JP3222414B2 - 面発光装置 - Google Patents

面発光装置

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JP3222414B2 JP33505397A JP33505397A JP3222414B2 JP 3222414 B2 JP3222414 B2 JP 3222414B2 JP 33505397 A JP33505397 A JP 33505397A JP 33505397 A JP33505397 A JP 33505397A JP 3222414 B2 JP3222414 B2 JP 3222414B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、薄型の電飾照
明、および薄形軽量のラップトップパソコン、ワープ
ロ、液晶TVのバックライトなどに好適なエッジライト
型の面発光装置に関し、とくに高輝度で輝度ムラの無い
面発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エッジライト型の面発光装置
としては、透明な導光板1の側面に線光源2を配置し、
導光板1の裏面にその面積率が線光源2近傍よりも線光
源2から離れた箇所で大きくなるようなパターンで光拡
散透過部3を設け、その裏面に裏面反射板4を配置し、
導光板1の表面に拡散板7を配置したものがある。
【0003】近来、面発光装置は小型軽量化、大画面化
のために導光板1の外形寸法が有効表示領域にちかづけ
られてきており、その結果、線光源2から導光板1内に
入射してそのまま出光面の線光源2近傍より出射する強
い光、あるいは一度導光板1裏面で反射した後に出光面
の線光源2近傍より出射する強い光によって有効表示領
域内の線光源2側に帯状の異常発光が発生していた。さ
らに、導光板1表面の線光源2近傍に設けた両面テープ
などの透明接着層によって拡散板7と導光板1とを接着
した場合には、透明接着層がなければ全反射して導光板
1中央側に進むはずの光まで透明接着層で散乱反射して
拡散板7側に出光するため、有効表示領域内の線光源2
側に帯状の異常発光が発生していた。また、導光板1の
線光源2を配置していない側面に側面反射層を設けた場
合にも、側面反射層における散乱反射によって有効表示
領域内の側面反射層側に同様に帯状の異常発光が発生し
ていた。
【0004】そこで、これらを解消するために、導光板
1と拡散板7との間の周縁部のうち少なくとも線光源2
が配置される側面近傍に、帯状の光反射層5を設けて異
常発光を反射したり(図3参照)、あるいは光反射層5
に代えて光吸収層6を設けて異常発光を吸収したり(図
4参照)することにより輝度ムラを解消する手段がとら
れていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、帯状の光反射
層を設けて異常発光を反射する手段をとった場合でも、
光反射層に入射した光のすべてが導光板側に反射される
のではなく一部の光は透過したり拡散板側に反射された
りするため、輝度ムラを完全には解消できないという問
題があった。
【0006】一方、帯状の光吸収層を設けて異常発光を
吸収する手段をとった場合、光吸収層に吸収された光の
分だけ光ロスとなるため、面発光装置の輝度が低下する
という問題があった。
【0007】したがって、本発明の目的は、上記の問題
を解決し、高輝度で輝度ムラの無い面発光装置を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透明な導光板の少なくとも一側面に線光
源を配置し、導光板の裏面に光拡散透過部を設け、その
裏面に裏面反射板を配置し、導光板の表面に拡散板を配
置する面発光装置において、導光板と拡散板との間の周
縁部のうち少なくとも線光源が配置される側面近傍に帯
状の光反射層および光吸収層が導光板側より順次積層さ
れ、光反射層が光吸収層より内側に食み出しており、そ
の食み出し部分の光反射層が導光板の側面から離れるに
つれて面積率が小さくなるようなパターンを有するよう
に構成した。
【0009】また、上記構成において、光反射層および
光吸収層の幅が線光源両端近傍で細くなっているように
構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明に
ついて詳細に説明する。図1は本発明に係る面発光装置
の一実施例を示す模式断面図、図2は本発明に係る面発
光装置の一実施例を拡散板を除いて示す部分拡大平面図
である。図中、1は導光板、2は線光源、3は光拡散透
過部、4は裏面反射板、5は光反射層、6は光吸収層、
7は拡散板、8は光反射層の形成パターン、9は光吸収
層の形成パターン、10は重複部分、11は食み出し部
分をそれぞれ示す。
【0011】図1に示される面発光装置は、有効表示領
域より大きい外形寸法を有する透明な導光板1の側面に
線光源2が配置されている。
【0012】導光板1としては、厚さ0.3mm〜5.
0mm程度の矩形板材が好ましい。なお、導光板1の断
面形状は、図1に示すように出光面側と反対側に線光源
2から遠ざかるにつれて薄くなるような傾斜面部が形成
されていてもよいし、厚みの一定な平板状でもよい。ま
た、導光板1は、湾曲していてもよい。導光板1の材料
としては、光を効率よく通過させる物質であればとくに
限定されず、たとえば、アクリル、ポリカーボネート、
ポリスチレン、アクリルスチレン、ポリ塩化ビニルなど
の樹脂、あるいはガラスなどを使用することができる。
また、導光板1の全側面は平滑面に仕上げるのが好まし
い。
【0013】線光源2としては、直径1.5mm〜3m
mの熱陰極線管や冷陰極線管などの陰極線管を用いる。
線光源2は図1のように一側面にのみ配置してもよい
し、他の側面にも配置してもよい。また、線光源2の形
状は、真っ直ぐなもの、隣接する二側面にわたるL字状
のもの、隣接する三側面にわたるコ字状のものを使用で
きる。
【0014】導光板1の裏面には、光拡散透過部3が形
成されている。光拡散透過部3は、線光源2より導光板
1内に導かれた光を散乱反射し、その一部を導光板1の
表面側に向かわせるものであり、線光源2近傍の面積率
よりも線光源2から離れた箇所の面積率を大きくするこ
とにより光を均一に配分する。光拡散透過部3の面積率
を変化させるには、光拡散透過部3を任意の形状のドッ
トで構成し、ドットの大きさを変えたり、位置によって
ドットの数を変えることによって行う。ドットの形状は
特に限定されることなく、ラウンドドット、スクエアド
ット、チェーンドットなど任意形状でよい。また、ドッ
トの代わりにストライプ状に形成してもよい。光拡散透
過部3の形成方法としては、光拡散性のインキを用いた
グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの
印刷法や転写法、また導光板1裏面に凹凸をつけたもの
などがある。光拡散性のインキとしては、導光板1とほ
ぼ同じかそれ以下の屈折率を有する炭酸カルシウムやシ
リカなどの粒子状透明物質を含有するインキを用いれ
ば、より光拡散性を向上させることができる。
【0015】導光板1の光拡散透過部3の設けられた面
には、裏面反射板4が配置されている。裏面反射板4
は、光拡散透過部3において導光板1内に戻れなかった
光を導光板1側に反射して光を効率よく利用できるよう
にするものである。裏面反射板4の材料としては、たと
えば、次のようなものが好ましい。(1)樹脂中に白色
顔料を混入したフィルムまたは板。(2)白色塗装ある
いは白色印刷したアルミニウム板。(3)鏡面を呈した
金属板やアルミニウムなどの金属箔、あるいはアルミニ
ウムや銀などの金属蒸着を施したフィルムや板。また、
導光板1および線光源2を収納するケースの内面を白色
に塗装または印刷して裏面反射板4としてもよい。
【0016】導光板1の表面には、拡散板7が配置され
ている。拡散板7は、導光板1の表面より出光した光を
拡散させ、輝度分布をなめらかにするためのものであ
る。この拡散板7の材料としては、たとえば、次のよう
なものが好ましい。(1)光拡散物質がコーティングさ
れたフィルムまたは板。(2)自ら光拡散性を有するフ
ィルムまたは板。(3)乳白色の樹脂フィルムまたは
板。なお、拡散板7は、透明接着層により導光板1に固
定されていてもよいし、配置されるだけでもよい。ま
た、拡散板7を複数層形成してもよい。
【0017】以上のような構成からなる面発光装置にお
いて、本発明は、導光板1と拡散板7との間の周縁部の
うち少なくとも線光源2が配置される側面近傍に帯状の
光反射層5および光吸収層6が導光板1側より順次積層
されている。この構成により、まず光反射層5において
反射することにより光の大部分を導光板1内に戻し光を
効率よく利用できるようにし、光反射層5で拡散板7側
に透過または反射して導光板1内に戻しきれなかった光
をその上に積層された光吸収層6において吸収して有効
表示領域内の線光源2側や側面反射層側に発生する異常
発光を防ぐのである。
【0018】なお、上記構成において光反射層5は光吸
収層6より内側に食み出しており、その食み出し部分の
光反射層5は導光板1の側面から離れるにつれて面積率
が小さくなるようなパターンを有している。光反射層5
と光吸収層6とを完全に重複して積層すると、面発光装
置の発光面における両層の影響を受ける部分といずれの
層の影響も受けない部分との境界がはっきりと輝度の差
として現れやすい。そこで、光反射層5を光吸収層6よ
り内側に食み出させ、かつ食み出し部分の光反射層5が
面積率の変化するパターンを有するように構成すること
により、発光面における両層の影響を受ける部分からい
ずれの層の影響も受けない部分にかけての輝度変化を滑
らかにし、境界を目立たなくさせるのである。
【0019】光反射層の形成パターン8についてその面
積率を変化させるには、面積率を変化させたい部分を任
意の形状のドットで構成し、ドットの大きさを変えたり
(図2参照)、位置によってドットの数を変えることに
よって行う。ドットの形状は特に限定されることなく、
ラウンドドット、スクエアドット、チェーンドットなど
任意形状でよい。また、ドットの代わりにストライプ状
に形成してもよい。また、光反射層の形成パターン8
は、光吸収層の形成パターン9との重複部分10では全
てベタパターンであるが、食み出し部分11では全てを
ドットパターンやストライプ状のパターンとしてもよい
し図2に示すようにベタパターンと組み合わせてもよ
い。
【0020】また、光反射層5や光吸収層6は導光板1
の表面に形成されていてもよいし、拡散板7の裏面に形
成されていてもよい。また、光反射層5を導光板1の表
面に形成し、光吸収層6を拡散板7の裏面に形成しても
よい。
【0021】光反射層5としては、白色などの光反射機
能を有するインキを印刷する。また、光吸収層6として
は、黒色、グレーなどの光吸収機能を有するインキを印
刷したり、黒色、グレーなどの光吸収機能を有するテー
プを貼り付けたりする。
【0022】また、線光源2はその性質上両端が暗くな
るため、線光源2の長さが導光板1の線光源2を配置す
る側面の長さに対して短めである場合、面発光装置は線
光源2の両端近傍で輝度が低くなる。このような場合、
光反射層5および光吸収層6の幅を線光源2両端近傍で
細くなるようにして線光源2の両端近傍における輝度を
補ってやればよい。
【0023】さらに、本発明の面発光装置は、線光源2
の導光板1と反対側の面を覆うように光源反射板を配置
してもよい(図示せず)。光源反射板は、線光源2の導
光板1と反対側の面からの光を導光板1側に反射させ、
光を効率よく利用できるようにするものである。光源反
射板の材料としては、裏面反射板4と同様のものを用い
るとよい。なお、線光源2と光源反射板との距離は、間
にスペーサーを介在させるなどして均一に保つとよい。
【0024】また、導光板1の線光源2が配置されてい
ない側面に側面反射板を配置してもよい(図示せず)。
側面反射板は、導光板1の側面より出光して戻れなかっ
た光を導光板1側に反射して光を効率よく利用できるよ
うにするものである。側面反射板の材料としては、裏面
反射板4と同様のものを用いるとよい。また、導光板1
の側面に白色の反射層をホットスタンプ法により形成し
て側面反射板としてもよい。
【0025】
【実施例】実施例1 縦285mm、横220mm、厚み1.2〜2.4mmのくさ
び型透明アクリル樹脂板を導光板として使用し、その導
光板の一側面に管長285mm、直径2.2mmの冷陰極線
管を線光源として配置した。
【0026】導光板の裏面には、アクリル樹脂中にシリ
カを含むマットインキを用いて多数の円形ドットをスク
リーン印刷することにより、線光源側より線光源から離
れた箇所で面積率の大きいグラデーションパターンを有
する光拡散透過部を設けた。
【0027】導光板の光拡散透過部の設けられた面に
は、白色ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社
製E60L)を裏面反射板として配置した。
【0028】また、拡散板の裏面の線光源近傍に黒イン
キにて長さ285mm、中央幅6mmの帯状の光吸収層を印
刷形成し、その下面に白インキにて長さ285mmの帯状
の光反射層を光吸収層より内側に20mm食み出すように
印刷形成した。なお、食み出し部分の光反射層は、導光
板の側面から離れるにつれて面積率が小さくなるような
パターンを導光板の側面と反対側に有し、そのうち光吸
収層との重複部分に隣接する7mmはベタパターンであ
り、続く残りの13mmはドットで構成されるパターン
である。また、光吸収層および光反射層は線光源中央付
近より離れるにつれて次第に細くなるようにして線光源
両端近傍で幅が中央の2/3となるように形成した。
【0029】さらに、導光板の表面には、光拡散物質の
塗布された厚み0.13mmの樹脂フィルム(恵和商工社
製PCES)を拡散板として配置して面発光装置とし
た。
【0030】実施例2 光吸収層として黒色両面テープを貼り付け、光反射層と
して白インキを印刷したこと以外は、実施例1と同様に
した。
【0031】比較例1 光反射層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様
にした。
【0032】比較例2 光吸収層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様
にした。
【0033】上記実施例1および比較例1,2の面発光
装置について輝度および輝度ムラを調べたところ、下記
の通りであった。
【0034】 実施例1: 光吸収層+光反射層 1123cd/m2 輝度ムラ無し 比較例1: 光吸収層のみ 989cd/m2 輝度ムラ無し 比較例2: 光反射層のみ 1186cd/m2 輝度ムラ有り
【0035】すなわち、本発明の面発光装置のみが高輝
度で輝度ムラの無い優れた効果を有するものであった。
【0036】
【発明の効果】本発明の面発光装置は、以上のような構
成および作用からなるので、次のような効果を奏する。
【0037】すなわち、まず光反射層において反射する
ことにより光の大部分を導光板内に戻し光を効率よく利
用できるようにし、光反射層で拡散板側に透過または反
射して導光板内に戻しきれなかった光をその上に積層さ
れた光吸収層において吸収して有効表示領域内の線光源
側や側面反射層側に発生する異常発光を防ぐので、高輝
度で輝度ムラの無いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式
断面図である。
【図2】本発明に係る面発光装置の一実施例を拡散板を
除いて示す部分拡大平面図である。
【図3】従来技術に係る面発光装置の一実施例を示す模
式断面図である。
【図4】従来技術に係る面発光装置の他の実施例を示す
模式断面図である。
【符号の説明】
1 導光板 2 線光源 3 光拡散透過部 4 裏面反射板 5 光反射層 6 光吸収層 7 拡散板 8 光反射層の形成パターン 9 光吸収層の形成パターン 10 重複部分 11 食み出し部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F21V 8/00 G02B 6/00 G02F 1/13357 G09F 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な導光板の少なくとも一側面に線光
    源を配置し、導光板の裏面に光拡散透過部を設け、その
    裏面に裏面反射板を配置し、導光板の表面に拡散板を配
    置する面発光装置において、導光板と拡散板との間の周
    縁部のうち少なくとも線光源が配置される側面近傍に帯
    状の光反射層および光吸収層が導光板側より順次積層さ
    れ、光反射層が光吸収層より内側に食み出しており、そ
    の食み出し部分の光反射層が導光板の側面から離れるに
    つれて面積率が小さくなるようなパターンを有すること
    を特徴とする面発光装置。
  2. 【請求項2】 光反射層および光吸収層の幅が線光源両
    端近傍で細くなっている請求項1記載の面発光装置。
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