JP2002182038A - 導光板およびバックライトシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ廉価な構成で、入光側の端面輪郭光
像に起因して照明光に現れる暗線・輝線を除去可能なエ
ッジライト式の導光板を提案すること。 【解決手段】 エッジライト式のバックライトシステム
に用いる導光板２では、その底面反射面２２における、
入光側の端面２１から所定幅の底面領域Ａが、ブラスト
処理等によって拡散面とされている。この拡散面によっ
て、入光側の端面輪郭光像が散乱するので、導光板２の
入光側の照明領域に暗線・輝線が現れることを防止ある
いは抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコンや
液晶テレビ等に用いられている液晶パネルのバックライ
トシステムに関するものであり、さらに詳しくは、エッ
ジライト方式のバックライトシステムに用いられる導光
板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エッジライト方式のバックライトシステ
ムに用いられている導光板は、その入光側の端面から反
対側の端面に向けて厚さが漸減するテーパ状断面となっ
ている。エッジライト方式では、この形状の導光板にお
ける入光側の端面に沿ってリフレクタ付きの蛍光管（光
源）が配置され、ここからの射出光が入光側の端面から
導光板内部に入射し、少なくとも１回は底面側の反射板
により反射された後に、上面側から射出してプリズムシ
ートを介して均一な散乱光となって、液晶パネルを背面
側から照明するようになっている。

【０００３】ここで、エッジライト方式のバックライト
システムにおいては、導光板の入光側の端面輪郭光像が
導光板内において多重反射し、これが光源側の液晶画面
上において暗線・輝線を形成するので、画面輝度の均一
性が阻害される。特に、導光板の底面反射面を、蛍光管
と直交する方向に延びる細溝からなるプリズム面とし
て、導光効率を高めて画面照度を上げるようにした場合
には、それに伴って、端面輪郭もより明確となってしま
い、暗線・輝線がより鮮明に現れ、画面の輝度むらが顕
著になる。

【０００４】従来においては、かかる弊害を防止あるい
は抑制するために各種の提案がなされている。例えば、
導光板内に多数の中空粒子を混入させ、光源から離れる
につれてその中空粒子の直径が徐々に大きくなるように
すると同時にその分布密度も大となるようにした光源装
置が特開平６−２４２３２２号公報に開示されている。
また、導光板の裏面に、その場の照明状況に応じて分配
配置された複数の反射性塗料を印刷することにおり照度
むらを防止する構成が特開平６−２７３７５９号公報に
開示されている。さらには、導光板の射出面にプリズム
シートや拡散シートを複数枚積層することにより、射出
光を均一な散乱光となるようにすることで、対処してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導光板
内に大きさの異なる中空粒子を分布密度が徐々に変化す
るように混入させることは困難であるので、このような
導光板を簡単に製作することができない。また、その場
の照明状況に応じて複数の反射性塗料を印刷するという
方法も大変わずらわしいものである。さらに、プリズム
シートや拡散シートを複数枚積層する対処方法は、輝度
むらの抑制には効果が期待できるが、シートを多数枚積
層するために、画面照度の低下を招くと共にコスト高の
原因となるのでやはり好ましくない。

【０００６】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
エッジライト方式の導光板において、その入光側の端面
輪郭に起因する暗線・輝線の発生を簡単な構成により低
減あるいは除去できるようにすることにある。

【０００７】また、本発明の課題は、このような点に鑑
みて、エッジライト方式の導光板において、簡単かつ廉
価な構成により、輝度効率を低減することなく、輝度む
らを解消あるいは抑制できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、液晶パネル
の画面上における光源側の部分に現れる暗線・輝線を、
導光板の底面反射面における、暗線・輝線の生ずる部分
のみに、元の底面反射面形状を損なわない状態で拡散面
を形成し、この拡散面により、導光板の入光側の端面輪
郭光像を拡散させ、一定方向に反射しないようにした構
成を採用している。

【０００９】すなわち、本発明では、導光板の底面が持
つ、基本的な反射面形状を損なうことなく、暗線・輝線
の生ずる部分のみ光を散乱させようとするものであり、
暗線・輝線の生ずる部分と、そうでない部分の境界付近
までには散乱光の影響が無いように、拡散処理を徐々に
少なくし、異常光の無い部分では導光板のもつ本来の性
能が発揮できるようにしているのである。

【００１０】ここで、底面の拡散処理の方法としては、
導光板成形用の金型表面にブラスト処理を施す方法、導
光板に対して直接にブラスト処理を施す方法、導光板に
粉末を塗布して接着剤で固定する方法などがある。

【００１１】詳細に説明すると、本発明は、上面が射出
面とされ、底面が反射面とされ、入光側の端面から反対
側の先端側端面に向けて厚さが漸減しているテーパ状断
面とされているエッジライト方式の導光板において、前
記入光側の端面から前記先端側端面に向けて所定範囲の
底面領域が拡散面とされており、この拡散面の凹凸は、
前記入光側の端面から前記先端側端面に向けて徐々に密
から粗となっていることを特徴としている。

【００１２】拡散面の形態としては、ブラスト処理等に
よる梨地仕上面とすることもできるし、前記入光側の端
面に平行となるように形成された複数本の線溝から形成
することもできる。

【００１３】線溝の場合には、その幅を約１５μｍ程度
にすればよく、また、その断面形状は、三角形、波形、
あるいはのこぎり歯形状とすることができる。

【００１４】本発明による導光板を用いたエッジライト
方式のバックライトシステムでは、導光板の入光側端面
の輪郭光像に起因する暗線・輝線が液晶画面上に現れる
ことが防止あるいは抑制される。

【００１５】一方、本発明は、上面が射出面とされ、底
面が反射面とされ、入光側の端面から反対側の先端側端
面に向けて厚さが漸減しているテーパ状断面とされてい
るエッジライト方式の導光板において、前記底面は、前
記入光側の端面に対して直交する方向の延びる細溝が所
定ピッチで形成されたプリズム反射面であり、このプリ
ズム反射面の表面は、前記細溝とは直交する方向に延び
る微細溝が所定ピッチで形成された微細な波面あるいは
微細なプリズム面となっていることを特徴としている。

【００１６】また、本発明のバックライトシステムは、
上記構成の導光板を備えたことを特徴としている。

【００１７】本発明によれば、導光板の底面に形成した
プリズム反射面の表面が、微細な溝からなる波面あるい
はプリズム面となっている。従って、導光板の底面の拡
散性が高まるので、光量損失を伴うことなく、輝度むら
の無い照明光を形成できる。

【００１８】ここで、導光板として、前記底面における
前記入光側の端面から所定幅の部分は、当該入光側の端
面に平行な方向に延びる細溝が所定ピッチで形成された
第１のプリズム反射面とされており、この第１のプリズ
ム反射面以外の底面部分は、前記入光側の端面に対して
直交する方向に延びる細溝が所定ピッチで形成された第
２のプリズム反射面とされており、前記第２のプリズム
反射面における前記第１のプリズム反射面に隣接する所
定幅の領域は、前記入光側の端面に平行な方向に延びる
細溝が所定ピッチで形成された第３のプリズム反射面と
されており、前記入光側の端面に平行な方向に延びる細
溝は一定のピッチで形成されているが、その深さは、前
記入光側の端面から遠ざかるに伴って浅くなっている構
成のものを採用することができる。

【００１９】また、この場合、前記入光側の端面に直交
する方向に延びる細溝を、当該入光側の端面に向けて深
さが漸減するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したエッジライト方式のバックライトシステムを
説明する。

【００２１】（第１の実施例）図１は本例のバックライ
トシステムの主要部分を示す概略構成図であり、図２は
その導光板を示す斜視図である。これらの図に示すよう
に、バックライトシステム１は、導光板２と、この導光
板２の入光側の端面２１に配置した蛍光管３と、導光板
２の底面２２に積層した反射板４と、導光板２の上面２
３に積層したプリズムシート５を有している。蛍光管３
は、端面２１以外の部分がリフレクタ６によって覆われ
ており、蛍光管３からの出射光が直接、あるいはリフレ
クタ６で反射された後に、導光板２の端面２１から導光
板内部に入射する。

【００２２】導光板２に入射した光には、そのまま上面
２３から出射する光成分と、少なくとも１度は底面反射
面２２で反射された後に上面２３から出射する光成分
と、底面反射面２２を透過して下側の反射板４で反射さ
れて再び導光板を経由してその上面２３から出射する光
成分が含まれている。また、導光板２の上面２３から出
射される光成分の多くは、その上面２３に対する法線と
のなす角が約６０ないし６５度程度で出射する。プリズ
ムシート５は、このような斜め出射光を液晶パネル（図
示せず）に対して垂直に入射するように補正している。
なお、出射光の輝度むらを抑制するために、当該ブリズ
ムシート５の上面に更に拡散シートが積層される場合も
ある。

【００２３】導光板２は１４インチのくさび型のもので
あり、入光側の端面２１から反対側の先端側端面２４に
向けて厚さが漸減しているテーパ状断面となっている。
その底面２２は、入光側の端面２１に対して直交する方
向に延びる細溝が一定ピッチで配列された構成のプリズ
ム反射面とされている。

【００２４】ここで、本例の導光板２の底面（プリズム
反射面）２２において、その入光側の端面２１から反対
側の端面２５に向けて１０ｍｍ幅程度の底面領域Ａは、
プリズム反射面の表面にブラスト処理が施された拡散面
となっている。ブラスト処理は、端面２１から遠ざかる
に伴って徐々に密から粗となるように施されている。

【００２５】この構成の導光板２を用いたバックライト
システム１では、その上面からの照明光における蛍光管
側の部分に暗線・輝線が殆ど現れず、輝度むらの無い照
明光を形成できることが確認された。例えば、導光板２
の拡散面（底面領域Ａ）を、１２００番のブラストを施
すことにより形成したところ、このような拡散面を備え
ていない導光板を用いた場合に蛍光管側における１５ｍ
ｍ幅程度の照明領域に現れていた暗線・輝線Ｂ（図１参
照）が殆ど現れなかった。

【００２６】また、１２インチの導光板に上記と同様に
して１２００番程度のブラスト処理を施して拡散面を形
成した場合にも良好な結果が得られた。

【００２７】次に、図３、図４に示すように、導光板２
の拡散面（底面領域Ａ）を、ブラスト処理による梨地仕
上面の代わりに、約１５μｍ程度の幅の線溝を多数形成
したものとした。線溝のピッチは、導光板端面２１から
反対側の端面２５に向かうにつれて徐々に密から粗とな
るように形成した。溝断面形状としては、三角形（プル
ズム形状）、正弦波等の波形状、のこぎり歯形状のもの
を形成した。いずれの場合においても、暗線・輝線の発
生を抑制できることが確認された。

【００２８】（第２の実施例）図５は、本発明を適用し
たバックライトシステムの別の例を示す概略構成図であ
り、図６はその導光板を示す斜視図である。これらの図
に示すように、本例のバックライトシステム１０１の基
本的な構成は上記のシステム１と同一であり、導光板１
０２と、この導光板１０２の入光側の端面１２１に配置
した蛍光管１０３と、導光板１０２の底面１２２に積層
した反射板１０４と、導光板１０２の上面１２３に積層
したプリズムシート１０５を有している。蛍光管１０３
は、端面１２１以外の部分がリフレクタ１０６によって
覆われており、蛍光管１０３からの出射光が直接、ある
いはリフレクタ１０６で反射された後に、導光板１０２
の端面１２１から入射するようになっている。

【００２９】導光板１０２は、例えば、１４インチのく
さび型のものであり、入光側の端面１２１から反対側の
先端側端面１２４に向けて厚さが漸減しているテーパ状
断面となっている。その底面１２２は、入光側の端面１
２１に対して直交する方向に延びる細溝が一定ピッチで
配列された構成のプリズム反射面とされている。

【００３０】図７（ａ）は、導光板１０２の底面に形成
されているプリズム反射面の一部を拡大して示す部分拡
大図であり、図７（ｂ）はそのｂ−ｂ線で切断した部分
の部分断面図である。これらの図に示すように、プリズ
ム反射面１２２の表面、すなわち、プリズム反射面を形
成している各細溝２２１を規定している左右一対の傾斜
面２２２、２２３の表面は、当該細溝２２１に直交する
方向に延びる微細溝が一定ピッチで配列された微細プリ
ズム面とされている。なお、微細プリズム面とする代わ
りに、微細な波状の溝が一定ピッチで形成された構成の
微細波面とすることも可能である。

【００３１】（第３の実施例）次に、図８は導光板の別
の例を示す部分斜視図である。本例の導光板３０２を用
いたバックライトシステムの全体構成は上記の第１およ
び第２の実施例の場合と同様である。

【００３２】本例の導光板３０２では、その底面３２２
における光源側の端面３２１から１５ないし２０ｍｍま
での部分には、蛍光管（図示せず）と直交する方向、す
なわち端面３２１と直交する方向に細溝が延びるプリズ
ム反射面とはせずに、蛍光管と平行な方向に細溝が延び
るプリズム反射面３２３としてある。また、このプリズ
ム反射面３２３以外の底面部分には、蛍光管に直交する
方向に延びる同一寸法の細溝からなるプリズム反射面３
２４が形成されている。これに加えて、プリズム反射面
３２３に隣接する１０ないし２５ｍｍまでのプリズム反
射面３２４には、そこに蛍光管と平行に延びる細溝を更
に形成したプリズム反射面３２５とされている。

【００３３】ここで、プリズム反射面３２３、３２５に
形成されている蛍光管と平行に延びる細溝は、一定の間
隔で形成されているが、蛍光管側の端面３２１から遠ざ
かるにつれて、その深さを浅くしてある。

【００３４】このように構成した導光板３０２を用いた
場合においても、上記の各例の場合と同様な作用効果が
得られる。

【００３５】次に、図９には、この導光板３０２の変形
例を示す部分斜視図である。この図に示す導光板４０２
においても、その底面４２２における光源側の端面４２
１から１５ないし２０ｍｍまでの部分には、蛍光管（図
示せず）と直交する方向に細溝が延びるプリズム反射面
とはせずに、蛍光管と平行な方向に細溝が延びるプリズ
ム反射面４２３としてある。また、このプリズム反射面
４２３以外の底面部分には、蛍光管に直交する方向に延
びる同一寸法の細溝からなるプリズム反射面４２４が形
成されている。これに加えて、プリズム反射面４２３に
隣接する１０ないし２５ｍｍまでのプリズム面４２４に
は、そこに蛍光管と平行に延びる細溝を更に形成したプ
リズム反射面４２５とされている。

【００３６】しかるに、本例では、プリズム反射面４２
３、４２５に形成されている蛍光管と平行に延びる細溝
は、一定の間隔で形成されているが、蛍光管側の端面４
２１から遠ざかるにつれて、その深さを浅くしてある。
これに加えて、プリズム反射面４２４に形成されている
蛍光管に直交する方向に延びる細溝は、一定の間隔で形
成されているが、蛍光管側の端面４２１に向けて徐々に
浅くなるように形成されている。

【００３７】この構成の導光板４０２を用いた場合にお
いても、上記の各実施例の場合と同様な作用効果が得ら
れる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導光板
は、その底面反射面における入光側の端面から反対側の
端面に向けて所定幅の領域に拡散面が形成されている。
この拡散面によって、導光板入光側端面の輪郭光像がそ
のまま暗線・輝線となって射出側に現れてしまうことが
防止あるいは抑制される。

【００３９】従って、本発明によれば、かかる暗線・輝
線の発生を、簡単かつ廉価な構成により抑制可能な導光
板、およびバックライトシステムを実現できる。

【００４０】また、本発明によれば、エッジライト方式
の導光板の底面が、プリズム面となっていると共に、当
該プリズム面の表面が、微細溝が一定ピッチで形成され
た構成の微細プリズム面あるいは微細波面となってい
る。

【００４１】従って、本発明によれば、導光板底面の光
拡散性が高いので、光量損失を伴うことなく、輝度むら
の無い照明光を出射することができる。また、従来にお
ける輝度むらの抑制方法に比べて、構造が簡単であるの
で、コスト高を招くこともないという利点がある。

【００４２】さらには、かかる構成の導光板を用いるこ
とにより、輝度むらの少ない明るいバックライトシステ
ムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したエッジライト型のバックライ
トシステムを示す主要部分の概略構成図である。

【図２】図１のバックライトシステムに使用している導
光板をその底面側から見た状態で示す斜視図である。

【図３】図２に示す導光板の別の例を示す斜視図であ
る。

【図４】図３に示す導光板の底面の一部を拡大して示す
部分斜視図、その蛍光管側から見た場合の部分端面図、
およびｃ−ｃ線で切断した部分の部分断面図である。

【図５】本発明を適用したエッジライト型のバックライ
トシステムの別の例における主要部分の概略構成図であ
る。

【図６】図５のバックライトシステムに使用している導
光板をその底面側から見た状態で示す斜視図である。

【図７】図６に示す導光板の底面の一部を拡大して示す
部分拡大図、およびそのｂ−ｂ線で切断した部分を示す
部分断面図である。

【図８】本発明による導光板の別の例を示す部分斜視図
である。

【図９】図８に示す導光板の変形例を示す部分斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ バックライトシステム ２ 導光板 ２１ 入光側の端面 ２２ 底面反射面 ２３ 上面 ２４ 入光側の端面とは反対側の端面 ３ 蛍光管 ４ 反射板 ５ プリズムシート ６ リフレクタ Ａ 底面領域（拡散面） Ｂ 暗線・輝線の現れる領域 １０１ バックライトシステム １０２ 導光板 １２１ 入光側の端面 １２２ 底面反射面 ２２１ 細溝 ２２２、２２３ 細溝を規定している傾斜面 ２２４ 傾斜面に形成した微細溝 １２３ 上面 １２４ 入光側の端面とは反対側の端面 １０３ 蛍光管 １０４ 反射板 １０５ プリズムシート １０６ リフレクタ ３０２、４０２ 導光板 ３２１、４２１ 端面 ４２２、４２２ 底面 ３２３、３２４、３２５、４２３、４２４、４２５ プ
リズム面

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２２日（２０００．１２．
２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面が射出面とされ、底面が反射面とさ
   れ、入光側の端面から反対側の先端側端面に向けて厚さ
   が漸減しているテーパ状断面とされているエッジライト
   方式の導光板において、 前記底面における、前記入光側の端面から前記先端側端
   面に向けて所定長さの底面領域は拡散面とされており、
   この拡散面の凹凸は、前記入光側の端面から前記先端側
   端面に向けて徐々に密から粗となっていることを特徴と
   する導光板。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記拡散面は梨地仕上面であることを特徴とする導光
   板。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記拡散面は前記入光側の端面に平行となるように形成
   された複数本の線溝からなる拡散面であることを特徴と
   する導光板。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記線溝の幅は約１５μｍであり、その断面形状は、三
   角形、波形、あるいはのこぎり歯形状であることを特徴
   とする導光板。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のうちのいずれかの項
   に記載の導光板を備えていることを特徴とするバックラ
   イトシステム。
6. 【請求項６】 上面が射出面とされ、底面が反射面とさ
   れ、入光側の端面から反対側の先端側端面に向けて厚さ
   が漸減しているテーパ状断面とされているエッジライト
   方式の導光板において、 前記底面は、前記入光側の端面に対して直交する方向に
   延びる細溝が所定ピッチで形成されたプリズム反射面で
   あり、 このプリズム反射面の表面は、前記細溝とは直交する方
   向に延びる微細溝が所定ピッチで形成された微細な波面
   あるいは微細なプリズム面となっていることを特徴とす
   る導光板。
7. 【請求項７】 上面が射出面とされ、底面が反射面とさ
   れ、入光側の端面から反対側の先端側端面に向けて厚さ
   が漸減しているテーパ状断面とされているエッジライト
   方式の導光板において、 前記底面における前記入光側の端面から所定幅の部分
   は、当該入光側の端面に平行な方向に延びる細溝が所定
   ピッチで形成された第１のプリズム反射面とされてお
   り、この第１のプリズム反射面以外の底面部分は、前記
   入光側の端面に対して直交する方向に延びる細溝が所定
   ピッチで形成された第２のプリズム反射面とされてお
   り、 前記第２のプリズム反射面における前記第１のプリズム
   反射面に隣接する所定幅の領域は、前記入光側の端面に
   平行な方向に延びる細溝が所定ピッチで形成された第３
   のプリズム反射面とされており、 前記入光側の端面に平行な方向に延びる細溝は一定のピ
   ッチで形成されているが、その深さは、前記入光側の端
   面から遠ざかるに伴って浅くなっていることを特徴とす
   る導光板。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記入光側の端面に直交する方向に延びる細溝は、当該
   入光側の端面に向けて深さが漸減していることを特徴と
   する導光板。
9. 【請求項９】 請求項６ないし８のうちのいずれかの項
   に記載の導光板を備えていることを特徴とするバックラ
   イトシステム。