(57)【要約】【課題】液晶表示装置の輸送時の振動による帯状凸部の剥離を生じにくくする。【解決手段】本発明の光学板１０は、バックライトユニットで使用する光学板であって、液晶表示パネルへ向けて照明光を出射する出射面１２に各々がレンズまたはプリズムを構成している複数の帯状凸部が設けられ、前記出射面１２の法線方向から見た前記複数の帯状凸部の形状は波形であることを特徴とする。【選択図】      図２
2008216372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニットで使用する光学板であって、液晶表示パネルへ向けて照明光を出射する出射面に各々がレンズまたはプリズムを構成している複数の帯状凸部が設けられ、前記出射面の法線方向から見た前記複数の帯状凸部の形状は波形であることを特徴とする光学板。
【請求項２】
基材としての第１層と、これに支持されるとともに前記複数の帯状凸部を含んだ第２層とを備えた光学機能層を具備したことを特徴とする請求項１に記載の光学板。
【請求項３】
前記第１層と向き合った拡散板と、前記光学機能層と前記拡散板との間に介在するとともに開口が設けられた光反射層とをさらに具備したことを特徴とする請求項２に記載の光学板。
【請求項４】
前記複数の帯状凸部の各々はレンズを構成していることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の光学板。
【請求項５】
前記帯状凸部が形成している波の振幅および／または周期が異なる複数の部分を含んだことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の光学板
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１項に記載の光学板と、前記入射面を照明する光源とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項７】
液晶表示パネルと、請求項６に記載のバックライトユニットとを備え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、光学板ならびにそれを搭載したバックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の多くは、バックライトユニットを装備している。携帯電話や携帯型データ端末などの携帯機器で使用する画面サイズが比較的小さな表示装置は、一般にエッジ型のバックライトユニットを装備している。液晶ＴＶやパソコン用モニターなどの画面サイズが比較的大きな機器で使用する表示装置では、エッジ型バックライトユニットにより画面内の輝度分布を一様とすることは難しいので、一般に、光源を液晶表示パネル背後のランプハウスに収納した直下型バックライトユニットが利用されている。
【０００３】
バックライトユニットでは、一様な輝度分布を達成しかつ所望の広がり角を有する照明光を得るべく、光源の前方に複数の光学部品を配置している。例えば、光源側から順に、拡散板、拡散フィルム、レンズシートまたはプリズムシート、および拡散フィルムを配置する。
【０００４】
従来から、これら光学部品は、バックライトユニットの組み立て工程において積層している。しかしながら、表示装置の低価格化が急速に進む状況において、複雑な組み立て工程は望ましくない。そこで、部品点数を削減すべく、複数の光学部品を一体化することが考えられている。例えば、以下の特許文献１には、光散乱層とレンズシートとを一体化した光学シートが記載されている。なお、レンズシートは、例えば、特許文献２に記載されているように、基材上に紫外線硬化樹脂を用いて各々をレンズとして利用可能な複数の凸部を形成することにより得られる。
【０００５】
この光学シートは、光散乱層として拡散板を使用することにより、フレームに支持させるのに十分な剛性を有する光学板とすることができる。しかしながら、本発明者は、そのような光学板は、光学シートに比べて液晶表示装置の輸送時の振動により受ける衝撃が大きく、特に、表示装置の画面サイズが大きく、凸部が帯状凸部である場合には、この衝撃による帯状凸部の基材からの剥離が生じやすいことを見出している。
【特許文献１】特開２００６−１０６１９７号公報
【特許文献２】特開２００５−３７６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、液晶表示装置の輸送時の振動による帯状凸部の剥離を生じにくくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、バックライトユニットで使用する光学板であって、液晶表示パネルへ向けて照明光を出射する出射面に各々がレンズまたはプリズムを構成している複数の帯状凸部が設けられ、前記出射面の法線方向から見た前記複数の帯状凸部の形状は波形であることを特徴とする光学板が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、液晶表示装置の輸送時の振動による帯状凸部の剥離を生じにくくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学板を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す光学板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１および図２に示す光学板で使用可能な光学機能層の一例を概略的に示す斜視図である。
【００１１】
光学板１０は光源からの光Ｐが入射する入射面１１側から非入射面側である出射面１２側へと、拡散板１３、光反射層１４、および光学機能層１８をこの順に積層した構造を有している。光学板１０の厚さは、典型的には１．０ｍｍ以上である。
【００１２】
拡散板１３は、光源からの光Ｐを散乱させて、光学機能層１８へ向けて散乱光を射出する。拡散板１３は、例えば、透明樹脂にこれとは屈折率が異なる透明粒子を分散させた構造を有しているか、または、少なくとも一方の主面に凹部および／または凸部を設けた構造を有している。透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリプロピレン、またはシクロオレフィンを使用することができる。透明粒子としては、ガラスおよびシリカなどからなる無機粒子および／または有機粒子を使用することができる。
【００１３】
光反射層１４は、後述する帯状凸部に対応した位置に、低屈折率領域である開口部１５を有している。開口部１５は、例えば、空気で満たされている。光反射層１４は、例えば、白色層または金属層である。白色層の材料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、および酸化マグネシウムなどの無機物からなる白色顔料を透明樹脂中に分散させてなる複合材料を使用することができる。金属層としては、例えば、銀およびアルミニウムなどの高反射率で光吸収の少ない材料からなる蒸着層を使用することができる。光反射層１４は、例えば、感光することで粘着性が消失する性質を有する紫外線感光性樹脂材料を用いて光学機能層１８に支持させることができる。そのような材料としては、例えば、重合性化合物であるモノマー、オリゴマー、および／またはプレポリマーと、光重合開始剤と、必要に応じて光重合性のない熱可塑性樹脂および／または熱重合禁止剤とを含有したものを使用できる。市販品としては、クロマリン（デュポン社：登録商標）フィルム等が挙げられる。
【００１４】
光学機能層１８は、基材としての第１層１７と、これに支持された第２層１６とを含んでいる。光学機能層１８は、光反射層１４を間にはさんで、第１層１７を拡散板１３と向き合わせている。
【００１５】
第１層１７の両主面は、略平坦である。第１層１７は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、またはＰＥ（ポリエチレン）からなる。
【００１６】
第２層１６は、第１層１７の一方の主面を被覆している。第２層１６は、各々がレンズを構成する複数の帯状凸部を含んでいる。これら帯状凸部は、出射面１１の法線方向から見た形状が波形である。
【００１７】
この構造を採用すると、ある帯状凸部が面内方向の力を受けた場合、その隣の帯状凸部は、力がどの方向から加わったとしても、先の帯状凸部を支える役割を果たす。それ故、帯状凸部を直線形状とした場合と比較して剥離を生じにくくすることが可能となる。
【００１８】
光学機能層１８は、例えば、第１層１７上に光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に型を押し当てた状態で露光することにより形成することができる。光硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を使用することができる。
【００１９】
剥離を小規模にとどめるためには、先の波の周期は小さいことが好ましい。また、同様の理由で、波の振幅は小さいことが好ましい。
【００２０】
典型的には、帯状凸部が形成している波の振幅は、５μｍ〜４０μｍの範囲内にあり、周期は、１００μｍ〜３００μｍの範囲内にある。この周期は、例えば、レンズのピッチ以下とする。
【００２１】
帯状凸部の長手方向８９に対する波の最大傾斜角８８は、５°以上であることが望ましい。角度８８が小さい場合、上述した効果が小さい。なお、角度８８は、例えば、１５°以下とする。第２層１６は、波の振幅および／または周期が異なる部分を含んでいてもよい。振幅および／または周期が異なる部分が混在していると、帯状凸部の剥離を防止する効果がより大きくなる。
【００２２】
上述した光学板１０には、様々な変形が可能である。例えば、図１ないし図３では、帯状凸部は正弦波状の波を形成しているが、帯状凸部は三角波状の波を形成していてもよい。あるいは、帯状凸部は、レンズを構成する代わりにプリズムを構成していてもよい。あるいは、拡散板１３は、省略してもよく、その代わりに他の光学部品を使用してもよい。
【００２３】
この光学板１０は、例えば、直下型バックライトユニットまたはエッジ型バックライトユニットで使用することができる。以下、光学板１０を直下型バックライトユニットで使用した例を説明する。
【００２４】
図４は、図１および図２に示す光学板を使用した液晶表示装置の一例を概略的に示す斜視図である。図５は、図４に示す液晶表示装置の分解斜視図である。
【００２５】
この液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、バックライトユニット２００と、表フレーム３００とを含んでいる。
【００２６】
液晶表示パネル１００は、典型的には透過型の液晶表示パネルである。液晶表示パネル１００は、半透過型の液晶表示パネルであってもよい。
【００２７】
バックライトユニット２００は、直下型バックライトユニットである。バックライトユニット２００は、液晶表示パネル１００の背面を照明する。
【００２８】
バックライトユニット２００は、図５に示すように、構造体２０１と、光源である複数の蛍光ランプ２０２と、光学板２０３と、拡散フィルム２０４と、樹脂フレーム２０５とを含んでいる。
【００２９】
構造体２０１は、樹脂フレーム２０５と共に、蛍光ランプ２０２、光学板２０３および拡散フィルム２０４を支持する。構造体２０１は、略箱形状のランプハウスを構成しており、裏面板２０１１と一対のランプホルダ２０１２とを含んでいる。
【００３０】
裏面板２０１１は、例えば、金属材料からなる。裏面板２０１１は、樋形状を有している。
【００３１】
ランプホルダ２０１２は、例えば、樹脂からなる。これらランプホルダ２０１２は、裏面板２０１１の両端部にそれぞれ取り付けられている。
【００３２】
裏面板２０１１およびランプホルダ２０１２は、凹部２０１ａと、その開口を取り囲む平坦面２０１ｂとを形成している。凹部２０１ａ内には蛍光ランプ２０２を配置し、平坦面２０１ｂ上には光学板２０３を載置する。
【００３３】
ランプホルダ２０１２の各対向面には、蛍光ランプ２０２を挿入する複数の凹部が設けられている。少なくとも一方のランプホルダ２０１２は、例えば、蛍光ランプ２０２と電源回路とを電気的に接続するための回路を内蔵しているか、または、蛍光ランプ２０２に電力を供給するための電源回路を内蔵している。
【００３４】
構造体２０１は、その凹部の底面から開口に向けて延びた１つ以上のスペーサピンをさらに含んでいてもよい。スペーサピンの頂部が平坦面２０１ｂと略同一面内にある場合、例えば、光学板２０３の中央部をスペーサピンに支持させることができる。したがって、光学板２０３が撓むのを抑制できる。
【００３５】
反射層は、例えば、裏面板２０１１が形成している樋底面または側壁上に形成された層である。あるいは、反射層は、裏面板２０１１が形成している太い溝に対応して略樋形状を有するシートである。反射層は、光散乱性を有していてもよい。
【００３６】
蛍光ランプ２０２は、ランプホルダ２０１２に設けられた凹部に挿入されている。各蛍光ランプ２０２は、典型的には冷陰極放電ランプであり、例えば略Ｕ字形状を有している。なお、ここでは、複数の蛍光ランプ２０２を配置しているが、１つの蛍光ランプ２０２のみを設置してもよい。また、蛍光ランプ２０２の代わりに、発光ダイオードなどの他の光源を使用してもよい。
【００３７】
光学板２０３は、構造体２０１の平坦面２０１ｂ上に載置されている。具体的には、光学板２０３の周縁部は、構造体２０１の平坦面２０１ｂによって支持されている。光学板２０３は、蛍光ランプ２０２が放出した光を散乱させる機能と、この散乱光の指向性を制御する機能とを有している。光学板２０３は、図１ないし図３を参照しながら説明した光学板１０である。
【００３８】
拡散フィルム２０４は、光学板２０３上に載置されている。拡散フィルム２０４は、光散乱層である。拡散フィルム２０４は、例えば、透明樹脂にこれとは屈折率が異なる透明微粒子を分散させた構造を有しているか、または、少なくとも一方の主面に凹部および／または凸部を設けた構造を有している。拡散フィルム２０４は、省略することができる。
【００３９】
樹脂フレーム２０４は、構造体２０１と嵌め合わされている。樹脂フレーム２０４および構造体２０１は、光学板２０３および拡散フィルム２０４の周縁部を挟持している。液晶表示パネル１００は、樹脂フレーム２０４上に載置されている。
【００４０】
表フレーム３００は、例えば金属材料からなる。表フレーム３００は、樹脂フレーム２０５と嵌め合わされている。表フレーム３００および樹脂フレーム２０４は、液晶表示パネル１００の周縁部を挟持している。
【００４１】
この液晶表示装置は、光学板２０３として、図１ないし図３を参照しながら説明した光学板１０を使用している。光学板１０は、上記の通り、帯状凸部の剥離を生じ難い。したがって、この液晶表示装置は、輸送時の振動に起因した光学板２０３の損傷を生じ難い。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４３】
本例では、以下の方法により、図１ないし図３を参照しながら説明した光学板１０を製造し、帯状凸部の構造とその剥離し易さとの関係を調べた。
【００４４】
まず、基材であるポリエチレンテレフタレートシート上にアクリル系紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗膜に型を押し当てた状態で露光することにより光学機能層１８を形成した。すなわち、光学機能層１８には、ポリエチレンテレフタレートシートと複数のレンチキュラからなるレンズ群を構成したアクリル樹脂層との２層構造を採用した。レンズ群を構成する帯状凸部のピッチ８７は、１４０μｍとした。
【００４５】
次に、光学機能層２３１と感光性樹脂フィルムとを、光学機能層２３１の基材が感光性樹脂フィルムと向き合うように貼り合わせた。この感光性樹脂フィルムとしては、粘着性を有するデュポン社製のクロマリン（登録商標）フィルムを使用した。次いで、光学機能層１８を介して感光性樹脂フィルムを紫外線で露光した。レンチキュラは感光性樹脂フィルムに露光量の分布を生じさせ、その結果、感光性樹脂フィルムのうち、レンチキュラの焦点およびその近傍の領域では、他の領域と比較して粘着力がより大きく低下した。その後、光学機能層１８と感光性樹脂フィルムとの積層体を、剥離紙上に形成した反射層に押し当てた。反射層の材料としては、ウレタン樹脂と二酸化チタンとを含有した混合物を使用した。次いで、この積層体を剥離紙から剥離した。これにより、感光性樹脂フィルムのうち粘着力がより大きな領域上にのみ、反射層を転写した。以上のようにして、反射層１４を得た。
【００４６】
次いで、反射層１４にアクリル系粘着剤を塗布し、これらを介して光学機能層１８と拡散板１３とを貼り合わせた。拡散板１３としては、アクリルスチレン共重合体（ＭＳ）からなり、ヘーズが９２％であり、寸法が４１５ｍｍ×７３０ｍｍ×２ｍｍのシートを使用した。  
以上のようにして、帯状凸部の構造が異なる複数の光学板１０を製造した。
【００４７】
次に、帯状凸部の構造が同一である１００枚の光学板１０を平積みし、この積層体をビニール袋に包んでダンボール箱に収納した。次いで、このダンボール箱を以下の振動試験に供した。すなわち、段ボール箱を、その高さ方向に６９分間、長さ方向に１８分間、幅方向に１８分間振動させた。振動数は５ないし５０Ｈｚの範囲内で変化させ、加速度は１．０Ｇとした。この試験を、帯状凸部の構造が異なる光学板１０についても行った。その結果を、以下の表に纏める。
【００４８】
また、先の光学板１０を用いて、図４および図５を参照しながら説明した液晶表示装置を製造した。次いで、これら液晶表示装置を以下の振動試験に供した。すなわち、液晶表示装置を縦置きし、縦方向に６９分間、幅方向に１８分間、奥行き方向に１８分間振動させた。振動数は５ないし５０Ｈｚの範囲内で変化させ、加速度は１．０Ｇとした。この試験を、その結果を、以下の表に纏める。
【表１】
2008216372.tif 000003
【００４９】
この表において、「１００枚梱包輸送試験」で表記する列には、光学板１０を段ボール箱に梱包して行った振動試験の結果を示している。「液晶表示装置輸送試験」で表記する列には、液晶表示装置に対して行った振動試験の結果を示している。「レンズ剥離」は、帯状凸部がその一端からある長さにわたって剥離したことを示している。「レンズ端部浮き」は、帯状凸部は、その端では剥離していないが、その端の近くで基材から浮き上がっていたことを示している。「レンズ剥がれなし」は、「レンズ剥離」および「レンズ端部浮き」を生じなかったことを示している。
【００５０】
また、サンプル（１）では帯状凸部を直線状とし、サンプル（２）ないし（９）では帯状凸部を波形としている。サンプル（２）、（３）および（５）ないし（８）の各々では、光学板１０の全ての部分で波の振幅と最大傾斜角と周期とを一定にしている。サンプル（４）では、光学板１０に、波の最大傾斜角が同一でありかつ波の周期および振幅が異なる部分をランダムに混在させている。サンプル（９）では、光学板１０に、波の周期が同一でありかつ波の最大傾斜角および振幅が異なる部分をランダムに混在させている。
【００５１】
この表に示すように、帯状凸部が直線状とした場合、「レンズ剥離」を生じた。これに対し、帯状凸部を波形とした場合、「レンズ剥離」を生じることはなかった。そして、光学板１０に波の構造が異なる部分を混在させた場合には、「レンズ端部浮き」を生じることもなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学板を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す光学板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】図１および図２に示す光学板で使用可能な光学機能層の一例を概略的に示す斜視図。
【図４】図１および図２に示す光学板を使用した液晶表示装置の一例を概略的に示す斜視図。
【図５】図４に示す液晶表示装置の分解斜視図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…光学板、１１…入射面、１２…出射面、１３…拡散板、１４…光反射層、１５…開口部、１６…第２層、１７…第１層、１８…光学機能層、８７…レンズピッチ、８８…最大傾斜角、８９…帯状凸部長手方向、９０…波形周期、１００…液晶表示パネル、２００…バックライトユニット、２０１…構造体、２０１ａ…凹部、２０１ｂ…平坦面、２０２…蛍光ランプ、２０３…光学板、２０４…拡散フィルム、２０５…樹脂フレーム、２３１…光学機能層、３００…表フレーム、２０１１…裏面板、２０１２…ランプホルダ。
【図１】
2008216372.tif 000004
【図２】
2008216372.tif 000005
【図３】
2008216372.tif 000006
【図４】
2008216372.tif 000007
【図５】
2008216372.tif 000008