JP6686458B2 - 光源装置および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルを照射する光源装置と該光源装置を備えた表示装置に関する。

表示装置には液晶表示装置等がある。一般的な液晶表示装置は、一対の基板内に液晶を含み、一対の基板を挟むように設けられた偏光板などからなる液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照射する光源装置と、液晶表示パネルと光源装置を係合するフレームと、を備えている。

光源装置は、光源および光源からの光を面状に出射する導光板、導光板の光出射面側に導光板の光を拡散、制御するための光学シート、導光板の反光出射面側には導光板から出射した光を再び導光板に入射させるための反射シート、これらの部材を保持するリアフレームなどで構成される。

光学シートは、表示装置の所望の明るさや視野角を得るために複数枚備えており、また、当該複数枚の光学シートは適正な順番で配置させる必要がある。

特許文献１および特許文献２に記載されている表示装置によれば、光学シートの一部を折り曲げる構造が開示されている。特許文献１には、光学シートの折り曲げ部をリアフレームに設けたスリット（開口部）に挿入することで光学シートが配置されているか否か確認できる構造が開示されている。また、特許文献２には、光学シートの折り曲げ部によって、光学シートを位置決めし、保持する構造が開示されている。

特開２００７-１５７５７４号公報 特開２００８-３０５５７６号公報

特許文献１に記載の表示装置では、光学シートの一部を折り曲げ、リアフレームに設けたスリット（開口部）より目視検査することで、光学シートが必要枚数配置されているのか判別できるが、必要枚数の光学シートが適正な順番で配置されているかを判別することは困難である。特許文献２に記載の表示装置においては、光学シートの折り曲げ部は位置決めまたは移動を規制する目的で構成されており、光学シートが適正な順番で配置されているかどうかは判定できない。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、複数枚の光学シートを配置する際、必要枚数の光学シートを適正な順番で配置することができ、所望の明るさや視野角の表示性能に対して信頼性の高い光源装置および表示装置を提供することを目的とする。

本発明の光源装置および表示装置は、光源と、複数の光学シートと、光源と光学シートとを保持するフレームと、を備え、光学シートは、少なくとも一辺を備え、一辺より突出する突出部が形成され、突出部の一部に形成された切り込みを立設させた折り曲げ部を備え、平面視において、複数の光学シートの突出部は互いに重なるように配置され、折り曲げ部は、それぞれ異なる位置に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、光学シートを適正な順番で配置することができ、所望の明るさや視野角の表示性能に対して信頼性の高い光源装置および表示装置を提供することができる。

本発明の表示装置の分解斜視図である。 本発明の表示装置を構成する光源装置の上面図 図２の光源装置におけるＡ領域の要部拡大図である。 図２の光源装置におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の光源装置を構成する光学シートの上面図である。 本発明の光源装置を構成する光学シートの上面図である。 本発明の光源装置を構成する光学シートの要部拡大図である。 本発明の光源装置を構成する光学シートの要部拡大図である。 図８のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の光源装置の上面図である。 本発明の光学シートの要部拡大図である。 本発明の光学シートを上面から見た要部拡大図である。 本発明の光学シートをＤ方向から見た要部側面図である。 本発明の光学シートをＥ方向から見た要部側面図である。

実施の形態１.
以下、本発明の表示装置の構造について、図面を用いて説明を行う。なお、本実施の形態において同一の符号を用いたものは同一または実質的に同一の機能を備えている。

図１は本発明の表示装置の分解斜視図、図２は本発明の表示装置を構成する光源装置の上面図、図３は図２の光源装置におけるＡ領域の要部拡大図、図４は図２の光源装置におけるＢ−Ｂ断面図、図５、図６は本発明の光源装置を構成する光学シートの上面図、図７は本発明の光源装置を構成する光学シートの要部拡大図である。

図１または図２に示すように、表示装置１００は液晶表示パネルなどの表示パネル１および表示パネル１の光源となる光源装置２を備えている。光源装置２は、光学シート群２１や、光学シート群２１を保持する中間フレーム２２や、リアフレーム２３などからなり、フロントフレーム３や、両面接着テープ（図示せず）などにより表示パネル１と光源装置２を保持している。

＜表示パネル＞
表示パネル１には、液晶材料の複屈折性を応用した液晶表示パネルや、文字や絵が透明板に印刷された表示板等が用いられる。液晶表示パネルは、基板上にカラーフィルター、遮光層等が形成されたカラーフィルター基板１１と、基板上にスイッチング素子となる薄型トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと称する）、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板１２を対向させて配置している。両基板の間隔を保持するためのスペーサーと、カラーフィルター基板１１とＴＦＴ基板１２とを張り合わせるためのシール材と、カラーフィルター基板１１とＴＦＴ基板１２の間に挟持される液晶材料を備え、液晶を配向させる配向膜と、偏光板とによって構成されている。液晶表示パネルは、スイッチング素子による電圧のオン又はオフにより液晶層の配向を制御して、液晶表示パネルに入射した光を映像信号に合わせて変調して表示を行なう。なお、液晶表示パネルは、カラーフィルター基板１１とＴＦＴ基板１２とに略垂直な電界を印加し表示を行うＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの他、ＴＦＴ基板１２にスイッチング素子と対向電極とを配置して横または斜め方向に電界を印加するＩｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ型、Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｌｅｄ− Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ型などがある。

＜光源装置＞
光源装置２は、光源２５および光源２５からの光を面状に出射する導光板２４、導光板２４の光源装置２の光出射面２ａ側には、導光板２４の光を拡散、制御するための複数枚の光学シート群２１、導光板２４の反光出射面側に配置される導光板２４から出射した光を再び導光板２４に入射させるための反射シート２６が配置され、これらの部材を保持するリアフレーム２３および中間フレーム２２により構成されている。

＜導光板＞
導光板２４は、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の材料より構成されている。また、導光板２４の反光出射面側には、光の伝播方向を乱して、光出射面２ａより光を出射する方向へと導くための光散乱部が形成されている。光散乱部は光を導光板２４内部に向かって反射する手段として機能する。反射する手段としては、反光出射面にドット印刷をする方法、反光出射面を粗面化してシボ面を形成する方法または微小な球面や凸凹を形成する方法などがある（図示せず）。

＜光学シート＞
導光板２４の光出射面２ａ側に配置した光学シート群２１は、レンズシート、拡散シート等を組合せて配置することができる。また、レンズシートを拡散シートで挟み込んだ構造のものを用いてもよい。また、輝度向上のためにプリズムの方向を最適に組み合わせた複数枚のレンズシートを用いてもよい。さらに、拡散シートの拡散性を向上させる場合に２枚以上の拡散シートを用いてもよい。光学シート群２１は所望の明るさや視野角を得るために複数枚選定し、配置の順番についても適宜決定する。

＜反射シート＞
反射シート２６は、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）に硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料や、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料を用いる。なお、反射シート２６の反射率は、反射面での反射ロスを抑えるために９０％以上であることが望ましく、鏡面反射をする材料を用いてもよい。反射シート２６を配置することで、導光板２４から出射した光を再度導光板２４に向かわせて、導光板２４に入射させることにより、光の利用効率を向上させることができる。

＜リアフレーム＞
リアフレーム２３は、箱型に形成されており、光源２５から放出される熱を伝導させるために、熱伝導性が高い金属を使用することが望ましい。特に熱伝導性が高いアルミまたはアルミ合金を用いることで、効率よく光源からの熱を放熱して、光源装置２に熱がこもるのを防止することができる。

＜中間フレーム＞
中間フレーム２２は、光源装置２の光を出射させるための開口部を有して枠状に形成され、上面側周辺には表示パネル１が搭載、位置決めされて保持される。中間フレーム２２の材質としては、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属や、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ：ポリカーボネート）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の樹脂材料を用いることができる。

上記、中間フレーム２２及びリアフレーム２３は、一般にツメによる引っ掛け構造やネジ止めにより互いに係合して固定され、光源装置２を構成する光学部材を保持する。

＜フロントフレーム＞
フロントフレーム３は、表示パネル１、光源装置２、薄板の金属あるいは樹脂成型品等により構成され、ツメ状の固定構造あるいはネジ止め等により、光源装置２と固定される。フロントフレーム３は、一体で形成してもよいし、複数の部材を組み合わせることにより構成してもよく、側面、正面、背面、あるいは周辺部等に、最終製品への取り付け部（ネジ、取付穴等）を設けてもよい。

本発明の光源装置２は、光出射面２ａに複数の光学シート群２１を備えている。図２乃至図４に示すように、平面視において、複数の光学シート群２１は重なるように配置され、表示領域ＡＲ外に配置する光学シート群２１の一部に折り曲げ部２１１を有している。本発明の光源装置２における光学シート群２１は、第１の光学シート２１Ａ、第２の光学シート２１Ｂ、第３の光学シート２１Ｃの３枚で構成され、導光板２４上に第１の光学シート２１Ａ、第２の光学シート２１Ｂ、第３の光学シート２１Ｃの順に重ねられ、第３の光学シート２１Ｃが光源装置２の光出射面２ａに配置される。すなわち、図１の表示装置１００において、第３の光学シート２１Ｃが、表示パネル１に対向して配置される。第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃを適正な順番でリアフレーム２３に配置した場合、光学シート群２１の折り曲げ部２１１は、それぞれの光学シート群２１の折り曲げ部２１１同士が互いに干渉しないように、平面視で異なる位置に形成される。

次に、光学シート群２１の構成について、図５または図６の上面図を用いて詳細に説明する。上述の通り、光学シート群２１には、表示領域ＡＲ外において、折り曲げ部２１１が設けられる。具体的には、第１の光学シート２１Ａの表示領域ＡＲ外に設けられた突出部２１２に、Ｌ字状の切り込み２１３を形成し、切り込み２１３部分を次に重なる第２の光学シート２１Ｂの平面方向に対し、当該平面方向以外の方向に立設させて折り曲げる。本発明においては、切り込み２１３部分であって、次に配置される第２の光学シート２１Ｂと重なる方向に向かってかつ同方向に立設させて折り曲げる。なお、本明細書において、立設とは折り曲げ部を立てた状態で固定することを示す。また、本発明においては、折り曲げ部２１１は光学シート群２１の平面方向に対し、垂直となるように折り曲げている。

図７に示すように、一番下に配置される第１の光学シート２１Ａの折り曲げ部２１１を除いた突起部２１１の紙面上下方向の長さＤ１は、第１の光学シート２１Ａに重なって配置される第２の光学シート２１Ｂの折り曲げ部２１１を除いた突起部２１１の紙面上下方向の長さＤ２よりも、長くなるように形成する（Ｄ１＞Ｄ２）。同様にＤ２は、第３の光学シート２１Ｃの折り曲げ部２１１を除いた突出部２１２の紙面上下方向の長さ（図示せず）よりも長くなるよう形成する。また、第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃは、折り曲げ部２１１の位置を配置する順番に応じて、段階的に変更させている。

次に、本発明の表示装置１００の作用を説明する。図２において、光源装置２を組み立てる際、光学シート群２１をリアフレーム２３内に配置する。上述の通り、折り曲げ部２１１を形成した光学シート群２１を用いて、光学シート群２１を適正な順番で配置させると、第２の光学シート２１Ｂの折り曲げ部２１１は、先に配置された第１の光学シート２１Ａの突出部２１２に重なるように配置しても、折り曲げ部２１１が互いに干渉することなく配置することができる。また、第３の光学シート２１Ｃを第２の光学シート２１Ｂと重なるように配置しても、それぞれの光学シート群２１に形成された折り曲げ部２１１が互いに干渉することなく配置させることができる。

一方、光学シート２１群を間違った順番で配置した場合、例えば先に第２の光学シート２１Ｂを配置した後、第１の光学シート２１Ａを配置すると、第２の光学シート２１Ｂの折り曲げ部２１１が第１の光学シート２１Ａの折り曲げ部２１１に干渉して、後に配置した光学シートである第１の光学シート２１Ａが浮くことにより、間違った順番で配置したことが分かる。

したがって、本発明の光学シート群２１の一部に設ける光学シートの突起部２１２において、折り曲げ部２１１を除いた突起部２１１の紙面上下方向の長さＤが段階的に相違するよう異なる位置に折り曲げ部２１１を形成することにより、複数枚の光学シート群２１を適正な順番で配置した場合、折り曲げ部２１１が互いに干渉することなく配置でき、光学シート群２１を適正な順番で配置することができる。よって、光源装置２および表示装置１００において、所望の明るさや視野角の表示性能に対して信頼性の高い表示装置１００を提供することができる。

また、光学シート群２１を配置した際、折り曲げ部２１１が互いに干渉して、光学シート群２１が浮いてしまうことが発生した場合、間違った順番で配置したことを容易に判断することができる。

なお、本発明を適用していない従来の表示装置の場合、光学シート群２１が間違った順番で配置された光源装置２は、光源装置２の組み立て完了後や、表示装置の組み立て完了後に行われる光学測定装置を用いた点灯検査でしか間違いを検出することができない。また、適正な順番に配置し直すためには分解作業を行わなければならず、時間と当該作業にかかる費用を要する。本発明を適用した場合は、光学シート群２１を配置する際に間違いを防止または容易に判断して適正な順番で配置することができるため、上記の点灯検査および分解作業の時間とかかる費用を抑えることができる。

なお、本発明において、光学シート群２１を３枚で構成し、第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃの全てに折り曲げ部２１１を形成させたが、折り曲げ部２１１を除いた突起部２１１の紙面上下方向の長さＤが最大となる第１の光学シート２１Ａには折り曲げ部２１１を形成させることなく、光学シート群２１を配置させてもよい。本構成の場合、折り曲げ部２１１を形成させない第１の光学シート２１Ａを間違った順番で配置させた場合、第１の光学シート２１Ａの突起部２１２が、第２の光学シート２１Ｂ、第３の光学シート２１Ｃに形成された折り曲げ部２１１と干渉することで、間違った順番で配置したことが、判断できる。

また、光源装置２を組み立てる際、光学シート群２１をリアフレーム２３内に配置する光源装置２について説明してきたが、中間フレーム２２に光学シート群２１を配置してもよい。中間フレーム２２に光学シート群２２を配置する場合、第３の光学シート２１Ｃから配置させる。

＜変形例＞
光学シート群２１の突起部２１２の折り曲げ部２１１の折り曲げる方向および折り曲げを形成する位置は、図２乃至図７に限定されない。本発明の変形例に係る光源装置２に配置される光学シート群２１の突出部２１２の要部拡大図を図８、図９に示す。光学シート群２１の折り曲げ部２１１を設ける領域が狭い場合、図８に示すように突出部２１２において、切り込み２１３を紙面左右方向に入れ、図９に示すように、立設させて折り曲げ部２１１を設ける構成であってもよい。なお、光学シート群２１において、切り込み２１３を形成せず、折り曲げ部２１１を設けることも可能である。

また、本実施の形態１では、光学シート群２１の折り曲げ２１１の方向を光源装置２の光出射面２ａの方向に折り曲げている例を説明したが、光源装置２の光出射面２ａと反対側に向かって折り曲げることも可能である。その際、リアフレーム２３には、光学シート群２１の折り曲げ部２１１が配置される位置に溝や孔を設けてもよい（図示せず）。

実施の形態２.
図１０に本実施の形態２における光源装置の上面図を示す。実施の形態１では、光学シート群２１の表示領域ＡＲ外に段階的に位置が異なる折り曲げ部を構成していたが、本実施の形態２においては、図１０に示すように、光源装置２を構成するリアフレーム２３の光学シート群２１の折り曲げ部２１１が配置される（対応する）位置決めのためのマークとして、リアフレーム２３に罫書き２２１を設ける。罫書き２２１は、複数枚の光学シート群２１の全てを適正な順番で配置された際、各々の光学シート群２１（第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃ）の折り曲げ部２１１と罫書き２２１が一致するように形成される。実施の形態１においては、適正な順番であっても光学シート群２１のうち、枚数不足などの配置忘れがあっても気が付かない場合があるが、本実施の形態２に示す通り、中間フレーム２２に設けた罫書き２２１と複数枚の光学シート群２１に設けた折り曲げ部２１１を一致させて配置させることで、光学シート群２１を適正な順番で配置させることができるとともに、光学シート群２１（第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃのうちのいずれか）の配置忘れを防止することができる。

なお、本実施の形態２では、リアフレーム２３に罫書き２２１を設けているが、複数枚の光学シート群２１の全ての枚数が確認できるのであれば、その他の部材に罫書き２２１を設けてもよい。中間フレーム２２に光学シート群２１を配置した後に、リアフレーム２３と中間フレーム２２とを係合させる構造の場合は、中間フレーム２２の光学シート群２１の折り曲げ部２１１とが一致する位置に罫書きを設けてもよい（図示せず）。また、光学シート群２１と近接配置される導光板２４に罫書き２２１を設けてもよい。また、罫書き２２１に限定することなく、位置決めのためのマークであれば、点や線を印刷で形成してもよい。

実施の形態３.
実施の形態３における光学シート群２１の要部拡大図を図１１に示す。実施の形態２では、図１０に示すように中間フレーム２２に設けた罫書き線２２１と光学シート群２１の折り曲げ部２１１を一致させて配置する構造とすることで、光学シート２１群の配置忘れを防止する構造としたが、実施の形態３においては、図１１に示すように、光学シート群２１（第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃ）の折り曲げ部２１１に配置した順番を判断するため、折り曲げ部２１１の先端部にマークとして、切り欠き２１４を形成する。本実施の形態３においては、一例として、光出射面側からの配置順の数を示す切り欠き２１４を折り曲げ部２１１に形成した。実施の形態３の構成によれば、光学シート群２１のみで、光学シート群２１（第１の光学シート２１Ａ乃至第３の光学シート２１Ｃのうちのいずれか）のうち、いずれかの光学シート群２１の配置忘れが判断される。よって、複数枚の光学シート群２１を適正な順番で配置することができるとともに、光学シート群２１のみで光学シート群２１のいずれかの配置忘れを防止することができる。

また、実施の形態２の構成において、光学シート群２１の折り曲げ部２１１の延長方向に中間フレーム２２等の部材がある場合は、罫書き２２１を設けることができるが、折り曲げ部２１１が一致する方向に部材が配置されていない場合や、部材が配置されていても罫書きを設けることができない場合に、本実施の形態３の構成のように、光学シート群２１の折り曲げ部２１１に順番を判断するための切り欠き２１４を設けることで、光学シート群２１の配置忘れを防止することができる。なお、配置する順番の数を判断できれば、切り欠き２１４は孔でもよく、マークとして印刷で形成することも可能である。

実施の形態４.
実施の形態３における光学シート群２１を上面から見た要部拡大図を図１２に、図１２において光学シートを側面Ｄ方向から見た要部側面図を図１３に、図１２において光学シートを側面Ｅ方向から見た要部側面図を図１４に示す。図１２乃至図１４に示すように、本実施の形態４において、第１の光学シート２１Ａに形成した折り曲げ部２１１と、次に配置される第２の光学シート２１Ｂに形成した折り曲げ部２１１とが、異なる位置に形成される。また、折り曲げ部２１１が重なる方向であって、光源装置２の側面Ｄ方向から確認した場合、一部に重なる重畳部２１５および一部に重ならない非重畳部２１６を備える構成とする。同様に、第２の光学シート２１Ｂと第３の光学シート２１Ｃの折り曲げ部２１１においても、側面Ｄ方向において、一部に重なる重畳部２１５および重ならない非重畳部２１６を備える構成とする。このような構成の光源装置２において、光学シート群２１のいずれかを配置し忘れた際、側面Ｄ方向より目視による確認を行った場合、光学シート群２１の折り曲げ部２１１に間隔が生じること、または折り曲げ部２１１の領域が狭くなることを確認することで、光学シート群２１のいずれかの配置忘れを防止することができる。

なお、本発明において、上記説明した構成については、各実施の形態で限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で適宜変更、組合せが可能である。

１ 表示パネル、１１ カラーフィルター基板、１２ ＴＦＴ基板、
２ 光源装置、２１、光学シート群、２１Ａ 第１の光学シート、２１Ｂ 第２の光学シート、
２１Ｃ 第３の光学シート、 ２１１ 折り曲げ部、２１２ 突起部、２１３ 切り込み、
２１４ 切り欠き、２２ 中間フレーム、２２１ 罫書き、２３ リアフレーム、
２４ 導光板、２５ 光源、 ２６ 反射シート、 ３ フロントフレーム、
１００ 表示装置。

Claims (7)

1. 光源と、
   複数の光学シートと、
   前記光源と前記光学シートとを保持するフレームと、を備え、
   前記光学シートは、少なくとも一辺を備え、前記一辺より突出する突出部が形成され、前記突出部の一部に形成された切り込みを立設させた折り曲げ部を備え、
   平面視において、前記複数の光学シートの前記突出部は互いに重なるように配置され、前記折り曲げ部は、それぞれ異なる位置に形成されることを特徴とする光源装置。
2. 前記複数の光学シートの前記折り曲げ部は、同方向に折り曲げられて形成されることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 前記突出部は、前記光学シートの平面に対し平面方向に突出し、前記折り曲げ部は前記平面方向以外の方向に折り曲げられることを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
4. 前記フレームは、前記光学シートの折り曲げ部が配置される位置に対応して、位置決めのためのマークが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記光学シートの折り曲げ部は、先端部に前記光学シートの配置の順番を判断するためのマークが形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記光学シートの前記折り曲げ部は、一部に互いに重ならない非重畳部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置と対向して、画像を表示する表示パネルを備えたことを特徴とする表示装置。

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