JP5458754B2 - 光制御シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置及び光制御シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、入射する光の光学特性を変化して出射する光制御シート、及び、該光制御シートを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置、光制御シートの製造方法に関する。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、ＯＡ分野でカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。

この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆるエッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置としては、例えば図１５に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２を備え、その背面側に略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリルなどの透明な基材からなる導光板７９が設置されており、該導光板７９の上面（光出射側）と背面側の偏光板７３との間に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。

この導光板７９の背面側には、導光板７９に導入された光を液晶パネル７２方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部（図示省略）が印刷されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム（反射層）７７が設けられている。また、導光板７９の一側端部には、光源ランプ７６が取り付けられており、さらに、該光源ランプ７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるために光源ランプ７６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター８１が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板７９内に入射した光に指向性を付与し、光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。

また、最近では、図１６に示すように、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、拡散フィルム７８と液晶パネル７２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）７４、７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光出射面から出射され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。

一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図１７に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。
このディスプレイ装置においては、偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられるとともに、その背面側に蛍光管などからなる光源５１が設けられている。そして、光源５１から出射された光が、拡散フィルム８２で拡散させられ、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面にはリフレクター５２が配置されている。

また、このような直下型方式のバックライトユニットにおいては、正面輝度を増大させるために、図１８に示すように拡散フィルム８５上に輝度強調フィルム８６（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ、米国３Ｍ社の登録商標）を配置し、図１９に示すように、その上に拡散フィルム８２を配置したものも知られている（例えば特許文献１〜３参照）。

ＢＥＦは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムであって、この単位プリズムとしては光の波長に比較してサイズ（ピッチ）が大きいものが採用されている。このＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を観察者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。「軸上」とは、観察者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。ＢＥＦは、このように軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させるようになっている。

このようなＢＥＦを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は１方向のみに並列された状態となるため、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、２枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。

以上のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光制御シートでは、光源からの光が屈折して、制御された角度で出射されることによって、観察者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができ、これをバックライトユニットに採用したことによって、電力消費を低減しながら所望の軸上輝度の達成を可能としている。

しかしながら、図１５に示したディスプレイ装置においては、視野角の制御が拡散フィルム７８の拡散性のみに依存するため、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなるという現象が避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招くという問題があった。

一方、上記のようなＢＥＦを用いた場合であっても、観察者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する想定外の光線が存在する。光強度分布は、理想的には、図２０の実線Ａのように±９０°近辺での光強度ピークのない滑らかな凸型形状となるのが好ましいものの、このＢＥＦを用いた光制御シートから出射される光強度分布は、図２０の破線Ｂに示すように、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが認められる。これは、横方向から無駄に出射される光（サイドローブ）が増加していることを示しており、光制御シートの特性上好ましくない。

また、図１６に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルムが２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材の増加により生産コストが上昇する原因にもなっていた。

ここで、プリズムフィルムを２枚使用しない方法として、図２１に示すような四角錐型のプリズム形状を配列したり、図２２に示すように、ある方向の断面が鋸歯状で、ある方向に直交する方向の断面が台形上のプリズムを格子目に配列したりする方法（以下、ヒップルーフ形状とする）が提案されている（特許文献４参照）。

しかしながら、図２１に示す四角錐型のプリズム形状では、２方向の配光分布を調節するには、傾斜角θ８０〜θ８３を変える必要がある。最も輝度が高くなる構成は傾斜角θ８０〜θ８３が４５度の四角錐だが、どちらか一方向の視野範囲を拡げたい、又は狭めたいといった場合、傾斜角θ８０〜θ８３の少なくとも１つを大きくする、又は小さくする必要がある。しかしながら傾斜角θ８０〜θ８３を４５度から変えてしまうと輝度が低下してしまうという問題が生じる。

図２２に示すヒップルーフ形状を採用した場合、傾斜角θ９０〜９３を変更せずにプリズム頂部の長さLを変更することで二方向の配光分布を調整することは可能である。しかし、最も輝度が高くなるのは、プリズム頂部の長さが無限大である状態が最も輝度が高い。すなわち、ＢＥＦのような形状が、最も輝度が高くなる。これはＢＥＦのような形状が、背面側から入射した光をプリズム構造で、反射し、再度背面側に反射させる効率（以下、再帰反射率とする）が優れているためである。

プリズム構造で、再帰反射された光は、バックライトユニットの背面側にある光反射板によって反射され、再度プリズム構造に入射され、観察者側に集光されたり、背面側に再帰反射されたりする。
再帰反射した光が、バックライトユニットの背面側にある光反射板によって反射され、再度プリズム構造に入射する確率は、９０％〜９５％と高く、再帰反射光の利用効率は、非常に大きい。
そのため、プリズムから観察者側に出射した光で、正面方向に偏向されない場合は無駄な光となり、むしろ再帰反射光として背面側に戻した方が光の利用効率は向上する。
そのため、再帰反射率の大きいプリズム、あるいはレンズ形状を用いることで、観察者側の輝度が大きくなる。

図２３を参照して、ヒップルーフ形状の再帰反射率が小さい理由を説明する。
図２３（ａ）（ｂ）は、ＢＥＦでの光が再帰反射する様子を表した光線図である。図２３（ａ）はプリズム方向の断面図であり、図２３（ｂ）はストライプ方向の断面図である。
図２３（ｃ）（ｄ）が、ヒップルーフ形状での光が再帰反射する様子を表した光線図である。図２３（ｃ）は鋸歯形状の断面図であり、図２３（ｄ）は台形の断面図である。

ＢＥＦの場合、例えば光線Ｋ１のように、プリズム方向の断面図では正面方向に略平行であり、ストライプ方向の断面図では、正面方向に対して角度を有して入射した場合、まず入射面で屈折し光線Ｋ２となる。
次に、光線Ｋ２はプリズム面８７に入射し、反射し光線Ｋ３となり、さらに対向するプリズム面８７に入射して反射し光線Ｋ４となり、背面側に偏向され光線Ｋ４となり、そして入射面から屈折して出射し光線Ｋ５となる。

ヒップルーフ形状の場合、光線Ｋ１と同様に鋸歯形状の断面図では正面方向に略平行であり、台形の断面図では、正面方向に対して角度を有して入射した光線Ｋ１１、まず入射面で屈折し光線Ｋ１２となる。
光線Ｋ１２は、ヒップルーフの鋸歯形状の斜面１１０ｃに入射して反射し光線Ｋ１３となり、光線Ｋ１２が入射した斜面１１０ｃに対向する斜面１１０ｃに入射せずに、台形形状の斜面１１０ｄに入射する。そして、光線Ｋ１３は、斜面１１０ｄで反射し、背面側に偏向され光線Ｋ１４となるが、光線Ｋ４と異なり入射面への入射角度が大きくなるため、入射面で反射して光線Ｋ１５となる。

光線Ｋ１４の入射面に対する入射角が大きくなる理由は、光線Ｋ１３を背面側に偏向する斜面が、光線Ｋ１２を反射した斜面１１０ｃに対向している斜面１１０ｃではなく、斜面１１０ｃと交差している斜面１１０ｄによって、光線Ｋ１３を背面側に偏向するためである。
そして、光線Ｋ１５は、再度斜面１１０ｄに入射し、屈折して光線Ｋ１６として出射する。
このため、ヒップルーフ形状では、ＢＥＦと比較して、再帰反射率が小さくなってしまうので、結果として輝度も低下する問題が生じてしまう。

さらに、図２１に示す四角錐型のプリズム形状や図２１に示すヒップルーフ形状では、形状を形成する際の歩留まりが低いという課題があった。
これは、独立した構造を格子目上に配列するため、押出し成形法や、ＵＶ成形法、射出成形のように、型と樹脂を圧着して硬化して形成する製造方法では、樹脂に気体が混入した際に、気体が独立した構造内に閉じ込められ逃げ場がないため、型と基材の間に残留し、プリズムシート内部に、気泡が形成されてしまう（図１３（ｂ））。気泡が形成されると、気泡とプリズムシートとの間に大きな屈折率差が発生し、気泡のある領域と気泡がない領域で異なる配光特性が生じる。そのため、ディスプレイ装置に設置した場合、気泡のある領域が観察者に目視され、画面上の欠陥として視認される課題が生じる。

特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報 特開平６−３０８４８５号公報

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、１枚の光制御シートにて２方向の配光調整を可能とすることで部品点数を少なくして、かつ光の利用効率及び輝度を高くすることができるとともに、配光分布の調整が用意で、かつ製造方法が容易な光制御シートを提供することを目的とする。
また、１枚の光制御シートにて２方向の配光調整を可能とすることで部品点数を少なくして、かつ光の利用効率及び輝度を高くすることができるとともに、配光分布の調整が用意で、かつ製造方法が容易なバックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学シートは、入射する光の光学特性を制御して出射する光制御シートであって、第１の基準面上に位置する下底面と、前記第１の基準面と略平行な第２の基準面上に位置する上底面と、これら下底面及び上底面にそれぞれ接続される互いに対向する一対の第１の斜面とを備え、略台形状をなす第１の断面形状を第１の方向に延在させてなる第１のレンズを有し、前記上底面上に位置し略多角形状をなす底面と、前記第１の方向に平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第２の斜面と、前記第１の方向に交差する第２の方向に平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第３の斜面と、前記第２の斜面と前記第３の斜面とに接続された頂部とを有する第２のレンズを備え、複数の前記第２のレンズが前記第１のレンズの上底面に隙間なく並設されており、前記下底面の前記第１の方向と直交する第３の方向の距離をＰ１、前記上底面の前記第３の方向の距離をＰ２とした際に、０＜Ｐ２／Ｐ１≦０．５の関係が成立し、前記第１の方向と前記第２の方向とが略直交し、前記第２の方向と前記第３の方向とが略一致し、前記第１の斜面と前記第２の基準面とがなす第１の傾斜角度と、前記第２の斜面と前記第２の基準面とがなす第２の傾斜角度とが略同一であり、前記第１の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されており、前記第２の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されており、前記第３の斜面と前記第２の基準面とがなす第３の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されていることを特徴とする。

本発明に係るバックライトユニットは、上記光制御シートと、該光制御シートに光を照射する光源とを備えることを特徴としている。

本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う画像表示部とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る光制御シートの製造方法は、上記光制御シートの製造方法であって、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの逆形状を有する型に樹脂を圧着して硬化させることで、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを形成することを特徴としている。

本発明は光制御シートによれば、１枚の光制御シートにて２方向の配光調整を可能とすることで部品点数を少なくして、かつ光の利用効率及び輝度を高くすることができるとともに、配光分布の調整が用意で、かつ製造方法が容易な光制御シートを提供することが可能となる。
また、１枚の光制御シートにて２方向の配光調整を可能とすることで部品点数を少なくして、かつ光の利用効率及び輝度を高くすることができるとともに、配光分布の調整が用意で、かつ製造方法が容易なバックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することが可能となる。

本実施形態のディスプレイ装置の断面図である。 点光源を説明する図である。 点光源ユニットを説明する図である。 半導体レーザーを用いた点光源を説明する図である。 点光源の配置を説明する図である。 本実施形態の光制御シートを説明する図である。 本実施形態の光制御シートと従来の光制御シートとの配光調整の分布を示すグラフである。 本実施形態の光制御シートと従来の光制御シートの再帰反射率の分布を示すグラフである。 本実施形態の光制御シートにおいて、再帰反射率が向上する理由を説明する図である。 本実施形態の光制御シートと従来の光制御シートとの再帰反射率の分布を示すグラフである。 本実施形態の光制御シートと従来の光制御シートとの再帰反射率の分布を示すグラフである。 本実施形態の光制御シートを説明する図である。 本実施形態の光制御シートを作製する際に用いられる型である 本実施形態の光制御シートと従来の光制御シートとの成形方法を説明する図である。 従来技術の導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置の縦断面図である。 拡散フィルムと液晶パネルとの間に従来技術のプリズムフィルムを設けたディスプレイ装置の縦断面図である。 従来技術の直下型方式のバックライトユニットを備えたディスプレイ装置の縦断面図である。 従来技術のプリズムフィルムを備えた光制御シートの斜視図である。 従来技術のプリズムフィルムを備えた光制御シートが配置されたディスプレイ装置の要部の縦断面図である。 従来技術のプリズムフィルムを備えた光制御シートの光強度分布を示す図である。 従来技術の四角錐形状の光制御シートを説明する図である。 従来技術のヒップルーフ形状の光制御シートを説明する図である。 従来技術の再帰反射率の低下理由を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施形態のディスプレイ装置の縦断面図である。なお、図１において各構成要素の縮図は実際とは一致しない。

図１に示すように、本発明の実施形態にかかるディスプレイ装置２７は、観察者側Ｆへ光を照射するバックライトユニット１３の上に、表示部（画面表示部）２１を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、表示部２１から観察者側Fに向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示するものである。尚、以下では、図１の上方向を観察者側Ｆとし、下方向を背面側と称する。

バックライトユニット１３は、表示部２１の光入射側に臨ませて配置された照明光路制御用の光制御シート１、拡散板２５及び光源４１を備えている。また、光源４１の背面側には、拡散板２５や光制御シート１によって反射された光を再度利用するための光反射板４３が配置されている。

光源４１は、表示部２１の画像表示に用いる光Ｈを供給するものである。ここで、本願発明に用いられる光源４１としては、以下のような線光源や点光源が挙げられる。

光源４１が線光源の場合、細径の棒状の冷陰極管が用いられる。なお、線光源としては冷陰極管に限定されず、他のものであってもよい。即ち、光源４１は、冷陰極管の他、通常の蛍光管、熱陰極管、外部電極管、水銀レス希ガス蛍光ランプ、列状に配置された発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）、半導体レーザ等を線状光源として用いることができる。この中でも、特に、冷陰極管、外部電極管又、列状に配列されたＬＥＤを用いることが好ましい。

また、導光板の平行溝と同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面及び底面にＬＥＤを配置したＬＥＤ光源を光源４１として用いてもよい。このようなＬＥＤ光源は、導光体の上面及び底面からＬＥＤの光を入射して導光体の側面からＬＥＤの光を出射することができる。

光源４１として線光源を用いた場合、隣接する線光源の中心間の距離は１５ｍｍ〜１５０ｍｍに設定されていることが好ましく、特に２０ｍｍ〜６０ｍｍに設定されていることがより好ましい。線光源の中心間の距離を上記範囲とすることにより、バックライトユニット１３の消費電力を低減できるとともに、当該バックライトユニット１３の組み立てが容易になり、かつ発光面の輝度ムラを抑えることができる。

なお、隣接する線光源の中心間の距離は、全ての箇所で一様に均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。部分的に変化する場合とは、例えば、バックライトユニット１３の中央箇所などにおいて点光源間の間隔が狭まるような場合等である。

光源４１としての線光源の中心位置と拡散板２５の入射面との最短距離の寸法は、２ ｍｍ〜３０ｍｍ以下に設置することが好ましく、特に、５ｍｍ〜２５ｍｍに設定することがより好ましい。

光源４１が線光源である場合において、その本数は、特に限定されない。例えば、バックライトユニット１３を３２インチのディスプレイ装置２７に用いる場合には、線光源の数としては、例えば、１６本、１４本、１２本、８本等の偶数本や、奇数本とすることができる。

光源４１として点光源を用いた場合、水銀レスで発光効率が高いＬＥＤを採用することが好ましく、例えば下記の構成のものが挙げられる。

図２（ａ）は、携帯電話等のモバイル機器に用いられる白色ＬＥＤ４６である。この白色ＬＥＤ４６は、青色に発光する青色ＬＥＤ素子５０をＬＥＤ用レンズ４６で覆うことにより構成されており、ＬＥＤ用レンズ４６のレンズ内面には黄色に発光する蛍光体５１が塗工されている。これにより、擬似白色として発光するようになっている。この構成の白色ＬＥＤ４６は、単色の青色ＬＥＤ素子５０に蛍光体５１を覆うのみで擬似白色発光が実現できる利点ある。
なお、光源４１としては、上述の白色ＬＥＤ４６に限定されず、一つの単色ＬＥＤ素子に少なくとも１種類以上の蛍光体で覆ったものであれば他の構成であってもよい。

上記発光体としては、遷移金属イオンと呼ばれる元素を発光中心として結晶母体に賦活された蛍光体でもよい。または、これらの金属酸化物、有機金属錯体でもよい。これらとしては、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）等が挙げられる。
上記発光体となる蛍光体の結晶母体としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳや、ＢａＡｌ２Ｓ４、ＳｒＡｌ２Ｓ４、ＣａＡｌ２Ｓ４等のＩＩａ−ＩＩＩ−ＩＶ型、ＢａＡｌ２Ｓ４、ＢａＡｌ４Ｓ７、ＣａＡｌ２Ｓ４、Ｓｒ２Ａｌ２Ｓ４等のＩＩｘ−ＩＩＩｙ−ＩＶｚ型等の硫化物、ＺｎＯ、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣｄＯ、Ｙ２Ｏ３、ＣａＧａ２Ｏ３、Ｚｎ２ＧｅＯ４、（Ｙ２Ｏ３）０．６−（ＧｅＯ２）０．４等の酸化物、Ｙ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、ＳｒＳｉ６Ｎ８、ＬａＡｌ（Ｓｉ６−ｚ）Ｎ１０−ｚＯｚ（ＪＥＭ）、ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２で表される（ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ）アルカリ土類窒化物、ＭｘＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌｍ＋ｎＯｎＮ１６−ｎで表される（ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ）α-サイアロン、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚで表されるβ−サイアロン、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＣａＡｌＳｉＮ３で表されるＣＡＳＮ等が挙げられる。

上述の青色ＬＥＤ素子５０に蛍光体５１を覆う構成である白色ＬＥＤ４６を使用する場合、蛍光体５１は、黄色に発光する蛍光体を用いることが好ましい。黄色に発光する蛍光体としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系などが挙げられる。
黄色に発光する蛍光体を用いることで、高い発光効率（ｌｍ／Ｗ）の白色ＬＥＤ４６を得ることが可能となる。この理由は、人間の目が、オレンジから黄色の波長（約５５５ｎｍ付近）に光の波長スペクトルを集中すると少ないエネルギーでも明るく感じる（視感度が高い）性質があるためである。このため、この視感度の高い波長にスペクトルを集中した黄色の蛍光体５１と青色ＬＥＤ素子５０とを組み合わせることによって視覚上では大変に明るい白色ＬＥＤ４６が得ることができる。

また、蛍光体５１は、赤色に発光する蛍光体と緑色に発光する蛍光体の組合せを用いてもよい。上述の組合せの蛍光体を用いることで、白色ＬＥＤ４６の発光する波長スペクトルの分布が広がるため、ディスプレイ装置として使用する際の表示可能な色範囲を広げることが可能となり、画質が向上するため好ましい。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のＬＥＤ用レンズ５３にプリズム５３ａを付加したものである。このプリズム５３ａによって白色ＬＥＤ４６から出射される光の配光分布を調整することができる。

図２（ｃ）は、擬似白色発光するＬＥＤの他の方式として、単色に発光するＬＥＤ素子（赤色ＬＥＤ素子４８、緑色ＬＥＤ素子４９、青色ＬＥＤ素子５０）を組み合わせて、擬似白色に発光する構成のものである。この場合、上述のような図２（ａ）の場合と比較して、蛍光体５１がＬＥＤ素子からの発熱で劣化する問題を回避でき、また各ＬＥＤ素子の光量を調節することで任意の色彩を得ることができる。

図３は、単色に発光する単色ＬＥＤ（赤色ＬＥＤ５４、緑色ＬＥＤ５５、青色ＬＥＤ５６）を組み合わせて点光源ユニットとして構成したものである。この場合、図３（ｂ）のように赤色ＬＥＤ５４、緑色ＬＥＤ５５、青色ＬＥＤ５６を一個ずつ組み合わせて点光源ユニット５２として構成してもよいし、図３（ｃ）のように、光出力が弱い色（例えば、緑色ＬＥＤ５５）を複数個配置して点光源ユニット５２として構成してもよい。

このような点光源ユニット５２を形成することで、各色のＬＥＤを時分割で発色させるフィールドシーケンシャル法を用いてカラー表示させる構成にすることも可能である。
この点光源ユニット５２を形成する場合、ＬＥＤの数は限定されない。点光源ユニット５２を複数配置する場合には、隣接する点光源ユニット５２同士では対向するＬＥＤの発光色が異なるものをされていることが好ましい。対向するＬＥＤの発光色を同一とした場合、発光色の強度が強くなり、観察者側Ｆから色ムラとして視認されるおそれがあるためである。

また、光源４１として点光源を用いる場合には、上述のＬＥＤの他、例えば図４に示すように、単色の半導体レーザー（赤色半導体レーザー５７、緑色半導体レーザー５８、青色半導体レーザー５９）の光を、ファイバ６０に通して混色し、半導体レーザー用レンズ６１から出射する構成のものであってもよい。
この他、光源４１として通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプ等の点光源を用いてもよい。

また、上記各点光源を組み合わせることで上述の点光源ユニット５２を構成してもよい。一例として、白色ＬＥＤ４６と単色ＬＥＤである赤色ＬＥＤとを組み合わせて点光源ユニットを構成してもよい。このような構成では、赤色ＬＥＤの赤色光を発光することにより、白色ＬＥＤの白色光に赤色を補色することが可能となる。そのため、色再現性の向上が可能となる。

なお、上述の点光源４１や点光源ユニット５２を配置箇所別に分割駆動してもよい。これにより、明るい画像を表示する箇所の点光源４１及び点光源ユニット５２を発光させるとともに暗い画像を表示する箇所の点光源４１及び点光源ユニット５２を消灯させ又は発光量を小さくさせることで、明暗の差を大きくさせることができる。よって、画像のコントラストを大きくすることが可能となる。

次に、光源４１として点光源を用いた場合の配置の態様について説明する。図５は、複数の光源４１又は点光源ユニット５２の配置態様を模式的に示す平面図である。
複数の光源４１又は点光源ユニット５２を配置する第１の態様としては、図５（ａ）に示すように、バックライトユニット１３の面方向に沿って所定の間隔で配置した構成が挙げられる。
また、第２の態様としては、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）における光源４１又は点光源ユニット５２のＣ１〜Ｃ４を取り除いた構成、即ち、四角形の四頂点のそれぞれに点光源４１又は点光源ユニット５２を配置し、さらに、この四角形の対角線の交点に点光源４１又点光源ユニット５２を配置したような構成が挙げられる。
さらに、第３の態様としては、図５（ｃ）に示すように、正六角形が連続して形成されたハニカム構造の各頂点に光源４１又点光源ユニット５２をそれぞれ配置したような構成が挙げられる。
その他、図５（ｄ）に示すように点光源４１又は点光源ユニット５２を線状に配置したような構成としてもよい。

以上のような態様において、光源４１又は点光源ユニット５２同士の間隔は、全ての箇所において一様に均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。部分的に変化する場合とは、例えば、バックライトユニット１３の中央箇所などにおいて光源４１間の間隔が狭まる場合等である。

なお、隣接する点光源ユニット５２の中心間の距離は、１５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、特に２０ｍｍ〜６０ｍｍであることがより好ましい。このような範囲とすることにより、バックライトユニット１３の消費電力を低減できるとともに、当該装置の組み立てが容易になり、かつ発光面の輝度ムラを抑えることができる。

点光源４１又は点光源ユニット５２の中心と拡散板２５の入射面との最短距離の寸法は、バックライトユニット１３の厚みと輝度の均一度を考慮して設計すればよいが、１ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましく、特に３ｍｍ〜２５ｍｍであることがより好ましい。これによって、輝度ムラを低減でき、かつ光源４１の発光効率の低下を防ぐことができる。併せて、バックライトユニット１３全体の厚さを薄くできる。

なお、本実施形態においては、上述のような直下型方式のバックライトユニット１３を採用しているが、これに代えて、反射板内に複数の光源が配置され、その側方に光源から入射する光を観察者側Ｆに射出する導光板が配置されたエッジライト方式を採用してもよい。ことで構成されている。

光源４１から発光した光の一部は、当該光源４１の背面側に設置された反射板４３に入射して正面側へと反射される。反射板４３は、光源４１からの光を反射することができるものであればいかなる材料で形成してもよく、例えばＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーや空気を混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明又は白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは、表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。

この反射板４３は、鏡面反射でなく拡散反射であることが好ましい。拡散反射にすることで、光制御シート１から再帰反射した光が拡散反射される際に、光の偏光がランダム化されたり、入射角度がランダム化される。これによって、再度光制御シート１に入射した際に、観察者側Ｆに集光する確率を向上させることが可能となる。

光源４１から出射した光は、直接的に、又は、反射板４３での反射を介して拡散板２５の入射面に入射する。この拡散板２５に入射した光は、拡散板２５の入射面の凹凸構造、拡散板２５内部の拡散領域と透明樹脂との屈折率差、及び、拡散板２５の出射面の凹凸構造により拡散される。

拡散板２５は、透明樹脂に光拡散領域を分散させることで構成されている。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。

上記光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。また、先に記載した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。

光拡散領域として上記光拡散粒子を用いた場合には、拡散板２５の厚さを０．１〜５ｍｍとすることが好ましい。拡散板２５の厚みが０．１〜５ｍｍである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、０．１ｍｍ未満の場合には、拡散性能が足りず、５ｍｍを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じるため好ましくない。

なお、前記透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いてもよい。熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散板２５の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような拡散板２５として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを挙げることができる。白色ＰＥＴは、ＰＥＴと相溶性のない樹脂や酸化チタン（ＴｉＯ２ ）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ４ ）のようなフィラーをＰＥＴに分散させた後、該ＰＥＴを２軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。

なお、熱可塑性樹脂からなる拡散板２５は、少なくとも１軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも１軸方向に延伸されれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー，アクリロニトリルポリスチレン共重合体及びこれらを成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。

光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散板２５の厚さが２５〜５００μｍであることが好ましい。拡散板２５の厚さが２５μｍ未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散板２５の厚さが５００μｍを超える場合には、光学性能に格別問題はないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さのメリットが少なくなるので好ましくない。

さらに拡散板２５の表面には凹凸形状（図示せず）を形成してもよい。この凹凸形状により拡散板２５から出射する光を拡散して、光の均一性をより向上することができる。この場合、凹凸形状は中心線平均粗さＲａが３μｍ〜１，０００μｍであるプリズム形状、またはレンズ形状が好ましい。プリズム形状の場合、プリズム形状は多角形が好ましく、そのプリズム頂角は４０度〜１７０度、プリズムのピッチは２０μｍ〜７００μｍが好ましい。またプリズム形状は角錐形状、角錐台形状でもよい。また上述の凹凸形状は、凹凸形状に入射する光の照度又は輝度に対応して形状を変化してもよく、例えば、凹凸形状に入射する光の照度又は輝度が大きい領域では、上述のプリズム頂角を小さくしてもよい。
また、凹凸形状は、梨地状などのマット面に形成してもよい。さらに、この場合の拡散板の全光線透過率は４０％以上９８％以下、ヘイズは２０％〜１００％、吸水率は０．２５％以下が好ましい。

なお、上記のような拡散板２５は、公知の技術である共押出成型法、射出成形法、熱プレス法、注形重合法等を用いて製造することができる。
また、拡散板２５に凹凸形状をつける方法としては、上述の共押出形成法、射出成形法で拡散板２５を形成中に、凹凸形状を賦型するための金型に圧力をかけて密着させ、凹凸形状を転写することができる。あるいは、拡散板２５の入射面、あるいは射出面に、ＵＶ硬化樹脂などのような放射線硬化樹脂を用いて成形することもできる。たとえば、共押出法により拡散板２５を板状部材として成形した後に、拡散板２５の入射面、あるいは射出面に凹凸形状をＵＶ成形して形成することができる。

また凹凸形状を形成したフィルムを別体として形成して、接着材又は粘着材からなる接合層を介して、凹凸形状を形成したフィルムと拡散板２５を張り合わせて形成してもよい。

上述の凹凸形状のフィルム製造方法として、透光性フィルム上にＵＶや放射線硬化樹脂（ＵＶや放射線で硬化する材料を含む樹脂であれば特に種類は限定しない）を用いて成形してもよい。ここで透光性フィルムとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレートやＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等の光学的に透明な部材を使用するのが好ましい。
またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成してもよい。

拡散板２５から出射された光は、光制御シート１の入射面に入射する。この光制御シート１は、入射した光を出射面から出射する際に、光の光学特性、即ち、出射方向、範囲、色、輝度分布何れか１つを少なくとも制御する。

本実施形態の光制御シート１は、図１及び図６に示すように、光透過基材６の観察者側Ｆを向く面に複数の第１のレンズ３が形成され、さらに該第１のレンズ３上に第２のレンズ５が形成されることで構成されている。
なお、図６（ａ）は本実施形態の光制御シートのレンズ形状の斜視図であり、図６（ｂ）は本実施形態の光制御シートのレンズ形状の上面図であり、図６（ｃ）は本実施形態の光制御シートのレンズ形状のｘ方向と直交する断面図であり、図６（ｄ）は本実施形態の光制御シートのレンズ形状のｙ方向と直交する断面図である。

光透過基材６は、図１に示すように、略板状又はシート状をなす透明の部材であって、背面側を向く一方の面が入射面６ａとされ、正面方向を向く他方の面が出射面６ｂとされている。
この光透過基材６の出射面６ｂは、平坦状をなす第１の基準面２上に配置されており、該第１の基準面２から正面方向に一定距離離間した平面が、第１の基準面２と略平行をなす第２の基準面４とされている。

第１のレンズ３は、図６（ｃ）に示すように、上記第１基準面２上、即ち、光透過基材６の出射面６ｂ上に位置する下底面３ａと、上記第２の基準面４上に位置する上底面３ｂと、これら下底面３ａ及び３ｂにそれぞれ接続されて互いに対向する一対の第１の斜面３ｃとを備えている。即ち、ｘ方向に沿った方向を第１の方向ｘとすると第１のレンズ３は、図６（ｃ）に示す略台形状をなす第１の断面形状３ｄを、光透過基材６の出射面６ｂ（第１の基準面２）に沿った第１の方向ｘに延在させた略台形プリズム形状をなしている。
このような第１のレンズ３は、図１に示すように、光透過基材６の出射面６ｂ上に互いに平行に複数が隙間なく並設されている。

なお、下底面３ａ、上底面３ｂ及び第１の斜面３ｃはそれぞれ矩形状をなしており、第１の断面形状３ｂは、下底面３ａを下底とするとともに上底面３ｂを下底よりも長さの短い上底とし、さらに一対の第１の斜面３ｃを互いに長さの等しい一対の斜辺とした等脚台形状をなしている。

第２のレンズ５は、第２の基準面４上、即ち、第１のレンズ３の上底面３ｂ上に位置する四角形状をなす底面５ａと、第１の方向ｘに平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第２の斜面５ｂと、第１の方向ｘに交差する第２の方向ｙに平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第３の斜面５ｃと、第２の斜面５ｂ及び第３の斜面５ｃに接続された頂部５ｄとを備えた形状をなしている。
なお、上述では、底面５ａを四角形にした場合について説明したが、第２のレンズ５が第２の斜面５ｂ、第３の斜面５ｃ、頂部５ｄを少なくとも有する構造であれば、底面５ａは四角形以外の多角形でもよい。
例えば、底面５ａを三角形にして、三角錐形状の第２のレンズ５を第１のレンズ３の上に隙間無く配置してもよい。

ここで、上記第２の方向ｙは、第１の方向ｘに交差するとともに第２の基準面４に沿った方向であり、特に、本実施形態においては、第１の方向ｘに直交する方向とされている。なお、この第２の方向ｙは、第１の方向ｘに交差していればよく、必ずしも第１の方向ｘに直交していなくともよい。
また、第２のレンズ５の底面５ａは、第１の方向ｘと第２の方向ｙとに沿った４辺を備えた四角形であり、この四角形の４辺のうち第１の方向ｘに沿った２辺は、第１のレンズ３における一対の第１の斜面３ｃの上端に接続されている。
このような第２のレンズ５は、図６（ｄ）に示すように、第１のレンズ３の上底面３ｂ上に互いに平行に第１の方向に沿って複数が隙間なく並設されている。

ここで、第１の方向ｘに直交し、かつ、第１の基準面３及び第２の基準面４に沿った方向を第３の方向ｙとする。なお、本実施形態においては、第２の方向ｙが第１の方向ｘに直交しているため、第３の方向と第２の方向はともにｙ方向に沿った方向とされている。
また、下底面３ａの第３の方向ｙの距離をＰ１、上底面３ｂの第３の方向ｙの距離をＰ２、底面５ａと第１の斜面３ｃの接する部分における第２レンズ５の１個分の距離をＰ３、第１の斜面３ｃと第２の基準面４とがなす第１の傾斜角度をθ１、第２の斜面５ｂと第２の基準面４とがなす第２の傾斜角度をθ２、第３の斜面５ｃと第２の基準面４とがなす第３の傾斜角度をθ３、頂部５ｄの第３の方向ｙの距離をＬとする。

第１のレンズ３及び第２レンズ５に入射した光は、第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｃや第３の斜面５ｄに入射して、一部の光は屈折して観察者側Ｆに出射され、他の光は反射して背面側に出射され再帰反射される。

ここで、光制御シート１において、光を効率よく集光するには、光の集光に付与しない平坦面を設けないことが好ましい。そこで、本実施形態の光制御シート１においては、第１のレンズ３上に第２のレンズ５を隙間無く配列することにより、光の集光に付与しない平坦面が存在しない形状とされている。これにより、２方向に対して集光機能を向上させることができる。
さらに、光制御シート１の光透過基材６上に第１のレンズ３が隙間無く配列されているため、光の集光に付与しない平坦面はやはり存在せず、集光機能の向上が図られている。

本実施形態の光制御シート１は、第１のレンズ３上に第２のレンズ５を配置することで、配光が調整できる範囲を大きくすることが可能となる。さらに、上記パラメータθ１〜θ３、あるいはＬとＰ１の比を調整することで、ｘ方向に対する配光と、ｙ方向に対する配光を調整することが可能となる。

図２１に示すヒップルーフ形状においても、θ９０〜９３、あるいはＬとＰ１の比を調整することでｘ方向に対する配光と、ｙ方向に対する配光を調整することが可能となるが、本実施形態と比較して、配光の調整範囲が小さい。
それは、ＬとＰ１の比を変更しても、台形形状の断面方向の集光能力を鋸歯形状の断面方向の集光能力よりも大きくすることができないためである。
台形形状の断面方向の集光能力が最も大きいのは、θ９０、θ９１を４５度、Ｌ／Ｐ１を０％、すなわち四角錐形状した場合である。ここからＬ／Ｐ１を大きくすると台形形状の断面方向の集光能力は小さくなる。θ９２、θ９３の値を４５度から変化することで、鋸歯形状の断面方向の集光能力を小さくして、相対的に台形形状の断面方向の集光能力を鋸歯形状の断面方向の集光能力よりも大きくすることは可能であるが、ヒップルーフ形状全体の集光能力が低下し、輝度が小さくなるため好ましくない。

図７に光制御シート１の配光調整の分布のグラフを示す。図７においては、横軸がＬ／Ｐ１を、縦軸が半値角度を示している。
実施形態の光制御シート１については、θ１〜θ３を４５度、Ｐ３／Ｐ１を１／６として、Ｌ／Ｐ１を０％から８０％まで変化させたシミュレーション結果を丸点でプロットした。
また比較例として、ヒップルーフ形状で、θ９０〜９３を４５度としてＬ／Ｐ１を０％から９０％まで変化させたシミュレーション結果を×でプロットした。
なお、半値角度とは、観察者側Ｆから観察し正面方向（角度０）の輝度を基準として、角度を有して観察し輝度が基準の輝度の半分になった角度である。

図７から、本実施形態の光制御シート１ではＬ／Ｐ１の調整により、Ｌ／Ｐ１が０％〜３０％では第３の方向ｙの集光能力が相対的に大きく、Ｌ／Ｐ１が５０％〜８０％では第３の方向ｙの集光能力が相対的に大きく、Ｌ／Ｐ１が４０％では、第１の方向ｘ、第２の方向ｙの集光能力は同等となることがわかった。
一方、ヒップルーフは、Ｌ／Ｐ１が１０％〜８０％では鋸歯形状の断面方向の集光能力が相対的に大きく、Ｌ／Ｐ１が０％では、鋸歯形状の断面方向、台形状の断面方向の集光能力は同等となる。しかし、台形状の断面方向の集光能力は、鋸歯形状の断面方向の集光能力より大きくならないことがわかった。
したがって、本実施形態の光制御シート１は、配光が調整可能な範囲がヒップルーフ形状より大きいことが判明した。

配光特性は、バックライトユニット１３やディスプレイ装置２７の設置場所、要求特性に応じて適宜設計してよく、θ１〜θ３、Ｌ／Ｐ１を任意の値にすることで配光の調整を行うことが可能となる。

例えば、本実施形態のディスプレイ装置２７をテレビ用途として使用する場合、ディスプレイ装置の水平方向の半値角が広いことが望ましい。テレビを観察する際、水平方向の様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら本実施形態のディスプレイ装置２７を広告看板用途等として使用する場合、垂直方向の半値角度が広いことが望ましい場合が生じる。

また、本実施形態の光制御シート１によれば、再帰反射率が高く、輝度を向上させることが可能となる。
図８に光制御シート１への入射角度毎の再帰反射率の分布のグラフを示す。図８においては、横軸が光の入射角度を示し、縦軸が再帰反射率を示している。
なお、光制御シート１については、θ１〜θ３を４５度、Ｐ３／Ｐ１を１／６として、Ｌ／Ｐ１を１０％（図８（ａ））とした場合と、Ｌ／Ｐ１を８０％にした場合（図８（ｂ））のシミュレーション結果を示している。
また、比較例として、ヒップルーフ形状で、θ９０〜９３を４５度としてＬ／Ｐ１を１０％（図８（ａ））とした場合と、Ｌ／Ｐ１を８０％にした場合（図８（ｂ））のシミュレーション結果を示した。

図８（ａ）より、本実施形態の光制御シート１においては、光の入射角度が３５度〜８５度の範囲において、再帰反射率が同じＬ／Ｐ１であるヒップルーフ形状よりも大きくなっていることがわかる。
この理由を、図９（ｂ）及び図９（ｃ）を用いて説明する。

図９は、従来のプリズム（図９（ａ））、ヒップルーフ形状（図９（ｂ））、実施形態の光制御シート１（図１２（ｃ）〜（ｄ））に光線が入射角度６０度で入射した場合の光線の光路を示す図である。

図９においては、入射角度６０度で入射した場合の光線の一例として、光線Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１、Ｋ５１の光路を示す。光線Ｋ２１、Ｋ３１、Ｋ４１、Ｋ５１は、ｘ方向では角度を有さず正面方向に略平行であり、ｙ方向では正面方向に対して６０度の角度を有して入射する光線である。

図９（ａ）は、従来プリズムでの光線の光路を示した図である。
ｘ方向では角度を有さず正面方向に略平行であり、ｙ方向では正面方向に対して６０度の角度を有して入射する光線Ｋ２１は、入射面で屈折し光線Ｋ２２となり、斜面８７で反射され光線Ｋ２３となる。光線Ｋ２３は、光線Ｋ２２が入射した斜面８７と対向する斜面８７に小さい入射角度で入射するため、斜面８７で反射せずに透過し、光線Ｋ２４となり出射する。
光線Ｋ２４は、正面方向と大きな角度を有して出射されるため、正面方向の輝度向上に付与せず、光の利用効率の低下が発生する。

図９（ｂ）は、ヒップルーフ形状での光線の光路を示した図である。
ｘ方向では角度を有さず正面方向に略平行であり、ｙ方向では正面方向に対して６０度の角度を有して入射する光線Ｋ３１は、入射面で屈折し光線Ｋ３２となり、斜面１１０ｂで反射され光線Ｋ３３となる。
光線Ｋ３３は、斜面１１０ｂと交差する斜面１１０ｃのにて反射し光線Ｋ３４となり、光線Ｋ３３が入射した斜面１１０ｃと対向する斜面１１０ｃにて反射し、背面側に偏向され入射面に入射する光線Ｋ３５となる。
光線Ｋ３５は、入射面に対して大きな入射角度を有するため、透過せずに反射し観察側Ｆに偏向され光線Ｋ３６となる。光線Ｋ３６は、光線Ｋ３２が入射した斜面１１０ｂと対向する斜面１１０ｂに入射して屈折され、光線Ｋ３７として観察者側に出射する。光線Ｋ３７は、正面方向と大きな角度を有して出射されるため、正面方向の輝度向上に付与せず、光の利用効率の低下が発生する。

図９（ｃ）は、本実施形態の光制御シート１での光線の光路を示した図である。
ｘ方向では角度を有さず正面方向に略平行であり、ｙ方向では正面方向に対して６０度の角度を有して入射する光線Ｋ４１は、入射面で屈折し光線Ｋ４２となり、第１の斜面３ｃで反射され光線Ｋ４３となる。
光線Ｋ４３は、第１のレンズ３を透過し、第２のレンズ５の第３の斜面５ｃにて反射し光線Ｋ４４となり、光線Ｋ４３が入射した第３の斜面５ｃと対向する第３の斜面５ｃにて反射し、背面側に偏向され光線Ｋ４５となる。

図９（ｂ）のヒップルーフ形状での光線Ｋ３５と異なり、光線Ｋ４５は入射面に入射せず光線Ｋ４２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射する（図中では、第１の斜面３ｃに入射している）
これは、第２レンズ５に入射するまでに背面側に偏向する確率が低く、第２レンズ５にて背面側に偏向する確率が高いからである。そのため、光線Ｋ４３のｙ方向に対する移動距離が、光線Ｋ３３と比較して大きくなり、結果として、光線Ｋ４２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂの近くにて、光線Ｋ４４が背面側に偏向されるため、光線Ｋ４５は、光線Ｋ４２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射する確率が高くなる。
光線Ｋ４５は、第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂにて反射し、入射面への入射角度が光線Ｋ４５より小さくなった光線Ｋ４６となる。光線Ｋ４６は、入射面に対する入射角度が小さいため、反射せずに透過する確率が高く、屈折して光線Ｋ４７となり再帰反射光となる。

上述のように、ｘ方向の断面状で光線Ｋ４３を背面側に偏向する斜面を有していない第１のレンズ３の上に、ｘ方向の断面状で光線Ｋ４３を背面側に偏向する第３の斜面５ｃを有する第２のレンズ５を設けることで、光線Ｋ４３のｙ方向に対する移動距離を大きくさせ、背面側に偏向された光線Ｋ４５を第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂにてさらに反射し、入射面への入射角度を小さくすることが可能となる。
結果として、図８（ａ）に示すように入射角度３５度〜８５度の範囲の再帰反射率が大きくなり、光制御シート１全体の再帰反射率が大きくなる。その結果、光の利用効率が向上し、輝度が向上する。

ところが、図８（ｂ）においてＬ／Ｐ１を８０％にした場合では、入射角度３５度〜８５度の範囲の再帰反射率が小さくなり、結果としてＬ／Ｐ１が同じヒップルーフ形状よりも再帰反射率が小さくなる。

この理由を、図９（ｄ）を用いて説明する。図９（ｄ）に示す光制御シート１は、図９（ｃ）に示す光制御シート１と比較して第１レンズの高さが小さく、Ｐ２が大きくなっている。
ｘ方向では角度を有さず正面方向に略平行であり、ｙ方向では正面方向に対して６０度の角度を有して入射する光線Ｋ５１は、入射面で屈折し光線Ｋ５２となり、第１の斜面３ｃで反射し光線Ｋ５３となる。
図９において、光線Ｋ５３は、第１のレンズ３を透過し、第２のレンズ５の第３の斜面５ｃにて反射し光線Ｋ５４となり、光線Ｋ５３が入射した第３の斜面５ｃと対向する第３の斜面５ｃにて反射し、背面側に偏向され光線Ｋ５５となる。

この光線Ｋ５５は、図９（ｃ）の光線Ｋ４５と異なり、光線Ｋ５５は光線Ｋ５２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射せずに入射面に入射する。これは、図９（ｃ）と異なり、光線Ｋ５３が、短い距離で第２レンズ５に入射するため、光線５３のｙ方向に対する移動距離が小さい状態で背面側に偏向する確率が高くなるからである。
結果として、光線Ｋ５２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂの遠くで、光線Ｋ５４が背面側に偏向されるため、光線Ｋ５５は、光線Ｋ５２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射せずに入射面に入射する確率が高くなる。

第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂにて入射せずに反射しない場合、光線Ｋ５５の入射面への入射角度が光線Ｋ４５より大きく入射するため、入射面で反射し、観察者側Ｆに偏向された光線Ｋ５６となる。光線Ｋ５６は、光線Ｋ５２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射する。光線Ｋ５６は、第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに小さい入射角度で入射するので、反射せず屈折して透過し光線Ｋ５７となる。光線Ｋ５７は、正面方向と大きな角度を有して出射するため、正面方向の輝度向上に付与せず、光の利用効率の低下が発生する。

上述のように、第１のレンズ３の高さが充分に高くない場合、光線Ｋ５３がｙ方向に対する移動距離が不十分であるため、光線Ｋ５５が光線Ｋ５２が入射した第１の斜面３ｃに対向する第１の斜面３ｃ、あるいは第２の斜面５ｂに入射せず、結果として、光線Ｋ５５が入射面に大きい入射角度で入射して反射するため、再帰反射光とならない。
そのため、図１１（ｂ）に示すように、入射角度３５度〜８５度の範囲の再帰反射率が小さくなり、光制御シート全体の再帰反射率が小さくなる。その結果、光の利用効率が低下し、輝度が減少する。

図１０、図１１及び表１は、光制御シート１において、θ１〜θ３を４５度として、Ｐ３／Ｐ１を１／３〜１／２０、Ｌ／Ｐ１を０％〜９０％の範囲でのシミュレーション結果である。

図１０において、鎖線は１方向にのみ集光作用を有する従来プリズムの再帰反射率を示しており、一点鎖線は四角錐形状のプリズムの再帰反射率を示している。また×のプロットは、ヒップルーフ形状の再帰反射率を示している。菱形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／３の再帰反射率であり、丸形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／６の再帰反射率であり、三角形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／１０の再帰反射率であり、四角形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／２０の再帰反射率である。

図１０における光制御シート１のプロットにおいて、プロット点が白抜き表示されているものはＰ２／Ｐ１が０％以上５０％以下であり、プロット点が相対的に大きく表示されているものはＰ２／Ｐ１が８０％を超えているものである。

図１１において、鎖線は１方向にのみ集光作用を有する従来プリズムの再帰反射率を示しており、一点鎖線は四角錐形状のプリズムの再帰反射率を示している。菱形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／３の再帰反射率であり、丸形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／６の再帰反射率であり、三角形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／１０の再帰反射率であり、四角形のプロットは本実施形態の光制御シート１のＰ３／Ｐ１が１／２０の再帰反射率である。

図１０及び図１１で示すように、本実施形態の光制御シート１においてはＰ２／Ｐ１、及びＬ／Ｐ１の値によらず、四角錐形状の再帰反射率を上回っている。
即ち、本実施形態の光制御シート１の構成を用いることで、２方向の配光調整が可能であり、四角錐より再帰反射率が高く、結果として光の利用効率が大きい光制御シートを提供することが可能となる。

また、図１０に示すように、本実施形態の光制御シート１は、ヒップルーフ形状と比較すると、Ｌ／Ｐ１が同じ場合では、Ｐ２／Ｐ１が０％以上８０％以下で再帰反射率が同等以上となる。
即ち、実施形態の光制御シート１の構成で、Ｐ２／Ｐ１が０％以上８０％以下とすることで、２方向の配光調整が可能であり、かつヒップルーフ形状と比較して再帰反射率が同等以上で、結果として光の利用効率がヒップルーフ形状と同等以上の光制御シートを提供することが可能となる。

さらに、図１０及び図１１に示すように、本実施形態の光制御シート１は、１方向にのみ集光作用を有する従来プリズムと比較すると、Ｐ２／Ｐ１が０％以上５０％以下で再帰反射率が同等以上となる。
即ち、本実施形態の光制御シートの構成で、Ｐ２／Ｐ１が０％以上５０％以下とすることで、２方向の配光調整が可能であり、かつ１方向にのみ集光作用を有する従来プリズムと比較して再帰反射率が同等以上で、結果として光の利用効率が従来プリズムと同等以上の光制御シートを提供することが可能となる。

ここで、本実施形態の光制御シート１においては、高輝度なディスプレイ装置２７を得るための上記傾斜角度θ１〜θ３は３５度〜５５度の範囲に設定されていることが好ましく、特に、４０度〜５０度の範囲に設定されていることがより好ましい。
上記の範囲にすることで、充分な再帰反射率を得ることが可能となり、結果として、光の利用効率の高い光制御シートを得ることが可能となる。

また図６（ｂ）に示されるように、第１の方向ｘと第２の方向とがなす角は略９０度であることが望ましい。即ち、第２の方向が第３の方向と一致してともにｙ方向に沿った方向とされていることが望ましい。これにより、観察者側Ｆからディスプレイ装置２７を平面視したとき、水平方向と垂直方向とに集光効果が得られるため、光の利用効率が大きくなる。

さらに、本実施形態の光制御シート１においては、図１２に示すように、第１の傾斜角度θ１と、第２の傾斜角度θ２が同一に設定されていることが好ましい。
これにより、第１のレンズ３と第２のレンズ５との第３の方向ｙに対する集光能力、再帰反射能力を一致させることが可能となるため、光制御シート１全体の光の利用効率を向上させることができる。

ここまで、第１のレンズ３の断面、即ち第１の断面形状３ｄが等脚台形状であり、第２のレンズ５の断面が三角形状である場合について説明してきたが、第１のレンズ３のレンズ形状と第２のレンズ５とのレンズ形状は任意に選択することが可能である。
例えば、第１のレンズ３及び第２のレンズ５の形状として凸レンチキュラー形状を挙げることができる。凸レンチキュラーは、一方向にのみ形成された場合、視野範囲の広いディスプレイ装置２７が得られるが、一方で観察者側Ｆへの集光効果は弱いため高輝度が得難いという欠点がある。この点、凸レンチキュラーの頂部に第２のレンズとして凸レンチキュラーを形成することにより、第１の方向ｘと第３の方向ｙとの２方向の集光効果が得られるため、視野範囲が広く且つ高輝度なディスプレイ装置２７を得ることができる。

光制御シート１の製法としては、図１３に示されるような光制御シート１を作製する型７を用意し、該型の逆版をおこして型とすることで、本実施形態の光制御シート１を作製することが可能である。図１３中の第１凸部７ａにより第１のレンズ３が形成され、第２凸部７ｂにより第２のレンズ５が形成される。

上述のようなレンズ形状は、透光性基材６上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されてもよいし、、または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって成形されてもよい。

本実施形態の光制御シート１は、第１の断面３ｄを延在させた形状である第１のレンズ３上に、第２のレンズ５を形成することで、上述の型と樹脂を用いた製造方法の歩留まりを向上する効果を得ることができる。

即ち、図２１に示す四角錐型のプリズム形状や、図２２示すヒップルーフ形状では、形状を形成する際の歩留まりが低いという課題があった。
これは、独立した構造を格子目上に配列するため、押出し成形法や、ＵＶ成形法、射出成形のように、型７と樹脂を圧着して硬化して形成する製造方法では、樹脂に気泡９が混入した際に、気泡９が独立した構造内に閉じ込められ逃げ場がないため、型９と基材の間に残留し、プリズムシート１１０内部に、気泡が形成されてしまうことに起因する（図１４（ｂ））。気泡が形成されると、気泡とプリズムシートとの間に大きな屈折率差が発生し、気泡のある領域と気泡がない領域で異なる配光特性が生じる。そのため、ディスプレイ装置に設置した場合、気泡のある領域が観察者に目視され、画面上の欠陥として視認される課題が生じる。

この点、本実施形態の光制御シート１においては、図１４（ａ）に示すように、樹脂と型の間に気泡が発生すると、気泡９は第２のレンズ５内に閉じ込められずに、第１のレンズ３内に移動する。第１のレンズ３は延在された形状であるため、気泡９は閉じ込められることがない。したがって、光制御シート１内部に気泡が形成することを防ぐことが可能となる。
結果として、２方向に集光効果を有する光制御シート１の製造において歩留まりを向上することが可能となる。

上述の気泡の発生を防止する方法は、特に押出成形法や、ＵＶ成形法などの「Ｒ ｔｏ Ｒ法」に用いられるシリンダー形状の型に、シート状の樹脂を圧着して成形する方法に有効である。この「Ｒ ｔｏ Ｒ」法に用いられるシリンダー形状の型では、型と樹脂を短時間で圧着するため、型と樹脂との間にある気泡を除去するための脱泡処理を施す時間がない。
そのため、本実施形態の光制御シート１の形状を採用することで、「Ｒ ｔｏ Ｒ法」に用いられるシリンダー形状の型での製造方法において、気泡が混入することなく、効率的に製造できるため好ましい。

さらに、ＰＥＴなどの透過基材上に樹脂を塗布して、樹脂と型を圧着して効果させるＵＶ成形法などの製法の場合、気泡は透過基材内に移動できないため、図２１に示す四角錐型のプリズム形状や、図２２に示すヒップルーフ形状では気泡９が独立した構造内に閉じ込められる確率がより大きくなる。そのため、本実施形態の形状を採用することによる歩留まりの向上、相対的に大きくなり好ましい。ＵＶ成形法は、押出し成形法と比較して、成形の精度が高いので、本実施形態を用いることで、形状の精度が高く、歩留まりの高い光制御シート１の製造が可能となる。

また、本実施形態の光制御シート１においては、各Ｐ１同士及び各Ｐ３同士がそれぞれ略等しく設定されていることが望ましい。
なお、Ｐ１あるいは、Ｐ３を不均一にしてもよい。不均一にすることで、表示部２１の周期構造と、光制御シート１の構造とのモアレ干渉縞の発生をより低減することが可能である。
しかし、各Ｐ１同士及び各Ｐ３同士を略等しく設定して上述のモアレ干渉縞が発生しない場合、Ｐ１及びＰ３を不均一にすることは好ましくない。その理由は、Ｐ１及びＰ３を不均一にした場合、光制御シート１にスジムラが発生し、ディスプレイ装置２７に使用する場合、観察者側Ｆから観察され問題が生じる可能性があるためである。

本実施形態の光制御シート１においては、第１の方向ｘ又は第３の方向ｙを、ディスプレイ装置２７の水平方向、あるいは垂直方向に対して０度〜４５度の角度を有して設置してもよく、特に当該角度を３度〜２０度の範囲に設定することが好ましい。
上述の角度を有して設置することで、表示部２１の周期構造と、光制御シート１のレンズ形状とのモアレ干渉縞の発生をより低減することが可能である。
しかし、第１の方向ｘ又は第３の方向ｙを、ディスプレイ装置２７の水平方向、あるいは垂直方向に対して略一致した状態で、上述のモアレ干渉縞が発生しない場合、角度を有して光制御シート１を設置することは好ましくない。角度を有して光制御シート１を設置した場合、例えばディスプレイ装置２７をテレビ用途として使用する際に、Ｈｏ方向の視野角を最大にすることができないため、視野角が不足する問題が生じるため望ましくない。

また本実施形態の光制御シート１においては、ディスプレイ装置２７の水平方向に対して、第１の方向ｘを略平行にしてもよく、あるいは第３の方向ｙを略平行にしてもよい。同様に、ディスプレイ装置２７の垂直方向に対して、第１の方向ｘを略平行にしてもよく、あるいは第３の方向ｙを略平行にしてもよい。
ディスプレイ装置２７の水平方向、垂直方向に対して、第１の方向ｘ、あるいは第３の方向ｙのどちらを略平行に設置するかは、ディスプレイ装置２７に要求される配光分布にあわせて設置すればよい。
例えば、本発明のディスプレイ装置２７をテレビ用途として使用する場合、ディスプレイ装置の水平方向の半値角が広いことが望ましい。テレビを観察する際、水平方向の様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら本発明のディスプレイ装置２７を広告看板用途等として使用する場合、垂直方向の半値角度が広いことが望ましい場合が生じる。

また ディスプレイ装置２７の水平方向、垂直方向に対して、第１の方向ｘ、あるいは第３の方向ｙのどちらを略平行に設置するかは、表示部２１の周期構造にあわせて設置してもよい。
カラー表示を行うディスプレイ装置の場合は、表示部２１の画素は、１画素を３色（赤、緑、青）あるいは５色（赤、緑、青、シアン、黄色）に分割する。そのため表示部２１の周期構造は、周期構造のピッチが小さい方向と、その直交する方向に周期構造のピッチが大きい方向とが存在する。
光制御シート１のレンズ形状と、表示部２１の周期構造とのモアレ干渉縞の発生を低減するには、光制御シート１のレンズ形状のＰ１、あるいはＰ３の値が小さい方向と、表示部２１の周期構造のピッチが小さい方向とを略平行することが好ましい。
すなわちＰ１が小さい場合は第３の方向ｙを、Ｐ３が小さい場合は第１の方向ｘを表示部２１の周期構造のピッチが小さい方向を略平行とすることが好ましい。
特に、Ｐ３をＰ１よりも小さくすると、Ｐ２／Ｐ１の範囲を広くとることが可能となるため、Ｐ３をＰ１より小さくし、第１の方向ｘを表示部２１の周期構造のピッチが小さい方向を略平行とすることが好ましい。

さらに、光制御シート１においては、Ｐ１の値が３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲に設定されていることが好ましく、特に５０μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましい。Ｐ１が２００μｍを超えた場合、表示部２１の周期構造と、光制御シート１の第１のレンズ３とのモアレ干渉縞が発生するため好ましくない。ピッチＰ１が３０μｍ未満の場合、光制御シート１の製造する際に使用する型の製造において、ピッチＰ１が小さくなるにつれて製造時間がより必要になり、かつ、傷による形状変化の影響が大きくなるので、製造効率が下がってしまい、コストアップの要因となってしまうので好ましくない。

本実施形態の光制御シート１においては、Ｐ３の値が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲に設定されていることが好ましく、特に１５μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましい。Ｐ３が２００μｍを超えた場合、表示部２１の周期構造と、第２のレンズ５とのモアレ干渉縞が発生するため、望ましくない。Ｐ３が１０μｍ未満の場合、光制御シート１の製造する際に使用する型の製造において、Ｐ３が小さくなるにつれて製造時間がより必要になり、かつキズによる形状変化の影響が大きくなるので、製造効率が下がってしまい、コストアップの要因となってしまうので好ましくない。

光制御シート１の厚みに関しては光学特性への影響よりはむしろ製造プロセスあるいは要求される光制御シート１の物理特性等により決定される。例えば、ＵＶ成形により光制御構造を形成した場合、その光透過基材６の厚さは、５０ｕｍ以下だとシワが出てしまうので、５０μｍを超える必要がある。さらにまた使用するバックライト・ユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角３７インチサイズ以上のディスプレイ装置２７においては光透過基材６の厚さは０．０５ｍｍから３ｍｍの範囲に設定することが好ましい。

上記のような光制御シート１から出射された光は、表示部２１に入射する。表示部２１から観察者側Ｆに向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示する。

表示部２１は、２枚の偏光板（偏光フィルム）３１、３３と、その間に狭持された液晶パネル３２とからなる。液晶パネル３２は、たとえば、２枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。
バックライトユニット１３から出射された光は、偏光板３３を介して液晶部３２に入射され、偏光板３１を介して観察者側Ｆに出射される。

表示部２１は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、光制御シート１により、観察者側Ｆへの輝度が向上されるとともに光強度の視角度依存性が低減され、さらに、ランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。

また、表示部２１は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。

なお、ディスプレイ装置２７は、上記のような表示部２１を備える液晶表示装置としているが、少なくともバックライトユニット１３を含んだ構成であれば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、バックライトユニット１３からの光を表示光として画像表示を行う画像表示部の種類は問わない。

なお、本実施形態においては、ディスプレイ装置２７に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。これによって、画像品位をより向上させることができる。

本実施形態でのディスプレイ装置２７は、上述の光制御シート１により集光・拡散特性を向上させた光を利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を表示部２１に表示することができる。

また、ディスプレイ装置２７においては、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する表示部２１で、先に記載のバックライトユニット１３により集光・拡散特性を向上させた光を利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることが可能となる。

さらに、ディスプレイ装置２７においては、表示部２１が液晶表示素子であり、バックライトユニット１３により集光・拡散特性を向上させた光を利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。

以上、本実施形態での実施形態について詳細に説明したが、本実施形態の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく多少の設計変更等も可能である

（実施例１）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて光透過基材６の厚みを２５０ｕｍとして光制御シート１を押出成形法により作製した。第１のレンズ３の第１の断面形状３ｄを台形状、第２のレンズ５の底面を長方形、第１の傾斜角度θ１を４５度、第２の傾斜角度θ２を４５度、第３の傾斜角度θ３を４５度、Ｐ１を１００μｍ、Ｐ２を８３．３μｍ、Ｐ３を３３．３μｍ、Ｌを５０μｍとして、Ｐ２／Ｐ１を８３．３％、Ｌ／Ｐ１を５０％とした。

（実施例２）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて光透過基材６の厚みを２５０ｕｍとして光制御シート１を押出成形法により作製した。第１のレンズ３の第１の断面形状３ｄを台形状、第２のレンズ５の底面を長方形、第１の傾斜角度θ１を４５度、第２の傾斜角度θ２を４５度、第３の傾斜角度θ３を４５度、Ｐ１を１００μｍ、Ｐ２を７０μｍ、Ｐ３を２０μｍ、Ｌを５０μｍとして、Ｐ２／Ｐ１を７０％、Ｌ／Ｐ１を５０％とした。

（実施例３）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて光透過基材６の厚みを２５０ｕｍとして光制御シート１を押出成形法により作製した。第１のレンズ３の第１の断面形状３ｄを台形状、第２のレンズ５の底面を長方形、第１の傾斜角度θ１を４５度、第２の傾斜角度θ２を４５度、第３の傾斜角度θ３を４５度、Ｐ１を１００μｍ、Ｐ２を４０μｍ、Ｐ３を２０μｍ、Ｌを２０μｍとして、Ｐ２／Ｐ１を４０％、Ｌ／Ｐ１を２０％とした。

（実施例４）
実施例３と同じ型を使用して、屈折率１・５８５のＵＶ硬化型樹脂を用いて光制御シート１をＵＶ成形法により作成した。

（比較例１）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて基材の厚みを２５０μｍとして、頂角が９０度、傾斜角度４５度、ピッチが５０μｍの三角プリズム形状の光制御シートを押出成形法により作製した。

（比較例２）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて基材の厚みを２５０μｍとして、頂角が９０度、傾斜角度４５度、ピッチが５０μｍの底面が正方形の四角錐形状の光制御シートを押出成形法により作製した。

（比較例３）
ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）を用いて基材の厚みを２５０μｍとして、傾斜角度が４５度、台形形状のピッチが１００μｍ、鋸歯形状のピッチが５０μｍ、Ｌが５０μｍとして、Ｌ／Ｐ１が５０％のヒップルーフ形状の光制御シートを押出成形法により作製した。

実施例１〜４、比較例１〜３で作製した光制御シート１と、をバックライト１３に配置し、その輝度を測定した。バックライト１３の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＣＣＦＬを配置し、その上（観察者側Ｆ）に拡散板２５、光制御シート１を順に配置して構成した。
また、光制御シート１に気泡が形成されているかを目視評価にて確認した。その測定結果を表２に示す。輝度の値は、比較例２を基準として相対値である。

表２より、実施例１〜４と比較例２〜３を比較すると、実施例においては、気泡の発生がなく、光制御シート１が作成できたことがわかった。

実施例１〜４と、比較例２とを比較すると、実施形態に対応する実施例１〜４の光制御シート１を採用することで、四角錐形状のレンズ形状をなす光制御シートよりも輝度が上昇することが確認された。

実施例１〜２と、比較例３とを比較すると、実施例においては、０＜Ｐ２／Ｐ１≦０．８を満たすことにより、同じＬ／Ｐ１のヒップルーフ形状のレンズ形状をなす光制御シートより、輝度が上昇することが確認された。

実施例２〜３と、比較例１とを比較すると、実施例においては、０＜Ｐ２／Ｐ１≦０．５を満たすことにより、１方向のみ集光機能を有する従来プリズムの形状の光制御シートより、輝度が上昇することが確認された。。
また、ＵＶ成形法を採用することで、レンズ形状の精度が向上し、輝度が上昇することが確認された。

１ 光制御シート
２ 第１の基準面
３ 第１のレンズ
３ａ 下底面
３ｂ 上底面
３ｃ 第１の斜面
３ｄ 第１の断面形状
４ 第２の基準面
５ 第２のレンズ
５ａ 底面
５ｂ 第２の斜面
５ｃ 第３の斜面
１３ バックライトユニット
２５ 拡散板
２７ ディスプレイ装置
５３ａ プリズム

Claims (4)

1. 入射する光の光学特性を制御して出射する光制御シートであって、
   第１の基準面上に位置する下底面と、
   前記第１の基準面と略平行な第２の基準面上に位置する上底面と、
   これら下底面及び上底面にそれぞれ接続される互いに対向する一対の第１の斜面とを備え、略台形状をなす第１の断面形状を第１の方向に延在させてなる第１のレンズを有し、
   前記上底面上に位置し略多角形状をなす底面と、
   前記第１の方向に平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第２の斜面と、
   前記第１の方向に交差する第２の方向に平行な底辺を有して互いに対向して傾斜する一対の第３の斜面と、
   前記第２の斜面と前記第３の斜面とに接続された頂部とを有する第２のレンズを備え、
   複数の前記第２のレンズが前記第１のレンズの上底面に隙間なく並設されており、
   前記下底面の前記第１の方向と直交する第３の方向の距離をＰ１、
   前記上底面の前記第３の方向の距離をＰ２とした際に、
   ０＜Ｐ２／Ｐ１≦０．５
   の関係が成立し、
   前記第１の方向と前記第２の方向とが略直交し、前記第２の方向と前記第３の方向とが略一致し、
   前記第１の斜面と前記第２の基準面とがなす第１の傾斜角度と、前記第２の斜面と前記第２の基準面とがなす第２の傾斜角度とが略同一であり、
   前記第１の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されており、
   前記第２の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されており、前記第３の斜面と前記第２の基準面とがなす第３の傾斜角度が、４０〜５０°の範囲に設定されていることを特徴とする光制御シート。
2. 請求項１に記載の光制御シートと、
   該光制御シートに光を照射する光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
3. 請求項２に記載されたバックライトユニットと、
   該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う画像表示部とを備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光制御シートの製造方法であって、
   前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの逆形状を有する型に樹脂を圧着して硬化させることで、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを形成することを特徴とする光制御シートの製造方法。

Images