JP5500801B2 - 光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置 - Google Patents

光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置 Download PDF

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Description

本発明は光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置に係り、さらに詳しくは、発光輝度を維持しつつ白抜け現象の発生を解消する光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置に関する。
一般に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は、屈折率異方性、誘電率異方性などの光学的、電気的な特性を有する液晶を用いて画像を表示する表示装置である。この種の液晶表示装置は、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；ＰＤＰ）などの他の表示装置に比べて薄型軽量であると共に、低い駆動電圧及び低い消費電力を有することから、産業の全般に亘って汎用されている。
液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと称する。）基板と、このＴＦＴ基板に対向するカラーフィルタ基板及び両基板の間に挟まれて光の透過率を変える液晶層を有する液晶表示パネル（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）を備えている。また、液晶表示装置は、画像を表示するための液晶表示パネルが自ら発光できない非発光性素子であるため、液晶表示パネルに光を供給するためのバックライトアセンブリを必要とする。
従来のバックライトアセンブリは、光を発するランプと、側面に配置されたランプからの光を液晶表示パネルに向かって導くための導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ Ｐｌａｔｅ：ＬＧＰ）と、を備えている。導光板は、光が入射する入光部と入光部の反対側となる対光部とが互いに同じ厚さを有するフラット型と、入光部から入光部の反対側となる対光部に進むにつれて薄くなるクサビ型とに大別できる。
近年、導光板の変色を防ぐと共に輝度を高める目的で、導光板の表面にプリズムパターンを形成するプリズム導光板が開発されている。厚さの揃ったフラット型の導光板の場合、導光板内に導かれる光は全反射条件を満たすため、プリズムパターンにより外部に出射される。
これに対し、プリズムパターンの形成された導光板の場合、最終品の使用時に外部より物理的な圧力が加わると、導光板がその他の光学部材、例えば、プリズムシートに接触して光路を変えてしまうという現象を引き起こす。すなわち、導光板とプリズムシートとの密着により導光板とプリズムシートとの間の媒体、つまり、空気における光路が省かれ、光が屈折できずに低い角度で出射されてそのまま視認されてしまうといういわゆる白抜け現象が発生するのである。
従来は、このような白抜け現象を解消するために、導光板に向き合うプリズムシートの面にビーズを塗布して加圧時における導光板との接触面積を極力抑えていたが、ビーズの構成によりヘイズ値が下がり、これにより輝度低下につながるという不具合がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、輝度を維持しつつ、加圧などにより発生する白抜け現象を解消することのできる導光板を提供するところにある。
また、本発明は、上述した導光板を有するバックライトアセンブリを提供するところにある。
さらに、本発明は、上述したバックライトアセンブリを有する、表示品質及び信頼性の向上した表示装置を提供するところにある。
本発明は、面が構成された第１の光学要素と、第１の光学要素と隣接して第１の光学要素の面と対応する対応面を有する第２の光学要素と、を備え、第２の光学要素の第１の光学要素の面と対応する対応面には第１の光学要素の面方向に複数の凹凸部が形成された凹凸パターンが形成され、凸部をつなげた延長線は高低周期を有することを特徴とする光学部材を提供する。
ここで、凹凸パターンの凸部をつなげた延長線の高低周期は対応面上の縦方向または横方向に形成されていてもよく、その高低周期は定形または非定形であってもよい。
このとき、凹凸パターンの凸部をつなげた延長線の高低の差は０．１〜１００μｍであり、周期間隔は１００〜１００００μｍであってもよく、凹凸部の凸部の水平面に対する形成角は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
また、凹凸パターンの凹部と凹部との間隔、または凸部と凸部との間隔は１０〜１０００μｍであってもよく、凹凸部の高低差は１〜１００μｍであってもよい。
ここで、第１の光学要素は導光板であり、第２の光学要素は反射シートまたはプリズムシート付き光学シートであるか、あるいは、第１の光学要素は反射シートまたはプリズムシート付き光学シートであり、第２の光学要素は導光板であってもよく、互いに対応するそれぞれの光学要素の対応面には互いに向き合い、複数の凹凸部が形成された凹凸パターンが形成され、第１の光学要素の凹凸パターンは高低周期を有し、第２の光学要素の凹凸パターンは第１の光学要素の凹凸パターンの高低周期と対応する高低周期を有してもよい。
さらに、本発明は、面が構成された第１の媒体と、第１の媒体から離れて第１の媒体の面と対応する対応面を有する第２の媒体、及び第１の媒体と第２の媒体との間に構成される第３の媒体を含み、外部からの加圧による第１の媒体と第２の媒体との相互接触を極力抑えて第３の媒体の構成を確保するように第２の媒体の第１の媒体の面と対応する対応面には第１の媒体の面方向に緩衝部が形成されることを特徴とする光学部材を提供する。
ここで、第３の媒体は第１の媒体及び第２の媒体よりも低い密度を有していてもよく、第１の媒体には第２の媒体の第１の媒体の面と対応する対応面に向かって高低周期を有する凹凸パターンが形成されていてもよい。
さらに、第２の媒体の緩衝部には少なくとも１つ以上の凹凸部からなる一つの凹凸群が他の凹凸群と異なる高さに形成されていてもよい。
以上において、第３の媒体は空気であってもよい。
さらに、本発明は、光を生成する光源部及び光源部からの光を出射する光学部材を備え、光学部材は、面が構成された第１の光学要素と、第１の光学要素と隣接して第１の光学要素の面と対応する対応面を有する第２の光学要素と、を備え、第２の光学要素の第１の光学要素の面と対応する対応面には第１の光学要素の面方向に複数の凹凸部が形成された凹凸パターンが形成され、凹凸パターンは高低周期を有することを特徴とするバックライトアセンブリを提供する。
ここで、光は第１の光学要素に入射して第２の光学要素に出射されてもよく、第２の光学要素に入射して第１の光学要素に出射されてもよい。
さらに、本発明は、光を生成する光源部及び光源部からの光を出射する光学部材を備え、光学部材は、面が構成された第１の媒体、第１の媒体から離れて第１の媒体の面と対応する対応面を有する第２の媒体及び第１の媒体と第２の媒体との間に構成される第３の媒体を備え、外部からの加圧による第１の媒体と第２の媒体との相互接触を極力抑えるように第２の媒体の第１の媒体の面と対応する対応面には第１の媒体の面方向に緩衝部が形成されることを特徴とするバックライトアセンブリを提供する。
このとき、光は第１の媒体に入射してから第３の媒体を経て第２の媒体に出射されてもよく、第２の媒体に入射してから第３の媒体を経て第１の媒体に出射されてもよい。
さらに、本発明は、複数の画素が形成された液晶表示パネルと、液晶表示パネルに光を供給する光源部と、光源部からの光を出射する光学部材を有するバックライトアセンブリと、を備え、光学部材は、面が構成された第１の光学要素と、第１の光学要素と隣接して第１の光学要素の面と対応する対応面を有する第２の光学要素と、を備え、第２の光学要素の第１の光学要素の面と対応する対応面には第１の光学要素の面方向に複数の凹凸部が形成された凹凸パターンが形成され、凹凸パターンは高低周期を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、本発明は、複数の画素が形成された液晶表示パネルと、液晶表示パネルに光を供給する光源部と、光源部からの光を出射する光学部材を有するバックライトアセンブリと、を備え、光学部材は、面が構成された第１の媒体、第１の媒体から離れて第１の媒体の面と対応する対応面を有する第２の媒体及び第１の媒体と第２の媒体との間に構成される第３の媒体を備え、外部からの加圧による第１の媒体と第２の媒体との相互接触を極力抑えるように第２の媒体の第１の媒体の面と対応する対応面には第１の媒体の面方向に緩衝部が形成されることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
本発明は、輝度を維持しつつ実際の使用時に加圧などにより発生する白抜け現象を解消することができる。
また、本発明は、表示品質及び信頼性の向上した表示装置を提供することができる。
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、相異なる形で実現可能であり、これらの実施の形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、且つ、この技術分野における通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に報知するために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。
図１Ａは、本発明の第１の実施形態による光学部材を示す斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの変形例であり、図２Ａは、図１Ａにおける「Ａ」部を示す拡大図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは図２Ａの変形例である。図１をはじめとする後述する各図は模式的に示すものであり、各部のサイズ、形状は理解を容易にするために適切に誇張して示してある。
図１Ａを参照すれば、本発明の第１の実施形態による光学部材は、面が構成された第１の光学要素２００及び第１の光学要素２００から離れて第１の光学要素２００の面と対応する対応面を有する第２の光学要素１００を備え、第２の光学要素１００の第１の光学要素２００の面と対応する対応面には第１の光学要素２００の面方向に山と谷とをなす凹凸パターン１２０が形成され、凹凸パターン１２０はそれぞれの山をつなげた延長線が高低を有するように形成されることを特徴とする。
第１の光学要素２００は略板形状を有し、図１Ａに示されるように±ｚ方向に向かって、ｘｙ平面に面が構成されてもよい。ここで、第１の光学要素２００はプリズムシート付き光学シートであっても、反射シート付き光学シートであってもよい。第１の光学要素２００の一例としてのプリズムシート２００は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ樹脂）などの透光性に優れた材料から形成してもよく、後述する導光板１００からの出射光の傾斜した指向性を補正する。このような指向性の補正により出射光の主な進行方向が出射面の略正面方向、すなわち、＋ｚ方向に修正可能になる。なお、プリズムシート２００には光出射方向、すなわち、＋ｚ方向に所定のプリズムパターンが形成されていてもよい。
第２の光学要素１００は略板形状を有し、第１の光学要素２００に対して−ｚ方向に配置され、第１の光学要素２００の−ｚ方向の面と対応する＋ｚ方向に形成された対応面を有する。対応面には＋ｚ方向に凹凸パターン１２０が形成される。ここで、第２の光学要素１００は光を導く導光板であってもよい。図示の導光板１００はフラットな直方体形状を有していてもよい。また、導光板１００は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ樹脂）、シクロオレフィン系の樹脂材料などの透明樹脂の射出成形体から形成されてもよい。
導光板１００の凹凸パターン１２０は、第１の光学要素、すなわち、プリズムシート２００に向かって基材層１１０の上に形成され、凹凸パターン１２０は山と谷とをなす多数のパターンが高低周期をなして形成されてもよい。すなわち、図２Ａに示すように、凹凸パターン１２０は多数の畝、すなわち、山ｔと谷ｂとが組をなすパターンとして形成され、山ｔと谷ｂとの組は山ｔをつなげた延長線が高低を有するように高低周期をなす。また、多数の山ｔと谷ｂとは、ｙ方向に直線状に形成されてもよい。多数の谷ｂは、導光板１００の底面から＋ｚ方向への高さがそれぞれ異なっても、同一に設計されても構わない。なお、凹凸パターン１２０のそれぞれの山ｔと谷ｂとは、その形状が異なることもある。すなわち、山ｔと谷ｂとが尖った形状に形成されてもよく、丸い形状に形成されてもよい。言い換えると、パターンのそれぞれの形状は異なっていてもよい。
図１Ｂに示す変形例においては、基材層１１０’の上に凹凸パターン１２０’が形成された導光板１００’の底面１０１’に所定のパターン１０２’を有する形状が示してある。パターン１０２’は、導光板１００’の底面１０１’に＋ｚ方向に陰刻で形成可能である。パターン１０２’は、射出成形方式により底面１０１’の上に転写可能である。加えて、パターン１０２’は、打ち抜き方式などの種々の方式により底面１０１’上に形成可能である。底面１０１’に形成されたパターン１０２’は、光が−ｘ方向に向かって導光板１００’内に入射するときに＋ｚ方向への反射率を高めるためのものであり、光が入射する−ｘ方向と略直交するように所定の傾斜角を有してもよい。また、底面１０１’は、光が入射する方向と同様に、すなわち、−ｘ方向に進むにつれて＋ｚ方向に向かうように形成可能である。結果的に、基材層１１０’は＋ｘ方向に進むにつれて厚くなり、−ｘ方向に進むにつれて薄くなる略クサビ形状を有する。このようなクサビ形状を有する場合、後述する光源は導光板１００’の＋ｘ方向に配置可能である。底面１０１’及びパターン１０２’の形状は、導光板１００’の諸要求事項に応じて可変である。
図２Ａ中、凹凸パターン１２０の山ｔをつなげた仮想の線Ｌは略波形を有し、波形仮想線Ｌは一定の周期をなしうる。すなわち、多数の山ｔはその高さが異なってもよく、±ｘ方向に山ｔの高さが高低を繰り返してもよく、山ｔの高さの高低の繰り返しは周期的であってもよい。このとき、波形仮想線Ｌは、最高点パターン１２１同士の間隔ｐを１周期として有してもよい。このときの間隔ｐは１００〜１００００μｍであってもよい。もし、間隔ｐが１００μｍ未満であれば、従来の導光板に形成されたプリズムパターンとほぼ同様の形状となり、外部より物理的な圧力が加わるときに導光板１００がプリズムシート２００と接触する面積があまりにも大きくなることがある。また、間隔ｐが１００００μｍを超えるときには間隔ｐがあまりにも大きくなるため、外部より物理的な圧力が加わるときに間隔ｐ同士の領域がプリズムシート２００と接触し易くなる恐れがある。このとき、それぞれの山ｔと山ｔとの距離は１０〜１０００μｍであり、谷ｂから山ｔまでの高さは１〜１００μｍであってもよい。
また、最高点パターン１２１と最低点パターン１２２との＋ｚ方向への山ｔの高さ差ｈは０．１〜１００μｍであることが好ましい。高さ差ｈが０．１μｍ未満であれば、凹凸パターン１２０が従来の導光板に形成されたプリズムパターンとほぼ同じ形状になってしまい、外部より物理的な圧力が加わるときに導光板１００がプリズムシート２００と接触する面積が大きくなる。また、高さ差ｈが１００μｍを超える場合、導光板１００の成形が困難になることがあり、過度な凹凸パターン１２０の高さに起因して最終品の厚さが増大する恐れがある。凹凸パターン１２０においてプリズムパターンが水平面と形成する角θは凹凸パターン１２０の全体の形状を考慮して設計可能であり、６０〜１５０°の角度θを有しうるが、これに限定されるものではなく、それぞれのパターンが同じ角度θを有しても、異なる角度θを有してもよい。
このような凹凸パターン１２０は、図２Ａに示すように、高低が一定に繰り返される定形の周期を有してもよいが、図２Ｂに示すように、高低の繰り返しが一定ではない非定形の周期を有してもよい。また、図２Ｃに示すように、＋ｙ方向に多数の山ｔと谷ｂとが高低周期を有する形状を有してもよい。すなわち、凹凸パターン１２０の＋ｘ方向への高低周期は＋ｙ方向に一致しないこともあり、一方の凹凸パターン１２０の最高点１２１は、他方の凹凸パターン１２０の最高点１２１’と一致しないこともある。この場合にも、＋ｙ方向への高低周期は定形であっても、非定形であってもよい。そして、凹凸パターン１２０の高低周期、すなわち、間隔ｐは可変である。この場合、このように高低周期をなして形成される凹凸パターン１２０は、導光板１００とプリズムシート２００との接触面積を減らすことができる。特に、導光板１００またはプリズムシート２００が±ｚ方向に加圧されるときにおける接触面積を減らすことができる。すなわち、導光板１００の略波形仮想線Ｌを有する凹凸パターン１２０の山ｔをつなげた仮想線の高い部分だけがプリズムシート２００と接触されるので、従来のプリズムパターンが全体としてプリズムシートと接触するような構造に比べて接触面積をなお一層減らすことができ、このような接触面積の減少は光学部材を加圧するときになお一層目立つ。結果的に、光学部材の加圧などにより生じる白抜け現象を抑えることができる。
図３は、本発明の第２の実施形態による光学部材を示す斜視図であり、図４Ａは図３における「Ｂ」部を示す拡大図であり、図４Ｂから図４Ｄは図４Ａの変形例である。
図３を参照すれば、本発明の第２の実施形態による光学部材は、面が構成された第１の光学要素２００及び第１の光学要素２００から離れて第１の光学要素２００の面と対応する対応面を有する第２の光学要素１００を備え、第２の光学要素１００の第１の光学要素２００の面と対応する対応面には第１の光学要素２００の面方向に凹凸パターン１２０が形成され、図１に示す第１の実施形態において＋ｘ方向に高低周期を有することとは異なり、＋ｙ方向に凹凸パターン１２０の高低周期が形成される。第２の実施形態において、＋ｘ方向への凹凸パターン１２０は高低周期を有することなく、通常のプリズムパターン形状に形成されている。
第２の実施形態においても同様に、凹凸パターン１２０は、最高点１２３と最低点１２４とが定形（図４Ａ）または非定形（図４Ｂ）に繰り返されてもよい。また、凹凸パターン１２０の＋ｙ方向への高低周期は＋ｘ方向に一致しないこともある。すなわち、図４Ｃに示すように、一方の凹凸パターン１２０の最高点１２３は他方の凹凸パターン１２０の最高点１２３’と一致しなくてもよい。
さらに、凹凸パターン１２０は、図４Ａから図４Ｃに示すように、単純な高低周期を有してもよいが、図４Ｄに示すように、プリズムパターンに形成された高低周期を有してもよい。図４Ｄ中、符号１２３及び１２４はそれぞれ最高点パターン及び最低点パターンを意味する。
図５は、本発明の第３の実施形態による光学部材を示す斜視図である。
図５を参照すれば、本発明の第３の実施形態による光学部材は、面が構成された第１の光学要素２００及び第１の光学要素２００から離れて第１の光学要素２００の面と対応する対応面を有する第２の光学要素１００を備え、第２の光学要素１００の第１の光学要素２００の面と対応する対応面には第１の光学要素２００の面方向に凹凸パターン１２０が形成され、＋ｘ方向及び＋ｙ方向に凹凸パターン１２０の高低周期が形成される。
凹凸パターン１２０の＋ｘ方向への高低周期は上述した第１の実施形態と同様な適用が可能であり、＋ｙ方向への高低周期は上述した第２の実施形態と同様な適用が可能である。
図６は、本発明の第４の実施形態による光学部材を示す斜視図であり、図７は、本発明の第５の実施形態による光学部材を示す斜視図である。
図６を参照すれば、本発明の第４の実施形態による光学部材は、面が構成された第２の光学要素１００及び第２の光学要素１００から離れて第２の光学要素１００の面と対応する対応面を有する第１の光学要素２００を備え、第１の光学要素２００の第２光学要素１００の面と対応する対応面には第２の光学要素１００の面方向に凹凸パターン２２０が第１の光学要素２００の基材層２１０の上に形成され、凹凸パターン２２０は高低周期を有することを特徴とする。このとき、第２の光学要素１００は導光板であってもよく、第１の光学要素２００はプリズムシート付き光学シートであってもよい。
また、図７を参照すれば、本発明の第５の実施形態による光学部材は、面が構成された第２の光学要素１００及び第２の光学要素１００から離れて第２の光学要素１００の面と対応する対応面を有する第１の光学要素２００を備え、第１の光学要素２００の第２の光学要素１００の面と対応する対応面には第２の光学要素１００の面方向に高低周期を有する凹凸パターン２２０が形成され、凹凸パターン２２０に対応する第２の光学要素１００の面にも高低周期を有する凹凸パターン１２０が凹凸パターン２２０に向き合って形成される。このとき、第２の光学要素１００は導光板であってもよく、第２の光学要素２００はプリズムシート付き光学シートであってもよい。また、第２の光学要素１００がプリズムシート付き光学シートであってもよく、第１の光学要素２００が導光板であってもよい。さらに、第２の光学要素１００における凹凸パターン１２０の高低周期は、第１の光学要素２００における凹凸パターン２２０の高低周期と一致してもよい。
もちろん、第４の実施形態または第５の実施形態において、第２の光学要素１００の凹凸パターン１２０または第１の光学要素２００の凹凸パターン２２０は、定形であっても、非定形であってもよい。
図８は、本発明の一実施形態によるバックライトアセンブリを概略的に示す斜視図である。
図８を参照すれば、本発明の実施形態によるバックライトアセンブリは、光源ユニット３００と、光源ユニット３００の上に設けられた導光板１００と、光源ユニット３００と導光板１００とを収納する収納部材４００と、を備え、導光板１００の上にはプリズムシート付き光学シート２００が設けられている。
光源ユニット３００は、導光板１００の一方の面に設けられたランプ３４０と、ランプ３４０の光を導光板１００に導くカバー部３５０と、を備える。このとき、導光板１００は、線光源状の光学分布を有するランプ３４０の光を面光源状の光学分布を有する光に変える。
ランプ３４０としては、冷陰極型光ランプを用いることが好ましい。もちろん、当該実施形態はこれに限定されるものではなく、ランプとして可視光線（すなわち、白色光）はもとより、赤外線波長域の光を発するあらゆるタイプのランプが採用可能である。冷陰極型光ランプは、図示はしないが、水銀（Ｈｇ）、ネオン（Ｎｅ）及びアルゴン（Ａｇ）の混合ガスが設けられた硝子管と、硝子管の両端に設けられた陽電極及び陰電極と、硝子管の内側面に塗布された蛍光体膜と、を備える。
冷陰極型光ランプは、陽電極と陰電極との間に印加された電界を介して発せられた電子が水銀の遷移を引き起こして所定の波長域の光を発光し、この波長域の光を蛍光体が可視光に変えて放出する。このとき、光は導光板１００を経て光学シート２００に向かって、すなわち、＋ｚ方向にｘｙ平面の光として出射される。
導光板１００は、基材層１１０と、基材層１１０の上に形成される凹凸パターン１２０と、を備える。ここで、導光板１００及び光学シート２００の構成としては、図１〜図７に示す本発明の第１の〜第５の実施形態による光学部材の構造が適用可能である。
以下、本発明の実施形態によるバックライトアセンブリを有する液晶表示装置について説明する。
図９は、本発明の実施形態による液晶表示装置を概略的に示す斜視図であり、図１０は、図９の液晶表示装置をＣ−Ｃ線に沿って切り取った概念断面図である。
図９及び図１０を参照すれば、本発明の実施形態による液晶表示装置は、上部に配置されたディスプレイアセンブリ１０００と、下部に配置されたバックライトアセンブリ２０００と、を備える。
ディスプレイアセンブリ１０００は、液晶表示パネル７００と、駆動回路部８００（８００ａ、８００ｂ）と、上部収納部材９００と、を備える。
液晶表示パネル７００は、カラーフィルタ基板７２０と、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）基板７１０と、を備える。駆動回路部８００は、ゲート側フレキシブル印刷回路基板８２０ａを介して薄膜トランジスタ基板７１０のゲート線と接続されたゲート側印刷回路基板８１０ａと、データ側フレキシブル印刷回路基板８２０ｂを介して薄膜トランジスタ基板７１０のデータ線に接続されたデータ側印刷回路基板８１０ｂと、を備える。必要に応じて、ゲート側印刷回路基板８１０ａは省略可能である。
上部収納部材９００は、ディスプレイアセンブリ１０００の構成要素が離脱することを防ぐと共に、外部より加わる衝撃により割れ易い液晶表示パネル７００またはバックライトアセンブリ２０００を保護するために、直角に折れ曲がった平面部と側壁部とを有する四角型状に製作される。このとき、上部収納部材９００の平面部はその下部において液晶表示パネル１０００の周縁の一部を支持し、側壁部は下部収納部材４００の側壁と対向状態で組み合わせられる。上部収納部材９００及び下部収納部材４００は強度に優れ、軽量である他、変形が少ない金属から製作することが好ましい。
次いで、バックライトアセンブリ２０００は、光を生成する光源ユニット３００と、光源ユニット３００の一方の側に配置された導光板１００と、導光板１００の上に配置された光学シート２００と、導光板１００と光学シート２００とを支持する支持手段６００と、光源ユニット３００、導光板１００、及び光学シート２００を収納する下部収納部材４００と、を備える。
光源ユニット３００は、導光板１００の一方の面に設けられたランプ３４０と、ランプ３４０の光を導光板１００に導くカバー部３５０と、を備える。当該実施形態においては、ランプ３４０の長手方向、すなわち、ｘ方向が下部収納部材４００の長軸方向、すなわち、ｙ方向と直交するようにランプ３４０をｙ方向に配置している。もちろん、これに限定されるものではなく、前記ランプ３４０の長手方向と下部収納部材４００の長軸方向とが平行になるように、すなわち、ｘ方向にランプ３４０を配置してもよい。光源ユニット３００を安定に支持するように、別の固定手段がさらに配備されてもよい。
光源ユニット３００の一方の側に設けられる導光板１００は、基材層１１０と、基材層１１０の上に設けられた凹凸パターン１２０と、を備える。基材層１１０は、光源ユニット３００からの光を液晶表示パネル７００の正面に向かわせ、広い範囲に亘って均一な分布を有するように光を拡散させて液晶表示パネル７００に照射する。このとき、光は、基材層１１０から凹凸パターン１２０に向かって、すなわち、ｚ方向に出射される。ここで、導光板１００及び光学シート２００は上述した構造に限定されるものではなく、図１〜図７に示す種々の実施形態による光学板１００の構造が適用可能である。また、導光板１００の基材層１１０にはその底面、すなわち、凹凸パターン１２０を有する面とは反対面に陰刻のパターンを備えてもよい。
光学シート２００は、少なくとも１つ以上のプリズムシート、少なくとも１つ以上の偏光シート、少なくとも１つ以上の輝度向上シート及び少なくとも１つ以上の拡散シートを有してもよい。偏光シートは、入射してくる光のうち斜めに入射してくる光を垂直に出射するように光の向きを変える。輝度向上シートは、透過軸に平行な光は透過させ、透過軸に垂直な光は反射する。拡散シートは、入射光が面上に拡散されて出射されるようにする。これにより、液晶表示パネル７００に垂直な方向の光が入射するようにすることにより光効率を高めることができる。このような光学シート２００は、導光板１００の上に複数設けられてもよく、単一のシートが光出射方向、すなわち、導光板１００のｚ方向の面に貼り付けられて構成されてもよい。この場合、バックライトアセンブリ２０００及び液晶表示装置の厚さは低減可能である。
支持手段６００は四角型状に製作され、導光板１００及び光学シート２００はもとより、上側の液晶表示パネル７００をも支持する。
下部収納部材４００は、上部面が開放された直方体の箱状に形成されて内部には所定深さの収納空間が形成される。そして、下部収納部材４００の底面には反射板（図示せず）が設けられてもよい。
もちろん、液晶表示装置におけるバックライトアセンブリ２０００としては、図９に示された実施形態以外の本発明の他の実施形態によるバックライトアセンブリも適用可能である。
図１１は、従来例との比較のために、図１０における「Ｄ」部を拡大して示す図である。
図１１を参照すれば、従来例においては、導光板１０のプリズムパターン１２の山と山とが略平行をなして一直線上に位置する。すなわち、凹凸パターン１２の山ｔ’をつなげた仮想の線が直線状の仮想線Ｌ’を有し、プリズムシート２０はプリズムパターン１２の上部に配置されていた。この場合、±ｚ方向に圧力が加わると、プリズムパターン１２とプリズムシート２０の下面とが接触し易くなり、この接触により光路が変わって白抜け現象が発生する。
すなわち、導光板１０−空気−プリズムシート２０からなる密−疎−密の媒体を経由すべき光が、導光板１０−プリズムシート２０からなる密−密の媒体を経由してしまい、屈折の度合いが弱化し、これに伴い、光が加圧個所に集中して白抜け現象が発生する。
これに対し、本発明の実施形態においては、導光板１００に形成された高低周期を有する凹凸パターン１２０の構成により、±ｚ方向に圧力が加わるとしても、波形仮想線Ｌの最高点だけがプリズムシート２００に接触するので、プリズムシート２００に接触する導光板１００のプリズムパターンの接触面積が従来例に比べて相対的に小さくなる。すなわち、導光板１００の凹凸パターン１２０は、プリズムシート２００への加圧により物理力が加わるとしても、導光板１００とプリズムシート２００との間隔を確保する緩衝の役割を果たす。このため、加圧があるとしても、光路は、導光板１００−空気−プリズムシート２００からなる密−疎−密の媒体を経由するように確保できる。すなわち、加圧がある場合でも、光が加圧個所に集中するような白抜け現象を解消することができる。
以上、図面に基づき、本発明による光学プレート、これを備えるバックライトアセンブリ及び表示装置について説明したが、この技術分野における通常の知識を持った者であれば、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更可能であることが理解できるであろう。
本明細書の全般に亘って、「光学部材」は光学機能を兼ね備える単一要素を指し示すものではなく、多数要素の組み合わせであって本発明において実現しようとする光学的な特性を充足する一群の要素を統称するものであることが理解できるであろう。
これと同様に、本明細書の全般に亘って、「光学シート」とは、少なくとも１つ以上のプリズムシート、少なくとも１つ以上の偏光シート、少なくとも１つ以上の輝度向上シート及び少なくとも１つ以上の拡散シートを有することができ、前記シートのうち単一のシートを指し示すこともあれば、前記シートの組み合わせよりなる１群の要素を指し示すこともある。よって、本明細書の全般に亘って光学シートの一例としてプリズムシートが言及されているが、これは詳細な説明の一元化のためのものであり、実際に光学シートがプリズムシートに限定されることはない。
本発明の第１の実施形態による光学部材を示す斜視図である。 図１Ａの変形例である。 図１Ａにおける「Ａ」部を示す拡大図である。 図２Ａの変形例を示す図である。 図２Ａの変形例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による光学部材を示す斜視図、 図３における「Ｂ」部を示す拡大図である。 図４Ａの変形例を示す図である。 図４Ａの変形例を示す図である。 図４Ａの変形例を示す図である。 本発明の第３の実施形態による光学部材を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態による光学部材を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態による光学部材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるバックライトアセンブリを概略に示す斜視図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置を概略に示す斜視図である。 図９における液晶表示装置をＣ−Ｃ線に沿って切り取った概念断面図である。 従来例との比較のために、図１０における「Ｄ」部を拡大して示す図である。
符号の説明
１００ 第２の光学要素
１２０ 凹凸パターン
２００ 第１の光学要素
２２０ 凹凸パターン

Claims (8)

  1. 少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とからなる凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なり、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低は、前記一方の面上の縦方向または横方向に延長されて、定形または非定形に形成され、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低差は、０．１〜１００μｍであることを特徴とする光学プレート。
  2. 少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とからなる凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なり、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低は、前記一方の面上の縦方向または横方向に延長されて、定形または非定形に形成され、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期間隔は、１００〜１００００μｍであることを特徴とする光学プレート。
  3. 少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とからなる凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なり、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低は、前記一方の面上の縦方向または横方向に延長されて、定形または非定形に形成され、
    前記凹凸パターンの前記山と山との間隔または前記谷と谷との間隔は、１０〜１０００μｍであることを特徴とする光学プレート。
  4. 少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とからなる凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なり、
    前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低は、前記一方の面上の縦方向または横方向に延長されて、定形または非定形に形成され、
    前記凹凸パターンの前記山と前記谷との高低差は、１〜１００μｍであることを特徴とする光学プレート。
  5. 光を生成する光源部と、
    前記光源部の一方の側に配置され、前記光源部からの光を出射する光学プレートと、
    を備え、
    前記光学プレートは、少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とをなす凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なるように形成され、
    前記光学プレートにおける前記凹凸パターンの形成面側には、光学シートが配置され、
    前記光学シートは、前記光学プレートに向き合う面の上には複数の山と谷とをなす凹凸パターンを有し、
    前記凹凸パターンは前記凹凸パターンの前記山をつなげた延長線が高低を有するように形成され、
    前記光学シートにおける凹凸パターンの高低は、前記光学プレートにおける凹凸パターンの高低に対応していることを特徴とするバックライトアセンブリ。
  6. 光を生成する光源部と、
    前記光源部の一方の側に配置され、前記光源部からの光を出射する光学プレートと、
    を備え、
    前記光学プレートは、少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とをなす凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なるように形成され、
    前記光学プレートにおける前記凹凸パターンの形成面側には、光学シートが配置され、
    前記光学シートと前記光学プレートとの間には空気層が形成されることを特徴とするバックライトアセンブリ。
  7. 光を生成する光源部と、
    前記光源部の一方の側に配置され、前記光源部からの光を出射する光学プレートと、
    を備え、
    前記光学プレートは、少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とをなす凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なるように形成され、
    前記光学プレートは、前記光源部に近い一方の側の厚さが他方の側のそれよりも厚いことを特徴とするバックライトアセンブリ。
  8. 光を生成する光源部と、
    前記光源部の一方の側に配置され、前記光源部からの光を出射する光学プレートと、
    を備え、
    前記光学プレートは、少なくとも一方の面に第１方向に沿って複数の山と谷とをなす凹凸パターンが複数形成され、前記凹凸パターンは、それぞれの前記山を前記第１方向につなげた延長線が高低を有し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って互いに隣接する前記凹凸パターンにおいて、一方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期は、他方の凹凸パターンの前記山をつなげた延長線の高低の周期とは異なるように形成され、
    前記光学プレートは、前記光源部からの光を反射する陰刻のパターンを有することを特徴とするバックライトアセンブリ。
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