JP5196300B2 - 光学部材、面光源装置、透過型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させるシート状の光学部材、この光学部材を含んだ面光源装置、および、この面光源装置を含んだ透過型表示装置に関する。

透過型表示部と、透過型表示部を照明する面光源装置と、を有する透過型表示装置、典型的には、液晶表示装置が広く普及している。このうち面光源装置は、蛍光灯、発光ダイオード等の線光源或いは点光源と、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（光制御シート）と、を有している。複数の光学シートには、通常、光の進行方向をある方向（典型的には正面方向）を略中心とした限られた角度範囲内に絞り込むとともに、輝度の面内分布を均一化させる光学シートが、含まれている。

このような光学シートの一例として、特許文献１に開示されているように、出光側に凸状の複数の単位レンズからなるレンズ部を有した光学シートが既知である。特許文献１中で例示された光学シートの単位レンズには、当該単位レンズの出光側面の表面全面に亙って一定の厚みを有する光拡散層が設けられている。光拡散層を設けることによって、出射角度が極めて大きい出射光（サイドローブ）の発生を効果的に抑制することができる。

また、昨今においては、特許文献２に開示されているように、シート状の接着剤層を用いて複数の光学シートを互いに固定することも行われている。とりわけ、特許文献２においては、シート状の接着剤層を用いて光学シートの光学要素部側の凹凸面を他の光学シートに接着している。この態様においては、単位光学要素の光学的作用を消失してしまうことのないよう、光学要素部側の凹凸面の凸部の頂部付近のみがシート状の接着剤層に接触している。複数の光学シートを互いに固定した場合、複数の光学シートの面光源装置への組み込みを容易化することができ、また、面光源装置の使用中に、複数の光学シートが相対移動して各光学シートが変形してしまうことを防止することもできる。光学シートが変形すると、当該光学シートが期待された光学作用を光源からの光に及ぼすことができなくなり、透過型表示装置に表示される映像の画質を著しく劣化させてしまうこともある。
特開２００６−２５９１２５号公報 特表２００７−５０２０１０号公報

しかしながら、シート状の接着剤層を介して、光学シートの光学要素部側の凹凸面を他の光学シートに接着した場合、正面方向の輝度が低下してしまい、かつ、透過型表示装置に組み込んだ際に透過型表示装置の表示面にぎらつき（輝度の面内分布の不均一）が視認されてしまうといった不具合が発生する。とりわけ、シート状の接着剤層を介し、特許文献１に開示された光学シートのレンズ面を他の光学シートに接着した場合、中でも特に接着剤層の厚みが厚い場合に、これらの不具合の発生が顕著となる。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、互いに固定された二枚の光学シートを含む光学部材であって、正面方向輝度の低下およびぎらつきの発生を効果的に抑制することができる光学部材を提供することを目的とする。また、本発明は、正面方向輝度の低下およびぎらつきの発生を効果的に抑制することができる光学部材を含んだ面光源装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、正面方向輝度の低下およびぎらつきの発生を効果的に抑制することができる面光源装置を含んだ透過型表示装置を提供することを目的とする。

なお、上述したように、略均一な厚さの光拡散層を出光側に有する特許文献１の光学シートは、サイドローブの発生を効果的に抑制するといった有用な作用効果を有している。しかしながら、光源の構成によっては、特許文献１の光学シートを用いて輝度の面内分布を十分に均一化させることができないこともある。したがって、本発明による光学部材に組み込まれる光学シートが、光の進行方向を十分に絞り込むことができるとともに、光源の構成によらず光学シートの輝度の面内分布を十分に均一化させることができれば非常に都合がよい。

本件発明者らは、シート状の接着剤層を介して、光学シートの光学要素部側の凹凸面を他の光学シートに接着した場合に、正面輝度が低下してしまう原因およびやぎらつきが発生してしまう原因について検討した。

検討した結果、本件発明者らは、正面輝度が低下する主要な原因の一つとして、接着剤層の入光側面のうちの、光学シートの光学要素部の凹凸面の凹部に対面する部分での拡散があげられることを見出した。とりわけ、シート状の接着剤層を介し、特許文献１中で例示された光学シートのレンズ面を他の光学シートに接着した場合、当該光学シート固有の特性として、単位レンズ表面の光拡散が頂部近傍だけでなく、中腹部、谷部も含めた各単位レンズの全表面に亙って一定の厚さで形成された光拡散層により光を拡散するため、正面輝度の低下が顕著になるものと考えられる。

また、本件発明者らは、ぎらつきが発生する主要な原因の一つとして、光学要素部と接着剤層との広範囲に亘った密着による、光学要素部をなす単位光学要素の外形状の消失があげられることを見出した。とりわけ、シート状の接着剤層に対して特許文献１に開示された光学シートのレンズ面を接触させる場合、光拡散性凸状のレンズとしての単位レンズが広範囲に亘って接着剤層と接触し、該接触部に於いて其の固有の機能が低減しやすくなり、これにより、ぎらつきの発生が顕著になるものと考えられる。

そして、本発明はこれらの知見に基づくものである。

本発明による光学部材は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させるシート状の光学部材であって、出光側に並べて配列された凸状の複数の単位レンズを有する出光側レンズ部を有する第１光学シートと、前記第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートと、前記第１光学シートと前記第２光学シートとの間に介在し両者を接着する接着剤層と、を備え、前記出光側レンズ部の各単位レンズはその配列方向に交差する方向に沿って線状に延び、前記接着剤層は、各単位レンズの頂部の出光側に位置するようにしてストライプ状に形成され、前記出光側レンズ部の前記単位レンズは、当該単位レンズの出光側面を構成する光を拡散させる拡散部を含み、前記第１光学シートの法線と前記単位レンズの配列方向とに沿った断面において、前記拡散部は前記単位レンズの出光側面に沿って延び、前記単位レンズの頂部付近における前記拡散部の厚さは前記単位レンズの端部付近における前記拡散部の厚さよりも厚くなっていることを特徴とする。

本発明による光学部材において、前記第２光学シートは、前記第１光学シートに対面する平滑な入光側面を有するようにしてもよい。

また、本発明による光学部材において、前記第２光学シートは、並べて配列された複数の単位光学要素を有する光学要素部を有し、光学部材の法線方向から観察した場合、前記第２光学シートの前記単位光学要素の配列方向は、前記第１光学シートの前記単位レンズの配列方向と交差しているようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、光学部材の法線方向から観察した場合において、一つの単位レンズが占める領域に対する、当該一つの単位レンズ内で接着剤層が占める領域の割合は、１０％以上４０％以下であるようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記接着剤層は、光を拡散させる光拡散粒子を含むようにしてもよい。このような本発明による光学部材において、前記光拡散粒子が光反射性粒子であるようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記単位レンズの頂部付近における前記拡散部の厚さは、前記単位レンズの配列ピッチの１／３以上であるようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記単位レンズは、その断面が楕円である楕円柱の一部分に相当する形状を有し、断面である楕円の長軸は前記第１光学シートの法線方向に沿っているようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記拡散部の厚さは、前記単位レンズの頂部から前記単位レンズの端部側に向けて薄くなっていくようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記拡散部は、前記単位レンズの出光側面の一部分のみを構成するようにして、設けられていてもよい。

本発明による面光源装置は、光源と、上述したいずれかの光学部材であって、前記光源からの光を受けるように配置された光学部材と、を備えることを特徴とする。

本発明による面光源装置において、前記光源は、前記光学部材のシート面に沿って間隔ｄで並べて配置された発光部を有し、前記発光部は、前記第１光学シートの法線方向に沿って前記第１光学シートから間隔ｓ離れた位置に配置されており、前記第１光学シートの法線方向に沿って前記発光部から前記第１光学シートへ入射し前記第１光学シートのシート面の法線方向に沿って前記第１光学シートから出射する光が、前記拡散部内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で前記発光部から前記第１光学シートへ入射し前記第１光学シートのシート面の法線方向に沿って前記第１光学シートから出射する光が、前記拡散部内を通過する距離をＬ２とすると、
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０
の関係が満たされるようにしてもよい。

本発明による透過型表示装置は、透過型表示部と、上述したいずれかの面光源装置であって、前記透過型表示部に対向して配置された面光源装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、互いに固定された二枚の光学シートを含む光学部材における、正面方向輝度の低下およびぎらつき（輝度の面内分布の不均一）の発生を効果的に抑制することができる。

発明を実施するための形態

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１乃至図１１は本発明による光学部材、面光源装置および透過型表示装置の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は透過型表示装置および面光源装置の構成を示す断面図であり、図２は光学部材の一部分を示す斜視図であり、図３は光学部材の上面図であり、図４は光学部材に含まれる第１光学シートを示す斜視図であり、図５乃至図８は光学部材に含まれる第１光学シートを示す側断面図であり、図９および図１０は光学部材に含まれる第２光学シートを示す側断面図であり、図１１は光学部材を示す断面図である。

図１に示された、透過型表示装置１０は、透過型表示部１５と、透過型表示部１５の背面側に配置され透過型表示部１５を背面側から面状に照らす面光源装置２０と、を備えている。透過型表示部１５は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）から構成され、この場合、透過型表示装置１０は液晶表示装置として機能する。ここでＬＣＤパネルとは、ガラス等からなる一対の支持板と、支持板間に配置された液晶と、液晶分子の配向を一つの画素を形成する領域毎に電場によって制御する電極と、を有するパネルである。支持板間の液晶は、一つの画素を形成する領域毎にその配列を変化させられ得るようになっている。この結果、液晶表示パネル１５は面光源装置２０からの面状光を画素毎に透過させる又は遮断することができるシャッターとして機能するようになる。

一方、面光源装置２０は、図１に示すように、光源２５と、光源２５からの光をその進行方向を偏向して透過させる光学部材３０と、を有している。面光源装置２０は、例えばエッジライト（サイドライト）型等の種々の形態で構成され得るが、本実施の形態においては、直下型のバックライトユニットとして構成されている。このため、光源２５は光学部材３０の入光側において光学部材３０と対面するようにして配置されている。また、光源２５は、光学部材３０の側が開口部（窓）とされた箱状の反射板２８によって背面側から覆われている。

光源２５は、例えば、線状の冷陰極管や、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や、ＥＬ（電場発光体）白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態においては、図１および図３（二点鎖線）に示すように、光源２５は、線状に延びる冷陰極管からなる複数の発光部２５ａを有している。反射板２８は、光源２５からの光を光学部材３０側へ向けるための部材であり、反射板２８の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。

次に、光学部材３０について詳述する。

光学部材３０は、入光側と出光側とを有するシート状の透過型光制御部材であって、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させる機能を有している。図１および図２に示すように、光学部材３０は、入光側に配置された第１光学シート４０と、出光側に配置された第２光学シート６０と、第１光学シート４０と第２光学シート６０との間に配置された接着剤層３５と、を有している。第１光学シート４０は、光源２５からの光の進行方向を変化させ、第１光学シート４０からの光の出射角度をある方向（典型的には正面方向）を中心とした限られた角度範囲内に絞り込むとともに、第１光学シート４０の出射側面における輝度の面内分布を均一化させる光制御シートとして機能する。本実施の形態においては、第２光学シート６０も、第１光学シート４０と同様に、光の進行方向を変化させ、第２光学シート６０からの光の出射角度をある方向（典型的には正面方向）を中心とした限られた角度範囲内に絞り込むとともに、第２光学シート６０の出射側面における輝度の面内分布を均一化させる光制御シートとして機能する。また、接着剤層３５は、第１光学シート４０および第２光学シート６０に接着し、これらを互いに接合している。

なお、本件で用いる「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５から光学部材３０を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側（光源側、図１及び図２においては下側）のことであり、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５から光学部材３０を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側、図１及び図２においては上側）のことである。

また、「正面方向」とは、光学部材３０のシート面に対する法線の方向であり、また、面光源装置２０の発光面の法線方向にも一致する。ここで「シート面」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。そして、本実施の形態において、光学部材３０のシート面、各光学シート４０，６０のシート面、面光源装置１５の発光面は、互いに平行である。

さらに、本件で用いる「シート」は、「フィルム」や「板」等と例えば厚みを基準として区別されるものではなく、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。

まず、第１光学シート４０について説明する。図４に示すように、第１光学シート４０は、出光側面をなす出光側レンズ部４２を有したレンズシートとして構成されている。出光側レンズ部４２は、並べて配置された出光側に凸状の複数の単位レンズ４５からなっている。

図４に示すように、複数の単位レンズ４５は一方向に並べて配列されるとともに、各単位レンズ４５はその配列方向（前記一方向）に直交する他方向に直線状に延びている。図１および図３に示すように、本実施の形態において、単位レンズ４５の長手方向は、線状の発光部２５ａの長手方向と平行になっている。なお、図３は、光学部材３０を出光側から示す平面図であり、図３において、単位レンズ４５は点線で示され、光源２５の発光部２５ａは二点鎖線で示されている。

図５に示すように、図４のＳ１−Ｓ１線に沿った断面、言い換えると、単位レンズ４５の配列方向および第１光学シート４０のシート面への法線方向に沿った断面（以下において第１光学シート４０の主切断面とも呼ぶ）において、各単位レンズ４５は、楕円柱の一部分に相当する形状を有している。さらに詳細には、第１光学シート４０の主切断面において、単位レンズ４５は、その断面形状である楕円の長軸が第１光学シート４０のシート面の法線方向ＮＤに沿って延びる楕円の一部分に相当する形状となっている。

具体例として、図５に示された出光側レンズ部４２をなす単位レンズ４５の断面形状において、断面楕円形状の長半径Ａを０．８ｍｍとすることができ、断面楕円形状の短半径Ｂを０．２３ｍｍとすることができる。さらに、図示する例において、単位レンズ４５の配列ピッチＰは、例えば、０．１ｍｍから０．５ｍｍに設定することができ、一例として、０．３ｍｍに設定することができる。また、図示する例において、第１光学シート４０の厚さを０．７ｍｍとすることができる。

図６に示すように、第１光学シート４０から出射する光Ｌ６１は、単位レンズ４５の出光側面（レンズ面）において屈折する。この屈折により、光Ｌ６１の進行方向は、主として、第１光学シート４０のシート面への法線方向ＮＤに対する角度が小さくなる側へ曲げられる。このような作用により、上述したように、第１光学シート４０は、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができるようになる。

また、図６に示すように、第１光学シート４０のうちの光源２５の直上に位置する領域では、小さな入射角度で多量の光Ｌ６２が入射する。そして、このような光の一部Ｌ６２は、単位レンズ４５の出光側面（レンズ面）において全反射を繰り返し、第１光学シート４０の光源２５の側へ戻る。この結果、光源２５の発光部２５ａの直上位置での輝度が高くなり過ぎることを防止し、上述したように、第１光学シート４０の出光側面での輝度の面内分布を均一化させることができるようになる。

上述したように、本実施の形態においては、単位レンズ４５の配列方向と光源２５の発光部２５ａの配列方向とが一致している。したがって、第１光学シート４０によって、光源２５の発光部２５ａの配列に応じて発生する輝度ムラを効果的に低減し、発光部２５ａの像（ライトイメージ）を目立たなくさせることができる。

ところで、図５によく示されているように、出光側レンズ部４２の単位レンズ４５は、光を拡散（散乱）させる拡散部（拡散層）５０を有している。拡散部５０は、第１光学シート４０の主切断面において単位レンズ４５の出光側面（レンズ表面形状）に概ね沿って延び、第１光学シート４０の出光側面を構成している。図５に示すように、単位レンズ４５の頂部付近（頂部４５ａ１および頂部４５ａ１の周囲）４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１は、単位レンズ４５の端部付近（隣り合う単位レンズ４５の谷部を形成する部分４５ｂ２およびその周囲）４５ｂにおける拡散部５０の厚さｔ２よりも厚くなっている。とりわけ、本実施の形態においては、図５に示すように、拡散部５０の厚さは、単位レンズ４５の頂部から端部に向けて漸次薄くなっていっている。

一例として、図示する拡散部５０において、単位レンズ４５の頂部付近４５ａの層の厚さｔ１を０．１２ｍｍとし、単位レンズ４５の谷部付近４５ｂの層の厚さｔ２を０．０８ｍｍとすることができる。なお、ここで、拡散部５０の厚さは、単位レンズ４５の表面が曲面になっていることから測定方向によって異なる値をとるが、本明細書中の記載では、厚さを測定されるべき部位における単位レンズ４５の表面（レンズ面）に直交する仮想直線方向（該レンズ面の法線方向）に沿った厚みとする。

図５に示すように、本実施の形態における拡散部５０は、基部５２と、基部５２中に分散された光拡散粒子５４（図５以外の図においては、図示を省略）と、を有している。光拡散粒子５４は基部５２とは異なる屈折率を有し、これにより、光拡散粒子５４と基部５２との界面において光を屈折または反射させ、光を拡散（散乱）させることができる。

基部５２は、単位レンズ４５の拡散部５０以外の部分と同じ材料によって構成されてもよいし、単位レンズ４５の拡散部５０以外の部分とは異なる材料から構成されてもよい。具体例として、単位レンズ４５の拡散部５０以外の部分および拡散部５０の基部５２は、屈折率１．５３の透明なＭＳ（メタクリルスチレン：メタクリル樹脂とスチレン樹脂との共重合体）材により形成され得る。一方、光拡散粒子５４としては、屈折率１．４９（拡散部５０の基部材料（屈折率１．５３のＭＳ材）との屈折率差が０．０４）、平均粒径φ＝５μｍのアクリルビーズを用いることができる。例えば、１００重量部の基部５２に対して、光拡散粒子５４としてのアクリルビーズを５重量部混合して、拡散部５０を形成することができる。このような拡散部５０は、単位レンズ４５の拡散部５０以外の部分とともに、二層押出し成型により一体的に形成され得る。

次に、第２光学シート６０について説明する。図２に示すように、第２光学シート６０は、出光側面をなす光学要素部６２を有している。光学要素部６２は、並べて配置され、出光側に突出する複数の単位プリズム（単位光学要素）６５からなっている。すなわち、第２光学シート６０は、プリズム部（光学要素部）６２を有するプリズムシートとして構成されている。

また、この第２光学シート６０は、平滑な入光側面６１（図９参照）を有している。なお、本件で用いる「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、第２光学シート６０の入光側面６１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、第２光学シート６０の入光側面６１の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）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。

図２に示すように、複数の単位光学要素６５は、一方向に並べて配列されるとともに、各単位光学要素６５はその配列方向（前記一方向）に直交する他方向に直線状に延びている。本実施の形態においては、図３に示すように、光学部材３０の法線方向ＮＤから観察した場合、第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向は第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向及び線状の発光部２５ａの長手方向と交差している。とりわけ本実施の形態においては、第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向は、第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向及び線状の発光部２５ａの長手方向と概ね直交している。なお、第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向と第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向との交差角度Φ（度）は、５≦Φ（度）≦８５とすることもできるが、両光学シート間のモアレ縞防止、面光源装置出射光の正面輝度の向上等の理由からΦは９０度或は９０度近辺とすることが好ましい。

図９に示すように、図２のＳ２−Ｓ２線に沿った断面、言い換えると、単位光学要素６５の配列方向および第２光学シート６０のシート面への法線方向ＮＤに沿った断面（以下において第２光学シート６０の主切断面とも呼ぶ）において、各単位光学要素６５は、出光側に突出する頂点６５ａを有した三角形形状となっている。なお、ここでいう「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状、すなわち、三角形の頂点が丸くなっている形状や、三角形の頭部が切断されている形状（截頭三角形）等を含む。

ただし、単位光学要素６５の断面形状は、三角形形状である必要はなく、諸特性付与等の目的で、三角形形状に変調、変形を加えた形状であってもよい。例えば、光学機能を適宜調整するために単位光学要素６５の断面形状が、図１０に示すように三角形のいずれか一以上の辺が折れ曲がった（屈曲した）形状、三角形のいずれか一以上の辺が湾曲した形状、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であってもよい。さらには、単位光学要素６５の断面形状が、三角形形状以外の形状、例えば台形等の種々の形状を有するようにしてもよいし、上記三角形と三角形以外の形状とを適宜混合（例えば、交互に配列）させたものであってもよい。

図９に示すように、光源２５から離れた領域に於いて、第２光学シート６０の入光側面６１に大きな入射角度で少量の光Ｌ９１が入射する。この光Ｌ９１は、単位光学要素６５の出光側面（プリズム面）において屈折する。この屈折により、光Ｌ９１の進行方向は、主として、第２光学シート６０のシート面への法線方向ＮＤに対する角度が小さくなる側へ曲げられる。このような作用により、上述したように、第２光学シート６０は、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができると共に本来輝度が相対的に低下する光源から離れた領域での輝度低下を防止できるようになる。

また、図９に示すように、第２光学シート６０のうちの光源２５の直上に位置する領域では、小さな入射角度で多量の光Ｌ９２が入射するようになる。そして、このような光の一部Ｌ９２は、単位光学要素６５の出光側面（プリズム面）において全反射を繰り返し、第２光学シート６０の光源２５の側へ戻る。この結果、本体輝度が相対的に高くなる光源２５の発光部２５ａの直上領域で、輝度が相対的に高くなり過ぎることを防止し、上述したように、第２光学シート６０の出光側面での輝度の面内分布を均一化させることができるようになる。

なお、このような第２光学シート６０の作用を効果的に発現させるためには、全反射面および屈折面として機能する単位光学要素６５の斜面は、４０°以上５５°以下の傾斜角度θ１ａ（図９参照）で、より好ましくは、４５°の傾斜角度θ１ａで、第２光学シート６０のシート面の法線方向ＮＤに対して傾斜していることが望ましい。したがって、単位光学要素６５が、その配列方向に沿った断面において二等辺三角形状となっている場合（図９参照）には、頂角の角度θ１ｂは、８０°以上１１０°以下であることが好ましく、９０°であればさらに好ましい。

このような第２光学シート（プリズムシート）６０は、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリルスチレン樹脂等の光透過性の高い樹脂から形成され得る。

次に、接着剤からなり被着体（本実施の形態では第１光学シート４０および第２光学シート６０）に接着可能な接着剤層３５ついて説明する。なお、ここでいう接着剤は、被着体に粘着可能な粘着剤を含む概念である。

図１１によく示されているように、接着剤層３５は、第１光学シート４０の各単位レンズ４５の頂部付近（頂部４５ａ１および頂部の周囲）４５ａの出光側のみに位置するようになっている。この結果、接着剤層３５は、図３における斜線の領域を占めるように、ストライプ状（縞状、或いは長方形状とも言える）となっている。

なお、光学部材３０の法線方向から光学部材３０を観察した場合において、一つの単位レンズ４５が占める領域Ａａ（図１１参照）に対する、当該一つの単位レンズ４５上で接着剤層３５が占める領域Ａｂ（図１１参照）の割合が、１０％以上４０％以下となっていることが好ましい。言い換えると、光学部材３０の法線方向から観察した場合において、一つの単位レンズ４５が占める領域Ａａ（図１１参照）に対する、当該一つの単位レンズ４５上で接着剤層３５が占めていない領域Ａｃ（図１１参照）の割合（以下においてこの割合を、開口率とも呼ぶ）が、６０％以上９０％以下となっていることが好ましい。本件発明者らが実験を行ったところ、開口率が９０％を超えると、接着剤層３５によって、第１光学シート４０および第２光学シート６０を安定して接着することができなくなる可能性があり、また、開口率が６０％を下まわると、接着剤層３５をパターニングすることによって得られる後述の作用効果が有効に発揮されなくなる可能性がある。

ところで、図１１に示すように、本実施の形態において、接着剤層３５は、接着剤からなる接着剤基部３６と、接着剤基部３６中に分散され、光を拡散させる光拡散粒子３７（図１１以外の図においては、図示を省略）と、からなっている。接着剤基部３６は、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ゴム系樹脂等の光透過性の高い樹脂から形成され得る。また上述したように、接着剤基部３６をなすようになる接着剤は、本件において、粘着剤を含む概念として用いる。一方、光拡散粒子３７としては、光を反射する機能を有し、光を反射することによって光を拡散（散乱）させる光反射性粒子、例えば白色微粒子を用いることができる。

以上のような構成からなる光学部材３０は、例えば、以下のようにして製造され得る。まず、押出成型法や放射線硬化型樹脂を用いた賦型法によって、第１光学シート４０および第２光学シート６０を準備する。次に、第１光学シート４０の単位レンズ側の面上に、グラビアオフセット印刷により、ストライプ状の接着剤層３５を形成する。なお、グラビアオフセット印刷時における印圧を適宜調整することにより、接着剤層３５の塗工範囲、例えば接着剤層３５の単位レンズ４５上での幅等を調整することができる。その後、接着剤層３５を介して、第１光学シート４０および第２光学シート６０を重ね合わせ、第１光学シート４０および第２光学シート６０を接着剤層３５によって互いに接合することにより、シート状の光学部材３０が得られる。

次に、以上のような光学部材３０、面光源装置２０および透過型表示部１０の作用について説明する。

図１に示すように、光源２５の発光部２５ａで発光された光は、光線Ｌ１１，Ｌ１２のように直接、あるいは、光線Ｌ１３のように反射板２８で反射して、光学シート３０の第１光学シート４０の入光側面に入射する。

まず、第１光学シート４０が光源２５からの光に対して及ぼす作用について、主に、図６乃至図８を参照して説明する。図６乃至図８に示された光の光路は、拡散部５０における光拡散作用による影響を考慮していない場合の光路となっている。したがって、実際には、第１光学シート４０を透過する光は、拡散部５０を通過した後において、図示された光路を概ね中心として等方拡散される。

第１光学シート４０の出光側レンズ部４２は、図６を参照しながら既に説明したように、出光側レンズ部４２をなす各単位レンズ４５のレンズ面での屈折作用および反射作用によって、第１光学シート４０へ入射した光の進行方向を、正面方向を略中心とする狭い角度の範囲内に絞り込むとともに、輝度の面内分布を均一化させる。なお、第１光学シート４０の単位レンズ４５による光の進行方向の偏向は、単位レンズ４５の配列方向に沿った光の成分に対して主に及ぼされる。したがって、単位レンズ４５の配列方向に沿った面内において、光の進行方向が正面方向側へ絞り込まれるようになる。

ここで本実施の形態によれば、出光側レンズ部４２の単位レンズ４５は、単位レンズ４５の出光側レンズ面に概ね沿って延び当該出光側レンズ面を構成する拡散部５０を有している。そして、この拡散部５０によって、出射角度が極めて大きい出射光（サイドローブ）の発生を効果的に抑制することもできる。

図７に示すように、単位レンズ４５の頂部付近４５ａのレンズ面へ当該レンズ面に対して比較的に大きな角度で入射し、反射することなく屈折して出射する光Ｌ７１，Ｌ７２の進行方向は、第１光学シート４０の法線方向ＮＤから大きく傾斜する。このような光として、図７に示すように、単位レンズ４５の端部付近４５ｂにおいてレンズ面の近傍を直進し単位レンズ４５の頂部付近４５ａに向かう光Ｌ７１や、単位レンズ４５の端部付近４５ｂのレンズ面で全反射し単位レンズ４５の頂部付近４５ａに向かう光Ｌ７２がある。そして、これらの法線方向ＮＤから大きく傾斜する光Ｌ７１，Ｌ７２は、いずれも、単位レンズ４５のレンズ面の近傍を通過している距離が長くなる。このため、これらの光Ｌ７１，Ｌ７２は、単位レンズ４５の拡散部５０内を長い距離に亘って通過する。そして拡散部５０の様な光拡散性媒体中を進行する光のうちの拡散光量は、一般に、其の進行距離の指数関数に比例する。図７から容易に看取される様に、法線方向ＮＤに対して大きく傾斜した光Ｌ７１、Ｌ７２が散乱されると、光Ｌ７１、Ｌ７２と概ね直交した方向に進む光が散乱光中に多く含まれるようになる。それらのうち出光側に散乱される光は透過型表示部１５に向かい利用可能な光となる。一方、入光側に散乱される光は、反射板２８等で反射された後、何割かは、再び光学部材３０に再入射して再利用される。このような拡散部５０の拡散効果（散乱効果）によって、正面方向から大きく傾斜した方向（不必要な方向）へ出射する光の量を低減し、拡散部５０が設けられていなければ、不必要な方向に出射していたであろう光を有用な方向へ出射させることが可能となる。

以上のようにして、単位レンズ４５の出光側面（レンズ面）に沿って延びる拡散部５０によって、出射角度が極めて大きい出射光（サイドローブ）の発生を効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態において、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１は単位レンズ４５の端部付近４５ｂにおける拡散部５０の厚さｔ２よりも厚くなっている。このような拡散部５０によれば、第１光学シート４０の出射側面における輝度の面内分布を均一化させる効果を強化することができる。

上述したように、光源２５の発光部２５ａの直上に位置する領域においては、多量の光Ｌ６２が極めて小さな入射角度で第１光学シート４０へ入射する。図６を参照して既に説明したように、このような光のうちの、単位レンズ４５の端部付近４５ｂに入射した光Ｌ６２は、単位レンズ４５のレンズ面で全反射を繰り返し、光源側に戻される。このような光Ｌ６２は、反射板２８で反射され、再び、第１光学シート４０へ入射することにより、再利用され得る。一方、図７に示すように、小さな入射角度で単位レンズ４５の頂部付近４５ａに入射した光Ｌ７３は、単位レンズ４５のレンズ面で進行方向を変化させられることなく概ね正面方向へ出射し、結果として、発光部２５ａの直上部での局所的な輝度の上昇を引き起こすこともあった。しかしながら、上述したように、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１は厚くなっている。したがって、このような光Ｌ７３は、単位レンズ４５の拡散部５０内を比較的に長い距離に亘って通過し、拡散部５０に効果的に拡散されるようになる。これにより、発光部２５ａの直上の領域における輝度を適度に抑えることができる。

一方、隣り合う二つの発光部２５ａの中間の直上に位置する領域では、発光部２５ａからの光Ｌ７４は、比較的に大きな入射角度で入射し、その後、単位レンズ４５のレンズ面で屈折して第１光学シート４０から出射する。このとき、屈折によって進行方向が正面方向へ効果的に絞り込まれるのは、図７に示すように、単位レンズ４５の端部付近４５ｂで屈折する光Ｌ７４である。上述したように、単位レンズ４５の端部付近４５ｂにおける拡散部５０の厚さｔ２は薄くなっている。したがって、このような光Ｌ７４は、拡散部５０で過度に拡散されることなく、隣り合う二つの発光部２５ａの中間の直上に位置する領域での輝度の向上に寄与するようになる。

以上のようにして、頂部付近４５ａでの厚さｔ１が端部付近４５ｂでの厚さｔ２よりも厚くなっている拡散部５０によって、輝度（とりわけ、正面方向輝度）の面内分布を極めて効果的に均一化させ、光源２５の発光部２５ａの像を目立たなくさせることができる。最近では、面光源装置２０の薄型化が強く要望され、光源２５の発光部２５ａと光学部材３０との間隔が短くなってきている。そして、このような傾向においては、輝度ムラが生じて光源２５の発光部２５ａの像（ライトイメージ）が目立ってしまう、といった不具合が問題になりやすい。上述した光学部材３０は、このように薄型化された面光源装置２０にも好適に用いられ得る。

また、頂部付近４５ａでの厚さｔ１が端部付近４５ｂでの厚さｔ２よりも厚くなっている拡散部５０によれば、図７に示すように、上述した大きな出射角度で出射する傾向の強い光Ｌ７１，Ｌ７２が、さらに、拡散部５０内を長距離に亘って通過しやすくなる。このため、頂部付近４５ａでの厚さｔ１が端部付近４５ｂでの厚さｔ２よりも厚くなっている拡散部５０によれば、出射角度が極めて大きい出射光（サイドローブ）の発生をさらに効果的に抑制することができる。

ところで、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１は、単位レンズ４５の配列ピッチＰ（図５参照）の１／３以上の寸法であることが望ましい（条件１）。このような条件１を満たす場合には、光源２５の発光部２５ａの像（ライトイメージ）を効果的に目立たなくさせることができるとともに、光の進行方向を正面方向側へ効果的に絞り込むことができる。さらに、この条件１を満たす第１光学シート４０は多層押出成型によって生産可能であり、これにより、第１光学シート４０の生産性を向上させることができる。なお、上述した一具体例のように、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１を０．１２ｍｍとし、単位レンズ４５の配列ピッチＰを０．３ｍｍとした場合には、この条件１が満たされる。

また、図８に示すように、光源２５の発光部２５ａが透過型表示部１５および光学部材３０の背面に位置している直下型の面光源装置２０においては、光源２５の発光部２５ａが単位レンズ４５の配列方向と略平行な方向に配列ピッチｄで配列され、第１光学シート４０が光源２５の発光部２５ａの中心から間隔ｓだけ第１光学シート４０の法線方向ＮＤに離間して配置されている場合に、第１光学シート４０のシート面の法線方向ＮＤに沿って発光部２５ａから第１光学シート４０へ入射し、拡散部５０の拡散作用がないとの仮定において、第１光学シート４０のシート面の法線方向ＮＤに沿って第１光学シート４０から出射する光Ｌ８１が、拡散部５０内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で発光部２５ａから第１光学シート４０へ入射し、拡散部５０の拡散作用がないとの仮定において、第１光学シート４０のシート面の法線方向ＮＤに沿って第１光学シート４０から出射する光Ｌ８２が、拡散部５０内を通過する距離をＬ２として、式（１）が満たされる、ように第１光学シート４０が構成されていることが好ましい（条件２）。
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０・・・式（１）
このような条件１を満たす場合には、第１光学シート４０によって、輝度の面内分布をより効果的に均一化させることができる。

上述した一具体例のように、光源２５の発光部２５ａの配列ピッチｄを２０ｍｍとし、光源２５の発光部２５ａの中心から第１光学シート４０の入光側面までの第１光学シート４０のシート面の法線方向に沿った距離ｓを２０ｍｍとした場合には、この条件２が満たされるようになる。

このような条件１および条件２を満足する第１光学シート４０を用いた場合には、大きな出射角度で出射してしまう光がなく、半値角３５°に光を収束させることができるとともに、発光部２５の像が目視で確認されなかった。

以上のようにして、第１光学シート４０へ入光側から入射した光が光学的な作用を及ぼされ、第１光学シート４０の出光側から出射する。第１光学シート４０から出射した光は、接着剤層３５を介して、あるいは、接着剤層３５を介すことなく、第２光学シート６０へ入射する。以下において、シート状の接着剤層１３５を用いた場合と比較しながら、ストライプ状の接着剤層３５の作用を説明する。

従来技術の欄でも説明したように、シート状の接着剤層１３５を用いて光学シート１４０の出光側レンズ部１４２を他の光学シート１６０に接着すると（図１２参照）、透過型表示部の表示面にぎらつきが視認されるようになるとともに、正面輝度が低下してしまう。とりわけ、図１２の形態にように、出光側レンズ部１４２の単位レンズ１４５が、その出光側面に沿って延びる略一定の厚さの光拡散部１５０を有する場合には、ぎらつきの発生および正面輝度の低下が顕著となる。しかしながら、本件発明者らが確認したところ、後に実施例の欄でも説明するように、本発明による光学部材３０によれば、ぎらつきの発生および正面輝度の低下を効果的に防止することができる。ぎらつきの発生および正面輝度の低下を防止することが可能となるメカニズムは明らかではないが、以下に、主に図１１および図１２を参照して、考えられ得るメカニズムについて説明する。ただし、本件発明は以下のメカニズムに限定されるものではない。

まず、推定されるぎらつきの発生原因について説明する。一般的に、価格上の制約から、出光側レンズ部１４２の各単位レンズ１４５の屈折率および接着剤層１３５の屈折率は同程度となる。単位レンズ１４５が接着剤層１３５と同程度の屈折率を有する場合、光は、接着剤層１３５と接触している単位レンズ１４５のレンズ面において、ほとんど光学的作用（レンズ作用）を及ぼされなくなる。すなわち、図１２に示すように、単位レンズ１４５から隣接する接着剤層へ入射する光Ｌ１２１は、単位レンズ１４５と接着剤層１３５との界面において進行方向を大きく変化させられることなく、ほぼ直進するようになる（素抜け）。この結果、面光源装置を観察した場合、光学部材１３０のシート面上のうちの接着剤層１３５と単位レンズ１４５とが接触している領域（図１２における領域Ｚｂ）と、この領域に隣接する領域との間に、明るさのむらが生じ、ぎらつきとして視認されるようになる。とりわけ、単位レンズ１４５が凸状のレンズとして構成されている場合、シート状の接着剤層１３５と単位レンズ１４５とが広範囲に亘って接触し、ぎらつきが目立ちやすくなる。

一方、本実施の形態によれば、図１１に示すように、第１光学シート４０の出光側レンズ部４２を第２光学シート６０に接着する接着剤層３５は、第１光学シート４０と第２光学シート６０との間でストライプ状に形成され、出光側レンズ部４２の各単位レンズ４５の頂部付近４５ａ（頂部４５ａ１と頂部４５ａ１の周囲）上のみに設けられている。すなわち、接着剤層３５は、頂部付近４５ａのみにおいて、出光側レンズ部４２の各単位レンズ４５を覆っている。したがって、出光側レンズ部４２をなす各単位レンズ４５の出光側面（レンズ面）のうち、接着剤層３５との接触によりレンズ作用を低減されてしまう領域Ｚａを小さくすることができる。これにより、光学部材３０のシート面上のうちの接着剤層３５と単位レンズ４５とが接触している領域Ｚａと、この領域Ｚａに隣接する領域との間における明るさのむらを効果的に目立たなくし、ぎらつきが視認されないようにすることができる。

また、本実施の形態によれば、接着剤層３５が設けられている領域が限られている。したがって、第１光学シート４０を接着剤層３５に向けて押し込む力が大きくなったとしても、凸状のレンズからなる各単位レンズ４５が接着剤層３５に接触するようになる領域Ｚａの大きさは一定の範囲内に限られる。また、単位レンズ４５に接触していない領域における接着剤層３５の拡散作用の度合いも大きく変化することはない。したがって、ぎらつきの発生を効果的に抑制しながら、接着剤層３５を介して第１光学シート４０と第２光学シート６０を適当な力で押圧して、第１光学シートと第２光学シートとを堅固に固定することができる。したがって、光学部材３０の面光源装置２０への組み込みを容易化することができる。また、面光源装置２０の使用中に、光学部材３０をなす複数の光学シート４０，６０が相対移動し、各光学シート４０，６０が変形してしまうことを防止することもできる。これにより、各光学シート４０，６０が期待された光学作用を光源光に及ぼすことができなくなり、透過型表示装置１０に表示される映像の画質を著しく劣化させてしまうことを効果的に防止することができる。

さらに、本実施の形態によれば、単位レンズ４５の出光側面（レンズ面）に沿って延びる拡散部５０の厚みは、単位レンズ４５の端部付近（端部４５ｂ２および端部４５ｂ２の周囲）４５ｂよりも単位レンズ４５の頂部付近（頂部４５ａ１および頂部４５ａ１の周囲）４５ａにおいて厚くなっている。したがって、単位レンズ４５の頂部付近４５ａから出射する光は、拡散部５０によって拡散される度合いが高くなる。上述したように、単位レンズ４５の頂部付近４５ａは接着剤層３５と接触しており、単位レンズ４５の頂部付近４５ａから出射する光は、単位レンズ４５のレンズ面において進行方向をほとんど変化させられない。このような光を、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０によって拡散させることにより、光学部材３０のシート面上のうちの接着剤層３５と単位レンズ４５とが接触している領域Ｚａでの輝度を適度に抑え、光学部材３０のシート面上のうちの接着剤層３５と単位レンズ４５とが接触している領域Ｚａと、この領域Ｚａに隣接する領域との間における明るさのむらを大幅に低減することができる。これにより、光学部材３０のシート面上のうちの接着剤層３５と単位レンズ４５とが接触している領域Ｚａと、この領域Ｚａに隣接する領域との間における明るさのむらを効果的にさらに目立たなくし、ぎらつきが視認されないようにすることができる。

また、上述した実施の形態において、接着剤層３５は、光を拡散させる光拡散粒子３７を含んでいる。したがって、単位レンズ４５の頂部付近４５ａから当該単位レンズに接触している接着剤層３５に抜ける光は、単位レンズ４５の拡散部５０だけでなく、接着剤層３５中においても拡散されるようになる。これにより、光学部材３０のシート面上のうちの接着剤層３５と単位レンズ４５とが接触している領域Ｚａと、この領域Ｚａに隣接する領域との間における明るさのむらをさらに目立たなくし、ぎらつきが視認されないようにすることができる。とりわけ、光拡散粒子３７が光反射性粒子である場合には、光の進行方向を大きく変化させることができ、これにより、ぎらつきの発生を更に効果的に防止することができる。

次に、正面輝度の低下防止について説明する。例えば、シート状の接着剤層１３５を用いて光学シート１４０の出光側レンズ部１４２を他の光学シート１６０に接着する場合、出光側レンズ部１４２をなす単位レンズ１４５の頂部１４５ａ１はシート状の接着剤層１３５に向けて押圧される。この結果、図１２に示すように、接着剤層１３５の表面のうちの単位レンズ１４５と接触していない部分に、うねり（表面の波打ち、皺、彎曲、褶曲等）や微小な凹凸が形成される。たとえ光学シート１４０が単位レンズ１４５以外の単位光学要素（単位形状要素）を有する場合であっても、接着剤層１３５の表面には同様のうねりや凹凸が形成される。またそもそも、他の光学シート１６０の入光側面上に形成された接着剤層１３５の光学シート１４０に対面する面が、光学シート１４０との接触前において、光学的な意味合いで十分に平滑な面とはなっていないこともよくある。斯かる現象は特に接着剤層が粘着剤から成る場合に顕著となる。したがって、光学シート１４０の出光側レンズ部１４２によって進行方向がいったん正面方向側へ絞り込まれた光Ｌ１２２が、単位レンズ１４５の頂部付近以外の部分に対面する領域において接着剤層１３５に入射する際に、隣り合う二つ単位レンズ１４５間に形成された空隙と接着剤層１３５との界面で拡散されるようになる。この結果、正面輝度が低下してしまう。とりわけ、単位レンズ１４５が拡散部１５０を有している場合には、単位レンズ１４５の拡散部１５０における拡散および接着剤層１３５の入光側面での拡散により、大幅に正面輝度が低下してしまう虞がある。

一方、本実施の形態によれば、第１光学シート４０の出光側レンズ部４２を第２光学シート６０に接着する接着剤層３５は、第１光学シート４０と第２光学シート６０との間でストライプ状に形成され、出光側レンズ部４２の各単位レンズ４５の頂部付近（頂部４５ａ１および当該頂部４５ａ１の周囲）４５ａ上のみに設けられている。したがって、単位レンズ４５の頂部付近以外の部分から出射した光は、接着剤層３５に入射することなく、第２光学シート６０に入射することができる。これにより、第１光学シート４０の出光側レンズ部４２で正面方向に進行方向を絞り込まれた光が接着剤層３５で拡散されてしまうことを、極めて効果的に防止することができる。

また、本実施の形態によれば、単位レンズ４５の出光側面に沿って延びる拡散部５０の厚みは、単位レンズ４５の頂部付近（頂部４５ａ１および頂部４５ａ１の周囲）４５ａよりも単位レンズ４５の端部付近（端部４５ｂ２および端部４５ｂ２の周囲）４５ｂにおいて薄くなっている。したがって、単位レンズ４５の頂部付近以外の部分から出射する光は、拡散部５０によって拡散される度合いが比較的に低くなる。したがって、仮に、接着剤層５０が単位レンズ４５と接触しない領域にも部分的に配置されていたとしても、正面方向輝度の低下を効果的に抑制することができる。

以上のようにして、第１光学シート４０から出射した光が、接着剤層３５を介して、あるいは、接着剤層３５を介すことなく、第２光学シート６０へ入射する。以下に、第２光学シート６０が入射光に及ぼす作用について説明する。

第２光学シート６０の光学要素部６２は、図９を参照しながら既に説明したように、第２光学シート６０の出光側光学要素部６２をなす各単位光学要素（単位プリズム）６５の出光側面（プリズム面）での屈折作用および反射作用によって、第２光学シート６０へ入射した光の進行方向を、正面方向を略中心とした狭い角度の範囲内に絞り込むとともに、輝度の面内分布を均一化させる。

ここで、第２光学シート６０の単位光学要素６５による光の進行方向の偏向は、単位光学要素６５の配列方向に沿った光の成分に対して主に及ぼされる。つまり、単位レンズ４５の配列方向に沿った面内において、光の進行方向が正面方向側へ絞り込まれるようになる。本実施の形態においては、図２および図３に示すように、第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向と第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向とは非平行となっている。このため、第１光学シート４０による光の進行方向の偏向および第２光学シート６０による光の進行方向の偏向は、異なる方向に沿って行われる。例えば、透過型表示装置１０が設置された状態において、第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向が垂直方向に沿うとともに第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向が水平方向に沿うようにすれば、垂直方向および水平方向の二方向に沿って正面方向の輝度を集中的に高めることができるようになる。

ところで、本実施の形態においては、第２光学シート６０の入光側面６１は平滑面として形成され、この平滑な入光側面６１の大部分は接着剤層３５によって被覆されていない。したがって、第１光学シート４０の単位レンズ４５の頂部付近以外の部分を通過して第１光学シート４５から出射した光が、第２光学シート６０の平滑面６１を介して、第２光学シート６０に入射することが可能となる。この場合、第２光学シート６０に入射する光は、第１光学シート４０の隣り合う二つの単位レンズ４５間に形成された空隙と第２光学シート６０との界面において屈折し、正面方向に対する傾斜角度が小さくなるように進行方向を変化させられるようになる。この結果、第２光学シート６０内を進む光の進行方向は、その正面方向に対する傾斜角度が第２光学シート６０をなす材料の屈折率に因んだ臨界角度以下の範囲内となるように、絞り込まれるようになる。すなわち、第２光学シート６０内を進む光は進行方向に規則性を有するようになり、この規則性を利用することにより、第２光学シート６０内を進む光に対して種々の光学作用を極めて効果的に及ぼすことができる。本実施の形態のように、第２光学シート６０が光学要素部６２として出光側プリズム部を有する場合には、出光側プリズム部６２を形成する単位プリズム６５の頂角の角度θ１ｂを、上述したように８０°〜１１０°、とりわけ９０°とすることにより、単位プリズム６５の配列方向に沿った面内における光の進行方向を、正面方向を実質的に中心とした極めて狭い角度範囲内に絞り込むことが可能となる。

以上のようにして、本実施の形態における光学部材３０の出光側面であるとともに本実施の形態における面光源装置２０の出光側面である第２光学シート６０から面状光が出射し、透過型表示部１５を背面側から面状に照明するようになる。上述してきたように、光学部材３０（面光源装置２０）から出射する光の進行方向は、正面方向を含むある程度の角度範囲内に絞り込まれおり、且つ、拡散部５０や接着剤層３５中における適度の拡散によって、当該絞り込まれた角度範囲内において輝度分布の変化はなだらかになっている。また同時に、正面方向輝度の面内分布も均一化されている。そして、透過型表示装置１０の観察者は、ぎらつきを視認することなく、優れた画質の映像を観察することができるようになる。

本実施の形態によれば、接着剤層３５は、各単位レンズ４５の頂部４５ａ１の出光側に位置するようにしてストライプ状に形成されている。したがって、接着剤層３５は、単位レンズ４５と接触して単位レンズ４５の接着に寄与するようになる領域にのみに配置され得る。すなわち、接着剤層３５は第１光学シート４０を接着するために必要な領域のみに配置され、接着剤層４５の存在に起因した不具合の発生を大幅に抑制することができる。また、単位レンズ４５の頂部付近４５ａにおける拡散部５０の厚さｔ１は、単位レンズ４５の端部付近４５ｂにおける拡散部５０の厚さｔ２よりも厚くなっている。つまり、拡散部５０を偏って配置させることにより、単位レンズ４５の頂部付近４５ａから出射する光に及ぼす拡散部５０の拡散作用の程度と、単位レンズ４５の端部付近４５ｂから出射する光に及ぼす拡散部５０の拡散作用の程度と、を調節している。これにより、接着剤層３５の存在に起因した不具合の発生をさらに抑制することができる。

とりわけ、光学部材３０の法線方向ＮＤから観察した場合において、一つの単位レンズ４５が占める領域Ａａに対する、当該一つの単位レンズ４５上で接着剤層３５が占める領域Ａｂの割合を、１０％以上４０％以下とすることが好ましい。この場合、第１光学シート４０と第２光学シート６０とを堅固に接着することができるとともに、接着剤層３５の存在に起因したぎらつきの発生および正面輝度の低下を有効に抑制することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。

例えば、上述した実施の形態において、第１光学シート４０に形成された拡散部５０が、単位レンズ４５の出光側面の全面を構成している例を示したこれに限られない。例えば、拡散部５０が、単位レンズ４５の出光側面の一部のみを構成するようにして、設けられていてもよい。つまり、拡散部５０が、第１光学シート４０の主切断面において、単位レンズ４５のレンズ面の一部分のみに沿って延びるようにしてもよい。具体例として、拡散部５０が、単位レンズ４５の頂部４５ａ１を中心として、単位レンズ５０のレンズ面の一部分のみに沿って延びるようにしてもよい。つまり、拡散部５０が単位レンズ４５の端部４５ｂ２または端部付近４５ｂには設けられておらず、単位レンズ４５の端部４５ｂ２または端部付近４５ｂにおける拡散部５０の厚さが０となるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、単位レンズ４５に形成された拡散部５０が、光拡散粒子５４を含有することによって光拡散機能（光散乱機能）を発揮し得るように構成されている例を示したが、これに限られず、種々の方法により拡散機能を発揮し得るように拡散部５０を構成してもよい。例えば、拡散部５０の表面に光拡散性の微細凹凸を形成したり、拡散部５０の基部５２を構成する材料自体の密度分布が不均一に揺らぎを持った材料や拡散部５０の基部５２内に光拡散性の気泡を多数含有する材料等を用いて単位レンズを形成したりすること等が挙げられる。

さらに、上述した実施の形態において、第１光学シート４０に形成された拡散部５０の厚みが、単位レンズ４５の頂部４５ａ１から単位レンズ４５の端部４５ｂ２に向けて漸次薄くなっていく例を示したが、これに限られず、単位レンズ４５の頂部４５ａ１から単位レンズ４５の端部４５ｂ２に向けて階段関数的に薄くなっていくようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、第１光学シート４０の出光側レンズ部４２が一種類の単位レンズ４５のみを有する例を示したが、これに限られず、複数種類の単位レンズを含むようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光学要素部４５としてのプリズム部を有する第２光学シート６０を例示したが、これに限られず、種々の光学シート（光制御シート）を第２光学シート６０として用いることができる。例えば、第２光学シート６０がフライアイレンズシート、レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシート等の他の形態のレンズ乃至はプリズム配列シート、或いは、偏光分離膜、偏光板、反射防止シート、位相差板等として構成されていてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、第１光学シート４０の単位レンズ４５の配列方向と、第２光学シート６０の単位光学要素６５の配列方向と、が９０°の角度で交差している例を示したが、これに限られず、９０°以外の角度で交差するようにしてもよいし、平行となっていてもよい。

さらに、上述した実施形態において、第１光学シート４０の材料として樹脂を例示したが、これに限られず、第１光学シート４０、第２光学シー６０とも形成材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、ソーダ硝子、鉛硝子、硼珪酸硝子等の硝子、石英、螢石等の各種の材料から形成してもよい。

さらに、上述した実施形態において、接着剤層３５中に光拡散粒子３７を含有する形態を例示したが、これに限られず、本願発明の効果を奏する範囲に於いて、光拡散粒子３７を含まない接着剤基部３６のみから成る接着剤層３５を用いてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光学部材３０が、二つの光学シート４０，６０と、二つの光学シート４０，６０を互いに接合する接着剤層３５と、からなる例を示したが、これに限られない。例えば、光学部材３０が、三つ以上の光学シートを含むようにしてもよい。また、面光源装置２０または透過型表示装置１０が、さらなる構成要素を有するようにしてもよい。例えば、面光源装置２０または透過型表示装置１０が、図１に点線で示すように、光学部材３０の出光側に配置された偏向分離フィルム１１を有するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、面光源装置２０の光源２５の発光部２５ａが、線状に延びる例陰極線管からなる例を示したが、これに限られない。光源２５として、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や面状のＥＬ（電場発光体）等からなる発光部を用いることも可能である。また、上述した実施の形態において、光学部材３０が直下型の面光源装置２０に適用されている例を示したが、これに限られない。上述した光学部材３０を、例えばエッジライト型（サイドライト型等とも呼ばれる）の面光源装置に適用することも可能であり、このような場合においても、光学部材３０は直下型の面光源装置に適用された場合と略同様の作用効果を奏することができる。

以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

以下に説明するようにして、実施例１および２に係る光学部材、並びに、比較例１および比較例２に係る光学部材を作製した。なお、光学部材の形状は、１００ｍｍ×１００ｍｍの平面視正方形とした。得られた光学部材について種々の特性を評価した。

〔光学部材の作製方法〕
（実施例１）
上述の実施の形態と同様の構成からなるレンズシート（第１光学シート）およびプリズムシート（第２光学シート）を準備し、これら二つのシートをストライプ状の接着剤層で接着することにより、実施例１に係る光学部材を作製した。ストライプ状の接着剤層中には、光反射性粒子からなる光拡散粒子を混入した。レンズシートの単位レンズの配列方向およびプリズムシートの単位プリズムの配列方向は互いに直交するようにした。

（実施例２）
実施例１と同一のレンズシート（第１光学シート）およびプリズムシート（第２光学シート）を用いて、実施例２に係る光学部材を作製した。レンズシートおよびプリズムシートは、実施例１と同一の形状を有したストライプ状の接着剤層によって互いに接着した。ただし、接着剤層には、光拡散粒子を混入しなかった。レンズシートの単位レンズの配列方向およびプリズムシートの単位プリズムの配列方向は互いに直交するようにした。

（比較例１）
実施例１と同一のレンズシート（第１光学シート）およびプリズムシート（第２光学シート）を用いて、実施例２に係る光学部材を作製した。レンズシートおよびプリズムシートは、各シートの全面積に等しいシート状の接着剤層によって接着した。シート状の接着剤層には、光拡散粒子を混入しなかった。レンズシートの単位レンズの配列方向およびプリズムシートの単位プリズムの配列方向は互いに直交するようにした。

（比較例２）
実施例１と同一のレンズシート（第１光学シート）およびプリズムシート（第２光学シート）を用いて、実施例２に係る光学部材を作製した。レンズシートおよびプリズムシートの間に接着剤を設けなかった。つまり、レンズシートおよびプリズムシートは重ね合わせるだけとした。レンズシートの単位レンズの配列方向およびプリズムシートの単位プリズムの配列方向は互いに直交するようにした。

〔光学部材の評価方法〕
以上のようにして作製された実施例１および２および比較例１および２に係る光学部材について、以下の測定を行った。

（評価方法１）
１００ｍｍ×１００ｍｍの平面視正方形の各光学部材を８０°に加熱された熱処理炉中に１２時間放置し、その後、熱処理炉から室温雰囲気（気温摂氏２３度、相対湿度５５％）中に各光学部材を取り出した。室温中で１５分間経過した後に、各光学部材に反りが発生しているか否かを確認した。

結果を表１に示す。表１において、反りが確認された光学部材について×を標示し、反りが確認されなかった光学部材について○を標示した。レンズシートとプリズムシートとが接着されていない比較例２に係る光学部材についてのみ、反りが発生した。

（評価方法２）
１００ｍｍ×１００ｍｍの平面視正方形の各光学部材を入光側（レンズシート側）から照明し、各光学部材の光学特性を確認した。照明装置として、直下型液晶表示テレビ（シャ−プ製：ＬＣ−２０ＧＨＩ）から面光源装置部分を取り出したものを用いた。

第１の光学特性として、正面輝度（ｃｄ／ｍ²）を測定した。輝度の測定は、トプコン製のＢＭ−７を用いた。結果を表１に示す。表１においては、比較例２の光学部材についての測定値に対する、各光学部材についての測定値の割合を百分率で表している。正面輝度は、シート状の接着剤層を用いた比較例１に係る光学部材よりも、ストライプ状の接着剤層を用いた実施例１および２に係る光学部材の方が、高くなった。

第２の光学特性として、光学部材の出光側面にぎらつきを感じるか否かについて目視確認した。表１に結果を示す。表１において、ぎらつき（輝度の面内分布）が、目視判定にて、全く視認されなかった光学部材について◎を標記し、通常の注意力で観察してぎらつきが視認された光学部材について×を標記した。○は、凝視することによってぎらつきを視認することができたが、ぎらつきが目立っていなかった光学部材に標記している。

図１は、本発明による面光源装置および透過型表示装置の一実施の形態の構成を示す断面図である。 図２は、本発明による光学部材の一実施の形態を示す図であって、図１の透過型表示装置および面光源装置に含まれた光学部材の一部分を示す斜視図である。 図３は、図２の光学部材を出光側面から示す平面図である。 図４は、図２の光学部材に含まれる第１光学シートを示す斜視図である。 図５は、図２の光学部材に含まれる第１光学シートの主切断面を示す図であり、主として単位レンズの構成を説明するための図である。 図６は、図２の光学部材に含まれる第１光学シートの主切断面を示す図であり、主として単位レンズのレンズ面の作用を説明するための図である。 図７は、図２の光学部材に含まれる第１光学シートの主切断面を示す図であり、主として単位レンズの拡散部の作用を説明するための図である。 図８は、図２の光学部材に含まれる第１光学シートの主切断面を示す図であり、主として単位レンズの拡散部の作用を説明するための図である。 図９は、図２の光学部材に含まれる第２光学シートの主切断面を示す図であり、主として単位光学要素の出光側面の作用を説明するための図である。 図１０は、図２の光学部材に含まれる第２光学シートの主切断面を示す図であり、単位光学要素の変形例を説明するための図である。 図１１は、第１光学シートの主切断面において図２の光学部材を示す図であって、主としてストライプ状に形成された接着剤層の作用を説明するための図である。 図１２は、図１１に対応する図であって、シート状に形成された接着剤層の不具合を説明するための図である。

符号の説明

１０ 透過型表示装置
１５ 透過型表示部
２０ 面光源装置
２５ 光源
２５ａ 発光部
３０ 光学部材
３５ 接着剤層
３７ 光拡散粒子
４０ 第１光学シート
４２ 出光側レンズ部
４５ 単位レンズ
５０ 拡散部
６０ 第２光学シート
６１ 入光側面
６２ 光学要素部
６５ 単位光学要素

Claims (7)

1. 入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させるシート状の光学部材であって、
   出光側に並べて配列された凸状の複数の単位レンズを有する出光側レンズ部を有する第１光学シートと、
   前記第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートと、
   前記第１光学シートと前記第２光学シートとの間に介在し両者を接着する接着剤層と、を備え、
   前記出光側レンズ部の各単位レンズはその配列方向に交差する方向に沿って線状に延び、前記接着剤層は、各単位レンズの頂部の出光側に位置するようにして各単位レンズの頂部に沿って延びるストライプ状に形成され、
   前記出光側レンズ部の前記単位レンズは、当該単位レンズの出光側面を構成する光を拡散させる拡散部を含み、
   前記第１光学シートの法線と前記単位レンズの配列方向とに沿った断面において、前記拡散部は前記単位レンズの出光側面に沿って延び、前記単位レンズの頂部付近における前記拡散部の厚さは前記単位レンズの端部付近における前記拡散部の厚さよりも厚く、
   光学部材の法線方向から観察した場合において、一つの単位レンズが占める領域に対する、当該一つの単位レンズ内で接着剤層が占める領域の割合は、１０％以上４０％以下である
   ことを特徴とする光学部材。
2. 前記第２光学シートは、前記第１光学シートに対面する平滑な入光側面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
3. 前記第２光学シートは、並べて配列された複数の単位光学要素を有する光学要素部を有し、
   光学部材の法線方向から観察した場合、前記第２光学シートの前記単位光学要素の配列方向は、前記第１光学シートの前記単位レンズの配列方向と交差している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学部材。
4. 前記接着剤層は、光を拡散させる光拡散粒子を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の光学部材。
5. 前記光拡散粒子は、光反射性粒子である
   ことを特徴とする請求項４に記載の光学部材。
6. 光源と、
   前記光源からの光を受けるように配置された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学部材と、を備える
   ことを特徴とする面光源装置。
7. 透過型表示部と、
   前記透過型表示部に対向して配置された請求項６に記載の面光源装置と、を備える
   ことを特徴とする透過型表示装置。

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