专利名称：光学薄板及其制造方法、背光照明单元和显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备微透镜的光学薄板的制造方法、光学薄板(sheet)、背光照明单元、显示装置、和电子机器。
背景技术：
近年来，由于个人计算机、移动电话机等的电子机器的普及，在室外等明亮的环境中所使用的机会也增加，从而期待着在户外光线明亮的地方也易于观看的显示装置。还有，即使在室内，随着TV、监视器等的大图面化，也期待着既是大图面且明亮的显示装置。其中，液晶显示装置在其背面具备作为投光装置的背光灯(back light)，通过来自该背光灯的光，能够对液晶面板的图像进行识别。因而，期待着亮度高的背光照明单元(backlight unit)。
背光照明单元，用于对荧光灯的光线的强度分布均匀地进行控制，通过印刷或成型在导光板或漫射板上形成有使光线漫反射的图案。专利文献1中公开了一种对漫射板，其通过微透镜阵列实现了将由所述图案漫反射的光漫射的功能、和使光线向液晶面板侧折射的功能。
作为该漫射板的制造方法，介绍以下的方法。
(a)对具有微透镜阵列的表面的翻转形状的片料成型模(sheet mold)层叠合成树脂，通过剥离该片料成型模来形成该光学薄板的方法。
(b)对具有微透镜阵列的表面的翻转形状的金属铸模注入熔融树脂的注射成型法。
(c)对薄板化的树脂进行再加热并使其夹插在与所述相同的金属铸模和金属板之间，通过压制来复制形状的方法。
(d)使熔融状态的树脂通过周面具有微透镜阵列的表面的翻转形状的辊料成型模(roll mold)和其他辊的辊隙(nip)，来复制上述形状的薄板挤压成形法。
(e)对基材层涂覆紫外线固化型树脂，并按压在具有与所述相同的翻转形状的片料成型模或金属铸模或辊料成型模上来对未固化的紫外线固化型树脂复制形状，照射紫外线而使紫外线固化型树脂固化的方法。
(f)对具有与所述相同的翻转形状的金属铸模或辊料成型模填充涂覆未固化的紫外线固化型树脂，并用基材层按压使之均匀，照射紫外线而使紫外线固化型树脂固化的方法。
(g)代替紫外线固化型树脂而使用电子线固化型树脂的方法。
专利文献1特开2004-191611号公报(5～8页、图1～图2)但是，在制造所述漫射板时，必须与产品相符合地来制作金属铸模或辊料成型模，所以就存在着在制造多品种的产品时生产性差的问题。
发明内容
本发明是为了解除所述问题点而作成的，其目的在于，提供一种未使用成形模型(formning die)而形成了短焦距微透镜的光学薄板的制造方法、光学薄板、背光照明单元、显示装置、电子机器。
本发明是在基材薄板的表面具备多个微透镜的光学薄板的制造方法，具备涂覆工序，对所述基材薄板的表面以半球状涂覆多个所述微透镜的液状材料；基板配置工序，将所述基材薄板朝向规定方向，在该规定方向上，所涂覆的所述微透镜的液状材料可在从所述基材薄板离开的方向受到重力加速度的作用；和固化工序，使所述微透镜的材料固化。
这样，由于在基材薄板上将微透镜的液状材料以半球状多个进行涂覆，并在将涂覆的面朝向该涂覆的液状材料可在从基材薄板离开的方向受到重力加速度的作用的状态下，使微透镜固化，所以微透镜的材料在由于重力朝向离开基材薄板的方向牵引的形状下被固化，从而微透镜壁变厚。因而，能够形成表面曲率较大且焦距较短的微透镜。由于在将微透镜的材料以半球状进行涂覆之后利用重力将透镜厚度变厚，从而不需使用透镜成形用的模型，即使在制造多种光学薄板时也能够以良好生产性形成透镜。
本发明的光学薄板的制造方法，也可以在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，在将所述基材薄板倾斜的状态下使所述微透镜的液状材料固化。
这样，由于在将基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜的状态下，使微透镜的液状材料固化，所以透镜材料在朝一方偏斜的状态下被固化。透镜成为透镜材料偏斜较多部位为短焦距(short focal length)的多焦透镜(multifocal lens)；透镜材料偏斜较少部位成为长焦距透镜。进一步，由于微透镜能够提供短焦距的部位和长焦距的部位，从而如果使用微透镜的短焦距部位，就能用较少透镜材料作为短焦距的微透镜进行使用。
本发明是在基材薄板的表面具备多个微透镜的光学薄板的制造方法，其中具备涂覆工序，对在规定方向上配置的所述基材薄板的表面，以半球状涂覆多个所述微透镜的液状材料，在该规定方向上，涂覆在所述基材薄板的所述表面的所述微透镜的液状材料可在从所述基材薄板离开的方向受到重力加速度的作用；和固化工序，使所述微透镜的材料固化。
这样，由于在涂覆于基材薄板的表面的微透镜的液状材料因重力加速度从基材薄板离开一方的基材薄板的表面，将微透镜的液状材料以半球状多个进行涂覆并直接进行固化，从而能够形成透镜厚度较厚的微透镜。因而，在基材薄板的表面朝向重力加速度的相反方向，对基材薄板的表面涂覆微透镜的液状材料时，需要涂覆后将基材薄板翻转的工序，但是由于该方法中不需翻转涂覆面的工序，从而能够以良好生产性生产光学薄板。
本发明的光学薄板的制造方法，也可以在所述涂覆工序和所述固化工序之间，具备将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定的角度的方向倾斜的基板配置工序。
这样，由于在将基材薄板倾斜后的状态下使微透镜的液状材料固化，所以使透镜材料在朝一方偏斜的状态下固化。透镜成为透镜材料偏斜较多部位为短焦距的多焦透镜；透镜材料偏斜较少部位成为长焦距透镜。由于形成焦距连续变化的透镜，所以能够利用多焦透镜的光学效果。进一步，由于微透镜能够提供短焦距的部位和长焦距的部位，从而如果使用微透镜的短焦距部位，就能用较少透镜材料作为短焦距的微透镜进行使用。
本发明的光学薄板的制造方法，也可以在所述涂覆工序中，对所述基板薄板的所述表面上进行涂覆的预定的全部区域进行涂覆；在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，使一部分区域的所述微透镜的材料固化；重复所述基板配置工序和所述固化工序，对全部区域的所述微透镜的液状材料按照每个区域来设定倾斜条件，使所述微透镜的液状材料固化。
这样，由于对基材薄板全面涂覆微透镜材料之后，将涂覆了的面朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜，按照每个区域设定倾斜角而使微透镜的材料固化，从而可以制造将多个在每个区域设定焦距特性的多焦透镜配置在基材薄板上的光学薄板。因而，能够制造在1块光学薄板上具有多个光学特性的光学薄板。根据该光学薄板，例如，通过将微透镜配置成，对从光源入射到光学薄板的入射角较大的光线通过短焦距的部位，从而使入射光线折射形成期望的光路，所以能够实现将从光源入射到光学薄板的光线的强度分布转换为期望的出射光线的强度分布的光学薄板。
本发明的光学薄板的制造方法，也可以在所述涂覆工序中，对进行涂覆的预定的全部区域中的一部分区域进行涂覆；在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，使涂覆了所述微透镜的液状材料的区域的所述微透镜的液状材料固化；重复所述涂覆工序、所述基板配置工序和所述固化工序，在全部区域形成所述微透镜。
这样，对基材薄板的规定区域涂覆微透镜液状材料之后，将涂覆了的面朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜来进行固化。由于按照每个区域涂覆微透镜的材料，改变倾斜角进行固化，从而可以形成将多个按照每个区域设定焦距特性的多焦透镜配置在基材薄板上的光学薄板。因而，能够在1块光学薄板内形成具有多个光学特性的微透镜。另外，在固化工序中，在基材薄板的多个部分形成具有相同光学特性的微透镜时，可以对多个部分涂覆微透镜液状材料，同时使该涂覆的微透镜液状材料固化，所以不需对特定区域选择性地进行固化。因而，能够实现良好生产性的固化工序。
本发明的光学薄板的制造方法，也可以是所述微透镜形成为凸透镜。
这样，由于透镜是凸状的，从而通过折射效果能够聚光。
在本发明的光学薄板的制造方法中，涂覆所述微透镜材料的工序，也可以是喷出包含所述微透镜材料的液滴来进行涂覆。
这样，由于喷出液滴形成微透镜，所以不需透镜成形用的模型。由于可以在规定的范围内自由地进行设定在基材薄板上形成微透镜的位置、微透镜的大小，所以即使进行多种生产也不降低生产性。
本发明的光学薄板，采用的主旨是通过所述光学薄板的制造方法所制造的。
这样，由于该光学薄板具备有焦距较短的微透镜，从而能够形成聚光性较好的光学薄板。而且，由于不要将微透镜成形用的模型，所以即使在制造多种光学薄板时也能以良好生产性进行制造。
本发明的光学薄板，主旨是包括多焦透镜，该多焦透镜通过在所述基材薄板的表面涂覆所述微透镜的液状材料，然后将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定的角度的方向倾斜并进行了固化而形成。
这样，由于该光学薄板具备有包括多焦透镜的微透镜，该多焦透镜具有焦距较短部位，所以在光线以较大入射角入射到光学薄板时光线能以期望的方向折射，从而能够形成聚光性较好的光学薄板。而且，由于不要用于成形微透镜的模型，所以即使在制造多种光学薄板时也能以良好生产性进行制造。
本发明的光学薄板，是在基材薄板的表面具备多个凸状的微透镜的光学薄板，主旨为所述多个微透镜包括多焦透镜，关于该多焦透镜，连通所述微透镜和所述基材薄板接触的接触面的重心和所述微透镜的重心的直线的方向，相对所述基材薄板的法线方向倾斜。
这样，该光学薄板的微透镜具备通过微透镜和基材薄板接触的接触面的重心和微透镜的重心的直线的方向，相对基材薄板的法线方向倾斜的多焦微透镜。因而，该微透镜包括短焦距的部位和长焦距的部位，能够形成根据光线入射到光学薄板的入射角来改变折射效果、具有出射角变化的特性的光学薄板。例如，以大多入射到微透镜的光线通过短焦距的部位的方式配置微透镜，能够控制光线的出射方向。其结果，能够使光线折射，朝期望的方向变化。
本发明的背光照明单元，主旨为作为漫射板具备所述光学薄板。
这样，由于该背光照明单元具备聚光性较好的光学薄板，从而能够实现可以照射高亮度的平面光的背光照明单元。而且，由于不要将微透镜成形的模型，所以即使是多品种也能形成以良好生产性能够制造的背光照明单元。
在本发明的背光照明单元中，也可以是作为漫射板具备所述光学薄板，所述光学薄板包括多个所述微透镜，其中至少一个是多焦透镜，作为多焦透镜的所述微透镜具有长焦距和短焦距的部位，并按照长焦距的部位比短焦距的部位更接近光源的方式进行配置。
这样，该背光照明单元上的微透镜的至少一个具有长焦距和短焦距的部位，该短焦距的部位配置在远离光源的一方。因而，光源发射的光线通过远离微透镜的光源一方的短焦距的部位的比例较高，从而获得微透镜的强折射效果。其结果，由于形成具有聚光性较好的微透镜特性的光学薄板，使得具备该光学薄板的背光照明单元能够照射高亮度的平面光。
本发明的显示装置，主旨为具备所述背光照明单元。
这样，由于该显示装置具备背光照明单元，该背光照明单元具有聚光性较好的光学薄板，从而能够实现光亮且易于观看的显示装置。而且，对于光学薄板的微透镜的成形不需要模型，所以能够将多种显示装置以良好生产性进行制造。
本发明的电子机器，主旨为具备所述显示装置。
这样，该电子机器具备有光亮且易于观看的显示装置。而且，由于内置的光学薄板对微透镜不需要模型，从而能够将多种电子机器以良好生产性进行制造。
图1是第1实施方式的显示装置的立体图。
图2是第1实施方式的显示装置的截面图。
图3(a)～(c)分别是用于说明第1实施方式的微透镜内的光线的动作的图。
图4(a)～(d)分别是用于说明第1实施方式的光学薄板的制造方法的图。
图5是表示第1实施方式的光学薄板的制造工序的流程图。
图6是第2实施方式的显示装置的立体图。
图7是第2实施方式的显示装置的截面图。
图8是第3实施方式的显示装置的截面图。
图9是用于说明第3实施方式的微透镜内的光线的动作的图。
图10(a)～(e)分别是用于说明第3实施方式的光学薄板的制造方法的图。
图11是表示第3实施方式的光学薄板的制造工序的流程图。
图12是第4实施方式的显示装置的截面图。
图13(a)～(d)分别是用于说明第4实施方式的光学薄板的制造方法的图。
图14是表示第4实施方式的光学薄板的制造工序的流程图。
图15是电子机器的立体图。
图中1、22、32、35-显示装置，3、24-背光照明单元，9、21-微透镜，7、31、33、36-作为光学薄板的漫射板，17-基材薄板，19-作为液滴的微小液滴，37-电子机器。
具体实施例方式
(第1实施方式)以下，根据图1～图5对将本发明具体化了的显示装置的一实施方式进行说明。
图1是本发明的显示装置的立体剖视图，图2是显示装置的正截面图，图3是对光线的动作进行说明的示意截面图。
如图1所示，显示装置1由液晶面板2、配置在该液晶面板2的下侧部的背光照明单元3、和支撑液晶面板2与背光照明单元3的框架4构成。
如图2所示，背光照明单元3形成在用ABS树脂成形为箱状的框架4的内部。在框架4的内部之上面，配置有将聚碳酸酯精细起泡(fine foamed)而成形为2个圆弧连结的形状的反射薄板5。在反射薄板5之上，平行配置着2根作为光源的圆柱状的荧光灯6，该荧光灯6其两端由框架4支撑，与薄板5隔开规定的间隔。荧光灯6通过未图示的电源部提供给电力而发光。
在荧光灯6的上侧配置有由框架4支撑，与该荧光灯6隔开规定的间隔，四方形透明的平板状的光学薄板即漫射板7。漫射板7在荧光灯6侧的面(图中箭头Z的相反侧)用白色涂料印刷有点图案(dot pattern)8。点图案8，通过使密度在接近荧光灯6的区域变浓而在远离荧光灯6的区域变淡，来控制通过漫射板7的光线的光量分布。
另外，在漫射板7的上面(图中箭头Z侧)全体形成有以将半球向凸方向伸张的形状，其凸方向朝图中上侧(图中箭头Z方向)的微细的微透镜9。微透镜9的大小形成得比点图案8的点小而细，在操作者从液晶面板2观察时，使得点图案8的形状模糊得难以看清。而且，通过微透镜9的折射效果，使得来自荧光灯6以及反射薄板5的光线的行进方向朝上侧(图中箭头Z侧)弯曲。
详细叙述的话，在如图3(a)所示那样没有微透镜的情况下，在从图中左下(图中箭头X相反、Z相反侧)方朝向右上(图中箭头X、Z侧)方的光线入射到基材薄板10时，由于基材薄板10是平板，使得入射角和出射角为等角而不能获得折射效果。
如图3(b)所示，在形成有小凸量的微透镜12的漫射板11的情况下，在由图中左下方入射的光线从漫射板11出射时，由于微透镜12的折射效果而使其朝上方向(图中箭头Z方向)弯曲。光线弯曲的角度由于出射的微透镜12的上侧表面的法线角(normal angle)而受影响，该法线方向越是接近横向(图中箭头Z方向)，越能得到折射效果。
因而，在如图3(c)所示那样形成有大凸量、短焦距的微透镜14的漫射板13的情况下，由图中左下方入射的光线折射较大，致使向图中上侧(图中箭头Z侧)行进。
与漫射板7的上侧隔开规定间隔配置有由框架4支撑的液晶面板2。液晶面板2将液晶封入在内侧配置有透明电极的图案的2块玻璃板的内部，该玻璃板的一方在内侧形成有滤色器。通过未图示的驱动电路向液晶面板2的透明电极施加电信号，通过液晶和未图示的偏光板将光线部分地遮断，形成图像。另外，由于配置有滤色器，使得显示装置1显示彩色图像。
从荧光灯6发射的光线，直接或被反射薄板5反射后到达漫射板7。漫射板7的下面形成有白色的点图案8，到达该点图案8的光线朝反射薄板5侧反射。另一方面，进入漫射板7的光线到达微透镜9朝图中上侧折射，从而由图中下侧对液晶面板2进行照射。操作者观察通过了液晶面板2的光线，从而对液晶面板2所显示的图像进行识别。
接着，根据图4以及图5的流程图对具有所述那样的构成的漫射板7的制造方法的一例进行说明。
在显示装置1中，除了漫射板7以外的其他单元皆利用公知的方法来形成。在本实施方式中，漫射板7通过液滴喷出法(ink jet法)形成。首先，如图4(a)所示，通过液滴喷出装置的喷头18的喷嘴对基材薄板17喷出微透镜材料液(以下称为“透镜材料液”)的微小液滴19并进行涂覆(步骤S1)。这时，如图4(b)所示那样，透镜材料液的液滴20以半球状且相邻液滴不重叠的距离等间隔地进行涂覆。还有，尽管图中仅表示了1列，但是基材薄板17在平面上延伸，从而跨过多列进行涂覆。
接着，将基材薄板17翻转，使得涂覆有透镜材料液的液滴20的面(涂覆面)朝向图中下侧(重力加速度方向)(步骤S2)。其结果，如图4(c)所示，透镜材料液的液滴20受重力的影响，成为将半球状的凸部伸张了的形状。
接着，在该状态下对透镜材料液的液滴20进行固化(步骤S3)，从而在基材薄板17的下面形成微透镜21。然后，如图4(d)所示，将基材薄板17翻转(步骤S4)而完成漫射板7。
如上所述，根据本实施方式可获得以下效果。
(1)根据本实施方式，在基材薄板17上面涂覆透镜材料液的液滴20后进行翻转，在透镜材料液的液滴20受到重力加速度的影响成为将半球的凸部伸张的形状后进行干燥，从而形成微透镜21。因而，能够形成比对基材薄板17的上面(与重力加速度方向相反侧的面)进行涂覆并干燥时所形成的透镜的厚度厚的透镜。因而，能够形成短焦距的微透镜21。
(2)根据本实施方式，在基材薄板17上将透镜材料液的液滴20以半球状喷出并涂覆后进行固化而形成。因而，微透镜21是凸透镜，能够使从荧光灯6照射的光折射而朝液晶面板2聚光。其结果，能够获得光亮的显示装置1。
(3)根据本实施方式，由于微透镜21是短焦距的透镜，从而折射效果较好，能获得更光亮的显示装置1。
(4)根据本实施方式，由于漫射板7的聚光能力较高，致使不需在漫射板7的上面配置其他的棱镜薄板(prism sheet)等用于聚光的光学薄板，从而可以使背光照明单元3变薄。进一步，由于省略用于聚光的棱镜薄板，从而提高生产性。
(5)根据本实施方式，微透镜21由液滴喷出装置进行涂覆而形成。因而，微透镜21的透镜厚度、透镜直径、透镜的间隔，能够通过液滴喷出装置的设定而变更。因而，不需利用透镜成形用的模型，从而能使多种漫射板7较容易地、以良好生产性进行制造。进一步，能够以快速交货方式进行制造。
(6)根据本实施方式，微透镜21由液滴喷出装置进行涂覆而形成。因而，微透镜21的形成范围可以自由设定，使得高自由度的设计可以实施。
(7)根据本实施方式，微透镜21由液滴喷出装置进行涂覆而形成，因而微透镜21能够以微细的尺寸较密地形成。由比通过漫射板7使光散射用的印刷图案还微细的图案来形成，从而能够使漫射板7的印刷图案从液晶面板2观察时变得模糊。因而，可易于观察液晶面板2。
(8)根据本实施方式，微透镜21由液滴喷出装置进行涂覆而形成，因而微透镜21能够以透镜直径和相邻的透镜的距离的零散偏差较小的方式来形成。由于向液晶面板2投射由漫射板7散射的零散偏差较少的光，使得能够从液晶面板2观察时成为背景的光的面的亮度的零散偏差较少。因而，可使液晶面板2易于观察。
(第2实施方式)接着，根据图6～图7对将本发明具体化了的显示装置的一实施方式进行说明。
图6是本发明的显示装置的立体剖视图；图7是显示装置的正面剖视图。
如图6所示，显示装置22具有液晶面板23、在该液晶面板23的下侧部配置的侧光照明(side light)方式的背光照明单元24、和支撑液晶面板23与背光照明单元24的框架25。
如图7所示，背光照明单元24形成在用ABS树脂成形为箱状的框架25的内部。在框架25的底部之上面配置有将聚碳酸酯精细起泡而成形的反射薄板26。在反射薄板26的上方配置有在下面(图中Z箭头方向相反侧)用白色涂料印刷了点图案27的由透明的丙烯酸板构成的导光板28。在导光板28的侧面(图中X箭头相反侧)配置有与导光板28隔开规定的间隔、作为光源的圆柱状的荧光灯29。以隔开一定间隙而围着荧光灯29的方式，配置有在其一面将铝蒸镀而形成的薄板状的反射镜30。反射镜30的两端与导光板28连接，从而荧光灯29发射的光线直接或经反射镜30反射之后进入导光板28的内部。
导光板28之上配置有用与第1实施方式相同的制造方法在透明的聚碳酸酯的基材薄板17的上面形成有凸状的微透镜的漫射板31，从而通过导光板28的光被折射而朝上侧(图中Z箭头方向侧)。
即，荧光灯29所发射的光直接或由反射镜30反射后进入导光板28，由导光板28的表面反射而朝右侧(图中X箭头方向侧)移动。对印刷在导光板28的下面的图案进行照射的光漫反射后到达导光板28的上面(图中Z箭头方向侧)，而入射角在临界角(critical angle)以下的光通过导光板28到达漫射板31。通过漫射板31的上面形成有透明的合成树脂的凸状微透镜引起的折射作用，使得光线朝上侧方向(图中Z箭头方向)弯曲。还有，荧光灯29、导光板28、和漫射板31在Y方向具有一定的宽度，从而通过了漫射板31的光成为平面光。
漫射板31的上侧配置有液晶面板23。液晶面板23是矩阵显示(matrixrepresentation)的液晶显示体，其驱动电路被收容在框架25内。驱动电路通过布线与控制装置(未图示)连接，通过控制装置的信号驱动液晶显示体。由于背光照明单元24所照射的平面光的透过光量由液晶面板23的每个像素控制，使得观察者能够对液晶面板23的图像进行识别。
如上所述，根据第2实施方式，除了所述第1实施方式的作用以及效果以外还可以获得以下的效果。
(1)根据第2实施方式，即使在侧光照明方式的背光照明单元24中，漫射板31也对导光板28的印刷点图案进行漫射，从而使液晶面板23易于观看。进一步，由于漫射板31使光线的行进方向朝液晶面板23折射，从而能够实现高亮度的显示装置22。
(2)采用侧光照明方式将荧光灯29配置在导光板28的端侧，通过导光板28的点图案27使光线分布均匀，从而能够使显示装置22较薄。
(第3实施方式)接着，根据图8～图11对将本发明具体化了的显示装置的一实施方式进行说明。
图8是本发明的显示装置的正截面图；图9是说明微透镜的动作的示意剖视图。
如图8所示，显示装置32除了漫射板33以外其构成与第1实施方式相同。漫射板33，将其形成有微透镜9的面划分为6个区域R1～R6，在各区域中使同一区域内的微透镜9的形状相同。位于荧光灯6的正上方的区域R1、R2的微透镜9，形成为单焦(固定焦距fixed focal length)透镜的形状。
区域R1、R2的图中右侧(图中X箭头方向侧)被划分为其他的区域R3、R4。区域R3、R4的微透镜9在荧光灯6的排列方向非对称地形成，成为图中右侧(图中X箭头方向侧)的焦距比图中左侧要短的多焦透镜。
荧光灯6发射的光线直接或经反射薄板5反射后入射到漫射板33。如图9所示，由于从图中左下朝右上行进的光线通过微透镜9的图中右侧焦距形成得较短的部位，从而获得高折射效果。因此，光线朝液晶面板2方向(图中Z箭头侧)弯曲，从而成为高亮度的显示装置32。相反地，由于从图中右下朝左上行进的光线通过在微透镜9的图中左侧焦距形成得较长的部位，从而未获得折射效果。
由于该区域R3、R4如图8所示那样分别位于相近一方的荧光灯6的图中右上，所以入射到漫射板33的光线的大多数以从图中左下朝右上行进的方式进行分布。因而，由于入射到漫射板33的光线的大多数通过微透镜9的焦距较短部位，所以进行折射朝液晶面板2的方向行进。
同样地，区域R1、R2的图中左侧(图中X箭头方向相反侧)被划分为其他的区域R5、R6。区域R5、R6的微透镜9成为图中左侧(图中X箭头方向相反侧)部位的焦距比图中右侧要短的多焦透镜。另外，由于该区域R5、R6如图8所示那样分别位于相近一方的荧光灯6的图中左上，从而入射到漫射板33的光线的大多数以从图中右下朝左上行进的方式进行分布。因而，入射到漫射板33的光线的大多数通过微透镜9的焦距较短部位，所以进行折射朝液晶面板2的方向行进。
接着，根据图10～图11对具有所述那样构成的漫射板33的制造方法的一例进行说明。图10是漫射板33的形成方法的说明图；图11是表示形成方法的流程图。
首先，将在上面印刷有点图案且下面经过疏液处理的基材薄板17安置在液滴喷出装置，如图10(a)所示，从图中下侧通过液滴喷出装置的喷头34的喷嘴对基材薄板17中涂覆预定的全部区域喷出透镜材料液的微小液滴19并进行涂覆(步骤S11)。透镜材料液使用紫外线固化性树脂，对基材薄板17涂覆的预定的全部区域进行涂覆。
其结果，如图10(b)所示以透镜材料液的液滴20不重叠的距离等间隔地进行涂覆。还有，尽管图中仅表示了1列，但是基材薄板17在平面上延伸，跨过多列进行涂覆。
接着，将基材薄板17朝向重力加速度方向(步骤S12)。在该状态下对区域R1、R2照射紫外线，将透镜材料液的液滴20固化(步骤S13)。详细而言，在紫外线灯和基材薄板17之间配置掩模，紫外线灯所发射的紫外线仅对特定的区域进行照射，使得一部分区域的透镜材料液的液滴20固化，从而形成微透镜21。
对全部区域的透镜材料液的液滴20是否已经固化进行确认，在还有未固化的情况下(步骤S14为“否”)，接着开始区域R3、R4的固化工序。如图10(c)所示，使基材薄板17相对重力加速度方向以规定的角度倾斜(步骤S12)。在该状态下，对区域R3、R4的透镜材料液的液滴20进行固化而形成微透镜21(步骤S13)。对全部区域的透镜材料液的液滴20是否已经固化进行确认，在还有未固化的情况下(步骤S14为“否”)，接着开始区域R5、R6的固化工序。
如图10(d)所示，对区域R5、R6也同样进行倾斜(步骤S12)和固化(步骤S13)，从而在基材薄板17的下面形成微透镜21。对全部区域的透镜材料液的液滴20是否已经固化进行确认，在没有未固化的情况下(步骤S14为“是”)，将基材薄板17翻转(步骤S15)而完成如图10(e)所示的漫射板33。
由于在区域R1、R2中，将基材薄板17朝向重力方向将透镜材料液的液滴20进行固化，从而成为单焦透镜。在区域R3、R4、R5、R6中，在将基材薄板17倾斜的状态下对透镜材料液的液滴20进行固化，从而成为透镜材料液的液滴20向微透镜21的一方靠近的形状，作为多焦透镜起作用。
如上所述，根据第3实施方式，除了所述第1以及第2实施方式的作用以及效果以外还获得以下的效果。
(1)依照入射到漫射板33的光线的方向的分布，将漫射板33上划分为多个区域，来配置单焦微透镜9和多焦微透镜9。通过在入射到漫射板33的光线的入射角较大的光线分布较多的区域R3、R4、R5、R6配置微透镜9，以使光线通过多焦微透镜9的焦距较短侧，从而光线折射的角度变大。因而，光线朝液晶面板2方向会聚，从而形成高亮度的显示装置32。
(2)由于在区域R3、R4、R5、R6的漫射板33的制造方法中，利用液滴喷出装置对透镜材料液的液滴20进行涂覆后，在将基材薄板17倾斜的状态下对透镜材料液的液滴20进行固化，从而成为透镜的液状材料朝微透镜21的一方靠近的形状。因而，成为包括短焦距的部位和长焦距的部位的透镜。
(第4实施方式)接着，根据图12对将本发明具体化了的显示装置的一实施方式进行说明。图12是本发明的显示装置的正剖视图。
如图12所示，显示装置35，配置侧光照明方式的背光照明单元24，除了漫射板36以外其他的构成与第2实施方式相同。漫射板36将形成有微透镜9的面划分为3个区域R11～R13，各区域内的微透镜9的形状为相同。
位于与荧光灯29相近之处的区域R11的微透镜9，形成为单焦透镜的形状。荧光灯29发射的光线入射到导光板28，由印刷在该导光板28的点图案27漫反射，而到达漫射板36的微透镜9。由于区域R11接近荧光灯29，所以到达区域R11的光线由与荧光灯29邻近侧的导光板28的点图案27漫反射的光所占比例较高。从与荧光灯29邻近侧的导光板28的点图案27到达漫射板36的区域R11的光线的入射角为锐角，该处的漫射光成为向图中上方向(图中Z箭头方向)分布的光。由于区域R11中配置有单焦微透镜9，所以相对于图中上方向在左右(导光板28中的光传播方向)(图中箭头X方向、X方向的逆方向)持有若干角度行进的光线折射，进一步朝图中上方向行进。
位于漫射板36的中央部的区域R12的微透镜9形成为图中右侧短焦距的多焦透镜。到达区域R12的光线，是由位于远离荧光灯29的位置的点图案27所漫反射的光线。从荧光灯29直接到达点图案27的光线、和在导光板28内反射而到达点图案27的光线的、向点图案27的入射角为钝角，所以由点图案27漫反射的光线的分布，从图中左下朝右上行进且反射角为钝角的光线所占比例较高。朝漫射板36入射的光线，为入射角为钝角的光线所占比例较高的分布，在通过微透镜9时，通过图中右侧的部位。
在该区域R12中，由于微透镜9形成为图中右侧部位为短焦距的多焦透镜，使得通过该微透镜9的图中右侧部位的光线折射效果非常好，朝图中上方向行进。
位于漫射板36的图中右端位置的区域R13的微透镜9，形成为单焦透镜的形状。到达区域R13的光线，是从图中左侧由导光板28反复反射、由点图案27漫反射而到达的光线，和由导光板28的右端面或与该右端面邻接的框架25反射而到达点图案27并进行漫反射后的光线。因而，区域R13的微透镜9将来自图中左下侧的入射光和来自图中右下侧的入射光入射。由于在该区域R13中配置有单焦微透镜9，所以来自图中左下侧以及图中右下侧的光线通过折射效果一起朝图中上方向行进。
接着，根据图13～图14对具有所述那样构成的漫射板36的制造方法的一例进行说明。图13是漫射板36的制造方法的说明图，图14是表示形成方法的流程图。首先，将上面印刷有点图案且下面经过了疏液处理的基材薄板17安置在液滴喷出装置，如图13(a)所示，从图中下侧通过液滴喷出装置的喷头34对基材薄板17的区域R11、R13喷出透镜材料液的微小液滴19并进行涂覆(步骤S21)。透镜材料液使用紫外线固化性树脂。
其结果，如图13(b)所示，以透镜材料液的液滴20不重叠的距离等间隔地进行涂覆。接着，将基材薄板17朝向重力加速度方向(步骤S22)。在该状态下对区域R11、R13照射紫外线，将透镜材料液的液滴20固化(步骤S23)。
对全部区域的透镜材料液的液滴20是否已经固化进行确认，在还有未固化时(步骤S24为“否”)，接着开始区域R12的涂覆工序。如图13(a)所示，从图中下侧通过液滴喷出装置的喷头34对基材薄板17的区域R12喷出透镜材料液的微小液滴19并进行涂覆(步骤S21)。然后如图13(c)所示，使基材薄板17相对重力加速度方向以规定的角度倾斜(步骤S22)。在该状态下，对区域R12照射紫外线而使透镜材料液的液滴20进行固化(步骤S23)。
对全部区域的透镜材料液的液滴20是否已经固化进行确认，在没有未固化时(步骤S24为“是”)，将基材薄板17翻转(步骤S25)，完成图13(d)所示的漫射板36。
如上所述，根据第4实施方式，除了所述实施方式的作用以及效果以外还获得以下的效果。
(1)在具备侧光照明方式的背光照明单元24的显示装置35中，依照入射到漫射板36的光线的方向的分布，将漫射板36上划分为3个区域，配置单焦微透镜9和多焦微透镜9。通过在入射到漫射板36的光线的入射角较大的光线分布较多的区域R12中配置微透镜9，以使光线通过多焦微透镜9的短焦距部位，而使光线折射的角度变大。其结果，光线朝液晶面板2方向会聚，从而形成高亮度的显示装置35。
(2)在具备侧光照明方式的背光照明单元24的显示装置35中，与荧光灯29邻近的区域R11的微透镜9、和与远离荧光灯29侧的漫射板36的端面邻近的区域R13的微透镜9，形成为单焦透镜。因而，由于来自图中左侧的入射光线和来自图中右侧的入射光线一起朝图中上方向折射行进，所以能够实现即使液晶面板23的两端部也光亮的显示装置35。
接着，对具备由所述实施方式制造的显示装置的任意一个的电子机器进行说明。
图15是表示移动电话机等的电子机器37的一例的立体图。电子机器37的主体具备对信息进行显示的显示装置38，该显示装置38配置有由所述第1～4的实施方式制造的显示装置的任意一个。电子机器37所配备的显示装置38通过所述第1～第4实施方式制造。因而，实现显示部光亮且生产性较高的电子机器。
还有，本发明的实施方式并非限定于所述实施方式，也可以如下述实施。
·所述第2以及第4实施方式中，漫射板31、36的下侧的面(与微透镜形成面相反侧的面)(图2中Z箭头相反方向)保持平坦，但也可以带有凹凸，防止与导光板28的粘接。
·在所述实施方式中，对漫射板7、31、33、36的基材薄板17使用了聚碳酸酯，但并非限定于此，例如也可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚烯烃、乙酸纤维素、耐气候性氯乙烯等合成树脂。优选透明、光透过率高的薄板。
·在所述实施方式中，微透镜由合成树脂形成，但除此以外，也可以配合填充剂、增塑剂、稳定剂、劣化抑制剂、分散剂。从而，能够喷出稳定的液滴，还能防止品质劣化。
·在所述实施方式中，微透镜由合成树脂形成，但除此以外，作为光漫射剂配合二氧化硅系材料的微粒子也可以。从而能够提高光的漫射效果。
·在所述实施方式中，反射薄板5、26使用了将聚碳酸酯精细起泡而成形的塑料薄板，但并非特别限定于此。也可以是添加了白色染料、颜料的塑料薄板。例如作为白色涂料材料，可以是氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氢氧化铝、碳酸镁、氧化铝。作为树脂材料，可以是聚酯系树脂、聚烯烃系树脂。也可以使用银箔、铝箔等反射率较好的材质。
·在所述实施方式中，对光源使用了荧光灯6、29，但也可以使用白色光(white light)、LED、冷阴极管。
·在所述第1以及第3实施方式中使用了2根荧光灯6，但也可以根据显示装置1、32的大小、亮度，对荧光灯6的根数进行适当设定。
·在所述第2以及第4实施方式中，将荧光灯29配置在导光板28的一个侧面，但是也可以根据所需要的亮度，将荧光灯29适当设置在导光板28的4个侧面中的多个侧面。
·在所述第2以及第4实施方式中，将荧光灯29配置在导光板28的一个侧面，但是也可以根据导光板28的大小、荧光灯29的长度、和所需要的亮度，将多个荧光灯29设置在导光板28的每一个侧面。
·在所述第2以及第4实施方式中，用白色涂料在导光板28下面形成了点图案，但也可以使其带有凹凸来进行漫反射。
·在所述第2以及第4实施方式中，对导光板28的材质使用了丙烯酸树脂，但并非特别限定于此，只要是透明材质即可。例如，也可以是聚碳酸酯、甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、聚醚砜等。
·在所述实施方式中，对实施微透镜材料的涂覆并非限定于用液滴喷出法进行。也可以利用丝网印刷、胶印(offset printing)、分配器(dispenser)进行涂覆，利用掩模进行喷涂。
·在所述实施方式中，通过干燥以及照射紫外线对微透镜的材料进行固化，但不限定于此。也可以对微透镜的材料使用紫外线以外的放射线固化性树脂，照射紫外线以外的放射线来固化。在此，所谓放射线是指可见光、远紫外线、X线、电子线的总称。
·在所述实施方式中，以邻近的微透镜不接触的方式形成，但不限定于此。即使邻近的微透镜相连，只要可获得漫射作用、聚焦作用即可。
·所述发明的光学薄板，除了所述用途以外可以也适用在各种光学装置中，例如也可使用作为固体摄像装置的感光面、投影仪的屏幕、设置在激光打印机的光学头等的光学零件。
·在所述第3实施方式的背光照明单元3的漫射板33中，其构成为将以单焦微透镜和倾斜角不同的2种多焦透镜组成的3种微透镜配置在3类区域。并非限定于此，也可以按照在荧光灯6的排列方向使透镜的倾斜角连续变化的方式形成微透镜9。作为该形成方法的一例，首先将由紫外线固化性树脂等构成的透镜材料的液滴20涂覆在基材薄板17的涂覆预定区域的全域，并将涂覆面朝向重力加速度方向。接着，通过一边变更基材薄板17的倾斜角，一边使为了固化透镜材料的液滴20而照射的紫外线的线状的光点缓慢地移动，从而也可以使微透镜9以倾斜角连续地变化的方式成形。或者，即使是所述第4实施方式的侧光照明型的背光照明单元24，同样地也可以按照在导光板28的光传播方向上透镜的倾斜角连续变化的方式形成微透镜9。
根据这些，由于可以依据漫射板33、36的各处入射到漫射板33、36的光线的入射角和强度分布来对微透镜9的倾斜角进行设定，从而能够实现获得进一步的折射效果的漫射板33、36。
·在所述第3实施方式的背光照明单元3的漫射板33中，将基材薄板17的形成微透镜9的面朝向重力加速度方向，并对形成微透镜9的预定区域的全部涂覆由紫外线固化性树脂等构成的透镜材料的液滴20。不限定于此，也可以将基材薄板17形成微透镜9的面朝向与重力加速度方向相反的方向，并对形成微透镜9的预定区域的全部涂覆紫外线固化性树脂的透镜材料的液滴20。接着，将基材薄板17翻转，在设置和重力加速度方向规定的角度的状态下，对一部分的区域照射紫外线而依次使涂覆面固化也可以。
这样，由于能够活用朝重力加速度方向喷出液滴的一般的液滴喷出装置，从而能够较容易地准备生产设备。
在所述第4实施方式的背光照明单元24的漫射板36中，将形成微透镜9的面朝向重力加速度方向并对一部分的区域涂覆透镜材料的液滴20而使其固化。不限定于此，也可以将基材薄板17形成微透镜9的面朝向与重力加速度方向相反的方向，对形成微透镜9的预定的区域的一部分涂覆透镜材料的液滴20，翻转该涂覆面后进行固化。
作为制造方法的一例，将基材薄板17朝向逆重力加速度方向，对一部分的区域涂覆由紫外线固化性树脂等构成的透镜材料的液滴20。从而在将该基材薄板17翻转而将涂覆面朝向重力加速度方向的状态下照射紫外线、使其固化、再进行翻转。接着，也可以对其他的区域同样地涂覆透镜材料的液滴20、进行翻转、将涂覆面朝向重力加速度方向，再照射紫外线使其固化。
这样，由于能够活用朝重力加速度方向喷出液滴的一般的液滴喷出装置，从而能够较容易地准备生产设备。
权利要求
1.一种光学薄板的制造方法，制造在基材薄板的表面具备多个微透镜的光学薄板，具备涂覆工序，对所述基材薄板的表面以半球状涂覆多个所述微透镜的液状材料；基板配置工序，将所述基材薄板朝向规定方向，在该规定方向上，所涂覆的所述微透镜的液状材料可在从所述基材薄板离开的方向受到重力加速度的作用；和固化工序，使所述微透镜的材料固化。
2.根据权利要求1所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，在将所述基材薄板倾斜的状态下使所述微透镜的液状材料固化。
3.一种光学薄板的制造方法，制造在基材薄板的表面具备多个微透镜的光学薄板，具备涂覆工序，对在规定方向上配置的所述基材薄板的表面，以半球状涂覆多个所述微透镜的液状材料，在该规定方向上，涂覆在所述基材薄板的所述表面的所述微透镜的液状材料可在从所述基材薄板离开的方向受到重力加速度的作用；和固化工序，使所述微透镜的材料固化。
4.根据权利要求3所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，在所述涂覆工序和所述固化工序之间，具备将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定的角度的方向倾斜的基板配置工序。
5.根据权利要求2或4所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，在所述涂覆工序中，对所述基板薄板的所述表面上进行涂覆的预定的全部区域进行涂覆；在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，使一部分区域的所述微透镜的材料固化；重复所述基板配置工序和所述固化工序，对全部区域的所述微透镜的液状材料按照每个区域来设定倾斜条件，使所述微透镜的液状材料固化。
6.根据权利要求2或4所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，在所述涂覆工序中，对进行涂覆的预定的全部区域中的一部分区域进行涂覆；在所述基板配置工序中，将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定角度的方向倾斜；在所述固化工序中，使涂覆了所述微透镜的液状材料的区域的所述微透镜的液状材料固化；重复所述涂覆工序、所述基板配置工序和所述固化工序，在全部区域形成所述微透镜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，所述微透镜形成为凸透镜。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的光学薄板的制造方法，其特征在于，在涂覆所述微透镜的材料的工序中，喷出包含所述微透镜的材料的液滴来进行涂覆。
9.一种光学薄板，是通过权利要求1～8中任一项所述的光学薄板的制造方法制造的。
10.一种光学薄板，是通过权利要求2、4～6中任一项所述的光学薄板的制造方法制造的，其包括多焦透镜，该多焦透镜通过在所述基材薄板的表面涂覆所述微透镜的液状材料，然后将所述基材薄板朝与重力加速度方向成规定的角度的方向倾斜并进行了固化而形成。
11.一种光学薄板，是在基材薄板的表面具备多个凸状的微透镜的光学薄板，所述多个微透镜包括多焦透镜，关于该多焦透镜，连通所述微透镜和所述基材薄板接触的接触面的重心和所述微透镜的重心的直线的方向，相对所述基材薄板的法线方向倾斜。
12.一种背光照明单元，作为漫射板，具备权利要求9～11中任一项所述的光学薄板。
13.一种背光照明单元，作为漫射板具备权利要求10或11所述的光学薄板，所述光学薄板包括多个所述微透镜，其中至少一个是多焦透镜，作为多焦透镜的所述微透镜具有长焦距和短焦距的部位，并按照长焦距的部位比短焦距的部位更接近光源的方式进行配置。
14.一种显示装置，具备权利要求12或13所述的背光照明单元。
15.一种电子机器，具备权利要求14所述的显示装置。
全文摘要
本发明提供一种不使用成形模型便能够形成短焦距微透镜的光学薄板的制造方法、光学薄板、背光照明单元、显示装置、电子机器。通过液滴喷出装置在基材薄板(17)上喷出透镜材料液的微小液滴(19)而形成多个半球状的透镜材料的液滴(20)。翻转基材薄板(17)将透镜材料的液滴(20)的涂覆面朝向重力加速度方向并直接使透镜材料的液滴(20)固化，形成微透镜(21)。由于透镜材料液的液滴(20)受重力的影响成为半球朝凸方向伸张的形状，由于成为焦距较短的透镜而使折射效果变大，从而能够在聚光作用大的漫射板中应用。由于用液滴喷出装置进行涂覆，所以不要模型便能以良好生产性制造多种漫射板。
文档编号G02F1/1335GK1892260SQ20061009087
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年6月28日
发明者长谷井宏宣, 稻垣显, 栗林满 申请人:精工爱普生株式会社