(57)【要約】【課題】  輝度ムラを生ずることなく薄型化を実現することが可能な面光源装置及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】  面光源装置１は、光源（ＬＥＤチップ２）と、光源からの光を所定の方向に導く導光板４と、導光板４上に重ねられた光学フィルム群６とを備える。光学フィルム群６を構成する光学フィルムとしては、プリズムフィルム６２と、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムとが一体化されたプリズム一体反射型偏光性フィルム６４とを有する。プリズム一体反射型偏光性フィルム６４は反射型偏光性シート側をプリズムフィルム６２と対向させてプリズムフィルム６２上に積層され、且つプリズム一体反射型偏光性フィルム６４とプリズムフィルム６２の間に中間シート（拡散シート６３）が介在されている。【選択図】  図１
2008123915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源からの光を所定の方向に導く導光板と、導光板上に重ねられた光学フィルム群とを備え、
前記光学フィルム群を構成する光学フィルムとして、プリズムフィルムと、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムとが一体化されたプリズム一体反射型偏光性フィルムとを有し、
前記プリズム一体反射型偏光性フィルムは前記反射型偏光性シート側を前記プリズムフィルムと対向させてプリズムフィルム上に積層され、
且つ前記プリズム一体反射型偏光性フィルムとプリズムフィルムの間に中間シートが介在されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記中間シートが拡散シートであることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
前記中間シートがポリエチレンテレフタレートまたはポリカーボネートにより形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の面光源装置。
【請求項４】
前記導光板の一方の面に拡散シートが配され、他方の面に反射シートが配され、前記拡散シート上に前記光学フィルム群が重ねられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の面光源装置。
【請求項５】
前記光源はＬＥＤであり、前記導光板の端面に対向して配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の面光源装置。
【請求項６】
液晶パネルを有し、請求項１から５のいずれか１項記載の面光源装置が組み込まれていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板上に光学フィルム群を配置した面光源装置に関するものであり、さらには係る面光源装置が組み込まれた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、テレビ、ビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置として、軽量、薄型、低消費電力という特長を持つ液晶表示装置が多用されている。このような液晶表示装置においては、明るい表示画面を実現するために、液晶パネルの背後から照明光を当てるためのバックライトユニット（面光源装置）を内蔵した構成を採るものが多い。
【０００３】
ここで、バックライトユニットは、光源の配置箇所によってエッジライト方式と直下方式とに分類される。例えばエッジライト方式は、液晶パネルに対向する導光板のエッジにＬＥＤ等の点光源装置を配置する方式である。また、直下方式は、蛍光放電管等の直管状の光源を液晶パネルの裏面に複数配置し、液晶パネルと光源との間に拡散板を配置する方式である。これら方式のうち、エッジライト方式は、薄型化の点で有利であり、例えば携帯用電子機器やノート型のパーソナルコンピュータの表示装置に適した方式と言うことができる。
【０００４】
ところで、例えば前記エッジライト方式のバックライトユニットの場合、光源からの光を導光板によって面光源に変換し、所定の方向に照射されるようにするが、光の均一性を高め輝度を向上することを目的に、光学フィルム群を導光板上に重ねて設置することが広く行われている。
【０００５】
図４は、従来の面光源装置の一例を示すものである。図４に示す面光源装置では、光源であるＬＥＤ１０１が導光板１０２の端面と対向して設置されており、ＬＥＤ１０１から発せされた光は前記導光板１０２によって図中上方に照射される。導光板１０２の下面には反射シート１０３が設置され、光の損失を最小限に抑えている。また、導光板１０２の上面側には、拡散シート１０４が設置され、さらに輝度向上のための光学フィルム群が配置されている。
【０００６】
前記光学フィルム群は、ここでは２枚の輝度向上フィルム（プリズムフィルム）１０５，１０６、及び反射型偏光性フィルム１０７から構成され、この上に枠状の遮光テープ１０８を介して液晶パネル１０９が設置される。液晶パネル１０９は、例えばアレイ基板１１０、対向基板１１１、及び偏光フィルム１１２，１１３とから構成される。
【０００７】
さらに、面光源装置の薄型化を目的として、光学フィルムの複合化も進められており、例えば特許文献１の段落番号００１３等にも記載されるように、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムを一体化したプリズム一体反射型偏光性フィルム等が開発されている。このプリズム一体反射型偏光性フィルム１１４は、反射型偏光性フィルム部１１４ａの上にプリズム部１１４ｂを積層一体化したものであり、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムをそれぞれ別体に形成した場合に比べて、大幅に厚さの削減を実現することができる。
【０００８】
したがって、前述のようなプリズム一体反射型偏光性フィルム１１４を用いることで、例えば図５に示すように、光学フィルム群をプリズムフィルム１０５とプリズム一体反射型偏光性フィルム１１４の２枚構成とし、先の図３に示す構成に比べて面光源装置の薄型化を実現することが可能になる。
【特許文献１】特開２００１−２８１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、プリズムフィルム１０５の上に直接プリズム一体反射型偏光性フィルム１１４を重ねると、プリズム一体反射型偏光性フィルム１１４の反射型偏光性フィルム側の面（反射型偏光性フィルム部１１４ａ）にプリズムフィルム１０５表面の凹凸が転写され、これが液晶パネル１０９上からも筋状の輝度ムラとして視認され、表示品質を著しく低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、輝度ムラを生ずることなく、薄型化を実現することが可能な面光源装置を提供することを目的とし、さらには液晶表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するために、本発明に係る面光源装置は、光源と、光源からの光を所定の方向に導く導光板と、導光板上に重ねられた光学フィルム群とを備え、前記光学フィルム群を構成する光学フィルムとして、プリズムフィルムと、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムとが一体化されたプリズム一体反射型偏光性フィルムとを有し、前記プリズム一体反射型偏光性フィルムは前記反射型偏光性シート側を前記プリズムフィルムと対向させてプリズムフィルム上に積層され、且つ前記プリズム一体反射型偏光性フィルムとプリズムフィルムの間に中間シートが介在されていることを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルを有し、前述の面光源装置が組み込まれていることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、プリズム一体反射型偏光性フィルムを用いているので、光学フィルム群の構成が簡略化され、薄型化が図られる。また、プリズムフィルムとプリズム一体反射型偏光性フィルムの間に中間シートが介在されているので、プリズムフィルムの表面凹凸がプリズム一体反射型偏光性フィルムに転写されることがなく、これによる輝度ムラが解消される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、薄型で輝度ムラのない面光源装置を提供することができ、さらには薄型で表示品位に優れた液晶表示装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る面光源装置及びこれを用いた液晶表示装置について説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用した面光源装置（バックライトユニット）１の基本構成を示すものである。本実施形態のバックライトユニット１は、図２に示すように、点光源装置であるＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３、導光板４、反射シート５及び光学フィルム群６から構成されており、点光源であるＬＥＤチップ２の光が前記導光板４によって面光源に変換される。
【００１６】
前記ＬＥＤチップ２は、例えば発光ダイオード素子（ＬＥＤ）が封止樹脂内に埋め込まれて構成され、その側面からフレキシブル基板３の実装面と平行に光を照射する、いわゆるサイドビュー方式のＬＥＤチップである。本例の場合、ＬＥＤチップ２はフレキシブル基板３の長手方向に沿って複数配列されており、また各ＬＥＤチップ２はほぼ等間隔に配列されている。
【００１７】
前記ＬＥＤチップ２は、その一側面（導光板４側の側面）から光が発せされる。すなわち、前記側面が出光面である。そして、導光板４の端面とＬＥＤチップ２の出光面とが接することで、ＬＥＤチップ２から発せされた光が導光板４へと導かれ、面状の光に変換される。
【００１８】
また、前記導光板４の裏面側には反射シート５が貼り付けられており、ＬＥＤチップ２の光が導光板４の裏面側から漏洩するのを防止し、光の損失を最小限に抑えるように構成されている。
【００１９】
一方、前記導光板４の表面側（光照射面側）には、照射される光の均一性の向上や輝度向上等を目的に、複数の光学フィルムからなる光学フィルム群６が設置されている。以下、光学フィルム群６を構成する光学フィルムについて説明する。
【００２０】
本実施形態において、光学フィルム群６は、光を均一化するための第１の拡散シート６１、輝度向上フィルムであるプリズムフィルム６２、プリズムフィルム６２の転写を防止するための第２の拡散シート６３、プリズムフィルムと反射型偏光性フィルムを一体化したプリズム一体反射型偏光性フィルム６４の４枚の光学フィルムから構成されている。
【００２１】
これら光学フィルムのうち、拡散シート６１，６３は、導光板４を透過して照射される光を拡散して均一化する役割を果たすものであり、例えば光透過性の樹脂フィルム中に光拡散粒子を分散したフィルム等が使用される。樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルムが用いられる。
【００２２】
前記プリズムフィルム６２は、光を一方向に集光して輝度を向上する役割を果たすものであり、集光機能を有するプリズムが配列された形態を有するフィルムである。導光板４や拡散フィルム６１を透過した光は、このプリズムフィルム６２によって所定の方向（フィルム面に対してほぼ直交する方向）に揃えられ、効率的な光照射が行われ、結果として輝度向上が図られる。
【００２３】
前記プリズム一体反射型偏光性フィルム６４は、プリズムフィルム部分６４ａと反射型偏光性フィルム６４ｂを一体化したものである。ここで、プリズムフィルム部分６４ｂは、先のプリズムフィルム６２と同様の形態及び機能を有するものであり、前記プリズムフィルム６２とともに輝度向上に寄与する。反射型偏光性フィルム６４ｂは、反射型偏光技術に基づいて開発されたものであり、光源（ＬＥＤチップ２）からの光を例えば液晶パネルの下側偏光フィルムに吸収させることなく選択的に反射し、液晶パネルの全視野角にわたり再利用可能とするものである。例えば、前記液晶パネル下側偏光フィルムがＳ波を吸収する場合、前記反射型偏光性フィルム６４ｂはＳ波を光源側（導光板４側）に反射し、再生する。その結果、液晶パネルを透過するＰ波が多くなり、積算光量の増加により６０％以上の輝度上昇が得られる。
【００２４】
前記プリズム一体反射型偏光性フィルム６４としては、市販のフィルムを用いることができ、具体的に例示するならば、例えば住友スリーエム社製、商品名ＤＢＥＦ等を挙げることができる。プリズム一体反射型偏光性フィルム６４は、プリズムフィルムと反射型へ能性フィルムを別々に用いた場合に比べて大幅な薄型化を図ることが可能であり、面光源装置の薄型化、さらには液晶表示装置の薄型化を進める上で有用である。
【００２５】
ただし、前記プリズム一体反射型偏光性フィルム６４を用いた場合、当該プリズム一体型反射型偏光性フィルム６４をプリズムフィルム６２上に直接重ねると、プリズムフィルム６２の表面の凹凸がプリズム一体反射型偏光性フィルム６４の裏面側（反射型偏光性フィルム６４ｂ部分）に転写され、輝度ムラの原因になるおそれがある。フィルム一体反射型偏光性フィルム６４においては、反射型偏光性フィルム部分が柔らかく、プリズムフィルム６２の表面凹凸が簡単に転写されてしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態の面光源装置においては、前記プリズムフィルム６２とプリズム一体反射型偏光性フィルム６４の間に拡散シート６３を介在させ、前記プリズムフィルム６２の表面凹凸の転写を防止するようにしている。拡散シート６３を介在させることで、プリズム一体反射型偏光性フィルム６４の裏面にプリズムフィルム６２が直接接することがなくなり、前記表面凹凸の転写が確実に防止される。
【００２７】
ここで、拡散シート６３は、前述の通りポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等により形成されており、プリズムフィルム６２と接した場合にも、ほとんど表面凹凸が転写されることはない。また、仮に拡散シート６３にプリズムフィルム６２の表面凹凸が転写されたとしても、拡散シート６３が光拡散効果を有することから、輝度ムラ等の影響を与えることはない。さらに、前記拡散シート６３は、その厚さが例えば０．０３８ｍｍ（３８μｍ）と薄く、光学フィルム群６の厚さの増加を最小限に抑えることが可能である。例えば、前記拡散シート６３を中間シートとして用いたとしても、別々に形成したプリズムフィルムと反射型偏光性フィルムを重ねて用いる場合に比べて全体の厚さを大幅に削減することが可能である。
【００２８】
なお、プリズムフィルム６２とプリズム一体反射型偏光性フィルム６４の間に介在させる中間シートとしては、前記拡散シート６３に限らず、任意のシートを使用することが可能である。また、その厚さもゼロでなければ任意であるが、面光源装置１の薄型化を考慮すると、なるべく厚さの薄いシートを用いることが好ましい。
【００２９】
以上の構成を有する面光源装置は、液晶表示装置において、バックライトユニットとして組み込まれる。そこで次に、前述の面光源装置を組み込んだ液晶表示装置について説明する。
【００３０】
図２は、面光源装置（バックライトユニット）が組み込まれた液晶表示装置を分解して示すものである。本実施形態の液晶表示装置は、図２に示すように、液晶パネル１１と前述の面光源装置１とを備え、これらの周囲をフレーム１２で保持し一体化するようにしている。なお、前記フレームは通常樹脂材料で構成されるが、金属材料で構成しても問題ない。
【００３１】
液晶パネル１１は、例えばアレイ基板と対向基板の間に液晶材料を封入することにより構成され、アレイ基板には表示画素に対応して画素電極及びスイッチング素子（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されている。また、アレイ基板には、画素電極に電気信号を送るための信号線と、スイッチング素子である薄膜トランジスタにスイッチング信号を供給するためのゲート線とが互いに直交して配線されている。一方、対向基板には、対向電極が透明電極材料（例えばＩＴＯ等）によりほぼ全面に形成されており、各画素に対応してカラーフィルタ層が形成されている。さらに、前記アレイ基板と対向基板の外表面には、それぞれ偏光板を偏光軸が互いに直交するように貼り合わされている。
【００３２】
液晶パネル１１には、駆動信号を供給するＬＳＩ１３が実装されており、外部回路基板からの駆動信号に基づいて前記スイッチング素子が駆動されることで画像表示が行われる。この画像表示が行われる領域が表示領域であり、前記液晶パネル１１は多数の画素が配列された表示領域を有することになる。
【００３３】
前記バックライトユニットとして用いられる面光源装置１は、前記液晶パネル１１の背面側から光照射し、液晶パネル１１の表示を明るく見やすい状態とするものである。そして、その主要な構成要素として、前述の通り、光源であるＬＥＤチップ２からの光を前記液晶パネル１１の背面に光照射するための導光板４と、この導光板４の裏面側に配される反射シート５と、導光板４の表面側に配される光学フィルム群６とを備えている。光源であるＬＥＤチップ２は、前記導光板４の少なくとも一辺に沿って設けられており、本実施形態の場合、ＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３が導光板４の短辺側に設置されている。
【００３４】
光源であるＬＥＤチップ２から出射された光は、直接又は反射シート５により反射されて導光板４へ導かれ、導光板４及び光学フィルム群６を通過した後、液晶パネル１１に照射される。液晶パネル１１では照射された光が透過され、文字や映像等の画像が所定の明るさで表示されることになる。
【００３５】
前記フレーム１２は通常は樹脂材料により形成され、前記液晶パネル１１や導光板４の主面と略垂直な外枠部を有しており、この外枠部によって液晶パネル１１や導光板４の外周を保持する。前記フレームの構成材料は樹脂材料に限らず、例えばステンレスのような金属材料を用いても良い。
【００３６】
前記導光板４と液晶パネル１１の間には、複数枚の光学フィルム群６（ここでは４枚の光学シート）が介在されており、これらが重ね合わされた状態でフレーム１２に固定されている。なお、液晶パネル１１の固定には、枠状の両面接着シート１４が用いられ、当該両面接着シート１４により液晶パネル１１をフレーム１２に接着固定することで、前記光学シート群６や導光板４、ＬＥＤチップ２が実装されたフレキシブル基板３等が液晶パネル１１とフレーム１２の間に挟み込まれて固定される。
【００３７】
図３は、液晶表示装置における各要素の配列状態を示すものである。面光源装置１の構成は、前述の説明の通りであり、図１に示す構成と同様である。液晶表示装置の場合、前記光学フィルム群６上に液晶パネル１１が配される形になるが、周縁部分が枠状の両面接着シート１４によって固定される。液晶パネル１１の表裏両面には、それぞれ偏光フィルム１５，１６が貼り付けされている。
【００３８】
前述の構成の液晶表示装置において、面光源装置１の光学フィルム群６のプリズム一体反射型偏光性フィルム６４を用いているので、面光源装置１の厚さが抑えられ、液晶表示装置が薄型化される。また、面光源装置１の光学フィルム群６において、プリズムフィルム６２とプリズム一体反射型偏光性フィルム６４の間に拡散シート６３が介在されているので、プリズムフィルム６２の表面凹凸の転写による輝度ムラが解消され、品質の高い表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用した面光源装置の構成要素の配置状態を分解して示す概略側面図である。
【図２】液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
【図３】液晶表示装置における構成要素の配置状態を分解して示す概略側面図である。
【図４】従来の面光源装置の一例における構成要素の配置状態を分解して示す概略側面図である。
【図５】従来の面光源装置の他の例における構成要素の配置状態を分解して示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  面光源装置、２  ＬＥＤチップ、３  フレキシブル基板、４  導光板、５  反射シート、６  光学フィルム群、１１  液晶パネル、１２  フレーム、１３  ＬＳＩ、１４  両面接着シート、１５，１６  偏光フィルム、６１  拡散シート、６２  プリズムフィルム、６３  拡散シート、６４  プリズム一体反射型偏光性フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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