JP2007225781A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトユニットの軽量化及び低コスト化させるとともに、液晶表示パネル表示面での輝度斑の発生を低減させた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルＰＮＬと、この液晶表示パネルＰＮＬの背面に照明光を照射する冷陰極蛍光ランプＣＦＬを有するバックライトＢＬと、液晶表示パネルＰＮＬとバックライトＢＬとの間に介挿された光学補償シートＯＰＳと、液晶表示パネルＰＮＬ及びバックライトＢＬを収容するフレームＵＦＬ，ＤＦＬとを備え、光学補償シートＯＰＳとバックライトＢＬとの間に少なくとも１枚の光拡散性フィルムＤＦＦを介在させ、少なくとも１枚の光拡散性フィルムＤＦＦが上フレームＵＦＬの額縁領域の少なくとも上辺に螺子ＳＣＲにより保持固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、直下型のバックライトを備えた液晶表示装置に係わり、特に液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿されてバックライトからの光源光を液晶表示パネルの背面に拡散させる光拡散構造に関するものである。

非発光型である液晶表示パネルを用いた画像表示装置では、当該液晶表示パネルに形成された電子線像を外部照明手段を設けることにより、可視化している。外部照明手段には自然光を利用する構造を除いて液晶表示パネルの背面または前面に照明装置を設置している。特に高輝度を要する表示デバイスには、液晶表示パネルの背面に照明装置を設けた構造が主流となっている。これをバックライトと称している。

バックライトには、大別してサイドエッジ型と直下型とがある。サイドエッジ型は、透明板からなる導光板の側縁部に沿って冷陰極蛍光管に代表される線状光源を設置した構造であり、パソコン用等の薄型化が要求される表示デバイスに多く用いられている。一方、ディスプレーモニタまたはテレビ受像機に用いられる表示デバイス等の大型サイズの液晶表示装置では、直下型が多く用いられる。直下型バックライトは、液晶表示パネルの背面側直下に照明装置を設置する構造である。

図３は、この種の直下型バックライトを用いた液晶表示装置の構成を説明する要部断面図である。図３において、液晶表示パネルＬＣＤは、画素形成用の電極を有するガラス基板の間に液晶層を封止して形成されている。この液晶表示パネルＰＮＬの背面側には、複数種の光学補償シートを積層してなる光学補償シートＯＰＳが設置され、この光学補償シートＯＰＳは、液晶表示パネルＰＮＬ側からプリズムシートＰＲＺと拡散シートＤＦＳ等とが積層されて構成されている。

また、この光学補償シートＯＰＳの背面側には、バックライトＢＬが設置されており、このバックライトＢＬは、下フレームＤＦＬ内に反射板ＲＦＰが設置され、その上方には複数本の冷陰極蛍光管ＣＦＬを平行に設置して構成されている。この下フレームＤＦＬは金属板で形成され、同じく金属板で形成した上フレームＵＦＬとの間には光学補償シートＯＰＳ及び透光性樹脂材からなる導光性も兼ねた拡散板ＤＦＰが介挿され、上フレームＵＦＬと下フレームＤＦＬとが螺子ＳＣＲにより挟持されている。また、この上フレームＵＦＬの額縁領域には液晶表示パネルＰＮＬが設置されている。

この種の直下型バックライトの構造は、液晶表示パネルＰＮＬと、平行に複数設置された冷陰極蛍光管ＣＦＬとの間に複数本の冷陰極蛍光管ＣＦＬと空間を保持して拡散板ＤＦＰを配置し、この拡散板ＤＦＰと液晶表示パネルＰＮＬとの間に拡散シートＤＦＳ及びプリズムシートＰＲＺ等からなる光学補償シートＯＰＳが配置されており、この拡散板ＤＦＰは、厚さが約２ｍｍ程度の樹脂材により構成され、その内部には光拡散剤が含有されている。

この拡散板ＤＦＰを使用する目的は、主に２つある。第１の目的は、樹脂材の内部に含有する光拡散剤によって冷陰極蛍光管ＣＦＬからの光を拡散することにより、バックライトＢＬの照光面内の輝度分布を略均一化することにある。第２の目的は、樹脂材の厚さ約２ｍｍ程度に設定することによって機械的な強度を持たせ、その上側に配置される拡散シートＤＦＳ及びプリズムシートＰＲＺ等の光学補償シートＯＰＳを保持することにある。

しかしながら、このような大型の液晶表示装置に適用されるバックライトＢＬの拡散板ＤＦＰには以下に説明するような課題があった。
（１）拡散板ＤＦＰの板厚が約２ｍｍ程度であるので、バックライトＢＬの合計重量が大 きくなる。
（２）拡散板ＤＦＰの板厚が約２ｍｍ程度であるので、使用する樹脂材の量が拡散シート ＤＦＳよりも多い。このために拡散板ＤＦＰの価格が拡散シートＤＦＳよりも高 価である。
（３）通常、拡散板ＤＦＰに使用する樹脂材としては、アクリル樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカ ボネート等が使用されている。但し、これらの樹脂材は吸湿性を有する。このた めにバックライトＢＬの冷陰極蛍光管ＣＦＬを点灯させると、拡散板ＤＦＰの光 源側表面の水分が液晶表示パネルＰＮＬ側の表面よりも多く放出される。このた めに図４に断面図で示すように拡散板ＤＦＰが液晶表示パネルＰＮＬ側に凸状に 変形する（反りの発生）。これにより、凸状に変形した拡散板ＤＦＰが光学補償 シートＯＰＳを介して液晶表示パネルＰＮＬの中央部を押し上げる状態となる。 この変形及び押し上げにより、光学補償シートＯＰＳの波打ち現象が発生し、液 晶表示パネルＰＮＬ表示面での輝度斑が発生する。

したがって、本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バックライトユニットの軽量化及び低コスト化させるとともに、液晶表示パネル表示面での輝度斑の発生を低減させた液晶表示装置を提供することにある。

このような目的を達成させるために本発明による液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に照明光を照射する光源を有するバックライトと、液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿された光学補償シートと、液晶表示パネル及びバックライトを収容するフレームとを備え、光学補償シートとバックライトとの間に少なくとも１枚の光拡散性フィルムを介在させ、当該少なくとも１枚の光拡散性フィルムがフレームの額縁領域の少なくとも上辺に保持部材により保持固定されていることを特徴としている。

また、本発明による他の液晶表示装置は、内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に照明光を照射する光源を有するバックライトと、液晶表示パネルとバックライトとの間に介挿された光学補償シートと、液晶表示パネル及びバックライトを収容するフレームとを備え、光学補償シートとバックライトとの間に透光性フィルムを介在させ、当該透光性フィルムがフレームの額縁領域の少なくとも上辺に保持部材により保持固定されていることを特徴としている。

本発明によれば、重量の大きい拡散板が不要となることにより、バックライトユニットの軽量化及びコスト低減化が実現できるとともに、液晶表示パネル表示面における輝度斑の発生を抑止できるので、低コストで高表示品位の液晶表示装置が得られるという極めて優れた効果を有する。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。以下の説明中に参照する図面において、同一機能を有するものは同一の参照符号を付し、重複説明は可能な限り省略する。

図１は、本発明による液晶表示装置の全体構成を示す要部断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１において、液晶表示パネルＰＮＬは、図示しないが、内面に画素形成用電極を有する一対の透光性ガラス基板間に液晶層が挟持された液晶セルの周縁部には複数の駆動回路が搭載され、これらの駆動回路に信号を供給するプリント基板が備えられている。また、この液晶セルの表裏面には、図示されないが、それぞれ一対の偏光板が積層配置されている。

また、この液晶表示パネルＰＮＬの背面側には、液晶表示パネルＰＮＬ側からプリズムシートＤＲＺ及び拡散シートＤＦＳ等を順次積層して形成された光学補償シート積層体ＯＰＳが設置され、さらにこの光学補償シートＯＰＳの背面側には光拡散機能を有する光拡散性フィルムＤＦＦが設置されている。

そして、これらの光学補償シートＯＰＳ及び光拡散性フィルムＤＦＦは、積層されて上フレームＵＦＬの額縁領域内の上下辺に支持されて設置されている。この光拡散性フィルムＤＦＦは、例えばＰＥＴまたはポリカボネート樹脂材を主成分として薄膜状に形成され、その厚さは約０．１〜０．２ｍｍ程度であり、少しの応力で湾曲させることができるフレキシブル性を有している。

また、この光拡散性フィルムＤＦＦは、光拡散性を持たせるためにこのフィルム本体の表面に同一樹脂製からなる粒径の小さいビースを塗布させて形成する。またはフィルム本体の表面に微細な凹凸面を形成する。さらには、フィルム本体内に光拡散剤を含有させる等の処置が施されている。

また、この光学補償シートＯＰＳの背面側には、液晶表示パネルＰＮＬの背面に照明光を投射するバックライトＢＬが設置されている。このバックライトＢＬは、光源として例えば複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬと、これらの冷陰極蛍光ランプＣＦＬの両端部の支持固定を兼ね備えるとともに側面及び底面に反射面を一体的に有する反射板ＲＦＰと、光拡散性フィルムＤＦＦを支持する少なくとも１本のピンＰＩＮとから構成され、金属製の下フレームＤＦＬ内にそれぞれ所定位置に組み込まれて支持固定されている。

また、上フレームＵＦＬの額縁領域内に支持された光学補償シートＯＰＳ及び光拡散性フィルムＤＦＦは、下フレームＤＦＬと組み合わせ、上フレームＵＦＬと下フレームＤＦＬとをこの額縁領域の上下辺の複数個所で螺子ＳＣＲにより保持固定される。この場合、冷陰極蛍光ランプＣＦＬ側に設置されている光拡散性フィルムＤＦＦのみに螺子ＳＣＲが貫通して上フレームＵＦＬと下フレームＤＦＬとの間に挟持される。なお、液晶表示パネルＰＮＬは、上フレームＵＦＬの額縁領域上に設置されて保持固定される。

このように構成された液晶表示装置において、液晶表示パネルＰＮＬは、複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬから放射された放射光及び反射板ＲＦＰからの反射光がそれぞれ混合及び拡散されて光拡散性フィルムＤＦＦにより光拡散され、光学補償シートＯＰＳを透過して液晶表示パネルＰＮＬの背面に高輝度で照射されて当該液晶表示パネルＰＮＬに形成された電子潜像が可視化される。

このような構成によれば、バックライトＢＬを構成する複数の冷陰極蛍光ランプＣＦＬの光拡散手段として厚さの薄い光拡散性フィルムＤＦＦを用い、上フレームＵＦＬの額縁領域内に螺子ＳＣＲを用いて保持固定させることにより、光拡散性フィルムＤＦＦが冷陰極蛍光ランプＣＦＬに接近され難くなるので、光拡散性フィルムＤＦＦの波打ち（うねり）等の変形が生じ難くなり、光学補償シートＯＰＳが液晶表示パネルＰＮＬ側に押し上げることがなくなる。したがって、液晶表示パネルＰＮＬの表示面における輝度斑の発生等の表示上の不具合が生じなくなる。

また、このような構成によれば、厚さの薄い（約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ）光拡散性フィルムＤＦＦにより光学補償シートＯＰＳの背面に向かって光拡散されることにより、現行の板厚の厚い（約２ｍｍ程度）光拡散板を不要として略同等の光拡散性が得られるので、液晶表示装置の軽量化及び低コスト化の両者を同時に且つ容易に実現することができる。

なお、実施例１において、バックライトＢＬ上に１枚の光拡散性フィルムＤＦＦを配設した場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、複数枚の光拡散性フィルムＤＦＦを積層して配設しても同様な効果が得られる。このような構成においては、光拡散性フィルムＤＦＦの機械的強度を向上させることができる。

また、実施例１において、上フレームＵＦＬの額縁領域の上辺及び下辺の対向辺で光拡散性フィルムＤＦＦを螺子ＳＣＲにより保持固定させた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも上辺のみを保持固定できれば良く、額縁領域の３辺では保持固定させない。

このように構成される液晶表示装置は、液晶ＴＶや液晶モニタとして用いる場合には、液晶表示モジュールを図示したように垂直方向に保持した状態で使用するので、額縁領域の上辺のみを保持固定するのみで十分である。また、他の辺で保持固定すると、光拡散性フィルムＤＦＦの熱膨張による波打ち（うねり）現象が発生する危険性が増大することになる。

また、バックライトＢＬの底面内側には、少なくとも１本のピンＰＩＮが配設され、これらのピンＰＩＮによって冷陰極蛍光ランプＣＦＬに最も近接する光拡散性フィルムＤＦＦが冷陰極蛍光ランプＣＦＬに接近することを防止することができるので、光拡散性フィルムＤＦＦの変形が生じ難くなる。

図２は、本発明による液晶表示装置の他の実施例による構成を説明する要部断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２において、図１の構成と異なる点は、光学補償シートＯＰＳの背面側には透光性フィルムＰＬＦが設置され、この透光性フィルムＰＬＦが上フレームＵＦＬの額縁領域内の上下辺で螺子ＳＣＲにより支持されて設置されている。

この透光性フィルムＰＬＦは、例えばＰＥＴまたはポリカボネート樹脂材を主成分として薄膜状に形成され、その厚さは約０．１〜０．２ｍｍ程度であり、少しの応力で湾曲させることができるフレキシブル性を有している。つまり、実施例２の構成は、実施例１の光拡散性フィルムに代えて透光性フィルムＰＬＦを配設したものである。

このような構成によれば、冷陰極蛍光ランプＣＦＬに近い側に透光性フィルムＰＬＦを配置することにより、透光性フィルムＰＬＦが波打ち（うねり）現象が発生した場合に明るさの斑が発生し難くなる。したがって、液晶表示パネルＰＮＬの表示面における輝度斑の発生等の表示上の不具合が生じなくなる。

また、必要に応じて透光性フィルムＰＬＦと光学補償シートＯＰＳとの間に図１に示した構造の光拡散性フィルムＤＦＦを介在させることにより上述した実施例１とほぼ同等の効果が得られる。

なお、前述した各実施例において、光拡散性フィルムＤＤＦ及び透光性フィルムＰＬＦを保持固定する手段として螺子ＳＣＲを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、螺子ＳＣＲに代えてゴム製または樹脂製のパッキン等を用いても略同等の効果が得られる。

また、光拡散性フィルムＤＤＦ及び透光性フィルムＰＬＦを保持固定する手段として下フレームＤＦＬの額縁領域の上辺部に光学補償シートＯＰＳ側に突出する各種形状の突起部を一体的に設け、この突起部に螺子またはパッキン等により挟持させることによって係止させる所謂吊り下げ構造により保持固定させても良い。

本発明による液晶表示装置の実施例１による構成を説明する要部断面図である。 本発明による液晶表示装置の実施例２による構成を説明する要部断面図である。 従来の液晶表示装置の構成を示す要部断面図である。 従来の液晶表示装置の課題を説明する要部断面図である。

符号の説明

ＰＮＬ・・・液晶表示パネル、ＰＲＺ・・・プリズムシート、ＤＦＰ・・・拡散板、ＤＦＳ・・・拡散シート、ＯＰＳ・・・光学補償シート、ＤＦＦ・・・光拡散性フィルム、ＰＬＦ・・・透光性フィルム、ＵＦＬ・・・上フレーム、ＲＦＰ・・・反射板、ＤＦＬ・・・下フレーム、ＰＩＮ・・・ピン、ＢＬ・・・バックライト、ＣＦＬ・・・冷陰極蛍光管、ＳＣＲ・・・螺子。

Claims (12)

1. 内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの背面に照明光を照射する光源を有するバックライトと、
   前記液晶表示パネルと前記バックライトとの間に介挿された光学補償シートと、
   前記液晶表示パネル及び前記バックライトを収容するフレームと、
   を備えた液晶表示装置であって、
   前記光学補償シートと前記バックライトとの間に少なくとも１枚の光拡散性フィルムを介在させ、当該少なくとも１枚の光拡散性フィルムが前記フレームの額縁領域の少なくとも上辺に保持部材により保持固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記光拡散性フィルムは、主成分がＰＥＴ樹脂材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光拡散性フィルムは、主成分がポリカボネート樹脂材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記光拡散性フィルムは、厚さが０．１乃至０．２ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
5. 前記保持部材は、螺子とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。
6. 前記保持部材は、前記フレームまたはパッキンとすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。
7. 内面に画素形成用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持して構成された液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの背面に照明光を照射する光源を有するバックライトと、
   前記液晶表示パネルと前記バックライトとの間に介挿された光学補償シートと、
   前記液晶表示パネル及び前記バックライトを収容するフレームと、
   を備えた液晶表示装置であって、
   前記光学補償シートと前記バックライトとの間に透光性フィルムを介在させ、当該透光性フィルムが前記フレームの額縁領域の少なくとも上辺に保持部材により保持固定されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記透光性フィルムは、主成分がＰＥＴ樹脂材から形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記透光性フィルムは、主成分がポリカボネート樹脂材から形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
10. 前記透光性フィルムは、厚さが０．１乃至０．２ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れかに記載の液晶表示装置。
11. 前記保持部材は、螺子とすることを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れかに記載の液晶表示装置。
12. 前記保持部材は、前記フレームまたはパッキンとすることを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れかに記載の液晶表示装置。
    
    

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