CN101978292A - 光学构件、照明装置、显示装置、电视接收装置以及光学构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

光学构件15采用如下结构：具备呈面状的透光性片22和在透光性片22的面内设置的多个凸状无规则的微透镜23。这样，在透光性片22的面内设有多个凸状无规则的微透镜23，因此，即使当与具有周期性排列的像素PE的液晶面板11重叠时，也可以抑制产生摩尔纹。

Description

光学构件、照明装置、显示装置、电视接收装置以及光学构件的制造方法

技术领域

本发明涉及光学构件、照明装置、显示装置、电视接收装置以及光学构件的制造方法。

背景技术

液晶显示装置一般包括作为显示面板的液晶面板和设置在液晶面板背面侧的作为外部光源的背光源。其中，在背光源中，具备作为多个线状光源的冷阴极管，并且在冷阴极管的光射出侧，具备光学构件，所述光学构件用于将从各冷阴极管发出的光变换为均匀的面状。存在以下结构的光学构件：例如层叠了多个扩散板、扩散片、透镜片以及亮度提高片等。在这种层叠结构的光学构件中，存在如下问题：出射光易于向不用于显示的方向扩散，光的利用效率较低。因此，例如在专利文献1中公开了改善了光的利用效率的光学构件的一个例子。

专利文献1：特开2005-221619公报

发明内容

发明要解决的问颗

在上述专利文献1中公开的光学构件采用如下结构：相对于在单面设有排列多个单位透镜而成的透镜部的情况，在另一面设有具有开口部的反射层。在这种情况下，相对于反射层被配置在单位透镜的非聚光部所对应的区域的情况，开口部被配置在单位透镜的聚光部所对应的区域，因此，调整反射层与开口部的大小比率，由此可以容易地控制光的扩散角度。因此，可以减少向不用于显示的方向出射的光，可以改善光的利用效率。

另一方面，在使用了上述光学构件的情况下，有可能产生如下问题。即，在液晶面板所具备的像素的排列与形成透镜部的单位透镜的排列之间产生干涉的情况下，有可能出现称为摩尔纹的干涉条纹。这种摩尔纹降低了显示装置的视觉识别性，成为显示质量降低的要因。这种摩尔纹可能成为使显示装置的视觉识别性降低，显示质量降低的原因。

本发明是根据上述情况而完成的，其目的在于抑制产生摩尔纹。

用于解决问题的方案

本发明的光学构件具备呈面状的基材和在上述基材的面内设置的多个凸状无规则的微透镜。

这样，在基材的面内设置多个凸状无规则的微透镜，因此，在例如适用于显示装置的情况下难以产生摩尔纹。

优选本发明的实施方式采用如下结构。

(1)采用在上述基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面上设有光反射层的结构，所述光反射层有选择地配置在上述各微透镜的边界部。这样的话，调整光反射层的大小，由此可以容易地控制光的扩散角度。由此，可以减少向不需要的方向出射的光，可以改善光的利用效率。

(2)采用在与上述基材夹着上述光反射层的位置上配置有面状的扩散构件的结构。这样的话，通过扩散构件使光扩散，因此可以使光射入到各微透镜，因此有利于防止亮度不均匀。

(3)采用上述各微透镜在上述基材面内的大小是无规则的结构。这样的话，设置大小无规则的微透镜，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

(4)将上述各微透镜在上述基材面内的大小设为Lm时，该Lm采用平均值为Lmtyp、标准偏差为σ的正态分布。这样的话，各微透镜的大小采用正态分布，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

(5)对于与规则地配置了多个像素的显示面板重叠的情况，当使上述像素的大小为Lp，使上述Lm相对于该Lp的比率n＝Lp/Lm(n＞2)时，满足如下关系式：(Lmtyp-σ)≤Lp/(n×1.1)≤Lm≤Lp/n≤(Lmtyp+σ)。这样的话，针对各微透镜大小的标准偏差σ，设定为与Lp/(n×1.1)～Lp/n的范围相同的范围，或者比其更广的范围，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

(6)采用上述各微透镜在上述基材面内的配置是无规则的结构。这样的话，通过设置无规则配置的微透镜，可以良好地抑制产生摩尔纹。

(7)采用上述各微透镜从上述基材的面突出的高度是无规则的结构。这样的话，通过设置突出高度无规则的微透镜，可以良好地抑制产生摩尔纹。

(8)采用上述各微透镜的曲率大致固定的结构。这样的话，即使在突出高度不同的各微透镜中，使曲率大致固定，由此也可以防止视角所造成的亮度不均匀等。

(9)采用上述基材呈矩形，另一方面，上述各微透镜呈椭圆形，上述各微透镜的长轴方向沿着上述基材的长边方向形成的结构。这样的话，在基材的长边方向上可以使光射出到较广的角度。

(10)采用上述各微透镜的平均焦点位置配置在与上述基材的一个面大致相同的位置或者其外侧的结构，上述一个面是上述基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面。这样的话，可以提高各微透镜的聚光能力。

另外，为了解决上述问题，本发明的光学构件与规则地配置了多个像素的显示面板重叠，具备呈面状的基材和在上述基材的面内设置的多个凸状微透镜，上述各微透镜在上述基材面内的大小为至少2种以上，上述各微透镜各自在上述基材面内的大小小于上述像素的大小的一半。

这样，在基材面内设置的多个微透镜在基材面内的大小为至少2种以上，它们的大小小于显示面板的像素大小的一半，因此，在例如适用于显示装置的情况下，变得难以产生摩尔纹。

下面，为了解决上述问题，本发明的照明装置具备上述记载的光学构件；在光射出侧配置上述光学构件的底座；以及收纳在上述底座内的灯。

根据这种照明装置，在例如适用于显示装置的情况下，变得难以产生摩尔纹。

下面，为了解决上述问题，本发明的显示装置具备上述记载的照明装置和在该照明装置的表面侧所配置的显示面板。

根据这种显示装置，变得难以产生摩尔纹，因此，可以发挥良好的显示性能。

可以将液晶面板示例为上述显示面板。这种显示装置采用液晶显示装置，可以适用于各种用途，例如电视机、个人计算机的桌面画面等，特别适用作大型画面。

另外，为了解决上述问题，本发明的光学构件的制造方法包括：透镜形成工序，在呈面状的基材的单面形成多个呈凸状的无规则的微透镜；在上述基材中的与形成了上述微透镜的一侧相反的一侧的面上，形成感光性粘结剂层的工序；曝光工序，通过上述微透镜对上述感光性粘结剂层进行曝光；以及光反射性材料形成工序，在进行上述曝光后的上述感光性粘结剂层上形成光反射性材料，在上述曝光工序中，通过上述微透镜的聚光作用，在上述感光性粘结剂层中的上述各微透镜的边界部形成非曝光部，使得该非曝光部具备粘结性，另一方面，曝光部不具备粘结性，在上述光反射性材料形成工序中，在上述感光性粘结剂层的上述非曝光部，有选择地形成该光反射性材料。

这样的话，可以在无规则的各微透镜的边界部适当地形成光反射性材料，可以制造能够抑制产生摩尔纹的高质量的光学构件。

优选本发明的实施方式采用下面的结构。

(1)上述透镜形成工序包括：形成感光性树脂层的工序；曝光工序，对应上述各微透镜的大小、形状以及位置，通过被图案化的光掩模对上述感光性树脂层进行曝光，在上述感光性树脂层中形成固化部和未固化部；以及显影工序，将上述感光性树脂层进行显影，除去上述未固化部，由此通过残留的上述固化部来形成上述各微透镜。这样的话，可以适当地形成无规则的微透镜，可以制造高质量的光学构件。

(2)包括调整上述基材的厚度的基材厚度调整工序，上述基材厚度调整工序包括：在厚度不同的多个上述基材上分别形成上述微透镜的工序；在上述各基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面上形成感光性物质层的工序；曝光工序，通过上述微透镜对上述感光性物质层进行曝光，在上述感光性物质层中形成固化部和未固化部；显影工序，将上述感光性物质层进行显影，除去上述未固化部；以及基材厚度算出工序，根据上述各基材的厚度和上述各基材处的上述感光性物质层的曝光面积，算出上述曝光面积为最小的上述基材的厚度。这样的话，当调整基材的厚度时，可以将基材的厚度设定为与用基材厚度算出工序得到的曝光面积为最小的基材的厚度相同，或者比其小。由此，可以将各微透镜的平均焦点位置配置在与基材的一个面大致相同的位置或者其外侧，上述一个面是基材的与微透镜侧相反的一侧的面。由此，可以提高各微透镜的聚光能力。

发明效果

根据本发明，可以抑制产生摩尔纹。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置概要的分解立体图。

图2是表示液晶显示装置概要的截面图。

图3是示出使用了液晶显示装置的电视接收装置的立体图。

图4是示出液晶显示装置的像素排列概要的说明图。

图5是光学构件的截面图。

图6是示出光学构件的微透镜排列概要的说明图。

图7是表示微透镜的俯视尺寸的正态分布的坐标图。

图8是表示实施例的光学构件的平面的位置与摩尔纹强度的关系的坐标图。

图9是表示比较例的光学构件的平面的位置与摩尔纹强度的关系的坐标图。

图10是示出在透镜形成工序中，通过光掩模对负型感光性树脂层进行曝光的工序的截面图。

图11是示出在固化部的背面侧贴合了透光性片的状态的截面图。

图12是示出通过显影除去了未固化部的状态的截面图。

图13是示出在透镜形成工序中，通过光掩模对正型感光性树脂层进行曝光的工序的截面图。

图14是在片厚度调整工序中，具备厚度不同的透光性片的各透镜片的截面图。

图15是示出在各透镜片的背面侧形成了感光性物质层的状态的截面图。

图16是示出对感光性物质层通过微透镜进行了曝光的状态的截面图。

图17是表示透光性片的厚度与曝光面积的关系的坐标图。

图18是示出在反射层形成工序中，在透光性片的背面侧形成了感光性粘结剂层的状态的截面图。

图19是示出对感光性粘结剂层通过微透镜进行了曝光的状态的截面图。

图20是示出形成了光反射层的状态的截面图。

图21是表示本发明的第2实施方式的实施例的光学构件的平面的位置与摩尔纹强度的关系的坐标图。

图22是表示比较例的光学构件的平面的位置与摩尔纹强度的关系的坐标图。

图23是本发明的其它实施方式(2)的光学构件的截面图。

图24是本发明的其它实施方式(3)的光学构件的截面图。

附图标记说明：

10：液晶显示装置；11：液晶面板(显示面板)；12：背光装置(照明装置)；15：光学构件；20：扩散片(扩散构件)；22：透光性片(基材)；23：微透镜；25：光反射层；26：粘结剂层(感光性粘结剂层)；26a：曝光部；26b：非曝光部；29：感光性树脂层；29a：固化部；29b：未固化部；31：感光性物质层；31a：固化部；31b：未固化部；Lm：俯视尺寸(微透镜在基材面内的大小)；Lmtyp：平均值；Lp：俯视尺寸(像素的大小)；n：比率；σ：标准偏差。

具体实施方式

<实施方式1>

通过图1到图20来说明本发明的实施方式1。

本实施方式的液晶显示装置10如图1和图2所示，具备俯视呈矩形的液晶面板(显示面板)11和作为外部光源的背光装置(照明装置)12，它们通过壳体13等被一体地保持。该液晶显示装置10例如如图3所示，可以适用于电视接收装置1，该电视接收装置1由液晶显示装置10和将液晶显示装置10从下方支撑的底座99构成，所述液晶显示装置10包括通过壳体13被一体化了的液晶面板11和背光装置12。

液晶面板11是众所周知的结构：在透明的TFT基板与透明的CF基板的间隙中封入了光学特性随着施加电压而发生变化的液晶(液晶层)。在TFT基板的内面，配设多个在纵向上延伸的源极配线和在横向上延伸的栅极配线，形成格子状。并且，在由两配线包围的各方形区域中，多个像素PE(参照图4)被矩阵状地排列设置。液晶面板11的像素PE的排列(像素排列)如图4所示，成为与液晶面板11的长边侧和短边侧的各端部边缘11a平行。此外，各配线间间距、像素PE的排列间隔根据液晶面板11的画面尺寸、像素数等会发生变化。例如，在画面尺寸为45英寸、像素数为1920×1080的液晶面板11中，像素PE的排列间隔(像素间距)是长边侧为513μm左右，短边侧为171μm左右(长边侧的1/3的长度)。

另一方面，在CF基板中，设有包括红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的彩色滤光片。另外，在两基板的与液晶侧相反的一侧的面上分别粘贴了偏光板。

背光装置12是在液晶面板11的背面正下方配置光源而成的所谓直下型背光源，其具有如下内容而构成：在表面侧(光射出侧)开口的底座14、在底座14内敷设的反射片14a、在底座14的开口部分所安装的光学构件15、用于固定光学构件15的框架16、在底座14内所收纳的多个冷阴极管17和用于将冷阴极管17定位、固定于底座14的灯架19。

底座14采用金属制造，形成为表面侧(光射出侧)开口的俯视为矩形的大致箱形。反射片14a采用合成树脂制造，采用反射性优良的白色构件，以覆盖底座14的内面大致全部区域的形状而被敷设。通过该反射片14a，可以将从各冷阴极管17发出的光的大部分向底座14的开口侧引导。冷阴极管17是线状光源(管状光源)的一种，以使其轴方向与底座14的长边方向一致的姿势安装在底座14内，在使多个冷阴极管17相互的轴大致平行，且相互之间空出规定的间距的状态下被排列。

光学构件15具有如下功能：将从作为线状光源的各冷阴极管17发出的线状光变换为面状，并且将该光向液晶面板11的有效显示区域确定方向等。另外，该光学构件15与液晶面板11、底座14相同地，形成为横长的矩形，具备如图5所示的结构。具体地说，采用了扩散片20与透镜片21相互贴合的结构。扩散片20具备具有透光性的合成树脂制的基材，在其内部分散有使光发生漫射的无数光漫射粒子。透镜片21采用如下结构：在透光性片(具有透光性的基材)22的单面侧具有透镜部(微透镜群)24，所述透镜部24是配置多个凸状微透镜23而成的。各微透镜23是俯视呈椭圆形的大致半球状的凸透镜，其长轴方向与光学构件15的长边方向，即液晶显示装置10的水平方向(与垂直方向正交的方向)一致。

在扩散片20与透镜片21之间，形成有光反射层25，所述光反射层25有选择地配置在与各微透镜23的边界部俯视重叠的位置上。光反射层25通过粘结剂层26被固定在透光性片22的背面。另一方面，在光反射层25之间的部分，即与微透镜23的焦点位置俯视重叠的位置上，形成有透光部27。光反射层25形成在以各微透镜23的谷部为中心的规定宽度的区域内，与此相对地，透光部27形成在以各微透镜23的顶点为中心的规定宽度的区域内。即，光反射层25对应于各微透镜23的非聚光区域，透光部27对应于各微透镜23的聚光区域。另外，透光部27是空气层，其折射率不同于扩散片20、透镜片21。另外，光反射层25包括例如分散混入了白色氧化钛微粒的透明树脂等。

在此，说明当对光学构件15从背侧照射了光时的作用。当从各冷阴极管17照射的光通过光学构件15的透光部27时，原样射入微透镜23并且将其指向性向液晶面板11的有效显示区域定向并射出。另一方面，未通过透光部27的光在光反射层25中被反射，回到冷阴极管17侧，通过反射片14a等再次被反射，反复进行反射直到通过透光部27为止，由此实现光的再利用。此外，在该光学构件15中，调整光反射层25和透光部27的宽度尺寸的大小比率，由此可以适当地控制光的射出方向(扩散角度)。另外，该微透镜23如所述那样，是在水平方向上细长的俯视椭圆形，因此，与垂直方向相比，可以使光射出到水平方向较广的角度，由此可以提供在水平方向上具有较广视角的液晶显示装置10。

但是，在设计光学构件15的微透镜23时，假设将微透镜23的俯视尺寸(在光学构件15的面内的大小)设定为大于像素PE的同尺寸时，存在能看到微透镜23的存在这一问题。另外，当将微透镜23的俯视尺寸采用与像素PE相似的大小且规则地配置微透镜23(例如配置为与像素PE相同的格子状)时，变得易于产生所谓的摩尔纹。此外，在此所说的“微透镜23的俯视尺寸”，具体地说是微透镜23的长轴尺寸或者短轴尺寸。

鉴于上述问题，本申请的发明人反复进行仔细研究，其结果是：发现如果微透镜23的俯视尺寸采用像素PE的同尺寸的1/10左右这一相对极小的尺寸，则即使规则地配置微透镜23，也可以抑制产生摩尔纹。但是，将微透镜23加工为这种微小的大小，从加工精度等问题来看，在现实中是困难的。

因此，本申请的发明人进行进一步研究后，发现通过设置无规则的微透镜23，可以不用将微透镜23进行微小尺寸化而抑制摩尔纹。下面，具体、详细地说明微透镜23的无规则化。

在此所说的“微透镜23的无规则化”包含多个概念，其中的第1方案是使各微透镜23的俯视尺寸(在透光性片22面内的大小)无规则化。该“微透镜23的俯视尺寸的无规则化”意味着例如使各微透镜23的长轴尺寸和短轴尺寸的至少任意一方无规则化。此外，在图6中，示例了使各微透镜23的长轴尺寸和短轴尺寸两者无规则化的情况，但是不限于此，也可以仅使长轴尺寸或者仅使短轴尺寸无规则化。并且，使各微透镜23的俯视尺寸具体地无规则化时，当使各微透镜23的俯视尺寸为Lm时，如图7所示，Lm采用平均值为Lmtyp，标准偏差为σ的正态分布。这样，微透镜23的俯视尺寸Lm采用正态分布而适当地产生不均匀，消除平面上的构造性的周期性，由此可以抑制产生摩尔纹。此外，上述设定不否定在透镜部24中存在尺寸大于像素PE的微透镜23，也可以很少地包括这种尺寸的微透镜23。在这种情况下，进行管理，使得尺寸大于像素PE的微透镜23存在于比标准偏差σ的3倍还要广的范围内，由此可以消除视觉上的不适感。

在此，说明表示偏差的程度(散布度)的标准偏差σ的具体设定。首先，当使液晶面板11的像素PE的俯视尺寸为Lp时，微透镜23的俯视尺寸Lm相对于该Lp的比率n由下面的公式1表示。

[公式1]

n＝Lp/Lm

优选当该公式1的n＞2时，标准偏差σ设定在下面的公式2所示的范围内。此外，n大于2意味着微透镜23的俯视尺寸Lm小于像素PE的俯视尺寸Lp的一半。

[公式2]

(Lmtyp-σ)≤Lp/(n×1.1)≤Lm≤Lp/n≤(Lmtyp+σ)

该公式2表示对于各微透镜23的俯视尺寸Lm的标准偏差σ，设定为与Lp/(n×1.1)～Lp/n的范围相同的范围，或者比其广的范围。

然后，举出具体例进行说明。在图8中示出如下的实施例：使比率n为2.1，使微透镜23的俯视尺寸Lm产生不均匀，使其采用(Lmtyp-σ)＝Lp/2.31≤Lm≤Lp/2.1＝(Lmtyp+σ)的正态分布。另一方面，在图9中示出如下的比较例：使微透镜23的俯视尺寸Lm产生不均匀，使其采用(Lmtyp-σ)＝Lp/2.2≤Lm≤Lp/2.1＝(Lmtyp+σ)的正态分布。此外，在图8和图9中，坐标图的纵轴表示摩尔纹强度，与此相对地，横轴表示在透光性片22面上的位置。比较例与实施例相比，可以说微透镜23的俯视尺寸Lm的不均匀程度变得较小，包含更多大小相似的微透镜23。

根据作为实施例的图8，在摩尔纹强度上没有醒目的峰值，整体正常化，摩尔纹变得难以被视认。与此相对地，根据作为比较例的图9，在摩尔纹强度上存在醒目的峰值，与实施例相比，摩尔纹变得易于被视认。从上面的结果，可以说微透镜23的俯视尺寸Lm的不均匀程度即散布度越大，则摩尔纹强度倾向于更正常化。因此，对于标准偏差σ，设定为与Lp/(n×1.1)～Lp/n的范围相同的范围，或者比其广的范围，由此可以使摩尔纹难以产生。由此，可以提高液晶显示装置10的显示质量。

另外，也可以从上述公式2导出下面的公式3的关系。

[公式3]

(Lmtyp-σ)/(Lmtyp+σ)≤n/(n×1.1)

然后，说明“微透镜23的无规则化”这一概念所包含的第2方案。第2方案是使在透光性片22的面内的各微透镜23的配置无规则化。各微透镜23如图5和图6所示，在透光性片22的面上被无规则地配置。换言之，微透镜23在透光性片22的面上被无规则地配置，在平面上不具有构造性的周期性。更详细地说，例如当将呈俯视椭圆形的各微透镜23的中心位置彼此用线来连接时，不会由该线形成格子等固定的图案，或者以固定的排列(以固定的顺序)形成多个图案，而是以不同的顺序形成不确定的多个图案。这样，使各微透镜23的配置无规则化，由此各微透镜23与在液晶面板11中周期性排列的像素PE之间难以产生干涉。由此，与所述的第1方案结合，摩尔纹变得更难以被视觉识别。

下面，说明“微透镜23的无规则化”这一概念所包含的第3方案。第3方案是使各微透镜23从透光性片22的面突出的高度无规则化。各微透镜23如图5所示，从透光性片22的面突出的高度变得不规则，在相对于平面的法线方向上不具有构造性的周期性，由此不具有光学性的周期性。因此，各微透镜23与在液晶面板11中周期性排列的像素PE之间难以产生干涉。由此，与所述的第1、第2方案结合，摩尔纹变得更进一步地难以被视觉识别。此外，此处所说的“各微透镜23的突出高度的无规则化”不否定存在多个突出高度相同的微透镜23。另外，各微透镜23之间的突出高度的差在半球面的情况下具体采用Lm/2的不均匀的范围程度，该范围大于在假定使各微透镜形成为相同的突出高度的情况下所产生的制造误差的范围。

在此，各微透镜23如上所述，其突出高度被无规则化，而其表面(透镜面)的曲率大致固定。各微透镜23的曲率一致，意味着各微透镜23的聚光能力是同等的。因此，这样的话，在从光学构件15的背侧照射了光的状态下，当从斜向即从与光学构件15的面和其法线方向交叉的方向看光学构件15时，可以防止产生亮度不均匀。

这样，分别使微透镜23的俯视尺寸、配置以及突出高度无规则化，由此可以将微透镜23的俯视尺寸保持为容易加工的程度且可以良好地抑制产生摩尔纹。此外，作为微透镜23的具体的俯视尺寸，优选长轴尺寸为10μm以上，并且当长轴尺寸为50μm以上时，制造变得更容易，因此特别优选。

但是，设置有如上所述的无规则的微透镜23的透光性片22的厚度尺寸，与各微透镜23的平均焦点位置(焦点距离)具有相关关系。即，各微透镜23，其俯视尺寸、突出高度是无规则的，因此各自的焦点位置也变得无规则。并且，透光性片22成为如下厚度尺寸：使得其背面即与透镜部24侧相反的一侧的面位于与各微透镜23的平均焦点位置相同的位置，或者其内侧(靠近微透镜23)。换言之，设定为各微透镜23的平均焦点位置被配置在透光性片22的背面，或者配置在透光性片22的外侧。这样的话，可以提高各微透镜23的聚光能力。

然后，说明具有如上所述结构的光学构件15的制造方法。为制造光学构件15，大致是分别另行制造透镜片21、透光性片22以及扩散片20，使它们贴合。

在此，首先具体地说明用于在透镜片21中形成无规则的微透镜23的透镜形成工序。如图10所示，在透明的固定基板28的背侧形成负型感光性树脂层29，在其背侧配置光掩模30。该光掩模30按灰色梯尺灰度级形成，并且对应无规则的各微透镜23实施无规则的图案化。通过该光掩模30对感光性树脂层29从背侧进行曝光(曝光工序)。由此，如图11所示，感光性树脂层29中的曝光部固化后成为固化部29a，与此相对地，非曝光部成为未固化部29b。其后，在感光性树脂层29的背侧粘贴透光性片22，拆除固定基板28。之后，当使感光性树脂层29显影时，如图12所示，除去了未固化部29b，在透光性片22上残留了固化部29a(显影工序)。由该固化部29a形成无规则的微透镜23。

另外，作为感光性树脂层29也可以使用正型的。在这种情况下，如图13所示，在固定基板28的背侧形成正型感光性树脂层29，在其表面侧配置用于正型的、实施了无规则的图案化的光掩模30。在这种状态下当通过光掩模30曝光感光性树脂层29时，曝光部成为未固化部29b，与此相对地，非曝光部成为固化部29a(参照图11)。其后，在感光性树脂层29的背侧粘贴透光性片22，拆除固定基板28后，当使感光性树脂层29显影时，就会除去未固化部29b，在透光性片22上残留固化部29a，由该固化部29a形成无规则的微透镜23(参照图12)。

然后，说明用于调整透光性片22的厚度尺寸的片厚度调整工序。该片厚度调整工序是在批量生产光学构件15之前所进行的工序，以规定最适合于无规则的微透镜23的透光性片22的厚度为目的而进行。首先，准备多个厚度尺寸不同的透光性片22，在上述透镜形成工序中，如图14所述，制造多个厚度不同的透镜片21。此外，在附图14～附图16中，因为纸面的大小，仅示例了3个透镜片21。其后，如图15所示，在各透光性片22的背面形成感光性物质层31。在此所用的感光性物质可以是负型的也可以是正型的。然后，从该透镜片21的表面侧照射用于使感光性物质层31感光的平行光，如图16所示，通过各微透镜23对感光性物质层层31曝光(曝光工序)。由此，通过各微透镜23的聚光作用，感光性物质层31中对应各微透镜23的聚光区域的部分被曝光，成为曝光部31a，与此相对地，对应各微透镜23的非聚光区域的部分成为未曝光部31b。

其后，使感光性物质层31显影，除去未曝光部31b(显影工序)。并且，算出感光性物质层31的曝光面积(片厚度算出工序)。该曝光面积根据透光性片22的厚度尺寸而不同，将其关系用坐标图显示的话，成为如图17所示。根据该图17，可以得到曝光面积为最小的透光性片22的厚度尺寸Tmin。该Tmin意味着无规则的微透镜23的平均焦点位置与透光性片22的背面大致一致。另外，在透光性片22的厚度尺寸小于Tmin的情况下，微透镜23的平均焦点位置配置在透光性片22的外部。另外，在透光性片22的厚度尺寸大于Tmin的情况下，微透镜23的平均焦点位置配置在透光性片22的内部。因此，当批量生产光学构件15时，使透光性片22的厚度尺寸为Tmin或者比其薄，由此可以将无规则的微透镜23的平均焦点位置配置在与透光性片22的背面大致相同的位置或者其外侧，由此可以提高各微透镜23的聚光能力。

下面，说明在与透镜片21贴合的透光性片22的背面侧，对应无规则的各微透镜23的边界部有选择地形成光反射层25的工序。如图18所示，在透光性片22的背面形成感光性粘结剂层26。在这种状态下，从透镜片21的表面侧照射用于使感光性粘结剂层26感光的平行光，如图19所示，通过各微透镜23使感光性粘结剂层26曝光(曝光工序)。由此，通过各微透镜23的聚光作用，感光性粘结剂层26中对应各微透镜23的聚光区域的部分被曝光，与此相对地，对应各微透镜23的非聚光区域的部分成为未曝光的。此时，感光性粘结剂层26的曝光部26a失去粘结性，与此相对地，非曝光部26b保持粘结性。并且，如图20所示，在感光性粘结剂层26的背面形成光反射层25。由此，光反射层25仅在与感光性粘结剂层26中具备粘结性的非曝光部26b重叠的部分有选择地被形成，在与不具备粘结性的曝光部26a重叠的部分不被形成。由此，可以在无规则的各微透镜23的边界部所对应的位置上，有选择地形成光反射层25。

如上所述形成了光反射层25，相对于透光性片22在使光反射层25存在的状态下从背侧粘贴扩散片20，由此制造图5所示结构的光学构件15。

如上所制造的光学构件15被安装在液晶显示装置10的背光装置12中。在该液晶显示装置10中显示图像的情况下，使背光装置12的各冷阴极管17点亮，并且对液晶面板11提供图像信号。此时，从冷阴极管17发出的线状光在透过光学构件15的过程中变换为面状光，并且以在适于显示的方向上被确定角度的状态向液晶面板11侧射出，因此，可以显示出质量良好的图像。

详细地说，从冷阴极管17发出的光，首先透过光学构件15的扩散片20，此时被其内部的扩散粒子扩散。其后，通过各微透镜23的聚光区域所对应的透过部27的光射入微透镜23，将其指向性向液晶面板11的有效显示区域确定方向且射出。与此相对地，未通过光透过部27的光在光反射层25中被反射，返回到冷阴极管17侧，由反射片14a等再次向微透镜23侧反射。由此，可以有效地利用从冷阴极管17发出的光，因此，可以得到较高的亮度。并且，各微透镜23沿着所设置的液晶显示装置10的水平方向形成细长椭圆形，因此在水平方向上可以使光射出到较广的角度，由此可以实现水平方向的广视角化。

并且，该光学构件15具有在平面上构造上无规则的且光学上无规则的微透镜23，因此，可以避免与在平面上周期性排列的液晶面板11的像素PE之间产生干涉。因此，可以可靠地防止在所显示的图像中产生干涉条纹(摩尔纹)，由此可以得到较高的显示质量。

如以上所说明的，本实施方式的光学构件15具备呈面状的透光性片22和在透光性片22的面内设置的多个凸状无规则的微透镜23。这样，在透光性片22的面内设置多个凸状无规则的微透镜23，因此，即使与具有周期性排列的像素PE的液晶面板11重叠时，也可以抑制产生摩尔纹。

另外，在透光性片22的与微透镜23侧相反的一侧的面上，设有光反射层25，所述光反射层25有选择设地配置在各微透镜23的边界部。这样的话，调整光反射层25的大小，由此可以容易地控制光的扩散角度。由此，可以降低向不需要的方向出射的光，可以改善光的利用效率。

另外，在与透光性片22夹着光反射层25的位置上配置有面状的扩散片20。这样的话，可以通过扩散片20使光扩散后，使光射入到各微透镜23，因此，有利于防止亮度不均匀。

另外，各微透镜23在透光性片22面内的大小成为无规则的。这样的话，设置大小无规则的微透镜23，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

另外，当使各微透镜23在透光性片22面内的大小为Lm时，该Lm采用平均值为Lmtyp、标准偏差为σ的正态分布。这样的话，各微透镜23的大小采用正态分布，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

另外，对于与规则地配置了多个像素PE的液晶面板11重叠的情况，当使像素PE的大小为Lp，使Lm相对于该Lp的比率n＝Lp/Lm(n＞2)时，满足如下关系式：(Lmtyp-σ)≤Lp/(n×1.1)≤Lm≤Lp/n≤(Lmtyp+σ)。这样的话，针对各微透镜23的大小的标准偏差σ，设定为与Lp/(n×1.1)～Lp/n的范围相同的范围，或者比其广的范围，由此可以良好地抑制产生摩尔纹。

另外，各微透镜23在透光性片22面内的配置成为无规则的。这样的话，通过设置无规则配置的微透镜23，可以良好地抑制产生摩尔纹。

另外，各微透镜23从透光性片22的面突出的高度成为无规则的。这样的话，通过设置突出高度无规则的微透镜23，可以良好地抑制产生摩尔纹。

另外，各微透镜23的曲率大致固定。这样的话，即使在突出高度不同的各微透镜23中，使曲率大致固定，由此可以防止视角造成的亮度不均匀等。

另外，透光性片22呈矩形，另一方面，各微透镜23呈椭圆形，各微透镜23的长轴方向沿着透光性片22的长边方向形成。这样的话，可以在透光性片22的长边方向上使光射出到较广的角度。

另外，各微透镜23的平均焦点位置配置在与透光性片22的一个面大致相同的位置或者其外侧，上述一个面是透光性片22的与微透镜23侧相反的一侧的面。这样的话，可以提高各微透镜23的聚光能力。

并且，本实施方式的光学构件15的制造方法包括：透镜形成工序，在呈面状的透光性片22的单面形成多个呈凸状的无规则的微透镜23；在透光性片22中的与形成了微透镜23侧相反的一侧的面上，形成感光性的粘结剂层26(感光性粘结剂层)的工序；曝光工序，通过微透镜23对感光性粘结剂层26进行曝光；以及光反射层形成工序，在进行曝光后的感光性粘结剂层26上形成光反射层25(光反射性材料)，在曝光工序中，通过微透镜23的聚光作用，在感光性粘结剂层26中的各微透镜23的边界部形成非曝光部26b，使得非曝光部26b具备粘结性，另一方面，曝光部26a不具备粘结性，在光反射层形成工序中，在感光性粘结剂层26的非曝光部26b，有选择地形成光反射层25。这样的话，可以在无规则的各微透镜23的边界部适当地形成光反射层25，可以制造高质量的光学构件15。

另外，透镜形成工序包括：形成感光性树脂层29的工序；曝光工序，对应各微透镜23的大小、形状以及位置，通过被图案化的光掩模30对感光性树脂层29进行曝光，在感光性树脂层29中形成固化部29a和未固化部29b；以及显影工序，使感光性树脂层29显影，除去未固化部29b，由此通过残余的固化部29a来形成各微透镜23。这样的话，可以适当地形成无规则的微透镜23，可以制造高质量的光学构件15。

另外，包括调整透光性片22的厚度的片厚度调整工序，片厚度调整工序包括：在厚度不同的多个透光性片22上分别形成微透镜23的工序；在各透光性片22的与微透镜23侧相反的一侧的面上形成感光性物质层31的工序；曝光工序，通过微透镜23对感光性物质层31进行曝光，在感光性物质层31中形成固化部31a和未固化部31b；显影工序，使感光性物质层31显影，除去未固化部31b；以及片厚度算出工序，根据各透光性片22的厚度和各透光性片22处的感光性物质层31的曝光面积，来算出曝光面积为最小的透光性片22的厚度。这样的话，当调整透光性片22的厚度时，可以将透光性片22的厚度设定为与用片厚度算出工序得到的曝光面积为最小的透光性片22的厚度相同或者比其小。由此，可以将各微透镜23的平均焦点位置配置在与透光性片22的一个面大致相同的位置或者其外侧，上述一个面是透光性片22的与微透镜23侧相反的一侧的面。由此，可以提高各微透镜23的聚光能力。

<实施方式2>

通过图21或者图22来说明本发明的实施方式2。在该实施方式2中，示出微透镜23采用大小2种尺寸。此外，在该实施方式2中，对于与上述实施方式1相同的构造、作用以及效果，省略重复说明。

在本实施方式的光学构件15中所形成的微透镜23，其俯视尺寸被设定为大小2种，包括大型微透镜23A和小型微透镜23B。在本实施方式中，使大型微透镜23A和小型微透镜23B的俯视尺寸与液晶面板11的像素PE的俯视尺寸的差为固定以上，由此抑制摩尔纹。

详细地说明对大小微透镜23的俯视尺寸的具体设定。当使大型微透镜23A的俯视尺寸为Lm1，使小型微透镜23B的俯视尺寸为Lm2时，大型微透镜23A的俯视尺寸Lm1相对于像素PE的俯视尺寸Lp的比率n1和小型微透镜23B的俯视尺寸Lm2相对于Lp的比率n2，由下面的公式4表示。

[公式4]

n1＝Lp/Lm1

n2＝Lp/Lm2

n1＜n2

在此，使公式4的n1＞2且n2＞2，即，使大型微透镜23A和小型微透镜23B的俯视尺寸均小于液晶面板11的像素PE的俯视尺寸的一半，由此可以得到良好的摩尔纹抑制效果。作为具体例，将n1＝2.1、n2＝3.1的实施例在图21中示出，将n1＝1.1、n2＝2.1的比较例在图22中示出。在实施例中，使大型微透镜23A与小型微透镜23B的俯视尺寸的差为像素PE的俯视尺寸Lp的15％左右。根据图21，可知在摩尔纹强度上未产生醒目的峰值，整体正常化了，摩尔纹被良好地抑制。另一方面，根据图22，在摩尔纹强度上存在醒目的峰值，与实施例相比，摩尔纹变得易于被视觉识别。

根据上面的结果，如果使微透镜23的俯视尺寸为大小2种，且使它们的俯视尺寸小于像素PE的同尺寸的一半，则与比较例那样包括尺寸为像素PE的俯视尺寸一半以上的微透镜23的情况进行比较，可以说能够良好地抑制摩尔纹。由此，可以提高液晶显示装置10的显示质量。

此外，在本实施方式中，即使各微透镜23的配置是规则的，在与采用了相同配置的比较例的比较中，也可以得到摩尔纹抑制效果。同样地，即使各微透镜23的突出高度是固定的，在与同样地使突出高度固定的比较例的比较中，也可以得到摩尔纹抑制效果。并且，即使在使各微透镜23的曲率相同的情况下，在与同样地使曲率一致的比较例的比较中，也可以得到摩尔纹抑制效果。

如上面所说明的，根据本实施方式，其与规则地配置了多个像素PE的液晶面板11重叠，具备呈面状的透光性片22和在透光性片22的面内设置的多个凸状微透镜23，各微透镜23在透光性片22面内的大小成为2种，各微透镜23各自在透光性片22面内的大小小于像素PE大小的一半。这样，在透光性片22的面内设置的多个微透镜23在透光性片22面内的大小成为2种，它们的大小变得小于液晶面板11的像素PE大小的一半，因此，即使当与具有周期性排列的像素PE的液晶面板11重叠时，也可以抑制产生摩尔纹。

<其它实施方式>

本发明不限于根据上述记载和附图所说明的实施方式，例如下面的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

(1)在上述实施方式1中，示出了将使微透镜无规则化的3个方案全部采用的例子，但是即使仅采用这些方案中的至少1个，也可以得到摩尔纹抑制效果，这样的内容也包含在本发明内。其具体例在下面的(2)～(4)中示出。

(2)如图23所示，也可以仅使各微透镜23’的俯视尺寸无规则化，使突出高度固定并且使各微透镜23’的配置为规则的。另外，也可以使各微透镜23’的俯视尺寸和配置无规则化，仅使突出高度固定。并且，也可以使各微透镜23’的俯视尺寸和突出高度无规则化，仅使配置为规则的。

(3)如图24所示，也可以仅使各微透镜23”的突出高度无规则化，使俯视尺寸固定并且使各微透镜23”的配置为规则的。另外，也可以使各微透镜23”的突出高度和配置无规则化，使俯视尺寸固定。

(4)并且，也可以仅使各微透镜的配置无规则化，使俯视尺寸和突出高度固定。

(5)在上述实施方式1中，当使微透镜的俯视尺寸无规则化时，将公式2的n＝2.1的方案作为具体例而示出，但是n的具体数值也可以是n＞2的任一数值，在这种情况下也可以得到良好的摩尔纹抑制效果。

(6)在上述实施方式2中，关于大小微透镜的俯视尺寸，用公式4的n1＝2.1、n2＝3.1的方案作为具体例而示出，但是不限于n1＝2.1、n2＝3.1，n1和n2的具体数值也可以是n1＞2、n2＞2的任一数值，在这种情况下也可以得到良好的摩尔纹抑制效果。

(7)在上述实施方式1中，示出了使各微透镜的曲率固定，但是使各微透镜曲率不同的方式也包含在本发明内。此外，在这种情况下，没有必要使各微透镜的曲率都不同，也可以包含多个曲率相同的微透镜。

(8)在上述实施方式2中，示出了设置了俯视尺寸为大小2种的微透镜的方案，但是设置俯视尺寸为3种以上的微透镜的方案也包含在本发明内。

(9)在上述各实施方式中，示出了在透镜片的背面侧贴合了扩散片的光学构件，但是拆除了扩散片的方案也包含在本发明内。并且，拆除了光反射层的方案也包含在本发明内。

(10)在上述各实施方式中，示出了将冷阴极管用作光源的情况，但是使用了例如热阴极管等其它种类的光源的方案也包含在本发明内。

(11)在上述各实施方式中，将TFT用作液晶显示装置的开关元件，但是也可以适用使用了TFT以外的开关元件(例如薄膜二极管(TFD))的液晶显示装置，除了彩色显示的液晶显示装置以外，也可以适用于黑白显示的液晶显示装置。

(12)在上述各实施方式中，示例了将液晶面板用作显示面板的液晶显示装置，但是本发明也可以适用于使用了其它种类的显示面板的显示装置。

(13)在上述各实施方式中，示例了具备调谐器的电视接收装置，但是本发明也可以适用于不具备调谐器的显示装置。

Claims (19)

1.一种光学构件，其具备呈面状的基材和在上述基材的面内设置的多个凸状无规则的微透镜。

2.根据权利要求1所述的光学构件，

在上述基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面上设有光反射层，所述光反射层有选择地配置在上述各微透镜的边界部。

3.根据权利要求2所述的光学构件，

在与上述基材夹着上述光反射层的位置上配置有面状的扩散构件。

4.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的光学构件，

上述各微透镜在上述基材面内的大小是无规则的。

5.根据权利要求4所述的光学构件，

将上述各微透镜在上述基材面内的大小设为Lm时，该Lm采用平均值为Lmtyp，标准偏差为σ的正态分布。

6.根据权利要求5所述的光学构件，

与规则地配置有多个像素的显示面板重叠，

当使上述像素的大小为Lp，使上述Lm相对于该Lp的比率n＝Lp/Lm(n＞2)时，满足如下关系式：

(Lmtyp-σ)≤Lp/(n×1.1)≤Lm≤Lp/n≤(Lmtyp+σ)。

7.根据权利要求1至权利要求6的任一项所述的光学构件，

上述各微透镜在上述基材面内的配置是无规则的。

8.根据权利要求1至权利要求7的任一项所述的光学构件，

上述各微透镜从上述基材的面突出的高度是无规则的。

9.根据权利要求8所述的光学构件，

上述各微透镜的曲率大致固定。

10.根据权利要求1至权利要求9的任一项所述的光学构件，

上述基材呈矩形，另一方面，上述各微透镜呈椭圆形，上述各微透镜的长轴方向沿着上述基材的长边方向形成。

11.根据权利要求1至权利要求10的任一项所述的光学构件，

上述各微透镜的平均焦点位置配置在与上述基材的一个面大致相同的位置或者其外侧，上述一个面是上述基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面。

12.一种光学构件，

与规则地配置有多个像素的显示面板重叠，

具备呈面状的基材和在上述基材的面内设置的多个凸状微透镜，

上述各微透镜在上述基材面内的大小至少为2种以上，上述各微透镜各自在上述基材面内的大小小于上述像素的大小的一半。

13.一种照明装置，

具备权利要求1至权利要求12的任一项所述的光学构件、在光射出侧配置上述光学构件的底座以及收纳在上述底座内的灯。

14.一种显示装置，

包括权利要求13所述的照明装置和在该照明装置的表面侧所配置的显示面板。

15.根据权利要求14所述的显示装置，

上述显示面板采用在一对基板之间封入液晶而成的液晶面板。

16.一种电视接收装置，

具备权利要求14或者权利要求15所述的显示装置。

17.一种光学构件的制造方法，

包括：

透镜形成工序，在呈面状的基材的单面形成多个呈凸状的无规则的微透镜；

在上述基材中的与形成了上述微透镜的一侧相反的一侧的面上，形成感光性粘结剂层的工序；

曝光工序，通过上述微透镜对上述感光性粘结剂层进行曝光；以及

光反射性材料形成工序，在进行上述曝光后的上述感光性粘结剂层上形成光反射性材料，

在上述曝光工序中，通过上述微透镜的聚光作用，在上述感光性粘结剂层中的上述各微透镜的边界部形成非曝光部，使得该非曝光部具备粘结性，另一方面，曝光部不具备粘结性，

在上述光反射性材料形成工序中，在上述感光性粘结剂层的上述非曝光部，有选择地形成该光反射性材料。

18.根据权利要求17所述的光学构件的制造方法，

上述透镜形成工序包括：

形成感光性树脂层的工序；

曝光工序，对应于上述各微透镜的大小、形状以及位置，通过被图案化的光掩模对上述感光性树脂层进行曝光，在上述感光性树脂层中形成固化部和未固化部；以及

显影工序，将上述感光性树脂层进行显影，除去上述未固化部，由此通过残留的上述固化部来形成上述各微透镜。

19.根据权利要求17或者权利要求18所述的光学构件的制造方法，

包括调整上述基材的厚度的基材厚度调整工序，

上述基材厚度调整工序包括：

在厚度不同的多个上述基材上分别形成上述微透镜的工序；

在上述各基材的与上述微透镜侧相反的一侧的面上形成感光性物质层的工序；

曝光工序，通过上述微透镜对上述感光性物质层进行曝光，在上述感光性物质层中形成固化部和未固化部；

显影工序，将上述感光性物质层进行显影，除去上述未固化部；以及

基材厚度算出工序，根据上述各基材的厚度和上述各基材处的上述感光性物质层的曝光面积，算出上述曝光面积为最小的上述基材的厚度。

Images