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CN1683974A - 漫射板、面光源装置和透射型显示装置 - Google Patents

漫射板、面光源装置和透射型显示装置 Download PDF

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CN1683974A CNA2005100657917A CN200510065791A CN1683974A CN 1683974 A CN1683974 A CN 1683974A CN A2005100657917 A CNA2005100657917 A CN A2005100657917A CN 200510065791 A CN200510065791 A CN 200510065791A CN 1683974 A CN1683974 A CN 1683974A
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Abstract

本发明提供一种能够实现与观察画面的位置无关的、没有光斑的均匀照明的漫射板、面光源装置和透射型显示装置。透射型显示装置(10)具备LCD屏(11)和从背面对LCD屏(11)进行照明的面光源装置(16)。面光源装置(16)具有并排的多个阴极线管(13)。面光源装置(16)的阴极线管(13)和LCD屏(11)之间设有漫射板(14)和会聚板(12)。漫射板(14)中在光射出的射出侧形成有漫射透镜阵列(141)。漫射透镜阵列(141)具有形状为与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的形状的多个单位透镜。会聚板(12)具有在阴极线管(13)一侧沿着板面形成的、截面形状为近似梯形的多个单位透镜(121)。由此，使来自面光源装置(16)的阴极线管(13)的照明光漫射进行均匀的照明，并能够将照明光会聚提高作为背光的光的利用效率。

Description

漫射板、面光源装置和透射型显示装置
                          技术领域
本发明涉及液晶显示装置等显示器装置，特别是用来从背面对透射型液晶显示装置等进行照明的面光源装置中所使用的漫射板、面光源装置和使用该面光源装置的透射型显示装置。
                          背景技术
作为用来从背面对透射型液晶显示装置等进行照明的面光源装置，已经提出了各种方式的面光源装置，并已实用化。这样的面光源装置根据其将非面光源的光源变换为面光源的方式的不同，主要分为边缘照明型和直下型。
其中，例如直下型面光源装置是利用并排的阴极线管，从起到灯泡功能的LCD屏等透射型显示部的背面一侧将光直接导入的。此外，这样的直下型面光源装置中，在阴极线管与透射型显示部之间空出适当距离，其间配置漫射板，进而，组合配置用来使光会聚的多个光学板。
但是，这种现有的直下型面光源装置中，存在着所需光学板越多光的会聚特性越不充分的问题，为了弥补这一点，对LCD屏等透射型显示部本身的结构进行改良，使得图像质量在从斜向入射的入射光照射下也不会降低。但是，在这种现有方式中存在的问题是，不仅光的利用效率低，而且LCD屏等透射型显示部结构复杂，导致成本增加。
另外，现有的直下型面光源装置中存在的问题是，因是否靠近阴极线管(即，是非常靠近阴极线管的位置，还是非常靠近并排的阴极线管的间隙部分的位置)的不同会导致容易在光强度(亮度)上产生光斑。
这里，用来抑制上述那样的光斑的方法可以是加大阴极线管与LCD屏等透射型显示部之间的间隔，但这种方法中存在着显示器装置整体厚度变厚的问题。
另外，用来抑制上述那样的光斑的方法可以是，增强阴极线管与LCD屏等透射型显示部之间配置的光学板等产生的漫射程度，或者限制光透射量；但这种方法中存在着光使用量降低的问题。
更具体地，例如，特开平5-119703号公报和特开平11-242219号公报中提出了一种在面光源装置中通过设置照明帘幕或遮光点层等遮光部分来保持光均一性的方法，但这种方法与上述方法一样，存在着光使用量降低的问题。
另外，特开平6-347613号公报提出了一种在面光源装置中利用在双面设置了柱状透镜的光学板来控制2个方向上的漫射的方法，但这种方法不具备充分的光会聚功能，因此，存在的问题是，LCD屏等透射型显示部的平面内不同位置会因与阴极线管的位置关系不同而出现光轴偏差，同样会因为观察画面的位置不同而产生亮度的光斑。
                          发明内容
本发明考虑了这些情况，目的在于提供能够实现与观察画面的位置无关的、没有光斑的均匀照明的漫射板、面光源装置和透射型显示装置。
本发明的第1解决方法提供一种漫射板，安装使用在具有将多个光源并排的光源部的直下型面光源装置中，使从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化，其特征在于：具备至少在光射出的射出一侧形成的漫射透镜阵列，该阵列具有用来将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射出去的多个单位透镜。
此外，在本发明的第1解决方法中，最好是，形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的形状为与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的形状、以及与截面呈椭圆的旋转椭圆体的一部分相当的形状之中选出的至少一个形状，上述截面即上述椭圆的长轴与板面正交。
另外，本发明的第1解决方法中，形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的长半径最好是短半径的1.5倍到3倍的长度。
进一步，本发明的第1解决方法中，当形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的宽度为W、高度为H、折射率为N时，最好能满足arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))的关系。
进一步，本发明的第1解决方法中，在形成上述漫射透镜阵列的上述各单位透镜之间，最好是形成有呈平坦形状、凹形状以及微小凹凸形状之中选出的至少1种形状的部分。
进一步，本发明的第1解决方法中，在漫射板中光入射的入射侧，最好形成有呈具有光漫射作用的微小凹凸形状的入射面。这里，上述漫射板最好是利用上述入射面的上述微小凹凸形状，除了上述漫射透镜阵列的光漫射作用之外，还具备1/2漫射角为70°以内的无定向性光漫射作用。此外，本说明书中，“1/2漫射角”是指亮度值为最大亮度的一半时的漫射角。
进一步，本发明的第1解决方法中，上述漫射板最好是在其至少一部分中包含光漫射粒子。这里，上述漫射板最好是利用上述光漫射粒子，除了上述漫射透镜阵列的光漫射作用之外，还具备1/2漫射角为70°以内的无定向性光漫射作用。
进一步，本发明的第1解决方法中，上述漫射板具有吸湿率不同的大于等于2层的层，这些大于等于2层的层之中光入射的入射侧的层的吸湿率最好是高于形成有上述漫射透镜阵列的上述射出一侧的层的吸湿率。
本发明的第2解决方法提供一种从背面对透射型显示部进行照明的面光源装置，其特征在于，具备：将多个光源并排的光源部；以及将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化的漫射板，该漫射板是上述本发明的第1解决方法中的漫射板。
此外，在本发明的第2解决方法中，最好是在光从上述光源部射出后紧接设置有上述漫射板。
本发明的第3解决方法提供一种从背面对透射型显示部进行照明的面光源装置，其特征在于，具备：将多个光源并排的光源部、以及将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化的漫射板部即具有相同或不同种类的至少2个漫射板的漫射板部，上述漫射板部的上述各漫射板具有至少在光射出的射出侧形成的漫射透镜阵列，该阵列具有用来将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射出去的多个单位透镜。
此外，在本发明的第3解决方法中，最好是，用来形成上述漫射板部的上述各漫射板上所形成的上述漫射透镜阵列的、上述单位透镜的形状为：与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的相同或不同种类的形状，上述截面即上述椭圆的长轴与板面正交。
另外，在本发明的第3解决方法中，最好是，上述漫射板部的上述至少2个漫射板配置成各自的漫射透镜阵列所产生的光扩散作用方向相互正交。
本发明的第4解决方法提供一种透射型显示装置，其特征在于，其具备：透射型显示部；以及从背面对上述透射型显示部进行照明的面光源装置，该面光源装置是上述本发明的第2或第3解决方法中的面光源装置。
借助于本发明可以获得以下作用效果。
(1)在具有多个光源并排的光源部的直下型面光源装置中，由于其中安装使用了至少在光射出的射出侧形成有漫射透镜阵列的漫射板，因此能够不降低光的利用效率而进行均匀照明。
(2)形成漫射透镜阵列的各单位透镜只要是长轴与板面正交的椭圆筒的一部分或长轴与板面正交的旋转椭圆体的一部分，则与圆筒面或球面相比，能够任意地控制漫射特性。
(3)形成漫射透镜阵列的各单位透镜的长半径如只要是短半径的1.5倍到3倍的长度，就能够获得不降低光的利用效率而进行均匀照明的最优漫射板。
(4)形成漫射透镜阵列的各单位透镜的宽度为W、高度为H、折射率为N时，只要满足arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))的关系，则即使从斜向观察时也不会看到光斑，而且，能够提高光的利用效率。
(5)在形成漫射透镜阵列的各单位透镜之间，只要形成有呈平坦形状、凹形状以及微小凹凸形状的某1种形状的部分，就不但提高了仅以漫射透镜阵列的单位透镜的形状无法满足的入射角度为0°附近的入射光的透射率，而且能够起到适当消除光斑的作用、以及校正和会聚光射出方向的作用。另外，能够提高用来成型漫射板的金属模具的强度，防止制作金属模具时可能发生的变形。
(6)在漫射板的光入射一侧，只要形成有呈具有光漫射作用的微小凹凸形状的入射面，就能够进一步提高漫射特性。另外，能够提供无定向性的漫射作用。
(7)只要漫射板的至少一部分中包含光漫射粒子，就能够进一步提高漫射特性。另外，能够提供无定向性的漫射作用。
(8)只要漫射板利用其入射面的微小凹凸形状或光漫射粒子，除了漫射透镜阵列的光漫射作用之外，还具备1/2漫射角为70°以内的无定向性光漫射作用，就能够获得不增加板数量而降低光斑的效果。
(9)只要漫射板具有吸湿率不同的大于等于2层的层，这些大于等于2层的层之中光入射的入射侧的层的吸湿率高于形成有漫射透镜阵列的射出一侧的层的吸湿率，则即使由于阴极线管点亮发热而导致的光源一侧开始干燥也不会向射出一侧凸起，因此，能够防止与其他光学板的一部分紧密接触的部分被看成光斑。
(10)由于配置了相同或不同种类的至少2个漫射板，因此能够提供更高的漫射特性和均匀化的效果。
(11)在至少2个漫射板中，各自的漫射透镜阵列所产生的光漫射作用的方向相互正交配置，因此能够在正交的2个方向上分别独立地调整视角。另外，由于能够不浪费地利用光，故也能够提高所得的照明光的亮度。
                         附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的透射型显示装置的立体图。
图2是表示图1所示的透射型显示装置的面光源装置中所含的漫射板的立体图。
图3是将图2所示的漫射板沿III-III线切断之后的放大剖视图。
图4是表示以0°入射角射入图2所示的漫射板的光轨迹的图。
图5是表示以20°入射角射入图2所示的漫射板的光轨迹的图。
图6是表示以40°入射角射入图2所示的漫射板的光轨迹的图。
图7是表示以60°入射角射入图2所示的漫射板的光轨迹的图。
图8是表示图1所示的透射型显示装置的面光源装置中所含的会聚板的立体图。
图9是将图8所示的会聚板沿IX-IX线切断之后的放大剖视图。
图10是用来说明图8所示的会聚板的入射一侧的单位透镜的光学作用的图。
图11是表示平行光线以10°入射角射入图8所示的会聚板时的光线追踪模拟结果的图。
图12是表示平行光线以30°入射角射入图8所示的会聚板时的光追踪模拟结果的图。
图13是表示平行光线以10°入射角射入入射一侧的单位透镜之间没有设置平坦部的会聚板时的光线追踪模拟结果的图。
图14是表示平行光线以30°入射角射入入射一侧的单位透镜之间没有设置平坦部的会聚板时的光线追踪模拟结果的图。
图15是将图8所示的会聚板沿XV-XV线切断之后的放大剖视图。
图16是将具备本发明的第1实施方式中的漫射板的面光源装置的垂直方向的亮度分布与其他种类的面光源装置进行对比表示的图。
图17是将具备本发明的第1实施方式中的漫射板的面光源装置的水平方向的亮度分布与其他种类的面光源装置进行对比表示的图。
图18是表示本发明的第2实施方式中的透射型显示装置的面光源装置中所含的会聚板的放大剖视图。
图19是表示平行光线以10°入射角射入图18所示的会聚板时的光线追踪模拟结果的图。
图20是表示平行光线以30°入射角射入图18所示的会聚板时的光线追踪模拟结果的图。
图21是将具备本发明的第2实施方式中的会聚板的面光源装置的亮度分布与其他种类的面光源装置进行对比表示的图。
图22是表示本发明的第3实施方式中的透射型显示装置的面光源装置中所含的漫射板的放大剖视图。
图23是表示射入图22所示的漫射板的光轨迹的图。
图24A和图24B是分别表示图22所示的漫射板的漫射透镜阵列的形状满足特定算式(2)的情况下以及不满足特定算式(2)的情况下的光轨迹的图。
图25是表示从观察侧射入图22所示的漫射板的光轨迹的图。
图26A和图26B是表示图22所示的漫射板的变形例的放大剖视图。
图27是表示本发明的第4实施方式的透射型显示装置的立体图。
图28A和图28B是表示本发明的第1至第4实施方式中的透射型显示装置的面光源装置中所含的漫射板的变形例的放大剖视图。
图28C和图28D是表示本发明的第1至第2实施方式中的透射型显示装置的面光源装置的变形例的立体图。
图29A和图29B是用来说明构成本发明的第1至第4实施方式中的漫射板的透镜薄膜的制造方法的示意图。
图30A和图30B是用来说明通过将利用图29A和图29B所示的制造方法所制造的透镜薄膜粘结在基材层上使透镜薄膜与基材层成为一体的方法的图。
图31是用来说明通过将利用图29A和图29B所示的制造方法所制造的透镜薄膜在基材层形成时进行热碾压使透镜薄膜与基材层成为一体的方法的图。
                      具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
第1实施方式
首先利用图1至图17说明本发明的第1实施方式中的透射型显示装置。
如图1所示，本发明的第1实施方式中的透射型显示装置10是一种通过利用液晶显示元件控制光透射/不透射来显示影像信息的透射型液晶显示装置，其具备：LCD屏(透射型显示部)11、和从背面对LCD屏11进行照明的面光源装置16。这里，面光源装置16至少具备会聚板12、阴极线管13、漫射板14及反射型偏光板15，利用面光源装置16从背面对根据影像信息形成影像图形的LCD屏11进行光照射，由此，在LCD屏11上显示出影像。此外，包括图1在内的以下各图只不过是示意性地表示结构，为了易于理解，各部分的大小和形状做了适当夸张。
其中，LCD屏11是利用所谓的透射型液晶显示元件形成的灯泡(light bulb)。此外，本发明的第1实施方式中，LCD屏11大小为30英寸，能够显示800×600点。
面光源装置16是多个阴极线管13并排的直下型面光源装置。阴极线管13是构成作为背光的光源部的线光源，本发明的第1实施方式中，以大约75mm隔等间隔地并排了6个。另外，本发明的第1实施方式中，依照此种方式排列的阴极线管13的配置如图1所示，其长度方向是沿着LCD屏11的水平方向的方向，其排列方向是LCD屏11的垂直方向。
这里，阴极线管13的背面上设置了未图示的反射板，利用这种设计，使射入LCD屏11的画面各部位的光照度接近均匀。
另外，阴极线管13和会聚板12之间设置了漫射板14。通过设置这种漫射板14，根据是否是靠近阴极线管13的部分(即，是非常靠近阴极线管13的位置，还是非常靠近并排的阴极线管13的间隙部分的位置)而产生的画面上亮度的光斑基本消除了，光以此状态到达会聚板12。
这里，最好是在光从构成光源部的阴极线管13射出后紧接设置有漫射板14。利用这样的配置，能够实现与画面位置无关的、没有光斑的均匀照明，同时，能够有效利用光来提高整体的亮度。
下面详细说明安装使用在面光源装置16中的漫射板14。
如图1和图2所示，漫射板14是将从阴极线管13射出的光漫射并均匀化的板，在光射出的射出侧形成有漫射透镜阵列141。
这里，漫射透镜阵列141用来将从阴极线管13射出的光漫射而射出，具有形状为与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的形状的多个单位透镜。此外，这些单位透镜相互平行排列了多个，其排列方向与阴极线管13的排列方向一致(参照图1)。另外，这些单位透镜作为整体，构成了柱面透镜。
这里，形成漫射透镜阵列141的各单位透镜如图3所示，其截面为椭圆，该椭圆的长轴Xa与板平面正交。最好是，椭圆的长半径是短半径的1.5倍到3倍的长度。由此，能够有效防止因是否是靠近阴极线管13的部分而在画面上产生的亮度的光斑。此外，本发明的第1实施方式中，如图3所示例，漫射板14的厚度为2mm，并且，形成漫射板14的漫射透镜阵列141的各单位透镜的截面是与长半径为0.12mm、短半径为0.06mm的椭圆(其长轴与漫射板14的板面正交的椭圆)的一部分相当的形状，并且，各单位透镜配置为间距0.1mm。这种情况下，长半径与短半径的比值(长半径/短半径)为2倍。
这里，形成漫射透镜阵列141的各单位透镜的截面即椭圆的长半径与短半径之比(长半径/短半径)的优选范围(1.5～3倍)通过如下试验获得。
即，准备5个漫射板，分别形成有各单位透镜的截面即椭圆的长半径与短半径的比值不同的5种漫射透镜阵列。然后，在图1所示结构的面光源装置16中，分别使用各个漫射板作为漫射板14，观察亮度光斑的发生状况，对各单位透镜的截面即椭圆的长半径与短半径之比(长半径/短半径)改变后的亮度光斑的发生状况进行比较。其结果如下表1所示。
此外，这里的图1所示结构的面光源装置16中，由于存在会聚板12而难以确认光斑的发生，因此，省略会聚板12，针对重叠漫射板14和反射型偏光板15进行观察的形式和在其间另行增加漫射板的形式进行试验。此外，这里另行增加的漫射板是透射率60％的乳白漫射板，配置在漫射板14和反射型偏光板15之间。此外，在下述表1中，圆圈标志(○)表示没有发生光斑的情况，三角标志(△)表示发生了少量光斑的情况，叉号标志(×)表示发生了明显光斑的情况。
[表1]
长半径/短半径     漫射板14+反射型偏光板15 漫射板14+乳白漫射板+反射型偏光板15
   1倍     ×     △
   1.5倍     △     ○
   2倍     ○     ○
   3倍     △     ○
   5倍     ×     △
由上述表1可知，形成漫射透镜阵列141的各单位透镜的截面即椭圆的长半径与短半径之比(长半径/短半径)的值为2倍最适合于防止光斑，当增加了其他的漫射因素(乳白漫射板)时，1.5～3倍的范围能够防止光斑。
此外，有一种倾向是，当形成漫射透镜阵列141的各单位透镜的截面即椭圆的长半径与短半径之比(长半径/短半径)较小(1倍等)时，非常靠近阴极线管13的位置变得明亮；而当比值较大(5倍等)时，非常靠近并排的阴极线管13的间隙部分的位置变得明亮。
此外，图3所示的本发明的第1实施方式中的漫射板14中，间距相对于形成漫射透镜阵列141的各单位透镜的截面即椭圆的短半径的比值(间距/短半径)为0.1/0.06＝1.67。但是，如果该间距的比值(间距/短半径)过小(短半径过大)，则各单位透镜的透镜表面的形状就会接近于平面，漫射透镜阵列141难以获得充分的透镜效果。与此相对，如果该间距的比值(间距/短半径)过大(短半径过小)，则用来成型漫射透镜阵列141的金属模具的表面形状的顶端部分就会过于尖锐。因此，该间距的比值(间距/短半径)最好是0.5～1.8左右。
其次，根据图4至图7说明依照此种结构所构成的漫射板14的光学作用。
图4是表示以0°入射角射入漫射板14的光轨迹的图。如图4所示，这种情况下，从光源一侧以0°入射角射入的光L(图4中表示为11条光线)之中，一部分(图4中是5条光线)射出到观察侧，剩余的(图4中是6条光线)则返回到光源一侧。
图5是表示以20°入射角射入漫射板14的光轨迹的图。如图5所示，这种情况下，从光源一侧以20°入射角射入的光L(图5中表示为11条光线)之中，一部分(图5中是6条光线)射出到观察侧，剩余的(图5中是5条光线)则返回到光源一侧。
图6是表示以40°入射角射入漫射板14的光轨迹的图。如图6所示，这种情况下，从光源一侧以40°入射角射入的光L(图6中表示为11条光线)之中，一部分(图6中是8条光线)射出到观察侧，剩余的(图6中是3条光线)则返回到光源一侧。
图7是表示以60°入射角射入漫射板14的光轨迹的图。如图7所示，这种情况下，从光源一侧以60°入射角射入的光L(图7中表示为11条光线)之中，一部分(图7中是10条光线)射出到观察侧，剩余的(图7中是1条光线)则返回到光源一侧。
由这些图4至图7可知，以小入射角度射入漫射板14的光的大部分被返回到光源一侧，以大入射角度射入的光则不会被返回到光源一侧，而是射出到观察侧。由于漫射板14具有这样的光学作用，从阴极线管13射出的穿过漫射板14的照明光在靠近阴极线管13的位置因其入射角度小，因而返回到光源，即阴极线管13一侧的比例变大，另一方面，随着远离阴极线管13(靠近并排的阴极线管13的间隙部分)，射出到观察侧的比例变大。因此，最终从漫射板14射出的照明光的照度变得均匀。
其次，说明依照此种结构所构成的漫射板14的制造方法。
在制造漫射板14时，首先制作透镜薄膜141a，造型为漫射透镜阵列141的形状。
图29A和图29B是用来说明透镜薄膜141a的2种制造工序的图。此外，在图29A和图29B中，为了易于理解，列举了金属模具301、304所形成的透镜薄膜141a的各单位透镜的长度方向为沿着金属模具301、304的旋转中心的方向的情形，但透镜薄膜141a的各单位透镜的长度方向也可以是沿着金属模具301、304的旋转圆周的方向。此外，后者在易于成型的意义上优于前者。另外，图29A和图29B，以及后述的图30A、图30B和图31只不过是示意性地表示了制造工序，各层的厚度等尺寸关系做了适当夸张。
图29A是用来说明根据被称为UV成型的方法制造透镜薄膜141a的方法的图。如图29A所示，首先在聚碳酸酯材料的基膜142上涂敷从树脂供给部302供给的UV固化树脂143。然后，将涂敷UV固化树脂143后的基膜142之中的涂敷有UV固化树脂143的一侧缠绕到形成有漫射透镜阵列141的母模的金属模具301上。在这种状态下，从UV光源303照射紫外线使UV固化树脂143固化，由此制作造型为漫射透镜阵列141的形状的透镜薄膜141a。
图29B是用来说明根据被称为挤压成型的方法制造透镜薄膜141a的方法的图。如图29B所示，首先，一边将从树脂供给部306供给的溶融状态的MS(メタクリル一スチレン：甲基丙烯酸苯乙烯酯)树脂144浇注到形成有漫射透镜阵列141的母模的金属模具304与辊子305之间，同时进行冷却，由此制作造型为漫射透镜阵列141的形状的透镜薄膜141a。
此外，仅凭如上所制作的透镜薄膜141a，强度弱、难以保持平面性，因此，这里，在透镜薄膜141a上形成一体化的透明基材层，由此提高漫射板14的强度，提高平面性。此外，将透镜薄膜141a与基材层一体化的方法有：将透镜薄膜粘结到基材层的方法、在形成基材层时将透镜薄膜进行热碾压的方法。
图30A和图30B是用来说明通过将透镜薄膜141a粘结在基材层上使透镜薄膜141a与基材层成为一体的2种方法的图。
图30A是用来说明将透镜薄膜141a粘结在单张成型的基材层145上的方法的图。如图30A所示，首先准备预先裁剪为必要大小的单张的基材层145，在该基材层145上涂敷从树脂供给部307供给的UV固化树脂146。然后，在涂敷了UV固化树脂146的面上，在放置有透镜薄膜141a的状态下，从UV光源303照射紫外线使UV固化树脂146固化，由此制作透镜薄膜141a与基材层145成为一体的漫射板14。
图30B是用来说明基材层的面板挤压成型时在下游连续粘结透镜薄膜141a的方法的图。如图30B所示，首先，将从树脂供给部308供给的溶融状态MS树脂147供给到挤压辊子309、310之间，挤压成型成为基材层148的部分。在基材层148成型的同时，由树脂供给部312在透镜薄膜141a之中没有形成透镜的面上涂敷UV固化树脂149。然后，在通过辊子311之后的刚成型的基材层148的单面上接合UV固化树脂149，从UV光源303照射紫外线使UV固化树脂149固化，由此制作透镜薄膜141a与基材层148成为一体的漫射板14。
图31是用来说明通过在基材层形成时将透镜薄膜141a进行热碾压使透镜薄膜141a与基材层成为一体的方法的图。
如图31所示，首先，将透镜薄膜141a与树脂供给部313供给的溶融状态MS树脂150一起供给到挤压辊子314、315之间。这时，MS树脂150以与透镜薄膜141a之中没有形成透镜的面相接的状态供给到透镜薄膜141a。由此，利用挤压辊子314、315，在挤压成型基材层部分的同时，进行热碾压使透镜薄膜141a与基材层成为一体，制作出漫射板14。
此外，利用以上说明的制造方法，能够稳定地低成本制造强度高并且平面性好的漫射板14。
然后，返回图1，说明安装在面光源装置16中使用的会聚板12。
如图1和图8所示，会聚板12是用来将从阴极线管13射出进而经漫射板14漫射后的漫射光会聚起来射出的板，设置在漫射板14和LCD屏11之间。此外，本发明的第1实施方式中，会聚板12是由任意折射率(例如n＝1.55)的树脂形成的。
这里，在会聚板12的入射侧(阴极线管13一侧)，在板面方向排列多个与板面正交的方向上的截面形状为近似梯形的入射侧单位透镜121。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同样的截面形状并延伸。即，会聚板12配置成入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极线管13的长度方向一致。
另外，在会聚板12的射出侧(LCD屏11一侧)形成有会聚透镜阵列123。这里，在会聚透镜阵列123中，沿着入射侧单位透镜121的延伸方向与板面正交的方向上的截面形状为等腰三角形(参照图15)的单位透镜在板面方向排列配置多个。
即，在会聚板12中，设置在入射侧的入射侧单位透镜121的排列延伸方向与设置在射出侧的会聚透镜阵列123的单位透镜的延伸方向相互正交而配置。
此外，在图1所示的面光源装置16中，配置会聚板12使得入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极线管13的长度方向一致、会聚透镜阵列123的单位透镜的延伸方向与阴极线管13的长度方向正交；也可以将这种会聚板12的配置在板面内旋转90°。即，也可以配置会聚板12使得入射侧单位透镜121的延伸方向与阴极线管13的长度方向正交、会聚透镜阵列123的单位透镜的延伸方向与阴极线管13的长度方向一致。
下面根据图9至图14详细说明会聚板12。
图9是将图8所示的会聚板12沿IX-IX线切断之后的放大剖视图。此外，在图9所示的截面中，会聚透镜阵列123部分表现为直线，在追踪该截面中的光时，可看作平面。因此，在以下的图9至图14的说明中，当作平面来进行说明。
如图9所示，设置在会聚板12的入射侧的入射侧单位透镜121采取如上所述的梯形截面形状，其上底部分向阴极线管13一侧突出。此外，本发明的第1实施方式中，如图9所示，入射侧单位透镜121的上底部121a的宽度为80μm，斜边部121b、121c与会聚板12的法线所成角度为10°。另外，邻接的入射侧单位透镜121的排列间距为140μm，进一步，相互邻接排列的入射侧单位透镜121之间形成有与会聚透镜阵列123部分平行的宽度为20μm的平坦部122。此外，入射侧单位透镜121的高度(从上底部到相当于梯形的下底部分的距离)由上述其他尺寸决定，大约是113μm。
其次，根据图10至图14说明依照此种结构所构成的会聚板12的入射侧单位透镜121的光学作用。
如图10所示，会聚板12的设置是用来将相对于板面的入射角度大的光尽量以小入射角度从射出面(会聚透镜阵列123)射出去(相对于LCD屏11以接近垂直的角度入射)，为此，其结构是该入射侧(阴极线管13一侧)形成有入射侧单位透镜121。在图10中，从入射侧(阴极线管13一侧)射入入射侧单位透镜121的上底部121a的大入射角度的光线A0在入射时折射成为光线A1，到达斜边部121c。这里，光线A1在斜边部121c被全反射，成为光线A2；与光线A0相比较行进方向做较大程度修正后，从设置在射出侧(LCD屏11一侧)的会聚透镜阵列123射出。此外，图10所示的光线A0～A2是在光线A2的射出角度为0°情况下的示例。
这里，射入会聚板12的光并不一定是全部射入入射侧单位透镜121的上底部121a。关于射入到入射侧单位透镜121的斜边部121b的光，假设在入射后折射而从射出面(会聚透镜阵列123)原样射出，就会以大于穿过会聚板12之前的入射角度射入到LCD屏11。因此，关于射入入射侧单位透镜121的斜边部121b的光，最好是借助于射出面(会聚透镜阵列123)全部反射而返回到入射侧(阴极线管13一侧)再次加以利用，由此提高光的利用效率。
具体地，为了提高射入入射侧单位透镜121的斜边部121b的光的再利用率，斜边部121b的倾斜角度(会聚板12的法线与入射侧单位透镜121的梯形的斜边部121b、121c所成角度)与会聚板12的折射率n的组合最好是设计成满足下面算式(1)。
sin(90-θ-arcsin(cosθ/n))＞1/n…(1)
通过满足上述算式(1)，如图10所示的光线B0那样垂直射入会聚板12的光线即使射入斜边部121b，光线B1在射出面(会聚透镜阵列123)被全反射后返回，成为光线B2，从斜边部121c返回到入射侧(阴极线管13一侧)的方向，能够被再次利用。此外，在图9中示例的会聚板12中，斜边部121b、121c的倾斜角度θ＝10°，折射率n＝1.55，因此，将它们代入上述算式(1)，就成为左边0.650，右边0.645，可知其满足上述算式(1)。
此外，射入入射侧单位透镜121的斜边部121b的光如果照射到另外一侧的斜边部121c，则不能通过射出面(会聚透镜阵列123)全反射，无法实现光的再利用。这里，随着相当于入射侧单位透镜121的梯形高度的尺寸的变大，射入入射侧单位透镜121的斜边部121b之后照射到另外一侧的斜边部121c的光会增加。因此，为了减少射入入射侧单位透镜121的斜边部121b之后照射到另外一侧的斜边部121c的光，最好是使入射侧单位透镜121的梯形高度不至于过高，具体地，该高度除以上底部121a的宽度的比值最好是在0.5到3的范围内。
这里，在确定这样的比值(高度与入射侧单位透镜121的上底部121a的宽度之比)的最优值时，因设计不同而涉及各种各样的条件，因此，难以简单求得。例如，如果入射侧单位透镜121的梯形高度过高，来自一侧的斜面(斜边部121b)的光经另一侧的斜面(斜边部121c)全部反射，因此，以大角度射出。另外，如果入射侧单位透镜121的梯形高度过低，则光的会聚效果减少(特别是对30°～60°的入射光的会聚变差)。不过，一般说来，如果上述比值在0.5～3的范围内，就能够既保持适当的射出角度又能够提高会聚效果。此外，在图9中示例的会聚板12中，入射侧单位透镜121的上底部121a的宽度为80μm，高度为113μm，因此，113/80＝1.4125满足了上述条件。
通过这种结构，能够减少射入入射侧单位透镜121的斜边部121b之后照射到另外一侧的斜边部121c的光。此外，在图9中示例的会聚板12的情况下，以20°入射角射入会聚板12的20°入射光射入斜边部121b折射后，到达与斜边部121b的另一侧对面存在的第2斜边部121c的光经模拟后发现，大约是20°入射光的6％的光量。
该比例越小越好，但只要是以20°入射角射入会聚板12的20°入射光射入斜边部121b折射后，到达与斜边部121b的另一侧对面存在的第2斜边部121c的光是20°入射光的小于等于20％的光量，作为面光源装置使用，在实用上即为有效。这是因为，从正面观察所见的光的视角达20°左右，如果是上述比例，能够降低在上述视角范围内的实质上的光损失。
下述表2表示了以20°入射角射入会聚板12的20°入射光射入斜边部121b折射后，到达与斜边部121b的另一侧对面存在的第2斜边部121c的光相对于20°入射光的比率(20°入射光到达斜边部121c的到达率)与穿过会聚板12之后的20°射出角以内的光量相对于穿过漫射板14之后穿过会聚板12之前的20°入射角以内的光量的比率的关系。
[表2]
20°入射光到达斜边部121c的到达率 20°射出角以内的射出光量相对于20°入射角以内的入射光量的比率
    5％     140％
    10％     135％
    20％     110％
    30％     100％
    50％     90％
由上述表2的结果可知，如上所述，以20°入射角射入会聚板12的20°入射光射入斜边部121b折射后，到达与斜边部121b的另一侧对面存在的第2斜边部121c的光，最好是20°入射光的小于等于20％的光量。
这里，根据图11和图12，说明平行光线射入依照此种结构所构成的会聚板12时的状况。此外，图11是表示平行光线L以10°入射角射入会聚板12时的光线追踪模拟结果的图，图12是表示平行光线L以30°入射角射入会聚板12时的光线追踪模拟结果的图。
在图11所示的情况下(光的入射角小)，射入入射侧单位透镜121的上底部121的光线虽然在会聚板12内折射，但仍以原角度射出。另一方面，射入入射侧单位透镜121的斜边部121b的光返回到光源一侧被再次利用。与此相对，在图12所示的情况下(光的入射角比图12所示的大)，产生了射出方向被修正的光线(C)，可以确认光的会聚作用的存在。
此外，在图8至图12所示的会聚板12中，互相邻接排列的入射侧单位透镜121之间形成有平坦部122。这样的平坦部122并不是必需的，根据其有无的不同，会聚板12的光学作用产生若干差异。
下面根据图13和图14说明平行光线射入在入射侧单位透镜121之间没有设置平坦部122的会聚板12′时的状况。此外，图13是表示平行光线L以10°入射角射入会聚板12′时的光线追踪模拟结果的图，图14是表示平行光线L以30°入射角射入会聚板12′时的光线追踪模拟结果的图。
仅以图13来看，与图11所示的在入射侧单位透镜121之间设置了平坦部122的会聚板12的结果相比，可以说会聚板12′的光学作用与会聚板12的光学作用没有很大差别。但是，从图14可见，射入会聚板12′的入射侧单位透镜121的斜边部121b经射出面(会聚透镜阵列123)全反射后从斜边部121c一旦射出到光源一侧(阴极线管13一侧)的光线，有的会再次射入斜边部121b，成为散射光D。这样的散射光D是由于在入射侧单位透镜121之间没有设置平坦部122而造成的，为了大幅度降低这种散射光的发生频度，如图8至图12所示的会聚板12那样，最好是在相互邻接排列的入射侧单位透镜121之间形成有平坦部122。
另外，如果要形成如图13及图14所示在入射侧单位透镜121之间没有设置平坦部122的会聚板12′，则成型所需的金属模具的表面形状的顶端部分就会变得尖锐，难以确保金属模具的精度和强度；如图8至图12所示的会聚板12那样，如果在相互邻接排列的入射侧单位透镜121之间形成有平坦部122，就能够避免此种不便。
图15是将图8所示的会聚板12沿XV-XV线切断之后的放大剖视图。如图15所示，设置在会聚板12的射出侧的会聚透镜阵列123具有多个截面形状为等腰直角三角形的多个单位棱镜，利用这些单位棱镜，能够使射出光会聚。
由上可知，会聚板12利用设置在入射侧的入射侧单位棱镜121，能够将照明光会聚到与阴极线管13正交的方向，并且，利用设置在射出侧的会聚透镜阵列123，能够将照明光会聚到与阴极线管13平行的方向。
反射型偏光板15是用来不缩小视角而提高亮度的光学板，配置在LCD屏11和会聚板12之间。此外，反射型偏光板15可以使用例如DBEF(住友スリ-ェム株式会社生产)。
其次，为根据图16详细说明依照此种结构所构成的面光源装置16的各光学板的光学作用，将面光源装置16的亮度分布与光学板结构不同的其他种类的面光源装置进行比较，加以说明。这里，图16是为明确各光学板的效果而将面光源装置16的垂直方向的亮度分布进行比较表示的图，图17是为明确各光学板的效果而将面光源装置16的水平方向的亮度分布进行比较表示的图。此外，在图16和图17中，本发明的第1实施方式(实施方式1)中的面光源装置16的特性通过由圆圈标志和实线所构成的曲线表示。
(漫射板14的效果)
首先说明漫射板14的效果。
在图16和图17中，通过由三角标志和单点划线所构成的曲线所表示的特性是将本发明的第1实施方式中的面光源装置16的漫射板14改为乳白漫射板后的情况下的特性。
如图16和图17所示，在使用本发明的第1实施方式中的漫射板14的情况下，与使用乳白漫射板的情况相比，亮度几乎在全部角度方向上上升。这是因为，乳白漫射板虽然漫射效果好，但射出到不能使用的方向上的光也很多，因而，可用光量整体偏低；与此相对，本发明的第1实施方式中的漫射板14则能够根据入射角度适当改变来自作为光源的阴极线管13的照明光的射出方向，因此，既能获得必要的漫射效果，又能提高光的利用效率。
此外，无论是使用了漫射板14的本发明的第1实施方式中的面光源装置16、还是使用了乳白漫射板的面光源装置，都不存在以目视能够确认光源，即阴极线管13的位置的亮度光斑和不均匀部分，充分获得了必要的漫射效果。
(会聚板12的入射侧单位透镜121的效果)
其次，说明会聚板12的入射侧单位透镜121的效果。
在图16和图17中，通过由正方形标志和虚线所构成的曲线所表示的特性是省略了本发明的第1实施方式中的面光源装置16的会聚板12之中设置在阴极线管13一侧的截面形状为近似梯形的入射侧单位透镜121、将入射面改为平面的情况下的特性。
如图16和图17所示，在使用形成有本发明的第1实施方式的入射侧单位透镜121的会聚板12的情况下，由于入射侧单位透镜121具有在垂直方向会聚光的作用，在垂直方向的特性(图16)中，0～30°附近的亮度上升。另外，在水平方向的特性(图17)中，整体的亮度上升。此外，图17所示的水平方向特性表示了如上所述亮度上升的垂直方向的角度为0°的位置的水平方向的亮度。
(会聚板12的会聚透镜阵列123的效果)
接着，说明会聚板12的会聚透镜阵列123的效果。
在图16和图17中，通过由菱形标志和虚线所构成的曲线所表示的特性是省略了本发明的第1实施方式中的面光源装置16的会聚板12之中设置在LCD屏11一侧的截面形状为等腰三角形的会聚透镜阵列123、将射出面改为平面的情况下的特性。
如图16和图17所示，在使用形成有本发明的第1实施方式的会聚透镜阵列123的会聚板12的情况下，由于会聚透镜阵列123具有在水平方向会聚光的作用，在水平方向的特性(图17)中，整体的亮度提高。另外，在垂直方向的特性(图16)中，中央附近的亮度提高。
这样，借助于本发明的第1实施方式，在并排多个阴极线管13的直下型面光源装置16中，由于其中安装了至少在光射出的一侧形成有漫射透镜阵列141的漫射板14，因此能够不降低光的利用效率而实现均匀照明。
另外，形成漫射板14的漫射透镜阵列141的各单位透镜的长轴是与板面正交的连续椭圆筒的一部分，因此，与圆筒面或球面相比，能够随意控制漫射特性。
进一步，形成漫射板14的漫射透镜阵列141的各单位透镜的长半径是短半径的1.5倍到3倍的长度，因此，则能够获得不降低光的利用效率而实现均匀照明的最优漫射板。
第2实施方式
其次，根据图18至图21说明本发明的第2实施方式中的透射型显示装置。此外，本发明的第2实施方式中，透射型显示装置的面光源装置中所含的会聚板，是将图1至图17所示的第1实施方式的会聚板12的入射侧单位透镜121的形状进行改良后使用会聚板22作为入射侧单位透镜221，除此之外，其他与图1至图17所示的第1实施方式大致相同。在图18至图21所示的第2实施方式中，对于与图1至图17所示的第1实施方式具有同样功能的部分标以相同符号，适当省略了重复说明。
如图18中的截面所示，本发明的第1实施方式的会聚板22在其入射侧(阴极线管13一侧)沿光学板方向排列配置了多个入射侧单位透镜221。
这里，入射侧单位透镜221以梯形截面形状的第1实施方式的入射侧单位透镜121为基础，将其上底部和斜边部的形状进行了改良。具体地，与上述第1实施方式中平面的上底部121a相对，在本发明的第2实施方式中，上底部221a呈射出侧下陷的凹面。
此外，在本发明的第2实施方式中，如图18所示例，呈凹面的上底部221a的截面为半径为100μm的圆弧，其幅度为100μm。依照此种方式使入射侧单位透镜221的上底部221a呈凹面，可使射入上底部221a之后照射到斜边部(例如斜边部221c、221e)的光增多，进一步提高光的会聚效果。
另外，如图18所示例，与上述第1实施方式中斜边部121b、121c是一个平面相对，在本发明的第2实施方式中，斜边部221b、221d(221c、221e)组合了2个平面。由此可得下述效果。即，以大入射角度射入会聚板22的光射入上底部221a之后照射到斜边部(例如斜边部221c、221e)，在此情况下，如果对于斜边部(例如斜边部221c、221e)的入射角(相对于斜边部的入射角)没有超过临界角，就不会被斜边部(例如斜边部221c、221e)全部反射，而是从斜边部射出成为散射光。与此相对，在本发明的第2实施方式中，以大入射角度射入会聚板22的光射入上底部221a之后所到达得斜边部上，靠近上底部221a的部分的斜边部221e(221d)的倾斜角度变得比斜边部221c(221b)大，因此，能够减少从斜边部221e(221d)射出的光。
这里，在本发明的第2实施方式中，如图18所示例，斜边部221b、221c的倾斜角度为与上述第1实施方式相同的10°，靠近上底部221a的部分的斜边部221d、221e的倾斜角度为18°。另外，斜边部221b(221c)与斜边部221d(221e)的边界位于从相当于下底的部分距梯形中心一侧19μm的位置，斜边部221d(221e)与上底部221a的边界位于进一步靠近梯形中心一侧15μm的位置。进一步，入射侧单位透镜221的高度(从上底部到相当于梯形的下底部分的距离)由上述其他尺寸决定，大约是153μm。进一步，邻接的入射侧单位透镜221的排列间距为193μm，进一步，相互邻接排列的入射侧单位透镜221之间形成有与会聚透镜阵列223部分平行的宽度为25μm的平坦部222。
接着，根据图19和图20，说明平行光线射入依照此种结构所构成的会聚板22时的状况。此外，图19是表示平行光线L以10°入射角射入会聚板22时的光线追踪模拟结果的图，图20是表示平行光线L以30°入射角射入会聚板22时的光线追踪模拟结果的图。
将这些图19和图20与上述第1实施方式的图11和图12相比较可知，通过改造入射侧单位透镜221的上底部221a，可使射入上底部221a之后照射到斜边部(例如斜边部221c、221e)的光增多，会聚效果进一步提高。
接着，根据图21，将具备依照此种结构所构成的会聚板22的面光源装置16的亮度分布(垂直方向的亮度分布)与具备上述第1实施方式的会聚板12的面光源装置16、以及未设置会聚板12、22的面光源装置进行比较，加以说明。
在图21中，虚线所示曲线表示设置了本发明的第2实施方式的会聚板22的面光源装置16的亮度分布(垂直方向的亮度分布)，实线所示曲线表示设置了上述第1实施方式的会聚板12的面光源装置16的亮度分布(垂直方向的亮度分布)，单点划线所示曲线表示未设置会聚板12、22的面光源装置的亮度分布(垂直方向的亮度分布)。
如图21所示，在上述第1实施方式中，借助于会聚板12的作用使漫射光会聚，射出角度变小，并且，会聚部分的亮度增大，能够确认会聚板12的光会聚效果。另外，比较本发明的第2实施方式(虚线)和上述第1实施方式(实线)可知，会聚板22比会聚板12的光会聚效果好。
这样，借助于本发明的第2实施方式，使入射侧单位透镜221的上底部221a呈凹面，可使射入上底部221a之后照射到斜边部(例如斜边部221c、221e)的光增多，进一步提高光的会聚效果。另外，靠近上底部221a的部分的斜边部221e(及221d)的倾斜角度变得比斜边部221c(及221b)大，因此，能够将以更大入射角度射入会聚板22的入射光会聚起来，使其不会成为散射光。进一步，借助于配置在作为光源的阴极线管13和会聚板12之间的漫射板14(参照图1)的作用，能够不依赖于面光源装置16在画面上的位置而实现没有光斑的均匀照明。
第3实施方式
接着，根据图22至图26B说明本发明的第3实施方式的透射型显示装置。此外，本发明的第3实施方式中，透射型显示装置的面光源装置中所含的漫射板，是将图1至图17所示的第1实施方式的漫射板14的漫射透镜阵列141的形状进行改造后使用漫射板24作为漫射透镜阵列241，除此之外，其他与图1至图17所示的第1实施方式大致相同。在图22至图26B所示的第3实施方式中，对于与图1至图17所示的第1实施方式具有同样功能的部分标以相同符号，适当省略了重复说明。
如图22所示，本发明的第3实施方式的漫射板24是将阴极线管13射出的光漫射并均匀化的光学板，在光射出的射出侧形成了漫射透镜阵列241。
这里，漫射透镜阵列241具有形状为与截面呈椭圆的连续椭圆筒的一部分相当的形状的多个单位透镜。各单位透镜呈与截面长半径为0.12mm、短半径为0.06mm的椭圆的一部分相当的形状。另外，漫射透镜阵列241的各单位透镜的截面即椭圆的长轴Xa与漫射板24的光学板平面正交，并且，配置为各单位透镜的间距等于0.09mm。进一步，漫射板24由厚2mm、折射率N＝1.55的丙烯基苯乙烯共聚物形成。此外，漫射板24的形成也可以使用UV固化树脂，在此情况下，可以使用例如环氧丙烯酸脂系树脂。
另外，在漫射透镜阵列241中，在相临单位透镜之间，形成了凹向LCD屏11一侧的半径为0.050mm的圆筒面凹形部分242。通过设置这样的凹形部分242，既能够提高仅靠漫射透镜阵列241的单位透镜的形状不能充分令人满意的入射角度为0°附近的入射光的透射率，又能够起到适当消除光斑、以及校正和会聚光的射出方向的作用。即，本发明的第3实施方式的漫射板24的漫射透镜阵列241中，设计为提高入射角度在30°到50°范围内的入射光的校正效果，因此，仅靠漫射透镜阵列241的形状会降低入射角度在0°附近的入射光的透射率。但是，在如上所述设置凹形部分24 2的情况下，对入射角度在0°附近的入射光能够起到适当消除光斑、以及校正和会聚光的射出方向的作用。
另外，如上所述，如果在相临单位透镜之间形成例如2μm到5μm左右幅度的凹形部分242，就能够提高用来成型漫射板24的金属模具的强度，防止制作金属模具时可能发生的变形。
如上，如果漫射透镜阵列241的各单位透镜采用上述形状，则其高度H为0.035mm。另外，如上所述，漫射透镜阵列241的各单位透镜的宽度W为0.09mm，因此，当折射率为N＝1.55时，这些值满足以下算式(2)。
arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))…(2)
这里，上述算式(2)是用来判断漫射透镜阵列241的单位透镜的顶端开始10％的位置处被全反射的光是否在单位透镜的顶部被全反射。如图23所示，漫射透镜阵列241的单位透镜的顶部有各个方向的光到达；而在漫射透镜阵列241的单位透镜之间的山谷部位，来自某一特定方向的光被全反射，从顶部射出后斜向发出，因此，从斜向观察时出现光斑。但是，满足上述算式(2)后，能够消除斜向观察时所见的光斑，同时也能够提高光的利用效率。
如果漫射透镜阵列241的单位透镜不满足上述算式(2)，则画面上下的大角度射出光增多，不但光的利用效率低，而且射出光成为只对应固定入射角的照明光，因而，其结果是，导致出现光源，即阴极线管13位置可知的光斑(管斑点)。
图24A和图24B是分别表示图22所示的漫射板24的漫射透镜阵列241的形状满足上述算式(2)的情况下以及不满足上述算式(2)的情况下的光轨迹的图。
如图24B所示，图22所示的漫射板24的漫射透镜阵列241的形状如果不满足上述算式(2)，则在漫射透镜阵列241的单位透镜的端部附近全反射的光就会从漫射板24斜向射出；如果满足上述算式(2)，如图24A所示，则在漫射透镜阵列241的单位透镜的端部附近全反射的光就会返回光源一侧而再次利用。
图25是表示从观察侧射入图22所示的漫射板24的光轨迹的图。
如图25所示，穿过漫射板24之后，经LCD屏11、会聚板12和反射型偏光板15等散乱反射后返回漫射板24的光被返回到光源一侧(阴极线管13一侧)而再次利用，或者由漫射板24反射后作为照明光再次射出；由此，能够被有效地利用。
这样，借助于本发明的第3实施方式，由于漫射板24的漫射透镜阵列241的形状满足上述算式(2)，因此从斜向观察时也不会看到光斑，同时，能够提高光的利用效率。
此外，在上述第3实施方式中，举漫射透镜阵列241的相临单位透镜之间形成有凹形部分242的情况为例进行了说明；但并不限定于此，也可以如图26A所示形成平坦形状的部分(平坦面)242′，或者如图26B所示形成微小凹凸形状的部分242″。
第4实施方式
接着，根据图27说明本发明的第4实施方式的透射型显示装置。此外，本发明的第4实施方式是将图1至图17所示的第1实施方式的会聚板12和漫射板14取而代之为漫射板44-1、44-2作为透射型显示装置的面光源装置中所含的漫射板；除此之外，其他与图1至图17所示的第1实施方式大致相同。在图27所示的第4实施方式中，对于与图1至图17所示的第1实施方式具有同样功能的部分标以相同符号，适当省略了重复说明。
如图27所示，本发明的第1实施方式的透射型显示装置40具备从背面对LCD屏(透射型显示部)11进行照明的面光源装置16。这里，面光源装置16至少具有并排的多个阴极线管13、将从阴极线管13射出的光漫射并均匀化的漫射板44-1、44-2、不缩小视角而提高亮度的反射型偏光板15。
其中，阴极线管13是构成了作为背光的光源部的线光源。
另外，漫射板44-1、44-2是用来将从阴极线管13射出的光漫射并均匀化光学板，由这两者构成漫射板部。
这里，漫射板44-1在光射出的一侧形成有漫射透镜阵列444-1。漫射透镜阵列444-1具有形状为与截面呈椭圆的连续椭圆筒的一部分相当的形状的多个单位透镜。此外，这些单位透镜相互平行排列了多个，其排列方向与阴极线管13的排列方向一致(参照图27)。另外，这些单位透镜作为整体，构成了柱状透镜。此外，漫射透镜阵列444-1的具体形状与上述第1实施方式的漫射板14的漫射透镜阵列141相同。
此外，漫射板44-1是由树脂形成的；该树脂中最好包含光漫射粒子442-1。另外，在漫射板44-1之中光入射的一侧，最好是形成具有光漫射作用的微小凹凸形状的入射面443-1。利用这些光漫射粒子442-1和呈微小凹凸形状的入射面443-1，漫射板44-1在漫射透镜阵列444-1的光漫射作用的基础上，具有无定向性光漫射作用。此外，这里所说的光漫射作用其1/2漫射角最好是50°。这样的无定向性光漫射作用具有使光源一侧(阴极线管13一侧)带有若干漫射效果、降低斑点的作用。此外，在该漫射透镜阵列444-1的光漫射作用基础上增加的无定向性光漫射作用如果过多，正面亮度就会急剧下降，因此，其1/2漫射角最好在70°以内。
漫射板44-2设置在漫射板44-1和反射型偏光板15之间，是用来将从漫射板44-1射出的光向漫射板44-1的漫射透镜阵列444-1的光漫射作用方向的正交方向漫射并均匀化的光学板。漫射板44-2的射出侧形成有与漫射板44-1所具有的漫射透镜阵列444-1相同形状的漫射透镜阵列444-2。不过，漫射板44-2配置为漫射透镜阵列444-2的光漫射作用方向与漫射板44-1的漫射透镜阵列444-1的光漫射作用方向正交。即，本发明的第4实施方式中，如图27所示，漫射板44-2的漫射透镜阵列444-2的排列方向与阴极线管13的排列方向正交。
此外，漫射板44-2  具有漫射板44-1中所含的光漫射粒子442-1和入射面443-1所造型的微小凹凸形状，因此，不具备无定向性光漫射作用。
这样，借助于本发明的第4实施方式，在作为光源的阴极线管13和反射型偏光板15之间，设置分别形成有漫射透镜阵列444-1、444-2的2个漫射板44-1、44-2，由于其配置为漫射板44-2的漫射透镜阵列444-2的光漫射作用方向与漫射板44-1的漫射透镜阵列444-1的光漫射作用方向正交，因此能够在正交的2个方向(纵横2个方向)上控制光，不浪费地对光进行利用，因此能够提高正面亮度。另外，纵横2个方向的视角分别由不同的漫射透镜阵列444-1、444-2控制，因此能够实现合适的视角，也能够提高亮度。进一步，漫射板44-1具有由光漫射粒子442-1和入射面443-1所造型的微小凹凸形状，由此提供了无定向性光漫射作用，因此，不需要为了防止光斑而设置所谓的有孔玻璃珠(beads)漫射板，既能抑制光斑又能提供亮度，而且能够降低成本。
变形例
此外，上面按照上述第1至第4实施方式说明了本发明，但本发明并不限于上述第1至第4实施方式，而是可以有各种变形和变更。
(1)在上述第1至第4实施方式中，形成漫射板14、24、44-1、44-2的漫射透镜阵列141、241、444-1、444-2的单位透镜是以其截面呈椭圆的连续椭圆筒的一部分的情况为例进行说明的，但并不限于此，如图28A所示漫射板34那样，作为漫射透镜阵列，也可以形成截面呈椭圆的旋转椭圆体的一部分的多个单位透镜所构成地漫射透镜阵列341。此外，在后者的情况下，形成漫射透镜阵列341的各单位透镜最好是其椭圆的长轴与光学板平面正交。
(2)在上述第1至第3实施方式中，以漫射板14、24的入射侧为平面时的情况为例进行了说明；但并不限于此，与上述第4实施方式的漫射板44-1相同，为了提供进一步的光漫射作用，也可以通过浮雕加工等造型出微小凹凸形状。另外，与上述第4实施方式的漫射板44-1相同，为了提供进一步的光漫射作用，其一部分也可以包含光漫射粒子。
(3)在上述第1至第4实施方式中，没有特别提及漫射板14、24、44-1、44-2和会聚板12的层结构；关于这些光学板，光源，即阴极线管13的点亮所产生的发热导致从阴极线管13一侧干燥，有时会出现各光学板的扭曲或弯曲等问题。在这种情况下，如图28B中关于漫射板14、24的示例所示，漫射板14、24具有吸湿率不同的大于等于2层的层14-1、14-2、24-1、24-2，可以使这些大于等于2层的层14-1、14-2、24-1、24-2之中光入射一侧的层14-2、24-2的吸湿率高于形成有漫射透镜阵列141、241的射出一侧的层14-1、24-1的吸湿率。由此，在各光学板成形时成为大致平板形状，在各光学板吸湿后则成为凸向入射侧的形状，即使阴极线管13的点亮所产生的发热导致从阴极线管13一侧干燥，也能够使其不凸向射出侧。此外，这之外，通过在光源一侧(阴极线管13一侧)设置隔离物也可以消除各光学板的扭曲或弯曲等问题。
(4)在上述第1和第2实施方式中，举将漫射板14、24、会聚板12、22和反射型偏光板15进行组合构成面光源装置16及具备面光源装置16的透射型显示装置10时的情况为例进行了说明；但并不限于此，例如，也可以采用如图28C所示的省略会聚板12、22(必要的话包括反射型偏光板15)的结构，也可以如如图28D所示使用只形成了会聚透镜阵列123的会聚板12′作为会聚板。另外，也可以将这些以外的各种光学板和漫射板14组合起来构成面光源装置及具备该面光源装置的透射型显示装置。
(5)在上述第4实施方式中，举漫射板44-1、44-2是其漫射透镜阵列444-1、444-2的形状相同的相同种类的漫射板的情况为例进行了说明；但并不限于此，例如，一方面的漫射板的漫射透镜阵列与另一方面的漫射板的漫射透镜阵列可以是不同间距的漫射透镜阵列；或者是平面内间距变化的漫射透镜阵列；进一步，也可以是由多种单位透镜的集合所构成的漫射透镜阵列。此外，依照此种方式配置的相同或不同种类的漫射板可以重叠配置大于等于3张。
(6)在上述第4实施方式中，举用来形成靠近阴极线管13位置配置的漫射板44-1的漫射透镜阵列444-1的各单位透镜的排列方向与阴极线管13的排列方向一致的情况为例进行了说明；但并不限于此，例如，用来形成靠近阴极线管13位置配置的漫射板44-1的漫射透镜阵列444-1的各单位透镜的排列方向与阴极线管13的排列方向也可以正交。
(7)在上述第4实施方式中，举漫射板44-1、44-2的漫射透镜阵列444-1、444-2的光漫射作用方向相互正交配置的情况为例进行了说明；但并不限于此，例如，也可以配置为光漫射作用方向相同。这种情况下的好处是可以使漫射板的光漫射作用在相同方向上增加。

Claims (17)

1.一种漫射板，安装使用在具有将多个光源并排的光源部的直下型面光源装置中，使从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化，其特征在于：
具备至少在光射出的射出侧形成的漫射透镜阵列，该阵列具有用来将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射出去的多个单位透镜。
2.如权利要求1所述的漫射板，其特征在于，形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的形状为与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的形状、以及与截面呈椭圆的旋转椭圆体的一部分相当的形状之中选出的至少一种形状，上述截面即上述椭圆的长轴与板面正交。
3.如权利要求2所述的漫射板，其特征在于，形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的长半径是短半径的1.5倍到3倍的长度。
4.如权利要求1至权利要求3的任意一个所述的漫射板，其特征在于，当形成上述漫射透镜阵列的上述单位透镜的宽度为W、高度为H、折射率为N时，满足arcsin(1/N)＜arctan(1/((2H/W)-0.1))的关系。
5.如权利要求1至权利要求4的任意一个所述的漫射板，其特征在于，在形成上述漫射透镜阵列的上述各单位透镜之间，形成有呈平坦形状、凹形状以及微小凹凸形状之中选出的至少一种形状的部分。
6.如权利要求1至权利要求5的任意一个所述的漫射板，其特征在于，在上述漫射板之中光入射的入射侧，形成呈具有光漫射作用的微小凹凸形状的入射面。
7.如权利要求6所述的漫射板，其特征在于，上述漫射板利用上述入射面的上述微小凹凸形状，除了上述漫射透镜阵列的光漫射作用之外，还具备1/2漫射角为70°以内的无定向性光漫射作用。
8.如权利要求1至权利要求7的任意一个所述的漫射板，其特征在于，上述漫射板在其至少一部分中包含光漫射粒子。
9.如权利要求8所述的漫射板，其特征在于，上述漫射板利用上述光漫射粒子，除了上述漫射透镜阵列的光漫射作用之外，还具备1/2漫射角为70°以内的无定向性光漫射作用。
10.如权利要求1至权利要求9的任意一个所述的漫射板，其特征在于，上述漫射板具有吸湿率不同的大于等于2层的层，这些大于等于2层的层之中光入射的入射侧的层的吸湿率高于形成有上述漫射透镜阵列的上述射出侧的层的吸湿率。
11.一种从背面对透射型显示部进行照明的面光源装置，其特征在于，具备：将多个光源并排的光源部；以及将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化的漫射板，该漫射板是权利要求1至权利要求10的任意一个所述的漫射板。
12.如权利要求11所述的面光源装置，其特征在于，在光从上述光源部射出后紧接设置有上述漫射板。
13.一种从背面对透射型显示部进行照明的面光源装置，其特征在于，其具备：将多个光源并排的光源部；以及将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射并均匀化的漫射板部，该漫射板部具有相同或不同种类的至少2个漫射板，
上述漫射板部的上述各漫射板具有至少在光射出的射出侧形成的漫射透镜阵列，该阵列具有用来将从上述光源部的上述各光源射出的光漫射出去的多个单位透镜。
14.如权利要求13所述的面光源装置，其特征在于，用来形成上述漫射板部的上述各漫射板上所形成的上述漫射透镜阵列的、上述单位透镜的形状为：与截面呈椭圆的椭圆筒的一部分相当的相同或不同种类的形状，上述截面即上述椭圆的长轴与板面正交。
15.如权利要求14所述的面光源装置，其特征在于，上述漫射板部的上述至少2个漫射板配置成各自的漫射透镜阵列所产生的光漫射作用方向相互正交。
16.一种透射型显示装置，其特征在于，具备：透射型显示部；以及从背面对上述透射型显示部进行照明的面光源装置，该面光源装置是如权利要求11或权利要求12所述的面光源装置。
17.一种透射型显示装置，其特征在于，具备：透射型显示部；以及从背面对上述透射型显示部进行照明的面光源装置，该面光源装置是如权利要求13至权利要求15的任意一个所述的面光源装置。
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