專利名稱：漫射板及面光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漫射板及面光源裝置。特別涉及作為液晶顯示面板照明用的背光燈等使用的面光源裝置，以及用于使從面光源裝置放射的光漫射的漫射板。
背景技術(shù)：
圖1是表示第一個(gè)現(xiàn)有例中的背光燈型的面光源裝置11的分解立體圖，圖2是其概略剖面圖。面光源裝置11具有用于封入光的導(dǎo)光板12、發(fā)光部13，及反射板14。導(dǎo)光板12由聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸酯等透明且折射率大的樹脂形成，在導(dǎo)光板12的下面，通過(guò)將剖面加工為半圓形的凹凸加工、漫反射墨水的點(diǎn)紋印刷等，形成圖形15。發(fā)光部13在電路基板16上安裝多個(gè)發(fā)光二極管(LED)等所謂的點(diǎn)光源17，且與導(dǎo)光板12的側(cè)面(光入射面18)相對(duì)。反射板14由反射率高的例如白色樹脂板形成，通過(guò)雙面膠19將兩側(cè)部粘貼在導(dǎo)光板12的下面。
但是，如圖2所示，從發(fā)光部13射出、從光入射面18導(dǎo)入導(dǎo)光板12的內(nèi)部的光(圖中，光由箭頭表示。)通過(guò)在導(dǎo)光板12的光射出面20及其相反一側(cè)的面之間反復(fù)進(jìn)行全反射，導(dǎo)入導(dǎo)光板12內(nèi)。導(dǎo)入導(dǎo)光板12內(nèi)的光，通過(guò)遇到圖形15而被漫反射，相對(duì)于光射出面20以比全反射的臨界角小的入射角而被反射的光從光射出面20射出。通過(guò)導(dǎo)光板12的下面不存在圖形15的地方、向外部泄漏的光由于被反射板14反射、再次回到導(dǎo)光板12內(nèi)部，因此能夠防止從導(dǎo)光板12下面的光量損失。
這樣，如圖2所示，從導(dǎo)光板12的光射出面20射出的光由于向與導(dǎo)光板12的光射出面20大致平行的方向射出，因此，如果這樣，則在光射出面20的垂直方向(以下有時(shí)稱為正面)的亮度降低，從正面看時(shí)非常暗。因此，配置與導(dǎo)光板12的光射出面20相對(duì)、具有隨機(jī)圖形的漫射板21。與光射出面20大致平行射出的光經(jīng)漫射板被散射，在光射出面20的垂直方向上射出的光量變大。但是，這種方式的面光源裝置11由于經(jīng)漫射板21使光隨機(jī)漫射，因此透過(guò)漫射板21的光的指向性極寬，接近于朗伯光，面光源裝置11的正面亮度低。
在此，為提高面光源裝置的正面亮度，提出了各種改進(jìn)方案。圖3為表示第二個(gè)現(xiàn)有例中的背光燈型的面光源裝置31的分解立體圖，圖4是其概略剖面圖。該面光源裝置31在導(dǎo)光板32的下面設(shè)有剖面為三角形的多個(gè)微細(xì)的偏向圖形元件35。偏向圖形元件35為了使亮度分布均一化，在發(fā)光部33的附近圖形密度小，離發(fā)光部33越遠(yuǎn)圖形密度越大。另外，與導(dǎo)光板32的下面相對(duì)，配設(shè)有鏡面反射板34。在與導(dǎo)光板32的光入射面38相對(duì)的位置，配置由冷陰極線管構(gòu)成的棒狀發(fā)光部33。在與導(dǎo)光板32的光射出面40相對(duì)的位置上，配置棱鏡板42，在其上放置凹凸漫射板41。棱鏡板42上，在與發(fā)光部33的長(zhǎng)度方向平行的方向上，直線狀延伸的剖面為三角形的棱鏡42a之間相互平行、且以一定的間距排列。
如圖4所示，該面光源裝置31中，導(dǎo)入導(dǎo)光板32內(nèi)的發(fā)光部33的光，通過(guò)在導(dǎo)光板32的光射出面40和其相反一側(cè)的面之間反復(fù)進(jìn)行全反射，而導(dǎo)入導(dǎo)光板32內(nèi)。導(dǎo)入導(dǎo)光板32內(nèi)的光每當(dāng)遇到偏向圖形元件35時(shí)，導(dǎo)光角度α增大，若相對(duì)于光射出面40以比全反射的臨界角小的入射角被反射，則從光射出面40向外部射出。因此，該面光源裝置31中，從光射出面40射出的光朝向與光射出面40大致平行的方向射出。朝向與光射出面40大致平行的方向從導(dǎo)光板32射出的光，通過(guò)透過(guò)棱鏡板42，而朝向與光射出面40大致垂直的方向彎折。
如圖3所示，將與導(dǎo)光板32的光入射面38垂直的方向作為y軸，將與光入射面38平行、且與光射出面40也平行的方向作為x軸，將與光射出面40垂直的方向作為z軸。另外，φx表示zx平面內(nèi)z軸方向測(cè)出的方位角，φy表示yz平面內(nèi)z軸方向測(cè)出的方位角。
導(dǎo)入導(dǎo)光板32內(nèi)、從光射出面40射出的光，由于x軸方向光的指向性得不到控制，因此，在導(dǎo)光板32內(nèi)x軸方向上的光的展開增大，透過(guò)棱鏡板42的光的φx方向的指向性如圖5的Δφx所示寬。另一方面，由于從光射出面40朝向與光射出面40大致平行的狹窄范圍內(nèi)射出光，因此，透過(guò)棱鏡板42的光的φy方向的指向性如圖5的Δφy所示窄。
指向性過(guò)寬會(huì)導(dǎo)致正面亮度低，但相反，指向性過(guò)窄，則觀察者的臉部位置只要稍微偏離一點(diǎn)，就不易看見，辨認(rèn)性變差。為此，如圖4所示，該面光源裝置31中，在棱鏡板42之上配置凹凸漫射板41，將透過(guò)棱鏡板42的光的yz平面內(nèi)的φy方向的指向性，在凹凸漫射板41上展開為β＝20°左右。其結(jié)果，該面光源裝置31得到比第一個(gè)現(xiàn)有例中的面光源裝置11高的正面亮度，并且，能夠防止液晶顯示裝置的辨認(rèn)性降低。
圖6(a)是表示凹凸漫射板41上的漫射圖形43的配置平面圖，圖6(b)是表示與zx平面平行的剖面的凹凸漫射板41的剖面形狀的圖，圖6(c)是表示與yz平面平行的剖面的凹凸漫射板41的剖面形狀的圖。漫射圖形43使透過(guò)凹凸漫射板41的光在yz平面內(nèi)大幅度漫射，但在zx平面內(nèi)構(gòu)成為不太漫射。即，該凹凸漫射板41的表面上形成的漫射圖形43在與x軸平行的方向上以直線狀延伸，在與yz平面平行剖面上，成為波浪狀彎曲的凹凸圖形。另外，在與zx平面平行的剖面上，漫射圖形43形成平坦的直線狀，但在各漫射圖形43之間形成時(shí)的塌角，產(chǎn)生凹狀的凹陷的連結(jié)處44。
漫射圖形43的x軸方向的周期為∧x，y軸方向的周期為∧y時(shí)，使光漫射的面內(nèi)的周期∧y比另一周期∧x小(即∧x＞＞∧y)。優(yōu)選漫射圖形43的周期∧x為50～200μm，周期∧y為5～20μm。若漫射圖形43的周期∧x、∧y分別超過(guò)上限值，則目視能夠辨認(rèn)漫射圖形43，這是由于液晶顯示裝置的顯示品質(zhì)降低的緣故。若漫射圖形43的周期∧x、∧y分別低于下限值，則由于圖形制造困難的緣故，漫射圖形43的制造誤差比圖形形狀大，光的利用效率降低，或者衍射光成為支配性的，而也會(huì)出現(xiàn)色相不均等問(wèn)題。
圖7是說(shuō)明yz平面上的漫射圖形43的作用的圖，圖8是說(shuō)明zx平面上的漫射圖形43的作用的圖。與yz平面平行的剖面上，漫射圖形43為波浪形，若光射出點(diǎn)的切線角度為γ，則射出漫射圖形43的光的漫射角(偏向角度)φy由φy＝γ/(n-1)表示。在此，n為構(gòu)成凹凸漫射板41的樹脂的折射率，空氣的折射率為1。
另一方面，如圖8所示，由于在zx平面內(nèi)的漫射圖形43平坦，通過(guò)漫射圖形43的光不漫射。漫射圖形43之間的連結(jié)處44在zx平面內(nèi)發(fā)生漫射，但與y軸方向的周期∧y相比，x軸方向的周期∧x變得相當(dāng)大，因此由連結(jié)處44在zx平面內(nèi)被漫射的光量，與由漫射圖形43在yz平面內(nèi)被漫射的光量相比，只不過(guò)是很少的光量。因此，凹凸漫射板41幾乎只在yz平面內(nèi)產(chǎn)生漫射。
圖10是表示所示凹凸漫射板41的漫射特性的圖。如該特性圖表示的那樣，所示凹凸漫射板41在zx平面內(nèi)在φx方向上幾乎不漫射光，在yz平面內(nèi)以φy方向上20°左右的展開來(lái)進(jìn)行漫射。如圖9所示，從棱鏡板42射出的光的指向特性在φx方向?qū)?，在φy方向窄。具有這樣的指向特性的棱鏡板42上，若設(shè)置具有如圖10所示的漫射特性的凹凸漫射板41，則從面光源裝置31射出的光的指向特性如圖11所示。即，在φx方向上，從凹凸漫射板41射出的光的指向性與通過(guò)棱鏡板42的光的指向性大致相同，但在φy方向上，從凹凸漫射板41射出的光的指向性比通過(guò)棱鏡板42的光的指向性大，在φx方向和φy方向都以z軸為中心在兩側(cè)展開至20°左右，在液晶顯示裝置上使用時(shí)，具有足夠的視角。
圖12是表示第三個(gè)現(xiàn)有例中的背光燈型的面光源裝置51的立體圖，圖13是其概略剖面圖。該面光源裝置51中，導(dǎo)光板52的角部附近配置由LED等的點(diǎn)光源構(gòu)成的發(fā)光部53。在導(dǎo)光板52的下面，剖面為三角形的偏向圖形元件55以發(fā)光部53為中心排列。偏向圖形元件55在發(fā)光部53的附近圖形密度小，離發(fā)光部53越遠(yuǎn)，圖形密度越大。與導(dǎo)光板52的下面相對(duì)的位置上，配設(shè)有鏡面反射板54。在與導(dǎo)光板52的光射出面60相對(duì)的位置上，配置棱鏡板62，在其上放置凹凸漫射板61。棱鏡板62上，以發(fā)光部53為中心，形成有圓弧形延伸的剖面為三角形的棱鏡。
使用圓柱坐標(biāo)表示該面光源裝置51的位置或方向。如圖14所示，將與導(dǎo)光板52的光射出面垂直的方向定為z軸，以發(fā)光部53為中心的半徑方向?yàn)閞軸，從導(dǎo)光板52的一個(gè)側(cè)面測(cè)出的角度為θ，與r軸方向及與z軸方向垂直的方向?yàn)棣容S方向。另外，與r軸方向及與z軸方向平行的平面內(nèi)、從z軸測(cè)出的方位角為φr，與r軸方向垂直、與z軸方向平行的平面內(nèi)、從z軸測(cè)出的方位角為φθ。
如圖13所示，該面光源裝置51中，從發(fā)光部53(點(diǎn)光源)進(jìn)入導(dǎo)光板52的光，以發(fā)光部53為中心展開為放射狀。而且，從z軸方向看的平面圖中，各偏向圖形元件55垂直于其長(zhǎng)度方向與發(fā)光部53連結(jié)的方向(r軸方向)而配置，因此，導(dǎo)入導(dǎo)光板52內(nèi)的光即使經(jīng)偏向圖形元件55反射，也不在θ方向上散射，而是沿r軸方向大致筆直地前進(jìn)。為此，經(jīng)偏向圖形元件55反射、從導(dǎo)光板52的光射出面60射出后，經(jīng)棱鏡板62向大致垂直的方向彎折的光的指向性如圖14所示。透過(guò)棱鏡板62的光的指向性在φr方向的指向性Δφr，及φθ方向的指向性Δφθ都變狹窄，但導(dǎo)入導(dǎo)光板52內(nèi)的光的方向大致向r軸方向統(tǒng)一，因此在φθ方向上的指向性Δφθ變得特別的狹窄。
因此，在第三個(gè)現(xiàn)有例中，凹凸漫射板61需要有將透過(guò)棱鏡板62的光朝向φθ方向展開的作用。為此，如圖15(a)所示，在該凹凸漫射板61上，將在r軸方向上延伸的漫射圖形63以發(fā)光部53為中心同心圓狀或放射狀配置。漫射圖形63在圖15(a)中以P1-P1表示的剖面中，成為如圖15(b)所示的平坦的圖形，在漫射圖形43之間產(chǎn)生成連結(jié)處64。另外，漫射圖形63在圖15(a)中以P2-P2表示的剖面中，成為如圖15(c)所示的波浪形圖形。
該漫射圖形63的作用也與第二個(gè)現(xiàn)有例中的漫射圖形43相同(參照?qǐng)D7、圖8)，但是使光漫射的方向不同，在第三個(gè)現(xiàn)有例中的r軸方向?qū)?yīng)于第二個(gè)現(xiàn)有例中的x軸方向，第三個(gè)現(xiàn)有例中的θ方向?qū)?yīng)于第二個(gè)現(xiàn)有例中的y軸方向。因此，當(dāng)漫射圖形63的r軸方向的周期為∧r，θ軸方向的周期為∧θ時(shí)，r軸方向的周期∧r比θ軸方向的周期∧θ大(即，∧r＞＞∧θ)。優(yōu)選漫射圖形63的周期∧r為50～200μm，優(yōu)選周期∧θ為5～20μm。
圖17為表示所述凹凸漫射板61的漫射特性的圖。正如該特性圖表示的那樣，凹凸漫射板61在zr平面內(nèi)的φr方向上幾乎不漫射光，在zθ平面內(nèi)以φθ方向上20°左右的展開發(fā)生漫射。從棱鏡板62射出的光的指向特性如圖16所示，在φr方向上寬，在φθ方向上窄。在具有這樣的指向特性的棱鏡板62上，若配置具有如圖17的漫射特性的凹凸漫射板61，則從面光源裝置51射出的光的指向特性成為如圖18所示那樣。即，在φr方向上，從凹凸漫射板61射出的光的指向性與通過(guò)棱鏡板62的光的指向性大致相同，但在φθ方向上，從凹凸漫射板61射出的光的指向性比通過(guò)棱鏡板62的光的指向性大，在φr方向和φθ方向上，均以z軸為中心，在兩側(cè)展開至20°左右，在液晶顯示裝置上使用時(shí)，具有足夠的視角。
但是，在面光源裝置31、51中，使用了在第二及第三個(gè)現(xiàn)有例中使用的凹凸漫射板41、61，如圖19所示，當(dāng)其上重疊有液晶顯示面板65而構(gòu)成液晶顯示裝置時(shí)，在液晶顯示面板65的表面上，產(chǎn)生以數(shù)mm為周期的波紋條紋M，存在使液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量降低的問(wèn)題。圖20表示實(shí)際上產(chǎn)生波紋條紋的情形。圖21由紅色像素(R)、綠色像素(G)、藍(lán)色像素(B)形成一個(gè)像元(繪素)，為像元的開口周期為∧c＝120μm的液晶顯示面板65的一部分。在使用x軸方向的周期為∧x＝200μm且y軸方向的周期為∧y＝20μm的凹凸漫射板41的第二個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置31上，當(dāng)重疊有如圖21所示的液晶顯示面板65時(shí)，在液晶顯示面板65上，出現(xiàn)如圖20所示的以數(shù)mm為周期的波紋條紋，使液晶顯示裝置的圖像質(zhì)量降低。另外，如第三個(gè)現(xiàn)有例那樣的面光源裝置，未圖示，產(chǎn)生放射狀的波紋條紋。
在此，在使用排列有線狀漫射圖形的凹凸漫射板的情況下，液晶顯示面板的表面上產(chǎn)生波紋條紋，認(rèn)為有如下原因，圖22表示用顯微鏡觀察的從背面?zhèn)扔泄庹丈涞陌纪孤浒?1的情況(圖50顯示該顯微鏡照片)。在漫射圖形43之間的連結(jié)處44，只有如漫射圖形43那樣的光在φy方向不漫射的部分變得明亮，凹凸漫射板41沿連結(jié)處44產(chǎn)生亮度峰值。該連結(jié)處44間的周期為100μm左右，凹凸漫射板41的亮度峰值也以該周期反復(fù)產(chǎn)生。該亮度峰值的周期與液晶顯示面板65的像元的周期∧c的值相近，可以認(rèn)為兩者干涉，并產(chǎn)生波紋條紋M。
另外，若使用在第二及第三個(gè)現(xiàn)有例中使用的凹凸漫射板41、61，則如圖23所示，也存在液晶顯示面板65的表面上發(fā)生顏色閃爍的問(wèn)題。此原因考慮如下例如，設(shè)在凹凸漫射板41上的漫射圖形43的y軸方向的周期為∧y＝10μm，液晶顯示面板65上的紅色、綠色、藍(lán)色的各像素的開口寬度為W＝35μm。如圖24所示，當(dāng)這樣的面光源裝置和液晶顯示面板重合時(shí)，通過(guò)各像素的漫射圖形43存在兩條的情況和三條的情況。例如，在圖24的情況下，紅色像素(R)的開口內(nèi)和藍(lán)色像素(B)的開口內(nèi)有三條漫射圖形通過(guò)，在綠色像素(G)的開口內(nèi)只有兩條漫射圖形43通過(guò)。因此，各像素間發(fā)光強(qiáng)度產(chǎn)生最大1.5倍的差異。這樣，各發(fā)光色的像素間產(chǎn)生發(fā)光強(qiáng)度差，而且，哪一個(gè)發(fā)光色的像素的發(fā)光強(qiáng)度強(qiáng)，也根據(jù)地點(diǎn)而各不相同，因此，地點(diǎn)不同，會(huì)帶上不同的顏色，可以認(rèn)為這就是顏色閃爍。
第二個(gè)現(xiàn)有例、第三個(gè)現(xiàn)有例中使用的凹凸漫射板上，存在使用隨機(jī)形成的粒狀凹凸圖形的情況。圖25(a)、圖25(b)、圖26(a)及圖26(b)為用于說(shuō)明具有不同的圖形的凹凸漫射板71的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。如圖25(a)所示，凹凸漫射板71的重復(fù)圖形72基本上無(wú)間隙地左右上下周期性的排列。另外，如圖10(b)所示，重復(fù)圖形72是使凹部73基本上無(wú)間隙隨機(jī)排列的圖形。為了防止波紋條紋，一個(gè)重復(fù)圖形41的縱向及橫向的寬度H、D比液晶顯示面板的像素的尺寸大，但都是優(yōu)選在100μm以上，1mm以下。構(gòu)成重復(fù)圖形72的凹部73的尺寸不統(tǒng)一，優(yōu)選外徑G在5μm以上，30μm以下(特別優(yōu)選10μm左右的)。另外，如圖26(a)及圖26(b)所示，凹部73為凹透鏡狀。
該凹凸漫射板71由于其漫射特性特殊，必須正確控制圖形的凹凸形狀。這種情況下，將一個(gè)凹凸圖形周期性排列，則所有的凹凸圖形成為相同的形狀，所有的凹凸圖形能夠同樣制造、且能夠得到正確的凹凸形狀。但是，在這樣的方法中，液晶顯示裝置的畫面上容易產(chǎn)生波紋條紋，或者像素比較明顯。相反地，將凹凸圖形隨機(jī)配置，則需要使凹凸圖形的形狀、尺寸一個(gè)個(gè)地變化，難以制造出正確的形狀。而且，部位不同，凹凸漫射板的特性還可能會(huì)變化。因此，在該凹凸漫射板71中，隨機(jī)配置具有隨機(jī)的形狀、尺寸的凹部73，而構(gòu)成重復(fù)圖形72，通過(guò)周期配置該重復(fù)圖形72，抑制波紋條紋等的產(chǎn)生，且容易制造凹凸漫射板71的圖形。
圖27(a)及圖27(b)為說(shuō)明凹凸漫射板71的作用的圖。凹凸漫射板71隨機(jī)配置多個(gè)凹部73，各凹部73為凹透鏡狀，因此，如圖27(a)所示，從下面?zhèn)却怪鄙淙牍鈺r(shí)，通過(guò)凹透鏡的作用，入射光在光軸的周圍漫射。因此，該凹凸漫射板71顯示如圖27(b)所示的漫射特性，凹凸漫射板71的折射率為n，凹部73的中央與邊緣(頂點(diǎn))的連結(jié)線部分的傾斜為ε，則該漫射特性中，在中央的高峰值的兩側(cè)，φx＝φy＝±ε/(n-1)的位置上也產(chǎn)生峰值。另外，該漫射特性在凹部73為圓形的情況下，在z軸的周圍旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
圖28為表示凹凸漫射板71的實(shí)際的漫射特性的圖，且φx方向的漫射特性與φy方向的漫射特性一致。將具有這樣的特性的凹凸漫射板71與第二個(gè)現(xiàn)有例的凹凸漫射板41置換，則透過(guò)棱鏡板42后的圖9的指向特性，在透過(guò)凹凸漫射板71后，變換為如圖29所示的那樣。其結(jié)果，φx方向和φy方向的指向特性展開20°左右，在液晶顯示裝置上使用時(shí)，具有足夠的視角。
這樣的凹凸漫射板71由于隨機(jī)排列凹部73，不產(chǎn)生波紋條紋。但是，由于隨機(jī)配置凹部73，因此會(huì)產(chǎn)生局部配置偏離，液晶顯示面板的各像素間產(chǎn)生發(fā)光強(qiáng)度的差，與凹凸漫射板41的情況相同，存在發(fā)生顏色閃爍的問(wèn)題。在用于第三個(gè)現(xiàn)有例的情況下，該顏色閃爍的問(wèn)題也是同樣的。
另外，該凹凸漫射板71中，由于在光軸的周圍全方位地相同地使光漫射，則與使用凹凸漫射板41、凹凸漫射板61的情況相比，存在液晶顯示裝置畫面的亮度降低15％左右的問(wèn)題。
如上所述，形成線狀圖形的凹凸漫射板中，有波紋條紋和顏色閃爍的問(wèn)題，隨機(jī)配置粒狀圖形的凹凸漫射板中，有顏色閃爍和亮度降低的問(wèn)題，希望解決這些缺點(diǎn)。
另外，所述現(xiàn)有例記載在專利文獻(xiàn)1中。
專利文獻(xiàn)1(日本)特開2003-215584號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容鑒于所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種漫射板，其能夠抑制液晶顯示裝置畫面的波紋條紋、顏色閃爍，而且，還能夠減少畫面亮度的降低。
本發(fā)明涉及的第一漫射板，其特征在于，其在光從一面射入、從另一面射出的基板的其中任一面上，形成將第一凹凸形狀和第二凹凸形狀重疊而得的合成圖形，所述第一凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成；所述第二凹凸形狀由在所述入射光的光軸的周圍使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成。另外，入射光的光軸為與入射光束中的最大光度的光線平行的方向。
本發(fā)明的第一漫射板，由于第一凹凸形狀與第二凹凸形狀重合，在漫射板整體的漫射程度相等的情況下，比僅有第一凹凸形狀的情況下，來(lái)自第一凹凸形狀的影響減少、而能夠減少波紋條紋的產(chǎn)生。更進(jìn)一步，第一凹凸形狀經(jīng)第二凹凸形狀能夠使光向不同的方向漫射，因此，能夠更加減少波紋條紋。另外，在漫射板整體的漫射程度相等的情況下，比僅有第二凹凸形狀的情況下，來(lái)自第二凹凸形狀的影響減少、而能夠減少亮度的降低。更進(jìn)一步，第一凹凸形狀與第二凹凸形狀重合的結(jié)果，圖形的圖樣變得更加微細(xì)，能夠減小液晶顯示面板的各發(fā)光色的像素的參差不一，能夠降低顏色閃爍。
本發(fā)明的第一漫射板所涉及的某實(shí)施方式中，其特征在于，在與所述基板的任一面平行的垂直兩方向上確定x軸和y軸，在與所述一面垂直的方向上確定z軸，所述第一凹凸形狀的表面形狀由z＝f(x、y)
表示，所述第二凹凸形狀的表面形狀由z＝g(x、y)表示時(shí)，所述合成圖形的表面形狀使用參數(shù)ξ0≤ξ≤1，表示為z＝(1-ξ)×f(x、y)+ξ×g(x、y)。
因此，該實(shí)施方式中，通過(guò)使參數(shù)ξ在0～1的范圍內(nèi)變化，能夠?qū)⒌谝话纪剐螤钆c第二凹凸形狀的分配比率任意替換而設(shè)計(jì)漫射板。特別是，z＝f(x、y)和z＝g(x、y)表示漫射程度相等的第一凹凸形狀和第二凹凸形狀的情況下，使漫射板的漫射程度不變，而能夠改變第一凹凸形狀和第二凹凸形狀的分配比率。
本發(fā)明的第一漫射板所涉及的其它實(shí)施方式中，所述實(shí)施方式中所述參數(shù)ξ為0.1≤ξ≤0.3。
通過(guò)將參數(shù)ξ規(guī)定在該范圍內(nèi)，能夠提高用于液晶顯示裝置時(shí)的圖像的對(duì)比度，并且，能夠保持高的亮度。
本發(fā)明的第一漫射板所涉及的另一其它實(shí)施方式中，其特征在于，所述第一凹凸形狀在一方向上周期性地配置長(zhǎng)線狀的凹部或凸部而構(gòu)成，所述第二凹凸形狀非周期性地配置球面形或圓錐形的凹部或凸部而構(gòu)成。在一方向上為長(zhǎng)線狀的第一凹凸形狀的凹部或凸部，例如圓柱透鏡狀的，能夠在與其長(zhǎng)度方向垂直的面內(nèi)使入射光漫射。另外，球面形或圓錐形的第二凹凸形狀的凹部或凸部，例如凹透鏡狀的，能夠使入射光在其光軸的周圍漫射。另外，該實(shí)施方式中制造合成圖形的情況下，所述合成圖形具有與所述基板的面大致平行的區(qū)域，該區(qū)域從所述基板的任一面看，都形成大致長(zhǎng)方形排列的格子狀的圖樣。因此，能夠提高防止用于液晶顯示裝置時(shí)的顏色閃爍的效果。
本發(fā)明的第一漫射板所涉及的另一其它實(shí)施方式中，其特征在于，構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部從與所述基板垂直的方向看的最大尺寸，相對(duì)于構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部的配置周期，為1/3倍以上3倍以下，因此，能夠降低液晶顯示裝置畫面的顏色閃爍。
本發(fā)明的第二漫射板，其特征在于，其在光從一面射入、從另一面射出的基板的其中任一面上，在所述兩平面相互垂直的方向配置第一凹凸形狀和第二凹凸形狀，所述第一凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成；所述第二凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成。
即使在本發(fā)明所涉及的第二漫射板中，與液晶顯示面板組合時(shí)，也能夠減少波紋條紋且抑制亮度的下降，而且，還能夠減少畫面的顏色閃爍。
本發(fā)明的第二漫射板所涉及的實(shí)施方式中，所述入射光為在與光軸垂直的兩方向中的一個(gè)方向上具有狹窄的指向特性、在另一方向上具有寬的指向特性的光束，且構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部，在與所述入射光的指向特性狹窄的方向平行的平面內(nèi)使入射光漫射而配置，構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部，在與所述入射光的指向特性寬的方向平行的平面內(nèi)使入射光漫射而配置，所述第一凹凸形狀的漫射程度比所述第二凹凸形狀的漫射程度大。因此，使用該漫射板，能夠在入射光的指向特性狹窄的方向上，經(jīng)過(guò)第一凹凸形狀，使入射光增大漫射，而在入射光的指向特性寬的方向上，經(jīng)過(guò)第二凹凸形狀，使入射光減小漫射，從而可以提高液晶顯示裝置的畫面的辨認(rèn)性。
本發(fā)明的第二漫射板所涉及的另一實(shí)施方式中，構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部，與構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部，在任一方向上均為長(zhǎng)線狀的凹部或凸部。通過(guò)在一個(gè)方向上長(zhǎng)線狀的凹部或凸部，例如圓柱透鏡狀的凹部或凸部，能夠使入射光在與其長(zhǎng)度方向垂直的面內(nèi)漫射。而且，能夠根據(jù)構(gòu)成第一凹凸形狀及第二凹凸形狀的凹部或凸部的表面的曲率等，分別調(diào)整其漫射程度。
本發(fā)明的第二漫射板所涉及的另一實(shí)施方式中，其特征在于，構(gòu)成從所述第二凹凸形狀入射光漫射的所述平面上平行的方向上的第二凹凸形狀的凹凸或凸部的周期，相對(duì)于構(gòu)成從所述第一凹凸形狀入射光漫射的所述平面上平行的方向上的第一凹凸形狀的凸部或凹部的周期，為1/3倍以上3倍以下。根據(jù)該實(shí)施方式，能夠降低液晶顯示裝置的畫面的顏色閃爍。
本發(fā)明的第一及第二漫射板所涉及的另一實(shí)施方式中，所述第一凹凸形狀其在一方向上的長(zhǎng)線狀的凹部或凸部以規(guī)定的一點(diǎn)為中心配置為放射狀，因此，本發(fā)明的漫射板在使用微小光源的面光源裝置中也能夠適用。
特別的，本發(fā)明所涉及的面光源中的一個(gè)，其所述面光源為點(diǎn)光源；與所述導(dǎo)光板的光射出面相反一側(cè)的面的幾乎整體，為具有長(zhǎng)度方向的方向性的形狀，相互隔有間隔地配置該長(zhǎng)度方向與所述點(diǎn)光源大致垂直地相對(duì)的偏向圖形元件；在與所述棱鏡板的所述導(dǎo)光板相對(duì)的面上，剖面為大致三角形的棱鏡以對(duì)應(yīng)所述點(diǎn)光源的點(diǎn)為中心形成為圓弧形；形成所述漫射板的合成圖形的所述第一凹凸形狀，在一方向上的長(zhǎng)線狀的凹部或凸部以對(duì)應(yīng)所述點(diǎn)光源的點(diǎn)為中心配置為放射狀。
所涉及的面光源裝置中，加上通過(guò)使用本發(fā)明所涉及的漫射板的效果，將從點(diǎn)光源射出的光作為狹窄的視角的光，從導(dǎo)光板的光射出面射出，使之能夠通過(guò)漫射板而得到辨認(rèn)性良好的視角，從而能夠得到光利用效率高、且辨認(rèn)性良好的面光源裝置。
另外，本發(fā)明以上說(shuō)明的主要構(gòu)成元件，可以在可能的范圍內(nèi)任意組合。


圖1是表示第一個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的分解立體圖；圖2是第一個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的概略剖面圖；圖3是表示第二個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的分解立體圖；圖4是第二個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的概略剖面圖；圖5是同上的面光源裝置中，表示透過(guò)棱鏡板的光的指向特性立體圖；圖6(a)是表示第二個(gè)現(xiàn)有例中使用的凹凸漫射板上的漫射圖形的配置的圖、圖6(b)是表示與zx平面平行的剖面上的凹凸漫射板的剖面形狀的圖，圖6(c)是表示與yz平面平行的剖面上的凹凸漫射板的剖面形狀的圖；圖7是說(shuō)明yz平面上的漫射圖形的作用的圖；圖8是說(shuō)明zx平面上的漫射圖形的作用的圖；圖9是表示從棱鏡板射出的光的指向特性的圖；圖10是表示凹凸漫射板的漫射特性的圖；圖11是表示使用具有如圖10的漫射特性的凹凸漫射板時(shí)，從面光源裝置射出的光的指向特性的圖；圖12是表示第三個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的分解立體圖；圖13是第三個(gè)現(xiàn)有例的面光源裝置的概略剖面圖；圖14是表示同上的面光源裝置中，透過(guò)棱鏡板的光的指向特性的立體圖；圖15(a)是在第三個(gè)現(xiàn)有例中使用的凹凸漫射板的平面圖，圖15(b)是圖15(a)的沿P1-P1線的剖面圖，圖15(c)是圖15(a)的沿P2-P2線的剖面圖；圖16是表示從棱鏡板射出的光的指向特性的圖；圖17是表示凹凸漫射板的漫射同上的圖；圖18是表示使用具有如圖17的漫射特性的凹凸漫射板時(shí)，從面光源裝置射出的光的指向特性的圖；圖19是表示第二個(gè)現(xiàn)有例中，液晶顯示面板的表面上產(chǎn)生的波紋條紋的圖；圖20是表示實(shí)際的波紋條紋的圖；圖21是表示液晶顯示面板的像素開口的概略平面圖；圖22是說(shuō)明產(chǎn)生波紋條紋的理由的圖；圖23是表示液晶顯示面板的表面上發(fā)生顏色閃爍的圖；圖24(a)是表示圖23的擴(kuò)大的F部的圖，圖24(b)是表示紅色、綠色、藍(lán)色個(gè)像素的發(fā)光強(qiáng)度的圖；圖25(a)及圖25(b)是說(shuō)明具有不同的圖形的凹凸漫射板的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖；圖26(a)及圖26(b)是表示設(shè)于同上的凹凸漫射板上的凹部的形狀的立體圖及剖面圖；圖27(a)是說(shuō)明凹凸漫射板的作用的圖，圖27(b)是表示其漫射特性的圖；圖28是表示凹凸漫射板的漫射特性的圖；圖29是表示透過(guò)同上的凹凸漫射板后的光的指向特性的圖；圖30是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的使用凹凸漫射板的面光源裝置的分解立體圖；圖31(a)是表示第一凹凸圖形的圖，圖31(b)是表示第二凹凸圖形的圖，圖31(c)是表示使用將圖31(a)的第一凹凸圖形和圖31(b)的第二凹凸圖形合成的合成圖形而形成的凹凸漫射板的圖形的圖；圖32(a)是說(shuō)明第一凹凸圖形的作用的圖，圖32(b)是說(shuō)明第二凹凸圖形的作用的圖；圖33(a)、圖33(b)、圖33(c)、圖33(d)、圖33(e)及圖33(f)為說(shuō)明合成第一凹凸圖形和第二凹凸圖形的方法的圖；
圖34表示當(dāng)合成比率ξ在0至1之間變化時(shí)，將液晶顯示裝置的畫面的亮度與液晶顯示面板的各發(fā)光色(R、G、B)的開口間的對(duì)比度的倒數(shù)的變化進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖；圖35(a)表示通過(guò)顯微鏡看到的凹凸漫射板的合成圖形的圖像的圖；圖35(b)是其能量譜圖像；圖36是以從圖35(b)的能量譜圖像的原點(diǎn)的距離(空間周波數(shù))為橫軸，強(qiáng)度為縱軸來(lái)表示的圖；圖37表示拍攝的通過(guò)顯微鏡的凹凸漫射板的情況的圖；圖38是表示凹凸漫射板的合成圖形的放大圖，以及x軸方向上的亮度的分布圖；圖39是表示使用本發(fā)明的凹凸漫射板的情況下的亮度及指向特性的圖；圖40是表示使用僅設(shè)第一凹凸圖形的凹凸漫射板的情況下的亮度及其指向特性的圖；圖41是表示使用僅設(shè)第二凹凸圖形的凹凸漫射板的情況下的亮度及其指向特性的圖；圖42是說(shuō)明將實(shí)施例1的凹凸漫射板與液晶顯示面板重疊的情況的圖；圖43是表示相對(duì)于凹凸漫射板上的圖形的尺寸比K/∧y的對(duì)比度的變化的圖；圖44(a)表示合成圖形的zx平面內(nèi)的圖形形狀，圖44(b)表示其zx平面上的指向特性；圖45(a)表示合成圖形的yz平面內(nèi)的圖形形狀，圖45(b)表示其yz平面上的指向特性；圖46是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的面光源裝置的立體圖；圖47(a)為表示本發(fā)明的實(shí)施例3的漫射板的圖形的概略圖，圖47(b)是表示用顯微鏡看到的圖47(a)的圖形的像；圖48(a)是表示與第一凹凸圖形的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的剖面的圖，圖48(b)是表示與第二凹凸圖形的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的剖面的圖；圖49是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的液晶顯示裝置的概略圖；圖50是圖22所示的凹凸漫射板的顯微鏡照片；圖51是圖38所示的凹凸漫射板的顯微鏡照片。
附圖標(biāo)記
32導(dǎo)光板33發(fā)光部34鏡面反射板35偏向圖形元件38光入射面40光射出面42棱鏡板52導(dǎo)光板53發(fā)光部54鏡面反射板55偏向圖形元件60光射出面81面光源裝置82凹凸漫射板83透明基板85第二凹凸圖形86合成圖形91面光源裝置92凹凸漫射板具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但毋庸置疑，本發(fā)明并不局限于以下的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖30是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的使用漫射板的面光源裝置81的分解立體圖。該面光源裝置81有導(dǎo)光板32、發(fā)光部33、鏡面反射板34、棱鏡板42、凹凸漫射板82而構(gòu)成。其中，除凹凸漫射板82以外的構(gòu)成部件，都與已經(jīng)說(shuō)明的第二個(gè)現(xiàn)有例相同，而省略其說(shuō)明，以下僅對(duì)凹凸漫射板82的結(jié)構(gòu)及其作用進(jìn)行說(shuō)明。
凹凸漫射板82在透明基板83的上面，將第一凹凸形狀和第二凹凸形狀經(jīng)壓模法而一次形成，且第一凹凸形狀與第二凹凸形狀合成而重合。圖31(a)及圖31(b)分別為表示作為合成圖形的原來(lái)的第一凹凸形狀和第二凹凸形狀的圖，圖31(c)為表示基于合成第一凹凸形狀和第二凹凸形狀的圖形而形成凹凸漫射板82的表面的圖形的圖。
第一凹凸形狀由多個(gè)第一凹凸圖形84(凹部或凸部)而構(gòu)成。第一凹凸圖形84，其剖面形成為波浪形、半圓形、半橢圓形、圓柱透鏡形、三棱柱形、剖面梯形等，以保持均一的剖面直線狀延伸而成為線狀至棒狀。另外，第一凹凸圖形84相互平行，以x方向及y方向上的周期∧x、∧y而反復(fù)排列。如圖32(a)所示，光從下面?zhèn)却怪鄙淙霑r(shí)，包含入射光的光軸(最大光度的光線)，而且，使入射光在與第一凹凸圖形84的長(zhǎng)度方向垂直的平面內(nèi)進(jìn)行漫射為第一凹凸圖形84的典型的光學(xué)作用。
第二凹凸形狀由多個(gè)第二凹凸圖形85(凹部或凸部)而構(gòu)成。第二凹凸圖形85形成球面凹透鏡狀、非球面凹透鏡狀、圓錐狀、圓錐臺(tái)狀、棱錐狀、棱錐臺(tái)狀等，隨機(jī)排列。第二凹凸圖形85的大小也可以隨機(jī)而形成。進(jìn)一步地，第二凹凸圖形85優(yōu)選通過(guò)反復(fù)周期性地配置隨機(jī)排列的基板圖形而形成其整體(參照?qǐng)D25的說(shuō)明)。如圖32(b)所示，光從下面一側(cè)垂直射入時(shí)，與入射光的光軸平行，且使入射光在通過(guò)第二凹凸圖形85的中心部的直線的周圍進(jìn)行的漫射為第二凹凸圖形85的典型的光學(xué)作用。
面光源裝置81的表面合成圖形86由如圖31(a)所示排列的多個(gè)第一凹凸圖形84和如圖31(b)所示排列的多個(gè)第二凹凸圖形85重合而合成。圖33(a)、圖33(b)、圖33(c)、圖33(d)、圖33(e)及圖33(f)說(shuō)明第一凹凸圖形84與第二凹凸圖形85的合成方法。圖33(a)及圖33(b)為與第一凹凸圖形84的yz平面平行的剖面的圖形形狀，及與zx平面平行的剖面的圖形形狀。圖33(c)及圖33(d)為與第二凹凸圖形85的yz平面平行的剖面的圖形形狀，及與zx平面平行的剖面的圖形形狀。圖33(e)及圖33(f)為與合成圖形86的yz平面平行的剖面的圖形形狀，及與zx平面平行的剖面的圖形形狀。
圖33(a)及圖33(b)所示的第一凹凸圖形84的高為z＝z1，第一凹凸圖形84的形狀由z＝z1＝f(x、y)表示。同樣，圖33(c)及圖33(d)所示的第二凹凸圖形85的高為z＝z2，第二凹凸圖形85的形狀由
z＝z2＝g(x、y)表示。此時(shí)，圖33(e)及圖33(f)的合成圖形86的形狀由第一凹凸圖形84與第二凹凸圖形85重合而表現(xiàn)。即，合成圖形86的高為z＝z3，則合成圖形86的形狀由z＝z3＝z1+z2＝f(x、y)+g(x、y)表示。這樣確定了合成圖形的形狀，以電子束描畫法等制造Ni原盤，再由該原盤制造壓模，使用該壓模在透明基板83上壓模形成被涂布的紫外線固化型樹脂，能夠通過(guò)紫外線照射，而得到使紫外線固化型樹脂固化的凹凸漫射板82。
在第一凹凸圖形84的圖形形狀z1＝f(x、y)表示作為目標(biāo)的漫射程度的圖形、第二凹凸圖形85的圖形形狀z2＝g(x、y)也表示作為目標(biāo)的漫射程度的圖形的情況下，z＝z3＝(1-ξ)×f(x、y)+ξ×g(x、y)…(1)表示的圖形形狀的合成圖形86最終成為大致作為目標(biāo)漫射程度的圖形。在此，ξ為第二凹凸圖形85的合成比率，0≤ξ≤1。因此使用(1)式設(shè)計(jì)合成圖形86，則維持目標(biāo)漫射程度，將ξ作為參數(shù)能夠使合成圖形86的形狀變化。因此，只要能夠確定使ξ變化、盡量減少波紋條紋、顏色閃爍或亮度降低等的ξ的值，就能夠確定最合適的合成圖形86的形狀。
圖34是模擬當(dāng)合成比率從0到1的變化時(shí)的液晶顯示裝置的畫面的亮度、與圖21所示的液晶顯示面板的各發(fā)光色(R、G、B)的開口之間的對(duì)比度的倒數(shù)的圖。如圖34所示，隨著ξ的增大、第二凹凸圖形85的比例越增加，畫面的亮度越低。這是因?yàn)榈诙纪箞D形85的亮度與第一凹凸圖形84相比低大約15％的緣故。在ξ＝0.2～0.8的范圍內(nèi)，對(duì)比度的倒數(shù)大，當(dāng)ξ比0.2小時(shí)，對(duì)比度的倒數(shù)變小，超過(guò)0.8時(shí)，對(duì)比度的倒數(shù)也變小。
根據(jù)圖34，合成比率ξ從0增加至0.5時(shí)，對(duì)比度的倒數(shù)接近1，不容易看到顏色閃爍，但亮度隨之降低。因此，優(yōu)選第二凹凸圖形85的合成比率ξ的值確定在對(duì)比度的倒數(shù)為0.95以上，且與第一凹凸圖形84相比，亮度定在不會(huì)降低一成以上的區(qū)域。因此，優(yōu)選第二凹凸圖形85的合成比率的值(設(shè)計(jì)區(qū)域)為0.1≤ξ≤0.3，特別優(yōu)選在0.2左右。
但是，實(shí)際上用于形成合成圖形86的形成型(壓模)即使由第一凹凸圖形84與第二凹凸圖形85正確地合成而制造，使用其形成型而形成的合成圖形86也多少伴隨一些變形。即，與第一及第二凹凸圖形84、85相比，第一凹凸圖形84與第二凹凸圖形85合成的合成圖形86中，其圖形變得細(xì)微，因此，容易出現(xiàn)合成圖形86的樹脂難以填充至圖形的尖端部分，或圖形多少歪曲變形等情況。其結(jié)果，第一凹凸圖形84的上面、第二凹凸圖形85的尖端部分等成為與透明基板83大致平行的區(qū)域，如圖31(c)(以及如圖51所示的實(shí)際的合成圖形86的顯微鏡照片)所示，與透明基板83大致平行的區(qū)域，形成大致長(zhǎng)方形排列的格子狀的圖樣。特別是在合成比率ξ小的情況下，第一凹凸圖形84會(huì)明顯出現(xiàn)，因此，合成圖形86如圖31(c)、圖51所示，容易形成大致長(zhǎng)方形排列的格子狀的圖形。
圖35(a)表示通過(guò)顯微鏡看到的凹凸漫射板82的合成圖形86的圖像。如圖37所示，從下面?zhèn)仍诎纪孤浒?2上照射平行光、通過(guò)顯微鏡的物鏡87拍攝合成圖形86。根據(jù)圖35(a)，能夠明顯地觀察到在一方向上長(zhǎng)的第一凹凸圖形84和隨機(jī)多個(gè)排列的第二凹凸圖形85的兩種圖形。此時(shí)，第二凹凸圖形85上相鄰的凹凸圖形之間相交叉的邊成為直線，因此，第二凹凸圖形85實(shí)際上看成為多邊形排列。
圖35(b)表示將圖35(a)的原圖像經(jīng)二次傅立葉變換的能量譜圖像。圖35(b)的能量譜圖像中，能夠觀察到存在于y軸上的峰值和整個(gè)方向上展開的峰值。存在于該y軸上的峰值與一方向上長(zhǎng)的第一凹凸圖形84的y軸方向的周期∧y相對(duì)應(yīng)。在整個(gè)方向上展開的峰值與多個(gè)排列的第二凹凸圖形85的外形尺寸K相對(duì)應(yīng)。
圖36表示以圖35(b)的能量譜圖像的原點(diǎn)的距離(空間頻率)作為橫軸、強(qiáng)度為縱軸的曲線圖(能量譜成分)。在此，第一凹凸圖形84的成分引起的峰值與第二凹凸圖形85的成分引起的峰值分離出現(xiàn)。
下面說(shuō)明本發(fā)明的凹凸漫射板82引起的波紋消除效果。在第二個(gè)現(xiàn)有例的情況下，由于在漫射圖形43的連結(jié)處44上周期性地產(chǎn)生亮度峰值，而產(chǎn)生波紋條紋。但在本發(fā)明中使用的凹凸漫射板82上，相當(dāng)于漫射圖形43的第一凹凸圖形84的成分成為合成圖形86的一部分，因此，這一部分亮度峰值減小，不易產(chǎn)生波紋條紋。進(jìn)一步地，通過(guò)在第一凹凸圖形84上重合第二凹凸圖形85，消減圖形的連結(jié)處，如圖38所示的亮度的分布那樣，不易周期性地產(chǎn)生大的亮度峰值(圖51是此處顯示的凹凸漫射板的顯微鏡照片)。其結(jié)果，凹凸漫射板82與液晶顯示面板的開口間距不易產(chǎn)生干涉，從而能夠消除波紋條紋。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的凹凸漫射板82，可以預(yù)想得到第一凹凸圖形84和第二凹凸圖形85中間的亮度。圖39、圖40、圖41對(duì)分別使用本發(fā)明的凹凸漫射板82的情況、使用僅設(shè)有第一凹凸圖形84的凹凸漫射板的情況，以及使用僅設(shè)有第二凹凸圖形85的凹凸漫射板的情況下的亮度及指向特性進(jìn)行了比較。在任一情況下，指向特性都在20°左右，作為顯示用而使用時(shí)，具有足夠的視角。
另一方面，以使用僅有第一凹凸圖形84的漫射板的情況的亮度為基準(zhǔn)，將它定為1，則使用僅有第二凹凸圖形85的漫射板的情況的亮度為0.85，本發(fā)明的凹凸漫射板82的情況為0.95。因此，使用本發(fā)明的凹凸漫射板82的情況，與使用僅有第一凹凸圖形84的漫射板的情況相比，亮度低，但與使用僅有第二凹凸圖形85的漫射板的情況相比，亮度提高一成以上。
接著，對(duì)通過(guò)使用本發(fā)明的凹凸漫射板82而消除顏色閃爍的理由進(jìn)行說(shuō)明。從圖22可以知道，通過(guò)使第一凹凸圖形84與第二凹凸圖形85重合，合成圖形86即使與第一凹凸圖形84相比，或與第二凹凸圖形85相比，圖形都變得細(xì)微，凹凸漫射板82整體分布變得均一。為此，如圖42所示，在面光源裝置81上重疊液晶顯示面板65時(shí)，紅色像素65R內(nèi)分布的合成圖形86、綠色像素65G內(nèi)分布的合成圖形86和藍(lán)色像素65B內(nèi)分布的合成圖形86之間，不認(rèn)為存在具有分布量的差。為此，各發(fā)光色的像素以相同亮度發(fā)光，因此，不易產(chǎn)生顏色閃爍。
通過(guò)圖42具體說(shuō)明，液晶顯示面板65的開口周期為∧c＝150μm，各發(fā)光色的開口大小為長(zhǎng)D1＝100μm、寬D2＝35μm。第一凹凸圖形84其x方向的周期為∧x＝100μm，y方向的周期∧y＝10μm，第二凹凸圖形85其外形尺寸為K＝11μm。所涉及的結(jié)構(gòu)中，測(cè)定紅色像素65R、綠色像素65G、藍(lán)色像素65B內(nèi)的亮度的比為紅色像素的亮度∶綠色像素的亮度∶藍(lán)色像素的亮度＝1.03∶1.03∶1，對(duì)比度比改善至1.03。因此，通過(guò)凹凸漫射板82，基本上能夠改善畫面的顏色閃爍。
相對(duì)于第一凹凸圖形84的y方向的周期∧y與第二凹凸圖形85的外形尺寸的比K/∧y，像素開口內(nèi)亮度的對(duì)比度如圖43所示變化?？床坏筋伾W爍的條件是若是對(duì)比度，則要在1.1左右。因此，與第一凹凸圖形84的長(zhǎng)度方向垂直的方向的周期∧y，與第二凹凸圖形85的外形尺寸K的關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)選有1/3≤K/∧y≤3，特別優(yōu)選1/2≤K/∧y≤2。
圖44(a)表示yz平面的合成圖形86的剖面，圖44(b)表示yz平面上的合成圖形86的漫射特性。圖45(a)表示zx平面的合成圖形86的剖面，圖45(b)表示zx平面的合成圖形86的漫射特性。在yz平面上，合成圖形86的傾斜角度為第一凹凸圖形84的傾斜角度γ與第二凹凸圖形85的角度ε相加，根據(jù)其角度γ、ε，確定yz的漫射特性。在zx平面上的合成圖形86的傾斜角度僅由第二凹凸圖形85的傾斜角度ε確定，其漫射特性在±ε/(n-1)具有峰值。因此，通過(guò)調(diào)整第一凹凸圖形84及第二凹凸圖形85的角度γ和ε，能夠?qū)z平面內(nèi)的漫射特性和zx平面內(nèi)的漫射特性最優(yōu)化。
實(shí)施例2圖46為表示本發(fā)明的實(shí)施例2的面光源裝置91的立體圖。關(guān)于該實(shí)施例2，凹凸漫射板92以外的構(gòu)成部件與第三個(gè)現(xiàn)有例具有相同的結(jié)構(gòu)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。該實(shí)施例2使用的凹凸漫射板92中，以關(guān)于53為中心呈放射狀延伸的線狀的第一凹凸圖形93、與非周期性排列的球面狀或圓錐狀等的第二凹凸圖形94重合而形成合成圖形95。該實(shí)施例2中，將實(shí)施例1的說(shuō)明中的x軸方向、y軸方向分別變換讀為r軸方向、θ軸方向，則實(shí)施例1的說(shuō)明與實(shí)施例2的說(shuō)明相當(dāng)。
實(shí)施例3圖47(a)為表示本發(fā)明的實(shí)施例3的設(shè)于凹凸漫射板96上的圖形的平面圖。實(shí)施例3中，成為直線狀的第一凹凸圖形97以周期∧y相互平行排列，成為直線狀的第二凹凸圖形98以周期∧x相互平行排列。實(shí)施例3中，第一凹凸圖形97和第二凹凸圖形98也形成為剖面波浪形、剖面半圓形、圓柱透鏡狀、剖面臺(tái)狀、三棱柱狀等，第一凹凸圖形97與第二凹凸圖形98在長(zhǎng)度方向相互垂直而配置。這些圖形是細(xì)微的，因此即使利用顯微鏡看，也只能看到如圖47(b)所示那樣的格子狀。
圖48(a)為表示與第一凹凸圖形97的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的剖面的圖，圖48(b)為表示與第二凹凸圖形98的長(zhǎng)度方向垂直的方向上的剖面的圖。如圖48所示，第二凹凸圖形98的圖形的高H2比第一凹凸圖形97的圖形的高H1小，第二凹凸圖形98的圖形周期∧x比第一凹凸圖形97的圖形周期∧y長(zhǎng)。因此，第二凹凸圖形98比第一凹凸圖形97的漫射特性小。
特別是，第二凹凸圖形98的縱橫比H2/∧x與第一凹凸圖形97的縱橫比H1/∧y相比小1/5左右。通過(guò)使這樣的第一凹凸圖形97與第二凹凸圖形98的組合，與y方向的漫射特性相比，能夠減小x方向的漫射特性，從而能夠使亮度幾乎不降低。
因此，第一凹凸圖形97的連結(jié)處的亮度峰值，通過(guò)光經(jīng)過(guò)第二凹凸圖形98被漫射而降低，第二凹凸圖形98的連結(jié)處的亮度峰值也通過(guò)光經(jīng)過(guò)第一凹凸圖形97被漫射而降低。其結(jié)果，不易與液晶顯示面板的像素開口的周期相干涉而產(chǎn)生波紋條紋。
通過(guò)第一凹凸圖形97與第二凹凸圖形98的縱橫組合，圖形變得細(xì)微，液晶顯示面板的各像素開口的圖形不易偏離，顏色閃爍降低。特別是為了顏色閃爍降低，第一凹凸圖形97的周期∧y與第二凹凸圖形98的周期∧x相比，優(yōu)選1/3≤∧x/∧y≤3。特別優(yōu)選1/2≤∧x/∧y≤2。
實(shí)施例4圖49為表示本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置111的概略剖面圖。其例如實(shí)施例1的面光源裝置81上與液晶顯示面板112相對(duì)設(shè)置。
如上所述本發(fā)明的漫射板，保持其液晶顯示裝置的畫面的高亮度，且能夠抑制波紋條紋、顏色閃爍。
權(quán)利要求
1.一種漫射板，其中，其在光從一面射入、從另一面射出的基板的其中任一面上，形成將第一凹凸形狀和第二凹凸形狀重疊而得的合成圖形，所述第一凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成；所述第二凹凸形狀由在所述入射光的光軸的周圍使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的漫射板，其特征在于，在與所述基板的任一面平行的兩垂直方向上確定x軸和y軸，在與所述一面垂直的方向上確定z軸，當(dāng)所述第一凹凸形狀的表面形狀由z＝f(x、y)表示，所述第二凹凸形狀的表面形狀由z＝g(x、y)表示時(shí)，所述合成圖形的表面形狀使用參數(shù)ξ0≤ξ≤1，表示為z＝(1-ξ)×f(x、y)+ξ×g(x、y)。
3.如權(quán)利要求2所述的漫射板，其特征在于，所述參數(shù)ξ為0.1≤ξ≤0.3。
4.如權(quán)利要求1所述的漫射板，其特征在于，所述第一凹凸形狀在一方向上周期性地配置長(zhǎng)線狀的凹部或凸部而構(gòu)成，所述第二凹凸形狀非周期性地配置球面形或圓錐形的凹部或凸部而構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的漫射板，其特征在于，所述合成圖形具有與所述基板的面大致平行的區(qū)域，該區(qū)域從所述基板的任一面?zhèn)瓤?，形成大致長(zhǎng)方形排列的格子狀的圖樣。
6.如權(quán)利要求4所述的漫射板，其特征在于，構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部從與所述基板垂直的方向看的最大尺寸，相對(duì)于構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部的配置周期，為1/3倍以上3倍以下。
7.一種漫射板，其特征在于，其在光從一面射入、從另一面射出的基板的其中任一面上，在兩平面相互垂直的方向配置第一凹凸形狀和第二凹凸形狀，所述第一凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成；所述第二凹凸形狀由在包含所述入射光的光軸的一平面內(nèi)使入射光漫射的多個(gè)凹部或凸部構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的漫射板，其特征在于，所述入射光為在與光軸垂直的兩方向中的一方向上具有狹窄指向特性、而在另一方向上具有寬是指向特性的光束，構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部，在與所述入射光的指向特性狹窄的方向平行的平面內(nèi)使入射光漫射而配置，構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部，在與所述入射光的指向特性寬的方向平行的平面內(nèi)使入射光漫射而配置，所述第一凹凸形狀的漫射程度比所述第二凹凸形狀的漫射程度大。
9.如權(quán)利要求7所述的漫射板，其特征在于，構(gòu)成所述第一凹凸形狀的凹部或凸部與構(gòu)成所述第二凹凸形狀的凹部或凸部，在任一方向上均為長(zhǎng)線狀的凹部或凸部。
10.如權(quán)利要求7所述的漫射板，其特征在于，構(gòu)成入射光經(jīng)所述第二凹凸形狀漫射的與所述平面平行的方向上的第二凹凸形狀的凹凸或凸部的周期，相對(duì)于構(gòu)成入射光經(jīng)所述第一凹凸形狀漫射的與所述平面平行的方向上的第一凹凸形狀的凹部或凸部的周期，為1/3倍以上3倍以下。
11.如權(quán)利要求1所述的漫射板，其特征在于，所述第一凹凸形狀在一方向上的長(zhǎng)線狀的凹部或凸部以規(guī)定的一點(diǎn)為中心配置為放射狀。
12.如權(quán)利要求7所述的漫射板，其特征在于，所述第一凹凸形狀在一方向上的長(zhǎng)線狀的凹部或凸部以規(guī)定的一點(diǎn)為中心配置為放射狀。
13.一種面光源裝置，其中，具有光源；導(dǎo)光板，其將從所述光源導(dǎo)入的光擴(kuò)展為面狀而從光射出面射出；如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的漫射板，其與所述導(dǎo)光板的光射出面相對(duì)配置。
14.一種面光源裝置，其中，具有光源；導(dǎo)光板，其將從所述光源導(dǎo)入的光擴(kuò)展為面狀而從光射出面射出；棱鏡板，其與所述導(dǎo)光板的光射出面相對(duì)配置，使從所述導(dǎo)光板射出的光向所述光射出面的垂直方向偏向并從與所述導(dǎo)光板的相對(duì)面的相反一側(cè)的面射出；如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的漫射板，其與所述棱鏡板的光射出的面相對(duì)配置。
15.如權(quán)利要求14所述的面光源裝置，其特征在于，所述光源為點(diǎn)光源；在與所述導(dǎo)光板的光射出面相反一側(cè)的面的大致整體上，相互隔有間隔地配置具有長(zhǎng)度方向的方向性的形狀且該長(zhǎng)度方向與所述點(diǎn)光源大致垂直相對(duì)的偏向圖形元件；在與所述棱鏡板的所述導(dǎo)光板相對(duì)的面上，剖面為大致三角形的棱鏡以對(duì)應(yīng)于所述點(diǎn)光源的點(diǎn)為中心、形成圓弧形；形成所述漫射板的合成圖形的所述第一凹凸形狀，在一方向上的長(zhǎng)線狀的凹部或凸部以對(duì)應(yīng)于所述點(diǎn)光源的點(diǎn)為中心配置為放射狀。
全文摘要
本發(fā)明的漫射板能夠抑制液晶顯示裝置畫面的波紋條紋、顏色閃爍及畫面亮度降低，其結(jié)構(gòu)如下在透明基板(83)的表面上，使用合成圖形(86)、形成大致長(zhǎng)方形排列成格子狀的圖形。合成圖形(86)通過(guò)由在一方向上為長(zhǎng)線狀的多個(gè)第一凹凸圖形(84)和隨機(jī)排列的凹透鏡狀的多個(gè)第二凹凸圖形(85)合成而制作。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1969203SQ20058001955
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者簑部哲也, 篠原正幸 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社