KR101597641B1

KR101597641B1 - 직하형 백라이트 장치

Info

Publication number: KR101597641B1
Application number: KR1020107028465A
Authority: KR
Inventors: 유지 카와타; 요시카즈 사토; 오사무 와타나베; 요시히코 사카구치
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2016-02-25
Also published as: TWI490605B; JPWO2010029886A1; JP5749005B2; TW201015175A; CN104776329A; WO2010029886A1; KR20110063618A; CN102089572A

Abstract

본 발명은 특수한 가공을 실시한 광학 부재를 사용하지 않아도 관 편차를 효율적으로 억제하고, 또한 고휘도의 표시 장치용 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 직하형 백라이트 장치는 반사재, 복수의 선 형상 광원, 및 광학 부재군이 이 순서로 배치되고, 하기 (ⅰ)~(ⅴ)의 조건을 만족시키는 것이다.
(ⅰ) 상기 복수의 선 형상 광원이 각각의 선 형상 광원의 길이 방향이 평행해지도록 배치되어 있다.
(ⅱ) 상기 광학 부재군 중의 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재는 선 형상 광원측의 면으로부터 광을 입사시켜서 측정한 JIS K 7136(2000년)에 의거한 헤이즈값이 99.0% 이하이다.
(ⅲ) 상기 광학 부재군 중에 프리즘 시트가 있고, 이 프리즘 시트가 상기 선 형상 광원측과는 반대측의 면에 일방향으로 연장된 복수의 볼록 형상이 형성되고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 평행하고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 복수의 선 형상 광원의 길이 방향과 평행하다.
(ⅳ) 상기 반사재는 상기 선 형상 광원측 면의 JIS K 7105(1981년)에 의거하여 측정한 60°광택도가 5 이하이다.
(ⅴ) 상기 복수의 선 형상 광원에 있어서 인접하는 선 형상 광원의 중심간의 거리를 L, 선 형상 광원의 중심으로부터 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재까지의 거리를 H라고 했을 때 하기 식(1)을 만족시키는 θ가 45°≤θ≤70°이다.
θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1)

Description

직하형 백라이트 장치{DIRECTLY UNDER BACKLIGHT DEVICE}

본 발명은 각종 표시 장치, 특히 액정 표시 장치의 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 노트북이나 휴대전화기기를 비롯하여 텔레비전, 모니터, 카 네비게이션 등 다양한 용도에 사용되고 있다. 액정 표시 장치에는 광원이 되는 백라이트 장치가 장착되어 있고, 백라이트 장치로부터의 광선을 액정 셀에 통과시켜 제어함으로써 표시되는 구조로 되어 있다. 이 백라이트 장치에 요구되는 특성은 단순히 광을 출사하는 광원으로서 뿐만 아니라, 화면 전체를 밝고 또한 균일하게 빛나게 하는 것이다.

백라이트 장치의 구성은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 하나는 사이드 라이트형 백라이트라고 칭해지는 방식이다. 이것은, 예를 들면 박형화·소형화가 요구되는 노트북 등에 주로 사용되는 방식이지만, 기본 구성으로서 도광판을 사용하는 것이 특징이다. 사이드 라이트형 백라이트의 경우에 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 측면으로부터 도광판에 광선을 입사시키고, 도광판 내부를 전반사시키면서 면 내 전체에 광을 전파하면서 도광판의 이면에 가공된 확산 도트 등에 의해 일부를 전반사 조건으로부터 이탈시켜서 도광판 앞면으로부터 채광함으로써 백라이트 즉 면광원으로서 기능시키는 것이다. 사이드 라이트형 백라이트의 경우에는 이들 구성 이외에도 도광판의 이면으로부터 새어나오는 광을 반사시켜서 재이용시키는 기능을 담당하는 반사 필름, 도광판 앞면으로부터 출사되는 광을 균일화시키는 확산 시트, 정면 휘도를 향상시키는 프리즘 시트로 대표되는 집광 시트, 그리고 액정 패널 상에서의 휘도를 향상시키는 휘도 향상 시트 등, 여러 종류의 광학 필름이 사용되고 있다.

또한, 다른 하나의 방식은 직하형 백라이트라고 칭해지는 방식이다. 이것은 대형화·고휘도화가 요구되는 텔레비전 용도에 바람직하게 사용되는 방식이지만, 기본 구성으로서는 도광판은 사용하지 않고 화면 안쪽에 직접 형광관을 배열하거나 점광원인 LED를 복수 선 형상으로 배치한 구조가 특징이다. 화면 안쪽에 선 형상 또는 일부 선 형상의 형광관이나 LED로 이루어지는 선 형상 광원을 복수개 평행하게 배열함으로써 대화면에도 대응할 수 있고, 또한 밝기도 충분히 확보할 수 있다.

그러나, 특징이기도 한 화면 안쪽에 배치된 형광관이나 LED에 의한 화면 내의 밝기 편차(휘도 편차)가 발생하고, 나아가서는 그 편차가 형광관이나 LED의 점 및 선 형상의 상(像)(이후 관 편차라고 칭한다.)으로 되어 화질 저하의 요인이 되어버린다.

이 때문에, 직하형 백라이트에서는 이 관 편차를 해소하기 위해서, 매우 강한 광확산성을 갖는 광확산판을 형광관의 상측에 배치하여 화면의 균일화를 도모하고 있다(특허문헌 1). 광확산판은 미립자를 분산시킨 아크릴 수지, 또는 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지는 광확산판이다. 이 광확산판에 의해 관 편차가 해소되어 화면의 균일화가 도모되는 것이지만, 강하게 확산시키기 때문에 전광선 투과율이 낮아 광 이용 효율이 악화되고, 또한 지나치게 강하게 확산되기 때문에 불필요한 방향으로 광을 분산시켜버려 결과적으로 필요로 되는 정면의 밝기가 불충분하게 된다.

그래서, 광확산판 상에 광을 등방적으로 확산시키면서 정면 방향으로 집광 효과를 나타내는 확산 시트를 배치하고 있다. 이 확산 시트는 기재 시트 상에 유기 가교 입자 등의 미립자를 함유한 확산층을 형성한 비드 시트라고 칭해지는 시트이고, 광확산판과는 달리 어느 정도 정면 방향으로의 지향성을 나타내는 광학 필름이다.

또한 이들 이외에도 형광관이나 LED로부터 후방으로 출사되는 광을 반사하는 반사 부재, 집광성을 향상시키기 위한 프리즘 시트로 대표되는 집광 시트, 형광관이나 LED로부터 방출된 광의 편광을 분리하여 액정 패널 상의 휘도를 향상시키기 위한 휘도 향상 시트 등이 장착되어 있고, 여러 가지 시트를 조합해서 직하형 백라이트 장치를 구성하고 있다.

하지만 최근 주목받고 있는 박형 텔레비전에 사용하는 직하형 백라이트나, 환경 대응의 점에서 소비 전력을 적게 하는 것을 목적으로 해서 탑재하는 형광관의 수를 삭감한 직하형 백라이트, 수은 등의 중금속 함유량이 적은 점광원의 LED를 탑재한 직하형 백라이트 장치에서는 관 편차가 현저하게 발생하기 쉽고 휘도도 부족한 경우가 있다. 그 때문에, 상술한 광학 부재를 다수 사용할 필요가 있어 박형화가 곤란해지거나, 비용 상승을 초래하거나, 또한 광학 부재 제조시에 사용하는 소비 전력이 높아져버려 역으로 환경 부하가 증가할 우려가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 광확산판에 단면 톱니 형상의 프리즘 형상을 가공함으로써 각종 시트의 기능 통합이나 성능 향상을 도모하는 방법(특허문헌 2)이나, 그 단면 톱니 형상의 프리즘 형상을 가공한 광확산판에 적합해지도록 반사 부재를 돌기 형상으로 성형 가공한 방법(특허문헌 3)도 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2004-29091호 공보 일본 특허 공개 2006-164890호 공보 일본 특허 공개 2006-155926호 공보

그러나, 특허문헌 1과 같은 매우 강한 광확산성을 갖는 광확산판에서는 관 편차를 해소하여 화면의 균제도를 높이는 효과는 있지만, 전광선 투과율이 높지 않아 고휘도화가 곤란하다.

또한, 특허문헌 2, 3과 같이 광확산판이나 반사 부재에 성형 가공을 실시하는 방법에서는 비용이나 생산성의 점에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 균제도와 휘도의 양립이 곤란하여 발본적 대책에는 이르러 있지 않은 것이 실상이다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 배경을 감안하여 관 편차를 효율적으로 억제하고, 또한 고휘도의 표시 장치용 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것이다. 즉 본 발명은 광학 부재에 특수한 가공을 실시하지 않고 사용해도 관 편차를 효율적으로 억제하고, 또한 고휘도의 표시 장치용 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 다음과 같은 구성을 채용한다. 즉 본 발명의 직하형 백라이트 장치는 반사재, 복수의 선 형상 광원, 및 광학 부재군이 이 순서로 배치되고, 하기 (ⅰ)~(ⅴ)의 조건을 만족시키는 것이다.

(ⅰ) 상기 복수의 선 형상 광원이 각각의 선 형상 광원의 길이 방향이 평행해지도록 배치되어 있다.

(ⅱ) 상기 광학 부재군 중 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재는 선 형상 광원측의 면으로부터 광을 입사시켜서 측정한 JIS K 7136(2000년)에 의거한 헤이즈값이 99.0% 이하이다.

(ⅲ) 상기 광학 부재군 중에 프리즘 시트가 있고, 이 프리즘 시트가 상기 선 형상 광원측과는 반대측의 면에 일방향으로 연장된 복수의 볼록 형상이 형성되고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 평행하고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 복수의 선 형상 광원의 길이 방향과 평행하다.

(ⅳ) 상기 반사재가 상기 선 형상 광원측 면의 JIS K 7105(1981년)에 의거하여 측정한 60° 광택도가 5 이하이다.

(ⅴ) 상기 복수의 선 형상 광원에 있어서 인접하는 선 형상 광원의 중심간의 거리를 L, 선 형상 광원의 중심으로부터 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재까지의 거리를 H라고 했을 때 하기 식(1)을 만족시키는 θ가 45°≤θ≤70°이다.

θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1)

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 특수한 가공을 실시한 광학 부재를 사용하지 않아도 관 편차를 효율적으로 억제하고, 또한 고휘도의 표시 장치용 직하형 백라이트 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 직하형 백라이트 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 관 편차 및 휘도 평가에 사용한 직하형 백라이트 장치를 상부로부터 모식적으로 나타내는 도면이다.

본 발명은 상기 과제, 즉 관 편차의 억제를 도모할 수 있는 직하형 백라이트 장치에 대해서 광학 부재 구성의 조합과 광학 부재의 광학 특성에 대하여 예의 검토하고, 특정 광학 특성을 갖는 부재를 특정 조합으로 사용한 결과, 광학 부재에 특수한 가공을 실시하지 않더라도 이러한 과제를 일거에 해결하는 것을 구명한 것이다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 반사재, 복수의 선 형상 광원, 및 광학 부재군이 이 순서로 배치되고, 하기 (ⅰ)~(ⅴ)의 조건을 만족시키는 것이다.

(ⅰ) 상기 복수의 선 형상 광원이 각각의 선 형상 광원의 길이 방향이 평행하게 되도록 배치되어 있다.

θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1)

이러한 직하형 백라이트 구성으로 하면 관 편차를 억제할 수 있는 이유는 명확하지는 않지만, 이하와 같은 이유에 의한 것이라고 추정하고 있다.

즉, 형광관이나 LED로부터 방출된 광 중에 반사재측에 도달한 광이 반사되어서 프리즘 시트에 입사하기까지의 사이에 반사재에 있어서 일정 각도로 확산 반사 되고, 그 각도를 가진 확산 반사광이 상기 (ⅱ)의 헤이즈값을 갖는 광학 부재를 투과함으로써 다시 확산되는 것에 의해 프리즘 시트에 도달했을 때에 그 프리즘의 변각·집광 기능에 적합한 각도로 확산되어 관 편차의 억제에 기여하고 있는 것이라고 추정하고 있다. 이하, 각 부재에 대해서 상세하게 설명을 한다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 (ⅰ) 복수의 선 형상 광원이 각각의 선 형상 광원의 길이 방향이 평행해지도록 배치되어 있는 것이다. 여기에서 말하는 선 형상 광원이란 광원 자체가 직선 형상인 것, 광원 중에 직선 부분을 갖는 형상(U자관, W자관 등)인 것, 점광원을 선 형상으로 배치한 것, 또는 직선 형상으로 명암이 관찰되는 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉음극관으로 대표되는 형광관이나 점광원인 LED(백색 타입 및 RGB 타입)를 선 형상으로 배치한 것이 바람직하게 사용된다. 이들 직선을 따른 방향이 선 형상 광원의 길이 방향이다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치에서는 이들 선 형상 광원이 복수개 평행으로 되도록 배치되어 있다. 복수의 선 형상 광원은 엄밀하게 평행으로 배치되어 있지 않아도 되고, 각 선 형상 광원의 길이 방향이 이루는 예각이 10° 이하가 되도록 대략 평행하게 배치되어 있으면 된다.

또한, 광원의 배열 피치는 직하형 백라이트 유닛 장치면 내에 있어서 부등인 것도 바람직한 형태이다. 예를 들면, 직하형 백라이트 장치의 중앙부를 밝게 하고 싶은 경우에는 화면 중앙부에서의 광원 배열 피치를 짧게 함으로써 달성할 수 있다. 또한, 화면 단부에 있어서 하우징의 프레임 부근에서는 어두워지기 때문에 여기에서도 배열 피치를 짧게 함으로써 밝게 할 수 있다. 이렇게, 화면 내에서 밝기를 조정하는 목적에 있어서 광원의 배열 피치를 부등으로 함으로써 효과를 발휘하는 경우가 있어 바람직한 형태이다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 (ⅱ) 광학 부재군 중의 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재가 선 형상 광원측의 면으로부터 광을 입사시켜서 측정한 JIS K 7136(2000년)에 의거한 헤이즈값이 99.0% 이하일 필요가 있다. 헤이즈값이 99.0%보다 크면 과잉의 확산광이 많아진다고 추정되고, 상기 (ⅰ)(ⅲ)(ⅳ)(ⅴ)의 조건을 만족시킨 직하형 백라이트 장치라도 관 편차를 억제할 수 없다. 헤이즈값이 99.0% 이하이면 직하형 백라이트 장치에서의 관 편차를 억제할 수 있는 효과가 얻어지기 때문에 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 실질적인 하한값은 0.0%이다. 헤이즈값이 작을수록 관 편차의 억제 효과는 작아지는 경향이 있지만 높은 휘도가 얻어지는 장점이 있고, 한편으로 헤이즈값이 클수록 관 편차의 억제 효과가 얻어지는 장점이 있어 요구하는 용도 등에 따라서 선택하면 된다. 그러한 관 편차 억제 효과와 휘도의 양립을 도모하는 의미에서는 반사재 등 기타 부재와의 조합도 있기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 헤이즈값은 97.5~98.5%가 성능 밸런스가 좋은 직하형 백라이트 장치를 얻을 수 있는 가능성이 높아 바람직하다.

본 발명에 의한 헤이즈값은 니폰덴쇼쿠코교(주)제, 탁도계(흐림도계) NDH-2000을 사용하고, JIS K 7136(2000년)에 의거하여 측정한다. 우선 처음에 기기의 표준 맞춤을 행한 후, 이러한 부재를 8㎝×8㎝의 크기로 잘라내고, 직하형 백라이트 장치에 설치했을 때에 선 형상 광원측이 되는 면으로부터 직각으로(오차 ±2°이내) 평행인 광속이 입사하도록 셋팅해서 측정한다. 1샘플에 대해 각 4모퉁이와 중심 부분의 5개소를 5샘플에 대해서 측정하고, 합계 25개소의 평균값을 헤이즈값으로 한다.

헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 부재를 선 형상 광원에 가장 가깝게 배치함으로써 관 편차가 억제의 효과가 얻어지는 이유는 명확하지 않지만, 이하와 같은 이유에 의한 것이라고 추정하고 있다.

즉, 선 형상 광원의 가장 가까이에 배치한 광학 부재를 투과한 광이 후술하는 프리즘 시트에 입사할 때에 그 입사각에 프리즘 시트에 적합한 각도 분포가 있다고 추정되고, 헤이즈값이 99.0%를 경계로 그보다 큰 경우에는 관 편차 억제 효과를 얻을 수 없는 점에서 그 입사 각도 분포를 부여할 수 있는 광학 부재의 헤이즈값이 99.0% 이하이다. 선 형상 광원측으로부터 헤이즈값이 99.0%를 초과하는 광학 부재, 헤이즈값이 99.0% 이하의 광학 부재라고 하는 순서로 배치되었다고 하여도 본원 발명의 효과는 얻어지지 않는다. 이 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재는 헤이즈값이 99.0% 이하이면 어떤 재질, 형태라도 되고, 예를 들면 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 주쇄 및/또는 측쇄에 지환식 구조를 갖는 수지 등 중에 입자 등의 첨가물을 함유시켜 판 형상이나 필름·시트 형상으로 성형한 것, 섬유 형상이나 직물 형상의 시트 등을 들 수 있다. 또한 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 그들 표면의 어느 한쪽 또는 양측에 프리즘 형상이나 반구 형상으로 대표되는 패턴 형상 등의 부형(賦形)이나 입자를 함유한 수지층, 투과광의 편광 분리 기능을 갖는 층을 형성해도 되고, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니지만 보다 높은 휘도 및 관 편차 억제능을 밸런스 좋게 얻기 위해서는 프리즘 형상 부형의 광학 부재가 바람직하게 사용된다. 이들 광학 부재로서는 구체적으로는, 예를 들면 아크릴계 수지 광확산판인 스미펙스(등록 상표) RM 시리즈[스미토모카가쿠(주)제], 클라렉스(등록 상표) DR 시리즈[닛토쥬시코교(주)제], 폴리카보네이트계 수지 광확산판인 팬라이트(등록 상표) 시리즈[테이진카세이(주)제], 폴리스티렌계 수지 광확산판[이데미츠유니텍(주)제], 지환식 수지계 광확산판인 제오노아 확산판 시리즈[(주)옵테스제] 등을 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 (ⅲ) 프리즘 시트가 선 형상 광원측과는 반대측의 면에 일방향으로 연장된 복수의 볼록 형상이 형성되고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 평행하고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 복수의 선 형상 광원의 길이 방향과 평행일 필요가 있다. 이러한 볼록 형상이 형성되어 있지 않으면 상기 (ⅰ)(ⅱ)(ⅳ)(ⅴ)의 조건을 만족시킨 직하형 백라이트 장치라도 관 편차를 억제할 수 없다. 여기에서 볼록 형상은 어떠한 형상이어도 되고, 볼록 형상의 길이 방향에 수직인 단면으로부터 관찰한 형상이 예를 들면, 렌티큘러 렌즈와 같은 반원 형상(또는 그 반전 형상), 정현곡선 형상, 대략 타원 형상, 예각·둔각·직각의 정각(頂角)을 갖는 대략 삼각형상(이등변 삼각형 또는 비이등변 삼각형), 어느 한 각이 예각·둔각·직각인 대략 다각형상(정방형, 장방형, 사다리꼴, 그들 이외의 다각형), 상기 대략 삼각형상의 정각 부분이 둥글게 된 형상, 파형 형상, 형상이나 크기가 불규칙하게 다르도록 배열된 랜덤 형상 등을 들 수 있지만 특별히 이들에 한정되는 것은 아니고, 그들 형상을 복수 종 조합해도 된다. 또한, 이들 볼록 형상은 시트 표면에 간극없이, 즉 평탄부없이 깔리도록 형성해도, 또한 규칙적 또는 불규칙하게 간격을 두도록 형성해도 되고 특별히 한정되는 것은 아니다.

이들 볼록 형상을 형성하는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 기재 시트 상에 자외선 경화 또는 열경화 타입의 수지를 형성한 후에 금형 등으로 성형하는 방법, 용융한 수지를 사출성형하는 방법, 엠보스 가공하는 방법 등 여러 가지 방법을 적당하게 선택하면 된다. 특히 바람직한 볼록 형상은 직각의 정각을 갖는 대략 삼각형 형상이고, 그 구체적인 예로서는 vikuiti BEF 시리즈(3M사제)나 프리즘 필름 HGL 시리즈(EFUN TECHNOLOGY CO. Ltd제) 등을 들 수 있다.

또한, 볼록 형상을 형성하기 위한 기재 시트의 재질은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에스테르 수지, 이소프탈산 공중합 폴리에스테르 수지, 스피로글리콜 공중합 폴리에스테르 수지, 플루오렌 공중합 폴리에스테르 수지 등의 폴리에스테르계 수지, 주쇄 및/또는 측쇄에 지환식 구조를 갖는 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 지환식 올레핀 공중합 수지 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐, 및 이들을 성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 이들 중에서는 기계적 강도, 내열성, 치수 안정성의 점에 있어서 2축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 또는 이들을 베이스로 한 기타 성분과의 공중합체나, 혼합물 등의 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하게 사용되지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 볼록 형상을 형성했다고 하여도 볼록 형상의 길이 방향이 선 형상 광원의 길이 방향에 평행하게 되지 않도록 배치하면 상기 (ⅰ)(ⅱ)(ⅳ)(ⅴ)의 조건을 만족시킨 직하형 백라이트 장치라도 관 편차를 억제할 수 없다. 여기에서 볼록 형상의 길이 방향과 선 형상 광원의 길이 방향은 완전히 평행일 필요는 없고, 볼록 형상의 길이 방향과 선 형상 광원의 길이 방향이 이루는 예각이 10° 이하이면 관 편차의 억제 효과를 발현할 수 있다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 (ⅳ) 반사재의 선 형상 광원측 면의 JIS K 7105(1981년)에 의거하여 측정한 60° 광택도가 5 이하일 필요가 있다. 60° 광택도가 5보다 크면 상기 (ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)(ⅴ)의 조건을 만족시킨 직하형 백라이트 장치라도 관 편차를 억제할 수 없다. 60° 광택도는 바람직하게는 4 이하, 더욱 바람직하게는 3 이하이다.

본 발명에 의한 광택도는 상기 반사재의 선 형상 광원측을 향한 면을 스가 시켄키제 디지털 변각 광택계(UGv-4D)를 이용하여 JIS K 7105(1981년)에 의거하여이하의 순서로 측정한다. 입사각 및 수광각을 60°에 맞추고, 조리개를 광원측이 입사면 내 0.75±0.25°, 수직면 내 0.75±0.25°, 수광기측이 입사면 내 4.4±0.1°, 수직면 내 11.7±0.2°가 되도록 기기 부속의 슬릿을 설치한다. 이어서 기기 부속의 암상자와 1차 기준면(흑색 유리)을 이용하여 표준 구성을 행한다. 각 반사재로부터 10㎝×10㎝의 샘플을 잘라내어 측정 장치에 셋팅하고, 그 위에 시료의 휘어짐이 발생하지 않도록 흑색 펠트에 의해 보강된 시료 홀더로 누른다. 각 반사재에 대해서 5샘플을 측정하고, 그 평균값을 광택도 60° 광택도로 한다.

이 반사재는 60° 광택도가 5 이하이면 어떤 재질, 형태이어도 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 금속이나 합금의 판, 기재에 금속층이나 백색층을 형성한 것, 부직포와 같은 섬유 형상의 재료를 시트 형상으로 성형한 것, 수지 내부에 비상용의 유기 또는 무기 입자를 함유해서 백색 필름이나 시트 형상으로 성형한 것, 수지 내부에 다수의 기포를 함유해 백색 필름이나 시트 형상으로 성형한 것 등을 들 수 있다. 이들 중 수지 내부에 다수의 기포를 갖는 백색 필름이나 시트 형상의 것이 광택도 조정의 용이함, LED와 같은 색재현성이 양호한 광원에 대한 균일한 반사 성능, 직하형 백라이트 장치에 장착했을 때의 휘도 등의 점에서 바람직하다. 내부에 기포를 함유시키는 방법으로서는, 예를 들면 수지 내부를 발포하는 방법이나, 수지와의 비상용 유기 또는 무기 입자를 함유해 연신 등의 공정으로 입자 주위에 기포를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 특히 본 발명에 의한 반사재는 가시광선 반사율이 높으면 높은 편이 좋고, 이를 위해서는 내부에 기포를 함유하는 백색 필름이 바람직하게 사용된다. 이들 백색 필름으로서는 한정되는 것은 아니지만, 다공질의 미연신, 또는 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 다공질의 미연신 또는 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 예로서 바람직하게 사용된다. 이들 제조 방법 등에 대해서는 일본 특허공개 평8-262208호 공보의 [0034]~[0057], 일본 특허공개 2002-90515호 공보의 [0007]~[0018], 일본 특허공개 2002-138150호 공보의 [0008]~[0034] 등에 상세하게 개시되어 있다. 그 중에서도 일본 특허공개 2002-90515호 공보 중에 개시되어 있는 다공질 백색 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이나, 내열성과 반사율의 점으로부터 폴리에틸렌나프탈레이트와의 혼합 및/또는 공중합한 다공질 백색 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 상술한 이유에서 본 발명에 의한 반사재로서의 백색 필름으로서 특히 바람직하다.

이러한 백색 필름의 구성은 사용하는 용도나 요구하는 특성에 따라 적당하게 선택하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니지만 적어도 1층 이상의 구성을 갖는 단층 및/또는 2층 이상의 복합 필름이 바람직하고, 그 적어도 1층 이상에 기포, 무기 입자, 유기 입자 중 어느 1종 이상을 함유하고 있는 것이 바람직하다.

단층 구성(=1층)의 예로서는, 예를 들면 단층인 A층만이 백색 필름이고, 상기 A층에 기포, 무기 입자, 유기 입자 중 어느 1종 이상을 함유시킨 구성의 것을 들 수 있다. 또한, 2층 구성의 예로서는 상기 A층에 B층을 적층한 A층/B층의 2층 구성의 백색 필름이고, 이들 A, B층 중 적어도 어느 1층 중에 기포, 무기 입자, 유기 입자의 어느 1종 이상을 함유시킨 구성의 것을 들 수 있다. 또한, 3층 구성의 예로서는, 상기와 마찬가지로 A층/B층/A층이나 A층/B층/C층의 3층을 적층해서 이루어지는 3층 적층 구조의 백색 필름이고, 각 층 중 적어도 1층 중에 기포, 무기 입자, 유기 입자의 어느 1종 이상을 함유시킨 구성의 것을 들 수 있다. 3층 구성일 경우, 생산성의 관점으로부터 B층이 기포를 함유하는 층인 것이 가장 바람직하다.

이러한 백색 필름에 함유되는 무기 미립자 및/또는 유기 입자의 수평균 입자지름은 0.3~2.0㎛인 것이 바람직하다. 이러한 유기 입자로서 고융점인 가교 고분자성분을 주체로 하는 수지가 바람직하고, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 벤조구아나민과 같은 폴리아미드계 수지 입자, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아세트산 비닐 수지, 불소계 수지, 실리콘 수지 입자, 및 그들의 중공 입자 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 사용해도 되고, 또는 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물로 한 것을 사용해도 된다. 백색 필름의 내광성이라고 하는 점에서는 함유하는 구상 입자에 자외선 흡수제, 광안정화제가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 무기 입자로서는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 산화티탄, 산화아연, 산화세륨, 산화마그네슘, 황산바륨, 황화아연, 인산칼슘, 실리카, 알루미나, 마이카, 운모티타늄, 탈크, 클레이, 카올린, 불화리튬, 불화칼슘 등을 사용할 수 있다.

이러한 백색 필름의 예로서는, 우선 단층 구성의 백색 필름으로서는 루미러(등록 상표) E20[토레이(주)], SY64, SY70(SKC제), 화이트 레프스타(등록 상표) WS-220[미츠이카가쿠(주)제] 등을 들 수 있고, 2층 구성의 백색 필름으로서는 테트론(등록 상표) 필름 UXZ1, UXSP[테이진듀퐁필름(주)제] 등을 들 수 있고, 3층 구성의 백색 필름으로서는 루미러(등록 상표) E60L, E6SL, E6SR, E6SQ, E6Z, E6Z2, E80, E80A, E80B[토레이(주)제], 테트론(등록 상표) 필름 UX, UXH[테이진듀퐁 필름(주)제], PL230[미쓰비시쥬시(주)제] 등을 들 수 있다. 또한, 이들 이외의 구성인 백색 시트의 예로서 Optilon ACR3000, ACR3020[듀퐁(주)제], MCPET(등록 상표)[후루카와덴키코교(주)제]를 들 수 있다. 이들의 (ⅳ) 선 형상 광원측을 향한 면이 JIS K 7105(1981년)에 준한 60° 광택도가 5 이하이면 단체로서 본 발명의 직하형 백라이트 장치의 반사재로서 사용하면 되고, 광택도가 5보다 큰 경우에는 후술하는 방법으로 광택도를 5 이하로 조정해서 사용하면 된다.

본 발명에 있어서의 반사재는 필름이나 시트의 기재 자체의 60° 광택도가 5보다 클 경우, 기재에 각종 가공을 더 실시함으로써 60° 광택도를 5 이하로 조정해서 반사재로 할 필요가 있다. 가공 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 자외선 경화 또는 열경화 타입의 수지를 형성한 후에 금형 등으로 성형하는 방법, 엠보스 가공하는 방법, 샌드블라스트 가공하는 방법, 라미네이트 가공하는 방법, 코팅 가공하는 방법, 2층 이상의 구성 중 표층을 박리 가공하는 방법 등 여러 가지 방법을 적당하게 선택하면 된다.

본 발명에 있어서의 반사재는 선 형상 광원측의 면에 입자를 함유하는 수지층을 갖는 것이 바람직하다. 입자를 함유함으로써 60° 광택도를 5 이하로 조정하는 것이 용이하고, 나아가서는 관 편차의 억제로 이어진다. 상기 입자의 형상은 일의적으로 한정되는 것은 아니고 예를 들면 별 형상, 잎 형상이나 원반 형상과 같은 편평 형상, 마름모 형상, 직방 형상, 바늘 형상, 별사탕 형상, 부정 형상과 같은 비구형상, 또한 구상[반드시 진구(眞球)만을 의미하는 것은 아니고, 입자의 단면 형상이 원형, 타원형, 거의 원형, 거의 타원형 등등 곡면으로 둘러싸여져 있는 것을 의미한다] 등을 들 수 있고, 또한 그들 형상의 입자가 다공질, 무공질, 중공질이어도 되고, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 입자는 함유함으로써 60° 광택도가 5 이하가 되면 유기계 화합물, 무기물, 무기 화합물 중 어느 것이라도 되고 일의적으로 한정되는 것은 아니다.

반사재의 선 형상 광원측의 면에 입자를 함유하는 수지층을 형성하는 방법은 예를 들면 입자와 바인더 수지 등을 함유한 도포액을 그라비어 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅, 리버스 코팅, 바 코팅, 스크린 코팅, 블레이드 코팅, 에어나이프 코팅 및 딥핑 등의 각종 도포 방법을 이용하여 반사재 제조시에 도포(인라인 코팅)하거나, 결정 배향 완료 후의 반사재 상에 도포(오프라인 코팅)하는 등으로 도포층을 형성하는 방법으로 형성하거나, 입자를 함유한 필름이나 시트를 라미네이트 등에 의해 접합하는 방법을 들 수 있지만 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 입자를 함유하는 층을 형성하는 면은 특별히 한정되는 것은 아니고, 반사재가 A층/B층의 2층 구조, A층/B층/A층 또는 A층/B층/C층의 3층 구조인 경우 어느 측에나 형성해도 된다.

이러한 입자를 함유한 층을 갖는 반사재의 예로서는 루미러(등록 상표) E6QD, E6ZD[토레이(주)제], DR240T, RE240T(ETERNAL CHEMICAL CO., Ltd제) 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 반사재는 직하형 백라이트 장치에 사용하면 광원, 특히 냉음극관 등의 램프로부터 나오는 광, 그 중 특히 자외선에 의해 반사재나 수지층에 함유하는 입자가 열화되는 경우가 있다(예를 들면 황변 등의 광학적 열화, 또는 저분자화하는 분해 열화 등). 그 때문에 반사재 상에 형성하는 입자를 함유하는 수지층을 형성하는 수지 중에 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 자외선 흡수제 및/또는 광안정제를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 반사재에 형성하는 수지층 중의 상기 입자의 함유율은 60° 광택도가 5 이하가 되면 특별히 한정되지 않고, 또한 반사재나 입자의 종류, 생산성 등에도 의존하기 때문에 일의적으로 한정할 수는 없지만, 관 편차 억제의 효과와 휘도의 밸런스가 양호한 함유율을 선택하면 된다. 광택도와 생산성을 고려하면 수지층 전체에 대하여 0.2중량% 이상 75중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 입자의 함유율이 0.2중량%보다 적은 경우에는 60° 광택도가 5 이하로 되지 않는 경우가 있다. 또한, 75중량%를 초과하면 생산성이 극단적으로 떨어지기 때문에 75중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 50중량% 이상 75중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 65중량% 이상 75중량% 이하이다.

본 발명에 있어서의 반사재에 형성하는 입자를 함유한 수지층의 두께는 반사재나 입자의 종류, 함유율에 의존하지만 0.05~50㎛인 것이 바람직하다. 수지층의 두께가 0.05㎛ 미만이면 관 편차 억제의 효과를 손상시키는 경우가 있다. 반대로 두께가 50㎛를 초과하면 경제성의 면에서 바람직하지 않다. 또한, 여기에서 말하는 수지층의 두께란 입자를 함유하는 수지층의 총 두께를 말하고 1층 이상 갖는 경우에는 그 수지층 전체의 두께, 즉 복수층의 수지층 전체의 두께로부터 구한 것이다.

본 발명에 있어서의 직하형 백라이트 장치는 (ⅴ) 상기 선 형상 광원이 인접하는 선 형상 광원의 중심간의 거리를 L, 선 형상 광원의 중심으로부터 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재까지의 거리를 H라고 했을 때에 하기 식(1)을 만족시키는 θ가 45°≤θ≤70°가 되도록 배치되어 있을 필요가 있다.

θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1).

보다 바람직하게는 식(1)을 만족시키는 θ가 50°≤θ≤70°가 되도록 배치되어 있는 것이고, 특히 바람직하게는 식(1)을 만족시키는 θ가 60°≤θ≤70°가 되도록 배치되어 있는 것이다.

여기에서 θ가 커진다고 하는 것은 선 형상 광원과 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재의 거리가 작아지는 것, 또는 선 형상 광원끼리의 거리가 넓어지는 것을 의미한다. 박형의 직하형 백라이트 장치는 전자의 경향, 환경 대응의 점에서 소비 전력을 적게 하는 것을 목적으로 해서 탑재하는 형광관의 수를 삭감한 직하형 백라이트 장치에서는 후자의 경향에 있다. 본 발명에 있어서 놀라운 것은 식(1)을 만족시키는 θ가 큰 경우에 보다 관 편차의 억제 효과가 크다고 하는 것, 즉 박형 또는 형광관의 수를 삭감한 직하형 백라이트 장치에 있어서 보다 큰 관 편차 억제 효과를 발휘한다고 하는 것이다.

더욱 바람직하게는 식(1)을 만족시키는 θ가 45°≤θ≤70° 또한 H≤10㎜를 만족시키도록 선 형상 광원이 배치된 직하형 백라이트이고, 또한 관 편차를 억제하는 효과가 크다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 반사재, 복수의 선 형상 광원, 광학 부재군이 이 순서로 배치되고, 상기 (ⅰ)~(ⅴ)의 조건을 만족시키고 있는 한 광학 부재군 중에 헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 부재, 프리즘 시트, 또는 이들 이외의 필름이나 시트의 광학 부재(이하, 기타 광학 시트라고 한다)가 더 포함되어 있어도 된다. 광학 부재군의 구성으로서는 선 형상 광원측으로부터 순서대로 「헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 부재/프리즘 시트/기타 광학 시트」「헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 부재/기타 광학 시트/프리즘 시트」「헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 시트/프리즘 시트/프리즘 시트」 등이 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.

이들 기타 광학 시트로서는, 예를 들면 기재에 입자를 함유한 층이나 반구 형상 돌기를 형성함으로써 광확산성이나 휘도를 향상시킬 수 있는 기능을 갖는 필름이나 시트나 투과광의 편광 특성을 제어함으로써 편광 분리 기능을 갖는 필름이나 시트 등을 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 그들 필름이나 시트 부재로서는 구체적으로는 예를 들면 라이트업 100GM2, 라이트업 100GM3[(주)키모토제], UTEI, UTEⅡ(MNTech Co., Ltd제), vikuiti DBEF 시리즈(3M사제) 등을 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서의 헤이즈값이 99.0% 이하인 광학 부재, 프리즘 시트, 반사재, 반사재에 적층된 입자를 함유하는 수지층에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제로서는, 예를 들면 유기 및/또는 무기 미립자, 형광증백제로 대표되는 발광 재료, 가교제, 난연제, 난연조제, 내열 안정제, 내산화 안정제, 유기 활제, 대전방지제, 핵제, 염료, 충전제, 분산제 및 커플링제 등을 사용할 수 있다.

실시예

측정 방법 및 평가 방법을 이하에 나타낸다.

(1) 부재의 헤이즈값

니폰덴쇼쿠코교(주)제, 탁도계(흐림도계) NDH-2000을 사용하고, JIS K 7136(2000년)에 의거하여 측정한다. 샘플은 직하형 백라이트 장치의 선 형상 광원에 가장 가깝게 배치하는 부재(단, 반사재는 제외한다)를 8㎝×8㎝로 잘라낸다. 복수의 부재가 점착재 등으로 접합되어 있는 경우에는 유기 용제에 충분한 시간 침지하고, 표면에 흠집을 내지 않도록 각 부재를 박리하고, 점착재 등을 닦아낸 후에 충분히 건조시킨 것을 사용한다. 꺼낸 선 형상 광원의 가장 가까이에 배치하는 부재의 샘플을 직하형 백라이트 장치에 설치했을 때에 선 형상 광원측이 되는 면으로부터 직각으로(오차 ±2°이내) 평행한 광속이 입사하도록 셋팅해서 측정한다. 1샘플에 대해서 각 4모퉁이와 중심 부분의 5개소를 5샘플에 대해서 측정하고, 합계 25개소의 평균값을 헤이즈값으로 한다.

(2) 시트의 볼록 형상의 유무, 볼록 형상의 형태

샘플을 니폰미크로톰 연구소(주)제 로터리식 미크로톰을 사용하여 나이프 경사 각도 3°로 시트 평면에 수직인 방향으로, 또한 가능한 한 볼록 형상의 길이 방향에 수직이 되도록 절단한다. 얻어진 시트 단면을 탑콘사제 주사형 전자현미경 ABT-32를 이용하여 볼록 형상이 시야 영역에 투영되도록 관찰 배율 2500배로, 또한 화상의 콘트라스트를 적당하게 조절해서 볼록 형상의 형태를 관찰한다. 마찬가지로 볼록 형상의 길이 방향으로 2~5㎝ 간격으로 합계 5개소를 관찰하고, 복수의 볼록 형상이 대략 일방향으로 연장되고 있는지의 여부를 관찰한다. 볼록 형상을 확인할 수 없었던 경우에는 마찬가지로 관찰 배율 5000배에서도 관찰하고, 그래도 관찰할 수 없었던 경우에는 관찰 배율 10000배에서 관찰한다. 어느 하나의 관찰 배율에서 복수의 볼록 형상이 대략 일방향으로 연장되어 있는 것을 확인할 수 있었던 경우에는 볼록 형상 있음으로 하고, 어떠한 관찰 배율에 있어서도 볼록 형상이 대략 일방향으로 연장되어 있는 것을 확인할 수 없었던 경우에는 볼록 형상 없음으로 한다.

(3) 반사재의 60°광택도

반사재의 선 형상 광원측을 향한 면을 스가 시켄키제 디지털 변각 광택계(UGv-4D)를 이용하여 JIS K 7105(1981년)에 의거하여 이하의 순서로 측정한다. 입사각 및 수광각을 60°에 맞추고, 조리개를 광원측이 입사면 내 0.75±0.25°, 수직면 내 0.75±0.25°, 수광기측이 입사면 내 4.4±0.1°, 수직면 내 11.7±0.2°가 되도록 기기 부속의 슬릿을 설치한다. 이어서 암상자와 1차 기준면(흑색 유리)을 이용하여 표준 교정을 행한다. 각 반사재로부터 10㎝×10㎝의 샘플을 잘라내어 측정 장치에 셋팅하고, 그 위에 샘플의 휘어짐이 발생하지 않도록 흑색 펠트에 의해 보강된 시료 홀더로 누른다. 각 반사재에 대해서 5샘플을 측정하고, 그 평균값을 60° 광택도로 한다.

(4) 반사재의 입자를 함유한 수지층의 유무, 입자의 형상

샘플을 니폰미크로톰 연구소(주)제 로터리식 미크로톰을 사용하여 나이프 경사 각도 3°로 반사재 평면에 수직인 방향으로 절단한다. 얻어진 반사재 단면을 탑콘사제 주사형 전자현미경 ABT-32를 이용하여 수지층이 시야 영역에 투영되도록 관찰 배율 2500배로, 또한 화상의 콘트라스트를 적당하게 조절해서 선 형상 광원측의 수지층 유무, 입자 유무, 입자의 형상을 관찰한다. 수지층 유무, 입자 유무, 입자의 형상을 판별할 수 없었던 경우에는 마찬가지로 관찰 배율 5000배에서도 관찰하고, 그래도 판별할 수 없었던 경우에는 관찰 배율 10000배로 관찰한다. 어느 하나의 관찰 배율에서 수지층 또는/및 입자가 확인되면 수지층 또는/및 입자 있음으로 하고, 어떠한 관찰 배율에 있어서도 수지층 또는/및 입자를 확인할 수 없었던 경우에는 수지층 또는/및 입자 없음으로 한다.

(5) 직하형 백라이트 장치의 휘도, 관 편차

후술하는 직하형 백라이트(합계 2종)에 각종 부재를 배치한 후에 형광관을 점등한다. 점등하고나서 1시간 경과 후에 (주)코니카미놀타센싱제, 2차원 휘도계 CA-2000을 이용하여 도 1에 나타내는 바와 같이 직하형 백라이트 장치에 대하여 정면 방향, 즉 직하형 백라이트 장치에 수직 방향으로부터 휘도 및 관 편차를 측정한다. 측정 영역은 직하형 백라이트 장치 중앙 부분에서 형광관에 평행인 방향으로 20㎝를 세로로 하고, 형광관에 수직인 방향에 인접하는 형광관의 중심간 거리의 7배의 거리를 가로로 하고, 그 가로 세로 사방의 세로에 형광관이 7개 들어가는 영역으로 한다. 이 측정 영역의 휘도 및 균제도를 구한다.

휘도는 상기 영역의 평균 휘도로서 평가했다.

관 편차는 다음과 같이 해서 구한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 영역의 세로 방향을 2㎝ 간격으로 10등분하는 선[도 2의 점선(10)]을 9개 긋는다. 이 각각의 선을 관 편차의 측정 라인으로 한다. 1개 1개의 관 편차의 측정 라인을 따라 휘도를 측정하면 주위보다 휘도가 높은 복수의 산과, 주위보다 휘도가 낮은 복수의 골짜기가 관찰된다. 관 편차의 측정 라인 1개분에 대해서 휘도가 높은 순으로부터 5점의 평균값을 Lmax, 휘도가 낮은 순으로부터 5점의 평균값을 Lmin, Lmax와 Lmin의 평균값을 Lave로 하고, 하기 식(2)을 이용하여 이 관 편차의 측정 라인의 균제도를 계산한다. 그리고 관 편차의 측정 라인 9개분의 균제도의 평균값을 관 편차로 했다. 또한, 그 평균값이 클수록 관 편차가 강하고, 작을수록 관 편차가 약한 것을 의미한다.

·관 편차의 측정 라인 1개분의 균제도(%)=(Lmax-Lmin)/Lave×100 … (2).

실시예, 비교예에서 사용한 장치의 구성을 이하에 나타낸다.

(1) 장치 1

사이즈 : 32인치(725㎜×413㎜, 대각 834㎜)

형광관의 직경 : 3㎜

형광관의 개수 : 19개

형광관의 중심간 거리(L) : 20.4㎜

형광관의 중심과 가장 가까운 광학 부재의 거리(H) : 6.5㎜

형광관의 중심과 반사재의 거리 : 3.0㎜

θ : 57.5°[θ=tan^-1((L/2)/H)].

(2) 장치 2

사이즈 : 20인치(424㎜×331㎜, 대각 537㎜)

형광관의 직경 : 4㎜

형광관의 개수 : 10개

형광관의 중심간 거리(L) : 30㎜

형광관의 중심과 가장 가까운 광학 부재의 거리(H) : 13㎜

형광관의 중심과 반사재의 거리 : 6.0㎜

θ : 49.1°[θ=tan^-1((L/2)/H)].

(3) 장치 3

사이즈 : 32인치(725㎜×413㎜, 대각 834㎜)

형광관의 직경 : 3㎜

형광관의 개수 : 10개

형광관의 중심간 거리(L) : 40.8㎜

형광관의 중심과 가장 가까운 광학 부재의 거리(H) : 9㎜

형광관의 중심과 반사재의 거리 : 3.0㎜

θ : 66.2°[θ=tan^-1((L/2)/H)].

(4) 장치 4

사이즈 : 20인치(424㎜×331㎜, 대각 537㎜)

형광관의 직경 : 4㎜

형광관의 개수 : 10개

형광관의 중심간 거리(L) : 30㎜

형광관의 중심과 가장 가까운 광학 부재의 거리(H) : 16㎜

형광관의 중심과 반사재의 거리 : 6.0㎜

θ : 41.4°[θ=tan^-1((L/2)/H)].

(5) 장치 5

사이즈 : 32인치(725㎜×413㎜, 대각 834㎜)

형광관의 직경 : 3㎜

형광관의 개수 : 10개

형광관의 중심간 거리(L) : 40.8㎜

형광관의 중심과 가장 가까운 광학 부재의 거리(H) : 6.5㎜

형광관의 중심과 반사재의 거리 : 3.0㎜

θ : 72.3°[θ=tan^-1((L/2)/H)].

각 실시예, 비교예에서 사용하는 부재A~D, 이들 부재의 적층 순서를 이하에 나타낸다.

A : 형광관에 가장 근방인 광학 부재

(*) 볼록 형상이 형성된 면이 있는 경우에는 그 면의 반대면을 형광관측을 향해서 설치.

B : 프리즘 시트(상기 시트 상의 볼록 형상의 길이 방향과 형광관 직선 방향의 설치 위치 관계)

(*) 볼록 형상을 형성한 면의 반대면을 형광관측을 향해서 설치.

C : A, B 이외의 기타 광학 시트

(*) 요철면이 있는 경우에는 그 면의 반대면을 형광관측을 향해서 설치.

D : 반사재

(*) 표 1-1에 기재된 광택도는 형광관측을 향한 면의 값.

적층 순서 : 상기 D(반사재) 이외를 기재. A/B/C란 형광관측으로부터 A, B, C의 순서로 적층.

(실시예 1)

하기 A~D의 구성에 있어서의 상기 장치 1, 2 및 3으로 평가했다.

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-80C[닛토쥬시코교(주)제]

B : vikuiti BEFⅢ 90/50T(3M사제, 볼록 형상 : 정각이 직각인 삼각형상, 볼록 형상의 피치 : 50㎛)(평행 방향으로 설치)

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B.

(실시예 2)

A : 스미펙스E(등록 상표) RM804S[스미토모카가쿠(주)사제]

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B.

(실시예 3)

우선, 32인치 액정 텔레비전[(주)히타치세이사쿠쇼제, Wooo(등록 상표) UT32-Hv700B]을 분해하고, 형광관측과는 반대의 면에 일방향으로 연장된 복수의 볼록 형상을 갖고, 그 볼록 형상의 길이 방향이 형광관의 직선 방향과 평행하게 설치된 두께 2㎜의 수지판을 얻었다. 그 수지판에 대해서 분해 전의 탑재시에 있어서의 형광관측으로부터 광을 입사했을 때의 JIS K7136(2000년)에 의거한 헤이즈는 98.3%이고, 그 상태로부터 입사면은 그대로 90°회전시켜서 마찬가지로 측정한 결과 헤이즈는 98.1%이었다. 그 평균값을 취해 상기 수지판의 헤이즈를 98.2%로 했다.

이어서, 상기 수지판을 상기 장치 1~5에 설치 가능한 사이즈로 절삭 후(이후 요철 패턴 수지판이라고 약칭한다.) 하기 A~D의 구성에 있어서의 상기 장치 1, 2 및 3으로 평가했다.

A : 요철 패턴 수지판(볼록 형상의 길이 방향을 형광관 직선 방향과 평행 방향으로 설치)

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B.

(실시예 4)

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-90C[닛토쥬시코교(주)제]

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛)

적층 순서 : A/B.

(실시예 5)

C : 없음

D : 하기 제법A에 의해 제작한 반사재

(제법A)

할스하이브리드(등록 상표) Uv-G720T[아크릴계 공중합체, 농도 40%의 용액, 굴절률 1.56, (주)니폰쇼쿠바이제] : 10.0g, 아세트산 에틸 : 7.0g, 테크폴리머(등록 상표) TRX05S[아크릴계 구상 입자, 굴절률 1.49, 세키스이카세힝코교(주)제] : 9.2g을 교반하면서 첨가해서 이루어지는 도포액을 준비했다. 188㎛의 다공질의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 백색 필름[토레이가부시키가이샤제 루미러(등록 상표) E6SQ]의 한쪽 면에 메타바#16을 사용해서 이 도포액을 도포하고, 120℃, 1분간의 건조 조건으로 도포층을 형성했다. 반사재의 광택도는 5이었다.

적층 순서 : A/B.

(실시예 6)

C : 라이트업 100GM2[(주)키모토제, 표층에 입자를 함유한 층을 형성한 광확산 시트, 헤이즈값 : 95.5%]

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B/C.

(실시예 7)

C : vikuiti DBEF(3M사제, 편광 분리 기능을 갖는 시트, 헤이즈값 : 81.5%)

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B/C.

(실시예 8)

C : UTEⅡ(MNTech Co., Ltd제, 표층에 반구 형상 돌기를 형성한 광확산 시트, 헤이즈값 : 89.6%)

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/B/C.

(실시예 9)

C1 : 라이트업 100GM2[(주)키모토제, 표층에 입자를 함유한 층을 형성한 광확산 시트, 헤이즈값 : 95.5%)

C2 : vikuiti DBEF(3M사제, 편광 분리 기능을 갖는 시트, 헤이즈값 : 81.5%)

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C1/B/C2.

(실시예 10)

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C/B/C/C.

(실시예 11)

C : 라이트업 100GM2[(주)키모토제, 표층에 입자를 함유한 층을 형성한 광확산 시트, 헤이즈값 : 95.5%)

D : 하기 제법B에 의해 제작한 반사재

(제법B)

할스하이브리드(등록 상표) Uv-G720T[아크릴계 공중합체, 농도 40%의 용액, 굴절률 1.56, (주)니폰쇼쿠바이제] : 10.0g, 아세트산 에틸 : 7.0g, 테크폴리머(상표 등록) TRX05S[아크릴계 구상 입자, 굴절률 1.49, 세키스이카세힝코교 (주)제] : 9.2g을 교반하면서 첨가해서 이루어지는 도포액을 준비했다. 188㎛의 다공질의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 백색 필름[토레이가부시키가이샤제 루미러(등록 상표) E80A]의 한쪽 면에 메타바 #24를 사용해서 이 도포액을 도포하고, 120℃, 1분간의 건조 조건으로 도포층을 형성했다. 반사재의 광택도는 3이었다.

(비교예 1)

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-90C[닛토쥬시코교(주)제]

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6Sv[토레이(주)제, 두께 225㎛]

(비교예 2)

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-90C[닛토쥬시코교(주)제]

C : 없음

D : 하기 제법C에 의해 제작한 반사재

(제법C)

할스하이브리드(등록 상표) Uv-G720T[아크릴계 공중합체, 농도 40%의 용액, 굴절률 1.56, (주)니폰쇼쿠바이제] : 10.0g, 아세트산 에틸 : 24.1g, 테크폴리머(상표 등록) TRX05S[아크릴계 구상 입자, 굴절률 1.49, 세키스이카세힝코교(주)제] : 4.0g을 교반하면서 첨가해서 이루어지는 도포액을 준비했다. 188㎛의 다공질의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 백색 필름[토레이가부시키가이샤제 루미러(등록 상표) E6SR]의 한쪽 면에 메타바 #16을 사용해서 이 도포액을 도포하고, 120℃, 1분간의 건조 조건으로 도포층을 형성했다. 반사재의 광택도는 7이었다.

(비교예 3).

B : 없음

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛].

(비교예 4)

B : vikuiti BEFⅢ 90/50T(3M사제, 볼록 형상 : 정각이 직각인 삼각형상, 볼록 형상의 피치 : 50㎛)(직교 방향으로 설치)

C : 없음

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛].

(비교예 5)

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-70C[닛토쥬시코교(주)제]

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C/B.

(비교예 6)

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-70C[닛토쥬시코교(주)제]

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C1/B/C2

(비교예 7)

하기 A~D의 구성에 있어서의 상기 장치 4 및 5로 평가했다.

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-70C[닛토쥬시코교(주)제]

C1 : 라이트업 100GM2[(주)키모토제, 표층에 입자를 함유한 층을 형성한 광확산 시트, 헤이즈값 : 95.5%]

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C1/B/C2

(비교예 8)

하기 A~D의 구성에 있어서의 상기 장치 4 및 5로 평가했다.

A : 클라렉스(등록 상표) DR-Ⅲ C-A DR-70C[닛토쥬시코교(주)제]

D : 루미러(등록 상표) E6QD[토레이(주)제, 두께 188㎛]

적층 순서 : A/C1/B/C2.

이하의 표 1-1~표 2-2에 상기 실시예, 비교예에 있어서의 특성을 나타낸다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 2-1]

[표 2-2]

실시예 1~11 중 어디에 있어서나 관 편차의 억제 효과가 보였다. 그 중에서도 형광관에 가장 근방인 광학 부재의 헤이즈값과 반사재의 형광관측 광택도의 각 값을 적절한 범위에서 조합하면 기타 광학 부재를 적층하지 않아도 관 편차를 억제하고, 또한 고휘도의 직하형 백라이트 장치의 구성이 얻어졌다(실시예 3).

또한, 형광관에 가장 근방인 광학 부재의 헤이즈값을 제어함으로써 관 편차 억제 효과와 휘도의 밸런스를 변화시킬 수 있어 여러 가지 요구나 용도에 따른 구성을 제안할 수 있었다(실시예 1, 2, 4). 또한, 보다 저광택도의 반사재를 사용함으로써 관 편차를 더욱 억제할 수 있었다(실시예 5와 실시예 2의 대비, 실시예 6과 실시예 11의 대비). 또한, 기타 광학 부재를 적층함으로써 관 편차는 더욱 억제할 수 있고, 그 적층 순서도 임의로 선택할 수 있기 때문에 직하형 백라이트 장치 구성의 다용의 선택지를 얻을 수 있었다(실시예 5~11). 또한, 놀랍게도 거의 모든 구성에 있어서 관 편차가 현재화(顯在化)하기 쉬워 보다 박형, 또는 탑재하는 형광관의 수를 보다 삭감한 직하형 백라이트 장치에 근접한 장치 1, 3쪽이 장치 2에 비하여 관 편차는 강하게 억제되어 직하형 백라이트 장치뿐만 아니라 그것을 사용한 모듈 기기에 다용의 응용이 시사되는 결과가 되었다. 특히 θ각이 큰 장치 3에 있어서 관 편차가 양호했다.

한편, 반사재의 광택도가 5보다 큰 경우에는 그 이외의 부재 구성이 적합하여도 직하형 백라이트 장치의 관 편차 억제 효과가 불충분하였다(실시예 4와 비교예 1의 대비, 실시예 1과 비교예 2의 대비). 또한, 각 부재가 적절한 값이나 부재의 양태를 갖는 것을 선택해도 프리즘 시트의 볼록 형상의 길이 방향이 형광관의 길이 방향과 평행하지 않은 경우에는 관 편차가 반대로 악화되어버린다(실시예 3과 비교예 4의 대비). 형광관에 가장 근방인 광학 부재의 헤이즈값이 특정 범위보다 큰 경우에는 기타 광학 시트를 복수 적층해도 관 편차의 억제는 불충분했다(실시예 9와 비교예 6의 대비). 또한, 형광관에 가장 근방인 광학 부재의 헤이즈값이 특정 범위보다 큰 경우에는 형광관에 가장 근방인 광학 부재와 프리즘 시트 사이에 헤이즈 99.0% 이하의 기타 광학 시트가 있었다고 하여도 관 편차의 억제는 불충분하였다(비교예 5, 6). 특히 프리즘 시트를 배치하지 않은 경우에는 관 편차가 현저하게 나타나버린다(실시예 3과 비교예 3의 대비).

또한, 인접하는 선 형상 광원의 중심간의 거리를 L, 선 형상 광원의 중심으로부터 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재까지의 거리를 H라고 했을 때, 하기 식(1)을 만족시키는 θ에 대하여 θ가 45°에 미치지 않거나 또는 θ가 70°보다 큰 경우에는 그 이외의 부재 구성이 적합하여도 관 편차가 현저하게 나타나버린다(실시예 3과 비교예 7의 대비).

θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1)

또한, θ가 45°에 미치지 않거나 또는 θ가 70°보다 큰 경우에는 기타 광학 시트를 설치한 경우라도 관 편차의 억제는 충분하지 않았다(실시예 5와 비교예 8의 대비).

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 액정 디스플레이나 액정 Tv뿐만 아니라 각종 면 광원이나 조명 장치로서도 적합하게 사용할 수 있다.

1 : 형광관(선 형상 광원)
2 : 형광관(선 형상 광원)의 가장 가까이에 배치된 광학 부재
3 : 프리즘 시트
4 : 형광관(선 형상 광원)의 길이 방향과 평행하게 배치한 볼록 형상의 단면도 예
5 : 반사재
6 : 프리즘 시트 아래에 적층된 기타 광학 시트
7 : 프리즘 시트 위에 적층된 기타 광학 시트
8 : 휘도계
9 : 관 편차 및 휘도의 측정 영역
10 : 관 편차의 측정 라인

Claims

반사재, 복수의 선 형상 광원, 및 광학 부재군이 이 순서로 배치되고, 하기 (ⅰ)~(ⅴ)의 조건을 만족시키는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
(ⅰ) 상기 복수의 선 형상 광원은 각각의 선 형상 광원의 길이 방향이 평행하게 되도록 배치되어 있다.
(ⅱ) 상기 광학 부재군 중의 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재는 상기 선 형상 광원측의 면으로부터 광을 입사시켜서 측정한 JIS K 7136(2000년)에 의거한 헤이즈값이 99.0% 이하이다.
(ⅲ) 상기 광학 부재군 중에 프리즘 시트가 있고, 이 프리즘 시트가 상기 선 형상 광원측과는 반대측의 면에 일방향으로 연장된 복수의 볼록 형상이 형성되고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 평행하고, 복수의 볼록 형상의 길이 방향이 복수의 상기 선 형상 광원의 길이 방향과 평행하다.
(ⅳ) 상기 반사재는 상기 선 형상 광원측 면의 JIS K 7105(1981년)에 의거하여 측정한 60°광택도가 5 이하이다.
(ⅴ) 상기 복수의 선 형상 광원에 있어서 인접하는 선 형상 광원의 중심간의 거리를 L, 선 형상 광원의 중심으로부터 상기 선 형상 광원에 가장 가까운 광학 부재까지의 거리를 H라고 했을 때 하기 식(1)을 만족시키는 θ는 45°≤θ≤70°이다.
θ=tan^-1((L/2)/H) … 식(1)
제 1 항에 있어서,
상기 반사재는 상기 선 형상 광원측의 면에 입자를 함유하는 수지층을 갖는 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 거리(H)는 H≤10㎜인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트 장치.