CN117321458A - 光扩散片、背光单元、液晶显示装置及信息设备 - Google Patents

Abstract

在光扩散片(43)的第一面(43a)上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部(105)。在光扩散片(43)的第二面(43b)上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造(106)。多个凹部(105)的顶角为100°以上。

Description

光扩散片、背光单元、液晶显示装置及信息设备

技术领域

本公开涉及一种光扩散片、背光单元、液晶显示装置及信息设备。

背景技术

近年来，作为智能手机或平板终端等各种信息设备的显示装置，液晶显示装置(以下亦称为液晶显示器)得到广泛的应用。液晶显示器的背光的主流为光源布置于液晶面板背面的直下式、或光源布置于液晶面板侧面附近的侧光式。

在采用直下式背光的情况下，为了使来自LED(Light Emitting Diode)等光源的光扩散，提升画面整体的亮度和色度的均匀性，会使用光扩散片(例如参照专利文献1)。

光扩散片利用通过赋予光射出面凹凸形状而产生的扩散、以及通过使具有与薄片基材不同的折射率的微颗粒在该基材内分散而产生的扩散，使从光入射面入射的光扩散。为了提升画面内的亮度均匀性(面内亮度均匀性)，有时也层叠多片光扩散片来使用。

在专利文献1中，公开了在一面上形成有多个四棱锥、在另一面上形成有多个平行直线棱镜的光扩散片。

专利文献1：美国专利申请公开第2021/0072598A1号说明书

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在液晶显示器的背光中，伴随着要求显示器薄型化，也就要求削减光扩散片的厚度和光扩散片的层叠片数。在直下式背光中，由于光源布置在显示画面的正下方，因此也要求缩短光源与光扩散片的距离。结果是，即使针对薄型化，为了维持面内亮度均匀性，也需要提升每一片光扩散片的亮度均匀化能力。

本公开的目的，在于：提供一种亮度均匀化能力高的光扩散片。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了达到上述目的，本公开所涉及的光扩散片是具有成为光射出面的第一面和成为光入射面的第二面的光扩散片。在所述第一面及所述第二面中的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部。在所述第一面及所述第二面中的另一面上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造。所述多个凹部的顶角为100°以上。

根据本公开所涉及的光扩散片，在一面上设置大致倒四棱锥状的多个凹部，在另一面上设置沿规定方向延伸的多个线状构造，将凹部的顶角设定为100°以上。因此，能够增大多个凹部的光扩散效果与多个线状构造的光扩散效果的相乘作用。结果是，因为能够提升每一片光扩散片的亮度均匀化能力，所以也能够应对光扩散片的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化的削减等。

需要说明的是，在本公开中“光扩散片”包括板状的“光扩散板”和膜状的“光扩散膜”。

在本公开所涉及的光扩散片中，所述多个线状构造可以构成棱镜、细线、凸透镜或衍射光栅。这样一来，通过与大致倒四棱锥状的凹部的组合，能够可靠地增大光扩散效果的相乘作用。

在本公开所涉及的光扩散片中，所述多个线状构造可以构成顶角为95°以下的棱镜，所述多个凹部的顶角可以为110°以上且130°以下。因此，能够增大多个凹部的光扩散效果与多个线状构造的光扩散效果的相乘作用。

在本公开所涉及的光扩散片中，所述多个线状构造可以构成棱镜，所述多个凹部的顶角可以为130°以上且150°以下。这样一来，能够在提升亮度均匀化能力的同时使亮度增大。

在本公开所涉及的光扩散片中，所述多个凹部可以排列成二维矩阵状，该排列方向可以与所述规定方向(所述多个线状构造延伸的方向)交叉。这样一来，便能够在凹部顶角的较大范围内增大光扩散效果的相乘作用。

本公开所涉及的光扩散片的另一方面是具有成为光射出面的第一面和成为光入射面的第二面的光扩散片。在所述第一面及所述第二面中的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部。在所述第一面及所述第二面中的另一面上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造。所述多个线状构造构成顶角为95°以下的棱镜，所述多个凹部的顶角为85°以上且95°以下。

根据本公开所涉及的光扩散片的另一方面，在一面上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部，在另一面上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造，多个线状构造构成顶角为95°以下的棱镜，凹部的顶角设定为85°以上且95°以下。因此，能够增大多个凹部的光扩散效果与多个线状构造的光扩散效果的相乘作用。结果是，能够提升每一片光扩散片的亮度均匀化能力，所以也能够应对光扩散片的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化的削减等。

本公开所涉及的背光单元被组装于液晶显示装置中，朝着显示画面侧引导从多个光源发出的光，在所述显示画面与所述多个光源之间包括所述本公开所涉及的光扩散片(其他方面也包含在内，以下亦同)。

根据本公开所涉及的背光单元，由于包括所述本公开所涉及的光扩散片，因此能够提升每一片光扩散片的亮度均匀化能力。结果是，能够应对光扩散片的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化的削减等。

在本公开所涉及的背光单元中，所述多个光源可以布置在从所述光扩散片观察设置在所述显示画面的相反侧的反射片上。这样一来，光会由于在光扩散片和反射片之间的多重反射而进一步扩散，故面内亮度均匀性进一步提升。

在本公开所涉及的背光单元中，可以层叠多片所述光扩散片并布置在所述显示画面与所述多个光源之间。这样一来，利用多片光扩散片，便能够进一步提升面内亮度均匀性。在该情况下，层叠了多片的所述光扩散片可以包括第一光扩散片和第二光扩散片，所述第一光扩散片中的所述多个线状构造的延伸方向与所述第二光扩散片中的所述多个线状构造的延伸方向交叉。这样一来，能够抑制摩尔纹(干涉条纹)的产生。

在本公开所涉及的背光单元中，也可以是：在所述显示画面与所述光扩散片之间还包括其他光扩散片，在所述其他光扩散片的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个其他凹部，所述多个其他凹部的顶角比所述多个凹部的顶角小。这样一来，在组合着使用不同构成的光扩散片的背光单元中，能够在增大亮度的同时提升面内亮度均匀性。

在本公开所涉及的背光单元中，所述多个光源与所述光扩散片之间的距离可以为0mm以上且1mm以下。这样一来，即使在为了薄型化而无法充分确保光源与片材间的距离的情况下，也能够利用上述本公开所涉及的光扩散片的扩散性能抑制面内亮度均匀性变差。

本公开所涉及的液晶显示装置包括上述本公开所涉及的背光单元和液晶显示面板。

根据本公开所涉及的液晶显示装置，由于包括上述本公开所涉及的背光单元，因此即使光扩散片的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化而削减等，也能够维持面内亮度均匀性。

本公开所涉及的信息设备包括上述本公开所涉及的液晶显示装置。

根据本公开所涉及的信息设备，由于包括上述本公开所涉及的液晶显示装置，因此即使针对进一步的薄型化，也能够维持面内亮度均匀性。

－发明的效果－

根据本公开，能够提供亮度均匀化能力高的光扩散片、以及使用了该光扩散片的背光单元、液晶显示装置以及信息设备。

附图说明

图1为实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图；

图2为实施方式所涉及的背光单元的剖视图；

图3为实施方式所涉及的光扩散片的剖视图；

图4为实施方式所涉及的光扩散片的立体图；

图5为表示设置在实施方式所涉及的光扩散片的一面上的大致倒四棱锥状的凹部的平面结构及剖面结构的图；

图6是表示实施方式所涉及的光扩散片中的凹部的排列方向与线状构造的延伸方向之间的关系的图，(a)表示各方向一致的情况，(b)表示各方向以45°交叉的情况；

图7是表示在实施方式所涉及的光扩散片的另一面上设置的多个线状构造的变化情况的剖视图，(a)表示线状构造形成为细线的情况，(b)表示线状构造形成为凸透镜的情况，(c)表示线状构造形成为衍射光栅的情况；

图8为表示对第一实施例以及比较例的光扩散片的面内亮度均匀性的评价结果的图；

图9为组装有第二实施例及第三实施例的光扩散片的背光单元的剖视图；

图10为第二实施例所涉及的光扩散片的剖视图；

图11为表示对第二实施例的光扩散片的面内亮度均匀性的评价结果的图；

图12为表示对第二实施例的光扩散片的亮度(平均值)的评价结果的图；

图13为表示对第三实施例的光扩散片的面内亮度均匀性的评价结果的图；

图14为表示对第三实施例的光扩散片的亮度(平均值)的评价结果的图。

具体实施方式

(实施方式)

以下，参照附图说明实施方式所涉及的光扩散片、背光单元、液晶显示装置以及信息设备。需要说明的是，本公开的范围不限定于以下实施方式，可在本公开的技术思想范围内做任意变更。

＜液晶显示装置＞

图1为本实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图的一例。

如图1所示，液晶显示装置50包括液晶显示面板5、黏贴于液晶显示面板5的下表面的第一偏光板6、黏贴于液晶显示面板5的上表面的第二偏光板7、以及隔着第一偏光板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包括彼此相对而设的TFT基板1和CF基板2、设置在TFT基板1与CF基板2之间的液晶层3、以及为了将液晶层3封入TFT基板1与CF基板2之间而设置成框状的密封材(省略图示)。

从正面(图1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。但不限于此，可以是角为圆角的长方形、椭圆形、圆形、梯形或汽车仪表板(Instrument panel)等任意形状。

在液晶显示装置50的对应各像素电极的各子像素中，对液晶层3施加规定大小的电压来改变液晶层3的取向状态。这样一来，从背光单元40经由第一偏光板6入射来的光的透光率便会得到调整。透光率得到调整的光经由第二偏光板7射出而显示图像。

本实施方式的液晶显示装置50能够作为组装于各种信息设备(例如汽车导航等车载装置、个人电脑、手机、便携式信息终端、便携式游戏机、复印机、售票机、自动存取款机等)的显示装置使用。

TFT基板1例如包括：在玻璃基板上设置成矩阵状的多个TFT、以覆盖着各TFT的方式设置的层间绝缘膜、在层间绝缘膜上设置成矩阵状且分别与多个TFT中相对应的TFT相连接的多个像素电极、以及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：在玻璃基板上设置成网格状的黑色矩阵、含有分别设置在黑色矩阵的各网格间的红色层、绿色层以及蓝色层的彩色滤光片、以覆盖黑色矩阵及彩色滤光片的方式设置的公共电极、以及以覆盖公共电极的方式设置的取向膜。液晶层3由向列型液晶材料等形成，该向列型液晶材料含有具有电光特性的液晶分子。第一偏光板6及第二偏光板7例如皆包括：具有单向偏光轴的偏光片层和以夹住该偏光片层的方式设置的一对保护层。

＜背光单元＞

图2是本实施方式所涉及的背光单元的剖视图的一例。

如图2所示，背光单元40包括反射片41、在反射片41上二维状地布置的多个光源42、设置在多个光源42的上侧的光扩散片(下用光扩散片)43、设置在光扩散片43的上侧的颜色转换片44、依次设置在颜色转换片44的上侧的第一棱镜片45及第二棱镜片46、以及设置在第二棱镜片46的上侧的光扩散片(上用光扩散片)47。

需要说明的是，在图2中，示例出了将相同构造的光扩散片43层叠三层设置于背光单元40的情况，但光扩散片43可以单层使用，或者也可以层叠两层或四层以上来使用。

反射片41例如由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制薄膜、银蒸镀膜等形成。

光源42的种类并无特别限定，例如可以为LED元件或激光元件等，从成本、生产性等观点来看，优选使用LED元件。俯视时，光源42可以呈长方形状，在该情况下，一边的长度可以为10μm以上(优选为50μm以上)且20mm以下(优选为10mm以下，更优选为5mm以下)。在将LED作为光源42使用时，可以用一定的间隔将多个边长为几mm的正方形的LED芯片布置在反射片41上。而且，为了调节成为光源42的LED的出光角度特性，可以将透镜装设在LED上。光源42的布置个数并无特别限定，在分散着布置多个光源42的情况下，优选将多个光源42有规律地布置在反射片41上。有规律地布置是指以一定的法则性进行布置，例如将光源42以等间隔布置时则属于有规律地布置。以等间距布置光源42时，相邻两个光源42的中心之间的距离可以为0.5mm以上(优选为2mm以上)且20mm以下。

光扩散片(下用光扩散片)43使从光源42入射的光线一边扩散一边向法线方向侧会聚(亦即聚光扩散)。构成光扩散片43的母体树脂只要由使光透过的材料形成，则并无特别限定，例如可以使用聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚苯乙烯、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、乙酸纤维素、聚酰亚胺等。光扩散片43的厚度并无特别限定，例如可以为50μm以上且3mm以下。若光扩散片43的厚度超过3mm，则难以实现液晶显示器的薄型化，另一方面，若光扩散片43的厚度低于50μm，则难以得到充分的光扩散效果。如图2所示，在层叠多片相同构造的光扩散片43的情况下，层叠厚度可以是数百μm到数mm左右。光扩散片43可以是薄膜状，也可以是片(板)状。关于光扩散片43的详细构造和制造方法将在后面叙述。

颜色转换片44是将来自光源42的光(例如蓝色光)转换为以任意颜色(例如绿色或红色)的波长为峰值波长的光的波长转换片。颜色转换片44例如将波长450nm的蓝色光转换为波长540nm的绿色光和波长650nm的红色光。在该情况下，若使用发出波长450nm的蓝色光的光源42，则由于通过颜色转换片44将蓝色光部分地转换为绿色光和红色光，因此透过颜色转换片44的光成为白色光。作为颜色转换片44，例如可以使用QD(量子点)片、荧光片等。

第一棱镜片45及第二棱镜片46使从颜色转换片44侧入射的光线向法线方向侧折射。在第一棱镜片45及第二棱镜片46各自的光射出面侧，例如横剖面为等腰三角形的多个槽以相互相邻的方式设置，由相邻的一对槽所夹着的三棱柱部分构成棱镜。棱镜的顶角例如为90°左右。形成在第一棱镜片45上的各个槽与形成在第二棱镜片46上的各个槽可以布置成彼此正交。这样一来，便能够利用第一棱镜片45使从颜色转换片44入射的光线向法线方向侧折射，进而利用第二棱镜片46使从第一棱镜片45射出的光线以相对于光扩散片47的光入射面大致垂直地前进的方式折射。棱镜片45、46可以各自为分体，然后层叠在一起，或者也可以形成为一体。棱镜片45、46的合计厚度例如可以是100～400μm左右。棱镜片45、46可以使用例如用UV固化型丙烯酸系树脂使PET(polyethylene terephthalate)薄膜呈棱镜形状的部件。

光扩散片(上用光扩散片)47使从第二棱镜片46侧入射的光线稍微扩散，抑制由棱镜片45、46的棱镜部的形状等引起的亮度不均匀。光扩散片47也可以直接层叠在棱镜片4的表面上。光扩散片47的厚度并无特别限定，例如可以为50μm以上且3mm以下。若光扩散片47的厚度超过3mm，则难以实现液晶显示器的薄型化，另一方面，若光扩散片47的厚度低于50μm，则难以得到充分的光扩散效果。光扩散片47可以是薄膜状，也可以是片(板)状。光扩散片47可以使用例如用UV固化型丙烯酸系树脂使PET薄膜的至少一面呈凹凸形状的部件。

＜光扩散片(下用光扩散片)的详细结构＞

图3及图4是本实施方式所涉及的光扩散片的剖视图及立体图的一例。

如图3所示，光扩散片43具有成为光射出面的第一面43a和成为光入射面的第二面43b。亦即，光扩散片43被布置成其第二面43b朝向光源42。光扩散片43由基材层101、设置在基材层101的第一面43a侧的第一扩散层102和设置在基材层101的第二面43b侧的第二扩散层103构成。在第一扩散层102上设置有大致倒多棱锥状、具体而言大致倒四棱锥状(倒金字塔状)的多个凹部105。在第二扩散层103上设置沿规定方向延伸的多个线状构造106。

需要说明的是，在本实施方式中，将形成有第一扩散层102的第一面43a作为光射出面，将形成有第二扩散层103的第二面43b作为光入射面，但也可以取而代之，将第一面43a作为光入射面，将第二面43b作为光射出面。

由于需要使光线透过，因此基材层101以透明(例如无色透明)的合成树脂为主要成分来形成。基材层101的主要成分并无特别限定，例如可以使用聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚烯烃、乙酸纤维素、耐候性氯乙烯等。需要说明的是，“主要成分”是指含量最多的成分，例如是指含量为50质量％以上的成分。基材层101可以含有扩散剂或其他添加剂，或者也可以实质上不含有添加剂。可以含有的添加剂并无特别限定，例如可以是二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等无机颗粒，也可以例如是丙烯酸酯、丙烯腈、聚硅氧、聚苯乙烯、聚酰胺等有机颗粒。

基材层101的平均厚度的下限优选为10μm左右，更优选为35μm左右，进一步优选为50μm左右。基材层101的平均厚度的上限优选为500μm左右，更优选为250μm左右，进一步优选为180μm左右。若基材层101的平均厚度不足上述下限，则形成扩散层102、103时可能会发生卷曲。反之，若基材层101的平均厚度超过上述上限，则液晶显示装置的亮度有可能降低，并且有可能无法满足将液晶显示装置薄型化的要求。需要说明的是，“平均厚度”是指任意10个点处厚度的平均值。

由于需要使光线透过，因此第一扩散层102可以以透明(例如无色透明)的合成树脂为主要成分来形成。第一扩散层102例如可以在进行成为基材层101的母材树脂的挤出成型时与基材层101一体成型，或者也可以在基材层101的成型后使用紫外线固化型树脂另外成型。

设置在第一扩散层102(光扩散片43的第一面43a)上的大致倒四棱锥状(倒金字塔状)的多个凹部105，也可以例如如图4所示排列成二维矩阵状。换句话说，多个凹部105也可以沿着彼此正交的两个方向排列。相邻的凹部105彼此被棱线111划分开。棱线111沿着供凹部105排列的两个方向延伸。凹部105的排列间距例如可以在50μm左右以上且500μm左右以下。凹部105的中心(倒金字塔)112是凹部105的最深部。凹部105的中心(最深部)112也可以到达基材层101的表面(光射出面)。换句话说，凹部105的深度可与第一扩散层102的厚度相等。需要说明的是，在图4中，为了简单起见，示例出了凹部105布置成5×5的矩阵状的情况，但凹部105的实际的排列数非常多。

作为本实施方式的特征之一，凹部105的顶角θ被设定为100°以上。需要说明的是，为了抑制由第一扩散层102引起的光扩散性的降低，也可以将凹部105的顶角θ的上限设为例如170°。此处，如图5所示，凹部105的顶角θ是指，在用相对于光扩散片43的放置面(水平面)垂直的面(纵剖面)，以将通过倒金字塔的顶点112且夹着顶点112相对的一对棱线111垂直横切的方式将凹部105切断以后所出现的剖面(图5的下图)中，凹部105的倾斜面彼此所形成的角。需要说明的是，图5的上图表示凹部105的平面结构。在图5中，“H”表示凹部105的深度(金字塔形状的高度)，“P”表示凹部105的水平宽度(即凹部105的排列间距)。凹部105的深度H由凹部105的排列间距P和凹部105的顶角θ决定。

在本实施方式中，以将倒金字塔状(大致倒四棱锥状)的凹部105排列成二维矩阵状的方式设置了凹凸形状，但凹部105也可以在不丧失本发明的作用与效果的那种程度上随机地排列。在将凹部105有规律地二维排列的情况下，可以在凹部105彼此之间设置间隙，或者也可以不设置间隙。凹部105也可以具有不同于大致倒四棱锥状的其他大致倒多棱锥状。例如，凹部105的“倒多棱锥”形状也可以是与倒四棱锥一样，能够无间隙地二维布置的倒三棱锥或倒六棱锥。在将凹部105的“倒多棱锥”形状设为倒四棱锥的情况下，容易提升在形成凹部105时的挤出成型或注塑成型等制造工序中使用的模具(金属辊)的表面切削作业的精度。

需要说明的是，在本公开中，考虑到以普通的形状转印技术难以形成几何学上严格定义的倒多棱锥凹部，而使用了“大致倒多棱锥”的表述，但“大致倒多棱锥”当然也包括真正的或实质上可视为倒多棱锥的形状。“大致”是指能够近似之意，例如“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“倒多棱台”而言，若不丧失本发明的作用与效果，顶部面积小的也包括在“大致倒多棱锥”中。在工业生产上的加工精度所引起的不可避免的形状的偏差范围内，由“倒多棱锥”变形后的形状也包括在“大致倒多棱锥”中。

由于需要使光线透过，因此第二扩散层103可以以透明(例如无色透明)的合成树脂为主要成分来形成。第二扩散层103例如可以在进行成为基材层101的母材树脂的挤出成型时与基材层101一体成型，或者也可以在基材层101的成型后使用紫外线固化型树脂另外成型。

在第二扩散层103(光扩散片43的第二面43b)上以沿规定方向延伸的方式设置的线状构造106例如也可以是条状的棱镜(三棱柱状体)。第二扩散层103的厚度(从基材层101的表面(光入射面)到成为线状构造106的棱镜的顶点的高度)的下限例如可以为5μm左右，更优选为10μm左右。第二扩散层103的厚度的上限为200μm左右，更优选地可以为100μm左右。线状构造106的间距的下限例如为10μm左右，更优选地可以为20μm左右。线状构造106的间距的上限例如为200μm左右，更优选地可以为100μm左右。成为线状构造106的棱镜的折射率的下限例如可以为1.5，更优选为1.55，该折射率的上限例如可以为1.7。

如图6所示，在多个凹部105排列成二维矩阵状的情况下，可以使线状构造106沿着该排列方向(即棱线111的延伸方向)之一延伸(参照图6的(a))，或者也可以使该排列方向与线状构造106的延伸方向交叉(参照图6的(b))。在凹部105的排列方向与线状构造106的延伸方向交叉的情况下，该交叉角度例如可以为30°以上且60°以下，优选为40°以上且50°以下。需要说明的是，图6是从凹部105(第一扩散层102)侧观察光扩散片43的一部分而得到的俯视图。

在背光单元40中层叠使用多片光扩散片43的情况下，一片光扩散片43的线状构造106的延伸方向与另一片光扩散片43的线状构造106的延伸方向可以一致，或者也可以交叉。

需要说明的是，在图3所示的光扩散片43中，作为多个线状构造106，设置了条状的棱镜，但线状构造106只要是在第二扩散层103(光扩散片43的第二面43b)上包含沿规定方向延伸的凸状体的构造，则并无特别限定。例如，如图7所示，多个线状构造106可以构成细线(hair line)(图7的(a))、凸透镜(lenticular)(图7的(b))、衍射光栅(图7的(c))等。成为线状构造106的细线例如可以是朝着单一方向对基材层101的表面进行研磨而生成的细长的折痕。成为线状构造106的凸透镜例如可以是设置在基材层101的表面上的微细且细长的鱼糕状的凸透镜体。成为线状构造106的衍射光栅例如可以是由周期性地并列着设置在基材层101的表面的直线状凹凸构成的光栅图案。需要说明的是，图7表示图3所示的光扩散片43的剖面结构中第二扩散层103的剖面结构的变化。

在作为线状构造106设置棱镜的情况下，也可以使该棱镜的高度沿着垂直方向周期性地变化。亦即，也可以使成为线状构造106的棱镜的顶部(棱线)在垂直方向上下变化而形成为波浪状。棱镜的宽度也可以与棱镜的高度一起变化。具体而言，棱镜的宽度可以在棱镜的高度高的位置处变宽，并且棱镜的宽度可以在棱镜的高度低的位置处变窄。重复出现在棱镜棱线上的峰的高度及重复周期可以相同。如上所述，通过使棱镜的高度变化，能够缩小重叠的其他光扩散片43与棱镜的接触面积，能够降低异物的混入、因接触而产生的划痕、以及用户的可视性不良。

在作为线状构造106设置棱镜的情况下，也可以使该棱镜一边在水平方向上周期性地蛇行一边在规定方向上延伸。具体而言，也可以不改变棱镜的形状(高度、间距、顶角)而使棱镜棱线的排列周期性地蛇行。亦即，从正面观察光扩散片43的第二面43b时，成为线状构造106的棱镜也可以一边波浪状起伏一边延伸。这样一来，能够抑制起因于倒金字塔状的凹部105和成为线状构造106的棱镜的组合的干涉图案的产生。

＜光扩散片(下用光扩散片)的制造方法＞

光扩散片43的制造方法并无特别限定，例如能够使用以下四种制造方法中的任一种来制造光扩散片43。

在第一制造方法中，首先，利用挤出成型机对颗粒状的母材树脂(塑料树脂)进行树脂薄膜化。然后，作为两个金属辊中的一个辊，使用表面具有凸金字塔形状的辊，作为另一个辊，使用表面具有沿规定方向延伸的多个线状凹形状的辊，将该两个辊压接在树脂薄膜上，制作一面具有倒金字塔形状(凹部105)、另一面具有线状凸形状(线状构造106)的光扩散片43。在该制造方法中，基材层101、第一扩散层102以及第二扩散层103形成为一体。

在第二制造方法中，首先，利用挤出成型机对颗粒状的母材树脂(塑料树脂)进行树脂薄膜化。然后，作为两个金属辊中的一个辊使用表面具有凸金字塔形状的辊，作为另一个辊使用镜面辊，将这两个辊压接在树脂膜上，制作出一面具有倒金字塔形状(凹部105)、另一面具有镜面的片材(基材层101和第一扩散层102形成为一体的片材)。接着，一边往一对挤压辊之间输送该片材，一边在一对挤压辊的前方将紫外线固化型树脂(突起形成用树脂组合物)供往基材层101的背面侧(例如组装到液晶显示装置50中的情况下的光入射面侧)。此处，作为与紫外线固化型树脂接触的一侧的挤压辊，使用在外周面具有沿规定方向延伸的多个线状凹部的挤压辊。用一对挤压辊对已被供给了紫外线固化型树脂的所述片材进行了挤压后，通过照射紫外线使紫外线固化型树脂固化，将呈把多个线状凹部倒过来后而得到的形状(翻转形状)的多个线状突起(线状构造106)转印在已被赋予了倒金字塔形状(凹部105)的所述片材的相反面侧。在该制造方法中，只有第二扩散层103是单独形成的。

在第三制造方法中，首先，利用挤出成型机对颗粒状的母材树脂(塑料树脂)进行树脂薄膜化。然后，两个金属辊中的一个辊使用在表面具有沿规定方向延伸的多个线状凹部的辊，另一个辊使用镜面辊，将这两个辊压接在树脂薄膜上，制作在一面具有呈把多个线状凹部倒过来而得到的形状(翻转形状)的多个线状突起(线状构造106)、在另一面具有镜面的片材(基材层101与第二扩散层103成为一体的片材)。接着，一边往一对挤压辊之间输送该片材，一边在一对挤压辊的前方将紫外线固化型树脂(突起形成用树脂组合物)供往基材层101的表面侧(例如组装到液晶显示装置50中的情况下的光射出面侧)。此处，作为与紫外线固化型树脂接触的一侧的挤压辊，使用在外周面具有多个大致正四棱锥状的凸部的挤压辊。用一对挤压辊对已被供给了紫外线固化型树脂的所述片材进行了挤压后，通过照射紫外线使紫外线固化型树脂固化，将把多个大致正四棱锥状的凸部倒过来后而得到的形状(翻转形状)的多个倒金字塔形状(凹部105)转印在已被赋予了多个线状突起(线状构造106)的所述片材的相反面侧。在该制造方法中，只有第一扩散层102是单独形成的。

在第四制造方法中，首先，准备例如以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主成分的基材层101。一边往一对第一挤压辊之间输送该基材层101，一边在一对第一挤压辊的前方将第一紫外线固化型树脂(突起形成用树脂组合物)供往基材层101的背面侧(例如组装到液晶显示装置50中时的光入射面侧)。此处，作为与第一紫外线固化型树脂接触的一侧的第一挤压辊，使用在外周面具有沿规定方向延伸的多个线状凹部的挤压辊。用一对第一挤压辊对已被供给了第一紫外线固化型树脂的基材层101进行了挤压后，通过照射紫外线使第一紫外线固化型树脂固化，制作已将呈把多个线状凹部倒过来而得到的形状(翻转形状)的多个线形凸状(线状构造106)转印在基材层101的背面侧的片材(层叠有基材层101和第二扩散层103的片材)。接着，一边往一对第二挤压辊之间输送该片材，一边在一对第二挤压辊的前方将第二紫外线固化型树脂(突起形成用树脂组合物)供往已转印有多个线形凸状(线状构造106)的所述片材的表面侧(例如组装于液晶显示装置50时的光射出面侧)。作为与第二紫外线固化型树脂接触的一侧的第二挤压辊，使用在外周面具有多个大致正四棱锥状的凸部的挤压辊。用一对第二挤压辊对已被供给了第二紫外线固化型树脂的所述片材进行了挤压后，通过照射紫外线使第二紫外线固化型树脂固化，将呈把多个大致正四棱锥状凸部凹部倒过来后而得到的形状(翻转形状)的多个倒金字塔形状(凹部105)转印在已被赋予了多个线状突起(线状构造106)的所述片材的相反面侧。在该制造方法中，基材层101、第一扩散层102以及第二扩散层103分别单独形成的。

在第五制造方法中，首先，利用挤出成型机对颗粒状的母材树脂(塑料树脂)进行树脂薄膜化。然后，作为两个金属平板中的一个平板，使用表面具有凸金字塔形状的金属平板，作为另一个平板，使用表面具有沿规定方向延伸的多个线状凹形状的金属平板，将该两个金属平板压接在树脂薄膜(热压)上，制作一面具有倒金字塔形状(凹部105)、另一面具有线形凸状(线状构造106)的光扩散片43。在该制造方法中，基材层101、第一扩散层102以及第二扩散层103形成为一体。

＜实施方式的特征＞

根据以上说明的本实施方式的光扩散片43，在一面上设置大致倒四棱锥状的多个凹部105，在另一面上设置沿规定方向延伸的多个线状构造106，将凹部105的顶角设定为100°以上。因此，能够增大多个凹部105的光扩散效果与多个线状构造106的光扩散效果的相乘作用。结果是，因为能够提升光扩散片43的亮度均匀化能力，所以也能够应对光扩散片43的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化的削减等。

在本实施方式的光扩散片43中，多个线状构造106可以构成棱镜、细线、凸透镜或衍射光栅。这样一来，通过与大致倒四棱锥状的凹部105的组合，能够可靠地增大光扩散效果的相乘作用。

在本实施方式的光扩散片43中，多个凹部105可以排列成二维矩阵状，该排列方向可以与线状构造106的延伸方向交叉。这样一来，便能够在凹部105顶角θ的较大范围内增大光扩散效果的相乘作用。

本实施方式的背光单元40组装在液晶显示装置50中，朝着显示画面50a侧引导从多个光源42发出的光。背光单元40在显示画面50a与光源42之间包括本实施方式的光扩散片43。结果是，由于光扩散片43的亮度均匀化能力提升，因此能够应对光扩散片43的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化的削减等。

在本实施方式的背光单元40中，多个光源42可以布置在从光扩散片43观察设置在显示画面50a的相反侧的反射片41上。这样一来，光便会通过在光扩散片43和反射片41之间的多重反射而进一步扩散，故面内亮度均匀性会进一步提升。

在本实施方式的背光单元40中，光扩散片43可以层叠多片后布置在显示画面50a和多个光源42之间。这样一来，便能够用多片光扩散片43进一步提升面内亮度均匀性。在该情况下，在已层叠了多片的光扩散片43中，一光扩散片43中的多个线状构造106的延伸方向可以与另一光扩散片43中的多个线状构造106的延伸方向交叉。这样一来，便能够抑制摩尔纹(干涉条纹)的产生。

在本实施方式的背光单元40中，多个光源42与光扩散片43之间的距离可以为0mm以上且1mm以下。这样一来，即使在为了薄型化而无法充分确保光源与片材间的距离的情况下，也能够利用本实施方式的光扩散片43的扩散性能抑制面内亮度均匀性变差。

本实施方式的液晶显示装置50包括液晶显示面板5和本实施方式的背光单元40。结果是，因为能够利用背光单元40提升面内亮度均匀性，所以即使光扩散片43的厚度或层叠片数伴随着进一步薄型化而削减等，也能够维持面内亮度均匀性。在组装有本实施方式的液晶显示装置50的信息设备(个人电脑、手机等)中也能够收到相同的效果。

需要说明的是，在本实施方式中，背光单元40使用将多个光源42分散着布置在液晶显示装置50的显示画面50a的背面侧的直下式背光单元。因此，为了将液晶显示装置50小型化，需要缩短光源42与光扩散片43之间的距离。然而，若缩短该距离，则例如容易产生位于分散着布置的光源42彼此间的区域上的那部分显示画面50a的亮度比其他部分的亮度弱的现象(亮度不均匀)。

相对于此，使用本实施方式的光扩散片43有助于抑制亮度不均匀。特别是，着眼于今后中小型液晶显示器的薄型化，在使光源42与光扩散片(下用光扩散片)43的距离为15mm以下、优选为10mm以下、更优选为5mm以下、进一步优选为2mm以下、究极为0mm的情况下，本实施方式的光扩散片43的有用性更加显著。

＜第一实施例＞

以下，说明第一实施例。作为上述光扩散片43的第一实施例，准备了评价样品，如表1所示，成为凹部105的倒金字塔形状的顶角θ分别为100°及120°。需要说明的是，在任一样品中，在由聚碳酸酯形成的基材层101上，使用丙烯酸酯类的UV固化树脂转印得到了倒金字塔形状或线状构造106(棱镜形状)。

【表1】

如表1所示，对于任一评价样品，倒金字塔形状的高度均设定为50μm。这样一来，倒金字塔形状的顶角θ为100°的样品，倒金字塔形状的排列间距为119μm；倒金字塔形状的顶角θ为120°的样品，倒金字塔形状的排列间距为180μm。

对于倒金字塔形状的顶角θ为100°、120°的各个样品准备了以下两种，基材层101的厚度为70μm、成为线状构造106的棱镜形状的顶角(以下也称为棱镜角)为64°的样品；以及基材层101的厚度为90μm、棱镜角为90°的样品。棱镜角为64°的样品，使棱镜形状的高度为50μm，使棱镜形状的排列间距为62μm。棱镜角为90°的样品，使棱镜形状的高度为12.5μm，使棱镜形状的排列间距为25μm。

需要说明的是，在表1中，倒金字塔形状的顶角θ、高度、间距、棱镜形状的顶角、高度、间距均表示根据用于制造这些形状的模具的尺寸得出的值。

如表1所示，作为成为比较例的评价样品，准备了倒金字塔形状的顶角θ为80°(高度为50μm、间距为84μm)、棱镜角为64°及90°(棱镜形状的高度、间距与上述情况相同)的样品。作为其他比较例的评价样品，如表1所示，倒金字塔形状的顶角θ为80°、90°、100°以及120°(除了90°以外，倒金字塔形状的高度、间距与上述情况相同)，基材层101的厚度为70μm，没有棱镜(与棱镜角180°对应)，亦即准备了不形成第二扩散层103的样品。倒金字塔形状的顶角θ为90°的样品，倒金字塔形状的高度及排列间距分别为50μm、100μm。

按以下所述构成图2所示的背光单元40，且实施了对表1所示的第一实施例及比较例的评价样品的面内亮度均匀性的评价。作为多个光源42，使用了以3mm的间距排列的蓝色LED阵列。以相同方向(线状构造106的拉伸方向一致的方向)层叠了三片相同构造的评价样品(光扩散片43)。将各样品层叠三片时的总厚度示于表1。为了抑制构成背光单元40的片类的浮起，将透明玻璃板载放在光扩散片(上用光扩散片)47上。

在按以上所述构成的背光单元40中，使用TOPCON TECHNOHOUSE公司制造的二维色度亮度计UA－200，测量了铅直方向朝上(从LED阵列朝向玻璃板的方向)的亮度。接着，针对已获得的二维亮度分布图像，对各个LED的发光强度偏差进行修正，进行完用于抑制异物等所引起的亮点/暗点噪音的过滤处理后，对所有像素的亮度计算出了平均值及标准偏差。最后，将“面内亮度均匀性”定义为“亮度的平均值/亮度的标准偏差”，计算出了第一实施例及比较例的评价样品的面内亮度均匀性。需要说明的是，面内亮度均匀性的评价是针对将倒金字塔形状(凹部105)作为光射出面侧(图3中的方向)来层叠样品的情况、和将倒金字塔形状(凹部105)作为光入射面侧(将图3中的方向上下倒过来后的方向)来层叠样品的情况这两种情况进行的。

图8及表2表示对第一实施例及比较例的评价样品的面内亮度均匀性进行评价后的结果。需要说明的是，图8的“倒金字塔上”及表2的“(上)”表示倒金字塔形状为光射出面侧，图8的“倒金字塔下”及表2的“(下)”表示倒金字塔形状为光入射面侧。在表2中，省略了倒金字塔形状的顶角θ为90°时的面内亮度均匀性的计算值。

【表2】

如图8及表2所示，与设有顶角为80°的倒金字塔形状或未设有棱镜形状的比较例相比，设有顶角为100°及120°的倒金字塔形状和棱镜形状的第一实施例的面内亮度均匀性大致变高。具体而言，在未设置棱镜形状的比较例(具有棱镜角为180°的平坦面的样品)的情况下，倒金字塔形状的顶角越大，面内亮度均匀性越低。相对于此，在设置了棱镜形状的情况下，倒金字塔形状的顶角越大，此外，棱镜角越大，面内亮度均匀性越增大。特别是在设置了顶角为120°的倒金字塔形状和棱镜角为90°的棱镜形状的第一实施例中，在将倒金字塔形状布置在光射出面侧、光入射面侧中的任一侧的情况下，面内亮度均匀性皆为超过200的高值。

＜第二实施例＞

以下，说明第二实施例。作为光扩散片43的第二实施例，准备了评价样品，如表3所示，成为凹部105的倒金字塔形状的顶角θ(以下也称为金字塔顶角)分别为80°、90°、100°、120°、140°、160°。需要说明的是，在任一样品中，都是用丙烯酸酯类的UV固化树脂将倒金字塔形状或线状构造106(棱镜形状)转印在由聚碳酸酯形成的基材层101上。

【表3】

如表3所示，对于任一评价样品，都是将倒金字塔形状的高度设定为50μm。这样一来，在金字塔顶角为80°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为84μm；在金字塔顶角为90°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为100μm；在金字塔顶角为100°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为118μm；在金字塔顶角为120°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为172μm；在金字塔顶角为140°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为275μm；在金字塔顶角为160°的样品中，倒金字塔形状的排列间距为568μm。

对于金字塔顶角为80°～160°的各个样品准备了以下四种样品：基材层101的厚度为50μm、成为线状构造106的棱镜形状的顶角(以下也称为棱镜顶角)分别为80°、90°、100°、120°的样品。对于任一棱镜顶角的样品，棱镜形状的高度均为50μm，在棱镜顶角为80°的样品中，棱镜形状的排列间距为84μm；在棱镜顶角为90°的样品中，棱镜形状的排列间距为100μm；在棱镜顶角为100°的样品中，棱镜形状的排列间距为118μm；在棱镜顶角为120°的样品中，棱镜形状的排列间距为172μm。

需要说明的是，在表3中，倒金字塔形状的顶角、高度、间距、棱镜形状的顶角、高度、间距均表示根据用于制造这些形状的模具的尺寸得出的值。

如图9及图10所示地构成背光单元40，实施了对表3所示的第二实施例的评价样品的面内亮度均匀性的评价。需要说明的是，在图9、图10中，对与图2所示的背光单元40、图3所示的光扩散片43相同的构成标注相同的符号。在图2所示的背光单元40中，层叠了三层相同构造的光扩散片43，但在图9所示的背光单元40中，层叠了两层相同构造的光扩散片43。图2所示的背光单元40，如图3所示，以第一面43a(凹部105的形成面)成为光射出面的方式布置了光扩散片43，但图9所示的背光单元40，则如图10所示，以第一面43a(凹部105的形成面)成为光入射面的方式布置了光扩散片43。各评价样品(光扩散片43)在线状构造106的延伸方向一致的方向上层叠了两片。将各样品层叠两片时的总厚度示于表3。作为多个光源42，使用了以3mm间距排列的蓝色LED阵列，为了抑制构成背光单元40的片类的浮起，将透明玻璃板载放在光扩散片(上用光扩散片)47上。

在按以上所述构成的背光单元40中，与第一实施例一样，计算出了亮度(平均值)及面内亮度均匀性。图11及图12表示分别对第二实施例的评价样品的面内亮度均匀性及亮度(平均值)进行评价后的结果。

如图11所示，可知，在棱镜顶角为95°以下的情况下，通过将金字塔顶角设定为110°以上且130°以下，能够得到优异的面内亮度均匀性。需要说明的是，从实用的观点等出发，也可以将棱镜顶角设定为60°左右以上。

如图11所示，可知，在棱镜顶角为95°以上的情况下，通过将金字塔顶角设定为85°以上且95°以下，能够得到优异的面内亮度均匀性。

如图12所示，可知，对于任一棱镜顶角的评价样品，通过将金字塔顶角设定为130°以上且150°以下，能够在提升亮度均匀化能力的同时使亮度增大。

＜第三实施例＞

以下，说明第三实施例。作为光扩散片43的第三实施例的评价样品，与第二实施例一样，使用了表3所示的各样品。

如图9所示构成背光单元40，实施了第三实施例的评价样品的面内亮度均匀性的评价。亦即，与第二实施例一样，在第三实施例中也是在图9所示的背光单元40中层叠了两层相同构造的光扩散片43。需要说明的是，在第二实施例中，如图10所示，以第一面43a(凹部105的形成面)成为光入射面的方式布置了光扩散片43，但在第三实施例中，与第一实施例一样，如图3所示，以第一面43a(凹部105的形成面)成为光射出面的方式布置了光扩散片43。各评价样品(光扩散片43)在线状构造106的延伸方向一致的方向上层叠了两片。将各样品层叠两片时的总厚度示于表3。作为多个光源42，使用了以3mm间距排列的蓝色LED阵列，为了抑制构成背光单元40的片类的浮起，将透明玻璃板载放在光扩散片(上用光扩散片)47上。

在按以上所述构成的背光单元40中，与第一实施例一样，计算出了亮度(平均值)及面内亮度均匀性。图13及图14表示分别对第三实施例的评价样品的面内亮度均匀性及亮度(平均值)进行评价后的结果。

如图13所示，可知，在棱镜顶角为95°以下的情况下，通过将金字塔顶角设定为110°以上且130°以下，能够得到优异的面内亮度均匀性。需要说明的是，从实用的观点等出发，也可以将棱镜顶角设定为60°左右以上。

如图13所示，可知，在棱镜顶角为95°以上的情况下，通过将金字塔顶角设定为85°以上且95°以下，能够得到优异的面内亮度均匀性。

如图14所示，可知，在棱镜顶角为110°以下的情况下，若将金字塔顶角设定为150°以上，则亮度稍微降低，另一方面，在棱镜顶角为110°以上的情况下，若将金字塔顶角设定为130°以上，则亮度增大。这样一来，第三实施例的亮度便具有与图12所示的第二实施例不同的倾向。

接着，也包括入光侧(下侧)的光扩散片43与出光侧(上侧)的光扩散片43的金字塔顶角或棱镜顶角不同的构成，对于第三实施例的评价样品的各种组合评价了面内亮度均匀性及亮度(平均值)，将评价结果示于表4及表5。需要说明的是，表5所示的亮度单位为cd/m²。

【表4】

【表5】

如表4及表5所示，可知，在第三实施例中，当出光侧的光扩散片43的金字塔顶角小于入光侧的光扩散片43的金字塔顶角时，面内亮度均匀性及亮度皆有整体提升的倾向。

对上述第二实施例的评价样品的各种组合进行了同样的面内亮度均匀性及亮度(平均值)的评价，将评价结果示于表6及表7。需要说明的是，表7所示的亮度单位为cd/m²。

【表6】

【表7】

如表6及表7所示，在第二实施例中，看到了亮度与表5所示的第三实施例呈同样的倾向，但未看到面内亮度均匀性与表4所示的第三实施例呈同样的倾向。

(其它实施方式)

以上说明了本公开的实施方式(包括实施例，下同)，但本公开不限定于上述实施方式，可在本公开的范围内进行各种变更。亦即，上述实施方式之说明仅为本质上的示例而已，而非用于限制本公开、其适用物或其用途。

－符号说明－

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

40 背光单元

41 反射片

42 光源

43 光扩散片(下用光扩散片)

43a 第一面

43b 第二面

44 颜色转换片

45 第一棱镜片

46 第二棱镜片

47 光扩散片(上用光扩散片)

50 液晶显示装置

50a 显示画面

101 基材层

102 第一扩散层

103 第二扩散层

105 凹部

106 线状构造。

Claims (14)

1.一种光扩散片，具有成为光射出面的第一面和成为光入射面的第二面，其特征在于：

在所述第一面及所述第二面中的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部，

在所述第一面及所述第二面中的另一面上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造，

所述多个凹部的顶角为100°以上。

2.根据权利要求1所述的光扩散片，其特征在于：

所述多个线状构造构成棱镜、细线、凸透镜或衍射光栅。

3.根据权利要求1所述的光扩散片，其特征在于：

所述多个线状构造构成顶角为95°以下的棱镜，

所述多个凹部的顶角为110°以上且130°以下。

4.根据权利要求1所述的光扩散片，其特征在于：

所述多个线状构造构成棱镜，

所述多个凹部的顶角为130°以上且150°以下。

5.根据权利要求1所述的光扩散片，其特征在于：

所述多个凹部排列成二维矩阵状，该排列方向与所述规定方向交叉。

6.一种光扩散片，具有成为光射出面的第一面和成为光入射面的第二面，其特征在于：

在所述第一面及所述第二面中的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个凹部，

在所述第一面及所述第二面中的另一面上设置有沿规定方向延伸的多个线状构造，

所述多个线状构造构成顶角为95°以上的棱镜，

所述多个凹部的顶角为85°以上且95°以下。

7.一种背光单元，组装在液晶显示装置中，朝着显示画面侧引导从多个光源发出的光，其特征在于：

在所述显示画面与所述多个光源之间包括权利要求1至6中任一项所述的光扩散片。

8.根据权利要求7所述的背光单元，其特征在于：

所述多个光源布置在反射片上，该反射片设置在从所述光扩散片观察所述显示画面的相反侧。

9.根据权利要求7所述的背光单元，其特征在于：

所述光扩散片层叠有多片，布置在所述显示画面与所述多个光源之间。

10.根据权利要求9所述的背光单元，其特征在于：

层叠了多片的所述光扩散片包括第一光扩散片和第二光扩散片，

所述第一光扩散片中的所述多个线状构造的延伸方向与所述第二光扩散片中的所述多个线状构造的延伸方向交叉。

11.根据权利要求7所述的背光单元，其特征在于：

在所述显示画面与所述光扩散片之间还包括其他光扩散片，

在所述其他光扩散片的一面上设置有大致倒四棱锥状的多个其他凹部，

所述多个其他凹部的顶角比所述多个凹部的顶角小。

12.根据权利要求7所述的背光单元，其特征在于：

所述多个光源与所述光扩散片之间的距离为1mm以下。

13.一种液晶显示装置，其特征在于：包括权利要求7所述的背光单元与液晶显示面板。

14.一种信息设备，其特征在于：包括权利要求13所述的液晶显示装置。