(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から射出される光を入射する入射面と入射光を観察者側へ射出する射出面と入射光を前記射出面へ導く光偏向要素を配設した光偏向面とを備えた導光体と、該導光体の射出面から出射する光を観察者側に透過すると共に前記光偏向要素の画像を隠蔽する隠蔽構造体とを備えた照明装置であって、
前記導光体は、前記光偏向要素が第１の方向に第１のピッチＰ１で配列されていると共に前記第１の方向と略直交する第２の方向に第２のピッチＰ２で配列された二次元配列構造を有しており、
前記隠蔽構造体は、入射光を射出する第１主面と前記導光体から出射した光を入射光として入射させる第２主面とを備え、前記第１主面には少なくとも一方向に配列された第１の線状レンズを備え、該第１の線状レンズが延在する方向と前記光偏向要素の第１の方向とが略平行に設定され、
前記第１の線状レンズは、断面形状が凸曲面からなる凸レンチキュラーレンズであり、前記凸曲面の任意の点における接線と前記第１主面とのなす角は頂部から第１主面に至るにつれて大きくなり、その最大角αが以下に示す（１）式で規定されてなると共に、
前記光偏向要素の第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２との比であるＰ２／Ｐ１が以下の（３）式で規定されていることを特徴とする照明装置。
１．０＜Ｐ２／Ｐ１＜３．０   （３）
【数１】
0005526763.tif 000006
但し、ｎ０、：導光体の屈折率
ｔ：導光体の厚み
ｎ１：第１の線状レンズの屈折率
θｉ：隠蔽構造体へ入射する光の入射角
【請求項２】
前記光偏向要素は、前記第１の方向に前記第１のピッチＰ１のｎ倍で配列され、前記第１の方向と略直交する前記第２の方向に前記第２のピッチＰ２のｍ倍で配列してなる二次元配列で配置され、
ｎとｍは１から１０の整数のいずれかをランダムに選択してなることを特徴とする請求項１に記載された照明装置。
【請求項３】
前記第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２との比であるＰ２／Ｐ１が以下の（４）式によって規定されてなることを特徴とする請求項１または２に記載された照明装置。
１．４＜Ｐ２／Ｐ１＜２．２ （４） 
【請求項４】
前記第１の線状レンズの断面形状が以下の（２）式によって規定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載された照明装置。
ここで（２）式は、前記第１の線状レンズの単位レンズピッチを１と正規化した際の式であり、ｚは前記第一の線状レンズの高さ方向の位置関数、rは前記第一の線状レンズの幅方向位置変数である。
【数２】
0005526763.tif 000007
【請求項５】
前記光偏向要素は、近接する３点の該光偏向要素を結んで描かれる三角形が略正三角形となる六方配置または六方配置から任意の光偏向要素を除去してなる配置を構成していることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載された照明装置。
【請求項６】
前記隠蔽構造体の第２主面側に、
１点から略ランバート光を射出する点光源を、その射出光の主軸と前記第２主面の法線方向とが略一致するよう配置した際に、
前記第２主面より入射して前記第１主面より該第１主面の法線方向に射出される光は、前記点光源の直上を中心に、前記第１の線状レンズの配列方向に広がる線状光に変換され、
前記線状光のピーク輝度位置が前記点光源の直上にあるように前記隠蔽構造体を備えたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載された照明装置。
【請求項７】
前記線状光のピーク輝度位置が、前記点光源の直上に代えて、直上を外れた位置に存在しており、
前記点光源の直上輝度をＬ０、ピーク輝度をＬ１としたとき、Ｌ１／Ｌ０が１００％以上で２００％以下であることを特徴とする請求項６に記載された照明装置。
【請求項８】
前記隠蔽構造体は、第１の線状レンズと略直交して配列される第２の線状レンズを備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載された照明装置。
【請求項９】
前記隠蔽構造体の第１主面側に、集光シートを配置したことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載された照明装置。
【請求項１０】
前記集光シートは、少なくとも一方向に配列された第３の線状レンズを備え、
前記第３の線状レンズの配列方向と前記隠蔽構造体における第１の線状レンズの配列方向とが略直交することを特徴とする請求項９に記載された照明装置。
【請求項１１】
前記集光シートは、前記第３の線状レンズと略直交する第４の線状レンズを更に備えることを特徴とする請求項９または１０に記載された照明装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載された前記照明装置と、
該照明装置から射出する光が入射する側に配設されていて表示画像を規定する画像表示素子と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
前記隠蔽構造体の第１の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項１２に記載された表示装置。
【請求項１４】
前記隠蔽構造体の第１の線状レンズが前記画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、前記集光レンズの第３の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項１２に記載された表示装置。
【請求項１５】
前記隠蔽構造体の第１の線状レンズが前記画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、前記集光レンズの第４の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項１２に記載された表示装置。
【請求項１６】
前記照明装置と前記画像表示素子との間に、偏光分離反射シートを配設したことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載された表示装置。
【請求項１７】
前記表示素子が、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定することを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載された表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に照明光路制御に使用される隠蔽構造体を備えた照明装置並びに表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の大型液晶テレビやフラットディスプレイパネル等においては、主に直下型方式の照明装置とエッジライト方式の照明装置とが採用されている。直下型方式の照明装置は、光源として複数の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が、パネルの背面に規則的に配列される。光源と液晶パネル等の画像表示素子との間には光散乱性の強い拡散板が配設され、光源としての冷陰極管やＬＥＤが視認されないようにしている。
【０００３】
一方、エッジライト方式の照明装置は、複数の冷陰極管やＬＥＤが導光板といわれる透光性の板の端面に配置されている。一般的に、導光板の射出面（画像表示素子と対向する面）に対向する側の面には、導光板の端面から入射する入射光を効率良く射出面へ導く光偏向面が形成されている。光偏向面に形成される光偏向要素としては例えば白色のドットパターンが印刷されたもの、あるいはレンズ形状が付与されたもの等、効率よく入射光を射出面へ導くために様々な光偏向要素が提案されている。
【０００４】
しかしながら、エッジライト方式の照明装置は、導光板の透光性を有する端面にのみ光源が配置される構造のため、光源設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれてディスプレイ全体を明るくすることが難しくなり、輝度を向上させる光学シートの役割が重要となる。
【０００５】
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ＢＥＦ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）「輝度向上フィルム」がレンズシートとして広く使用されている。
図２６乃至図２８は下記特許文献１、２に記載された輝度向上フィルムを示すものである。図２６は、概略で面光源１８２と、面光源１８２から出射した光を入射させる輝度向上フィルムとしてのＢＥＦ１８５と、液晶パネル１８４とが配設されている。図２７に示すように、ＢＥＦ１８５は、透明基材１８６上に断面三角形の単位プリズム１８７が一方向に周期的に配列されてなる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）に構成されている。
【０００６】
ＢＥＦ１８５は、“軸外（ｏｆｆ-ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を観察者に向けて“軸上（ｏｎ-ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”させることができる。すなわち、ＢＥＦ１８５は、液晶表示装置の使用時（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、図２６において観察者の視野方向Ｆ’に一致する方向であり、一般的には液晶パネル１８４の表示画面に対する法線方向側である。
【０００７】
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た拡散フィルムを導光板とレンズシートとの間に配置することによって、導光板から出射される光のムラ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拡散フィルムを配置した場合には、プリズムシートに起因する射出光の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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平１−３７８０１号公報
【特許文献２】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献３】特表平１０−５０６５００号公報
【特許文献４】特開２００４−２９５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、エッジライト方式の照明装置に使用される導光板は、上述したとおり、射出面と対向する位置に光偏向面を備え、光偏向面には白色のドットパターンやマイクロレンズ（凹型、凸型）、その他レンズ形状の光偏向要素が形成される。
しかしながら、どのような光偏向要素であっても、規則的にまたは規則性を有する擬似不規則的に配列された反射層や構造物で形成されるため、上述のＢＥＦ１８５に代表されるレンズシートとの干渉（モアレ干渉縞）の問題や、光偏向面のムラが視認されるといった問題がある。その解決手段としては、導光板とレンズシートとの間に、特許文献４に示されるような拡散フィルムを使用する方法が一般的である。
【００１０】
また、ＢＥＦ１８５は正面方向の輝度を向上させる最も効率的なレンズシートの１つではあるが、２０インチを超える中型ないし大型の液晶表示装置においては、１枚のＢＥＦ１８５の集光機能だけでは足りないのが現状である。これに対し、輝度を更に向上させる方法の一つとして例えばＢＥＦ１８５を２枚互いに直交する方向に配設する構成が挙げられるが、液晶表示装置の視野角が極端に狭くなるという問題が生じる。
ノートパソコンや携帯情報端末等に比べて、テレビ用途としての液晶表示装置においては、十分な視野角、特に水平方向に十分な視野角が必要となる。
【００１１】
上述のように、従来の照明装置では、光偏向面に形成される光偏向要素を隠蔽するために集光機能をほとんど有さない拡散シートを配置せねばならず、その分、輝度が低下する不具合があった。また、液晶表示装置に必要な輝度を得るためには、ＢＥＦ１８５を１枚使用するだけでは足りず、２枚使用すると視野角が極端に狭くなるという不具合がある。
現在、この双方の問題を解決できる光学シートは提案されていなかった。
【００１２】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、導光板の光偏向面に設けた光偏向要素の像を隠蔽すると共に、画面の水平方向の視野角を極端に狭くすることなく、正面方向の輝度を向上させるようにした隠蔽構造体を備えた照明装置と表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上述の問題を解決するために、以下のような手段を講じる。
即ち、本発明による照明装置は、光源と、光源から射出される光を入射する入射面と入射光を観察者側へ射出する射出面と入射光を射出面へ導く光偏向要素を配設した光偏向面とを備えた導光体と、導光体の射出面から出射する光を観察者側に透過すると共に光偏向要素の画像を隠蔽する隠蔽構造体とを備えた照明装置であって、
導光体は、光偏向要素が第１の方向に第１のピッチＰ１で配列されていると共に第１の方向と略直交する第２の方向に第２のピッチＰ２で配列された二次元配列構造を有しており、
隠蔽構造体は、入射光を射出する第１主面と導光体から出射した光を入射光として入射させる第２主面とを備え、第１主面には少なくとも一方向に配列された第１の線状レンズを備え、第１の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行に設定され、
第１の線状レンズは、断面形状が凸曲面からなる凸レンチキュラーレンズであり、凸曲面の任意の点における接線と第１主面とのなす角は頂部から第１主面に至るにつれて大きくなり、その最大角αが以下に示す（１）式で規定されてなると共に、
光偏向要素の第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２との比であるＰ２／Ｐ１が以下の（３）式で規定されていることを特徴とする。
１．０＜Ｐ２／Ｐ１＜３．０ （３）
【００１４】
【数１】
0005526763.tif 000002
但し、ｎ０、：導光体の屈折率
ｔ：導光体の厚み
ｎ１：第１の線状レンズの屈折率
θｉ：隠蔽構造体へ入射する光の入射角。
【００１５】
本発明による照明装置によれば、光源から導光板に入射する光を光偏向面における光偏向要素で反射させて射出面から出射させ、隠蔽構造体を通して外部へ照明光として出射するが、第１の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行に設定されているから、第１の線状レンズである凸レンチキュラーレンズによって第1の方向に配列された光偏向要素は、第２の方向に線状に拡散させられて、照明装置の光射出方向から見て光偏向要素の像を隠蔽することができる。しかも、隠蔽構造体に凸レンチキュラーレンズを設けることで、その延在方向に略直交する方向の視野角が狭くなるのを抑制すると共に、（１）式で規定する接触角αによって隠蔽構造体への入射光を正面方向に屈折させて正面の輝度を広く制御し、隠蔽性を向上できる。
しかも、（３）式と、第１の線状レンズの延在方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行であることによって、光偏向要素を第２の方向に線状化できてより一層隠蔽できる。
【００１６】
また、光偏向要素は、第１の方向に前記第１のピッチＰ１のｎ倍で配列され、第１の方向と略直交する第２の方向に第２のピッチＰ２のｍ倍で配列してなる二次元配列で配置され、ｎとｍは１から１０の整数のいずれかをランダムに選択してなることが好ましい。
これによって、光偏向要素の第１の方向と第２の方向におけるピッチＰ１とＰ２とが不規則に配列されることになるから、導光板の射出面側に配設する隠蔽構造体や集光シートとのモアレ干渉縞を抑制することができる。
【００１７】
また、第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２との比であるＰ２／Ｐ１が以下の（４）式によって規定されていてもよい。
１．４＜Ｐ２／Ｐ１＜２．２ （４）
（４）式と、第１の線状レンズの延在方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行であることによって、光偏向要素を第２の方向に線状化できてよりより一層隠蔽できる。
【００１８】
また、本発明による照明装置は、第１の線状レンズの断面形状が以下の（２）式によって規定されることを特徴とする。
ここで（２）式は、前記第１の線状レンズの単位レンズピッチを１と正規化した際の式であり、ｚは前記第一の線状レンズの高さ方向の位置関数、rは前記第一の線状レンズの幅方向位置変数である。
【００１９】
【数１】
0005526763.tif 000003
【００２０】
第１の線状レンズを（２）式によって規定することで、反射光を出射させる光偏向要素の像を線状化させると共に、集光効果を発揮できる。
【００２２】
また、本発明の照明装置では、光偏向要素は、近接する３点の該光偏向要素を結んで描かれる三角形が略正三角形となる六方配置または六方配置から任意の光偏向要素を除去してなる配置を構成していることが好ましい。
この構成によれば、光偏向面に設けた光偏向要素の縦方向、横方向、斜め方向における光偏向要素同士の距離が大きく異なることのない一様な距離に近づくために、照射光のムラを均一化し易くなる。
【００２３】
本発明による照明装置は、隠蔽構造体の第２主面側に、１点から略ランバート光を射出する点光源を、その射出光の主軸と第２主面の法線方向とが略一致するよう配置した際に、第２主面より入射して第１主面より第１主面の法線方向に射出される光は、点光源の直上を中心に、第１の線状レンズの配列方向に広がる線状光に変換され、線状光のピーク輝度位置が前記点光源の直上にあるように隠蔽構造体を備えたことを特徴とする。
本発明の構成によれば、光偏向要素で反射して隠蔽構造体に入射する光は、点光源の直上を中心に凸レンチキュラーレンズの配列方向に広がる線状光に変換させることができるから、光偏向要素の隠蔽性を一層向上できる。
或いは、線状光のピーク輝度位置が、点光源の直上に代えて、直上を外れた位置に存在しており、点光源の直上輝度をＬ０、ピーク輝度をＬ１としたとき、Ｌ１／Ｌ０が２００％以下であってもよい。
この構成を採用した場合、隠蔽構造体に入射する光は、点光源の直上を中心に凸レンチキュラーレンズの配列方向に広がる線状光に変換させられ、光偏向要素の隠蔽性を向上できる。これに対し、Ｌ１／Ｌ０が２００％を超えると光偏向要素からなる点光源を線状光に広げたとしても、ピーク輝度位置が非常に光って見えるから、十分な隠蔽性を発揮できない。
【００２４】
また、隠蔽構造体は、第１の線状レンズと略直交して配列される第２の線状レンズを備えることが好ましい。
従って、隠蔽構造体の第１の線状レンズで光偏向要素の線状化を広げて隠蔽性を向上できると共に、第２の線状レンズが三角プリズムレンズ形状であれば正面の集光性を向上でき、凸状レンチキュラーレンズであれば光偏向要素の像の隠蔽性を更に向上できる。
【００２５】
また、隠蔽構造体の第１主面側に、集光シートを配置してもよく、これによって光の集光性を向上できると共に、視野を狭くしないようにすることもできる。
また、集光シートは、少なくとも一方向に配列された第３の線状レンズを備え、第３の線状レンズの配列方向と隠蔽構造体における第１の線状レンズの配列方向とが略直交することが好ましい。
第３の線状レンズによって光の集光性を向上できると共に、視野を狭くしないようにすることができる。
【００２６】
集光シートは、第３の線状レンズと略直交する第４の線状レンズを更に備えていてもよい。
第３の線状レンズと第４の線状レンズの一方または両方が三角プリズムレンズであれば、集光機能と光偏向要素の像をスプリットすることで光偏向要素の隠蔽性を向上できる。また、第３の線状レンズと第４の線状レンズの一方または両方がレンチキュラーレンズであれば、光偏向要素の像を線状化することで光偏向要素の隠蔽性を向上できる。第３の線状レンズと第４の線状レンズがレンチキュラーレンズと三角プリズムレンズの組合せであれば隠蔽性能と集光性能を同時に向上できる。
【００２７】
本発明による表示装置は、請求項１から１１の何れか１項に記載された照明装置と、照明装置から射出する光が入射する側に配設されていて表示画像を規定する画像表示素子と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素で反射する光のムラを抑制し、隠蔽構造体を透過させることで、光偏向要素の像の広がりによる線状化を図って光偏向要素を隠蔽すると共に正面の輝度を向上させることができる。そして、集光シートを更に配設した場合には、集光性も向上できて正面輝度を高くすることができる。
【００２８】
本発明による表示装置は、前記隠蔽構造体の第１の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
本発明によれば、第１の線状レンズである凸レンチキュラーレンズの延在方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行であることによって、光偏向要素を第２の方向に広げて線状化できてより一層隠蔽できる上に、凸レンチキュラーレンズが鉛直方向に延在して配設されていることで、画像表示素子の水平方向の視野を広く確保して集光させることができる。
【００２９】
また、隠蔽構造体の第１の線状レンズが画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、集光レンズの第３の線状レンズが画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
この場合には、第３の線状レンズによって水平方向の視野を狭くしないで集光性能を発揮できる。
【００３０】
また、隠蔽構造体の第１の線状レンズが画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、集光レンズの第４の線状レンズが画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
この場合には、第３の線状レンズで光偏向要素の隠蔽性を高めると共に、第４の線状レンズによって水平方向の視野を狭くしないで集光性能を発揮できる。
【００３１】
また、照明装置と画像表示素子との間に、偏光分離反射シートを配設してもよく、偏光反射分離シートによって、光の屈折、透過、反射、偏光作用によ光の拡散及び集光効果を発揮できる。
また、画像表示素子が、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による照明装置と表示装置によれば、光源から導光板に入射する光を光偏向面における光偏向要素で反射させて出射させ、隠蔽構造体を通して照明光として出射させるが、第１の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行に設定されているから、第１の線状レンズである凸レンチキュラーレンズによって第１の方向に配列された光偏向要素は、第２の方向に線状に拡散させられて、照明装置の光射出方向側から見て光偏向要素の像を隠蔽することができる。
また、隠蔽構造体に凸レンチキュラーレンズを設けることで、その延在方向に略直交する方向の正面の視野角が狭くなるのを抑制すると共に、（１）式で規定する接触角αによって隠蔽構造体への入射光を正面方向に屈折させて正面の輝度を広く制御できる。
しかも、（３）式と、第１の線状レンズの延在方向と光偏向要素の第１の方向とが略平行であるとによって、光偏向要素を第２の方向に線状化できてより一層隠蔽できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態による表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】図１に示す導光体の光配置面における光偏向要素の配置例を示す要部平面図である
【図３】図２とは別の光偏向要素の配置例を示す要部平面図である
【図４】図１に示す隠蔽構造体の斜視図である。
【図５】図４に示す隠蔽構造体の要部断面図である。
【図６】導光体と隠蔽構造体との配置構成と光路を示す説明図である。
【図７】導光体の光偏向面における光偏向要素の像が線状化した状態を示す図である。
【図８】隠蔽構造体にランバート光を入射した際の法線方向の光路と輝度分布を示す模式図である。
【図９】隠蔽構造体に設けた第１の線状レンズの輪郭形状と（２）式との関係を示す説明図である。
【図１０】第１の線状レンズの断面をなす凸曲面を示す説明図である。
【図１１】隠蔽構造体の第一変形例を示す斜視図である。
【図１２】隠蔽構造体の第二変形例を示す斜視図である。
【図１３】隠蔽構造体の第三変形例を示す斜視図である。
【図１４】隠蔽構造体の第四変形例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態による表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図１６】第２実施形態における集光シートの斜視図である。
【図１７】図１６に示す集光シートを示すもので、（ａ）は第３の線状レンズを示す断面模式図、（ｂ）は第４の線状レンズを示す断面模式図、（ｃ）は平面模式図である。
【図１８】集光シートの第一変形例を示す斜視図である。
【図１９】集光シートの第二変形例を示す斜視図である。
【図２０】集光シートの第三変形例を示す斜視図である。
【図２１】集光シートの第四変形例を示す斜視図である。
【図２２】集光シートの第五変形例を示す斜視図である。
【図２３】集光シートの第六変形例を示す斜視図である。
【図２４】集光シートの第七変形例を示す斜視図である。
【図２５】本発明の実施例と比較例との評価結果を示す表である。
【図２６】従来技術におけるＢＥＦを含む表示装置の断面模式図である。
【図２７】図２６に示すＢＥＦの斜視図である。
【図２８】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。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書において、同一部材について上位概念と下位概念で表す場合に両者に同一の符号を用いて説明することがある。
図１は、本発明の第１実施形態による表示装置１を示すものである。
図１に示す表示装置１は、画像表示素子２と、この画像表示素子２の光入射側に配置された照明装置３とを備えたエッジライト方式のものである。
画像表示素子２は、１組の偏光板（偏光フィルム）５、６と、その間に挟持された液晶パネル７とで構成されている。液晶パネル７は、例えば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。
【００３５】
図１において、照明装置３は、光源９として例えば点状光源が用いられている。点状光源として、例えばＬＥＤが用いられる。ＬＥＤとして白色ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤ等が用いられる。また光源としては線状光源を用いても良い。線状光源としては、例えばＣＣＦＬに代表される蛍光管が用いられる。図１に示す照明装置３では例えば四角形平板状の導光板１０が設けられ、導光板１０の対向する２つの厚み方向の端面に光源９が配置された構成が開示されている。
しかし、本発明ではこのような構成に限らず、導光板１０の一方の端面のみに光源９を配置してもよく、或いは導光板１０の４つの端面に光源９を配置してもよい。また導光板１０は、図１に示すような平板形状に限定されることなく、楔形状等、適宜の形状を採用できる。
導光板１０において、画像表示素子２側を向く光を射出する射出面１０ａと反対側の面には光偏向面１１が形成されている。光偏向面１１には、光源９からの入射光を射出面１０ａ側へ反射させて偏向させる光偏向要素１２が設けられている（図２参照）。光偏向要素１２として、例えば図２に示すように、白色拡散反射ドットが光偏向面１１に印刷されている。また光偏向要素１２の別の例として、マイクロレンズ形状やプリズム形状等の構造物が光偏向面１１に形成されていてもよい。
【００３６】
導光板１０は一般的に透明板であるため、光偏向要素１２は表示装置１を通して観察者側Ｆから視認できる。また、直下型のバックライト方式の表示装置と異なり、エッジライト方式の表示装置１では、導光板１０からの射出光はムラが多く、均一な拡散光とは大きく異なる。
そのため、一般的なエッジライト方式の照明装置においては、光偏向要素１２を隠蔽するため、そして射出光のムラを低減するために、導光板１０の上に強い拡散性を有する拡散フィルム等が配設されている。しかしながら、このような拡散フィルムはほとんど集光性能を有していないため、輝度の低下を招き好ましくない。
【００３７】
本実施形態において、図２に示す導光板１０の光偏向面１１に光偏向要素１２が所定間隔で分散して設けられている。図２では光偏向要素１２は円形で示されているが、これに限らず楕円形状やプリズム形状、多角形状等であっても良い。
光偏向要素１２は、図に示すように、第１の方向にＰ１のピッチで配列され、第１の方向に直交する第２の方向にＰ２のピッチで配列されてなる二次元配置とされている。ここで第１の方向と第２の方向は、表示装置１の垂直視野及び水平視野に対して任意に選択することが出来る。
なお、導光板１０の光偏向面１１に対向する面には反射シート１３が設けられている。
【００３８】
図３には、光偏向要素１２の別の配設例が示されている。
光偏向要素１２は、図２に示す構成と同様に、第１の方向にＰ１のピッチで配列され、第２の方向にＰ２のピッチで配列された二次元配置構成であるが、任意の光偏向要素１２が除去されている。除去され得る光偏向要素１２は黒丸部１２Ａで示されている。
すなわち、除去される光偏向要素１２が全くない場合には、図２に示される光偏向要素１２の配列と全く同一構成になり、光偏向要素１２は規則的に配列されることになる。しかし、黒丸部１２Ａとして任意に選択された光偏向要素１２を除去することで、擬似的に不規則な配列にすることができる。任意に光偏向要素１２を除去することで、導光板１０の射出面１０ａ側に配置された後述する他の光学部材である隠蔽構造体１４や集光シート２０等とのモアレ干渉縞を抑制することが出来る。
従って、光偏向要素１２を適宜除去した領域では、第１の方向の配列ピッチはＰ１の整数（ｎ）倍で設定され、第２の方向の配列ピッチはＰ２の整数（ｍ）倍で設定されることが可能である。ここでｎ、ｍは１から１０の範囲の任意の整数に設定される。ｎ、ｍが１０を超えると、偏向要素１２の間隔が大きくなりすぎるため光の強度ムラとして視認され、望ましくない。
【００３９】
本実施形態による照明装置３には、導光体１０の射出面１０ａに対向して隠蔽構造体１４が配置されている。隠蔽構造体１４は、図４に示すように、透光性を有するシート状の基材１５の光出射面側の第１主面１５ａに丸みを帯びた頂部と湾曲側面を滑らかに接続してなる断面凸曲面が一方向に延在してなる凸レンチキュラーレンズ１６が同一方向に複数配列して形成されている。
図４に示す例では、基材１５の光入射面である第２主面１５ｂにマイクロレンズ１７が分散して備えられている。導光体１０の光射出面１０ａは一般的に平坦面であるため、隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂにマイクロレンズ１７を設けることで、導光体１０と隠蔽構造体１４との密着を防止することが出来る。また第２主面１５ｂを粗面化しても良く、粗面化した場合にはマイクロレンズ１７を設けなくても良い。
【００４０】
図５は隠蔽構造体１４の縦断面図である。凸レンチキュラーレンズ１６の湾曲側面の任意の点に引いた接線Ｓと第１主面１５ａとのなす角度は、接点が凸レンチキュラーレンズ１６の頂部から第１主面１５ａ側に移動するにつれて次第に大きくなる。従って、第１主面１５ａにおける湾曲側面の接線Ｓと第１主面１５ａとのなす角度が最も大きな角度となり、この角度を接線角度αとしたとき、接線角度αは下記の（１）式により規定される。
なお、（１）式で、Ｐ１は上述した光偏向要素１２が第１の方向に配列されるピッチ、Ｐ２は同じく第２の方向に配列されるピッチである。凸レンチキュラーレンズ１６が延在する方向と光偏向要素１２が配列される第１の方向とは略平行となるように、導光板１０と凸レンチキュラーレンズ１６とを配設する。
【００４１】
【数３】
0005526763.tif 000004
但し、ｎ０、：導光体の屈折率
ｔ：導光体の厚み
ｎ１：凸レンチキュラーレンズ１６の屈折率
θｉ：隠蔽構造体１４へ入射する光の入射角
【００４２】
（１）式について、図６を用いて更に詳細に説明する。図６において、説明を簡略にするため第２主面１５ｂを平坦面とし、マイクロレンズ１７を省略する。
導光板１０の光偏向面１１において、光偏向要素１２が第２の方向にＰ２のピッチで配列されている。光源９から導光板１０に入射する入射光のうち光偏向要素１２に入射する光は、光偏向要素１２で反射して進路を変えられる。光偏向要素１２で反射された光のうち、光偏向要素１２の反射点から距離Ｐ２／２だけ離れた位置で導光板１０の光射出面１０ａに到達して射出される光をＬとしたとき、隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂへの入射角度θｉは、（１）式により、導光板１０の屈折率ｎ０と厚さｔと光Ｌに関する距離Ｐ２／２より求められる。
（１）式は、入射角θｉで隠蔽構造体１４へ入射した光を正面方向に屈折させるために必要な凸レンチキュラーレンズ１６の接線角度αを規定している。
【００４３】
凸レンチキュラーレンズ１６は、断面をなす凸曲面が丸みを帯びた頂部と湾曲側面とで滑らかに形成されている。頂部における接線Ｓの第１主面１５ａに対する角度は０度であり、第１主面１５ａとの接点における接線Ｓの接線角度はαである。そして、接線Ｓが頂部から第１主面１５ａに位置をずらすにつれて接線角度が大きくなる。
従って、凸レンチキュラーレンズ１６が多数配列された隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂ側から略ランバート光を射出する点光源を設置したと仮定して、隠蔽構造体１４の第１主面１５ａ側から点光源を観察すると、線状光源として視認される。
導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２によってあらゆる方向に進路を変更される光のうち、導光板１０の光射出面１０ａより射出される光の配光分布はランバート光とは異なるが、点光源と同義として扱うことが出来る。
【００４４】
すなわち、例えば図２または図３で示されたような複数の円形の光偏向要素１２の各々を点光源としてみたとき、導光板１０の光射出面１０ａ側に凸レンチキュラーレンズ１６が配列された隠蔽構造体１４を配設し、第１主面１５ａ側から観察すると、点状の光偏向要素１２が線状に広がって見える。このとき、凸レンチキュラーレンズ１６の第１主面１５ａとの接点における接線角度αが（１）式を満たしていると、図７に示されるように線状に広がって見える隣り合う光偏向要素１２が重なるため、光偏向要素１２の隠蔽性が向上する。
【００４５】
光偏向要素１２の隠蔽性を向上させる凸レンチキュラーレンズ１６について、図８に示す構成を用いて説明する。ここで、隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂ側に、１点から略ランバート光を射出する点光源９Ａを、その射出光の主軸が第２主面１５ｂの法線方向と略一致するよう配置した。このとき、第１主面１５ａから第１主面１５ａの法線方向に射出される光は、点光源９Ａの直上を中心に凸レンチキュラーレンズ１６の配列方向に広がる線状光に変換される。
ここで、図８では、凸レンチキュラーレンズ１６によって第１主面１５ａの法線方向に屈折される光のみを図示している。図８に示されていないが、凸レンチキュラーレンズ１６から出射する光は、第１主面１５ａに対して法線方向の光だけでなく斜め方向へ射出する光も存在する。
ここで、図８に示すように、凸レンチキュラーレンズ１６から出射する線状光のピーク輝度位置が点光源９Ａの直上となる、図中の実線で示す輝度分布を呈することが望ましい。そのために、そのような輝度分布を呈する凸レンチキュラーレンズ１６を配設することが望ましい。
或いは、図８において、凸レンチキュラーレンズ１６から出射する線状光のピーク輝度位置が、点光源の直上の両側に存在するような一点鎖線で示す輝度分布を呈するように設定してもよい。この場合には、点光源９Ａの直上輝度をＬ０、ピーク輝度をＬ１としたとき、Ｌ１／Ｌ０が１００％以上２００％以下となるような形状の凸レンチキュラーレンズ１６を配設することが望ましい。
【００４６】
ピーク輝度位置が点光源９Ａの直上に存在せず、且つＬ１／Ｌ０が２００％を超えるような凸レンチキュラーレンズ１６は、点光源９Ａを線状光源に広げることができても、ピーク輝度位置が非常に強く光って見える。その極端な例として、三角プリズムレンズを提示できる。隠蔽構造体１４の第１主面１５ａに凸レンチキュラーレンズ１６に代えて三角プリズムレンズを配列したレンズシートを用いて、その第２主面１５ｂ側に上述と同様に点光源９Ａを配設した。
そして、この照明装置を隠蔽構造体１４の第１主面１５ａ側から観察すると、点光源９Ａが２つの点光源に分割された光の像を観察できるにすぎない。このような隠蔽構造体１４では導光板１０の上に配設しても光偏向要素１２の隠蔽性は向上しない。
従って、点光源９Ａの直上にピーク輝度を有するか、点光源の直上以外の両側にピーク輝度を有する場合には、ピーク輝度と点光源９Ａの直上輝度との比が１００％以上２００％以下となるように、線状に光が広がる凸レンチキュラーレンズ１６を形成した隠蔽構造体１４が、光偏向要素１２の隠蔽性を向上させるために望ましい。
【００４７】
上述したような機能を発揮できる凸レンチキュラーレンズ１６の形状は、以下の（２）式で規定される。
ここで下記（２）式は、凸レンチキュラーレンズ１６の単位レンズピッチを１と正規化した際の式である。図９に示される凸曲面は凸レンチキュラーレンズ１６の単位レンズの断面形状を示すものであり、（２）式の規定を満足している。（２）式において、ｚは凸レンチキュラーレンズ１６の高さ方向の位置関数、rは幅方向位置変数である。
図９において、斜線部が凸レンチキュラーレンズ１６単体の形状である。ここで、（２）式で定義された凸レンチキュラーレンズ１６の凸曲面形状を、微調整として、凸レンチキュラーレンズ１６の高さ方向或いは幅方向に拡大または縮小しても良い。（２）式において、各係数ｋ、１／Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃの値が設定値の範囲に入らない場合には、上述したような点光源を線状化する効果が得られず、または集光効果が低くなるため望ましくない。
【００４８】
【数４】
0005526763.tif 000005
【００４９】
凸レンチキュラーレンズ１６の形状について、図１０を用いて更に詳細に説明する。
図１０は凸レンチキュラーレンズ１６の断面図である。凸レンチキュラーレンズ１６のピッチがＰＬ１であり、高さがＴＬ１、第１主面１５ａとの接線Ｓの接線角度α、そして頂部フィッティング曲率半径がＲＬ１で表される。
ここで、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１とは、非球面形状である凸レンチキュラーレンズ１６の頂部の曲率半径を表す。そして、本実施形態では、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１は単位レンズピッチＰＬ１に対して１０％の幅領域に形成されているものであると規定する。
また、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１は、単位レンズピッチＰＬ１に対して、１／２未満の長さであることが望ましい。すなわち、球面レンズに比べて頂部の曲率半径が小さくなる非球面レンズ形状であることが望ましい。これにより、集光性能が高まる。
一方で、凸レンチキュラーレンズ１６の頂部の曲率半径ＰＬ１を小さくし過ぎると、単位レンズ高さＴＬ１が非常に大きな非球面形状となり、また光偏向要素１２の隠蔽性能が低下するため望ましくない。頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１は、単位レンズピッチＰＬ１に対して０．１以上であることが望ましい。
また単位レンズ高さＴＬ１は、単位レンズピッチＰＬ１に対して、０．３以上１．０未満であることが望ましい。０．３より低いと集光性能が低く、一方で１．０以上の場合、集光性能のみならず光偏向要素１２の隠蔽性能も低くなるためである。
【００５０】
図１に示す表示装置１は、導光板１０の上に、上述の設計により決定された凸レンチキュラーレンズ１６を備える隠蔽構造体１４が設置され、更に集光シート２０と偏光反射分離シート２１とが順次配設されている。
集光シート２０は、図１に示すように、シート状で透光性の基材２２の射出面である第１主面２２ａ側に第３の線状レンズ２３が同一方向に平行に配列されている、従来技術のＢＥＦと略同一構成を有している。集光シート２０の第１主面２２ａに対向する入射面は第２主面２２ｂとされている。第２主面２２ｂは平坦面でも良いし、粗面化された面でも良い。或いは、第２主面２２ｂに隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂに形成されたものと同様なマイクロレンズ１７が備えられていても良いし、更に粗面化されていても良い。
第３の線状レンズ２３は集光性が高いレンズであることが望ましく、例えば頂角が７０度〜１１０度の範囲の三角プリズムレンズ２３であることが望ましい。三角プリズムレンズ２３の頂部は丸みを帯びても良く、丸みを帯びる範囲は、三角プリズムレンズ２３の単位ピッチの２０％以下であることが望ましく、１０％以下であることが更には望ましい。２０％を超えて丸みを帯びた場合、三角プリズムレンズ２３の集光性能が大きく損なわれるためである。
【００５１】
また、第３の線状レンズ２３として、三角プリズムレンズの両側面が凸湾曲した湾曲プリズムレンズ２３であっても良い。湾曲プリズムレンズ２３は、高い集光性と拡散性とを両立するため、正面輝度を高めながら光偏向要素１２の隠蔽性を更に向上させる。
湾曲プリズムレンズ２３の湾曲側面としては、湾曲側面の各点における接線と、集光シート２０の第１主面２２ａとのなす角度が２０度〜７０度の範囲で変化することが望ましく、更に望ましくは３０度から６０度の範囲である。接線と第１主面２２ａとの角度が２０度を下回ると拡散性能と集光性能が共に弱まり、７０度を超えると拡散性能は強いものの集光性能が低下する。
【００５２】
本実施形態による表示装置１において、隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６と集光シート２０を構成する三角プリズムレンズ２３とは、略直交する方向で配置されることが望ましい（図１参照）。特に表示装置１を観察する観察者側から見た際に、画面の垂直視野方向に三角プリズムレンズ２３が配列され、水平視野方向に凸レンチキュラーレンズ１６が配列されることが望ましい。
一般に、表示装置１はある範囲の垂直視野と水平視野とを有することが望まれるが、特に大型の表示装置１をテレビとして用いる場合、水平視野が広いことが望まれる。三角プリズムレンズ２３は集光性能が高い分、視野を狭くする。一方、凸レンチキュラーレンズ１６は拡散性能と集光性能とを両立できる。そのため、凸レンチキュラーレンズ１６を水平視野方向に配列することで、水平視野を極端に狭めることなく集光し、三角プリズムレンズ２３を垂直視野方向に配列することで、垂直視野は狭くなるが、高い集光効果を発揮することが出来る。
【００５３】
本実施形態による表示装置１における導光板１０の光偏向面１１に形成される光偏向要素１２は、図２に示されるように、第１の方向にピッチＰ１で配設され、第２の方向にピッチＰ２で配設される二次元配列構成によって形成される。このときピッチＰ１とＰ２との比が以下の（３）式で規定される範囲であることが望ましい。
１．０＜Ｐ２／Ｐ１＜３．０      …（３）
しかも、隠蔽構造体１４の第１主面１５ａに形成された凸レンチキュラーレンズ１６の延在方向と光偏向要素１２が配置される第１の方向とが略一致することが更には望ましい。（３）式で示されるように第１の方向の配列ピッチＰ１より、第２の方向の配列ピッチＰ２が大きくなるように光偏向要素１２が配設される。従って、凸レンチキュラーレンズ１６の延在方向と第１の方向とが略一致することで、図７に示すように、光偏向要素１２が第２の方向に延びて線状化されて観察されることになり隠蔽性が向上する。
【００５４】
更には、第１の方向のピッチＰ１と第２の方向のピッチＰ２との比は以下の（４）式で規定される範囲であることが望ましい。最も望ましくは、近接する３つの光偏向要素１２を各頂部として結んだ三角形が、略正三角形となる六方配置に構成することである。光偏向要素１２の配置構成を六方配置に近づけることで、光偏向面１１の面内の縦方向、横方向及び斜め方向においても、光偏向要素１２の相互の距離が大きく異なることなく一様に近づくため、ムラを均一化しやすくなるためである。
１．４＜Ｐ２／Ｐ１＜２．２      …（４）      
【００５５】
上述のように光偏向面１１に配設された光偏向要素１２に対して、隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６の延在する方向は、光偏向要素１２が配列する第１の方向と略平行であることが、光偏向要素１２の像を第１の方向に略直交する第２の方向へ線状化させるために望ましい。
従って、光偏向要素１２が配置される第１の方向が、表示装置１の垂直方向と略一致することが望ましい。そうすることで、凸レンチキュラーレンズ１６はその延在方向が表示装置１の画面の垂直方向に略一致し且つ水平方向に配列されるため、水平視野を極端に狭めることなく集光することが出来る。
【００５６】
これに対し、光偏向面１１上における光偏向要素１２を配列させる第１の方向が、表示装置１の水平方向と略一致する場合、隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６の延在する方向は光偏向要素１２が配列する第１の方向と略平行であることが望ましい。
第１の方向の配列ピッチＰ１に対し、第２の方向の配列ピッチＰ２が大きいので、第２の方向に対して光偏向要素１２を線状化する向きとなるように、凸レンチキュラーレンズ１６の延在する方向を第１の方向と略一致させることが望ましい。
【００５７】
このとき、集光シート２０を構成する第３の線状レンズ２３は隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６と略直交して延在することが望ましい。この場合、第３の線状レンズ２３が垂直方向に延在して表示装置１の水平視野を集光することとなるため、第３の線状レンズ２３は集光性能だけでなく、視野を狭くしないレンズ形状を選ぶことが重要である。
第３の線状レンズ２３は、例えば隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６と同一形状であっても良く、または（２）式から決定される別形状の凸曲面を有するレンズであっても良い。或いは、第３の線状レンズ２３は、丸みを帯びた三角プリズムレンズや頂角が１００度〜１２０度程度の三角プリズムレンズなどを垂直方向に延在させてなることによって、視野を狭くせずに集光性能を得られるレンズとして用いることができる。
【００５８】
また、集光シート２０を構成する第３の線状レンズ２３と隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６とを略平行に配設しても良い。このとき、第３の線状レンズ２３と凸レンチキュラーレンズ１６とのピッチが同程度の場合、モアレ干渉縞を生じるため望ましくない。
そのため、第３の線状レンズ２３と凸レンチキュラーレンズ１６とのピッチ比を少なくとも１：２より大きく、望ましくは１：３より大きな比とし、且つ、モアレ干渉縞が最も生じづらいピッチと設定することが望ましい。更に第３の線状レンズ２３と凸レンチキュラーレンズ１６とを、数度傾けて互いに交差させて配列しても良い。傾ける範囲としては０度を超えて２０度以下が望ましく、更に望ましくは１０度以下とする。２０度を超えて傾けた場合には、表示装置１の視野分布が歪となるため望ましくない。
【００５９】
また、集光シート２０の光射出面である第１主面２２ａに対向する位置には、偏光反射分離シート２１が配設されている。偏光反射分離シート２１は例えばＤＢＥＦ等の多層薄膜構造、またはワイヤーグリッド構造、液晶に代表される複屈折材料を用いた構造等の反射型偏光子であり、画像表示素子２を構成する偏光板５と略一致した方向の直線偏光透過軸を有し、他方の直線偏光を反射することで輝度向上効果を発揮するフィルム材料であり、更に拡散層を有することが好ましい。
集光シート２０を透過した光が偏光反射分離シート２１を通して、画像表示素子２を透過することで、透過画像の拡散による水平方向の視野角と集光による高輝度とを確保できる。
【００６０】
また、画像表示素子２は、１組の偏光板５、６の間に液晶パネル７が挟持されて構成された液晶表示素子である。画像表示素子２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、照明装置３によって観察者側Ｆへ出射する画像の輝度が向上し、光強度の視野角依存性が低減する。さらに、光偏向要素１２の視認性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。
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。そのため、画像表示素子２は液晶表示素子であることが好ましい。
【００６１】
上述したように、本実施形態による表示装置１及び照明装置３によれば、
導光体１０の光偏向面１１に配列させた光偏向要素１２の第１の方向と同一の方向に隠蔽構造体１４の凸レンチキュラーレンズ１６を配列したから、光偏向要素１２の像は光偏向要素１２の第１の方向に直交する第２の方向に拡散されて線状化されて延びるため、光偏向要素１２の像を隠蔽することができて、観察者側から視認できない。しかも、光偏向要素１２を隠蔽するに際し、集光機能を殆ど有さない拡散シートを配設しないでよいから、輝度の低下を来すことを抑制できる。
また、隠蔽構造体１４の凸レンチキュラーレンズ１６は、（１）式を満たす接線角度αを有し且つ（２）式で規定する凸曲面を有する凸レンチキュラーレンズ１６を、画像表示素子２の鉛直方向に延在させて水平方向に配列させたから、水平方向の視野角を狭めることがなく、十分な視野角を発揮できる。
更に、集光シート２０として、三角形プリズムレンズ２３を凸レンチキュラーレンズ１６に略直交する方向に配列させたから、垂直方向の視野角の広がりは抑制されるが、凸レンチキュラーレンズ１６と相俟って高い輝度を発揮できる。そのため、特に中型、大型の液晶表示装置等に用いた場合に、水平方向の十分な視野角と高い輝度を確保できて好ましい。
【００６２】
本発明は、上述の第一実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を偏向しない限り適宜の変更や付加、削除を行うことができる。次に、本発明の変形例や他の実施形態について添付図面に基づいて説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００６３】
まず、本発明による照明装置３における光偏向要素１２と隠蔽構造体１４との配置構成の変形例について説明する。
第一の変形例における表示装置１において、光偏向面１１に設けた光偏向要素１２が配列された第１の方向が表示装置１の水平方向と略一致するように構成した。この場合、隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６の延在方向は光偏向要素１２が配列される第２の方向と略平行であることが望ましい。
そして、集光シート２０を構成する第３の線状レンズ２３は隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６と略直交することが望ましい。
このような構成とすることで、表示装置１の水平視野方向を狭くすることなく、最も正面方向への輝度を向上させることができる。
【００６４】
しかしながら、この場合、隠蔽構造体１４を構成する凸レンチキュラーレンズ１６は、光偏向要素１２を第１の方向に線状化するため、第１の方向のピッチＰ１より大きい第２の方向のピッチＰ２を線状化できず、隠蔽性能が低下する。このとき、集光シート２０を構成する第３の線状レンズ２３の延在する方向が第１の方向と略一致するため、第３の線状レンズ２３が隠蔽性を高めるのに効果的である。
従って第３の線状レンズ２３は図１に示すように三角プリズムレンズ形状でも良いが、頂部に丸みを帯びることがより望ましく、または、側面が湾曲したプリズムレンズ形状であることが望ましい。最も望ましくは頂部も側面も湾曲した断面凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状であるが、表示装置１に必要な隠蔽性能と集光性能とから適宜選ぶことが出来る。
【００６５】
次に隠蔽構造体１４の変形例を説明する。
本実施形態による隠蔽構造体１４は、第１主面１５ａに第１の線状レンズ１６として凸レンチキュラーレンズ１６を備えているが、更に第１の線状レンズ１６と略直交する方向に第２の線状レンズ２５を備えていても良い。これを第一の変形例として図１１により説明する。
図１１に示す第一変形例による隠蔽構造体１４において、第２の線状レンズ２５は、隣接する２つの第１の線状レンズ１６の間隙を埋めるように略直交する方向に複数配列されている。第２の線状レンズ２５として三角プリズムレンズが開示されている。なお、第２の線状レンズ２５の第１主面１５ａからの高さは第１の線状レンズ１６の高さより低く形成されている。
【００６６】
この構成によれば、第１の線状レンズ１６によって光偏向要素１２の像の隠蔽性を高めると共に、第２の線状レンズ２５によって正面方向への集光性を高めることが出来る。
しかしながら、隠蔽構造体１６の基材１５における第１主面１５ａの面積に対して第２の線状レンズ２５が占める割合が多くなると、第１の線状レンズ１６による隠蔽性が低下する。従って、本実施形態による表示装置１に必要な隠蔽性能と集光性能とから第１の線状レンズ１６と第２の線状レンズ２５の占有比率を適宜選定する必要がある。第１主面１５ａの面積に対して第２の線状レンズ２５が占める割合は、望ましくは６０％以下、更に望ましくは３０％以下である。
【００６７】
次に第二変形例による隠蔽構造体１４について図１２により説明する。
この隠蔽構造体１４は、第一変形例と同様に隣接する２つの第１の線状レンズ１６（凸レンチキュラーレンズ）の間隙を埋めるように略直交する方向に第２の線状レンズ２６が複数配列されている。第２の線状レンズ２６は断面凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状とされている。
本第二変形例によれば、導光体１０の光偏向面１１に形成される光偏向要素１２を、第１の線状レンズ１６によって第２の方向へ線状化させ、第２の線状レンズ２６によって第１の方向へ線状化させることができて、隠蔽性が更に向上する。
第２の線状レンズ２６によるレンチキュラーレンズ２６は、第１の線状レンズ１６と同形状でも良く、または第１の線状レンズ１６と相似形である比較的小さいレンズ形状でも良い。または、第１の線状レンズ１６と全く異なるレンズ形状でも良いが、（１）式において光偏向要素１２の第２の方向のピッチＰ２を第１の方向のピッチＰ１に置き換えた際に求められる接線角度α以上の接角を有することが望ましい。
【００６８】
次に第三変形例及び第四変形例による隠蔽構造体１４を図１３、図１４により説明する。
図１３に示す隠蔽構造体１４において、隣接する第１の線状レンズ１６の間隙に略半球体形状の複数のマイクロレンズ２７が配設されている。或いは、図１４に示す第四変形例のように、凸レンチキュラーレンズ１６からなる第１の線状レンズ１６が互いに密接して同一方向に配列されており、これら第１の線状レンズ１６、１６間の谷間を覆うようにマイクロレンズ２８が形成されていてもよい。
これらマイクロレンズ２７，２８は凸曲面の全方位に光を拡散し、また全方位の光を集光する特徴を有する。
【００６９】
従って、本第三、第四変形例による隠蔽構造体１４によれば、第１の線状レンズ１６によって光偏向面１１に形成される光偏向要素１２を第２の方向へ線状化し、マイクロレンズ２７，２８によって全方位へ光を拡散することで隠蔽性が向上する。一方で、第１の線状レンズ１６によって一方向に集光性を発揮し、マイクロレンズ２７，２８によって全方位に集光性を発揮できる。
隠蔽構造体１４が第１の線状レンズ１６とマイクロレンズ２７、２８とを組み合わせた構成である場合、特に図１４で示す第四変形例のように、第１の線状レンズ１６を部分的に覆う形でマイクロレンズ２８が形成された構成を採用することが好ましい。この構成によれば、隠蔽性と集光性という光学特性を得られるだけでなく、ドット状に配置されるマイクロレンズ２８によって耐擦性も向上するためである。
【００７０】
ここで、隠蔽構造体１４の第１主面１５ａの面積に対して、マイクロレンズ２７，２８が占める割合は、十分な耐擦性を得るためには３％以上であることが望ましく、更に隠蔽性をも高めるには１０％以上であることが望ましい。一方で、マイクロレンズ２７，２８が占める面積が高くなると、第１の線状レンズ１６による光偏向要素１２の線状化による隠蔽性の効果が薄れる不具合がある。そのため、マイクロレンズ２７，２８の占める面積は６０％以下が望ましく、更に望ましくは４０％以下である。
【００７１】
以上、本発明の第１実施形態による照明装置３及び表示装置１、特に隠蔽構造体１４について詳細に述べたが、照明装置３や表示装置１の構成については図１に示される構成に限定されない。
すなわち、第１の実施形態において、導光板１０の上に隠蔽構造体１４を配設し、その上に集光シート２０及び偏光分離反射シート２１を配設した照明装置３について述べたが、本発明はこのような構成に限定されない。特に隠蔽構造体１４において、第１の線状レンズ１６に加えてこれに直交する方向に第２の線状レンズ２５を配設することで、隠蔽性および集光性が高まる。
このように、第２の線状レンズ２５を加えることで集光シート２０を省略することも出来る。或いは、偏光分離反射シート２１を省略するか一般的な拡散シートと置き換えることも出来る。
また、導光板１０の一般例として、導光板１０は透明板であって光射出面１０ａが略平坦である場合について説明したが、導光板１０の効率向上、またはムラ消しを目的として、例えば導光板１０の内部に拡散粒子を分散配置したり、または光射出面１０ａに凹凸形状を付与することは、本発明の主旨から外れるものではない。
【００７２】
本実施形態による隠蔽構造体１４において、透光性の基材１５の第１主面１５ａに設けられる第１の線状レンズ１６、第二の線状レンズ２５、２６、マイクロレンズ２７、２８、第２主面１５ｂに設けられるマイクロレンズ１７は、次の材質を用いて成形される。その材質は、例えばＵＶ硬化樹脂、放射線硬化樹脂、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）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等である。
そして、隠蔽構造体１４は、これらの材質を用いて当該技術分野で良く知られている押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって一体で形成される。または、上記成形法によって透光性の基材１５を成形し、各々のレンズをＵＶ硬化樹脂または放射線硬化樹脂を用いて、ＵＶ硬化法または放射線硬化法によって成形しても良い。集光シート２０も隠蔽構造体１４と同様の製法で作製することが出来る。
【００７３】
次に本発明の第二実施形態による表示装置３０と照明装置３１について説明する。ここでは上述の第一実施形態によるものと同一または同様な部品、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図１５は本発明の第二実施形態に係る表示装置１の断面模式図である。本第二実施形態による表示装置３０は画像表示素子２と照明装置３１とで構成されている。
照明装置３１において、光源９，導光板１０、隠蔽構造体１４は上述した第一実施形態と同一のものであり、集光シート３２において相違する。照明装置３１に配設された集光シート３２は透光性の基材２２の第１主面２２ａに、第３の線状レンズ３３とこの第３の線状レンズ３３に略直交する方向に形成された第４の線状レンズ３４とを備える。
【００７４】
集光シート３２は、図１６に示すように、基材２２の第１主面２２ａに第３の線状レンズ３３として、断面台形状をなす台形プリズムレンズ３３が一方向に延在して複数平行に配列されている。台形プリズムレンズ３３の頂部には、台形プリズムレンズ３３が配設される方向と略直交する方向に第４の線状レンズ３４として断面三角形をなす三角プリズムレンズ３４が複数平行に形成される。台形プリズムレンズ３３の頂部に配列されたこれら複数の三角プリズムレンズ３４群を第４の線状プリズムアレイ３４Ａとする。
【００７５】
図１７は集光シート３２を示すもので、（ａ）は台形プリズムレンズ３３の長手方向に直交する断面図、図１７（ｂ）は三角プリズムレンズ３４の長手方向に直交する方向の断面図、図１７（ｃ）は集光シート３２の上面図である。
図１７に示すように、台形プリズムレンズ３３と三角プリズムレンズ３４とは略直交して配設されているが、両レンズ３３，３４の交差角度範囲として９０度に限定されることなく、７０度〜１１０度の範囲で選択できる。この角度範囲外の角度となった場合には、表示装置３０の視野角特性が斜め方向に歪となるため望ましくない。
また、台形プリズムレンズ３３の頂部幅Ｌ３は、所望の光学特性に合わせて任意に選択できる。頂部幅Ｌ３を小さくすると台形プリズムレンズ３３の光学性能が強まり、逆に頂部幅Ｌ３を大きくすると三角プリズムレンズ３４の光学性能が強くなる。表示装置３０が求める光学特性に合わせて、また隠蔽構造体１４などの他の光学シートとの組み合わせによる効果も合わせて、適宜選択できる。
【００７６】
集光シート３２の第３の線状レンズ３３である台形プリズムレンズ３３は、その頂角が７０度〜１１０度の範囲に設定され、単位ピッチはＰＬ３に配置される（図１７（ａ）参照）。一方、第４の線状レンズ３４は、その頂角が７０度〜１１０度の範囲、単位ピッチがＰＬ４によって配置される（図１７（ｂ）参照）。
そして台形プリズムレンズ３３の単位ピッチＰＬ３と三角プリズムレンズ２５の単位ピッチＰＬ４との比は、
０．０５≦ＰＬ４／ＰＬ３≦２．０    …（５）
であることが望ましい。
【００７７】
ここで、台形プリズムレンズ３３の頂角を例えば７０度とし、三角プリズムレンズ３４の頂角を１１０度としたとき、単位三角プリズムレンズ３４のピッチＰＬ４が単位台形プリズムレンズ３３のピッチＰＬ３の２倍を超えると、台形プリズムレンズ３３の高さより、三角プリズムレンズ３４の高さの方が高くなってしまい、三角プリズムレンズ３４の効果は消滅する。従って、ＰＬ４／ＰＬ３は２以下であることが望ましい。
また、三角プリズムレンズ３４のピッチＰＬ４が、台形プリズムレンズ３３のピッチＰＬ３より小さい場合には、輝度及び半値角は問題ないが、例えば三角プリズムレンズ３４のピッチＰＬ４を２０μｍとしたとき、ＰＬ４／ＰＬ３が０．０５であるとき、台形プリズムレンズ３３のピッチＰＬ３は４００μｍとなる。台形プリズムレンズ３３のピッチＰＬ３が大きくなりすぎると、画像表示素子２の周期構造と台形プリズムレンズ３３の周期構造との間でモアレ干渉縞が生じやすくなるため、望ましくない。
しかしながら、第３の線状レンズ３３を構成する単位レンズのピッチＰＬ３を小さくすると、第４の線状レンズ３４を構成する単位レンズのピッチＰＬ４が小さくなり過ぎてしまうため、望ましくない。従って、ＰＬ４／ＰＬ３は０．０５以上であることが望ましい。
【００７８】
集光シート３２を構成する台形プリズムレンズ３３の頂角と三角プリズムレンズ３４の頂角とは、８０度〜１００度の範囲であることが更に望ましい。このとき、台形プリズムレンズ３３の単位ピッチＰＬ３と、三角プリズムレンズ３４の単位ピッチＰＬ４との比ＰＬ４／ＰＬ３は、上述と同様の理由から、
０．０５≦ＰＬ４／ＰＬ３≦１．４      …（６）
の範囲であることが望ましい。更に望ましくは、
０．０５≦ＰＬ４／ＰＬ３≦１．０      …（７）
の範囲である。三角プリズムレンズ３４は台形プリズムレンズ３３の頂部に形成されるため、三角プリズムレンズ３３の単位ピッチＰＬ４は台形プリズムレンズ３３の単位ピッチＰＬ３と同等か、それ以下であることが望ましい。
【００７９】
次に上述した集光シート３２による光偏向要素１２の隠蔽性について説明する。
一般に三角プリズムレンズ形状は、１つの点光源の光を２つにスプリットすることが知られている。本実施形態による集光シート３２は、第３の線状レンズ３３として台形プリズムレンズ３３を備え、第４の線状レンズ３４として三角プリズムレンズ３４が台形プリズムレンズ３３の頂部に複数配列して形成された構造を有している。従って、台形プリズムレンズ３３によるスプリット効果と三角プリズムレンズ３４によるスプリット効果とによって、１つの点光源（光偏向要素１２）の光を４方向にスプリットする効果を発揮できる。
一方、導光板１０の光射出面側に配設された隠蔽構造体１４によって、導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２の像を線状化することで隠蔽性を向上させ、更に上述した台形プリズムレンズ３３及び三角プリズムレンズ３４からなる二次元配置プリズムレンズ構成を備えた集光シート３２によって４方向へ光即ち光偏向要素１２の像をスプリットすることで、隠蔽性が更に向上する。
【００８０】
次に、上述した第二実施形態における集光シート３２の変形例を、図１８〜図２３により説明する。
図１８は第一変形例による集光シート３２を示すものであり、第３の線状レンズ３６が三角プリズムレンズであり、第４の線状レンズ３７も三角プリズムレンズであり、２種の線状レンズ３６，３７が同じ高さで略直交して形成される。この構成によって第３及び第４の線状レンズ３６、３７で仕切る空間に逆ピラミッド形状の凹型３８が形成される。
【００８１】
図１９に示される第二変形例による集光シート３２は、第３の線状レンズ４０が三角プリズムレンズであり、第４の線状レンズ４１も三角プリズムレンズである。そして、第１主面２２ａ上に互いに離間して平行に配列される第３の線状レンズ４０の間隙に第４の線状レンズ４１が略直交する方向に配設され、第４の線状レンズ４１は第３の線状レンズ４０の延在方向に複数平行に配列されている。
しかも、第４の線状レンズ４１は第３の線状レンズ４０の高さより低く形成されている。しかし、本変形例では、このような構成に限定されることなく、例えば第３の線状レンズ４０と第４の線状レンズ４１とが同じ高さに形成されていても良い。
【００８２】
図２０に示される第三変形例による集光シート３２は、略正四角錐からなる凸レンズ４３が基材２２の第１主面２２ａに底面が互いに密接して配列されている。単位の凸レンズ４３はピラミッド形状に形成されている。
【００８３】
図２１に示される第四変形例による集光シート３２は、第３の線状レンズ４５は断面形状が略半円または半楕円のような凸曲面からなるレンチキュラーレンズ形状であり、第４の線状レンズ４６は断面三角形をなす三角プリズムレンズである。第３の線状レンズ４５は第４の線状レンズ４６と略直交する方向に配列されている。しかも第４の線状レンズ４６は第３の線状レンズ４５よりも高さが低い上に第３の線状レンズ４５の延在方向に複数平行に配列されて構成されている。
【００８４】
そして、第二実施形態による照明装置３１において、隠蔽構造体１４と集光レンズ３２との関係について説明すると、隠蔽構造体１４に形成された第１の線状レンズ１６（凸レンチキュラーレンズ）と本第三変形例による集光シート３２に形成された第３の線状レンズ４５（レンチキュラーレンズ）とが、略直交する方向に配設されていることが望ましい。
このような構成を採用すれば、隠蔽構造体１４の第１の線状レンズ１６が、導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２の像を第２の方向へ引き延ばして線状化し、集光シート３２の第３の線状レンズ４５が、光偏向要素１２の像を第１の方向へ引き延ばして線状化するから、光偏向要素１２の隠蔽性を高めることができる。
そして集光シート３２に形成された第４の線状レンズ４６が三角プリズムレンズであるため集光性能も高まるから望ましい。
【００８５】
図２２に示される第五変形例による集光シート３２は、図２１で示した例とは逆の配置構成を有している。
この集光シート３２では、第３の線状レンズ４８は断面略三角形をなす三角プリズムレンズであり、第４の線状レンズ４９は断面半円または半楕円のような凸曲面をなすレンチキュラーレンズである。第３の線状レンズ４８は第４の線状レンズ４９と略直交する方向に配列されている。しかも第４の線状レンズ４９は第３の線状レンズ４８よりも高さが低い上に第３の線状レンズ４８の延在方向に複数平行に配列されて構成されている。
この場合にも、第四変形例による集光シート３２を備えた表示装置１と同様に、隠蔽構造体１４の第１の線状レンズ１６と集光シート３２の第４の線状レンズ４９とが略直交する方向に配設される。これによって光偏向要素１２の像を第１及び第２の方向へ引き延ばして線状化するから、光偏向要素１２の隠蔽性を高める。
なお、表示装置１が求める配光視野特性によっては、隠蔽構造体１４に設けた第１の線状レンズ１６と集光シート３２に設けた第３の線状レンズ４８とを略直交する方向に配置しても良い。
【００８６】
次に、図２３に示される第六変形例による集光シート３２について説明する。
図２３に示す集光シート３２は、最も隠蔽性が高まる構造を示す。すなわち、集光シート３２において、基材２２の第１主面２２ａ上に、互いに直交する方向に配設された第３の線状レンズ５１と第４の線状レンズ５２は共に断面が凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状を形成している。そして、第４の線状レンズ５２は第３の線状レンズ５１より高さが低く且つ第３の線状レンズ５１の延在方向に配列されている。
この構成によって、第二実施形態による表示装置１において、導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２の像を第１及び第２の方向にそれぞれ線状化し、隠蔽性を非常に高めることができる。このような構成は、導光板１０の厚みｔを薄くしたい場合、または光偏向要素１２の配列間隔を広く取りたい場合に有用である。
【００８７】
次に、図２４に示される第七変形例による集光シート３２について説明する。
図２４に示す集光シート３２は、第３の線状レンズ５４を断面が凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状に形成し、基材２２の第１主面２２ａに互いに密接して平行に配列されている。そして、隣接する第３の線状レンズ５４、第３の線状レンズ５４間の谷間を覆うようにマイクロレンズ５５が分散して配設された構成を有している。
本第七変形例による集光シート３２を備えた、第二実施形態による表示装置１によれば、マイクロレンズ５５によって全方位への拡散性を高めると共に、第３の線状レンズ５４によって光偏向要素１２の第２の方向への線状化を行える。
また、第３の線状レンズ５４が三角プリズムレンズ形状の場合でも、生じるサイドローブを低減させることができる。
集光シート３２の第１主面２２ａの面積に対して、マイクロレンズ５５の占める割合は３％以上が望ましく、特に第３の線状レンズ５５によるサイドローブを無くすには２５％以上、好ましくは３５％以上備えている。
【００８８】
上述のように本発明の第２の実施形態による表示装置３０によれば、隠蔽構造体１４と画像表示素子２との間に配設された集光シート３２を二次元配列構造のレンズシートとすることで、表示装置１の正面方向への輝度を向上させると共に、導光板１０の光偏向面１１に形成される光偏向要素１２の像を線状化して隠蔽させることが出来る。
【００８９】
以上、本発明の各実施形態による照明装置３、３１及び表示装置１、３０について説明したが、本発明の照明装置３、３１は画像表示素子２等の表示装置１、３０のみに適用されるものではない。すなわち光源９から射出された光を効率的に集光する機能を有する照明装置３、３１として、例えば照明機器などにも使用できることはいうまでもない。
【実施例】
【００９０】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
（実施例１）
実施例１による表示装置１を以下のように作製した。
まず４ｍｍ厚の四角形板状の導光板１０を用意し、光源９としてＬＥＤを用いて導光板１０の４辺の各端面にそれぞれ設置した。導光板１０の光偏向面１１には、白色の反射インキからなる光偏向要素１２を印刷法によって円に形成した。白色反射インキの光偏向要素１２は、光偏向面１１に規則的に分散して配置し、光源９が設置されている端面に近い位置ほど大きさを小さくし、導光板１０の中心に近づくほど大きさを大きくして形成した。
光偏向要素１２の配列方向は、第１の方向と表示装置１の観察用の画面垂直方向（鉛直方向）とを一致させ、第１の方向の配列ピッチＰ１を約１．３５ｍｍ、第１の方向に直交する第２の方向の配列ピッチＰ２を約２．４ｍｍとした。また導光板１０の光偏向面１１側に反射シート１３を配設した。
【００９１】
次に隠蔽構造体１４を図４及び図５に示す第一実施形態に基づいて作製した。隠蔽構造体１４の材料としてポリカーボネート樹脂を用いた。ポリカーボネート樹脂は屈折率ｎ１が約１．５９と高いため、より集光性能及び拡散性能が高い隠蔽構造体１４を得ることが出来る。
ポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第１主面１５ａに、第１の線状レンズ１６として凸レンチキュラーレンズを形成した。凸レンチキュラーレンズ１６は（２）式に規定されており、図１０に示す単位ピッチＰＬ１を１００μｍ、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１を３５μｍ、単位レンズ高さＴＬ１を４３μｍとした。
【００９２】
一方で、隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂには、直径が１００μｍ、高さが２０μｍの複数のマイクロレンズ１７を、第２主面１５ｂの面積に対して平面視で４％程度の面積となるようにランダムに配置した。
凸レンチキュラーレンズ１６が延在する方向と光偏向要素１２が配列される第１の方向とを一致させ、これらが表示装置１の画面垂直方向に延びるように隠蔽構造体１４を導光板１０の上に配設した。
また集光シート２０として図１に示す第一実施形態に基づいて製作した。集光シート２０としてＢＥＦ（３Ｍ社製）を用い、第３の線状レンズ２３を構成する三角プリズムレンズの延在する方向と、隠蔽構造体１４に配列した第１線状レンズ１６である凸レンチキュラーレンズ１６の延在する方向とが直交するように配置し、更に偏光分離反射シート２１としてＤＢＥＦ（３Ｍ社製）を配設して、照明装置３を製作した。
このようにして得られた照明装置３の上方に画像表示素子２として液晶パネル７を配設することで表示装置１を製作した。
（実施例２）
【００９３】
（実施例２）
実施例２による表示装置１を以下のように作製した。
まず４ｍｍ厚の導光板１０を用意し、光源９としてＬＥＤを用いて導光板１０の４辺の各端面に設置した。導光板１０の光偏向面１１には、光偏向要素１２として白色の反射インキを印刷法によって形成した。光偏向要素１２は、光偏向面１１に規則的に配列し、光源９が設置されている端面に近いほど大きさを小さく、導光板１０の中心に近づくほど大きさを大きくした。光偏向要素１２の配列方向は、第１の方向を表示装置１の画面水平方向に一致させ、第１の方向の配列ピッチＰ１を約１．３５ｍｍ、第２の方向の配列ピッチＰ２を約２．４ｍｍピッチとした。また導光板１０の光偏向面１１側に反射シート１３を配置した。
【００９４】
次に隠蔽構造体１４を図４及び図５に示す第一実施形態に基づいて作製した。隠蔽構造体１４の材料としてポリカーボネート樹脂を用い、押出成形により第１主面１５ａに第１の線状レンズ１６として複数の凸レンチキュラーレンズ１６を互いに密接して平行に配列した。凸レンチキュラーレンズ１６は（２）式により規定され、単位ピッチＰＬ１を１００μｍ、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１を３５μｍ、単位レンズ高さＴＬ１を４３μｍとした。
一方で、隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂには、直径が１００μｍ、高さが２０μｍの複数のマイクロレンズ１７を、第２主面１５ｂの面積に対して平面視で４％程度となるようにランダムに分散配置した。凸レンチキュラーレンズ１６が延在する方向と、光偏向要素１２が配列される第１の方向とを一致させ、すなわち表示装置１の画面水平方向に一致させて隠蔽構造体１４を導光板１０の上に配置した。
【００９５】
次に集光シート２０を図１６に示す第二変形例に基づいて作製した。集光シート２０の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第１主面２２ａに第３の線状レンズ３３として頂角が約９０度の台形プリズムレンズ３３を形成し、台形プリズムレンズ３３の頂部に第４の線状レンズ３４として頂角が約９０度の三角プリズムレンズ３４を複数平行に配列して形成した。
台形プリズムレンズ３３と直交する方向に三角プリズムレンズ３４を配置し、台形プリズムレンズ３３の単位ピッチＰＬ３を７０μｍ、三角プリズムレンズ３４の単位ピッチＰＬ４を２５μｍとした。集光シート３２の台形プリズムレンズ３３と隠蔽構造体１４の凸レンチキュラーレンズ１６とを略直交するように配置した。
更に偏光分離反射シート２１としてＤＢＥＦ（３Ｍ社製）を配設して、照明装置３を製作した。
このようにして得られた照明装置３の上方に画像表示素子２として液晶パネルを配置することで表示装置１を製作した。
（実施例３）
【００９６】
実施例３による表示装置１を以下のように作製した。
まず４ｍｍ厚の導光板１０を用意し、光源９としてＬＥＤを用い、導光板１０の４辺の端面にそれぞれ設置した。導光板１０の光偏向面１１には、白色の反射インキを印刷法によって光偏向要素１２として形成した。光偏向要素１２は、光偏向面１１に規則的に分散配置し、光源９が設置されている端面に近いほど大きさを小さく、導光板１０中心に近づくほど大きさを大きくした。光偏向要素１２の配列方向は、第１の方向と表示装置１の画面水平方向とを一致させ、第１の方向の配列ピッチＰ１を約１．３５ｍｍ、第２の方向の配列ピッチＰ２を約２．４ｍｍピッチとした。また導光板１０の光偏向面１１側に反射シート１３を配置した。
【００９７】
次に隠蔽構造体１４を図１１に示す第二変形例に基づいて作製した。隠蔽構造体１４の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第１主面１５ａに、第１の線状レンズ１６として凸レンチキュラーレンズ１６と第２の線状レンズ２５として頂角が９０度の三角プリズムレンズを形成した。凸レンチキュラーレンズ１６は（２）式から規定し、単位ピッチＰＬ１を１００μｍ、頂部フィッティング曲率半径ＲＬ１を３５μｍ、単位レンズ高さＴＬ１を４３μｍとした。
このような複数の凸レンチキュラーレンズ１６を各々４０μｍ離間して平行に配設し、その間隙に三角プリズムレンズ２５を凸レンチキュラーレンズ１６と直交する方向に配列した。三角プリズムレンズ２５は、ピッチが２０μｍ、高さが１０μｍであった。
【００９８】
一方で隠蔽構造体１４の第２主面１５ｂには、直径が１００μｍ、高さが２０μｍのマイクロレンズ１７を、第２主面１５ｂの面積に対して平面視で４％程度となるようにランダムに分散配置した。凸レンチキュラーレンズ１６が延在する方向と、光偏向要素１２が配列される第１の方向とを一致させ、表示装置１の画面水平方向に一致させるよう、隠蔽構造体１４を導光板１０の上に配置した。
【００９９】
次に集光シート２０を図１に示す集光シート２０の変形例に基づいて作製した。
集光シート２０の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第１主面２２ａに、第３の線状レンズ２３として図１に示す三角形プリズムの側面を湾曲側面とした湾曲プリズムレンズを形成した。湾曲プリズムレンズは、湾曲側面の各点における接線と、第１主面２２ａとのなす角度が、約３０度から６０度の範囲で変化する形状に設計した。単位ピッチＰＬ３を３０μｍとした。集光シート２０の湾曲プリズムレンズと隠蔽構造体１４の凸レンチキュラーレンズ１６とが略平行となるように配置した。
更に偏光分離反射シート２１としてＤＢＥＦ（３Ｍ社製）を準備し、照明装置３を製作した。
このようにして得られた照明装置３の上方に画像表示素子２として液晶パネルを配置することで表示装置１を製作した。
【０１００】
比較として、実施例１、実施例２、実施例３の構成に対して、それぞれの隠蔽構造体１４に代えて拡散シートとしてＢＳ９１２（恵和製）を配置したものを、それぞれ比較例１、比較例２、比較例３とした。
また比較例４として、実施例１の構成に対して、隠蔽構造体１４に代えて、図２７に示すＢＥＦ１８５（３Ｍ社製）を三角プリズムレンズ１８７の延在方向と、集光シート２０であるＢＥＦ（３Ｍ社製）の三角プリズムレンズとが直交する方向となるよう配置した。
また比較例５として、実施例２の構成に対して、二次元レンズからなる集光シート２０を除去して、図２７に示すＢＥＦ１８５（３Ｍ社製）の三角プリズム１８７と隠蔽構造体１４の凸レンチキュラーレンズ１６とが直交するように配置した。
【０１０１】
このような実施例１〜３と比較例１〜５からなる表示装置１を用いて、光源9を点灯して照射して、正面輝度、輝度差、垂直半値角、水平半値角、隠蔽性について評価した。その評価結果を図２５に示す。
評価には正面輝度の測定に、分光放射輝度計としてＳＲ−３Ａ（トプコン社製）を使用し、垂直及び水平半値角の測定にはＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ（ＥＬＤＩＭ社製）を使用した。隠蔽性の評価は目視によって行った。
【０１０２】
実施例１は、比較例１と比べて輝度が１１％向上し、且つ隠蔽性についても良好で問題なかった。実施例１は比較例１と比べて水平半値角が若干狭くなるも、表示装置１として問題のないレベルであった。また、比較例４は、大幅に輝度が向上したものの水平半値角が著しく狭くなり、また導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２が画面を通して視認された。
【０１０３】
実施例２は、比較例２と比べて輝度が約５％向上し、水平半値角も広がった。また隠蔽性についても問題ないレベルであった。一方で、比較例５は、輝度は高いが、水平半値角が著しく狭くなり、隠蔽性も低下した。
実施例３は、比較例３と比べて輝度が約８％向上し、且つ隠蔽性についても問題なかった。比較例３と比べて水平半値角が若干狭くなるも、表示装置１として問題のないレベルであった。
【０１０４】
従来は導光板１０の光偏向面１１に形成された光偏向要素１２の像を隠蔽するために、ほとんど集光性を有しない拡散シートを使用していたが、本実施例１〜３により、拡散シートを使用する場合と同等の隠蔽性を保ちながら、輝度を大幅に向上させる隠蔽構造体１４と集光シート２０，３２とを備えた照明装置３と、この照明装置３を備えた表示装置１を製作することができた。
【符号の説明】
【０１０５】
１、３０  表示装置
２  画像表示素子
３、３１  照明装置
５、６  偏光板
７  液晶パネル
９  光源
９Ａ  点光源
１０  導光板
１０ａ  導光板の射出面
１１  光偏向面
１２  光偏向要素
１３  反射シート
１４  隠蔽構造体
１５  基材
１５ａ  第１主面
１５ｂ  第２主面
１６  第１の線状レンズ、凸レンチキュラーレンズ
１７  マイクロレンズ
２０、３２  集光シート
２１  偏光分離反射シート
２２  基材
２２ａ  第１主面
２２ｂ  第２主面
２３、３６、４０、４８  第３の線状レンズ、三角プリズムレンズ
２５  第２の線状レンズ、三角プリズムレンズ
２６  第２の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
２７，２８、５５  マイクロレンズ
３３  第３の線状レンズ、台形プリズムレンズ
３４，３７，４１、４６  第４の線状レンズ、三角プリズムレンズ
３６，４０，４８  第３の線状レンズ、三角プリズムレンズ
３８  凹型
４３  凸レンズ
４５、５１、５４  第３の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
４９、５２  第４の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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