光学シートおよび照明装置ならびに表示装置
【課題】光の利用効率を低下させることなく、薄型化を実現することの可能な光学シートおよびこれを備えた照明装置ならびに表示装置を提供する。
【解決手段】光学シート１には、複数の凸部１０が設けられており、各凸部１０は、シート面内の一の方向（ｘ方向）において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、ｘ方向に直交するｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有する。関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、例えば非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、例えばプリズム形状となっている。面内のｘ方向では、非球面形状によって光が分割され輝度むらが低減される一方、ｙ方向のプリズム形状によって正面方向に光が立ち上げられ、正面輝度向上に寄与する。１枚の光学シートで輝度むらを低減させると同時に、正面輝度を向上させることができる。
【解決手段】光学シート１には、複数の凸部１０が設けられており、各凸部１０は、シート面内の一の方向（ｘ方向）において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、ｘ方向に直交するｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有する。関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、例えば非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、例えばプリズム形状となっている。面内のｘ方向では、非球面形状によって光が分割され輝度むらが低減される一方、ｙ方向のプリズム形状によって正面方向に光が立ち上げられ、正面輝度向上に寄与する。１枚の光学シートで輝度むらを低減させると同時に、正面輝度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の光学シートおよびこれを備えた照明装置ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ用等の液晶表示装置が普及し、高画質化、薄型化の要求が高まっている。これらの表示装置は、例えば、表示パネルの背面に設置されたバックライトから照射される光に基づいて表示を行い、バックライトとしては、通常、ＣＣＦＬ等の線状の光源を複数配列したものを用いている。
【０００３】
一般に、このような表示装置では、例えばバックライトの輝度が高くかつ輝度むらのないことが要求される。通常、線状光源は一定の間隔をおいて設置されるため、線状光源を配列した方向に大きな輝度むらが発生する。このため、線状光源の上方には、光を拡散させる拡散板等が配置される。更に、輝度を向上させるために、この拡散板の上方に、三角柱状のプリズムを複数配列させたレンズシート等が配置される。
【特許文献１】特開２００７−１１２９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来は、機能ごとに拡散シートやレンズシートなどの光学シートを設け、これらを重ね合わせることにより、複数の目的を達成していた。しかしながら、このように機能ごとに光学シートを設けた場合には、光源と表示パネルとの間に多くの光学シートを配置することが必要となる。このため、光路上に境界面や空気層が増加し、装置全体としての光の利用効率の低下を招いたり、薄型化を阻害する要因となっていた。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光の利用効率を低下させることなく、薄型化を実現することが可能な光学シートおよびこれを備えた照明装置、ならびに表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による第１の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有している。関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状となっている。なお、この「三角プリズム形状」には、文字通りの三角柱の形状に限定されず、側面に２つの傾斜面を有する形状であればよく、例えば三角柱の頂角部分に曲面を有する形状なども含む概念とする。
【０００７】
本発明による第２の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有している。関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっている。
【０００８】
本発明による第３の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有するものである。
【０００９】
本発明による第１の照明装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第１の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１０】
本発明による第２の照明装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第２の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１１】
本発明による第１の表示装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第１の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１２】
本発明による第２の表示装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第２の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１３】
本発明による第１の光学シートおよび第１の照明装置ならびに第１の表示装置では、各立体形状が関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、ｘ方向における光は多角柱形状の複数の平面あるいは非球面によって、複数に分割される。
【００１４】
一方、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズム斜面で全反射を起こさないような角度の入射光は、プリズム面で屈折され、光が正面方向に立ち上がる。また、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、プリズム斜面に所定の角度で入射する光（正面方向の光）は、２つの斜面で全反射して、反射シートに到達し拡散されることで、様々な角度をもつ光になる（リサイクル効果）。そして、リサイクルされた光の一部はプリズム面の屈折効果で光が正面方向に立ち上げられ、一部は全反射されることで再び光反射板側に戻される。この作用を繰り返すことにより、正面方向の輝度が向上する。さらに、このリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むらが効果的に低減される。よって、１枚の光学シートで輝度むらを低減する機能と正面輝度を向上させる機能とが同時に発揮される。
【００１５】
特に、第１の照明装置ならびに第１の表示装置では、第１の光学シートが複数の線光源上に配置され、線光源の延在方向がｙ方向と等しくなっていることにより、線光源の配列する方向においては関数ｆ（ｘ）で表される表面形状、線光源の延在方向においては関数ｇ（ｙ）で表される表面形状の機能が発揮される。従来、線光源は一定の間隔で配置されるため、その配列方向においては、各線光源がつくる光源像により大きな輝度むらが生じてしまう。本発明では、この線光源の配列方向において、光源像が分割される。よって、ｘ方向における輝度むらを低減する機能が効果的に発揮される。さらに、線光源の延在方向（ｙ方向）の形状によるリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むら低減機能がより効果的に発揮される。
【００１６】
本発明による第２の光学シートおよび第２の照明装置ならびに第２の表示装置では、各立体形状が関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、入射光はｘ方向およびｙ方向の双方向において、複数に分割される。よって、１枚の光学シートにおいて、ｘ方向およびｙ方向を含む面で２次元的に輝度むらが低減される。
【００１７】
特に、第２の照明装置ならびに第２の表示装置では、第２の光学シートが複数の点光源上に配置されていることにより、点光源の配置によって生じる輝度むらを効果的に低減することができる。
【００１８】
本発明による第３の光学シートでは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による第１の光学シートおよび第１の照明装置ならびに第１の表示装置によれば、光学シートに設けられた各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状となっているので、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、輝度むらを低減させる機能を発揮する一方、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、正面輝度を向上させる機能を発揮する。よって、１枚の光学シートで２つの機能が両立され、従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと正面輝度を高めるためのレンズシートとの２枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２０】
特に、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、三角プリズム形状のリサイクル効果で光ミキシングが高まるため、輝度むらが効果的に低減され、薄型化に有利となる。
【００２１】
特に、第１の照明装置ならびに第１の表示装置において、第１の光学シートが複数の線光源によって構成される面光源上に配置され、線光源の延在方向がｙ方向と等しくなるようにすれば、線光源の配列方向では輝度むらを低減させる機能が発揮され、線光源の延在方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、これら２つの機能がより効果的に発揮される。
【００２２】
本発明による第２の光学シートおよび第２の照明装置ならびに第２の表示装置によれば、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、１枚の光学シートにおいて、ｘ方向およびｙ方向を含む面で２次元的に輝度むらが低減される。よって、複数の拡散シートを積層する必要がなくなるため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２３】
特に、第２の照明装置ならびに第２の表示装置によれば、第２の光学シートが複数の点光源上に配置されるようにしたので、面内の２次元方向において輝度むらを低減させる機能が効果的に発揮され、均一な面発光を得ることができる。
【００２４】
本発明による第３の光学シートによれば、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。よって、機能ごとに複数の光学シートを積層する必要がなくなり、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学シート（光学シート１）の概略構成を表す斜視図である。光学シート１は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部１０を備えている。この光学シート１は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源を複数配置してなる面発光源の直上に配置されて使用されるものである。
【００２７】
光学シート１は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート１に設けられた複数の凸部１０の大きさや配列間隔、個数等は、図１に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。
【００２８】
凸部１０は、シート面内の一の方向をｘ方向とし、このｘ方向に直交する方向をｙ方向としたとき、ｙを変数としない関数ｆ（ｘ）により表される表面形状と、ｘを変数としない関数ｇ（ｙ）により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部１０は、その全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表わされる表面形状を有している。
【００２９】
例えば、各凸部１０の全体の表面形状は、図２（Ａ）に示したようなｘ方向の表面形状が関数ｆ（ｘ）で表される凸部１０ｘが複数設けられた光学シート１ｘと、図２（Ｂ）に示したようなｙ方向の表面形状が関数ｇ（ｙ）で表される凸部１０ｙが複数設けられた光学シート１ｙとが、重ね合わされたものである。特に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状（以下、単に「非球面形状」とする。）となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は三角プリズム形状、好ましくはリサイクル効率の高い頂角９０°の二等辺三角プリズム形状となっている。
【００３０】
このような光学シート１は、例えば、マスクイメージング法により容易に作製することができる。マスクイメージング法は、エキシマレーザや炭酸ガスレーザ等を用いて、マスクにより形成されるイメージを、レンズを介して加工対象物に転写するものである。特に、２軸ドラッギング型のマスクイメージング法では、加工対象物の２軸に対して、それぞれ独立して精細なレーザ加工を行うことが可能である。このため、ｘ方向およびｙ方向において、互いに独立した表面形状を有する光学シート１の作製に好適である。例えば、図１に示したような表面形状を形成する場合には、例えば図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示したようなマスク１００ａ、１００ｂを用いるようにする。
【００３１】
マスク１００ａは、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状、すなわち非球面形状を形成するためのマスクであり、関数ｆ（ｘ）で表される形状の開口部１０１ａを複数有している。マスク１００ｂは、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわちプリズム形状を形成するためのマスクであり、関数ｇ（ｙ）で表される形状の開口部１０１ｂを複数有している。なお、マスク１００ａ，１００ｂに設けられる開口部１０１ａ，１０１ｂの個数は、特に限定されるものではないが、数が多い程、短時間で所望の形状を形成することができる。また、１枚のマスクに、関数ｆ（ｘ）で表される形状の開口部パターンが形成された領域と、関数ｇ（ｙ）で表される形状の開口部パターンが形成された領域とを設けるようにして、加工を行う方向に応じて、パターン領域を使い分けるようにしてもよい。
【００３２】
まず、図４に示したように、マスク１００ａをシート１ａの上方に図の向きに設置し、図示しないレンズを用いて、ｙ方向にドラッギング加工することにより、図２（Ａ）に示したようなｘ方向に関数ｆ（ｘ）で表される表面形状を有する凸部１０ｘが形成される。このとき、シート１ａを固定とし、マスク１００ａをシフトさせてレーザ光Ｂを照射するようにしてもよく、逆に、マスク１００ａを固定とし、シート１ａをシフトさせてレーザ光Ｂを照射するようにしてもよい。また、レーザ光Ｂを照射する光学系をシフトさせるようにしてもよい。
【００３３】
次いで、図５に示したように、マスク１００ｂをシート１ｂの上方に図の向きに設置し、ｘ方向にドラッギング加工することにより、図２（Ｂ）に示したようなｙ方向に関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が重ね合わせられ、図１に示した光学シート１が完成する。
【００３４】
なお、上記のように、まず関数ｆ（ｘ）の表面形状（非球面形状）を形成したのち、その上から関数ｇ（ｙ）の表面形状（プリズム形状）を重ね合わせるようにすることが好ましい。すなわち、より鈍っている表面形状を先に形成する方がよい。これにより、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状を精度良く形成することができ、所望の形状を得易くなる。
【００３５】
次に、本実施の形態の光学シート１の作用および効果について、図６および図７を参照して説明する。光学シート１では、各凸部１０が、シート面内のｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状とｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有していることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。
【００３６】
特に、図６に示したように、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状であることにより、光学シート１に入射する光のうちｘ方向における光（Ｌ１）は、主に屈折の作用を受けて複数に分割（例えば、Ｌ１ａ）される。よって、ｘ方向では輝度むらが低減される。
【００３７】
一方、図７に示したように、関数ｇ（ｙ）で表される光学シート１に入射する光のうちｙ方向における光は、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズムの斜面に所定の角度で入射した光Ｌ２は、屈折の作用により、正面方向に立ち上げられる（Ｌ２ａ）。また、光学シート１に垂直あるいは垂直に近い角度で入射する光Ｌ３は、光学シート１の表面（光学シートと空気層との界面）で全反射されたのち、光学シート１の下方（Ｌ３ａ）に戻される（リサイクル効果）。このとき、光学シート１の下方（光源の下方）に反射シートが設けられている場合には、光Ｌ３ａは反射シートで様々な角度に拡散反射され、一部の光は正面方向に立ち上げられ、また一部は再び下方へ戻される。これを繰り返すことにより、正面輝度が向上する。また、反射シートによる拡散反射を繰り返すことで、光ミキシングが向上するため、輝度むらを低減させる機能がアシストされる（アシスト効果）。
【００３８】
以上説明したように、光学シート１が、ｘ方向における非球面形状とｙ方向におけるプリズム形状とを重ね合わせた表面形状を有していることにより、ｘ方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、ｙ方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、１枚の光学シートで２つの機能が両立される。従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと、正面輝度を高めるためのレンズシートとの２枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。また、アシスト効果により輝度むら低減効果が高まるため、光学シート（拡散板）との距離を縮めることができ、さらなる薄型化が可能である。
【００３９】
（変形例１）
次に、本実施の形態の光学シート１の各凸部の変形例１（凸部２０、凸部３０、凸部４０）について図８および図９を参照して説明する。
【００４０】
図８（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ凸部２０、凸部３０の概略構成を表す斜視図である。凸部２０および凸部３０は、ｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部１０と同様の構成を有している。凸部２０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が５角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状となっている。凸部３０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が５角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状においては、三角プリズム形状の頂角部分に曲面が付された形状となっている。
【００４１】
図８（Ａ）に示したように、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、３つ以上の面を有する多角柱形状であってもよい。この場合、凸部の斜面の数が多くなる程、入射光の光束の分割数が増加するため、輝度むらがより効果的に低減される。従って、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状における面の数は多くなっていることが好ましい。このような構成により、ｘ方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、ｙ方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。従って、１枚の光学シートで輝度むらを低減すると同時に正面輝度を向上させることができる。
【００４２】
図８（Ｂ）に示したように、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、頂角部分に曲面を有する三角柱形状であってもよい。このような表面形状であっても、正面方向に集光させたり、光ミキシングによって、正面輝度を向上させることができる。
【００４３】
図９は、凸部４０の概略構成を表す斜視図である。凸部４０は、凸部４０ａおよび凸部４０ｂが交互に隣接して配列したものである。このように、互いに異なる表面形状を有する凸部４０ａ，４０ｂ同士を配列させて構成するようにしてもよい。これにより、平面（斜面）の数を多くすることができるため、光の分割数が増加し、輝度むらがより効果的に低減される。なお、凸部４０ａ，４０ｂは、必ずしも隣接していなくてもよい。例えば、順に４０ａ、４０ａ、４０ｂ、４０ｂ…となるように、２つおきに交互に配置されるようにしてもよい。また、凸部４０ａ，４０ｂをランダムに配列してもよい。また、組み合わせる表面形状は２つに限定されず、３つ以上の表面形状を組み合わせるようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明に係る光学シートの適用例について、図１に示した光学シート１を例に挙げて説明する。
【００４５】
図１０は、光学シート１を用いた照明装置２の概略構成を表す斜視図である。この照明装置２は、複数の線光源１１の直上に光学シート１を備えており、線光源１１の下方には反射板２００が設けられている。線光源１１は、その延在方向が光学シート１のｙ方向と等しくなるように配置されている。
【００４６】
線光源１１は、蛍光管等の線状の光源、例えば、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプ等により構成されている。照明装置２では、この線光源１１が一定間隔で複数配置されたものが、面発光を得るための光源として用いられている。また、反射板２００は、光学シート１で反射されて線光源１１側に戻ってくる光を拡散、反射させるものである。
【００４７】
このような照明装置２では、複数の線光源１１上に、本実施の形態の光学シート１を備え、特に線光源１１の延在方向と光学シート１のｙ方向とが等しくなっていることにより、線光源１１の延在方向と直行する方向（以下、配列方向とする。）において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状の機能が発揮され、光源１１の延在方向において、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状の機能が発揮される。通常、線光源１１は、一定の間隔で配置されるため、その配列方向では大きな輝度むらが生じてしまうが、この照明装置２では、線光源１１の配列方向において輝度むらが低減され、線光源１１の延在方向において正面輝度が向上する。よって、光学シート１のｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの機能が効果的に発揮され、均一で正面輝度の高い面発光を実現できる。
【００４８】
また、ｙ方向において、光学シート１に垂直あるいは垂直に近い角度で入射した光Ｌ３（図７参照）は、プリズム形状の斜面で全反射され（光Ｌ３ａ）たのち、線光源１１側に戻される。この光Ｌ３ａは、反射板２００によって拡散、反射され、再び光学シート１に入射する。こうして再び光学シート１に入射した光は、その入射角度によって、屈折の作用を受けて正面方向に立ち上げられるか、あるいは全反射の作用を受けて光源側へ戻される。このように、光学シート１で全反射された光を反射板２００によって再び光学シート１に入射させる（リサイクル効果）ことにより、光の利用効率が向上し、全体として正面輝度がより向上する。
【００４９】
さらに、このｙ方向における光のリサイクル効果によって、光のミキシングが生じるため、ｘ方向での輝度むらの低減作用がアシストされる。よって、ｘ方向に非球面形状、ｙ方向にプリズム形状を配列させた組み合わせにより、ｘ方向における輝度むら低減機能をより効果的に発揮させることができる。
【００５０】
図１１は、図１に示した光学シート１を用いた表示装置３の概略構成を表す斜視図である。この表示装置３は、液晶パネル等の表示パネルの背面から光を照射するバックライト方式の液晶表示装置であり、例えば、線光源１１の上方に、光学シート１、拡散シート１２、輝度向上フィルム１３、偏光板１４、液晶パネル１５、偏光板１６がこの順に配置されたものであり、線光源１１の下方には、反射板２００が設けられている。また、この表示装置３では、線光源１１が、表示面に対して縦置きとなっており、視聴者から観て垂直方向に延在するように構成されている。なお、表示装置３において、光学シート１、線光源１１および反射板２００が上記照明装置２に対応している。従って、以下では、光学シート１および照明装置２についての説明を適宜省略する。
【００５１】
拡散シート１２は、透光性を有すると共に、集光あるいは光拡散のために設けられるものである。拡散シート１２は、板状の比較的厚みの大きいものから、フィルム状の比較的厚みの小さいものまでを広く含む概念であり、これらが単独で用いられてもよいし、複数枚組み合わされて用いられてもよい。拡散シート１２は、例えばアクリルやポリカーボネート等により構成され、具体的には、ＤＲ−６０Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）及びＮＢ０１（三菱レイヨン（株）製：商品名）等が用いられる。
【００５２】
輝度向上フィルム１３は、例えば屈折率に異方性のある多層膜フィルムであり、一定の偏光のみを透過させ、それと直交する成分の偏光は反射するものである。輝度向上フィルム１３の偏光透過軸は、後述の偏光板１４の偏光透過軸と等しく配置されるため、偏光板１４で吸収されてしまう光を反射板２００に戻して拡散、反射することで、光をリサイクルすることができる。
【００５３】
偏光板１４，１６は、液晶パネル１５の入射光および出射光の一定の偏光のみを通過させる光学フィルムである。これら偏光板１４，１６はそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置され、これにより光源１１側からの光が、液晶パネル１５を介して透過、あるいは遮断されるようになっている。
【００５４】
液晶パネル１５は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板１５１と、ＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板１５３と、これらＴＦＴ基板１５１およびＣＦ基板１５３の間に設けられた液晶層１５２とを備えている。ＴＦＴ基板１５１は、透明基板上に、例えば、複数の画素電極がマトリクス状に配置されてなり、複数の画素電極をそれぞれ駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えたＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられて構成されている。ＣＦ基板１５３は、透明基板上に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタと、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極とが配置されたものである。液晶層１５２は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＩＰＳ（In Place Switching）モード等の駆動方式を有するネマチック液晶により構成されている。なお、ＴＦＴ基板１５１およびＣＦ基板１５３と液晶層１５２とのそれぞれの界面には、液晶層１５２の配向状態を規制する配向膜等が更に設けられていてもよい。
【００５５】
この表示装置３では、照明装置２の線光源１１の延在方向が視聴者から観た垂直方向（以下、単に垂直方向とする）と等しくなっている。すなわち、光学シート１のｙ方向が垂直方向に等しくなっている。ここで、光学シート１において、ｙ方向における光は、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわちプリズム形状により正面方向に立ち上げられる。また、通常、液晶テレビ用途では、線光源の延在方向は、視聴者から観て水平方向となっていることが多い。このため、線光源１１が水平方向に配置され、線光源１１の延在方向とｙ方向が等しくなるようにした場合には、水平方向の視野角特性が悪化する可能性がある。一般に、テレビ用途などでは、水平方向の視野角が狭くなるのは好ましくないため、このような場合の解決策として、図１１に示したように、線光源１１の延在方向が垂直方向に等しくなるようにすることが可能である。これにより、良好な視野角特性を維持することができる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る光学シート（光学シート４）の概略構成を表す斜視図である。光学シート４は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部５０を備えている。この光学シート４は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源を複数配列させて面発光を行う光源上に配置されて使用されるものである。
【００５７】
光学シート４は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート４に設けられた複数の凸部５０の大きさや配列間隔、個数等は、図１２に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。
【００５８】
凸部５０は、シート面内の一の方向をｘ方向とし、このｘ方向に直交する方向をｙ方向としたとき、ｙを変数としない関数ｆ（ｘ）により表される表面形状と、ｘを変数としない関数ｇ（ｙ）により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部５０は、その全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表わされる表面形状を有している。
【００５９】
例えば、各凸部５０の全体の表面形状は、図１３（Ａ）に示したようなｘ方向の表面形状が関数ｆ（ｘ）で表される凸部５０ｘが複数設けられた光学シート４ｘと、図１３（Ｂ）に示したようなｙ方向の表面形状が関数ｇ（ｙ）で表される凸部５０ｙが複数設けられた光学シート４ｙとが、重ね合わされたものである。特に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっている。
【００６０】
本実施の形態の光学シート４では、各凸部５０が、シート面内のｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状とｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっていることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、光は屈折の作用を受けて複数に分割される。よって、ｘ方向とｙ方向とを含む面内で２次元的に輝度むらが低減される。従って、複数の拡散シートなどを積層する必要がないため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。これにより、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００６１】
（変形例２）
次に、本実施の形態の光学シート４の各凸部の変形例２（凸部６０、凸部７０）について、図１４を参照して説明する。
【００６２】
図１４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ凸部６０、凸部７０の概略構成を表す斜視図である。凸部６０および凸部７０は、ｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部５０と同様の構成を有している。凸部６０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が５角柱形状となっている。凸部７０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が６角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が５角柱形状となっている。
【００６３】
次に、図１２に示した光学シート４を用いた照明装置６について、図１５を参照して説明する。
【００６４】
図１５は、光学シート４を用いた照明装置６の概略構成を表す斜視図である。この照明装置６は、複数の点光源２１が配置された面発光源の直上に光学シート４を備えたものであり、点光源２１の下方には反射板２００が設けられている。点光源２１は、例えばＬＥＤや有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの点状の光源により構成されている。
【００６５】
このような照明装置６では、本実施の形態の光学シート４を備えていることにより、点光源２１に対して関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が発現させる機能が同時に発揮される。通常、複数の点光源２１を配置した場合には、ｘ方向およびｙ方向の双方において輝度むらが生じるが、本実施の形態では、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれの方向において輝度むらが低減されるため、１枚の光学シートで均一な面発光を得ることができる。
【００６６】
また、図１２に示した光学シート４は、図１６に示したような表示装置７に適用することもできる。なお、表示装置７は、光学シートと光源の構成が異なること以外は、上記第１の実施の形態の表示装置３と同様の構成を有している。また、光学シート４、点光源２１および反射板２００が、上記照明装置６に対応している。
【実施例】
【００６７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００６８】
（実施例１−１）
実施例１−１として、第１の実施の形態の光学シート１を用いた照明装置２について、以下のようなシミュレーションを行った。具体的には、図１０に示した照明装置２において、光学シート１の上方より出射する光の輝度分布および輝度配向について測定した。このとき、線光源１１同士の間隔ｄ１を２７．８ｍｍ、線光源１１と光学シート１の間隔ｄ２を１６．９ｍｍ、光学シート１の厚みを２ｍｍ、各凸部１０のｘ方向におけるピッチＰｘを１００μｍ、各凸部１０のｙ方向におけるピッチＰｙを５０μｍとした。また、線光源１１の延在方向と光学シート１のｙ方向とが等しくなるように配置した。
【００６９】
また、各凸部１０のｘ方向における表面形状は、図１７（Ａ）に示した関数ｆ（ｘ）で表される非球面形状とし、ｙ方向における表面形状は、図１７（Ｂ）に示した関数ｇ（ｙ）で表される三角プリズム形状（頂角９０°の二等辺三角プリズム形状）とした。なお、図１７中の数値の単位はμｍ（マイクロメートル）とする。
【００７０】
このような構成の照明装置において、ｘ方向およびｙ方向における輝度配向（視野角特性）についてのシミュレーション結果を図２１、輝度分布についてのシミュレーション結果を図２５に示す。なお、図２１において、点線で示した位置（−２７．８、０、２７．８）は、光源が配置された位置を示す。
【００７１】
（比較例１−１）
実施例１−１の比較例１−１として、図１８に示したように、各凸部のｘ方向にのみ関数ｆ（ｘ）で表される非球面形状を付した光学シート１０２を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数ｆ（ｘ）としては、図１７（Ａ）と同様のものを用い、ｘ方向の１軸にのみ関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例１−１と同様の条件として、輝度配向および輝度分布を測定した。なお、比較例１−１においても、ｙ方向と光源１１の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例１−１の輝度配向についてのシミュレーション結果を図２２に、輝度分布についてのシミュレーション結果を、実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７２】
（比較例１−２）
実施例１−１の比較例１−２として、図１９に示したような光学シート１０３を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例１−２の光学シート１０３は、その各凸部の全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｍａｘ｛ｆ（ｘ），ｇ（ｙ）｝で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例１−１と同様の構成となっている。この比較例１−２の輝度配向についての結果を図２３、輝度分布についての結果を実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７３】
なお、上記比較例１−１，１−２における表面形状は、従来から用いられている切削方法により容易に加工が可能な形状であり、この切削による方法で、例えば非球面形状と三角プリズム形状とを重ね合わせを考えたときに、一般的に想起される形状である。
【００７４】
（比較例１−３）
実施例１−１の比較例１−３として、図２０に示したような光学シート１０４を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例１−３の光学シート１０４は、その各凸部の全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｍｉｎ｛ｆ（ｘ），ｇ（ｙ）｝で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例１−１と同様の構成となっている。この比較例１−３の輝度配向についての結果を図２４、輝度分布についての結果を実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７５】
また、図２６には、実施例１−１および比較例１−１〜１−３に対して、正面輝度（面内分布の平均値）についてまとめたものを示す。
【００７６】
図２１，２２の結果から、実施例１−１では比較例１−１に比べて、ｘ方向およびｙ方向のいずれの方向においても、視野角０°付近の輝度、すなわち正面輝度が向上（１７．８％向上）していることがわかる。また、図２５の結果から、ｙ方向にプリズム形状を配置した実施例１−１では、ｙ方向にプリズム形状を配置していない比較例１−１に比べて輝度むらがより低減され、均一な状態が保たれていることがわかる。すなわち、実施例１−１と比較例１−１では、ｘ方向における表面形状を同一の非球面形状としたにも拘わらず、ｙ方向にプリズム形状を配置した実施例１−１の方が、より輝度むらが低減される結果となった。これは、ｙ方向のプリズム形状におけるリサイクル効果によって光のミキシングが生じ、ｘ方向の非球面形状における輝度むら低減機能がより効果的に発揮されることを示している。
【００７７】
図２３〜図２６の結果から、実施例１−１では、比較例１−２に比べて、正面輝度が向上し、輝度むらが低減されていることがわかる。他方、比較例１−３では、正面輝度は高くなっているものの、輝度むらがほとんど低減されていないことがわかる。よって、各凸部の全体の表面形状をＺとしたとき、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわち、各凸部が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせたものであることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれの機能が同時に発揮されることが示された。
【００７８】
（実施例２−１）
次に、実施例２−１として、変形例に係る凸部４０（凸部４０ａ、凸部４０ｂ）を有する光学シート５を用いた照明装置（図２７）について、輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。このとき、線光源１１同士の間隔ｄ１を３３．０ｍｍ、線光源１１と光学シート５の間隔ｄ２を１５．５ｍｍ、光学シート５の厚みを２ｍｍ、凸部４０ａのｘ方向におけるピッチＰｘａを１００μｍ、凸部４０ｂのｘ方向におけるピッチＰｘｂを７５μｍ、凸部４０ａおよび凸部４０ｂのｙ方向におけるピッチＰｙを５０μｍとした。また、凸部４０ａ、凸部４０ｂのそれぞれのｘ方向における表面形状は、図２８に示した関数ｆ（ｘ）で表される多面体形状とした。一方、これらのｙ方向における表面形状は、図１７（Ｂ）に示したような二等辺三角プリズム形状とした。なお、その他の条件については、上記実施例１と同様にしてシミュレーションを行い、輝度配向についての結果を図３０に示し、輝度分布についての結果を図３２に示す。
【００７９】
（比較例２−１）
実施例２−１の比較例２−１として、図２９に示したように、各凸部のｘ方向にのみ関数ｆ（ｘ）で表される多角柱形状を付した光学シート１０５を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数ｆ（ｘ）としては、図２８と同様のものを用い、ｘ方向の１軸にのみ関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例２−１と同様の条件として、輝度分布および輝度配向を測定した。なお、比較例２−１においても、ｙ方向と光源１１の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例２−１の輝度輝度配向についての結果を図３１、輝度分布についての結果を実施例２−１の結果と共に図３２に示す。
【００８０】
図３０，３１の結果から、ｘ方向（垂直方向）およびｙ方向（水平方向）のいずれの方向においても、視野角０°付近、すなわち正面輝度が向上していることがわかる。また、図３２の結果から、実施例２−１、比較例２−１共に、線光源１１の配置によって輝度むらが発生することなく均一な状態が保たれていることがわかる。特に、実施例２−１においては、比較例２−１に比べて正面輝度が４．５％向上した。これにより、ｙ方向に延在する線光源に対して、ｘ方向に多角柱形状、ｙ方向に三角プリズム形状を重ね合わせることによっても、それぞれの機能が同時に発揮され、１枚の光学シートで２つの機能が両立することが示された。
【００８１】
以上のことから、複数の線光源１１の直上に光学シートが設けられた照明装置では、各凸部が、ｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表わされる表面形状と、ｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、輝度むらを低減させると同時に正面輝度を向上させことが可能となる。よって、１枚の光学シートで、輝度むらを低減させる機能と正面輝度を向上させる機能とを両立させることができる。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８３】
例えば、上記実施の形態等では、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状である光学シート１に対して光を入射させる光源として、複数の線光源１１を一定間隔で配列してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定されず、ｘ方向およびｙ方向を含む２次元的な面での面発光を目的としたものであれば本発明の効果は達成される。同様に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ非球面形状である光学シート４に対する光源として、複数の点光源２１を配置してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定される訳ではない。
【００８４】
また、光学シートにおいて、突起が形成されていない面側にシボ加工等の粗面化加工を施すことで、取り扱い時における傷つき等を防止することができ、光学特性の劣化を緩和することができる。また、液晶表示装置用のバックライト装置として用いる場合に限られない。また、拡散性シートとして、ドットパターンが設けられた拡散板を用いることで、適切な組み合わせにより、装置の薄型化を図ることができる。
【００８５】
また、光学シート１をマスクイメージング法を用いて作製する方法について説明したが、これに限定されず、他の方法によっても作製することが可能である。例えば、ｘ方向、ｙ方向に所望の形状が切削された原盤を用いて、熱可塑性樹脂の一体成型（熱プレス）で形成したり、あるいは、シート上に、エネルギー線（例えば紫外線）硬化型樹脂を転写して、凸部を形成するようにしてもよい。この他にも、例えば、溶融押し出しや射出成型等、様々な転写方法により形成することが可能である。
【００８６】
また、表示装置３では、線光源１１をその延在方向が視聴者から観た垂直方向と等しくなるように配置した例を挙げて説明したが、線光源１１の配置方向は、勿論これに限定される訳ではない。一般的な液晶テレビのように、線光源１１の延在方向が水平方向と等しくなっている場合であっても、本発明の効果は達成される。
【００８７】
また、光学シートとしては、拡散材などを混入させた材料を用いるようにしてもよい。このようにすることで、より輝度むらを低減させる機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した光学シートのｘ方向およびｙ方向の表面形状を説明するための図である。
【図３】図１に示した光学シートを作製する際に用いるマスクの平面図である。
【図４】図１に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。
【図５】図１に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。
【図６】図１に示した光学シートのｘ方向における入射光の作用を説明するための図である。
【図７】図１に示した光学シートのｙ方向における入射光の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した光学シートのｘ方向およびｙ方向の表面形状を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１７】実施例１−１の光学シートの各凸部の表面形状を表す関数を示す図である。
【図１８】比較例１−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１９】比較例１−２の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２０】比較例１−３の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２１】実施例１−１の輝度配向についての特性図である。
【図２２】比較例１−１の輝度配向についての特性図である。
【図２３】比較例１−２の輝度配向についての特性図である。
【図２４】比較例１−３の輝度配向についての特性図である。
【図２５】実施例１−１、比較例１−１〜１−３の輝度分布についての特性図である。
【図２６】実施例１−１、比較例１−１〜１−３の正面輝度についてまとめた図である。
【図２７】実施例２−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２８】実施例２−１の光学シートの各凸部の関数ｆ（ｘ）を表す特性図である。
【図２９】比較例２−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３０】実施例２−１の輝度配向についての特性図である。
【図３１】比較例２−１の輝度配向についての特性図である。
【図３２】実施例２−１および比較例２−１の輝度分布についての特性図である。
【符号の説明】
【００８９】
１，４，５…光学シート、２，６…照明装置、３，７…表示装置、１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…凸部、１１，２１…光源、１２…拡散シート、１３…輝度向上フィルム、１４，１６…偏光板、１５…液晶パネル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の光学シートおよびこれを備えた照明装置ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ用等の液晶表示装置が普及し、高画質化、薄型化の要求が高まっている。これらの表示装置は、例えば、表示パネルの背面に設置されたバックライトから照射される光に基づいて表示を行い、バックライトとしては、通常、ＣＣＦＬ等の線状の光源を複数配列したものを用いている。
【０００３】
一般に、このような表示装置では、例えばバックライトの輝度が高くかつ輝度むらのないことが要求される。通常、線状光源は一定の間隔をおいて設置されるため、線状光源を配列した方向に大きな輝度むらが発生する。このため、線状光源の上方には、光を拡散させる拡散板等が配置される。更に、輝度を向上させるために、この拡散板の上方に、三角柱状のプリズムを複数配列させたレンズシート等が配置される。
【特許文献１】特開２００７−１１２９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来は、機能ごとに拡散シートやレンズシートなどの光学シートを設け、これらを重ね合わせることにより、複数の目的を達成していた。しかしながら、このように機能ごとに光学シートを設けた場合には、光源と表示パネルとの間に多くの光学シートを配置することが必要となる。このため、光路上に境界面や空気層が増加し、装置全体としての光の利用効率の低下を招いたり、薄型化を阻害する要因となっていた。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光の利用効率を低下させることなく、薄型化を実現することが可能な光学シートおよびこれを備えた照明装置、ならびに表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による第１の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有している。関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状となっている。なお、この「三角プリズム形状」には、文字通りの三角柱の形状に限定されず、側面に２つの傾斜面を有する形状であればよく、例えば三角柱の頂角部分に曲面を有する形状なども含む概念とする。
【０００７】
本発明による第２の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有している。関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっている。
【０００８】
本発明による第３の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有するものである。
【０００９】
本発明による第１の照明装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第１の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１０】
本発明による第２の照明装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第２の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１１】
本発明による第１の表示装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第１の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１２】
本発明による第２の表示装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第２の光学シートと同様の構成を有するものである。
【００１３】
本発明による第１の光学シートおよび第１の照明装置ならびに第１の表示装置では、各立体形状が関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、ｘ方向における光は多角柱形状の複数の平面あるいは非球面によって、複数に分割される。
【００１４】
一方、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズム斜面で全反射を起こさないような角度の入射光は、プリズム面で屈折され、光が正面方向に立ち上がる。また、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、プリズム斜面に所定の角度で入射する光（正面方向の光）は、２つの斜面で全反射して、反射シートに到達し拡散されることで、様々な角度をもつ光になる（リサイクル効果）。そして、リサイクルされた光の一部はプリズム面の屈折効果で光が正面方向に立ち上げられ、一部は全反射されることで再び光反射板側に戻される。この作用を繰り返すことにより、正面方向の輝度が向上する。さらに、このリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むらが効果的に低減される。よって、１枚の光学シートで輝度むらを低減する機能と正面輝度を向上させる機能とが同時に発揮される。
【００１５】
特に、第１の照明装置ならびに第１の表示装置では、第１の光学シートが複数の線光源上に配置され、線光源の延在方向がｙ方向と等しくなっていることにより、線光源の配列する方向においては関数ｆ（ｘ）で表される表面形状、線光源の延在方向においては関数ｇ（ｙ）で表される表面形状の機能が発揮される。従来、線光源は一定の間隔で配置されるため、その配列方向においては、各線光源がつくる光源像により大きな輝度むらが生じてしまう。本発明では、この線光源の配列方向において、光源像が分割される。よって、ｘ方向における輝度むらを低減する機能が効果的に発揮される。さらに、線光源の延在方向（ｙ方向）の形状によるリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むら低減機能がより効果的に発揮される。
【００１６】
本発明による第２の光学シートおよび第２の照明装置ならびに第２の表示装置では、各立体形状が関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、入射光はｘ方向およびｙ方向の双方向において、複数に分割される。よって、１枚の光学シートにおいて、ｘ方向およびｙ方向を含む面で２次元的に輝度むらが低減される。
【００１７】
特に、第２の照明装置ならびに第２の表示装置では、第２の光学シートが複数の点光源上に配置されていることにより、点光源の配置によって生じる輝度むらを効果的に低減することができる。
【００１８】
本発明による第３の光学シートでは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による第１の光学シートおよび第１の照明装置ならびに第１の表示装置によれば、光学シートに設けられた各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状となっているので、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、輝度むらを低減させる機能を発揮する一方、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、正面輝度を向上させる機能を発揮する。よって、１枚の光学シートで２つの機能が両立され、従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと正面輝度を高めるためのレンズシートとの２枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２０】
特に、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、三角プリズム形状のリサイクル効果で光ミキシングが高まるため、輝度むらが効果的に低減され、薄型化に有利となる。
【００２１】
特に、第１の照明装置ならびに第１の表示装置において、第１の光学シートが複数の線光源によって構成される面光源上に配置され、線光源の延在方向がｙ方向と等しくなるようにすれば、線光源の配列方向では輝度むらを低減させる機能が発揮され、線光源の延在方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、これら２つの機能がより効果的に発揮される。
【００２２】
本発明による第２の光学シートおよび第２の照明装置ならびに第２の表示装置によれば、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、１枚の光学シートにおいて、ｘ方向およびｙ方向を含む面で２次元的に輝度むらが低減される。よって、複数の拡散シートを積層する必要がなくなるため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００２３】
特に、第２の照明装置ならびに第２の表示装置によれば、第２の光学シートが複数の点光源上に配置されるようにしたので、面内の２次元方向において輝度むらを低減させる機能が効果的に発揮され、均一な面発光を得ることができる。
【００２４】
本発明による第３の光学シートによれば、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。よって、機能ごとに複数の光学シートを積層する必要がなくなり、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学シート（光学シート１）の概略構成を表す斜視図である。光学シート１は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部１０を備えている。この光学シート１は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源を複数配置してなる面発光源の直上に配置されて使用されるものである。
【００２７】
光学シート１は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート１に設けられた複数の凸部１０の大きさや配列間隔、個数等は、図１に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。
【００２８】
凸部１０は、シート面内の一の方向をｘ方向とし、このｘ方向に直交する方向をｙ方向としたとき、ｙを変数としない関数ｆ（ｘ）により表される表面形状と、ｘを変数としない関数ｇ（ｙ）により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部１０は、その全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表わされる表面形状を有している。
【００２９】
例えば、各凸部１０の全体の表面形状は、図２（Ａ）に示したようなｘ方向の表面形状が関数ｆ（ｘ）で表される凸部１０ｘが複数設けられた光学シート１ｘと、図２（Ｂ）に示したようなｙ方向の表面形状が関数ｇ（ｙ）で表される凸部１０ｙが複数設けられた光学シート１ｙとが、重ね合わされたものである。特に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状（以下、単に「非球面形状」とする。）となっており、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は三角プリズム形状、好ましくはリサイクル効率の高い頂角９０°の二等辺三角プリズム形状となっている。
【００３０】
このような光学シート１は、例えば、マスクイメージング法により容易に作製することができる。マスクイメージング法は、エキシマレーザや炭酸ガスレーザ等を用いて、マスクにより形成されるイメージを、レンズを介して加工対象物に転写するものである。特に、２軸ドラッギング型のマスクイメージング法では、加工対象物の２軸に対して、それぞれ独立して精細なレーザ加工を行うことが可能である。このため、ｘ方向およびｙ方向において、互いに独立した表面形状を有する光学シート１の作製に好適である。例えば、図１に示したような表面形状を形成する場合には、例えば図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示したようなマスク１００ａ、１００ｂを用いるようにする。
【００３１】
マスク１００ａは、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状、すなわち非球面形状を形成するためのマスクであり、関数ｆ（ｘ）で表される形状の開口部１０１ａを複数有している。マスク１００ｂは、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわちプリズム形状を形成するためのマスクであり、関数ｇ（ｙ）で表される形状の開口部１０１ｂを複数有している。なお、マスク１００ａ，１００ｂに設けられる開口部１０１ａ，１０１ｂの個数は、特に限定されるものではないが、数が多い程、短時間で所望の形状を形成することができる。また、１枚のマスクに、関数ｆ（ｘ）で表される形状の開口部パターンが形成された領域と、関数ｇ（ｙ）で表される形状の開口部パターンが形成された領域とを設けるようにして、加工を行う方向に応じて、パターン領域を使い分けるようにしてもよい。
【００３２】
まず、図４に示したように、マスク１００ａをシート１ａの上方に図の向きに設置し、図示しないレンズを用いて、ｙ方向にドラッギング加工することにより、図２（Ａ）に示したようなｘ方向に関数ｆ（ｘ）で表される表面形状を有する凸部１０ｘが形成される。このとき、シート１ａを固定とし、マスク１００ａをシフトさせてレーザ光Ｂを照射するようにしてもよく、逆に、マスク１００ａを固定とし、シート１ａをシフトさせてレーザ光Ｂを照射するようにしてもよい。また、レーザ光Ｂを照射する光学系をシフトさせるようにしてもよい。
【００３３】
次いで、図５に示したように、マスク１００ｂをシート１ｂの上方に図の向きに設置し、ｘ方向にドラッギング加工することにより、図２（Ｂ）に示したようなｙ方向に関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が重ね合わせられ、図１に示した光学シート１が完成する。
【００３４】
なお、上記のように、まず関数ｆ（ｘ）の表面形状（非球面形状）を形成したのち、その上から関数ｇ（ｙ）の表面形状（プリズム形状）を重ね合わせるようにすることが好ましい。すなわち、より鈍っている表面形状を先に形成する方がよい。これにより、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状を精度良く形成することができ、所望の形状を得易くなる。
【００３５】
次に、本実施の形態の光学シート１の作用および効果について、図６および図７を参照して説明する。光学シート１では、各凸部１０が、シート面内のｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状とｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有していることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。
【００３６】
特に、図６に示したように、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状であることにより、光学シート１に入射する光のうちｘ方向における光（Ｌ１）は、主に屈折の作用を受けて複数に分割（例えば、Ｌ１ａ）される。よって、ｘ方向では輝度むらが低減される。
【００３７】
一方、図７に示したように、関数ｇ（ｙ）で表される光学シート１に入射する光のうちｙ方向における光は、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズムの斜面に所定の角度で入射した光Ｌ２は、屈折の作用により、正面方向に立ち上げられる（Ｌ２ａ）。また、光学シート１に垂直あるいは垂直に近い角度で入射する光Ｌ３は、光学シート１の表面（光学シートと空気層との界面）で全反射されたのち、光学シート１の下方（Ｌ３ａ）に戻される（リサイクル効果）。このとき、光学シート１の下方（光源の下方）に反射シートが設けられている場合には、光Ｌ３ａは反射シートで様々な角度に拡散反射され、一部の光は正面方向に立ち上げられ、また一部は再び下方へ戻される。これを繰り返すことにより、正面輝度が向上する。また、反射シートによる拡散反射を繰り返すことで、光ミキシングが向上するため、輝度むらを低減させる機能がアシストされる（アシスト効果）。
【００３８】
以上説明したように、光学シート１が、ｘ方向における非球面形状とｙ方向におけるプリズム形状とを重ね合わせた表面形状を有していることにより、ｘ方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、ｙ方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、１枚の光学シートで２つの機能が両立される。従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと、正面輝度を高めるためのレンズシートとの２枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。また、アシスト効果により輝度むら低減効果が高まるため、光学シート（拡散板）との距離を縮めることができ、さらなる薄型化が可能である。
【００３９】
（変形例１）
次に、本実施の形態の光学シート１の各凸部の変形例１（凸部２０、凸部３０、凸部４０）について図８および図９を参照して説明する。
【００４０】
図８（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ凸部２０、凸部３０の概略構成を表す斜視図である。凸部２０および凸部３０は、ｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部１０と同様の構成を有している。凸部２０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が５角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状となっている。凸部３０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が５角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状においては、三角プリズム形状の頂角部分に曲面が付された形状となっている。
【００４１】
図８（Ａ）に示したように、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、３つ以上の面を有する多角柱形状であってもよい。この場合、凸部の斜面の数が多くなる程、入射光の光束の分割数が増加するため、輝度むらがより効果的に低減される。従って、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状における面の数は多くなっていることが好ましい。このような構成により、ｘ方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、ｙ方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。従って、１枚の光学シートで輝度むらを低減すると同時に正面輝度を向上させることができる。
【００４２】
図８（Ｂ）に示したように、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、頂角部分に曲面を有する三角柱形状であってもよい。このような表面形状であっても、正面方向に集光させたり、光ミキシングによって、正面輝度を向上させることができる。
【００４３】
図９は、凸部４０の概略構成を表す斜視図である。凸部４０は、凸部４０ａおよび凸部４０ｂが交互に隣接して配列したものである。このように、互いに異なる表面形状を有する凸部４０ａ，４０ｂ同士を配列させて構成するようにしてもよい。これにより、平面（斜面）の数を多くすることができるため、光の分割数が増加し、輝度むらがより効果的に低減される。なお、凸部４０ａ，４０ｂは、必ずしも隣接していなくてもよい。例えば、順に４０ａ、４０ａ、４０ｂ、４０ｂ…となるように、２つおきに交互に配置されるようにしてもよい。また、凸部４０ａ，４０ｂをランダムに配列してもよい。また、組み合わせる表面形状は２つに限定されず、３つ以上の表面形状を組み合わせるようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明に係る光学シートの適用例について、図１に示した光学シート１を例に挙げて説明する。
【００４５】
図１０は、光学シート１を用いた照明装置２の概略構成を表す斜視図である。この照明装置２は、複数の線光源１１の直上に光学シート１を備えており、線光源１１の下方には反射板２００が設けられている。線光源１１は、その延在方向が光学シート１のｙ方向と等しくなるように配置されている。
【００４６】
線光源１１は、蛍光管等の線状の光源、例えば、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプ等により構成されている。照明装置２では、この線光源１１が一定間隔で複数配置されたものが、面発光を得るための光源として用いられている。また、反射板２００は、光学シート１で反射されて線光源１１側に戻ってくる光を拡散、反射させるものである。
【００４７】
このような照明装置２では、複数の線光源１１上に、本実施の形態の光学シート１を備え、特に線光源１１の延在方向と光学シート１のｙ方向とが等しくなっていることにより、線光源１１の延在方向と直行する方向（以下、配列方向とする。）において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状の機能が発揮され、光源１１の延在方向において、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状の機能が発揮される。通常、線光源１１は、一定の間隔で配置されるため、その配列方向では大きな輝度むらが生じてしまうが、この照明装置２では、線光源１１の配列方向において輝度むらが低減され、線光源１１の延在方向において正面輝度が向上する。よって、光学シート１のｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの機能が効果的に発揮され、均一で正面輝度の高い面発光を実現できる。
【００４８】
また、ｙ方向において、光学シート１に垂直あるいは垂直に近い角度で入射した光Ｌ３（図７参照）は、プリズム形状の斜面で全反射され（光Ｌ３ａ）たのち、線光源１１側に戻される。この光Ｌ３ａは、反射板２００によって拡散、反射され、再び光学シート１に入射する。こうして再び光学シート１に入射した光は、その入射角度によって、屈折の作用を受けて正面方向に立ち上げられるか、あるいは全反射の作用を受けて光源側へ戻される。このように、光学シート１で全反射された光を反射板２００によって再び光学シート１に入射させる（リサイクル効果）ことにより、光の利用効率が向上し、全体として正面輝度がより向上する。
【００４９】
さらに、このｙ方向における光のリサイクル効果によって、光のミキシングが生じるため、ｘ方向での輝度むらの低減作用がアシストされる。よって、ｘ方向に非球面形状、ｙ方向にプリズム形状を配列させた組み合わせにより、ｘ方向における輝度むら低減機能をより効果的に発揮させることができる。
【００５０】
図１１は、図１に示した光学シート１を用いた表示装置３の概略構成を表す斜視図である。この表示装置３は、液晶パネル等の表示パネルの背面から光を照射するバックライト方式の液晶表示装置であり、例えば、線光源１１の上方に、光学シート１、拡散シート１２、輝度向上フィルム１３、偏光板１４、液晶パネル１５、偏光板１６がこの順に配置されたものであり、線光源１１の下方には、反射板２００が設けられている。また、この表示装置３では、線光源１１が、表示面に対して縦置きとなっており、視聴者から観て垂直方向に延在するように構成されている。なお、表示装置３において、光学シート１、線光源１１および反射板２００が上記照明装置２に対応している。従って、以下では、光学シート１および照明装置２についての説明を適宜省略する。
【００５１】
拡散シート１２は、透光性を有すると共に、集光あるいは光拡散のために設けられるものである。拡散シート１２は、板状の比較的厚みの大きいものから、フィルム状の比較的厚みの小さいものまでを広く含む概念であり、これらが単独で用いられてもよいし、複数枚組み合わされて用いられてもよい。拡散シート１２は、例えばアクリルやポリカーボネート等により構成され、具体的には、ＤＲ−６０Ｃ（日東樹脂（株）製：商品名）及びＮＢ０１（三菱レイヨン（株）製：商品名）等が用いられる。
【００５２】
輝度向上フィルム１３は、例えば屈折率に異方性のある多層膜フィルムであり、一定の偏光のみを透過させ、それと直交する成分の偏光は反射するものである。輝度向上フィルム１３の偏光透過軸は、後述の偏光板１４の偏光透過軸と等しく配置されるため、偏光板１４で吸収されてしまう光を反射板２００に戻して拡散、反射することで、光をリサイクルすることができる。
【００５３】
偏光板１４，１６は、液晶パネル１５の入射光および出射光の一定の偏光のみを通過させる光学フィルムである。これら偏光板１４，１６はそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置され、これにより光源１１側からの光が、液晶パネル１５を介して透過、あるいは遮断されるようになっている。
【００５４】
液晶パネル１５は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板１５１と、ＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板１５３と、これらＴＦＴ基板１５１およびＣＦ基板１５３の間に設けられた液晶層１５２とを備えている。ＴＦＴ基板１５１は、透明基板上に、例えば、複数の画素電極がマトリクス状に配置されてなり、複数の画素電極をそれぞれ駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えたＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられて構成されている。ＣＦ基板１５３は、透明基板上に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタと、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極とが配置されたものである。液晶層１５２は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＩＰＳ（In Place Switching）モード等の駆動方式を有するネマチック液晶により構成されている。なお、ＴＦＴ基板１５１およびＣＦ基板１５３と液晶層１５２とのそれぞれの界面には、液晶層１５２の配向状態を規制する配向膜等が更に設けられていてもよい。
【００５５】
この表示装置３では、照明装置２の線光源１１の延在方向が視聴者から観た垂直方向（以下、単に垂直方向とする）と等しくなっている。すなわち、光学シート１のｙ方向が垂直方向に等しくなっている。ここで、光学シート１において、ｙ方向における光は、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわちプリズム形状により正面方向に立ち上げられる。また、通常、液晶テレビ用途では、線光源の延在方向は、視聴者から観て水平方向となっていることが多い。このため、線光源１１が水平方向に配置され、線光源１１の延在方向とｙ方向が等しくなるようにした場合には、水平方向の視野角特性が悪化する可能性がある。一般に、テレビ用途などでは、水平方向の視野角が狭くなるのは好ましくないため、このような場合の解決策として、図１１に示したように、線光源１１の延在方向が垂直方向に等しくなるようにすることが可能である。これにより、良好な視野角特性を維持することができる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る光学シート（光学シート４）の概略構成を表す斜視図である。光学シート４は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部５０を備えている。この光学シート４は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源を複数配列させて面発光を行う光源上に配置されて使用されるものである。
【００５７】
光学シート４は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート４に設けられた複数の凸部５０の大きさや配列間隔、個数等は、図１２に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。
【００５８】
凸部５０は、シート面内の一の方向をｘ方向とし、このｘ方向に直交する方向をｙ方向としたとき、ｙを変数としない関数ｆ（ｘ）により表される表面形状と、ｘを変数としない関数ｇ（ｙ）により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部５０は、その全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表わされる表面形状を有している。
【００５９】
例えば、各凸部５０の全体の表面形状は、図１３（Ａ）に示したようなｘ方向の表面形状が関数ｆ（ｘ）で表される凸部５０ｘが複数設けられた光学シート４ｘと、図１３（Ｂ）に示したようなｙ方向の表面形状が関数ｇ（ｙ）で表される凸部５０ｙが複数設けられた光学シート４ｙとが、重ね合わされたものである。特に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっている。
【００６０】
本実施の形態の光学シート４では、各凸部５０が、シート面内のｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表される表面形状とｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっていることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいて、光は屈折の作用を受けて複数に分割される。よって、ｘ方向とｙ方向とを含む面内で２次元的に輝度むらが低減される。従って、複数の拡散シートなどを積層する必要がないため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。これにより、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。
【００６１】
（変形例２）
次に、本実施の形態の光学シート４の各凸部の変形例２（凸部６０、凸部７０）について、図１４を参照して説明する。
【００６２】
図１４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ凸部６０、凸部７０の概略構成を表す斜視図である。凸部６０および凸部７０は、ｘ方向およびｙ方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部５０と同様の構成を有している。凸部６０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が５角柱形状となっている。凸部７０は、ｘ方向における関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が６角柱形状となっており、ｙ方向における関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が５角柱形状となっている。
【００６３】
次に、図１２に示した光学シート４を用いた照明装置６について、図１５を参照して説明する。
【００６４】
図１５は、光学シート４を用いた照明装置６の概略構成を表す斜視図である。この照明装置６は、複数の点光源２１が配置された面発光源の直上に光学シート４を備えたものであり、点光源２１の下方には反射板２００が設けられている。点光源２１は、例えばＬＥＤや有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの点状の光源により構成されている。
【００６５】
このような照明装置６では、本実施の形態の光学シート４を備えていることにより、点光源２１に対して関数ｆ（ｘ）および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が発現させる機能が同時に発揮される。通常、複数の点光源２１を配置した場合には、ｘ方向およびｙ方向の双方において輝度むらが生じるが、本実施の形態では、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれの方向において輝度むらが低減されるため、１枚の光学シートで均一な面発光を得ることができる。
【００６６】
また、図１２に示した光学シート４は、図１６に示したような表示装置７に適用することもできる。なお、表示装置７は、光学シートと光源の構成が異なること以外は、上記第１の実施の形態の表示装置３と同様の構成を有している。また、光学シート４、点光源２１および反射板２００が、上記照明装置６に対応している。
【実施例】
【００６７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００６８】
（実施例１−１）
実施例１−１として、第１の実施の形態の光学シート１を用いた照明装置２について、以下のようなシミュレーションを行った。具体的には、図１０に示した照明装置２において、光学シート１の上方より出射する光の輝度分布および輝度配向について測定した。このとき、線光源１１同士の間隔ｄ１を２７．８ｍｍ、線光源１１と光学シート１の間隔ｄ２を１６．９ｍｍ、光学シート１の厚みを２ｍｍ、各凸部１０のｘ方向におけるピッチＰｘを１００μｍ、各凸部１０のｙ方向におけるピッチＰｙを５０μｍとした。また、線光源１１の延在方向と光学シート１のｙ方向とが等しくなるように配置した。
【００６９】
また、各凸部１０のｘ方向における表面形状は、図１７（Ａ）に示した関数ｆ（ｘ）で表される非球面形状とし、ｙ方向における表面形状は、図１７（Ｂ）に示した関数ｇ（ｙ）で表される三角プリズム形状（頂角９０°の二等辺三角プリズム形状）とした。なお、図１７中の数値の単位はμｍ（マイクロメートル）とする。
【００７０】
このような構成の照明装置において、ｘ方向およびｙ方向における輝度配向（視野角特性）についてのシミュレーション結果を図２１、輝度分布についてのシミュレーション結果を図２５に示す。なお、図２１において、点線で示した位置（−２７．８、０、２７．８）は、光源が配置された位置を示す。
【００７１】
（比較例１−１）
実施例１−１の比較例１−１として、図１８に示したように、各凸部のｘ方向にのみ関数ｆ（ｘ）で表される非球面形状を付した光学シート１０２を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数ｆ（ｘ）としては、図１７（Ａ）と同様のものを用い、ｘ方向の１軸にのみ関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例１−１と同様の条件として、輝度配向および輝度分布を測定した。なお、比較例１−１においても、ｙ方向と光源１１の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例１−１の輝度配向についてのシミュレーション結果を図２２に、輝度分布についてのシミュレーション結果を、実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７２】
（比較例１−２）
実施例１−１の比較例１−２として、図１９に示したような光学シート１０３を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例１−２の光学シート１０３は、その各凸部の全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｍａｘ｛ｆ（ｘ），ｇ（ｙ）｝で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例１−１と同様の構成となっている。この比較例１−２の輝度配向についての結果を図２３、輝度分布についての結果を実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７３】
なお、上記比較例１−１，１−２における表面形状は、従来から用いられている切削方法により容易に加工が可能な形状であり、この切削による方法で、例えば非球面形状と三角プリズム形状とを重ね合わせを考えたときに、一般的に想起される形状である。
【００７４】
（比較例１−３）
実施例１−１の比較例１−３として、図２０に示したような光学シート１０４を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例１−３の光学シート１０４は、その各凸部の全体の表面形状をＺとすると、Ｚ＝ｍｉｎ｛ｆ（ｘ），ｇ（ｙ）｝で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例１−１と同様の構成となっている。この比較例１−３の輝度配向についての結果を図２４、輝度分布についての結果を実施例１−１の結果と共に図２５に示す。
【００７５】
また、図２６には、実施例１−１および比較例１−１〜１−３に対して、正面輝度（面内分布の平均値）についてまとめたものを示す。
【００７６】
図２１，２２の結果から、実施例１−１では比較例１−１に比べて、ｘ方向およびｙ方向のいずれの方向においても、視野角０°付近の輝度、すなわち正面輝度が向上（１７．８％向上）していることがわかる。また、図２５の結果から、ｙ方向にプリズム形状を配置した実施例１−１では、ｙ方向にプリズム形状を配置していない比較例１−１に比べて輝度むらがより低減され、均一な状態が保たれていることがわかる。すなわち、実施例１−１と比較例１−１では、ｘ方向における表面形状を同一の非球面形状としたにも拘わらず、ｙ方向にプリズム形状を配置した実施例１−１の方が、より輝度むらが低減される結果となった。これは、ｙ方向のプリズム形状におけるリサイクル効果によって光のミキシングが生じ、ｘ方向の非球面形状における輝度むら低減機能がより効果的に発揮されることを示している。
【００７７】
図２３〜図２６の結果から、実施例１−１では、比較例１−２に比べて、正面輝度が向上し、輝度むらが低減されていることがわかる。他方、比較例１−３では、正面輝度は高くなっているものの、輝度むらがほとんど低減されていないことがわかる。よって、各凸部の全体の表面形状をＺとしたとき、Ｚ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状、すなわち、各凸部が、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状と、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせたものであることにより、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれの機能が同時に発揮されることが示された。
【００７８】
（実施例２−１）
次に、実施例２−１として、変形例に係る凸部４０（凸部４０ａ、凸部４０ｂ）を有する光学シート５を用いた照明装置（図２７）について、輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。このとき、線光源１１同士の間隔ｄ１を３３．０ｍｍ、線光源１１と光学シート５の間隔ｄ２を１５．５ｍｍ、光学シート５の厚みを２ｍｍ、凸部４０ａのｘ方向におけるピッチＰｘａを１００μｍ、凸部４０ｂのｘ方向におけるピッチＰｘｂを７５μｍ、凸部４０ａおよび凸部４０ｂのｙ方向におけるピッチＰｙを５０μｍとした。また、凸部４０ａ、凸部４０ｂのそれぞれのｘ方向における表面形状は、図２８に示した関数ｆ（ｘ）で表される多面体形状とした。一方、これらのｙ方向における表面形状は、図１７（Ｂ）に示したような二等辺三角プリズム形状とした。なお、その他の条件については、上記実施例１と同様にしてシミュレーションを行い、輝度配向についての結果を図３０に示し、輝度分布についての結果を図３２に示す。
【００７９】
（比較例２−１）
実施例２−１の比較例２−１として、図２９に示したように、各凸部のｘ方向にのみ関数ｆ（ｘ）で表される多角柱形状を付した光学シート１０５を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数ｆ（ｘ）としては、図２８と同様のものを用い、ｘ方向の１軸にのみ関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例２−１と同様の条件として、輝度分布および輝度配向を測定した。なお、比較例２−１においても、ｙ方向と光源１１の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例２−１の輝度輝度配向についての結果を図３１、輝度分布についての結果を実施例２−１の結果と共に図３２に示す。
【００８０】
図３０，３１の結果から、ｘ方向（垂直方向）およびｙ方向（水平方向）のいずれの方向においても、視野角０°付近、すなわち正面輝度が向上していることがわかる。また、図３２の結果から、実施例２−１、比較例２−１共に、線光源１１の配置によって輝度むらが発生することなく均一な状態が保たれていることがわかる。特に、実施例２−１においては、比較例２−１に比べて正面輝度が４．５％向上した。これにより、ｙ方向に延在する線光源に対して、ｘ方向に多角柱形状、ｙ方向に三角プリズム形状を重ね合わせることによっても、それぞれの機能が同時に発揮され、１枚の光学シートで２つの機能が両立することが示された。
【００８１】
以上のことから、複数の線光源１１の直上に光学シートが設けられた照明装置では、各凸部が、ｘ方向において関数ｆ（ｘ）で表わされる表面形状と、ｙ方向において関数ｇ（ｙ）で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、輝度むらを低減させると同時に正面輝度を向上させことが可能となる。よって、１枚の光学シートで、輝度むらを低減させる機能と正面輝度を向上させる機能とを両立させることができる。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８３】
例えば、上記実施の形態等では、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状が非球面形状、関数ｇ（ｙ）で表される表面形状が三角プリズム形状である光学シート１に対して光を入射させる光源として、複数の線光源１１を一定間隔で配列してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定されず、ｘ方向およびｙ方向を含む２次元的な面での面発光を目的としたものであれば本発明の効果は達成される。同様に、関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および関数ｇ（ｙ）で表される表面形状がそれぞれ非球面形状である光学シート４に対する光源として、複数の点光源２１を配置してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定される訳ではない。
【００８４】
また、光学シートにおいて、突起が形成されていない面側にシボ加工等の粗面化加工を施すことで、取り扱い時における傷つき等を防止することができ、光学特性の劣化を緩和することができる。また、液晶表示装置用のバックライト装置として用いる場合に限られない。また、拡散性シートとして、ドットパターンが設けられた拡散板を用いることで、適切な組み合わせにより、装置の薄型化を図ることができる。
【００８５】
また、光学シート１をマスクイメージング法を用いて作製する方法について説明したが、これに限定されず、他の方法によっても作製することが可能である。例えば、ｘ方向、ｙ方向に所望の形状が切削された原盤を用いて、熱可塑性樹脂の一体成型（熱プレス）で形成したり、あるいは、シート上に、エネルギー線（例えば紫外線）硬化型樹脂を転写して、凸部を形成するようにしてもよい。この他にも、例えば、溶融押し出しや射出成型等、様々な転写方法により形成することが可能である。
【００８６】
また、表示装置３では、線光源１１をその延在方向が視聴者から観た垂直方向と等しくなるように配置した例を挙げて説明したが、線光源１１の配置方向は、勿論これに限定される訳ではない。一般的な液晶テレビのように、線光源１１の延在方向が水平方向と等しくなっている場合であっても、本発明の効果は達成される。
【００８７】
また、光学シートとしては、拡散材などを混入させた材料を用いるようにしてもよい。このようにすることで、より輝度むらを低減させる機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した光学シートのｘ方向およびｙ方向の表面形状を説明するための図である。
【図３】図１に示した光学シートを作製する際に用いるマスクの平面図である。
【図４】図１に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。
【図５】図１に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。
【図６】図１に示した光学シートのｘ方向における入射光の作用を説明するための図である。
【図７】図１に示した光学シートのｙ方向における入射光の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した光学シートのｘ方向およびｙ方向の表面形状を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１７】実施例１−１の光学シートの各凸部の表面形状を表す関数を示す図である。
【図１８】比較例１−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１９】比較例１−２の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２０】比較例１−３の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２１】実施例１−１の輝度配向についての特性図である。
【図２２】比較例１−１の輝度配向についての特性図である。
【図２３】比較例１−２の輝度配向についての特性図である。
【図２４】比較例１−３の輝度配向についての特性図である。
【図２５】実施例１−１、比較例１−１〜１−３の輝度分布についての特性図である。
【図２６】実施例１−１、比較例１−１〜１−３の正面輝度についてまとめた図である。
【図２７】実施例２−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２８】実施例２−１の光学シートの各凸部の関数ｆ（ｘ）を表す特性図である。
【図２９】比較例２−１の照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３０】実施例２−１の輝度配向についての特性図である。
【図３１】比較例２−１の輝度配向についての特性図である。
【図３２】実施例２−１および比較例２−１の輝度分布についての特性図である。
【符号の説明】
【００８９】
１，４，５…光学シート、２，６…照明装置、３，７…表示装置、１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…凸部、１１，２１…光源、１２…拡散シート、１３…輝度向上フィルム、１４，１６…偏光板、１５…液晶パネル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、頂角９０°の二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項４】
前記複数の立体形状は、マトリクス状に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項５】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする光学シート。
【請求項６】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有する
ことを特徴とする光学シート。
【請求項７】
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記線光源は、その延在方向が前記方向ｙと等しくなるように配置されている
ことを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項９】
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項７記載の照明装置。
【請求項１０】
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
前記線光源の延在方向が、前記表示パネルの表示面における垂直方向と等しくなっている
ことを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１４】
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、頂角９０°の二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項４】
前記複数の立体形状は、マトリクス状に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項５】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする光学シート。
【請求項６】
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有する
ことを特徴とする光学シート。
【請求項７】
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記線光源は、その延在方向が前記方向ｙと等しくなるように配置されている
ことを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項９】
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項７記載の照明装置。
【請求項１０】
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数ｇ（ｙ）で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
前記線光源の延在方向が、前記表示パネルの表示面における垂直方向と等しくなっている
ことを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１４】
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向ｘにおける表面形状を関数ｆ（ｘ）で表し、前記方向ｘに直交する方向ｙにおける表面形状を関数ｇ（ｙ）で表したとき、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）で表される表面形状を有し、
前記関数ｆ（ｘ）で表される表面形状および前記ｇ（ｙ）で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００８−３０４７００（Ｐ２００８−３０４７００Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５１６５６（Ｐ２００７−１５１６５６）
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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