(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を表示面に表示する液晶パネルと、
前記表示面の反対側からバックライトを前記液晶パネルに照射する光源と、
前記光源及び前記液晶パネルの間に配置され通過する前記バックライトを拡散させる光拡散手段と、
前記光源を挟んで前記光拡散手段に対向配置される反射シートと、を有し、
前記光拡散手段は、前記反射シートに先端が当接する複数の第１当接部材が垂下する光拡散板を備え、
前記光源は、複数の線状光源が並列配置してなるものであって、
前記光拡散板から垂下するとともに先端が前記線状光源の近傍に位置する第２当接部材を、備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第２当接部材は、前記線状光源を挟んで隣接する二つの前記第１当接部材に連結していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第１当接部材又は前記第２当接部材は、前記光拡散板よりも前記バックライトに対する透明性が高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射シートは、気泡径が０．１〜１０μｍ、気泡密度が１０９〜１０１５個／ｃｍ３の気泡を有する発泡体により構成され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、直下型方式のバックライトを備える液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、透過型の光変調素子である液晶パネルが、その背面から照射され透過するバックライトの透過率を制御して、その表示面に画像を形成するものである。
液晶表示装置に適用されるバックライトの照射方式は、エッジライト方式（サイドライト方式、導光板方式ともいう）及び直下型方式の二つに大別される。前者のエッジライト方式は小型の液晶表示装置に多く採用され、後者の直下型方式はテレビ等の大型の液晶表示装置に多く採用されている。そして、直下型方式のバックライトの線状光源としては、線径がコンマ数ｍｍから数ｍｍで線軸に垂直な方向に均等に発光する蛍光管が、広く採用されている。
【０００３】
近年、家庭用テレビの画面の大型化にともない、バックライトの光源の排熱により熱膨張する構成部材の変形量が増大し、これに起因して表示面の輝度むらが生じることが問題になっている。
【０００４】
係る問題に対処する従来技術としては、先端が光拡散手段に当接し、分岐する二つの分岐枝が隣接する二つの蛍光管の両端以外の部分をそれぞれ点保持する管ホルダを採用する構成が公知となっている。このような構成が採用されることにより、蛍光管の発光のうち液晶パネルの方向に向かう光を拡散する光拡散手段と、反対の方向に向かう光を反射する反射シートとの、間隔が変化しにくい作用が得られる。これによって、表示面の輝度むらの発生が抑制されるということである（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１９０６０２号公報（図２符合１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記した従来技術においては、当該光拡散手段に当接し管ホルダが保持される部位における光拡散手段、蛍光管及び反射シートの位置間隔は一定に保たれる。しかし、それ以外の部位における間隔は変動して輝度むらの発生要因になる問題がある。
係る問題を解決するために当該光拡散手段に当接し管ホルダが保持される部位を多く設けるとなると、当該部位におけるバックライトの反射率が反射シートと相異することに起因して新たな輝度むらの発生要因になる問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、液晶表示装置の構成要素である反射シート及び光拡散手段の間隔が全面に渡って均一になる構成を具備させて、大画面であっても輝度むらの少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明は、液晶表示装置において、像を表示面に表示する液晶パネルと、前記表示面の反対側からバックライトを前記液晶パネルに照射する光源と、前記光源及び前記液晶パネルの間に配置され通過する前記バックライトを拡散させる光拡散手段と、前記光源を挟んで前記光拡散手段に対向配置される反射シートと、を有し、前記光拡散手段は、前記反射シートに先端が当接する複数の第１当接部材が垂下する光拡散板を備え、前記光源は、複数の線状光源が並列配置してなるものであって、前記光拡散板から垂下するとともに先端が前記線状光源の近傍に位置する第２当接部材を、備えることを特徴とする。
【０００８】
このように発明が構成されることにより、光拡散手段及び第１当接部材が一体化していることに起因して、バックライトは、この第１当接部材も透過することができる。さらに一つの第１当接部材は、占有面積を小さく設けることができるので、光拡散手段の全面に亘って多数の第１当接部材を高密度で配置することが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、液晶表示装置の構成要素である反射シート及び光拡散手段の間隔が全面に渡って均一になる構成が具備されることとなり、大画面であっても輝度むらの少ない液晶表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示されるように、第１実施形態における液晶表示装置１０は、表示手段２０と、光拡散手段３０と、照射手段４０とが、奥行Ｚの方向に積層されて構成される。また、図面において、液晶表示装置１０は、家庭で使用される一般的なテレビを想定し、液晶パネル２２の長手方向を横行Ｘ、短手方向を縦行Ｙとして示している。なお、これらの構成要素を制御及び駆動するための手段並びに回路については、記載を省略している。
【００１１】
表示手段２０は、正面フレーム２１と、液晶パネル２２と、中間フレーム２３とを構成に含み、図示しない視聴者に対向する表示面２２ａに、静止画や動画の像を表示するものである。
【００１２】
正面フレーム２１は、剛性の高い鉄やアルミなどの金属からなり、液晶パネル２２の表示面２２ａが露出する矩形の開口を有している。そして、液晶パネル２２は、その外周が、中間フレーム２３の係止溝２３ａに係合し、さらに正面フレーム２１の開口の周縁に当接することにより、挟持されている。
このようにして、液晶パネル２２は、正面フレーム２１の開口から露出する表示面２２ａが、長手方向Ｘが横行となり短手方向Ｙが縦行となるように、正面フレーム２１に固定され、外力による変形が防止される。
【００１３】
中間フレーム２３は、樹脂からなり、正面フレーム２１の開口に略一致するよう開口が設けられ、この開口を通過する照射手段４０からのバックライトが、液晶パネル２２の表示面２２ａの反対面に照射されるようになっている。
中間フレーム２３の開口の周縁に設けられている係止溝２３ａは、液晶パネル２２の外周部分が係止され、中間フレーム２３の外周は正面フレーム２１の内側面に嵌合するように構成される。これにより、中間フレーム２３は、液晶パネル２２が正面フレーム２１に対して動かないように固定される。
【００１４】
液晶パネル２２は、一対の透明電極に挟持される液晶が、像を構成する画素単位でバックライトの透過率を変化させることにより、静止画又は動画の像を表示面２２ａに形成するものである。
量販品で現在主流となっているＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式を採用するものでは、透明基板（ガラス板）に格子状に均等配列する電極素子が、電場を制御して液晶の分子配向を変化させ、バックライトを各画素毎に透過／遮断する構成になっている。
【００１５】
光拡散手段３０は、光学シート３１と光拡散板３２と第１当接部材３３とを構成に含み、表示手段２０及び照射手段４０の間に配置され、照射手段４０から照射される光の輝度分布を、均一化させるものである。これにより、表示手段２０に照射されるバックライトの輝度分布が均一化して、表示面２２ａに輝度むらの少ない像が表示されることになる。
【００１６】
光学シート３１…は、照射手段４０から照射される光を拡散して通過させ、バックライトの輝度分布を均一化させるものである。光学シート３１は、複数（図では３枚）が積層されることにより、照射手段４０からの照射光を繰り返し拡散／反射させてから液晶パネル２２に入射させる。これにより、照射手段４０からの光の輝度の面内分布が均一化され、さらに奥行Ｚ方向に向かうバックライトの指向性が付与される。
【００１７】
光拡散板３２は、例えばアクリルなどの透明でかつ強度の高い樹脂からなり、前記した光学シート３１…を面状に支持するものである。つまり光拡散板３２は、光学シート３１…が、自重又は経年変化により湾曲しないようにかつ後記する反射シート４２に対して平行を保つように、光学シート３１…を支持するものである。
【００１８】
第１当接部材３３は（適宜図２（ａ）参照）、光拡散板３２から垂下するとともに先端が反射シート４２に当接するものである。この第１当接部材３３は、柱形状の基端において光拡散板３２と一体化している。そして、この第１当接部材３３の基端から反射シート４２に当接する先端までの長さに、光拡散手段３０と反射シート４２との間隔が一致するようにしている。
このようにして、第１当接部材３３は、長さが等しいものの複数が、光拡散手段３０の表面に垂直に設けられることにより、この光拡散板３２と反射シート４２との間隔を全面にわたって一定にし、バックライトの輝度分布を均一化させる。
【００１９】
第１当接部材３３は、図２（ｂ）に示されるように、光源（蛍光管４３）の間に位置するように、反射シート４２を全面に亘って均等に当接するように配置されることが望ましい。また、その配列に関しては、特に限定されることはなく、図示されるように、格子点状に規則的に配列される場合もあるし、不規則に配列されてもよい。
【００２０】
第１当接部材３３は、光拡散板３２の板状部分よりも前記バックライトに対する透明性が高いことが望まれる。これにより、第１当接部材３３は、照射手段４０の発光を集光して光拡散手段３０の前面（光学シート３１）に導くのでバックライトの輝度が向上する。これにより、蛍光管４３（光源）の数を削減することが可能になる。
【００２１】
図１に戻って説明を続ける。
照射手段４０（適宜図２参照）は、背面フレーム４１と、反射シート４２と、蛍光管４３（線状光源）と、管ホルダ４４と、電極部４５，４５、サイドモールド４６，４６を構成に含み、液晶パネル２２に照射されるバックライトの光源を構成する。
【００２２】
背面フレーム４１は、深絞形状の内側に前記した照射手段４０の構成要素を収納し、図２（ａ）の断面図に示されるように、その外縁が光拡散手段３０を挟持しつつ表示手段２０に当接している。
これにより、反射シート４２（及び並列配置する複数の蛍光管４３）と液晶パネル２２とは、平行に配置され、その間隔が規定されることになる。
そして、この背面フレーム４１及び表示手段２０は、一般的な螺子止めや図示しない係止部材による嵌め合いにより、分離しないよう固定され一体化している。
【００２３】
蛍光管４３（線状光源）は、液晶パネル２２の長手方向Ｘに線軸を揃え、複数が短手方向Ｙに並列配置し表示面２２ａの反対側から液晶パネル２２にバックライトを照射するものである。そして、蛍光管４３は、電極部４５，４５により、その両端が固定されるとともに電力供給を受ける。
本実施形態に適用することができる蛍光管４３としては、ＥＥＦＬ型（External Electrode Fluorescent Lamp）の冷陰極管が発熱が少ない点で好適であるが、一般的なＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＨＣＦＬ（Hot Cathode Fluorescent Lamp）等も採用することがでる。またそのような蛍光管に限定される必要も無く、線状の光源であって、その線軸に垂直な方向に光を照射するものであれば適宜採用することができる。
【００２４】
サイドモールド４６，４６は、その表面が蛍光管４３の発光を反射するものであって、縦行Ｙに沿う一端が背面フレーム４１の周縁に架かり、光拡散手段３０と共に挟持される上面と、この上面からの連続面であって縁端が反射シート４２に接するとともに蛍光管４３を逃がす切欠を有する傾斜面とから成るものである。
このようにしてサイドモールド４６，４６は、蛍光管４３の両端の連結部分及び電極部４５，４５の上側を覆うようにして設けられ、当該部分の光拡散手段３０の方向に対する光の反射率を向上させるものである。このサイドモールド４６，４６により、表示面２２ａの縦行Ｙに沿う両端の輝度低下が防止される。
【００２５】
管ホルダ４４は、反射シート４２の面上に設けられ、この反射シート４２を挟んで背面フレーム４１に固定されるものである。このようにして、管ホルダ４４は、反射シート４２を背面フレーム４１に対して固定するとともに、蛍光管４３を保持するものである。
そのように蛍光管４３が管ホルダ４４に保持されることにより、この蛍光管４３が熱膨張してその軸長が一対の電極部４５，４５の間隔よりも延びることがあっても、大きく撓み変形して輝度分布が不均一になる事態を回避する。
【００２６】
反射シート４２は、並列配置している複数の蛍光管４３を挟んで液晶パネル２２に対向配置され、蛍光管４３の発光をこの液晶パネル２２に向かって反射させるものである。
この反射シート４２の横行Ｘに沿う側端は、蛍光管４３の発光が光拡散手段３０の方向に反射しやすいように斜面を形成し、さらにその先端が背面フレーム４１の周縁に架かり光拡散手段３０と共に挟持される。
【００２７】
次に、反射シート４２の材質について記載する。
反射シート４２は、気泡径が０．１〜１０μｍ、気泡密度が１０９〜１０１５個／ｃｍ３の気泡を有する発泡体により構成されるものである。
この反射シート４２を構成する化合物については、そのような気泡を含む発泡成形することができる熱可塑性樹脂であれば特に限定されることはなく、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエステル（ＰＥＴ，ＰＢＴ等）、ポリカーボネート（ＰＣ）及びこれらのポリマーアロイが挙げられる。
【００２８】
そのような発泡体である反射シート４２は、構成樹脂がフィブリル（微細繊維）化して構成されることになり、その表面の光の反射率及び拡散率が向上する性質が得られる。なお、発泡体における気泡の気泡径が０．１μｍ未満もしくは１０μｍよりも大きく、または気泡密度が１０９個／ｃｍ３未満もしくは１０１５個／ｃｍ３よりも大きい場合は、そのような所望の性質が得られないことになる。
このような発泡体の反射シート４２を採用することにより、高輝度でかつ輝度分布が少ないバックライトが得られる。
【００２９】
さらに、そのような発泡体である反射シート４２の表面に当接する第１当接部材３３の集光作用により、発泡体の内部で乱反射している光が第１当接部材３３を伝播して光拡散手段３０に導かれる。この作用より、表示手段２０に照射されるバックライトの輝度がさらに向上する。
【００３０】
次に、発泡体である反射シート４２の製造方法について例示する。
まず未発泡状態の反射シート（以下、「成形シート」という）を、前記した樹脂等を用い一般的な樹脂成形方法で作製する。なお、この成形シートは、後記する発泡工程において容積が増加することを考慮して作製する。
そして、室温状態の圧力容器の内部にこの成形シートを配置し、その雰囲気を高圧力の不活性ガス（窒素ガス、炭酸ガス等）に置換するとともに、これら不活性ガスを樹脂中に飽和するまで溶解させる。
【００３１】
次に、室温状態のまま圧力容器の内圧を急激に減圧し、成形シートに含まれる不活性ガスを過飽和状態にする。すると、成形シートは熱力学的に不安定な状態となり、その内部に気泡核が生成する。
そして、そのような過飽和状態にある成形シートを軟化温度以上に加熱すると、気泡核が成長して成形シートが発泡することとなり反射シート４２が形成される。
【００３２】
他の製造方法について例示する。
高圧の不活性ガスに雰囲気を置換した状態で、前記成形シートを軟化温度に設定し、成形シートに含まれる不活性ガスを過飽和状態に溶解させる。次に、軟化温度を維持したまま成形シートの雰囲気を急激に低圧（若しくは常圧）に設定することにより、発泡を生じさせ、反射シート４２を形成する。この方法は、先の述べた方法に対比して、ガスの樹脂中への拡散速度が向上するために生産性が向上する。
【００３３】
（第２実施形態）
図３を参照して、本発明に係る液晶表示装置１３の第２実施形態について説明する。
図３（ａ）は第２実施形態の液晶表示装置１３の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
なお第２実施形態の液晶表示装置１３の構成のうち、すでに第１実施形態において説明した構成と共通しているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
第２当接部材３４は、光拡散板３２（光拡散手段３０）から垂下するとともにその先端が、並列配置している複数の蛍光管４３（線状光源）の近傍に位置するものである。
蛍光管４３は、熱膨張等によって、その両端を支持する電極部４５，４５（図１参照）の間隔よりも相対的に伸びることがある。そのような場合であっても、蛍光管４３の一部が、第２当接部材３４の先端に当接して撓み変形しないので、光拡散手段３０に近接することがなく、バックライトの輝度分布を均一に保つことができる。なお、液晶表示装置１３が動作していない（暖機していない）状態において、この第２当接部材３４と蛍光管４３とは、図示するように接触していても、もしくは隙間が存在していてもいずれでもよい。
【００３５】
第２当接部材３４は、図３（ｂ）に示されるように、光拡散手段３０からの突起物が一体となって隣接する複数の蛍光管４３、４３…に当接し得るような形態に限定されるものでなく、複数の蛍光管４３、４３…に対して別々に当接し得る突起物である場合もある。
また第２当接部材３４が配置される位置も特に限定されず、管ホルダ４４の位置を除く蛍光管４３に当接し得る位置に配置される。
【００３６】
（第３実施形態）
図４を参照して、本発明に係る液晶表示装置１４の第３実施形態について説明する。
図４（ａ）は第３実施形態の液晶表示装置１４の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
なお第３実施形態の液晶表示装置１４の構成のうち、すでに第１実施形態及び第２実施形態において説明した構成と共通しているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
第２当接部材３４’は、光拡散板３２（光拡散手段３０）から垂下するとともに、その先端が並列配置している複数の蛍光管４３（線状光源）の近傍に位置し、その側端がこの蛍光管４３を挟んで隣接する二つの第１当接部材３３に連結している。
このように第２当接部材３４’が構成されることにより、第２実施形態の説明で記載した効果に加えて、第１当接部材３３で集光された光が光拡散手段３０に伝播しやすくなりバックライトの輝度がさらに向上することになる。
【００３８】
（第４実施形態）
図５及び図６を参照して、本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態について説明する。図５は第４実施形態の液晶表示装置１５の分解斜視図である。図６（ａ）は第４実施形態の液晶表示装置１５の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
なお第４実施形態の液晶表示装置１５の構成のうち、すでに第１実施形態において説明した構成と共通しているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
第４実施形態の液晶表示装置１５に採用される光源は、ダイオード４７のような点状光源の複数が平面配置してなるものである。そして、第１当接部材３３の先端は、図６（ｂ）に示されるように、規則配列するダイオード４７の単位配列の重心位置に当接する。
このように構成されることにより、ダイオード４７からの直接光が無く輝度が極小値を示す単位配列の重心位置において、当接する第１当接部材３３の集光作用により、輝度の向上が見込めるために、輝度分布の均一化に貢献する。
【００４０】
以上の本実施形態の説明において、液晶表示装置１０は、家庭で使用される一般的なテレビを想定し、液晶パネル２２の長手方向を横行Ｘにとり、短手方向を縦行Ｙにとり、蛍光管４３（線状光源）の線軸を横行Ｙに揃えている。
しかし、本発明が適用される液晶表示装置は、本実施形態に限定されるものでなく、液晶パネル２２の短手方向を横行Ｘにとり長手方向を縦行Ｙにとる場合もあるし、蛍光管４３（線状光源）の線軸を縦行Ｘに揃える場合もある。また液晶パネル２２の形状も図示される長方形に限定されるものでなく任意形状を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の液晶表示装置の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
【図３】（ａ）は第２実施形態の液晶表示装置の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
【図４】（ａ）は第３実施形態の液晶表示装置の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】（ａ）は第４実施形態の液晶表示装置の縦断面図であり、（ｂ）はその上面からの透視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１３，１４，１５  液晶表示装置
２０    表示手段
２２    液晶パネル
２２ａ  表示面
２９    表示手段
３０    光拡散手段
３２    光拡散板
３３    第１当接部材
３４，３４’  第２当接部材
４０    照射手段
４２    反射シート
４３    蛍光管（線状光源，光源）
４４    管ホルダ
４５    電極部
４７    ダイオード（点状光源，光源）
Ｘ      長手方向、横行
Ｙ      短手方向、縦行
【図１】
0004929120.tif 000002
【図２】
0004929120.tif 000003
【図３】
0004929120.tif 000004
【図４】
0004929120.tif 000005
【図５】
0004929120.tif 000006
【図６】
0004929120.tif 000007