(57)【要約】【課題】部材点数を減少させてることができるとともに、発光面の輝度むらを抑えることができる直下型バックライト装置を提供すること。【解決手段】本発明の直下型バックライト装置は、略平行に配置された複数の線状光源２と、線状光源２からの光を反射する反射板３と、線状光源２からの直射光および反射板３からの反射光を光入射面１Ａから入射し、光出射面１Ｂから拡散して出射する光拡散板１とを備える。線状光源の外径が５ｍｍ〜２０ｍｍである。光入射面１Ｂには、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が３μｍ〜１，０００μｍとなる複数の三角プリズム４が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に配置された複数の線状光源と、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光入射面から入射し、光出射面から拡散して出射する光拡散板と、を備える直下型バックライト装置であって、
前記線状光源は、外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであり、
前記光入射面および前記光出射面の少なくともいずれかの面には、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が３μｍ〜１，０００μｍの凹凸構造が形成されている直下型バックライト装置。
【請求項２】
請求項１に記載の直下型バックライト装置において、
前記凹凸構造は、前記線状光源の長手方向と略平行に延びる線状プリズムが複数並んだプリズム条列であり、
前記線状プリズムは、当該線状プリズムの短手方向の断面形状が多角形状である直下型バックライト装置。
【請求項３】
請求項２に記載の直下型バックライト装置において、
前記線状プリズムは、断面形状が三角形状の三角プリズムであり、
この三角プリズムの頂角が４０°〜１７０°であり、
同一面内で隣り合う前記三角プリズムの間隔が２０μｍ〜７００μｍである直下型バックライト装置。
【請求項４】
請求項２に記載の直下型バックライト装置において、
前記線状プリズムは、少なくとも４つの平面を含む断面多角形状に形成された複合プリズムであり、
前記少なくとも４つの平面のうちのある２つの平面と他の２つの平面とが、当該光拡散板の厚み方向および前記複合プリズムの長手方向を含む平面に対して、互いに逆向きに傾斜している直下型バックライト装置。
【請求項５】
請求項３に記載の直下型バックライト装置において、
前記三角プリズムは、前記三角形を構成する２つの斜面のそれぞれと、当該光拡散板の厚み方向に垂直な平面とのなす角度が互いに等しくなるように形成され、
前記角度は、前記線状プリズムの位置が、この線状プリズムに最も近い前記線状光源から離れるに従って連続的又は断続的に大きくな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に記載の直下型バックライト装置において、
前記凹凸構造は、少なくとも３つの平面を有する凹構造または凸構造を繰り返し単位とし、これらの単位が、互いに交差する２つの方向に沿ってそれぞれ複数並んだ構造である直下型バックライト装置。
【請求項７】
請求項６に記載の直下型バックライト装置において、
前記繰り返し単位が角錐もしくは角錐台状であ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し、特に、発光面の輝度むらを抑えることができ、かつ部材点数を減らして組み立て作業を簡便に行うことができる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、例えば、略平行に配置された複数の線状光源と、これらの線状光源からの光を反射する反射板と、線状光源からの直射光および反射板からの反射光を光入射面から入射し、光出射出面から拡散して照射する光拡散板とを備える直下型バックライト装置が広く用いられている。
【０００３】
このような直下型バックライト装置では、発光面の直下に線状光源が配置されるため、線状光源の真上部分の輝度が高くなり、この真上部分から離れるに従って輝度が低くなる傾向にある。このため、発光面に周期的輝度むらが生じるという問題があった。そこで、例えば、特許文献１には、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量を低減し、冷陰極管間に放射される光量を相対的に増やす方法が開示されている。
【０００４】
ところで、直下型バックライト装置に用いられる線状光源としては、例えば、特許文献２に示すように、断面が略円形で、その外径が３ｍｍ以下の細径のものが用いられるのが一般的である。このような細径の線状光源は、その長手方向の中央部分に撓みが生じるため、通常は、特許文献３に示すように、反射板上にランプホルダを設け、このランプホルダにより線状光源の位置を調整している。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７３７６０号公報
【特許文献２】特開２０００−３３８８９５号公報
【特許文献３】特開２００１−２１０１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す方法では、光量補正パターンで光量の一部が遮断されるため、冷陰極管が放射する光量の利用率が低下し、十分な輝度が得られないという別の問題が生じていた。このため、十分な輝度を有し、発光面の輝度むらを抑えることができる直下型バックライト装置が求められている。また、前述のようにランプホルダを設けると、部材点数が増加するため、直下型バックライト装置の組み立て作業が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、正面方向の十分な輝度を有し、発光面の輝度むらを抑えることができ、かつ部材点数を減らして組み立て作業を簡便に行うことができる直下型バックライト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく検討した結果、線状光源の外径が所定値以上である比較的太径のものを用いるとともに、光拡散板の表面に所定の凹凸構造を設けることにより、直下型バックライト装置での正面方向の輝度を向上できるとともに、輝度むらを抑えることができて、かつ簡便に製造できることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、略平行に配置された複数の線状光源と、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光入射面から入射し、光出射面から拡散して出射する光拡散板と、を備える直下型バックライト装置であって、前記線状光源は、外径が５ｍｍ〜２０ｍｍであり、前記光入射面および前記光出射面の少なくともいずれかの面には、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さＲａが３μｍ〜１，０００μｍの凹凸構造が形成されている。
とする前記直下型バックライト装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の直下型バックライト装置によれば、正面方向の十分な輝度を有し、発光面の輝度むらを抑えることができ、かつ部材点数を減らして組み立て作業を簡便に行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係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、本発明の一実施形態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。本実施形態の直下型バックライト装置は、略平行に配置された複数の線状光源２と、線状光源２からの光を反射する反射板３と、線状光源２からの直射光及び反射板３からの反射光を光入射面１Ａから入射し、光出射面１Ｂから拡散して出射する光拡散板１とを備えている。
【００１２】
前記線状光源は、断面略円形のガラス管内に放電媒体が封入された、例えば冷陰極管や熱陰極管などの蛍光ランプである。この中でも、前記線状光源としては、大きな電流を流すことが可能で明るくできる点で熱陰極管が好ましい。前記線状光源は、前記反射板上に設置されたランプホルダにより支持されることなく、その両端部でのみ支持されている。なお、本発明では、その効果を阻害しない範囲で最小限のランプホルダを設けてもよい。また、本発明では、必要に応じて、光拡散板の撓みを抑えるためのサポートピン等の補助部材を設けてもよい。ここで、線状光源が略平行に配置される態様としては、線状光源が厳密に平行となるように配置される場合に加えて、線状光源同士のなす角度が±３０°の範囲で配置される場合も含まれる。
【００１３】
前記線状光源の外径は、５ｍｍ〜２０ｍｍであり、好ましくは６ｍｍ〜１５ｍｍである。線状光源の外径を上記範囲とすることにより、長手方向中央部分で撓み等の発生を抑えることができる。このため、ランプホルダを用いることなく、撓みに起因する輝度むらを抑えることができる。このようにランプホルダが不要なため、部材点数を減少できて、製造効率を高めることができる。さらに、外径を前記範囲とすることにより、線状光源の強度を十分に高めることができ、線状光源の破損等の発生頻度を抑えることができる。また、前記線状光源を構成するガラス管の厚みは、０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、好ましくは０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである。
【００１４】
前記線状光源の外形としては、直線状に加えて、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字状を挙げることができる。
【００１５】
前記線状光源の本数は、特に限定されない。例えば、本発明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、線状光源の数としては、例えば、１６本、１４本、１２本、８本等の偶数本や、奇数本とすることができる。なお、直下型バックライト装置の大きさは、前記３２インチの場合に限定されない。
【００１６】
隣接する前記線状光源の中心間の距離は、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましい。前記距離を上記範囲とすることにより、直下型バックライト装置の消費電力を低減できるとともに、当該装置の組み立てが容易になり、かつ発光面の輝度むらを抑えることができる。
【００１７】
前記反射板の材質としては、白色または銀色に着色された樹脂、および金属等を用いることができ、軽量化の観点から樹脂が好ましい。また、前記反射板の色は、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。
【００１８】
前記反射板における、複数の線状光源間に位置する領域には、光拡散板側へ突出し、かつ複数の線状光源の長手方向に沿って延びる突起部が設けられていてもよい。この際、突起部は、隣接する線状光源の略中間の位置に設けられることが好ましい。さらに、突起部の短手方向における断面形状が三角形状であることが好ましい。また、突起部の断面形状は、光拡散板の厚み方向に垂直な線分に対して線対称であることが好ましい。このような構成とすることにより、光拡散板の光出射面での輝度むらを抑えることができる。
【００１９】
前記光拡散板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、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透明樹脂に光拡散剤を分散させたものが好ましい。
【００２０】
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、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、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。
【００２１】
これらの中でも、透明樹脂としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル単量体を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、および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、さらに好ましくは脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が０．１％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。
【００２２】
本発明では、線状光源の外径が従来より大きいため、直下型バックライト装置の厚みを従来と同じにしようとすると光拡散板と線状光源とが近接し、光拡散板が線状光源から発生する熱の影響を受けやすくなる。このため、比較的吸水率の高い樹脂を用いて光拡散板を成形した場合には、樹脂中の水分が蒸発して光入射面側が収縮して、光拡散板が光出射側に向かって張り出すような反りが生じやすい。これに対して、前述したように、吸水率が０．２５％以下の樹脂を用いて光拡散板を成形することにより、光拡散板に対して線状光源が近接したことによる影響が小さいため、光拡散板の反りを確実に抑えることができる。
【００２３】
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できる点でより好ましい。脂環式構造を有する樹脂と光拡散剤の混合物は、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。
【００２４】
脂環式構造を有する樹脂は、主鎖および／また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、および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および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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン単量体の開環重合体及びノルボルネン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重合体；（２）単環の環状オレフィン重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン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重合体；などを挙げることができる。
【００２７】
これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン重合体およびビニル脂環式炭化水素重合体が好ましく、ノルボルネン単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン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。
【００２８】
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。
【００２９】
前記光拡散剤の形状としては、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、および繊維状などを挙げることができ、これらの中でも、光の拡散方向を等方的にできる点で球状が好ましい。前記光拡散剤は、透明樹脂内に均一に分散された状態で使用される。
【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、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、６５％〜９５％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。また、光拡散剤の割合は、ヘーズが２０％〜１００％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、２５％〜１００％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。全光線透過率およびヘーズ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】
前記光拡散板の厚みは、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。前記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】
次に、前記光拡散板の外形について説明する。
図２は、光拡散板１を模式的に示す縦断面図である。図２に示すように、光入射面１Ａおよび光出射面１Ｂの少なくともいずれかの面には、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍａｘ））が３μｍ〜１，０００μｍ、好ましくは３μｍ〜８００μｍ、より好ましくは４μｍ〜５００μｍである凹凸構造が形成されている。前記凹凸構造は、例えば、断面凹状または凸状の多角形からなる線状プリズムが略平行に複数並んだプリズム条列とすることができる。なお、本実施形態では、前記凹凸構造は光出射面１Ｂに設けられている。
【００３４】
前記凹凸構造は、断面凹状または凸状の三角形からなる線状プリズム４（以下、三角プリズム４という場合がある）が互いに隣接し、または間隔をあけて複数並んだプリズム条列５である。図１に示すように、各三角プリズム４は、線状光源２の長手方向と略平行に形成されている。複数の三角プリズム４の断面形状は、すべて略同一の形状である。この際、三角プリズム４を構成する三角形の頂角が６０°〜１７０°であり、かつ同一面内で隣り合う三角プリズム４同士の間隔が２０μｍ〜７００μｍであることが好ましい。このような構成により、発光面の輝度むらを抑えることができる。
【００３５】
なお、前記中心線平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて、対象面に直角な平面での断面図の曲線から、所定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。
【００３６】
ここで、前記三角プリズムを構成する２つの斜面４Ａ（図２）は、それぞれ、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍａｘ２））が０．００２μｍ未満の鏡面状に形成されていてもよいし、前記中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍａｘ２））が０．００２μｍ〜０．５μｍの粗面状に形成されていてもよい。なお、以下の変形例でも、凹凸構造の表面を上記のように鏡面状または粗面状に加工してもよい。
【００３７】
このように前記三角プリズムの各斜面を粗面化する場合において、前記中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍａｘ２））は、当該斜面における、得られた値が最小となる方向に測定した中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍｉｎ２））との間に、Ｒａ（ｍａｘ２）／Ｒａ（ｍｉｎ２）＞１．５の関係を満たすことが好ましい。
【００３８】
ここで、前記三角プリズムの斜面を粗面化する範囲としては、例えば、すべてまたは一部の線状プリズムのすべての斜面を粗面化する態様、すべてまたは一部の線状プリズムの一部の斜面を粗面化する態様、すべてまたは一部の線状プリズムの各斜面の一部を粗面化する態様などが考えられる。
【００３９】
なお、本発明は、前記実施形態には限定されない。
例えば、前記実施形態では、光拡散板の少なくとも一方の面に形成された凹凸構造を断面三角形状の三角プリズムを複数有するプリズム条列としたが、前記凹凸構造を下記変形例に示すような形状とすることができ、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
＜第１変形例＞
図３に示すように、光拡散板１１は、略平坦な光入射面１１Ａと、凹凸構造が形成された光出射面１１Ｂとを備えている。光出射面１１Ｂの凹凸構造は、繰り返し単位である凸構造１３が複数形成された構造である。各凸構造１３は、図４（Ａ）に示すように、３個以上の平面を有する構造であり（図４（Ａ）では、四角錐の凸構造として図示されている）、輝度むら改善の点で、光拡散板１１の長辺および短辺とは異なる方向に周期的に配列されることが好ましい。なお、図３では、あたかも、凸構造の繰り返し方向と光拡散板の短辺とが略平行であるかのように記載されているが、図３には、光拡散板の短辺は記載されていない。この際、前記周期は、２０μｍ〜７００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜４００μｍであることがより好ましい。
【００４１】
前記凸構造１３は、得られた値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ（Ｒａ（ｍａｘ））が３μｍ〜１，０００μｍであり、３μｍ〜８００μｍであることが好ましく、４μｍ〜５００μｍであることがより好ましい。また、前記凸構造は、光出射面１１Ｂの全体に形成されていてもよいし、光出射面１１Ｂの一部（例えば、光学的に有効な面）にのみ形成されていてもよい。なお、得られた値が最大となる方向とは、隣り合う四角錐の頂点間を通る方向のことである。
【００４２】
前記凸構造としては、例えば、角錐状および角錐台状とすることができる。前記角錐としては、三角錐、四角錐、五角錐、および六角錐等の多角錐とすることができる。前記角錐台としては、三角錐台、四角錐台、五角錐台、六角錐台等の多角錐台とすることができる。このような角錐状または角錐台状とすることにより、正面からずれた位置から観察しても十分な輝度を有する。なお、前記複数の凸構造は、１種類の構造だけからなるものでもよいし、複数種類の構造を組み合わせてなるものとしてもよい。
【００４３】
また、複数の凸構造は、例えば、成形が容易である点から、プリズム条列を構成する線状プリズムの長手方向とは異なる向きにＶ字状の切り込みを入れて得られる形状とすることができる。この際、前記線状プリズムの形状としては、例えば、断面多角形状等とすることができる。
【００４４】
なお、３個以上の平面を有する凹凸構造としては、前記凸構造と同形状の凹構造としてもよい。この場合、複数の前記凹構造は、例えば、成形が容易である点から、プリズム条列を構成する線状プリズムの長手方向とは異なる向きにＶ字状の切り込みを入れて得られる凸形状を有する転写部材の当該凸形状を転写して得られるものとすることができる。なお、上記好適な構成は、凹凸構造が凹構造である場合についても同様に成り立つことが好ましい。
【００４５】
図４（Ｂ）に示すように、前記凹凸構造において、光拡散板１１の厚み方向に平行で、かつ光拡散板の長辺および短辺と平行な断面（図４（Ａ）の線分Ａによる断面）では、凸構造１３の面１３Ａに相当する線分には、傾き（Ｘ１、Ｘ２；度）の異なる２種類の線分が存在する。なお、本発明では、図４（Ｂ）のＸ１に示すように、右上がり、左上がりのいずれの場合であっても、その角度が同じ数値であれば同じ種類のものとする。
【００４６】
このような構成の光拡散板において、傾きＸ１，Ｘ２は、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１１の光入射面との距離をｂ（ｍｍ）として、１２．５−１１×（ｂ／ａ）＜Ｘ１またはＸ２＜８５−２８．５×（ｂ／ａ）の関係を満たすことが好ましい。このような構成により、輝度および輝度均斉度をともに向上できる。
【００４７】
また、前記距離ａ，ｂは、それぞれ直下型バックライト装置内で一定の値であることが好ましいが、一定の値でなくてもよい。距離ａ，ｂの値が一定でない場合には、前記関係１において、距離ａ，ｂが最も小さい値のときに成立するものとする。
【００４８】
前記距離ｂは、直下型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いが、２ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜２５ｍｍであることがより好ましい。前記距離ｂを上記範囲とすることにより、輝度むらを低減でき、かつ線状光源の発光効率の低下を防ぐことができるとともに、直下型バックライト装置全体の厚さを薄くできる。
【００４９】
＜第２変形例＞
図５に示すように、前記凹凸構造において、前記三角プリズムを、当該三角形を構成する２つの斜面と、前記光入射面に略平行な平面とのなす角度が等しくなるように形成し、三角プリズムの位置が、この三角プリズムに最も近い線状光源２から離れるに従って、前記角度が連続的又は断続的に大きくなるように光拡散板１０１を構成してもよい。このような構成によれば、発光面である光出射面において、線状光源２間に対応する部分の輝度を向上させることができ、発光面の輝度均斉度を高めることができる。
【００５０】
＜第３変形例＞
図６に示すように、前記凹凸構造が、少なくとも４つの面を含んで構成される断面凹状または凸状の多角形からなる線状プリズム（以下、複合プリズムという場合がある）が隣接し、または間隔をあけて並んだ構成である光拡散板１０２とすることができる。このような構成とすることにより、発光面の輝度均斉度をより一層高めることができる。
【００５１】
前記複合プリズムとしては、少なくとも４つの面のうち、ある２つの面と他の２つの面とが、当該光拡散板の厚み方向および線状プリズムの長手方向を含む平面に対し互いに逆向きに傾斜した構成であることが好ましい。このような構成によれば、適度な間隔で配置された光源の上に、当該複合プリズムを有する光拡散板を配置した際に、発光面では、隣接する光源の間に前記面の数に基づいて光源の像が複数観察されるようになるため、発光面の輝度均斉度を高めることができる。
【００５２】
＜第４変形例＞
図７に示すように、前記凹凸構造が、光入射面の法線を軸として線対称な、断面凹状又は凸状の多角形からなる線状プリズムを複数有する構成であって、線状プリズムの長手方向に垂直で、かつ光入射面と平行な方向において、線状光源の幅寸法の範囲内に、複数種類の線状プリズムの全種類が含まれた光拡散板１０３とすることができる。このような構成とすることにより、発光面の輝度均斉度をより一層高めることができる。
【００５３】
また、前記実施形態および変形例に係る直下型バックライト装置において、さらに輝度および輝度均斉度を向上させるための光学部材を適宜配置してもよい。このような光学部材としては、例えば拡散シートおよびプリズムシートを挙げることができる。これらの光学部材は、例えば、光拡散板における光源から遠い側に設けられる。
【００５４】
また、発光面の輝度をより一層向上させる目的で、以下に示す反射型偏光子を配置してもよく、この反射型偏光子を前記光学部材の光源から遠い側に設けることができる。
【００５５】
反射型偏光子としては、ブリュースター角による偏光成分の反射率の差を利用した反射型偏光子（例えば、特表平６-５０８４４９号公報に記載のもの）；コレステリック液晶による選択反射特性を利用した反射型偏光子；具体的には、コレステリック液晶からなるフィルムと１／４波長板との積層体（例えば、特開平３-４５９０６号公報に記載のもの）；微細な金属線状パターンを施工した反射型偏光子（例えば、特開平２-３０８１０６号公報に記載のもの）；少なくとも２種の高分子フィルムを積層し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特表平９-５０６８３７号公報に記載のもの）；高分子フィルム中に少なくとも２種の高分子で形成される海島構造を有し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、米国特許第５，８２５，５４３号明細書に記載のもの）；高分子フィルム中に粒子が分散し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特表平１１-５０９０１４号公報に記載のもの）；高分子フィルム中に無機粒子が分散し、サイズによる散乱能差に基づく反射率の異方性を利用する反射型偏光子（例えば、特開平９-２９７２０４号公報に記載のもの）；などが使用できる。
【実施例】
【００５６】
以下に、実施例および比較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限定されない。なお、部及び％は、特に制限のない限り重量基準である。
【００５７】
＜実施例１＞
内寸幅５５０ｍｍ、奥行き３１４ｍｍ、深さ２０ｍｍ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、この反射板の上方に線状光源である熱陰極管（エレバム社製、外径１０ｍｍ、ガラス管の厚み０．５ｍｍ）を８本配置した。この際、熱陰極管の中心間距離（ピッチ）を５０ｍｍとした。また、反射板の底表面と熱陰極管の中心との距離を６ｍｍとした。ここで、これらの熱陰極管を、その両端部でのみ支持し、ランプホルダを用いて支持しなかった（以下の実施例および比較例においても同様に、ランプホルダを使用しなかった）。
【００５８】
寸法５７０ｍｍ×３２５ｍｍ、厚さ１００ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０の全面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、頂角９０度のダイヤモンド切削工具を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、長辺に沿って、幅７０μｍ、高さ３５μｍ、ピッチ７０μｍ、頂角９０度の線状部が複数並んだ条列を切削加工して金型ブロックＡを作製した。
【００５９】
透明樹脂として脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ、吸水率０．０１％）９９．８部と、光拡散剤として平均粒径２μｍのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子０．２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Ａを製造した。この光拡散板用ペレットＡを原料として、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  Ｋ７１３６とに基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は９１％であり、ヘーズは９７％であった。
【００６０】
次に、射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）に、この金型ブロックＡを用いて、前記光拡散板用ペレットＡを原料として、シリンダー温度２８０度、金型温度８５度の条件下で光拡散板１を成形した。得られた光拡散板は、厚み２ｍｍ、５７０ｍｍ×３２５ｍｍの長方形状の板状であり、その一方の面には、凸状の三角プリズムが略平行に複数並んだ凹凸構造が形成されていた。三角プリズムは、その頂角が９０°であり、そのピッチが７０μｍであった。光拡散板の三角プリズムが形成された面において、三角プリズムの短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が１０．５μｍであった。また、三角プリズムの各斜面の、短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであり、三角プリズムの各斜面の、長手方向に沿った方向の中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）が０．０２μｍであった。
【００６１】
次に、得られた光拡散板を、他方の面（三角プリズムのない面：光入射面）が熱陰極管側になるようにして、熱陰極管を取り付けたプラスチックケース上に設置した。この際、反射板の底表面と光拡散板の光入射面との距離は２０ｍｍとした。さらに、この光拡散板の一方の面（光出射面）上に拡散シート（きもと社製、１８８ＧＭ３）と、プリズムシート（住友スリーエム社製、ＢＥＦ  III）と、拡散シート（恵和社製、ＰＢＳ０７２）とをこの順に配置して、直下型バックライト装置を得た。
【００６２】
次いで、この直下型バックライトにおいて、管電流８０ｍＡを印加して熱陰極管を点灯させ、直下型バックライト装置の長手方向の中心位置において、上側の長辺から下側の長辺の間を１ｍｍ間隔で、輝度計（トプコン社製、ＢＭ−７）により正面方向の輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定して輝度曲線を得た。得られた輝度曲線において、隣接する極大値と極小値との差（輝度差）をそれぞれ求め、これらのうちの最大値（最大輝度差）と、輝度曲線から輝度の平均値である平均輝度とを得て、下記式（Ａ）により輝度むらを得た。
輝度むら（％）＝最大輝度差／平均輝度×１００  ・・・（Ａ）
また、得られた直下型バックライト装置を立てた状態で、バックライト装置の中央部分の熱陰極管の長手方向中央部分の撓み具合（ｍｍ単位）を測定した。
【００６３】
本実施例では、輝度むらが１．２％、蛍光管の撓みが０ｍｍであった。
【００６４】
＜実施例２＞
線状光源を熱陰極管から冷陰極管（エレバム社製、外径６．５ｍｍ、ガラス管の厚み０．５ｍｍ）とし、冷陰極管の電極部分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、冷陰極管への印加電流を１５．０ｍＡとした以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが１．０％、撓みが０ｍｍであった。
【００６５】
＜実施例３＞
頂角が９０°のダイヤモンド切削工具の代わりに、頂角が１００°のダイヤモンド切削工具を用いた以外は、実施例１と同様にして金型ブロックＢを作製した。この金型ブロックＢを用いて、前記光拡散板用ペレットＡを原料として、三角プリズムの頂角が１００°、三角プリズムの短手方向における中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が６．７μｍの光拡散板２を得た。また、三角プリズムの各斜面の、短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであり、各斜面の、長手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）が０．０２μｍであった。
【００６６】
本実施例では、熱陰極管の数を１２本、熱陰極管の中心間距離を３３ｍｍ、光拡散板を上記光拡散板２とし、さらに、３枚のシート（きもと社製；１８８ＧＭ３、住友スリーエム社製；ＢＥＦ  III、恵和社製；ＰＢＳ０７２）の代わりに、拡散シート（きもと社製、１８８ＧＭ３）を３枚配置した以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．８％、撓みが０ｍｍであった。
【００６７】
＜実施例４＞
頂角が９０°のダイヤモンド切削工具の代わりに、頂角が１１０°のダイヤモンド切削工具を用いた以外は、実施例１と同様にして金型ブロックＣを作製した。この金型ブロックＣを用いて、前記光拡散板用ペレットＡを原料として、三角プリズムの頂角が１１０°で、三角プリズムの短手方向における中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が５．７μｍの光拡散板３を得た。また、三角プリズムの各斜面の、短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであり、各斜面の、長手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）が０．０２μｍであった。
【００６８】
本実施例では、熱陰極管の数を１６本、熱陰極管の中心間距離を２４．５ｍｍ、光拡散板を上記光拡散板３とした以外は、実施例３と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．６％、撓みが０ｍｍであった。
【００６９】
＜実施例５＞
反射板を下記の通りとした以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得た。反射板は、断面が底辺２６ｍｍで高さ１３ｍｍの直角二等辺三角形である突起部としての乳白色プラスチック製三角柱を、三角形の直角部分が頂点となるようにして５０ｍｍの間隔で前記プラスチックケースの短手方向と平行に設置した。次いで、三角柱の上にも前記反射シートを貼着して突起部を有する反射板を得た。
【００７０】
このような反射板を用いた以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．５％、撓みが０ｍｍであった。
【００７１】
＜実施例６＞
頂角が９０°のダイヤモンド切削工具の代わりに、頂角が１４０°、９０°、５６°の３本のダイヤモンド切削工具を適宜用いた以外は、実施例１と同様にして金型ブロックＤを作製した。この金型ブロックＤを用いて、前記光拡散板用ペレットＡを原料として、光拡散板４を作製した。得られた光拡散板４の一方の面には凹凸構造が形成されていた。この凹凸構造は、図４に示すように複数種類の三角プリズムを備え、熱陰極管の直上から離れるに従って、三角プリズムの頂角が小さくなる構成（光入射面とのなす角度が大きくなる構成）であった。
【００７２】
具体的には、図８に示すように、光拡散板の一方の面は、隣り合う熱陰極管の間（その間の距離をＱとする）を６等分した６つの領域を設け、各領域には所定の頂角を有する三角プリズムが複数並ぶ構成であった。ある熱陰極管の直上を含む領域から、この熱陰極管に隣接する熱陰極管の直上の領域に向かって順に、頂角が１４０°の三角プリズムＢ１を含む領域、頂角が９０°の三角プリズムＢ２を含む領域、頂角が５６°の三角プリズムＢ３を含む領域、頂角が５６°の三角プリズムＢ４を含む領域、頂角が９０°の三角プリズムＢ５を含む領域、頂角が１４０°の三角プリズムＢ６を含む領域が設けられていた。これら三角プリズムは、それぞれ７０μｍピッチで並んでいた。このような光拡散板では、三角プリズムの短手方向における中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が９．５μｍであった。また、三角プリズムの各斜面における、短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであり、各斜面における、長手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）が０．０２μｍであった。
【００７３】
光拡散板を上記光拡散板４とした以外は、実施例３と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．６％、撓みが０ｍｍであった。
【００７４】
＜実施例７＞
頂角が９０°のダイヤモンド切削工具の代わりに、断面五角形状に形成されたダイヤモンド切削工具を用いた以外は、実施例１と同様にして金型ブロックＥを作製した。この金型ブロックＥを用いて、前記光拡散板用ペレットＡを原料として、光拡散板５を成形した。得られた光拡散板５の一方の面には、複合プリズムが略平行に複数並んだプリズム条列が形成されていた。図９に示すように、複合プリズムは、光拡散板の厚み方向に対して４０度傾斜した（６０度の傾斜面）２つの面と、光拡散板の厚み方向に対して１５０度傾斜した（３０度の傾斜面）の２つの面（なす角度（頂角）が１２０度）との合計４つの面が設けられ、そのピッチが７０μｍであった。また、複合プリズムの短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が１０．１μｍであり、三角プリズムの各斜面における、短手方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであった。三角プリズムの各斜面における、長手方向に沿った方向の中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）は０．０２μｍであった。
【００７５】
光拡散板を上記光拡散板５とした以外は、実施例３と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．７％、撓みが０ｍｍであった。
【００７６】
＜実施例８＞
寸法５７０ｍｍ×３２５ｍｍ、厚さ１００ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０の全面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、頂角９０度のダイヤモンド切削工具を用いて、このメッキ面に、長辺に対し、３０度傾けた方向に、幅７０μｍ、高さ３５μｍ、ピッチ７０μｍ、頂角９０度の線状部が複数並んだ条列１を切削加工した。次に、この条列１が形成されたメッキ面において、前記条例１を構成する線状部の長手方向に直交する方向に、幅７０μｍ、高さ３５μｍ、ピッチ７０μｍ、頂角９０度の線状部が複数並んだ条列２を形成した。この際、条列１と条列２の頂点が一致するように加工した。このようにして金型ブロックＦを得た。得られた金型ブロックＦは、底面が一辺７０μｍの正方形で、高さが３５μｍの四角錐を繰り返し単位とし、金型ブロックＦの長辺に対して３０°傾いた一の方向、およびこの一の方向に直交する他の方向のそれぞれの方向に沿って、周期的に複数並んだ凸状形状であった。
【００７７】
次いで、前記樹脂の量を９９．９部、光拡散剤の量を０．１部とした以外は、実施例１と同様にして光拡散板用ペレットＢを製造した。この光拡散板用ペレットＢを原料として、前記製造例１と同様の試験板を作成し、同様の方法で全光線透過率とヘーズを測定した。試験板は、全光線透過率は９４％であり、ヘーズは８９％であった。
【００７８】
前記金型ブロックＦを用いるとともに、前記光拡散板用ペレットＢを用いて、一方の表面に凹凸構造を有する矩形の光拡散板６を成形した。得られた光拡散板６の一方の面には、底面が一辺７０μｍの正方形で、高さが３５μｍの四角錐を繰り返し単位とし、光拡散板６の長辺に対して３０°傾いた一の方向、およびこの一の方向に直交する他の方向のそれぞれの方向に沿って、周期的に複数並んだ凹状形状であった。
【００７９】
各四角錐の頂点を結ぶ方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ）が１０．７μｍであり、各四角錐の各斜面における、四角錐の底面に平行な方向に沿った中心線平均粗さＲａ（ｍｉｎ２）が０．０２μｍであった。各四角錐の各斜面における、頂点から底面の各辺への垂線に沿った方向の中心線平均粗さＲａ（ｍａｘ２）が０．１５μｍであった。
【００８０】
光拡散板を上記光拡散板６とし、熱陰極管を１０本、熱陰極管の中心間距離を３３ｍｍ、反射板の底表面と光拡散板の光入射面との距離を２４ｍｍ、３枚のシート（きもと社製；１８８ＧＭ３、住友スリーエム社製；ＢＥＦ  III、恵和社製；ＰＢＳ０７２）の代わりに、拡散シート（きもと社製、１８８ＧＭ３）、プリズムシート（住友スリーエム社製；ＢＥＦ  III）、および反射型偏光子（住友スリーエム社製、輝度上昇フィルム；ＤＢＥＦ−Ｄ）を配置した以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが０．６％、撓みが０ｍｍであった。
【００８１】
＜比較例１＞
前記樹脂の量を９７．６部、光拡散剤の量を２．４部とした以外は、前記実施例１と同様の方法にて光拡散板用ペレットＣを製造した。この光拡散板用ペレットＣを原料として、前記製造例１と同様の試験板を作成し、同様の方法で全光線透過率とヘーズを測定した。試験板は、全光線透過率は５５％であり、ヘーズは９９％であった。
【００８２】
この光拡散板用ペレットＣを用いて、表面に凹凸構造のない平板の光拡散板Ｇを得た。光拡散板を上記光拡散板Ｇとした以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが２．４％、撓みが０ｍｍであった。
【００８３】
＜比較例２＞
外径が３ｍｍ（ガラス管の厚み０．５ｍｍ）の熱陰極管（エレバム社製）を用いるとともに、反射板の底表面と熱陰極管の中心との距離を５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして直下型バックライト装置を得て、輝度むらおよび蛍光管の撓みを評価した。得られた直下型バックライト装置では、輝度むらが４．３％、撓みが３ｍｍであった。
【００８４】
実施例１〜８および比較例１，２の結果を表１に示す。
【００８５】
【表１】
2007294295.tif 000003
【００８６】
表１に示すように、実施例１〜８では、輝度むらを抑えることができるとともに、蛍光管の撓みを抑えることができることがわかった。このため、ランプホルダを用いることなく直下型バックライト装置を作製できるため、部材点数を減少できて、組み立て作業の効率化を図ることができた。これに対して、比較例１では輝度むらが大きく、比較例２では蛍光管に撓みが生じるという欠点があった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態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。
【図２】光拡散板を模式的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１変形例に係る光拡散板を示す斜視図である。
【図４】前記第１変形例に係る光拡散板を示す図であり、（Ａ）は光出射面の一部を示す斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図５】本発明の第２変形例に係る光拡散板を示す断面図である。
【図６】本発明の第３変形例に係る光拡散板を示す断面図である。
【図７】本発明の第４変形例に係る光拡散板を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例６に係る光拡散板を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例７に係る光拡散板を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１１，１０１，１０２，１０３      光拡散板
１Ａ，１１Ａ      光入射面
１Ｂ，１１Ｂ      光出射面
２      線状光源
３      反射板
４      線状プリズム（三角プリズム）
４Ａ      斜面
５      プリズム条列
１３      凸構造
【図１】
2007294295.tif 000004
【図２】
2007294295.tif 000005
【図３】
2007294295.tif 000006
【図４】
2007294295.tif 000007
【図５】
2007294295.tif 000008
【図６】
2007294295.tif 000009
【図７】
2007294295.tif 000010
【図８】
2007294295.tif 000011
【図９】
2007294295.tif 000012