CN1985193A - 扩散板、面光源装置及透射型显示装置 - Google Patents

Abstract

提供不管观看位置如何都可进行无亮度不匀的均匀照明的扩散板、面光源装置及透射型显示装置。透射型显示装置10设有：LCD屏11和从背面照明LCD屏11的面光源装置16。面光源装置16具有并行排列的多根阴极射线管13。在面光源装置16的阴极射线管13与LCD屏11之间设有扩散板14和会聚板12。在扩散板14的光出射的出射侧形成扩散透镜阵列141。扩散透镜阵列141含有多个单位透镜(将高度低的单位透镜141a和高度高的单位透镜141b的透镜并排为一组而规则地排列配置)，它们构成相当于其断面为椭圆的椭圆柱的一部分的形状。会聚板12具有在阴极射线管13侧沿板面形成的断面形状大致成梯形的多个单位透镜121。因而，将来自面光源装置16的阴极射线管13的照明光扩散而进行均匀的照明，同时使照明光会聚，能够提高作为背光的光的利用效率。

Description

扩散板、面光源装置及透射型显示装置

技术领域

[0001]

本发明涉及液晶显示装置等的显示装置，特别是涉及被用于从背面照明透射型的液晶显示装置等的面光源装置的扩散板、面光源装置以及使用它们的透射型显示装置。

背景技术

[0002]

作为从背面照明透射型的液晶显示装置等的面光源装置，已有各种方式的面光源装置的方案被提出并实用化。这样的面光源装置按照将非面光源的光源变换成面光源的方式的不同，主要分为边光型(edge light)和直下型。

[0003]

其中，例如直下型的面光源装置是用并行排列的阴极射线管(发光管)，从作为光阀起作用的LCD屏等的透射型显示部的背面直接导入光来构成的。而且，在这样的直下型的面光源装置中，在阴极射线管与透射型显示部之间空出适当的距离，在其间配置扩散板，还要组合配置多个使光会聚的光学板。

[0004]

但是，在这种传统的直下型的面光源装置中，存在着所谓作为必需的光学板过多，光的会聚特性较为不充分的问题，为了补偿这个不足，改良了LCD屏等的透射型显示部自身的构造，做到对于从斜向入射的入射光也不会降低画质。但是，在这种传统的方式中，存在这样的问题：光的利用效率降低，而且，LCD屏等的透射型显示部的结构变得复杂，导致成本增加。

[0005]

另外，在传统的直下型的面光源装置中，根据是否是靠近于阴极射线管的部分靠近靠近并行排列，存在着所谓光强度(亮度)容易发生不匀的问题。

[0006]

这里，作为用以抑制上述不匀发生的方法，考虑采用增大阴极射线管与LCD屏等的透射型显示部之间的间隔的方法，但在这样的方法中，存在着显示装置整体厚度变厚的问题。

[0007]

另外，作为用以抑制上述不匀发生的方法，也考虑了增强由配置在阴极射线管与LCD屏等的透射型显示部之间的光学板等产生的光的扩散程度，或限制光的透过量的方法，但在这样的方法中，存在光的利用量降低的问题。

[0008]

更具体地说，例如，在特开平5-119703号公报及特开平11-242219号公报中，对于面光源装置，提出了通过设置照明幕和遮光点层等的遮光部分来维持光的均匀性的方法，但与上述的方法一样，这种方法存在着所谓光的利用量减少的问题。

[0009]

另外，在特开平6-347613号公报中，对于面光源装置，提出了采用在两面上设置双透镜的板，进行双向扩散控制的方法，但在这样的方法中，没有用以会聚光的充分的功能，因此，在与阴极射线管的位置关系，在LCD屏等的透射型显示部的面内的每一处光轴有偏差，依然存在随着观察画面的位置变化而发生亮度不匀的问题。

[0010]

再者，在特开平2002-535690号公报中，提出了将使垂直入射到板上的光大部分折射透过的棱镜和使垂直入射到板上的光大部分被一次全反射后透过的棱镜加以组合的方法。但是，在特开平2002-535690号公报记载的方法中，将垂直入射到板上的光折射透过也好，或全反射后透过也好，使大致全部的光向出射面侧出射。因此，特别是对于全反射后透过的光，从板上以比较大的出射角度出射，出射光在更宽的范围内扩展，存在着难以将出射光会聚到所需的出射角度范围的问题。

发明内容

[0011]

本发明是考虑到这些问题而作的发明，其目的在于，提供不管观看位置在何处，也可进行无亮度不匀的均匀照明的扩散板、面光源装置以及透射型显示装置。

[0012]

本发明提供具有下列特征的扩散板，作为其第1解决部件，这些特征是：在插入到具有并行排列的多个光源的光源部的直下型的面光源装置而使用的、将从光源部的各光源出射的光扩散并均匀化的扩散板中，设置在光出射的出射侧形成的扩散透镜阵列，即具有将从光源部的各光源出射的光扩散并出射的多个单位透镜的扩散透镜阵列，扩散透镜阵列包含在板面上规则配置的至少2种单位透镜；各种单位透镜形成从其断面相当于椭圆的椭圆柱的一部分的形状，以及其断面相当于椭圆的旋转椭圆体的一部分的形状中所选择的至少一个形状，断面即椭圆的长轴垂直于板面。

[0013]

再者，就上述的第1解决部件而言，构成扩散透镜阵列的2种单位透镜形成彼此高度不同的形状，该高度不同的2种单位透镜排列而成的一组单位透镜群最好在板面上重复配置。

[0014]

另外，就上述的第1种解决部件而言，在构成扩散透镜阵列的2种单位透镜中，若将高度高的单位透镜的高度设为H、宽度设为W、折射率设为N，则理想情况应满足arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))的关系。另外，在构成扩散透镜阵列的2种单位透镜中，若将高度低的单位透镜的高度设为H₂、宽度设为W₂、折射率设为N，则理想情况应满足arcsin(1/N)＞arctan(1/(2H₂/W₂))的关系。

[0015]

并且，就上述的第1解决部件而言，构成扩散透镜阵列的2种单位透镜的形状及折射率应加以优选，使得相对于板面垂直入射并在各种单位透镜中最初到达高度最低的单位透镜的透镜面的光之中，在由该透镜面全反射后到达的透镜面上折射，并从高度最低的单位透镜出射的光的至少一部分可以入射到高度最高的单位透镜上。这里，2种单位透镜中高度最低的单位透镜的长半径的理想值是短半径的2.5倍以上的长度。另外，2种单位透镜中的高度最高的单位透镜的长半径的理想值是短半径的2.5倍以下的长度。

[0016]

并且，就上述的第1解决部件而言，在形成扩散透镜阵列的各单位透镜之间，最好形成构成从平坦形状、凹状及微细凹凸形状中所选择的至少一种形状的部分。

[0017]

并且，就上述的第1解决部件而言，最好在扩散板中光入射的入射侧，形成构成具有光扩散作用的微细凹凸形状的入射面。

[0018]

并且，就上述的第1解决部件而言扩散板的理想结构是，具有吸湿率不同的2层以上的层结构，在这些2层以上的层中，光入射的入射侧的层的吸湿率比起形成扩散透镜阵列的出射侧的层的吸湿率更高。

[0019]

作为其第2解决部件，在从背面照射透射型显示部的面光源装置中，本发明提供具有下列特征的面光源装置，其特征在于设有：并行排列多个光源的光源部；以及将从光源部的各光源出射的光扩散并均匀化的、作为上述第1解决部件的扩散板。

[0020]

再者，就上述的第2解决部件而言，理想情况是，扩散板设置在光从光源部刚出射后的位置。

[0021]

作为其第3解决部件，本发明提供具有下列特征的透射型显示装置，其特征在于设有：透射型显示部；以及从背面照明透射型显示部的、作为上述第2解决部件的面光源装置。

[0022]

依据本发明，可以起到以下的作用和效果。

(1)在具有并行排列的多个光源的光源部的直下型的面光源装置中，至少在光出

射的出射侧插入并使用形成扩散透镜阵列的扩散板，该扩散透镜阵列由于包含在板表面上被规则配置的至少2种单位透镜，使其具有多种相对于入射角度的亮度特性，可以向各个方向扩散光。因此，达到提高降低不匀的效果，不管观察画面的位置，可以进行无亮度不匀的均匀照明。另外，形成扩散透镜阵列的各单位透镜做成其长轴垂直于板面的椭圆柱的一部分，或者长轴垂直于板面的旋转椭圆体的一部分，比起圆柱面或球面来，能够任意地控制扩散特性。

[0023]

(2)构成扩散透镜阵列的2种单位透镜形成彼此高度不同的形状，在板面上重复配置排列该高度不同的2种单位透镜而形成的一组单位透镜群，既可以提高降低不匀的效果，又可以消除光以不需要的大角度出射，从而提高光的利用效率。

[0024]

(3)构成扩散透镜阵列的2种单位透镜中，高度高的单位透镜的高度设为H、宽度设为W、折射率设为N，如果满足arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))的关系，就可以防止光向出射角度大的方向出射，即使是从斜方向观看时，也可以做到不会有到光源位置可明白看清的那种不匀(灯管不匀)，并能提高光的利用效率。

[0025]

(4)构成扩散透镜阵列的2种单位透镜中，高度低的单位透镜的高度设为H₂、将宽度设为W₂、折射率设为N，如果满足arcsin(1/N)＞arctan(1/(2H₂/W₂))的关系，则可以防止光向出射角度大的方向出射，即使是从斜的方向看时，也可以做到观察不到亮度不匀(灯管不匀)，并能够提高光的利用效率。

[0026]

(5)对于构成扩散透镜阵列的2种单位透镜，如果这样确定其形状及折射率，使得在相对于板面垂直入射的各种单位透镜中，最初到达高度最低的单位透镜的透镜面上的光之中，在由该透镜面全反射后到达的透镜面上折射，从高度最低的单位透镜出射的光的至少一部分可以入射到高度最高的单位透镜上，则可以抑制向不需要的方向扩展的光，可以在需要的出射角度的范围内集中地出射光。

[0027]

(6)特别是，如果做到在2种单位透镜中，高度最低的单位透镜的长半径具有短半径的2.5倍以上的长度，或2种单位透镜中，高度最高的单位透镜的长半径具有短半径的2.5倍以下的长度，则从高度低的单位透镜以大的出射角度出射的光可以碰到邻接的高度高的单位透镜，因此，可以抑制向不需要的方向扩展的光，可以在需要的出射角度的范围内集中地出射光。

[0028]

(7)如果在形成扩散透镜阵列的各单位透镜之间形成构成平坦形状、凹形状及微细凹凸形状的任意一种形状的部分，则可以提高因仅用扩散透镜阵列的单位透镜的形状而不足够的入射角度0°附近的入射光透射率，并可以起到适当的不匀消除作用和使光的出射方向得到校正及会聚的作用。另外，可以提高用以成形扩散板的模具的强度，防止模具制作时有时会发生的变形。

[0029]

(8)如果在扩散板中的光入射的入射侧，设置形成了具有光扩散作用的微细凹凸形状的入射面，则可以更进一步提高扩散特性。另外，可以提供无指向性的扩散作用。

[0030]

(9)如果扩散板有吸湿率不同的2层以上的层，在这些2层以上的层中，光入射的入射侧的层的吸湿率比形成扩散透镜阵列的出射侧的层的吸湿率高，则通过由阴极射线管的点亮产生的热，尽管从光源侧进行干燥，也不会向出射侧凸起，因而，可以防止观察到与其它的光学板部分地密接的部分所造成的不匀。

附图说明

[0031]

图1是表示本发明一实施例的透射型显示装置的透视图。

图2是表示被包含在图1所示的透射型显示装置的面光源装置中的扩散板的透视图。

图3是将图2所示的扩散板沿III-III线切断后的放大剖面图。

图4是表示入射到图2所示的扩散板上的光线的典型轨迹的图。

图5的图5A及图5B是表示将图2所示的扩散板中的光的行进方向与一般的扩散板中的光的行进方向进行比较的图。

图6是表示相对于图2所示的扩散板大致垂直入射的光的行进方向的图。

图7是表示图1所示的透射型显示装置的面光源装置中包含的会聚板的透视图。

图8的图8A及图8B是表示图2所示的扩散板的一变形例的放大剖面图。

图9是表示图2所示的扩散板的另一变形例的透视图。

图10是表示图2所示的扩散板的又一变形例的透视图。

图11是表示图2所示的扩散板的再一变形例的放大剖面图。

图12是表示传统的扩散板的光行进方向的图。

具体实施方式

[0032]

下面，参照附图就本发明的实施例进行说明。

如图1所示，本发明一实施例的透射型显示装置10是通过用液晶显示元件控制光的透过/不透过来显示图像信息的透射型的液晶显示装置，其中设有：LCD屏(透射型显示部)11和从背面照明LCD屏11的在光源装置16。其中，面光源装置16至少设有会聚板12、阴极射线管13、扩散板14及反射型偏光板15，通过对形成了对应于图像信息的图像图形的LCD屏11用面光源装置16从背面照射光，就可在LCD屏11上显示图像。再者，包含图1在内的以下各图终久只是结构的示意图，为便于理解，各部的大小和形状等作了适当的夸大。

[0033]

其中，LCD屏11是用所谓透射型的液晶显示元件所形成的光阀。再者，在本发明的一实施例中，LCD屏11的构成是尺寸30英寸，可以进行800×600点的显示。

[0034]

面光源装置16是并行排列多根阴极射线管13的直下型的面光源装置。阴极射线管13是构成作为背面光的光源部的线光源的发光管，在本发明的一实施例中，以大致75mm的间隔等间隔地并行排列6根。另外，在本发明的一实施例中，如图1所示，这样排列的阴极射线管13被配置成，使其纵向构成沿LCD屏11的水平方向的方向，其排列方向构成LCD屏11的垂直方向。

[0035]

这里，在阴极射线管13的背面，设有未图示的反射板，由于这样的设计，使向LCD屏11的画面的各部位入射的光的照度接近于均匀。

[0036]

另外，在阴极射线管13与会聚板12之间设置扩散板14。通过设置这样的扩散板14，根据是否是接近于阴极射线管13的部分(亦即，是靠近阴极射线管13的位置或是靠近被并行排列的阴极射线管13的间隙部分的位置)，发生的画面上的亮度的不匀大体上被消除的状态，光在该状态下到达聚光板12。

[0037]

这里，扩散板14的理想位置是，设置在光从构成光源部的阴极射线管13刚出射后。通过这样配置扩散板14，不管画面上的位置，可以进行无亮度不匀的均匀照明，同时，可以有效地利用光并使亮度整体地提高。

[0038]

下面，就插入在面光源装置16中使用的扩散板14的详情进行说明。

[0039]

如图1及图2所示，扩散板14是将从阴极射线管出射的光扩散并均匀化的板，扩散透镜阵列141在光出射的出射侧形成。

[0040]

这里，扩散透镜阵列141是扩散并出射从阴极射线管出射的光的装置，作为构成其断面相当于椭圆的连续的椭圆柱的一部分的形状的多个单位透镜，有在板面上被规则配置的2种单位透镜141a、141b。再者，这2种单位透镜141a、141b构成高度彼此不同的形状。另外，这2种单位透镜141a、141b多个彼此平行地排列，其排列方向与阴极射线管13的排列方向一致(参照图1)。

[0041]

这里，在形成扩散透镜阵列141的单位透镜中，高度低的单位透镜141a如图3所示，其断面构成为椭圆，该椭圆的长轴Xa垂直于板面。另外，高度高的单位透镜141b如图3所示，其断面构成椭圆，该椭圆的长轴Xa′垂直于板面。再有，在高度低的单位透镜141a与高度高的单位透镜141b之间，形成平坦部141c。通过设置这样的平坦部141c，提高了制造扩散板14的扩散透镜阵列141时所使用的模具的强度，可以防止模具的变形。

[0042]

再者，在本发明的一实施例中，如图3所例示，形成扩散板14的扩散透镜阵列141的高度低的单位透镜141a的断面构成为相当于长半径0.15mm、短半径0.05mm的椭圆(其长轴Xa垂直于扩散板14的板面的椭圆)的一部分的形状，向出射侧突出的高度(距平坦部141的高度)为0.1mm。另外，高度高的单位透镜141b的断面构成为相当于长半径0.22mm、短半径0.14mm的椭圆(其长轴Xa′垂直于扩散板14的板面的椭圆)的一部分的形状，向出射侧突出的高度(距平坦部141c的高度)为0.12mm。在这种情况下，高度低的单位透镜141a的椭圆的长半径长度是短半径长度的3倍，高度高的单位透镜141b的椭圆的长半径长度为短半径长度的1.57倍。

[0043]

而且，高度低的单位透镜141a与高度高的单位透镜141b各自的长轴Xa、Xa′的间隔为0.2mm。另外，这2种单位透镜141a、141b将邻接的单位透镜141a、141b的组合作为一组，这些构成一组的单位透镜141a、141b在板面上以间距0.4mm的间隔重复配置。再有，扩散板14的厚度是2mm，用折射率N＝1.55的MS树脂(丙烯苯乙烯共聚物)形成。

[0044]

另外，平坦部141c的最佳宽度随单位透镜141a、141b的排列间距而变化，不能一概而论，但一般最好保持在2μm至50μm左右。

[0045]

再者，以上举例说明了在高度低的单位透镜141a与高度高的单位透镜141b之间形成平坦部141c的情况，但不受此限，可以如图8A所示在LCD屏11侧形成凹下的凹形状的部分141c′，也可以如图8B所示形成微细凹凸形状的部分141c″。再者，通过设置图8A所示的凹形状的部分141c′，能够提高因仅有扩散透镜阵列141的单位透镜141a、141b的形状而不充分的入射角度在0°附近的入射光的透过率，也可以起到适度消除不匀的作用，以及使光的出射方向校正及会聚的作用。亦即，在有关本实施例的扩散板14的扩散透镜阵列141中，由于是对入射角度在30°至50°的范围的入射光提高校正效果的设计，仅采用扩散透镜阵列141的形状会造成入射角度在0°附近的入射光的透过率降低。但是，如上所述，在设置凹形状的部分141c′的情况下，对入射角度在0°附近的入射光可以提供适度的不匀消除作用，以及使光的出射方向校正及会聚的作用。

[0046]

下面，按照图4、图5A、图5B及图6，就由这样的结构组成的扩散板14的光学作用进行说明。

[0047]

图4是表示入射至扩散板14的光线的典型轨迹的图。

如图4显示，相对于扩散板14以小的入射角度入射的光La，其多数向光源侧返回，对于以大的入射角度入射的光Lb，不向光源侧返回，而向观察侧出射。由于扩散板14具有这样的光学作用，从阴极射线管13出射的照明光，通过扩散板14的照明光在接近阴极射线管13的位置，由于入射角度小，向作为光源的阴极射线管13侧返回的比率高，另一方面，随着从阴极射线管13离开(接近于并行排列的阴极射线管13的间隙部分)，向观看侧出射的比率增高。因此，从扩散板14最终出射的照明光，其照度被均匀化。

[0048]

这里，设扩散板14上形成的扩散透镜阵列的各种单位透镜141a、141b是上述的形状，高度高的单位透镜141b的高度H是0.12mm，其宽度W是0.25mm，将折射率取为N＝1.55时，这些值满足以下的式(1)。

arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))…(1)

这里，上述式(1)用来判断在距扩散透镜阵列141的单位透镜141a、141b的顶端10％的位置(高度)上被全反射的光是否在单位透镜141a、141b的顶部被全反射。

[0049]

图5A是表示扩散板14中的光线的行进方向的图，图5B是表示一般的扩散板(仅由不满足上式(1)的形状的单位透镜构成的扩散板)中的光的行进方向的图。

[0050]

如图5B所示，在一般的扩散板24中的扩散透镜阵列241的单位透镜的顶部，来自各个方向的光到达，而在扩散透镜阵列241的单位透镜之间的谷部，从某一方向来的光被全反射，一旦从顶部出射，由于向斜的方向行进(参照图5B中的光线L4)，从斜方向观看时存在不匀。但是，由于满足上式(1)，如图5A中的光L1所示，可以以小的出射角度出射，从斜方向观看时，可以做到观察不到不匀，并能够提高光的利用效率。

[0051]

另外，在本实施例中，如上所述，形成扩散透镜阵列141的高度低的单位透镜141a的断面的椭圆的长半径长度是短半径长度的3倍，高度高的单位透镜141b的断面的椭圆的长半径长度为短半径长度的1.57倍。如果单位透镜141a、141b的形状是这样的形状，则即使光以大的出射角度从高度低的单位透镜141a出射，由于碰到邻接的高度高的单位透镜141b(参照图5A中的光线L2)，可以防止光以大的出射角度出射。

[0052]

这里，高度低的单位透镜141a的断面的椭圆的长半径是短半径的2.5倍以上即可，高度高的单位透镜141b的椭圆的长半径是短半径的2.5倍以下的长度即可。通过满足这样的关系，从高度低的单位透镜141a以大的出射角度出射的光可以碰到邻接的高度高的单位透镜141b。

[0053]

再者，关于单位透镜141a、141b的断面的椭圆的长半径长度与短半径长度之比，如果在2.5以下，则对于入射角度0°的入射光在1次全反射后不会成为出射光。另外，该比值在2.5以上时，对于入射角度0°的入射光，在1次全反射后存在出射光，从构成大的出射角度的方向观看时存在不匀。但是，如果是高度低的单位透镜141a，则理应成为不匀的原因的出射光由于由高度高的单位透镜141b所遮住，不会成为不匀的原因。另外，为了改善以大的入射角度入射的光的会聚性，增大作为单位透镜的断面的椭圆的长半径长度看与短半径长度之比是有效的。

[0054]

因此，在本实施例中，如上所述，规定单位透镜的断面的椭圆的长半径长度与短半径长度之比，高度低的单位透镜141a做成纵长的形状，使大的入射角度的光也可以被会聚，而高度高的单位透镜141b为使其不发生不匀而做成大的纵长，但不过分长。

[0055]

另外，对于本实施例，关于高度低的单位透镜141a，其断面的椭圆的长半径长度如果达到短半径长度的10倍以上，则斜面变成接近直线，亮度的变化变得过大。因而，高度低的单位透镜141a断面的椭圆的长半径最好是短半径的2.5～10倍的长度。

[0056]

再者，对于本实施例，关于高度高的单位透镜141b，如果其断面的椭圆的长半径长度成为短半径长度的1倍以下，则不能得到充分的光轴校正效果。因而，高度高的单位透镜141b的断面的椭圆的长半径最好是短半径的1倍～2.5倍的长度。

[0057]

图6是表示对本实施例的扩散板大致垂直入射的光的行进方向的图。

[0058]

如图6所显示，对扩散板14大致垂直入射的光由形成扩散透镜阵列141的单位透镜141a全反射后，其一部分被出射。而且，这样被出射的光由邻接的单位透镜141b捕捉，向光源侧返回，可再利用。因此，在本实施例中，由于出射角度大的扩展的光几乎不出射地被返回，使被聚光后的光高效取出，再有，可以同时使阴极射线管13的排列导致的亮度不匀(管不匀)减轻。

[0059]

对此，在背景技术部分中说明过的上述特开平2002-535690号公报所记载的光学板中，如图12所示，入射至形成扩散透镜阵列441的高度低的单位透镜441a及高度高的单位透镜441b的任一单位透镜的光也被单位透镜441a、441b全反射后，以大的出射角度被出射，不能在相对于板面垂直的方向(法线方向)上使其聚光。另外，入射至单位透镜441a、441b的光不返回光源侧地被出射，不再被利用。如此，这两种技术在透镜的使用目的及形状方面都完全不同，另外，所得到的作用及效果也完全不同。

[0060]

下面，返回到图1，就插入在面光源装置16中所使用的会聚板12进行说明。

[0061]

如图1及图7所示，会聚板12会聚并出射阴极射线管13出射并经扩散板14再次扩散的扩散光，设置在扩散板14与LCD屏11之间。再者，在本实施例中，会聚板12可用任意的折射率(例如n＝1.55)的树脂来形成。

[0062]

这里，在会聚板12的入射侧(阴极射线管13侧)，垂直于板面的方向的断面形状大致成梯形的入射侧单位透镜121配置成以多个在板面的方向上排列。这些入射侧单位透镜121在与其排列方向正交的方向上保持相同的断面形状而延伸。亦即，会聚板12配置成使入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极射线管13的纵向一致。

[0063]

另外，在会聚板12的出射侧(LCD屏11侧)上，形成会聚透镜阵列123。这里，在会聚透镜阵列123中，配置成在板面的方向上沿入射侧单位透镜121的延伸方向排列多个其垂直于板面的方向的断面形状是等腰三角形的单位棱镜。

[0064]

亦即，在会聚板12中，被设置在入射侧的入射侧单位透镜121的延伸方向与被设置在出射侧的会聚透镜阵列123的单位棱镜延伸的方向配置成相互正交。

[0065]

再者，在图1所示的面光源装置16中，配置会聚板12，使入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极射线管13的纵向一致，会聚透镜阵列123的单位棱镜延伸的方向与阴极射线管13的纵向正交，而也可以使这样的会聚板12的配置在板面内作90°旋转。亦即，也可以将会聚板12配置成使入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极射线管13的纵向正交，而会聚透镜阵列123的单位棱镜延伸的方向与阴极射线管13的纵向一致。

[0066]

从而，会聚板12用设置在入射侧的入射侧单位棱镜121在与阴极射线管13正交的方向上会聚照明光，而用设置在出射侧的会聚透镜阵列123在与阴极射线管13平行的方向上会聚照明光。

[0067]

反射型偏光板15是不缩小视野角而使亮度上升的板，被配置在LCD屏11与会聚板12之间。再者，作为反射型偏光板15，可以使用例如DBEF(住友3M株式会社制造)。

[0068]

这样，依据本实施例，对于并行排列多个阴极射线管13的直下型面光源装置16，至少在光出射的出射侧，插入并使用形成扩散透镜阵列141的扩散板，而且，该扩散透镜阵列141由于在板表面上包含规则配置的至少2种单位透镜141a、141b，使其有多种相对于入射角度的亮度特性，可以向各个方向扩散光。因此，扩散板14提高了降低不匀的效果，构成了即使对任意的角度也有可以维持一定的亮度分布的通用性板，不管观察画面的位置，可以进行无亮度不匀的均匀照明。特别是构成在扩散板上形成的扩散透镜阵列141的2种单位透镜141a、141b，形成为彼此高度不同的形状，由于在板面上重复配置排列该高度不同的2种单位透镜141a、141b而形成的一组单位透镜群，可以改善降低亮度不匀的效果，同时消除光以不需要的大出射角度出射，从而能够提高光的利用率。

[0069] 变形例

再者，以上用上述的实施例说明了本发明，但本发明不限定于上述的实施例，可以有种种的变形或变更。

[0070]

(1)在上述的实施例中，举例说明了形成扩散板14的扩散透镜阵列141的单位透镜141a、141b其断面为椭圆的连续椭圆柱的一部分的情况，但不受此限，如图9所示的扩散板34所示，也可以形成由其断面为椭圆的旋转椭圆体的一部分的2种单位透镜341a、341b构成的扩散板34。再有，在后者的情况下，形成扩散透镜阵列341的各单位透镜341a、341b的椭圆的长轴最好垂直于板面。

[0071]

(2)在上述的实施例中，举例说明了扩散板14的入射侧是平面的情况，但不受此限，如图10所示，为了提供更进一步的光扩散作用，也可以采用通过压纹加工等形成微细凹凸形状的部分142。

[0072]

(3)在上述的实施例中，有关扩散板14及会聚板12的层结构没有特别言及，但有关这些板，由于作为光源的阴极射线管13的点亮而产生的发热，从阴极射线管侧进行干燥，有形成各板的挠曲或弯曲的情况。在这种情况下，如图11中有关扩散板的例示，扩散板14具有吸湿率不同的2层以上的层14-1、14-2，在这些2层以上的层14-1、14-2之中，光入射的入射侧的层14-2的吸湿率也可以比形成扩散透镜阵列141的出射侧的层14-1的吸湿率更高。因此，在各板的成形时，构成大致平面的形状，在各板吸湿之后，变成向入射侧凸起的形状，从而能够实现：即使由于由阴极射线管13的点亮产生的发热，从阴极射线管侧进行干燥，也不会向出射侧凸起。再者，除此之外，也可以通过在光源侧(阴极射线管13侧)设置隔热片，消除板的挠曲或翘曲等问题。

[0073]

(4)在上述的实施例中，举例说明了组合扩散板14、会聚板12及反射型偏光板15，构成面光源装置16以及设有它的透射型显示装置10的情况，但不受此限，例如，可以构成作为省略会聚板12(以及必要时省略反射型偏光板15)的结构，也可以组合除此以外的各种光学板和扩散板来构成面光源装置以及设有它的透射型显示装置。

[0074]

(5)在上述实施例中，作为扩散板14的扩散透镜阵列，举例说明了使用排列配置高度不同的2种单位透镜141a、141b的结构，但不受此限，例如，也可采用排列配置3种高度不同的单位透镜的结构，也可采用排列配置该数量以上的高度不同的单位透镜。

Claims (13)

1.一种扩散板，插入并用于具有并行排列了多个光源的光源部的直下型面光源装置，扩散并均匀化从所述光源部的所述各光源出射的光，其特征在于，

设有至少在光出射的出射侧形成的、具有扩散并出射从所述光源部的所述各光源出射的光的多个单位透镜的扩散透镜阵列，

所述扩散透镜阵列包含在板面上规则配置的至少2种单位透镜，所述各种单位透镜形成为其断面为椭圆的椭圆柱的一部分的形状和其断面为椭圆的旋转椭圆体的一部分的形状之中所选择的至少一种形状，所述断面的所述椭圆的长轴垂直于板面。

2.如权利要求1所述的扩散板，其特征在于，

构成所述扩散透镜阵列的所述2种单位透镜形成彼此高度不同的形状，在板面上重复配置该高度不同的2种单位透镜排列而成的一组单位透镜群。

3.如权利要求2所述的扩散板，其特征在于，

在构成所述扩散透镜阵列的所述2种单位透镜中，高度高的单位透镜的高度设为H、宽度设为W、折射率为N时，满足以下关系：

arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))。

4.如权利要求2或3所述的扩散板，其特征在于，

构成所述扩散透镜阵列的所述2种单位透镜中，高度低的单位透镜的高度设为H₂、宽度设为W₂、折射率为N时，满足以下的关系：

arcsin(1/N)＞arctan(1/(2H₂/W₂))。

5.如权利要求2至4中任一项所述的扩散板，其特征在于，

构成所述扩散透镜阵列的所述2种单位透镜被确定其形状及折射率，使得在垂直于板面入射而最初到达所述各种单位透镜中高度最低的单位透镜的透镜面上的光中，在由该透镜面全反射后到达的透镜面上折射并从所述高度最低的单位透镜出射的光中的至少一部分能够入射到高度最高的单位透镜上。

6.如权利要求5所述的扩散板，其特征在于，

所述2种单位透镜中，所述高度最低的单位透镜的长半径具有短半径的2.5倍以上的长度。

7.如权利要求5或6所述的扩散板，其特征在于，

所述2种单位透镜中，所述高度最高的单位透镜的长半径具有短半径的2.5倍以下的长度。

8.如权利要求1至7中任一项所述的扩散板，其特征在于，

在形成所述扩散透镜阵列的所述各单位透镜之间，形成了构成从平坦形状、凹形状及微细凹凸形状中选择的至少一种形状的部分。

9.如权利要求1至8中任一项所述的扩散板，其特征在于，

在所述扩散板中光入射的入射侧上，形成了构成具有光扩散作用的微细凹凸形状的入射面。

10.如权利要求1至9中任一项所述的扩散板，其特征在于，

所述扩散板具有吸湿率不同的2层以上的层，这些2层以上的层中，光入射的入射侧的层的吸湿率比形成所述扩散透镜阵列的所述出射侧的层的吸湿率更高。

11.一种面光源装置，其特征在于，

从背面照明透射型显示部的面光源装置中设有：

并行排列了多个光源的光源部；以及

将从所述光源部的所述各光源出射的光扩散并均匀化的、权利要求1至10中任一项所述的扩散板。

12.如权利要求11所述的面光源装置，其特征在于，

所述扩散板设置在光从所述光源部刚出射后的位置。

13.一种透射型显示装置，其特征在于设有：

透射型显示部；以及

从背面照明所述透射型显示部的、权利要求11或12所述的面光源装置。

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