KR20090014261A - 직하형 백라이트 장치 - Google Patents

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KR20090014261A
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도시아키 스즈키
게이스케 츠카다
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니폰 제온 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 직하형 백라이트 장치는 반사판과, 복수의 점형상 광원과, 광확산판을 이 순서로 구비한다. 광확산판의 광출사면에는 스플릿트 상 형성 수단인 미세 요철 구조가 마련된다. 미세 요철 구조에 의해, 복수의 점형상 광원중, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)에 대한 광출사면인 각 상(A1, B1, C1, D1)이, 점형성 광원(A, B, C, D)을 광확산판에 투영한 위치(A0, B0, C0, D0)로 둘러싸이는 영역중의 특정 영역(W)내에 관찰된다.

Description

직하형 백라이트 장치{DIRECT-TYPE BACKLIGHT DEVICE}

본 발명은 직하형 백라이트 장치에 관한 것이고, 특히 복수의 점형상 광원을 구비하고, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 억제할 수 있는 직하형 백라이트 장치에 관한 것이다.

종래에, 액체형 디스플레이용 백라이트 장치로서는, 예를 들어 반사판과, 대략 평행으로 배치된 복수개의 선형상 광원(예컨대, 냉음극관)과, 이들의 선형상 광원으로부터의 직사광 및 반사판에서의 반사광을 확산 출사하여 발광면이 되는 광확산판을 이 순서로 구비하는 직하형 백라이트 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 직하형 백라이트 장치의 발광면에서는, 선형상 광원의 직상(直上) 부분의 휘도가 높고, 이 직상 부분으로부터 멀리 떨어짐에 따라서 휘도가 낮아지는 경향이 있어, 주기적인 휘도 얼룩이 생기는 일이 있었다.

그래서, 예를 들어 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제 1994-273760 호 공보)에는, 줄무늬 모양이나 도트 형상의 광량 보정 패턴을 광확산판에 인쇄하고, 선형상 광원의 바로 위 부분에 조사되는 광량을 저감하여, 선형상 광원간에 조사되는 광량을 상대적으로 늘리는 수법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법으로는, 광량 보정 패턴에 의해 광량의 일부가 차단되기 때문에, 선형상 광원이 조사하는 광량의 이용 률이 저하하여, 충분한 휘도를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 최근에는, 소비 전력을 줄이면서도 충분한 휘도를 낼 수 있는 관점으로부터, 냉음극관 등의 선형상 광원 대신에 LED(발광 다이오드) 등의 점형상 광원도 이용되고 있다. 그러나, 직하형 백라이트 장치의 광원으로서 점형상 광원을 이용한 경우에도, 상술과 마찬가지로 발광면에 휘도 얼룩이 생긴다는 문제가 있었다. 그래서, 예를 들어, 특허 문헌 2(일본 실용실안 등록 제 3114467 호 공보)에는, 반사판과, 복수의 점형상 광원과, 광확산판을 구비하고, 이 광확산판의 광입사면 및 광출사면의 양면에 프리즘 형상의 라이트 가이드 뿔체를 형성하여, 이 라이트 가이드 발광면의 휘도 얼룩을 저감시키는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 특허 문헌 2에는, 단순히 광확산판의 양 표면에 라이트 가이드 뿔체를 마련한 것만의 구성이 개시되어 있는 것일 뿐으로, 보다 높은 레벨로 휘도 얼룩을 저감할 수 있도록 하는 것에 관해서는 어느 것도 개시되어 있지 않다. 이 때문에, 특허 문헌 2에 도시하는 방법에서는, 발광면의 휘도 얼룩을 반드시 충분히 억제할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 억제할 수 있는 직하형 백라이트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 검토한 결과, 복수의 점형상 광원중에서, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 4개의 점형상 광원에 대한 광확산판의 광출사면에서의 각 점형상 광원의 각 상이, 광출사출면의 특정 영역내에 관찰되도록 하는 상(像) 형성 위치 조정 수단을 마련하는 것에 의해, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 저감할 수 있는 것을 발견하여, 이 지견에 근거한 본 발명을 완성하는데 도달했다.

즉, 본 발명에 의하면, 하기 직하형 백라이트 장치가 제공된다.

(A) 반사판과, 복수의 점형상 광원과, 이들의 점형상 광원으로부터의 직사광 및 상기 반사판에서의 반사광이 광입사면으로부터 입사하고, 이 입사한 광을 광출사면으로부터 확산해서 출사하는 광확산판을 이 순서로 구비하는 직하형 백라이트 장치에 있어서, 상기 반사판 및 상기 광확산판의 적어도 어느 한쪽에는, 상기 복수의 점형상 광원중, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)을 선택했을 때에, 상기 광출사면에 있어서의 각 점형상 광원(A, B, C, D)의 각 상(A1, B1, C1, D1)이, 상기 점형상 광원(A, B, C, D)을 상기 광확산판에 투광한 위치(A0, B0, C0, D0)로 둘러싸인 영역중, 하기 관계 (1)~(4)를 충족하는 특정 영역내에 관찰되도록 하는 상 형성 위치 조정 수단이 마련되어 있는 직하형 백라이트 장치.

0.8×L(A0C0)>L(A0A1)>0.2×L(A0C0) …(1)

0.8×L(A0C0)>L(C0C1)>0.2×L(A0C0) …(2)

0.8×L(B0D0)>L(B0B1)>0.2×L(B0D0) …(3)

0.8×L(B0D0)>L(D0D1)>0.2×L(B0D0) …(4)

(단, L(XY)은 선분(XY)의 길이를 나타냄)

또한, 점형상 광원의 상이라는 것은, 광출사측으로부터 광출사면을 관찰했을 때에, 반사판이나 광확산판 등에 의해, 광확산판에 있어서의 점형상 광원의 직상 위치(점형상 광원을 광확산판에 투영한 위치; 점형상 광원의 본래 위치)로부터 떨어진 위치에 관찰되는 점형상 광원의 상(본원에 있어서, 스플릿트 상이라고 칭하는 경우가 있음)이다. 또한, 점형상 광원의 상이 명확하게는 관찰할 수 없는 경우에는, 휘도계로 측정했을 때에 고휘도가 되는 개소가 스플릿트 상의 위치이다. 일반적으로, 1개의 점형상 광원으로부터 2개 이상의 스플릿트 상이 마련되지만, 각 스플릿트 상이 어느 점형상 광원에 유래하는 것인지를 확인하기 위해서는, 어느 점형상 광원에 덮개 등을 마련해서 광확산판의 광출사측으로부터 관찰했을 때에, 시인 불가능해진 스플릿트 상을 특정함으로써 실행할 수 있다. 또한, 1개의 점형상 광원으로부터 복수의 스플릿트 상이 마련되는 경우에는, 이들 전부의 스플릿트 상에 관해 상기 관계를 충족시키고 있을 필요가 있다. 또한, 상기 관계는 선택될 수 있는 볼록 사각형의 적어도 일부에 대해서 성립하면 좋다.

또한, 각 점형상 광원간의 거리를 측정하는데 있어서, 각 점형상 광원의 기준이 되는 위치는, 각 점형상 광원의 중심 위치이다. 즉, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)을 선택할 경우에는, 각 점형상 광원의 중심 위치를 기준으로해서 선택하면 좋다.

L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)이 상기 관계 (1)~(4)를 충족시키지 않을 경우에는, 스플릿트 상이, 점형상 광원의 직상 위치에 지나치게 가깝게 되어서, 발광면에 휘도 얼룩이 생긴다는 결점이 있다. 그러나, 스플릿트 상의 위치와 점형상 광원의 직상 위치의 관계가 상기 관계 (1)~(4)를 충족시키는 것에 의해, 점형상 광원과 점형상 광원의 중간 영역에 스플릿트 상이 관찰되는 것이 되어, 점형상 광원의 직상 위치에 더해서 중간 개소에서도 충분한 휘도를 얻을 수 있다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 한층 더 억제할 수 있다.

여기에서, 상 형성 위치 조정 수단은, 광확산판만에 마련해도 좋고, 반사판만에 마련해도 좋으며, 또한 광확산판 및 반사판의 양쪽에 마련해도 좋다.

(B) 상기 상(A1, B1, C1, D1)으로부터 선택되는 2개의 상중 가장 짧은 간격(LP)이 하기(5), (6)의 관계를 충족하는 상기 직하형 백라이트 장치.

L(A0C0)×0.5≥LP≥L(A0C0)×0.1 …(5)

L(B0D0)×0.5≥LP≥L(B0D0)×0.1 …(6)

이와 같이, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이, 상기 관계 (5), (6)을 충족시키는 것에 의해, 발광면의 휘도 얼룩을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 스플릿트 상의 기준이 되는 위치는 각 스플릿트 상의 중심 위치(가장 휘도가 높아지는 위치)이다. 즉, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)은 각 스플릿트 상의 중심 위치 끼리를 연결한 선분의 길이이다.

(C) 상기 상 형성 위치 조정 수단은, 상기 광입사면 및/또는 상기 광출사면에 형성된 미세 요철 구조이고, 이 미세 요철 구조는, 적어도 3개의 평면을 갖는 다각뿔체가 소정의 방향(또는 일방향 또는 서로 교차하는 복수 방향)에 따라 복수 열거된 구조인 상기 직하형 백라이트 장치.

광확산판의 표면에 미세 요철 구조를 마련함으로써, 점형상 광원으로부터 출사된 광이 미세 요철 구조의 표면에서 굴절되고, 점형상 광원의 직상 이외의 위치에서 광확산판의 두께 방향에 따른 방향으로 출사되기 때문에, 스플릿트 상이 적당한 간격으로 분산한 바람직한 위치에 관찰된다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 억제할 수 있다.

(D) 상기 미세 요철 구조가 상기 광출사면에 형성되어 있는 상기 직하형 백라이트 장치.

(E) 상기 광확산판은, 평면에서 보았을 때 대략 장방형상으로 형성되고, 상기 복수 점형상 광원은, 상기 광확산판의 종방향 및 횡방향에 따라 소정 간격으로 배치되고, 상기 복수의 다각뿔체는 상기 종방향 및 횡방향으로 교차하는 소정의 방향에 따라 열거해 있는 상기 직하형 백라이트 장치.

(F) 상기 점형상 광원에 대응하는 상의, 당해 점형상 광원의 외연에 대응하는 위치에서의 상기 광확산판의 법선 방향의 휘도로서의 정면 휘도가, 당해 상에 있어서의 정면 휘도의 최대값의 15~100%인 상기 직하형 백라이트 장치.

여기에서, 점형상 광원의 외연이라는 것은, 점형상 광원의 광취출 부분의 외연을 말하며, 예를 들어 점형상 광원이 발광부와 발광부를 덮는 비투명성의 광체와, 상기 광체의 전면에서, 발광부로부터의 광이 출사하는 투명 부분에 의해 구성되는 경우에는, 상기 투명 부분의 외연을 말한다.

(G) 상기 상은, 정면 휘도가 최대가 되는 위치에서 측정했을 때에, 상기 광확산판의 법선 방향에 대해 15°기운 방향에 있어서의 휘도가 상기 법선 방향의 휘도인 정면 휘도의 20% 이상 100% 미만인 상기 직하형 백라이트 장치.

(H) 상기 요철 구조를 구성하는 평면의 중심선 평균 거칠기(Ra)는, 상기 광확산판의 헤이즈가 20% 미만일 때에는 3㎛≥Ra≥0.05㎛이고, 상기 광확산판의 헤이즈가 20% 이상 100% 이하일 때는 2㎛≥Ra≥0.0001㎛인 상기 직하형 백 라이트 장치.

(I) 상기 상 형상 위치 조정 수단은 상기 반사판상에 형성된 요철 구조인 상기 직하형 백라이트 장치.

본 발명의 직하형 백라이트 장치에 의하면, 점형상 광원의 상이 특정 영역내에 관찰되도록 하는 스플릿트 상 형성 수단을 구비하는 것에 의해, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 억제할 수 있다. 또한, 복수의 점형상 광원을 이용함으로써, 선형상 광원을 이용하는 경우에 비해, 소비 전력을 줄이고, 게다가 정면 방향의 휘도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치를 모식적으로 도시하는 사시도이다.

도 2는 복수의 점형상 광원의 배치의 태양을 모식적으로 도시하는 평면도이다.

도 3은 복수의 점형상 광원의 배치의 태양을 모식적으로 도시하는 평면도이다.

도 4는 광확산판의 미세 요철 구조를 설명하기 위한 모식도이다.

도 5는 복수의 점형상 광원의 본래 위치와, 각 점형상 광원의 스플릿트 상의 위치를 설명하기 위한 모식도이다.

도 6은 제조예 5에서 이용되는 다이아몬드 절삭 공구의 단면도이다.

도 7은 복수의 점형상 광원의 본래 위치와, 각 점형상 광원의 스플릿트 상의 위치를 설명하기 위한 모식도이다.

도 8은 스플릿트 상의 바람직한 특성을 설명하는 그래프이다.

도 9는 복수의 점형상 광원의 위치와, 점형상 광원의 복수 스플릿트 상의 위치를 설명하기 위한 모식도이다.

도 10은 반사판상의 요철 구조와 점형상 광원의 관계예를 모식적으로 도시하는 평면도이다.

도 11은 반사판상의 요철 구조와 점형상 광원의 관계의 다른예를 모식적으로 도시하는 평면도이다.

도 12는 반사판상의 요철 구조와 점형상 광원의 관계의 다른예를 모식적으로 도시하는 평면도이다.

도 13은 도 14의 예에 있어서의 점형상 광원의 방사각과 상대 조도의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 14는 반사판상의 요철 구조의 정부와, 점형상 광원의 방사각의 위치 관계 를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.

도 15는 본 실시예 9에 있어서의 LED와 사각추 형상의 반사 시트의 위치 관계를 모식적으로 도시하는 평면도이다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치(100)를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 직하형 백라이트 장치(100)는 반사판(1)과, 복수의 점형상 광원(2)과 이들의 점형상 광원(2)으로부터 출사된 직사광 및 반사판(1)에서 반사된 반사광을 확산해서 출사하는 광확산판(3)을 이 순서로 구비하고 있다.

반사판(1)의 재질로서는, 백색 또는 은색으로 착색된 수지, 및 금속 등을 이용할 수 있고, 경량화의 관점으로부터 수지가 바람직하다. 또한, 반사판(1)의 색은 휘도 얼룩을 저감할 수 있는, 즉 휘도 균제도를 향상가능한 관점으로부터 백색인 것이 바람직하지만, 휘도와 휘도 균제도를 고도로 밸런스시키기 위해서, 백색과 은색을 혼합해도 좋다.

각 점형상 광원(2)에는, 예컨대 발광 다이오드(LED)를 이용할 수 있다. 각 LED의 구성으로서는, 예컨대 (I) 백색 LED만으로 이루어지는 구성, (II) RGB 삼원색을 조합시켜 이루어지는 구성, 및 (III) RGB 삼원색에 중간색을 조합시켜 이루어지는 구성 등을 들 수 있다. 또한, RGB 삼원색을 조합시킨 구성 [(II) 및 (III) 의 구성]을 이용했을 경우에는, (i) 적색 LED와 녹색 LED와 청색 LED를 적어도 1개씩 근접 배치하고, 각색을 혼합시켜서 백색을 발광시키는 구성, 및 (ii) 적색 LED와 녹색 LED와 청색 LED를 적당히 배치하고, 각 색의 LED를 시분할로 발색시키는 필드 시퀀셜법을 이용하여 컬러 표시시키는 구성을 들 수 있다. 여기에서, 상기 구성 (i)에 있어서, 각 색의 LED를 근접 배치해서 1개의 세트를 형성하고 있을 경우에는, 각 세트의 중심 위치가 점형상 광원의 중심 위치를 의미하고, 이 중심 위치를 기준으로 해서 관계 (1)~(4)를 충족시키는 것이 필요하다. 또한, 상기 구성 (ii)의 경우에는, 각색 LED 마다에, 관계 (1)~(4)를 충족시키는 것이 필요하다.

또한, 본 실시형태에서는, (I)의 백색 LED를 복수 배열한 구성을 채용하고 있다.

복수의 점형상 광원(2)은 반사판(1)이나 광확산판(2)에 대해서 하기 배치로 하는 것이 가능하다.

도 2 및 도 3은 복수의 점형상 광원(2)의 배치의 태양을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 복수의 점형상 광원(2)을 배치하는 제 1 태양으로서는, 대략 장방형상인 광확산판(3)의 종방향 및 횡방향에 따라, 소정의 간격으로 배치한 구성(본 명세서에서는 격자형상이라고 부름)으로 할 수 있다. 또한 도 2에서는, 상하 방향을 광확산판의 종방향으로 하고, 횡방향을 광확산판의 횡방향으로 한다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 점형상 광원(2)을 배치하는 제 2 태양으로서는, 직사각형의 4개의 정점(頂点)과 이 직사각형의 대각선의 교점에 점형상 광원(2)을 배치한 것과 같은 구성[본 명세서에는 대각 격자 형상(diagonal grid)이라고 부름]으로 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 제 1 태양의 배치를 채용하고 있지만, 점형상 광원의 배치는 제 1, 제 2 태양에 한정되지 않는다.

인접하는 점형상 광원(2)의 중심 간의 거리는 15㎜~150㎜인 것이 바람직하고, 20㎜~100㎜인 것이 보다 바람직하다. 상기 거리를 상기 범위로 하는 것에 의해, 직하형 백라이트 장치의 소비 전력을 저감할 수 있는 동시에, 당해 장치의 조립이 용이해지고, 또한 발광면의 휘도 얼룩을 억제할 수 있다.

인접하는 점형상 광원(2)이라는 것은, 2개의 점형상 광원의 중심 간을 연결한 선분에 있어서, 이 선분 상에 다른 점형상 광원이 존재하지 않는 상태에 있는, 가장 가까운 위치 관계에 있는 2개의 점형상 광원을 말한다. 예를 들어, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 태양에 도시하는 격자형상의 배열에서는, 인접하는 점형상 광원(2)의 중심 간의 거리는, 종방향 및 횡방향에 따른 점형상 광원간의 간격(P1, Q1)을 말한다. 이때, 인접하는 점형상 광원의 중심간의 거리는 모든 개소에서 균일하게 있어도 좋고, 부분적으로 변화해도 좋다. 부분적으로 변화할 경우에는, 예를 들어 직하형 백라이트 장치의 중앙 개소에서, 점형상 광원간의 거리가 줄어드는 것과 같은 경우 등이다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 태양의 대각 격자형상의 배열에서는, 인접하는 점형상 광원(2)의 중심 간의 거리는 종방향 및 횡방향에 따른 점형상 광원의 간격(P2, Q2)을 말한다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 2에 도시하는 격자형상의 배치에 있어서, P1과 Q1이 동등한 정방 격자형상의 배치를 채용하고 있다.

광확산판(3)은 광이 입사하는 광입사면과, 입사한 광을 확산해서 출사하는 광출사면을 갖는 평면에서 보았을 때 대략 직사각형상의 판재이다. 광확산판(3)을 구성하는 재질로서는, 유리, 혼합하기 어려운 2종류 이상의 수지 혼합물, 투명 수지에 광확산제를 분산시킨 것, 및 1종류의 투명 수지 등을 이용할 수 있다. 이 중에서도, 경량인 것, 성형이 용이한 점으로부터 수지가 바람직하고, 휘도 향상이 용이한 점으로부터는 1종류의 투명 수지가 바람직하고, 전 광선 투과율과 헤이즈의 조정이 용이한 점으로부터, 투명 수지에 광확산제를 분산시킨 것이 바람직하다.

투명 수지라는 것은, JIS K7361-1에 근거하여, 양면 평활한 2㎜ 두께의 판으로 측정한 전 광선 투과율이 70% 이상의 수지를 말하고, 예를 들어 폴리에틸렌, 프로필렌 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 방향족 비닐 단량체와 저급 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르의 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 테레프탈산-에틸렌 글리콜 시클로헥산디메타놀 공중합체, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 및 지환식 구조를 갖는 수지 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, "(메타)아르킬산"이라는 것은 아르킬산 및 메타크릴산을 말한다.

이중에서도, 투명 수지로서는, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 방향족 비닐 단량체를 10% 이상 함유하는 방향족 비닐계 단량체와 저급 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스테르와 공중합체, 및 지환식 구조를 갖는 수지 등의 흡수율이 0.25% 이하인 수지가, 흡습에 의한 변형이 적기 때문에, 휘어짐이 적은 대형의 광확산판을 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

지환식 구조를 갖는 수지는 유동성이 양호하고, 대형의 광확산판(3)을 효율 좋게 제조할 수 있는 점에서 보다 바람직하다. 지환식 구조를 갖는 수지와 광확산제의 혼합물은 광확산판(3)에 필요한 고 투과성과 고 확산성을 겸비하고, 색도가 양호하므로, 적합하게 이용할 수 있다.

지환식 구조를 갖는 수지는, 주쇄 및/또는 측쇄에 지환식 구조를 갖는 수지이다. 기계적 강도, 내열성 등의 관점으로부터, 주쇄에 지환식 구조를 함유하는 수지가 특히 바람직하다. 지환식 구조로서는, 포화 환상 탄화 수소(시클로알칸) 구조, 및 불포화 환상 탄화 수소(시클로알켄, 시클로알킬) 구조 등을 들 수 있다. 기계적 강도, 내열성 등의 관점으로부터 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 이중에서도 시클로알칸 구조가 가장 바람직하다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 통상 4~30개, 바람직하게는 5~20개, 보다 바람직하게는 5~15개 범위일 때에, 기계적 강도, 내열성 및 광확산판(3)의 성형성의 특성이 고도로 밸런스되어, 적합하다.

지환식 구조를 갖는 수지중의 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율은 사용 목적에 따라 적당히 선택하면 좋지만, 통상 50중량% 이상, 바람직하게는 70중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상이다. 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율이 과도하게 적으면, 내열성이 저하하여 바람직하지 않다. 또한, 지환식 구조를 갖는 수지중에 있어서의 지환식 구조를 갖는 반복 단위 이외의 반복 단위는 사용 목적에 따라 적당히 선택된다.

지환식 구조를 갖는 수지의 구체예로서는, (1) 노르보르넨 단량체의 개환 중합체 및 노르보르넨 단량체와 이것과 개환 공중합 가능한 그 밖의 단량체의 개환 공중합체, 및 이들의 수소 첨가물, 노르보르넨 단위체의 부가 중합체 및 노르보르넨계 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체의 부가 공중합체 등의 노르보르넨 중합체; (2) 단환의 환상 올레핀 중합체 및 그 수소 첨가물; (3) 환상 공역 디엔 중합체 및 그 수소 첨가물; (4) 비닐 지환식 탄화 수소계 단량체의 중합체 및 비닐 지환식 탄화 수소계 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 공중합체, 및 이들의 수소 첨가물, 비닐 방향족 단량체의 중합체의 방향환의 수소 첨가물 및 비닐 방향족 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체의 공중합체의 방향환의 수소 첨가물 등의 비닐 지환식 탄화 수소 중합체 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 내열성, 기계적 강도 등의 관점으로부터 노르보르넨 중합체 및 비닐 지환식 탄화 수소 중합체가 바람직하고, 노르보르넨 단량체의 개환 중합체 수소 첨가물, 노르보르넨 단량체와 이것과 개환 공중합 가능한 그 밖의 단량체의 개환 공중합체 수소 첨가물, 비닐 방향족 단량체의 중합체의 방향환의 수소 첨가물 및 비닐 방향족 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체의 공중합체의 방향환의 수소 첨가물이 더욱 바람직하다.

광학산제는 광선을 확산시키는 성질을 갖는 입자이고, 무기 필러와 유기 필러로 크게 구별 가능하다. 무기 필러로서는 실리카, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 티탄, 산화 아연, 유산 바륨, 마그네슘 실리게이트, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 유기 필러로서는 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리실록산 수지, 멜라민 수지, 및 벤조구아나민 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 유기 필러로서는 폴리스티렌 수지, 폴리실록산 수지, 및 이들의 가교물로 이루어지는 미립자가 고 분산성, 고 내열성, 성형시의 착색(황변)이 없는 점에서 바람직하고, 이들 중에서도, 보다 내열성이 뛰어난 점에서 폴리실록산 수지의 가교물로 이루어지는 미립자가 보다 바람직하다.

광확산제의 형상으로서는, 예를 들어 구 형상, 입방 형상, 침 형상, 봉 형상, 방추 형상, 판 형상, 비늘편 형상, 및 섬유 형상 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 광의 확산 방향을 등방적으로 할 수 있는 점에서 구 형상이 바람직하다. 광확산제는 투명 수지 내에 균일하게 분산된 상태로 사용된다.

투명 수지에 분산시키는 광확산제의 비율은 광확산판의 두께나, 선형상 광원의 간격 등에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 통상은 분산물의 전 광선 투과율이 60%~98%가 되도록 광확산제의 함유량을 조정하는 것이 바람직하고, 65%~95%가 되도록 광확산제의 함유량을 조정하는 것이 보다 바람직하다. 전 광선 투과율을 상기 적합한 범위로 하는 것에 의해, 휘도 및 휘도 균제도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 전 광선 투과율은 JIS K 7361-1에 의거하여, 양면 평활한 2㎜ 두께의 판으로 측정한 수치이다. 또한, 헤이즈는 JIS K 7136에 의해 평면 평활한 2㎜ 두께의 판으로 측정한 수치이다.

광확산판(3)의 두께는 0.4㎜~5㎜인 것이 바람직하고, 0.8㎜~4㎜인 것이 보다 바람직하다. 광확산판(3)의 두께를 상기 적합한 범위로 하는 것에 의해, 자중에 의한 비틀림을 억제할 수 있는 동시에, 성형의 용이화를 도모할 수 있다.

다음에, 광확산판(3)의 외형에 대해서 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 직하형 백라이트 장치(100)에 있어서, 광확산판(3)의 광출사면에는 상 형성 위치 조정 수단으로서의 미세 요철 구조(4)가 형성되고, 광확산판(3)의 광입사면은 대략 평탄한 평탄면이 되어 있다. 또한, 도 1에서는, 미세 요철 구조(4)를 간이적으로 도시하고 있다.

미세 요철 구조(4)는, 예를 들어 반복 단위인 오목 구조 또는 볼록 구조가 복수 형성된 구조로 할 수 있다. 본 실시형태의 오목 구조 또는 볼록 구조는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 적어도 3개의 평면을 갖는 다각뿔체로서의 볼록 형상의 사각뿔(4A)이다. 이들 복수의 사각뿔(4A)은, 하나의 방향인 S방향과, 이 S방향에 직교하는 다른 방향인 T방향의 2가지 방향에 따라 배열되어 있다. 사각뿔(4A)은, 휘도 얼룩 개선의 관점으로부터, 광확산판(3)의 짧은 방향 및 긴 방향[도 4중의 종방향(Y) 및 횡방향(X)]과는 다른 방향에 따라 주기적으로 배열되고, 그 배열 방향은 각각 종방향(Y) 및 횡방향(X)에 교차하고 있다. 이 주기로서는 20㎛~700㎛인 것이 바람직하고, 30㎛~400㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 사각뿔(4A)의 배열 방향과, 광확산판(3)의 짧은 방향(점형상 광원의 배열 방향)이 이루는 각도 θ(90도 미만의 각도 : 비트는 각)은 15도~75도인 것이 바람직하다. 또한, 사각뿔(4A)의 정각(頂角)은 30도~150도인 것이 바람직하다. 또한, 정각은, 사각뿔의 정점을 포함하는 임의의 단면을 고려했을 때에, 그 각도가 가장 작아지는 때의 각도를 말한다.

이러한 볼록 형상의 사각뿔(4A)을 갖는 미세 요철 구조(4)는, 예를 들어 형성이 용이한 점으로부터, 판 형상의 광확산판이 용이하고, 이 광확산판의 어느 표 면에 대해서, 단면 삼각형상의 선형상 프리즘이 대략 평행으로 복수 열거해 형성된 프리즘 조열을 형성하고, 이어서 선형상 프리즘의 긴 방향과 직교하는 방향으로 V자 형상의 절삭부를 넣어서 얻을 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치(100)를 광출사출측으로부터 관찰한 상태에 대해서 설명한다. 도 5는 광확산판(발광면 : 광출사면)에 있어서, 복수의 점형상 광원의 본래 위치(투영한 위치)와, 각 점형상 광원의 스플릿트 상의 위치를 설명하기 위한 모식도이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 직하형 백라이트 장치(100)에 있어서, 복수의 점형상 광원중에서, 가장 면적이 크고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 것과 같은 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)을 선택한 경우를 고려한다. 볼록 사각형은 정방형이다. 이 볼록 사각형의 2개의 대각선을 AC, BD라고 한다.

이러한 볼록 사각형을 광출사측으로부터 관찰하면, 광확산판에 있어서의 각 점형상 광원(A, B, C, D)에 대한 광출사면에서의 각 상(A1, B1, C1, D1)은 점형상 광원(A, B, C, D)을 광출사판에 투영한 위치(A0, B0, C0, D0)로 둘러싸인 영역중 특정 영역내에 관찰된다. 본 발명자들은, 이 특정 영역이 어떠한 범위에 있는 경우에, 휘도 얼룩을 크게 저감할 수 있는지를 검토한 결과, 하기와 같이 하는 것이 바람직하다는 것을 알았다. 또한, 상 형성 위치 조정 수단이 사각뿔(4A)이기 때문에, 1개의 점형상 광원에 대해 복수의 상이 형성되는 것이 되지만, 이 경우, 복수의 상 중 1개가 상기의 조건을 충족하고 있으면 좋다.

우선, 점형상 광원(A)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(A)의 상(A1)의 위치와 점형상 광원(A)의 직상 위치(A0)의 거리 L(A0A1)은 대각선의 길이 L(A0C0)의 사이에 하기 관계를 충족시킨다.

0.8×L(A0C0)>L(A0A1)>0.2×L(A0C0) …(1)

또한, 점형상 광원(C)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(C)의 상(C1)의 위치와 점형상 광원(C)의 직상 위치(C0)와의 거리 L(C0C1)은 대각선의 길이 L(A0C0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(A0C0)>L(C0C1)>0.2×L(A0C0) …(2)

또한, 점형상 광원(B)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(B)의 상(B1)의 위치와 점형상 광원(B)의 직상 상(B0)과의 거리 L(B0B1)은 대각선의 길이 L(B0D0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(B0D0)>L(B0B1)>0.2×L(B0D0) …(3)

또한, 점형상 광원(D)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(D)의 상(D1)의 위치와 점형상 광원(D)의 직상 위치(D0)와의 거리 L(D0D1)은 대각선의 길이 L(B0D0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(B0D0)>L(D0D1)>0.2×L(B0D0) …(4)

따라서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 각 점형상 광원(A, B, C, D)의 상(A1, B1, C1, D1)은 도 5의 사선으로 도시하는 특정 영역(W)내에 관찰된다. 이들의 상(A1, B1, C1, D1)은 이 범위(W)에 관찰되는 것에 의해, 발광면의 휘도 얼룩을 크게 저감할 수 있다.

이때, 각 상(A1, B1, C1, D1)끼리의 가장 짧은 간격(LP)은 하기 (5), (6)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 스플릿트 상 간의 거리가 적절한 간격으로 유지되기 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 더욱 억제할 수 있다.

L(A0C0)×0.5≥LP≥L(A0C0)×0.1 …(5)

L(B0D0)×0.5≥LP≥L(B0D0)×0.1 …(6)

본 실시형태의 직하형 백라이트 장치에 의하면, 스플릿트 상 형성 수단인 미세 요철 구조에 의해, 스플릿트 상이 특정 영역내에 관찰되기 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 고도로 억제할 수 있다. 또한, 점형상 광원을 이용함으로써, 소비 전력을 줄이고 게다가 충분한 휘도를 달성하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 요철 구조의 높이는 특별히 한정되지 않지만, 요철 구조를 구비하는 면내에서 여러가지 방향을 따라 특정한 중심선 평균 거칠기(Ra)중 최대값 Ra(max)가 3㎛~1,000㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치에 있어서는, 상기 스플릿트 상 형성 수단이 상기 점형상 광원보다 큰 스플릿트 상을 형성하는 것이 바람직하다. 이것을, 도 5에 의해 위에서 설명한 실시형태를 예로 들고, 도 9를 더욱 참조해서 구체적으로 설명한다. 점형상 광원(A, B, C, D)으로부터의 광이 상기 볼록 형상의 사각뿔(4A)을 갖는 광확산판(3)을 투과했을 경우, 사각추의 4사면 각각에 근거하는 굴절에 의해, 점형상 광원(A, B, C, D)의 각각에 대응하여, 4개씩의 스플릿트 상이 나타난다. 도 5에 있어서는, 그들중 사각형 ABCD의 내부에 나타나는 스플릿트 상(A1, B1, C1, D1)만을 도시했지만, 도 9에 있어서는, 설명의 편의상 점형상 광원(B)에 근거하는 4개의 스플릿트 상(B1-1, B1-2, B1-3, B1-4)만을 도시한다. 스플릿트 상(B1-1, B1-2, B1-3, B1-4)의 각각에 있어서, 실선원은 점형상 광원(B)과 같은 크기이다.

여기에서, 스플릿트 상이, 스플릿트 상 형성 수단에 의해, 실선원보다 큰 파선원의 부분까지 확장될 경우, 휘도 얼룩을 더욱 고도로 억제할 수 있다. 단, 본 발명의 직하형 백라이트 장치는 상기 태양에는 한정되지 않고, 예를 들면 광확산판에 의한 광확산에 의해, 스플릿트 상이 불명확하게 되는 것도 바람직하게 포함할 수 있다.

점형상 광원에 대응하는 상의, 당해 점형상 광원의 외연에 대응하는 위치에서의 상기 광확산판의 법선 방향의 휘도로서의 정면 휘도가, 당해 상에 있어서의 정면 휘도의 최대값의 15~100%이다. 바꿔 말하면, 점형상 광원과, 이 점형상 광원에 대응하는 상을 평면에서 보았을 때, 당해 상과 당해 점형상 광원을 서로 중심이 일치하도록 가령 중합시켰을 경우에, 당해 상에서는, 당해 점형상 광원의 외연 위 치에 있어서의 상기 광확산판의 법선 방향의 휘도로서의 정면 휘도가, 정면 휘도의 최대값의 15~100%이다. 또한, 정면 휘도가 최대값이 되는 것은 통상 상의 중심 위치이다. 여기에서, "당해 상과 당해 점형상 광원을 서로 중심이 일치하도록 가령 중합시킨다"라는 것은, 이들이 실제의 백라이트 장치에 있어서 중합되지 않으면 안되는 것을 의미하는 것이 아니라, 점형상 광원의 외연의 치수와 상의 치수를, 이들의 중심을 일치시킨 상태에 있어서 대비하는 것을 의미한다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치에 있어서는, 상기 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치에서 측정한, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서 휘도가, 정면 휘도에 대해 20% 이상 100% 미만이 되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면, 도 9에서 설명한 스플릿트 상(B1-1)에 있어서, 정면 휘도가 가장 높아지는 위치는 통상 상(B1-1)의 중심점(B91)이 된다. 이 점(B91)에서, 면상에 있는 방향에 따라 각도를 변화시키면서 휘도를 측정하고 휘도의 출광각 특성을 측정한 경우, 예컨대 도 8에 도시하는 그래프를 얻을 수 있다.

도 8에 있어서, 횡축은 출광각을 나타내고, 정면 방향이 0°이다. 또한 종축은 당해 각도에서 측정한 휘도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 정면 휘도를 100%로 한 경우에 있어서, 각도 ±15°에 있어서의 휘도가 20% 이상 100% 미만인 것에 의해, 휘도 얼룩을 더욱 고도로 억제할 수 있다.

상기와 같은 바람직한 출광각 특성을 갖는 광확산판은, 예를 들어 광확산판중의 확산제의 종류 및 함유 비율을 적당히 조정하는 것에 의해, 또는 광확산판의 광입사면 및/또는 광출사면의 표면 거칠기를 적당히 조정하는 것에 의해 얻을 수 있다. 특히, 상기 요철 구조를 구성하는 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 광확산판의 헤이즈가 20% 미만일시에는 3㎛≥Ra≥0.05㎛이고, 광확산판의 헤이즈가 20% 이상 100% 이하일시에는 2㎛≥Ra≥0.0001㎛인 것이 특히 바람직하다. 여기에서, 요철 구조를 구성하는 면의 중심선 평균 거칠기는, 예를 들어 상기 사각뿔(4A)의 경우, 사각뿔을 구성하는 평면에 있어서의 중심선 평균 거칠기이다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치에 있어서는, 1개의 점형상 광원에 대응한 2개 이상의 스플릿트 상이 상기 광출사면에 있어서 발생하고, 또한 상기 2개 이상의 상중 가장 떨어져 있는 상 간의 거리(X2)와, 상기 볼록 사각형을 구성하는 4개의 광원중 가장 떨어져 있는 광원간의 거리(X1)가 X1≥X2가 되는 것이 바람직하다. 이것을 다시 도 9를 참조해서 설명하면, 도 9의 예에 있어서는 볼록 사각형 ABCD 중에서 가장 긴 광원 피치는 X91이다. 한편, 광원(B)에 대응하는 4개의 스플릿트 상(B1-1, B1-2, B1-3, B1-4)중 가장 떨어져 있는 상 끼리의 피치는 X92이다. 여기서, X91≥X92가 되는 것에 의해, 휘도 얼룩을 더욱 고도로 억제할 수 있다.

<변형예>

또한, 본 발명은 상기 실시형태에는 한정되지 않는다.

상기 실시형태에서는, 미세 요철 구조로서 사각뿔을 채용했지만, 이것에 한정되지 않고, 삼각뿔이나, 오각뿔, 육각뿔 등의 다른 다각뿔체로 할 수도 있다. 이 경우에 있어서도, V자형의 절삭부의 수나 방향, 프리즘 조열의 단면 형상 등을 변형시키는 것에 의해, 상술과 마찬가지로 하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 삼각뿔의 경우에는, 상기 프리즘 조열에 대하여, 서로 직교하는 방향에 2개의 V자형상의 절삭부를 새기는 것에 의해 형성할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 미세 요철 구조를 볼록 형상으로 했지만, 오목 형상으로 하는 것도 가능하다. 게다가, 볼록 형상 및 오목 형상의 것을 조합시킨 구조로 하는 것도 가능하다. 복수의 오목 형상의 다각뿔체를 갖는 미세 요철 구조를 형성할 경우에는, 예를 들어 상기 볼록 형상의 다각뿔체를 형성하는 요령으로, 당해 볼록 형상의 다각뿔체를 갖는 스템퍼 등의 전사 부재를 형성하여, 이 전사 부재의 볼록 형상을 전사해서 얻어지는 것으로 할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 사각뿔(4A)은 전부 동일한 치수, 외형의 1종류만으로 이루어지는 구성으로 했지만, 치수나 외형이 다른 복수 종류의 것을 조합시킨 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 스플릿트 상 형성 수단인 미세 요철 구조를 광확산판(3)의 광출사면에 형성했지만, 광입사면에 형성해도 좋고, 양면에 형성해도 좋다. 요약하면, 광확산판(3)의 적어도 한쪽 면에 미세 요철 구조가 형성되어 있으면 좋다.

상기 실시형태에서는, 스플릿트 상 형성 수단인 미세 요철 구조를 광확산판(3)에 형성했지만, 광확산판(3)에 형성한 것과 마찬가지의 미세 요철 구조를 반사판(1)의 표면에 형성해도 좋다. 이러한 구성에 있어서도, 상기 실시형태와 같은 효과를 가져올 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 점형상 광원을 정방 격자형상으로 배치한 태양 을 도시했지만, 점형상 광원을 대각 격자형상으로 배치하고, 광출사측으로부터 광확산판을 관찰한 상태에 대해서 도 7에 의해 설명한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 복수의 점형상 광원중에서, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형인 평행사변형을 구성하는 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)을 선택했을 경우를 생각한다. 이 볼록 사각형의 2개의 대각선을 AC, BD라고 한다.

이러한 평행사변형을 광출사측으로부터 관찰하면, 광확산판에 있어서의 각 점형상 광원(A, B, C, D)에 대한 광출사면에서의 각 상(A1, B1, C1, D1)은 점형상 광원(A, B, C, D)을 광확산판에 투영한 위치(A0, B0, C0, D0)로 둘러싸인 영역중 특정 영역내에 관찰된다.

점형상 광원(A)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(A)의 상(A1)의 위치와 점형상 광원(A)의 직상 위치(A0)와의 거리 L(A0A1)은 대각선의 길이 L(A0C0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(A0C0)>L(A0A1)>0.2×L(A0C0) …(1)

또한, 점형상 광원(C)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(C)의 상(C1)의 위치와 점형상 광원(C)의 직상 위치(C0)와의 거리 L(C0C1)은 대각선의 길이 L(A0C0)의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(A0C0)>L(C0C1)>0.2×L(A0C0) …(2)

또한, 점형상 광원(B)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(B)의 상(B1)의 위치와 점형상 광원(B)의 직상 위치(B0)와의 거리 L(B0B1)은 대각선의 길이 L(B0D0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(B0D0)>L(B0B1)>0.2×L(B0D0) …(3)

또한, 점형상 광원(D)에 착안하면, 광확산판에 있어서의 점형상 광원(D)의 상(D1)의 위치와 점형상 광원(D)의 직상 위치(D0)와의 거리 L(D0D1)은 대각선의 길이 L(B0D0)과의 사이에 하기 관계를 충족한다.

0.8×L(B0D0)>L(D0D1)>0.2×L(B0D0) …(4)

따라서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 상(A1, B1, C1, D1)은 도 7의 사선으로 도시하는 범위(W1)내에 관찰되어, 발광면의 휘도 얼룩을 크게 저감할 수 있다.

이때, 각 상(A1, B1, C1, D1)끼리의 가장 짧은 간격(LP)은 하기 (5), (6)의 관계를 충족하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 스플릿트 상 간의 거리가 적절한 간격으로 유지되기 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 더욱 억제할 수 있다 .

L(A0C0)×0.5≥LP≥L(A0C0)×0.1 …(5)

L(B0D0)×0.5≥LP≥L(B0D0)×0.1 …(6)

또한, 본 발명에 있어서, 상 형성 위치 조정 수단을 반사판상의 요철 구조로 하는 것도 가능하다. 반사판상의 요철 구조는, 점형상 광원으로부터 발하는 광을 확산판을 향해 반사하는 형상이면 특히 한정되지 않지만, 각추, 각추대, 원추, 반구 등이 바람직하다. 특히, 각 요철 구조는, 그 주위에 배치되는 각 점형상 광원에 대향하는 각 평면을 갖는 각추나 각추대 등이 보다 바람직하다. 이러한 보다 바람직한 태양으로 하는 것에 의해, 한층 더 밝은 스플릿트 상을 형성할 수 있어, 백라이트 정면 휘도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 이러한 요철 구조는, 예를 들어 도 10 내지 도 12에 도시하는 위치에 배치할 수 있다. 구체적으로는, 도 10 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 요철 구조(1011, 1211)의 주위에 4개의 점형상 광원(1001, 1201)이 배치될 경우에는, 요철 구조는 각 점형상 광원에 대향하는 사각추 또는 사각추대로 하는 것이 가능하다. 또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 요철 구조(1111)의 주위에 3개의 점형상 광원(1101)이 배치될 경우에는, 요철 구조는 각 점형상 광원에 대향하는 삼각뿔 또는 삼각뿔대로 하는 것이 가능하다. 이와 같이, 각 요철 구조는 각 점형상 광원의 배치의 방식에 맞추어 적당히 선택할 수 있다.

반사판에 형성되는 요철 구조는, 그 정부가 어느 점형상 광원의 정면 휘도의 반분 이상의 휘도를 나타내는 각도 영역(공간)내에 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 태양에 대해서, 도 13 및 도 14를 참조해서 보다 구체적으로 설명한다.

도 14는 반사판에 형성되는 요철 구조의 정부와, 점형상 광원의 방사각의 위치 관계를 모식적으로 설명하기 위한 종단면도이고, 도 13은 도 14의 예에 있어서 사용되는 점형상 광원[LED(1401)]의 방사각과 상대 조도의 관계를 나타내는 그래프 이다. 도 13의 그래프에 있어서의 횡축은 점형상 광원의 방사 각도, 즉 반사판의 수직한 방향(1471)에 대한 각도[도 14에 있어서 θ(1451)로 표시됨]이고, 종축은 당해 방사 각도에 있어서의 조도를 각도 0°에 있어서의 것을 1로 한 상대값으로 나타낸 것이다. 도 13에 도시되는 바와 같이, 이 점형상 광원에 있어서는, 각도 영역 -60°~ +60°의 범위 내에 있어서, 휘도가 정면 휘도의 반분 이상을 나타내고 있다. 이러한 점형상 광원을 이용할 경우에 있어서, 도 14의 예에서 반사판에 수직한 방향(1471)과 선(1472)이 이루는 각 θ(1451)이 60°이고, 또한 선(1472, 1471)을 축에 회전시켜서 얻어지는 역원뿔 형상의 공간내에 상기 요철 구조의 정부(1481)가 존재할 경우, 상기 바람직한 조건을 충족한다.

또한, 직하형 백라이트 장치에 있어서, 광확산판의 광출사측에, 또한 휘도 및 휘도 균제도를 향상시키는 목적으로 다른 광학 부재를 적당히 배치할 수 있다. 이러한 광학 부재로서는, 예를 들어 입사광을 확산해서 출사하는 광확산 시트, 출사광의 방향을 조정하는 프리즘 시트, 및 휘도 향상을 목적으로 한 반사형 편광자 등을 들 수 있다.

실시예

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다. 또한, 부(部) 및 %는 특히 한정이 없는 한 중량 기준이다.

<제조예 1[광확산판용 팰릿(A)]>

투명 수지로서 지환식 구조를 갖는 수지[일본 제온(주), 제온 노아 1060R, 흡수율 0.01%] 99.7부와, 광확산제로서 평균 입자 직경 2㎛의 폴리실록산 중합체의 가교물로 이루어지는 미립자 0.3부를 혼합하고, 이축 압출기로 혼련해서 스트랜드 형상으로 압출하고, 펠레타이저로 절단해서 광확산판용 펠릿(A)을 제조했다. 이 광확산판용 펠릿(A)을 원료로 하고, 사출 성형기(형 조임력 1000kN : 102톤)를 이용하여, 양면이 평활한 두께 2㎜로 100㎜×50㎜의 시험판을 성형했다. 이 시험판의 전 광선 투과율과 헤이즈를 JIS K7361-1과 JIS K7136에 의거하여, 적분구 방식 색차 탁도계를 이용하여 측정했다. 시험판은 전 광선 투과율은 89%이고, 헤이즈는 99%였다.

<제조예 2[광확산판용 펠릿(B)>

상기 수지의 양을 97.5부, 광확산제의 양을 2.5부로 한 이외는, 상기 제조예 1과 같은 방법으로 광확산제용 펠릿(B)을 제조했다. 이 광확산판용 펠릿(B)을 원료로 하여, 상기 제조예 1과 같은 시험판을 작성하고, 같은 방법으로 전 광선 투과율과 헤이즈를 측정했다. 시험판은 전 광선 투과율은 55%이고, 헤이즈는 99%였다.

<제조예 3[스탬퍼(1)]>

치수 387㎜×308㎜, 두께 100㎜의 스테인리스강 SUS430(JIS G4305)의 전면에, 두께 100㎛의 니켈-인 무전해 도금을 실시하고, 정각 90도의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용하여, 니켈-인 무전해 도금면에 길이 308㎜의 변(단변 방향)을 이루는 각도가 30도의 방향에 따라, 피치 70㎛, 정각 90도의 삼각 형상의 홈을 복수 절삭 가공했다. 이어서, 이 홈의 긴 방향과 직교하는 방향에 따라, 같은 절삭 공구에 의해 동 피치의 홈을 형성했다. 이에 의해, 니켈-인 무전해 도금면에 정사 각뿔 형상의 볼록 구조가 형성된 스탬퍼(1)를 제작했다.

<제조예 4[스탬퍼(2)]>

또한, 정각 60도의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용한 이외는, 제조예 3과 마찬가지로 해서, 스탬퍼(2)를 제작했다.

<제조예 5[스탬퍼(3)]>

도 6에 도시하는 단면 다각형상의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용한 이외는, 제조예 3과 마찬가지로 해서, 스탬퍼(3)를 제작했다.

<제조예 6[스탬퍼(4)]>

치수 387㎜×308㎜, 두께 100㎜의 스테인리스강 SUS430의 전면에, 두께 100㎛의 니켈-인 무전해 도금을 실시하고, 정각 90도의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용하여, 니켈-인 무전해 도금면에, 길이 308㎜의 변(단변 방향)을 이루는 각도가 30도(표 1 중 30으로 표기)의 방향에 따라, 피치 70㎛, 정각 90도의 삼각형상의 홈을 복수 절삭 가공했다. 이어서, 이 홈의 길이 방향을 이루는 각도가 60도의 방향(상기 단변을 이루는 각도가, 이 단변의 상기 홈과는 반대측의 방향으로 30도인 방향 : 표 1 중 30으로 표기)에 따라, 같은 절삭 공구에 의해 동 피치의 홈을 형성했다. 이에 의해, 니켈-인 무전해 도금면에 정사각뿔형의 볼록 구조가 형성된 스탬퍼(4)를 제작했다.

<제조예 7[스탬퍼(5)]>

정각 120도의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용한 이외는, 제조예 3과 마찬가지로 하여, 스탬퍼(5)를 제작했다.

<제조예 8(스탬퍼(6)]>

정각 90도의 다결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용한 이외는, 제조예 3과 마찬가지로 하여, 스탬퍼(6)를 제작했다.

<제조예 9[광확산판용 펠릿(C)]>

상기 수지의 양을 99.95부로 하고, 상기 광확산제 0.05부를 이용한 이외는, 상기 제조예 1과 같은 방법으로 광확산판용 펠릿(C)을 제조했다. 이 광확산판용 펠릿(C)을 원료로 하여, 상기 제조예 1과 같은 시험판을 작성하고, 동일한 방법으로 전 광선 투과율과 헤이즈를 측정했다. 시험판은 전 광선 투과율은 93%이고, 헤이즈는 80%이었다.

<제조예 10[광확산판용 펠릿(D)]>

상기 수지의 양을 99.6부로 하고, 상기 광확산제 0.4부를 이용한 이외는, 상기 제조예 1과 같은 방법으로 광확산판용 펠릿(D)을 제조했다. 이 광확산판용 펠릿(D)을 원료로 하여, 상기 제조예 1과 같은 시험판을 작성하고, 동일한 방법으로 전 광선 투과율과 헤이즈를 측정했다. 시험판은 전 광선 투과율은 81%이고, 헤이즈는 99%이었다.

<제조예 11[광확산판용 펠릿(E)]>

상기 수지의 펠릿을 광확산제를 첨가하는 일 없이 그대로 사용하여 광확산판용 펠릿(E)으로 했다. 이 광확산판용 펠릿(E)을 원료로 하여, 상기 제조예 1과 같은 시험판을 작성하고, 동일한 방법으로 전 광선 투과율과 헤이즈를 측정했다. 시험판은 전 광선 투과율은 92%이고, 헤이즈는 0.5%이었다.

<제조예 12[스탬퍼(7)]>

치수 387㎜×308㎜, 두께 100㎜의 스테인리스강 SUS430(JIS G4305)의 전면에, 두께 100㎛의 니켈-인 무전해 도금을 실시하고, 정각 100도의 단결정 다이아몬드 절삭 공구를 이용하여, 니켈-인 무전해 도금면에, 길이 308㎜의 변(단변 방향)과 평행의 방향을 따라서, 피치 70㎛, 정각 100도의 삼각형상의 홈을 복수 절삭 가공했다. 이에 의해, 니켈-인 무전해 도금면에, 단면 삼각형상의 선형상 볼록 구조가 형성된 스탬퍼(7)를 제작했다.

<실시예 1>

내 치수폭 305㎜, 안길이 227㎜, 깊이 16㎜의 유백색 플라스틱제 케이스의 저면에 방열용으로 0.5㎜의 알루미늄판을 깔고, 그 위에 반사 시트(일본 도레이사제, E-60L)를 접착해서 반사판으로 했다. 다음에, 반사판의 바닥에 점형상 광원인 백색 칩타입 LED(일본 니치아 공업 주식회사제, NCCW002 : 크기 : 7.2×11.2×3.05㎜)를 중심간이 종횡 모두 25㎜(도 2의 P1=Q1)의 정방 격자형상(도 2에 도시하는 태양)이 되도록 설치하고, 전극부에 직류 전류를 공급할 수 있도록 배선했다. 이때, 4개의 LED에 의해 구성되는 볼록 사각형인 정방형에서는, 그 대각선 거리 L(A0C0), L(B0D0)이 각각 35.4㎜였다.

다음에, 제조예 3에서 얻어진 스탬퍼(1)를 설치한 금형을 준비하고, 이것과 제조예 1에서 얻어진 광확산판용 펠릿(A)을 이용하여, 사출 성형기(형 조임력 4,410kN : 450톤)를 이용하여, 사각뿔이 전사된 오목 형상의 표면 형상을 갖고, 두 께 2㎜인 237㎜×315㎜의 광확산판을 실린더 온도 280도, 금형 온도 85도에서 형성했다.

상기의 광확산판을, 오목 구조가 LED의 반대측(반광원 위치)이 되도록 하여 플라스틱 케이스상에 설치했다. 더욱이, 광확산판상에 확산 시트(일본 키모토사제 BS040)를 마련하고, 이 위에, 프리즘이 광확산판으로부터 먼 측에서 프리즘 능선이 315㎜의 변에 평행이 되도록 프리즘 시트(일본 스미토모 쓰리엠제, BEF-III)를 마련하고, 더욱이 복굴절을 이용한 반사 편광자(일본 스미토모 쓰리엠사제, DBEF-d400)를 설치해서 직하형 백라이트 장치를 제작했다.

이어서, 작성한 직하형 백라이트에 대해서, 전압 3.8V, 전류 350mA를 인가하여 LED를 점등했다. 그리고, 광확산판의 광출사측으로부터 직하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와, 이 LED의 스플릿트 상의 위치의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 9.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 12.9㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.281이고, LP/L(A0C0)=0.365였다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 각각의 스플릿트 상에 대해서, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 정면 휘도에 대해서 관찰 각도를 변화시켰을 때의 출광각 특성의 분포를 색채 휘도계에 의해 측정했다. 그 결과, 확산판의 법선 방향에 대하여 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가 정면 휘도에 대해 91%였 다.

또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 81%였다.

또한, 점등하는 백라이트 장치에 대해서, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 짧은 방향 중심선상에서 등간격으로 100점의 정면 방향의 휘도를 측정하고, 하기의 수식 1과 수식 2에 따라 휘도 평균값(La)과 휘도 균제도(Lu)를 얻었다. 이때, 휘도 평균값은 5,220cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.30이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 어느 방향에서도 휘도 얼룩이 없이 표시 성능이 우량했다.

휘도 평균값 La=(L1+L2)/2 (수식 1)

휘도 균제도 Lu=[(L1-L2)/La]×100 (수식 2)

L1 : LED 직상에서의 휘도 극대값의 평균

L2 : 극대값에 끼워진 극소값의 평균

휘도 균제도는, 휘도의 균일성을 나타내는 지표로써, 휘도 균제도가 나쁠때는 그 수치는 커진다.

<실시예 2>

제조예 4에서 얻어진 스탬퍼(2)를 이용하는 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다. 광확산판의 광출사측으로부 터 직하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 16.7㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 6.9㎜이었다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.473이고, LP/L(A0C0)=0.195였다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서 측정한, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도는, 같은 위치의 정면 휘도에 대해 91%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는 스플릿트 상의 중심의 휘도인 최대 휘도의 84%였다. 휘도 평균값은 5,130cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.40이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방향으로부터는 약간 휘도 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

<실시예 3>

제조예 5에서 얻어진 스탬퍼(3)를 이용하는 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다. 또한, 이 직하형 백라이트 장치에서는, 각 프리즘 부분이 8개의 사면을 갖기 때문에, 1개의 LED에 대하여 1방향당 2개의 스플릿트 상이 얻어졌다. 이 때문에 광확산판의 광출사측으로부터 직 하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와, 이 LED의 제 1 스플릿트 상의 위치의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 9.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 12.9㎜였다. 또한, LED의 본래 위치와, 이 LED의 제 2 스플릿트 상의 위치와의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 16.7㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)가 6.9㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, 제 1 스플릿트 상에 있어서, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.281이고, LP/L(A0C0)=0.365였다. 또한, 제 2 스플릿트 상에 있어서, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.473이고, LP/L(A0C0)=0.195였다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서 측정한, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도는 같은 위치의 정면 휘도에 대해 91%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 광선에 가까운 측의 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 80%였다. 또한, 마찬가지로 해서, 광원으로부터 먼측의 스플릿트 상의 위치에서 측정한 결과, 정면 휘도는 최대 휘도의 85%였다. 휘도 평균값은 5,510cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.20이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 어느 방향에서도 휘도 얼룩이 없고 표시 성능이 우량했다.

<실시예 4>

실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 반사판의 바닥에, 상기한 바와 같은 백색 칩타입 LED를 중심간이 종방향으로 50㎜(도 3의 Q2), 횡방향으로 25㎜(도 3의 P2)의 대각 격자형상(도 3에 도시하는 태양)이 되도록 설치하고, 전극부에 직류 전류를 공급할 수 있도록 배선했다. 이때, 4개의 LED에 의해 구성되는 볼록 사각형인 평행사변형(도 3의 파선으로 둘러싸이는 평행사변형)에서는, 그 대각선 거리 L(A0C0)이 45.1㎜이고, 대각선 거리 L(B0D0)이 28.0㎜였다. 다음에, 제조예 6에서 얻어진 스탬퍼(4)를 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 광확산판을 제작하고, 이 광확산판을 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 플라스틱 케이스상에 설치하여, 상기와 마찬가지로 확산 시트, 프리즘 시트, 복굴절을 이용한 반사 편광자를 이 순서로 설치해서 직하형 백라이트 장치를 제작했다.

광확산판의 광출사측으로부터 직하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, 대각선 거리 L(A0C0)(45.1㎜)의 대각선의 양단부에 해당하는 LED에서는, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리가 9.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 8.1㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=45.1㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.220이고, LP/L(A0C0)=0.180이었다. 또한, 대각선 거리 L(B0D0)(28.0㎜)의 대각선의 양단부에 해당하는 LED에서는, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리가 9.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 8.2㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(B0D0)=28.0㎜이기 때문에, L(B0B1)/L(B0D0)이 0.356이고, LP/L(B0D0)=0.293이었다. 이상에 의해, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서 측정한, 광확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도는 같은 위치의 정면 휘도에 대해 91%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜서 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 80%였다. 휘도 평균값은 5,090cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.40이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방향으로부터는 약간 휘도 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

<실시예 5>

제조예 3에서 얻어진 스탬퍼(1)를 이용하는 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 하여 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다. 광확산판의 광출사측으로부터 직하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, 대각선 거리 L(A0C0)(45.1㎜)의 대각선의 양단부에 해당하는 LED에서는, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리가 9.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 11.9㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=45.1㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.220이고, LP/L(A0C0)=0.265이었다. 또한, 대각선 거리 L(B0D0)(28.0㎜)의 대각선의 양단부에 해당하는 LED에서는, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리가 16.7㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 11.9㎜이었다. 이에 의해, 대각선 거리 L(B0D0)=28.0㎜이기 때문에, L(B0B1)/L(B0D0)이 0.599이고, LP/L(B0D0)=0.427이었다. 이상에 의해, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높은 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서 측정한, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도는, 같은 위치의 정면 휘도에 대해 91%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는, 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 80%였다. 휘도 평균값은 5,160cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.40이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방향으로부터는 약간 휘도 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

<비교예 1>

제조예 7에서 얻어진 스탬퍼(5)를 이용하는 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다. 광확산판의 광출사측으로부터 직하형 백라이트 장치를 관찰하고, LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와 이 LED 스플릿트 상의 위치와의 거리가 5.8㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간 격(LP)이 8.3㎜였다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.165이고, LP/L(A0C0)=0.234이었다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있지 않았다. 또한, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서 측정한, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도는 같은 위치의 정면 휘도에 대해 91%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 77%였다.

휘도 평균값은 5,250cd/㎡이고, 휘도 균제도는 3.20이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 휘도 얼룩이 발생하여 표시 성능이 불량했다.

<비교예 2>

스탬퍼를 이용하는 일 없이, 제조예 2에서 얻어진 광확산판용 펠릿(B)을 이용하여 평판의 광확산판을 얻은 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다. 광확산판의 광출사측으로부터 직하형 백라이트 장치를 관찰한 결과, LED의 스플릿트 상이 보이지 않았다. 휘도 평균값은 4,950cd/㎡이고, 휘도 균제도는 2.90이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 휘도 얼룩이 발생하여 표시 성능이 불량했다.

표 1

Figure 112008068136758-PCT00001

표 1에 있어서, 하기의 생략 부호가 나타내는 것은 각각 하기와 같다:

15°휘도비 : 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도의, 정면 휘도에 대한 비

외연 휘도비 : 스플릿트 상과, 대응하는 LED를, 그들의 중심을 일치시켜서 중합시킨 경우에 있어서의, LED의 외연에 해당하는 개소에서의 스플릿트 상의 정면 휘도의, 스플릿트 상의 최대 휘도(스플릿트 상의 중심 휘도)에 대한 비

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~5에서는 휘도 균제도가 높고, 육안 평가가 양호 또는 우량하였다. 한편, 비교예 1, 2에서는, 휘도 균제도가 낮고, 육안 평가도 불량이었다.

<실시예 6>

제조예 9에서 얻어진 광확산판용 펠릿(C)을 이용하여, 플라스틱 케이스를 내치수 폭 305㎜, 안쪽길이 227㎜, 깊이 20㎜로 하는 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 직하형 백라이트 장치를 제작하고 평가했다.

LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 10.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 11.5㎜이었다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.308이고, LP/L(A0C0)=0.326이었다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

다음에, 사용하는 광확산판의 표면의 거칠기를 초심도 현미경으로 측정했다. 오목 형상의 패턴면의 표면 거칠기[Ra(max)]는 31.5㎛이고, 패턴을 구성하는 사각뿔 형상의 요홈부의 사면상에 있어서의 표면 거칠기(Ra)는 0.005㎛이고, 한편 패턴을 갖지 않는 평탄한 측의 면의 표면 거칠기(Ra)는 0.6㎛이었다.

또한, 각각의 스플릿트 상에 대해서, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 정면 휘도에 대해 관찰 각도를 변화시켰을 때의 출광각 특성의 분포를 시야각 측정 장치(엘딤사제 EzContrast)에 의해 측정했다. 그 결과, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가, 정면 휘도에 대해 33%였다.

또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는, 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 24%였다.

점등하는 이 백라이트 장치에 관해, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 짧은 방향 중심선 상에서 등간격으로 100점의 정면 방향의 휘도를 측정하고, 상기 수식 1과 수식 2에 따라서 휘도 평균값(La)과 휘도 균제도(Lu)를 얻었다. 이때, 휘도 평균값은 5,324cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.00이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 어느 방향에서도 휘도 얼룩이 없고 표시 성능이 우량했다.

<실시예 7>

광확산판용 펠릿(C) 대신에 제조예 11에서 얻어진 광확산판용 펠릿(E)을 이용하고, 또한 제조예 8에서 얻어진 스탬퍼(6)를 이용하는 이외는, 실시예 6과 마찬가지로, 백라이트 장치를 작성하고 평가했다.

스플릿트 상의 위치는 실시예 6과 마찬가지이고, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

다음에, 사용하는 광확산판의 표면의 거칠기를 초심도 현미경으로 측정했다. 오목 형상의 패턴면의 표면 거칠기 Ra(max)는 31.5㎛이고, 패턴을 구성하는 사각뿔 형상의 요홈부의 사면상에 있어서의 경도가 제일 큰 방향에 측정한 표면 거칠기(Ra)는 0.15㎛이고, 한편 패턴을 갖지 않는 평탄한 측의 면의 표면 거칠기(Ra)는 0.6㎛였다.

또한, 각각의 스플릿트 상에 관해서, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 정면 휘도에 대해서 관찰 각도를 변화시켰을 때의 출광각 특성의 분포를 색채 휘도계에 의해 측정했다. 그 결과, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가, 정면 휘도에 대해 25%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는, 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 73%였다.

휘도 평균값은 5,351cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.30이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방 향으로부터는 약간 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

<실시예 8>

광확산판용 펠릿(C) 대신에 제조예 10에서 얻어진 광확산판용 펠릿(D)을 이용하고, 또한 스탬퍼로서 제조예 3에서 얻은 스탬퍼(1) 대신에 제조예 12에서 얻은 스탬퍼(7)를 이용한 이외는, 실시예 6과 마찬가지인 광확산판을 제작했다. 이 광확산판의 표면의 거칠기를 초심도 현미경으로 측정했다. 오목 형상의 패턴면의 표면 거칠기[Ra(max)]는 26.4㎛이고, 패턴을 구성하는 선형상의 요홈부의 사면상에 있어서의 표면 거칠기(Ra)는 0.01㎛이며, 한편 패턴을 갖지 않는 평탄한 측의 면의 표면 거칠기(Ra)는 0.6㎛이었다.

또한, LED를 플라스틱 케이스의 단변으로부터 45도 기울인 방향에 피치 25㎜로 정방 격자에 배치한 이외는 실시예 6과 마찬가지로 해서 백라이트의 평가를 실행했다.

LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와 이 LED의 스플릿트 상의 위치의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 9.2㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 17.0㎜이었다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.260이며, LP/L(A0C0)=0.481이었다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

또한, 각각의 스플릿트 상에 관해, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지 는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 정면 휘도에 대해 관찰 각도를 변화시켰을 때의 출광각 특성의 분포를 색채 휘도계에 의해 측정했다. 그 결과, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가, 정면 휘도에 대해 96%였다. 또한, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 스플릿트 상의 위치에 있어서의 정면 휘도를 측정한 결과, 대응하는 LED의 중심 위치를 중합시켜 생각했을 때에, 그 LED의 외연에 해당하는 개소에서의 정면 휘도는, 스플릿트 상의 중심 휘도인 최대 휘도의 97%였다.

휘도 평균값은 5,168cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.45였다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방향으로부터는 약간의 휘도 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

<실시예 9>

목형에, 바닥면이 일변 17.68㎜의 정방향이고 높이가 15.31㎜, 정점이 바닥면으로부터 평면에서 보았을 때의 중앙부에 있는 사각추를 반전한 오목부를 형성하고, 그 오목부의 바닥에 직경 0.5㎜의 구멍을 뚫었다. 이 목형에 반사 시트(일본 도레이사제, 188E20)를 탑재해 120℃로 가열했다. 바닥부의 구멍으로부터 진공을 흡인하여, 반사 시트를 사각추 형상으로 형성했다. 이 반사 시트를, 도 15에 도시하는 바와 같이, 실시예 1과 같은 백라이트의 반사판상에, 사각추의 정점이 위에서부터 보아 정방 격자의 중심에 위치하도록 설치했다. 도 15는 이 상태에 있어서의 LED와 상기 사각추 형상의 반사 시트와의 위치 관계를 도시하는 평면도이다. 도 15에 도시하는 예에 있어서, LED(1501)의 격자간 거리(P15, Q15)는 어느 것도 25.00㎜이고, 사각추의 바닥변(R15)은 위에서 서술한 바와 같이 17.68㎜이며, 이 사각추의 정점이 LED(1501)의 격자의 중심에 위치하고, 또한 사각추의 바닥변이 LED에 의해 구성되는 정방 격자와 45°의 각도를 이루도록 사각추를 설치했다.

상기의 백라이트를 사용하고, 제조예 2에서 얻어진 광확산판용 펠릿(B)을 이용하여, 스탬퍼를 사용하지 않고 형성한, 양면에 패턴이 없는 광확산판을 이용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 백라이트 장치를 작성하고, 평가를 실행했다.

사각추 부착 반사판에 의해 생기는 LED의 스플릿트 상을 관찰한 결과, LED의 본래 위치와, 이 LED의 스플릿트 상의 위치와의 거리[L(A0A1), L(B0B1), L(C0C1), L(D0D1)]가 14.9㎜이고, 스플릿트 상 끼리의 간격(LP)이 3.8㎜이었다. 이에 의해, 대각선 거리 L(A0C0)=L(B0D0)=35.4㎜이기 때문에, L(A0A1)/L(A0C0)이 0.421이고, LP/L(A0C0)=0.107이었다. 이 때문에, 상기 관계 (1)~(6)을 충족하고 있었다.

각각의 스플릿트 상에 관해, 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 정면 휘도에 대해서 관찰 각도를 변화시켰을 때의 출광각 특성의 분포를 색채 휘도계에 의해 측정했다. 그 결과, 확산판의 법선 방향에 대해 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가 정면 휘도에 대해 98%이었다.

점등하는 이 백라이트 장치에 있어서, 2차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 짧은 방향 중심선상에서 등간격으로 100점의 정면 방향의 휘도를 측정하고, 상기 수식 1과 수식 2에 따라서 휘도 평균값(La)과 휘도 균제도(Lu)를 얻었다. 이때, 휘도 평균값은 4,632cd/㎡이고, 휘도 균제도는 1.80이었다. 직하형 백라이트 장치를 정면 방향과 경사진 방향으로부터 육안에 의해 관찰한 결과, 경사진 방향으로부터는 약간 휘도 얼룩이 있지만, 정면 방향에는 휘도 얼룩이 없고, 표시 성능이 양호하였다.

실시예 6~9의 구성 및 결과를 표 2에 도시한다.

표 2

Figure 112008068136758-PCT00002

표 2에 있어서, 하기의 약호(略號)가 나타내는 것은 각각 하기와 같다:

Ra(max) : 요철을 갖는 패턴면의 표면 거칠기(패턴 요철을 포함한 표면 거칠기 측정치)

패턴면(Ra): 패턴을 구성하는 요철의 사면상의 표면 거칠기

평탄면(Ra): 패턴을 갖지 않는 평탄한 측의 면의 표면 거칠기

15° 휘도비 : 스플릿트 상의 가장 정면 휘도가 높아지는 위치(스플릿트 상의 중심)에 있어서, 확산판의 법선 방향에 대하여 15° 기운 방향에 있어서의 휘도의 정면 휘도에 관한 비

외연 휘도비 : 스플릿트 상과, 대응하는 LED를, 그들의 중심을 일치시켜 서로 중합시켰을 경우에 있어서의, LED의 외연에 해당하는 개소에서의 스플릿트 상의 정면 휘도의 스플릿트 상의 최대 휘도(스플릿트 상의 중심의 휘도)에 관한 비

Claims (9)

  1. 반사판과, 복수의 점형상 광원과, 이들의 점형상 광원으로부터의 직사광 및 상기 반사판에서의 반사광이 광입사면으로부터 입사하고, 이 입사한 광을 광출사면으로부터 확산해서 출사하는 광확산판을 이 순서로 구비하는 직하형 백라이트 장치에 있어서,
    상기 반사판 및 상기 광확산판의 적어도 어느 하나에는,
    상기 복수의 점형상 광원중, 가장 면적이 작고, 또한 둘레 길이가 최단이 되도록 하는 볼록 사각형을 구성하는 4개의 점형상 광원(A, B, C, D)을 선택했을 때에, 상기 광출사면에 있어서의 각 점형상 광원(A, B, C, D)의 각 상(A1, B1, C1, D1)이, 상기 점형상 광원(A, B, C, D)을 상기 광확산판에 투영한 위치(A0, B0, C0, D0)로 둘러싸인 영역중, 하기 관계 (1)~(4)을 충족하는 특정 영역내에 관찰되도록 하는 상 형성 위치 조정 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    0.8×L(A0C0)>L(A0A1)>0.2×L(A0C0) …(1)
    0.8×L(A0C0)>L(C0C1)>0.2×L(A0C0) …(2)
    0.8×L(B0D0)>L(B0B1)>0.2×L(B0D0) …(3)
    0.8×L(B0D0)>L(D0D1)>0.2×L(B0D0) …(4)
    (단, L(XY)은 선분 XY의 길이를 나타냄)
    직하형 백라이트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상(A1, B1, C1, D1)으로부터 선택되는 2개의 상의 간격중 가장 짧은 간격(LP)이 하기 (5), (6)의 관계를 충족하는 것을 특징으로 하는
    L(A0C0)×0.5≥LP≥L(A0C0)×0.1 …(5)
    L(B0D0)×0.5≥LP≥L(B0D0)×0.1 …(6)
    직하형 백라이트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상 형성 위치 조정 수단은 상기 광입사면 및/또는 상기 광출사면에 형성된 미세 요철 구조이고, 이 미세 요철 구조는 적어도 3개의 평면을 갖는 다각뿔체가 소정의 방향을 따라서 복수 배열된 구조인 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 미세 요철 구조는 상기 광출사면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광확산판은 평면에서 보았을 때 대략 장방형상으로 형성되고,
    상기 복수의 점형상 광원은 상기 광확산판의 종방향 및 횡방향에 따라 소정 간격으로 배치되고, 상기 복수의 다각뿔체는 상기 종방향 및 횡방향으로 교차하는 소정의 방향에 따라서 배열되어 있는 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 점형상 광원에 대응하는 상의, 당해 점형상 광원의 외연에 대응하는 위치에서의 상기 광확산판의 법선 방향의 휘도로서의 정면 휘도가 당해 상에 있어서의 정면 휘도의 최대값의 15~100%인 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상은, 정면 휘도가 최대가 되는 위치에서 측정했을 때에, 상기 광확산판의 법선 방향에 대하여 15° 기운 방향에 있어서의 휘도가, 상기 법선 방향의 휘도인 정면 휘도의 20% 이상 100% 미만인 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 요철 구조를 구성하는 평면의 중심선 평균 거칠기(Ra)는, 상기 광확산판의 헤이즈가 20% 미만일 때에는 3㎛≥Ra≥0.05㎛이고, 상기 광확산판의 헤이즈가 20% 이상 100% 이하일 때에는 2㎛≥Ra≥0.0001㎛인 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상 형성 위치 조정 수단은 상기 반사판상에 형성된 요철 구조인 것을 특징으로 하는
    직하형 백라이트 장치.
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