光學片、面光源裝置以及透射式顯示裝置的製作方法

2023-04-22 22:13:21 3

專利名稱：光學片、面光源裝置以及透射式顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使光的行進方向變化的光學片，尤其是能夠發揮優良的光學功能並且 能夠穩定製造的光學片。另外，本發明涉及具有這樣的光學片的面光源裝置及透射式顯示
直O
背景技術：
用於透射式顯示裝置的面光源裝置具有光源、以及用於使來自光源的光的行進 方向變化的多數光學片(光學膜)。在多個光學片中，包含使來自光源的光擴散並將光源 的像隱藏(使其不醒目)的光擴散片；以及使光的行進方向向正面方向縮小，使正面方向亮 度提高的聚光片。而且，通過將調節光擴散性能的光擴散片、調節聚光性能的聚光片適當組 合來構成面光源裝置，製作具有期望的正面方向亮度，並且具有期望的視角且光源的像不 醒目的透射式顯示裝置。作為光擴散片，廣泛使用含有使光各向同性擴散的光擴散粒子的光學片、或具有 凹凸面(席紋面(matted surface))的光學片等。另一方面，作為聚光片，廣泛使用將線狀延伸的單位形狀單元(單位光學單元)沿 與其長度方向正交的方向排列(所謂的線性排列)而成的光學片。單位形狀單元在與其長 度方向正交的截面，典型而言具有三角形、橢圓形或者圓形的截面形狀。這樣的聚光片不僅 具有使正面方向亮度集中提高的功能，還具有降低因光源的結構引起的正面方向亮度的面 內偏差並使光源的像不醒目的功能，以及使以正面方向為中心的亮度的角度分布平滑變化 的功能。即，這樣的聚光片還具有光擴散功能。例如JP330917;3B所披露的，在單位形狀單 元的截面形狀是三角形時，一般而言，使正面方向亮度提高的功能(聚光功能)得到強力發 揮，使以正面方向為中心的亮度的角度分布平滑變化的功能幾乎沒有發揮。另一方面，在單 位形狀單元的截面形狀是橢圓形或者圓形時，使亮度分布的變化平滑並且使亮度的面內分 布均勻的功能(光擴散功能)得到強力發揮。另外，在JP2008-70456A中披露了在聚光片所包含的各單位形狀單元(透鏡體) 設有從單位形狀單元突出的曲面。根據JP2008-70456A，能夠利用該突出的曲面來給聚光片 賦予光擴散功能。而且，在JP2008-70456A中，通過給聚光片賦予優良的光擴散功能，謀求 實現降低裝入面光源裝置的光學片的個數。然而，根據JP2008-70456A 的 0036、0059、0060 段落等的記載，在 JP2008-70456A 中僅披露了單位形狀單元(透鏡體)的光學功能(主要是聚光功能)、與突出的曲面的光 學功能(主要是光擴散功能)單獨發揮功能。即，在JP2008-70456A所披露的技術中，無 法期待單位形狀單元(透鏡體)的光學功能、與突出的曲面的光學功能的相乘效果。在 JP2008-70456A中，突出的曲面相對於各單位形狀單元，沿該單位形狀單元的延伸方向排 列。因此，通過重視聚光功能與光擴散功能中的任意一項，調節各單位形狀單元的表面上， 突出的曲面佔據的比例。即，根據JP2008-70456A所披露的內容推測如下事實通過使用 JP2008-70456A所披露的聚光片，即使能夠降低裝入面光源裝置的光學片的個數，與使用不具有突出曲面的通常的聚光片、以及通常的光擴散片的通常的面光源裝置相比，該面光源 裝置也無法呈現優良的光學特性。另外，這樣的聚光片，在沿著單位形狀單元的排列方向的面內，能夠使光的行進方 向變化。而且，通過使單位形狀單元的排列方向互相正交地將二個聚光片裝入面光源裝置， 能夠沿著顯示面上的正交的兩個方向(典型而言為鉛垂方向及水平方向)調節亮度的分布。另一方面，最近，單位形狀單元(單位光學單元)在不同的兩個方向隨機或者規則 地排列而成的複眼透鏡(fly eye lens)受到矚目(例如JP2006-301582A)。根據具有該復 眼透鏡的光學片(複眼透鏡片)，原理上不使用多個光學片，利用一個光學片，就能夠在顯 示面上的兩個方向(典型而言為鉛垂方向及水平方向)使透射光聚光及擴散。在直接降低 裝入面光源裝置的光學片的個數，削減面光源裝置的製造成本的方面上非常理想。然而，現狀所使用的複眼透鏡片的聚光功能及光擴散功能都沒有到達足夠的水 平。結果，要二個以上的複眼透鏡片裝入面光源裝置，無法實現削減面光源裝置的製造成 本。另外，光學片通常是利用使用模型的賦形，由輻射固化型樹脂(一般而言是UV固 化型樹脂)製作的。而且，在將複眼透鏡成形時，複眼透鏡的單位形狀單元(單位透鏡)是 半球狀，其成形模型在全周方向上呈關閉的形狀。因此，空氣容易進入模型與輻射固化型樹 脂之間並殘留。此時，在成形的單位形狀單元內會形成氣泡、或者在成形的單位形狀單元的 表面會形成凹陷部，複眼透鏡有可能無法發揮預定的光學功能。

發明內容
本發明是考慮到這樣的方面而完成的，其目的在於提供含有複眼透鏡的，能夠發 揮優良的光學功能並且能穩定地製造的光學片。另外，本發明的目的在於提供含有這樣的 光學片的面光源裝置及透射式顯示裝置。另外，本來用於製作在單位形狀單元不同的兩個方向上排列而成的複眼透鏡片的 模型，與用於製作單位形狀單元線性排列而成的光學片的模型相比價格就比較高。隨此，復 眼透鏡片的製造成本的價格也較高。因此，能發揮優良的光學功能的光學片，與以往的複眼 透鏡片相比，如果能不使製造成本大幅增加地進行製造，則非常理想。本發明所涉及的光學片的特徵在於，包括片狀的主體部；排列在上述主體部的 一個面上，並構成複眼透鏡的多個第一單位形狀單元；以及排列在上述主體部的上述一個 面上，並與上述主體部的片面上的一個方向平行延伸的多個第二單位形狀單元，上述第一 單位形狀單元在上述主體部的上述一個面上隔開間隙而排列，上述第二單位形狀單元被排 放在上述主體部的上述一個面上之中的上述第一單位形狀單元之間。本發明所涉及的光學片中，在與上述主體部的片面的法線方向平行的截面，上述 第一單位形狀單元具有相當於橢圓或者圓的一部分的形狀也可。另外，本發明所涉及的光學片中，在與上述主體部的片面的法線方向平行的截面、 且與上述一個方向正交的截面，上述第二單位形狀單元為三角形形狀也可。並且，本發明所涉及的光學片中，上述主體部的上述一個面中的一部分的區域被 上述第一單位形狀單元覆蓋，上述主體部的上述一個面中的上述一部分的區域以外的其他整個區域被上述第二單位形狀單元覆蓋。並且，本發明所涉及的光學片中，上述第二單位形狀單元從上述主體部的上述一 個面起的突出高度，為上述第一單位形狀單元從上述主體部的上述一個面起的突出高度的 9/10以下也可。 並且，本發明所涉及的光學片中，上述多個第一單位形狀單元沿著上述主體部的 片面上的第一方向以固定的間距排列，並且沿著上述主體部的片面上的第二方向也以上述 固定的間距排列，上述第一方向相對於上述第二方向傾斜60°也可。並且，本發明所涉及的光學片中，表示某一個第一單位形狀單元、與沿著上述主體 部的上述片面最接近該一個第一單位形狀單元被排放的其他第一單位形狀單元、之間的沿 著上述主體部的上述片面的分離間隔的平均的第一單位形狀單元的平均最小間隔，在上述 主體部的上述片面上的與上述一個方向正交的方向的上述第二單位形狀單元的排列間距 以上也可。在這樣的本發明所涉及的光學片中，上述多個第一單位形狀單元沿著上述主體 部的片面上的第一方向以固定的間距排列，並且沿著上述主體部的片面上的第二方向也以 上述固定的間距排列，上述第一方向相對於上述一個方向正交，且相對於上述第二方向傾 斜60 °也可。或者，在這樣的本發明所涉及的光學片中，上述第一單位形狀單元在上述主體 部的上述一個面上隨機排放也可。本發明所涉及的面光源裝置的特徵在於包括光源、以及接收來自上述光源的光的 上述任意一種光學片。本發明所涉及的面光源裝置，還包括具有截面為三角形形狀的多個單位形狀單元 的聚光片也可。另外，本發明所涉及的面光源裝置還包括配置在上述光學片的出光側的偏振光分 離膜也可。本發明所涉及的透射式顯示裝置的特徵在於，包括透射式顯示部、與上述透射式 顯示部對置配置的上述任意一種面光源裝置。本發明所涉及的光學片的製造方法，通過使用模型的賦形來製造上述任意一種光 學片，其特徵在於，包括將具有流動性的材料提供至上述模型內的工序；使提供至上述模 型內的材料在上述模型內固化的工序；以及從模型剝離上述固化的材料的工序，在提供上 述具有流動性的材料的工序中，上述材料被填充在該模型內，使其沿著對應於由該模型制 作的光學片的上述一個方向的方向。根據這樣的本發明所涉及的光學片的製造方法，能夠 使空氣難以積存在用於使構成複眼透鏡的第一單位形狀單元成形的模型的凹部內。據此， 能防止在含有複眼透鏡的光學片形成氣泡，以及防止在光學片的表面形成凹陷部。即，能夠 穩定地製作能發揮預定的期望的光學功能的光學片。本發明所涉及的光學片的製造方法中，在從模型剝離上述材料的工序中，上述固 化的材料沿著上述一個方向，從上述模型逐漸分離也可。另外，本發明所涉及的光學片的製造方法中，上述模型形成為具有圓筒狀的模型 面的輥形，在上述模型以其中心軸線為中心旋轉一圈的期間，在上述模型面上依次實施提 供上述材料的工序、使上述材料固化的工序、及剝離上述材料的工序也可。本發明所涉及的模型，用於利用賦形製作上述任意一種光學片，其特徵在於，作為 包括圓筒狀的模型面的輥形而構成，在上述模型面形成與上述第一單位形狀單元對應的
6凹部、與上述第二單位形狀單元對應的槽，上述稜鏡用槽以模型面的中心軸線為中心圓周 狀延伸、或者以模型面的中心軸線為中心螺旋狀延伸。利用使用這樣的本發明所涉及的模 型的賦形，由樹脂形成光學片時，能夠使空氣難以積存在用於使構成複眼透鏡的第一單位 形狀單元成形的模型的凹部內。據此，能夠防止在含有複眼透鏡的光學片形成氣泡、以及在 光學片的表面形成凹陷部。即，能夠穩定製作能發揮預定的期望的光學功能的光學片。根據本發明，能夠有效發揮含有複眼透鏡的光學片中適當分配了聚光功能與光擴 散功能的光學功能。另外，含有本發明所涉及的複眼透鏡的光學片，能夠不產生凹陷部的缺 點地穩定製造。


圖1是用於說明本發明所涉及的一個實施方式的圖，是表示透射式顯示裝置及面 光源裝置的簡要結構的剖視圖。圖2是表示裝入圖1的面光源裝置的光學片的俯視圖。圖3是用於說明圖2的光學片的作用的圖，是沿著圖2的III-III線的光學片的 剖視圖。圖4是用於說明在與圖3對應的截面，圖2的光學片所包含的單位形狀單元的作 用的圖。圖5是用於說明光學片的製造方法及光學片的成形裝置的示意圖。圖6是示意裝入圖5的成形裝置的成形用模型的斜視圖。圖7是用於說明光學片的成形方法的剖視圖。圖8是表示光學片所包含的第二單位形狀單元的變形例的截面。圖9是與圖1對應的圖，是用於說明實施例所涉及的透射式顯示裝置的結構的圖。圖10是說明裝入實施例A至D及比較例A所涉及的透射式顯示裝置的光學片的 結構及評價結果的表。
具體實施例方式下面，參照

本發明的一個實施方式。另外，在本說明書的附圖中，為了易 於圖示和理解的方便，適當將比例尺及橫縱的尺寸比等從實物進行了變更或誇張。圖1至圖7是用於說明本發明所涉及的一個實施方式的圖。其中圖1是表示透射 式顯示裝置及面光源裝置的簡要結構的剖視圖，圖2是光學片的俯視圖，圖3及圖4是沿著 光學片的片面的法線方向的剖視圖。圖1所示的透射式顯示裝置10包括透射式顯示部15 ；以及配置在透射式顯示部 15的背面側，對透射式顯示部15從背面側呈面狀照射的面光源裝置20。透射式顯示部15 例如由液晶顯示面板(LCD面板)構成，此時，透射式顯示裝置10作為液晶顯示裝置發揮功 能。此處，LCD面板是具有由玻璃等構成的一對支承板、配置在支承板間的液晶、以及在每 個形成一個像素的區域根據電場來控制液晶分子的取向的電極的面板。支承板間的液晶能 夠在每個形成一個像素的區域使其排列變化。其結果是，液晶顯示面板15作為用於形成圖 像的遮光器發揮功能，使來自面光源裝置20的均勻的面內亮度分布的面狀光在每個像素 透射或者遮擋。
另一方面，面光源裝置20如圖1所示，具有光源25、使來自光源25的光的行進 方向偏轉後透射的光學片40、配置在光學片40的出光側的聚光片30、以及配置在聚光片30 的進一步出光側的偏振光分離膜35。另外，在光學片40的入光側設有使光擴散的光擴散片 38。面光源裝置20例如能夠由邊緣光(側光)型等各種形態構成，但在本實施方式中，構 成為直下型的背光源單元。因此，光源25在光學片40的入光側與光學片40對面而配置。 另外，光源25從背面側被在光學片40側形成有開口部(窗)的箱狀的反射板觀覆蓋。另外，「出光側」是指不使行進方向彎折，從光源25經過光學片40等通往觀察者的 光的行進方向的下遊側(觀察者側，圖1、圖3及圖4中的上側)；「入光側」是指不使行進 方向彎折，從光源25經過光學片40等通往觀察者的光的行進方向的上遊側。另外，本申請中，「片」、「膜」、「板」的這樣用語僅在稱呼上有所差異，彼此並沒有區 別。因此，例如「片」這一概念也包含能夠稱為膜或板的構件。並且，本申請中「片面(膜面、板面)」是指整體且大局觀察成為對象的片狀的構件 時，與成為對象的片狀構件的平面方向一致的面(凹凸面的情況也相當於包絡面)。而且， 在本實施方式中，光學片40的片面、聚光片30的片面、偏振光分離膜35的膜面、光擴散片 38的片面、面光源裝置15的發光面、以及透射式顯示裝置10的顯示面互相平行。並且，本 申請中的「正面方向」是相對於光學片40的片面的法線的方向nd(參照圖3)，另外，與面光 源裝置20的發光面的法線方向等一致。光源25例如能夠由線狀的冷陰極管等的螢光燈、點狀的LED(發光二極體)或白 熾燈泡、面狀的EL(電場發光體)等各種形態構成。在本實施方式中，如圖1及圖3(雙點 劃線)所示，光源25具有線狀延伸的多個冷陰極管。反射板觀是用於使來自光源25的光 朝向光學片40側的構件，反射板觀的至少內側表面由例如金屬等具有較高反射率的材料 構成。接下來，聚光片30是用於使從入光側入射的光的行進方向變化後從出光側出射， 集中提高正面方向的亮度的片狀構件。在圖1所示的例子中，聚光片30具有沿著其片面上 的某方向(排列方向)並列排列的多個單位形狀單元(單位光學單元)。單位形狀單元在 聚光片30的片面上，沿著與其排列方向正交的方向直線狀延伸。單位形狀單元在與其長度 方向正交的截面為直角等腰三角形。作為這樣的聚光片30，能夠使用可從美國3M公司獲取 的「BEF」(註冊商標)。另外，偏振光分離膜35是具有基於入射光的偏振狀態，使入射光中特定的偏振分 量透射，並且將其他偏振分量反射並再次返回光源側的功能的片狀構件。作為能夠有益於 提高亮度的偏振光分離膜35，能夠使用可從美國3M公司獲取的「DBEF」 (註冊商標)。並且，光擴散片38是用於使入射光擴散，優選的是使入射光各向同性擴散，緩和 根據光源25的結構的亮度不均勻(也稱作光源的像、管不均勻)，使亮度的面內分布均勻的 片狀構件。作為這樣的光擴散片38，能夠使用含有基底部、以及分散在基底部內並具有光擴 散功能的光擴散粒子的片。作為一個例子，通過由反射率較高的材料構成光擴散粒子、或者 由與成為基底部的材料具有不同的折射率的材料構成光擴散粒子，能夠給光擴散粒子賦予 光擴散功能。接下來，說明光學片40。如圖2及圖3所示，光學片40具有片狀的主體部45 ；在片狀的主體部45的一個面46上二維排列的多數第一單位形狀單元(第一單位光學單元)50 ；以及在片狀的主體部 45的一個面46上排列的多數第二單位形狀單元(第二單位光學單元)55。如圖2所示，第 一單位形狀單元50在主體部45的一個面46上隔開間隙而排列。另一方面，第二單位形狀 單元陽被排放在主體部45的一個面46上之中的第一單位形狀單元50之間。而且，在本 實施方式中，主體部45的一個面46的整個區域被第一單位形狀單元50及第二單位形狀單 元55覆蓋。進一步詳細而言，主體部45的一個面46中的一部分區域被第一單位形狀單元 50覆蓋，主體部45的一個面46中的上述一部分區域以外的其他整個區域被第二單位形狀 單元55覆蓋。在本實施方式中，如圖3及圖4所示，主體部45的作為與上述一個面46對置的另 一面47，具有成為光學片40的入光側面41的平滑的面。另外，本申請所使用的「平滑」意 味著光學意義上的平滑。即，此處意味著某種程度的比例的可見光，在光學片40的入光側 面41 (主體部45的另一面47)滿足斯涅耳定律並折射的程度。因此，例如若主體部45的 另一面47 (光學片40的入光側面41)的10個點平均粗糙度Rz(JISB0601)為最短的可見 光波長(0. 38 μ m)以下，則視為相當的平滑。接下來，說明第一單位形狀單元50。多數第一單位形狀單元50構成複眼透鏡。本 申請的複眼透鏡也稱為蠅眼透鏡，是指在平面上不同的兩個方向，分別具有以規則的間隔 或者不規則(隨機)的間隔排列的多數單位透鏡的透鏡構件。在本實施方式中，如圖2所示，多數第一單位形狀單元50在平面內的排列，是將相 當於各第一單位形狀單元50向面46上的投影的疊合的圓，從最密地平面填充的構造稍微 使各圓彼此之間分離，以這樣的排列在主體部45的一個面46上排列的。S卩，一個第一單位 形狀單元50，從周圍被隔開相等間隔6次對稱地排放為圓周狀的6個第一單位形狀單元50 圍住。這對應於從所謂結晶中的六角形最密填充構造稍微使各單位單元分離的排列。換言 之，多數第一單位形狀單元50在以60°的角度互相相對傾斜的主體部45的一個面46上不 同的2個方向，以共通的固定間距排列。即，如圖2所示，多數第一單位形狀單元50沿著主 體部45的片面上的第一方向dl以固定間距排列，並且在沿著主體部45的片面上的第二方 向d2也以固定間距排列，該第一方向dl與第二方向d2互相僅相對傾斜60°的角度。進一 步換言之，排列多數第一單位形狀單元50，使得在主體部45的一個面46上，最接近的3個 第一單位形狀單元50的排放中心51在主體部45的一個面46上，分別位於正三角形的頂點上。另外，如上所述，光源25由線狀延伸的多個冷陰極管構成。另一方面，由第一單位 形狀單元50構成的複眼透鏡，由於單位透鏡(第一單位形狀單元50)在面46內為圓對稱、 各向同性，因此在沿著光學片40的片面上中任意一個方向的面內，能夠使光的行進方向同 樣變化。因此，即使不考慮細長狀的光源25的長度方向da(參照圖2、或光源25的排列方 向(與da正交的方向)來設定第一單位形狀單元50的排列方向，也能夠在沿著光源25的 排列方向的面內使光的行進方向同樣且各向同性地變化。據此，能夠降低因光源25的排列 結構引起而產生的亮度的面內偏差(管不均勻)，使根據光源25的排列結構而看到的光源 的像(光圖像)不醒目。另外，在圖2的圖示例中，在從光學片40的片面的法線方向nd進 行觀察時，各光源25的長度方向da與第一單位形狀單元50的排列方向之一的dl平行。另外，在本實施方式中，如圖3所示，在與光學片40的片面的法線方向nd平行的截面，各第一單位形狀單元50具有相當於向出光側突出的圓的一部分或者向出光側突出 的橢圓的一部分的形狀。即，各第一單位形狀單元50形成作為單位透鏡。另外，在第一單位 形狀單元50的截面形狀相當於橢圓的一部分時，從集中提高正面方向亮度這樣的觀點，優 選的是，該截面為橢圓形的長軸或者短軸中的任意一個與光學片40的片面的法線方向(即 正面方向)nd平行延伸。作為第一單位形狀單元50的具體例，能夠使主體部45的一個面46上的第一單位 形狀單元50的排放間距Pl (參照圖幻為10 μ m至400 μ m。另外，能夠使在主體部45的一 個面46上的沿著第一單位形狀單元50的排列方向的第一單位形狀單元50的底面的寬度 Wl (參照圖2)為10 μ m至200 μ m。並且，能夠使第一單位形狀單元50的突出高度Hl (參照 圖4)，從沿著光學片40的片面的法線方向nd的主體部45的一個面46起為5 μ m至100 μ m。 另外，在圖示例中，多數第一單位形狀單元50互相的構成相同。接下來，說明第二單位形狀單元55。多數第二單位單元55構成線性陣列稜鏡部。 在本實施方式中，如圖2所示，多數第二單位形狀單元55在一個方向沒有間隙地並列排列， 並且各第二單位形狀單元55沿著與其排列方向(上述一個方向)正交的另一方向線狀延 伸。另外，在圖示例中，在從光學片40的片面的法線方向nd進行觀察時，第二單位形狀單 元55與第一單位形狀單元50的排列方向之一的dl以及各光源25的長度方向da平行延 伸。在本實施方式中，如圖3及圖4所示，在與第二單位形狀單元55的排列方向平行， 並且與光學片40的片面的法線方向nd也平行的截面(也稱為以第二單位形狀單元55為 基準的主切割面)，各第二單位形狀單元55為向出光側突出的三角形。即，各第二單位形狀 單元55形成為所謂的單位稜鏡。而且，從集中提高正面方向亮度這樣的觀點，優選的是構 成各第二單位形狀單元55，使其截面形狀尤其為等腰三角形，並且位於等邊之間的頂角從 主體部45的一個面46向出光側突出。作為第二單位形狀單元55的具體例，能夠使在主體部45的一個面46上沿著第二 單位形狀單元陽的排列方向的第二單位形狀單元55的底面的寬度W2(參照圖4)為Ιμπι 至200 μ m。另外，能夠使第二單位形狀單元55的突出高度H2 (參照圖4)，從沿著光學片40 的片面的法線方向nd的主體部45的一個面46起為0. 5 μ m至50 μ m。另外，在圖示例中， 多數第二單位形狀單元陽互相的構成相同。並且，在第二單位形狀單元55的截面形狀是 等腰三角形時，從集中提高正面方向亮度的觀點，位於等邊之間並且向出光側突出的頂角 的角度θ (參照圖4)優選的是80°以上120°以下，進一步優選的是90°。另外，本說明書的「三角形」不僅指嚴格意義上的三角形，還包括含有製造技術的 限制或成形時的誤差等的近似三角形或能夠期待與三角形相同光學功能的近似三角形等， 即，包含三角形的頂點為圓的形狀或三角形的頭部被切割的形狀(截頭三角形)等。同樣， 在本說明書中使用的指定其他形狀或幾何學條件的用語，例如「圓」、「橢圓」、「平行」、「正 交」等用語並不限於嚴格意義上的定義，能夠解釋為含有能夠期待同樣的光學功能程度的 誤差。並且，如圖3及圖4所示，第二單位形狀單元55沿著光學片40的片面的法線方向 nd的從主體部45的一個面46起的突出高度H2，低於第一單位形狀單元50沿著光學片40 的片面的法線方向nd的從主體部45的一個面46起的突出高度HI。S卩，在主體部45的一個面46上，各第二單位形狀單元55被第一單位形狀單元50分割，沿著第二單位形狀單元 55的長度方向在相鄰的2個第一單位形狀單元50之間延伸。具體而言，為了期待後述的作 用效果，優選的是第二單位形狀單元陽的突出高度H2為第一單位形狀單元50的突出高度 Hl的9/10以下1/10以上。另外，一般而言，在維持截面為三角形且線狀延伸的單位稜鏡的頂部與其他片狀 構件接觸時，會產生單位稜鏡的頂部被削掉、易於看到幹涉條紋這樣的各種不良情況。另一 方面，如本實施方式所示，在由線狀的稜鏡構成的第二單位形狀單元55的突出高度H2，低 於構成複眼透鏡的第一單位形狀單元45的突出高度Hl時，能夠解決這樣的不良情況。接下來，說明由以上這樣的結構構成的光學片40的製造方法的一個例子。在以上這樣的光學片40中，在主體部45與第一單位形狀單元50之間的界面、以 及主體部45與第二單位形狀單元55之間的界面，不必對透射光帶來積極的光學作用。因 此，利用使用圖5所示的成形裝置60的賦形，能夠由同一材料一體形成光學片40。另外，作 為材料，適合使用成形性良好並且獲取容易，且具有優良透光性的樹脂(作為一個例子，固 化物的折射率1. 57的透明的多官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物與聚二季戊四醇六丙烯酸酯類 單體的組合物的交聯固化物)。首先，說明成形裝置60。如圖5所示，成形裝置60包括具有近似圓柱狀的外輪廓 的成形用模型70。如圖6所示，在與成形用模型70的圓柱的外周面(側面)相應的部分形 成圓筒狀的模型面(凹凸面)72。由圓柱狀構成的成形用模型70具有通過圓柱的外周面 的中心的中心軸線CA，換言之具有通過圓柱的橫截面的中心的中心軸線CA。而且，成形用 模型70以中心軸線CA為旋轉軸線進行旋轉(參照圖5)，構成為使作為成形品的光學片40 成形的輥軋模型。如圖6所示，在模型面72形成與光學片40的第一單位形狀單元55對應的凹部 74、以及與第二單位形狀單元55對應的槽76。槽76以模型面72的中心軸線CA為中心 圓周狀延伸、或者以模型面72的中心軸線CA為中心螺旋狀延伸。在無論哪種情況下，槽 76沿著相對於模型面72的中心軸線CA大致垂直的方向(槽76相對於中心軸線的角度為 90° 士 1X10_2°左右)延伸。凹部74例如能夠由利用光刻技術的蝕刻，形成於圓筒狀基 體材料或者圓柱狀基體材料的圓周面上的期望的位置。之後，例如利用使用切削刀具的切 削加工，能夠在形成有凹部74的圓筒狀基體材料或者圓柱狀基體材料的圓周面上，形成橫 穿凹部74而延伸的槽76。如圖5所示，成形裝置60還具有提供帶狀延伸的片材料(成形用基體材料片)48 的成形用基體材料提供裝置62 ；向提供的片材料48與成形用模型70的模型面72之間提供 具有流動性的材料49的材料提供裝置64 ；以及使片材料48與成形用模型70的凹凸面72 之間的材料49固化的固化裝置76。固化裝置76能夠根據成為固化對象的材料49的固化 特性而適當構成。接下來，說明使用這樣的成形裝置60製作光學片40的方法。首先，從成形用基體 材料提供裝置62提供例如由具有透明性的樹脂構成的片材料48。提供的片材料48如圖5 所示，被送入成形用模型70，被成形用模型70與一對輥68保持得與模型70的凹凸面42對置。另外，如圖5所示，隨著片材料48的提供，從材料提供裝置64向片材料48與成形用模型70的模型面72之間提供具有流動性的材料49。此處，具有「流動性」是指向成形用 模型70的模型面72提供的材料49，具有能夠進入模型面72的凹部74及槽76內程度的流 動性。另外，作為提供的材料49，能夠使用能用於成形的各種已知材料。在下面所示的例子 中，說明從材料提供裝置64提供致電離輻射固化型樹脂的例子。作為致電離輻射固化型樹 脂，例如能夠選擇通過照射紫外線(UV)而固化的UV固化型樹脂、或通過照射電子束(EB) 而固化的EB固化型樹脂。另外，如上所述，形成於模型面72的槽76，在模型面72上沿著相對於成形用模型 60的中心軸線CA近似垂直的方向延伸。因此，如圖7所示，從材料提供裝置64提供的材料 49沿著與由成形用模型70製作而成的光學片40的第二單位形狀單元55的長度方向(上 述一個方向，圖7的紙面的左右方向)對應的方向，填充到成形用模型70上。S卩，沿著用於 形成第二單位形狀單元55的槽76提供材料49。然後，本申請的發明人進行了實驗，根據這 樣的方法，能夠極其有效地防止在光學片40的成為複眼透鏡的第一單位形狀單元50形成 氣泡、或者在第一單位形狀單元50的表面形成凹陷部。這樣能夠有效地抑制在成為複眼透鏡的單位透鏡形成氣泡或凹陷部等的機理並 不明顯，以下說明能夠認為是其一個主要原因的機理。如上所述，該槽76通過用於形成第一單位形狀單元50的凹部74內而延伸。因此， 在材料49進入模型70的凹部74內時，至此填埋在凹部74內的氣體(典型而言為空氣)， 隨著材料的提供容易從該凹部74內向槽76內移動。S卩，在模型70的凹部74內填充材料 49時，會出現凹部74內的氣泡沿著特定的路徑從凹部74內逃出的傾向。推定其結果是能 夠有效防止氣泡混入填充在模型面72內的材料49中。但是，本發明不限於以上的推定機 理。之後，成形用片材料48在與模型70的模型面72之間被致電離輻射固化型樹脂充 滿的狀態下，通過與固化裝置66對置的位置。此時，從固化裝置66輻射與致電離輻射固化 型樹脂19的固化特性相應的致電離輻射線，致電離輻射線透過片材料48照射在致電離輻 射固化型樹脂49。其結果是，填充在模型面72的凹部74內及槽76內的致電離輻射固化型 樹脂固化，在片材料48上形成由固化的致電離輻射固化型樹脂構成的第一單位形狀單元 50及第二單位形狀單元55。但不限於這樣的賦形法，例如也能夠使用擠出成形法或轉印成 形法等成形法或其他製造方法。然而，經本發明人多次實驗，發現為了促進氣體從這樣的模型70內排出，將第二 單位形狀單元陽的突出高度H2設定為第一單位形狀單元50的突出高度Hl的1/10比較有效。之後，如圖5所示，片材料48從模型70分離，據此，成形於模型面72的凹部74內 及槽76內的單位形狀單元50、55與片材料48都從模型70分離。結果能夠得到上述的光 學片40。另外，在將成形的單位形狀單元50、55(固化的材料49)從模型70剝離的工序中， 單位形狀單元50、55(固化的材料49)沿著成形的第二單位形狀單元55的長度方向(上述 一個方向)，從模型70逐漸分離。如上所述，第二單位形狀單元55與第一單位形狀單元50 一體成形，細長地延伸。因此，根據這樣的方法，成形的第二單位形狀單元55及第一單位形 狀單元50的脫模能夠順利進行，能夠有效防止在成形的第二單位形狀單元55及第一單位形狀單元50產生龜裂，或者成形的第二單位形狀單元55及第一單位形狀單元50從片材料 48上剝落等。另外，在圖7所示的例子中，片材料48與模型70的表面不接觸。其結果是，如圖 7所示製作的光學片40的主體部45，由片材料49和固化為片狀的材料48構成。根據這樣 的方法，能夠有效防止成形的第二單位形狀單元55及第一單位形狀單元50在脫模時局部 殘留在模型70內。如上所述，在構成為輥軋模型的成形用模型70以其中心軸線CA為中心旋轉一圈 的期間，在模型70的模型面72上依次實施將具有流動性的材料49提供至模型70內的工 序；使提供至模型70內的材料49在模型70內固化的工序；以及從模型70剝離固化的材料 49的工序，能夠得到光學片40。由於有效地抑制氣泡混入所得到的光學片40及在光學片 40的表面形成孔，因此得到的光學片40能夠發揮所期待的期望的光學特性。另外，由於促 進來自模型70內的氣泡的排出，因此與通常的複眼透鏡片相比，能夠高速高效地生產含有 複眼透鏡的光學片40。據此，能夠削減含有複眼透鏡的光學片40的製造成本。另外，用於 使光學片40成形的模型70的製造成本，不會從用於使通常的複眼透鏡片成形的模型的制 造成本大幅上升。接下來，說明以上這樣的光學片40、面光源裝置20及透射式顯示裝置10的作用。首先，說明透射式顯示裝置10及面光源裝置20的整體作用。由光源25發出的光直接或者被反射板28反射後向觀察者側前進。向觀察者側前 進的光被光擴散片38各向同性擴散後，入射至光學片40。在光學片40，光被聚光，使得光 的行進方向和正面方向(光學片40的片面的法線方向)nd所成的角度主要接近0°。另 外，在光學片40光進行擴散，使得亮度的角度分布平滑變化，以及亮度的面內分布均勻。另 外，關於光學片40的作用，之後進行詳細說明。在光學片40出來的光其後透過聚光片30及偏振光分離膜35，進一步提高正面方 向亮度。透射式顯示部15在每個像素使來自面光源裝置20的光選擇性透射。據此，透射 式顯示裝置10的觀察者能夠觀察影響。接下來，進一步進行詳細說明光學片40的作用。首先，說明成為複眼透鏡的第一單位形狀單元(單位透鏡)50的作用。如圖3及 圖4所示，從光學片40的第一單位形狀單元50出射的光L31、L41-L44，在第一單位形狀單 元(單位透鏡)50的出光側面(透鏡面)折射。由於該折射，向從正面方向nd傾斜的方向 前進的光L31、L41-L44的行進方向(出射方向)，與向光學片40入射時的光的行進方向相 比，主要向相對於光學片40的片面的法線方向nd的角度減小側彎曲(參照圖3的L31或 圖4的L41等)。由於這樣的作用，如上所述，第一單位形狀單元50能夠將透射光的行進方 向向正面方向nd側縮小。即，第一單位形狀單元50對於透射光帶來聚光作用。另外，從光源25直接進入光學片40的從光源25分離的區域、換言之光學片40中 的與相鄰的2個光源25的中間點對面的區域的光，向從正面方向nd大幅傾斜的方向前進 (參照圖3的光L31)。而且，上述的第一單位形狀單元50的聚光作用對於這樣從正面方向 nd大幅傾斜前進的光比較有效。其結果是，在存在亮度容易下降的傾向的、從光源分離的區 域，能夠使亮度提高。另外，如圖3所示，在光學片40中的位於光源25的正上方的區域，雖然取決於光源25與光學片40之間的擴散的程度，但主要是以較小的入射角度的大量光L32進行入射。 而且，這樣的光的一部分L32在第一單位形狀單元50的出光側面(透鏡面)反覆全反射， 其行進方向向入光側(光源側)轉換。結果能夠防止在光源25的發光部的正上方位置的
亮度過高。由於以上這樣的取決於從光源25的分離距離且從第一單位形狀單元50對透射光 主要帶來的光學作用不同，因此能夠有效降低根據光源25的發光部的排列而產生的亮度 不均勻(管不均勻)，能夠使光源的像(光圖像)不醒目。另外，如上所述，第一單位形狀單 元50成為複眼透鏡，沿主體部45的一個面46上不同的兩個方向排列。即，第一單位形狀 單元50在主體部45的一個面46上二維排列。因此，由第一單位形狀單元50構成的複眼 透鏡，在沿著光學片40的片面上的任意方向的面內，能夠使光的行進方向變化。其結果是， 即使不考慮光源25的排列方向地將光學片40配置在光源25上，也能發揮第一單位形狀單 元50帶來的聚光功能及光擴散功能。接下來，說明形成線性陣列稜鏡部的第二單位形狀單元(單位稜鏡)55的作用。如 圖3及圖4所示，從光學片40的第二單位形狀單元55出射的光L36、L45-L49，也在第二單 位形狀單元(單位稜鏡)55的出光側面(稜鏡面)折射。由於該折射，向從正面方向nd傾 斜的方向前進的光L36、L45-L48的行進方向，與向光學片40入射時的光的行進方向相比， 主要向相對於光學片40的片面的法線方向nd而言的角度減小側彎曲。由於這樣的作用， 如上所述，第二單位形狀單元55能夠將透射光的行進方向向正面方向nd側縮小。即，第二 單位形狀單元陽對於透射光帶來聚光作用。另一方面，與第一單位形狀單元50同樣，向從正面方向nd沒有大幅傾斜的方向前 進的光L37如圖3所示，在第二單位形狀單元55的出光側面(稜鏡面)反覆全反射，其行 進方向向入光側(光源側)轉換。如上所述，在本實施方式中，第二單位形狀單元55的排列方向與光源25的排列方 向平行。因此，能夠利用在第二單位形狀單元55的出光側面(稜鏡面)的折射，使來自光 源25的光以較大的入射角度入射的方式入射至光學片40的區域、即以與相鄰的2個光源 25的中間點對面的位置為中心的光學片40的區域的光的行進方向變化，使得該光的行進 方向與正面方向nd所成的角度接近0°。其結果是，能夠防止在以與相鄰的2個光源25的 中間點對面的位置為中心的光學片40的區域，亮度過低。另外，能夠利用在第二單位形狀單元55的出光側面(稜鏡面)的全反射，使來自 光源25的光以較小的入射角度較多入射的方式入射至光學片40的區域、即位於光源25的 正上方的光學片40的區域的光，返回光源側(參照圖3的光L37)。其結果是，能夠防止在 位於光源25的正上方的光學片40的區域，亮度過高。其結果是，在本實施方式中，利用第二單位形狀單元55，也能夠有效降低根據光源 25的發光部的排列而產生的亮度不均勻(管不均勻)，使光源的像(光圖像)不醒目。然而，如圖4所示入射至具有截面為三角形形狀地構成的第二單位形狀單元55 的光，在其行進方向從正面方向nd傾斜時，會較多入射至以正面方向nd為基準向與該光 L45-L48的行進方向相反側傾斜的一側的出光側面(一側的稜鏡面)56a。而且，若該光 L45-L48的行進方向相對於正面方向nd的傾斜角度為固定，則不取決於該光L45-L48入射 至一側的出光側面(一側的稜鏡面)56a上的哪個位置，從第二單位形狀單元55出射時的該光L45-L48的出射方向相對於正面方向nd的傾斜角度也為固定。即，從第二單位形狀單 元陽出射的光的行進方向，大致因該第二單位形狀單元55的結構(例如形狀或折射率等) 而決定。另外，圖4的光L41-L49的在光學片內的行進方向相對於正面方向nd的傾斜角度 相同。對於這樣的第二單位形狀單元55的光學特性，如圖4所示，入射至具有截面為圓 形或者截面為橢圓形地構成的第一單位形狀單元50的光L41-L44，即使該光的行進方向相 對於正面方向nd的傾斜角度是固定的，根據入射至第一單位形狀單元50的出光側面(透 鏡面)上的哪個位置，該光從第一單位形狀單元50出射時的該光的出射方向相對於正面方 向nd的傾斜角度也有所不同。因此，從第一單位形狀單元50出射的光的行進方向不僅受 到該第一單位形狀單元陽的結構(例如形狀或折射率等)，還受到向該第一單位形狀單元 55的入射位置的較大影響。而且，第一單位形狀單元50的排放間隔及第二單位形狀單元的排放間隔，與光源 25的配置間隔相比非常窄。因此，從光源25向一個單位形狀單元50、55入射的光的傾斜角 度大致相同。其結果是，第二單位形狀單元(單位稜鏡) 在以正面方向nd為中心的比較 窄的角度範圍內，能夠將光的行進方向相對於正面方向nd的角度縮小。即，第二單位形狀 單元55通過對其結構進行適當設計，能夠發揮極其優良的聚光功能。另一方面，第一單位形狀單元(單位透鏡)50能夠將光的行進方向相對於正面方 向nd的角度縮小在比較寬的角度範圍內，並且使該縮小的角度範圍內的亮度分布平滑變 化。即，第二單位形狀單元(單位稜鏡)55與第一單位形狀單元(單位透鏡)50相比，能夠 發揮更強的聚光功能，並且第一單位形狀單元(單位透鏡)50與第二單位形狀單元(單位 稜鏡)55相比，能夠發揮更強的光擴散功能。根據具有這樣的第一單位形狀單元50和第二單位形狀單元55的光學片40，能夠 使透射光聚光並有效地提高正面方向亮度，並且能夠使透射光適當擴散使亮度的面內分布 均勻，並且能夠使亮度的角度分布平滑變化。因此，根據裝有這樣的光學片40的面光源裝 置20及透射式顯示裝置10，能夠有效活用光源光並提高正面亮度，並且能夠使相對於能看 到影響的正面方向nd的角度範圍(視角)廣角化。S卩，實現極其理想的節能。另外，能夠 防止因光源25的結構(配置)引起的亮度不均勻(管不均勻)的產生，以優良的畫質來顯 示影響。尤其是，經本發明人多次專心實驗，作為一個例子被後述的實施例的實驗結果所 支持的那樣，通過調節相鄰的2個第一單位形狀單元50之間的距離、與第二單位形狀單元 55的排列間距P2，能夠同時實現提高正面方向亮度及抑制亮度的面內偏差(光源像的隱 蔽)。具體而言，優選的是，第一單位形狀單元50的平均最小間隔Sa，為沿著與主體部45 的片面上的一個方向(即第二單位形狀單元55的長度方向)正交的方向(即第二單位形 狀單元55的排列方向)的第二單位形狀單元55的排列間距P2以上。優選的是，第一單位 形狀單元50的平均最小間隔M為第二單位形狀單元55的排列間距P2的2倍以上。此處，平均最小間隔指的是，任意選擇的某一個第一單位形狀單元50、與沿著 主體部45的片面與該一個第一單位形狀單元50最接近排放的另一個第一單位形狀單元50 之間，沿著主體部45的片面的分離間隔的平均值。在上述的實施方式中，具有同一寬度(在圖示例中為主體部45的一個面46上的直徑)Wl的第一單位形狀單元50，以同一排列間距 P1，分散在主體部45的一個面46上。因此，平均最小間隔&為排列間距Pl與寬度Wl之 差(=P1-W1)(參照圖2)。作為其他例，在第一單位形狀單元50在主體部45的一個面46 上隨機(不規則)排列時，將任意選擇的某一個第一單位形狀單元50、與沿著主體部45的 片面與該一個第一單位形狀單元50最接近排放的另一第一單位形狀單元50之間的分離間 隔測定多處、例如20至100處，通過取測定值的平均，能夠求出平均最小間隔Sa0另一方面，在本實施方式中，第二單位形狀單元55互相沒有隔開間隙地排列。因 此，主體部45的片面上沿著與一個方向正交的方向的第二單位形狀單元55的排列間距P2， 相當於第二單位形狀單元陽的寬度W2。在第一單位形狀單元50的平均最小間隔M為第二單位形狀單元55的排列間距 P2以上時，能夠兼顧提高正面方向亮度及抑制亮度的面內偏差的機理並不明顯。但是，根據 本發明人進行的實驗的結果，推定是由於被排放在第一單位形狀單元50之間的第二單位 形狀單元55不會損害第一單位形狀單元50的光學功能，而該第二單位形狀單元55發揮光 學功能。另一方面，在滿足上述條件時，一定在沿著第二單位形狀單元55的排列方向(與 上述一個方向正交的方向)相鄰的2個第一單位形狀單元50之間，存在至少一個第二單位 形狀單元55 (參照圖幻。換言之，如圖2所示，在沿著一個方向相鄰的2個第一單位形狀單 元50之間，有未被其他第一單位形狀單元50覆蓋地延伸的一個第二單位形狀單元55(嚴 格來講，相當於1份的第二單位形狀單元50的出光側面)延伸。即，第二單位形狀單元55 能夠有效發揮光學功能地被排放在第一單位形狀50之間。這樣的結構上的特徵與上述推 定一致。另外，若第一單位形狀單元50的平均最小間隔M非常大，則由第一單位形狀單元 50構成的複眼透鏡的光學功能下降。而且，考慮到成為通常使用的複眼透鏡的單位形狀單 元的尺寸或線狀稜鏡的尺寸等，優選的是第一單位形狀單元50的平均最小間隔Μ，為第二 單位形狀單元陽的排列間距P2的10倍以下。然而，入射至如上所述具有截面為三角形形狀地構成的第二單位形狀單元55的 光的大部分，其行進方向從正面方向nd傾斜時，會較多入射至以正面方向nd為基準向與該 光L45-L48的行進方向相反側傾斜的一側的出光側面(一側的稜鏡面)56a。然而，如圖4 所示，入射至第二單位形狀單元陽的光的一部分L49，會入射至以正面方向nd為基準向與 該光L49的行進方向同一側傾斜的另一側的出光側面(另一側的稜鏡面)56b。入射至另一 側的出光側面56b的大部分光在該出光側面56b全反射。而且，該光的一部分L49在全反 射後，有時會以極大的出射角度從第二單位形狀單元(單位稜鏡)55出射。而且，這樣的光 是稱為所謂的旁瓣(side lobe)光，在透射式顯示裝置10中無法有效利用，反而會使影響 的畫質劣化。另一方面，根據本實施方式，在主體部45的一個面46上，不僅設有第二單位形狀 單元部55，還設有第一單位形狀單元部50。而且，如圖4所示，由於第一單位形狀單元50 從主體部45的突出高度Hl高於第二單位形狀單元55從主體部45的突出高度H2，因此以 極大的出射角度從第二單位形狀單元(單位稜鏡) 出射的光L49，能夠入射至第一單位形 狀單元50。而且，利用在第一單位形狀單元50的出光側面的折射，能夠使該光L49的行進 方向相對於正面方向nd的角度變小的方式彎曲。
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另外，經本發明人多次實驗，發現了為了能夠有效發揮這樣的旁瓣抑制作用，將第 二單位形狀單元陽的突出高度H2設定為第一單位形狀單元50的突出高度Hl的9/10以 下比較有效，進一步有效的是設定為2/3以下。根據以上這樣的本實施方式，在主體部45的一個面46上的相鄰的第一單位形狀 單元50間的間隙形成有第二單位形狀單元55。在以往的複眼透鏡片中，大部分由於製造上 的問題，必然在相鄰的第一單位形狀單元50間形成間隙，該間隙的區域為平坦面。而且，入 射至該平坦面的區域的光源光直線前進，結果推測會產生易於目視到光源25的像這樣的 不良情況。然而，在本發明的光學片40中，在主體部45的一個面46上朝向第一單位形狀 單元50之間的區域的光，由於能夠具有光擴散功能及聚光功能的第二單位形狀單元55，使 其行進路線方向變更，得到適當的擴散。即，能夠防止光的行進方向從主體部45的一個面 46上的第一單位形狀單元50間不變更，以原來的行進方向出射的所謂「直接穿過」。因此， 與以往的複眼透鏡片相比，能夠改善光學片40的聚光功能及光擴散功能的至少一個。其結 果是，能夠改善面光源裝置20 (透射式顯示裝置10)的光學特性、例如正面亮度或視角的大 小。並且，能夠削減裝入面光源裝置20的光學片40的個數，此時能夠有效削減面光源裝置 20的製造成本，並且能夠使面光源裝置20的製作容易。另外，第二單位形狀單元55的長度方向(上述一個方向)通過沿著機械方向來使 這樣的光學片40成形，能夠有效抑制氣泡混入光學片40、以及在光學片40的表面形成孔。另外，根據本實施方式，第一單位形狀單元50與第二單位形狀單元55形成為具有 互不相同的光學特性的單元。因此，通過對第一單位形狀單元50和第二單位形狀單元55 的結構進行適當設計，另外在主體部45的一個面46適當調節形成第一單位形狀單元50的 區域的範圍及形成第二單位形狀單元55的區域的範圍等，能夠給光學片40賦予期望的光 學特性。並且，根據本實施方式，主體部45的一個面46的整個區域被第一單位形狀單元 50或者第二單位形狀單元55覆蓋。根據這樣的本實施方式，能夠進一步有效防止「直接穿 過」，能夠進一步改良面光源裝置20 (透射式顯示裝置10)的光學特性。並且，根據本實施方式，第一單位形狀單元50，通過從最密地平面填充的構造狀稍 微使各單元彼此之間分離的排列，排列在主體部45的一個面46上。根據這樣的本實施方 式，能夠在主體部45的一個面46上緊密地排列第一單位形狀單元50。據此，能夠有效對透 射光帶來第一單位形狀單元50所涉及的光學作用。另外，通過將第一單位形狀單元50緊 密排放，能夠將主體部45的一個面46上的未排放第一單位形狀單元50的區域縮小至所需 的最小限度，據此能夠進一步有效防止「直接穿過」。另外，能夠對上述的實施方式行進各種變更。下面說明變形的一個例子。在上述的實施方式中，示出了第一單位形狀單元50截面為相當於圓形的一部分 或者橢圓形的一部分的形狀(以立體形狀而言，為球或者旋轉橢圓體的一部分)即例子，但 不限於此。例如，第一單位形狀單元50也能夠具有截面為三角形形狀(以立體形狀而言為 圓錐)。此外，該截面形狀也能夠根據期望的光學特性(聚光功能、光擴散功能、像差、循環 反射性等)適當採用相當於雙曲線、拋物線、擺線、心形線、正態分布曲線、正弦曲線、雙曲 線正弦曲線、橢圓函數曲線(sn函數、cn函數等)、貝塞爾函數曲線、或蘭肯橢圓形的一部分 的立體形狀。另外，在上述的實施方式中，示出了第一單位形狀單元50的底面(與主體部45連接的面)由圓形構成的例子(參照圖2、即成為以光學片40的片面的法線nd為轉軸 的旋轉體的例子)，但不限於此。例如，第一單位形狀單元50的底面也能夠形成為橢圓的形 狀、或三角形、四邊形、五邊形、六邊形、八邊形等多邊形形狀。並且，在上述的實施方式中， 示出了光學片40的第一單位形狀單元50都具有相同結構的例子，但不限於此。光學片40 也能夠包含高度、截面形狀及底面形狀等至少一個互不相同的多種第一單位形狀單元50。另外，在上述的實施方式中，示出了構成複眼透鏡的第一單位形狀單元50在主體 部45的一個面46上，沿著從相互傾斜60°的2個方向，以固定的間距並列排列的例子，但 不限於此。例如，第一單位形狀單元50能夠在主體部45的一個面46上，沿著正交的兩個方 向，以固定間距並列排列(排列為正方方格狀)。另外，第一單位形狀單元50也能夠在主體 部45的一個面46上隨機排列。作為將第一單位形狀單元50在主體部45的一個面46上 隨機排列的方法的一個例子，能夠例舉下面的方法。首先，例如上述的實施方式那樣，對於 多數第一單位形狀單元，規則地決定成為基準的臨時排放位置，使得相鄰的2個第一單位 形狀單元之間的分離間隔為固定。接下來，在相鄰的2個第一單位形狀單元不重疊的範圍， 作為一個例子，以在成為基準的臨時排放位置排列第一單位形狀單元時相鄰的2個第一單 位形狀單元之間的分離間隔的一半以下的各種長度，將各第一單位形狀單元從成為基準的 臨時排放位置分別錯開，並定位在主體部45的一個面46上。通過這樣在將第一單位形狀 單元50隨機排列在主體部45的一個面46上時，能夠防止因第一單位形狀單元50在主體 部45上偏離排放而引起的亮度的面內偏差的產生，並防止因第一單位形狀單元50的排列 引起的莫爾條紋(幹涉條紋)明顯。並且，在上述的實施方式中，示出了第二單位形狀單元55截面為具有等腰三角形 的例子，但不限於此。例如，由於賦予各種特性等目的，第二單位形狀單元55的截面形狀能 夠為在三角形施加調製、變形的形狀。作為具體例，為了適當調整光學功能的第二單位形狀 單元陽的截面形狀能夠是如圖8所示三角形的任意一個以上的邊折彎(彎曲)的形狀、三 角形的任意一個以上的邊彎曲的形狀(所謂的扇形)、使三角形的頂點附近彎曲並帶有圓 形的形狀、給三角形的任意一個以上的邊賦予微小凹凸的形狀。另外，第二單位形狀單元陽 的截面形狀除三角形以外的形狀，例如也能夠是梯形等具有四邊形、五邊形、或六邊形等的 各種多邊形狀。並且，第二單位形狀單元55截面也能夠為具有相當於圓或者橢圓形的一部 分的形狀。並且，在上述的實施方式中，示出了光學片40的第二單位形狀單元55都具有相同 結構的例子，但不限於此。光學片40也能夠包含高度及截面形狀等至少一個互不相同的多 種第一單位形狀單元50。並且，在上述的實施方式中，示出了相鄰的第二單位形狀單元55相鄰，沒有間隙 地排放的例子，但不限於此；在不會帶來上述直接穿等光學特性上的障礙的範圍，相鄰的第 二單位形狀單元陽也能夠隔開間隙排放，都沒有排放第一單位形狀單元50及第二單位形 狀單元55的區域設在主體部45的一個面46。並且，光學片40也能夠具有使光擴散的擴散功能。例如，主體部45在一個面46 與另一面47之間能夠具有光擴散層(中間席紋層)。這樣的光擴散層(中間席紋層)能 夠作為具有基底部、分散在基底部中的光擴散劑的層而構成。含有光擴散劑的光擴散層，例 如通過光擴散劑具有光反射功能、或者光擴散劑具有與基底部不同的折射率，能夠賦予光
18擴散功能。另外，作為其他例，主體部45的另一面47也能夠由光擴散層(背面席紋層)形 成。這樣的光擴散層(中間席紋層)能夠作為具有與上述的中間席紋層相同的光擴散劑的 層、或者具有由壓花加工或細紋加工等形成的凹凸面的層而構成。並且，光學片40也能夠含有防帶電層。通過在光學片40加上防帶電層，能夠使主 體部45整體具有防帶電功能。根據該變形例，能夠降低塵埃等異物的附著，能夠抑制帶給 光學特性不利影響。另外上述的光擴散層也能夠具有防帶電功能。並且，在上述的實施方式中，示出了細長狀的第二單位形狀單元55的排列方向、 與細長狀的光源25的排列方向平行的例子，但不限於此。細長狀的第二單位形狀單元55 的排列方向、與細長狀的光源25的排列方向能夠交叉，作為一個例子也能夠正交。並且，在上述的實施方式中，示出了面光源裝置20的光源25的發光部由線狀延伸 的例陰極射線管構成的例子，但不限於此。作為光源25，也能夠使用由點狀的LED(發光二 極管)或面狀的EL(電場發光體)等構成的發光部。另外，在上述的實施方式中，示出了光 學片40被適用於直下型的面光源裝置20的例子，但不限於此。也能夠將上述的光學片40 適用於例如邊緣光型(也稱為側光型等)的面光源裝置，在這樣的情況下，能夠取得與光學 片40適用於直下型的面光源裝置20時大致相同的作用效果。並且，在上述的實施方式中，說明了裝有光學片40的面光源裝置20及透射式顯示 裝置10的整體結構的一個例子，但不限於此。例如，能夠適當變更聚光片30、偏振光分離膜 35及光擴散片38的配置位置，能夠刪除聚光片30、偏振光分離膜35及光擴散片38的一個 以上，也能夠追加其他片狀構件並裝入面光源裝置20及透射式顯示裝置10。另外，以上說明了對於上述的實施方式的若干變形例，但當然也能夠適當組合多 個變形例進行適用。實施例下面，利用實施例更詳細說明本發明，但本發明不限於該實施例。〈第一實驗〉製作下面說明的實施例1及實施例2所涉及的透射式顯示裝置、以及比較例1及 比較例2所涉及的透射式顯示裝置。對於得到的透射式顯示裝置，評價正面亮度、光源的像 的有無以及視角。[透射式顯示裝置的結構](實施例1)利用市售的32英寸型的液晶顯示裝置，製作由面光源裝置、液晶顯示面板(透射 式顯示部)構成的實施例1所涉及的透射式顯示裝置。如圖9所示，面光源裝置具有由細 長狀延伸的多個冷陰極管構成的光源、圍住光源的反射板、配置在光源的出光側的光擴散 片、以及配置在光擴散片的出光側的光學片。液晶面板配置在光學片的出光側。光擴散片由基底部、以及具有與基底部不同的折射率並分散在基底部中的光擴散 粒子構成。另外，光學片以外的光擴散片、光源、反射板及透射式顯示部，使用裝入市售的上 述液晶顯示裝置的構件。光學片利用上述的實施方式說明的光學片。即，光學片由片狀的主體部、排列在 主體部上並構成複眼透鏡的第一單位形狀單元、以及被排放在第一單位形狀單元間並沿著 主體部上的一個方向延伸的第二單位形狀單元構成。
第一單位形狀單元如圖2所示，以從所謂的最密地平面填充的構造稍微使各單元 彼此之間分離的構成，排列在主體部的一個面(出光側的面)上。第一單位形狀單元具有 相當於旋轉橢圓體的一部分的形狀。最接近相鄰的2個第一單位形狀單元的間距為40 μ m。 另外，第一單位形狀單元的底面圓形的直徑為30 μ m。並且，第一單位形狀單元從主體部起 的突出高度為15 μ m。第二單位形狀單元在與其長度方向(一個方向)正交的方向(另一方向)並列排 列。在實施例1所涉及的透射式顯示裝置中，將光學片裝入面光源裝置內，使得該第二單位 形狀單元的排列方向與光源(冷陰極管)的排列方向垂直。第二單位形狀單元與長度方向 正交的截面，是底邊為ΙΟμπκ頂角的角度為90°的等腰三角形。但是，對於截面為等腰三 角形的頂角，使其帶有曲率半徑為4 μ m的圓形實施倒角。(實施例2)使用與實施例1相同的光源、反射板、光擴散片、光學片及透射式顯示部，製作實 施例2所涉及的透射式顯示裝置。但是，在實施例2所涉及的透射式顯示裝置中，將光學片 裝入面光源裝置內，使得該第二單位形狀單元的排列方向與光源(冷陰極管)的排列方向 平行。實施例2的透射式顯示裝置所涉及的其他結構為與實施例1所涉及的透射式顯示裝 置同一構成。(比較例1)使用與實施例1相同的光源、反射板、光擴散片及透射式顯示部，製作比較例1所 涉及的透射式顯示裝置。在光擴散片與透射式顯示部之間，設有與實施例1不同的光學片。 即，比較例1所涉及的透射式顯示裝置，在實施例1及實施例2所涉及的透射式顯示部所使 用的光學片不同這一點上不同，其他為相同的結構。比較例1所涉及的光學片由片狀的主體部、排列在主體部上並構成複眼透鏡的 多數單位形狀單元構成。單位形狀單元在主體部的一個面(出光側的面)上隨機排列。各單 位形狀單元具有相當於旋轉橢圓體的一部分的形狀，但其大小有偏差。單位形狀單元的底 面圓形的平均直徑為30 μ m。並且，單位形狀單元的從主體部起的平均突出高度為15μπι。另外，在比較例1所涉及的光學片的主體部上，僅排放構成複眼透鏡的單位形狀 單元，未設有線狀延伸的第二單位形狀單元(單位稜鏡單元等)。在主體部的一個面中未排 放單位形狀單元的區域，主體部的平滑的出光側面露出。在主體部的一個面上，單位形狀單 元佔據的區域是整個區域的70%左右。(比較例2)使用與實施例1相同的光源、反射板、光擴散片及透射式顯示部，製作比較例2所 涉及的透射式顯示裝置。在比較例2所涉及的面光源裝置不裝入光學片。即，比較例2所涉 及的透射式顯示裝置與從實施例1所涉及的透射式顯示部去除光學片的結構為同一結構。[評價方法](評價方法1)在利用實施例1和2及比較例1和2所涉及的透射式顯示裝置顯示整個表面白色 的狀態下，進行正面方向亮度(cd/m2)的測定。亮度的測定使用拓普康制的BM-7。亮度測 定結果如表1所示。在表1中，以百分比表示關於各透射式顯示裝置的測定值、相對於關於 比較例2的透射式顯示裝置的測定值的比例。實施例1和2所涉及的透射式顯示裝置的正面亮度、高於比較例1和2所涉及的透射式顯示裝置的正面亮度。(評價方法2)配置實施例1和2及比較例1所涉及的透射式顯示裝置，使得面光源裝置的發光 面(光學片的片面)沿著鉛垂方向，並且光源的長度方向沿水平方向延伸。在利用透射式 顯示裝置顯示白色的狀態下，使相對於正面方向的角度變化以從水平面上的各種測定方向 測定亮度，得到水平面(含有光源的長度方向的面)內的亮度的角度分布。同樣，使測定方 向在鉛垂方向上也變化，得到鉛垂面(與光源的長度方向正交的面)內的亮度的角度分布。 測定使用法國ELDIM公司製造的EZ-contrast。從亮度的角度分布確認了 測定到成為最高 亮度的正面亮度的一半的亮度的角度(半功率角)、測定到成為最高亮度的正面亮度的1/3 的亮度的角度(1/3角)。結果如表1所示。在表1中，α V以角度(° )表示在鉛垂面內 的亮度的角度分布中測定到正面亮度的一半以上的亮度的範圍，α H以角度(° )表示在水 平面內的亮度的角度分布中測定到正面亮度的一半以上的亮度的範圍，β V以角度(° )表 示在鉛垂面內的亮度的角度分布中測定到正面亮度的1/3以上的亮度的範圍，β H以角度
)表示在水平面內的亮度的角度分布中測定到正面亮度的1/3以上的亮度的範圍。對 於所有的角度α V、α H、β V、β H，實施例1和2所涉及的透射式顯示裝置的值、大於比較例 1所涉及的透射式顯示裝置的值。(評價方法3)在利用實施例1和2及比較例1和2所涉及的透射式顯示裝置顯示白色的狀態下， 目視確認是否看到光源的像。確認結果如表1所示。在表1中，對於不能看到光源的像的 顯示裝置標記〇，對於以通常的注意力觀察可明顯看到光源的像的顯示裝置標記X。對於 儘管以通常的注意力觀察時不會注意到光源的像，但凝視就可看到光源的像的顯示裝置標 記Δ。[表1]評價結果
實施例1實施例2比較例1比較例2正面亮度(%)118115111100視角(° )aV504949-αΗ505249-β V636358-βΗ626457-光源的像〇〇厶X〈第二實驗〉製作下面說明的實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置、以及比較例A所涉及的 透射式顯示裝置。對於得到的透射式顯示裝置，評價正面亮度、光源的像的隱蔽率以及視[透射式顯示裝置的結構]
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(實施例A至D)與上述的實施例2同樣地，製作實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置。S卩，實施 例A至D所涉及的透射式顯示裝置由面光源裝置及液晶顯示面板(透射式顯示部)構成，面 光源裝置具有由冷陰極管構成的光源、反射板、光擴散片、和光學片。光源、反射板及光擴散 片能夠利用市售的透射式顯示裝置的構件。在實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置間， 使用同一光源、反射板及光擴散片。但是，實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置的光源、 反射板及光擴散片，與實施例2所涉及的透射式顯示裝置的光源、反射板及光擴散片不同。光學片包括片狀的主體部、排列在主體部上並構成複眼透鏡的第一單位形狀單 元、以及被排放在第一單位形狀單元間並沿著主體部上的一個方向延伸的第二單位形狀單 元。在實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置的光學片中，第一單位形狀單元的排列與上 述實施方式說明的排列(參照圖2)相同。但是，在實施例A至D中，上述的第一方向dl與 第二單位形狀單元的排列方向平行。另外，第二單位形狀單元的排列方向與光源(冷陰極 管)的排列方向平行。第二單位形狀單元沿其排列方向沒有間隙地排列。另外，第二單位 形狀單元與實施例2同樣地，作為截面形狀具有以正面方向為中心對稱排放的直角等腰三 角形形狀。在實施例A至D中，對第二單位形狀單元的頂角不實施倒角。實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置的光學片，在其他方面，除了形狀尺寸及排 列間隔，與上述實施例2的光學片同樣構成。另外，實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置 的光學片的形狀尺寸及排列間隔如圖10所示。對於圖10的高度HI、H2、寬度(在本例中 為主體部上構成第一單位形狀單元的底面的圓的直徑)Wl、間距P1、間距P2 (在本例中為第 二單位形狀單元的寬度Wl)、平均最小間隔Μ、頂角θ，指的是上述實施方式中說明的參數 (參照圖2及圖4)。另一方面，圖10的填充率表示主體部的一個表面上之中的、被第一單 位形狀單元覆蓋的區域的比例。另外，在圖10的外觀的欄示意顯示光學片的出光面。在該 光學片的示意圖中，第二單位形狀單元利用圖10的表中的沿橫向延伸的直線段，示出其谷 線與稜線。因此，圖10的表中的沿橫向延伸的相鄰的2個直線段的間隔，相當於第二單位 形狀單元的間距Ρ2(在本例中為第二單位形狀單元的寬度Wl)的一半。並且，第一單位形 狀單元由於與具有截面為三角形形狀的第二單位形狀單元連接，在出光面的上表面觀察為 本來從圓形稍微變形的形狀。但是，在圖10中，為了圖示和理解的方便，以單純的圓形示出 第一單位形狀單元。(比較例Α)比較例A所涉及的透射式顯示裝置除了光學片的結構不同，與實施例A至D所涉 及的透射式顯示裝置為同一構成。比較例A所涉及的光學片由片狀的主體部、排列在主體 部上並構成複眼透鏡的多數單位形狀單元構成。即，在比較例A所涉及的光學片，未設置相 當於實施例A至D所涉及的光學片的第二單位形狀單元的線狀稜鏡。各單位形狀單元的形狀為與實施例A至D所涉及的光學片的第一單位形狀單元相 同的形狀。然後，在比較例A中，將底面為圓形的單位形狀單元以儘可能高的填充率排列在 主體部的一個面上。具體而言，由於製造上的極限，如圖10所示，相鄰的2個單位形狀單元 不鄰接，相鄰的2個單位形狀單元間平均產生4μ m左右的間隙。[評價方法](評價方法1)
以與實驗1說明的相同方法，測定實施例A至D及比較例A所涉及的透射式顯示 裝置的正面亮度。結果如圖10所示。在圖10中，以百分比表示關於各透射式顯示裝置的 測定值、相對於關於比較例2的透射式顯示裝置的測定值的比例。與比較例A及實施例A 相比，實施例B至D具有非常優良的正面亮度。(評價方法2)對於實施例A至D及比較例A所涉及的透射式顯示裝置，以與實驗1說明的相同 方法，調查亮度的角度分布，求出αΗ及aV。結果如圖10所示。與比較例A比較，在實施 例A至D中，α H提高，α V下降。尤其是在實施例B至D中，與比較例A相比，α V大幅下 降。因此，實施例A至D所涉及的透射式顯示裝置，尤其是實施例B至D所涉及的透射式顯 示裝置呈現出作為家庭使用的電視機的理想的光學特性，即、水平方向的視角較寬且通過 有效利用光源光確保優良的正面方向亮度的光學特性。(評價方法3)對於實施例A至D及比較例A所涉及的透射式顯示裝置，在顯示白色的狀態下測 定正面方向亮度，並測定沿著構成光源的冷陰極管的排列方向的正面方向亮度的面內分 布。對於各透射式顯示裝置，正面方向亮度以與冷陰極管的排列周期一致的周期變動。艮口， 冷陰極管的正上方的正面方向亮度較高，與相鄰的2個冷陰極管對面的位置的正面方向亮 度較低。然後，根據這樣周期性變動的正面方向亮度的面內分布的測定結果，提取與一個冷 陰極管對應的區間，求出該區間內的平均亮度lav、該區間內的最高亮度Imax。然後，對於 各透射式顯示裝置，求出相對於最高亮度Imax的平均亮度Iav之比作為隱蔽率I ( = Imax/ lav X 100 (% ))。隱蔽率I取100 %以上的值，值越接近100 %，面內分布就越得到抑制，越 難以看到冷陰極管的像。結果如圖10所示。與比較例A相比，在實施例A至D中，隱蔽率 I格外下降。尤其是在實施例B至D中，與比較例A相比，隱蔽率I格外下降，為接近100% 的值。
權利要求
1.一種光學片，其特徵在於，包括 片狀的主體部；排列在所述主體部的一個面上，並構成複眼透鏡的多個第一單位形狀單元；以及 排列在所述主體部的所述一個面上，並與所述主體部的片面上的一個方向平行延伸的 多個第二單位形狀單元，所述第一單位形狀單元在所述主體部的所述一個面上隔開間隙而排列， 所述第二單位形狀單元被排放在所述主體部的所述一個面上之中的所述第一單位形 狀單元之間。
2.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，在與所述主體部的片面的法線方向平行的截面、且與所述一個方向正交的截面，所述 第二單位形狀單元為三角形形狀。
3.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，在與所述主體部的片面的法線方向平行的截面，所述第一單位形狀單元具有相當於橢 圓或者圓的一部分的形狀。
4.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，所述主體部的所述一個面中的一部分的區域被所述第一單位形狀單元覆蓋， 所述主體部的所述一個面中的所述一部分的區域以外的其他整個區域被所述第二單 位形狀單元覆蓋。
5.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，所述第二單位形狀單元從所述主體部的所述一個面起的突出高度，為所述第一單位形 狀單元從所述主體部的所述一個面起的突出高度的9/10以下。
6.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，所述多個第一單位形狀單元沿著所述主體部的片面上的第一方向以固定的間距排列， 並且沿著所述主體部的片面上的第二方向也以所述固定的間距排列，所述第一方向相對於 所述第二方向傾斜60°。
7.根據權利要求1所述的光學片，其特徵在於，表示某一個第一單位形狀單元、與沿著所述主體部的所述片面最接近該一個第一單位 形狀單元被排放的其他第一單位形狀單元、之間的沿著所述主體部的所述片面的分離間隔 的平均的第一單位形狀單元的平均最小間隔，在所述主體部的所述片面上的與所述一個方 向正交的方向的所述第二單位形狀單元的排列間距以上。
8.根據權利要求7所述的光學片，其特徵在於，所述多個第一單位形狀單元沿著所述主體部的片面上的第一方向以固定的間距排列， 並且沿著所述主體部的片面上的第二方向也以所述固定的間距排列，所述第一方向相對於所述一個方向正交，且相對於所述第二方向傾斜60°。
9.根據權利要求7所述的光學片，其特徵在於，所述第一單位形狀單元在所述主體部的所述一個面上隨機排放。
10.一種面光源裝置，其特徵在於，包括 光源、以及接收來自所述光源的光的權利要求1所述的光學片。
11.根據權利要求10所述的面光源裝置，其特徵在於，還包括具有截面為三角形形狀的多個單位形狀單元的聚光片。
12.根據權利要求10所述的面光源裝置，其特徵在於， 還包括配置在所述光學片的出光側的偏振光分離膜。
13.一種透射式顯示裝置，其特徵在於，包括 透射式顯示部、以及與所述透射式顯示部對置配置的權利要求10所述的面光源裝置。
全文摘要
提供含有複眼透鏡的光學片，能夠發揮兼備聚光性能、光擴散性能、及光源像的不可見性的優良的光學功能，並且能夠穩定製造。光學片(40)包括片狀的主體部(45)；排列在主體部的一個面(46)上並構成複眼透鏡的多個第一單位形狀單元(50)；以及排列在主體部的一個面上，與主體部的片面上的一個方向平行延伸的多個第二單位形狀單元(55)。第一單位形狀單元在主體部的一個面上隔開間隙地排列。第二單位形狀單元排列在主體部的一個面上之中的第一單位形狀單元之間。
文檔編號F21Y103/00GK102099715SQ20098012890
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月17日 優先權日2008年7月18日
發明者井上益, 後石原聰, 富田晶子, 小島弘, 小池周, 牛山章伸 申請人:大日本印刷株式會社