KR20090078754A

KR20090078754A - 광확산판, 직하형 백라이트 장치 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20090078754A
Application number: KR1020090002943A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 츠카다
Original assignee: 니폰 제온 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2009-07-20
Also published as: US20090190329A1; CN101487908A; JP2009168961A; TW200938905A

Abstract

반사판과, 서로 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원과, 선형상 광원으로부터의 직사광과 선형상 광원으로부터 출사되어 반사판에서 반사한 반사광을 광입사면으로부터 입사하고, 광출사면으로부터 출사하는 광확산판을 구비하되, 인접하는 선형상 광원의 중심 사이의 평균 거리를 a(mm), 선형상 광원의 중심과 광입사면과의 평균 거리를 b(mm), 선형상 광원의 내경을 r(mm)로 하고, 광확산판에 있어서, 선형상 광원의 내경을 상기 광입사면에 투영한 영역을 X, 인접하는 선형상 광원의 중심 위치를 광입사면에 투영한 위치 C를 중심으로 한 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b의 영역을 Y로 하고, 광출사면에서의 영역 X의 범위에는, 선형상 광원의 길이 방향을 따라 연장되는 오목 형상의 선형상 프리즘 XA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XAA가 형성되고, 광입사면에서의 영역 Y의 범위에는, 선형상 광원의 길이 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YBB가 형성되고, 프리즘 조열 YBB를 구성하는 선형상 프리즘 YB는, 상기 광확산판의 두께 방향에 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사의 최대값이 3~50°이다.

Description

광확산판, 직하형 백라이트 장치 및 액정 표시 장치{LIGHT DIFFUSION PLATE, DIRECT BACKLIGHT DEVICE AND LIQUID DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광확산판, 직하형 백라이트 장치 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 직하형 백라이트 장치의 박형화나 에너지 절약화를 도모할 수 있는 광확산판, 또는 그 직하형 백라이트 장치 및 그 직하형 백라이트 장치를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치용의 백라이트 장치로서는, 예컨대, 반사판과, 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원과, 이들 선형상 광원으로부터의 직사광 및 반사판에서의 반사광을 광입사면으로부터 입사하고 광출사면으로부터 출사하여 발광면으로 되는 광확산판을, 이러한 순서로 구비하는 직하형 백라이트 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 직하형 백라이트 장치로서는, 반사판의 반사면과 광확산판의 광입사면과의 거리가 18~22mm 정도이고, 선형상 광원의 중심과 광확산판의 광입사면과의 거리는 15mm 정도인 것이 일반적이다.

이러한 직하형 백라이트 장치의 발광면에서는, 높은 휘도를 용이하게 얻을 수 있는 한편, 발광면 위의 선형상 광원의 직상(直上) 부분(선형상 광원을 광확산판에 수직하게 투영한 개소)에서의 휘도가 높고, 이 직상 부분으로부터 멀어짐에 따라서 휘도가 낮아지는 경향이 있어, 발광면에서 주기적인 휘도 얼룩이 생기는 일이 있다. 이 때문에, 종래는, 줄무늬 모양이나 도트 형상의 광량 보정 패턴을 광확산판에 인쇄하여, 선형상 광원의 직상 부분에 조사되는 광량을 저감시키고, 이에 따라 선형상 광원 사이의 부분(인접하는 선형상 광원의 중간 위치를 광확산판에 수직하게 투영한 개소)에 조사되는 광량을 상대적으로 늘려서, 발광면의 휘도 얼룩을 저감시키는 기술이 개시되어 있다(특허 문헌 1(일본 특허 공개 평성 제6-273760호 공보) 참조).

또한, 직하형 백라이트 장치에 있어서, 부재(部材) 점수의 감소나 휘도 얼룩을 보다 한층 개선시키는 시도로서, 예컨대, 특허 문헌 2(일본 특허 공개 제2005-107020호 공보)에는, 단면이 동일의 삼각형 형상인 선형상 프리즘을 복수 포함하여 이루어지는 프리즘 조열(條列)이 그 양쪽 주면(主面)에 각각 마련된 광확산판을 갖는 직하형 백라이트 장치가 개시되어 있다(특허 문헌 2 참조).

또한, 최근에는, 액정 표시 장치의 박형화가 요망되고 있다. 이 때문에, 직하형 백라이트 장치 자체의 박형화도 요구되고 있고, 구체적으로는, 반사판의 반사면과 광확산판의 광입사면과의 거리로서는 10mm 정도의 것이 요구되고 있다. 또한, 직하형 백라이트 장치에서는, 박형화 외에, 사용하는 광원의 수를 삭감하여 에너지 절약화를 도모하는 시도도 이루어지고 있다.

이와 같이 직하형 백라이트 장치가 박형화한 경우에는, 냉음극관과 광확산판의 거리가 가까운 것에 의해, 선형상 광원으로부터 상기 선형상 광원 사이의 부분으로 향하는 광은, 광확산판의 광입사면에서의 입사각이 커져서, 그 프레넬 반사율이 증대하고, 또한 선형상 광원의 투영 면적도 증대하기 때문에, 발광면에서의 휘도 얼룩이 보다 한층 현저해진다고 하는 문제가 있다. 또한, 사용하는 광원의 수를 삭감하는 경우에는, 발광면에서는, 인접하는 광원의 중간 위치와 광원의 위치에서 휘도가 크게 상이하기 때문에, 전술한 박형화의 경우와 마찬가지로, 발광면에서의 휘도 얼룩이 보다 한층 현저해진다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 광량 보정 패턴을 광확산판의 소정 개소에 인쇄하는 방법만으로는, 휘도 얼룩을 충분히 개선할 수 없었다. 또한, 특허 문헌 2에 나타내는 바와 같이, 단순히 그 양쪽 주면에 동일 형상의 프리즘 조열을 마련한 것만으로는, 박형화나 사용 광원수의 삭감을 도모할 경우에는, 반드시 휘도 얼룩을 충분히 개선할 수 없었다.

본 발명의 목적은, 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 직하형 백라이트 장치의 박형화나 에너지 절약화를 도모할 수 있는 광확산판, 및 그 직하형 백라이트 장치, 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 형태는, 광원의 광출사 측에 배치되는 평면시 직사각형 형상의 광확산판으로서, 상기 광확산판의 짧은 변 방향을 따라 a(mm)의 간격을 두고서 마련된 복수의 영역 X로서, 각각의 영역 X는, 상기 짧은 변 방향을 따르는 폭이 1.5~8(mm)이고, 그 폭 방향의 중심 위치 D를 갖고, 또한 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 복수의 영역 X와, 인접하는 위치 D의 중간 위치 C를 중심으로 하여, 상기 짧은 변 방향을 따르는 폭 0.1×a~0.6×a(mm)이며, 또한 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 영역 Y와, 영역 X 및 영역 Y 사이에 유지된 영역 Z를 갖고, 그 한쪽의 주면 A는, 영역 X에 대응하는 영역 AX와, 영역 Y에 대응하는 영역 AY와, 영역 Z에 대응하는 영역 AZ를 포함하고, 그 다른쪽의 주면 B는, 영역 X에 대응하는 영역 BX와, 영역 Y에 대응하는 영역 BY와, 영역 Z에 대응하는 영역 BZ를 포함하고, 상기 영역 AX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XAA가 형성되고, 상기 영역 BY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YBB가 형성되고, 상기 프리즘 조열 YBB를 구성하는 복수의 선형상 프리즘 YB 중, 각 선형상 프리즘 YB에서, 상기 선형상 프리즘 YB는, 상기 광확산판의 두께 방향에 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사의 최대값이 3~50°이다.

여기서, 선형상 프리즘 YB의 산술 평균 경사의 최대값으로서는, 박형화와 휘도 얼룩 방지의 양쪽 관점에서, 3~50°인 것이 바람직하고, 5~45°인 것이 보다 바람직하고, 10~40°인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 수치 a는 일정한 수치로 해도 좋고, 가변의 수치이어도 좋다. 또한, 영역 Y의 폭을 0.1×a~0.6×a로 했지만, 0.15×a~0.50×a로 해도 좋다.

여기서, 산술 평균 경사란, 일본 공업 규격 JIS B0601-1994에 근거하여 요구되는 값이다. 선형상 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값이란, 범위 내에 존재하는 어느 하나의 선형상 프리즘을 채택한 경우에 있어서, 상기 하나의 선형상 프리즘의 경사면의 면 내에 대하여 여러 가지의 방향에서 측정하여 산술 평균 경사를 취득하고, 각 방향에서 얻어진 수치 중 최대의 값인 것이다. 또한, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사는 주식회사 기엔스사 제품 초심도 컬러 3D 형상 측정 현미경 VK-9500을 이용하여 구할 수 있다.

또한, 각 프리즘 조열은 확산판의 짧은 변 방향으로 측정했을 때에, 그 중심선 평균 거칠기 Ra의 최대값이 통상 1~1,000㎛이고, 2~500㎛인 것이 바람직하며, 3~100㎛인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 의하면, 주면 A가 광출사측(광출사면), 주면 B가 광입사측(광입사면)으로 되는 방향으로 하고, 또한 영역 X에 대응하는 위치에 선형상 광원을 배치함으로써, 영역 X(영역 AX 및 영역 BX가 형성되어 있는 개소를 나타냄)의 광출사면 쪽에 소정의 선형상 프리즘이 배치되기 때문에, 상기 선형상 프리즘은, 선형상 광원으로부터 출사된 영역 X에서의 광을 선형상 광원 쪽으로 되돌리도록 작용한다. 또한, 영역 Y(영역 AY 및 영역 BY가 형성되어 있는 개소를 나타냄)의 입사면 측에 소정 평균 경사의 선형상 프리즘이 배치되기 때문에, 상기 선형상 프리즘은, 선형상 광원으로부터 영역 Y로 입사한 광을 영역 Y의 광입사면으로부터 광출사면으로 유도하도록 작용한다. 이상의 작용에 의해, 가장 휘도가 높아지는 영역인 선형상 광원의 직상 부분(영역 X)에서의 출사광을 줄이고, 가장 휘도가 낮아지는 영역인 선형상 광원 사이의 부분(영역 Y)에서의 휘도를 높일 수 있다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 보다 한층 저감할 수 있다.

직하형 백라이트 장치에 본 발명에 따른 광확산판을 내장한 경우로서, 광확산판의 광입사면과 선형상 광원의 중심 위치와의 거리가 2.0~13.0(mm)로 되도록 직하형 백라이트 장치의 박형화를 도모하는 경우에는, 특히 선형상 광원 사이의 부분에서의 프레넬 반사율이 급격히 커지기 때문에, 상기 개소에서의 고안이 중요해진다. 이에 대하여, 본 발명에 의하면, 선형상 광원 사이의 부분, 즉 영역 Y를 소정의 구성으로 했기 때문에, 상기 부분에서의 프레넬 반사를 억제할 수 있고, 이에 따라, 박형의 직하형 백라이트 장치에 있어서도 휘도 얼룩이 없는 발광면을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 직하형 백라이트 장치의 박형화를 도모할 수 있다.

여기서, 상기 광확산판에 있어서, 상기 선형상 프리즘 XA 및 상기 선형상 프리즘 YB는, 각각, 그 길이 방향으로 수직한 단면이 곡선 형상 또는 다각형 형상인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 후술하는 사출 성형이나 압출 성형 등에 의해 비교적 용이하게 성형할 수 있다. 또한, 본 발명에 사용되는 광확산판은, 그 제법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 이하의 방법에 의해 성형한 것을 들 수 있다.

즉, 성형 방법으로서는, 예컨대, 평판 형상의 광확산판 표면에 프리즘 조열 을 형성하는 방법이어도 좋고, 광확산판의 기재(基材)로 되는 평판 부분(광확산판 베이스부라고 하는 경우가 있음)의 형성과 동시에 프리즘 조열을 일체적으로 형성하는 방법으로 해도 좋다.

평판 형상의 광확산판 표면에 프리즘 조열을 형성하는 방법으로서는, 예컨대, 평판 형상의 광확산판 표면을 절삭 가공하는 방법, 평판 형상의 광확산판 위에 소망하는 형상을 갖는 프리즘 시트 등의 요철 구조를 갖는 시트를 적층 또는 부착하는 방법, 평판 형상의 광확산판 표면에 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 도포하고, 그 도포막에 롤 또는 압형(押型)으로 소망하는 형상을 전사하여, 그 상태에서 도포막을 경화시키는 방법, 및 평판 형상의 광확산판 표면을 소망하는 형상을 갖는 롤 또는 압형으로 프레스하는 엠보싱 가공법 등을 들 수 있다.

또한, 광확산판 베이스부의 형성과 동시에 프리즘 조열을 일체적으로 형성하는 방법으로서는, 소망하는 프리즘 조열을 형성할 수 있는 캐스팅형을 이용한 캐스팅법, 소망하는 프리즘 조열을 형성할 수 있는 금형을 이용한 사출 성형법 등을 들 수 있다. 사출 성형법 및 캐스팅법은, 상술한 바와 같이, 광확산판 베이스부의 형성과 동시에 프리즘 조열을 형성할 수 있기 때문에 공정이 간편하다. 캐스팅법은 판을 성형할 수 있는 형 내에서 행할 수도 있고, 연속 벨트 2장 사이에 원료를 유입시켜, 벨트를 움직이면서 연속적으로 행할 수도 있다. 사출 성형법에서는, 형상 전사율을 높이기 위해서, 수지를 주입할 때의 형온도를 올리고 냉각시에 형을 급냉하는 것이 바람직하다. 또한, 수지를 주입할 때에 형을 넓히고 그 후 형을 닫는 사출 압축 성형법을 적용해도 좋다.

또한, 본원에 있어서, 단면이 원호나 타원호 등의 곡선 형상인 것, 구체적으로는 예를 들면 렌티큘러 형상의 볼록부(이른바 렌즈에 상당)에 대해서도 선형상 프리즘이라고 부르기로 한다.

또한, 상기 광확산판을 구성하는 재질의 굴절률로서는, 통상, 1.40~1.70이고, 1.45~1.65가 바람직하며, 1.50~1.60가 보다 바람직하고, 특히, 선형상 프리즘에 인접하는 프리즘 부분을 구성하는 재질의 굴절률을 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 광확산판은 그 잔류 응력이 10MPa 이하인 것이 바람직하고, 5MPa 이하가 보다 바람직하며, 3MPa가 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에 사용되는 광확산판을 구성하는 재질은, 그 유리 전이점(Tg)이 90℃ 이상인 것이 바람직하고, 100℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 105℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 광확산판을 구성하는 재질의 유리 전이점 Tg의 상한은 400℃로 하는 것이 바람직하다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 단면은 상기 광확산판의 두께 방향에 평행한 축에 대하여 대칭인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 성형이 비교적 용이함과 아울러, 상기 직하형 백라이트 장치를 선형상 광원과 직교 방향에서의 경사 방향으로부터 관찰한 경우이더라도, 휘도 얼룩을 억제할 수 있고, 선형상 광원과 직교 방향의 시야각을 대칭으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되고, 상기 프리즘 조열 YAA를 구성하는 선형상 프리즘 YA의 산술 평균 경사는, 상기 프리즘 조열 YBB를 구성하는 선형상 프리즘 YB의 산술 평균 경사보다 큰 구성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 그 차이를 2.5도 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 프리즘 조열 YAA의 형상과 상기 프리즘 조열 XAA의 형상은 서로 상이한 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 영역 AZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZA가 대략 평행하게 늘어선 프리즘 조열 ZAA가 형성되고, 상기 선형상 프리즘 XA, 상기 선형상 프리즘 YA, 및 상기 선형상 프리즘 ZA는 서로 동일 형상인 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 영역 BX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XBB가 형성되고, 상기 프리즘 조열 YBB의 형상과 상기 프리즘 조열 XBB의 형상은 서로 상이한 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 영역 BZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 ZBB가 형성되고, 상기 선형상 프리즘 XB, 상기 선형상 프리즘 YB, 및 상기 선형상 프리즘 ZB는 서로 동일 형상인 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 프리즘 조열 XBB, 상기 프리즘 조열 YBB, 및 상기 프리즘 조열 ZBB 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 산술 평균 경사가 상 이한 2종류 이상의 선형상 프리즘을 포함하고, 상기 2종류 이상의 선형상 프리즘의 존재비는, 상기 영역 BX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어짐에 따라서, 산술 평균 경사가 큰 선형상 프리즘의 비율이 연속적 또는 단계적으로 증대하는 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 프리즘 조열 XBB, 상기 프리즘 조열 YBB, 및 상기 프리즘 조열 ZBB 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 상기 영역 BX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어져서 상기 위치 C를 향함에 따라서, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가 연속적 또는 단계적으로 커지도록 마련되는 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 프리즘 조열 XAA, 상기 프리즘 조열 YAA, 및 상기 프리즘 조열 ZAA 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 산술 평균 경사가 상이한 2종류 이상의 선형상 프리즘을 포함하고, 상기 2종류 이상의 선형상 프리즘의 존재비는, 상기 영역 AX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어짐에 따라서, 산술 평균 경사가 큰 선형상 프리즘의 비율이 연속적 또는 단계적으로 증대하는 구성으로 할 수 있다.

상기 광확산판에 있어서, 상기 프리즘 조열 XAA, 상기 프리즘 조열 YAA, 및 상기 프리즘 조열 ZAA 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 상기 영역 AX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어져서 상기 위치 C를 향함에 따라서, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가 연속적 또는 단계적으로 커지도록 마련되는 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 형태는, 반사판과, 서로 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원과, 상기 선형상 광원의 광출사 측에 배치되는 상기 광확산판을 구비하고, 상기 선형상 광원은 상기 영역 BX에 정면으로 대응하는 위치에 배치되는 직하형 백라이트 장치이다.

본 발명의 또 다른 하나의 형태는, 상기 직하형 백라이트 장치와, 이 직하형 백라이트 장치의 광출사 측에 배치되는 액정 패널을 구비하는 액정 표시 장치이다.

또한, 본 발명의 또 다른 하나의 형태는, 반사판과, 서로 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원과, 상기 선형상 광원으로부터의 직사광, 및, 상기 선형상 광원으로부터 출사되고, 상기 반사판에서 반사한 반사광을 광입사면으로부터 입사하여 광출사면에서 출사하는 광확산판을, 이러한 순서로 구비하는 직하형 백라이트 장치로서, 인접하는 선형상 광원의 중심 사이의 평균 거리를 a(mm), 선형상 광원의 중심과 상기 광입사면의 평균 거리를 b(mm), 선형상 광원의 내경을 r(mm)로 하고, 상기 광확산판에 있어서, 선형상 광원의 안쪽 공간(내경 부분을 포함하고, 상기 선형상 광원의 길이 방향에 평행한 영역)을 상기 광입사면에 투영한 영역을 X, 인접하는 선형상 광원의 중심 위치를 상기 광입사면에 투영한 위치 C를 중심으로한 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b의 영역을 Y로 하고, 상기 광출사면에서의 상기 영역 X의 범위에는, 상기 선형상 광원의 길이 방향을 따라 연장되는 오목 형상의 선형상 프리즘 XA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XAA가 형성되고, 상기 광입사면에서의 상기 영역 Y의 범위에는, 상기 선형상 광원의 길이 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YBB가 형성되고, 상기 프리즘 조열 YBB를 구성하는 선형상 프리즘 YB는, 상기 광확산판의 두께 방향에 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사의 최대값이 3~50°이다.

여기서, 「위치 C를 중심으로 한 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b의 영역을 Y」에 대해서 설명한다. 먼저, 소정의 선형상 광원으로부터, 상기 선형상 광원의 중심 위치를 광입사면에 수직하게 투영한 위치 A의 근방을 향하는 광에 대해서 생각한다. 상기 선형상 광원을 폭치수 r(mm)의 광원으로 생각하면, 수직하게 조사된 영역은 위치 A를 중심으로 한 폭 r(mm)의 영역으로 된다. 마찬가지로, 상기 선형상 광원으로부터 위치 C의 근방을 향하는 광에 대해서 생각하면, 폭치수 r(mm)의 선형상 광원으로부터 광입사면에 대하여 소정 각도(입사각 θ로 함)로 조사된 영역은, 위치 C를 중심으로 한 폭 r/cosθ(mm)의 영역, 즉, 부호 a, b를 사용하여 나타내면, r×(b²+(a/2)²)^1/2/b의 영역으로 된다. 영역 Y1의 폭치수를 상기로 한 이유에 대해서는 후술한다.

본 발명에 의하면, 영역 X의 출사면 측에 소정의 선형상 프리즘을 형성하여, 선형상 광원으로부터 출사된 영역 X 내의 광을 직하형 백라이트 장치의 내부 측으로 되돌리도록 하고, 또한, 영역 Y의 입사면 측에 소정 평균 경사의 선형상 프리즘을 형성하여, 선형상 광원으로부터 영역 Y로 입사한 광을 영역 Y의 광입사면으로부터 광출사면으로 유도하도록 했기 때문에, 가장 휘도가 높아지는 영역인 선형상 광원의 직상 부분에서의 출사광을 줄이고, 가장 휘도가 낮아지는 영역인 선형상 광원 사이의 부분에서의 휘도를 높일 수 있다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 보다 한층 저감할 수 있다. 또한, 3.5≤a/b≤23.0(또는, 3.5≤a/b≤19.0, 3.5≤a/b≤15.0)의 관계(A)를 만족시키는 박형화 등을 도모하는 경우에는, 특히 선형상 광원 사이의 부분에서의 프레넬 반사율이 급격히 커지므로, 상기 개소에서의 고안이 중요해진다. 이에 대하여, 본 발명에 의하면, 상기 부분을 소정의 구성으로 했기 때문에, 상기 부분에서의 프레넬 반사를 억제할 수 있고, 이에 따라, 상기 범위에 있는 박형의 직하형 백라이트 장치에 있어서도, 휘도 얼룩이 없는 발광면을 제공할 수 있다. 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 그 박형화를 도모할 수 있다. 따라서, 본 발명의 직하형 백라이트 장치에 의하면, 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 그 박형화를 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 평균 거리 a(mm)와 상기 평균 거리 b(mm) 사이에, 3.5≤a/b≤23.0의 관계(A)를 만족시키는 구성, 즉 박형화나 광원 사용수의 삭감 등을 도모할 수 있다. 직하형 백라이트 장치를 박형화하기 위해서는 a/b를 크게 하면 좋지만, 휘도 얼룩을 억제하기 위해서는, 상기 장치의 구성에 있어서의 여러 가지 조건을 특정한 범위로 하는 것이 중요하다. 이하에 그 설명을 한다.

도 10은 광입사면에서의 프레넬 반사를 설명하기 위한 도면으로서, 인접하는 선형상 광원과, 광확산판을 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 11은 굴절률이 1.53인 광확산판의 광입사면에서의 프레넬 반사를 설명하기 위한 그래프로서, 입사각(°)과 반사율과의 관계를 나타내고 있다. 여기서는, s파와 p파의 광의 반사율의 평균값을 나타내고 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 인접한 선형상 광원의 중간 위치를 광입사면에 투영한 위치를 C라고 하면, 선형상 광원으로부터 위치 C를 향하는 광의 입사 각도(본원에 있어서, 입사 각도는 입사면의 법선 방향과 입사 방향이 이루는 각도임)가 커져서, 위치 C에서의 반사광(프레넬 반사)의 양이 늘어난다. 또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 입사각이 60도(즉, a/b=3.5)를 초과하면 반사율이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 입사각이 60도를 초과하는 형태에서는, 위치 C에서의 휘도가 낮아진다. 이 때문에, 입사각이 상기 범위로 되면, 위치 C와 비교하여 선형상 광원을 수직하게 투영한 위치에서의 휘도가 높아져서, 발광면에 휘도 얼룩이 생기게 된다.

그래서, 광확산판에 있어서, 선형상 광원을 투영한 위치에, 광투과를 억제하는 층, 구체적으로는 광출사면에 소정의 프리즘 조열을 마련함으로써, 위치 D에서의 광확산판으로부터의 출광량을 억제할 수 있다. 이와 같이, 위치 D에서의 출광량을 억제함으로써, 발광면에서의 휘도 얼룩을 해소할 수 있다. 그러나, 위치 C에 프리즘 조열이 형성되어 있지 않은 경우에는, 입사한 광이 입사각과 동일한 각도로 광확산판으로부터 출사되게 된다. 이 때문에, 위치 C에 소정의 프리즘 조열을 마련하고, 출사광의 방향을 정면 방향으로 변환함으로써, 위치 C에서의 정면 방향의 휘도를 높여서, 발광면의 휘도 얼룩을 저감할 수 있다.

또한, 도 12는 선형상 광원으로부터 광입사면에 입사하는 광의 투영 면적을 설명하기 위한 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 선형상 광원으로부터의 광이 입사각 θ로 입사하는 위치 C에서는, 선형상 광원으로부터의 광이 입사각 0도로 입사하는 위치 D와 비교하여, 선형상 광원으로부터 광입사면으로 입사한 광의 투영 면적이 1/cosθ배로 된다. 여기서, 휘도란, 단위 면적당의 광도이기 때문에, 발광면에서의 휘도는, 선형상 광원으로부터 멀어짐에 따라서, 즉 입사각이 커짐에 따라서 낮아지게 된다.

도 13은 선형상 광원으로부터 광입사면으로의 광의 입사각(°)과, 광입사면으로의 투영 면적과의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 1/cosθ의 값은 θ가 85도(즉, a/b=23.0)를 초과하면 급격히 커진다. 즉, 입사각이 85도를 초과하면, 선형상 광원 사이의 휘도가 급격히 낮아져서, 휘도 얼룩을 억제하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 본 발명에서는, a/b는 23.0 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 주면 A가 광출사측(광출사면), 주면 B가 광입사측(광입사면)으로 되는 방향으로 하고, 또한 영역 AX에 대응하는 위치에 선형상 광원을 배치함으로써, 영역 X(영역 AX 및 영역 BX가 형성되어 있는 개소를 나타냄)의 광출사면 측에 소정의 선형상 프리즘이 배치되기 때문에, 상기 선형상 프리즘은, 선형상 광원으로부터 출사된 영역 X에서의 광을 선형상 광원 측으로 되돌리도록 작용한다. 또한, 영역 Y(영역 AY 및 영역 BY가 형성되어 있는 개소를 나타냄)의 입사면 측에 소정 평균 경사의 선형상 프리즘이 배치되기 때문에, 상기 선형상 프리즘은, 선형상 광원으로부터 영역 Y로 입사한 광을 영역 Y의 광입사면으로부터 광출사면으로 유도하도록 작용한다. 이상의 작용에 의해, 가장 휘도가 높아지는 영역인 선형상 광원의 직상 부분(영역 X)에서의 출사광을 줄이고, 가장 휘도가 낮아지는 영역인 선형상 광원 사이의 부분(영역 Y)에서의 휘도를 높일 수 있다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 보다 한층 저감할 수 있다.

직하형 백라이트 장치에 본 발명에 따른 광확산판을 내장한 경우로서, 광확산판의 광입사면과 선형상 광원의 중심 위치와의 거리가 2.0~13.0(mm)로 되도록, 직하형 백라이트 장치의 박형화를 도모하는 경우에는, 특히 선형상 광원 사이의 부분에서의 프레넬 반사율이 급격히 커지기 때문에, 상기 개소에서의 고안이 중요해진다. 본 발명에 의하면, 선형상 광원 사이의 부분, 즉 영역 Y를 소정의 구성으로 했기 때문에, 상기 부분에서의 프레넬 반사를 억제할 수 있고, 이에 따라, 박형의 직하형 백라이트 장치에 있어서도, 휘도 얼룩이 없는 발광면을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 발광면에서의 휘도 얼룩을 저감할 수 있음과 아울러, 직하형 백라이트 장치의 박형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 직하형 백라이트 장치에 의하면, 영역 X의 출사면 측에 소정의 선형상 프리즘을 형성함과 아울러, 영역 Y의 입사면 측에 소정 평균 경사의 선형상 프리즘을 형성했기 때문에, 가장 휘도가 높아지는 영역인 선형상 광원의 직상 부분에서의 출사광을 줄이고, 가장 휘도가 낮아지는 영역인 선형상 광원 사이의 부분에서의 휘도를 높일 수 있다. 이 때문에, 발광면의 휘도 얼룩을 보다 한층 저감할 수 있다. 이에 따라, 3.0≤a/b≤23.0(또는, 3.5≤a/b≤23.0, 3.5≤a/b≤19.0, 3.5≤a/b≤15.0)의 관계를 만족시키는 박형의 직하형 백라이트 장치 또는 광 원의 사용 개수를 삭감한 직하형 백라이트 장치에 있어서도, 휘도 얼룩이 없는 발광면을 제공할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 직하형 백라이트 장치의 박형화나, 광원의 사용수의 삭감에 의한 직하형 백라이트 장치의 에너지 절약화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 하기의 발명의 상세한 설명에 의해, 첨부 도면과 관련해서 읽혀진 경우, 구체적으로 기재되거나, 또는 명백해진다.

<제 1 실시형태>

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 직하형 백라이트 장치(1)는, 반사판(20)과, 서로 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원(10)과, 선형상 광원(10)으로부터의 직사광, 및 선형상 광원(10)으로부터 출사되어, 반사판(20)에서 반사한 반사광을 광입사면(32)(주면 B에 상당)으로부터 입사하여, 광출사면(34)(주면 A에 상당)으로부터 출사하는 광확산판(30)을, 이러한 순서로 구비한다.

또한, 본 명세서에서는, 특별히 단정짓지 않는 한 「상」 및 「하」방향이란, 직하형 백라이트 장치를, 그 광출사면이 수평하게 위쪽으로 되도록 탑재한 상태에서의 「상」 및 「하」방향을 의미하고, 각 도면에서의 상방향 및 하방향과 일 치한다. 또한, 본 명세서에서는, 복수의 구성요소의 방향이 「대략 평행」이라는 것은, 평행한 경우에 부가하여, 이러한 구성요소의 방향이 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서의 오차를 갖는 경우도 포함해서, ±10° 이내의 각도를 이루고 있어도 좋다.

선형상 광원(10)은 직관(直管) 형상(선형상)으로 형성된 광원이며, 휘도 균일성의 관점에서, 직관 형상의 냉음극관(CCFL)을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 선형상 광원(10)에는, 냉음극관에는 한정되지 않고, 예를 들면, 외부 전극 형광관(EEFL), 크세논 램프, 크세논 수은 램프, 열음극관, 및 발광 다이오드(LED)를 직선 형상으로 늘어선 것, LED와 도광체를 조합한 것 등을 이용할 수도 있다. 선형상 광원(10)의 외경은 통상 2~20mm이고, 바람직하게는 3~10mm이다. 또한, 선형상 광원(10)의 내경 r은 통상 1~19mm이고, 바람직하게는 2~9mm이다. 이러한 직경으로 함으로써, 직하형 백라이트 장치의 박형에 기여할 수 있다.

선형상 광원(10)의 형상으로서는, 직선 형상인 것 외에, 대략 평행한 2개의 직관을 대략 반원 형상의 접속관으로 접속한 U자 형상의 것이나, 대략 평행한 3개의 직관을, 대략 반원 형상의 접속관을 2개 이용하여 1개로 접속한 N자 형상의 것, 대략 평행한 4개의 직관을, 대략 반원 형상의 접속관을 3개 이용하여 1개로 접속한 W자 형상의 것 등을 들 수 있다.

선형상 광원(10)의 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 직하형 백라이트 장치(1)를 32인치의 액정 표시 장치에 이용하는 경우에는, 선형상 광원의 수로서는, 24개, 22개, 20개, 18개, 16개, 14개, 12개, 8개, 4개, 2개 등의 짝수개나, 홀수개로 할 수 있다. 또한, 선형상 광원이 상술한 바와 같이 U자 형상, N자 형상, W자 형상인 경우에는, 그 직관의 수에 따라, 그 개수를 세는 것으로 한다.

인접하는 선형상 광원(10)의 중심 사이의 평균 거리 a는 통상 10~50mm이고, 바람직하게는 15~40mm이지만, 광원 사용수를 삭감하는 경우에는, 통상 10~150mm로 할 수 있고, 15~100mm로 하는 것이 바람직하다. 평균 거리를 상기 범위로 하는 것에 의해, 직하형 백라이트 장치의 소비 전력을 저감할 수 있고, 상기 장치의 조립이 용이해지며, 또한 발광면의 휘도 얼룩을 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다. 여기서, 인접하는 선형상 광원의 중심 사이의 거리는, 상기 직하형 백라이트 장치의 휘도 균제도(직하형 백라이트 장치의 발광면 내에서의 최대 휘도와 최소 휘도의 비)의 관점에서 대략 일정(평균 거리 ±5%의 범위까지로 함)한 것이 바람직하지만, 일정하게 하지 않아도 좋고, 랜덤이어도 좋으며, 특정한 개소를 향함에 따라 연속적 또는 단계적으로 크게 또는 작게 되도록 규칙성을 갖게 하여도 좋다. 여기서, 특정한 개소란, 예컨대, 직사각형 형상의 광확산판의 한쪽의 긴 변 측의 개소나, 광확산판에서의 대향하는 짧은 변의 중심 위치끼리를 연결한 선을 포함하는 중심 개소 등이다.

또한, 선형상 광원(10)의 중심과, 광확산판(30)의 광입사면(32)과의 평균 거리 b(mm)는, 직하형 백라이트 장치의 두께와 휘도 균제도를 고려하여 설계하면 좋지만, 2mm~13mm로 할 수 있고, 3mm~10mm인 것이 바람직하다. 평균 거리 b를 상기 범위로 하는 것에 의해, 휘도 얼룩을 저감할 수 있고, 또한 램프의 발광 효율의 저하를 방지할 수 있으며, 백라이트 장치를 박형화할 수 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 선형상 광원(10)은, 광입사면(32)과의 평균 거리 b(mm)가 모든 선형상 광원에서 거의 일정하게 되도록 배치되어 있다. 또한, 거의 일정하다는 것은, 평균 거리 b(mm)의 최대값/평균 거리 b(mm)의 최소값≤1.3이다. 단, 일부의 선형상 광원이 다른 선형상 광원보다 광입사면(32)에 근접하도록, 복수의 선형상 광원을 배치해도 좋다. 예컨대, 랜덤이어도 좋고, 특정한 개소를 향함에 따라 크게 또는 작게 되는 규칙성을 갖게 해도 좋다. 여기서, 특정한 개소란, 예컨대, 직사각형 형상의 광확산판의 긴 변 측이나, 대향하는 짧은 변의 중심 위치끼리를 연결한 선을 포함하는 중심 개소 등이다.

반사판(20)은 선형상 광원(10)으로부터 출사된 광을 반사하는 판재이다. 반사판(20)의 재질로서는, 백색 또는 은색으로 착색된 수지, 및 금속 등을 이용할 수 있고, 경량화의 관점에서 수지가 바람직하다. 또한, 반사판(20)의 색은, 휘도 얼룩을 저감할 수 있는 관점에서 백색인 것이 바람직하다. 단, 휘도와 휘도 균제도를 고도로 균형화시키기 때문에, 반사판(20)의 재질로서, 백색과 은색을 혼합한 것을 사용해도 좋다.

또한, 상기 반사판에서의 복수의 선형상 광원 사이에 위치하는 영역에는, 광확산판 측으로 돌출하고, 또한 복수의 선형상 광원의 길이 방향을 따라 연장되는 돌기부가 마련되어 있어도 좋다. 이때, 돌기부는 인접하는 선형상 광원의 대략 중간의 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 돌기부의 폭방향에서의 단면 형상은 특별히 한정되지 않지만, 이등변 삼각형, 등변 사다리꼴, 원형을 절단한 형상, 타원형을 세로축에 평행한 선분으로 절단한 형상, 타원형을 가로축에 평행한 선분 으로 절단한 형상, 아래쪽으로 볼록한 곡선을 선대칭이 되도록 늘어 놓은 형상, 위쪽으로 볼록한 곡선을 선대칭이 되도록 늘어 놓은 형상 등을 들 수 있다. 이들 형상의 정점(頂点) 부분은 뾰족해도 좋고, 둥그스름해도 좋다. 휘도 균제도, 제조의 간편함의 관점에서는 삼각형 형상인 것이 바람직하다. 또한, 돌기부의 단면 형상은, 광확산판의 두께 방향에 수직한 선분에 대하여 선대칭인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 광확산판의 광출사면에서의 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 상기 돌기부는 이랑 형상으로 연속적이어도, 줄지어 있는 수체(垂體)와 같이 단속적이어도 좋지만, 휘도 균제도를 보다 향상시킬 수 있기 때문에 연속적인 것이 바람직하다. 상기 돌기부의 설치 방법으로서는, 돌기부가 부착된 금속 프레임을 백색 또는 은색으로 도장하는 방법, 돌기부가 부착된 금속 프레임에 백색 또는 은색의 반사 시트를 부착하는 방법, 백색 또는 은색의 평탄한 반사 시트를 구부려서 평탄한 금속 프레임에 설치하는 방법, 백색 또는 은색의 수지를 소정 형상의 금형을 이용하여 성형하는 방법 등을 들 수 있다.

광확산판(30)은 입사광을 확산하여 출사하는 판재이다. 광확산판(30)의 재질로서는, 유리, 혼합하기 어려운 2종 이상의 수지의 혼합물, 투명 수지에 광확산제를 분산시킨 것, 및 1종류의 투명 수지 등을 이용할 수 있다. 이것들 중에서, 경량이고, 성형이 용이하기 때문에 수지가 바람직하며, 휘도 향상이 용이한 점에서는 1종류의 투명 수지가 바람직하다. 또한, 전광선 투과율과 헤이즈의 조정이 용이한 점에서, 투명 수지에 광확산제를 분산시킨 것을 이용해도 좋다.

상기 투명 수지란, JIS K7361-1에 근거하여, 양면 평활한 2mm 두께의 판으로 측정한 전광선 투과율이 70% 이상인 수지이며, 예를 들면, 폴리에틸렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 방향족 바이닐 단량체와 저급 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터와의 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 테레프탈산-에틸렌글라이콜-사이클로헥세인다이메탄올 공중합체, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 및 지환식 구조를 갖는 수지 등을 들 수 있다. 또한, (메타)아크릴산이란, 아크릴산 및 메타크릴산인 것이다.

이것들 중에서도, 투명 수지로서는, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 방향족 바이닐 단량체를 10% 이상 함유하는 방향족 바이닐 단량체와 저급 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터와의 공중합체, 및 지환식 구조를 갖는 수지 등의 급수율이 0.25% 이하인 수지가, 흡습에 의한 변형이 적기 때문에, 휘어짐이 적은 대형의 광확산판을 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

지환식 구조를 갖는 수지는 유동성이 양호하여, 대형의 광확산판을 효율적으로 제조할 수 있는 점에서 보다 바람직하다. 지환식 구조를 갖는 수지와 광확산제의 혼합물은 광확산판에 필요한 고투과성과 고확산성을 겸비하고, 색도가 양호하기 때문에, 적합하게 이용할 수 있다.

지환식 구조를 갖는 수지는 주쇄 및/또는 측쇄에 지환식 구조를 갖는 수지이다. 기계적 강도, 내열성 등의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 함유하는 수지가 특히 바람직하다. 지환식 구조로서는, 포화 환상 탄화 수소(사이클로알칸) 구조, 및 불포화 환상 탄화 수소(사이클로알켄, 사이클로알카인) 구조 등을 들 수 있다. 기계적 강도, 내열성 등의 관점에서, 사이클로알칸 구조 및 사이클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 사이클로알칸 구조가 가장 바람직하다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는 통상 4~30개, 바람직하게는 5~20개, 보다 바람직하게는 5~15개의 범위일 때, 기계적 강도, 내열성 및 광확산판의 성형성 특성이 고도로 균형화되어, 적합하다.

지환식 구조를 갖는 수지 중 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율은, 사용 목적에 따라서 적절히 선택하면 좋지만, 통상 50중량% 이상, 바람직하게는 70중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상이다. 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율이 과도하게 적으면, 내열성이 저하하여 바람직하지 못하다. 또한, 지환식 구조를 갖는 수지 중에서의 지환식 구조를 갖는 반복 단위 이외의 반복 단위는, 사용 목적에 따라서 적절히 선택된다.

지환식 구조를 갖는 수지의 구체예로서는, (1) 노보넨 단량체의 개환 중합체 및 노보넨 단량체와 이것과 개환 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 개환 공중합체, 및 이것들의 수소 첨가물, 노보넨 단량체의 부가 중합체 및 노보넨계 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 부가 공중합체 등의 노보넨 중합체; (2) 단환(單環)의 환상 올레핀 중합체 및 그 수소 첨가물; (3) 환상 공액 다이엔 중합체 및 그 수소 첨가물; (4) 바이닐 지환식 탄화 수소계 단량체의 중합체 및 바이닐 지환식 탄화 수소계 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 공중합체, 및 이것들의 수소 첨가물, 바이닐 방향족 단량체의 중합체의 방향환의 수소 첨가물 및 바이닐 방향족 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 공중합체의 방향환의 수소 첨가물 등의 바이닐 지환식 탄화 수소 중합체; 등을 들 수 있다.

이것들 중에서도, 내열성, 기계적 강도 등의 관점에서, 노보넨 중합체 및 바이닐 지환식 탄화 수소 중합체가 바람직하고, 노보넨 단량체의 개환 중합체 수소 첨가물, 노보넨 단량체와 이것과 개환 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 개환 공중합체 수소 첨가물, 바이닐 방향족 단량체의 중합체의 방향환의 수소 첨가물 및 바이닐 방향족 단량체와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 단량체와의 공중합체의 방향환의 수소 첨가물이 더욱 바람직하다.

상기 광확산제는 광선을 확산시키는 성질을 갖는 입자로서, 무기 충전재와 유기 충전재로 대별할 수 있다. 무기 충전재로서는, 실리카, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 타이타늄, 산화 아연, 황산 바륨, 마그네슘 실리케이트, 및 이것들의 혼합물을 들 수 있다. 유기 충전재로서는, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화 바이닐, 폴리스타이렌 수지, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리아마이드, 폴리실록산 수지, 멜라민 수지, 및 벤조구아나민 수지 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 유기 충전재로서는, 폴리스타이렌 수지, 폴리실록산 수지, 및 이것들의 가교물로 이루어지는 미립자가 고분산성, 고내열성, 성형시의 착색(황변)이 없는 점에서 바람직하고, 이것들 중에서도, 보다 내열성이 우수한 점에서 폴리실록산 수지의 가교물로 이루어지는 미립자가 보다 바람직하다.

상기 광확산제의 형상으로서는, 예를 들면, 구 형상, 정육면체 형상, 바늘 형상, 막대 형상, 방추 형상, 판 형상, 비늘 조각 형상, 및 섬유 형상 등을 들 수 있고, 이것들 중에서도, 광의 확산 방향을 등방적으로 할 수 있는 점에서 구 형상이 바람직하다. 상기 광확산제는 투명 수지 내에 균일하게 분산된 상태로 사용된 다.

투명 수지에 분산시키는 광확산제의 비율은, 광확산판의 두께나, 선형상 광원의 간격 등에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 통상은, 분산물의 전광선 투과율이 60%~98%로 되도록 광확산제의 함유량을 조정하는 것이 바람직하고, 65%~95%가 되도록 광확산제의 함유량을 조정하는 것이 보다 바람직하다. 전광선 투과율을 상기 바람직한 범위로 하는 것에 의해, 휘도 및 휘도 균제도를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 전광선 투과율이란, JIS K7361-1에 근거하여, 양면 평활한 2mm 두께의 판으로 측정한 값이고, 헤이즈란 JIS K7136에 의해 양면 평활한 2mm 두께의 판으로 측정한 값이다.

광확산판(30)의 두께는 0.4~5mm인 것이 바람직하고, 0.8~4mm인 것이 보다 바람직하다. 광확산판의 두께를 상기 바람직한 범위로 하는 것에 의해, 자중(自重)에 의한 휨을 억제할 수 있음과 아울러, 성형의 용이화를 도모할 수 있다. 또한, 선형상 광원(10)의 중심과 반사판(20)과의 평균 거리 d는 통상 1.5~5mm이고, 2~4mm 인 것이 바람직하다. 또한, 광확산판의 치수로서는, 17인치(세로 212mm×가로 376mm)~100인치(세로 1245mm×가로 2214mm), 바람직하게는 32인치(세로 398mm×세로 708mm)~65인치(세로 809mm×가로 1439mm)를 적합하게 이용할 수 있다.

다음에, 광확산판(30)의 외형에 대해서 설명한다. 도 2, 도 3은 각각 광확산판(30)의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도이다. 또한, 도 2에는, 복수개의 선형상 광원(10) 중, 인접하는 2개의 선형상 광원(11 및 12)만을 부분적으로 도시한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 광확산판(30)은 선형상 광원(11, 12)으로부터의 광이 입사하는 광입사면(32)과, 광입사면(32)으로부터 입사한 광을 확산 조사하는 광출사면(34)을 구비한다. 여기서, 광확산판(30)은 선형상 광원(10)에 대한 상대 위치에 따라, 영역 X, 영역 Y, 및 영역 Z로 구획할 수 있다. 영역 X는, 광확산판(30)에 있어서, 선형상 광원(11, 12)의 안쪽 공간(내경 부분을 포함하는 영역)을 광입사면(32)에 투영한 영역이다. 영역 Y는, 광확산판(30)에 있어서, 인접하는 선형상 광원(11, 12)의 중심 위치를 광입사면(32)에 투영한 위치 C를 중심으로 한 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b의 영역이다. 영역 Z는 영역 X 및 영역 Y를 제외한 다른 영역의 것이며, 구체적으로는, 영역 X와 영역 Y 사이에 유지된 영역이다.

본 실시형태의 광확산판(30)에서는, 광출사면(34)의 전면에 걸쳐서 단면 톱날 형상의 프리즘 조열(40)이 형성되어 있다. 프리즘 조열(40)은 단면 볼록 형상이고, 또한 선형상 광원(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 선형상 프리즘(42)이 복수 연속해 있도록 늘어서서 형성되어 있다. 즉, 프리즘 조열(40)을, 영역 X(영역 AX에 상당)에 형성된 프리즘 조열 XAA와, 영역 Y(영역 AY에 상당)에 형성된 프리즘 조열 YAA와, 영역 Z(영역 AZ에 상당)에 형성된 프리즘 조열 ZAA로 나눈 경우, 이들 프리즘 조열 XAA, YAA, ZAA는 각각 대략 동일 형상인 선형상 프리즘 XA, YA, ZA를 복수 구비하여 구성되어 있다는 것이다. 각 선형상 프리즘 XA, YA, ZA는 그 길이 방향에 수직한 단면의 형상이 이등변 삼각형 형상이다. 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사는, 통상 25~55도이고, 바람직하게는 30~50도이다.

본 실시형태의 광확산판(30)에서는, 광입사면(32)에는 위치에 따라 그 형상이 상이한 프리즘 조열(50)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 선형상 광원(11)의 직상의 위치를 기점으로 하여, 위치 C까지의 사이를 예를 들어 9개의 구획 A1~A9로 분할한다. 또한, 각 구획의 폭치수는 서로 같게 해도 좋고, 상이하게 해도 좋다. 또한, 분할하는 구획수는 9개가 아니어도 좋고, 3개나 17 등으로 할 수도 있다. 또한, 도 3에는, 구획 A1~A9의 요철 형상이 동일 형상인 것으로 하여 기재하고 있지만, 실제로는 상술한 바와 같이, 요철 형상은 상이하다.

각 구획 A1~A9에는, 1종류의 선형상 프리즘을 복수 포함하여 이루어지는 프리즘 조열, 또는 광확산판의 두께 방향에 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사가 상이한 복수 종류의 선형상 프리즘을 소정의 존재비(존재수)로 복수 포함하여 이루어지는 프리즘 조열이 마련되어 있고, 각 선형상 프리즘은 길이 방향에 수직한 단면이 각각 이등변 삼각형 형상이다.

보다 구체적으로는, 구획 A1에는, 산술 평균 경사가 5도인 선형상 프리즘 AA만이 마련되어 있다. 또한, 구획 A2에는, 산술 평균 경사가 5도인 선형상 프리즘 AA와, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 AB가, 그 존재비가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 구획 A3에는, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 AB만이 마련되어 있다. 구획 A4에는, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 AB와, 산술 평균 경사가 15도인 선형상 프리즘 AC가, 그 존재비가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 구획 A5에는, 산술 평균 경사가 15도인 선형상 프리즘 AC만이 마련되어 있다. 구획 A6에는, 산술 평균 경사가 15도인 선형상 프리즘 AC와, 산술 평균 경사가 20도인 선형상 프리즘 AD가, 그 존재비가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 구획 A7에는, 산술 평균 경사가 20도인 선형상 프리즘 AD만이 마련되어 있다. 구획 A8에는, 산술 평균 경사가 20도인 선형상 프리즘 AD와, 산술 평균 경사가 25도인 선형상 프리즘 AE가, 그 존재비가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 구획 A9에는, 산술 평균 경사가 25도인 선형상 프리즘 AE만이 마련되어 있다.

또한, 혼합 배치란, 선형상 프리즘 AA와 선형상 프리즘 AB가 교대로 배치되는 등의 규칙적으로 배치되는 경우나, 랜덤으로 배치되는 경우 등이 포함된다. 또한, 「산술 평균 경사가 5도인 선형상 프리즘 AA와, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 AB가, 그 존재비(존재수)가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있음」이란, 모든 선형상 프리즘 AA의 바닥면의 폭치수를 합계한 길이와, 모든 선형상 프리즘 AB의 바닥면의 폭치수를 합계한 길이가 대략 같은(그 차이가 ±5% 이내) 것이다.

여기서, 프리즘 조열(50)을, 영역 X에 형성되고 복수의 선형상 프리즘 XB로 이루어지는 프리즘 조열 XBB와, 영역 Y에 형성되고 복수의 선형상 프리즘 YB로 이루어지는 프리즘 조열 YBB와, 영역 Z에 형성되고 복수의 선형상 프리즘 ZB로 이루어지는 프리즘 조열 ZBB로 나눈 경우, 이들 프리즘 조열 XBB, YBB, ZBB는 서로 상이한 형상이다. 또한, 전술한 바와 같이, 광입사면에는 복수의 선형상 프리즘이 형성되어 있고, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가 5~25도이다. 이 때문에, 프 리즘 조열 YBB를 구성하는 선형상 프리즘 YB는, 산술 평균 경사의 최대값이 3~50도라고 하는 관계를 만족시키고 있다.

여기서, 광입사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사는, 광출사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사보다 작게 되도록 형성되어 있다. 이러한 관계를 만족시킴으로써, 발광면의 휘도 향상과 휘도 얼룩 저감의 양쪽 효과를 도모할 수 있다.

상기 선형상 프리즘의 높이는, 광확산판의 광입사면 또는 광출사면 위에 있어서, 다양한 방향을 따라 측정한 중심선 평균 조도 Ra 중 최대값을 Ra(max)로 하여, 통상 Ra(max)가 1~1,000㎛이고, 바람직하게는 Ra(max)가 2~500㎛이며, 보다 바람직하게는 Ra(max)가 3~100㎛이다. 또한, 선형상 프리즘의 폭치수는, 통상 10~500㎛이고, 바람직하게는 20~400㎛이며, 보다 바람직하게는 30~300㎛이다.

본 실시형태의 직하형 백라이트 장치에 의하면, 상술한 바와 같이, 소정의 위치에 소정 형상의 선형상 프리즘을 마련함으로써, 직하형 백라이트 장치가 3.5≤a/b≤23.0의 범위를 만족시키는 경우, 또한, 3.5≤a/b≤19.0의 범위를 만족시키는 경우, 또한 3.5≤a/b≤15.0의 범위를 만족시키는 경우이더라도, 환언하면, 직하형 백라이트 장치의 박형화를 도모한 경우이더라도, 발광면의 휘도 얼룩을 충분히 억제할 수 있다.

<제 2 실시형태>

본 실시형태의 직하형 백라이트 장치(2)는, 제 1 실시형태와는, 광확산판의 외형만이 상이하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 상이한 점만을 주로 설명하고, 그 밖의 설명을 간략화한다. 또한, 부호가 동일한 것은 동일 또는 상당하는 구성품을 나타낸다. 도 4, 도 5는 광확산판(130)의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 광확산판(130)에서는, 광입사면(132)의 전면에 걸쳐서 단면 톱날 형상의 프리즘 조열(150)이 형성되어 있다. 프리즘 조열(150)은 단면 볼록 형상이고, 또한 선형상 광원(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 선형상 프리즘(152)이 복수 연속하도록 늘어서서 형성되어 있다. 영역 X에 형성된 프리즘 조열 XBB와, 영역 Y에 형성된 프리즘 조열 YBB와, 영역 Z에 형성된 프리즘 조열 ZBB로 나눈 경우, 이들 프리즘 조열 XBB, YBB, ZBB는 각각 대략 동일 형상인 선형상 프리즘 XB, YB, ZB를 복수 구비하여 구성되는 것이다. 각 선형상 프리즘 XB, YB, ZB는, 그 길이 방향에 수직한 단면의 형상이 이등변 삼각형 형상이다. 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 통상 3~50도이고, 바람직하게는 5~45도이다.

본 실시형태의 광확산판(130)에서는, 광출사면(134)에는 위치에 따라 그 형상이 상이한 프리즘 조열(140)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 선형상 광원(11)의 직상의 위치를 기점으로 하여, 위치 C까지의 사이를 예를 들어 3개의 구획 B1~B3으로 분할한다. 구획 B1과 구획 B2의 폭치수는 서로 같고, 또한, 구획 B3의 폭치수는 구획 B1, B2보다는 크게 되도록 형성되어 있다.

각 구획 B1~B3에는, 광확산판의 두께 방향에 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사가 상이한 복수 종류의 선형상 프리즘을 소정의 존재비(존재수)로 복수 포함하여 이루어지는 프리즘 조열이 마련되고, 각 선형상 프리즘은 길이 방향에 수직한 단면이 각각 이등변 삼각형 형상이다. 또한, 본 실시형태에서는, 각 구획은 각각 2종류의 선형상 프리즘에 의해 구성되어 있다.

보다 구체적으로는, 구획 B1에는, 산술 평균 경사가 37.5도인 선형상 프리즘 BA와, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 BB가, 그 존재비가 1:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 구획 B2에는, 산술 평균 경사가 37.5도인 선형상 프리즘 BA와, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 BB가, 그 존재비가 2:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 즉, 구획 B2에서는 선형상 프리즘 BA의 수가 많게 된다. 또한, 구획 B3에는, 산술 평균 경사가 37.5도인 선형상 프리즘 BA와, 산술 평균 경사가 10도인 선형상 프리즘 BB가, 그 존재비가 3:1로 되는 비율로 혼합 배치되어 있다. 따라서, 광출사면(134)에서는, 단면 형상이 상이한 2종류 이상의 선형상 프리즘을 포함하고, 상기 2종류 이상의 선형상 프리즘의 존재비가, 선형상 광원의 중심 위치를 광확산판에 투영한 위치로부터 멀어짐에 따라서 단계적으로 변화되고 있다.

본 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

<제 3 실시형태>

본 실시형태의 직하형 백라이트 장치(3)는, 제 1 실시형태와는, 광확산판의 외형만이 상이하다. 도 6은 광확산판(230)의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도이다. 본 실시형태의 광확산판(230)에서는, 광입사면(232)의 전면에 걸쳐서 단면 톱날 형상의 프리즘 조열(250)이 형성되어 있다. 프리즘 조열(250)은 단면 볼록 형상이고, 또한 선형상 광원(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 선형상 프리즘(252)이 복수 연속하도록 늘어서서 형성되어 있다. 영역 X에 형성된 프리즘 조열 XBB와, 영역 Y에 형성된 프리즘 조열 YBB와, 영역 Z에 형성된 프리즘 조열 ZBB로 나눈 경우, 이들 프리즘 조열 XBB, YBB, ZBB는 각각 대략 동일 형상인 선형상 프리즘 XB, YB, ZB를 복수 구비하여 구성되는 것이다. 각 선형상 프리즘 XB, YB, ZB는 그 길이 방향에 수직한 단면의 형상이 이등변 삼각형 형상이다. 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 통상 3~50도이고, 바람직하게는 5~40도이다.

본 실시형태의 광확산판(230)에서는, 광출사면(234)의 전면에 걸쳐서 단면 톱날 형상의 프리즘 조열(240)이 형성되어 있다. 프리즘 조열(240)은 단면 볼록 형상이고, 또한 선형상 광원(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 선형상 프리즘(242)이 복수 연속하도록 늘어서서 형성되어 있다. 영역 X에 형성된 프리즘 조열 XAA와, 영역 Y에 형성된 프리즘 조열 YAA와, 영역 Z에 형성된 프리즘 조열 ZAA로 나눈 경우, 이들 프리즘 조열 XAA, YAA, ZAA는 각각 대략 동일 형상인 선형상 프리즘 XA, YA, ZA를 복수 구비하여 구성되는 것이다. 각 선형상 프리즘 XA, YA, ZA는 그 길이 방향에 수직한 단면의 형상이 이등변 삼각형 형상이다. 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 통상 15~50도이고, 바람직하게는 20~45도이다.

여기서, 광입사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사와, 광출사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사 사이에는, 특별히 대소 관계는 한정되지 않지만, 광입사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가, 광출사면에 형성된 선형상 프리즘의 산술 평균 경사보다 작게 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 선형상 광원의 직상 부분을 향해서 출사한 광은, 출사 측의 프리즘에 의해 반사해서 직하형 백라이트 장치 내로 되돌아가기 쉽게 되어 있어서 상기 위치에서의 휘도를 내리는 방향에 기여하고, 또한, 선형상 광원으로부터 위치 C를 향해서 출사한 광은, 입사면이 완만한 경사에 의해 비교적 크게 굴절함과 아울러, 프레넬 반사율의 저감 및 선형상 광원의 투영 면적의 증대를 방지할 수 있으며, 또한 입사면보다 경사가 큰 출사 측의 프리즘에 의해, 광의 방향을 보다 정면 방향(광확산판의 두께에 평행한 방향)으로 변환하여, 위치 C에서의 휘도를 올리는 방향에 기여한다. 이 때문에, 전체적으로는 휘도 얼룩을 저감할 수 있게 된다.

<변형예>

본 발명은 상기 각 실시형태에는 한정되지 않는다.

상기 실시형태에서는, 선형상 프리즘의 단면 형상을 이등변 삼각형 형상으로 했지만, 이등변 삼각 형상이 아니어도 좋고, 예를 들면, 사다리꼴 등의 사각형이나, 오각형, 육각형, 칠각형 등의 각종 다각형 형상이나, 다각형의 선단(先端)에 원호, 타원호, 포물선호, 및 이들 비뚤어진 곡선 등의 곡선을 마련한 형상, 상기 곡선을 포함하는 형상 등으로 할 수 있다. 또한, 선형상 프리즘의 단면 형상을, 광확산판의 두께 방향을 축으로 하여 대칭으로 되는 형상으로 했지만, 이것에는 한 정되지 않는다. 단, 설계가 용이한 점, 좌우 어느 한쪽의 기울어진 방향에서 관찰해도 휘도 얼룩이 생기지 않는 점 등 때문에 대칭으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 선형상 프리즘의 밑부분이 연속하도록 형성했지만, 이에 한정되지 않고, 선형상 프리즘끼리가 떨어져서 존재하는 형태, 즉 인접하는 선형상 프리즘 사이에 평활한 부분(평탄면)이 존재하는 형태로 할 수도 있다. 이때, 평활한 부분의 폭치수는 전부 균일한 치수로 되도록 해도 좋고, 선형상 광원으로부터 멀어짐에 따라서 연속적 또는 단계적으로 변화되도록 해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 선형상 광원으로부터 멀어짐에 따라서, 선형상 프리즘의 존재 비율이 단계적으로 변화되는 구성으로 했지만, 연속적으로 변화되는 구성이어도 좋고, 또한, 선형상 프리즘의 경사각이 연속적 또는 단계적으로 커지는 구성이어도 좋다,

본 발명에 있어서, 각 선형상 프리즘의 표면은 평활화해도 좋고 조면화해도 좋다. 조면화한 경우에는, 출사하는 방향을 적절한 범위 내에서 보다 다양하게 하고, 또한, 성형시의 금형으로부터의 이형성을 개선할 수도 있다. 상기 관점에서, 선형상 프리즘 표면에서의 산술 평균 높이 Ra가 0.01㎛ 이상 3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.02㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.05㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이러한 선형상 프리즘의 표면의 조면화는 선형상 프리즘의 구조 전면에 있어도 좋고, 그 일부에 있어도 좋으며, 또한, 하나의 선형상 프리즘의 전면에 있어도 좋고, 일부에 있어도 좋다.

또한, 직하형 백라이트 장치에 있어서, 상기 광확산판의 광출사 측에는, 광 학 시트를 배치해도 좋다. 광학 시트는 1장이어도 복수장이어도 좋다. 광학 시트로서는, 광선 방향 변환 소자로서의 기능을 갖는 시트를 1장 이상 포함하는 것이 바람직하다. 광선 방향 변환 소자로서의 기능을 갖는 시트란, 입사광의 입사 각도와 출사광의 출사 각도가 상이한 시트로서, 입사광과 출사광의 피크로 되는 방향이 상이하면 좋고, 출사광이 입사광에 대하여 확산하여, 분포를 갖고 있어도 좋다. 광학 시트로서는, 시판되는 프리즘 시트나 확산 시트를 사용할 수 있고, 단독으로 사용할 수도 있고, 조합해서 사용해도 좋다.

그 밖에, 상기 광학 시트로서는, 반사형 편광자를 1장 이상 포함하는 것이 바람직하다. 반사형 편광자는, 광출사면 측에 마련하는 것이 바람직하다. 반사형 편광자로서는, 브루스터 각에 의한 편광 성분의 반사율의 차를 이용한 반사형 편광자(예컨대, 일본 특허 공표 평성 제6-508449호 공보에 기재된 것); 콜레스테릭 액정에 의한 선택 반사 특성을 이용한 반사형 편광자; 구체적으로는, 콜레스테릭 액정으로 이루어지는 필름과 1/4파장판의 적층체(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제3-45906호 공보에 기재된 것); 미세한 금속 선형상 패턴을 시공한 반사형 편광자(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제2-308106호 공보에 기재된 것); 적어도 2종의 고분자 필름을 적층하여, 굴절률 이방성에 의한 반사율의 이방성을 이용하는 반사형 편광자(예컨대, 일본 특허 공표 평성 제9-506837호 공보에 기재된 것); 고분자 필름 중에 적어도 2종의 고분자로 형성되는 해도(海島) 구조를 갖고, 굴절률 이방성에 의한 반사율의 이방성을 이용하는 반사형 편광자(예컨대, 미국 특허 제5,825,543호 명세서에 기재된 것); 고분자 필름 중에 입자가 분산되어, 굴절률 이방성에 의한 반사율의 이방성을 이용하는 반사형 편광자(예컨대, 일본 특허 공표 평성 제11-509014호 공보에 기재된 것); 고분자 필름 중에 무기 입자가 분산되어, 크기에 의한 산란능차에 근거하는 반사율의 이방성을 이용하는 반사형 편광자(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제9-297204호 공보에 기재된 것); 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 직하형 백라이트 장치는, 예컨대 트위스티드 네마틱(TN) 모드, ㅅ슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 하이브리드 얼라이먼트 네마틱(HAN) 모드, ㅂ버티컬 얼라이먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라이먼트(MVA) 모드, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 옵티컬리 컨펜세이티드 바이리프리전스(Optical Compensated Birefringence; OCB) 모드 등의 각 표시 모드의 액정 표시 장치에 적합하게 이용할 수 있다.

[실시예]

이하에, 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 조금도 한정되지 않는다.

<실시예 1>

직하형 백라이트 장치를 구성하는 반사판, 및 광확산판을 작성하였다.

(반사판)

내부 치수폭 729mm, 가로 404mm, 세로 8mm의 알루미늄제 케이스의 내면에 반사 시트(도오레사 제품, 「E6SV」)를 접착함으로써, 반사판을 작성하였다.

(광확산판)

소정 형상의 금형 부품을 사출 성형기(형조임력 9,810KN)에 이용하여, 지환식 올레핀 폴리머(니폰제온사 제품, 「제오노아 1420R」)를 원료로 하고, 실린더 온도 320℃, 유지 압력 50MPa, 압력 유지 시간 3초, 금형 온도 130℃의 조건하에서 광확산판을 성형하였다. 얻어진 광확산판은 두께 2mm, 730mm×405mm의 직사각형 형상의 평판 형상이었다. 광확산판의 한쪽 면에는, 단면이 정각 100도(산술 평균 경사 40도에 상당)의 이등변 삼각형 형상인 선형상 프리즘이 70㎛ 피치로 대략 평행하게 복수 늘어선 요철 구조의 소정의 패턴이 형성되어 있었다. 또한, 광확산판의 다른쪽 면에는, 정각이 상이한 복수 종류의 선형상 프리즘(단면 이등변 삼각형 형상)이 소정의 혼합 비율로 배치된 소정 패턴이 형성되어 있었다. 상기 소정 패턴에 대해서는 후술한다. 상기 한쪽의 면을 연마하여, 잔류 응력을 측정한 바, 최대가 0.3MPa이었다. 본 실시예뿐만 아니라 모든 본원 실시예 및 비교예에 있어서, 광확산판의 광입사면 및 광출사면 위의 선형상 프리즘은, 광확산판의 긴 변 방향 및 광원의 장축(長軸) 방향에 대략 평행하게 되도록 마련하였다. 또한, 제오노아 1420R의 굴절률은 1.53, JIS K7361-1에 근거하여, 양면 평활한 2mm 두께의 판으로 측정한 전광선 투과율은 92%이었다.

상기 요철 구조의 패턴에 대해서 도 7 및 표 1을 참조해서 설명한다.

직하형 백라이트 장치에 광확산판을 조립한 상태에 있어서, 냉음극관(1402a)의 중심에서, 1402a의 중심과 인접하는 냉음극관(1402b)과의 중심 사이의 거리의 중간(1441)까지 상당하는 거리의 구간을, A-Q의 17개의 존으로 나누었다. 각 존의 범위(도 7에서의 좌우 방향의 거리)는 표 1에 나타내는 바와 같이 하였다. 광확산판의 광입사면의 각 존에는, 정각 140°(산술 평균 경사 20°에 상당) 내지 170°(산술 평균 경사 5°에 상당)의 삼각형 형상의 단면을 갖는 선형상 프리즘을 표 1에 나타내는 혼합 비율로 마련하였다. 선형상 프리즘의 피치는 70㎛으로 하였다.

표 1의 표기는 요철 구조 패턴의 반복 단위에서의 볼록부의 배치를 나타낸다. 예컨대, D 영역의 경우, 정각 170°의 삼각형 형상의 볼록부 하나와, 정각 160°의 삼각형 형상의 볼록부 3개를 포함하는 요철 구조를 1단위로 하여, 이 단위가 반복되고 있는 구조를 나타낸다.

내경 r이 3mm이고 외경이 4mm인 냉음극관을 16개, 상기 반사판의 내부 치수폭 방향으로 평행하게 부착하였다. 냉음극관의 중심간 거리 a는 23mm, 반사판으로부터 냉음극관의 중심까지의 거리는 3.5mm로 하였다. 전극부 근방을 실리콘 실란트로 고정하여, 인버터를 부착하였다. 다음에, 표 1에 나타내는 패턴이 형성된 면을 열음극관 측을 향해서, 상기 광확산판을 반사 시트가 부착된 알루미늄 케이스로 이루어지는 반사판 위에 설치하였다. 이때, 냉음극관의 중심과 광확산판의 광입사면과의 거리 b는 4.5mm이었다. 또한, 거리 b는 선형상 프리즘의 높이 치수와 비교하면 현저히 큰 값으로 되기 때문에, 상기 거리 b를 측정함에 있어서, 선형상 프리즘의 정점 부분 또는 골 부분 중 어느 한쪽을 기준으로 해도 문제는 없다.

이 백라이트 장치에 있어서, 영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 8.2mm이고, a/b는 5.1이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값는 15°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 40°이다.

또한, 이 광확산판의 광출사 측에, 각각 광학 시트에 상당하는 확산 시트(기모토사 제품, 「188GM3」), 프리즘 시트(스미토모스리엠사 제품, 「BEFIII-10T」), 및 확산 시트(기모토사 제품, 「188GM3」)을 이러한 순서로 설치하였다.

이어서, 얻어진 직하형 백라이트 장치에, 관전류 5mA를 인가하여 점등하였다. 이차원 색분포 측정 장치를 이용하여, 알루미늄 케이스의 폭방향의 중심선 위에서, 케이스의 긴 변 방향을 따라 등간격으로 100점의 정면 방향의 휘도를 측정하였다. 중앙의 휘도의 측정값은 5720cd/㎡이었다. 또한, 하기의 수식 1과 수식 2에 따라서, 정면 방향의 휘도 평균값(정면 휘도) LA와 휘도 얼룩 LU를 얻었다. 휘도 얼룩은 0.5%이었다. 그것들의 결과를 표 2에 나타낸다.

휘도 평균값 LA=(L1+L2)/2 (수식 1)

휘도 얼룩 LU=((L1-L2)/LA)×100 (수식 2)

L1: 복수개 설치된 열음극관 직상에서의 휘도 극대값의 평균

L2: 극대값 사이에 있는 극소값의 평균

또한, 휘도 얼룩은 휘도의 균일성을 나타내는 지표로서, 휘도 얼룩이 나쁠 때는 그 수치는 커진다.

또한, 시험중인 광확산판에 휨은 관찰되지 않고, 시험 후 점등을 계속해도 휘도 얼룩이 커지는 일도 없었다.

<실시예 2>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 본 실시예에서 이용한 광확산판 위의 요철 구조에 대해서, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 광확산판을 부착한 상태에서, 냉음극관(1402a)의 중심으로부터 인접하는 냉음극관(1402b)의 중심 사이의 거리를 중간(1441)으로 하고, 중간(1441)으로부터 각 냉음극관(1402a, 1402b)의 중심까지 상당하는 거리를, A(1.28mm), B(1.26mm) 및 C(8.96mm)의 3개의 존으로 나누었다.

도 8에서, 광확산판(30)의 광입사면(30A)에는, 그 전면에, 정각 130°(산술 평균 경사 25°), 밑변 70㎛의 이등변 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘 형상의 볼록부를, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

한편, 광확산판(30)의 광출사면(30B)의 각 존은, 표 3에 나타내는 프리즘 구성으로 하였다. 존 A의 프리즘 피치는 64㎛, 존 B와 존 C의 프리즘 피치는 70㎛이다.

이 백라이트 장치에 있어서, 영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 8.2mm이고, a/b는 5.1이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 37.5°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 휘도와 휘도 얼룩을 동일하게 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 3>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 본 실시예에서 이용한 광확산판 위의 요철 구조에 대해서, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 광확산판을 부착한 상태에서, 냉음극관(1402a)의 중심으로부터 인접하는 냉음극관(1402b)의 중심 사이의 거리를 중간(1441)으로 하고, 중간(1441)으로부터 각 냉음극관(1402a, 1402b)의 중심까지 상당하는 거리를, A(2.085mm), B(3.92mm) 및 C(5.495mm)의 3개의 존으로 나누었다.

도 7에서, 광확산판(30)의 광출사면(30B)에는, 그 전면에, 정각 100°(산술 평균 경사 40°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

한편, 광확산판(30)의 광입사면(30A)의 각 존은, 다음에 나타내는 프리즘 구성으로 하였다. 존 A는 평탄한 면으로 하였다. 존 B에는 도 9에 나타내는 바와 같은 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘 형상의 볼록부(1821a)와, 평탄한 부분(1821b)을 교대로 마련하였다. 단, 삼각형 형상의 볼록부(1821a)의 정각을 130°(산술 평균 경사 25°)로 하고, 볼록부(1821a)의 밑변을 70㎛으로 하고, 평탄한 부분(1821b)의 폭을 70㎛으로 하였다. 존 C에는, 정각 130°(산술 평균 경사 25°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이 마련하였다.

이 백라이트 장치에 있어서, 영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 8.2mm이고, a/b는 5.1이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 40°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 휘도와 휘도 얼룩을 마찬가지로 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 4>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 하고, 반사판의 깊이를 10mm로 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 광확산판의 광출사면에는, 그 전면에, 정각 130°(산술 평균 경사 25°),밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다. 한편, 광확산판(30)의 광입사면에는, 그 전면에, 정각 120°(산술 평균 경사 30°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

이 백라이트 장치에 있어서, 반사판으로부터 냉음극관의 중심까지의 거리는 3.5mm로 하였다. 이때, 냉음극관의 중심과 광확산판의 광입사면과의 거리 b는 6.5mm이었다. 영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 6.1mm이고, a/b는 3.5이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 30°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 휘도와 휘도 얼룩을 마찬가지로 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 5>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 하여, 반사판의 깊이를 11mm로 하고, 반사판으로부터 냉음극관의 중심까지의 거리는 5.0mm로 하고, 냉음극관 중심 사이의 거리를 24.5mm으로 하고, 광학 시트류의 제일 위에 동일한 확산 시트를 한장 더 설치한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다.

광확산판의 광출사면에는, 그 전면에, 정각 100°(산술 평균 경사 40°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다. 한편, 광확산판(30)의 광입사면에는, 그 전면에, 정각 130°(산술 평균 경사 25°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

이 백라이트 장치에 있어서, 냉음극관의 중심과 광확산판의 광입사면과의 거리 b는 6.0mm이었다. 영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 6.8mm이고, a/b는 4.1이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 40°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 휘도와 휘도 얼룩을 마찬가지로 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 6>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 한 것 외에는, 실시예 5와 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 광확산판의 광출사면에는, 그 전면에, 정각 105°(산술 평균 경사 37.5°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다. 한편, 광확산판(30)의 광입사면에는, 그 전면에, 정각 135°(산술 평균 경사 22.5°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 6.8mm이고, a/b는 4.1이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 22.5°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 37.5°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 7>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 하여, 냉음극관 중심 사이의 거리를 23mm로 하고, 확산판 위의 광학 시트를 확산판 측으로부터 확산 시트(기모토사 제품, 「188GM3」) 4장, 반사 편광자(스미토모스리엠사 제품, 「DBEF-D」)로 한 것 외에는, 실시예 5와 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다.

광확산판의 광출사면에는, 그 전면에, 정각 110°(산술 평균 경사 35°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다. 한편, 광확산판(30)의 광입사면에는, 그 전면에, 정각 130°(산술 평균 경사 25°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 6.1mm이고, a/b는 3.5이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 35°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 8>

광확산판의 요철 구조 패턴을 하기에 상술하는 바와 같이 하여, 확산판 위의 광학 시트를 확산판 측으로부터 확산 시트(기모토사 제품, 「188GM3」), 반사 편광자(스미토모스리엠사 제품, 「DBEF-D」), 확산 시트(기모토사 제품, 「188GM3」)로 한 것 외에는, 실시예 7과 마찬가지로, 직하형 백라이트 장치를 작성하였다.

광확산판의 광출사면에는, 그 전면에, 정각 120°(산술 평균 경사 30°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다. 한편, 광확산판(30)의 광입사면에는, 그 전면에, 정각 130°(산술 평균 경사 25°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 마련하였다.

영역 Y의 폭 r×(b²+(a/2)²)^1/2/b는 6.1mm이고, a/b는 3.5이고, 영역 Y에서의 입사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 30°이고, 영역 Y에서의 출사면 프리즘의 산술 평균 경사의 최대값은 25°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

<실시예 9>

사출 성형기(형조임력 9,810KN)를 이용하여, 지환식 올레핀 폴리머(니폰제온사 제품, 「제오노아 1420R」)를 원료로 하고, 실린더 온도 320℃, 유지 압력 75MPa, 압력 유지 시간 6초, 금형 온도 120℃로 성형하는 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 광확산판 및 백라이트 장치를 제작하였다. 이 광확산판의 정각 100도의 삼각 프리즘면을 연마하여, 잔류 응력을 측정한 바, 최대가 13MPa이었다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 휘도가 5720cd/㎡이고 휘도 얼룩이 0.5%이었다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 측정 후, 백라이트를 점등한 채로 관찰을 계속한 바, 점등 한시간 후에 휘도 얼룩이 1.5%까지 상승하였다.

<비교예 1>

광확산판을 양쪽 주면에 프리즘이 없고, 금형 작성시의 연삭의 흔적이 전사되어 있는 것만으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로, 광확산판 및 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 광확산판의 양쪽 주면의 조도와 평균 경사를 측정한 바, Ra=0.5㎛이고, 산술 평균 경사의 최대값은 13°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 휘도가 4880cd/㎡이고 휘도 얼룩이 2.7%이었다.

그 결과를 표 4에 나타낸다.

<비교예 2>

광확산판을 광출사면의 전면에, 정각 100°(산술 평균 경사 40°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 설치한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로, 광확산판 및 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 상기 광확산판의 출사면의 산술 평균 경사의 최대값은 40°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

<비교예 3>

광확산판을 광입사면의 전면에, 정각 100°(산술 평균 경사 40°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 설치한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로, 광확산판 및 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 상기 광확산판의 입사면의 산술 평균 경사의 최대값은 40°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

<비교예 4>

광확산판을 광입사면의 전면에, 정각 50°(산술 평균 경사 65°), 밑변 70㎛의 삼각형 형상의 단면을 갖는 프리즘을, 평탄한 부분의 갭 없이(평탄한 부분이 존재하지 않도록, 즉, 서로 인접하는 상기 삼각형 형상의 아래쪽 모서리 부분끼리가 접하도록) 설치한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로, 광확산판 및 직하형 백라이트 장치를 작성하였다. 상기 광확산판의 입사면의 산술 평균 경사의 최대값은 65°이다. 얻어진 직하형 백라이트 장치를, 실시예 1과 마찬가지로 휘도와 휘도 얼룩을 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.

본 발명을, 바람직한 실시예를 참조하여 기재했지만, 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않고, 당업자에 의해, 여러 가지의 수정 및 변형예를 용이하게 마련할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 따라서, 상기의 개시는, 단지 설명을 위한 것으로 해석되어야 할 것이며, 한정의 의미로 해석되어서는 않된다. 본 발명은 청구항의 범위 및 그 균등한 전체 범위에 의해서만 한정된다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 직하형 백라이트 장치를 모식적으로 나타내는 종단면도,

도 2는 제 1 실시형태에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 3은 제 1 실시형태에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 4는 제 2 실시형태에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 5는 제 2 실시형태에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 6은 제 3 실시형태에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 7은 실시예 1에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 8은 실시예 2에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 9는 실시예 3에 사용되는 광확산판의 표면 형상을 구체적으로 설명하는 단면도,

도 10은 입사면에서의 프레넬 반사를 설명하기 위한 도면으로서, 인접하는 선형상 광원과, 광확산판을 모식적으로 나타내는 종단면도,

도 11은 굴절률이 1.53인 광확산판의 광입사면에서의 프레넬 반사를 설명하기 위한 그래프로서, 입사각(°)과 반사율과의 관계를 나타내고 있고,

도 12는 선형상 광원으로부터 광입사면에 입사하는 광의 투영 면적을 설명하기 위한 단면도,

도 13은 선형상 광원으로부터 광입사면으로의 광의 입사각(°)과, 광입사면으로의 투영 면적과의 관계를 설명하기 위한 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 3: 직하형 백라이트 장치 10: 선형상 광원

30: 광확산판 32, 132, 232: 광입사면

34, 134, 234: 광출사면 20: 반사판

40, 50, 140, 150, 240, 250: 프리즘 조열 42: 선형상 프리즘

Claims

광원의 광출사 측에 배치되는 평면시(平面視) 직사각형 형상의 광확산판으로서,

상기 광확산판의 짧은 변 방향을 따라 a(mm)의 간격을 두고서 마련된 복수의 영역 X로서, 각각의 영역 X는, 상기 짧은 변 방향을 따르는 폭이 1.5~8(mm)이고, 그 폭 방향의 중심 위치 D를 갖고, 또한 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 복수의 영역 X와,

인접하는 위치 D의 중간 위치 C를 중심으로 하여, 상기 짧은 변 방향을 따르는 폭 0.1×a~0.6×a(mm)이고, 또한 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 영역 Y와,

영역 X 및 영역 Y 사이에 유지된 영역 Z

를 갖고,

그 한쪽의 주면(主面) A는, 영역 X에 대응하는 영역 AX와, 영역 Y에 대응하는 영역 AY와, 영역 Z에 대응하는 영역 AZ를 포함하고,

그 다른쪽의 주면 B는, 영역 X에 대응하는 영역 BX와, 영역 Y에 대응하는 영역 BY와, 영역 Z에 대응하는 영역 BZ를 포함하고,

상기 영역 AX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열(條列) XAA가 형성되고,

상기 영역 BY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YBB가 형성되고,

상기 프리즘 조열 YBB를 구성하는 복수의 선형상 프리즘 YB 중, 각 선형상 프리즘 YB에 있어서, 상기 선형상 프리즘 YB는, 상기 광확산판의 두께 방향으로 수직한 평면에 대한 산술 평균 경사의 최대값이 3~50°인

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 선형상 프리즘 XA 및 상기 선형상 프리즘 YB는, 각각, 그 길이 방향으로 수직한 단면이 곡선 형상 또는 다각형 형상인 광확산판.
제 2 항에 있어서,

상기 단면은 상기 광확산판의 두께 방향에 평행한 축에 대하여 대칭인 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상 의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되고,

상기 프리즘 조열 YAA를 구성하는 선형상 프리즘 YA의 산술 평균 경사의 최대값은, 상기 프리즘 조열 YBB를 구성하는 선형상 프리즘 YB의 산술 평균 경사의 최대값보다 큰

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되고,

상기 프리즘 조열 YAA의 형상과 상기 프리즘 조열 XAA의 형상은 서로 상이한

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되고,

상기 영역 AZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZA가 대략 평행하게 늘어선 프리즘 조열 ZAA가 형성되고,

상기 선형상 프리즘 XA, 상기 선형상 프리즘 YA, 및 상기 선형상 프리즘 ZA 는 서로 동일한 형상인

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 BX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XBB가 형성되고,

상기 프리즘 조열 YBB의 형상과 상기 프리즘 조열 XBB의 형상은 서로 상이한

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 BX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XBB가 형성되고,

상기 영역 BZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 ZBB가 형성되고,

상기 선형상 프리즘 XB, 상기 선형상 프리즘 YB, 및 상기 선형상 프리즘 ZB는 서로 동일한 형상인

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 BX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XBB가 형성되고,

상기 영역 BZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 ZBB가 형성되고,

상기 프리즘 조열 XBB, 상기 프리즘 조열 YBB, 및 상기 프리즘 조열 ZBB 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 산술 평균 경사가 상이한 2종류 이상의 선형상 프리즘을 포함하고,

상기 2종류 이상의 선형상 프리즘의 존재비는, 상기 영역 BX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어짐에 따라서, 산술 평균 경사가 큰 선형상 프리즘의 비율이 연속적 또는 단계적으로 증대하는 비인

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 BX에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 XB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 XBB가 형성되고,

상기 영역 BZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZB가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 ZBB가 형성되고,

상기 프리즘 조열 XBB, 상기 프리즘 조열 YBB, 및 상기 프리즘 조열 ZBB 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 상기 영역 BX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어져서 상기 위치 C를 향함에 따라서, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가 연속적 또는 단계적으로 커지도록 마련되는

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되고,

상기 영역 AZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZA가 대략 평행하게 늘어선 프리즘 조열 ZAA가 형성되고,

상기 프리즘 조열 XAA, 상기 프리즘 조열 YAA, 및 상기 프리즘 조열 ZAA 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 산술 평균 경사가 상이한 2종류 이상의 선형상 프리즘을 포함하고,

상기 2종류 이상의 선형상 프리즘의 존재비는, 상기 영역 AX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어짐에 따라서, 산술 평균 경사가 큰 선형상 프리즘의 비율이 연속적 또는 단계적으로 증대하는 비인

광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 영역 AY에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 YA가 대략 평행하게 복수 늘어선 프리즘 조열 YAA가 형성되어,

상기 영역 AZ에는, 상기 광확산판의 긴 변 방향을 따라 연장되는 볼록 형상의 선형상 프리즘 ZA가 대략 평행하게 늘어선 프리즘 조열 ZAA가 형성되고,

상기 프리즘 조열 XAA, 상기 프리즘 조열 YAA, 및 상기 프리즘 조열 ZAA 중 적어도 어느 하나의 프리즘 조열은, 상기 영역 AX의 폭방향의 중간 위치로부터 멀어져서 상기 위치 C를 향함에 따라서, 각 선형상 프리즘의 산술 평균 경사가 연속적 또는 단계적으로 커지도록 마련되는

광확산판.
반사판과, 서로 대략 평행하게 배치된 복수개의 선형상 광원과, 상기 선형상 광원의 광출사 측에 배치되는, 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나에 기재된 광확산판을 구비하고,

상기 선형상 광원은 상기 영역 BX에 정면으로 대응하는 위치에 배치되는

직하형 백라이트 장치.
청구항 13에 기재된 직하형 백라이트 장치와,

상기 직하형 백라이트 장치의 광출사 측에 배치되는 액정 패널

을 구비하는 액정 표시 장치.