(57)【要約】【課題】薄型化が可能で生産性が高い液晶表示装置を提供すること【解決手段】本発明にかかる液晶表示装置１００は、液晶パネル１０２と、液晶パネル１０２に光を照射するライトユニット１０１を備え、ライトユニット１０１は、光源からの光を面全体に導いて液晶パネル１０２に照射する導光板１０８と、光学シート１１７とを備え、導光板１０８と光学シート１１７とが光の拡散性を有する粘着材１２０で接着される。また、粘着材１２０中には、粘着材１２０の材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子が分散されている。【選択図】図１
2008083300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、前記液晶パネルに光を照射するライトユニットを備える液晶表示装置であって、
前記ライトユニットは、
光源からの光を面全体に導いて前記液晶パネルに照射する導光板と、
光学シートとを備え、
前記導光板と前記光学シートとが光の拡散性を有する粘着材で接着される液晶表示装置。
【請求項２】
前記粘着材中に、当該粘着材材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子が分散されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、ライトユニットを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、表示装置は、人と機械とをつなぐインターフェースとして広く使用され、目ざましい進展を果たしている。液晶表示装置（ＬＣＤ）は、低消費電力・薄型・軽量などの利点を有することから、ＰＣや携帯端末機器などの表示装置として幅広く応用されている。
【０００３】
通常、透過型の液晶表示装置において、液晶パネルの反視認側にはバックライトユニットが配置される。このバックライトユニットは、典型的には、光源と、その光源の光を効果的に液晶パネルに出射するための複数の光学部材を有している。このバックライトユニットとしては、薄型化が容易であることから、線状もしくは点状の光源を、アクリル樹脂などからなる透明な板状の導光板の側端面（以下、光入射面とする。）に沿って取り付けたサイドライト型のものが主流となっている。
【０００４】
このようなサイドライト型のバックライトユニットは、導光板の光入射面から照明光を入射し、導光板の内部で繰り返し反射させてこの照明光を伝搬させると共に光出射面より出射させることにより、光源の照明光を利用して面状光を生成するようになされている。
【０００５】
光源としては、従来、蛍光管が用いられてきた。しかし、環境問題への配慮、寿命の長さ及び発光のよさから発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Light Emitting Diodes）とする。）が用いられるようになってきている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００６】
従来の液晶表示装置の構成について、図４に基づいて説明する。図４は、従来の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。バックライトユニット１０１は、積層構造体と側端面の光源を備えている。液晶表示装置は、保持部材としてのホルダ１０５内に、反視認側から視認側に向けて、フレーム１１１、反射シート１０９、導光板１０８、拡散シート１１６、第２の光学シート１１７、第１の光学シート１０７、拡散シート１０６、及び液晶パネル１０２が順次積層されている。また、導光板１０８の側端面は、光入射面側に配置された光源としての複数のＬＥＤ１１０等から構成される。
【特許文献１】特開平２００２−２５８２８１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した透過性の液晶表示装置は、バックライトユニットに用いられる導光板１０８と第２の光学シート１１７の間に拡散シート１１６を設けている。拡散シート１１６を設けることにより、バックライトユニット全体の厚みが、例えば約５０〜６５μｍ増すことになる。このように、拡散シート１１６を導光板１０８と光学シート１１７の間に入れる場合、拡散シート１１６自体の材料費の他、組立工程が増えるため、コストアップ、生産性に問題がある。さらに、拡散シート１１６と導光板１０８の間、拡散シート１１６と光学シート１１７の間に隙間が生じる。このことにより、異物が混入し、外観不良が発生する可能性が生じる。
【０００８】
本発明はこのような事情を背景になされたものであって、本発明の目的は、薄型化が可能で生産性が高い液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルに光を照射するライトユニットを備え、前記ライトユニットは、光源からの光を面全体に導いて前記液晶パネルに照射する導光板と、光学シートとを備え、前記導光板と前記光学シートとが光の拡散性を有する粘着材で接着される。これによって、薄型化が可能で生産性が向上する。また、前記粘着材中に、当該粘着材材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子を分散させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、薄型化が可能で生産性が高い液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施の形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１２】
図１、図２、及び図３を参照して、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す模式平面図である。図２は、図１の液晶表示装置１００を視認側から見た模式図である。図２において、積層されて見えない部分の構成要素の図示は省略している。また、説明のために、ホルダ１０５の図示を省略している。図１及び図２は、サイドライト型のバックライトユニットを有する液晶表示装置１００の概略を示している。図３は、バックライトユニットの光学部材の構成を示す模式断面図である。液晶表示装置１００は、バックライトユニット１０１、液晶パネル１０２、ソースドライバ１０３、ゲートドライバ１０４、及びホルダ１０５を有している。ここでは、液晶パネル１０２としてアクティブマトリクス型の液晶パネルを用いた例について説明する。
【００１３】
バックライトユニット１０１は、面状の光を液晶パネル１０２に照射する。液晶パネル１０２は、ソースドライバ１０３、ゲートドライバ１０４によって駆動され、バックライトユニット１０１からの光の透過を制御することによって、画像を表示する。ホルダ１０５は、液晶パネル１０２とバックライトユニット１０１を外側から保持、保護するものである。ホルダ１０５は、樹脂もしくは金属などによって形成される。
【００１４】
液晶パネル１０２は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板（不図示）と対向配置される対向基板（不図示）との間に液晶を挟持した構成を有している。ＴＦＴアレイ基板には、水平方向にゲート線（走査線）、垂直方向にソース線（信号線）がそれぞれ形成されており、ゲート線とソース線の交差点付近にはＴＦＴが設けられている。また、ゲート線とソース線との間にマトリクス状に形成された複数の画素電極を有している。ＴＦＴのゲートがゲート線に、ソースがソース線に、ドレインが画素電極に、それぞれ接続される。
【００１５】
ＴＦＴアレイ基板及び対向基板の間は、ビーズスペーサや、柱状スペーサによって、所定の間隔になるように維持されている。ＴＦＴアレイ基板の外側表面と、対向基板の外側表面のそれぞれには、偏光板が貼着されている。例えば、液晶パネルの典型的な例であるＴＮ型の液晶パネルにおいては、反視認側、視認側の偏光板は、それぞれの透過軸が垂直もしくは平行となるように配置される。
【００１６】
一方、対向基板上にはコモン電極及びＲ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタが形成されている。コモン電極は、実際には画素電極と対向するように対向基板の略全面に形成される透明電極である。
【００１７】
また、液晶パネル１０２は、複数の画素から構成される表示領域とその周囲に形成された周辺領域とを有している。周辺領域にはソースドライバ１０３、ゲートドライバ１０４が接続される。ソースドライバ１０３及びゲートドライバ１０４は、典型的には、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）によってアレイ基板に接続されるが、ＣＯＧ（Chip On Glass）によってアレイ基板上に直接に設けられることもある。
【００１８】
各ゲート線には走査信号が供給され、各走査信号によって選択された１つのゲート線に接続されているすべてのＴＦＴが同時にオンとなる。そして、各ソース線に表示データ信号に応じた階調電圧が供給され、画素電極に電荷が蓄積される。
【００１９】
電荷が蓄積された画素電極とコモン電極との電位差に応じて、画素電極−コモン電極間の液晶の配列が変化する。反視認側の偏光板を透過した直線偏光は、液晶によって偏光方向が制御され、視認側偏光板を透過する光の透過率が制御される。液晶パネル１０２の各画素は、透過する光量に応じた色の濃淡とＲＧＢいずれかの色表示によりさまざまな色合いの表示を行う。なお、モノクロ表示の場合は、カラーフィルタを設けなくてもよい。
【００２０】
液晶パネル１０２は、上記のアクティブマトリクス型の他に、スイッチング素子を有していない単純マトリクス型などが知られている。この他、液晶パネルの型式として、ＴＮ（Twisted Nematic）型液晶パネル、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液晶パネル、画素電極とコモン電極が同一基板上に形成されたＩＰＳ（In Plane Switching）型の液晶パネルなどが知られている。本発明は、これらのような様々な型式の液晶パネルに適用可能である。
【００２１】
バックライトユニット１０１は、視認側から拡散シート１０６、第１の光学シート１０７、第２の光学シート１１７、導光板１０８、反射シート１０９の順に積層されて配置されている。尚、拡散シート１０６と液晶パネル１０２の間は、液晶パネル固定用枠状両面テープ（不図示）により固定されている。また、バックライトユニット１０１は、サイドライト型であり、光源である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diodes）を導光板１０８の側端面（以下、光入射面とする）に沿って一列に配置したＬＥＤ光源１１０を有する。
【００２２】
拡散シート１０６、第１の光学シート１０７、第２の光学シート１１７、導光板１０８、反射シート１０９、及びＬＥＤ光源１１０は、フレーム１１１内に収容されている。導光板１０８の視認側表面の４つのコーナーにはL字凸状の位置決め部（不図示）が形成されており、拡散シート１０６、第１の光学シート１０７、第２の光学シート１１７、及び液晶パネル１０２は、位置決め部と嵌合して導光板１０８上に配置されている。
【００２３】
拡散シート１０６は、入射光を拡散させて出射する。拡散シート１０６としては、例えば、基材シートの表面にビーズなどの光拡散剤を分散させたバインダーを塗布したもの、光拡散剤を分散させた光拡散層が基材シート表面に積層されたものや、合成樹脂製の基材シートの成形時に表面にエンボス加工などを施すことによって、基材シートの表面に複数の凹凸が形成されているものなどの従来のものを用いることができる。
【００２４】
第１の光学シート１０７及び第２の光学シート１１７は、輝度上昇シートとも呼ばれ、光を集光することにより表示正面の輝度を向上させる。第１の光学シート１０７及び第２の光学シート１１７は、例えばポリエチレン・テレフタレートなどの基材フィルムの上に有機樹脂で凹凸構造を形成するによって構成することができる。図３に示されるように、第１の光学シート１０７及び第２の光学シート１１７には、典型的には、複数の断面三角形状のプリズム構造部や異方性回折格子などが形成されている。ここでは、光学シートが２枚一組で使用されている。各光学シートの稜線部は平行になるように配置されていてもよいし、直交するように配置されていてもよい。また、光学シートは１枚しか配置されなくてもよい。尚、本発明の実施の形態においては、プリズムの断面三角状の溝がある面を導光板１０８とは反対側に向けられるように配置されている。
【００２５】
ＬＥＤ光源１１０は、上述したように導光板１０８の光入射面に沿って一列に配列するように配置される。すなわち、それぞれのＬＥＤの発光面は光入射面に対向するように配置される。導光板１０８の光入射面とそれぞれのＬＥＤの発光面とは平行になる。したがって、それぞれのＬＥＤから出射される光のロスを最小限に抑えることができる。
【００２６】
導光板１０８は、ＬＥＤ光源１１０からの光を導き拡散させ、面状光を出射する。導光板１０８の反視認側にはドットパターンが設けられている。このドットパターンは、ドット印刷あるいは加工処理によって形成される。あるいは、導光板１０８の背面に凹凸構造が設けられていてもよい。尚、大型の液晶表示装置に適用する場合、所望の輝度を得るために、導光板１０８の隣り合う２側端面に、Ｌ字型にＬＥＤ光源１１０を配置する場合がある。
【００２７】
反射シート１０９は、導光板１０８の反視認側から出射した光を導光板１０８に再入射させる。この反射シート１０９は、導光板１０８の反視認側に設けられている。この反射シート１０９としては、白色顔料を含む塗料からなるもの、微細な樹脂中空粉末を塗布したものなど、従来のものを用いることができる。
【００２８】
導光板１０８と光学シート１１７は、これらの間に光の拡散性を有する粘着材（以下、光拡散性粘着材とする。）１２０を用いることにより接着固定される。光拡散性粘着材１２０は、導光板１０８、光学シート１１７のいずれか一方または双方に配設される。そして、導光板１０８と光学シート１１７は接着固定される。従来は、導光板１０８と光学シート１１７の間に光を拡散させるための拡散シート１１６を使用していた。拡散シート１１６を具備することにより、厚さ約５０〜６５μｍが増加した。
【００２９】
しかし、光拡散性粘着材１２０を用いることによる厚さの増加は約２０μｍに抑えられる。したがって、バックライトユニットの薄型化が可能となる。尚、拡散シート１１６を使用するよりも、光拡散性粘着材１２０を使用する方が材料費自体が安い。また、光拡散性粘着材１２０を用いれば、シートを組み込むための作業工程を削減することができる。さらに、導光板１０８と光学シート１１７は光拡散性粘着材１２０で接着固定される。そのため、導光板１０８と光学シート１１７の間に異物が混入せず、外観不良が少ない。これにより、歩留りが向上する。
【００３０】
導光板１０８の光拡散性粘着材１２０を配設、塗布する側の面は粗い方が好ましい。導光板１０８の表面が粗い場合は、平滑な場合よりも光学シート１１７との接着性が高いと考えられるからである。ただし、導光板１０８の光拡散性粘着材１２０を塗布する側の面には、導光板の反視認側に設けるような凹凸構造を設けるべきではない。輝度が低下するためである。また、光学シート１１７の光拡散性粘着材１２０を塗布する側の面は、プリズム構造部のような凹凸構造がない方が好ましい。これは、凹凸部分に光拡散性粘着材１２０が入り込むと、輝度が低下するからである。このため、本発明の実施の形態においては、プリズムの断面三角状の溝がある面は、導光板１０８とは反対側に向けられるように配置されている。
【００３１】
光拡散性粘着材１２０としては、粘着材の透過性樹脂中に、その樹脂の屈折率と異なる屈折率をもつ微粒子を混入させたものが用いられる。具体的には、屈折率が１．７のアクリル樹脂系の透過性樹脂中に、屈折率が１．３のシリカ微粒子を混入させた。この光拡散性粘着材の厚みは１０μｍ〜３０μｍとされ、微粒子の大きさとしては０．１μｍ〜５μｍの粒径のものを採用できる。また、透光性樹脂の屈折率と微粒子の屈折率との差は０．０５〜０．５の範囲とすることが好ましい。また、微粒子は無機系、有機系どちらを採用してもよい。有機系を採用する場合、低屈折率となるフッ素系ポリマーやスチレン系ポリマーを例示することができる。また、透光性樹脂中に混入させる微粒子の量としては、１ｗｔ％〜２０ｗｔ％とすることが好ましい。なお、透光性樹脂中にマイクロボイドを形成し、マイクロボイドにおいて透過光を拡散させるようにしてもよい。このとき、透過性樹脂の屈折率は１．０以外のものを採用することが好ましい。
【００３２】
ここで、バックライトユニット１０１の光学作用について説明する。導光板１０８の背面には、ドットパターンが形成されている例を示す。ＬＥＤ光源１１０からの光は導光板１０８内に入射し、全反射を繰り返しながら導光板１０８内を伝播する。ドットパターンによって全反射条件を満たさなくなった一部の光は、導光板１０８の光出射面から視認側に出射される。また、一部の光は導光板１０８の反視認側から出射して反射シート１０９によって反射され、導光板１０８内に再入射する。導光板１０８の光出射面から出射する光は、光拡散性粘着材１２０に入射する。光拡散性粘着材１２０は、入射光を拡散させて視認側に出射する。そして、光拡散性粘着材１２０から出射された光は第２の光学シート１１７及び第１の光学シート１０７によって液晶パネル１０２の表示面と垂直な方向に集光され、拡散シート１０６に入射する。拡散シート１０６は、入射光を拡散させて視認側に出射する機能を有する。
【００３３】
以上は、液晶パネル１０２の反視認側から光を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置１００について説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、液晶パネルの視認側にライトユニットを配置するフロントライトユニットを備えた液晶表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す模式平面図である。
【図３】バックライトユニットの光学部材の構成を示す模式断面図である。
【図４】従来の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  液晶表示装置
１０１  バックライトユニット
１０２  液晶パネル
１０３  ゲートドライバ
１０４  ソースドライバ
１０５  ホルダ
１０６  拡散シート
１０７  第１の光学シート
１０８  導光板
１０９  反射シート
１１０  ＬＥＤ光源
１１１  フレーム
１１６  拡散シート
１１７  第２の光学シート
１２０  光拡散性粘着材
【図１】
2008083300.tif 000003
【図２】
2008083300.tif 000004
【図３】
2008083300.tif 000005
【図４】
2008083300.tif 000006