JP2006155926A

JP2006155926A - 直下型バックライト装置

Info

Publication number: JP2006155926A
Application number: JP2004340596A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Hayashi; 昌彦林; Kenji Kusano; 賢次草野; Keisuke Tsukada; 啓介塚田; Yasunori Takahashi; 靖典高橋
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

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、前記反射板は、前記複数の線状光源間に位置する領域に、前記複数の線状光源側に突出し、かつ前記複数の線状光源の長手方向に沿って設けられた突起部を有する。

【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、正面からの輝度均斉度と共に斜めからの輝度均斉度も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、線状の冷陰極管を導光板の端面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、冷陰極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、反射板に断面三角形の突起部を設けることにより、反射板からの反射光を冷陰極管と冷陰極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、冷陰極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、反射板に断面三角形の突起部を設ける技術を用いても、輝度均斉度の向上が十分でない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物が使用されることが多いが、輝度均斉度を改良す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く、特に斜め方向の輝度均斉度がよくなかった。

特開平６−２７３７６０号公報図６特開平６−２７４６３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、さらに正面から観察したときと斜めから観察したときの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、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、驚くべきことに、斜め方向の輝度均斉度改善に効果がない光拡散板の少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を設ける技術と、さらに輝度均斉度改善にさほどの効果を持たない反射板の線状光源間に突起部を設ける技術を組合わせることで、高輝度で斜めからの輝度均斉度も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を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主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、前記反射板は、前記複数の線状光源間に位置する領域に、前記光拡散板側に突出し、かつ前記複数の線状光源の長手方向に沿って設けられた突起部を有することを特徴とする直下型バックライト装置、
（２）光拡散板のプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが成す角度が６０度以下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、
（４）反射板に設けられた突起部の底辺の二等分点は、線状光源の中心の略中間部に位置し、前記突起部の長手方向と直交する面で切断したときの断面形状が、光拡散板面に垂直でかつ前記突起部の底辺の二等分点を通る線分に対し線対称であることを特徴とする（１）、（２）または（３）に記載の直下型バックライト装置、
（５）反射板に設けられた突起部の光拡散板側の面と、光拡散板の反射板側の面との間の最短距離をＤ、前記線状光源の中心と前記光拡散板の反射板側の面との間の距離をLとするとき、L＞Dを満足することを特徴とする（１）、（２）、（３）または（４）に記載の直下型バックライト装置、及び
（６）突起部の断面形状は、二等辺三角形、または等脚台形であることを特徴とする（４）または（５）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、
（７）透明樹脂が、吸水率０．２５％以下であることを特徴とする（３）、（４）、（５）または（６）に記載の直下型バックライト装置
（８）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）、（４）、（５）または（６）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、正面方向と斜め方向の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、正面方向と斜め方向の輝度均斉度が良い。

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を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主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、前記反射板は、前記複数の線状光源間に位置する領域に、前記光拡散板側に突出し、かつ前記複数の線状光源の長手方向に沿って設けられた突起部を有することを特徴とする直下型バックライト装置である。

図１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２と、光源２からの光を反射する反射板３と、光源２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１を備え、光拡散板１に頂角４の断面鋸歯状のプリズム条列を有し、さらに反射板３の線状光源間に突起部５が設けられている。

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る。冷陰極管と熱陰極管は直線状以外にもU字状、又はW字状の形状のものを使用することができる。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。
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反射板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。

反射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、色は輝度均斉度向上の点から白色が好ましく、材料は軽量化の点から樹脂が好ましい。
反射板には複数の線状光源間に位置する領域に、前記光拡散板側に突出し、前記複数の線状光源の長手方向に沿って突起部が設けられる。該突起部は線状光源から横方向への光を光拡散板方向へ反射するので、輝度と輝度均斉度を向上することができる。前記突起部は畝状に連続的でも、垂体の連なりのように断続的でもよいが、輝度均斉度がより向上できることから連続的であることが好ましい。前記突起部の底辺の二等分点が、光拡散板側から見た場合に隣接する線状光源の中心の略中間部に位置することと、前記突起部の線状光源の延長方向と直交する面で切断したときの断面形状が、光拡散板面に垂直でかつ突起部の底辺の二等分点を通る線分に対し線対称であることが、バックライトの正面方向の輝度を最大にできるので、好ましい。ここで隣接する線状光源の中心の略中間部とは、図１の６に示すように隣接する二つの線状光源の中心を結ぶ線の二等分線から、線状光源側に、光源の中心間の距離の１割の長さ移動した位置までの部分を言う。
また突起部の光拡散板側の面と、光拡散板の反射板側の面との間の最短距離Ｄは、線状光源の中心と前記光拡散板の反射板側の面との距離Lより小さいことが、斜め方向の輝度均斉度向上のために好ましい。前記距離DとLは線状光源の長手方向のいずれにおいても等しいこと、すなわち突起部の高さが一定であり、線状光源と光拡散板が平行であることが、バックライトの正面方向の輝度を最大にできるので、好ましい。

突起部をその長手方向で切断したときの断面形状は、特に限定されないが、図２（ａ）に示す二等辺三角形、図２（ｂ）に示す等脚台形、図２（ｃ）に示す円形を切断した形状、図２（ｄ）に示す楕円形を短軸に平行な線分で切断した形状、楕円形を長軸に平行な線分で切断した形状、図２（ｅ）に示す下に凸の曲線を線対象になるように連ねた形状、図２（ｆ）に示す上に凸の曲線を線対称になるように連ねた形状等を使用することができる。これらの形状のうち、尖った頂点を持つものは、頂点が丸みを帯びていてもよい。またこれらの形状のうち、正面方向の輝度均斉度と斜め方向の輝度均斉度を同時に向上できるので、二等辺三角形、等脚台形が好ましい。これら二つの形状の突起部の斜面の角度（図１の７に示す）は、光拡散板の主面に対して１０度から８５度であることが輝度均斉度向上の点から好ましい。突起部の断面の底辺の長さは、線状光源との接触を避けるため、2本の線状光源の中心間距離の８割以下が好ましい。

本発明装置の光拡散板は、輝度均斉度を向上するために使用される。光拡散板は光入射面と光出射面を有し、線状光源からの光は光源から近い側の光入射面に入射し、必要に応じて光拡散板内の光拡散剤により拡散されて、光源から遠い側の光出射面から出射される。このとき光入射面または光出射面の少なくとも一方に設けられた断面鋸歯状のプリズム条列によって、光が多様な方向へ拡散される。
光拡散板の材料はガラス、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JIS K7361-1により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値で、ヘーズはJIS K7136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JIS K7361-1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。
光拡散板の厚みは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、反射板に設けられた突起部により、反射板側から光拡散板に入射する光の角度はある程度絞られている。この光が少なくとも一つの主面に頂角６０度以上１７０度以下の断面鋸歯状プリズム形状を持つ光拡散板により好適に拡散され、出射角度を調整することで、輝度が高く、正面方向も斜め方向も輝度均斉度の高い直下型バックライトを得ることができる。
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、三角形の突起部が連なった形状であることを言い、三角形突起部のすそがつながってV字型の溝を形成するようになっていてもよいし、三角形突起部のすそ間に水平部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すそがつながって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。

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、光拡散が粗くなり、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、０．０3μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、０．05μｍ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、線状光源の長手方向とが成す角度が６０度以下であることが好ましい。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。線状光源の長手方向とが成す角度を６０度以下とすることにより、輝度ムラを低減することができる。

本発明装置に用いる反射板に突起部を形成する方法に特に制限はなく、例えば、平板状の反射板に別に成形した突起部を接着することができ、平板状の反射板をプレス等で変形して突起部を形成することができ、あるいは、反射板の成形と同時に突起部を形成することもできる。反射板の成形と同時に突起部を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、反射板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、突起部の形状を有する金型を用いて、反射板を射出成形により作製することができる。

本発明装置に用いる光拡散板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、シクロアルキン）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芳香環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芳香環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芳香環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芳香環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％］９９．７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］０．３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、ＪＩＳＫ7361-1とＪＩＳＫ 7136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７８％であり、ヘーズは９２％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８６％であり、ヘーズは９１％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％］９９．６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］０．４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７５％であり、ヘーズは９２％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１１０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形成することができる金型を用い、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１１０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。
内寸幅３００ｍｍ、奥行き２４０ｍｍ、深さ１７ｍｍ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）を貼着け、反射板から３．５ｍｍ離して、直径４ｍｍ、長さ３６０ｍｍの冷陰極管４本を、電極部をケースから突き出るようにし、冷陰極管の中心間の距離を５０ｍｍとして幅方向に平行に配置し、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。さらに、断面が底辺１８ｍｍで高さ９ｍｍの直角二等辺三角形である乳白色プラスチック製三角柱を前記プラスチックケースの幅方向に隙間なく嵌め込むことができる長さに切断し、前記幅方向と平行にし、該三角形の直角部分が頂点となるように、該三角形の底辺部分で前記プラスチック製ケースに接着し、該三角柱の上にも反射シート（株式会社ツジデン製、RF１８８）を貼着して、突起部を設けた反射板を得た。このとき光拡散板側から見て、前記三角形の底辺の二等分点は隣接する二つの冷陰極管の中心を結ぶ線の二等分線上にあるようにした。
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反射板に近い側の面との距離Lが１３．５ｍｍに、突起部の表面と光拡散板の反射板に近い側の面との最短距離Dは８．０ｍｍに、なるように設置した。その上に拡散シート［株式会社ツジデン製D121UZ］を設置し、さらにプリズムシート（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-D）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、光拡散板の法線方向に設置した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に従って正面からの輝度平均値Ｌａと輝度均斉度Ｌｕを得た。このとき、輝度平均値は２２５８cd/m²で、輝度均斉度は、１．９であった。次に前記方向から線状光源の長手方向に垂直な平面に沿って４５度傾けた方向に二次元色分布測定装置を設置しなおし、同様の測定を行って斜め方向の輝度均斉度を求めたところ、２．８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
頂角７０度のプリズム条列を形成することができる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。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、正面からの輝度が２１２２cd/m²、輝度均斉度３．４、斜めからの輝度均斉度も３．４であった。
実施例３
頂角１７０度のプリズム条列を形成することができる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。プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１７０度、表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が２００９cd/m²、輝度均斉度３．５、斜めからの輝度均斉度も３．５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。プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１１０度，表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が２３４８cd/m²、輝度均斉度３．６、斜めからの輝度均斉度は４．２であった。
実施例５
ポリシロキサン系微粒子０．４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１１０度、表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が２２３４cd/m²、輝度均斉度０．９、斜めからの輝度均斉度は１．７であった。
実施例６
プリズムシートを設置しない以外は実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。プリズム部分のピッチは５０μｍ、頂角は１１０度、表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が２０３２cd/m²、輝度均斉度５．０、斜めからの輝度均斉度は４．２であった。

比較例１
頂角４０度のプリズム条列を形成することができる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、ピッチは５０μｍ、頂角は４０度、表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が１７８３cd/m²、輝度均斉度１０．０、斜めからの輝度均斉度は１２．８であった。
比較例２
プリズム形状のない、表面が平滑な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。表面粗さRａは０．０４μｍであり、正面からの輝度が１８９６cd/m²、輝度均斉度１８．６、斜めからの輝度均斉度１０．２であった。
比較例３
三角柱を接着しない突起部のない反射板を使用した以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。表面粗さRａは０．０４μｍで、正面からの輝度が２０９５cd/m²、輝度均斉度４．０、斜めからの輝度均斉度１４．５であった。

実施例１〜６の構成と測定結果を表１に、比較例１〜３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が本発明で規定する範囲内にあり、反射板に突起部が設けられた場合は、平均輝度が２０００cd/m²以上、輝度均斉度が正面からと斜めからの双方とも５．０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、正面からの輝度均斉度または斜めからの輝度均斉度のいずれかもしくは全てが悪い数値となっている。

本発明の直下型バックライト装置によれば、平均輝度、正面からの輝度均斉度および斜めからの輝度均斉度の全て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一態様の斜視図とその一部拡大図である。本発明の直下型バックライト装置の反射板に設けられる突起部の断面の例である。

符号の説明

１光拡散板
２線状光源
３突起部を有する反射板
４光拡散板のプリズム条列の頂角
５反射板に設けられた突起部
６線状光源の中心部の略中間部

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を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主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、前記反射板は、前記複数の線状光源間に位置する領域に、前記光拡散板側に突出し、かつ前記複数の線状光源の長手方向に沿って設けられた突起部を有することを特徴とする直下型バックライト装置。
光拡散板のプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが成す角度が６０度以下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。
反射板に設けられた突起部の底辺の二等分点は、線状光源の中心の略中間部に位置し、前記突起部の長手方向と直交する面で切断したときの断面形状が、光拡散板面に垂直でかつ前記突起部の底辺の二等分点を通る線分に対し線対称であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の直下型バックライト装置。
反射板に設けられた突起部の光拡散板側の面と、光拡散板の反射板側の面との間の最短距離をＤ、前記線状光源の中心と前記光拡散板の反射板側の面との間の距離をLとするとき、L＞Dを満足することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の直下型バックライト装置。
突起部の断面形状は、二等辺三角形、または等脚台形であることを特徴とする請求項４または５に記載の直下型バックライト装置。