JP2007171891A - 液晶表示装置のバックライト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光源から放射される紫外光をカットするだけではなく、液晶パネルのライティングにも活用できる液晶表示装置のバックライト構造を提供する
【解決手段】液晶表示パネルのバックライト構造であって、光源からの光が液晶表示パネルに至る経路に配置された少なくとも１つの部品の表面に２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む被膜が形成されている液晶表示パネルのバックライト構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライト構造、特に光源から発せられる光をさらに有効に活用できるバックライト構造に関する。

一般的に、液晶表示装置のバックライトは、図６に示すように、液晶パネル１の背面に設けられており、光源２、その反射板３、導光板４、反射板５、および拡散板６という部品から基本的に構成されている。光源２から発せられた光は、直接、導光板４に入射するほか、光源２の背面に設けられている反射板３で反射された光も導光板４に入射する。導光板４に入った光は液晶パネル１側に出る光のほか、反対側にも漏光するため、反射板５で再度導光板４に戻す。液晶パネル１側に出た光は拡散板６で拡散され、液晶パネル１に到達し、液晶パネルを照らす。また、近年の大型ＬＣＤの場合のバックライトは、図７に示すように、光源が液晶パネルの直下に配置される直下型と呼ばれる構造が一般的である。その場合は、光源２から発せられた光は、直接、拡散板６に入射するほか、光源２の背面に設けられている反射板５で反射された光も拡散板６に入射する。これらの入射した光が拡散板６で拡散され、液晶パネル１に到達し、液晶パネルを照らす。

このバックライト構造において、光源２から発せられた光を出来るだけ有効に活用することが求められており、その１つの対策として、特許文献１では、光透過性に優れたアクリル樹脂からなる部品の表面に低屈折率の含フッ素高分子層を設け、界面反射を減らすという試みが提案されている。

特開平５−２０３９３９号公報

光源２としては通常、冷陰極型蛍光放電ランプが使用されており、この光源から発せられる光は可視光だけではなく、波長２５０〜４００ｎｍの紫外領域の光も放射されている。この紫外光は液晶パネルのライティングに利用できないだけではなく、導光板４などを形成しているアクリル樹脂を劣化させてしまうという問題がある。

本発明は、かかる紫外光をカットするだけではなく、ライティングにも活用できるバックライト構造を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、液晶表示パネルのバックライト構造であって、光源からの光が液晶表示パネルに至る経路に配置された少なくとも１つの部品の表面に２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む被膜が形成されている液晶表示パネルのバックライト構造に関する。

前記波長変換ポリマー材料としては希土類金属のポリマー錯体が利用でき、このポリマー錯体としてはフッ素系ポリマー錯体であってもよいし、非フッ素系ポリマー錯体であってもよい。

また前記波長変換ポリマー材料としては希土類金属錯体と被膜形成性ポリマーとの複合材料も使用でき、この被膜形成性ポリマーとしては、フッ素系ポリマーであってもよいし、非フッ素系ポリマーであってもよい。

波長変換ポリマー材料の被膜をその表面に形成する部品は、光源からの光が照射される、または通過する部品であれば特に限定されず、光源、光源の反射板、導光板、反射板、拡散板などが例示でき、それらの少なくとも１つの全面または一部に被膜を設ければよい。

本発明はまた、かかるバックライト構造を有する液晶表示装置にも関する。

さらに本発明は、表面に２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む被膜が形成されている液晶表示パネルの導光板にも関する。

またさらに本発明は、液晶表示パネルのバックライト構造の部品表面の被覆に用いるフィルムであって、２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む波長変換フィルムにも関する。

本発明のバックライト構造によれば、光源から発せられた紫外光をカットするだけではなく、ライティングにも活用することができる。

本発明で用いる波長変換ポリマー材料は、２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有するものであり、希土類金属のポリマー錯体および／または希土類金属錯体と被膜形成性ポリマーとの複合材料が利用できる。

２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する希土類金属のポリマー錯体および希土類金属錯体を形成する希土類金属としては、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｔｍなどが知られている。

希土類金属のポリマー錯体は錯体形成性ポリマー中の複数の官能基（たとえばカルボニル基など）と希土類金属が錯体を形成しているものであり、錯体形成性ポリマーとしては、フッ素系ポリマーであっても非フッ素系ポリマーであってもよい。

フッ素系ポリマー錯体としては、たとえば国際公開第０２／７２６９６号パンフレット、国際公開第０３／９１３４３号パンフレットなどに記載されているものが使用できる。その代表例としては、たとえば国際公開第０２／７２６９６号パンフレットの［００８９］〜［０１００］に記載の構造をもつモノマーを含む重合体があげられる。より具体的には、たとえば国際公開第０２／７２６９６号パンフレットの合成例５記載の３Ｈ,１２Ｈ,１２Ｈ−ペルフルオロ−５，８−ジメチル−６，９−ジオキサ−３−トリフルオロアセチル−１１−ドデセン−２，４−ジオン：

の重合体などがあげられる。

非フッ素系ポリマー錯体としては、たとえば特開２０００−２０８８５１号公報、特開平５−８８０２６号公報、特開平７−５５０５号公報、特開平１１−２７１５０２号公報などに記載されているものが使用できる。その代表例としては、たとえば特開２０００−２０８８５１号公報の［０１３６］に記載の［化１７］のポリイミドがあげられる。

これらのポリマー錯体は、単独で波長変換被膜を形成することもできるが、他の被膜形成性ポリマーを配合して、組成物としてもよい。

そうした被膜形成性ポリマーとしては、フッ素系ポリマーでも非フッ素系ポリマーでもよい。フッ素系ポリマーとしては、たとえば含フッ素アリルエーテル系ポリマー（国際公開第０２／７２７０６号パンフレット記載）、含フッ素アクリル樹脂、含フッ素エポキシ樹脂、環状アモルファスフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド系共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、フルオロエチレンビニルエーテル（ＦＥＶＥ）系共重合体、含フッ素ウレタン樹脂などがあげられ、なかでも高ガラス転移温度（６０℃以上）、高フッ素含有率（５０％以上）の含フッ素アクリル樹脂および架橋性含フッ素アリルエーテル系ポリマー（国際公開第０２／７２７０６号パンフレット記載）が好ましい。非フッ素系ポリマーとしては、たとえばＰＣ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＳＡＮ、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ＣＯＰ（脂環式樹脂）などがあげられる。

なお、ポリマー錯体のポリマーおよび／または被膜形成性ポリマーとして低屈折率のフッ素系ポリマーを使用するときは、部品の表面に形成される被膜は減反射効果をさらに奏する。

希土類金属錯体と被膜形成性ポリマーとの複合材料としては、上記被膜形成性ポリマーに希土類金属錯体を分散させた組成物が利用できる。

希土類金属錯体としては、錯体形成能を有する有機化合物と希土類金属との錯体が利用できる。

希土類金属錯体としては、たとえば特開平１１−３２３３２４号公報、特開２０００−２５６２５号公報、国際公開第２００２／０９１４８７号パンフレット、国際公開第９８／４０３８８号パンフレット、国際公開第０２／０９１４８７号パンフレットなどに記載されている錯体が使用できる。その代表例としては、たとえば特開平１１−３２３３２４号公報に記載されている超分岐構造を有する配位子を構成成分とする希土類錯体、国際公開第０２／０９１４８７号パンフレットに記載されている一般式Ｉ〜ＶＩで示される希土類錯体などがあげられ、具体例としては国際公開第第０２／０９１４８７号パンフレットに記載のＥｕ（ｐｍｓ）３錯体などがあげられる。

組成物中の希土類金属錯体の含有量は、通常０．１〜４０質量％程度である。

なお、被膜形成性ポリマーとして低屈折率のフッ素系ポリマーを使用するときは、部品の表面に形成される被膜は減反射効果をさらに奏する。

また、本発明で使用する各種のポリマーは、熱可塑性ポリマーでも硬化性ポリマーでもよく、樹脂性でもエラストマー性でもよい。

また、本発明の波長変換ポリマー材料を用いると特定の波長の色が補正されるため、液晶表示パネルのバックライトとしての色再現性に優れる効果も現れる。なかでも希土類金属としてＥｕを用いた場合の赤色補正効果があげられる。

波長変換ポリマー材料には、本発明の効果を損なわない範囲で各種の添加剤を配合することができる。添加剤としては、たとえば紫外線吸収剤、レベリング剤、酸化防止剤、屈折率調整剤などがあげられる。

波長変換被膜の形成方法としては、波長変換ポリマー材料を塗料の形態に調製して部品の表面に塗布する方法；波長変換ポリマー材料から単独の波長変換フィルムを作製して部品の表面に貼り付ける方法；ドライプロセスによる蒸着方法などが採用できる。したがって、本発明における被膜は、塗装や蒸着から得られる塗膜状、および単独のフィルム状のものを含む。

いずれの場合も、被膜の厚さは部品の種類や用途などによって適宜選定すればよいが、通常１ｍｍ以下、さらには０．０１〜５００μｍ程度である。

単独の波長変換フィルムの作製にはキャスティング法などの通常の方法が採用され、単独フィルムの膜厚も部品の種類や用途などによって適宜選定すればよいが、通常１ｍｍ以下、さらには０．０１〜５００μｍ程度である。

波長変換ポリマー材料の被膜はバックライト構造を形成する部品の表面の全部または一部に設ける。部品の材料としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ＴＡＣ、環状オレフィンポリマーなどが例示できる。かかる部品は、光源からの光が照射される、または通過する部品であれば特に限定されない。具体的には、以下に図面で示すように、光源、光源の反射板、導光板、反射板、拡散板などが例示でき、それらの少なくとも１つの全面または一部に被膜を設ければよい。あるいは、偏光板、輝度向上フィルム、プリズムシート等に、同様に皮膜を設けてもよい。

以下に本発明のバックライト構造の好ましい実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１（図１）
もっとも光が透過する部品である導光板４の光の入射面側に波長変換被膜７を設ける。導光板４は通常アクリル樹脂で作製されており、入射面側に波長変換被膜を設けることによりアクリル樹脂の光劣化が抑えられ、導光板に通常添加されている紫外線吸収剤の量を減量できる。波長変換被膜は、入射面だけでなく、導光板４の全面に設けてもよい。

また、本発明者の実験によれば、ＣＣＦＬランプ（出力６Ｗ）から５ｍｍ離れて置いた厚さ１ｍｍのアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）板に照射したところ、波長２７５〜３８０ｎｍの範囲内に紫外光が観測されたが、該アクリル樹脂板のランプ側に厚さ１００μｍの波長変換ポリマー材料被膜（３Ｈ,１２Ｈ,１２Ｈ−ペルフルオロ−５，８−ジメチル−６，９−ジオキサ−３−トリフルオロアセチル−１１−ドデセン−２，４−ジオンポリマーのＥｕ錯体）を形成したところ、波長２７５〜３８０ｎｍの紫外光は観測されなくなり、波長５８０〜６４０ｎｍの光の強度が増大した。なお、測定には分光放射輝度計を用いた。

実施の形態２（図２）
光源２の表面に波長変換被膜７を設ける。光源の表面に設ける波長変換被膜は、光源が高温になるため、耐熱性に優れた含フッ素アリルエーテル系ポリマー（国際公開第０２／７２７０６号パンフレットおよび国際公開第０２／７２６９６号パンフレット記載）を錯体形成性ポリマーおよび／または被膜形成性ポリマーとして使用することが望ましい。

実施の形態３（図３）
光源２の反射板３の光源側表面に波長変換被膜７を設ける。この場合も光源に近いため、波長変換被膜は上記耐熱性に優れたポリマーを錯体形成性ポリマーおよび／または被膜形成性ポリマーとして使用することが望ましい。

実施の形態４（図４）
反射板５の導光板４側表面に波長変換被膜７を設ける。波長変換被膜は、反射板５の全面に設けてもよい。

実施の形態５（図５）
拡散板６の導光板４側表面に波長変換被膜７を設ける。この場合、波長変換被膜７の屈折率は拡散板６の屈折率より低くなることが好ましい。波長変換被膜は、拡散板６の全面に設けてもよい。

実施の形態６
図７に示すような直下型のバックライト構造の場合にも、実施の形態２、４、５に示されているのと同様に光源２、反射板５および／または拡散板６に波長変換被膜を設ける（図示されていない）。

本発明のバックライト構造の実施の形態を示す模式的断面図である。 本発明のバックライト構造の別の実施の形態を示す模式的断面図である。 本発明のバックライト構造の別の実施の形態を示す模式的断面図である。 本発明のバックライト構造の別の実施の形態を示す模式的断面図である。 本発明のバックライト構造の別の実施の形態を示す模式的断面図である。 液晶表示装置のバックライト構造の一般的構成を示す模式的断面図である。 液晶表示装置のバックライト構造の従来の実施の形態を示す直下型の模式的断面図である。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ 光源
３ 反射板
４ 導光板
５ 反射板
６ 拡散板
７ 波長変換被膜

Claims (10)

1. 液晶表示パネルのバックライト構造であって、光源からの光が液晶表示パネルに至る経路に配置された少なくとも１つの部品の表面に２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む被膜が形成されている液晶表示パネルのバックライト構造。
2. 前記波長変換ポリマー材料が、希土類金属のポリマー錯体である請求項１記載のバックライト構造。
3. 前記希土類金属のポリマー錯体が、希土類金属のフッ素系ポリマー錯体である請求項２記載のバックライト構造。
4. 前記希土類金属のポリマー錯体が、希土類金属の非フッ素系ポリマー錯体である請求項２記載のバックライト構造。
5. 前記波長変換ポリマー材料が、希土類金属錯体と被膜形成性ポリマーとの複合材料である請求項１〜４のいずれかに記載のバックライト構造。
6. 前記被膜形成性ポリマーが、フッ素系ポリマーである請求項５記載のバックライト構造。
7. 前記被膜形成性ポリマーが、非フッ素系ポリマーである請求項５記載のバックライト構造。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のバックライト構造を有する液晶表示装置。
9. 表面に２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む被膜が形成されている液晶表示パネルの導光板。
10. 液晶表示パネルのバックライト構造の部品表面の被覆に用いるフィルムであって、２５０〜４００ｎｍの波長の光を４５０〜６５０ｎｍの波長の範囲にピーク波長を有する光に変換する機能を有する波長変換ポリマー材料を含む波長変換フィルム。

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