TWI429962B - 透鏡片、光學片及使用其之背光單元、顯示裝置 - Google Patents

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Description

透鏡片、光學片及使用其之背光單元、顯示裝置
本發明係關於用於照明光路控制的透鏡片、光學片、背光單元以及顯示裝置。特別是關於用在以平面面板顯示器為代表之畫像顯示裝置的照明光路控制的透鏡片、光學片、背光單元以及顯示裝置。
在最近的大型液晶電視中,正採用了配置有複數根冷陰極管和LED(Light Emitting Diode)的直下型方式背光。
在畫像顯示元件和光源之間使用光散射性強的擴散板,避免辨認出作為光源的冷陰極管和LED等。
擴散板係因為由於光擴散效果而使光擴散於全方位,所以液晶顯示裝置變暗。另外,擴散板的板厚會為了提升光散射性,另外為了支撐在擴散板上構成的光學膜,而必須要有通常是1~5mm左右的厚度,所以擴散板會吸收許多光,液晶畫面顯示會變黑。
以往,使用於直下型方式背光的擴散板之目的在於會使從作為光源的冷陰極管射出的光擴散,並減低亮度不均(燈管圖像(lamp image))。因此,通常為了在擴散板上提升觀察者側方向的亮度,則配置了單一或者複數個光學膜。
作為提升液晶顯示畫面之亮度的手段,美國3M公司之註冊商標的亮度強化膜(Brightness Enhancement Film:BEF)被廣泛地使用作為透鏡片。
第14圖係表示BEF之配置之一例的截面示意圖,第15圖係BEF的立體圖。如第14圖、第15圖所示,BEF 185係在構件186上於一方向而週期性排列著截面三角形狀之單位稜鏡187的光學膜。相較於光的波長,此單位稜鏡187會是大尺寸(間距)。
BEF 185係聚集來自「軸外(off-axis)」的光,使此光朝向視聽者,轉換方向(redirect)或者「循環回收(recycle)」為「軸上(on-axis)」。亦即,BEF 185係在使用顯示器時(觀察時),藉由降低軸外亮度來增大軸上亮度。在此所謂的「軸上」係與視聽者之視角方向F'一致的方向,一般而言就是相對於顯示畫面的法線方向側。
在使用以BEF 185為代表的透鏡片時,在透明基材上塗佈擴散填充物,將具有擴散和聚光兩者之功能的擴散膜(以下,稱為下擴散膜)配置在擴散板和透鏡片之間,因而能夠有效率地聚集從擴散板射出之擴散光,並且能夠抑制僅以擴散板所無法消除的光源之辨識性。
此外,在透鏡片和液晶面板之間配置光擴散膜的時候,能使旁瓣減低,並且能防止在規律地排列的透鏡和液晶畫素之間產生的波紋干涉紋路。
由於採用BEF,顯示器設計者能減低耗電並且達成所需的軸上亮度。
作為揭露了將具有以BEF為代表的稜鏡之反覆陣列構造的亮度控制構件用於顯示器為宗旨的專利文獻,已知有專利文獻1至3所例示之多數者。
[專利文獻1]特公平1-37801號公報
[專利文獻2]特開平6-102506號公報
[專利文獻3]特表平10-506500號公報
使用上述的BEF來作為亮度控制構件的光學片中,會控制為藉由折射作用,來自光源的光最後會藉由以受控制之角度從薄膜射出,而提升視聽者之視覺方向的光的強度。
不過,在使用BEF 185的時候,同時由於反射/折射作用造成之光成分有時不會在視聽者之視覺方向F'上前進,而是在橫方向上白費地射出。
第16圖的線B係表示BEF 185的特性,但相對於光強度和視野方向F'的角度為0°(相當於軸上方向)時之光強度升到最高,但在相對於F'的角度為±90°附近時發生小的光強度峰值(旁瓣),從橫方向白費地射出的光也增加了。
不希望會有這種光強度峰值的亮度分佈,希望是不會有在±90°附近之光強度峰值,而是如同第16圖的線A的平順亮度分佈。
另外,當只有軸上亮度過度提升時,亮度分佈的曲線之峰值會變得顯著狹窄,視野會被極端地限定,所以為了適當地拓寬峰值寬度,如同上述,有必要重新併用不同於稜鏡片之其它構件的光擴散膜,會有造成構件數的增加的問題。
另外,在這種液晶顯示裝置中,輕量、低耗電、高亮度、薄型化是市場需求中所強烈要求的,隨之而來的是,搭載於液晶顯示裝置的背光單元也被要求是輕量、低耗電、高亮度。
特別是近幾年,在有著驚人發展的彩色液晶顯示裝置中,相較於單色顯示對應的液晶面板,液晶面板之面板透過率會特別低,因此,為了獲得彩色液晶顯示裝置本身的低耗電而必須謀求背光單元的亮度提升。
不過,如同上述,在以往的裝置中,難謂能夠充分達到高亮度和低耗電的要求,從使用者的角度來說,只期待能夠開發出可實現低價格、高亮度、高顯示品質並且低耗電之液晶顯示裝置的背光單元以及顯示裝置。
本發明係有鑑於上述的課題而完成者,其目的在於提供使從擴散板射出之擴散光有效率地聚光,藉以提升觀察者側的亮度且幾乎不會發生旁瓣的新穎之透鏡片、具備該透鏡片的光學片、背光單元以及顯示裝置。
為了達成上述目的,在本發明中採取如同以下的手段。
亦即,申請專利範圍第1項的發明係一種透鏡片,其特徵為:在透光性基材之一方的面上具備第1透鏡陣列,前述第1透鏡陣列係具備在前述基材之一方的面上,沿著一方向而延伸並且相互平行配置的複數個第1透鏡,在前述第1透鏡的頂部上形成了第2透鏡陣列,該第2透鏡陣列係具備沿著與前述第1透鏡陣列交叉之方向而相互平行配置之複數個第2透鏡。
申請專利範圍第2項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第1透鏡陣列和前述第2透鏡陣列所交叉之角度係以70度~110度的範圍所被設定而成。
申請專利範圍第3項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第1透鏡陣列和前述第2透鏡陣列所交叉之角度係大略90度。
申請專利範圍第4項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第2透鏡的形狀係三角稜鏡形狀。
申請專利範圍第5項的發明之特徵為在申請專利範圍第4項記載之透鏡片中,前述第2透鏡的稜鏡頂角係被設定在70度~110度的範圍。
申請專利範圍第6項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第1透鏡的形狀係梯形稜鏡形狀。
申請專利範圍第7項的發明之特徵為在申請專利範圍第6項記載之透鏡片中,前述第1透鏡的稜鏡頂角係被設定在70度~110度的範圍。
申請專利範圍第8項的發明之特徵為在申請專利範圍第7項記載之透鏡片中,將前述第1透鏡所延伸之方向設為Ve,將配置有前述第1透鏡的方向設為Ho的時候,前述第1透鏡的頂角θ1以及前述第2透鏡的頂角θ2會滿足以下數學式1的關係:
[數學式1] θ1≦θ2。
申請專利範圍第9項的發明之特徵為在申請專利範圍第7項記載之透鏡片中,將前述第1透鏡所延伸之方向設為Ho,將配置有前述第1透鏡的方向設為Ve的時候,前述第1透鏡的頂角θ1以及前述第2透鏡的頂角θ2會滿足以下數學式2的關係:
[數學式2] θ1≧θ2。
申請專利範圍第10項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第1透鏡的形狀係彎曲透鏡形狀。
申請專利範圍第11項的發明之特徵為在申請專利範圍第1項記載之透鏡片中,前述第2透鏡的高度被設定為比前述第1透鏡的高度還要低,前述第1透鏡的頂部和前述第2透鏡的頂部係一致。
申請專利範圍第12項的發明係一種透鏡片,其特徵為:在申請專利範圍第1項至第11項中任一項記載之透鏡片中,於前述基材之另一邊的面係由略平坦的平面部和從前述平面部突出的複數個突起部所構成。
申請專利範圍第13項的發明之特徵為在申請專利範圍第12項記載之透鏡片中,前述突起部係形成為圓柱狀,其具有在和前述基材之厚度方向平行的方向上延伸的中心軸
申請專利範圍第14項的發明之特徵為在申請專利範圍第12項記載之透鏡片中,前述突起部係隨著遠離前述平面部而其截面積縮小。
申請專利範圍第15項的發明之特徵為在申請專利範圍第12項記載之透鏡片中,前述突起部係由寬度不同之2段以上的圓柱所構成,隨著遠離前述平面部而其截面積縮小。
申請專利範圍第16項的發明係一種光學片,其特徵為至少具備:擴散板,其使從光源發出的光入射,並使入射的光擴散,藉以減低光量不均;以及如申請專利範圍第12項至第15項中任一項記載之透鏡片,且藉由固定層來使前述擴散板之前述射出面及前述透鏡片之前述突起部層積為一體。
申請專利範圍第17項的發明係一種用於顯示器之背光單元,其特徵為具備:畫像顯示元件,其規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面至少具備:光源;擴散板,其使從光源發出的光入射,並使入射的光擴散,藉以減低光量不均,以射出擴散光;以及如申請專利範圍第1項至第11項中任一項記載之透鏡片。
申請專利範圍第18項的發明係一種用於顯示器之背光單元,其特徵為具備:畫像顯示元件,其規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面至少具備光源和申請專利範圍第16項所記載之光學片。
申請專利範圍第19項的發明係一種顯示裝置,其特徵為具備:根據在畫素單元上之透過/遮蔽來規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面具備申請專利範圍第17項~第18項中任一項記載之顯示用背光單元。
藉由上述構成,能提供:使從擴散板射出之擴散光透過2個方向之透鏡而聚光,藉以提升觀察者側的亮度且幾乎不發生旁瓣的透鏡片;使該透鏡片和擴散板成為一體化而達成減少零件之件數,同時防止透鏡片之皺紋或彎曲的光學片;具備該透鏡片、該光學片的背光單元;以及顯示裝置。
以下,說明用於實施本發明的形態。
第1圖係表示本發明之透鏡片、背光單元以及顯示裝置之一例的截面示意圖。
作為本發明之實施形態的顯示裝置70係由畫像顯示元件35和背光單元55所構成。另外,作為本發明之實施形態的背光單元55係構成為:在燈屋(反射板)43內配置複數個光源41,且於其上(觀察者側方向F)配置使從光源41入射之光擴散而射出的擴散板25、以及屬於本發明之實施形態的透鏡片1。
從光源41射出的光H會被擴散板25所擴散,被配置於其上的透鏡片1所聚光,從背光單元55射出的光K會入射於畫像顯示元件35,並射出至觀察者側F。
光源41係將光供給於畫像顯示元件35者。於此,能使用例如複數個線狀以及點光源來作為光源41。作為複數個線狀光源,可使用例如複數個螢光燈、冷陰極管(CCFL)或者稱為EEFL的燈光源,作為點光源則可使用LED等。
反射板43係被配置在複數個光源41之與觀察者側F相反的面,從光源41全方向射出的光當中,能夠使射出至與觀察者側F相反之側的方向的光被反射,而射出至觀察者側F。其結果,射出於觀察者側F的光H會成為幾乎從光源41全方向射出的光。藉由如同這般使用反射板43,就能夠提升光的利用效率。作為反射板43,只要是能使光被高效率反射的構件即可,例如能使用一般的反射膜、反射板等。
使用第2圖來說明作為本發明之實施形態的透鏡片1。在透光性基材17之觀察者側F的面17b上形成第1透鏡陣列3。於該第1透鏡陣列3的頂部3a上,在與第1透鏡陣列3排列之方向交叉的方向上形成第2透鏡陣列5。
第2透鏡陣列5的透鏡形狀較佳為三角稜鏡形狀。這是因為三角稜鏡形狀在朝向觀察者側F的聚光效果較高,能夠獲得高亮度的顯示裝置70。用於獲得高亮度的顯示裝置70之該三角稜鏡的頂角θ2較佳為70度~110度,甚至是80度~100度的範圍。這是因為在頂角θ2比70度小的情況下,旁瓣(side lobe)變大而亮度下降,在比110度大的情況下,半值角擴大而亮度下降。
第1透鏡陣列3的透鏡形狀較佳為梯形稜鏡形狀。在梯形稜鏡的頂部3a上形成第2透鏡陣列5。梯形稜鏡方面,因為傾斜面3b成為略直線,所以能獲得和三角稜鏡相同的效果。因此,因為朝向觀察者側F的聚光效果較高,能獲得高亮度的顯示裝置70。用於獲得高亮度的顯示裝置70之該梯形稜鏡的頂角θ1較佳為70度~110度,甚至是80度~100度的範圍。這是因為在頂角θ1比70度還要小的情況下,旁瓣變大而亮度下降,在比110度大的情況下,半值角擴大而亮度下降。
第2圖係第1透鏡陣列3為梯形稜鏡形狀,第2透鏡陣列5為三角稜鏡形狀時的立體圖。
在梯形稜鏡的短邊部(頂部3a)上形成三角稜鏡。在形成於透鏡片的透鏡為一方向的情況下,只有在透鏡排列方向上能獲得聚光效果。因此,會造成視野之狹窄方向與寬廣方向皆存在的情形。第3(a)圖係在本發明的透鏡片1中,從能夠平面觀看第1透鏡陣列3之截面形狀的方向來觀看的圖,第3(b)圖係從能夠平面觀看第2透鏡陣列5之截面形狀的方向來觀看的圖。第2透鏡陣列5之頂部5a係與作為第1透鏡陣列3的梯形稜鏡之頂部3a一致。
如第3(c)圖所示,第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5所構成的角較佳為70度~110度。這是因為能夠抑制在重疊並使用2個透鏡片1時,一個透鏡片1之第1透鏡陣列3與另一個透鏡片1之第2透鏡陣列5因重疊而產生之波紋干涉紋路。在低於70度或者超過110度時,因為透鏡片1之光強度分佈上會產生扭曲,會被觀察者所看出,所以不佳。
第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5所構成的角較佳為大略90度。這是因為在作為大略90度,從觀察者側F以平面觀看顯示裝置70時,能在水平方向Ho和垂直方向Ve上獲得聚光效果。
因為本發明之透鏡片1在二個方向上存在著聚光功能,所以聚光效果提高。例如,作為在二個方向以上存在聚光功能的光學膜,雖列舉出以四角錘為代表的多角錘透鏡,但調節二個方向的聚光比例時,有必要改變多角錘的頂角。舉出四角錘為例時,亮度變得最高的構成係頂角為90度之四角錘,但不管是欲使任一方向的視野範圍擴展或者窄縮的時候,都必須加大或減小頂角。不過,改變頂角時,會有亮度下降的問題。本發明之透鏡片1係因為第1透鏡陣列3是梯形稜鏡形狀,第2透鏡陣列5是三角稜鏡形狀,且作為第1透鏡陣列3之梯形稜鏡的頂部3a和第2透鏡陣列5的頂部5a為一致,所以藉由調整第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度,能夠不會大幅改變亮度就可調節二個方向的聚光比例。換言之,將Ho方向之視野設定為較寬,或將Ho方向以及Ve方向的二個方向之視野設定為相同程度等等,可藉由本發明的透鏡片1之適用條件而任意地設定視野範圍。
本發明之透鏡片1係因為第1透鏡陣列3是梯形稜鏡形狀,第2透鏡陣列5是三角稜鏡形狀的複合形狀,所以幾乎不會產生在三角稜鏡中發生的旁瓣。第4(a)圖係表示90度三角稜鏡的視角分佈。因為三角稜鏡聚光於正面方向,所以在0度時具有最大峰值,但會產生旁瓣,在45度附近發生凹入部Va。旁瓣係作為顯示裝置70朝向不需要之方向的射出光,但旁瓣本身在觀察顯示裝置70上並不會成為問題,而是0度之主要峰值和旁瓣的凹入部Va的亮度低一事會成為問題。因為當從凹入部Va的角度觀察顯示裝置70時,畫面會變暗。因此,即使減低了旁瓣但此凹入部Va之亮度也太低時,應用於顯示裝置70的時候較為不佳。
本發明之透鏡片1係因為第1透鏡陣列3是梯形稜鏡形狀,第2透鏡陣列5是三角稜鏡形狀的複合形狀,所以如第4(b)圖所示,可使光於此凹入部Va射出。亦即,因為能夠獲得如第4(a)圖所示之90度三角稜鏡之Ve方向視野分佈和Ho方向視野分佈合成而得的視野分佈特性。另外,藉由調節第1透鏡陣列3的頂部3之寬度,能夠調節要擴展Ve方向的視野、或反之擴展Ho方向的視野。
第5(a)圖係表示使第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L變化時的本發明的透鏡片1之亮度,第5(b)圖係表示Ve方向以及Ho方向之半值角的圖。亮度係將90度三角稜鏡訂為1.0來加以表示。另外,在此,半值角就是以0度方向(觀察者側F)之亮度作為100%的時候,表示此亮度成為50%的視角度。在本測定中,第1透鏡陣列3的排列方向成為Ve方向、第2透鏡陣列5的排列方向成為Ho方向的方式而配置於顯示裝置70。圖式的x軸係第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P的比。
因為第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L變窄時,第2透鏡陣列5之聚光效果變弱,第1透鏡陣列3之聚光效果增強,所以Ve方向的半值角會變窄,Ho方向的半值角會變寬。相反地,因為第1透鏡陣列3的頂部3a的寬度變寬時,第1透鏡陣列3的聚光效果變弱,第2透鏡陣列5的聚光效果會增強,所以Ve方向的半值角會變寬,Ho方向的半值角會變窄。
使用本發明的顯示裝置70來作為電視用途的時候,Ho方向的半值角係寬的為較佳。這是因為在觀察電視的時候,觀察者會從Ho方向之各個位置來觀察電視。不過,在將本發明之顯示裝置70作為廣告招牌用途來使用的時候,會發生Ve方向之半值角係寬的為較佳之情況。
另外,本發明的透鏡片1可以在Ve方向上排列第1透鏡陣列3,另外也可以排列在Ho方向上。這是因為如同上述,使第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L變化,藉以控制Ve方向、Ho方向、雙方的半值角。因此,能夠任意地選擇第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P。
另外,將作為構成第2透鏡陣列5的單元透鏡之間距設為Q的時候,0.05≦Q/P≦2.0為較佳。本發明的透鏡片1之第2透鏡陣列5係形成於第1透鏡陣列3的頂部3a。第1透鏡陣列3的透鏡形狀是梯形稜鏡,第2透鏡陣列5的透鏡形狀是三角稜鏡。因為其頂角的最合適範圍是70度~110度,所以將第1透鏡陣列3作為頂角是70度之梯形稜鏡,將第2透鏡陣列5作為頂角是110度之三角稜鏡的時候,構成第2透鏡陣列5的單元透鏡之間距Q超過構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P的2倍時,構成第2透鏡陣列5的單元透鏡之高度會變得比構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之高度還要高,第1透鏡陣列3的效果會消失。因此,Q/P係較佳為2以下。另外,構成第2透鏡陣列5的單元透鏡之間距Q比構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P還要小時,亮度及半值角沒有問題,但是例如將構成第2透鏡陣列5的單元透鏡之間距Q設為20μm的時候,Q/P是0.05時,構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P會成為400μm。當構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P變得太大時,因為在畫像顯示元件35的週期構造和第1透鏡陣列3的週期構造之間容易產生波紋干涉紋路,所以不佳。不過,當縮小構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距P時,因為構成第2透鏡陣列5的單元透鏡的間距Q變得太小,所以不佳。因此,Q/P係較佳為0.05以上。
詳細說明構成本發明之透鏡片1的第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5的透鏡形狀。
首先,將透鏡片1的第1透鏡陣列3的排列方向設定為從觀察者側F平面觀看顯示裝置70時的水平方向Ho時,滿足以下的數學式1為較佳。
在將第1透鏡陣列3的梯形稜鏡之頂角作為θ1,將第2透鏡陣列5的三角稜鏡之頂角作為θ2的時候,
[數學式1]
θ1≦θ2
特別是,第2透鏡陣列5之三角稜鏡的頂角為90度的時候,80度<θ1≦90度為較佳。
使用第6圖說明上述的數學式1。
第6(a)圖係表示本發明之透鏡片1的Ve方向之最大傾斜率、第6(b)圖係表示Ho方向之最大傾斜率的圖表。使第1透鏡陣列3之頂角θ1從80度變化至90度,第2透鏡陣列5之頂角θ2是90度。
在此,最大傾斜率被定義成如同以下。亦即,將光學片之出射面作為XY平面,出射面之正面方向作為Z軸,將以該Z軸為中心的球座標(θ,Φ)之出射光作為L(θ,Φ)的時候,如同以下來定義θ=a°的最大傾斜率α(a)。設為α(a)=MAX[{L(a,0)-L(a,1)}/L(a,0)、{L(a,1)-L(a,2)}/L(a,0)、{L(a,2)-L(a,3)}/L(a,0)、…{L(a,n)-L(a,n-1)}/L(a,0)、…{L(a,88)-L(a,89)}/L(a,0)、{L(a,89)-L(a,90)}/L(a,0)]。
亦即,藉由表示視角度變化了1度的時候,亮度會發生多少變化,而造成了此值越大,因視角度變化造成之亮度變化也越大(發生截止(cut off))的結果。
在此,第5(b)圖所示的半值角係因為將第1透鏡陣列之排列方向設定為從觀察者側F平面觀看顯示裝置70時的垂直方向Ve的時候,所以在將透鏡片1之第1的透鏡陣列之排列方向設定為水平方向Ho的時候,第5(b)圖所示之Ve方向和Ho方向的半值角係分別相反。
在顯示裝置70中,一般而言,希望是水平方向Ho的半值角比垂直方向Ve的半值角還要寬,另外,最大傾斜率α方面也是水平方向Ho較低(截止)。因此,將透鏡片1的第1透鏡陣列之排列方向設定為水平方向Ho的時候,第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和構成第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距的比係40%以上為較佳。
第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和第1透鏡陣列3的單元透鏡之間距的比在40%~55%之間,Ve方向和Ho方向之各個最大傾斜率α成為折衷的關係。因此,Ho方向的最大傾斜率α較小為較佳,但當Ho方向的最大傾斜率α太低時,Ve方向的最大傾斜率α會上升。
因此,因為將第1透鏡陣列3的頂角θ1縮小至小於90度,相較於90度的情況,不會增大Ve方向之最大傾斜率α而能夠使Ho方向的最大傾斜率α下降。不過,當使得θ1太小時,因為Ho方向的最大傾斜率α再次上升,另外因為發生亮度的下降,所以第1透鏡陣列3的頂角θ1最好是超過80度,甚至更佳是85度。
接著,將透鏡片1的第1透鏡陣列3之排列方向設定為從觀察者側F平面觀看顯示裝置70時的垂直方向Ve的時候,最好能滿足以下的數學式2。
將第1透鏡陣列3的梯形稜鏡之頂角設為θ1、將第2透鏡陣列5的三角稜鏡之頂角設為θ2的時候,
[數學式2]
θ1≧θ2
特別是在第1透鏡陣列5的三角稜鏡之頂角為90度的時候,最好是80度<θ2≦90度。
第7(a)圖以及第7(b)圖係表示將第1透鏡陣列的排列方向設定為從觀察者側F平面觀看顯示裝置70時之垂直方向Ve的情況下的Ve方向、Ho方向各個最大傾斜率α。在此,將第1透鏡陣列3之頂角θ1固定於90度,確認了第2透鏡陣列5之頂角θ2的影響。
將第1透鏡陣列之排列方向設定為垂直方向Ve時的半值角係如同第5(b)圖所示,第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和單元透鏡之間距的比最好是40%以下。這是因為Ho方向的半值角變廣。
在第1透鏡陣列3的頂部3a與單元透鏡之間距的比是20%以下的情況下,第2透鏡陣列5的頂角θ2低於90度時,可以不改變Ve方向的最大傾斜率α就使Ho方向的最大傾斜率α下降。不過,在第1透鏡陣列3的頂部3a與單元透鏡之間距的比是20%以上的情況下,θ2為90度以下,相反地,Ho方向之最大傾斜率α會上升,θ2超過90度時,可以不改變Ve方向的最大傾斜率α就使Ho方向的最大傾斜率下降。
在此,第8圖係表示正面亮度。y軸的值係將90度稜鏡片設為1.0時的相對值。因此,可看出第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和單元透鏡之間距的比變得越大,亮度就會大幅下降。
因此,最好是盡可能減小第1透鏡陣列3的頂部3a之寬度L和單元透鏡之間距的比。在使正面亮度和最大傾斜率α兩者最佳化的時候,第2透鏡陣列5之頂角θ2最好是超過80度、90度以下,更佳為85度。
此外,作為調整最大傾斜率α的方法,如第9圖所示,能夠使第1透鏡陣列3作為彎曲透鏡形狀。第9(a)圖係表示彎曲凸透鏡時的情況,第9(b)圖係表示彎曲凹透鏡時的情況。藉由將第1透鏡陣列3作為彎曲形狀,可使透鏡片1之射出方向變寬,使最大傾斜率縮小。
作為本發明之透鏡片1的製法,準備製作如第10圖所示之透鏡片2的金屬模具,並製作該金屬模具之逆版來作為模具,因而能夠製作本發明的透鏡片1。藉由第10圖中之第1透鏡陣列型部4來形成第1透鏡陣列3,藉由第2透鏡陣列型部6來形成第2透鏡陣列5。或者,也能在透光性之基材17上形成第1透鏡陣列3以後,形成第2透鏡陣列5。
第11圖係表示本發明之光學片52、背光單元55以及顯示裝置70的其他實施的一例之截面示意圖。
與上述的顯示裝置70的差異,在於與透鏡片1之觀察者側F相反的面上,形成點狀的突起部29,配置了介由擴散板25和固定層20而接合的光學片52。
透鏡片1的入射面側係如第12圖所示,由大略平坦的平面部102與一個或者複數個圓柱所構成之突起部29所組成。突起部29係形成為具有在和透鏡片1之厚度方向平行的方向上延伸之中心軸的圓柱形狀。此外,突起部29並非侷限於第13(a)圖所示之圓柱,也可以是如第13(b)圖所示之圓柱前端變細者,或者如第13(c)圖所示之圓柱前端為圓弧狀者,或者如第13(d)圖所示之微透鏡形狀者,或者如第13(e)圖所示之前端變細為梯形狀者,或者如第13(f)圖所示之多角形者,或者如第13(g)圖所示之圓柱是由2段構成,或者如第13(h)圖所示之前端變細的圓柱是由2段構成,或者如第13(i)圖所示之圓柱和微透鏡之組合等等。在這當中,該截面積也隨著遠離平面部102而縮小的形狀為更佳。在形成突起部29的時候,因為此成形度以及脫離金屬模具的分離性提升,所以生產率提升。
另外,突起部29以由2段以上之複數個圓柱所形成者為較佳。然後,在此情況下,在藉由擴散板25和固定層20來進行積層的時候,最好是以第2段以後之圓柱埋沒在固定層20內的形式而成為一體化。藉由接合面積(固定層20和突起部29所接合的面積)的增加來提升剝離強度。
如同上述,將成形度以及金屬模具分離性佳,且與固定層20之貼緊性良好的突起部29形成於透鏡片1的入射面,即使在固定層20之表面平滑性以及內部含有擴散粒子的情況下,也能提供不會發生亮度下降的光學片52。
在此,固定層20係使用黏著劑、接合劑而形成。黏著劑、接合劑方面,能夠採用胺基甲酸乙酯系列、丙烯基系列、橡膠系列、矽系列、乙烯基系列的樹脂等。另外,黏著劑、接合劑方面,能夠使用以單液型推壓而黏著者、以熱或光而硬化者,也能夠使用雙液或者混合複數液而硬化者。
此外,也可以使填充物分散於固定層20內。藉由將填充物分散於固定層20內,能夠增加接合層的彈性率。
在固定層20的形成方法中,會有直接塗佈於接合面的方法、或者是貼合預先準備作為乾式膜者的方法。在準備固定層20來作為乾式膜的情況下,在製造步驟上,因為能夠簡易地處理而較佳。
相較於第1圖,上述的透鏡片1係使從光源41傳達來到擴散板25以及間隙(空氣層)100的光入射至入射的入射面102,甚至使該光從入射面102之相反面射出作為光增益是1以上的光K。
在此,光增益係表示光學擴散構件之擴散性的指標之一,將完全擴散的擴散體之亮度作為1,以與該光之亮度的比來進行表示。所測定的擴散構件之擴散性會因方向而有偏差時,因呈現出每個方向的光增益,所以能夠表示該擴散構件的擴散特性。
另外,完全的擴散就代表吸收為0,並且不管是那個方向都保有固定強度的理想擴散體。換言之,光增益為1以上就表示有將光聚集於該測定的方向上的效果,表示該值越大,聚光效果越強。
擴散板25係將光擴散區域分散於透明樹脂上而形成。作為透明樹脂,可使用熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等,能夠使用例如聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、氟系丙烯酸樹脂、矽系丙烯酸樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、環烯烴聚合物、甲基苯乙烯樹脂、茀樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯、丙烯腈丁二烯共聚物、丙烯腈苯乙烯共聚物等。
光擴散區域最好是由光擴散粒子所組成。這是因為能夠輕易地獲得適當的擴散性能。
作為光擴散粒子,能使用由無機氧化物或者樹脂組成的透明粒子。作為由無機氧化物組成的透明粒子,能使用例如二氧化矽、氧化鋁等。另外,作為由樹脂組成的透明粒子,能使用丙烯酸粒子、苯乙烯粒子、苯乙烯丙烯酸粒子及其交聯體、三聚氰胺‧甲醛水縮合物之粒子、PTFE(polytetrafluoroethylene;聚四氟乙烯)、PFA(perfluoroalkoxy樹脂;過氟烷氧基樹脂)、FEP(四氟乙烯‧六氟丙烯共聚物)、PVDF(聚氟乙烯)、以及ETFE(乙烯‧四氟乙烯共聚物)等之氟聚合物粒子、矽酮樹脂粒子等。
另外,也可以從上述透明粒子中組合2種以上的透明粒子來使用。另外,也未特別規定透明粒子的大小、形狀。
使用光擴散粒子來作為光擴散區域的時候,擴散板25的厚度最好是0.1~5mm。
在擴散板25之厚度為0.1~5mm的時候,能夠獲得最適當的擴散性能和亮度。相反地,未滿0.1mm的時候,在擴散性能不夠而超過5mm的情況下,因為樹脂量多,所以會由於吸收而發生亮度下降。
此外,使用熱可塑性樹脂來作為透明樹脂的時候,亦可使用氣泡作為光擴散區域。
形成於熱可塑性樹脂內部的氣泡之內部表面會產生光的漫反射,能夠發現和使光擴散粒子分散時相等以上的光擴散功能。因此,可使擴散板25的膜厚更薄。
作為這種擴散板25,能列舉出白色PET和白色PP等。白色PET係如同不互溶於PET的樹脂或氧化鈦(TiO2 )、硫酸鋇(BaSO4 )、碳酸鈣的填充物分散於PET以後,藉由2軸延伸法來延伸該PET,在該填充物周遭發生氣泡而形成。
此外,由熱可塑性樹脂組成的擴散板25只要是在至少1軸方向上延伸即可。這是因為當至少在1軸方向上延伸時,會在填充物周遭發生氣泡。
作為熱可塑性樹脂,能夠使用例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、2,6-萘二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸丙二酯、聚對苯二丁酸丁二酯、環己烷二甲醇共聚合聚酯樹脂、異酞酸共聚合聚酯、螺甘油共聚合聚酯樹脂、茀共聚合聚酯樹脂等之聚酯系樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、脂環式烯烴共聚合樹脂等之聚烯烴系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯等之丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚、聚酯醯胺、聚醚酯、聚氯乙烯、環烯烴聚合物、以及以該等為成分的共聚物、甚至是這些樹脂的混合物等,並無特別的限制。
在使用氣泡作為光擴散區域的時候,擴散板25的厚度最好是25~500μm。
在擴散板25的厚度未滿25μm時,因為薄片的站立度不足,在製造過程或顯示器內容易發生皺紋,所以較不佳。另外,在擴散板25的厚度超過500μm時,在光學性能方面並無特別的問題,但因為剛性增加而不易加工成滾筒狀,無法容易地完成縫隙等等,因為相較於以前的擴散板獲得之薄度的優點變少,所以較不佳。
關於透鏡片1的厚度,比起對光學特性的影響,不如是由製造過程或所要求之透鏡片1的物理特性等來加以決定。
例如,藉由UV成形來形成第1透鏡陣列3、第2透鏡陣列5以及突起部29的時候,該支撐基材膜的基材厚度T為50um以下時因為會發生皺紋,所以必須是50μm<T。
此外,該基材厚度藉由使用之背光單元和顯示裝置的尺寸而變化。例如,在對角37吋尺寸以上的顯示裝置中,基材厚度T最好是從0.05mm至3mm。
突起部29也可以是以固定的間距來排列。但是,在此情況下,有時會在第1透鏡陣列3以及第2透鏡陣列5的排列之間發生波紋干涉紋路。因此,第1透鏡陣列3以及第2透鏡陣列5最好是構成排列方向為不平行。作為其偏角最好是30度以下的範圍。
突起部29以固定的間距來排列並隨機削除一部份,可以在外觀上做成隨機配置。或者,也可以直接以隨機處理排列間距。以此方式進行時,能夠抑制第1透鏡陣列3以及第2透鏡陣列5之間發生波紋干涉紋路。
另外,一般而言,顯示器具有週期性之畫素構造者很多,因此,會產生各個週期構造彼此的波紋、三個以上週期構造發生的2次波紋等之高階波紋,會產生有礙觀看的缺點。因此,也可以使透鏡片1的雙凸透鏡(lenticular)方向在從畫像顯示元件35之週期構造的方向算起30度以下的範圍中偏移。藉此,能夠防止畫像顯示元件35之週期性的畫素構造的橫或縱構造之間產生的波紋。
作為防止上述波紋的方法,即使是使第1透鏡陣列3以及第2透鏡陣列5蛇行排列,也能防止上述波紋。
另外,作為預防波紋的其他方法,也有隨機設定第1透鏡陣列3以及第2透鏡陣列5的透鏡間距的方法。在此情況下,雖然有改變透鏡之高度與間距且隨機設定的方法、和不改變透鏡之高度而僅隨機設定間距的方法,以及隨機設定前述稜鏡透鏡之位移量Δ的方法,但最好是從在外觀上之不均的觀點來進行不改變透鏡高度的隨機設定之方法,另外在此情況下的隨機率(相對於標準間距的間距增減率)最好是20%以下,更好是10%以下。
如同上述的第1透鏡陣列3、第2透鏡陣列5以及突起部29係在透光性基材17上使用UV或放射線硬化樹脂而成形,或者使用PET(聚對苯二甲酸乙酯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基甲基丙烯酸酯)、COP(環烯烴聚合物)、PAN(聚丙烯腈共聚合體)、AS(丙烯腈-苯乙烯共聚物)等,藉由該技術領域所熟習之推壓成形法,射出成型法或熱壓模成型法而形成。
於以此方式製作的透鏡片1的突起部29之表面,也可以賦予例如由白色顏料組成的光反射層。在此,作為白色顏料,能列舉出氧化鈦和氧化鋁、硫酸鋇等,藉由印刷法等而形成。
如第1圖所示,作為本發明之實施形態的顯示裝置70係由畫像顯示元件35和背光單元55所構成。
畫像顯示元件35係由2片偏光板(偏光膜)31、33、在其之間夾持的液晶面板32所組成。液晶面板32例如係在2片玻璃基板之間填充液晶層而構成。
從背光單元55射出的光K係介由偏光板33而入射於液晶部32,介由偏光板31而出射於觀察者側F。
畫像顯示元件35係最好是以畫素單位使光透過/遮蔽來顯示畫像的元件。若是以畫素單位使光透過/遮蔽來顯示畫像者,就藉由光學片52,來提升朝向觀察者側F的亮度,光強度之視角度相依性會減低,進一步能有效利用減低了燈管圖像的光,顯示畫像品質高的畫像。
畫像顯示元件35最好是液晶顯示元件。液晶顯示元件係以畫素單位使光透過/遮蔽來顯示畫像的代表性元件,相較於其他顯示元件,能夠提高畫像品質,並且減低製造成本。
此外,亦可在作為本發明之實施形態的顯示裝置70中配置擴散膜、稜鏡片、偏光分離反射片等。藉此,更能提升畫像品質。
在作為本發明之實施形態的顯示裝置70方面,因為是利用藉由先前記載的光學片52來提升聚光、擴散特性的光K的構成,所以能夠提升觀察者側F的亮度,使光強度之視角方向的分佈平順,並且獲得減低了燈管圖像的畫像顯示於畫像顯示元件35。
在作為本發明之實施形態的顯示裝置70方面,因為是在因應以畫素單位之透過/遮光而規定顯示畫像的畫像顯示元件35中,利用藉由先前記載的背光單元55來提升聚光、擴散特性的光K的構成,所以能夠提升觀察者側F的亮度,使光強度之視角方向的分佈平順,並且獲得減低了燈管圖像的畫像。
在作為本發明之實施形態的顯示裝置70方面,因為畫像顯示元件35是液晶顯示元件,利用藉由先前記載的背光單元55來提升聚光、擴散特性的光K的構成,所以能夠提升觀察者側F的亮度,使光強度之視角方向的分佈平順,並且獲得減低了燈管圖像的畫像。
至此,雖說明了將本發明的透鏡片1、使用該透鏡片1的光學片52用於液晶裝置的情況,但並非侷限於此,只要是背面投射型螢幕、太陽能電池、有機或者無機EL、照明裝置等等進行光路控制者,就能使用於任一種。
以下,根據實施例來詳細說明本發明。此外,本發明並非僅被侷限於這些實施例。
[實施例1]
使用聚碳酸酯,將基材17之厚度作為250um並藉由押出成形法來製作了透鏡片1。將第1透鏡陣列3作為頂角為90度、透鏡間距為100μm、頂部3a之寬度L為20μm的梯形稜鏡。將第2透鏡陣列5作為頂角為90度、透鏡間距為25μm的三角稜鏡,第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5構成的角度設為90度。
[實施例2]
使用聚碳酸酯,將基材17之厚度作為250um並藉由押出成形法來製作了透鏡片1。將第1透鏡陣列3作為頂角為85度、透鏡間距為100μm、頂部3a之寬度L為50μm的梯形稜鏡。將第2透鏡陣列5作為頂角為90度、透鏡間距為25μm的三角稜鏡,第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5構成的角度設為90度。
[實施例3]
使用聚碳酸酯,將基材17之厚度作為250um並藉由押出成形法來製作了透鏡片1。將第1透鏡陣列3作為頂角為85度、透鏡間距為100μm、頂部3a之寬度L為50μm的梯形稜鏡。將第2透鏡陣列5作為頂角為90度、透鏡間距為34.5μm的三角稜鏡,第1透鏡陣列3和第2透鏡陣列5構成的角度設為75度。
[比較例1]
使用聚碳酸酯,將基材17之厚度作為250μm,藉由押出成形法製作頂角是90度、透鏡間距為50μm之三角稜鏡形狀的透鏡片1。
首先,將實施例1中製作的透鏡片1和比較例1中製作的透鏡片配置於背光55,測定了其光強度分佈。背光55的構成係在反射板43之觀察者側F上配置CCFL41,於其上(觀察者側F)依序配置擴散板25、透鏡片1。實施例1的透鏡片1係以第1透鏡陣列3之排列方向為Ve方向來進行配置。於第17圖表示測定結果。
如第17(a)圖所示,實施例1的透鏡片1不會發生旁瓣,另外,相較於第17(b)圖所示的比較例1,正面方向(觀察者側F)的亮度上升了。
接著,將實施例1~3中製作的透鏡片1和比較例1中製作的透鏡片配置於背光55,測定了其正面亮度和最大傾斜率。背光55的構成係在反射板43之觀察者側F上配置CCFL41,於其上(觀察者側F)依序配置擴散板25、透鏡片1。實施例1的透鏡片1係將第1透鏡陣列3之排列方向作為Ve方向而進行配置。實施例2的透鏡片1係將第1透鏡陣列3之排列方向作為Ho方向而進行配置。實施例3的透鏡片1係重疊2片以第1透鏡陣列3之排列方向為Ho方向的薄片和以第1透鏡陣列3之排列方向為Ve方向的薄膜。表1係表示測定結果。
如表1所示,實施例1~2和比較例1的正面亮度幾乎沒有差別,最大傾斜率方面,能看出實施例1~2會較比較例1還要良好。另外,實施例3係正面亮度非常高,另外,即使重疊2片也不會產生波紋。
[實施例4]
在實施例1製作之透鏡片1的背面形成2段的圓柱狀突起部,接***面部102的第1段之圓柱半徑設為40um,將高度設為30um,將第2段的圓柱半徑設為20um,將高度設為15um,以200um的間距來進行排列。另外,將第1透鏡陣列3的排列和突起部4的排列方向構成之角度設為15度。
藉由黏著材料將所製作之透鏡片1與市面上販售的PC樹脂製之擴散板層積並一體化,以使液晶TV之畫素和第1透鏡陣列3構成之角度成為15度的方式而進行設定的結果,能獲得即使是背光的熱量也不會產生剝離且不產生波紋的液晶TV。
A...BEF的光強度分佈
B...光學膜的光強度分佈
H、K...光
L...第1透鏡陣列的頂部之寬度
P...第1透鏡陣列的間距
Q...第2透鏡陣列的間距
F、F'...觀察者側
X...平面觀察方向
Va...光強度分佈特性的凹入部
Ve...畫像顯示裝置垂直方向
Ho...畫像顯示裝置水平方向
α...最大傾斜率
1...透鏡片
2...透鏡片
3...第1透鏡陣列
3a...第1透鏡陣列的頂部
3b...第1透鏡陣列的傾斜面
4...第1透鏡陣列型部
5...第2透鏡陣列
5a...第2透鏡陣列的頂部
6...第2透鏡陣列型部
17...透光基材
17a...與觀察者相反之側的面
17b...觀察者側的面
20...固定層
25...擴散板
29...突起部
31、33...偏光板
32...液晶面板
35...畫像顯示元件
41...光源
43...反射板(反射膜)
52...光學片
55...背光單元
70...顯示裝置
100...空氣層
102...平面部
182...擴散膜
184...光擴散膜
185...BEF
186...透明構件
187...單位稜鏡
第1圖係作為本發明之實施形態的顯示裝置之截面示意圖。
第2圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之立體圖。
第3(a)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之截面圖。
第3(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之截面圖。
第3(c)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片的平面圖。
第4(a)圖係以往的稜鏡之光強度分佈特性圖。
第4(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之光強度分佈特性圖。
第5(a)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之亮度變化圖。
第5(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之半值角變化圖。
第6(a)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之最大傾斜率α(Ve)。
第6(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之最大傾斜率α(Ho)。
第7(a)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之最大傾斜率α(Ve)。
第7(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之最大傾斜率α(Ho)。
第8圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之亮度變化圖。
第9(a)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之立體圖。
第9(b)圖係作為本發明之實施形態的透鏡片之立體圖。
第10圖係說明作為本發明之實施形態的透鏡片之模具的圖。
第11圖係作為本發明之實施形態的顯示裝置之截面示意圖。
第12圖係構成作為本發明之實施形態的光學片之透鏡片。
第13(a)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(b)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(c)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(d)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(e)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(f)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(g)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(h)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第13(i)圖係說明與本發明之實施形態相關的突起部形狀之一例的圖。
第14圖係表示BEF之配置的一例的截面示意圖。
第15圖係BEF的立體圖。
第16圖係表示光強度和相對於視野方向之角度的關係之曲線圖。
第17圖係本發明之實施例和比較例的光強度分佈特性圖。
3...第1透鏡陣列
3a...第1透鏡陣列的頂部
3b...第1透鏡陣列的傾斜面
5...第2透鏡陣列
17...透光基材
17b...觀察者側的面
θ1...第1透鏡的頂角
θ2...第2透鏡的頂角

Claims (12)

  1. 一種透鏡片,其特徵為:在透光性基材之一方的面上具備第1透鏡陣列,前述第1透鏡陣列係具備在前述基材之一方的面上,沿著一方向而延伸並且相互平行配置的複數個第1透鏡,在前述第1透鏡的頂部上形成了第2透鏡陣列,該第2透鏡陣列係具備沿著與前述第1透鏡陣列交叉之方向而相互平行配置之複數個第2透鏡,前述第1透鏡陣列和前述第2透鏡陣列所交叉之角度係以70度~110度的範圍設定而成,前述第2透鏡的形狀係三角稜鏡形狀,前述第2透鏡的稜鏡頂角係設定在70度~110度的範圍,前述第1透鏡的形狀係梯形稜鏡形狀,前述第1透鏡的稜鏡頂角係被設定在70度~110度的範圍,前述第2透鏡的高度被設定為比前述第1透鏡的高度還要低,前述第1透鏡的頂部和前述第2透鏡的頂部係成為一致。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之透鏡片,其中,將前述第1透鏡所延伸之方向設為Ve,將配置有前述第1透鏡的方向設為Ho的時候, 前述第1透鏡的頂角θ 1以及前述第2透鏡的頂角θ 2會滿足以下數學式1的關係:[數學式1]θ 1≦θ 2。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之透鏡片,其中,將前述第1透鏡所延伸之方向設為Ho,將配置有前述第1透鏡的方向設為Ve的時候,前述第1透鏡的頂角θ 1以及前述第2透鏡的頂角θ 2會滿足以下數學式2的關係:[數學式2]θ 1≧θ 2。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之透鏡片,其中,前述第1透鏡的形狀係彎曲透鏡形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載之透鏡片,其中,於前述基材之另一邊的面係由略平坦的平面部和從前述平面部突出的複數個突起部所構成。
  6. 如申請專利範圍第5項記載之透鏡片,其中,前述突起部係形成為圓柱狀,其具有在和前述基材之厚度方向平行的方向上延伸的中心軸。
  7. 如申請專利範圍第5項記載之透鏡片,其中,前述突起部係隨著遠離前述平面部而其截面積縮小。
  8. 如申請專利範圍第5項記載之透鏡片,其中,前述突起部係由寬度不同之2段以上的圓柱所構成,隨著遠離前述平面部而其截面積縮小。
  9. 一種光學片,其特徵為至少具備:擴散板,其入射從光源發出的光,並使入射的光擴 散,藉以減低光量不均,以射出擴散光;以及如申請專利範圍第5項至第8項中任一項記載之透鏡片,且藉由固定層來使前述擴散板之前述射出面及前述透鏡片之前述突起部層積為一體。
  10. 一種用於顯示器之背光單元,其特徵為至少具備:畫像顯示元件,其規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面的光源、擴散板、及如申請專利範圍第1項至第4項中任一項記載之透鏡片,該擴散板係入射從光源發出的光,並使入射的光擴散,藉以減低光量不均,以射出擴散光。
  11. 一種用於顯示器之背光單元,其特徵為至少具備:畫像顯示元件,其規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面的光源、和如申請專利範圍第9項記載之光學片。
  12. 一種顯示裝置,其特徵為具備:畫像顯示元件,其根據在畫素單元上之透過/遮蔽來規定顯示畫像;以及在前述畫像顯示元件之背面的如申請專利範圍第10項至第11項中任一項記載之用於顯示器之背光單元。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7982819B2 (en) * 2006-12-20 2011-07-19 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device for display device and display device
CN101563566B (zh) * 2006-12-26 2012-07-25 夏普株式会社 显示装置用照明装置和显示装置
JP5315963B2 (ja) * 2008-12-11 2013-10-16 凸版印刷株式会社 光拡散デバイス、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
JP5267098B2 (ja) * 2008-12-17 2013-08-21 凸版印刷株式会社 レンズシートおよびディスプレイ装置
JP5293177B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-18 大日本印刷株式会社 光学シート、面光源装置および表示装置
JP5177899B2 (ja) * 2009-07-28 2013-04-10 Necライティング株式会社 有機el光源
CN101943808A (zh) * 2010-07-29 2011-01-12 深圳市华星光电技术有限公司 用于液晶显示的胶框、制作方法以及液晶显示器
US20150049511A1 (en) * 2013-03-15 2015-02-19 Cree, Inc. Waveguide Having Unidirectional Illuminance
KR102074677B1 (ko) * 2013-11-19 2020-02-07 엘지디스플레이 주식회사 프리즘 시트와 이를 포함하는 백라이트 유닛
TWI554734B (zh) * 2014-03-13 2016-10-21 國立臺灣師範大學 太陽光集光系統
WO2015190164A1 (ja) * 2014-06-11 2015-12-17 三菱電機株式会社 液晶表示装置
WO2017204309A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 凸版印刷株式会社 光学素子、光学素子版構造、印刷物及び光学素子の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06308485A (ja) * 1993-04-21 1994-11-04 Hitachi Ltd 表示装置
JPH0921907A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Shimura Kaken Kogyo Kk プリズムシート及びそれを用いた照光装置
JP4032918B2 (ja) * 2002-10-24 2008-01-16 ソニー株式会社 表示装置およびその製造方法
US20060103777A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 3M Innovative Properties Company Optical film having a structured surface with rectangular based prisms
CN101253363B (zh) * 2005-09-15 2010-05-19 日本瑞翁株式会社 正下型背光灯装置
US7458704B2 (en) * 2005-12-14 2008-12-02 Konica Minolta Opto, Inc. Optical element and illuminating device
JP2008020532A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Fujifilm Corp 光学機能性シート及び表示装置

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