JP5375618B2 - バックライトユニットおよびディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にフラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に用いられる光デバイス、光均一デバイス、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。

近年の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を配置した直下型方式のバックライトが採用されている。
このような直下型方式のバックライトには、画像表示素子と光源との間に光散乱性の強い樹脂板が用いられており、光源である、冷陰極管やＬＥＤなどが視認されないようにされている。
上述の拡散板は、光拡散効果により光源より入射した光を全方位に拡散する。また、拡散板の板厚は、光散乱性を高めるために、また拡散板の上に構成される光学フィルムの支持をするために、通常１〜５ｍｍ程度の厚さを必要とする。そのため、拡散板による光の散乱や光の吸収により、液晶の画面表示が暗くなってしまう。

一方、液晶テレビは年々薄型化していく傾向にあり、それに伴い拡散板自体も薄型化される傾向にあり、拡散板の厚さが薄くても拡散性が優れた拡散板が求められている。

ここで従来より、直下型方式バックライトに使用される拡散板は、上述の通り、光源である冷陰極管から出射される光を拡散させ、輝度ムラ（ランプイメージ）を低減させることを目的としている。しかしながら、実際は完全にランプイメージを消すのは難しい。

すなわち、完全にランプイメージを消すために、無理に拡散粒子を増やした場合には、全光線透過率が下がりすぎ、輝度低下を引き起こす原因となる。
また、全光線透過率を下げないよう拡散板の拡散粒子を減らすと、拡散効果も下がってしまう。

特許文献１〜３には、拡散性能を向上させる手段として、拡散板の出射面にレンズ形状を賦形した例が開示されている。たとえば、拡散板の上に凸型曲面を有するレンズが配置されている。
このような拡散板では、光源の配置に合わせてレンズの形状を設計し、レンズのアライメントを決定することが必要となる場合があり、製造工程が煩雑化する場合がある。また、拡散板の出射面にレンズ形状を賦形することにより、拡散板の全光線透過率が低下して、液晶表示画面を暗くする場合がある。さらにまた、拡散板の上に配置したレンズシートと液晶画素とからモアレ干渉縞が生じる場合もある。

液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国３Ｍ社の登録商標である輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）がレンズシートとして広く使用されている。
図２２は、ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図であり、図２３は、ＢＥＦの斜視図である。図２２、２３に示すように、ＢＥＦ１８５は、部材１８６上に、断面三角形状の単位プリズム１８７が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム１８７は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）とされている。

ＢＥＦ１８５は、“軸外（ｏｆｆ-ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ-ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”することができる。すなわちＢＥＦ１８５は、ディスプレイの使用時（観察時）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ことができる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視野方向Ｆ’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。

しかしながら、ＢＥＦ１８５を用いた場合には、同時に反射／屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向Ｆ’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。
図２４の線Ｂは、ＢＥＦ１８５の特性を示したものだが、光強度と視野方向Ｆ’に対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるが、Ｆ’に対する角度が±９０°近辺には小さな光強度ピーク（サイドローブ）が発生し、横方向から無駄に出射される光も増えてしまう。

ＢＥＦ１８５に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーが塗布され、拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム（以下、下拡散フィルムと呼ぶ）を拡散板とレンズシートとの間に配置することによって、拡散板から出射される拡散光を効率よく集光することができるとともに、拡散板だけでは消しきれないランプイメージを抑えることができる。

さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に光拡散フィルムを配置した場合には、サイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。
しかし、下拡散フィルムおよび光拡散フィルムを用いる方式は、部材数が増加して、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になるとともに、光学シートの間のゴミが混入するなどの問題が生じる。

特許文献４には、このような問題を解決するための手段として、前記単位プリズムのみからの光学フィルムを用いるのではなく、単位レンズを二次元方向に一定のピッチで配列してなるアレイ構造の光学フィルムを用いたバックライトユニットが開示されている。この光学フィルムの光学特性は図２４の線Ａで示され、サイドローブが示されず、視野方向Ｆ’の光強度も線Ｂよりも向上されている。

しかし、このような光学フィルムを用いたバックライトユニットにおいては、光学フィルムを一体積層するために拡散板の出射面を平坦にする必要があるので、拡散板の出射面にレンズを賦形して拡散効果と集光効果を高めることは難しかった。
特開２００７−１０３３２１号公報 特開２００７−１２５１７号公報 特開２００６−１９５２７６号公報 特開２００７−２１３０３５号公報

本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、複数の光源からの入射光を均一にして射出させることで光源イメージを低減／消滅させることが可能であり、また光源と光デバイス、及び光均一デバイスとの距離が近づいても、光源から発せられる熱による反りを防止する光デバイス、及び光均一デバイスを提供することを目的とする。
更に上記光デバイス、及び光均一デバイスから射出された光を効率良く観察者側へ射出させることで観察者側への輝度を向上させる光学フィルムを、該光デバイス、及び該光均一デバイスと一体積層した光学シート、該光学シートを備えたバックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、請求項１の発明は、光源と、光均一デバイスと光学フィルムからなる光学シートとを備えるバックライトユニットであって、前記光均一デバイスが、光偏向要素と、前記光偏向要素の光射出面側に配置されてなる光伝搬層と、前記光伝播層の光出射面側に光拡散基材を有し、前記光均一デバイスの観察者側の面に前記光学フィルムの観察者側の面と反対側の面が重ねられて形成されており、前記光均一デバイスの観察者側の面と反対側の面と、前記光源が直接対向しており、かつ、前記光均一デバイスにおける前記光偏向要素が少なくとも１種以上の凹凸形状を有する光偏向レンズであって、前記光偏向レンズが二次元に偏向面を有し、かつ、前記光偏向レンズは、弧状表面又は稜線を有する第一頂部と、第一頂部から前記光伝搬層の観察者側とは反対の面に至る第一傾斜部とを有し、前記光伝搬層の屈折率をｎとし、前記光偏向レンズのピッチをＰとし、前記第一傾斜面が前記光伝搬層に接合する接合点における前記第一傾斜面への接線が、前記光伝搬層の観察者と反対側の面となす角をθとしたとき、配列される各々の前記光偏向レンズにおいて、前記光伝搬層の厚さＴが下記の数式２を満たすことを特徴とするバックライトユニットである。

請求項２の発明は、前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズが、二次元に配列された単位レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニットである。

請求項３の発明は、前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズが、一次元に配列された第１のレンズアレイと一次元に配列された第２のレンズアレイとからなり、前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとが、交差して配置されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライトユニットである。

請求項４の発明は、前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズの各々の最遠交点が、前記光伝搬層内に含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライトユニットである。

請求項５の発明は、前記光均一デバイスにおける前記光伝搬層が少なくとも１層以上の層から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライトユニットである。

請求項６の発明は、前記光均一デバイスにおける前記拡散基材は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が３０％〜８０％、ヘイズ値が９５％以上であり、
前記伝搬層は、全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が９５％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライトユニットである。

請求項７の発明は、前記光学フィルムが、光透過基材と集光レンズとからなり、前記光透過基材の観察者側の面に複数の集光レンズが一定のピッチで配列されており、前記集光レンズの形状が凸曲面形状であり、弧状表面を有する第三頂部と、前記第三頂部から前記光透過基材へ至る第三傾斜面とを有しており、前記第三頂部に行くに従い、対向する前記第三傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のバックライトユニットである。

請求項８の発明は、前記光学フィルムと前記光均一デバイスとの間に、複数の光マスクと、前記光マスクを離間する光透過用開口部とが設けられており、前記光透過開口部が、前記集光レンズの前記第三頂部に対応して設けられ、前記光マスクを介して前記光学フィルムと前記光均一デバイスとが一体積層されていることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニットである。

請求項９の発明は、前記光学フィルムと前記光均一デバイスとの間にドット状または線状のリブが配列され、前記リブを介して前記光学フィルムと前記光均一デバイスとが一体積層されてなることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニットである。

請求項１０の発明は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する画像表示素子と、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバックライトユニットと、を備えることを特徴とするディスプレイ装置である。

上述の発明により、光源との距離が近づいても均一な光を射出することが可能であり、多層構成において各層の厚みや材質を変えることで、光源から発せられる熱による反りを防止することができる光デバイス、及び光均一デバイスを提供することができる。また光デバイス、及び光均一デバイスから射出された光を効率良く観察者側へと射出させることで、観察者側の輝度を向上させる光学フィルムと、該光デバイス、及び該光均一デバイスとを一体積層した光学シート、該光学シートを備えるバックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明の光デバイス、光均一デバイス、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５とバックライトユニット５５とから構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット５５は、ランプハウス（反射板）４３内に複数の光源４１が配置され、その上（観察者側方向Ｆ）に本発明の実施形態である光デバイス、光均一デバイス２５、光学部材２が単一、又は複数配置されて構成されている。
光源４１から射出された光Ｈは、光均一デバイス２５で拡散され、その上に配置された単一、又は複数の光学部材で拡散・反射・集光・カラーシフトされ、バックライトユニット５５から射出される光Ｋが、画像表示素子３５に入射し、観察者側Ｆへと射出される。

光源４１は、画像表示素子３５へと光を供給するものである。そこで光源４１としては、たとえば、複数の線光源や点光源を用いることができる。複数の線光源としては、ＣＣＦＬに代表される蛍光管を、複数の点光源としては、たとえば、ＬＥＤなどを用いることができる。

反射板４３は、複数の光源４１の観察者側Ｆと反対側に配置され、光源４１から出射された光のうち、観察者側Ｆと反対側の方向に出射された光と、複数の光源４１の観察者側Ｆに配置された複数の光学部材により反射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させることができる。このように反射板４３を用いることによって、光の利用効率を高めることができる。反射板４３としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。

本発明の実施形態である光デバイス２４は、光偏向要素２８と光伝搬層２３とで構成される。また、光偏向要素２８は表示装置７０の光源４１側に向けて配置される。光デバイス２４の機能は、光偏向要素２８の入射面から入射した光Ｈを偏向し、光伝搬層２３に射出し、光伝搬層２３の光射出面から拡散光を射出するものである。また、光均一デバイス２５は、上述の光デバイス２４に拡散基材２６を有するものであり、拡散基材２６の観察者側Ｆと反対側の面２６ａに光伝搬層２３の観察者側Ｆの面２３ｂが重ねられて形成されている。
上述のような光デバイス２４、光均一デバイス２５は、液晶装置のみならず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ＥＬ、照明装置など、光路制御を行うものであれば、いずれのものにも使用することができる。

図２（ａ）は、本発明の実施形態である光均一デバイス２５の機能を説明する図である。
光源４１はランプハウス（反射板）４３内に一定のピッチで配列されている。光源４１から射出した光Ｈは、光均一デバイス２５の観察者側Ｆと反対側の面、すなわち光偏向要素２８より入射し、光均一デバイス２５の観察者側Ｆの面、すなわち拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂより観察者側Ｆへ射出する。
光均一デバイス２５の拡散性能が足りない場合、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂには、光源４１に対向する領域が明るく、光源４１と光源４１との間に対向する領域が暗く見え、輝度ムラ（光源イメージ）として視認される。
本発明の実施形態である光均一デバイス２５は、観察者側Ｆとは反対側の面に光偏向要素２８が配列されている。光源４１から入射する強い正面光Ｈを光偏向要素２８にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層２３において偏向された入射光を拡げ、拡散基材２６において拡散し、均一な光を観察者側Ｆへ射出する。

光偏向要素２８の各々の単位レンズの第一傾斜面２８ｂが光伝搬層２３と接合する点３０における第一傾斜面への接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａとがなす角度をθ、光偏向要素２８の各々の単位レンズのピッチをＰ、光伝搬層２３の厚みをＴ、光伝搬層２３の屈折率をｎとしたとき、以下の数式１を満たすことが望ましい。

すなわち、図２（ｂ）に示されるように、光伝搬層２３の厚みＴは、光偏向要素２８の第一傾斜面２８ｂが光伝搬層２３と接合する点３０に入射した光が、角度θの面で偏向され、光伝搬層２３内にて該光伝搬層２３の面方向に光偏向要素２８の各々の単位レンズのピッチＰ以上拡がるために必要な厚みと定義される。
ここで光偏向要素２８の各々の単位レンズのピッチＰは、光偏向要素２８を断面視した際に、光伝搬層２３と接合する２点間の距離と定義される。尚、数式１が有効な光偏向要素２８のピッチＰは１０μｍ以上６００μｍ以下であることが望ましい。光偏向要素２８のピッチＰが１０μｍより小さい場合は、単位レンズ周期が波長に近づくため、回折の影響が無視できなくなってくるためである。光偏向要素２８のピッチＰが６００μｍを超える場合、拡散性能上は問題ないが、結果として光伝搬層２３の厚みＴが非常に厚くなってしまう。この場合、光伝搬層２３の厚みは２ｍｍ以下に収まるよう設定することが望ましい。
よって一定のピッチで配列された光偏向要素２８に入射した正面光Ｈは、光偏向要素２８で偏向され、隣り合う光偏向要素２８によって偏向された光が光伝搬層２３内で混ざり合い、拡散基材２６にて拡散、観察者側Ｆへと射出される。光伝搬層２３の厚みＴが数式１を満たさない場合、隣り合う光偏向要素２８にて偏向された光が交差せずに拡散基材２６へ入射するため、光均一デバイス２５の拡散性能が不足する。

さらにまた、２つ隣の光偏向要素２８によって偏向された光が光伝搬層２３内で交差することがより好ましい。すなわち、以下の数式２を満たすことが望ましい。

図２（ｃ）に示されるように、２つ隣の光偏向要素２８によって偏向された光が光伝搬層２３内で混ざり合う厚さＴであれば、その拡散性能は更に増すため、光源４１との距離が近づいても、ランプイメージを低減／消滅することが可能となる。

光偏向要素２８としては凹凸形状を有するレンズであることが望ましい。凹凸形状を有するレンズとしては、図３（ａ）及び（ｂ）に示されるような単位レンズが二次元方向に配列されたものであることが望ましい。光源４１は複数の点光源が配置されるため、二次元的に光源イメージの低減を図ることが求められる。従って、光偏向要素２８としては図３（ａ）及び（ｂ）に示されるようなマイクロレンズ形状が望ましい。また図３（ａ）及び（ｂ）は同じ大きさのマイクロレンズが規則的に配置されているが、図４（ａ）に示されるようにランダムに配置したり、図４（ｂ）に示されるように、大きさの異なるマイクロレンズを配置しても良い。また、光源４１の配置によっては、図５（ａ）に示されるように、真円ではなく楕円でも良い。楕円にすることで、一方向の光源イメージ効果を高めることが可能となるためである。

光偏向要素２８としてマイクロレンズを用いる場合、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａの全面をマイクロレンズで覆うことは難しい。ここで光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａの面積をＳ、配列されたマイクロレンズの底面積の和をＭとしたとき、Ｍ／Ｓ≧７０％であることが望ましい。Ｍ／Ｓが７０％を下回ると、光偏向要素２８を介さずに光伝搬層２３へ入射する光が増えてしまい、光源イメージを消すことは難しいためである。

ここで、図５（ｂ）に示されるように、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａにおいて、マイクロレンズが形成されない平坦面に光カバー層２３ｃを形成することができる。光カバー層２３ｃにより、平坦面に入射する光Ｈを反射、または拡散することで効率的に光源イメージを消すことが可能となる。

ここで光カバー層２３ｃとしては、例えば白色顔料からなる光拡散／反射層等が挙げられる。ここで白色顔料としては、酸化チタンや酸化アルミニウム、硫酸バリウム等が挙げられ、コーティングや印刷法などによって形成する。さらにまた金属薄膜等を蒸着法や圧着法等により形成することができる。

さらにまた、光カバー層２３ｃには蛍光材料を含んでも良い。光源４１から発する光Ｈには、微量ながら紫外光が含まれる。従って例えば光源４１の上（すなわち観察者側Ｆの方向を示す）に拡散板、プリズムシート、拡散フィルムの順で設定されるバックライトの構成においては、最も光源４１に近い部材である拡散板にＵＶ吸収材が含有される。本構成において、光カバー層２３ｃは光源４１の最も近い位置に配置される。従って、光源４１に含まれる紫外光によって蛍光材料を発光させることで紫外光を効率的に利用することでバックライト全体の光量を増やすことができる。また、光偏向要素２８より入射した紫外光は、光偏向要素２８、光伝搬層２３、拡散基材２６のいずれかに含有されるＵＶ吸収材により吸収されるため、観察者側Ｆに紫外光が漏れることはない。ここで蛍光材料としては、一般に光学用途に用いられるもの、例えば白色ＬＥＤ等に用いられるものであれば、その材料は問わない。

光偏向要素２８としてマイクロレンズを用いる場合、マイクロレンズの直径とマイクロレンズの高さの比、すなわちアスペクト比が０．４以上であることが望ましい。アスペクト比が０．４を下回ると、マイクロレンズによる拡散効果が弱くなり、光源イメージを消すことは難しいためである。

光偏向要素２８としてマイクロレンズを用いる場合、数式１、及び数式２で定義される単位レンズピッチＰは、構成されるマイクロレンズにおいて最も大きなマイクロレンズの直径をＰ０、面上において隣り合うマイクロレンズの中で、最も距離の離れるレンズ間距離をＬmaxとすると、Ｐ＝Ｐ０＋Ｌmaxと定義される。すなわち、最も距離の離れた隣り合うマイクロレンズで偏向された光が混ざることができるだけの光伝搬層２３の厚みＴが必要となるためである。

光偏向要素２８としては、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるような、第１のレンズアレイ２８１が一定のピッチで配列されている間に第２のレンズアレイ２８２が交差する方向に配列された形状であることが望ましい。二次元方向の偏向効果を容易に得ることができるためである。第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２形状としては、図７（ａ）のような三角プリズム形状が望ましい。レンズ成形が容易であり、且つ正面からの入射光Ｈを大きく偏向することが出来るためである。

また、図７（ｂ）のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。第一頂部２８１ａ、２８２ａ及び第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ偏向することが出来るためである。

凸湾曲レンズ形状としては、図７（ｃ）のような非球面形状であることが更には望ましい。第一頂部２８１ａ、２８２ａの曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。
さらに第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２形状としては、図７（ｄ）のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。第一頂部２８１ａ、２８２ａが稜線であるため、入射光Ｈがレンズのどの箇所へ入射しても必ず大きく偏向することができる。また、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ拡散することが出来るためである。このとき、図７（ｄ）に示すように、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度θｂが、２０度〜９０度の間で連続的に変化していることが更には望ましい。２０度を下回る面がある場合、偏向角が非常に小さくなるため、拡散性能が弱くなってしまう。特に０度となる面がある場合、全く偏向せずに入射光Ｈを通すことになる。湾曲三角プリズムは第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が、２０度より小さくなる面がないため、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂのどの箇所に光が入射しても大きな角度で偏向することが可能である。

また、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が大きく変化しない場合、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂのどの点に光が入射しても、偏向角がほとんど一緒となるため、同じ領域に光が集中してしまう。湾曲三角プリズムは第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度θｂが、２０度〜９０度の範囲で大きく変化しているため、様々な角度に入射光Ｈを偏向し、光を均一にすることができる。

また、第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２形状は上記レンズ形状を複数組み合わせて用いたり、または上記レンズ形状を反転させた凹レンズ形状でも良い。例えば図８（ａ）に示されるように、凸湾曲レンズの上に三角プリズムを組み合わせたような形状でも良い。または図８（ｂ）のように２つの湾曲三角プリズムをシフトさせて重ねた形状でも良い。２つ以上のレンズ形状による拡散効果により、更に拡散性能が増すためである。

上述のように、第１のレンズアレイ２８１が一定のピッチで配列されている間に第２のレンズアレイ２８２が交差する方向に配列された形状である場合、数式１、及び数式２で定義される単位レンズピッチＰは、第１のレンズアレイの配列ピッチと定義される。

第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２は、第一頂部２８１ａ、２８２ａに、光源４１からの光Ｈを拡散及び反射する、光カバー層を備えても良い。
図９（ａ）は光カバー層２８１ｃ、２８２ｃの光反射の効果を示した図である。例えば凸湾曲レンズの第一頂部２８１ａ、２８２ａに光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成することで、第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２における偏向角が小さい領域に入射した光を反射することで、偏向角の大きな領域だけを選択できるため、拡散性能を高めることができる。このとき、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの各点における接線と光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ｂとのなす角が、２０度〜９０度、第一頂部２８１ａ、２８２ａの各点における接線と光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａとのなす角が、０度〜４０度の範囲であることが更には望ましい。
図９（ｂ）は光カバー層２８１ｃ、２８２ｃの光拡散の効果を示した図である。例えば凸湾曲レンズの第一頂部２８１ａ、２８２ａに光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成することで、第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２における偏向角が小さい領域に入射した光を拡散することで、拡散性能を高めることができる。

図１０（ａ）は凸湾曲レンズの第一頂部２８１ａ、２８２ａに光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成した場合を示したものである。光カバー層２８１ｃ、２８２ｃは湾曲した第一頂部２８１ａ、２８２ａに沿う形で、丸みを帯びた形状でも良い。
第一頂部２８１ａ、２８２ａに光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成しやすくするために、例えば図１０（ｂ）に示すように、第一頂部２８１ａ、２８２ａが略平坦面であっても良い。また図１０（ｃ）に示すように、第一頂部２８１ａ、２８２ａを凸形状に形成した上に光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成しても良い。光カバー層２８１ｃ、２８２ｃは、その性能上、図１０（ｄ）に示されるように、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂに一部回り込んでも良い。しかしながら、第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの大部分を覆ってしまうと第１のレンズアレイ２８１及び第２のレンズアレイ２８２の拡散機能が低下するため、回り込み量Δとしては第一傾斜面２８１ｂ、２８２ｂの幅ｐに対して３０％以下であることが望ましい。ここでは凸湾曲レンズの第一頂部２８１ａ、２８２ａに光カバー層２８１ｃ、２８２ｃを形成する例を挙げたがこれに限らず、上述した三角プリズム形状や湾曲三角プリズム形状、組合せレンズ形状等の第一頂部２８１ａ、２８２ａに形成する場合も含む。

光偏向要素２８としては、図１１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１のレンズアレイ２８１の頂部に第２のレンズアレイ２８２が交差する方向に形成される形状であることが望ましい。

第１のレンズアレイ２８１、及び交差させる第２のレンズアレイ２８２の形状としては、図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）〜（ｂ）に示されるような凸レンズ形状、または凹レンズ形状を組み合わせることができ、特に第２のレンズアレイ２８２は、その頂部２８２ａに光カバー層２８２ｃを設けても良い。

光偏向要素２８は第1のレンズアレイ２８１と第２のレンズアレイ２８２との高さを合わせることで、図１２のようなピラミッド形状、または図１３のようなビラミッドが陥没した形状であることが望ましい。点光源４１に対して、４方向で同様な偏向効果を容易に得ることが出来るためである。

第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイは上述のような単位レンズを配列させることで、二次元的に入射光を偏向するため、点光源の光源イメージを消すことが可能となる。

光偏向要素２８は上述のレンズ等を、適宜複数組み合わせて配列しても良い。または図１４（ａ）及び図１４（ｂ）では単位レンズとしてマイクロレンズの例を図示しているが、単位レンズのピッチＰ０や高さを変えて配列しても良い。これにより、光偏向要素２８の最遠交点αは光伝搬層２３内に不均一に配置されている。図１４（ｃ）には、光偏向要素２８の単位レンズの配列方向に対して、最遠交点αが平行且つ直線上に配置されたものを示す。光偏向要素２８に正面光Ｈが入射したとき、単位レンズの中心線上に集光点が生じるが、該中心線上に収差が生じる。そこで本発明においては説明を簡略化するために、最もレンズ頂点から離れた点で集光する点を最遠交点αと定義する。図１４（ａ）〜（ｃ）においては、単位レンズの両端に入射した光が偏向されて交わる点を最遠交点αとなる一例を示している。
図１４（ｃ）において、例えば全ての光偏向要素２８が同一形状である場合は、各々の光偏向要素２８に入射した光の最遠交点αの位置は、同一面上に存在する。従って、光デバイス２４及び光均一デバイス２５の入射面から入射した光Ｈは、どの領域においても同一の拡散性能が得られるため、ムラの無い光デバイス２４及び光均一デバイス２５を提供することができる。しかしながら、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）で示されるように、光偏向要素２８のレンズ形状が一定ではない場合は、各々の光偏向要素２８に入射した光の最遠交点αが同一面上には存在しない。したがって各々の光偏向要素２８毎に光伝搬層２３の厚みＴが異なることとなる。このとき、光伝搬層２３の厚さＴは、組み合わせる各レンズの中で最も厚くなるＴを選択することが望ましい。最も厚くなるＴを選択することで、配列される全ての光偏向要素２８において、上述の数式１及び２を満足することができるため、確実に拡散効果を得ることができる。例えば、光源４１が極端に光デバイス２４及び光均一デバイス２５と近接する場合や、光源４１間の距離が極端に離れている場合、光源４１間の距離が不均一な場合などに、光偏向要素２８の最遠交点αを不均一にすると有効である。とくに複数組み合わせる場合、図１５に示されるように、光源４１の位置に合わせて規則的に配列しても良い。このとき、光源４１の真上の領域には、光伝搬層２３の厚みＴが最も薄く設定できる光偏向要素２８を配置することが望ましい。結果として光源４１の真上の領域の拡散性能を高めることが出来るため、輝度ムラをより低減することが可能となる。

光偏向要素２８は、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに、ＵＶ硬化樹脂などのような電子線硬化樹脂を用いてＵＶ成形、またはソフトモールド法によって成形することができる。

たとえば、拡散基材２６と光伝搬層２３とを押出法等により一体で板状部材として成形して、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに光偏向要素２８を成形することができる。さらにまた、光伝搬層２３を押出法や射出成形法等により板状部材として成形して、これを拡散基材２６と一体化する前／後に、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに光偏向要素２８を成形することができる。

また、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）、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いて、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって光偏向要素２８を形成することもできる。また、同様に作製したシート材の表面に、光偏向要素２８を、放射線硬化樹脂を用いて成形することもできる。

本発明の光デバイス２４は押出成形で作製することができる。また図１６（ａ）に示されるように光デバイス２４と拡散基材２６とを多層押出等により一体で成形してもよい。一方で図１２（ｂ）に示されるように、シート状に成形した後、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａに、ラミネート等により固定層２０によって貼合することもできる。この場合、シート状に成形した光偏向要素２８に紫外線吸収材を含有させることが好ましい。シート状に成形した光偏向要素２８に紫外線吸収材を含有させることで、固定層２０の紫外線劣化による剥れを防ぐことができる。

ここで固定層２０は、粘着剤、接着剤を用いて形成する。粘着剤、接着剤には、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤、接着剤には、１液型で押圧して接着するもの、熱や光で硬化させるものを用いることができ、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることができる。
さらに、固定層２０内にフィラーを分散してもよい。固定層２０内にフィラーを分散することで、接合層の弾性率を増加することが可能となる。
固定層２０の形成方法において、接合面へ直接塗布する方法や、あらかじめドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。固定層２０をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。

また固定層２０は反り防止作用があることが望ましい。固定層２０の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とほぼ同じになるように合せ込むことで、光均一デバイス２５自体の反りを防止することができる。さらにまた、シート状に成形した光偏向要素２８の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とほぼ同じになるように合せ込むことで、光均一デバイス２５自体の反りを防止することができる。
シート状に成形した光偏向要素２８の厚みは１０μｍ〜１ｍｍであることが望ましい。更には２５μｍ〜５００μｍであることが望ましい。シート状に成形した光偏向要素２８の厚みが薄すぎると皺等が発生し、厚すぎると光伝搬層２３との貼合が容易ではなくなるためである。ここで、シート状に成形した光偏向要素２８の基材領域を光伝搬層２３とみなすことができる。したがって厚いシート状に光偏向要素２８を成形することで、光伝搬層２３の厚みを薄くすることができる。また、直接拡散基材２６に貼り合わせることも可能となる。

光偏向要素２８の表面に、さらに微細な凹凸を有していても良い。微細な凹凸が、光偏向レンズ２８による偏向効果を更に高めることができる。このとき、表面粗さＲａは、０．１μｍ〜１０μｍの範囲であることが望ましい。０．１μｍを下回る凹凸構造では偏向効果は得難く、また１０μｍを超える凹凸構造はそれ自体が光偏向要素２８となる。微細な凹凸の形成方法としては、例えば光偏向要素２８自身、又は成形用金型の表面を、エッチングやサンドブラストなどによって荒らす方法、または光偏向要素２８の成形用金型に、更に微細な凹凸形状を切削する等の方法が挙げられる。

また、光偏向要素２８は、入射光Ｈを偏向させるものであれば、上述のようなレンズ形状でなくても良い。例えば、光偏向要素２８は樹脂フィラーや気泡等による拡散層であっても良い。光偏向要素２８で入射光Ｈを偏向し、光伝搬層２３で偏向された光を拡げ、拡散基材２６で更に拡散することで、拡散性能が向上するためである。

本発明の光均一デバイス２５を構成する光伝搬層２３は、全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。全光線透過率が８０％以上であれば、観察者側Ｆへ出射させる光の輝度を低下させることがない。逆に、全光線透過率が８０％未満の場合には、観察者側Ｆへ出射させる光の輝度低下を生じさせるため好ましくない。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠した測定値である。

また、光伝搬層２３は、ヘイズ値が９５％以下であることが好ましい。光伝搬層２３は、光偏向レンズ２８によって偏向された入射光を効果的に拡げて伝搬し、拡散基材２６へ入射させる。従って、ヘイズ値が９５％を超える場合には、十分な光拡散効果を得ることが出来ないため好ましくない。なお、ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠した測定値である。

光伝搬層２３に用いられる材料は、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、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、ＰＥＴ、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。また、光伝搬層２３は、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。

光伝搬層２３には、光拡散要素が含まれていないことがより望ましい。光伝搬層２３に、光拡散要素が含有されない場合、光偏向要素２８によって偏向された光を効果的に拡げて伝搬することができるためである。

光伝搬層２３は、少なくとも２層以上の多層構造とすることができる。このとき、光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率をｎ１、拡散基材２６側の層２３Ｂの屈折率をｎ２、光偏向要素２８の屈折率をｎ０としたとき、数式３を満たすことが望ましい。

数式３について、図１７（ａ）を用いて説明する。
光Ｈが光偏向要素２８に入射すると、空気の屈折率と光偏向レンズ２８の屈折率ｎ０とにより光Ｈは偏向される。このとき光偏向要素２８の屈折率ｎ０が大きいほど屈折角は大きくなるため、光偏向要素２８の屈折率ｎ０は大きい方が望ましい。
図１７（ａ）においては、光偏向要素２８、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａ、及び光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂのそれぞれの界面において、光が光源４１側から観察者側Ｆに進むにあたり、界面での屈折率が高くなる場合を２点鎖線、屈折率が変わらない場合を点線、屈折率が低くなる場合を実線で表している。
例えば、光偏向要素２８により偏向された光が光伝搬層２３に入射する際、ｎ０＞ｎ１、すなわち屈折率が低くなる場合、実線で図示される方向へ偏向する。偏向された光と光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａとのなす角度が小さくなるため、拡散性能は向上する。
逆に、ｎ０＜ｎ１、すなわち屈折率が高くなる場合、２点鎖線で図示される方向へと偏向される。偏向された光と光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａとのなす角度が大きくなるため、拡散性能は低下する。
同様に、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａと光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂとの界面においても、ｎ１＞ｎ２、すなわち屈折率が低くなる場合、拡散性能は向上することとなる。
従って、光偏向要素２８の屈折率ｎ０と光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１とは、等しいか又は光偏向要素２８の屈折率ｎ０の方が大きいことが望ましく、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１と光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂの屈折率ｎ２とでは、等しいか又は光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１の方が大きいことが望ましい。

ここで、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの厚さより、光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂの厚さの方が厚いことがより望ましい。光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂ内で光を大きく拡げることが可能となるためである。更には、図１７（ｂ）に示すように、光偏向要素２８の単位レンズの両端に入射した光が偏向して交差する点が、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａに位置することが望ましい。
また、光伝搬層２３が少なくとも２層以上の多層構成である場合には、光偏向要素２８の最遠交点αが光偏向要素２８の光射出面（すなわち光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａ）と接する層内に含まれることが良い。これにより、光伝搬層２３内の光偏向要素２８に近い点に最遠交点があるため、大きく光を拡散することができる。

上述の光伝搬層２３は、屈折率の異なる複数の層を多層押出法等により成形することができる。また、押出法や射出成形法によって成形した光伝搬層２３に、該光伝搬層２３よりも屈折率の高い材料を用いて光偏向要素２８をシート状に成形し、ラミネート法等により貼合することでも実現することが出来る。

光伝搬層２３は多層構成とすることで、反りを防止することが出来る。この場合、最も観察者側から離れた層の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とをほぼ同じ程度に合せ込むことで、光デバイス２４、光均一デバイス２５の反りを防止することができる。また、光伝搬層２３の厚さを調整することによっても光デバイス２４、光均一デバイス２５の反りを防止できる。

拡散基材２６は、全光線透過率が３０％〜８０％であることが好ましい。全光線透過率が３０％未満の場合には、観察者側Ｆへの出射光の輝度低下を生じさせるので好ましくなく、逆に、全光線透過率が８０％を超える場合には、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。

拡散基材２６は、ヘイズ値が９５％以上であることが好ましい。ヘイズ値が９５％未満の場合は、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。

拡散基材２６は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。
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、アクリルニトリルスチレン共重合体、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。

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、上述した透明粒子から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。

光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散基材２６の厚さが０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
拡散基材２６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。

なお、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良い。
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、拡散基材２６の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような拡散基材２６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（ＴｉＯ_２）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ_４）、炭酸カルシウム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基材２６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軸方向に延伸させれば、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、スポ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、およびこれらを成分とする共重合体、また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、拡散基材２６の厚さが２５〜５００μｍであることが好ましい。
拡散基材２６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、拡散基材２６の厚さが５００μｍを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、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利点が少なくなるので好ましくない。

光均一デバイス２５は、拡散基材２６と光伝搬層２３と光偏向要素２８とを多層押出法により一体成形して形成することが製造工程上好ましい。また、光均一デバイス２５は、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。
多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。

光均一デバイス２５は、拡散基材２６と光伝搬層２３をそれぞれ別々に押出法、射出成形等により形成した後に、接着材又は粘着材により一体化して形成しても良い。
たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材２６と光伝搬層２３を貼り合せることができる。

本発明の光均一デバイス２５は、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂに凹凸形状を備えることができる。図１８に示されるように、光均一デバイス２５の射出面２６ｂに凹凸形状が付与されることで、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂが略平坦である場合と比べて、様々な角度の射出面が形成されるため、より広い範囲へ光を射出することができるため、拡散性能が向上しランプイメージが低減／消滅する。観察者側に付与する凹凸形状としては、光拡散レンズ２１が挙げられる。
光拡散レンズ２１に求められる機能としては、２次元方向に射出光を拡散させることが求められるため、光偏向レンズ２８と同様なレンズ形状であることが望ましい。
しかしながら、拡散基材２６の表面に拡散レンズ２１を配置する場合、光学部材２として例えばレンズシート２を配置した場合、拡散レンズ２１とレンズシート２とでモアレ干渉縞が生じる場合がある。そのため、拡散レンズ２１の周期構造とレンズシート２のレンズの周期構造とを、モアレ干渉縞が生じないピッチに合わせ込むか、角度をつける、またはさらに光学部材２として拡散フィルムをのせるなどの方法が挙げられる。光学部材２として拡散フィルム、または偏向分離反射シート等、周期構造のない部材を配置する場合には、上述のような問題は生じない。

本発明の光均一デバイスは、射出面、すなわち拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂが略平坦であることが望ましい。その理由について図１９を用いて説明する。

図１９は、本発明の光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。光学シート５２は、光学フィルム１と本発明の光均一デバイス２５とが固定層２０によって一体積層されている。
光学フィルム１は、光透過基材１７と集光レンズ１６とからなり、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂには複数の集光レンズ１６が一定のピッチで配列されている。

集光レンズ１６を、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂに形成することにより、光均一デバイス２５を通過してきた光を観察者側Ｆに集光させて、観察者側Ｆの輝度を向上させることができる。

光透過基材１７の観察者側Ｆと反対側の面１７ａは略平坦な面とされており、複数の光マスク２２が形成され、さらに固定層２０を介して光均一デバイス２５が接合されている。
光透過基材１７の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、光均一デバイス２５に用いた材料を用いてもよい。光均一デバイス２５に用いた材料を接合することで、反りの発生を抑制することができる。

なお、一つの部材の一面と他面にそれぞれ単位レンズを形成した場合には、モアレ干渉縞が生ずる場合があるが、本発明の光学シート５２は、集光レンズ１６と光偏向要素２８との間に拡散基材２６が挿入される構成であるため、モアレ干渉縞を防ぐことができる。ここで、集光レンズ１６と拡散基材２６との間には拡散要素がないため、また、光学フィルム１をムラなく拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂに貼合するために、拡散基材２６の観察者側の面２６ｂは略平坦であることが望ましい。

集光レンズ１６の形状は凸曲面形状であり、弧状表面を有する第三頂部１６ａと、第三頂部１６ａから光透過基材へ至る第三傾斜面１６ｂとを有している。また、集光レンズ１６は、第三頂部１６ａに行くに従い、対向する第三傾斜面１６ｂの間の距離が次第に減少するように形成されている。さらにまた、集光レンズ１６は、谷部１３により離間されて一定のピッチで形成されている。

光学フィルム１と光均一デバイス２５との間には、複数の光マスク２２と、光マスク２２を離間する光透過用開口部（空気層）１００とが設けられている。光マスク２２および空気層１５のピッチは、集光レンズ１６のピッチとほぼ同じピッチとされている。
光マスク２２の位置は、谷部１３の位置に対応する位置に形成されている。そのため、空気層１００の位置は、集光レンズ１６の第三頂部１６ａに対応する位置に設けられている。

光マスク２２は、遮光性の高い材料から構成されるとともに、観察者側Ｆの面１７ｂ上に形成された集光レンズ１６を離間する谷部１３の位置と対応する位置に形成されるので、光学フィルム１に入射される光の大部分は、光マスク２２を離間して形成される空気層１００を通り、集光レンズ１６に入射するため、光均一デバイス２５を通過してきた光を効率よく正面方向（観察者側）Ｆへ出射する。

ここで、光マスク２２は、たとえば金属材料や白色反射材などの光反射性部材から構成することができる。この場合、光マスク２２により反射された光は、光均一デバイス２５を構成する拡散基材２６に戻されて、拡散基材２６で再び光拡散された後、一部は再び光学フィルム１へ入射し、一部は光均一デバイス２５から光源側へ射出され、ランプハウスを構成する反射板にて反射された後、光均一デバイスに再入射、さらに拡散されて光学フィルム１へと再入射する。この工程が繰り返されることにより、光源４１からの光の大部分を観察者側Ｆへ出射させることができる。

光マスク２２を光反射性部材で構成した場合、その反射率は８０％以上であることが望ましい。反射率が８０％以上であれば、光学フィルム１に入射する光の大部分を、空気層１００から集光レンズ１６へ入射することができるため、観察者側Ｆの輝度が上昇する。反射率が８０％を下回ると、光マスク２２を透過する光が増大し、非効率な光が集光レンズ１６に入射する量が増大するため、観察者側Ｆの輝度低下を引き起こすためである。

光学フィルム１の作製方法としては、例えばセルフアライメントによる方法が挙げられる。光透過基材１７の観察者側の面１７ｂに集光レンズ１６を成形し、光透過基材１７の観察者側Ｆとは反対側の面１７ａには、感光性接着樹脂を貼りあわせる。集光レンズ１６側からＵＶ光を照射することで、集光レンズ１６の第三頂部１６ａに対応する位置の感光性接着樹脂が露光されることで硬化し接着性を失う。その後、光マスク２２を転写することで、集光レンズ１６の谷部１３に対応する位置に光マスク２２を形成することができる。

上述のように作製した光学フィルム１を固定層２０によって光均一デバイス２５にラミネート等により貼り合わせることで、光学シート５２は作製される。このとき、空気層１００が保たれるよう、固定層２０の材料を適宜選択する。

固定層２０は、粘着剤、接着剤を用いて形成する。粘着剤、接着剤には、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤、接着剤には、１液型で押圧して接着するもの、熱や光で硬化させるものを用いることができ、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることができる。
さらに、固定層２０内にフィラーを分散してもよい。固定層２０内にフィラーを分散することで、固定層２０の弾性率を増加することが可能となる。固定層２０の弾性率を増加した場合、光学フィルム1と光均一デバイス２５とを一体化する際に、固定層２０が空気層１００の領域内に侵入しないため、空気層１００を保持することが容易となる。
固定層２０の形成方法において、接合面へ直接塗布する方法や、あらかじめドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。固定層２０をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。

しかしながら、光学フィルム１を構成する光透過基材１７をＰＥＴに代表される延伸フィルムを使用した場合、光源４１から発せられる熱によって、光学シート５２が光源４１側に凸となる形状に反る場合がある。
このとき、２層以上の多層構成とされる光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの材料を反り防止層とすることができる。すなわち、熱によって光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａが、光学シート５２を光源側に凹となる形状に反るモーメントを発生させることで、それぞれのモーメントをキャンセルし、反りを防止することができる。例えば光偏向要素２８を光透過基材１７と同材料上に成形し、固定層２０によって光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａに貼合することで、反りを防止することができる。

上述のように作製した光学シート５２は、光源４１からの光Ｈを均一に拡散する光均一デバイス２５と、集光レンズ１６へ効率よく光を入射する空気層と光マスク２２を備えた光学フィルム１とで構成されるため、１枚の光学シート５２で拡散・集光機能を満足することが可能となる。

図２０は、本発明の光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の別の一例を示す断面模式図である。光学シート５２は、光学フィルム１と本発明の光均一デバイス２５とが固定層２０によって一体積層されている。
光学フィルム１は、光透過基材１７と集光レンズ１６とからなり、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂには複数の集光レンズ１６が一定のピッチで配列されている。

集光レンズ１６を、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂに形成することにより、光均一デバイス２５を通過してきた光を観察者側Ｆに集光させて、観察者側Ｆの輝度を向上させることができる。

光透過基材１７の観察者と反対側の面１７ａは略平坦な面とされており、複数のリブ２９が形成され、さらに光均一デバイス２５が接合されている。
光透過基材１７の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、光均一デバイス２５に用いた材料を用いてもよい。光均一デバイス２５に用いた材料を接合することで、反りの発生を抑制することができる。

集光レンズ１６の形状としては例えば三角プリズム形状が挙げられる。三角プリズムは正面方向への集光性が高いため、高輝度な光学シート５２を得ることができる。また集光レンズ１６の形状としては、凸曲面形状が挙げられる。正面方向のみならず、様々な方向へと光を射出するため、視野範囲の広い光学シート５２を得ることができる。
集光レンズ１６の形状は、上述の形状に限らず、使用するディスプレイに求められる配光特性によって適宜選択することができる。例えばマイクロレンズ形状や、三角錐、四角錘を含む多角錘形状などを選択しても良い。

光学フィルム１と光均一デバイス２５との間には、複数のリブ２９が設けられている。リブ２９はドット状又は線状に配置され、光学フィルム１と光均一デバイス２５との間に十分な空気層を確保する。例えば集光レンズ１６の谷部１３と線状リブ２９とを一致させることで、輝度の低下を抑え、リブ２９と集光レンズ１６との間にモアレ干渉縞が生じることを防ぐことができる。

リブ２９は、図２０（ａ）に示されるように光学フィルム１の光透過基材１７の観察者側とは反対側の面１７ａに形成されてもよく、また図２０（ｂ）に示されるように光均一デバイス２５の拡散基材２６の観察者側の面２６ｂに形成されても良い。
また図２０では光学フィルム１がプリズムシートの例を示したがこれに限らず、例えば図２１に示されるようなマイクロレンズや、凸レンチキュラーレンズ、ピラミッドレンズなど、観察者側Ｆに集光機能を有するレンズシートであれば任意に選択することが出来る。

図１９から図２１に示すように、本発明の実施形態であるバックライトユニット５５は、直下型バックライトユニットであり、光学シート５２と、複数の光源４１と反射板４３とから構成されている。

光学シート５２を、複数の光源４１の観察者側Ｆに配置することによって、光源４１からの光Ｈをほぼ取り込むことができる。光Ｈは、光学シート５２へ入射され、出射光Ｋとされる。出射光Ｋは、光学シート５２の拡散効果により、光源４１のランプイメージがなくされるとともに、光学シート５２の集光効果により、観察者側Ｆの輝度が向上されて出射される。

図１９〜図２１に示すように、本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５とバックライトユニット５０とから構成されている。
画像表示素子３５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５０から出射された光Ｋは、偏光フィルター３３を介して液晶部３２に入射され、偏光フィルター３１を介して観察者側Ｆに出射される。

画像表示素子３５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、光学シート５２により、観察者側Ｆへの輝度が向上され、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。
画像表示素子３５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、本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０に、拡散フィルム、マイクロレンズシート、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。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。

本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、先に記載の光学シート５２により集光・拡散特性を向上させた光Ｋ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、光源イメージを低減した画像を画像表示素子３５に表示することができる。

本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子３５で、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋ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。

本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５が液晶表示素子であり、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋ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。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

本例ではまず、光デバイス２４を構成する各層の熱線膨張係数の違いが、光デバイス２４自体の反りに及ぼす影響を確認した。
（比較例１）
光伝搬層２３として、１ｍｍ厚のポリカーボネート板を用意した。光偏向要素２８として、１００μｍ厚のポリプロピレンシート上に三角プリズムをＵＶ成形法にて作製し、１ｍｍ厚のポリカーボネート板に粘着材を用いてラミネートし、光デバイス２４が得られた。
ポリカーボネートの線膨張係数は７×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃、ポリプロピレンの線膨張係数は１１×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃であった。
（比較例２）
光伝搬層２３として、１ｍｍ厚のポリカーボネート板を用意した。光偏向要素２８として、１００μｍ厚の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に三角プリズムをＵＶ成形法にて作製し、１ｍｍ厚のポリカーボネート板に粘着材を用いてラミネートし、光デバイス２４が得られた。
ポリカーボネートの線膨張係数は７×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃、ポリエチレンテレフタレートの線膨張係数は８×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃であった。
（実施例１）
光伝搬層２３として、１ｍｍ厚のポリカーボネート板を用意した。光偏向要素２８として、１００μｍ厚の無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に三角プリズムをＵＶ成形法にて作製し、１ｍｍ厚のポリカーボネート板に粘着材を用いてラミネートし、光デバイス２４が得られた。
ポリカーボネートの線膨張係数は７×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃、ポリエチレンテレフタレートの線膨張係数は８×１０^−５ｍｍ／ｍｍ／℃であった。

比較例１〜２、及び実施例１で作製した光デバイス２４を８０度の高温化に２４時間放置し、光デバイス２４の反りの挙動を確認した。
比較例１は、ポリカーボネート板とポリプロピレンの線膨張係数が１．５倍以上差があったため、反りが生じた。
比較例２は、ポリカーボネート板とポリエチレンテレフタレートの線膨張係数はほぼ同じであったが、ポリエチレンテレフタレートが延伸フィルムであったために収縮が生じ、反りが生じた。
実施例１は、ポリエチレンテレフタレートが無延伸であったため、反りのない良好な光デバイス２４が得られた。

（実施例２）
比較例１の構成の光デバイス２４の観察者側の面に、ポリプロピレンフィルムを粘着材にてラミネートし、光デバイス２５が得られた。
（実施例３）
比較例２の構成の光デバイス２４の観察者側の面に、延伸白色ＰＥＴフィルムを拡散基材２６として粘着材にてラミネートし、光均一デバイス２５が得られた。

実施例２〜３で作製した光均一デバイス２５を同様に８０度高温下に２４時間放置して反りの挙動を確認した。
実施例２は、反りの生じない良好な光デバイス２４が得られた。
実施例３は、反りの生じない良好な光均一デバイス２５が得られた。

本例において、線膨張係数をほぼ同じに合わせこむことで反りの生じない光デバイスが得られることを確認した。また、延伸フィルムを使用する場合には、光デバイス２４及び光均一デバイス２５の両面に延伸フィルムを用いることで、反りを防止することができることを確認した。
以下、本発明の光均一デバイス２５、及び光学シート５２を用いたディスプレイ装置７０について、詳細な実施例にてその光学特性について述べる。

光偏向要素２８として、凸マイクロレンズを用意した。凸マイクロレンズのピッチＰを８０μｍ、光伝搬層２３と凸マイクロレンズとの接合点３０における接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ａとのなす角θが８５度、凸マイクロレンズの高さを３８μｍと設定した。
また、光偏向レンズ２８、光伝搬層２３、及び拡散基材２６の材料は、全てポリカーボネイト（屈折率＝１．５９）とした。
拡散基材２６は、樹脂フィラーを適量含有させることで、全光線透過率を６０％、ヘイズ値を９９％とし、厚みを１．５ｍｍとした。
光伝搬層２３は、樹脂フィラーを含有させず透明材料とし、全光線透過率は８７％であった。以下実施例において、光伝搬層２３の厚みを変えたサンプルを作製した。
（比較例３）
上記設定された光均一デバイス２５において、光伝搬層２３の厚みを５０μｍに設定し、多層押出法により光均一デバイス２５を作製した。
（実施例４）
上記設定された光均一デバイス２５において、光伝搬層２３の厚みを３００μｍに設定し、多層押出法により光均一デバイス２５を作製した。

（実施例５）
次に、光偏向要素２８として、図１１（ａ）に示されるような、第１の台形プリズムアレイの頂部に第２の三角プリズムアレイが形成されたレンズシートを用意した。第１の台形プリズムアレイのピッチＰが１００μｍ、頂角が９０度、第２の三角プリズムアレイのピッチが３０μｍ、頂角が９０度とした。また、光偏向レンズ２８、光伝搬層２３、及び拡散基材２６の材料は、全てポリカーボネイト（屈折率＝１．５９）とした。
拡散基材２６は、樹脂フィラーを適量含有させることで、全光線透過率を６０％、ヘイズ値を９９％とし、厚みを１．５ｍｍとした。
光伝搬層２３は、樹脂フィラーを含有させず透明材料とし、厚さは５００μｍ、全光線透過率は８７％であった。

（実施例６）
次に、光偏向要素２８として、図６（ｂ）に示されるような、第１の凸レンチキュラーアレイ２８１の単位レンズの間に略直交する形で第２の凸レンチキュラーアレイ２８２が形成されたレンズシートを用意した。第１の凸レンチキュラーアレイ２８１のピッチＰが９０μｍ、光伝搬層２３と凸レンチキュラーレンズとの接合点３０における接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ａとのなす角θが６５度、単位レンズ高さが５０μｍ、第２の凸レンチキュラーアレイ２８２のピッチＰが３０μｍ、単位レンズ高さが１８μｍとした。また、光偏向レンズ２８は屈折率１．５２の紫外線硬化樹脂を７５μｍ厚のＰＥＴ基材上にＵＶ成形し、光伝搬層２３、及び拡散基材２６の材料は、ポリスチレン（屈折率＝１．５８）とした。
拡散基材２６は、樹脂フィラーを適量含有させることで、全光線透過率を６０％、ヘイズ値を９９％とし、厚みを１．５ｍｍとした。
光伝搬層２３は、樹脂フィラーを含有させず透明材料とし、厚さは５００μｍ、全光線透過率は８７％であった。

（比較例４）
次に、光偏向要素２８として、図６（ｂ）に示されるような、第１の凸レンチキュラーアレイ２８１の単位レンズの間に略直交する形で第２の凸レンチキュラーアレイ２８２が形成されたレンズシートを用意した。第１の凸レンチキュラーアレイ２８１のピッチＰが９０μｍ、光伝搬層２３と凸レンチキュラーレンズとの接合点３０における接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ａとのなす角θが６５度、単位レンズ高さが５０μｍ、第２の凸レンチキュラーアレイ２８２のピッチＰが３０μｍ、単位レンズ高さが１８μｍとした。また、光偏向レンズ２８、光伝搬層２３、及び拡散基材２６の材料は、全てポリカーボネイト（屈折率＝１．５９）とした。
拡散基材２６は、樹脂フィラーを適量含有させることで、全光線透過率を８０％、ヘイズ値を９３％とし、厚みを１．５ｍｍとした。
光伝搬層２３は、樹脂フィラーを含有させず透明材料とし、厚さは５００μｍ、全光線透過率は８７％であった。

実施例４〜６、及び比較例３〜４で作製した光均一デバイス２５の観察者側Ｆの面上に、拡散フィルム、９０度三角プリズムシート、拡散フィルムの順番で重ねて配置した。
これらを、ＬＥＤ間隔が３０ｍｍ、ＬＥＤと光均一デバイス２５との距離が８ｍｍとなるバックライト５６に配置し、バックライト５６の観察者側Ｆに液晶パネル３５を配置することで、ディスプレイ装置７０が得られた。
（実施例７）
実施例６で作製した光均一デバイス２５の観察者側Ｆの面に、７５μｍＰＥＴ基材上に１５０μｍピッチで集光レンズ１６を配置し、光マスク２２の領域が集光レンズ１６のピッチの５０％となるよう形成した光学フィルム１を粘着材により一体積層して、光学シート５２が得られた。

実施例７で作製した光学シート５２を、ＬＥＤ間隔が３０ｍｍ、ＬＥＤと光均一デバイス２５との距離が８ｍｍとなるバックライト５６に配置し、バックライト５６の観察者側Ｆに液晶パネル３５を配置することで、ディスプレイ装置７０が得られた。

（光学評価）
本実施例、及び比較例のディスプレイ装置を以下の測定方法により評価した。
（正面輝度評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面中心部を分光放射輝度計（ＳＲ−３Ａ：トプコンテクノハウス社製）にて測定した。
（輝度ムラ評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面全体を輝度ムラ測定機（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ１２００：Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ社製）にて測定、複数の冷陰極管の並びに大して垂直方向の輝度分布データにより解析を行った。
なお、輝度分布は冷陰極管に対応した波型の分布が得られるので、中心の５本分の冷陰
極管に相当する輝度データを抽出して平均輝度を算出した後、平均輝度に対する輝度変化
（％）を算出した。この輝度変化の標準偏差σが１％以内であれば、光学シートの拡散性
が良好と判定した（ＯＫ判定）。
表１に本実施例、及び比較例の測定結果を表に示す。

比較例３は輝度、反り共に問題なかったが、光伝搬層２３が薄すぎたため、光源イメージを消しきることができず、ＮＧとなった。
実施例４は輝度、反り共に問題なく、光源イメージも消えた（ＯＫ判定）。
実施例５は輝度、反り共に問題なく、光源イメージも消えた（ＯＫ判定）。
実施例６は輝度、少し光源４１側に凹となる反りが生じたものの、５ｍｍ以下と実使用上問題なく、光源イメージも消えた（ＯＫ判定）。
実施例７は、輝度が高く、反りも問題ない、（ＯＫ判定）。
比較例４は反りは問題なかったが、拡散基材２６の全光線透過率が高く、ヘイズ値も低すぎたため拡散性能が不足し光源イメージが消しきれずＮＧとなった。

本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 （ａ）本発明の実施形態である光均一デバイスの断面模式図である。 （ｂ）数式１を説明する図である。 （ｃ）数式２を説明する図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｃ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｄ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光拡散／反射層の光反射の効果を説明する図である。 （ｂ）光拡散／反射層の光拡散の効果を説明する図である。 （ａ）光偏向要素の頂部に光拡散／反射層を形成した一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素の頂部に光拡散／反射層を形成した一例を示す図である。 （ｃ）光偏向要素の頂部に光拡散／反射層を形成した一例を示す図である。（ｄ）光偏向要素の頂部に光拡散／反射層を形成した際の、第一傾斜面への回り込み量を説明する図である。 （ａ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ｂ）光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 光偏向要素のレンズ形状の一例を示す図である。 （ａ）光偏向要素の高さ・ピッチが一定でない場合を説明する図である。 （ｂ）光偏向要素の高さ一定でない場合を説明する図である。 （ｃ）光偏向要素の高さ・ピッチが一定である場合を説明する図である。 光偏向要素を光源とアライメントする際の一例を示す図である。 （ａ）光均一デバイスを一体成形した場合の形態を示す図である。 （ｂ）光偏向要素をシート状に成形した場合の形態を示す図である。 （ａ）光伝搬層が多層構造である場合の光線を説明する図である。 （ｂ）光伝搬層が多層構造である場合の光線を説明する図である。 （ａ）光均一デバイスの射出面に凹凸が賦形された効果を説明する図である。 （ｂ）光均一デバイスの射出面が平坦である場合を説明する図である。 本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 （ａ）本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 （ｂ）本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 （ａ）本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 （ｂ）本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。 ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図である。 ＢＥＦの斜視図である。 光強度と視野方向に対する角度との関係を示すグラフである。

符号の説明

Ａ…ＢＥＦの光強度分布、Ｂ…光学フィルムの光強度分布、Ｈ、Ｋ…光、Ｐ…光偏向要素ピッチ、ｐ…光偏向要素第一傾斜面ピッチ、ｍ…接線、Ｔ…光伝搬層の厚さ、θ…光伝搬層の一面と接線ｍがなす角度、θｂ…光偏向要素の第一傾斜面における接線と光伝搬層の一面とがなす角度、ｎ…光伝搬層の屈折率、ｎ０…光偏向要素の屈折率、ｎ１…光伝搬層の第１層の屈折率、ｎ２…光伝搬層の第２層の屈折率、Ｆ、Ｆ’…観察者側、Ｘ…平面視方向、Ｖｅ…画像表示装置垂直方向、Ｈｏ…画像表示装置水平方向、Δ…光拡散／反射層回り込み量、α…最遠交点、１…光学フィルム、２…光学部材、１３…谷部、１６…集光レンズ、１６ａ…第三頂部、１６ｂ…第三傾斜面、１７…光透過基材、１７ａ…観察者と反対側の面、１７ｂ…観察者側の面（平坦面）、２０…固定層、２１…光拡散レンズ、２１ａ…第二頂部、２１ｂ…第二傾斜面、２２…光マスク、２３…光伝搬層、２３ａ…観察者と反対側の面、２３ｂ…観察者側の面、２３ｃ…観察者側の面に形成された光拡散／反射層、２３Ａ…光伝搬層の光偏向要素側の層、２３Ｂ…光伝搬層の拡散基材側の層、２４…光デバイス、２５…光均一デバイス、２６…拡散基材、２６ａ…観察者と反対側の面、２６ｂ…観察者側の面、２８…光偏向要素、２８１…第一の光偏向要素、２８２…第二の光偏向要素、２８ａ…第一頂部、２８ｂ…第一傾斜面、２８ｃ…光拡散／反射層、２８１ａ…第一の光偏向要素の頂部、２８１ｂ…第一の光偏向要素の傾斜面、２８１ｃ…第一の光偏向要素の光拡散／反射層、２８２ａ…第二の光偏向要素の頂部、２８２ｂ…第二の光偏向要素の傾斜面、２８２ｃ…第二の光偏向要素の光拡散／反射層、２９…固定要素（リブ）、３０…接合点、３１、３３…偏光板、３２…液晶パネル、３５…画像表示素子、４１…光源、４３…反射板（反射フィルム）、４５…バックライト部、５２…光学シート、５５、５６…バックライトユニット、７０、７２…ディスプレイ装置、１００…空気層、１８２…拡散フィルム、１８４…光拡散フィルム、１８５…ＢＥＦ、１８６…透明部材、１８７…単位プリズム。

Claims (10)

1. 光源と、光均一デバイスと光学フィルムからなる光学シートとを備えるバックライトユニットであって、
   前記光均一デバイスが、光偏向要素と、前記光偏向要素の光射出面側に配置されてなる光伝搬層と、前記光伝播層の光出射面側に光拡散基材を有し、
   前記光均一デバイスの観察者側の面に前記光学フィルムの観察者側の面と反対側の面が重ねられて形成されており、
   前記光均一デバイスの観察者側の面と反対側の面と、前記光源が直接対向しており、かつ、
   前記光均一デバイスにおける前記光偏向要素が少なくとも１種以上の凹凸形状を有する光偏向レンズであって、
   前記光偏向レンズが二次元に偏向面を有し、かつ、
   前記光偏向レンズは、弧状表面又は稜線を有する第一頂部と、第一頂部から前記光伝搬層の観察者側とは反対の面に至る第一傾斜部とを有し、
   前記光伝搬層の屈折率をｎとし、前記光偏向レンズのピッチをＰとし、前記第一傾斜面が前記光伝搬層に接合する接合点における前記第一傾斜面への接線が、前記光伝搬層の観察者と反対側の面となす角をθとしたとき、配列される各々の前記光偏向レンズにおいて、前記光伝搬層の厚さＴが下記の数式２を満たすことを特徴とするバックライトユニット。
   

   
2. 前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズが、二次元に配列された単位レンズからなることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズが、一次元に配列された第１のレンズアレイと一次元に配列された第２のレンズアレイとからなり、前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとが、交差して配置されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライトユニット。
4. 前記光均一デバイスにおける前記光偏向レンズの各々の最遠交点が、前記光伝搬層内に含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライトユニット。
5. 前記光均一デバイスにおける前記光伝搬層が少なくとも１層以上の層から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライトユニット。
6. 前記光均一デバイスにおける前記拡散基材は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が３０％〜８０％、ヘイズ値が９５％以上であり、
   前記伝搬層は、全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が９５％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライトユニット。
7. 前記光学フィルムが、光透過基材と集光レンズとからなり、前記光透過基材の観察者側の面に複数の集光レンズが一定のピッチで配列されており、前記集光レンズの形状が凸曲面形状であり、弧状表面を有する第三頂部と、前記第三頂部から前記光透過基材へ至る第三傾斜面とを有しており、前記第三頂部に行くに従い、対向する前記第三傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のバックライトユニット。
8. 前記光学フィルムと前記光均一デバイスとの間に、複数の光マスクと、前記光マスクを離間する光透過用開口部とが設けられており、
   前記光透過開口部が、前記集光レンズの前記第三頂部に対応して設けられ、前記光マスクを介して前記光学フィルムと前記光均一デバイスとが一体積層されていることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
9. 前記光学フィルムと前記光均一デバイスとの間にドット状または線状のリブが配列され、前記リブを介して前記光学フィルムと前記光均一デバイスとが一体積層されてなることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
10. 画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する画像表示素子と、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバックライトユニットと、を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
    
    

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