(57)【要約】【課題】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、高い輝度と輝度均斉度有し、環境に影響されにくい直下型バックライト装置を提供する。【解決手段】本発明の直下型バックライト装置は、反射板４と、複数の線状光源３と、複数の光拡散板２１，２２と、拡散シート１とをこの順に備えている。各光拡散板２１，２２の光出射側の面には、Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造であるプリズム条列が形成されている。各光拡散板２１，２２の板厚は、それぞれ０．４ｍｍ〜５．０ｍｍである。【選択図】図１
2006302876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、光源からの光を反射する反射板と、複数の光拡散板とが、反射板、光源、複数の光拡散板の順で配置されて構成される直下型バックライト装置であって、
各光拡散板の板厚は、それぞれ０．４ｍｍ〜５．０ｍｍであり、
少なくとも一枚の光拡散板の少なくとも一方の主面の一部または全部に、Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を有することを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項２】
請求項１に記載された直下型バックライト装置であって、
Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造の形状は、断面三角形状でその頂角が６０〜１７０度の線状プリズムが略平行に複数並んだ断面鋸歯状プリズム条列であり、
前記線状プリズムの底面部分の幅方向の寸法が２０μｍ〜７００μｍであることを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項３】
請求項２に記載された直下型バックライト装置であって、
前記複数の光源は、並列配置された複数の線状光源であり、
プリズム条列を持つ光拡散板のうち、少なくとも１枚の光拡散板のプリズム条列の稜線方向が、線状光源の長手方向となす角が６０度以下であることを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載された直下型バックライト装置であって、
Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造は、光拡散板の光源から遠い側の面のみに設けられていることを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４に記載された直下型バックライト装置であって、
少なくとも一枚の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９５％以下で、かつヘーズが４０％以上９４％以下であることを特徴とする直下型バックライト装置。
【請求項６】
請求項１，２，４，または５に記載された直下型バックライト装置であって、前記光源が点状光源であることを特徴とする直下型バックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、輝度と輝度均斉度が良く、低コストで耐湿性のよい直下型バックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
直下型バックライト装置の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、蛍光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蛍光管と蛍光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、蛍光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。
【０００５】
従来、直下型バックライト装置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凹凸構造を形成し、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。
【０００６】
また、輝度均斉度を保ち、薄く高輝度な直下型バックライトを得るため、二枚に分かれた拡散板を使用する技術が提案されている（特許文献６）。しかしこの技術を用いると二枚の光拡散板で光が減衰されるため、高輝度なバックライトを得るという目的は十分に果たされていなかった。
【０００７】
直下型バックライト装置の光線を液晶パネルの面全体へ高い輝度で投光させるために、バックライト装置の光源と液晶パネルとの間に、拡散板と数枚の光学シートがセットされている。光学シートのうち、とくに、厚み５０μｍから３００μｍ程度の透明シート上に微細な断面鋸歯状のプリズム条列を有するプリズムシートは、高輝度を要求される直下型バックライト装置のほとんどに使用されている。
【０００８】
しかし、該プリズムシートは、微細で精密なプリズム条列を形成するために、精密加工が必要であることにより高価な形状付与ロールが使用されることと、さらにそのロールをシートへ押し付けて正確に形状を転写するといった、生産速度と歩留まりの向上が困難な工程を要すること、の二つの理由により製造コストが高価であるため、バックライト装置ひいては液晶ディスプレイのコストが上がってしまうという問題があった。
【０００９】
また、プリズムシートは、前述したような微細プリズム状列を形成するために、吸湿性の大きい素材から成る場合が多く、さらに薄く変形しやすいため、液晶ディスプレイ使用中に吸湿により変形し、表示にむらを発生させるという問題もあった。
【００１０】
なお、このような問題は、光源として線状光源を用いた場合に限らず、ＬＥＤ等の点状光源を用いた場合でも同様に生じていた。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−２７３７６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１７４８１３号公報
【特許文献３】特開平５−３３３３３３号公報
【特許文献４】特開平８−２９７２０２号公報
【特許文献５】特開２０００−１８２４１８号公報
【特許文献６】特開平１０−１０４６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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バランスが良く、環境に影響されにくいバックライトを、低コストで実現し得る手段を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは前期課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、直下型バックライト装置において、輝度均斉度改善の効果が十分でない光拡散板の少なくとも一つの主面に特定の凹凸構造を設ける技術と、輝度が減少してしまうおそれがある拡散板を複数配置する技術を組み合わせることにより、高価なプリズムシートなしで、高輝度で輝度均斉度が良く、環境に影響されにく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。
【００１４】
具体的には、直下型バックライト装置において、各光拡散板の板厚がそれぞれ０．４ｍｍ〜５．０ｍｍであり、その少なくとも一枚の光拡散板の少なくとも一方の主面の一部または全部にＲｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を有するものを使用することによって、低コストかつ高輝度の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。
【００１５】
すなわち、本発明は、
（１）  複数の光源と、光源からの光を反射する反射板と、複数の光拡散板とが、反射板、光源、複数の光拡散板の順で配置されて構成される直下型バックライト装置であって、各光拡散板の板厚はそれぞれ０．４ｍｍ〜５．０ｍｍであり、少なくとも一枚の光拡散板の少なくとも一方の主面の一部または全部にＲｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を有することを特徴とする直下型バックライト装置、
（２）  Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造の形状は、断面三角形状でその頂角が６０〜１７０度の線状プリズムが略平行に複数並んだ断面鋸歯状プリズム条列であり、前記線状プリズムの底面部分の幅方向（線状プリズムの長手方向に直交する方向：線状プリズムの短手方向）の寸法が２０μｍ〜７００μｍであることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
（３）  前記複数の光源は、並列配置された複数の線状光源であり、プリズム条列を持つ光拡散板のうち、少なくとも１枚の光拡散板のプリズム条列の稜線方向が、線状光源の長手方向となす角が６０度以下であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
（４）  Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造は、光拡散板の光源から遠い側の面のみに設けられていることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
（５）  少なくとも一枚の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９５％以下で、かつヘーズが４０％以上９４％以下であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、および
（６）    記光源が点状光源であることを特徴とする前記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、
（７）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前記直下型バックライト装置を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の直下型バックライト装置は、高価で耐湿性のないプリズムシートを使用せずとも、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る。本発明によって低コストで輝度が高く、輝度均斉度が良く、環境に影響されにくいバックライト装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、複数の光源と、光源からの光を反射する反射板と、複数の光拡散板とが、反射板、光源、複数の光拡散板の順で配置されて構成される直下型バックライト装置であって、各光拡散板の板厚がそれぞれ０．４ｍｍ〜５．０ｍｍであり、少なくとも一枚の光拡散板の少なくとも一方の主面の一部または全部にＲｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を有することを特徴とする直下型バックライト装置である。
【００１８】
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、並列配置された複数本の線状光源３と、線状光源３からの光を反射する反射板４と、線状光源３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２１と、光拡散板２１からの出射光を拡散照射する光拡散板２２と、光拡散板２２の線状光源３から遠い側に設けられる拡散シート１とを備えている。
【００１９】
光拡散板２１において、線状光源３から遠い側の面に、その頂角５１の線状プリズムが略平行に複数配置された断面鋸歯状のプリズム条列が設けられている。また、光拡散板２２において、線状光源３から遠い側の面に、その頂角５２の線状プリズムが略平行に複数配置された断面鋸歯状のプリズム条列が設けられている。
【００２０】
なお、本態様では、光拡散板の一方の面にのみ凹凸構造であるプリズム条列を形成したが、その両面に形成してもよい。また、凹凸構造であるプリズム条列を線状光源から遠い側の面に形成したが、線状光源に近い側の面に形成してもよい。また、複数の光拡散板のそれぞれに凹凸構造であるプリズム条列を形成したが、いずれか一方の光拡散板にのみ凹凸構造を形成してもよい。また、凹凸構造としてプリズム条列を採用したが、これには限定されない。
【００２１】
さらに、輝度向上のための光学部材（図示しない）として、下記２種類の部材のうちいずれかを、拡散シート１の、線状光源３から遠い側に設置してもよい。
（１）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。
（２）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。
【００２２】
本発明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Ｕ字状、Ｎ字状又はＷ字状の形状のものを使用することができる。光源としての輝度均一性からは冷陰極管が好ましく、色再現性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、線状とみなすことができる光源が複数であるとする。
【００２３】
線状光源の中心間の距離は、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。上記数値範囲より小さいと消費電力が大きくなりすぎ、上記数値範囲より大きいと輝度均斉度が悪化する。線状光源の中心と光源に一番近い光拡散板の光源に近い側の面との距離も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。上記数値範囲より小さいと輝度均斉度が悪化し、上記数値範囲より大きいと輝度が悪化する。
【００２４】
なお、本実施の態様では、光源として線状光源を採用しているが、ＬＥＤ等の点状光源を複数並べた構成とすることができる。この場合には、ＬＥＤ等の点状光源を規則的な配置やランダムな配置とすることができる。ただし、点状光源は、例えば格子状等のように規則的に配置されることが好ましい。また、光源として点状光源を用いた場合には、点状光源の中心間の距離は、前記線状光源の場合と同様の理由から、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。また、点状光源の中心と、光拡散板の当該点状光源に近い側の面との距離は、前記線状光源の場合と同様の理由から、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。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明装置に用いる光拡散板は、輝度均斉度を向上し、光の出射方向を調整し、バックライト装置の輝度を向上するために使用される。特に表面に凹凸構造のある光拡散板は光の出射方向の調整に優れるために、輝度向上の効果が大きい。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凹凸において、光が拡散され、光源から遠い側の光出射面から出射される。
【００２７】
光拡散板を複数使用することにより、輝度均斉度を向上することができる。枚数が１枚では輝度均斉度の向上が十分でない場合がある。輝度と輝度均斉度のバランスをより改善し、かつより軽量で低コストなバックライト装置を得るために、使用する光拡散板の枚数は２枚から４枚が好ましく、２枚から３枚がより好ましい。
【００２８】
近接する光拡散板間の最短距離は０ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、０ｍｍ以上４０ｍｍ以下がより好ましく、０ｍｍ以上２０ｍｍ以下がさらに好ましい。この間隔が上記数値範囲より大きいとバックライト装置の輝度が低下してしまうおそれがある。
【００２９】
複数の光拡散板の間には、何も配置されないことが好ましいが、プリズムシートや拡散シート等の光学シートが配置されていてもよい。
【００３０】
本発明のバックライト装置では、少なくとも一枚の光拡散板の少なくとも一方の主面の一部または全部に凹凸構造を有することが好ましい。凹凸構造を持つ光拡散板を備えることにより十分に輝度を向上できる。光の出射方向を適度に絞り、それによって出射面の法線方向から大きく傾いた方向でも輝度を確保するためには、凹凸構造を持つ光拡散板の枚数は１枚から４枚が好ましく、２枚から３枚がより好ましい。
【００３１】
本発明の光拡散板表面の凹凸構造は、最大高さＲｚ値が２００μｍ以下である。Ｒｚ値が２００μｍを超えると加工が困難になるために、凹凸構造を均一に形成することができなくなり、ひいては輝度均斉度が悪化してしまう。バックライト装置の輝度と輝度均斉度のバランスをより改善し、光拡散板の加工をより容易にするために、光拡散板表面の凹凸構造はＲｚ値が２μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、４μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましく、８μｍ以上１００μｍ以下であることが最も好ましい。
【００３２】
本発明において表面の最大高さＲｚ値と算術平均高さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠して、対象面に直角な平面で対象面を切断したときにその切り口に現れる断面曲線から、所定の波長より長い成分を位相補償形高域フィルタで除去した粗さ曲線について求めることができ、あるいは、超深度形状測定顕微鏡などを用いて直読することもできる。
【００３３】
凹凸構造の形状は特に限定されないが、半球状突起、円錐状突起、角錐状突起、蒲鉾状レンチキュラーレンズ、断面鋸歯状のプリズムパターン等の光の出射方向を絞るような形状等とすることができる。凹凸構造の形状が断面鋸歯状のプリズム状パターンであると、輝度と輝度均斉度のバランスを好適にすることができる。この際、プリズム条列を構成する各線状プリズムの頂角を６０度〜１７０度とすることができる。これにより、輝度と輝度均斉度のバランスを好適にすることができる。この頂角は８０度〜１５０度がより好ましく、９０度〜１２０度がさらに好ましい。頂角が小さすぎると平均輝度が低下し、頂角が大きすぎると輝度均斉度が悪化するおそれがある。
【００３４】
断面鋸歯状のプリズム条列とは、長手方向に垂直な断面三角形状の線状プリズムが略平行に複数並んだ構成である。このプリズム条列の構成としては、長手方向に垂直な方向に切断した断面が、三角形の線状プリズムが連なった形状や、三角形の線状プリズムのすそがつながってＶ字型の溝を形成するようになった形状、三角形の線状プリズムのすそ間に水平部が存在するような形状等とすることができる。この中でも、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な構成が好ましい。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。
【００３５】
本発明において、プリズム条列を構成する線状プリズムの底面部分の幅方向の寸法（幅寸法）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。幅寸法が上記数値範囲未満であると、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。幅寸法が上記数値範囲を超えると、光拡散が粗くなり、輝度むらを生じるおそれがある。
【００３６】
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測定したときの算術平均高さ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が上記好適な範囲であることにより、光の出射方向を適度に多様化することができる。
【００３７】
本発明のバックライト装置で、光源として線状光源を用いる場合において、光拡散板がプリズム条列を有する場合、少なくとも１枚の光拡散板のプリズム条列の稜線方向が、線状光源の長手方向となす角が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。線状光源の長手方向とプリズム条列の稜線方向とのなす角を上記範囲とすることにより、輝度ムラを低減することができる。
【００３８】
また、光源として点状光源を用いる場合において、各光拡散板に形成される凹凸構造がプリズム条列であるときには、ある光拡散板の線状プリズムの長手方向と、他の光拡散板の長手方向とが交差するように、複数の光拡散板を配置することが好ましい。この場合、例えば、これらの方向が互いに６０°で交差する構成とすることができる。
【００３９】
本発明装置に用いる光拡散板の表面にＲｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造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Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造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Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を形成することもできる。平板状の光拡散板表面にＲｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、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、型の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Ｒｚ値が２００μｍ以下の凹凸構造を形成する場合は、該凹凸構造の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凹凸構造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、凹凸構造の形状を有す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、同時に凹凸構造を形成する場合は、凹凸構造の形状を有する金型を用いることができる。
【００４０】
本発明の光拡散板の厚みは０．４ｍｍから５．０ｍｍである。厚みが上記数値範囲より小さいと、吸湿により変形しやすくなるだけでなく、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。また厚みが上記数値範囲を超えると成形が困難になり、かつバックライトの重量も増加する。さらに、湿度の影響による形状の安定性と、成形の容易さおよびバックライトの軽量性のバランスを取る観点から、光拡散板の厚みは０．８ｍｍから４．０ｍｍであることがより好ましく、１．０ｍｍから３．５ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４１】
光拡散板の材料はガラス、透明樹脂、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。またリサイクルが容易であることから、熱可塑性の透明樹脂を好適に用いることができる。
【００４２】
なお、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％以上の樹脂のことを言う。
【００４３】
さらに、凹凸構造がある光拡散板の場合は、熱可塑性樹脂を射出成形して製造することが、短時間で容易に成形することができるので、好ましい。凹凸構造の部分まで透明樹脂に光拡散剤を分散させた物で形成し、光拡散板全体が同一の全光線透過率とヘーズを持つように調整することが、光拡散性をより向上し、それによって輝度均斉度を改善できるために好ましい。
【００４４】
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９５％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９５％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９５％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することができる。
【００４５】
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。
【００４６】
全光線透過率が６０％以上９５％以下で、かつヘーズが４０％以上９４％以下である光拡散板を一枚以上配置することで、輝度と輝度均斉度をバランスよく改善でき、一枚から二枚配置することで、輝度を高く保ったまま輝度均斉度を改善できる。
【００４７】
本発明に用いる光拡散板を構成する透明樹脂としては、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、スチレン等の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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【実施例】
【００５３】
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。
【００５４】
＜製造例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１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、ＪＩＳ    Ｋ７３６１−１とＪＩＳ    Ｋ    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８５％であり、ヘーズは９２％であった。
【００５５】
＜製造例２＞
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％］９９．２重量部と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］０．８重量部を使用する以外は製造例１と同様にして光光拡散板用ペレット４を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は６５％であり、ヘーズは９２％であった。
【００５６】
＜製造例３＞
スチレンーメチルメタクリレート共重合体樹脂［新日鐵化学株式会社製、エスチレンＭＳ−６００、吸水率０．２０％］９９．８重量部と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］０．２重量部を混合し、製造例１と同様にして光拡散板用ペレット５を製造し、全光線透過率とヘーズを製造例１と同様に測定したところ、全光線透過率は８３％であり、ヘーズは９１％であった。
【００５７】
＜実施例１＞
光拡散板用ペレット１から、射出成形機（型締め力４４１０ｋＮ）を用いて、ピッチ７０μｍ、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用い、厚み２ｍｍで４０７ｍｍ×３０５ｍｍ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、最大高さＲｚ値は２４μｍであった。
【００５８】
内寸幅４００ｍｍ、奥行き３００ｍｍ、深さ１８ｍｍの乳白色プラスチック製ケースの底に反射シート（株式会社ツジデン製、ＲＦ１８８）を貼着して反射板とし、反射板から４ｍｍ離して、直径４ｍｍ、長さ４２０ｍｍの冷陰極管１２本を、冷陰極管の中心間の距離を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。上記の光拡散板を一枚目として、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、冷陰極管中心と光拡散板の冷陰極管に近い側の面との距離が１４ｍｍになるように設置した。さらに光源から遠い側に同じ方法で作成した光拡散板を二枚目として同じ向きで重ね、さらに拡散シート（株式会社きもと製    ライトアップ１００ＧＭ３）を、光拡散剤を含有する層を光拡散板から遠い側になるように１枚設置した。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−Ｍ）を設置し、さらに偏光板を取り付けた。
【００５９】
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、長手方向の中心線上で等間隔に１００点の輝度を測定し、下記の数式１と数式２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３０２５ｃｄ／ｍ２で、輝度均斉度は、０．９であった。
輝度平均値Ｌａ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２  （数式１）
輝度均斉度Ｌｕ＝（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌａ）×１００  （数式２）
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
【００６０】
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。また市販の２０インチ液晶テレビから光拡散板とその上の光学シートを取り除き、その代わりに前記２枚の光拡散板と拡散シート、反射偏光子、偏光板を同じ順番で取り付けた。このテレビを４０℃９５％ＲＨ下で７２時間放置した後に、全面に白画面を表示する信号を与え、バックライトを点灯して画像を観察した。その結果、画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６１】
＜実施例２＞
光拡散剤を含まない脂環式構造を有する樹脂（ゼオノア１０６０Ｒペレット）を使用して得た光拡散板を２枚目に使用すること以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。輝度平均値は３２０５ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は１．２であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６２】
＜実施例３＞
製造例３の光拡散剤含有スチレンーメチルメタクリレート共重合体樹脂（ＭＳ樹脂）ペレットを使用して得た光拡散板を１枚目と２枚目に使用すること以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。その拡散板のＲｚ値は２３．５μｍであった。そして輝度平均値は３１９６ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は１．１であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６３】
＜実施例４＞
プリズム条列のない、表面が平滑な金型を使用して得た光拡散板を２枚目に使用すること以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。輝度平均値は３０９５ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は２．０であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６４】
＜実施例５＞
光拡散板用ペレット１から、射出成形機（型締め力４４１０ｋＮ）を用いて、ピッチ７０μｍ、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、矩形状の光拡散板の長手方向と成す角３０度および−３０度の方向（なお、前記３０度および−３０度の方向とは、前記長手方向に対して一方側に３０度および他方側に３０度となるそれぞれの方向のことである）に形成することができる金型を用い、厚み２ｍｍで４０７ｍｍ×３０５ｍｍ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、最大高さＲｚ値は２４μｍであった。
【００６５】
次に、乳白色プラスチック製ケースの底面に放熱用に０．５ｍｍのアルミ板を敷き、その上に反射シート（株式会社ツジデン製、ＲＦ１８８）を貼着して反射板とし、反射板の底に冷陰極管の代わりに白色チップタイプＬＥＤ（日亜化学工業株式会社製ＮＣＣＷＯ２２Ｓ：大きさ：  ７．２×１１．２×４．７ｍｍ）を点状光源として中心間が縦横とも３０ｍｍの均等（正方）配列になるように設置し、電極部に直流電流を供給できるように配線し、この上部に設置する２枚の光拡散板をプリズム状列とバックライト長手方向とのなす角が１枚目の光拡散板が＋３０度の方向となり、かつ２枚目の光拡散板が−３０度の方向となるようにして、２枚の光拡散板を設けたこと以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。本実施例に係るバックライト装置の構成を図２に示す。図中下側の光拡散板に形成されたプリズム条列の方向と、図中上側の光拡散板に形成されたプリズム条列の方向とは互いに交差するものであり、その成す角度は６０度である。本実施例において、輝度平均値は５１３０ｃｄ／ｍ２、ＬＥＤ直上の短手方向の輝度均斉度は１．８であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６６】
＜比較例１＞
プリズム条列のない、表面が平滑な金型を使用して得た光拡散板を１枚目、２枚目ともに使用すること以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。輝度平均値は２４８２ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は２．０であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６７】
＜比較例２＞
１枚目の光拡散板のみで、二枚目の光拡散板を使用しないこと以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。輝度平均値は３２０５ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は５．５であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００６８】
＜比較例３＞
１枚目の光拡散板のみで、二枚目の光拡散板を使用せず、そのかわりにプリズムシート（住友スリーエム株式会社製ＢＥＦＩＩ）を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、評価を行った。輝度平均値は３３２３ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は０．９であった。実施例１と同様に高湿下放置後、観察した画像には大きなむらが観察された。
【００６９】
＜比較例４＞
１枚目の光拡散板のみで、２枚目の光拡散板を使用しないこと以外は、実施例５と同様にして、評価を行った。輝度平均値は５３３０ｃｄ／ｍ２、輝度均斉度は６．８であった。実施例５と同様に高湿下放置後、観察した画像にむらはまったく観察されなかった。
【００７０】
実施例１〜５の構成と測定結果を表１に、比較例１〜４の構成と測定結果を表２に示す。
【００７１】
【表１】
2006302876.tif 000003
【００７２】
【表２】
2006302876.tif 000004
【００７３】
実施例１から４では高価で耐湿性が低いプリズムシートを使用せずに、プリズムシートを使用する比較例１とさほど変わらない、平均輝度が３０００ｃｄ／ｍ２以上、輝度均斉度が２．０以下の値が得られており、高湿下放置後の表示むらも観察されない。また、比較例１のように光拡散板のいずれもが微細構造を持たない場合には輝度が低く、比較例２のように光拡散板が一枚のみの場合には輝度均斉度がよくない。また光拡散板１枚とプリズムシートを使用した比較例３は高湿下放置後に表示むらが発生する。さらに、実施例５に示すように、光源をＬＥＤとした場合にも、良好な均斉度が得られ、また、高湿放置後の表示むらも観察されない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の直下型バックライト装置によれば、平均輝度と輝度均斉度を向上することが可能で、耐湿性がよいため、液晶表示装置に直下型バックライトを組み込んだとき、高画質で環境に影響されにくい液晶表示画面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】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。
【図２】実施例５に係る直下型バックライト装置を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    拡散シート
３    線状光源（光源）
４    反射板
２１，２２    光拡散板
５１，５２    頂角
【図１】
2006302876.tif 000005
【図２】
2006302876.tif 000006