JP2005347272A - 背面光源の製造方法およびそれを用いた表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の薄いシートを、高温高湿度環境においてもムラが無く、輝度を均一にすると共に、容易に製造できるようにする。
【解決手段】光源２からの光を透過させて光に光学的な変化を与える光学シート４１，４２と、前記光学シートの主面の一方に密着配置された透明補強板７１と、前記光源の光を前記透明補強板へ反射する反射部材３とを有し、前記光源２の光が前記透明補強板７１を通過後に前記光学シート４１，４２を通過するように前記反射部材３を配置する背面光源の製造方法において、前記補強板７１と前記光学シート４１，４２とを透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示装置およびそれに用いるバックライト、すなわち背面光源の製造方法に関し、特に線状光源を備えた平面発光型背面光源の製造方法に関する。

非発光型の表示装置、例えば液晶表示装置は外光のないところあるいは外光状態の悪いところでも表示を可能にするために平面発光型背面光源を備えているものが多い。そのような液晶表示装置の一般的な構造につき図４（従来例）を参照して説明する。

図４に示すように、液晶表示装置用の背面光源１０は、導光板１の側端面に配置された冷陰極蛍光管などの線状光源２およびその光を導光板へ向けて反射する光反射板３を備え、導光板の裏面側には反射シート５が配置されている。線状光源２はリード線３３を介してコネクタ端子３２に接続されている。導光板１の表面側にはプリズムシートなどの集光用光学シート４１が配置されるとともに、この集光用光学シート４１と導光板１との間に拡散用光学シート４２が配置されている。そして、これらの構成部材は筐体 の中に収納されて背面光源１０を形成している。

液晶表示パネル１１は筐体６の上に配設され、シールド表１２とシールド裏１３を被せ、筐体６とこれらシールド表１２およびシールド裏１３とを嵌合固定することにより液晶表示装置が構成されている。なお、シールド裏１３と筐体６、シールド表１２と筐体６のそれぞれの嵌合固定方法は、ツメやねじなどによる周知の固定手段で行っている。

図５は、背面光源１０の断面図であり、エッジライト方式の背面光源の例である。導光板１は、アクリル樹脂などの光透過率の高い樹脂からなり、その側面より入射した光を内部で乱反射させるように平板状である。この導光板１の側面には、線状光源２と、線状光源２からの光を効率良く導光板１に入射させるように線状光源２を覆う断面Ｕ字型の光反射板３が配置されている。導光板１の裏面側には、側面から入射された光を対面側に反射させるための反射シート５が配置されている。導光板１の表面側には、拡散用光学シート４２および集光用光学シート４１が積層配置され、筐体６の中に収納されている。

なお、反射偏向板や導光板の強度不足を補う技術が、特許文献１や特許文献２に記載されている。

特開昭５９−５２２１７号公報 特許第２８５６２７６号公報

上述した従来例の光学シートは、その厚みが０．１２ｍｍ程度の薄いシートであり、ベース材として通常ポリエステル樹脂が採用されている。その場合のシート１枚の光透過率は約９０％前後であるので、シート厚を厚くすると光透過率が低下してしまうため、薄く形成せざるを得ない。

このような薄膜の光学シートを備えた背面光源を非発光型の表示装置と共に組み込んで、高温高湿度の環境下や低温の環境下で動作させたとき、背面光源の集光用および拡散用の光学シートが単に熱膨張するのみならず、熱による変形を生じ、しわやたわみが発生するため輝度の均一性を損なう。とくに光学シートの周辺が、フレーム状筐体６で導光板側に押さえつけられ、固定されている場合には、中央部にしわやたわみが発生し、表示品位が低下するという問題があった。フレームで押さえ固定しないようにするとしても、フレームと干渉しないようにフレームとの間のクリアランスを大きく取る必要が有る。しかし、表示装置の小型化、薄型化という市場要求があり、このため背面光源に無制限にクリアランスを大きく取ることは困難であるし、熱変形による表示品位の問題は解決できない。

また、反射偏向板や導光板の強度不足を補う技術が、特許文献１や特許文献２に記載されているが、本発明のように背面光源に使用する拡散や集光、反射などを目的とした光学シートの補強に関するものではない。

本発明の目的は、液晶表示装置等の背面光源において、拡散や集光、反射等を目的とした光学系の薄いシートを、高温高湿度環境においてもムラが無く、輝度を均一にすると共に、容易に製造できるようにした背面光源の製造方法およびこれを用いた表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明の構成は、光源からの光を透過させて光に光学的な変化を与える光学シートと、前記光学シートの主面の一方に密着配置された透明補強板と、前記光源の光を前記透明補強板へ反射する反射部材とを有し、前記光源の光が前記透明補強板を通過後に前記光学シートを通過するように前記反射部材を配置する背面光源の製造方法において、前記補強板と前記光学シートとを透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法の構成は、上述した背面光源を液晶表示パネルの背面に配置して一体化して形成することを特徴とする。

本発明の他の構成は、側面に配置された線状光源より入射した光を内部で乱反射させる平板状の導光板と、前記導光板の１主平面に光を対面側に反射させるために配設した反射板と、前記導光板の対面側に配設した発光面の輝度均一性を高めるための拡散用光学シートと、正面輝度を上げるための集光用光学シートとを有し、これらを筐体の中に収納して形成される背面光源の製造方法において、前記拡散用光学シートおよび集光用光学シートの少なくとも一方に透明な補強板を透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする。

本発明のさらに他の構成は、少なくとも１本の線状光源と、前記線状光源から反対方向に出射した光を反射する反射板と、前記線状光源から直接出射されまたは反射された出射光の発光面の輝度均一性を高めるための拡散用光学シートとを有する背面光源の製造方法において、前記拡散用光学シートの裏面に透明な補強板を透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする。

以上詳細に述べたように、本発明の構成によれば、光学シートが高温・高湿度下での膨張や低温時の収縮などで変形する力に負けないように補強板を貼り合せることにより、光学シートの変形を押さえることが出来る。また、従来よりも光学シートとそれを収めるフレームとのクリアランスを小さくすることができ、背面光源の小型化が図られ、ひいては小型化、薄型化を図った表示装置を得ることができる。さらに、製造方法も容易にできるという効果がある。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の表示装置を説明する分解斜視図である。この表示装置の背面光源１０は、導光板１の側面に線状光源２が配設されており、線状光源２は光反射板３で覆われている。線状光源２はリード線３３を介してコネクタ端子３２に接続されている。導光板１の一主平面には光を対面側に反射させるための反射シート５が設けられている。

一方、導光板１の表示面側（対面側）には拡散用光学シート４２および集光用光学シート４１が配設されており、これらは筐体６の中に収納されて背面光源１０を形成している。なお、集光用光学シート４１には透明な熱変形に強い材質の補強板７１が貼り合わされている。この補強板７１を光学シート４１に透明な（光透過率の高い）粘着材により貼り合わせることが、本発明の特徴である。

背面光源１０の上部には液晶表示パネル１１が配設され、シールド表１２を被せ、一方背面光源１０側にシールド裏１３を被せ筐体に嵌合して固定し、これら全体で表示装置が形成されている。図１では、補強板を集光光学シート４１にのみ貼り合わせた場合を示してあるが、拡散用光学シート４２にも貼り合わせてもよい。

図２は本発明の一実施例の背面光源部分を説明する断面図である。本実施例において、平板状の導光板１は、アクリルなどの光透過率の高い樹脂からなり、側面より入射した光を内部で乱反射させるものである。この平板状の導光板１の側面に線状光源２が配設されている。線状光源２としては、熱陰極管や冷陰極管などの蛍光ランプがよく用いられる。線状光源２はそれから放射される光を効率良く導光板１に入射させるように光反射板３で覆われている。反射シート５は導光板１の１主平面に配置された光を対面側に反射させるためのものである。

発光面の輝度均一性を高めるための拡散用光学シート４２と正面輝度を上げるための集光用光学シート４１とを導光板１の表示面側（対面側）に配置する。集光用光学シート４１の一面には、光透過率が高い材質で、かつ光学シートよりも熱変形に強い材質、すなわちガラス転移温度が光学シートよりも高い材質からなる補強板７１を密着させている。

一般的な光学シートの形成材料であるポリエステル樹脂のガラス転移温度は約８０℃であるから、上記補強板７１としては、ガラス転移温度が１００℃以上の材質が好ましい。例えば、ポリエチレンナフタレートのガラス転移温度は約１２０℃と高く、かつ光透過率も厚みが０．２ｍｍの場合でも約９０％と高いので、本発明における補強板としては好ましい材質である。ポリエチレンナフタレート以外の適した材質としては、ポリカーボネイトなどが補強板の材質として適している。

このような補強板７１を、光透過率の高い粘着材、例えばアクリル系の粘着材で光学シートの片面全面に貼り合わせる。このとき、補強板としては光学シートと線膨張係数が近い材質を使用するほうが好ましい。ポリエステル樹脂の線膨張係数は１．５〜４．５×１０^―５なので、線膨張係数が１．０×１０^―６〜６×１０^―５であるポリエチレンナフタレートは、補強材として好適である。

なお、図２では、補強板７１を集光用光学シート４１にのみ貼り合わせた場合を示してあるが、拡散用光学シート４２にも貼り合わせてもよい。通常、集光用光学シート４１や拡散用光学シート４２の一面には集光や拡散を目的としてプリズムやビーズコートなどの加工がされているので、補強板はこのような加工のされていない側の面に貼り合わせる。

表示装置を高温高湿度の環境で動作させた場合、樹脂系の光学シートは高温高湿度下において膨張する。そのとき背面光源を収め、保護しているＡＢＳ樹脂やアルミ等で構成されるフレームとのクリアランスが小さいと光学シートとフレームが干渉し、光学シートにたわみやしわが発生することがあるが、光透過率が高く熱変形に強い補強板を貼り合せることで、光学シートの効果を減ずること無く、高温・高湿度下や低温時における光学系シートの変形を防ぐことができ、輝度の均一な背面光源が得られる。

補強板７１にポリエチレンナフタレートを組み合わせた光学シートの実験によれば、温度６０℃、湿度８０％の環境で２４０時間放置後、常温２５℃、湿度６０％以下の環境で２４時間放置後の線膨張係数は０．３〜０．９×１０^―５が得られた。補強板としては、厚みが厚いほど光学シートの変形防止効果は高まるが、光透過率がその分低下するので、好ましい厚みとしては光学シートより厚くかつ、光透過率が９０％を下回らない厚さとする。ポリエチレンナフタレートで補強板を形成する場合には、その厚みを０．１５ｍｍから０．５ｍｍとすることが好ましく、光透過率と強度との兼ね合いの点で実用性のあるより望ましい範囲は０．２〜０．３ｍｍである。

なお、光学シートそのものを厚く形成して、強度を増すことも考えられるが、光学シートに適したポリエステル樹脂などは、０．１２ｍｍの厚みでも、その光透過率が９０％程度と低く、それより厚くすると、光透過率が大幅に落ち、実用性に欠ける。

図３は、本発明の第２の実施例の背面光源の断面図を説明する断面形図である。この実施例の背面光源は直下方式の背面光源の例である。この背面光源は、蛍光ランプなどの複数の線状光源２１〜２４が白色反射板７と拡散用光学シート４３との間に並列配置されている。白色反射板７は支持板８に支持されており、線状光源２１〜２４からの光を一方向に反射させる。拡散用光学シート４３は、線状光源の光の輝度を均一化するために設けられている。そして透明な補強板７２が、拡散用光学シート４３の裏面（シートのビーズ面と反対面）に透明な粘着材で貼り合わされている。この補強板７２としては、前述したように、拡散用光学シート４３より腰の強い材質、すなわち、変形強度の強い材質、例えば上述したポリエチレンナフタレートやポリカーボネイトを用いることが好ましい。その他の補強板として適用できる材質としては、薄型低密度ガラス材がある。線状光源２１〜２４の近傍に配置された拡散用光学シート４３は、補強板が無い場合には線状光源の直上部が光源の発熱により膨張し局部的なしわが発生しやすいが、本実施例のように補強板７２を貼り付けることにより、しわの発生を押さえることができる。

なお、上記の説明では、液晶表示パネルを表示装置の対象例としたが、本発明の背面光源は、裏からライトアップする電光看板や掲示板などにも採用できる。

本発明の第１の実施形態の表示装置を説明する分解斜視図である。 図１の表示装置に用いる背面光源を説明する断面図である。 本発明の第２の実施例の背面光源を説明する断面図である。 従来の非発光型の表示装置を説明する分解斜視図である。 図４の表示装置に用いる背面光源の断面図である。

符号の説明

１ 導光板
２，２１〜２４ 線状光源
３ 光反射板
５ 反射シート
６ 筐体
７ 白色反射板
８ 支持板
１０ 背面光源
１１ 液晶表示パネル
１２ シールド表
１３ シールド裏
３２ コネクタ端子
３３ リード線
４１ 集光用光学シート
４２，４３ 拡散用光学シート
７１，７２ 補強板

Claims (4)

1. 光源からの光を透過させて光に光学的な変化を与える光学シートと、前記光学シートの主面の一方に密着配置された透明補強板と、前記光源の光を前記透明補強板へ反射する反射部材とを有し、前記光源の光が前記透明補強板を通過後に前記光学シートを通過するように前記反射部材を配置する背面光源の製造方法において、前記補強板と前記光学シートとを透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする背面光源の製造方法。
2. 請求項１に記載の背面光源を液晶表示パネルの背面に配置して形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 側面に配置された線状光源より入射した光を内部で乱反射させる平板状の導光板と、前記導光板の１主平面に光を対面側に反射させるために配設した反射板と、前記導光板の対面側に配設した発光面の輝度均一性を高めるための拡散用光学シートと、正面輝度を上げるための集光用光学シートとを有し、これらを筐体の中に収納して形成される背面光源の製造方法において、前記拡散用光学シートおよび集光用光学シートの少なくとも一方に透明な補強板を透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする背面光源の製造方法。
4. 少なくとも１本の線状光源と、前記線状光源から反対方向に出射した光を反射する反射板と、前記線状光源から直接出射されまたは反射された出射光の発光面の輝度均一性を高めるための拡散用光学シートとを有する背面光源の製造方法において、前記拡散用光学シートの裏面に透明な補強板を透明な粘着材により貼り付けて形成することを特徴とする背面光源の製造方法。
   

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