(57)【要約】【課題】両面テープを用いることなく面状発光素子または導光体と光学シートとを位置決めし、固定することができる留め具と、それを用いた照明装置、及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、文字や画像等を表示する液晶パネル２と、有機電界発光素子４と、プリズムシート５と、有機電界発光素子４とプリズムシート５とを位置決めし、固定するための留め具６からなるバックライトユニット３からなる。留め具６は、金属で形成されており、有機電界発光素子４とプリズムシート５の４つの端面のうちの３つの端面、及び有機電界発光素子４の出射面４ａと対向する面とを覆う本体部６ａと、残り１つの端面を覆う蓋部６ｂとにより構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状発光素子と該面状発光素子の出射面に設置される光学シートとを位置決めし、固定するための留め具。
【請求項２】
導光体と該導光体の出射面に設置される光学シートとを位置決めし、固定するための留め具。
【請求項３】
前記留め具は、前記面状発光素子または前記導光体および前記光学シートの端面と対向する部分に、反射機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の留め具。
【請求項４】
前記留め具は、前記面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向する部分に、光散乱反射機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の留め具。
【請求項５】
前記留め具は、前記面状発光素子または前記導光体および前記光学シートの端面と対向する部分が傾設されていることを特徴とする請求項３に記載の留め具。
【請求項６】
前記留め具は、前記面状発光素子の出射面または前記導光体の出射面と対向する面を被覆することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の留め具。
【請求項７】
面状発光素子または導光体と、該面状発光素子の出射面または導光体の出射面に設置される光学シートと、請求項１から６のいずれか一項に記載の留め具とを有する照明装置
【請求項８】
液晶パネルと、その液晶パネルに装着される照明装置とを有する液晶表示装置において、前記照明装置は、請求項７に記載の照明装置であることを特徴とする液晶表示装置
【請求項９】
前記面状発光素子は、有機電界発光素子である請求項１から８のいずれか一項に記載の面状発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状発光素子と該面状導光体の出射面に設置される光学シートとを位置決めし、固定するための留め具と当該留め具を用いた照明装置、液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（携帯情報端末）等の表示装置として液晶表示装置が用いられている。しかし、液晶自体は光を出射しないため、特に暗いところでは表示が見づらくなる。そのため、液晶表示装置としては、通常液晶パネルの観測側とは反対側に照明装置が設けられており、この発光装置からの光が液晶パネルを通して目に届くことにより、液晶パネル上の表示が視認されるようになっている。このように、液晶の観測側とは反対側に配置された照明装置をバックライトと呼ぶ。
【０００３】
図４に示すように、バックライト４０は、冷陰極管４１等の細い線状発光素子と、この線状発光素子から出射された光を面状に広げ、液晶パネルに向かって出射させるための導光板４２とから構成されている。
【０００４】
液晶表示装置において、多くの場合、正面から表示を見る。従って、バックライトの特性として、正面方向の輝度（正面輝度）が最大となるのが望ましい。ここで、正面輝度とは、液晶表示装置の表示面と垂直な方向の輝度をいう。
【０００５】
しかし、導光板４２によって、線状発光装置である冷陰極管４１からの光を面状に変換して出射した場合、導光板４２から出射する光は、導光板４２と空気層との境界面における臨界角未満の光をすべて含むため、必ずしも出射面４２ａに対して垂直ではなく、導光板４２の出射面４２ａから出射する全光のうち、出射面４２ａとほぼ垂直なものはわずかである。
【０００６】
このため、正面輝度を向上するために、輝度向上フィルムと呼ばれる光学シートを、導光板と液晶パネルとの間に設けることが提案されている。
【０００７】
ところで、表示装置において光学シートを用いる場合、光学シートを位置決めし、固定する必要がある。
【０００８】
光学シートを位置決めし、固定する方法として、例えば、特許文献１においては、導光板４の出射面側に拡散シートやレンズシートなどの光学シートを両面テープにて接合し、さらには反射シートも両面テープにより接合した構成の液晶表示装置が記載されている。
【０００９】
しかしながら、この液晶表示装置においては、両面テープを使用したことで、各光学シート及び導光板のそれぞれの熱膨張率の違いにより、高温にて光学シート類の歪みが生じ、液晶表示装置の表示性能を低下させていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３１１４３０号公報（図１０）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、両面テープを用いることなく面状発光素子または導光体と光学シートとを位置決めし、固定することができる留め具と、それを用いた照明装置、及び液晶表示装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、面状発光素子と該面状発光素子の出射面に設置される光学シートとを位置決めし、固定するための留め具である。
【００１３】
この発明によれば、両面テープを用いることなく面状発光素子と光学シートとを位置決めし、固定することが出来るため、光学シートの歪みが生じることがなく、表示装置の表示性能を低下させることがない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、導光体と該導光体の出射面に設置される光学シートとを位置決めし、固定するための留め具である。
【００１５】
この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様、両面テープを用いることなく導光体と光学シートとを位置決めし、固定することが出来るため、光学シートの歪みが生じることがなく、液晶表示装置の表示性能を低下させることがない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、留め具は、面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向する部分に、反射機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の止め具であることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、反射機能を有する留め具が、面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向して設けられているので、面状発光素子または導光体および光学シートの端面から、面状発光素子または導光体および光学シートの外部へ漏れてしまう光も、反射機能を有する留め具によって反射され、再び面状発光素子または導光体および光学シートの内部に導入されるため、光利用効率が向上し、高輝度化を実現できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、留め具は、面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向する部分に、光散乱反射機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の留め具である。
【００１９】
この発明によれば、光散乱反射機能を有する留め具が、面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向して設けられているので、面状発光素子または導光体および光学シートの端面から、面状発光素子または導光体および光学シートの外部へ漏れてしまう光も、光散乱機能を有する留め具によって反射散乱され、再び面状発光素子または導光体および光学シートの内部に導入されるため光利用効率が向上し、高輝度化を実現できる。また、反射光が散乱することにより、光の角度が様々な方向に変えられるため、出射面から出射する割合を多くすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、留め具は、前記面状発光素子または導光体および光学シートの端面と対向する部分が傾設されていることを特徴とする請求項３に記載の留め具であることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、留め具が傾設されているため、面状発光素子または導光体の出射面の臨界角を越える角度で出射面に達する光も、留め具で反射を繰り返すことによって臨界角未満の角度で出射面に達する光になり、出射面から出射することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、留め具は、面状発光素子の出射面または導光体の出射面と対向する面を被覆することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の留め具であることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、留め具が、面状発光素子の出射面と対向する面または導光体の出射面と対向する面を被覆するので、照明装置の厚さを厚くすることなく面状発光素子からの熱または導光板に設置される光源からの熱を放熱させる部材の面積を増やすことができる。よって面状発光素子からの熱または導光板に設置される光源からの熱をより放熱させることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、少なくとも、面状発光素子または導光体と、該面状発光素子の出射面または導光体の出射面に設置される光学シートと、請求項１から６のいずれか一項に記載の止め具からなる照明装置である。
【００２５】
この発明によれば、光学シートの歪みが生じることがなく、表示装置の表示性能を低下させることがない照明装置を提供できる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、液晶パネルと、その液晶パネルに装着される照明装置とを有する液晶表示装置において、前記照明装置は、請求項７に記載の照明装置であることを特徴とする液晶表示装置である。
【００２７】
この発明によれば、光学シートの歪みが生じることがなく、表示性能を低下されることがない液晶表示装置を提供できる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、前記面状発光素子は、有機電界発光素子である請求項１から８に記載の面状発光素子である。
【００２９】
この発明によれば、薄型で、光利用効率のよい表示装置を提供できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液晶表示装置に具体化した実施の形態を、図１から図３を参照しつつ説明する。
【００３１】
本実施の形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、文字や画像等を表示する液晶パネル２と、液晶パネルを背面から照明する照明装置としてのバックライトユニット３とを有する。
【００３２】
液晶パネル２は公知のものであり、図３に示すように、互いに対向するように配設された透明基板１２ａ、１２ｂとを有し、透明基板１２ａ、１２ｂには、それぞれ透明電極１１ａ、１１ｂが設けられている。透明基板１２ａ、１２ｂの間には、シール材１３によって、適宜の間隙（セルギャップ）が設けられており、セルギャップ間に液晶１４が封入されている。また、透明基板１２ａ、１２ｂの外側表面には、偏光板１５が貼着されている。
【００３３】
そして、透明電極１１ａ、１１ｂに信号を印加することにより、液晶パネル２に文字や画像を表示する。
【００３４】
図２に示すように、バックライトユニット３は、面状発光素子としての有機電界発光素子４と、光学シートとしてのプリズムシート５と、有機電界発光素子４とプリズムシート５とを位置決めし、固定するための留め具６からなる。
【００３５】
有機電界発光素子４は、ガラス基板７上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）による透明電極８ａ、有機層９及び金属電極８ｂを順に積層して形成されている。
【００３６】
有機電界発光素子４の両電極間に電圧を印加すると、有機層９中の発光層が発光する。この実施の形態では、発光色が白色となるように有機層９が構成されている。そして、発光層から発せられた光は、ガラス基板７を通って外部に出射される。
【００３７】
この実施の形態における有機電界発光素子４は、電極８ａ、８ｂ及び有機層９が平面状に形成されており、電極８ａ、８ｂ間に電圧が印加されると、発光層のすべての点で同時に同じ色の光が発生する。従って、この実施の形態における有機電界発光素子４は面状発光素子である。
【００３８】
プリズムシート５は、可撓性を有する光学シートであり、ポリエステル等の樹脂で形成されている。一方の面は平面であり、他方の面には、断面形状が微細な三角型のプリズムが互いに平行に配置されている。
【００３９】
留め具６は、有機電界発光素子４とプリズムシート５の４つの端面のうちの３つの端面、及び有機電界発光素子４の出射面４ａと対向する面とを覆う本体部６ａと、残り１つの端面を覆う蓋部６ｂとにより構成される。
留め具６の本体部６ａは、金属で形成されており、有機電界発光素子４の出射面４ａとほぼ同じ形状の平面状の平面部分と、平面部分の３辺から、当該３辺の長さと同じ幅で平面部分の厚さ方向に延在する端面部分と、端面部分から延在する縁部分とを有する。端面部分の高さ（平面部分の厚さ方向の長さ）は、有機電界発光素子４の厚さとプリズムシート５の厚さの和よりもわずかに大きくなっている。端面部分と平面部分とのなす角の角度αは、９０°より大きい角度である。即ち、端面部分は、平面部分から離れるほど互いに離れるように設置されている。３つ縁部分のうち、平面部分を挟んで互いに対向する端面部分から延在する２つの縁部分は、先端に近づくほど平面部分との距離が短くなるように、それぞれ対応する端面部分から延在している。そして、当該２つの縁部分の先端と平面部分との距離は、有機電界発光素子４の厚さとプリズムシート５の厚さの和よりもわずかに小さくなっている。残りの１つの縁部分は、平面部分とほぼ平行となるように対応する端面部分から延在している。
【００４０】
留め具６の蓋部６ｂは、金属で形成されており、断面がコの字型である。蓋部６ｂの幅は、本体部６ａの互いに対向する縁部分間の距離とほぼ同じになっている。そして、開口部の大きさは、有機電界発光素子４の厚さとプリズムシート５の厚さの和よりもわずかに小さくなっている。
【００４１】
プリズムシート５を有機電界発光素子４のガラス基板７上に密着させる。即ち、プリズムシートは有機電界発光素子４の出射面に設置される。この時、プリズムシート５の平面を有機電界発光素子４のガラス基板と対向させる。
このように有機電界発光素子４とプリズムシート５とを密着させて、留め具６の本体部６ａで両者を固定する。詳述すると、有機電界発光素子４とプリズムシート５を組み合わせた後、本体部６ａの互いに対向する２つの縁部分を、平面部分との距離が大きくなるように広げ、この状態を保ったまま、有機電界発光素子４とプリズムシート５を、縁部分と平面部分との間に滑り込ませる。
【００４２】
この時、有機電界発光素子４の出射面４ａと対向する面４ｂと、平面部分とが対向するようにする。このような位置関係にすることにより、有機電界発光素子４の出射面４ａと対向する面４ｂは、平面部分によって覆われることとなる。また、端面部分と平面部分とのなす角の角度αは、９０°より大きい角度であるため、留め具の部分のうち、有機電界発光素子４及びプリズムシート５の端面と対向する端面部分は傾設されている。
【００４３】
そして、有機電界発光素子４とプリズムシート５とが、平面部分とほぼ平行な縁部分に対応する端面部分に接するまで滑り込ませた後、互いに対向する２つの縁部分を元に位置に戻す。互いに対向する縁部分の端部と平面部分との距離は、有機電界発光素子４の厚さとプリズムシート５の厚さの和よりもわずかに小さくなっているため、元の位置に戻った縁部分は、プリズムシート５を有機電界発光素子４に向けて押圧する。これによって、有機電界発光素子４とプリズムシート５とは位置決めされ、固定される。
【００４４】
その後、蓋部６ｂの開口部を広げた状態で、互いに対向する２つの縁部分の間に設置し、開口部を元に戻して、バックライトユニット３を完成する。最後にバックライトユニット３と液晶パネル２とを組み合わせて液晶表示装置１となる。このように構成された液晶表示装置１の断面構造は、図２に示すようになる。
【００４５】
次に、上記のように構成された液晶表示装置１の作用を説明する。
【００４６】
有機電界発光素子４の電極８ａ，８ｂ間に電圧を印加すると、有機層９の中の発光層で白色の光が発せられる。発せられた光のほとんどはガラス基板７を通って、プリズムシート５に向かって出射される。
【００４７】
この時、有機電界発光素子４（ガラス基板７）とプリズムシート５とは密着されているが、これらを完全に密着させることは不可能であり、必ず空気が介在してしまう。このため、ガラス基板７から出射される際の臨界角はガラスの屈折率と空気の屈折率とで決定される。実際に両者の屈折率を用いて臨界角を計算すると約４０．５°となる。
【００４８】
ガラス基板７を通った光のうち、臨界角未満の角度でガラス基板７と空気との界面（出射面４ａ）に達した光Ｌａはそのままガラス基板７外に出射される。
【００４９】
臨界角以上の角度で出射面４ａに達した光Ｌｂは全反射されてしまう。全反射された光Ｌｂは出射面４ａと金属電極８ｂとの間で全反射を繰り返しながら、有機電界発光素子４の端面に達する。
有機電界発光素子４の端面に達した光のうち、空気との臨界角未満の角度で空気との界面に達した光は、有機電界発光素子４の外部に出て、留め具６の端面部分に達する。留め具６は金属で形成されているため反射機能を有し、留め具６の端面部分に達した光は全反射される。
【００５０】
この時、留め具６の端面部分は平面部分に対して９０°より大きい角度αを有している。そして、端面部分で全反射され、再び有機電界発光素子４の内部に進んだ光は、出射面４ａにおける臨界角未満の角度で出射面４ａに達するようになる。このため、このような光は出射面４ａからプリズムシート５に向かって出射されることになる。
【００５１】
有機電界発光素子４の特性として、出射面４ａの垂線となす角が４５°となる方向への光が最も多い。この方向に出射された光は出射面４ａにおける臨界角を超えているため、実際には出射面４ａからは出射されず、有機電界発光素子４ａの端面から留め具６の端面部分に向かって出射される。従って、この方向に出射される光が端面部分における反射後、出射面４ａから出射されるようにαの値を決めればよいことになる。
【００５２】
上記の条件を満たすαの値は９２．２５°以上であるが、他の方向の光も考慮した光の取り出し効率や液晶表示装置１の小型化等の観点から、９２．２５°から１０５°の間の値に設定することがより好ましい。
【００５３】
出射面４ａから出射された光は、プリズムシート５に入射される。プリズムシート５では、プリズム形状の部分において、光を出射面４ａと垂直に近づくように屈折させる。これによって、いわゆる正面輝度を向上させることができる。
【００５４】
プリズムシート５を通った光は、液晶パネル２にその裏面（観測者とは反対の側）から入射し、液晶パネル２によってその画素毎に透過、遮断、減衰されて、全体として、観測者に文字や画像として視認される。
【００５５】
有機電界発光素子４は、電極８ａ、８ｂ間に電圧が印加されて電流が流れると、光を発すると同時に熱も発する。有機電界発光素子４から発せられた熱は、留め具６の本体部６ａ及び蓋部６ｂに伝わり、周囲に放熱される。
【００５６】
留め具６の本体部６ａの平面部分の中央部は、有機電界発光素子４とプリズムシート５とを位置決めし固定するためには不要ではあるが、この部分も全て金属にすることにより、有機電界発光素子４から発せられる熱を周囲に効果的に放熱できるようになる。
【００５７】
以上記述したように、実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）面状発光素子と該面状発光素子の出射面に設置されるプリズムシートとを位置決めし、固定するために留め具を用いた。従って、従来のように両面テープを用いることなくプリズムシート位置決めし、固定することが出来るため、光学シートの歪みが生じることがなく、表示装置の表示性能を低下させることがない。
（２）留め具は、金属で形成されている。従って、反射機能を有する留め具が、面状発光素子または導光体およびプリズムシートの端面と対向して設けられているので、面状発光素子または導光体およびプリズムシートの端面から、面状発光素子または導光体およびプリズムシートの外部へ漏れてしまう光も、反射機能を有する留め具によって反射され、再び面状発光素子または導光体およびプリズムシートの内部に導入されるため光利用効率が向上し、高輝度化を実現できる。
（３）留め具の有機電界発光素子およびプリズムシートの端面と対向する面は、傾設されている。従って、ガラス基板の出射面における臨界角を越える角度で出射面に達した光も、止め具の有機電界発光素子およびプリズムシートの端面と対向する面で反射されることにより臨界角未満の角度で出射面に達する光になり、出射面から出射される。
（４）留め具は、有機電界発光素子の出射面と対向する面を被覆する。従って、留め具が、面状発光素子の出射面と対向する面を被覆するので、面状発光素子からの熱を放熱させる部材の面積を照明装置の厚さをあまり厚くすることなく増やすことができる。よって面状発光素子からの熱または導光板に設置される光源からの熱をより放熱させるとができる。
（５）照明装置は、有機電界発光素子と、該有機電界発光素子の出射面に設置されるプリズムシートと、有機電界発光素子とプリズムシートとを位置決めし、固定するための留め具からなる。従って、光学シートの歪みが生じることがなく、表示装置の表示性能を低下させることがない照明装置を提供できる。
（６）液晶表示装置は、液晶パネルと、その液晶パネルに装着される照明装置とを有しており、照明装置は、有機電界発光素子と、該有機電界発光素子の出射面に設置されるプリズムシートと、有機電界発光素子とプリズムシートとを位置決めし、固定するための留め具からなる照明装置である。従って、光学シートの歪みが生じることがなく、表示性能を低下されることがない液晶表示装置を提供できる。
（７）面状発光素子として有機電界発光素子を用いている。従って、薄型で、光利用効率のよい表示装置を提供できる。  尚、本発明は上記実施の形態の他、以下の態様でも実施してよい。
【００５８】
○  実施の形態では、止め具の有機電界発光素子およびプリズムシート角度に変えることができればよく、例えば、留め具の有機電界発光素子およびプリズムシートの端面と対向する面を傾設せず、光散乱機能をもたせたものでもよい。この構成でも、面状発光素子または導光体および光学シートの端面から、面状発光素子または導光体および光学シートの外部へ漏れてしまう光も、光散乱反射機能を有する留め具によって反射散乱され、再び面状発光素子または導光体および光学シートの内部に導入されるため、光の利用効率が向上し、高輝度化を実現できる。また、反射光が散乱することにより、光の角度が様々な方向に変えられるため出射面から出射する割合を多くすることができる。
○  実施の形態では、留め具により有機電界発光素子の出射面以外の全面を被覆しているが、留め具は、有機電界発光素子とプリズムシートとを位置決めし、固定することができればよく、少なくとも、断面が略コの字型の留め具一つあればよい。ただし、有機電界発光素子の出射面に対向する面に設置される平面部材を用いることで、有機電界発光素子からの熱を放熱させる効果を高めることができる点で好ましい。
○  実施の形態では、留め具は金属で形成したが、樹脂等の弾性をもち、有機電界発光素子とプリズムシートとを位置決めし、固定することができる部材により形成してもよい。ただし、金属で形成した方が、放熱効果が高まる点で好ましい。
○  実施の形態では、光学シートとしてプリズムシートを用いたが、用途によって選択すればよく、例えば、拡散シート、ルーバーフィルム等を用いてもよい。
○  実施の形態では、光学シートを１枚使用したが、複数の光学シートを用いてもよい。この構成でも、光学シート同士を従来のように両面テープで密着させないため、温度変化による光学シートのズレや歪みが生じることなく、液晶表示装置の表示性能を低下させることがない。
【００５９】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、両面テープを用いることなく面状発光素子と光学シートとを位置決めし、固定することができる留め具とそれを用いた照明装置、及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る液晶表示装置の斜視図である。
【図２】図１の液晶表示装置における断面図の模式図である。
【図３】図１の液晶表示装置における液晶パネルの縦断面図である。
【図４】導光板と冷陰極管を用いたバックライトの縦断面図である。
【符号の説明】
１…液晶表示装置、２…液晶パネル、３…バックライトユニット（照明装置）、４…有機電界発光素子（面状発光素子）、５…プリズムシート（光学シート）、６…留め具、９ａ…出射面、
【図１】
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【図２】
2004233383.tif 000004
【図３】
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【図４】
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