專利名稱：組合透鏡部件、照明裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制已入射的光的指向性并具有懸臂形狀的組合透鏡部件及 使用了它的照明裝置及液晶顯示裝置。
背景技術：
以往，在在液晶顯示器的逆光單元等的各種照明裝置中，具有調整來自光 源的光線的擴展和亮度的機構。在大多數照明裝置中，在其光路中或光源殼體 的射出口，設有用于控制光的指向性的薄片等的光學部件。該光學部件具有透 光性，并具有使入射光的前進方向與規定的方向 一致或者使入射光擴散的功 能。
作為用于使入射光的前進方向與規定方向一致，即控制入射光的指向性的
光學部件的代表性的例子，有棱鏡片(例如，參照專利文獻l:日本特表平IO -506500號公報)。棱鏡片 一般是將沿規定方向延伸且與該延伸方向正交的截 面為三角形狀的棱鏡狀的光學構造體(以下，還稱為棱鏡狀構造體)，或者沿 規定方向延伸且與該延伸方向正交的截面為半圓(半橢圓)形狀的雙凸透鏡狀 的光學構造體(以下，還稱為透鏡狀構造體)多個連續地排列在片狀基材上的 構造的部件。在棱鏡片中，通過形成于基材上的這些小光學構造體的棱鏡效果 或透鏡效果來控制光線的前進方向(指向性)。
另外，在液晶顯示裝置用的逆光單元中，以往例如使用2張在基材上設置 多個上述棱鏡狀構造體的棱鏡片，并配置成各棱鏡片的棱鏡狀構造體的延伸方 向互相正交(例如，參照專利文獻1)。這種液晶顯示裝置用的逆光單元的一 般結構表示在圖19中。而且，棱鏡片的一般構造表示在圖20中。液晶顯示裝 置用的逆光單元201如圖19所示，主要包括光源203、將從光源203發射的 杠210改變為面光源的導光板204、配置在導光^反204的下部(與液晶顯示板 202相反的一側)的反射片205、配置在導光板204的上部(液晶顯示板202 一側)的多個功能性光學片組206~208。功能性光學片組主要包括下部擴散片206、棱鏡片組207以及上部擴散片208等。另外，在圖19中為了容易理 解液晶顯示裝置200的結構而分開記載了各光學部件，但實際上各光學部件接 觸重疊。棱鏡片組207由2張棱鏡片207a及207b構成，各棱鏡片如圖20所示具 有在片狀基材207c上平行排列多個截面為三角形狀且沿規定方向延伸的棱鏡 狀構造體207d的構造。而且，在逆光201內配置成各棱鏡片207a、 207b的棱 鏡狀構造體207d的延伸方向互相正交。在液晶顯示裝置用的逆光單元201中， 如圖19所示，使用2張棱鏡片并配置成各棱鏡片207a、 207b的棱鏡狀構造體 207d的衍射方向互相正交的理由如下所述。在如圖19所示的側光方式的逆光單元201中，由于在導光板204的側部 配置光源203,所以從導光板204的光射出面204a射出的光211的指向性在 光射出面204a的面內不均勻。因而，在如圖19所示的測光方式的液晶顯示裝 置200中，需要對齊通過了該導光板204的指向性并向液晶顯示板202的背面 均勻地照射光212。功能型光學片組206-208具有調整(對齊)通過了導光 板204的光211的指向性的作用。其中，各棱鏡片207a、 207b利用棱鏡狀構 造體207，起到使通過導光板204入射的光211折射及會聚而提高亮度的作用。 然而，在僅使用1張如圖20所示的棱鏡片的情況下，只能將通過了導光板204 的光211的指向性調整為一個方向(與棱鏡狀構造體的延伸方向正交的方向)， 不能調整其他方向例如與該一個方向正交的方向的指向性。該場合，不能充分 對齊光211的指向性，從而不能得到足夠的亮度。于是，在如圖19所示的現 有的逆光單元201中，為了充分對齊光211的指向性，以使棱鏡狀構造體207d 的延伸方向互相正交的方式配置2張棱鏡片207a和207b,增加光211的指向 性的控制方向。在上述棱鏡片等的光學部件中，作為在片狀基材上形成棱鏡狀、雙凸透鏡 狀等的光學構造體的方法，以往使用如下方法。制作在表面具有與棱鏡狀、透 鏡狀等的光學構造體的形狀相對應(翻轉光學構造體的形狀)的凹部的模具， 使用對該模具加熱并按壓在基材上從而將模具表面的凹部轉印到基材上的熱 轉印方式，或者在該模具與基材之間填充了紫外線硬化樹脂之后，通過照射紫 外線使該樹脂硬化而形成光學構造體的干膜法等。另外，以往，作為光的指向性控制用的光學片，提出了在片狀基材的兩面形成光學構造體的光學片(例如，參照專利文獻2:日本特許第3455884號公 報)。如上所述，在現有的液晶顯示裝置或在液晶板等的顯示元件的背面所設置 的被稱為逆光單元的照明裝置中，具有使用2張棱鏡片等將多個光學片層疊的 構造。這樣若片數增加，則透射光的散射、吸收增加而光學性能下降。而且， 由于片數增加，產生照明裝置及液晶顯示裝置的厚度增加、成本提高等問題。 發明內容本發明為解決上述問題而做出，提供一種可提高照明裝置及液晶顯示裝置 的光學性能并且實現照明裝置及液晶顯示裝置的薄型化(小型化)及低成本化 的光學部件及具有它的照明裝置及液晶顯示裝置。按照本發明的第一方案，提供一種組合透鏡部件，其具有具有透光性的 基材、形成于上述基材上的多個第一透鏡、以及形成于上述多個第一透鏡上且 在與上述基材相對的第一面內與上述多個第 一透鏡接合的多個第二透鏡，第二 透鏡的第 一面具有與第 一透鏡的接合部及從上述接合部向外側突出的突出部。就本發明的組合透鏡部件而言，是對入射光提供棱鏡作用、透鏡作用等的 光學功能的光學部件，由形成于基材上的多個第一透鏡構成的第一透鏡組和由 多個第二透鏡構成的第二透鏡組接合。即，是將由第一透鏡組及第二透鏡組構 成的光學構造體設在基材上的光學部件。而且，在本說明書中所說的"第一透 鏡和第二透鏡接合，，，不僅包括第一透鏡和第二透鏡通過熱粘接等直接接合的 情況，還包括使用粘接劑等(通過粘接層)使第一透鏡和第二透鏡間接接合的 情況。另外，第一透鏡的與上述基材相對的面為曲面，在基材與第一透鏡點接 觸的場合，第一透鏡的沿著與基材接觸的部分的切線方向的面成為第一透鏡的 與上述基材相對的面。在本發明的組合透鏡部件中，例如，在將第一透鏡及第二透鏡都用上述棱 鏡狀構造體(沿規定方向延伸且與延伸方向正交的截面為三角形狀的構造體) 形成，并以使第 一透鏡及第二透鏡的棱鏡狀構造體的延伸方向互相正交的方式 接合了第 一透鏡組和第二透鏡組的情況下，用 一個光學部件就能得到與現有的 由2張棱鏡片構成的棱鏡片組相同的功能。該場合，在本發明的組合透鏡裝置中，與現有的棱鏡片組相比，能將減小棱鏡片的基材1張部分的厚度，所以可 實現光學部件的薄型化及低成本化。而且，在本發明的組合透鏡中，由于與現 有的棱鏡片組相比，可減小棱鏡片的基材1張部分的厚度，所以可減小透射光 的散射、吸收而提高光學性能。而且，在本發明的組合透鏡部件中，在使用了對入射光功能不同的第一透 鏡和第二透鏡的場合，能夠用一個光學部件使其具有多個光學功能。因而，還 能夠擴大光學部件的設計自由度，可提供適用于各種用途的光學部件。另外，在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡的與基材相對的面(第 一面) 具有與第一透鏡的接合部及從上述接合部向外側突出的突出部。換言之，第二透鏡的與基材相對的面(第一面)比第一透鏡及第二透鏡的接合部大。在該場 合，在由第一透鏡及第二透鏡構成的光學構造體的局部形成懸臂構造，所以能 夠增加從第一透鏡向外部出射之后再向第二透鏡入射的光。因此，可提高組合 透鏡部件的棱鏡作用、透鏡作用等效果。在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡的突出部(與第一透鏡及第二透鏡 的接合部鄰接的第二透鏡的外壁面)與上述基材構成的角度為180度以上也可 以。在該場合，能夠增大從第二透鏡的側面(與第一透鏡及基材相對的面以外 的面)看到的第二透鏡的突出部的面積，能夠增加從上述第一透鏡向外部射出 之后再向第二透鏡入射的光的量。另外，從第一透鏡的側面射出的大部分光向 上(從基材朝向第二透鏡的方向)前進。如果能使這種從第一透鏡的側面射出 的光中具有向上的成分的光(向上射出光)有效地入射到第二透鏡，則向上射 出光再通過第二透鏡受到光學作用(棱鏡作用、透鏡作用等)，因此能夠提高 作為組合透鏡部件整體的棱鏡作用、透鏡作用等效果。在此，在突出部與基材構成的角度為180度以上的場合，向上射出光不會與突出部平行地前進。因此，能夠減小通過與第二透鏡的突出部平行地前進等未入射到第二透鏡而逃脫的向上射出光的量。換言之，在第二透鏡的突出部與基材構成的角度為180度以 上的場合，能夠使向上射出光有效地向突出部入射，能夠提高作為組合透鏡整 體的透鏡作用、透鏡作用等效果。在本發明的組合透鏡部件中，也可以具有由第 一透鏡和第二透鏡劃分的空腔。在本發明的組合透鏡部件的由第一透鏡組和第二透鏡組構成的光學構造 體中，第二透鏡的突出部從該接合部向外側突出。即，在由第一透鏡及第二透 鏡構成的光學構造體的局部可形成懸臂構造。尤其是，在估文成多個第一透鏡的 上面部之間用第二透鏡架設的構造的場合，由第 一透鏡和第二透鏡劃分的空腔 形成于組合透鏡部件內部。這樣在組合透鏡部件內部有空腔或光學構造體的懸 臂構造的場合，入射到組合透鏡部件的光線能夠多次通過光學構造體與空氣的 界面，能夠增大入射光的折射量。另外，在上述專利文獻2所記載的光學片中，也可以使入射光多次通過(多 次折射)光學構造體與空氣的界面，但是，除了相對于薄片的面入射角非常小 (入射角與薄片的面接近于平行)的入射光成分之外，只能使大部分入射光在光學片的入射點和射出點折射2次。對此，在本發明的組合透鏡那樣在內部有 空腔或光學構造體的懸臂構造的場合，根據光線的光路，能夠使光線在光學構 造體與空氣的界面通過折射3次以上。因而，本發明的組合透鏡部件與專利文 獻2所記載的光學片相比，能夠增大入射光的折射量，能夠提高聚光性。在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡也可以具有在從上述基材朝向第二 透鏡的方向逐漸變細的形狀。在該場合，第二透鏡的與基材相對的面的面積變 大，所以能夠增加從第一透鏡朝向空氣的光中再入射到第二透鏡的光的量，能 夠增大光學片的聚光性。在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡的第一面與上述基材平行也可以。 在該場合，第二透鏡的突出部與基材構成的角度成為180度。在該場合，不存 在從第 一透鏡的側面射出并朝向第二透鏡一側的向上射出光，與突出部平行地 前進未入射到突出部而逃脫的危險。因此，能夠使向上射出光從突出部有效地 入射到第二透鏡。而且，由于第二透鏡的形狀并不復雜，所以能夠容易制造組 合透鏡部件，并且能夠加大從第 一透鏡的側面看到的第二透鏡的突出面的面 積，能夠增大光學片的聚光性。在本發明的組合透鏡部件中，第一透鏡可包括向第一方向延伸的多個第一 線狀部件，第 一線狀部件向與第 一方向正交的方向排列也可以。在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡可包括向第二方向延伸的多個第二 線狀部件，第二線狀部件向與第二方向正交的方向排列也可以。在本發明的組合透鏡部件中，第一方向和第二方向正交也可以。 在本發明的組合透鏡部件中，第一方向和第二方向為相同的方向也可以。 例如，在將第一透鏡及第二透鏡都用上述棱鏡狀構造體形成，并且將第一透鏡 及第二透鏡的延伸方向設為相同方向的場合，在由第一透鏡及第二透鏡構成的 光學構造體的側面的局部形成懸臂構造。該場合，尤其是，傾斜入射到第一透 鏡的光線可以在光學構造體(透鏡)與空氣的界面通過多次，能夠增大傾斜入 射光的折射量。因而，在該場合，可得到更適用于需要使入射光更急劇折射的 用途(例如，將以小角度入射的光線改變較大角度而射出的構造的照明裝置等) 的光學部件。在本發明的組合透鏡部件中，第 一透鏡的與第 一方向正交的截面的形狀為 梯形也可以。該場合，第一透鏡和第二透鏡的接合面增大，所以容易在第一透 鏡上形成第二透鏡，并且能夠增大組合透鏡部件的強度。在本發明的組合透鏡部件中，第二透鏡的與第二方向正交的截面的形狀為 三角形也可以。而且，在本發明的組合透鏡部件中，相鄰的第二透鏡分離設置 也可以。在本發明的組合透鏡部件中，第 一透鏡也可以包括具有與第二透鏡接合的 接合部的第 一構造體、和從基板朝向第二透鏡的方向的長度比第 一構造體短的 第二構造體。而且，第一構造體和第二構造體也可以為大致相同的形狀。在這 里，通過第一透鏡與第二透鏡的接合部向第二透鏡前進的光根據第一透鏡的聚 光效果變小，因此第一透鏡與第二透鏡的接合部分的面積小比較好。對此，在 本發明的組合透鏡部件中，第一透鏡在其局部(第一構造體)與第二透鏡接合。 因此，與在構成第一透鏡的所有構造體上第一透鏡和第二透鏡接合的情況比 較，能夠減小第一透鏡與第二透鏡的接合部的面積，能夠提高組合透鏡部件的 光學性能。按照本發明的第二方案，提供一種照明裝置，其具有光源和根據第一方案 的組合透鏡部件。而且，在本發明在照明裝置中，還可以具有用于將從上述光 源射出的光向上述組合透鏡部件引導的導光板。按照本發明的第三方案，提供一種液晶顯示裝置，其具有光源、根據第一 方案的組合透鏡部件、以及液晶顯示元件。而且，在本發明的液晶顯示裝置中，在本發明的照明裝置及液晶顯示裝置中，由于作為調整光的指向性的光學 部件，使用上述本發明的組合透鏡部件，所以能夠實現照明裝置及液晶顯示裝 置的薄型化(小型化)及低成本化。而且，能夠提供比現有的照明裝置及液晶 顯示裝置提高了光學性能的照明裝置。本發明具有以下效果。根據本發明的組合透鏡部件，由于將第 一透鏡和第二透鏡接合而形成的光 學構造體形成于基材上，所以能夠提高光學性能。根據本發明的組合透鏡部件、照明裝置及液晶顯示裝置，由于第一透鏡和 第二透鏡接合，并且無需將第一透鏡和第二透鏡分別形成于不同的基材上，所 以能夠實現組合透鏡部件、照明裝置及液晶顯示裝置的薄型化及低成本化。
圖l是實施例1的逆光單元及液晶顯示裝置的fe^略結構圖。圖2是實施例1的組合透鏡片的概略結構圖，圖2 (A)是立體圖，圖2 (B)是從圖2 (A)中Y方向看到的側視圖，圖2 (C)是從圖2 (A)中的X方向看到的側視圖。圖3是實施例1的組合透鏡片內的空腔部的放大剖視圖。圖4是實施例1所使用的組合透鏡片的制造裝置的概略結構圖。圖5是表示實施例1的組合透鏡片的制造方法的順序的流程圖。圖6是用實施例1制作的組合透鏡片的截面SEM圖像。圖7是用實施例1制作的組合透鏡片的上面SEM圖像。圖。 、1 "、、"、、 、夂 、圖9是實施例2所使用的組合透鏡片的制造裝置的概略結構圖。 圖10是表示實施例2的組合透鏡片的制造方法的順序的流程圖。 圖11是表示實施例3的組合透鏡片的制造方法的順序的流程圖。 圖12是實施例4的組合透鏡片的概略結構圖。圖13 (A)是實施例4的組合透鏡片的光學調整層的放大剖視圖，圖13 (B )是表示實施例1的組合透鏡片的光學調整層的沿XIIIB - XIIIB線的傾斜截面的放大剖視圖，圖13 ( C )是實施例4的組合透鏡片的變形例的放大剖視 圖。
圖14是用于說明實施例4的組合透鏡片的效果的圖，圖14 ( A)是表示 在側面沒有懸臂構造的光學構造體中的入射光的折射情況的圖，圖14(B)是 表示在側面具有懸臂構造的光學構造體中的入射光的折射情況的圖。
圖15是變形例1的組合透鏡片的概略結構圖。
圖16是變形例2的組合透鏡片的概略結構圖。
圖17是變形例3的組合透鏡片的概略結構圖。
圖18是變形例4的組合透鏡片的概略結構圖，圖18(A)是立體圖，圖 18(B)是圖18 ( A)中的XVIIIB - XVIIIB線剖-現圖。
圖19是現有的液晶顯示裝置及照明裝置的概略結構圖。
圖20是現有的棱鏡片的概略結構圖。
圖21是變形例5的組合透鏡片的概略結構圖。
圖22是變形例6的組合透鏡片的概略結構圖。 圖中
l-光源，2-導光板，3-反射片，4-擴散片，5-組合透鏡片， 5a -第 一透鏡狀構造體(第 一透鏡)，5b -第二棱鏡狀構造體(第二透鏡)， 5c-空腔部，6-保護片(擴散片)，7-液晶顯示板，8-填充材料， 50-基材，51-第一光學調整層，52-第二光學調整層
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的組合透鏡部件、照明裝置及液晶顯示裝 置的實施例，但本發明并不局限于此。 實施例1
在實施例r中，說明液晶顯示裝置及其所使用的照明裝置及組合透鏡部件。
將實施例1所使用的液晶顯示裝置的概略結構表示在圖1中。而且，在圖 l中，為了便于理解液晶顯示裝置的結構，將各光學部件分離記載，但實際裝
置內各光學部件以接觸的狀態重疊。該例的液晶顯示裝置100如圖1所示，由液晶顯示板7 (液晶顯示元件)和逆光單元IO (照明裝置)構成。
液晶顯示板7使用了現有的液晶顯示裝置所使用的液晶顯示板。具體來 講，雖然在這里未圖示，但將液晶顯示板7的構造做成將偏振板、玻璃基板、
形成象素電極的透明導電膜、配向膜、液晶層、配向膜、形成對抗電極的透明 導電膜、濾色器、玻璃基板以及偏振板以此順序層疊的構造。
如圖1所示，逆光單元IO主要包括光源(LED:發光二極管)1、將從光 源1發射的光11改變為面光源的導光板2、配置在導光板2的下部(與液晶 顯示板7相反的一側)的反射片3、配置在導光板2的上部(液晶顯示板7 — 側)的下部擴散片4、配置在下部擴散片4的上部的組合透鏡片5 (組合透鏡 部件)、以及配置在組合透鏡片5的上部的上部擴散片6。該例的逆光單元IO 是側光方式的單元，光源1設在導光板2的側部。
組合透鏡片10以外的光學部件使用了與現有的逆光單元的光學部件相同 的部件。具體來講，導光板2由聚碳酸酯形成。反射片3使用了在PET薄膜 的表面上蒸鍍了銀的薄片。下部擴散片4使用了將PET薄膜進行玻璃砂涂敷 的材料，其厚度設為70nm,薄霧狀為85%。而且，上部擴散片6使用了將 PET薄膜進行玻璃砂涂敷的材料，其厚度設為70nm,薄霧狀為30%。
.[組合透鏡片的結構]
將該例的組合透鏡片5的概略結構表示在圖2中。圖2 ( A)是該例的組 合透鏡片5的立體圖，圖2 (B)是從圖2 ( A)中的Y方向看到的組合透鏡 片5的側^L圖，而且，圖2 (C)是從圖2中的X方向看到的組合透鏡片5的 側視圖。如圖2 ( A) ~圖2 (C)所示，該例的組合透鏡片5包括片狀的基材 50、形成于基材50上的第一光學調整層51、以及形成于第一光學調整層51 上的第二光學調整層52。
作為基材50,使用了聚碳酸酯(PC)的薄片。而且，作為本發明的組合 透鏡片5的基材50,若是透光性的材料，則可使用任意材料。例如，除了PC 以外，可使用聚對苯二曱酸乙二酯(PET)等丙烯酸樹脂等。而且，作為基材 50,不僅可使用片狀的基材，而且還可以使用任意形狀的基材。例如，可以使 用厚度0.5~ 100mm左右的板狀的基材，也可以使用表面為立體面的基材。另 外，在該例那樣使用了片狀的基材的場合，考慮到加工的容易性及操作性等二最好使用30-500lam的厚度的薄片。
第一光學調整層51如圖2 (A) 圖2(C)所示，由多個第一棱鏡狀構 造體5a (第一透鏡)構成，各第一棱鏡狀構造體5a沿圖2 (A)中的Y方向 (第一方向)延伸且與該延伸方向正交的截面為梯形形狀。而且，在第一光學 調整層51中，第一棱鏡狀構造體5a沿圖2 (A)中的X方向(第二方向)排 列，并配置成相鄰的棱鏡狀構造體5a彼此接觸。
在該例中，如后所述，將基材50的表面用熱轉印方式直接變形而形成第 一棱鏡狀構造體5a。即，將第一棱鏡狀構造體5a用聚碳酸酯形成。而且，作 為第一棱鏡狀構造體5a的形成材料，若是透光性的材料，則可使用任意材料， 最好根據所需的光學特性、用途等適當選擇折射率為1.3-2.0的樹月旨材料。例 如，可使用丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、苯乙烯樹脂、環氧樹脂、硅酮樹脂等透 鏡塑料樹脂或玻璃等透鏡無機材料等。另外，在該例中，第一棱鏡狀構造體 5a的折射率為1.59。
另外，在該例中，將第一棱鏡狀構造體5a的截面形狀做成使頂角為50度 的等腰三角形的登頂部與底邊平行地進行平面化的形狀，即梯形(大致三角 形)，將該梯形形狀截面的上邊的寬度設為約6.74pm,下邊的寬度設為約100 Mm,而且，高度設為lOOjLim。而且，該第一棱鏡狀構造體5a的截面的形狀 及尺寸在第一棱鏡狀構造體5a的延伸方向(Y方向)上相同(均勻)。即，第 一棱鏡狀構造體5a用梯形柱狀的線狀部件形成。而且，在第一光學調整層51 中，將第一棱鏡狀構造體5a以約100um的間距配置在基材50上。另外，第 一棱鏡狀構造體5a的尺寸及間距，根據所需的光學特性、用途等可適當進行 變更。
第二光學調整層52如圖2 (A) 圖2(C)所示，由多個第二棱鏡狀構 造體5b (第二透鏡)構成，各第二棱鏡狀構造體5b沿圖2 (A)中的X方向 (第二方向)延伸且與該延伸方向正交的截面為三角形狀。即，第二棱鏡狀構
造體5b和第一棱鏡狀構造體5a配置成延伸方向正交。而且，在第二光學調整 層52中，第二棱鏡狀構造體5b沿圖2 ( A)中的Y方向(第一方向)排列， 在相鄰的第二棱鏡狀構造體5b之間設有間隙，互相不接觸。
在該例中，將第二棱鏡狀構造體5b用紫外線硬化樹脂形成。而且，第二棱鏡狀構造體5b的折射率為1.53。另外，第二棱鏡狀構造體5b的形成材料與 第一棱鏡狀構造體5a同樣，若是透光性的材料，可使用任意材料，最好根據 所需的光學特性、用途等適當選擇折射率為1.3 2.0的樹脂材料。
在該例中，將第二棱鏡狀構造體5b的截面形狀做成頂角為90度、底邊的 寬度為約24ium、高度為約12(im的等腰三角形，該第二棱鏡狀構造體5b的 截面的形狀及尺寸在第二棱鏡狀構造體5b的延伸方向(X方向)上相同(均 勻)。即，第二棱鏡狀構造體5b用三角柱狀的線狀部件形成。而且，相鄰的第 二棱鏡狀構造體5b之間的間隙為約5 p m,第二棱鏡狀構造體5b的間距為約 29jum。
另外，在該例的組合透鏡片5中，如后所述，將第二棱鏡狀構造體5b與 第一棱鏡狀構造體5a的上面接合。具體來講，如圖2(A) 圖2(C)所示， 接合成將第一棱鏡狀構造體5a的上面部之間用第二棱鏡狀構造體5b架設。這 樣，通過在組合透鏡片5內設置將第一棱鏡狀構造體5a的上面部用第二棱鏡 狀構造體5b架設的構造，在組合透鏡片5內部，如圖2 (B)所示形成用第一 棱鏡狀構造體5a的側壁面和第二棱鏡狀構造體5b的下面部劃分的空腔部5c。
圖3表示了組合透鏡片5內的空腔部5c附近的放大圖。如圖3所示，在 該例的組合透鏡片5內，由與第一棱鏡狀構造體5a和第二棱鏡狀構造體5b的 接合部504鄰接的第二棱鏡狀構造體5b的外壁面508a、第一棱鏡狀構造體5a 的側壁面506及507劃分空腔部5c。而且，在該例的組合透鏡片5中，如圖3 所示，與第一棱鏡狀構造體5a和第二棱鏡狀構造體5b的接合部504鄰接的第 二棱鏡狀構造體5b的外壁面508a及508b、和第一棱鏡狀構造體5a的基材50 的接觸面505 (第一棱鏡狀構造體5a的與基材50相對的面)之間構成的角度 都成為180度。
如上所述，在該例的組合透鏡片5中，由于以使第一棱鏡狀構造體5a的 延伸方向和第二棱鏡狀構造體5b的延伸方向互相正交的方式，接合第一棱鏡 狀構造體5a和第二棱鏡狀構造體5b,所以用一張組合透鏡片5可得到與用現 有的由2張棱鏡片構成的棱鏡片組得到的功能相同的功能。而且，在該例的組 合透鏡片5中，與現有的棱鏡片組比較，能夠減小棱鏡片的基材1張部分的厚 度，所以可實現光學調整用的光學部件、逆光單元等照明裝置及液晶顯示裝置
14的薄型化及低成本化。另外，在該例的組合透鏡片5中，與現有的棱鏡片組比 較，由于能夠減小棱鏡片的基材1張部分的厚度，所以能夠抑制透射光的散射、 吸收從而抑制光學性能的降低。即，通過使用該例的組合透鏡片5，可提供在 維持與現有品相同或其以上的亮度、視場角、顯示品位等的同時，薄且低成本 的逆光單元及液晶顯示裝置。 [組合透鏡片的制作方法]
接著，參照圖2、 4及圖5來說明該例的組合透鏡片的制作方法。另外， 圖5是表示了該例的組合透鏡片的制作方法的順序的流程圖。
首先，作為基材50準備了厚度200iam的聚碳酸酯(圖5中的步驟Sll)。 然后，在基材50上形成有由多個第一棱鏡狀構造體5a構成的第一光學調整層 51 (圖5中的步驟S12)。具體來講，如下形成了第一光學調整層51。首先， 準備了翻轉了形成于第一光學調整層51表面上的凹凸形狀的凹凸形狀形成于 表面上的模具。而且，上述模具的凹凸面通過切削加工而形成。然后，對基材 50用該模具進行加熱加壓，在該基材50的表面上轉印了該模具的凹凸形狀。 即，使用熱轉印方式，將該模具的凹凸形狀轉印到基材50的表面上。此時， 模具溫度設為180度，壓力設為10kg/cm2，并將該狀態保持了 60秒鐘。接著， 將模具冷卻至室溫，從模具剝離了該基材50。在該例中，通過這樣，在基材 50上形成有由多個第一棱鏡狀構造體5a構成的第一光學調整層51 (第一透鏡 組)。
然后，在由多個第一棱鏡狀構造體5a構成的第一光學調整層51上，如下 形成有由多個第二棱鏡狀構造體5b構成的第二光學調整層52 (第二透鏡組) (圖5中的步驟S13及S14)。
在此，說明為形成由多個第二棱鏡狀構造體5b構成的第二光學調整層52 而使用的制造裝置。圖4表示了為形成第二光學調整層52而使用的制造裝置 的概略結構。在該例中為形成第二光學調整層52而使用的制造裝置20,如圖 4所示，主要包括滾筒狀的模具21 (以下稱為滾筒模具)、在滾筒模具21 的表面涂敷作為第二棱鏡狀構造體5b的形成材料的紫外線硬化樹脂的樹脂供 給器22、用于將涂敷在滾筒模具21的表面上的不要的樹脂削落的刮取部件23、 用于控制涂敷在滾筒模具21表面上的紫外線硬化樹脂與第一光學調整層51的表面的接觸狀態的控制輥24、以及用于使與第一光學調整層51接觸的紫外
線硬化樹脂硬化的紫外線照射裝置25。而且，控制輥24及紫外線照射裝置25 如圖4所示，夾著基材50配置在與滾筒模具21相對的位置上，紫外線照射裝 置25配置在控制輥24的下游側(圖4中的基材50的前進方向A2的前方側)。
在滾筒模具21的表面上，形成有翻轉了第二光學調整層52的表面的凹凸 形成的凹凸形狀。在該例中，由于第二棱鏡狀構造體5b的截面形狀為三角形， 所以在滾筒模具21的表面上，形成了多個與第二棱鏡狀構造體5b的截面形狀 相對應的V字形的槽26。
在該例中，使用上述制造裝置20，如下形成了由多個第二棱鏡狀構造體 5b構成的第二光學調整層52。首先，將表面形成有第一光學調整層51的基材 50安裝在制造裝置上，并將基材50向滾筒模具21 —側(圖4中的箭頭A2的 方向)輸出。此時，如圖4所示，安裝層第一光學調整層51與滾筒模具21 相對，而且第一光學調整層51的第一棱鏡狀構造體5a的延伸方向與形成于滾 筒模具21的表面上的V字形的槽26的延伸方向(圖4中的滾筒模具21的旋 轉方向Al )正交。
然后，利用樹脂供給器22在向圖2中的箭頭Al方向旋轉的滾筒模具21 的表面上涂敷了紫外線硬化樹脂27。然后，利用設在樹脂供給器22的下游側 (滾筒模具21的旋轉方向的前方側)的刮取部件23，將已涂敷的紫外線硬化 樹脂27中不要的樹脂削落，并且在滾筒模具21表面的槽26內填充了紫外線 硬化樹脂27 (圖5中的步驟S13 )。因而，在刮取部件23的下游側的滾筒模具 21的表面，成為紫外線硬化樹脂27僅填充在滾筒模具21表面的槽26內的狀 態。接著，如圖4所示，在用滾筒模具21和控制輥24夾住的區域，使填充在 滾筒模具21的槽26內的紫外線硬化樹脂27與第二光學調整層51的上面部接 觸。此時，為了良好地保持填充在滾筒模具21表面的槽26內的紫外線硬化樹 脂27和第一光學調整層51的上面部的接觸狀態，利用控制輥24以規定的壓 力將基材50向滾筒模具21按壓。
然后，從紫外線照射裝置25對通過了滾筒模具21與控制輥24之間的紫 外線硬化樹脂27和第一棱鏡狀構造體5a的上面部接觸的狀態的基材50照射 了紫外線。此時，滾筒模具21表面的槽26內的紫外線蠅虎樹脂27硬化而第二棱鏡狀構造體5b形成在第一光學調整層51上，并且第二棱鏡狀構造體5b 的下面粘接固定在第一棱鏡狀構造體5a的上面，由第一棱鏡狀構造體5s和第
接著，粘接固定了第二棱鏡狀構造體5b的下面和第一棱鏡狀構造體5a的上面 的基材50通過紫外線照射裝置25的區域，則第二棱鏡狀構造體b與第一棱鏡 狀構造體5a和基材50 —起，從滾筒模具21的表面剝下。在該例中，通過這 樣，將由多個第二棱鏡狀構造體5b構成的第二光學調整層52形成在第一光學 調整層51上。
另外，為了容易將第二棱鏡狀構造體5b從滾筒模具21表面剝離，需要使 滾筒模具表面與第二棱4免狀構造體5b的粘接力比第二棱鏡狀構造體5b與第一 棱鏡狀構造體5a的粘接力還弱。為此，最好預先對滾筒模具21的表面進行分 型處理。作為該分型處理，將氟系樹脂或DLC (金剛石同性碳)、TiN等無機 物的分型材料涂敷在滾筒模具21的表面上的方法比較適合。在該例中，在滾 筒模具21的表面上作為分型材料施加了氟系樹脂的涂敷材料(信越化學工業 株式會社制作的KP - 801M )。
在該例中，通過如上所述的步驟，制作了圖2 (A)所示的構造的組合透 鏡片5。在該例的組合透鏡片的制造方法中，由于不需要將第一棱鏡狀構造體 5a和第二棱鏡狀構造體5b分別形成于不同的基材上，所以能夠容易且以低成 本制作組合透^;片。
而且，在該例的組合透鏡片的制造方法中，與后述的實施例3的制作方法 比較，由于不需要填充材料的涂敷工序和洗凈工序，因此是更簡便的制造方法。
另外，在該例中，雖然說明了僅將第二光學調整層52使用圖4所示的具 有模具滾筒的制造裝置而形成的例子，但是本發明的并不局限于此，在將第一 光學調整層51形成于基材50上時也可以使用圖4所示的制造裝置。
用電子顯微鏡(SEM)觀察了用該例制作的組合透鏡片5的第一光學調整 層51及第二光學調整層52的構造。將其結果表示在圖6及圖7中。圖6是組 合透鏡片5的沿第二棱鏡狀構造體5b的延伸方向平行切斷的截面圖像，圖7 是組合透鏡片5的上面圖像。從圖6的截面圖像中可知，在該例的組合透鏡片5中，構成為第一棱鏡狀
構造體5a的上面和第二棱鏡狀構造體5b的下面被接合固定，并且第一棱鏡狀 構造體5a的上面部之間利用第二棱鏡狀構造體5b架設的構造。而且，如圖6 所示可知，利用第一棱鏡狀構造體5a的側面和第二棱鏡狀構造體5b的下面劃 分的空腔部5c形成于組合透鏡片5的內部。
另夕卜，在圖7所示的上面圖像中，在圖7的圖面上沿上下方向延伸的構造 體為第二棱鏡狀構造體5b, 4黃跨第二棱鏡狀構造體5b之間的部分與第一棱鏡 狀構造體5a的上面部對應。從圖7中可知，明確地〗!見察到第二棱鏡狀構造體 5b的棱鏡形狀。而且，明確觀察到第二棱鏡狀構造體5b之間的間隙，確認到 第二棱鏡狀構造體5b大致以等間距離散地形成。接著，參照圖11說明該例的組合透鏡片5的制作方法。首先，準備基材 50(圖11中的步驟S31)。然后，在基材50上形成了由多個第一棱鏡狀構造 體5a構成的第一光學調整層51 (圖11中的步驟S32)。具體來講，如下所述 形成了第一光學調整層51。首先，準備將翻轉了形成于第一光學調整層51表 面上的凹凸形狀的凹凸形狀形成于表面上的模具(未圖示)，將該模具的凹凸 面與基材50對置。然后，在模具的凹凸面與基材50之間填充紫外線硬化樹脂， 將模具按壓在基材50的表面。然后，照射紫外線使已填充的紫外線硬化樹脂 硬化，之后，將模具從基材50剝離。在該例中，通過這樣將由多個第一棱鏡 狀構造體5a構成的第一光學調整層51形成在基材50上。另外，上述模具的 凹凸面通過切削加工而形成。然后，在第一光學調整層51上涂敷聚乙烯醇(PVA、填充材料)的10% 水溶液并使其千燥硬化。之后，將PVA的涂敷表面用水擦拭而使第一棱鏡狀構造體5a的上面部露出。通過這樣，在第一光學調整層51的凹部內填充了 PVA (圖11中的步驟S33)。另外，根據需要，在將填充材料填充到第一光學 調整層51的凹部內之后，將涂敷了填充材料的面用適當的溶劑擦拭或者研磨， 從而使第一棱鏡狀構造體5a的上面部露出也可以。然后，在第一光學調整層51上形成了由多個第二棱鏡狀構造體5b構成的 第二光學調整層52(圖11中的步驟S34)。具體來講，如下所述形成了第二光 學調整層52。首先，準備將翻轉了第二光學調整層52的表面的凹凸形狀的凹 凸形狀形成于表面上的模具(未圖示)，使該模具的凹凸面和填充了 PVA的第 一光學調整層51的表面對置。此時，對置成第一光學調整層51的第一棱鏡狀 構造體5a的延伸方向與模具的凹部(與第二棱鏡狀構造體5b對應的部分)的 延伸方向正交。然后，在模具的凹凸面與第一光學調整層51之間填充了紫外 線硬化樹脂。然后，以足夠的壓力將模具按壓在第一光學調整層51的表面上， 從而使模具的凹部間(與第二棱鏡狀構造體5b之間的間隙對應的部分)與第 一光學調整層51的表面之間不殘留紫外線硬化樹脂。然后，照射紫外線使已 填充的紫外線硬化樹脂硬化，之后，將模具從基材50剝離。在該例中，通過 這樣將由多個第二棱鏡狀構造體5b構成的第二光學調整層52形成在第一光學 調整層51上。此時，第一光學調整層51的第一棱鏡狀構造體5a的上面與第 二光學調整層52的第二棱鏡狀構造體5b的下面粘接或熱粘接，第一棱鏡狀構 造體5a與第二棱鏡狀構造體5b接合。如上所述，若將第一棱鏡狀構造體5a的上面部做成平坦，則第一棱鏡狀 構造體5a與第二棱鏡狀構造體5b的接合面(粘接面或熱粘接面)變寬，所以 能夠更穩定地將第二棱鏡狀構造體5b固定在第一棱鏡狀構造體5a上。然后，將如上所述制作的組合透鏡片5浸漬在水中并施加超聲波，除去了 組合透鏡片5內的填充材料(PVA)(圖11中的步驟S35)。而且，在該例的 組合透鏡片5中，由于在第二棱鏡狀構造體5b之間設有間隙，所以通過該間 隙填充材料與7K接觸，因此成為容易除去填充材料的構造。接著，在充分除去 填充材料之后，使組合透鏡片5干燥。在該例中，通過這樣用溶劑除去填充材 料，所以作為填充材料，適合使用通過在基材50及各光學調整層51、 52的任 意一個中都不侵蝕的溶劑而容易融解的材料。例如，可以使用PVA、聚乙烯基吡咯烷酮、(抹)林原社制7W，y、醇溶性尼龍等。在該例中，通過如上所述，制作了組合透鏡片5。在該的組合透鏡片的制造方法中，由于不需要將第一棱鏡狀構造體5a和第二棱鏡狀構造體5b分別形 成在不同的基材上，所以能夠容易且以低成本制作組合透鏡片。另外，作為第一光學調整層51的形成方法并不局限于上述該例的方法， 也可以使基材50自身變形而形成第一光學調整層51。例如，與實施例1同樣， 也可以使用對將翻轉了第一同學調整層51的凹凸形狀的凹凸形狀形成于表面 上的模具進行加熱，并將該模具按壓在基材50上而將模具的凹凸形狀轉印到 基材上的熱轉印法。而且，也可以使用眾所周知的擠壓成型法或壓力成型法、 在光學構造體的模型形成于內部的模具內注入熔融樹脂的注塑成型法等形成 第一光學調整層51。接合第 一棱鏡狀構造體5a和第二棱鏡狀構造體5b的方法也不局限于上述 該例的方法，例如，如實施例2那樣，使用擠壓成型方等方法來制作第二棱鏡 狀構造體5b，在第一棱鏡狀構造體5a的上面部及第二棱鏡狀構造體5b的下 面部的至少一個上涂敷粘接劑，通過粘接劑將第一棱鏡狀構造體5a和第二棱 鏡狀構造體5b接合也可以。另外，在該例中，與第一光學調整層51同樣制作而形成第二光學調整層 52，但是本發明并不局限于此。作為第二光學調整層52的其他形成方法，例 如可使用在第一光學調整層51上融解涂敷熱塑性的樹脂而形成樹脂層，并將 加熱的模具按壓在該樹脂層上，從而轉印該模具表面的凹凸形狀的熱轉印法。 而且，也可以使用眾所周知的擠壓成型法或壓力成型法等來形成第二光學調整 層52。在該例中，說明了在除去填充材料時將組合透鏡片浸漬在溶劑中進行超聲 波洗凈的例子，但是本發明并不局限于此。例如，可以不進行超聲波洗凈，也 可以進行將溶劑加熱到規定溫度等的溫度調整。[光學特性的評價]接著，對用該例制作的組合透鏡片5，與實施例1同樣地測定的光學特性。 其結果，在實施例3的逆光單元中，正面亮度比與在實施例1說明的比較例的 逆光單元比較成為約U5倍，視場角也成為約50度，得到了比比較例優良的亮度特性。 實施例4在實施例4中，制作了第一光學調整層的第一棱鏡狀構造體(第一透鏡)的延伸方向與第二光學調整層的第二棱鏡狀構造體(第二透鏡)的延伸方向為相同的方向的組合透^:片40。而且，該例的組合透鏡片40與實施例3同樣地制作。只是，在第一光學 調整層4上形成由多個第二棱鏡狀構造體45構成的第二光學調整層43時(圖 11中的步驟S34 )，形成為第一棱鏡狀構造體44的延伸方向與第二棱鏡狀構造 體45的延伸方向為相同的方向。除此之外，與實施例3同樣進行制作。[組合透^:片的結構]將該例的組合透鏡片的概略結構表示在圖12中。圖12是該例的組合透鏡 片40的立體圖。如圖12所示，該例的組合透鏡片40包括片狀基材41、形成 于基材41上的第一光學調整層42、形成于第一光學調整層42上的第二光學 調整層43。作為基材42,使用了與實施例1同樣的基材(PET片)。而且，在 該例中，第一棱鏡狀構造體44的上面和第二棱鏡狀構造體45的下面通過粘接 或熱粘接而接合。如圖12所示，第一光學調整層42具有多個沿圖12中的Y方向(第一方 向)延伸且與該延伸方向正交的截面為梯形的第一棱鏡狀構造體44 (第一透 鏡)。而且，在第一光學調整層42中，第一棱鏡狀構造體44沿圖12中的X 方向(第二方向)排列，相鄰的第一棱鏡狀構造體44彼此。第一棱鏡狀構造體44與實施例1同樣用紫外線硬化樹脂形成。而且，第 一棱鏡狀構造體44的折射率為1.58。另外，在該例中，將第一棱鏡狀構造體 44的梯形截面的尺寸設定為，雙方的底角都是70度，上邊的寬度約為11.8ja m，下邊的寬度約為30jum,高度約為25ym,該第一棱鏡狀構造體44的截 面的形狀及尺寸在第一棱鏡狀構造體44的延伸方向(Y方向)上相同(均勻)。 即，將第一棱鏡狀構造體44用梯形柱狀的線狀部件形成。另外，在第一光學 調整層42中，將第一棱鏡狀構造體44以約30jum的間距排列。如該例那樣， 通過將第一棱鏡狀構造體44的截面做成梯形，第一棱鏡狀構造體44與后述的 第二棱鏡狀構造體45的接合面增大，所以容易第二棱鏡狀構造體45，并且能25夠增大組合透鏡片40的強度。如圖12所示，第二光學調整層43具有多個沿圖12中的Y方向(第二方 向)延伸且與該延伸方向正交的截面為三角形的第二棱鏡狀構造體45 (第二 透鏡)。而且，在第二光學調整層43中，將第二棱鏡狀構造體45沿圖12中的 X方向排列，而且形成在第一棱鏡狀構造體45的大致正上方。而且，在該例 中，如圖12所示，將第二棱鏡狀構造體45的下面的寬度做成比第一棱鏡狀構 造體44的下面的寬度窄，在相鄰的第二棱鏡狀構造體45之間設置間隙而互相 不接觸。第二棱鏡狀構造體45的形成材料使用了與笫一棱鏡狀構造體44同樣的材 料。而且，第二棱鏡狀構造體45的折射率為1.58。而且，在該例中，將第二 棱鏡狀構造體45的三角形的截面做成下面的寬度約為27jLim (高度約23.4y m)的正三角形(即，包括頂角的三個角的角度全部是60度)，該第二棱鏡狀 構造體45的截面的形狀及尺寸在第二棱鏡狀構造體45的延伸方向(Y方向) 上相同(均勻)。即，將第二棱鏡狀構造體45用三角柱狀的線狀部件形成。而 且，相鄰的第二棱鏡狀構造體45之間的間隙設為約30|am。圖13表示了該例的第一光學調整層42及第二光學調整層43的從圖12 中的Y方向看到的放大側視圖。如圖13所示，在該例的組合透鏡片40中， 與第 一棱鏡狀構造體44和第二棱鏡狀構造體45的連接部404鄰接的第二棱鏡 狀構造體45的外壁面406a及406b構成為從接合部404向外側突出的構造。 即，在該例的組合透鏡片40中，在由第一棱鏡狀構造體44和第二棱鏡狀構造 體45構成的光學構造體的側面的局部形成懸臂構造。而且，在該例中，與第 一棱鏡狀構造體44及第二棱鏡狀構造體45的接合部404鄰接的第二棱鏡狀構 造體45的外壁面406a及406b (突出部)，與第一棱鏡狀構造體44的與基材 41相對的面405之間構成的角度6為180度。在這里，第二棱鏡狀構造體45 的與基材41相對的面45a的面積，比第一棱鏡狀構造體44和第二棱鏡狀構造 體45的連接部404的面積還大。在這里，在與第一棱鏡狀構造體44及第二棱 鏡狀構造體45的接合部404鄰接的第二棱鏡狀構造體45的外壁面406a及406b (突出部)，與第一棱鏡狀構造體44的與基材41相對的面405之間構成的角 度6為180度以上的場合，如圖13 (A)所示的第一棱鏡狀構造體44及第二棱鏡狀構造體45構成的光學構造體的截面形狀成為樹形狀(以下，還稱為樹 狀光學構造體或屋頂狀光學構造體)。能夠加大從第一光學構造體的側面看到
的外壁面406a及406b的面積(突出部的面積)。因此，能夠提高具有后述的 懸臂構造的光學構造體的折射效果。
參照圖14 (A)及14 (B)說明在這種光學構造體的側面的局部具有懸臂 構造的組合透鏡片40的效果。另外，圖14 (A)是表示在側面的局部沒有懸 臂構造的光學構造體上的對傾斜入射光的折射的情況的圖，圖14(B)是表示 像本實施例那樣在側面的局部具有懸臂構造的光學構造體上的對傾斜入射光 的折射的情況的圖。
在光學構造體的側面的局部沒有懸臂構造的場合，例如圖M(A)所示的 傾斜入射光47在僅通過一次光學構造體46與空氣的界面(僅折射一次)。然 而，在像本實施例那樣在光學構造體的側面的局部具有懸臂構造的場合，如圖 14 (B)所示，傾斜入射光47可通過多次光學構造體與空氣的界面(可折射 多次)。因而，在像本實施例那樣在光學構造體的側面的局部設置了懸臂構造 的場合，如圖14 (B)所示，能夠增大對傾斜入射光47的折射量，能夠提高 聚光性。可得到更適合于需要使入射光更急劇地折射的用途，例如相對薄片面 的法線方向非常傾斜的射出光成分多(射出光的亮度成為最大值的角度從薄片 面的法線方向45度以上)的導光板或將來自光源的入射光的方向朝向薄片面 的法線方向進行照射的逆光等的照明裝置等的光學部件。
另外，上述具有懸臂構造的光學構造體，并不局限于像圖12所示的組合 透鏡片40那樣由沿相同的方向延伸的第一棱鏡狀構造體44和第二棱鏡狀構造 體45的組合透鏡片。例如，圖2 (A)所示的組合透鏡片5也可以包括具有懸 臂構造的光學構造體。在這里，考慮圖2 (A)所示的光500入射到組合透鏡 片5的情況。如圖13 (B)所示，包括光500的前進方向的平面上的組合透鏡 片5的截面具有上述懸臂構造。這樣，如果由第一棱鏡狀構造體和第二棱鏡狀 構造體構成的光學構造體的在包括光的前進方向的平面(與入射光平行的平 面)上的截面具有懸臂構造，則向該方向入射的光可受到具有上述懸臂構造的 組合透鏡片上的多次折射的效果。在這里，例如在圖12所示的組合透鏡片40 中，第二棱鏡狀構造體45的與基材41相對的面45a沒必要一定與基材41平行。例如，如圖13 (C)所示，即使在面45a為向上凸的曲面的場合，也能夠 實現上述樹構造(屋頂狀光學構造體)及懸臂構造。在該場合，與接合部鄰接 的第二棱鏡狀構造體的外壁面朝向第一棱鏡狀構造體傾斜。因此，上述角度e 成為180度以上。
另外，作為對傾斜入射光增大折射量的方法，例如還可考慮圖14(A)所 示的將在光學構造體的側面的局部沒有懸臂構造的光學片重疊多個而使用的 方法，但是在這種結構的光學片組中，與本實施例的組合透鏡片比較，增加光 學片的張數，所以光學部件的厚度增大，并且透射光的散射、吸收增大且光學 性能降低。
在上述實施例1~3中，說明了在第二光學調整層中相鄰的第二棱鏡狀構 造體之間設置間隙的例子，但是本發明并不局限于此，相鄰的第二棱鏡狀構造 體互相接觸也可以。將其一例表示在圖15中。圖15所示的組合透鏡片60是 實施例1的組合透鏡片5的變形例，在第二光學調整層62中相鄰的第二棱鏡 狀構造體63成為接觸的構造。除此之外的構造與實施例1相同。而且，如圖 15所示的組合透鏡片60例如可以用實施例1所說明的制造方法容易制作。
在上述實施例1~3中，說明了作為構成第一光學調整層的第一光學構造 體使用了截面為梯形的棱鏡狀構造體的例子，但是本發明并不局限于此。作為 第一光學構造體使用截面為三角形的棱鏡狀構造體也可以。將其一例表示在圖 16中。圖16所示的組合透鏡片70是實施例1的組合透鏡片5的變形例，作 為構成第 一光學調整層71的第 一棱鏡狀構造體72使用截面為三角形的線狀部 件。除此以外的構造與實施例1相同。變形例2的組合透鏡片70例如可以用 實施例1 ~3所說明的制造方法容易制作。
在上述實施例1~3中，說明了作為構成第一光學調整層的第一光學構造 體使用截面為梯形的線狀部件，并且作為構成第二光學調整層的第二光學構造 體使用了截面為三角形的線狀部件的例子，但是本發明并不局限于此。第一光 學構造體及第二光學構造體的截面形狀根據所需的光學特性、用途等可進行適當變更。例如，將第一光學構造體及第二光學構造體的一個用截面為半圓形的 透鏡狀構造體形成也可以。將其一例表示在圖17中。圖17所示的組合透鏡片
80是實施例1的組合透鏡片5的變形例，是將構成第二光學調整層82的光學 構造體83用截面為半圓形的雙凸透鏡形狀的構造體形成的情況。而且，在圖 17的例中，與變形例l同樣，做成相鄰的透鏡狀構造體83接觸的構造。除此 以外的構造與實施例l相同。在這種構造的組合透鏡片中，由于能夠獨立設定 第一光學構造體及第二光學構造體的形狀及尺寸，所以能夠任意設定圖17中 的X方向及Y方向的視場角等。尤其是，如圖17所示，在將第一光學構造體 做成棱鏡狀的構造體，且將第二光學構造體做成透鏡狀的光學構造體的場合， 可以將Y方向的浮見場角:f又得比X方向的場角寬。
如圖17所示的第二光學調整層82，可以在上述實施例1 ~3所說明的制 造方法中，通過適當變更在形成第二光學調整層82時所使用的模具的凹凸面 的形狀而形成。另外，在圖17的例中，雖然表示了將第二光學構造體用多個 透鏡狀構造體構成的例子，但是本發明并不局限于此，可以將第一光學構造體 用多個透鏡狀構造體構成且將第二光學構造體用多個棱鏡狀構造體構成，也可 以間第一光學調整層及第二光學調整層的雙方都用多個透鏡狀構造體構成。
在上述實施例1 ~ 4及變形例1 ~ 4的組合透鏡片中，說明了在由第一及第 二透鏡構成的光學構造體的局部具有懸臂構造的例子。例如，如圖21所示， 本發明的組合透鏡片300具有片狀的基材301、沿圖21的左右方向延伸的第 一棱鏡狀構造體302、以及沿圖21的與紙面垂直的方向延伸的第二棱鏡狀構 造體303,第二棱鏡狀構造體(第二透鏡)303由截面為非對稱(不是等腰三 角形)的第一棱鏡元件304和設在第一棱鏡元件304的一個面上的截面為非對 稱的多個第二棱鏡元件305構成也可以。在如圖21所示的組合透鏡片300中， 通過在第一棱鏡元件304的一個面上設置多個第二棱鏡元件305而形成階梯狀 的面，從而能提高入射光的利用效率且提高亮度。另外，該第一棱鏡元件及第 二棱鏡元件可以設在第 一棱鏡狀構造體上，也可以設在第 一棱鏡狀構造體及第 二棱鏡狀構造體的雙方上。
在上述實施例1 ~ 4及變形例1 ~ 5的組合透鏡片中，說明了所有的低壓透 鏡具有與第二透鏡接合的接合部分(接合面)的例子，但是本發明并不局限于 此。本發明的組合透鏡片例如像圖22所示的組合透鏡片400那樣，只有一部 分的第一透鏡具有與第二透鏡接合的接合部分也可以。在這里，組合透鏡片 400具有片狀的基材401、在基材401上沿規定方向排列的多個第一棱鏡狀構 造體402 (第一透鏡)、以及在第一棱鏡狀構造體402上沿與規定方向正交的 方向排列的多個第二棱鏡狀構造體403 (第二透鏡)。在這里，第一棱鏡狀構 造體402包括具有與第二棱鏡狀構造體403的底面403a接合的接合部410a的 第一部件410(第一構造體)、和比第一部件410還低的第二部件411 (第二構 造體)。這樣，第 一棱鏡狀構造體402具有比第二部件411還高的第 一部件410,只有第一部件410具有與第二透鏡接合的接合部410a。因此，作為組合透鏡 片400整體，能夠減小接合部分的面積。對于通過接合部分從第一棱鏡狀構造 體402向第二棱鏡狀構造體403穿過的光，并不作用根據第一棱鏡狀構造體 402的聚光作用。因此，為了提高根據第一棱鏡狀構造體402的聚光作用的效 果，最好減小接合部分的面積。像本變形例那樣，通過僅在第一棱鏡狀構造體 402的局部的部件(第一部件)上設置接合部，與在整個第一棱鏡狀構造體402 上設置接合部的情況相比能夠減小接合部分的面積，能夠提高根據第 一棱鏡狀 構造體的聚光作用。
另外，在變形例6中，第一部件410、第二部件411都大致為相同形狀。 換言之，第二部件411具有三角柱狀的形狀，第一部件410也具有在上部具有 平坦的接合部410a的大致三角柱的形狀。在這里，第一部件和第二部件沒必 要一定是大致相同的形狀。例如，第一部件大致為三角柱狀，第二部件為半圓 柱狀也可以。而且，為了接合第二棱鏡狀構造體，需要第一棱鏡狀構造體的第 一部件的高度為一定，但是其形狀并不需要相同，可進行適當設計。另外，第 二部件的高度需要比第一部件的高度低，但是其形狀沒必要相同，可進行適當 設計。而且，在能穩定地支撐和固定第二棱鏡狀構造體等的第二透鏡的情況下， 第一棱鏡狀構造體上的具有接合部的笫一部件的數量及配置可任意設定。另 外，第二棱鏡狀構造體也沒必要是相同形狀而可以任意設計。還有，第二棱鏡 狀構造體和第一棱鏡狀構造體的排列方向沒必要一定正交，而能夠任意設定。
另夕卜，在上述實施例1-4及變形例1 6的組合透鏡片中，說明了將構成 第一光學調整層的第一光學構造體及構成第二光學調整層的第二光學構造體 都是周期性(以等間距)配置的例子，但是本發明并不局限于此，例如，將光 學構造體以不規則間距配置也可以，多個周期混合地進行配置也可以。
在上述實施例1 ~ 4及變形例1 ~ 6的組合透鏡片中，說明了構成各光學調 整層的多個光學構造體的形狀及尺寸全部相同的例子，但是本發明并不局限于
在上述實施例1~4及變形例1~6的組合透鏡片中，說明了具有兩個光學 調整層的組合透4fe片的例子，^f旦似本發明并不局限于此，也可以將同學調整層 設置3層以上。這種組合透鏡片可通過反復進行實施例1 ~ 4的制造方法所說明的第二光學調整層的形成方法而制作。
另外，在在上述實施例1 ~ 3及變形例1 ~ 6的組合透鏡片中，說明了將基 材用透鏡材料形成的例子，但是本發明并不局限于此，也可以將基材用碳透鏡 材料即擴散片形成。該場合，在逆光單元及液晶顯示裝置內無需另外設置擴散 片，所以能夠進一步薄型化逆光單元及液晶顯示裝置。而且，該場合，例如用 1張組合透鏡片起到棱鏡片和擴散片的作用，能夠減少構成逆光單元及液晶顯 示裝置的薄片的張數，所以能夠進一步抑制透射光的散射、吸收，能夠進一步 提高光學特性。
在上述實施例1~3中，說明了將本發明的組合透鏡部件應用于光源配置
在導光板的側部的側光方式(邊緣光方式)的照明裝置及液晶顯示裝置的例子， 但是本發明并不局限于此。也可以將本發明的組合透鏡片應用于光源設在導光 板的與液晶顯示板一側相反的一側的正下方型的照明裝置及液晶顯示裝置，在
該場合也可以得到與上述實施例1 ~3的效果同樣的效果。
本發明具有如下產業上的可利用性。
在本發明的組合透鏡部件中，由于接合第一透鏡組和第二透鏡組而形成的 光學構造體形成在基材上，所以能夠提高光學性能，并且能夠實現組合透鏡部 件、照明裝置及液晶顯示裝置的薄型化及低成本化。因而，本發明的組合透鏡 部件、照明裝置及液晶顯示裝置是適用于各種用途的組合透鏡部件、照明裝置 及液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種組合透鏡部件，其特征在于，具有具有透光性的基材；形成于上述基材上的多個第一透鏡；以及形成于上述多個第一透鏡上且在與上述基材相對的第一面內與上述多個第一透鏡接合的多個第二透鏡，第二透鏡的第一面具有與第一透鏡的接合部及從上述接合部向外側突出的突出部。
2. 根據權利要求1所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第二透鏡的突出部與上述基材構成的角度為180度以上。
3. 根據權利要求1或2所述的組合透鏡部件，其特征在于，第二透鏡具有在從上述基材朝向第二透鏡的方向上逐漸變細的形狀。
4. 根據權利要求1 ~3中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第二透鏡的突出部與上述基材平行。
5. 根據權利要求1 ~4中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于， 具有由第 一透鏡和第二透鏡劃分的空腔。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于，第一透鏡包括向第一方向延伸的多個第一線狀部件，第一線狀部件在與第 一方向正交的方向上4非列。
7. 根據權利要求6所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第二透鏡包括向第二方向延伸的多個第二線狀部件，第二線狀部件在與第二方向正交的方向上4非列。
8. 根據權利要求7所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第一方向和第二方向正交。
9. 根據權利要求7所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第一方向和第二方向為相同的方向。
10. 根據權利要求6~9中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于，第一透鏡的與第一方向正交的截面的形狀為梯形。
11. 根據權利要求IO所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第二透鏡的與第二方向正交的截面的形狀為三角形。
12. 根據權利要求1 11中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于，相鄰的第二透鏡分離設置。
13. 根據權利要求1 ~ 12中任一項所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第一透鏡包括具有與第二透鏡接合的接合部的第一構造體、從基板朝向第二透鏡的方向的長度比第 一構造體短的第二構造體。
14. 根據權利要求13所述的組合透鏡部件，其特征在于， 第 一構造體和第二構造體為大致相同的形狀。
15. —種照明裝置，其特征在于，具有光源和根據權利要求1 ~ 14中任一項所述的組合透鏡部件。
16. 根據權利要求15所述的照明裝置，其特征在于，還具有用于將從上述光源射出的光向上述組合透鏡部件引導的導光板。
17. —種液晶顯示裝置，其特征在于，具有光源、根據權利要求1 14中任一項所述的組合透鏡部件、以及液 晶顯示元件。
18. 根據權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 還具有用于將從上述光源射出的光向上述組合透鏡部件引導的導光板。
全文摘要
本發明的課題是提供可提高照明裝置的光學性能并且實現照明裝置及液晶顯示裝置的薄型化及低成本化的光學部件。通過提供組合透鏡部件來解決上述課題，該組合透鏡部件具有具有透光性的基材、形成于基材上的多個第一透鏡、以及形成于多個第一透鏡上且在與基材相對的第一面內與多個第一透鏡接合的多個第二透鏡，第二透鏡的第一面具有與第一透鏡的接合部及從接合部向外側突出的突出部。
文檔編號F21V5/04GK101290432SQ20081009147
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月17日 優先權日2007年4月19日
發明者佐藤暢高, 小山榮二, 小川容一, 島崎勝輔 申請人:日立麥克賽爾株式會社