JP2006084615A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトからの照射光の光学特性を調整するために複数枚の薄膜光学シートを用いていながら、それら薄膜光学シートが熱膨張しても撓ませることなく適正位置に安定して位置させることができ、その結果、所望の表示特性を長期にわたって確保できる、表示装置を提供する。
【解決手段】フレーム３の後室３ｂ内に収納された面状照明装置１１における導光板１２の前面（光出射面）１２ａ上には、第１光拡散シート１７、第１プリズムシート１８、第２プリズムシート１９及び第２光拡散シート２０の順でそれら４枚の光学シートが、互いに面方向へ３６０度にわたり均等に遊動可能に重畳載置されている。また、これら４枚の薄膜光学シート１７〜２０は、収納されるスペースの側壁面との間に必要とされる所定のクリアランスｃ1 、ｃ2 が確保されて載置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライトを有する表示装置に関する。

バックライトを有する表示装置としては、透過型液晶表示装置がよく知られている。この透過型液晶表示装置においては、通常、バックライトから液晶表示素子に照射される照射光の輝度分布を均一化したり照射光の方向を調整するために、調光部材が液晶表示素子とバックライト間に設置されている。この場合の調光部材としては、特許文献１に示されるように、光拡散シートやプリズムシート等の複数枚の光学シートが設置されることが多い。

それら光学シートは、表示に関与しない周縁部が液晶表示素子とバックライトの端部で挟持されたり、粘着剤等で接着されることにより、所定位置に保持されている。しかるに、それら光学シートは、通常は、樹脂材料で形成された薄膜シートであるため、バックライトの光源や外気温等により温められると、熱膨張により面方向に伸長して撓んだり皺が発生し易い。調光部材としての光学シートの撓みや皺は、表示むら等の表示不良を発生させる原因となる。
特開２００４−５３６８２号公報

本発明の課題は、バックライトからの照射光の光学特性を調整するために複数枚の薄膜光学シートを用いていながら、それら薄膜光学シートが熱膨張しても撓ませることなく適正位置に安定して位置させることができ、その結果、良好な表示特性を長期にわたって確保できる、高性能の表示装置を提供することである。

本発明の表示装置は、背面側から表示の観察側へ透過する光を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面側に配置され、前記画像表示素子の背面に向けて光を照射するバックライトと、前記画像表示素子と前記バックライト間に配置され、前記バックライトからの照射光の光学特性を調整する調光部材とを有し、前記調光部材は複数枚の光学シートが個々に面方向へ遊動可能に重畳載置されてなることを特徴とするものである。

本発明の表示装置によれば、調光部材を構成する複数枚の光学シートを画像表示素子とバックライトとの間の適正位置にそれぞれが個々に面方向に自在に遊動可能に重畳載置したから、各光学シートが光源や外気の熱により温められた際に、それらの熱膨張による面方向への伸長が規制されずに個々に許容されるから、光学シートの熱膨張による撓みや皺の発生が防止される。その結果、表示ムラ等の表示不良のない良好な表示特性を長期にわたり安定的に確保できる。

本発明の表示装置において、調光部材は、光拡散シートと入射光の出射方向を調整する光偏向シートで構成することが好ましく、これにより、輝度分布が均一で且つ正面輝度の高い良好な表示を外気温の変化等に影響されることなく安定して得ることができる。

またその場合、調光部材は、２枚の光拡散シート間に２枚の光偏向シートを介在させたシート重畳体とすることが好ましく、これにより、より一層輝度分布が均一で且つ正面輝度の高い表示を安定して得ることができる。

さらに、本発明の表示装置は、画像表示素子とバックライトを所定位置に保持するフレームを更に有し、複数枚の光学シートのうちの少なくとも１枚が前記フレームに係止されていることが好ましく、これにより、複数枚の光学シートを略水平に延在させて所定の適正位置へ正確に重畳載置する作業を容易に実施できる。

加えて、本発明は、画像表示素子が液晶表示素子である液晶表示装置に適用することが好ましく、その結果、表示ムラ等の無い良好な液晶表示を長期にわたり安定して得ることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールの全体構成を示す模式的断面図で、図２はその液晶表示モジュールにおける主要部の構成を示す分解斜視図である。

本液晶表示モジュールの筐体は、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース１に、底板を除去した同形状のカバーケース２が、嵌装されてなる。これら両ケース１、２は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース２の天板２ａには、表示を観察するための表示窓２ｂが穿設されている。

上記筐体内には、フレーム３が配置されている。本実施形態のフレーム３は、共に空間外形が扁平な直方体をなす前室３ａと後室３ｂとが２段に重設されてなる。すなわち、直方体の空間を囲む枠体をなす側板３ｃの所定高さ位置に、その内面全周にわたって仕切り棚３ｄが突設され、この仕切り棚３ｄを境界として、前室３ａと後室３ｂとが２段に重設され、これら前室３ａと後室３ｂは、仕切り棚３ｄで囲まれた連通空間３ｅにより連通されている。そして、仕切り棚３ｄの後室３ｂに面する後面には、フレーム３を後室３ｂ側から視た平面図である図３（ａ）に示されるように、一対の係止突起３ｆ、３ｇが立設されている。また、前室３ａにおける側板３ｃの所定位置に、切り欠き部３ｈが形成されている。

フレーム３の前室３ａには、液晶表示パネル４が収納されている。液晶表示パネル４は、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板５、６を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板５、６間に液晶（不図示）を封入して、構成されている。ガラス基板５、６の液晶封入側とは反対側の各外面には、一対の前、後偏光板７、８がそれぞれ貼着されている。

本実施形態の液晶表示パネル４はアクティブマトリックス方式の液晶表示パネルであり、ガラス基板５の内面には１枚膜状の対向電極が設置され、他方のガラス基板６の内面には複数の画素電極がマトリックス状に配設され、それら双方の電極の対向部に形成される画素がマトリックス配置された表示領域Ｄdが形成されている。

本例の液晶表示パネル４における一対のガラス基板５、６の大きさは、前側ガラス基板５よりも後側ガラス基板６の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板５、６は後側ガラス基板６の隣り合う２縁辺が前側ガラス基板５の対応する２縁辺から突出する配置で接合されている。後側ガラス基板６の突出縁辺６ａには、図示しない電極から引き出された配線とその各端部の接続端子が配設されて駆動回路部が形成されており、これら駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ９がＣＯＧ（Chip On Glass）搭載されている。そして、この駆動回路部の入力端子エリアには、フレキシブル配線基板１０（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）が導通接合されている。

フレーム３の後室３ｂには、サイドライト型の面状照明装置１１が収容されている。本実施形態のサイドライト型面状照明装置１１は、照射対象の液晶表示パネル４に大略対応した矩形をなす透明な導光板１２の一端側に、点光源としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１３が本例では２個配置され、導光板１２の液晶表示パネル１に対向させる前面１２ａとは反対側の後面１２ｂには光反射シート１４が設置されて、構成されている。導光板１２の光反射シート１４が設置される後面１２ｂには、ＬＥＤ１３から射出され導光板１２に入射した光を前面に向けて均一に反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。

一対のＬＥＤ１３、１３はフレキシブル配線基板１５上に直接搭載され、このフレキシブル配線基板１５は、一対のＬＥＤ１３、１３が導光板１２の光入射面とする一端面に形成されている凹部１２ｃ、１２ｃ内に収容される配置で、導光板後面１２ｂの光反射シート１４が設けられていない光源側縁部に設置されている。

上述のように構成されたサイドライト型面状照明装置１１においては、ＬＥＤ１３から射出された光が、導光板１２内にその対向する端面から入射し、この入射光が後面１２ｂの同心円状凹凸パターンに入射すると、ここで前面１２ａに向けて全反射され、前面１２ａから面状に出射される。なお、同心円状凹凸パターンに入射した後に導光板１２外に出射する光も存在するが、これらの出射光は光反射シート１４により反射されて導光板１２内に再入射させられる。これにより、ＬＥＤ１３からの射出光の利用効率が格段に高められる。

導光板１２の前面１２ａ側つまり液晶表示パネル４と面状照明装置１１との間には、導光板１２から面状に出射される照射光の輝度分布や出射方向等の光学特性を調整するための調光部材１６が設置されている。調光部材１６は、複数枚の光学シートが互いに面方向へ遊動可能に重畳載置されてなる。本実施形態における調光部材１６は、後室３ｂ内に配置される第１光拡散シート１７及び第１プリズムシート１８と、仕切り棚３ｄで囲まれる連通空間３ｅ内に配置される第２プリズムシート１９及び第２光拡散シート２０の４枚の光学シートが、その順序で導光板前面１２ａ上に互いに面方向へ遊動可能に重畳載置されてなる。ここで、互いに面方向へ遊動可能に重畳載置された状態とは、４枚の光学シート１７〜２０が、１個の積層体に接着結合されているのではなく、互いに面方向の３６０°にわたり均等に僅かに移動できるように重ねて載置されただけの状態をいう。すなわち、シート自体の面方向の熱膨張が妨げられることなく許容される状態である。なお、第１、第２プリズムシート１８、１９は、共に、複数の断面が直角三角形をなす突条１８ａ、１９ａが微細ピッチで併行に延在形成されたものであり、各突条１８ａ、１９ａを互いに直交させる配置で重畳載置されている。

そして、各光学シート１７〜２０の大きさは、配置されるスペースにおいて、端面全周が配置スペースの壁面との間に所要のクリアランスを確保できる大きさに設定されている。すなわち、導光板１２側の第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８は、後室３ｂ内に配置されるから、各シート端面と後室３ｂの側板３ｃ内面との間にクリアランスｃ1 が確保される大きさに設定され、液晶表示パネル４側の第２プリズムシート１９と第２光拡散シート２０は、仕切り棚３ｄで囲まれた連通空間３ｅ内に配置されるから、各シート端面と仕切り棚３ｄ端面との間にクリアランスｃ2 が確保される大きさに設定されている。

これにより、各光学シート１７〜２０の温度が光源や外気の熱により上昇しても、それらの熱膨張による面方向への伸長は規制されることなく許容される。その結果、各シート１７〜２０の温度上昇による撓みや皺の発生が確実に防止される。

更に、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８の各光源側端部には、図２に示されるように、鉤部１７ａ、１８ｂがそれぞれ一対ずつ形成されている。これら鉤部１７ａ、１８ｂは、前述したフレーム３における仕切り棚３ｄの後面に立設されている係止突起３ｆ、３ｇに係合可能に形成されており、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８は、それら鉤部１７ａ、１８ｂを対応する係止突起３ｆ、３ｇに係合させた状態で導光板１２の前面１２ａ上に重畳載置されている。これにより、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８が一部分を連通空間３ｅ内に脱落させた状態で導光板１２の前面１２ａ上に載置される不具合の発生が確実に回避され、連通空間３ｅの全域を確実に覆った適正載置状態が長期にわたり安定して維持される。

従って、導光板１２の前面１２ａから面状に出射された光は、略水平な状態で適正位置に安定的に載置された第１、第２光拡散シート１７、２０を透過することにより輝度分布が均一化されるとともに、同じく略水平に安定載置された第１、第２プリズムシート１８、１９を透過することにより、大部分の照射光の進行方向が表示の正面方向（導光板前面１２ａの法線方向）に揃えられる。その結果、この良好な光学特性を備えた照射光が入射された液晶表示パネル４により、表示ムラが無く輝度分布が表示領域Ｄｄ全域にわたり均一で且つ正面輝度が充分に高い良好な表示が、長期にわたり安定して得られる。

また、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８の各光源側端部に鉤部１７ａ、１８ｂをそれぞれ一対ずつ形成することによって、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８を上述した適正位置に極めて容易に重畳載置することができる。

すなわち、本液晶表示モジュールを組み立てる際は、まず、フレーム３の前室３ａ内に液晶表示パネル４を設置する。次いで、液晶表示パネル４が設置されたフレーム３を裏返し、図３（ｂ）に示されるように、第２光拡散シート２０と第２プリズムシート１９をこの順序で連通空間３ｅ内に装填する。このとき、液晶表示パネル４は、そのガラス基板６の裏面（外面）が両面接着テープ２１により仕切り棚３ｄの前室３ａ側表面に接着されているから、第２光拡散シート２０と第２プリズムシート１９を連通空間３ｅ内に落とし込むだけで正規の位置に収めることができる。

次に、第１プリズムシート１８と第１光拡散シート１７をこの順序で後室３ｂ内に載置する。この際、各シートの鉤部１８ａ、１７ａを係止突起３ｆ、３ｇに係合させることにより、第１プリズムシート１８と第１光拡散シート１７を、連通空間３ｅ内に脱落させることなく、連通空間３ｅの全域を覆うと共に各シート１８、１７の周端面と側板３ｃ内面との間に所期のクリアランスｃ1 が略均等に確保される適正位置に、容易に載置できる。なお、鉤部は、第１プリズムシート１８にだけ形成し第１光拡散シート１７に形成しなくてもよい。但しこの場合は、第１光拡散シート１７の載置位置が何れかのサイドに偏っても表示領域Ｄｄから外れないように、クリアランスｃ1 を或る程度小さく設定しておく必要がある。

図１に戻って、調光部材１６を構成する４枚の光学シート１７〜２０が重畳積載された面状照明装置１１は、後室３ｂ内の所定位置に、背面パネル２２に支持された状態で収納されている。背面パネル２０は、板金を加工して形成されており、フレーム後室３ｂにその底面を閉じる配置で嵌合装着されている。

背面パネル２２の後面には、駆動制御回路基板２３が設置されている。この駆動制御回路基板２３は、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御するものであり、従って、前述した液晶表示パネル４のガラス基板６端部に導通接合されたフレキシブル配線基板１０やＬＥＤ１３が搭載されたフレキシブル配線基板１５の各端部が、導通接合されている。

以上のように、本実施形態の液晶表示モジュールにおいては、液晶表示パネル４と面状照明装置１１との間に、面状照明装置１１からの照射光の光学特性を調整する調光部材１６として、２枚の第１、第２光拡散シート１７、２０の間にそれぞれの突条１８ａ、１９ａを互いに直交させた２枚の第１、第２プリズムシート１８、１９を介在させる配置でこれら４枚の光学シート１７〜２０を個々に面方向への熱膨張が均等に許容されるように重畳載置したから、光源や外気の熱により各シート１７〜２０が加温されても熱膨張によって撓んだり皺を発生させることはなく、４枚の光学シート１７〜２０がそれぞれ所定の適正位置に略水平に載置された状態が長期にわたり安定して維持される。その結果、液晶表示パネル４には、ともに略水平な状態で適正位置に安定的に載置された４枚の光学シート１７〜２０を透過することにより、輝度分布が均一化されるとともに進行方向が表示の正面方向に揃えられた面状光が安定して照射され、表示ムラが無く輝度分布が表示領域Ｄｄ全域にわたり均一で且つ正面輝度が充分に高い良好な表示が、長期にわたり安定して得られる。

また、第１光拡散シート１７と第１プリズムシート１８に鉤部１７ａ、１８ｂをそれぞれ設けたから、それら各シート１７、１８を所期の適正位置に水平に延在させた状態で載置する作業を極めて容易に行うことができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明は、画像表示素子とバックライトとの間に重畳載置される光学シートが４枚の場合に限らず、また、画像表示素子が透過型液晶表示パネルの場合に限らず、複数枚の光学シートを配置し且つバックライトを用いる種々の表示装置に広く適用できることは、勿論である。

本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールの全体構成を示す模式的断面図である。 図１に示す液晶表示モジュールにおける筐体内の構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は上記液晶表示モジュールの製造工程において調光部材を組み込む状態を示す平面図で、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ 収納ケース
２ カバーケース
３ フレーム
４ 液晶表示パネル
５、６ ガラス基板
７、８ 偏光板
９ ドライバＬＳＩ
１０、１５ フレキシブル配線基板
１１ 面状照明装置
１２ 導光板
１３ ＬＥＤ
１４ 光反射シート
１６ 調光部材
１７、２０ 光拡散シート
１８、１９ プリズムシート
２２ 背面パネル
２３ 駆動制御回路基板

Claims (5)

1. 背面側から表示の観察側へ透過する光を制御して画像を表示する画像表示素子と、
   前記画像表示素子の背面側に配置され、前記画像表示素子の背面に向けて光を照射するバックライトと、
   前記画像表示素子と前記バックライトとの間に配置され、前記バックライトからの照射光の光学特性を調整する調光部材とを有し、
   前記調光部材は複数枚の光学シートが個々に面方向へ遊動可能に重畳載置されてなることを特徴とする表示装置。
2. 前記調光部材は、光拡散シートと光の進行方向を調整する光偏向シートからなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記調光部材は、２枚の光拡散シート間に２枚の光偏向シートを介在させてなることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記画像表示素子と前記バックライトを所定位置に収納保持するフレームを更に有し、前記複数枚の光学シートのうちの少なくとも１枚が前記フレームに係止されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の表示装置。
5. 前記画像表示素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の表示装置

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