(57)【要約】【課題】薄型、軽量であって、環境変化があっても表示部に悪影響を及ぼすことなく常に安定して良好な画像を表示することができる透過型表示装置を安価に提供する。【解決手段】液晶表示部５０の曲げ強さよりも、光学シート１３の曲げ強さを低くする。具体的には、光学シート１３の厚さを薄くする。また、光学シート１３の曲げ強さが低下するので、それを支えるために、透明支持部材１４を多数配置する。これにより、環境変化に強くすることができ、また、薄型、軽量、かつ、安価にすることができる。【選択図】図１
2006126451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を発光する発光源が複数並べて配置された光源部と、
前記照明光を透過して表示を行う表示部と、
前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シートと、
を備え、
前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートの曲げ強さは、前記表示部の曲げ強さより小さいこと、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項２】
照明光を発光する発光源が複数並べて配置された光源部と、
少なくとも１枚のシート部材を有し、前記照明光を透過して表示を行う表示部と、
前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シートと、
を備え、
前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートの厚さをｔ１とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１とし、前記表示部が有するシート部材の内の最も曲げ強さの高いシート部材の厚さをｔ２とし、その最も曲げ強さの高いシート部材の剛性率をＧ２としたときに、
２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3 
の関係を満足する透過型表示装置。
【請求項３】
照明光を発光する発光源が複数並べて配置された光源部と、
少なくとも２枚のシート部材により液晶層を挟み込み、前記照明光を透過して表示を行う表示部と、
前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シートと、
を備え、
前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートの厚さをｔ１とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１とし、前記液晶層よりも前記光学シート側にある前記表示部が有するシート部材の内で最も曲げ強さの高いシート部材の厚さをｔ２とし、その最も曲げ強さの高いシート部材の剛性率をＧ２としたときに、
２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3 
の関係を満足する透過型表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、
前記光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シートは、前記光学シートの内で最も厚さの厚い光学シートであること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、
前記表示部の表示領域に対応する前記光源部に配置され、前記所定の間隔を保持して前記光学シートを支持するように複数並べて配置された支持部材を有し、
前記光学シートは、その周縁部と、前記支持部材とにおいて支持されており、
前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートは、最も前記光源部側に配置されており、その最も曲げ強さの高い光学シートの厚さをｔ１（ｍ）とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１（Ｐａ）とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの密度をρ（ｋｇ／ｍ2 ）とし、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）とし、複数の前記支持部材の相互の間隔のうちの最も狭い間隔をＬ（ｍ）としたときに、
０．００１（ｍ）＞１５×ρ×ｇ×Ｌ4 ／８×Ｇ１×ｔ１2（ｍ）
の関係を満足すること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の透過型表示装置において、
前記光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シートは、前記光学シートの内で最も前記光源部に近い位置に配置されていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、
前記支持部材は、前記発光源から前記光学シートへの垂線が通過する位置に前記光学シートと接触する接触部を有し、
少なくとも前記接触部は、略透明であること、
を特徴とする透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の透過型の表示部を背面から照明するバックライトを備えた透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶表示素子（ＬＣＤ）等の透過型の表示部は、背面側に配置された面光源装置と組み合わせて透過型表示装置とされる場合が多い。
面光源装置としては、例えば、特許文献１に記載の所謂直下型の面光源装置が知られている。直下型の面光源装置では、例えば、冷陰極線管などの発光管を発光源として複数平行に並べて配置されている。そして、この発光管が発光する照明光を、ムラなく、かつ、必要な方向へ集中的に出射するために、光学シート（特許文献１における光散乱カバー１７，２７，３７，４７等）が発光面側（液晶表示装置と発光管との間）に配置される。
【０００３】
直下型の面光源装置では、光学シートの直下に発光源があることから、この光学シートと発光源との間に所定の間隔が確保されている。
例えば、特許文献１では、光学シート（光散乱カバー）は、その周縁部を壁により支持され、発光源との間隔を保つようになっている。
【０００４】
特許文献１に記載されているような従来の透過型表示装置では、光学シートの周縁部を保持しながら発光源との間に所定の間隔を確保する必要があるので、シート厚を厚くすることにより、シート自体の変形を防止していた。
しかし、従来の透過型表示装置は、光学シートが厚いことから、透過型表示装置自体の厚さも厚くなってしまい、薄型化、軽量化の障害となっていた。
また、従来の透過型表示装置では、光学シートが厚いことから、光学シートが熱、湿気等の環境変化によって変形してＬＣＤに当たると、ＬＣＤが歪んだり、正常な表示ができなくなったりするという問題があった。
さらに、従来の透過型表示装置では、光学シートが厚いことから、光学シートの価格が高くなってしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−５０１２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、薄型、軽量であって、環境変化があっても表示部に悪影響を及ぼすことなく常に安定して良好な画像を表示することができる透過型表示装置を安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例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。
請求項１の発明は、照明光を発光する発光源（１１）が複数並べて配置された光源部（１１，１２，１４）と、前記照明光を透過して表示を行う表示部（５０）と、前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シート（１３）と、を備え、前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シート（１３）の曲げ強さは、前記表示部の曲げ強さより小さいこと、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【０００７】
請求項２の発明は、照明光を発光する発光源（１１）が複数並べて配置された光源部（１１，１２，１４）と、少なくとも１枚のシート部材（５０ｂ，５０ｃ）を有し、前記照明光を透過して表示を行う表示部（５０）と、前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シート（１３）と、を備え、前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シート（１３）の厚さをｔ１とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１とし、前記表示部が有するシート部材の内の最も曲げ強さの高いシート部材（５０ｂ，５０ｃ）の厚さをｔ２とし、その最も曲げ強さの高いシート部材の剛性率をＧ２としたときに、２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3 の関係を満足する透過型表示装置（１０）である。
【０００８】
請求項３の発明は、照明光を発光する発光源（１１）が複数並べて配置された光源部（１１，１２，１４）と、少なくとも２枚のシート部材（５０ｂ，５０ｃ）により液晶層（５０ａ）を挟み込み、前記照明光を透過して表示を行う表示部（５０）と、前記光源部と前記表示部との間にあって、前記発光源から所定の間隔を空けて配置された少なくとも１枚の光学シート（１３）と、を備え、前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シート（１３）の厚さをｔ１とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１とし、前記液晶層よりも前記光学シート側にある前記表示部が有するシート部材の内で最も曲げ強さの高いシート部材（５０ｂ）の厚さをｔ２とし、その最も曲げ強さの高いシート部材の剛性率をＧ２としたときに、２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3 の関係を満足する透過型表示装置（１０）である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、前記光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シート（１３）は、前記光学シートの内で最も厚さの厚い光学シートであること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
請求項５の発明は、  請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、前記表示部（５０）の表示領域に対応する前記光源部（１１，１２，１４）に配置され、前記所定の間隔を保持して前記光学シート（１３）を支持するように複数並べて配置された支持部材（１４）を有し、前記光学シートは、その周縁部と、前記支持部材とにおいて支持されており、前記光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートは、最も前記光源部側に配置されており、その最も曲げ強さの高い光学シートの厚さをｔ１とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの剛性率をＧ１（Ｐａ）とし、その最も曲げ強さの高い光学シートの密度をρ（ｋｇ／ｍ2 ）とし、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2 ）とし、複数の前記支持部材の相互の間隔のうちの最も狭い間隔をＬ（ｍ）としたときに、０．００１（ｍ）＞１５×ρ×ｇ×Ｌ4 ／８×Ｇ１×ｔ１2（ｍ）の関係を満足すること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の透過型表示装置において、前記光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シート（１３）は、前記光学シートの内で最も前記光源部に近い位置に配置されていること、
を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の透過型表示装置において、前記支持部材（１４）は、前記発光源（１１）から前記光学シート（１３）への垂線が通過する位置に前記光学シートと接触する接触部（１４ｃ）を有し、少なくとも前記接触部は、略透明であること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）光学シートの内の最も曲げ強さの高い光学シートの曲げ強さを表示部の曲げ強さより小さくしたので、環境変化があっても表示部に悪影響を及ぼすことなく常に安定して良好な画像を表示することができる。
【００１１】
（２）２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3 の関係を満足するので、より確実に光学シートの曲げ強さを表示部の曲げ強さよりも小さくすることができ、環境変化があっても表示部に悪影響を及ぼすことなく常に安定して良好な画像を表示することができる。
【００１２】
（３）光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シートは、光学シートの内で最も厚さの厚い光学シートであるので、光学シートが薄くなり、透過型表示装置を薄型、軽量、かつ安価にすることができる。
【００１３】
（４）０．００１＞１５×ρ×ｇ×Ｌ4 ／８×Ｇ１×ｔ１2 の関係を満足するので、光学シートの自重による光源側への撓みを確実に防止することができる。
【００１４】
（５）光学シートの内で最も曲げ強さが高い光学シートは、光学シートの内で最も光源部に近い位置に配置されているので、最も曲げ強さが高い光学シートのみにより、全ての光学シートの光源側への撓みを防止することができる。
【００１５】
（６）支持部材は、発光源から光学シートへの垂線が通過する位置に光学シートと接触する接触部を有し、少なくとも接触部は、略透明であるので、多数の支持部材を設けても、均一な照明光により表示部を照明することができ、高品質な画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
環境変化があっても表示部に悪影響を及ぼすことなく常に安定して良好な画像を表示するという目的を、薄型、軽量であって、かつ、安価に実現した。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明による透過型表示装置１０を断面形状のみにより模式的に示した断面図である。なお、図１及び後述する図２は、理解を容易にするために、発光管１１及び透明支持部材１４等の個数、サイズ等を適宜誇張、省略して示している。
本実施例の透過型表示装置１０は、発光管１１，反射板１２，光学シート１３，透明支持部材１４を有した面光源装置と、縦４６０ｍｍ，横６１０ｍｍの略３０インチ型の液晶表示部５０とを有している。
発光管１１は、バックライトの光源部を形成する発光源であって、本実施例では、直径３ｍｍの冷陰極線管を用いている。本実施例では、発光管１１が略３０ｍｍ間隔で等間隔に１４本平行に並べられて光源部を形成している。
反射板１２は、発光管１１の背面（照明光の出射側と反対側）に設けられ、発光管１１が発光する照明光を反射する部材であり、発光管１１の中心から５ｍｍの距離を保つように配置されている。なお、この発光管１１の中心から反射板１２までの距離は、５〜１０ｍｍの間が本実施例の場合には望ましい。
【００１８】
光学シート１３は、照明光を拡散しつつ、必要な方向に照明光を集光するシートである。本実施例の光学シート１３は、剛性率Ｇ１＝２５００ＭＰａ，密度ρ＝１．１９ｇ／ｃｍ2   のアクリル製シートであり、厚さｔ１＝０．５ｍｍとなっている。
液晶表示部５０は、液晶層５０ａをガラス基板５０ｂ，５０ｃにより挟んだ形態となっている。このガラス基板５０ｂ，５０ｃは、液晶表示部５０を形成する各層の内で最も曲げ強さの高いシート部材であり、剛性率Ｇ２＝６８６０ＭＰａのガラス板により形成され、厚さｔ２＝０．７ｍｍとなっている。
【００１９】
ここで、光学シート１３と液晶表示部５０との曲げ強さについて説明する。
本実施例では、光学シート１３の曲げ強さが、液晶表示部５０の曲げ強さよりも低くなるように設定している。具体的には、液晶表示部５０を形成する各シート部材の内で、最も曲げ強さの高い部材の２倍の安全率を見込んで、光学シート１３の曲げ強さを低く設定している。曲げ強さは、剛性率×板厚3 により表すことができるので、以下の式（１）を満足するように設定している。
２×Ｇ１×ｔ１3 ＜Ｇ２×ｔ２3   ・・・式（１）
ここで、ｔ２は、液晶表示部５０を形成する各シート部材の内で、最も曲げ強さの高い部材の厚さである。なお、このｔ２は、液晶層５０ａよりも光学シート側にある層の内で最も曲げ強さの高い部材の厚さを用いることが、液晶層５０ａへの影響を抑えるためには、より好ましいが、本実施例では、ガラス基板５０ｂ，５０ｃ共に、素材、板厚が同一であることから、計算上は、同一の結果となる。
上記式（１）に本実施例の具体的な各数値を代入した結果を以下に示す。
２×２５００×１０6×（０．５×１０-3）3 ＜６８６０×１０6×（０．７×１０-3）3 
６．２５×１０-5＜２３．５×１０-5
【００２０】
このように、本実施例では、液晶表示部５０の曲げ強さよりも光学シート１３の曲げ強さが十分に低くなっている。したがって、使用状態において、温度変化、湿度変化等の環境条件の変化により光学シート１３が変形して液晶表示部５０に当たってしまったとしても、液晶表示部５０が歪んでしまうこともなく、安定して正常な表示を行うことができる。
また、光学シートの厚さを薄くしているので、光学シートが安価であり、さらに、透過型表示装置が小型、かつ、軽量になっている。
【００２１】
図２は、本実施例の発光管１１と透明支持部材１４とを示す斜視図である。
上述のように、本実施例では、光学シート１３の曲げ強さを低くしているので、光学シート１３の自重を支えるために、透明支持部材１４を複数設けている。
透明支持部材１４は、液晶表示部５０の表示領域に対応する位置にあって、発光管１１の中心と光学シート１３との間隔が２０ｍｍとなるように光学シート１３を支持する透明な支持部材である。
【００２２】
透明支持部材１４は、直径＝３０ｍｍの円柱が基本的な外形形状であって、光を透過するＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂により中空となるように端部がドーム状（半球形状）に形成されており、厚さが０．３ｍｍとなっている。透明支持部材１４の光学シート１３側の端部には、直径３０ｍｍ（球ｒ＝１５ｍｍ）の球形状を半分にした半球形状の接触部１４ｃが形成されている。この接触部１４ｃは、発光管１１から光学シート１３への垂線が通過する位置に形成されている。透明支持部材１４の発光管１１が配置される部分には、半球形状の接触部１４ｃとは反対側に開口部１４ａが形成されている。この開口部１４ａの幅＝６ｍｍ，半円形状の孔の半径＝３ｍｍとなっている。
【００２３】
図３は、本実施例における透過型表示装置１０を反射板１２，光学シート１３，液晶表示部５０を省略して照明光の出射側から見た図である。図３中に２点鎖線で示した矩形領域Ａは、液晶表示部５０の表示領域を示している。
透明支持部材１４は、発光管１１の真上に接触部１４ｃが配置されるようにして、発光管１１の長手方向（図３中のＸ方向）には、間隔１２０ｍｍで等間隔に並べられている。発光管１１の並ぶ方向（図３中のＹ方向）には、隣り合う発光管１１において透明支持部材１４のＸ方向の位置が６０ｍｍずれるように透明支持部材１４を配置している。したがって、透明支持部材１４は、Ｘ方向において最も間隔の大きい１２０ｍｍ間隔で配列されており、斜め方向において最も間隔の狭い６７ｍｍ間隔で配列されていることとなる。
【００２４】
図４は、光学シート１３が撓む状態を誇張して示した図である。
本実施例では、光学シート１３が図４に示すように撓んだとしても、その撓み量δが１ｍｍを超えることがないようにするために、以下の式（２）を満足するように、透明支持部材１４を配置している。
０．００１（ｍ）＞１５×ρ×ｇ×Ｌ4 ／８×Ｇ１×ｔ１2   ・・・式（２）
ここで、Ｌは、複数の透明支持部材１４の相互の間隔のうちの最も狭い間隔（ｍ）を示すものであり、本実施例では、６７ｍｍ＝０．０６７ｍである。また、ｇは、重力加速度（ｍ／ｓ2 ）を示し、ρは密度（ｋｇ／ｍ2 ）を示している。
上記式（２）に本実施例の具体的な各数値（ρ＝１１．９ｋｇ／ｍ2 ，ｇ＝９．８ｍ／ｓ2 ，Ｌ＝１４１．５×１０-3ｍ，Ｇ１＝２５００ＭＰａ）を代入した結果を以下に示す。
０．００１（ｍ）＞１５×１．１９×１０3×９．８×（０．０６７）4 ／８×２５００×１０6×（０．５×１０-6）2 （ｍ）
０．００１（ｍ）＞０．０００７（ｍ）
このように、本実施例は、上記式（２）の関係を満足している。
【００２５】
ここで、比較例として、本実施例の光学シート１３の代わりに厚さが３ｍｍの光学シートを用いた透過型表示装置を用意した。この比較例及び本実施例の透過型表示装置について、温度、及び、湿度をそれぞれ０〜６０℃、２０〜９０％の範囲で変化させ、液晶表示部５０の表示、及び、その表面の状態を観察して比較した。
その結果、比較例では、液晶表示部５０の表面が１ｍｍ突出して歪んでしまい、表示も異常な状態となってしまった。
これに対して、本実施例では、環境変化によらず安定した表示がされ、表面の突出も確認されなかった。さらに、本実施例の光学シートの自重による変形量（図４におけるδ）は、１ｍｍ以下であった。
【００２６】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本実施例において、光学シート１３が一枚の場合を例に挙げて説明したが、光学シートが複数枚重ねて使用されている場合には、その中で最も曲げ強さの高い光学シート、又は、最も厚さの厚い光学シートの曲げ強さに着目して、その曲げ強さが表示部の曲げ強さよりも低くなるようにすればよい。なお、その場合には、最も曲げ強さの高い光学シートは、複数の光学シートの内で最も光源部に近い位置に配置されていることが望ましい。そうすることにより、光学シートの自重による光源側への撓みを抑えることができる。
また、本実施例において、光源部は、冷陰極線管である発光管１１を用いた例を示したが、これに限らず、例えば、発光ダイオードを多数配置して光源部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による透過型表示装置１０を断面形状のみにより模式的に示した断面図である。
【図２】本実施例の発光管１１と透明支持部材１４とを示す斜視図である。
【図３】本実施例における透過型表示装置１０を光学シート１３及び液晶表示部５０がない状態で照明光の出射側から見た図である。
【図４】光学シート１３が撓む状態を誇張して示した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  透過型表示装置
１１  発光管
１２  反射板
１３  光学シート
１４  透明支持部材
５０  液晶表示部
【図１】
2006126451.tif 000003
【図２】
2006126451.tif 000004
【図３】
2006126451.tif 000005
【図４】
2006126451.tif 000006