(57)【要約】【課題】視野角を制御しつつ、光の利用効率も高めることができる面光源装置を提供する。【解決手段】光源（２５）と、光学シート（３０）と、を備え、光学シートは、所定の断面を有してシート面に沿って一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部（３３）、及び、隣り合う光透過部の間隔に形成され光を吸収する光吸収部（３４）を具備する、光学機能層（３２）と、光学機能層のうち光源側に配置され、光透過部よりも光源側に光学シートの正面視で光透過部と同じ位置で配置され、入射した光を光学シートのシート面の法線方向に近付けるように向きを変える複数の単位入光制御要素（３５ａ）を具備する、入光制御層（３５）と、を備える。【選択図】図２
2017120714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルのうち観察者側とは反対側の面に対向して配置される面光源装置であって、
光源と、光学シートと、を備え、
前記光学シートは、
所定の断面を有してシート面に沿って一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部、及び、隣り合う前記光透過部の間隔に形成され光を吸収する光吸収部を具備する、光学機能層と、
前記光学機能層のうち前記光源側に配置され、前記光透過部よりも前記光源側に、前記光学シートの正面視で前記光透過部と同じ位置で配置され、入射した光を前記光学シートのシート面の法線方向に近付けるように向きを変える複数の単位入光制御要素を具備する、入光制御層と、を備える、
面光源装置。
【請求項２】
前記単位入光制御要素が曲面を有する要素である、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記単位入光制御要素がプリズム形状を有する請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記単位入光制御要素は０．５μｍ以上、６．０μｍ以下の厚さを有している、請求項１乃至３のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項５】
前記光透過部の弾性率は１０ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項６】
下偏光板、上偏光板、及び前記下偏光板と前記上偏光板との間に配置された液晶層を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルより前記下偏光板側に配置された請求項５に記載の面光源装置と、を備える映像源ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の映像源ユニットが、筐体に納められた、表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の映像源ユニットの前記光学機能層に備えられた前記光透過部及び前記光吸収部が延びる方向を水平とし、前記光透過部と前記光吸収部とが交互に配列される方向を鉛直方向とした、車載用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像を観察者に提供する表示装置、並びに、これに備えられる面光源装置、及び映像源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等の液晶表示装置は、映像情報を有する液晶パネルに対してその背面側から面光源装置で照明する。これにより、照明光が液晶パネルを透過して映像情報を得て観察者側に出射され、観察者が映像を視認できるようになる。一方、液晶パネルはその性質上、有効に利用することができる光に制限があり、光源からの光を効率よく利用するための工夫が必要である。
【０００３】
特許文献１には、面光源、プリズムシート、光学機能層（光透過部と光吸収部とが交互に配列された層）、及び液晶パネルがこの順で積層された映像源ユニットが開示されている。これにより、液晶パネルに入射する光の方向を当該液晶パネルのパネル面法線方向に近づけ、光の利用効率を高めている。
また、特許文献２も同様に、光源、輝度上昇フィルム（頂部が観察者側を向いているプリズムが複数配列されたシート）、反射偏光フィルム、ＬＣＦ（光透過部と光吸収部とが交互に配列されたフィルム）、液晶パネルがこの順に配置される構成が開示されている。これにより光源から出射された光の向きを液晶パネルのパネル面法線方向に近づけることができ、光の利用効率を高められるとしている。また、液晶パネルのパネル面に対して大きな角度でＬＣＦに入射した光はここに設けられた光吸収部により吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１７８７１号公報
【特許文献２】特表２０１１−５０１２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献に記載のような従来の構造の面光源装置では、斜め方向に向いた光は吸収されるため、車載表示装置（カーナビゲーション）に用いられたときにはフロントガラスへの映像光の映り込みが防止される。しかしながら一方で吸収されてしまう光が多いことから光の利用効率が低下していた。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題に鑑み、視野角を制御しつつ、光の利用効率も高めることができる面光源装置を提供することを課題とする。また、この面光源装置を有する映像源ユニット、及び表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、液晶パネルのうち観察者側とは反対側の面に対向して配置される面光源装置（２０）であって、光源（２５）と、光学シート（３０）と、を備え、光学シートは、所定の断面を有してシート面に沿って一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部（３３）、及び、隣り合う光透過部の間隔に形成され光を吸収する光吸収部（３４）を具備する、光学機能層（３２）と、光学機能層のうち光源側に配置され、光透過部よりも光源側に光学シートの正面視で光透過部と同じ位置で配置され、入射した光を光学シートのシート面の法線方向に近付けるように向きを変える複数の単位入光制御要素（３５ａ）を具備する、入光制御層（３５）と、を備える、面光源装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の面光源装置（２０）において、単位入光制御要素（３５ａ）が曲面を有する要素である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の面光源装置（２０）において、単位入光制御要素（３５ａ）がプリズム形状を有する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の面光源装置（２０）において、単位入光制御要素は０．５μｍ以上、６．０μｍ以下の厚さを有している。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の面光源装置（２０）において、光透過部の弾性率は１０ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、下偏光板（１４）、上偏光板（１３）、及び下偏光板と上偏光板との間に配置された液晶層（１２）を有する液晶パネル（１５）と、液晶パネルより下偏光板側に配置された請求項５に記載の面光源装置（２０）と、を備える映像源ユニット（１０）である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の映像源ユニット（１０）が、筐体に納められた、表示装置である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の映像源ユニット（１０）の光学機能層（３２）に備えられた光透過部（３３）及び光吸収部（３４）が延びる方向を水平とし、光透過部と光吸収部とが交互に配列される方向を鉛直方向とした、車載用表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、視野角を制限することで、車載した場合であっても、フロントガラスへの映像光の写り込みを防止しつつも輝度の低下を抑えて明るい映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】映像源ユニット１０を説明する分解斜視図である。
【図２】映像源ユニット１０の１つの断面を示す分解図である。
【図３】映像源ユニット１０の他の断面を示す分解図である。
【図４】図２のうち光学シート３０に注目して一部を拡大した図である。
【図５】図２のうち光学シート３０に注目してさらに一部を拡大した図である。
【図６】光学シート１３０の例を説明する図である。
【図７】光学シート２３０の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。また、当該図面においては、見易さのために各要素の形態を誇張したり拡大したりして表している。
【００１９】
図１は１つの形態を説明する図であり、表示装置に含まれる映像源ユニット１０を示した分解斜視図である。また図２には、図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿って切断したときの映像源ユニット１０の分解断面図の一部、図３には、図１にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿って切断したときの映像源ユニット１０の分解断面図の一部をそれぞれ表した。表示装置には映像源ユニット１０の他、説明は省略するが、映像源ユニットを納める筐体、映像源ユニットを作動させる電源、及び映像源ユニットを制御する電子回路等、表示装置として動作するために必要とされる通常の機器を具備している。以下映像源ユニット１０について説明する。
【００２０】
映像源ユニット１０は、液晶パネル１５、面光源装置２０、及び機能性フィルム４０を備えている。図１では紙面上方が観察者側となる。
【００２１】
液晶パネル１５は、機能性フィルム４０側（観察者側）に配置された上偏光板１３と、面光源装置２０側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶層１２と、を有している。偏光板１３、１４は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。
【００２２】
液晶層１２は、複数の画素が層面に沿った方向に縦横に配列されており、一つの画素を形成する領域毎に電界印加できる。そして電界印加された画素の配向が変化する。これにより、面光源装置２０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１４を透過した透過軸に平行な偏光成分（例えばＰ波）は、電界印加された画素を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない画素を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、画素への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した偏光成分（例えばＰ波）が、出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
【００２３】
このようにして液晶パネル１５は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御して映像を表現する構造を有している。
【００２４】
液晶パネルはこのような原理により観察者に対して映像を提供することができるように構成されている。従って、液晶パネルの背面側から照明をする際には下偏光板の透過軸に平行な偏光成分を有する光を多く到達させることにより下偏光板を透過させて光の利用効率を高めることができる。
さらには液晶パネルは、その性質上、該液晶パネルの法線方向からの入射光に対しては、出射光のコントラスト、及び効率（透過率）は優れている。しかしながら、液晶パネルの法線方向に対して斜めからの入射光、および観察者による斜め方向からの観察についてはコントラストの低下や効率（透過率）の低さが問題となる。すなわち、光の利用効率を高めるためには液晶パネルの法線方向からの入射光を多くすることも有効である。
【００２５】
液晶パネルの種類は特に限定されることはなく、公知の型の液晶パネルを挙げることができる。これには例えばＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、ＯＣＢ等がある。
【００２６】
また、上偏光板及び下偏光板は公知の構造のものを用いることができ、通常はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層の表裏をトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）による層にて挟むようにして構成されている。
【００２７】
次に面光源装置２０について説明する。
面光源装置２０は、液晶パネル１５に対して観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１５に面状の光を出射する照明装置である。図１、図２からわかるように、本形態の面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板２１、光源２５、光拡散板２６、プリズム層２７、反射型偏光板２８、光学シート３０及び反射シート３９を有している。
【００２８】
導光板２１は、図１〜図３よりわかるように、基部２２及び裏面光学要素２３を有している。導光板２１は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材である。本形態で導光板２１の観察者側となる一方の板面側は平滑面とされ、これとは反対側である他方の板面側は裏面とされ、当該裏面には複数の裏面光学要素２３が配列されている。
【００２９】
基部２２、裏面光学要素２３をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）等を挙げることができる。
【００３０】
基部２２は、その内部を光が導光されるとともに、裏面光学要素２３のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状である。
【００３１】
裏面光学要素２３は、基部２２の裏面側（反射型偏光板２８が配置される側とは反対側）に形成される突出した要素であり、本形態では三角柱状である。裏面光学要素２３は、突出した頂部の稜線が図１の紙面左右方向に延びる柱状であり、複数の裏面光学要素２３が当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の裏面光学要素２３は断面が三角形の柱状であるがこれに限定されることはなく、多角形断面の柱状、半円断面の柱状、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状の断面であってもよい。また、白色のドット形状が印刷により形成された態様であってもよい。
複数の裏面光学要素２３の配列方向は導光方向であることが好ましい。すなわち、光源２５から離隔する方向に配列され、光源２５が配列される方向、又は１つの長い光源であれば該光源が延びる方向に平行に各裏面光学要素２３の稜線が延びている。
【００３２】
なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状を含む。また同様に、本件明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
【００３３】
このような構成を有する導光板２１は、押し出し成型により、又は、基部２２上に裏面光学要素２３を賦型することにより製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板２１においては、基部２２、及び裏面光学要素２３が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板２１を製造する場合、裏面光学要素２３が、基部２２と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。
【００３４】
図１、図２に戻って、光源２５について説明する。光源２５は、導光板２１の基部２２が有する側面のうち、複数の裏面光学要素２３が配列される方向の一方側の側面に配置される。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成できる。本形態では光源２５は複数のＬＥＤからなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの点灯および消灯、並びに／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを個別に独立して調節できるように構成されている。
なお、本形態では上記のように光源２５は一方側の側面に配置される例を示したが、さらにこの側面とは反対側となる側面にも光源が配置される形態であってもよい。なお、この場合には裏面光学要素の形状も公知の例に倣って形成する。
【００３５】
次に光拡散層２６について説明する。光拡散層２６は、導光板２１の出光側に配置され、ここに入射した光を拡散させて出射する機能を有する層である。これにより、導光板２１から出射した光をさらに均一性を高め、導光板２１に存在する傷を目立たなくすることができる。
光拡散層の具体的態様は、公知の光拡散層を用いることができ、例えば母材の中に光拡散剤を分散させた形態を挙げることができる。
【００３６】
プリズム層２７は、図１〜図３よりわかるように、光拡散層２６よりも液晶パネル１５側に設けられ、該液晶パネル１５側に向けて凸である単位プリズム２７ａを具備する層である。単位プリズム２７ａは、所定の断面を有して導光板２１の導光方向に直交する方向に延びる形態を有している。そして、複数の単位プリズム２７ａが導光方向に配列されている。また、単位プリズム２７ａが延びる方向は、後述する光透過部３３、及び光吸収部３４が延びる方向と平行とされている。これにより、光透過部３３、及び光吸収部３４に進行する光を正面方向に向きを変えることができ、光吸収部３４で吸収される光を減らし、光の利用効率をさらに高めることができる。
このようなプリズム層の単位プリズムの断面形状は、必要とする機能に応じて公知の形状を適用することができる。本形態では正面方向に光を集中させる機能を有するように形成しているが、逆に当該形状により光をさらに拡散させることもできる。
【００３７】
次に反射型偏光板２８について説明する。反射型偏光板２８は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（反射軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を反射する機能を有している。このような反射型偏光板の構造は公知のものを適用することができる。
【００３８】
ここで、反射型偏光板２８の透過軸が延びる方向は、上記した下偏光板１４の透過軸が延びる方向と同じであるとともに、後述する光学機能層３２の光透過部３３及び光吸収部３４が延びる方向に対して、映像源ユニット１の正面視で０°以上４１．７°以下であることが好ましい。より好ましくは０°以上２０°以下である。
【００３９】
次に光学シート３０について説明する。図１〜図３よりわかるように、光学シート３０は、シート状に形成された基材層３１と、基材層３１の一方の面（本形態では導光板２１側の面）に設けられた光学機能層３２と、光学機能層３２のうち基材層３１とは反対側に設けられた入光制御層３５と、を備えている。図４には図２のうち光学シート３０の部位に注目した図を示した。図５はそれをさらに拡大した図である。
【００４０】
この光学シート３０は、後述するように、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向（法線方向）の輝度を向上させる機能を有している。従って、出射すると不具合が生じる方向への光の出射を抑制する視野角制御をするとともに、この光が吸収されずに正面方向に向きを変えて出射されるので、光を有効に利用することができる。一方で、正面方向に対して大きな角度で進行した光を吸収する機能（光吸収機能）も備えているので、迷光等の不要な光を吸収することが可能となる。
【００４１】
図１〜図３よりわかるように、基材層３１は光学機能層３２を支持する平板状のシート状部材である。
基材層３１をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、メタクリル樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。この中でも面光源装置２０と下偏光板１４との組み合わせを考慮して複屈折の少ないＴＡＣ、メタクリル樹脂、ポリカーボネートを用いることが好ましい。さらには、車載用途などのように高い耐熱性が求められる用途では、ガラス転移点が高いポリカーボネートが望ましい。具体的にはポリカーボネートのガラス転移点は１４３℃であり、一般に１０５℃での耐久性が求められる車載用途に適している。
【００４２】
光学機能層３２は基材層３１の一方の面（本形態では導光板２１側の面）に積層された層で、層面に沿って光透過部３３と光吸収部３４とが交互に配列されている。
【００４３】
光学機能層３２は、図４に示した断面を有して紙面奥／手前側に延びる形状を備える。すなわち、図４に表れる断面において、略台形である光透過部３３と、隣り合う２つの光透過部３３間に形成された断面が略台形の光吸収部３４と、を具備している。
【００４４】
光透過部３３は光を透過させることを主要の機能とする部位であり、本形態では図２、図４に表れる断面において、基材層３１側に長い下底、その反対側（導光板側）に短い上底を有する略台形の断面形状を有する要素である。光透過部３３は、基材層３１の層面に沿って当該断面を維持して上記した方向に延びるとともに、この延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配列される。そして、隣り合う光透過部３３の間には、略台形断面を有する間隔が形成されている。従って、当該間隔は、光透過部３３の上底側（導光板２１側）に長い下底を有し、光透過部３３の下底側（液晶パネル側）に短い上底を有する台形断面を有し、ここに後述する必要な材料が充填されることにより光吸収部３４が形成される。なお、本形態では隣り合う光透過部３３は長い下底側で連結されている。
【００４５】
光透過部３３は屈折率がＮｔとされている。このような光透過部３３は、光透過部構成組成物を硬化させることにより形成することができる。詳しくは後で説明する。屈折率Ｎｔの値は特に限定されることはないが、後述するように台形断面の斜面における光吸収部３４との界面で適切に光を反射（全反射を含む。）する観点から屈折率は１．５５以上であることが好ましい。ただし、屈折率が高すぎる材料は割れやすい場合が多いので屈折率は１．６１以下であることが好ましい。より好ましくは１．５６以下である。
【００４６】
光吸収部３４は隣り合う光透過部３３の間に形成された上記した間隔に形成される間部として機能し、間隔の断面形状と同様の断面形状となる。従って短い上底が液晶パネル１５側を向き、長い下底が導光板２１側となる。そして光吸収部３４は、屈折率がＮｒとされるとともに、光を吸収することができるように構成されている。具体的には屈折率がＮｒであるバインダーに光吸収粒子が分散される。屈折率Ｎｒは、光透過部３３の屈折率Ｎｔよりも低い屈折率とされる。このように、光吸収部３４の屈折率を光透過部３３の屈折率より小さくすることにより、所定の条件で光透過部３３に入射した光を光吸収部３４との界面で適切に全反射させることができる。また、全反射条件を満たさない場合にも一部の光は当該界面で反射する。
屈折率Ｎｒの値は特に限定されることはないが、当該全反射を適切に行う観点から１．５０以下であることが好ましく、その中でも入手性の観点から１．４７以上が好ましい。より好ましく１．４９以上である。
【００４７】
光透過部３３の屈折率Ｎｔと光吸収部３４の屈折率Ｎｒとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０．０５以上０．１４以下であることが好ましい。屈折率差を大きくすることにより、より多くの光を全反射させることができる。
【００４８】
光学機能層３２では、特に限定されることはないが、例えば次のように光透過部３３及び光吸収部３４が形成される。すなわち、図４にＰｋで表した光透過部３３及び光吸収部３４のピッチは２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。また、図４にθＫで示した光吸収部３４と光透過部３３との斜辺における界面と、光学機能層３２の層面の法線と、の成す角は１°以上１０°以下であることが好ましい。そして図４にＤｋで示した光吸収部３４の厚さは５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。これらの範囲内とすることにより、光の透過と光の吸収とのバランスを適切にすることができる。
【００４９】
本形態では光透過部３３と光吸収部３４との界面が断面において一直線状となる例を示したが、これに限らず折れ線状、凸である曲面状、凹である曲面状等であってもよい。また、複数の光透過部３３及び光吸収部３４で断面形状が同じであってもよいし、所定の規則性を有して異なる断面形状であってもよい。
また、当該断面は必ずしも等脚台形である必要はなく、一方の脚と他方の脚とが線対称でなく、一方と他方とが異なるように傾いてもよい。
【００５０】
入光制御層３５は、光学機能層３２のうち基材層３１とは反対側に配置される層であり、複数の単位入光制御要素３５ａが配列されている。
本形態の単位入光制御要素３５ａは、図３、図４よりわかるように、断面が曲線を有する凸状であり、この断面を有して光透過部３３と同じ方向に延びている。そして、光透過部３３と単位入光制御要素３５ａとは光学シート３０を正面から見て同じ位置になるように位置づけられる。本形態では単位入光制御要素３５ａが光透過部３３の入光面に直接配置され、一体とされている。これにより、高い位置精度で単位入光制御要素３５ａを配置することができる。
単位入光制御要素３５ａにより、光学機能層３２に入光する光の向きを、屈折を利用して制御し、光透過部３３と光吸収部３４との界面で全反射して光吸収部３４で吸収され難くなる方向（シート面法線方向、正面方向）に近付けて光を進行させる。従って、単位入光制御要素３５ａはこのように光の向きを変える作用を有する形態とされている。本形態は曲面を有する凸状とされており、いわゆるレンズ形状である。
【００５１】
なお、このような屈折をより効果的に行うため、入光制御層３５の入光面は空気と接しており、空気との界面であることが好ましい。
ただし、これに限定されることはなく、入光制御層３５の入光面は粘着剤と接しており当該粘着剤層との界面であってもよい。そして入光制御層３５と反射型偏向板とが粘着剤層により接着させる態様をとることもできる。この粘着剤層は、単位入光制御要素３５ａより低い屈折率を有した材料により形成することが好ましい。そして粘着剤層としたときの厚さは２０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。なお、粘着剤層の厚さとは、粘着剤層の最も厚い部分の厚さをいう。粘着剤層の厚さが２０μより薄いと、凹凸への追従性が落ちて、気泡をかむ不具合が発生し、５０μｍを超えると粘着剤組成物を均一に塗布することが困難になる。さらに、粘着剤の貯蔵弾性率は０．１ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下であることが望ましい。これより大きいと、凸凹への追従性が落ちて、気泡を噛む不具合が発生し、これより小さいと軟らかくて粘着剤組成物のはみ出しによる汚れの不具合が発生易い等の取り扱いの不便を生じる虞がある。
【００５２】
また、図４にＨで示した単位入光制御要素の厚さは０．５μｍ以上６．０μｍ以下であることが好ましい。厚さが０．５μｍより薄いと必要な光学的特性を得ることができなくなる虞があり、厚さが６．０μｍより厚いと後述するように光吸収部を形成することが困難になる虞がある。
【００５３】
単位入光制御要素は、正面方向への光の進行方向を変化させる作用を有する形態であれば良く、単位入光制御要素３５ａの形態は特に限定されることはない。図６、図７には変形例の単位入光制御要素１３５ａ、２３５ａが設けられた入光制御層１３５、２３５の例を示した。図６、図７は図５と同じ視点による図である。
【００５４】
単位入光制御要素１３５ａは三角形断面を有して光透過部３３と同じ方向に延びている。そして、光透過部３３と単位入光制御要素１３５ａとは光学シート１３０を正面から見て同じ位置になるように位置づけられる。本形態では単位入光制御要素１３５ａが光透過部３３の入光面に直接配置され、一体とされている。これにより、高い位置精度で単位入光制御要素１３５ａを配置することができる。
単位入光制御要素１３５ａにより、光学機能層３２に入光する光の向きを制御し、光透過部３３と光吸収部３４との界面で全反射して光吸収部３４で吸収され難くなる方向（シート面法線方向、正面方向）に近付けて光を進行させる。
本形態は三角形断面を有する凸状とされており、いわゆるプリズム形状である。
【００５５】
単位入光制御要素２３５ａは台形断面を有して光透過部３３と同じ方向に延びている。そして、光透過部３３と単位入光制御要素２３５ａとは光学シート１３０を正面から見て同じ位置になるように位置づけられる。本形態では単位入光制御要素２３５ａが光透過部３３の入光面に直接配置され、一体とされている。これにより、高い位置精度で単位入光制御要素２３５ａを配置することができる。
単位入光制御要素２３５ａにより、光学機能層３２に入光する光の向きを制御し、光透過部３３と光吸収部３４との界面で全反射して光吸収部３４で吸収され難くなる方向（シート面法線方向、正面方向）に近付けて光を進行させる。
本形態は台形断面を有する凸状とされており、いわゆるプリズム形状である。台形断面における長い下底が光透過部３３の入光側に接し、それとは反対側に短い上底が配置される。このような単位入光制御要素２３５ａによれば、後述するように、もともと正面方向に向いた光を必要以上に向きの変更させることなく透過させることができるので、さらに効率よく正面方向に光を制御することができる。
【００５６】
入光制御層３５、１３５、２３５を構成する材料は特に限定されることはないが、光透過部３３と同じ材料を用いることができる。
【００５７】
光学シート３０は例えば次のように作製できる。
はじめに基材層３１に光透過部３３及び入光制御層３５を形成する。本形態では光透過部３３と入光制御層３５とが一体に形成されている。従って、光透過部３３及び入光制御層３５の形状が転写できる形状を表面に有する金型ロールと、これに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層３１となる基材シートを挿入する。このとき、基材シートと金型ロールとの間に光透過部を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された光透過部に対応する溝（光透過部形状を反転した形状）に光透過部を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの表面形状に沿ったものとなる。
【００５８】
ここで、光透過部及び光制御層を構成する組成物としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等の電離放射線硬化型の樹脂を挙げることができる。
このとき、光透過部を構成する組成物は硬化後の弾性率が１０ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより後述するようにドクターブレードにより光吸収部を構成する組成物を掻き落とす際にも、その押圧に対して適切に追随しつつも破損が生じることを抑制することができる。
【００５９】
金型ロールと基材シートとの間に挟まれ、ここに充填された光透過部を構成する組成物に対し、基材シート側から光照射装置により硬化させるための光を照射する。これにより、組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層３１および成形された光透過部３３及び光制御層３５を離型する。
【００６０】
次に、光吸収部３４を形成する。光吸収部３４を形成するには、まず、上記形成した光透過部３３間の間隔に光吸収部を構成する組成物を充填する。その後、余剰分の当該組成物をドクターブレード等で掻き落とす。そして、残った組成物に光透過部３３側から光照射装置により硬化させるための光を照射することによって硬化させ、光吸収部３４を形成することができる。
【００６１】
光吸収部として用いられる材料は特に限定されないが、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、およびブタジエン（メタ）アクリレート等の光硬化型樹脂の中に着色された光吸収粒子が分散されている組成物を挙げることができる。
【００６２】
また光吸収粒子を分散させる代わりに顔料や染料により光吸収部全体を着色することもできる。
光吸収粒子を用いる場合には、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。着色粒子の平均粒子径は１．０μｍ以上であることが好ましい。
【００６３】
図１〜図３に戻って、面光源装置２０の反射シート３９について説明する。反射シート３９は、導光板２１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板２１内に光を入射させるための部材である。反射シート３９は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。
【００６４】
機能性フィルム４０は、液晶パネル１５の出光側に配置され、映像光の質を向上させたり、映像源ユニット１０を保護したりする機能を有する層である。これには例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、ハードコートフィルム、色調補正フィルム、光拡散フィルム等を挙げることができ、これらが単独又は複数組み合わされて構成されている。
【００６５】
次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただし当該光路例は説明のための概念的なものであり、反射や屈折の程度を厳密に表したものではない。
【００６６】
まず、図２に示すように、光源２５から出射した光は、導光板２１の側面の入光面を介して導光板２１内に入射する。図２には、一例として、光源２５から導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２の光路例が示されている。
【００６７】
図２に示すように、導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側面及びその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、導光方向（図２の紙面右方向）へ進んでいく。
【００６８】
ただし、導光板２１の裏面には裏面光学要素２３が配置されている。このため、図２に示すように、導光板２１内を進む光Ｌ２１、Ｌ２２は、裏面光学要素２３によって進行方向が変わり、全反射臨界角未満の入射角度で出光面、及び裏面に入射することもある。この場合に当該光は、導光板２１の出光面及びその反対側の裏面から出射し得る。
【００６９】
出光面から出射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側に配置された光拡散層２６へと向かう。一方、裏面から出射した光は、導光板２１の背面に配置された反射シート３９で反射され、再び導光板２１内に入射して導光板２１内を進むことになる。
【００７０】
導光板２１内を進行する光と、裏面光学要素２３で向きを変えられて全反射臨界角未満の入射角度で出光面に達する光は、導光板２１内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板２１内を進んでいる光は、少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板２１の出光面から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。
【００７１】
導光板２１から出射した光は、その後、光拡散層２６に達し均一性が高められる。そしてプリズム層２７により必要に応じて集光又は拡散され（本形態では集光）、プリズム層２７を出光した光は次に反射型偏光板２８に達する。ここでは、反射型偏光板２８の透過軸に沿った偏光方向の光は反射型偏光板２８を透過し光学シート３０に向かう。
一方、反射型偏光板２８の反射軸に沿った偏光方向の光は図２に点線矢印Ｌ２１’、Ｌ２２’で示したように反射して導光板２１側に戻される。戻された光は、導光板２１、裏面光学要素２３、又は反射シート３９で反射して再び反射型偏光板２８の側に進行する。この反射の際に一部の光の偏光方向が変化しておりその一部は反射型偏光板２８を透過する。他の光は再び導光板側に戻される。このように反射型偏光板２８で反射した光も反射を繰り返すことで反射型偏光板２８を透過できるようになる。これにより光源２５からの光の利用率が高められる。
ここで、反射型偏光板２８を出射した光は、その偏光方向が下偏光板１４の透過軸に沿った方向になっており、下偏光板１４を透過する偏光光となっている。
【００７２】
反射型偏光板２８を出射した光は入光制御層３５に入射する。ここで、当該入光制御層３５に入射する光は、次のようなものが好ましい。すなわち、入射する光は、視野角４５°において、光学機能層が入射角度を制御することができる方向は正面（シート法線方向）の輝度に対してその輝度が１０％以上、５０％以下の輝度であることが望ましい。さらに望ましくは、２０％以上、４０％以下、である。
５０％より大きいと、完全拡散のように制御されていない光の場合、入射制御層による制御効果がなくなるためであり、１０％より小さいと、入射光自体がすでに視野角制御されており、光学機能層の視野角制御効果自体が不要になるためである。
【００７３】
入光制御層３５で屈折した光は例えば光Ｌ５１、Ｌ５２（図５参照）のように光学機能層３２の光透過部を透過して、基材層３１側から液晶パネルに向けて出射される。すなわち、光Ｌ５１のような光は、入光制御層３５で屈折し、より正面に向きが変えられて出射される。これにより正面方向における輝度を高めることができる。
また光Ｌ５２のような光は、入光制御層３５で屈折し、これにより光透過部３３と光吸収部３４との界面における全反射臨界角よりも大きな角度で当該界面に達するようになり、図５からわかるようにここで全反射して正面に向きを変えられて出射される。
また、光透過部３３と光吸収部３４との界面でも全反射しないような大きな角度を有して入射した光は光吸収部３４で吸収される。このような光は映像表示装置の視野角を制御する観点からは好ましくないのでここで適切に吸収することができる。
【００７４】
このように入光制御層３５及び光学機能層３２とにより、入光制御層３５で光学機能層３２で全反射する光を増やし、従来は光吸収部で吸収されていた光も液晶パネルに提供することができる。これにより輝度上昇が図られている。
さらに、入光制御層３５の屈折、及び光学機能層３２における全反射は、いずれも視野角を制限し、より正面に近い方向に光の向きを変えさせるので、車載用として用いた場合にも、フロントガラス方向への光の出射を抑制し、いわゆる映り込みを防止することが可能である。
【００７５】
図６、図７に示した入光制御層１３５、２３５の例についても、基本的には同様であり、図６、図７に光Ｌ６１、光Ｌ６２、Ｌ７１、Ｌ７２がそれぞれ上記光Ｌ５１、Ｌ５２と同様に進行する。
【００７６】
図７に示した入光制御層２３５については、単位入光制御要素２３５の頂部に湾曲や傾斜面がないので、例えばＬ７１のように不要な光の拡散を防止することができる。また、脚部が直線状となっており、光吸収部に近い位置に配置されていることから、Ｌ７２のように、光吸収部に近い位置に入射した光を適切に制御して効率よく全反射させる向きへと変更することができる。
【００７７】
さらに光路について説明する。上記のように面光源装置２０を出射した光は、液晶パネル１５の下偏光板１４に入射する。下偏光板１４は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板１４を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置の観察者が、映像を観察することができるようになる。その際、映像光は機能性フィルム４０を介して観察者に提供され、映像の質が高められている。
【００７８】
なお、本形態では、入光制御層３５と光源２５との間に配置される構成として、上記各部材を説明したが、本発明はこのような構成に限定されることはなく、入光制御層３５に対して適切な光を出光することができるものであれば公知の構造を適用することができる。これには例えば、導光板と入光制御層との間に、導光板側に複数の凸形状を有する部材を配置してもよい。
【００７９】
以上のような光学シートを備える面光源装置、及びこれを備える映像源ユニット、及び映像表示装置によれば、視野角を適切に制御しつつも、正面方向の輝度を向上させ、光の利用効率を高めることができる。例えば、光透過部及び光吸収部が延びる方向を水平とし、光透過部及び光吸収部が交互に配列される方向を鉛直方向とすれば、これを車載したときに、上方への光の出光を抑えることができ、フロントガラスへの写り込みを防止することができる。一方で正面方向にである観察者に対しては明るい映像を提供することが可能となる。
【実施例】
【００８０】
＜実施例１＞
実施例１として上記した光学シート２０に相当する光学シートを作製して面光源装置とし、液晶パネルと組み合わせた。液晶パネルとしては、６．５インチ液晶パネル（シャープ株式会社製、ＬＱ０６５Ｔ５ＧＧ０３）を用い、光学機能層の光透過部及び光吸収部が延びる方向が水平、交互に配列される方向が鉛直方向となるように配置した。光学シートの詳しい構成は次の通りである。
（基材層）
・材料：ポリカーボネートフィルム
・厚さ：１３０μｍ
・粗面：光学機能層が配置される側とは反対側の面を算術平均粗さ（Ｒａ）を０．４μｍの粗面とした。これにより基材層のヘイズは２０となった。
（光学機能層）
・ピッチ（図４参照）：Ｐｋ＝３９μｍ
・光吸収部上底幅：４μｍ（図４のＷａ）
・光吸収部下底幅：１０μｍ（図４のＷｂ）
・光吸収部の厚さ：１０２μｍ（図４のＤｋ）
・光学機能層の厚さ：１２７μｍ
・光透過部の材料及び屈折率：紫外線硬化型ウレタンアクリレート、屈折率１．５６
・光吸収部の材料及び屈折率：屈折率１．４９の紫外線硬化型ウレタンアクリレートにカーボンブラックを含有したアクリルビーズを２５質量％分散
（入光制御層）
入光制御層は光透過部と一体に形成し、曲面状とした。図４にＨで示した入光制御層の厚さＨは６μｍである。
【００８１】
＜実施例２＞
実施例２では、図７の例に倣って入光制御層の断面形状を台形とし、図７にＨ”で示した入光制御層の厚さＨ”を６μｍとした。他の部位は実施例１と同じである。
【００８２】
＜比較例１＞
比較例１では、入光制御層を形成しなかった。他の層は実施例１と同じである。
【００８３】
＜評価方法＞
評価は上記の通り、液晶モジュールとして、シャープ株式会社のＬＱ０６５Ｔ５ＧＧ０３（６．５インチ）を用い、輝度計は、コニカミノルタ株式会社製のＬＳ−１１０を用いた。これによりバックライトのみのときの正面輝度と、上記各例に係る光学シートをバックライトの最表面に設置した場合のの正面輝度を測定した。
【００８４】
＜結果＞
バックライトのみの輝度を１００％としたときに、バックライト最表面に光学シートを設置した場合の正面方向の輝度の割合を透過率として評価した。その結果、実施例１、実施例２とも透過率は比較例１よりも高くすることが
できた。また、実施例２ではさらに上側（画面法線に対して０度から上方２０度までの範囲）の透過率の向上が顕著であった。
【符号の説明】
【００８５】
１０  映像源ユニット
１５  液晶パネル
２０  面光源装置
２１  導光板
２５  光源
２６  光拡散層
２７  プリズム層
２８  反射型偏光板
３０  光学シート
３２  光学機能層
３３  光透過部
３４  光吸収部
３５  入光制御層
【図１】
2017120714.tif 000003
【図２】
2017120714.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017120714.tif 000008
【図７】
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