JPH0996814A - 照明装置，バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】過酷な環境試験によっても光制御板と導光体と
の剥れを防止し、その接着状態を長期間安定させる。 【解決手段】側面，背面および出光面を有する導光板２
と；導光板２の側面側に配設された光源と；複数のレン
ズ状凸部とプリズム状凸部５ｂとを表面と裏面とにそれ
ぞれ連設した集光シート５と；導光板２の出光面２ａ上
に塗布されて、その塗布厚ｔａの５〜５０％の範囲ｔｂ
まで集光シート５のプリズム状凸部５ｂ側を圧入させて
集光シート５を導光板２の出光面２ａ上に接着する透明
接着剤４と；を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置、この照
明装置を利用したバックライトおよびこのバックライト
を利用した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のバックライトは導光板の
背面に白色のインクを印刷し、この白色部分の光拡散反
射を利用したり、あるいは成形導光板に円錐状の凹部又
はＶ溝を設けて傾斜部分を利用して光を反射させて、導
光板前面に光を出射していた。しかし、この方法では拡
散光が前面に出射されるので、高い輝度が得られないこ
とから、最近では導光板の側面側より光を入光させ、複
数の凸レンズ部とプリズム状凸部とを連設した表裏両面
を合体した樹脂製の集光シートを導光板の出光面上に貼
り付け、この裏面のプリズム状凸部側から光をシート内
に導き、凸レンズ部側表面にて法線方向に光線の方向を
変更する機能により従来の方法に比べ３倍から８倍の輝
度が得られるものが提案されている。その一例として
は、米国特許第５３９６３５０号明細書と図面に記載さ
れたバックライトがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のバックライトでは、導光体の出光面上に集光
シートを単に接着剤により接着しているだけであるの
で、過酷な環境試験によっては集光シートが剥離して光
の出射が無くなり、バックライトとしても均一な発光面
が得られなくなるという課題がある。

【０００４】そこで本発明の目的は、過酷な環境試験に
よっても集光シートと導光体とが剥れずに、接着状態を
長期間安定して確保することができる照明装置，バック
ライトおよび液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のバック
ライトの課題が、信頼性試験で導光板から光制御板が剥
れるのは、これらの接合界面の密着性が問題になること
が多く、この密着性の悪さは接合面の端部から接着剤の
性質が劣化し接着力が低下して剥れが生じることが多い
点に着目してなされたものであり、次のように構成され
る。

【０００６】請求項１記載の発明は、側面，背面および
出光面を有する導光体と；導光体の側面側に配設された
光源と；複数のレンズ状凸部とプリズム状凸部とを表面
と裏面とにそれぞれ連設した光制御板と；導光体の出光
面上に塗布されて、その塗布厚の５〜５０％の範囲まで
光制御板のプリズム状凸部側を圧入させて光制御板を導
光体の出光面上に接着する透明接着剤と；を具備してい
る。

【０００７】したがってこの発明によれば、導光体の出
光面上に塗布した透明接着剤に、その塗布厚の５〜５０
％まで光制御板のプリズム状凸部を圧入して接着してい
るので、接着面積を増大することができる。したがっ
て、接着剤の接着力を増大させることができると共に、
この接着剤の接着力の低下を抑制することができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、さらに、透明接着剤は、導光体の出光面上
で波打つ波形に形成されて、この出光面との間に空隙を
形成している。

【０００９】したがって、この発明によれば、請求項１
記載の発明と同様の作用効果を奏することができるうえ
に、波形の透明性接着剤と導光体の出光面との間の空隙
に入射した光を、空気と導光体との屈折率との差により
出光面上で殆ど全反射させ、散乱を抑制することができ
る。したがって、出光面上の光の散乱による光のリーク
を防止することができるので、発光効率を向上させるこ
とができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明であって、さらに、透明接着剤は、光制御板
のプリズム状凸部の頂端のみに塗布されている。

【００１１】したがってこの発明によれば、光制御板の
プリズム状凸部の頂端のみに透明接着剤を塗布するの
で、光制御板の出光面全面に透明接着剤を塗布する場合
に比して透明接着剤の塗布量を節約できるうえに、プリ
ズム状凸部が位置すると予測される導光体の出光面上の
箇所に、透明接着剤をスポット的に塗布する場合に比し
て光制御板の位置決めを正確かつ簡単に行なうことがで
きる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載の発明であって、さらに、透明接着剤
は、シリコーン系であり、膜厚が２０〜３０μｍであ
る。

【００１３】したがってこの発明によれば、接着剤の膜
厚が厚過ぎると透過率が下がり、表示面の輝度が低下す
る。また、薄過ぎると信頼性試験で剥がれが発生し、十
分な接着強度が得られない。実験の結果、シリコーン系
接着剤の膜厚は２０〜３０μｍが最適である。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載の発明であって、さらに、透明接着剤
は、アクリル系であり、膜厚が２０〜６０μｍである。

【００１５】したがってこの発明によれば、接着剤の膜
厚が厚過ぎると透過率が下がり、表示面の輝度が低下す
る。また、薄過ぎると信頼性試験で剥がれが発生し、十
分な接着強度が得られない。実験の結果、アクリル系接
着剤の膜厚は２０〜６０μｍが最適である。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
のいずれか一記載の発明であって、さらに、光制御板が
ポリスチレン，ポリカーボネート，メチルペンテンポリ
マーのいずれかよりなる。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
のいずれか一記載の発明であって、さらに、光制御板側
に配設される光拡散体と；導光体の背面側に配設される
反射体と；を具備している。

【００１８】したがってこれらの発明によれば、請求項
１ないし６のいずれか一記載の発明に係る導光体と光制
御板とを有するので、この請求項１ないし６のいずれか
一記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項１ないし７
のいずれか一記載の照明装置と；導光体，光源，反射
体，光拡散体および光制御板を収容するケース本体と；
ケース本体に配設され、光源に高周波電力を供給する点
灯手段と；を具備している。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
のいずれか一記載の照明装置と；照明装置からの光によ
り照明される液晶表示手段と；を具備している。

【００２１】したがって請求項８記載のバックライトと
請求項９記載の液晶表示装置は請求項１ないし７のいず
れか一記載の発明の照明装置を有するので、これら照明
装置と同様の作用効果を奏することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図６に基づいて説明する。なお、図１〜図６中、同一
または相当部分には同一符号を付している。

【００２３】図１は図２の要部拡大図、図２は本発明の
第１の実施形態の縦断面図であり、これらの図におい
て、照明装置１は例えば透明アクリル樹脂製等により矩
形平板状に形成された導光板２の図中左右両側面の側方
に、例えば左右一対の直状の蛍光ランプ３ａ，３ｂを配
設している。

【００２４】導光板２はその出光面２ａ上に、シリコー
ン系またはアクリル系の透明接着剤４を所要膜厚でほぼ
均等に塗布して、光制御板である集合シート５を接着し
て固定している。

【００２５】集合シート５はＰＳ（ポリスチレン），Ｐ
Ｃ（ポリカーボネート），ＴＰＸ（メチルペンテンポリ
マー）等の合成樹脂によりシート状に形成され、その図
中上面５ａ（表面）に、図中上方に凸の円弧状の複数の
凸レンズ部６を横方向に所定のピッチで連設する一方、
図中下面５ｂ（導光板２の出光面２ａ側）に、複数の逆
台形楔状のプリズム状凸部７を横方向に所定のピッチで
連設している。つまり、これら複数の凸レンズ部６と複
数のプリズム状凸部７とを表裏５ａ，５ｂ面にそれぞれ
一体に形成している。

【００２６】そして、この集光シート５を導光板２の出
光面２ａ上に透明接着剤４により接着する場合は、ま
ず、導光板２の出光面２ａ上に、透明接着剤４を所定の
膜厚ｔａでほぼ均等に塗布する。

【００２７】次に、この透明接着剤４上に、集光シート
５を、そのプリズム状凸部７側を向けて載置し、この集
光シート５と導光板２とを図示しないプレス機等により
挟持して挟み圧力を加圧し、図１に示すように各プリズ
ム状凸部７が透明接着剤４内に、その膜厚ｔａの５〜５
０％の範囲ｔｂで圧入させた状態で乾燥固化させて固着
する。透明接着剤４がシリコーン系の場合は膜厚ｔａが
２０〜３０μｍが良好であり、アクリル系の場合は膜厚
ｔａが２０〜６０μｍが好適である。これら膜厚ｔａ
は、厚すぎると、光透過率が下がって出光面の輝度が低
下する一方、薄過ぎると、信頼性試験で剥れが発生し、
十分な装着強度が得られない。実験の結果、上記最適の
膜厚が得られた。

【００２８】照明装置１はこのように構成されているの
で、一対の蛍光ランプ３ａ，３ｂからの光は導光板２の
側面から、その内部へ入射され、その一部は導光板２の
底面でほぼ全反射されて出光面２ａ側へ導光され、さら
に、この出光面２ａから集光シート５内へ、複数のプリ
ズム状凸部６を形成している裏面５ｂ側から入射され、
集光シート５内を通って各レンズ状凸部６から法線方向
にほぼ平行光として出光される。

【００２９】そして、この実施形態では集光シート５の
各プリズム状凸部７を透明接着剤４内へ、その膜厚ｔａ
の５〜５０％の範囲ｔｂで圧入して導光板２の出光面２
ａ上に集光シート５を接着しているので、集光シート５
の各プリズム状凸部７と透明接着剤４とが接触する面積
を増大させることができる。このために、集光シート５
と導光板２の出光面２ａとの接着力を増強させることが
できるので、この接合部の界面を長期間安定させること
ができ、導光板出光面２ａから集光シート５が剥離する
のを長期間有効に防止することができる。

【００３０】つまり、本発明者等はこの照明装置１の環
境試験を実施した際に、集光シート５の導光板２への加
圧力を種々変化させて集光シート５と導光板２との接着
状態を調査した結果、集光シート５のプリズム状凸部７
が透明接着剤４の膜厚ｔａの５〜５０％まで圧入するこ
とで環境試験に十分耐え得ることを新たに知見して本発
明を完成した。

【００３１】図３は本発明の第２の実施形態の要部断面
図であり、この照明装置１Ａは集光シート５の各プリズ
ム状凸部７の頂端面のみに透明接着剤４を塗布した点に
特徴があり、これら各プリズム状凸部７を透明接着剤４
内に、その全膜厚ｔａの５〜５０％の範囲ｔｂで圧入し
て集光シート５を導光板２の出光面２ａ上に接着した点
は上記実施形態と同様である。

【００３２】したがってこの照明装置１Ａによれば、導
光板２の出光面２ａのほぼ全面に透明接着剤４を塗布す
る場合に比して透明接着剤４の塗布量を節約することが
できる。

【００３３】また、透明接着剤４を、導光板出光面２ａ
上の各プリズム状凸部７の頂端が位置することが予測さ
れる箇所にスポット的に塗布することによっても、接着
剤４の塗布量を節約することができるが、この方法では
接着剤４の塗布箇所と各プリズム状凸部７の位置がずれ
る場合がある。しかし、この実施形態によればかかる不
都合はなく、かかる位置決めを正確かつ簡単に行なうこ
とができる。

【００３４】図４は本発明の第３の実施形態の要部縦断
面図であり、この照明装置１Ｂは集光シート５を導光板
２の出光面２ａ上に接着する透明接着剤４を、その出光
面２ａ上で図中上下方向で波打つ波形に形成して、この
波形の上方に凸の各円弧部４ａを隣り合うプリズム状凸
部７同士間の楔状凹部７ａ内で突設し、これらの各円弧
部４ａ内と出光面２ａとの間に、複数の小さい空隙８を
形成した点に特徴がある。上記各実施例と同様に、集光
シート５は、そのプリズム状凸部７を透明接着剤４内
に、その全膜厚ｔａの５〜５０％の範囲ｔｂ内で圧入さ
せて導光板２の出光面２ａ上に接着されている。

【００３５】そして、各空隙８内の空気と導光板２内の
屈折率には差があるので、図４に示すように各空隙８に
接する導光板出光面２ａに、導光板２内からの光が入射
されると、この出光面２ａで全反射され、散乱を抑制す
ることができる。このために、この出光面２ａでの光の
散乱により、集光シート５の出光表面５ａ以外へ散乱す
るのを抑制して出光表面５ａ上の輝度を向上させること
ができる。

【００３６】図５は上記透明接着剤４を波形に形成する
方法の一例の一工程を示す縦断面図であり、これは集光
シート５のプリズム状凸部７側に塗布した透明接着剤４
に、保護シトー９を介してゴム状のローラまたはゴム製
波板１０をプレスすることにより接着剤４を波形に成形
する点に特徴がある。これによれば、透明接着剤４を正
確かつ簡単に波形に成形することができる。

【００３７】図６はこのように構成された照明装置１，
１Ａ，１Ｂのうちの例えば１を具備するバックライト１
１の分解斜視図である。バックライト１１は導光板２の
底面に反射シート１２を重ねる一方、導光板２の出光面
２ａ上に集光シート５と拡散シート１３とをこの順に順
次重ね合せて有底薄型角筒状のケース本体１４内に収容
している。ケース本体１４はポリカーボネート樹脂等の
合成樹脂で一体成形されており、図中上面をほぼ全面的
に開口させている。

【００３８】また、導光板２の側面とケース本体１４の
内側壁との間には、例えばＬ字状の蛍光ランプ１５を収
容しているランプカバーＡ，Ｂ１６ａ，１６ｂを介在さ
せている。蛍光ランプ１５としては熱陰極型と冷陰極型
のいずれでもよいが、バックライトの光源としては立上
り特性が良く、しかも低消費電力が好まれるので、冷陰
極型が好ましい。ランプカバーＡ，Ｂ１６ａ，１６ｂ内
には背面が両面接着テープに形成されている銀シート１
７ａ，１７ｂが貼着されて反射面に形成されている。な
お、１８はＬ字状の蛍光ランプ１５に添設されてランプ
１５で発生するノイズをシールドする導電シート、１９
はフレームコーナである。

【００３９】蛍光ランプ１５には図示しない点灯装置を
電気的に接続しており、この点灯装置から蛍光ランプ１
５に高周波電力を安定的に給電して安定的に点灯させる
ようになっている。この点灯装置もケース本体１４に装
着される。

【００４０】そして、拡散シート１３上に、図示しない
液晶駆動回路を具備した液晶表示パネル２０を設けるこ
とにより、液晶表示装置に構成することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本願の請求項１記載
の発明は、導光体の出光面上に塗布した透明接着剤に、
その塗布厚の５〜５０％まで光制御板のプリズム状凸部
を圧入して接着しているので、接合面積を増大すること
ができる。このために、導光体と光制御板との接着剤の
接着力を増大させることができると共に、この接着剤の
接着力の低下を抑制することができる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の作用効果を奏することができるうえ
に、波形の透明性接着剤と導光体の出光面との間の空隙
に入射した光を、空気と導光体との屈折率との差により
出光面上で殆ど全反射させ、散乱を抑制することができ
る。したがって、出光面上の光の散乱による光のリーク
を防止することができるので、発光効率を向上させるこ
とができる。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、光制御板の
プリズム状凸部の頂端のみに透明接着剤を塗布するの
で、光制御板の出光面全面に透明接着剤を塗布する場合
に比して透明接着剤の塗布量を節約できるうえに、プリ
ズム状凸部が位置すると予測される導光体の出光面上の
箇所に、透明接着剤をスポット的に塗布する場合に比し
て光制御板の位置決めを正確かつ簡単に行なうことがで
きる。

【００４４】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載の発明であって、さらに、透明接着剤
は、シリコーン系であり、膜厚が２０〜３０μｍであ
る。

【００４５】したがってこの発明によれば、接着剤の膜
厚が厚過ぎると透過率が下がり、表示面の輝度が低下す
る。また、薄過ぎると信頼性試験で剥がれが発生し、十
分な接着強度が得られない。実験の結果、シリコーン系
接着剤の膜厚は２０〜３０μｍが最適である。

【００４６】請求項５記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載の発明であって、さらに、透明接着剤
は、アクリル系であり、膜厚が２０〜６０μｍである。

【００４７】したがってこの発明によれば、接着剤の膜
厚が厚過ぎると透過率が下がり、表示面の輝度が低下す
る。また、薄過ぎると信頼性試験で剥がれが発生し、十
分な接着強度が得られない。実験の結果、アクリル系接
着剤の膜厚は２０〜６０μｍが最適である。

【００４８】請求項６および７記載の発明によれば、請
求項１ないし５のいずれか一記載の発明に係る導光体と
光制御板とを有するので、この請求項１ないし５のいず
れか一記載の発明と同様の作用効果を奏することができ
る。

【００４９】請求項８記載のバックライトと請求項９記
載の液晶表示装置は請求項１ないし７のいずれか一記載
の発明の照明装置を有するので、これら照明装置と同様
の作用効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の要部拡大図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略
縦断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略
縦断面図。

【図４】本発明の第３の実施形態に係る照明装置の概略
縦断面図。

【図５】図４で示す波形接着剤を波形に形成するための
一工程の縦断面図。

【図６】本発明の第４の実施形態に係るバックライトま
たは液晶表示装置の分解斜視図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 照明装置 ２ 導光板 ２ａ 出光面 ３ａ，３ｂ 蛍光ランプ ４ 透明接着剤 ５ 集光シート ５ａ 集光シートの表面 ５ｂ 集光シートの裏面 ６ レンズ状凸部 ７ プリズム状凸部 ８ 空隙 １１ バックライト １２ 反射シート １３ 光拡散シート １４ ケース本体 １５ Ｌ字状蛍光ランプ ２０ 液晶表示パネル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面，背面および出光面を有する導光体
   と；導光体の側面側に配設された光源と；複数のレンズ
   状凸部とプリズム状凸部とを表面と裏面とにそれぞれ連
   設した光制御板と；導光体の出光面上に塗布されて、そ
   の塗布厚の５〜５０％の範囲まで光制御板のプリズム状
   凸部側を圧入させて光制御板を導光体の出光面上に接着
   する透明接着剤と；を具備していることを特徴とする照
   明装置。
2. 【請求項２】 透明接着剤は、導光体の出光面上で波打
   つ波形に形成されて、この出光面との間に空隙を形成し
   ていることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
3. 【請求項３】 透明接着剤は、光制御板のプリズム状凸
   部の頂端のみに塗布されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の照明装置。
4. 【請求項４】 透明接着剤は、シリコーン系であり、膜
   厚が２０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか一記載の照明装置。
5. 【請求項５】 透明接着剤は、アクリル系であり、膜厚
   が２０〜６０μｍであることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか一記載の照明装置。
6. 【請求項６】 光制御板がポリスチレン，ポリカーボネ
   ート，メチルペンテンポリマーのいずれかよりなること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の照明
   装置。
7. 【請求項７】 光制御板側に配設される光拡散体と；導
   光体の背面側に配設される反射体と；を具備しているこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の照
   明装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか一記載の照
   明装置と；導光体，光源，反射体，光拡散体および光制
   御板を収容するケース本体と；ケース本体に配設され、
   光源に高周波電力を供給する点灯手段と；を具備してい
   ることを特徴とするバックライト。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか一記載の照
   明装置と；照明装置からの光により照明される液晶表示
   手段と；を具備していることを特徴とする液晶表示装
   置。