JP2006066074A

JP2006066074A - 直下型バックライト装置

Info

Publication number: JP2006066074A
Application number: JP2004243479A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kusano; 賢次草野; Masahiko Hayashi; 昌彦林; Keisuke Tsukada; 啓介塚田
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: JP4552563B2; CN101006307A

Abstract

【課題】直下型バックライト装置の構成要素の工夫により、高い光束有効利用率を維持しつつ、発光面の周期的輝度むらを抑制して、高い輝度均斉度を実現し得る直下型バックライト装置を提供する。
【解決手段】並列配置された複数本の線状光源、反射板、光拡散板とプリズムシートを備えた直下型バックライト装置において、光拡散板の光源から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムの頂角が６０°以上１７０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であり、プリズムシートが光拡散板から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムの頂角が７０°以上１２０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、直下型バックライト装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、輝度が高く、輝度均斉度の良い直下型バックライト装置に関する。

従来、液晶ディスプレイ用のバックライト装置としては、冷陰極管を光源とした装置が広く用いられており、エッジライト型と呼ばれる方式と直下型と呼ばれる方式がある。エッジライト型は、細管の冷陰極管を導光板の端辺に配置した構成からなり、端面から入射した光は導光板内で反射を繰り返し、導光板主面に出光するバックライト装置である。
一方、直下型バックライト装置は、複数本の並列配置した冷陰極管と、冷陰極管の背面に設けられた反射板と、発光面をなす光拡散板とを組み合わせた構成からなる。エッジライト型とは対照的に、冷陰極管の使用本数を増やすことができるために、発光面を容易に高輝度化することができる。
しかし、直下型バックライト装置には、発光面の輝度均斉度が悪いという問題がある。特に、冷陰極管の真上で輝度が高くなるために発生する周期的輝度むらが大きな問題となる。
つまり、バックライト装置発光面の輝度均斉度が悪いと、液晶ディスプレイの表示画面に表示むらが発生する。

従来、輝度均斉度を改良するために、種々の対策がなされてきた。例えば縞模様やドット状の光量補正パターンを光拡散板に印刷し、蛍光管の真上に放射される光束を低減する手法（特許文献１に例示）や、波型反射板を利用して、反射板からの反射光を蛍光管と蛍光管の中間に相当する領域へ集束させる手法（特許文献２）が提案されている。
しかし、輝度均斉度の改良手段として、光量補正パターンの印刷を行うと、光束の一部を遮断するので、蛍光管が放射する光束の利用率が低下し、十分な輝度が得られないという問題があった。また、波型反射板を用いると、装置の構成が複雑となり、バックライト装置の製造コストが上昇するという問題があった。

また直下型バックライトに使用される光拡散板には、透明樹脂に光拡散剤を分散した材質が使用されることが多いが、輝度均斉度を改良させるために光拡散剤の濃度を上げると輝度が低下してしまうという問題があった。これを解決するために光拡散板表面にプリズム形状等のパターンを形成し、輝度を低下させずに表面形状による拡散効果を持たせることが提案されている（特許文献３、４、５）。しかし光拡散板表面にプリズム状パターンを形成しただけでは、輝度均斉度の改良は十分ではなかった。

特開平６−２７３７６０号公報図６特開２００１−１７４８１３号公報特開平５−３３３３３３号公報特開平８−２９７２０２号公報特開２０００−１８２４１８号公報

本発明は、直下型バックライト装置の改良に関するものであり、高い光束有効利用率を得て、さらに発光面の周期的輝度むらを抑制して、輝度と輝度均斉度の改良とを同時に、低コストで実現し得る直下型バックライト装置を提供することを目的としてなされたものである。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、直下型バックライト装置において、光拡散板の光源から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を設け、さらにプリズムシートを配置し、それぞれのプリズム形状を特定のものにすることにより、高輝度で輝度均斉度が良いバックライト装置が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板と、光拡散板から拡散照射された光の出射方向を調整するプリズムシートとを備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板が光源から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、光拡散板のプリズム条列の頂角が６０°以上１７０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であり、プリズムシートが光拡散板から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムシートのプリズム条列の頂角が７０°以上１２０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする直下型バックライト装置、
（２）光拡散板及びプリズムシートのプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが略平行であることを特徴とする（１）に記載の直下型バックライト装置、
（３）光拡散板が透明樹脂に光拡散剤を分散させた物からなり、該分散物の全光線透過率が６０％以上９２％以下、かつヘーズが４０％以上９４％以下である（１）または（２）に記載の直下型バックライト装置、及び、
（４）透明樹脂が、吸水率０．２５％以下であることを特徴とする（３）に記載の直下型バックライト装置、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（５）光拡散剤が、ポリスチレン系重合体、ポリシロキサン系重合体又はそれらの架橋物である（３）または（４）に記載の直下型バックライト装置、
を挙げることができる。

本発明の直下型バックライト装置は、高い光束有効利用率を持ち、発光面の周期的輝度むらが抑制されているため、輝度が高く、輝度均斉度が良い。

本発明の直下型バックライト装置は、並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板と、光拡散板から拡散照射された光の出射方向を調整するプリズムシートとを備えた直下型バックライト装置において、光拡散板が光源から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムの頂角が６０°以上１７０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であり、プリズムシートが光拡散板から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムの頂角が７０°以上１２０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする直下型バックライト装置である。

は、本発明の直下型バックライト装置の一態様の模式的斜視図である。本態様の直下型バックライト装置は、並列配置された複数本の線状光源３と、光源３からの光を反射する反射板４と、光源３からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板２を備え、光拡散板２が、光源から遠い側に頂角６の断面鋸歯状のプリズム条列を有し、さらに光拡散板２の光源３から遠い側に頂角５の断面鋸歯状のプリズム条列を有するプリズムシート１が配置されてなる。光拡散板２とプリズムシート１の間に拡散シート等の光学シートが配置されていてもよいが、本発明の技術を用いれば、拡散シートがなくとも十分な光拡散効果を得ることができるので、コストの面から拡散シートはないことが好ましい。ただし拡散シートには輝度向上効果もあるため、輝度をより向上させたい場合には使用してもよい。ここで言う拡散シートとは、厚み５０μｍから３００μｍ程度のシートに光拡散効果と輝度を向上させる機能を付与したものであり、透明樹脂シート上に、透明バインダー樹脂中に光拡散剤が分散された光拡散層がコーティングされたものが使用されることが多い。
また輝度向上のための光学部材として、プリズムシート１の上にもう一枚のプリズムシートを設置してもよいし、特許３４４８６２６号に提案されているような複屈折を利用した反射偏光子を設置してもよい。

本発明装置に用いる線状光源は特に限定されないが、冷陰極管、熱陰極管、線状に配列したＬＥＤ、ＬＥＤと導光体の組合せ等を使用することができ、線状光源としての輝度均一性からは冷陰極管が好ましく、発光効率の点からは線状に配列したＬＥＤ、ＬＥＤと導光体の組合せが好ましい。線状に配列したＬＥＤ、またはＬＥＤと導光体の組合せを使用する場合は、配列した一連のＬＥＤの組、またはＬＥＤと導光体の組合せ、が複数ある場合に、線状光源が複数本であるとする。
板は特に限定されないが、白色または銀色に着色された樹脂、金属等を使用することができ、色は輝度均斉度改良から白色が好ましく、材質は軽量化の点から樹脂が好ましい。
線状光源の中心間の距離は特に限定されないが、２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましく、２５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。線状光源の中心と光拡散板の光源に近い側の面との距離も特に限定されないが、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることがより好ましい。

本発明装置の光拡散板は、輝度と輝度均斉度を向上するために使用される。線状光源からの光は光源から近い側に入射し、必要に応じて光拡散板内で拡散されて、断面鋸歯状のプリズム条列を有する光源から遠い側の表面で拡散されて多様な方向へ出射される。光拡散板の材質はガラス、混合しにくい２種以上の樹脂の混合物、透明樹脂に光拡散剤を分散した物等を使用することができるが、特に限定されない。これらの中で軽量であること、成形が容易であることから樹脂製が好ましく、全光線透過率とヘーズの調整が容易であることから透明樹脂に光拡散剤を分散した物が好ましい。さらにプリズム条列部分まで透明樹脂に光拡散剤を分散させた物で形成し、光拡散板全体を同一の全光線透過率とヘーズに調整することが、光拡散板から出射する光の方向がさらに多様にできるためにより好ましい。

透明樹脂に光拡散剤を分散させた物の光拡散剤の含有量に特に制限はなく、光拡散板の厚みやバックライトの線状光源間隔などに応じて適宜選択することができるが、通常は分散物の全光線透過率は６０％以上９２％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、６５％以上９２％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することがより好ましい。ヘーズは４０％以上９４％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、５０以上９４％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することがより好ましい。全光線透過率を６０％以上、ヘーズを９４％以下とすることで輝度をより向上することができ、全光線透過率を９２％以下、ヘーズを４０％以上とすることで輝度均斉度をより向上することができる。
ここで全光線透過率とはＪＩＳＫ７３６１−１により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値で、ヘーズはＪＩＳＫ７１３６により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値とする。また透明樹脂とはＪＩＳＫ７３６１−１により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂のことを言う。
光拡散板の厚みも特に限定されないが、１ｍｍから５ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍから４ｍｍであることがさらに好ましい。厚みが１ｍｍより小さいと、自重によるたわみが発生しやすく、５ｍｍを超えると成形が困難になる。

本発明では、光拡散板から出射する光は、線状光源から遠い面に形成された頂角６０度以上１７０度以下の断面鋸歯状プリズム条列により、特定の方向へ屈折され拡散照射される。さらに頂角７０度以上１２０度以下のプリズム条列を線状光源から遠い面に有するプリズムシートによって、直下型バックライト装置からの出射方向がより垂直方向になるように調整される。このとき光拡散板とプリズムシートそれぞれのプリズムの頂角を前述の範囲とすることにより、直下型バックライト装置からの光出射方向の調整を好適に成すことができ、輝度と輝度均斉度を同時に向上することができる。断面鋸歯状のプリズム条列とは長手方向に垂直な方向に切断した断面が、三角形が連なった形状であることを言い、三角形断面間は三角形の底角がつながってＶ字型の溝を形成するようになっていてもよいし、三角形の底角の間に直線が存在してもよいが、光を好適に拡散させるために三角形の底角がつながってＶ字型の溝を形成するようになっていることが好ましい。また三角形の形状は前述した頂角の範囲内であれば、特に制限されないが、液晶ディスプレイの正面方向の輝度が一番高いようにするために、二等辺三角形であることが好ましい。

光拡散板上のプリズム条列のプリズム頂角は６０度以上１７０度以下であることが好ましく、６５度以上１６５度以下であることがより好ましく、７０度以上１６０度以下であることがさらに好ましい。光拡散板上のプリズム頂角が６０度未満であると輝度ムラが大きくなるおそれがあり、１７０度を超えても、輝度ムラが大きくなるおそれがある。
本発明装置において、光拡散板のプリズム条列のピッチは２０μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以上４００μｍ以下であることがさらに好ましい。光拡散板のプリズム条列のピッチが２０μｍ未満であると、形状が微細なために形状付与が難しくなったり、光拡散効果が低下したりするおそれがある。プリズム条列のピッチが７００μｍを超えると、光拡散が荒くなり、輝度むらを生じるおそれがある。
光拡散板のプリズム条列の表面を粗化して出射する方向を適度な範囲内でより多様にすることもできる。その場合、プリズム表面を長手に対して直角方向に２０μｍ測定したときの中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が０．０８μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、０．０９μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。Ｒａを０．０８μｍ以上にすることにより光の出射方向をより多様にすることができ、３μｍ以下にすることにより、光の出射方向を多様にしすぎないようにできる。

本発明装置のプリズムシートの材質にも特に制限はないが、光拡散剤を含まない透明樹脂の成形品を好適に用いることができる。このプリズムシートとして市販のものを用いることもできる。
プリズムシートのプリズム頂角は７０度以上１２０度以下であることが好ましく、８０度以上１００度以下であることがより好ましい。プリズムシートのプリズムの頂角が７０度未満であると輝度が低下するおそれがあり、１２０度を超えても、輝度が低下するおそれがある。
本発明装置において、プリズムシートのプリズム条列ピッチは２０μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以上４００μｍ以下であることがさらに好ましい。プリズム条列のピッチが２０μｍ未満であると、形状が微細なために形状付与が難しくなったり、光拡散効果が低下したりするおそれがある。プリズム条列のピッチが７００μｍを超えても、光拡散効果が低下するおそれがある。
本発明のバックライト装置においては、光拡散板のプリズム条列と、プリズムシートのプリズム条列の長手方向が線状光源の長手方向と略平行であることが好ましい。プリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが略平行であるとは、線状光源とプリズム条列の長手方向が成す角度を６０度以下とすることである。この角度は５０度以下であることがより好ましく、４５度以下であることがさらに好ましい。線状光源とプリズム条列とを略平行とすることにより、輝度ムラを低減することができる。

本発明装置に用いる光拡散板またはプリズムシートの表面に断面鋸歯状のプリズム条列を形成する方法に特に制限はなく、例えば、平板状の光拡散板またはシートの表面にプリズム条列を形成することができ、あるいは、光拡散板またはシートの成形と同時にプリズム条列を形成することもできる。平板状の光拡散板またはシートの表面にプリズム条列を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、型の形状を転写した状態で硬化させることもできる。光拡散板またはプリズムシートを押出成形で作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、プリズム条列の形状を有する異形ダイを用いて異形押出することができ、あるいは、押出後にエンボス加工によりプリズム条列を形成することもできる。光拡散板またはプリズムシートをキャスティングにより作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、プリズム条列の形状を有するキャスティング型を用いることができる。光拡散板またはプリズムシートを射出成形により作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、プリズム条列の形状を有する金型を用いることができる。

本発明に用いる透明樹脂に特に制限はなく、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。これらの中で、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体を１０％以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体または脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が０．２５％以下である樹脂が、吸湿による変形が少ないので、反りの少ない大型の光拡散板を得ることができる点で好ましい。脂環式構造を有する樹脂は、流動性が良好であり、大型の光拡散板を効率よく製造し得る点でさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂と光拡散剤を混合したコンパウンドは、光拡散板に必要な高透過性と高拡散性とを兼ね備え、色度が良好なので、好適に用いることができる。

脂環式構造を有する樹脂は、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する樹脂である。機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有する樹脂が特に好ましい。
脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などを挙げることができる。機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱性及び光拡散板の成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと、耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造を有する樹脂中における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。
脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系単量体の開環重合体及びノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、並びにこれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン系重合体；（２）単環の環状オレフィン系重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン系重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体、並びにこれらの水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の二重結合部分（芳香環も含む）の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の二重結合部分（芳香環も含む）の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素系重合体；などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体及びビニル脂環式炭化水素系重合体が好ましく、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の二重結合部分（芳香環も含む）の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の二重結合部分（芳香環も含む）の水素添加物がさらに好ましい。
前記透明樹脂に分散させる光拡散剤は、当業界で通常用いられているものであれば特に制限はなく、例えば、ポリスチレン系重合体、ポリシロキサン系重合体若しくはこれらの架橋物からなる微粒子、フッ素系樹脂、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ及びタルクなどが挙げられる。これらの中で、ポリスチレン系重合体、ポリシロキサン系重合体若しくはこれらの架橋物からなる微粒子は、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がないので、特に好適に用いることができる。ポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子は、耐熱性により優れるので、さらに好適に用いることができる。
光拡散剤は透明樹脂内部に含有された形で、巨視的に均一に分散されて、使用される。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
製造例１
透明樹脂に脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン（株）、ゼオノア１０６０Ｒ、吸水率０．０１％］９９．８重量部と、光拡散剤にポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］０．２重量部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散板用ペレット１を製造した。この光拡散板用ペレットから、射出成形機［型締め力１０００ｋＮ］を用いて、両面が平滑な厚み２ｍｍで１００ｍｍ×５０ｍｍの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、ＪＩＳ７３６１−１とＪＩＳＫ７１３６にしたがって、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。全光線透過率は８３％であり、ヘーズは９１％であった。

製造例２
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン（株）、ゼオノア１０６０Ｒ吸水率０．０１％］９９．９重量部とポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］０．１重量部とを使用する以外は製造例１と同様にして光拡散板用ペレット２を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は９０％であり、ヘーズは９０％であった。

製造例３
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン（株）、ゼオノア１０６０Ｒ吸水率０．０１％］９９．２重量部とポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］０．８重量部を使用する以外は製造例１と同様にして光光拡散板用ペレット３を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は６５％であり、ヘーズは９２％であった。

製造例４
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン（株）、ゼオノア１０６０Ｒ吸水率０．０１％］９７．５重量部とポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］２．５重量部を使用する以外は製造例１と同様にして光拡散板用ペレット４を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は５５％であり、ヘーズは９２％であった。

製造例５
アクリル樹脂［旭化成社製、ＤＥＬＰＥＴ８０ＮＨ、吸水率０．３０％］９９．６５重量部とポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］０．３５重量部を混合し、製造例１と同様にして光拡散板用ペレット５を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は８３％であり、ヘーズは９１％であった。

実施例１
光拡散板用ペレット１から、射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）を用いて、ピッチ５０μｍ、頂角１２０度の二等辺三角形が連なった断面形状のプリズム条列を長手方向と平行に有する金型を用い、厚み２ｍｍで２５０ｍｍ×３１０ｍｍの光拡散板をシリンダー温度２８０度、金型温度８５度で成形した。成形した光拡散板の表面を超深度顕微鏡で観察したところ、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１２０度で表面粗さＲａは０．０４μｍであった。成形した光拡散板に反りは観察されなかった。
内寸幅３００ｍｍ、奥行き２４０ｍｍ、深さ１８ｍｍの乳白色プラスチック製ケースの底に反射シート（株式会社ツジデン製、ＲＦ１８８）を貼着して反射板とし、反射板から４ｍｍ離して、直径４ｍｍ、長さ３６０ｍｍの冷陰極管８本を、冷陰極管の中心間の距離を２５ｍｍとして配置し、電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、インバーターを取り付けた。上記の光拡散板を、プリズム条列を冷陰極管と平行で、反対側になるようにし、冷陰極管中心と光拡散板の冷陰極管に近い側の面との距離が１４ｍｍになるように設置した。さらに頂角９０度でピッチが５０μｍのプリズムシート（住友スリーエム株式会社製ＢＥＦＩＩ）を、プリズム条列の長手方向が冷陰極管と平行で、光拡散板から遠い側になるように設置した。その上に複屈折を利用した反射偏光子（住友スリーエム株式会社製ＤＢＥＦ−Ｍ）を設置し、さらに偏光板を取り付けた。
次いで、管電流６ｍＡ、管電圧３３０Ｖｒｍｓを冷陰極管に印加し、二次元色分布測定装置を用いて、短手方向中心線上で等間隔に１００点の輝度を測定し、下記の数式１と数式２に従って輝度平均値Ｌａと輝度均斉度Ｌｕを得た。このとき、輝度平均値は３４６８ｃｄ／ｍ^２で、輝度均斉度は、０．５であった。
輝度平均値Ｌａ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２（数式１）
輝度均斉度Ｌｕ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌａ）＊１００（数式２）
Ｌ１：複数本設置された冷陰極管真上での輝度極大値の平均
Ｌ２：極大値に挟まれた極小値の平均
輝度均斉度は、輝度の均一性を示す指標であり、輝度均斉度が悪いときは、その数値は大きくなる。

実施例２
プリズム頂角を７０度とした金型部材を使用した以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は７０度で表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３４２５ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度１．７であった。

実施例３
プリズム頂角を１６０度とした金型部材を使用した以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１６０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３４３０ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度０．７であった。

実施例４
ポリシロキサン系微粒子０．１重量部を含む光拡散板用ペレット２を使用する以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１２０度，表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３５１７ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度１．５であった。

実施例５
ポリシロキサン系微粒子０．８重量部を含む光拡散板用ペレット３を使用する以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３４０１ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度０．３であった。

実施例６
光拡散板上とプリズムシートの間に拡散シート［株式会社ツジデン製Ｄ１２１ＵＺ］を設置する以外は実施例５と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３５３９ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度０．２であった。

実施例７
複屈折を利用した反射偏光子のかわりに、プリズム条列の長手方向が冷陰極管と９０度で、光拡散板から遠い側になるように設置したプリズムシートを使用した以外は、実施例２と同様にして、光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板のプリズム部分に反りは観察されず、ピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３６３９ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度０．４であった。

実施例８
アクリル樹脂と光拡散剤からなる光拡散板用ペレット５を使用する以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板には反りが観察され、定盤上にプリズム条列を下にして静置したところ、反りは四隅の平均値で５ｍｍであった。プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０３μｍであり、輝度が３４５０ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度１．８であった。

比較例１
プリズムシートを使用しないこと以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、ピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が２８６９ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度５．４であった。

比較例２
頂角４０度の二等辺三角形が連なった断面形状のプリズム条列を有する金型を用いること以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、ピッチは５０μｍ、頂角は４０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３１３２ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度２．２であった。

比較例３
プリズム条列のない、表面が平滑な金型を使用した以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、表面粗さＲａは０．０４μｍで、輝度が４１１５ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度１０．２であった。

比較例４
光拡散板のプリズム条列を冷陰極管側に設置する以外は実施例１と同様にして、光拡散板を成形し、評価を行った。得られた光拡散板に反りは観察されず、ピッチは５０μｍ、頂角は１２０度、表面粗さＲａは０．０４μｍであり、輝度が３３６２ｃｄ／ｍ^２、輝度均斉度７．７であった。

実施例１〜８の構成と測定結果を表１に、比較例１〜４の構成と測定結果を表２に示す。表１にあるように、直下型バックライト装置のプリズム頂角、プリズムの配置が、本発明で規定する範囲内にある場合は、平均輝度が３４００ｃｄ／ｍ^２以上、輝度均斉度が２．０以下と良好な値であるのに対し、表２にあるように直下型バックライト装置の構成要素が本発明の規定範囲外の場合には、平均輝度と輝度均斉度のいずれかもしくは両方が悪い数値となっている。また実施例１〜７からわかるように、吸水率の低い脂環式構造を有する樹脂を使用すると、輝度と輝度均斉度は良好であり、反りもない。

本発明の直下型バックライト装置によれば、平均輝度と輝度均斉度を向上することが可能なため、液晶表示装置に直下型バックライトを組み込んだとき、高画質の液晶表示画面を得ることができる。

本発明の直下型バックライト装置の斜視図とその一部拡大図である。

符号の説明

１プリズムシート
２光拡散板
３線状光源
４反射板
５プリズムシートのプリズム条列の頂角
６光拡散板のプリズム条列の頂角

Claims

並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板と、光拡散板から拡散照射された光の出射方向を調整するプリズムシートとを備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板が光源から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、光拡散板のプリズム条列の頂角が６０°以上１７０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であり、プリズムシートが光拡散板から遠い側の面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該プリズムシートのプリズム条列の頂角が７０°以上１２０°以下でかつピッチが２０μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする直下型バックライト装置。
光拡散板及びプリズムシートのプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが略平行であることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライト装置。
光拡散板が透明樹脂に光拡散剤を分散させた物からなり、該分散物の全光線透過率が６０％以上９２％以下、かつヘーズが４０％以上９４％以下である請求項１または２に記載の直下型バックライト装置。
透明樹脂が、吸水率０．２５％以下であることを特徴とする請求項３に記載の直下型バックライト装置。