(19）日本国特許庁 (JP)
`
`｛ロ）公開特許公報（ A)
`
`(11)特許出願公開番号
`
`特開平4 278922
`
`(43） 公 開 日 平 成 4年（ 1992)10月 5日
`
`(51) Int.Cl.'
`
`議別記号
`
`庁内整理番号
`
`F I
`
`技術表示箇所
`
`G 0 2 F l/13i5
`
`0 3 0
`
`7724 2K
`
`(21)出願番号
`
`特願平3-68J68
`
`(71）出願人 cno190116
`
`審 査 請 求 未 請 求 請 求 項 の 数 3（全 6 頁）
`
`信越ポリマー株式会社
`東京都中央区日本橋本町 4丁目 3番 5号
`(72） 発 明 書 鈴 木 勤
`
`埼玉県大富市吉野町 1丁目 4(6番地 1 信
`
`越ポリマ一株式会社商品研究所内
`(72） 発 明 書 高 橋 正 人
`埼玉県大宮市吉野町 1丁目4C6番地 l 信
`
`越ポリマー株式会社東京工場内
`(72） 発 明 書 藤 森 義 昭
`埼玉県大富市吉野町 1丁目刊6番地 l 信
`
`趨 ポ リ マ 株 式 会 社 東 京 工 場 内
`(74） 代 理 人 弁 理 士 山 本 亮 一 （外 l名）
`
`(.)
`
`(22）出願日
`
`平 成 3年（1991)3月 7日
`
`(54）【発明の名称】 面状光源装置
`
`(57) （要約1
`（修正有｝
`【目的1本発明は、線状光源からの光を受けて比較的広
`い薗積にわたり均一に照明を仔うエッジライト型面状光
`源を、透過型液品表示装置の裏面照明用として輝賓が高
`
`く輝度分布にムラが少ないよう改良する．
`【構成I本発明の面状光源装置は、視野方向より光拡散
`檀 1.透明導光被 2および反射榎 3を順次積層し、透明
`導光被 2の少なくとも片面にエンポス模様状に円錐形ド
`ット 6の凹所在備え、少なくとも一端縁にリフレクタ
`4に包囲された線状光源 5を有する．
`
`' 1
`
`,., ~ 富輝協梅線鍛瀦臨儲翻胸囲車
`
`3 川。f fよ t.J, I
`
`1『
`
`＂》 差ヨ玉~I
`
`7
`
`Sony Corp. Exhibit 1009
`
`SONY_000699
`
`

`
`(2)
`
`特開平４−２７８９２２
`
`1
`
`2
`
`(2)
`
`特開平 4-278922
`
`【特許譜求の範囲】
`【請求項 1I 視野方向より光拡散榎盲透明導光板およ
`び反射慌を順次積層 L. 透明導光慣の少なくとも片面に
`エンボス模機状に円錐形ドットの凹所を備え．少なくと
`
`も一端縁にリフレクターに包囲された線状光源を有する
`
`工とを特徴とする面状光源装置a
`【請求項 2I 前記各円錐形ドットの斜面面積が線状光
`源からの距離に応じて漸次大きくなる透明導光桓を備え
`
`（特公昭 58-17957号公報）、線状光源からの入
`射光の方向に平行に導光板の裏亜をへアライン状に粗面
`加工する方法（実公昭 58-25405号公報）、導光
`板の一面を特殊な曲韓形状に形成する方法（特開昭 63
`-2 0 8 0 0 1号公報）、断面がくさび形をなす導光援
`の裏面に 7レネル形状面を形成し．かつ溝壁画の傾きを
`線状光源からの距離に応じて変fヒさせる方法（特開昭6
`4 1 1 2 0 3号公報）等にみられるように、導光板の
`
`形状もしくは入射光の反射、散乱、屈折のため表面に付
`た請求項 lに記載の装置B
`【請求項 3) 前記各円錐形ドットの斜面面積えが線状 10 与した模様に工夫をこらす方法．
`光源からの距離 Lにより、 α、 βを定数としたとき、 A
`[0005) (2) 導光板とそれと異なる屈折率の物
`＝α×e x p （β×L) の式にしたがって大きくなる透
`明導光板を備えた請求項 lまたは 2に記織の装置。
`【発明の詳細な説明】
`[0001)
`【産業上の利用分野】本発明i立、線状光源から光を畳け
`
`買との組合せによる方法．例え I：！導光板目表面に．線状
`光源からの距離に応じ揖度（密度）変化をする光散乱物
`買を塗着または印刷する方法（持開昭 63-62104
`号公報）、 （特開平 1 107406号公報）、 （特開
`平 1 2 4 5 2 2 0号公報）、 （特開平 2-16021
`
`て比較的広い面積にわたり均一に照明を行うエッジライ
`
`5号公報｝．または（ 1) 、 ( 2）を併用する方法があ
`
`ト型面状光源装置に鳴し、特に透過型液晶表示室置の裏
`
`面照明用として用い告れる輝置が高く輝度分布にムラの
`
`少ない面状光源装置に係わるものである．
`(0002)
`
`り． 部はすでに実用に供されている．
`【oo o 6 I
`却 【発明が解決しようとする課題1しかしながら（ 1 ）の
`方法では、導光板の表面にきわめて微細かつ厳密な加工
`
`【従来の技術】近年ディスプレイ装置の薄型、軽量化の
`
`を施す必要があるため．製作上およびコスト上難点があ
`
`要求にともない、これまでの陰極線膏（ブラウン菅）に
`
`代 わ り 液晶表示装置の普及が目覚ましい．このような
`
`り、装置の低コスト化が求められている折から満足でき
`るものではなく、また（ 2）の方法については、光散乱
`
`波品表示装置はその視認性向上の長から、最近では背面
`
`物質による光の吸収ロスや、塗料、塗装工程の管理、徴
`
`照明装置（以下パックライトという）を備えるものが多
`
`細加工に対する印刷法の限界等1 煩雑な加工を要するわ
`
`くなっている。このパックライトとしては、現在のとこ
`ろ、 EL （エレクトロルミネッセンス）尭光体や、液品
`手法とは言い雛い．
`【oo o 1 I
`表示パネルの直下に配置された檀教の蛍光菅等が採用さ
`れているが、しかし EL発光体では寿命が充分でなく、 30 【課題を解決するための手段】本発明は．上記した従来
`また蛍光管では、蛍光菅径以上の厚みの収納ボックスや
`の課題を解決するもので、従来以上の明るさと均一性が
`
`りには得るところが少なく、量産性でも必ずしも優れた
`
`輝度分布を調整するための拡散按または調光シートを必
`
`得られる面状光源装置を．製作容易な簡単な構成で安価
`
`要とするため、薄型化が困難で、複雑な構成のわりには
`
`に提供することを目的とするもので．これは視野方向よ
`
`面状光源装置として十分満足し得るものとはならなかっ
`
`り光拡散板、透明導光板および反射板を順次積層し、透
`
`明導光援の少な〈とも片面にエンポス模様状に円錐形ド
`
`た．
`【oo o 3 Iこの点を改善するために、 1枚の透明導光
`檀（以下導光慢という）を用い、その 1端骨に設けた練
`伏光源より光を導入し、これによって面照明を樽ょうと
`
`ットの凹所在備え、少なくとも一端縁にリフレクターに
`包囲された線状光源を有することを特徴とする面状光源
`装置である。
`【oo o 8 I
`する提案がすでになされている。しかし、線状光源から
`の入射光が導光恨の両面に平行に進行する場合は、導光 40 I作用】このように本発明白面状光源装置では．導光仮
`恒の主面にわたりほぼ均一な明るさが得られるが、実際
`の少なくとも片面に円錐ドット棋凹所を分散させたエン
`ボス模様を設けているので．導光板の 1端縁から入射し
`
`の入射光は放射状に拡がったり、導光板内における減衰
`
`等のため、線状光源近傍では入射光量が多〈、光源から
`
`た光は各円錐ドットの斜面もしくは頂点に到達したと
`
`離れた位置では少なく、均一な面照明を得ることはでき
`ない．
`【00 0 4）このような 1枚の導光板を用いた場合．視
`なす角度すなわち入射角の大きさによって．斜面で全反
`野方向で均一な揮度を得るための対策としてすでに提案
`射もし〈は屈折して透過を繰返しつつ導光板内を散乱し
`されている方法はつぎの 2種に大別される．
`ながら効率よく進み．比較的薄い l枚の導光板で輝度の
`( 1) 導光恨の裏面を祖面化処理し、かつ線状光源と
`高い面状光源装置を得ることができる．
`は反対側の導光恨の端縁の一部を斜面にカットする方法 50 【oo o 9 Iこの結果従来の光散乱物質による表面処理
`
`き．導光板と反射披または光拡散板との聞に存在する導
`光復よりも屈折率の小さい空気圏のため．光が斜面との
`
`-178ー
`
`SONY_000700
`
`

`
`(3)
`
`特開平４−２７８９２２
`
`3
`方法に比べ．反射時の光吸収ロスが少なく効率が高いほ
`か．円錐の穫に相当する斜面形状を有し入射方向以外へ
`
`の光の反射、屈折を生じるため、線状光源の軸方向にお
`
`ける輝度分布が発光面白輝度分布に与える影響を緩和す
`
`る効果が考えられ．結果的により均一な明るさをもった
`面状光源が期待される．また円錐ドットの斜面面積を光
`源からの距陵町対数に比例して大きくなるよう形成する
`
`ことにより、線状光源から遣い位置における入射角度の
`
`梱遣や入射光の減衰にもかかわらず、視野方向からみて
`均一な明るさがえられる．
`【00 1 0 l以下本発明の各種実施態援を図面によって
`説明する．本発明白面状光源装置は、図 1 (a ）に示す
`ように．視野方向（出射方向）より順次積層された光拡
`散 板 し 導 光 板 2. 反射板 3と、リフレクタ 4に包囲
`され導光板 2の 1端縁に設置されたる線状光源 5により
`構成される．光拡散複 lは、導光被 2より入射する光を
`面全体に均一に拡散させるとともに、液品表示梗等の裏
`
`( 3)
`
`特開平 4-2 7 8 9 2 2
`
`4
`
`ものではなく、例えば既述の線状光源の軸方向の輝度分
`布に対応させる等、必要に応じて線状光源に平行な方向
`に 対 し て 分 布 を も た せ る こ と も 可 能 で あ る ． 図 1
`( c）、 (d）に導光榎内で光が円錐形ドットの斜面に
`
`より反射される状況を示す．
`【00 I 3］この場合設定する円錐ドットのピッチ斜
`面角度、形状等については制限されるものではなく、例
`
`えばピッチについては必ずしも縦、横とも 定である必
`要はない。また隣接するエンポス模様の配置も図 2
`10 (a）、 ( b）のように等ピッチでも、 (c）、 (d)
`
`に示すように千鳥格子状、または荷音の併用であっても
`
`よい＠ただしピ yチが極端に大きい場合、例えば液晶表
`示パネル用としては Sm m以上の場合は、円錐形ドット
`の数が少なくなり、入射光の利用効率が低下し明るさの
`低下を生じるだけでなく ピッチが粗いために光鉱散慢
`
`を通してエンポス模様を透過してしまい、外観上ムラを
`
`生じるという不具合があり また小さすぎる場合には、
`
`面照明用としては主に白色系面光源を要求されるところ
`加工が散細となり コスト高で実用性に乏しくなること
`から、一般にはアクリル樹脂、ポリカーポネー卜樹脂、
`もあるため 発光時の外観や上薗に設置する液品表示パ
`ポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明、半透明の樹 20 ネルとの組合せ等使用目的に合わせ適宜設定するのがよ
`脂に、例えば酸化チタン等の光拡散剤を吉有させた乳白
`い。
`[O 0 1 4］また円錐形ドットの斜面が導光慣表面とな
`色白シートやプレートか、またはシート状に加工したこ
`れらの樹脂の片面または両面に光拡散剤を含有する塗料
`す角度 θについても特に制捜されないが、例えば入射光
`をコーティングしたものを用いるものである。この場
`が導光板の厚み方向に垂直に直進する平仔光轄とし、導
`光板としてポリメタアクリレート（臨界角 42 ° 1
`0’）を使用した場合には、 θを48包以下に設定する
`と、円錐斜面に到達した入射光i主主反射により導光慣の
`系外へ出射し視野方向に対し発光する。さらにドットの
`
`はプレートの厚みによっては拡散効果が低下したり．ま
`た透過串が小さく、結果的に面圃度を低下させることに
`
`なるので．装置の要求特性に適したものを選択すること
`
`合、吉有される光拡散剤の種類、量さらにシートもしく
`
`形状についても円錐形に限られるものではなく、類似の
`が望ましい．
`[0011］なお本発明者らは．種々検討の結果、図 1 30 形状、例えば図 2の（ e）、 ( f) に示すように、斜面
`( b）に示すように．導光板の面に形成したエンポス模
`形状が直線でなく外に向かつて凸状、 (g）、 (h）に
`樺をなす各円錐形ドット 6の斜面面積Aが 線 状 光 源 か
`示すように凹状の曲面で構成されていたり、 ( i)
`らの距障 Lの対数に比例して、すなわち A＝α×ex p
`( j ）に示すように、ドットの円錐の頂点が底面白円の
`（β×L) （αは線状光源に最も近い最初のドットの斜
`
`中心を通る垂線上にないもの、さらには（ k) . ( l)
`
`面面積、 βは定数）で示される式にしたがって漸次大き
`くなるように形成することによって、均一な明るさが得
`
`に示すようにせっ頭円錐形、またはこれらの組合せであ
`ってもよい．さらに図 3 (a）己示すように、ドットが
`
`られることを見出した． 実際には円錐形ドッ、の斜面
`
`導光恨の両面に対称に、または（ b）、 (c ）に示すよ
`
`う に 、 両 面 に 非 対 称 に 設 置 し で も よ い ． ま た 図 4
`角度および縦、慣のピッチを一定として、導光被表面か
`らドット頂点までの距離．すなわち円錐形ドッ kの深さ
`(a）、 (b）に示すように、縄状光源から遠ざかるに
`のみによってこれらの条件を満足するように設定 加工 40 つれ、導光板の断面を次第に薄〈したり、波うたせたり
`を仔った．式中の α、 β については使用する構成部材の
`したものでもよい。これら円錐形ドァトのエシポス模樺
`
`材質、形状等によって影響を畳けるので、最適な構成を
`運べばよい．特に αが大きすぎる場合は、円錐形ドット
`の斜面面積が光源からの距障 Lの対数に比例した分布を
`有していても、均一な明るさを得られず、また逆に小さ
`
`に関する諸条件は、光源からの距離の対数に比例してそ
`
`れらの斜面面積が漸次増大し、尭光面白明るさが均一に
`なるように設定されていればいかなる組合せであっても
`
`すぎると入射光の利用効率が低く、結果的に明るい発光
`面が得られないので最適値を経験的に求める必要があ
`
`よい＠
`【00 1 5］なお導光板 2の基材としては、ガラスやエ
`ポキン樹脂、シリコン樹脂等の熱硬化性樹脂、アクリル
`樹 脂 ポ リ カ ポネート樹脂、ポリプロピレン、ポリ工
`る．
`チレン等のポリオレフィシ系樹脂等白熱可塑性樹脂等い
`【00 I 2］また円錐形ドットの斜面面積の分布設定
`は、占、ずしも線状光源からの垂直距離のみに限定される 50 ずれでもよいが、透過宰や加工性耐熱性等の点から 7
`
`179
`
`SONY_000701
`
`

`
`(4)
`
`特開平４−２７８９２２
`
`5
`
`6
`
`(4)
`
`特開平 4-278922
`
`クリル樹指やポリ力一ポネート樹脂あるいはシリコーン
`
`ゴムあるいはこれらのポリマーアロイ等が望ましい．
`[O 0 1 6］また導光板 2へのエンボス模憾のパターン
`の付与はどんな方法でもよく、例えば直接機械加工を行
`
`示す．
`比較例 1
`円錐形ドソトの斜面面積が線状光源からの距躍に l次的
`に比例して増加する導光僚の場合で、輝度分布がいちじ
`
`ったり、熱可塑性樹脂の場合であれば、ロール状または
`
`恒状の鋼材等の別部材にあらかじめ設けたパターンを熱
`
`プレスにより転写したり、成形品が該パターンとなるよ
`
`るしく不均ーのため面状光源として不向きである．
`比較例 2
`導光板の一面に、線状光源と平行でかつ断面形状および
`
`うな成形金型による射出成形や注型法によって容易に得
`
`大きさが実施例の円錐形ドットと同様の分布を有するへ
`アーライシ状のj曹を形成した場合で、面輝度は 17 0 n
`ることができる。
`[0017］前記反射圏 3は屈折等により噂光仮より 10 i tであったー光源に対し垂直方向の輝痩分布曲線は実
`系外に洩れ出た光を反射拡散等により再び系内に送り
`施例と問様で、へアーラインの分布を対教に準じたため
`比較例 lに比べ向上しているがτ 練状光源の長さ方向に
`遅し光ロスを低減する作用を育するもので、例え i;J'.アル
`平行なへアーライシ加工であるため、実施例の円錐形状
`
`ミニウム、銀といった金属の蒸着シートや酸化チタン、
`
`シリ力、ガラスビーズ等の拡散材もしくは塗料を練込み
`
`により期待される入射方向以外への反射、屈折効果が少
`
`またはコ ティングした樹脂板、シート、金属桓等反射
`
`率が高く反射、拡散置の厚みが大きいものが光の利用効
`
`率の点からは望ましい．
`【00 1 8]
`
`【実施例］実施例として下記構成の面状光源装置をつく
`り．この試験結果を表 lに示す。
`
`1） 光 拡 散 シ 卜
`
`ポリエチレンテレフタレートを基材とした厚さ 90um
`
`の0204 （（株）きもと製、商品名）
`
`2）導光板
`
`ない結果、線状光源の長さ方向の輝度分布を吸収しきれ
`ず、主に光源両端における輝度分布 14%と実施例の 8
`%に比べて遜色がみられた．
`比較例 3
`導光被の片面に 40重量%の酸化チタンを配合したポリ
`20 エステル樹脂塗料を塗布し、光源からの距障の対数に比
`
`例して面積が増加する円錐形のドット模様をスクリーン
`印刷lにより形成した．実施例に比べやや導光板の面の輝
`度の低下がみられた．
`
`【00 2 l]
`
`2 3 0× 1 3 0× 3mmのアクリル注型板アクリライト
`
`【発明白効果】以上のように、本発明白線状光源から導
`
`L （三菱レイヨン（株）製、高品名）の片面に、面角度
`4 5＇、斜面面積が対数増加する円錐形ドットを、縦、
`
`光板に入射した光は、導光板と反射板との聞に存在する
`導光板よりも屈折率の小さい空気層のために．岳円錐略
`
`横にピソチ 1 2 m mで図 2 (a) ( bJ 、に示すよ
`
`ドットの斜面もしくは辺において、その入射角により透
`
`うに分散配置する。
`3）反射慢
`ポリエスチル樹脂に 35重量%のチタン粉末を混合した
`壷料を、軍さ 0 3 m mのアルミニウム板に塗装したも
`の。
`
`4）光源
`
`過もしくは主反射を繰返しつつ、円錐形ドットの斜面を
`
`30 利用して線状光源に平行方向においても導光板内を効率
`
`よく散乱しながら進み、かつ反射は導光板への塗料印刷
`
`法に比べ．インクによる光吸収ヨスがタないために、従
`来よりも比較的薄い導光板にて同等以上の面輝度を均
`
`な明るさで得ることができる．さらにこれら円錐形ドッ
`
`トの斜面面積を光源からの距離の対数に比例して大きく
`
`菅径 φ 5 8 m m、有効発光長 13 Omm. 菅輝度 70
`O O n i tの 3波長型冷陰極菅（ハリソシ電機（株）
`製） 1本を導光慢の短辺町端韓に設置し、 12 vの直
`流電圧をインパーターを介して加え点灯した。リフレク
`
`することにより、特に調光のための別部材を用いること
`なく、調光パターン一体型の導光複を実現でき．面状光
`源装置を簡単な構成で薄型．軽量化することができた．
`［図面の簡単な説明I
`タ は反射慢と同部材で、線状光源より発する光のロス
`を少なくし、かつ導光被の入射端縁に効率よく光が導か 40 ［図 l] (a）は本発明の面状光源装置の斜視図、
`( b）は（ a）の x-x樟を通る断面図、 ( c)
`hるよう指向性をもたせた．ただし
`揮壇分布（見）＝（面内最低輝痩 面内最高輝度）／面
`(d）はそれぞれ導光板内における入射光挙動の模式的
`
`内最高揮壇× 10 0比較例 2の輝賓分布は主に冷陰極菅
`の電極付近の揮嘩分布である．
`
`輝度分布曲線 図 lに示す線状光源の軸方向中央におけ
`るX X樟に沿う輔状光源からの距離 Lによる輝度分布
`曲線
`
`説明用断面図、平面図である．
`【図 2】 (a）は本発明白導光橿の円錐形ドットを縦．
`慣に等ピッチに配列した平面図、 (b）は（ a）のX
`X韓に沿う断面図 ( c）は導光板の円錐形ドットを千
`高格子状に配列した平面図、（ d）は（ c）の x-x線
`に沿う断面図、 ( e Jは導光板の円錐形ドットの斜面が
`[0019］表 1
`外に向かつて凸状のときの平薗園、 ( f) は（ e）のX
`[0020］比較のため、下記の点で実施例とは異なる
`置来の導光板を有する面状光源韮置の試験結果を表 1に 50 X線に沿う断面図． (g）は円錐形ドットの斜面が外
`
`-180-
`
`SONY_000702
`
`

`
`(5)
`
`特開平４−２７８９２２
`
`( 5 )
`
`特開平 4 2 7 8 9 2 2
`
`いないときの断面図である．
`
`8
`
`【図 4] (a）は本尭明の片面に円錐形のドットを有す
`
`る導光板が線状光源より遠ざかるにつれ薄〈なるくさび
`状のときの断面図、 (b）は厚さが波状に変化している
`
`7
`に向かつて凹状のときの平面図、 ( h）は（ g）の X
`X線に沿う断面図、 ( i ）は円錐形ドットの頂点が底面
`の中心よりずれているときの平面図、 ( j ）は（ i）の
`x-x線に沿う断面図 (k）はドソトがせっ頭円錐形
`のときの平面図、 ( I ）は（ k）の X X線に出う断面
`図である．
`［図 3l (a）は本発明の導光援の円錐形ドットが導光
`植の両面にたがいに対向しているときの断面図 (b)
`
`は導光板の両面に設けたドットがたがいに対向しないと
`きの断面図． ( c）はグル プ毎に集まりかっ対向して 10
`
`ときの断面図であるー
`【符号の説明1
`I 光拡散榎
`
`2 導光板
`3 反射概
`
`【図 I]
`
`【図 2]
`
`ヤ−
`
`リフレクター
`
`蛍光菅
`
`円錐形ドット
`
`4 5 8
`
`ヨ
`
`'" ~） 0 （）（~）
`,, C; 0 0()
`守モモ←
`,,
`物解機敏
`盟平す
`‘
`'
`、J
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`
`(e)
`
`(d》
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`(<)
`
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`
`(h】•
`z己出（k)
`
`［六三三~
`
`JZL，iv一七
`m h A V
`： ｛ a君
`、，〉 3r、r、rt
`2 H： i、4
`C O 占
`
`｛孟｝｝
`
`G ・G G (;>￠!
`d 合 o(2>C:i
`＋→令制三←
`
`'1
`
`機務物議議
`
`ろ6
`
`
`
`(b)
`
`協 務 機 後 後 鰯 物 勿 傷 後 鰯i幽戸
`
`~
`
`~
`J
`
`人mws
`
`【・1
`
`(bl
`
`(e】
`
`( d l
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`'
`z、
`(fl 日J 二ユ~ じ混
`機物機援護
`三平会ef
`
`」ー｛与一一−−−−＇.：：−
`
`【図 4]
`
`｛叫
`
`_.. 【b)
`
`酒田園摺磁臨図師電磁極静1
`
`(1】
`
`•
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