JP2010197919A - 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】各フレネルレンズ面１ａを領域Ｒごとに傾斜させると共に、各フレネルレンズ面１ａを凹面にすることにより、観察角の斜め方向へのずれによる急激な輝度の低下を防止すると共に、光源の位置ずれによる正面輝度の低下を防止することができる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを提供する。
【解決手段】平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート１において、平凸リニアフレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面１ａを、隣接する複数のフレネルレンズ面１ａごとに複数の領域Ｒに区分けし、これらの領域Ｒの各フレネルレンズ面１ａを、当該フレネルレンズ面１ａにおける本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に代えて凹状の曲面にすると共に、領域Ｒが隣接する双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、凸型フレネルレンズ状や凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート、及び、この光学シートを用いた液晶ディスプレイ等のバックライトユニットに関するものである。

テレビ受像機やパーソナルコンピュータ等に用いられる液晶ディスプレイのバックライトは、液晶パネルの背後に拡散シート等を介して複数本の線光源を配置した直下ライト方式と、液晶パネルの背後に拡散シート等を介して導光板を配置し、この導光板の側方の線光源からの光を液晶パネルの背面に導くエッジライト方式等がある。

テレビ受像機に用いられる液晶ディスプレイにおける直下ライト方式の従来のバックライトユニットは、線光源である直管形のＣＣＦＬ（冷陰極管）を複数本平行に並べた手前側に拡散シート（拡散板も含む）や輝度向上シート等を配置したものであり、この拡散シート等の手前側に液晶パネルが配置される。また、拡散シート等に代えて、又は、これらに加えて、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いたバックライトユニットも従来からあった（例えば、特許文献１参照。）。平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いると、平凸型シリンドリカルレンズを配置した場合と同様に、直管形のＣＣＦＬから放射状に出射される光を集光して平行光線として液晶パネルに導くことができ、しかも、平凸型シリンドリカルレンズよりもレンズ厚を薄くできるので、バックライトユニットの大幅な軽量小型化とコストダウンを図ることができる。

上記光学シートを用いた従来のバックライトユニットの構成例を図１１に示す。このバックライトユニットは、光学シート１の下方（背後側）に、長手方向を前後方向に向けた直管型のＣＣＦＬ２を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置したものであり、これらのＣＣＦＬ２の下方には、下向きに出射された光を有効利用するための反射板３を配置している。そして、液晶パネル４は、この光学シート１の上方（手前側）に配置される。また、この光学シート１の上方の液晶パネル４との間には、拡散シート等が配置される場合もある。光学シート１は、透明なポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂シートを、直下の各ＣＣＦＬ２に対応させてそれぞれ平凸型リニアフレネルレンズ状に形成したものである。

ここで、図１２に示すように、平凸型リニアフレネルレンズ１１は、平凸型シリンドリカルレンズ１２の凸状の上曲面１２ａを、左右方向に直交する面Ｄで複数に分割して下方に押し下げることにより上下方向のレンズ厚を薄くしたレンズである。従って、この平凸型リニアフレネルレンズ１１の上面には、本来の平凸型シリンドリカルレンズ１２の凸状の上曲面１２ａを左右方向に分割したそれぞれの曲面形状を有する複数のフレネルレンズ面１１ａと、隣接する各フレネルレンズ面１１ａの端が段差状になった間を繋ぐ側平面であるフレネル分割面１１ｂとが形成されることになる。

なお、各フレネルレンズ面１１ａは、製造上の都合により、図１２に示すように上端の高さが揃うように形成されることが多い。また、図１２に示す平凸型リニアフレネルレンズ１１は、図面を見やすくするために、フレネルレンズ面１１ａの分割数を８分割としているが、実際にはさらに多数に分割されるので、レンズ厚も十分に薄くなる（図１３も同様）。

上記平凸型リニアフレネルレンズ１１は、平凸型シリンドリカルレンズ１２と同様の集光作用を有するので、下方に配置したＣＣＦＬ２から上方の左右方向に放射状に広がる光を集光して、上向きの平行光として出射する。従って、この平凸型リニアフレネルレンズ１１のフレネルレンズ面１１ａやフレネル分割面１１ｂと同様の形状を１組とし、この形状の組を各ＣＣＦＬ２に対応させて複数左右に並べて上面を形成した光学シート１をバックライトユニットに用いると、この光学シート１から出射して液晶パネル４を通過する光が、パネル面に垂直な上向き成分の多い光となるので、液晶ディスプレイの正面輝度を高めることができるようになる。

ところで、上記平凸型リニアフレネルレンズ１１では、フレネル分割面１１ｂで多数に分割された各フレネルレンズ面１１ａが円筒面等の凸状の曲面となるが、実際には、図１３に示すように、この凸状の曲面に近似させた平面によって各フレネルレンズ面１３ａを構成した平凸型リニアフレネルレンズ１３を用いることが多い。この平凸型リニアフレネルレンズ１３は、フレネル分割面１３ｂによって分割された各フレネルレンズ面１３ａが、対応する曲面のフレネルレンズ面１１ａの平均的な傾斜角度、即ちこのフレネルレンズ面１１ａにおける左右方向の中央部付近の傾斜角度を備えた平面によって構成されたものである。

上記平凸型リニアフレネルレンズ１３は、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の中央部付近から出射する光については、対応する曲面のフレネルレンズ面１１ａから出射する光と同様に上方を向く垂直な光となるが、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の端部から出射する光は、曲面との傾斜角度の誤差によって、垂直よりも左右方向に僅かに傾いて広がった光となる。もっとも、フレネルレンズ面１３ａの分割数が十分に多ければ、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の幅が狭くなり、曲面との傾斜角度の誤差も無視できるようになるので、曲面のフレネルレンズ面１１ａを備えた平凸型リニアフレネルレンズ１１と同等の機能を果たすことができる。

ところが、従来の光学シート１を用いたバックライトユニットは、液晶パネル４のパネル面に垂直な上向き成分の多い光が特に多いので、液晶ディスプレイの正面輝度が高くなっても、観察角がこの正面（真上）から僅かに左右の斜め方向にずれただけで輝度が極端に低下するという問題があった。しかも、液晶パネル４が広視野角化を図ったものであったとしても、この広い視野角の周辺部分ではバックライトの輝度が低くなるために、広視野角化の性能を十分に発揮させることができないという問題もあった。

また、光学シート１における各平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心位置の直下に正確にＣＣＦＬ２が配置されず、左右方向に位置ずれした場合には、液晶パネル４を通過する光がパネル面に垂直ではなく、少し傾斜した光となるので、最も輝度の高い位置が液晶ディスプレイの真正面から少しずれることになる。このため、液晶ディスプレイの真正面位置での正面輝度が低下するだけでなく、一部のＣＣＦＬ２のみが位置ずれしていた場合には、液晶ディスプレイの画面上に輝度ムラが生じるという問題もあった。

さらに、従来の光学シート１を用いたバックライトユニットを液晶ディスプレイ以外の他の用途の面光源として用いた場合にも、配光特性が上向き（正面）方向にほとんど限定されるために、用途によっては、高価な拡散シート等を追加して用いる必要が生じるという問題もあった。

特開２００５−３３８６１１号公報

本発明は、各フレネルレンズ面を領域ごとに傾斜させると共に、各フレネルレンズ面を凹面にすることにより、観察角の斜め方向へのずれによる急激な輝度の低下を防止すると共に、光源の位置ずれによる正面輝度の低下を防止することができる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを提供しようとするものである。

請求項１に係る光学シートは、凸型フレネルレンズ状の光学シートにおいて、フレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面を、隣接する複数のフレネルレンズ面ごとに複数の領域に区分けし、これらの領域の各フレネルレンズ面を、当該フレネルレンズ面における本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に代えて凹状の曲面にすると共に、領域が隣接する双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させたことを特徴とする。

請求項２に係る光学シートは、凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートにおいて、リニアフレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面を、隣接する複数のフレネルレンズ面ごとに複数の領域に区分けし、これらの領域の各フレネルレンズ面を、当該フレネルレンズ面における本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に代えて凹状の曲面にすると共に、領域が隣接する双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光学シートにおいて、前記各フレネルレンズ面が０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下のピッチでリニアフレネルレンズ状に分割されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載の光学シートにおいて、前記各フレネルレンズ面が、このフレネルレンズ面の分割ピッチの１／２以上であり、１つの凸型シリンドリカルレンズに対応した凸型リニアフレネルレンズ状の部分における分割方向の長さ以下の半径の円筒内面からなる凹面に形成されたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学シートにおいて、前記光学シートが拡散剤を含有する透光性材料からなることを特徴とする。

請求項６に係る光学シートを用いたバックライトユニットは、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光学シートを１以上の光源の手前側に配置したことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、凸型フレネルレンズ状によって光学シート全体としては集光作用を有するが、複数に区分けされた各領域ごとに各フレネルレンズ面が端部側ほど傾斜しているので、これらの各領域ごとに光をある程度拡散させることができる。このため、光学シートを見るときの観察角が斜め方向にずれたときの輝度が正面輝度よりも極端に低下するのを防止することができる。また、微小幅の各フレネルレンズ面が凹面になっているので、これらの各フレネルレンズ面ごとにおいても凹レンズの拡散作用によって光をある程度拡散させることができる。このため、光学シートの背面に光源を配置したときの位置が本来の凸型フレネルレンズ状の中心位置からずれても、正面輝度の低下を防止することができる。

しかも、観察角のずれによる輝度の極端な低下を防止する効果は、各フレネルレンズ面を凹面とすることにより抑制されることはなく、むしろさらに少し向上し、光源の位置ずれによる正面輝度の低下を防止する効果も、各領域ごとに各フレネルレンズ面を傾斜させることにより抑制されることはなく、むしろさらに少し向上する。

請求項２に係る発明によれば、凸型リニアフレネルレンズ状によって光学シート全体としては幅方向に集光作用を有するが、複数に区分けされた各領域ごとに各フレネルレンズ面が端部側ほど傾斜しているので、これらの各領域ごとに光を幅方向にある程度拡散させることができる。このため、光学シートを見るときの観察角が幅方向の斜めにずれたときの輝度が正面輝度よりも極端に低下するのを防止することができる。また、微小幅の各フレネルレンズ面が凹面になっているので、これらの各フレネルレンズ面ごとにおいても凹レンズの拡散作用によって光を幅方向にある程度拡散させることができる。このため、光学シートの背面に光源を配置したときの位置が本来の凸型リニアフレネルレンズ状の中心位置から幅方向にずれても、正面輝度の低下を防止することができる。

しかも、観察角の幅方向へのずれによる輝度の低下を防止する効果は、各フレネルレンズ面を凹面とすることにより抑制されることはなく、むしろさらに少し向上し、光源の幅方向の位置ずれによる正面輝度の低下を防止する効果も、各領域ごとに各フレネルレンズ面を傾斜させることにより抑制されることはなく、むしろさらに少し向上する。

さらに、これら請求項１及び請求項２に係る発明は、拡散シート等を追加したり、光学シートに光拡散剤を含有させ、又は、シート面を粗面にすること等により光を無指向的に拡散させるのではなく、意図的に例えば−３０°〜＋３０°等の特定の範囲に光を分散させることができるので、例えば液晶パネルの視野角等に合わせて配光特性の広がりを任意に調整するようなこともでき、光の利用効率を低下させることなく視認性を向上させたり輝度ムラをなくすことができる。

請求項３に係る発明によれば、各フレネルレンズ面の幅が０．１ｍｍ以上であり微小すぎることがないため、製造が困難になったり、光学シートが高価になりすぎるようなことがない。また、各フレネルレンズ面の幅が１．０ｍｍ以下であり広すぎることがないため、光学シートのシート厚を十分に薄くすることができ、各フレネルレンズ面の凹面による拡散作用のムラも十分に小さくすることができる。

請求項４に係る発明によれば、各フレネルレンズ面の凹面の曲率半径がこのフレネルレンズ面の分割ピッチの１／２以上となるので、これらの凹面での拡散作用が大きくなりすぎて、光学シートを通過する光を無駄にしたり、凸型リニアフレネルレンズ状による集光作用が損なわれるのを防ぐことができる。また、各フレネルレンズ面の凹面の曲率半径が、１つの凸型シリンドリカルレンズに対応した凸型リニアフレネルレンズ状の部分における分割方向の長さ（幅）以下となるので、これらの凹面によって平面の場合よりも十分に大きな拡散作用を発揮させることができるようになる。

請求項５に係る発明によれば、光学シートが拡散剤を含有するので、このシート内で光を十分に拡散させることができ、高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。

請求項６に係る発明によれば、光学シートが全体として集光作用を有すると共に、各領域や各フレネルレンズ面ごとに光を拡散させるので、観察角のずれによる輝度の極端な低下を防止することができると共に、バックライトユニットの光源の位置ずれによる正面輝度の低下も防止することができる。また、このバックライトユニットを液晶ディスプレイに用いた場合には、広視野角化を図った液晶パネルの性能を無駄なく発揮させることができるようになる。

本発明の実施形態を示すものであって、バックライトユニットに用いられる光学シートの部分拡大縦断面正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の元の平面のレンズ角度の算出方法を示す部分拡大縦断面正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面を傾斜させたときのレンズ角度の算出方法を示す部分拡大縦断面正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、光学シートによる各領域ごとの出射光の拡散作用を示す部分拡大正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の凹状湾曲面による拡散作用を示す部分拡大縦断面正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、光学シートによる各領域ごとの出射光を一旦集光させた後の拡散作用を示す部分拡大正面図である。 本発明の実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の凹状湾曲面の最小曲率半径を計算した結果を示すグラフである。 本発明の実施形態を示すものであって、フレネル分割面が傾斜面である光学シートにおける１本のＣＣＦＬに対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分を示す縦断面正面図である。 本発明の実施例を示すものであって、実施例と比較例の光学シートにおける観察角に対する輝度の変化を示すグラフである。 本発明の実施例を示すものであって、ＣＣＦＬを左右方向にずらして配置した場合のバックライトユニットの正面輝度を示すグラフである。 光学シートを用いたバックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。 従来例を示すものであって、平凸型リニアフレネルレンズを、対応する平凸型シリンドリカルレンズと共に示す縦断面正面図である。 従来例を示すものであって、図１２に示す平凸型リニアフレネルレンズにおいて、各フレネルレンズ面が平面で構成された場合を示す縦断面正面図である。

以下、図面を参照して本発明の最良の形態について説明する。なお、これらの図においても、図１１〜図１３に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

本発明の実施形態は、図１１に示した従来例と同様に、液晶ディスプレイにおける直下ライト方式のバックライトユニットであって、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート１を用いたものについて説明する。本実施形態のバックライトユニットは、光学シート１の構成を除けば、図１１に示した従来例と同様であり、この光学シート１の下方に、長手方向を前後方向に向けた直管型のＣＣＦＬ２を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置している。また、これらのＣＣＦＬ２の下方には反射板３を配置している。そして、液晶パネル４は、この光学シート１の上方（手前側）に配置される。

本実施形態の光学シート１も、透明な樹脂シートを、直下の各ＣＣＦＬ２に対応させてそれぞれ平凸型リニアフレネルレンズ状に形成したものであるということは図１１に示した従来例と同様である。従って、この光学シート１は、図１に示すように、平凸型シリンドリカルレンズの凸状の上曲面を一定のピッチで左右方向に複数に分割した各曲面に対応する複数のフレネルレンズ面１ａと、隣接する各フレネルレンズ面の端が段差状になった間を繋ぐ側平面であるフレネル分割面１ｂとからなる平凸型リニアフレネルレンズ状の上面を有すると共に、平面状の下面１ｃを有する。

なお、上記フレネルレンズ面１ａの分割ピッチは、微少すぎて製造が困難になったり、光学シート１が高価になりすぎるようなことがないように０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、光学シート１のシート厚を十分に薄くすることができるように、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

上記光学シート１の平凸型リニアフレネルレンズ状の上面は、各ＣＣＦＬ２の上方の範囲ごとに、１つの凸状の上曲面を備えた平凸型シリンドリカルレンズに対応したフレネルレンズ面１ａとフレネル分割面１ｂが形成されている。ただし、図１は、この光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分のさらに右端部付近を拡大して示している。

従来例では、図１２や図１３に示すように、各フレネルレンズ面１１ａ，１３ａが平凸型シリンドリカルレンズに対応した凸状の曲面、又は、この曲面に近似させた平面によって構成されている。しかしながら、本実施形態の光学シート１は、フレネルレンズ面１ａをこれらの凸状の曲面に代えて円筒内面の凹状湾曲面にすると共に、これらの各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面を領域Ｒごとに傾斜させたことを特徴とする。

上記光学シート１の領域Ｒは、図１に示すように、この光学シート１における各ＣＣＦＬ２の上方のそれぞれの範囲について、隣接する複数のフレネルレンズ面１ａごとに左右方向に多数に区分けしたものである。なお、図１では、図面を分かりやすくするために、隣接する３箇所のフレネルレンズ面１ａごとに各領域Ｒを区分けしているが、実際には、さらに多数のフレネルレンズ面１ａごとに区分けしている。即ち、図１では、各フレネルレンズ面１ａの左右方向の幅を広く誇張して示しているが、実際にはさらに多数に分割され、各フレネルレンズ面１ａの幅も極めて狭いものとなる。また、この図１では、図面を見やすくするために、フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径を小さくして曲率を誇張して示しているが、実際にはもう少し曲率半径の大きい凹状湾曲面であってもよい。この凹状湾曲面の曲率半径は、平凸型リニアフレネルレンズ状による集光作用が損なわれるのを防ぐために、フレネルレンズ面１ａの分割ピッチの１／２以上であることが好ましく、平面の場合よりも十分に大きな拡散作用を発揮させるために、１本のＣＣＦＬ２に対応した、即ち１つの平凸型シリンドリカルレンズに対応した平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における左右方向の幅以下であることが好ましい。

上記各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面は、本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面と平均的な傾斜角度が一致するようにしている。即ち、この凹状湾曲面は、当該フレネルレンズ面１ａの左右方向の中央部付近の傾斜角度が、凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に近似させた平面の傾斜角度と一致する。そして、それぞれの領域Ｒの各フレネルレンズ面１ａは、当該フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面を、領域Ｒの左右方向の双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させる。

ここで、フレネルレンズ面１ａにおける本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に近似させた平面が傾斜するレンズ角度θ_ｆの求め方を図２に基づいて説明する。空気中の屈折率をＮ_０（≒１）、光学シート１の屈折率をＮ_１とし、ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１の下面１ｃに入射する角度をθ_１、この光が光学シート１の下面１ｃから入射した角度をθ_２とすると、これらの間には数１の関係があり、

この数１から角度θ_２は、数２により求めることができる。

また、光学シート１に入射した光がフレネルレンズ面１ａから出射しようとする角度をθ_３、この光がフレネルレンズ面１ａから出射した角度をθ_４とすると、これらの間には数３の関係がある。

さらに、このレンズ角度θ_ｆは、フレネルレンズ面１ａから出射した光が垂直となるようにすることが目的であるため、角度θ_４と一致する。そして、角度θ_３＝θ_４−θ_２の関係にあるので、数３にこれらの関係を代入すると数４となる。

従って、この数４の角度θ_２に数２を代入すれば、レンズ角度θ_ｆは、ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１の下面１ｃに入射する角度θ_１によって定まることになる。そして、各フレネルレンズ面１ａについて、左右方向の中央部付近から出射する光が光学シート１の下面１ｃに入射するときの角度θ_１をそれぞれ調べれば、各フレネルレンズ面１ａごとのレンズ角度θ_ｆを求めることができる。

本実施形態の光学シート１は、上記フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面を、領域Ｒの左右方向の双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させるのであるが、ここでは、この凹状湾曲面の平均的な傾斜角度となるレンズ角度θ_ｆで代表させて説明する。具体的には、領域Ｒの中央を中心に、右側のフレネルレンズ面１ａのレンズ角度θ_ｆは図２に示すこの角度θ_ｆが小さくなる方向に傾斜させ、左側のフレネルレンズ面１ａのレンズ角度θ_ｆは図２に示すこの角度θ_ｆが大きくなる方向に傾斜させる。従って、これら左右方向の双方の端部側のフレネルレンズ面１ａのレンズ角度θ_ｆは、領域Ｒの中央に向けて内向きに傾斜することになる。また、このレンズ角度θ_ｆを傾斜させる角度は、領域Ｒの中央ほど小さく、左右方向の端部側ほど大きくなるようにする。

図３に、フレネルレンズ面１ａを仮に平面としたときに、領域Ｒの中央より右側にあるフレネルレンズ面１ａを傾斜させた場合を示す。この場合、フレネルレンズ面１ａのレンズ角度θ_ｆは、上記数４と数２で求めた本来の平面Ｐよりも内向き、即ち図３に示すこの角度θ_ｆが小さくなる方向に傾斜させる。従って、フレネルレンズ面１ａ（実際は凹状湾曲面の中央部付近）から角度θ_４で出射する光は、上向きの垂直ではなく、角度θ_ｄだけ外側、即ち右斜め上側に傾き、上記数４は、次に示す数５のように書き換えられる。

このため、角度θ_ｄが与えられれば、この数５の角度θ_２に上記数２を代入することにより、本実施形態のフレネルレンズ面１ａにおける凹状湾曲面の平均的な傾斜角度であるレンズ角度θ_ｆを求めることができる。即ち、角度θ_ｄをフレネルレンズ面１ａごとにそれぞれ定数として定めれば、レンズ角度θ_ｆは角度θ_１の関数となる。

各フレネルレンズ面１ａから出射する光の傾きの角度θ_ｄは、光学シート１の設計の際に適宜定めることができる。例えば、領域Ｒの中央では角度θ_ｄを０とし（光は上方に垂直に出射）、左右方向の端部側ほどこの角度θ_ｄの正負の値を均等に大きくして左右方向に広がって出射させるようにする場合には、数６と数７によって定めることができる。即ち、当該フレネルレンズ面１ａが領域Ｒの中央からｎ個だけ右方向にずれた位置にある場合には数６で定め、

このフレネルレンズ面１ａが領域Ｒの中央からｎ個だけ左方向にずれた位置にある場合には数７で定める。

ここで、θ_ｍａｘは、フレネルレンズ面１ａから出射する光の傾きの角度θ_ｄの最大値として定めた角度であり、図４に示すように、領域Ｒにおける左右方向の両端のフレネルレンズ面１ａ（図４では各フレネルレンズ面１ａは細かすぎるので符号を示していない）から出射する光の傾きの角度θ_ｄに一致する。また、Ｌ_ｗは領域Ｒの左右方向の幅（ｍｍ）、Ｌ_ｐは各フレネルレンズ面１ａの左右方向の幅（分割ピッチ：ｍｍ）であり、Ｌ_ｗ／Ｌ_ｐは、領域Ｒ内にあるフレネルレンズ面１ａの数（総数）を示すことになる。

この結果、図４に示すように、各フレネルレンズ面１ａが平面であるとすると、ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１を通過した場合に、各領域Ｒの中央にあるフレネルレンズ面１ａから出射する光は、従来例と同様に角度θ_ｄが０となり垂直な上向きとなるが、各領域Ｒ内の右方向の端部側にあるフレネルレンズ面１ａほど、角度θ_ｄの正の値が大きくなり、右斜め上向きに傾いた光が出射し、各領域Ｒ内の左方向の端部側にあるフレネルレンズ面１ａほど、角度θ_ｄの負の値の絶対値が大きくなり、左斜め上向きに傾いた光が出射する。即ち、フレネルレンズ面１ａの本来のレンズ角度θ_ｆに対する本実施形態でのレンズ角度θ_ｆの傾斜分だけを考えれば、これらの傾斜分は、領域Ｒごとに凹型リニアフレネルレンズ状の機能を有するからである。また、このため、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の中心部付近の領域Ｒでは、本来のレンズ角度θ_ｆがもともと極めて小さく水平面に近いので、これらの領域Ｒ内については、本来のレンズ角度θ_ｆを傾斜させることにより、現実には平凹型リニアフレネルレンズ状のように見える場合もある。しかしながら、この場合であっても、１本のＣＣＦＬ２に対応する範囲の全体としては平凸型リニアフレネルレンズ状である。

また、各フレネルレンズ面１ａは、実際には平面ではなく凹状湾曲面であるため、図５に示すように、各フレネルレンズ面１ａの左右方向の中央部付近から出射する光は、従来例と同様に、垂直な上向きの光となるが、各フレネルレンズ面１ａの左右方向の端部付近から出射する光は、凹状湾曲面の拡散作用によって垂直よりも左右方向に傾いて広がった上向きの光となる。なお、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチを１．０ｍｍ以下にしておけば、十分に微少な幅の各フレネルレンズ面１ａごとに光を拡散するので、この拡散作用のムラを十分に小さくすることができる。

ところで、図１３で説明したように、各フレネルレンズ面１３ａが平面からなる平凸型リニアフレネルレンズ１３の場合にも、これらの各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の端部から出射する光は、垂直よりも左右方向に僅かに傾いて広がった光となる。ただし、この光の拡散は、フレネルレンズ面１３ａにおける凸状の曲面との誤差によるものであるため、もともと僅かなものであり、しかも、実際のフレネルレンズ面１３ａの幅は微小であるため、このような誤差による光の広がりはないに等しい。また、従来は、このような光の拡散を、フレネルレンズ面１３ａの平面化の際の誤差によるフレネルレンズの性能の低下であるとして捉えていた。しかしながら、本実施形態は、各フレネルレンズ面１ａを凹状湾曲面とすることにより、この光の拡散を積極的に活用しようとするものであり、しかも、この光の拡散の大きさを任意に調整することもできるようになる。

上記構成により、本実施形態の光学シート１は、全体としては平凸型リニアフレネルレンズ状の左右方向の集光作用により、ＣＣＦＬ２から左右方向に放射状に広がる光を垂直な上向きの平行光に集光しようとするが、複数に区分けされた各領域ごとに各フレネルレンズ面１ａが端部側ほど本来の角度よりも傾斜させているので、これらの各領域Ｒごとに光を左右方向に最大で角度θ_ｍａｘまで拡散させて出射する。また、各フレネルレンズ面１ａでは、凹状湾曲面の拡散作用によって、出射光を左右方向にある程度拡散させる。従って、この光学シート１の各フレネルレンズ面１ａから出射した光は、平凸型リニアフレネルレンズ状によって本来出射する方向の周囲にある程度広がって出射するようになる。

このため、本実施形態のバックライトユニットは、光学シート１から出射する光が垂直な上向きよりも左右方向にある程度広がりを有するので、観察者が液晶パネル４の正面から左右に移動した場合に輝度が急に低下するというようなことがなくなり、この液晶パネル４が広視野角化を図った場合にも、この広視野角化の性能を無駄なく発揮させることができるようになる。また、ＣＣＦＬ２の配置が左右方向にずれた場合にも、液晶パネル４の正面位置での輝度の低下を緩和することができ、一部のＣＣＦＬ２の配置のみがずれた場合にも、輝度ムラが発生するのを防止することができるようになる。

しかも、この光学シート１から出射する光は、拡散シートや光拡散剤等による無指向的な拡散ではなく、垂直な上向きよりも左右方向に角度θ_ｍａｘ等の範囲で意図的に拡散されるので、例えば広視野角化を図った液晶パネル４の広い視野角に合わせて配光特性の広がりを任意に調整することができ、光の利用効率を低下させることなく、視角度の変化に応じた視認性の低下を防止することができる。

なお、各領域Ｒ内にあるフレネルレンズ面１ａの数は、このフレネルレンズ面１ａごとにレンズ角度θ_ｆ（凹状湾曲面の平均的な傾斜角度。以下も同様）の傾斜が離散的になることによる光の拡散ムラを少なくするために、５箇所以上であることが好ましく、領域Ｒの左右方向の幅が広くなりすぎて光が左右方向に拡散する単位にムラが生じるのを防ぐために、１００箇所以下であることが好ましい。また、光の拡散の単位にムラが生じるのを防ぐために、領域Ｒの左右方向の幅（Ｌ_ｗ）も１０ｍｍ以下とすることが望ましい。各領域Ｒ内にあるフレネルレンズ面１ａの数を１０箇所とすると、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチ（Ｌ_ｐ）を０．０１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下にした場合に、領域Ｒの左右方向の幅は０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下となる。

ここで、各領域Ｒごとに光を左右方向に拡散させる最大角度θ_ｍａｘは、これが大きすぎるとレンズ角度θ_ｆも大きくなるので、光学シート１と空気の屈折率の違いによる光の透過率（反射率）を考慮して定める必要がある。ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１の下面１ｃから入射するときの透過率Ｔ_ｉｎは数８で示される。

光の透過率Ｔは、反射率Ｒの反数であるため、Ｔ＝１−Ｒの関係にある。また、このような光の透過率や反射率を求める場合、入射面に平行なｐ波成分と垂直なｓ波成分に分けて考える必要があるので、数８では、まずｐ波成分の反射率Ｒ_ｐ−ｉｎとｓ波成分の反射率Ｒ_ｓ−ｉｎを求めて、次にそれぞれの透過率の平均から透過率Ｔ_ｉｎを求める。

そして、光学シート１内の光がフレネルレンズ面１ａから出射するときの透過率Ｔ_ｅｘｔは数９で示される。

この場合も、まずｐ波成分の反射率Ｒ_{ｐ−ｅｘｔ}とｓ波成分の反射率Ｒ_{ｓ−ｅｘｔ}を求めて、次にそれぞれの透過率の平均から透過率Ｔ_ｅｘｔを求める。

光学シート１を通過した光の透過率は、これら数８による透過率Ｔ_ｉｎと数９による透過率Ｔ_ｅｘｔとの積で示される。このため、各フレネルレンズ面１ａごとの図３に示した角度θ_１〜θ_４の相違によるこの透過率の差が明暗ムラとならない程度に、光学シート１の平凸型リニアフレネルレンズ状やバックライトユニットの設計を行う必要があり、その際に最大角度θ_ｍａｘの大きさも制限される。

また、この最大角度θ_ｍａｘは、光学シート１内の光がフレネルレンズ面１ａから出射するときに全反射が起こらないような角度にする必要もある。この全反射が起こる条件は数１０で示される。

従って、最大角度θ_ｍａｘの大きさも、図３に示す角度θ_３がこの数１０を満たす値以下となるように制限される。

これら透過率や全反射を考慮した結果、上記最大角度θ_ｍａｘは、レンズ角度θ_ｆが大きくなりすぎないようにするために、マージンも含めて数１１に示す角度を上限とすることが好ましい。

この数１１によれば、光学シート１にポリカーボネート（屈折率１．５８８６）を用いた場合のこの最大角度θ_ｍａｘの上限は約４０°（−４０°〜＋４０°）となる。そして、本実施形態で示した液晶ディスプレイのバックライトユニットに用いる光学シート１の場合の最大角度θ_ｍａｘは、３０°（−３０°〜＋３０°）程度あれば十分に拡散の効果を得ることができる。ただし、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の端部では、本来のレンズ角度θ_ｆが特に大きくなるので、この最大角度θ_ｍａｘの制限が厳しくなりすぎる場合もある。そこで、平凸型リニアフレネルレンズ状の中心部と端部とでこの最大角度θ_ｍａｘの上限を変更して、端部側の領域Ｒほど最大角度θ_ｍａｘの上限を小さくするようにしてもよい。

〔実施形態の他の態様〕
なお、上記実施形態の光学シート１では、各領域Ｒの中央のフレネルレンズ面１ａでは、角度θ_ｄを０°として、出射光が垂直な上向きの光となるようにしていたが、例えば領域Ｒ内にあるフレネルレンズ面１ａの数が偶数である場合には、各領域Ｒの中央に最も近い左右方向に隣接する２箇所のフレネルレンズ面１ａにおいても、角度θ_ｄが０°とならず、正負に僅かに傾いた角度となるので、この角度θ_ｄが０°となるフレネルレンズ面１ａが必ず存在するとは限らない。

また、上記実施形態の光学シート１では、領域Ｒの左右方向の端部側のフレネルレンズ面１ａを、この領域Ｒの中央に向けて内向きに傾斜させる場合を示したが、これとは逆に、領域Ｒの左右方向の端部側のフレネルレンズ面１ａを、この領域Ｒの中央とは反対側に外向きに傾斜させることもできる。この場合、フレネルレンズ面１ａの外向きの傾斜分だけを考えれば、これらの傾斜分は、領域Ｒごとに凸型リニアフレネルレンズ状の機能を有するため、図６に示すように、各領域Ｒから出射した光は、本来垂直な平行光として出射されるものが光学シート１の直ぐ上方で一旦左右方向に集光されるが、さらにその上方では逆向きの左右方向に拡散するので、図４に示す光学シート１と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態の光学シート１では、垂直方向に対して角度θ_ｄだけ傾いた光がフレネルレンズ面１ａから出射されるように、本来のレンズ角度θ_ｆを傾斜させる場合を示したが、垂直な平行光を出射する目的以外で光学シート１を用いる場合には、もともと傾いている本来の出射光の方向に対して角度θ_ｄだけさらに傾いた光がフレネルレンズ面１ａから出射されるように、本来のレンズ角度θ_ｆを傾斜させればよい。

また、上記実施形態の光学シート１では、各フレネルレンズ面１ａから出射した光が平均的には真っ直ぐ垂直な上向きの光となるように、この各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面における左右方向の中央部付近の傾斜角度が上記数２と数４によって定めたレンズ角度θ_ｆに一致するように定めた場合を示したが、一般的には、この凹状湾曲面における最大傾斜角度と最小傾斜角度との間にこのレンズ角度θ_ｆが入っていれば足りる。また、垂直な平行光線を出射する目的以外で光学シート１を用いる場合には、別途の規則に基づいて各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面を定めることができる。

また、上記実施形態の光学シートでは、各フレネルレンズ面１ａから出射した光の拡散の程度が同じになるように、これらの各フレネルレンズ面１ａが同じ半径の円筒内面からなる凹状湾曲面で構成されるようにしたが、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径は必ずしも同じでなくてもよい。例えば、光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心部が左右方向の周辺部に比べて、フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径が小さくなるようにして、この中心部ほど光をより左右方向に広く拡散させるようにすることもできる。

ただし、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径を小さくしすぎると、図２に示した角度θ_３が大きくなりすぎて光が全反射を起こしＣＣＦＬ２からの光の有効利用が図れないので、この曲率半径は、全反射が起こらない程度の範囲とすることが好ましい。特に、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における左右方向の周辺部のフレネルレンズ面１ａほど上記レンズ角度θ_ｆが大きくなるので、全反射を起こさないようにするための最小曲率半径も大きくなる。

本実施形態の光学シート１の一例について、上記各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の最小曲率半径を計算した結果を表１に示すと共に、この計算結果をグラフにしたものを図７に示す。

ここでは、光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の左右方向の幅が３０．００ｍｍ（中心からは左右方向に１５．００ｍｍずつ）、焦点距離が２０．００ｍｍ、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチが０．５０ｍｍ、光学シート１として用いたポリカーボネートの屈折率が１．５８６、光学シート１のレンズ厚が１．５０ｍｍである場合の最小曲率半径を計算した。この表１と図７において、「中心からの距離」は、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における中心から左右方向に離れた位置を示すものであり、表１では、中心から左側又は右側に０．５０ｍｍのピッチで並ぶ各フレネルレンズ面１ａの左右方向の中央位置ごとに最小曲率半径を計算している。

この表１と図７から分かるように、最も中心に近いフレネルレンズ面１ａ（左右方向の中央位置が中心から０．２５ｍｍの距離にあるフレネルレンズ面１ａ）の最小曲率半径は０．２９２２ｍｍであるが、最も中心から遠いフレネルレンズ面１ａ（左右方向の中央位置が中心から１４．７５ｍｍの距離にあるフレネルレンズ面１ａ）の最小曲率半径は２．３７１５ｍｍとなり、左右方向の周辺部のフレネルレンズ面１ａほど最小曲率半径が大きくなる。

また、上記実施形態の光学シート１では、各フレネルレンズ面１ａが円筒内面からなる凹状湾曲面で構成される場合を示したが、円筒内面以外の例えば楕円筒内面等の凹状湾曲面で構成されていてもよく、さらに、多角筒内面状のように複数の平面を組み合わせた凹面によって構成されていてもよい。つまり、この凹面は、連続的な凹状湾曲面の他に、複数の平面や凹状湾曲面を組み合わせたものであってもよい。しかも、本来平面状であったフレネルレンズ面１ａの全体が、この本来の平面よりも完全に窪んでいる必要はなく、この本来の平面の一部のみが窪んでいてもよい。例えば、円筒内面からなる凹状湾曲面の曲率半径が極めて短い場合には、フレネルレンズ面１ａの全体をこの凹状湾曲面で構成すると、この凹状湾曲面の端部で光が到達しない部分が生じたり、光を全反射する部分が生じるおそれがあるので、このフレネルレンズ面１ａの本来の平面の一部にのみ凹状湾曲面を形成するようにしてもよい。従って、このフレネルレンズ面１ａの凹面とは、このフレネルレンズ面１ａの本来の平面よりも突出した部分がなく、少なくとも一部に窪んだ部分のある全ての面をいう。このような凹面であれば、局所的にはともかく、フレネルレンズ面１ａの全体では、光を拡散させる作用を有するからである。

また、上記実施形態の光学シート１では、フレネル分割面１ｂが左右方向に直交する垂直な平面である場合を示したが、これらのフレネル分割面１ｂは、必ずしも垂直な平面である必要はなく、左右方向に傾斜した平面や、このような平面に近い湾曲面であってもよく、さらに、前後方向にも真っ直ぐである必要はなく、途中で折れ曲がったり湾曲していてもよい。例えば、図８では、フレネル分割面１ｂが左右方向の両端部ほど左右方向の外側に広がるように傾斜した平面となっている場合を示す（図８では右方向の端部のみを示す）。この場合、ＣＣＦＬ２（図８では図示せず）から左右方向に放射状に広がって出射される光が各フレネル分割面１ｂに遮られて光の利用効率が低下するのを防止することができる。

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が透明な樹脂シートからなる場合を示したが、光を透過する透光性を有するものであればよいので、必ずしも透明である必要はない。このような光学シート１の樹脂シートとしては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体（例えばポリ−４−メチルペンテン−１等）、ポリ塩化ビニル、環状ポリオレフィン（例えばノルボルネン構造等）、アクリル樹脂、ポリスチレン、アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ樹脂）等の透光性の熱可塑性樹脂からなるものが使用できる。光学シート１の厚さは特に限定されるものではなく、原シートのヘーズが６７％以上、９３％未満程度のものであればよく、一般的には厚さ０．３〜５ｍｍ程度のものが好適に使用される。

特に、上記の熱可塑性樹脂からなる樹脂シートの中でも、ポリカーボネート、ポリエステル（特にポリエチレンテレフタレート）、環状ポリオレフィンからなるものは、耐熱性が良好であり、バックライトユニットに用いられた際にＣＣＦＬ２からの放熱によって変形や皺等を生じ難いので好ましく使用される。特に、ポリカーボネートからなる樹脂シートは、ポリカーボネート自体が透明性の良好な樹脂であり、吸湿性が少なく、高輝度で、反りが少ない上に、経済性が高いため、極めて好ましく使用される。

また、上記実施形態の光学シート１は、例えば両面がフラットな樹脂シートを型で押さえ付けて成形するプレス製法を用いて作製することができるが、他のプレス製法や、型ロールを通すことによる成形方法、押し出し成形による成形方法等、任意の製法で作製してもよい。

また、上記実施形態の光学シート１の樹脂シートは、成形に必要な安定剤、滑剤、耐衝撃改良剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、着色剤、蛍光増白剤等が適宜含有されていてもよい。さらに、多層構成をもつ光拡散シートにおいては、これらの添加剤は基材層と表面層の間で、添加剤の種類や配合比率を適宜変更してもよい。

また、上記実施形態の光学シート１の樹脂シートは、光拡散剤が含有されていてもよい。この光拡散剤としては、樹脂シートの樹脂材料との光屈折率が異なる無機質粒子、金属酸化物粒子、有機ポリマー粒子等が単独で又は適宜組合わせて使用される。無機質粒子としては、ガラス［Ａガラス（ソーダ石灰ガラス）、Ｃガラス（硼珪酸ガラス）、Ｅガラス（低アルカリガラス）］、シリカ、マイカ、合成マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、モンモリロナイト、カオリンクレー、ベントナイト、ヘクトライト、シリコーン等の粒子が使用される。そして、金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ等の粒子が使用され、また、有機ポリマー粒子としては、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ベンゾグアナミン等の粒子が使用される。このような光拡散剤を含有していれば、光学シート１内で光を十分に拡散させることができるので、バックライトユニットに高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。

上記光拡散剤は、その平均粒径が０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、更に好ましくは１〜３０μｍであるものが使用される。粒径が０．１μｍより小さい光拡散剤は、凝集しやすいため分散性が悪く、均一に分散できたとしても光の波長の方が大きいので光散乱効率が悪くなる。それゆえ、０．５μｍ以上の、更には１μｍ以上の大きさの粒子が好ましいのである。一方、粒径が１００μｍより大きい光拡散剤は、光散乱が不均一になったり、光線透過率が低下したり、粒子が肉眼で見えたりするようになる。このため、５０μｍ以下の粒子、特に３０μｍ以下の粒子が好ましい。

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が樹脂シートである場合を示したが、透光性材料からなるシート状（薄板状も含む）のものであればよいので、薄板状のガラス等であってもよい。

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が平凸型リニアフレネルレンズ状である場合を示したが、両面が凸型のリニアフレネルレンズ状や、裏面が凹型であり全体として凸レンズを構成するリニアフレネルレンズ状でもよく、これらの凸型リニアフレネルレンズ状一般に実施可能である。

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が左右方向にのみ集光作用を有する凸型リニアフレネルレンズ状である場合を示したが、前後左右方向に均等に集光作用を有する通常の球面や非球面の凸レンズに対応する凸型フレネルレンズ状の光学シートや、その他の集光作用を有する凸型フレネルレンズ状の光学シートにも同様に実施可能である。さらに、光学シートの形状も方形や円形状に限らず、多角形や楕円等、任意の形状とすることができる。

また、上記実施形態のバックライトユニットでは、光源として直管型のＣＣＦＬ２を用いる場合を示したが、必ずしも直管型である必要はなく、例えばＵ字管等を用いることもできる。さらに、必ずしもＣＣＦＬ２である必要はなく、一般照明用の蛍光管と同様の熱陰極管等を用いたり、ＬＥＤ（発光ダイオード）を並べて用いることもでき、光源の種類は限定されない。しかも、光源は、線光源である必要もなく、例えば通常の円形の凸レンズに対応する光学シート等の場合には、点光源を用いることが多い。さらに、反射板３も必須ではなく、例えば上記実施形態のＣＣＦＬ２の下方に別の光学シート１を配置して、上下双方に光を供給することも可能である。

また、上記実施形態のバックライトユニットは、光学シート１の上方に直接液晶パネル４を配置する場合を示したが、この光学シート１の上方及び／又は下方には、拡散シート等を配置することもできる。さらに、上記実施形態のバックライトユニットは、液晶パネル４以外のバックライトとして用いることもできる。

上記実施形態で示した光学シート１の実施例と、図１３に示した従来例の光学シート１の比較例１を作製した。また、図１３に示した従来例の光学シート１における各フレネルレンズ面１ａの平面を凹状湾曲面に変更しただけの比較例２と、同じく従来例の光学シート１における各フレネルレンズ面１ａの平面を領域Ｒごとに傾斜させただけの比較例３も作製した。

なお、これらの各光学シート１は、屈折率が１．５８８６のポリカーボネートを用いた。また、これらの光学シート１は、フレネルレンズ面１ａの分割ピッチ（Ｌ_ｐ）を０．５ｍｍとし、レンズ幅を３０ｍｍとし、レンズ厚を１．５０ｍｍとし、焦点距離を３０ｍｍとした。さらに、実施例と比較例３の光学シート１は、領域Ｒごとのフレネルレンズ面１ａの傾斜による最大の拡散角度θ_ｍａｘを３０°とした。さらに、実施例と比較例２の光学シート１は、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径を２．５ｍｍとした。

上記実施例と比較例１〜３の光学シート１を用いたバックライトユニットにおいて、観察角を正面位置から左右の斜め方向に変化させたときの輝度の変化を測定した結果を表２に示すと共に、この測定結果をグラフにしたものを図９に示す。

ここでは、バックライトユニットの正面位置（真上）を観察角０°とし、左方向と右方向をそれぞれ負方向と正方向として、それぞれ１０°間隔で±５０°までの間の輝度を測定した。測定結果は、実施例と比較例１〜３の最大輝度（正面輝度）をそれぞれ１として正規化して示している。

この表２と図９から明らかなように、実施例では、観察角が正面位置から左右方向にずれても輝度の低下は緩やかであり、±２０°ずれた場合でも最大輝度の８０％以上を維持しているのに対して、比較例１では、観察角が±１０°ずれただけでも輝度が最大値の５０％まで大幅に低下していることが分かった。しかも、比較例２でも、比較例１よりは多少改善されるものの、観察角が左右方向にずれると輝度も比較的大きく低下した。ただし、比較例３では、実施例よりは僅かに劣るものの、観察角が左右方向にずれても輝度の低下は緩やかであった。

上記実施例と比較例１〜３の光学シート１を用いたバックライトユニットにおいて、ＣＣＦＬ２の位置を左右方向にずらしたときの正面輝度を測定した結果を表３に示すと共に、この測定結果をグラフにしたものを図１０に示す。

ここでは、光学シート１における対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心位置の真下の焦点位置にＣＣＦＬ２を配置した場合を位置ずれが０．０ｍｍであるとし、左右方向に０．５ｍｍずつ２．０ｍｍまでＣＣＦＬ２をずらして配置した場合の正面輝度をそれぞれ測定した。

この表３と図１０から明らかなように、実施例では、ＣＣＦＬ２が２．０ｍｍ程度位置ずれしたとしても正面輝度はほとんど低下することがないのに対して、比較例１では、ＣＣＦＬ２の中心からの位置ずれが大きくなるほど正面輝度が大幅に低下することが分かった。また、比較例２でも、実施例とほぼ同様に、ＣＣＦＬ２の位置ずれにより正面輝度が低下することはほとんどなかったが、比較例３では、比較例１よりは改善されるものの、ＣＣＦＬ２の位置ずれにより正面輝度が比較的大きく低下していた。

しかも、上記表２と表３や図９と図１０から明らかなように、フレネルレンズ面１ａを凹状湾曲面にしただけの比較例２では、観察角のずれによる輝度の低下が大きく、フレネルレンズ面１ａを領域Ｒごとに傾斜させただけの比較例３では、ＣＣＦＬ２の位置ずれによる正面輝度の低下が大きいのに対して、実施例では、観察角のずれによる輝度の低下もＣＣＦＬ２の位置ずれによる正面輝度の低下も共に防止することができ、これらの効果を相乗的に高めることができることが分かった。

本発明の光学シート及びこれを用いたバックライトユニットは、各フレネルレンズ面を通過した光が局所的にある程度広がるようになるので、観察角の斜め方向へのずれによる急激な輝度の低下を防止すると共に、光源の位置ずれによる正面輝度の低下を防止するために極めて有用なものである。

１ 光学シート
１ａ フレネルレンズ面
１ｂ フレネル分割面
１ｃ 下面
２ ＣＣＦＬ
３ 反射板
４ 液晶パネル
１１ 平凸型リニアフレネルレンズ
１１ａ フレネルレンズ面
１１ｂ フレネル分割面
１２ 平凸型シリンドリカルレンズ
１２ａ 上曲面
１３ 平凸型リニアフレネルレンズ
１３ａ フレネルレンズ面
１３ｂ フレネル分割面

Claims (6)

1. 凸型フレネルレンズ状の光学シートにおいて、
   フレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面を、隣接する複数のフレネルレンズ面ごとに複数の領域に区分けし、
   これらの領域の各フレネルレンズ面を、当該フレネルレンズ面における本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に代えて凹状の曲面にすると共に、領域が隣接する双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させたことを特徴とする光学シート。
2. 凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートにおいて、
   リニアフレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面を、隣接する複数のフレネルレンズ面ごとに複数の領域に区分けし、
   これらの領域の各フレネルレンズ面を、当該フレネルレンズ面における本来の凸型フレネルレンズ状に対応する凸状の曲面に代えて凹状の曲面にすると共に、領域が隣接する双方の端部側で逆向きに傾斜させ、かつ、それぞれの端部側ほど大きな角度で傾斜させたことを特徴とする光学シート。
3. 前記各フレネルレンズ面が０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下のピッチでリニアフレネルレンズ状に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
4. 前記各フレネルレンズ面が、このフレネルレンズ面の分割ピッチの１／２以上であり、１つの凸型シリンドリカルレンズに対応した凸型リニアフレネルレンズ状の部分における分割方向の長さ以下の半径の円筒内面からなる凹面に形成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学シート。
5. 前記光学シートが拡散剤を含有する透光性材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学シート。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光学シートを１以上の光源の手前側に配置したことを特徴とする光学シートを用いたバックライトユニット。

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