JP2006195276A

JP2006195276A - 直下型バックライト装置

Info

Publication number: JP2006195276A
Application number: JP2005008051A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Tsukada; 啓介塚田; Yasunori Takahashi; 靖典高橋
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】直下型バックライト装置の設計の工夫により、高い光束有効利用率を維持しつつ、発光面の周期的輝度むらを抑制して、薄型で高い輝度均斉度を実現し得る直下型バックライト装置を提供する。
【解決手段】並列配置された複数本の線状光源、反射板と光拡散板を備えた直下型バックライト装置において、光拡散板の少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該光拡散板のプリズム条列の頂角をｙ（度）、隣接する線状光源の中心間の距離をａ（ｍｍ）、線状光源の中心と光拡散板の光源側の表面との距離をｂ（ｍｍ）とするときに、８０×（ｂ／ａ）＋15＜ｙ＜１８０×（ｂ／ａ）＋７０の関係が成り立つ。
【選択図】
図１

Description

本発明は、直下型バックライト装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、輝度が高く、輝度均斉度の良い直下型バックライト装置に関する。

従来、液晶ディスプレイ用のバックライト装置としては、冷陰極管を光源とした装置が広く用いられており、エッジライト型と呼ばれる方式と直下型と呼ばれる方式がある。エッジライト型は、細管の冷陰極管を導光板の端辺に配置した構成からなり、端面から入射した光は導光板内で反射を繰り返し、導光板主面に出光するバックライト装置である。
一方、直下型バックライト装置は、複数本の並列配置した冷陰極管と、冷陰極管の背面に設けられた反射板と、発光面をなす光拡散板とを組み合わせた構成からなる。エッジライト型とは対照的に、冷陰極管の使用本数を増やすことができるために、発光面を容易に高輝度化することができる。
しかし、直下型バックライト装置には、発光面の輝度均斉度が悪いという問題がある。特に、冷陰極管の真上で輝度が高くなるために発生する周期的輝度むらが大きな問題となる。
つまり、バックライト装置発光面の輝度均斉度が悪いと、液晶ディスプレイの表示画面に表示むらが発生する。
直下型バックライト装置では冷陰極管の間隔を小さくすることで輝度均斉度を改善することはできるが、そのためには冷陰極管の数を増やさねばならず、バックライトの製造コストと、点灯時の消費電力とが上昇してしまった。また冷陰極管と光拡散板の距離を大きくすることでも輝度均斉度を改善できるが、その場合はバックライトが厚くなってしまい、液晶ディスプレイの薄型化を実現できなかった。
さらに従来、輝度均斉度を改良するために、種々の対策がなされてきた。例えば縞模様やドット状の光量補正パターンを光拡散板に印刷し、冷陰極管の真上に放射される光束を低減する手法（特許文献１に例示）や、波型反射板を利用して、反射板からの反射光を冷陰極管と冷陰極管の中間に相当する領域へ集束させる手法（特許文献２）が提案されている。
しかし、輝度均斉度の改良手段として、光量補正パターンの印刷を行うと、光束の一部を遮断するので、冷陰極管が放射する光束の利用率が低下し、十分な輝度が得られないという問題があった。また、波型反射板を用いると、装置の構成が複雑となり、バックライト装置の製造コストが上昇するという問題があった。
また直下型バックライトに使用される光拡散板には、透明樹脂に光拡散剤を分散した材料が使用されることが多いが、輝度均斉度を改良させるために光拡散剤の濃度を上げると輝度が低下してしまうという問題があった。これを解決するために光拡散板表面にプリズム形状等のパターンを形成し、輝度を低下させずに表面形状による拡散効果を持たせることが提案されている（特許文献３、４、５）。しかし光拡散板表面にプリズム状パターンを形成しただけでは、輝度均斉度の改良は十分ではなかった。
特開平６−２７３７６０号公報図６特開２００１−１７４８１３号公報特開平５−３３３３３３号公報特開平８−２９７２０２号公報特開２０００−１８２４１８号公報

本発明は、直下型バックライト装置の改良に関するものであり、高い光束有効利用率を得て、さらに発光面の周期的輝度むらを抑制して、輝度と輝度均斉度の改良とを同時に実現し得る、薄型の直下型バックライト装置を提供することを目的としてなされたものである。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、詳細な検討を行った結果、驚くべきことに、直下型バックライト装置において、光拡散板の少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を設けるだけでは輝度均斉度改善の効果が十分でないが、そのプリズム頂角ｙと、隣接する線状光源の間隔ａと、線状光源と光拡散板の間隔ｂとに特定の関係を持つバックライトを用いることにより、高輝度で輝度均斉度が良いバックライト装置が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該光拡散板のプリズム条列の頂角をｙ（度）、隣接する線状光源の中心間の距離をａ（ｍｍ）、線状光源の中心と光拡散板の光源側の表面との距離をｂ（ｍｍ）とするときに、８０×（ｂ／ａ）＋15＜ｙ＜１８０×（ｂ／ａ）＋７０の関係が成り立つことを特徴とする直下型バックライト装置、
（２）光拡散板のプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが成す角が６０度以下であることを特徴とする（１）に記載の直下型バックライト装置、及び、
（３）光拡散板が透明樹脂に光拡散剤を分散させた物からなり、該分散物の全光線透過率が60％以上92％以下、かつヘーズが40％以上94％以下である（１）または（２）に記載の直下型バックライト装置、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（４）光拡散板に使用する透明樹脂が、吸水率０．２５％以下であることを特徴とする（３）に記載の直下型バックライト装置、
（５）光拡散剤が、ポリスチレン系重合体、ポリシロキサン系重合体又はそれらの架橋物である（３）または（４）に記載の直下型バックライト装置、
を挙げることができる。

本発明の直下型バックライト装置は、高い光束有効利用率を持ち、発光面の周期的輝度むらが抑制されているため、薄く、輝度が高く、輝度均斉度が良い。

本発明の直下型バックライト装置は、並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該光拡散板のプリズム条列の頂角をｙ（度）、隣接する線状光源の中心間の距離をａ（ｍｍ）、線状光源の中心と光拡散板の光源側の表面との距離をｂ（ｍｍ）とするときに、下記（数式１）の関係が成り立つ直下型バックライト装置である。
８０×（ｂ／ａ）＋15＜ｙ＜１８０×（ｂ／ａ）＋７０（数式１）

図１は本発明の直下型バックライト装置の一態様の模式的斜視図である。本態様の直下型バックライト装置は、中心間の距離がａｍｍで並列配置された複数本の線状光源２と、光源２からの光を反射する反射板３と、光源２からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板１とを備え、光拡散板１が、その線状光源側の表面と線状光源の中心との距離がｂｍｍに設置され、光源から遠い側に頂角ｙの断面鋸歯状のプリズム条列を有している。図示しないが、輝度と輝度均斉度向上のために、光拡散板の光源から遠い側に、拡散シートとプリズムシートが設置されてもよい。さらに輝度向上のために、下記２種類の部材のうちいずれかを前記２種類のシートの光源２から遠い側に設置してもよい。
（イ）透明基材上に液晶分子の螺旋ピッチが連続的に変化するコレステリック液晶層を有する光学積層体と、式Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２-ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘ、ｎｙは厚さ方向に垂直な互いに直交する２方向の屈折率を表し、ｎｘ＞ｎｙである。ｎｚは厚さ方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す）で定義されるＲｔｈが-２０ｎｍ〜-１０００ｎｍである位相差素子と、１／４波長板とを含む積層体。
（ロ）特許３４４８６２６号に提案されている複屈折を利用した反射偏光子。

本発明装置に用いる線状光源は特に限定されないが、冷陰極管、熱陰極管、線状に配列したLED、LEDと導光体の組合せ等を使用することができる。このとき冷陰極管又は熱陰極管は直線状以外にも、平行な２本の管が一つの略半円でつながれ一本になったＵに似た形状のもの、平行な３本の管が二つの略半円でつながれ一本になったNに似た形状のもの、又は平行な４本の管が三つの略半円でつながれ一本になったWに似た形状のものを使用することができる。これら３つの形状の光源を使用する場合には、管の平行な部分の中心間の距離を、隣接する線状光源の中心間の距離ａとする。
線状光源は輝度均一性の点からは冷陰極管が好ましく、発光効率の点からは線状に配列したLED、LEDと導光体の組合せが好ましい。線状に配列したLED、またはLEDと導光体の組合せを使用する場合は、配列した一連のLEDの組、またはLEDと導光体の組合せ、が複数ある場合に、線状光源が複数本であるとする。

反射板は特に限定されないが、白色または銀色に着色された樹脂、金属等を使用することができ、色は輝度均斉度改良から白色が好ましく、材質は軽量化の点から樹脂が好ましい。
隣接する線状光源の中心間の距離ａは光源のコストと点灯時の使用電力を考慮して設計すればよく、数値は特に限定されないが、１５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。線状光源の中心と光拡散板の光源に近い側の面との距離ｂはバックライト装置の厚みと輝度均斉度を考慮して設計すればよく、数値は特に限定されないが、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることがより好ましい。

隣接する線状光源の中心間の距離ａ、線状光源の中心と光拡散板の光源に近い側の面との距離ｂともに、バックライト装置内で、輝度均斉度向上のために、一定であることが好ましいが、一定でなくともよい。一定でない場合には、光拡散板のプリズム頂角ｙとａ、ｂの関係を示す前記（数式１）は、二本の光源に挟まれた領域の直上のｙと、該領域のａと、該領域のｂのうちの小さいほうとの間に成り立つものとする。このときプリズム頂角ｙが線状光源直上で不連続に変化すると、輝度均斉度が悪くなる原因になるため、線状光源直上から線状光源中心線に垂直な方向にａの２割以内の距離において連続的に変化させることが好ましい。

本発明装置に用いる光拡散板は、輝度均斉度を向上するために使用される。光拡散板は光入射面と光出射面を有し、線状光源からの光は光源から近い側の光入射面に入射し、光拡散板内において、または、光入射面または光出射面の少なくとも一方に設けられた断面鋸歯状のプリズム条列において、光が多様な方向へ拡散され、光源から遠い側の光出射面から出射される。光拡散板の材料はガラス、混合しにくい2種以上の樹脂の混合物、透明樹脂に光拡散剤を分散した物等を使用することができるが、特に限定されない。これらの中で軽量であること、成形が容易であることから樹脂が好ましく、全光線透過率とヘーズの調整が容易であることから透明樹脂に光拡散剤を分散した物が好ましい。さらにプリズム条列部分まで透明樹脂に光拡散剤を分散させた物で形成し、光拡散板全体を同一の全光線透過率とヘーズに調整することが、光拡散板から出射する光の方向がさらに多様にできるためにより好ましい。

透明樹脂に光拡散剤を分散させた物の光拡散剤の含有量に特に制限はなく、光拡散板の厚みやバックライトの線状光源間隔などに応じて適宜選択することができるが、通常は分散物の全光線透過率は６０％以上９２％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、６５％以上９２％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することがより好ましい。ヘーズは４０％以上９４％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、５０％以上９４％以下となるように光拡散剤の含有量を調整することがより好ましい。全光線透過率を６０％以上、ヘーズを９４％以下とすることで輝度をより向上することができ、全光線透過率を９２％以下、ヘーズを４０％以上とすることで輝度均斉度をより向上させることができる。
この場合の全光線透過率とはJIS K7361-1により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値で、ヘーズはJIS K7136により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した値とする。
光拡散板の厚みも特に限定されないが、０．４ｍｍから５ｍｍであることが好ましく、０．８ｍｍから４ｍｍであることがさらに好ましい。厚みが０．４ｍｍより小さいと、支柱を多数形成する等自重によるたわみを抑えるための工夫が必要になり、バックライトのコストが上昇する。また厚みが５ｍｍを超えると成形が困難になる。

本発明では、光拡散板から出射する光は、少なくとも一つの主面に頂角ｙ（度）の断面鋸歯状プリズム形状を持つ光拡散板により、特定の方向へ屈折され拡散照射される。このとき光拡散板のプリズムの頂角ｙ（度）を、隣接する線状光源の中心間の距離をａ（ｍｍ）、線状光源の中心と光拡散板の光源側の表面との距離をｂ（ｍｍ）とするときに、前記（数式１）を満足する範囲とすることにより、光拡散版からの光出射方向の調整を好適に成すことができ、輝度と輝度均斉度を同時に向上することができる。
このとき前記（数式１）を８０×（ｂ／ａ）＋３０＜ｙ＜１８０×（ｂ／ａ）＋６０とするとより好ましい結果を得ることができる。プリズム頂角ｙ（度）が（数式１）の下限より小さい場合は平均輝度が悪化し、上限より大きい場合は輝度均斉度が悪化するおそれがある。
断面鋸歯状のプリズム条列とは長手方向に垂直な方向に切断した断面が、三角形の突起部が連なった形状であることを言い、三角形突起部のすそがつながってV字型の溝を形成するようになっていてもよいし、三角形突起部のすそ間に水平部が存在してもよいが、光を好適に拡散させるために三角形のすそがつながってV字型の溝を形成するようになっていることが好ましい。また三角形の形状は前述した頂角の範囲内であれば、特に制限されないが、液晶ディスプレイの正面方向の輝度が一番高いようにするために、二等辺三角形であることが好ましい。

本発明装置において、光拡散板のプリズム条列のピッチは２０μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以上４００μｍ以下であることがさらに好ましい。光拡散板のプリズム条列のピッチが２０μｍ未満であると、形状が微細なために形状付与が難しくなったり、光拡散効果が低下したりするおそれがある。プリズム条列のピッチが７００μｍを超えると、光拡散が粗くなり、輝度むらを生じるおそれがある。
光拡散板のプリズム条列の表面を粗化して出射する方向を適度な範囲内でより多様にすることもできる。その場合、プリズム表面を長手に対して直角方向に２０μｍ測定したときの中心線平均表面粗さ（Ｒa）が０．０８μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、０．０９μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。Raを０．０８μｍ以上にすることにより光の出射方向をより多様にすることができ、３μｍ以下にすることにより、光の出射方向を多様にしすぎないようにできる。

本発明のバックライト装置においては、光拡散板のプリズム条列と長手方向が線状光源の長手方向とが成す角が６０度以下であることが好ましい。この角度は５０度以下であることがより好ましく、４５度以下であることがさらに好ましい。線状光源とプリズム条列との成す角を６０度以下とすることにより、輝度ムラを低減することができる。

本発明装置に用いる光拡散板の表面に断面鋸歯状のプリズム条列を形成する方法に特に制限はなく、例えば、平板状の光拡散板表面にプリズム条列を形成することができ、あるいは、光拡散板の成形と同時にプリズム条列を形成することもできる。平板状の光拡散板表面にプリズム条列を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、所望の頂角を形成できる工具を用いた切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、所望の角度の型形状を転写した状態で硬化させることもできる。光拡散板を押出成形で作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望頂角のプリズム条列形状を有する異形ダイを用いて異形押出することができ、あるいは、押出後にエンボス加工によりプリズム条列を形成することもできる。光拡散板をキャスティングにより作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望頂角のプリズム条列の形状を形成できるキャスティング型を用いることができる。光拡散板を射出成形により作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望頂角のプリズム条列の形状を形成できる金型を用いることができる。光硬化樹脂への型形状転写、異形ダイによる押出し加工、エンボス加工、キャスティング、もしくは射出成形により、プリズム条列を形成する場合に使用する型は、所望の頂角を形成できる工具を用いた型の金属部材への切削加工、もしくは所望の頂角が形成された部材上への電鋳加工により得ることができる。

本発明において透明樹脂とはJIS K7361-1により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂のことであり、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。これらの中で、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体を１０％以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体または脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が０．２５％以下である樹脂が、吸湿による変形が少ないので、反りの少ない大型の光拡散板を得ることができる点で好ましい。脂環式構造を有する樹脂は、流動性が良好であり、大型の光拡散板を効率よく製造し得る点でさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂と光拡散剤を混合したコンパウンドは、光拡散板に必要な高透過性と高拡散性とを兼ね備え、色度が良好なので、好適に用いることができる。

脂環式構造を有する樹脂は、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する樹脂である。機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有する樹脂が特に好ましい。
脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン、シクロアルキン）構造などを挙げることができる。機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱性及び光拡散板の成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと、耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造を有する樹脂中における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。
脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系単量体の開環重合体及びノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、並びにこれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン系重合体；（２）単環の環状オレフィン系重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン系重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体、並びにこれらの水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素系重合体；などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体及びビニル脂環式炭化水素系重合体が好ましく、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物がさらに好ましい。

光拡散板に使用される光拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等を用いることができる。これらの中で、ポリスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂若しくはこれらの架橋物からなる微粒子は、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がないので、特に好適に用いることができる。ポリシロキサン系樹脂の架橋物からなる微粒子は、耐熱性により優れるので、さらに好適に用いることができる。
光拡散板に使用される光拡散剤の形状は、特に限定されないが、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光の拡散方向を等方的にすることのできる球状のビーズが好ましい。
前記光拡散剤は透明樹脂内部に含有された形で、巨視的に均一かつ離間的に分散されて、使用される。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
透明樹脂として脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン（株）、ゼオノア１０６０R、吸水率０．０１％］９９．７重量部と、光拡散剤としてポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子［ＧＥ東芝シリコーン（株）、トスパール１２０］０．３重量部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散板用ペレットを製造した。この光拡散板用ペレットから、射出成形機［型締め力１０００ｋN］を用いて、両面が平滑な厚み２ｍｍで１００ｍｍ×５０ｍｍの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、ＪＩＳＫ7361-1とＪＩＳＫ 7136にしたがって、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。全光線透過率は７８％であり、ヘーズは９２％であった。
内寸幅３００ｍｍ、奥行き２４０ｍｍ、深さ１８ｍｍの乳白色プラスチック製ケースの内面に反射シート（株式会社ツジデン製、RF１８８）を貼着して反射板とし、反射板の底から４ｍｍ離して、直径４ｍｍ、長さ３６０ｍｍの冷陰極管８本を、冷陰極管の中心間の距離ａを２５ｍｍとして配置し、電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、インバーターを取り付けた。この設計のバックライトでは冷陰極管中心と光拡散版の冷陰極管側との距離ｂは１４ｍｍとなるので、ａとｂの数値を（数式１）に代入し、プリズム頂角ｙの好適な範囲を求めると５９．８＜ｙ＜１７０．８である。
そこで、金型の金属部材を切削加工して、頂角１１０度の二等辺三角形が連なった断面形状のプリズム条列を長手方向と平行に形成することができる金型を準備し、該金型と前記光拡散板用ペレットを用い、射出成形機（型締め力4,410ｋN）を用いて、プリズム条列のピッチ５０μｍ、厚み２ｍｍで２５０mm×３１０mmの光拡散板をシリンダー温度２８０度、金型温度８５度で成形した。成形した光拡散板の表面を超深度顕微鏡で観察したところ、プリズムの頂角は１１０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。
上記の光拡散板を、プリズム条列を冷陰極管と平行で、反対側になるようにし、冷陰極管を取り付けたプラスチックケース上に設置した。さらにプリズムシート（住友スリーエム株式会社製ＲBEF）を、プリズム条列の長手方向が冷陰極管と平行で、光拡散板から遠い側になるように設置した。その上に、複屈折を利用した反射偏光子（住友スリーエム株式会社製DBEF-D）を設置し、さらに偏光板を取り付けた。
次いで、管電流６ｍＡ、管電圧３３０Ｖｒｍｓを印加して冷陰極管を点灯し、二次元色分布測定装置を用いて、短手方向中心線上で等間隔に１００点の輝度を測定し、下記の数式２と数式３に従って輝度平均値Ｌａと輝度均斉度Ｌｕを得た。このとき、輝度平均値は３６４１cd/m²で、輝度均斉度は、０．５であった。
輝度平均値Ｌａ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２（数式２）
輝度均斉度Ｌｕ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌａ）×１００（数式３）
Ｌ１：複数本設置された冷陰極管真上での輝度極大値の平均
Ｌ２：極大値に挟まれた極小値の平均
輝度均斉度は、輝度の均一性を示す指標であり、輝度均斉度が悪いときは、その数値は大きくなる。
実施例２
頂角７０度のプリズム条列を形成することができる金型を使用する以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は７０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は３５９６cd/m²、輝度均斉度は１．７であった。
実施例３
プリズム頂角を１６０度に形成することができる金型部材を使用した以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は１６０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は３６０２cd/m²、輝度均斉度は０．７であった。

比較例１
頂角４０度のプリズム条列を形成することができる金型を使用する以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は４０度であった。そして輝度平均値は３２８９cd/m²、輝度均斉度は１．８であった。
比較例２
プリズム条列を有さない平板状の金型を用いること以外は、実施例１と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板の表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は４１８８cd/m²、輝度均斉度は１１．７であった。

実施例４
内寸幅３００ｍｍ、奥行き２４０ｍｍ、深さ１１ｍｍの乳白色プラスチック製ケースの内面に反射シート（株式会社ツジデン製、RF１８８）を貼着して反射板とし、反射板の底から４ｍｍ離して、直径４ｍｍ、長さ３６０ｍｍの冷陰極管８本を、冷陰極管の中心間の距離ａを２５ｍｍとして配置し、電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、インバーターを取り付けた。この設計のバックライトでは冷陰極管中心と光拡散版の冷陰極管側との距離ｂは７ｍｍとなるので、ａとｂの数値を（数式１）に代入し、プリズム頂角ｙの好適な範囲を求めると３７．４＜ｙ＜１２０．４である。
そこで、金型の金属部材を切削加工して、頂角９５度の二等辺三角形が連なった断面形状のプリズム条列を長手方向と平行に形成することができる金型を準備し、該金型と前記光拡散板用ペレットを用い、射出成形機（型締め力4,410ｋN）を用いて、ピッチ５０μｍ、厚み２ｍｍで２５０mm×３１０mmの光拡散板をシリンダー温度２８０度、金型温度８５度で成形した。成形した光拡散板の表面を超深度顕微鏡で観察したところ、プリズムの頂角は９５度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。
この拡散板を用い、実施例１と同様にして評価を行った。その輝度平均値は３７２２cd/m²、輝度均斉度は１．８であった。
実施例５
プリズム頂角を６０度に形成することができる金型部材を使用した以外は、実施例４と同様にして光拡散板を成形した。その拡散板のプリズムの頂角は６０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。この拡散板をプリズム条列が線状光源側になるように設置する以外は実施例４と同様にして評価を行った結果、平均値は３７５０cd/m²、輝度均斉度は４．０であった。
実施例６
プリズム頂角を１１０度に形成することができる金型部材を使用した以外は、実施例４と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は１１０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は３７５４cd/m²、輝度均斉度は４．９であった。

比較例３
プリズム頂角を３０度に形成することができる金型部材を使用した以外は、実施例４と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は３０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は３１０２cd/m²、輝度均斉度は８．０であった。
比較例４
プリズム頂角を１４０度に形成することができる金型部材を使用した以外は、実施例４と同様にして光拡散板を成形し、評価を行った。その拡散板のプリズムの頂角は１４０度で表面粗さRａは０．０４μｍであった。そして輝度平均値は３４８８cd/m²、輝度均斉度は１３．０であった。

実施例１〜３と比較例１、２の構成と測定結果を表１に、実施例４〜６と比較例３、４の構成と測定結果を表２に示す。

実施例１から３と比較例１と２、実施例４から６と比較例３と４を比較すると、プリズム条列の頂角ｙが、（数式１）を満たす範囲内である場合は、平均輝度が３５００cd/m²以上、輝度均斉度が５．０以下とよい値が得られている。ただし実施例２は頂角ｙが下限に近いため、輝度と輝度均斉度が悪めである。それに対し、比較例１と３のようにプリズム角度ｙが（数式１）の範囲より小さい場合には、平均輝度が悪化し、特に冷陰極管と光拡散板の距離が小さい比較例３では輝度均斉度も悪くなる。また比較例２と４のようにプリズム角度ｙが（数式１）の範囲より大きいかプリズムが無い場合には、輝度均斉度が悪化し、特に冷陰極管と光拡散板の距離が小さい比較例４では平均輝度も悪くなる。

本発明の直下型バックライト装置によれば、線状光源と光拡散板の距離が小さいまま、平均輝度と輝度均斉度を向上することが可能なため、液晶表示装置に直下型バックライトを組み込んだとき、高画質で薄型の液晶表示装置を得ることができる。

本発明の直下型バックライト装置の斜視図とその一部拡大図である。

符号の説明

１光拡散板
２線状光源
３反射板
ｙプリズムシートのプリズム条列の頂角
ａ線状光源の中心間の距離
ｂ線状光源と光拡散板の距離

Claims

並列配置された複数本の線状光源と、線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光及び反射板からの反射光を拡散照射する光拡散板を備えた直下型バックライト装置において、該光拡散板は、その少なくとも一つの主面に断面鋸歯状のプリズム条列を有し、該光拡散板のプリズム条列の頂角をｙ（度）、隣接する線状光源の中心間の距離をａ（ｍｍ）、線状光源の中心と光拡散板の光源側の表面との距離をｂ（ｍｍ）とするときに、８０×（ｂ／ａ）＋15＜ｙ＜１８０×（ｂ／ａ）＋７０の関係が成り立つことを特徴とする直下型バックライト装置。
光拡散板のプリズム条列の長手方向と線状光源の長手方向とが成す角が６０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の直下型バックライト装置。
光拡散板が透明樹脂に光拡散剤を分散させた物からなり、該分散物の全光線透過率が60％以上92％以下、かつヘーズが40％以上94％以下である請求項１または２に記載の直下型バックライト装置。