JP2008152164A

JP2008152164A - 光学シートユニット及びこの光学シートユニットを有する照明装置並びにこの照明装置を用いた表示装置

Info

Publication number: JP2008152164A
Application number: JP2006342283A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Nishio; 俊哉西尾
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】光学シートのシワや撓みを抑制し、取り扱いが容易で装置への組込みが簡単な光
学シートユニット、照明装置及び表示装置を提供すること。
【解決手段】光透過性を有するフィルム状光学シートを用い、この光学シートはレンズシ
ート５_２の上に光拡散シート５_１を積層し、この積層体は少なくとも片面に光拡散機能を
付した光透過性のラミネートフィルム６_１、６_２で覆って一体化して光学シートユニット
５を形成されている。この光学シートユニット５は、導光板３の上に載置されて表示装置
内に組み込まれている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学シートユニット及びこの光学シートユニットを有する照明装置並びにこ
の照明装置を用いた表示装置に係り、特に複数枚のシートを纏めることでユニット化して
組み込んだ照明装置及びこの照明装置を用いた表示装置に関するものである。

既存の液晶表示装置は、反射型及び透過型に大別され、透過型のものは、液晶パネル及
びこの液晶パネルを照射するバックライト装置を有している。そして、このバックライト
装置は、光源と、この光源からの光を導光する導光板と、この導光板の上に配設された光
学シートとを有し、この光学シートは、複数枚のシート、例えば、レンズシート、輝度向
上シート、光拡散シート等からなり、これらのシートが導光板或いは拡散板の発光面上に
積層・固定されている。

ところが、この光学シートは、それぞれのシートが個々独立して導光板の上に載置・固
定されるので、それぞれのシートが光源からの熱によって熱変形を起こし、シートにシワ
或いは撓みが発生することがある。このようなシワ或いは撓みが発生すると、液晶パネル
に対して規定の位置からズレてしまう。その結果、表示画面が部分的に明るく或いは暗く
なったりして表示画面が見難くなり表示品質の低下を招く原因となる。そこで、このよう
なシワ、撓みによる表示品質の低下を防止するために、光学シートの取付け方法を工夫し
た取付け構造が知られている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。

例えば下記特許文献１に開示された液晶用照明装置における光学シートの取付け構造は
、枠体であるシャーシに部分的に突出部分を形成し、その突出部分と導光板とで光学シー
トの端部を挟んで固定したものである。また、下記特許文献２に開示された照明装置にお
ける光学シートの取付け構造は、フレームに突起形状の係止片を設けるとともに、光学シ
ート材に穴部を設けて、この穴部に係止片を挿入し、係止片を上部フレームの穴部に嵌合
させて、光学シートをフレームに取り付けたものである。

さらに、下記特許文献３に開示された液晶表示装置は、複数枚のシートを接着剤で固定
したものである。なお、図５は下記特許文献３に開示された液晶表示装置の縦断面図であ
る。
この液晶表示装置２０は、導光板２７、調光シート材２６及び液晶パネル２２が底面に
反射シートが敷設されたハウジング２９に収納され、導光板２７の側面にランプ２８が配
置された構成を有している。調光シート材２６は、液晶パネル２２へ重ね合わせる面に凹
凸部が形成されたレンズシート２３、輝度向上シート２４及び光拡散シート２５がそれぞ
れアクリル系の透明粘着剤２１で全面的に貼り合わされたものとなっている。また、導光
板２７も光拡散シート２５と同じ粘着剤２１で貼り合わされている。この構成により、各
シート２３〜２５及び導光板２７は面拘束されて一体となる。そして、透明粘着剤２１は
、屈折率が約１．１以上約１．９以下の範囲のものが選定され、その厚みが２５μｍとな
っている。
特開平１１−３０６８３５号（段落〔００１８〕〜〔００２０〕、図１）特開平１１−３３７９４２号公報（段落〔００１０〕〜〔００１２〕、図１）特開２００５−３０１１４７号公報（段落〔００２８〕〜〔００３１〕、図１）

上記特許文献１、２に開示された発明に記載された光学シートの取付け構造によれば、
光学シートがシャーシの突出部に押し込まれ或いは係止片に嵌合係止されるので、熱変形
による撓みが抑制される。しかしながら、これらの取付け構造は、シャーシに突出部或い
は係止突起を形成しなければならないので、構造が複雑になり、特に突出部への押し込み
はそのギャップの調整が面倒になる。また、上記特許文献２に開示された取付け構造では
、それぞれのシートに貫通穴を形成しなければならず、そのために特殊な金型等が必要に
なるのでシートの作製が高価で面倒になる。この点、上記特許文献３に開示された液晶表
示装置は、調光シート材、すなわち、レンズシート、輝度向上シート及び光拡散シートが
それぞれ透明粘着剤で貼り合わされて一体となっているので扱いが簡単になる。しかしな
がら、一体化した調光シート材から均一な光を導出させるためには、各シート材を貼り合
わせる粘着剤の屈折率を所定の範囲に選定するとともに、所定の厚みに塗布しなければな
らないので、粘着材の選定及び貼り合せが面倒になる。また、レンズシート、輝度向上シ
ート及び光拡散シートがその材質が異なって熱膨張率も違うので、各シート材を粘着剤で
貼り合せてしまうと、シート間の空気層がなくなり、異なる熱膨張率に起因する熱伸縮を
吸収することが難しくなる。

ところで、近年は液晶表示画面の大型化が進み、これに伴って光学シートも大判化され
ている。大判化されると、製造時に個々のシート平面を均一に形成するのが難しく、また
シート自体の重量も増加するので、それらの扱いが面倒になり、装置内への組込みも面倒
になる。

このため、このような大判の光学シートを例えば上記特許文献１〜３の取付け構造によ
って固定しようとすると、その扱い及び組み立て作業等が難しくなる。例えば、大判のシ
ートは、固定されない中央付近の自由度が大きくなり、また熱膨張により更にシワが発生
し易く、以って撓み易くなる。また、それぞれのシートは、その材質がそれぞれ異なりそ
の熱膨張率も違っているので各シートの撓みの度合いも違ったものとなる。そのため、液
晶パネルに対する位置関係が規定の位置から大きくズレてしまうことがある。さらに、輝
度向上シート、レンズシート及び光拡散シートは非常に薄いフィルム状シートであるため
、バックライト光源からの熱、使用環境の温度や湿度によってそれぞれのシートは伸縮し
、結果としてシートのシワ、撓みが生じやすい。このため均一な面発光を得るためには各
シート間に空気の層が必要となるが、粘着剤で貼着してしまうと空気の層が無くなくなっ
てしまい、その結果、非常に激しい発光ムラが生じ液晶表示装置の表示ムラの原因となる
ことがある。

そこで本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明
の目的は、光学シートのシワや撓みを抑制し取り扱いが容易で装置への組込みが簡単な光
学シートユニットを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記光学シートユニットを有する照明装置を提供すること
にある。

また、本発明のさらに他の目的は、上記照明装置を組み込んだ表示装置を提供すること
にある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の光学シートユニットの発明によれば、光
透過特性を有するフィルム状光学シートを光透過性を有する一対のラミネートフィルムで
上下から被覆することにより一体化したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学シートユニットにおいて、前記
一対のラミネートフィルムのうち、少なくとも一方には光拡散機能が付与されていること
を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光学シートユニットにおいて、前記
光学シートは光透過特性が異なる複数枚のシートであることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光学シートユニットにおいて、前記
複数枚のシートは、輝度向上シート、レンズシート、光拡散シートのいずれかからなるこ
とを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シートユニットにおいて
、前記一対のラミネートフィルムは、その外周囲が熱溶着されて封止され、この封着部が
固定部になっていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の光学シートユニットにおいて、前記
ラミネートフィルムはその表面にビーズ態様体を光拡散剤中に分散させた樹脂バインダー
が塗工され、又はエンボス加工により表面に複数個の凹凸が形成されることにより前記光
拡散機能が付与されているものであることを特徴とする。

請求項７に記載の照明装置の発明は、光学シートと、該光学シートを照明する光源を有
する照明装置において、前記光学シートに請求項１〜６のいずれかに記載の光学シートユ
ニットが使用されていることを特徴とする。

請求項８に記載の表示装置の発明は、表示パネルと、該表示パネルを照明する照明装置
を有する表示装置において、前記照明装置に請求項７に記載の照明装置を用いたことを特
徴とする。

本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏するものであ
る。すなわち、請求項１の発明によれば、フィルム状光学シートをラミネートフィルムで
被覆することによってユニット化することによりシート間に空気の層が確保されるので、
使用環境の温度変化による光学シートのシワ、撓みの発生を抑制できる。また、このユニ
ット化により、その扱いが容易になり照明装置等への組込みが極めて簡単になる。さらに
、光学シートを覆うラミネートフィルムが保護シートとなるので、光学シートが外傷を受
けることがなく、また内部への異物の侵入を防止できるとともに高品質を維持でき、これ
により生産ロスが軽減されて安定した製品供給が可能になる。

また、請求項２の発明によれば、ラミネートフィルムの少なくとも一方に光拡散機能を
付与したことにより、別途光拡散シートを用いなくても十分な光拡散効果を得ることが可
能となるので、光学シートユニット自体を薄膜化することができる。

また、請求項３の発明によれば、光学シートが複数枚であっても、これらをラミネート
フィルムで覆うことにより、簡単に光学シートユニットを作成できる。すなわち、従来技
術はそれぞれのシートを個々に固定する必要があったため、シート枚数分の異型プレス金
型を必要としたが、このユニット化によれば、光学シートを任意の形状、例えば正方形又
は長方形等に形成し、これらを拡散機能を付したラミネートフィルムでラミネートし、そ
の後、ラミネートした封着部を型抜きするだけで形成できるので、金型費用が削減されて
簡単に作成できる。また、シートの枚数或いは積層順序も簡単に変更できるので、各種の
仕様に合わせた光学シートユニットを簡単に作成できる。

また、請求項４の発明によれば、光学シートは輝度向上シート、レンズシート、光拡散
シートのいずれかであり、これらをそれぞれ組み合わせることにより、仕様に合致した光
透過特性を得ることができる。

また、請求項５の発明によれば、光学シートは、その外周囲が封止され、光学シートが
密封されるので、外傷を受けることがなく、また内部への異物の侵入を防止でき高品質を
維持できる。また、封着部がこの光学シートユニットの固定部になっているので、特別に
固定部を設ける必要がなくなる。

また、請求項６の発明によれば、ラミネートフィルムの表面に樹脂バインダーを塗工す
る等の方法を用いれば、簡単に光拡散機能を有するものに形成できる。

請求項７の発明によれば、照明装置に請求項１〜６のいずれかに記載の光学シートユニ
ットを用いることにより、簡単に組み込むことが可能になる。

請求項８の発明によれば、請求項３の効果を奏する照明装置を組み込んだ表示装置を得
ることができるので、その組立てが容易になる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための光学シートユニット並びにこのユニットを組み
込んだ照明装置及びこの照明装置を用いた表示装置を例示するものであって、本発明をこ
れらのものに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の
実施形態のものも等しく適応し得るものである。なお、図１は本発明の実施形態に係る液
晶表示装置を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線の断面図、図３は図１及び図２の液晶表
示装置に組み込まれる光学シートユニットの断面図、図４は光学シートユニットの変形例
を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、矩形状の液晶
パネル２と、この液晶パネル２が載置されて固定される支持枠８と、この支持枠８に載置
された液晶パネル２を固定する前面枠９と、液晶パネル２の背面に配設されてこのパネル
を照射するバックライト装置７と、このバックライト装置７の上に配設された光学シート
ユニット５とを有し、液晶パネル２は化粧枠１１で覆われ、バックライト装置７は裏蓋ケ
ース１０で覆われた構成を有している。

液晶パネル２は、矩形状の２枚のガラス基板２ａ、２ｂ間に枠状のシール部材を介在さ
せて貼り合わせ、この貼り合わされた２枚のガラス基板２ａ、２ｂと枠状のシール部材と
の間に形成された空間に液晶が封入されて形成されている。

各ガラス基板２ａ、２ｂの外面には、偏光板２ａ'、２ｂ'が設けられている。また、こ
の液晶パネル２には、不図示のフレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circu
it。以下、フレキシブル基板という。）が装着され、このフレキシブル基板は、液晶パネ
ルを制御する制御回路基板（図示省略）に接続されている。組み立て時には、この制御回
路基板は裏蓋ケース１０の背面に配設される。

支持枠８は、対向する一対の長尺及び短尺の枠辺で囲まれ、その中に液晶パネル２の外
形より若干小さい大きさの窓口が形成された額縁状の枠体からなり、合成樹脂材で形成さ
れている。各長尺及び短尺の枠辺は、所定厚さの側壁を有し、これらの側壁が上方へ突出
して、これらの側壁に囲まれるように液晶パネル２が載置され固定される。

前面枠９は、対向する一対の長尺及び短尺の枠辺で囲まれ、その枠辺中に液晶パネル２
の表示面を露出させる窓口が形成された額縁状の枠体からなり、例えば金属材で形成され
ている。

バックライト装置７は、液晶パネル２より若干大きな所定の厚さを有する矩形状の導光
板３と、この導光板３の少なくとも一側壁３ａに配置された光源ランプＬと、導光板の上
に配設される光学シートユニット５とを有している。導光板３は、光透過性の優れたアク
リル樹脂、例えばポリメチルメタルレートで作成され、また光源ランプＬは極細の蛍光管
（冷陰極管）が１乃至複数本（図２では２本）使用される。また、この光源ランプＬの導
光板３の一側壁３ａに当接する面を除く周囲を覆うように断面が略コ字状のリフレクタ４
'が設けられている。

これらの部品は、底壁に反射シート４が敷設された裏蓋ケース１０内に、その一側壁面
３ａに光源ランプＬが配設され、光源ランプＬの周囲にリフレクタ４'が配設された導光
板３が光源ランプＬ及びリフレクタ４'とともに収容されて組立てられる。

光学シートユニット５は、光源からの線状の光を変換して均一で明るい面状の光を出射
させるために設けられるもので、図３に示すように、レンズシート５_１及び光拡散シート
５_２が重ね合わされ、この重合体が光透過性を有するラミネートフィルム６_１、６_２で覆
われた構成を有している。

光拡散シート５_２は、導光板３に輝点、ドット、輝線、ムラ等があっても、これらに当
たった光を拡散させることによってこれらの影響を軽減させるものであり、レンズシート
５_１は、導光板から出射した光を最適な角度成分の光に導き表示面の輝度を増大させるも
のである。これらの光拡散シート５_２及びレンズシート５_１は種々開発されて使用されて
おり、この実施形態では、既に知られているものを使用するので詳細な説明は省略する。

図３に示す光学シートユニット５の一方のラミネートフィルム６_１には光拡散機能が付
与されている。このラミネートフィルム６_１への光拡散機能の付与は公知の方法で付与さ
れる。例えば、ラミネートフィルム基材として、ポリカーボネート或いはポリエチレンテ
レフタレートを使用し、この表面に樹脂ビーズ、ガラスビーズ等のビーズ態様体を光拡散
剤中に分散させたアクリル、ウレタン等のバインダーを塗工する方法、或いは、この基材
表面にエンボス加工などを施すことによって、表面に複数個の凹凸を形成する方法等で拡
散機能が付与される。

次に、この光学シートユニット５の作成方法を説明する。
予め、液晶パネル２より若干大きいサイズの光拡散シート５_２及びレンズシート５_１並
びにこれらのシートより若干大きなサイズのラミネートフィルム６_１、６_２を用意する。
なお、一方のラミネートフィルム６_１には、上述した方法を用いて光拡散機能が付与され
ている。

次いで、一方のラミネートフィルム６_１上に光拡散シート５_１、レンズシート５_２の順
に重ね合わせ、レンズシート５_２の表面に光拡散機能を付したラミネートフィルム６_１を
載置する。この状態において、不図示のラミネータを用い、各シートを被覆したラミネー
トフィルムをラミネート加工、つまり各シートの外周囲縁を熱溶着して所定幅長の封着部
６ａ、６ａを形成する。この封着部６ａ、６ａは、所定の幅長にして液晶表示装置１への
固定部として利用する。

なお、光学シートユニット５は複数個のユニットを同時に作成するようにしてもよい。
この方法は、例えば、大判の透明なラミネートフィルム６_２を用意し、その表面にユニッ
ト毎の光拡散シート５_１及びレンズシート５_２を積層配置し、その上に光拡散機能を付し
たラミネートフィルム６_１を覆うように積層してラミネート加工を行い、同時に各ユニッ
トの外周囲を所定幅で熱溶着して封止し、この封着部を切断して作成する。また、この光
学シートユニット５では、片面に光拡散機能を付したラミネートフィルム６_１を設けたが
、図４に示す光学シートユニット５Ａのように、積層体の両面に光拡散機能を付したラミ
ネートフィルム６_３、６_４を設けてもよい。このように両ラミネートフィルム６_３、６_４
に光拡散機能を設けると、より光拡散機能が向上する。

このように作成した光学シートユニット５は、図１に示すように、バックライト装置７
に装着されて液晶表示装置１内に組み込まれるが、この組込みの際に個々のシートが分離
されないので、扱いが容易で位置決めが極めて簡単になる。加えて、光学シートユニット
５には固定部となる封着部６ａ、６ａがあるので、その固定についても極めて容易に行う
ことができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、種
々変更できるものである。例えば、光学シートは輝度向上シート、レンズシート、光拡散
シートの何れかであれば良く、また、上記実施例のように拡散シート、レンズシートだけ
でなく、他のシート、例えば輝度向上シートを追加してもよく、また、その形状は、液晶
パネルに合わせて任意の形状、例えば正方形又は長方形等にしてもよい。さらに、このよ
うな形状のシートは、単純な金型で形成できるので、従来技術のような高価な金型は不要
になりコスト安になる。また、ラミネートしたものは、封着部を型抜きするだけで形成で
きるので、金型費用の削減ができる。さらにまた、シートの枚数或いは積層順序も簡単に
変更できるので、各種の仕様に合わせた光学シートユニットを簡単に作成できる。

さらにまた、フィルム状の光学シートは、シート間に空気層が確保された状態で上面又
は上下面に拡散機能を付与したラミネートフィルムで覆って一体化されるので、シートの
シワ、撓みを無くすことができる。また、この一体化により、扱いが簡単になり、装置へ
の組込みが極めて簡単になる。さらに、全体を覆うラミネートフィルムが保護シートとな
って密封保護されるため、光学シートの損傷を防止でき、ラミネートされた内部への異物
の侵入を防止でき高品質を維持できる。これにより生産ロスが軽減されて安定した製品供
給が可能になる。

図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ線の断面図である。図３は図１及び図２の液晶表示装置に組み込まれる光学シートユニットの断面図である。図４は光学シートユニットの変形例を示す断面図である。図５は従来技術の液晶表示装置の縦断面図である。

符号の説明

１液晶表示装置
２液晶パネル
３導光板
５、５Ａ光学シートユニット
５_１光拡散シート
５_２レンズシート
６_１〜６_４ラミネートフィルム
６ａ封着部
７バックライト装置
８支持枠
９前面枠
１０裏蓋ケース
１１化粧枠
Ｌ光源ランプ

Claims

光透過特性を有するフィルム状光学シートを光透過性を有する一対のラミネートフィル
ムで上下から被覆することにより一体化したことを特徴とする光学シートユニット。
前記一対のラミネートフィルムのうち、少なくとも一方には光拡散機能が付与されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光学シートユニット。
前記光学シートは光透過特性が異なる複数枚のシートであることを特徴とする請求項１
に記載の光学シートユニット。
前記複数枚のシートは、輝度向上シート、レンズシート、光拡散シートのいずれかから
なることを特徴とする請求項３に記載の光学シートユニット。
前記一対のラミネートフィルムは、その外周囲が熱溶着されて封止され、この封着部が
固定部になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートユニット。
前記ラミネートフィルムはその表面にビーズ態様体を光拡散剤中に分散させた樹脂バイ
ンダーが塗工され、又はエンボス加工により表面に複数個の凹凸が形成されることにより
前記光拡散機能が付与されているものであることを特徴とする請求項２に記載の光学シー
トユニット。
光学シートと、該光学シートを照明する光源を有する照明装置において、前記光学シー
トに請求項１〜６のいずれかに記載の光学シートユニットが使用されていることを特徴と
する照明装置。
表示パネルと、該表示パネルを照明する照明装置を有する表示装置において、前記照明
装置に請求項７に記載の照明装置を用いたことを特徴とする表示装置。