JPH03238490A - パネル用バックライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ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。

［従来の技術］ 近時、ラップトツブ型又は、ブック型のワードプロセッ
サーやコンピュー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
源を併設するエツジライト方式がよく用いられる。

このエツジライト方式の場合、均一な面発光を得ようと
する場合は、通常、蛍光管の口金、電極部の無発光部を
除いた有効発光長を、導光板表示部分に相当する端部の
長さより長くすることが考えられる。しかし、この方法
では、成品表示面に対して器具全体が大型となるという
問題があること、導光仮へ入射されない無駄な光が多く
なり、電力−輝度変換効率が悪いという問題がある。

一方、導光板に何等かの導光方策を施して導光板の端部
長に等しいか、又はそれ以下の蛍光管を用いることが出
来たとしても、蛍光管の電極付近は、点灯経時と共に黒
化する傾向があるため、通電の初期には、均一な面発光
が得られても、導光板上で電極付近より光が誘導された
部分は経時と共に輝度か低下し、面全体の輝度分布は不
均一になるという問題がある。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は、上述の点に鑑み、線状光源を設置する導光板
入光部の端部長に等しいかそれ以下の長さの線状光源を
用い、かつ用いる線状光源の周囲を、導光仮への大村部
分に間隙（スリット）を有する光拡散反射器で、線状光
源の表面から間隙を持たせた状態で覆い、かつ、前記導
光仮の広い面の一方の面に該導光板材料よりも屈折率が
大なる光拡散物質をある条件下に部分的に被服し、その
面を鏡面ないし拡散反射板で覆い、導光板の他方の面（
出光面）に光拡散板を配したパネル用バックライトに関
するものである。

次に本発明を図面に基づいて更に詳述する。

図１は、本発明の一実施態様の斜視図であり、図２は、
同断面図である。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。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
過させるものである。導光仮に施す光散乱物質６は、導
光板の材質に比較して高屈折率を持ち、かつ拡散反対率
が大きい顔料を含んだ塗料、印刷インキ等である。これ
らをスクリーン印刷等の方法で導光板面上に後述するよ
うに一定の条件に従ってドツト状に印刷する。鏡面ない
し拡散板３は光散乱物質を被覆した導光仮の面のほぼ全
面を覆うように配置する。

４は線状光源で、導光仮の端部に光が入光するための間
隙（スリット）を有する光拡散反射器６で、光源を、光
源面とある幅の間隙をもたせた状態で光源が覆われてお
り、導光板の少なくとも一端面部に近接してその中心軸
が導光仮の端面とほぼ平行となるように設置される。こ
の線状光源は、蛍光管、タングステン白熱管、オブテイ
カルロ・ソド、ＬＥＩ）を配列した物等があるが、蛍光
管が好ましく、少なくともその均一発光部分の長さは、
近接する導光仮の端部の長さと等しいかそれ以内の長さ
で、導光板の端部の長さの３７４程度あれば良い、又、
線状光源の全長も、同く導光板の端部の長さと等しいか
それ以内の長さであることが好ましい。

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が、こ
の際、本発明では以下に示すような構成とすることが好
ましい。

１）本発明で用いる線状光源には、導光板端面に光か入
光するための間隙（スリット）を持つ反射器を設置する
。又線状光源の表面とそれに相対した反射器の面との間
隙幅は、０．５〜５ｍｍ程度で良く、好ましくは１〜２
＋ｐｍである。反射器の性能としては、拡散反射率が大
きければ大きいほど良いが、少なくとも８５％以上反射
率を持つことが好ましい。

このような反射器付き線状光源と、後述する光拡散、物
質のドツトパターンの相互作用により、線状光源の口金
、電極部の無発光部及び電極付近の経時黒化現象の影響
を除去できる。

２〉本発明の導光仮に施す光拡散物質は、ド・ント状即
ち点状形成するものであるが、ド・ソトの形状は特に制
限されるものでなく、円形、角形、交差線で形成された
いづれてもよい。これらは導光板上に仮想される一定の
間隔を持った直交線の交点（グリッド）上に施されるが
、直交線の間隔は０゜５１１１ｍ〜３ｆｆｌＩ１１更に
好ましくはＯ，Ｂ　〜２ｍｍの間て導光板の厚さに応じ
て適宜選択される。

更に、前記光拡散物質の被覆状態は、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
８０％〜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、その被覆率が後述する条件で増
加する状態とすることが必須である。尚、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散乱物
質の被覆面積の割合を言う。

本発明では、前記した光散乱物質の被覆率の増加は、線
状光源から各グリッド上の光散乱物質までの距離（Ｘ）
に対して、被覆率（Ｙ）が次の式、即ち、Ｙ＝ａＸｎ　
、又は、Ｙ＝ａＸを満足する状態で増加する部分を持つ
ようにすることである。前記した条件を満足する部分は
、導光板の、線状光源の両端部の近傍以外の部分である
。ここでｎは１．７〜３、ａは定数で、導光板の厚さ、
発光面積の大きさにより異なるが前記被覆率が光源部近
傍で１％〜５０％、光源から最遠部で８０％〜１００％
である関係式の回帰から求められる値である。

３〉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ＶＬ覆される光散乱物質の
被覆率（Ｙ’）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
Ｍ（Ｘ’）に対して、次の式、即ち、Ｙ’＝　ａ’Ｘ”
　、又は、Ｙ’＝ａ”−を満足する状態で増加すること
である。ここでｎ、　ａ’は前記したと同種の値である
。この際、被覆率（Ｙｏ〉は、導光板の全ての面におい
て上記した関係を満足する必要はなく、線状光源からあ
る距離までの範囲の面上で上記した関係を満足する値を
採れば良い。

即ち、少なくとも、線状光源の直近に於いてＸｏが最大
の部分（導光板の両端部）で、同両端部に於いてＸの増
加に従ってＹｏを漸減させた時、Ｙ＝Ｙ　’となる部分
までを満足する範囲である。その範囲は、用いる材料の
性質によって異なる。

本発明は、光拡散板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。

［発明の効果コ 本発明は比較的小型で、輝度分布が均一なバックライト
として使用可能である。

［実施例コ 次に実施例で本発明を更に詳述する。

図１に示すような厚さ３ｎ＋ｍの長方形導光板（２５０
ｍｍＸ１５０ｍ■）の短手の端部に、その端部長と同じ
長さて直径５．８１１１１１の太さの冷陰極蛍光管（）
＼リソン電機株式会社製５．８ｍｒＡφノーマル管）を
配置し、その管の外周を１ｍｍの隙間をおいて、導光板
に接する部分に３ｆｆｌｌｌのスリットを持つ、特殊樹
脂塗料を塗布した筒型アルミ反射器（拡散反射率８５％
以上）で覆い、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。一方、導光板面
上に被覆する光拡散物質は、図３に示した円形のドツト
パターンをスクリーン印刷したものであり、スクリーン
版下は、ＣＡＤに、より下記の条件で作成して用いた。

光拡散物質の被覆率が、Ｘ値の最小の地点（即ち図３ａ
点付近）で３％、最大の地点（即ち図３ｄ点付近）で７
０％、その中間ではこれらの比率がｘ２に比例した値と
なるように作図した。

又、線状光源と平行に配置されるＸｏの方向には、Ｘが
０から導光板長手端面のほぼ中間まで（即ち図中す点）
の間が、Ｘｏ−０（即ちａ−ｂ間の各点）及びＸｏの最
大（即ちｃ−ｂ’間の各点）の被覆率を基準に、Ｘｏ値
の３乗に比例した変化率で決定される被覆率となるよう
に作図した。

図３上のＣ点の被覆率は、導光板の厚さ、大きさ、冷陰
極管の種類により１％〜５０％の間で任意に選ばれる値
であり、本実施例では８％とした。

冷陰極管に、インバータより３０ＫＨｚの交番電圧をか
けて駆動させたときの面輝度分布を、輝度計（ドブコン
Ｂト８）により測定しグラフ化したものを図４（例１）
に示した。図から、極めて平坦な輝度分布を持つ面光源
であることが判る。

又、冷陰極管の両端部１３ｍｍを黒色塗料で遮蔽した以
外は上記例と同一の装置、条件で操作し、輝度分布を測
定した結果を図５（例２）に示した。

上記２例については、差が見られず、冷陰極管の経時劣
化と同条件での駆動による輝度分布の変化は無いことが
判る。一方比較の為に、筒型アルミ反射器のギャップを
０．３ａｍにした以外は上記実施例と同一の装置、条件
で操作し、輝度分布を測定した結果を図６（比較１）に
示した。

冷陰極管に近い部分でＸ゛方向輝度の差がみられるばか
りでなく、全体として輝度の絶対値の低下がみられる。

更に、光拡散物質のドツトパターンの塗布時にドツト分
布をＹｏについては一様に配置した以外は上記実施例と
同一の装置、条件で操作し、輝度分布を測定した結果を
図７（比較２）に示した。この図から、冷陰極管に近い
部分で暗い縞模様の形成がみられた。尚、これらの例で
用いた輝度分布のグラフは、図８に示した導光成上の６
０の測定点での輝度をコンピュータに記憶させ目視的に
グラフ化させたもので、直交する直線で示される交点が
６０点の平均値を表すもので、ジグザグ線で結ばれる各
点が平均値よりの偏りを表す。

輝度の最大値、最小値、平均値（Ｃｄ／　ａｍ２）は次
のとうりである。

最大値 例１　　１８２．０００ 例２ｔｏ、ｏｏ。

比較１　１７８．５００ 比較２　２４０．０００ 平均値 １７８．０７５ １７８．１５０ １６１．９５８ １７１．３７５ 最小値 １７５．０００ １７４．０００ １３５．０００ １４３．５００

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の一実施態様のバックライトの斜視図、
図２は同じく断面図である。図中１は導光板、２は光拡
散板、３は鏡面反射板、４は蛍光管、５は光拡散反射器
、６は光散乱物質である。 図３は、導光板に塗布した先光散乱物質の分布状態を示
す図である。図４〜７は本発明の実施例、比較例で得た
輝度分布を示す図である。尚、同図面右側が入光部であ
る。図８は輝度の測定点を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）透光性材料からなる導光板の少なくとも一側面端部
   に、少なくとも均一発光部分が、その端部長に等しいか
   それ以下の長さの線状光源を、その線状光源から光が導
   光板側面に入射するための間隙（スリット）を持つ光拡
   散反射器で、線状光源の表面とこれに相対する前記反射
   器面とに間隙を持つように覆った状態で配置し、かつ、
   前記導光板の広い面の一方の面に該導光板材料よりも屈
   折率が大なる光拡散物質を、その被覆率（Ｙ）が線状光
   源からの距離（Ｘ）に対して、Ｙ＝ａＸ＾ｎ（ｎ＝１．
   ７〜３）又は、Ｙ＝ａ＾Ｘの関数関係（ａは定数）を満
   足する部分を持ように、かつ、導光板面上において、線
   状光源の軸に平行な線の両端に向かうに従って大となる
   ように被覆した際の被覆率（Ｙ’）が、線状光源の中央
   部から垂直に立てた線から両端へ向かう距離（Ｘ’）に
   対して、Ｙ’＝ａ’Ｘ’＾ｎ（ｎ＝１．７〜３）又は、
   Ｙ’＝ａ’＾Ｘ＾’の関数関係（ａは定数）を、線状光
   源の直近に於いてＸ’が最大の部分（導光板の両端部）
   から、同両端部に於いてＸの増加に従ってＹ’を漸減さ
   せた時、Ｙ＝Ｙ’となる部分までを満足するようにドッ
   ト状に被覆し、その面を鏡面ないし拡散反射板で覆い、
   導光板の他方の広い面（出光面）に光拡散板を配したパ
   ネル用バックライト。