(57)【要約】  レンズ面及び凹凸条列構造面を有する光拡散性レンズシートであって、レンズ面には透明な高分子材料からなる実質的に三角柱のプリズム部を該三角柱の長軸が互いにほぼ平行になるように一定周期で多数配列し、凹凸条列構造面には高低差Ａが２μｍ〜３０μｍ、周期Ｂが５０μｍ〜１０００μｍで、Ｂ／Ａが１０〜５０の範囲にある凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して５度〜３０度の振り角度をつけて設けられていることを特徴とする。  本発明の光拡散性レンズシートは、光の利用効率が高く、正面から画面が見やすく、光源の配置個所を見え難くするとともに干渉縞の発生も抑えて出射面全体から均質な光を出射することが可能で、更に、バックライトの部品数も低減できるので製造コストが低下するとともに生産性が向上する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に透明な高分子材料からなる実質的に三角柱のプリズム部が、該三角柱の長軸が互いにほぼ平行になるように一定周期で多数配列され、
他方の面には高低差Ａが２μｍ〜３０μｍ、周期Ｂが５０μｍ〜１０００μｍ、Ｂ／Ａが１０〜５０の範囲にある凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して５度〜３０度の振り角度をつけて設けられていることを特徴とする光拡散性レンズシート。
【請求項２】
プリズム部の配列周期が１０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１記載の光拡散性レンズシート。
【請求項３】
厚さが５０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の光拡散性レンズシート。
【請求項４】
並列配列した複数本の線状光源からなる直下型バックライトに用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光拡散性レンズシート。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光拡散性レンズシートのプリズム部の長軸の方向を線状光源の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする直下型バックライト。
【請求項６】
請求項５記載の直下型バックライトを、プリズム部の長軸の方向を液晶テレビの表示面の長手方向に一致するように組み込んだことを特徴とする液晶テレビ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の光拡散性レンズシートに関し、更に詳しくは、光の利用効率が高く、かつ線状光源を用いた直下型バックライトから均一で高品位な光を得ることができる光拡散性レンズシート、該シートを用いた直下型バックライト、及び該バックライトを組み込んだ液晶テレビに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトは導光板の端面に光源を配置したエッジライト型と、複数の光源を配置してその上に光拡散板を配備した直下型のバックライトとがある。近年、表示装置が大型化するのに伴って光の利用効率が高く均質な光が得られる面状の直下型バックライトが要求されている。
直下型バックライトの光源としては、主として、線状からなる陰極線管が多く用いられるが、線状光源を並列してバックライトとした場合は場所による明暗差が生じやすく、特に線状光源の真上と該光源同士の中間部との間で明暗差が生じやすい。そこで、これらの光源からの光を均質にするために、拡散機能のある板状の半透明板である光拡散板を通して面状光源とされるのが通例である。しかし、この光拡散板で光源の配置個所が視認できない程度に光を拡散均質化すると、光の利用効率が悪く、即ち光の透過量が少なくなって画面が暗くなり、一方、光の利用効率を良くしようとすると背後の光源が透けて見えてしまい、画面が見にくくなる。【０００３】
そこで、光の利用効率を上げてなお且つ光源の配置個所が視認できないようにするために、表面に拡散面を形成した光拡散シートを半透明の光拡散板の上に設置して用いることも行われている。しかし、光の透過率を確保して且つ光源の配置個所を視認できないようにするために、半透明の光拡散板の半透明度を調節し、その上に設置する拡散シートを２枚、３枚と重ねて使用しなければならないため、部品数が増大し製造コストが増大するという問題がある。【０００４】
一方、直下型のバックライトでは、表面にプリズム構造を設けたプリズムシートを光拡散板上に設置することにより、出射される光を光拡散板の法線方向へ集中する集光が行われている。しかし、光源の配置個所を視認できなくする効果については、これだけでは不十分である。その上、特に特定方向に光が出射されることによりギラツキが発生し易い。このギラツキは一般に出射光を集光しようとしてレンズ類を設置した場合に起こりやすいものである。従って、表面に拡散面を形成した拡散シートをプリズムシートの上部又は下部に、更に多くの場合、上部及び下部の両方に設置しなければならない。【０００５】
プリズムシートによる出射光の拡散性を高めるために、光拡散粒子を利用して裏面にコーティングしたもの（特許文献１参照）、プリズム形状部を設けた層と光拡散剤が混錬された層との多層フィルム（特許文献２参照）、更にプリズム機構の内部に光拡散粒子を含ませる方法（特許文献３参照）等が提案されている。しかし、これらはいずれも直下型の光源を見えなくする効果と、光の拡散及びプリズムの集光機能を両立できないという問題を含んでいる。即ち、光拡散粒子等が少ないと光源が画面から見えてしまい、多いと集光機能が低下する。【０００６】
一方、直下型の光源の照明装置に於いて透明樹脂の凹凸機構により光の拡散性を得る試みがあり、光源と被照明物との間にプリズム板を設ける方法（特許文献４参照）や、傾斜面のある帯状物を多数設けた光拡散板（特許文献５参照）等、更に、線状光源との位置関係に関した特定の頂角を持つプリズム条列（特許文献６参照）の提案もある。しかしながら、この方法によっても明暗差の解消効果は十分でなく、さらに干渉縞が発生してしまう場合があり、結局均一な光を得ることができない。
【特許文献１】特開平１０−３００９０８号公報
【特許文献２】特開平８−３１３７０８号公報
【特許文献３】特開平１０−６８８０４号公報
【特許文献４】特開平５−３３３３３３号公報
【特許文献５】特開平８−２９７２０２号公報
【特許文献６】特開２００６−１９５２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、上記従来の問題を解消し、光の利用効率が高く、表示面の法線方向に集光するとともにギラツキの発生を抑えて正面から画面が見やすくし、線状光源の使用に由来する明暗差を実質的になくして光源の配置個所を見え難くするとともに光学部材間で起こる干渉縞の発生も抑えて均質な面光源が得られ、更にバックライトの部品数も低減できる光拡散性レンズシート、該シートを用いた直下型バックライト、及び該バックライトを組み込んだ液晶テレビを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、本発明の請求項１に係わる発明は、一方の面に透明な高分子材料からなる実質的に三角柱のプリズム部が、該三角柱の長軸が互いにほぼ平行になるように一定周期で多数配列され、
他方の面には高低差Ａが２μｍ〜３０μｍ、周期Ｂが５０μｍ〜１０００μｍ、Ｂ／Ａが１０〜５０の範囲にある凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して５度〜３０度の振り角度をつけて設けられていることを特徴とする光拡散性レンズシートを内容とする。【０００９】
本発明の請求項２に係わる発明は、プリズム部の配列周期が１０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１記載の光拡散性レンズシートを内容とする。【００１０】
本発明の請求項３に係わる発明は、厚さが５０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の光拡散性レンズシートを内容とする。【００１１】
本発明の請求項４に係わる発明は、並列配列した複数本の線状光源からなる直下型バックライトに用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光拡散性レンズシートを内容とする。【００１２】
本発明の請求項５に係わる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光拡散性レンズシートのプリズム部の長軸の方向を線状光源の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする直下型バックライトを内容とする。【００１３】
本発明の請求項６に係わる発明は、請求項５記載の直下型バックライトを、プリズム部の長軸の方向を液晶テレビの表示面の長手方向に一致するように組み込んだことを特徴とする液晶テレビを内容とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光拡散性レンズシートは、一方の面に三角柱のプリズム部が配列されたレンズ面を有し、他方の面に特定の高低差Ａと周期Ｂと、両者の比Ｂ／Ａをもつ凹凸条列構造からなる拡散面を有する光拡散性レンズシートであるから、これを線状光源を用いた直下型のバックライトの光拡散板上にレンズ面を光の射出側になるようにして設けることにより、バックライトの法線方向の明るさが最高となり光の利用効率が高くなるとともに、光源の配置個所による明暗差が解消されギラツキも発生しない液晶表示装置用のバックライトを実現することができる。
更に、凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して特定の振り角度をつけて設けられているため、干渉縞が発生せず均一な光を発する面光源を得ることができる。
なお、この光拡散性レンズシートは、並列配列した複数本の線状光源からなる直下型バックライトに用いた場合であっても好適な面光源を提供することができ、特に液晶テレビに使用する直下型バックライトのための光拡散性レンズシートとして好適である。
また、プリズム部の長軸方向を線状光源の方向とほぼ一致させるように配置すると、上下方向に発せられる光を制限しつつ、画面の正面及び左右方向には適量の光が発せられるため、本発明の光拡散性レンズシートを配置したバックライトは液晶テレビ用としてさらに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の光拡散性レンズシートのプリズム面と凹凸条列構造面の関係を示す概略説明図である。
【図２】本発明の光拡散性レンズシートのプリズム面側のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の光拡散性レンズシートの凹凸条列構造面側のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  光拡散性レンズシート
２  レンズ面
３  プリズム部
４  拡散面
４ａ  凹凸条列構造
５  凹条列
６  凸条列
Ｌ１  プリズム部の長軸方向と平行な線
Ｌ２  凹凸条列の長軸方向と平行な線
Ｃ  プリズム部の配列周期
Ａ  凹凸条列の高低差
Ｂ  凹凸条列の周期
ｂ１  凹条列の幅
ｂ２  凸条列の幅
α  振り角度
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
前記したように、直下型バックライトの光拡散板上にプリズムシートを設置すると光拡散板の法線方向へ出射光を集光する効果はあるが、光源の配置個所とその間隙に明暗差があるため均一な光を得ることができない。
そこで、プリズム構造のレンズ面の反対面において各種の光拡散の方法を検討したところ、特定の凹凸条列構造をレンズ面の反対側に設け、その条列の長軸方向を線状光源の長軸方向とほぼ一致させると前記の明暗差の解消に非常に効果があるが、同時に干渉縞が発生してしまい、結局均一な面光源を得ることができないことが判明した。
そこで、さらに鋭意研究を進めたところ、干渉縞が発生するのは、凹凸条列方向とプリズム部の長軸方向を一致させたのが原因であることを見出し、プリズム部の長軸方向と凹凸条列の長軸方向の間に５度〜３０度の振り角度をつけることにより、干渉縞の発生を防ぐことができる上に法線方向の明るさも十分であり且つ光源の明暗差を解消することができ、均一な面光源が得られることを見出し本発明に到達した。【００１８】
本発明の光拡散性レンズシートは、その一方の面にプリズム部が設けられ（以下、レンズ面と記す）、他方の面に凹凸条列構造（以下、拡散面と記す）が設けられる。ここで、図１に示すとおり、拡散面４の凹凸条列構造４ａの長軸方向Ｌ２はレンズ面２のプリズム部３の長軸方向Ｌ１に対し振り角度αを付けて設けられる。なお、図１において、プリズム部３は実線で示し、凹凸条列構造４ａは破線で示している。【００１９】
図１及び図２に示すとおり、レンズ面２には実質的に三角柱からなるプリズム形状部の単位からなるプリズム部３が互いにほぼ平行になるように一定周期Ｃで配列される。
このプリズム部３は、三角柱の断面の形状が集光能力を発揮し易い、頂角が６０度より１２０度の形状を選ぶことができる。好ましくは７０度より１１０度の範囲である。三角形の形状は特に限定されず、等辺、不等辺のいずれでもよいが、拡散シートの法線方向に集光性能を向上させる点で二等辺三角形が好ましく、従って、頂角に相対した底辺に隣接して隣の二等辺三角形を順次配置し、頂角の列が長軸となり互いにほぼ平行になるように配列した構造とするのが好ましい。この場合、集光能力が著しく減退しない限り、三角柱の頂角及び底角が曲率を持っても差し支えない。
プリズム部３を配列周期Ｃについては、１０μｍより５００μｍの範囲が出射光の均質性を高めるので好ましく、より好ましくは、３０μｍより２００μｍの範囲である。【００２０】
図１及び図３に示すとおり、拡散面４には線状光源の配置個所による明暗差の解消と特定方向に光が射出して発するギラツキの解消のために凹凸条列構造４ａが設けられる。凹凸条列構造４ａの高低差Ａは２μｍ〜３０μｍである。高低差Ａが２μｍより小さいと明暗差及びギラツキ解消の効果がなく、３０μｍより大きいと凹凸条列構造をプリズムシートの裏面に設けるために高度の加工技術が必要となり、コスト高となるばかりでなく、生産性が低下する。
この凹凸条列構造の周期Ｂは５０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。周期Ｂが５０μｍより小さいとプリズムの集光能力が低下し、１０００μｍより大きいと凹凸条列の数が少なくなるためプリズムとの干渉が減り、その結果、明暗差が増加し外観が不良となる。
高低差Ａに対する周期Ｂの比Ｂ／Ａは１０〜５０の範囲に調整される。この比が１０未満では凹凸条列の数が増加するので正面輝度が低くなり、一方、５０を越えると凹凸条列の数が少なくなり、その結果、プリズムとの干渉が減って明暗差が大きくなり、外観が不良となる。【００２１】
凹凸条列構造４ａにおける凹条列５、凸条列６の断面形状は特に限定されないが、長方形状の四角形、斜面を持つ台形等が挙げられる。
また凹条列５と凸条列６の幅の比（ｂ１／ｂ２）も特に限定されず、上記した特定の周期ごとに細い凹条列、凸条列を設けた構造であっても採用できるが、好ましくは１：４〜４：１とし、更に好ましくは１：２〜２：１とし、最も好ましくは１：１付近とすると、明暗差の解消効果が著しく、ギラツキを抑える効果も著しい。
尚、凹凸条列構造４ａを構成する凹条列，凸条列は直線状である必要はなく、曲線状や波線状であってもよいが、凹凸条列構造のそれぞれの部分において、プリズム部３の長軸に対して５度から３０度の振れ角度とされている必要がある。【００２２】
凹凸条列構造４ａは、図１に示すとおり、プリズム部３の長軸に対して５度〜３０度の振り角度αをつけて設けられる。即ち、凹凸条列構造４ａの方向に平行な線とプリズム部３の長軸方向に平行な線は５度から３０度の角度で交わる。これにより、干渉縞の発生がなくなり、プリズム集光機能も増して法線方向の明るさも上昇する。ここで振り角度が５度より小さくなると干渉縞を起こしやすく、一方、３０度より大きくなると明暗差を解消する効果が得られなくなり、ギラツキも発生してくる。【００２３】
光拡散性レンズシートの材質は透明な高分子材料である限り特に限定されず、通常の光学用の透明樹脂から選ぶことができる。その具体例としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、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等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等を挙げることができる。更に熱可塑性樹脂以外に、アクリル系樹脂等の電離性放射線等により硬化する硬化性樹脂を用いることもできる。
光拡散性レンズシートのレンズ面にプリズム部を形成し、拡散面に凹凸条列構造を形成する方法は、熱可塑性樹脂を用いる方法と硬化性樹脂を用いる方法がある。熱可塑性樹脂の場合には通常の形成方法が可能で、所望の金型内へ射出成形するか、シート状材料を金型により圧縮成形する方法が可能である。
押出成形にあっては、シート状に押し出された材料を加熱下にエンボスするか、溶融押出時に金型ロールに押圧するか、特許第２９２５０６９号に記載されているように、前もって型付けされた離型性シートに挟圧して該型を転写して成形することができる。そして、同時成形する場合は、一方の片面は離型性シートにより、他方の片面は金型ロールによって成形することも出来る。
また、硬化性樹脂において、電離性放射線による場合は紫外線硬化樹脂を使用するのが通常である。一般的には透明な支持体上に硬化性樹脂を塗布後、型内で紫外線を照射して成形される。
なお、レンズ面のプリズム部及び拡散面の凹凸条列構造は別々に形成して、これを貼り合わせてもよく、一体で同時に形成してもよい。【００２４】
以下、本発明の光拡散性レンズシートの使用方法について説明する。
通常、直下型バックライトは複数本の冷陰極線管からなる線状光源を並列に配列し、表示面側に２ｍｍ〜４ｍｍの厚さの光拡散板を設置し、その反対側に光反射板を設置して形成されるが、本発明の光拡散性レンズシートはレンズ面を光の出射側にむけて前記光拡散板の上に設置される。
設置する方向はプリズム部の長軸方向が概ね横向きになっている限り特に限定されず、例えば、線状光源の長軸方向と拡散面の凹凸状列の長軸方向を一致させて設置してもよいし、プリズム部の長軸方向を線状光源の長軸と一致させて設置してもよいし、更にこの中間的な位置でも設置することが出来るが、プリズム部の長軸方向を線状光線の方向とほぼ一致させて設置するのが、出射光が光拡散性レンズシートの法線方向に集光し易い点で好ましい。【００２５】
液晶テレビの場合には、表示面は横長手方が一般的である。そして、表示面の左右斜め方向からも観賞しやすいことが重要であり、上下方向からの観賞はあまり重要でない。従って、表示面の正面方向、左右方向及び左右斜め方向の明るさを確保するには、重要でない上下方向の光を正面方向に集光して出射を調節するのが好ましい。【００２６】
ここで、プリズム部を長軸が互いにほぼ平行になるように配列したレンズシートは、長軸方向と、これに直交する垂直方向とで出射輝度が異なり、このプリズムシートにより垂直方向に拡散する光が正面方向に集光されることは知られている。
従って、液晶テレビのバックライトの線状光源が液晶画面の長手方向に設置されていれば、プリズム部の長軸方向及び凹凸状列構造の長軸方向もほぼ液晶画面の長手方向に向けて光拡散性レンズシートを設置するのが得策である。これにより、やや不必要な上下方向への出射は制限的となり正面方向の明るさと表示面の左右斜め方向の明るさを確保して、均質でマイルドな光源とすることができる。更に、必要とあれば、通常の光拡散シートを更に設置しても良い。この光拡散シートはプリズムシートと併用される場合、プリズムシートを中心として、下拡散用と上拡散用が市販されている。【００２７】
本発明の光拡散性レンズシートの厚さは任意であるが、液晶テレビの組立て作業時の取扱い性の点からは、通常５０μｍより５００μｍが好ましく、連続生産上からは２００μｍより４００μｍが好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【００２９】
実施例１
（光拡散性レンズシートの製造）
ポリカーボネートの透明樹脂「パンライトＬ−１２２５Ｙ」（帝人化成株式会社製）を溶融押出の樹脂温度２９５℃でダイスよりシート状に押し出し、押出されたシート状溶融樹脂を、プリズム部の形状が予め型付けされた離型性シートと、該プリズム部の長軸方向に対し２０度の振り角度をつけて凹凸条列構造をその表面に設けた冷却ロールとの間に挟圧する、特許第２９２５０６９号に記載の方法でレンズシートを製造した。
上記離型性シートは、断面の三角形が頂角１００度で底辺との角が４０度の二等辺三角形である三角柱状を底辺が５０μｍの周期で隣接して長軸が互いに平行になるように配列したものを用いた。また、上記冷却ロールの凹凸条列構造は、平面視直線状の凹凸条列が６０μｍの周期で配列されており、凹凸の高低差Ａが２μｍ、周期Ｂが６０μｍ（凹条列及び凸条列の幅はそれぞれ３０μｍ）、凸条列の断面形状は下底３０μｍ、上底２４μｍの台形状とした。高低差Ａに対する周期Ｂの比Ｂ／Ａは３０である。
得られたシートの厚みは２４０μｍであった。得られた光拡散性レンズシートの光学特性は、次に示す方法で測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００３０】
（光学特性の測定・判定方法）
光拡散性レンズシートの明暗差は、輝度計の受光面を小さくしてバックライトの各部の輝度を測定し、その差を計算することにより測定できる。しかし面光源の品位は肉眼による判定も欠かすことが出来ない。
更にバックライトの品位の特徴付けには特定の方向に強く出射するような光線の存在の有無があり、これはギラツキとして肉眼により判定できる。
従って、輝度計による測定と肉眼による判定とにより、光学特性を評価した。【００３１】
バックライトの構成
線状の陰極線管１６本を横方向に等間隔に列設した縦４００ｍｍ×横７０５ｍｍの３２インチテレビ用のバックライトを点灯する。このバックライトキャビティ内の線状光源の下に光反射板を配置し、かつ上に厚さ２ｍｍの光拡散板「オプトマックス」（住友ベークライト株式会社製）を設置し、光拡散板上に光拡散性レンズシートを設置した。光拡散性レンズシートはレンズ面を出射面側とし、プリズム部の長軸方向を陰極線管の長軸方向と一致させて設置した。【００３２】
輝度の測定
光拡散性レンズシートを設置した面の上方５００ｍｍの距離に、輝度計ミノルタＣＡ−１５００（コニカ・ミノルタ株式会社製）により、測定面積４．８ｃｍ2 として、設置した光拡散性レンズシートの中心点の輝度を測定した。【００３３】
バックライト出射光の外観品位の判定：
ギラツキ：
光源から反射、屈折等により直接各方向からの観賞者の目に入るギラツキ感を下記の基準により目視判定する。
○：ギラツキが見えず、穏やかな出射状況である。
○△：特定の一方向のみ僅かにぎらつきが見える。
△：僅かにギラツキが見えるが、液晶パネルを透過した後は見えなくなる。
×：ギラツキが見え、液晶パネルを透過した後も見える場合がある。【００３４】
線状光源直上とその中間部との明暗差：
線状光源直上とその中間部との明暗差を下記の基準により目視判定する。
○：明暗差が認められない。
○△：○に近く、明暗差が極く僅かに認められる。
△：明暗差が僅かに認められる。
△×：×に近く、明暗差がかなりはっきり認められる。
×：明暗差がはっきり認められる。【００３５】
線状光源直上とその中間部との明暗輝度差：
上記した輝度測定と同様の方法により輝度計トプコンＢＭ−５Ａ（株式会社トプコン社製）を測定面積０．２ｃｍ2 に絞り、バックライト上３００ｍｍまで接近して、２箇所の冷陰極管の直上とその中間点との輝度を測定し、その輝度差を算出して平均値を得た。【００３６】
実施例２
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを１００μｍ（凹条列、凸条列の幅はそれぞれ５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして光拡散性レンズシートを作成し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００３７】
実施例３
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差を１０μｍに変更した以外は実施例２と同様にして光拡散性レンズシートを作成し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００３８】
実施例４
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを５００μｍ（凹条列の幅は４５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更して製造した以外は実施例３と同様にして光拡散性レンズシートを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００３９】
実施例５
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを１５μｍ、周期Ｂを２５０μｍ（凹条列の幅は２００μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして光拡散性レンズシートを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４０】
実施例６
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを３０μｍ、周期Ｂを９００μｍ（凹条列の幅は８５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして光拡散性レンズシートを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４１】
実施例７〜９
冷却ロールの凹凸条列構造の振り角度を５度、１０度、３０度に変更した以外は実施例４と同様にして光拡散性レンズシートを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４２】
比較例１
光拡散性レンズシートに代えて市販の光拡散シートＢＳ３００（恵和株式会社製）を２枚バックライト光拡散板の上に設置した以外は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４３】
比較例２
光拡散性レンズシートに代えて市販の光拡散シートＢＳ７０２（恵和株式会社製）を３枚重ねてバックライトの光拡散板上に設置した以外は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４４】
比較例３
冷却ロールの凹凸状列構造の振り角度を０度に変更した以外は実施例４と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４５】
比較例４
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを３０μｍ（凹条列、凸条列の幅はそれぞれ１５μｍ、凸条列の断面形状は下底１５μｍ、上底１０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例３と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４６】
比較例５
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを４μｍ、周期Ｂを３００μｍ（凹条列の幅は２５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４７】
比較例６
冷却ロールの凹凸条列構造の振り角度を４５度に変更した他は実施例４と同様にして光学シートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４８】
比較例７
光拡散性レンズシートを使用しない他は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。【００４９】
【表１】
2009078055.tif 000003
【００５０】
上記表１の実施例及び比較例から明かなように、通常の厚さ２ｍｍの光拡散板のみでは明暗の輝度差は大きく、肉眼で線状光源とその隙間の明暗差ははっきり認められ、中心輝度も低い（比較例７参照）。これに市販の拡散シートを２枚以上重ねると、肉眼では明暗差がほぼ認められなくなるが、部品数が増えて製造コストが上昇し、生産性が低下してしまう（比較例１，２参照）。
これに対して、レンズ面の反対側に凹凸条列構造を設けることによって、光源の明暗差はほとんど解消される。
更に、高低差Ａに対する周期Ｂ（Ｂ／Ａ）の値が重要であり、この値が１０未満では輝度が低下し（比較例４参照）、一方、５０を越えるとギラツキが大きくなる（比較例５参照）。また、凹凸条列の方向とプリズム部の方向が一致する（振り角度０度）と干渉縞が現れ（比較例３参照）、一方、振り角度が大きすぎるとギラツキが顕著になる（比較例６参照）ことがわかる。
以上の結果、適切な凹凸条列構造をレンズ面の反対面に適切な振り角度で設けることによって、光拡散性レンズシート一枚でも十分にバックライトの品位を改善することができ、輝度の低下もないことが判る（実施例１〜９参照）。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
叙上のとおり、本発明の光拡散性レンズシートは、プリズム部を有するレンズ面の反対側にプリズム部の長軸の方向に対して特定の振り角度をつけて特定の高低差、周期の凹凸条列構造を設けることにより、線状の光源を持つ直下型のバックライトの光源直上と光源間の明暗やギラツキを解消して品位を大きく向上させ、正面の輝度を高くすることができ、更にバックライトの部品数も低減できるので、液晶表示装置用の光拡散シートとして有用である。
【図１】
2009078055.tif 000004
【図２】
2009078055.tif 000005
【図３】
2009078055.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月4日(2008.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列配列した複数本の線状光源からなる直下型バックライトであって、
一方の面に透明な高分子材料からなる実質的に三角柱のプリズム部が、該三角柱の長軸が互いにほぼ平行になるように一定周期で多数配列され、
他方の面には高低差Ａが２μｍ〜３０μｍ、周期Ｂが５０μｍ〜１０００μｍ、Ｂ／Ａが１０〜５０の範囲にある凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して５度〜３０度の振り角度をつけて設けられている光拡散性レンズシートが
前記プリズム部が光の出射側になるよう配置されていることを特徴とする直下型バックライト。
【請求項２】
プリズム部の配列周期が１０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１記載の直下型バックライト。
【請求項３】
厚さが５０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の直下型バックライト。
【請求項４】
光拡散性レンズシートのプリズム部の長軸の方向を線状光源の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の直下型バックライト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の直下型バックライトを、プリズム部の長軸の方向を液晶テレビの表示面の長手方向に一致するように組み込んだことを特徴とする液晶テレビ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】直下型バックライト、及び該バックライトを組み込んだ液晶テレビ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の直下型バックライトに関し、更に詳しくは、光の利用効率が高く、かつ線状光源を用いて均一で高品位な光を得ることができる直下型バックライト、及び該バックライトを組み込んだ液晶テレビに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトは導光板の端面に光源を配置したエッジライト型と、複数の光源を配置してその上に光拡散板を配備した直下型のバックライトとがある。近年、表示装置が大型化するのに伴って光の利用効率が高く均質な光が得られる面状の直下型バックライトが要求されている。
直下型バックライトの光源としては、主として、線状からなる陰極線管が多く用いられるが、線状光源を並列してバックライトとした場合は場所による明暗差が生じやすく、特に線状光源の真上と該光源同士の中間部との間で明暗差が生じやすい。そこで、これらの光源からの光を均質にするために、拡散機能のある板状の半透明板である光拡散板を通して面状光源とされるのが通例である。しかし、この光拡散板で光源の配置個所が視認できない程度に光を拡散均質化すると、光の利用効率が悪く、即ち光の透過量が少なくなって画面が暗くなり、一方、光の利用効率を良くしようとすると背後の光源が透けて見えてしまい、画面が見にくくなる。
【０００３】
そこで、光の利用効率を上げてなお且つ光源の配置個所が視認できないようにするために、表面に拡散面を形成した光拡散シートを半透明の光拡散板の上に設置して用いることも行われている。しかし、光の透過率を確保して且つ光源の配置個所を視認できないようにするために、半透明の光拡散板の半透明度を調節し、その上に設置する拡散シートを２枚、３枚と重ねて使用しなければならないため、部品数が増大し製造コストが増大するという問題がある。
【０００４】
一方、直下型のバックライトでは、表面にプリズム構造を設けたプリズムシートを光拡散板上に設置することにより、出射される光を光拡散板の法線方向へ集中する集光が行われている。しかし、光源の配置個所を視認できなくする効果については、これだけでは不十分である。その上、特に特定方向に光が出射されることによりギラツキが発生し易い。このギラツキは一般に出射光を集光しようとしてレンズ類を設置した場合に起こりやすいものである。従って、表面に拡散面を形成した拡散シートをプリズムシートの上部又は下部に、更に多くの場合、上部及び下部の両方に設置しなければならない。
【０００５】
プリズムシートによる出射光の拡散性を高めるために、光拡散粒子を利用して裏面にコーティングしたもの（特許文献１参照）、プリズム形状部を設けた層と光拡散剤が混錬された層との多層フィルム（特許文献２参照）、更にプリズム機構の内部に光拡散粒子を含ませる方法（特許文献３参照）等が提案されている。しかし、これらはいずれも直下型の光源を見えなくする効果と、光の拡散及びプリズムの集光機能を両立できないという問題を含んでいる。即ち、光拡散粒子等が少ないと光源が画面から見えてしまい、多いと集光機能が低下する。
【０００６】
一方、直下型の光源の照明装置に於いて透明樹脂の凹凸機構により光の拡散性を得る試みがあり、光源と被照明物との間にプリズム板を設ける方法（特許文献４参照）や、傾斜面のある帯状物を多数設けた光拡散板（特許文献５参照）等、更に、線状光源との位置関係に関した特定の頂角を持つプリズム条列（特許文献６参照）の提案もある。しかしながら、この方法によっても明暗差の解消効果は十分でなく、さらに干渉縞が発生してしまう場合があり、結局均一な光を得ることができない。
【特許文献１】特開平１０−３００９０８号公報
【特許文献２】特開平８−３１３７０８号公報
【特許文献３】特開平１０−６８８０４号公報
【特許文献４】特開平５−３３３３３３号公報
【特許文献５】特開平８−２９７２０２号公報
【特許文献６】特開２００６−１９５２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、上記従来の問題を解消し、光の利用効率が高く、表示面の法線方向に集光するとともにギラツキの発生を抑えて正面から画面が見やすくし、線状光源の使用に由来する明暗差を実質的になくして光源の配置個所を見え難くするとともに光学部材間で起こる干渉縞の発生も抑えて均質な面光源が得られる直下型バックライト、及び該バックライトを組み込んだ液晶テレビを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、本発明の請求項１に係わる発明は、並列配列した複数本の線状光源からなる直下型バックライトであって、
一方の面に透明な高分子材料からなる実質的に三角柱のプリズム部が、該三角柱の長軸が互いにほぼ平行になるように一定周期で多数配列され、
他方の面には高低差Ａが２μｍ〜３０μｍ、周期Ｂが５０μｍ〜１０００μｍ、Ｂ／Ａが１０〜５０の範囲にある凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して５度〜３０度の振り角度をつけて設けられている光拡散性レンズシートが
前記プリズム部が光の出射側になるよう配置されていることを特徴とする直下型バックライトを内容とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係わる発明は、プリズム部の配列周期が１０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１記載の直下型バックライトを内容とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係わる発明は、厚さが５０μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の直下型バックライトを内容とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係わる発明は、光拡散性レンズシートのプリズム部の長軸の方向を線状光源の方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の直下型バックライトを内容とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係わる発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の直下型バックライトを、プリズム部の長軸の方向を液晶テレビの表示面の長手方向に一致するように組み込んだことを特徴とする液晶テレビを内容とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の直下型バックライトは、一方の面に三角柱のプリズム部が配列されたレンズ面を有し、他方の面に特定の高低差Ａと周期Ｂと、両者の比Ｂ／Ａをもつ凹凸条列構造からなる拡散面を有する光拡散性レンズシートを、線状光源を用いた直下型のバックライトの光拡散板上にレンズ面を光の射出側になるようにして設けることにより、バックライトの法線方向の明るさが最高となり光の利用効率が高くなるとともに、光源の配置個所による明暗差が解消されギラツキも発生しない。
更に、凹凸条列構造が、プリズム部の長軸に対して特定の振り角度をつけて設けられているため、干渉縞が発生せず均一な光を発する面光源を得ることができる。
なお、この直下型バックライトは、並列配列した複数本の線状光源が用いられているにもかかわらず好適な面光源を提供することができ、特に液晶テレビに使用する直下型バックライトとして好適である。
また、上記の光拡散性レンズシートをプリズム部の長軸方向を線状光源の方向とほぼ一致させるように配置すると、上下方向に発せられる光を制限しつつ、画面の正面及び左右方向には適量の光が発せられるため、このような直下型バックライトは液晶テレビ用としてさらに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
前記したように、光拡散板上にプリズムシートが設置された直下型バックライトでは光拡散板の法線方向へ出射光を集光する効果はあるが、光源の配置個所とその間隙に明暗差があるため均一な光を得ることができない。
そこで、プリズム構造のレンズ面の反対面において各種の光拡散の方法を検討したところ、特定の凹凸条列構造をレンズ面の反対側に設け、その条列の長軸方向を線状光源の長軸方向とほぼ一致させると前記の明暗差の解消に非常に効果があるが、同時に干渉縞が発生してしまい、結局均一な面光源を得ることができないことが判明した。
そこで、さらに鋭意研究を進めたところ、干渉縞が発生するのは、凹凸条列方向とプリズム部の長軸方向を一致させたのが原因であることを見出し、プリズム部の長軸方向と凹凸条列の長軸方向の間に５度〜３０度の振り角度をつけることにより、干渉縞の発生を防ぐことができる上に法線方向の明るさも十分であり且つ光源の明暗差を解消することができ、均一な面光源が得られることを見出し本発明に到達した。
【００１５】
本発明で用いる光拡散性レンズシートは、その一方の面にプリズム部が設けられ（以下、レンズ面と記す）、他方の面に凹凸条列構造（以下、拡散面と記す）が設けられる。ここで、図１に示すとおり、拡散面４の凹凸条列構造４ａの長軸方向Ｌ２はレンズ面２のプリズム部３の長軸方向Ｌ１に対し振り角度αを付けて設けられる。なお、図１において、プリズム部３は実線で示し、凹凸条列構造４ａは破線で示している。
【００１６】
図１及び図２に示すとおり、レンズ面２には実質的に三角柱からなるプリズム形状部の単位からなるプリズム部３が互いにほぼ平行になるように一定周期Ｃで配列される。
このプリズム部３は、三角柱の断面の形状が集光能力を発揮し易い、頂角が６０度より１２０度の形状を選ぶことができる。好ましくは７０度より１１０度の範囲である。三角形の形状は特に限定されず、等辺、不等辺のいずれでもよいが、拡散シートの法線方向に集光性能を向上させる点で二等辺三角形が好ましく、従って、頂角に相対した底辺に隣接して隣の二等辺三角形を順次配置し、頂角の列が長軸となり互いにほぼ平行になるように配列した構造とするのが好ましい。この場合、集光能力が著しく減退しない限り、三角柱の頂角及び底角が曲率を持っても差し支えない。
プリズム部３を配列周期Ｃについては、１０μｍより５００μｍの範囲が出射光の均質性を高めるので好ましく、より好ましくは、３０μｍより２００μｍの範囲である。
【００１７】
図１及び図３に示すとおり、拡散面４には線状光源の配置個所による明暗差の解消と特定方向に光が射出して発するギラツキの解消のために凹凸条列構造４ａが設けられる。凹凸条列構造４ａの高低差Ａは２μｍ〜３０μｍである。高低差Ａが２μｍより小さいと明暗差及びギラツキ解消の効果がなく、３０μｍより大きいと凹凸条列構造をプリズムシートの裏面に設けるために高度の加工技術が必要となり、コスト高となるばかりでなく、生産性が低下する。
この凹凸条列構造の周期Ｂは５０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５０μｍ〜５００μｍである。周期Ｂが５０μｍより小さいとプリズムの集光能力が低下し、１０００μｍより大きいと凹凸条列の数が少なくなるためプリズムとの干渉が減り、その結果、明暗差が増加し外観が不良となる。
高低差Ａに対する周期Ｂの比Ｂ／Ａは１０〜５０の範囲に調整される。この比が１０未満では凹凸条列の数が増加するので正面輝度が低くなり、一方、５０を越えると凹凸条列の数が少なくなり、その結果、プリズムとの干渉が減って明暗差が大きくなり、外観が不良となる。
【００１８】
凹凸条列構造４ａにおける凹条列５、凸条列６の断面形状は特に限定されないが、長方形状の四角形、斜面を持つ台形等が挙げられる。
また凹条列５と凸条列６の幅の比（ｂ１／ｂ２）も特に限定されず、上記した特定の周期ごとに細い凹条列、凸条列を設けた構造であっても採用できるが、好ましくは１：４〜４：１とし、更に好ましくは１：２〜２：１とし、最も好ましくは１：１付近とすると、明暗差の解消効果が著しく、ギラツキを抑える効果も著しい。
尚、凹凸条列構造４ａを構成する凹条列，凸条列は直線状である必要はなく、曲線状や波線状であってもよいが、凹凸条列構造のそれぞれの部分において、プリズム部３の長軸に対して５度から３０度の振れ角度とされている必要がある。
【００１９】
凹凸条列構造４ａは、図１に示すとおり、プリズム部３の長軸に対して５度〜３０度の振り角度αをつけて設けられる。即ち、凹凸条列構造４ａの方向に平行な線とプリズム部３の長軸方向に平行な線は５度から３０度の角度で交わる。これにより、干渉縞の発生がなくなり、プリズム集光機能も増して法線方向の明るさも上昇する。ここで振り角度が５度より小さくなると干渉縞を起こしやすく、一方、３０度より大きくなると明暗差を解消する効果が得られなくなり、ギラツキも発生してくる。
【００２０】
光拡散性レンズシートの材質は透明な高分子材料である限り特に限定されず、通常の光学用の透明樹脂から選ぶことができる。その具体例としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、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等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等を挙げることができる。更に熱可塑性樹脂以外に、アクリル系樹脂等の電離性放射線等により硬化する硬化性樹脂を用いることもできる。
光拡散性レンズシートのレンズ面にプリズム部を形成し、拡散面に凹凸条列構造を形成する方法は、熱可塑性樹脂を用いる方法と硬化性樹脂を用いる方法がある。熱可塑性樹脂の場合には通常の形成方法が可能で、所望の金型内へ射出成形するか、シート状材料を金型により圧縮成形する方法が可能である。
押出成形にあっては、シート状に押し出された材料を加熱下にエンボスするか、溶融押出時に金型ロールに押圧するか、特許第２９２５０６９号に記載されているように、前もって型付けされた離型性シートに挟圧して該型を転写して成形することができる。そして、同時成形する場合は、一方の片面は離型性シートにより、他方の片面は金型ロールによって成形することも出来る。
また、硬化性樹脂において、電離性放射線による場合は紫外線硬化樹脂を使用するのが通常である。一般的には透明な支持体上に硬化性樹脂を塗布後、型内で紫外線を照射して成形される。
なお、レンズ面のプリズム部及び拡散面の凹凸条列構造は別々に形成して、これを貼り合わせてもよく、一体で同時に形成してもよい。
【００２１】
以下、光拡散性レンズシートの設置方法について説明する。
通常、直下型バックライトは複数本の冷陰極線管からなる線状光源を並列に配列し、表示面側に２ｍｍ〜４ｍｍの厚さの光拡散板を設置し、その反対側に光反射板を設置して形成されるが、この光拡散性レンズシートはレンズ面を光の出射側にむけて前記光拡散板の上に設置される。
設置する方向はプリズム部の長軸方向が概ね横向きになっている限り特に限定されず、例えば、線状光源の長軸方向と拡散面の凹凸状列の長軸方向を一致させて設置してもよいし、プリズム部の長軸方向を線状光源の長軸と一致させて設置してもよいし、更にこの中間的な位置でも設置することが出来るが、プリズム部の長軸方向を線状光線の方向とほぼ一致させて設置するのが、出射光が光拡散性レンズシートの法線方向に集光し易い点で好ましい。
【００２２】
液晶テレビの場合には、表示面は横長手方が一般的である。そして、表示面の左右斜め方向からも観賞しやすいことが重要であり、上下方向からの観賞はあまり重要でない。従って、表示面の正面方向、左右方向及び左右斜め方向の明るさを確保するには、重要でない上下方向の光を正面方向に集光して出射を調節するのが好ましい。
【００２３】
ここで、プリズム部を長軸が互いにほぼ平行になるように配列したレンズシートは、長軸方向と、これに直交する垂直方向とで出射輝度が異なり、このプリズムシートにより垂直方向に拡散する光が正面方向に集光されることは知られている。
従って、液晶テレビのバックライトの線状光源が液晶画面の長手方向に設置されていれば、プリズム部の長軸方向及び凹凸状列構造の長軸方向もほぼ液晶画面の長手方向に向けて光拡散性レンズシートを設置するのが得策である。これにより、やや不必要な上下方向への出射は制限的となり正面方向の明るさと表示面の左右斜め方向の明るさを確保して、均質でマイルドな光源とすることができる。更に、必要とあれば、通常の光拡散シートを更に設置しても良い。この光拡散シートはプリズムシートと併用される場合、プリズムシートを中心として、下拡散用と上拡散用が市販されている。
【００２４】
本発明で用いる光拡散性レンズシートの厚さは任意であるが、液晶テレビの組立て作業時の取扱い性の点からは、通常５０μｍより５００μｍが好ましく、連続生産上からは２００μｍより４００μｍが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
（光拡散性レンズシートの製造）
ポリカーボネートの透明樹脂「パンライトＬ−１２２５Ｙ」（帝人化成株式会社製）を溶融押出の樹脂温度２９５℃でダイスよりシート状に押し出し、押出されたシート状溶融樹脂を、プリズム部の形状が予め型付けされた離型性シートと、該プリズム部の長軸方向に対し２０度の振り角度をつけて凹凸条列構造をその表面に設けた冷却ロールとの間に挟圧する、特許第２９２５０６９号に記載の方法でレンズシートを製造した。
上記離型性シートは、断面の三角形が頂角１００度で底辺との角が４０度の二等辺三角形である三角柱状を底辺が５０μｍの周期で隣接して長軸が互いに平行になるように配列したものを用いた。また、上記冷却ロールの凹凸条列構造は、平面視直線状の凹凸条列が６０μｍの周期で配列されており、凹凸の高低差Ａが２μｍ、周期Ｂが６０μｍ（凹条列及び凸条列の幅はそれぞれ３０μｍ）、凸条列の断面形状は下底３０μｍ、上底２４μｍの台形状とした。高低差Ａに対する周期Ｂの比Ｂ／Ａは３０である。
得られたシートの厚みは２４０μｍであった。得られた光拡散性レンズシートを下記のバックライトの上に設置して得られた直下型バックライトの光学特性は、次に示す方法で測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００２７】
（光学特性の測定・判定方法）
直下型バックライトの明暗差は、輝度計の受光面を小さくしてバックライトの各部の輝度を測定し、その差を計算することにより測定できる。しかし面光源の品位は肉眼による判定も欠かすことが出来ない。
更にバックライトの品位の特徴付けには特定の方向に強く出射するような光線の存在の有無があり、これはギラツキとして肉眼により判定できる。
従って、輝度計による測定と肉眼による判定とにより、光学特性を評価した。
【００２８】
バックライトの構成
線状の陰極線管１６本を横方向に等間隔に列設した縦４００ｍｍ×横７０５ｍｍの３２インチテレビ用のバックライトを点灯する。このバックライトキャビティ内の線状光源の下に光反射板を配置し、かつ上に厚さ２ｍｍの光拡散板「オプトマックス」（住友ベークライト株式会社製）を設置し、光拡散板上に光拡散性レンズシートを設置した。光拡散性レンズシートはレンズ面を出射面側とし、プリズム部の長軸方向を陰極線管の長軸方向と一致させて設置した。
【００２９】
輝度の測定
光拡散性レンズシートを設置した面の上方５００ｍｍの距離に、輝度計ミノルタＣＡ−１５００（コニカ・ミノルタ株式会社製）により、測定面積４．８ｃｍ2 として、設置した光拡散性レンズシートの中心点の輝度を測定した。
【００３０】
バックライト出射光の外観品位の判定：
ギラツキ：
光源から反射、屈折等により直接各方向からの観賞者の目に入るギラツキ感を下記の基準により目視判定する。
○：ギラツキが見えず、穏やかな出射状況である。
○△：特定の一方向のみ僅かにぎらつきが見える。
△：僅かにギラツキが見えるが、液晶パネルを透過した後は見えなくなる。
×：ギラツキが見え、液晶パネルを透過した後も見える場合がある。
【００３１】
線状光源直上とその中間部との明暗差：
線状光源直上とその中間部との明暗差を下記の基準により目視判定する。
○：明暗差が認められない。
○△：○に近く、明暗差が極く僅かに認められる。
△：明暗差が僅かに認められる。
△×：×に近く、明暗差がかなりはっきり認められる。
×：明暗差がはっきり認められる。
【００３２】
線状光源直上とその中間部との明暗輝度差：
上記した輝度測定と同様の方法により輝度計トプコンＢＭ−５Ａ（株式会社トプコン社製）を測定面積０．２ｃｍ2 に絞り、バックライト上３００ｍｍまで接近して、２箇所の冷陰極管の直上とその中間点との輝度を測定し、その輝度差を算出して平均値を得た。
【００３３】
実施例２
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを１００μｍ（凹条列、凸条列の幅はそれぞれ５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして光拡散性レンズシートを作成し、これを上記のバックライトの上に設置して得られた直下型バックライトについて、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３４】
実施例３
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差を１０μｍに変更した以外は実施例２と同様にして直下型バックライトを作成し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３５】
実施例４
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを５００μｍ（凹条列の幅は４５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更して製造した以外は実施例３と同様にして直下型バックライトを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３６】
実施例５
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを１５μｍ、周期Ｂを２５０μｍ（凹条列の幅は２００μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして直下型バックライトを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３７】
実施例６
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを３０μｍ、周期Ｂを９００μｍ（凹条列の幅は８５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にして直下型バックライトを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３８】
実施例７〜９
冷却ロールの凹凸条列構造の振り角度を５度、１０度、３０度に変更した以外は実施例４と同様にして直下型バックライトを製造し、その光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００３９】
比較例１
光拡散性レンズシートに代えて市販の光拡散シートＢＳ３００（恵和株式会社製）を２枚バックライト光拡散板の上に設置した以外は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４０】
比較例２
光拡散性レンズシートに代えて市販の光拡散シートＢＳ７０２（恵和株式会社製）を３枚重ねてバックライトの光拡散板上に設置した以外は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４１】
比較例３
冷却ロールの凹凸状列構造の振り角度を０度に変更した以外は実施例４と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４２】
比較例４
冷却ロールの凹凸条列構造の周期Ｂを３０μｍ（凹条列、凸条列の幅はそれぞれ１５μｍ、凸条列の断面形状は下底１５μｍ、上底１０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例３と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４３】
比較例５
冷却ロールの凹凸条列構造の高低差Ａを４μｍ、周期Ｂを３００μｍ（凹条列の幅は２５０μｍ、凸条列の幅は５０μｍ、凸条列の断面形状は下底５０μｍ、上底３０μｍ）の台形状に変更した以外は実施例１と同様にしてシートを製造し、得られたシートの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４４】
比較例６
冷却ロールの凹凸条列構造の振り角度を４５度に変更した他は実施例４と同様にして光学シートを得て、これを上記のバックライトの上に設置して直下型バックライトを製造し、得られた直下型バックライトの光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４５】
比較例７
光拡散性レンズシートを使用しない他は実施例１と同様にして光学特性を測定・判定した。測定・判定結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
上記表１の実施例及び比較例から明かなように、通常の厚さ２ｍｍの光拡散板のみでは明暗の輝度差は大きく、肉眼で線状光源とその隙間の明暗差ははっきり認められ、中心輝度も低い（比較例７参照）。これに市販の拡散シートを２枚以上重ねると、肉眼では明暗差がほぼ認められなくなるが、部品数が増えて製造コストが上昇し、生産性が低下してしまう（比較例１，２参照）。
これに対して、レンズ面の反対側に凹凸条列構造を設けることによって、光源の明暗差はほとんど解消される。
更に、高低差Ａに対する周期Ｂ（Ｂ／Ａ）の値が重要であり、この値が１０未満では輝度が低下し（比較例４参照）、一方、５０を越えるとギラツキが大きくなる（比較例５参照）。また、凹凸条列の方向とプリズム部の方向が一致する（振り角度０度）と干渉縞が現れ（比較例３参照）、一方、振り角度が大きすぎるとギラツキが顕著になる（比較例６参照）ことがわかる。
以上の結果、適切な凹凸条列構造をレンズ面の反対面に適切な振り角度で設けることによって、光拡散性レンズシート一枚でも十分にバックライトの品位を改善することができ、輝度の低下もないことが判る（実施例１〜９参照）。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
叙上のとおり、本発明の直下型バックライトは、光拡散性レンズシートのプリズム部を有するレンズ面の反対側にプリズム部の長軸の方向に対して特定の振り角度をつけて特定の高低差、周期の凹凸条列構造を設けることにより、線状の光源を持つ直下型のバックライトの光源直上と光源間の明暗やギラツキを解消して品位を大きく向上させ、正面の輝度を高くすることができ、更にバックライトの部品数も低減できるので、液晶表示装置用の直下型バックライトとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明で用いる光拡散性レンズシートのプリズム面と凹凸条列構造面の関係を示す概略説明図である。
【図２】本発明で用いる光拡散性レンズシートのプリズム面側のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明で用いる光拡散性レンズシートの凹凸条列構造面側のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  光拡散性レンズシート
２  レンズ面
３  プリズム部
４  拡散面
４ａ  凹凸条列構造
５  凹条列
６  凸条列
Ｌ１  プリズム部の長軸方向と平行な線
Ｌ２  凹凸条列の長軸方向と平行な線
Ｃ  プリズム部の配列周期
Ａ  凹凸条列の高低差
Ｂ  凹凸条列の周期
ｂ１  凹条列の幅
ｂ２  凸条列の幅
α  振り角度
【国際調査報告】
2009078055.tif 000007
2009078055.tif 000008
2009078055.tif 000009
2009078055.tif 000010