JP2007095386A - 直下型バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線状光源の使用本数を減らして消費電力を低減できるとともに、十分な輝度均斉度を有する直下型バックライト装置を提供すること。
【解決手段】直下型バックライト装置１では、線状光源１０からの直射光、および、線状光源１０から出射され反射板２０で反射された反射光を光拡散板３０で拡散照射し、この拡散照射された光の出射方向をプリズムシート４０で調整している。光拡散板３０のプリズムシート４０側の面には、線状光源１０の長手方向と略平行に延びる複数の三角プリズム３１Ａを有する第１プリズム条列３１が形成されている。第１プリズム条列３１には、光拡散板３０の線状光源１０側の面に略平行な平坦面３１Ｂが形成され、平坦面３１Ｂは、線状光源１０の直上に対応する位置に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、直下型バックライト装置に関し、特に、線状光源の使用本数を減らして消費電力を低減できるとともに、十分な輝度均斉度を有する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、エッジライト型方式と、直下型方式とが用いられている。このうち、直下型方式のバックライト装置は、並列に配置された複数本の冷陰極管（線状光源）と、この冷陰極管の背面に配置され、冷陰極管から出射された光を反射する反射板と、冷陰極管から出射された直射光および反射板からの反射光を拡散照射し、発光面をなす光拡散板とを備えて構成されている。

このような構成の直下型バックライト装置では、光拡散板の背面側に冷陰極管を配置するため、冷陰極管の使用本数を適宜選択することができる。ここで、冷陰極管の使用本数を多くすると、発光面の高輝度化を達成できる利点があるものの、冷陰極管での消費電力が大きくなるという欠点がある。一方、冷陰極管の使用本数を減らすと、冷陰極管での消費電力を小さくできる利点があるものの、冷陰極管の直上での輝度が他の箇所での輝度に比べて大きくなることにより発光面に輝度むらが生じ、このため、発光面の輝度均斉度が悪くなるという欠点がある。このように発光面の輝度均斉度が悪くなると、液晶ディスプレイの表示画面に表示むらが生じ、表示品位が低下することになる。

そこで、発光面の輝度を維持しつつ輝度均斉度を向上させるために、種々の対策が検討されている。例えば、特許文献１には、光拡散板の表面に縞模様やドット状の光量補正パターンを形成し、この光量補正パターンにより線状光源の直上に照射される光束を低減する方法が提案されている。また、特許文献２には、反射板を波型に形成し、この波型の反射板での反射光を線状光源間の中間領域に集束させる方法などが提案されている。しかしながら、特許文献１に示す方法では、光量補正パターンにおいて、光束の一部を遮断するため、線状光源から照射され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る。また、特許文献２に示す方法では、装置の構成が複雑になり、直下型バックライト装置の製造が煩雑になるという問題がある。

ところで、直下型バックライト装置に用いられる光拡散板としては、一般的には、透明樹脂に光拡散剤を分散させたものが用いられている。このような光拡散板では、輝度均斉度を向上させるために光拡散剤の濃度を高めることが行われる場合がある。しかしながら、この場合には、輝度が低下してしまうという問題がある。そこで、輝度の低下を防止しつつ、輝度均斉度を高める方法として、光拡散板の表面に断面鋸歯状のプリズム条列からなるパターンを形成し、このパターンの表面形状による拡散効果により輝度均斉度を高めることが提案されている（特許文献３〜５）。

特開平６−２７３７６０号公報 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

しかしながら、光拡散板の表面に単純なパターンを形成するだけでは、輝度均斉度の改良には不十分であった。
本発明の目的は、線状光源の使用本数を減らして消費電力を低減できるとともに、十分な輝度均斉度を有する直下型バックライト装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、直下型バックライト装置において、光拡散板の少なくともいずれか一方の面に、平坦面を有する所定のプリズム条列を形成し、この平坦面を線状光源の直上に対応する位置に配置することにより、十分な輝度均斉度を有するバックライト装置が得られることを見出し、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、本発明の直下型バックライト装置は、並列に配置された複数本の線状光源と、この線状光源から出射された光を反射する反射板と、前記線状光源から出射された直射光および前記反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板と、を備え、前記光拡散板の少なくともいずれか一方の面には、前記線状光源の長手方向と略平行に延びる複数の線状プリズムを有するプリズム条列が形成され、前記プリズム条列における前記線状光源の直上に対応する位置には、当該光拡散板の厚さ方向に対して略垂直な面である平坦面が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、線状光源からの直射光および反射板を介した反射光は光拡散板に入射し、光拡散板で拡散され、光拡散板のプリズム条列で拡散され多様な方向へと出射されるため、線状光源間の位置での輝度を向上することができる。また、線状光源の直上に対応する位置に平坦面を設けたので、線状光源から直上に向かった光がそのまま直上へと進むことにより、当該位置での輝度も十分に向上させることができる。このため、直下型バックライト装置からの出射光の輝度均斉度を向上させることができる。従って、線状光源の本数を必要最低限とすることができることから、消費電力を抑えることができる。

なお、線状光源の直上に対応する位置とは、線状光源が所定の幅寸法（径）を有していることを考慮すると、線状光源の幅寸法の範囲の直上に対応する位置を示している。

以上の直下型バックライト装置において、前記複数の線状プリズムの少なくとも一部は、断面三角形状の三角プリズムであり、前記平坦面は、隣接する前記三角プリズムの底角部分同士が離間して形成された離間部分により構成されていてもよい。このような構成によれば、プリズム条列の成形が容易となる。なお、底角部分とは、三角プリズムを断面三角形としてみた際に、その底角を構成する頂点部分のことである。

ここで、前記プリズム条列は、前記三角プリズムと前記平坦面とが交互に形成された平坦領域を有し、前記平坦領域において、前記三角プリズムの頂角の間隔をｂ、前記平坦面の幅寸法をｃとした際に、式：０．００１≦ｃ／ｂ≦３００を満たすことが好ましい。このような構成によれば、輝度均斉度をより一層高めることができる。

また、前記三角プリズムの頂角が６０°〜１７０°であり、該頂角の間隔が２０μｍ〜７００μｍであることが好ましい。このような構成によれば、輝度均斉度をより一層高めることができる。

ここで、前記プリズム条列には、前記三角プリズムの長手方向に交差する方向に沿って断面Ｖ字状に切り込まれるようにして形成された複数の凸構造部が設けられていてもよい。このような構成によれば、凸構造部により、一層輝度均斉度を向上させることができる。

また、前記複数の線状プリズムの少なくとも一部は、断面台形状の台形プリズムであり、前記平坦面は、前記台形プリズムの上底面により構成されていることとしてもよい。この際、前記プリズム条列には、前記台形プリズムの長手方向に交差する方向に沿って断面Ｖ字状に切り込まれるようにして形成された角錐台状の複数の凸構造部が設けられていてもよい。このような構成によれば、角錐台状の凸構造部により、一層輝度均斉度を向上させることができる。なお、上底面とは、台形プリズムを断面台形としてみた際に、その台形の上底に該当する面のことである。

以上の直下型バックライト装置において、前記平坦面が、前記線状光源の中心位置から前記光拡散板側への最短距離を結んだ直線を中心として、前記線状プリズムの幅方向の両側に均等に開いた角度φが１４０°以下となる範囲内の位置にも設けられていてもよい。このような構成によれば、輝度均斉度をより一層高めることができる。

以上の直下型バックライト装置において、前記光拡散板の全光線透過率が６０％〜９８％であることが好ましい。この際、前記光拡散板は、透明樹脂および光拡散剤を含む樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物のヘーズが２０％〜１００％であることが好ましい。さらに、前記透明樹脂の吸水率が０．２５％以下であることが好ましい。この場合には、吸湿による変形を防止できる。

本発明の直下型バックライト装置によれば、線状光源の使用本数を減らして消費電力を低減できるとともに、十分な輝度均斉度を有するという効果がある。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る直下型バックライト装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る直下型バックライト装置１を模式的に示す斜視図である。図２は、直下型バックライト装置１を模式的に示す断面図である。図１に示すように、直下型バックライト装置１は、並列に配置された複数本の線状光源１０と、線状光源１０から出射された光を反射する反射板２０と、線状光源１０から出射された直射光および反射板２０からの反射光を拡散照射する光拡散板３０と、光拡散板３０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４０とを備えている。

線状光源１０には、冷陰極管、熱陰極管、線状に配列したＬＥＤ、ＬＥＤと導光体を組合せたもの等を用いることができ、この中でも、線状光源１０としての輝度均一性の点で冷陰極管を好ましく用いることができる。図２に示すように、複数の線状光源１０は、それぞれが略平行となるように均等間隔（線状光源１０の中心間の間隔）Ｌで配置されている。間隔Ｌの寸法は、例えば２０ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、２５ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましい。

反射板２０は、例えば、白色または銀色に着色された樹脂や金属等を用いることができ、輝度均斉度改良の点から色としては白色が好ましく、軽量化の点から材質としては樹脂が好ましい。

光拡散板３０には、例えば、ガラスや、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もの等を用いることができる。この中でも、光拡散板３０には、軽量であること、成形が容易であることから樹脂が好ましく、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ものを用いることが好ましい。

光拡散板３０に用いる透明樹脂としては、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としては、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。このような光拡散剤は、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。

ここで、光拡散剤の含有量は特に制限されず、光拡散板３０の厚みや線状光源１０の間隔に応じて適宜選択できる。ただし、一般的には、分散物の全光線透過率が６０％〜９８％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％〜９５％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。また、ヘーズは、２０％〜１００％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、２５％〜１００％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。全光線透過率が６０％以上で、かつヘーズを１００％以下とすることで輝度をより一層向上でき、全光線透過率が９８％以下で、かつヘーズを２０％以上とすることで輝度均斉度をより一層向上できる。

なお、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を示し、ヘーズは、ＪＩＳ Ｋ７１３６により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値を示している。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％以上の樹脂を示す。

次に、光拡散板３０の外形について説明する。
図２に示すように、光拡散板３０は、その線状光源１０側の面である下面３０Ａと線状光源１０の中心位置との最短距離がｈとなるように配置されている。この最短距離ｈの寸法は、５ｍｍ〜３０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ〜２５ｍｍであることが好ましい。下面３０Ａは、当該光拡散板３０の厚さ方向に対して略垂直な面となっている。

また、光拡散板３０には、プリズムシート４０側の面（上面）に、断面鋸歯状のプリズム条列である第１プリズム条列３１が形成されている。第１プリズム条列３１は、線状光源１０の長手方向と略平行に延びる断面三角形状の三角プリズム３１Ａを複数備えている。

なお、前記略平行に延びるとは、三角プリズム３１Ａの長手方向と、線状光源１０の長手方向とのなす角度が６０度以下の場合を言う。ただし、好ましくは、そのなす角度が５０度以下の場合であり、より好ましくは、なす角度が４５度以下の場合である。線状光源１０と三角プリズム３１Ａとが略平行であることにより、輝度均斉度を向上できる。

三角プリズム３１Ａの頂角は、６０°〜１７０°であることが好ましく、９０°〜１２０°であることがより好ましい。三角プリズム３１Ａの頂角が上記範囲であることにより、輝度均斉度を向上できる。また、三角プリズム３１Ａの断面形状は、直下型バックライト装置１の正面方向の輝度を向上できる点から、二等辺三角形であることが好ましい。

また、第１プリズム条列３１は、隣接する三角プリズム３１Ａの底角部分同士が連なるように形成された通常領域Ｘと、隣接する三角プリズム３１Ａの底角部分同士が離間し、隣接する三角プリズム３１Ａ間に平坦面３１Ｂが形成された平坦領域Ｙとを備えている。つまり、平坦領域Ｙにおいては、三角プリズム３１Ａと平坦面３１Ｂとが交互に設けられている。

平坦面３１Ｂは、線状光源３０の長手方向と略平行に延びるとともに、前記下面３０Ａと略平行な面、換言すれば、光拡散板３０の厚さ方向に対して略垂直な面のことである。この平坦面３１Ｂは、線状光源１０の中心位置の直上に対応する位置に設けられている。なお、本発明において、平坦面３１Ｂとは、算術平均高さ（Ｒａ）が０．５０μｍ以下に形成された面のことである。なお、算術平均高さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で示される値であり、平均線からの変位量の算術平均値のことである。また、平坦面３１Ｂとしては、下面３０Ａと平行な場合に加えて、下面３０Ａに対してある程度傾斜（例えば、傾斜角５°未満の場合）した場合も含まれる。

通常領域Ｘでは、三角プリズム３１Ａの間隔ａが２０μｍ〜７００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜５００μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜４００μｍであることがさらに好ましい。間隔ａが上記範囲より小さい場合には、形状が微細となるため成形が困難になる。また、間隔ａが上記範囲より大きい場合には、輝度均斉度が低下する。また、通常領域Ｘの幅寸法Ａは、後述する平坦領域Ｙの幅寸法Ｂ未満であることが好ましい。

平坦領域Ｙでは、三角プリズム３１Ａの間隔ｂが２０μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜６７０μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜５００μｍであることがさらに好ましい。間隔ｂが上記範囲にある場合には、成形を容易にできるとともに、より一層輝度均斉度を高めることができる。

また、平坦面３１Ｂの幅寸法をｃとすると、ｃ／ｂの値は、０．００１〜３００であることが好ましく、０．０１〜３０であることがより好ましく、０．０３〜３であることがさらに好ましい。ｃ／ｂの値が上記範囲であることにより、より一層輝度均斉度を高めることができる。

また、図２に示すように、平坦領域Ｙは、線状光源１０の中心位置と光拡散板３０の下面３０Ａの最短距離を結んだ直線を中心として、三角プリズム３１Ａの幅方向の両側（図２中の左右方向）に均等に開いた角度φが１４０°以下となる範囲内の位置にも設けられることが好ましい。より好ましくは角度φが１１０°以下であり、さらに好ましくは、角度φが９０°以下である。角度φを式として表すと下記数１の通りである。なお、下記数式において、Ｂは、平坦領域Ｙの幅寸法を示している。ｈは、上述した通りである。

なお、光拡散板３０の厚みは、１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍ〜４ｍｍであることがより好ましい。厚みが上記範囲にある場合には、自重によるたわみの発生を防止できるとともに、成形を容易にできる利点がある。

プリズムシート４０は、透明樹脂により構成され、光拡散板３０に用いられる前記透明樹脂と同様のものを用いることができる。プリズムシート４０における光拡散板３０とは反対側の面（図中の上面）には、断面鋸歯状の第２プリズム条列４１が形成されている。第２プリズム条列４１は、線状光源１０の長手方向と略平行に延びる断面三角形状の複数の三角プリズム４１Ａを備えて構成されている。隣接する三角プリズム４１Ａは、その底角部分が連なるように形成されている。このように底角部分が連なった形状とすることにより、光拡散板３０から出射された光を好適に拡散することができる。

なお、前記略平行に延びるとは、第２プリズム条列４１の長手方向と、線状光源１０の長手方向とのなす角度が６０°以下の場合を言う。ただし、好ましくは、そのなす角度が５０°以下の場合であり、より好ましくは、なす角度が４５°以下の場合である。線状光源１０と第２線状プリズム４１とが略平行であることにより、輝度むらを低減できる。

三角プリズム４１Ａの頂角は、７０°〜１２０°であることが好ましく、８０°〜１００°であることがより好ましい。三角プリズム４１Ａの頂角が上記範囲にある場合には、直下型バックライト装置１の高輝度化を図ることができる。また、三角プリズム４１Ａの断面が二等辺三角形であることが好ましい。これにより、直下型バックライト装置１の正面方向の輝度を向上できる。

三角プリズム４１Ａの頂角の間隔は、２０μｍ〜７００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜５００μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜４００μｍであることがさらに好ましい。三角プリズム４１Ａの頂角の間隔が上記範囲にある場合には、三角プリズム４１Ａの成形が容易になるとともに、直下型バックライト装置１の輝度を向上できる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
本実施形態の直下型バックライト装置１では、線状光源１０から出射された光は、直接、または反射板２０で反射された後に光拡散板３０の下面３０Ａから入射し、光拡散板３０内で拡散され、第１プリズム条列３１で拡散されて多様な方向へと出射される。光拡散板３０から出射された光は、プリズムシート４０に入射され、プリズムシート４０の第２プリズム条列４１により出射方向がより垂直な方向へと調整される。これにより、直下型バックライト装置１の高輝度化を図ることができる。また、本発明では、線状光源１０の直上に対応する位置に平坦面３１Ｂが設けられているため、線状光源１０から直上に向かった光がそのまま直上へと進むため、当該位置での輝度を十分に確保できる。このため、直下型バックライト装置１からの出射光の輝度均斉度を向上できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る直下型バックライト装置２について説明する。なお、前記第１実施形態と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してその説明を省略する。本実施形態の直下型バックライト装置２は、前記実施形態の直下型バックライト装置１とは、光拡散板の構造が相違している。このため、以下この相違点を中心に説明する。図３は、直下型バックライト装置２に用いられる、線状光源１０と光拡散板５０とを示す断面図である。図３に示すように、光拡散板５０には、線状光源１０とは反対側の面（図中の上面）に、断面鋸歯状の第１プリズム条列５１が形成されている。

第１プリズム条列５１は、線状光源１０の長手方向と略平行に延び、前記第１実施形態と同じ断面三角形状の三角プリズム３１Ａと、線状光源１０の長手方向と略平行に延びる断面台形状の台形プリズム５１Ａとをそれぞれ複数備えている。

また、第１プリズム条列５１は、前記第１実施形態と同じ通常領域Ｘと、隣接する台形プリズム５１Ａの底角部分同士が連なるように形成された平坦領域Ｙとを備えている。平坦領域Ｙは、線状光源１０の直上に対応する位置に設けられている。また、平坦領域Ｙには、台形プリズム５１Ａの上底面により平坦面５１Ｂが形成されている。平坦面５１Ｂは、線状光源３０の長手方向と略平行に延びるとともに、光拡散板５０の下面５０Ａと略平行な面、換言すれば、光拡散板５０の厚さ方向に対して略垂直な面のことである。平坦面５１Ｂは、線状光源１０の中心位置の直上に対応する位置ではないが、線状光源１０の径（幅寸法）の範囲の直上に対応する位置に設けられている。このような構成の直下型バックライト装置２においても、前記第１実施形態と同様の効果、すなわち十分な輝度と十分な輝度均斉度とを奏することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る直下型バックライト装置について説明する。本実施形態の直下型バックライト装置は、前記第１実施形態の直下型バックライト装置１とは、光拡散板の構造が相違している。このため、以下この相違点を中心に説明する。

図４は、本発明の第３実施形態に係る直下型バックライト装置に用いられる光拡散板６０を示す斜視図である。図４に示すように、光拡散板６０は、三角プリズム６１の長手方向に交差する方向（図４中の左右方向）に沿って断面Ｖ字状に切り込まれるようにして形成された複数の凸構造部６２を備えている。また、三角プリズム６１間には、前記実施形態１と同様に平坦面３１Bが形成されている。このような光拡散板６０は、前記第１実施形態の光拡散板３０（図１）において、三角プリズム６１の長手方向に交差する方向（図４中の左右方向）に沿って断面Ｖ字状に切り込むことにより製造できる。このような複数の凸構造部６２を備えることにより、より輝度均斉度を高めることができる。

なお、本発明は、前記各実施形態には限定されない。
例えば、前記各実施形態に係る直下型バックライト装置において、光拡散板とプリズムシートとの間に、拡散シート等の光学シートを配置してもよい。ここで、拡散シートとは、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である。拡散シートは、例えば、厚み５０μｍ〜３００μｍ程度のシートであり、光拡散効果と輝度向上効果とを有する部材である。

また、プリズムシートや前記拡散シートの後段側には、反射型の偏光子を配置して輝度向上を図ってもよい。この反射型偏光子としては、ブリュースター角による偏光成分の反射率の差を利用した反射型偏光子（例えば、特表平６-５０８４４９号公報に記載のもの）；コレステリック液晶による選択反射特性を利用した反射型偏光子；具体的には、コレステリック液晶からなるフィルムと１／４波長板との積層体（例えば、特開平３-４５９０６号公報に記載のもの）；微細な金属線状パターンを施工した反射型偏光子（例えば、特開平２-３０８１０６号公報に記載のもの）；少なくとも２種の高分子フィルムを積層し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特表平９-５０６８３７号公報に記載のもの）；高分子フィルム中に少なくとも２種の高分子で形成される海島構造を有し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、米国特許第５，８２５，５４３号明細書に記載のもの）；高分子フィルム中に粒子が分散し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特表平１１-５０９０１４号公報に記載のもの）；高分子フィルム中に無機粒子が分散し、サイズによる散乱能差に基づく反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特開平９-２９７２０４号公報に記載のもの）；などが使用できる。

また、前記各実施形態では、光拡散板の後段側にプリズムシート４０を設けたが、特に設けなくてもよい。ただし、プリズムシート４０を設けた方が、輝度が向上するという利点がある。また、プリズムシート４０において、光拡散板３０とは反対側の面に第２プリズム条列４１を形成したが、光拡散板３０側の面にのみ設けてもよいし、その両面に設けてもよい。

また、第２プリズム条列４１を、三角プリズム４１Ａの底角部分が連なったような形状としたが、隣接する三角プリズム４１Ａの底角部分の間に平坦面（条列のない平坦な部分）が設けられた形状としてもよい。また、各三角プリズム４１Ａの頂角の寸法をすべて同一の角度としたが、異なるように形成してもよい。また、第２線状プリズムを断面三角形状の三角プリズム４１Ａとしたが、その頂角部分を切除したような断面台形状の台形プリズムとしてもよい。

また、前記各実施形態では、光拡散板におけるプリズムシート４０側の面に第１プリズム条列を形成したが、線状光源１０側の面に第１プリズム条列を形成してもよいし、両面に第１プリズム条列を形成してもよい。

また、前記第１、第２実施形態では、光拡散板に通常領域Ｘを設けるように構成したが、通常領域Ｘが存在せず平坦領域Ｙのみからなるように構成してもよい。この場合には、上記数１を満たすような寸法で、光拡散板３０と線状光源１０とを配置すればよい。

前記第３実施形態において、光拡散板６０を、第１実施形態の光拡散板３０に断面Ｖ字状の切り込みを形成したような複数の凸構造部６２を備えて構成したが、これに限らず、例えば、光拡散板を、第２実施形態の光拡散板５０に断面Ｖ字状の切り込みを形成したような複数の凸構造部を備えて構成してもよい。

以下、本発明の直下型バックライト装置について、実施例を用いてより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。
＜実施例１＞
脂環式構造を有する透明樹脂（全光線透過率９１％、ヘーズ８５％、吸水率０．０１％）にポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子を添加した光拡散板用ペレットを原料として、射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）により、所定の金型を用いて、シリンダー温度２８０度、金型温度８５度の条件で、図１に示すような形状の光拡散板を成形した。

成形した光拡散板は、厚み２ｍｍで２５０mm×３１０mmであり、頂角１００°の二等辺三角形が連なった複数の三角プリズムを有するプリズム条列を有している。プリズム条列は、三角プリズム間に平坦面が設けられた平坦領域Ｙを有している。この光拡散板の平坦領域Ｙについて、表面を超深度顕微鏡で観察したところ、頂角の間隔ｂが５９μｍ、頂角が１００度で、三角プリズムの表面粗さＲａが０．０４μｍであった。また、平坦面の幅寸法ｃが９．０μｍであった。このため、ｃ／ｂの値は、０．１５３であった。なお、平坦面の表面粗さＲａは０．０４μｍであった。さらに、平坦領域Ｙを線状光源の中心位置からの角度である前記φ＝６５°の範囲内に設け、この領域Ｂ以外の領域を、平坦面のない通常領域Ｘとした。通常領域Ｘでは、三角プリズムの頂角の間隔ａが５０μｍであった。なお、通常領域Ｘにおいても、三角プリズムの頂角が１００°、表面粗さＲａが０．０４μｍであった。

次に、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（東レ株式会社製 Ｅ６０L）を貼着して反射板とし、反射板から２．５ｍｍ離して、直径３ｍｍ、長さ３６０ｍｍの冷陰極管７本を、冷陰極管の中心間の距離Ｌを２８ｍｍ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。前記光拡散板を、三角プリズムの長手方向が冷陰極管の長手方向と略平行にし、かつ三角プリズムが冷陰極管とは反対側に位置するように配置した。この際、冷陰極管の中心位置と光拡散板の冷陰極管に近い側の面との距離ｈが１１ｍｍになるように設置した。さらに、プリズム頂角９０度でプリズム頂角の間隔が５０μｍの三角プリズムを有するプリズムシート（住友スリーエム株式会社性 BEF II）を、三角プリズムの長手方向が冷陰極管の長手方向と略平行で、かつ光拡散板とは反対側の面に三角プリズムが配置されるように設置した。このようにして直下型バックライト装置を構成した。

次いで、管電流６ｍＡ、管電圧３３０Ｖｒｍｓを印加して冷陰極管を点灯し、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（２）に従って、輝度平均値Ｌａと輝度均斉度Ｌｕを得た。測定した結果、輝度均斉度Ｌｕが５．９であり、輝度平均値Ｌａが１０，４１８（Ｃｄ／ｍ^２）であった。
輝度平均値 Ｌａ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２ ・・・（１）
輝度均斉度 Ｌｕ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌａ）×１００ ・・・（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
なお、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。

＜比較例１＞
前記平坦面を線状光源の直上に対応する位置に設けなかったこと、すなわち、平坦面を線状光源間に設けたこと以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、その評価を行った。この拡散板の頂角の間隔が５０μｍ、頂角が１００°、表面粗さＲａが０．０４μｍであった。輝度均斉度Ｌｕが１２．５であり、輝度平均値Ｌａが１０，８３７（Ｃｄ／ｍ^２）であった。

実施例１と比較例１の構成および測定結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１では、冷陰極管の直上に対応する位置に平坦面を設けることにより、比較例１に比べて輝度均斉度が向上するとともに、十分な輝度も維持できることがわかる。

本発明の第１実施形態に係る直下型バックライト装置を模式的に示す斜視図である。 前記直下型バックライト装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る直下型バックライト装置に用いられる、線状光源と光拡散板とを示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る直下型バックライト装置に用いられる光拡散板を示す斜視図である。

符号の説明

１，２，３ 直下型バックライト装置
１０ 線状光源
２０ 反射板
３０，５０，６０ 光拡散板
３１，５１ 第１プリズム条列
３１Ａ 三角プリズム
３１Ｂ，５１Ｂ 平坦面
４０ プリズムシート
４１ 第２プリズム条列
４１Ａ 三角プリズム
５１Ａ 台形プリズム
Ｘ 通常領域
Ｙ 平坦領域

Claims (11)

1. 並列に配置された複数本の線状光源と、
   この線状光源から出射された光を反射する反射板と、
   前記線状光源から出射された直射光および前記反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板と、を備え、
   前記光拡散板の少なくともいずれか一方の面には、前記線状光源の長手方向と略平行に延びる複数の線状プリズムを有するプリズム条列が形成され、
   前記プリズム条列における前記線状光源の直上に対応する位置には、当該光拡散板の厚さ方向に対して略垂直な面である平坦面が形成されていることを特徴とする直下型バックライト装置。
2. 請求項１に記載の直下型バックライト装置において、
   前記複数の線状プリズムの少なくとも一部は、断面三角形状の三角プリズムであり、
   前記平坦面は、隣接する前記三角プリズムの底角部分同士が離間して形成された離間部分により構成されていることを特徴とする直下型バックライト装置。
3. 請求項２に記載の直下型バックライト装置において、
   前記プリズム条列は、前記三角プリズムと前記平坦面とが交互に形成された平坦領域を有し、
   前記平坦領域において、前記三角プリズムの頂角の間隔をｂ、前記平坦面の幅寸法をｃとした際に、式：０．００１≦ｃ／ｂ≦３００を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。
4. 請求項２または３に記載の直下型バックライト装置において、
   前記三角プリズムの頂角が６０°〜１７０°であり、該頂角の間隔が２０μｍ〜７００μｍであることを特徴とする直下型バックライト装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置において、
   前記プリズム条列には、前記三角プリズムの長手方向に交差する方向に沿って断面Ｖ字状に切り込まれるようにして形成された複数の凸構造部が設けられていることを特徴とする直下型バックライト装置。
6. 請求項１に記載の直下型バックライト装置において、
   前記複数の線状プリズムの少なくとも一部は、断面台形状の台形プリズムであり、
   前記平坦面は、前記台形プリズムの上底面により構成されていることを特徴とする直下型バックライト装置。
7. 請求項６に記載の直下型バックライト装置において、
   前記プリズム条列には、前記台形プリズムの長手方向に交差する方向に沿って断面Ｖ字状に切り込まれるようにして形成された角錐台状の複数の凸構造部が設けられていることを特徴とする直下型バックライト装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置において、
   前記平坦面が、前記線状光源の中心位置から前記光拡散板側への最短距離を結んだ直線を中心として、前記線状プリズムの幅方向の両側に均等に開いた角度φが１４０°以下となる範囲内の位置にも設けられていることを特徴とする直下型バックライト装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置において、
   前記光拡散板の全光線透過率が６０％〜９８％であることを特徴とする直下型バックライト装置。
10. 請求項９に記載の直下型バックライト装置において、
    前記光拡散板は、透明樹脂および光拡散剤を含む樹脂組成物からなり、
    当該樹脂組成物のヘーズが２０％〜１００％であることを特徴とする直下型バックライト装置。
11. 請求項１０に記載の直下型バックライト装置において、
    前記透明樹脂の吸水率が０．２５％以下であることを特徴とする直下型バックライト装置。
    

Images