JP4509975B2 - 光制御シート、面光源装置、透過型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる光制御シート、及び、面光源装置、透過型表示装置に関するものである。

透過型の液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源として各種方式の面光源装置が提案され、実用化されている。面光源装置には、主として、面光源でない光源を面光源に変換する方式によりエッジライト型と直下型とに分類される。
例えば、直下型では、背面より並列の冷陰極管を用いて光を導入するようになっており、冷陰極管とＬＣＤパネル等の透過型表示部との距離を適度に空け、その間に拡散板を用い、さらに、光を収束させるシートを複数組み合わせて使用していた。
しかし、このような従来の方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割に収束特性が不十分であり、それを補う為にＬＣＤパネルを改良して、斜め方向からの入射光に対しても画質を落とさない構造としていた。

しかし、この方式では、光の利用効率が低下する上、ＬＣＤパネルの構成も複雑となり、コスト増の要因になるという問題があった。
特に、直下型では、冷陰極管に近接した部分であるか否か（冷陰極管に至近の位置であるか、並列に並んだ冷陰極管の間隙部分に至近の位置であるか）によって光強度（輝度）にムラが発生し易い。これを抑えるために冷陰極管とＬＣＤパネルとの間隔を大きく取ってしまうとディスプレイの厚さが厚くなってしまうという問題があった。また、ムラを抑えるために拡散を強くしたり、透過量を制限したりすると、光の使用量が低減してしまうという問題があった。

例えば、特許文献１及び２に記載の面光源装置では、遮光部分（ライティングカーテン，遮光ドット層）を設けることで均一性を維持しているが、この手法では、上述のように光の使用量が減少してしまっていた。
また、両面にレンチキュラーレンズを設けたシートを使用する方式も、例えば、特許文献３で報告されているが、これは、２方向の拡散制御を行うための構成で、光を収束する機能はない。従って、冷陰極管との位置関係によってＬＣＤパネルの場所毎に光軸がばらつくことにより、画面を観察する位置によって明るさのムラ（輝度ムラ）が発生したりするという問題もあった。

さらに、特許文献４には、三角プリズムを多数並べて配置したことにより光を収束するフィルムが開示されている。しかし、この特許文献４に記載されている三角プリズムを持つフィルムでは、出射角度０度付近の輝度ピークの他に、６０〜８０度程度の大きな出射角度方向に第２の輝度ピークが存在し、黒表示時に、光の漏れ光が多くなり、コントラストが劣化してしまうという問題があった。また、特許文献４に記載されている三角プリズムを持つフィルムでは、垂直視野角及び水平視野角の両方において、急激な視野角特性の変化が生じ、明るさの変化が激しいという問題があった。
特開平０５−１１９７０３号公報 特開平１１−２４２２１９号公報 特開平０６−３４７６１３号公報 特開昭６３−３１８００３号公報

本発明の課題は、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができ、特に大きな出射角度方向であっても輝度変化が緩やかな光制御シート、及び、面光源装置、透過型表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、直下型の面光源装置に設けられ、光源から出射した光を均一化、及び／又は、収束させる光制御シートであって、シート面に直交する断面形状が非対称な形状であって出射側に突出して多数並べて配列された単位レンズ（１４１）を備え、前記単位レンズ（１４１）は、平面により形成された平面側（１４１Ｄ）と、曲面により形成された曲面側（１４１Ｕ）とを有し、前記平面側と前記曲面側とは、前記単位レンズの側面を形成し、前記単位レンズの配列方向において、前記単位レンズの頂点（Ｔ）を挟んで位置し、前記曲面は、前記単位レンズの頂点と前記単位レンズ間の谷部とを通り、前記単位レンズの出射側へ凸となっており、前記曲面側は、直下型の面光源装置を観察者側から見て、上側に設けられていること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ（１４１）中に占める前記平面側（１４１Ｄ）と前記曲面側（１４１Ｕ）との比は、シート面に平行な方向の幅で１：１〜１：１．５の範囲内であること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズの突出寸法（Ｈ）と前記単位レンズの並ぶピッチ（Ｐ）との比は、１：２〜１：２．５の範囲内であること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ（１４１）の頂点（Ｔ）は、前記頂点を挟んで非対称に形成された各面を滑らかに繋げる曲面により形成されていること、を特徴とする光制御シートである。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、１種類の熱可塑性樹脂により形成されていること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項６の発明は、透過型表示部（１１）を背面から照明する面光源装置であって、複数の光源を並べた光源部（１２，１３）と、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シート（１４）と、を備える面光源装置である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の面光源装置と、前記面光源装置により背面から照明される透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（１０）である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）シート面に直交する断面形状が非対称な形状であって出射側に突出して多数並べて配列された単位レンズを備えるので、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる。

（２）単位レンズは、平面により形成された平面側と、曲面により形成された曲面側とを有するので、正面方向の輝度を高める効果と、輝度変化を緩やかにする効果とを得ることができる。

（３）単位レンズ中に占める平面側と曲面側との比は、シート面に平行な方向の幅で１：１〜１：１．５の範囲内であるので、出射角度０度付近の輝度を大きく下げずに、輝度変化を緩やかにして不要な輝度ピークを抑制することができる。

（４）単位レンズの突出寸法と単位レンズの並ぶピッチとの比は、１：２〜１：２．５の範囲内であるので、出射角度０度付近の輝度を大きく下げずに、輝度変化を緩やかにして不要な輝度ピークを抑制することができる。

（５）曲面側は、使用状態で上側となるように設けられているので、上方の視野角特性について緩やかな視野角の変化とすることができる。また、平面側が使用状態で下側となり、下方の視野角特性について変化が大きくなるが、下方から表示装置を見ることは殆ど無く、この下方に設けられた平面側の作用により、出射角度０度付近の輝度が大きく低下することを防止できる。

（６）単位レンズの頂点は、頂点を挟んで非対称に形成された各面を滑らかに繋げる曲面により形成されているので、輝度変化をより滑らかにでき、また、光制御シートと重ねられる他のシート等に傷をつけてしまうことを防止できる。

（７）頂点面と上側面と下側面とは、いずれも面の曲率半径が異なるので、さらにムラのない均一な照明を行うことができる。

（８）３種類の曲面の曲率半径は、頂点面の曲率半径が最も小さく、下側面の曲率半径が最も大きいので、高い正面輝度を保ちながら、観察頻度の多い上方の輝度変化を滑らかにできる。また、重ねて配置されるシート等を傷つけることを防止できるとともに、頂点面の欠損を防止できる。

（９）下側面の曲率半径が無限大であり、下側面は、平面であるので、正面輝度を高めることができる。

（１０）頂点面の曲率半径は、０．０２ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下であるので、出射角度が５０°以上の大きな出射角度方向に出射する不要なピークを減少させ、また、頂点面の強度を確保して頂点面の欠損を防止できる。

（１１）０．０５ｍｍ＜Ｐ＜０．５ｍｍの関係を満たすとともに、０．０２５＜ＷＴ／Ｐ＜０．２５の関係を満たすので、出射角度が５０°以上の大きな出射角度方向に出射する不要なピークを減少できる。また、モアレの発生も抑えることができる。

（１２）１種類の熱可塑性樹脂により形成されているので、耐環境性を高めることができる。また、耐光性を高めることができる。

画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができ、特に大きな出射角度方向であっても輝度変化を緩やかにするという目的を、シート面に直交する断面形状が非対称な形状を有し、出射側に突出して多数並べて配列した単位レンズを有した光制御シート、特に、平面と曲面とを組み合わせて形成した単位レンズを有した光制御シートにより実現した。

図１は、本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
本実施例における透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シート１４，反射型偏光性シート１５，乳白板１６等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。なお、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する面光源装置としては、反射板１２，発光管１３，光制御シート１４，反射型偏光性シート１５，乳白板１６が該当している。

ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成されており、３０インチサイズ、８００×６００ドットの表示を行うことができる。発光管１３の長手方向に沿った方向が、水平方向として使用され、発光管１３が並ぶ方向が、垂直方向として使用される。
発光管１３は、面光源装置の光源部を形成する線光源の冷陰極管であり、本実施例では、略７５ｍｍ間隔で等間隔に６本が並列に並べられている。発光管１３の背面には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の光制御シート１４とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射して光制御シート１４方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを持つ。
反射型偏光性シート１５は、ＬＣＤパネル１１と光制御シート１４との間に配置され、視野角を狭めることなく輝度を上昇させる偏光分離シートである。本実施例では、ＤＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を使用している。
乳白板１６は、無指向性の光拡散特性を有した拡散板であり、光制御シート１４の光源側に配置されている。

図２は、光制御シート１４を示す斜視図である。
光制御シート１４は、発光管１３から出射した光の輝度ムラを低減させて均一化するレンズシートであり、出射側に光を収束して出射する単位レンズ１４１が形成されている。単位レンズ１４１は、平面と曲面とを組み合わせた形状となっており、光制御シート１４の出射側表面は、この単位レンズ１４１が平行に多数並べて配置されている。単位レンズ１４１の並ぶ方向は、発光管１３の並ぶ方向と一致している（図１参照）。
本実施例の光制御シート１４は、屈折率１．４９の透明なＰＭＭＡ（アクリル樹脂）を用いた押し出し成型により形成されている。なお、光制御シート１４は、ＰＭＭＡに限らず、光透過性の有る他の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用してもよいし、紫外線硬化樹脂を用いた紫外線成型と呼ばれる方法により作製してもよい。

図３は、光制御シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。なお、図３は、使用状態を切断した場合と同様な配置として示しており、図中の上下方向が垂直（上下）方向となり、図中の左方が出射側となるように示している。
単位レンズ１４１の形状については、頂点Ｔを基準として上側の上側形状１４１Ｕと、下側の下側形状１４１Ｄとに分けて説明する。
下側形状１４１Ｄは、位置Ａから頂点Ｔまでのシート面に平行な方向の幅が０．０９ｍｍ、すなわち図３に示した断面において上下方向の幅ＷＤ＝０．０９ｍｍの平面（平面側）であり、シート面に対して４６度の角度を持って形成されている。
ここで、シート面とは、光制御シート１４全体として見たときにおける光制御シート１４の平面方向として定義される面を示すものであり、本実施例では、光制御シート１４の入射側の面と平行な面であり、以下の説明中及び特許請求の範囲において同一の定義として用いている。また、以下の説明中において出射角度とは、出射光がシート面の法線と成す角度である。
上側形状１４１Ｕは、図３に示した断面において、位置Ａからシート面に平行に上方へ０．１８９ｍｍにある位置Ｂを置き、この位置Ｂと頂点Ｔとを通る半径０．１９５ｍｍの円筒面（曲面側）である。従って、この上側形状１４１Ｕの上下方向の幅ＷＵ＝０．０９９ｍｍであり、単位レンズ１４１中に占める平面側と曲面側との比は、シート面に平行な方向の幅の比ＷＤ：ＷＵ＝１：１．１となっている。

ここで、本実施例の光制御シート１４において、上側形状１４１Ｕとして円筒面を設け、下側形状１４１Ｄとして平面を設けたことによる効果を確認するために、三角プリズムを有した比較例を用意し、それぞれを面光源装置に用いて輝度分布を測定した。なお、輝度分布の測定は、ＬＣＤパネル１１と反射型偏光性シート１５を取り除いた状態で行った。
図４は、実施例１の光制御シート１４の垂直方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。なお、図４では、比較例における最大輝度の値を基準値（輝度１）として輝度を示しており、出射角度マイナス側が使用状態における上方であり、出射角度プラス側が下方である。

比較例では、出射角度４０度付近で急激な輝度の低下があり、出射角度０度付近の輝度ピークの他に、６０〜８０度程度の大きな出射角度方向に第２の輝度ピークが存在している。そして、観察すると黒表示時に、光の漏れ光が多くなり、コントラストが劣化していた。これに対して本実施例の光制御シート１４の場合には、出射角度０度付近の輝度が若干下がったものの、その付近の裾部分が広がり、輝度の落ち込み方がゆるやかになった。また、出射角度マイナス側（上方）の不要な輝度ピークが無くなり、出射角度プラス側（下方）の不要な輝度ピークの値も下がった。

図５は、実施例１の光制御シート１４の水平方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。
水平方向においては、比較例及び光制御シート１４ともに不要な輝度ピークは存在しないものの、比較例において出射角度６０度付近で急激に低下する輝度変化が、光制御シート１４を使用することにより輝度の変化が滑らかになった。
このように、本実施例の光制御シート１４を用いると、水平、垂直のいずれの方向においても、視野角特性の変化が緩やかになる。また、垂直方向において、不要な輝度ピークを解消、又は、抑制できる。
以下、この理由について説明する。比較例における急激な輝度の変化は、平面からなる三角プリズムを用いていることから当然に生じるものである。この急激な変化を抑制して緩やかな変化とし、不要なピークを無くすには、曲面からなる単位レンズとするとよいことが分かった。しかし、その一方で、出射角度０度付近の輝度を高くするには、平面を利用することが有効であることが分かった。

ここで、本実施例で示したような表示装置を見る場合には、人間の目が水平方向に並んでいることもあり、水平方向の視野角特性は、対称であることが求められる。しかし、垂直方向に関しては、視野角特性が対称である必要は無い。垂直方向の視野角特性として要求されることは、下方から見ることは殆ど無いため、下方の特性については、急峻な視野角特性で視野角を絞り、正面（出射角度０度方向）輝度を向上させることである。一方、上方の特性については、緩やかな視野角の変化が望ましく、また、不要な輝度ピークを抑える必要がある。さらに、水平方向の特性については、可能な限り広く、かつ、緩やかな視野角の変化が望ましい。
そこで、本実施例では、上側形状１４１Ｕを円筒面とし、下側形状１４１Ｄを平面とした非対称の単位レンズ１４１として、出射角度０度付近の輝度を大きく下げずに、上方における輝度変化を緩やかにして上方の不要な輝度ピークを抑制している。

また、本実施例の光制御シート１４では、上側形状１４１Ｕの円筒面と、下側形状１４１Ｄの平面との構成比率を変えることにより、視野角特性を変更できる。
上側形状１４１Ｕの円筒面と、下側形状１４１Ｄの平面との構成比率を変えた例として、上側形状１４１Ｕの上下方向の幅ＷＵ＝０．０９ｍｍとして、単位レンズ１４１中に占める平面側と曲面側との比を、シート面に平行な方向の幅の比ＷＤ：ＷＵ＝１：１とした光制御シート１４−２（不図示）を用意した。
図６は、光制御シート１４−２の垂直方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。
光制御シート１４−２では、先に示した光制御シート１４よりも効果が少ないものの、比較例と比べて、輝度変化が緩やかになっている。

上側形状１４１Ｕの円筒面の占める割合を増加させれば、より緩やかな特性とできるが、円筒面を増加しすぎると、正面輝度が低下してしまう。
様々な光制御シートを作製して評価した結果、単位レンズ中に占める平面側と曲面側との比は、シート面に平行な方向の幅の比ＷＤ：ＷＵ＝１：１〜１：１．５の範囲内であることが、出射角度０度付近の輝度を大きく下げずに、輝度変化を緩やかにして不要な輝度ピークを抑制するために望ましいことが分かった。
また、単位レンズの突出寸法Ｈと単位レンズの並ぶピッチＰとの比Ｈ：Ｐ＝１：２〜１：２．５の範囲内であることが、出射角度０度付近の輝度を大きく下げずに、輝度変化を緩やかにして不要な輝度ピークを抑制するために望ましいことが分かった。本実施例の光制御シート１４では、単位レンズ１４１の突出寸法Ｈ＝０．０９３ｍｍであり、単位レンズ１４１の並ぶピッチＰ＝０．１９８ｍｍであるから、単位レンズの突出寸法と単位レンズの並ぶピッチとの比Ｈ：Ｐ＝１：２．１３となっており、上記範囲内に入っている。
図９は、シート面に平行な方向の幅の比ＷＤ：ＷＵと、単位レンズの突出寸法と単位レンズの並ぶピッチとの比Ｈ：Ｐとが変化したときの、光制御シートの垂直方向の輝度分布の違いを示す図である。なお、図９では、比較例における最大輝度の値を基準値（輝度１）として輝度を示しており、出射角度マイナス側が使用状態における上方であり、出射角度プラス側が下方である。
ＷＤ：ＷＵが下限側の１：１から外れ１：０．７５となり、Ｈ：Ｐが上限の１：２．５から外れ１：２．７５となる光制御シートでは、出射角度は広がるが、正面（出射角度０度）方向の輝度が低下しすぎてしまう。
また、ＷＤ：ＷＵが上限側の１：５から外れ１：１．７５となり、Ｈ：Ｐが下限の１：２から外れ１：１．７となる光制御シートでは、出射角度が狭くなりすぎて使用できない。
このように、ＷＤ：ＷＵ＝１：１〜１：１．５の範囲が望ましく、Ｈ：Ｐ＝１：２〜１：２．５の範囲が望ましい。

本実施例によれば、平面と曲面とを組み合わせた非対称の単位レンズを有した光制御シートとしたので、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができ、特に大きな出射角度方向に生じる不要な輝度ピークを抑制でき、輝度変化を緩やかにできる。

実施例２は、単位レンズの形状を変更した他は、実施例１と同様であるので、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図７は、実施例２の光制御シート２４を図３と同様にして切断した断面図である。図７は、図３と同様に、使用状態を切断した場合と同様な配置として示しており、図中の上下方向が垂直（上下）方向となり、図中の左方が出射側となるように示している。
実施例２の光制御シート２４は、発光管１３から出射した光の輝度ムラを低減させて均一化するレンズシートであり、出射側に光を収束して出射する単位レンズ２４１が形成されている。単位レンズ２４１は、３種類の曲面を組み合わせた形状となっており、光制御シート２４の出射側表面には、この単位レンズ２４１が平行に多数並べて配置されている。単位レンズ２４１の並ぶ方向は、発光管１３の並ぶ方向と一致している。

単位レンズ２４１は、頂点形状２４１Ｔと、上側形状２４１Ｕと、下側形状２４１Ｄとの３種類の形状を組み合わせた形状となっている。
頂点形状２４１Ｔは、単位レンズ２４１の頂点を形成する頂点面であり、曲率半径が０．０２ｍｍであり、使用状態における上下方向の幅ＷＴ＝０．０１１ｍｍとなっている。
上側形状２４１Ｕは、使用状態において頂点形状２４１Ｔの上方に形成された上側面であり、曲率半径が０．１９５ｍｍであり、使用状態における上下方向の幅ＷＵ＝０．０９９ｍｍとなっている。
下側形状２４１Ｄは、使用状態において頂点形状２４１Ｔの下方に形成された下側面であり、曲率半径が１ｍｍであり、使用状態における上下方向の幅ＷＵ＝０．０９ｍｍとなっている。
したがって、単位レンズ２４１は、ピッチＰ＝０．２ｍｍで並んでいる。

単位レンズ２４１の形状を、上述のように、頂点形状２４１Ｔと、上側形状２４１Ｕと、下側形状２４１Ｄとの３種類の形状を組み合わせた形状とした理由を説明する。
上側形状２４１Ｕ又は下側形状２４１Ｄの曲率半径が大きいと輝度変化が急峻となるが、正面輝度を高くできる。
表示装置を下方から観察することは少ないので、下側形状２４１Ｄの形状を大きな曲率半径（無限大を含む）とすることにより、輝度変化が観察されにくい状態で、正面輝度を向上させることができる。
一方、上側形状２４１Ｕについては、輝度変化を穏やかにする目的で下側形状２４１Ｄよりも小さな曲率半径とする。
頂点形状２４１Ｔは、尖っている方が正面輝度を高めるためには望ましい。しかし、尖っていると欠けが発生したり、本シートよりも出射側に設置される反射型偏光性シート１５等の他のシートを傷付けてしまう問題がある。したがって、正面輝度を維持しながら、上記問題を解決するには、小さな曲率半径とすることが望ましい。

ここで、本実施例の光制御シート２４において、頂点形状２４１Ｔと、上側形状２４１Ｕと、下側形状２４１Ｄとの３種類の形状を組み合わせたことによる効果を確認するために、先に示した図６の結果と比較した。
図８は、実施例２の光制御シート２４の垂直方向の輝度分布を比較例及び実施例１の光制御シート１４−２の輝度分布と比較して示した図である。なお、輝度分布の測定は、実施例１の場合と同様にして行い、図８の表現方法も、実施例１の図４及び図６と同様である。
本実施例の光制御シート２４では、下方（出射角度プラス側）の出射角度７０〜９０°付近における不要な輝度ピークが光制御シート１４−２よりも低く抑えられている。これは、下側形状２４１Ｄの形状を曲面としたことによる作用が主な要因である。
また、本実施例の光制御シート２４では、上方（出射角度マイナス側）の出射角度−７０〜−９０°付近における不要な輝度ピークが光制御シート１４−２よりも低く抑えられるとともに、出射角度−３０〜−５０°付近における輝度が向上し、この範囲の輝度変化も緩やかになっている。これは、頂点形状２４１Ｔの形状を曲面としたことによる作用が主な要因である。

なお、単位レンズ２４１の形状は、以下の条件を満たすことが望ましい。
（条件１）頂点形状２４１Ｔの曲率半径は、０．０２ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下であることが、出射角度が５０°以上の大きな出射角度方向に出射する不要なピークを減少させるため、及び、重ねて配置される反射型偏光性シート１５に対する傷付を防止し、頂点形状２４１Ｔの強度を確保して頂点形状２４１Ｔの欠損を防止するために望ましい。

（条件２）単位レンズ２４１が配列されるピッチをＰとし、シート面に直交する断面における頂点面２４１Ｔの幅をＷＴとしたときに、
０．０５ｍｍ＜Ｐ＜０．５ｍｍ ・・・式（１）
の関係を満たすとともに、
０．０２５＜ＷＴ／Ｐ＜０．２５ ・・・式（２）
の関係を満たすことが望ましい。
この式（１）及び式（２）を満たすこと（条件２を満たすこと）により、出射角度が５０°以上の大きな出射角度方向に出射する不要なピークを減少させることができる。なお、単位レンズ２４１の並ぶピッチＰが大きすぎると、頂点形状２４１Ｔに曲面を形成した効果が少なくなるとともに、モアレが発生する原因ともなるので、式（１）を満たすことが望ましい。

ここで、正面輝度、重ねられる他のシートへの傷つけ、頂点形状２４１Ｔの欠損に対して、単位レンズ２４１の形状がどのように影響するのかを確認するために、以下の試験を行った。
単位レンズのピッチＰを０．２ｍｍに固定し、頂点形状の幅ＷＴを変更したサンプルを作製し、頂点形状の幅ＷＴ＝０、すなわち頂点形状が無く、頂点が尖っているシートを基準として、正面輝度の低下率を測定した。
また、反射板１２及び発光管１３上に、乳白板１６、上記サンプルの光制御シート、反射型偏光性シート１５を配置した状態で振動試験を行い、光制御シートの欠損、及び、反射型偏光性シート１５の傷付きを調べた。以下の表１に、その結果を示す。

表１に示した輝度低下率が１０％を超えると、正面輝度が下がりすぎて、集光効果が少なくなってしまう。表１から、ＷＴ／Ｐは、０．００２５よりも大きいことが望ましく、０．２５よりも小さいことが望ましいことが分かる。

実施例２の単位レンズ２４１は、曲率半径が０．０２ｍｍであるので条件１を満たし、ピッチＰ＝０．２ｍｍであり、頂点形状２４１Ｔの幅ＷＴ＝０．０１１ｍｍであるのでＷＴ／Ｐ＝０．０１１／０．２＝０．０５５であり、条件２を満たしている。

本実施例によれば、大きな出射角度方向に生じる不要な輝度ピークをさらに抑制でき、必要な範囲の輝度変化も緩やかにできる。
さらに、頂点付近が曲面となっているので、耐摩耗性も向上できる。
さらにまた、押し出し成形により１種類の樹脂で作られるので、耐環境性が向上する。
その上、熱可塑性樹脂を用いることにより、耐光性を高めることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施例において、光制御シート１４，２４は、１種類の単位レンズ１４１，２４１が出射側に並べられている例を示したが、これに限らず、例えば、複数種類の単位レンズを組み合わせて出射側に配置してもよい。

（２）実施例１において、単位レンズ１４１の頂点Ｔは、上側形状１４１Ｕと下側形状１４１Ｄとを単に接続する尖った形状となっている例を示したが、これに限らず、例えば、頂点を挟んで非対称に形成された上側形状１４１Ｕと下側形状１４１Ｄとを滑らかに繋げる曲面を単位レンズ１４１の頂点部分に形成してもよい。これにより、輝度変化をより滑らかにでき、また、光制御シート１４と重ねられる反射型偏光性シート１５等に傷をつけてしまうことを防止できる。

（３）各実施例において、光源部には線光源を並べた例を示したが、これに限らず、例えば、点光源を多数並べた光源部であってもよい。

（４）各実施例において、上側形状１４１Ｕ（曲面側），頂点形状２４１Ｔ，上側形状２４１Ｕ，下側形状２４１Ｄは、円筒面である例を示したが、これに限らず、例えば、楕円筒面の一部としてもよいし、複数種類の曲面を組み合わせた曲面であってもよい。

本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。 光制御シート１４を示す斜視図である。 光制御シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。 実施例１の光制御シート１４の垂直方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。 実施例１の光制御シート１４の水平方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。 光制御シート１４−２の垂直方向の輝度分布を比較例の輝度分布と比較して示した図である。 実施例２の光制御シート２４を図３と同様にして切断した断面図である。 実施例２の光制御シート２４の垂直方向の輝度分布を比較例及び実施例１の光制御シート１４−２の輝度分布と比較して示した図である。 シート面に平行な方向の幅の比ＷＤ：ＷＵと、単位レンズの突出寸法と単位レンズの並ぶピッチとの比Ｈ：Ｐとが変化したときの、光制御シートの垂直方向の輝度分布の違いを示す図である。

符号の説明

１０ 透過型表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２ 反射板
１３ 発光管
１４，２４ 光制御シート
１４１，２４１ 単位レンズ
１４１Ｕ，２４１Ｕ 上側形状
１４１Ｄ，２４１Ｄ 下側形状
２４１Ｔ 頂点形状
１５ 反射型偏光性シート
１６ 乳白板

Claims (7)

1. 直下型の面光源装置に設けられ、光源から出射した光を均一化、及び／又は、収束させる光制御シートであって、
   シート面に直交する断面形状が非対称な形状であって出射側に突出して多数並べて配列された単位レンズを備え、
   前記単位レンズは、平面により形成された平面側と、曲面により形成された曲面側とを有し、
   前記平面側と前記曲面側とは、前記単位レンズの側面を形成し、前記単位レンズの配列方向において、前記単位レンズの頂点を挟んで位置し、
   前記曲面は、前記単位レンズの頂点と前記単位レンズ間の谷部とを通り、前記単位レンズの出射側へ凸となっており、
   前記曲面側は、直下型の面光源装置を観察者側から見て、上側に設けられていること、
   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において、
   前記単位レンズ中に占める前記平面側と前記曲面側との比は、シート面に平行な方向の幅で１：１〜１：１．５の範囲内であること、
   を特徴とする光制御シート。
3. 請求項２に記載の光制御シートにおいて、
   前記単位レンズの突出寸法と前記単位レンズの並ぶピッチとの比は、１：２〜１：２．５の範囲内であること、
   を特徴とする光制御シート。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
   前記単位レンズの頂点は、前記頂点を挟んで非対称に形成された各面を滑らかに繋げる曲面により形成されていること、
   を特徴とする光制御シート。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
   １種類の熱可塑性樹脂により形成されていること、
   を特徴とする光制御シート。
6. 透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
   複数の光源を並べた光源部と、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートと、
   を備える面光源装置。
7. 請求項６に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置により背面から照明される透過型表示部と、
   を備える透過型表示装置。

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