(57)【要約】【課題】光の利用効率を高く維持しながら、効果的に光の進路方向を絞ることができる光学シートを提供する。【解決手段】光学シート２０は、シート部３５と、シート部上に形成された複数の単位レンズ３１を含むレンズ部３０と、シート部内に設けられ光を反射する複数の光反射部であって、各々がシート部のシート面と略平行に延びる複数の光反射部３３と、を備える。各光反射部は、隣り合う二つの単位レンズの間に対向する位置を含む領域に配置されている。単位レンズの頂部から光反射部までのシート部のシート面への法線に沿った長さは、当該単位レンズの焦点距離よりも短い。【選択図】図１
2009014837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のシート部と、
前記シート部の一方の面上に形成された複数の単位レンズを含むレンズ部と、
前記シート部内に設けられ光を反射する複数の光反射部であって、各々が前記シート部のシート面と略平行に延びる複数の光反射部と、を備え、
各光反射部は、隣り合う二つの単位レンズの間に対向する位置を含む領域に配置され、
前記単位レンズの頂部から前記光反射部までの前記シート部のシート面の法線に沿った長さは、当該単位レンズの焦点距離よりも短い
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
各光反射部の端部は、前記シート部のシート面の法線に沿った光束が前記レンズ部の側から入射した場合に前記シート部内の前記光束が透過する範囲内に位置している
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記シート部は、前記単位レンズを形成された一方の面と前記複数の光反射部を配列された他方の面とを有するベース部と、前記光反射部を挟んで前記ベース部と対向して配置された基材部と、を含む
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光学シート。
【請求項４】
前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、
前記単位レンズのピッチＰでの配列方向と前記シート部のシート面の法線との両方に沿った断面において前記シート部のシート面の法線に対する角度がθｒ°以下で前記ベース部へ向けて前記基材部から出射する光がレンズ部から出射する際の出射方向を、前記シート部のシート面の法線に沿った方向へ効果的に絞るように構成された光学シートであって、
前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記基材部の屈折率ｎ１と、前記ベース部の屈折率ｎ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（１）を満たす
（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２Ｔ≧ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｎ１・ｓｉｎθｒ／ｎ２））
・・・式（１）
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。
【請求項５】
前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、
前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記基材部の屈折率ｎ１と、前記ベース部の屈折率ｎ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（２）を満たす
【数１】
2009014837.tif 000005
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。
【請求項６】
前記ベース部の屈折率ｎ２は、前記基材部の屈折率ｎ１よりも大きい
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項７】
前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、
前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（３）を満たす
０＜Ｔ≦（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２      ・・・式（３）
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。
【請求項８】
前記基材部は、前記ベース部および前記光反射部に接触している
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
前記シート部は、前記ベース部の前記基材部と対面する側の面上に設けられた接着層をさらに含み、
前記基材部は、この接着層を介し、前記ベース部および前記光反射部とに接合されている
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記単位レンズと、前記ベース部と、前記光反射部と、を有するレンズシートと、
前記基材部を有し、前記レンズシートに接合された基材シートと、を含む
ことを特徴とする請求項３乃至９のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記シート部の前記レンズ部が形成された側とは反対の側に形成された進行方向制御層をさらに備え、
前記シート部の側から前記進行方向制御層へ向かう光のうち前記進行方向制御層で反射される光の割合は、前記シート部とは反対の側から前記進行方向制御層へ向かう光のうち前記進行方向制御層で反射される光の割合よりも大きい
ことを特徴とする
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１２】
前記シート部の前記レンズ部を形成された側とは反対の側に形成された複数の突出部を含む進行方向制御層をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１３】
前記単位レンズの頂部と、前記シート部の前記単位レンズを形成された面とは反対側の面と、の間の前記シート部のシート面の法線に沿った長さは、当該単位レンズの焦点距離よりも長い
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１４】
光源と、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載された光学シートと、を備える
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項１５】
前記光源は、前記光学シートの前記シート部を挟んで、前記光学シートのレンズ部に対向する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の面光源装置。
【請求項１６】
前記光学シートの前記レンズ部の側に配置され、光を拡散させる光拡散シートをさらに備える
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の面光源装置。
【請求項１７】
シート状のベース部と、
前記ベース部の一方の面上に形成された複数の単位レンズを含むレンズ部と、
前記ベース部の他方の面上に配列され光を反射する複数の光反射部と、を備え、
前記光反射部は、前記ベース部の他方の面上の複数の領域であって、隣り合う二つの単位レンズの間に対向する位置をそれぞれ含んだ複数の領域に配置され、
前記ベース部の他方の面上の前記光反射部が配列された領域と、前記単位レンズの頂部と、の間の前記ベース部のシート面の法線に沿った長さは、前記単位レンズの焦点距離よりも短く、
各光反射部の端部は、前記ベース部のシート面の法線に沿った光束が前記レンズ部の側から入射した場合に、前記ベース部内の前記光束が透過する範囲内に位置している
ことを特徴とするレンズシート。
【請求項１８】
光源と、
請求項１７に記載されたレンズシートと、を備える
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項１９】
前記光源は、前記レンズシートの前記ベース部を挟んで、前記レンズシートのレンズ部に対向する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２０】
前記レンズシートの前記レンズ部の側に配置され、光を拡散させる光拡散シートをさらに備える
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の面光源装置。
【請求項２１】
ベース部と、前記ベース部の一方の面上に配列された複数の単位レンズを含むレンズ部と、前記ベース部の他方の面上に配列され光を反射する複数の光反射部と、を有するレンズシートを製造する方法であって、
その一方の面上にレンズ部が形成されたベース部の他方の面に、無電解めっきの核となり得る粒子を含んだ感光性材料を塗布して、感光性機能層を形成する工程と、
前記感光性機能層を所望のパターンで露光し、さらに現像する工程と、
無電解めっきにより、パターニングされた感光性機能層上にめっき層からなる光反射部を形成する工程と、を備える
ことを特徴とするレンズシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の進路方向を絞る機能を有したレンズシートおよび光学シートに係り、とりわけ光の利用効率を高く維持しながら、効果的に光の進路方向を絞ることができるレンズシートおよび光学シートに関する。
【０００２】
また、本発明は、光の利用効率を高く維持しながら、効果的に光の進路方向を絞ることができるレンズシートおよび光学シートを含む面光源装置に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、レンズシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来、平行光を焦点に集光させる機能を有する単位レンズを複数含んだレンズシート、例えばレンチキュラーレンズシートが、光の進路方向を絞るための光学機能シートとして用いられてきた。このレンズシートは、例えば、光源および光源からの光を等方拡散させる光拡散シートと組み合わせられ、液晶表示装置用の面光源装置を構成する（例えば、特許文献１）。面光源装置に組み込まれたレンズシートは、光拡散シートによって等方拡散された光の進路方向を絞り、ある方向（典型的には、正面方向）への輝度を集中的に向上させる。
【０００５】
特許文献１には、複数の単位レンズを形成されたレンズシート（レンズ層）であって、単位レンズの焦点距離と略同一な厚みを有するレンズシートが、開示されている。このレンズシート５４の形状設計を説明すると、図７に示すように、単位レンズ６１の焦点ＦＰ近傍に位置する端面（図７に於いては下側の平面）が、便宜上仮に単位レンズ６１側から該端面の法線に平行な光束ＬＦ７を入射した際に光が集光された状態で透過するようになる領域を含む透過領域６７ｂ２と、透過領域以外の領域であって遮光部６３が形成された遮光領域（非透過領域）６７ｂ１と、を含んでいる。そして、仮にレンズシートを全体的且つ大局的に見た場合におけるその平面方向と一致する面（以下においては単に「シート面」と呼ぶ。図７に示す例では、配列した単位レンズ群の包絡面と平行な面であり、又、単位レンズ側とは反対側の端面とも平行な面となる。以下、単に「シート面」とも呼ぶ）の法線に沿って進行する平行光束がレンズシートへ単位レンズ側から入射した場合、図７に示すように、平行光であった光束は、端面近傍の焦点ＦＰにいったん集光し、その後、単位レンズの形状に応じた所定の角度範囲に発散するようになる。なお、光は、更にレンズシートからその外部へ出射する際に、レンズシートと外部との界面において屈折する。一方、実際の使用形態において、レンズシートを通過する光の進行方向は、上記の説明とは逆に、該端面側から単位レンズ側へと進行する。すなわち、単位レンズ側が観察側となる。光線の経路は、一般に、光線の進行方向を逆転させても成り立つ為（光の逆進性）、現実の面光源装置において該端面側から透過領域６７ｂ２を通過して単位レンズ側に向かう光線経路は、上記図７の説明において光線の進行方向を逆転させた経路となる。即ち、所定の角度範囲内の角度でレンズシートの光透過領域６７ｂ２内に入射した光Ｌ７１は、レンズシートの単位レンズ側からシート面の法線に沿った光として出射するようになる。このレンズシートの出射方向を絞り込む機能はこの作用に基づいており、このレンズシートによれば、レンズシートの光透過領域から入射した光の進路方向を絞り、正面輝度を集中的に向上させることができる。
【特許文献１】特許第３６１３０６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、非透過領域に設けられた遮光部を反射層として形成し、光源からの光の利用効率を向上させることが提案されている。具体的には、遮光領域に進んだ光を反射して光源側に戻し、その後にさらに反射を繰り返すことによって再びレンズシート側へ戻すようになっている。そして、レンズシート側へ戻された光が透過領域に進入すれば観察側に出射する光として利用することが可能となる。一方、レンズシート側へ戻された光が透過領域に進入しない場合には、再び光源側に戻され、透過領域に進入するようになるまで反射を繰り返す。しかしながら、反射層の反射率は、現状において、銀やアルミニウムの如き高反射性の金属薄膜を用いたとしても、高くて９０％〜９５％程度としかならず、いくらかの光が反射される際に失われることになる。そして、光がレンズシートの透過領域に入射するまでに何度かの反射を繰り返すと、光強度は指数函数的に減衰する為、光の利用効率は大幅に低下してしまう。
【０００７】
一方、光の利用効率を向上させるためには、透過領域６７ｂ２が占める面積を大きくして、遮光領域（非透過領域）６７ｂ１が占める面積を小さくすることが有効である。しかしながら、透過領域が占める面積を大きくすると、図８に示すように、透過領域６７ｂ２の端部に入射した光Ｌ８１が、当該透過領域６７ｂ２に対面、対峙する（図８において、透過領域６７ｂ２の直上部に位置する）単位レンズ以外の単位レンズに入射してしまうことがある（図８では光（線）Ｌ８１が隣接する単位レンズに入射している）。図８に示すように、このような光Ｌ８１は、進路方向を有効に絞られることなくレンズ部から斜方向（シート面の法線からの角度が大なる方向）に出射する。すなわち、透過領域が占める面積を大きくすると、光源光の利用効率を向上させることができるものの、光の進路方向を絞る機能が低下してしまう。また、レンズ部から大きな出射角度で出射する光は、面光源装置上に載置される表示装置等において有効に利用され得ない損失光になってしまう、という不具合も生じる。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、光の利用効率を高く維持しながら、効果的に光の進路方向を絞ることができるレンズシート（光学シート）およびこのレンズシート（光学シート）を含む面光源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
ところで、図９に示すように、通常、レンズシート５４は、皺、反り等の不具合を回避するため、他の基材シート５６に積層された状態で用いられる。このとき、レンズシート５４の透過領域と基材シート５６との間に空気層５８が形成されていれば、空気層５９とレンズシート５４との界面での屈折により、レンズシート内を進む光の進路方向が正面方向（シート面の法線方向）に対してなす角度を、所定の範囲内とすることができる。また、基材シート５６と空気層５８との界面での全反射により、本来透過領域６７ｂ２の端縁部に大角度で入射して図８の光線Ｌ８１の様に単位レンズ６１から大きく傾斜して出射する光線Ｌ９３と平行な光線Ｌ９１を、レンズシートへ入射させることなく光源側に戻すことができる。したがって、空気層が形成されていれば、レンズシートの単位レンズから出射する光の進路方向を正面方向へ効果的に絞り込むことができる。とりわけ、レンズシートの屈折率に依存して、光Ｌ９４と平行な光Ｌ９２よりも大きい角度で空気層に進む光が全反射されるようになっていれば、レンズシートの単位レンズから出射する光の進路方向は正面方向へさらに効果的に絞られるようになる。
【００１０】
しかしながら、部分的に空気層を設けることは接着強度の低下を招くばかりでなく、現状の量産技術においては、接着剤の流動性の為、互いに接合されるレンズシートおよび基材シートの間に、予定された所望の形状を有する空気層を形成することは困難である。つまり、レンズシートおよび基材シートが直接接触したり、レンズシートおよび基材シートの間に接着剤が充填されたりする。空気層が形成されていないと、図９に示すように、正面方向に対して大きく傾斜した光Ｌ９３も透過領域からレンズシート内に入射することになる。このような光は、通過した透過領域に対面する単位レンズ以外の単位レンズに入射してしまうことがある。この場合、この光Ｌ９３が進路方向を正面方向へ絞られることなく光学シートから出射してしまう。したがって、本発明による光学シートにおいて、このような大きく傾斜した光の進路方向を正面方向へ絞ることができれば、好ましい。そもそも、空気層の有無にかかわらず、単位レンズによる集光角度以上の角度でレンズシートへ入射する光（例えば、図７のＬ７２参照）の進路方向を効果的に絞ることができれば、さらに好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による光学シートは、シート状のシート部と、前記シート部の一方の面上に形成された複数の単位レンズを含むレンズ部と、前記シート部内に設けられ光を反射する複数の光反射部であって、各々が前記シート部のシート面と略平行に延びる複数の光反射部と、を備え、各光反射部は、隣り合う二つの単位レンズの間に対向する位置を含む領域に配置され、前記単位レンズの頂部から前記光反射部までの前記シート部のシート面の法線に沿った長さは、当該単位レンズの焦点距離よりも短いことを特徴とする。
【００１２】
本発明による光学シートにおいて、各光反射部の端部は、前記シート部のシート面の法線に沿った光束が前記レンズ部の側から入射した場合に前記シート部内の前記光束が透過する範囲内に位置しているようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明による光学シートにおいて、前記シート部は、前記単位レンズを形成された一方の面と前記複数の光反射部を配列された他方の面とを有するベース部と、前記光反射部を挟んで前記ベース部と対向して配置された基材部と、を含むようにしてもよい。
【００１４】
このような本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、前記単位レンズのピッチＰでの配列方向と前記シート部のシート面の法線との両方に沿った断面において前記シート部のシート面の法線に対する角度がθｒ°以下で前記ベース部へ向けて前記基材部から出射する光がレンズ部からの出射する際の出射方向を、前記シート部のシート面の法線に沿った方向へ効果的に絞るように構成された光学シートであって、前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記基材部の屈折率ｎ１と、前記ベース部の屈折率ｎ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（１）を満たすようにしてもよい。
（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２Ｔ≧ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｎ１・ｓｉｎθｒ／ｎ２））
・・・式（１）
このような光学シートによれば、正面方向に対する角度がθｒ°以下でベース部へ向けて基材部から出射する光の光学シートからの出射方向を、角度θｒが単位レンズの集光角度θｆ以上であるか否かにかかわらず、シート部のシート面の法線に沿った方向へ効果的に絞ることができる。
【００１５】
あるいは、このような本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記基材部の屈折率ｎ１と、前記ベース部の屈折率ｎ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（２）を満たすようにしてもよい。
【数１】
2009014837.tif 000003
【００１６】
これらの光学シートにおいて、前記ベース部の屈折率ｎ２が、前記基材部の屈折率ｎ１よりも大きくなっていることが好ましい。
【００１７】
あるいは、このような本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズが前記ベース部の一方の面に沿って所定の配列ピッチＰで配列され、前記単位レンズの配列ピッチＰと、前記単位レンズの配列方向に沿った前記単位レンズの幅Ｗ１と、前記単位レンズの配列方向に沿った前記光反射部の幅Ｗ２と、前記ベース部の厚さＴと、が式（３）を満たすようにしてもよい。
０＜Ｔ≦（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２      ・・・式（３）
【００１８】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記基材部が、前記ベース部および前記光反射部に接触しているようにしてもよい。あるいは、本発明による光学シートにおいて、前記シート部は、前記ベース部の前記基材部と対面する側の面上に設けられた接着層をさらに含み、前記基材部は、この接着層を介し、前記ベース部および前記光反射部とに接合されているようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明による光学シートが、前記単位レンズと前記ベース部と前記光反射部とを有するレンズシートと、前記基材部を有し前記レンズシートに接合された基材シートと、を含むようにしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明による光学シートが、前記シート部の前記レンズ部が形成された側とは反対の側に形成された進行方向制御層をさらに備え、前記シート部の側から前記進行方向制御層へ向かう光のうち前記進行方向制御層で反射される光の割合が、前記シート部とは反対の側から前記進行方向制御層へ向かう光のうち前記進行方向制御層で反射される光の割合よりも大きいようにしてもよい。
【００２１】
さらに、本発明による光学シートが、前記シート部の前記レンズ部を形成された側とは反対の側に形成された複数の突出部を含む進行方向制御層をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズの頂部と、前記シート部の前記単位レンズを形成された面とは反対側の面と、の間の前記シート部のシート面の法線に沿った長さが、当該単位レンズの焦点距離よりも長くなるようにしてもよい。
【００２３】
本発明による第１の面光源装置は、光源と、上述したいずれかの光学シートと、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明による第１の面光源装置において、前記光源は、前記光学シートの前記シート部を挟んで、前記光学シートのレンズ部に対向する位置に配置されているようにしてもよい。
【００２５】
また、本発明による第１の面光源装置が、前記光学シートの前記レンズ部の側に配置され、光を拡散させる光拡散シートをさらに備えるようにしてもよい。
【００２６】
本発明によるレンズシートは、シート状のベース部と、前記ベース部の一方の面上に形成された複数の単位レンズを含むレンズ部と、前記ベース部の他方の面上に配列され光を反射する複数の光反射部と、を備え、前記光反射部は、前記ベース部の他方の面上の複数の領域であって、隣り合う二つの単位レンズの間に対向する位置をそれぞれ含んだ複数の領域に配置され、前記ベース部の他方の面上の前記光反射部が配列された領域と、前記単位レンズの頂部と、の間の前記ベース部のシート面の法線に沿った長さは、前記単位レンズの焦点距離よりも短く、各光反射部の端部は、前記ベース部のシート面の法線に沿った光束が前記レンズ部の側から入射した場合に、前記ベース部内の前記光束が透過する範囲内に位置していることを特徴とする。
【００２７】
本発明による第２の面光源装置は、光源と、上述したレンズシートと、を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明による第２の面光源装置において、前記光源は、前記レンズシートの前記ベース部を挟んで、前記レンズシートのレンズ部に対向する位置に配置されているようにしてもよい。
【００２９】
本発明による第２の面光源装置が、前記レンズシートの前記レンズ部の側に配置され、光を拡散させる光拡散シートをさらに備えるようにしてもよい。
【００３０】
本発明によるレンズシートの製造方法は、ベース部と、前記ベース部の一方の面上に配列された複数の単位レンズを含むレンズ部と、前記ベース部の他方の面上に配列され光を反射する複数の光反射部と、を有するレンズシートを製造する方法であって、その一方の面上にレンズ部が形成されたベース部の他方の面に、無電解めっきの核となり得る粒子を含んだ感光性材料を塗布して、感光性機能層を形成する工程と、前記感光性機能層を所望のパターンで露光し、さらに現像する工程と、無電解めっきにより、パターニングされた感光性機能層上にめっき層からなる光反射部を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００３２】
図１乃至図６は本発明によるレンズシート、光学シートおよび面光源装置の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１はレンズシートおよび光学シートを示す断面図であり、図２は面光源装置の構成を示す断面図であり、図３はレンズシートおよび光学シートの作用を説明するための図であり、図４は光学シートの進行方向制御層の作用を説明するための図である。尚、これらの図は、図示と読者の見易さの都合上、適宜縮尺と縦横の寸法比を、実物のそれと変更し誇張してある。例えば、図２においては、光学シート３０の縦横寸法の縮尺は、其の他部材に比べて大きく図示し、且つ拡大の結果、横方向に面光源装置１５から逸脱した部分を省いて図示してある。且つ、図２においては、面光源装置１５の縮尺は、他の部材、特に光学シート２０よりも小さく図示してある。
【００３３】
なお、以下に説明する実施の形態において、レンズシート２４は、単位レンズ３１、ベース部３７、及び光反射部３３からなり、光学シート２０内に組み込まれて光学シート２０の一部分を構成している。したがって、以下において、光学シート２０について主に説明し、これにより、レンズシート２４についても説明したこととする。
【００３４】
図１に示すように、光学シート２０は、シート状のシート部３５と、シート部３５上に形成されたレンズ部３０と、シート部３５内に設けられ光を反射する複数の光反射部３３と、を備えている。この光学シート２０は、面光源装置１５の一部分を構成するようになる。図２に示す面光源装置１５は、光学シート２０と、光学シート２０のシート部３５を挟んで光学シート２０のレンズ部３０に対向するように配置された光源１６と、光学シート２０との間で光源１６を覆うように配置された反射板１７と、を有している。また、図２に示すように、面光源装置１５は、光学シート２０のレンズ部３０の側に配置された液晶表示パネル１２とともに、液晶表示装置１０を構成し得る。
【００３５】
ここで、液晶パネル１２とは、ガラス等からなる一対の支持板と、支持板間に配置された液晶と、液晶分子の配向を一つの画素を形成する領域毎に電場によって制御する電極と、を有するパネルである。支持板間の液晶は、一つの画素を形成する領域毎にその配列を変化させられ得るようになっている。この結果、液晶パネル１２は面光源装置１５からの面状光を画素毎に透過または遮断させることができるシャッターとして機能する。また、図示する例において、液晶表示装置１０は、光学シート２０のレンズ部３０の側であって、光学シート２０と液晶パネル１２との間に配置された光拡散シート１３をさらに有している。光拡散シート１３は光を拡散させる機能を有しており、光を散乱させることができる。したがって、光拡散シート１３を配置することにより、レンズのサンプリング効果（遮光層のパターン状の影）を無くすばかりでなく、ライトイメージ（光源１６の輪郭像）を消去することもできる。
【００３６】
光源１６は、例えば、線状の冷陰極管や点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や面状のＥＬ（電場発光体）から構成され得る。反射板１７は、光源１６からの光を光学シート２０側へ向けるための部材であり、反射板１７の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。
【００３７】
以下、光学シート２０の構成について詳述していく。光学シート２０は、光源１６からの光の進路方向を正面方向（シート部３５のシート面に直交する法線方向、面光源装置１５の発光面の法線方向でもあり、又レンズ部３０の単位レンズ群の包絡面の法線方向でもある）へ絞り、正面方向への輝度を向上させるようにするためのシートである。上述したように、光学シート２０は、シート状のシート部３５と、シート部３５上に形成されたレンズ部３０と、シート部３５内に設けられ光を反射する複数の光反射部３３と、を備えている。また、光学シート２０は、シート部３５のレンズ部３０が形成された側とは反対の側に形成された進行方向制御層４０をさらに有している。
【００３８】
このうち、まず、シート部３５について詳述する。図１および図３に示すように、シート部３５は、単位レンズ３１を形成された一方の面３７ａと複数の光反射部３３を配列された他方の面３７ｂとを有するベース部３７と、光反射部３３を挟んでベース部３７と対向して配置された基材部３８と、ベース部３７および基材部３８の間に設けられた接着層２８と、を含んでいる。ベース部３７および基材部３８は、光反射部３３が設けられている領域以外の領域において、接着層２８を介して互いに接合されている。光反射部３３の領域においては、ベース部３７、光反射部３３、及び基材部３８とは相互に接着している。尚、ベース部３７と光反射部３３との間、及び光反射部３３と基材部３８との間の何れか一方又は両方の層間にも必要に応じて接着層２８が介在していても良い。ベース部３７および基材部３８は、それぞれ、シート状に形成され一定の厚みを有している。ベース部３７および基材部３８は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等の高い光透過性を有した樹脂から形成され得る。一方、接着層２８は、例えば、アクリル樹脂系の粘着剤から形成され得る。
【００３９】
ベース部３７の厚みは、後述する設計方法に従って決定され得るように、例えば２０μｍ〜１００μｍとすることができる。一方、基材部３８の厚みは、光学シート２０に剛性を持たせるため、例えば、１０００μｍ〜３０００μｍとすることができる。
【００４０】
ところで、面光源装置１５においては、通常、光源１６からの光をいったん等方拡散させ、その後に、光の進路方向を絞り込むようになっている。このように光をいったん等方拡散させるのは、ライトイメージ（光源の輪郭像）を消し去るとともに光源１６の構成に起因した輝度ムラを解消するためである。そして、本実施の形態においては、別途に光拡散機能を有した層（シート）を設けることに代え、基材部３８が光を等方拡散させる機能を有している。このような基材部３８としては、基材と基材中に分散された光拡散粒子とを有する光拡散シートや、その他の公知の光拡散シートを用いることができる。
【００４１】
次に、レンズ部３０について詳述する。レンズ部３０は、ベース部３７の一方の面上に形成された複数の単位レンズ３１を有している。レンズ部３０は、ベース部３７側から入射してくる光の進路方向を正面方向に絞り込み、正面方向への輝度を向上させるためのものである。なお、本件で用いる用語「レンズ」は、狭義のレンズの他、いわゆるプリズムをも含む概念である。図３に光学シート２０の主切断面（単位レンズの稜線と直交する断面）における入射光束（入射光線）の挙動を示す。シート部３５において、凸レンズからなる単位レンズ３１は、仮に、観察者側（出光側）から当該単位レンズ３１の光軸Ａに沿った平行光束（シート部３５のシート面の法線に沿った平行光束）ＬＦ３が入射した場合に、一箇所（焦点ＦＰ）に集光させる機能を有している。すなわち、単位レンズ３１の光軸Ａに沿った平行光線が、当該単位レンズ３１へ観察者側から入射すると、屈折されて焦点ＦＰに集光するようになる。
【００４２】
ここで、光軸Ａとは、単位レンズ３１の頂部３１ａ（単位レンズの輪郭をなす曲線の極大部）からシート部３５（ベース部３７）のシート面に対して垂直に伸ばした軸のことを指す。また、本件でいう焦点距離（集光距離）Ｄｆとは、シート部３５のシート面の法線に沿った単位レンズ３１の頂部３１から焦点ＦＰまでの長さのことを指す。
【００４３】
なお、図３に示す例のように、収差によって、焦点ＦＰが一点に定まらないことがある。この場合には、シート部３５の主切断面において、一つの単位レンズ３１に入射した光束ＬＦ３がその後に通過するようになる範囲の幅（光束の断面積）が、最も狭くなる位置を焦点ＦＰとみなし、焦点距離Ｄｆを導き出すこととする。図３によく示されているように、本実施の形態において、単位レンズ３１の焦点距離Ｄｆは、単位レンズ３１の頂部３１ａと、シート部３５の単位レンズ３１を形成された面３７ａとは反対側の面３８ｂと、の間のシート部３５のシート面の法線に沿った長さＤａよりも短い。言い換えると、単位レンズ３１をその一方の面３７ａに形成されたシート部３５の厚みは、当該単位レンズ３１の焦点ＦＰをその内部に含むように、決定されている。
【００４４】
尚、此処でシート面とは、対象となるシート状部材を全体的且つ大局的に見た場合におけるその平面方向と一致する面のことを指す。したがって、本実施の形態において、光学シート、シート部、ベース部および基材部のシート面は、互いに平行であり、また、シート部、ベース部および基材部の各端面とも平行であり、さらには、レンズ部の単位レンズの包絡面とも平行である。
【００４５】
本実施の形態において、単位レンズ３１は、凸状シリンドリカルレンズとして形成され、ベース部３７の一方の面３７ａに沿って直線状に延びている。複数の単位レンズ３１は互いに同一に構成されており、その長手方向（図１および図２における紙面の奥行き方向。稜線方向とも呼ぶ。）に直交する方向（図１および図２における紙面の左右方向）に隙間なく並べられている。すなわち、本実施の形態において、レンズ部３０は所謂レンチキュラーレンズを構成している。そして、図３によく示されているように、各単位レンズ３１は、主切断面（単位レンズ３１の配列方向とシート部３５のシート面の法線との両方に沿った断面）において、楕円（其の特殊な場合として円を含む）の一部分をなす形状を有している。そして、主切斷面と直交する方向に延長して稜線部を構成する。
【００４６】
このようなレンズ部３０の単位レンズ３１は、例えば、ベース部３７上で架橋硬化された架橋重合物から形成され得る。なお、レンズ部３０が紫外線硬化樹脂や光反応性樹脂を用いて形成される場合には、紫外線吸収作用を有した層（シート）が、レンズ部３０と光源１６との間に配置されていることが好ましい。このような態様として、例えば、シート部３５の一部分に紫外線吸収作用を付与したり、紫外線吸収作用を有するシートを光学シート２０と光源１６との間に配置したりすることができる。このような態様によれば、レンズ部３０が黄変してしまうことを防止することができる。
【００４７】
次に、光反射部３３について詳述する。上述したように、光反射部３３は、シート部３５内に配置されている。図１および図３に示されているように、各光反射部３３は、ベース部３７の端面３７ｂと基材部３８の端面３８ａとの間に配置された層として形成され、シート部３５のシート面と略平行に延びて所定の領域を被覆して存在している（これを延在とも表現する）。この光反射部３３は、隣り合う二つの単位レンズ３１の間（谷部３１ｂ）に対向する位置にあり、二つの単位レンズの間に向かう光を反射して光源１６側に戻す。後述するように、かかる領域に存在する光反射部３３に向かう光は正面方向へ有効に集光することができない光を比較的に多く含んでおり、光反射部３３によってこのような光を光源１６側に戻して再利用することを図っている。
【００４８】
このような光反射部３３は、例えば、少なくとも光源１６の側の表面が又は全体が白色粒子や金属からなる高反射率の層によって形成され得る。また、光反射部３３は、光を鏡面反射させる層として形成されてもよいし、光を拡散反射させる層として形成されてもよい。光反射部３３が鏡面反射層として形成されている場合、光反射部３３によって光源１６側に戻される光の再利用性を向上させることができる。
【００４９】
各光反射部３３は、図１および図３に示されているように、ベース部３７の他方の面３７ｂ上の複数の領域上に配置されている。光反射部３３に対面するベース部３７のこの領域は、それぞれ、隣り合う二つの単位レンズ３１の間となる谷部３１ｂに対向する位置を含んでいる。すなわち、各光反射部３３は、隣り合う二つの単位レンズ３１の間の谷部３１ｂにベース部３７を挟んで対向する位置を横切って延在している。また、図１および図３に示すように、各光反射部３３は、隣り合う二つの単位レンズ３１の間に対向する位置から、シート部３５のシート面の法線に沿った平行光束ＬＦ３がレンズ部３０の側から入射した場合にシート部３５内の光が透過する範囲内まで、延び入っている。すなわち、図３に示すように、光反射部３５の端部は、対面する単位レンズ３１の光軸Ａに沿った平行光束ＬＦ３が当該単位レンズ３１へ入射した後に通過する通過範囲内に位置している。この結果、本実施の形態において、光反射部３７ｂ１は、レンズ部３０の単位レンズ３１の光軸Ａに沿った平行光束ＬＦ３がレンズ部３０の側から入射した場合に、ベース部３７の他方の面３７ｂ上において、光束が通過しない全領域および光束が通過する領域の一部分に配置されている。
【００５０】
このように、光反射部３３は、隣り合う二つの単位レンズ３１の谷部３１ｂに対向して配置されている。また、本実施の形態において、単位レンズ３１は、ベース部３７の一方の面３７ａ上を直線状に延びるシリンドリカルレンズとして形成されている。したがって、複数の光反射部３３が単位レンズの配列方向と平行して縞模様状に配置され、各光反射部３３は単位レンズ３１の稜線方向と平行に直線状に延びている。
【００５１】
なお、以下において、光反射部３３に対面するベース部３７の他方の面３７ｂ上の領域を遮光領域３７ｂ１と呼び、ベース部３７の他方の面３７ｂ上の遮光領域以外の領域を透過領域３７ｂ２と呼ぶ。上述してきたように、本実施の形態においては、光反射部３３が隣り合う二つの単位レンズ３１の間３１ｂに対向する位置に配置されている。したがって、各透過領域３７ｂ２は、それぞれ、一つの単位レンズ３１のみに対面する位置に配置され、当該単位レンズ３１の光軸Ａが通過するベース部の他方の面３７ｂ上の位置を含む。そして、透過領域３７ｂ２は、対面する単位レンズ３１の光軸Ａに沿った平行光束ＬＦ３が当該単位レンズ３１へ入射した後に通過する範囲の内側のみに位置している。
【００５２】
ベース部３７の他方の面３７ｂのうちの透過領域３７ｂ２が占める割合は、２０％以上８０％以下であることが好ましい。すなわち、ベース部３７の他方の面３７ｂのうちで光反射部３３によって覆われる割合は、２０％以上８０％以下であることが好ましい。ベース部３７の他方の面３７ｂのうちの光反射部によって覆われている割合が大きくなると、光源１６からの光が光反射部３３で反射されやすくなり、反射損失が増大し、光の利用効率が低下してしまう。その一方で、この割合が大きくなると、後述するように、光学シート２０によって光を効果的に正面方向へ集光することができるという利点がある。逆に、これらの割合が小さくなると、光源１６からの光が光反射部３３で反射されにくくなり、光の利用効率を向上させることができるが、光学シート２０から出射する光の最大出射角度が大きくなってしまう。
【００５３】
ところで、シート部３５の厚み方向（シート部３５のシート面に直交する方向）において、光反射部３３はシート部３５内に位置している。図３によく示されているように、単位レンズ３１の頂部３１ａから光反射部３３までのシート部３５のシート面の法線に沿った長さＤｂは、単位レンズ３１の焦点距離Ｄｆよりも短くなっている。言い換えると、ベース部３７の他方の面３７ｂ上の光反射部３３が配列された遮光領域３７ｂ１と、単位レンズ３１の頂部３１ａと、の間のベース部３７の厚さ方向に沿った長さＤｂは、単位レンズ３１の焦点距離Ｄｆよりも短くなっている。すなわち、単位レンズ３１をその一方の面３７ａに形成されるとともに光反射部３３をその他方の面３７ｂに形成されたベース部３７の厚みは、単位レンズ３１の焦点ＦＰをその内部に含まないように、決定されている。
【００５４】
以上のような配置関係にあるシート部３５、レンズ部３０および光反射部３３は、例えば、主切断面（単位レンズ３１の配列方向とシート部３５のシート面の法線との両方に沿った断面、図１および図３に示す断面）においてシート部３５のシート面の法線に対する角度（いわゆる入射角度）がθｒ°以下でベース部３７へ向けて基材部３８から出射する光Ｌ３２（図３参照）が、その後に、レンズ部３０（光学シート２０）から出射する際の出射方向を、シート部３５のシート面の法線に沿った方向へ効果的に絞ることができるように、設計され得る。具体的には、単位レンズ３１の配列ピッチＰと、単位レンズ３１の配列方向に沿った単位レンズ３１の幅Ｗ１と、単位レンズ３１の配列方向に沿った光反射部３３の幅Ｗ２と、基材部３８の屈折率ｎ１と、ベース部３７の屈折率ｎ２と、ベース部３７の厚さＴと、が式（４）を満たす
（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２Ｔ≧ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｎ１・ｓｉｎθｒ／ｎ２））
・・・式（４）
ようにすればよい。
【００５５】
ここで、式（４）中のθｒは、設計される光学シート２０、またはこの光学シートが組み込まれる面光源装置１５に対する要求に応じて適宜決定することができる。とりわけ、正面方向への明るさが重要視される光学シート２０（面光源装置１５）においては、θｒを４５°に設定することが有用である。面光源装置に用いられている一般的な光拡散部材（等方拡散機能を有した基材部）からの出射について、多くの光の出射角度を４５°以下とすることができ、また、正面から見た場合、４５°以上傾斜した光はさほど明るく感じられないからである。そして、式（４）中のθｒを４５°に設定すると、式（４）は次の式（５）のように表されるようになる。また、以下において、θｒを最大有効光角度とも呼ぶ。
【数２】
2009014837.tif 000004
【００５６】
なお、本実施の形態においては、ベース部３７の一方の面３７ａ上に単位レンズ３１が隙間なく並べられており、式（４）中において、単位レンズ３１の配列ピッチＰと、単位レンズ３１の配列方向に沿った単位レンズ３１の幅Ｗ１と、が同一の値となる。
【００５７】
また、ベース部３７の屈折率ｎ２が、基材部３８の屈折率ｎ１よりも大きいことが好ましい。この場合、図３に示すように、基材部３８から出射する光Ｌ３１は、ベース部３７内へ入射する際に、屈折によって進路方向を正面方向に絞られるようになる。これにより、光学シート２０から出射する光の最大出射角度を小さくし、正面方向への輝度を集中的に上昇させることができる。ただし、この例に限られず、ベース部３７の屈折率ｎ２が、基材部３８の屈折率ｎ１よりも小さくてもよいし、基材部３８の屈折率ｎ１と同一であってもよい。なお、ベース部３７の屈折率ｎ２および基材部３８の屈折率ｎ１が同一の値をとる場合、式（５）は次の式（６）のように表されるようになる。
０＜Ｔ≦（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２      ・・・式（６）
【００５８】
次に、進行方向制御層４０について詳述する。進行方向制御層４０は、シート部３５のレンズ部３０が形成された面３７ａとは反対側の面３８ｂに形成されている。進行方向制御層４０は、光源１６側から光学シート２０内へ光が入射しやすいままに維持しながら、光学シート２０内から光源１６側へ向かう光を反射して、光学シート２０から光源１６側へ出射しにくくする機能を有した層である。
【００５９】
図１に示すように、進行方向制御層４０は、基材部３８の光源１６に対面する側の面３８ｂに形成された多数の突出部４１を含んでいる。突出部４１は、基材部３８の面３８ｂから光源１６側へ向けて空気層中に突出している。多数の突出部４１は、ベース部３８の面３８ｂ上において、異なる二方向（例えば直交する二方向）に沿ってそれぞれ所定の間隔を空けて配列されている。
【００６０】
各突出部４１は、例えば、回転楕円体の一部分をなす形状、多角錐形状、多面体形状を有するようにすることができる。このような形状を有する突出部４１によれば、図４に示すように、シート部３５の側から進行方向制御層４０へ向かう光Ｌ４１のうち進行方向制御層４０で反射される光の割合を、シート部３５とは反対の側（光源１６の側）から進行方向制御層４０へ向かう光のうち進行方向制御層４０で反射される光の割合よりも大きくすることができる。具体的には、多角錐形状を有した突出部４１を用いることにより、光源１６の側から進行方向制御層４０へ向かう光のうち進行方向制御層４０で反射されることなく進行方向制御層４０を透過する光の割合を９０％程度に維持しながら、シート部３５の側から進行方向制御層４０へ向かう光Ｌ４１のうち進行方向制御層４０で反射されることなく進行方向制御層４０を通過する光の割合を５０％〜６０％までに抑えることができる。このような進行方向制御層４０の機能は、低屈折率（ｎ＝１）の空気層から空気層よりも高屈折率（ｎ１＞１）の基材部３８に入射する光Ｌ４２については全反射現象が起こり得無いが、逆に高屈折率の基材部３８から低屈折率の空気層に入射する光Ｌ４１については全反射が起こり得ることに、起因している。
【００６１】
このような進行方向制御層４０の作用により、光源１６からの光の利用効率を効果的に向上させることができる。とりわけ、この進行方向制御層４０によれば、シート部３５の側から進行方向制御層４０へ向かう光を進行方向制御層４０で全反射させてシート部３５側に向けることができる。全反射によれば、光を損失させることなく、光の進行方向を変更することができる。したがって、光源１６からの光の利用効率を極めて効果的に向上させることができる。
【００６２】
なお、単位レンズ３１がシート部３５上に配列ピッチＰで配列されるとともに、突出部４１が、単位レンズ３１の配列方向に沿って、シート部３５上に配列ピッチＰ２で配列されている場合、単位レンズ３１の配列ピッチＰと、突出部４１の配列ピッチＰ２と、が次の式（７）を満たすようになっていることが好ましい。この場合、単位レンズ３１の配列ピッチＰと突出部４１の配列ピッチＰ２とに起因したモアレの発生を防止すること（目立たなくさせること）において有効である。
Ｘ１／Ｘ２＝２／（２ｎ＋１）      ・・・式（７）
なお、式（７）中において、Ｘ１はＰおよびＰ２のいずれか一方であり、Ｘ２はＰおよびＰ２のいずれか他方であり、ｎは自然数である。なおここで、ｎは3以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましい。また、ｎの値がある程度（例えば５以上）まで大きくなると、ｎが自然数に限られることなく、モアレを有効に目立たなくさせることができる。
【００６３】
次に、以上のような構成からなる光学シート２０を製造する方法の一例について説明する。
【００６４】
まず、単位レンズ３１と、ベース部３７と、光反射部３３と、を有するレンズシート２４（図１参照）、並びに、基材部３８と、進行方向制御層４０と、を有する基材シート２６を準備する。
【００６５】
このうち、レンズシート２４は以下のようにして作製され得る。まず、上述した樹脂かなるフィルムをベース部３７として用意する。次に、ベース部３７の一方の面３７ａ上に放射線硬化型樹脂を塗布するとともに賦形して、所望の形状の単位レンズ３１を有したレンズ部３０がベース部３７上に形成される。なお、この方法に代え、レンズ部３０とベース部３７とを熔融押し出し成形によって一体的に形成するようにしてもよい。
【００６６】
次に、ベース部３７の他方の面３７ｂ上に光反射部３３を形成する。まず、ベース部３７の他方の面３７ｂの全面に、無電解めっきの核となり得る粒子を含んだ感光性材料を塗布して、感光性機能層を形成する。なお、感光性材料中の無電解めっきの核となり得る粒子としては、パラジュウム粒子を用いることができる。その後、感光性機能層に対する感光作用を有した光を用いて感光性機能層を所望のパターンで露光し、その後、現像して感光性機能層をパターニングする。なお、露光する際には、既に形成された単位レンズ３１の集光作用を適宜利用することができる。例えば、レンズ部３０を形成したベース部３７の他方の面３７ｂ上にポジ型の感光性機能層（露光部が可溶性、非露光部が不溶性になるタイプ）を形成し、図３の如くレンズ部３０側から光束ＬＦ３を入射させる。このとき、光束ＬＦ３の平行度合いを敢えて落としておくことにより、他方の面３７ｂ上のうちの透過領域３７ｂ２が形成されるべき領域のみに光束を透過させることができる。このようにして、透過領域３７ｂ２が形成されるべき領域が露光される。その後、現像して、透過領域３７ｂ２上から感光性機能層が除去され、透過領域３７ｂ２は金屬めっき非付着性部になる。次に、無電解めっきにより、光反射部３３に相當する領域のみ残留する樣にパターニングされた感光性機能層上にのみ金屬めっき層からなる光反射部３３を形成する。
【００６７】
また、以上の方法に代えて次の方法によっても、ベース部３７の他方の面３７ｂ上に光反射部３３を形成することができる。まず、ベース部３７の他方の面３７ｂの全面に、感光すると粘着性を失う感光性粘着剤を塗布して感光性機能層を形成する。その後、感光性機能層に対する感光作用を有した光を用い、上記と同様に感光性機能層を所望のパターンで露光する。感光性機能層の露光された部分に、光反射性を有する光反射性材料、例えば金属性フィルムや金属製粉等を付着させ、光反射性材料からなる光反射部を形成する。あるいは、感光性機能層の露光された部分に無電解めっきの核となり得る粒子を付着させ、その後、無電解めっきにより、感光性機能層上に金屬めっき層を設けて光反射部３３を形成する。
【００６８】
以上のようにして、レンズ部３０と、ベース部３７と、光反射部３３と、を有するレンズシート２４が得られる。
【００６９】
一方、基材シート２６は以下のようにして作製され得る。まず、上述した樹脂かなるフィルムを基材部３８として用意する。次に、基材部３８の面３８ｂ上に放射線硬化型樹脂を塗布するとともに賦形して、所望の形状の突出部４１を有した進行方向制御層４０が基材部３８上に形成される。以上のようにして、基材部３８と、進行方向制御層４０と、を有する基材シート２６が得られる。
【００７０】
最後に、レンズシート２４および基材シート２６を、接着層２８をなすようになる粘着剤によって、図１の如く接合し、光学シート２０が得られる。
【００７１】
次に、以上のような光学シート２０、面光源装置１５および液晶表示装置１０の作用について説明する。
【００７２】
図２に示すように、光源１６から出射された光は、直接または反射板１７で反射して、光学シート２０の進行方向制御層４０へ向かう。上述したように、光源１６の側から進行方向制御層４０へ向かう光の多くは、進行方向制御層４０の突出部４１において反射されることなく進行方向制御層４０内へ入射する。なお、進行方向制御層４０の突出部４１で反射された光源光Ｌ２１は、反射板１７によって反射され、再び進行方向制御層４０側へ向かうようになる。
【００７３】
進行方向制御層４０へ入射する光は、突出部４１の表面において屈折される。すなわち、光源１６からの光は、等方拡散されて進行方向制御層４０へ入射する。その後、光は、進行方向制御層４０から基材部３８へと進み、基材部３８の光拡散機能によって、さらに等方拡散される。この結果、基材部３８の観察者側の面（ベース部側の面）３８ａでは、広角度域までなだらかに広がる輝度分布を有するようになる。その後、基材部３８から観察者側へ向かう光の一部Ｌ２２はベース部３７の透過領域３７ｂ２へ進み、残りの光Ｌ２３は光反射部３３（遮光領域３７ｂ１）へ進む。
【００７４】
このとき光拡散シート２０の各寸法が上述の式（４）を満たすように設計されている場合、基材部３８からθｒ°以下の出射角度θ１°で出射し、接着層２６を介してベース部３７へ入射した光は、その後、極めて高い確率において、単位レンズ３１のレンズ面での屈折により、進路方向を正面方向に沿うように絞られる。このような絞り込み特性が得られるのは、以下に説明するよう、ベース部３７の透過領域３７ｂ２を通過した光が、その後、当該透過領域３７ｂ２に対面する単位レンズ３１に入射するようになっているからである。つまり、図９を用いて説明した従来技術と異なり、ベース部３７の透過領域３７ｂ２を通過した光（例えば、図９のＬ９３）が、当該透過領域３７ｂ２に対面する単位レンズ以外の単位レンズに入射して、単位レンズ３１が期待された光の偏向機能を発揮しなくなることを、効果的に防止しているからである。
【００７５】
ベース部３７の屈折率ｎ２と基材部３８の屈折率ｎ１とが異なる場合、図３に示すように、基材部３８からベース部３７へ入射する光Ｌ３はスネルの法則に従って屈折する。このときの光Ｌ３１の屈折角度θ２は、基材部３８からの出射角度（ベース部３７への入射角度θ１）を用いて、以下の式（８）で特定される。なお、ベース部３７および基材部３８の間には接着層２８が介在しているが、屈折角度θ２は基本的には接着層２８に影響を受けない。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２  ・・・式（８）
【００７６】
ところで、ベース部３７の透過領域３７ｂ２へ入射した光のうち、当該透過領域に対面しない単位レンズ３１へ入射しやすくなるのは、大きく傾斜した光Ｌ３１（図３参照）が、透過領域３７ｂ２の端部に入射する場合である。そして、次の式（９）が満たされる場合、透過領域３７ｂ２の端部へ入射した光が、その後に、当該透過領域に対面する単位レンズ３１へ入射するようにすることができる。
Ｔ×ｔａｎθ２≦Ｘ      ・・・式（９）
【００７７】
なお、式（１０）中のＴはベース部３７の厚みである。一方、式（９）中のＸは、主切断面（光学シート２０のシート面および単位レンズ３１の長手方向のいずれにも直交する断面）において、透過領域３７ｂ２の端部から当該透過領域に対面する単位レンズ３１の端部（谷部）３１ｂまでの、光学シート２０のシート面に沿った長さである（図３参照）。したがって、式（９）が満たされる場合、光Ｌ３１は、光学シート２０のシート面に沿って単位レンズ３１の端部３１ｂに対向する位置まで進む前に、ベース部３７から出射して単位レンズ３１内に入射するようになる。本実施の形態において、Ｘは、単位レンズ３１の配列方向に沿った光反射部３３の幅Ｗ２の半分となる。ただし、上述したように、単位レンズ３１が隙間をあけて配置されている場合には、Ｘは、単位レンズ３１の配列ピッチＰと、単位レンズ３１の配列方向に沿った単位レンズ３１の幅Ｗ１と、単位レンズ３１の配列方向に沿った光反射部３３の幅Ｗ２と、を用いて式（１０）により表される。
Ｘ＝（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２      ・・・式（１０）
【００７８】
そして、式（８）および式（１０）を用いて、式（９）からθ２およびＸを消去することにより、次の式（１１）が導き出される。
（Ｗ２−（Ｐ−Ｗ１））／２Ｔ≧ｔａｎ（ｓｉｎ-1（ｎ１・ｓｉｎθ１／ｎ２））
・・・式（１１）
上述した式（４）が満たされ、かつ、θｒ≧θ１の場合には、この式（１１）も満たされる。したがって、θｒ°以下の入射角度でベース部３７の透過領域３７ｂ２に入射した光Ｌ３２（図３参照）が、その後、当該透過領域３７ｂ２に対面する単位レンズ３１に入射するようにすることができる。これにより、θｒ°以下の入射角度でベース部３７の透過領域３７ｂ２に入射した光を、その進路方向をレンズ３０によって正面方向へ効果的に絞り込んで、光学シート２０から出射させることが可能となる。
【００７９】
とりわけ、本実施の形態において、光反射部３３は、隣り合う二つの単位レンズ３１の間に対向する位置から、シート部３５のシート面の法線に沿った平行光束ＬＦ３がレンズ部３０の側から入射した場合にシート部内の光が透過する範囲内まで、延び入っている。したがって、本実施の形態によれば、ベース部３７の屈折率ｎ２が、基材部３８の屈折率ｎ１と同一または基材部３８の屈折率ｎ１以上となっている場合、最大有効光角度θｒは単位レンズの集光機能に基づく集光角度θｆよりも大きくなる。また、例えば、ベース部３７の厚みＴを薄くすること等によって、最大有効光角度θｒをさらに大きく設定することができる。この結果、本実施の形態による光学シート２０は、図７に示す従来のレンズシート５４よりも、光の出射方向を正面方向に効果的に絞り込んで、正面方向の輝度を集中的に向上させることができる。
【００８０】
また、光学シート２０の正面視において、透過領域３７ｂ２が占める割合は、図７に示す従来のレンズシート５４におけるその割合よりも、格段に大きくなっている。上述したように、反射を何度か繰り返して光源光を透過領域３７ｂ２に導くことができるが、反射する度に数％の光を損失することになる。したがって、本実施の形態による光学シート２０は、図７に示す従来のレンズシート５４よりも、利用効率を大幅に向上させることができる。とりわけ、例えば、ベース部３７の厚みＴを薄くすること等によって、上述した光の絞り込み機能を増大させることなく、光反射部３３が占める面積を小さくすることができる。これにより、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００８１】
ここで、図５および図６に、光学シート２０の一例およびその出射方向絞り込み作用を示す。上述してきた各部の寸法が以下の式（１２）のように設定された光学シート２０を作製した。この光学シートにおいて、ベース部３７の屈折率ｎ２、基材部３８の屈折率ｎ１、および接着層２８の屈折率は、すべて１．５とした。図５は、この光学シート２０に、入射角度０°、２２．５°および４５°で入射する平行光束ＬＦ５１，ＬＦ５２，ＬＦ５３の光線追跡図である。また、図６は、この光学シートに入射角度０°、２２．５°または４５°で平行光束ＬＦ５１，ＬＦ５２，ＬＦ５３を入射させた際の出射光の光量分布を示している。
Ｐ：Ｗ１：Ｗ２：Ｔ：Ｔｒ＝１：１：０．６０：０．２９：０．８５  
・・・式（１２）
ここで、Ｔｒは、単位レンズ３１の突出長さと、ベース部３７の厚みＴと、の和である。
【００８２】
図５に示すように、光束ＬＦ５１，ＬＦ５２，ＬＦ５３に含まれるすべての光が、通過してきた透過領域３７ｂ２に対面する単位レンズ３１に入射した。また、出射光の出射方向を、正面方向側へ効果的に絞り込むことができた。
【００８３】
ただし、図６に示すように、傾斜角度が大きな光の進路方向を大きく変更して、正面方向に沿うようにすることはできなかった。つまり、最大有効光角度θｒを大きくとった場合、大きく傾斜した光の進路方向を正面方向側へ変化させることができるものの、依然として出射角度は比較的大きいままとなる。この点から、上述した式（４）中における最大有効光角度θｒを４５°以下に設定することが有用である。
【００８４】
一方、基材部３８からベース部３７の側へ向かう光のうち、透過領域３７ｂ２に入射しない光Ｌ２３（図２参照）は、光反射部３３（遮光領域３７ｂ１）へ進み、光反射部３３によって反射される。図２に示すように、光反射部３３によって反射された光Ｌ２３は、進行方向制御層４０に向かう。上述したように、進行方向制御層４０は、光源１６側から光学シート２０内へ光が入射しやすいように維持しながら、光学シート２０内から光源１６側へ向かう光を反射して、光学シート２０から光源１６側へ出射しにくくする機能を有した層である。そして、シート部３５の側から進行方向制御層４０へ向かう光Ｌ４１のうち進行方向制御層４０で反射される光の割合は４０％〜５０％にもなる。
【００８５】
とりわけ、本実施の形態によれば、進行方向制御層４０は空気層に突出する突出部４１によって形成されており、突出部をなす材料の屈折率（典型的には、樹脂としての屈折率１．４〜１．６）および空気層（屈折率１．０）の屈折率の差に起因した全反射によって、シート部３５内を光源１６の側へ進む光の進行方向を、観察者の側へ向けるようになっている。そして、全反射によれば、光を損失させることなく、光の進行方向を変更することができる。したがって、光源１６からの光の利用効率を極めて効果的に向上させることができる。
【００８６】
なお、進行方向制御層４０で反射されず、進行方向制御層４０を透過した光は、反射板１７によって反射され、再び進行方向制御層４０側へ向かうようになる。
【００８７】
以上のようにして、光源１６からの光が光学シート２０を透過する。光学シート２０から出射する光の出射角度は、レンズ部３０の配列方向に沿った面（主切断面）内において、正面方向に効果的に絞られるようになる。この結果、面光源装置１５は正面方向に高い輝度を有するようになる。
【００８８】
その後、面光源装置１５から出射した光は、液晶表示パネル１２へ入射する。このとき、面光源装置１５の光は、液晶表示パネル１２の所定の画素を通過するとともに、所定の画素では遮断される。これにより、液晶表示装置１０の表示面に所望の映像が視認されるようになる。上述したように、面光源装置１５からの光は、レンズ部３０の配列方向に沿った面内において、正面方向に絞られている。したがって、液晶表示装置１０の輝度は、レンズ部３４の配列方向に沿った面（主切断面）内において、正面方向およびその近傍で高くなる。ここで、レンズ部３０の配列方向が鉛直方向に沿う（各単位レンズの稜線方向が水平方向に沿う）ようにして光学シート２０（面光源装置１５）を液晶表示装置１０に組み込み、かつ、液晶表示装置１０の画面を鉛直面内に位置するように設置した場合、例えば家庭用テレビとして理想的な、正面輝度が高いとともに水平方向の視野角が広い液晶表示装置を得ることができる。一方、レンズ部３０の配列方向が水平方向に沿うようして光学シート２０（面光源装置１５）を液晶表示装置１０に組み込んだ場合、例えば携帯電話用ディスプレイとして理想的な、正面輝度が高いとともに横方向の視野角が絞られた液晶表示装置を得ることができる。
【００８９】
以上のような本実施の形態によれば、単位レンズ３１の頂部３１ａから光反射部３３までのシート部３５のシート面の法線に沿った長さＴｒは、当該単位レンズ３１の焦点距離Ｄｆよりも短くなっている。したがって、単位レンズ３１の頂部３１ａから光反射部３３までのシート部３５のシート面の法線に沿った長さＴｒと、シート部３５のシート面の法線に沿った平行光束がレンズ部３０の側から入射したとした場合にシート部３５内の光が透過する範囲と、に応じて、光反射部３３が占める面積を調節しておくことにより、光の利用効率を高く維持しながら、効果的に光の進路方向を絞ることができる。
【００９０】
とりわけ、本実施の形態によれば、各光反射部３３が、隣り合う二つの単位レンズ３１の間に対向する位置から、シート部３５のシート面の法線に沿った平行光束がレンズ部３０の側から入射したとした場合にシート部３５内の光が透過する範囲内まで、延び入っている。このようなレンズシート２４（光学シート２０）は、出射方向を絞り込むこと、および、光源光の利用効率を向上させることの両方において、図７に示す従来のレンズシート５４よりも優れる。
【００９１】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
【００９２】
上述した実施の形態において、単位レンズ３１がシリンドリカルレンズの如き主切断面と直交する方向に延長し柱状単位レンズを、延長方向と直交する方向に配列した線型配列（リニアアレイ）からなり、レンズ部３０がレンチキュラーレンズを構成する例を示したが、これに限られず、種々の既知の構成をレンズ部に適用することができる。例えば、レンズ部が蠅の目（フライアイ）レンズの如く球、多面体の一部から成る単位レンズをシート面内の２方向に配列した２次元配列で構成するようにすることができる。フライアイレンズを構成するレンズ部の各単位レンズは、その長軸がベース部のシート面の法線と平行に延びる回転楕円体（其の特殊な場合が球）の一部分と同一の形状を有するようにしてもよい。フライアイレンズを構成するレンズ部によれば、二つの方向（例えば、直交する二つの方向）において光の進路方向を正面方向に絞り込み、二つの方向において輝度分布を調節することができるようになる。なお、例えば、単位レンズが回転楕円体の一部分をなす外輪郭を有し、レンズ部が蠅の目レンズを構成する場合、透過領域３７ｂ２は各単位レンズの頂部の直下に配置され、遮光領域３７ｂ１は透過領域３７ｂ２を取り囲むような領域を占めるようにすることができる。
【００９３】
そして、線型配列、２次元配列の何れの場合においても、単位レンズの主切断面形状は、楕円（乃至は円）の一部、放物線、双曲線、正弦曲線等の曲線、３角形、４角形、５角形、６角形等の多角形、扇形等の直線と曲線の組合せ等各種形状から適宜選択可能である。
【００９４】
また、上述した実施の形態において、同一形状を有する単位レンズ３１がベース部３７上に隙間なく並べられている例を示したが、これに限られない。例えば、異なる形状を有する単位レンズが、ベース部３７上に配列されていてもよい。また、単位レンズが、隙間を空けて、ベース部３７上に配列されていてもよい。
【００９５】
さらに、上述した実施の形態において、同一形状を有する突出部４１が基材部３８上に並べられている例を示したが、これに限られない。例えば、異なる形状を有する突出部が、基材部３８上に配列されていてもよい。
【００９６】
さらに、上述した実施の形態において、光学シート２０（レンズシート２４）が、光源１６の直上に配置されて直下型の面光源装置１５を構成する例を示したが、これに限られない。光源１６が基材部３８（基材シート２６）の側端面に配置され、所謂エッジライト型の面光源装置を構成するようにしてもよい。また、電場発光（エレクトロルミネッセンス）を光源として用い、面光源装置を構成してもよい。
【００９７】
さらに、上述した実施の形態において、ベース部３７と基材部３８との間に接着層２８が介在する例を示したが、これに限られない。例えば、ベース部３７と基材部３８とが直接接触していてもよいし、ベース部３７と基材部３８との間に空気層が形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】図１は、本発明によるレンズシートおよび光学シートの一実施の形態の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による面光源装置の一実施の形態の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示されたレンズシートおよび光学シートの作用を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示された光学シートの進行方向制御層の作用を説明するための図である。
【図５】図５は、光学シートの一具体例に０°、２２．５°および４５°の入射角度で平行光束を入射させた場合における光線追跡図である。
【図６】図６は、光学シートの一具体例に０°、２２．５°または４５°の入射角度で平行光束を入射させた場合における出射光の光量分布を示すグラフである。
【図７】図７は、従来のレンズシートおよびその作用を説明するための図である。
【図８】図８は、図７に示された従来のレンズシートの作用および不具合点を説明するための図である。
【図９】図９は、図７に示された従来のレンズシートの作用および別の不具合点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９９】
１３  光拡散シート
１５  面光源装置
１６  光源
２０  光学シート
２４  レンズシート
２６  基材シート
２８  接着層
３０  レンズ部
３１  単位レンズ
３１ａ  頂部
３１ｂ  谷部
３３  光反射部
３５  シート部
３７  ベース部
３７ａ  一方の面
３７ｂ  他方の面
３７ｂ１  領域（遮光領域）
３７ｂ２  領域（透過領域）
３８  基材部
３８ａ  一方の面
３８ｂ  他方の面
４０  進行方向制御層
４１  突出部
【図１】
2009014837.tif 000006
【図２】
2009014837.tif 000007
【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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