JP6143467B2

JP6143467B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP6143467B2
Application number: JP2013002786A
Authority: JP
Inventors: 憲利部; 恭久白石; 喜一田邉; 功洋西峰
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-01-10
Also published as: US9194994B2; JP2014134680A; US20140192293A1

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

サイドライト方式のバックライトを備える液晶表示装置では、導光板の端面に入射した光が、裏面側の界面で反射して戻り表面から出射するようになっている（特許文献１）。詳しくは、裏面側に、光の進行方向に対して直交する方向に稜線が延びるように山状の凸部又は谷状の凹部が形成されており、この凸部又は凹部で反射した光が表面から出射するようになっている。導光板の内部を進行する光には、裏面側の界面で反射する光のほかに、裏面を通過する光があり、通過した光を導光板に戻すために反射シートが配置されている。

特開２００９−２７６５３１号公報

近年、反射率の高い反射シートが使用されることがあり、導光板に密着することで、導光板の裏面の界面で反射するはずの光が反射シートに吸収されてしまうという問題が生じている。また、導光板に密着した反射シートは、導光板の熱膨張に伴って膨張するが、導光板が収縮すると反射シートは元には戻らず、うねりが生じてしまうという問題もある。

これらの対策として、導光板の裏面を粗面にして、反射シートとの密着性を下げることが考えられる。しかし、粗面を構成する凹凸の微細形状は、短波長の光を反射しやすいため、光源に近いところで先に短波長の青色の光が出射し、光源から離れたところで遅れて長波長の黄色やオレンジ色の光が出射するという現象が起きている。特に、薄い導光板あるいは大型の導光板は、光源に近いところと離れたところで色度差が大きくなる。また、光源から離れたところに到達する前に光の多くは出射してしまうので、光源に近いところの輝度が高く、光源から離れたところの輝度が低くなるという輝度差も生じる。

本発明は、導光板と反射シートとの密着を防止して、色度差や輝度差を抑えることを目的とする。

（１）本発明に係る液晶表示装置は、光源と、表面及び前記表面とは反対側の裏面並びに前記表面及び前記裏面を接続する端面を有し、前記光源に前記端面が対向するように配置され、前記端面から入射した光を内部で反射させて前記表面から面発光させる導光板と、前記導光板の前記表面と対向するように配置された液晶表示パネルと、前記導光板の前記裏面と対向するように配置された反射シートと、を有し、前記裏面は、第１部分及び第２部分を含み、前記第２部分の表面は、相対的に前記第１部分の表面から窪んだ位置にあり、前記第１部分の表面は粗面であり、前記第２部分の表面は平滑面であり、前記反射シートは、前記第２部分との接触を避けて、前記第１部分と接触することを特徴とする。本発明によれば、反射シートが接触する第１部分の表面が粗面であるため、導光板と反射シートとの密着を防止して、色度差や輝度差を抑えることができる。

（２）（１）に記載された液晶表示装置において、前記第１部分は、前記光の進行方向に沿ってそれぞれ軸線が延びて前記光の進行方向に直交する方向に隣同士が並ぶ複数の凸条部であり、前記第２部分は、隣同士の前記凸条部の間の平坦部であることを特徴としてもよい。

（３）（２）に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記凸条部は、前記軸線に平行な直線が一定方向を保ちながら移動して描かれる柱面であることを特徴としてもよい。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。導光板を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。

液晶表示装置は、液晶表示パネル１０を有する。液晶表示パネル１０は、ガラス等からなる一対の基板１２とその間に挟まれた液晶層１４を含み、一対の基板１２の外側にそれぞれ偏光板１６を有する。下側（後述するバックライト２０側）の偏光板１６には、偏光を変換するフィルム１８が貼り付けられており、偏光板１６の光透過軸方向に振動する偏光を有する光の成分を増加させている。

液晶表示装置は、液晶表示パネル１０の面光源として使用されるバックライト２０を有する。バックライト２０は、光源２２を有する。光源２２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源である。点光源は、面光源に比べて発光領域が狭い。液晶表示装置は、フレーム２４を有し、フレーム２４の内側にバックライト２０が配置されている。バックライト２０は、導光板２６を含む。

図２は、導光板２６及び光源２２を示す斜視図である。導光板２６は、表面２８及び表面２８とは反対側の裏面３０並びに表面２８及び裏面３０を接続する端面３２を有する。導光板２６の端面３２に光源２２が対向する。図２に示す光源２２は、複数の点光源が一体化して並べられた部品である。導光板２６の端面３２に光源２２から光が入射する。光源２２が対向する導光板２６の端面３２は、平坦面３４と平坦面３４から突出する凸面３６とを有する。この例では凸面３６は凸曲面である。平坦面３４に垂直な方向に光源２２から進行する光は、平坦面３４では直進するのに対して、凸面３６では屈折により拡がって導光板２６に入射する。

端面３２から入射した光は、内部で反射して、表面２８から面発光する。導光板２６の表面２８から、光が面状に出射する。導光板２６は、光源２２（点光源）の光を面光源に変換して液晶表示パネル１０に照射するためのものである。液晶表示パネル１０に導光板２６の表面２８が対向する（図１参照）。

導光板２６の表面２８には、複数の凸部２８ａ（横突出部）が形成されている。凸部２８ａは、光の進行方向に交差して稜線が続く。凸部２８ａを形成することで、裏面３０で反射した光が表面２８で戻らずに出射する。

導光板２６の裏面３０は、第１部分３８を含む。第１部分３８は、複数の凸条部４０からなる。複数の凸条部４０は、光の進行方向に沿ってそれぞれ軸線が延びて、光の進行方向に直交する方向に隣同士が並ぶ。凸条部４０の表面２８は、軸線に平行な直線が一定方向を保ちながら移動して描かれる柱面である。凸条部４０を形成することで、裏面３０を界面として反射して内部に戻る光の拡がりを抑えられる。

第１部分３８の表面２８は粗面である。導光板２６を射出成型するときに使用する金型の第１部分３８に対応する面に、数μｍの粒径の鉄球を吹き付けるブラスト加工を施すことで、数多くの小さな粒状突起を有するように第１部分３８を形成することができる。

導光板２６の裏面３０は第２部分４２を含む。第２部分４２は、隣同士の凸条部４０の間の平坦部である。第２部分４２の表面２８は、相対的に第１部分３８の表面２８から窪んだ位置にある。第２部分４２の表面２８は平滑面である。

図１に示すように、導光板２６の上（液晶表示パネル１０に近い側）に、光拡散シート４４が配置されている。光拡散シート４４は弱い光拡散作用を持つので、これを光が透過することで光分布への影響が弱められる。光拡散シート４４の上（液晶表示パネル１０に近い側）には、２枚のプリズムシート４６が配置されている。プリズムシート４６を光が透過することで、光を正面に集光させ、正面輝度を向上させることができる。

液晶表示装置は、導光板２６の裏面３０と対向するように配置された反射シート４８を有する。導光板２６の下（表示パネルとは反対側）に反射シート４８が配置されている。反射シート４８は、ＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）反射シートである。ＥＳＲ反射シートはポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造を有し、可視光範囲で９８％程度の高い反射率を有するシートである。ＥＳＲ反射シートは輝度の向上に寄与する。ただし、ＥＳＲ反射シートは、表面が滑らかな鏡面になっており、導光板２６の裏面３０との密着性が高くて付着しやすい。

そこで、本実施形態では、反射シート４８は、第２部分４２との接触を避けて、第１部分３８と接触するようになっている。反射シート４８が接触する第１部分３８の表面２８が粗面であるため、導光板２６と反射シート４８との密着を防止して、色度差や輝度差を抑えることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０液晶表示パネル、１２基板、１４液晶層、１６偏光板、１８フィルム、２０バックライト、２２光源、２４フレーム、２６導光板、２８表面、２８ａ凸部、３０裏面、３２端面、３４平坦面、３６凸面、３８第１部分、４０凸条部、４２第２部分、４４光拡散シート、４６プリズムシート、４８反射シート。

Claims

光源と、
表面及び前記表面とは反対側の裏面並びに前記表面及び前記裏面を接続する端面を有し、前記光源に前記端面が対向するように配置され、前記端面から入射した光を内部で反射させて前記表面から面発光させる導光板と、
前記導光板の前記表面と対向するように配置された液晶表示パネルと、
前記導光板の前記裏面と対向するように配置された反射シートと、
を有し、
前記裏面は、第１部分及び第２部分を含み、前記第２部分の表面は、相対的に前記第１部分の表面から窪んだ位置にあり、
前記第１部分は、前記光の進行方向に沿ってそれぞれ軸線が延びて前記光の進行方向に直交する方向に隣同士が並ぶ複数の凸条部であり、
前記第２部分は、隣同士の前記凸条部の間の平坦部であり、
前記第１部分の表面は粗面であり、
前記第２部分の表面は平滑面であり、
前記反射シートは、前記第２部分との接触を避けて、前記第１部分と接触し、
前記導光板の表面は、前記光の進行方向に交差して稜線が続く凸部を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記凸条部は、前記軸線に平行な直線が一定方向を保ちながら移動して描かれる柱面であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
前記反射シートは、多層膜構造を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項３に記載された液晶表示装置において、
前記多層膜構造の反射シートは、表面が滑らかな鏡面になっていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
前記光源は、複数の点光源が一体化して並べられた部品であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
前記導光板の前記端面は、平坦面と前記平坦面から突出する凸面とを有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項６に記載された液晶表示装置において、
前記凸面は凸曲面であり、
前記平坦面に垂直な方向に前記光源から進行する光は、前記平坦面では直進するのに対して、前記凸面では屈折により拡がって前記導光板に入射することを特徴とする液晶表示装置。
光源と、
表面と、前記表面に対向する裏面と、前記表面と前記裏面との間に形成された端面とを有する導光板と、
前記導光板の前記表面と対向するように配置された液晶表示パネルと、
前記導光板の前記裏面と対向するように配置された反射シートと、
を有し、
前記光源は前記端面である入射面に対向するように配置され、前記入射面から入射した光は、前記表面から出射し、
前記裏面には、前記入射面に交差する方向に伸びる柱状の凸部と、隣り合う２つの前記凸部の間に形成された平面部とを有し、
前記凸部の表面には粒状突起を有し、
前記平面部の表面は平滑面であり、
前記導光板の表面は、前記入射面から入射した光の進行方向に交差して稜線が続く突起部を有し、
前記反射シートは、前記凸部と接触することを特徴とする液晶表示装置。
請求項８に記載された液晶表示装置において、
前記凸部の前記入射面に平行な断面は、円弧を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項８に記載された液晶表示装置において、
前記反射シートは、多層膜構造であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１０に記載された液晶表示装置において、
前記多層膜構造の反射シートは、表面が滑らかな鏡面になっていることを特徴とする液晶表示装置。