CN101315433B - 光学调整部件以及具备它的照明装置和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学调整部件以及具备它的照明装置和液晶显示装置。本发明的目的是提供一种能够解决色分离以及亮度不足并且可使照明装置以及液晶显示装置的薄型化以及低成本化的光学调整部件。通过提供以下光学调整部件来解决上述问题，该光学调整部件具备：具有透光性的基材、和设置在基材上的具有透光性的多个线状体，与线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部和面积比第一截面部更小并且由第四～第六边划分而成的大致三角形状的第二截面部，第一截面部的第一边与基材的表面平行地接触，第二截面部设在第一截面部的第二边上，并且，第二截面部的第四边与第一截面部的第二边平行地接触。

Description

光学调整部件以及具备它的照明装置和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及控制入射光线的行进方向的光学调整部件以及具备它的照明装置和液晶显示装置。

背景技术

原来，在液晶显示器等的背光单元等各种照明装置中，具备调整来自光源的光线的广度和亮度的机构。在多数照明装置中，在其光路中或光源座的出射口设置有用于控制光的指向性的薄板等光学调整部件。该光学调整部件具有透光性，具有使入射光聚向规定方向的功能，或者，使入射光扩散的功能。

作为具有使入射光聚向规定方向的功能，即控制光指向性的功能的光学调整部件的代表性例子，有棱镜片(例如，参照专利文献1：特表平10-506500号公报)。棱镜片一般是把几个在规定方向延伸并且与该延伸方向正交的截面为三角形状的光学构造体(以下也称为棱镜状构造体)或截面为半圆(半椭圆)状的光学构造体(以下也称为透镜状构造体)在薄板状基材上连续地并排的结构。然后，利用在基材上形成的这些光学构造体的棱镜效果或透镜效果控制光线的行进方向。

此外，在液晶显示装置的背光单元中，原来例如是用2枚在基材上设置多个上述棱镜状构造体的棱镜片，配置成各棱镜片的棱镜状构造体的延伸方向相互正交(例如，参照专利文献1)。图14所示的是这种液晶显示装置用的背光单元的一般的构成。此外，图15所示的是棱镜片的一般的构造。液晶显示装置用的背光单元501如图14所示主要由光源503、把从光源503出射的光510变成面光源的导光板504、在导光板504的下部(背对液晶显示面板52的一侧)配置的反射板505、在导光板504的上部(液晶显示面板52侧)配置的多个功能性光学片组506～508构成。功能性光学片组主要由下部扩散片506、棱镜片组507以及上部扩散片508等构成。

图14所示的背光单元是在导光板504的侧部配置有光源503的所谓的边缘光(侧光)方式的照明装置，从光源503放射的光510入射到导光板504的侧部，入射的光从导光板504的表面504a出射。此时，来自导光板504的出射光511的指向性在一定程度上会聚，其方向相对于导光板504的出射面504a的法线方向以规定的角度倾斜。并且，在该倾斜方向出射光511的亮度为最大。以下，在本说明书中，把在该光线的亮度为最大的方向行进的光线成分称为‘亮度峰值光线’。还有，在图14中，为了易于理解液晶显示装置500的构成而分离各光学部件来记载，实际上各光学部件是连在一起重叠的。

棱镜片组507包括2枚棱镜片507a以及507b，各棱镜片如图15所示具有在片状基材507c上在规定方向延伸并且与该延伸方向正交的截面为三角形状的棱镜状构造体507d平行地并列数个的构造。并且，配置成在背光单元501内各棱镜片507a、507b的棱镜状构造体507d的延伸方向相互正交。

如上所述，在现有的液晶显示装置用的背面照明装置(背光单元)中，为了会聚从导光板出射的光来有效地照射到液晶显示板上，而采用了如图15所示的具有多个棱镜状(三角柱状)的光学构造棱镜片(光学调整部件)。该现有的棱镜片尽管具有良好的聚光性能，但就一枚棱镜片而言会有从棱镜片出射的光的颜色分离之类的问题。其结果，若以使用了该棱镜片的照明装置来照明物体的话，则会有物体的影子的边缘部颜色渗出，或者在液晶显示装置的背光单元使用了该棱镜片的场合，在某个角度所见的场合与从正面所见的场合颜色看起来不同的问题。此外，以1枚棱镜片亮度也不充分。

用图17更具体地说明上述色分离的问题。图17是图15所示的棱镜片507a的棱镜状构造体507d的放大剖视图，是表示光512以规定的入射角度入射到棱镜片507a时的棱镜状构造体507d产生的光的折射的状态的图。还有，在图17中，为了易于理解上述色分离的问题，表示的是在导光板的出射面上直接配置现有的棱镜片的情况，即图16所示的结构的边缘光型背光单元中的光的折射的状态。还有，图17中的光线512表示入射到棱镜片507a的光线之中在该光线的亮度为最大的方向行进的光线成分，即亮度峰值光线。

入射到棱镜状构造体507d的亮度峰值光线512如图17所示，被棱镜状构造体507d在光行进方向侧的面507e折射，向棱镜片507a的厚度方向出射。此时，由于棱镜状构造体507d(棱镜片507a)的形成材料的折射率随光的波长而异，根据包含在亮度峰值光线512中的波长成分，棱镜状构造体507d的面507e中的折射量不同。其结果，如图17所示，棱镜状构造体507d的面507e中的折射光的折射方向随波长改变，在来自棱镜片507a的出射光513中以规定的图案产生色分离。还有，在图17中，为了简化说明，仅表示2个波长成分的分离。

此外，仅用1枚棱镜片时，除上述色分离的问题以外，还有亮度也不足的问题。现有的液晶显示装置等所使用的背光单元尤其是边缘光方式背光单元中，为了解决上述色分离以及亮度不足的问题，而通常如图14所示那样把2枚棱镜片重叠起来使用。

然而，如上所述，在图14所示的结构的照明装置以及液晶显示装置中，为了解决上述问题，需要多个光学片组(在图14的例子中是2枚棱镜片，2枚扩散片)，照明装置以及液晶显示装置的薄型化以及低成本化受到限制。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的方案，本发明的目的是提供以一个光学调整部件就可以解决上述的色分离以及亮度不足的问题并且可实现照明装置以及液晶显示装置的薄型化和低成本化的光学调整部件。

根据本发明的第一方式，提供一种光学调整部件，其特征在于，具备：具有透光性的基材、和在所述基材上设置的具有透光性的多个线状体，与所述线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部和面积比第一截面部更小并且由第四～第六边划分而成的大致三角形状的第二截面部，第一截面部的第一边与所述基材的表面平行地接触，第二截面部设在第一截面部的第二边上，并且，第二截面部的第四边与第一截面部的第二边平行地接触。

本发明者们对控制入射方向的行进方向的光学调整部件反复探讨，发现通过使用上述构造的光学调整部件，能够抑制来自光学调整部件的出射光的色分离。这是因为，通过使上述光学调整部件采取上述构造，在包含第二截面部的第五边的线状体的面折射的光的色分离图案与在包含第二截面部的第六边的线状体的面折射的光的色分离图案是相对于入射到光学调整部件的光的行进方向互逆的图案，在包含第二截面部的第五边的线状体的面折射的光与在包含第二截面部的第六边的线状体的面折射的光之间的色分离相互抵消(抑制色分离的原理将在后面详细叙述)。

再有，本发明的光学调整部件通过做成上述构造，由于能够把从导光板出射的具有某种程度指向性的会聚的光线的行进方向直接变更到光学调整部件的厚度方向，从而不必如原来那样在棱镜片组和导光板之间设置下部扩散片。即，本发明的光学调整部件不必如原来那样使用下部扩散片把从导光板出射的具有某种程度指向性的会聚光暂时变换成宽幅光。因此，能够提高从导光板出射的光的利用效率，能够改善亮度特性。即，本发明的光学调整部件用一个光学调整部件就能够解决上述出射光的色分离以及亮度不足的问题。

特别地，在把本发明的光学调整部件应用于边缘光方式的照明装置等时，由于能够通过一个光学调整部件抑制出射光的色分离，从而不必像原来那样为了抑制出射光的色分离而使用2枚棱镜片。此外，如上所述，在使用本发明的光学调整部件的场合，不必像原来那样在棱镜片群和导光板之间设置下部扩散片。因此，在把本发明的光学调整部件应用于边缘光方式的照明装置等时，能够减少光学部件的数目，能够实现装置的薄型化以及低成本化。

本发明的光学调整部件较好是在第一截面部的第二边上设置多个第二截面部。

本发明的光学调整部件较好是所述多个第二截面部全部具有相同的形状以及尺寸。本发明的光学调整部件较好是所述多个第二截面部的形状互为相似形。此外，本发明的光学调整部件较好是与所述多个第二截面部的第四边相对的顶角是相同的角度。

本发明的光学调整部件较好是第二截面部的第五以及第六边之中接近与第一截面部的第一边相对的顶角的边比另一条边更短。采用这样的构成时，例如，如图1以及图2所示，能够使划分形成与第二截面部12a的第四边12b相对的顶角(例如，图1中的角部12e)的2个面之中使亮度峰值光线52折射到光学调整部件1的厚度方向的线状体13的聚光面12f(包含远离第一截面部11a的顶角11e的边12c的面)更宽。因此，在此场合，由于入射到线状体的聚光面的光增多(由于被聚光的光线增多)，从而能够进一步提高入射光的利用效率，进一步改善亮度特性。

本发明的光学调整部件较好是，第二截面部的第五边以及第六边相对于第四边倾斜，使得在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度为最大的方向上行进的亮度峰值光线被所述光学调整部件折射时，被包含第二截面部的第五边的所述线状体的面折射后的亮度峰值光线的行进方向、和被包含第二截面部的第六边的所述线状体的面折射后的该亮度峰值光线的行进方向相对于折射前的亮度峰值光线的行进方向互逆。

本发明的光学调整部件较好是第一截面部的第三边相对于第一边的倾斜方向与在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度最大的方向大致平行。更好是第一截面部的第三边和第一边之间的角度(例如，图2中的β1)与入射到光学调整部件的亮度峰值光线(例如，图2中的光线52)相对于基材表面的角度(例如，图2中的90度-θ)相同或更大。若采用这样的结构，则由于包含第一截面部的第三边的线状体的面(例如，图1中的面13c)中的入射光的反射以及折射非常小，从而能够进一步提高入射光的利用效率。

本发明的光学调整部件较好是所述多个线状体在与其延伸方向正交的方向周期性地配置。

本发明的光学调整部件较好是，在所述线状体的折射率为n₁，包围所述基材以及所述线状体的空气的折射率n₀为1.0，所述空气和所述基材的界面的法线方向与所述空气中的所述光线的方向所成的角度为I₁，所述法线方向和所述线状体的内部的所述光线的方向所成的角度为I₂，第一边与第二边、第四边与第五边，以及第四边与第六边所成的角度分别为α₁、α₂以及β₂时，满足

n₀sinI₁＝n₁sinI₂

0≤sin(α₁+α₂-I₂)≤1/n₁

I₂≤α₁+α₂≤I₂+90

-I₂≤β₂-α₁≤90-I₂。

在此场合，由于线状体的第一边与第二边所成的角度α₁、第四边与第五边所成的角度α₂、以及第四边与第六边所成的角度β₂，在所述空气和所述基材的界面的法线方向与所述空气中的所述光线的方向所成的角度为I₁，所述法线方向和所述线状体的内部的所述光线的方向所成的角度为I₂时，满足以下条件：

n₀sinI₁＝n₁sinI₂

0≤sin(α₁+α₂-I₂)≤1/n₁

I₂≤α₁+α₂≤I₂+90

-I₂≤β₂-α₁≤90-I₂。

所以，能够使入射到基板以及线状体的光线在聚光面全反射而无损失地取出到外部。

本发明的光学调整部件较好是，在所述线状体的折射率为n₁，所述光线的在包围所述基材以及所述线状体的空气和所述线状体的界面的全反射的临界角为I_2max，满足sinI_2max＝1/n₁，在第一边和第二边、以及第四边和第五边所成的角度分别为α₁以及α₂时，满足

α₁+α₂≤2·I_2max。

在此场合，光线在所述空气和所述线状体的界面的全反射的临界角为I_2max，第一边与第二边、以及第四边与第五边所成的角度分别为α₁以及α₂时，在角度之和(α₁+α₂)在2·I_2max以下的场合，与入射的光线的入射角度无关地，入射光线能够在光学调整部件的聚光面不全反射，而朝向光学调整部件的外部出射。

在本发明的光学调整部件中，较好是所述基材的折射率与所述线状体的折射率n₁相同。在该场合，由于基材与线状体的折射率相同，从而在基材与线状体的接合面(界面)光是直线前进的。因此，能够使基材与线状体的接合面的形状为任意的，能够增加设计的自由度。此外，可以用同一材质一体地形成基材和线状体。

在本发明的光学调整部件中，也可以是所述基材具有与所述线状体的折射率不同的折射率，形成平行平板状亦可。在该场合，由于基材形成平行平板状，从而即使在基材具有与线状体的折射率不同的折射率的场合，在基材与线状体的界面的光的折射角也与在基材与线状体具有相同的折射率的场合的在基材与空气的界面的光的折射角相同，能够不加改变地应用本发明。

再有，本发明的光学调整部件，较好是所述各三角形状体的数目在2个以上9个以下。这样，能够充分地抑制色分离，同时，能够改善亮度特性，以1个光学调整部件就能够解决上述出射光的色分离以及亮度不足的问题。还有，所谓多个三角形状体在第一截面部的第二边上无间隙地配置是指多个三角形状体以相互接触的状态配置，多个三角形状体覆盖第二边整体。

根据本发明的第二实施方式，提供一种光学调整部件，其特征在于，具备：具有透光性的基材、和在所述基材上设置的具有透光性的多个线状体，与所述线状体的延伸方向正交的截面大致为三角形，划分形成该截面的3个边之中，一条边与所述基材的表面平行地接触并且另两条边之中的一条为阶梯状。

根据本发明的第三方式，提供一种照明装置，其具备：光源；按照本发明的第一或第二方式的光学调整部件；以及，用于将从上述光源出射的光导向上述光学调整部件的导光板。

根据本发明的第四方式，提供一种液晶显示装置，其具备：光源；按照本发明的第一或第二方式的光学调整部件；用于将从上述光源出射的光导向上述光学调整部件的导光板；以及，配置在上述光学调整部件的与上述导光板侧相反一侧的液晶显示元件。

在本发明的照明装置以及液晶显示装置中，由于具备本发明的光学调整部件，所以如上所述，能够减少构成的光学部件的数目，能够实现装置的薄型化以及低成本化。再有，在本发明的照明装置以及液晶显示装置中，由于具备本发明的光学调整部件，从而能够抑制色分离，同时能够提高从导光板出射的光的利用效率，能够改善亮度特性。

在本发明的照明装置以及液晶显示装置中，较好是所述光学调整部件与导光板接触来配置。

在本发明的照明装置以及液晶显示装置中，较好是还具备配置在所述导光板的与所述光学调整部件侧相反一侧的反射部件。

本发明的效果如下。

本发明的光学调整部件通过在基材上设置多个与延伸方向正交的截面为大致三角形且该截面的一条边为阶梯状的线状体，从而利用一个光学调整部件就能够抑制出射光的色分离。此外，本发明的光学调整部件由于能够把从导光板出射的具有某种程度指向性的会聚的光的行进方向直接改变到光学调整部件的厚度方向上，从而能够提高从导光板出射的光的利用效率，改善亮度特性。即，采用本发明的光学调整部件的话，用一个光学调整部件就能够抑制出射光的色分离，并且能够改善亮度特性。再有，能够有效地把入射到光学调整部件的光线引出到光学调整部件的外部。

根据本发明的照明装置以及液晶显示装置，由于具备本发明的光学调整部件，能够解决光的色分离和亮度不足的问题，同时还可实现照明装置以及液晶显示装置的薄型化以及低成本化。

附图说明

图1是实施例1的光学调整片的概略结构图。

图2是实施例1的线状光学构造体的放大剖视图。

图3是实施例1的液晶显示装置的概略结构图。

图4是实施例2的线状光学构造体的放大剖视图。

图5是第二实施方式中的线状光学构造体的放大剖视图。

图6是第二实施方式中的线状光学构造体的放大剖视图。

图7是表示第二实施方式中透过线状光学构造体的光线的光路。

图8(a)是基材与线状构成体的折射率相同时的线状光学构成体的概略结构图；(b)是基材与线状构成体的折射率不同时的线状光学构成体的概略结构图。

图9是第三实施方式的线状光学构造的概略结构图。

图10(a)以及(b)是第三实施方式的实施例3的线状光学构造的放大剖视图。

图11(a)以及(b)是第三实施方式的实施例4的线状光学构造的放大剖视图。

图12(a)以及(b)是第三实施方式的实施例5的线状光学构造的放大剖视图。

图13(a)以及(b)是第三实施方式的实施例7的线状光学构造体的放大剖视图。

图14是比较例1的液晶显示装置的概略结构图。

图15是比较例1的棱镜片的概略结构图。

图16是比较例2的液晶显示装置的概略结构图。

图17是表示出射光的色分离的状态的图。

图中：

1-光学调整片，2-光源，3-导光板，4-反射片，5-扩散片，6-照明装置，7-液晶显示面板，10-基材，11-第一线状棱镜部，11a-第一截剖部，12-第二线状棱镜部，12a-第二剖面部，12f-聚光面，12r-补偿面，13-线状光学构造体，13b-阶梯面，13c-平坦面，52-亮度峰值光线，53、54-折射光，100-液晶显示装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的光学调整部件、照明装置以及液晶显示装置的实施例进行说明，但本发明并不限定于此。

(第一实施方式)

(实施例1)

[光学调整片的构成]

图1表示实施例1的光学调整片(光学调整部件)的概略结构图。本例的光学调整片1如图1所示，由片状的透光性(透明)基材10、和在基材10上形成的多个线状光学构造体13(线状体)构成。

在本例中，作为基材10使用的是厚50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片。还有，在考虑到光学调整片的加工容易性、处理等时，基材10的厚度较好是在10～500μm的范围。此外，作为基材10的形成材料，除PET以外，还可以使用聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚碳酸酯(PC)、聚烯烃、聚丙烯、醋酸纤维素、玻璃等无机透明物质等、任意的透光性材料。作为基材10的形状，典型地是本例中这种片状，但也可以使用更厚的板状或任意形状的基材。再有，基材10的表面并不限于平坦的，也可以是立体面。

线状光学构造体13如图1所示，与其延伸方向正交的截面大致为三角形，沿其延伸方向的一个面13a(以下称为底面)与基材10的表面平行地接触。即，线状光学构造体13以该底面13a面对基材10的表面的方式设置在基材10上。

此外，在本例中，如图1所示，多个线状光学构造体13的形状以及尺寸全部相同，把多个线状光学构造体13周期性地配置在与其延伸方向正交的方向上，并配置成相邻的线状光学构造体13的底角部相互接触。还有，多个线状光学构造体13的配置间隔(间距)较好为7～100μm左右。多个线状光学构造体13的配置间隔小于7μm的话，对于用于形成线状光学构造体13而使用的模具来说需要精度高的模具加工，成本变高。此外，多个线状光学构造体13的配置间隔大于100μm的话，尤其是在使用片状基材的场合，会产生以下问题。多个线状光学构造体13的配置间隔大于100μm的话，线状光学构造体13的尺寸也相对地变大，形成线状光学构造体13的树脂的体积增大。结果，使树脂硬化来形成线状光学构造体13时的树脂的硬化收缩量也增大。此时，树脂相对于模具的所谓的‘咬合’变强，树脂难以从模具剥离。特别地，在使用滚筒状的模具在片状基材上形成线状光学构造体13时，会产生剥离时线状光学构造体13被破坏，线状光学构造体13残留在模具表面之类的问题。此外，若多个线状光学构造体13的配置间隔大于100μm，则由于线状光学构造体13的高度也增大，而成为厚的光学调整部件。

在本例中，用芳香族系丙烯酸酯的紫外线硬化型树脂(折射率1.60)形成线状光学构造体13。还有，作为形成线状光学构造体13的材料，可以利用折射率为1.3～1.9的任意的树脂材料。此外，如本例这样，用与基材10的形成材料不同的材料形成线状光学构造体13时，作为其形成材料，也可以用丙烯酸树脂或氨基甲酸乙酯树脂、苯乙烯树脂、环氧树脂、硅系树脂等透明塑料树脂。还有，也可以用与基材10相同的材料形成线状光学构造体13。

此外，如图1所示，线状光学构造体13包括：在基材10上形成且在与线状光学构造体13的延伸方向相同的方向上延伸的第一线状棱镜部11、和在划分成第一线状棱镜部11的顶角的一个面上形成且在与线状光学构造体13的延伸方向相同的方向上延伸的第二线状棱镜部12。还有，在本例中，如下所述，第一线状棱镜部11和第二线状棱镜部12一体形成。即，在本例中，形成有多个第二线状棱镜部12的线状光学构造体13的面13b呈阶梯状(以下也称为阶梯面)。还有，在本例中，如图1所示，在划分成第一线状棱镜部11的顶角的一个面上形成3个第二线状棱镜部12，但本发明并不限定于此。第二线状棱镜部12的数目或形状可根据用途、必要的光学特性等适当地改变。此外，也可以根据用途、必要的光学特性等在划分成第一线状棱镜部11的顶角的两个面的双方设置第二线状棱镜部12。

图2所示的是线状光学构造体13的放大剖视图。还有，图2中所示的入射光线52表示在入射到(在光学调整片1内行进)光学调整片1的光线的亮度特性中亮度为最大的方向上行进的光线，即亮度峰值光线。线状光学构造体13的与其延伸方向正交的截面如图2所示，由第一线状棱镜部11的第一截面部11a和第二线状棱镜部12的第二截面部12a构成。

如图2所示，第一截面部11a由与基材10的表面平行地接触的底边11b(第一边)和从底边11b的两端分别以规定的角度(图2中的α1以及β1)延伸的2条倾斜边11c(第二边)以及11d(第三边)划分而成。在本例中，如图2所示，划分成与第一截面部11a的底边11b相对的顶角11e的两条倾斜边11c以及11d之中，与第二截面部12a接触的倾斜边11c(第二边)的长度比另一条倾斜边11d(第三边)更长。因此，第一截面部11a的底边11b与倾斜边11c之间的角度(第一底角)的角度α1比底边11b与倾斜边11d之间的角(第二底角)的角度β1更小。即，在本例中，第一截面部11a的形状做成非对称三角形(不是等腰三角形)。

此外，在本例中，如图2所示，使第一截面部11a的倾斜边11d相对于基材10表面的法线方向的倾斜角与亮度峰值光线52的行进方向相对于基材10表面的法线方向的倾斜角(图2中的θ)大致相同。即，使包含(对应)图2中的倾斜边11d的线状光学构造体13的面(图1中的面13c，以下也把该面称为平坦面)的倾斜方向大致平行于亮度峰值光线52的行进方向。还有，在本例中，如下所述，使线状光学构造体13的平坦面13c相对于基材表面的倾斜角度(图2中的β1)比线状光学构造体13内的亮度峰值光线52相对于基材表面的倾斜角度(90度-θ)稍大。

本例的第一截面部11a的具体的尺寸为，使第一截面部11a的底边11b的长度为35μm，第一截面部11a的第一底角的角度α1为39.14度，第二底角的角度β1为57.71度。

如图2所示，第二截面部12a由与第一截面部11a的倾斜边11c(第二边)平行地接触的底边12b(第四边)和从底边12b的两端分别以规定的角度(图2中的α2以及β2)延伸的2条倾斜边12c以及12d划分而成。在本例中，如图2所示，使第二截面部12a的两条倾斜边12c以及12d之中，位于靠近与第一截面部11a的底边11b相对的顶角11e一侧的倾斜边12d的长度比另一条倾斜边12c更短。因此，第二截面部12a的底边12b与倾斜边12c之间的角(第一底角)的角度α2比底边12b与倾斜边12d之间的角(第二底角)的角度β2更小。即，在本例中，第二截面部12a的形状做成非对称三角形(不是等腰三角形)。

还有，包含第二截面部12a的倾斜边12c(第五边或第六边)的第二线状棱镜部12的面12f，如下所述，主要是使入射光线的行进方向向光学调整片1的厚度方向折射的面，即具有使入射光线会聚的作用的面。因此，以下，把包含该第二截面部12a的倾斜边12c的面12f称为聚光面。另一方面，包含第二截面部12a的另一条倾斜边12d(第五边或第六边)的第二线状棱镜部12的面12r，如下所述，由于主要起抑制来自光学调整片1的出射光的色分离的作用，从而以下称为补偿面。

如本例的光学调整片1那样，通过使位于远离第一截面部11a的顶角11e的一侧的第二截面部12a的倾斜边12c的长度比另一条倾斜边12d更长，能够使第二线状棱镜部12(线状光学构造体13)的聚光面12f更宽，能够增加入射光线的利用效率。

此外，在本例中，如图2所示，设定第二截面部12a的第一以及第二底角的角度α2以及β2使得入射到光学调整片1的亮度峰值光线52被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射时的光线53的折射方向和被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射时的光线54的折射方向相对于折射前的亮度峰值光线52的行进方向互逆。此外，在本例中，设定第二截面部12a的第一以及第二底角的角度α2以及β2使得被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射时的光线53的规定波长成分(例如，图2中的波长A成分53A)的折射方向与折射前的亮度峰值光线52的行进方向之间的角度(图2中的γ)与被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射时的光线54的规定波长成分(例如，图2中的波长A成分54A)的折射方向与折射前的亮度峰值光线52的行进方向之间的角度大致相同。通过采用这样的构成，能够进一步抑制来自光学调整片1的出射光的色分离。

还有，只要是在来自光学调整片1的出射光的色分离能够充分地抑制的程度的范围内，被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射时的光线53的规定波长成分的折射方向与折射前的亮度峰值光线52的行进方向之间的角度，与被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射时的光线54的规定波长成分的折射方向与折射前的亮度峰值光线52的行进方向之间的角度不同亦可。

本例的第二截面部12a的具体尺寸为，使第二截面部12a的底边12b的长度为10.44μm，第二截面部12a的第一底角的角度α2为30度，第二截面部12a的第二底角的角度β2为70度。

还有，在本例中，使3个第二线状棱镜部12的形状以及尺寸全部相同，把3个第二线状棱镜部12周期性地配置在与其延伸方向正交的方向上，并配置成相邻的第二线状棱镜部12的底角部相互接触。即，在本例中，做成构成线状光学构造体13的阶梯面13b的多个第二线状棱镜部12的聚光面12f以及补偿面12r分别相互平行且等间隔地配置的构造。

[光学调整片的制造方法]

本例的光学调整片1的制造方法如下。准备好用切削加工在表面上形成有由与图1所示的多个线状光学构造体13组成的光学构造体的形状对应的凹凸图案的滚筒状模具。然后，在准备好的基材10和模具表面之间填充紫外线硬化树脂，照射波长340～420nm的紫外线使填充的紫外线硬化树脂硬化。接着，从模具剥离基材10。在本例中，这样在基材10上得到形成有由紫外线硬化树脂构成的多个线状光学构造体13的光学调整片1。

还有，本发明的光学调整片的制造方法并不限定于上述方法，可以用已知的任意方法。例如，用热可塑性树脂制作基材，在基材上加热按压用切削加工在表面上形成有由与多个线状光学构造体组成的光学构造体的形状对应的凹凸图案的模具，通过转印模具的凹凸图案的热转印法等在该基材主体上直接形成光学构造体也可以。此外，用众所周知的挤压模塑法或挤压成型法、或在模具中注入溶融树脂的注射成型法等在基材上形成由多个线状光学构造体组成的光学构造体也可以。在此场合，用相同的材料形成基材和线状光学构造体。

[液晶显示装置以及照明装置]

图3所示的是使用了本例的光学调整片1的液晶显示装置的大致结构。还有，图3中，为了易于理解液晶显示装置的结构，而分离各光学部件来记载，在实际的装置内是以各光学部件接触的状态重叠起来。本例的液晶显示装置100如图3所示，由液晶显示面板7(液晶显示元件)、背光单元6(照明装置)构成。

对液晶显示面板7使用在原来的液晶显示装置中所用的液晶显示面板。具体地说，在此没有图示出，但是使液晶显示面板7的构造采用依次层积偏光板、玻璃基板、形成像素电极的透明导电膜、取向膜、液晶膜、取向膜、形成对抗电极的透明导电膜、滤色片、玻璃基板、以及偏光板的构造。

背光单元6如图3所示，主要包括：光源(LED：发光二极管)2；使从侧部入射的光50从上表面3a(出射面)出射的导光板3；配置在导光板3的下部(与液晶显示面板7相反的一侧)的反射片4(反射部件)；配置在导光板3的上部(液晶显示面板7侧)的本例的光学调整片1；以及配置在光学调整片1的上部的扩散片5。

从光源2发出可见光区域的白光。本例的背光单元6是边缘光方式的照明装置，光源2设在导光板3的侧部。从光源2出射的光线从导光板3的侧部入射，在其内部向光50的方向前进并从出射面3a出射。该出射光51典型的是在从导光板表面的法线方向向光线的导光板内行进方向(光50的方向)倾斜的方向上成为具有亮度峰值的具有某种程度指向性的会聚的光线。因此，本发明的光学调整部件尤其适合于边缘光方式的背光等照明装置。还有，此时，需要把本发明的光学调整部件安装在线状光学构造体13的阶梯面13b为该倾斜的入射光线52的主要的受光面的朝向，即图3所示的朝向。

光学调整片1以外的光学部件使用的是与原来的背光单元的光学部件相同的部件。具体地说，导光板3用聚碳酸酯形成。还有，在本例中，使用具有从导光板3的出射面3a出射的光51的亮度为最大的方向(亮度峰值光线的方向)与相对于出射面3a的法线方向的方向之间的角度为70度的出射特性的导光板3。因此，来自导光板3的出射光51若入射到光学调整片1，则光51被光学调整片1的基材10的下表面折射，光51的亮度峰值光线的行进方向相对于基材10表面的法线方向(光学调整片1的厚度方向)的倾斜角θ约为36度。即，入射到光学调整片1的亮度峰值光线52的行进方向的倾斜角θ调整成比光学调整片1的线状光学构造体13的平坦面13c的倾斜方向与基材10表面的法线方向之间的角度(90度-α1＝32.29度)稍大。

对反射片4使用在PET薄膜的表面蒸镀有银的片材。此外，对扩散片5使用玻珠涂层了PET薄膜的片，使其厚度为70μm，雾度为30％。

[抑制色分离的原理]

其次，参照图1～3对本例的光学调整片1中从光学调整片1出射的光的色分离被抑制的原理进行说明。

来自导光板3的出射光51入射到本例的光学调整片1时，该入射光线主要被线状光学构造体13的阶梯面13b，即第二线状棱镜部12折射。还有，线状光学构造体13的平坦面13c的倾斜方向如上所述由于与入射到光学调整片1的光线的亮度峰值光线52的行进方向大致平行，从而在该平坦面13c的入射光线的折射的影响比较小。

入射到线状光学构造体13的阶梯面13b的亮度峰值光线52被划分形成阶梯面13b的各凸面(各阶梯部表面)的2个面、即第二线状棱镜部12的聚光面12f以及补偿面12r折射。此时，亮度峰值光线52如图2所示被第二线状棱镜部12的聚光面12f向光学调整片1的厚度方向(基材10表面的法线方向)折射(图2中的光线53)，在补偿面12r则向光学调整片1的面内方向(基材10的面内方向)折射(图2中的光线54)。即，被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射的光线53的行进方向和被补偿面12r折射的光线54的行进方向相对于折射前的亮度峰值光线52的行进方向互逆。

此外，在亮度峰值光线52入射到线状光学构造体13的阶梯面13b并被折射时，由于线状光学构造体13的形成材料的折射率随入射的光线的波长而不同，所以折射角因亮度峰值光线52中所含的各波长成分而不同，如图2所示，折射光53以及54的色分离就产生了。还有，在图2中，为了简化说明，表示2个波长成分(波长A以及B、波长A＞波长B)的分离。图2中的光线53A以及54A表示波长A成分的折射光，光线53B以及54B表示波长B成分的折射光，并且，图2所示的是波长B成分的折射比波长A成分的折射更大(折射角大)的情况。

在亮度峰值光线52被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射时，如图2所示，由于折射光53的波长B成分53B比波长A成分53A折射更大，从而波长B成分53B的行进(折射)方向比波长A成分53A更朝向图2中的箭头A1的方向。另一方面，在亮度峰值光线52被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射时，由于折射光54的波长B成分54B比波长A成分54A更大地被折射，所以波长B成分54B的行进方向比波长A成分53A更朝向图2中的箭头A2的方向。即，被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射的光线53的颜色(波长)的分离图案和被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射的光线54的颜色(波长)的分离图案，如图2所示，相对于亮度峰值光线52的行进方向成为互逆的图案。因此，被第二线状棱镜部12的聚光面12f折射的光线53的色分离由被第二线状棱镜部12的补偿面12r折射的光线54的色分离抵消，从光学调整片1出射且会聚在液晶显示面上的光的色分离被抑制。

如上所述，本例的光学调整片1由于能够用1枚光学片抑制出射光的色分离，从而不需要像原来那样为了抑制出射光的色分离而使用2枚棱镜片。此外，如上所述，本例的光学调整片1由于把来自具有某种程度的指向性的会聚光的导光板的出射光(倾斜光)的行进方向直接改变到光学调整片1的厚度方向，从而不需要像原来那样在棱镜片组和导光板之间设置下部扩散片。因此，由于不需要像原来那样使用下部扩散片把从导光板出射的具有一定指向性的会聚光暂时变换到宽幅光，从而能够提高从导光板出射的光的利用效率，并改善亮度特性。

此外，具备本例的光学调整片1的边缘光方式的液晶显示装置100以及背光单元6如图3所示，为了抑制出射光的色分离，不需要使用2枚棱镜片，并且，不需要使用下部扩散片。因此，本例的边缘光方式的液晶显示装置100以及背光单元6与原来相比能够减少光学部件的数目，能够实现装置的薄型化以及低成本化。

[光学特性评价]

对图3所示的例子的液晶显示装置100以及背光单元6的光学特性进行了评价。具体地说，使用亮度计进行了正面亮度的测定。此外，用目视进行了颜色的感官功能评价。具体地说，主要从正面方向目视观察来自背光单元的出射光的颜色，调查出射光的颜色的均匀性。

在此，为了比较，对图14所示的原来的液晶显示装置500(比较例1)也进行上述评价。还有，图14所示的比较例1的液晶显示装置500做成与形成于棱镜507a以及507b上的棱镜状构造体的延伸方向正交的截面的形状为底边的宽度30μm、高度15μm、顶角90度的等腰三角形。各棱镜片507a的基材507c用PET薄膜形成，棱镜状构造体507d用紫外线硬化型丙烯系树脂形成。此外，对下部扩散片506使用玻珠涂层了PET薄膜的片材，其厚度为70μm，雾度为85％。棱镜组507以及下部扩散片506以外的构成光学部件使用与实施例1的液晶显示装置100中所用的部件相同的部件。

再有，在此，为了比较，对图16所示的构成的液晶显示装置600(比较例2)也进行了上述评价。还有，图16所示的比较例2的液晶显示装置600是用一枚图15所示的原来的棱镜片507a来代替图3所示的实施例1的液晶显示装置100内的光学调整片1的装置。除了对光学调整部件使用原来的棱镜片507a以外，采用与实施例1的液晶显示装置100同样的构成。

下述表1表示上述评价结果。在表1中还记载了配置在导光板和液晶面板之间的光学片的枚数。还有，正面亮度是以比较例1的正面亮度为基准(100％)。此外，表1的颜色的均匀性的评价◎以及×的基准如下。此外，在下述表1中，还一并记载了后述的实施例2的评价结果。

◎：来自背光单元6的出射光55的颜色与来自光源的出射光50相同为白色，是通过目视不能判别两者的不同的程度。

×：来自背光单元6的出射光55带有红色、黄色等颜色，是可以目视确认的程度。

表1

	正面亮度	颜色均匀性	光学片的枚数
				实施例1	107％	◎	2
实施例2	112％	◎	2
				比较例1	100％	◎	4
比较例2	73％	×	2

从表1可知，实施例1的液晶显示装置与比较例1(图14)的液晶显示装置相比，能够提高正面亮度且能够减少光学片的数目。即，实施例1的液晶显示装置能够实现装置的薄型化、低成本化，同时能够改善光学特性。此外，实施例1的液晶显示装置从表1可知，与比较例2(图16)的液晶显示装置相比，正面亮度以及颜色均匀性都能够得到改善。

上述实施例1的光学调整片对构成线状光学构造体的多个第二棱镜构造体的形状以及尺寸全部相同的场合进行了说明，但本发明并不限定于此。多个第二棱镜构造体的形状互为相似形亦可。该场合，由于多个第二棱镜构造体的聚光面以及补偿面分别相互平行，所以也得到与实施例1同样的效果。

上述实施例1的光学调整片为了进一步改善来自光学调整片的出射光的亮度的不均等，进一步提高显示品质，而在光学调整片的上部还配置了扩散片，但本发明并不限定于此。例如，在来自光学调整片的出射光的品质足够好的场合(亮度的不均等被极力抑制的场合)、或不需要高品质的显示性能的用途中应用本发明的场合，不使用扩散片也可以。

上述实施例1中使用的液晶显示装置以及照明装置就对在与导光板的光学调整片一侧相反的一侧配置了反射片的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，在与导光板的光学调整片一侧相反的一侧的表面具有得到足够的反射作用的构造(凹凸构造等)的场合，不使用反射片也可以。

(实施例2)

本发明的光学调整片通过调整构成线状光学构造体的阶梯面的第二线状棱镜部的数目、阶梯面中的聚光面与补偿面的位置和面积比，或者根据需要调整聚光面或补偿面的倾斜角度等，能够调整来自光学调整片的出射光的亮度或色散等光学特性的平衡。实施例2的光学调整片以入射到聚光面的光线相对于补偿面相对多的方式在第二线状棱镜部的数目、形状以及尺寸上相对于实施例1改变。除此以外，采用与实施例1同样的构成以及形成材料。

图4所示的是实施例2的光学调整片的线状光学构造体的放大剖视图。本例的线状光学构造体24如图4所示在与其延伸方向正交的截面为大致三角形，沿其延伸方向的一个面(包含底边21b的面。以下也称为底面)与基材20的表面平行地接触。即，线状光学构造体24以其底面与基材20的表面相对的方式设在基材20上。还有，图4中所示的入射光线52表示在入射到本例的光学调整片上的光线的在亮度特性中亮度为最大的方向上行进的光线，即亮度峰值光线。

线状光学构造体24的与其延伸方向正交的截面，如图4所示，由第一截面部21a、在第一截面部21a的一条边上设置的形状不同的2个第二截面部22a以及23a构成。即，在本例中，在线状光学构造体24的第一线状棱镜部(与第一截面部21a对应的线状光学构造体)的一个面上设有形状不同的2个第二线状棱镜部(与第二截面部22a以及23a对应的线状构造体)。如图4所示，2个第二截面部22a以及23a设置成相互的底角部相接。

如图4所示，第一截面部21a由与基材20的表面平行地接触的底边21b(第一边)、从底边21b的两端分别以规定的角度(图4中的α1以及β1)延伸的2条倾斜边21c(第二边)以及21d(第三边)划分而成。本例的光学调整片中，第一截面部21a的形状(第一线状棱镜部的形状)与实施例1相同。即，第一截面部21a的第一以及第二底角的角度α1以及β1分别为39.14度以及57.71度，第一截面部21a的底边21b的长度为35μm。

还有，在本例中，如图4所示，使第一截面部21a的倾斜边21d相对于基材20表面的法线方向的倾斜角和入射到光学调整片上的亮度峰值光线52的行进方向的倾斜角(图4中的θ)的关系也与实施例1相同。即，使包含图4中的倾斜边21d的线状光学构造体24的面(平坦面)的倾斜方向与亮度峰值光线52的行进方向大致平行。更具体地说，使线状光学构造体24的平坦面相对于基材20表面的倾斜角度(图4中的β1)与实施例1相同地比线状光学构造体24内的亮度峰值光线52相对于基材20表面的倾斜角度(90度-θ)稍大。

位于第一截面部21a的第一底角侧(图4中的α1侧)的第二截面部22a如图4所示是由与第一截面部21a的倾斜边21c(第二边)平行接触的底边22b(第四边)、从底边22b的两端分别以规定的角度(图4中的α2以及β2)延伸的2条倾斜边22c以及22d划分而成。还有，在本例中，第二截面部22a的形状做成与实施例1的第二截面部12a的相似形，使第二截面部22a的第一底角的角度α2以及第二底角的角度β2分别为30度以及70度。并且，在本例的光学调整片中，使第二截面部22a的底边22b约为14.92μm，比实施例1的第二截面部12a的底边12b(约10.44μm)更长。即，在本例的光学调整片中，使位于第一截面部21a的第一底角侧(图4中的α1侧)的第二截面部22a的面积比实施例1的第二截面部12a的面积更大。

还有，包含第二截面部22a的倾斜边22c(第五边或第六边)的线状光学构造体24(第二线状棱镜部)的面主要是使入射光线的行进方向向光学调整片的厚度方向折射的面，即，具有使入射光线聚光的作用的面(聚光面)。另一方面，包含第二截面部22a的另一方的倾斜边22d(第五边或第六边)的线状光学构造体24的面主要是具有抑制来自光学调整片的出射光的色分离的作用的面(补偿面)。即，在本例中，使位于第一线状棱镜部最底角侧(图4中的α1侧)的第二线状棱镜部的聚光面的面积比实施例1的更大。

这样，通过使位于第一线状棱镜部最底角侧(图4中的α1侧)的第二线状棱镜部的聚光面变得更宽，能够提高入射光的利用效率，增大亮度。其理由如下。通过形成有第二线状棱镜部的第一线状棱镜部的面(图4中包含第二边21c的面，以下也称为第二线状棱镜部形成面)的光线，即入射到光学调整片的阶梯面的光线包含亮度峰值光线52以外的光线成分，通过第一线状棱镜部的第二线状棱镜部形成面的光线的强度(照度)因第二线状棱镜部形成面的通过位置而异。具体地说，通过第一线状棱镜部的第二线状棱镜部形成面的光线的强度越接近第一线状棱镜部的底角侧(图4中的第一底角α1侧)就越大。即，入射到位于第一线状棱镜部的底角侧的第二线状棱镜部的光线，其强度强(照度高)。因此，如本例这样，通过位于第一线状棱镜部最底角侧的第二线状棱镜部的聚光面更宽，由于能够集聚更高强度的强光线，从而能够提高入射光线的利用效率，增大出射光的亮度。

另一方面，位于第一截面部21a的顶角21e侧的第二截面部23a如图4所示，大致为三角形状，由与第一截面部21a的倾斜边21c(第二边)平行接触的底边23b(第四边)、和从底边23b的两端分别以规定的角度(图4中的α2以及β3)延伸的2条倾斜边23c以及23d划分而成。此外，在本例中，如图4所示，以2条边23f以及23g构成位于第一截面部21a的顶角21e侧的倾斜边23d(第五边或第六边)，做成使倾斜边23d朝向第二截面部23a的外侧弯曲成凸状的形状。

构成倾斜边23d的2条边23f以及23g之中，位于第一截面部21a的倾斜边21d侧的边23f如图4所示从第一截面部21a的顶角21e与第一截面部21a的倾斜边21d平行地延伸。因此，第二截面部23a的底边23b与倾斜边23d之间的角(第二底角)的角度β3为α1+β1。此外，构成倾斜边23d的另一条边23g与位于第一截面部21a的第一底角侧的第二截面部22a的倾斜边22d平行。即，在本例中，构成第二截面部23a的倾斜边23c及边23f及23g分别与第二截面部22a的倾斜边22c及第一截面部21a的倾斜边21d以及第二截面部22a的倾斜边22d平行。使第二截面部23a的第一底角的角度α2为30度，使第二截面部23a的第二底角的角度β3为96.85度。

还有，在位于第一截面部21a的顶角21e侧的第二截面部23a中，包含其倾斜边23c(第五边或第六边)的线状光学构造体24(第二线状棱镜部)的面主要是使入射光线的行进方向向光学调整片的厚度方向折射的面，即，具有使入射光线聚光的作用的面(聚光面)。另一方面，由于划分形成第二截面部23a另一条倾斜边23d的边23f以及23g之中位于第一截面部21a的倾斜边21d侧的边23f与第一截面部21a的倾斜边21d平行，从而包含边23f的线状光学构造体24的面的倾斜方向与亮度峰值光线52大致平行。因此，在包含边23f的线状光学构造体24的面，入射光的折射以及反射的影响小。此外，包含划分形成倾斜边23d的另一条边23g的线状光学构造体24的面主要成为发挥抑制来自光学调整片的出射光的色分离的作用的面(补偿面)。因此，在本例中，第二截面部23a的形状做成使与第二截面部23a对应的第二线状棱镜部的聚光面的面积尽可能大，并且，使补偿面尽可能小的形状。

对于上述构造的本例的光学调整片，与实施例1同样，评价了其光学特性。具体地说，在图3所示的液晶显示装置100以及背光单元6上安装本例的光学调整片(代替图3中的实施例1的光学调整片1而安装本例的光学调整片)，用亮度计进行正面亮度的测定。此外，用目视进行了颜色的感官功能评价。其结果记载在上述表1。

从表1可知，在使用本例的光学调整片的场合，正面亮度为112％，能够使正面亮度比实施例1的场合(107％)更高。这被认为是，在本例的光学调整部件中，如上所述，构成线状光学构造体的多个第二线状棱镜部之中位于第一线状棱镜部最底角侧的第二线状棱镜部(与第二截面部22a对应的线状构造体)的聚光面比实施例1的更宽。此外，在本例的光学调整片中，如上所述，采用与位于第一线状棱镜部的顶角21e侧的第二截面部23a对应的第二线状棱镜部的辅助面更小的构造，如表1所示，对于颜色的均匀性，实施例1和2没有确认出明显的差别。即，即使把本例这种构造的光学调整片用到液晶用背光单元等各种照明装置中，也能够得到充分的光学性能。

[第二实施方式]

作为本发明的第二实施方式，发明者考察了入射的亮度峰值光线不被聚光面全反射而能够透过光学调整部件的第一、第二线状棱镜部的截面形状。如下所示，本发明的光学调整片通过调整构成线状光学构造体的第一线状棱镜部以及第二线状棱镜部的截面形状，也能够调整入射的亮度峰值光线的透过率等光学特性。

图5所示的是第二实施方式的光学调整片1B的线状光学构造体的放大剖视图。如图5所示，第二实施方式的线状光学构造体34具有与第一实施方式的实施例1的线状光学构造体13同样的构成。

在此，如图5所示，考虑从导光板3的出射面3a(参照图3)出射的亮度峰值光线51入射到基材10的底面10a的场合。基材10和线状光学构造体34都由折射率n₁的光学材料形成。基材10以及线状光学构造体34的外侧被空气(折射率n₀＝1.0)包围。

与实施例1同样，定义第一线状棱镜部31的第一截面部31a的第一边31b、第二边31c以及第三边31d，第二线状棱镜部32的第二截面部32a的第四边32b、第五边32c以及第六边32d。此外，使包含第二线状棱镜部32的第五边32c、第六边32d的面分别为聚光面32f、辅助面32r。在图5中，使延长第二截面部32a的第六边32d的线为L1，延长第二截面部32a的第五边32c的线为L2。此外，使与L1垂直的线为L3，与L2垂直的线为L4。再有，使L1和第一截面部31a的第一边31b相交的角度为P1，使L4和第一截面部31a的第一边31b相交的角度为P2。此时，角度P1、P2分别由下式表示。

(式1)

P₁＝β₂-α₁

P₂＝90-α₁-α₂

如图6所示，亮度峰值光线51入射到光学调整片1B的基材10的底面10a，被空气与基材10的底面10a的界面(第一界面)折射。使此时的亮度峰值光线51相对于第一界面的入射角以及折射角分别为I₁、I₂。被第一界面折射的亮度峰值光线52在光学调整片1B内部传播，向第二线状棱镜部32的聚光面32f与空气的界面(第二界面)行进。被第二界面折射的亮度峰值光线53朝向光学调整片1B的外部出射。使在第二界面的亮度峰值光线的入射角、折射角分别为I₃、I₄。

在此，亮度峰值光线51的在空气与基材10的界面(第一界面)的入射角I₁和出射角(折射角)I₂的关系由斯内尔定律如下表示。

(式2)

n₀sinI₁＝n₁sinI₂

同样地，亮度峰值光线52的在聚光面12f(第二界面)的入射角I₃和出射角(折射角)I₄的关系如下表示。

(式3)

n₁sinI₃＝n₀sinI₄

在此，亮度峰值光线52在聚光面12f不全反射的条件，亦即亮度峰值光线53朝向光学调整片1B的外部出射的条件在空气的折射率n₀＝1.0时由下式表示。

(式4)

0≤sinI₃≤1/n₁

在此，由于亮度峰值光线52的在聚光面12f的入射角I₃的大小为(α₁+α₂-I₂)，所以公式4如下表示。

(式5)

0≤sin(α₁+α₂-I₂)≤1/n₁

在此，亮度峰值光线51的在空气与基材10的界面的出射角(折射角)I₂是通过在第一界面的入射角I₁和基材10以及线状光学构造体34的折射率n₁而唯一确定的量。即，基材10以及线状光学构造体34的材质确定(折射率n₁确定)，亮度峰值光线51相对于第一界面的入射角I₁确定的话，由公式3，亮度峰值光线52的折射角I₂确定。这样，相对于确定了的折射角I₂，能够设定满足公式6的角度(α₁+α₂)的范围。

其次，考虑对任意的入射角I₁，满足该角度(α₁+α₂)的条件(必要条件)。使满足公式2以及公式5的折射角I₂的最大值为I_2max，从公式2以及公式5导出以下公式。

(式6)

sinI_2max＝1/n₁

sin(α₁+α₂-I_2max)＝1/n₁

因此，亮度峰值光线52在第二界面以临界角以下的角度入射，为了未发生全反射的亮度峰值光线53出射到光学调整片1B的外部，角度(α₁+α₂)必须满足以下条件式。

(式7)

α₁+α₂≤2·I_2max

其次，考虑使亮度峰值光线52入射到聚光面12f的条件。在光学调整片1B内部传播的亮度峰值光线52为了入射到第二线状棱镜部32的聚光面32f，必须使0≤I₃≤90。这样，得到以下条件式。

(式8)

0≤I₃＝-I₂+α₁+α₂≤90

I₂≤α₁+α₂≤I₂+90

其次，参照图7考虑亮度峰值光线52入射到辅助面12r的条件。如图7所示，使在辅助面32r的亮度峰值光线52的入射角、折射角分别为I₅、I₆。在光学调整片1B内部传播的亮度峰值光线52为了入射到第二线状棱镜部32的辅助面32f，必须使0≤I₅≤90。在此，由于I₅＝β₂-α₁+I₂，从而得到以下条件式。

(式9)

0≤I₅＝β₂-α₁+I₂≤90

-I₂≤β₂-α₁≤90-I₂

综合以上，亮度峰值光线52在聚光面32f不全反射的条件，亦即亮度峰值光线52朝向光学调整片1B的外部出射的条件以上述公式5表示。但是，以任意的入射角度入射到第一界面的光线在第二界面以临界角以下的角度入射，为了至少在聚光面不全反射而出射到光学调整片1B的外部，角度(α₁+α₂)需要满足公式7。再有，在光学调整片1B内部传播的亮度峰值光线52用于入射到第二线状棱镜部32的聚光面32f的条件以上述公式8表示，在光学调整片1B内部传播的亮度峰值光线52用于入射到第二线状棱镜部32的辅助面32f的条件以上述公式9表示

在此，与实施例1同样地，考虑亮度峰值光线51的向光学调整片1B的基材10的底面10a的入射角I₁为70度的场合。由于光学调整片1B的折射率n₁为1.60，所以根据上述公式2，I₂＝35.97度。将此代入上述公式5，得到α₁+α₂≤74.65，代入上述公式8，得到35.97≤α₁+α₂≤125.97。综合以上结果，得到35.97≤α₁+α₂≤74.65。再有，从上述公式9得到-35.97≤β₂-α₁≤54.03。

如上所述，光学调整片1B是与第一实施方式的实施例1的光学调整片1相同的构造。光学调整片1B的第一线状棱镜部的第一底角的角度α₁的大小为39.14度，第二底角的角度β₁的大小为57.71度。此外，第二线状棱镜部的第一底角的角度α₂的大小为30度，第二底角的角度β₂的大小为70度。此时，角度(α₁+α₂)为69.14度，角度(β₂-α₁)为30.86度。因此，光学调整片1B中角度(α₁+α₂)以及角度(β₂-α₁)满足上述条件(35.97≤α₁+α₂≤74.65，以及-35.97≤β₂-α₁≤54.03)。

在此，从上述公式7得到α₁+α₂≤71.94。这意味着使用折射率1.60的光学材料制作光学调整片1B时，通过将α₁+α₂设定在71.94度以下，与亮度峰值光线的入射角无关地，入射的亮度峰值光线在光学调整片1B的聚光面不全反射，能够朝向光学调整片1B的外部出射。

本实施方式的场合，由于入射到光学调整片1B的亮度峰值光线51的入射角I₁被设定为70度，所以如上所述，设定角度α₁、α₂使得角度α₁+α₂在74.65度以下的话，在亮度最高的亮度峰值光线入射的场合，能够在聚光面12f不发生全反射而折射，能够从光学调整片1B有效地取出。进一步说，实际上入射到光学调整片1B的入射光线具有使亮度峰值光线的角度为峰值的角度分布，通过设定角度α₁、α₂使得角度α₁+α₂在71.94度以下，能够使任意的入射角度的入射光线在聚光面12f不发生全反射地折射，能够从光学调整片1B有效地取出。

这样，通过调整光学调整片的形状使得在聚光面不发生全反射，能够提高光学调整片的正面亮度。在此，由于对正面亮度亦即向光学调整片的基材的底面(基材面)的法线方向出射的光量有贡献的是聚光面，因此调整光学调整片的形状使得至少在聚光面不发生全反射对于高效率地提高正面亮度很重要。换言之，调整光学调整片的形状使得在光学调整片的聚光面不发生全反射的话就可以，在辅助面或平坦面还包含发生全反射的场合可进行调整。

还有，在上述说明中，对于角度α₁、α₂、β₁、β₂等的组合，举例说明了规定角度的组合，但本发明并不限定于此。只要满足上述条件，对于具有任意角度的组合的光学调整片，也能够应用于本发明。还有，不必设定α₂以及β₂使得图2中的2个角度γ完全相同。

此外，在上述说明中，光学调整片的基材和线状光学构造体都由折射率n₁的光学材料形成，但本发明并不限定于此。光学调整片的基材的折射率n_b与线状光学构造体的折射率n₁不同亦可。如图8(a)所示的第二实施方式的光学调整片1B具有都由折射率n₁的光学材料形成的基材10和线状光学构造体34。相对于此，如图8(b)所示的光学调整片1C具有由折射率n₁的光学材料形成的线状光学构造体34和由折射率n_b(n_b≠n₁)的光学材料形成的基材110。

如上说明那样，在图8(a)中，以入射角I₁入射到基材10的与空气的界面(底面10a)的光51在基材10与空气的界面折射。在此的折射角I₂由以下所示的公式10表示(斯内尔定律)。

(式10)

sinI₂＝(sinI₁)/n₁

在此，基材10和线状构造体34以相同折射率n1的光学材料形成。因此，在基材10的内部行进的光52在基材10与线状构造体34的第一线状棱镜部31的界面(划分形成第一线状棱镜部31的底边31b的面)直线行进。

相对于此，在图8(b)中，基材110的在与空气的界面(底面110a)以入射角I1入射的光51在基材110和空气的界面折射。在此的折射角Ib由以下所示的公式11表示。

(式11)

sinI_b＝(sinI₁)/n_b

此外，基材110(折射率n_b)和线状构造体34(折射率n₁)分别由折射率不同的光学材料形成。因此，在基材110与空气的界面折射的光52A在基材110和线状构造体34的第一线状棱镜部31的界面(划分形成第一线状棱镜部31的底边31b的面)折射。在此，如图8(b)所示的基材110那样，在上下面平行的场合，在基材110与第一线状棱镜部31的界面的折射角I₂’由以下所示的公式12表示。

(式12)

sinI₂’＝(n_b/n₁)sinI_b

把公式11带入公式12，得到sinI₂’＝(sinI₁)/n₁。这与公式10相同。即，I₂’与从空气直接入射到折射率为n₁的介质时的折射角I₂相等。因此，如光学调整片1C那样，在基材与线状体的折射率不同的场合，使线状构造体的折射率为n₁，在基材与线状构造体的界面的折射角为I₂，上述说明中的公式能够原封不动地应用。

[第三实施方式]

作为第三实施方式，发明者为了对光学调整片的第二线状棱镜部的数目求出有效范围，而改变第二线状棱镜部的数目来调查光学调整片的光学特性。具体地说，使用亮度计进行正面亮度的测定，并通过目视进行颜色的感官功能评价。本发明的光学调整部件在基材上具备具有透光性的多个线状体，与其延伸方向正交的截面大致为三角形，划分形成该截面的3条边之中，一条边与上述基材的表面平行接触，并且另两条边之中的一条边为阶梯状，使倾斜入射到该基材底面部的光线被该阶梯状构造的一边折射向基材的垂直方向，由另一条边产生缓和色分离的辅助光线的光学调整部件。从以下的测定结果可知，本光学调整部件中其阶梯数合适的范围为2～9。

在第三实施方式中，制作了在1～15之间改变第二线状棱镜部的数目的光学调整片(实施例3～9)，比较了它们的光学特性。如图9所示，第三实施方式中，与第一实施方式的实施例1同样地，第一、第二底角α₂、β₂分别为30度、70度的第二线状棱镜部设在第一线状棱镜部的11c边，这些第二线状棱镜部全部为同一形状。再有，第一线状棱镜部全部是第一、第二底角α₁、β₁分别为39.14度、57.71度的三角形状的线状棱镜部，与光学调整片的基材接触的底边部11b的长度为35μm。在以下的各实施例中，根据与第一线状棱镜部的边11c相接触配置的第二线状棱镜部的个数，适当相似地改变第二线状棱镜部的大小。

(实施例3)

如图10(A)、(B)所示，实施例3的光学调整部件1B与实施例1的光学调整部件1同样地，在第一线状棱镜部11的斜边11c上配置有3个第二线状棱镜部12。即，成为第二截面部的大致三角形状体的数目为3个。就本实施例3的光学调整部件1B而言，正面亮度在100％以上，并且色分离抑制效果充分，目视不能确认出射光的着色。

(实施例4)

如图11所示，实施例4的光学调整部件1C在第一线状棱镜部11的斜边11c上配置有2个第二线状棱镜部12。即，实施例4的光学调整部件1C具有2个构成第二截面部的大致三角形状体。实施例4的光学调整部件1C的正面亮度在100％以上，并且色分离抑制效果充分，目视不能确认出射光的着色。在实施例4中，与后述的比较例7相比较，是辅助面设置在更靠近α₁一侧的方式，结果能够同时得到正面亮度和色分离抑制效果。(还有，该结构还实现了聚光面和辅助面的平衡的结果，是上述实施例2。在本实施例2中改变2个第二线状棱镜部的形状来进行调整。)

(实施例5)

如图12所示，实施例5的光学调整部件1D在第一线状棱镜部11的斜边11c上配置有6个第二线状棱镜部12。即，实施例5的光学调整部件1D具有构成第二截面部的6个大致三角形状体。就实施例5的光学调整部件1D而言，正面亮度在100％以上，并且色分离抑制效果充分，目视不能确认出射光的着色。

(实施例6)

未图示的实施例6的光学调整部件在第一线状棱镜部的斜边上配置有9个第二线状棱镜部。即，实施例6的光学调整部件具有构成第二截面部的9个大致三角形状体。就实施例6的光学调整部件而言，正面亮度在100％以上，并且色分离的抑制效果充分，目视不能确认出射光的着色。

(实施例7)

如图13(A)、(B)所示，比较例3的光学调整部件1E在第一线状棱镜部11的斜边11c上配置有1个第二线状棱镜部12。即，比较例3的光学调整部件具有构成第二截面部的1个大致三角形状体。就该光学调整部件1E而言，色分离的抑制效果充分，出射光的着色不能目视确认。还有，在比较例3中确认的出射光的着色的程度比上述第一实施方式的比较例2中的着色的程度更小。

该结果从以下理由考虑。如上所述，通过使位于第一线状棱镜部11最底角侧(α₁侧)的第二线状棱镜部的聚光面更宽，可以增加入射光的利用效率，增大亮度。这是因为第一线状棱镜部11的第二线状棱镜部形成面11c越靠近底角α₁侧，相对于基材面的开口角就越大，所以通过该面11c的光线的强度越靠近第一线状棱镜部的底角α₁侧就越大(照度变高)。因此，如实施例7那样，在第二线状棱镜部由一个三角形状形成的构造中，位于α₁侧的第二线状棱镜部的聚光部最宽。这样，由于能够会聚强度大的光线，所以入射光线的效率好，能够增大入射光的亮度。另一方面，由于透过辅助面的光线相对变少，所以抑制色分离的作用不充分，结果，出射光的着色残留下来。此外，由于透过辅助面的光线相对变少，辅助面对出射角的分散效果不充分，结果视角变窄。因此，在实施例7中，出射光的峰值的亮度充分，但其方向不是正面，并且，由于视角狭窄，作为正面亮度来说，与上述实施例3～5的光学调整部件的正面亮度相比变小。

(实施例8)

未图示的实施例8的光学调整部件在第一线状棱镜部的斜边上配置有10个第二线状棱镜部。即，实施例8的光学调整部件具有构成第二截面部的10个大致三角形状体。在实施例8的光学调整部件中，色分离的抑制效果充分，出射光的着色不能目视确认，但正面亮度不到100％。

(实施例9)

未图示的实施例9的光学调整部件在第一线状棱镜部的斜边上配置有15个第二线状棱镜部。即，实施例9的光学调整部件具有成为第二截面部的15个大致三角形状体。在实施例9的光学调整部件中，色分离的抑制效果充分，出射光的着色不能目视确认，但正面亮度不到100％。

本实施例8、9中，在接近第一底角α₁的一侧设置的第二线状棱镜部的辅助面的面积变多，反之，聚光面的面积相对变少。该结果，导致尽管色分离抑制效果充分，但正面亮度不足的结果。

表2总结了以上评价结果。还有，正面亮度是以第一实施方式中的比较例1的正面亮度为基准(100％)。此外，表2的颜色均匀性的评价的基准与表1相同。

(表2)

从以上的结果可知，第二线状棱镜部的数目，即，构成第二截面部的多个大致三角形状体的数目在2个以上9个以下的范围，能够同时满足正面亮度和色分离抑制。换言之，线状光学构造体13的阶梯面13b中的阶梯的数目较好是在2阶以上9阶以下。

在以上的实验中，对底角α₁、β₁、α₂、β₂的大小等，举例说明了特定的组合。然而，在亮度峰值光线的入射角为45～85度的范围，在满足下述公式的光学调整部件中进行了多个实验，结果，得到同样的结果。在下述公式中，空气的折射率n₀为1.0，角度的单位为度。

(式1)

n₀sinI₁＝n₁sinI₂n₀＝1.0

0≤sin(α₁+α₂-I₂)≤1/n₁

I₂≤α₁+α₂≤I₂+90

-I₂≤β₂-α₁≤90-I₂

在该场合，能够使亮度最高的亮度峰值光线在聚光面不发生全反射而折射，能够从光学调整片有效地得到亮度峰值光线。

此外，I_2max为全反射的临界角时，即sinI_2max＝1/n₁时，在满足下式的光学调整部件中进行多次试验的结果，可以得到同样的结果。

(式2)

α₁+α₂≤2·I_2max

在该场合，入射光线在具有使亮度峰值光线的角度为峰值的角度分布时，能够使任意的入射角度的入射光线在聚光面不全反射，从光学调整片有效地取出。

这样，在具有满足上述角度条件的组合的光学调整片中，能够可靠地抑制色分离，改善亮度特性，并且抑制在入射光线的聚光面的全反射，从光学调整片有效地得到光线。还有，本发明的光学调整片不是非得满足上述角度条件，对任意角度组合的光学调整片都能够应用本发明。

还有，在第三实施方式中对包含规定大小的第一、第二线状棱镜部的光学调整片进行了说明。例如，在上述实施例3～6中，第一线状棱镜的与光学调整片的基材接触的底边部11b的长度为35μm，但本发明并不限定于此。例如，底边部11b的长度为7μm～100μm，形成第二截面部的多个大致三角形状体的数目在2个以上9个以下的范围，能够同时满足正面亮度和色分离抑制的要求。

产业上利用的可能性

本发明的光学调整部件能够以一个光学调整部件抑制出射光的色分离，并且能够提高入射光的利用效率。因此，本发明的光学调整部件特别适合于用作具有控制边缘光方式的照明装置以及液晶显示装置的光指向性的功能的光学部件。

此外，在本发明的液晶显示装置以及照明装置中，由于具备本发明的光学调整部件，能够实现装置的薄型化、低成本化，同时能够改善光学特性。因此，本发明的液晶显示装置以及照明装置适合于各种用途的液晶显示装置以及照明装置。

Claims (15)

1.一种光学调整部件，其特征在于，

具备：具有透光性的基材、和设置在所述基材上的具有透光性的多个线状体，

与所述线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部、和面积比第一截面部更小并且由第四～第六边划分而成的大致三角形状的第二截面部，第一截面部的第一边与所述基材的表面平行地接触，第二截面部设置在第一截面部的第二边上，并且，第二截面部的第四边与第一截面部的第二边平行地接触，

第二截面部的第五边以及第六边相对于第四边倾斜，使得在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度为最大的方向上行进的亮度峰值光线被所述光学调整部件折射时，被包含第二截面部的第五边的所述线状体的面折射后的亮度峰值光线的行进方向、和在包含第二截面部的第六边的所述线状体的面折射后的该亮度峰值光线的行进方向相对于折射前的亮度峰值光线的行进方向互逆。

2.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

在第一截面部的第二边上设有多个第二截面部。

3.根据权利要求2所述的光学调整部件，其特征在于，

所述多个第二截面部全部具有相同的形状以及尺寸。

4.根据权利要求2所述的光学调整部件，其特征在于，

所述多个第二截面部的形状互为相似形。

5.根据权利要求2所述的光学调整部件，其特征在于，

与所述多个第二截面部的第四边相对的顶角是相同的角度。

6.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

第二截面部的第五以及第六边之中接近与第一截面部的第一边相对的顶角的边比另一条边更短。

7.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

第一截面部的第三边相对于第一边的倾斜方向与在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度为最大的方向大致平行。

8.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

所述多个线状体在与其延伸方向正交的方向周期性地配置。

9.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

在所述线状体的折射率为n₁，包围所述基材以及所述线状体的空气的折射率n₀为1.0，所述空气和所述基材的界面的法线方向与所述空气中的光线的方向所成的角度为I₁，所述法线方向和所述线状体内部中的光线的方向所成的角度为I₂，第一边与第二边、第四边与第五边、以及第四边与第六边所成的角度分别为α₁、α₂以及β₂时，满足

n₀sinI₁＝n₁sinI₂

0≤sin(α₁+α₂-I₂)≤1/n₁

I₂≤α₁+α₂≤I₂+90

-I₂≤β₂-α₁≤90-I₂。

10.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

在所述线状体的折射率为n₁，光线的在包围所述基材以及所述线状体的空气和所述线状体的界面的全反射的临界角为I_2max，满足sinI_2max＝1/n₁，第一边和第二边、以及第四边和第五边所成的角度分别为α₁以及α₂时，满足

α₁+α₂≤2·I_2max。

11.根据权利要求9或10任何一项所述的光学调整部件，其特征在于，

所述基材的折射率与所述线状体的折射率n₁相同。

12.根据权利要求9或10任何一项所述的光学调整部件，其特征在于，

所述基材具有与所述线状体的折射率不同的折射率，并且形成为平行平板状。

13.根据权利要求1所述的光学调整部件，其特征在于，

具备：具有透光性的基材、和设置在所述基材上的具有透光性的多个线状体，

与所述线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部、和包含多个三角形状体且各三角形状体的面积比第一截面部的面积更小并且由第四～第六边划分而成的第二截面部，

第一截面部的第一边与所述基材的表面平行地接触，

所述多个三角形状体无间隙地配置在第一截面部的第二边上，并且所述各三角形状体的第四边与第一截面部的第二边平行地接触，

所述三角形状体的数目在2个以上9个以下。

14.一种照明装置，具备光源、光学调整部件以及用于将从所述光源出射的光导向所述光学调整部件的导光板，其特征在于，

所述光学调整部件具备：具有透光性的基材、和设置在所述基材上的具有透光性的多个线状体，

与所述线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部、和面积比第一截面部更小并且由第四～第六边划分而成的大致三角形状的第二截面部，第一截面部的第一边与所述基材的表面平行地接触，第二截面部设置在第一截面部的第二边上，并且，第二截面部的第四边与第一截面部的第二边平行地接触，

第二截面部的第五边以及第六边相对于第四边倾斜，使得在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度为最大的方向上行进的亮度峰值光线被所述光学调整部件折射时，被包含第二截面部的第五边的所述线状体的面折射后的亮度峰值光线的行进方向、和在包含第二截面部的第六边的所述线状体的面折射后的该亮度峰值光线的行进方向相对于折射前的亮度峰值光线的行进方向互逆。

15.一种液晶显示装置，具有光源、光学调整部件、用于将从光源出射的光导向所述光学调整部件的导光板、以及配置在所述光学调整部件的与所述导光板侧相反一侧的液晶显示元件，其特征在于，

所述光学调整部件具备：具有透光性的基材、和设置在所述基材上的具有透光性的多个线状体，

与所述线状体的延伸方向正交的截面具有由第一～第三边划分而成的三角形状的第一截面部、和面积比第一截面部更小并且由第四～第六边划分而成的大致三角形状的第二截面部，第一截面部的第一边与所述基材的表面平行地接触，第二截面部设置在第一截面部的第二边上，并且，第二截面部的第四边与第一截面部的第二边平行地接触，

第二截面部的第五边以及第六边相对于第四边倾斜，使得在入射到所述光学调整部件的光线的亮度特性中亮度为最大的方向上行进的亮度峰值光线被所述光学调整部件折射时，被包含第二截面部的第五边的所述线状体的面折射后的亮度峰值光线的行进方向、和在包含第二截面部的第六边的所述线状体的面折射后的该亮度峰值光线的行进方向相对于折射前的亮度峰值光线的行进方向互逆。

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