(57)【要約】【課題】優れた光学特性を実現するとともに、製造時の歩留まりを向上する。【解決手段】互いに略平行に配置された複数本の線状光源と、これらの線状光源からの光を反射する反射板と、前記線状光源からの直射光および前記反射板からの反射光を入射する光入射面および前記光入射面から入射した光を拡散して出射する光出射面を有する光拡散板とを備える直下型バックライト装置である。前記光出射面の少なくとも一部に、形状の異なる２種類以上の凸条２０１ａ，２０１ｂを含む複数の凸条からなる繰返し単位が周期的に配置された凸構造群を有し、前記繰り返し単位に含まれる前記凸条のうちその頂角（θ２）が最も大きいもの２０１ｂとその頂角（θ１）が最も小さいもの２０１ａとの差が１０°以上であり、前記複数の凸条２０１ａ，２０１ｂにおいて、前記光拡散板の厚み方向（Ｚ方向）における各凸条の頂部位置は、その厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内で設定している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに略平行に配置された複数本の線状光源と、これらの線状光源からの光を反射する反射板と、前記線状光源からの直射光および前記反射板からの反射光を入射する光入射面および前記光入射面から入射した光を拡散して出射する光出射面を有する光拡散板とを備える直下型バックライト装置であって、
前記光出射面の少なくとも一部に、形状の異なる２種類以上の凸条を含む複数の凸条からなる繰返し単位が周期的に配置された凸構造群を有し、
前記繰り返し単位に含まれる前記凸条のうちその頂角が最も大きいものと最も小さいものとの差が１０°以上であり、
前記複数の凸条において、前記光拡散板の厚み方向における各凸条の頂部位置は、その厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内である直下型バックライト装置。
【請求項２】
隣接する前記凸条間に設けられた複数の谷部において、前記光拡散板の厚み方向における各谷部の底部分の位置は、その厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内である請求項１に記載の直下型バックライト装置。
【請求項３】
前記凸条は前記線状光源の長手方向に沿って延びる線状プリズムであり、
前記凸構造群は前記線状プリズムが略平行に複数並んだプリズム条列であり、
前記線状プリズムの前記線状光源の長手方向に垂直な断面は多角形状である請求項１または２に記載の直下型バックライト装置。
【請求項４】
前記繰り返し単位は、その頂角が１００°以上の凸条と、その頂角が１００°未満の凸条とを含む請求項１〜３の何れか一項に記載の直下型バックライト装置。
【請求項５】
前記繰り返し単位に含まれる前記形状の異なる２種以上の凸条の存在比率が前記線状光源から遠ざかるにつれて、連続的または段階的に変化する請求項１〜４の何れか一項に記載の直下型バックライト装置。
【請求項６】
前記光拡散板の前記光出射面に当接して配置される光学フィルムをさらに備える請求項１〜５の何れか一項に記載の直下型バックライト装置。
【請求項７】
液晶パネルと、
前記液晶パネルを裏面側から照明する請求項１〜６の何れか一項に記載の直下型バックライト装置とを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散板を備える直下型バックライト装置および該直下型バックライト装置を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるバックライト装置として、直下型バックライト装置が知られている。直下型バックライト装置は、一般に、並列に配置された複数本の線状光源としてのランプ（冷陰極管等）と、このランプの背面に配置され、ランプから出射された光を反射する反射板と、ランプからの直射光および前記反射板からの反射光を入射する光入射面および前記光入射面から入射した光を拡散して出射する光出射面を有する光拡散板と、該光拡散板の光出射面に当接して配置された光学シート（拡散シート等）とを概略備えて構成されている。
【０００３】
このような直下型バックライト装置に用いられる光拡散板としては、輝度均斉度を高くするため、その光出射面に、断面が三角形の複数の凸条をその形状を光源からの距離に応じて異ならせて配列したもの（特許文献１）、その頂角の異なる２種類の凸条を交互に配列したもの（特許文献２）等が知られている。
【０００４】
ここで、特許文献２に記載のものは、凸条の頂角が鋭角（５０〜７０°）で比較的に背が高い凸部（以下、高凸部ともいう）と、頂角が鈍角（１１０〜１３０°）で比較的に背の低い凸部（以下、低凸部ともいう）とを交互に組み合わせたものである。この光拡散板は、各凸条の谷部（隣接する凸条間の谷の部分）の拡散板の厚み方向の位置は各高凸部および低凸部間で略一致しており、各凸条の頂部（凸条の稜線の部分）の該厚み方向の位置は高凸部は高い位置に、低凸部は低い位置に設定されている。
【０００５】
しかしながら、光拡散板の光出射面には光拡散シートや輝度向上フィルム等の光学シートが当接して配置されることがあるため、特許文献２に記載のものでは、光学シートは高凸部の頂部によって支持されることなり、低凸部の頂部からは離間しているため、光学シートとの接点が少なく、光学シートのバックライト装置への組み込み時や組み込み後に振動が加えられた場合に、光学シートと高凸部の頂部との摩擦により、光学シートや高凸部の頂部に傷が生じ、光学特性を劣化させる原因になる場合があった。
【０００６】
また、光拡散板を樹脂の射出成形により形成する場合には、成形型の型開き時に、吸盤を備える取出装置によって光出射面を真空（負圧）吸着して取り出し、搬送することがあるが、特許文献２に記載のものでは、低凸部の頂部が高凸部の頂部よりも低い位置にあるため、この位置の差が大きい場合に吸着が十分になされずに、取出装置から落下したり、取り出しに失敗する等、安定した搬送を行うことができず、製造時における歩留まり（単位時間あたりの生産量）を低下させる場合があった。これらの問題は、特許文献１に記載のものについても同様に生じ得る。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、優れた光学特性を有するとともに、生産性を向上することができるバックライト装置およびこれを備える液晶表示装置を提供することである。
【０００８】
なお、光拡散板に関連する技術としては、光拡散シートの光出射面側に複数の四角錐状の凸部を設け、その凸部の傾斜角を光源からの距離に応じて段階的に異ならせて配列したもの（特許文献３）、光拡散板の光入射面側に頂角の異なる複数の凸条を配列したもの（特許文献４、特許文献５）等がある。
【特許文献１】特開２００５−３３８６１１号公報
【特許文献２】特開２００８−１４６０２５号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４５８７号公報
【特許文献４】特表２００３−５１１７３５号公報
【特許文献５】特開２００４−３１３１２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の直下型バックライト装置は、互いに略平行に配置された複数本の線状光源と、これらの線状光源からの光を反射する反射板と、前記線状光源からの直射光および前記反射板からの反射光を入射する光入射面および前記光入射面から入射した光を拡散して出射する光出射面を有する光拡散板とを備える直下型バックライト装置であって、前記光出射面の少なくとも一部に、形状の異なる２種類以上の凸条を含む複数の凸条からなる繰返し単位が周期的に配置された凸構造群を有し、前記繰り返し単位に含まれる前記凸条のうちその頂角が最も大きいものと最も小さいものとの差が１０°以上であり、前記複数の凸条において、前記光拡散板の厚み方向における各凸条の頂部位置は、その厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内である直下型バックライト装置である。
【００１０】
本発明の直下型バックライト装置において、隣接する前記凸条間に設けられた複数の谷部において、前記光拡散板の厚み方向における各谷部の底部分の位置を、その厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内とすることができる。
【００１１】
本発明の直下型バックライト装置において、前記凸条を前記線状光源の長手方向に沿って延びる線状プリズムとし、前記凸構造群を前記線状プリズムが略平行に複数並んだプリズム条列とし、前記線状プリズムの前記線状光源の長手方向に垂直な断面を多角形状とすることができる。
【００１２】
本発明の直下型バックライト装置において、前記繰り返し単位は、その頂角が１００°以上の凸条と、その頂角が１００°未満の凸条とを含むことができる。
【００１３】
本発明の直下型バックライト装置において、前記繰り返し単位に含まれる前記形状の異なる２種以上の凸条の存在比率を前記線状光源から遠ざかるにつれて、連続的または段階的に変化するようにできる。
【００１４】
本発明の直下型バックライト装置において、前記光拡散板の前記光出射面に当接して配置される光学フィルムをさらに備えることができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルを裏面側から照明する上述した本発明の直下型バックライト装置とを備える液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、凸条の各頂部の光拡散板の厚み方向の位置の差が５μｍ以下の範囲内であるため、光拡散板の光出射面に当接して配置される光学シートを各凸条の殆ど全ての頂部により支持することができ、すなわち、接点が多く、光学シートの組み込み時や振動が加えられた場合であっても、光学シートや凸部に傷が生じて、光学特性が劣化することを抑制することができる。また、製造時における光拡散板の搬送において、光出射面に対して吸着を十分に行い得るため、安定した搬送が可能となり、製造時における歩留まりが向上し、生産性を向上することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、優れた光学特性を長期に渡って維持できるため、高品質で長寿命な液晶表示装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る透過型の液晶表示装置に用いられる直下型バックライト装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の直下型バックライト装置１００は、互いに略平行に配置された複数本の線状光源１０２と、これらの線状光源１０２からの光を反射する反射板１０３と、線状光源１０２からの直射光および反射板１０３からの反射光を入射する光入射面１０１Ａおよび光入射面１０１Ａから入射した光を拡散して出射する光出射面１０１Ｂを有する光拡散板１０１と、これらを支持する筐体（ケース）１０５とを概略備えている。光拡散板１０１上には、輝度向上フィルム（ＢＥＦ：Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｆｉｌｍ）や拡散シート等の光学フィルム１０６が配置されている。光拡散板１０１および光学フィルム１０６は、その周縁部において取付具１０７を介して筐体１０５に固定されている。
【００２０】
この直下型バックライト装置１００は、図示は省略するが、光学フィルム１０６上に、さらに偏光板や液晶セル、位相差板等が適宜に配置された液晶パネルを裏面側から一様に透過照明するために用いられる。
【００２１】
なお、この実施形態においては、図１に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、光拡散板１０１の厚み方向（図１において上下方向）をＺ方向とし、このＺ方向に直交する面内において線状光源１０２の長手方向（図１において紙面に直交する方向）をＸ方向とし、線状光源１０２の配列方向（図１において左右方向）をＹ方向として説明する。
【００２２】
線状光源１０２の形状の例としては、直線状のほかに、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字状、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字状、および平行な４本の管が三つの略半円でつながれ一本になったＷ字状等を挙げることができる。
【００２３】
線状光源１０２としては、この実施形態では冷陰極管（ＣＣＦＬ）が用いられている。但し、線状光源１０２としては、例えば、外部電極蛍光管（ＥＥＦＬ）、キセノンランプ、キセノン水銀ランプ、熱陰極管、および発光ダイオード（ＬＥＤ）を直線状に並べたもの、ＬＥＤと導光体を組み合わせたもの等を用いることもできる。
【００２４】
線状光源１０２の外径は、１．０ｍｍ〜２０．０ｍｍであることが好ましい。隣接する線状光源１０２の中心間の距離ｄ１は、２０．０ｍｍ〜２００．０ｍｍであることが好ましい。ここでＬＥＤを直線状に並べたものやＬＥＤと導光体の組合せ、Ｕ字状の光源等の場合には、各々の直線状部を１本の線状光源として考え、隣接する直線状部の中心間距離を線状光源の中心間の距離とする。
【００２５】
線状光源１０２の本数は、特に限定されない。例えば、この直下型バックライト装置を３２インチの液晶表示装置に用いる場合には、線状光源の数としては、例えば、１２本、８本、４本、２本等の偶数本や、奇数本とすることができる。
【００２６】
反射板１０３の材質としては、白色または銀色に着色された樹脂、または金属等を用いることができ、軽量化の観点から樹脂が用いることが好ましい。また、反射板１０３の色は、輝度均斉度を向上できる観点から白色であることが好ましいが、輝度と輝度均斉度を高度にバランスさせるため、白色と銀色とを混合してもよい。
【００２７】
光拡散板１０１は、入射光を拡散照射する板材である。光拡散板１０１を構成する材質としては、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させたもの、および１種類の透明樹脂等を用いることができる。これらの中で、前記材質としては、軽量であること、成形が容易であることから樹脂が好ましく、輝度向上が容易である点からは１種類の透明樹脂が好ましく、全光線透過率とヘーズの調整が容易である点からは主成分としての透明樹脂に光拡散剤を分散させたものが好ましい。
【００２８】
前記透明樹脂とは、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に基づいて、両面平滑な２ｍｍ厚の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、ポリメチルペンテン−１、ポリサルホン、ポリアリレート、芳香族ビニル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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、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、および脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸のことである。
【００２９】
前記光拡散剤は、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とに大別できる。無機フィラーとしては、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、およびこれらの混合物を挙げることができる。有機フィラーとしては、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、およびベンゾグアナミン樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、有機フィラーとしては、ポリスチレン樹脂、ポリシロキサン樹脂、およびこれらの架橋物からなる微粒子が、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がない点で好ましく、これらの中でも、より耐熱性に優れる点でポリシロキサン樹脂の架橋物からなる微粒子がより好ましい。
【００３０】
透明樹脂に分散させる光拡散剤の割合は、光拡散板の厚みや、線状光源の間隔などに応じて適宜選択できるが、通常は、分散物の全光線透過率が６０％〜９８％となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、８０％〜９８％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。全光線透過率を上記好適な範囲とすることにより、輝度および輝度均斉度をより向上させることができる。
【００３１】
なお、全光線透過率とは、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に基づいて、両面平滑な２ｍｍ厚みの板で測定した値であり、ヘーズとはＪＩＳ  Ｋ７１３６により両面平滑な２ｍｍ厚みの板で測定した値である。
【００３２】
光拡散板１０１の厚みは、０．４ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、０．８ｍｍ〜４ｍｍであることがより好ましい。光拡散板の厚みを上記好適な範囲とすることにより、自重による撓みを抑えることができるとともに、成形の容易化を図ることができる。
【００３３】
図２は図１の光拡散板１０１の光出射面の一部を拡大した断面図である。図２に示すように、光拡散板１０１の光入射面１０１Ａは平滑な面となっており、光出射面１０１Ｂは凸構造群２００を有している。光出射面１０１Ｂの凸構造群２００は、光出射面１０１Ｂのほぼ全面に２種類以上の形状の異なる凸条を含む複数の凸条からなる繰返し単位が周期的に配置されて構成される条列である。この実施形態では、この凸構造群２００は、図２に示すように、２種の形状（ここでは、頂角）の異なる凸条として、線状プリズム２０１ａおよび２０１ｂをそれぞれ適宜数組み合わせたものを繰り返し単位として、Ｙ方向に周期的に配列して構成されるプリズム条列である。
【００３４】
この実施形態では、凸構造群２００を構成する複数の線状プリズム２０１ａ，２０１ｂは、Ｙ方向、すなわち線状光源１０２の長手方向と実質的に平行に延在されている。ここで、実質的に平行とは、誤差なく平行である場合に加えて、線状光源１０２の長手方向に対して、±１０°以内の角度をなす場合を含む。
【００３５】
この実施形態の凸構造群２００は、２列（２本）の線状プリズム２０１ａと１列（１本）の線状プリズム２０１ｂとからなる繰り返し単位Ｕ１が周期的に配置されて構成されている。なお、ここでは、繰り返し単位Ｕ１は、２列の線状プリズム２０１ａと１列の線状プリズム２０１ｂから構成されたものを例示したが、線状プリズム２０１ａを１本もしくは３本以上とし、線状プリズム２０１ｂを２本以上としてもよい。また、線状プリズム２０１ａと線状プリズム２０１ｂとの配列（Ｙ方向における配置の順番）は、この光拡散板に要請される光学特性を損なわない範囲で、他の配列であってもよい。さらに、繰り返し単位Ｕ１に含まれる線状プリズムの種類は、２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。
【００３６】
この実施形態の線状プリズム２０１ａ，２０１ｂは２つの左右対称（ＺＸ平面に対して対称）な傾斜面を有し、その断面形状は、左右の底角が等しい二等辺三角形である。但し、当該断面形状は、左右の底角が異なる三角形、すなわち左右の傾斜面の傾斜角度が異なっているものであってもよい。線状プリズム２０１ａの頂角θ１と、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２は、互いに異なる角度に設定され、光拡散板１０１の構成材料（例えば、透明樹脂）の屈折率との関係において、所望の光学特性（ここでは、輝度均斉度等）を実現するために適した角度にそれぞれ設定される。ここで、線状プリズム２０１ａの頂角θ１と、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２との差は、１０°以上に設定することが好ましい。このように頂角の差が１０度以上異なる場合には、これらの線状プリズムの光学的機能が大きく異なることとなるため、これらの線状プリズムの存在位置や存在割合比率を変えることにより、発光面の各箇所において、輝度の微調整を行うことができ、より一層輝度むらを改善できる。特に、線状光源間の距離が大きい場合や、線状光源と光拡散板との距離が近い場合には、頂角の差を１０度以上とすることにより、輝度むら改善の効果がより顕著である。なお、より具体的には、２種類の線状プリズムのうち、一方の線状プリズムは、線状光源の直上付近（光源を光拡散板に垂直に投影した箇所）において、線状光源からの光を再帰させて、隣接する線状光源の中間位置の箇所を明るくする機能を有し、他方の線状プリズムは、線状光源の直上付近を明るくする機能を備えた構成とすることができ、このような機能に差を設けるためには、頂角の差が１０度以上であることが必要である。
【００３７】
また、線状プリズム２０１ａの頂角θ１は６０°以上１００°未満であることが好ましく、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２は１００°以上１７５°以下であることが好ましい。また、線状プリズム２０１ａの頂角θ１は７０°以上１００°未満であることがより好ましく、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２は１００°以上１５５°以下であることがより好ましい。一例として、線状プリズム２０１ａの頂角θ１は８５°、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２は１２５°や１４５°に設定することができる。
【００３８】
凸構造群２００を構成する複数の線状プリズム２０１ａ，２０１ｂの各頂部（稜線）のＺ方向（光拡散板１０１の厚み方向）の位置は実質的に一致している。ここで、実質的に一致しているとは、各頂部のＺ方向の位置の差が５μｍ以下であることをいう。また、凸構造群２００を構成する複数の線状プリズム２０１ａ，２０１ｂの各谷部（谷線）のＺ方向（光拡散板１０１の厚み方向）の位置は実質的に一致している。ここで、実質的に一致しているとは、各谷部のＺ方向の位置の差が５μｍ以下であることをいう。従って、線状プリズム２０１ａ，２０１ｂの高さ（頂部と谷部のＺ方向の位置の差）ｈ１は全て実質的に等しく設定されている。
【００３９】
本実施形態においては、光拡散板１０１の光出射面１０１Ｂに上述した凸構造群２００を形成する方法としては、上述した凸構造群２００に対応する形状を有する金型を用いた射出成形法により、光拡散板１０１の本体部分と同時に一体的に形成するものを用いている。射出成形法では、形状転写率を高めるために、樹脂を注入する際の型温度を上げ冷却時に型を急冷することが好ましい。また、樹脂を注入する際に型を広げその後型を閉じる射出圧縮成形法を適用してもよい。
【００４０】
射出成形に用いられる金型は、一例として、固定側金型と、固定側金型に対して進退する可動側金型とを備えている。可動側金型には、上述した凸構造群２００に対応する形状を有するパターン（凸構造群）が形成されたスタンパーが設けられている。型締め時に、可動側金型と固定側金型とにより、成形品である光拡散板を成形するためのキャビティが画成され、このキャビティ内に溶融樹脂が充填され、固化される。その後、型開きが行われ、凸構造群２００が形成された光出射面１０１Ｂを露出した状態で固定側金型に残った光拡散板１０１は、複数の吸着パッドＰ（図５参照）を有する取出装置により取り出され、所定の位置まで搬送される。吸着パッドＰはパッド内部を真空（負圧）吸引する装置であり、光拡散板１０１の光出射面１０１Ｂの所定の複数カ所を吸着するように複数配置されている。
【００４１】
ここで、図３は従来構成の凸構造群を示す図であり、図２に示した本実施形態の凸構造群２００に対して、光学的に等価なものが表示されている。図３においては、高さｈ１の２列の線状プリズム２０２ａと、高さｈ２（ここでは、ｈ２＝ｈ１／２）の２列の線状プリズム２０２ｂによって繰り返し単位Ｕ２が構成されている。図３の線状プリズム２０２ａと図２の線状プリズム２０１ａは実質的に同一の構成を有している。すなわち、頂角θ１と底部の幅（Ｙ方向の幅）が等しい。
【００４２】
また、図３の２列の線状プリズム２０２ｂと、図２の１本の線状プリズム２０１ｂとは光学的に等価となっている。すなわち、図３の線状プリズム２０２ｂと、図２の線状プリズム２０１ｂとはその頂角θ２は実質的に同一であり、図３の線状プリズム２０２ａはその高さがｈ２であるのに対して、図２の線状プリズム２０１ｂはその高さはｈ１となっている。図３の線状プリズム２０２ａの傾斜面の傾斜角と、図２の線状プリズム２０２ｂの傾斜面の傾斜角は等しく、図３の２列の線状プリズム２０２ａの傾斜面の面積と図２の１列の線状プリズム２０２ｂの傾斜面の面積が等しくなっているため、これらが光学的に等価となっている。
【００４３】
また、図４は本実施形態の凸構造群の他の構成例を示す図であり、図３に示した従来の凸構造群（または図２に示した本実施形態の凸構造群）に対して、光学的に等価な構成を有している。図４においては、高さｈ２の４列の線状プリズム２０３ａと、高さｈ２の２列の線状プリズム２０３ｂによって繰り返し単位Ｕ３が構成されている。図３の線状プリズム２０２ｂと図４の線状プリズム２０３ｂは頂角および高さが同一となっている。また、図３の２列の線状プリズム２０２ａと図４の４本の線状プリズム２０３ａとは光学的に等価となっている。すなわち、図３の線状プリズム２０２ａと図４の線状プリズム２０３ａとはその頂角θ１は実質的に同一であり、図３の線状プリズム２０２ａの高さがｈ１であるのに対して、図４の線状プリズム２０３ａの高さはｈ２となっている。従って、図３の２列の線状プリズム２０２ａの傾斜面の面積と図４の４列の線状プリズム２０３ａの傾斜面の面積が等しくなっているため、これらが光学的に等価となっている。
【００４４】
このように、図２または図４に示した本実施形態の凸構造群は、線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置が実質的に一致、すなわち、その位置の差が５μｍ以下となっているため、この上に配置される光学シート１０６は、これらの全ての各頂部によって支持される。その結果、光学シート１０６からの各頂部に対する荷重が分散され、従って、このバックライト装置１００の組立における光拡散板１０１および光学シート１０６の筐体１０５への取付具１０７を介した組み込み作業時に、あるいは組み込み後の振動試験もしくは製品として出荷された後に振動が加えられた場合であっても、光学シート１０６の裏面（光拡散板１０１側の面）に傷がついたり、もしくは線状プリズム２０１ａ，２０１ｂ，２０３ａ，２０３ｂの頂部が摩耗したりすることにより、光学特性が劣化してしまうことが抑制される。
【００４５】
また、従来構成の凸構造群を有する光拡散板では、射出成形により製造された場合の成形型からの取出時、あるいは光拡散板の搬送時において、図５に示すように、光出射面に吸着パッドＰを吸着させると、高さの低い線上プリズム２０２ｂと吸着パッドＰとの間の部分に比較的に大きな空間Ｓができ、この部分を介して空気が入り込み、その吸着性を低下させていた。これに対して、本実施形態では、線状プリズム２０１ａ，２０１ｂ（または２０３ａ，２０３ｂ）の頂部の位置が揃っているため（実質的に一致しているため）、吸着パッドＰとの間に形成される空間が小さく、その吸着性を向上することができる。従って、成形型からの取出時や搬送時において、光拡散板の取出作業に失敗したり、光拡散板が落下したりという問題を生じることが少なくなり、歩留まりの高い生産が可能となる。
【００４６】
さらに、本実施形態の凸構造群は、線状プリズム２０１ａ，２０１ｂ（または２０３ａ，２０３ｂ）の頂部のみならず、谷部のＺ方向の位置も実質的に一致、すなわちその位置の差が５μｍ以下となっているため、従来構成の凸構造群に対して、その光学特性を維持したまま上述した効果を実現することができる。従って、従来の構成において採用した光学的な仕様を変更する必要もなく、設計作業も簡略化することが可能である。
【００４７】
図６は、本実施形態の凸構造群のさらに他の例を示す図であり、図７はこれと対比するための従来構成の凸構造群を示す図である。図６に示す構成は、図７に示した従来構成の凸構造群に対して、各線状プリズムの傾斜面の角度および面積は変更せずに、一部の線状プリズムの構成を変更して、各線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置を全て揃えたものである。線状プリズムの各谷部のＺ方向の位置は不揃いである。このような構成であっても、上述した傷つきの防止や搬送の確実性を向上させるという効果は実現することができる。
【００４８】
但し、この図６の凸構造群では、各谷部のＺ方向の位置は一致していないため、光出射面に対して斜めに入射される斜め光の線状プリズムの傾斜面への入射効率が変化する。例えば、図７では傾斜面Ｐ１を介して出射されるべき斜め光Ｌ１は、図６ではこれと傾斜角の異なる傾斜面Ｐ２を介して出射されることになり、光学特性が変化してしまう。従って、図７に示した従来技術と同じ光学特性を実現するためには、光拡散板の光学設計をこの点を考慮して変更する必要があり、図２または図４に示した本実施形態に係る凸構造群の方が設計上有利であるといえる。
【００４９】
なお、本実施形態の凸構造群において、線状プリズムの断面形状（ＺＹ平面で切断した断面の形状）における頂部近傍の形状は、図８に示すように、部分円弧や２次曲線等のある程度の丸みを有していてもよい。また、線状プリズムの断面形状は、三角形に限定されず、台形等の四角形（図９参照）、五角形（図１０参照）、六角形、七角形等の各種の多角形状とすることができ、特に左右の底角が略等しい（±１０°の範囲内）多角形状であることが、設計が容易である点、左右どちらから観察しても輝度にむらがなくなる点等から好ましい。また、上述した実施形態では、繰り返し単位を構成する線状プリズムは、全てその断面が三角形のものを用いたが、三角形を含む各種多角形のうちの２つ以上を組み合わせて構成してもよい。各線状プリズムの幅寸法は、通常１０〜５００μｍであり、好ましくは２０〜４００μｍであり、より好ましくは３０〜３００μｍである。
【００５０】
光拡散板の凸構造群の傾斜面の表面は、粗面化することにより、出射する方向を適度な範囲内でより多様にし、あるいは成形時の金型からの離型性を改善することもできる。その場合、凸構造群の表面の算術平均高さＲａが０．０１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、０．０２μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。Ｒａを０．０１μｍ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、また、成形時の金型からの離型性を改善することができ、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することができる。このような凸構造群の表面の粗化は、凸構造群の全面に施してもよいし、一部に施してもよい。
【００５１】
また、上述した実施形態では、線状プリズムと隣接する線状プリズムとの接続部分は線状の谷部（谷線）となっているが、図１１に示すように、この接続部分に、平坦面（谷面）Ｆを挿入配置してもよい。平坦面を設ける場合には、平坦面の幅寸法は、通常１０〜５００μｍであり、好ましくは２０〜４００μｍであり、より好ましくは３０〜３００μｍである。
【００５２】
また、上述した実施形態では、光拡散板１０１の光入射面１０１Ａは平坦面としたが、図２〜図７に示したような凸構造群を設けてもよい。
【００５３】
上述した実施形態においては、光拡散板の光出射面に上述した凸構造群を形成する方法として、金型を用いた射出成形法を用いているが、所望の凸構造群を形成できるキャスティング型を用いたキャスティング法を用いてもよい。キャスティング法は、板を成形できる型内で行うこともできるし、連続ベルト二枚の間に原料を流し込み、ベルトを動かしながら連続的に行うこともできる。また、光拡散板の光出射面に上述した凸構造群を形成する方法としては、平板の表面を切削加工する方法、平板上に所望の形状を有するプリズムシートなどの凸構造群をもつシートを積層または貼り付ける方法、平板の表面に光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を塗布し、その塗膜にロールまたは押型で所望の形状を転写し、その状態で塗膜を硬化させる方法、および平板の表面を所望の形状を有するロールまたは押型でプレスするエンボス加工法等、平板の表面に凸構造群を後から加工形成するものを用いてもよい。
【００５４】
本発明の液晶表示装置は、上述した本発明の直下型バックライト装置を備えて構成される。具体的には、直下型バックライト装置に加えて各種の表示モードの液晶セルを有し、バックライト装置からの出射光を、液晶セルを通して表示面から出射させる態様とすることができる。本発明の液晶表示装置は、例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス（ＯＣＢ）モードなどの表示モードによるものとすることができる。
【００５５】
また、上述した実施形態においては、繰り返し単位の周期的な配置は、１種類の繰り返し単位が光拡散板の光出射面の全面にわたって配置されていた。しかし、以下に説明するように、複数種類の繰返し単位が配置されていてもよい。
【００５６】
図１２は、本発明の他の実施形態に係る直下型バックライト装置における光拡散板１０１の要部を示す断面図である。本実施形態においては、線状光源１０２とこれに隣接する線状光源（図１２には不図示）の中心間の距離の中間位置から線状光源１０２の中心までに相当する距離を、複数のゾーン（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の３つのゾーン）に分け、光拡散板１０１の光出射面１０１Ｂの各ゾーンに対応する領域ごとに、異なる繰り返し単位の凸構造群が設けられている。
【００５７】
ここで、各繰り返し単位中の前記２種の凸条（線状プリズム２０１ａ，２０１ｂ）の存在比は、線状光源１０２から遠ざかるにつれて、段階的（または連続的）に変化することが好ましい。例えば、ゾーンＺ１では線状プリズム２０１ａの存在数と２０１ｂの存在数とが２：１の割合となる繰り返し単位で配置し、ゾーンＺ２では存在比が４：１の割合となる繰り返し単位で配置し、ゾーンＺ３では存在比が６：１となる繰り返し単位で配置する、という存在比が３段階に段階的に変化する凸構造群を設けることができる。なお、これらのゾーンの数は、特に限定されないが、例えば２〜１０段階等とすることができる。
【００５８】
このように、線状光源１０２から遠ざかるにつれて、頂角の小さい線状プリズムを増やすことで、輝度均斉度を向上することができる。しかし特許文献１にあるように、線状光源１０２からの距離が遠いほど、プリズムの頂角を一様に小さくした場合は、斜めから観察した場合の輝度均斉度が悪くなる。そのため、前記態様のように線状光源１０２からの距離が遠くなったときに、頂角を小さくした部分に加えて頂角を大きくする部分を設けることで、斜めから観察した場合の輝度均斉度を改善することができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明について、実施例に基づきさらに詳細に説明する。
【００６０】
＜光拡散板用ペレット＞
脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、商品名：ゼオノア１０６０Ｒ、吸水率０．０１％）に、平均粒径２μｍのポリシロキサン重合体の架橋物の微粒子からなる拡散剤を０．０５％の割合で混合し、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。
【００６１】
＜実施例１＞
図１に概略的に示す直下型バックライト装置を作成した。内寸長さ７００ｍｍ、幅４００ｍｍ、深さ２２．８ｍｍのアルミ製ケース（筐体１０５）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１０３とし、径４ｍｍ、長さ７００ｍｍの冷陰極管（ハリソン東芝ライティング社製）１０２を７本を平行に取り付けた。冷陰極管の中心間距離（ランプピッチ）ｄ１は５６．５ｍｍ、光拡散板１０１から冷陰極管１０２の中心までの距離（ランプ−拡散板距離）ｄ２は１９ｍｍとした。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。
【００６２】
次に、所定形状の金型を射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）にセットし、上述した光拡散板用ペレットを原料として、シリンダー温度２８０度、金型温度８５度の条件下で、長さ７１０ｍｍ、幅４１０ｍｍ、厚み２ｍｍの長方形状であり、その光出射面に、後述する三角プリズムが略平行に複数並んだ凸構造群（プリズム条列）を有する光拡散板を製造した。
【００６３】
射出成形後の固定側金型からの光拡散板の取り出しは、φ３０ｍｍのシリコンゴム製真空パッド（株式会社妙徳製ＰＡＴＫ−３０−Ｓ）を１６個備えるセーラー万年筆株式会社製の取出ロボットＲＺ−７００ＶＥを用いて行った。各吸着パッドの配置は、光拡散板を縦に４分割、横に４分割した矩形領域のそれぞれの中心に設定した。
【００６４】
この取出ロボットを用いた金型からの光拡散板の取り出しを１００枚について実施し、その際の吸着失敗（落下）の回数を計数した。
【００６５】
光拡散板の光出射面の凸構造群としては、図１３に示すものを用いた。すなわち、頂角θ１（頂角１）が８５°の三角形状の断面を有する２列の線状プリズム２０１ａと、頂角θｂ（頂角２）が１２５°の三角形状の断面を有する１列の線状プリズム２０１ｂとからなる繰り返し単位を周期的に配列したものを用いた。線状プリズム２０１ａの底辺の幅（幅１）は１００μｍ、線状プリズム２０１ｂの底辺の幅（幅２）は２００μｍとした。光拡散板の線状プリズム２０１ａ，２０１ｂの各頂部のＺ方向の位置（山の高さ）の差Ｅ１は２．５μｍ、各谷部のＺ方向の位置（谷の高さ）の差は０μｍとした。
【００６６】
次に、得られた光拡散板を、光入射面が冷陰極管側になるようにして、冷陰極管を取り付けたアルミケース（筐体）上に設置した。この際、冷陰極管の中心と光拡散板の光入射面との距離は１９．０ｍｍであった。
【００６７】
さらに、この光拡散板の上面（光出射面）上に光学シートとしての、拡散シート（「１８８ＧＭ３」、きもと社製）、プリズムシート（「ＢＥＦＩＩＩ−１０Ｔ」、住友スリーエム社製）、および反射偏光子（「ＤＢＥＦ−Ｄ」、住友スリーエム社製）と、偏光板（「ＨＣＬ２−２５１８」、サンリッツ社製）をこの順に設置し、直下型バックライト装置を得た。
【００６８】
次いで、得られた直下型バックライト装置について、管電流６．０ｍＡで通電し、冷陰極管を点灯させ、二次元色分布測定装置（ＣＡ１５００Ｗ、コニカミノルタ社製）を用いて、短手方向（ケースの幅方向）の中心線上で等間隔に１００点の正面方向の輝度を測定した。また、下記の数式Ａと数式Ｂに従って、正面方向の輝度平均値（正面輝度）Ｌａと輝度均斉度Ｌｕを得た。
【００６９】
輝度平均値  Ｌａ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２  …（数式Ａ）
輝度均斉度  Ｌｕ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌａ）×１００  …（数式Ｂ）
Ｌ１：複数本設置された冷陰極管真上での輝度極大値の平均
Ｌ２：極大値に挟まれた極小値の平均
なお、輝度均斉度は、輝度の均一性を示す指標であり、輝度均斉度が悪いときは、その数値は大きくなる。
【００７０】
さらに、得られた直下型バックライト装置に対して、振動試験機（エミック株式会社製、製品名：EMICF 600 BA/FAE08）を用いて振動試験を実施した。振動数は５０Ｈｚ、振動方向は（ｘ，ｙ，ｚ）、試験時間は各３０分とした。試験後、光学シートを取り外して光拡散板との接触面を目視観察し、シートの傷の有無を評価した。評価基準は、下記の通りである。
【００７１】
○：傷が全く確認できない
△：傷がわずかに確認できる
×：傷が確認できる
結果を表１に示す。
【００７２】
表１に示すように、実施例１では、輝度均斉度、シート傷つき、および吸着失敗数は、それぞれ問題のないものであった。
【００７３】
＜実施例２＞
図１４に示した凸構造群を用い、光拡散板の線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置（山の高さ）の差を０μｍ、各谷部のＺ方向の位置（谷の高さ）の差Ｅ２を２８．５μｍとした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００７４】
表１に示すように、実施例２では、輝度均斉度、シート傷つき、および吸着失敗数は、それぞれ問題のないものであった。
【００７５】
＜実施例３＞
光拡散板の線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置（山の高さ）の差を１．３μｍとした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００７６】
表１に示すように、実施例３では、輝度均斉度、シート傷つき、および吸着失敗数は、それぞれ問題のないものであった。
【００７７】
＜実施例４＞
線状プリズム２０１ａの頂角θ１（頂角１）を１０５°、線状プリズム２０１ｂの頂角θ２（頂角２）を１２５°とし、線状プリズム２０１ａの底辺の幅（幅１）を１００μｍ、線状プリズム２０１ｂの底辺の幅（幅２）を１４０μｍとした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００７８】
表１に示すように、実施例４では、輝度均斉度、シート傷つき、および吸着失敗数は、それぞれ問題のないものであった。
【００７９】
＜実施例５＞
凸構造群として図１２に示したものを用いた。すなわち、線状光源１０２から遠ざかるにつれて、繰り返し単位に含まれる頂角θ１（頂角１）の線状プリズム２０１ａと頂角θ２（頂角２）の線状プリズムとの混合比を、２：１，４：１，６：１とした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００８０】
表１に示すように、実施例５では、輝度均斉度、シート傷つき、および吸着失敗数は、それぞれ問題のないものであった。
【００８１】
＜比較例１＞
凸構造群として、図１５に示すように、頂角θ３が１００°、底辺の幅（幅１）が１００μｍの線状プリズム２０４のみを配列したものを用い、光拡散板の線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置（山の高さ）の差を０μｍ、各谷部のＺ方向の位置（谷の高さ）の差を０μｍとした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００８２】
表１に示すように、比較例１では、線状プリズムのＺ方向の位置（山の高さ）が揃っているため、シート傷つきおよび吸着失敗数は問題なかった。しかし、輝度均斉度が著しく低いものであった。
【００８３】
＜比較例２＞
図１６に示した凸構造群を採用し、光拡散板の線状プリズムの各頂部のＺ方向の位置（山の高さ）の差Ｅ１を２８．５μｍとした以外は、上述した実施例１と同じとした。結果を表１に示す。
【００８４】
表１に示すように、比較例２では、輝度均斉度は良好であったものの、線状プリズムのＺ方向の位置（山の高さ）が揃っていないため、シート傷つきが顕著に発生し、吸着失敗数も多かった。
【表１】
2010157384.tif 000003
【００８５】
なお、以上説明した実施形態および実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態に係る直下型バックライト装置の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を示す図である。
【図３】従来の直下型バックライト装置に用いられる光拡散板の光出射面の凸構造群を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群の他の構成を示す図である。
【図５】従来の直下型バックライト装置に用いられる光拡散板の吸着に関する問題点を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群の光学特性を説明するための図である。
【図７】従来の直下型バックライト装置に用いられる光拡散板の光学特性を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を構成する線状プリズムの断面形状の他の例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を構成する線状プリズムの断面形状の他の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を構成する線状プリズムの断面形状の他の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を構成する線状プリズムの配置の他の例を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態における光拡散板の光出射面に配置される凸構造群を示す図である。
【図１３】本発明の実施例１または実施例３で採用した凸構造群を示す図である。
【図１４】本発明の実施例２で採用した凸構造群を示す図である。
【図１５】比較例１で採用した凸構造群を示す図である。
【図１６】比較例２で採用した凸構造群を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０１…光拡散板
１０１Ａ…光入射面
１０１Ｂ…光出射面
１０２…線状光源
１０３…反射板
２０１ａ，２０１ｂ，２０３ａ，２０３ｂ…線状プリズム
θ１，θ２…線状プリズムの頂角
Ｐ…吸着パッド
【図１】
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【図２】
2010157384.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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