JPH0614197Y2

JPH0614197Y2 - 液晶ディスプレイ用バックライトパネル

Info

Publication number: JPH0614197Y2
Application number: JP1989148355U
Authority: JP
Inventors: 光夫近野; 敬一山崎; 肇菊地
Original assignee: ホーヤ株式会社
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2004-04-13
Also published as: JPH0386325U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、液晶ディスプレイを背面から照明する液晶デ
ィスプレイ用バックライトパネルに関する。

［従来の技術］液晶ディスプレイは、液晶分子の配向が電界に依存して
変化し、これにともなって複屈折、光散乱、偏光の回転
あるいは吸光係数等の光学特性が変化することを利用し
て表示を行うものである。すなわち、液晶自体は発光す
ることなく、液晶セルによる光の変調を利用して表示を
行うディスプレイである。したがって、表示を行うため
には、液晶ディスプレイに、光を供給する必要がある。
この光として自然光や室内照明光等の外部光を利用した
液晶ディスプレイがある。しかしながら、この方式の液
晶ディスプレイは、全く外部光のない暗所においては表
示が不可能であるとともに、薄暗い場所においては著し
く表示が見にくいという欠点がある。この欠点を除去し
た液晶ディスプレイとして、液晶ディスプレイにバック
ライトパネルを取り付けて、該バックライトパネルによ
って液晶ディスプレイの背面から照明するようにしたも
のが知られている。

このような液晶ディスプレイに用いられるバックライト
パネルとして、従来から、透明アクリル板等で構成した
導光層の一方の側（裏面）にアルミ薄板等で構成した反
射層を形成し、他方の側（表面；液晶側）に乳白色アク
リル等で構成した拡散層を形成して、前記導光層の側部
に設けられた光源から導入された光を前記拡散層に導
き、該拡散層に近接して配置された液晶ディスプレイを
背面から照明するようにした、いわゆるエッジライト方
式の液晶ディスプレイ用バックライトパネルが知られて
いる。

［考案が解決しようとする課題］ところで、上述の従来の液晶ディスプレイ用バックライ
トパネルは、導光層の側部に配置された光源からの光を
前記導光層を通じて拡散層に導いている。このため、拡
散層の表面における輝度が、光源から遠ざかるにしたが
って低下する。その結果、液晶ディスプレイの表示画面
が前記光源から遠ざかるにしたがって暗くなって視認性
が低下するという問題点があった。

本考案は、上述の背景のもとでなされたものであり、拡
散層の表面の輝度が一様であって、液晶ディスプレイの
背面を均一に照射することができる液晶ディスプレイ用
バックライトパネルを提供することを目的としたもので
ある。

［課題を解決するための手段］本考案は、以下の構成とすることにより上述の課題を解
決している。

導光層の一方の側に反射層を形成し、他方の側に拡散層
を形成して、前記導光層の側部に設けられた光源から導
入された光を前記拡散層に導き、該拡散層に近接して配
置された液晶ディスプレイを背面から照明するようにし
た液晶ディスプレイ用のバックライトパネルにおいて、前記拡散層の光の透過率を、前記光源から離れるにした
がって大きくなるようにしたことを特徴とする構成。

［作用］上述の構成において、前記導光層の側部に設けられた光
源から前記拡散層に達する光量は、前記光源から遠ざか
るにしたがって小さくなる。ところが、前記拡散層の光
透過率を光源から遠ざかるにしたがって大きくしている
ことから、この拡散層を通じて、液晶ディスプレイに達
する光量は前記光源から遠ざかっても小さくならない。
すなわち、前記拡散層の光透過率を前記光源から遠ざか
るにしたがって大きくすることにより、光源から遠ざか
るにしたがって前記導光層等で減衰された光強度が補償
される。これにより、液晶ディスプレイ全体を均一に照
明することが可能となる。

［実施例］（第１実施例）第１図は本考案の第１実施例にかかる液晶ディスプレイ
用バックライトパネルの一部省略断面図、第２図は第１
実施例の一部省略平面図、第３図は第１実施例の拡散層
の縦方向位置の説明図、第４図は第１実施例の拡散層の
光透過率分布を示す図、第５図は紫外線照射時間と光透
過率との関係を示す図、第６図及び第７図は紫外線照射
装置の説明図、第８図は第１実施例の表面輝度を示す図
である。以下、これらの図を参照しながら第１実施例を
詳述する。なお、この実施例は、拡散層として、ガラス
母材中に散乱粒子を分散させて乳白色化したものを用い
た例である。

図において、符号１はパネル本体、符号２は導光層、符
号３は反射層、符号４は拡散層、符号５，５は光源であ
る。

前記導光層２は透明アクリル樹脂を、縦185mm、横250m
m、厚さ７mmの板状に形成したものである。この導光層
２の表面、すなわち、第１図中左側の面に拡散層４が固
着され、裏面、すなわち、第１図中右側の面には反射層
３が固着されて、パネル本体１が形成されている。そし
て、このパネル本体１の縦方向、すなわち、第１図中上
・下の方向における側部にそれぞれ円筒状光源５，５が
配置されている。

前記反射層３は、縦及び横の寸法が前記導光層２と同じ
で、厚さが0.1mmのアルミ薄板である。

また、前記拡散層４は縦及び横の寸法が前記導光層２と
同じで、厚さが１mmの乳白色のガラス板である。そし
て、この乳白色の度合い、つまり、光透過率が縦方向に
所定の分布を有している。次に、この拡散層４の透過率
分布を説明する。

いま、前記拡散層４の表面の縦方向にける位置を第３図
に示されるように定義する。すなわち、第３図におい
て、拡散層４の下端部から縦方向において上方に23mm離
れた位置をＨ点、このＨ点から上方に20mm離れた位置を
Ｇ点というように、順次Ｆ，Ｅ，Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａの各点
を定める。そうすると、これら各点における透過率は別
表１に示した値を有している。なお、この透過率は、拡
散層として乳白色のアクリル板（透過率54％均一）を用
いた従来の液晶用バックライトパネルの拡散層表面の輝
度分布を測定した値（別表１中の従来例の輝度分布参
照）に基づいて決めたものである。すなわち、輝度の最
も高いＡ点（Ｈ点）の輝度値（590cd/m²）を1.00とし、
他の位置については、Ａ点（Ｈ点）の輝度に対する各測
定点の輝度値の比を求め、それぞれＢ点（Ｇ点）＝0.96
6、Ｃ点（Ｆ点）＝0.932、Ｄ点（Ｅ点）＝0.898の値を
得た。次に、本実施例のパネル本体１のＡ点（Ｈ点）に
おける輝度が、従来の液晶ディスプレイ用バックライト
パネルのＡ点（Ｈ点）の輝度と同じになるように、前記
Ａ点（Ｈ点）における透過率を従来のアクリル板の透過
率と同じ54％とした。そして、他の位置における透過率
については、Ａ（Ｈ点）の54％を各点について先に求め
た比の値で割ることによって求めた。すなわち、Ｂ点
（Ｇ点）＝55.9％、Ｃ点（Ｆ点）＝57.9、Ｄ点（Ｅ点）
＝60.1％とした。これにより、各点における輝度の値は
Ａ点（Ｈ点）と同じとなった。

第４図は、前記別表１に示した透過率分布をグラフで表
した図である。図において、縦軸が前記拡散層４の表面
の位置、すなわち、拡散層４の下端部からの縦方向にお
ける距離（単位；mm）、横軸が透過率（単位；％）であ
る。

次に、前記拡散層４の製造方法について説明する。

この拡散層４を構成する乳白色のガラス板は、例えば、
透明な感光性ガラスに所定の露光を施して熱処理するこ
とにより得ることができる。すなわち、この感光性ガラ
スは、露光により、該ガラス中に含まれるＡｕ，Ａｇ等
が核を形成する。また、この核の数は露光量にほぼ比例
する。そして、露光後に熱処理を施すと、前記核に対応
して白色のリチウムメタシリケートの結晶が析出してガ
ラス全体を乳白色化する。したがって、前記露光量を場
所によって変えてやることにより、場所によって乳白色
化の度合い、つまり、光透過率が異なるガラス板を得る
ことができる。以下、この実施例で用いた拡散層４の製
造例を詳述する。

感光性ガラス拡散層４を形成する感光性ガラスとしては、別表２に示
した組成を有するものを用いた。この感光性ガラスは紫
外線に感度を有するものである。

この感光性ガラスは、該感光性ガラスを紫外線で露光
し、熱処理（580℃、４時間）を施した場合に得られる
乳白色のガラスの透過率と、前記紫外線露光時間との関
係が第５図に表されような関係を有している。第５図に
おいて、縦軸が光透過率（単位；％）、横軸が紫外線照
射時間（露光時間）（単位；秒）であり、露光紫外線強
度は、ガラス表面において、2.3μw/cm²（ＴＯＰＣＯＮ
社製の紫外線強度計ＵＶＲ−２５４型による測定値）で
あった。また、透過率の測定は、東京芝浦電気株式会社
製の光電池照度計ＳＰＩ−５を用いて行った。

なお、感光性ガラスとしては、別表２に示された組成を
有するもののほか、以下の組成比の範囲のものを用いる
ことができる。

基礎組成として、重量％で、ＳｉＯ_２；55〜85％、Ａｌ_２Ｏ_３；２〜20％、Ｌｉ_２Ｏ；５〜15％、（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｌｉ_２Ｏ＞85％）の組成を有
し、さらに、Ａｕ；0.001〜0.05％、Ａｇ；0.001〜0.5％、Ｃｕ
_２Ｏ；０〜1.0％、ＣｅＯ_２；0.001〜0.2％を含有するもの。

露光光源露光光源としては、紫外線を発生する水銀−キセノンラ
ンプあるいは水銀ランプを用い、コリメートレンズによ
り、所定の幅の平行な紫外線にして感光性ガラスに照射
した。

紫外線強度感光性ガラス表面における紫外線の強度は、2.3μw/cm²
とした。なお、紫外線強度がこれより弱い場合には、照
射時間を長くすればよい。

紫外線照射時間（露光時間）感光性ガラスの前記第３図に示される各点に対応する位
置が、前記第４図に示されるような光透過率を有するこ
とになる時間だけ、これら各点に紫外線を照射した。な
お、各点での照射時間は、前記第５図に示される関係か
ら求めた。例えば、第３図における縦方向の中央部に相
当する位置（点ＤとＥとの中間点）では12.8秒であり、
上・下端部では、16.1秒であった。

紫外線照射方法第６図はこの実施例において感光性ガラスに紫外線照射
を行った際に用いた紫外線照射装置の概略構成を示す断
面図、第７図は一部省略平面図である。

図において、符号１１は移動ステージ、符号１２は感光
性ガラス、符号１３は遮蔽板、符号１４は固定遮蔽板、
符号１５は紫外線発生装置である。

この紫外線照射装置は、前記移動ステージ１１に載置さ
れた感光性ガラス１２の一部を遮蔽板１３及び固定遮蔽
板１４で覆い、前記移動ステージ１１を所定の規則にし
たがって移動しつつ、上方に配置された紫外線発生装置
１５によって前記感光性ガラスに紫外線を照射するもの
である。

前記移動ステージ１１は、板状をなしたもので、上面に
前記感光性ガラス１２を水平に載置して図示しない移動
機構によって左右・上下に移動自在となっている。ま
た、その上面で紫外線が反射しないように、表面を黒色
にしてある。

前記遮蔽板１３は、前記感光性ガラス１２の縦方向にお
ける半分の領域に紫外線が照射されないように、該感光
性ガラス１２の縦方向における半分の領域を完全に覆う
ものである。材質は、紫外線を通さない金属またはプラ
スチックで構成されている。また、その表面は、紫外線
を反射しないように黒色化処理が施されている。この遮
蔽板１３は前記感光性ガラス１２上に載置されて、該感
光性ガラス１２とともに、前記移動ステージ１１によっ
て移動される。

前記固定遮蔽板１４は、前記紫外線発生装置１５から射
出される紫外線ビームの縁部が、前記感光性ガラス１２
に照射されないように遮蔽するものである。すなわち、
前記紫外線発生装置１５から射出される紫外線ビームの
縁部は、強度のバラツキがあり、この部分の紫外線を前
記感光性ガラス１２に照射すると、照射ムラが生じて所
期の照射ができないので、この部分をカットするもので
ある。材質は前記遮蔽板１３と同じでよい。また、表面
に黒色化処理を施す点も同じである。ただし、この固定
遮蔽板１４は、図示しない外部固定部に固定され、前記
移動ステージ１１が移動しても移動しない。

前記紫外線発生装置１５は、図示しないが、水銀ランプ
と、この水銀ランプから射出された紫外線を所定のビー
ム幅を有する平行な紫外線ビームにするコリメータレン
ズ等が内蔵されているものである。

さて、本実施例では、上述の装置を用いて紫外線照射を
以下のようにして行った。

感光性ガラス１２を移動ステージ１１に載置する。

前記感光性ガラス１２上に前記遮蔽板１３を載置
し、該感光性ガラス１２の縦方向の右半分の領域を該遮
蔽板１３によって覆う。

前記遮蔽板１３の上方に、該遮蔽板１３に触れずか
つできるだけ近付けて前記固定遮蔽板１４をセットす
る。このとき、第７図に示されるように、前記固定遮蔽
板１４の左端部が前記遮蔽板１３の図中左端部から20.7
mmだけ離れるようにする。

前記移動ステージ１１を移動せずに前記紫外線発生
装置１５により、第７図に斜線で示された領域に紫外線
を照射する。このとき、紫外線の強度が、前記感光性ガ
ラス表面において、2.3μw/cm²となるように前記紫外線
発生装置１５を調整する。

前記紫外線照射を11.8秒間行った後、該紫外線を照
射しつつ、前記移動ステージ１１を20.7mm/secの移動速
度で、図中右方に移動する。前記固定遮蔽版１４の左端
部が前記感光性ガラス１２の左端部に位置した時点で前
記移動ステージ１１を停止させるとともに、紫外線の照
射を停止する。これにより、前記感光性ガラス１２の中
央部に12.8秒間、左端部に17.3秒間紫外線が照射され
る。

前記感光性ガラス１２の縦方向における右半分の領
域に前記〜と同じ手順によって紫外線を照射する。
以上によって紫外線照射の工程は終了する。

なお、紫外線照射の方法は、上述の紫外線照射装置を用
いて行う方法のほかに、例えば、紫外線の透過率が所望
の分布を有する紫外線透過板を作製して、前記感光性ガ
ラスにこの紫外線透過板を介して紫外線を照射する方法
がある。この方法によっても、同様の紫外線照射を行う
ことができる。

熱処理前記紫外線照射の終了した感光性ガラスを、該感光性ガ
ラスよりも一回り大きいアルミナ板上に載置し、これを
電気炉にいれて580℃で４時間加熱した。その結果、前
記第４図に示され透過率分布を有する乳白色ガラス板
（拡散層４）を得ることができた。

上述の第１実施例にかかる液晶ディスプレイ用バックラ
イトパネルの表面輝度を測定したところ、第３図に示さ
れる各点における値は以下の通りであった。

Ａ点…590（単位；ｃｄ／ｍ^２。以下同じ）Ｂ点…585 Ｃ点…590 Ｄ点…592 Ｅ点…587 Ｆ点…590 Ｇ点…586 Ｈ点…590 上記輝度のバラツキの度合いは、以下の式で求められ
る。

｛（最大値）−（最小値）｝／（平均値） ×100＝｛（592−585）／589｝×100 ＝1.2（％）これに対し、前記別表１に示される従来例のバラツキの
度合いは、｛（590−530）／560｝×100＝10.7（％）である。

第８図は、上述の第１実施例にかかる液晶ディスプレイ
用バックライトパネルの表面輝度（曲線Ｉ）と、従来例
の液晶ディスプレイ用バックライトパネルの表面輝度
（曲線II）とを比較して示した図である。なお、図にお
いて、縦軸が拡散層表面の位置（単位；mm）、横軸が拡
散層表面の輝度（単位；ｃｄ／ｍ^２）である。図から明
らかなように、従来例では、位置によって輝度が著しく
異なっているのに対して、本実施例ではほぼ完全に均一
な輝度となっている。

（第２実施例）第９図は本考案の第２実施例の構成を示す一部省略断面
図である。

第９図に示されるように、この実施例は、拡散層４を、
前記従来例において拡散層として用いた乳白色アクリル
板（厚さ１mm、透過率54％均一）で構成される拡散板４
１の表面に、所定の透過率分布を持たせた透過薄層４２
を形成した構成としたほかは前記第１実施例と同一の構
成を有する。したがって、以下ではこの透過薄層４２に
ついてのみ説明する。

この実施例では、前記透過薄層４２として、通常の写真
技術分野で用いられるポジフィルムに所定の露光及び現
像処理を施して、前記拡散層４の第３図に示される位置
に対応する各位置の透過率が、前記第４図に示される透
過率分布曲線を横軸方向右側に平行移動した透過率分布
曲線を描くように、形成したものを用いた。すなわち、
縦方向における両端部における透過率を82％とし、この
両端部から中央部に向かうにしたがって透過率が直線的
に大きくなるようにして中央部における透過率が98％に
なるようにしたものである。なお、中央部の透過率を98
％とした理由は、前記拡散板４１に既に透過率が54％の
アクリル板を用いているため、透過光量のロスを最小限
にとどめるためである。

上述の透過薄層４２は、以下の方法によって製造した。

第１０図は透過薄層４２の製造方法の説明図である。こ
の図において、符号２１は白色紙等で構成される原板、
符号２２は照明用のフラッドランプ、符号２３はカメラ
である。

前記原板２１は、図の左右方向（縦方向）の中央部の反
射率が98％とされ、中央部から左右両端部にいくにした
がって直線的に反射率が小さくなり、左右両端部におい
て、反射率が82％になるようにしたものである。

この原板２１の表面をフラッドランプ２２によって照明
し、前記カメラ２３によって前記原板２１の表面の像を
撮影する。この場合、前記原板２１とカメラ２３との距
離を700mmとし、この中間位置に２つのフラッドランプ
２２を、互いに700mm離して配置し、前記原板２１の表
面を照明する。また、使用するフィルムはネガフィルム
で、感度ＡＳＡ３、Ｆナンバーｆ／８、シャッター速度
２秒とする。

こうして露光したネガフィルムを現像・定着した後、こ
のネガフィルムを用いて、ポジフィルム（縦186mm、横2
30mm）を２秒間密着露光し、現像・定着すると、上述の
透過薄層４２が得られる。

この実施例の液晶ディスプレイ用バックライトパネルの
表面輝度を測定したところ、以下の通りであった。

Ａ点…523（単位；ｃｄ／ｍ^２。以下同じ）Ｂ点…519 Ｃ点…521 Ｄ点…520 Ｅ点…518 Ｆ点…521 Ｇ点…520 Ｈ点…519 上記輝度のバラツキの度合いは、｛（523−518）／520｝×100＝1.0（％）であり、極め
てバラツキの少ないものであった。

なお、前記透過薄層４２は、例えば、前記拡散板４１の
上に直接ハロゲン化銀を含む乳剤を塗布し、それを上述
のネガフィルムと同様の透過率分布を有するマスクを介
して感光し、現像・定着することによっても得ることが
できる。

（第３実施例）この実施例は、拡散層を、アクリル樹脂中にアゾ化合物
を混入させ、紫外線で露光することによって、微細な気
泡を生じさせてアクリル樹脂を乳白色化させたもので構
成した例である。この拡散層の寸法や透過率分布並びに
拡散層以外の構成は前記第１実施例と同じであるので、
以下では、この実施例の拡散層の製造方法のみを説明す
る。

まず、使用したアゾ化合物は、下記の化学構造を有する
アゾビスイソブチロニトリルである。このアゾビスイソ
ブチロニトリルは、 −Ｎ＝Ｎ− の２重結合が不安定であり、外部から加えられたエネル
ギー、例えば、紫外線の照射または加熱等によって結合
が解かれて窒素ガス（Ｎ_２）を放出する。

この場合、−Ｎ＝Ｎ−からＮ_２ガスになる量は、照射紫
外線量に比例する。したがって、例えば、アクリル樹脂
に適量のアゾビスイソブチロニトリルを混入させて紫外
線を照射すると、照射線量に応じて内部にＮ_２ガスの微
細な気泡が生じ、乳白色化させることができる。

この実施例では、アクリル樹脂にアゾビスイソブチロニ
トリルを0.5％混入させたものに所定の強度分布をもっ
て紫外線を照射し、内部に直径0.01〜0.1μｍのＮ_２ガ
スの微細な気泡を多数生じさせ、その後、アゾビスイソ
ブチロニトリルの転移温度より若干高く、かつ、熱によ
り前記２重結合が解かれることがない程度の温度で一定
時間保持して熱固定し、前記第１実施例の拡散層４と同
じ透過率分布を有する拡散層を得た。なお、このように
熱固定を行うことにより、以後は紫外線等を照射しても
気泡が生ぜず、経年変化は起こらない。

この実施例の液晶ディスプレイ用バックライトパネルも
前記第１実施例とほぼ同様の均一な輝度分布が得られ
た。

なお、上述の各実施例では、導光層の上・下両端にそれ
ぞれ光源を設けた例を掲げたが、これは、例えば、いず
れか一方のみに光源を配置してもよく、あるいは、上・
下両端のほかに左・右両端にも配置するようにしてもよ
い。いずれの場合にも、拡散層の透過率を光源から遠ざ
かるにしたがって大きくするようにすればよい。

［考案の効果］以上詳述したように、本考案は、導光層の一方の側に反射層を形成し、他方の側に拡散層
を形成して、前記導光層の側部に設けられた光源から導
入された光を前記拡散層に導き、該拡散層に近接して配
置された液晶ディスプレイを背面から照明するようにし
た液晶ディスプレイ用バックライトパネルにおいて、前記拡散層の光透過率を、前記光源から離れるにしたが
って大きくなるようにしたことを特徴とする構成を有
し、この構成により、拡散層の表面の輝度が一様であって、
液晶デスプレイの背面を均一に照射することができる液
晶ディスプレイ用バックライトパネルを得ているもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例にかかる液晶ディスプレイ
用バックライトパネルの一部省略断面図、第２図は第１
実施例の一部省略平面図、第３図は第１実施例の拡散層
の縦方向位置の説明図、第４図は第１実施例の拡散層の
光透過率分布を示す図、第５図は紫外線照射時間と光透
過率との関係を示す図、第６図及び第７図は紫外線照射
装置の説明図、第８図は第１実施例の表面輝度を示す
図、第９図は第２実施例の一部省略断面図、第１０図は
第２実施例の透過薄層の製造方法の説明図である。１…パネル本体、２…導光層、３…反射層、４…拡散層、５…光源。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】導光層の一方の側に反射層を形成し、他方
の側に拡散層を形成して、前記導光層の側部に設けられ
た光源から導入された光を前記拡散層に導き、該拡散層
に近接して配置された液晶ディスプレイを背面から照明
するようにした液晶ディスプレイ用バックライトパネル
において、前記拡散層の光の透過率を、前記光源から離れるにした
がって大きくなるようにしたことを特徴とする液晶ディ
スプレイ用バックライトパネル。