JP6003337B2 - 面光源装置、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学シートを有する面光源装置、液晶表示装置に関するものである。

従来、積層された複数の光学シートを備える画像表示装置があった。これら光学シート間には、光学シート同士の密着を避けるために、隙間が設けられている。
しかし、従来の画像表示装置は、装置の薄型化を図ろうと、厚み方向に圧力をかければ、光学シート同士が接触、密着してしまう可能性があった。この光学シート同士の接触、密着は、色ムラ等の発生の原因になってしまう。

特開２００６−１８４３４８号公報

本発明の課題は、光学密着等の発生を抑制しながら薄型にできる面光源装置、液晶表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

・第１の発明は、光源（２）と、前記光源の光線が入射される導光板（２０）と、前記導光板の観察者側に配置された複数の光学シート（１１〜１３）と、前記複数の光学シートの縁部であって、前記複数の光学シート間に配置された複数のスペーサ（３２，３３，２３２〜２３５）を有し、前記複数のスペーサが一体的に形成されたスペーサ積層体（３０，２３０）と、前記複数の光学シート間に前記スペーサ積層体の前記スペーサを配置した状態で、前記複数の光学シートの縁部に厚み方向に圧力をかけて、前記複数の光学シートを加圧保持する加圧保持部（３，２２，２３）と、を備える面光源装置である。
・第２の発明は、第１の発明の面光源装置において、前記スペーサ（３２，３３）の形状は、前記スペーサ積層体が前記加圧保持部（３，２２，２３）に加圧される前の状態では、この面光源装置の中央側に至る程、前記スペーサ間の間隔が広くなること、を特徴とする面光源装置である。
・第３の発明は、第１又は第２の発明の面光源装置において、前記スペーサ（３４，３５、２３６，２３７）は、前記複数の前記光学シート間に加えて、前記導光板（２０）と、前記導光板の観察者側１つ目の前記光学シート（１３）との間に配置されること、を特徴とする面光源装置である。
・第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明の面光源装置において、前記スペーサ積層体の前記複数の前記スペーサ（３２，３３，２３２〜２３５）は、全ての前記複数の前記光学シート（１１〜１３）間に配置されること、を特徴とする面光源装置である。
・第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の面光源装置において、前記スペーサ積層体は、前記複数の前記光学シートの辺部のうち対向する１組の辺部に配置されていること、を特徴とする面光源装置である。
・第６の発明は、第１から第５までのいずれかの発明の前記面光源装置と、前記面光源装置の観察者側に配置された液晶パネル（４）と、を備える液晶表示装置である。

本発明によれば、光学密着等の発生を抑制しながら薄型にできる面光源装置、液晶表示装置を提供できる。

第１実施形態の液晶表示装置１の断面図である。 第１実施形態の光学シート１１〜１３、スペーサ積層体３０の配置を説明する図、スペーサ積層体３０単体の断面図である。 第１実施形態の各部材を積層する工程を説明する断面図である。 第１実施形態のスペーサ積層体３０及び光学シート１１〜１３の組み込みを説明する斜視図である。 第２実施形態の液晶表示装置２０１の断面図、スペーサ積層体２３０に光学シート１１〜１３を組み込んだ状態の断面図である。

（第１実施形態）
図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の液晶表示装置１の断面図である。
図２は、第１実施形態の光学シート１１〜１３、スペーサ積層体３０の配置を説明する図、スペーサ積層体３０単体の断面図である。
図中及び以下の各方向の説明は、便宜上、図１に図示する状態を基準にして、上下方向Ｚ（厚み方向）、左右方向Ｘ、奥行方向Ｙ（図１の紙面の法線方向）とする。図１の配置状態では、液晶パネル４の観察方向は、下側Ｚ１から上側Ｚ２に向かう方向である。つまり、観察者側は、下側Ｚ１である。なお、通常の実使用上は、液晶表示装置１を立てて、上下方向Ｚを水平方向になるように配置して、観察方向を水平方向にする。

図１に示すように、液晶表示装置１は、例えば、コンピュータのモニタ、テレビ受像機等に利用される表示装置である。
液晶表示装置１は、光源２、枠体３、液晶パネル４、光学シート１１〜１３、導光板２０、反射板２１、押板２２、ネジ２３、スペーサ積層体３０を備える。液晶パネル４、光学シート１１〜１３、導光板２０、反射板２１、押板２２は、下側Ｚ１からこの順番で配置されている。
液晶表示装置１は、光源２、枠体３、光学シート１１〜１３、導光板２０、反射板２１、押板２２、ネジ２３、スペーサ積層体３０から構成される面光源装置に、液晶パネル４が組み込まれて構成される。

光源は、液晶パネル４を照光するための部材である。光源２は、導光板２０の側面近傍に複数配列されている。光源２は、導光板２０の側面に光を入射する。光源２は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＣＣＦＬ（熱陰極蛍光管）等を用いる。
枠体３は、液晶パネル４、光学シート１１〜１３、導光板２０、反射板２１、スペーサ積層体３０等を収容する部材である。枠体３の側面には、必要に応じて、光源２等の光源部を設けたり、液晶パネル４に接続される電気ケーブル（図示せず）を通す貫通孔が設けられている。
枠体３の下部（液晶パネル４側）は、この液晶表示装置１の面方向（ＸＹ平面）の中央側（内側）に突出するつば部３ａになっている。
つば部３ａは、枠体３の下部の全周に設けられている。つば部３ａは、液晶パネル４の縁部を押さえるようになっている。

液晶パネル４は、最も下側Ｚ１に配置されている。液晶パネル４は、透過型であるので、光学シート１１〜１３によって拡散された光によって、上側Ｚ２から照明されて、観察者がその表示内容を視認できる。

光学シート１１〜１３は、導光板２０の下側Ｚ１（観察者側）に、複数配置される。光学シート１１〜１３は、導光板２０から下側Ｚ１に発した光線を、拡散、屈折、偏光、反射等して、液晶パネル４に均一に導く部材である。光学シート１１〜１３は、例えば、拡散シート、プリズムシート、偏光反射シート等である。
光学シート１１〜１３は、そのＸＹ平面の外形が、導光板２０、反射板２１、液晶パネル４に比べると、一回り小さい。光学シート１１〜１３は、その厚みが、導光板２０に比べると十分に薄い樹脂シートであり、その剛性が低い。

導光板２０は、例えば、アクリル板等の透明板である。光源２の光線は、導光板２０に入射すると、導光板２０内を通過して、導光板２０から下側Ｚ１に向けて出光する。
反射板２１は、導光板２０から上側Ｚ２に出光した光を、下側Ｚ１に向けて反射する部材である。
押板２２は、反射板２１の上面を下側Ｚ１に加圧する板材である。
ネジ２３は、押板２２のフランジ状のつば部２２ａを、枠体３の上面（Ｚ２側）にネジ止めして、押板２２、枠体３を結合する。このネジ止めは、押板２２が反射板２１をバランスよく加圧できるように、複数個所設けられている。
なお、枠体３、押板２２、ネジ２３は、液晶パネル４、光学シート１１〜１３、導光板２１の間にスペーサ３１〜３５（後述する）を配置した状態で、これらの縁部に上下方向Ｚに圧力をかけて、光学シート１１〜１３を加圧保持する加圧保持部である。

スペーサ積層体３０は、隙間Ｓ１〜Ｓ４を有するように、光学シート１１〜１３を配置する部材である。
図２（ａ）に示すように、スペーサ積層体３０は、奥行方向Ｙの手前側Ｙ１及び奥側Ｙ２にも配置されている。また、奥行方向Ｙにおいて、断面形状における各構成、各長さの設定は、図１と同様である。
以下、図１に示す左側Ｘ１に配置されたスペーサ積層体３０の構成について、主に説明する。

スペーサ積層体３０は、５つのスペーサ３１〜３５を備える。スペーサ３１〜３５は、上側Ｚ２から見たときに、光学シート１１〜１３の全周縁部に配置される（図２（ａ）参照）。
スペーサ３１は、液晶パネル４及び光学シート１１間の隙間Ｓ１に配置されている。
スペーサ３２は、光学シート１１，１２間の隙間Ｓ２に配置されている。
スペーサ３３は、光学シート１２，１３間の隙間Ｓ３に配置されている。
スペーサ３４，３５は、光学シート１３（導光板の観察面側１つ目の光学シート）及び導光板２０間の隙間Ｓ４に配置されている。
つば部３ａは、スペーサ３１〜３５を目隠しする十分な長さ（幅）を有している。このため、観察者が液晶パネル４を観察した場合に、スペーサ３１〜３５が観察されることはない。
また、スペーサ３１〜３５の左右方向Ｘの長さＬ３１ａは、光学シート１１〜１３が面方向の一方側（図１の矢印Ａ参照）に偏って配置されても、光学シート１１〜１３が反対側（左側Ｘ１）のスペーサ３１〜３５から脱落しないようになっている。つまり、光学シート１１〜１３外周の隙間の総計（長さＬ１１ａ及び長さＬ１１ｂの総計）は、スペーサ３１〜３５の長さＬ３１ａよりも十分に小さい。
スペーサ３１〜３５は、ＰＥＴ等の樹脂シートである。５つのスペーサ３１〜３５の表面は、艶消しの黒色である。これは、液晶表示装置１内での迷光を抑制するためである。

図２（ｂ）に示すように、５つのスペーサ３１〜３５は、接着材３６で結合されて一体的に構成されている。接着材３６は、加圧により圧縮されて変形する（図１参照）。
液晶パネル４に装着される前のスペーサ積層体３０単体の形状は、つまり、スペーサ積層体３０の加圧保持部に加圧される前の形状は、蛇腹状であり、ＸＹ平面中央側（右側Ｘ２）に至る程、スペーサ間の間隔Ｌ３１ｂ（上下方向Ｚ（厚み方向）の間隔）が広くなっている。これは、折り曲げ加工した樹脂シートが、復元しようとするためである。
なお、スペーサ３１〜３５は、樹脂シートで形成されているので、スペーサ積層体３０単体の状態では、ある程度の腰がある。このため、スペーサ積層体３０は、単体の状態でも、安定して形状維持でき、取扱いが簡単である。
なお、図２（ｃ）に示すように、スペーサ積層体３０の背側（左側Ｘ１）に、十分に薄く、また、柔軟性を有する部材（樹脂シート、紙材等）の背３７を設けてもよい。この場合には、スペーサ積層体３０は、より安定して形状維持できるので、取扱いがより簡単である。なお、図２（ｄ）に示すように、この背３７は、加圧により圧縮し潰れてしまうので、組み立てやスペース等の問題はない。

上記構成による液晶表示装置１の光学シート１１〜１３等の保持構造、及びその作用等について説明する。
図１に示すように、液晶パネル４は、枠体３のつば部３ａに載置され、また、スペーサ積層体３０は、液晶パネル４の縁部に当接する。押板２２は、反射板２１、導光板２０を介して、スペーサ積層体３０を加圧する。このため、スペーサ積層体３０は、液晶パネル４の上面（背面）縁部と、導光板２０の縁部によって、上下方向Ｚに加圧される。
隙間Ｓ１〜Ｓ４には、樹脂により形成されたスペーサ３１〜３５が、全周に配置される。このため、光学シート１１〜１３は、剛性が低くても、全周縁部をスペーサ３１〜３５に挟まれ、スペーサ３１〜３５の弾性により適度に加圧されて保持される。
そのため、ネジ止めによって縁部が加圧されても、隙間Ｓ１〜Ｓ４が維持できる。これにより、液晶表示装置１は、液晶パネル４及び光学シート１１間、光学シート１１〜１３同士間、光学シート１３及び導光板２０間において、接触、密着（光学密着等）を抑制できる。

ここで、これらの密着等は、ムラ等の発生原因になる。例えば、平坦面同士が密着すれば光学密着に起因するムラの原因になる。また、例えば、光学シート１１〜１３がプリズムシートである場合には、プリズム頂点が他の光学シート等に接触、密着すれば、プリズムが所望の光学性能を発揮できないことに起因する輝点等の発生の原因になってしまう。
これに対して、液晶表示装置１は、隙間Ｓ１〜Ｓ４を維持できるので、これらの密着等を抑制でき、ムラ等の発生を抑制できる。

また、液晶表示装置１は、ネジ止めにより上下方向Ｚに加圧されることにより、適切な大きさの隙間Ｓ１〜Ｓ４を維持しながら、余分な隙間（例えば、導光板２０及び反射板２１間の隙間）を減らすことができる。これにより、液晶表示装置１は、上下方向Ｚの大きさを小さくでき、薄型にできる。
つまり、液晶表示装置１は、光学密着等に起因するムラ等の発生を抑制しながら、上下方向Ｚの厚みを小さくできるわけである。

光学シート１１〜１３は、周囲に長さＬ１１ａ，Ｌ１１ｂの隙間を有するにように、スペーサ３１〜３５によって挟まれて保持される。このため、光学シート１１〜１３は、熱膨張等によって面方向に伸長した場合に、この隙間を伸長するスペースとして利用できる。このため、光学シート１１〜１３は、上下方向Ｚへの撓みが抑制される。
そのため、液晶表示装置１は、熱膨張にともなう光学シート１１〜１３間等の接触、密着を抑制できる。これにより、液晶表示装置１は、加圧のみでなく、熱膨張にともなうムラ等の発生も抑制できる。

スペーサ３１〜３５は、５つであるのに対して、隙間Ｓ１〜Ｓ４の数は、４つである。つまり、スペーサ３１〜３５は、隙間Ｓ１〜Ｓ４の数よりも多い。そして、光学シート１３、導光板２０間の隙間Ｓ４には、２つのスペーサ３４，３５が配置されているが、他の隙間Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれ１つのスペーサ３１〜３３のみである。この理由は、以下の通りである。
導光板２０の出光面（Ｚ１側）は、平坦面であることが多いため、密着等が発生しやすい傾向がある。このため、光学シート１３及び導光板２０間の隙間Ｓ４を、他の隙間Ｓ１〜Ｓ３よりも大きくして、密着等の発生を抑制している。

なお、導光板２０の出光面が平坦面でない場合等のように、光学シート１３及び導光板２０間での密着等が発生しにくいときには、光学シート１３及び導光板２０のスペーサを１つにしたり削除したりして、密着等がより起きやすい他の隙間にスペーサを２つ以上配置してもよい。さらに、密着等が起きにくい光学シート１３間の隙間には、スペーサを配置しなくてもよい。このように、液晶表示装置１は、必要に応じて、スペーサ３１〜３５の数の配分を柔軟に変更できる。
また、スペーサ３１〜３５の数は、５つに限られず、６つ以上設けてもよい。この場合には、光学シート１１〜１３間のうち密着等が起きやすい隙間に複数のスペーサを配置すれば、より効果的にムラ等を抑制できる。また、この場合には、仮に開発、製造時等に光学シート１１〜１３間の密着等が発生してしまったときでも、スペーサ３１〜３５の数の配分の変更が簡単である。

各部材の枠体３への組み込み方法について説明する。
図３は、第１実施形態の各部材を積層する工程を説明する断面図である。
図４は、第１実施形態のスペーサ積層体３０及び光学シート１１〜１３の組み込みを説明する斜視図である。
液晶表示装置１は、作業者、製造機械等が以下の手順で組み立てを行う。
（１）図３に示すように、枠体３のつば部３ａ上に液晶パネル４を載置する。
（２）図４に示すように、光学シート１１〜１３間にスペーサ３２，３３を挿入しながら、光学シート１１〜１３の全周にスペーサ積層体３０を装着する。なお、スペーサ３１〜３５の間隔Ｌ３１ｂ（図２（ｃ）参照）は、ＸＹ平面中央側に至る程、広くなっているので、この挿入作業は、簡単である。
これにより、光学シート１１〜１３及びスペーサ積層体３０から構成されるアッセンブリが製造される。
（３）図３に示すように、上記（２）で製造したアッセンブリを、枠体３に収容して、液晶パネル４上に載置する。
（４）導光板２０、反射板２１、押板２２を順に載置する。
（５）押板２２のつば部２２ａ、枠体３の上面（Ｚ２側）をネジ止めして、上下方向Ｚに加圧する。
このネジ止めにより、液晶パネル４及び光学シート１１間、光学シート１１〜１３間、光学シート１３及び導光板２０間等の間隔が狭まり、また、接着材３６が押し潰される。これにより、必要な隙間Ｓ１〜Ｓ４を残して、余分な隙間がなくなる。
また、スペーサ積層体３０は、ＸＹ平面中央側に至る程、上下方向Ｚの間隔Ｌ３１ｂが広くなっているので、光学シート１１〜１３は、縁部から中央側にかけて、徐々に加圧されていく。これにより、光学シート１１〜１３は、面方向において、偏りを抑制するようにスライドして、ほぼ中央に配置される（矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ参照）。このため、液晶表示装置１は、面方向における偏りを抑制して、光学シート１１〜１３を配置できる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１は、ムラ等の発生を抑制しながら、上下方向Ｚの厚みを小さくできるので、薄型にできる。また、スペーサ積層体３０及び光学シート１１〜１３の組み込み作業が簡単である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾（下２桁）に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図５は、第２実施形態の液晶表示装置２０１の断面図、スペーサ積層体２３０に光学シート１１〜１３を組み込んだ状態の断面図である。
図５（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置２０１は、スペーサ積層体２３０の形態を第１実施形態から変更した。
図５（ｂ）に示すように、スペーサ積層体２３０は、スペーサ２３１〜２３７を備える。スペーサ２３１〜２３７は、冊子状に積層され、背を接着材２３８で綴じられている。このため、スペーサ積層体２３０は、スペーサ２３１〜２３７の折り曲げ加工等が必要なく、製造が簡単である。
なお、接着材２３８は、スペーサ積層体２３０を枠体３に装着後に上下方向Ｚに加圧されて、圧縮される（図５（ａ）参照）。

また、スペーサ２３１〜２３７は、第１実施形態よりも枚数が多い。
このため、スペーサ積層体２３０は、光学シート１１〜１３間のスペーサの配置枚数の自由度が大きい。これにより、液晶表示装置２０１は、光学シート１１〜１３間等の密着が発生してしまったときに、スペーサの数の配分を変更するといった対策を、より簡単に講ずることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
（１）実施形態において、スペーサ積層体は、光学シートの全周に配置される例を示したが、これに限定されない。例えば、スペーサ積層体は、光学部材の辺部のうち対向する１組の辺部に配置されていてもよい。光学部材は、対向する辺部を保持すれば、ある程度安定して保持できるからである。この場合には、部品点数を少なくして、最小限の構成にでき、装置を小型にできる。

（２）実施形態において、スペーサは、全ての光学シート間に配置された例を示したが、これに限定されない。例えば、スペーサは、密着、接触によるムラ等が発生する光学シート間のみに配置してもよい。
この場合にも、光学シート間の隙間の数よりも、スペーサの数を多くすることにより、スペーサの数の配分を柔軟に変更することができる。

１，２０１ 液晶表示装置
２ ＬＥＤ
３ 枠体
４ 液晶パネル
１１〜１３ 光学シート
２０ 導光板
２１ 反射板
２２ 押板
２３ ネジ
３０，２３０ スペーサ積層体
３１〜３５，２３１〜２３７ スペーサ
３６，２３８ 接着材
３７ 背

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源の光線が入射される導光板と、
   前記導光板の観察者側に配置された複数の光学シートと、
   前記複数の光学シートの縁部であって、前記複数の光学シート間に配置された複数のスペーサを有し、前記複数のスペーサが一体的に形成されたスペーサ積層体と、
   前記複数の光学シート間に前記スペーサ積層体の前記スペーサを配置した状態で、前記複数の光学シートの縁部に厚み方向に圧力をかけて、前記複数の光学シートを加圧保持する加圧保持部と、
   を備える面光源装置。
2. 請求項１に記載の面光源装置において、
   前記スペーサの形状は、前記スペーサ積層体が前記加圧保持部に加圧される前の状態では、この面光源装置の中央側に至る程、前記スペーサ間の間隔が広くなること、
   を特徴とする面光源装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の面光源装置において、
   前記スペーサは、前記複数の前記光学シート間に加えて、前記導光板と、前記導光板の観察者側１つ目の前記光学シートとの間に配置されること、
   を特徴とする面光源装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の面光源装置において、
   前記スペーサ積層体の前記複数の前記スペーサは、全ての前記複数の前記光学シート間に配置されること、
   を特徴とする面光源装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の面光源装置において、
   前記スペーサ積層体は、前記複数の前記光学シートの辺部のうち対向する１組の辺部に配置されていること、
   を特徴とする面光源装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の前記面光源装置と、
   前記面光源装置の観察者側に配置された液晶パネルと、
   を備える液晶表示装置。

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