(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、当該光源からの光を制御する光学シートとを有する照明装置であって、
前記光学シートは、
光透過性を有する基材と、
当該基材上に形成された光透過性を有する光透過性樹脂層と、
当該光透過性樹脂層に対して下端部分が埋め込まれた複数の微小レンズ構造体と、
反射粒子が分散され、前記複数の微小レンズ構造体の間に配設された反射層と、を備え、
前記基材から離間する方向における前記光透過性樹脂層の厚みは、同方向における前記反射層の厚みよりも薄く、
前記光源から入射した光は、前記反射層の間であって、前記光透過性樹脂層と前記微小レンズ構造体とが接触する部分を含む透過領域を透過し、
前記光透過性樹脂層の厚みに応じて、前記透過領域の大きさが設定される、照明装置。
【請求項２】
前記光透過性樹脂層は、層内に分散された媒体を含まないことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記反射層は、前記光源から入射された光のうち、８０％以上の可視光を反射する材質からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記微小レンズ構造体の少なくとも一部は、前記基材に至るように前記光透過性樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記微小レンズ構造体は、前記光透過性樹脂層上に一層積層されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射層は、反射効果を有する前記反射粒子と、当該反射粒子が分散された樹脂層とから構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記反射粒子は、金属粒子であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記前記金属粒子は、互いに溶着された状態で前記樹脂層において密に配設されることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記樹脂層は、接着性を有し、
前記反射粒子は、前記樹脂層の表面に分散されることによって前記樹脂層上に接着され、
当該照明装置はさらに、前記反射粒子又は前記金属粒子が前記樹脂層から剥離するのを保護する保護層を備えることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置を備えた表示装置。
【請求項１１】
前記照明装置がバックライトとして用いられた液晶表示装置であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートを製造する方法であって、
光透過性を有する基材上に、粘着性を有する光透過性樹脂層を形成するステップと、
複数の微小レンズ構造体を前記光透過性樹脂層に散布し、前記光透過性樹脂層に前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップと、
前記光透過性樹脂層上に、反射効果を有する反射粒子が分散された樹脂を塗布するステップとを備えた光学シートの製造方法。
【請求項１３】
前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップでは、前記微小レンズ構造体の一部が前記光透過性樹脂層に埋まるように、前記微小レンズ構造体を押し付けることを特徴とする請求項１２に記載の光学シートの製造方法。
【請求項１４】
前記微小レンズ構造体を接着するステップでは、前記微小レンズ構造体が前記基材に至るように押し付けることを特徴とする請求項１３に記載の光学シートの製造方法。
【請求項１５】
照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートの製造方法であって、
光透過性を有する基材上に、粘着性を有する光透過性樹脂層を形成するステップと、
複数の微小レンズ構造体を前記光透過性樹脂層に散布し、前記光透過性樹脂層に前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップと、
前記基材とは異なる他の基材上に、反射効果を有する反射粒子が分散された樹脂を塗布するステップと、
前記基材と前記他の基材とを対向させ、前記他の基材に塗布された樹脂を前記複数の微小レンズ構造体に押し付けるステップとを備えた光学シートの製造方法。
【請求項１６】
照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートを製造する方法であって、
樹脂中に、複数の微小レンズ構造体と反射効果を有する反射粒子とを混入するステップと、
光透過性を有する基材に、前記複数の微小レンズ構造体と前記反射粒子とが混入された樹脂を塗布するステップと、
当該塗布された複数の微小レンズ構造体が単層の状態で前記基材上に配置されるように、前記複数の微小レンズ構造体を配列するステップと、
前記樹脂を硬化するステップとを備えた光学シートの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の微小レンズ構造体を配列するステップでは、スピンコートによって前記微小レンズ構造体を配列することを特徴とする請求項１６に記載の光学シートの製造方法。
【請求項１８】
前記反射粒子は金属粒子であって、
当該金属粒子が互いに溶着するように前記金属粒子及び前記樹脂を加熱するステップを、さらに備えたことを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ分野や光通信分野など多くの分野において、ある程度広がった光線を一定の方向に揃えることが求められている。このような要求に応えるために、多くの照明装置においては、その光源ハウジングの出射口上に、光指向性を制御する光学シートが設けられている。この光学シートは、光透過性を有し、入射光を所定の方向に揃えている。このような光指向性を制御するための光透過性を有する光学シートの代表的な例として、プリズムシートがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
プリズムシートは典型的には、三角柱形状やかまぼこ形状であるプリズムが並設されたシートであり、プリズム効果もしくはレンズ効果によって光線の進行方向を制御する。しかし、プリズムシートのプリズムがどのような形状であるにしても、光源光があらゆる方向からプリズムシートに入射する限り、光指向性の制御には限界がある。例えば、照明装置を液晶装置のバックライトとして用いた場合など、液晶表面垂直方向から±４０°前後の角度内に集光するのが限界であり、液晶表面の正面輝度を大幅に向上することは困難であった。
【０００４】
これを解消する手段として、特許文献２には、照明装置に用いられる光学シートの他の構成例が開示されている。この特許文献２に開示された照明装置では、レンチキュラーレンズシートが使用され、このレンチキュラーレンズシート背面に反射体が設けられている。レンチキュラーレンズシート背面のレンズ焦点位置には、反射体に開口部（スロット）がストライプ状に設けられ、この開口部から光源からの光が外部に出射される。また、特許文献２に開示の発明は、マイクロレンズシートにも適用可能であり、この場合には開口部は点状に配設されている。本願発明の出願人は、特許文献３や特許文献４に、このような光学シートをさらに改良した構成を出願している。
【０００５】
これらの光学シートによって確かに高い正面輝度を得ることが可能となる。しかし、レンズ形状が大きい場合には、レンズ焦点位置と反射体の開口部の位置合せを行ってシートを作ることは容易であるが、レンズが小さくなるにつれて位置合せが非常に困難になる。顕微鏡とゴニオメーターを用いて位置合せを行うことが可能であるが、これは実験室レベルでは作製が可能であるが、この方法で大量に作製することが困難である。そのため、例えば画素が小さな液晶ディスプレイのバックライトにこの照明装置を用いる場合等、レンズ形状を非常に小さくしなければならない用途には適用することが困難である。
【特許文献１】特開２００４−２８１２７０号公報
【特許文献２】特開平２−２１４２８７号公報
【特許文献３】特願２００５−１８５５１０
【特許文献４】特願２００５−１７９７８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来の照明装置では、光学シートの光学構造に関わらず、光源光があらゆる方向から光学シートに入射するため、光指向性を向上させる効果に限界があり、それを解消しようとすると高精細化が悪化するという問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、光指向性の向上と高精細化とを両立することができる照明装置及び表示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】
【０００７】
本発明に係る照明装置は、光を出射する光源と、当該光源からの光を制御する光学シートとを有する照明装置であって、前記光学シートは、光透過性を有する基材と、当該基材上に形成された光透過性を有する光透過性樹脂層と、当該光透過性樹脂層に接触する複数の微小レンズ構造体と、前記複数の微小レンズ構造体の間に配設された反射層とを備え、前記光源から入射した光は、前記反射層の間であって、前記光透過性樹脂層と前記微小レンズ構造体とが接触する部分を含む領域を透過するものである。
このような構成においては、微小レンズ構造体が光透過製樹脂上に配置され、光源からの光は、これらの接した部分及びその周辺を透過する。そのため、微小レンズ構造体と反射層の位置合せが自動的に行われる。それ故、微小レンズ構造体を作製できれば位置あわせが不要となり、構造の微小化が容易となる。従って、微小なレンズを用いた場合であっても、光指向性の向上と高精細化とを両立させることができる。
なお、上記の照明装置においては、前記反射層は、前記光源から入射された光のうち、８０％以上の可視光を反射する材質からなることが好ましい。このように高い反射率の膜で反射層を形成することで、その膜厚を薄くすることができる。
【０００８】
さらに、前記微小レンズ構造体の少なくとも一部は、前記基材に至るように前記光透過性樹脂層に埋め込まれ、前記光源から入射した光は、当該微小レンズ構造体が埋め込まれた部分を含む領域を透過する。この場合には、光が透過する領域の大きさを光透過性樹脂層の厚みによって調整することが可能であるため、光が透過する領域の大きさを簡便に調整することが可能となる。
【０００９】
さらにまた、前記微小レンズ構造体は、前記光透過性樹脂層上に一層積層される。これにより、より確実に光指向性を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、前記複数の微小レンズ構造体は、好適には、疎水化処理が施された表面を有することができる。これにより、微小レンズ構造体が反射層自体をはじくことができ、微小レンズ構造体の光透過性を確保することができる。
【００１１】
またさらに、前記反射層は、反射効果を有する反射粒子と、当該反射粒子が分散された樹脂層とから構成される。
【００１２】
好適には、前記反射粒子は、金属粒子である。この場合には、所望の反射効果を容易に得ることができる。
【００１３】
また、前記前記金属粒子を、互いに溶着された状態で前記樹脂層において密に配設することができる。これによって、所望の反射効果を確実に得ることができる。
【００１４】
他の好適な例として、前記樹脂層は、接着性を有し、前記反射粒子は、前記樹脂層の表面に分散されることによって前記樹脂層上に接着され、当該照明装置はさらに、前記反射粒子又は前記金属粒子が前記樹脂層から剥離するのを保護する保護層を備える。これによって、反射効果の持続性を維持することができる。
【００１５】
本発明に係る表示装置は、このような照明装置を備えたものである。このような構成においては、光指向性の向上と高精細化とが両立した表示装置を実現することができる。
【００１６】
好適には、本発明に係る表示装置は、前記照明装置がバックライトとして用いられたものである。
【００１７】
本発明に係る光学シートの製造方法は、照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートを製造する方法であって、光透過性を有する基材上に、粘着性を有する光透過性樹脂層を形成するステップと、複数の微小レンズ構造体を前記光透過性樹脂層に散布し、前記光透過性樹脂層に前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップと、前記光透過性樹脂層上に、反射効果を有する反射粒子が分散された樹脂を塗布するステップとを備えたものである。
このような構成においては、微小レンズ構造体が光透過製樹脂上に配置され、光源からの光は、これらの接した部分及びその周辺を透過する。そのため、微小レンズ構造体と反射層の位置合せが自動的に行われる。それ故、微小レンズ構造体を作製できれば位置あわせが不要となり、構造の微小化が容易となる。従って、微小なレンズを用いた場合であっても、光指向性の向上と高精細化とが両立した光学シートを容易に作製することができる。
【００１８】
さらに、前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップでは、前記微小レンズ構造体の一部が前記光透過性樹脂層に埋まるように、前記微小レンズ構造体を押し付ける。これによって、微小レンズ構造体をより確実に光透過性樹脂層に接着することが可能となる。
【００１９】
さらにまた、前記微小レンズ構造体を接着するステップでは、前記微小レンズ構造体が前記基材に至るように押し付ける。この場合には、光が透過する領域の大きさを光透過性樹脂層の厚みによって調整することが可能であるため、光が透過する領域の大きさを簡便に調整することが可能となる。
【００２０】
他方、本発明に係る光学シートの製造方法は、照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートの製造方法であって、光透過性を有する基材上に、粘着性を有する光透過性樹脂層を形成するステップと、複数の微小レンズ構造体を前記光透過性樹脂層に散布し、前記光透過性樹脂層に前記複数の微小レンズ構造体を接着するステップと、前記基材とは異なる他の基材上に、反射効果を有する反射粒子が分散された樹脂を塗布するステップと、前記基材と前記他の基材とを対向させ、前記他の基材に塗布された樹脂を前記複数の微小レンズ構造体に押し付けるステップとを備えたものである。
【００２１】
また、本発明に係る光学シートの製造方法は、照明装置に用いられ、当該照明装置の光源からの光を制御する光学シートを製造する方法であって、樹脂中に、複数の微小レンズ構造体と反射効果を有する反射粒子とを混入するステップと、光透過性を有する基材に、前記複数の微小レンズ構造体と前記反射粒子とが混入された樹脂を塗布するステップと、当該塗布された複数の微小レンズ構造体が単層の状態で前記基材上に配置されるように、前記複数の微小レンズ構造体を配列するステップと、前記樹脂を硬化するステップとを備えたものである。
【００２２】
好ましくは、前記複数の微小レンズ構造体を配列するステップでは、スピンコートによって前記微小レンズ構造体を配列する。これにより、微小レンズ構造体を簡便に配列することができる。
【００２３】
好適には、前記反射粒子は金属粒子であって、本発明に係る光学シートの製造方法は、当該金属粒子が互いに溶着するように前記金属粒子及び前記樹脂を加熱するステップを、さらに備えたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光指向性の向上と高精細化とを両立することができる照明装置及び表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る照明装置は、光学構造物によって入射光線を任意の方向に揃える機能を有する。以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。
発明の実施の形態１．
まず、図１を用いて、本発明にかかる照明装置の全体構成について説明する。図１（ａ）は、本発明に係る照明装置の一例を示す概略模式図である。図１（ａ）に示すように、本発明に係る照明装置１は、光源１１、ハウジング１２、光学シート１３を有する。
光源１１は、当該照明装置１の光を供給する装置であり、例えば蛍光管、ＬＥＤ（Light Emitting Device）、EL（Electroluminescence）等である。
ハウジング１２は、光源１１を収納する筐体であり、光源１１からの出射光を外部に出射させるための光出射口１２０を有する。
【００２６】
光学シート１３は、ハウジング１２の光出射口１２０に設けられている。詳細には、光学シート１３は、この光出射口１２０に嵌め込まれ、光出射口１２０を塞ぐことが好ましい。さらに、このハウジング１２の内面が反射率の高い膜によって覆われていることが好ましく、これによって光源１１が供給する光の利用効率を高めることができる。
【００２７】
続いて、図１を用いて、本発明に係る照明装置１の光学シート１３について詳細に説明する。図１（ｂ）は、この光学シート１３の一例を示す側面模式図、及び上方から観察した光学顕微鏡写真である。図１（ｂ）に示すように、光学シート１３は、基材１３０、透明樹脂層１３１、反射層１３２、レンズ部１３３、開口部１３４を有する。
基材１３０は、光透過性を有するシートであり、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Polyethylene Terephthalate）樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等の合成樹脂から構成された透明シートとすることができる。
透明樹脂層１３１は、光透過性を有する樹脂から構成された層の一例である。この透明樹脂層１３１は、レンズ部１３３を粘着するための樹脂層であるため、粘着性を有する透明樹脂から構成されている。また、透明樹脂層１３１は、基材１３０上に単層形成されたものに限らず、この基材１３０上に軟性樹脂や硬性樹脂等が複数層形成されたものでもよい。
【００２８】
反射層１３２は、透明樹脂層１３１上に配設され、光学シート１３の光線が入射される側（光線入射側）に面積の広い状態で設けられている。この反射層１３２は、金属膜等の反射効果を有する層としたり、例えば、金属粉末のような反射効果を有する反射部材を樹脂に混入した層としたりすることできる。ここで、反射層１３２が反射部材を樹脂に混入した層である場合には、この反射部材が樹脂中をほぼ埋め尽くしたりして形成された層である。具体的には、反射層１３２は、可視光を平均８０％以上の高い反射率で反射するのが好ましく、より好ましくは、可視光を平均９０％以上の非常に高い反射率で反射する層である。従って、反射層１３２は、入射光がこの反射層１３２中で減衰することなくほぼ反射するような層であり、視認した場合には透けて見えないような層である。このような反射層１３２は、高い反射率で反射するそうであるため、その膜厚を薄くすることが可能となる。
【００２９】
レンズ部１３３は、光学特性を有する構造体（光学構造体）の一例であり、特にレンズ効果を有する構造体である。レンズ部１３３は、光学シート１３の光線が出射される側（光線出射側）に大きく露出した状態で設けられ、入射光の方向を変える。より具体的には、レンズ部１３３は、入射光を平行光にコリメートする。すなわち、レンズ部１３３は、入射光の方向を光学シート１３の主面（光学シート面）に対して垂直な方向、つまり光学シート面の法線方向に変える。
【００３０】
レンズ部１３３は、複数の微小レンズ構造体２３３から構成され、これら複数の微小レンズ構造体２３３が反射層１３２を介して互いに連結されている。図１（ｂ）に示すように、微小レンズ構造体２３３は、入射光の方向を変えるレンズ機能を有する最小単位である。換言すれば、レンズ部１３３は、この最小単位である微小レンズ構造体２３３の集合体である。微小レンズ構造体２３３は、例えば、微小な真球レンズとすることができる。また、レンズ部１３３を円柱状のシリンドリカルレンズとすることもでき、レンズ部１３３は成形によって作製した球面レンズあるいは非球面レンズであってもよい。
【００３１】
開口部１３４は、光学シート１３の光が透過する光透過部である。この開口部１３４以外において、透明樹脂層１３１に入射して透過した光のほぼ全ては反射層１３２によって反射される。また、開口部１３４が反射層１３２を複数に分離する場合には、反射層１３２は、複数の層から構成される。開口部１３４は、透明樹脂層１３１とレンズ部１３３とが接する部分付近に配設されている。詳細には、開口部１３４は、透明樹脂層１３１の薄くなる部分やその周辺部分に配設されている。より詳細には、レンズ部１３３は、この開口部１３４を確実に形成するために透明樹脂層１３１に若干押し込まれる。これによって、レンズ部１３３と透明樹脂層１３１とが接する部分やその周辺部分の反射層１３２は薄くなり、開口部１３４はこの箇所に形成される。
【００３２】
開口部１３４は、レンズ部１３３が入射光を光学シート１３のシート面の法線方向に変えるため、レンズ部１３３の各微小レンズ構造体２３３の光軸付近に配設されている。開口部１３４は、微小レンズ構造体２３３が球状である場合にはスポット状となる。開口部１３４は、微小レンズ構造体２３３が長寸のレンチキュラーレンズである場合には、その光軸は微小レンズ構造体２３３の長尺方向に延在している。従って、この場合の開口部１３４はストライプ状である。
【００３３】
なお、図１（ｂ）の光学シート１３は微小レンズ構造体２３３の配置・形状が均一になっているが、微小レンズ構造体２３３の配置・形状が多少ばらついていてもよい。また、各々の微小レンズ構造体２３３が接触した状態で配設されているが、多少隙間があってもよい。反射層１３２の厚さが最も厚い部分でレンズ直径の半分の厚さになっているが、特に半分である必要はなく、最も厚い部分の光の透過率が２０％以下であればよい。
【００３４】
さらに続いて、本発明に係る照明装置１が光を出射させる動作について説明する。このとき、図１を適宜参照しながら説明する。
光源１１から照射された光は、光学シート１３の開口部１３４を通してレンズ部１３３に入射される。これに対して、開口部１３４以外の部分に照射された光は、光学シート１３の反射層１３２によって反射され、この反射された光は、反射面を構成するハウジング１２の内表面によって反射される。この反射層１３２やハウジング１２内表面によって行われる反射は何回か繰り返され、その後、この反射された光は、開口部１３４に到達する。開口部１３４に到達した光は、この開口部１３４を介してレンズ部１３３に入射される。このように、入射された光の光軸は、レンズ部１３３の光学特性によって一定の方向（光学シート面に垂直な方向）に揃えられる。
【００３５】
次に、図２を用いて、本発明に係る照明装置１の光学シート１３の製造方法について説明する。図２は、本発明の光学シートの製造工程を示す断面模式図である。
図２（ａ）に示すように、基材１３０上に粘着剤２１１を塗布して透明樹脂層１３１を形成する。この粘着剤２１１上に疎水化処理を行った真球レンズ２１２を散乱させて接着し、レンズ部１３３を形成する。
図２（ｂ）に示すように、この真球レンズ２１２が接着された粘着剤２１１上に、金属粉末を分散させた親水性の紫外線硬化樹脂２１３を塗布する。この紫外線硬化樹脂２１３は、例えば、真球レンズ２１２の半分程度の厚みで塗布される。また、分散される金属粉末としては、銀、アルミニウム等の高反射率金属、それを主成分とする合金等が用いられる。
【００３６】
真球レンズ２１２を粘着剤２１１に若干押し込むことによって粘着剤２１１と真球レンズ２１２が接した部分及びその周辺の紫外線硬化樹脂２１３が薄くなり、部分的に光を通す部分に開口部１３４が形成される。このとき、真球レンズ２１２を粘着剤２１１に若干押し込むことによって、これらの接触面積が大きくなり、真球レンズ２１２を確実に粘着剤２１１に粘着させることができる。その後、紫外線照射を行うことによって紫外線硬化樹脂２１３を硬化させると、光学シート１３が作製される。
その後、ハウジング１２内面に金属をスパッタリングして高反射率の内面を作製し、光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１が作製される。
【００３７】
以上のように、本発明に係る照明装置１では、光学シート１３におけるレンズ部１３４の微小レンズ構造体１３５から構成され、これら微小レンズ構造体１３５が基材１３０上に接触した状態で配置されている。加えて、レンズ部１３４が微小で最小単位となる微小レンズ構造体１３５の集合体である。そのため、微小レンズ構造体１３５を用いて位置合せを行うことなく簡便に配置することができる。特に、基材１３０上に密に微小レンズ構造体１３５が分散された場合には、微小レンズ構造体１３５を位置合せすることなく容易に配置することが可能である。
【００３８】
さらに、レンズ部１３４が出射する光が平行光となるので、光学シート面に垂直な方向の輝度を高めることができる。これによって、光学シート面に垂直な方向の光の指向性を向上させることができる。従って、微小レンズ構造体１３５を用いて光指向性を向上させるとともに、高精細化を図ることが可能となる。このような指向性の高い照明装置１は、好適には、携帯電話端末やＡＴＭのディスプレイのバックライトに用いられる。このようにディスプレイのバックライトに用いられた場合には、ディスプレイが周囲から覗かれるのを防止することができ、情報の秘匿性を向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、光出射口１２０に１枚の光学シート１３のみが用いられているが、これに限られない。例えば、光学シート１３の光入射側に市販の拡散板に設けたり、光出射側に散乱シートやプリズムシート、偏光シートを設けたりする等、他の光学シートを複数枚用いることができる。また、上記のハウジング１２の内側表面、光学シート１３表面とは、光学的な表面を意味し、これらに配設された反射部材の表面に透明な保護膜等が設けられた場合も含む。
【００４０】
またなお、本実施形態においては光源１１が光学シートの直下に配置されているが、特に直下である必要はなく、横方向や斜め方向に設けてもよい。さらに、ハウジング１２内が中空になっているが、アクリルなどの透明材料で充填してよいし、横方向からの光を導光する導光板等を設けてもよい。
【００４１】
なお、本実施形態の照明装置は、ハウジングと光学シートとが物理的に分離可能な構成であるが、物理的に一体構成であってもよい。すなわち、光源を収納可能な内部が中空のハウジングの光出射口に複数のレンズを設け、複数のレンズの配置位置に応じて、ハウジング内部に複数の反射部、開口部を配設することができる。
【００４２】
発明の実施の形態２．
実施形態１では、レンズ部１３３を粘着性の透明樹脂層１３１に若干押し込むことによって開口部１３４を形成した。これに対して、レンズ部１３３を基材１３０に至るように押し込むことができる。本実施形態２では、この場合について説明する。
図３に、本実施形態２の光学シート１３の一構成例が示されている。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）において楕円状に点線で囲まれた部分の拡大図である。
図３（ａ）に示すように、基材１３０上の透明樹脂層１３１は、開口部１３４の径を調整するための開口部径調整層として機能する。詳細には、開口部１３４は、レンズ部１３３が基材１３０に接するまで押し込まれた部分に配設されている。このとき、この透明樹脂層１３１とレンズ部１３３とが接する部分の大きさ（径）は、透明樹脂層１３１の厚みによって設定することができる。従って、透明樹脂層１３１の厚みを調整することによって開口部１３４の大きさを調整することが可能となる。
このように、本実施形態２では、透明樹脂層１３１の厚みを調整することによって開口部１３４の大きさを容易に調整することが可能である。
【００４３】
発明の実施の形態３．
実施形態１では、金属粉末を紫外線硬化樹脂２１３に分散させることによって反射層１３２を形成したが、粘着剤に金属粉末を付着させることによって形成することもできる。図４の断面模式図に、本実施形態３における光学シートが示されている。
図４に示すように、本実施形態２の光学シート３１では、実施形態１における光学シート１３とは異なり、真球レンズ２１２が粘着剤２１１に付着されされた後に、さらに粘着剤３１１が塗布される。金属粉末は、水に分散された状態でこの塗布された粘着剤３１１に滴下され、乾燥後に粘着剤３１１上に付着する。この付着した金属粉末を保護するために、粘着剤３１１上に保護樹脂３１２を塗布することによって、光学シート３１が作製される。
【００４４】
発明の実施の形態４．
実施形態１〜３では、真球レンズ２１２を粘着剤２１１によって接着したが、これに限らず、他の製造方法によって光学シートを製造することもできる。図５の断面模式図に、本実施形態４における光学シートの製造工程が示されている。
図５（ａ）に示すように、マイナスに帯電させた金属板３２１に真球レンズ２１２を接触させ、金属板３２１上に真球レンズ２１２を単層付着させる。図５（ｂ）に示すように、反射材料となる金属粉末を透明な樹脂３２２中に分散させた塗料をグラビア塗布し、基材１３０を作製する。
【００４５】
真球レンズ２１２が付着した金属板３２１を加熱した後、図５（ｃ）に示すように、この金属板３２１の真球レンズ２１２が付着した面を、グラビア塗布した基材１３０の塗布面に押し付ける。これによって樹脂３２２中に真球レンズ２１２が押し込まれる。その後、金属板３２１をアースに落とし、金属板３２１を冷却する。図５（ｄ）に示すように、グラビア塗布した基材１３０と金属板３２１を分離することによって光学シート３２が作製される。
【００４６】
発明の実施の形態５．
実施形態４では、真球レンズ２１２を平坦な金属板３２１に付着させて基材１３０に転写したが、網状の金属板を用いて転写させることができる。本実施形態５では、実施形態３の光学シート１３を形成する場合について説明するが、他の実施形態にも適用可能である。
具体的には、実施形態４と同様に、裏面を負圧状態に保った網状金属板に真球レンズ２１２を接触させ、網状金属板上に真球レンズ２１２を単層付着させる。図３（ａ）に示すように、開口部１３３の径を調整するための開口部径調整層として透明樹脂３３１を基材１３０上に塗布する。この透明樹脂３３１上に、反射材料となる金属粉末が分散された透明な樹脂３３２を複数に積層して塗布し、重層グラビア塗布した基材１３０を作製する。
【００４７】
このグラビア塗布した基材１３０の塗膜が乾かない内に、網状金属板の真球レンズ２１２が付着した面を、グラビア塗布した基材１３０の塗布面に押し付ける。これによって樹脂３２２、樹脂３３２中に真球レンズ２１２が押し込まれる。網状金属板の裏面を大気圧に戻して塗膜を乾かした後、グラビア塗布した基材１３０と網状金属板とを分離することによって、光学シート３３が作製される。
【００４８】
このように、反射層１３２を塗布する前に基材１３０上に透明樹脂３３１を塗布し、真球レンズ２１２を基材１３０に接するまで押し込むことにより、透明樹脂３３１の厚さを調整することで開口部１３３の大きさを調整することができる。
【００４９】
発明の実施の形態６．
実施形態１〜５では、基材１３０上に真球レンズ２１２、反射層１３２を配置して光学シートを形成したが、これに限らず、真球レンズ２１２、反射層１３２を別個の基材上に配設して光学シートを形成することができる。図６の断面模式図に、本実施形態６における光学シートの製造工程が示されている。
図６（ａ）に示すように、基材１３０上に粘着剤２１１を塗布し、この粘着剤２１１上に疎水化処理を行った真球レンズ２１２を散乱させて接着する。図６（ｂ）に示すように、基材１３０とは別個の基材３４１上に、金属粉末を分散させた樹脂３４２をグラビア塗布する。図６（ｃ）に示すように、この基材３４１の樹脂３４２がグラビア塗布された面を、基材１３０の真球レンズ２１２が塗布された面に押し付ける。これによって樹脂３４２中に真球レンズ２１２が押し込まれる。その後、図６（ｄ）に示すように、加熱することによって、光学シート３４が作製される。
【００５０】
発明の実施の形態７．
実施形態１〜６では、真球レンズ２１２を用いてレンズ部１３４を構成したが、これに限らず、円柱状レンズを用いてレンズ部を構成することも可能である。図７に、本実施形態７における光学シートの一例が示されている。
図７（ａ）は、本実施形態７の光学シート３５の上面図である。図７（ａ）に示すように、円柱状レンズ３５１は、例えば円柱状のレンズとすることができ、一例として糸状の樹脂を切断した円柱状形状の糸屑を用いることができる。この円柱状レンズ３５１は、その長手方向ができるだけ同じ方向に揃うように塗布するのが好ましい。
【００５１】
図７（ｂ）は、本実施形態７の光学シート３５の断面図である。図７（ｂ）に示すように、円柱状レンズ３５１は、上記の実施形態１〜６と同様に、種々の方法によって基材１３０上に付着される。図７（ｂ）には、一例として、実施形態１の方法によって付着された場合が示されている。
【００５２】
発明の実施の形態８．
実施形態１〜７では、レンズ部と反射層とを別個に形成したが、本実施形態８では、同時に形成する場合について説明する。図８の断面模式図に、本実施形態８における光学シートの製造工程が示されている。
図８（ａ）に示すように、親水処理した基材１３０上に、金属粉末、真球レンズ２１２を分散させた溶液３６１をオートピペットで滴下し、スピンコーターによって真球レンズ２１２が単層になるように、溶液を塗布する。その後、基材１３０を加熱することによって焼成して金属粉末を融着させる。これによって、図８（ｂ）に示すように、基材１３０上に反射層１３２、レンズ部１３４が同時に形成され、光学シート３６が作製される。
【００５３】
以下、本発明に係る照明装置の実施例について詳細に説明する。また以下においては、実施例１〜６について説明した後、これら実施例１〜６の比較対照となる比較例について説明する。
【実施例１】
【００５４】
実施例１．
本実施例１は、実施形態１の方法によって光学シート１３を作製した例である。
まず、粘着剤２１１を塗布したポリエチレンテレフクレート（ＰＥＴ）フイルム（基材１３０）上に屈折率１．９３、平均粒径２００μｍの疎水化処理を行ったガラスビーズを真球レンズ２１２として塗布した。この基材１３０に粒径０．２μｍ〜０．４μｍのアルミニウム粉末を分散させた親水性紫外線硬化樹脂２１３の塗料をスプレー塗布し、溶剤を飛ばした。その後、スプレー塗布した紫外線硬化樹脂２１３に紫外線照射を行って硬化させ、光学シート１３を作製した。図９に、実施例１における光学シート１３の微小レンズ構造体１３５を上方（レンズ面）側から撮影した写真が示されている。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、その輝度特性を測定した。
【００５５】
図１０に、実施例１における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１０においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１０に示すように、本実施例１の光学シート１３と後述する比較例１の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る２００μｍピッチという高精細な光学シート１３を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００５６】
実施例２．
本実施例２は、実施形態３の方法によって光学シート３１を作製した例である。
まず、粘着剤２１１を塗布したポリエチレンテレフクレート（ＰＥＴ）フイルム（基材１３０）上に屈折率１．９３、平均粒径１００μｍの疎水化処理を行ったガラスビーズを真球レンズ２１２として塗布した。この基材１３０上に粘着剤３１１に粒径０．５μｍ〜１．５μｍの銀粉末を分散させた水溶液をスプレー塗布し、銀粉末を粘着剤３１１に付着させた。さらに、保護樹脂３１２として透明なアルキド樹脂を塗布して光学シート３１を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、その輝度特性を測定した。
【００５７】
図１１に、実施例２における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１１においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１１に示すように、本実施例２の光学シート３１と後述する比較例の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る１００μｍピッチという高捕細な光学シート３１を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００５８】
実施例３．
本実施例３は、実施形態４の方法によって光学シート３２を作製した例である。
まず、マイナス１０ｋＶに帯電させた金属板３２１に、真球レンズ２１２となる直径４０μｍ、屈折率１．５２のガラスビーズを接触させ、金属板３２１上にガラスビーズを単層付着させた。基材１３０上に、粒径８０ｎｍ前後の銀粉末を透明なウレタン樹脂中に分散させた塗料を１０μｍの厚みでグラビア塗布した。金属板３２１を１００℃に加熱した後、このグラビア塗布された基材１３０の塗布面に、ガラスビーズが付着した金属板３２１の付着面を押し付ける。これによって、塗布されたウレタン樹脂中にガラスビーズが押し込まれる。その後、金属板３２１をアースに落とし、金属板３２１を冷却して、基材１３０と金属板３２１を分離して光学シート３２を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、その輝度特性を測定した。
【００５９】
図１２に、実施例１における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１２においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１２に示すように、本実施例３の光学シート３２と後述する比較例の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る４０μｍピッチという高捕細な光学シート３２を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００６０】
実施例４．
本実施例４は、実施形態５の方法によって光学シート１３を作製した例である。
まず、裏面を負圧状態に保ったピッチ６０μｍ、穴径３０μｍの網状金属板に、真球レンズ２１２となる直径６０μｍ、屈折率１．５０のアクリルビーズを接触させ、金属板上にアクリルビーズを単層付着させた。開口部径調整層として透明アルキド樹脂塗料を０．５μｍ、反射層１３２として粒径８０ｎｍ前後の銀粉末を透明なアルキド樹脂中に分散させた樹脂塗料３３２を１４μｍ、重層グラビア塗布した。このグラビア塗布した基材１３０の樹脂塗料３３２が乾かないうちに、このグラビア塗装した基材１３０の塗布面に、アクリルビーズが付着した網状金属板の付着面を押し付ける。これによって、アルキド樹脂中にアクリルビーズが押し込まれ、その後、網状金属板の裏面を大気圧に戻す。樹脂塗料３３２であるアルキド樹脂が乾いた後、グラビア塗布した基材１３０と網状金属板を分離して光学シート３３を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、その輝度特性を測定した。
【００６１】
図１３に、実施例４における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１３においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１３に示すように、本実施例４の光学シート３３と後述する比較例の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る６０μｍピッチという高精細な光学シート３３を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００６２】
実施例５．
本実施例５は、実施形態６の方法によって光学シート３４を作製した例である。
まず、粘着剤２１１を塗布したポリエチレンテレフクレート（ＰＥＴ）フイルム（基材１３０）上に屈折率１．５２、平均粒径９０μｍの疎水化処理を行ったガラスビーズを真球レンズ２１２として塗布した。この基材１３０と別の基材３４１として、透明なウレタン樹脂塗料を７μｍグラビア塗布したシートのウレタン樹脂上に銀を厚さ０．２μｍ蒸着したシートを作製した。この基材３４１の塗料を塗布した面に、ガラスビーズを塗布した基材１３０のガラスビーズの塗布面を押し付ける。その後、１００℃の加熱を行い、光学シート３４を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、その輝度特性を測定した。
【００６３】
図１４に、実施例５における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１４においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１４に示すように、本実施例５の光学シート３４と後述する比較例の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る３０μｍピッチという高精細な光学シート３４を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００６４】
実施例６．
本実施例６は、実施形態７の方法によって光学シート３５を作製した例である。
本実施例６では、直径２００μｍ、屈折率１．５６のナイロン糸を長さ１ｍｍ前後に切断して円柱状形状の糸屑を用いて円柱状レンズ３５１を塗布した。その他は実施例１と同様にして光学シート３５を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、更にこの上に液晶パネルをのせてその輝度特性を測定した。
【００６５】
図１５に、実施例６における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１５においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１５に示すように、本実施例６の光学シート１３と後述する比較例の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る２００μｍピッチという高橋細な光学シート３５を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００６６】
実施例７．
本実施例７は、実施形態８の方法によって光学シート３６を作製した例である。
本実施形態８では、親水処理したガラス基板（基材１３０）上に粒子径１０ｎｍ前後の銀微粒子０．２５ｗｔ％、粒子径５μｍ前後のポリスチレンビーズを０．５ｗｔ％分散させたプロパノール溶液をオートピペットで滴下し、スピンコーターでポリスチレンビーズが単層になるように塗布した。その後、ガラス基板を１５０℃で３０分加熱、焼成して銀粒子を融着させ、光学シート３６を作製した。
ハウジング１２内面についても、銀をスパッタリングして高反射率の内面を作製した。この光学シート１３をハウジング１２の光出射口１２０に取り付けて照明装置１を作製し、更にこの上に液晶パネルをのせてその輝度特性を測定した。
【００６７】
図１６に、実施例７における照明装置１の輝度の視野角依存性が示されている。図１６においては、光学シートを通過する前の光源光のピーク輝度強度を１としたときの相対輝度が示されている。
図１６に示すように、実施例７の光学シート１３と比較例１の従来の光学シートと比べると、正面（角度０°）輝度が狭い角度範囲で強くなっていることが分かる。従って、本発明に係る６〜７μｍピッチという高精細な光学シート３６を用いることによって、正面方向の指向性を高めることができた。
【００６８】
比較例．
まず、ホットエンボス法によって、三角柱プリズムシートを作製した。成形材料として屈折率１．５０のアクリルを用いて、プリズム頂点位置からシート裏面までの厚さを１２０μｍとした。三角柱プリズムの頂角は９００、レンズピッチは５０μｍとした。この光学シートをハウジングの出射口に取り付けて従来の照明装置を作製し、その輝度特性を測定した。
【００６９】
図１７に、この従来の照明装置の輝度の視野角依存性が示されている。三角柱プリズムシートを１枚だけ用いた場合と三角柱プリズムシートを２枚、三角柱プリズムが直交するように重ねた場合の輝度特性を示す。また、この図１７に示された比較例は、上記の実施例１〜６の比較対照となった比較例である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る照明装置及び光学シートの−構成例を示す概略模式図である。
【図２】本発明に係る光学シートの製造工程の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明に係る光学シートの一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明に係る光学シートの一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明に係る光学シートの製造工程の一例を示す断面模式図である。
【図６】本発明に係る光学シートの製造工程の一例を示す断面模式図である。
【図７】本発明に係る光学シートの一例を示す模式図である。
【図８】本発明に係る光学シートの製造工程の一例を示す断面模式図である。
【図９】本実施例に係る光学シートの一例を示す写真である。
【図１０】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１１】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１２】本実施例に係る照明装荘の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１３】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１４】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１５】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１６】本実施例に係る照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【図１７】従来の照明装置の輝度特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１…照明装置、１１…光源、１２…ハウジング、１３…光学シート、
１３０…基材、１３２…反射層、１３３…開口部、１３４…レンズ部、
２３３…微小レンズ構造体
２１１…粘着剤、２１２…真球レンズ、２１３…紫外線硬化樹脂、
３１…光学シート、３１１…粘着剤、３１２…保護樹脂
３２…光学シート、３２１…金属板、３２２…樹脂
３３…光学シート、３３１…透明樹脂、３３２…樹脂
３４…光学シート、３４１…基材、３４２…樹脂
３５…光学シート、３５１…円柱状レンズ
３６…光学シート、３６１…溶液
【図１】
0004690235.tif 000002
【図２】
0004690235.tif 000003
【図３】
0004690235.tif 000004
【図４】
0004690235.tif 000005
【図５】
0004690235.tif 000006
【図６】
0004690235.tif 000007
【図７】
0004690235.tif 000008
【図８】
0004690235.tif 000009
【図１０】
0004690235.tif 000010
【図１１】
0004690235.tif 000011
【図１２】
0004690235.tif 000012
【図１３】
0004690235.tif 000013
【図１４】
0004690235.tif 000014
【図１５】
0004690235.tif 000015
【図１６】
0004690235.tif 000016
【図１７】
0004690235.tif 000017
【図９】
0004690235.tif 000018