CN116324531A - 光扩散片、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法 - Google Patents

光扩散片、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法 Download PDF

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Abstract

光扩散片(43)组装于背光单元(40)，所述背光单元使用排列为二维矩阵状的多个光源(42)。在光扩散片(43)的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部(22)排列为二维矩阵状。多个凹部(22)的排列方向与多个光源(42)的排列方向的交叉角度为30°以上60°以下。

Description

光扩散片、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元 的制造方法
技术领域
本公开涉及光扩散片、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法。
背景技术
作为智能手机、平板电脑终端等各种信息设备的显示装置，液晶显示装置(以下，有时也称为液晶显示器。)被广泛利用。作为液晶显示器的背光，光源配置于液晶面板的侧面附近的边缘发光方式成为主流。
在采用直下型背光的情况下，为了使来自LED(Light Emitting Diode；发光二极管)等光源的光扩散并在画面整体上提升亮度、色度的均匀性，使用光扩散片(例如参照专利文献1)。
在笔记本电脑、平板电脑等薄型显示器的直下型背光单元中，例如使用倒金字塔状的凹部二维排列的光扩散片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-129277号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在现有的光扩散片中，还无法得到充分的亮度均匀性。
本公开的目的在于提供能够提升亮度均匀性的光扩散片。
用于解决技术问题的方案
为了达到所述的目的，本公开的光扩散片组装于背光单元中，所述背光单元使用排列为二维矩阵状的多个光源，其中，在所述光扩散片的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部排列为二维矩阵状，所述多个凹部的排列方向与所述多个光源的排列方向的交叉角度为30°以上60°以下。
根据本公开的光扩散片，由于将凹部的排列方向与光源的排列方向的交叉角度设定为30°以上60°以下，因此能够在光源间距离大亮度易于降低的光源排列的对角方向(相对于光源的排列方向倾斜45°的方向)上增大从光扩散片射出的光的强度，从而能够提升亮度均匀性。
需要说明的是，在本公开中，“多个光源排列为二维矩阵状”包含“由数个小型光源构成的光源群排列为二维矩阵状的情况”，在该情况下，构成各光源群的小型光源本身也可以不排列为二维矩阵状。
在本公开的光扩散片中，当所述交叉角度为35°以上55°以下，进一步优选为40°以上50°以下时，能够进一步提升亮度均匀性。
在本公开的光扩散片中，当所述多个凹部设置于出光面时，易于在光源排列的对角方向上增大从光扩散片射出的光的强度。
本公开的背光单元组装于液晶显示装置中，将从排列为二维矩阵状的多个光源发出的光导向显示画面，其中，在所述显示画面与所述多个光源之间，包括本公开的光扩散片。
根据本公开的背光单元，由于包括前述的本公开的光扩散片，因此能够提升亮度均匀性。
在本公开的背光单元中，当配置多个所述光扩散片时，由于光通过多个光扩散片被反复扩散，因此进一步提升亮度均匀性。
在本公开的背光单元中，在所述显示画面与所述多个光源之间，可以进一步包括对从所述多个光源发出的光的波长进行转换的颜色转换片。这样一来，在使用白色光源以外的其他光源作为光源的情况下，也能够构成背光单元。
在本公开的背光单元中，在所述光扩散片与所述显示画面之间，可以包括使从所述多个光源发出的光的亮度提升的亮度提升片。这样一来，能够一边提升亮度均匀性一边增大亮度。
在本公开的背光单元中，所述多个光源可以配置在反射片之上，所述反射片设置在从所述扩散片来看与所述显示画面相反的一侧。这样一来，由于在光扩散片与反射片之间的多重反射，光被进一步扩散，因此进一步提升亮度均匀性。
本公开的液晶显示装置包括本公开的背光单元和液晶显示面板。
根据本公开的液晶显示装置，由于包括本公开的背光单元，因此能够提升亮度均匀性。
本公开的信息设备包括本公开的液晶显示装置。
根据本公开的信息设备，由于包括本公开的液晶显示装置，因此能够提升亮度均匀性。
本公开的背光单元的制造方法中，所述背光单元组装于液晶显示装置中，将从排列为二维矩阵状的多个光源发出的光导向显示画面，其中，所述制造方法包括：配置所述多个光源的工序；和配置光扩散片的工序，在所述光扩散片的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部排列为二维矩阵状，以使得所述多个凹部的排列方向与所述多个光源的排列方向的交叉角度成为30°以上60°以下的方式配置所述多个光源以及所述光扩散片。
根据本公开的背光单元的制造方法，将光扩散片的凹部的排列方向与光源的排列方向的交叉角度设定为30°以上60°以下。因此，能够在光源间距离大亮度易于降低的光源排列的对角方向(相对于光源的排列方向倾斜45°的方向)上增大从光扩散片射出的光的强度，从而能够提升亮度均匀性。
发明效果
根据本公开，能够提供能够提升亮度均匀性的光扩散片。
附图说明
图1是包括实施方式的背光单元的液晶显示装置的剖视图。
图2是组装有实施方式的光扩散片的背光单元的剖视图。
图3是示出图2所示的背光单元中的光源的配置的一例的俯视图。
图4是实施方式的光扩散片的剖视图。
图5是实施方式的光扩散片的立体图。
图6是示出实施方式的光扩散片中的凹部的排列的一例的俯视图。
图7是示出实施例的光扩散片的配置角与棱镜片的配置角的关系的图。
图8是示出使实施例的光扩散片的配置角度产生变化的情况下的亮度均匀性的变化的图。
图9是示出将实施例的光扩散片的配置角度固定在45°以及0°并使棱镜片的配置角度产生变化的情况下的亮度均匀性的变化的图。
图10是示出使实施例的光扩散片的配置角度与棱镜片的配置角度一同产生变化的情况下的亮度均匀性的变化的图。
图11是示出将实施例的光扩散片3层层叠并使各个片的配置角度产生各种变化的情况下的亮度均匀性的图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，关于实施方式的光扩散片、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法，一边参照附图一边进行说明。需要说明的是，本公开的范围不限定于以下的实施方式，而是能够在本公开的技术思想的范围内任意地进行变更。
＜液晶显示装置＞
如图1所示，液晶显示装置50包括：液晶显示面板5；贴附于液晶显示面板5的下表面的第一偏光板6；贴附于液晶显示面板5的上表面的第二偏光板7；和隔着第一偏光板6设置在液晶显示面板5的背面侧的背光单元40。
液晶显示面板5包括：以相互对置的方式设置的TFT基板1与CF基板2；设置于TFT基板1与CF基板2之间的液晶层3；和为了将液晶层3封入于TFT基板1与CF基板2之间而设置为框状的密封材料(省略图示)。
从正面(图1的上方)观察到的液晶显示装置50的显示画面50a的形状原则上为长方形或正方形，但是不限于此，也可以是长方形的角倒圆角后的形状、椭圆形、圆形、梯形或机动车的仪表板等任意的形状。
在液晶显示装置50中，在对应于各像素电极的各个子像素中，对液晶层3施加规定大小的电压而改变液晶层3的取向状态。由此，调整从背光单元40经由第一偏光板6入射的光的透射率。调整了透射率的光经由第二偏光板7出射而显示图像。
本实施方式的液晶显示装置50可用作组装于各种信息设备(例如汽车导航仪等车载装置、个人计算机、移动电话、笔记本电脑、平板电脑等便携信息终端、便携式游戏机、复印机、售票机、现金自动存取机等)中的显示装置。
TFT基板1例如包括：在玻璃基板上设置为矩阵状的多个TFT；以覆盖各TFT的方式设置的层间绝缘膜；在层间绝缘膜上设置为矩阵状且分别与多个TFT连接的多个像素电极；和以覆盖各像素电极的方式设置的取向膜。CF基板2例如包括：在玻璃基板上设置为网格状的黑色矩阵；包含分别设置于黑色矩阵的各个网格间的红色层、绿色层以及蓝色层的彩色滤光片；以覆盖黑色矩阵以及彩色滤光片的方式设置的共用电极；和以覆盖共用电极的方式设置的取向膜。液晶层3由包含液晶分子的向列型液晶材料等构成，所述液晶分子具有光电特性。第一偏光板6和第二偏光板7例如包括：具有单向偏光轴的偏光片层；和以夹持该偏光片层的方式设置的一对保护层。
＜背光单元＞
如图2所示，背光单元40具有：反射片41；二维状地配置于反射片41上的多个光源42；设置在多个光源42的上侧的光扩散片43；和设置在光扩散片43的上侧(显示画面50a侧)的亮度提升片48。在图2所示的背光单元40中，在光源42与光扩散片43之间配置有颜色转换片46，在亮度提升片48的上侧(显示画面50a侧)配置有上侧光扩散片47。关于光扩散片43的详细情况在后叙述。
[反射片]
反射片41由例如白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂所制的膜、银蒸镀膜等构成。
[光源]
对光源42的种类无特别限定，例如可以是LED元件、激光元件等，从成本、生产性等观点出发可以使用LED元件。为了调节成为光源42的LED元件的出光角度特性，可以对LED元件装配透镜。光源42可以在俯视的情况具有矩形形状，在该情况下，一条边的长度可以为10μm以上(优选为50μm以上)10mm以下(优选为5mm以下)。对光源42的配置数量也无特别限定，但在分散配置多个光源42的情况下，优选规则地配置于反射片41上。所谓规则地配置是指具有一定的规律性地配置，例如，将光源42以等间隔配置的情况属于规则性地配置。在以等间隔配置光源42的情况下，相邻的两个小型光源42的中心间距离可以为0.5mm以上(优选为2mm以上)20mm以下。
在本实施方式中，例如如图3所示，将由LED元件构成的多个光源42以一定的间隔配置为X方向以及Y方向的二维阵列状。换言之，多个光源42沿着相互正交的两个方向(X方向以及Y方向)排列。另外，在本实施方式中，作为光源42使用蓝色光源。蓝色光源例如可以发出在CIE1931的色度坐标中为x＜0.24、y＜0.18的光。需要说明的是，作为光源42，也可以使用白色光源。白色光源由峰值波长为蓝色区域的LED元件、峰值波长为绿色区域的LED元件和峰值波长为红色区域的LED元件构成，例如可以发出在CIE1931的色度坐标中为0.24＜x＜0.42、0.18＜y＜0.48的光。
[颜色转换片]
颜色转换片46例如是将来自作为蓝色光源的光源42的光转换为以任意颜色(例如绿色、红色)的波长作为峰值波长的光的波长转换片。颜色转换片46例如将波长450nm的蓝色光转换为波长540nm的绿色光与波长650nm的红色光。在该情况下，当使用发出波长450nm的蓝色光的光源42时，在颜色转换片46的作用下蓝色光部分地转换为绿色光与红色光，因此透射过颜色转换片46的光变为白色光。作为颜色转换片46，例如可以使用QD(量子点)片、荧光片等。
需要说明的是，作为光源42，在使用白色光源的情况下，可以不设置颜色转换片46。另外，颜色转换片46只要是配置在光源42与后述的亮度提升片48之间即可，并无特别限定。例如，颜色转换片46可以配置在光扩散片43与亮度提升片48之间。
[亮度提升片]
亮度提升片47具有从靠近光源42的一方起依次层叠下侧棱镜片44与上侧棱镜片45而成的结构。棱镜片44以及棱镜片45由于需要使光线透射，因此以透明(例如无色透明)的合成树脂作为主要成分而形成。棱镜片44和棱镜片45可以一体地形成。下侧棱镜片44具有基材层44a和由层叠在基材层44a的表面的多个突条棱镜部44b构成的突起列。同样地，上侧棱镜片45具有基材层45a和由层叠在基材层45a的表面的多个突条棱镜部45b构成的突起列。突条棱镜部44b和突条棱镜部45b分别以条纹状层叠在基材层44a与基材层45a的表面。突条棱镜部44b和突条棱镜部45b分别为背面与基材层44a和基材层45a的表面相接的三棱柱状体。突条棱镜部44b的延伸方向与突条棱镜部45b的延伸方向相互正交。由此，能够利用下侧棱镜片44使从光扩散片43入射的光线向法线方向侧折射，并进一步利用上侧棱镜片45使从下侧棱镜片44出射的光线折射为相对于显示画面50a大致垂直地前进。
棱镜片44以及棱镜片45的厚度(从基材层44a以及基材层45a的背面到突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的顶点的高度)的下限例如可以为50μm左右，进一步优选为100μm左右。棱镜片44以及棱镜片45的厚度的上限可以为200μm左右，进一步优选为180μm左右。棱镜片44以及棱镜片45中的突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的间距的下限例如可以为20μm左右，进一步优选为25μm左右。棱镜片44以及棱镜片45中的突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的间距的上限例如可以为100μm左右，进一步优选为60μm左右。突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的顶角例如可以为85°以上95°以下。突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的折射率的下限例如可以为1.5，进一步优选为1.55。突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的折射率的上限例如可以为1.7。
棱镜片44以及棱镜片45例如可以是在由PET(polyethylene terephthalate；聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜构成的基材层44a以及基材层45a上使用UV固化型丙烯酸系树脂设置经形状转印而成的突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b的构件，或者也可以是突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b与基材层44a以及基材层45a一体成型而成的构件。
需要说明的是，在本实施方式中，作为亮度提升片48，使用了棱镜片44以及棱镜片45，但也可以取而代之而使用能够增大从光源42发出的光的亮度的其他光学片。
[上侧光扩散片]
上侧光扩散片47配设于上侧棱镜片45的上侧(显示画面50a侧)。上侧光扩散片47可以构成为基材层与光扩散层的双层结构体。基材层因为需要使光线透射，所以可以以透明(例如无色透明)的合成树脂作为主要成分而形成。光扩散层也可以具有树脂基体和在树脂基体中分散的树脂珠。
[其他的光学片]
虽然省略了图示，但也可以在上侧光扩散片47的上侧(显示画面50a侧)设置偏光片。偏光片通过防止从背光单元40出射的光被液晶显示装置50的第一偏光板6吸收而提升显示画面50a的亮度。
[光扩散片]
在图2所示的背光单元40中，例如层叠3片相同结构的光扩散片43并设置于背光单元40。光扩散片43也可以层叠1片或2片使用，或者也可以层叠4片以上使用。如图4所示，光扩散片43具有基材层21。光扩散片43(基材层21)具有成为光出射面的第一面21a和成为光入射面的第二面21b。即，光扩散片43以使第二面21b朝向光源42那一方的方式配置。成为基材层21的基体的树脂只要是由透射光的材料构成即可，并无特别限定，例如可以是丙烯酸、聚苯乙烯、聚碳酸酯、MS(甲基丙烯酸甲酯·苯乙烯共聚)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素、聚酰亚胺等。基材层21可以包含扩散剂以及其他的添加剂，或者也可以实质上不含有添加剂。对基材层21中可含有的添加剂无特别限定，例如可以是二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等无机粒子，也可以是例如丙烯酸、丙烯腈、硅酮、聚苯乙烯、聚酰胺等有机粒子。
对光扩散片43的厚度无特别限定，例如可以是3mm以下(优选为2mm以下，进一步优选为1.5mm以下，更进一步优选为1mm以下)50μm以上。当光扩散片43的厚度超过3mm时，难以达成液晶显示器的轻薄化。当光扩散片43的厚度低于50μm时，难以使亮度均匀。光扩散片43可以是膜状，也可以是板(plate)状。
在光扩散片43的第一面21a(出光面)，如图5所示，大致倒四棱锥状(倒金字塔状)的多个凹部22排列为二维矩阵状。换言之，多个凹部22沿着相互正交的两个方向(图6所示的X1方向以及Y1方向)排列。相邻的凹部22彼此间由棱线111划分。棱线111沿着排列凹部22的两个方向延伸。凹部22的中心(倒金字塔的顶点)112是凹部22的最深部。在图5中，为了简便而例示了凹部22配置为5×5的矩阵状的情形，但是凹部22的实际的排列数远多于此。在多个凹部22的二维排列中，各凹部22可以无间隙地设置于第一面21a，也可以空出规定的间隔而设置。另外，在不损害光扩散效果的程度内，一部分凹部22可以随机地排列。
凹部22的顶角θ例如可以为90°，凹部22的排列间距p例如可以为100μm，凹部22的深度例如可以为50μm。所谓凹部22的顶角θ是指：用相对于光扩散片43的配置面垂直的面(纵剖面)以通过凹部22的中心(倒金字塔的顶点112)且将夹住该中心相对的一对斜面垂直地横切的方式剖切时，在出现的剖面上，斜面的剖面线彼此形成的角。另外，凹部22的排列间距p是指相邻的凹部22的中心(倒金字塔的顶点112)彼此之间的距离(沿着平行于光扩散片43的配置面的方向的距离)。
光扩散片43的第二面21b例如可以是平坦面(镜面)或压花加工面。
光扩散片43可以由在第一面21a具有凹凸形状(凹部22)的基材层21的1层结构构成。光扩散片43也可以由两面平坦的基材层和在一个面具有凹凸形状的层这两层结构构成。光扩散片43也可以由3层以上的结构构成，该3层以上的结构包含在一个面具有凹凸形状的层。对光扩散片43的制造方法无特别限定，例如，可以使用挤出成型法、射出成型法等。
使用挤出成型法制造在表面具有凹凸形状的单层的光扩散片的流程如下。首先，将颗粒状的塑料粒子(可以添加扩散剂)投入单轴挤出机，一边加热一边熔融，进行混炼。然后，用两根金属辊夹住通过T型模具被挤出的熔融树脂并冷却后，使用导辊输送，通过片材切割机切割成单张平板，从而制作出光扩散片。此处，通过使用在表面具有将所期望的凹凸形状反转后的形状的金属辊夹住熔融树脂，从而辊表面的反转形状转印在树脂上，因此能够将所期望的凹凸形状赋形于扩散片表面。另外，由于转印至树脂的形状不一定是辊表面的形状被百分百转印而成，因此可以从转印程度逆推从而设计辊表面的形状。
在使用挤出成型法制造在表面具有凹凸形状的两层结构的光扩散片的情况下，例如，分别向两台单轴挤出机投入形成各层所需的颗粒状的塑料粒子后，按各层实施与前述同样的流程，将制作而成的各片层叠即可。
或者，也可以如下所述制作在表面具有凹凸形状的两层结构的光扩散片。首先，分别向两台单轴挤出机投入形成各层所需的颗粒状的塑料粒子，一边加热一边熔融，进行混炼。然后，将成为各层的熔融树脂投入1个T型模具，在该T型模具内进行层叠，将被该T型模具挤出的层叠熔融树脂用两根金属辊夹住并冷却。然后，使用导辊输送层叠熔融树脂，通过片材切割机切割成单张平板，从而也可以制作在表面具有凹凸形状的两层结构的光扩散片。
另外，也可以通过使用UV(紫外线)的赋形转印，如下述这样制造光扩散片。首先，在具有欲转印的凹凸形状的反转形状的辊上填充未固化的紫外线固化树脂，将基材按压于该树脂。接下来，在填充有紫外线固化树脂的辊与基材成为一体的状态下，照射紫外线使树脂固化。接下来，使通过树脂赋形转印了凹凸形状后的片材从辊上剥离。最后，再次对片材进行紫外线照射而使树脂完全固化，制作在表面具有凹凸形状的光扩散片。
需要说明的是，在本公开中，虽然考虑到通过普通的形状转印技术难以形成几何学上严格的倒四棱锥的凹部的情况而使用“大致倒四棱锥”的表述，但是“大致倒四棱锥”包含真正或实质上被认为是倒四棱锥的形状。另外，“大致”是指能够近似，“大致倒四棱锥”是指能够近似为倒四棱锥的形状。例如，对于顶部平坦的“逆四棱台形”，顶部面积小到不会有损本发明的作用效果的程度的形状也包含在“大致倒四棱锥”中。另外，在因工业生产上的加工精度引起的不可避免的形状的偏差的范围内由“倒四棱锥”变形而成的形状也包含于“大致倒四棱锥”中。
＜实施方式的特征＞
本实施方式的光扩散片43组装于使用了排列为二维矩阵状的多个光源42的背光单元40中。在光扩散片43的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部22排列为二维矩阵状。多个凹部22的排列方向(图6的X1方向以及Y1方向)与多个光源42的排列方向(图3的X方向以及Y方向)的交叉角度为30°以上60°以下。
根据本实施方式的光扩散片43，由于将凹部22的排列方向与光源42的排列方向的交叉角度设定为30°以上60°以下，所以能够在光源间距离大亮度易于降低的光源排列的对角方向(相对于光源42的排列方向倾斜45°的方向)上增大从光扩散片43射出的光的强度，因此能够提升亮度均匀性。需要说明的是，在本实施方式中，“多个光源42排列为二维矩阵状”包括“由数个小型光源构成的光源群排列为二维矩阵状的情况”，在该情况下，构成各光源群的小型光源本身可以不排列为二维矩阵状。
在本实施方式的光扩散片43中，凹部22的排列方向与光源42的排列方向的所述交叉角度为35°以上55°以下，当进一步优选为40°以上50°以下时，能够进一步提升亮度均匀性。
在本实施方式的光扩散片43中，当凹部22设置于出光面时，在光源排列的对角方向上易于增大从光扩散片43射出的光的强度。
本实施方式的背光单元40组装于液晶显示装置50中，将由排列为二维矩阵状的多个光源42发出的光导向显示画面50a。背光单元40在显示画面50a与多个光源42之间包括前述的本实施方式的光扩散片43。
根据本实施方式的背光单元40，由于包括本实施方式的光扩散片43，因此能够提升亮度均匀性。
在本实施方式的背光单元40中，当配置多个光扩散片43时，光通过多个光扩散片43被反复扩散，因此亮度均匀性进一步提升。在该情况下，在多个光扩散片43的至少1个中，凹部22的排列方向与光源42的排列方向的交叉角度为30°以上60°以下。
在本实施方式的背光单元40中，在显示画面50a与多个光源42之间，还可以进一步包括转换从光源42发出的光的波长的颜色转换片46。这样一来，作为光源42，在使用白色光源以外的其他光源的情况下，也能够构成背光单元40。
在本实施方式的背光单元40中，在光扩散片43与显示画面50a之间，也可以包括使从光源42发出的光的亮度提升的亮度提升片48。这样一来，在提升亮度均匀性的同时也能够增大亮度。
在本实施方式的背光单元40中，多个光源42也可以配置于反射片41之上，该反射片41设置在从光扩散片43来看与显示画面50a相反的一侧。这样一来，由于在光扩散片43与反射片41之间的多重反射，光进一步被扩散，因此进一步提升亮度均匀性。
在本实施方式的背光单元40中，当光源42与光扩散片43之间的距离为5mm以下时，能够使背光单元40小型化。另外，考虑将来的中小型液晶显示器的轻薄化，光源42与光扩散片43的距离进一步优选为2.5mm以下，更进一步优选为1mm以下，最终也可以为0mm。
本实施方式的液晶显示装置50包括前述的本实施方式的背光单元40和液晶显示面板5。因此，利用背光单元40，能够提升亮度均匀性。组装有液晶显示装置50的信息设备(例如笔记本电脑、平板电脑等便携信息终端)也能够得到同样的效果。
本实施方式的背光单元40的制造方法包括：配置多个光源42的工序；和配置光扩散片43的工序，在光扩散片43的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部22排列为二维矩阵状地，以使得多个凹部22的排列方向与多个光源42的排列方向的交叉角度成为30°以上60°以下的方式，配置多个光源42以及光扩散片43。
根据本实施方式的背光单元40的制造方法，将光扩散片43的凹部22的排列方向与光源42的排列方向的交叉角度设定为30°以上60°以下。因此，能够在光源间距离大亮度易于降低的光源排列的对角方向上增大从光扩散片43射出的光的强度，由此能够提升亮度均匀性。
(实施例)
以下，关于实施例进行说明。
在实施例中，如图2所示，将厚度为110μm且为相同结构的光扩散片43以凹部22配置于出光面(第一面21a)的朝向地重叠3片，在此基础上，依次配置棱镜延伸方向相互正交的下侧棱镜片44以及上侧棱镜片45、和上侧光扩散片47。另外，在光扩散片43的下侧配置了由QD片构成的颜色转换片46。
在光扩散片43，顶角为90°的倒金字塔形状的凹部22以间距100μm二维排列。光扩散片43的入光面(第二面21b)为平坦面。
棱镜片44以及棱镜片45是在由PET膜构成的基材层44a以及基材层45a上使用由丙烯酸酯构成的UV固化型丙烯酸系树脂设置突条棱镜部44b以及突条棱镜部45b而形成的。下侧棱镜片44的总厚度为90μm，在下侧棱镜片44，高度为12μm且顶角为90°的突条棱镜部44b以间距24μm排列。上侧棱镜片45的总厚度为155μm，在上侧棱镜片45中，高度为25μm且顶角为90°的突条棱镜部45b以间距50μm排列。
需要说明的是，作为多个光源42，使用了由多个峰值波长为450nm(半值全宽为16nm)的蓝色LED以2.8mm的间距二维配置而成的LED阵列。
如下所述，一边使实施例的光扩散片43中的凹部22的排列方向与多个光源42的排列方向的交叉角度产生变化，一边研究亮度均匀性。
作为亮度测定的初始状态，如图7所示，将光扩散片43配置为使凹部22的1个排列方向与基准方向(光源42的排列方向(X方向))一致(配置角度为0°)，将下侧棱镜片44配置为使突条棱镜部44b的延伸方向相对于X方向逆时针旋转130°(配置角度为130°)，将上侧棱镜片45配置为使突条棱镜部45b的延伸方向相对于X方向逆时针旋转40°(配置角度为40°)。
作为第一测定，从初始状态一边使3片光扩散片43的配置朝向(配置角度)逆时针以每次旋转10°的方式旋转90°，一边研究亮度均匀性的变化。亮度均匀性评价如下。首先，如上所述，在多个光源42(LED阵列)之上，依次配置有颜色转换片46、3片光扩散片43、棱镜片44以及棱镜片45、上侧光扩散片47，为了抑制片类的浮起而在其上进一步放置透明玻璃板，使用拓普康(TOPCON TECHNOHOUSE)公司制造的二维色彩亮度计UA-200测定铅直方向上朝向(从LED阵列朝向玻璃板的方向)的亮度。接下来，对于得到的二维亮度分布图像，对各个LED的发光强度偏差进行校正，进行了用于抑制因异物等引起的亮点·暗点噪声的过滤处理后，算出关于全像素的亮度的平均值以及标准偏差。最后，将“亮度均匀性”定义为“亮度的平均值/亮度的标准偏差”并算出亮度均匀性。
在图8中示出第一测定中得到的亮度均匀性的变化(实线)。需要说明的是，在图8中，伴随着光扩散片43的旋转，“配置角度”从0°每次增加10°直至增加到90°，但由于光扩散片43在配置角度0°(180°)以及90°(270°)具有等价的排列，因此对于0～90°以外的“配置角度”，能够加上或者减去90°的倍数，从而换算为0～90°的“配置角度”。这样换算而成的“配置角度”等于光扩散片43的凹部22的排列方向与光源42的排列方向的交叉角度(以下，有时也简称为“交叉角度”)。
如图8所示，可知为了提升亮度均匀性，将光扩散片43的配置角度，也就是凹部22的排列方向与光源42的排列方向的交叉角度设定为30°以上60°以下，优选为35°以上55°以下，进一步优选为40°以上50°以下为好。需要说明的是，为了研究第一测定中的棱镜片44以及棱镜片45的配置角度的影响，将下侧棱镜片44的配置角度设为90°，将上侧棱镜片45的配置角度设为0°，进行与第一测定同样的测定，在亮度均匀性与交叉角度之间确认到同样的相关性(参照图8的虚线)。
接下来，作为第二测定，将3片光扩散片43的配置朝向(配置角度)分别固定为45°以及0°，一边使棱镜片44以及棱镜片45旋转，一边研究亮度均匀性的变化。亮度均匀性的评价方法与第一测定相同。
在图9中示出第二测定中得到的亮度均匀性的变化。需要说明的是，在图9中，用实线示出将光扩散片43的配置角度设定为45°的情况的结果，用虚线示出将光扩散片43的配置角度设定为0°的情况的结果。另外，在图9的横轴示出上侧棱镜片45的配置角度(突条棱镜部45b(棱线)的延伸方向相对于光源42的排列方向(X方向)的旋转角度)，下侧棱镜片44的配置角度(突条棱镜部44b(棱线)的延伸方向相对于光源42的排列方向(X方向)的旋转角度)为“上侧棱镜片45的配置角度”+90°。
如图9所示，将光扩散片43的配置角度、也就是交叉角度设定为45°的情况的，与设定为0°的情况相比，在棱镜片44以及棱镜片45的所有配置角度上亮度均匀性都更高。具体而言，将交叉角度设定为45°的情况，亮度均匀性提升了取决于棱镜片44以及棱镜片45的配置角度的变动幅度的3倍左右。
接下来，作为第三测定，从所述初始状态，一边将3片光扩散片43的配置朝向(配置角度)与棱镜片44以及棱镜片45一同逆时针以每次旋转10°的方式旋转180°，一边研究亮度均匀性的变化。亮度均匀性的评价方法与第一测定相同。
在图10中示出第三测定中得到的亮度均匀性的变化。如图10所示，可知在相对于光源42的排列方向使光扩散片43与棱镜片44以及棱镜片45一同旋转的情况下，与第一测定的结果同样地，光扩散片43的配置角度、也就是交叉角度为30°以上60°以下，优选为35°以上55°以下，进一步优选为40°以上50°以下时，亮度均匀性提升。
接下来，作为第四测定，将3片光扩散片43中的各片的配置朝向(配置角度)单独地设定为0°或45°，研究亮度均匀性的变化。亮度均匀性的评价方法与第一测定相同。
在图11中示出第四测定中得到的亮度均匀性。需要说明的是，在图11中，横轴的“上”、“中”、下”分别指3片光扩散片43中的最上层、第二层、最下层。如图11所示，配置角度、也就是交叉角度为45°的光扩散片43越多，亮度均匀性越高。另外，在配置角度、也就是交叉角度为45°的光扩散片43为1层或2层的情况下，该光扩散片43越配置于上层，亮度均匀性越高。
(其他的实施方式)
在所述实施方式(包含实施例。以下相同。)中，使用颜色转换片46、光扩散片43、亮度提升片48和上侧光扩散片47而构成背光单元40。但是，对构成背光单元40的片结构(片种类、配置顺序等)并无特别限定。
另外，在所述实施方式中，光扩散片43的第二面21b为平坦面(镜面)或压花加工面，但也可以在光扩散片43的第二面21b设置能够二维配置的倒多棱锥形状的凹部、突条棱镜部等突起列。
以上，对于本公开的实施方式进行了说明，但本公开不仅限定于前述的实施方式，在公开的范围内能够进行各种变更。即，前述的实施方式的说明本质上不过是例示，并非旨在对本公开、其应用物或其用途进行限制。
附图标记说明
1 TFT基板
2 CF基板
3 液晶层
5 液晶显示面板
6 第一偏光板
7 第二偏光板
21 基材层
21a 第一面
21b 第二面
22 凹部
40 背光单元
41 反射片
42 光源
43 光扩散片
44 下侧棱镜片
44a 基材层
44b 突条棱镜部
45 上侧棱镜片
45a 基材层
45b 突条棱镜部
46 颜色转换片
47 上侧光扩散片
48 亮度提升片
50 液晶显示装置
50a 显示画面
111 棱线
112 凹部中心(倒金字塔顶点)

Claims (11)

1.一种光扩散片，所述光扩散片组装于背光单元中，所述背光单元使用排列为二维矩阵状的多个光源，其中，
在所述光扩散片的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部排列为二维矩阵状，
所述多个凹部的排列方向与所述多个光源的排列方向的交叉角度为30°以上60°以下。
2.根据权利要求1所述的光扩散片，其中，
所述交叉角度为35°以上55°以下。
3.根据权利要求1或2所述的光扩散片，其中，
所述多个凹部设置于出光面。
4.一种背光单元，所述背光单元组装于液晶显示装置中，将从排列为二维矩阵状的多个光源发出的光导向显示画面，其中，
在所述显示画面与所述多个光源之间包括权利要求1至3中任一项所述的光扩散片。
5.根据权利要求4所述的背光单元，其中，
配置有多个所述光扩散片。
6.根据权利要求4或5所述的背光单元，其中，
在所述显示画面与所述多个光源之间包括对从所述多个光源发出的光的波长进行转换的颜色转换片。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的背光单元，其中，
在所述光扩散片与所述显示画面之间包括使从所述多个光源发出的光的亮度提升的亮度提升片。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的背光单元，其中，
所述多个光源配置于反射片之上，所述反射片设置在从所述光扩散片来看与所述显示画面相反的一侧。
9.一种液晶显示装置，其中，包括：
权利要求4至8中任一项所述的背光单元；和
液晶显示面板。
10.一种信息设备，包括权利要求9所述的液晶显示装置。
11.一种背光单元的制造方法，所述背光单元组装于液晶显示装置中，将从排列为二维矩阵状的多个光源发出的光导向显示画面，其中，
所述制造方法包括：
配置所述多个光源的工序；和
配置光扩散片的工序，在所述光扩散片的至少一个面，大致倒四棱锥状的多个凹部排列为二维矩阵状，
以使得所述多个凹部的排列方向与所述多个光源的排列方向的交叉角度成为30°以上60°以下的方式配置所述多个光源以及所述光扩散片。
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