[发明专利]光学单元及使用该光学单元的背光单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合于具有优异的面均匀性及广视角的液晶显示装置、特别是汽车导航系统用液晶显示装置的背光单元的光学单元，及使用该光学单元的背光单元。

背景技术

液晶显示装置被广泛用作电视或个人电脑等的画面的显示装置，大致分为直接观看显示画面的直视式与观看荧幕上映出的影像的投影式。直视式液晶显示装置中，有透射背光的光的透射式、不具有背光而使用自然光或室内灯等的反射光的反射式、及在亮处成为反射式且在暗处成为透射式的半透射式。另一方面，投影式液晶显示装置中，有在前表面的荧幕中映出影像的前投式、及将荧幕纳入至显示器机柜内而映出影像的背投式。现今，直视式其中的透射式液晶显示装置已作为主流而普遍使用。

对于透射式液晶显示装置而言，自背面照亮液晶层的背光方式较为普及，在液晶层之下表面侧配备有边缘照明式(侧光式)、直下式等的背光单元。该边缘照明式的背光单元20通常如图5所示，配备有作为光源的灯21、以端部沿着该灯21的方式而配置的方形板状的导光板22、及积层于该导光板22的表面侧的光学单元23。作为光源的灯21是使用LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)或冷阴极管等，就小型化及节能化的观点等而言，目前普遍使用LED。该光学单元23具备重叠多片的光学片材，对透射光线具有扩散、折射等光学功能。作为该光学单元23所具备的光学片材，可使用(1)配设于导光板22的表面侧、主要具有光扩散功能的光扩散片材24，或(2)配设于光扩散片材24的表面侧、具有朝法线方向侧的折射功能的棱镜片材25等。

虽未图示，但考虑到上述导光板22的导光特性或光学单元23所具备的光学片材的光学功能等，而也可更多地配设有光扩散片材或棱镜片材等光学片材的光学单元23。

作为具有此种背光单元的液晶显示装置，可以被汽车导航系统所使用。该汽车导航系统用液晶显示装置通常是设置于汽车的驾驶座与副驾驶座之间的中控台上。因此，该汽车导航系统用液晶显示装置要求与个人电脑等其他液晶显示装置具有不同的光学性能。即，汽车导航用液晶显示装置要求较广的视角，以可与正面相比自倾斜方向，即从驾驶座及副驾驶座更合适地观看液晶画面。为了因应此种要求，例如也开发出了具备如下光学单元的背光单元30，即，如图6所示，使作为光学片材的2片棱镜片材的突条棱镜正交，且将棱镜设置成朝内(导光板方向)(例如参照日本专利特开2001-195913号公报等)。

对该背光单元30的功能加以说明，首先，自灯31入射至导光板32的光线，经导光板32背面的反射点或反射片材(未图示)及各侧面而反射，自导光板32表面出射。自导光板32出射的光线入射至棱镜片材34，经折射而自表面出射。然后，自棱镜片材34表面出射的光线入射至棱镜片材35，藉由形成于表面的多个突条棱镜部而作为朝左右方向广泛扩散的分布的光线出射。如此，先前的汽车导航系统的液晶显示装置用的背光单元30中，自灯31出射的光线藉由光学单元33而扩散，朝左右方向以表现出波峰的方式折射，进而照明上方的未图示的液晶层整个面。

然而，根据此种光学单元33，如图4的图中比较例1所示，由于2片棱镜片材34及35的朝倾斜方向的折射性过高，故正面亮度下降，若自正面观看汽车导航系统的液晶画面，则产生画面变暗的不良状况。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1日本专利特开2001-195913号公报

由此可见，上述现有的液晶显示装置的背光单元在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的光学单元及使用该光学单元的背光单元，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的液晶显示装置的背光单元存在的缺陷，而提供一种新型结构的光学单元及使用该光学单元的背光单元，所要解决的技术问题是使该光学单元朝法线方向侧的折射及广角度的光扩散等光学功能较高、并且可容易且确实地控制该光学功能，及该背光单元通过使用该光学单元而可以促进正面方向的高亮度化、广视角化、亮度的均匀化等品质的提升，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光学单元，

其具备微透镜片材及配设于该微透镜片材的表面侧的棱镜片材，

该微透镜片材在背面具有由多个微透镜所构成的微透镜阵列，