(57)【要約】【課題】バックライト装置を連続点灯しても光拡散シートの熱膨張に起因する光量ムラが生じることがなく、均一な面発光が可能となる光拡散シート、及び該光拡散シートを備えるバックライト装置、液晶表示装置を提供する。【解決手段】複数の光源を面内配置するとともに光源を覆うように光拡散シート３４が配置されたバックライト装置であって、光拡散シート３４は、光源３２に対面する複数の光源対面領域が平坦面部３６とされ、光源対面領域同士の間の少なくとも一部の領域に光源３２から離間する方向に突出する凸状部３８が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を面内配置するとともに前記光源を覆うように光拡散シートが配置されたバックライト装置であって、
前記光拡散シートは、前記光源に対面する複数の光源対面領域が平坦面部とされ、前記光源対面領域同士の間の少なくとも一部の領域に前記光源から離間する方向に突出する凸状部が形成されたバックライト装置。
【請求項２】
請求項１記載のバックライト装置であって、
前記光源は、複数本の直管型光源がそれぞれ面内に平行配置されてなるバックライト装置。
【請求項３】
請求項１記載のバックライト装置であって、
前記光源は、複数のＬＥＤ光源がそれぞれ面内に分散配置されてなるバックライト装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置の光出射方向に配置された液晶表示パネルと、
を備えた液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のバックライト装置に用いられる光拡散シートであって、
前記凸状部が周期的に配置された光拡散シート。
【請求項６】
請求項５記載の光拡散シートであって、
前記凸状部がそれぞれ一方向に沿って連続して形成された波状の突起からなり、該波状の突起が複数本並設された光拡散シート。
【請求項７】
請求項５記載の光拡散シートであって、
前記凸状部が碗状の突起からなり、該碗状の突起がシート平面内に複数分散配置された光拡散シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、液晶表示装置及び光拡散シートに関し、より詳細には、均一な輝度での面発光が可能なバックライト装置、液晶表示装置及び光拡散シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のディスプレイモニタやテレビ受像機等に用いられる液晶表示装置の液晶パネルの大型化に伴い、画面の明るさ（輝度）を十分にかつ、均一にするために複数の冷陰極線管を液晶パネルの背面側に配置する高輝度なバックライトユニットが採用されるようになっている。このようなバックライトユニットは、一般に直下型バックライトと称している。
【０００３】
ところで、液晶ディスプレイを駆動する際は、バックライトの光源近傍は１００℃に近い高温に晒されるため、光源に最も近い光拡散シートは、熱的寸法安定性が要求されている。例えば、特許文献１には透明樹脂とガラス繊維を組み合わせることで、光拡散シートの熱膨張率を低くして、高温条件下でも撓みの発生を抑える技術が開示されている。また、特許文献２には、光拡散シートにスリット状の切れ込みを形成して、温度変化による変形を抑える技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３９５０３号公報
【特許文献２】特開平６−２７３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の光拡散シートおよび液晶ディスプレイ用バックライトでは、光拡散シートの輝度均一性が確保できる程度にガラス繊維を透明樹脂に含有させるためには、含有させるための製造コストが増大する問題があった。また、上記特許文献２の照明装置では、スリット状の切れ込みによって光拡散シートの熱膨張を逃がす構造とされているが、輝度均一性を維持する上で、切れ込みだけでは必ずしも十分ではなく、改善の余地があった。
【０００５】
このような光拡散シートの熱膨張は、図８に示すように、光拡散シート１０の光源１２に近い部分が局所的に加熱され、該部分に熱膨張が集中して発生する。光拡散シート１０が平坦性を保っていれば、図８（ａ）に示すように、直進光成分Ｌａと斜方光成分Ｌｂとの差は大きくないが、図８（ｂ）に示すように、光拡散シート１０が熱変形により凹凸形状となると、ＬａとＬｂとの差が大きくなる。すると、液晶表示装置１４の画像上には、図９に示すように、黒表示時に光漏れを生じた場合に、その漏れ光が帯状に現れるパターン１６を生じさせた。この帯状のパターンは、光漏れが僅かであっても視覚的に目立つようになり、画像品質を低下させる要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、バックライト装置を連続点灯しても光拡散シートの熱膨張に起因する光量ムラが生じることがなく、均一な面発光が可能となる光拡散シート、及び該光拡散シートを備えるバックライト装置、液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明に係る目的は、下記構成により達成される。
（１）複数の光源を面内配置するとともに前記光源を覆うように光拡散シートが配置されたバックライト装置であって、
前記光拡散シートは、前記光源に対面する複数の光源対面領域が平坦面部とされ、前記光源対面領域同士の間の少なくとも一部の領域に前記光源から離間する方向に突出する凸状部が形成されたバックライト装置。
【０００８】
上記構成のバックライト装置によれば、光源に対面する複数の光源対面領域が平坦面部とされ、光源対面領域同士の間の少なくとも一部の領域に光源から離間する方向に突出する凸状部が形成されているので、光源を連続点灯して光拡散シートが加熱された状態となった場合に光拡散シートの平坦性が保たれ、局所的に発光強度が低下してスジムラ等が発生することを防止できる。これによって、均一な面発光が可能となるバックライト装置とすることができる。
【０００９】
（２）  （１）記載のバックライト装置であって、
前記光源は、複数本の直管型光源がそれぞれ面内に平行配置されてなるバックライト装置。
【００１０】
上記構成のバックライト装置によれば、光源が、平行配置された複数本の直管型光源であるので、バックライト装置の構造を簡素化することができ、製造コストの低減が図られる。
【００１１】
（３）  （１）記載のバックライト装置であって、
前記光源は、複数のＬＥＤ光源がそれぞれ面内に分散配置されてなるバックライト装置。
【００１２】
上記構成のバックライト装置によれば、光源が、面内に分散配置したＬＥＤ光源であるので、消費電力の少ない高効率のバックライト装置が得られる。
【００１３】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１項記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置の光出射方向に配置された液晶表示パネルと、
を備えた液晶表示装置。
【００１４】
上記構成の液晶表示装置によれば、上記した均一な面発光が可能となるバックライト装置の光出射方向に液晶表示パネルが配置されるので、連続点灯時に光拡散シートの局所的な歪みによる光量ムラの発生がなく、高品位な画像を表示できる
【００１５】
（５）  （１）〜（３）のいずれか１項記載のバックライト装置に用いられる光拡散シートであって、
前記凸状部が周期的に配置された光拡散シート。
【００１６】
上記構成の光拡散シートによれば、凸状部が周期的に配置されているので、該凸状部を複数の光源の光源間に位置させて配置することにより、光拡散シートが加熱されたとき、光拡散シートの平坦性が保たれて光量ムラの発生を防止できる。
【００１７】
（６）  （５）記載の光拡散シートであって、
前記凸状部がそれぞれ一方向に沿って連続して形成された波状の突起からなり、該波状の突起が複数本並設された光拡散シート。
【００１８】
上記構成の光拡散シートによれば、凸状部が、それぞれ一方向に沿って連続して形成された複数本の波状の突起であるので、平行配置された複数本の直管型光源を光源とするバックライト装置に適用するに好適な光拡散シートとなる。
【００１９】
（７）  （５）記載の光拡散シートであって、
前記凸状部が碗状の突起からなり、該碗状の突起がシート平面内に複数分散配置された光拡散シート。
【００２０】
上記構成の光拡散シートによれば、凸状部が、シート平面内に分散配置された複数の碗状突起であるので、面内に分散配置したＬＥＤ光源を光源として用いたバックライト装置に好適に適用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、バックライト装置を連続点灯しても光拡散シートの熱膨張に起因する光量ムラが生じることがなく、均一な面発光が可能となる光拡散シート、及び該光拡散シートを備えるバックライト装置、液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る光拡散シート、及び該光拡散シートを備えるバックライト装置、液晶表示装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である液晶表示装置の断面図、図２は図１におけるバックライト装置の概略的な分解斜視図、図３は図２における光拡散シートと光源との位置関係を示す断面図である。
図１に示すように、第１実施形態の液晶表示装置２００は、バックライト装置１００と、バックライト装置１００の光出射側に配置され、枠部材２０，２２によって互いに重なって保持されたプリズムシート２４，光拡散シート２６，及び液晶表示パネル２８を備える。バックライト装置１００は、液晶表示パネル２８の裏面側から均一輝度の光を照射して液晶表示パネル２８の表示面の視認性を助長する。
【００２３】
図２及び図３に示すように、バックライト装置１００は、有底箱状のハウジング３０内に、直管型光源である複数の冷陰極線管３２がピッチＰＬで互いに平行に配設されている。バックライト装置１００の液晶表示パネル２８へ向かう光出射側には、冷陰極線管３２を覆うように光拡散シート３４が配置されている。ハウジング３０の底面３０ａには、冷陰極線管３２から液晶表示パネル２８とは反対方向に向かう光を、液晶表示パネル２８方向に反射する反射面を形成してもよい。
【００２４】
光拡散シート３４は、例えば、厚さ１２０μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で製作された白色のシートであり、冷陰極線管３２から出射された光を、面輝度均一の光として液晶表示パネル２８に向けて出射する。
【００２５】
この光拡散シート３４は、図３に示すように、冷陰極線管３２に対面する複数の光源対面領域が平坦面部３６とされ、光源対面領域である平坦面部３６同士の間の領域に冷陰極線管３２から離間する方向に突出する凸状部３８が形成されている。即ち、光源対面領域同士の間の凸状部３８が、隣接する冷陰極線管３２同士の間に位置するように配置される。凸状部３８は、ピッチＰｓでそれぞれ一方向、即ち、冷陰極線管３２の長手方向に沿って直線状に連続して形成された複数本の波状の突起である。凸状部３８のピッチＰｓ及び平坦面部３６からの突出高さＨは、冷陰極線管３２の配置寸法によって異なるが、概ね、ピッチＰｓは、１００ｍｍ〜２００ｍｍ、好ましくは１２５ｍｍ〜１７５ｍｍとされ、突出高さＨは、１ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍとされる。
【００２６】
上記構成のバックライト装置１００の作用を図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は光拡散シートが加熱される前の状態を示す断面図、図４（ｂ）は光拡散シートが加熱されたときの状態を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、冷陰極線管３２が発する熱によって光拡散シート３４が加熱される前は、平坦面部３６が冷陰極線管３２に対向し、凸状部３８が冷陰極線管３２同士の間に位置している。ここで、冷陰極線管３２に通電され、光拡散シート３４を介した光が液晶表示パネル２８（図１参照）側に照射されると、冷陰極線管３２からの熱によって、冷陰極線管３２に近い平坦面部３６が局所的に加熱されて軟化すると共に、熱膨張する。一方、冷陰極線管３２から離れた凸状部３８の領域は、それほど加熱されることがなく、ほぼ元の形状を維持する。
【００２７】
これによって、加熱後の光拡散シート３４は、図４（ｂ）に示すように、平坦面部３６も凸状となるためにシート全体としては略平坦となり、直進光成分Ｌ１と斜方光成分Ｌ２との差は殆どなくなって、均一輝度の面発光が行えるようになる。これにより、液晶表示装置１４の黒表示時に光漏れがあった場合でも、生じた光漏れに帯状のパターン１６（図９参照）が発生することがなくなり、良好な画像の表示が可能となる。また、黒表示に限らず、所定の輝度で表示された画像に対しても、輝度ムラの発生が確実に防止されて、常に安定して高品位な画像の表示が行える。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、ＬＥＤ光源を用いた本発明の第２実施形態を説明する。
図５は本発明の第２実施形態であるバックライト装置の分解斜視図である。図５に示すように、本実施形態のバックライト装置３００は、第１実施形態のバックライト装置１００と同様に、有底箱状のハウジング５０内に複数の光源が収容される。この光源として、複数のＬＥＤ光源５２を行方向及び列方向に分散配置したものが用いられる。バックライト装置３００の液晶表示パネルへ向かう光出射側には、ＬＥＤ光源５２を覆うように光拡散シート５４が配置されている。
【００２９】
この光拡散シート５４は、前述の光拡散シート３４と同様にＬＥＤ光源５２に対面する複数の光源対面領域が平坦面部５６とされ、光源対面領域同士の間には、ＬＥＤ光源５２から離間する方向に碗状に突出する凸状部５８が形成されている。即ち、碗状の凸状部５８が、隣接するＬＥＤ光源５２同士の間に位置するように配置される。凸状部５８は、光拡散シート５４の面内に複数分散配置されている。碗状の凸状部５８のピッチＰｓ、直径Ｄ及び高さHは、ＬＥＤ光源５２の配置寸法によって異なるが、概ね、ピッチＰｓは、１０ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜３０ｍｍとされ、直径Ｄは、１ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍとされ、突出高さＨは、１ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍとされる。
【００３０】
このようなバックライト装置３００の光出射側には、前述の図１に示すように、プリズムシート２４、光拡散シート２６、及び液晶表示パネル２８が配置されて液晶表示装置２００が構成される。
【００３１】
ここで、光拡散シート５４のＬＥＤ光源からの熱によって加熱される前と加熱後の状態について説明する。本実施形態の光拡散シート５４は、前述の図４に示す場合と同様に、ＬＥＤ光源５２からの熱によって加熱される前は、平坦面部５６がＬＥＤ光源５２に対向し、碗状の凸状部５８がＬＥＤ光源５２同士の間に位置している。ＬＥＤ光源５２に通電されて発光すると、ＬＥＤ光源５２からの熱によって、平坦面部５６が局所的に加熱されて軟化すると共に、熱膨張する。一方、凸状部５８は、ＬＥＤ光源５２から離れているのでそれほど加熱されず、ほぼ元の形状を維持する。
【００３２】
これによって、加熱後の光拡散シート５４は、平坦面部５６も凸状となるためにシート全体としては略平坦となり、直進光成分Ｌ１と斜方光成分Ｌ２との差は殆どなくなって、均一輝度の面発光が行えるようになる。これにより、液晶表示装置１４の黒表示時に光漏れがあった場合に生じる網点状のパターンがなくなり、良好な画像の表示が可能となる。
【００３３】
以上説明した光拡散シート３４，５４は、例えば、熱プレス加工、エンボス加工のような製造工程により作製することができる。
熱プレス方式による場合は、図６に工程図を示すように、前述の光拡散シート３４，５４の大きさに打ち抜かれた素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）を、加熱して軟化させながら固定型６０と可動型６４の間でプレスすることにより凸状部３８（５８）が成形される。固定型６０の上面には、光拡散シート３４（５４）の凸状部３８（５８）の裏側に対応する凹面と同じ断面形状の凸面６２が形成され、また、可動型６４の下面には、凸状部３８（５８）の凸面と同じ断面形状の凹面６６が形成されている。
【００３４】
従って、素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）を加熱しながら固定型６０と可動型６４との間でプレスすることによって、凹凸面が形成された光拡散シート３４（５４）が成形される。熱プレスは、素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）の打ち抜きと同時に行うこともでき、この場合効率的に光拡散シート３４（５４）を作製することができる。なお、素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）としては、例えば、恵和株式会社製の光拡散フィルム  オパルス  ＰＢＳ−０７０等を用いることができる。
【００３５】
また、エンボス加工方式による場合は、図７に工程図を示すように、ロール状に巻かれた長尺の素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）を、矢印Ａ方向に繰り出しながら加熱器７０で加熱して軟化させた後、光拡散シート３４（５４）の凸状部３８（５８）と同一形状の凹凸面が外周面に形成されたエンボスローラ７２とバックアップローラ７４との間で挟持して塑性変形させ、凸状部３８（５８）を形成する。そして、凸状部３８（５８）の形成された素材シート３４Ｃ（５４Ｃ）を後段の冷却ローラ７６で冷却し、所定の長さで切断することにより光拡散シート３４（５４）が作製される。エンボス加工方式によれば、光拡散シート３４（５４）の連続成形が可能となるので生産効率が高められる。
【００３６】
なお、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。各実施形態の光拡散シートは液晶表示装置のバックライト装置用として説明したが、これに限定されるものではなく、照明装置、光線コントロールシート等においても同様にして適用することができる。
【実施例１】
【００３７】
本発明の効果を確認するため、本発明の拡散シートに係る実施例および比較例について説明する。
［実施例１］
ベンキュー社製の液晶表示装置（ＤＶ３２５３）を分解し、バックライトユニットから光拡散シートを取り出し、バックライトの光源配列に合わせて、図２に示すようなピッチＰｓ＝１５０ｍｍ、高さＨ＝３ｍｍの凸状部をエンボス加工により形成した。この光拡散シートを上記液晶表示装置に再び組み込み、連続点灯を行って液晶表示装置の光漏れの有無を確認した。その結果、８時間の連続点灯経過後も、液晶表示装置に光漏れ、および光漏れの輝度ムラは発生しなかった。
【００３８】
［実施例２］  
実施例１と同様に、サムソン社製の液晶表示装置（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒＸＬ２０）を分解し、バックライトユニットから光拡散シートを取り出し、バックライトの光源配列に合わせて、ピッチＰｓ＝２３ｍｍ、直径Ｄ＝２ｍｍ、高さＨ＝２ｍｍの凸状部をエンボス加工により形成した。この光拡散シートを上記液晶表示装置に再び組み込み、連続点灯を行って液晶表示装置の光漏れの有無を確認した。その結果、８時間の連続点灯経過後も、液晶表示装置に光漏れムラは発生しなかった。
【００３９】
［比較例１］
ベンキュー社製の液晶表示装置（ＤＶ３２５３）を分解して光拡散シートに凹凸がなく、全面平坦であることを確認した後、この光拡散シートを上記液晶表示装置に再び組み込み、連続点灯を行って液晶表示装置の光漏れの有無を確認した。その結果、連続点灯によって液晶表示装置に帯状の光漏れムラが発生した。
［比較例２］
サムソン社製の液晶表示装置（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒＸＬ２０）を分解して光拡散シートに凹凸がなく、全面平坦であることを確認した後、この光拡散シートを上記液晶表示装置に再び組み込み、連続点灯を行って液晶表示装置の光漏れの有無を確認した。その結果、連続点灯によって液晶表示装置に網点状の光漏れムラが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る光拡散シート、及び該光拡散シートを備えるバックライト装置、液晶表示装置は、バックライト装置を連続点灯しても光拡散シートの熱膨張に起因する光量ムラを生じさせず、均一な面発光を可能にできる。これにより、液晶表示装置などの面照明装置に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態である液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１におけるバックライト装置の概略的な分解斜視図である。
【図３】図２における光拡散シートと光源との位置関係を示す断面図である。
【図４】光拡散シートが加熱される前の状態を示す断面図（ａ）、光拡散シートが加熱されたときの状態を示す断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の第２実施形態であるバックライト装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の光拡散シートの製作手順の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の光拡散シートの製作手順の他の一例を示す工程図である。
【図８】従来の平坦な光拡散シートが熱膨張して輝度ムラが生じる状態を示す断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置にスジ状の光漏れが生じた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
２８  液晶表示パネル
３２  冷陰極線管（直管型光源）
３４  光拡散シート
３６  平坦面部
３８  凸状部
５２  ＬＥＤ光源（光源）
５４  光拡散シート
５６  平坦面部
５８  凸状部（碗状の突起）
１００  バックライト装置
２００  液晶表示装置
３００  バックライト装置
【図１】
2009086023.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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