(57)【要約】【課題】正面輝度を効率よく向上させることができる光制御シート、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置を提供する。【解決手段】基材層１４４と、基材層１４４の出射側に形成され、出射側に凸となる単位レンズ１４５ａが複数配列されたレンズ層１４５と、基材層１４４より入射側であって、シート面の略法線方向に沿って単位レンズ１４５ａ側から平行光を照射したときに、光の焦点となる位置及び前記焦点の近傍となる領域以外の領域に設けられる反射部１４３と、反射部１４３より入射側に設けられる支持層１４１とを備え、支持層１４１のヘイズ値が３０％以下であり、反射部１４３は、光を鏡面反射し、その反射ヘイズ値が２０％以下である光制御シート１４と、これを備える面光源装置、透過型表示装置１０とした。【選択図】図１
2009053607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直下型の面光源装置に設けられ、光源部から発せられた光の方向を制御する光制御シートであって、
基材層と、
前記基材層の出射側に形成され、出射側に凸となる単位レンズが複数配列されたレンズ層と、
前記基材層より入射側であって、前記単位レンズ側からシート面の略法線方向に沿って平行光を照射したときに、前記平行光の焦点となる位置と前記焦点の近傍となる領域とからなる焦点領域以外の領域に設けられ、少なくとも前記光源部側へ光を反射する反射部と、
前記反射部より入射側に設けられる支持層と、
を備え、
前記支持層のヘイズ値は、３０％以下であること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項２】
請求項１に記載の光制御シートにおいて、
前記反射部は、光を鏡面反射すること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、
前記反射部は、反射ヘイズ値が、２０％以下であること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記基材層は、該光制御シートに入射する光のうち、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する偏光光学要素であること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記反射部は、前記レンズ層側に、光を吸収する作用を有する光吸収部を備えていること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記単位レンズは、長軸がシート面に直交する楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部であること、
を特徴とする光制御シート。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シートと、
前記光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部と、
を備える面光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面から照射される透過型表示部と、
を特徴とする透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる光制御シート、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置の照明として用いられる面光源装置では、発光源として、冷陰極管等を用いたものが知られている。また、このような面光源装置では、発光源からの照明光を効率よく必要な範囲に拡散したり、集光したりする目的で、レンズ形状やプリズム形状等の光学形状が形成された光学シートが用いられる。
このような光学シートの例として、特許文献１では、光の入射側から順に、光散乱層と、開口部が形成された光反射部と、複数の単位レンズが形成されたレンズシートとを備える光学シートが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１の光学シートの光散乱層は、光源部からの光を拡散する作用を有し、反射層は、光を拡散反射する作用を有している。このような拡散作用によって、所望する視野角範囲外に出射する光が生じてしまい、正面輝度が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−２０８９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、正面輝度を効率よく向上させることができる光制御シート、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、直下型の面光源装置に設けられ、光源部から発せられた光の方向を制御する光制御シートであって、基材層（１４４）と、前記基材層の出射側に形成され、出射側に凸となる単位レンズ（１４５ａ）が複数配列されたレンズ層（１４５）と、前記基材層より入射側であって、前記単位レンズ側からシート面の略法線方向に沿って平行光を照射したときに、前記平行光の焦点となる位置と前記焦点の近傍となる領域とからなる焦点領域以外の領域に設けられ、少なくとも前記光源部側へ光を反射する反射部（１４３，３４３）と、前記反射部より入射側に設けられる支持層（１４１）と、を備え、前記支持層のヘイズ値は、３０％以下であること、を特徴とする光制御シート（１４，３４）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光制御シートにおいて、前記反射部（１４３，３４）は、光を鏡面反射すること、を特徴とする光制御シート（１４，３４）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、前記反射部（１４３，３４３）は、反射ヘイズ値が、２０％以下であること、を特徴とする光制御シート（１４，３４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記基材層は、該光制御シートに入射する光のうち、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する偏光光学要素であること、を特徴とする光制御シートである。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記反射部（３４３）は、前記レンズ層（１４５）側に、光を吸収する作用を有する光吸収部（３４３ｂ）を備えていること、を特徴とする光制御シート（３４）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ（１４５ａ）は、長軸がシート面に直交する楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部であること、を特徴とする光制御シート（１４，３４）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シート（１４，３４）と、光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部（１３）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，３４）である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の面光源装置（１２，１３，１４，３４）と、前記面光源装置によって背面から照射される透過型表示部（１１）と、を特徴とする透過型表示装置（１０）である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による光制御シートは、直下型の面光源装置に設けられ、基材層と、基材層の出射側に形成され、出射側に凸となる単位レンズが複数配列されたレンズ層と、基材層より入射側であって、単位レンズ側からシート面の略法線方向に沿って平行光を照射したときに、平行光の焦点となる位置とその焦点近傍となる領域とからなる焦点領域以外の領域に設けられ、少なくとも光源部側へ光を反射する反射部と、反射部より入射側に設けられる支持層とを備え、支持層のヘイズ値は、３０％以下である。上述の反射部を備えているので、単位レンズ間の谷部へ入射しようとする光を鏡面反射によって光源部側へ返すことができ、光を再利用することができる。従って、光制御シートから所望しない方向へ出射する光を低減することができ、かつ、所望する角度でレンズ層側へ光を入射させることができる。よって、正面輝度を効率よく向上させることができる。また、光を光源側に戻して再利用することにより、光源部の位置に対応した輝度ムラを低減することができる。
また、支持層のヘイズ値が３０％以下であるので、拡散されて光制御シートから所望しない方向へ出射する光を低減し、正面輝度を効率よく向上させることができる。
【０００７】
（２）反射部は、光を鏡面反射するので、光源部側へ戻して再利用される光を増やすことができ、正面輝度向上効果や輝度ムラ低減効果を高めることができる。
【０００８】
（３）反射部は、反射ヘイズ値が、２０％以下であるので、反射部が反射する光は、全ての反射光のうち、拡散反射する光の成分が占める割合が小さく、鏡面反射する光の成分が大きい。従って、再利用される光を増やすことができ、正面輝度向上効果や輝度ムラ低減効果を高めることができる。
【０００９】
（４）基材層は、光制御シートに入射する光のうち、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する偏光光学要素であるので、面光源装置に用いた場合に、特定の偏光状態以外の光を反射して光源側へ戻して再利用することができるので、効率よく正面輝度を向上させることができる。
【００１０】
（５）反射部は、レンズ層側に、光を吸収する作用を有する光吸収部を備えているので、不要な外光等を吸収し、コントラストを向上させることができる。
【００１１】
（６）単位レンズは、長軸がシート面に直交する楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部であるので、光の収束効果を高めることができる。また、所望する収束効果に合せて、設計や製造が容易に行える。
【００１２】
（７）本発明による光制御シートと、光制御シートの背面側に設けられ、光を発する光源部とを備える面光源装置であるので、正面輝度が高く、良好な照明を行うことができる。
【００１３】
（８）本発明による面光源装置と、面光源装置によって背面から照明される透過型表示部とを備える透過型表示装置であるので、正面輝度が高く、良好な映像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、正面輝度を効率よく向上することができる光制御シート、及び、これを備える面光源装置、透過型表示装置を提供するという目的を、基材層より入射側であって、シート面の法線方向に沿って単位レンズ側から平行光を照射したときに、光の焦点となる位置とその焦点の近傍となる領域とからなる焦点領域以外の領域に設けられる反射部が、光を鏡面反射し、その反射ヘイズ値が２０％以下であり、反射部より入射側に設けられる支持層のヘイズ値が３０％以下である光制御シートと、これを備える面光源装置、透過型表示装置とすることにより実現した。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の透過型表示装置及び面光源装置を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、個数、形状等は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光制御シートは、光制御フィルムとしてもよいし、光制御板としてもよい。
【００１６】
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
さらにまた、理解を容易にするため、以下の明細書中では、垂直方向、水平方向とは、特に断りがある場合を除いて、面光源装置又は透過型表示装置の使用状態における垂直方向、水平方向であるとする。
【００１７】
本実施形態の透過型表示装置１０は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）パネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シート１４等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。なお、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する面光源装置（バックライト装置）としては、反射板１２，発光管１３，光制御シート１４が該当している。
【００１８】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成された透過型表示部であり、本実施形態では、対角３２インチサイズ（７４０ｍｍ×４２０ｍｍ）、１２８０×７６８ドットの表示を行うことができる。ＬＣＤパネル１１は、発光管１３の長手方向に沿った方向が水平方向として使用され、発光管１３が並ぶ方向が垂直方向として使用される。
【００１９】
発光管１３は、面光源装置の光源部を形成する線光源の発光体である。本実施形態では、発光管１３は、冷陰極管を用いており、図１中には６本のみ示したが、実際には略２０ｍｍ間隔で等間隔に１８本が並列に並べられている。発光管１３の背面には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の光制御シート１４とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射して光制御シート１４方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを有している。
【００２０】
図２は、本実施形態の光制御シート１４の断面図である。図２に示す断面は、図１中に示す矢印Ｓ１−Ｓ２で切断した断面であり、光制御シート１４のシート面に垂直であって、垂直方向に平行な断面である。
ここで、シート面とは、光制御シート１４において、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。本実施形態の光制御シート１４では、シート面は、光制御シート１４全体として見たときにおける、光制御シート１４の平面方向となる面であり、光制御シート１４の入射面（発光管１３側の面）と平行な面である。
【００２１】
光制御シート１４は、発光管１３側（入射側）から、支持層１４１，反射部１４３，基材層１４４，レンズ層１４５等を備え、発光管１３から発せられた光を拡散、集光して、光の出射方向を制御する作用を有している。
支持層１４１は、光制御シート１４の最も発光管１３側（入射側）に設けられ、支持層１４１より出射側（ＬＣＤパネル１１側）に設けられたレンズ層１４５等を支持する作用を有する層である。従って、支持層１４１は、光制御シート１４を構成する他の層等に比べて、厚さが厚く、剛性が高いものが好ましい。
また、支持層１４１は、そのヘイズ値が３０％以下であることが、正面輝度を向上させる観点から好ましい。その理由については、後述する。
本実施形態では、支持層１４１は、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂を用いて形成された、厚さｔ１＝１．５ｍｍのシート状の部材であり、ヘイズメーター（株式会社村上色彩研究所製、ＨＲ−１００）を使用して測定したヘイズ値は、約１５％である。
【００２２】
接合層１４７は、支持層１４１と反射部１４３等とを接合する作用を有する透明な層である。本実施形態では、感圧型の接着材を用いているが、感光型の接着材や、両面に粘着性を有するシート又はフィルム状、テープ状等の部材等を適宜選択して使用できる。この接合層１４７は、本実施形態では、その厚さを５μｍとした。
【００２３】
反射部１４３は、支持層１４１より出射側（ＬＣＤパネル１１側）かつ基材層１４４より入射側（発光管１３側）であって、シート面の法線方向に沿って後述の単位レンズ１４５ａ側から平行光を照射したときに、その平行光の焦点となる位置とその焦点の近傍となる領域とからなる焦点領域以外の領域に設けられ、光を反射する作用を有する層である。
この反射部１４３は、シート面の法線方向（シート面の法線方向に沿った方向）から見たときに、単位レンズ１４５ａ間の谷部１４５ｖに対応した領域に形成されている。
【００２４】
また、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａの頂点に対応した領域、すなわち、シート面の法線方向から単位レンズ１４５ａ側から平行光を照射したときに焦点となる位置と焦点近傍となる領域とからなる焦点領域（反射部１４３が形成されている領域以外の領域）には、反射部１４３は形成されず、この領域は、光透過部１４２となっている。
この光透過部１４２は、光を透過する部分であり、反射部１４３と光透過部１４２とは、単位レンズ１４５ａの配列方向（本実施形態では、垂直方向）に沿って交互に配列されている。
本実施形態では、光透過部１４２は、接合層１４７が後述の接着層１４６と接合する領域であり、接合層１４７の一部となっており、接合層１４７と同一の素材で満たされているため、空気等は存在していない。
【００２５】
本実施形態では、反射部１４３は、アルミニウムを蒸着することにより形成されており、光を鏡面反射する作用を有する。また、本実施形態では、反射部１４３の厚さは１μｍである。なお、この反射部１４３は、本実施形態に示したアルミニウムに限らず、例えば、銀等の他の金属用いて形成してもよいし、転写等により形成してもよい。
【００２６】
この反射部１４３は、その反射ヘイズ値が２０％以下であることが、正面輝度を向上させる観点から好ましい。この理由については、後述する。
なお、ここでいう反射ヘイズ値とは、反射部１４３によって反射された光の全光反射率に占める拡散反射成分（ヘイズ）の割合である。
反射部１４３によって反射された全光反射率をＲｔとし、拡散反射成分の反射率をＲｈ、鏡面反射成分の反射率をＲｒとすると、全光反射率Ｒｔは、Ｒｔ＝Ｒｈ＋Ｒｒという式で表される。このとき、反射ヘイズ値をＨｒとすると、Ｈｒ＝Ｒｈ／Ｒｔと表すことができる。
本実施形態では、反射部１４３の反射光を測定（前述のヘイズメーター、株式会社村上色彩研究所製  ＨＲ−１００を使用）したところ、その反射ヘイズ値が約５％であった。
【００２７】
接着層１４６は、反射部１４３と基材層１４４とを接合する部分であり、感光型の粘着材等が用いられている。本実施形態では、接着層１４６は、透明であり、感光することにより粘着性を失う特性を有する粘着材を用いている。本実施形態では、接着層１４６の厚さｔ６＝３０μｍである。
図２に示すように、本実施形態では、接着層１４６及び接合層１４７が光透過部１４２となる部分に略隣接するような形態で存在する形態となっている。このような形態とする場合には、光制御シート１４の光学特性に及ぼす影響を小さくするために、接着層１４６及び接合層１４７の屈折率は、支持層１４１や後述の基材層１４４及びレンズ層１４５より小さい値、又は、基材層１４４の屈折率に近い値であることが望ましい。
【００２８】
基材層１４４は、レンズ層１４５より入射側（発光管１３側）に設けられ、レンズ層１４５のベースとなる部分であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製の厚さｔ４＝１００μｍのシート状の部材を用いている。
【００２９】
レンズ層１４５は、ＬＣＤパネル１１側（出射側）に凸となる単位レンズ１４５ａがシート面に沿って垂直方向に複数配列されている。本実施形態では、レンズ層１４５は、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を用いて形成され、その厚さ（厚さ方向における単位レンズ１４５ａの頂部からレンズ層１４５の基材層１４４側表面までの寸法）ｔ５＝７０μｍである。
単位レンズ１４５ａは、その形状が、長軸がシート面に対して直交する楕円筒の一部である。本実施形態では、単位レンズ１４５ａは、図２に示す断面において、長半径ａ＝１５０μｍ、短半径ｂ＝１００μｍの楕円形状の一部となっている。また、単位レンズ１４５ａのレンズ高さ（厚さ方向における単位レンズ１４５ａの頂点から単位レンズ１４５ａ間の谷部の底までの寸法）ｈ＝５０μｍであり、単位レンズ１４５ａが配列されるピッチＰ＝１５０μｍである。
【００３０】
以下に、本実施形態の光制御シート１４の製造方法の一例を説明する。
まず、基材層１４４上に、紫外線硬化型樹脂を用いて紫外線成形と呼ばれる方法によりレンズ層１４５を形成する。基材層１４４のレンズ層１４５側とは反対側の面に、感光型の接着材を塗布して接着層１４６を形成する。塗布された接着層１４６の表面（基材層１４４とは反対側の面）一面にアルミニウムを蒸着する。この状態で、レンズ層１４５側から、シート面の略法線方向に沿って平行光を照射する。レンズ層１４５側から照射された光は、単位レンズ１４５ａによって集光されて基材層１４４を透過し、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａの頂点と重なる接着層１４６の領域に到達する。
【００３１】
光が到達した領域、すなわち、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａの頂点と重なる部分の接着層１４６は、感光によって粘着性を失うので、その部分に蒸着されていたアルミニウムは洗浄等によって容易に除去され、光透過部１４２となる。
一方、光が到達しない領域、すなわち、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａ間の谷部と重なる領域の接着層１４６は、感光しないため粘着性を維持する。この領域の接着層１４６上に蒸着されたアルミニウムは洗浄等によって除去されることなく残り、反射部１４３となる。
【００３２】
次に、別途用意された支持層１４１の片面に、接合層１４７を設ける。支持層１４１の接合層１４７が設けられた面に、上述したレンズ層１４５，基材層１４４，反射部１４３等が積層された部材を積層し、接合層１４７によって接合し、光制御シート１４となる。
このような製造方法とすることにより、単位レンズ１４５ａの集光特性を利用して、反射部１４３と光透過部１４２の位置を規定できるので、光透過部１４２及び反射部１４３とレンズ層１４５の単位レンズ１４５ａとの位置合わせが容易となる。
なお、本実施形態の光制御シート１４の製造方法は、上述した例に限定されること無く、様々な方法を適宜選択してよい。
【００３３】
本実施形態では、発光管１３から発せられた光は、まず、光制御シート１４の最も発光管１３側に設けられた支持層１４１に入射する。支持層１４１は、拡散材が混練されておらず、そのヘイズ値が約１５％であるので、支持層１４１に入射した光が受ける拡散作用は非常に小さい。従って、支持層１４１に入射した光の大部分が拡散されずに支持層１４１内を透過することができる。
支持層１４１から出射した光のうち、一部は、反射部１４３によって鏡面反射され、発光管１３側へ戻されて再利用され、反射板１２で反射される等して再び支持層１４１へ入射する。反射部１４３は、光を鏡面反射する作用を有し、その反射ヘイズ値が約５％であるので、支持層１４１からの光を発光管１３側へ確実に返すことができる。
また、その他の光は、光透過部１４２から基材層１４４へ入射する。
【００３４】
光透過部１４２は、反射部１４３が形成された領域以外の領域、すなわち、シート面の法線方向にから見たときに単位レンズ１４５ａの頂点に対応した位置（単位レンズ１４５ａの頂点に重なる位置）に設けられており、反射部１４３は、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａ間の谷部１４５ｖに対応した位置に設けられている。光透過部１４２と反射部１４３がこのように配置されることにより、光が視野角範囲外の方向へ出射することを防止でき、正面輝度の向上効果を高めることができる。
すなわち、光透過部１４２からレンズ層１４５側へ入射する光は、単位レンズ１４５ａの頂点付近から出射することになり、単位レンズ１４５ａの集光作用により、略正面方向へ出射する。一方、反射部１４３が設けられていない場合に単位レンズ１４５ａ間の谷部から出射するであろう光は、反射部１４３によって発光管１３側へ反射され、再利用される。
よって、単位レンズ１４５ａ間の谷部から視野角範囲外へ出射する光を低減でき、不要な輝度のピークが発生したり、正面輝度が低下したりすることを防止できる。また、光を再利用することによって、輝度ムラの低減や正面輝度の向上を図ることができる。
【００３５】
しかも、反射部１４３は光を鏡面反射し、反射ヘイズ値が２０％以下であるので、反射された光の多くが鏡面反射された成分である。加えて、支持層１４１のヘイズ値が３０％以下であるので、支持層１４１を透過する光が受ける拡散作用は非常に小さい。以上のことから、反射された光を発光管１３側へ確実に戻すことができ、再利用される光を増やすことができるので、輝度ムラの低減や正面輝度向上効果をさらに高めることができる。
光透過部１４２から基材層１４４へ入射した光は、基材層１４４を透過し、レンズ層１４５へ入射する。
レンズ層１４５へ入射した光は、単位レンズ１４５ａによって集光作用を受け、所望する視野角範囲内へ出射する。単位レンズ１４５ａから出射した光は、ＬＣＤパネル１１へ入射し、ＬＣＤパネル１１に表示される映像等を照明する。
【００３６】
ここで、本実施形態の光制御シート１４を用いた本実施形態の面光源装置及び透過型表示装置１０を評価するために、不図示の比較例の光制御シートを用いた比較例の面光源装置及び透過型表示装置を用意し、その正面輝度を比較した。
比較例の透過型表示装置は、本実施形態と同様の形態の反射板１２及び発光管１３、ＬＣＤパネルを備えているが、本実施形態の光制御シート１４の代わりに、発光管１３側から順に不図示の乳白板、第１の拡散シート、比較例の光制御シート、第２の拡散シートを備えている。比較例の面光源装置としては、反射板１２、発光管１３、乳白板、第１の拡散シート、比較例の光制御シート、第２の拡散シートが該当する。
【００３７】
比較例の光制御シートは、断面形状が略三角形状の単位プリズムがシート面に沿って垂直方向に複数配列された厚さ１６０μｍのＲＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を用いている。
比較例に用いた第１の拡散シート及び第２の拡散シートは、ＰＥＴ樹脂製の厚さ１８８μｍの透明基材（フィルム）上に、バインダ中に微小ビーズを混練した拡散層をコーティングして形成されており、出射側に微細な凸形状が形成され、光拡散作用を有している。
第１の拡散シートは、恵和（株）製の光拡散フィルムＢＳ−７０２を用いており、そのヘイズ値は８９．２％（メーカーカタログ値）であり、総厚は２２０μｍである。第２の拡散シートは、恵和（株）製の光拡散フィルムＢＳ−０７２を用いており、そのヘイズ値は４７．９％（メーカーカタログ値）であり、総厚は２１０μｍである。
【００３８】
本実施形態の透過型表示装置１０は、比較例の透過型表示装置に比べて、正面輝度が１０％高かった。これは、以下の理由による。
比較例の面光源装置及び透過型表示装置では、発光管１３から発せられた光は、比較例の光制御シートの単位プリズムによる集光作用に比べて、拡散シートや乳白板による拡散作用の影響を大きく受ける。そのため、光を必要な視野角範囲内に絞りこむことができず、一部の光は視野角範囲外の不要な方向へ出射する。従って、比較例では、正面方向の輝度が下がり、十分な正面輝度向上効果が得られない。このような比較例では、正面方向をピークとし、緩やかに変化する輝度分布特性を示す。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、光透過部１４２は、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａの頂点に対応した位置（単位レンズ１４５ａの頂点に重なる位置）に設けられており、反射部１４３は、シート面の法線方向から見たときに単位レンズ１４５ａ間の谷部１４５ｖに対応した位置に設けられているので、光制御シート１４から所望しない方向へ出射する光を低減することができ、かつ、所望する角度でレンズ層１４５側へ光を入射させることができる。よって、光の出射角度を必要な視野角範囲内に制御することができ、正面輝度を効率よく向上させることができる。また、光を発光管１３側に戻して再利用することにより、発光管１３の位置に対応した輝度ムラを低減することができる。本実施形態では、正面方向の輝度をピークとし、所望する視野角範囲内の輝度が高く、視野角範囲外では急峻に低下するような輝度分布特性を示す。
【００４０】
また、支持層１４１のヘイズ値が３０％以下（本実施形態では約１５％）であるので、支持層１４１を透過する光が受ける拡散作用は小さい。よって、拡散されてレンズ層１４５へ入射し、光制御シート１４から所望しない方向へ出射するような光を低減することができる。
さらに、反射部１４３は、拡散ヘイズ値が２０％以下（本実施形態では約５％）であるので、光を主に鏡面反射する。従って、反射部１４３を設けない場合にレンズ層１４５の谷部１４５ｖから出射するであろう光を、発光管１３側へ戻して再利用する光を増やすことができる。
【００４１】
以上のことから、本実施形態によれば、効率よく正面輝度を向上させることができ、輝度ムラも低減できる。
また、本実施形態によれば、比較例の面光源装置，透過型表示装置のように、複数の光学シートを積層せずともよく、本実施形態の光制御シート１４を１枚用いるだけでよいので、面光源装置及び透過型表示装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
【００４２】
なお、前述の特許文献１（特開２００６−２０８９３０号公報）に記載された光学シートは、単位レンズの頂点に対応した位置に開口部として空気層が形成されており、この空気層と光散乱層やレンズシート等との屈折率差により、光を収束する収束作用を有している。これに対して、本実施形態の光制御シート１４は、空気層を形成しなくとも、光の収束作用を発揮できる。
従って、本実施形態によれば、光制御シートの構造を簡素化することにより、温度や湿度の変化等に対する耐環境性を向上させることや、製造工程を簡略化して生産コストを低減させることができる。
また、特許文献１の光学シートの光散乱層は、光を拡散する作用を有し、光反射層は、光を拡散反射する作用を有しているため、このような拡散作用によって、所望する視野角範囲外に出射する光が生じてしまい、正面輝度が低下するという問題が生じる。しかし、本実施形態の光制御シート１４では、支持層１４１のヘイズ値が３０％以下であり、反射部の反射ヘイズ値が２０％以下であるので、効率よく正面輝度を向上させることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
第２実施形態の光制御シート及び面光源装置，透過型表示装置は、基材層の形態が異なる点以外は、第１実施形態に示した光制御シート１４及び面光源装置，透過型表示装置１０と略同様の形態である。従って、本実施形態では、第１実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の記号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の透過型表示装置は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シートを備えている。本実施形態の面光源装置としては、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シートが該当する。
【００４４】
第２実施形態の光制御シートは、基材層が特定の偏光状態の光のみを透過し、他方の偏光状態の光は反射するという作用を有する偏光光学要素である点以外は、第１実施形態の光制御シート１４と略同様の形態である。
この基材層は、例えば、２つの異なるポリマー材が交互に積層されて形成されている。この２つの層は、シート面に平行であって互いに直交する２つの方向のうち、１つの方向において、２つの層の屈折率が略等しく、層間の屈折率差が存在していない。しかし、他方の方向において、２つの層は、屈折率が異なり、層間に屈折率差を有している。このような構造により、基材層は、層間の屈折率が略等しい方向に平行な偏光面を有する偏光は透過し、層間に屈折率差が生じるもう一方の方向に平行な偏光面を有する偏光は反射するという作用を有する。
【００４５】
従来、本実施形態を含む多くの透過型表示装置のＬＣＤパネル１１内には、液晶材が封入されており、ＬＣＤパネル１１の光源側（光の入射側）と観察面側（光の出射側）との両面には、不図示の偏光板が設けられている。この偏光板は、ある特定の偏光状態の光（例えば、Ｐ偏光）は透過可能であるが、それ以外の偏光状態の光（例えば、Ｓ偏光）は吸収するという働きを有している。そして、ＬＣＤパネル１１は、印加される電圧によって変化する液晶分子の配列と、上述の偏光板の作用とによって、発光管１３が発した光のうち、ある特定の偏光状態の光（この場合、Ｐ偏光）のみを透過することにより、映像を表示している。
本実施形態の基材層は、基材層を透過可能な光の偏光状態と、ＬＣＤパネル１１に設けられた偏光板を透過可能な光の偏光状態とが一致するように設けられている。
【００４６】
上述のように、基材層は、ある特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射するという光学特性を有し、この基材層を透過する光の偏光状態は、ＬＣＤパネル１１の偏光板を透過可能な光の偏光状態に等しい。
そのため、発光管１３から発し、光透過部１４２を透過した光は、ある特定の偏光状態の光（例えば、Ｐ偏光）のみが本実施形態の基材層を透過し、レンズ層１４５へ入射することとなる。そして、特定の偏光状態以外の偏光状態の光（例えば、Ｓ偏光）は基材層によって反射され、発光管１３側へ戻されて再利用される。
従って、本実施形態によれば、ＬＣＤパネル１１の偏光板を透過する偏光状態の光のみをＬＣＤパネル１１側へ出射し、それ以外の変更状態の光は発光管１３側へ戻して再利用することができるので、正面輝度の向上効果をさらに高めることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
第３実施形態の光制御シート３４及び面光源装置，透過型表示装置は、反射部３４３の形態が異なる点以外は、第１実施形態に示した光制御シート１４及び面光源装置，透過型表示装置１０と略同様の形態である。従って、本実施形態では、第１実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の記号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態の透過型表示装置は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シート３４を備え、面光源装置としては、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シート３４が該当する。
【００４８】
第３実施形態の光制御シート３４は、反射部３４３の形態が異なる点以外は、第１実施形態に示した光制御シート１４と略同様の形態である。
図３は、第３実施形態の光制御シート３４の断面図である。図３では、第３実施形態の光制御シート３４は、図２に示す断面と同様に、光制御シート３４のシート面に直交し、単位レンズ１４５ａの配列方向に平行な断面の一部を拡大して示してある。
反射部３４３は、支持層１４１側は第１実施形態に示した反射部１４３と同様にアルミニウムを用いて形成されているが、レンズ層１４５側には、光を吸収する作用を有する光吸収部３４３ｂを有している。この光吸収部３４３ｂは、黒色インクや各種炭化物等を用いて形成されている。
【００４９】
本実施形態の反射部３４３及び光透過部１４２は、例えば、印刷等により形成された黒色インクの層と蒸着等により形成されたアルミニウム等の層とが積層された状態のものを、基材層１４４の入射側の面（レンズ層１４５とは反対側の面）に転写し、レンズ層１４５側からシート面の法線方向に沿ってレーザー光を照射し、アブレーションによって黒色インクとアルミニウムを除去することにより、容易に形成することができる。
また、基材層１４４の入射側の面に黒色インクを印刷又は炭素等を蒸着し、さらにその上にアルミニウムを蒸着して積層した後に、上述のようなアブレーションによって容易に光透過部１４２及び反射部３４３を形成することもできる。
【００５０】
本実施形態によれば、反射部３４３はレンズ層１４５側に光吸収部３４３ｂを備えているので、例えば、ＬＣＤパネル１１を透過した外光や、ＬＣＤパネル１１で反射したり拡散されたりした一部の映像光等を吸収することができ、コントラストの向上を図ることができる。
また、ＬＣＤパネル１１に表示される映像のうち、明るい部分の照度を高く、暗い部分の照度を低く照明可能なエリアライティング方式の面光源装置及び透過型表示装置等に、このような光制御シート３４を用いた場合には、より高いコントラスト向上効果を得ることができる。
【００５１】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、光制御シート１４，３４の単位レンズ１４５ａは、長軸がシート面に直交する楕円筒の一部であることを示したが、これに限らず、例えば、長軸がシート面に直交する回転楕円体の一部、所謂蝿の目レンズとしてもよい。また、単位レンズ１４５ａは、垂直方向に配列される例を示したが、水平方向に配列されてもよい。
単位レンズとして蝿の目レンズを用いる場合は、２次元方向に配置することができ、２次元方向での光の制御が可能となり、視野角の向上を図ることができる。
【００５２】
（２）第１実施形態及び第２実施形態において、反射部１４３は、蒸着によって形成される例を示したが、これに限らず、例えば、転写等を用いて形成してもよい。
【００５３】
（３）各実施形態において、レンズ層１４５は、紫外線硬化型樹脂を用いて紫外線成形と呼ばれる方法により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、電離放射線硬化型樹脂等の他の光硬化型樹脂を用いてもよい。
また、レンズ層１４５は、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレン等の光透過性を有する熱可塑性樹脂を用いた押し出し成形や、プレス成形で形成によって形成してもよい。
【００５４】
（４）各実施形態では、面光源装置の発光源として、線光源である発光管１３が一次元方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、点光源であるＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）光源を発光源とし、２次元方向に配列してもよいし、面状に発光する面光源を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態の透過型表示装置及び面光源装置を示す図である。
【図２】第１実施形態の光制御シート１４の断面図である。
【図３】第３実施形態の光制御シート３４の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    透過型表示装置
１１    ＬＣＤパネル
１２    反射板
１３    発光管
１４，３４    光制御シート
１４１    支持層
１４２    光透過部
１４３，３４３    反射部
１４４    基材層
１４５    レンズ層
１４５ａ    単位レンズ
【図１】
2009053607.tif 000003
【図２】
2009053607.tif 000004
【図３】
2009053607.tif 000005