CN117597606A - 光扩散片材、背光单元、液晶显示装置、信息设备和光扩散片材的制造方法 - Google Patents

光扩散片材、背光单元、液晶显示装置、信息设备和光扩散片材的制造方法 Download PDF

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Abstract

光扩散片材(43)的第一面(21a)具有设有二维排列的多个凹部(22)的光扩散部(43A)和比光扩散部(43A)平坦的多个亮度提高部(43B)。多个亮度提高部(43B)以在多个凹部(22)形成于第一面(21a)的情况下由多个点光源(42)产生的亮度分布中亮度越低的区域配置密度越高的方式设为渐变状。

Description

光扩散片材、背光单元、液晶显示装置、信息设备和光扩散片 材的制造方法
技术领域
本公开涉及光扩散片材、背光单元、液晶显示装置、信息设备和光扩散片材的制造方法。
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,液晶显示装置被广泛利用。作为液晶显示装置的背光,光源配置于液晶面板的背面的直下型方式、或者光源配置于液晶面板的侧面附近的侧入方式成为主流。
在采用直下型背光的情况下,为了在发光面中消除LED(Light Emitting Diode:发光二极管)等光源的图像而提高面内亮度的均匀性,使用了光扩散构件(光扩散板、光扩散片材、光扩散膜)。
在专利文献1公开的直下型背光中,从液晶表示面板的背面侧依次层叠有光源、光扩散片材和棱镜片材。
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
发明所要解决的技术问题
但是,在现有的直下型背光中,伴随着基于光扩散片材的厚度、光源与光扩散片材的距离的削减等的薄型化、用于削减成本的光源数量的减少,有在光源间区域(没有配置光源的区域)等发生亮度下降的情况。
对此,虽然也进行了在光扩散片材的光源正上方区域印刷反射光的白色油墨使光源正上方区域的亮度下降,从而消除光源正上方区域与光源间区域之间发生的亮度不均的尝试,但是在这种情况下,画面整体的亮度的下降是不可避免的。
本公开的目的在于提供一种能够在液晶显示装置中避免画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性的光扩散片材。
用于解决技术问题的方案
本公开的光扩散片材是组入在显示画面的背面分散地设有多个点光源的液晶显示装置的光扩散片材。本公开的光扩散片材的至少第一面具有设有二维排列的多个凹部的光扩散部和比所述光扩散部平坦的多个亮度提高部。所述多个亮度提高部以所述多个凹部形成于所述第一面的整体的情况下在由所述多个点光源产生的亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状。
根据本公开的光扩散片材,在设于光扩散部的凹部形成于片材整面的情况下的亮度分布中产生亮度下降的区域设有比光扩散部平坦的亮度提高部。在配置有亮度提高部的部位处,抑制光扩散性的结果是,相对于片材表面垂直直行的直线光的比例变多。由此,可以增大在产生亮度下降的区域中的亮度,因此能够在避免在液晶显示装置中画面整体下的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。因此,还可以通过本公开的光扩散片材应对进一步的背光的薄型化、光源数量的削减。
另外,根据本公开的光扩散片材,亮度提高部以在所述的亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状。因此,由于使与所述的亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,所以能够更进一步提高亮度均匀性。
在本公开的光扩散片材中,也可以是,所述亮度低的区域为所述多个点光源中的相邻的点光源彼此之间的区域。这样,能够使点光源彼此之间的区域中的亮度增大,从而提高亮度均匀性。
在本公开的光扩散片材中,也可以是,所述亮度低的区域为所述多个点光源的正上方区域。这样,能够使点光源的正上方区域中的亮度增大,从而提高亮度均匀性。
在本公开的光扩散片材中,也可以是,所述多个凹部还形成于所述多个亮度提高部的配置区域,所述多个亮度提高部由设于所述配置区域的所述多个凹部的透明构件构成。这样,通过在片材整面形成了凹部之后,在规定的区域的凹部设置透明构件,从而能够提高亮度提高部。在这样的情况下,也可以是,构成所述多个亮度提高部的所述透明构件分别填埋所述配置区域的所述多个凹部中的至少1个以上的凹部。如此,与多个透明构件设于1个凹部的情况相比,1个透明构件填埋1个以上的凹部的情况能够容易进行亮度提高部的形成。
在本公开的光扩散片材中,也可以是,所述多个凹部不形成于所述多个亮度提高部的配置区域,所述多个亮度提高部由与所述光扩散部相同的材质构成。这样,通过使用了例如模具、形状辊、激光等的加工,在不进行在凹部设置透明构件之类的工序的情况下就能够形成亮度提高部。
在本公开的光扩散片材中,也可以是,所述多个凹部具有倒多棱锥形状、倒截多棱锥形状或下半球形状。这样,能够提高光扩散部的光扩散性。
本公开的背光单元是组入所述液晶显示装置,并将从所述多个点光源发出的光引导至所述显示画面侧的背光单元,其中,所述背光单元在所述显示画面与所述多个点光源之间包括所述的本公开的光扩散片材。
根据本公开的背光单元,包括所述的本公开的光扩散片材,因此能够在避免画面整体下的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。
在本公开的背光单元中,也可以是,所述多个点光源与所述光扩散片材之间的距离为2mm以下。即使在这样的现有的光扩散片材中的在亮度分布容易产生偏差的结构中,也能够提高亮度均匀性。
在本公开的背光单元中,也可以是,所述多个点光源为LED元件。这样,即使减少光源数量,也可以充分地获得画面整体的亮度。
在本公开的背光单元中,也可以是,所述多个点光源配置于从所述光扩散片材观察时设于与所述显示画面相反一侧的反射构件。这样,更进一步提高亮度均匀性。
本公开的液晶显示装置包括所述的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,包括所述的本公开的背光单元,因此能够在避免画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。
本公开的信息设备包括所述的本公开的液晶显示装置。
根据本公开的信息设备,包括所述的本公开的液晶显示装置,因此能够在避免画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。
本公开的光扩散片材的制造方法是组入在显示画面的背面侧分散地设有多个点光源的液晶显示装置的光扩散片材的制造方法。所述光扩散片材的至少第一面具有二维设有多个凹部的光扩散部和比所述光扩散部平坦的多个亮度提高部。本公开的光扩散片材的制造方法包括:工序A,对在所述多个凹部形成于所述第一面的整体的情况下由所述多个点光源产生的亮度分布进行计算;工序B,在所述第一面形成所述光扩散部;和工序C,以在所述工序A中计算出的所述亮度分布中使得亮度越低的区域配置密度越高的方式使所述多个亮度提高部呈渐变状地形成于所述第一面。
根据本公开的光扩散片材的制造方法,在设于光扩散部的凹部形成于片材整面的情况下的亮度分布中产生亮度下降的区域设置比光扩散部平坦的亮度提高部。在配置有亮度提高部的部位处,抑制光扩散性的结果是,相对于片材表面垂直直行的直线光的比例变多。由此,可以增大在产生亮度下降的区域中的亮度,因此能够在避免在液晶显示装置中画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。因此,也可以应对背光的进一步的薄型化、光源数量的削减。
另外,根据本公开的光扩散片材的制造方法,以在所述的亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式将亮度提高部设为渐变状。因此,由于使与所述的亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,所以能够更进一步提高亮度均匀性。
在本公开的光扩散片材的制造方法中,也可以是,所述工序B包含在所述多个亮度提高部的配置区域还形成所述多个凹部的工序,所述工序C在所述工序B之后,包含通过在所述配置区域的所述多个凹部设置透明构件来形成所述多个亮度提高部的工序。这样,通过在片材整面形成了凹部之后,在规定的区域的凹部设置透明构件,从而能够提高亮度提高部。
在本公开的光扩散片材的制造方法中,也可以是,所述工序B与所述工序C同时实施。通过使用了例如模具、形状辊、激光等的加工,并通过同时实施所述工序B与所述工序C,从而能够削减工序数量。
发明效果
根据本公开,能够在液晶显示装置中避免画面整体下的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。
附图说明
图1是实施方式的液晶显示装置的剖面图。
图2是实施方式的背光单元的剖面图。
图3是实施方式的光扩散片材的光扩散部的剖面图。
图4是实施方式的光扩散片材的光扩散部的立体图。
图5是实施方式的光扩散片材的亮度提高部的剖面图。
图6是示出实施方式的光扩散片材的亮度提高部的配置图案的俯视图。
图7是示出比较例的光扩散片材的亮度提高部的配置图案的俯视图。
图8是示出变形例的光扩散片材的亮度提高部的配置图案的俯视图。
图9是示出变形例的光扩散片材的亮度提高部的配置图案的俯视图。
图10是示出变形例的光扩散片材的亮度提高部的配置图案的俯视图。
图11是示出实施例的光扩散片材的平面结构的照片。
图12是示出实施例的光扩散片材的表面形状的图。
图13是示出实施例的光扩散片材材的亮度分布的图。
图14是示出比较例的光扩散片材的亮度分布的图。
具体实施方式
(实施方式)
以下,一边参照附图一边对实施方式中的光扩散片材、背光单元、液晶显示装置、信息设备和光扩散片材的制造方法进行说明。需要说明的是,本公开的范围不限定于以下的实施方式,可以在本公开的技术思想的范围内进行任意变更。
<液晶显示装置的结构>
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设于液晶显示面板5的背面侧的背光单元40。
液晶显示面板5包括:以相互相对的方式设置的TFT基板1及CF基板2;设于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料(省略图示)。
从正面(图1的上方)观察液晶显示装置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,也可以是长方形的角变圆的形状、椭圆形、圆形、梯形或机动车的仪表板(instrument panel)等的任意形状。
在液晶显示装置50中,在与各像素电极对应的各子像素中,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。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。从而调整了透射率的光经由第二偏光板7射出而在显示画面50a显示出图像。
本实施方式的液晶显示装置50被用作组装在各种信息设备(例如车载导航仪等车载装置、个人计算机、便携电话、笔记本电脑、平板电脑等便携信息终端、便携型游戏机、复印机、售票机、现金自动存取一体机等)中的显示装置。
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:在玻璃基板上设置成格子状的黑矩阵;分别设置在黑矩阵的各格子间的包含红色层、绿色层及蓝色层的滤光片;以覆盖黑矩阵及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由包含具有电光特性的液晶分子的向列相液晶材料等构成。第一偏光板6和第二偏光板7例如包括具有一个方向的偏振轴的偏振器层和以夹持该偏振器层的方式设置的一对保护层。
<背光单元的结构>
如图2所示,背光单元40包括反射构件41、在反射构件41以二维状配置的多个点光源42、设于多个点光源42的上侧的片材层叠体100。片材层叠体100具有配置于点光源42侧的光扩散片材43和设于光扩散片材43的上侧(显示画面50a侧)的一对棱镜片材44及45。
在本实施方式中,例如层叠3片光扩散片材43而设于背光单元40。光扩散片材43也可以按照1片或层叠2片来使用,或者还可以层叠4片以上来使用。特别是,在通过点光源42的精密配置等能够充分增大亮度均匀性的情况下,也可以用1片光扩散片材43。一对棱镜片材44及45也可以是棱镜延伸方向(棱镜棱线的延伸方向)相互正交的下侧棱镜片材44及上侧棱镜片材45。
-反射构件-
反射构件41例如由白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制成的薄膜、银蒸镀薄膜等构成。
-点光源-
点光源42的种类没有特别限定,但是例如可以为LED元件、激光元件等,从成本、生产率等的观点考虑也可以使用LED元件。为了调节LED元件的出光角度特性,也可以在LED元件装配透镜。LED元件(芯片)在俯视的情况下也可以具有长方形形状,在这种情况下,一边的长度可以为10μm以上(优选50μm以上)且20mm以下(优选10mm以下,更优选5mm以下)。几mm方的LED芯片也可以二维交替地以恒定的间隔配置于反射片材41。在等间隔地配置多个LED芯片的情况下,相邻的2个芯片的中心间距离可以为0.5mm以上(优选为2mm以上)且20mm以下。通过规则性地配置LED元件等的点光源42,提高了亮度均匀性。
点光源42也可以配置于形成为片材状的反射构件41之上。或者,点光源42可以以仅露出点光源42的发光部(例如装配于LED元件的透镜)的方式埋入反射构件41中。
点光源42也可以是白色光源。白色光源也可以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、峰值波长为红色区域的LED元件构成。或者,点光源42也可以为蓝色光源。在使用蓝色光源的情况下,也可以在点光源42与光扩散片材43之间或在光扩散片材43与下侧棱镜片材44之间设置为了将蓝色光转换为任意的颜色(例如绿色、红色)的光的颜色转换片材。作为颜色转换片材,例如可以使用QD(量子点)片材、荧光片材等。
-光扩散片材
光扩散片材43具有基材层21。光扩散片材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,扩散片材43将第二面21b朝向点光源42侧配置。成为基材层21的基质的树脂只要由使光透射过的树脂材料构成即可,没有特别限定,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、乙酸纤维素、聚酰亚胺等。基材层21可以包含扩散剂、其他添加剂,或者可以实质上不包含添加剂。基材层21中可含有的添加剂没有特别限定,例如可以是二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等无机粒子,例如也可以是丙烯酸、丙烯腈、硅酮、聚苯乙烯、聚酰胺等有机粒子。
光扩散片材43的厚度没有特别限定,但是例如可以为3mm以下(优选为2mm以下、更优选为1.5mm以下、进一步优选为1mm以下)且0.1mm以上。当光扩散片材43的厚度超过3mm时,液晶显示装置50难以薄型化。当光扩散片材43的厚度低于0.1mm时,难以使亮度均匀。光扩散片材43既可以是薄膜状,也可以是板(plate)状。
如图2~图4所示,在光扩散片材43的第一面21a例如二维矩阵状地排列有倒四棱锥形(倒金字塔状)的多个凹部22。在光扩散片材43的设有凹部22的部分成为光扩散部43A。多个凹部22也可以沿着相互正交的两个方向排列。相邻的凹部22彼此由棱线111划分。棱线111沿着排列有凹部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4中,为了简便,例示凹部22以5×5的矩阵状配置在光扩散部43A处的形态。在凹部22的二维排列中,各凹部22既可以无间隙地设置,也可以隔开规定的间隔设置。另外,在不损害光扩散效果的程度内,也可以随机排列一部分凹部22。
凹部22的顶角θ例如为90°,凹部22的排列间距p例如为100μm,凹部22的深度例如也可以为50μm。凹部22的顶角θ是指在以用与光扩散片材43的配置面垂直的面将穿过凹部22的中心(倒金字塔的顶点112)且夹着该中心地面对面的一对斜面垂直横切的方式剖切时出现的剖面(纵剖面)处,斜面的剖面线彼此所成的角。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(沿着与光扩散片材43的配置面平行的方向的距离)。
需要说明的是,在本公开中,考虑到难以通过通常的形状转印技术形成几何学上严格的倒四棱锥的凹部,“倒四棱锥”不仅包含真正的或实质上可以视为倒四棱锥的形状,还包含“大致倒四棱锥”。“大致”是指能够近似,“大致倒四棱锥”是指能够近似于倒四棱锥的形状。在工业生产上的加工精度引起的不可避免的形状偏差的范围内,从“倒四棱锥”变形的形状也包含在“大致倒四棱锥”内。在本实施方式中,虽然形成了倒四棱锥状的凹部22,但取而代之,形成逆四棱锥以外的倒多棱锥、包含倒截四棱锥的倒截多棱锥、倒圆锥、倒截圆锥、下半球等其他形状的凹部22的情况也同样。
光扩散片材43的第二面21b例如也可以是平坦面(镜面)或压花加工面。或者,在光扩散片材43的第二面21b也可以与第一面21a同样设置凹凸形状。光扩散片材43也可以由在第一面21a拥有凹凸形状(凹部22)的基材层21的单层结构构成。光扩散片材43也可以由两面为平坦的基材层和在一面拥有凹凸形状的层的双层结构构成。光扩散片材43还可以由包含在一面拥有凹凸形状的层的三层以上的结构构成。在本实施方式中,虽然将光扩散片材43的第一面21a设为光出射面,并将第二面21b设为光入射面,但是也可以取而代之,将第一面21a设为光入射面,并将第二面21b设为光出射面。
作为本实施方式的特征,如图2和图5所示,光扩散片材43的第一面21a除了设有多个凹部22的光扩散部43A,还具有比光扩散部43A平坦的多个亮度提高部43B。需要说明的是,在层叠多片光扩散片材43的情况下,亮度提高部43B可以设于至少一片光扩散片材43、例如最接近显示画面50a的光扩散片材43。亮度提高部43B设于在光扩散片材43的第一面21a的整体形成有凹部22的情况下由点光源42产生的亮度分布的低亮度区域R。低亮度区域R例如也可以是相邻的点光源42彼此之间的区域(光源间区域)。例如,如图5所示,亮度提高部43B也可以由设于低亮度区域R的凹部22的透明构件23构成。关于亮度提高部43B的详情在后面描述。
-棱镜片材-
棱镜片材44及45由于需要使光线透过,所以以透明(例如无色透明)的合成树脂为主成分形成。棱镜片材44及45可以一体形成。下侧棱镜片材44具有基材层44a和由层叠于基材层44a的表面的多个突条棱镜部44b构成的突起列。同样,上侧棱镜片材45具有基材层45a和由层叠于基材层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及45b分别在基材层44a及45a的表面以条纹状层叠。突条棱镜部44b及45b分别是背面与基材层44a及45a的表面相接的三角柱状体。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,通过下侧棱镜片材44使从光扩散片材43入射的光线向法线方向侧折射,进一步通过上侧棱镜片材45使从下侧棱镜片材44射出的光线以相对于显示画面50a大致垂直传播的方式折射。
棱镜片材44及45的厚度(从基材层44a及45a的背面到突条棱镜部44b及45b的顶点的高度)的下限例如可以为50μm左右,更优选为100μm左右。棱镜片材44及45的厚度的上限也可以为200μm左右,更优选为180μm左右。棱镜片材44及45中的突条棱镜部44b及45b的间距的下限例如可以为20μm左右,更优选为25μm左右。棱镜片材44及45中的突条棱镜部44b及45b的间距的上限例如可以为100μm左右,更优选为60μm左右。突条棱镜部44b及45b的顶角例如可以为85°以上且95°以下。突条棱镜部44b及45b的折射率的下限例如可以为1.5,更优选为1.55。突条棱镜部44b及45b的折射率的上限例如可以为1.7。
棱镜片材44及45例如可以在由PET(polyethylene terephthalate:聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜构成的基材层44a及45a设置使用UV固化型丙烯酸类树脂进行形状转印的突条棱镜部44b及45b,或者突条棱镜部44b及45b也可以与基材层44a及45a一体成形。
-偏光片材-
虽然省略图示,但是也可以在棱镜片材44及45的上侧(显示画面50a侧)设置偏光片材。偏光片材通过防止从背光单元40射出的光被液晶显示装置50的第一偏光板6吸收,从而提高显示画面50a的亮度。
<亮度提高部>
在图2所示的背光单元40中,从点光源42射出的光在穿过光扩散片材43时,因凹部22、扩散剂(省略图示)而被扩散。由此,例如可抑制点光源42的正上方区域的亮度。但是,如果通过削减点光源42与光扩散片材43的距离、光扩散片材43的厚度等来使背光单元40薄型化,或者为了削减成本而减少点光源42的数量,则例如在光源间区域(没有配置光源的区域)等低亮度区域R发生亮度下降。
因此,在本实施方式中,在最上层的光扩散片材43的第一面21a的光源间区域R设置亮度提高部43B,该亮度提高部43B比设有凹部22的光扩散部43A平坦。亮度提高部43B的算术平均粗糙度Ra及最大高度Rz、Ry(JISB0606-1994)比光扩散部43A小。亮度提高部43B的表面既可以是平滑的,或者也可以在光扩散性比光扩散部43A低的范围内具有凹凸。
在配置有亮度提高部43B的部位处,抑制光扩散性的结果,相对于片材表面垂直直行的直线光的比例变多。由此,能够增大低亮度区域R的亮度。例如,如图5所示,亮度提高部43B也可以由设于低亮度区域R的凹部22的透明构件23构成。在这种情况下,构成各亮度提高部43B的透明构件23可以分别填埋至少1个以上的凹部22。这样,与多个透明构件23设于1个凹部22的情况相比,1个透明构件23填埋1个以上的凹部23的情况能够容易进行亮度提高部43B的形成。透明构件23也可以是能够进行点印刷的透明油墨。这样,能够以印刷透明油墨这样简单的方法形成亮度提高部43B。在亮度提高部43B由透明构件23构成的情况下,光扩散片材43的基材层21与透明构件23的折射率差越小越优选,可以为0.3左右以下。这样,可以增大低亮度区域R的亮度而不受基材层21与透明构件23的界面处的光扩散的影响。
在基材层21的基质树脂例如为聚碳酸酯的情况下,作为成为亮度提高部43B的透明构件23(透明油墨),例如可以使用无色墨水。无色墨水例如可以是UV固化型或热固化型的任一者。作为透明构件23,也可以使用其他例如聚氨酯丙烯酸酯或、丙烯酸树脂的UV固化树脂。作为丙烯酸树酯,可以使用紫外线固化型聚酯丙烯酸酯、紫外线固化型环氧丙烯酸酯、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯等。或者,作为透明构件23,例如可以使用酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、环氧树脂、硅树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺、聚氨基双马来酰亚胺、酪蛋白树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂等热固性树脂。
在通过透明油墨的点印刷形成亮度提高部43B的情况下,随着点印刷的面积率变大而总光线透过率、也就是说亮度上升。因此,通过调整点印刷的面积率,可以容易实现与低亮度区域R处的亮度下降的程度对应的总光线透过率。换言之,把握低亮度区域R、低亮度区域R处的亮度下降的程度,以与亮度下降的程度对应的面积率对光扩散片材43的低亮度区域R进行透明油墨的点印刷而形成亮度提高部43B,由此可以提高亮度均匀性。
在使用透明油墨作为透明构件23的情况下,也可以在能够保持亮度提高所需要的透明性的浓度范围内将彩色油墨(例如白色系、黄色系或蓝色系的彩色油墨)添加至透明油墨来进行色度等的调整。另外,也可以在透明油墨中加入扩散剂等颗粒,进行扩散性、折射率等的调整。
透明构件23不限定于透明油墨,可以使用能够通过填埋凹部22来增大亮度的透明性高的其他材料,例如由氧化铝、氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等无机物、尿素系的有机物等构成的白色颜料分散在载体(清漆:将树脂溶解在溶剂中的物质)的材料。
在图5所示的光扩散片材43中,以完全填埋低亮度区域R的凹部22的方式设置亮度提高部43B(透明构件23),但是也可以以至少局部填埋凹部22的方式设置亮度提高部43B。亮度提高部43B既可以设于整个低亮度区域R,或者也可以设于一部分的低亮度区域R。亮度提高部43B既可以设于各低亮度区域R的整体,或者也可以设于各光源间区域R的一部分。
在图2所示的背光单元40中,例示低亮度区域R为相邻的点光源42彼此之间的光源间区域的情况。在这样的情况下,通过在成为低亮度区域R的光源间区域设置亮度提高部43B,可以提高亮度均匀性。对于光源间区域而言,不仅包含沿着排列有点光源42的两个方向相邻的点光源42彼此之间的区域,还包含沿着相对于点光源42的排列方向倾斜的方向(对角方向)相邻的点光源42彼此之间的区域。如果LED元件等点光源42的中心间距离为0.5mm以上,则容易在光源间区域处发生亮度变小的现象,因此设置亮度提高部43B的有用性变大。
需要说明的是,根据背光单元40(片材层叠体100)的结构、光扩散片材43的结构的不同,光源间区域以外的其他区域也有成为低亮度区域R的情况。
在背光单元40中,通常片材端部区域的亮度相对容易下降。例如,在矩形状的显示画面50a的周缘部处发生亮度下降的情况下,也可以沿着与该显示画面50a的形状对应的光扩散片材43的周缘部配置亮度提高部43B。或者,在无法将点光源42配置在轨道形状的显示画面50a中的角部而发生亮度下降的情况下,也可以在光扩散片材43的角部配置亮度提高部43B。
或者,由于在光扩散片材43的第一面21a为光出射面的情况下的第二面21B(光入射面)形成的凹凸结构、在层叠有多片光扩散片材43的情况下的点光源42侧(下层)的光扩散片材43的光扩散性,也存在光扩散片材43中的点光源42的正上方区域(以下,也称为光源正上方区域)成为低亮度区域R的情况。在这样的情况下,通过在成为低亮度区域R的光源正上方区域设置亮度提高部43B,可以提高亮度均匀性。光源正上方区域不仅可以是光扩散片材43中的点光源42的投影区域,还可以是包含其附近、周边在内的区域。
如以上说明那样,低亮度区域R根据在凹部22形成于第一面21a的整体的情况下的由点光源42而产生的亮度分布(以下,有时也简称为“亮度分布”)而适当设定。
作为本实施方式的光扩散片材43的特征之一,亮度提高部43B以在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状。
图6示出本实施方式的光扩散片材43中的亮度提高部43B的配置图案的一例。具体而言,图6示出具有各4个由LED元件构成的点光源42的单位光源区域按照2×2设置的情况下的亮度提高部43B的配置图案。在图6所示的光扩散片材43中,越接近单元光源区域的边界亮度越下降。因此,以在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式将点状的亮度提高部43B设为渐变状。点状的亮度提高部43B例如使用透明油墨的点印刷形成。如图6所示,仅在各单位光源区域的中央配置光扩散部43A,且随着接近各单位光源区域的边界,亮度提高部43B的配置密度变高。如此,通过将亮度提高部43B设为渐变状,从而使与亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,因此能够更进一步提高亮度均匀性。配置于各单位光源区域的边界附近(亮度最低的部位)的亮度提高部43B也可以是线状或实心状。换言之,点状的亮度提高部43B与线状或实心状的亮度提高部43B也可以混合存在。
需要说明的是,在本公开中,将识别为圆形、三角形、四边形等这样的粒状形状的形状称为“点状”,将能够识别为直线形状、波线形状的形状称为“线状”,将以“点状”和“线状”以外的形状具有面(二维的展开)的形状称为“实心(全面印刷的全面的意思)状”。
图7示出比较例的光扩散片材43中的亮度提高部43B的配置图案的一例。图7所示的比较例与图6所示的实施方式不同的方面在于在单位光源区域的边界周围的低亮度区域R设有实心状的亮度提高部43B。实心状的亮度提高部43B使用透明油墨的全面印刷形成。如比较例那样,当将亮度提高部43B设为实心状时,使与亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得困难,与实施方式相比亮度均匀性变差。
在本实施方式的光扩散片材43中,只要是亮度提高部43B以在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状,就对亮度提高部43B的配置图案没有特别限定。
例如,如图8所示,亮度提高部43B也可以设为直线形状、波线形状等线状。线的宽度、长度、线间隔等可以根据亮度分布例如通过透明油墨的印刷密度的调整来适当设定,使用拥有不同尺寸的多个线。另外,也可以使线状的亮度提高部43B与点状或实心状的亮度提高部43B混合存在。需要说明的是,图8的(a)、(b)均例示相邻的点光源42彼此之间的光源间区域成为低亮度区域R的情况。即,在光源间区域中,亮度提高部43B的配置密度高且随着接近光源正上方区域,亮度提高部43B的配置密度变低。
另外,相对于亮度提高部43B设为点状的图9的(a)所示的配置图案,也可以使用使光扩散部43A的配置图案与亮度提高部43B的配置图案翻转后的图9的(b)所示的配置图案。点的形状不限定于圆形,也可以为三角形、四边形或六边形的其他的形状,或者也可以具有点不同的多个形状。点的大小、点间隔等可以根据亮度分布例如通过透明油墨的印刷密度的调整来适当设定,使用拥有不同大小的多个点。另外,也可以使点状或其翻转形状的亮度提高部43B与线状或实心状的亮度提高部43B混合存在。需要说明的是,图9的(a)、(b)均例示相邻的点光源42彼此之间的光源间区域成为低亮度区域R的情况。即,在光源间区域中,亮度提高部43B的配置密度高且随着接近光源正上方区域,亮度提高部43B的配置密度变低。
另外,如图8和图9所示,可以例如如图10所示的波纹状图案那样将亮度提高部43B配置为其他的几何学图案来取代将亮度提高部43B配置为放射状图案。
需要说明的是,在本实施方式的光扩散片材43中,例示了在亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R)也形成凹部22,且亮度提高部43B由设于凹部22的透明构件23构成的情况。但是,也可以取而代之,也可以在亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R)不形成凹部22且亮度提高部43B由与光扩散部43A相同的材质(例如基材层21)构成。这样,例如通过使用了模具、形状辊、激光等的基材层21的加工,在不进行在凹部22设置透明构件23之类的工序的情况下就能够形成亮度提高部43B。换言之,可以使用模具、形状辊、激光等,作为光扩散片材43(基材层21)的形状自身设置凹部22和成为亮度提高部43B的平坦部来代替使用透明油墨的印刷。
<光扩散片材的制造方法>
在本实施方式的光扩散片材43的制造方法中实施:工序A,对在设于光扩散部43A的凹部22在第一面21a的整体形成的情况下由点光源42产生的亮度分布进行计算;工序B,在第一面21a形成光扩散部43A;和工序C,以在工序A中计算出的在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式使亮度提高部43B呈渐变状地形成于第一面21a。
也可以是,工序B包含在亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R)形成凹部22的工序,工序C在工序B之后,包含通过在低亮度区域R的凹部22设置透明构件23形成亮度提高部43B的工序。这样,通过在片材整面形成了凹部22之后,在规定的区域的凹部22设置透明构件23,从而能够形成亮度提高部43B。在这样的情况下,作为透明构件23,例如可以当使用无色墨水等的透明油墨时,通过印刷透明油墨之类的简单的方法来形成亮度提高部43B。另外,当使用透明油墨的点印刷时,总光线透过率的调整变得容易。其中,亮度提高部43B的形成方法不限定于点印刷,也可以会用其他的公知的图案形成方法等。
在使用透明油墨的丝网印刷在凹部22设置透明构件23的情况下,例如在图4所示的棱线111上载置低亮度区域R开口的图案化版,在该图案化版上滴下透明油墨,并用刮片使透明油墨变平。由此,低亮度区域R的凹部22被透明构件23填满到棱线111的高度,从而形成表面平坦的亮度提高部43B。
在形成亮度提高部43B的工序C中,在进行透明油墨的印刷的情况下,工序C在工序B之后分开实施。在这样的情况下,计算亮度分布的工序A也可以在工序B与工序C之间实施。即,在工序B中,也可以在光扩散片材43的第一面21a的整面形成了凹部22之后,使用形成有凹部22的光扩散片材43,在工序A中计算亮度分布。或者,也可以在实施工序B之前,使用伪光扩散片材、模拟来在工序A中计算亮度分布。
另一方面,在形成亮度提高部43B的工序C中,在不进行透明油墨的印刷而例如进行使用了模具、形状辊、激光等的加工的情况下,可以同时实施工序B和工序C,由此,可以削减工序数量。在使用形状辊在工序C中形成亮度提高部43B的情况下,工序C必定与形成光扩散部43A的工序B同时实施。在使用模具、激光在工序C形成亮度提高部43B的情况下,工序C既可以与形成光扩散部43A的工序B同时实施,或者也可以将工序C与工序B分开实施。在同时实施工序B与工序C的情况下,也可以在该实施前,使用伪光扩散片材、模拟来在工序A中计算亮度分布。
光扩散片材43中的凹部22等的形状赋予方法没有特别限定,例如也可以使用挤压成型法、注塑成型法、激光加工法等。
使用挤压成型法制造在表面拥有凹凸形状的单层的光扩散片材的顺序如下。首先,将添加了扩散剂的颗粒状塑料颗粒(也可以一起混合未添加扩散剂的颗粒状塑料颗粒)投入单轴挤出机,一边加热一边熔融、混炼。然后,用2根金属棍夹着通过T-铸模挤出的熔融树脂进行冷却之后,使用导辊进行输送,利用薄片切割机切成单片平板,由此制作光扩散片材。此处,通过使用在表面拥有翻转所期望的凹凸形状而成的形状的金属辊夹着熔融树脂,从而辊表面的翻转形状被转印至树脂,因此能够将所期望的凹凸形状赋形于光扩散片材表面。另外,转印到树脂的形状不一定是100%转印了辊表面的形状,因此也可以从转印程度倒推来设计辊表面的形状。
在使用挤压成型法制造在表面拥有凹凸形状的双层结构的光扩散片材的情况下,例如,向2个单轴挤压机的各个单轴挤压机投入各层的形成所需要的颗粒状的塑料颗粒后,对每一层实施与上述相同的顺序,层叠制成的各片材即可。
或者,也可以如以下那样制造在表面拥有凹凸形状的双层结构的光扩散片材。首先,向2个单轴挤压机的各个单轴挤压机投入各层的形成所需要的颗粒状的塑料颗粒,一边加热一边熔融、混炼。然后,将成为各层的熔融树脂投入1个T-铸模,在该T-铸模内层叠,用2根金属棍夹着由该T-铸模挤压的层叠熔融树脂进行冷却。然后,使用导辊输送层叠熔融树脂,并利用薄片切割机切成单片平板,由此也可以制作在表面拥有凹凸形状的双层结构的光扩散片材。
另外,也可以通过使用了UV(紫外线)的赋形转印,如以下那样制造光扩散片材。首先,将未固化的紫外线固化树脂填充至具有想要转印的凹凸形状的翻转形状的辊,并将基材靠压在该树脂上。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,将通过树脂而赋形转印有凹凸形状的片材从辊上剥离。最后,再次对片材进行紫外线照射使树脂完全固化,从而制作在表面拥有凹凸形状的光扩散片材。
<实施方式的特征>
本实施方式的光扩散片材43组入在显示画面50a的背面侧分散地设有多个点光源42的液晶显示装置50。光扩散片材43的至少第一面21a具有设有二维排列的多个凹部22的光扩散部43A和比光扩散部43A平坦的多个亮度提高部43B。多个亮度提高部43B以多个凹部22形成于第一面21a的整体的情况下在由多个点光源42产生的亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状。
根据本实施方式的光扩散片材43,在设于光扩散部43A的凹部22形成于片材整面的情况下的亮度分布中产生亮度下降的区域,设有比光扩散部43A平坦的亮度提高部43B。在配置有亮度提高部43B的部位处,抑制光扩散性的结果,相对于片材表面垂直直行的直线光的比例变多。由此,可以增大在产生亮度下降的区域中的亮度,因此能够在避免在液晶显示装置50中画面整体的亮度的下降的同时亮度均匀性。因此,还可以通过本实施方式的光扩散片材43应对背光单元40的进一步薄型化、点光源42的配置数量的削减。
另外,根据本实施方式的光扩散片材43,亮度提高部43B以在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式设为渐变状。因此,由于使与亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,所以能够更进一步提高亮度均匀性。
需要说明的是,在本公开中,将亮度提高部设为渐变状是指改变亮度提高部的配置密度。亮度提高部的配置密度是指在单位面积中亮度提高部所占有的面积率。例如,在点状渐变的情况下,基于“单位面积中的1个点的面积”ד单位面积中的点的个数”(也考虑存在多个点尺寸的情况)计算面积率。例如,在线状渐变的情况下,基于“单位面积中的1条线的面积”ד单位面积中的线的个数”(也考虑存在多条线尺寸的情况)计算面积率。例如,在实心状渐变的情况下,基于“单位面积中的一个实心的面积”ד单位面积中的实心的个数”(也考虑存在多个实心尺寸的情况)计算面积率。设为渐变状的亮度提高部的配置密度在100%(完全实心)到0%之间变化。在从配置密度100%到0%的范围内,也包含100%及0%,但是亮度提高部的配置密度的最大值及最小值不必始终为100%及0%。配置密度的变化既可以是线性变化也可以是曲线变化配置密度的变化。配置密度返变化既可以是单调增加、单调减少这样的一个方向的变化(例如100%→0%),也可以是伴随增减的变化(例如100%→50%→70%→0%)用于表示亮度提高部的配置密度的“单位面积”可以为任意设定。
在本实施方式的光扩散片材43中,也可以是,低亮度区域R为相邻的点光源42彼此之间的光源间区域。这样,能够使光源间区域的亮度增大,能够提高亮度均匀性。
在本实施方式的光扩散片材43中,也可以是,低亮度区域R为点光源42的正上方的光源正上方区域。这样,能够使光源正上方区域的亮度增大,能够提高亮度均匀性。
在本实施方式的光扩散片材43中,也可以是,凹部22也形成于亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R),亮度提高部43B由设于低亮度区域R的凹部22的透明构件23构成。这样,通过在片材整面形成了凹部22之后,在低亮度区域R的凹部设置透明构件,从而能够形成亮度提高部43B。在这种情况下,构成各亮度提高部43B的透明构件23可以分别填埋低亮度区域R中的至少1个以上的凹部22。如此,与多个透明构件23设于1个凹部22的情况相比,1个透明构件23填埋1个以上的凹部22的情况能够容易进行亮度提高部43B的形成。
在本实施方式的光扩散片材43中,也可以是,凹部22不形成于亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R),而亮度提高部43B由与光扩散部43A相同的材质构成。这样,例如通过使用了模具、形状辊、激光等的加工,在不进行在凹部22设置透明构件23之类的工序的情况下就能够形成亮度提高部43B。
在本实施方式的光扩散片材43中,也可以是,凹部22具有倒多棱锥形状、倒截多棱锥形状或下半球形状。这样,可以提高光扩散部43A的光扩散性。
本实施方式的背光单元40组入液晶显示装置50,将从多个点光源42发出的光引导至显示画面50a侧,在显示画面50a与多个点光源42之间包括本实施方式的光扩散片材43。因此,能够在避免在画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。
在本实施方式的背光单元40中,也可以是,点光源42与光扩散片材43(层叠有多片光扩散片材43的情况下最接近点光源42的光扩散片材43)之间的距离为2mm以下。即使在这样的现有的光扩散片材中的在亮度分布容易产生偏差的结构中,也能够提高亮度均匀性。即,本实施方式的背光单元40是在液晶显示装置50的显示画面50a的背面侧分配配置多个点光源42的直下型的背光单元。因此,为了使液晶显示装置50小型化,需要减小点光源42与光扩散片材43的距离。但是,当减小该距离时,例如,容易产生位于分散配置的点光源42彼此之间的光源间区域上的部分的显示画面50a的亮度比其他部分小的现象(亮度不均)。对此,使用在低亮度区域R设有亮度提高部43B的本实施方式的光扩散片材43对抑制亮度不均是有用的。特别是,在着眼于今后的中小型液晶显示装置的薄型化,将点光源与光扩散片材的距离设为10mm以下、更优选设为5mm以下、进一步优选设为2mm以下、最终设为0mm的情况,认为本实施方式的光扩散片材43的有用性变得更加显著。
在本实施方式的背光单元40中,也可以是,点光源42为LED元件。这样,即使减少光源数量,也可以充分地获得画面整体的亮度。
在本实施方式的背光单元40中,也可以是,点光源42配置于从光扩散片材43观察时设于与显示画面50a相反的一侧的反射构件41。这样,更进一步提高亮度均匀性。
本实施方式的液晶显示装置50包括本实施方式的背光单元40和液晶显示面板5,因此能够在避免画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。在配备本实施方式的液晶显示装置50的信息设备中,也得到相同的效果。
本实施方式的光扩散片材43的制造方法包括:工序A,对在凹部22形成于第一面21a的整体的情况下由多个点光源42产生的亮度分布进行计算;工序B,在第一面21a形成光扩散部43A;和工序C,以在工序A计算的在亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式使亮度提高部43B呈渐变状地形成于第一面21a。
根据本实施方式的光扩散片材43的制造方法,在设于光扩散部43A的凹部22形成于片材整面的情况下的亮度分布中产生亮度下降的区域设置比光扩散部43A平坦的亮度提高部43B。在配置有亮度提高部43B的部位处,抑制光扩散性的结果,相对于片材表面垂直直行的直线光的比例变多。由此,可以增大在产生亮度下降的区域中的亮度,因此能够在避免在液晶显示装置50中画面整体的亮度的下降的同时提高亮度均匀性。因此,也可以应对背光单元40的进一步的薄型化、点光源42的配置数量的削减。
另外,根据本实施方式的光扩散片材43的制造方法,以在亮度分布中亮度越低的区域配置密度越高的方式将亮度提高部43B设为渐变状。因此,由于使与亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,所以能够更进一步提高亮度均匀性。
在本实施方式的光扩散片材43的制造方法中,也可以是,工序B包含在亮度提高部43B的配置区域(低亮度区域R)也形成凹部22的工序,工序C在工序B之后包含通过在低亮度区域R的凹部22设置透明构件23形成亮度提高部43B的工序。这样,通过在片材整面形成了凹部22之后,在低亮度区域R的凹部22设置透明构件,从而能够形成亮度提高部43B。
在本实施方式的光扩散片材43的制造方法中,也可以是,工序B与工序C同时实施。例如可以通过使用了模具、形状辊、激光等的加工,并通过同时实施工序B与工序C来削减工序数量。
(实施例)
以下,关于实施例,一边参照附图一边进行说明。图11是示出实施例的光扩散片材43的一部分的平面结构的照片,图12是示出实施例的光扩散片材43的一部分的表面形状(第一面21a的高度的变化)的图。
如图11及图12所示,实施例的光扩散片材43由包含聚碳酸酯构成的厚度200μm的基材层21构成,在第一面21a具有二维排列有凹金字塔形状的凹部22的光扩散部43A和比光扩散部43A平坦的亮度提高部43B。光扩散片材43的第二面21b为平坦面。通过挤压成型对成为基材层21的聚碳酸酯进行加工,将顶角90°、深度50μm的凹金字塔形状的凹部22以间距100μm二维排列于第一面21a的整面来形成光扩散片材43。使用拥有直径600μm的开口的图案化版,将由透明油墨构成的透明构件23以点状配置于第一面21a,由此形成亮度提高部43B。点状的透明构件23分别横跨多个凹部22并埋入于多个凹部22。
在实施例的光扩散片材43中,按照图6所示的图案配置亮度提高部43B。作为比较例,准备按照图7所示的图案配置亮度提高部43B的光扩散片材43。针对实施例的光扩散片材43,测定了图6的VI-VI线的亮度分布。针对比较例的光扩散片材43,测定了图7的VII-VII线的亮度分布。在各测定中,构成包含光扩散片材43的图2所示的片材层叠体100,在片材层叠体100的下侧配置由LED元件构成的点光源42,并调查通过了片材层叠体100的光的亮度。详细地说,在点光源42(LED阵列)之上配置包含光扩散片材43的片材层叠体100,进一步为了抑制片材类的浮起而在该片材之上载置透明玻璃板,使用TopconTechno House公司制造的二维色彩亮度计UA-200测量垂直方向上(从LED阵列到玻璃板的方向)的亮度。
图13及图14分别示出针对实施例的光扩散片材43及比较例的光扩散片材43获得的亮度分布。需要说明的是,在图13及图14中,实线的亮度分布是形成了亮度提高部43B的光扩散片材43的亮度分布,虚线的亮度分布示出形成亮度提高部43B之前的状态的光扩散片材43的亮度分布。
在实施例的光扩散片材43中,以在图13的虚线所示的亮度分布中亮度越低的区域配置密度变得越高的方式将亮度提高部43B设为渐变状(参照图6)。因此,由于使与图13的虚线所示的亮度分布一致地进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等调整变得容易,所以能够得到优异的亮度均匀性。
对此,在比较例的光扩散片材43中,在图14的虚线所示的亮度分布中亮度低的区域设置实心状的亮度提高部43B(参照图7)。因此,虽然得到基于亮度提高部43B的亮度提高效果,但是由于无法进行增大直线光的比例的部位的面积、密度等细微的调整,所以与图13所示的实施例相比,亮度均匀性变差。
(其他实施方式)
以上,对与本公开有关的实施方式(包含实施例,下同)进行了说明,但是本公开不仅限定于上述的实施方式,也可以在公开的范围内进行各种变更。即,上述实施方式的说明本质上只是示例性的,而不是旨在限制本发明、其应用物或其用途。
附图标记说明
1TFT基板
2CF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
23 透明构件
40 背光单元
41 反射构件
42 点光源
43 光扩散片材
43A 光扩散部
43B 亮度提高部
44 下侧棱镜片材
44a 基材层
44b 突条棱镜部
45 上侧棱镜片材
45a 基材层
45b 突条棱镜部
50 液晶显示装置
50a 显示画面
100 片材层叠体
111 棱线
112 凹部中心(倒金字塔顶点)

Claims (16)

1.一种光扩散片材,组入在显示画面的背面侧分散地设有多个点光源的液晶显示装置,其中,
所述光扩散片材的至少第一面具有设有二维排列的多个凹部的光扩散部和比所述光扩散部平坦的多个亮度提高部,
所述多个亮度提高部以所述多个凹部形成于所述第一面的整体的情况下在由所述多个点光源产生的亮度分布中亮度越低的区域配置密度越高的方式设为渐变状。
2.根据权利要求1所述的光扩散片材,其中,
所述亮度低的区域是所述多个点光源中的相邻的点光源彼此之间的区域。
3.根据权利要求1所述的光扩散片材,其中,
所述亮度低的区域是所述多个点光源的正上方区域。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光扩散片材,其中,
所述多个凹部还形成于所述多个亮度提高部的配置区域,
所述多个亮度提高部由设于所述配置区域的所述多个凹部的透明构件构成。
5.根据权利要求4所述的光扩散片材,其中,
构成所述多个亮度提高部的所述透明构件分别填埋所述配置区域的所述多个凹部中的至少1个以上的凹部。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的光扩散片材,其中,
所述多个凹部不形成于所述多个亮度提高部的配置区域,
所述多个亮度提高部由与所述光扩散部相同的材质构成。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的光扩散片材,其中,
所述多个凹部具有倒多棱锥形状、倒截多棱锥形状或下半球形状。
8.一种背光单元,组入所述液晶显示装置,并将从所述多个点光源发出的光引导至所述显示画面侧,其中,
所述背光单元在所述显示画面与所述多个点光源之间包括权利要求1~7中任一项所述的光扩散片材。
9.根据权利要求8所述的背光单元,其中,
所述多个点光源与所述光扩散片材之间的距离为2mm以下。
10.根据权利要求8所述的背光单元,其中,
所述多个点光源为LED元件。
11.根据权利要求8所述的背光单元,其中,
所述多个点光源配置于从所述光扩散片材观察时设于与所述显示画面相反一侧的反射构件。
12.一种液晶显示装置,其中,所述液晶显示装置包括:
权利要求8~11中任一项所述的背光单元;和
液晶显示面板。
13.一种信息设备,其中,
所述信息设备包括权利要求12所述的液晶显示装置。
14.一种光扩散片材的制造方法,为组入在显示画面的背面侧分散地设有多个点光源的液晶显示装置的光扩散片材的制造方法,其中,
所述光扩散片材的至少第一面具有二维设有多个凹部的光扩散部和比所述光扩散部平坦的多个亮度提高部,
所述光扩散片材的制造方法包括:
工序A,对在所述多个凹部形成于所述第一面的整体的情况下由所述多个点光源产生的亮度分布进行计算;
工序B,在所述第一面形成所述光扩散部;和
工序C,以在所述工序A中计算出的所述亮度分布中使得亮度越低的区域配置密度越高的方式使所述多个亮度提高部呈渐变状地形成于所述第一面。
15.根据权利要求14所述的制造方法,其中,
所述工序B包含在所述多个亮度提高部的配置区域还形成所述多个凹部的工序,
所述工序C在所述工序B之后包含通过在所述配置区域的所述多个凹部设置透明构件来形成所述多个亮度提高部的工序。
16.根据权利要求14所述的制造方法,其中,
所述工序B与所述工序C同时实施。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003232A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート及び光学シートの製造方法、バックライト、液晶表示装置
JP4274239B2 (ja) * 2006-12-27 2009-06-03 ソニー株式会社 面状光源装置、表示装置及び面状照明方法
JP2009238491A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Dainippon Printing Co Ltd 光学シートおよび面光源装置
JP4461197B1 (ja) * 2009-04-27 2010-05-12 株式会社東芝 面状照明装置およびこれを備えた液晶表示装置
JP2011129277A (ja) 2009-12-15 2011-06-30 Toppan Printing Co Ltd バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2012018880A (ja) * 2010-07-09 2012-01-26 Panasonic Corp 面状照明装置、映像表示装置および光学シート

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