(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなる導光板の少なくとも一つの側面に近接して、この側面にほぼ平行に配置された線状光源を有するエッジライト方式のバックライトにおいて、この線状光源を覆う光源用反射シートの出光面側の端部が、前記導光板の出光面上に空気層を介して重ね合わされ、前記光源用反射シートの出光面側の端部の外面と、これに隣接する導光板の出光面とに跨がって、粘着テープが被覆されることにより、光源用反射シートの出光面側の端部が導光板の出光面上に固定されたバックライト。
【請求項２】
請求項１記載のバックライトにおいて、光源用反射シートの出光面側の端部の外面と、これに隣接する導光板の出光面とに跨って被覆された粘着テープが、透明フィルムを基材とする透明な粘着テープであることを特徴とするバックライト。
【請求項３】
光源用反射シートの出光面側の端部と、導光板の出光面とが重ね合わされた積層部分の幅、すなわち該積層部分の線状光源に垂直な方向の長さが１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバックライト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、透過型又は半透過型の表示パネルを背面より照明するバックライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ラップトップ型又はノート型のワ−ドプロセッサ−やコンピュ−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２に示すように透光性の導光板１の一端部に、蛍光管のような線状光源４を併設するエッジライト方式がよく用いられる。特に近時、これらワープロ、パソコンの性能向上のため、薄型化、視認性の向上、消費電力−輝度変換効率の向上がより一層望まれているため、線状光源の周囲を覆うように、光拡散反射率の高い光拡散反射シート、又は、鏡面反射率の高い鏡面反射シート（以下、光源用反射シートと総称する）を配し、導光板端部に糊等で固定することが提案されている。
【０００３】
この光源用反射シート５の導光板への固定には、構造を簡単にするため、両面粘着テープが用いられることが多いが、両面粘着テープによる固定では、粘着テープの粘着剤が導光板表面に直接貼り付くことにより、その部分の光線臨界角が粘着剤がない部分よりも大きくなり、その部分から漏出した光が、両面粘着テープの内部又は両面粘着テープと導光板若しくは光源用反射シートとの境界で散乱されるため、光源用反射シートを両面粘着テープで貼り付けている部分の近傍に、一般に輝線と呼ばれている、他の部分よりも著しく輝度の高い部分が発生するという問題があった。この輝線が発生している部分は液晶表示素子を照明するための有効発光部分とは見なされないため、外形寸法に対する有効発光部分の割合が小さくなってしまうとともに、輝線の発生により一部の光が漏出してしまうため、有効発光部分の平均輝度が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近時、バックライトを用いる機器類が小型化される一方で、必要とされる表示面はより大型化されており、低消費電力で、発光効率が高く、外形寸法に対する有効発光部分の割合の大きなバックライトが求められるようになっている。本発明は外形寸法に対する有効発光部分の割合が大きく、発光効率の高いバックライトを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、エッジライト方式のバックライトの線状光源近傍の輝度分布につき種々の検討を行った結果、線状光源を覆う光源用反射シートの出光面側の端部を、導光板の出光面上に固定するために、両者が重ね合わされる積層部分が可能な限り小さくなるように重ね合わせ、前記光源用反射シートの出光面側の端部の外面と、これに隣接する導光板の出光面とに跨がって、粘着テープを被覆した構造とすることにより、線状光源近傍の輝線の発生を防止できることを見いだし、本発明に至った。
【０００６】
以下に、本発明を図面に基づいて更に詳述するが、まず、本発明が適用されるエッジライト方式のバックライトについて説明する。図２はエッジライト方式のバックライトの一例を示す斜視図であり、図１はそのＡ・Ａ線断面に相当する、本発明のバックライトの一例の線状光源付近の断面の拡大図である。なお、図１では構造を明瞭に示すために一部の構成部品の厚みや幅等を誇張して示してある。
【０００７】
導光板１は光源から放出された光をバックライト全体に導くための板であり、光を効率よく通過させる物質であれば良く、透光性の天然又は合成樹脂、例えばアクリル系樹脂等で形成されている。
【０００８】
この導光板の一方の板面（図１では上面）には、この板面に垂直な方向の成分を持って放出される光を拡散して均一にするための光拡散シート２が積層されている。図１ではこの光拡散シートを１枚使用したものを示しているが、性質の異なるシートを複数枚重ねて用いることもできる。また、図１には示されていないが、必要に応じて光拡散シート上にシートレンズを積層しても良いし、さらにその上に光拡散シートを積層しても良い。一方、導光板の他方の板面（図１では下面）には、導光板から下方に漏出した光を拡散反射して、再び導光板内へ戻すための光拡散反射シート３が積層されている。なお、本明細書では上下により方向を示す場合は、図１の配置を基準とし、バックライト上面の照明用の光が放出される板面を出光面と称し、バックライトの上側を出光面側、下側を反射面側と称するものとする。また、導光板の出光面側の板面も便宜上、導光板の出光面と称し、さらに、導光板の反射面側の板面は、厳密な意味ではあまり適切な用語ではないが、便宜上、導光板の反射面と称するものとする。
【０００９】
導光板１には、光源から放出されて導光板内を進行する光に、出光面に垂直な方向の成分を与えるための光拡散機能（図示せず）が付与されている。この光拡散機能の付与は、導光板の反射面に施す場合が多いが、導光板の出光面に施しても良いし、導光板の内部に施される場合もある。光拡散機能の付与の方法としては、導光板内を進行する光に出光面に垂直な方向の成分を与えるものであればどのようなものでも良く、例えば、導光板の反射面あるいは出光面を、スクリーン印刷等を用いて光拡散物質により部分的に被覆すること、あるいはこれらの面に微小な孔を多数形成すること、又は、導光板内部に微小な不純物を均質に析出させることなどが行われている。また、出光面内での輝度分布を均一にするために、ある点の光拡散機能の性状を、その点の光源からの距離に応じて変化させることも行われている。
【００１０】
線状光源４は、導光板１の４つの側面の少なくとも１つの側面に近接して、その中心軸がこの側面とほぼ平行になるように設置されるている。この線状光源は導光板の対向する２つの側面に各々設置される場合もあるし、Ｌ字状又はコ字状の光源を用いて、隣接する２つ又は３つの側面に線状光源を設置することもある。この線状光源４には蛍光管が用いられることが望ましいが、タングステン白熱管、オプティカルロッド、ＬＥＤを配列した物等を用いることもできる。
【００１１】
線状光源４から放出された光を有効に導光板１の内部に導くため、線状光源４の周囲には、導光板１の入光端に対向する部分を除いて、線状光源４を覆う光源用反射シート５が設けられている。この光源用反射シート５は光拡散反射率の高い光拡散反射シート又は鏡面反射率の高い鏡面反射シートであり、光を高効率で反射するものであれば良く、銀、アルミニウム、白金、ニッケル、クロム等の金属が用いられるが、ポエステルなどのプラスチックフィルム基材の表面に蒸着又はスパッタリングにより銀、アルミニウム等をコートしたシートを用いることが望ましい。
【００１２】
この光源用反射シート５はその両端部でバックライト本体に取り付けられるが、その取付け方法により、線状光源近傍の輝線発生の状況が変化する。なお、本明細書では、光源用反射シート５の上側の端部６を出光面側の端部、下側の端部７を反射面側の端部と称し、出光面側の端部６の上側の面を端部６の外面と称するものとする。
【００１３】
以下、図１を参照しながら本発明をさらに詳述する。本発明では、図１に示すように光源用反射シート５の出光面側の端部６は、導光板１の出光面上に重ね合わされており、これらの両者を接着固定するために、この積層部分に沿って、光源用反射シート５の出光面側の端部６の外面とこれに隣接する導光板１の出光面とに跨って粘着テープ８が被覆されている。この粘着テープ８による被覆は、光源用反射シート５の幅（ほぼ線状光源４の長さに相当）のほぼ全長に渡って施されることが望ましいが、このバックライト上に積層される表示素子（図示せず）との間に弾力性のあるスペーサーを介在させる等により、光源用反射シート５と導光板１との間に空隙が生じないようにすることができれば、必ずしも、全長に渡って粘着テープを被覆する必要はない。
【００１４】
光源用反射シート５の出光面側の端部６と、導光板１の出光面との積層部分の幅は、両者が重なり合っていないと、その部分より光が漏出してしまうため、確実に重なり合っていることが必要であるが、有効発光部分を拡大するためには、両者の積層部分の幅は可能な限り小さくするほうが望ましい。バックライトとして組み立てる際の機械的精度や作業性等を考慮すれば、この積層部分の幅は１ｍｍ以下とすることが望ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以下とすることが望ましい。また、この光源用反射シート５の出光面側の端部６と、導光板１の出光面との積層は、例えば特開平６−１６０８４９に開示されているように、光線臨界角の変化による光の漏出を防止するため、空気層を介して積層されていることが望ましい。なお、ここで言う空気層の厚さは、少なくとも単分子層の空気が存在する程度の厚さで良く、接着剤等を使用せずに、積層しただけの状態であれば、この空気層は自然に形成されるものである。
【００１５】
導光板１の出光面上に積層される光拡散シート２は、少なくとも有効発光部分の全面を覆うように積層されている必要があるので、図１に示すように、粘着テープ８の端部に接する程度まで接近させた状態で出光面上に積層することが望ましい。光源用反射シート５は不透明なので、その端部６の外面を光拡散シート２で覆うことにはあまり意味がないが、粘着テープ８が導光板１の出光面を被覆している部分については、必要に応じて光拡散シート２で覆っても良い。
【００１６】
光源用反射シート５の出光面側の端部６の外面と、これに隣接する導光板１の出光面とに跨って被覆される粘着テープ８は、基材に透明フィルムを使用した透明な粘着テープであることが望ましい。この粘着テープ８が色を帯びていると、出光面より出光される光のスペクトルが影響を受けてしまうので、この透明粘着テープは可能な限り無色透明であることが望ましい。
【００１７】
前記の粘着テープ８に、黒色の不透明テープを使用した場合は、粘着テープを被覆した部分の周辺の輝線の発生は防止できるが、この黒色テープにより一部の光が吸収されてしまうため、無色透明のテープを使用した場合と比較して、平均輝度が低下することがある。黒色以外の他の色の不透明テープを使用した場合には、導光板から漏出した光がこのテープにより散乱されてしまうため、粘着テープを被覆した部分の周辺に輝線が発生することがある。
【００１８】
光源用反射シート５の出光面側の端部６の外面と、これに隣接する導光板１の出光面とに跨って被覆される粘着テープ８が、導光板１の出光面を被覆している部分は、有効発光部分とみなされない場合が多いので、この部分の幅は可能な限り小さくすることが望ましいが、機械的強度や組立の作業性等を考慮すると、この部分の幅は５ｍｍ以下であることが望ましく、さらに好ましくは３ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１９】
光源用反射シート５の反射面側の端部７は、導光板１の反射面あるいは光拡散反射シート３と重ね合わされていれば良く、積層の順序や固定の方法等は限定されない。例えば、図１に示すように、光源用反射シートの端部−光拡散反射シート−導光板の順に積層しても良いし、また、光拡散反射シート−光源用反射シートの端部−導光板の順に積層しても良い。あるいは、光拡散反射シート３はこの積層部分を覆っていなくても良い。さらに、光源用反射シート５の反射面側の端部７の上下いづれか一方の面又は両方の面を、光拡散反射シート３又は導光板１の反射面に、通常の接着剤又は両面粘着テープを介して接着固定しても良いし、片面粘着テープで被覆して固定しても良い。また、光源用反射シート５の反射面側の端部７を光拡散反射シート３又は導光板１の反射面と積層するだけで、接着剤や粘着テープ等による接着固定は行わなくても良い。なお、光源用反射シート５の反射面側の端部７の、導光板１の反射面及び光拡散反射シート３との積層の順序や固定の方法の相違により、本発明の効果の程度は変化するが、いずれの場合にも本発明の効果はそれなりに得られる。得られる効果の程度と組立時の作業性等を考慮すれば、図１に示すように、光源用反射シートの端部−光拡散反射シート−導光板の順に積層し、光源用反射シート５の反射面側の端部７を両面粘着テープ９を介して光拡散反射シート３に接着固定するか、あるいは、この順に積層するだけで、粘着テープや接着剤等による接着を行わないでおくことが望ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は小型で、充分な有効発光面積、良好な輝度分布を有し、消費電力−輝度変換効率の高いバックライトとして使用できる。
【００２１】
【実施例】
次に実施例及び比較例で本発明を更に詳述する。まず比較例として次の方法で試験した。厚さ４ｍｍの長方形導光板（２４１ｍｍ×１８６ｍｍ）の長手の端部に、その端部長より７ｍｍ長い直径３ｍｍの太さの冷陰極蛍光管（ハリソン電機株式会社製径３ｍｍノ−マル管）を配置し、その管の外周を銀蒸着ポリエステルシート（厚さ７５μｍ）で覆い、その両端を導光板の端部に各々両面テープを介して固定した。なお、この銀蒸着ポリエステルシートの端部と導光板の端部とが重ね合わされている積層部分の幅はいずれも３ｍｍとした。
【００２２】
一方、導光板の光拡散機能は、導光板の反射面をシリカを含む光拡散物質により部分的に被覆することにより付与した。この反射面の部分的な被覆のため、反射面上に光拡散物質よりなる円形のドットパタ−ンをスクリ−ン印刷したが、このスクリ−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、最小の地点で７％、最大の地点で８０％であり、その中間では指数関数的に順次増加するように作図した。
【００２３】
冷陰極管に、インバ−タより３０ＫＨｚの交番電圧をかけて一定電流で駆動させたときの輝度を、輝度計（トプコンＢＭ−８）により測定した。図３は線状光源のほぼ中央付近を通り、線状光源に垂直な線上の測定点の輝度測定の結果のうち、線状光源近傍の測定結果を示したものである。なお、縦軸には測定点の輝度（ｃｄ／ｍ２  ）、横軸には測定点の位置を導光板の光源側の端部から測った距離（ｍｍ）で示している。
【００２４】
次に、本発明の実施例として、図１に示すように、厚さ７５μｍの銀蒸着ポリエステルシートで線状光源の周囲を覆い、その出光面側の端部を、導光板の出光面上に重ね合わせ、この積層部分に沿って、その出光面側の端部の外面とこれに隣接する導光板の出光面とに跨って透明な粘着テープを被覆することにより、線状光源を覆う銀蒸着ポリエステルシートの出光面側の端部を、導光板の出光面上に固定したバックライトを作製した。なお、銀蒸着ポリエステルシートの出光面側の端部と導光板との積層部分の幅は０．３ｍｍとし、厚さ７０μｍ、幅６ｍｍの市販の透明粘着テープを用い、この粘着テープが各々の面を被覆する幅がいずれも３ｍｍとなるように被覆した。
【００２５】
銀蒸着ポリエステルシートの反射面側の端部は、図１に示すように、厚さ７０μｍ、幅３ｍｍの市販の両面粘着テープを介して光拡散反射シートに接着し、その光拡散反射シートを導光板に積層した。
【００２６】
上記の銀蒸着ポリエステルシートの両端部の導光板への固定方法以外は、比較例と全く同様にしてバックライトを作製し、比較例と同様の方法で輝度を測定した結果を図４に示す。
【００２７】
両図から判るように、本発明の実施例では、線状光源の近傍に於いても、輝度が著しく高い部分である輝線の発生がなく、また、有効発光部分における平均輝度も、比較例に比べて５％程度向上したバックライトが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライトの一例の線状光源の中心軸に垂直な面での断面の線状光源付近の拡大図である。
【図２】エッジライト方式のバックライトの斜視図である。
【図３】比較例における線状光源付近の輝度分布を示す図である。
【図４】実施例における線状光源付近の輝度分布を示す図である。
【符号の説明】
１：導光板
２：光拡散シート
３：光拡散反射シート
４：線状光源
５：光源用反射シート
６：光源用反射シートの出光面側の端部
７：光源用反射シートの反射面側の端部
８：粘着テープ
９：両面粘着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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