(57)【要約】【課題】温度や湿度等の環境の変化等による反りや撓み等の変形を低減して平面性を保つことができる光学シート、及び、これを備えた面光源装置、透過型表示装置を提供する。【解決手段】出射側に単位光学形状１５１が複数配列され、単位光学形状１５１のレンズ高さをｈとし、シートの総厚をＴとし、単位光学形状１５１が配列されるピッチをＰとするとき、５＜Ｔ／ｈ＜２０、１．５≦Ｐ／ｈ≦２．５、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍを満たす光制御シート１５とした。また、この光制御シート１５は、熱可塑性樹脂を用いて形成されるものとした。【選択図】図１
2010129217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源装置に用いられ、片面に、出射側に凸となる単位光学形状が一次元方向に複数配列されて形成された光学シートであって、
少なくとも前記単位光学形状は、熱可塑性樹脂を用いて形成され、
シート面の法線方向における前記単位光学形状のレンズ高さをｈとし、シートの総厚をＴとするとき、
５＜Ｔ／ｈ＜２０
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学シート。
【請求項２】
請求項１に記載の光学シートにおいて、
前記単位光学形状の配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での前記単位光学形状の断面形状は、３つ以上の円弧で近似され、少なくとも前記単位光学形状の頂点を含む領域を形成する第１の面部と、前記単位光学形状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の面部とを有すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載も光学シートにおいて、
前記単位光学形状は、前記単位光学形状のレンズ高さをｈとし、前記単位光学形状のピッチをＰとするとき、
１．５≦Ｐ／ｈ≦２．５
という関係を満たすこと、
を特徴とする光学シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートにおいて、
前記単位光学形状が配列されるピッチをＰとすると、
５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍ
を満たすこと、
を特徴とする光学シート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学シートにおいて、
その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、前記単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学シートと、
前記光学シートに光を投射する光源部と、
を備える面光源装置。
【請求項７】
請求項６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、
を備える透過型表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の透過型表示装置において、
前記光学シートは、前記単位光学形状の配列方向が該透過型表示装置の使用状態における水平方向と平行となるように配置されていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の透過型表示装置において、
前記光学シートは、その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、前記単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有しており、前記湾曲形状の凸側となる面を前記光源部側として、前記面光源装置の最も前記透過型表示部側に配置されていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置に用いられ、片面にレンズ形状を有する光学シート、及び、これを用いた面光源装置、透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置等の面光源装置に用いられる光学シートは、温度や湿度等の環境の変化や光源からの熱等によって膨張や収縮等することにより、光学シートが反ったり、撓んだりする場合があった。特に、片面にレンズ形状等が形成された光学シートは、レンズ形状が形成された面と、レンズ形状を有していない面とで表面積が大きく異なったり、レンズ形状を有する層とベースとなる層とが異なる材料を用いて形成されていたりするため、両面での吸水量や膨張率、変化量等の違いから、環境の変化等によって、反りや撓み、波打ったような形状となる等の変形が生じやすいという問題があった。
このような光学シートの変形は、表示される映像に輝度ムラ、色ムラ、色滲み等の表示不良を生じさせ、画質を劣化させるという問題があった。
また、このような変形により、他の光学シートや液晶パネル等が圧迫されて、液晶パネル等を破損させたり、液晶パネルに圧迫痕（圧迫された領域に生じる黒色のシミのようなもの）が生じたりするという問題があった。
【０００３】
特許文献１では、吸水率を特定の範囲に規定して、光学シートの反りを低減する技術が開示されている。しかし、特許文献１に記載のように、吸水率を低い値に規定しても、光学シートの表裏両面の表面形状等の違い等から、光学シートの変形が生じる場合がある。
また、吸水を殆どしない材料を用いることも考えられる。しかし、その場合には、アクリル系等の吸水性の高い樹脂に比べて、光学シートの耐熱性、成形性や、生産コスト、２次加工性等の面で劣るという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−４９７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、温度や湿度等の環境の変化等による反りや撓み等の変形を低減し、平面性を保つことができる光学シート、及び、これを備えた面光源装置、透過型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、本発明の実施形態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、面光源装置に用いられ、片面に、出射側に凸となる単位光学形状が一次元方向に複数配列されて形成された光学シートであって、少なくとも前記単位光学形状（１５１）は、熱可塑性樹脂を用いて形成され、シート面の法線方向における前記単位光学形状のレンズ高さをｈとし、シートの総厚をＴとするとき、５＜Ｔ／ｈ＜２０という関係を満たすこと、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学シートにおいて、前記単位光学形状（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前記単位光学形状の断面形状は、３つ以上の円弧で近似され、少なくとも前記単位光学形状の頂点（ｔ）を含む領域を形成する第１の面部（１５１ａ）と、前記単位光学形状の側面を形成する第２の面部（１５１ｂ）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）とを有すること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載も光学シートにおいて、単位光学形状は、前記単位光学形状（１５１）のレンズ高さをｈとし、前記単位光学形状のピッチをＰとするとき、１．５≦Ｐ／ｈ≦２．５という関係を満たすこと、を特徴とする光学シート（１５）である。
【０００６】
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項に記載の光学シートにおいて、前記単位光学形状（１５１）が配列されるピッチをＰとすると、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍを満たすこと、を特徴とする光学シート（１５）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項に記載の光学シートにおいて、その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、前記単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有すること、を特徴とする光学シートである。
【０００７】
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項に記載の光学シート（１５）と、前記光学シートに光を投射する光源部（１３）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５）である。
請求項７の発明は、請求項６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、を備える透過型表示装置（１０）である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の透過型表示装置（１０）において、前記光学シート（１５）は、前記単位光学形状（１５１）の配列方向が該透過型表示装置の使用状態における水平方向と平行となるように配置されていること、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載の透過型表示装置において、前記光学シートは、その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、前記単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有しており、前記湾曲形状の凸側となる面を前記光源部側として、前記面光源装置の最も前記透過型表示部側に配置されていること、を特徴とする透過型表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明の光学シートは、面光源装置に用いられ、片面に、出射側に凸となる単位光学形状が一次元方向に複数配列されて形成された光学シートであって、シート面の法線方向における単位光学形状のレンズ高さをｈとし、シートの総厚をＴとするとき、５＜Ｔ／ｈ＜２０という関係を満たしている。従って、高温高湿の環境下に置かれる等の環境の変化に起因して生じる反りや撓み等の光学シートの変形や、変形による光学シートの破損等を防止し、平面性を保つことができる。また、単位光学形状の形成が容易に行える。
【０００９】
（２）単位光学形状の配列方向に平行であってシート面に垂直な断面での単位光学形状の断面形状は、３つ以上の円弧で近似され、少なくとも単位光学形状の頂点を含む領域を形成する第１の面部と、単位光学形状の側面を形成する第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の面部とを有するので、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）を緩やかにしながら、正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００１０】
（３）単位光学形状は、単位光学形状のレンズ高さをｈとし、単位光学形状のピッチをＰとするとき、１．５≦Ｐ／ｈ≦２．５という関係を満たすので、単位光学形状のレンズ形状による集光作用を保ちつつ、成形性や耐環境性の向上を図ることができる。
【００１１】
（４）単位光学形状が配列されるピッチをＰとすると、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍを満たすので、精度の高い単位光学形状を容易に形成することができ、かつ、外部からの衝撃等によって生じる応力による破断を防止できる。また、透過型表示装置に用いた場合等に発生するモアレを防止できる。
【００１２】
（５）光学シートは、その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有しているので、湾曲形状の凸側の面を入射側として面光源装置に用いた場合に、環境の変化によって光学シートが出射側に凸となるように反るような変形が生じても、その変形量を湾曲形状によって吸収することができ、平面性を保つことができる。
【００１３】
（６）本発明による光学シートと、この光学シートに光を投射する光源部とを備える面光源装置であるので、高温高湿の環境下に置かれる等の環境の変化による光学シートの反りや撓み等の変形が少なく、輝度ムラ等の生じ難い面光源装置とすることができる。
【００１４】
（７）本発明による面光源装置と、透過型表示部とを備える透過型表示装置であるので、高温高湿の環境下に置かれる等の環境の変化による光学シートの反り等の変形に起因した輝度ムラ，色ムラ等が生じ難く、良好な映像を表示できる。また、環境の変化による光学シートの反り等が低減されているので、反った光学シートによって透過型表示部（液晶パネル等）が圧迫され、圧迫痕が生じたり、破損したりすることがない。
【００１５】
（８）光学シートは、単位光学形状の配列方向が、透過型表示装置の使用状態における水平方向と平行となるように配置されているので、環境の変化等による光学シートの垂直方向の撓みが生じ難く、光学シートの破損や、変形した光学シートによる液晶パネルの破損等を防止できる。
【００１６】
（９）光学シートは、その形状を拘束しない状態において、シート面の法線に平行であってシート面内で直交する２つの方向のいずれの断面においても、単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有し、湾曲形状の凸側となる面を光源部側として、面光源装置の最も前記透過型表示部側に配置されているので、環境の変化によって光学シートが出射側（透過型表示部側）に凸となるように反るような変形が生じても、その変形量を湾曲形状によって吸収することができ、平面性を保つことができる。従って。良好な映像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態に関して詳細に説明する。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。
【００１８】
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、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、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
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。
【００１９】
（実施形態）
図１は、実施形態の透過型表示装置を示す図である。
本実施形態における透過型表示装置１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）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に形成される映像情報を背面から照明して表示する装置である。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り、本実施形態では、対角３２インチサイズ（４２０ｍｍ×７４０ｍｍ）、７６８×１２８０ドットの表示を行うことができる。ＬＣＤパネル１１は、発光管１３の長手方向に沿った方向が水平方向として使用され、発光管１３が並ぶ方向が垂直方向として使用される。
発光管１３は、面光源装置の光源部を形成する線光源の冷陰極管であり、本実施形態では、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の背面側には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の乳白板１４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乳白板１４側（出射側）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し、発光管１３の出射側に設けられている。
【００２０】
光制御シート１５は、出射側の面に、出射側に凸となる単位光学形状１５１が複数配列され、入射側の面が略平滑面となっている光学シートである。この光制御シート１５は、乳白板１４の観察面側（出射側）であってＬＣＤパネル１１の光源側に設けられており、面光源装置としては最も観察面側（ＬＣＤパネル１１側）に配置されている。
光制御シート１５の単位光学形状１５１は、その配列方向が発光管１３の長手方向に沿った方向（水平方向）であり、その長手方向が発光管１３の配列方向に沿った方向（垂直方向）に平行となっている。
【００２１】
図２は、本実施形態の光制御シート１５を図１に示す矢印Ｓ１−Ｓ２断面で切断した断面の一部を拡大して示した図である。
本実施形態の光制御シート１５の総厚をＴとすると、Ｔ＝４００μｍであり、単位光学形状１５１のレンズ高さｈは、ｈ＝５０μｍである。なお、シートの総厚Ｔとは、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光学形状１５１の頂点ｔまでの寸法である。また、レンズ高さｈとは、シート面の法線方向における単位光学形状１５１の頂点ｔから、単位光学形状１５１間の谷の底となる点までの寸法である。
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。
【００２２】
単位光学形状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、３つ以上の円弧で近似可能であり、第１の面部１５１ａ，第２の面部１５１ｂ，第３の面部１５１ｃという３つの曲面を有している。この単位光学形状１５１の配列ピッチＰは、Ｐ＝１００μｍである。
第１の面部１５１ａは、単位光学形状１５１の頂点ｔを含む領域を形成する部分（頂部）である。本実施形態の第１の面部１５１ａの曲率半径Ｒ１＝２０μｍである。
第２の面部１５１ｂ及び第３の面部１５１ｃは、単位光学形状１５１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。
【００２３】
本実施形態では、図２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光学形状１５１の断面形状は、単位光学形状１５１の配列方向（本実施形態では、水平方向）に対称な形状である。
また、光制御シート１５の厚み方向における、単位光学形状１５１の頂点ｔから直線Ｌまでの寸法ｄ＝８８μｍである。
さらに、単位光学形状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。
【００２４】
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２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。
【００２５】
この光制御シート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、使用状態における出射側となる面に、金型を用いて単位光学形状１５１が賦形されている。
本実施形態の光制御シート１５は、熱可塑性樹脂として、屈折率１．５３の透明なＭＳ材（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）を用いている。なお、光制御シート１５を形成する熱可塑性樹脂としては、ＭＳ材に限らず、ポリカーボネート，ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ），ＭＢＳ材（メタクリレート・ブタジエン・スチレン），スチレン，ポリエステル，シクロポリオレフィン、ＡＳ材（アクリロニトリルとスチレンの共重合化合物）のうちの少なくとも１つを主成分とするか、これらの少なくとも１つを主成分とする共重合体や混合物等を用いてもよい。上述のような熱可塑性樹脂を用いることにより、光透過率が高い等の光学シートとしての光学性能を保ちつつ、光制御シートの成形を容易に行え、生産コストを抑えることができる。
【００２６】
ここで、本実施形態の光制御シート１５と略同様の形態であるが、シートの総厚Ｔと単位光学形状のレンズ高さｈとの比（Ｔ／ｈ）を様々に変化させた試験例１〜８の光制御シートをそれぞれ５枚ずつ用意し、本実施形態と同様の透過型表示装置に組み込み、試験例の透過型表示装置をそれぞれ作製して、環境の変化における光制御シートの変形の有無や、透過型表示装置に表示される映像の画質について調べた。
具体的には、まず、各試験例の透過型表示装置を、常温常湿の環境下（２５℃、相対湿度５０％）で組み立て、高温高湿の環境下（６０℃、相対湿度９０％）に所定の時間放置してから面光源装置を点灯した場合の各試験例の光制御シートの状態及び各透過型表示装置に表示される映像を調べた（これを後述の表１に示す試験１とする）。次に、各透過型表示装置を高温高湿環境下に所定の時間放置した後に、再び常温常湿の環境下に戻し、所定の時間放置してから面光源装置を点灯した場合の各試験例の光制御シートの状態及び各透過型表示装置に表示される映像を調べた（これを後述の表１に示す試験２とする）。
【００２７】
用意した試験例１〜８の光制御シートのシート総厚Ｔとレンズ高さｈは、以下の通りである。
試験例１の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝３００μｍ、レンズ高さｈ＝１００μｍであり、Ｔ／ｈ＝３．０である。
試験例２の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝５００μｍ、レンズ高さｈ＝１００μｍであり、Ｔ／ｈ＝５．０である。
試験例３の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝５００μｍ、レンズ高さｈ＝７０μｍであり、Ｔ／ｈ≒７．１である。
試験例４の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝４００μｍ、レンズ高さｈ＝５０μｍであり、Ｔ／ｈ＝８．０である。この試験例４の光制御シートは、本実施形態の光制御シート１５に相当する。
試験例５の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝５００μｍ、レンズ高さｈ＝５０μｍであり、Ｔ／ｈ＝１０である。
試験例６の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝７５０μｍ、レンズ高さｈ＝５０μｍであり、Ｔ／ｈ＝１５である。
試験例７の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝１０００μｍ、レンズ高さｈ＝５０μｍであり、Ｔ／ｈ＝２０である。
試験例８の光制御シートは、シートの総厚Ｔ＝１２００μｍ、レンズ高さｈ＝５０μｍであり、Ｔ／ｈ＝２４である。
【００２８】
【表１】
2010129217.tif 000003
【００２９】
表１に示す試験１，２の評価結果において、各試験例の光制御シートの状態に関して、反りや撓み等の変形がなく平面性を維持しているものを良として○で示し、多少変形が生じているが使用可能なものを可として△で示し、変形が大きく使用に適さないものを不可として×で示した。
また、各試験例の透過型表示装置に表示される映像に関して、輝度ムラや色ムラがなく良好なものを良として○で示し、輝度ムラ、色ムラ等の表示不良が一部に生じている等により使用可能ではあるが良に比べて劣るものを可として△で示し、輝度ムラ、色ムラ等の表示不良が生じ、使用に適さないものを不可として×で示した。
【００３０】
表１に示すように、Ｔ／ｈ≦５である試験例１，２の光制御シートでは、高温高湿の環境下に放置されると、膨張や吸水によって撓みが生じて波打つような形状になり、透過型表示装置に表示される映像に輝度ムラ、色ムラ等の表示不良が生じていた。また、変形によって、割れや欠けが生じた試験例の光制御シートもあった。
また、Ｔ／ｈ≦５である試験例１，２の光制御シートは、高温高湿の環境を経た後に、常温常湿の環境下に放置されると、次第に変形前の状態に戻り始め、数時間後には略元の形状に戻る場合がある。これは、レンズ形状以外の部分の厚さ、すなわち、単位光学形状１５１間の谷部の底となる部分の厚さ（Ｔ−ｈ）が、薄いために、熱や吸水等による変形に対する剛性が小さいためであると考えられる。
しかし、Ｔ／ｈ≦５である試験例１，２の光制御シートでは、レンズの高さｈに対して光学シートの総厚Ｔが薄い、すなわち、単位光学形状１５１間の谷部の底となる部分の厚さ（Ｔ−ｈ）が薄いので、全体としての剛性が小さく、外部からの衝撃による破断が生じやすい。また、Ｔ／ｈ≦５である光制御シートでは、剛性が小さいため、高温高湿環境下に置かれた場合に、重力により垂直方向の撓み（いわゆる、座屈）が大きく生じやすく、常温常湿環境下に戻った場合にも、垂直方向の撓みが残り、画質が低下する場合があった。
【００３１】
一方、Ｔ／ｈ≧２０である試験例７，８の光制御シートでは、高温高湿の環境下に放置された場合に、膨張や吸水によって観察面側（出射側）に凸となるような反りが生じ、透過型表示装置に表示される映像に輝度ムラ等の表示不良が生じていた。また、光制御シートが観察面側に反ることにより、ＬＣＤパネル１１を強く圧迫し、ＬＣＤパネル１１を破損させたり、圧迫痕等の表示不良を生じさせたりしていた。
このＴ／ｈ≧２０である試験例７，８の光制御シートを、常温常湿の環境下に放置したところ、シートの形状は出射側に凸となるように反ったままとなり、元の形状に戻ることはなかった。そのため、常温常湿の環境下に戻した後も、透過型表示装置に表示される映像に輝度ムラや色ムラ等の表示不良や圧迫痕が発生していた。また、反った光制御シートによりＬＣＤパネル１１が圧迫され、破損する透過型表示装置もあった。
【００３２】
これは、シートの総厚Ｔに対するレンズ高さｈの比が小さく、単位光学形状１５１間の谷部の底となる部分の厚さ（Ｔ−ｈ）が大きいために、剛性が大きくなり、環境の変化にともなって変形し難くなったことに起因すると考えられる。すなわち、Ｔ／ｈ≧２０である光制御シートは、高温高湿の環境下においては、Ｔ／ｈ≦５である試験例１，２の光制御シートのように波打った形状となるまでの変形は生じず、反りが生じるだけである。しかし、変形し難くいことにより、一度変形すると常温常湿の環境下に戻された後も、元の状態（略平板状）に戻りにくくなるからであると考えられる。
また、Ｔ／ｈ≧２０である試験例７，８の光制御シートでは、レンズ高さｈに対してシートの総厚Ｔの比が大きく、押し出し成形によって光制御シートを作製する場合には、金型に与える圧力を大きくしないと、単位光学形状１５１の形状の再現性が悪く、単位光学形状１５１の形状の精度が落ちる。そのため、量産性が落ちるという問題がある。
さらに、Ｔ／ｈ≧２０である試験例７，８の光制御シートは、厚さが厚いため、材料コストを抑えることができず、生産コストの向上を招くという問題もあった。
【００３３】
これに対して、５＜Ｔ／ｈ＜２０である試験例３〜６の光制御シートは、高温高湿の環境下に置かれた場合は、出射側に凸となるような反りは発生するが、Ｔ／ｈ≦５である試験例１，２の光制御シートに比べて変形量（反りの度合い）は小さく、かつ、Ｔ／ｈ≧２０である試験例７，８の光制御シートに比べて反りによってＬＣＤパネル１１等を押す力が小さいので、輝度ムラや色ムラ等の表示不良は殆ど生じないか生じても許容範囲内であり、ＬＣＤパネル１１に圧迫痕が発生したり、ＬＣＤパネル１１が破損したりすることはなかった。
また、高温高湿の環境下を経て常温常湿の環境下に放置したところ、５＜Ｔ／ｈ＜２０である試験例３〜６の光制御シートは、次第に、反りのない略平板状の元の状態に戻った。そして、透過型表示装置に表示される映像には輝度ムラ等は生じず、良好な映像が観察された。
【００３４】
以上のことから、シートの総厚Ｔと単位光学形状１５１のレンズ高さｈとは、５＜Ｔ／ｈ＜２０を満たすことが、環境の変化による光制御シートの反りや撓み等を防止して平面性を維持し、輝度ムラ等の表示不良を防止するという観点から好ましいといえる。
なお、本実施形態の光制御シート１５は、試験例４の光制御シートに相当し、シートの総厚Ｔ＝４００μｍ、単位光学形状１５１のレンズ高さｈ＝５０μｍであるから、Ｔ／ｈ＝８．０となり、５＜Ｔ／ｈ＜２０を満たしている。
よって、本実施形態の光制御シート１５は、環境の変化等による反りや撓み等の変形を低減して平面性を保つことができる。
【００３５】
また、環境の変化等による反りや撓み等の変形による画質の低下を防ぐ観点から、本実施形態のように、光制御シート１５を最もＬＣＤパネル１１側に配置することが好ましく、その場合には、単位光学形状１５１が水平方向に平行に配列され、単位光学形状１５１のレンズ高さｈと光制御シート１５の総厚Ｔとの比Ｔ／ｈは、５＜Ｔ／ｈ＜１０を満たすことがさらに好ましい。
一般的に、高温高湿環境下等で光学シートに撓みが生じる場合、重力の影響により、水平方向に生じる撓みよりも、垂直方向に生じる撓みの方が大きく生じやすい。このとき、単位光学形状１５１が、垂直方向に配列されていると、単位光学形状１５１（すなわち、光制御シート１５において厚みの厚い部分）及び単位光学形状１５１間の谷部（すなわち、光制御シート１５において厚みの薄い部分）が、等間隔で水平方向に延在する形態となり、垂直方向における剛性が弱く、垂直方向の撓みが生じやすくなる。
【００３６】
しかし、本実施形態の光学シートは、単位光学形状１５１の配列方向が、透過型表示装置の使用状態における水平方向に平行となるように配置されているので、単位光学形状１５１（すなわち、光制御シート１５において厚みの厚い部分）及び単位光学形状１５１間の谷部（すなわち、光制御シート１５において厚みの薄い部分）は、等間隔に垂直方向に延在する形態となっている。従って、光制御シート１５の垂直方向における剛性は、単位光学形状１５１を水平方向に配列した光学シートに比べて大きく、垂直方向への撓みが生じ難い。
加えて、単位光学形状１５１のレンズ高さｈと光制御シート１５の総厚Ｔとの比Ｔ／ｈが、５＜Ｔ／ｈ＜１０を満たす光制御シートとすることにより、単位光学形状１５１間の谷部の底の厚さも十分確保できるので、剛性を上げ、撓みを防止することができる。
本実施形態の光制御シートは、Ｔ／ｈ＝８であって５＜Ｔ／ｈ＜１０を満たし、かつ、単位光学形状１５１が水平方向に配列されているので、高温高湿環境に置かれる等の環境の変化等による反りや撓み等の変形を低減して平面性を保つ効果をより高めることができる。
【００３７】
また、光制御シート１５の単位光学形状１５１レンズ高さｈは、配列ピッチＰに対して、１．５≦Ｐ／ｈ≦２．５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／ｈ＞２．５となる場合、単位光学形状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／ｈ＜１．５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、単位光学形状１５１の配列ピッチＰと、レンズ高さｈとは、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＝５０μｍであるので、Ｐ／ｈ＝２となり、上述の好ましい範囲内を満たしているので、集光性と耐環境性とを両立できる。
【００３８】
さらに、光制御シート１５は、単位光学形状１５１のピッチＰが、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍであることが好ましい。
単位光学形状１５１のピッチＰが、Ｐ≦５０μｍであると、光制御シート１５を形成するＭＳ材等の熱可塑性樹脂が金型の凹部の先端まで十分入らなかったり、離型が困難となる等により、単位光学形状１５１の形状の再現性が低下したり、離型の際に単位光学形状１５１は欠けたりする。
また、Ｐ≧２５０μｍであると、透過型表示装置に用いた場合に、ＬＣＤパネル１１の画素ピッチと単位光学形状１５１との大きさが近くなるためにモアレが発生しやすく、また、画面のぎらつきも観察されやすくなるため、使用に適さない。さらに、外部からの衝撃等によって生じる応力によって、光学シートの破断等が生じやすくなる。
以上のことから、単位光学形状１５１のピッチＰは、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍであることが好ましい。なお、本実施形態の光制御シート１５は、単位光学形状１５１のピッチＰが、Ｐ＝１００μｍであり、５０μｍ＜Ｐ＜２５０μｍを満たしているので、高精度の単位光学形状の形成が容易であり、モアレやぎらつきのない良好な映像を表示でき、外部からの衝撃等による破断を防止できる。
【００３９】
よって、本実施形態によれば、環境の変化等に起因する反りや撓みを低減でき、平面性を保持できる光制御シートとすることができる。従って、輝度ムラや色ムラ等の表示不良が少なく、良好な映像を表示できる面光源装置、透過型表示装置とすることができる。
また、光制御シート１５は、熱可塑性樹脂を用いて形成されているので、押し出し成形等による作製が可能であり、製造が容易である。
さらに、本実施形態によれば、単位光学形状１５１が透過型表示装置の使用状態における水平方向に平行に配列されているので、環境の変化等によって生じる光制御シート１５の垂直方向の撓みが生じ難く、撓みによるＬＣＤパネル１１の圧迫や破損等を防止でき、良好な表示を行うことができる。
加えて、単位光学形状１５１は、３つの曲面により形成されるので、視野角範囲外に生じる不要な輝度のピークを低減でき、正面輝度の向上を図ることができる。また、輝度ムラも低減できる。
【００４０】
（変形形態）
以上説明した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）本実施形態において、単位光学形状１５１は、図２に示すように、シート面に垂直であってその配列方向に平行な断面での断面形状が、３つの円弧で近似される形状である例を示したが、これに限らず、例えば、楕円筒の一部の形状からなる単位光学形状を一方向に複数配列してもよいし、断面形状が略二等辺三角形形状である単位プリズムを一方向に複数配列してもよい。
【００４１】
（２）本実施形態において、単位光学形状１５１は、曲率半径Ｒ２＝Ｒ３であり、シート面の法線に平行であって単位光学形状の配列方向に平行な断面での断面形状が、配列方向において対称な形状である例を示したが、これに限らず、例えば、曲率半径Ｒ２≠Ｒ３等であるような、断面形状が非対称な形状であってもよい。
【００４２】
（３）本実施形態において、光制御シート１５は、１種類の単位光学形状１５１が出射側の面に一方向に複数配列される例を示したが、これに限らず、例えば、複数種類の単位光学形状を組み合わせて配列してもよい。なお、その場合、単位光学形状のレンズ高さｈは、複数種類の単位光学形状の各レンズ高さの平均値とし、シートの総厚Ｔは、光制御シートの入射側の面から複数種類の単位光学形状の各頂点までの寸法の平均値とし、その平均値が、５＜Ｔ／ｈ＜２０という関係を満たすとよい。
【００４３】
（４）本実施形態において、光制御シート１５は、その形状を拘束しない状態で、図１に示すように略平板状である例を示したが、これに限らず、例えば、シート面の法線に平行であって、かつ、シート面内で直交する２方向における断面形状が、単位光学形状が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有する光制御シートとしてもよい。
図３は、変形形態の光制御シート２５を示す図である。
光制御シート２５は、単位光学形状２５１が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有している点以外は、実施形態に示した光制御シート１５と同様の形態である。従って、同様の機能を有する部分には、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。
【００４４】
この光制御シート２５は、一方の面に単位光学形状２５１が複数配列されている。この単位光学形状２５１は、実施形態に示した単位光学形状１５１と同様の形状を有している。また、光制御シート２５は、シート面に垂直であって垂直方向に平行な断面での断面形状、及び、シート面に垂直であって水平方向に平行な断面での断面形状が、ともに、単位光学形状２５１が配列された面が凹側となるような湾曲形状を有している。
このような湾曲形状を有する光制御シートとし、湾曲形状の凸側の面を光の入射側（発光管１３側）となるようにして面光源装置に用いることにより、高温高湿状態において、変形した場合にもその変形量が湾曲形状によって吸収される。従って、温度や湿度の変化によって、光制御シートが出射側に凸となるように反ってＬＣＤパネル１１を圧迫することを防止でき、ＬＣＤパネルの破損や圧迫痕を防いで良好な映像を表示できる。
【００４５】
（５）本実施形態において、光制御シート１５の入射側の面は、略平滑面である例を示したが、これに限らず、例えば、入射側の面に微細な凹凸形状を付与し、マット面としてもよい。
【００４６】
（６）本実施形態において、光制御シート１５は、単位光学形状１５１の配列方向が透過型表示装置１の使用状態における水平方向と一致するように配置される例を示したが、これに限らず、透過型表示装置が使用される環境や所望される視野角等に応じて、例えば、垂直方向に一致するように配置する等、配置方向は適宜選択してよい。
また、本実施形態において、光制御シート１５の観察側にＬＣＤパネル１１が配置され、二者間に他の光学シート等が配置されない例を示したが、これに限らず、例えば、拡散作用を有する拡散光学シート等を配置し、視野角の向上や輝度ムラの低減等を図ってもよい。
【００４７】
（７）本実施形態において、光源部として線光源である発光管１３を並列に並べられる例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、光源部としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の点光源を複数並べてもよいし、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、無機ＥＬ等の面発光を行う光源を用いてもよい。
なお、本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可能であるが、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】透過型表示装置の実施形態を示す図である。
【図２】実施形態の光制御シート１５を図１に示す矢印Ｓ−Ｓ断面で切断した断面の一部を拡大して示した図である。
【図３】変形形態の光制御シート２５を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
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    光制御シート
１５１    単位光学形状
【図１】
2010129217.tif 000004
【図２】
2010129217.tif 000005
【図３】
2010129217.tif 000006