JP2010085708A - 光制御シート、面光源装置、透過型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラを低減でき、かつ、正面輝度が高い光制御シート、及びこれを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供する。
【解決手段】光制御シート１５は、単位レンズ１５１の配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での断面形状が、頂点Ｔを含む領域を形成する第１の面部１５１ａ、単位レンズ１５１の側面を形成する第２の面部１５１ｂ、第３の面部１５１ｃの少なくとも３つの円弧で近似される形態とした。第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、かつ、単位レンズ１５１の配列ピッチＰの１／２倍以下とし、第２の面部１５１ｂの曲率半径Ｒ２及び第３の面部１５１ｃの曲率半径Ｒ３は、それぞれ配列ピッチＰの１／２倍以上、３倍以下とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる光制御シート、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置に関するものである。

透過型の液晶ディスプレイ等を背面から証明する面光源（バックライト）として、各種方式の面光源装置が提案、実用化されている。面光源装置には、主として、面光源ではない光源を面光源に変換する方式により、エッジライト型と直下型とがある。
例えば、直下型では、並列の冷陰極管を用いて背面から光を導入するようになっており、冷陰極管等の発光管とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル等の透過型表示部との距離を適度に空け、その間に光を拡散する作用を有する拡散板や、光を収束させる作用を有する光学シート等を複数組み合わせて使用していた。

そのような光学シートの例として、特許文献１では、三角プリズムを多数並べて配置したことにより、光を収束するフィルムが開示されている。
このような三角プリズムを有するフィルムを用いた面光源装置では、高い正面輝度が得られる。しかし、発光管から発せられた光が、三角プリズムの境界面で全反射する等して光源側に戻され、正面方向から観察した場合に、発光管上に比べて発光管の間隙部分が明るくなり、輝度ムラが生じる場合があるという問題があった。

また、特許文献２には、断面形状が楕円形の一部となるレンズ柱を複数並べて配置した光学フィルムが開示されている。
このような楕円筒レンズを用いた面光源装置では、三角プリズムが多数配列されたフィルムに比べて視野角が広くなるため、その分正面輝度が低くなるという問題があった。また、正面方向から観察した場合には輝度ムラは観察されにくいが、斜め方向から観察した場合に、発光管上が明るく、発光管の間隙部分が暗くなるという発光管の位置に対応した輝度ムラが観察されやすいという問題があった。
特開昭６３−３１８００３号公報 特開２００６−３１８７２４号公報

本発明の課題は、輝度ムラを低減でき、かつ、正面輝度が高い光制御シート、及びこれを備える面光源装置及び透過型表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、直下型の面光源装置に用いられ、出射側に突出した形状である単位レンズ（１５１，２５１）が一次元方向に複数配列された光制御シートであって、前記単位レンズは、その配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での断面形状が、前記単位レンズの頂点（Ｔ）を含む領域を形成する第１の面部（１５１ａ，２５１ａ）と、前記単位レンズの側面を形成する第２の面部（１５１ｂ，２５１ｂ）と、前記頂点を挟んで前記第２の面部に対向する側面を形成する第３の面部（１５１ｃ，２５１ｃ）との少なくとも３つの円弧で近似され、前記第１の面部の曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、かつ、前記単位レンズの配列ピッチＰの１／２倍以下であり、前記第２の面部の曲率半径Ｒ２及び前記第３の面部の曲率半径Ｒ３は、０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ、０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐを満たすこと、を特徴とする光制御シート（１５，２５）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ（１５１，２５１）のレンズ高さｈは、１．５×ｈ≦Ｐ≦２．５×ｈを満たすこと、を特徴とする光制御シート（１５，２５）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、前記第１の面部（１５１ａ，２５１ａ）と前記第２の面部（１５１ｂ，２５１ｂ）との境界部分、及び、前記第１の面部と前記第３の面部（１５１ｃ，２５１ｃ）との境界部分は、滑らかに繋げられていること、を特徴とする光制御シート（１５，２５）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズは、シート面に直交し、かつ、前記単位レンズの配列方向に平行な断面での断面形状が、非対称な形状であること、を特徴とする光制御シートである。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記曲率半径Ｒ２は、前記曲率半径Ｒ３とは異なる曲率半径であること、を特徴とする光制御シートである。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ（２５１）の凸形状に沿って形成され、光を拡散する作用を有する拡散層（２５３）を有すること、を特徴とする光制御シート（２５）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シート（１５，２５）と、前記光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部（１３）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５）である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の面光源装置（１２，１３，１４，１５）と、前記面光源装置によって背面から照射される透過型表示部（１１）と、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による光制御シートは、出射側に突出した単位レンズが複数配列されており、単位レンズは、その配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での断面形状が、頂点を含む領域を形成する第１の面部と、側面を形成する第２の面部と、頂点を挟んで第２の面部に対向する側面を形成する第３の面部との少なくとも３つの円弧で近似され、第１の面部の曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、かつ、単位レンズの配列ピッチＰの１／２倍以下であり、第２の面部の曲率半径Ｒ２及び第３の面部の曲率半径Ｒ３は、０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ、０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐを満たすので、正面輝度を高く維持しながら、輝度ムラを低減することができる。また、視野角範囲外に生じる不要な輝度のピークを低減できる。

（２）単位レンズのレンズ高さｈは、１．５×Ｐ≦ｈ≦２．５×Ｐを満たすので、各単位レンズのレンズ形状による集光作用と、成形性や耐環境性の向上とを両立することができる。

（３）第１の面部と第２の面部との境界部分、及び、第１の面部と第３の面部との境界部分とは、滑らかに繋げられているので、光制御シートから出射した光の輝度分布が滑らかになる。従って、不要な輝度変化を防ぐことができる。

（４）単位レンズは、シート面に直交し、かつ、単位レンズの配列方向に平行な断面での断面形状が、非対称な形状であるので、単位レンズの頂点を挟んで非対称である各部毎に、シート面に対する出射角度による輝度の変化（視野角特性）が異なる。従って、異なる視野角特性を組み合わせて、上下、又は、左右方向毎に光を制御することができる。

（５）曲率半径Ｒ２は、曲率半径Ｒ３とは異なる曲率半径であるので、単位レンズの頂点を挟んで非対称である各部毎に、シート面に対する出射角度による輝度の変化（視野角特性）が異なる。従って、異なる視野角特性を組み合わせて、上下、又は、左右方向毎に光を制御することができる。

（６）単位レンズの凸形状に沿って形成され、光を拡散する作用を有する拡散層を有するので、拡散層が設けられていない場合にシート面に対して大きな出射角度で出射する光を、拡散作用によって、光源側へ戻したり、小さな出射角度に修正して出射したりすることができ、大きな出射角度で出射する光を低減することができる。従って、正面輝度を向上させ、視野角範囲外の不要な輝度のピークを、さらに低減できる。また、拡散作用によって一部の光を光源側へ戻して再利用すること等により、輝度ムラ低減効果を高めることができる。

（７）本発明による光制御シートと、光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部とを備える面光源装置であるので、光源部の位置に対応した輝度ムラを低減し、正面輝度の高い照明とすることができる。

（８）本発明による面光源装置と、面光源装置によって背面から照射される透過型表示部とを特徴とする透過型表示装置であるので、輝度ムラを低減し、正面輝度の高い良好な映像を表示することができる。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、本明細書中では、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的には、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光制御シートは、光制御フィルムとしてもよいし、光制御板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
さらにまた、理解を容易にするため、以下の明細書中では、垂直方向、水平方向とは、特に断りがある場合を除いて、面光源装置又は透過型表示装置の使用状態における垂直方向、水平方向であるとする。

（実施形態）
図１は、本実施形態の面光源装置及び透過型表示装置を示す図である。
本実施形態の透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５等を備え、ＬＣＤパネル１１に表示される映像を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。なお、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する面光源装置（バックライト）としては、反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５等が該当している。
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成された透過型表示部である。本実施形態では、ＬＣＤパネル１１は、対角３２インチ（７４０ｍｍ×４２０ｍｍ）であり、解像度１２８０×７６８ドットの表示を行うことができる。また、ＬＣＤパネル１１は、発光管１３の長手方向に沿った方向を水平方向、発光管１３が並ぶ方向を垂直方向となるようにして使用されている。

発光管１３は、面光源装置の光源部を形成する線状の発光部である。本実施形態では、冷陰極管が用いられており、図１中には６本のみ示したが、実際には略２０ｍｍ間隔で等間隔に１８本が並列に並べられている。発光管１３の背面には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の光制御シート１５とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射して光制御シート１５方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを有している。
乳白板１４は、無指向性の光拡散作用を有するシート状の部材であり、発光管１３の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に設けられている。本実施形態では、乳白板１４は、その厚みが２ｍｍであり、後述する光制御シート１５等の厚みよりも厚く、剛性も高く、面光源装置に用いられる各種光学シートを保持する機能を有している。
光制御シート１５は、乳白板１４の出射側に設けられている。この光制御シート１５の形状等の詳細については、後述する。

図２は、光制御シート１５を示す斜視図である。
図３は、光制御シート１５を、図２に示す矢印Ｓ１−Ｓ２断面で切断した断面の一部を拡大した図である。図３に示す断面は、光制御シート１５を、シート面に直交し、かつ、単位レンズ１５１の配列方向（本実施形態では、垂直方向）に平行な断面である。
なお、シート面とは、光制御シート１５全体として見たときにおける、光制御シート１５の平面方向となる面、すなわち、光制御シート１５の入射側（発光管１３側）の面に平行な面を示すものであり、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても、同一の定義として用いている。
光制御シート１５は、略透明であり、出射側の面に、出射側に突出した形状である単位レンズ１５１が一次元方向に複数配列されている。本実施形態では、単位レンズ１５１は、水平方向に延在し、垂直方向に配列されている。
光制御シート１５は、その厚さ（シート面の法線方向における光制御シート１５の入射側の面から単位レンズ１５１の頂点Ｔまでの寸法）ｔ＝６００μｍ（０．６ｍｍ）である。

単位レンズ１５１は、その配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での断面形状が、頂点Ｔを含む領域を形成する第１の面部１５１ａと、単位レンズ１５１の側面を形成する第２の面部１５１ｂと、頂点Ｔを挟んで第２の面部１５１ｂに対向する側面を形成する第３の面部１５１ｃとの少なくとも３つの円弧で近似されるものである。
本実施形態の単位レンズ１５１は、第１の面部１５１ａ，第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃという３つの曲面を有しており、配列ピッチＰ＝１００μｍ、レンズ高さ（シート面の法線方向における単位レンズ１５１の頂点Ｔから単位レンズ１５１間の谷部の底までの寸法）ｈ＝５０μｍである。
第１の面部１５１ａは、単位レンズ１５１の頂点Ｔを含む領域を形成する部分（頂部）である。第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１は、本実施形態では、２０μｍである。第２の面部１５１ｂ及び第３の面部１５１ｃは、単位レンズの側面を形成する部分であり、第３の面部１５１ｃは、頂点Ｔを挟んで第２の面部１５１ｂに対向する側面を形成している。
第２の面部１５１ｂの曲率半径Ｒ２と、第３の面部１５１ｃの曲率半径Ｒ３とは、ともに第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１よりも大きい。また、本実施形態では、第２の面部１５１ｂの曲率半径Ｒ２と、第３の面部１５１ｃの曲率半径Ｒ３とは、その値が等しく、Ｒ２＝Ｒ３＝１００μｍである。

本実施形態では、図３に示す断面において、第２の面部１５１ｂの曲率半径Ｒ２の中心Ｏ２と、第３の面部１５１ｃの曲率半径Ｒ３の中心Ｏ３とは、シート面に平行な同一の直線Ｌ上に位置しており、Ｒ２＝Ｒ３であるので、図３に示す断面での単位レンズ１５１の断面形状は、単位レンズ１５１の配列方向（本実施形態では、垂直方向）に対称な形状である。
本実施形態の光制御シート１５の厚み方向における、単位レンズ１５１の頂点Ｔから直線Ｌまでの寸法ｄは、８８μｍである。また、単位レンズ１５１の頂点Ｔから直線Ｌへ下ろした垂線と直線Ｌとの交点を点Ｏ４としたとき、中心Ｏ２と点Ｏ４との距離Ｗ１と、中心Ｏ３と点Ｏ４との距離Ｗ２とは等しく、Ｗ１＝Ｗ２＝４３．５μｍである。

第１の面部１５１ａと第２の面部１５１ｂの境界部分、及び、第１の面部１５１ａと第３の面部１５１ｃとの境界部分は、その境界部分での接線が共通となるように、滑らかに繋がるように形成されている。図３では、理解を容易にするために、各面部の境界を破線で示しているが、実際には、第１の面部１５１ａと第２の面部１５１ｂの境界、及び、第１の面部１５１ａと第３の面部１５１ｃとの境界は、不明確であり、判別できないように形成されている。

本実施形態の光制御シート１５は、熱可塑性樹脂を用いて、押し出し成形によって形成されており、屈折率１．４９の透明なＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂を用いている。なお、光制御シート１５は、ＰＭＭＡに限らず、例えば、ＭＳ（メタクリルスチレン：アクリル樹脂とスチレン樹脂との共重合体）樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）、スチレン、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の光透過性を有する他の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用してもよいし、紫外線硬化樹脂を用いた紫外線成形と呼ばれる方法により作製してもよい。

ここで、単位レンズ１５１のレンズ高さｈは、配列ピッチＰに対して、１．５×ｈ≦Ｐ≦２．５×ｈという関係を満たすこと、すなわち、配列ピッチＰがレンズ高さｈの１．５倍から２．５倍の範囲内の大きさであることが好ましい。
仮に、Ｐ＞２．５×ｈとなる場合、単位レンズ１５１による光の集光作用が弱まり、十分に正面輝度を上昇させることができない。また、Ｐ＜１．５×ｈとなる場合、成形が困難になるという点に加えて、光制御シート１５の表裏の表面積の差が大きくなり、湿度や温度の変化によって歪みやすくなる等、耐環境性が低下するという問題が生じる。
このような理由から、単位レンズ１５１の配列ピッチＰは、レンズ高さｈに対して上記の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態では、配列ピッチＰ＝１００μｍであり、レンズ高さｈの２倍の大きさ（Ｐ／ｈ＝０．５）であり、上述の好ましい範囲内である。

また、単位レンズ１５１の頂点Ｔを含む領域を形成する第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、配列ピッチＰの１／２倍以下の範囲内であることが好ましい。
曲率半径Ｒ１が１０μｍ未満の場合、成形が困難となるという問題がある。また、曲率半径Ｒ１が配列ピッチＰの１／２倍を超えると、光制御シート１５の輝度分布が緩やかになりすぎ、正面方向での輝度が低下する。このような理由から、第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１は、上記の範囲内であることが好ましい。
本実施形態では、曲率半径Ｒ１＝２０μｍであり、上述の好ましい範囲内である。

さらに、単位レンズ１５１の側面となる領域を形成する第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃの曲率半径Ｒ２，Ｒ３は、０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ、０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐを満たすものであることが好ましい。
これは、曲率半径Ｒ２，Ｒ３が、それぞれ、Ｒ２＜０．５×Ｐ、Ｒ３＜０．５×Ｐであるとき、すなわち、配列ピッチＰの１／２倍未満の大きさである場合には、光制御シート１５の輝度分布が緩やかとなり、正面輝度が低下するからである。
また、曲率半径Ｒ２，Ｒ３が、それぞれ、Ｒ２＞３．０×Ｐ、Ｒ３＞３．０×Ｐであるとき、すなわち、配列ピッチＰの３倍より大きい場合には、単位レンズの第２の面部１５１ｂ及び第３の面部１５１ｃが平面に近い形状となり、輝度分布が急峻に変化し、視野角が狭くなるからである。
本実施形態では、Ｒ２＝１００μｍ、Ｒ３＝１００μｍ、配列ピッチＰ＝１００μｍであり、Ｒ２＝Ｒ３＝Ｐとなり、０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ、０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐを満たしている。

本実施形態の光制御シート１５を評価するために、不図示の比較例１，２の光制御シートを用いた面光源装置、透過型表示装置を用意し、正面輝度や輝度ムラの発生状況を比較した。
比較例１，２の光制御シートは、単位レンズの断面形状が本実施形態の光制御シート１５と異なる点以外は、本実施形態の光制御シート１５と略同様の形態である。また、比較例１，２の面光源装置及び透過型表示装置は、本実施形態の光制御シート１５ではなく、それぞれ比較例１，２の光制御シートを用いている点以外は、本実施形態と略同様の形態である。
比較例１の光制御シートの単位レンズは、略三角柱形状であり、シート面に直交し、単位レンズの配列方向に平行な断面での断面形状が略三角形状である。また、比較例２の光制御シートの単位レンズは、略楕円筒の一部の形状であり、上記断面での断面形状が略楕円形状の一部である。

比較例１では、正面輝度は十分得られたが、正面方向（シート面の法線方向）から観察した場合に、発光管１３に対応する部分が暗く、発光管１３間に対応する部分が明るくなるという輝度ムラが生じていた。
これは、比較例１の光制御シートの発光管１３に対応する領域（発光管１３上）に在る単位レンズに入射した光が、単位レンズの界面で反射する等して発光管１３側に戻される等して、比較例１の光制御シートの発光管１３間に対応する領域から出射することにより、発光管１３に対応する領域に比べて、発光管１３間に対応する領域から出射する光量が増えるためである。
また、比較例１では、視野角範囲外に生じる不要な輝度のピークが発生していた。

比較例２では、正面輝度が比較例１に比べて低かった。これは、比較例２の単位レンズが略楕円筒形状の一部であり、側面部分で光を所望する方向（正面方向）に十分絞ることができないためである。これにより、比較例２の単位レンズの側面から出射する光の輝度分布が緩やかになり、結果として正面輝度が低下していた。
また、比較例２では、正面方向から観察した場合には、発光管１３に対応する部分が明るく、発光管１３間に対応する部分が暗くなるような管ムラと呼ばれる輝度ムラが多少生じているものの、さほど目立つものではなかった。しかし、斜め方向（観察面（シート面）の法線方向に対して角度をなす方向）から観察した場合には、発光管１３に対応する位置は明るく、発光管１３間に対応する位置が暗くなるという発光管１３の位置に対応した輝度ムラ（所謂、管ムラ）が発生していた。これは、正面方向から観察した場合には、比較例２の単位レンズの頂部の曲面の形状により光が拡散されるので、輝度ムラ低減効果が多少は得られるが、斜め方向から観察した場合には、斜め方向における拡散作用が小さく光軸の補正効果が不十分であるため、管ムラが生じやすくなるためである。

これに対して、本実施形態では、単位レンズ１５１は、頂部を形成する第１の面部１５１ａ、側面を形成する第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃという３つの曲面を有している。
単位レンズ１５１の頂部を形成する第１の面部１５１ａが曲面であるので、頂部が２つの平面からなる角部となっている比較例１に比べて、第１の面部１５１ａから出射する光の輝度分布は緩やかになり、輝度ムラを低減できる。
また、第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、配列ピッチＰの１／２倍以下の範囲内であるので、拡散効果を発揮して輝度ムラを低減することができ、かつ、容易に製造できる。

単位レンズ１５１の側面である第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃは、曲率半径Ｒ２，Ｒ３が０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ、０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐを満たしているので、比較例２のような楕円筒形状の一部形状の単位レンズや円筒形状の一部形状の単位レンズに比べて、正面方向へ光を集光する作用が大きく、正面輝度を向上させることができる。
また、単位レンズ１５１の側面である第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃは曲面であるので、第２の面部１５１ｂ及び第３の面部１５１ｃから出射する光の輝度分布が緩やかになり、発光管１３に対応する部分が暗く、発光管１３間に対応する部分が明るくなるといった比較例１で生じやすい輝度ムラの発生を低減することができる。
さらに、単位レンズ１５１の側面である第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃが曲面であるので、比較例１では発生しやすい、視野角範囲外に生じる不要な輝度のピークを低減することができる。

よって、本実施形態によれば、単位レンズ１５１は、３つの曲面により形成されるので、断面形状が略三角形状の単位レンズが配列された比較例１の光制御シートに比べて、輝度ムラが低減でき、かつ、視野角範囲に生じる不要な輝度のピークを低減できる。また、断面形状が略楕円形状の単位レンズが配列された比較例２の光制御シートに比べて、正面輝度を向上させることができ、管ムラ等の輝度ムラも低減できる。よって、高い正面輝度と輝度ムラの低減とを両立することができ、良好な映像を表示できる。
また、本実施形態の光制御シート１５は、熱可塑性樹脂を用いて押し出し成形によって作製可能であるので、製造が容易である。

（第２実施形態）
第２実施形態の面光源装置及び透過型表示装置は、第１実施形態の光制御シート１５に変えて第２実施形態の光制御シート２５を備えた点以外は、第１実施形態の面光源装置及び透過型表示装置１０と略同様の形態である。また、第２実施形態の光制御シート２５は、第１実施形態の光制御シート１５と略同様の形態であるが、光を拡散する作用を有する光拡散層２５２を有している点が異なる。
よって、第１実施形態と略同様の機能を果たす部分は、同一の符号、又は、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。

第２実施形態の透過型表示装置は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート２５，偏光反射シート１６等を備え、面光源装置としては、反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート２５，偏光反射シート１６等が該当する。
図４は、第２実施形態の光制御シート２５の断面の拡大図である。
第２実施形態の光制御シート２５は、出射側に突出した形状である単位レンズ２５１が垂直方向に複数配列されており、ＰＣ樹脂を用いて形成されている。
第２実施形態の単位レンズ２５１の観察面側（ＬＣＤパネル１１側）の表層内側部分には、拡散材を含有する光拡散層２５２が単位レンズ２５１の表面凸形状に沿って形成されている。
光拡散層２５２は、ベースとなる樹脂が単位レンズ２５１と同一の樹脂（本実施形態では、ＰＣ樹脂）であり、拡散材として、樹脂製の微小ビーズを含有している。本実施形態の光拡散層２５２は、単位レンズ２５１の頂点Ｔ付近での厚さｔ２が、約２０μｍであり、拡散材として、ＭＳ架橋ビーズ（屈折率１．５８、粒径３μｍ）を含有している。

この光制御シート２５は、本実施形態では、拡散材を含有するＰＣ樹脂層と、拡散材を含有しないＰＣ樹脂層を２層押し出し成形し、成形時に拡散材を含有するＰＣ樹脂層側に、金型等を用いて単位レンズ２５１が形成される。従って、硬化後の光制御シート２５は、２層押し出し成形されているが、ベースとなる熱可塑性樹脂が同一の樹脂であるので、実質的には単層であり、拡散材の有無で、光拡散層２５２と、単位レンズ２５１の光拡散層２５２以外の部分とが判別できる形態となっている。
なお、光拡散層２５２は、図４では、単位レンズ２５１の形状に沿って略均一な厚みｔ２で形成されているように示したが、これに限らず、例えば、単位レンズ２５１の頂部付近が薄く、谷部付近が厚く形成されている形態としてもよいし、単位レンズ２５１の頂部付近が厚く、単位レンズ２５１間の谷部付近が薄く形成されている形態としてもよい。
また、光拡散層２５２に含有される拡散材として、樹脂製の微小ビーズを用いる例を示したが、これに限らず、例えば、ガラスビーズ等を用いてもよい。

仮に、光拡散層２５２を設けない形態とすると、光制御シート２５に入射した光の一部は、単位レンズ２５１の界面で全反射する等して、単位レンズ２５１の表面形状に沿って進み、シート面に対して大きな出射角度で出射する場合があった。そして、このような光の存在によって、正面輝度の低下や、視野角範囲外に生じる不要な輝度のピーク等が生じる場合があった。
しかし、本実施形態によれば、単位レンズ２５１の表面凸形状に沿って光拡散層２５２を設けたので、上述のような光は、光拡散層２５２を通過する距離が長くなり、多く拡散される。この拡散作用によって、光拡散層２５２を設けない場合にはシート面に対して大きな出射角度で出射していた光の一部は、小さな出射角度に修正されて出射し、他の一部の光は、発光管１３側に戻され再利用される。従って、光制御シート２５のシート面に対して大きな出射角度で出射する光を低減できる。また、一部の光が再利用されること等により、輝度ムラの低減効果を高めることができる。
一方、光拡散層２５２を設けていない場合に光制御シート２５からシート面に対して小さな出射角度で出射する光は、光拡散層２５２を通過する距離が小さいので、拡散作用を受ける光の割合が小さく、大部分の光が小さい出射角度で出射できる。

よって、本実施形態によれば、高い正面輝度と輝度ムラの低減とを両立することができ、良好な映像を表示できる。また、光拡散層２５２により、視野角範囲外の不要な輝度のピークを低減して正面輝度向上効果を高めることができ、輝度ムラも低減も高めることができる。

（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、単位レンズ１５１，２５１は、第２の面部１５１ｂ，２５１ｂと第３の面部１５１ｃ，２５１ｃの曲率半径が等しく（Ｒ２＝Ｒ３）、シート面に直交し、配列方向に平行な断面形状が対称な形状である例を示したが、これに限らず、例えば、第２の面部１５１ｂ，２５１ｂと第３の面部１５１ｃ，２５１ｃの曲率半径が等しいが、中心Ｏ２，Ｏ３が厚み方向において同一平面上にはなく、断面形状が非対称な形状であってもよいし、第２の面部１５１ｂ，２５１ｂと第３の面部１５１ｃ，２５１ｃの曲率半径が異なり、断面形状が非対称な形状であってもよい。
このように、単位レンズを、断面形状が非対称な形状とすると、第２の面部と第３の面部とでは、出射光の輝度分布がシート面の法線方向に対して異なるので、シート面の法線方向に対して異なる視野角特性を用いて、出射光を制御することができる。

（２）第２実施形態において、光制御シート２５より入射側（発光管１３側）に乳白板１４を設ける例を示したが、光制御シート２５が十分な厚みを有し、平面性を保つことができるならば、乳白板１４を設けず、反射板１２，発光管１３，光制御シート２５によって面光源装置を構成してもよい。

（３）各実施形態において、第１の面部１５１ａ，２５１ａと第２の面部１５１ｂ，２５１ｂの境界部分、第１の面部１５１ａ，２５１ａと第３の面部１５１ｃ，２５１ｃとの境界部分は、その境界部分において各面部の接線が共通となるように滑らかに繋げられている例を示したが、これに限らず、例えば、どちらか一方又は両方の境界部分に、各面部を滑らかに繋げるための接続曲面部が形成されていてもよい。
また、どちらか一方又は両方の境界部分が、滑らかに繋げられておらず、境界が明確であり、境界部分に谷や角等が形成されている形状としてもよい。

（４）第２実施形態において、光拡散層２５２は、単位レンズ２５１の表層内側に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、単位レンズ２５１の表層外側に追加的に形成してもよい。

（５）第２実施形態において、単位レンズ２５１の表層内側に光拡散層２５２が形成され、拡散材の有無で、光拡散層２５２と、単位レンズ２５１の光拡散層２５２以外の部分とが判別できる形態である例を示したが、これに限らず、拡散材として微小ビーズが混錬された光透過性を有する樹脂を単層押し出し成形することにより、全体的に拡散材が配合された光制御シートとしてもよい。
このような光制御シートとすることにより、モアレやニュートンリングの低減効果が得られる。

（６）各実施形態において、透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５，２５等を備え、面光源装置としては、反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５，２５が該当する例を示したが、これに限らず、例えば、光制御シート１５の光源側やＬＣＤパネル１１側に、光を拡散する拡散シートや、単位レンズが複数配列された他の光学シート等を適宜選択して配置してもよい。

（７）各実施形態において、光制御シート１５，２５の単位レンズ１５１，２５１は、水平方向に延在し、垂直方向に配列されている例を示したが、これに限らず、例えば、実施形態で示した光制御シートをシート面の法線方向を中心として９０度回転させた形態、すなわち、単位レンズが垂直方向に延在し、水平方向に配列されている光制御シートとしてもよい。
また、各実施形態において、光制御シート１５，２５は、１枚のみ用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、２枚以上組み合わせて用いてもよい。その場合、例えば、それぞれの単位レンズの配列方向が直交するように配置する等してもよい。また、光制御シート１５と光制御シート２５とを組み合わせて用いてもよい。
上述のように、本発明による光制御シートは、所望する視野角や輝度に応じて、適宜単位レンズの配列方向を変えて用いてもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。
なお、各実施形態及び各変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

本実施形態の面光源装置及び透過型表示装置を示す図である。 光制御シート１５を示す斜視図である。 光制御シート１５を、図２に示す矢印Ｓ１−Ｓ２断面で切断した断面の一部を拡大した図である。 第２実施形態の光制御シート２５の断面の拡大図である。

符号の説明

１０ 透過型表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２ 反射板
１３ 発光管
１４ 乳白板
１５，２５ 光制御シート
１５１，２５１ 単位レンズ
１５１ａ，２５１ａ 第１の面部
１５１ｂ，２５１ｂ 第２の面部
１５１ｃ，２５１ｃ 第３の面部

Claims (8)

1. 直下型の面光源装置に用いられ、出射側に突出した形状である単位レンズが一次元方向に複数配列された光制御シートであって、
   前記単位レンズは、その配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での断面形状が、前記単位レンズの頂点を含む領域を形成する第１の面部と、前記単位レンズの側面を形成する第２の面部と、前記頂点を挟んで前記第２の面部に対向する側面を形成する第３の面部との少なくとも３つの円弧で近似され、
   前記第１の面部の曲率半径Ｒ１は、１０μｍ以上、かつ、前記単位レンズの配列ピッチＰの１／２倍以下であり、
   前記第２の面部の曲率半径Ｒ２及び前記第３の面部の曲率半径Ｒ３は、
   ０．５×Ｐ≦Ｒ２≦３．０×Ｐ
   ０．５×Ｐ≦Ｒ３≦３．０×Ｐ
   を満たすこと、
   を特徴とする光制御シート。
2. 請求項１に記載の光制御シートにおいて、
   前記単位レンズのレンズ高さｈは、
   １．５×ｈ≦Ｐ≦２．５×ｈ
   を満たすこと、
   を特徴とする光制御シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、
   前記第１の面部と前記第２の面部との境界部分、及び、前記第１の面部と前記第３の面部との境界部分は、滑らかに繋げられていること、
   を特徴とする光制御シート。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
   前記単位レンズは、シート面に直交し、かつ、前記単位レンズの配列方向に平行な断面での断面形状が、非対称な形状であること、
   を特徴とする光制御シート。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
   前記曲率半径Ｒ２は、前記曲率半径Ｒ３とは異なる曲率半径であること、
   を特徴とする光制御シート。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
   前記単位レンズの凸形状に沿って形成され、光を拡散する作用を有する拡散層を有すること、
   を特徴とする光制御シート。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シートと、
   前記光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部と、
   を備える面光源装置。
8. 請求項７に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置によって背面から照射される透過型表示部と、
   を特徴とする透過型表示装置。

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