(57)【要約】光の取り出し効率が高く、且つ点状光源がマトリクス状に配置されたバックライトの直交する２つの方向における輝度むらをも解消させることが可能な光学素子を提供する。光学素子３は、光透過性の光学シート２０と、光拡散シート１０とを備えている。光学シート２０は、光入射面２０ａと、光出射面２０ｂとを有している。光入射面２０ａと光出射面２０ｂとの少なくとも一方には、凸状または凹状に形成された複数のマイクロレンズ２２が１０μｍ未満のピッチで周期的且つマトリクス状に配列されたマイクロレンズアレイ２１が形成されている。光拡散シート１０は、光学シート２０の光出射面２０ｂ側に配置されている。光拡散シート１０は、入射光を屈折させることによって拡散させる。
2009116458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と、光出射面とを有する光学シートと、
前記光学シートの前記光出射面側に配置され、入射光を屈折させることによって拡散させる光拡散シートと、
を備える光学素子であって、
前記光入射面及び前記光出射面の少なくとも一方に、マイクロレンズアレイが形成されており、
前記マイクロレンズアレイは、凸状または凹状に形成された複数のマイクロレンズが１０μｍ未満のピッチで周期的且つマトリクス状に配列されている、
光学素子。
【請求項２】
前記マイクロレンズは、凸状に形成されており、
前記マイクロレンズアレイは、前記光出射面に形成されている、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記マイクロレンズアレイのピッチは５μｍ以下である、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記マイクロレンズアレイのピッチは３μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記光拡散シートは、複数のマイクロレンズが１０μｍ以上のピッチで配列されたマイクロレンズアレイを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記光学シートのマイクロレンズは、平面視略円形であり、
平面視における前記光学シートのマイクロレンズの直径は、前記光学シートのマイクロレンズアレイのピッチの５０％以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
平面視における前記光学シートのマイクロレンズの直径は、前記光学シートのマイクロレンズアレイのピッチの８０％以上である、請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記光入射面と前記光出射面とのうちの前記マイクロレンズアレイが形成されている側の面における前記マイクロレンズの占有率が８０％以上であり、
前記マイクロレンズアレイのピッチ（μｍ）をＸ軸とし、前記マイクロレンズの高さを前記マイクロレンズの直径で除算して得られる前記マイクロレンズのアスペクト比をＹ軸とする図１７に示す座標系において、（前記マイクロレンズアレイのピッチ、前記マイクロレンズのアスペクト比）が、点Ａ（１．０，０．８７５）、点Ｂ（１．０，０．６２５）、点Ｃ（１．５，０．３７５）、点Ｄ（２．０，０．３７５）、点Ｅ（２．０，０．６２５）及び点Ｆ（１．５，０．８７５）をこの順に直線で結んで形成される領域内に位置する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記マイクロレンズアレイのピッチ（μｍ）をＸ軸とし、前記マイクロレンズの高さを前記マイクロレンズの直径で除算して得られる前記マイクロレンズのアスペクト比をＹ軸とする図１７に示す座標系において、（前記マイクロレンズアレイのピッチ、前記マイクロレンズのアスペクト比）が点Ｇ（１．０，０．７５）、点Ｈ（１．５，０．５）、点Ｉ（２．０，０．５）及び点Ｊ（１．５，０．７５）をこの順に直線で結んで形成される領域内に位置する、請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学シートのマイクロレンズアレイは、前記光学シートが拡散角０度における透過率よりも高い透過率を有する透過光のピークを０度以外の拡散角において有するように形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記光学シートの複数のマイクロレンズは、第１の方向と、前記第１の方向と直交する第２の方向との両方において規則的且つ周期的に配列されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記光学シートの複数のマイクロレンズは、平面視において、隣接するマイクロレンズの中心を結んでなる図形が正三角形となるように配列されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学素子と、
前記光学素子の光入射面側に配置され、前記光入射面に向けて光を出射させる光源デバイスと、
を備える光源ユニット。
【請求項１４】
前記光源デバイスは、複数の点状光源を有する、請求項１３に記載の光源ユニット。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の光源ユニットと、
前記光拡散シートの光出射面側に配置された液晶表示セルと、
を備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、それを備えた光源ユニット及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所謂直下方式のバックライトが知られている。直下方式のバックライトでは、光出射面の下に複数の光源が配列されている。このため、バックライトの光出射面において、光源の直上における輝度がその他の部分よりも高くなる傾向にある。すなわち、所謂ランプイメージが視認されやすくなる傾向にある。【０００３】
従来、例えば特許文献１〜５などにおいて、この輝度むらを解消する方法が種々提案されている。例えば特許文献１には、光拡散材を用いた光拡散板を光源の上に配置する方法が開示されている。【０００４】
また、特許文献６には、マイクロレンズの直径が１０μｍ以上、１００μｍ未満であるマイクロレンズアレイを有する光学シートが開示されている。特許文献６には、この光学シートによれば、正面方向の高輝度化及び輝度の均一化を図ることができる旨が記載されている。また、特許文献６には、マイクロレンズの直径が１０μｍよりも小さいと、回折の影響が大きくなり、視覚的品質が低下するため、マイクロレンズの直径は１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることが特に好ましい旨が記載されている。
【特許文献１】特開昭５４-１５５２４４号公報
【特許文献２】特許２８５２４２４号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８８９５号公報
【特許文献４】特開２００２−３５２６１１号公報
【特許文献５】米国特許５１６１０４１号公報
【特許文献６】特開２００４−１４５３２９号公報
【発明の開示】
【０００５】
特許文献１に開示されるような光拡散材を用いた光拡散板を直下方式のバックライトの上に配置した場合、光拡散材による光の吸収や不要な方向への光拡散が発生する。このため、光拡散材を用いた光拡散板は、光の取り出し効率が低い。従って、光拡散材を用いた光拡散板のみを単にバックライトの上に配置したのでは、輝度むらの解消を図ることができるものの、バックライトから出射される光の利用効率が低くなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２〜５に開示された方法では、相互に並行に配置された線状光源を有するバックライトの輝度むらを解消させることはできるものの、点状光源がマトリクス状に配置されたバックライトの輝度むらを十分に解消することが困難であるという問題がある。詳細には、所定の方向におけるバックライトの輝度むらを解消することはできるものの、その所定の方向に垂直な方向におけるバックライトの輝度むらを十分に解消することが困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の取り出し効率が高く、さらに点状光源がマトリクス状に配置されたバックライトの直交する２つの方向における輝度むらをも解消させることが可能な光学素子を提供することにある。
【０００８】
本発明に係る光学素子は、光入射面と、光出射面とを有する光学シートと、光学シートの光出射面側に配置され、入射光を屈折させることによって拡散させる光拡散シートとを備えている。光入射面及び光出射面の少なくとも一方には、マイクロレンズアレイが形成されている。マイクロレンズアレイは、凸状または凹状に形成された複数のマイクロレンズが１０μｍ未満のピッチで周期的且つマトリクス状に配列されている。
【０００９】
本発明のある特定の局面では、マイクロレンズが凸状に形成されており、マイクロレンズアレイは、光出射面に形成されている。
【００１０】
本発明において、マイクロレンズアレイのピッチは５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１１】
本発明の他の特定の局面では、光拡散シートは、複数のマイクロレンズが１０μｍ以上のピッチで配列されたマイクロレンズアレイを有している。
【００１２】
本発明の別の特定の局面では、光学シートのマイクロレンズは平面視略円形であり、平面視における光学シートのマイクロレンズの直径は、光学シートのマイクロレンズアレイのピッチの５０％以上であり、好ましくは８０％以上である。
【００１３】
本発明のさらに他の特定の局面では、光入射面と光出射面とのうちのマイクロレンズアレイが形成されている側の面におけるマイクロレンズの占有率が８０％以上であり、マイクロレンズアレイのピッチ（μｍ）をＸ軸とし、マイクロレンズの高さをマイクロレンズの直径で除算して得られるマイクロレンズのアスペクト比をＹ軸とする図１７に示す座標系において、（マイクロレンズアレイのピッチ、マイクロレンズのアスペクト比）が、点Ａ（１．０，０．８７５）、点Ｂ（１．０，０．６２５）、点Ｃ（１．５，０．３７５）、点Ｄ（２．０，０．３７５）、点Ｅ（２．０，０．６２５）及び点Ｆ（１．５，０．８７５）をこの順に直線で結んで形成される領域内に位置する。
【００１４】
本発明のさらに別の特定の局面では、マイクロレンズアレイのピッチ（μｍ）をＸ軸とし、マイクロレンズの高さをマイクロレンズの直径で除算して得られるマイクロレンズのアスペクト比をＹ軸とする図１７に示す座標系において、（マイクロレンズアレイのピッチ、マイクロレンズのアスペクト比）が点Ｇ（１．０，０．７５）、点Ｈ（１．５，０．５）、点Ｉ（２．０，０．５）及び点Ｊ（１．５，０．７５）をこの順に直線で結んで形成される領域内に位置する。
【００１５】
本発明のまた他の特定の局面では、マイクロレンズアレイは、光学シートが拡散角０°における透過率よりも高い透過率を有する透過光のピークを０°以外の拡散角において有するように形成されている。
【００１６】
本発明のまた別の特定の局面では、複数のマイクロレンズは、第１の方向と、第１の方向と直交する第２の方向との両方において規則的且つ周期的に配列されている。
【００１７】
本発明のさらにまた別の特定の局面では、光学シートの複数のマイクロレンズは、平面視において、隣接するマイクロレンズの中心を結んでなる図形が正三角形となるように配列されている。
【００１８】
本発明に係る光源ユニットは、上記本発明に係る光学素子と、光源デバイスとを備えている。光源デバイスは、光学素子の光入射面側に配置されている。光源デバイスは、光入射面に向けて光を出射させる。
【００１９】
光源デバイスは、複数の点状光源を有するものであってもよい。
【００２０】
本発明に係る液晶表示装置は、上記本発明に係る光源ユニットと、光拡散シートの光出射面側に配置された液晶表示セルとを備えている。
【００２１】
（発明の効果）
本発明によれば、光学シートが、ピッチが１０μｍ未満のマイクロレンズアレイを有し、且つ入射光を屈折させることによって拡散させる光拡散シートが光学シートの光出射面側に配置されているため、光の取り出し効率を高くすることができるとともに、点状光源がマトリクス状に配置されたバックライトの直交する２つの方向における輝度むらをも解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明を実施した好ましい形態の一例に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】図２は、光拡散シートの一部分を表す平面図である。
【図３】図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図４は、光学シートの一部分を表す平面図である。
【図５】図５は、図４におけるＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】図６は、光源デバイスの平面図である。但し、透光基板３３の図示を省略している。
【図７】図７は、マイクロレンズアレイのピッチが５０μｍであるときの拡散角度と透過率との関係を表すグラフである。
【図８】図８は、マイクロレンズアレイのピッチが９．９μｍであるときの拡散角度と透過率との関係を表すグラフである。
【図９】図９は、マイクロレンズアレイのピッチが５μｍであるときの拡散角度と透過率との関係を表すグラフである。
【図１０】図１０は、マイクロレンズアレイのピッチが３μｍであるときの拡散角度と透過率との関係を表すグラフである。
【図１１】図１１は、マイクロレンズアレイのピッチが１．８μｍであるときの拡散角度と透過率との関係を表すグラフである。
【図１２】図１２は、式（１）においてｎ＝２，λ＝５５０ｎｍとした場合のマイクロレンズアレイのピッチと拡散角との関係を表すグラフである。
【図１３】図１３は、変形例１における光学シートの一部を表す平面図である。
【図１４】図１４は、変形例２における光源デバイスの平面図である。
【図１５】図１５は、図１４におけるＸＶ−ＸＶ矢視図である。
【図１６】図１６は、変形例３における光学シートの一部を表す断面図である。
【図１７】図１７は、マイクロレンズアレイのピッチと、マイクロレンズのアスペクト比との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１…液晶表示装置
２…光源ユニット
３…光学素子
１０…光拡散シート
１０ａ…光入射面
１０ｂ…光出射面
１１…マイクロレンズアレイ
１２…マイクロレンズ
２０…光学シート
２０ａ…光入射面
２０ｂ…光出射面
２１…マイクロレンズアレイ
２２…マイクロレンズ
２５…マイクロレンズ
３０…光源デバイス
３０ａ…光出射面
３１…ケーシング
３１ａ…凹部
３２…点状光源
３３…透光基板
３４…線状光源
４０…液晶表示セル
４１ａ…偏光板
４１ｂ…偏光板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す液晶表示装置１を例に挙げて説明する。但し、液晶表示装置１は、単なる例示であって、本発明は、液晶表示装置１に限定されない。【００２５】
図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶表示セル４０と、一対の偏光板４１ａ，４１ｂと、光源ユニット２とを備えている。液晶表示セル４０は、一対の偏光板４１ａ，４１ｂの間に配置されている。偏光板４１ａと偏光板４１ｂとは、偏光方向が相互に直交するように配置されている。【００２６】
光源ユニット２には、光源デバイス３０と、光学素子３とを備えている。【００２７】
本発明において、光源デバイス３０は、特に限定されない。光源デバイス３０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの点状光源を複数有するものであってもよい。また、光源デバイス３０は、冷陰極管などの線状光源を複数有するものであってもよい。【００２８】
本実施形態では、光源デバイス３０は、図１に示すように、ケーシング３１と、複数の点状光源３２と、透光基板３３とを備えている。ケーシング３１には、凹部３１ａが形成されている。複数の点状光源３２は、この凹部３１ａ内に配置されている。図６に示すように、複数の点状光源３２は、周期的且つマトリクス状に配列されている。なお、図６では、透光基板３３の描画を省略している。【００２９】
ケーシング３１の凹部３１ａは、透光基板３３によって覆われている。この透光基板３３から点状光源３２の光が出射する。【００３０】
なお、透光基板３３は、例えば光を拡散させる機能を有する拡散板であってもよい。また、透光基板３３の上に、光拡散板をさらに配置してもよい。【００３１】
図１に示すように、光学素子３は、光源デバイス３０の光出射面３０ａ側に配置されている。光学素子３は、光透過性の光学シート２０と、光透過性の光拡散シート１０とを備えている。光学シート２０は、光源デバイス３０の光出射面３０ａの上に配置されている。【００３２】
光拡散シート１０は、光学シート２０の光出射面２０ｂ側に配置されている。具体的には、本実施形態では、光拡散シート１０は、光出射面２０ｂの上方に配置されている。光拡散シート１０は、光学シート２０側から入射した入射光を屈折させることによって拡散させる。【００３３】
本発明において、光拡散シートは、入射光を屈折させることによって拡散させるものである限りにおいて、特に限定されない。本実施形態では、光拡散シート１０がマイクロレンズアレイを有する場合を例に挙げて説明する。但し、光拡散シート１０は、例えば、ビーズコート型の光拡散シート、プリズムシート、反射偏光機能シートなどであってもよい。【００３４】
また、本実施形態では、１枚の光拡散シート１０を配置する例について説明するが、光拡散シート１０を複数配置してもよい。光拡散シート１０を複数配置する場合は、同じ種類の光拡散シートを複数配置してもよいし、複数種類の光拡散シートを配置してもよい。【００３５】
図３に示すように、光拡散シート１０は、光入射面１０ａと、光出射面１０ｂとを備えている。光拡散シート１０は、光出射面１０ｂに形成されたマイクロレンズアレイ１１を備えている。マイクロレンズアレイ１１は、図２に示すように周期的且つマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズ１２を備えている。【００３６】
複数のマイクロレンズ１２の配列は特に限定されない。複数のマイクロレンズ１２は、例えば、第１の方向と、第１の方向と直交する第２の方向とのそれぞれにおいて規則的且つ周期的に配列されていてもよい。すなわち、複数のマイクロレンズ１２は、所謂正方形格子パターンで配列されていてもよい。また、図２に示すように、複数のマイクロレンズ１２は、平面視において、隣接するマイクロレンズ１２の中心を結んでなる図形が三角形（好ましくは、正三角形）となるように所謂三角形格子パターン（好ましくは、正三角形格子パターン）で配列されていてもよい。【００３７】
具体的に、本実施形態では、図２に示すように、隣接するマイクロレンズ１２の中心Ｃ１〜Ｃ３を結んでなる図形Ｔ１が、正三角形となるように、所謂正三角形格子パターンで配列されている。このように、複数のマイクロレンズ１２を、平面視において、所謂正三角形格子パターンで配列させることによって、単位面積当たりに配置されるマイクロレンズ１２の数量を多くすることができる。すなわち、マイクロレンズ１２の占有率を高くすることができる。従って、高い拡散機能を実現することが可能となる。【００３８】
図２及び図３に示すように、本実施形態では、マイクロレンズ１２の形状は半球状である。但し、本発明において、マイクロレンズ１２の形状は特に限定されない。マイクロレンズ１２は、例えば楕円球状、円錐状、円錐台状、角錐状または角錐台状などの形状に形成されていてもよい。【００３９】
複数のマイクロレンズ１２は、１０μｍ以上のピッチで配列されている。マイクロレンズアレイ１１のピッチは、例えば、２０μｍ以上であることが好ましい。【００４０】
なお、本明細書において、「マイクロレンズアレイのピッチ」とは、隣接するマイクロレンズの中心間距離のうち最も短い距離をいう。具体的に、図２に示す場合では、複数のマイクロレンズ１２は、隣接するマイクロレンズ１２の中心を結んでなる図形が正三角形となるように配列されているため、図２に示すピッチＰ１とピッチＰ２とが等しい。このため、本実施形態におけるマイクロレンズアレイ１１のピッチＰはピッチＰ１及びピッチＰ２と等しい。【００４１】
本実施形態において、マイクロレンズ１２の直径Ｄ１は特に限定されない。マイクロレンズ１２の直径Ｄ１は、マイクロレンズアレイ１１のピッチＰと、占有率とに応じて適宜設定することができる。例えば、マイクロレンズ１２の直径Ｄ１は、１５〜１００μｍ程度にすることができる。【００４２】
光拡散シート１０の材質は特に限定されない。光拡散シート１０は、例えば合成樹脂により形成されていてもよい。合成樹脂の具体例としては、例えばポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。【００４３】
また、光拡散シート１０の平均厚みも特に限定されない。光拡散シート１０の平均厚みは、例えば、５０〜４００μｍ程度であることが好ましい。【００４４】
図１に示すように、光学シート２０は、光源デバイス３０の上に配置されている。但し、光学シート２０は、光源デバイス３０の直上に必ずしも配置される必要はない。光源デバイス３０と、光学シート２０との間に、別の光学素子を配置してもよい。例えば、光学シート２０と光源デバイス３０との間に、光拡散板やプリズムシートなどを配置してもよい。また、光源デバイス３０と、光学シート２０との間に、空気層を介在させてもよい。【００４５】
光学シート２０は、光入射面２０ａと、光出射面２０ｂとを備えている。光入射面２０ａは、光源デバイス３０と対面している。光出射面２０ｂは、光拡散シート１０と対面している。【００４６】
光学シート２０は、図４及び図５に示すように、マイクロレンズアレイ２１を備えている。【００４７】
マイクロレンズアレイ２１は、光入射面２０ａ及び光出射面２０ｂの少なくとも一方に形成されている。具体的に、本実施形態では、図１及び図５に示すように、光学シート２０の光出射面２０ｂに形成されている。【００４８】
マイクロレンズアレイ２１は、複数のマイクロレンズ２２を備えている。複数のマイクロレンズ２２のそれぞれは、凸状または凹状に形成されている。本実施形態では、マイクロレンズアレイ２１は、凸状に形成された複数のマイクロレンズ２２を備えている。より具体的には、本実施形態では、マイクロレンズ２２は、半球状に形成されている。但し、本発明においてマイクロレンズ２２の形状はこれに限定されない。マイクロレンズ２２は、例えば楕円球状、円錐状、円錐台状、角錐状または角錐台状などの形状に形成されていてもよい。【００４９】
複数のマイクロレンズ２２は、周期的且つマトリクス状に配列されている。複数のマイクロレンズ２２は、例えば、第１の方向と、第１の方向と直交する第２の方向との両方において規則的且つ周期的に配列されていてもよい。すなわち、複数のマイクロレンズ２２は、例えば、所謂正方形格子パターンで配列されていてもよい。また、図４に示すように、複数のマイクロレンズ２２は、隣接するマイクロレンズ２２の中心Ｃ４〜Ｃ６を結んでなる図形Ｔ２が三角形となるように配列されていてもよい。すなわち、複数のマイクロレンズ２２は、所謂三角形格子パターンで配列されていてもよい。複数のマイクロレンズ２２は、三角形格子パターンの中でも、図形Ｔ２が正三角形となる正三角形格子パターンで配列されていることが好ましい。【００５０】
本実施形態において、マイクロレンズアレイ２１のピッチＰ（＝Ｐ３＝Ｐ２）は１０μｍ未満に設定されている。マイクロレンズアレイ２１のピッチは、５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましく、２．５μｍ以下であることがさらに好ましい。【００５１】
マイクロレンズアレイ２１のピッチＰは、０．３μｍ以上であることが好ましく、０．７μｍ以上であることがより好ましい。マイクロレンズアレイ２１のピッチＰが小さくなると、マイクロレンズアレイ２１の形成が困難となる傾向にあるからである。【００５２】
本実施形態では、マイクロレンズアレイ２１のピッチＰが１０μｍ未満に設定されているため、マイクロレンズアレイ２１において、回折光が生じる。マイクロレンズアレイ２１に対して、法線方向から光線が入射した場合、下記式（１）を満たす角度θにおいて、回折光が強め合う。【００５３】
Ｐ・ｓｉｎθ＝ｎλ      ・・・・・（１）
但し、
Ｐ：マイクロレンズアレイ２１のピッチ、
ｎ：自然数、
λ：マイクロレンズアレイ２１に入射する光線の波長、
である。【００５４】
本実施形態において、マイクロレンズ２２の直径Ｄ２は特に限定されない。但し、マイクロレンズ２２の直径Ｄ２は、マイクロレンズアレイ２１のピッチＰの５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが好ましい。マイクロレンズ２２の直径Ｄ２をマイクロレンズアレイ２１のピッチＰに対して比較的大きくすることによって、光学シート２０の光出射面２０ｂのマイクロレンズ２２が形成された領域における、マイクロレンズ２２の占有率を比較的高くすることができる。マイクロレンズ２２の占有率は、２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。【００５５】
なお、本明細書において、マイクロレンズの占有率とは、平面視において、マイクロレンズが形成された面の面積に対するマイクロレンズの面積の割合である。具体的に、図４に示す場合であれば、マイクロレンズ２２の中心Ｃ４〜Ｃ６により囲まれた正三角形Ｔ２の面積に対する、正三角形Ｔ２内に位置するマイクロレンズ２２の面積の割合をいう。【００５６】
光学シート２０の材質は、光透過性を有するものである限り特に限定されない。光学シート２０は、例えば光透過性の合成樹脂により形成することができる。合成樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル、エネルギー硬化型樹脂などが挙げられる。エネルギー硬化型樹脂の具体例としては、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などが挙げられる。これらの中でも、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などに代表されるエネルギー硬化型樹脂が特に好ましい。エネルギー硬化型樹脂を用いることによって、マイクロレンズアレイ２１を比較的容易に形成することができるからである。【００５７】
なお、光学シート２０は、一体に形成されていてもよいし、複数の光学部材が貼り合わされたものであってもよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムなどの光学フィルムの上に、紫外線硬化型樹脂などによって形成されたマイクロレンズが貼付されたものであってもよい。【００５８】
また、光学シート２０には、各種フィラー、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤及び分散剤などの少なくとも１つが含まれていてもよい。【００５９】
光学シート２０の厚みは特に限定されない。光学シート２０の平均厚みは、例えば、１０μｍ以上、３０００μｍ以下であってもよい。光学シート２０の光透過性を考慮すれば、光学シート２０の平均厚みは、３５μｍ以上、３００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上、２５０μｍ以下であることがより好ましい。【００６０】
それに対して、光学シート２０の機械的強度を考慮すれば、光学シート２０の平均厚みの好ましい範囲は１０００μｍ以上、２５００μｍ以下であり、１２００μｍ以上、２０００μｍ以下がより好ましい。【００６１】
光学シート２０の厚みが薄すぎると、光源デバイス３０などの熱などにより光学シート２０の形状が変化するおそれがある。一方、光学シート２０の厚みが厚すぎると、光学シート２０の光透過率が低下する傾向にある。【００６２】
光学シート２０の製造方法も特に限定されない。光学シート２０は、既知の種々の製造方法により製造することができる。光学シート２０の製造方法としては、例えば、成形型の上に合成樹脂層を形成した後に、その合成樹脂層を成形型から剥離する方法、シート化された樹脂を、成形型を用いてヒートプレスする方法などが挙げられる。【００６３】
以上説明したように、本実施形態の光学素子３は、ピッチＰが１０μｍ未満のマイクロレンズアレイ２１と、入射光を屈折させることによって拡散させる光拡散シート１０とを備えている。よって、例えば、光学素子３に替えて光を屈折させることによって拡散させる光拡散板のみを用いる場合と比較して、高い光の取り出し効率と高い光拡散性との両方が実現されている。【００６４】
特許文献６にも記載されているように、色分散を小さく抑える観点から、通常、マイクロレンズアレイ２１のピッチは１０μｍ以上に設定されている。しかしながら、マイクロレンズアレイ２１のピッチが１０μｍ以上とした場合は、光を十分に拡散させることが困難となる。【００６５】
それに対して、本実施形態では、高い光拡散能を有するマイクロレンズアレイ２１に対して、入射光を屈折させることによって拡散させる光拡散シート１０が組み合わせられている。このため、マイクロレンズアレイ２１において高い光拡散性を実現しつつ、マイクロレンズアレイ２１において発生した色分散を光拡散シート１０において効果的に解消させることができる。従って、高い光拡散性を実現しつつ、色分散に起因する虹色模様が視認されることを効果的に抑制することができる。【００６６】
また、マイクロレンズアレイ２１では、複数の微小なマイクロレンズ２２がマトリクス状に配置されている。このため、一方向のみならず、相互に直交する二方向において、光を分散させることができる。よって、光学素子３を用いることによって、点状光源がマトリクス状に配置されたバックライトの直交する２つの方向における輝度むらをも解消させることが可能となる。【００６７】
以下、本実施形態における効果について、さらに詳細に説明する。【００６８】
図７は、ピッチが５０μｍのマイクロレンズアレイにおける出射光の拡散角と透過率との関係を表すグラフである。ピッチが５０μｍのマイクロレンズアレイの場合、マイクロレンズアレイにおいて回折光は実質的に発生しない。このため、図７に示すように、ピッチが５０μｍのマイクロレンズアレイの場合、透過光は、拡散角＝０度の位置に集中する。従って、例えば、ピッチが５０μｍのマイクロレンズアレイを光源デバイス３０の上に配置した場合、点状光源３２に対応した位置の輝度が他の部分よりも高くなる。その結果、比較的大きな輝度むらが視認されることとなる。【００６９】
なお、図７〜図１２に示すグラフは、入射光の波長を５５０ｎｍとした場合のグラフである。【００７０】
図８は、ピッチが９．９μｍのマイクロレンズアレイ２１における出射光の拡散角と透過率との関係を表すグラフである。ピッチが９．９μｍのマイクロレンズアレイ２１の場合、マイクロレンズアレイ２１において回折光が発生する。このため、拡散角が−３０〜３０度の領域において、回折光に起因する透過光の複数のピークが生じる。よって、マイクロレンズアレイ２１のピッチが５０μｍである場合と比較して、拡散角０度における透過率が低くなると共に、拡散角−３０〜０度、０〜３０度における透過率が高くなる。従って、輝度むらを低減させることができる。【００７１】
なお、マイクロレンズアレイのピッチが１０μｍ以上である場合であっても回折光が生じる場合がある。しかしながら、図１２に示すように、マイクロレンズアレイのピッチが１０μｍ以上であると、得られる拡散角が非常に小さくなる。従って、マイクロレンズアレイのピッチが１０μｍ以上であると、十分に光を拡散させることができない。その結果、輝度むらを十分に抑制することが困難となる。【００７２】
図１２に示すように、マイクロレンズアレイ２１のピッチが１０μｍを下回ると拡散角が顕著に大きくなる。このため、マイクロレンズアレイ２１のピッチを１０μｍ未満に設定することによって、大きな拡散角が得られる。その結果、輝度むらを効果的に低減させることができる。【００７３】
図９〜図１１は、マイクロレンズアレイ２１のピッチがそれぞれ５μｍ、３μｍ、１．８μｍのマイクロレンズアレイ２１における出射光の拡散角と透過率との関係を表すグラフである。具体的に、図８に示すように、マイクロレンズアレイ２１のピッチが９．９μｍである場合は、透過光のピークが複数現れるものの、複数の透過光のピークが近接している。図９〜図１１に示すように、マイクロレンズアレイ２１のピッチが５μｍ以下である場合は、隣接する透過光のピーク相互間の距離が広くなり、点状光源３２の直上以外にも、多数の透過光のピークが点在することとなる。【００７４】
例えば、回折光が発生しない場合は、点光源３２の間隔と実質的に同じ間隔で透過光のピークが存在することになる。よって、隣接する透過光のピーク相互間の距離が比較的長くなる。それに対して、マイクロレンズアレイ２１のピッチが５μｍ以下である場合は、上述のように、点状光源３２の直上以外にも、多数の透過光のピークが点在することとなる。その結果、隣接する透過光のピーク相互間の距離が比較的短くなる。従って、輝度むらが視認されにくくなる。このことから、マイクロレンズアレイ２１のピッチは、５μｍ以下であることが好ましい。【００７５】
また、図１２に示すように、マイクロレンズアレイ２１のピッチは、３μｍとなると特に急激に大きくなる。このため、マイクロレンズアレイ２１のピッチは、３μｍ以下であることがより好ましい。【００７６】
点状光源３２が視認されないようにする観点からは、点状光源３２の直上の透過光強度は小さい方が好ましい。言い換えれば、拡散角０度における透過率が小さい方が好ましい。【００７７】
また、図９〜図１１に示すように、拡散角０度における透過光のピークの透過率が、０度以外の拡散角における透過光のピークの透過率よりも低いことがさらに好ましい。言い換えれば、光学シート２０が、拡散角０度における透過率よりも高い透過率を有する透過光のピークを０度以外の拡散角において有することがさらに好ましい。【００７８】
具体的には、光学シート２０の光出射面２０ｂに対するマイクロレンズ２２の占める割合（占有率）が大きいことが好ましい。より具体的には、光出射面２０ｂのマイクロレンズアレイ２１が形成された領域におけるマイクロレンズ２２の占有率は、２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。そうすることによって、光学シート２０を拡散せずに透過する光の量を低減すると共に、回折光を増大させることができる。【００７９】
また、本実施形態のように、マイクロレンズ２２の平面視形状が略円形である場合は、マイクロレンズ２２の直径は、マイクロレンズアレイ２１のピッチの５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。【００８０】
マイクロレンズ２２の占有率を高める観点からは、マイクロレンズ２２は、平面視において、図４に示すように、隣接するマイクロレンズ２２の中心を結んでなる図形が三角形となるように配列されていることが好ましい。さらには、マイクロレンズ２２は、平面視において、隣接するマイクロレンズ２２の中心を結んでなる図形が正三角形となるように配列されていることが特に好ましい。マイクロレンズ２２の占有率を最も大きくすることができるからである。【００８１】
また、拡散角０度における透過率を小さくする観点からは、光出射面２０ｂにおけるマイクロレンズ１２の占有率が８０％以上であり、マイクロレンズアレイ１１のピッチ（μｍ）をＸ軸とし、マイクロレンズ１２の高さをマイクロレンズ１２の直径で除算して得られるマイクロレンズ１２のアスペクト比をＹ軸とする図１７に示す座標系において、（マイクロレンズアレイのピッチ、マイクロレンズのアスペクト比）が、点Ａ（１．０，０．８７５）、点Ｂ（１．０，０．６２５）、点Ｃ（１．５，０．３７５）、点Ｄ（２．０，０．３７５）、点Ｅ（２．０，０．６２５）及び点Ｆ（１．５，０．８７５）をこの順に直線で結んで形成される領域Ｘ１内に位置することが好ましい。また、図１７に示す座標系において、（マイクロレンズアレイのピッチ、マイクロレンズのアスペクト比）が、点Ｇ（１．０，０．７５）、点Ｈ（１．５，０．５）、点Ｉ（２．０，０．５）及び点Ｊ（１．５，０．７５）をこの順に直線で結んで形成される領域Ｘ２内に位置することがより好ましい。すなわち、マイクロレンズ２２のアスペクト比が０．５，つまりマイクロレンズ２２の形状が半球状である場合は、マイクロレンズアレイ２１のピッチは１．２５〜２．０μｍであることが好ましく、１．５〜２．０μｍであることがより好ましい。この構成によれば、拡散角が０度における透過率を３０％以下とし、かつ０度以外の拡散角における透過率を２％以上とすることができる。【００８２】
上述のように、光拡散シート１０の種類は特に限定されない。但し、光拡散シート１０は、本実施形態のように、マイクロレンズアレイ１１のピッチが１０μｍ以上であるマイクロレンズアレイ１１を有するものであることが好ましい。【００８３】
光拡散シートとして、マイクロレンズアレイ１１を有するシートを用いる場合、例えば、光拡散材を用いた光拡散シートを用いる場合のように不要な方向への光の拡散や光拡散材による光の吸収を抑制することができる。従って、より高い光の取り出し効率を実現することができる。【００８４】
なお、本実施形態において、光拡散シート１０に要求される最小限の機能は、光学シート２０において発生した色分散を解消させる機能のみである。このため、例えば、光学素子３に替えて光を屈折させることによって拡散する光拡散板のみを光学素子３に替えて配置する場合の光拡散板と比較して、光拡散シート１０に要求される光拡散性は比較的低い。よって、例えば、光拡散シート１０を、光拡散材を用いた光拡散シートによって構成する場合、光拡散シート１０中の光拡散材の濃度を低くすることができる。従って、光拡散材を用いた光拡散シートによって構成する場合であっても、光を屈折させることによって拡散する光拡散板のみを光学素子３に替えて配置する場合の光拡散板と比較して、光拡散シート１０における不要な方向への光拡散や、光吸収を抑制することができる。その結果、高い光の取り出し効率を実現することができる。【００８５】
マイクロレンズ２２が凸状に形成されていると共に、マイクロレンズアレイ２１が光学シート２０の光出射面２０ｂに形成されていることが好ましい。これによれば、光学シート２０の光の拡散性能をより高くすることができる。【００８６】
（変形例１）
上記実施形態では、マイクロレンズ２２が所謂正三角形格子配列されている例について説明した。但し、本発明において、マイクロレンズ２２の配列は所謂正三角形格子配列に限定されない。マイクロレンズ２２は、図１３に示すように、相互に直交するｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいて規則的且つ周期的に配列されていてもよい。図１３に示すように、相互に直交するｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいて規則的且つ周期的にマイクロレンズ２２を配列した場合、ｘ方向とｙ方向とにおいてマイクロレンズアレイ２１のピッチを略同一にすることができる。このため、ｘ方向における光学シート２０の光拡散性能と、ｙ方向における光学シート２０の光拡散性能とを略同一にすることができる。【００８７】
（変形例２）
上記実施形態では、光源デバイス３０が複数の点状光源３２を有する例について説明した。但し、本発明において、光源デバイス３０に設ける光源の種類は点状光源に限定されない。例えば、光源デバイス３０は、例えば、図１４及び図１５に示すように、並列に配列された複数の線状光源３４を有するものであってもよい。線状光源３４の種類は特に限定されない。線状光源３４は、例えば、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）などであってもよい。【００８８】
（変形例３）
上記実施形態では、光学シート２０の光出射面２０ｂに、凸状に形成された複数のマイクロレンズ２２を有するマイクロレンズアレイ２１が形成されている例について説明した。但し、本発明において、マイクロレンズ２２は、凹状であってもよい。また、マイクロレンズアレイ２１は、光学シート２０の光入射面２０ａに形成されていてもよい。マイクロレンズアレイ２１は、光学シート２０の光出射面２０ｂと光入射面２０ａとの両方に形成されていてもよい。【００８９】
具体的には、例えば、図１６に示すように、光学シート２０の光入射面２０ａに、凹状に形成された複数のマイクロレンズ２５を有するマイクロレンズアレイ２１を形成してもよい。【００９０】
（その他の変形例）
光学シート２０及び光拡散シート１０のうちの少なくとも一方が複数配置されていてもよい。すなわち、光学シート２０と光拡散シート１０とのそれぞれの配置枚数は１枚に限定されない。【００９１】
マイクロレンズアレイ２１を透光性部材で被覆してもよい。すなわち、マイクロレンズアレイ２１を光学シート２０と透光性部材との界面に形成してもよい。【００９２】
光学シート２０と光源デバイス３０との間や、光学シート２０と光拡散シート１０との間などにさらなる光学素子が配置されていてもよい。具体的には、例えば、光学シート２０と光源デバイス３０との間にさらなる光拡散シートを配置してもよい。【００９３】
マイクロレンズアレイ２１は、他の光学素子の表面に形成されていてもよい。例えば、図１に示す透光基板３３の表面などに形成されていてもよい。【００９４】
光学シート２０の少なくとも一方の表面にマット加工を施してもよい。また、光学シート２０の少なくとも一方の表面に、バインダー中にビーズ粒子を分散させたスティッキング防止層を形成してもよい。すなわち、光学シート２０の少なくとも一方の表面の表面荒さを荒くしてもよい。そうすることによって、光学シート２０の透光基板３３などに対するスティッキングを抑制することができる。【００９５】
以下、本発明について、実施例に基づいてさらに具体的に説明する。但し、下記実施例は、単なる例示である。本発明は、下記実施例によって何ら限定されるものではない。【００９６】
（実施例１）
まず、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚さ２００μｍのポリカーボネートフィルム（帝人化成（株）製  品名：パンライト１２２５ＬＬ）をロールプレスすることによって、直径９．４μｍの略半球状のマイクロレンズ２２が図４に示すピッチ９．９μｍの正三角形格子パターンで形成された光学シート２０を得た。マイクロレンズ２２の占有率は、８１．８％であった。【００９７】
スチレンビーズをアクリル系バインダーに分散させた光拡散層を厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に形成したビーズ付き光拡散シート（きもと社製  品番：１００ＤＸ２）を光拡散シート１０とした。【００９８】
点状光源３２としては、ＬＥＤ光源（豊田合成社製  品番：Ｅ１Ｓ２７＊Ｍ１Ｆ７−０３）を用いた。２５個のＬＥＤ光源を縦横１．９ｃｍ間隔で回路基板上に配置すると共に、回路基板に配線した。回路基板のＬＥＤ光源を除く部分と、ケーシング３１の内側面に白色のポリエステルフィルム（東レ株式会社製  品番：ルミラーＥ６ＳＬ、厚さ：２５０μｍ）を貼付し、さらに旭化成ケミカルズ社製の拡散板（グレードＭＳ、厚さ２ｍｍ）を透光基板３３として配置することによって、１００ｍｍ四方、高さ１３．５ｍｍの光源デバイス３０を作製した。【００９９】
以上のように作製した光源デバイス３０、光拡散シート１０、光学シート２０を図１に示す順で積層して光源ユニット２を作製した。【０１００】
得られた光源ユニット２について、以下の要領で輝度及び輝度むらを測定した。すなわち、変位可能なステージ上に配置した光源ユニット２の光拡散シート１０の光出射面の上方１．２ｍｍに視野角特性測定装置（ＥＬＤＩＭ社製  品名ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ８０）を固定し、その状態で、ステージごと光源ユニット２をｘ方向及びｙ方向のそれぞれに移動させながら、上記視野角特性測定装置によってｘ方向及びｙ方向のそれぞれにおいて５ｍｍおきに正面輝度を測定した。測定結果から、正面輝度の最大値、最小値、平均値及び輝度むらを算出した。ここで正面輝度の最大値は、測定中において最も高かった輝度である。正面輝度の最小値は、測定中において最も低かった輝度である。平均値は、測定された正面輝度の平均値である。輝度むらは、以下の数式（２）によって算出した。なお、ランプイメージが視認不能となる輝度むらの上限値の目安は、２．５％程度である。【０１０１】
（輝度むら）＝（（正面輝度の最大値）−（正面輝度の最小値））／（正面輝度の平均値）      ・・・・・（２）
さらに、得られた光源ユニット２を目視することによって、虹色模様が視認されるか否かを確認した。【０１０２】
（実施例２）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、マイクロレンズ２２の直径を４．８μｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。なお、本実施例におけるマイクロレンズ２２の占有率は、８０．３％であった。【０１０３】
（実施例３）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを３μｍ、マイクロレンズ２２の直径を２．８μｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。なお、本実施例におけるマイクロレンズ２２の占有率は、７９％であった。【０１０４】
（実施例４）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを１．８μｍ、マイクロレンズ２２の直径を１．７μｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。なお、本実施例におけるマイクロレンズ２２の占有率は、８０．９％であった。【０１０５】
（実施例５）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを１．５μｍ、マイクロレンズ２２の直径を１．４μｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。なお、本実施例におけるマイクロレンズ２２の占有率は、７９％であった。【０１０６】
（実施例６）
マイクロレンズ２２を図１３に示すように正方形格子パターンに配列させたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１０７】
（実施例７）
マイクロレンズ２２を図１３に示すように正方形格子パターンに配列させたこと以外は、上記実施例２と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１０８】
（実施例８）
光拡散シート１０として、図２及び図３に示すマイクロレンズアレイ１１を有するシートを用いたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。本実施例では、マイクロレンズ１２を直径９．４μｍの略半球状とし、マイクロレンズアレイ１１のピッチを９．９μｍとした。【０１０９】
（実施例９）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、直径を４．８μｍとしたこと以外は、上記実施例８と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１０】
（実施例１０）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを３μｍ、直径を２．８μｍとしたこと以外は、上記実施例８と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１１】
（実施例１１）
光源デバイス３０を、図１４に示す線状光源３４を有するものとし、光学シート２０の寸法を縦３０ｃｍ、横４０ｃｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。具体的に、本実施例では、シャープ株式会社製の液晶テレビ（品名：ＡＱＵＯＳ  ＬＣ−２０Ｓ１）を分解して、バックライトを取り出し、そのバックライトを光源デバイス３０とした。光源デバイス３０の寸法は、横３９５ｍｍ、縦２８５ｍｍ、厚さ１７．８ｍｍであった。【０１１２】
（実施例１２）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、直径を４．８μｍとしたこと以外は、上記実施例１１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１３】
（実施例１３）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、直径を４．４μｍとして、マイクロレンズ２２の占有率を７０％にしたこと以外は、上記実施例２と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１４】
（実施例１４）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、直径を４．１μｍとして、マイクロレンズ２２の占有率を６０％にしたこと以外は、上記実施例２と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１５】
（実施例１５）
マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍ、直径を３．７μｍとして、マイクロレンズ２２の占有率を５０％にしたこと以外は、上記実施例２と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１６】
（比較例１）
マイクロレンズアレイのピッチを２１．２μｍ、マイクロレンズの直径を２０μｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニット２を作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１７】
（比較例２）
光拡散シート１０のみを配置し、光学シート２０を配置しなかったこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニットを作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１８】
（比較例３）
光学シート２０のみを配置し、光拡散シート１０を配置しなかったこと以外は、上記実施例１と同様に光源ユニットを作製し、輝度むらの測定及び視認検査を行った。【０１１９】
以下の表１及び表２に実施例１〜１５及び比較例１〜３の測定結果及び検査結果を示す。【０１２０】
【表１】
2009116458.tif 000003
【０１２１】
【表２】
2009116458.tif 000004
【０１２２】
表１及び表２に示すように、マイクロレンズアレイ２１のピッチが１０μｍ未満である実施例１〜４では、３．８％以下という低い輝度むらが測定された。それに対して、比較例１では、４．９％という高い輝度むらが測定された。また、光拡散シート１０のみを用いた比較例２でも９．９％という高い輝度むらが測定された。【０１２３】
また、光学シート２０のみを用いた比較例３では、表２に示すように輝度むらは、４．０％と低かったものの、虹色模様が観察された。それに対して、光学シート２０と共に光拡散シート１０を配置した実施例１〜４では、マイクロレンズアレイ２１のピッチが小さくなっても虹色模様が観察されなかった。【０１２４】
この結果から、マイクロレンズアレイ２１のピッチが１０μｍ未満である光学シート２０と、光拡散シート１０とを設けることで、輝度むらを効果的に低減することができると共に、虹色模様が視認されないようにすることができることがわかる。【０１２５】
実施例１〜実施例４の結果を比較すると、マイクロレンズアレイ２１のピッチが小さくなるにつれて輝度むらが小さくなることがわかる。マイクロレンズアレイ２１のピッチを５μｍにすることで３．１％という低い輝度むらを実現することができ、マイクロレンズアレイ２１のピッチを３μｍにすることで２．７％というさらに低い輝度むらを実現することができる。この結果から、マイクロレンズアレイ２１のピッチは、５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましいことがわかる。【０１２６】
光拡散シート１０にマイクロレンズアレイ１１を有するものを使用した実施例８〜１０では、光拡散シート１０にビーズタイプのものを使用した実施例１〜３よりも高い平均輝度が得られた。この結果から、光拡散シート１０を、マイクロレンズアレイ１１を有するものとすることが好ましいことがわかる。【０１２７】
表２に示すように、光源として線状光源を使用した実施例１１及び実施例１２においても、実施例１及び実施例２と同様に、低い輝度むらが測定された。この結果から、本発明に係る光学素子３は、点状光源のみならず線状光源にも好適に使用することができることがわかる。【０１２８】
実施例２、実施例１３〜実施例１５に示すように、マイクロレンズ２２の占有率が大きくなると共に輝度むらが小さくなることがわかる。マイクロレンズ２２の占有率を８０％以上とすることによって、輝度むらを特に小さくすることができることがわかる。【０１２９】
（実施例１６）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１と同様に平均輝度及び輝度むらを測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。さらに、ビーム光源とゴニオフォトメータの組み合わせ（シグマ光機社製、偏光解析装置）により、光学シート２０に波長５５０ｎｍの光ビームを入射させたときの法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率を測定した。結果を下記の表３に示す。【０１３０】
（実施例１７）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３１】
（実施例１８）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３２】
（実施例１９）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３３】
（実施例２０）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３４】
（実施例２１）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３５】
（実施例２２）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３６】
（実施例２３）
下記表３に示す条件としたこと以外は、上記実施例１６と同様に光学シート２０、光源ユニット２を作製し、上記実施例１６と同様に平均輝度、輝度むら、法線方向（０度）における透過率、及び１次回折光の透過率（１次回折光透過率）を測定すると共に、虹色模様の視認テストを行った。結果を下記の表３に示す。【０１３７】
【表３】
2009116458.tif 000005
【０１３８】
上記表３に示すように、０度透過率が３０％以下であり、かつ１次回折光透過率が２％以上である実施例１７，１９，２０，２２は、０度透過率が３０％未満であったり、１次回折光透過率が２％未満であったりする実施例１６，１８，２１，２３よりも、輝度ムラが２．５％以下と特に小さく、かつ平均輝度が６２００ｃｄ／ｍ２以上と特に高かった。この結果から、０度透過率が３０％以下であり、かつ１次回折光透過率が２％以上である場合には、高い正面輝度と小さな輝度むらとを両立できることがわかる。【０１３９】
また、上記表３に示す結果から、高い正面輝度と小さな輝度むらとを両立させるためには、（マイクロレンズアレイ２１のピッチ、マイクロレンズ２２のアスペクト比）が、図１７の点Ａ（１．０，０．８７５）、点Ｂ（１．０，０．６２５）、点Ｃ（１．５，０．３７５）、点Ｄ（２．０，０．３７５）、点Ｅ（２．０，０．６２５）及び点Ｆ（１．５，０．８７５）をこの順に直線で結んで形成される領域Ｘ１内に位置することが好ましいことがわかる。さらに、（マイクロレンズアレイ２１のピッチ、マイクロレンズ２２のアスペクト比）が、図１７の点Ｇ（１．０，０．７５）、点Ｈ（１．５，０．５）、点Ｉ（２．０，０．５）及び点Ｊ（１．５，０．７５）をこの順に直線で結んで形成される領域Ｘ２内に位置することがより好ましいことがわかる。
【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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【国際調査報告】
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