WO2013005554A1 - 光学シート、バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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- the present invention relates to an optical sheet used in an edge light type backlight device, a backlight device including the optical sheet, and a liquid crystal display device.
- the backlight device of the present invention includes the above-described optical sheet, the light source, a light guide plate that guides light from the light source, and a backlight chassis that houses each member.
- the cutout length (depth) of the cutout 21a is about 5 mm and the widest portion of the cutout 21a is widened. was about 1 mm.
- the temperature near the notch 21a of the optical sheet 21 is about 25 ° C. higher than the temperature near the center, and the difference in thermal expansion between the vicinity of the notch 21a and the center of the optical sheet 21 is About 1 mm.
- the present invention is not limited to the above-described three embodiments, and the cutout of the optical sheet may be provided at any position at any interval as long as it is at least a side facing the light source.
- the cutout of the optical sheet may be provided at any position at any interval as long as it is at least a side facing the light source.
- notches may be provided closer to the side of the optical sheet facing the light source, closer to the center of the side.
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Abstract
エッジライト方式のバックライト装置を用いた場合に生じる皺や撓みを抑制した光学シートを得るため、光学シートの光源ユニットに対向する辺に切り欠きが設けられている。切り欠きは、光源ユニットに向かって広がるＶ字形状であり、この辺に沿って並ぶそれぞれのＬＥＤ間のスペースに対向して配設されている。
Description
本発明は、エッジライト方式のバックライト装置に使用する光学シート、その光学シートを備えたバックライト装置及び液晶表示装置に関する。
現在、液晶テレビなどの大型の液晶表示装置に用いられているバックライト装置は、薄型化のためにエッジライト方式が採用されることが多い。このエッジライト方式のバックライト装置は、導光板と、導光板の縁の一部に配設されたＬＥＤ等の光源と、導光板上に重ねられた拡散シートやレンズシート等の光学シートなどを備えている。そして、光源からの光は導光板に導かれ、続いて光学シートに導かれて均一な面光源に変換される。
また、エッジライト方式では光源で発生する熱が光源の近辺であるバックライト装置の縁に集中する。そのため、光学シート上の温度分布が不均一になり、光学シートが不均一に熱膨張するので光学シートに皺や撓みが生じ、表示品位の悪化原因となる。そして、この問題への対策技術として特許文献１の技術が提案されている。
特許文献１には、位置決め突出部がシート材の少なくとも一辺に形成されて、該突出部がバックライト装置内の支持枠の位置決め溝に嵌合される光学シートにおいて、シート材は、突出部に近接しシート材の側辺から所定距離離れた箇所にスリットが形成されていることが開示されている。
特許文献１によれば、スリットが熱膨張などによる反発応力を吸収し、シートの皺や撓みを生じ難くしたとある。しかしながら、光学シートが全体的に均一に収縮するのであれば問題ないが、エッジライト方式のバックライト装置では光学シート上の温度分布が不均一なため、特許文献１の技術ではこの不均一な熱膨張を効率良く吸収することはできず、偏って発生する皺や撓みを的確に防ぐことは難しい。
本発明は、エッジライト方式のバックライト装置を用いた場合に生じる皺や撓みを抑制した光学シートを提供することを目的とする。また、その光学シートを備えたバックライト装置を提供することも目的とする。また、そのバックライト装置を備えた液晶表示装置を提供することも目的とする。
上記目的を達成するために本発明の光学シートは、エッジライト方式のバックライト装置の光源に対向する辺に第１の切り欠きを設けた構成とする。
上記の光学シートにおいて、前記第１の切り欠きは、前記光源に向かって広がるＶ字形状であることが望ましい。
また上記の光学シートにおいて、前記第１の切り欠きは、前記辺に沿って並ぶそれぞれの点状光源間に対向して設けてもよい。
また上記の光学シートにおいて、前記第１の切り欠きは、前記辺に沿って並ぶそれぞれの点状光源に対向して設けてもよい。
また上記の光学シートにおいて、前記第１の切り欠きが設けられた辺に隣接するそれぞれの辺に第２の切り欠きを設けてもよい。
また本発明のバックライト装置は、上記の光学シートと、前記光源と、前記光源からの光を導出する導光板と、各部材を収容するバックライトシャーシとを備えた構成とする。
また本発明の液晶表示装置は、上記のバックライト装置と、該バックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた構成とする。
本発明によると、光学シートの所定位置に切り欠きを設けることにより、エッジライト方式のバックライト装置を用いた場合に光学シートに不均一に生じる皺や撓みを抑制することができ、表示品位の悪化を防ぐことができる。
図１は、本発明の一実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。図１において液晶表示装置１０は、表示面が上向きになるように水平に置かれた状態で描かれている。
この液晶表示装置１０は、テレビやコンピュータのディスプレイとして利用できる。液晶表示装置１０は、バックライトシャーシ１１と、光源ユニット１２と、導光板１３と、光学シート１４と、パネルフレーム１５と、液晶パネル１６と、ベゼル１７とを備えている。そして、バックライトシャーシ１１と、光源ユニット１２と、導光板１３と、光学シート１４とを組み立てたものをバックライト装置１８と称する。
バックライトシャーシ１１は、光源ユニット１２、導光板１３、光学シート１４などのバックライト装置１８の各部材を搭載するための土台となる部材であり箱形である。バックライトシャーシ１１の材料には、剛性及び放熱性を確保するため、ＳＥＣＣ（鋼板）やＡｌなどを用いることが望ましい。
光源ユニット１２は、点状光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、ＬＥＤを搭載するＬＥＤ基板とを含んでいる。そして、ＬＥＤ基板上で複数のＬＥＤが導光板１３の一辺に沿って所定間隔で配設されている。光源ユニット１２の配置は、エッジライト方式を採用している。大型の液晶表示装置においては、ＬＥＤ基板として放熱性や強度を考慮してＡｌなどの金属基板を用いることが多い。
また、光源ユニット１２をバックライトシャーシ１１に固定する固定手段としては、ネジや粘着剤を用いることができる。また、図１では１つの光源ユニット１２が導光板１３の一側面（一辺）に沿って設けられているが、導光板１３の他の側面にも光源ユニット１２を設ける構成としてもよい。なお、光源としては、ＬＥＤの他に線状光源である蛍光管などを用いてもよい。
導光板１３は、その端面から入射したＬＥＤの光を面光源へ変換して上面から導出する部材であり、その材料としては薄型化、軽量化の観点からアクリルやＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂を用いることが望ましい。
光学シート１４は、拡散シート、レンズシート、輝度向上シート等の総称であり、これらのシートの何れか１枚又は複数枚を組み合わせたものである。光学シート１４は導光板１３上に重ねられ、液晶パネル１６に均一な光を照射するためのものであるので、シートに皺や撓みがあると表示品位の悪化原因となる。
パネルフレーム１５は、液晶パネル１６と光学シート１４とが接触しないように液晶パネル１６を保持する額縁状の部材であり、その材料としてはＰＣなどの樹脂を用いることが望ましい。また、パネルフレーム１５には光学シート１４の反りや撓みを抑制する役割もある。
液晶パネル１６は、２枚の透明基板の間に液晶素子が注入された部材であり、液晶素子が駆動され、バックライト装置１８により照明されることで映像を表示する。
ベゼル１７は、額縁状で液晶パネル１６を押さえて固定する部材であり、箱形のバックライトシャーシ１１に蓋をするように被せられる。その材料としてはＳＥＣＣやＡｌなどの他、軽量化のためにＰＣ、ＡＢＳ樹脂、ＣＦＲＰ（（carbon fiber reinforced plastics）炭素繊維強化プラスチック）などを用いてもよい。さらなる軽量化のためには、これらの材料を用い、外装となる筐体（不図示）とベゼル１７とを一体成形してもよい。
以下、このような液晶表示装置１０における本発明の特徴的な構成である光学シート１４の実施形態について詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
図２は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源ユニットの平面図である。図２において、２１は光学シート１４の一実施形態である第１実施形態の光学シート、１２ａはＬＥＤ、１２ｂはＬＥＤ基板である。
図２は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源ユニットの平面図である。図２において、２１は光学シート１４の一実施形態である第１実施形態の光学シート、１２ａはＬＥＤ、１２ｂはＬＥＤ基板である。
光学シート２１の光源ユニット１２に対向する辺には切り欠き（第１の切り欠き）２１ａが設けられている。切り欠き２１ａは、光源ユニット１２に向かって広がるＶ字形状であり、この辺に沿って並ぶそれぞれのＬＥＤ１２ａ間のスペースに対向して配設されている。
一般的に、エッジライト方式のバックライト装置では、光学シート上の温度分布が不均一なため、不均一な熱膨張によって皺や撓みが偏って発生しやすい。具体的には、熱源となる光源が配置されている光学シートの側辺が高温になる。そして、点状光源であるＬＥＤを使用する場合、ＬＥＤは所定間隔で設けられるため、光学シートの光源側の辺のうち、ＬＥＤ間のスペースに対向する箇所よりもＬＥＤに対向する箇所が高温になる。したがって、光学シートの光源側の辺付近において、熱膨張量に差が生じ、そこに皺や撓みが発生する。
これに対して、本実施形態の光学シート２１には、高温になる光源ユニット１２に対向する辺のうち、温度差が生じるＬＥＤ１２ａ間のスペースに対向する箇所に切り欠き２１ａが設けられているので、ＬＥＤ１２ａに対向する箇所との熱膨張量の差は切り欠き２１ａの形状変化によって吸収され、皺や撓みの発生を抑制している。
図３は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置における光学シートが熱膨張した状態の光学シート及び光源ユニットの平面図である。図３で破線は熱膨張していない状態の光学シート２１の形状を示す。
光学シート２１のＬＥＤ１２ａ側の辺付近における熱膨張により、切り欠き２１ａのＶ字形状の開き具合が狭くなることで、熱膨張によるシートの延びが吸収されている。ここで、切り欠き２１ａのＶ字形状はＬＥＤから遠ざかるにつれて狭くなるように形成されており、これは熱膨張量が小さくなる方向にＶ字が狭くなっているので熱膨張量の差を吸収するのに好ましい。
例えば、切り欠き２１ａが形成されている辺の長さが６７０ｍｍの光学シート２１に対しては、切り欠き２１ａの切れ込みの長さ（深さ）を約５ｍｍ、切り欠き２１ａの幅の最も広い部分を約１ｍｍとした。この液晶表示装置１０を使用すると、光学シート２１の切り欠き２１ａ付近の温度は中央付近の温度に比べて約２５℃高くなり、光学シート２１の切り欠き２１ａ付近と中央付近の熱膨張の差は約１ｍｍとなる。
なお、上記では点状光源であるＬＥＤを用いた場合について説明したが、蛍光管などの線状光源を用いた場合にも上記の光学シート２１を用いることで、光学シートの光源側の辺付近の熱膨張によって生じる皺や撓みを吸収することができる。
なお、切り欠きの形状には特に限定はなく、光学シート上の熱膨張量の差を吸収できる大きさであれば上記の切り欠き２１ａ以外の形状であってもよい。図４及び図５は、他の形状の切り欠きを示す平面図である。図４に示す光学シート２２の切り欠き２２ａは、光源ユニット１２に向かって開口するＵ字形状であり、図５に示す光学シート２３の切り欠き２３ａは、端部から垂直に入れられた直線の切り込み形状である。
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源の平面図である。図６において、２４は光学シート１４の一実施形態である第２実施形態の光学シートである。第２実施形態で第１実施形態と異なる構成は切り欠きの位置である。
図６は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源の平面図である。図６において、２４は光学シート１４の一実施形態である第２実施形態の光学シートである。第２実施形態で第１実施形態と異なる構成は切り欠きの位置である。
光学シート２４の光源ユニット１２に対向する辺には切り欠き（第１の切り欠き）２４ａが設けられている。切り欠き２４ａは、光源ユニット１２に向かって広がるＶ字形状であり、この辺に沿って並ぶそれぞれのＬＥＤ１２ａに対向して配設されている。
上述したように、エッジライト方式のバックライト装置において点状光源であるＬＥＤを使用する場合、ＬＥＤは所定間隔で設けられるため、光学シートの光源側の辺のうち、ＬＥＤ間のスペースに対向する箇所よりもＬＥＤに対向する箇所が高温になる。したがって、光学シートの光源側の辺付近において、熱膨張量に差が生じ、そこに皺や撓みが発生する。
これに対して、本実施形態の光学シート２４には、高温になる光源ユニット１２に対向する辺のうち、最も高温になり皺や撓みが生じやすいＬＥＤ１２ａに対向する箇所に切り欠き２４ａが設けられているので、皺や撓みが生じ難くなっている。また、高温になる光源ユニット１２に対向する辺のうち、ＬＥＤ１２ａ間のスペースに対向する箇所、つまり切り欠き２４ａ間の部分の熱膨張は切り欠き２４ａの形状変化によって吸収されるので、これによっても皺や撓みの発生が抑制される。
光学シートが熱膨張した状態は図３と同様である。光学シート２４のＬＥＤ１２ａ側の辺付近における熱膨張により、切り欠き２４ａのＶ字形状の開き具合が狭くなることで、熱膨張によるシートの延びが吸収される。ここで、切り欠き２１ａのＶ字形状はＬＥＤから遠ざかるにつれて狭くなるように形成されており、これは熱膨張量が小さくなる方向にＶ字が狭くなっているので熱膨張量の差を吸収するのに好ましい。
なお、上記では点状光源であるＬＥＤを用いた場合について説明したが、蛍光管などの線状光源を用いた場合にも上記の光学シート２４を用いることで、光学シートの光源側の辺付近の熱膨張によって生じる皺や撓みを吸収することができる。
なお、切り欠きの形状には特に限定はなく、光学シート上の熱膨張量の差を吸収できる大きさであれば上記の切り欠き２４ａ以外の形状であってもよい。例えば、上述した図４や図５に示したＵ字形状や直線の切り込み形状などである。
＜第３実施形態＞
図７は、本発明の第３実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源の平面図である。図７において、２５は光学シート１４の一実施形態である第３実施形態の光学シートである。第３実施形態で第１実施形態と異なる構成は第２の切り欠きが設けられている点である。
図７は、本発明の第３実施形態の液晶表示装置における光学シート及び光源の平面図である。図７において、２５は光学シート１４の一実施形態である第３実施形態の光学シートである。第３実施形態で第１実施形態と異なる構成は第２の切り欠きが設けられている点である。
光学シート２５の光源ユニット１２に対向する辺には切り欠き（第１の切り欠き）２５ａが設けられている。切り欠き２５ａは、光源ユニット１２に向かって広がるＶ字形状であり、この辺に沿って並ぶそれぞれのＬＥＤ１２ａ間のスペースに対向して配設されている。
また、光学シート２５の第１の切り欠き２５ａが設けられた辺に隣接するそれぞれの辺には切り欠き（第２の切り欠き）２５ｂが設けられている。切り欠き２５ｂは少なくとも光源ユニット１２に近い部分に１つ以上設ければよい。例えば、光源ユニット１２に近い部分にのみ複数設けてもよいし、光学シート２５の第１の切り欠き２５ａが設けられた辺に隣接する辺の端から端まで設けてもよい。また、複数の切り欠き２５ｂを設ける場合、所定間隔で設けてもよいし、光源ユニット１２に近いほど密になるように設けてもよい。
一般的に、エッジライト方式のバックライト装置では、光学シート上の温度分布が不均一なため、不均一な熱膨張によって皺や撓みが偏って発生しやすい。具体的には、熱源となる光源が配置されている光学シートの側辺が最も高温になり、その側辺から遠ざかるにつれて徐々に温度が低下する。したがって、その温度差により熱膨張量に差が生じ、熱膨張量の大きい光学シートの光源側の辺付近に皺や撓みが生じやすい。
これに対して、本実施形態の光学シート２５には、第１の切り欠き２５ａが設けられているとともに、比較的高温になる第１の切り欠き２５ａが設けられた辺に隣接するそれぞれの辺にも第２の切り欠き２５ｂが設けられている。この第２の切り欠き２５ｂによって、第２の切り欠き２５ｂが設けられた辺に生じる熱膨張量の差が切り欠き２５ｂの形状変化によって吸収され、皺や撓みの発生が抑制される。
第２の切り欠き２５ｂの熱膨張による変形は図３の第１の切り欠き２１ａの変形と同様である。光学シート２４の熱膨張により、切り欠き２５ｂのＶ字形状の開き具合が狭くなることで、熱膨張によるシートの延びが吸収される。
なお、上記では点状光源であるＬＥＤを用いた場合について説明したが、蛍光管などの線状光源を用いた場合にも上記の光学シート２５を用いることで、光学シートの光源側の辺付近の熱膨張によって生じる皺や撓みを吸収することができる。
なお、第２の切り欠きの形状には特に限定はなく、光学シート上の熱膨張量の差を吸収できる大きさであれば上記の切り欠き２５ｂ以外の形状であってもよい。例えば、上述した図４や図５に示したＵ字形状や直線の切り込み形状などである。
なお、本発明は上記の３つの実施形態に限定されることはなく、光学シートの切り欠きは少なくとも光源に対向する辺であれば任意の間隔で任意の位置に設けてもよい。例えば、光学シートの光源に対向する辺に、その辺の中央に近いほど密に切り欠きを設けてもよい。
本発明は、エッジライト方式のバックライト装置に使用する光学シート、その光学シートを備えたバックライト装置及び液晶表示装置に利用することができ、特に液晶テレビなどの大型の液晶表示装置に好適に利用することができる。
１０ 液晶表示装置
１１ バックライトシャーシ
１２ 光源ユニット
１２ａ ＬＥＤ
１２ｂ ＬＥＤ基板
１３ 導光板
１４、２１～２５ 光学シート
１５ パネルフレーム
１６ 液晶パネル
１７ ベゼル
１８ バックライト装置
２１ａ～２５ａ 第１の切り欠き
２５ｂ 第２の切り欠き
１１ バックライトシャーシ
１２ 光源ユニット
１２ａ ＬＥＤ
１２ｂ ＬＥＤ基板
１３ 導光板
１４、２１～２５ 光学シート
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１７ ベゼル
１８ バックライト装置
２１ａ～２５ａ 第１の切り欠き
２５ｂ 第２の切り欠き
Claims (7)
- エッジライト方式のバックライト装置の光源に対向する辺に第１の切り欠きを設けた光学シート。
- 前記第１の切り欠きは、前記光源に向かって広がるＶ字形状である請求項１記載の光学シート。
- 前記第１の切り欠きは、前記辺に沿って並ぶそれぞれの点状光源間に対向する請求項１又は２記載の光学シート。
- 前記第１の切り欠きは、前記辺に沿って並ぶそれぞれの点状光源に対向する請求項１又は２記載の光学シート。
- 前記第１の切り欠きが設けられた辺に隣接するそれぞれの辺に第２の切り欠きを設けた請求項１～４の何れかに記載の光学シート。
- 請求項１～５の何れかに記載の光学シートと、前記光源と、前記光源からの光を導出する導光板と、各部材を収容するバックライトシャーシとを備えたバックライト装置。
- 請求項６記載のバックライト装置と、該バックライト装置により照明される液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
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2012
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