JP2007163810A - 光拡散板および直下型バックライト装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光拡散板1は、その光出射面が、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Omax)が3.0μm〜1,000μmである凹凸構造が形成された凹凸面であり、その光入射面が、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.1μm以上3.0μm未満の粗面である。
【選択図】図1
Description
(1)光源からの光が入射する光入射面と、この光入射面から入射した光を拡散照射する光出射面とを有する光拡散板であって、前記光出射面は、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Omax))が3.0μm〜1,000μmである凹凸構造が形成された凹凸面であり、前記光入射面は、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.1μm以上3.0μm未満の粗面であることを特徴とする光拡散板、
(2)前記光入射面では、前記最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))と、得られる値が最小となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imin))との間に、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たすことを特徴とする光拡散板、
(3)前記凹凸構造は、断面凹状又は凸状の多角形からなる複数の線状プリズムが略平行に並んだプリズム条列であることを特徴とする前記光拡散板、
(4)前記各線状プリズムは、断面凹状または凸状で、その頂角が60°〜170°の三角形からなり、隣り合う前記線状プリズム同士の間隔は、20μm〜700μmであることを特徴とする前記光拡散板、および
(5)前記各線状プリズムは、少なくとも4つの面を含んで構成され、前記少なくとも4つの面のうち、ある2つの面と他の2つの面とが、前記光入射面の法線と前記線状プリズムの長手方向を含む面に対し互いに逆向きに傾斜していることを特徴とする光拡散板、
が提供される。
(6)複数配置された光源と、これらの光源からの光を反射する反射板と、前記光源からの直射光および前記反射板からの反射光を拡散照射する前記光拡散板とを備えることを特徴とする直下型バックライト装置、
(7)前記光拡散板の前記凹凸構造は、断面凹状又は凸状の三角形からなる複数の線状プリズムが略平行に並んだプリズム条列であり、前記各線状プリズムは、前記三角形を構成する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され、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光源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ことを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(8)前記光源は、略平行に複数配置された線状光源であり、前記光拡散板は、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上に形成された、3個以上の面を有する凹構造又は凸構造を繰り返し単位として有し、前記光拡散板の、前記線状光源の長手方向に直交する方向の断面において、前記凹構造又は凸構造の前記3個以上の面に相当する線分には、傾きの異なる複数の線分が含まれ、前記複数の線分の傾きをXn(度、nは1以上の整数)、隣接する前記線状光源の中心間の距離をa(mm)、前記線状光源の中心と前記光拡散板における前記線状光源側の主面との距離をb(mm)として、前記複数の線分の傾きXnがすべてのnにおいて、12.5−10×(b/a)<Xn<85−25×(b/a)の関係を満たすことを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(9)前記光源は、複数配置された点状光源であり、前記光拡散板は、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上に形成された、3個以上の面を有する凹構造又は凸構造を繰り返し単位として有し、前記光拡散板の、前記光拡散板の法線を含む平面における断面において、前記凹構造又は凸構造の前記3個以上の面に相当する線分には、傾きの異なる2種類以上の線分が含まれ、前記複数の線分の傾きをXn(度、nは1以上の整数)、前記複数の点状光源において、隣接する前記点状光源間の平均距離をa(mm)、前記点状光源の中心と前記光拡散板における前記点状光源側の主面との距離をb(mm)として、前記複数の線分の傾きXnがすべてのnにおいて、12.5−11×(b/a)<x<85−28.5×(b/a)の関係を満たすことを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(10)前記繰り返し単位が凸構造であり、このような凸構造を有する光拡散板は、前記プリズム条列に、当該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ものである前記直下型バックライト装置、
(11)前記凸構造は、角錐または角錐台状であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(12)前記繰り返し単位が凹構造であり、このような凹構造を有する光拡散板は、前記プリズム条列に、当該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であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(13)前記凹構造は、角錐又は角錐台状であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
(14)前記光拡散板は、透明樹脂に光拡散剤を分散させたものからなり、当該分散物の全光線透過率が60%〜98%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、
(15)前記分散物のヘーズが20%〜100%であることを特徴とする前記直下型バックライト装置、
が提供される。
本発明の第1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、本発明の第1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、並列配置された複数本の線状光源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からの反射光を拡散照射する光拡散板1とを備えている。
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。
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、光拡散板1は、線状光源2からの光が入射する光入射面1Aと、光入射面1Aから入射した光を拡散照射する光出射面1Bとを有する。このような光拡散板1では、線状光源2から出射された光は、線状光源2に近い光入射面1Aに入射した後、当該光拡散板1内で拡散されてから光出射面1Bで多様な方向へと拡散され出射する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の直下型バックライト装置は、前記第1実施形態とは、光源が点状光源である点と、光拡散板の外形が異なる点とで相違している。このため、これらの相違点を中心に以下に説明し、第1実施形態と同様または相当する構成要素については、同じ符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
図4〜図6は、複数の点状光源の配置態様を模式的に示す平面図である。図4に示すように、複数の点状光源12を配置する第1の態様としては、直下型バックライト装置の縦方向および横方向に沿って、所定の間隔で配置した構成とすることができる。また、図5に示すように、第2の態様としては、図4における点状光源P1〜P4を取り除いたような構成、すなわち、四角形の四頂点のそれぞれに点状光源12を配置し、さらに、この矩形の対角線の交点に点状光源12を配置したような構成とすることができる。さらに、図6に示すように、第3の態様としては、正六角形が連続して形成されたハニカム構造の各頂点に点状光源12をそれぞれ配置したような構成とすることができる。
なお、本発明は、前記各実施形態には限定されない。
例えば、前記第1実施形態において、光拡散板1のプリズム条列を線状プリズムとし、この線状プリズムを断面三角形状の三角プリズムとするとともに、同一の三角プリズムが複数並んだ構成としたが、例えば、図8に示すように、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。
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0.3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85%であり、ヘーズは99%であった。
寸法800mm×500mm、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110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、長さ800mmの辺(長辺方向)に沿って、幅70μm、高さ24.5μm、ピッチ70μm、頂角110度の三角プリズム状の溝を複数切削加工して金型部品Aを作製した。
前記金型部品Aの切削加工面の表面にブラスト処理を行い、切削加工面の表面を粗面化して金型部品Bを作製した。
内寸幅700mm、奥行き400mm、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、反射板の底から5mm離して、直径3mm、長さ750mmの冷陰極管14本を、冷陰極管の中心間の距離aを28mmとなるように配置し、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。
一方、得られた光拡散板のプリズム条列が形成されていない面(光入射面)は、その最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.6μmで、その最小となる方向(光拡散板の短手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Imin))が0.086μmの粗面であった。このため、Ra(Imax)/Ra(Imin)=7であり、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たしていた。
輝度平均値 La=(L1+L2)/2 (数式1)
輝度むら 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
なお、輝度むらは、輝度の均一性を示す指標であり、輝度むらが悪いときは、その数値は大きくなる。
金型部品Aの代わりに金型部品Bを用いた以外は、実施例1と同様にして光拡散板、および直下型バックライト装置を得た。得られた光拡散板において、プリズム条列が形成された面は、その最大となる方向(光拡散板の長手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Omax))が5.6μmの凹凸構造を有する凹凸面であった。
一方、得られた光拡散板のプリズム条列が形成されていない面は、その最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.6μmで、その最小となる方向(光拡散板の短手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Imin))が0.086μmの粗面であった。このため、Ra(Imax)/Ra(Imin)=7であり、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たしていた。得られた直下型バックライト装置では、輝度平均値が3,960cd/m2であり、輝度むらが0.6%であった。
実施例1において、金型部品Aが取り付けられていない型のキャビティ面を研磨処理して研磨面とした以外は、実施例1と同様にして直下型バックライト装置を得た。
得られた光拡散板において、プリズム条列が形成された面は、その最大となる方向(光拡散板の長手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Omax))が5.9μmの凹凸構造を有する凹凸面であった。
一方、得られた光拡散板のプリズム条列が形成されていない面は、その最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.003μmで、その最小となる方向(光拡散板の短手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Imin))が0.003μmであった。このため、Ra(Imax)/Ra(Imin)=1であり、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たしていなかった。このような直下型バックライト装置では、輝度平均値が4,040cd/m2であり、輝度むらが1.5%であった。
実施例2において、金型部品Bが取り付けられていない型のキャビティ面を、キャビティ面に対し垂直方向からのブラスト処理によりさらに粗面化した以外は、実施例2と同様にして直下型バックライト装置を得た。
得られた光拡散板において、プリズム条列が形成された面は、その最大となる方向(光拡散板の長手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Omax))が5.6μmの凹凸構造を有する凹凸面であった。
一方、得られた光拡散板のプリズム条列が形成されていない面は、その最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が10μmで、その最小となる方向(光拡散板の短手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Imin))が10μmであった。このため、Ra(Imax)/Ra(Imin)=1であり、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たしていなかった。このような直下型バックライト装置では、輝度平均値が3,564cd/m2であり、輝度むらが2.0%であった。
比較例2において、前記キャビティ面をさらに粗面化した以外は、比較例2と同様にして直下型バックライト装置を得た。得られた光拡散板において、プリズム条列が形成された面は、その最大となる方向(光拡散板の長手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Omax))が5.6μmの凹凸構造を有する凹凸面であった。
一方、得られた光拡散板のプリズム条列が形成されていない面は、その最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が23μmで、その最小となる方向(光拡散板の短手方向)の中心線平均粗さ(Ra(Imin))が23μmであった。このため、Ra(Imax)/Ra(Imin)=1であり、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たしていなかった。このような直下型バックライト装置では、輝度平均値が3,366cd/m2であり、輝度むらが2.5%であった。
1A 光入射面
1B,11B 光出射面
2 線状光源
3 反射板
12 点状光源
Claims (16)
- 光源からの光が入射する光入射面と、この光入射面から入射した光を拡散照射する光出射面とを有する光拡散板であって、
前記光出射面は、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Omax))が3.0μm〜1,000μmである凹凸構造が形成された凹凸面であり、
前記光入射面は、得られる値が最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))が0.1μm以上3.0μm未満の粗面であることを特徴とする光拡散板。 - 請求項1に記載の光拡散板において、
前記光入射面では、前記最大となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imax))と、得られる値が最小となる方向に測定した中心線平均粗さ(Ra(Imin))との間に、Ra(Imax)>Ra(Imin)×1.5の関係を満たすことを特徴とする光拡散板。 - 請求項1または2に記載の光拡散板において、
前記凹凸構造は、断面凹状又は凸状の多角形からなる複数の線状プリズムが略平行に並んだプリズム条列であることを特徴とする光拡散板。 - 請求項3に記載の光拡散板において、
前記各線状プリズムは、断面凹状または凸状で、その頂角が60°〜170°の三角形からなり、隣り合う前記線状プリズム同士の間隔は、20μm〜700μmであることを特徴とする光拡散板。 - 請求項3に記載の光拡散板において、
前記各線状プリズムは、少なくとも4つの面を含んで構成され、
前記少なくとも4つの面のうち、ある2つの面と他の2つの面とが、前記光入射面の法線と前記線状プリズムの長手方向を含む面に対し互いに逆向きに傾斜していることを特徴とする光拡散板。 - 複数配置された光源と、これらの光源からの光を反射する反射板と、前記光源からの直射光および前記反射板からの反射光を拡散照射する請求項1または2に記載の光拡散板とを備えることを特徴とする直下型バックライト装置。
- 複数配置された光源と、これらの光源からの光を反射する反射板と、前記光源からの直射光および前記反射板からの反射光を拡散して出射する、請求項3〜5のいずれかに記載の光拡散板とを備えることを特徴とする直下型バックライト装置。
- 請求項6に記載の直下型バックライト装置において、
前記光拡散板の前記凹凸構造は、断面凹状又は凸状の三角形からなる複数の線状プリズムが略平行に並んだプリズム条列であり、
前記各線状プリズムは、前記三角形を構成する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され、
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光源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ことを特徴とする直下型バックライト装置。 - 請求項6に記載の直下型バックライト装置において、
前記光源は、略平行に複数配置された線状光源であり、
前記光拡散板は、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上に形成された、3個以上の面を有する凹構造又は凸構造を繰り返し単位として有し、
前記光拡散板の、前記線状光源の長手方向に直交する方向の断面において、前記凹構造又は凸構造の前記3個以上の面に相当する線分には、傾きの異なる複数の線分が含まれ、
前記複数の線分の傾きをXn(度、nは1以上の整数)、隣接する前記線状光源の中心間の距離をa(mm)、前記線状光源の中心と前記光拡散板の前記光入射面との距離をb(mm)として、
前記複数の線分の傾きXnがすべてのnにおいて、12.5−10×(b/a)<Xn<85−25×(b/a)の関係を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。 - 請求項6に記載の直下型バックライト装置において、
前記光源は、複数配置された点状光源であり、
前記光拡散板は、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上に形成された、3個以上の面を有する凹構造又は凸構造を繰り返し単位として有し、
前記光拡散板の、前記光拡散板の法線を含む平面における断面において、前記凹構造又は凸構造の前記3個以上の面に相当する線分には、傾きの異なる2種類以上の線分が含まれ、
前記複数の線分の傾きをXn(度、nは1以上の整数)、前記複数の点状光源において、隣接する前記点状光源間の平均距離をa(mm)、前記点状光源の中心と前記光拡散板の前記光入射面との距離をb(mm)として、
前記複数の線分の傾きXnがすべてのnにおいて、12.5−11×(b/a)<x<85−28.5×(b/a)の関係を満たすことを特徴とする直下型バックライト装置。 - 請求項9または10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凸構造であり、
このような凸構造を有する光拡散板は、前記プリズム条列に、当該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ものである直下型バックライト装置。 - 請求項11に記載の直下型バックライト装置において、
前記凸構造は、角錐または角錐台状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9または10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凹構造であり、
このような凹構造を有する光拡散板は、前記プリズム条列に、当該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13に記載の直下型バックライト装置であって、
前記凹構造は、角錐又は角錐台状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6〜14のいずれかに記載の直下型バックライト装置において、
前記光拡散板は、透明樹脂に光拡散剤を分散させたものからなり、当該分散物の全光線透過率が60%〜98%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15に記載の直下型バックライト装置において、
前記分散物のヘーズが20%〜100%であることを特徴とする直下型バックライト装置。
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