(57)【要約】【課題】  複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットで、従来の、液晶表示装置に用いられた際に、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差（乾燥度合の差とも言う）が生じて、その中央部が光源側の凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示パネル用のバックライトユニットを提供する。【解決手段】  複数の光学シートの中で最も剛性が大きいシートは、中間層としての粘着層を介して２種類以上の樹脂層より積層構成されている。【選択図】  図１
2008275661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数の光学シートの中で最も剛性が大きい光学シートは、中間層としての粘着層を介して２種類以上の樹脂層より積層構成されていることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、粘着層のガラス転移点が−４０℃以上、２５℃以下であることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記積層構成されている光学シートが、最も光源側の光学シートであることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数枚の光学シートの、最も光源側の光学シートは、複数の、先端断面が円弧状の接触部をもつシート支持冶具で、二次元的に複数箇所で接触して保持されており、該複数の支持冶具間の最小間隔をＬ、光学シートの密度をρとし、該最も光源側の光学シートの厚さをｔとしたとき、重力加速度をｇとして、
ｔ＞１５×ρ×g ×Ｌ4 ／８×Ｅ×ｔ2           （２）
（２）式の関係を満たすことを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示パネル用のバックライト部であって、前記シート支持冶具は、接触部を透明とするものであることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数枚の光学シートのうちの、１枚以上の光学シートの出光面側に複数のレンズアレイが配設されていることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示パネル用のバックライト部であって、前記出光面側に複数のレンズアレイが配設されている光学シートが最も剛性の大きい光学シートであることを特徴とする液晶表示パネル用のバックライトユニット。
【請求項８】
バックライトユニットを液晶表示パネルの背面に配置した透過型の液晶表示装置であって、前記バックライトユニットとして、前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットを用いた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、液晶表示パネル用のバックライトユニットと液晶表示装置に関し、特に、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットと該液晶表示パネル用のバックライトユニットを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置が、パーソナルコンピュータ、テレビ、各種情報端末機器等の画像表示手段として、様々な分野で利用されてきている。
このような液晶表示装置は透過型であり、液晶パネルの背面側に光源を配設し、この光源からの光を面発光に変換して液晶パネルを照射する面光源装置、いわゆる、バックライトが採用されている。
このようなバックライトの方式には、大別して冷陰極管等の光源を光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板の側端部に沿って取付け、光源からの光を導光板内で多重反射させる導光板ライトガイド方式（エッジライト方式）と、導光板を用いない液晶パネルの背面に光源を配置した直下型方式とがあるが、最近では、２０インチ以下の小型液晶表示装置には、低消費電力化が図れ、薄型化の容易な導光体ライトガイド方式が主流となり、それ以外では直下型方式が用いられている。
【０００３】
直下型方式としては、例えば、図４（ａ）に示すように、光源３１側からスチレン、アクリル等からなる拡散層２１、接着層２２、開口を有する遮光層２３、レンズシート２４を一体的に積層した光学シートを用いたバックライトユニットが知られている。（特開２００７−４７２５７号公報参照）
【特許文献１】特開２００７−４７２５７号公報
【０００４】
一方、また、図４（ｂ）に示すように、光源３１側から拡散シート２６、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（ B r i g h t n e s s   E n h a n c e m e n t   F i l m：ＢＥＦ）２７、偏光分離フィルム（Ｄｏｕｂｌｅ   B r i g h t n e s s   E n h a n c e m e n t   F i l m：ＤＢＥＦ）２８を重ね、平面状に保持した、光学シート群２５を備えた、簡単な構造のバックライトユニットが用いられるようになってきた。
光学シート（ＢＥＦ）２７は、基材上に、光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）で、断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムであり、軸外（ o f f - a x i s）からの光を集光し、この光を視聴者に向けて軸上（o n - a x i s ）に方向転換（ r e d i r e c t）またはリサイクル（ r e c y c l e）するため、光源からの光を有効利用できるものとしている。
尚、ここではフィルム状の光学シート、シート状の光学シートを総称して光学シートとも言う。
しかし、図４（ｂ）に示すバックライトユニットの場合、液晶表示装置に用いられた際、最も光源側の光学シート２６が、光源点灯時、その表裏に、特に、乾燥度合の差が生じて、その中央部が光源３１側に凹、液晶表示パネル１９側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネル１９を押し、表示される画像に悪影響を与えることがあり、問題となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、最近、図４（ｂ）に示すように、光源側から拡散シート、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（ B r i g h t n e s s   E n h a n c e m e n t   F i l m：ＢＥＦ）、偏光分離フィルム（Ｄｏｕｂｌｅ   B r i g h t n e s s   E n h a n c e m e n t   F i l m：ＤＢＥＦ）を重ね、平面状に保持した、光学シート群を備えた、簡単な構造のバックライトユニットが用いられるようになってきたが、このバックライトユニットの場合、液晶表示装置に用いられた際、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率（乾燥度合）の差が生じて、その中央部が光源側の凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがあり、この対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットで、従来の、液晶表示装置に用いられた際に、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差（乾燥度合の差とも言う）が生じて、その中央部が光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示パネル用のバックライトユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示パネル（ＬＣＤパネルとも言う）用のバックライトユニットは、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数の光学シートの中で最も剛性が大きい光学シートは、中間層としての粘着層を介して２種類以上の樹脂層より積層構成されていることを特徴とするものである。
そして、上記の液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、粘着層のガラス転移点が−４０℃以上、２５℃以下であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかの液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、
前記積層構成されている光学シートが、最も光源側の光学シートであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数枚の光学シートの、最も光源側の光学シートは、複数の、先端断面が円弧状の接触部をもつシート支持冶具で、二次元的に複数箇所で接触して保持されており、該複数の支持冶具間の最小間隔をＬ、光学シートの密度をρとし、該最も光源側の光学シートの厚さをｔとしたとき、重力加速度をｇとして、
ｔ＞１５×ρ×g ×Ｌ4 ／８×Ｅ×ｔ2           （２）
（２）式の関係を満たすことを特徴とするものであり、前記シート支持冶具は、接触部を透明とするものであることを特徴とするものである。
尚、（２）式の、Ｌ、ρ、ｔ、Ｅ、ｇについて、それぞれ、単位を付けて示すと、Ｌ［ｍ］、ρ［ｋｇ／ｍ3 ］、ｔ［ｍ］、Ｅ［Ｎ／ｍ2 ］、ｇ［ｍ／ｓｅｃ2 ］となる。
また、上記いずれかの液晶表示パネル用のバックライトユニットであって、前記複数枚の光学シートのうちの、１枚以上の光学シートの出光面側に複数のレンズアレイが配設されていることを特徴とするものであり、前記出光面側に複数のレンズアレイが配設されている光学シートが最も剛性の大きい光学シートであることを特徴とするののである。
【０００７】
また、本発明の液晶表示装置は、バックライトユニットを液晶表示パネルの背面に配置した透過型の液晶表示装置であって、前記バックライトユニットとして、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示パネル用のバックライトユニットを用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
（作用）
本発明の液晶表示パネル用のバックライトユニットは、このようにすることにより、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットで、従来の、液晶表示装置に用いられた際に、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差が生じて、光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示パネル用のバックライトユニットの提供を可能としている。
具体的には、前記複数の光学シートの中で最も剛性が大きい光学シートは、中間層としての粘着層を介して２種類以上の樹脂層より積層構成されていることにより、該最も剛性が大きいシートは粘着層により歪を緩和できるものとしており、これを達成している。
尚、光学シートについては、厚さｔが大きい程、剛性が大となるが、これは、光学シートの厚さをｔ、ヤング率をＥとした場合、光学シートの剛性の大小は、Ｅ×ｔ3 の大小に依存することによる。
また、厚さｔ、ヤング率Ｅについて、それぞれ、単位を付けて示すと、ｔ［ｍ］、Ｅ［Ｎ／ｍ2 ］となる。
そして、粘着層のガラス転移点が−４０℃以上、２５℃以下である、請求項２の発明の形態とすることにより、前記積層構成されている光学シートは粘着層により歪の緩和を有効的にできる。
−４０℃より下では、常温での変形が大きく、十分な保持力が得られない。
また、２５℃より上の場合、常温ではガラス転移点を越えないこととなり、変位を十分に吸収できず、熱による形状変化を粘着剤の緩衝効果で緩和して反り等を抑える効果を期待できない。
特に、前記積層構成されている光学シートが、最も光源側の光学シートである、請求項３の発明の形態である場合には、光源点灯による歪の緩和をより効果的にできる。
【０００９】
また、前記複数枚の光学シートの、最も光源側の光学シートは、複数の、先端断面が円弧状の接触部をもつシート支持冶具で、二次元的に複数箇所で接触して保持されており、該複数の支持冶具間の最小間隔をＬ、光学シートの密度をρとし、該最も光源側の光学シートの厚さをｔとしたとき、重力加速度をｇとして、
ｔ＞１５×ρ×g ×Ｌ4 ／８×Ｅ×ｔ2           （２）
（２）式の関係を満たす、請求項４の発明の形態とすることにより、
前記複数枚の光学シートを水平にして、シート支持冶具で保持する場合においても、その自重による反り（ここでは、水平方向に直交する変位量）を、厚さ以内に抑えることができ、反りを実用レベルとしている。
（２）式の右辺は自重による反りの最大量である。
尚、このような反りは、ある閾値を越えると急激に大きくなるが、このような状態を、座屈と言い、（２）式は、前記複数枚の光学シートを水平にして、シート支持冶具で保持する場合においても、座屈がおきない関係を示している。
前記シート支持冶具は、接触部を透明とするものであることにより、光源からの光が支持治具により遮られる影響を少ないものとしている。
【００１０】
また、本発明の液晶表示装置は、このようにすることにより、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットを、液晶表示パネルの背面に配置した透過型の液晶表示装置であって、従来の、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、乾燥度合の差が生じて、その中央部が光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示装置の提供を可能としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記のように、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットで、従来の、液晶表示装置に用いられた際に、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差が生じて、その中央部が光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示パネル用のバックライトユニットの提供を可能とした。
これにより、複数枚の光学シートを重ねて、平面状に保持し、その一方側を入光側、他方側を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、該複数枚の光学シートを介して光源からの光を液晶表示パネルへ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットを、液晶表示パネルの背面に配置した透過型の液晶表示装置であって、従来の、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差が生じて、その中央部が光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できる液晶表示装置の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の液晶表示パネル用のバックライトユニットの実施の形態の１例とそれを用いた液晶表示装置の概略断面図で、図１（ｂ）は支持治具の配列状態を図１（ａ）のＡ１方向からみた支持治具の配置状態を示した図で、図２は図１（ａ）のＡ２部の光学シート１１の積層構成を拡大して示した概略断面図で、図３は図１（ａ）に示す液晶表示パネル用のバックライトユニットと液晶表示装置を水平方向にした状態を示した概略断面図である。
尚、図１（ａ）は各光学シート鉛直方向に立てた状態の図で、その下側は所定の治具により周辺部が支持されているが、ここではそれを省略して示している。
図１〜図３中、１０は（液晶表示パネル用の）バックライトユニット、１１〜１３は光学シート、１１ａは（光源側の）積層材料、１１ｂは（観察者側の）積層材料、１１ｃは粘着層、１１Ｌはレンズ部、１５は（線状の）光源、１６は反射板、１８は支持治具、１８ａは接触部、１８ｂは支持部、１９は液晶表示パネル、２０は光学シート、２１、２１ａは拡散層、２２は接着層、２３は反射層、２４はレンズシート、２５は光学シート群、２６〜２７は光学シート、３１は（線状の）光源、３２は反射板である。
【００１３】
はじめに、本発明の液晶表示パネル用のバックライトユニットの実施の形態の１例を図１に基づいて説明する。
本例の液晶表示パネル用のバックライトユニット１０は、３枚の光学シート１１〜１３を重ねて、平面状に保持し、その一方側（図１（ａ）では光源１５側）を入光側、他方側（図１（ａ）では液晶表示パネル１９側）を出光側として、入光側に複数の線状光源を並列に配し、３枚の光学シート１１〜１３を介して光源１５からの光を液晶表示パネル１９へ供給する、液晶表示パネル用のバックライトユニットである。
本例では、特に、最も光源側の光学シート１１は、３枚の光学シート１１〜１３の中で、最も剛性が大きい光学シートで、図２に示すように、粘着層１１ｃを中間層として、該粘着層１１ｃを介して積層材料１１ａ、１１ｂを積層しており、上記粘着層１１ｃのガラス転移点が−４０℃以上、２５℃以下である。
尚、積層材料１１ａ、１１ｂのガラス転移点は、５０℃以上である。
ここでは、光学シート１１は、その積層材料１１ｂの出光面側にレンズアレイが配設されている光学シートで光学シート１３は拡散シートからなる。
本例の場合、最も剛性が大きい光学シート１１は粘着層１１ｃにより歪を緩和できるものとしており、結果、液晶表示装置に用いられた際に、最も光源側の光学シートが、光源点灯時、その表裏に、特に、吸湿率の差が生じて、光源側に凹、液晶表示パネル側に凸になり、場合によっては、液晶表示パネルを押し、表示される画像に悪影響を与えることがある、という問題を解決できるものとしている。
【００１４】
また、本例の液晶表示パネル用のバックライトユニット１０においては、最も光源側の光学シート１１が平面状態を保つように、図１（ｂ）に示すように、二次元的に複数の個所で、支持治具１８の先端断面が円弧状の接触部１８ａを複数配して光学シート１１に当てて支持している。
ここでは、支持治具１８自体はその支持部１８ｂを反射板に固定している。
液晶表示装置の形態で、光学シート１１〜１３を、図３に示すように、水平方向にして用いることもあり、特に、本例においては、該複数の支持冶具間の最小間隔をＬ、光学シートの密度をρとし、該最も光源側の光学シート１１の厚さをｔとしたとき、重力加速度をｇとして、下記の（２）式を満たす。
ｔ＞１５×ρ×g ×Ｌ4 ／８×Ｅ×ｔ2           （２）
これにより、光学シート１１について、水平にして、シート支持冶具で保持する場合においても、その自重による反り（ここでは、水平方向に直交する変位量）を、厚さ以内に抑えることができ、反りを実用レベルとしている。
また、シート支持冶具１８の接触部１８ａは透明であり、光源１５からの光が支持治具１８により遮られる影響を少ないものとしている。
【００１５】
光学シート１２、１３や光学シート１１の積層材料１１ａはとしては、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂フィルム（シート）等が用いられる。
光学シート１１の積層材料１１ｂは、複数のレンズアレイが形成されている光学シートで、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成型法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成される。
あるいは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥ（ポリエチレン）等を基材として、その上に紫外線硬化型樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成する。
勿論、  光学シート１２、１３として市販のＢＥＦ等を用いても良い。
粘着層１１ｃとしては、通常、アクリル系高分子が、各種の添加剤が入れて用いられる。
アクリル系高分子が良いのは、適度なガラス転移点、粘着性等をもっていることと、光の透過性（透明性）が高いことである。
粘着剤のガラス転移点としては、−４０℃より下では、常温での変形が大きく、十分な保持力が得られず、また、２５℃より上の場合、常温ではガラス転移点を越えないこととなり、変位を十分に吸収できず、熱による形状変化を粘着剤の緩衝効果で緩和して反り等を抑える効果を期待できないため、−４０℃以上、２５℃以下が好ましい。
光源としては、冷陰極管等が用いられる。
反射板としては、反射性の金属板や金属層を配したものが用いられる。
【００１６】
本発明の液晶表示パネル用のバックライトユニットは、上記のバックライトユニット１０に限定されない。
また、本発明の液晶表示装置も、図１（ａ）に示す構成のバックライトユニット１０を液晶表示パネル１９の背面に配置した透過型の液晶表示装置に限定はされない。
光学シート１１〜１３に代え、他の複数の光学シートを重ねて保持した構造の光学シート群をバックライトユニットに組み入れたもので、前記複数の光学シートの中で最も剛性が大きい光学シートは、中間層としての粘着層を介して２種類以上の樹脂層より積層構成されている構成のもので、且つ、バックライトユニットの光学的機能を発揮できるバックライトユニットであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は本発明の液晶表示パネル用のバックライトユニットの実施の形態の１例とそれを用いた液晶表示装置の概略断面図で、図１（ｂ）は支持治具の配列状態を図１（ａ）のＡ１方向からみた支持治具の配置状態を示した図である。
【図２】図２は図１（ａ）のＡ２部の光学シート１１の積層構成を拡大して示した概略断面図である。
【図３】図１（ａ）に示す液晶表示パネル用のバックライトユニットと液晶表示装置を水平方向にした状態を示した概略断面図である。
【図４】公知のバックライトユニットとそれを用いた液晶表示装置とを示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０          （液晶表示パネル用の）バックライトユニット
１１〜１３      光学シート
１１ａ        （光源側の）積層材
１１ｂ        （観察者側の）積層材
１１ｃ          粘着層
１１Ｌ          レンズ部
１５          （線状の）光源
１６            反射板
１８            支持治具
１８ａ          接触部
１８ｂ          支持部
１９            液晶表示パネル
２０            光学シート
２１、２１ａ    拡散層
２２            接着層
２３            反射層
２４            レンズシート
２５            光学シート群
２６〜２８      光学シート
３１          （線状の）光源
３２            反射板
【図１】
2008275661.tif 000003
【図２】
2008275661.tif 000004
【図３】
2008275661.tif 000005
【図４】
2008275661.tif 000006