直下型バックライト装置および液晶表示装置
【課題】エネルギー効率を高めることができるとともに、輝度むらを低減でき、かつ長寿命化を図ることができるバックライト装置、およびそのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】平行な複数本の蛍光ランプと反射板と光拡散板とを備える直下型バックライト装置であって、蛍光ランプは蛍光管とフィラメント部とを備え、蛍光管はガラス管と蛍光層とを備え、フィラメント部はフィラメントとエミッタとを備え、エミッタは表面温度が７００〜９５０℃に維持されるよう予熱され、蛍光管の外径を光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける光入射面には、伝熱機能を有しかつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、光拡散板は、領域Ｘにおける透過率と、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率とが５％以上異なっている装置。
【解決手段】平行な複数本の蛍光ランプと反射板と光拡散板とを備える直下型バックライト装置であって、蛍光ランプは蛍光管とフィラメント部とを備え、蛍光管はガラス管と蛍光層とを備え、フィラメント部はフィラメントとエミッタとを備え、エミッタは表面温度が７００〜９５０℃に維持されるよう予熱され、蛍光管の外径を光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける光入射面には、伝熱機能を有しかつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、光拡散板は、領域Ｘにおける透過率と、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率とが５％以上異なっている装置。
【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および液晶表示装置に関し、特に、エネルギー効率を高めることができるとともに、輝度むらを低減でき、かつ長寿命化を図ることができる直下型バックライト装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用のバックライト装置としては、例えば、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その表面で反射する反射板と、線状光源からの直射光および反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から出射する光拡散板とを備えるものが広く用いられている。線状光源としては、バックライト自体の薄型化を図ることができる観点から、通常は、管の外径が小さい（外径が４ｍｍ未満）冷陰極管（ＣＣＦＬ）が利用されている。しかしながら、近年では、ＣＣＦＬに比べてそのエネルギー効率が高いことから、ＣＣＦＬに比べてその外径の大きな熱陰極管（ＨＣＦＬ）を線状光源として用いた直下型バックライト装置も開発されている。
【０００３】
しかしながら、ＨＣＦＬを用いた直下型バックライト装置では、線状光源の外径が従来に比べて大きくなるため、従来と同じ厚みの直下型バックライト装置を作成すると、ＨＣＦＬと光拡散板の距離が近くなるため、光拡散板の光出射面において、ＨＣＦＬを投影した箇所では他の箇所に比べてその輝度が大きくなり、発光面に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、直下型バックライト装置において、光入射面において線状光源（例えばＨＣＦＬ）を投影した箇所に、他の箇所よりも厚みの大きい光抑制部を設けて、発光面の輝度むらを低減させる技術が開示されている。
【０００４】
ところで、直下型バックライト装置では、その長寿命化を図ることも課題となっている。ＨＣＦＬの長寿命化を図る技術としては、例えば、ＨＣＦＬのフィラメント部を構成するエミッタを所定温度に予熱する技術が知られている。
【０００５】
そこで、本発明者らは、特許文献１に示す技術とフィラメント部を予熱する技術とを組み合わせることで、エネルギー効率が高く、発光面の輝度むらが少なく、かつ長寿命化を奏することができるバックライト装置の開発を試みた。
【０００６】
【特許文献１】特開平２００７−９５４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フィラメント部を常時予熱すると、ＨＣＦＬの両端部が高温となることにより、光拡散板に形（反り等）や着色が生じ、また光抑制部に劣化等が生じた。このため、比較的短期間で発光面に輝度むらが生じ、輝度むらが少なく寿命が長い直下型バックライト装置を提供できないという問題があった。
本発明の目的は、エネルギー効率を高めることができるとともに、輝度むらを低減でき、かつ長寿命化を図ることができるバックライト装置、およびそのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意検討したところ、光入射面における、蛍光管の外径を光拡散板に垂直に投影した領域に、伝熱機能を有する入射側光制御部を設けるとともに、光拡散板の態様を所定のものとすることにより、バックライト装置内の温度を均一化して、輝度むら低減と長寿命化とを両立できることを見いだした。
【０００９】
本発明によれば、以下のような直下型バックライト装置および液晶表示装置が提供される。
(１)互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、伝熱機能を有し、かつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低い直下型バックライト装置。
【００１０】
(２) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記光拡散板は、その残留応力が１０MPa以下である直下型バックライト装置。
【００１１】
(３) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記光拡散板は、当該面内での残留応力の最大値と、当該面内での残留応力の最小値との差が１０MPａ以下である直下型バックライト装置。
【００１２】
(４) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記入射側制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有する直下型バックライト装置。
【００１３】
(５)前記反射板と前記光拡散板との間には、前記光拡散板が撓まないように支持する１または２以上の支持ピンが設けられ、支持ピンと、この支持ピンに最も近接するエミッタとの距離が２５０ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００１４】
(６)２以上の支持ピンを備え、前記２以上の支持ピンのうちの任意の１つの支持ピンを選んだ際に、この支持ピンと、この支持ピンに最も近接する他の支持ピンとの間の距離が２００ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００１５】
(７)前記光出射面には、出射する光の量を制御する出射側光制御部が設けられている前記直下型バックライト装置。
【００１６】
(８)前記フィラメント部に電流を流す安定器をさらに備え、この安定器から前記フィラメント部に供給される電流が１００〜１０００ｍAである前記直下型バックライト装置。
【００１７】
(９)前記エミッタは、アルカリ土類金属酸化物を含んでなる前記直下型バックライト装置。
【００１８】
(10)前記安定器は、バラストチョークインバータである前記直下型バックライト装置。
【００１９】
(11)前記蛍光管の光線透過率は、８０％以上である前記直下型バックライト装置。
【００２０】
(12)前記ガラス管の外径は、４．０〜２５．５ｍｍである前記直下型バックライト装置。
【００２１】
(13)前記ガラス管の管厚は、０．３〜１．５ｍｍである前記直下型バックライト装置。
【００２２】
(14)前記ガラス管は、断面が扁平円形状である前記直下型バックライト装置。
【００２３】
(15)前記反射板の表面と前記光入射面との距離は、１００ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００２４】
(16)前記反射板の表面には、前記光入射面側へ突出する突起部が設けられている前記直下型バックライト装置。
【００２５】
(17)前記入射側光制御部は、前記光入射面の表面に形成された、算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの凹凸構造である前記直下型バックライト装置。
【００２６】
(18)前記入射側光制御部は、前記光入射面上に設けられた印刷層である前記直下型バックライト装置。
【００２７】
(19)隣り合う蛍光ランプの中心間の距離は、６０ｍｍ以上である前記直下型バックライト装置。
【００２８】
(20)前記光出射面の光出射側には、さらに光学シートが設けられ、この光学シートは、前記光出射面から出射した光の方向を当該光学シートの法線に平行となる方向へ近づけるように変換する前記直下型バックライト装置。
【００２９】
(21)前記光学シートは、プリズムシートまたは拡散シートである前記直下型バックライト装置。
【００３０】
(22)前記入射側光制御部の幅寸法、すなわち蛍光ランプの配列方向の寸法が１０μm以上である前記直下型バックライト装置。
【００３１】
(23)前記直下型バックライト装置と、このバックライト装置の光出射側に配置される液晶セルとを備え、この液晶セルがＶＡモードまたはＩＰＳモードである液晶表示装置。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の直下型バックライト装置によれば、エネルギー効率のよい蛍光管を有するとともに、蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域において、入射側光制御部に伝熱機能を備えたので、蛍光ランプの両端部の熱を効率よく逃がして直下型バックライト装置内の温度を均一化できることから、エネルギー効率を高めることができた上で、輝度むらを低減できて、かつ長寿命化を図る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】
【００３３】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本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１に示すように、本実施形態の直下型バックライト装置１は、互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプ１０と、蛍光ランプ１０からの光を表面で反射する反射板２０と、蛍光ランプ１０からの直射光および反射板２０からの反射光を拡散照射する光拡散板３０と、蛍光ランプ１０を発光させるための安定器４０と、光拡散板３０を支持する支持ピン５０とを備えている。
【００３４】
蛍光ランプ１０は、熱陰極管（ＨＣＦＬ）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、エネルギー効率の高い直下型バックライト装置とすることができる。また、蛍光ランプ１０は、発光効率が６０（ｌｍ／Ｗ）以上であることが好ましい。隣り合う蛍光ランプ１０の中心間の距離を前記好適な範囲とすることにより、蛍光ランプ１０の使用本数が減ることから、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を容易にできる。
【００３５】
図２は、蛍光ランプおよび安定器の構成を模式的に示す図である。
図２に示すように、蛍光ランプ１０は、円筒状の蛍光管１１０と、蛍光管１１０の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部（電極）１２０とを備えている。蛍光管１１０は、そのガラス管１１２の光線透過率（ガラス管の光出射側に印刷等の光透過抑制部が設けられている場合には、ガラス管と光透過抑制部の両方を含む部材の光線透過率を、「ガラス管の光線透過率」とする）が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。ガラス管１１２の光線透過率を前記好適な範囲とすることにより、ランプからの光を効率良く取り出すことができる利点がある。なお、ガラス管１１２の光線透過率は、同じ材質のガラスを板状にして、日本電色工業株式会社製 濁度計NDH２０００により測定できる。また、蛍光管１１０の長さは、７００ｍｍ以上であることが好ましく、長さ７００ｍｍの蛍光管を用いた場合において、その両端を支持した際に撓みが２ｍｍ以上生じないことが好ましい。
【００３６】
蛍光管１１０は、断面が例えば円状であるガラス管１１２と、ガラス管１１２の内面に設けられた蛍光層１１４とを備えている。蛍光層１１４としては、公知の蛍光材料を用いて塗布等により形成できる。
【００３７】
本実施形態のガラス管１１２は、断面円形状である。ただし、ガラス管１１２の断面形状としては、例えば、輝度むらを低減させる観点から、円の一部を扁平化した形状や楕円形状等の扁平円形状とすることもできる。ガラス管１１２の外径（管径）は、４．０〜２５．５ｍｍであることが好ましく、６．０〜２０．０ｍｍであることが好ましく、８ｍｍ〜１５．５ｍｍであることがさらに好ましい。外径を前記好適な範囲とすることにより、バックライト装置自体の薄型化を図ることができるとともに、フィラメント部１２０近傍（管壁温度）が高温（例えば１５０℃超）になることによる光拡散板３０の熱劣化を抑えることができ、十分な輝度を奏することができるという利点がある。また、ガラス管１１２の管厚（厚み）は、０．３〜１．５ｍｍとすることが好ましく、０．４〜１．０ｍｍとすることがより好ましく、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍとすることがさらに好ましい。管厚を前記好適な範囲とすることにより、蛍光管１０の両端部近傍が暗くなることを防止できて、発光面の輝度むらを低減できる利点がある。
【００３８】
フィラメント部１２０は、安定器４０からの電流を受けて、一方のフィラメント部１２０から他方のフィラメント部１２０に向けて電子放出を行う部材である。フィラメント部１２０に供給される電流は、１００〜１０００ｍAであることが好ましい。電流を上記好ましい範囲とすることにより、フィラメントに塗布されているエミッタの消耗を抑制することができ、電極寿命を伸ばすことができる利点がある。
【００３９】
フィラメント部１２０は、タングステン等からなるフィラメント１２２と、フィラメント１２２の外周部分に塗布等により設けられるエミッタ１２４とを備えている。
エミッタ１２４は、フィラメント１２２からの電子放出を容易にするための部材である。エミッタ１２４を構成する材料としては、例えばアルカリ土類金属の酸化物を用いることができ、具体的には、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、および酸化バリウム（ＢａＯ）等を挙げることができる。
【００４０】
フィラメント部１２０は、常時、すなわち、液晶表示装置に画像が表示されている時に予熱されており、この際、エミッタ１２４の表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されている。バックライトの蛍光ランプは調光時やブリンキングモード時などの高速点滅（０．１秒以下の点滅）に対応し、消灯する時があるが、そのような時でもフィラメント部１２０は予熱されている。このような予熱を行うことにより、蛍光ランプ１０の長寿命化を図ることができる。ここで、フィラメント部１２０を常時予熱した場合には、例えば、ガラス管の外径が８．０ｍｍの場合には、フィラメント部温度（ここでフィラメント部温度とは、管壁表面であってフィラメントに最も近い箇所の温度である。）が約１４０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。また、ガラス管の外径が１５．５ｍｍの場合には、フィラメント部が約１２０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となることが分かっている。このため、光拡散板には局所的な加熱が加わることなるが、この加熱による問題は後述するように光拡散板の構成を工夫することにより解決可能である。なお、前記予熱を行わない場合には、管径が８．０ｍｍの場合には、フィラメント部が約１００〜１１０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。また、管径が１５．５ｍｍの場合には、フィラメント部が約８０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。
【００４１】
上記フィラメント部の予熱を達成する構成として、本発明のバックライト装置は、蛍光ランプを発光させる回路の一部として、予熱のための電流を供給するための回路を備えることができる。
【００４２】
蛍光ランプ１０の使用本数は、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は、蛍光ランプの数としては、例えば、１６本、１４本、１２本、８本、４本等の偶数本や、奇数本とすることができる。
【００４３】
本実施形態では、複数の蛍光ランプ１０は、互いに略平行に配置されている。隣接する任意の蛍光ランプ１０の中心軸間の平均距離は略一定である。なお、略平行とは、真に平行な状態から±５度以内の範囲内にあることをいう。ただし、複数の蛍光ランプは、平行に配置しなくてもよい。また、隣接する蛍光ランプの中心軸間の平均距離は、ランダムであってもよいし、特定の箇所に向かうに連れて連続的または段階的に大きくもしくは小さくなるような規則性を持たせてもよい。ここで、特定の箇所とは、例えば、矩形状の光拡散板の一方の長辺側や、対向する短辺の中心位置同士を結んだ線を含む中心箇所などである。
【００４４】
隣接する蛍光ランプ１０の中心軸間の平均距離は、６０ｍｍ〜３００ｍｍとすることができ、７０ｍｍ〜２５０ｍｍであることが好ましい。前記平均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での消費電力を低減でき、当該装置の組み立てが容易で、かつ発光面の輝度むらを抑えることができる。
【００４５】
蛍光ランプ１０の中心軸と、光拡散板３０の光入射面３０Ａとの平均距離ｂ（ｍｍ／図１）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〜３５ｍｍとすることができ、３ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。前記平均距離ｂを上記範囲とすることにより、輝度むらを低減でき、かつランプの発光効率の低下を防ぐことができて、バックライト装置を薄型化できる。本実施形態では、複数の蛍光ランプ１０は、光入射面３０Ａとの平均距離ｂがすべての蛍光ランプでほぼ一定となるように配置されている。なお、ほぼ一定とは、平均距離ｂの最大値/平均距離ｂの最小値≦１．３である。ただし、一部の蛍光ランプが他の蛍光ランプよりも光入射面３０Ａに近接するように、複数の蛍光ランプを配置してもよい。例えば、ランダムであってもよいし、特定の箇所に向かうに連れて大きくもしくは小さくなるような規則性を持たせてもよい。ここで、特定の箇所とは、例えば、矩形状の光拡散板の長辺側や、対向する短辺の中心位置同士を結んだ線を含む中心箇所などである。
【００４６】
安定器４０は、商用電源からの交流電流を整流してフィラメント部１２０に所定の電流を供給し、フィラメント部１２０からの電子放出を促す部材である。本実施形態の安定器４０は、瞬時の発光を可能にするバラストチョークインバータ（図示略）である。
【００４７】
支持ピン５０は、反射板２０と光拡散板３０の間に、すなわち反射板２０上に配置され、光拡散板３０が撓まないように支持するピン状の部材である。本実施形態では、あるフィラメント部１２０の近傍に２つの支持ピン５０（５０Ａ，５０Ｂ）が配置されている。本実施形態では、各支持ピン５０Ａ，５０Ｂは、光拡散板の光入射面に当接する当接面の形状が円形である。ただし、当接面の形状は、円形には限定されず、楕円や多角形等の他の形状とすることもできる。
【００４８】
ここで、各支持ピン５０Ａ，５０Ｂと前記フィラメント部１２０を構成するエミッタとの距離は、２５０ｍｍ以内であることが好ましく、２００ｍｍ以内であることがより好ましい。その理由について以下に説明する。ここで、前記エミッタを常時予熱することにより、蛍光管のフィラメント部近傍でのガラス管の表面温度が１００℃以上となる。このため、フィラメント部近傍の光拡散板の光入射面が加熱され、蛍光管側に凸となる等の変形を起こし輝度むらが発生し得る。従って、上記好適な範囲で支持ピンを配置することにより、フィラメント部近傍の局所的な変形を抑えて、輝度むらの発生を抑えることができる。
【００４９】
さらに、支持ピン５０Ａ，５０Ｂ間の距離は、２００ｍｍ以内であることが好ましく、１５０ｍｍ以内であることがより好ましい。前述したように、フィラメント部近傍の光拡散板の光入射面が加熱され、蛍光管側に凸となる等の変形を起こし輝度むらが発生し得る。このため、フィラメント部近傍において、支持ピン間の距離を上記好適な範囲とすることにより、フィラメント部近傍の局所的な変形を抑えて、輝度むらの発生をさらに抑えることができる。
【００５０】
なお、支持ピン５０とエミッタとの距離とは、光拡散板３０の光入射面に当接する支持ピン先端の当接面５０Ｘ（図１）における重心位置と、エミッタを光入射面に垂直に投影した位置との最短距離のことである。また、支持ピン間の距離とは、各支持ピン先端の当接面の重心位置同士の距離のことである。なお、本実施形態では、２つの支持ピン５０を備えて直下型バックライト装置を構成したが、支持ピンは１つでもよいし、３以上でもよい。また、支持ピンは蛍光管の撓みを防止する蛍光管ホルダーの機能を同時に有していても良いし、有していなくてもよい。
【００５１】
反射板２０の形状としては、通常平板状であるが、発光面の輝度むらをより一層低減する観点から、反射板２０における蛍光ランプ間に相当する領域に、光拡散板側へ突出する突起部が設けられていてもよい。この突起部は、複数の蛍光ランプの長手方向に沿って延びていてもよい。この際、突起部は、隣接する蛍光ランプの略中間の位置に設けられることが好ましいが、蛍光ランプ１０の背面に設けてもよい。さらに、突起部の短手方向における断面形状は特に限定されないが、二等辺三角形、等脚台形、円形を切断した形状、楕円形を短軸に平行な線分で切断した形状、楕円形を長軸に平行な線分で切断した形状、下に凸の曲線を線対象になるように連ねた形状、上に凸の曲線を線対称になるように連ねた形状等を挙げることができる。これらの形状の頂点部分は、尖っていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。輝度むらを低減できる観点、および製造の簡便さの観点からは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。前記突起部は畝状に連続的でも、垂体の連なりのように断続的でもよいが、輝度均斉度がより向上できることから連続的であることが好ましい。
【００５２】
前記突起部の設置方法としては、突起部の付いた金属フレームを白色または銀色で塗装する方法、突起部の付いた金属フレームに白色または銀色の反射シートを貼り付ける方法、白色または銀色の平坦な反射シートを折り曲げて平坦な金属フレームに設置する方法、白色または銀色の樹脂を所定の形状の金型を用いて成形する方法、等を挙げることができる。
【００５３】
反射板２０を構成する材質としては、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、反射板２０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たものとしてもよい。
【００５４】
光拡散板３０は、蛍光ランプ１０からの直射光および反射板２０の表面からの反射光を拡散して出射させる板材である。光拡散板３０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。
【００５５】
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。
【００５６】
光拡散板３０の厚みは、０．４〜５．０ｍｍであることが好ましく、０．８〜４．０ｍｍ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。また、光拡散板３０の光入射面３０Ａと反射板２０の表面との距離は、直下型バックライト装置の薄型化の観点から、１００ｍｍ以内であることが好ましく、４０ｍｍ以内がより好ましく、２５ｍｍ以内がさらに好ましい。
【００５７】
光拡散板３０は、その残留応力が１０ＭＰａ以下であることが好ましく、５ＭＰａ以下であることがより好ましく、３ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。ここで、光拡散板の残留応力は下記の通りに求めることができる。すなわち、まず、１枚の光拡散板から１００×１０ｍｍ短冊状のサンプルを切り出す。次に、前記サンプルの表面（例えば、面内にゲートを有する射出成形機により光拡散板を成形した場合には、そのゲート側の面）を水で冷やしながら、サンドペーパーで研磨する。１ｍｍ研磨した後に、下記式（１）を用いてその歪み量εを求める。歪み量の算出にあたり、サンプルの厚みｔ（ｍｍ）をダイヤルゲージによる３点測定により測定し、研磨後のたわみ量δ（ｍｍ）を測定し、サンプルの長手方向の長さｌ（ｍｍ）を測定する。残留応力は、前記歪み量εとサンプルの弾性率Ｅを用いて、下記式（２）により求めることができる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
【数２】
【００６０】
前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、光拡散板の光入射側の面の特にフィラメント部近傍が高温にさらされることになる。ここで、光拡散板の残留応力が大きい場合には、熱によりフィラメント部近傍と、蛍光管の中間位置との間とでは形状変化の仕方に差異が生じる可能性があり、この場合には光拡散板が波うち形状となって輝度むらが生じ得る。このため、光拡散板の残留応力を上記好適な範囲とすることにより、形状変化等による輝度むらの発生を抑えることができる。
【００６１】
また、光拡散板３０は、面内での残留応力の最大値Ｅｍａｘと、当該面内での残留応力の最小値Ｅｍｉｎとの差（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉｎ）が１０MPａ以下であることが好ましく、５MPａ以下がより好ましく、３MPａ以下がさらに好ましい。前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、光拡散板の光入射側の面が高温にさらされることになる。ここで、光拡散板の面内での残留応力差が大きい場合には、場所により変形の仕方が異なることにより光拡散板が波うち形状となって、輝度むらが生じ得る。このため、光拡散板の残留応力差を上記好適な範囲とすることにより、形状変化等による輝度むらの発生を抑えることができる。
【００６２】
また、入射側光制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有することが好ましい。本実施形態では、入射側光制御部として凹凸構造を用いているが、この凹凸構造によれば赤外線を屈折させることが可能である。
【００６３】
前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、フィラメント部近傍から発せられる赤外線の量が増加することとなる。このため、上記機能を有する入射側光制御部を用いることにより、直下型バックライト装置内で赤外線の量が均一化し、これにより、液晶パネルの温度分布を均一化し、表示むらを抑えることができる。なお、赤外線量の測定には、例えば、相馬光学社製Fastevert S-2400により求めることができる。具体的には、直下型バックライト装置の光出射側において、光拡散板の主面の法線方向における波長８００〜９００nmの赤外線の発光量を各箇所において測定して求めることができる。
【００６４】
ここで、赤外線量が均一化されているとは、測定した波長８００〜９００nmの赤外線のうち、ピークを示す波長での発光強度をそれぞれ求め、蛍光ランプのフィラメント部を光入射面に垂直に投影した位置での前記発光強度αと、隣接する蛍光ランプの同じ側のフィラメント部の中間位置を光入射面に垂直に投影した位置での発光強度βとを比較し、β／α≧0.45、好ましくはβ／α≧0.50、より好ましくはβ／α≧0.55となることである。
【００６５】
次に、光拡散板３０の外形について説明する。
図３は、直下型バックライト装置を構成する光拡散板３０の表面形状をより具体的に説明するための断面図である。説明の便宜上、図３においては、複数本の蛍光管１０のうち、隣接する２本の蛍光管１０Ａ及び１０Ｂのみを部分的に図示している。
【００６６】
光拡散板３０は、蛍光管１１０からの光が入射する光入射面３０Ａと、光入射面３０Ａから入射した光を拡散照射する光出射面３０Ｂとを備えている。ここで、光拡散板３０において、蛍光ランプ１０を構成する蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を領域Ｘとし、互いに隣接する蛍光ランプ１０の中間位置を中心とし、かつ蛍光管１１０の外径と同じ幅の領域を領域Ｙとする。
【００６７】
光拡散板３０は、領域Ｘでの光線透過率が領域Ｙでの光線透過率より１％以上低い。この光線透過率は、蛍光ランプの中心からそれぞれの領域の中心に向けて光を入射した場合の光線透過率である。領域Ｘでの光線透過率が領域Ｙでの光線透過率より、５％以上低いことがより好ましく、１０％以上低いことがさらに好ましい。これを実現するために、光拡散板３０では、領域Ｘにおける凹凸構造と、領域Ｙにおける凹凸構造とが異なる形状である。
【００６８】
本発明のバックライト装置においては、領域Ｘにおける光拡散板の透過率が、領域Yにおける光拡散板の透過率より５％以上低いことがより好ましい。ここで、「５％以上低い」等の透過率の差異についての言及は、百分率で表した透過率のある値と他の値との差を示す。例えば、ある点ＰＡにおける透過率が５０％であり、別のある点ＰＢにおける透過率が５５％であれば、点ＰＡにおける透過率は点ＰＢにおける透過率より５％低い。
【００６９】
ここで「異なる形状である」とは、光拡散板の光入射面および光出射面のうち少なくともいずれか一方においてその形状が異なる場合を含むことである。また、「異なる形状」とは、例えば、凹凸構造がそれぞれ複数の線状プリズムにより構成され、かつ各線状プリズムが多角形である場合には、その線状プリズムの頂角が±１度を超えるような形状をいう。また、この場合において、「異なる形状」には、複数の線状プリズムを構成する少なくとも１つの線状プリズムが異なる形状である場合も含まれる。
【００７０】
「領域Ｘにおける凹凸構造と、領域Ｙにおける凹凸構造とが異なる形状である」とは、蛍光ランプ１０Ａおよび１０Ｂの外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域Ｘにおける範囲Ｒ２７１、Ｒ２８１、Ｒ２７３及びＲ２８３における凹凸構造と、蛍光ランプ１０Ａ及び１０Ｂの中間位置２４１を中心とし、蛍光管１０と同じ幅の光拡散板上の領域Ｙにおける範囲Ｒ２７２及びＲ２８２における凹凸構造が、異なる形状であるということである。
即ち、下記条件(Ｉ)及び(II):
(Ｉ)Ｒ２７２がＲ２７１及びＲ２７３と異なる凹凸構造を有している、
(II)Ｒ２８２がＲ２８１及びＲ２８３と異なる凹凸構造を有している
の少なくともいずれか一方の条件を満たすということである。
【００７１】
光入射面３０Ａ及び光出射面３０Ｂの、その他の領域（即ち領域Ｒ２７１〜Ｒ２７３及びＲ２８１〜Ｒ２８３に含まれない領域）の構造については、特に限定されないが、例えば、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を含む領域群における凹凸構造と、蛍光管１１０の中間位置を中心とし蛍光管１１０の外径と同じ幅の光拡散板３０上の領域を含む領域群における凹凸構造が、異なるものとすることができる。
【００７２】
より具体的には例えば、図３に示すように、光入射面３０Ａ及び光出射面３０Ｂをそれぞれ、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を含む領域群Ｒ２５１、Ｒ２６１、Ｒ２５３及びＲ２６３と、蛍光管１１０の中間位置を中心とし蛍光管１１０と同じ幅の光拡散板上の領域を含む領域群Ｒ２５２及びＲ２６２とに均等に分割し、これらの領域群間において、凹凸構造が異なるものとすることができる。
【００７３】
領域Ｘに凹凸構造が設けられ、かつ領域群Ｒ２５１、Ｒ２６１、Ｒ２５３及びＲ２６３と領域群Ｒ２５２及びＲ２６２との間において「凹凸構造が異なる」とは、具体的には例えば下記の態様が挙げられる：
【００７４】
（１）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−平坦面−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（２）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（３）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（４）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（５）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造α−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（６）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−平坦面−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（７）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（８）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（９）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（10）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造α−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（11）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
（12）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
（13）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
【００７５】
なお、凹凸構造Ａと凹凸構造Ｂとはその形状が異なっている。また、凹凸構造αと凹凸構造βとはその形状が異なっている。また、凹凸構造αは、凹凸構造Ａまたは凹凸構造Ｂである。凹凸構造βは、凹凸構造Ａ、凹凸構造Ｂ、または凹凸構造Ｃであり、凹凸構造Ｃは、凹凸構造Ａおよび凹凸構造Ｂとその形状が異なっている。また、平坦面とは、その面上に微細な凹凸があってもよいが、算術平均粗さＲａが３μｍ以下の面のことである。
【００７６】
本発明において、凹凸構造は、蛍光ランプ１０の長手方向に略平行（平行±５°の範囲内）に延びる線状プリズムが略平行に並んでなるプリズム条列であり、蛍光ランプ管１０の長手方向に垂直な断面が各種の断面形状を有するものを挙げることができる。なお、蛍光ランプ１０と前記線状プリズムとなす角度としては、平行±６０°の範囲内としてもよい。
【００７７】
凹凸構造としては、例えば曲線を含む形状の凸部、多角形状の凸部、略平坦な部分、およびこれらの組み合わせ形状を挙げることができる。前記曲線を含む形状の凸部としては、円弧、楕円弧、放物線弧、およびこれらが歪んだ曲線等の曲線を、突出する部分に含む凸部を挙げることができる。前記多角形状の凸部としては、三角形、台形等の四角形、五角形、六角形、七角形等の各種の多角形状の凸部を挙げることができ、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。
【００７８】
本実施形態は、前記(10)の構成に該当し、本実施形態では、光入射面３０Ａには、当該光拡散板３０に入射する光の量を制御する入射側光制御部としての凹凸構造がほぼ全面に設けられている。この凹凸構造は、その算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの範囲であり、かつ断面二等辺三角形状の線状プリズムが互いに略平行に複数並んだプリズム条列である。なお、本明細書において、略平行とは、真に平行な場合から±５°の範囲内のことである。また、前記三角形の頂角としては、例えば、４０〜１７０°とすることができる。また、隣接する線状プリズムは、その底角部分の頂点同士が繋がったような構成としてもよいし、その底角部分の頂点同士が離れたような構成としてもよい。なお、本実施形態では、前記(10)の構成としたが、この態様には限定されない。
【００７９】
本実施形態の凹凸構造は、具体的には、断面形状の異なる２種類以上の線状プリズムを含んで構成され、当該２種類以上の線状プリズムの存在比が、蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて変化する態様である。具体的には、例えば図４に示すように、凹凸構造としては、異なる形状の線状プリズム１６２１ａおよび線状プリズム１６２１ｂ（その頂角が相違）を所定の割合（図４においては１：４）で並べた状態を単位とし、この単位を繰り返し、さらに蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて、線状プリズム１６２１ａ及び１６２１ｂの存在比を変化させた構造とすることができる。
【００８０】
当該存在比の変化は、連続的又は段階的なものとすることができる。例えば、図５に示すように、隣接する線状光源１４０２ａ及び１４０２ｂの中心間の距離の中間位置１４４１から蛍光ランプの中心までに相当する距離を、複数のゾーン（図５ではＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つのゾーン）に分け、光入射面の各ゾーンに対応する領域ごとに、前記２種類以上の凸部の存在比を所定の値に設定できる。なお、これらのゾーンの数は、特に限定されず、上記に限らず１５〜２０段階等としてもよい。
【００８１】
このように、光入射面３０Ａのほぼ全面に凹凸構造が形成されていることから、少なくとも、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域Ｘにおける光入射面３０Ａには、入射側光制御部が設けられていることになる。
【００８２】
ここで、凹凸構造が複数の線状プリズムにより構成されているため、長手方向への伝熱機能に優れることから、蛍光ランプ１０のフィラメント部１２０での発熱を蛍光ランプ１０の中間位置側へと伝熱でき、直下型バックライト装置１内の温度を均一化できる。また、凹凸構造を有する場合には、凹凸構造を有しない場合（すなわち、平坦面の場合）に比べて、受光する部分の面積が増大することから、光による変色等の劣化も抑えることができる。このため、光拡散板３０の部分的な劣化等が生じず、輝度むらの少ない直下型バックライト装置１を長期に渡って使用できる。
【００８３】
なお、伝熱機能とは、フィラメント部近傍の位置における光入射面の温度と、蛍光管の長手方向の中央部分の位置における光入射面の温度との差の値が、凹凸構造のない光拡散板（平板拡散板）における前記差の値よりも７００ｍｍの蛍光管を用いたときに０．５℃以上小さくなる場合のことを示す。蛍光管のフィラメント部近傍の温度は、１２０℃〜１４０℃と、光拡散板を構成する透明樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を上回る温度であるため、フィラメント部近傍の板温度をわずかでも下げることにより、局所的なそりや黄変の防止、それらによる輝度むらの上昇を抑えることができる。
【００８４】
各線状プリズムの短手方向の寸法（幅寸法）を１０μm以上とすることができ、２０μm以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。ただし、輝度むら等の観点から、前記寸法は１０００μｍ以下とすることが好ましい。
このような好適な範囲とすることにより、入射側光抑制部の剛性が増加するとともに、エミッタの常時予熱による形状の変化（特に、頂部や底部のすそのだれ）を防止でき、さらには、仮にだれが生じたとしても、だれた部分の割合を小さくすることにより、必要な光学特性を維持できる。
【００８５】
光出射面３０Ｂには、当該光拡散板３０から出射する光の量を制御する出射側光制御部としての第２の凹凸構造がほぼ全面に設けられている。第２の凹凸構造は、その算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの範囲であり、かつ同一形状である断面二等辺三角形状の線状プリズムが互いに略平行に複数並んだプリズム条列である。このような第２の凹凸構造を設けることにより、正面方向の輝度を向上できるとともに、発光面の輝度むらをさらに低減できる効果がある。
【００８６】
なお、本実施形態では、光入射面３０Ａのほぼ全面に入射側光制御部を設けたが、領域Ｘに相当する箇所にのみ入射側光制御部を設けてもよく、要するに、領域Ｘに相当する箇所を含むように入射側光制御部を設ければよい。また、入射側光制御部を構成する凹凸構造としては、以下に示すように、本実施形態以外にも様々な態様を挙げることができる。なお、図６〜図１６は、便宜上、光入射面と光出射面とを上下逆転して記載している。
【００８７】
図６に示すように、凹凸構造の他の第１の例としては、線状プリズムの断面形状が、左右の底角３２２及び３２３が略等しい三角形３２１であって、隣接する三角形３２１の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００８８】
図７に示すように、凹凸構造の第２の例は、線状プリズムの断面形状が、頂上に略平坦な平坦部（頂坦部）４２２を有する台形４２１であって、隣接する台形４２１の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００８９】
図８に示すように、凹凸構造の第３の例は、線状プリズムの断面形状が、左右の底角が略等しい三角形５２１であり、隣接する三角形５２１の間に略平坦な部分５２２が設けられた、三角形５２１と略平坦な部分５２２とが並んだ組み合わせの構造である。
【００９０】
図９に示すように、凹凸構造の第４の例は、線状プリズムの断面形状が、台形６２２の頂坦部に台形６２２の底角より小さい底角を有する三角形６２１が加えられた五角形であって、隣接する台形６２２の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００９１】
図１０に示すように、凹凸構造の第５の例は、線状プリズムの断面形状が、台形７２２の頂坦部に台形７２２の底角より広い底角を有する三角形７２１が加えられた五角形であって、隣接する台形７２２の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００９２】
図１１に示すように、凹凸構造の第６の例は、線状プリズムの断面形状が半円形８２１であって、隣接する半円形８２１同士が接するように配置された構造である。
【００９３】
図１２に示すように、凹凸構造の第７の例は、線状プリズムの断面形状が半楕円形９２１であって、隣接する半楕円形９２１同士が接するように配置された構造である。
【００９４】
図１３に示すように、凹凸構造の第８の例は、線状プリズムの断面形状が放物線弧１０２１であって、隣接する放物線弧１０２１同士が接するように配置された構造である。
【００９５】
図１４に示すように、凹凸構造の第９の例は、断面形状が半円形１１２１の線状プリズムと、断面形状が半楕円形１１２２の線状プリズムとを交互に組み合わせ構造である。
【００９６】
図１５に示すように、凹凸構造の第１０の例は、断面形状が半円形１２２１の線状プリズムと、断面形状が半楕円形１２２２の線状プリズムとを含み、半円形１２２１の線状プリズムと半楕円形１２２２の線状プリズムとを複数個おきに組み合わせた構造である。
【００９７】
図１６に示すように、凹凸構造の第１１の例は、断面形状が半円形１３２１の線状プリズムと、断面形状が三角形１３２２の線状プリズムとを交互に組み合わせた構造である。
【００９８】
また、凹凸構造としては、例えば、断面三角形状の線状プリズムにより構成される場合であって、蛍光ランプから遠ざかるにつれて、その頂角が連続的または段階的に小さくなる構成としてもよい。
【００９９】
（凹凸構造の形成方法）
光拡散板の表面に凹凸構造を形成する方法は、特に制限はなく、例えば、平板状の光拡散板表面に凹凸構造を形成する方法であってもよいし、光拡散板の基材となる平板部分（本明細書では、光拡散板基部という場合がある）の形成と同時に凹凸構造を一体的に形成する方法としてもよい。
【０１００】
平板状の光拡散板表面に凹凸構造を形成する方法としては、例えば、平板状の光拡散板表面を切削加工する方法、平板状の光拡散板の上に所望の形状を有するプリズムシートなどの凹凸構造をもつシートを積層または貼り付ける方法、平板状の光拡散板表面に光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を塗布し、その塗膜にロール又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、および平板状の光拡散板表面を所望の形状を有するロール又は押型でプレスするエンボス加工法などを挙げることができる。
【０１０１】
また、光拡散板基部の形成と同時に凹凸構造を一体的に形成する方法としては、所望の凹凸構造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、所望の凹凸構造を形成できる金型を用いた射出成形法などを挙げることができる。射出成形法およびキャスティング法は、上述のように、光拡散板基部の形成と同時に凹凸構造を形成できるので工程が簡便である。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。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。
【０１０２】
また、本実施形態では、プリズム条列からなる出射側光制御部を形成したが、特に設けなくてもよい。また、プリズム条列の形状としては、凹凸構造からなる入射側光制御部と同様に種々の態様とすることができる。
【０１０３】
また、凹凸構造の別の配置として、例えば、前記凹凸構造の、蛍光ランプの長手方向に垂直な断面が、前記凸部及び略平坦な部分の両方を含み、これらの存在比が、線状光源から遠ざかるにつれて、連続的又は段階的に変化する態様とすることができる。
具体的には例えば、図１７に示すように、前記凹凸構造としては、凸部１８２１Ａ及び略平坦な部分である平坦部１８２１Ｂとを交互に並べた状態を単位とし、この単位を繰り返し、さらに線状光源から遠ざかるにつれて、平坦部１８２１Ｂの幅１８２２Ｂを連続的又は段階的に変化させた構造とすることができる。ここで、平坦部１８２１Ｂの幅１８２２Ｂは、光拡散板の光入射面及び／又は光出射面上の複数のゾーンごとに、所定の値に設定し、断続的な変化を達成することもできる。なお、これらのゾーンの数は、特に限定されないが、４ゾーンに限らず、１５〜２０段階等に増やしてもよい。
【０１０４】
本発明の直下型バックライト装置のさらに好ましい態様として、光拡散板の光出射面側に設けられた光学シートをさらに備え、凹凸構造が、下記に詳述する所定の好ましい全光線透過率の分布を示すよう構成されたものを挙げることができる。即ち、直下型バックライト装置では、前記線状光源の長手方向に垂直な断面において、任意の蛍光ランプをＡとし、この蛍光ランプＡに隣接する蛍光ランプをＢとし、前記蛍光ランプＡと前記蛍光ランプＢとの中間の位置を前記光入射面に投影した中間位置をＸとし、前記蛍光ランプＡと前記蛍光ランプＢとの間に位置し、かつ前記中間位置Ｘよりも前記蛍光ランプＡに近い側の前記光入射面上の任意の点をＰとし、前記蛍光ランプＡの中心をＣとし、前記中心Ｃから前記点Ｐの方向へ入射した光の前記点Ｐにおける全光線透過率ＴＰが、前記中心Ｃから前記中間位置Ｘの方向へ入射した光の前記点Ｘにおける全光線透過率ＴＸよりも小さくなることが好ましい。この際、点Ｐが点Ｘに近づくにつれて略高くなるように、前記光拡散板の表面に凹凸構造が設けられていることがより好ましい。なお、「略高くなる」には、主として連続的または段階的に高くなる場合が含まれるが、部分的にわずかに低くなる場合も含まれる。このような「略高くなる」態様は、少なくとも光入射面全体の面積の５０％の範囲で満たすことが好ましい。
【０１０５】
当該好ましい態様について、図１８を参照して説明する。図１８では、蛍光ランプの長手方向に垂直な断面上における、上記角度の関係を示している。図１８の例においては、上でいう蛍光ランプＡ及び蛍光ランプＢとして蛍光ランプ１０２Ａ及び蛍光ランプ１０２Ｂを図示している。蛍光ランプ１０２Ａの中心１９７３Ａ（＝上記点Ｃ）と蛍光ランプ１０２Ｂの中心１９７３Ｂとの間の距離Ｌの二等分線で光拡散板１０１に垂直な線１９４１と光入射面Ｓ１９６０との交点１９７４が、上記点Ｘに相当する。蛍光ランプ１０２Ａの中心１９７３Ａ（点Ｃ）から点Ｘへ入射した光の、前記点Ｘにおける全光線透過率がＴＸである。一方、中心１９７３Ａ（点Ｃ）から、点Ｘより蛍光ランプ１９７３A（Ａ）に近い側の光入射面上の点Ｐへ入射した光の点Ｐにおける全光線透過率がＴＰである。ここでＴＰがＴＸよりも小さくなることにより、前記好ましい態様となる。さらに、点ＰがＸに近づくにつれて、ＴＰが略高くなることにより、前記より好ましい態様となる。このような態様とすることにより、高い輝度均斉度を達成することができる。
【０１０６】
前記光学シートは、１枚であっても複数枚であってもよい。前記光学シートとしては、光出射面から出射した光の方向を当該光学シートの法線に平行となる方向へ近づけるように変換する光線方向変換素子としての機能を有するシート（プリズムシートまたは拡散シート）を１枚以上含むことが好ましい。光線方向変換素子としての機能を有するシートとは、入射光の入射角度と出射光の出射角度が異なるシートであり、入射光と出射光のピークとなる方向が異なればよく、出射光が入射光に対し拡散し、分布を有していてもよい。
【０１０７】
他に、前記光学シートとしては、反射型偏光子を１枚以上含むことが好ましい。反射型偏光子は、光出射面側に設けることが好ましい。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。
【０１０８】
本発明の直下型バックライト装置における、さらに好ましい態様として、前記中心Ｃと前記点Ｐとを結ぶ線分の長さをＬＣＰとし、前記中心Ｃを前記光入射面に垂直に投影した点をＱとし、前記中心Ｃと前記点Ｑとを結ぶ線分の長さをＬＣＱとし、前記中心Ｃから前記点Ｑの方向へ入射した光の前記点Ｑにおける全光線透過率をＴＱとした時、０．２×（ＴＱ・ＬＣＰ／ＬＣＱ）≦ＴＰ≦５．０×（ＴＱ・ＬＣＰ／ＬＣＱ）の関係を満たすことが好ましい。
【０１０９】
当該さらに好ましい態様について、再び図１８を参照して説明する。図１８の例において、点Ｐと点１９７３Ａ（点Ｃ）とを結ぶ線分１９４３の長さが、上で言う長さＬＣＰに相当する。一方、点１９７３Ａ（点Ｃ）を通り光拡散板３０に垂直な直線１９４５と光入射面Ｓ１９６０との交点が、上記点Ｑとなり、点Ｃから点Ｑの方向へ入射した光の点Ｑにおける全光線透過率がＴＱであり、ＣＱ間の距離がＬＣＱとなる。ここでＴＰ、ＴＱ、ＣＰ及びＬＣＱが上記関係を満たすことにより、上記好ましい態様とすることができ、さらに高い輝度均斉度を達成することができる。当該関係は、光拡散板全面において成立することが好ましいが、光拡散板全面のうち５０％の面積でこの関係が成立することにより、好ましい効果を得ることができる。
【０１１０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る直下型バックライト装置について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態とは、入射側光制御部を印刷層により構成している点で相違する。図１を用いて説明すると、本実施形態の直下型バックライト装置を構成する光拡散板１３０は、光入射面が平坦面であり、光出射面には前記第１の実施形態と同様のプリズム条列が形成されており、平坦面である光入射面上には、入射側光制御部としての印刷層１３２が設けられている。なお、光入射面および光出射面の構造は、前記第１の実施形態と同様に種々の態様を採用できる。
【０１１１】
ここで、印刷層とは、ポリマーにフィラー（無機や有機）が添加された白色インクや透明顔料等を用いて、例えばドット状に形成するものであり、光の透過を抑制する機能を有する層である。白色インクとしては、例えば白色顔料および白色染料を用いることができる。前記フィラーとしては、熱伝導性を高めることができる観点から、無機フィラー（二酸化チタン等）が好ましい。本実施形態の光拡散板は、前記領域Ｘでの光線透過率と、前記領域Ｙでの光線透過率とが相違する。これを実現するために、光拡散板１３０では、領域Ｘにおける印刷層の構成と、領域Ｙにおける印刷層の構成とが相違している。印刷層の構成が相違するとは、単位面積あたりのドット状部分の数や、ドット状部分の面積が互いに異なることである。
【０１１２】
前述したドット状の印刷層を用いる場合には、印刷範囲内において光の透過率が一定となるようにしてもよいし、最も近い位置にある蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率が増加するようにしてもよい。輝度むらを低減させる観点からは、最も近い位置にある蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率が増加するように制御することが好ましい。蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率を増加させる方法としては、例えば、蛍光ランプから遠ざかるにつれて、印刷層の形成面積を減少させる方法、印刷層の厚みを減少する方法、印刷層を構成するインク濃度の低いものを使用する方法などを挙げることが出来る。形成面積が減少するとは、単位面積あたりのドット状の印刷層の数や面積が減少するということである。印刷層の光の透過率を増加させる方法としては、蛍光ランプから遠ざかるに連れて、連続的に増加させてもよいし、段階的に増加させてもよい。
【０１１３】
領域Ｘにおける印刷層の構成と、領域Ｙにおける印刷層の構成とが相違する態様としては、例えば、図５を用いれば、以下のような態様を挙げることができる。
（１）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層なし−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（２）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（３）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（４）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（５）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層α−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（６）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層なし−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（７）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（８）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（９）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（10）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層α−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（11）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
（12）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
（13）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
【０１１４】
なお、印刷層Ａと印刷層Ｂとはその形状が異なっている。また、印刷層αと印刷層βとはその形状が異なっている。また、印刷層αは、印刷層Ａまたは印刷層Ｂである。印刷層βは、印刷層造Ａ、印刷層Ｂ、または印刷層Ｃであり、印刷層Ｃは、印刷層Ａおよび印刷層Ｂとその形状が異なっている。
【０１１５】
なお、領域Ｘでの光線透過率と領域Ｙでの光線透過率とが相違する態様としては、凹凸構造と印刷層との組み合わせを用いた態様も挙げることができる。
【０１１６】
印刷層の好ましい態様としては、例えば、最も近い位置にある蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて、印刷層の形成面積が減少する構成を挙げることができる。形成面積が減少するとは、単位面積あたりのドット状の印刷層の数や面積が減少するということである。印刷層の形成面積を減少させる方法としては、線状光源から遠ざかるに連れて、連続的に減少させてもよいし、段階的に減少させてもよい。
【０１１７】
ここで、印刷層を熱伝導性を有するフィラーを備えて構成したので、蛍光ランプ１０のフィラメント部１２０での発熱を蛍光ランプ１０の中間位置側等へと伝熱でき、直下型バックライト装置１内の温度を均一化できる。また、印刷層を有する場合には、印刷層を有しない場合（すなわち、平坦面の場合）に比べて、受光する部分での反射が大きくなるため、光による変色等の劣化も抑えることができる。このため、光拡散板の部分的な劣化等が生じず、輝度むらの少ない直下型バックライト装置を長期に渡って使用できる。
【０１１８】
ここで、本実施形態の印刷層は、所定のフィラーを用いることにより赤外線を反射する機能を備えている。前述したように蛍光管のフィラメント部近傍が高温となるため、この箇所では蛍光管から放出される赤外線の量が増加する。これに対して、本実施形態では、赤外線反射機能を有する光入射側制御部を印刷層により構成することにより、この赤外線を反射し、直下型バックライト装置内部での赤外線分布を均一化する。このため、直下型バックライト装置内の温度分布を均一化でき、フィラメント部近傍における光拡散板の局所的な変形を防止できて、輝度むらの発生を抑えることができる。さらに、当該直下型バックライト装置の光出射側に配置される液晶パネルに対して伝わる温度分布を均一にでき、表示むらを抑えることができる。
【０１１９】
本発明の直下型バックライト装置は、前記実施形態に限定されず、均等の範囲内での変更を施すことができる。また、他の任意の構成要素をさらに含むことができる。例えば、前記各実施形態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、光拡散板に光出射面側に設けることができる。また、バックライト装置を構成するための筐体、通電装置等を適宜備えることができる。また、本発明の直下型バックライト装置は、液晶表示装置の画面内の明るさに応じて、光源の点灯と消灯を制御する方式にも、好適に用いることができる。
【０１２０】
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の直下型バックライト装置を含む。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。バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードは視野角が広く、容易に入手できるが、液晶分子の配向が比較的複雑なので、バックライトからの熱の影響をうけやすくなる。本技術はその影響を低減することが可能である。
【実施例】
【０１２１】
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何ら限定されない。なお、部及び％は、特に制限のない限り重量基準である。
【０１２２】
以下の実施例及び比較例において、諸物性の評価は、下記の通り行なった。
【０１２３】
（１）ガラス管の光線透過率
同じ材質のガラスを板状にして、日本電色工業株式会社製 濁度計NDH２０００により測定した。表面に印刷を施したガラス管の光線透過率については、同様の印刷を施したガラス板を試料として測定した。
（２）光拡散板を構成する樹脂の光線透過率
ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に基づいて、光拡散板を構成する樹脂と同じ材料で作製した両面平滑な２ｍｍ厚の板の全光線透過率を測定した。
（３）光拡散板の領域Ｘ及び領域Ｙの光線透過率
下記１〜４の通り行なった。
１．光線透過率の異なる光拡散板を数種類準備する。それらの拡散板をＲａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｉｎｃ社製 光源配光測定システム ＩＳ−ＬＩにセットし、ＯＣＥＡＮ Ｏｐｔｉｃｓ社製の光源ＬＳ−１とＯＣＥＡＮ Ｏｐｔｉｃｓ社製の光ファイバーＰ４００−２−ＶＩＳ／ＮＩＲを用い、光拡散板主面に光を垂直に入射し、反対側の面から出射した光束を測定する。
２．光拡散板の光線透過率を上記で測定した光束に対してプロットして、光線透過率の検量線を作成する。
３．上記１と同じ測定系を用い、測定したい光拡散板をバックライトに組み込む時光源側になる面を入射面とし、光源の設定位置から計算した入射角で光を入射し、反対側の面から出射した光束を測定する。
４．上記２で作成した検量線を用いて、光線透過率を計算する。
【０１２４】
＜実施例１＞
バックライト装置を構成する反射板、蛍光管、および光拡散板を作成した。
【０１２５】
（反射板）
内寸幅１０１７ｍｍ、奥行き５７２ｍｍ、深さ２５ｍｍのアルミ製ケースの内面に反射シート（東レ社製、「Ｅ６ＳＶ」）を貼着することにより、反射板を作成した。
【０１２６】
（熱陰極管）
直管形のソーダライムガラスからなるバルブを準備した。このバルブは外径が約１５．５ｍｍ、ガラス厚み０．７ｍｍ、ガラスの透過率９０％、管長１０２０ｍｍである。バルブの両端には、三重コイルのタングステンフィラメント上に、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯを１：１：１の割合で含んでなるエミッタ（電子放射物質）を塗布付着した電極を設置した。また、バルブの内壁面には、３波長発光型蛍光体が形成されていて、バルブ内には水銀と１ｋＰａのアルゴンが封入されている。
【０１２７】
（光拡散板）
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力９，８１０ＫＮ）に用いて、脂環式オレフィンポリマー（日本ゼオン社製、「ゼオノア１４２０Ｒ」）を原料として、シリンダー温度３２０℃、保圧５０ＭＰａ、保圧時間３秒、金型温度１３０℃の条件下で光拡散板を成形した。得られた光拡散板は、厚み２ｍｍ、１０１８ｍｍ×５７３ｍｍの長方形状の平板状であった。光拡散板の一方の面には、断面が頂角１００度の三角形状の線状プリズム（三角プリズム）が７０μｍピッチで略平行に複数並んだ凹凸構造の所定のパターンが形成されていた。また、光拡散板の他方の面には、頂角の異なる複数種類の三角プリズムが所定の混合割合で配置された所定パターンが形成されていた。当該所定パターンについては後述する。この光拡散板の頂角１００度の三角プリズム面を研磨し、残留応力を測定したところ、最大が１ＭＰａ、最小が０．３ＭＰａであった。本実施例のみならず全ての本願実施例及び比較例において、光拡散板の入射面及び出射面上の線状プリズムは、光拡散板の長辺の方向及び光源の長軸方向に略平行になるよう設けた。
【０１２８】
前記凹凸構造のパターンについて、図１９及び表１を参照して説明する。
光拡散板を直下型バックライト装置に組み付けた状態において、熱陰極管１４０２ａの中心から、１４０２ａの中心と隣接する熱陰極管１４０２ｂとの中心間の距離の中間１４４１までに相当する距離の区間を、A−Qの１７個のゾーンに分けた。各ゾーンの範囲（図１９における左右方向の距離）は表１に示す通りとした。光拡散板の光入射面の各ゾーンには、頂角１４０°から１７０°の三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を表１に示す混合割合で設けた。プリズムのピッチは７０μｍとした。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
表１の表記は、凹凸構造パターンの繰り返し単位における凸部の配置を示す。例えばD領域の場合、頂角１７０°の三角形状の凸部が１つと、頂角１６０°の三角形状の凸部が３つとを含む凹凸構造を一単位とし、この単位が繰り返されている構造を示す。
上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。
【０１３１】
前記熱陰極管を６本、前記反射板の内寸幅方向に平行に取り付けた。熱陰極管の中心間距離は９０ｍｍ、反射板から熱陰極管の中心までの距離は９．７５ｍｍとした。電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、動作回路を取り付けた。この動作回路（安定器に相当）は、それぞれバラストチョーク型インバータ回路を含む点灯回路と予熱回路とを備えている。
さらにポリカーボネート樹脂（出光興産社製 タフロンＵＲＺ２５０２）で製造した、図２３に示す、底部直径２１３２が２ｍｍ、上部直径２１３３が１ｍｍの円錐台形状にさらに直径１ｍｍの半球を載せた形状で、高さ２１３１が２５ｍｍの支持ピンを、図２１に示す位置に取り付けた。このときピンの位置はすべて熱陰極管と隣接する熱陰極管との中心位置である。図に示す距離２１１１は１００ｍｍで、ケースの幅方向の中間線２１５１からの距離２１１２も１００ｍｍである。熱陰極管１４０２ａのエミッタの位置と一番近いピンの距離２１２１を測定すると１０３ｍｍである。またそのピンと一番近いピンの距離２１２２は１３５ｍｍである。
次に、表１に示すパターンが形成された面を熱陰極管側に向けて、前記光拡散板を反射シート貼付けアルミケースからなる反射板の上に設置した。この際、熱陰極管の中心と光拡散板の光入射面との距離は１５．２５ｍｍであった。
【０１３２】
さらに、この光拡散板の光出射側に、それぞれ光学シートに相当する、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、「ＢＥＦIII−１０Ｔ」）、および拡散シート（きもと社製、「１８８ＧＭ３」）をこの順に設置した。
【０１３３】
次いで、得られた直下型バックライト装置について、予熱回路を調整して、フィラメント部に電流４００ｍＡで通電し、エミッタ表面温度を８００℃となるように維持した。さらに点灯回路を調整し、両端のフィラメント間に４００Ｖの電圧をかけて、熱陰極管を点灯させた。点灯にかけた電圧による電流は１５０ｍＡであった。二次元色分布測定装置を用いて、アルミケースの短手方向の中心線上で、ケースの長辺方向に沿って等間隔に１００点の正面方向の輝度を測定した。中央の輝度の測定値は１００００ｃｄ／ｍ2であった。また、下記の数式１と数式２に従って、正面方向の輝度平均値（正面輝度）ＬＡと輝度むらＬＵを得た。輝度むらは０．５％であった。輝度が初期の５０％になるまでの時間をバックライトの寿命としたとき、その寿命は６０，０００時間であった。それらの結果を表２に示す。
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：複数本設置された熱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。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が９５℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０５０μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０３５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．７０。このバックライトに液晶テレビ（シャープ社製 アクオスＬＣ−４６ＧＸ１Ｗ）から取り出したＶＡ型液晶パネルを載せて、１００時間点灯しても特に表示に乱れはなかった。液晶テレビ（ＬＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製 ＨＤＴＶ Ｍｏｄｅｌ :４７ＬＢ５D）から取り出したＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で表示に乱れはなかった。
また寿命試験中の光拡散板に反りは観察されず、電極付近での輝度むらが大きくなることもなかった。
【０１３４】
＜実施例２＞
予熱のためのフィラメント電流を５００ｍＡとし、エミッタ表面温度を８２０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例１と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表２に示す。
【０１３５】
＜実施例３＞
予熱のためのフィラメント電流を６００ｍＡとし、エミッタ表面温度を８５０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例１と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１３６】
＜実施例４＞
光拡散板の凹凸構造パターンを下記に詳述する通りとし、熱陰極管の間隔を１００ｍｍとし、反射板の深さを３２．５ｍｍとした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。
本実施例で用いた光拡散板上の凹凸構造について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管１４０２ａ，１４０２ｂの中心までに相当する距離を、Ａ（９ｍｍ）、Ｂ（１７．５ｍｍ）及びＣ（２３．５ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。
【０１３７】
図２０において、光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、頂角１００°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記三角形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１３８】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡは平坦な面とした。ゾーンＢには図１７に示すような三角形状の断面を有するプリズム状の凸部１８２１ａと、平坦な部分１８２１ｂとを交互に設けた。ただし、三角形状の頂角は１３０°、底辺は１８２２ａは７０μｍとし、平坦な部分の幅１８２２ｂは７０μｍとした。ゾーンＣには、頂角１３０°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く設けた。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、５５％及び９０％であった。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１３９】
＜実施例５＞
光拡散板を以下に示す態様とした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１４０】
本実施例で用いた光拡散板上の態様について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管１４０２ａ，１４０２ｂの中心までに相当する距離を、Ａ（１０ｍｍ）、Ｂ（２０ｍｍ）及びＣ（１５ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。
【０１４１】
光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、頂角１００°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記三角形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１４２】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡには二酸化チタンを顔料とし重量で２５％含む白インキを、直径１００μｍの円形ドットで、拡散板表面積の５０％に印刷した。ゾーンＢには同じ円形ドットで、拡散板表面積の２０％に印刷した。ゾーンＣには、印刷も凸部も設けなかった。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６０％及び７０％であった。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０４５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０３６μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．８０。このバックライトに実施例１と同じＶＡ型の液晶パネルを載せて、１００時間点灯しても特に表示に乱れはなかった。実施例１と同じＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で表示に乱れはなかった。
【０１４３】
＜実施例６＞
光拡散板に用いる樹脂を、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部とゼオノア１４２０R９９．７部とを混合した樹脂組成物とするとともに、光拡散板と光反射板とを以下に示す態様とした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表２に示す。
【０１４４】
光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、幅７０μｍ、深さ２２．３μｍ、ピッチ７０μｍで、半径３８．６μｍの円の一部（半円よりもやや小さい部分）を断面蒲鉾形状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記蒲鉾形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１４５】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａは凹凸のない面とし、実施例５と同様の印刷を行った。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６０％及び７０％であった。
【０１４６】
本実施例の光反射板は貼り付ける反射シートをＭＣＰＥＴ（古河電気化学工業社製品名）とし、熱陰極管の中心部分に頂角９０°、高さ２０ｍｍの断面三角形のアルミ製突起を熱陰極管側に凸に取り付け、その表面にもＭＣＰＥＴを貼り付けて形成した。
【０１４７】
＜実施例７＞
光拡散板に用いる樹脂を、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２．６部とゼオノア１４２０R９７．４部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を光拡散板を以下に示す態様とし、熱陰極管の間隔を１００ｍｍとした他は、実施例６と同様に、直下型バックライト装置を作成した。
【０１４８】
本実施例で用いた光拡散板上の態様について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管の中心までに相当する距離を、Ａ（１０ｍｍ）、Ｂ（２０ｍｍ）及びＣ（２０ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡには実施例５と同じ白インキを、直径１００μｍの円形ドットで、拡散板表面積の６５％に印刷した。ゾーンＢには同じ円形ドットで、拡散板表面積の３０％に印刷した。ゾーンＣには、印刷も凸部も設けなかった。一方、光拡散板３０の光出射面３０Ｂには全面に印刷も凸部も設けなかった。
上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、３０％及び４０％であった。得られた直下型バックライト装置を、実施例６と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１４９】
＜実施例８＞
熱陰極管の外径が３２．５ｍｍであるものを用い、ピン高さ２１３１を変更して反射板と拡散板との距離を４２．０ｍｍとし、反射板から熱陰極管の中心までの距離を１８．２５ｍｍとした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表３に示す。領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び９０％であった。
【０１５０】
＜実施例９＞
熱陰極管のガラス厚みが３ｍｍである以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表３に示す。
【０１５１】
＜実施例１０＞
インバータをトランス方式とした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表３に示す。
【０１５２】
＜実施例１１＞
ピン高さ２１３１を変更して反射板と拡散板との距離を２００ｍｍとした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表３に示す。領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び６５％であった。
【０１５３】
＜実施例１２＞
プリズムのピッチを両面とも１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして光拡散板及びバックライト装置を作製した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。この装置について、実施例１と同様にして輝度と輝度むらの評価を行った。結果を表４に示す。中央部での輝度むらは０．５％と小さかったが、電極付近ではプリズム頂点がだれてしまい、輝度むらが２．５％と大き目の結果であった。
【０１５４】
＜実施例１３＞
射出成形機（型締め力９，８１０ＫＮ）を用いて、脂環式オレフィンポリマー（日本ゼオン社製、「ゼオノア１４２０Ｒ」）を原料として、シリンダー温度３２０℃、保圧７５ＭＰａ、保圧時間６秒、金型温度１２０℃で成形する以外は実施例１と同様にして光拡散板及びバックライト装置を作製した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。この装置について、実施例１と同様にして輝度と輝度むらの評価を行った。この光拡散板の頂角１００度の三角プリズム面を研磨し、残留応力を測定したところ、最大が１５ＭＰａ、最小が２ＭＰａであった。結果は表４に示す。中央部での輝度むらは０．５％と小さかったが、電極付近では反りが発生し、輝度むらが３．２％と大き目の結果であった。
【０１５５】
＜実施例１４＞
ピン配置を図２２に示すようにした以外は実施例１と同様に輝度と輝度むらの評価を行った。このとき距離２１１３は３００ｍｍ、熱陰極管１４０２ａと一番近いピンの距離２１２３は３０２ｍｍである。結果は表４に示す。
電極部近傍で熱陰極管側に凸の２．５ｍｍの反りが発生し、中央部でも同じ向きの１．５ｍｍの反りが発生していた。その結果、中央部付近の輝度むらが１．８％と少し大きめであり、電極付近では３．５％とさらに大きくなった。
【０１５６】
【表２】
【０１５７】
【表３】
【０１５８】
【表４】
【０１５９】
＜比較例１＞
光拡散板に用いる樹脂を、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０．８部とゼオノア１４２０Ｒ９９．２部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を入出射面とも凹凸構造および印刷のない平板とし、熱陰極管のガラス管を光拡散板側の半分面に、光透過率７０％となるように、二酸化珪素粒子を付着させたものとし、熱陰極管の間隔を５０ｍｍとした以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６５％及び５９％であった。この装置について、実施例１と同様に、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
【０１６０】
＜比較例２＞
光拡散板に用いる樹脂を、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０．８部とゼオノア１４２０Ｒ９９．２部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を入出射面とも凹凸構造および印刷のない平板とした以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６５％及び４９％であった。この装置について、実施例１と同様に、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０５６μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０２５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．４５。このバックライトに実施例１と同じＶＡ型の液晶パネルを載せて、１００時間点灯したところ電極付近の表示に乱れが生じた。実施例１と同じＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で乱れが生じた。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が１００℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。寿命試験後フィラメント直上位置は黄変していた。
【０１６１】
＜比較例３＞
予熱のためのフィラメント電流を１２００ｍＡとし、エミッタ表面温度を１０５０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
【０１６２】
＜比較例４＞
予熱のためのフィラメント電流を０ｍＡとした他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。エミッタの一点から放電されるようになり、その部分の表面温度は１０５０℃程度となった。結果を表５に示す。
【０１６３】
＜比較例５＞
光拡散板の出射面における熱陰極管を光拡散板に垂直に投影した領域のみに、頂角90°、ピッチ７０μｍの断面三角形のプリズムを形成した以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、５２％及び６０％であった。この装置を、実施例１と同様に評価した。本比較例では初期の輝度むらは４．０％であったが、１５０００時間経過した時点で、８．０％と倍増してしまったため、その時間を寿命とした。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が１００℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。寿命試験後フィラメント直上位置は黄変していた。
【０１６４】
＜比較例６＞
タングステンフィラメント上にエミッタを塗布しない以外は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。２分で熱陰極管の電極の切断が発生し、数値を評価できなかった。なお、本比較例と同様の実験を数回繰り返したところ、いずれも数秒から数分で電極の切断が発生した。
【０１６５】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【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の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の装置における、蛍光ランプおよび安定器の構成の例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の装置における、光拡散板の表面形状のより具体的な例を説明するための断面図である。
【図４】光拡散板の凹凸構造の例を模式的に示す断面図である。
【図５】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図６】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図７】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図８】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図９】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１０】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１１】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１２】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１３】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１４】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１５】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１６】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１７】凹凸構造の別の配置の例を模式的に示す断面図である。
【図１８】光拡散板の光学的性質の例を具体的に説明する断面図である。
【図１９】本願の実施例における光拡散板表面のゾーンを説明する断面図である。
【図２０】本願の別の実施例における光拡散板表面のゾーンを説明する断面図である。
【図２１】本願の実施例における蛍光ランプ及び支持ピンの配置を説明する平面図である。
【図２２】本願の別の実施例における蛍光ランプ及び支持ピンの配置を説明する平面図である。
【図２３】本願の装置における支持ピンの形状を説明する図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型バックライト装置および液晶表示装置に関し、特に、エネルギー効率を高めることができるとともに、輝度むらを低減でき、かつ長寿命化を図ることができる直下型バックライト装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用のバックライト装置としては、例えば、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その表面で反射する反射板と、線状光源からの直射光および反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から出射する光拡散板とを備えるものが広く用いられている。線状光源としては、バックライト自体の薄型化を図ることができる観点から、通常は、管の外径が小さい（外径が４ｍｍ未満）冷陰極管（ＣＣＦＬ）が利用されている。しかしながら、近年では、ＣＣＦＬに比べてそのエネルギー効率が高いことから、ＣＣＦＬに比べてその外径の大きな熱陰極管（ＨＣＦＬ）を線状光源として用いた直下型バックライト装置も開発されている。
【０００３】
しかしながら、ＨＣＦＬを用いた直下型バックライト装置では、線状光源の外径が従来に比べて大きくなるため、従来と同じ厚みの直下型バックライト装置を作成すると、ＨＣＦＬと光拡散板の距離が近くなるため、光拡散板の光出射面において、ＨＣＦＬを投影した箇所では他の箇所に比べてその輝度が大きくなり、発光面に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、直下型バックライト装置において、光入射面において線状光源（例えばＨＣＦＬ）を投影した箇所に、他の箇所よりも厚みの大きい光抑制部を設けて、発光面の輝度むらを低減させる技術が開示されている。
【０００４】
ところで、直下型バックライト装置では、その長寿命化を図ることも課題となっている。ＨＣＦＬの長寿命化を図る技術としては、例えば、ＨＣＦＬのフィラメント部を構成するエミッタを所定温度に予熱する技術が知られている。
【０００５】
そこで、本発明者らは、特許文献１に示す技術とフィラメント部を予熱する技術とを組み合わせることで、エネルギー効率が高く、発光面の輝度むらが少なく、かつ長寿命化を奏することができるバックライト装置の開発を試みた。
【０００６】
【特許文献１】特開平２００７−９５４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フィラメント部を常時予熱すると、ＨＣＦＬの両端部が高温となることにより、光拡散板に形（反り等）や着色が生じ、また光抑制部に劣化等が生じた。このため、比較的短期間で発光面に輝度むらが生じ、輝度むらが少なく寿命が長い直下型バックライト装置を提供できないという問題があった。
本発明の目的は、エネルギー効率を高めることができるとともに、輝度むらを低減でき、かつ長寿命化を図ることができるバックライト装置、およびそのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意検討したところ、光入射面における、蛍光管の外径を光拡散板に垂直に投影した領域に、伝熱機能を有する入射側光制御部を設けるとともに、光拡散板の態様を所定のものとすることにより、バックライト装置内の温度を均一化して、輝度むら低減と長寿命化とを両立できることを見いだした。
【０００９】
本発明によれば、以下のような直下型バックライト装置および液晶表示装置が提供される。
(１)互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、伝熱機能を有し、かつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低い直下型バックライト装置。
【００１０】
(２) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記光拡散板は、その残留応力が１０MPa以下である直下型バックライト装置。
【００１１】
(３) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記光拡散板は、当該面内での残留応力の最大値と、当該面内での残留応力の最小値との差が１０MPａ以下である直下型バックライト装置。
【００１２】
(４) 互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部とを備え、前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、各フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低く、前記入射側制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有する直下型バックライト装置。
【００１３】
(５)前記反射板と前記光拡散板との間には、前記光拡散板が撓まないように支持する１または２以上の支持ピンが設けられ、支持ピンと、この支持ピンに最も近接するエミッタとの距離が２５０ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００１４】
(６)２以上の支持ピンを備え、前記２以上の支持ピンのうちの任意の１つの支持ピンを選んだ際に、この支持ピンと、この支持ピンに最も近接する他の支持ピンとの間の距離が２００ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００１５】
(７)前記光出射面には、出射する光の量を制御する出射側光制御部が設けられている前記直下型バックライト装置。
【００１６】
(８)前記フィラメント部に電流を流す安定器をさらに備え、この安定器から前記フィラメント部に供給される電流が１００〜１０００ｍAである前記直下型バックライト装置。
【００１７】
(９)前記エミッタは、アルカリ土類金属酸化物を含んでなる前記直下型バックライト装置。
【００１８】
(10)前記安定器は、バラストチョークインバータである前記直下型バックライト装置。
【００１９】
(11)前記蛍光管の光線透過率は、８０％以上である前記直下型バックライト装置。
【００２０】
(12)前記ガラス管の外径は、４．０〜２５．５ｍｍである前記直下型バックライト装置。
【００２１】
(13)前記ガラス管の管厚は、０．３〜１．５ｍｍである前記直下型バックライト装置。
【００２２】
(14)前記ガラス管は、断面が扁平円形状である前記直下型バックライト装置。
【００２３】
(15)前記反射板の表面と前記光入射面との距離は、１００ｍｍ以内である前記直下型バックライト装置。
【００２４】
(16)前記反射板の表面には、前記光入射面側へ突出する突起部が設けられている前記直下型バックライト装置。
【００２５】
(17)前記入射側光制御部は、前記光入射面の表面に形成された、算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの凹凸構造である前記直下型バックライト装置。
【００２６】
(18)前記入射側光制御部は、前記光入射面上に設けられた印刷層である前記直下型バックライト装置。
【００２７】
(19)隣り合う蛍光ランプの中心間の距離は、６０ｍｍ以上である前記直下型バックライト装置。
【００２８】
(20)前記光出射面の光出射側には、さらに光学シートが設けられ、この光学シートは、前記光出射面から出射した光の方向を当該光学シートの法線に平行となる方向へ近づけるように変換する前記直下型バックライト装置。
【００２９】
(21)前記光学シートは、プリズムシートまたは拡散シートである前記直下型バックライト装置。
【００３０】
(22)前記入射側光制御部の幅寸法、すなわち蛍光ランプの配列方向の寸法が１０μm以上である前記直下型バックライト装置。
【００３１】
(23)前記直下型バックライト装置と、このバックライト装置の光出射側に配置される液晶セルとを備え、この液晶セルがＶＡモードまたはＩＰＳモードである液晶表示装置。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の直下型バックライト装置によれば、エネルギー効率のよい蛍光管を有するとともに、蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域において、入射側光制御部に伝熱機能を備えたので、蛍光ランプの両端部の熱を効率よく逃がして直下型バックライト装置内の温度を均一化できることから、エネルギー効率を高めることができた上で、輝度むらを低減できて、かつ長寿命化を図る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】
【００３３】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本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１に示すように、本実施形態の直下型バックライト装置１は、互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプ１０と、蛍光ランプ１０からの光を表面で反射する反射板２０と、蛍光ランプ１０からの直射光および反射板２０からの反射光を拡散照射する光拡散板３０と、蛍光ランプ１０を発光させるための安定器４０と、光拡散板３０を支持する支持ピン５０とを備えている。
【００３４】
蛍光ランプ１０は、熱陰極管（ＨＣＦＬ）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、エネルギー効率の高い直下型バックライト装置とすることができる。また、蛍光ランプ１０は、発光効率が６０（ｌｍ／Ｗ）以上であることが好ましい。隣り合う蛍光ランプ１０の中心間の距離を前記好適な範囲とすることにより、蛍光ランプ１０の使用本数が減ることから、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を容易にできる。
【００３５】
図２は、蛍光ランプおよび安定器の構成を模式的に示す図である。
図２に示すように、蛍光ランプ１０は、円筒状の蛍光管１１０と、蛍光管１１０の両端部にそれぞれ設けられるフィラメント部（電極）１２０とを備えている。蛍光管１１０は、そのガラス管１１２の光線透過率（ガラス管の光出射側に印刷等の光透過抑制部が設けられている場合には、ガラス管と光透過抑制部の両方を含む部材の光線透過率を、「ガラス管の光線透過率」とする）が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。ガラス管１１２の光線透過率を前記好適な範囲とすることにより、ランプからの光を効率良く取り出すことができる利点がある。なお、ガラス管１１２の光線透過率は、同じ材質のガラスを板状にして、日本電色工業株式会社製 濁度計NDH２０００により測定できる。また、蛍光管１１０の長さは、７００ｍｍ以上であることが好ましく、長さ７００ｍｍの蛍光管を用いた場合において、その両端を支持した際に撓みが２ｍｍ以上生じないことが好ましい。
【００３６】
蛍光管１１０は、断面が例えば円状であるガラス管１１２と、ガラス管１１２の内面に設けられた蛍光層１１４とを備えている。蛍光層１１４としては、公知の蛍光材料を用いて塗布等により形成できる。
【００３７】
本実施形態のガラス管１１２は、断面円形状である。ただし、ガラス管１１２の断面形状としては、例えば、輝度むらを低減させる観点から、円の一部を扁平化した形状や楕円形状等の扁平円形状とすることもできる。ガラス管１１２の外径（管径）は、４．０〜２５．５ｍｍであることが好ましく、６．０〜２０．０ｍｍであることが好ましく、８ｍｍ〜１５．５ｍｍであることがさらに好ましい。外径を前記好適な範囲とすることにより、バックライト装置自体の薄型化を図ることができるとともに、フィラメント部１２０近傍（管壁温度）が高温（例えば１５０℃超）になることによる光拡散板３０の熱劣化を抑えることができ、十分な輝度を奏することができるという利点がある。また、ガラス管１１２の管厚（厚み）は、０．３〜１．５ｍｍとすることが好ましく、０．４〜１．０ｍｍとすることがより好ましく、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍとすることがさらに好ましい。管厚を前記好適な範囲とすることにより、蛍光管１０の両端部近傍が暗くなることを防止できて、発光面の輝度むらを低減できる利点がある。
【００３８】
フィラメント部１２０は、安定器４０からの電流を受けて、一方のフィラメント部１２０から他方のフィラメント部１２０に向けて電子放出を行う部材である。フィラメント部１２０に供給される電流は、１００〜１０００ｍAであることが好ましい。電流を上記好ましい範囲とすることにより、フィラメントに塗布されているエミッタの消耗を抑制することができ、電極寿命を伸ばすことができる利点がある。
【００３９】
フィラメント部１２０は、タングステン等からなるフィラメント１２２と、フィラメント１２２の外周部分に塗布等により設けられるエミッタ１２４とを備えている。
エミッタ１２４は、フィラメント１２２からの電子放出を容易にするための部材である。エミッタ１２４を構成する材料としては、例えばアルカリ土類金属の酸化物を用いることができ、具体的には、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、および酸化バリウム（ＢａＯ）等を挙げることができる。
【００４０】
フィラメント部１２０は、常時、すなわち、液晶表示装置に画像が表示されている時に予熱されており、この際、エミッタ１２４の表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されている。バックライトの蛍光ランプは調光時やブリンキングモード時などの高速点滅（０．１秒以下の点滅）に対応し、消灯する時があるが、そのような時でもフィラメント部１２０は予熱されている。このような予熱を行うことにより、蛍光ランプ１０の長寿命化を図ることができる。ここで、フィラメント部１２０を常時予熱した場合には、例えば、ガラス管の外径が８．０ｍｍの場合には、フィラメント部温度（ここでフィラメント部温度とは、管壁表面であってフィラメントに最も近い箇所の温度である。）が約１４０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。また、ガラス管の外径が１５．５ｍｍの場合には、フィラメント部が約１２０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となることが分かっている。このため、光拡散板には局所的な加熱が加わることなるが、この加熱による問題は後述するように光拡散板の構成を工夫することにより解決可能である。なお、前記予熱を行わない場合には、管径が８．０ｍｍの場合には、フィラメント部が約１００〜１１０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。また、管径が１５．５ｍｍの場合には、フィラメント部が約８０℃となり、ガラス管１１２の中間位置では約５０〜５５℃となる。
【００４１】
上記フィラメント部の予熱を達成する構成として、本発明のバックライト装置は、蛍光ランプを発光させる回路の一部として、予熱のための電流を供給するための回路を備えることができる。
【００４２】
蛍光ランプ１０の使用本数は、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は、蛍光ランプの数としては、例えば、１６本、１４本、１２本、８本、４本等の偶数本や、奇数本とすることができる。
【００４３】
本実施形態では、複数の蛍光ランプ１０は、互いに略平行に配置されている。隣接する任意の蛍光ランプ１０の中心軸間の平均距離は略一定である。なお、略平行とは、真に平行な状態から±５度以内の範囲内にあることをいう。ただし、複数の蛍光ランプは、平行に配置しなくてもよい。また、隣接する蛍光ランプの中心軸間の平均距離は、ランダムであってもよいし、特定の箇所に向かうに連れて連続的または段階的に大きくもしくは小さくなるような規則性を持たせてもよい。ここで、特定の箇所とは、例えば、矩形状の光拡散板の一方の長辺側や、対向する短辺の中心位置同士を結んだ線を含む中心箇所などである。
【００４４】
隣接する蛍光ランプ１０の中心軸間の平均距離は、６０ｍｍ〜３００ｍｍとすることができ、７０ｍｍ〜２５０ｍｍであることが好ましい。前記平均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での消費電力を低減でき、当該装置の組み立てが容易で、かつ発光面の輝度むらを抑えることができる。
【００４５】
蛍光ランプ１０の中心軸と、光拡散板３０の光入射面３０Ａとの平均距離ｂ（ｍｍ／図１）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〜３５ｍｍとすることができ、３ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。前記平均距離ｂを上記範囲とすることにより、輝度むらを低減でき、かつランプの発光効率の低下を防ぐことができて、バックライト装置を薄型化できる。本実施形態では、複数の蛍光ランプ１０は、光入射面３０Ａとの平均距離ｂがすべての蛍光ランプでほぼ一定となるように配置されている。なお、ほぼ一定とは、平均距離ｂの最大値/平均距離ｂの最小値≦１．３である。ただし、一部の蛍光ランプが他の蛍光ランプよりも光入射面３０Ａに近接するように、複数の蛍光ランプを配置してもよい。例えば、ランダムであってもよいし、特定の箇所に向かうに連れて大きくもしくは小さくなるような規則性を持たせてもよい。ここで、特定の箇所とは、例えば、矩形状の光拡散板の長辺側や、対向する短辺の中心位置同士を結んだ線を含む中心箇所などである。
【００４６】
安定器４０は、商用電源からの交流電流を整流してフィラメント部１２０に所定の電流を供給し、フィラメント部１２０からの電子放出を促す部材である。本実施形態の安定器４０は、瞬時の発光を可能にするバラストチョークインバータ（図示略）である。
【００４７】
支持ピン５０は、反射板２０と光拡散板３０の間に、すなわち反射板２０上に配置され、光拡散板３０が撓まないように支持するピン状の部材である。本実施形態では、あるフィラメント部１２０の近傍に２つの支持ピン５０（５０Ａ，５０Ｂ）が配置されている。本実施形態では、各支持ピン５０Ａ，５０Ｂは、光拡散板の光入射面に当接する当接面の形状が円形である。ただし、当接面の形状は、円形には限定されず、楕円や多角形等の他の形状とすることもできる。
【００４８】
ここで、各支持ピン５０Ａ，５０Ｂと前記フィラメント部１２０を構成するエミッタとの距離は、２５０ｍｍ以内であることが好ましく、２００ｍｍ以内であることがより好ましい。その理由について以下に説明する。ここで、前記エミッタを常時予熱することにより、蛍光管のフィラメント部近傍でのガラス管の表面温度が１００℃以上となる。このため、フィラメント部近傍の光拡散板の光入射面が加熱され、蛍光管側に凸となる等の変形を起こし輝度むらが発生し得る。従って、上記好適な範囲で支持ピンを配置することにより、フィラメント部近傍の局所的な変形を抑えて、輝度むらの発生を抑えることができる。
【００４９】
さらに、支持ピン５０Ａ，５０Ｂ間の距離は、２００ｍｍ以内であることが好ましく、１５０ｍｍ以内であることがより好ましい。前述したように、フィラメント部近傍の光拡散板の光入射面が加熱され、蛍光管側に凸となる等の変形を起こし輝度むらが発生し得る。このため、フィラメント部近傍において、支持ピン間の距離を上記好適な範囲とすることにより、フィラメント部近傍の局所的な変形を抑えて、輝度むらの発生をさらに抑えることができる。
【００５０】
なお、支持ピン５０とエミッタとの距離とは、光拡散板３０の光入射面に当接する支持ピン先端の当接面５０Ｘ（図１）における重心位置と、エミッタを光入射面に垂直に投影した位置との最短距離のことである。また、支持ピン間の距離とは、各支持ピン先端の当接面の重心位置同士の距離のことである。なお、本実施形態では、２つの支持ピン５０を備えて直下型バックライト装置を構成したが、支持ピンは１つでもよいし、３以上でもよい。また、支持ピンは蛍光管の撓みを防止する蛍光管ホルダーの機能を同時に有していても良いし、有していなくてもよい。
【００５１】
反射板２０の形状としては、通常平板状であるが、発光面の輝度むらをより一層低減する観点から、反射板２０における蛍光ランプ間に相当する領域に、光拡散板側へ突出する突起部が設けられていてもよい。この突起部は、複数の蛍光ランプの長手方向に沿って延びていてもよい。この際、突起部は、隣接する蛍光ランプの略中間の位置に設けられることが好ましいが、蛍光ランプ１０の背面に設けてもよい。さらに、突起部の短手方向における断面形状は特に限定されないが、二等辺三角形、等脚台形、円形を切断した形状、楕円形を短軸に平行な線分で切断した形状、楕円形を長軸に平行な線分で切断した形状、下に凸の曲線を線対象になるように連ねた形状、上に凸の曲線を線対称になるように連ねた形状等を挙げることができる。これらの形状の頂点部分は、尖っていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。輝度むらを低減できる観点、および製造の簡便さの観点からは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。前記突起部は畝状に連続的でも、垂体の連なりのように断続的でもよいが、輝度均斉度がより向上できることから連続的であることが好ましい。
【００５２】
前記突起部の設置方法としては、突起部の付いた金属フレームを白色または銀色で塗装する方法、突起部の付いた金属フレームに白色または銀色の反射シートを貼り付ける方法、白色または銀色の平坦な反射シートを折り曲げて平坦な金属フレームに設置する方法、白色または銀色の樹脂を所定の形状の金型を用いて成形する方法、等を挙げることができる。
【００５３】
反射板２０を構成する材質としては、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、反射板２０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たものとしてもよい。
【００５４】
光拡散板３０は、蛍光ランプ１０からの直射光および反射板２０の表面からの反射光を拡散して出射させる板材である。光拡散板３０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。
【００５５】
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。
【００５６】
光拡散板３０の厚みは、０．４〜５．０ｍｍであることが好ましく、０．８〜４．０ｍｍ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。また、光拡散板３０の光入射面３０Ａと反射板２０の表面との距離は、直下型バックライト装置の薄型化の観点から、１００ｍｍ以内であることが好ましく、４０ｍｍ以内がより好ましく、２５ｍｍ以内がさらに好ましい。
【００５７】
光拡散板３０は、その残留応力が１０ＭＰａ以下であることが好ましく、５ＭＰａ以下であることがより好ましく、３ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。ここで、光拡散板の残留応力は下記の通りに求めることができる。すなわち、まず、１枚の光拡散板から１００×１０ｍｍ短冊状のサンプルを切り出す。次に、前記サンプルの表面（例えば、面内にゲートを有する射出成形機により光拡散板を成形した場合には、そのゲート側の面）を水で冷やしながら、サンドペーパーで研磨する。１ｍｍ研磨した後に、下記式（１）を用いてその歪み量εを求める。歪み量の算出にあたり、サンプルの厚みｔ（ｍｍ）をダイヤルゲージによる３点測定により測定し、研磨後のたわみ量δ（ｍｍ）を測定し、サンプルの長手方向の長さｌ（ｍｍ）を測定する。残留応力は、前記歪み量εとサンプルの弾性率Ｅを用いて、下記式（２）により求めることができる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
【数２】
【００６０】
前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、光拡散板の光入射側の面の特にフィラメント部近傍が高温にさらされることになる。ここで、光拡散板の残留応力が大きい場合には、熱によりフィラメント部近傍と、蛍光管の中間位置との間とでは形状変化の仕方に差異が生じる可能性があり、この場合には光拡散板が波うち形状となって輝度むらが生じ得る。このため、光拡散板の残留応力を上記好適な範囲とすることにより、形状変化等による輝度むらの発生を抑えることができる。
【００６１】
また、光拡散板３０は、面内での残留応力の最大値Ｅｍａｘと、当該面内での残留応力の最小値Ｅｍｉｎとの差（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉｎ）が１０MPａ以下であることが好ましく、５MPａ以下がより好ましく、３MPａ以下がさらに好ましい。前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、光拡散板の光入射側の面が高温にさらされることになる。ここで、光拡散板の面内での残留応力差が大きい場合には、場所により変形の仕方が異なることにより光拡散板が波うち形状となって、輝度むらが生じ得る。このため、光拡散板の残留応力差を上記好適な範囲とすることにより、形状変化等による輝度むらの発生を抑えることができる。
【００６２】
また、入射側光制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有することが好ましい。本実施形態では、入射側光制御部として凹凸構造を用いているが、この凹凸構造によれば赤外線を屈折させることが可能である。
【００６３】
前述した通り、エミッタを常時予熱することにより、フィラメント部近傍から発せられる赤外線の量が増加することとなる。このため、上記機能を有する入射側光制御部を用いることにより、直下型バックライト装置内で赤外線の量が均一化し、これにより、液晶パネルの温度分布を均一化し、表示むらを抑えることができる。なお、赤外線量の測定には、例えば、相馬光学社製Fastevert S-2400により求めることができる。具体的には、直下型バックライト装置の光出射側において、光拡散板の主面の法線方向における波長８００〜９００nmの赤外線の発光量を各箇所において測定して求めることができる。
【００６４】
ここで、赤外線量が均一化されているとは、測定した波長８００〜９００nmの赤外線のうち、ピークを示す波長での発光強度をそれぞれ求め、蛍光ランプのフィラメント部を光入射面に垂直に投影した位置での前記発光強度αと、隣接する蛍光ランプの同じ側のフィラメント部の中間位置を光入射面に垂直に投影した位置での発光強度βとを比較し、β／α≧0.45、好ましくはβ／α≧0.50、より好ましくはβ／α≧0.55となることである。
【００６５】
次に、光拡散板３０の外形について説明する。
図３は、直下型バックライト装置を構成する光拡散板３０の表面形状をより具体的に説明するための断面図である。説明の便宜上、図３においては、複数本の蛍光管１０のうち、隣接する２本の蛍光管１０Ａ及び１０Ｂのみを部分的に図示している。
【００６６】
光拡散板３０は、蛍光管１１０からの光が入射する光入射面３０Ａと、光入射面３０Ａから入射した光を拡散照射する光出射面３０Ｂとを備えている。ここで、光拡散板３０において、蛍光ランプ１０を構成する蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を領域Ｘとし、互いに隣接する蛍光ランプ１０の中間位置を中心とし、かつ蛍光管１１０の外径と同じ幅の領域を領域Ｙとする。
【００６７】
光拡散板３０は、領域Ｘでの光線透過率が領域Ｙでの光線透過率より１％以上低い。この光線透過率は、蛍光ランプの中心からそれぞれの領域の中心に向けて光を入射した場合の光線透過率である。領域Ｘでの光線透過率が領域Ｙでの光線透過率より、５％以上低いことがより好ましく、１０％以上低いことがさらに好ましい。これを実現するために、光拡散板３０では、領域Ｘにおける凹凸構造と、領域Ｙにおける凹凸構造とが異なる形状である。
【００６８】
本発明のバックライト装置においては、領域Ｘにおける光拡散板の透過率が、領域Yにおける光拡散板の透過率より５％以上低いことがより好ましい。ここで、「５％以上低い」等の透過率の差異についての言及は、百分率で表した透過率のある値と他の値との差を示す。例えば、ある点ＰＡにおける透過率が５０％であり、別のある点ＰＢにおける透過率が５５％であれば、点ＰＡにおける透過率は点ＰＢにおける透過率より５％低い。
【００６９】
ここで「異なる形状である」とは、光拡散板の光入射面および光出射面のうち少なくともいずれか一方においてその形状が異なる場合を含むことである。また、「異なる形状」とは、例えば、凹凸構造がそれぞれ複数の線状プリズムにより構成され、かつ各線状プリズムが多角形である場合には、その線状プリズムの頂角が±１度を超えるような形状をいう。また、この場合において、「異なる形状」には、複数の線状プリズムを構成する少なくとも１つの線状プリズムが異なる形状である場合も含まれる。
【００７０】
「領域Ｘにおける凹凸構造と、領域Ｙにおける凹凸構造とが異なる形状である」とは、蛍光ランプ１０Ａおよび１０Ｂの外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域Ｘにおける範囲Ｒ２７１、Ｒ２８１、Ｒ２７３及びＲ２８３における凹凸構造と、蛍光ランプ１０Ａ及び１０Ｂの中間位置２４１を中心とし、蛍光管１０と同じ幅の光拡散板上の領域Ｙにおける範囲Ｒ２７２及びＲ２８２における凹凸構造が、異なる形状であるということである。
即ち、下記条件(Ｉ)及び(II):
(Ｉ)Ｒ２７２がＲ２７１及びＲ２７３と異なる凹凸構造を有している、
(II)Ｒ２８２がＲ２８１及びＲ２８３と異なる凹凸構造を有している
の少なくともいずれか一方の条件を満たすということである。
【００７１】
光入射面３０Ａ及び光出射面３０Ｂの、その他の領域（即ち領域Ｒ２７１〜Ｒ２７３及びＲ２８１〜Ｒ２８３に含まれない領域）の構造については、特に限定されないが、例えば、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を含む領域群における凹凸構造と、蛍光管１１０の中間位置を中心とし蛍光管１１０の外径と同じ幅の光拡散板３０上の領域を含む領域群における凹凸構造が、異なるものとすることができる。
【００７２】
より具体的には例えば、図３に示すように、光入射面３０Ａ及び光出射面３０Ｂをそれぞれ、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域を含む領域群Ｒ２５１、Ｒ２６１、Ｒ２５３及びＲ２６３と、蛍光管１１０の中間位置を中心とし蛍光管１１０と同じ幅の光拡散板上の領域を含む領域群Ｒ２５２及びＲ２６２とに均等に分割し、これらの領域群間において、凹凸構造が異なるものとすることができる。
【００７３】
領域Ｘに凹凸構造が設けられ、かつ領域群Ｒ２５１、Ｒ２６１、Ｒ２５３及びＲ２６３と領域群Ｒ２５２及びＲ２６２との間において「凹凸構造が異なる」とは、具体的には例えば下記の態様が挙げられる：
【００７４】
（１）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−平坦面−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（２）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（３）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（４）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（５）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造α−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−平坦面−凹凸構造Ａ
（６）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−平坦面−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（７）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（８）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（９）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（10）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造α−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ｂ−凹凸構造Ａ
（11）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−平坦面−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
（12）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：平坦面−凹凸構造α−平坦面
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
（13）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：凹凸構造α−凹凸構造β−凹凸構造α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ−凹凸構造Ａ
【００７５】
なお、凹凸構造Ａと凹凸構造Ｂとはその形状が異なっている。また、凹凸構造αと凹凸構造βとはその形状が異なっている。また、凹凸構造αは、凹凸構造Ａまたは凹凸構造Ｂである。凹凸構造βは、凹凸構造Ａ、凹凸構造Ｂ、または凹凸構造Ｃであり、凹凸構造Ｃは、凹凸構造Ａおよび凹凸構造Ｂとその形状が異なっている。また、平坦面とは、その面上に微細な凹凸があってもよいが、算術平均粗さＲａが３μｍ以下の面のことである。
【００７６】
本発明において、凹凸構造は、蛍光ランプ１０の長手方向に略平行（平行±５°の範囲内）に延びる線状プリズムが略平行に並んでなるプリズム条列であり、蛍光ランプ管１０の長手方向に垂直な断面が各種の断面形状を有するものを挙げることができる。なお、蛍光ランプ１０と前記線状プリズムとなす角度としては、平行±６０°の範囲内としてもよい。
【００７７】
凹凸構造としては、例えば曲線を含む形状の凸部、多角形状の凸部、略平坦な部分、およびこれらの組み合わせ形状を挙げることができる。前記曲線を含む形状の凸部としては、円弧、楕円弧、放物線弧、およびこれらが歪んだ曲線等の曲線を、突出する部分に含む凸部を挙げることができる。前記多角形状の凸部としては、三角形、台形等の四角形、五角形、六角形、七角形等の各種の多角形状の凸部を挙げることができ、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。
【００７８】
本実施形態は、前記(10)の構成に該当し、本実施形態では、光入射面３０Ａには、当該光拡散板３０に入射する光の量を制御する入射側光制御部としての凹凸構造がほぼ全面に設けられている。この凹凸構造は、その算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの範囲であり、かつ断面二等辺三角形状の線状プリズムが互いに略平行に複数並んだプリズム条列である。なお、本明細書において、略平行とは、真に平行な場合から±５°の範囲内のことである。また、前記三角形の頂角としては、例えば、４０〜１７０°とすることができる。また、隣接する線状プリズムは、その底角部分の頂点同士が繋がったような構成としてもよいし、その底角部分の頂点同士が離れたような構成としてもよい。なお、本実施形態では、前記(10)の構成としたが、この態様には限定されない。
【００７９】
本実施形態の凹凸構造は、具体的には、断面形状の異なる２種類以上の線状プリズムを含んで構成され、当該２種類以上の線状プリズムの存在比が、蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて変化する態様である。具体的には、例えば図４に示すように、凹凸構造としては、異なる形状の線状プリズム１６２１ａおよび線状プリズム１６２１ｂ（その頂角が相違）を所定の割合（図４においては１：４）で並べた状態を単位とし、この単位を繰り返し、さらに蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて、線状プリズム１６２１ａ及び１６２１ｂの存在比を変化させた構造とすることができる。
【００８０】
当該存在比の変化は、連続的又は段階的なものとすることができる。例えば、図５に示すように、隣接する線状光源１４０２ａ及び１４０２ｂの中心間の距離の中間位置１４４１から蛍光ランプの中心までに相当する距離を、複数のゾーン（図５ではＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つのゾーン）に分け、光入射面の各ゾーンに対応する領域ごとに、前記２種類以上の凸部の存在比を所定の値に設定できる。なお、これらのゾーンの数は、特に限定されず、上記に限らず１５〜２０段階等としてもよい。
【００８１】
このように、光入射面３０Ａのほぼ全面に凹凸構造が形成されていることから、少なくとも、蛍光管１１０の外径を光拡散板３０に垂直に投影した領域Ｘにおける光入射面３０Ａには、入射側光制御部が設けられていることになる。
【００８２】
ここで、凹凸構造が複数の線状プリズムにより構成されているため、長手方向への伝熱機能に優れることから、蛍光ランプ１０のフィラメント部１２０での発熱を蛍光ランプ１０の中間位置側へと伝熱でき、直下型バックライト装置１内の温度を均一化できる。また、凹凸構造を有する場合には、凹凸構造を有しない場合（すなわち、平坦面の場合）に比べて、受光する部分の面積が増大することから、光による変色等の劣化も抑えることができる。このため、光拡散板３０の部分的な劣化等が生じず、輝度むらの少ない直下型バックライト装置１を長期に渡って使用できる。
【００８３】
なお、伝熱機能とは、フィラメント部近傍の位置における光入射面の温度と、蛍光管の長手方向の中央部分の位置における光入射面の温度との差の値が、凹凸構造のない光拡散板（平板拡散板）における前記差の値よりも７００ｍｍの蛍光管を用いたときに０．５℃以上小さくなる場合のことを示す。蛍光管のフィラメント部近傍の温度は、１２０℃〜１４０℃と、光拡散板を構成する透明樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を上回る温度であるため、フィラメント部近傍の板温度をわずかでも下げることにより、局所的なそりや黄変の防止、それらによる輝度むらの上昇を抑えることができる。
【００８４】
各線状プリズムの短手方向の寸法（幅寸法）を１０μm以上とすることができ、２０μm以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。ただし、輝度むら等の観点から、前記寸法は１０００μｍ以下とすることが好ましい。
このような好適な範囲とすることにより、入射側光抑制部の剛性が増加するとともに、エミッタの常時予熱による形状の変化（特に、頂部や底部のすそのだれ）を防止でき、さらには、仮にだれが生じたとしても、だれた部分の割合を小さくすることにより、必要な光学特性を維持できる。
【００８５】
光出射面３０Ｂには、当該光拡散板３０から出射する光の量を制御する出射側光制御部としての第２の凹凸構造がほぼ全面に設けられている。第２の凹凸構造は、その算術平均粗さＲａが３〜１０００μｍの範囲であり、かつ同一形状である断面二等辺三角形状の線状プリズムが互いに略平行に複数並んだプリズム条列である。このような第２の凹凸構造を設けることにより、正面方向の輝度を向上できるとともに、発光面の輝度むらをさらに低減できる効果がある。
【００８６】
なお、本実施形態では、光入射面３０Ａのほぼ全面に入射側光制御部を設けたが、領域Ｘに相当する箇所にのみ入射側光制御部を設けてもよく、要するに、領域Ｘに相当する箇所を含むように入射側光制御部を設ければよい。また、入射側光制御部を構成する凹凸構造としては、以下に示すように、本実施形態以外にも様々な態様を挙げることができる。なお、図６〜図１６は、便宜上、光入射面と光出射面とを上下逆転して記載している。
【００８７】
図６に示すように、凹凸構造の他の第１の例としては、線状プリズムの断面形状が、左右の底角３２２及び３２３が略等しい三角形３２１であって、隣接する三角形３２１の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００８８】
図７に示すように、凹凸構造の第２の例は、線状プリズムの断面形状が、頂上に略平坦な平坦部（頂坦部）４２２を有する台形４２１であって、隣接する台形４２１の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００８９】
図８に示すように、凹凸構造の第３の例は、線状プリズムの断面形状が、左右の底角が略等しい三角形５２１であり、隣接する三角形５２１の間に略平坦な部分５２２が設けられた、三角形５２１と略平坦な部分５２２とが並んだ組み合わせの構造である。
【００９０】
図９に示すように、凹凸構造の第４の例は、線状プリズムの断面形状が、台形６２２の頂坦部に台形６２２の底角より小さい底角を有する三角形６２１が加えられた五角形であって、隣接する台形６２２の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００９１】
図１０に示すように、凹凸構造の第５の例は、線状プリズムの断面形状が、台形７２２の頂坦部に台形７２２の底角より広い底角を有する三角形７２１が加えられた五角形であって、隣接する台形７２２の底角部分が互いに接するように配置された構造である。
【００９２】
図１１に示すように、凹凸構造の第６の例は、線状プリズムの断面形状が半円形８２１であって、隣接する半円形８２１同士が接するように配置された構造である。
【００９３】
図１２に示すように、凹凸構造の第７の例は、線状プリズムの断面形状が半楕円形９２１であって、隣接する半楕円形９２１同士が接するように配置された構造である。
【００９４】
図１３に示すように、凹凸構造の第８の例は、線状プリズムの断面形状が放物線弧１０２１であって、隣接する放物線弧１０２１同士が接するように配置された構造である。
【００９５】
図１４に示すように、凹凸構造の第９の例は、断面形状が半円形１１２１の線状プリズムと、断面形状が半楕円形１１２２の線状プリズムとを交互に組み合わせ構造である。
【００９６】
図１５に示すように、凹凸構造の第１０の例は、断面形状が半円形１２２１の線状プリズムと、断面形状が半楕円形１２２２の線状プリズムとを含み、半円形１２２１の線状プリズムと半楕円形１２２２の線状プリズムとを複数個おきに組み合わせた構造である。
【００９７】
図１６に示すように、凹凸構造の第１１の例は、断面形状が半円形１３２１の線状プリズムと、断面形状が三角形１３２２の線状プリズムとを交互に組み合わせた構造である。
【００９８】
また、凹凸構造としては、例えば、断面三角形状の線状プリズムにより構成される場合であって、蛍光ランプから遠ざかるにつれて、その頂角が連続的または段階的に小さくなる構成としてもよい。
【００９９】
（凹凸構造の形成方法）
光拡散板の表面に凹凸構造を形成する方法は、特に制限はなく、例えば、平板状の光拡散板表面に凹凸構造を形成する方法であってもよいし、光拡散板の基材となる平板部分（本明細書では、光拡散板基部という場合がある）の形成と同時に凹凸構造を一体的に形成する方法としてもよい。
【０１００】
平板状の光拡散板表面に凹凸構造を形成する方法としては、例えば、平板状の光拡散板表面を切削加工する方法、平板状の光拡散板の上に所望の形状を有するプリズムシートなどの凹凸構造をもつシートを積層または貼り付ける方法、平板状の光拡散板表面に光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を塗布し、その塗膜にロール又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、および平板状の光拡散板表面を所望の形状を有するロール又は押型でプレスするエンボス加工法などを挙げることができる。
【０１０１】
また、光拡散板基部の形成と同時に凹凸構造を一体的に形成する方法としては、所望の凹凸構造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、所望の凹凸構造を形成できる金型を用いた射出成形法などを挙げることができる。射出成形法およびキャスティング法は、上述のように、光拡散板基部の形成と同時に凹凸構造を形成できるので工程が簡便である。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。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。
【０１０２】
また、本実施形態では、プリズム条列からなる出射側光制御部を形成したが、特に設けなくてもよい。また、プリズム条列の形状としては、凹凸構造からなる入射側光制御部と同様に種々の態様とすることができる。
【０１０３】
また、凹凸構造の別の配置として、例えば、前記凹凸構造の、蛍光ランプの長手方向に垂直な断面が、前記凸部及び略平坦な部分の両方を含み、これらの存在比が、線状光源から遠ざかるにつれて、連続的又は段階的に変化する態様とすることができる。
具体的には例えば、図１７に示すように、前記凹凸構造としては、凸部１８２１Ａ及び略平坦な部分である平坦部１８２１Ｂとを交互に並べた状態を単位とし、この単位を繰り返し、さらに線状光源から遠ざかるにつれて、平坦部１８２１Ｂの幅１８２２Ｂを連続的又は段階的に変化させた構造とすることができる。ここで、平坦部１８２１Ｂの幅１８２２Ｂは、光拡散板の光入射面及び／又は光出射面上の複数のゾーンごとに、所定の値に設定し、断続的な変化を達成することもできる。なお、これらのゾーンの数は、特に限定されないが、４ゾーンに限らず、１５〜２０段階等に増やしてもよい。
【０１０４】
本発明の直下型バックライト装置のさらに好ましい態様として、光拡散板の光出射面側に設けられた光学シートをさらに備え、凹凸構造が、下記に詳述する所定の好ましい全光線透過率の分布を示すよう構成されたものを挙げることができる。即ち、直下型バックライト装置では、前記線状光源の長手方向に垂直な断面において、任意の蛍光ランプをＡとし、この蛍光ランプＡに隣接する蛍光ランプをＢとし、前記蛍光ランプＡと前記蛍光ランプＢとの中間の位置を前記光入射面に投影した中間位置をＸとし、前記蛍光ランプＡと前記蛍光ランプＢとの間に位置し、かつ前記中間位置Ｘよりも前記蛍光ランプＡに近い側の前記光入射面上の任意の点をＰとし、前記蛍光ランプＡの中心をＣとし、前記中心Ｃから前記点Ｐの方向へ入射した光の前記点Ｐにおける全光線透過率ＴＰが、前記中心Ｃから前記中間位置Ｘの方向へ入射した光の前記点Ｘにおける全光線透過率ＴＸよりも小さくなることが好ましい。この際、点Ｐが点Ｘに近づくにつれて略高くなるように、前記光拡散板の表面に凹凸構造が設けられていることがより好ましい。なお、「略高くなる」には、主として連続的または段階的に高くなる場合が含まれるが、部分的にわずかに低くなる場合も含まれる。このような「略高くなる」態様は、少なくとも光入射面全体の面積の５０％の範囲で満たすことが好ましい。
【０１０５】
当該好ましい態様について、図１８を参照して説明する。図１８では、蛍光ランプの長手方向に垂直な断面上における、上記角度の関係を示している。図１８の例においては、上でいう蛍光ランプＡ及び蛍光ランプＢとして蛍光ランプ１０２Ａ及び蛍光ランプ１０２Ｂを図示している。蛍光ランプ１０２Ａの中心１９７３Ａ（＝上記点Ｃ）と蛍光ランプ１０２Ｂの中心１９７３Ｂとの間の距離Ｌの二等分線で光拡散板１０１に垂直な線１９４１と光入射面Ｓ１９６０との交点１９７４が、上記点Ｘに相当する。蛍光ランプ１０２Ａの中心１９７３Ａ（点Ｃ）から点Ｘへ入射した光の、前記点Ｘにおける全光線透過率がＴＸである。一方、中心１９７３Ａ（点Ｃ）から、点Ｘより蛍光ランプ１９７３A（Ａ）に近い側の光入射面上の点Ｐへ入射した光の点Ｐにおける全光線透過率がＴＰである。ここでＴＰがＴＸよりも小さくなることにより、前記好ましい態様となる。さらに、点ＰがＸに近づくにつれて、ＴＰが略高くなることにより、前記より好ましい態様となる。このような態様とすることにより、高い輝度均斉度を達成することができる。
【０１０６】
前記光学シートは、１枚であっても複数枚であってもよい。前記光学シートとしては、光出射面から出射した光の方向を当該光学シートの法線に平行となる方向へ近づけるように変換する光線方向変換素子としての機能を有するシート（プリズムシートまたは拡散シート）を１枚以上含むことが好ましい。光線方向変換素子としての機能を有するシートとは、入射光の入射角度と出射光の出射角度が異なるシートであり、入射光と出射光のピークとなる方向が異なればよく、出射光が入射光に対し拡散し、分布を有していてもよい。
【０１０７】
他に、前記光学シートとしては、反射型偏光子を１枚以上含むことが好ましい。反射型偏光子は、光出射面側に設けることが好ましい。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。
【０１０８】
本発明の直下型バックライト装置における、さらに好ましい態様として、前記中心Ｃと前記点Ｐとを結ぶ線分の長さをＬＣＰとし、前記中心Ｃを前記光入射面に垂直に投影した点をＱとし、前記中心Ｃと前記点Ｑとを結ぶ線分の長さをＬＣＱとし、前記中心Ｃから前記点Ｑの方向へ入射した光の前記点Ｑにおける全光線透過率をＴＱとした時、０．２×（ＴＱ・ＬＣＰ／ＬＣＱ）≦ＴＰ≦５．０×（ＴＱ・ＬＣＰ／ＬＣＱ）の関係を満たすことが好ましい。
【０１０９】
当該さらに好ましい態様について、再び図１８を参照して説明する。図１８の例において、点Ｐと点１９７３Ａ（点Ｃ）とを結ぶ線分１９４３の長さが、上で言う長さＬＣＰに相当する。一方、点１９７３Ａ（点Ｃ）を通り光拡散板３０に垂直な直線１９４５と光入射面Ｓ１９６０との交点が、上記点Ｑとなり、点Ｃから点Ｑの方向へ入射した光の点Ｑにおける全光線透過率がＴＱであり、ＣＱ間の距離がＬＣＱとなる。ここでＴＰ、ＴＱ、ＣＰ及びＬＣＱが上記関係を満たすことにより、上記好ましい態様とすることができ、さらに高い輝度均斉度を達成することができる。当該関係は、光拡散板全面において成立することが好ましいが、光拡散板全面のうち５０％の面積でこの関係が成立することにより、好ましい効果を得ることができる。
【０１１０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る直下型バックライト装置について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態とは、入射側光制御部を印刷層により構成している点で相違する。図１を用いて説明すると、本実施形態の直下型バックライト装置を構成する光拡散板１３０は、光入射面が平坦面であり、光出射面には前記第１の実施形態と同様のプリズム条列が形成されており、平坦面である光入射面上には、入射側光制御部としての印刷層１３２が設けられている。なお、光入射面および光出射面の構造は、前記第１の実施形態と同様に種々の態様を採用できる。
【０１１１】
ここで、印刷層とは、ポリマーにフィラー（無機や有機）が添加された白色インクや透明顔料等を用いて、例えばドット状に形成するものであり、光の透過を抑制する機能を有する層である。白色インクとしては、例えば白色顔料および白色染料を用いることができる。前記フィラーとしては、熱伝導性を高めることができる観点から、無機フィラー（二酸化チタン等）が好ましい。本実施形態の光拡散板は、前記領域Ｘでの光線透過率と、前記領域Ｙでの光線透過率とが相違する。これを実現するために、光拡散板１３０では、領域Ｘにおける印刷層の構成と、領域Ｙにおける印刷層の構成とが相違している。印刷層の構成が相違するとは、単位面積あたりのドット状部分の数や、ドット状部分の面積が互いに異なることである。
【０１１２】
前述したドット状の印刷層を用いる場合には、印刷範囲内において光の透過率が一定となるようにしてもよいし、最も近い位置にある蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率が増加するようにしてもよい。輝度むらを低減させる観点からは、最も近い位置にある蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率が増加するように制御することが好ましい。蛍光ランプからの距離が大きくなるにつれて、光の透過率を増加させる方法としては、例えば、蛍光ランプから遠ざかるにつれて、印刷層の形成面積を減少させる方法、印刷層の厚みを減少する方法、印刷層を構成するインク濃度の低いものを使用する方法などを挙げることが出来る。形成面積が減少するとは、単位面積あたりのドット状の印刷層の数や面積が減少するということである。印刷層の光の透過率を増加させる方法としては、蛍光ランプから遠ざかるに連れて、連続的に増加させてもよいし、段階的に増加させてもよい。
【０１１３】
領域Ｘにおける印刷層の構成と、領域Ｙにおける印刷層の構成とが相違する態様としては、例えば、図５を用いれば、以下のような態様を挙げることができる。
（１）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層なし−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（２）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（３）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（４）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（５）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層α−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層なし−印刷層Ａ
（６）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層なし−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（７）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（８）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（９）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（10）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層α−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ｂ−印刷層Ａ
（11）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層なし−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
（12）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層なし−印刷層α−印刷層なし
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
（13）Ｒ２５１−Ｒ２５２−Ｒ２５３：印刷層α−印刷層β−印刷層α
Ｒ２６１−Ｒ２６２−Ｒ２６３：印刷層Ａ−印刷層Ａ−印刷層Ａ
【０１１４】
なお、印刷層Ａと印刷層Ｂとはその形状が異なっている。また、印刷層αと印刷層βとはその形状が異なっている。また、印刷層αは、印刷層Ａまたは印刷層Ｂである。印刷層βは、印刷層造Ａ、印刷層Ｂ、または印刷層Ｃであり、印刷層Ｃは、印刷層Ａおよび印刷層Ｂとその形状が異なっている。
【０１１５】
なお、領域Ｘでの光線透過率と領域Ｙでの光線透過率とが相違する態様としては、凹凸構造と印刷層との組み合わせを用いた態様も挙げることができる。
【０１１６】
印刷層の好ましい態様としては、例えば、最も近い位置にある蛍光ランプ１０から遠ざかるにつれて、印刷層の形成面積が減少する構成を挙げることができる。形成面積が減少するとは、単位面積あたりのドット状の印刷層の数や面積が減少するということである。印刷層の形成面積を減少させる方法としては、線状光源から遠ざかるに連れて、連続的に減少させてもよいし、段階的に減少させてもよい。
【０１１７】
ここで、印刷層を熱伝導性を有するフィラーを備えて構成したので、蛍光ランプ１０のフィラメント部１２０での発熱を蛍光ランプ１０の中間位置側等へと伝熱でき、直下型バックライト装置１内の温度を均一化できる。また、印刷層を有する場合には、印刷層を有しない場合（すなわち、平坦面の場合）に比べて、受光する部分での反射が大きくなるため、光による変色等の劣化も抑えることができる。このため、光拡散板の部分的な劣化等が生じず、輝度むらの少ない直下型バックライト装置を長期に渡って使用できる。
【０１１８】
ここで、本実施形態の印刷層は、所定のフィラーを用いることにより赤外線を反射する機能を備えている。前述したように蛍光管のフィラメント部近傍が高温となるため、この箇所では蛍光管から放出される赤外線の量が増加する。これに対して、本実施形態では、赤外線反射機能を有する光入射側制御部を印刷層により構成することにより、この赤外線を反射し、直下型バックライト装置内部での赤外線分布を均一化する。このため、直下型バックライト装置内の温度分布を均一化でき、フィラメント部近傍における光拡散板の局所的な変形を防止できて、輝度むらの発生を抑えることができる。さらに、当該直下型バックライト装置の光出射側に配置される液晶パネルに対して伝わる温度分布を均一にでき、表示むらを抑えることができる。
【０１１９】
本発明の直下型バックライト装置は、前記実施形態に限定されず、均等の範囲内での変更を施すことができる。また、他の任意の構成要素をさらに含むことができる。例えば、前記各実施形態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、光拡散板に光出射面側に設けることができる。また、バックライト装置を構成するための筐体、通電装置等を適宜備えることができる。また、本発明の直下型バックライト装置は、液晶表示装置の画面内の明るさに応じて、光源の点灯と消灯を制御する方式にも、好適に用いることができる。
【０１２０】
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の直下型バックライト装置を含む。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。バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードは視野角が広く、容易に入手できるが、液晶分子の配向が比較的複雑なので、バックライトからの熱の影響をうけやすくなる。本技術はその影響を低減することが可能である。
【実施例】
【０１２１】
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何ら限定されない。なお、部及び％は、特に制限のない限り重量基準である。
【０１２２】
以下の実施例及び比較例において、諸物性の評価は、下記の通り行なった。
【０１２３】
（１）ガラス管の光線透過率
同じ材質のガラスを板状にして、日本電色工業株式会社製 濁度計NDH２０００により測定した。表面に印刷を施したガラス管の光線透過率については、同様の印刷を施したガラス板を試料として測定した。
（２）光拡散板を構成する樹脂の光線透過率
ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に基づいて、光拡散板を構成する樹脂と同じ材料で作製した両面平滑な２ｍｍ厚の板の全光線透過率を測定した。
（３）光拡散板の領域Ｘ及び領域Ｙの光線透過率
下記１〜４の通り行なった。
１．光線透過率の異なる光拡散板を数種類準備する。それらの拡散板をＲａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｉｎｃ社製 光源配光測定システム ＩＳ−ＬＩにセットし、ＯＣＥＡＮ Ｏｐｔｉｃｓ社製の光源ＬＳ−１とＯＣＥＡＮ Ｏｐｔｉｃｓ社製の光ファイバーＰ４００−２−ＶＩＳ／ＮＩＲを用い、光拡散板主面に光を垂直に入射し、反対側の面から出射した光束を測定する。
２．光拡散板の光線透過率を上記で測定した光束に対してプロットして、光線透過率の検量線を作成する。
３．上記１と同じ測定系を用い、測定したい光拡散板をバックライトに組み込む時光源側になる面を入射面とし、光源の設定位置から計算した入射角で光を入射し、反対側の面から出射した光束を測定する。
４．上記２で作成した検量線を用いて、光線透過率を計算する。
【０１２４】
＜実施例１＞
バックライト装置を構成する反射板、蛍光管、および光拡散板を作成した。
【０１２５】
（反射板）
内寸幅１０１７ｍｍ、奥行き５７２ｍｍ、深さ２５ｍｍのアルミ製ケースの内面に反射シート（東レ社製、「Ｅ６ＳＶ」）を貼着することにより、反射板を作成した。
【０１２６】
（熱陰極管）
直管形のソーダライムガラスからなるバルブを準備した。このバルブは外径が約１５．５ｍｍ、ガラス厚み０．７ｍｍ、ガラスの透過率９０％、管長１０２０ｍｍである。バルブの両端には、三重コイルのタングステンフィラメント上に、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯを１：１：１の割合で含んでなるエミッタ（電子放射物質）を塗布付着した電極を設置した。また、バルブの内壁面には、３波長発光型蛍光体が形成されていて、バルブ内には水銀と１ｋＰａのアルゴンが封入されている。
【０１２７】
（光拡散板）
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力９，８１０ＫＮ）に用いて、脂環式オレフィンポリマー（日本ゼオン社製、「ゼオノア１４２０Ｒ」）を原料として、シリンダー温度３２０℃、保圧５０ＭＰａ、保圧時間３秒、金型温度１３０℃の条件下で光拡散板を成形した。得られた光拡散板は、厚み２ｍｍ、１０１８ｍｍ×５７３ｍｍの長方形状の平板状であった。光拡散板の一方の面には、断面が頂角１００度の三角形状の線状プリズム（三角プリズム）が７０μｍピッチで略平行に複数並んだ凹凸構造の所定のパターンが形成されていた。また、光拡散板の他方の面には、頂角の異なる複数種類の三角プリズムが所定の混合割合で配置された所定パターンが形成されていた。当該所定パターンについては後述する。この光拡散板の頂角１００度の三角プリズム面を研磨し、残留応力を測定したところ、最大が１ＭＰａ、最小が０．３ＭＰａであった。本実施例のみならず全ての本願実施例及び比較例において、光拡散板の入射面及び出射面上の線状プリズムは、光拡散板の長辺の方向及び光源の長軸方向に略平行になるよう設けた。
【０１２８】
前記凹凸構造のパターンについて、図１９及び表１を参照して説明する。
光拡散板を直下型バックライト装置に組み付けた状態において、熱陰極管１４０２ａの中心から、１４０２ａの中心と隣接する熱陰極管１４０２ｂとの中心間の距離の中間１４４１までに相当する距離の区間を、A−Qの１７個のゾーンに分けた。各ゾーンの範囲（図１９における左右方向の距離）は表１に示す通りとした。光拡散板の光入射面の各ゾーンには、頂角１４０°から１７０°の三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を表１に示す混合割合で設けた。プリズムのピッチは７０μｍとした。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
表１の表記は、凹凸構造パターンの繰り返し単位における凸部の配置を示す。例えばD領域の場合、頂角１７０°の三角形状の凸部が１つと、頂角１６０°の三角形状の凸部が３つとを含む凹凸構造を一単位とし、この単位が繰り返されている構造を示す。
上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。
【０１３１】
前記熱陰極管を６本、前記反射板の内寸幅方向に平行に取り付けた。熱陰極管の中心間距離は９０ｍｍ、反射板から熱陰極管の中心までの距離は９．７５ｍｍとした。電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、動作回路を取り付けた。この動作回路（安定器に相当）は、それぞれバラストチョーク型インバータ回路を含む点灯回路と予熱回路とを備えている。
さらにポリカーボネート樹脂（出光興産社製 タフロンＵＲＺ２５０２）で製造した、図２３に示す、底部直径２１３２が２ｍｍ、上部直径２１３３が１ｍｍの円錐台形状にさらに直径１ｍｍの半球を載せた形状で、高さ２１３１が２５ｍｍの支持ピンを、図２１に示す位置に取り付けた。このときピンの位置はすべて熱陰極管と隣接する熱陰極管との中心位置である。図に示す距離２１１１は１００ｍｍで、ケースの幅方向の中間線２１５１からの距離２１１２も１００ｍｍである。熱陰極管１４０２ａのエミッタの位置と一番近いピンの距離２１２１を測定すると１０３ｍｍである。またそのピンと一番近いピンの距離２１２２は１３５ｍｍである。
次に、表１に示すパターンが形成された面を熱陰極管側に向けて、前記光拡散板を反射シート貼付けアルミケースからなる反射板の上に設置した。この際、熱陰極管の中心と光拡散板の光入射面との距離は１５．２５ｍｍであった。
【０１３２】
さらに、この光拡散板の光出射側に、それぞれ光学シートに相当する、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、「ＢＥＦIII−１０Ｔ」）、および拡散シート（きもと社製、「１８８ＧＭ３」）をこの順に設置した。
【０１３３】
次いで、得られた直下型バックライト装置について、予熱回路を調整して、フィラメント部に電流４００ｍＡで通電し、エミッタ表面温度を８００℃となるように維持した。さらに点灯回路を調整し、両端のフィラメント間に４００Ｖの電圧をかけて、熱陰極管を点灯させた。点灯にかけた電圧による電流は１５０ｍＡであった。二次元色分布測定装置を用いて、アルミケースの短手方向の中心線上で、ケースの長辺方向に沿って等間隔に１００点の正面方向の輝度を測定した。中央の輝度の測定値は１００００ｃｄ／ｍ2であった。また、下記の数式１と数式２に従って、正面方向の輝度平均値（正面輝度）ＬＡと輝度むらＬＵを得た。輝度むらは０．５％であった。輝度が初期の５０％になるまでの時間をバックライトの寿命としたとき、その寿命は６０，０００時間であった。それらの結果を表２に示す。
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：複数本設置された熱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。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が９５℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０５０μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０３５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．７０。このバックライトに液晶テレビ（シャープ社製 アクオスＬＣ−４６ＧＸ１Ｗ）から取り出したＶＡ型液晶パネルを載せて、１００時間点灯しても特に表示に乱れはなかった。液晶テレビ（ＬＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製 ＨＤＴＶ Ｍｏｄｅｌ :４７ＬＢ５D）から取り出したＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で表示に乱れはなかった。
また寿命試験中の光拡散板に反りは観察されず、電極付近での輝度むらが大きくなることもなかった。
【０１３４】
＜実施例２＞
予熱のためのフィラメント電流を５００ｍＡとし、エミッタ表面温度を８２０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例１と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表２に示す。
【０１３５】
＜実施例３＞
予熱のためのフィラメント電流を６００ｍＡとし、エミッタ表面温度を８５０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例１と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１３６】
＜実施例４＞
光拡散板の凹凸構造パターンを下記に詳述する通りとし、熱陰極管の間隔を１００ｍｍとし、反射板の深さを３２．５ｍｍとした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。
本実施例で用いた光拡散板上の凹凸構造について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管１４０２ａ，１４０２ｂの中心までに相当する距離を、Ａ（９ｍｍ）、Ｂ（１７．５ｍｍ）及びＣ（２３．５ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。
【０１３７】
図２０において、光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、頂角１００°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記三角形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１３８】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡは平坦な面とした。ゾーンＢには図１７に示すような三角形状の断面を有するプリズム状の凸部１８２１ａと、平坦な部分１８２１ｂとを交互に設けた。ただし、三角形状の頂角は１３０°、底辺は１８２２ａは７０μｍとし、平坦な部分の幅１８２２ｂは７０μｍとした。ゾーンＣには、頂角１３０°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く設けた。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、５５％及び９０％であった。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１３９】
＜実施例５＞
光拡散板を以下に示す態様とした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１４０】
本実施例で用いた光拡散板上の態様について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管１４０２ａ，１４０２ｂの中心までに相当する距離を、Ａ（１０ｍｍ）、Ｂ（２０ｍｍ）及びＣ（１５ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。
【０１４１】
光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、頂角１００°、底辺７０μｍの三角形状の断面を有するプリズム状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記三角形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１４２】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡには二酸化チタンを顔料とし重量で２５％含む白インキを、直径１００μｍの円形ドットで、拡散板表面積の５０％に印刷した。ゾーンＢには同じ円形ドットで、拡散板表面積の２０％に印刷した。ゾーンＣには、印刷も凸部も設けなかった。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６０％及び７０％であった。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０４５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０３６μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．８０。このバックライトに実施例１と同じＶＡ型の液晶パネルを載せて、１００時間点灯しても特に表示に乱れはなかった。実施例１と同じＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で表示に乱れはなかった。
【０１４３】
＜実施例６＞
光拡散板に用いる樹脂を、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部とゼオノア１４２０R９９．７部とを混合した樹脂組成物とするとともに、光拡散板と光反射板とを以下に示す態様とした他は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表２に示す。
【０１４４】
光拡散板３０の光出射面３０Ｂには、その全面に、幅７０μｍ、深さ２２．３μｍ、ピッチ７０μｍで、半径３８．６μｍの円の一部（半円よりもやや小さい部分）を断面蒲鉾形状の凸部を、平坦な部分のギャップ無く（平坦な部分が存在しないように、即ち、互いに隣接する前記蒲鉾形状の底角部分同士が接するように）設けた。
【０１４５】
一方、光拡散板３０の光入射面３０Ａは凹凸のない面とし、実施例５と同様の印刷を行った。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６０％及び７０％であった。
【０１４６】
本実施例の光反射板は貼り付ける反射シートをＭＣＰＥＴ（古河電気化学工業社製品名）とし、熱陰極管の中心部分に頂角９０°、高さ２０ｍｍの断面三角形のアルミ製突起を熱陰極管側に凸に取り付け、その表面にもＭＣＰＥＴを貼り付けて形成した。
【０１４７】
＜実施例７＞
光拡散板に用いる樹脂を、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２．６部とゼオノア１４２０R９７．４部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を光拡散板を以下に示す態様とし、熱陰極管の間隔を１００ｍｍとした他は、実施例６と同様に、直下型バックライト装置を作成した。
【０１４８】
本実施例で用いた光拡散板上の態様について、図２０を参照して説明する。図２０に示すように、光拡散板を取り付けた状態で、熱陰極管１４０２ａの中心から隣接する熱陰極管１４０２ｂの中心間の距離の中間１４４１とし、中間１４４１から各熱陰極管の中心までに相当する距離を、Ａ（１０ｍｍ）、Ｂ（２０ｍｍ）及びＣ（２０ｍｍ）の３つのゾーンに分けた。光拡散板３０の光入射面３０Ａの各ゾーンのうち、ゾーンＡには実施例５と同じ白インキを、直径１００μｍの円形ドットで、拡散板表面積の６５％に印刷した。ゾーンＢには同じ円形ドットで、拡散板表面積の３０％に印刷した。ゾーンＣには、印刷も凸部も設けなかった。一方、光拡散板３０の光出射面３０Ｂには全面に印刷も凸部も設けなかった。
上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、３０％及び４０％であった。得られた直下型バックライト装置を、実施例６と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表２に示す。
【０１４９】
＜実施例８＞
熱陰極管の外径が３２．５ｍｍであるものを用い、ピン高さ２１３１を変更して反射板と拡散板との距離を４２．０ｍｍとし、反射板から熱陰極管の中心までの距離を１８．２５ｍｍとした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表３に示す。領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び９０％であった。
【０１５０】
＜実施例９＞
熱陰極管のガラス厚みが３ｍｍである以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と輝度と輝度むらを同様に評価した。結果を表３に示す。
【０１５１】
＜実施例１０＞
インバータをトランス方式とした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表３に示す。
【０１５２】
＜実施例１１＞
ピン高さ２１３１を変更して反射板と拡散板との距離を２００ｍｍとした以外は実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成した。得られた直下型バックライト装置を、実施例２と同様に輝度と輝度むらを評価した。結果を表３に示す。領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び６５％であった。
【０１５３】
＜実施例１２＞
プリズムのピッチを両面とも１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして光拡散板及びバックライト装置を作製した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。この装置について、実施例１と同様にして輝度と輝度むらの評価を行った。結果を表４に示す。中央部での輝度むらは０．５％と小さかったが、電極付近ではプリズム頂点がだれてしまい、輝度むらが２．５％と大き目の結果であった。
【０１５４】
＜実施例１３＞
射出成形機（型締め力９，８１０ＫＮ）を用いて、脂環式オレフィンポリマー（日本ゼオン社製、「ゼオノア１４２０Ｒ」）を原料として、シリンダー温度３２０℃、保圧７５ＭＰａ、保圧時間６秒、金型温度１２０℃で成形する以外は実施例１と同様にして光拡散板及びバックライト装置を作製した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、４５％及び８４％であった。この装置について、実施例１と同様にして輝度と輝度むらの評価を行った。この光拡散板の頂角１００度の三角プリズム面を研磨し、残留応力を測定したところ、最大が１５ＭＰａ、最小が２ＭＰａであった。結果は表４に示す。中央部での輝度むらは０．５％と小さかったが、電極付近では反りが発生し、輝度むらが３．２％と大き目の結果であった。
【０１５５】
＜実施例１４＞
ピン配置を図２２に示すようにした以外は実施例１と同様に輝度と輝度むらの評価を行った。このとき距離２１１３は３００ｍｍ、熱陰極管１４０２ａと一番近いピンの距離２１２３は３０２ｍｍである。結果は表４に示す。
電極部近傍で熱陰極管側に凸の２．５ｍｍの反りが発生し、中央部でも同じ向きの１．５ｍｍの反りが発生していた。その結果、中央部付近の輝度むらが１．８％と少し大きめであり、電極付近では３．５％とさらに大きくなった。
【０１５６】
【表２】
【０１５７】
【表３】
【０１５８】
【表４】
【０１５９】
＜比較例１＞
光拡散板に用いる樹脂を、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０．８部とゼオノア１４２０Ｒ９９．２部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を入出射面とも凹凸構造および印刷のない平板とし、熱陰極管のガラス管を光拡散板側の半分面に、光透過率７０％となるように、二酸化珪素粒子を付着させたものとし、熱陰極管の間隔を５０ｍｍとした以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６５％及び５９％であった。この装置について、実施例１と同様に、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
【０１６０】
＜比較例２＞
光拡散板に用いる樹脂を、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０．８部とゼオノア１４２０Ｒ９９．２部とを混合した樹脂組成物とし、光拡散板を入出射面とも凹凸構造および印刷のない平板とした以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、６５％及び４９％であった。この装置について、実施例１と同様に、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
拡散シート、プリズムシート、拡散シートを載せた状態で、赤外線の分布を相馬光学社製Fastevert S-2400により、測定した（波長８４３ｎｍ、熱陰極管の電極より２０ｍｍ離れたランプ直上位置での測定値αとし、その位置から光拡散板短辺に平行移動したランプとランプの中間位置での測定値βとする）。
α＝０．０５６μＷ／（cm2・ｎｍ）、β＝０．０２５μＷ／（cm2・ｎｍ）、β／α＝０．４５。このバックライトに実施例１と同じＶＡ型の液晶パネルを載せて、１００時間点灯したところ電極付近の表示に乱れが生じた。実施例１と同じＩＰＳ型液晶パネルでも１００時間で乱れが生じた。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が１００℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。寿命試験後フィラメント直上位置は黄変していた。
【０１６１】
＜比較例３＞
予熱のためのフィラメント電流を１２００ｍＡとし、エミッタ表面温度を１０５０℃に維持した他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。結果を表５に示す。
【０１６２】
＜比較例４＞
予熱のためのフィラメント電流を０ｍＡとした他は、実施例１と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。エミッタの一点から放電されるようになり、その部分の表面温度は１０５０℃程度となった。結果を表５に示す。
【０１６３】
＜比較例５＞
光拡散板の出射面における熱陰極管を光拡散板に垂直に投影した領域のみに、頂角90°、ピッチ７０μｍの断面三角形のプリズムを形成した以外は、実施例１と同様に、光拡散板及び直下型バックライト装置を作成した。上記直下型バックライト装置において、領域Ｘ及び領域Ｙに相当する部分の透過率はそれぞれ、５２％及び６０％であった。この装置を、実施例１と同様に評価した。本比較例では初期の輝度むらは４．０％であったが、１５０００時間経過した時点で、８．０％と倍増してしまったため、その時間を寿命とした。
光拡散板入光面の表面温度を測定した。前記表面温度が平衡に達した1時間後で、フィラメント直上位置での温度が１００℃であり、熱陰極管中央部の直上位置では５０℃であった。寿命試験後フィラメント直上位置は黄変していた。
【０１６４】
＜比較例６＞
タングステンフィラメント上にエミッタを塗布しない以外は、実施例２と同様に、直下型バックライト装置を作成し、輝度と輝度むらを評価した。２分で熱陰極管の電極の切断が発生し、数値を評価できなかった。なお、本比較例と同様の実験を数回繰り返したところ、いずれも数秒から数分で電極の切断が発生した。
【０１６５】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【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の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の装置における、蛍光ランプおよび安定器の構成の例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の装置における、光拡散板の表面形状のより具体的な例を説明するための断面図である。
【図４】光拡散板の凹凸構造の例を模式的に示す断面図である。
【図５】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図６】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図７】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図８】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図９】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１０】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１１】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１２】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１３】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１４】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１５】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１６】光拡散板の凹凸構造の別の例を模式的に示す断面図である。
【図１７】凹凸構造の別の配置の例を模式的に示す断面図である。
【図１８】光拡散板の光学的性質の例を具体的に説明する断面図である。
【図１９】本願の実施例における光拡散板表面のゾーンを説明する断面図である。
【図２０】本願の別の実施例における光拡散板表面のゾーンを説明する断面図である。
【図２１】本願の実施例における蛍光ランプ及び支持ピンの配置を説明する平面図である。
【図２２】本願の別の実施例における蛍光ランプ及び支持ピンの配置を説明する平面図である。
【図２３】本願の装置における支持ピンの形状を説明する図である。
【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蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、
前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の少なくとも一方の端部に設けられるフィラメント部とを備え、
前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、
前記フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、
前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、
前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、伝熱機能を有し、かつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、
前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低い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、
前記光拡散板は、その残留応力が１０ＭＰａ以下である直下型バックライト装置。
【請求項３】
請求項１または２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、当該面内での残留応力の最大値と、当該面内での残留応力の最小値との差が１０ＭＰａ以下である直下型バックライト装置。
【請求項４】
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装置において、
前記入射側制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有する直下型バックライト装置。
【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装置において、
前記反射板と前記光拡散板との間には、前記光拡散板が撓まないように支持する１または２以上の支持ピンが設けられ、
各支持ピンと、この支持ピンに最も近接するエミッタとの距離が２５０ｍｍ以内である直下型バックライト装置。
【請求項６】
請求項５に記載の直下型バックライト装置において、
２以上の支持ピンを備え、
前記２以上の支持ピンのうちの任意の１つの支持ピンを選んだ際に、この支持ピンと、この支持ピンに最も近接する他の支持ピンとの間の距離が２００ｍｍ以内である直下型バックライト装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置において、
前記光出射面には、出射する光の量を制御する出射側光制御部が設けられている直下型バックライト装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置と、
このバックライト装置の光出射側に配置される液晶セルとを備え、
この液晶セルがＶＡモードまたはＩＰＳモードである液晶表示装置。
【請求項１】
互いに略平行に配置された複数本の蛍光ランプと、これらの蛍光ランプからの光をその表面で反射する反射板と、前記蛍光ランプからの直射光および前記反射板の表面からの反射光が光入射面から入射し、光出射面から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、
前記蛍光ランプは、筒状の蛍光管と、この蛍光管の少なくとも一方の端部に設けられるフィラメント部とを備え、
前記蛍光管は、ガラス管と、ガラス管の内面に設けられる蛍光層とを備え、
前記フィラメント部は、フィラメントと、このフィラメントの外周部分に設けられるエミッタとを備え、
前記エミッタは、その表面温度が常時７００〜９５０℃に維持されるように予熱され、
前記蛍光管の外径を前記光拡散板に垂直に投影した領域Ｘにおける前記光入射面には、伝熱機能を有し、かつ入射する光の量を制御する入射側光制御部が設けられ、
前記領域Ｘにおける前記光拡散板の透過率が、互いに隣接する蛍光ランプの中間位置を中心とし、かつ前記蛍光管の外径と同じ幅の領域Ｙにおける透過率より１％以上低い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、
前記光拡散板は、その残留応力が１０ＭＰａ以下である直下型バックライト装置。
【請求項３】
請求項１または２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、当該面内での残留応力の最大値と、当該面内での残留応力の最小値との差が１０ＭＰａ以下である直下型バックライト装置。
【請求項４】
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装置において、
前記入射側制御部は、赤外線反射および/または屈折する機能をさらに有する直下型バックライト装置。
【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装置において、
前記反射板と前記光拡散板との間には、前記光拡散板が撓まないように支持する１または２以上の支持ピンが設けられ、
各支持ピンと、この支持ピンに最も近接するエミッタとの距離が２５０ｍｍ以内である直下型バックライト装置。
【請求項６】
請求項５に記載の直下型バックライト装置において、
２以上の支持ピンを備え、
前記２以上の支持ピンのうちの任意の１つの支持ピンを選んだ際に、この支持ピンと、この支持ピンに最も近接する他の支持ピンとの間の距離が２００ｍｍ以内である直下型バックライト装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置において、
前記光出射面には、出射する光の量を制御する出射側光制御部が設けられている直下型バックライト装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の直下型バックライト装置と、
このバックライト装置の光出射側に配置される液晶セルとを備え、
この液晶セルがＶＡモードまたはＩＰＳモードである液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−１１７２４５（Ｐ２００９−１１７２４５Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９０９８６（Ｐ２００７−２９０９８６）
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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