專利名稱：透鏡陣列板、光源、以及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透鏡陣列板、光源、以及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
最近，例如液晶顯示裝置的液晶面^JC寸正在逐步增大。盡管液晶面 板可以增大，但是不允許面板的圖像質(zhì)量下降，而是要求即使大尺寸畫面 仍能夠?qū)崿F(xiàn)面板的高清晰度圖像質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)大尺寸畫面的高清晰度圖 像質(zhì)量，例如，強(qiáng)烈要求能夠保持或提高畫面的亮度，或能夠擴(kuò)寬視角。 根據(jù)這些要求，提出了一些技術(shù)在液晶面板中設(shè)置微透鏡陣列，以及提高 液晶面板的亮度和視角。設(shè)置微透鏡陣列使得能夠增強(qiáng)正面亮度和/或擴(kuò) 寬視角。
然而，因?yàn)橛捎谝壕姘灏ㄒ?guī)則 <象素(即圖畫元素)陣列這一事實(shí)， 莫爾條紋可能出現(xiàn)并且可M降低，因而仍存在待解決的問題。莫爾條紋 是通過使多個(gè)規(guī)則的重復(fù)圖案相交疊而產(chǎn)生，并以多個(gè)規(guī)則重復(fù)圖案之間
的周期偏差視覺地觀測的條紋圖案。液晶面板中的莫爾條^A由于液晶面 板中的每個(gè)像素形成規(guī)則的重復(fù)圖案并且其它元件等具有類似的規(guī)則的 重復(fù)結(jié)構(gòu)而形成的。
曰本專利申請No. 2000 - 206529 7〉開了如上所述的莫爾條紋和減少 該莫爾條紋的方法。
具有帶規(guī)則節(jié)距的結(jié)構(gòu)圖案的光學(xué)片可以用作發(fā)射元件，用于將光從 背光引導(dǎo)至液晶面板。在此情況下，形成液晶面板的規(guī)則節(jié)距的像素和光 學(xué)片的結(jié)構(gòu)圖案的交疊使得亮和暗柵格交疊，并導(dǎo)致產(chǎn)生莫爾條紋。日本 專利申請No. 2000-206529中公開的液晶顯示裝置設(shè)置為通過配置像素 的陣列節(jié)距和光學(xué)片的結(jié)構(gòu)圖案的節(jié)距以將莫爾條紋的節(jié)距距離最小化， 來減少莫爾條紋。換句話說，該液晶顯示裝置設(shè)置為通過將莫爾條紋的節(jié) 距距離最小化，由此將節(jié)距距離減小到不大于人眼的分辨率的水平，來減 少莫爾條紋對圖像質(zhì)量的影響。

發(fā)明內(nèi)容
盡管日本專利申請No. 2000-206529中描述的液晶顯示裝置可以減
少莫爾條^t可視度等的影響，實(shí)際上莫爾條故仍會出現(xiàn)。另夕卜，m^調(diào)
節(jié)像素的陣列節(jié)距，因?yàn)檫@需要修改液晶面板自身的設(shè)計(jì)以及液晶面板的 生產(chǎn)線。因此，開發(fā)了一種自身抑制莫爾條紋產(chǎn)生的技術(shù)。
日本專利申請2000 - 284268和日本專利申請2007 - 256575公開了 一 些用于自身抑制莫爾條紋產(chǎn)生的技術(shù)。日本專利申請2000-284268日本 專利申請2007 — 256575分別提出透明液晶顯示裝置，其中每個(gè)透明液晶 顯示裝置包括使用亮度控制組件的背光單元，所述亮度控制組件具有包含 重復(fù)的透鏡單元的透鏡陣列結(jié)構(gòu)。每個(gè)液晶顯示裝置包括液晶面板和用于 從液晶面板的背面(直接下方)發(fā)射光的光源單元。光源單元還包括光源、 用于將光從光源引導(dǎo)至液晶面板的透鏡陣列層、以及光遮擋部分，所述光 遮擋部分具有開口，設(shè)置為靠近透鏡陣列層的焦平面(即與之上形成透鏡 陣列的表面相反的后表面)。用此配置，如日本專利申請2000-284268和 日本專利申請2007-256575所描述的，通過將來自光源的光轉(zhuǎn)換為平行 光來減小光學(xué)片的結(jié)構(gòu)圖案，抑制莫爾條玟產(chǎn)生。
然而，使用上述的透鏡陣列層很難充分地抑制莫爾條紋的產(chǎn)生。換句 話說，由于透鏡陣列層自身也具有規(guī)則的結(jié)構(gòu)圖案，并且該規(guī)則的結(jié)構(gòu)圖 案對平行光有影響，因此很難將來自光源的光轉(zhuǎn)換為理想的平行光。
因此，考慮到以上問題而提出本發(fā)明，期望提供一種新型的和改良的 透鏡陣列片、光源、以及液晶顯示裝置，其中能夠抑制圖像質(zhì)量的降低， 減少莫爾條紋對圖像質(zhì)量的影響。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了解決上述問題，提供一種透鏡陣列片，包 括透鏡層，具有透^面，在所述透4^面上以陣列形成多個(gè)透鏡；以 及光擴(kuò)M,設(shè)置在所述透鏡層的與所^a面相反的一側(cè)，用于擴(kuò)散 導(dǎo)向透鏡層的光，其中所述光擴(kuò)散層具有光^^射部分，所述光反射部分嵌 在所述透鏡層的至少 一部分非光聚焦區(qū)域，用于^Jt透過所述非光聚焦區(qū) 域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
用此配置，從光擴(kuò)散層的一側(cè)向透鏡陣列片發(fā)射的光在光到達(dá)透鏡層 之前一部分入射到光擴(kuò)散層上并被光擴(kuò)散層擴(kuò)散。擴(kuò)散的光接著到iiit鏡 層并被多個(gè)透鏡轉(zhuǎn)換為總體上的平行光。在此情況下，要轉(zhuǎn)換為總體上的平行光的光已經(jīng)被擴(kuò)散。因此，已經(jīng)轉(zhuǎn)換為總體上的平行光的光一方面被 轉(zhuǎn)換為總體上的平行光，另一方面由于透鏡層的多個(gè)透鏡的陣列圖案，光 的亮暗強(qiáng)度減少。另夕卜，從光擴(kuò)散層反射到透鏡陣列片的光中所包含的透 過透鏡的非光聚焦區(qū)域的至少一部分光被光反射部分反射。因此，能夠減 少入射到透鏡上的光中所包含的透過非光聚焦區(qū)域的光。從而，能夠減少 不被透鏡轉(zhuǎn)換為總體上的平行光的光。
另夕卜，所述光反射部分的形狀可以是隨著靠近所iiit鏡層所述形狀的 寬度逐漸變窄。
另夕卜，所述光反射部分的形狀可以是隨著靠近所iiii:鏡層所述形狀的
寬度逐漸變寬。
另外，所述光反射部分可以從光擴(kuò)散層的與所述透鏡層相反的表面的 背面嵌在光擴(kuò)散層中，以及所述光反射部分^的深度可以配置為使得所 述光>^射部分的>^射率等于或大于70%。
所述光擴(kuò)散層的霧度可以是等于或小于20%。
另外，所述光反射部分可以是用于散射光以反射光的散射和反射層。
另外，所述光反射部分可以至少不形成在所iiit鏡陣列片的周圍。
也可以在透鏡層的透^^面上形成凸透鏡(lenticular lens )，所述凸 透鏡包括多個(gè)彼此平行并且以預(yù)定距離排列的外凸柱面透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，為了解決上述問題，提供一種光學(xué)片，包 括透鏡陣列片，具有透^面，在所^鏡表面上以陣列形成多個(gè)透鏡； 以及光擴(kuò)似良，設(shè)置在所述透鏡陣列片的與所述透^^面相反的一側(cè)，用
于擴(kuò)散導(dǎo)向透鏡陣列片的光；其中所述透鏡陣列片包括具有透^面的透
鏡層、以及設(shè)置在所述透鏡層的與透鏡表面相反的一側(cè)用于擴(kuò)散從所述光 擴(kuò)散板導(dǎo)向所述透鏡層的光的光擴(kuò)lt^,以及所述光擴(kuò)散層具有光^Jt部 分，所述光反射部分嵌在透鏡的至少一部分非光聚焦區(qū)域，用于反射透過 所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
所述光學(xué)片還可以包括偏振分光膜,i殳置在所述透鏡陣列片的透鏡表 面?zhèn)?，用于偏振分光?br> 所述光學(xué)片還可以包括光擴(kuò)散片，設(shè)置在偏振分光膜和透鏡陣列片之 間和透鏡陣列片和光擴(kuò)皿之間至少其一，用于擴(kuò)散光。
此夕卜，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，為了解決上述問題，提供一種光源，包括透鏡陣列片，具有透鏡表面，在所述透#^面上以陣列形成多個(gè)透 鏡;以及背光，設(shè)置在所iiit:鏡陣列片的與所述透^面相反的一側(cè)，用 于向透鏡陣列片發(fā)射光，其中所述透鏡陣列片包括透鏡層，具有所述透 鏡表面；以及光擴(kuò)散層，設(shè)置在所述透鏡層的與所述透#^面相反的一側(cè)， 用于擴(kuò)^t從所述背itiC射并導(dǎo)向所述透鏡層的光，以及所述光擴(kuò)散層具有 光反射部分，嵌在所iiit:鏡層的至少一部分非光聚焦區(qū)域，用于>^射透過 所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，為了解決上述問題，提供一種液晶 顯示裝置，包括透鏡陣列片，設(shè)置在液晶面板和向所述液晶面M射光 的背光之間，并且在所述液晶面板的一側(cè)具有透^面，在所述透^面 上以陣列形成多個(gè)透鏡，其中所述透鏡陣列片包括透鏡層，具有所述透 鏡表面；以及光擴(kuò)散層，設(shè)置在所述透鏡層的與所述透鏡表面相反的一側(cè)， 用于擴(kuò)^t從所述背光發(fā)射并導(dǎo)向所^鏡層的光，以及所述光擴(kuò)散層具有 光反射部分，嵌在所^Jt鏡層的至少一部分非光聚焦區(qū)域，用于>^射透過 所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，能夠減少莫爾條紋對圖像質(zhì)量的影響，同 時(shí)抑制圖像質(zhì)量降低。


圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖2是用于說明根據(jù)該實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說明圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說明圖8是用于說明根據(jù)該實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說明圖9是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖10是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖ll是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖12是用于說明根據(jù)該實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說明圖13是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖14是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置的配置 的i兌明圖；以及
圖15是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的液晶顯示裝置的配置 的+兌明圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。請注意，在本說明書 和附圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示具有大致相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單 元，并且省略了對這些結(jié)構(gòu)單元的重復(fù)說明。
首先將描述根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片。接著，將描述使 用這些透鏡陣列片的光學(xué)片、光源、以及液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片包括用于擴(kuò)散光的層或部位， 以例如在防止圖像質(zhì)量下降的同時(shí)減少莫爾條玟對圖像質(zhì)量的影響。另 外，本發(fā)明的實(shí)施例可以根據(jù)光擴(kuò)散層或部位的設(shè)置位置或形狀、其它結(jié) 構(gòu)等劃分為兩組。因而，將首先描述涉及本發(fā)明的一個(gè)組的實(shí)施例(即第 一到第六實(shí)施例)，接著描述本發(fā)明的其它實(shí)施例(即第七到第十實(shí)施例)。 請注意由于這些實(shí)施例具有共同的元件，將很方便地省略對隨后的實(shí)施例 中的相同內(nèi)容的重復(fù)說明，而將僅描述實(shí)施例之間的區(qū)別。
<根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101>參照圖l和圖2，描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡陣列片的配置。 圖l和圖2示出了才艮據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片的配置。在圖l和圖2中， 分別示出了根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片的示意性截面形狀和配置。請注 意，在圖1中示出了透鏡陣列片101的右側(cè)端部的截面形狀，而省略了透 鏡陣列片101的位于A - A線左側(cè)的一部分。
(透鏡陣列片101的配置)
如圖1所示，才艮據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101包括形成為一體的三層 結(jié)構(gòu)。也就是說，透鏡陣列片101包括透鏡層10、光擴(kuò)散層20A、以及 光反射層30。
透鏡層10具有透鏡表面11,在透鏡表面11上以陣列形式形成多個(gè) 獨(dú)立透鏡(在下文也稱為"透鏡")U。透鏡陣列片101的與透*面11 相反的表面具有大致平坦的形狀。在下文，該表面也稱為"平坦表面"。
關(guān)于透鏡層IO,例如， 一個(gè)透鏡陣列片配置為使得在透M面11內(nèi) 以一維陣列形成透鏡U，另一個(gè)透鏡陣列片配置為使得在透鏡表面11內(nèi) 以二維陣列形成透鏡U。 一方面， 一維陣列形式的透鏡陣列片包括例如凸 透鏡陣列片，之上在透鏡表面11等內(nèi)以陣列在一個(gè)方向上設(shè)置外凸柱面 透鏡。另一方面，二維陣列形式的透鏡陣列片包括例如透鏡陣列片，之上 在透#^面ll等內(nèi)以二維陣列設(shè)置透鏡U，其中每個(gè)透鏡U具有圓形、 矩形、六邊形、或多邊形形狀等，并形成具有官頂形狀的彎曲表面。
在透鏡層10的透^面11上形成的多個(gè)透鏡U在一維陣列的情況 下在一個(gè)方向上、或在二維陣列的情況下在兩個(gè)方向上以預(yù)定的距離(節(jié) 距)規(guī)則地設(shè)置。
每個(gè)透鏡U具有位于平坦表面一側(cè)的焦點(diǎn)F。通過將光源設(shè)置在焦點(diǎn) F并且向透鏡U發(fā)射光，該光通過透鏡U轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向沿著透#^面11的 法線方向的平行光。在圖1中，光路P代表要被轉(zhuǎn)換為平行光的光。對于 焦點(diǎn)F和光路P,可以說在平行光從圖的上方發(fā)射的情況下，每個(gè)透鏡U 將平行光聚焦到焦點(diǎn)F。將聚焦到焦點(diǎn)F的光透過的區(qū)域稱為"光聚焦區(qū) 域G"。與光聚焦區(qū)域G不同的區(qū)域在此稱為"非光聚焦區(qū)域N"。另夕卜， 將光聚焦區(qū)域和非光聚焦區(qū)域中與透鏡陣列片101平行的表面分別稱為 "光聚焦表面區(qū)域"和"非光聚焦表面區(qū)域"。
透鏡層10可以由例如玻璃和塑料材料制成，但是本發(fā)明不限于該示 例。塑料材料的示例包括例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物，例如甲基聚甲基丙烯酸酯和曱基聚丙烯酸酯，以及聚酯、聚碳船旨、
聚苯乙烯等的樹脂材料，例如IW苯二曱酸乙二酯和IW苯二曱酸丁二醇 酯。
光擴(kuò)散層20A層壓到透鏡層10的平坦表面上，與透鏡層10整體地 形成。筒言之，光擴(kuò)散層20A設(shè)置在透鏡層10和光反射層30之間。由 此，光擴(kuò)M 20A將透過光擴(kuò)M 20A的光擴(kuò)散。在這里將光擴(kuò)散層20A 的一部分稱為"光擴(kuò)散部分21"。為了實(shí)現(xiàn)該使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散層20A， 例如，可使用一個(gè)層，其中將擴(kuò)散劑M到光透明樹脂內(nèi)，并且利用由于 擴(kuò)散劑和光透明樹脂的折射率之間的差引起的光散射效應(yīng)。
一方面，例如，能夠使用主要包含丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、聚乙烯、 尿素樹脂、氨基曱酸乙酯樹脂、有M樹脂、碳酸釣、二氧化鈦、二氧化 硅等的珠子或填料、或中空的珠子作為擴(kuò)散劑。期望地，擴(kuò)散劑的平均顆 粒大小是例如在約1到50 nm的范圍內(nèi)，使得擴(kuò)散劑容易使用。另外， 可以使用具有不同類型和顆粒大小的兩種或更多種擴(kuò)散劑的組合。
另一方面，例如，能夠使用聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、 聚氯乙烯樹脂、聚氯乙二烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氨酯樹脂、 聚酰胺樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、環(huán)氧樹脂、纖維素樹脂、 硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚砜樹脂、聚芳樹脂等作為光透明樹脂。
另外，優(yōu)選地，在上述材料中，可以使用折射率低于透鏡層10的折 射率的材料作為光透明樹脂。4吏用該材料4吏得隨著光從光擴(kuò)散層20A入 射到透鏡層10，由于折射率的差異，光束能夠被導(dǎo)向更靠近片的法線方 向。因此，透鏡層10中的透鏡U能夠按照設(shè)計(jì)工作來發(fā)揮透鏡效果(包 括改變光路等效果)。
另外，優(yōu)選地，光擴(kuò)散層20A具有不大于20。/。的霧度。在霧度大于 20%的情況下，由于霧度對光擴(kuò)散層20A的光擴(kuò)散效果變得更強(qiáng)而透過 透鏡陣列片101的光的量減少，正面亮度可能下降。此外，在霧度大于 20%的情況下，可能4艮難經(jīng)過透鏡層10實(shí)現(xiàn)光聚焦效果。另外，可以通 過分別選擇擴(kuò)散劑和光透明樹脂的材料，以及調(diào)節(jié)擴(kuò)散劑的平均顆粒大小 來調(diào)節(jié)光擴(kuò)散層20A的霧度值。
光反射層30層壓到光擴(kuò)散層20A的與接觸透鏡層10的表面相反的 表面上，與光擴(kuò)散層20A整體地形成。光反射層30設(shè)置在與透鏡層10 的透鏡表面11相反的表面一側(cè)。接著，光反射層30在光反射部分31反射光。在此情況下，光反射部分31可以形成為例如通過散射光來>^射光 的散射反射層。盡管反射光的該光反射部分31可以用例如鋁、銀、錫等 金屬材料制成，但是本發(fā)明不限于該示例，各種材料可用作光反射部分 31的材料。
光反射層30具有使光透過的開口 32。簡言之，從圖的下方發(fā)射的光 透過開口 32，到達(dá)光擴(kuò)散層20A。光擴(kuò)散層20A接著將透過開口 32的光 擴(kuò)散并導(dǎo)向透鏡層10。
開口 32形成在與透鏡U的頂部部位對應(yīng)的位置處透鏡U的光聚焦區(qū) 域內(nèi)。在此情況下，開口 32不形成在非光聚焦區(qū)域。也就是說，例如， 在通過在焦點(diǎn)F設(shè)置光源發(fā)射光的情況下，開口 32配置為使得透射透過 每個(gè)透鏡U的光聚焦區(qū)域G的光的至少一部分，而不透射包括透過非光 聚焦區(qū)域N的光的其它光。如圖1所示，開口 32透射貫穿光聚焦區(qū)域的 全部光，^f艮據(jù)本實(shí)施例的開口 32的大小不限于該示例。例如，開口32 的大小可以是使得不透射透過非光聚焦區(qū)域N的光，或使得透射透過光 聚焦區(qū)域G的那部分光。如果開口 32的大小足夠大以達(dá)到非光聚焦區(qū)域 N,那么幾乎不能充分限制的光分量增加。在此情況下，不被透鏡U轉(zhuǎn)換 為平行光的光分量(即不沿著片的法線方向發(fā)射的光)增加。相反地，如 果開口 32的大小很小甚至位于光聚焦區(qū)域G內(nèi)，被以更均勻的方式限制 到焦點(diǎn)F的光分量入射到透鏡U, vMJt鏡層10發(fā)射的光更加接近平行光。 然而，在此情況下，發(fā)射光的量的變化可能增加。因此，透鏡U和開口 32的形狀和大小基于對透鏡陣列片101要求的性能(即轉(zhuǎn)換效率、要透 射的光的量(正面亮度)等)、透鏡陣列片IOI的大小、或透鏡陣列片101 與光源之間的位置關(guān)系等來分別按要求確定。因此，透鏡U和開口32的 截面形狀分別可以例如方形、圓形、橢圓形、矩形、菱形、多邊形等的4壬 意形狀。此外，透鏡U和開口 32的截面形狀分別可以例如以沿著一個(gè)方 向連續(xù)地延伸的條帶形狀來形成(這種透鏡被稱為凸透鏡(lenticular lens))。換句話說，開口 32的形狀可以形成為與透鏡U的光聚焦表面對 應(yīng)的形狀。
由于光反射層30具有該開口 32,因此光>^射層30能夠主要透射將 被透鏡U轉(zhuǎn)換為總體上的平行光的光，也就是近似經(jīng)過焦點(diǎn)F的光，并 且反射不被轉(zhuǎn)換為總體上的平行光的其它光。因此，由于透鏡陣列片IOI 具有光反射層30，透鏡陣列片101能夠增強(qiáng)透鏡層10的效果并將光轉(zhuǎn)換 為總體上的平行光。另夕卜反射光的光反射層30(光反射部分31)期望地不形成在端部， 也就是透鏡陣列片IOI的周邊E。換句話說，可以說光反射層30在透鏡 陣列片101的周邊E處具有其它開口。期望透itit鏡陣列片101的周邊E 的光的量小于透itit:鏡陣列片101的中部的光的量。因此，光反射層30 不Jl射透過周邊E的光，4吏得能夠抑制周邊E的光的量的減少。另外， 通過抑制光反射層30形成在周邊E，透鏡層10將光轉(zhuǎn)換為總體上的平行 光的光聚焦效果被減弱。結(jié)果，在周邊E，莫爾條紋的產(chǎn)生也被限制。除 了光反射層30之外，透鏡層10的透鏡U可以從透鏡陣列片101的周邊E
心
(透鏡陣列片101的尺寸示例)
上文已經(jīng)描述了才艮據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101的配置。下面將參照 圖2描述該透鏡陣列片101中的每個(gè)配置的尺寸。
在圖2中，示出了對應(yīng)于一個(gè)透鏡U的透鏡層IO、光擴(kuò)散層20A以 及光反射層30。單個(gè)透鏡的寬度用L表示，從透鏡層10的平坦表面到焦 點(diǎn)F的距離用S表示，光擴(kuò)散層20A的厚度是d，對應(yīng)于單個(gè)透鏡U的 光反射部分31的寬度用Wr表示。那么可以設(shè)定光反射部分31的寬度 Wr滿足以下條件(公式1 )。
丄x J
酔>
丄
,、2^ 、 (公式"
1
乂 2xS乂
(形成透鏡陣列片101的方法示例)
下文將描述形成才艮據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101的示例方法。此處描 述的形成透鏡陣列片的方法僅僅是一個(gè)示例，而不是意在限制本發(fā)明。當(dāng) 然，透鏡陣列片IOI可以利用各種其它方法來形成。另外，描述了其中使 用凸透鏡陣列作為透鏡層10的示例，也能夠形成具有其它形狀的不同的
透鏡u。
首先，形成透鏡層IO。
形成透鏡層10的方法可以是任何方法，包括例如使用具有對應(yīng)于透
鏡u的形狀的模具的方法，通過熱壓工藝轉(zhuǎn)印具有對應(yīng)于透鏡u的形狀
的鎳壓模形狀的方法，在透明基板等上涂布紫外光固化樹脂或電子固化樹
脂、用對應(yīng)于透鏡u的形狀的壓花輥對樹脂進(jìn)行壓花、之后用紫外光束或電子束將樹脂固化的方法，以及通過光刻并加熱和熔化光刻膠形成具有
透鏡u的節(jié)距的光刻膠圖案來形成透鏡的方法等。
接著，將光擴(kuò)散層20A層壓在與透鏡層10的透M面11相反的平 坦表面上。簡言之，通it^透^面11上涂布光擴(kuò)散層20A的材料接著 對材料進(jìn)行固化、或者層壓固化的材料，光擴(kuò)散層20A與透鏡層20A整 體地形成。
之后，具有光反射部分31和開口 32的光反射層30也層壓在光擴(kuò)散 層20A上。用于形成光>^射層30的方法包括例如在光擴(kuò)散層20A上層壓 紫外光固化樹脂膜以形成黏性的紫外光固化樹脂層。接著，平行的紫外光 ^L射到透鏡表面U。結(jié)果，被平行光照射的光聚焦區(qū)域G內(nèi)的紫外光 固化樹脂層被固化。接著對之上涂布了用于形成M射層的金屬材料的轉(zhuǎn) 印片進(jìn)行加壓，使得金屬材料與紫外光固化樹脂層相對。之后，通過剝除 轉(zhuǎn)印片，利用非固化部分的紫外光固化樹脂層的黏性將金屬材料(光反射 部分31)附著到非光聚焦區(qū)域N。接著，紫外光固化樹脂層的非固化部 分接著被曝光在紫外光下，使得非固化部分能夠被固化。在此期間，紫外 光可以例如M鏡表面11的相反的一側(cè)輻照。因而，在光聚焦區(qū)域G內(nèi) 具有開口 32的光反射層30在光擴(kuò)散層20A的背面(與透鏡層10相反的 表面)整體地形成。
如上所述，形成透鏡陣列片101的方法僅以示例方式進(jìn)行了描述，而 不是意在對本發(fā)明進(jìn)行限制。另外，此處用紫外光固化樹脂的情況描述了 形成光反射層30的方法，但光反射層30可以通過各種方式形成，例如光 刻方法、金屬蒸發(fā)方法、金屬印刷方法、轉(zhuǎn)印方法、濺射方法、離子皿 方法、用于層壓預(yù)定形狀的金屬的方法等。
(透鏡陣列片101的優(yōu)點(diǎn)示例)
以上描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡陣列片101的配置。用該 透鏡陣列片101，例如，當(dāng)光源設(shè)置在光>^射層30的一側(cè)并且光從光源 發(fā)射時(shí)，入射到透鏡層10上的光被限制到焦點(diǎn)F。由此，透鏡陣列片101 使得總體上的平行光能夠從透鏡層10的透#^面11的方向發(fā)射。在此情 況下，發(fā)射的總體上的平行光包括由光擴(kuò)散層20A擴(kuò)散的光。因此，透 鏡陣列片101能夠減少具有與透鏡U的規(guī)則圖案或光反射層30的圖案類 似的圖案并包括在總體上的平行光中的光(即透鏡陣列片101能夠減少亮 度均勻性的圖案、方向性圖案等)。結(jié)果，即使例如液晶面板被設(shè)置在透 鏡陣列片101之前，透鏡陣列片IOI也能夠減少規(guī)則的光圖案，并且能夠抑制產(chǎn)生莫爾條紋的產(chǎn)生，其中該規(guī)則的光圖案會產(chǎn)生具有液晶面板的規(guī) 則結(jié)構(gòu)圖案的莫爾條紋。
下面將參照其中透鏡陣列片101用于液晶顯示裝置的示例詳細(xì)描述
透鏡陣列片的優(yōu)點(diǎn)，例如抑制莫爾條紋等。
通常的液晶顯示裝置具有液晶面板和向液晶面板發(fā)射光的光源。另 夕卜，期望光被限制到朝向液晶顯示裝置的前表面的方向上，以提高液晶顯
示裝置的可^JL。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101能夠?qū)⒈还?反射層30限制到焦點(diǎn)F的光照射到透鏡層10上，使得能夠從透鏡層10 發(fā)射總體上的平行光。由此，透鏡陣列片101能夠提高液晶顯示裝置的可 視度。
在此情況下，液晶顯示裝置具有規(guī)則排列的像素。由此，當(dāng)像素的排 列節(jié)距和透鏡陣列片的結(jié)構(gòu)圖案交疊時(shí)，將會產(chǎn)生莫爾條紋。在此情況下， 如果均勻地實(shí)現(xiàn)透鏡陣列片的透鏡的光聚焦效果，那么將助長莫爾條紋的 產(chǎn)生。然而，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101具有位于光反射層30和透 鏡層10之間的光擴(kuò)散層20A。該光擴(kuò)散層20A將入JH"到透鏡層10的光 擴(kuò)散。由此方式，由于被擴(kuò)散的光入射到透鏡層10，透鏡的光聚焦效果 降低，因而能夠抑制莫爾條紋的產(chǎn)生。
然而，如果透鏡的光聚焦效果(亮度提高效果、光分布效果等)被過 度抑制，那么從透鏡陣列片發(fā)射的總體上的平行光的分量可能減少，可能 發(fā)射到液晶顯示裝置的前表面的光的量也減少，因而液晶顯示裝置的可視 度可能會降低。相反地，在根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101中，在光被光 反射層30限制到焦點(diǎn)F之后，緊接在M射到透鏡層10之前，光擴(kuò)M 20A擴(kuò)散導(dǎo)向透鏡層10的光。因而，入射到透鏡層10的光將不被明顯地 擴(kuò)散。結(jié)果，透鏡陣列片101能夠?qū)⑼哥R的光聚焦效果保持到可視度不降 低同時(shí)抑制莫爾條紋產(chǎn)生的程度。
另夕卜，如果僅意在消除平行光和抑制莫爾條紋的產(chǎn)生，還可以考慮在 透鏡陣列片IOI外側(cè)設(shè)置光擴(kuò)散板，以將光擴(kuò)散。在此情況下，關(guān)于設(shè)置 在透鏡陣列片之外的光擴(kuò)歉板的設(shè)置位置，可以考慮將光擴(kuò)lt^L設(shè)置在透 鏡層10的透#^面11一側(cè)或光反射層30—側(cè)。然而，如果在透鏡陣列 片101外側(cè)設(shè)置充分多的用于擴(kuò)散光以抑制莫爾條紋產(chǎn)生的擴(kuò)^，那么 各個(gè)層之間的界面的數(shù)量增加。因而，由于在層之間的界面上的反射，沿 著未期待的光路行進(jìn)的光的量明顯增加，以至于抑制例如透鏡等的光聚焦 效果、亮度提高效果、光分布效果等，并且將降低光利用率。另外，如果這些效果降低，變得很難確定設(shè)計(jì)^t和效果之間的相關(guān)關(guān)系，由此使得 透鏡陣列片的設(shè)計(jì)復(fù)雜。結(jié)果，m^提供優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。相反地，在根據(jù)本
實(shí)施例的透鏡陣列片101的情況下，通it^透鏡層10和光反射層30之間 設(shè)置光擴(kuò)散層20A，光路將不是極端復(fù)雜。因此，能夠適當(dāng)?shù)匾种颇獱枟l 紋的產(chǎn)生而不遇到以上提到的問題。
與本實(shí)施例不同，在用于擴(kuò)散光的光擴(kuò)散板設(shè)置在透鏡陣列片101 的一側(cè)的外側(cè)時(shí)，由于部件的數(shù)量增加，引起生產(chǎn)成本增加。另夕卜，在例 如光擴(kuò)"ffc^L設(shè)置在透鏡層10的透鏡表面11 一側(cè)時(shí)，總體上的平行光分量 將減少。因此，液晶顯示裝置的可視*度可能降低。然而，才艮據(jù)本實(shí)施例的 透鏡陣列片101具有位于透鏡層10和光反射層30之間的光擴(kuò)散層20A, 由此避免以上提到的問題。
另外，在光擴(kuò)"^1設(shè)置在光反射層30—側(cè)的外側(cè)時(shí)，被光擴(kuò)*散 亂地散射的光透過不同于期望的開口 32的開口 32，或入射到與光透過的 開口 32對應(yīng)的透鏡U不同的透鏡U。結(jié)果，光被光反射層30限制到焦 點(diǎn)F的效果將減弱，并且一些效果，例如透鏡層10的光聚焦效果也將減 弱。從這一點(diǎn)來看，光被擴(kuò)散的位置優(yōu)選地位于靠近透鏡層IO (具體地， 直接位于之前)，如本實(shí)施例所示例的。根據(jù)本實(shí)施例的光擴(kuò)散層20A， 能夠擴(kuò)散光，同時(shí)抑制光入射到與光透過的開口 32對應(yīng)的透鏡U不同的 透鏡U。
如此處描述的根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片ioi的優(yōu)點(diǎn)的示例對于下 文將要描述的其它實(shí)施例也適用。因此，為了說明下文描述的其它實(shí)施例， 除了根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片101的優(yōu)點(diǎn)之夕卜，下面將說明其進(jìn)一步的 優(yōu)點(diǎn)。
在上文中，描述了根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101。另外，針對該
透鏡陣列片101，描述了能夠通過選擇光擴(kuò)散層20A的材料等調(diào)整光擴(kuò)散 層20A的霧度值。然而，光擴(kuò)散層20A的可用材料可能受限于例如材料 的成本、材料的不可用性、設(shè)計(jì)的方便性等。當(dāng)光擴(kuò)散層20A的厚度變 得非常厚時(shí)，光擴(kuò)散層20A的擴(kuò)散屬性變得過高以至于難以控制光。也 就是說，導(dǎo)向期望方向的光之外的光將入射到透鏡U。在這些情況下，將 參照圖3描述其它實(shí)施例，其中霧度值和擴(kuò)散屬性被有益而適當(dāng)?shù)乜刂疲?并且實(shí)現(xiàn)了其它優(yōu)點(diǎn)。
<根據(jù)第二實(shí)施例的透鏡陣列片102>圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡陣列片102的配置的 說明圖。
(透鏡陣列片102的配置)
如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片102除了根據(jù)第一實(shí)施例的 透鏡陣列片101中包括的配置之外還包括透明層40。
透明層40設(shè)置在光擴(kuò)散層20A和光反射層30之間，并且與光擴(kuò)散 層20A和光反射層30整體地形成。另外，透明層40在光擴(kuò)散層20A和 光反射層30之間透射光。透明層40的一部分在這里稱為"透明部分41"。 盡管參照本實(shí)施例，所示的透明部分41位于光擴(kuò)散層20A和光反射層30 之間，但透明部分41也可以設(shè)置在例如透鏡層10和光擴(kuò)散層20A之間。
透明層40可以由例如玻璃和塑料材料的材料制成，如與透鏡層10 的情況相同，但本發(fā)明不限于此。
(形成透鏡陣列片102的方法示例)
該透明層40可以例如通過在形成根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101 中的光反射層30之前將透明層40層壓在光擴(kuò)散層20A上來形成。當(dāng)然， 形成透鏡陣列片的這種方法不是意在限制本發(fā)明。
(透鏡陣列片102的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡陣列片102的配置等。除 了由根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之外，該透鏡陣列片 102還具有的優(yōu)點(diǎn)是使得能夠通過調(diào)整光擴(kuò)散層20A的厚度調(diào)整光擴(kuò)散層 20A的霧度值，而不改變透鏡陣列片102的總厚度。透鏡陣列片102還使 得能夠利用例如反射效果、擴(kuò)散效果等的效果，這些效果利用在光擴(kuò)散層 20A和透明層40之間進(jìn)一步添加的界面。
下面將參照圖4描述使用該界面的第三實(shí)施例。
<根據(jù)第三實(shí)施例的透鏡陣列片103>
圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡陣列片103的配置的 說明圖。
(透鏡陣列片103的配置)
根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片103包括光擴(kuò)散層20B,代替根據(jù)第一實(shí) 施例的透鏡陣列片101中包括的光擴(kuò)散層20A。光擴(kuò)散層20B具有與根據(jù)第一實(shí)施例的光擴(kuò)散層20A的一部分類似的光擴(kuò)散部分21和與根據(jù)第 二實(shí)施例的透明層40的一部分類似的透明部分41。
一方面，光擴(kuò)散部分21設(shè)置在透鏡U的光聚焦部分G內(nèi)，擴(kuò)散透過 光反射層30的開口 32并導(dǎo)向透鏡層10的光。另一方面，透明部分41設(shè) 置在光擴(kuò)散部分21之間并且透射光。
(形成透鏡陣列片103的方法示例)
該光擴(kuò)散層20B可以通過例如在形成根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片 101中的光反射層30之前形成光擴(kuò)散部分21和光擴(kuò)散部分21之間的透 明部分41來形成。另外，可以利用光刻或?yàn)R射方法除去光擴(kuò)散層20A的 一部分來形成光擴(kuò)散部分21,或利用其它印刷方法、轉(zhuǎn)印方法等形成。 替代地，能夠首先形成光擴(kuò)散層20B,接著形成透鏡層10和光反射層30。 當(dāng)然，該形成透鏡陣列片的方法并不意在限制>^發(fā)明。
(透鏡陣列片103的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡陣列片103等的配置。除 了由根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之外，該透鏡陣列片 103還具有的優(yōu)點(diǎn)是使得能夠通過調(diào)整光擴(kuò)散部分21的寬度調(diào)整光擴(kuò)散 層20B的霧;^值，而不改變透鏡陣列片103的總厚度。另外，由于透鏡 陣列片103具有位于一個(gè)和另一個(gè)透鏡U之間的透明部分41，透鏡陣列 片103在一個(gè)透鏡U的光聚焦區(qū)域和另一個(gè)透鏡U的光聚焦區(qū)域之間形 成兩個(gè)界面。這些界面使得光的一部分，即從一個(gè)光擴(kuò)散部分21反射并 導(dǎo)向與對應(yīng)于該光擴(kuò)散部分21的透鏡U不同的透鏡U的光>^射到對應(yīng)于 該光擴(kuò)散部分21的透鏡U。因此，透鏡陣列片103使得能夠提高光利用 率，還使得能夠提高透鏡層10的光聚焦效果。
另夕卜，能夠?qū)⒏鶕?jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片103與根據(jù)第二實(shí)施例的透 鏡陣列片102的配置進(jìn)行組合。為此目的，描述本發(fā)明的第四實(shí)施例和第 五實(shí)施例，其中分別組合以上描述的那些透鏡陣列片。
<根據(jù)第四和第五實(shí)施例的透鏡陣列片104和105>
圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖。圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖。
(透鏡陣列片104和105的配置)一方面，如圖5所示，根據(jù)第四實(shí)施例的透鏡陣列片104具有透鏡層 10和光擴(kuò)散層20B之間的透明層40。另一方面，如圖6所示，透鏡陣列 片105具有光擴(kuò)lt^ 20B和光反射層30之間的透明層40。
(形成透鏡陣列片104和105的方法示例)
所i^it:鏡陣列片104和105能夠通過組合用于形成根據(jù)第二實(shí)施例的 透鏡陣列片102的方法和用于形成根據(jù)第三實(shí)施例的透鏡陣列片103的方 法來形成。當(dāng)然，用于形成透鏡陣列片104和105的方法并不意在限制本 發(fā)明。
(透鏡陣列片104和105的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文分別描述了根據(jù)本發(fā)明的第四和第五實(shí)施例的透鏡陣列片104 和105等的配置。這些透鏡陣列片104和105具有組合分別由根據(jù)第二實(shí) 施例的透鏡陣列片102實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和根據(jù)第三實(shí)施例的透鏡陣列片103 實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)而獲得的優(yōu)點(diǎn)。具體地，在根據(jù)第五實(shí)施例的透鏡陣列片105 的情況下，在M射到透鏡層10之前光擴(kuò)散部分21擴(kuò)散光。因此，透過 開口 32的光較少可能透進(jìn)與對應(yīng)于開口 32的透鏡U不同的透鏡U，光 擴(kuò)散部分21還使得能夠提高光利用率。
在以上描述的第三、第四和第五實(shí)施例中，示出了光擴(kuò)散部分21不 是單一的層，而是具有插在光擴(kuò)散部分21的層之間的透明部分41，并且 沒有具體限制光擴(kuò)散部分21的形狀(即透明部分41的形狀)。然而，通 過改變光擴(kuò)散部分21的形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖7 和圖8描述第六實(shí)施例，其中第六實(shí)施例基于笫三實(shí)施例，并且對其進(jìn)行 修改以改變光擴(kuò)散部分21的形狀。當(dāng)然，可以類似地修改不同于第三實(shí) 施例的第四實(shí)施例和第五實(shí)施例。
<根據(jù)第六實(shí)施例的透鏡陣列片106>
圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖。
(透鏡陣列片106的配置)
如圖7所示，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片106具有光擴(kuò)散層20C，代 替根據(jù)第三實(shí)施例的透鏡陣列片103中包括的光擴(kuò)散層20B。另外，光擴(kuò) 散層20C具有光擴(kuò)散部分22和透明部分42。
光擴(kuò)散部分22除了其形狀之外可以如同上述的光擴(kuò)散部分21的情況
18來形成，相應(yīng)地，透明部分42除了其形狀之外也可以如同上述的透明部 分41的情況來形成。
光擴(kuò)散部分22設(shè)置在透鏡U的光聚焦區(qū)域G內(nèi)，并且具有隨著靠近 透鏡層10逐漸變寬的形狀(在透鏡陣列片106的平面方向上的寬度)。換 句話說，光擴(kuò)散部分22具有遵循各個(gè)透鏡U的光聚焦區(qū)域中的光聚焦區(qū) 域G的形狀。筒言之，例如，當(dāng)透鏡U的截面為圓形時(shí)，光擴(kuò)散區(qū)域22 可以以截錐體形狀形成；當(dāng)透鏡U的截面為多邊形時(shí)以多邊錐臺形狀形 成。另外，光擴(kuò)散部分22擴(kuò)散透過光>^射層30的開口 32的并導(dǎo)向透鏡 層10的光。此外，透明部分42設(shè)置在光擴(kuò)散部分21之間并且透射光。
(透鏡陣列片106的尺寸示例)
上文已經(jīng)描述了根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片106的配置。
下面將參照圖8描述透鏡陣列片等的各個(gè)配置的尺寸示例。
圖8示出對應(yīng)于單個(gè)透鏡U的透鏡層10、光擴(kuò)M 20C、以及M 射層30。單個(gè)透鏡的寬度用L表示，從透鏡層10的平坦表面到焦點(diǎn)F的 距離用S表示，以及對應(yīng)于單個(gè)透鏡U的光反射部分31的寬度用Wr表 示。另外，光擴(kuò)散層20C中到透鏡層10的深度用di表示，光擴(kuò)散部分 22在深度di處的寬度用Wi表示。那么，光擴(kuò)散部分22的寬度Wi可以 被設(shè)定為滿足以下條件(公式2 )。
附,
丄
1-—
、S乂
(公式2)
丄一2,......"A
(形成透鏡陣列片106的方法示例)
該光擴(kuò)散層20C例如可以如下述方式形成。首先，具有光擴(kuò)散屬性 的紫外光固化樹脂涂布在透鏡層10的平坦表面上，接著^it鏡層10的透 ^面11發(fā)射紫外光，其中紫外光具有從透鏡U的中心開始的直徑，其 等于或小于透鏡U的直徑。結(jié)果，紫外光固化樹脂被如圖7和8所示地 固化。之后，通過移除未固化的部分來形成光擴(kuò)散部分22。隨后，通過 在光擴(kuò)散部分22之間形成透明部分42來形成光擴(kuò)散層20C。另外，可以 通過使用光刻或?yàn)R射方法移除才艮據(jù)第一實(shí)施例的光擴(kuò)散層20A的一部分 來形成該光擴(kuò)散層20C。當(dāng)然，本發(fā)明不受形成透鏡陣列片的方法限制。
(透鏡陣列片106的優(yōu)點(diǎn)示例)
19上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的透鏡陣列片106等的配置。該 透鏡陣列片106除了根據(jù)第三實(shí)施例的透鏡陣列片103實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之夕卜， 還具有的優(yōu)點(diǎn)是光擴(kuò)"^部分22和透明部分42之間的界面的形狀具有遵照 光聚焦區(qū)域G的形狀。因而，光擴(kuò)散部分22擴(kuò)散的一部分光能夠因界面 處的折射率的不同而^L^射，導(dǎo)向?qū)?yīng)的透鏡U的光的量能夠減少。換 句話說，根據(jù)第六實(shí)施例的透鏡陣列片106使得光由光擴(kuò)散部分22和透 明部分42之間的界面有效地導(dǎo)向透鏡U。結(jié)果，透鏡陣列片106還使得 光利用率提高。
上文描述了分類到本發(fā)明的一組中的實(shí)施例(第一到第六實(shí)施例)。 在上述第一到第六實(shí)施例中，示出了光擴(kuò)散層20A、 20B和20C、以及光 ^Jlt層30形成獨(dú)立的層。然而，能夠通過將光>^射層30的光^Jt部分 31分別嵌到光擴(kuò)散層20A、 20B和20C來形成透鏡陣列片。在分類到本 發(fā)明的另一組中的其它實(shí)施例(第七到第十實(shí)施例)，光>^射部分嵌入光 擴(kuò)散層。由于光擴(kuò)散層被以此方式^光反射部分，該光擴(kuò)M使得光利 用率提高。下文將詳細(xì)描述第七、第八、第九和第十實(shí)施例。下面參照圖 9描述根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片。
<根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片201>
圖9是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的透鏡陣列片201的配置的 說明圖。
如圖9所示，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡陣列片201具有光擴(kuò)散層50A，代 替根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101中包括的光擴(kuò)散層20A和光>^射層 30。另外，光擴(kuò)散層50A具有光擴(kuò)散部分21和光^^射部分51。 一方面， 如圖9所示，與構(gòu)成根據(jù)第一實(shí)施例的光擴(kuò)散層20A的光擴(kuò)散部分21的 形狀不同，根據(jù)本實(shí)施例的光擴(kuò)散部分21具有分層形狀，并用與第一實(shí) 施例相同的附圖標(biāo)記表示。另一方面，由于光反射部分51是通過嵌到光 擴(kuò)散層50A來形成的，因而根據(jù)本實(shí)施例的光反射部分51用與第一實(shí)施 例不同的附圖標(biāo)記表示，但是光反射部分51可以在原理上以與根據(jù)第一 到第六實(shí)施例的光v^射部分31和32相同的方式形成。
光擴(kuò)散部分21層壓到透鏡層10的平坦表面上，并與透鏡層10整體 地形成。接著，光擴(kuò)散層50A擴(kuò)散其中通過的光。
光反射部分51嵌在光擴(kuò)散部分21的至少透鏡U的非光聚焦區(qū)域N 的部分。簡言之，光>^射部分51嵌到與透鏡陣列片201平行的平面，使得光反射部分51覆蓋光聚焦區(qū)域。另外，光>^射部分51 ^^射透過非光聚 焦區(qū)域N并導(dǎo)向透鏡層IO的光。
(形成透鏡陣列片201的方法示例)
該光擴(kuò)散層50A例如可以如下述方式形成。例如，首先，在透鏡層 10的平坦表面上以平坦分層結(jié)構(gòu)形成光擴(kuò)^t部分21，通過刻蝕方法或?yàn)R 射方法在光擴(kuò)散部分21的背面形成凹進(jìn)。接著通過在凹進(jìn)中涂布光反射 部分51形成光擴(kuò)散層50A?；蛘撸梢岳缤╥t^透鏡層10的平坦表面 上均勻地形成光擴(kuò)散部分21的一部分，接著在這一部分光擴(kuò)散部分21 上層壓具有帶有預(yù)定圖案的凹進(jìn)的光擴(kuò)散部分21，之后在凹進(jìn)上涂布光 反射部分51來形成光擴(kuò)散層50A。當(dāng)然，本發(fā)明不受形成透鏡陣列片的 方法限制。
(透鏡陣列片201的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的透鏡陣列片201等的配置。除 了根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之外，該透鏡陣列片201 還具有的優(yōu)點(diǎn)是通過調(diào)整光反射部分51的厚度使得光反射部分51的反射 率提高，光利用率提高。如同根據(jù)第一實(shí)施例的光反射層30等的情況， 光反射部分51可以用于將入射到透鏡層10上的光P艮制為經(jīng)過焦點(diǎn)F的 光。然而，盡管例如光反射層30使用了金屬材料，光反射層30使得產(chǎn)生 光吸收或透射，因而>^射率不等于100%。當(dāng)反射率較低時(shí)，由于光在光 反射部分51的吸收或透射，透鏡層IO實(shí)際反射的光將減少。相反地，通 過加厚光反射部分51，光反射部分51使得反射率提高。由此，當(dāng)?shù)谝粚?shí) 施例等的光反射部分31的厚度加厚時(shí)，透鏡陣列片IOI的厚度自身將變 厚。然而，當(dāng)光反射部分51嵌到光擴(kuò)散層50A時(shí)，能夠容易地對光反射 部分51的厚度加厚，而不增加透鏡陣列片201的厚度。另外，期望光反 射部分51嵌到光擴(kuò)散層50A的深度，也就是說光^^射部分51的厚度配 置為使得反射效率等于或大于70%。此外，期望該厚度配置為使得反射 率等于或大于80%，更優(yōu)選地等于或大于90%。另外，期望根據(jù)光>^射 部分的材料等配置該厚度，因?yàn)楹穸雀鶕?jù)材料等改變。
通過在光擴(kuò)散部分22之間設(shè)置透明部分42,根據(jù)第六實(shí)施例的透鏡 陣列片106 4吏得利用光擴(kuò)散部分22和透明部分42之間的界面向透鏡U 引導(dǎo)光。通過將光反射部分51嵌到光擴(kuò)散部分21，根據(jù)本實(shí)施例的透鏡 陣列片201使用具有比界面的效率高的效率的光反射部分51使得向透鏡 U引導(dǎo)光。因此，以下將要描述的實(shí)施例修改光反射部分51的形狀以提高光引導(dǎo)效果。首先，為了描述這些實(shí)施例，將參照圖IO、 11和12描述 本發(fā)明的第八、第九實(shí)施例。
<根據(jù)第八和第九實(shí)施例的透鏡陣列片202和203>
圖10是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖。圖11和圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的透鏡陣列片的配置。
(透鏡陣列片202和203的配置)
如圖10和11所示，每個(gè)透鏡陣列片202和203具有光擴(kuò)散層50B和 50C,代替根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片201中包括的光擴(kuò)散層50A。另 外，這些光擴(kuò)散層50B和50C分別具有光反射部分52和53，代替光反 射部分51。
與光反射部分51的情況相同，光反射部分52和53嵌在至少光擴(kuò)散 部分21的透鏡U的非光聚焦區(qū)域N。筒言之，光反射部分52和53也嵌 在與透鏡陣列片202和203平行的的平面內(nèi)，使得光>^射部分覆蓋光聚焦 區(qū)域。另外，光^^射部分52和53還^^射透過非光聚焦區(qū)域N并導(dǎo)向透 鏡層10的光。
另外，每個(gè)光反射部分52和53均具有隨著靠近透鏡層10逐漸變窄 的形狀(每個(gè)透鏡陣列片202和203中的平面方向上的寬度)。換句話說， 每個(gè)光^Jt部分52和53均具有遵照單獨(dú)的透鏡U的非光聚焦區(qū)域N的
形狀。此外，光反射部分52和53不僅用于及—射透過非光聚焦區(qū)域N并 導(dǎo)向透鏡層10的光，還反射在光擴(kuò)散部分21擴(kuò)散并離開光聚焦區(qū)域G 的光并使之返回到光聚焦區(qū)域G。
(透鏡陣列片203的尺寸示例)
上文描述了透鏡陣列片202和203的配置。
參照圖12，將描述透鏡陣列片203等中的單獨(dú)配置的示例，作為透 鏡陣列片的示例，其中嵌入了逐漸變窄的光反射部分52和53。
圖12示出對應(yīng)于單個(gè)透鏡U的透鏡層10和光擴(kuò)散層50C。單個(gè)透 鏡U的寬度用L表示，從透鏡層IO的平坦表面到焦點(diǎn)F的距離用S表示。 另外，在光擴(kuò)M 50C中到透鏡層10的深度用di表示，光反射部分53 在深度di處的寬度用Wj表示，光反射部分53嵌到光擴(kuò)散層50C的深度 用f表示。那么，光反射部分53的寬度Wj設(shè)定為滿足以下條件(公式3 )。
22<formula>formula see original document page 23</formula>
如上所述，光反射部分53的反射率取決于光反射部分53嵌到光擴(kuò)散 層50C的深度f。因此，期望該深度f配置為使得光反射部分53的反射 率變?yōu)榈扔诨虼笥?0%，此外，期望該深度f配置為使得該^^射率達(dá)到等 于或大于80%，更優(yōu)選地，90%。
(形成透鏡陣列片202和203的方法示例)
光擴(kuò)散層50B和50C可以按照與光擴(kuò)散層50A的情況相同例如如下 形成。簡言之，例如，最初在透鏡層10的平坦表面上以平坦分層形狀形 成光擴(kuò)散部分21，接著使用光刻方法或?yàn)R射方法在光擴(kuò)散部分21的背面 形成凹進(jìn)。另外，通過在凹進(jìn)上涂布光>^射部分52或53形成光擴(kuò)！Li" 50B和50C?；蛘撸梢酝╥t^透鏡層10的平坦表面上形成光擴(kuò)散部分 21的一部分，接著將具有帶有預(yù)定圖案的凹進(jìn)的光擴(kuò)lt部分21層壓在那 一部分光擴(kuò)散部分21上，之后在凹進(jìn)上涂布光擴(kuò)散部分52或53，由此 來形成光擴(kuò)散層50B和50C.
此夕卜，可以使用例如紫外光固化樹脂形成光擴(kuò)散層50C。在此情況下， 例如，最初形成分層的光擴(kuò)散部分21，接著在整個(gè)光擴(kuò)^t部分21涂布能 夠被熱量和紫外光固化的材料。接著在光擴(kuò)散部分21的另一面設(shè)置節(jié)距 與透鏡層10的節(jié)距類似的透鏡陣列片，其中具有比透鏡U的焦距更短的 焦距的透鏡設(shè)置在透鏡陣列片上。該透鏡陣列片接著被光照射以被硬化。 之后，去除該透鏡陣列片，透鏡層10被接和，接著去除非固化的紫外光 固化樹脂，使得光^Jt部分53涂布在去除了透鏡陣列片的部分上。結(jié)果， 能夠形成光擴(kuò)散層50C。當(dāng)然，本發(fā)明不限于該形成透鏡陣列片的方法。
(透鏡陣列片202和203的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第八和第九實(shí)施例的透鏡陣列片202和203 的配置等。除了根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片201實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之外，這些 透鏡陣列片202和203還具有的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)光反射部分52和53的形狀遵 照非光焦距區(qū)域N的形狀。因此，光擴(kuò)散部分21擴(kuò)散的一部分光被光反 射部分52和53反射，能夠增加導(dǎo)向?qū)?yīng)的透鏡U的光的量。換句話說， 根據(jù)第八和第九實(shí)施例的透鏡陣列片202和203分別使得光能夠被光反射 部分52和53有效地引導(dǎo)到透鏡U。因而，透鏡陣列片202和203還使得能夠提高光利用率。
根據(jù)第八和第九實(shí)施例的透鏡陣列片202和203分別示出為每個(gè)光反 射部分52和53具有隨著靠近透鏡層10逐漸變窄的寬度。換句話說，示 出了每個(gè)光反射部分52和53具有遵循非光焦距區(qū)域N的形狀，而光擴(kuò) 散部分21具有遵循光焦距區(qū)域G的形狀。然而，每個(gè)光反射部分52和 53的形狀不限于本示例，而是還可以修改。因此，下面將參照圖13描述 本發(fā)明的第十實(shí)施例，其中光反射部分具有不同的形狀。
<根據(jù)第十實(shí)施例的透鏡陣列片204>
圖13是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的透鏡陣列片的配置的說 明圖。
(透鏡陣列片204的配置)
如圖13所示，透鏡陣列片204具有光擴(kuò)散層50D，代替根據(jù)第七實(shí) 施例的透鏡陣列片201中包括的光擴(kuò)散層50A。另外，光擴(kuò)散層50D具 有光反射部分54，代替光反射部分51。
與光反射部分51的情況相同，光反射部分54嵌在光擴(kuò)散部分21的 至少透鏡U的非光焦距區(qū)域N的部分。簡言之，光反射部分54也嵌在與 透鏡陣列片204平行的平面內(nèi)，使得光反射部分覆蓋光焦距區(qū)域。另夕卜， 光反射部分54還反射透過非光焦距區(qū)域N并導(dǎo)向透鏡層10的光。
另外，光反射部分54具有隨著靠近透鏡層10逐漸變寬的形狀(在透 鏡陣列片204的平面上方向的寬度)。此外，光反射部分54不僅用于反射 透過非光焦距區(qū)域N并導(dǎo)向透鏡層10的光，還用于反射在光擴(kuò)散部分21 擴(kuò)散并離開光焦距區(qū)域G的光，并使之返回光焦距區(qū)域G。
(形成透鏡陣列片204的方法示例)
該光擴(kuò)散層50D可以例如使用光刻方法或賊射方法形成。在此情況 下，例如，預(yù)先形成其中將要嵌入光反射部分54的部分。簡言之，提供 分層的光擴(kuò)散部分21,接著通過光刻方法或賊射方法從設(shè)置透鏡層10的 方向上形成凹進(jìn)。接著在凹進(jìn)中形成光反射部分54，隨后進(jìn)一步在反射 部分上層壓分層的光擴(kuò)散部分21。另外，透鏡層10接和到層壓的分層光 擴(kuò)散部分21上，以完成透鏡陣列片204。
此外，與第八和第九實(shí)施例的情況相同，光擴(kuò)散層50D可以使用紫 外光固化樹脂來形成。在此情況下，最初形成透鏡層IO，在透鏡層10的平坦表面上形成分層的光擴(kuò)散部分21。接著在分層的光擴(kuò)散部分21上涂 布紫外光固化樹脂，隨后與透鏡層10類似的透鏡層設(shè)置在透鏡層10的相 反的一側(cè)。另夕卜，從該新設(shè)置的透鏡層的一側(cè)用紫外光照射并固化紫外光 固化樹脂的一部分。之后，去除透鏡層和剩余的非固化的紫外光固化樹脂。 由于在去除了紫外光固化樹脂的位置形成凹進(jìn)，接著在凹進(jìn)上涂布光反射 部分53。結(jié)果，完成透鏡陣列片。當(dāng)然，本發(fā)明不限于該形成透鏡陣列 片的方法。
(透鏡陣列片204的優(yōu)點(diǎn)示例)
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的透鏡陣列片204的配置等。除 了根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片201實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)之外，透鏡陣列片204 還具有的優(yōu)點(diǎn)是光反射部分54隨著靠近透鏡層10寬度逐漸變寬。例如， 透過一個(gè)光>^射部分54和相鄰的光Jl射部分54之間的一部分光(即透過 "開口"的一部分光)被光擴(kuò)散部分21擴(kuò)散并導(dǎo)向與該開口對應(yīng)的透鏡 U不同的透鏡U。在此情況下，光反射部分54具有的形狀使得導(dǎo)向其它 透鏡方向的光的入射角增大。因此，能夠?qū)?dǎo)向其它透鏡方向的光>^射到 主要對應(yīng)的透鏡U的光焦距區(qū)域G，因而有效地抑制入射到其它透鏡上 的串音。因而，透鏡陣列片使得提高光利用率和由透鏡層10轉(zhuǎn)換成總體 上的平行光的轉(zhuǎn)換率。
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片。
下面描述其中并入了透鏡陣列片的液晶顯示裝置等。為此，將才艮據(jù)第 一到第十實(shí)施例的透鏡陣列片統(tǒng)稱為"透鏡陣列片300"。如上所述，任 何根據(jù)第一到第十實(shí)施例的透鏡陣列片可用于減少莫爾條紋，同時(shí)保持圖 像質(zhì)量。
<才艮據(jù)第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置400>
圖14是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置的配置 的i兌明圖。
根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置400具有液晶面板403和光源401。
液晶面板403具有規(guī)則排列的多個(gè)像素，通過針對每個(gè)像素控制透射 和阻擋從光源401發(fā)射的光使得能夠顯示預(yù)定的圖像或視頻。為此，在液 晶面板403中的每個(gè)像素中設(shè)置液晶分子。另夕卜，在液晶分子的前后設(shè)置 特定的偏振濾光片。通過控制施加到液晶分子的電壓改變液晶分子的取 向。結(jié)果，通過偏振濾光片和液晶分子的取向控制光的透射和阻擋。光源401設(shè)置在液晶面板403的背面，并向液晶面板403發(fā)射光。為 此，光源401具有背光405和光學(xué)片402。
背光405向光學(xué)片發(fā)射光(例如白光)。背光405例如包括但不限于 諸如冷陰極熒光燈(cold cathode fluorescent lamp (CCFL))的放電燈、 諸如發(fā)光二極管(LED)的電致發(fā)光(electroluminescence (EL))燈等。
光學(xué)片402具有透鏡陣列片300和光擴(kuò)歉tl 404。
光擴(kuò)M 404設(shè)置在背光405前面，通過擴(kuò)"lt從背光405發(fā)射的光減 少光強(qiáng)度的非均勻性。簡言之，光擴(kuò)lfc^404消除組成背光405的燈的圖 像等，并均衡光強(qiáng)度。該光擴(kuò)皿404可以是例如由類似于上述第一到第 十實(shí)施例中的光擴(kuò)散部分21和22的材料制成。
透鏡陣列片300設(shè)置在光擴(kuò)歉板404前面，與才艮據(jù)上述第一到第十實(shí) 施例中的任意一個(gè)透鏡陣列片相同，透鏡陣列片300增加從光擴(kuò)"^L404 輻照的光中的總體上的平行光的分量。因此，透鏡陣列片300最初通過光 反射部分等將從光擴(kuò)散板404入射的擴(kuò)散光限制到透鏡的焦點(diǎn)，并通過透 鏡層增加平行光的分量。簡言之，透鏡陣列片300增加導(dǎo)向液晶顯示裝置 400的正方向(法線方向)的光的分量。另外，透鏡陣列片300向液晶面 板403提供光。因此，透鏡陣列片300使得提高液晶顯示裝置400的亮度、 光學(xué)視角、對比度等，由此提高圖像質(zhì)量。
在此情況下，透鏡陣列片300擴(kuò)散被光擴(kuò)散部分等限制并導(dǎo)向透鏡層 的光。因此，M鏡陣列片300發(fā)射的光是使得總體上的平行光的分量增 加，光被適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)散，并且由于透鏡層的透鏡節(jié)距和光反射部分等的結(jié)構(gòu) 圖案等導(dǎo)致的亮暗圖案以及方向性的圖案減少。結(jié)果，通過透鏡陣列片 300，與液晶面板403中的〗象素的結(jié)構(gòu)圖案相干涉并產(chǎn)生莫爾條紋的亮圖 案減少。因而，如上所述，透鏡陣列片300可操作用于提高圖像質(zhì)量，以 及抑制莫爾條紋的產(chǎn)生。
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置400。
下面將參照圖15描述才艮據(jù)本發(fā)明的笫十二實(shí)施例的液晶顯示裝置。
<才艮據(jù)第十二實(shí)施例的液晶顯示裝置500>
圖15是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的液晶顯示裝置的配置 的i兌明圖。
如圖15所示，除了根據(jù)第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置400中包含的
26配置之外，根據(jù)第十二實(shí)施例的液晶顯示裝置500還具有偏振分光膜503 和光擴(kuò)散膜504。在圖15中，由于光源501和光學(xué)片502具有偏振分光 膜503和光擴(kuò)制度504，因此用與根據(jù)第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置400 中的光源401和光學(xué)片402不同的附圖標(biāo)記代表光源501和光學(xué)片502。
偏振分光膜503設(shè)置在液晶面板403的背面，是用于提高液晶顯示裝 置500的亮度的亮度提高膜。例如，具有>^射偏振性的膜可以用作偏振分 光膜503。 >^射偏振膜僅僅透射具有與平面內(nèi)的一個(gè)軸平行的振動方向的 光，而反射其它光。該反射偏振膜可以包括例如亮度增強(qiáng)膜，例如3M公 司制造的DBEF (商品名)系列和DRPF-H (商品名)系列?；蛘?，可使 用圓偏振膜代替該線偏振膜。圓偏振膜可以包括例如具有膽甾圓偏振片的 膜，例如Nitto Denko 7>司制造的Nipocs (商品名)。
光擴(kuò)，504 i殳置在偏振分光膜503和透鏡陣列片300之間，并擴(kuò)散 從透鏡陣列片300發(fā)射的光。另外，光擴(kuò)，504還擴(kuò)散從偏振分光膜 503反射的光。該光擴(kuò)歉度504可以例如由類似于根據(jù)第一到第十實(shí)施例 的光擴(kuò)散部分21和22的材料制成。
由于液晶顯示裝置500具有偏振分光膜503和光擴(kuò)散膜504,因此液 晶顯示裝置500也可操作用于提高亮度。下面描述該亮度提高機(jī)制。首先， 由透鏡陣列片300增加了其平行光分量的光被光擴(kuò)散膜504擴(kuò)散并入射到 偏振分光膜503上。偏振分光膜503接著透射振動方向與一個(gè)軸平行的光 而^^射其它光。偏振分光膜503^^射的光再次入射到光擴(kuò)^/膜504。再次 入射到光擴(kuò)散膜504的光再次被擴(kuò)散，擴(kuò)散光的一部分再次入射到偏振分 光膜503。偏振分光膜503再一次透射振動方向與該一個(gè)軸平行的光而反 射其它光。在通常的液晶顯示裝置中，正面亮度對背光照射的光的利用率 是約40%。然而，通過偏振分光膜503反復(fù)地透射和反射光，偏振光能 夠照射到液晶面板403。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置500使得將 光利用率提到例如等于或大于50%的程度。
當(dāng)然，光擴(kuò)散膜504的設(shè)置位置不限于位于偏振分光膜503和透鏡陣 列片300之間，而可以在透鏡陣列片300和光擴(kuò)ltfeL404之間。另外，由 于根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片300具有光擴(kuò)散部分21和22 等，透鏡陣列片300可操作用作光擴(kuò)散膜504。在此情況下，可以省去光 擴(kuò)傾504。
上文描述了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的液晶顯示裝置和透鏡陣列片。 下面將描述透鏡陣列片和液晶顯示裝置的示例。<示例>
制作分別根據(jù)第一到第五實(shí)施例的透鏡陣列片101到105、以及分別 根據(jù)第七到第十實(shí)施例的透鏡陣列片201到204。在此情況下，每個(gè)透鏡 陣列片中包含的透鏡層和透明部分用丙烯酸樹脂形成，光擴(kuò)散部分用其中 散布了石英的丙烯酸樹月旨形成。另夕卜，iL^射層用與白色顏料混合的JL^ 甲酸乙酯樹脂形成。每個(gè)配置的形狀配置為使得每個(gè)光擴(kuò)散層的霧度值等 于20%。
接著為每個(gè)透鏡陣列片制作如圖14所示的根據(jù)第十一實(shí)施例的液晶 顯示裝置400。在此情況下，背光405和光擴(kuò)歉敗404通過Sony公司制 造并且市場上可得的液晶電祝機(jī)中包含的KDL-40X5000 (商品名)背光 和光擴(kuò)散板來實(shí)現(xiàn)。
由此，所形成的液晶顯示裝置經(jīng)受視覺觀測以檢測是否存在莫爾條 紋，并且用Konica Minolta Sensing公司制造的"CS-1000 (商品名)"測 量每個(gè)液晶顯示裝置的正面亮度。
此外，提供除了透鏡陣列片之外與上述類似的液晶顯示裝置作為比較 例。作為比較例l，提供了沒有透鏡陣列片的液晶顯示裝置。作為比較例 2，提供了具有透鏡陣列片的液晶顯示裝置，該透鏡陣列片包括透明層代 替如圖1所示的根據(jù)第一實(shí)施例的透鏡陣列片101中的光擴(kuò)散層20A。作 為比較例3，提供了具有透鏡陣列片的液晶顯示裝置，該透鏡陣列片包括 透明部分代替如圖9所示的根據(jù)第七實(shí)施例的透鏡陣列片201中的光擴(kuò)散 部分21。這些比較例也經(jīng)受與示例中相同的視覺觀測和測量。
表1示出觀測和測量的結(jié)果。
如M 1可見，在液晶顯示裝置不具有光擴(kuò)散部分21等的比較例2 和3中產(chǎn)生莫爾條紋，而在根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的液晶顯示裝置中抑 制了莫爾條紋的產(chǎn)生。假設(shè)在比較例1中的液晶顯示裝置中不產(chǎn)生莫爾條 紋，這是因?yàn)橛捎谝壕э@示裝置沒有透鏡陣列片導(dǎo)致沒有與液晶面板的結(jié) 構(gòu)圖案干涉的亮暗圖案產(chǎn)生。然而，在比較例1中的液晶顯示裝置中，由 于沒有透鏡陣列片，正面亮度下降。
另夕卜，可見各個(gè)實(shí)施例的液晶顯示裝置的正面亮度比其中液晶顯示裝 置沒有透鏡陣列片的比較例1大大提高。具體地,在第二到第五實(shí)施例中， 由于透明部分41和42等實(shí)現(xiàn)的透明，以及通過每一個(gè)透明部分的界面將 光引導(dǎo)到透鏡U的效果，正面亮度進(jìn)一步提高。此外，在第七到第十實(shí)施例中，因?yàn)楣鈄Jt部分51到54嵌到光擴(kuò)散層50A到50B內(nèi)，并且通 過光反射部分51將光進(jìn)一步有效地引導(dǎo)到透鏡U，正面亮度進(jìn)一步提高。
表l
透鏡片實(shí)施例莫爾條紋的產(chǎn)生正面亮度(cd/m2)
第一實(shí)施例否518
第二實(shí)施例否527
第三實(shí)施例否520
第四實(shí)施例否529
第五實(shí)施例否531
第七實(shí)施例否533
第八實(shí)施例否551
第九實(shí)施例否541
第十實(shí)施例否536
比較例1否505
比較例2是535
比較例3是571
隨后，測量根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片中包括的光擴(kuò)散層的霧度
值。簡言之，制作5個(gè)不同的透鏡陣列片，其具有與根據(jù)第一實(shí)施例的透
鏡陣列片101的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，但分別具有不同霧度值的光擴(kuò)散層20A。 接著用各個(gè)透鏡陣列片以類似于上述的方式形成液晶顯示裝置。另外，使
用MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY制造的霧度計(jì) HR-100 (商品名)測量每個(gè)透鏡陣列片的霧度值。包括具有不同的霧度 值的各個(gè)透鏡陣列片的液晶顯示裝置也經(jīng)受視覺觀測以檢測是否存在莫 爾條紋，并且也測量各個(gè)液晶顯示裝置的正面亮度。
表2示出了觀測和測量的結(jié)果。
M2可見，不產(chǎn)生莫爾條紋，但在具有大于20%霧度值的液晶顯 示裝置中正面亮度下降。因此，優(yōu)選地形成根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的透鏡陣列片 中包括的光擴(kuò)散層使得霧度值減少到等于或小于20%，因?yàn)樵谠撿F度值，正面亮度的下降保持的相對較低。
表2
光擴(kuò)散層的霧度值莫爾條紋的產(chǎn)生正面亮度(cd/m2)
9%否527
20%否518
31%否470
42%否450
49%否421
比較例2是535
此外，形成如圖15所示的才艮據(jù)第十二實(shí)施例的液晶顯示裝置500， 該液晶顯示裝置也經(jīng)受視覺觀測以檢測是否存在莫爾條紋。在此情況下， 亮度提高膜，由3M公司制造的DBEF(商品名)系列用作偏振分光膜503。 結(jié)果，在液晶顯示裝置500中沒有觀測到莫爾條紋的產(chǎn)生。因此，無論是 否存在偏振分光膜503,液晶顯示裝置500也使得莫爾條紋的產(chǎn)生被抑制。
本申請包含2008年4月15日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申
請JP 2008-105981的主題，整個(gè)內(nèi)容在此通過引用并入。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可能發(fā)生各種 修改、組合、子組合和替代，只要落入所附的權(quán)利要求和等同物的范圍內(nèi)。
30
權(quán)利要求
1.一種透鏡陣列片，包括透鏡層，具有透鏡表面，在所述透鏡表面上以陣列形成多個(gè)透鏡；以及光擴(kuò)散層，設(shè)置在所述透鏡層的與所述透鏡表面相反的一側(cè)，用于擴(kuò)散導(dǎo)向透鏡層的光，其中所述光擴(kuò)散層具有光反射部分，所述光反射部分嵌在所述透鏡層的至少一部分非光聚焦區(qū)域，用于反射透過所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
2. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中所述光反射部分的形狀為隨著靠近所述透鏡層所述形狀的寬度逐漸 變窄。
3. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中所述光反射部分的形狀為隨著靠近所述透鏡層所述形狀的寬度逐漸 變寬。
4. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中所述光反射部分從光擴(kuò)散層的與所述透鏡層相反的表面的背面嵌入 在光擴(kuò)散層中，以及所述光反射部分嵌入的深度配置為使得所述光反射部分的反射率等 于或大于70%。
5. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中 所述光擴(kuò)散層的霧度等于或小于20%。
6. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中 所述光反射部分是用于散射光以反射光的散射和反射層。
7. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中 所述光反射部分至少不形成在所述透鏡陣列片的周圍。
8. 如權(quán)利要求1所述的透鏡陣列片，其中在透鏡層的透M面上形成凸透鏡，所述凸透鏡包括多個(gè)彼此平行并且以預(yù)定距離排列的外凸柱面透鏡。
9. 一種光源，包括透鏡陣列片，具有透^面，在所述透4^面上以陣列形成多個(gè)透鏡;以及背光，設(shè)置在所iiit鏡陣列片的與所述透鏡表面相反的一側(cè)，用于向 透鏡陣列片發(fā)射光，其中所述透鏡陣列片包括透鏡層，具有所述透#^面；以及光擴(kuò)散層，設(shè)置在所^it鏡層的與所述透^面相反的一側(cè)，用于擴(kuò) ^t從所述背;feJL射并導(dǎo)向所述透鏡層的光，以及所述光擴(kuò)散層具有光反射部分，嵌在所述透鏡層的至少 一部分非光聚 焦區(qū)域，用于反射透過所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
10. —種液晶顯示裝置，包括透鏡陣列片，設(shè)置在液晶面板和向所述液晶面M射光的背光之間， 并且在所述液晶面板的一側(cè)具有透4^面，在所述透^面上以陣列形成 多個(gè)透鏡，其中所述透鏡陣列片包括透鏡層，具有所^it鏡表面；以及光擴(kuò)M，設(shè)置在所述透鏡層的與所述透^面相反的一側(cè)，用于擴(kuò) 散從所述背M射并導(dǎo)向所述透鏡層的光，以及所述光擴(kuò)散層具有光^Jt部分，嵌在所述透鏡層的至少一部分非光聚 焦區(qū)域，用于反射透過所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透鏡陣列片、光源以及液晶顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透鏡陣列片包括透鏡層，具有透鏡表面，在所述透鏡表面上以陣列形成多個(gè)透鏡；以及光擴(kuò)散層，設(shè)置在所述透鏡層的與所述透鏡表面相反的一側(cè)，用于擴(kuò)散導(dǎo)向透鏡層的光，其中所述光擴(kuò)散層具有光反射部分，所述光反射部分嵌在所述透鏡層的至少一部分非光聚焦區(qū)域，用于反射透過所述非光聚焦區(qū)域并導(dǎo)向所述透鏡層的光。
文檔編號F21V13/04GK101561522SQ20091013085
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者前田強(qiáng), 小笠原豐和 申請人:索尼株式會社