(57)【要約】【課題】光学シートにおいて、被着部材に貼り合わせて一体化しても、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができるようにする。【解決手段】光入射面３ａと光出射面４とが形成された光学シート１であって、光入射面３ａと光出射面４との間に積層された第１光透過層２、第２光透過層３と、第１レンズ５Ａ、５Ｂが二方向に沿って配置され、光出射面４の一部分をなす第１レンズ群５と、第１レンズ５Ａ、５Ｂよりも突出されて、レンズ面４ａ、４ｂの頂部よりも曲率半径が大きいレンズ面４ｃを有する複数のマイクロレンズ１６が互いに離間して配置され、光出射面４の他の一部分をなす第２レンズ群６と、第１光透過層２と第２光透過層３との界面によって形成されたプリズムレンズ面８ａ、８ｂが配列された第３レンズ群７と、を備え、厚さ方向から見た第３レンズ群７の面積率が、６０％以上１００％以下である構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と、該光入射面から入射する光を外部に出射する光出射面とが、厚さ方向に対向して形成された光学シートであって、
前記光入射面と前記光出射面との間に積層された複数の光透過層と、
複数の第１のレンズが一方向または二方向に沿って配置され、前記光出射面の一部分を形成する第１レンズ群と、
前記第１のレンズよりも外部の方に突出されるとともに、前記第１のレンズのレンズ面の頂部の曲率半径よりも曲率半径が大きいレンズ面を有する複数の第２のレンズが互いに離間して配置され、前記光出射面の他の一部分を形成する第２レンズ群と、
前記光入射面と前記光出射面との間に配置され、前記複数の光透過層のうち前記厚さ方向に隣接する２つの光透過層の界面によってレンズ面が形成された複数の第３のレンズが、前記厚さ方向に交差する方向において配列された第３レンズ群と、
を備え、
前記厚さ方向から見た前記第３レンズ群の面積率が、６０％以上１００％以下である、
光学シート。
【請求項２】
前記第３レンズ群の前記レンズ面が、前記２つの光透過層の一方を構成する樹脂成形品によって形成され、
前記第３レンズ群は、前記レンズ面に、前記２つの光透過層の他方を構成する粘着性物質が充填されることによって形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記粘着性物質は、
前記樹脂成形品を被着部材と貼り合わせる貼合層を兼ねている
ことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記複数の光透過層のうち１層以上に、光拡散性微粒子が含有されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項５】
前記第１のレンズは、プリズムレンズからなり、
前記複数の第２のレンズは、ドーム状のレンズ面を有し、平面視で互いに離間して配置されたレンズからなり、
前記第３のレンズは、プリズムレンズからなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
前記第３のレンズは、
前記厚さ方向から見て、前記第１のレンズに整列する位置に形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学シートと、
該光学シートが表面に貼り合わされたＥＬパネルと、
を備える、ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学シートおよびＥＬ装置に関する。例えば、バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源、表示装置に用いられる光学シート、発熱体用の断熱材、放熱材を兼ねる光学シート、および被着体として用いられる光学シートと、それを備えるＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、バックライトや照明用光源等において、種々の光学的な効果を得るための光学シートが用いられている。
例えば、ディスプレイ部材においては水平、垂直方向の光学特性の制御や光源ランプあるいは導光板のパターンなどが視聴者に視認できないようにする拡散効果を得るために使用されている。また、ＬＥＤ照明においてはカバー等に使用され、光源の明点を消すことで均一な照明光を供給するための拡散効果を得るために使用されている。また、ＥＬ照明装置においては角度依存性の高い光線を混ぜ合わせることで観察者から色味変化の抑制をするための拡散効果を得る目的や光取り出し効率を向上する目的で用いられている。
このような光学シートは、一般に透光性基材上に特定の凹凸形状を付与することで作製される。
透光性基材上に凹凸形状を付与するには、例えば、シリンダー状や板状などの金型の表面を、旋盤切削方式を代表とする彫刻や、腐食などを用いてパターニングし、これを母型として透光性基材表面に活性線エネルギー硬化性樹脂による凹凸形状を転写したり、あるいは同様な母型によって、熱可塑性樹脂の溶融成形中に表面に凹凸形状を転写したりする。また、透光性基材表面に微粒子を敷くことにより凹凸形状を形成する製法も用いられている。
このような凹凸形状は、光学シートの表裏のどちらか一方あるいは両面に付与されており、貼り合わせて使用される場合には透光性基材の非貼合面のみに凹凸形状が付与されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１１２０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
上述のように、従来の光学シートは種々の目的で用いられる。例えば、ディスプレイに使用される場合には、所望の視野角などの配光分布を得るとともに、光源ランプに起因するスポット的な明点を緩和するための拡散性能を付与する目的で使用される。
従来、このような複数の要求を同時に満たすためには、凹凸形状の異なる複数の光学シートを重ねて使用することが必要であった。
このため、光学シートの部材の数が増大して、部品コストが上がってしまうという問題があった。また、例えば、温度や湿度などの環境負荷が加わると各光学シートの変形挙動などが異なるため、ディスプレイとしての信頼性が損なわれるという問題があった。
光学シートを導光板や拡散板に貼り合わせて一体化することは可能ではあるが、この場合、貼合面には、レンズ面などの光線を屈折させる面形状を設けることができないため、良好な光学性能が得られないという問題がある。
また、このように導光板や拡散板に貼り合わせた光学シートでは、光学面が少ないため、必要な光学特性を得るために非貼合面に設けるレンズ面の面形状が、非常に複雑なパターン形状になってしまうという問題がある。
例えば、ＥＬ照明では光取り出し効率を向上する目的で、ＥＬパネル表層のガラス基材に光学シートを貼り合わせて使用されることが一般的である。この場合、出射側の一面にしか凹凸形状を付与することができず、充分な光取り出し効率向上機能を付与するには先端が鋭利な凹凸形状を付与する必要がある。この場合、このような鋭利な凹凸形状を付与した光学シートの表面の耐擦傷性能が十分に得られないという問題がある。
表面の耐擦傷性能を向上させるために表面の凹凸形状において保護用のリブを設けて鋭利な凸部を保護することも考えられるが、このようなリブを設けることで光取り出し効率に寄与する光学特性を有する凹凸形状が一部損なわれ、所望の光学特性を得ることが困難であるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被着部材に貼り合わせて一体化しても、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができる光学シートを提供することを目的とする。
また、本発明は、このような光学シートを備えることにより光学性能を向上することができるＥＬ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学シートは、光入射面と、該光入射面から入射する光を外部に出射する光出射面とが、厚さ方向に対向して形成された光学シートであって、前記光入射面と前記光出射面との間に積層された複数の光透過層と、複数の第１のレンズが一方向または二方向に沿って配置され、前記光出射面の一部分を形成する第１レンズ群と、前記第１のレンズよりも外部の方に突出されるとともに、前記第１のレンズのレンズ面の頂部の曲率半径よりも曲率半径が大きいレンズ面を有する複数の第２のレンズが互いに離間して配置され、前記光出射面の他の一部分を形成する第２レンズ群と、前記光入射面と前記光出射面との間に配置され、前記複数の光透過層のうち前記厚さ方向に隣接する２つの光透過層の界面によってレンズ面が形成された複数の第３のレンズが、前記厚さ方向に交差する方向において配列された第３レンズ群と、を備え、前記厚さ方向から見た前記第３レンズ群の面積率が、６０％以上１００％以下である構成とする。
【０００７】
上記光学シートでは、前記第３レンズ群の前記レンズ面が、前記２つの光透過層の一方を構成する樹脂成形品によって形成され、前記第３レンズ群は、前記レンズ面に、前記２つの光透過層の他方を構成する粘着性物質が充填されることによって形成されることが好ましい。
【０００８】
上記粘着物質を有する光学シートでは、前記粘着性物質は、前記樹脂成形品を被着部材と貼り合わせる貼合層を兼ねていることが好ましい。
【０００９】
上記光学シートでは、前記複数の光透過層のうち１層以上に、光拡散性微粒子が含有されていることが好ましい。
【００１０】
上記光学シートでは、前記第１のレンズは、プリズムレンズからなり、前記複数の第２のレンズは、ドーム状のレンズ面を有し、平面視で互いに離間して配置されたレンズからなり、前記第３のレンズは、プリズムレンズからなることが好ましい。
【００１１】
上記光学シートでは、前記第３のレンズは、前記厚さ方向から見て、前記第１のレンズに整列する位置に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様のＥＬ装置は、上記光学シートと、該光学シートが表面に貼り合わされたＥＬパネルと、を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学シートによれば、複数の光透過層が積層され、一方の表面に設けられた第１レンズ群と、第１のレンズ群よりもレンズ面が外部に突出されるとともにレンズ面の頂部の曲率半径がより大きい第２レンズ群と、内部に設けられた第３レンズ群とを備えるため、被着部材に貼り合わせて一体化しても、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができるという効果を奏する。
また、本発明のＥＬ装置によれば、本発明の光学シートを備えることにより光学性能を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のＥＬ装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態の光学シートの第１光透過層の構成を示す模式的な斜視図、そのＡ視の平面図、およびＢ視の裏面図である。
【図４】本発明の実施形態の第１変形例の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の第２変形例の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施形態の第３変形例の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の実施形態の第４変形例の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態のＥＬ装置および光学シートについて説明する。
図１は、本発明の実施形態のＥＬ装置の構成を示す模式的な断面図である。図２は、本発明の実施形態の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態の光学シートの第１光透過層の構成を示す模式的な斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ視の平面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）におけるＢ視の裏面図である。
なお、各図は模式図のため、形状や寸法は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のＥＬ装置１００は、ＥＬパネル２０と、本実施形態の光学シート１と、を備える。なお「ＥＬ」はエレクトロルミネッセンスを表す。
ＥＬパネル２０は、画像や映像の表示を行ったり、照明を行ったりするための光を発生する装置部分であり、本実施形態では、独立に発光可能な複数の画素を有している。これらの画素は、図示略の駆動部に送出された画像信号等の制御信号に基づいて画素駆動され、駆動された画素が発光する。
ＥＬパネル２０は、ＥＬパネル表面層１０、第１基板１４、発光構造体１１、および第２基板１５がこの順に積層して平板状に形成されている。
【００１７】
ＥＬパネル表面層１０は、ＥＬパネル２０の一方の表面を構成する光透過性の層状部であり、例えば、ガラス、透光性フィルムなどによって構成される。本実施形態では、ガラスを採用している。
【００１８】
第１基板１４は、後述する発光構造体１１で発生された光をＥＬパネル表面層１０に向けて透過させる透光性基板であり、一方の表面にＥＬパネル表面層１０が、他方の表面に発光構造体１１が、それぞれ密着されている。第１基板１４の透過率は５０％以上とすることが好ましい。
第１基板１４の材質は、後述する発光構造体１１によって発生される光を透過する材質であれば特に限定されず、例えば、種々のガラス材料やプラスチック材料を採用することができる。好適なプラスチック材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂などの例を挙げることができる。
特に好ましいプラスチック材料は、シクロオレフィン系のポリマーである。このポリマーは、加工性、及び、耐熱、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたものである。
【００１９】
発光構造体１１は、第１基板１４においてＥＬパネル表面層１０と反対側に配置された陽極１１ａと、後述する第２基板１５の表面に配置された陰極１１ｂと、陽極１１ａおよび陰極１１ｂの間に挟持された発光層１１ｃとで構成される。
発光構造体１１は、陽極１１ａと陰極１１ｂとに電圧を印加することにより発光層１１ｃが発光するものであり、従来公知のさまざまな構成を採用することができる。
本実施形態では、発光構造体１１からの光を第１基板１４側に出射するため、少なくとも陽極１１ａは透光性を有する電極とする必要がある。このような透光性の電極としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの例を挙げることができる。
また、本実施形態では、陰極１１ｂは、透光性の有無や程度は問わないため、導電性が良好な適宜の金属材料、例えば、アルミニウム、銀、銅などを採用することができる。
【００２０】
発光層１１ｃは、例えば、白色発光層とすることができる。この場合には、陽極１１ａをＩＴＯ、陰極１１ｂをアルミニウムとし、陽極１１ａ側から陰極１１ｂに向かって、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ3／フッ化リチウムが、この順に積層された構成を採用することができる。
ただし、発光層１１ｃの構成は、これに限定されるものではなく、発光層１１ｃから射出する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。
また、ＥＬ装置１００をフルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、例えば、発光層１１ｃを、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料を塗り分けた構成や、白色発光層上にカラーフィルターを重ねた構成を採用することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、ＥＬパネル２０が画素駆動されるため、発光構造体１１は、各画素に対応して形成され、各画素の陽極１１ａ、陰極１１ｂが図示略の駆動部に配線されている。
【００２２】
第２基板１５は、第１基板１４に対向して配置され、複数の発光構造体１１を第１基板１４との間に挟持する板状またはシート状の部材であり、第１基板１４と同様の材質によって形成することが可能である。
また、第２基板１５は、厚さ方向のいずれかの表面に、発光構造体１１で発生した光を第１基板１４に向けて反射する光反射層を備えることが好ましい。
また、第２基板１５は、光反射性を有する金属材料で形成することも可能であり、この場合には、第２基板１５自体が光反射層を構成している。
【００２３】
光学シート１は、発光構造体１１で発生し、第１基板１４およびＥＬパネル表面層１０を透過した光を平坦な光入射面３ａから入射させ、この入射した光の光学特性を制御して、光入射面と反対側の凹凸形状を有する光出射面４から外部に出射するシート状部材である。
本実施形態では、光学シート１は、ＥＬパネル表面層１０と貼り合わされ、ＥＬパネル２０と一体化されている。
ここで、光学シート１が制御する「光の光学特性」は、出射される光の、出射方向、出射範囲、色ズレ、色ムラ、および輝度分布のうちの１以上の特性を意味する。
光学シート１は、屈折率が異なる複数の光透過層が積層して構成されている。光透過層の層数は特に限定されないが、本実施形態では、一例として、図１、２に示すように、ＥＬパネル表面層１０上に、第２光透過層３（光透過層、貼合層）と第１光透過層２（光透過層、樹脂成形品）とがこの順に積層された２層構造を有する場合の例で説明する。
【００２４】
第１光透過層２は、図２、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、樹脂成形品で形成された層状部であり、光学シート１の光出射面４を構成する一方の表面に第１レンズ群５と、第２レンズ群６とが形成され、第２光透過層３と密着される他方の表面に第３レンズ群７が形成されている。
【００２５】
第１レンズ群５は、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズなどからなる単位レンズを一次元的または二次元的に配置した構成が可能である。
本実施形態における第１レンズ群５は、一例として、一定の断面形状が一方向に延ばされた第１レンズ５Ａ（第１のレンズ）と、一定の断面形状が第１レンズ５Ａの延在方向と交差する方向に延ばされた第１レンズ５Ｂ（第１のレンズ）との２種類の単位レンズで構成されている。
本実施形態では、第１レンズ５Ａ、５Ｂは、それぞれの延在方向と直交する方向に複数のものが密接して配列されており、第１レンズ５Ａ、５Ｂの交差角度は、一例として、９０度である。
第１レンズ５Ａのレンズ面４ａと、第１レンズ５Ｂのレンズ面４ｂとは、光出射面４の一部をなす凹凸面になっている。
【００２６】
第１レンズ５Ａ、５Ｂのそれぞれの延在方向に直交する方向に沿う断面形状（以下、レンズ断面形状と称する）は、レンズ面４ａ、４ｂからの出射光の光学特性の必要に応じて、適宜の形状を採用することができる。
本実施形態における第１レンズ群５は、第１光透過層２の内部において種々の方向に発散して進む光が光出射面４を透過しやすいように凹凸形状を有するとともに、透過した光の所定の視野角の範囲に出射されるように、出射方向、出射範囲、輝度分布を制御する形状を採用している。
第１レンズ５Ａ、５Ｂのレンズ形状は、互いに異なっていてもよいが、以下では、一例として、同一形状を有する場合の例で説明する。
【００２７】
第１レンズ５Ａ（５Ｂ）のレンズ断面形状は、適宜の輝度分布を形成するため、頂部を挟む傾斜面に平面または湾曲面を採用することが可能である。
本実施形態では、一例として、略三角形状（三角形形状を含む）としている。このため、本実施形態では、第１レンズ５Ａ（５Ｂ）は、プリズムレンズからなる。
第１レンズ５Ａ（５Ｂ）の各レンズ断面形状における底辺の長さ（以下、レンズ幅と称する）はｗ５、底辺から頂部までの高さ（以下、レンズ高さと称する）はｈ５、頂角はθ５である。第１レンズ５Ａ（５Ｂ）のアスペクト比ｒ５を、ｒ５＝ｈ５／ｗ５で定義する。
本実施形態では、各単位レンズが密接して配列されているため、第１レンズ５Ａ（５Ｂ）の配列ピッチＰ５は、レンズ幅ｗ５に等しい。
第１レンズ５Ａ（５Ｂ）の好ましい形状は、レンズ高さｈ５が、１５μｍから４０μｍ、アスペクト比ｒ５が、０．３５から２．２、頂角θ５が、５０度から１４０度である。
【００２８】
第１レンズ５Ａ（５Ｂ）のレンズ断面形状における頂部は、適宜の輝度分布を形成したり、耐擦傷性能を向上したりするため、円弧状、楕円弧状等の曲面による丸みが付与された形状とすることも可能である。
ただし、本実施形態では、後述するように、第２レンズ群６によって良好な耐擦傷性能が得られるため、第２レンズ群６に比べてより低い耐擦傷性能にとどめることが可能である。そこで本実施形態では、第１レンズ５Ａ（５Ｂ）の頂部の曲率半径は、第２レンズ群６の頂部の曲率半径よりも小さくしている。
このため、プリズムレンズにおいて、集光性能が低下する頂部の丸みを抑制することができるため、集光性能の低下を抑制することができる。
【００２９】
第２レンズ群６は、光学シート１の耐擦傷性能を向上するため、第１レンズ５Ａ、５Ｂよりも外部の方に突出して設けられた複数のレンズからなる。
第２レンズ群６は、複数種類のレンズ面を有する構成も可能であるが、本実施形態では、一例として、単一のドーム状のレンズ面４ｃを有する複数のマイクロレンズ１６（第２のレンズ）が、平面視で互いに離間して配置されたものである。
第２レンズ群６のレンズ面４ｃは、第１レンズ５Ａ、５Ｂのレンズ面４ａ、４ｂとともに、光出射面４の一部を構成している。
【００３０】
マイクロレンズ１６のレンズ面４ｃは、少なくとも頂部の曲率半径が、第１レンズ５Ａ、５Ｂのレンズ面４ａ、４ｂの各頂部の曲率半径よりも大きいドーム状とされている。ドーム状の形状は、例えば、球面、楕円面、非球面等の湾曲面からなる。
マイクロレンズ１６の平面視の配置は、特に限定されないが、本実施形態では、一例として、図３（ｂ）に示すように、第１レンズ５Ａ、５Ｂが交差するすべての位置において、第１レンズ５Ａ、５Ｂが交差する位置を光軸が通る位置関係に配置されている。
このため、マイクロレンズ１６は、第１レンズ５Ａ、５Ｂのそれぞれの配列方向において、配列ピッチＰ５に等しいピッチＰ６で配列されている。
なお、図３（ｂ）は模式図であるため、マイクロレンズ１６と第１レンズ５Ａ、５Ｂとが交差する形状は簡略化して描いている。
【００３１】
マイクロレンズ１６の第１レンズ５Ａ、５Ｂの頂部に対する突出量は、図２に示すように、ｈ６（ただし、ｈ６＞０）である。
突出量ｈ６とピッチＰ６とは、擦傷の原因となる接触対象物の大きさや剛性を考慮して、接触対象物がマイクロレンズ１６に当接した場合に、マイクロレンズ１６間で、第１レンズ５Ａ、５Ｂが接触対象物と接触しないような適宜の大きさに設定することができる。
例えば、綿布が擦れることによる擦傷を防止するためには、接触対象物は、綿布であるため、例えば、Ｐ６が、１２５μｍから４００μｍ、０ｈ６が、５μｍから３０μｍにすればよい。したがって、この場合には、マイクロレンズ１６を半球状とした場合、第２レンズ群６の面積率が、少なくとも５％以上あれば、良好な耐擦傷性能が得られる。
【００３２】
マイクロレンズ１６による耐擦傷性能は、光出射面４において、マイクロレンズ１６が占める面積率が大きいほど、良好になる。ここで、面積率は、光学シート１の厚さ方向から見た面積率であり、光学シート１の厚さ方向から見た投影面積の面積率である。以下、特に断らない限り、他のレンズの面積率についても、同様に定義する。
しかし、マイクロレンズ１６の面積率の増大は、第１レンズ５Ａ、５Ｂの面積率の低下につながる。マイクロレンズ１６は、種々の方向から入射する光を広範囲に屈折させるため、マイクロレンズ１６の面積率が増大して、第１レンズ５Ａ、５Ｂの面積率が低下すると、正面方向に進む光が少なくなり、光取り出し効率が悪化する。
このため、第２レンズ群６の占める面積率は、５％以上８０％以下であることが好ましく、５％以上５０％以下であることがより好ましい。
【００３３】
第２レンズ群６の面積率が５％未満であると、第２レンズ群６の割合が少なくなりすぎるため、マイクロレンズ１６の隣接間隔が開きすぎる。このため、第１レンズ群５の頂部に外力が作用しやすくなり、耐擦傷性能が悪化してしまう。
第２レンズ群６の面積率が８０％を超えると、第２レンズ群６の割合が多くなりすぎるため、透過光のうち、マイクロレンズ１６によって拡散される割合が多くなりすぎる。このため、正面方向に向かう光が少なくなりすぎ、光取り出し効率が悪化してしまう。
【００３４】
第３レンズ群７は、マイクロレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズなどからなる単位レンズを一次元的または二次元的に配置した構成が可能である。
第３レンズ群７の面積率は、６０％以上１００％以下とする。
【００３５】
第３レンズ群７の各単位レンズの形状は、第２光透過層３からの入射光を、入射角度分布よりも狭い角度範囲に集光することができれば特に限定されない。
本実施形態における第３レンズ群７の単位レンズは、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、一例として、第１光透過層２において、光出射面４と反対側の表面をなす平坦面２ａに形成された凹部からなる第３レンズ面８（レンズ面、第３のレンズ）に、第１光透過層２とは屈折率が異なり、後述する第２光透過層３となる媒質が充填されることによって形成されている。
以下では、図２、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、一例として、第３レンズ群７の面積率が６０％以上１００％未満の場合の例で説明する。
【００３６】
第３レンズ面８は、本実施形態では、平坦面２ａに形成された格子状の凹部である。ただし、第３レンズ群７の面積率を１００％とする場合には、各単位レンズがすべて隣接して、平坦面２ａの面積率は０％になる。
本実施形態の第３レンズ面８は、１軸方向に沿って三角形状の断面が並行して延ばされた複数のプリズムレンズ面８ａと、プリズムレンズ面８ａの延在方向と直交する方向に沿って三角形状の断面が並行して延ばされた複数のプリズムレンズ面８ｂとからなる。
プリズムレンズ面８ａ、８ｂの延在方向は、それぞれ第１レンズ５Ａ、５Ｂの延在方向と平行であることが好ましい。また、プリズムレンズ面８ａ、８ｂは、光学シート１の厚さ方向から見て、それぞれ第１レンズ５Ａ、５Ｂと整列していることがより好ましい。
ここで、プリズムレンズ面８ａ、８ｂと、第１レンズ５Ａ、５Ｂとが整列しているかどうかは、光学シート１の厚さ方向から見て、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの頂部の稜線と、第１レンズ５Ａ、５Ｂの頂部の稜線とが、整列しているかどうかで判定する。すなわち、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの頂部の直上に、第１レンズ５Ａ、５Ｂの頂部が位置することを意味する。
【００３７】
プリズムレンズ面８ａ、８ｂの形状や各配列ピッチは、互いに異なっていてもよいが、本実施形態では、一例として、いずれも同一の場合の例で説明する。
プリズムレンズ面８ａ（８ｂ）の各断面の三角形形状における底辺の長さ（以下、レンズ幅と称する）はｗ８、底辺から頂部までの高さ（以下、レンズ高さと称する）はｈ８、頂角はθ８である。プリズムレンズ面８ａ（８ｂ）のアスペクト比ｒ８を、ｒ８＝ｈ８／ｗ８で定義する。
なお、第２光透過層３が未形成の場合には、プリズムレンズ面８ａ（８ｂ）を凹部として見たときに凹部の深さを表すため、レンズ高さｈ８の代わりに、第３レンズ面８、プリズムレンズ面８ａ（８ｂ）の深さｈ８と称する場合がある。
【００３８】
プリズムレンズ面８ａ、８ｂの形状や配列の条件は、第１光透過層２と第２光透過層３との屈折力差に応じた第３レンズ群７の集光性能に応じて、適宜設定することができる。
例えば、第１光透過層２の屈折率が１．５９、第２光透過層３の屈折率が１．４８のとき、プリズムレンズ面８ａ（８ｂ）の好ましい形状は、レンズ高さｈ８が、５μｍから１００μｍ、アスペクト比ｒ８が、０．７から１．２、頂角θ８が、８０度から１１０度である。なお、集光性能の点で特に好ましい頂角θ８は、９０度である。
【００３９】
このように構成された第３レンズ群７は、第２光透過層３から入射する光を第３レンズ面８のプリズムレンズ面８ａ、８ｂの作用により屈折して第１光透過層２側に透過させるため、入射光束を集光する機能を有する。
このため、第２光透過層３側から第１光透過層２に入射する光は、第３レンズ面８を透過すると、平坦面２ａの法線方向を中心として集光され、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの対称軸を中心として、入射方向の分布よりも、狭い配光分布が形成される。
【００４０】
ただし、第３レンズ群７の集光性能は、第３レンズ群７の面積率によっても異なる。このため、面積率が低い場合には、単位レンズの集光性能を向上する必要がある。面積率が高い場合には、単位レンズの集光性能は相対的に低くなっても面積率が低い場合と同様の性能を実現することができるため、例えば、製造容易な形状を採用することができる。
なお、製造方法に応じた好ましい範囲は、後述の製造方法とともに説明する。
【００４１】
また、同一形状、同一面積率の場合には、プリズムレンズ面８ａ、８ｂを、第１レンズ５Ａ、５Ｂと整列させた方が、光学シート１全体としての集光性能が向上するため、より好ましい。
したがって、第３レンズ群７の面積率を１００％とし、プリズムレンズ面８ａ、８ｂを第１レンズ５Ａ、５Ｂと整列させることとが特に好ましい。
ただし、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの形状や製造方法によっては、第３レンズ群７の面積率を高めると、プリズムレンズ面８ａ、８ｂに、第２光透過層３となる材料をムラ無く充填できない場合がある。この場合には、プリズムレンズ面８ａ、８ｂと第２光透過層３との間に空隙ができるなどして、外観が悪化したり、信頼性が低下したりしてしまう。
このように、プリズムレンズ面８ａ、８ｂに対して、第２光透過層３となる材料が充填しにくくなる場合には、第３レンズ群７の面積率を下げることが好ましく、例えば、９０％以下にすることが好ましい。
【００４２】
第１光透過層２の材質としては、光透過性を有する熱可塑性樹脂を採用することができる。第１光透過層２に好適な熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル／スチレン系共重合樹脂等の公知のものを使用することができる。
このような第１光透過層２を形成するには、例えば、光出射面４の凹凸形状を反転した型面を有する母型と、平坦面２ａおよび第３レンズ面８からなる凹凸形状を反転した型面とを有する母型とを製造する。次に、第１光透過層２を形成する熱可塑性樹脂からなる板状またはシート状の基材を加熱溶融するとともに、この基材の表裏面にこれらの母型を押圧し、基材の表面に型面の凹凸形状を転写する成形を行う。これにより、第１光透過層２を製造することができる。
【００４３】
第２光透過層３は、第１光透過層２の第３レンズ面８の内部に充填されるとともに、平坦面２ａを略均一な（均一な場合を含む）厚さで覆う光透過性の層状部である。
第２光透過層３において、平坦面２ａおよび第３レンズ面８と反対側の表面は、平坦面２ａに平行な平面からなり、光学シート１の光入射面３ａを構成している。
第２光透過層３の材質は、第１光透過層２の屈折率と異なる屈折率を有する材料であれば、特に限定されない。このように屈折率差を設けることで、第３レンズ面８が屈折面として機能し、レンズ作用を備えることができる。
ただし、第２光透過層３から第１光透過層２に向かう光の全反射が起こらないようにするために、第２光透過層３の屈折率を、第１光透過層２の屈折率よりも低くすることが好ましい。この場合、第２光透過層３から第１光透過層２に入射する光量を増大することができるため、光学シート１としての光利用効率をより向上することができる。
また、第２光透過層３は、第１光透過層２およびＥＬパネル表面層１０に密着可能な粘着性物質からなることが好ましい。
【００４４】
第２光透過層３の好ましい材質としては、例えば、アクリル系、ウレタン系などのような樹脂系の粘着剤（粘着性物質）を挙げることができる。
より具体的には、アクリル系粘着剤としてはアクリルポリマーを適宜架橋した粘着剤を採用することができる。アクリル系ポリマーとしては、例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などを挙げることができる。このうち、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。
【００４５】
架橋方法の具体的手段としては、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などアクリル系ポリマーに適宜架橋基点として含ませたカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基などと反応しうる基を有する化合物を添加し反応させるいわゆる架橋剤を用いる方法がある。
このような架橋されたアクリル系粘着剤は耐熱性に優れているため好ましい。
【００４６】
また、第１光透過層２に対する屈折率差を大きくしたい場合には、前記材料に酸化チタンやジルコニアナノ微粒子などの屈折率向上用ナノ粒子を添加することも可能である。
これにより、透過率を損なうことなく第２光透過層３の屈折率を増大させ、第３レンズ群７の集光性能を向上することができるため、第３レンズ群７に、より高いレンズ効果を付与することができる。
ここで屈折率向上用ナノ粒子の体積含有率をＶ１とすると、１％≦Ｖ１≦４０％であることが好ましく、５％≦Ｖ１≦３５％であることがより好ましい。
Ｖ１が４０％を超えると、粘着性物質の粘着力が著しく減少し、加熱環境下などで剥がれが生じてしまう可能性がある。また、Ｖ１が１％未満の場合には、ほとんど屈折率向上効果が見込めない。
【００４７】
このような第２光透過層３は、第１光透過層２の平坦面２ａおよび第３レンズ面８上に第２光透過層３となる材料（以下、第２光透過層形成材料と称する）を塗布することにより形成することができる（以下、塗布法と称する）。
また、第２光透過層３は、第２光透過層形成材料を第３レンズ面８の高さ（凹部としての深さ）ｈ８よりも厚い変形容易な層状体として形成し、平坦面２ａおよび第３レンズ面８に貼り合わせ、必要に応じて乾燥させることによっても形成することができる（以下、貼り合わせ法と称する）。
このように塗布または貼り合わされた第２光透過層形成材料は、第３レンズ面８に充填されるとともに、平坦面２ａに密着する。これにより、光学シート１が形成される。
【００４８】
このようにして形成された光学シート１は、第２光透過層３の外表面である光入射面３ａをＥＬパネル２０のＥＬパネル表面層１０に貼り合わせることで本実施形態のＥＬ装置１００を製造することができる。ＥＬパネル２０は、光学シート１を貼り合わせる際の被着部材になっている。
第２光透過層３の材料として粘着性物質を用いる場合には、ＥＬパネル２０のＥＬパネル表面層１０に貼り合わせる際に、粘着性物質の粘着性を利用して貼り合わせることができる。この場合、ＥＬパネル表面層１０との間に、他の貼合層を介することなく貼り合わせることができ、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００４９】
第２光透過層３が粘着性物質からなる光学シート１は、第２光透過層３の形成後、ただちにＥＬパネル２０のＥＬパネル表面層１０に貼り合わせることが可能である。
ただし、光学シート１を、シート体として保管、搬送などして、時間をおいて貼り合わせる場合には、第２光透過層３の形成後、第２光透過層３側に保護シートを貼り付ける加工を施すことも可能である。
保護シートが貼り付けられた光学シート１は、必要に応じて、保護シートを剥がして、ＥＬパネル２０のＥＬパネル表面層１０に貼り付けることが可能である。
【００５０】
また、第２光透過層３が粘着性物質以外の材料からなる場合、適宜の接着剤、粘着剤を介して、光学シート１をＥＬパネル表面層１０に貼り合わせることが可能である。
この場合は適宜第２光透過層３の光入射面３ａにコロナ放電等の表面処理を施してもよい。
また、第２光透過層３またはＥＬパネル表面層１０のいずれかに可塑性樹脂を採用することで、熱ラミネートなどによって、光学シート１とＥＬパネル表面層１０とを貼り合わせてもよい。
【００５１】
次に、第２光透過層形成材料と第３レンズ面８の寸法条件とについて説明する。
第２光透過層形成材料は、溶媒に希釈された状態にて使用したり、溶剤成分を含浸する状態で使用したりすることが可能である。
その際、溶媒または溶剤成分は1種類のみ、あるいは１種類以上の混合物を使用することが可能である。この場合、溶媒または溶剤成分は、最も沸点の高い成分の沸点をＴｓとすると、５０℃≦Ｔｓ≦１５０℃であることが好ましい。
【００５２】
沸点Ｔｓが５０℃未満の場合には、第１光透過層２に塗布または貼り付けた材料が第３レンズ面８を埋める前に乾燥しやすくなり、第３レンズ面８との間に空隙が発生するおそれがある。このような空隙が発生した状態で第１光透過層２に接合されると、空隙部に輝点が見える不良が発現する可能性がある。また、熱がかかるような環境下において、残留溶剤が発泡することにより粘着性物質が剥がれてしまう不良が発生する可能性がある。
沸点Ｔｓが１５０℃を超える場合には、第１光透過層２に塗布した際の乾燥工程を十分に実施しようとすると第１光透過層２そのものが熱変形等を引き起こしてしまう可能性がある。
このような不具合を防止するには、例えば、塗布時に乾燥を促進するためにコーティング速度を下げるといった対策も考えられるが、コストアップにつながってしまう可能性がある。
【００５３】
また、第２光透過層材料に溶媒または溶剤成分を含む場合、第１光透過層２の材料として、この溶媒または溶剤成分に対する若干の溶解性を有する材料を選択することが可能である。
このような材料を選択すると、第２光透過層３と密着する平坦面２ａおよび第３レンズ面８が若干溶解することにより、平坦面２ａおよび第３レンズ面８を粗面化することが可能となる。
第３レンズ面８が粗面化されると、第３レンズ面８における拡散効果が増大するため、第１レンズ群５と第３レンズ群７とによるモアレを抑制することができる。このため、第１レンズ群５と第３レンズ群７とにおけるそれぞれのレンズの配置パターンの形状の選定が容易となる。
また、平坦面２ａおよび第３レンズ面８が粗面化されると、第２光透過層３と第１光透過層２との接触面積が増加するため、第２光透過層３と第１光透過層２との密着性が向上する。
【００５４】
上記塗布法によって第２光透過層３を形成する場合には、第３レンズ群７の面積率が高い場合でも、第２光透過層３の製造が容易であるため、製造上の観点では、第３レンズ群７の面積率は特に限定されない。
一方、上記貼り合わせ法によって、第２光透過層３を形成するためには、貼り合わせ時の押圧力のムラなどによって、部分的な貼り合わせ不良が発生しやすくなる。このような貼り合わせ不良を防止するには、第３レンズ群７の面積率は、９０％未満にすることが好ましい。
【００５５】
また、第３レンズ面８の形状も、上記貼り合わせ法を用いるか、上記塗布法を用いるかによって異なる第２光透過層形成材料の粘度等に応じて、適宜の寸法に設定することが好ましい。
例えば、上記貼り合わせ法を用いる場合、第２光透過層形成材料は、層状体が形成されるような高粘度である。このため、第２光透過層形成材料の層状体を第１光透過層２に貼り合わせる場合、第２光透過層形成材料が第３レンズ面８に充填されやすいように、第３レンズ面８の深さｈ８の値を小さくすることが好ましい。
また、レンズ効果の観点からは、上記貼り合わせ法および塗布法のいずれでも、深さｈ８の値を小さくしすぎないことが好ましい。
例えば、深さｈ８は、５μｍ以上、３０μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以上、２０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００５６】
深さｈ８の値が５μｍ未満であると、上記塗布法および貼り合わせ法のいずれでも成形可能なアスペクト比の範囲では、レンズ幅ｗ８が小さくなりすぎ、レンズ効果よりも回折効果の方が大きくなってしまうため、光束の拡散等の光学作用を得ることができない。
深さｈ８の値が５μｍ以上１０μｍ未満であると、アスペクト比ｒ８が０．５を越えるような場合に、レンズ幅が小さくなりすぎて、レンズ効果よりも回折効果の方が大きくなってしまうため、光束の拡散等の光学作用を得ることができない。
深さｈ８の値が３０μｍより大きいと、上記貼り合わせ法の場合、必要な光学特性を得るためのアスペクト比の範囲では、第２光透過層形成材料が第３レンズ面８に充填されない場合が生じて、外観不良や未貼合箇所になる浮き不良などが発生する。
深さｈ８の値が２０μｍより大きく、３０μｍ以下の場合、アスペクト比ｒ８が０．５を越えるような場合には、外観不良や浮き不良などが発生しやすくなる。また、第２光透過層形成材料と第３レンズ面８との間に視認できない程度の空気層が残存するおそれがある。この場合には、環境負荷が加わると層間が剥がれて不良などを引き起こす可能性がある。
【００５７】
ここで、上記貼り合わせ法による第３レンズ群７のレンズ高さｈ８の好ましい範囲についての具体的な評価結果について説明する。
評価サンプルの光学シート１は、第１光透過層２の材質としては、ポリカーボネートを用いた。
第１レンズ群５としては、レンズ断面が頂角９０°の直角二等辺三角形からなる第１レンズ５Ａ、５Ｂを直交するように配置した直交クロスプリズムレンズとした。レンズ高さｈ５は、３０μｍとした。このため、レンズ幅ｗ５、配列ピッチＰ５は、いずれも、ｈ５×２に等しい。
第２レンズ群６としては、半球状のマイクロレンズ１６を採用し、第１レンズ群５からの突出量ｈ６は、２０μｍとした。
第２レンズ群６のレンズ半径は、第２レンズ群６の面積率が３０％になる大きさとした。
このため、第１レンズ群５の面積率は７０％である。
【００５８】
第３レンズ群７としては、レンズ断面が頂角９０°の直角二等辺三角形からなるプリズムレンズ面８ａ、８ｂを、それぞれ第１レンズ５Ａ、５Ｂと平行な方向に配置した直交クロスプリズムレンズとした。
ただし、プリズムレンズ面８ａ、８ｂのレンズ高さ（凹部としては深さ）ｈ８は、下記［表１］に示すように、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、３５μｍ、５０μｍとした７種類を作製した。
このとき、第３レンズ群７の面積率がいずれも６０％となるように、配列ピッチＰ８を変更した。
【００５９】
【表１】
2015184663.tif 000003
【００６０】
第２光透過層３は、上記貼り合わせ法を用いて形成した。すなわち、ジルコニア微粒子を２０ｗｔ％配合したアクリル粘着剤により、厚さ４０μｍの層状体を形成し、第１光透過層２の第３レンズ面８および平坦面２ａに貼り合わせて形成した。
【００６１】
これらの評価サンプルの評価は、外観評価と光取り出し効率評価とを行った。
外観評価は、貼り合わせ不良に起因する外観不良が視認できない場合に、○（ｇｏｏｄ）、視認できた場合に、×（ｎｏ  ｇｏｏｄ）と判定し、その結果を、上記［表１］の「外観」欄に記載した。この評価では、貼り合わせ不良に起因する外観不良は、具体的には、貼り合わせ部に浮き（隙間）が生じたことにより発生した。
光取り出し効率評価では、評価基準サンプルとして、第１レンズ群５および第２レンズ群６を備え、第３レンズ群７を有しないサンプルを作製した。そして、評価サンプルと評価基準サンプルとを、それぞれ同様にしてＥＬパネル２０に貼り合わせて、光取り出し効率を測定した。ただし、外観不良が発生した評価サンプルは、光取り出し効率に悪影響を及ぼすことが明らかであるため、光取り出し効率の評価は行わなかった。
評価サンプルの光取り出し効率が、評価基準サンプルの光取り出し効率を上回った場合、○（ｇｏｏｄ）、同等以下の場合には、×（ｎｏ  ｇｏｏｄ）と判定し、上記［表１］「光取り出し効率」欄に記載した。
【００６２】
［表１］に記載されたように、ｈ８が３μｍ〜３０μｍの範囲では、外観評価が○であったが、ｈ８が３５μｍ以上では×であった。
光取り出し効率評価では、評価を行ったｈ８が３μｍの場合が×、５μｍ〜３０μｍの範囲では○であった。
このように、レンズ高さｈ８を適正に設定することにより、上記貼り合わせ法によっても、外観不良が発生せず、光取り出し効率を向上できる光学シート１を作製できることが分かる。
【００６３】
一方、上記塗布法を用いる場合、第２光透過層形成材料は、液状または低粘度である。このため、第２光透過層形成材料を第１光透過層２の第３レンズ面８に塗布する際の充填性には問題がないが、充填量が多すぎると、乾燥が不十分になるおそれがある。
そこで、深さｈ８は、５μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以上、８０μｍ以下とすることがより好ましい。ここで、下限値は、レンズ効果の観点からの好ましい値であり、上記貼り合わせ法の場合と同様である。
【００６４】
深さｈ８の値が１００μｍより大きいと、第３レンズ面８への充填量が多くなりすぎ、充填部分の乾燥が不十分になり、例えば、熱がかかるような環境下において剥がれが発生し浮き不良が発生する原因となる。
深さｈ８の値が８０μｍより大きく、１００μｍ以下の場合、アスペクト比ｒ８が０．５を越えるような場合には、深奥部の乾燥が不十分になりやすいため、例えば、熱がかかるような環境下において浮き不良が発生する原因となる。
【００６５】
次に、光学シート１およびＥＬ装置１００の作用について説明する。
図１に示すように、光学シート１は、第１光透過層２と第２光透過層３との２層構造を有し、第１光透過層２の表面に第１レンズ群５が形成され、光学シート１の内部である第１光透過層２と第２光透過層３との界面において、第３レンズ群７が形成されている。
このように、光学シート１は、複数種類のレンズ群が積層されて一体化されているため、レンズ群ごとに光学特性の制御機能を変えることで、従来、光学特性の制御機能が異なる複数枚の光学シートを重ねて実現していた機能を１枚で実現することができる。
【００６６】
本実施形態における光学特性の制御について、簡単に説明する。
ＥＬ装置１００においてＥＬパネル２０が点灯されると、発光層１１ｃの領域内で、光が発生する。この光は、陽極１１ａを直接透過し、あるいは陰極１１ｂ、第２基板１５によって反射された後に陽極１１ａを透過して、第１基板１４に入射し、第１基板１４、ＥＬパネル表面層１０を順次透過して、光学シート１の光入射面３ａに入射する。これにより、ＥＬパネル２０からは、光学シート１に向けて、発光層１１ｃの画素の大きさに略対応する光束が出射される。
【００６７】
光入射面３ａに入射した光束は、第２光透過層３の内部を進んで、第３レンズ面８および平坦面２ａに到達する。
第３レンズ面８および平坦面２ａに到達した光束は、到達した界面に対する入射角と、第２光透過層３と第１光透過層２の各屈折率とに応じて、スネルの法則にしたがって屈折する。特に、第３レンズ面８に入射した光束は、第３レンズ群７の集光作用により、各プリズムレンズ面８ａ、８ｂの対称軸を中心として集光される。
【００６８】
光出射面４に到達した光束のうち、第１レンズ群５に到達した光束は、第１レンズ群５により入射角に応じて屈折され、所定の視野角の範囲内に集光され光出射面４から外部に出射される。
このとき、第１レンズ群５は、傾斜面を備える凹凸形状からなるため、一方の傾斜面で全反射されても、大部分の全反射光は対向する傾斜面から透過する。これにより、光出射面４として、光入射面３ａに平行な平面が形成されている場合に比べて、光取り出し効率が良好になっている。
【００６９】
また、本実施形態では、第１レンズ群５に到達する光束は、第３レンズ群７による集光作用を受けているため、第３レンズ群７を有しない場合に比べて、浅い入射角で入射する光束成分が減少する。このため、第３レンズ群７によって効率的に正面方向に集光され、側方に拡散する光束成分が低減される。
このようにして、正面方向における光取り出し効率が向上する。
また、このような効果は、プリズムレンズ面８ａ、８ｂが、第１レンズ５Ａ、５Ｂに整列していると、より顕著に現れる。
【００７０】
一方、第２レンズ群６に入射する光束は、マイクロレンズ１６の屈折力に応じて、集光されたのち拡散するため、全体として、マイクロレンズ１６の光軸を中心として広範囲に拡散される。このため、第１レンズ群５に比べると、正面方向における光取り出し効率は劣る。
しかし、本実施形態では、第３レンズ群７を設けることにより、第１レンズ群５から出射される光束の正面方向における光取り出し効率が向上されている。このため、第２レンズ群６の面積率が同じであれば、第３レンズ群７を有しない場合に比べて、光取り出し効率が向上する。
したがって、第２レンズ群６の面積率を、必要な擦傷防止効果が得られる程度にとどめ、第３レンズ群７の面積率をできるだけ増大させることにより、擦傷防止効果と、光取り出し効率とを備えた光学シート１を構成することができる。
【００７１】
また、第１レンズ群５は分散を有するため、入射角に応じて分光が起こる。
しかし、第１レンズ群５に入射する光束は、平坦面２ａを透過した光束と、第３レンズ群７で屈折、集光されて、進行方向が変化した光束とが混じっており、それぞれにおける分光成分も種々の方向に分布している。このため、各光束成分が混合されることで、色味が付く方向が特定方向に限られなくなるため、集光され、且つ観察方向による色味の変化が軽減された出射光束を得ることができる。
【００７２】
このように、光学シート１によれば、第１光透過層２、第２光透過層３が積層され、光出射面４に設けられた第１レンズ群５と、第１レンズ群５よりもレンズ面が外部に突出されるとともにレンズ面の頂部の曲率半径がより大きい第２レンズ群６と、内部に設けられた第３レンズ群７とを備えるため、被着部材に貼り合わせて一体化しても、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができる。
第３レンズ群７は、光学シート１の内部に形成されているため、光入射面３ａは、平面として形成されており、ＥＬパネル２０に容易に貼り合わせて、ＥＬパネル２０と一体化することができる。
したがって、一方の面にレンズが形成され、他方の面に貼り合わせ用の平面が形成された従来の光学シートとは異なり、光学シート１によれば、被着部材であるＥＬパネル２０に貼り合わせて一体化しても、内部に第３レンズ群７を有することで、良好な光学性能を発揮することができる。
また、環境負荷が生じても、第１レンズ群５、第３レンズ群７が、ＥＬパネル２０と一体になっているため、光学シート１の変形等による光学特性や信頼性の劣化が生じにくくなっている。
このため、ＥＬ装置１００の光学性能を向上できるとともに、環境負荷がかかっても、その性能を経時的に安定させることができる。
【００７３】
［第１変形例］
次に、本実施形態の変形例（第１変形例）の光学シートについて説明する。
図４は、本発明の実施形態の変形例（第１変形例）の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【００７４】
図４に示すように、本変形例の光学シート１Ａは、上記実施形態の光学シート１の第１光透過層２に、光拡散性要素９Ａを分散させたものであり、上記実施形態のＥＬ装置１００において、光学シート１に代えて用いることができる。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７５】
光拡散性要素９Ａは、光透過層の内部を進む光を反射または屈折によって散乱する微小要素からなる。
光拡散性要素９Ａを分散した第１光透過層２は、第１光透過層２の成形時に、第１光透過層２となる材料に第１光透過層２と屈折率差を有する微粒子材料（光拡散性微粒子）を添加したり、微小気泡を混入したりすることにより形成することができる。
光拡散性要素９Ａに好適な微粒子材料の例としては、例えば、有機系粒子、無機系粒子、色素顔料などを挙げることができる。
有機系粒子の例としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などを挙げることができる。
無機系粒子の例としては、例えば、ガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、金属酸化物などを挙げることができる。
色素顔料は、可視光の特定の波長を吸収するため、色度補正するのに好適である。
これら光拡散性要素９Ａは、１種類でもよいが、複数種類を適宜組み合わせて用いることが可能である。
光拡散性要素９Ａの大きさや配合比は、第１光透過層２に必要な光拡散特性に応じて、適宜に設定することができるが、光拡散性要素９Ａの好ましい大きさは、例えば、平均粒径で、１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは、例えば、２μｍ〜２０μｍである。
また、第１光透過層２における光拡散性要素９Ａの体積含有率をＶ２とすると、体積含有率Ｖ２は、１％≦Ｖ２≦４０％であることが好ましい。
【００７６】
このような光学シート１Ａによれば、第２光透過層３から第１光透過層２に入射した光束が、第１光透過層２の内部を進むと光拡散性要素９Ａのそれぞれの位置において反射または屈折されて散乱され、これにより、入射光束が拡散されていく。このため、光出射面４に到達するまでの間に、平坦面２ａを透過した光束成分と、第３レンズ群７を透過した光束成分の両方が、第１光透過層２の厚さ方向に進むにつれて拡散されていく。これにより、上記実施形態に比べて、光束がより拡散される結果、光出射面４における入射角分布がさらに乱されることになる。
したがって、観察方向による色味の変化が上記実施形態よりもさらに低減される。
また、光束の拡散が促進されることにより、光源の像や、第３レンズ面８の像が視認されにくくなる。
【００７７】
したがって、第３レンズ面８のレンズ作用を低減したり、面積率が低減したりする構成としても、上記実施形態と同様の作用効果を備えることが可能である。このため、第１光透過層２における第３レンズ面８の製造が容易となる。
また、第１光透過層２を成形する際、光拡散性要素９Ａが添加されているため、母型からの離型性が向上する。このため、成形不良を抑制することができ、生産性を向上することができる。
【００７８】
このように、本変形例の光学シート１Ａによれば、上記実施形態と同様、表面に第１レンズ群５および第２レンズ群６を、内部に第３レンズ群７をそれぞれ備えることで、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができる。
さらに、光拡散性要素９Ａによって第１光透過層２に光拡散性を付与することで、より高い色混ぜ拡散効果が得られる。
このため、上記実施形態のＥＬ装置１００の光学シート１に代えて本変形例の光学シート１Ａを用いることで、ＥＬ装置１００の光学性能をより向上することができる。
【００７９】
［第２変形例］
次に、本実施形態の変形例（第２変形例）の光学シートについて説明する。
図５は、本発明の実施形態の変形例（第２変形例）の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【００８０】
図５に示すように、本変形例の光学シート１Ｂは、上記実施形態の光学シート１の第２光透過層３に、光拡散性要素９Ｂ（光拡散性微粒子）を多数分散させたものであり、上記実施形態のＥＬ装置１００において、光学シート１に代えて用いることができる。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
光拡散性要素９Ｂは、上記第１変形例の光拡散性要素９Ａのうち、気泡のみからなる場合を除く構成を採用することができる。すなわち、光拡散性要素９Ｂは、例えば、有機系粒子、無機系粒子、色素顔料などの光拡散性微粒子を１種類以上含む構成、または、これに光拡散性を備える気泡を混合した構成を挙げることができる。
第２光透過層３における光拡散性要素９Ｂの体積含有率をＶ３とすると、体積含有率Ｖ３は、１％≦Ｖ１＋Ｖ３≦４０％であることが好ましい。ここで、Ｖ１は、第２光透過層３における屈折率向上用ナノ粒子の体積含有率である。
【００８２】
このような光学シート１Ｂによれば、第２光透過層３から入射した光束が、第２光透過層３の内部を進むと、光拡散性要素９Ｂにおいて光が拡散される。このため、平坦面２ａまたは第３レンズ面８に到達するまでの間に、光束が拡散される。
このため、平坦面２ａおよび第３レンズ面８に入射する光の入射角分布が乱され、結果として、光出射面４に到達する光束の光拡散度合いも増大する。
したがって、観察方向による色味の変化を上記実施形態よりもさらに低減することが可能となる。
また、光束の拡散が促進されることにより、光源の像が視認されにくくなるため、光源の像が視認されないことが好ましい用途に好適である。
【００８３】
また、光学シート１Ｂによれば、ＥＬパネル表面層１０と貼り合わせる第２光透過層３に光拡散性要素９Ｂを混入するため、例えば、第２光透過層３を粘着性物質で形成する場合に、光拡散性要素９Ｂの配合量によって光入射面３ａにおける粘着力を調整することができる。すなわち、光入射面３ａに露出する光拡散性要素９Ｂの量が増えることで、貼り合わせに寄与する粘着性物質の表面積が低下したり、光入射面３ａに微細な凹凸が形成されたりするため、光入射面３ａにおける第２光透過層３の粘着力が変化する。
また、このように、光入射面３ａにおける第２光透過層３の粘着力を低減することにより、貼り合わせ位置がずれたりした場合にも、剥がして、貼り合わせをやり直すことも可能になる。このため、貼り合わせ作業の作業効率が向上する。
【００８４】
このように、本変形例の光学シート１Ｂによれば、上記実施形態と同様、表面に第１レンズ群５および第２レンズ群６を、内部に第３レンズ群７をそれぞれ備えることで、良好な光学性能と表面耐擦傷性能とを発揮することができる。
さらに、光拡散性要素９Ｂによって第２光透過層３に光拡散性を付与することで、より高い色混ぜ拡散効果が得られる。
このため、上記実施形態のＥＬ装置１００の光学シート１に代えて本変形例の光学シート１Ｂを用いることで、ＥＬ装置１００の光学性能をより向上することができる。
【００８５】
［第３変形例］
次に、本実施形態の変形例（第３変形例）の光学シートについて説明する。
図６は、本発明の実施形態の変形例（第３変形例）の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【００８６】
図６に示すように、本変形例の光学シート１Ｃは、上記実施形態の光学シート１の第１光透過層２に、第２レンズ群６に代えて、第２レンズ群６Ｃが形成されたものであり、上記実施形態のＥＬ装置１００において、光学シート１に代えて用いることができる。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
第２レンズ群６Ｃは、上記実施形態の第２レンズ群６のマイクロレンズ１６を間引くことにより、マイクロレンズ１６の間隔をあけるとともに、マイクロレンズ１６の個数を減らして面積率を低減したものである。
図６では、一例として、上記実施形態のマイクロレンズ１６を、第１レンズ５Ａ、５Ｂ上でそれぞれ１個おきに配列して、個数を半減した場合の例を示している。
【００８８】
このような光学シート１Ｃによれば、第２レンズ群６Ｃの面積率が低減されるため、光取り出し効率をより向上することができる。
【００８９】
［第４変形例］
次に、本実施形態の変形例（第４変形例）の光学シートについて説明する。
図７は、本発明の実施形態の変形例（第４変形例）の光学シートの構成を示す模式的な断面図である。
【００９０】
図７に示すように、本変形例の光学シート１Ｄは、上記実施形態の光学シート１の第１光透過層２と第２光透過層３との界面に、第３レンズ群７に代えて、第３レンズ群７Ｄが形成されたものであり、上記実施形態のＥＬ装置１００において、光学シート１に代えて用いることができる。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９１】
第３レンズ群７Ｄは、上記実施形態の第３レンズ群７の第３レンズ面８に代えて、第３レンズ面１８（レンズ面、第３のレンズ）を備える。
第３レンズ面１８は、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの断面形状を、平坦面２ａから第１レンズ群５側に向かって突出する凸湾曲面からなるレンチキュラーレンズ面１８ａ、１８ｂに代えたものである。第３レンズ群７Ｄの面積率は、上記実施形態と同様、６０％以上
１００％以下とする。
凸湾曲面としては、必要な集光作用に応じて適宜の形状を採用することができる。例えば、円弧、楕円弧、またはその他の曲線、もしくは、これらの曲線と直線との組み合わせからなる断面形状が、一方向に押し出されたレンチキュラーレンズ面の形状を採用することができる。
【００９２】
このような光学シート１Ｄによれば、第３レンズ群７Ｄの第３レンズ面１８としてレンチキュラーレンズ面１８ａ、１８ｂを用いるため、集光性能の制御が容易となる。
また、レンチキュラーレンズ面１８ａ、１８ｂは、第１光透過層２Ｄの凹面として形成されるが、頂部が湾曲しているため、第２光透過層３の材料がより充填しやすくなる。このため、光学シート１Ｄの製造がより容易となる。
【００９３】
なお、上記の実施形態および各変形例の説明では、光透過層が２層からなり、これにより、光学シートの内部に１つの第３レンズ群が設けられた場合の例で説明したが、光透過層を３層以上設けることにより、内部に形成される２以上の界面を用い、第３レンズ群を２以上形成することが可能である。
この場合、複数の第３レンズ群の面積率は、光学シートの厚さ方向から見て、複数の第３レンズ群のいずれかが投影された領域の面積から算出する。すなわち、第３レンズ群同士の重複部分を多重に加算することはしない。
【００９４】
上記の実施形態および各変形例の説明では、第１レンズ群、第３レンズ群とも、単位レンズが二方向に沿って配列された場合の例で説明したが、光学シートの集光性能に異方性を持たせる場合には、単位レンズを一方向のみに沿って配列することも可能である。
【００９５】
上記の実施形態および各変形例の説明では、第１レンズ群および第３レンズ群の二方向に配列された単位レンズがそれぞれ同一の断面形状を有する場合の例で説明したが、それぞれの断面形状を変更することにより、光学シートの集光性能に異方性を持たせることが可能である。
また、第１レンズ群、第２レンズ群、および第３レンズ群にそれぞれの複数含まれる第１のレンズ、第２のレンズ、および第３のレンズは、それぞれ１種類の単位レンズを用いる構成には限定されない。例えば、複数種類の単位レンズが混合された構成や、異形状の複数のレンズを組み合わせて配置した構成も可能である。
【００９６】
上記実施形態および各変形例の説明では、第２レンズ群を構成する第３レンズ面が光入射面に対して凹面になっている場合の例で説明したが、第３レンズ面は、光入射面に対する凸面で構成することも可能である。
【００９７】
上記の実施形態および各変形例の説明では、第１レンズ群のレンズ断面形状が略三角形状のプリズムレンズの場合の例で説明したが、第１レンズ群のレンズ断面形状は、これに限定されない。例えば、レンズ断面形状が、円弧形、楕円弧形、またはその他の曲線で構成されるマイクロレンズ、レンチキュラーレンズの形状を採用することができる。
また、第１レンズ５Ａ、５Ｂの交差角も９０度には限定されず、必要に応じて、０度以上１８０度未満の角度を採用することができる。ここで、交差角が０度の場合は、単位レンズが一次元的に配置された場合の例になっている。
【００９８】
上記の実施形態および各変形例の説明では、第１レンズ群および第２レンズ群の占める面積率が１００％の場合の例で説明したが、光出射面が第１レンズ群および第２レンズ群の他に平坦面を含むことにより、第１レンズ群および第２レンズ群の占める面積率を１００％未満とすることも可能である。
【００９９】
また、上記の実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第１変形例および第２変形例を組み合わせて、第１光透過層２および第２光透過層３に、それぞれ光拡散性微粒子が含まれる構成とすることができる。
【実施例】
【０１００】
以下では、上記実施形態に対応する実施例１〜８について、比較例１〜８とともに説明する。
【０１０１】
［実施例１〜４］
下記［表２］に、実施例１〜４、比較例１〜４の評価サンプルの第３レンズ群の面積率と評価結果を示す。
【０１０２】
【表２】
2015184663.tif 000004
【０１０３】
実施例１〜４は、上記実施形態の光学シート１において、第２レンズ群６の面積率を３０％に固定して、第３レンズ群７の面積率のみを変えた実施例である。
評価サンプルの各光学シート１は、いずれも第１光透過層２の材質としては、ポリカーボネートを用いた。
第１レンズ群５としては、レンズ断面が頂角９０°の直角二等辺三角形からなる第１レンズ５Ａ、５Ｂを直交するように配置した直交クロスプリズムレンズとした。レンズ高さｈ５は、３０μｍとした。このため、レンズ幅ｗ５、配列ピッチＰ５は、いずれも、ｈ５×２に等しい。
第２レンズ群６としては、半球状のマイクロレンズ１６を採用し、第１レンズ群５からの突出量ｈ６は、２０μｍとした。
第２レンズ群６の曲率半径は、第２レンズ群６の面積率が３０％になる大きさとした。
【０１０４】
第３レンズ群７としては、レンズ断面が頂角９０°の直角二等辺三角形からなるプリズムレンズ面８ａ、８ｂを、それぞれ第１レンズ５Ａ、５Ｂと平行な方向に配置した直交クロスプリズムレンズとした。
プリズムレンズ面８ａ、８ｂのレンズ高さ（凹部としては深さ）ｈ８は、いずれも、２５μｍとした。
第２光透過層３は、上記塗布法を用いて形成した。すなわち、ジルコニア微粒子を２０ｗｔ％配合したアクリル粘着剤の塗液を、第１光透過層２の第３レンズ面８および平坦面２ａに塗布して、乾燥させることにより形成した。
【０１０５】
実施例１〜４の評価サンプルおける第３レンズ群７の面積率は、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの配列ピッチＰ８を変えることにより、それぞれ、６０％、８０％、９０％、９５％になるようにした。
【０１０６】
［比較例１〜４］
比較例１〜４の評価サンプルは、プリズムレンズ面８ａ、８ｂの配列ピッチＰ８を変えることにより、第３レンズ群７の面積率が、それぞれ、５％、１０％、３０％、５０％になるようにした点を除いて、上記実施例１〜４と同様の光学シートである。
【０１０７】
［実施例５〜８、比較例５〜８］
下記［表３］に、実施例５〜８、比較例５〜８の評価サンプルの第３レンズ群の面積率と評価結果を示す。
【０１０８】
【表３】
2015184663.tif 000005
【０１０９】
実施例５〜８、比較例５〜８の評価サンプルは、第２レンズ群６の面積率が２０％に固定されている点を除いて、上記実施例１〜４、比較例１〜４と同様の光学シートである。
【０１１０】
上記各評価サンプルの評価は、光取り出し効率評価と耐擦傷性評価とを行った。
光取り出し効率評価では、評価基準サンプルとして、第１レンズ群５および第２レンズ群６を備え、第３レンズ群７を有しないサンプルを作製した。そして、評価サンプルと評価基準サンプルとを、それぞれ同様にしてＥＬパネル２０に貼り合わせて、光取り出し効率を測定した。
評価サンプルの光取り出し効率が、評価基準サンプルの光取り出し効率よりも２％以上上回った場合に、◎（ｖｅｒｙ  ｇｏｏｄ）、２％未満の範囲で上回った場合、○（ｇｏｏｄ）、同等以下の場合には、×（ｎｏ  ｇｏｏｄ）と判定し、上記［表２］、［表３］の「光取り出し効率」欄に記載した。
耐擦傷性評価は、評価基準サンプルの表面をウエスで擦ることにより行い、擦れキズが肉眼で視認できない場合に、○（ｇｏｏｄ）、肉眼で視認できた場合は、×（ｎｏ  ｇｏｏｄ）と判定し、上記［表２］、［表３］の「耐擦傷性」欄に記載した。
【０１１１】
［表２］、［表３］に記載されたように、耐擦傷性評価の結果については、第２レンズ群６の面積率が２０％または３０％であるため、各実施例、比較例とも○であった。
しかし、光取り出し効率評価については、第３レンズ群７の面積率が６０％以上である実施例１〜８では、○または◎であったのに対して、面積率が６０％未満の比較例１〜８では、いずれも×であった。
また、実施例のうちでは、第２レンズ群６の面積率の大小で性能が異なり、第２レンズ群６の面積率が低い実施例５〜８の方が、実施例１〜４に比べて良好であった。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明はバックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源に用いられる光学シート、特に照明光源としてＥＬ素子を用いた際に発光層からの光取り出し効率向上することに用いることができる。また、表示装置に用い、その輝度を向上させ、観察角度による色の変化を低減することができる光学シートとして用いることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  光学シート
２  第１光透過層（光透過層、樹脂成形品）
３  第２光透過層（光透過層、貼合層）
３ａ  光入射面
４  光出射面
４ａ、４ｂ  レンズ面
４ｃ  レンズ面（ドーム状のレンズ面）
５  第１レンズ群
５Ａ、５Ｂ  第１レンズ（第１のレンズ、プリズムレンズ）
６、６Ｃ  第２レンズ群
７、７Ｄ  第３レンズ群
８、１８  第３レンズ面（レンズ面、第３のレンズ）
８ａ、８ｂ  プリズムレンズ面
９Ａ  光拡散性要素
９Ｂ  光拡散性要素（光拡散性微粒子）
１０  ＥＬパネル表面層
１１  発光構造体
１６  マイクロレンズ（第２のレンズ）
１８ａ、１８ｂ  レンチキュラーレンズ面
２０  ＥＬパネル（被着部材）
１００  ＥＬ装置
【図１】
2015184663.tif 000006
【図２】
2015184663.tif 000007
【図３】
2015184663.tif 000008
【図４】
2015184663.tif 000009
【図５】
2015184663.tif 000010
【図６】
2015184663.tif 000011
【図７】
2015184663.tif 000012