[發明專利]光學元件、包括該光學元件的光源單元以及液晶顯示裝置

無效

• 申請號: 200980109586.2
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101978293A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 林秀樹;菱田誠
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;F21S2/00;G02B5/02;G02F1/13357
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及光學元件、包括該光學元件的光源單元以及液晶顯示裝置。

背景技術

以往，眾所周知的是所謂直下式的背光。在直下式的背光中，在光出射面之下排列有多個光源。因此，在背光的光出射面中，光源的正上方的亮度具有比其他部分高的傾向。即、所謂燈像可能變得容易被視覺辨認。

目前，在如專利文獻1～5等中，提出了各種消除亮度不均的方法。例如，在專利文獻1中公開了將使用了光擴散材料的光擴散板配置在光源上的方法。

并且，在專利文獻6中公開了具有微透鏡的直徑在10μm不足100μm的微透鏡陣列的光學板。在專利文獻6中記載了通過該光學板能夠實現正面方向的高亮度化和亮度的均一化的內容。并且，在專利文獻6中記載了如下內容。即：如果微透鏡的直徑比10μm小，衍射的影響就會變大，視覺質量就會降低，因此，微透鏡的直徑優選10μm以上，更為優選20μm以上。

專利文獻1：(日本)特開昭54-155244號公報

專利文獻2：(日本)專利2852424號公報

專利文獻3：(日本)特開2000-338895號公報

專利文獻4：(日本)特開2002-352611號公報

專利文獻5：美國專利5161041號公報

專利文獻6：(日本)特開2004-145329號公報

當將使用了如專利文獻1所公開的光擴散材料的光擴散板配置在直下式背光上時，會產生光擴散板導致的光的吸收或向不需要的方向的光擴散。因此，使用了光擴散材料的光擴散板的光取出效率低。因此，在僅僅將使用了光擴散材料的光擴散板配置在背光上時，雖然能夠消除亮度不均，但是存在從背光射出的光的利用效率變低的問題。

并且，專利文獻2～5公開的方法雖然能夠消除具有被相互平行地配置的線狀光源的背光的亮度不均，但是存在難以充分消除配置了矩陣狀的點狀光源的背光的亮度不均。具體地，雖然能夠消除規定方向上的背光的亮度不均，但是存在難以充分消除垂直于該規定方向的方向上的背光的亮度不均。

發明內容

本發明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供一種光學元件，該光學元件是光取出效率高、并且能夠消除配置了矩陣狀的點狀光源的背光的正交的兩個方向上的亮度不均的光學元件。

本發明的光學元件包括：具有光入射面和光出射面的光學板；配置在光學板的光出射面側，并通過折射使入射光擴散的光擴散板。在光入射面和光出射面的至少一個上形成有微透鏡陣列。在微透鏡陣列中，形成為凸狀或凹狀的多個微透鏡以不足10μm的間距周期性且矩陣狀地進行排列。

在本發明的某種特定情況下，微透鏡被形成為凸狀，微透鏡陣列被形成在光出射面。

在本發明中，微透鏡陣列的間距優選5μm以下，更為優選3μm以下。

在本發明的其他特定情況下，光擴散板具有多個微透鏡以10μm以上的間距進行排列的微透鏡陣列。

在本發明的其他特定情況下，從俯視來看，光學板的微透鏡大致是圓形，俯視時的光學板的微透鏡的直徑占光學板的微透鏡陣列的間距的50％以上，優選80％以上。

本發明的其他特定情況下，在光入射面和光出射面中的形成微透鏡陣列的一側的面上的微透鏡的占有率在80％以上，在以微透鏡陣列的間距(μm)為X軸，以微透鏡的直徑除微透鏡的高度得到的微透鏡的縱橫比為Y軸的圖17所示的坐標系中，(微透鏡陣列的間距、微透鏡的縱橫比)位于用直線按順序連接點A(1.0、0.875)、點B(1.0、0.625)、點C(1.5、0.375)、點D(2.0、0.375)、點E(2.0、0.625)以及點F(1.5、0.875)而形成的區域內。

本發明的其他特定情況下，在以微透鏡陣列的間距(μm)為X軸，以微透鏡的直徑除微透鏡的高度得到的微透鏡的縱橫比為Y軸的圖17所示的坐標系中，(微透鏡陣列的間距、微透鏡的縱橫比)位于用直線按順序連接點G(1.0、0.75)、點H(1.5、0.5)、點I(2.0、0.5)以及點J(1.5、0.75)而形成的區域內。

本發明的其他特定情況下，微透鏡陣列被形成為：光學板在0°之外的擴散角中具有具有比擴散角0°的透光率高的透光率的透光的間距。

本發明的其他特定情況下，多個微透鏡被有規則且周期性地排列在第一方向和與第一方向正交的第二方向的兩個方向上。

本發明的其他特定情況下，從俯視看，光學板被排列為多個微透鏡以連接鄰接的微透鏡的中心形成的圖形是正三角形。