(57)【要約】【課題】ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シート及びこれを用いたバックライトユニット並びに表示装置を提供する。【解決手段】発光シート１は、入射面側から順に、発光層７、第１の光制御構造５を構成している。第１の光制御構造５は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第１のシリンドリカルレンズ６１と、該第１のシリンドリカルレンズ６１と略直交する方向に複数配列された凸状の第２のシリンドリカルレンズ６２を有している。励起光源からの光は発光層７で吸収されて可視光を発光し、その発光した光は、第１の光制御構造５によって配光調整される。【選択図】図１
2010262770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
透光基材と、
前記透光基材の前記励起光源からの光が入射する側の面（以下入射面という）側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、
前記透光基材の入射面と逆側の面（以下射出面という）側に設けた、前記発光層で発光されて前記透光機材を透過した光を配向調整する第１の光制御構造とを有し、
前記第１の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第２のシリンドリカルレンズを有する、
ことを特徴とする発光シート。
【請求項２】
前記第１及び第２のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項１に記載の発光シート。
【請求項３】
前記発光層は、前記入射面全体を覆うように設けることを特徴とする請求項１に記載の発光シート。
【請求項４】
前記発光層は、前記第１のシリンドリカルレンズ、及び前記第２のシリンドリカルレンズに前記射出面側から平行光を入射したときの前記第１のシリンドリカルレンズ、及び前記第２のシリンドリカルレンズによって前記平行光が集光された集光部近傍に設けることを特徴とする請求項１に記載の発光シート。
【請求項５】
前記入射面側の前記集光部近傍のみに前記発光層を設け、前記集光部近傍以外に開口部を設けることを特徴とする請求項４に記載の発光シート。
【請求項６】
前記入射面側の前記集光部近傍のみに前記発光層を設け、前記集光部近傍以外に光マスクを設けることを特徴とする請求項４に記載の発光シート。
【請求項７】
前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項１に記載の発光シート。
【請求項８】
前記拡散層を、前記発光層と前記第１の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項７に記載の発光シート。
【請求項９】
前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項１に記載の発光シート。
【請求項１０】
前記紫外光遮断層を、前記発光層と前記第１の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項９に記載の光学部材。
【請求項１１】
励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
透光基材と、
前記透光基材の射出面側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、
前記透光基材の入射面側に設けた、前記励起光源からの光を配向調整する第２の光制御構造を有する、
ことを特徴とする発光シート。
【請求項１２】
前記第２の光制御構造は、所定のピッチで複数配列された凸状のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１１に記載の発光シート。
【請求項１３】
前記第２の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第３のシリンドリカルレンズと、前記第３のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第４のシリンドリカルレンズとを有していることを特徴とする請求項１１に記載の発光シート。
【請求項１４】
前記第３及び第４のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項１３に記載の発光シート。
【請求項１５】
前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項１１に記載の発光シート。
【請求項１６】
前記拡散層を、前記第２の光制御構造と発光層の間に設けることを特徴とする請求項１５に記載の発光シート。
【請求項１７】
前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項１１に記載の光学部材。
【請求項１８】
前記紫外光遮断層を、前記発光層の前記励起光源と逆側に設けることを特徴とする請求項１７に記載の光学部材。
【請求項１９】
励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
前記発光シートは、前記励起光源側から順に少なくとも、前記第２の光制御構造、前記発光層、前記第１の光制御構造の順に構成され、
前記第１の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第２のシリンドリカルレンズを有する、
ことを特徴とする発光シート。
【請求項２０】
前記第２の光制御構造は、所定のピッチで複数配列された凸状のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１９に記載の発光シート。
【請求項２１】
前記第２の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第３のシリンドリカルレンズと、前記第３のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第４のシリンドリカルレンズとを有していることを特徴とする請求項１９に記載の発光シート。
【請求項２２】
前記第３及び第４のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項２１に記載の発光シート。
【請求項２３】
前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項１９に記載の発光シート。
【請求項２４】
前記拡散層を、前記第２の光制御構造と前記発光層の間に設けることを特徴とする請求項２３に記載の発光シート。
【請求項２５】
前記拡散層を、前記発光層と、前記第１の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項２３に記載の発光シート。
【請求項２６】
前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項１９に記載の発光シート。
【請求項２７】
前記紫外光遮断層を、前記発光層の前記励起光源と逆側に設けることを特徴とする請求項２６に記載の発光シート。
【請求項２８】
少なくとも前記励起光源と、請求項１乃至２７のいずれかに記載の発光シートを有する照明装置、あるいはバックライトユニット。
【請求項２９】
少なくとも前記励起光源と、請求項１乃至２７のいずれかに記載の発光シートと、反射板を有する照明装置、あるいはバックライトユニット。
【請求項３０】
前記励起光源は、紫外線ＬＥＤであることを特徴とする請求項２８乃至２９のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
【請求項３１】
前記励起光源は、青色ＬＥＤであることを特徴とする請求項２８乃至２９のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
【請求項３２】
前記励起光源は、紫外線発光冷陰極管、あるいは紫外線発光熱陰極管であることを特徴とする請求項２８乃至２９のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
【請求項３３】
請求項２８乃至３２のいずれかに記載の前記照明、あるいは前記バックライトユニットを有するディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光シートを使用する照明装置、バックライトユニット、該バックライトユニットを有するディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、たとえばＯＡ分野でカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
【０００４】
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆるエッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
【０００５】
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、たとえば図１８に示すものが一般に知られている。図１８に示すように、上部に偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その背面側に略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリルなどの透明な基材からなる導光板７９が設置されており、該導光板７９の上面（光出射側）に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。この導光板７９の下面には、導光板７９に導入された光を効率よく液晶パネル７２方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる（図示せず）と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）７７が設けられている。導光板７９の側端部には、光源ランプ７６が取り付けられている。この光源ランプ７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるために、光源ランプ７６の背面側を覆うように高反射率のランプリフレクター８１が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板７９内に入射した光に指向性を付与し、光出射面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
【０００６】
最近では、図１９に示すように、光利用効率を向上させ高輝度化を図るために、拡散フィルム７８と液晶パネル７２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）７４、７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光出射面から出射され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。
【０００７】
しかし、図１８に例示した装置では、視野角の制御が拡散フィルム７８の拡散性のみに依存するため、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなるという現象が避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
【０００８】
また、図１９に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルムが２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
【０００９】
一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられている。
【００１０】
直下型方式の液晶表示装置としては、図２０に例示する装置が一般的に知られている。図２０に示すように、上部に偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に蛍光管などからなる光源５１が設けられている。光源５１から出射された光を、拡散フィルム８２で拡散させ、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させる。光源５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面にはリフレクター５２が配置されている。
【００１１】
輝度を増大させるために、図２１に示すように拡散フィルム８５上に輝度強調フィルム８６（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ、米国３Ｍ社の登録商標）を配置し、図２２に示すようにその上に拡散フィルム８２を配置する方法が採用されている。
【００１２】
ＢＥＦは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムである。このプリズムは光の波長に比較してサイズ（ピッチ）が大きい。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を観察者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。「軸上」とは、観察者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。ＢＥＦは、このように軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。
【００１３】
プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能である。水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、２枚のシートを組み合わせ、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
【００１４】
ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
【００１５】
ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材を採用したディ
スプレイは、特許文献１乃至３に例示されるように多数の特許文献に開示されている。
【００１６】
上記のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートでは、光源からの光が屈折して、制御された角度で出射されることによって、観察者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
【００１７】
しかし、同時に観察者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する想定外の光線が存在する。図２３の破線Ｂに示すように、ＢＥＦを用いた光学シートから出射される光強度分布は、観察者の視覚方向すなわち視覚方向に対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるが、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークも生じる。即ち、横方向から無駄に出射される光（サイドローブ）が増えるという問題がある。このような光強度ピークを有する輝度分布は望ましくない。図２３の実線Ａのように、±９０°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が好ましい。一方、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって極端な輝度変化が起きる。滑らかなプロファイルを実現するには、プリズムシートの上に別の拡散フィルムを設置する必要がある。この拡散フィルムには、プリズムシート側の面に、プリズムシートを保護するための保護層を設ける。
【００１８】
また、ＢＥＦを用いた光学シートだけでは、光源の観察者側Ｆ方向の真上部分が、最も明るくなるため、光源のムラ（以下、ランプイメージとする）が発生する。
ランプイメージが観察者側Ｆから視認されると、画像品質が低下する課題が生じるため、ＢＥＦを用いた光学シートを使用する場合は、拡散板などの拡散要素をバックライトユニット内に設ける必要がある。
拡散板を設けた場合、ランプイメージの問題は解決されるが、光を拡散することによる光のロスや、拡散板の厚みによる、照明装置、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の厚型化、および重量化、部品点数が多くなることによる工程増、コスト増などの課題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特公平１−３７８０１号公報
【特許文献２】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献３】特表平１０−５０６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述のような、課題を解決する方法として、蛍光管などからなる光源を用いずに、励起光源と、励起光源によって面発光するシートを用いることで、ランプイメージの低減を図る方法がある。
しかし、上述の方法においてもランプイメージの低減は充分ではない。それは面発光するシートが励起光源の光量ムラの影響を受け、面発光するシートにおいて明るさのムラが発生するためである。
さらに、面発光するシートから出射される光は、拡散された光であるため、観察者側Ｆ方向以外に進行する光が多く、観察者に明るさを視認させる効果に付与しない無駄な光が多いため、効率が悪いという課題があった。
【００２１】
本発明の目的は、ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シートを提供することにある。
さらに、本発明の目的はこの発光シートを用いた照明装置、バックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、透光基材と、前記透光基材の前記励起光源からの光が入射する側の面（以下入射面という）側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、前記透光基材の入射面と逆側の面（以下射出面という）側に設けた、前記発光層で発光されて前記透光機材を透過した光を配向調整する第１の光制御構造とを有し、前記第１の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第２のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、透光基材と、前記透光基材の射出面側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、前記透光基材の入射面側に設けた、前記励起光源からの光を配向調整する第２の光制御構造を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、前記発光シートは、前記励起光源側から順に少なくとも、前記第２の光制御構造、前記発光層、前記第１の光制御構造の順に構成され、前記第１の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第２のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の構成を用いることで、ランプイメージが発生せず、面内の明るさの均一性が良く、かつ発光シートから出射される光の配光分布を適宜調整することが可能となるため、損失となる光を低減することが可能となり光の利用効率が高い発光シートを提供することができる。
また、本発明の発光シートを用いることで、面内の明るさの均一性が良く、光の利用効率が高い、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置を提供することができる。
さらに、従来使用されていた拡散板や、プリズムシート、レンズシート、拡散フィルムなどの部品数を削減することも可能であるため、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の軽量化、薄型化、部品数削減により光の損失場所が減ることによる光の利用効率向上、上述のような複数の部品を組み合わせる工程を無くすことによる作業性の向上や、コストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のディスプレイ装置を説明する概略図
【図２】点光源である紫外線ＬＥＤ、あるいは青色ＬＥＤの一実施形態を説明する概略図
【図３】点光源、あるいは点光源ユニットの配置方法の一例を説明する概略図
【図４】本発明の第１の光制御構造、あるいは第２の光制御構造の一例を示す概略図
【図５】発光層を第１の光制御構造の集光位置近傍に設けた一例を示す概略図
【図６】発光シートと励起光源の間に保持シート設けた一例を示す概略図
【図７】発光シートに拡散層を設けた一例を示す概略図
【図８】発光シートに励起光遮断層を設けた一例を示す概略図
【図９】発光シートに第２の光制御構造を設けた一例を示す概略図
【図１０】第２の光制御構造の励起光均一化の概略図
【図１１】第２の光制御構造の形状の例を示す概略図
【図１２】第２の光制御構造の形状の他の例を示す概略図
【図１３】第２の光制御構造の形状の他の例を示す概略図
【図１４】発光シートと拡散機能を設けた一例を示す概略図
【図１５】発光シートに励起光遮断層を設けた一例を示す概略図
【図１６】発光シートに、第２の光制御構造、発光層、第１の光制御構造を設けた一例を示す概略図
【図１７】発光シートに、拡散層、励起光遮断層を設けた一例を示す概略図
【図１８】従来技術を示す概略図
【図１９】従来技術を示す概略図
【図２０】従来技術を示す概略図
【図２１】従来技術を示す概略図
【図２２】従来技術を示す概略図
【図２３】従来技術を示す概略図
【図２４】発光層に用いる蛍光体の組成を表す表
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１に示す本発明の実施の一形態にかかるディスプレイ装置２７は、観察者側Ｆへ光を照射するバックライトユニット１３の上に、表示部２１を重ねて設けた構成の液晶表示装置である。バックライトユニット１３からの光を表示部２１から観察者側Ｆに向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示するものである。
尚、以下では、図１の上方向を観察者側Ｆとし、下方向を背面側と称する。
【００２８】
また、ディスプレイ装置２７は、表示部２１を備える液晶表示装置としているが、少なくともバックライトユニット１３を含んだ構成であれば、投射型スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、バックライトユニット１３からの光を表示光として画像表示を行う表示部の種類は問わない。
【００２９】
励起光源４１ａは、発光シートを励起する励起光Ｋを供給するものである。
【００３０】
ここで、本願発明に用いられる励起光源４１ａとしては、以下のようなものが挙げられる。
励起光源４１aは線光源であり、細径の棒状の紫外線を発光する冷陰極管が用いられる。ここでは、励起光源４１aとして冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線光源であれば、どのようなものでもよい。
励起光源４１aとしては、例えば、通常の蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、水銀レス希ガス蛍光ランプ、列状に配置された発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）、半導体レーザ等の光源を用いることができ、特に、冷陰極管、外部電極管又、列状に配列された発光ダイオードが好ましい。
また、導光板の平行溝と同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にＬＥＤを配置したＬＥＤ光源を光源の代わりに用いても良い。このようなＬＥＤ光源は、導光体の上面および底面からＬＥＤの光を入射して導光体の側面からＬＥＤの光を出射することができる。
【００３１】
本発明において、隣接する線光源の中心間の距離は、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ〜６０ｍｍであることがより好ましい。上述の距離を上記範囲とすることにより、直下型バックライト装置１３の消費電力を低減できるとともに、当該バックライト装置１３の組み立てが容易になり、かつ発光面の輝度むらを抑えることができる。
以上のような態様において、隣接する線光源の中心間の距離は、すべての箇所で均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。ここで部分的に変化する場合とは、例えば、直下型バックライト装置の中央部分において点光源間の間隔が狭まるような場合などである。
【００３２】
線光源と発光シートは、発光シートの入射面と線光源の中心位置との最短距離の寸法が、２ｍｍ〜３０ｍｍ以下となるように設置する。発光シートの入射面と線光源の中心位置との最短距離の寸法は、５ｍｍ〜２５ｍｍであることがさらに好ましい。
【００３３】
励起光源４１ａが線光源である場合において、その線光源の本数は、特に限定されない。例えば、本発明の直下型バックライト装置１３を３２インチの液晶表示装置に用いる場合には、線光源の本数としては、例えば、１６本、１４本、１２本、８本等の偶数本や、奇数本とすることができる。
【００３４】
また励起光源４１ａは、線光源に限らず点光源でもよく、特に水銀を用いない材料構成であり、また発光効率が良いＬＥＤが好ましい。
【００３５】
図２（ａ）は、本発明の励起点光源に好ましい、青色に発光する青色ＬＥＤ素子５０を、ＬＥＤ用レンズ５３内部に設けた青色ＬＥＤ素子である。
この方式では、通常の擬似白色に発光する方式の白色ＬＥＤと比較して封止ガラスの上に蛍光体を塗ったりする必要がなく、通常使用される白色ＬＥＤと比較して、低コストに製造することが可能となる。またＬＥＤに蛍光体を使用しないため、ＬＥＤでの発熱による、ＬＥＤ内の蛍光体が劣化することによる発光効率の低下という課題がないため、通常の蛍光体を使用した白色ＬＥＤと比較して長時間使用することが可能である。
また本発明に用いる励起光源４１ａは、上述のものに限らず、紫外線を発光する紫外線ＬＥＤ素子を搭載した紫外線ＬＥＤを用いてもよい。
【００３６】
次に、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＬＥＤ用レンズ５３にプリズム形状を付加したものである。プリズムを用いることにより、青色ＬＥＤ４６、あるいは紫外線ＬＥＤ４６から出射される光の配光分布を調整することができる。
【００３７】
また励起点光源としては上述のＬＥＤに限定されるものではない。例えば、紫外線を発光する半導体レーザや、通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプであってもよい。
【００３８】
次に、複数の点光源の配置の態様について説明する。
図３は、複数の励起点光源４１ｂの配置態様を模式的に示す平面図である。図３（ａ）に示すように、複数の励起点光源４１ｂを配置する第１の態様としては、直下型バックライト装置の縦方向および横方向に沿って、所定の間隔で配置した構成とすることができる。また、図３（ｂ）に示すように、第２の態様としては、図３（ａ）における励起点光源４１ｂのＣ１〜Ｃ４を取り除いたような構成、すなわち、四角形の四頂点のそれぞれに励起点光源４１ｂを配置し、さらに、この矩形の対角線の交点に励起点光源４１ｂを配置したような構成とすることができる。さらに、図３（ｃ）に示すように、第３の態様としては、正六角形が連続して形成されたハニカム構造の各頂点に励起点光源４１ｂをそれぞれ配置したような構成とすることができる。あるいは、図３（ｄ）に示すように励起点光源４１ｂを線状に配置したような構成とすることができる。
【００３９】
以上のような態様において、励起点光源４１ｂ間の距離は、すべての箇所で均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。部分的に変化する場合とは、例えば、直下型バックライト装置の中央箇所などにおいて点光源間の間隔が狭まるような場合などである。これは、点光源間の間隔が狭めることで、最も明るさが必要である直下型バックライト装置の中央箇所の明るさを向上させるためである。
【００４０】
本発明において、隣接する励起点光源４１ｂの中心間の距離は、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ〜６０ｍｍであることがより好ましい。上述の距離を上記範囲とすることにより、直下型バックライト装置の消費電力を低減できるとともに、当該装置の組み立てが容易になり、かつ発光層に入射する励起光のむらを抑えることができる。
【００４１】
励起点光源４１ｂの中心位置と発光シートの入射面との最短距離の寸法は、直下型バックライト装置の厚みと輝度の均一度を考慮して設計すればよいが、１ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜２５ｍｍであることがより好ましい。励起点光源４１ｂの中心位置と発光シートの入射面との最短距離の寸法を上述の範囲とすることにより、輝度むらを低減でき、かつ点光源の発光効率の低下を防ぐことができる。あわせて、バックライトユニット１３全体の厚さを薄くできる。
【００４２】
また、励起光源４１ａから発光した励起光Ｋの一部は、励起光源４１ａの背面側に設置された反射板４３に入射し反射される。
反射板４３は、光源４１ａからの光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成してもよく、例えばＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーや空気を混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
【００４３】
励起光源４１ａから発光した励起光Ｋの一部と、反射板４３で反射された光は、発光シートの入射面１aに入射する。
【００４４】
発光シート１は、入射面側から順に、発光層７、第１の光制御構造５を構成している。
発光層７は、励起光を吸収して、可視光を発光する機能を有する。
発光層７は、ＵＶ耐性が高いバインダー樹脂に蛍光体を分散して構成することが好ましい。蛍光体としては、図２４における表に示すものを使用することが可能である。蛍光体は、励起光の波長領域、蛍光体が発光する波長領域の点から適宜選定することが可能である。また、蛍光体は図２４以外のもので、ＹＡＧ系蛍光体や、Ｃｅを含むガーネット系蛍光体を用いてもよい。
発光層７は、単層毎に、発光する波長領域が同じ顔料を分散して、単層を積層して多層構造にすることが好ましい。このように多層構造にすることで、各層の厚、顔料の分散量を調整することで、発光する光の波長分布の自由に設計することが可能となる。
あるいは、発光層７は、単層に発光する波長領域が異なる顔料を混合分散して使用してもよい。単層構造にすることで、上述の多層構造と異なり積層構造化する工程を簡略化できるため、コスト低減が可能となる。
【００４５】
発光層７の厚さは、０．５μｍ〜３０μｍが好ましい。
発光層７の厚さが０．５μｍ未満の場合は、励起光が発光層で充分に吸収されずに発光層を透過してしまい、発光効率が低下したり、発光層を透過した励起光によって、発光層より観察者Ｆ側にある部材が励起光により劣化してしまうため好ましくない。
発光層７の厚さが、３０μｍを超える場合は、発光層から発光した可視光領域の光が、発光層に含有される蛍光体にて過度に拡散されるため、光の損失が発生し好ましくない。
【００４６】
発光層７で発光した光は、第１の光制御構造５によって配光調整される。
第１の光制御構造５は、図４に示すように、所定のピッチで形成された凸状の第１のシリンドリカルレンズ６１と、該第１のシリンドリカルレンズ６１と略直交する方向に形成された凸状の第２のシリンドリカルレンズ６２を有している。
【００４７】
シリンドリカルレンズが一方向に並んだレンチキュラーレンズシートは、レンズの曲面により、発光層からの光をレンズの配列している方向に配光分布を制御することが可能である。そのため、光制御構造にレンチキュラーレンズシートを用いた場合、一次元的に大配光分布の調整が可能となる。しかし、照明用途、バックライトユニット用途して用いる場合は、少なくとも二次元的に配光分布を調整する必要がある。その理由として、例えばディスプレイ装置に組み込まれるバックライトユニットの場合、ディスプレイに対して水平方向は、広い配光分布が要求されるが、垂直方向では、水平方向ほど広い配光分布は必要なく、配光分布を広げる代わりに正面方向の輝度を向上させることが重要である。あるいは、照明用途して発光シートを用いる場合、励起光源の配置方法では、発光層から発光する光は非対称な配光分布になる場合がある。照明からの光の配光分布が、対称な配光分布が好ましい場合、一次元方向のみの調整では困難であるため、二次元方向の調整が可能な本発明の構成が好ましい。
そのため、シリンドリカルレンズが略直行して配列したクロスレンチキュラーレンズシートでは光を二次元的に広げることができるため、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となる。
【００４８】
特に、発光層から出射される光は、配光分布が広いブロードな指向性を有する光である。これは、発光層に含有される蛍光体が可視光領域の光に対しては、拡散剤として作用するためである。そのため、第１の光制御構造５は、上述の広い配光分布を、観察者側Ｆ方向に偏向するように設計することが好ましい。
【００４９】
第１及び第２のシリンドリカルレンズ６１，６２の断面形状は、完全な半円形（球面レンズ）ではなく、半楕円形（楕円面レンズ）、放物線形（放物面レンズ）などの、いわゆる非半円形（いわゆる２次の非球面形状）のもの、さらには、２次以降の項を有する高次非球面形状のものなどを用いることができる。
【００５０】
非球面形状のレンズを用いることで、レンズ側面に適切な傾きをもった領域の面積を調節することができ、完全な半円形レンズに比べ、より出射する光線を調整することができる。
【００５１】
また、第１、第２のシリンドリカルレンズ６１，６２の形状は同じでも良いし、異なっていても良い。
【００５２】
なお、第１の光制御構造５は、プリズムのような非曲面（平面）形の構造ではないため、発光層からの光が発光層側に再度出射する再起反射光は多くない。そのため、配光調整が可能でありながらも多重反射光が少ないので、光の利用効率の低減を防ぐこともできる。
【００５３】
第１の光制御構造５は、透光基材上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＡＳ（アクリロニトリルポリスチレン共重合体）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。
【００５４】
発光層７、透光基材３の全面を覆うように形成してもよい。
発光層７の形成方法としては、蛍光体を、バインダー樹脂溶液に分散させた液状のインキとして供給することができれば、印刷法、塗工法、転写法などを使用することができるので、生産上都合がよい。必要に応じて、発光層形成後に適宜ドライヤーなどを用いてバインダー樹脂の乾燥／硬化を行ってもよい。
【００５５】
印刷法としては、グラビア印刷法、シルク印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法などを選択できる。ベタ印刷であるため、数度の加刷により、必要な厚さの反射層を形成すればよい。塗工法としては、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを選択できる。転写法を用いる場合、転写箔を使用し、熱転写方式、昇華転写方式、接着や粘着を利用した転写方式などを使用することができる。
【００５６】
また発光層７は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、発光層との反対側第１の光制御構造に発光シートの平面方向に対しての法線方向と平行な光を入射した場合において、該平行な光が第１の光制御構造によって集光される位置近傍に設けてもよい。
図５（ｃ）は、上述の位置に発光層７を設けた場合に、発光層側から発光シートを見た場合の平面図である。
このような構成にすることで、発光層７で発光した光は、第１の光制御構造５の第１、第２のシリンドリカルレンズ６１、６２の略中心部から発光するため、上述の略中心部から発光する可視領域の光は、効率よく第１、第２のシリンドリカルレンズ６１、６２において観察者側Ｆ方向に偏向されるため、光の利用効率が向上するため好ましい。
【００５７】
また上述のような位置に発光層７を設け、発光層以外の部分を開口部とした場合、発光層の総量を減少することができるため、コスト削減が可能である。
【００５８】
さらに、発光層以外の部分を遮光機能、あるいは光反射機能を有する光マスク９を設けてもよい。
遮光機能を有する光マスク９を設けた場合、開口部にした場合と比較して、発光層から観察者側Ｆ方向にある部材を励起光に曝されることを防ぐことが可能となるため好ましい。
光反射機能を有する光マスク９を設けた場合、上述の集光部近傍以外に入射した励起光は反射され、背面側に戻され、背面側にある反射板にて再度観察者側Ｆに戻されてリサイクルされ光の利用効率が向上する。
【００５９】
透光基材３は、透明樹脂で形成されていることが好ましい。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
【００６０】
透光基材の厚みは、０．０５ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。
透光基材の厚みを１ｍｍ未満とすることで、充分なフレキシブル性を有するので、ロール  ｔｏ  ロールの工程で発光シートを製造することが可能であるため、生産効率が向上するため好ましい。
透光基  材の厚みが０．０５未満の場合は、透光基材の強度が不足してしまうため好ましくない。
上述のように、充分なフレキシブル性を有する場合は、発光シート１の平面性を保持するために、光源側に剛性を有する保持シート１１を設けてもよい（図６）。
この場合、保持シート１１に拡散剤を混合すると、励起光量のムラを低減できるため好ましい。また、保持シートは、励起光の全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。
【００６１】
また発光シート１には、図７に示すように、拡散層１９を設けてもよい。
拡散層１９を設けることによって、発光層７ら発光した光を拡散することが可能となる。もし発光層の厚みが不均一だったり、発光層内の蛍光体の分散に偏りがある場合、均一に励起光が発光層に入射した場合でも発光層が均一に発光しないため、上述のように拡散層を設けることで、発光層から発光した光を拡散して均一化することが可能となるので好ましい。
【００６２】
また発光シートには、励起光遮断層を設けてもよい。
励起光遮断層を設けることにより、発光層を透過した励起光が、発光層から観察者側Ｆ方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層、すなわち紫外光遮断層の効果はより大きい。励起光遮断層は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
例えば、励起光吸収剤として紫外線吸収剤を用いた場合、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。中でも、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が好ましく、特にマロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が、積層樹脂板の耐久性を向上させ、また紫外線吸収剤の可視光吸収による積層樹脂板の着色を抑制することもできて好ましい。
【００６３】
励起光遮断層は、発光層側に近いことが好ましく、特に発光層に隣接していることが好ましい（図８）。すなわち、発光層７と透光基材３との間に励起光遮断層１７を設けることが好ましい。あるいは、励起光吸収剤を透光基材３、第１の光制御構造５に混合してもよい。
【００６４】
（実施の形態２）
図９に示すように、発光層７より光源側に第２の光制御構造３９を設けてもよい。
光源側に第２の光制御構造３９を設けることで、発光層７に入射する励起光源からの励起光量を均一化することが可能となる。
【００６５】
第２の光制御構造３９は、励起光源の種類と配置方法によって、任意に形状を設計することで、効率的に発光層に入射する励起光源からの励起光量を均一化することが可能となる。
【００６６】
図１０は、一例として、励起光源４１にＵＶランプのような線光源を用いた場合の発光シートの機能を説明する図である。
励起光源４１はランプハウス（反射板）に、Ｖｅ方向（画面垂直方向）に一定のピッチで配列されている。励起光源４１から射出した励起光Ｈは、発光シートの観察者側Ｆと反対側の面、すなわち第２の光制御構造３９より入射し、発光層３７において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Ｆの面より観察者側Ｆへ出射する。
発光層３７に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Ｆの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Ｆとは反対側の面に第２の光制御構造３９が配列されている。励起光源４１から入射する強い正面光Ｈを第２の光制御構造３９にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層３８において偏向された入射光を拡げ、発光層において均一に発光し、均一な光を観察者側Ｆへ出射する。
【００６７】
第２の光制御構造３９としては凹凸形状を有するレンズであることが望ましい。第２の光制御構造の第一傾斜面３９ｂが光伝搬層３８と接合する点３０における第一傾斜面への接線ｍと、光伝搬層３８の観察者側Ｆとは反対側の面とがなす角度をθ、第２の光制御構造３９の単位レンズのピッチをＰ、光伝搬層３８の厚みをＴ、光伝搬層３８の屈折率をｎとしたとき、以下の式（１）を満たすことが望ましい。
【００６８】
【数１】
2010262770.tif 000003
【００６９】
すなわち、図１０（ｂ）に示されるように、光伝搬層３８の厚みＴは、第２の光制御構造の第一傾斜面３９ｂが光伝搬層３８と接合する点３０に入射した光が、角度θの面で偏向され、光伝搬層３８内にてＶｅ方向に第２の光制御構造のピッチＰ以上拡がるために必要な厚みと定義される。
【００７０】
ここで第２の光制御構造３９の単位レンズのピッチＰは、第２の光制御構造３９を断面視した際に、光伝搬層３８と接合する２点間の距離と定義される。尚、式（１）が有効な第２の光制御構造３９のピッチＰは１０μｍ以上３００μｍ以下であることが望ましい。第２の光制御構造３９のピッチＰが１０μｍより小さい場合は、構造周期が波長に近づくため、回折の影響が無視できなくなってくるためである。第２の光制御構造のピッチＰが３００μｍを超える場合、性能上は問題ないが、光伝搬層３８の厚みＴが非常に厚くなってしまう。この場合、光伝搬層３８の厚みは２ｍｍ以下に収まるよう設定することが望ましい。
【００７１】
すなわち、一定のピッチで配列された第２の光制御構造に入射した正面光Ｈは、第２の光制御構造で偏向され、隣り合う第２の光制御構造によって偏向された光が光伝搬層３８内で混ざり合い、発光層に入射して、発光層が発光し、発光層から発光した光は観察者側Ｆへと射出される。光伝搬層３８の厚みＴが数式１を満たさない場合、第２の光制御構造にて偏向された光は混ざり合わずに発光層へ入射するため、発光シートのランプイメージ低減性能が不足する。
【００７２】
さらにまた、２つ隣の第２の光制御構造３９によって偏向された光が光伝搬層３８内で混ざり合うことがより好ましい。すなわち、以下の式（２）を満たすことが望ましい。
【００７３】
【数２】
2010262770.tif 000004
【００７４】
図１０（ｃ）に示されるように、２つ隣の第２の光制御構造３９によって偏向された光が光伝搬層３８内で混ざり合う厚さＴであれば、その拡散性能は更に増すため、励起光源４１との距離が１０ｍｍ以下と近づいても、ランプイメージを低減／消滅することが可能となる。
【００７５】
第２の光制御構造３９としては、図１１（ａ）のような三角プリズム形状が望ましい。レンズ成形が容易であり、且つ正面からの入射光Ｈを大きく偏向することが出来るためである。
また、図１１（ｂ）のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。第一頂部３９ａ、及び第一傾斜面３９ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ偏向することが出来るためである。
凸湾曲レンズ形状としては、図１１（ｃ）のような非球面形状であることが更には望ましい。第一頂部３９ａの曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。
さらに第２の光制御構造としては、図１１（ｄ）のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。第一頂部３９ａが稜線であるため、入射光Ｈがレンズのどの箇所へ入射しても必ず大きく偏向することができる。また、第一傾斜面３９ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ拡散することが出来るためである。このとき、図１１（ｄ）に示すように、第一傾斜面３９ｂの各点における接線が、光伝搬層３８の観察者側Ｆとは反対側の面となす角度が、２０度〜９０度の間で連続的に変化していることが更には望ましい。２０度を下回る面がある場合、偏向角が非常に小さくなるため、拡散性能が弱くなってしまう。特に０度となる面がある場合、全く偏向せずに入射光Ｈを通すことになる。湾曲三角プリズムは第一傾斜面３９ｂの各点における接線が、光伝搬層３８の観察者側Ｆとは反対側の面となす角度が、２０度より小さくなる面がないため、第一傾斜面３９ｂのどの箇所に光が入射しても大きな角度で偏向することが可能である。
【００７６】
また、第一傾斜面３９ｂの各点における接線が、光伝搬層３８の観察者側Ｆとは反対側の面となす角度が大きく変化しない場合、第一傾斜面３９ｂのどの点に光が入射しても、偏向角がほとんど一緒となるため、同じ領域に光が集中してしまう。湾曲三角プリズムは第一傾斜面３９ｂの各点における接線が、光伝搬層３８の観察者側Ｆとは反対側の面となす角度が、２０度〜９０度の範囲で大きく変化しているため、様々な角度に入射光Ｈを偏向し、励起光を均一にすることができる。
【００７７】
また、第２の光制御構造は上記レンズ形状を複数組み合わせて用いることができる。例えば図１１（ｅ）に示されるように、凸湾曲レンズの上に三角プリズムを組み合わせたような形状でも良い。または図１１（ｆ）のように２つの湾曲三角プリズムをＶｅ方向にシフトさせて重ねた形状でも良い。２つ以上のレンズ形状による拡散効果により、更に拡散性能が増すためである。
【００７８】
図１２は、他の例として、励起光源に紫外線ＬＥＤ、あるいは青色ＬＥＤのような点光源を用いた場合の発光シートの機能を説明する図である。
励起光源はランプハウス（反射板）に、Ｖｅ方向（画面垂直方向）とＨ０方向（画面水平方向）に一定のピッチで配列されている。励起光源から出射した励起光Ｈは、発光シートの観察者側Ｆと反対側の面、すなわち第２の光制御構造３９より入射し、発光層３７において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Ｆの面３７aより観察者側Ｆへ出射する。
発光層に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Ｆの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Ｆとは反対側の面に第２の光制御構造３９が配列されている。励起光源から入射する強い正面光Ｈを第２の光制御構造３９にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層３８において偏向された入射光を拡げ、発光層３７において均一に発光し、均一な光を観察者側Ｆへ出射する。
【００７９】
第２の光制御構造３９は、図４に示すように所定のピッチで略平行に複数配列された凸状の第３のシリンドリカルレンズ３９Ａと、該第３のシリンドリカルレンズ３９Ａと略直交する方向に複数配列された凸状の第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂとを有している発光シートを少なくとも含む構成である。
これら第３のシリンドリカルレンズ３９Ａ及び第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂは、凸状の曲面を有するレンズからなり、これらの焦点が光伝搬層３８の内部に位置するように設定されている。
すなわち、図１２及び図１３に示すように、相互に隣り合う第３のシリンドリカルレンズ３９ＡのピッチをＰ１、各第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの幅寸法をＰＬ１、光伝搬層３８の入射面３８ｂからの各第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの高さ寸法をＴＬ１とし、さらに、相互に隣り合う第４のシリンドリカルレンズ３９ＢのピッチをＰ２、各第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂの幅寸法をＰＬ２、光伝搬層３８の入射面３８ｂからの各第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂの高さ寸法をＴＬ２として、
０．５≦ＰＬ１／Ｐ１≦１．０、
０．８≦ＰＬ２／Ｐ２≦１．０、
ＴＬ１≧ＴＬ２、
Ｐ１≧Ｐ２、
となるように設定されている。
【００８０】
また、上述のように第３のシリンドリカルレンズ３９Ａと第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂとの関係を定義することで、第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂの焦点距離が第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの焦点距離以下に設定されるため、光拡散透過層３８の厚さＴは、第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの幅寸法ＰＬ１、光拡散透過層３８の屈折率ｎ、及び、光拡散透過層３８の入射面３８ｂに対する第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの曲面の接触角度θのみを用いて以下の式（３）で定義することができる。
【００８１】
【数３】
2010262770.tif 000005
【００８２】
なお、上述した定義式において、第３のシリンドリカルレンズ３９ＡのピッチＰ１に対する幅寸法ＰＬ１の比率を０．５以上としたのは、０．５を下回ると第３のシリンドリカルレンズ３９Ａのレンズ効果が弱まるためである。また、この比率を１．０以下としたのは、第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂのレンズ効果を得るためである。
また、第４のシリンドリカルレンズ３９ＢのピッチＰ１に対する幅寸法ＰＬ１の比率を０．８以上１．０以下としたのは、第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂが隣り合う第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの谷間に形成されていても第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂのレンズ効果が十分に得られるためである。なお、この第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂの比率は、大きいほど好ましく、１．０とすることが最も好ましい。
【００８３】
励起光源から出射された光Ｈが第２の光制御構造３９に入射すると、この励起光Ｈは、発光層の入射面に到達するまでの間に第３のシリンドリカルレンズ３９ＡによってＶｅ方向に拡散され、第４のシリンドリカルレンズ３９ＢによってＨｏ方向に拡散される。ここで、第４のシリンドリカルレンズ３９Ｂは、その焦点距離が第３のシリンドリカルレンズ３９Ａの焦点距離よりも短く設定することができるため、この場合には第３のシリンドリカルレンズ３９Ａよりも広い範囲に拡散することが可能である。
さらに図１０や、式（１）、式（２）を満たすことで、ランプイメージを低減／消滅することが可能となる。
【００８４】
本発明の発光シートを構成する光伝搬層３８は、全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。全光線透過率が８０％以上であれば、発光層に入射させる励起光量を低下させることがない。逆に、全光線透過率が８０％未満の場合には、発光層に入射させる励起光量の低下を生じさせるため好ましくない。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠した測定値である。
【００８５】
また、光伝搬層３８は、ヘイズ値が９５％以下であることが好ましい。光伝搬層３８は、第２の光制御構造３９によって偏向された入射光を効果的に拡げて伝搬し、発光層３７へ入射させる。従って、ヘイズ値が９５％を超える場合には、十分な光拡散効果を得ることが出来ないため好ましくない。なお、ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠した測定値である。
【００８６】
光伝搬層３８に用いられる材料は、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。また、光伝搬層３８は、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。
【００８７】
光伝搬層３８には、光拡散要素が含まれていないことがより望ましい。光伝搬層３８に、光拡散要素が含有されない場合、光偏向要素２８によって偏向された光を効果的に拡げて伝搬することができるためである。
【００８８】
また、図１４（ａ）に示すように、励起光源４１ａと、発光シート１との間に、拡散板２３を設けてもよい。この構成にすることで、励起光をより均一に拡散するためによりランプイメージの低減が可能となる。
あるいは、図１４（ｂ）に示すように第２の光制御構造３９と発光層７との間に拡散層１９を有してもよい。第２の光制御構造３９と発光層７との間に拡散層１９を有することで、第２の光制御構造３９で均一化された励起光が、拡散層内で拡散されより均一化することが可能となる。
【００８９】
また、発光シート１に励起光遮断層１７を設けてもよい。
励起光遮断層１７を設けることにより、発光層７を透過した励起光が、発光層７から観察者側Ｆ方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層１７の効果はより大きい。励起光遮断層１７は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
【００９０】
励起光遮断層１７は、発光層側に近いことが好ましく、特に発光層に隣接していることが好ましい（図１５）。すなわち、発光層の観察者側Ｆ方向に隣接して励起光遮断層１７を設けることが好ましい。
【００９１】
（実施の形態３）
図１６のように、発光層７に対して、光源側に第２の光制御構造３９を、観察者側に第１の光制御構造５を設けてもよい。
第２の光制御構造３９は、励起光源４１aからの励起光を均一化して発光層７に入射する機能を有している。これによって、発光層７を均一に発光することが可能となり、ランプイメージの低減が可能となる。
第１の光制御構造５は、発光層７で発光した光を任意の方向に偏向することで、発光シート１から出射する光の配光分布を任意の配光分布に調整することが可能となる。
【００９２】
本構成を用いることで、ランプイメージが事実上発生せず、かつ所望の配光分布を有する発光シートを得ることが可能となる。
【００９３】
また本構成の発光シートにおいて、図１７に示すように、拡散層１９、励起光遮断層１７を適宜設けてもよい。
例えば、図１７（ａ）に示すように、第２の光制御構造３９と発光層７との間に拡散層１９を有して、発光層７と第１の光制御構造５との間に励起光遮断層１７を設けてもよい。
このような構成の場合、第２の光制御構造３９と発光層７との間に拡散層１９を有することで、第２の光制御構造３９で均一化された励起光が、拡散層１９内で拡散されより均一化することが可能となる。
また発光層７と第１の光制御構造５との間に励起光遮断層１７を設けることで、発光層７を透過した励起光が、発光層から観察者側Ｆ方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源４１ａとして、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層１７の効果はより大きい。
【００９４】
あるいは、図１７（ｂ）に示すように、発光層７と励起光遮断層１７との間に拡散層１９を追加して設けてもよい。拡散層１９を追加することで、発光層７から発光した光を拡散することが可能となる。もし発光層７の厚みが不均一だったり、発光層内の蛍光体の分散に偏りがある場合、均一に励起光が発光層７に入射した場合でも発光層７が均一に発光しないため、上述のように拡散層１９を設けることで、発光層７から発光した光を拡散して均一化することが可能となるので好ましい。
【００９５】
拡散層１９は、全光線透過率が３０％〜８０％であることが好ましい。全光線透過率が３０％未満の場合には、発光層への入射光あるいは、観察者側Ｆへの出射光の光量低下を生じさせるので好ましくなく、逆に、全光線透過率が８０％を超える場合には、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。
【００９６】
拡散層１９は、ヘイズ値が９５％以上であることが好ましい。ヘイズ値が９５％未満の場合は、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。
【００９７】
拡散層１９は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
【００９８】
光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。
光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。
【００９９】
光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散層１９の厚さが０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
拡散層１９の厚みが０．１〜５ｍｍである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、０．１ｍｍ未満の場合には、拡散性能が足りず、５ｍｍを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。
【０１００】
なお、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。
すなわち、熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散層１９の膜厚をより薄くすることが可能となる。
【０１０１】
このような拡散層として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを挙げることができる。白色ＰＥＴは、ＰＥＴと相溶性のない樹脂や酸化チタン（ＴｉＯ２ ）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ４ ）、炭酸カルシウムのようなフィラーをＰＥＴに分散させた後、該ＰＥＴを２軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。
【０１０２】
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散基材２６は、少なくとも１軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも１軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。
【０１０３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２、６−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。
【０１０４】
光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散層１９の厚さが２５〜５００μｍであることが好ましい。
拡散層１９の厚さが２５μｍ未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散層１９の厚さが５００μｍを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。
【０１０５】
発光シートは、拡散層１９と光伝搬層３８と発光層７と、第１、第２の光制御構造５、３９を多層押出法により一体成形して形成することが製造工程上好ましい。また、発光シートは、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。
多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。
【０１０６】
発光シートは、拡散層１９と光伝搬層３８と発光層７と、第１、第２の光制御構造５、３９をそれぞれ別々に押出法、射出成形等により形成した後に、接着材又は粘着材により一体化して形成しても良い。
たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材２６と光伝搬層３８を貼り合せることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の発光シートを用いることで、ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シートを提供することが可能である。
本発明は、本発明の発光シートを組み込んだ照明装置、バックライトユニット、あるいは、該バックライトユニットを組み込んだディスプレイ装置において利用できる可能性がある。
【符号の説明】
【０１０８】
１…発光シート、３、３８…透光基材、５…第１の光制御構造、７、３７…発光層、１１…保持シート、１３…バックライトユニット、１７…励起光遮断層、１９…拡散層、２１…表示部、２３…拡散板、２７…ディスプレイ装置、３８…光伝搬層、３９…第２の光制御構造、３９Ａ…第３のシリンドリカルレンズ、３９Ｂ…第４のシリンドリカルレンズ、４１、４１ａ、４１ｂ…励起光源、４３…反射板、４６…ＬＥＤ、５０…ＬＥＤ素子、５１…光源、５２…リフレクター、５３…ＬＥＤ用レンズ、６１…第１のシリンドリカルレンズ、６２…第２のシリンドリカルレンズ、７１、７３…偏光板、７２…液晶パネル、７４、７５…プリズムフィルム、７６…光源ランプ、７７…反射フィルム、７８…拡散フィルム、７９…導光板、８１…ランプリフレクター、８２、８５…拡散フィルム、８６…ＢＥＦ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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