JP2010197556A - 光学シート積層体、バックライト装置及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学フィルムの表示領域の光学的特性を損なうことなく光学シート同士を接合する。
【解決手段】複数の光学シートを互いに積層してなる光学シート積層体であって、前記複数の光学シートはそれぞれ、シート本体４１ｅ、４２ｅ、４３ｅと、前記シート本体の周縁部から面方向に突出して設けられる突出部４１ａ、４２ａ、４３ａと、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂと、４１ｃ、４２ｃ、４３ｃと、４１ｄ、４２ｄ、４３ｄとを有し、前記複数の光学シートは、前記突出部同士のみで接合されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置に用いられる光学シート積層体、バックライト装置及びそれらの製造方法に関する。

液晶表示装置のバックライト装置を構成する拡散シートやレンズシート等の光学シートは、従来、各シートの周縁部において互いに接合され、隙間の無い一つの部品として纏められていた（特許文献１参照）。こうすることで、シート間に埃などの異物が侵入したり、シート同士が擦れて傷ついたりするのを防いでいる。

特開２００７−２２５６８６号公報

しかし、従来の接合方法では、光学シートの周縁部を接合部として用いていることから、溶着のために周縁部に加える熱や、接着のための接着剤等によって、光学シートが熱変形や接着剤のムラにより、光学シートの表示領域の光学的特性が損なわれる（輝度ムラの発生等）という問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、光学フィルムの表示領域の光学的特性を損なうことなく光学シート同士を接合することである。

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、複数の光学シートを互いに積層してなる光学シート積層体であって、前記複数の光学シートはそれぞれ、シート本体と、前記シート本体の周縁部から面方向に突出して設けられる突出部と、を有し、前記複数の光学シートは、前記突出部同士のみで接合されていることを特徴とする光学シート積層体が提供される。

好ましくは、前記突出部は溶着により接合されている。
好ましくは、前記シート本体の形状は四角形であり、前記突出部は第１の突出部及び第２の突出部を備え、前記第１の突出部は前記シート本体の何れか一辺に設けられ、前記第２の突出部はその辺の対辺に設けられる。
好ましくは、前記第１の突出部は前記第２の突出部と形状が異なる。
好ましくは、前記シート本体の形状は正方形又は長方形であり、前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、前記シート本体の中心に関してほぼ点対称となる位置に配置される。
好ましくは、複数の前記光学シートには、拡散シート及びレンズシートが含まれる。

本発明の他の態様によれば、複数のシート本体の各々の周縁部に面方向に突出する突出部を設け、前記シート本体を複数積層すると共に前記突出部を積層し、前記複数のシートを前記突出部同士のみで接合することを特徴とする光学シート積層体の製造方法が提供される。

本発明によれば、突出部のみで接合を行うので、光学シートの表示領域に、接合に用いる熱や接着剤の影響を与えることがない。従って、光学シートの光学的特性を損なうことなく光学シートを接合することができる。

本発明の実施形態における液晶表示装置の構成を示した分解斜視図である。 同実施形態におけるバックライト装置の構成を示した分解斜視図である。 同実施形態における光学シート積層体を示した正面図である。 同実施形態における光学シート積層体を示した側面図である。 同実施形態におけるレンズシートを示した拡大図である。 同実施形態におけるＬＥＤユニットを示した斜視図である。

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

まず、液晶表示装置１の構成について説明する。
図１は、液晶表示装置１の分解斜視図である。この液晶表示装置１は、表示部ユニット２１、上ケース２２、下ケース２３及びバックライト装置３を備える。表示部ユニット２１は、長方形又は正方形の板状をした液晶ディスプレイパネル２１ａと、液晶ディスプレイパネル２１ａの矩形状表示領域の周囲部から延びる帯状のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２１ｂと、を有する。液晶ディスプレイパネル２１ａは、液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域とほぼ同形状の開口２２ａが形成された上ケース２２と、同じく表示領域とほぼ同形状の開口２３ａが形成された下ケース２３とによって挟まれている。液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域が開口２２ａ及び開口２３ａから露出している。ＦＰＣ２１ｂの先端部は図示しない制御装置に接続されている。また、液晶ディスプレイパネル２１ａの背面には、バックライト装置３が取り付けられ、バックライト装置３を発光させると、その光が液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域を透過して画像が映し出されるようになっている。

図２は、バックライト装置３の分解斜視図である。このバックライト装置３は、液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域に光を照射するものである。バックライト装置３は、下から順に、ケース３１、反射シート３２、ＬＥＤユニット３３、導光板３４、遮光テープ３５、光学シート積層体４を備えている。
なお、ＬＥＤユニット３３及び導光板３４の代わりに、有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子といった面発光素子を光学シート積層体４の下に設けてもよい。また、ＬＥＤを２次元的に複数配列した面発光装置を用いてもよい。

ケース３１は、バックライト装置３の底部となる長方形又は正方形をした金属製の板状部材である。ケース３１の４辺のうち何れか一辺には係合部である孔３１ａ（図示せず）及び３１ｃが形成されている。また、その辺の対辺には孔３１ｂ及び孔３１ｄが形成されている。孔３１ｂは、他の孔３１ａ、３１ｃ、３１ｄよりも幅広に設けられ、孔３１ａ、３１ｃ及び３１ｄの幅は互いに等しい。

反射シート３２は、ケース３１の上面に敷かれ、導光板３４の下面から洩れた光を反射させるものである。反射シート３２としては、表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシート等を用いる。

ＬＥＤユニット３３は、反射シート３２の上面端部に取り付けられる光源である。

導光板３４は、反射シート３２の上面かつＬＥＤユニット３３の側方に取り付けられ、ＬＥＤユニット３３から点状や線状で入射される光を、面状の光へと変換して液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域へと向けて射出するものである。導光板３４にはアクリル等の透明樹脂系材料が用いられ、表面には光を反射・拡散させるための細かな凹凸が多数形成されている。導光板３４の側部は、ＬＥＤユニットの形状とほぼ同じ形状の切り欠きとなっている。

遮光テープ３５は、ＬＥＤユニット３３の上面に貼り付けられ、ＬＥＤユニット３３から射出される光を導光板３４にのみ向けるようにするものである。遮光テープ３５は、光を透過しない薄い部材であればよい。

図３は、光学シート積層体４の正面図であり、図４は、光学シート積層体４の側面図である。図中の斜線部は接合箇所を示す。導光板３４の上方には、光学シート積層体４が取り付けられている。光学シート積層体４は、光学シートである拡散シート４１、同じく光学シートであるレンズシート４２、レンズシート４３を互いに積層させたものである。

光学シート積層体４を構成する各光学シート４１〜４３について説明する。拡散シート４１は、導光板３４の上面に配置され、光学シート積層体４の最下層を構成する。拡散シート４１は、導光板３４から面状に射出された光を更に拡散させて、レンズシート５７へ射出する光の輝度を均一にするものである。拡散シート４１はプラスチック樹脂でできており、シート本体４１ｅは長方形又は正方形をしている。拡散シート４１の表面には光を拡散させるための細かな突起が多数形成されている。シート本体４１ｅの４辺のうち何れか一辺には、面方向に突出する第１の突出部である突出部４１ａ及び突出部４１ｃが形成され、その辺の対辺には面方向に突出する第２の突出部である突出部４１ｂ及び突出部４１ｄが形成されている。突出部４１ｂは、他の突出部４１ａ、４１ｃ、４１ｄよりも幅広に設けられ、突出部４１ａ、４１ｃ、４１ｄの幅は互いに等しい。また、突出部４１ａと突出部４１ｄは、シート本体４１ｅの重心に関して点対称の位置にあり、突出部４１ｂと突出部４１ｃは、シート本体４１ｅの重心に関して点対称の位置にある。突出部４１ａ〜４１ｄは、ケース３１の孔３１ａ〜３１ｄの位置に合わせて形成されている。

レンズシート４２は、拡散シート４１の上面に重ね合わされ、光学シート積層体４の中間層を構成する。レンズシート４２は、拡散シート４１から射出される拡散光の指向性を高めるものである。レンズシート４２は、拡散シート４１はプラスチック樹脂でできており、シート本体４２ｅはシート本体４１ｅとほぼ同形状の長方形又は正方形をしている。レンズシート４２の上面を拡大すると、図５に示すように、三角柱を複数本密に並べたようなプリズムパターン４２ｆが形成されている。シート本体４２ｅの４辺のうち何れか一辺には、面方向に突出する第１の突出部である突出部４２ａ及び突出部４２ｃが形成され、その辺の対辺には面方向に突出する第２の突出部である突出部４２ｂ及び突出部４２ｄが形成されている。突出部４２ｂは、他の突出部４２ａ、４２ｃ、４２ｄよりも幅広に設けられ、突出部４２ａ、４２ｃ、４２ｄの幅は互いに等しい。また、突出部４２ａと突出部４２ｄは、シート本体４２ｅの重心に関して点対称の位置にあり、突出部４２ｂと突出部４２ｃは、シート本体４２ｅの重心に関して点対称の位置にある。突出部４２ａ〜４２ｄも、ケース３１の孔３１ａ〜３１ｄの位置に合わせて形成されている。

また、レンズシート４３は、レンズシート４２の上面に重ね合わされ、光学シート積層体４の最上層を構成する。レンズシート４３は、レンズシート４２と同様、拡散シート４１から射出される拡散光の指向性を高めるものである。レンズシート４３はプラスチック樹脂でできており、シート本体４１ｅとほぼ同形状の長方形又は正方形をしている。レンズシート４３の上面を拡大すると、図５に示すように、三角柱を複数本密に並べたようなプリズムパターン４３ｆが形成されている。シート本体４３ｅの４辺のうち何れか一辺には、面方向に突出する第１の突出部である突出部４３ａ及び突出部４３ｃが形成され、その辺の対辺には面方向に突出する第２の突出部である突出部４３ｂ及び突出部４３ｄが形成されている。突出部４３ｂは、他の突出部４３ａ、４３ｃ、４３ｄよりも幅広に設けられ、突出部４３ａ、４２ｃ、４２ｄの幅は互いに等しい。また、突出部４３ａと突出部４３ｄは、シート本体４３ｅの重心に関して点対称の位置にあり、突出部４３ｂと突出部４３ｃは、シート本体４３ｅの重心に関して点対称の位置にある。突出部４３ａ〜４３ｄも、ケース３１の孔３１ａ〜３１ｄの位置に合わせて形成されている。

なお、シート本体４１ｅ〜４３ｅに形成される突出部は必ずしも４つである必要はなく、形成する数を増減させてもよい。また、対辺にそれぞれ設けられる突出部の数が必ずしも同数である必要はない。

光学シート積層体４を構成する各光学シートは４１〜４３は、突出部が互いに接合されている。すなわち、図４の斜線部で示すように、突出部４１ｃの上面と突出部４２ｃの下面が接合され、突出部４２ｃの上面と突出部４３ｃの下面が接合されている。同様に、突出部４１ｄ〜４３ｄと、図示しない突出部４１ａ〜４３ａ及び突出部４１ｂ〜４３ｂもそれぞれ接合されている。
なお、各光学シート４１〜４３は、突出部４１ａ〜４３ａ、４１ｂ〜４３ｂ、４１ｃ〜４３ｃ、４１ｄ〜４１ｄのみで接合されており、シート本体４１ｅの上面とシート本体４２ｅの下面、シート本体４２ｅの上面とシート本体４３ｅの下面はそれぞれ接触しているだけとなっている。

次に、液晶表示装置１の組み立て方法について説明する。
まず、光学シート積層体４の製造方法について説明する。図４に示すように、３枚の光学シート４１〜４３を下から拡散シート４１、レンズシート４２、レンズシート４３の順で重ね合わせる。重ね合わせる際、他の突出部４１ａ〜４３ａ、４１ｃ〜４３ｃ、４１ｄ〜４３ｄよりも幅広に形成されている突出部４１ｂ〜４３ｂが目印となり、各光学シート４１〜４３の上下左右及び裏表を間違えることなく確実に重ね合わせることができる。各光学シート４１〜４３が重ね合わされると、突出部４１ａ〜４３ａがぴったりと重なり合う。突出部４１ａ〜４３ａと同様に、突出部４１ｂ〜４３ｂ、突出部４１ｃ〜４３ｃ、突出部４１ｄ〜４３ｄもそれぞれぴったりと重なり合う。レンズシート４２及びレンズシート４３が重ね合わされると、図５に示すように、レンズシート４２、４３のプリズムパターン４２ｆと４３ｆとが互いに直交する。

拡散シート４１及びレンズシート４２、４３を重ね合わせたら、突出部４１ａ〜４３ａを接合する。接合方法は、突出部４１ａ〜４３ａに熱を加えることで溶着してもよいし、突出部４１ａ〜４３ａのそれぞれ４１の間を接着剤や両面テープ等で接着してもよい。突出部４１ａ〜４３ａと同様に、突出部４１ｂ〜４３ｂ、突出部４１ｃ〜４３ｃ、突出部４１ｄ〜４３ｄについてもそれぞれ接合する。接合は突出部４１ａ〜４３ａ、突出部４１ｂ〜４３ｂ、突出部４１ｃ〜４３ｃ、突出部４１ｄ〜４３ｄでのみなされるので、シート本体４１ｅの上面とシート本体４２ｅの下面、シート本体４２ｅの上面とシート本体４３ｅの下面はそれぞれ接触しているだけである。このようにして光学シート積層体４が出来上がる。
なお、４箇所全ての突出部を接合する必要はなく、例えば、突出部４１ｂ〜４３ｂの一箇所のみを接合することとしてもよい。また、突出部４１ｂ〜４３ｂ及び各シート本体の中心に関して突出部４１ｂ〜４３ｂと点対称となる突出部４１ｃ〜４３ｃの２箇所のみ、又は突出部４１ａ〜４３ａと点対称となる突出部４１ｄ〜４３ｄの２箇所のみを接合するようにしてもよい。このように２箇所で接合しておけば各光学シート４１〜４３が振動等で浮かび上がり、その隙間に埃などの異物が侵入するのを防ぐことができる。

ケース３１に、反射シート３２、ＬＥＤユニット３３及び導光板３４を組み込み、遮光テープ３５をＬＥＤユニット３３の上に貼り付ける。ＬＥＤユニット３３及び導光板３４をケース３１へ取り付けると図６に示すようにＬＥＤユニット３３が導光板３４の切り欠きに収まるようになっている。このように、導光板３４にＬＥＤユニット３３を組み付けることで面発光装置３６が出来上がる。
導光板３４の上に光学シート積層体４を載せ、光学シート積層体４をケース３１に取り付ける。取り付けの際にも、他の突出部４１ａ〜４３ａ、４１ｃ〜４３ｃ、４１ｄ〜４３ｄよりも幅広に形成されている突出部４１ｂ〜４３ｂが目印となり、前後左右及び裏表を間違えることなく光学シート積層体４を確実にケース３１に取り付けることができる。光学シート積層体４がケース３１へ取り付けられると、接合した突出部４１ａ〜４３ａが爪となってケース３１の孔３１ａに係合する。同様に、突出部４１ｂ〜４３ｂが孔３１ｂに、突出部４１ｃ〜４３ｃが孔３１ｃに、突出部４１ｄ〜４３ｄが孔３１ｄにそれぞれ係合する。このようにしてバックライト装置３が出来上がる。

一方、表示部ユニット２１に、上ケース２２及び下ケース２３を組み付け、それにバックライト装置３を組み付ける。このようにして液晶表示装置１が完成する。

次に、バックライト装置３が液晶ディスプレイパネル２２ａの表示領域に光を照射する仕組みを説明する。
ＬＥＤユニット３３を発光させると、その光は導光板３４へ入射する。入射光は、導光板３４の内部で反射を繰り返し、導光板３４の上面全体が面発光して拡散シート４１へと射出される。一部の光は、導光板の下面へと洩れるが、導光板３４の下面に取り付けられている反射シート３２によって反射されるので、再び導光板３４を透過して、光学シート積層体４の拡散シート４１へと射出される。
拡散シート４１に入射した光は拡散されて、様々な方向を向く光となってレンズシート４２へと射出される。
拡散シート４１から射出された光は、レンズシート４２の下面へ入射する。すると、拡散光はプリズムパターン４２ｆで屈折し、拡散光からＸ方向の成分が除かれて射出される。
レンズシート４２の上面から射出された光は、次にレンズシート４３の下面へ入射する。すると、光はプリズムパターン４３ｆで屈折し、光からＹ方向の成分が除かれて射出される。このようにして、拡散シート４１から射出された拡散光は、ＸＹ平面に垂直な方向に指向性が高められた光となって液晶ディスプレイパネル２１ａの表示領域へと射出される。

なお、本実施形態では、レンズシートを２枚用い、３枚重ねの光学シート積層体としたが、１枚で光に指向性を持たせることが可能なレンズシートを用いることによって、２枚重ねの光学シート積層体としてもよい。
なお、本実施形態では、突出部の一箇所のみを幅広に形成することで、前後左右及び裏表を間違えることなく光学シート積層体を確実にケースに取り付けるための目印としたが、これに限らず、突出部一箇所のみ切れ込みが入っている等、形状が異なれば良い。

本実施形態によれば、突出部のみで接合を行うので、例えば、熱で溶着した場合でも変形するのは各突出部のみとなる。また、貼り合わせの際に接着剤が広がってもシート本体４１ｅ〜４３ｅの表示領域にまで流れ込むことが無い。従って、各光学シート４１〜４３の光学的特性に影響を与えることなく各光学シートを積層することができる。また、従来よりも接合面積が減り、接合も容易になるので、接合作業の手間が軽減される。
また、従来３工程必要であった光学シート４１〜４３のケースへの取り付けを１工程で済ませることができ、歩留まりを高めることができる。更に、バックライト装置３の組み立て後、バックライト装置３を次工程の作業場所まで移動させる際などに、光学シートが振動等で浮かび上がることが無く、埃などの異物の侵入を防ぐことができる。

１ 液晶表示装置
２１ａ 液晶ディスプレイパネル
３ バックライト装置
３１ ケース
３１ａ 孔（係合部）
３２ 反射シート
３３ ＬＥＤユニット
３４ 導光板
３５ 遮光テープ
３６ 面発光装置
４ 光学シート積層体
４１ 拡散シート（光学シート）
４１ａ、４１ｃ 突出部（第１の突出部）
４１ｂ、４１ｄ 突出部（第２の突出部）
４１ｅ シート本体
４２、４３ レンズシート（光学シート）
４２ａ、４２ｃ、４３ａ、４３ｃ 突出部（第１の突出部）
４２ｂ、４２ｄ、４３ｂ、４３ｄ 突出部（第２の突出部）
４２ｅ、４３ｅ シート本体
４２ｆ、４３ｆ プリズムパターン

Claims (8)

1. 複数の光学シートを互いに積層してなる光学シート積層体であって、
   前記複数の光学シートはそれぞれ、シート本体と、前記シート本体の周縁部から面方向に突出して設けられる突出部と、を有し、
   前記複数の光学シートは、前記突出部同士のみで接合されていることを特徴とする光学シート積層体。
2. 前記突出部は溶着により接合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積層体。
3. 前記シート本体の形状は四角形であり、
   前記突出部は第１の突出部及び第２の突出部を備え、前記第１の突出部は前記シート本体の何れか一辺に設けられ、前記第２の突出部はその辺の対辺に設けられ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積層体。
4. 前記第１の突出部は前記第２の突出部と形状が異なることを特徴とする請求項３に記載の光学シート積層体。
5. 前記シート本体の形状は正方形又は長方形であり、前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、前記シート本体の中心に関してほぼ点対称となる位置に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学シート積層体。
6. 複数の前記光学シートには、拡散シート及びレンズシートが含まれることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光学シート積層体。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の光学シート積層体と、面発光装置と、係合部が周囲に形成されたケースと、を備え、
   前記ケースの上面に前記面発光装置が載せられると共に、前記面発光装置の上面に前記光学シート積層体が載せられ、前記突出部が前記係合部に係合していることを特徴とするバックライト装置。
8. 複数のシート本体の各々の周縁部に面方向に突出する突出部を設け、前記シート本体を複数積層すると共に前記突出部を積層し、前記複数のシートを前記突出部同士のみで接合することを特徴とする光学シート積層体の製造方法。

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