CN107430220B

CN107430220B - 复合扩散板

Info

Publication number: CN107430220B
Application number: CN201680020331.9A
Authority: CN
Inventors: 渡边淳史; 唐井贤; 内田厚
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2036-04-07
Also published as: WO2016163125A1; US10877188B2; KR20170129926A; TWI709766B; US20180113240A1; EP3282293A4; TW201643474A; KR102026005B1; JP6778179B2; EP3282293A1; JPWO2016163125A1; CN107430220A

Abstract

本发明提供一种能够抑制产生局部的亮度不均的复合扩散板。复合扩散板(100、200、300)是自入射侧依次排列第1扩散板(10)和第2扩散板(20、30)而成的。第1扩散板(10)和第2扩散板(20、30)的至少一者包括具有多个微透镜(12)的随机微透镜阵列(10)。多个微透镜(12)具有赋予透镜的性质以特征的多个参数。多个参数中的至少一个参数随机分布。随机微透镜阵列(10)使透过的光产生相位差。

Description

复合扩散板

技术领域

本发明涉及一种复合扩散板。

背景技术

以往，提出有一种将微透镜阵列等的单一扩散板用于显示装置的技术。

例如，在专利文献1中记载有一种光学设计方法，该方法包括：(a)定义形成于基板表面的微透镜等的精细构造的形状，(b)指定所选择的精细构造的排列位置，(c)计算扩散光的强度分布，(d)重复(a)～(c)的工序直到得到期望的扩散光强度分布。另外，提出一种用于改善亮度不均的单一扩散板，其根据预先确定的概率密度函数使用于定义精细构造的形状或位置的参数中的至少一个参数随机分布，从而改善由于精细构造的周期性带来的衍射光斑所造成的亮度不均。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004-505306号公报

专利文献2：日本特开2010-250037号公报

专利文献3：国际公开第2012/117495号

专利文献4：日本特开2012-226300号公报

专利文献5：日本特表2007-523369号公报

非专利文献

非专利文献1：H.Urey and K.D.Powell，“Microlens-array-based exit-pupilexpander for full-color displays”，APPLIED OPTICS Vol.44，No.23，p.4930-4936

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所公开的单一扩散板中，例如，示出了将透镜直径设为100μm、将最大下垂量设为10μm、将加高高度设为±2μm的情况下的扩散光的角度特性。在角度40°附近、也就是高帽(top hat)状的强度分布曲线中的、比两端部向上方隆起的中央部的两端附近，亮度的强度急剧变动，而局部产生亮度不均。

本发明即是以上述的情况为背景而做成的，其目的在于提供一种能够抑制产生局部的亮度不均的复合扩散板。

用于解决问题的方案

本发明提供一种复合扩散板，

其是自入射侧依次排列第1扩散板(例如，随机微阵列)和第2扩散板(例如，无光泽板、均匀微阵列)而成的，其中，

所述第1扩散板和所述第2扩散板的至少一者包括具有多个微透镜的随机微透镜阵列，

所述多个微透镜具有能够定义透镜形状的多个参数，

所述多个参数中的至少一个参数随机分布，

所述随机微透镜阵列使透过的光产生相位差。

根据这样的结构，能够抑制产生局部的亮度不均。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，所述第1扩散板包括随机微透镜阵列，所述第1扩散板的扩散光强度沿着高帽状的曲线分布，所述第1扩散板的扩散角度为所述第2扩散板的扩散角度以上。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，在扩散光强度的分布曲线中，在将自视角0°到视角的绝对值的最大值中的正值为止的、视角最大的第1拐点与自视角的绝对值的最大值中的负值到视角0°为止的、视角最小的第2拐点之间的宽度设为顶部宽度时，顶部宽度相对于所述第1扩散板的所述扩散光强度的分布曲线的顶部宽度为1.200倍以下。

根据这样的结构，能够抑制产生局部的亮度不均、且能够抑制扩散光的扩展。由此，复合扩散板的扩散光强度分布能够良好地维持为高帽状的曲线。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，所述第2扩散板包括在主面具有细微凹凸图案的无光泽板。

根据这样的结构，能够以低成本且更可靠地抑制产生局部的亮度不均。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，所述第2扩散板包括均匀微透镜阵列，所述均匀微透镜阵列是将多个实质上相同形状的微透镜以实质上相同的间隔排列而形成的。

根据这样的结构，能够更可靠地抑制产生局部的亮度不均。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，所述随机微透镜阵列包括板和存在于所述板的主面上的所述多个微透镜，所述微透镜包括透镜部和将所述透镜部自所述板加高的加高部，所述多个微透镜中的多个所述透镜部分别在凸方向上具有实质相同的长度，所述多个微透镜中的多个所述加高部的加高量分布在规定的范围以内，所述微透镜具有作为所述透镜部与所述加高部的高度之和的凸部最大高度，所述多个微透镜中的所述凸部最大高度的最大高低差ΔH[μm]、构成所述微透镜的材料的折射率n以及光源的波长λ[nm]满足以下的关系：

0.2≤1000×ΔH×(n-1)/λ。

根据这样的结构，通过向多个微透镜之间赋予相位差，从而能够抑制因衍射而导致的亮度不均的产生。

另外，也可以是，复合扩散板的特征在于，所述第2扩散板还具有反射部(例如，反射板)，所述反射部在所述第2扩散板上设于与入射侧相反的一侧的主面。

根据这样的结构，能够抑制局部亮度不均的产生、且能够反射光。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种可抑制产生局部的亮度不均的复合扩散板。

附图说明

图1是实施方式1的复合扩散板的侧视图。

图2是实施方式1的复合扩散板的主要部位的示意图。

图3是表示相对于视角的强度分布的一例子的曲线图。

图4是表示对相对于视角的强度分布的一例子进行移动平均化处理后的分布的曲线图。

图5是表示对移动平均化处理后的相对于视角的强度分布进行二阶微分后的分布的曲线图。

图6是表示相对于射出侧无光泽板(mat plate)的扩散角度的顶部宽度变化率的曲线图。

图7是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的照片。

图8是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图9是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的照片。

图10是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图11是实施方式2的复合扩散板的侧视图。

图12是实施方式3的复合扩散板的侧视图。

图13是表示实施例2-1的复合扩散板的透射图像的一例子的照片。

图14是表示实施例2-1的复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图15是表示实施例2-2的复合扩散板的透射图像的一例子的照片。

图16是表示实施例2-2的复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图17是表示单一扩散板的透射图像的一例子的照片。

图18是表示单一扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图19是表示单一扩散板的透射图像的一例子的照片。

图20是表示单一扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

图21是表示复合扩散板的透射图像的一例子的照片。

图22是表示复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

具体实施方式

实施方式1

参照图1和图2说明实施方式1的复合扩散板。图1是实施方式1的复合扩散板的侧视图。图2是实施方式1的复合扩散板的主要部位的示意图。

如图1所示，复合扩散板100包含随机微透镜阵列10和无光泽板20。随机微透镜阵列10和无光泽板20均为使入射的光透过并使透过的光向外侧扩散的扩散板。复合扩散板100能够作为透射型屏幕来使用。另外，随机微透镜阵列10和无光泽板20按该顺序自入射侧朝向射出侧空开规定的距离地排列。随机微透镜阵列10与无光泽板20之间的距离既可以短于微透镜12的焦距，也可以长于微透镜12的焦距。另外，为了维持光的利用效率、或者抑制因杂散光而产生的特性劣化，优选的是，随机微透镜阵列10与无光泽板20之间的最大距离为使透过了随机微透镜阵列10的全部光向无光泽板20入射那样的距离。复合扩散板100既可以将随机微透镜阵列10和无光泽板20这两者排列而形成，也可以将它们作为一体成型品而形成。

随机微透镜阵列10包括板11和设于板11的射出侧的主面的多个微透镜12。在多个微透镜12之间存在相位差，该相位差是通过利用波长将透过了微透镜12的光或由微透镜12反射的光的光路长度的差标准化来表示的。该相位差能够通过使定义透镜的参数中的至少一个参数随机分布而变化。作为这样的参数，例如可列举透镜高度、透镜直径、透镜曲率、透镜节距、透镜配置、透镜折射率等。

例如，由于多个微透镜12分别具有实质上相同的截面轮廓并且分别具有互不相同的加高量，因此，存在有多个微透镜12之间具有相位差的情况。在这样的情况下，随机微透镜阵列10还可以称作加高高度随机微透镜阵列。

在随机微透镜阵列10为加高高度随机微透镜阵列的情况下，如图2所示，作为微透镜12的具体例，具有微透镜12a、12b、12c。微透镜12a包括透镜部12aa和自基准面将透镜部12aa加高的加高部12ab。另外，该基准面为板11的射出侧的主面。微透镜12a的凸部最大高度为透镜部12aa的高度即透镜高度和加高部12ab的高度即加高量之和。各个微透镜12的加高量在一定的范围内具有分布。

各个微透镜12的凸部最大高度在一定的范围内分布并产生相位差。利用该相位差改善因衍射而产生的亮度不均、颜色不均。具体而言，微透镜12的加高量的分布只要设定各微透镜的凸部最大高度的最大高低差ΔH并在该范围内将加高部的高度设定为均匀随机、伪随机等任意的分布即可。

例如，存在有微透镜12b在一定的范围内具有最高的凸部最大高度，且微透镜12c在一定的范围内具有最低的凸部最大高度的情况。在该情况下，微透镜12b的透镜部12ba和微透镜12c的透镜部12ca由于具有实质上相同的截面轮廓，因此，在所述透镜部的凸方向上具有相同长度，加高部12bb与加高部12cb之间的高低差成为最大高低差ΔH。

利用下述的数学式1表示与各微透镜的凸部最大高度的最大高低差ΔH[μm]相对应的相位差ΔP。

ΔP＝1000×ΔH×(n-1)/λ…(数学式1)

n：构成微透镜12的材料的折射率

λ[nm]：光源的波长

当相位差ΔP在0.2以上时，亮度不均、颜色不均减少，因而优选，更优选相位差ΔP在0.5以上。

再次参照图1，无光泽板20包括板主体21和设于板主体21的入射侧的主面的细微凹凸图案22。设有细微凹凸图案22的板主体21的入射侧主面在无光泽板20中作为粗糙面发挥功能。

然而，扩散板分别原本就具有在扩散光强度的分布曲线上所定义的顶部宽度(后述)。扩散光强度例如为由透过了扩散板的光所产生的透射图像相对于视角的强度。优选以复合扩散板100的顶部宽度成为随机微透镜阵列10的顶部宽度的1.200倍以内的方式选择无光泽板20的顶部宽度。换言之，在通过在随机微透镜阵列10的射出侧排列无光泽板20而形成复合扩散板100的情况下，优选复合扩散板100的顶部宽度在随机微透镜阵列10的顶部宽度的1.200倍以内。

(顶部宽度的定义)

接着，参照图3～图5说明本申请说明书中的顶部宽度的测量方法。图3是表示相对于视角的强度分布的一例子的曲线图。图4是表示对相对于视角的强度分布的一例子进行移动平均化处理后的分布的曲线图。图5是表示对移动平均化处理后的相对于视角的强度分布进行二阶微分后的分布的曲线图。

首先，向扩散板照射He-Ne激光，并将由该He-Ne激光产生的透射图像投影到磨砂玻璃上。使用CCD(Charge-Coupled Device)照相机拍摄该透射图像，根据透射图像生成亮度信息。如图3所示，根据生成的亮度信息求出相对于视角的强度分布。如图4所示，对所得到的相对于视角的强度分布进行移动平均化处理，并使该分布曲线平滑化。如图5所示，对平滑化的分布曲线进行二阶微分处理。求出该二阶微分处理后的分布曲线中的拐点。在此，顶部宽度相当于图4所示的相对于视角的强度的分布曲线中的高帽状部分的宽度，为在自视角的绝对值的最大值朝向0°去时最初存在的拐点彼此之间的角度上的宽度。所谓高帽状部分是指，例如以朝向视角的增加方向去依次将一端部、上升部、中央部、下降部以及另一端部连接起来的方式包含它们，中央部高于一端部和另一端部，上升部以朝向视角的增加方向上升的方式倾斜。下降部以朝向视角的增加方向下降的方式倾斜。上升部和下降部分别具有拐点。顶部宽度也可以为该拐点彼此之间的宽度。

具体而言，在图5中，顶部宽度相当于自第1拐点P1到第2拐点P2的宽度。此处的第1拐点P1为自视角的绝对值的最大值中的正值即大约20°朝向0°去成为最初的拐点的角度也就是大约11°。另外，此处的第2拐点P2为自视角的绝对值的最大值中的负值即大约-20°朝向0°去成为最初的拐点的角度也就是大约-9°。也就是说，在图5所示的一例子中，顶部宽度为自大约-9°到大约11°的宽度，也就是大约20°。

(顶部宽度测量实验)

接着，参照图6～图10、图17以及图18，说明使用上述的顶部宽度的测量方法来测量复合扩散板和单一扩散板的顶部宽度的实验。图6是表示射出侧无光泽板的相对于视角的顶部宽度变化率的曲线图。图7和图9是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的照片。图8和图10是表示实施方式1的复合扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。图17是表示单一扩散板的透射图像的一例子的照片。图18是表示单一扩散板的透射图像的一例子的相对于视角的强度的曲线图。

测量出具有下述的表1所示的条件的复合扩散板和单一扩散板的顶部宽度。实施例1～8为具有与复合扩散板100(参照图1)相同的结构的复合扩散板。比较例1和比较例2为包括一片具有与随机微透镜阵列10(参照图1)相同的结构的微透镜阵列的单一扩散板。

表1

计算复合扩散板相对于具有相同的入射侧微透镜阵列的扩散角度的单一扩散板而言的顶部宽度的变化率，在图6中示出该结果。扩散板的扩散角度是对向扩散板照射光并使光扩散而得到的扩散光的中心照度的半值进行全角表示得到的值。具体而言，入射侧微透镜阵列的扩散角度为10°的情况、也就是实施例1～4的顶部宽度变化率为，将实施例1～4各自的顶部宽度除以比较例1的顶部宽度得到的值。入射侧微透镜阵列的扩散角度为22°的情况、也就是实施例5～8的顶部宽度变化率为，将实施例5～8各自的顶部宽度除以比较例2的顶部宽度得到的值。在图7和图8中表示了实施例3的透射图像和相对于其视角的强度。在图9和图10中表示了实施例4的透射图像和相对于其视角的强度。在图17和图18中表示了比较例1的透射图像和相对于其视角的强度。

如图6所示，在入射侧微透镜阵列的扩散角度为10°的情况下，若射出侧的无光泽板的扩散角度变大，则顶部宽度变大。

例如，在无光泽板的扩散角度为5°时、也就是在实施例3中，顶部宽度变化率略低于1.200倍。如图7和图8所示，与比较例1的透射图像(参照图17和图18)相比，实施例3的透射图像略大且亮度不均较小。也就是说，透射图像的扩展程度并不太大。另外，可确认出能够抑制亮度不均。具体而言，未确认出高帽状的分布曲线的中央部的强度变动。

另外，在射出侧无光泽板的扩散角度为10°时，也就是说，在实施例4中，顶部宽度变化率超过1.30。如图9和图10所示，与比较例1的透射图像(参照图17和图18)相比，实施例1的透射图像较大且亮度不均较小。也就是说，透射图像的扩展程度较大。另外，可确认出亮度不均减小。具体而言，未确认出高帽状的分布曲线的中央部的强度变动。

另一方面，在入射侧微透镜阵列的扩散角度为22°的情况下，若射出侧的无光泽板的扩散角度变大，则顶部宽度变化率为大约1.00～大约1.02，几乎不产生变化，但可确认出亮度不均减小。但是，在无光泽板的扩散角度为10°时，也就是说，在实施例8中，高帽特性消失，无法测量顶部宽度。因此，无法计算顶部宽度变化率。

根据上述的顶部宽度变化率的计算结果和肉眼观察透射图像得到的结果可知，若无光泽板的扩散角度在5°以下，则透射图像的扩展并不太大。在要求抑制透射图像的扩展的情况下，优选以顶部宽度变化率在1.200倍以下的方式选择射出侧的无光泽板的扩散角度。另一方面，在实施例1～8的任一实施例中，可确认出顶部宽度变化率在1.006倍以上、且局部的亮度不均减小。因而，即使选择射出侧的无光泽板的扩散角度，以使顶部宽度变化率在1.006倍以上，也能够更可靠地抑制局部的亮度不均。

以上，根据实施方式1的复合扩散板，通过排列随机微透镜阵列和无光泽板，能够抑制高帽状的中央处的强度变动，从而能够抑制局部的亮度不均。

另外，根据实施方式1的复合扩散板，能够抑制顶部宽度变化率，从而能够抑制扩散光的扩散。因而，扩散光的强度分布曲线能够良好地维持高帽形状。在使限定的范围明亮即可的用途、例如平视显示器等的只要使驾驶员的视野明亮即可的用途中，优选使用以具有高帽状的强度分布曲线的方式使光扩散的扩散板。因而，在将实施方式1的复合扩散板应用于这样的用途时，以具有高帽状的强度分布曲线的方式使光扩散并且对亮度不均进行校正，非常适合。

另外，存在一种包括透镜高度及加高量均匀的均匀微透镜阵列和无光泽板20的复合扩散板。在这样的复合扩散板中，即使以具有期望的扩散特性的方式对均匀微透镜阵列进行光学设计，因均匀微透镜阵列中包括的微透镜所产生的衍射和干涉而强烈地产生亮度不均，仅利用无光泽板20无法充分地进行校正。为了校正该亮度不均，考虑有提高无光泽板20的粗糙面的扩散角度的方法，但在应用该方法时，作为复合扩散板的扩散特性变化，而无法获得期望的扩散特性。与这样的复合扩散板相比，复合扩散板100能够抑制因衍射和干涉而产生的亮度不均、且能够获得期望的扩散特性，并能够使用无光泽板20对残存的亮度不均进行校正。

(加高高度随机微透镜阵列的制造方法)

接着，说明加高高度随机微透镜阵列的制造方法。

在制造加高高度随机微透镜阵列之前，先进行设计。首先，根据形成复合扩散板的材料的光学物理性质和期望的扩散角度分布，设计基准的透镜形状。微透镜的主面的形状既可以是球面也可以是非球面。能够使用光线跟踪法等进行光学设计。当将具有正六边形的底面的微透镜在板上配置成三角形格子状时，能够在板上最密集地铺装微透镜，因而优选。另外，为了使扩散角度特性具有各向异性，可以任意地设定微透镜的纵横比。作为微透镜的底面形状，除六边形以外，可列举四边形等。在微透镜的底面形状为四边形的情况下，可以将微透镜在板上配置成正方形格子状。

另外，设定微透镜之间的相位差ΔP。具体而言，使用上述的数学式1，根据形成微透镜12的材料的折射率n、光源的波长λ以及微透镜12的凸部最大高度的最大高低差ΔH设定相位差ΔP。由此，生成将多个微透镜排列在期望的面积的微透镜阵列的曝光用数据。这样的多个微透镜分别具有大致相同的透镜曲率、且分别具有不同的加高量。

首先，在基板上涂布光致抗蚀剂，用激光束一边扫描一边照射所涂布的光致抗蚀剂，根据曝光用数据对所照射的光致抗蚀剂进行曝光(曝光工序S1)。在此，所使用的激光束的波长没有特殊限定，能够根据所使用的光致抗蚀剂的种类进行选择。激光束的波长能够选择例如，351nm、364nm、458nm、488nm(Ar+激光的振荡波长)、351nm、406nm、413nm(Kr+激光的振荡波长)、352nm、442nm(He-Cd激光的振荡波长)、355nm、473nm(半导体激发固体激光的脉冲振荡波长)、375nm、405nm、445nm、488nm(半导体激光)等。

接着，使曝光后的光致抗蚀剂显影，形成光致抗蚀剂母板(显影工序S2)。作为显影方法，可列举使曝光后的光致抗蚀剂浸渍于碱性显影液的方法。作为碱性显影液，可列举四甲基氢氧化铵(TMAH)等。在显影工序中，根据曝光量，使光致抗蚀剂的一部分自基板去除，残留于基板的光致抗蚀剂具有基于所设计的微透镜阵列的凹凸形状。

然后，通过进行电铸，从而在光致抗蚀剂母板的光致抗蚀剂的表面上形成由镍构成的板状的压模(电铸工序S3)。在压模的表面转印有光致抗蚀剂的凹凸形状。将压模自光致抗蚀剂母板剥离并进行使用。

最后，进行一边加热丙烯酸片一边利用压模进行压制的热压成型(成型工序S4)。在成型工序S4中，作为成型方法，还可以代替热压成型而使用注塑成型、使用紫外线固化树脂的压印成型等。

经过以上的曝光工序S1～成型工序S4，能够制造加高高度随机微透镜阵列。

实施方式2

接着，参照图11，说明实施方式2的复合扩散板。图11是实施方式2的复合扩散板的侧视图。与实施方式1的复合扩散板相比，实施方式2的复合扩散板除了使用均匀随机微阵列来代替无光泽板20以外，具有与实施方式1的复合扩散板相同的结构。仅对除共同的结构以外的不同结构进行说明。

如图11所示，复合扩散板200包括配置于随机微透镜阵列10的射出侧的均匀微透镜阵列30。均匀微透镜阵列30具有设于板31的入射侧的主面的多个微透镜32。多个微透镜32中几乎没有相位差，以相位差实质成为0(零)的方式进行光学设计。

在此，在使入射光入射到复合扩散板200的随机微透镜阵列10时，入射光依次透过随机微透镜阵列10、均匀微透镜阵列30。复合扩散板200能够作为透射型屏幕使用。随机微透镜阵列10的扩散效果和均匀微透镜阵列30的扩散效果叠加，能够抑制因衍射和干涉而产生的亮度不均。

根据实施方式2的复合扩散板，能够更可靠地抑制局部的亮度不均。而且，不需要以较高的精度对扩散板彼此进行定位。

实施方式3

接着，参照图12说明实施方式3的复合扩散板。图12是实施方式3的复合扩散板的侧视图。与实施方式1的复合扩散板相比，实施方式3的复合扩散板除了包括反射板且微透镜阵列的朝向以外，具有与实施方式1的复合扩散板相同的结构。

如图12所示，复合扩散板300包括随机微透镜阵列10和反射板320。随机微透镜阵列10和反射板320按照该顺序自入射侧排列。复合扩散板300能够作为反射型屏幕使用。

随机微透镜阵列10具有板11和配置于板11的主面的微透镜12。随机微透镜阵列10以微透镜12朝向入射侧的方式设置。

反射板320具有板主体21、配置于板主体21的主面的细微凹凸图案22以及配置于与细微凹凸图案22所配置的主面相反的那一侧的主面的镜片323。反射板320以细微凹凸图案22朝向入射侧的方式设置。

在此，在向复合扩散板300的随机微透镜阵列10照射光时，光透过随机微透镜阵列10、细微凹凸图案22以及板主体21并被镜片323反射。接着，反射的光透过板主体21、细微凹凸图案22以及随机微透镜阵列10，朝向入射侧射出。在随机微透镜阵列10中未完全消除而残留的亮度不均被镜片323反射，进一步扩散从而降低。

以上，根据实施方式3，能够抑制局部的亮度不均、且能够反射扩散光。

(激光照射实验)

接着，参照图13～图16、图19～图22说明向复合扩散板和单一扩散板照射激光的实验。

实施例2-1为具有与复合扩散板100(参照图1)相同的结构的复合扩散板。实施例2-2为具有与复合扩散板200(参照图11)相同的结构的复合扩散板。作为实施例2-1和实施例2-2的随机微透镜阵列，使用了具有底面呈四边形状的微透镜的随机微透镜阵列。在该随机微透镜阵列中，多个微透镜以X方向上的节距为Px20μm、Y方向上的节距为Py37μm的方式排列，透镜曲率半径为58.5μm。

将构成微透镜12的材料的折射率n设为1.5、将波长λ设为750μm、将相位差ΔP设为1个波长，使用上述数学式1，将透镜的凸部最大高度的最大高低差(加高高度)ΔH设为1.5μm。

另外，将随机微透镜阵列的板上的大约30mm见方的区域设计为微透镜阵列区域。另外，将微透镜阵列区域中的大约400μm见方的区域设计为单位区域。单位区域在微透镜阵列区域中排列成格子状。

使用基于上述的设定和设计的曝光用数据，进行曝光工序S1、显影工序S2、第一次电铸工序S3、第二次电铸工序S3，而得到压模。在该压模中形成有由凹透镜形成的微透镜阵列。另外，使用该压模进行成型工序S4，得到随机微透镜阵列。

在实施例2-1中，随机微透镜阵列与无光泽板之间的距离为1mm。该无光泽板具有扩散角度5°。

在实施例2-2中，随机微透镜阵列与均匀微透镜阵列之间的距离为1mm。该均匀微透镜阵列包括具有四边形状的底面的多个微透镜，该多个微透镜以X方向上的节距为Px20μm、Y方向上的节距为Py37μm的方式排列，其透镜曲率半径为58.5μm。

比较例2-1为包括具有与实施例2-1和实施例2-2中使用的随机微透镜阵列相同的结构的随机微透镜阵列的单一扩散板。比较例2-2为排列两片与均匀微透镜阵列30(参照图11)相同的结构的均匀微透镜阵列而形成的复合扩散板。另外，与专利文献3中公开的复合扩散板不同，这两片排列的均匀微透镜阵列配置为相对于微透镜顶点的角度不一致。

向实施例2-1、实施例2-2、比较例2-1以及比较例2-2照射He-Ne激光，拍摄其透射图像，测量出相对于视角的强度。图13和图14中示出实施例2-1的透射图像和相对于其视角的强度。图15和图16中示出实施例2-2的透射图像和相对于其视角的强度。图19和图20中示出比较例2-1的透射图像和相对于其视角的强度。图21和图22中示出比较例2-2的透射图像和相对于其视角的强度。

如图19和图20所示，在比较例2-1的透射图像中，亮度是在中央部，具体而言是在从视角-5°至5°的范围大幅度地变动，局部产生了亮度不均。可以认为，该亮度不均是因衍射现象和干涉现象而产生的，仅利用加高高度随机微透镜阵列无法充分地校正。

如图13和图14所示，实施例2―1的透射图像与比较例2-1的透射图像(参照图19和图20。)相比，亮度不均在中央部较小。可以认为，由于无光泽板具有使光扩散的效果，因此抑制了产生局部的亮度不均。

如图15和图16所示，实施例2-2的透射图像与比较例2-1的透射图像(参照图19和图20。)相比，亮度不均在中央部较小。可以认为，由于均匀微透镜阵列具有使光扩散的效果，因此抑制了产生局部的亮度不均。

如图21和图22所示，与比较例2-1的透射图像(参照图19和图20。)相比，在比较例2-2的透射图像中整体上产生了较大的亮度不均。可以认为，在比较例2-2中，由于两片均匀微透镜阵列配置为相对于微透镜顶点的角度不一致，因此亮度不均较大。

另外，在专利文献2中公开了一种这样的单一扩散板：在微透镜阵列的背面侧设置包括细微凹凸构造的粗糙面并且粗糙面配置于液晶显示器的光源侧。但是，与该单一扩散板相比，上述的实施方式的复合扩散板能够抑制由衍射产生的亮度不均。

另外，在专利文献3中公开了一种这样的复合扩散板：相对于一个微透镜阵列的微透镜的顶点，使另一个微透镜阵列的微透镜的顶点的角度偏离一定角度，从而改善亮度不均。另外，在专利文献4中公开有一种这样的复合扩散板：通过使入射侧的微透镜阵列的透镜间隔相对于射出侧的微透镜阵列减小整数倍，从而改善亮度不均。另外，在专利文献5和非专利文献1中，公开有一种通过将两片微透镜阵列配置于焦距的位置从而改善亮度不均的复合扩散板。但是，与这些复合扩散板相比，上述的实施方式的复合扩散板即使不特别限定多片扩散板的配置方法，也能够抑制产生局部的亮度不均。特别是，在非专利文献1中，将两片微透镜阵列的距离的公差设定为±0.5μm、将两片微透镜阵列各自的微透镜顶点彼此之间的角度的偏离公差设定为±3mdeg，规定得非常窄，因此，在安装于平视显示器等产品时非常难以定位。另外，可能产生因平视显示器的使用温湿度环境的变化而导致的构件变形、安装位置的变动，偏离所述公差而产生亮度不均。

此外，本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内进行适当改变。

例如，在实施方式1的复合扩散板中，在入射侧配置随机微透镜阵列且在射出侧配置无光泽板，但也可以在入射侧配置无光泽板并且在射出侧配置随机微透镜阵列。另外，随机微透镜阵列在射出侧的主面上具有微透镜，但也可以在入射侧的主面上具有微透镜。

例如，在实施方式2的复合扩散板中，在入射侧配置随机微透镜阵列且在射出侧配置均匀微透镜阵列，但也可以在入射侧配置均匀微透镜阵列且在射出侧配置随机微透镜阵列。另外，在入射侧配置均匀微透镜阵列且在射出侧配置随机微透镜阵列的情况下，由于随机微透镜阵列与均匀微透镜阵列相比难以产生衍射，因此，进一步抑制亮度不均，因而优选。

另外，随机微透镜阵列在射出侧的主面上具有微透镜，但也可以在入射侧的主面上具有微透镜。另外，均匀微透镜阵列在射出侧的主面上具有微透镜，但也可以在入射侧的主面上具有微透镜。

该申请要求以2015年4月8日提出申请的日本申请特愿2015-078995为基础的优先权，并将其公开的全部内容编入本申请中。

附图标记说明

100、200、300、复合扩散板；10、随机微透镜阵列；11、板；12、微透镜；12a、12b、12c、微透镜；12aa、12ba、12ca、透镜部；12ab、12bb、12cb、加高部；20、无光泽板；21、板主体；22、细微凹凸图案；30、均匀微透镜阵列；31、板；32、微透镜；220、均匀微透镜阵列；320、反射板；323、镜片；P1、P2、拐点。

Claims

1.一种复合扩散板，其是自入射侧依次排列第1扩散板和第2扩散板而成的，其中，

所述第1扩散板包括在射出侧具有多个微透镜的随机微透镜阵列，

所述多个微透镜具有能够定义透镜形状的多个参数，

所述多个参数中的至少一个参数随机分布，

所述随机微透镜阵列使透过的光产生相位差，

所述第1扩散板的扩散光强度沿着高帽状的曲线分布，

所述第1扩散板的扩散角度为所述第2扩散板的扩散角度以上，

在扩散光强度的分布曲线中，将自视角0°到视角的绝对值的最大值中的正值为止的、视角最大的第1拐点与自视角的绝对值的最大值中的负值到视角0°为止的、视角最小的第2拐点之间的宽度设为顶部宽度时，

所述复合扩散板的顶部宽度相对于所述第1扩散板的所述扩散光强度的分布曲线的顶部宽度为1.200倍以下。

2.根据权利要求1所述的复合扩散板，其特征在于，

所述第2扩散板包括在主面具有细微凹凸图案的无光泽板。

3.根据权利要求1所述的复合扩散板，其特征在于，

所述第2扩散板包括均匀微透镜阵列，

所述均匀微透镜阵列是将多个实质上相同形状的微透镜以实质上相同的间隔排列而形成的。

4.根据权利要求1所述的复合扩散板，其特征在于，

所述随机微透镜阵列包括板和存在于所述板的主面上所述多个微透镜，

所述微透镜包括透镜部和将所述透镜部自所述板加高的加高部，

所述多个微透镜中的多个所述透镜部分别在凸方向上具有实质相同的长度，

所述多个微透镜中的多个所述加高部的加高量分布在规定的范围以内，

所述微透镜具有作为所述透镜部与所述加高部的高度之和的凸部最大高度，

所述多个微透镜中的所述凸部最大高度的最大高低差ΔH、构成所述微透镜的材料的折射率n以及光源的波长λ满足以下的关系：

0.2≤1000×ΔH×(n-1)/λ

其中，ΔH的单位为μm，λ的单位为nm。

5.根据权利要求1所述的复合扩散板，其特征在于，

还具有反射部，

所述反射部在所述第2扩散板上设于与入射侧相反的一侧的主面。