーザープロッタのアパ−チャの分解能
が十分でないため、ドットパターンの設計データが、端
数処理により丸め込まれてしまうことに起因して発生す
ると考えられる。

【０００９】このような線状暗部３の発生理由を、さら
に詳細に説明する。図７は、ドット径の設計値と実際値
を、光源からの距離との関係で表わしたものであり、レ
ーザープロッタのアパーチャ分解能に起因する数値の端
数処理により、原版フィルムのドット径が受ける影響を
示したものである。

【００１０】レーザープロッタのアパ−チャ一の分解能
は、 5μm 程度であるため、それ以下の端数が四捨五入
等で処理されることにより、図７の破線で示すような、
光源からの距離にしたがって連続的に増大するドット径
の設計値に対して、原版フィルムに形成されるドット径
は、実線で示すように階段状に増大し、光源からの距離
は異なるがドット径が同一となる部分が生じる。そし
て、このように原版フィルムのパターンに、ドット径が
階段状に変化する部分ができるため、導光板に印刷によ
りあるいは粗面化により形成されたドットパターンにお
いても、ドット径が階段状に変化する部分が光源と平行
な行単位で生じ、この部分ではドット径の設計値からの
不足により散乱光量が不足するため、導光板上に輝度が
暗い部分が光源と平行な線状に数箇所発生してしまう。
また、光源付近のドットでは、ドット径が小さいばかり
でなく、光源からの距離に応じた径の変化が緩やかであ
るため、径の変化が大きい光源からの遠い側のドットに
比べて、設計データの端数処理による影響が現われやす
い。したがって、光源に近い部分では、遠い部分に比べ
て、ドットの総面積の設計値と実際値との差が大きくな
り、線状暗部が顕著に現れる。

【００１１】このような導光板上での線状暗部の発生を
防止するために、ドットグラディエーションパターンに
おいて、光源と平行な行で、ドット径の大きさを所定の
方向に向って徐々に小さくするまたは大きくする方法が
考えられる。この方法では、光源と平行な行で各ドット
は全て異なる大きさとなるため、ドット径が階段状に変
化し設計値に比べてドット径が不足する部分が、光源に
平行な行方向に連続することがない。

【００１２】しかしこの方法では、ドットパターンの設
計データが各ドット毎に必要となり、データ点数が膨大
な数になるため、設計の効率が悪く、ＣＡＤへのデータ
入力や処理に多大な時間がかかっていた。また、導光板
がより大型化した場合には、設計データの点数がさらに
増加し、処理にかかる時間もさらに増大するという問題
があった。

【００１３】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたもので、導光板に形成される散乱用ドットパタ
ーンの設計デ−タの点数をあまり増やすことなしに、導
光板上での線状暗部の発生が防止されたバックライト装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明のバ
ックライト装置は、一方の主面に散乱用のドットパター
ンが形成された導光板と、該導光板の少なくとも１つの
側面に沿って配設された光源と、この光源を覆い、該光
源からの光を反射して前記導光板の１側面に集光するよ
うに配置された反射器とを備えたバックライト装置にお
いて、前記ドットパターンが、前記光源に垂直な列ごと
に、該列を構成するドットの径を、隣接する列における
対応するドットの径と異ならせたものであることを特徴
とする。

【００１５】本発明の第２の発明のバックライト装置
は、一方の主面に散乱用のドットパターンが形成された
導光板と、該導光板の少なくとも１つの側面に沿って配
設された光源と、この光源を覆い、該光源からの光を反
射して前記導光板の１側面に集光するように配置された
反射器とを備えたバックライト装置において、前記ドッ
トパターンが、前記光源に垂直な線により分けられた複
数のゾーンで、該ゾーンを構成するドットの径をそれぞ
れ異ならせたものであることを特徴とする。

【００１６】本発明の第３の発明のバックライト装置
は、一方の主面に散乱用のドットパターンが形成された
導光板と、該導光板の少なくとも１つの側面に沿って配
設された光源と、この光源を覆い、該光源からの光を反
射して前記導光板の１側面に集光するように配置された
反射器とを備えたバックライト装置において、前記ドッ
トパターンが、該パターンを構成する各ドットが、規則
的な配列位置からランダムにずらして配設されたもので
あることを特徴とする。

【００１７】本発明の第１乃至第３の発明のバックライ
ト装置では、いずれも、印刷または導光板自体の粗面化
によるドットパターンの形成に使用する原版フィルムの
作製において、レーザープロッタのアパーチャの分解能
の低さに起因して生じる、ドット径が階段状に変化する
部分を、分散させることができる。そして、このような
原版フィルムのパターンが転写される導光板のドットパ
ターンにおいて、ドット径が階段状に変化し設計値に比
べてドット径が不足する部分が、例えば光源と平行な線
として集中することがなく、導光板の発光面全体に分散
されるので、表示不良につながる線状暗部の発生が防止
される。

【００１８】また本発明では、ドットパターンの設計デ
ータの点数をあまり増やすことなく、原版フィルムに形
成するパターンの設計が行なわれるので、ＣＡＤへのデ
ータ入力や処理に要する時間や労力の増大が抑えられ、
導光板におけるドットパターンの形成が効率的に行なわ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２０】図１は、本発明のバックライト装置の概略
構成を示す分解斜視図である。図において、符号４は、
アクリル樹脂等の透明性の高いプラスチックからなる導
光板を示し、この導光板４の１つの側面に近接して、蛍
光管（冷陰極管）のような棒状の光源５が沿設され、こ
の光源５を覆うように断面Ｕ字形の反射器６が設けられ
ている。なお、反射器６としては、ポリエステル等のプ
ラスチックシートの内面に、銀等の反射率の高い金属を
蒸着して反射層を形成したものが使用される。また導光
板４としては、厚さが一定の平板状のものを使用しても
良いが、光源側から反光源側に向かって厚さを薄くした
断面くさび形状の板を使用する方が、軽量化と光の効率
化の点でより望ましい。

【００２１】そして、このような導光板４の光出射面
（発光面）４ａ側には、輝度の均一化のために、エンボ
ス加工等の処理が施された拡散板７が所定の間隔をおい
て配設されており、さらにその上に、Ｖ型の溝が加工さ
れまたは波状に加工された集光効果のあるプリズムシー
ト８が１枚乃至２枚積層され、高輝度化が図られてい
る。また、導光板４の反射面（光出射面と反対側の面）
４ｂには、散乱用のドットパターン（図示を省略。）
が、白色インクのスクリーン印刷により形成されてお
り、さらにその下側に、光漏れ防止のために、白色ポリ
エステル等からなる反射シート９が重ねて配置されてい
る。ここで、導光板４の光源５が配置された側面以外の
３方の側面にも、光漏れ防止のために、白色ポリエステ
ル等からなる反射テープ（図示を省略。）を貼り付ける
ことが望ましい。

【００２２】このようなバックライト装置において、光
源５から出射した光は、反射器６の反射・集光効果によ
って導光板４に入射し、導光板４の光出射面４ａと反射
面４ｂのそれぞれにおいて、空気層との界面で全反射を
繰り返しながら、光源５から遠ざかる方向に進行する。
そして、導光板４の反射面４ｂに配置された散乱用ドッ
トパターンに達した光は、導光板４内部の四方に散乱さ
れ、そのうちの一部の光が、導光板４の出射面４ａから
出射し、拡散板７により等方的に透過拡散される。

【００２３】本発明の実施例では、このようなバックラ
イト装置の導光板４において、散乱用のドットパターン
を以下に示すような形状とする。

【００２４】すなわち第１の実施例では、図２および図
２の一部を拡大した図３にそれぞれ示すように、光源５
に垂直なドット列の４列を１ブロック（Ｅ）とし、この
ブロックの複数個を光源５に平行な方向に並べて、ドッ
トパターン１０を形成する。ブロック（Ｅ）内のＡ〜Ｄ
の４つのドット列は、Ａ列を通常のグラディエーション
パターンの列、Ｂ列を、Ａ列のグラディエーションパタ
ーンから各ドット１１の径を数μm 小さくしたグラディ
エーションパターンの列、Ｃ列を再び通常のグラディエ
ーションの列、Ｄ列を、Ｃ列のグラディエーションパタ
ーンから各ドット１１の径を数μm （Ｂ列で小さくした
分と同じ分だけ）大きくしたグラディエーションパター
ンの列とする。なお、Ｂ列において各ドット１１の径を
小さくする程度（寸法）、およびＤ列で各ドット１１の
径を大きくする程度（寸法）は、ドットパターン１０の
印刷形成に使用する原版フィルムの作製に用いるレーザ
ープロッタの分解能を考慮し、設計データの端数処理に
起因して生じるドット径の階段状変化部分が、隣接する
ドット列で光源５に平行な行に並ぶことなく分散するよ
うに設定される。

【００２５】このように構成される第１の実施例では、
導光板４の散乱用ドットパターン１０において、ドット
径が階段状に変化する部分が分散されるので、散乱光量
の不足により暗部となる部分が、光源５に平行な線状に
並ぶことがなくなる。したがって、導光板４の発光面で
の線状暗部の発生が低減される。

【００２６】また第２の実施例では、図４に示すよう
に、導光板４を光源５に垂直な線によって複数のゾーン
（Ｆ）に分け、隣接するゾーン（Ｆ）同士で対応する位
置のドット１１の径が同一とならないように、それぞれ
のゾーン毎にドットパターンを設計する。光源５となる
蛍光管は、輝度が全体に均一ではなく部分的に異なるた
め、ゾーン（Ｆ）毎のパターン設計が有効である。

【００２７】この実施例では、ゾーン（Ｆ）毎にドット
径が異なるため、ドット径が階段状に変化し散乱光量の
不足により暗部となる部分が、光源５に平行な線状に並
ぶことなく分散され、導光板４での線状暗部の発生が低
減される。また、ドット径等のデータを列毎に全て変え
る場合と比べて、パターン設計のためのデータ数が低減
されるので、設計効率およびＣＡＤへのデータ入力効率
が向上され、原版フィルムの作製時間が低減される。

【００２８】さらに第３の実施例では、図５に示すよう
に、導光板４のドットパターン１０を構成する各ドット
１１の配置位置を、格子状や千鳥状のような規則的な配
列位置（破線で示す。）から、Ｘ方向および／またはＹ
方向にずらし、実線で示すようなランダムな位置に配置
する。各ドット１１をずらす方向や長さ等は、ＣＡＤ上
で乱数プログラムを実行することにより決定される。な
お、ずらす長さをあまり大きくすると、ドット１１の偏
りや重なりにより輝度のむらが発生するおそれがあるの
で、ドット１１間隔の 5％程度を上限とすることが望ま
しい。

【００２９】このように構成される第３の実施例では、
ドットパターン１０を構成する各ドット１１の位置が、
規則的な配列位置からランダムにずらされているので、
ドット径が階段状に変化し散乱光量の不足により暗部と
なる部分が、光源５に平行な線状に集中することがなく
分散され、導光板４での線状暗部の発生が低減される。
また、このように各ドット１１の位置をランダムにずら
す方式を、光源５に平行な行でドット径が同一にならな
いように、ブロックまたはゾーンでドットパターンを設
定する方式と組み合わせることにより、さらに高い効果
を上げることができる。

【００３０】なお、以上の実施例では、導光板４の反射
面４ｂに白色インクのスクリーン印刷により形成された
散乱用のドットパターンについて説明したが、ドットパ
ターンの形成方法は印刷法に限定されず、金型内周面の
粗面化加工により、導光板４の反射面４ｂに一体形成さ
れた微細な凹凸の集合から成るドットパターンにも、同
様に適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のバックライト装置では、導光板の反射面に印刷または
粗面化により形成されたドットパターンにおいて、ドッ
ト径が階段状に変化する部分が分散されているので、散
乱光量の不足により暗部となる部分が、例えば光源に平
行な線状に集中して並ぶことがなくなる。したがって、
導光板の発光面での線状暗部の発生が低減され、発光輝
度が均整化される。

【００３２】また、ドットパターンの設計データの点数
をあまり増やすことなくパターン設計を行なうことがで
きるので、ＣＡＤへのデータ入力や処理に要する時間や
労力が抑えられ、原版フィルムの作製並びに導光板上へ
のドットパターンの形成を効率的に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックライト装置の概略構成を示す分
解斜視図。

【図２】本発明の第１の実施例において、導光板に形成
された散乱用ドットパターンの形状を示す平面図。

【図３】同第１の実施例において、散乱用ドットパター
ンの一部を拡大して示す平面図。

【図４】本発明の第２の実施例において、ゾーンに分け
てゾーン毎にドットパターンを設計する方法を示す平面
図。

【図５】本発明の第３の実施例において、ドット位置を
ランダムにずらして形成されたドットパターンの形状を
示す平面図。

【図６】従来のバックライト装置において、導光板の発
光面に見られる線状の暗部の一例を示す平面図。

【図７】光源からの距離との関係で、ドット径の設計値
と実際値をそれぞれ表わしたグラフ。

【符号の説明】

４………導光板 ５………光源 ６………反射器 ９………反射シート １０………ドットパターン １１………ドット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の主面に散乱用のドットパターンが
   形成された導光板と、該導光板の少なくとも１つの側面
   に沿って配設された光源と、この光源を覆い、該光源か
   らの光を反射して前記導光板の１側面に集光するように
   配置された反射器とを備えたバックライト装置におい
   て、 前記ドットパターンが、前記光源に垂直な列ごとに、該
   列を構成するドットの径を、隣接する列における対応す
   るドットの径と異ならせたものであることを特徴とする
   バックライト装置。
2. 【請求項２】 一方の主面に散乱用のドットパターンが
   形成された導光板と、該導光板の少なくとも１つの側面
   に沿って配設された光源と、この光源を覆い、該光源か
   らの光を反射して前記導光板の１側面に集光するように
   配置された反射器とを備えたバックライト装置におい
   て、 前記ドットパターンが、前記光源に対して垂直な線によ
   り分けられた複数のゾーンで、該ゾーンを構成するドッ
   トの径をそれぞれ異ならせたものであることを特徴とす
   るバックライト装置。
3. 【請求項３】 一方の主面に散乱用のドットパターンが
   形成された導光板と、該導光板の少なくとも１つの側面
   に沿って配設された光源と、この光源を覆い、該光源か
   らの光を反射して前記導光板の１側面に集光するように
   配置された反射器とを備えたバックライト装置におい
   て、 前記ドットパターンが、該パターンを構成する各ドット
   が、規則的な配列位置からランダムにずらして配設され
   たものであることを特徴とするバックライト装置。
4. 【請求項４】 前記ドットパターンが、前記導光板の一
   主面に透明または白色の粉体を含むインクを用いて印刷
   されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか１項記載のバックライト装置。
5. 【請求項５】 前記ドットパターンが、前記導光板の一
   主面に粗面化により一体に形成されたものであることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のバック
   ライト装置。