(57)【要約】【課題】 射出成形により微細なパターンを有する高性能な導光板あるいは拡散板を生産可能だが、大型化に限界が有る。【解決手段】プリズム、微細角錐構造体、反射パターンなどの微細構造体を有するフィルムと透明基板と接合した積層型導光板、積層型拡散板とする。  それぞれの構成要素を生産性の高い連続プロセスで形成することが出来、大型化が容易、また、透明基材両面に同じ材質の基材からなるフィルムを接合することで環境変化による反りを軽減する。大画面で高品位な映像表示が可能で信頼性の高い液晶表示装置を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面から入射した光を対向する主面の一方から面状に出射して照明するための導光板であって、
透明材料からなるフィルム状基材の一方の面に出射光を制御する光制御構造体を形成した光機能フィルムと、透明材料からなる平板状基材とを、前記光機能フィルムの前記光制御構造体の形成されていない面で透明材料により接合してなる、
積層型導光板。
【請求項２】
前記平板状基材を構成する透明材料と、前記光機能フィルムの基材を構成する透明材料とが、同じ材料である、
請求項１記載の積層型導光板。
【請求項３】
前記平板状基材の前記光機能フィルムの接合されていない面に、前記光機能フィルムの基材と同じ材料からなる基材を有する光学フィルムを更に接合してなる、
請求項１記載の積層型導光板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の積層型導光板と、
前記積層型導光板の側面に設置された光源と、を備えた、
エッジライト型バックライト装置。
【請求項５】
背面から入射した光を拡散して出射する拡散板であって、
透明材料からなるフィルム状基材の一方の面に出射光を制御する光制御構造体を形成した光機能フィルムと、透明材料からなる平板状基板とを、前記光機能フィルムの光制御構造体の形成されていない面で透明材料により接合してなる、
積層型拡散板。
【請求項６】
前記平板状基材を構成する透明材料と、前記光機能フィルムの基材を構成する透明材料とが、同じ材料である、
請求項５記載の積層型拡散板。
【請求項７】
前記平板状基材の前記光機能フィルムの接合されていない面に、前記光機能フィルムの基材と同じ材料からなる基材を有する光学フィルムを更に接合してなる、
請求項５記載の積層型拡散板。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか記載の積層型拡散板と、
前記積層型拡散板の背面に設置された光源と、を備えた、
直下型バックライト装置。
【請求項９】
請求項４又は８のいずれか記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置により背面から照射された光を変調する液晶パネルと、を備えた、
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、特にそのバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量で画像表示が可能な液晶表示装置は、製造技術の進展による価格低減や高画質化技術開発によって急速に普及し、パーソナルコンピュータのモニターやＴＶ受像機などに広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置としては透過型液晶表示装置が一般的に用いられている。透過型液晶表示装置は、バックライト装置と呼ばれる面状光源を備え、そこからの照明光を液晶パネルによって空間変調して画像を形成する。
【０００４】
バックライト装置としては、平板状の導光板の側面に蛍光管、ＬＥＤなどの光源を配置して導光板の一方の主面から光を取り出して面状光源とするエッジ入力タイプと、拡散板の直下に蛍光管、ＬＥＤなどの光源を配置して面状光源とする直下型とが有る。
【０００５】
上記導光板あるいは拡散板には両面が平坦な単純平板状のものが用いられ、プリズムシートや拡散シートなどの光学シートとともに用いて視野角、正面輝度などの所定の光学性能を実現するのが一般的であった。
【０００６】
更に、近年では導光板の一方の面にプリズムアレイや突起構造などの微細構造体を設けることにより指向性を付与したり、均一性の向上を図ったりする構成が提案されている（特許文献１参照）。また、拡散板の一方の面にプリズムアレイや突起構造などの微細構造体を設けることにより光源ムラの低減を図る構成が提案されている（特許文献２参照）。この様に一方の面に微細構造体を設けることにより、単純平板では実現できない機能、性能が期待される。これら微細構造体を有する導光板あるいは拡散板を得る方法としては、射出成形を用いるのが一般的である。
【特許文献１】特開２００７−０２２８０３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記射出成形法によれば、微細構造を精密に一体的に形成することが可能であり、比較的小さなサイズの導光板あるいは拡散板については、効率よく作成することが出来る。
【０００８】
しかしながら、面積に比例した型締め力の成形機を必要とする。そのため、大きなサイズについては生産が非効率あるいは困難になるという問題が有る。よって、近年進展する４０型を超えるような大画面液晶表示装置に適用できないという課題が有った。
【０００９】
本発明は、上記の問題を考慮し、大きなサイズでも生産性良く生産可能な、表面に微細構造体を有する導光板あるいは拡散板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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の導光板および拡散板は、透明材料からなるフィルム状基材の一方の面に出射光を制御する光制御構造体を形成した光機能フィルムと、透明材料からなる平板状基材とを、前記光機能フィルムの前記光制御構造体の形成されていない面で透明材料により接合してなる構成を採る。
【００１１】
また、前記平板状基材の前記光機能フィルムの接合されていない面に、前記光機能フィルムの基材と同じ材料からなる基材を有するフィルムを更に接合してなる構成を採ってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の導光板または拡散板によれば、大きなサイズを連続プロセスによって効率よく生産可能なフィルム状の光学機能フィルムおよび透明基板を用いるので、大型で生産性に優れ、かつ表面に微細構造体を有する導光板および拡散板を得ることが出来る。
【００１３】
また、透明基材の両面に同じ基材材料からなるフィルムを接合することにより、温度湿度の環境変化に対して反りを生じることが少ない。この導光板または拡散板を液晶のバックライトに用いることにより、表示性能に優れ信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の積層型導光板の実施の形態を示す斜視図である。
【００１６】
プリズムフィルム１１、透明基板１２、反射パターンフィルム１３をそれぞれ作成する（図１（ａ））。プリズムフィルム１１、反射パターンフィルム１３は、ＰＥＴなどの基材フィルム上にＵＶ樹脂を塗布、ロール状の金型に押し当てながら紫外線を照射することによりロールｔｏロールの連続プロセスで生産性良く作成することが出来る。
【００１７】
また、両面が平坦な透明基板１２は、ＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどの透明樹脂材料を、加熱溶融して押し出し、ダイで広げた後、２つの対向する円筒状ロールの間を通して平板を形成する押し出し成形法によって連続的に効率よく作成することが出来る。
【００１８】
この様にして得たプリズムフィルム１１、反射パターンフィルム１３において、それぞれのプリズムあるいは反射パターンが形成されていない面に、透明粘着材を転写した後、それぞれを平板状透明基板にラミネートして積層型導光板１を得る（図１（ｂ））。
【００１９】
この様にすれば、両面にプリズムおよび反射パターンという微細構造体を有する大型の導光板を容易に得ることが出来る。また、基材が同じ材料からなる積層体とすれば、反りを低減することができる。また、ＰＥＴとアクリルまたはポリカーボネートといった吸水率や線膨張係数の異なる異種の材料からなる積層体であっても、透明基板１２を挟んで両面のフィルム基材が同じであれば、環境が変化しても両面がバランスし、反りを生じることが無い。
【００２０】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態１に示した積層型導光板１を用いて構成したエッジライト型バックライト装置２０を照明装置とする、液晶表示装置１００の主要構成を示す断面図である。
【００２１】
エッジライト型バックライト装置２０の構成について説明する。プリズムフィルム１１、透明基板１２、反射パターンフィルム１３からなる積層型導光板１の側面部に蛍光管２１を配置し、蛍光管からの光が効率よく導光板１の側面部に入射するようにリフレクタ２２で囲んでいる。積層型導光板１の反射パターンフィルム１３側の面に隣接して反射シート２３を、プリズムフィルム１１側の面には拡散シート２４、プリズムシート２５をそれぞれ設置している。
【００２２】
液晶表示装置１００は、エッジライト型バックライト装置２０の上に、液晶パネル３０を配置して構成されている。
【００２３】
上記構成で蛍光管２１を点灯すると、発光した光は側面部より導光板１に入射し、対向する主面間を全反射を繰り返しながら入射側の側面と対向する側面方向に伝播する。反射パターンフィルム１３には伝播する光を液晶パネル方向へ反射する微細パターンが設けられており、その微細パターンに到達した光はプリズムフィルム１１を透過して液晶を照明する光となる。この時、微細反射パターンの大きさ、密度などを適切に設定することにより導光板１の全面からほぼ均一な光で液晶パネル３０を照明することが出来る。
【００２４】
プリズムシート１１は、反射パターンからの光のうち一部を反射するとともに、透過する光については液晶パネル面の法線方向に強度が強くなるように配光を制御し、正面輝度を向上する働きをする。
【００２５】
更に、拡散シート２４と、プリズムフィルム１１のプリズムとは配列が直交するプリズムシート２５などの光学シートとを付加して、ムラ補正、指向性制御を行って液晶パネル３０を照明する。液晶パネルは映像制御信号に応じて画素ごとに透過率を調整し画像を形成する。
【００２６】
この様に構成することにより、両面に微細構造体を配置した大型の導光板によって表示品位の高い大画面液晶表示装置を実現することが出来る。また、上記導光板は両面を同じ材料の基材からなるフィルムで積層しているので、点灯に伴う温度、湿度の変化によっても反りによる画像障害を生じにくく、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが出来る。
【００２７】
（実施の形態３）
図３は本発明の積層型拡散板の実施の形態を示す斜視図である。
【００２８】
プリズムフィルム４１、透明基板４２、拡散フィルム４３をそれぞれ作成する（図３（ａ））。プリズムフィルム４１、拡散フィルム４３はＰＥＴなどの基材フィルム上にＵＶ樹脂を塗布、ロール状の金型に押し当てながら紫外線を照射することによりロールｔｏロールの連続プロセスで生産性良く作成することが出来る。
【００２９】
また、両面が平坦な透明基板４２は、ＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどの透明樹脂材料を加熱溶融して押し出し、ダイで広げた後、２つの対向する円筒状ロールの間を通して平板を形成する押し出し成形法によって連続的に効率よく作成することが出来る。
【００３０】
この様にして得たプリズムフィルム４１、拡散フィルム４３において、それぞれのプリズムあるいは拡散パターンが形成されていない面に、透明粘着材を転写した後、それぞれを平板状透明基板にラミネートして積層型拡散板４を得る（図３（ｂ））。
【００３１】
この様にすれば、両面にプリズムおよび拡散パターンという微細構造体を有する大型の導光板を容易に得ることが出来る。また、基材が同じ材料からなる積層体とすれば、反りを低減することができる。また、ＰＥＴとアクリルまたはポリカーボネートといった吸水率や線膨張係数の異なる異種の材料からなる積層体であっても、透明基板４２を挟んで両面のフィルム基材が同じであれば、環境が変化しても両面がバランスして反りを生じることが無い。
【００３２】
（実施の形態４）
図４は実施の形態３に示した積層型拡散板４を用いて構成した直下型バックライト装置５０を照明装置とする、液晶表示装置２００の主要構成を示す断面図である。
【００３３】
直下型バックライト装置５０の構成について説明する。プリズムフィルム４１、透明基板４２、拡散フィルム４３からなる積層型拡散板４の下部であって拡散フィルム側に複数の蛍光管５１を配列している。また、蛍光管からの光が効率よく拡散板４に入射するように反射シート５２で囲んでいる。積層型拡散板４の上部プリズムフィルム４１側の面には拡散シート５４、プリズムシート５５をそれぞれ設置している。
【００３４】
液晶表示装置２００は、直下型バックライト装置５０の上に、液晶パネル６０を配置して構成される。
【００３５】
上記構成で複数の蛍光管５１を点灯すると、発光した光は拡散シート５４の面から拡散板４に入射する。入射した光を拡散シート５４に形成した拡散パターンによって拡散することによりムラが軽減される。
【００３６】
プリズムシート５５は、蛍光管５１からの光のうち液晶パネル法線方向に向かう光を効果的に反射して、直接出射によるランプムラを軽減する。また、透過する光については液晶パネル面の法線方法に強度が強くなるように配光を制御し、正面輝度を向上する働きをする。
【００３７】
更に、拡散シート５４と、プリズムフィルム４１のプリズムとは配列が直交するプリズムシート５５などの光学シートとを付加して、更なるムラ補正、指向性制御を行って液晶パネル６０を照明する。
【００３８】
液晶パネル６０は映像制御信号に応じて画素ごとに透過率を調整し画像を形成する。この様に構成することにより、両面に微細構造体を配置した大型の積層型拡散板４によって表示品位の高い大画面液晶表示装置を実現することが出来る。また、積層型拡散板４は両面を同じ材料の基材からなるフィルムで積層しているので、点灯に伴う温度、湿度の変化によっても反りによる画像障害を生じにくく、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが出来る。
【００３９】
なお、上記の実施の形態において用いたプリズムフィルム１１およびプリズムフィルム４１は、光機能フィルムの一例である。出射光を制御する光制御構造体形状はプリズムアレイに限られず、例えば、レンチキュラレンズアレイや角錐状ストラクチャなどの形状も可能である。
【００４０】
また、上記の実施の形態において用いた反射パターンフィルム１３および拡散フィルム４３は、光学フィルムの一例である。
【００４１】
また、上記の実施の形態においては、光源に蛍光管を用いたが、これに限られない。例えばＬＥＤ光源を複数並べて配置することも可能である。直下型バックライト装置においてＬＥＤ光源を用いれば、照射エリアの局所制御が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、大型も生産性が高く、反りなどの障害の生じにくく、表面に微細構造を有して高機能な導光板あるいは拡散板を提供することが可能になり、大型で表示品位が高く信頼性の高い液晶表示装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の積層型導光板の実施の形態の構成を示す斜視図
【図２】本発明のエッジライト型バックライトおよび液晶表示装置の実施の形態の主要構成を示す断面図
【図３】本発明の積層型拡散板の実施の形態の構成を示す斜視図
【図４】本発明の直下型バックライトおよび液晶表示装置の実施の形態の主要構成を示す断面図
【符号の説明】
【００４４】
１  積層型導光板
４  積層型拡散板
１１、４１  プリズムフィルム
１２、４２  透明基板
１３  反射パターンフィルム
４３  拡散フィルム
２０  エッジライト型バックライト装置
５０  直下型バックライト装置
２１、５１  蛍光管
２２  リフレクタ
２３、５２  反射シート
２４、５４  拡散シート
２５、５５  プリズムシート
３０、６０  液晶パネル
１００、２００  液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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