JP2011145476A - 光学シート、面光源装置、及び透過型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロレンズ群と柱状プリズム群との両方によって正面方向輝度と光拡散性を両立させた光学シート自体から、予期しない明暗模様が生じるのを解消し、更に光源像の不可視化性能を向上させる。
【解決手段】光学シート１０は、シート状の本体部１５の一方の面１３上に、マイクロレンズ群を構成する複数の半球状の第１単位形状要素１１が隙間を空けて配列され、この隙間の面上に柱状プリズム群を構成する複数の柱状の第２単位形状要素１２が一方向に並列して配列している。しかも、シート状の本体部は、一方の面側、その面と反対側の他方の面１４側、或いはこれら両側に、光拡散層１６を備えている。この光学シートを光源の出光面上に載置して面光源装置とし、この面光源装置の出光面上に透過型表示板を載置して透過型表示装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光の進行方向を変化させる光学シートに関し、特に、正面方向輝度と光拡散性が両立すると共に、更に強化された光拡散機能によって光源像（ｌｉｇｈｔ ｉｍａｇｅ）の不可視化性能を向上させた光学シートに関する。また、本発明は、該光学シートを用いた面光源装置と、該面光源装置を用いた透過型表示装置に関する。

透過型表示装置に用いられる面光源装置は、光源と、光源からの光の進行方向を変化させる複数の光学シート（光学フィルム）と、を備えている。例えば、光学シートとして、光源光を拡散させて光源の像を目立たなくさせる光拡散シート、光の進行方向を正面方向へ絞り込み、正面方向輝度を向上させる集光シート等である。そして、面光源装置は、光拡散シートと集光シートとを適宜組み合わせることで、所望の正面方向輝度と視野角を実現し且つ光源の像を目立たなくしている。

なお、光拡散シートとしては、光を等方拡散させる光拡散性粒子を含有した光学シートや、凹凸面（マット面）を有した光学シート等が、汎用されている。

また、集光シートとしては、線状に延びる単位形状要素（単位光学要素）をその長手方向に直交する方向に配列（いわゆる線状配列）してなる光学シートが汎用されている。単位形状要素は、その長手方向に直交する断面において、代表的には、三角形形状、楕円形状又は円形状の断面形状を有している。このような集光シートは、正面方向輝度を向上させる機能以外に、光源の配置構成に起因した正面方向輝度の面内ばらつきを減らして光源の像を目立たなくさせる機能、及び、正面方向を中心とした輝度の角度分布を滑らかに変化させる機能も有する。つまり、このような集光シートは光拡散機能も有する。

例えば、特許文献１の集光シートは、断面形状が三角形の柱状単位形状要素と断面形状が楕円又は円の柱状単位形状要素とを交互に配列するものである。ここで、単位形状要素の断面形状が三角形形状の単位形状要素は、一般的に、正面方向輝度を向上させる機能（集光機能）が強く、正面方向を中心とした輝度の角度分布を滑らかに変化させる機能は殆どない。一方、単位形状要素の断面形状が楕円形状または円形状の要素は、輝度分布の変化を滑らかにするとともに輝度の面内分布を均一化させる機能（光拡散機能）が強い。但し、単に両単位形状要素を併用しても、光学性能は、光拡散機能及び集光機能とも、全面が断面三角形の単位形状要のみの光学シートと全面が断面楕円又は円のみの光学シートとの中間となり、中途半端な性能しか得られなかった。
また、特許文献２では、集光シートに光拡散機能も付与する為に、各単位形状要素（プリズム体）に、単位形状要素から突出した曲面を設けている。そして、この集光シートを用いることによって、面光源装置に組み込まれる光学シートの枚数を減らしている。

しかしながら、特許文献２は、その段落００３６，００５９，００６０等における記載からすると、単位形状要素（プリズム体）の光学機能（主として集光機能）と、突出した曲面の光学機能（主として光拡散機能）と、が各々単独で機能することのみを開示している。すなわち、特許文献２で開示する技術では、単位形状要素（プリズム体）の光学機能、突出した曲面の光学機能と、の相乗効果を期待することはできない。特許文献２では、三角柱状の単位形状要素の斜面上に突出した半球状曲面は、各単位形状要素に対し、当該単位形状要素の延在方向に配列されている。したがって、集光機能と光拡散機能とのいずれを重視するかで、各単位形状要素の表面上における、突出した曲面が占める割合を調節することなる。すなわち、特許文献２での開示内容からすれば、特許文献２に開示された集光シートを用いることによって、面光源装置に組み込まれる光学シートの枚数を減らせたとしても、当該面光源装置の光学特性については、突出曲面を有していない通常の集光シートと、通常の光拡散シートと、を用いた通常の面光源装置に比べて優れた光学特性を呈することはできない、といったことが推察される。

なお、このような集光シートは、単位形状要素の配列方向に沿った面内において、光の進行方向を変化させることができる。そして、二枚の集光シートを各々の単位形状要素の配列方向が互いに直交する様にして面光源装置に組み込めば、表示面上の直交する二方向（典型的には、鉛直方向および水平方向）に沿って輝度の分布を調節できる。

一方、特許文献３の様に、最近では、半球状の単位形状要素（単位光学要素）が異なる二方向にランダムまたは規則的に配列されてなるフライアイレンズ（蠅の目レンンズ）が注目されている。このフライアイレンズを有する光学シート（フライアイレンズシート）では、原理的に、複数の光学シートを用いずに、一枚の光学シートによって、表示面上の二方向（典型的には、鉛直方向と水平方向）において、透過光を集光及び拡散させることができる。この結果、面光源装置に組み込まれる光学シートの枚数を減らせることは、面光源装置の低コスト化に直結するので、非常に好ましい。

ただ、現在用いられているフライアイレンズシートの集光機能及び光拡散機能は、どちらも十分に満足できるレベルまでは達していない。その結果、二枚以上のフライアイレンズが、面光源装置に組み込まれ、面光源装置の低コスト化は実現されていない。

そこで、本願発明者らは、先に、特許文献４を出願し（本願発明出願時点に於いては未公開の先行出願）、成形時の残留気泡が抑制され残留気泡による光学性能低下を防げて、集光機能による正面方向輝度と、光拡散性との両立性が高く、面光源装置内に組み込む光学シートの枚数の削減が可能な光学シートを提案した。この光学シートは、シート状の本体部１５の一方の面１３上に半球状の第１単位形状要素１１を互いに間隔を空けて複数配列させ、且つ該一方の面１３上の該第１単位形状要素１１同士の間の間隔に三角柱形状の第２単位形状要素１２を配列させた構造を有する（本願発明に関する図１（ｂ）参照）。

特許第３３０９１７３号公報 特開２００８−７０４５６号公報 特開２００６−３０１５８２号公報 特願２００９−１６８８５１号明細書

しかしながら、特許文献４による上記光学シートは、確かに正面方向輝度と光拡散性との両立性が従来に無く高い点では、優れた光学性能を発揮したが、点光源や線光源の面光源装置に組み込むと、光源像（ｌｉｇｈｔ ｉｍａｇｅ）が見えることがあった。従って、この様な面光源装置を組み込んだ透過型表示装置では光源像が画像品質に影響する。
また、面光源装置に組み込む前の段階でも、配列した半球状の第１単位形状要素と三角柱状の第２単位形状要素との相互作用によって、光学シート面に予期せぬ明暗模様が見えることが判明した。従って、これを組み込んだ面光源装置、ひいては、該面光源装置を組み込んだ透過型表示装置においても、前記予期せぬ明暗模様が、面内輝度均一性、画像品質に影響する。

すなわち、本発明の課題は、特許文献４記載の光学シートの様に、マイクロレンズ群と柱状プリズム群との両方を有し、正面方向輝度と光拡散性とを両立させた光学シートについて、光源像の不可視化性能を向上し且つ予期せぬ明暗模様が生じない光学シートと、該光学シートを用いた面光源装置及び透過型表示装置を提供することである。

本発明による光学シートは、
シート状の本体部と、
前記本体部の一方の面上に配列され、マイクロレンズ群を構成する複数の半球状の第１単位形状要素と、
前記一方の面上の一方向を配列方向として並列して配列され、柱状プリズム群を構成する複数の柱状の第２単位形状要素と、を備え、
前記第１単位形状要素は、前記一方の面上に、隙間を空けて配列され、
前記第２単位形状要素は、前記一方の面上のうちの前記第１単位形状要素の隙間に配置されている光学シートであって、
前記本体部は一方の面側、一方の面の反対側の他方の面側、或いはこれら両側に、光拡散層を備えている、構成とした。

本発明による面光源装置は、上記光学シートを光源の出光面上に載置した、構成とした。

本発明による透過型表示装置は、上記の面光源装置の出光面上に透過型表示板を載置した、構成とした。

本発明によれば、マイクロレンズ群と柱状プリズム群とによって、正面方向輝度と光拡散性とが両立し、且つ光拡散層によって強化された光拡散性によって、光源像の不可視化性能が向上し、また、予期せぬ明暗模様も生じない。

本発明による光学シートの一実施形態を説明する斜視図（ａ）と、用語を説明する断面図（ｂ）。 本発明による光学シート、面光源装置、及び透過型表示装置の一実施形態の概略構成を例示する断面図。 本発明による光学シートにおいて、本体部が備える光拡散層の形態例を説明する断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。

〔Ａ〕実施形態例：
先ず、図１の光学シートの説明図、図２の光学シート、面光源装置及び透過型表示装置の断面図を参照して、本発明の実施形態を説明する。

《光学シート》
本実施形態による本発明の光学シート１０を、図１（ａ）の斜視図と、図１（ｂ）の用語の定義を説明する断面図を用いて説明する。図１に例示する光学シート１０は、マイクロレンズ群を構成する多数の第１単位形状要素１１が一方の面１３に隙間を空けて配置され、第１単位形状要素１１同士の間の隙間を埋め尽くす様に、柱状プリズム群を構成する多数の第２単位形状要素１２が一方向に並列して配置されている。第２単位形状要素１２が並列して配置（配列）される方向は一方向であり、この一方向である配列方向Ｐｄはｘ軸方向、第２単位形状要素１２の稜線の方向がｙ軸方向である。しかも、この光学シート１０は光拡散層１６を他方の面１４側に有する。

なお、この光学シート１０は、図１（ｂ）の断面図で示すように、シート状の本体部１５、シート状の本体部１５の一方の面１３上に隙間を空けて二次元配列された多数の第１単位形状要素１１と、シート状の本体部１５の一方の面１３上の前記隙間に配列された多数の第２単位形状要素１２と、を有している。また、本実施形態では、本体部１５の一方の面１３の全領域が、第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２の何れか（二者択一）によって覆われている。また、本実施形態では、本体部１５の他方の面１４側に、図１（ａ）、図３（ｂ）の如く、光拡散層１６を備えており、光拡散層１６の突起を有する凹凸面が露出している。

［第１単位形状要素］
また、複数の半球状の第１単位形状要素１１の夫々は、直径１００μｍの半球に相当する形状で、底面の直径Ｄ（円形状の直径）は１００μｍで、本体部１５からの突出高さである高さＨ１は５０μｍである。また、最も近接して隣り合う二つの第１単位形状要素１１の配列ピッチＰ１は２２４μｍとした。なお、この第１単位形状要素１１の二次元配列の様式は、一つの第１単位形状要素１１が、等間隔を空けて円周上に６回対称に配置された六つの第１単位形状要素１１によって周囲から取り囲まれるようになっている。言い換えると、多数の第１単位形状要素１１は、一方の面１３上で、６０°の角度で互いに対して傾斜した異なる三つの方向に、共通の一定の配列ピッチＰ１で、配列されている。つまり、多数の第１単位形状要素１１は一方の面１３上の第１方向に沿って一定の配列ピッチＰ１で配列されているとともに、第２方向、及び第３方向に沿っても同じ一定の配列ピッチＰ１で配列されており、該第１方向と該第２方向とが互い６０°傾斜している。つまり、結晶に於ける２次元の六方最密充填構造から各単位形状要素を離間した配列に対応する。また、第１単位形状要素１１の充填率は、１７．４％であった。
従って、第１単位形状要素１１は規則的に二次元配列されている。また、配列された多数の第１単位形状要素１１は、一方の面１３の全表面に対して全て同一形状、同一寸法である。

［第２単位形状要素］
また、第２単位形状要素１２は、主切断面における断面形状が、直角二等辺三角形の底辺を本体部側とする形状の、単位三角柱プリズムである。そして、この第２単位形状要素１２の配列は、同一形状・同一寸法で稜線が直線の単位三角柱プリズムを、隣接する第２単位形状要素１２の間の隙間に本体部１５の一方の面１３を露出させることなく密に隙間なく配置してある。この第２単位形状要素１２の主切断面を含む配列方向Ｐｄに於ける配列周期Ｐ２（隣接する頂部同士の間隔でもある）は５０μｍ、高さＨ２は２５μｍである。

［光拡散層］
また、光拡散層１６は、透明なポリエチレンテレフタレート樹脂シートの片面（一方の面１３の反対面）に、光拡散剤粒子として粒径が５μｍの単分散で屈折率ｎが１．４９のアクリル樹脂ビーズを用い、この樹脂粒子とバインダ樹脂として屈折率が１．５５８の非晶性ポリエステル樹脂とを含む塗料を、ウェットでの塗布厚み４．０μｍで塗布し、揮発溶剤分を乾燥させて固化させて、光拡散層１６を形成した。光拡散層１６の露出面は突起を有する凹凸面となっており、その凹凸面の突出高さの程度は十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１：１９９４年版）で２．３μｍである。尚、一般に、光拡散層の表面（露出面）の凹凸の突出高さは、光拡散効果を初めとする所望の光学的効果を奏するためには、光源光スペクトルの最大波長０．７８μｍよりも大であることが求められる（特許第３５１８５５４号公報、特許第３６０６６３６号公報等参照）。
なお、本体部１５はポリエチレンテレフタレート樹脂シートからなる本体部基材と光拡散層１６とからなる。
そして、この本体部１５の光拡散層１６未形成の側で一方の面１３が形成される側の面に、紫外線硬化性樹脂の層として第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２を成形付与したものが、光学シート１０となる。
この光拡散層１６によって、主としてマイクロレンズ群による光拡散性能が強化され、光源像をより目立たなくすることがでる、光源像の不可視化性能が増強する。

［光拡散性能の強化効果と明暗模様の解消効果］
そして、この光学シート１０を、下記する複数の線状の光源２１と開口部以外の周囲を取り囲む反射板２２の開口部上に載置された、出光面側が平滑面の光拡散板２４の上に載置して、観察したところ、光源像が見える、所謂「管ムラ」は認められず、光源像の不可視化性能は満足できるものであり、光学シート１０の光源側面での光学密着も生じなかった。また、予期せぬ明暗模様も生じなかった。

また、上記実施形態に対して、光拡散層１６の位置を、本体部１５の他方の面１４側から、その反対の一方の面１３側に変更し、結果として、光拡散層１６の面を本体部１５の一方の面１３として、この一方の面１３に第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２とが配列する構成の光学シート１０とした場合も、同様にして観察したところ、管ムラは認められず、光源像の不可視化性能は満足できるものであったが、光学シート１０の光源側面での光学密着が生じた。但し、予期せぬ明暗模様も生じなかった。

また、上記実施形態に対して、光拡散層１６の位置はそのままで、光拡散層１６の内容を、表面に賦形によって略同様の十点平均粗さＲｚを示す表面凹凸を有する樹脂層とする構成の光学シート１０とした場合も、同様に管ムラは認められず、光源像の不可視化性能は満足できるものであり、光学シート１０の光源側面での光学密着も生じなかった。また、予期せぬ明暗模様も生じなかった。
一方、光拡散層１６を備えていない本体部１５の場合（樹脂シートの本体部基材が主体）では、光源像の不可視化性能は劣り、光学シート１０の光源側面での光学密着も生じ、予期せぬ明暗模様も生じた。

《面光源装置》
次に、図２を参照して、本実施形態による面光源装置について説明する。本実施形態による面光源装置２０では、線状の冷陰極管からなる複数の光源２１と、該光源２１の光学シート１０側以外の方向を取り囲み光学シート１０の側に開口部（窓）を形成し前記光源２１の背後及び四方側面を覆う箱状の反射板２２と、該箱状の反射板２２の開口部側を複数の光源２１の仮想的な出光面２３とし、この出光面２３上に配置された光拡散板２４と、光拡散板２４の出光面上に、第２単位形状要素１２のプリズム側を出光側とする向きで、且つ第２単位形状要素１２の延在する方向を線状の光源２１が延在する方向に平行にして配置された上記光学シート１０と、を有する。
更に、同図に例示する面光源装置２０では、光学シート１０の出光側に配置された集光シート２５と、集光シート２５のさらに出光側に配置された偏光分離フィルム２６と、を有している。なお、この面光源装置２０は、直下型のバックライトユニットとして構成した例である。
この様な構成の面光源装置とすることで、光拡散性能が強化された光学シート１０によって、光源像の不可視化性能が向上し、光源像を見えるのを防げる。本実施形態に於いては、光拡散板２４は、厚さ２ｍｍの板を用いた。但し、これに代えて、厚さ３０〜１００μｍの範囲の物（通常、シート或いはフィルムと呼称される形態）を用いることも出来る。

光拡散板２４は、公知の部材で、光源２１からの入射光を拡散させて出射光とし、光源２１の配置に応じた輝度ムラとなって光源像が見える現象（「管ムラ」）を緩和し、面内輝度分布を均一化させる。樹脂製の基部中に該基部とは異なる屈折率の光拡散性粒子を分散させたものからなる。
集光シート２５も、公知の部材で、入光側からの入射光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向輝度を集中的に向上させる。図２の形態の集光シート２５は、主切断面の断面形状が底辺を入光側として頂点を出光側とする向きの底辺長５０μｍの直角二等辺三角形の三角柱を単位形状要素として、この単位形状要素の複数個をその長手方向（稜線方向）に直交する方向に隙間無く隣接配列したものである。なお、このような集光シート２５としては、米国３Ｍ社から入手可能な「ＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。
偏光分離フィルム２６は、公知の部材で、入射光の偏光状態に基づいて、入射光のうち特定の偏光成分を透過させるとともに、その他の偏光成分を反射して再び光源側へ戻す機能を有する。なお、この様な偏光分離フィルム２６としては、米国３Ｍ社から入手可能な「ＤＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。

《透過型表示装置》
透過型表示装置３０は、図２の様に、上記面光源装置２０と、その出光面上に配置された透過型表示板３１として液晶表示パネルを有し、透過型表示板３１の背面側から面状に面光源装置２０が照らす、構成である。従って、この透過型表示装置１０は液晶表示装置となる。
なお、本実施形態においては、光学シート１０のシート面、光拡散シート２４及び集光シート２５の各シート面、偏光分離フィルム２６のフィルム面、面光源装置２０の出光面２３、および、透過型表示装置３０の表示面は、全て互いに平行となっている。そして、これらの面をｘｙ平面としてｘｙ平面に垂直なｚ軸の正方向の正面方向に観察者Ｖが位置し、正面から透過型表示装置が観察される関係である。
この様な構成の透過型表示装置とすることで、光源像と、光学シート１０自体による明暗模様とが、透過型表示装置が表示する表示に悪影響することがない。

なお、透過型表示板３１となる液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）は、公知のもので、ガラス等からなる一対の支持板と、支持板間に保持された液晶と、液晶の分子配向を一画素領域毎に制御する電極と、を有するパネルで、液晶が一画素領域毎の透過光量を調整する機能を有する。

〔Ｂ〕用語の定義：
以下に、本発明において用いる主要な用語について、その定義をここで説明しておく。

「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２１から光学シート１０等を経て観察者Ｖへ向かう光の進行方向における下流側（観察者Ｖ側は図２では図面上側）のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２１から光学シート１０等を経て観察者Ｖへ向かう光の進行方向における上流側のことである。
「正面方向」とは、光学シート１０の「シート面」に対する法線ｎｄの方向（図１参照）のうち、観察者Ｖ側（乃至は出光側）に向かう方向である。このとき、「シート面」を直交座標のｘｙ平面としてｘｙ平面に垂直なｚ軸の正負の方向のうち、観察者Ｖ側の方向が「正面方向」であり、またｚ軸正の方向が「観察者側」となる。
光学シート１０、光拡散板２４、集光シート２５などに於いて、「出光側」の面を「出光面」、「入光側」の面を「入光面」と呼ぶ。
また、本体部１５の第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２を有する「一方の面１３」の側を「プリズム側」と呼び、その反対側の面を「他方の面１４」と呼ぶ。また、光学シート１０を、「プリズム側」を「出光側」とする向きで使用する場合は、「プリズム側」は「観察者側」となる。
また、本体部１５の「一方の面１３」は、第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２で隙間なく埋め尽くされたときは、面としては実在しない仮想的な面となる。

「シート面（フィルム面、板面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面（凹凸面の場合は包絡面にも相当）のことを指す。また、この場合、「シート面」は、本体部１５の「一方の面１３」と平行な面でもある。
なお、光学シート１０、光拡散板２４、集光シート２５の各「シート面」と、面光源装置２０の「発光面」とは、図２など通常の場合は、全て平行な関係で設置される。

単に「断面」乃至は「断面形状」というときの「断面」とは、第１単位形状要素１１などにおいて、「シート面」乃至は「一方の面１３」に立てた法線ｎｄに平行な断面のことを言う。なお、シート面に水平な面での断面は「横断面」という。
「主切断面」とは、第２単位形状要素１２において、「シート面」乃至は「一方の面１３」に立てた法線ｎｄに平行な断面のうち、第２単位形状要素１２の配列方向Ｐｄにも平行な断面のことを言う。言い換えると、該法線ｎｄに平行で且つ第２単位形状要素１２の直線状の稜線に直交する断面である。また、特に第２単位形状要素１２においては「主切断面」の形状を単に「断面形状」とも言う。
「配列方向Ｐｄ」は、第２単位形状要素１２が並列して配列する方向である。「一方向」とは「配列方向Ｐｄ」が一つの方向であることを意味し、「配列方向Ｐｄ」と同じ方向である。
また、本明細書では「配列方向Ｐｄ」をｘ軸方向、第２単位形状要素１２の延在方向である稜線の（走る）方向をｙ軸方向とする。
なお、「配列方向Ｐｄ」乃至は「一方向」とは、第２単位形状要素１２の稜線が変調された直線で、うねりがあり曲線状であるときは、複数の第２単位形状要素１２が全体として配列している一つの方向の事を指す。

「直径Ｄ」、「突出高さＨ１」、「突出高さＨ２」は、図１（ｂ）の通りである。「突出高さＨ１」、「突出高さＨ２」は一方の面１３を基準とする「標高」（一方の面１３からの法線ｎｄ乃至はｚ軸方向の距離）である。従って、「突出高さＨ２」は、頂部（峰部）に対して両側斜面に接続する谷部の「標高」がゼロである場合に、頂部と谷部との「標高差」に等しいが、谷部の「標高」がゼロでない場合（一方の面１３の面内にない場合）は、「突出高さＨ２」は頂部と谷部の「標高差」にはならない。これらのＤ、Ｈ１、Ｈ２は、各々一定でなく分布を有することもある。
「配列ピッチＰ１」とは、最も近接して隣り合う二つの第１単位形状要素１１（の配置中心＝底面に於ける底面形状の重心）の間の距離である。また、「配列ピッチＰ１」は一定でなく分布を有することもある。
「配列ピッチＰ２」とは、配列方向Ｐｄに於ける隣接する二つの第２単位形状要素１２の、主切断面に於ける断面形状の重心同士の間の配列方向Ｐｄでの距離である。該断面形状が同一形状同一寸法の時は、配列方向Ｐｄに於ける隣接する二つの第２単位形状要素１２の頂部又は谷部同士の間の距離と等しい。「配列ピッチＰ２」は一定でなく分布を有することもある。その場合、前記頂部又は谷部同士の間の距離が、頂部同士、谷部同士、或いは頂部同士及び谷部同士で分布を持つことを意味する。また、隣接する二つの第２単位形状要素１２間に一方の面１３が露出しているときは、該露出している部分の距離も含めた距離となる。
「充填率」は％で表示され、本体部１５の一方の面１３の面のうちの、第１単位形状要素１１によって覆われている領域の面積割合である。つまり、第１単位形状要素１１が一方の面１３に接続する部分の底面が占める面積割合である。なお、「底面」は「一方の面１３」と同じ標高を有する面でもある。

「平滑」とは、光学的な意味合いでの平滑を意味するものである。すなわち、ここでは、或る程度の割合の可視光が、光学シート１０の面においてスネルの法則を満たしながら屈折するようになる程度を意味している。したがって、例えば、本体部１５の他方の面１４の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１：１９９４年版）が最短の可視光波長（０．３８μｍ）以下となっていれば、十分、平滑に該当する。
また、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「円」、「楕円」、「平行」、「直交」等の用語は、厳密な意味に縛られることなく、製造技術における限界や成型時の誤差も含めて、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差乃至は均等範囲を含めて解釈するものである。
また、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
又、「半球状」の「半」とは、球或いは回転楕円体の正確に１／２である場合にのみ限定はされない。この「半」とは一部分と同義語として用いられる。ただ、好ましく又通常実用される形態は、通常１／２前後の場合が多い為、便宜上、この様に呼称する。具体的には、例えば、球或いは回転楕円体の、片側の１／２、１／３、１／４、１／５、２／３、３／５、２／７等の部分を切り取ったものを、求める光学特性に応じて、適宜選択する。

〔Ｃ〕各層、各部材の詳細：
以下、光学シートを主体に、各層、各部材について更に詳述する。

《光学シート》
本発明の光学シート１０は、そのシート面の片方に、マイクロレンズ群を構成する複数の半球状の第１単位形状要素１１と、この第一単位形状要素１１同士の隙間に、柱状プリズム群を構成する複数の柱状の第２単位形状要素１２とを有する。即ち、特許文献２の如く、三角柱プリズムの斜面上に半球状レンズを重畳させて突出させるのではなく、本発明に於いては、半球状レンズ群（第１単位形状要素）の余白部に柱状プリズム群（第２単位形状要素）が嵌め込まれ、本体部の一方の面１３の全面は半球状レンズ群と柱状プリズム群とで相補的に被覆されていることを特徴とする。この様な構成よって、正面方向輝度と光拡散性とを両立させている。しかも、第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２と接する本体部１５に光拡散層１６が備わり、これにより、光源像の不可視化性能が強化され且つ光学シート自体による明暗模様の発生を防いでいる。

［第１単位形状要素］
第１単位形状要素１１は、多数の半球状の第１単位形状要素１１によってマイクロレンズ群を構成する。本発明におけるマイクロレンズ群とは、フライアイレンズ乃至は蝿（ハエ）の目レンズとも呼ぶことができ、平面上の異なる二方向の夫々に、規則的な一定の間隔または非規則的（ランダム）な間隔で、配列された多数の単位レンズを有するレンズを意味する。

（断面形状）
半球状の第１単位形状要素１１の断面形状は、図２に例示した前記実施形態では、出光側に突出する円の一部分であった。第１単位形状要素１１に於ける「半球状」という立体形状は、断面形状がこの様に、円の一部分の他、楕円の一部分でも良い。なお、断面形状が楕円の一部分に相当する場合、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、当該断面楕円形状の長軸または短軸のいずれかが、光学シート１０の法線ｎｄと平行であることが好ましい。なお、断面形状が楕円の一部分である場合、すなちわ、立体形状で言えば、楕円球の一部分である場合、その短軸及び長軸の両方が、法線ｎｄから傾斜していても良い。

また、半球状の断面形状が、例えば、双曲線、放物線、サイクロイド、カージオイド、正規分布曲線、正弦曲線、双曲線正弦曲線、楕円函数曲線（ｓｎ函数、ｃｎ函数等）、ベッセル函数曲線、或はランキンの卵型の一部に相当する立体形状を、所望の光学特性（集光機能、光拡散機能、収差、再帰反射性等）に応じて適宜採用する事もできる。

（横断面形状）
半球状の第１単位形状要素１１の横断面形状として、底面（本体部１５に接続する面）での形状は、図１及び図２で例示した前記実施形態では、円形であり、立体形状でいうと光学シート１０のシート面への法線ｎｄを回転軸とする回転体であったが、これに限らない。第１単位形状要素１１は、その底面が、例えば、楕円、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形形状などでも良い。

（配置された夫々の形状要素の形状と寸法）
また、複数個配置された第１単位形状要素１１の夫々の形状及び寸法は、両者が全て同一でなくても良い。例えば、突出高さＨ１、直径Ｄ、断面形状、横断面形状、底面形状等の少なくとも一つが互いに他と異なっていても良い。

（平面配列の様式：規則的と不規則的）
第１単位形状要素１１を一方の面１３に二次元的に配列する様式は、前記実施形態例の様な、２次元の六方最密充填から各単位形状要素を離間した配列様式以外で配置されていても良い。例えば、正方格子状の配列様式（直交する二方向に一定の配列ピッチＰ１で並べて配置）されていても良い。また、その他の多角形格子状であっても良い。
また、これらは配列ピッチＰ１が一定である規則的配列であるが、配列ピッチＰ１が一定でなくランダムに配置する配列でも良い。ランダムな配列には、上記の様な規則的配列に対して変調した配列の他、最初から乱数的にランダムに配列したものでも良い。
ランダム配列の一例を挙げれば、先ず、例えば前記実施形態のようにして、隣り合う二つの第１単位形状要素１１の間の間隔Ｗ１が一定となるよう、多数の第１単位形状要素１１について、基準となる仮の配置位置を規則的に決定する。次に、隣り合う二つの第１単位形状要素１１が重ならない範囲で、一例として、基準となる仮の配置位置に第１単位形状要素１１を配列した場合における隣り合う二つの第１単位形状要素１１の間の間隔Ｗ１の半分以下の種々長さで、各第１単位形状要素１１を基準となる仮の配置位置からそれぞれ乱数によって変移させて本体部１５の一方の面１３上に位置決めする。

（寸法及び配置の具体例）
第１単位形状要素１１の寸法及び配置の具体例を更に挙げれば、底面の直径Ｄは５〜２００μｍ、突出高さＨ１は２．５〜１００μｍ、配列ピッチＰ１は１０〜１７００μｍ、とすることができる｛図１（ｂ）参照｝。
なお、底面の直径Ｄは、底面が円形の場合はｘｙ平面上のどの方向でも一定で底面の円形の直径に相当する。底面が円形でない場合は、底面形状の重心からの底面形状の周上までの平均距離で捉えることができる。また、突出高さＨ１は、シート面１３に対する標高である。また、配列ピッチＰ１は、最も接近して隣接する第１単位形状要素１１同士の間の距離であり（間隙の幅（Ｓａ）ではない）、それらの配置中心同士の間の距離である。なお、配置中心は、一つの第１単位形状要素１１について、その立体形状乃至は底面形状に於ける重心である。
なお、配列ピッチＰ１と底面形状に於ける直径Ｄとの差（＝Ｐ１−Ｄ）の「平均最小間隙Ｓａ」は、最も隣接する第１単位形状要素１１同士の間のギャップ（間隙）のシート面１３に於ける平均値である。

（シート面内に於ける光学的特性の等方性）
なお、多数の第１単位形状要素１１からなるマイクロレンズ群は、シート面１３のｘｙ平面のｘ方向及びｙ方向に等方的に配置され、且つ第１単位形状要素１１の立体形状が、球の一部に相当する形状など、ｘ方向及びｙ方向に等方的な形状であるときは、多数の第１単位形状要素１１からなるマイクロレンズ群は、光学シート１０のシート面に立てた法線ｎｄを含む任意の面内において、光の進行方向を等方的に変化させることができる。

［第２単位形状要素］
第２単位形状要素１２は、柱状形状をした単位柱状プリズムであり、第１単位形状要素１１が多数配列した一方の面１３の隙間の面に、配列方向Ｐｄに向かって一方向に並列して配列させた第２単位形状要素１２が柱状プリズム群を構成する。

（主切断面の断面形状）
先ず、単位柱状プリズムに相当する第２単位形状要素１２の主切断面に於ける断面形状は、代表的には三角柱プリズムに対応して、底辺を本体部１５の一方の面１３側とする三角形状であり、それも前記実施形態の様に直角二等辺三角形である。なお、一方の面１３に沿った平面形状（法線ｎｄの方向から見た形状）は、通常の三角柱プリズムの場合では直線状（長方形状）である。また、主切断面での断面形状が二等辺三角形状でプリズム側を出光側とする使用法とする場合は、正面方向輝度を集中的に向上させる観点から、等辺の間に位置すると共に出光側に突出する頂角の角度θは８０〜１２０°が好ましく、９０°がさらに好ましい。
この他、該断面形状としては、例えば、三角形を変形させた形状でもよい。変形例としては、三角形の頂点両側の両斜辺の片方又は両方を、外側又は内側に折れ曲げたり、外側又は内側に湾曲させたりした形状、三角形の頂点近傍を湾曲させて丸みを帯びさせた形状、三角形のいずれか一以上の辺に微小凹凸を付与した形状などである。また、三角形以外に、例えば、台形等の四角形、五角形、或は六角形等の種々の多角形形状、或いは、円または楕円の一部分に相当する形状としても良い。
尚、三角柱とした第２単位形状要素１２の主切断面である三角形の頂点（近傍）に丸み帯びさせる形態の目的は、該丸みにより光拡散の強化（その分、正面方向輝度は落ちるが）、及び頂点の力学的強度の向上（頂部の欠損、傷付きの防止）の効果を発現させることにある。この様な頂点の丸みによる効果を十分有効に発現させる為には、該丸みの曲率半径は、２μｍ以上、より好ましくは、５μｍ以上とする。
一方、三角柱固有の集光機能（正面方向輝度向上）を十分享受する場合には、該頂点は、実質上、丸みを帯び無い形態を採用する。ここで実質上頂部が丸みを帯びないとは、第２単位形状要素１２の主切断面である三角形の頂点の該曲率半径が２μｍ未満、より好ましくは、１μｍ以下である。但し、該頂点の曲率半径が光源光スペクトルの最低波長未満になれば、実質上、該丸みによる幾何光学的な効果は無視し得る。可視光線の最低波長は０．３８μｍである為、該頂点の曲率半径が０．１〜０．３μｍ程度になれば、該頂点の曲率半径は幾何学的に０μｍになったと見做すことが可能であり、あえてこれ以下に曲率半径を加工する必要はない。

（配列様式：規則性と隙間の有無）
しかも、この第２単位形状要素１２を一方の面１３に配列する平面配置は、配列ピッチＰ２が規則的で均一であっても良く、また不規則的であっても良い。
なお、配列方向Ｐｄで隣接する第２単位形状要素１２同士の間に隙間が存在すると、その隙間部分では光学シート１０に入射した光が素通りして出射する「素抜け」が発生する。この「素抜け」を生じさせいない観点から、第２単位形状要素１２は隙間なく配列するのが好ましい。但し、該隙間の存在によって、素抜け等の光学特性上の支障が生じない範囲に於いて、隣接する第２単位形状要素１２が隙間を空けて配置され、従って、第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２の両方が配置されていない領域が、本体部１５の一方の面１３上に設けてもよい。

（寸法及び分布の具体例）
第２単位形状要素１２の寸法及び配置の具体例を更に挙げれば、配列ピッチＰ２は１μｍ〜２００μｍに、一方、突出高さＨ２は０．５〜１００μｍにすることができる。

（シート面内での光学的異方性）
なお、もちろんであるが、 第２単位形状要素１２は単位柱状プリズムであるので、その集光性能は主切断面方向すなわち配列方向Ｐｄにおいて強く、それと直交する稜線方向では弱く、光学的集光性能に異方性を有する。従って、光学シート１０を面光源装置２０に組み込んだときに、該面光源装置２０を用いた透過型表示装置３０の液晶ディスプレイ等のディスプレイ画面の鉛直方向と水平方向で共に第２単位形状要素１２による集光機能を期待する場合には、２枚の光学シート１０を、夫々の第２単位形状要素１２の配列方向Ｐｄを互いに直交させる等、交差させて重ねて配置すると良い。

［第１単位形状要素と第２単位形状要素との関係］
更に、第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２との関係に於いて、考慮すると好ましい結果が得られる事項について説明する。

（突出高さＨ１と突出高さＨ２の関係）
第２単位形状要素１２の突出高さＨ２は第１単位形状要素１１の突出高さＨ１よりも低く（Ｈ１＞Ｈ２）することが、両単位形状要素と隣接面との接触時の耐擦傷性向上の面で好適である。即ち、第２単位形状要素１２は、一般に第１単位形状要素１１に比べて頂部が先鋭である（図１参照）。その為、第２単位形状要素１２は第１単位形状要素１１に比べて頂部近傍が傷付き易い。
その為、第２単位形状要素１２の突出高さＨ２を第１単位形状要素１１の突出高さＨ１よりも低くすると、光学シート１０の両単位形状要素１１、１２形成面と透過型表示板３１、他のプリズム（乃至レンズ）配列シート、光拡散板２４、或いは偏光分離フィルム２６等の他の光学シートとが隣接して配置され、両者間が擦れ合った際に、より傷付き易い第２単位形状要素１２が隣接する他の光学シートとの接触及び／又は摩擦を防止する。この為、第２単位形状要素１２の耐擦傷性は向上する。一方、その代わり、第１単位形状要素１１は隣接する他の光学シートとの接触及び／又は摩擦を一手に引き受けることになる。但し、第１単位形状要素１１は図１の如く、頂部近傍（は勿論それ以外の表面も）球面、回転楕円体面乃至これに類する滑らかな曲面である。その為、隣接する他の光学シートと接触し摩擦を生じても、第２単位形状要素１２に比べて傷付き難い。故に、光学シート１０の両単位形状要素全体を総合して評価したときに、耐擦傷性は、第２単位形状要素１２の突出高さＨ２が第１単位形状要素１１の突出高さＨ１と同等以上（Ｈ１≦Ｈ２）の場合に比べて、向上する。

両単位形状要素全体での耐擦傷性を向上させる為には、第２単位形状要素１２の突出高さＨ２は第１単位形状要素１１の突出高さＨ１の９／１０以下とすることが有効であり、２／３以下に設定することが更に有効である。
一方、第２単位形状要素１２の突出高さＨ２を第１単位形状要素１１の突出高さＨ１の１／１０未満とすると、今度は、成形型の型面上で、第１単位形状要素１１に対応する凹部に気泡が残留して光学欠陥となるのを、該凹部に接続し第２単位形状要素１２に対応する溝が、（溝の延在方向に両単位形状要素１１、１２となる樹脂材料を充填していくことで）気泡の排出を促進して残留気泡による光学欠陥を防ぐ作用が低下する。これらを総合すると、突出高さＨ２は突出高さＨ１の１／１０〜９／１０がより好ましい。

（第１単位形状要素の充填率と第２単位形状要素との充填割合）
本体部１５の一方の面１３のうちの、第１単位形状要素１１によって被覆されている領域の面積割合、つまり被覆面積割合を「充填率」（％）としたときに、該充填率は、０．１〜２０％とするのが好ましい。なお、「充填率」は、一方の面１３の面内に於ける第１単位形状要素１１の底面の面積の割合でもある。
これは、第１単位形状要素１１は半球状であるので、その頂部が第２単位形状要素１２の頂部よりも相対的に耐擦傷性が高いとは言え、接触摩擦時の傷付きは皆無ではないので、突出高さＨ１＞突出高さＨ２の条件下で、傷付きを一手に受ける第１単位形状要素１１自体の個数を減らすことによって、第１単位形状要素１１の傷付きの影響自体を最小化することが好ましいからである。なお、充填率を０．１〜２０％とする形態に於いては、必然的に、光学シート１０全体の光学特性に占める第１単位形状要素１１自体の光学特性の寄与率も低下し、第２単位形状要素１２のみの光学特性に近付く。

（平均最小間隙Ｓａと配列ピッチＰ２）
「平均最小間隙Ｓａ」とは、一方の面１３の面上で、任意に選択したある一つの第１単位形状要素１１に最も近接する他の一つの第１単位形状要素１１と、の間の間隙（スペース）の平均値のことをいう。つまり、直径Ｄ及び配列ピッチＰ１が一定の場合、「平均最小間隙Ｓａ」は、任意の第１単位形状要素１１に最も近接する他の第１単位形状要素１１とを結ぶ方向に於ける配列ピッチＰ１と、第１単位形状要素１１の直径Ｄとの差（＝Ｐ１−Ｄ）である｛図１（ｂ）参照｝。そして、平均最小間隙Ｓａと、第２単位形状要素１２の配列ピッチＰ２と、を調節することにより、正面方向輝度の向上および面内輝度均一化（光源像の不可視化）の性能向上を同時に実現できる。具体的には、平均最小間隙Ｓａを、配列ピッチＰ２以上、より好ましくは、配列ピッチＰ２の２倍以上とするのが好ましい。ただ、平均最小間隙Ｓａが非常に大きくなると、第１単位形状要素１１の光学機能が低下してしまう。そして、一般的なマイクロレンズ群を構成する単位形状要素の寸法や柱状プリズム群の寸法等も考慮すると、平均最小間隙Ｓａは配列ピッチＰ２の１０倍以下が好ましい。

なお、平均最小間隙Ｓａは、第１単位形状要素１１が一方の面１３上にランダム（不規則）に配列されている場合には、任意に選択したある一つの第１単位形状要素１１と、一方の面１３内で当該一つの第１単位形状要素１１に最も近接して配置された他の第１単位形状要素１１と、の間における間隙を、多数、例えば２０〜１００箇所測定し、測定値の平均をとることにより、平均最小間隙Ｓａを求めることができる。
そして、平均最小間隙Ｓａと配列ピッチＰ２との関係が上記範囲を満たす場合には、必ず、第２単位形状要素１２の配列方向Ｐｄに沿って隣り合う二つの第１単位形状要素１１の間に、少なくとも一つの第２単位形状要素１２が存在するようになる。従って、第２単位形状要素１２が、有効にその光学的機能を発揮し得るようにして第１単位形状要素１１の間に配置される。

（素抜けの防止）
また、本光学シート１０では、一方の面１３上の第１単位形状要素１１同士の隙間には、第２単位形状要素１２が配置されている。一方、従来のマイクロレンズ群のみの光学シートの多くでは、製造上の問題から必然的に、隣接する第１単位形状要素１１間に隙間が形成され、該隙間の領域は平坦面となっていた。この為、該平坦面に入射した光源光は直進し、光源像が目視されやすくなる、といった不都合が生じていたと推測される。しかし、本光学シート１０は、第１単位形状要素１１同士の間に向かう光は、そこに存在する第２単位形状要素１２の光学作用を受けるため、光が素通りする「素抜け」を防げる。さらに、一方の面１３の全領域を第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２とで全て覆い尽くせば、「素抜け」を完全に防げ、面光源装置２０ひいては透過型表示装置３０の光学特性をさらに向上できる。

（両単位形状要素の光学機能）
第１単位形状要素１１は、光の進行方向の正面方向に対する角度を比較的に広い角度範囲内に絞り込むとともに、当該絞り込まれた角度範囲内における輝度分布を滑らかに変化させるようにできる。一方、第２単位形状要素１２は、正面方向を中心とする比較的に狭い角度範囲内に、光の進行方向の正面方向に対する角度を絞り込むことができる。すなわち、第２単位形状要素１２は、その構成が適宜設計されることにより、極めて優れた集光機能を発揮し得るようになる。つまり、第２単位形状要素１２は、第１単位形状要素１１と比較して、より強い集光機能を発揮でき、第１単位形状要素１１は、第２単位形状要素１２と比較して、より強い光拡散機能を発揮できる。
そして、本光学シート１０は、第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２とが互い異なる光学特性を有する形状要素として形成してあるので、第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２の構成を適宜設計し、一方の面１３において第１単位形状要素１１の領域と第２単位形状要素１２の領域の範囲を適宜調節すること等によって、所望の光学特性を得ることができる。

そして、本光学シート１０は、このような第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２とを共に有する結果、透過光を集光させて正面方向輝度を効果的に向上でき、さらに、透過光を適度に拡散させて面内輝度分布を均一化させるとともに輝度の角度分布を滑らかに変化させることもできる。したがって、このような光学シート１０が組み込まれた面光源装置２０および透過型表示装置１０では、光源光を有効に活用して正面方向輝度を高めることが出来るとともに、視野角（画像を視認することが可能な正面方向に対する角度範囲）を広角化させることも出来る。すなわち、極めて理想的な省エネルギーが実現される。また、光源像の不可視化性能も向上する。

［光拡散層］
光拡散層１６は、本体部１５の一構成要素であり、本体部１５の一方の面１３側の表面｛図３（ａ）参照｝、他方の面１４の表面｛図３（ｂ）参照｝、或いはこれら両方の面に接して｛図３（ｃ）参照｝、形成された層である。光拡散層１６は、上記した第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２の光学的作用とは独立に、該光拡散層１６に入射した入射光をより拡散した拡散光として出射する光拡散機能を有する。光拡散機能とは、輝度の角度分布の半値幅θで評価した場合に、入射光よりも出射光の方が半値幅θが大（広い）となる機能である。

更に、光拡散層１６は、一方の面１３側の表面、つまり一方の面１３を構成する層として形成された場合は、一方の面１３が、第１単位形状要素１１と第２単位形状要素１２とによって埋め尽くされた時は、該一方の面１３は大気に露出しない仮想的な表面となるので、光学シート１０の層内部の界面となる。
しかし、光拡散層１６が、他方の面１４側の表面、つまり他方の面１４を構成する層として形成された場合は、他方の面１４は、他の層を密着積層しない限りは、大気に露出した表面となる。従って、少なくとも、こちらの他方の面１４に光拡散層１６を備えている構成の本体部１５とするときは、光学シート１０を、他の光学部材、例えば、光拡散板２４、集光シート２５、偏光分離フィルム２６、或いはエッジライト型面光源装置の導光板等が隣接配置された時に、光学密着が起こり得る面となる。

そこで、他方の面１４の側に光拡散層１６を備えた形態では、更に、光拡散層１６の露出した表面を、突起の高さが光学シート１０が対象とする光の最大波長（対象光は通常可視光であるから０．７８μｍ）以上且つ１００μｍ以下の突起を多数設けた凹凸面とすると良い。この様にすると、該突起によって、他の表面平滑な光学部材と接触させた場合の光学密着を効果的に防げる。また、光学密着した部分の光の漏洩による輝度の面ムラ、ニュートンリングなど等厚干渉縞の発生の防止にも効果的である。なお、突起の高さが最大波長未満では光学密着防止効果が十分に得られず、逆に１００μｍ超過となると突起の凹凸形状が目立ってしまい好ましくない。また、上記突起の高さは、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４年版）で規定される表面粗さの一種である十点平均粗さＲｚとして測定した平均値で捉えることができる。

以上の様な、光拡散層１６を形成するには、公知の材料・及び公知の方法を利用して形成することができる。例えば、塗工法、成形法（賦形法）、などである。
また、光拡散層１６としては、例えば、ａ）層の内部が光拡散性を有する形態、ｂ）層の表面（隣接層との界面も含む）が光拡散性を有する形態、或いはｃ）としてａ）でもあり且つｂ）でもある両方の形態を有する形態ある。

ａ）の形態の光拡散層１６は、基部（バインダ樹脂）と、基部中に分散された光拡散剤と、を有する層として構成することができる。この様に、光拡散剤を含む光拡散層１６は、例えば、光拡散剤が光反射機能を有することによって、あるいは、光拡散剤が基部とは異なる屈折率を有することによって、光拡散機能が付与される。
ｂ）の形態の光拡散層１６は、熱プレスによるエンボス加工、サンドブラスト加工、或いは、第１単位形状要素１１及び第２単位形状要素１２の形成と同様に、電離放射線硬化性樹脂を成形型で賦形する賦形法等によって凹凸面を表面に成形した形態が代表的である。また、この凹凸面は、通常、本体部１５から遠い方の光拡散層１６の表面に形成される。
ｃ）の形態の光拡散層１６は、ａ）と同様に基部と基部中に分散された光拡散剤とを有するが、更に該光拡散剤を表面に突出させて突起を表面に形成した層として構成することができる。通常、この形態は、基部に相当するバインダと光拡散剤を含む塗料などの組成物を塗工などして形成する。また、この場合、層内部の光拡散剤は光反射機能を有することによって、あるいは、光拡散剤が基部とは異なる屈折率を有することによって、層内部にも光拡散機能を付与できる。また、表面に突起を有する凹凸面は、通常、本体部１５から遠い方の光拡散層１６の表面に形成される。

なお、光拡散剤としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂ビーズ、シリカ、アルミナ、ガラス等の中実無機粒子、或る視はガラスなどの中空無機粒子などを粒子が用いられる。一方、基部（バインダ樹脂）としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、電離放射線硬化性樹脂などが用いられる。

また、粒子と基部とは屈折率差が０．１以上、より好ましくは０．２以上異なるものを用いるのが、光拡散性能の点で好ましい。また、粒子径は、平均粒子径で、表面の凹凸面に設ける突起の平均粗さ（Ｒｚ）と同程度で、下限は対象光の最大波長程度のものが良い。つまり、可視光が対象光のとき、平均粒子径で０．７８〜１００μｍ程度である。

［光学シートの製造法］
本光学シート１０の製造法は特に限定されるものではなく、公知の各種成形法を利用して、レンズ乃至はプリズム形状の単位要素を有するものを製造できる。これは、本光学シート１０は、本体部１５と第１単位形状要素１１との間の界面（一方の面１３）、及び、本体部１５と第２単位形状要素１２との間の界面（一方の面１３）において、透過光に対して積極的に光学的作用を発現させる必要はないからである。

この様な光学シート１０の製造法は、例えば、下記の成形法乃至は成形型を利用して製造できる。
ａ）円筒状の成形型（型ロール）の型面に未硬化では液状の電離放射線硬化性樹脂を塗布後、塗布面に樹脂シートを押し付けた後、型面上で樹脂を硬化させ、その後樹脂シートを剥がして該硬化性樹脂面に賦型する賦型法、
ｂ）円筒状の成形型（ロール型）と押圧ロール間にＴダイ等から押し出した溶融樹脂を供給して該成形型面で樹脂を冷却固化することによって、成形する溶融押出成形法、
ｃ）射出成形法、
ｄ）加熱された成形型と金属板や金属ロール間に樹脂を挟んで加熱加圧し、冷却固化後離型する熱プレス法、
ｅ）成形型に樹脂を積層後、成形型を剥がして樹脂面に型面の形状を転写する転写法。
なお、成形型はシート型や射出成形型よりも円筒状の成形型（型ロール）用いる方が生産性、コストの点で有利であり、更に、下記の様にすることで、凹陥部の欠点発生も無く安定して製造でき、予期した光学的機能を発揮できる利点もある。

この際、光拡散層１６を本体部１５が備えた構成とする為には、例えば、予め樹脂シート等の形で成膜した本体部上に両単位形状要素を形成する場合には、適用する樹脂シートに予め光拡散層１６を形成しておく。又本体部及び両単位形状要素を同時に形成する場合には、成形後に光拡散層１６を形成する。

上記の内、ａ）賦型法について、更に説明しておく。賦型法では、成形型によって、同一の材料から光学シート１０を一体的に形成することも、或いは予め成膜した本体部１５上に両単位形状要素１１、１２を形成することも、何れも可能である。なお、賦型される電離放射線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型性脂、電子線硬化型性脂等の透明な樹脂を使用できる。具体例を挙げれば、成形性が良好であるとともに入手が容易であり、且つ優れた光透過性を有する樹脂（一例として、硬化物の屈折率１．５７の透明な多官能ウレタンアクリレートオリゴマーとジペンタエリスリトールヘキサアクリレート系モノマーとの組成物の架橋硬化物）が好適に用いられる。尚、光学シート１０の正面方向輝度向上の為には、該電離放射線硬化性樹脂の硬化後の屈折率は高い方が好ましく、１．５５以上、より好ましくは１．５８以上の物を選択する。上記の如きアクリレート（或いはメタクリレート）系化合物から成る電離放射線硬化性樹脂の場合に於いて、硬化物の屈折率を１．５５以上に高めるための手段としては、例えば、オルトフェノキシアクリレートを含む組成物とすることが挙げられる。

成形型としては、円柱状乃至は円筒状の型（ロール型とも言う）を用いのが好ましく、その外周面が型面（凹凸面）となっているため、回転させながら連続的に成形していくことができるので生産性に優れている。
成形型の型面には、光学シート１０の第１単位形状要素１１に対応する形状で逆凹凸の凹部と、第２単位形状要素１２に対応する形状で逆凹凸の溝と、が形成しておく。溝は、型面の円周方向に平行に延びているか、或いは、型面の円周方向に対して斜めに延びている。更に、斜めに延びている場合は、ネジの様に螺旋状に延びている様にするのが成形型を製造し易い。前記凹部は、例えばフォトリソグラフィ技術を利用したエッチングにより、型面上の所望の位置に形成することができる。その後、例えば、切削バイトを用いた切削加工により、凹部形成済みの型面上に、凹部を横切るようにして延びる溝を形成することができる。

なお、螺旋状に溝を形成するとき、円筒状の成形型の円周方向に対する溝の傾斜角度は、第２単位形状要素１２の配列ピッチＰ２を一定にして、次の溝を配列ピッチＰ２の分だけ円筒状の成形型の回転軸方向（ｘ軸方向）に切削バイトを移動させる為に必要な移動量（移動ピッチ）は、仮に配列ピッチＰ２が５０μｍで考えると、移動量（移動ピッチ）もロール1円周（１回転）で５０μｍである。ここで、更に成形型の円周長が７５０ｍｍであるとすると、傾斜角度はｔａｎ^-1（５０μｍ／７５０ｍｍ）＝４×１０^-3°程度と僅かである。更に、配列ピッチＰ２がプリズム形状が目立ち出す１００μｍのときでも同様に円周長７５０ｍｍで見れば、８×１０^-3°程度である。
この様に、型面に螺旋状に溝を形成する場合、溝は、成形型の円周方向に対して概ね平行方向（平行方向に対して０°±１×１０^-2°程度）に延びていて、これは実質的に平行であると言える。

（気泡や穴などの欠点発生の抑制）
また、第２単位形状要素１２の稜線方向が、円筒状の成形型の円周方向、つまり連続的に成形する成形装置の樹脂シートの搬送方向である機械方向に沿う様にして成形することによって、樹脂材料の凹部及び溝への充填と気泡の脱出を効果的に促進して、光学シート１０への気泡の混入、及び、光学シート１０の表面への穴の発生を、効果的に抑制することができる。

（本体部１５の構成と一方の面１３）
なお、樹脂シートと樹脂材料とを用いる、前記ａ）賦型法などの方法によれば、樹脂材料を成形型と樹脂シートとの間の全面に介在させることで、樹脂シートは成形型の型面に接触していない状態で、樹脂材料を硬化させて光学シートを製造することもできる。この結果、作製された光学シートの本体部１５は、樹脂シートとシート状に硬化した樹脂材料とから構成されるようになる。また、樹脂シートが成形型の型面に接触している状態で、樹脂材料を硬化させて光学シートを製造することもでき、こちらの場合は、作製された光学シートの本体部１５は、樹脂シートから構成されるようになる。なお、谷部の標高が種々あるときは、最も標高が低い谷部は成形型の型面に接触し谷部が一方の面１３と同一標高となり、それよりも標高が高い谷部は型面に接触せず、標高の高い部分の谷部の本体部１５側で硬化した樹脂材料部分は本体部１５に属さないことになる。
従って、一方の面１３とは、後者の場合は樹脂シートの表面となり、前者の場合は、硬化した樹脂材料の内部の仮想的な面となる。
なお、樹脂シートとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂等の透明な樹脂シートを用いることができる。

［変形形態］
本光学シート１０は、上記した実施形態・構成以外に、例えば下記の様に、更にその他構成を加えた形態としても良い。

例えば、光学シート１０が帯電防止層を有していてもよい。帯電防止層によって本体部１５全体に帯電防止機能を付与でき、埃等の異物付着を低減し、光学特性への悪影響を抑制できる。また、上記光拡散層に帯電防止機能を持たせても良い。
又、上記の実施形態に於いては、第１単位形状要素１１、第２単位形状要素１２、本体部１５、及び光拡散層１６の各構成材料は樹脂（有機高分子）を用いたが、これに代えて、上記各構成要素（１１、１２、１３、１５、１６）の一部又は全部を、透明な無機材料で構成しても良い。この様な無機材料としては、例えば、ソーダ硝子等の硝子、石英、蛍石、ダイヤモンド（金剛石）等が挙げられる。
又、光源側の入射面上に、直下の層よりも相対的に低屈折率の低屈折率層からなる反射防止層を形成しても良い。この様な構成によって、光学シートへの入射光の反射損失を低減することが出来る。

《面光源装置》
面光源装置２０は、例えば図２で例示の様に、上記光学シート１０を光源２１による出光面２３上に載置した構成であり、該光学シート１０以外の部材、及び、配置構成については、公知の面光源装置の各種部材及び配置を、適宜採用することができる。なお、光学シート１０は、そのプリズム側を出光面側として観察者Ｖ側に向ける配置の他、光学シート１０のプリズム側を光源側に向け、本体部１５の他方の面１４側を出光面側として観察者Ｖ側に向ける、所謂、プリズム逆向き配置の形態を採用することも出来る。該プリズム逆向き配置の場合、第２単位形状要素１２の最適設計は、図２の配置の場合とは一部異なる。具体的には、３角柱の第２単位形状要素１２の場合、主切断面の頂角は４０〜７０度程度となる。又、該プリズム逆向き配置を特にエッジライト型面光源装置用光源の導光板上に載置する場合には、導光板の側端面からの距離に応じて、導光板からの出射光の出射角が変化する。この様な導光板出射光を、全面に亙って、出光面の法線方向に輝度のピークを持つ様に光線の向きを揃える為には、特許第３６８８０３６号公報等に開示の如く、頂角自体は全面に亙って同一でも、各単位形状要素の斜面（その主切断面の三角形の辺）を本体部１５の他方の面１４の法線に対して適宜傾斜させることが好ましい（この結果、本体部１５の他方の面１４の法線に対して主切断面の三角形は非対称の不等辺三角形となる）。
また、光学シート１０は一枚の配置の他、２枚など複数枚を重ねて配置してもよい。
光源２１は、線状の冷陰極管等の蛍光灯の他、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、或いは面状のＥＬ（電場発光体）、平板状の導光板の側面に蛍光灯、ＬＥＤ等を配置し、該導光板の広い面側全面から出光させる光源（エッジライト型面光源装置用の光源)等でも良い。
また、反射板２２は、光源２１からの光を光学シート１０側へ向ける部材で、少なくとも内側表面は例えば金属等の高反射率の材料で構成してある。
その他、光拡散板２４、集光シート２５、偏光分離フィルム２６など、図２の様に配置しても良いが、配置を変更しても良く、これらは適宜省略しても良い。また、これら部材も公知のものを適宜採用できる。更に、その他の部材を追加しても良い。

また、光学シート１０は、その柱状の第２単位形状要素１２の配列方向Ｐｄと、線状の光源２１の配列方向とを平行にして設置する外に、交差（例えば直交）して配置しても良い。平行に設置した場合、隣接する二つの光源２１の中間点に位置する光学シート１０の部分に入光した光を正面方向に近付けて出光できる。その結果、光源２１同士の間の部分での輝度低下を防げ、光源像の不可視化性能も向上する。
なお、多数の第１単位形状要素１１からなるマイクロレンズ群の光学特性がシート面内において等方性であるとき、光学シート１０は、光源２１の配列方向を考慮することなく光源２１上に配置しても、第１単位形状要素１１による集光機能及び光拡散機能が同じ様に発揮される。

また、面光源装置２０としは、図２に例示の形態は、直下型のバックライトユニットとしての構成例であったが、例えば導光板などを用いるエッジライト（サイドライト）型等のその他の形態でも良い。

《透過型表示装置》
本発明による透過型表示装置３０は、図２に例示の様に、上記の面光源装置２０の出光面上に透過型表示板３１を載置した、構成とする。前記光学シート１０を必須部材とする上記面光源装置２０以外の部材、及び配置構成は、従来公知の透過型表示装置の各種部材及び配置を適宜採用することができる。

１０ 光学シート
１１ 第１単位形状要素
１２ 第２単位形状要素
１３ 一方の面
１４ 他方の面
１５ 本体部
１６ 光拡散層
２０ 面光源装置
２１ 光源
２２ 反射板
２３ （仮想的な）出光面
２４ 光拡散板（乃至は光拡散シート）
２５ 集光シート
２６ 偏光分離フィルム
３０ 透過型表示装置
３１ 透過型表示板
Ｄ 底面の直径（第１単位形状要素）
Ｈ１ 突出高さ（第１単位形状要素）
Ｈ２ 突出高さ（第２単位形状要素）
ｎｄ 法線（方向）
Ｐ１ 配列ピッチ（第１単位形状要素）
Ｐ２ 配列ピッチ（第２単位形状要素）
Ｐｄ 配列方向（第２単位形状要素）
Ｓａ 平均最小間隙

Claims (3)

1. シート状の本体部と、
   前記本体部の一方の面上に配列され、マイクロレンズ群を構成する複数の半球状の第１単位形状要素と、
   前記一方の面上の一方向を配列方向として並列して配列され、柱状プリズム群を構成する複数の柱状の第２単位形状要素と、を備え、
   前記第１単位形状要素は、前記一方の面上に、隙間を空けて配列され、
   前記第２単位形状要素は、前記一方の面上のうちの前記第１単位形状要素の隙間に配置されている光学シートであって、
   前記本体部は一方の面側、一方の面の反対側の他方の面側、或いはこれら両側に、光拡散層を備えている、光学シート。
2. 請求項１記載の光学シートを光源の出光面上に載置した、面光源装置。
3. 請求項２記載の面光源装置の出光面上に透過型表示板を載置した、透過型表示装置。
   

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