專利名稱:光學(xué)片、面光源裝置以及透射型顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及具有優(yōu)良的聚光功能和優(yōu)良的耐擦傷性的光學(xué)片。另外,本發(fā)明涉及具有這樣的光學(xué)片的面光源裝置及透射型顯示裝置。
背景技術(shù):
用于透射型顯示裝置的面光源裝置具有光 源,以及用于改變來自光源的光的前進(jìn)方向的多個(gè)光學(xué)片(光學(xué)膜)。例如如JP2008-70456A的圖I所公開的那樣,在多數(shù)情況下,在多個(gè)光學(xué)片之中包括使來自光源的光擴(kuò)散并隱藏光源的像(使之不顯眼)的光擴(kuò)散片,以及具有使光的前進(jìn)方向朝正面方向收斂并提高正面方向亮度的功能(聚光功能)的聚光片。其中,作為聚光片,大多使用將線狀延伸的単位形狀単元(単位光學(xué)単元)沿與其長(zhǎng)度方向正交的方向排列(所謂的線性排列)而成的光學(xué)片。単位形狀単元通常在其長(zhǎng)度方向具有棱線部(線狀延伸的頂部),另外在與長(zhǎng)度方向正交的截面中,具有相當(dāng)于三角形形狀、橢圓形或圓形的一部分的形狀。具有線狀延伸的単位形狀単元的光學(xué)片,在裝入透射型顯示裝置時(shí),成為與其他光學(xué)片等的其他部件重疊而配置的狀態(tài)。另外,裝入透射型顯示裝置前的光學(xué)片,存在以作為切斷為最終大小的葉片(枚葉)狀的部件而疊合多個(gè)的狀態(tài)、或者以作為切斷為最終大小前的網(wǎng)狀的部件而卷繞的狀態(tài)進(jìn)行處理(例如,被輸送)的情況。在這樣的狀態(tài)下,光學(xué)片的單位形狀単元在棱線部的線狀延伸的狹窄區(qū)域中局部地與其他部件接觸。因此,由于在顯示裝置、光學(xué)片的處理時(shí)產(chǎn)生的微小振動(dòng)、外力等,應(yīng)カ集中于棱線部,有時(shí)單位形狀単元會(huì)變形。尤其是,在以光學(xué)片單體的輸送時(shí)或?qū)⒐鈱W(xué)片與其他部件一起裝入而成的顯示裝置的輸送時(shí),存在鄰接的光學(xué)片彼此(或者,鄰接的光學(xué)片及其他部件)在互相按壓的狀態(tài)下重復(fù)產(chǎn)生移位的情況。而且,結(jié)果也有在形成有光學(xué)片的單位形狀単元的ー側(cè)的表面產(chǎn)生可見的程度的擦痕的情況。這樣的不良在能發(fā)揮優(yōu)良的聚光功能的截面三角形形狀的單位形狀単元(単位棱鏡)中特別顯著地產(chǎn)生。此外,在JP2008-70456A所公開的光學(xué)片中,公開了在三棱柱棱鏡形狀的各單位形狀単元的斜面上,通過使該斜面部分地凸出而設(shè)置半球狀的曲面透鏡的技木。特別是,在見2008-704564的圖4及圖9(()還公開了覆蓋截面三角形形狀的頂部而形成半球狀的曲面12G的技木。通過設(shè)置這樣的曲面12G,防止易變形的截面三角形形狀的単位形狀単元的頂部與鄰接于光學(xué)片的部件直接接觸,由此有可能能夠提高光學(xué)片的對(duì)接觸性。但是,依據(jù)JP2008-70456A,利用該曲面能夠賦予光學(xué)片以光擴(kuò)散功能。從JP2008-70456A的段落0036、0059、0060等中的記載可知,在JP2008-70456A中,僅言及以下的情況由単位形狀単元(棱鏡體)的截面三角形形狀構(gòu)成的部分的光學(xué)功能(主要為聚光功能),設(shè)置了曲面的部分的光學(xué)功能(主要為光擴(kuò)散功能)各自単獨(dú)地起作用。即,在JP2008-70456A所公開的技術(shù)中,無法期待由截面三角形形狀構(gòu)成的部分的光學(xué)功能和設(shè)置了曲面的部分的光學(xué)功能的協(xié)同效應(yīng)。而且,在JP2008-70456A中,突出的曲面相對(duì)于三棱柱形狀的各單位形狀単元,沿該單位形狀単元的延伸方向排列。因此,在該曲面突出的部分中,妨礙三棱柱的斜面的聚光功能。另外,該半球狀的曲面也成為被三棱柱削去了其一部分的形狀,因而其光擴(kuò)散功能降低。即,JP2008-70456A所公開的公開光學(xué)片,雖然具有聚光功能和光擴(kuò)散功能,但聚光功能不及完全的三棱柱棱鏡線性陣列,并且光擴(kuò)散功能也不如僅排列半球狀曲面的所謂復(fù)眼透鏡(fly eye透鏡)。因此,根據(jù)重視聚光功能和光擴(kuò)散功能的哪ー個(gè),調(diào)節(jié)各単位形狀単元的表面上的、突出的曲面占據(jù)的比例。即,根據(jù)JP2008-70456A的公開內(nèi)容,通過設(shè)置突出的曲面,降低由截面三角形形狀構(gòu)成的単位形狀単元(棱鏡単體)的聚光功能,其結(jié)果是,正面方向亮度降低。因此,在JP2008-70456A的光學(xué)片中,雖然也許能夠提高耐擦傷性,但相應(yīng)地,會(huì)犧牲聚光功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮這樣的方面而做出的,其目的在于,提供在具備適度的光擴(kuò)散性的基礎(chǔ)上具有優(yōu)良的聚光功能和優(yōu)良的耐擦傷性的兩方面的光學(xué)片。另外,本發(fā)明的目的在于,提供確保優(yōu)良的正面方向亮度且能有效地抑制起因于裝入的部件間的接觸的不良的面光源裝置及透射型顯示裝置。本發(fā)明的一方式的光學(xué)片,具備片狀的主體部;至少三個(gè)以上第I単位形狀単元,在所述主體部的ー個(gè)面上設(shè)置;以及多個(gè)第2単位形狀単元,在所述主體部的所述ー個(gè)面上排列、各自與所述主體部的片面上的ー個(gè)方向平行地延伸,所述ー個(gè)面起的所述第I単位形狀単元的高度,高于所述一個(gè)面起的所述第2單位形狀單元的高度,在從所述ー個(gè)面的法線方向觀察的情況下,在所述ー個(gè)面上,所述第I単位形狀単元占據(jù)的區(qū)域的比例為10.0%以下。在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是所述第I單位形狀單元在所述主體部的所述ー個(gè)面上隔開間隙地排列,所述第2単位形狀単元在所述主體部的所述ー個(gè)面上的所述第I単位形狀単元之間配置。另外,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是所述第2單位形狀單元在所述ー個(gè)面上未設(shè)有所述第I単位形狀単元的區(qū)域設(shè)置。進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是所述主體部的所述ー個(gè)面之中的一部分的區(qū)域被所述第I単位形狀単元覆蓋,所述主體部的所述ー個(gè)面之中的除所述一部分的區(qū)域以外的其他全部區(qū)域被所述第2単位形狀単元覆蓋。進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是在與所述主體部的片面的法線方向平行的截面中,所述第I単位形狀単元具有相當(dāng)于橢圓的一部分或圓的一部分的形狀。進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是,在與所述主體部的片面的法線方向平行且與所述ー個(gè)方向正交的截面中,所述第I単位形狀単元具有相當(dāng)于橢圓的一部分或圓的一部分的形狀,且沿著所述第I単位形狀単元的所述ー個(gè)面的寬度為所述第I単位形狀單元的所述高度以上的長(zhǎng)度。 進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是,在與所述主體部的片面的法線方向平行且與所述ー個(gè)方向正交的截面中,所述第I単位形狀単元包含相當(dāng)于橢圓的一部分或圓的一部分的形狀。進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是,在與所述主體部的片面的法線方向平行且與所述ー個(gè)方向正交的截面中,所述第2単位形狀單元為三角形形狀。進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是,所述第I単位形狀単元具有相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分的形狀或相當(dāng)于球的一部分的形狀。
進(jìn)而,在本發(fā)明的一方式的光學(xué)片中,也可以是,表示某ー個(gè)第I単位形狀単元和沿所述主體部的所述片面配置成與該ー個(gè)第I単位形狀單元最接近的另ー第I単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I単位形狀単元的平均最小間隔,為與所述主體部的所述片面上的所述ー個(gè)方向正交的方向的所述第2単位形狀単元的排列間距以上。在這樣的本發(fā)明的光學(xué)片中,所述多個(gè)第I単位形狀単元沿所述主體部的片面上的第I方向以固定的間距排列,并且沿所述主體部的片面上的第2方向也以所述固定的間距排列,所述第I方向也可相對(duì)所述ー個(gè)方向正交且相對(duì)所述第2方向傾斜60°?;蛘?,在這樣的本發(fā)明的光學(xué)片中,所述第I単位形狀単元也可在所述主體部的所述ー個(gè)面上隨機(jī)配置。本發(fā)明的ー個(gè)方式的面光源裝置,具備光源,以及作為上述的本發(fā)明的一方式的光學(xué)片的任ー個(gè)的、接受來自所述光源的光的光學(xué)片。也可以是,本發(fā)明的ー個(gè)方式的面光源裝置還具備具有截面三角形形狀的多個(gè)單位形狀単元的聚光片。另外,也可以是,本發(fā)明的ー個(gè)方式的面光源裝置還具備在所述光學(xué)片的出光側(cè)配置的偏振光分離膜。本發(fā)明的ー個(gè)方式的透射型顯示裝置,具備透射型顯示部,以及作為上述的本發(fā)明的ー個(gè)方式的面光源裝置的任ー個(gè)的、與所述透射型顯示部相向配置的面光源裝置。依據(jù)本發(fā)明,能夠賦予光學(xué)片以優(yōu)良的聚光功能和優(yōu)良的耐擦傷性兩方面。
圖I是用于說明本發(fā)明的ー實(shí)施方式的圖,是示出透射型顯示裝置及面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是從出光側(cè)示出裝入圖I的面光源裝置的光學(xué)片的平面圖。圖3是用于說明圖2的光學(xué)片的作用的圖,是沿著圖2的III-III線的光學(xué)片的截面圖。圖4是用于說明在對(duì)應(yīng)于圖3的截面中圖2的光學(xué)片所含有的単位形狀単元的作用的圖。圖5是用于說明光學(xué)片的制造方法及光學(xué)片的成型裝置的示意圖。圖6示意性地示出裝入圖5的成型裝置的成型用模具的立體圖。圖7是用于說明光學(xué)片的成型方法的截面圖。圖8是示出光學(xué)片所含有的第2単位形狀単元的變形例的截面。
圖9是對(duì)應(yīng)于圖I的圖,是用于說明實(shí)施例及比較例的透射型顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是示出調(diào)查填充率和正面方向亮度的關(guān)系的模擬結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的ー實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外,在本說明書添加的附圖中,為了圖示和理解的簡(jiǎn)易性的方便,適當(dāng)變更實(shí)物的比例尺及縱橫的尺寸比等而將其夸大。圖I至圖7是用于說明本發(fā)明的ー實(shí)施方式的圖。其中圖I是示出透射型顯示裝置及面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖,圖2是光學(xué)片的俯視圖,圖3及圖4是沿著光學(xué)片的片面的法線方向的截面圖。圖I所示的透射型顯示裝置10具備透射型顯示部15、在透射型顯示部15的背面?zhèn)?圖像觀察者側(cè)的相反側(cè))配置并從背面?zhèn)让鏍畹卣丈渫干湫惋@示部15的面光源裝置20。透射型顯示部15例如由液晶顯示面板(LCD面板)構(gòu)成,在該情況下,透射型顯示裝置10作為液晶顯示裝置而起作用。這里IXD面板是具有如下部件的面板由玻璃等構(gòu)成的一對(duì)支撐板16、17,配置干支撐板間的液晶(層)18,以及按形成一個(gè)像素的區(qū)域的每ー個(gè)利用電場(chǎng)控制液晶分子的取向的電極。支撐板間的液晶按形成一個(gè)像素的區(qū)域的每ー個(gè)改變其排列而得。其結(jié)果是,液晶顯示面板15作為光閘而起作用,該光閘通過按像素的每ー個(gè)透射或截?cái)鄟碜悦婀庠囱b置20的均勻面內(nèi)亮度分布的面狀光而形成圖像。另ー方面,如圖I所示,面光源裝置20具有光源25,使來自光源25的光偏向其前進(jìn)方向而透射的光學(xué)片40,在光學(xué)片40的出光側(cè)配置的偏振光分離膜35。另外,在光學(xué)片40的入射側(cè)設(shè)有使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散片38。面光源裝置20例如能用邊緣光(側(cè)光)型等的各種方式構(gòu)成,但在本實(shí)施方式中,作為直下型的背光單兀而構(gòu)成。因此,光源25在光學(xué)片40的入射側(cè)以與光學(xué)片40對(duì)面的方式配置。另外,光源25利用在光學(xué)片40側(cè)形成了開ロ部(窗)的箱狀的反射板28從背面?zhèn)雀采w。此外,“出光側(cè)”是不折回前進(jìn)方向地從光源25經(jīng)過光學(xué)片40等而朝向觀察者的光的前進(jìn)方向的下游側(cè)(觀察者側(cè),在圖I、圖3及圖4中為上側(cè)),“入射側(cè)”是不折回前進(jìn)方向地從光源25經(jīng)過光學(xué)片40等而朝向觀察者的光的前進(jìn)方向的上游(光源側(cè))。另外,“片”,“膜”,“板”的術(shù)語(yǔ)僅基于稱呼的不同,并非互相區(qū)別的術(shù)語(yǔ)。因此,例如“片”是也包含能稱為膜、板的部件的概念。進(jìn)而,“片面(膜面、板面)”,在整體地且全局地看成為對(duì)象的片狀的部件的情況下,是指與成為對(duì)象的片狀部件的平面方向一致的面。而且,在本實(shí)施方式中,光學(xué)片40的片面、偏振光分離膜35的膜表面、光擴(kuò)散片38的片面、面光源裝置15的發(fā)光面及透射型顯示裝置10的顯示面互相平行。進(jìn)而,“正面方向”是對(duì)于光學(xué)片40的片面的法線的方向nd(參照?qǐng)D3),另外,與面光源裝置20的發(fā)光面的法線方向等也一致。光源25例如能用線狀的冷陰極管等的熒光燈,點(diǎn)狀的LED (發(fā)光二極管)、白熾燈,面狀的EL(場(chǎng)致發(fā)光體)等的各種方式構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,如圖I及圖3(雙點(diǎn)劃線)所示,光源25具有線狀延伸的多個(gè)冷陰極管。反射板28是用于使來自光源25的光朝向光學(xué)片40側(cè)的部件,反射板28的至少內(nèi)側(cè)表面由例如金屬等的具有高反射率的材料構(gòu)成。、
偏振光分離膜35是具有基于入射光的偏振狀態(tài)使入射光之中的特定的偏振光分量透射,并且反射其他的偏振光分量而再次返回光源側(cè)的功能的片狀部件。作為能有益于亮度的提高的偏振光分離膜35,能夠使用可從美國(guó)3M公司得到的“ DBEF”(注冊(cè)商標(biāo))。另外,除了 “DBEF”以外,能夠?qū)⒖蓮捻n國(guó)Shinwha Intertek公司得到的高亮度偏振光片“WRPS ”、或者線柵起偏器等用作偏振光分離膜35。光擴(kuò)散片38是用于使入射光擴(kuò)散,優(yōu)選使入射光各向同性擴(kuò)散,緩和與光源25的結(jié)構(gòu)相應(yīng)的亮度不均(也稱為光源的像、管狀不均),使亮度的面內(nèi)分布均勻的片狀部件。作為這樣的光擴(kuò)散片38,能使用包含基部、分散在基部?jī)?nèi)并具有光擴(kuò)散功能的光擴(kuò)散性粒子的片。作為ー個(gè)例子,通過由反射率高材料構(gòu)成光擴(kuò)散性粒子,或者,通過由與形成基部的材料具有不同折射率的材料構(gòu)成光擴(kuò)散性粒子,能夠賦予光擴(kuò)散性粒子以光擴(kuò)散功能。接著,對(duì)光學(xué)片40進(jìn)行說明。如圖2及圖3所示,光學(xué)片40具有片狀的主體45,構(gòu)成在片狀的主體部45的一個(gè)面46上設(shè)置的至少三個(gè)以上的復(fù)眼透鏡(蠅眼透鏡)的第I単位形狀単元(點(diǎn)狀単位形狀単元,第I單位光學(xué)単元)50,在片狀的主體部45的ー個(gè)面46上排列并沿片面上的一個(gè)方向延伸的多個(gè)第2単位形狀単元(線狀單位形狀単元,第2単位光學(xué)単元)55。如圖2所示,第I単位形狀単元50在主體部45的ー個(gè)面46上隔開間隙而排列。另ー方面,第2単位形狀単元55在主體部45的ー個(gè)面46上的第I単位形狀単元50之間配置。而且,在本實(shí)施方式中,主體部45的ー個(gè)面46的全部區(qū)域被第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55覆蓋。更詳細(xì)而言,主體部45的ー個(gè)面46之中的一部分的區(qū)域被第I単位形狀單元50覆蓋,主體部45的ー個(gè)面46之中的所述一部分的區(qū)域以外的其他的全部區(qū)域被第2単位形狀単元55覆蓋。依據(jù)這樣的第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的配置,向光學(xué)片40入射的光不起光學(xué)作用就從光學(xué)片40的出光面出射,能夠防止所謂的“直穿(素抜け)”。在本實(shí)施方式中,如圖3及圖4所示,主體部45具有形成光學(xué)片40的入射面41的平滑表面作為與所述ー個(gè)面46相向的另ー個(gè)面47。此外,“平滑“意味著光學(xué)意義下的平滑。即,這里,意味著某種程度的比例的可見光不在光學(xué)片40的入射面41 (主體部45的另ー個(gè)面47)中散射而滿足斯涅爾定律井折射的程度。因此,例如,如果主體部45的另ー個(gè)面47 (光學(xué)片40的入射面41)的十點(diǎn)平均粗度Rz(JISB0601)變?yōu)樽疃痰目梢姽獠ㄩL(zhǎng)(O. 38 μ m)以下,則充分地符合平滑。接著,對(duì)第I単位形狀単元50進(jìn)行說明。多個(gè)第I単位形狀単元50在主體部45的ー個(gè)面46上ニ維排列。多個(gè)第I單位形狀單元50至少包括利用其配置中心51在主體部45的ー個(gè)面46上劃定三角形的三個(gè)第I単位形狀単元。即,三個(gè)第I単位形狀単元50之中的兩個(gè),如圖2所示,以其配置中心位置51沿ー個(gè)面46上的某ー個(gè)方向偏移的方式配置,且,由其他組合構(gòu)成的兩個(gè)第I単位形狀單元以其配置中心位置51在一個(gè)面上沿與所述ー個(gè)方向交叉的另一方向偏移的方式配置。 作為ー個(gè)例子,在圖2所示的方式中,多個(gè)第I單位形狀單元50規(guī)則地排列在主體部45的ー個(gè)面46上。在圖2所示的例子中,多個(gè)第I單位形狀單元50在平面內(nèi)的排列,是將相當(dāng)于各第I単位形狀単元50對(duì)面46上的射影的疊合圓,按照從最密地平面填充的構(gòu)造分離各圓彼此的排列,排列在主體部45的ー個(gè)面46上。S卩,ー個(gè)第I單位形狀單元50被隔開等間隔6次對(duì)稱地配置成圓周狀的六個(gè)第I単位形狀単元50從周圍包圍。這與從所謂結(jié)晶中的ニ維的密排六方結(jié)構(gòu)分離各單位形狀単元的排列對(duì)應(yīng)。換言之,多個(gè)第I單位形狀単元50沿以60°的角度相對(duì)彼此傾斜的主體部45的ー個(gè)面46上的不同兩個(gè)方向按相同的規(guī)定間距排列。就是說,如圖2所示,多個(gè)第I単位形狀単元50沿著主體部45的片面上的第I方向dl按固定的間距排列,并且沿著主體部45的片面上的第2方向d2及第3方向d3也以固定的間距排列,該第I方向dl和第2方向d2以及第I方向dl和第3方向d3相對(duì)彼此以60°的角度的量?jī)A斜。又換言之,在主體部45的ー個(gè)面46上,最接近的三個(gè)第I単位形狀単元50的配置中心51在主體部45的ー個(gè)面46上,以分別位于正三角形的頂點(diǎn)上的方式排列多個(gè)第I単位形狀単元50此外,在圖2所圖示的例子中,在從光學(xué)片40的片面的法線方向nd觀察的情況下,使各光源25的長(zhǎng)度方向da和第I單位形狀單元50的排列方向的ー個(gè)dl正交。另外,在本實(shí)施方式中,各第I單位形狀單元50的出光面由曲面形成。因此,如圖3所示,在與光學(xué)片40的片面的法線方向nd平行的截面中,各第I單位形狀單元50的出光面的外輪廓由曲線構(gòu)成。特別在本實(shí)施方式中,如圖3所示,在與光學(xué)片40的片面的法線方向nd平行的截面中,各第I単位形狀単元50具有相當(dāng)于向出光側(cè)突出的圓的一部分或向出光側(cè)突出的橢圓的一部分的形狀。更詳細(xì)而言,各第I単位形狀単元50作為相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分的形狀或相當(dāng)于球體的一部分的形狀的単位透鏡而形成。進(jìn)而,在作為與主體部45的片面的法線方向nd平行的截面且作為與第2単位形狀単元55的排列方向平行的截面(以下也稱“主截面”),即圖3及圖4所示的截面中,沿著主體部45的ー個(gè)面46的第I單位形狀單元50的寬度Wl為沿著法線方向nd的ー個(gè)面46起的第I單位形狀単元50的高度Hl以上的長(zhǎng)度(S卩,Wl彡Hl)。其結(jié)果是,如圖3及圖4所示,在光學(xué)片40的主截面中,第I單位形狀單元50的頂部附近中的輪廓相對(duì)法線方向nd較大地傾斜。此外,在具有由曲面構(gòu)成的出光面的第I単位形狀単元50的截面形狀相當(dāng)于橢圓的一部分的情況下,從確保以正面方向?yàn)橹行膶澐Q的亮度的角度分布這ー觀點(diǎn)來看,優(yōu)選該截面橢圓形狀的長(zhǎng)軸或短軸的任ー個(gè)與光學(xué)片40的片面的法線方向(就是說,正面方向)nd平行地延伸。作為第I單位形狀單元50的具體例子,能夠設(shè)主體部45的ー個(gè)面46上的第I單位形狀單元50的配置間距Pl (參照?qǐng)D2)為10 μ m 400 μ m。另外,能夠設(shè)沿著主體部45的ー個(gè)面46上的第I單位形狀單元50的排列方向的、第I單位形狀單元50的底面的寬度Wl(圖2參照)為ΙΟμπι 200μπι。進(jìn)而,能夠設(shè)沿著光學(xué)片40的片面的法線方向nd的主體部45的ー個(gè)面46起的第I單位形狀單元50的突出高度Hl (參照?qǐng)D4)為5 μ m
100μ m。此外,在圖示的例子中,多個(gè)第I單位形狀單元50構(gòu)成為互相相同的結(jié)構(gòu)。此外,在本實(shí)施方式中,在沿著光學(xué)片40的法線方向nd從設(shè)有單位形狀單元50、55的一側(cè)觀察光學(xué)片40的情況下,在主體部45的ー個(gè)面46上第I単位形狀単元50以占據(jù)的區(qū)域的比例(以下簡(jiǎn)稱為“填充率”)為10.0%以下的方式設(shè)置在該ー個(gè)面46上。換言之,該填充率相當(dāng)于將第I単位形狀単元50的出光側(cè)面之中的未被第2単位形狀単元55覆蓋的部分沿著光學(xué)片40的法線方向nd投影至ー個(gè)面46的區(qū)域,相對(duì)于ー個(gè)面46的面積比。第I単位形狀単元50的配置間距P1,寬度Wl及高度Hl等設(shè)定為滿足該填充率的條件。在實(shí)際的填充率的確定中,例如也可如下地進(jìn)行對(duì)于利用顯微鏡觀察的光學(xué)片40的出光面上的一區(qū)劃,即具有在考慮第I単位形狀単元50的配置間距P1、寬度Wl等的基礎(chǔ)上期待能反映整體的填充率的面積的ー個(gè)區(qū)劃(例如,在包含由上述的尺寸例構(gòu)成的第I単位形狀単元的光學(xué)片中,10_x IOmm的部分),計(jì)算填充率,并將算出的值作為該光學(xué)片的填充率處理。接著,對(duì)第2単位形 狀単元55進(jìn)行說明。多個(gè)第2単位形狀単元55構(gòu)成線性陣列棱鏡部。在本實(shí)施方式中,如圖2所示,各第2単位形狀単元55沿與主體部45的片面平行的ー個(gè)方向直線狀延伸。且多個(gè)第2単位形狀単元55沿與其的延伸方向(所述ー個(gè)方向)正交的另一方向無間隙地并排排列。此外,在圖示的例子中,在從光學(xué)片40的片面的法線方向nd觀察的情況下,第2單位形狀單元55與第I單位形狀單元50的ー個(gè)排列方向dl正交,與各光源25的長(zhǎng)度方向da平行地延伸。在本實(shí)施方式中,如圖3及圖4所示,在主截面(與第2單位形狀單元55的排列方向平行并且也與光學(xué)片40的片面的法線方向nd平行的截面)中,各第2単位形狀単元55為多邊形形狀,特別是向出光側(cè)突出的三角形形狀。即,各第2単位形狀単元55作為所謂的三棱柱的単位棱鏡而形成。而且,從集中地提高正面方向亮度這一觀點(diǎn)來看,優(yōu)選以該截面形狀特別是等腰三角形形狀,并且位于等邊之間的頂角從主體部45的ー個(gè)面46向出光側(cè)突出的方式構(gòu)成各第2単位形狀単元55。在圖示的具體例子中,沿著主體部45的ー個(gè)面46上的第2單位形狀單元55的排列方向的、第2單位形狀單元55的底面的寬度W2 (參照?qǐng)D4),與沿著主體部45的ー個(gè)面46上的第2單位形狀單元55的排列方向的第I單位形狀單元50的寬度Wl相比較小。作為第2単位形狀単元55的具體例子,能夠設(shè)沿著主體部45的ー個(gè)面46上的第2単位形狀單元55的排列方向的、第2單位形狀單元55的底面的寬度W2 (參照?qǐng)D4)為I μ m 200 μ m。另外,能夠設(shè)沿著光學(xué)片40的片面的法線方向nd的、主體部45的ー個(gè)面46起的第2単位形狀單元55的突出高度H2(參照?qǐng)D4)為O. 5μπι 50μπι。此外,在圖示的例子中,多個(gè)第2単位形狀単元55互相相同地構(gòu)成。進(jìn)而,在第2単位形狀単元55的截面形狀為等腰三角形狀的情況下,從集中地提高正面方向亮度的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選位于等邊之間并向出光側(cè)突出的頂角的角度Θ (參照?qǐng)D4)為80。以上120°以下,更優(yōu)選為90°。此外,本說明書中的“三角形形狀”并不僅是嚴(yán)格意義的三角形形狀,包含含有制造技術(shù)中的極限、成型時(shí)的誤差等的近似三角形形狀、可期待與三角形形狀同樣的光學(xué)功能的近似三角形形狀等,例如,三角形的頂點(diǎn)變圓的形狀、三角形的頭部被切斷的形狀(截頭三角形)等。同樣,在本說明書中使用的、指定其他的形狀、幾何學(xué)的條件的術(shù)語(yǔ),例如,“圓”,“橢圓”,“平行”,“正交”,“多邊形形狀”等的術(shù)語(yǔ)也不為嚴(yán)格的意義所限制,包含能期待同樣的光學(xué)功能的程度的誤差而解釋。依據(jù)以上那樣的結(jié)構(gòu),將第I単位形狀単元50投影至與主體部45的ー個(gè)面46平行的面的形狀(底面形狀),并不是如第2単位形狀単元的線狀延伸的柱狀體,而是以圓、橢圓、三角形、四角形、六角形等為代表的各種各樣的、在該面內(nèi)變寬受限的有界閉曲線、多邊形等的形狀。這樣的幾何學(xué)形狀的第I単位形狀単元50在主體部45的ー個(gè)面46上以填充率10%以下配置的結(jié)果是,第I単位形狀単元50在該面上的排列方式,成為正如在復(fù)眼透鏡(fly eye透鏡)中擴(kuò)大各單位透鏡彼此(單位形狀單元彼此)的間隔而在各單位透鏡間設(shè)置間隙那樣的排列。向這樣的間隙嵌入第2単位形狀単元55。除了第2単位形狀單元55 —方與第I単位形狀単元50抵接并分開以外,在主體部45的ー個(gè)面46上,從一端向另一端連續(xù)地延伸而存在(延伸)。此外,如圖3及圖4所示,沿著光學(xué)片40的片面的法線方向nd的主體部45的一個(gè)面46起的第2単位形狀単元55的突出高度H2,與沿著光學(xué)片40的片面的法線方向nd的主體部45的ー個(gè)面46起的第I単位形狀単元50的突出高度Hl相比較低。其結(jié)果是,在主體部45的ー個(gè)面46上,各第2単位形狀単元55被第I単位形狀単元50分開,沿著第2単位形狀単元55的長(zhǎng)度方向在相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元50之間延伸。如在現(xiàn)有技術(shù)ー欄所說明的那樣,一般而言,光學(xué)片在裝入透射型顯示裝置前,在 作為裝入透射型顯示裝置時(shí)的大小的部件許多個(gè)疊合的狀態(tài),或者作為切斷為裝入透射型顯示裝置時(shí)的大小前的網(wǎng)狀的部件而卷繞的狀態(tài)下被處理,例如輸送。另外,光學(xué)片與其他部件疊合并裝入面光源裝置(透射顯示裝置),作為該面光源裝置(透射顯示裝置)被處理,例如輸送。此時(shí),如第2単位形狀単元55那樣,主截面的截面形狀為三角形,具有尖端的単位形狀単元(単位棱鏡)與其他部件在小區(qū)域中局部地接觸。其結(jié)果是,在単位形狀単元的頂部形成擦痕,而且,有時(shí)也產(chǎn)生在単位形狀単元的頂部產(chǎn)生變形之類的、在光學(xué)片裝入顯示裝置時(shí)觀察者能視覺辨認(rèn)的缺陷。另ー方面,在本實(shí)施方式中,主體部45起的第2單位形狀單元55的高度H2,與具有相當(dāng)于圓形或橢圓形的一部分的截面形狀的主體部45起的第I単位形狀単元50的高度Hl相比較低。其結(jié)果是,即使光學(xué)片40與其他部件鄰接地配置,第I単位形狀単元50與其他部件接觸,具有易于受外力的影響的尖銳的頂部的第2単位形狀単元55不會(huì)與其他部件接觸。第I単位形狀単元50具有相當(dāng)于圓形或橢圓形的一部分的截面形狀,因而與截面三角形形狀的第2単位形狀単元55相比較,第I単位形狀単元50在頂部具有較高剛性。而且,第I単位形狀単元50的頂部附近是球面或近似球面的表面形狀。因此,幾何學(xué)上與此接觸的其他部件容易滑開,與其他部件接觸時(shí)的摩擦減小。本來,在第I単位形狀単元50作為球體的一部分或旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分而構(gòu)成的情況下,即使光學(xué)片40及鄰接的其他部件的至少ー個(gè)產(chǎn)生彎曲、翻轉(zhuǎn)等,光學(xué)片40和其他部件的相對(duì)位置能平滑地改變。S卩,能夠減小光學(xué)片40和其他部件之間的摩擦力。另外,與截面三角形形狀的第2単位形狀単元55與其他部件接觸的情況相比,在第I単位形狀単元50和其他部件接觸的情況下,與其他部件的接觸面積變大,也能夠期待降低每單位面積的接觸壓力。由此,可以說第I単位形狀単元50與第2単位形狀単元55相比,具有優(yōu)良的耐擦傷性,在単位形狀単元的頂部能夠有效地抑制摩擦、擠壓、其他的變形等的產(chǎn)生。特別是,在本實(shí)施方式中,第I單位形狀單元50的寬度Wl為高度Hl以上的長(zhǎng)度。因此,第I単位形狀単元50在頂部具有更平坦化的輪廓,具有更高的耐擦傷性。由以上內(nèi)容,依據(jù)本實(shí)施方式,能夠防止因光學(xué)片40的單位形狀單元與其他部件接觸而引起的不良,例如,光學(xué)片40的成品率降低、光學(xué)片40裝入的顯示裝置10顯示的圖像的畫質(zhì)的變差等。此外,從提高光學(xué)片40的耐擦傷性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選第2單位形狀單元55的突出高度H2為第I単位形狀単元50的突出高度Hl的9/10以下,更優(yōu)選為第I単位形狀単元50的突出高度Hl的2/3以下。另外,以上那樣的耐擦傷性的提高,在主體部45上設(shè)有三個(gè)以上的第I単位形狀単元50的情況下能得以確保。這是因?yàn)槔萌齻€(gè)第I単位形狀単元50的頂部51,幾何學(xué)地劃定不與第2単位形狀単元55接觸的唯一的面,與光學(xué)片鄰接的其他部件的面配置在該面的位置并支撐。但是,本發(fā)明的發(fā)明人在重復(fù)進(jìn)行仔細(xì)研究的結(jié)果是,在裝入顯示裝置并使用的光學(xué)片中,穩(wěn)定在第I単位形狀単元50的填充率為O. I %以上的情況,而且,進(jìn)一歩穩(wěn)定在第I単位形狀単元50的填充率為O. 3%以上的情況,使第2単位形狀単元55從鄰接的其他部件分離,能夠提高光學(xué)片40的耐擦傷性。
接著,對(duì)由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光學(xué)片40的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說明。在以下的例子中,通過使用圖5所示的成型裝置60的賦型,能夠?qū)⒌贗単位形狀単元50和第2単位形狀単元55整體地形成在片材48上。作為第I単位形狀単元50及第2単位形狀單元55的形成所用的材料,適合使用成型性良好且容易得到、且具有優(yōu)良的光透射性的樹脂(作為ー個(gè)例子,固化物的折射率I. 57的透明多官能氨基甲酯丙烯酸酯低聚物和ニ季戊四醇六丙烯酸酯類單體的組成物的交聯(lián)固化物)。首先,對(duì)成型裝置60進(jìn)行說明。如圖5所示,成型裝置60具備具有近似圓柱狀的外輪廓的成型用模具70。如圖6所示,在相當(dāng)于成型用模具70的圓柱的外周面(側(cè)面)的部分形成圓筒狀的模具面(凹凸面)72。由圓柱狀構(gòu)成的成型用模具70具有通過圓柱的外周面的中心的中心軸線CA,換言之通過圓柱的橫截面的中心的中心軸線CA。而且,成型用模具70以中心軸線CA為旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)(參照?qǐng)D5),并且構(gòu)成為成型作為成型品的光學(xué)片40的輥模(ロール型)。如圖6所示,在模具面72形成與光學(xué)片40的第I單位形狀單元50對(duì)應(yīng)的凹部74,和與第2單位形狀單元55對(duì)應(yīng)的槽76。槽76以模具面72的中心軸線CA為中心圓周狀地延イ申,或者,以模具面72的中心軸線CA為中心螺旋狀地延伸。在任ー情況下,槽76沿相對(duì)模具面72的中心軸線CA大概垂直的方向(相對(duì)中心軸線的槽76的角度為90° ±1Χ1(Γ2°左右)延伸。凹部74通過利用例如光刻技術(shù)的蝕刻,例如,在中空的鐵芯表面覆蓋銅層而成的圓筒狀基體材料或圓柱狀基體材料的圓周面上的期望的位置形成。其后,在形成了凹部74的圓筒狀基體材料或圓柱狀基體材料的圓周面上,利用使用例如切削車刀的切削加エ,能夠橫切凹部74而形成延伸的槽76。如圖5所示,成型裝置60進(jìn)ー步具有供給帶狀延伸的片材(成型用基體材料片)48的成型用基體材料供給裝置62 ;供給在供給的片材48和成型用模具70的模具面72之間具有流動(dòng)性的材料49的材料供給裝置64 ;以及使片材48和成型用模具70的凹凸面72之間的材料49固化的固化裝置66。固化裝置66能根據(jù)成為固化對(duì)象的材料49的固化特性而適當(dāng)構(gòu)成。接著,對(duì)使用這樣的成型裝置60制作光學(xué)片40的方法進(jìn)行說明。首先,從成型用基體材料供給裝置62供給例如由具有透明性的樹脂構(gòu)成的片材48。如圖5所示,供給的片材48被送入成型用模具70,利用成型用模具70和ー對(duì)輥68保持與模具70的凹凸面72相向。另外,如圖5所示,伴隨著片材48的供給,在片材48和成型用模具70的模具面72之間,從材料供給裝置64供給具有流動(dòng)性的材料49。這里,“具有流動(dòng)性”意味著向成型用模具70的模具面72供給的材料49具有能進(jìn)入模具面72的凹部74及槽76內(nèi)的程度的流動(dòng)性。此外,作為供給的材料49能夠使用能用于成型的各種已知材料。在以下所示的例子中,對(duì)從材料供給裝置64供給電離輻射線固化型樹脂的例子進(jìn)行說明。作為電離輻射線固化型樹脂,例如,能夠選擇通過照射紫外線(UV)而固化的UV固化型樹脂、通過照射電子束(EB)而固化的EB固化型樹脂。此外,以往,在利用賦型成型作排列單位透鏡而成的復(fù)眼透鏡的情況下,與單位透鏡的填充率無關(guān),例如,即使是本實(shí)施方式中的第I単位形狀単元50那樣的低填充率,也容易產(chǎn)生在単位透鏡形成氣泡,或者在単位透鏡的表面形成凹陷部之類的不良。由此,本實(shí)施方式的光學(xué)片40的第I単位形狀単元50也預(yù)計(jì)會(huì)產(chǎn)生形成氣泡、凹陷部這一不良,但本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,有效地抑制了這樣的不良的產(chǎn)生。能這樣地有效地抑制與復(fù)眼透鏡的單位透鏡同樣ニ維排列的第I單位形狀單元50的氣泡、凹陷部等的形成的機(jī)制,雖不清楚,但以下對(duì)可認(rèn)為是其一個(gè)因素的機(jī)制進(jìn)行說明。在以上說明的制造方法中,在模具面72形成的槽76在模具面72上,沿相對(duì)成型用模具60的中心軸線CA近似垂直的方向延伸。因此,如圖7所示,從材料供給裝置64供給的材料49,沿與利用成型用模具70制作的光學(xué)片40的第2単位形狀単元55的長(zhǎng)度方向(即所述ー個(gè)方向,圖7中的紙面的左右方向)對(duì)應(yīng)的方向,填充至成型用模具70上。就是說,沿著用于形成第2単位形狀単元55的槽76供給材料49。如上所述,該槽76通過用于形成第I単位形狀単元50的凹部74內(nèi)而延伸。因此,材料49進(jìn)入模具70的凹部74內(nèi)吋,到此為止充塞在凹部74內(nèi)的氣體(典型地為空氣)隨著材料的供給而易于從該凹部74內(nèi)向槽76內(nèi)移動(dòng)。即,在將材料49填充至模具70的凹部74內(nèi)時(shí),造成了凹部74內(nèi)的氣泡沿著特定的路徑從凹部74內(nèi)漏出的趨勢(shì)。其結(jié)果是,在填充于模具面72內(nèi)的材料49中,估計(jì)能夠有效地防止混入氣泡。但是,本發(fā)明并不限定于以上的推斷機(jī)制。此外,本發(fā)明的發(fā)明人重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,認(rèn)識(shí)到在促進(jìn)來自這樣的模具70內(nèi)的氣體的排出的基礎(chǔ)上,將第2単位形狀単元55的突出高度H2設(shè)定為第I単位形狀單元50的突出高度Hl的1/10以上是有效的,進(jìn)而設(shè)定為1/3以上更有效。其后,成型用片材48在與模具70的模具面72之間充滿電離輻射線固化型樹脂的狀態(tài)下,通過與固化裝置66相向的位置。此時(shí),從固化裝置66放射出與電離輻射線固化型樹脂49的固化特性對(duì)應(yīng)的電離輻射線(紫外線或電子束等),電離輻射線透射片材48并照射至電離輻射線固化型樹脂49。其結(jié)果是,在模具面72的凹部74內(nèi)及槽76內(nèi)填充的電離輻射線固化型樹脂固化,由固化的電離輻射線固化型樹脂構(gòu)成的第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55在片材48上形成。其后,如圖5所示,片材48從模具70分離,與此同時(shí),在模具面72的凹部74內(nèi)及槽76內(nèi)成型的単位形狀単元50、55和片材48—起從模具70分離。其結(jié)果是,能得到上述的光學(xué)片40。在將成型的單位形狀單元50、55(固化的材料49)從模具70抽出的エ序中,單位形狀単元50、55(固化的材料49)沿著成型的第2単位形狀単元55的長(zhǎng)度方向(所述ー個(gè)方向)從模具70漸漸分離。如上所述,第2単位形狀単元55與第I単位形狀単元50整體地成型,并細(xì)長(zhǎng)地延伸。因此,依據(jù)這樣的方法,成型的第2単位形狀単元55及第I単位形、狀単元50的脫模順暢地進(jìn)行,能夠有效地防止在成型的第2単位形狀単元55及第I単位形狀単元50產(chǎn)生龜裂、成型的第2単位形狀単元55及第I単位形狀単元50從片材48上剝離等。此外,在圖7所示的例子中,片材48與模具70的表面不接觸。其結(jié)果是,如圖7所示地制作的光學(xué)片40的主體部45由片材48和固化成片狀的材料49構(gòu)成。依據(jù)這樣的方法,能夠有效地防止成型的第2単位形狀単元55及第I単位形狀単元50在脫模時(shí)部分地殘留于模具70內(nèi)。如以上那樣,在作為輥模而構(gòu)成的成型用模具70以其中心軸線CA為中心旋轉(zhuǎn)ー周的期間,在模具70的模具面72上依次實(shí)施將具有流動(dòng)性的材料49供給至模具70內(nèi)的 エ序,在模具70內(nèi)使供給至模具70內(nèi)的材料49固化的エ序,從模具70抽出固化的材料49的エ序,能得到光學(xué)片40。此時(shí),通過使第2単位形狀単元55的長(zhǎng)度方向(所述ー個(gè)方向)沿著機(jī)械方向而成型這樣的光學(xué)片40,能夠有效地抑制向光學(xué)片40的氣泡的混入,及對(duì)光學(xué)片40的表面的穴的形成。因此,得到的光學(xué)片40能夠發(fā)揮期待的期望光學(xué)特性。另外,促進(jìn)了從模具70內(nèi)的氣泡的排出,因而能比通常的復(fù)眼透鏡片更高速、高效率地生產(chǎn)包含ニ維排列的第I單位形狀單元50的光學(xué)片40。由此,能縮減包含第I單位形狀單元50的光學(xué)片40的制造成本。此外,用于成型光學(xué)片40的模具70的制造成本,不會(huì)從用于成型包含具有截面三角形形狀的單位棱鏡的現(xiàn)有棱鏡片的模具、用于成型通常的復(fù)眼透鏡片的模具的制造成本大幅上升。但是,以上那樣的賦型法的光學(xué)片40的制作只不過是ー個(gè)例子,例如也可利用擠壓成型法、轉(zhuǎn)印成型法等的成型法或其他的制造方法制作光學(xué)片40。接著,對(duì)以上那樣的光學(xué)片40、面光源裝置20及透射型顯示裝置10的作用進(jìn)行說明。首先,對(duì)透射型顯示裝置10及面光源裝置20的整體性作用進(jìn)行說明。如圖I所示,光源25發(fā)出的光在直接或在反射板28反射后前進(jìn)至觀察者側(cè)。進(jìn)入觀察者側(cè)的光在光擴(kuò)散片38各向同性擴(kuò)散后,入射至光學(xué)片40。在光學(xué)片40中,光的前進(jìn)方向和正面方向(光學(xué)片40的片面的法線方向)nd所成的角度,主要以接近0°的方式使光偏向。另外,在光學(xué)片40中,光發(fā)生擴(kuò)散,使亮度的面內(nèi)分布均勻化。此外,在后詳述光學(xué)片40的作用。從光學(xué)片40出射的光,其后透射偏振光分離膜35。透射型顯不部15按像素的姆一個(gè)選擇性地透射來自面光源裝置20的光。由此,透射型顯示裝置10的觀察者能夠觀察影像。接著,進(jìn)ー步對(duì)光學(xué)片40的作用進(jìn)行詳細(xì)描述。首先,對(duì)構(gòu)成光學(xué)片40的出光面的大部分的第2單位形狀單元(單位棱鏡)55的作用進(jìn)行說明。如圖3及圖4所示,經(jīng)由形成線性陣列棱鏡部的第2単位形狀単元55,從光學(xué)片40出射的光L36、L45 L48在第2単位形狀単元(単位棱鏡)55的出光側(cè)面(棱鏡面)之中的面56a中折射。由于該折射,向從正面方向nd傾斜的方向前進(jìn)的光L36、L45 L48的前進(jìn)方向,與入射至光學(xué)片40時(shí)的光的前進(jìn)方向相比,主要是向相對(duì)光學(xué)片40的片面的法線方向nd的角度變小的ー側(cè)彎曲。通過這樣的作用,如上所述,第2單位形狀單元55能夠使透射光的前進(jìn)方向朝正面方向nd側(cè)收斂。S卩,第2單位形狀單元55對(duì)透射光產(chǎn)生聚光作用。另ー方面,向從正面方向nd不較大地傾斜的方向前進(jìn)的光L37,如圖3所示,在第2単位形狀単元55的出光側(cè)面(棱鏡面)中重復(fù)全反射,使其前進(jìn)方向朝入射側(cè)(光源側(cè))轉(zhuǎn)換。如上所述,在本實(shí)施方式中,第2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,在以相鄰的兩個(gè)光源25的中間點(diǎn)相対的位置為中心的光學(xué)片40的區(qū)域,利用第2単位形狀単元55的出光側(cè)面(棱鏡面)的折射,能夠改變來自光源25的光有以較大的入射角度入射的趨勢(shì)的入射到光學(xué)片40的區(qū)域的光的前進(jìn)方向,以使該光的前進(jìn)方向和正面方向nd所成的角度接近0°。其結(jié)果是,在以相鄰的兩個(gè)光源25的中間點(diǎn)相對(duì)的位置為中心的區(qū)域,并且有亮度降低的趨勢(shì)的光學(xué)片40的區(qū)域中,能夠防止亮度變得過低。
另外,利用在第2單位形狀單元55的出光側(cè)面(棱鏡面)的全反射,能夠使向位于光源25的正上方的光學(xué)片40的區(qū)域、來自光源25的光以較小的入射角度較多地入射的光學(xué)片40的區(qū)域入射的光返回光源側(cè)(參照?qǐng)D3的光L37)。其結(jié)果是,在位于光源25的正上方的區(qū)域、亮度存在變得過高的趨勢(shì)的光學(xué)片40的區(qū)域中,能夠防止亮度變得過高。其結(jié)果是,利用第2単位形狀単元55,不僅提高正面方向亮度,還能夠有效地減小根據(jù)光源25的發(fā)光部的排列而產(chǎn)生的亮度不均(管狀不均),使光源的像(光圖像)變得不顯眼。接著,對(duì)第I単位形狀単元(単位透鏡)50的作用進(jìn)行說明。如圖3及圖4所示,第I單位形狀單元50對(duì)于沿相對(duì)法線方向nd較大傾斜的方向前進(jìn)的光L31、L41 L44,主要產(chǎn)生聚光作用。另ー方面,如圖3所示,第I単位形狀単元50起著利用全反射使沿著相對(duì)法線方向nd不較大地傾斜的方向前進(jìn)的光L32返回至入射側(cè)的作用。即,第I単位形狀單元50與第2單位形狀單元55大概同樣地具有使亮度的面內(nèi)分布均勻并提高正面方向亮度的功能。 此外,如上所述,第I単位形狀単元50至少在頂部以法線方向nd為中心而對(duì)稱地構(gòu)成。另外,第I單位形狀單元50在主體部45的ー個(gè)面46上ニ維排列。因此,第I單位形狀單元50,在沿著光學(xué)片40的片面上的任意的方向的面內(nèi),能夠改變光的前進(jìn)方向。其結(jié)果是,即使不考慮光源25的排列方向地將光學(xué)片40配置在光源25上,也能夠發(fā)揮第I単位形狀単元50的聚光功能及光擴(kuò)散功能。此外,在向具有截面為多邊形形狀、例如如圖4所示截面為三角形形狀而構(gòu)成的第2単位形狀単元55入射的光其前進(jìn)方向從正面方向nd傾斜的情況下,以正面方向nd為基準(zhǔn),向該光L45-L48的前進(jìn)方向的相反側(cè)傾斜的一側(cè)的出光側(cè)面(ー側(cè)的棱鏡面)56a較多地入射。而且,如果向具有截面為三角形形狀而構(gòu)成的第2単位形狀単元55入射的該光L45-L48的前進(jìn)方向的相對(duì)正面方向nd的傾斜角度固定,則不依賴于該光L45-L48入射至一側(cè)的出光側(cè)面(ー側(cè)的棱鏡面)56a上的哪一位置,從第2単位形狀単元55出射時(shí)的該光L45-L48的出射方向的相對(duì)于正面方向nd的傾斜角度也變得固定。即,從第2単位形狀單元55出射的光的前進(jìn)方向,大體由該第2單位形狀單元55的結(jié)構(gòu)(例如,形狀、折射率等)決定。此外,圖4中的光L41-L49的光學(xué)片內(nèi)中的前進(jìn)方向的相對(duì)于正面方向nd的傾斜角度是相同的。對(duì)于這樣的第2単位形狀単元55的光學(xué)特性,如圖4所示,向具有截面圓形狀或截面橢圓形狀而構(gòu)成的第I單位形狀單元50入射的光L41-L44,即使該光的前進(jìn)方向的相對(duì)于正面方向nd的傾斜角度是固定的,從第I單位形狀單元50出射時(shí)的該光的出射方向的相對(duì)于正面方向nd的傾斜角度,隨該光入射至第I単位形狀単元50的出光側(cè)面(透鏡面)上的哪一位置而不同。因此,從第I単位形狀単元50出射的光的前進(jìn)方向,不僅受該第I單位形狀單元50的結(jié)構(gòu)(例如,形狀、折 射率等)的影響,也受對(duì)該第I單位形狀單元50的入射位置的較大影響。而且,第I単位形狀単元50的配置間隔及第2単位形狀単元的配置間隔,與光源25的配置間隔相比,非常狹窄。因此,朝向一個(gè)單位形狀単元50、55從光源25入射的光的傾斜角度大致相同。其結(jié)果是,具有由曲面構(gòu)成的出光面的第I単位形狀単元(単位透鏡)50使光的前進(jìn)方向相對(duì)正面方向nd的角度收斂到比較寬的角度范圍內(nèi),能平滑地改變?cè)撌諗康慕嵌确秶鷥?nèi)的亮度分布。另ー方面,由截面多邊形狀構(gòu)成的第2單位形狀單元(單位棱鏡)55,在以正面方向nd為中心的比較窄的角度范圍內(nèi),能收斂光的前進(jìn)方向相對(duì)正面方向nd的角度。S卩,由截面多邊形狀構(gòu)成的第2単位形狀単元55通過適當(dāng)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu),能發(fā)揮極為優(yōu)良的聚光功能。就是說,由截面多邊形狀構(gòu)成的第2単位形狀単元(単位棱鏡)55,與具有由曲面構(gòu)成的出光面的第I単位形狀単元(単位透鏡)50相比,能夠發(fā)揮更強(qiáng)的聚光功能,并且第I単位形狀単元(単位透鏡)50與第2単位形狀単元(単位棱鏡)55相比,能夠發(fā)揮更強(qiáng)的光擴(kuò)散功能。由這樣的第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的光學(xué)特性,與僅有第2単位形狀単元55的現(xiàn)有的棱鏡片相比,在具有第I単位形狀単元50和第2単位形狀単元55的本實(shí)施方式的光學(xué)片40中,預(yù)計(jì)正面方向亮度會(huì)降低。在所述JP2008-70456A的光學(xué)片中,是在三棱柱形狀的單位棱鏡的斜面上寄生有単位球面透鏡的一部分的構(gòu)造,因而該單位棱鏡及該單位球面透鏡一起相互抑制各自的功能,聚光功能及光擴(kuò)散功能這兩個(gè)功能不在僅排列了該單位棱鏡的光學(xué)片及僅排列了該單位球面透鏡的光學(xué)片上起作用。另ー方面,在本發(fā)明的光學(xué)片中,本發(fā)明的發(fā)明人重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(包含模擬)的結(jié)果是,確實(shí),存在隨著第I単位形狀単元50的填充率增加,正面方向亮度漸漸降低這一整體趨勢(shì),但在低填充率區(qū)域中,確認(rèn)具有與整體趨勢(shì)不同的異質(zhì)的趨勢(shì)。具體而言,在后述的實(shí)施例中,如實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一部分所示,得知通過將第I単位形狀単元50和第2単位形狀單元55 —起以低填充率稀疏地配置,能確保與僅具有第2單位形狀單元55的現(xiàn)有棱鏡片大致相等的正面方向亮度。而且,得知在以比O大的10%以下的填充率與第2單位形狀單元一起設(shè)置第I単位形狀単元50的情況下,與僅具有第2単位形狀単元55的現(xiàn)有棱鏡片相比,不僅維持正面方向亮度,甚至能進(jìn)ー步提高正面方向亮度。這是在現(xiàn)有的技術(shù)常識(shí)的延長(zhǎng)中難以預(yù)計(jì)的意外結(jié)果。利用這樣地以低填充率設(shè)置的第I単位形狀単元50,能使僅由第2単位形狀単元55確保的正面方向亮度進(jìn)ー步提高,這ー機(jī)制雖不明確,但以下對(duì)可認(rèn)為是其一因素的第I単位形狀単元50和第2単位形狀単元55的增強(qiáng)作用效果進(jìn)行說明。但是,本發(fā)明并不限定于以下的推斷機(jī)制。
向具有截面多邊形狀、在圖4所示的例子中為截面三角形形狀而構(gòu)成的第2単位形狀單元55入射的光的大多數(shù),在該光的前進(jìn)方向從正面方向nd傾斜的情況下,以正面方向nd為基準(zhǔn),較多地入射至向該光L45-L48的前進(jìn)方向(在圖示的例子中,朝向出光側(cè)向紙面的左側(cè)傾斜的方向)的相反側(cè)傾斜的(在圖示的例子中,配置在紙面的左側(cè)并朝著出光側(cè)向紙面的右側(cè)傾倒)另ー側(cè)的出光側(cè)面(另ー側(cè)的棱鏡面)56a。然而,如圖4所示,向第2單位形狀單元55入射的光的一部分L49也入射至以正面方向nd為基準(zhǔn)向該光L49的前進(jìn)方向的相同側(cè)傾斜的另ー側(cè)的出光側(cè)面(他方側(cè)的棱鏡面)56b。入射至另ー側(cè)的出光側(cè)面56b的光的大多數(shù)在該出光側(cè)面56b全反射。而且,該光的一部L49在全反射后,能以極大的出射角度從第2単位形狀単元(単位棱鏡)55出射。而且,這樣的光是形成所謂的旁瓣的光,在透射型顯示裝置10中不被有效地利用,而是使影像的畫質(zhì)變差。
而且,依據(jù)上述的本實(shí)施方式,在主體部45的ー個(gè)面46上不僅設(shè)置第2単位形狀単元55,還設(shè)置第I単位形狀単元50。而且,如圖4所示,主體部45起的第I単位形狀單元50的突出高度Hl比主體部45起的第2単位形狀単元55的突出高度H2高,以極大的出射角度從第2單位形狀單元(單位棱鏡)55出射的光L49向第I單位形狀單元50內(nèi)入射(參照光L49a),或在第I單位形狀單元50的出光側(cè)面反射(參照光L49b)。向第I單位形狀單元50入射的光L49a在由第I單位形狀單元50的曲面構(gòu)成的出光側(cè)面全反射一次以上,能將其前進(jìn)方向轉(zhuǎn)換至相反側(cè)(光源側(cè)、入射側(cè))。特別是,在本實(shí)施方式中,第I単位形狀単元50在主截面中具有相當(dāng)于圓的一部分或橢圓的一部分的形狀,而且,在主截面中寬度Wl比高度Hl更長(zhǎng)。因此,向第I單位形狀單元50入射的光L49a,其后,入射至相對(duì)法線方向nd非常大地傾斜的第I單位形狀單元50的出光側(cè)面,其結(jié)果是,具有較強(qiáng)的被全反射并將前進(jìn)方向轉(zhuǎn)換至相反側(cè)的趨勢(shì)。這樣的光L49a利用在反射板28等的反射再次轉(zhuǎn)換前進(jìn)方向至出光側(cè)(觀察者側(cè))井能再次利用。即,第I単位形狀単元50將作為形成旁瓣所不需要的光而已從光學(xué)片40出射的光回收至光學(xué)片40內(nèi),以作為有助于正面方向亮度的提高的光而再次利用的方式動(dòng)作。另ー方面,在第I單位形狀單元50的出光側(cè)面反射的光L49b利用在第I單位形狀單元50的反射,改變前進(jìn)方向。如圖示的例子那樣,在從第I單位形狀單元50的基端部側(cè)(入射側(cè))朝向前端部側(cè)(出光側(cè))第I単位形狀単元50的寬度逐漸變窄的情況下,利用在第I單位形狀單元50的反射,光L49b以其前進(jìn)方向相對(duì)正面方向nd所成的角度變小的方式彎曲前進(jìn)方向。即,對(duì)于作為形成旁瓣所不需要的光而已從光學(xué)片40出射的光L49,利用第I単位形狀単元50的出光側(cè)面產(chǎn)生聚光作用,能夠轉(zhuǎn)換為法線方向nd附近的光。如以上那樣,推測(cè)以低填充率設(shè)置的第I単位形狀単元50如下地起作用使起因于第2単位形狀単元55而產(chǎn)生并且當(dāng)前為不需要的光的光前進(jìn)方向,使該光有助于正面方向亮度的提高。特別是,如圖示的例子那樣,在第I單位形狀單元50與第2單位形狀單元55相比高度及寬度較大的情況下,多個(gè)第2単位形狀単元55之中的至少幾個(gè)被第I単位形狀単元50沿該第2単位形狀単元55的長(zhǎng)度方向切斷。依據(jù)這樣的方式,推測(cè)第I単位形狀単元50能作為與第2単位形狀単元55無關(guān)的另ー個(gè)光學(xué)単元能有效地發(fā)揮光學(xué)功能。實(shí)際上,測(cè)定以低填充率設(shè)置了第I単位形狀単元50的本實(shí)施的方式的光學(xué)片40的亮度的角度分布的結(jié)果是,在僅具有第2単位形狀単元55的現(xiàn)有棱鏡片的亮度的角度分布所發(fā)現(xiàn)的廣角度域的副峰值(sub peak)并不存在。換言之,在以低填充率設(shè)置了第I単位形狀單元50的本實(shí)施的方式的光學(xué)片40的亮度的角度分布中,在現(xiàn)有棱鏡片的亮度的角度分布發(fā)現(xiàn)的旁瓣的產(chǎn)生被緩和并進(jìn)而被防止。就是說,依據(jù)本實(shí)施方式的光學(xué)片40,不僅利用第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的単獨(dú)的光學(xué)的作用,還利用第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的增強(qiáng)的光學(xué)的作用,進(jìn)ー步改善棱鏡片的正面方向亮度,該棱鏡片在實(shí)際裝入顯示裝置的聚光片之中最能夠提高正面方向亮度。此外,從提高光學(xué)片40的正面方向亮度的觀點(diǎn)來看,得知優(yōu)選第2單位形狀單元55的突出高度H2為第I単位形狀単元50的突出高度Hl的9/10以下、1/10以上,更優(yōu)選為第I単位形狀単元50的突出高度Hl的2/3以下、1/3以上。另外,本發(fā)明的發(fā)明人專心重復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,通過調(diào)節(jié)相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元50之間的距離和第2単位形狀単元55的排列間距P2,能夠更有效地發(fā)揮第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的增強(qiáng)的光學(xué)功能。具體而言,優(yōu)選第I単位形狀單元50的平均最小間隔Sa,為沿著與主體部45的片面上的ー個(gè)方向(即,第2単位形狀單元55的長(zhǎng)度方向)正交的方向(即,第2單位形狀單元55的排列方向)的第2單位形狀単元55的排列間距P2以上。優(yōu)選第I単位形狀単元50的平均最小間隔Sa為第2単位形 狀單元55的排列間距P2的2倍以上。這里平均最小間隔Sa是指,沿著任意選擇的ー個(gè)第I単位形狀単元50和沿著主體部45的片面與該ー個(gè)第I単位形狀単元50最接近地配置的另ー個(gè)第I単位形狀単元50之間的主體部45的片面的分離間隔的平均值。在上述的實(shí)施方式中,具有相同的寬度(在圖示的例子中為主體部45的ー個(gè)面46上的直徑)W1的第I単位形狀単元50以相同的排列間距Pl排列在主體部45的ー個(gè)面46上。因此,平均最小間隔Sa成為排列間距Pl和寬度Wl之差( = Pl-Wl)(參照?qǐng)D2)。作為另一例子,在第I單位形狀單元50在主體部45的ー個(gè)面46上隨機(jī)(不規(guī)則)排列的情況下,對(duì)任意地選擇的ー個(gè)第I単位形狀単元50和沿著主體部45的片面與該ー個(gè)第I単位形狀単元50最接近地配置的另ー第I単位形狀單元50之間中的分離間隔,在許多、例如20 100處測(cè)定,通過取測(cè)定值的平均能夠求出平均最小間隔Sa。另ー方面,在本實(shí)施方式中,第2単位形狀単元55互相不隔開間隙地排列。因此,沿著與主體部45的片面上的ー個(gè)方向正交的方向的第2單位形狀單元55的排列間距P2相當(dāng)于第2単位形狀単元55的寬度W2。在第I単位形狀単元50的平均最小間隔Sa為第2単位形狀単元55的排列間距P2以上的情況下,在沿著第2単位形狀単元55的排列方向(與所述ー個(gè)方向正交的方向)相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元50之間必然存在至少ー個(gè)第2単位形狀単元55 (參照?qǐng)D3)。換言之,如圖2所示那樣,未被其他的第I単位形狀単元50覆蓋而延伸的ー個(gè)第2単位形狀単元55 (嚴(yán)格來講,相當(dāng)于ー個(gè)量的第2単位形狀単元55的出光側(cè)面),在沿著ー個(gè)方向相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元50之間延伸。其結(jié)果是,推斷在相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元50之間,第2単位形狀単元55發(fā)揮期待的光學(xué)功能,不被第I単位形狀単元50妨礙。第2単位形狀単元55的光學(xué)功能充分地發(fā)揮時(shí),不僅實(shí)現(xiàn)了正面方向亮度的提高、亮度的面內(nèi)分布的均勻之類的本來目的,如上所述,也產(chǎn)生沿向法線方向較大地傾斜的方向前進(jìn)的、形成旁瓣的光。而且,推測(cè)形成該旁瓣的光,受到來自第I単位形狀単元50的上述的光學(xué)作用,有助于正面方向亮度的提高。但是,本件發(fā)明并不限定于該推測(cè)。
依據(jù)以上那樣的本實(shí)施方式,光學(xué)片40具有以低填充率在主體部45的ー個(gè)面46上配置的三個(gè)以上的第I単位形狀単元50,以及在主體部45的ー個(gè)面46上排列、各與主體部45的片面上的ー個(gè)方向平行地延伸的、多個(gè)第2単位形狀単元55,ー個(gè)面46起的第I単位形狀単元50的突出高度Hl,比ー個(gè)面46起的第2単位形狀単元55的突出高度H2高。在這樣的光學(xué)片40中,利用以低填充率配置的第I単位形狀単元50,沒有使起因于第2單位形狀単元55的光學(xué)功能而得到的正面方向亮度較大地降低。特別是,在第I単位形狀單元50的填充率比O大、且為10%以下的情況下,不僅維持起因于第2単位形狀単元55的光學(xué)功能而得到的正面方向亮度,通過有效利用光源光,還能夠進(jìn)ー步使起因于第2単位形狀單元55的光學(xué)功能而得到的正面方向亮度。另外,高度Hl較高的第I單位形狀單元50與鄰接于光學(xué)片40的其他部件接觸,使第2単位形狀単元55從其他部件分離,能夠防止第
2単位形狀単元55與鄰接于光學(xué)片40的其他部件接觸。因此,利用第I単位形狀単元50的結(jié)構(gòu)確保光學(xué)片40整體的耐擦傷性,并且,關(guān)于第2単位形狀単元55,能根據(jù)要求的光學(xué)特性設(shè)計(jì)其形狀,而不考慮耐擦傷性,例如不進(jìn)行頂部的倒角等。即,依據(jù)本實(shí)施方式的光學(xué)片,能夠同時(shí)使提高光學(xué)片的正面方向亮度和提高光學(xué)片的耐擦傷性的雙方成為可能。為了將這樣的耐擦傷性及正面方向亮度一起維持在高水準(zhǔn),設(shè)第I単位形狀単元的填充率為O. 1%以上5%以下。其中優(yōu)選設(shè)為O. 3%以上I. 5%以下的范圍。尤其是,依據(jù)上述的實(shí)施方式,第I単位形狀単元50具有由曲面構(gòu)成的出光面,作為ー具體例,第I単位形狀単元50的主截面中的截面形狀在包含出光側(cè)頂部的區(qū)域包含相當(dāng)于圓形狀的一部分或橢圓形狀的一部分的形狀,第2単位形狀単元55的主截面中的截面形狀為多邊形形狀,作為ー具體例,為三角形形狀。依據(jù)這樣的例子,利用來自第2単位形狀単元55的光學(xué)的作用,不僅能確保優(yōu)良的正面方向亮度,利用來自第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的增強(qiáng)的光學(xué)的作用,還能夠進(jìn)ー步提高該優(yōu)良的正面方向亮度。另外,同時(shí)利用具有優(yōu)良的耐擦傷性的第I単位形狀単元50,防止第2単位形狀単元55與其他部件接觸,能夠保護(hù)具有尖鋭的前端部的第2単位形狀単元55。因此,不需要在第2単位形狀単元55的頂部實(shí)施倒角加工等,能夠?qū)⒆非蠊鈱W(xué)特性的形狀賦予第2単位形狀単元55。即,利用由第I単位形狀単元50的結(jié)構(gòu)發(fā)揮的功能,改善作為光學(xué)片40整體的耐擦傷性,能夠穩(wěn)定并發(fā)揮光學(xué)片40的優(yōu)良的光學(xué)功能。另外,由于光學(xué)片40的耐擦傷性改善,通常,在重疊光學(xué)片或卷繞輸送時(shí),能摒棄在鄰接的光學(xué)片間配置的保護(hù)片。進(jìn)而,作為光學(xué)片40単體,能夠提高正面方向亮度,因而即使在面光源裝置20配置另外的光擴(kuò)散片,也能夠維持面光源裝置20的出光面中的正面方向亮度。S卩,維持面光源裝置20的出光面中的正面方向亮度,摒棄使在面光源裝置20的出光面測(cè)定的亮度的角度分布的改變更平滑,能進(jìn)ー步均勻化亮度的面內(nèi)部分、使光源25的像不顯眼、放大顯示裝置10的視野角度。此外,能對(duì)上述的實(shí)施方式添加各種變更。以下,對(duì)變形的一個(gè)例子進(jìn)行說明。在上述的實(shí)施方式中,示出了具有曲面狀的出光面的第I単位形狀単元50,具有相當(dāng)于球體的一部分或旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分的形狀,但并不限定于此。例如,第I単位形狀単元也可具有組合從主體部45突出的圓錐臺(tái)、在該圓錐臺(tái)上配置的半球而成的形狀。另 外,在上述的實(shí)施方式中,在沿著光學(xué)片40的法線方向nd的截面中,第I單位形狀單元50,例示了具有相當(dāng)于圓形狀的一部分或橢圓形狀的一部分的形狀的例子,但并不限定與此。例如,第I単位形狀単元在沿著光學(xué)片40的法線方向nd的截面中,也可具有組合從主體部45突出的梯形、在該梯形上配置的半球而成的形狀。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了第I単位形狀単元50的底面(與主體部45連接的面)由圓形狀構(gòu)成的例子(參照?qǐng)D2,即以光學(xué)片40的片面的法線nd為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體的例子),但并不限定與此。例如,第I単位形狀単元的底面也可以作為橢圓的形狀,或三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等的多邊形形狀而形成。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了光學(xué)片40的第I単位形狀単元50全部具有相同的結(jié)構(gòu)的例子,但并不限定于此。例如,也可在光學(xué)片40包括高度、截面形狀及底面形狀等的至少ー個(gè)互不相同的多種第I単位形狀単元50。例如,在主體部的ー個(gè)面46上,作為第I単位形狀単元,能例舉隨機(jī)配置曲率半徑互不相同的2種以上的半球面的方式(當(dāng)然,在該各個(gè)第I単位形狀単元之間配置有第2単位形狀単元)。在涉及的這樣的方式 中,與全部的第I單位形狀單元相同的方式相比,光擴(kuò)散功能更加提高。另外,在上述的實(shí)施方式中,示出了第I單位形狀單元50在主體部45的ー個(gè)面46上,沿著互相傾斜60°傾斜的兩個(gè)方向,以固定的間距并排排列的例子,但并不限定于此。例如,也可以使第I単位形狀単元50在主體部45的ー個(gè)面46上,沿著正交的兩個(gè)方向以規(guī)定間距并排排列(排列成正方格子狀)。另外,也可在主體部45的ー個(gè)面46上隨機(jī)排列第I單位形狀單元50。作為在主體部45的ー個(gè)面46上隨機(jī)排列第I單位形狀單元50的方法的ー個(gè)例子,能夠舉出如下的方法。首先,例如如上述的實(shí)施方式那樣,以相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元之間的分離間隔固定的方式,對(duì)多個(gè)第I単位形狀單元規(guī)則地決定成為基準(zhǔn)的臨時(shí)的配置位置。接著,在相鄰的兩個(gè)第I単位形狀単元不重疊的范圍中,作為ー個(gè)例子,以在成為基準(zhǔn)的臨時(shí)配置位置排列第I單位形狀單元的情況中的相鄰的兩個(gè)第I單位形狀単元之間的分離間隔的一半以下的各種長(zhǎng)度,使各第I単位形狀単元以成為基準(zhǔn)的臨時(shí)配置位置分別偏移,定位在主體部45的ー個(gè)面46上。在這樣地在主體部45的ー個(gè)面46上隨機(jī)排列第I単位形狀単元50的情況下,防止起因于第I単位形狀単元50向主體部45上偏斜配置的亮度的面內(nèi)偏差的產(chǎn)生,并且能夠防止起因于第I単位形狀単元50的排列的莫爾(干涉條紋)顯眼。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了第2単位形狀単元55在截面中具有等腰三角形形狀,但并不限定于此。例如,第2単位形狀単元55的截面形狀,也可以是出于諸特性賦予等的目的而調(diào)制為三角形形狀并施加變形的形狀。作為具體例子,為了適當(dāng)調(diào)整光學(xué)功能,第2単位形狀単元55的截面形狀如圖8所示,可以是如下的形狀折疊了三角形的任意ー個(gè)以上的邊的(彎曲的)形狀,彎曲了三角形的任意ー個(gè)以上的邊的形狀(所謂扇形),使三角形的頂點(diǎn)附近彎曲并帶有圓形的形狀,在三角形的任意ー個(gè)以上的邊賦予微小凹凸的形狀。另外,第2単位形狀単元55的截面形狀也可以是三角形形狀以外的形狀,也可具有例如梯形等的四角形、五角形、或六角形等的各種多邊形形狀。進(jìn)而,第2単位形狀単元55也可在截面中具有相當(dāng)于圓或橢圓形狀的一部分的形狀。此外,此處,在作為三棱柱的第2単位形狀単元55的主截面即三角形的頂點(diǎn)(附近)帶有圓形的方式的目的是,利用該圓形顯現(xiàn)光擴(kuò)散的強(qiáng)化(正面方向亮度降低該量)以及頂點(diǎn)的力學(xué)強(qiáng)度的提高(頂部的缺損、傷痕的防止)的效果。為了充分有效地顯現(xiàn)這樣的頂點(diǎn)的圓形導(dǎo)致的效果,設(shè)該圓形的曲率半徑為2μπι以上,更優(yōu)選為5μπι以上。另外,為了不產(chǎn)生正面方向亮度的較大降低,設(shè)該圓形的曲率半徑為12μπι以下。
另ー方面,在充分享有三棱柱固有的聚光功能(正面方向亮度提高)的情況下,該頂點(diǎn)實(shí)質(zhì)上采用不帶圓形的方式。這樣的實(shí)質(zhì)上頂部不帶圓形,是指第2単位形狀単元12的主截面即三角形的頂點(diǎn)的該曲率半徑不足2μπι,更優(yōu)選為Ιμπι以下。但是,若該頂點(diǎn)的曲率半徑不足光源光譜的最低波長(zhǎng),則實(shí)質(zhì)上,能忽略該圓形導(dǎo)致的幾何光學(xué)效應(yīng)。因?yàn)榭梢姽饩€的最低波長(zhǎng)為O. 38 μ A/m,若該頂點(diǎn)的曲率半徑為O. I O. 3 μ m左右,則該頂點(diǎn)的曲率半徑幾何學(xué)上能看成變?yōu)镺 μ m,并不需要將曲率半徑加工到此以下。
進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了光學(xué)片40的第2単位形狀単元55全部具有相同的結(jié)構(gòu)的例子,但并不限定于此。也可將高度及截面形狀等的至少ー個(gè)互不相同的多種第2単位形狀単元55包括在光學(xué)片40。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了相鄰的第2単位形狀単元55鄰接且無間隙地配置的例子,但不限于此,也可以隔開間隙配置相鄰的第2単位形狀単元55,在主體部45的ー個(gè)面46設(shè)置沒有配置第I単位形狀単元50及第2単位形狀単元55的任ー個(gè)的區(qū)域。進(jìn)而,也可以使光學(xué)片40具有使光擴(kuò)散的擴(kuò)散功能。例如,也可使主體部45在一個(gè)面46和另ー個(gè)面47之間具有光擴(kuò)散層(中間席紋層)。這樣的光擴(kuò)散層(中間席紋層)能作為具有基部、分散于基部中的光擴(kuò)散劑的層而構(gòu)成。含有光擴(kuò)散劑的光擴(kuò)散層,例如通過光擴(kuò)散劑具有光反射功能,或者,通過光擴(kuò)散劑具有與基部不同的折射率,能賦予光擴(kuò)散功能。另外作為另一例子,也可用光擴(kuò)散層(背面席紋層)形成主體部45的另ー個(gè)面47。這樣的光擴(kuò)散層(背面席紋層)能作為具有與上述的中間席紋層同樣的光擴(kuò)散劑的層,或者,具有利用壓花加工、細(xì)線(hairline)加工等形成的凹凸面的層而構(gòu)成。進(jìn)而,也可使光學(xué)片40含有防帶電層。通過向光學(xué)片40添加防帶電層,能夠使主體部45整體顯現(xiàn)防帶電功能。依據(jù)該變形例,能夠減小塵埃等的異物附著,能夠抑制對(duì)光學(xué)特性的不良影響。另外,也可以使上述的光擴(kuò)散層具有防帶電功能。進(jìn)而,也可以使光學(xué)片40包含形成最入射側(cè)面(入射面41)的防反射層而形成。利用防反射層形成光學(xué)片40的最入射側(cè)面,從而能夠提高光的利用效率。此外,防反射層也可以作為與鄰接于出光側(cè)的層(例如主體部45)相比折射率較低的層(低折射率層)的單層而形成?;蛘?,防反射層也可形成為如下的層交替地配置折射率較低的層(低折射率層)和與該折射率較低的層相比折射率較高的層(高折射率層)的多個(gè)層,即最入射側(cè)成為折射率較低的層(低折射率層)的多個(gè)層。作為這樣的低折射率層,例如能舉出氟化鎂(MgF2),另外,作為高折射率層例如能舉出氧化鋯(ZrO)。進(jìn)而,如日本特開昭50-70040號(hào)公報(bào)所述,防反射層也可以形成為如下的層是以光波長(zhǎng)以下的間距排列的多個(gè)入射側(cè)的突出的突起,各自朝向入射側(cè)逐漸減小在與主體部45的片面平行的截面的截面積,具有多個(gè)突起的蛾眼(moth-eye)型的層。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了細(xì)長(zhǎng)狀的第2單位形狀單元55的排列方向和細(xì)長(zhǎng)狀的光源25的排列方向平行的例子,但并不限定于此。細(xì)長(zhǎng)狀的第2単位形狀単元55的排列方向和細(xì)長(zhǎng)狀的光源25的排列方向可以交叉,作為ー個(gè)例子,也可以正交。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,示出了面光源裝置20的光源25的發(fā)光部由線狀地延伸的冷陰極線管構(gòu)成的例子,但并不限定于此。作為光源25,能使用由點(diǎn)狀的LED (發(fā)光二極管)、面狀的EL(場(chǎng)致發(fā)光體)等構(gòu)成的發(fā)光部。另外,在上述的實(shí)施方式中,示出了光學(xué)片40適用于直下型的面光源裝置20的例子,但并不限定于此。也能將上述的光學(xué)片40適用于例如邊緣光型(也稱為側(cè)光型等)的面光源裝置,在這種情況下,光學(xué)片40能夠起到與適用于直下型的面光源裝置20的情況大致同樣的作用效果。進(jìn)而,在上述的實(shí)施方式中,說明了裝入了光學(xué)片40的面光源裝置20及透射型顯示裝置10的整體結(jié)構(gòu)的ー個(gè)例子,但并不限定于此。也可刪除偏振光分離膜35、光擴(kuò)散片38或替換為另外的部件,也可追加聚光片等的其他片狀部件而裝入面光源裝置20及透射型顯示裝置10。進(jìn)而,為了提高光學(xué)片10的正面方向亮度,優(yōu)選該電離輻射線固化性樹脂的固化后的折射率較高,能夠選擇I. 55以上、更優(yōu)選為I. 58以上。在由如上述的丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)類化合物構(gòu)成的電離輻射線固化性樹脂的情況下,作為將固化物的折射率提高至I. 55以上的単元,例如,可舉出包含丙烯酸鄰苯氧基酯(オルトフユノキシアクリレ一卜)的組成物。此外,在以上說明了對(duì)上述的實(shí)施方式的幾個(gè)的變形例,但當(dāng)然也能適當(dāng)組合多個(gè)變形例而適用。實(shí)施例以下,使用實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施例?!吹贗調(diào)查〉首先,利用模擬,調(diào)查與上述的實(shí)施方式有同樣的結(jié)構(gòu)的光學(xué)片的出光側(cè)的正面方向亮度。在模擬中,改變光學(xué)片的填充率,調(diào)查伴隨著該填充率的改變的正面方向亮度的改變。作為模擬對(duì)象的光學(xué)片具備主體部,在主體部的ー個(gè)面上設(shè)置、構(gòu)成復(fù)眼透鏡的、至少三個(gè)以上的第I単位形狀単元,以及在主體部的一個(gè)面上排列、各自與主體部的片面上的ー個(gè)方向平行地延伸的、多個(gè)第2單位形狀単元。一個(gè)面起的第I單位形狀單元的高度比一個(gè)面起的第2單位形狀單元的高度要高。另外,主體部的一個(gè)面的整個(gè)面被第I単位形狀単元及第2単位形狀単元的任ー個(gè)覆蓋。在圖10示出模擬結(jié)果之中的代表性的ー個(gè)例子。圖10所示的結(jié)果調(diào)查設(shè)單位形狀単元的結(jié)構(gòu)(形狀、尺寸)等的填充率以外的條件為相同的多個(gè)光學(xué)片。另外,圖10所示的結(jié)果設(shè)光源等的光學(xué)片以外的條件也相同而進(jìn)行調(diào)查。此外,圖10所示的結(jié)果,是關(guān)于使第I単位形狀単元及第2単位形狀単元的截面形狀、排列方法與上述實(shí)施方式相同的光學(xué)片的結(jié)果。即,在該模擬中,第I単位形狀単元具有含有球或旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分的形狀,第2単位形狀単元具有截面直角等腰三角形形狀。作為模擬結(jié)果,圖10所示的圖表是片對(duì)數(shù)圖表,取縱軸為正面方向的亮度比(%)、取作為對(duì)數(shù)軸的橫軸為填充率(% )。亮度比是相對(duì)光學(xué)片調(diào)查的正面方向亮度的比,該光學(xué)片的填充率為0%,是在主體部的ー個(gè)面上僅配置有第2単位形狀単元的光學(xué)片(所謂的棱鏡片),僅在未設(shè)有第I単位形狀單元這點(diǎn)與成為模擬對(duì)象的其他光學(xué)片結(jié)構(gòu)不同。如圖10所示,作為整體趨勢(shì),伴隨著填充率的減少,亮度比以收斂至100%的方式逐漸上升。更準(zhǔn)確地說,在填充率不低的區(qū)域中,隨著填充率接近O %,以亮度比的值收斂至100%而劃定漸進(jìn)線的方式,在圖表上繪出作為模擬結(jié)果得到的數(shù)據(jù)。此外,在圖10中,使用片對(duì)數(shù)圖表,較多地示出低填充區(qū)域中的數(shù)據(jù),但在通常的圖表上繪出作為模擬結(jié)果而、得到的數(shù)據(jù)的情況下,能更明了地確認(rèn)這樣的漸近線。另ー方面,在填充率較低的區(qū)域中,呈現(xiàn)出與其他的區(qū)域稍微不同的異質(zhì)的趨勢(shì)。具體而言,在填充率較低的區(qū)域中的模擬結(jié)果中,隨著填充率變低,在圖表上亮度比從所述漸近線暫時(shí)離開,其后,亮度比按和該漸近線不同的路徑接近100%。在圖10的圖表上,在作為模擬結(jié)果而得到的低填充區(qū)域的亮度比,從所述漸近線向亮度比變高的ー側(cè)偏移。特別是,在填充率為10%以下的區(qū)域中,作為模擬結(jié)果而得到的亮度比成為100%以上,結(jié)果,確保了與使用在主體部的ー個(gè)面上僅配置第2単位形狀単元的光學(xué)片(所謂的棱鏡片)的情況同等以上的正面方向亮度?!吹?調(diào)查〉接著,實(shí)際地制作實(shí)施例I 5的透射型顯示裝置、以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置,對(duì)制作的透射型顯示裝置評(píng)價(jià)正面方向亮度及耐擦傷性。
(透射型顯示裝置的結(jié)構(gòu))實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置,與上述實(shí)施方式同樣地,以具有面光源裝置及液晶顯示面板(透射型顯示部)的方式構(gòu)成。如圖9所示,在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置中,面光源裝置與上述實(shí)施方式同樣,具有由細(xì)長(zhǎng)狀延伸的多個(gè)冷陰極管構(gòu)成的光源、包圍光源的反射板、在光源的出光側(cè)配置的光擴(kuò)散片、在光擴(kuò)散片的出光側(cè)配置的光學(xué)片、配置于光學(xué)片的出光側(cè)的偏振光分離膜。在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置,以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置中,光學(xué)片以外的面光源裝置的部件使用互相相同部件。另外,在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置,以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置中,液晶顯示面板也使用互相相同面板。光擴(kuò)散片由基部、與基部具有不同折射率并分散于基部中的光擴(kuò)散性粒子構(gòu)成。偏振光分離膜由能從美國(guó)3M公司得到的“ DBEF”(注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)成。此外,光學(xué)片以外的光擴(kuò)散片、偏振光分離膜、光源、反射板以及透射型顯示部將使用裝入市售的液晶顯示裝置的
女ロ
)PR ο在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置及比較例2涉及的透射型顯示裝置中,光學(xué)片與上述實(shí)施方式中的光片同樣,構(gòu)成為具有片狀的主體部,在主體部的ー個(gè)面上設(shè)置的構(gòu)成復(fù)眼透鏡的第I単位形狀単元,以及在主體部的一個(gè)面上排列、各自與主體部的片面上的ー個(gè)方向平行地延伸的、多個(gè)第2単位形狀単元。另ー方面,比較例I涉及的透射型顯示裝置的光學(xué)片在沒有設(shè)置第I単位形狀単元的點(diǎn)與其他透射型顯示裝置的光學(xué)片不同。在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置及比較例2涉及的透射型顯示裝置的光學(xué)片中,第I単位形狀単元的排列與上述的實(shí)施方式中說明的排列(參照?qǐng)D2)同樣。另外,第I単位形狀単元構(gòu)成為半球狀。在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置的光學(xué)片中,第2単位形狀単元的排列方向和光源(冷陰極管)的排列方向設(shè)為平行。另外,在各透射型顯示裝置的光學(xué)片中,第2単位形狀単元沿其排列方向無間隙地排列。進(jìn)而,在各透射型顯示裝置的光學(xué)片中,第2単位形狀単元具有以正面方向?yàn)橹行膶?duì)稱地配置的直角等腰三角形狀作為截面形狀,且對(duì)截面三角形形狀的頂角未實(shí)施倒角。
各透射型顯示裝置中的、光學(xué)片的形狀尺寸及排列間隔如表I所示。在表I中,“折射率”是形成第I單位形狀單元及第2單位形狀單元的材料的折射率。表I中的“W1”在主體部上是形成第I単位形狀単元的底面的圓的直徑的值,是與圖2及圖4所示的Wl對(duì)應(yīng)的尺寸。表I中的“H1”及“H2”,分別是沿著第I単位形狀単元及主體部起的第2単位形狀単元的沿著法線方向的高度,是與圖4所示的Hl及H2對(duì)應(yīng)的尺寸。表I中的“填充率”是在沿著法線方向nd從出光面?zhèn)瓤垂鈱W(xué)片的情況下,被主體部的一個(gè)面之中的第I單位形狀単元覆蓋的區(qū)域的比例。表I中的“頂角R”是在第2単位形狀単元的主截面中的形成截面形狀的三角形的頂部形成的類圓形的半徑的大小(相當(dāng)于起因于制造條件等而形成的倒角R)。表I中的“P2”是沿著第2單位 形狀單元的排列方向的第2單位形狀單元的排列間距的大小,是對(duì)應(yīng)圖2及圖4所示的P2的尺寸。(評(píng)價(jià)方法)(評(píng)價(jià)方法I)在利用實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置顯示整面白色的狀態(tài)下,進(jìn)行正面方向亮度(cd/m2)的測(cè)定。亮度的測(cè)定使用TOPCON(卜プコン)制的BM-7。表I示出亮度測(cè)定結(jié)果。在表I中,用百分率表示與各透射型顯示裝置相關(guān)的測(cè)定值相對(duì)于與比較例I的透射型顯示裝置相關(guān)的測(cè)定值的比例。實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置的正面方向亮度成為比較例I涉及的透射型顯示裝置的正面方向亮度以上。另外,確認(rèn)了上述的圖10所示的模擬結(jié)果中的正面方向亮度和填充率的關(guān)系,與表I中的實(shí)際測(cè)量的正面方向亮度和填充率的關(guān)系為同樣的趨勢(shì)。(評(píng)價(jià)方法2)對(duì)實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置以及比較例I及比較例2涉及的透射型顯示裝置的各光學(xué)片進(jìn)行接下來的耐擦傷性實(shí)驗(yàn)。首先,在光學(xué)片的單位形狀単元突出的一側(cè)的面上配置片狀的摩擦物。這里,摩擦物設(shè)為裝入透射型顯示裝置的片狀部件(大日本印刷株式會(huì)社制的下偏振光膜H25),并使該片狀部件的席紋面與光學(xué)片接觸。在面積3. 14mm2的摩擦物的區(qū)域上配置300g的重物。從該狀態(tài)開始,相對(duì)配置了重物的摩擦物掃掠光學(xué)片,使光學(xué)片對(duì)摩擦物相對(duì)移動(dòng)。光學(xué)片的掃掠以2000m/min的速度、沿與第2単位形狀単元的排列方向平行的方向進(jìn)行。掃掠是在5cm的區(qū)間以I. 5次的往返量進(jìn)行。確認(rèn)了在去除了重錘及摩擦物后的光學(xué)片形成有目視能辨認(rèn)的擦傷痕跡。如表I所示,在實(shí)施例I 5涉及的透射型顯示裝置及比較例2涉及的透射型顯示裝置的光學(xué)片未形成有擦傷痕跡,但在比較例I涉及的透射型顯示裝置的光學(xué)片形成有顯眼的擦傷痕跡。[表I]正面方向亮度及耐擦傷性的評(píng)價(jià)Γ Γ% I単位形狀単元~[ 第2單位形狀單元 T實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Wl Hl で頂角R Η2 Ρ2 亮度耐擦傷 (μιη ) ( μιη ) ( o, ) (% ) ( μπι) ( μπι) ( % ) 性
1.59100 40 0.3 0.1 2550 103 ο
_ 例 I________ ____
實(shí)施
て, 1.59 100 40 1.5 0.5 2550 103 ο
_例2
て',施 1.59 100 4010 0.5 2550 100 ο
_ 例 3 _ _ _
紀(jì)端
7, 1.59 120 48 0,3 0.2 3060 105 ο
—例4_________
1.59140 56 0.3 0.2 3570 106 ο
—例____—__
^ 1.59 一一 — 0.1 2550 100 x
—例 I .. __ _
トレ士^
ニ 1.59 100 40 25 0.2 2550 97ο
—例 2 __丨_ L L _ _
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)片,其特征在于,具備 片狀的主體部; 至少三個(gè)以上第I單位形狀單元,在所述主體部的一個(gè)面上設(shè)置;以及 多個(gè)第2單位形狀單元,在所述主體部的所述一個(gè)面上排列、各自與所述主體部的片面上的一個(gè)方向平行地延伸, 所述一個(gè)面起的所述第I單位形狀單元的高度,高于所述一個(gè)面起的所述第2單位形狀單元的高度, 在從所述一個(gè)面的法線方向觀察的情況下,在所述一個(gè)面上,所述第I單位形狀單元占據(jù)的區(qū)域的比例為10.0%以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)片,其特征在于, 在與所述主體部的片面的法線方向平行且與所述一個(gè)方向正交的截面中,所述第I單位形狀單元包含相當(dāng)于橢圓的一部分或圓的一部分的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)片,其特征在于, 在與所述主體部的片面的法線方向平行且與所述一個(gè)方向正交的截面中,所述第2單位形狀單元為三角形形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)片,其特征在于, 所述第I單位形狀單元具有相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)橢圓體的一部分的形狀或相當(dāng)于球的一部分的形狀。
5.一種面光源裝置,其特征在于,具備 光源;以及 接受來自所述光源的光的權(quán)利要求I所述的光學(xué)片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面光源裝置,其特征在于, 還具備在所述光學(xué)片的出光側(cè)配置的偏振光分離膜。
7.—種透射型顯示裝置,其特征在于,具備 透射型顯示部;以及 與所述透射型顯示部相向配置的權(quán)利要求5所述的面光源裝置。
全文摘要
提供具有優(yōu)良的聚光功能和優(yōu)良的耐擦傷性兩方面的光學(xué)片。光學(xué)片(40)具備片狀的主體部(45);在主體部的一個(gè)面(46)上設(shè)置的至少三個(gè)以上的第1單位形狀單元(50);以及在主體部的一個(gè)面上排列的多個(gè)第2單位形狀單元(55)。各第2單位形狀單元與主體部的片面上的一個(gè)方向平行地延伸。一個(gè)面起的第1單位形狀單元的高度(H1),高于一個(gè)面起的第2單位形狀單元的高度(H2)。在從一個(gè)面的法線方向(nd)觀察的情況下,在一個(gè)面上,第1單位形狀單元占據(jù)的區(qū)域的比例為10.0%以下。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102640019SQ20108004968
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者后石原聰, 富田晶子, 小島弘, 島田貴之, 松藤和夫, 浜島光宏, 牛山章伸, 田中和樹 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社