(57)【要約】  照明装置が、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面と、を有する透光性の導光体と、透光性の基材と、前記基材の一方の面に設けられて、一方向に延在する第１レンズアレイと、前記基材の前記面に設けられて前記第１レンズアレイとは交差する方向に延在する第２レンズアレイとを有し、前記導光体に積層されるレンズシートと、複数の光源と、前記第１主面に形成され、前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する光偏向要素と、を有し、前記４つの側端面のうち１つの側端面、または互いに反対の２つの側端面が前記複数の光源から出射された光が入射する入射面であって、前記複数の光源が、前記入射面に対向する位置に、前記入射面の延在方向に平行に並べて配置され、前記複数の光源の光軸は前記入射面の法線方向と略一致し、前記レンズシートの表面積に対し、前記第１レンズアレイ、及び前記第２レンズアレイのうち選択された一方のレンズアレイの表面積の占める割合が２０％以上５０％以下の範囲に設定され、前記選択されたレンズアレイのレンズ延在方向と、前記複数の光源の光軸とが略直交する。
2013081125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置であって、
第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面と、を有する透光性の導光体と、
透光性の基材と、前記基材の一方の面に設けられて、一方向に延在する第１レンズアレイと、前記基材の前記面に設けられて前記第１レンズアレイとは交差する方向に延在する第２レンズアレイとを有し、前記導光体に積層されるレンズシートと、
複数の光源と、
前記第１主面に形成され、前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する光偏向要素と、を有し、
前記４つの側端面のうち１つの側端面、または互いに反対の２つの側端面が前記複数の光源から出射された光が入射する入射面であって、前記複数の光源が、前記入射面に対向する位置に、前記入射面の延在方向に平行に並べて配置され、
前記複数の光源の光軸は前記入射面の法線方向と略一致し、
前記レンズシートの表面積に対し、前記第１レンズアレイ、及び前記第２レンズアレイのうち選択された一方のレンズアレイの表面積の占める割合が２０％以上５０％以下の範囲に設定され、
前記選択されたレンズアレイのレンズ延在方向と、前記複数の光源の光軸とが略直交する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１レンズアレイは、頂角が７０度以上１１０度以下である台形レンズであって、
前記第２レンズアレイは、前記台形レンズよりも高さが低い、頂角が７０度以上１１０度以下である三角プリズムレンズが、前記台形レンズの頂部に交差角が９０度±１０度となるように形成され、
前記台形レンズの頂部と、前記三角プリズムレンズの頂部とが一致することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１レンズアレイは、間隔を空けて配置され、かつ、頂角が７０度以上１１０度以下である第１三角プリズムレンズを有し、
前記第２レンズアレイは、前記第１三角プリズムレンズよりも高さが低い、頂角が７０度以上１１０度以下である第２三角プリズムレンズを有し、
前記第２三角プリズムレンズは、前記各第１三角プリズムレンズの間に、前記第１三角プリズムレンズとの交差角が９０度±１０度となるように形成され、
前記第１三角プリズムレンズと、前記第２三角プリズムレンズの底部とが一致することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記レンズシートと、前記導光体との間に配置され、射出面を有する拡散シートをさらに有し、
前記拡散シートは、前記射出面に凹凸形状が形成された表面拡散シートであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記射出面には、拡散ビーズがコーティングされることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記表面拡散シートの前記射出面には、略半球形状であるマイクロレンズが形成されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光体の前記入射面に配置された前記複数の光源のうち、１つの前記入射面に配置された前記複数の光源のみを点灯させたときの前記レンズシートへの入射光のピーク角度をθiとし、ピーク輝度を１００％としたとき、輝度が８０％まで低下する角度差を、ピーク角度より大きい角度方向の角度差をΔＤ、ピーク角度より小さい角度方向の角度差をΔｄとしたとき、
前記レンズシートの屈折率をｎとし、
前記選択されたレンズアレイの頂角θが以下の式１を満たすことを特徴とする請求項１〜６に記載の照明装置。
【数１】
2013081125.tif 000007
・・・式１
ただし、
2013081125.tif 000008
・・・式２
【請求項８】
前記光偏向要素は、前記光軸と直交する方向に第１の間隔で並んだドット列が、光軸方向に複数配置されることで形成され、
隣り合う前記ドット列は、前記光軸と直交する方向に第１の間隔の１／２の間隔である第２の間隔ずれて配置され、前記光軸方向における隣り合う前記ドット列の間隔が略一定に、または前記入射面から離れるにつれて狭くなるように配置されることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記導光体の前記第２主面に形成され、前記複数の光源の前記光軸方向と平行な方向に延在し、前記導光体内部を導光する光の光路を規制する光閉じ込めレンズをさらに有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光閉じ込めレンズは、前記複数の光源の前記光軸方向と略平行な方向に延在する、凸状、または凹状で、球面、または非球面であるシリンドリカル形状、または多角プリズム形状であって、
前記入射面の延在方向に密に、または略一定の間隔をおいて複数配置されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光偏向要素は、各々が前記第１主面内に独立して離散的に配置される凸状、または凹状のドットレンズであって、
前記ドットレンズの前記第１主面に垂直且つ前記光軸方向と平行な方向における断面形状は、前記第１主面から最も離れた位置である頂部と、前記頂部から前記第１主面へと至る２つの輪郭線を有しており、
前記輪郭線の前記第１主面に対する平均傾斜角度は、前記レンズシートを構成する前記選択されたレンズアレイの傾斜面における前記第１主面に対する平均傾斜角度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記レンズシートの射出面側には、
拡散機能が弱い弱拡散シート、または弱い拡散機能を有する偏光分離反射シートが積層されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記導光体の前記第１主面側に、反射シートをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
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と、
請求項１〜１３の何れか１項に記載される照明装置と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【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導光体、レンズシート、及びこれらを備えた照明装置並びに表示装置に関する。
本願は、２０１１年１２月１日に出願された特願２０１１−２６３４６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
最近の大型液晶テレビまたは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のどちらかが採用されている。直下型方式の照明装置では、光源として複数の冷陰極管またはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が、パネルの背面に規則的に配置される。液晶パネル等の画像表示素子と光源との間には、光散乱性の強い拡散板が設けられ、光源としての冷陰極管または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、複数の冷陰極管またはＬＥＤが、導光板と呼ばれる透光性の板の端面に配置される。一般的に、導光板の射出面（画像表示素子と対向する面）とは反対側に設けられる面（光偏向面）には、前記導光板の端面から入射する入射光を効率良く射出面へと導く光偏向要素が形成される。現在、光偏向面に形成される光偏向要素としては白色のインキがドット状に印刷された光偏向要素が一般的（例えば特許文献１）である。【０００４】
ところで、最近、液晶表示装置の動画性能改善、アクティブ方式の３Ｄ映像におけるクロストークの低減、または照明装置の高輝度化を目的として、射出面側にレンチキュラーレンズまたはプリズムレンズを配置した導光板が提案されている。【０００５】
この場合、画像データを画面上から下へ走査するため、光源は点光源であるＬＥＤが採用される。また、前記ＬＥＤは画面の左右の何れか１辺、または２辺に複数配置される。
そのため、導光板から射出される光の配光分布を見ると、画面水平方向においては斜め方向へと強い輝度ピークが生じてしまう。特に光源であるＬＥＤが左右の何れか１辺に配置されている場合、画面の左右視野が大きく異なるという問題が生じる。【０００６】
照明装置は、導光板の射出面側に１枚、または複数の光学シートが積層されるのが一般的である。光学シートは、導光板の光偏向面に形成された光偏向要素を暈して隠蔽すること、導光板からの射出光を観察者がいる方向へと偏向・集光すること等を目的に導光板の射出面側に積層される。特にプリズムシートは、導光板から斜め方向に射出された光を、観察者がいる方向へと偏向し、観察者がいる方向へと集光するため、一般的に使用されている。【０００７】
しかしながらプリズムシートは、一方向に延在する三角プリズムレンズが配置された光学シートであるため、上述した集光の効果は一方向のみに発揮される。従って、ＬＥＤが導光板の左右の何れか１辺、または２辺に配置された場合、画面水平方向に生じる斜めピーク光を観察者がいる方向へと偏向するには、三角プリズムレンズが画面垂直方向へと延在するプリズムシートを配置する必要がある。しかしながら、プリズムレンズが画面垂直方向へと延在するプリズムシートを配置すると、画面垂直方向の視野が広く、画面水平方向の視野が狭い画像を表示する画像表示装置となるため望ましくない。画像表示装置は、広い水平視野が求められるためである。【０００８】
この問題に対し、プリズムレンズが画面水平方向へと延在するプリズムシートを更に導光板に積層する方法が挙げられる。これにより、画面垂直方向にも集光することが出来る。しかしながら、この場合、垂直方向の視野は狭まるが、水平方向の視野も狭いままである。さらに、積層される光学シートが増えるため、照明装置としての効率が大きく低下し、コストもかかるため望ましくない。【０００９】
そこで一般的には、ＬＥＤが導光板の左右に配置された場合においても、プリズムレンズが画面水平方向へと延在するプリズムシートが導光板に積層される。しかしながら、前述したように、プリズムレンズが画面水平方向へと延在するプリズムシートは、導光板から水平方向に射出される強い斜め光を観察者がいる方向へと偏向する機能を有さない。そこで、例えば、拡散シートを２枚以上配置することができる。この場合、拡散シートは、例えば、導光板とプリズムシートとの間に２枚配置される。また、別の例としては、拡散シートは、導光板とプリズムシートとの間に１枚、プリズムシートと表示パネルとの間に１枚配置される。
拡散シートは、導光板の光偏向面に形成された光偏向要素を暈すと同時に、わずかではあるが観察者がいる方向へと集光する性能を有する。そのため、２枚以上の拡散シートを積層することで、導光板から斜め方向へと射出される光を観察者がいる方向へとわずかながら偏向することが出来る。【００１０】
しかしながら、ＬＥＤが導光板の左右の何れか１辺、または２辺に配置された照明装置において、プリズムレンズが画面水平方向へと延在するプリズムレンズを有するプリズムシートを積層した照明装置は、導光板からの射出光を効率良く観察者がいる方向へと偏向出来ない。そのため、照明装置が低輝度になるという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１−２４１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、光源が導光板の左右の何れか１辺、または２辺に配置された照明装置において、光学シートを増やすことなく導光板からの射出光を効率良く観察者がいる方向へと偏向し、且つ、画面水平視野を極端に狭めることのないレンズシートを備えた照明装置、及び前記照明装置を用いた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、本発明の第１態様に係る照明装置は、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面と、を有する透光性の導光体と、透光性の基材と、前記基材の一方の面に設けられて、一方向に延在する第１レンズアレイと、前記基材の前記面に設けられて前記第１レンズアレイとは交差する方向に延在する第２レンズアレイとを有し、前記導光体に積層されるレンズシートと、複数の光源と、前記第１主面に形成され、前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する光偏向要素と、を有し、前記４つの側端面のうち１つの側端面、または互いに反対の２つの側端面が前記複数の光源から出射された光が入射する入射面であって、前記複数の光源が、前記入射面に対向する位置に、前記入射面の延在方向に平行に並べて配置され、前記複数の光源の光軸は前記入射面の法線方向と略一致し、前記レンズシートの表面積に対し、前記第１レンズアレイ、及び前記第２レンズアレイのうち選択された一方のレンズアレイの表面積の占める割合が２０％以上５０％以下の範囲に設定され、前記選択されたレンズアレイのレンズ延在方向と、前記複数の光源の光軸とが略直交する。【００１４】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記第１レンズアレイは、頂角が７０度以上１１０度以下である台形レンズであって、前記第２レンズアレイは、前記台形レンズよりも高さが低い、頂角が７０度以上１１０度以下である三角プリズムレンズが、前記台形レンズの頂部に交差角が９０度±１０度となるように形成され、記台形レンズの頂部と、前記三角プリズムレンズの頂部とが一致していてもよい。【００１５】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記第１レンズアレイは、間隔を空けて配置され、かつ、頂角が７０度以上１１０度以下である第１三角プリズムレンズを有し、前記第２レンズアレイは、前記第１三角プリズムレンズよりも高さが低い、頂角が７０度以上１１０度以下である第２三角プリズムレンズを有し、前記第２三角プリズムレンズは、前記各第１三角プリズムレンズの間に、前記第１三角プリズムレンズとの交差角が９０度±１０度となるように形成され、前記第１三角プリズムレンズと、前記第２三角プリズムレンズの底部とが一致していてもよい。【００１６】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記レンズシートと、前記導光体との間に配置され、射出面を有する拡散シートをさらに有し、前記拡散シートは、前記射出面に凹凸形状が形成された表面拡散シートであってもよい。
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記射出面には、拡散ビーズがコーティングされていてもよい。
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記表面拡散シートの前記射出面には、略半球形状であるマイクロレンズが形成されていてもよい。【００１７】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記導光体の前記入射面に配置された前記複数の光源のうち、１つの前記入射面に配置された前記複数の光源のみを点灯させたときの前記レンズシートへの入射光のピーク角度をθiとし、ピーク輝度を１００％としたとき、輝度が８０％まで低下する角度差を、ピーク角度より大きい角度方向の角度差をΔＤ、ピーク角度より小さい角度方向の角度差をΔｄとしたとき、前記レンズシートの屈折率をｎとし、前記選択されたレンズアレイの頂角θが以下の式１を満たしていてもよい。
【数１】
2013081125.tif 000003
・・・式１
ただし、
2013081125.tif 000004
・・・式２【００１８】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記光偏向要素は、前記光軸と直交する方向に第１の間隔で並んだドット列が、光軸方向に複数配置されることで形成され、隣り合う前記ドット列は、前記光軸と直交する方向に第１の間隔の１／２の間隔である第２の間隔ずれて配置され、隣り合う前記ドット列の前記光軸方向における間隔が略一定に、または前記入射面（複数の光源）から離れるにつれて狭くなるように配置されていてもよい。【００１９】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記導光体の前記第２主面に形成され、前記複数の光源の前記光軸方向と平行な方向に延在し、前記導光体内部を導光する光の光路を規制する光閉じ込めレンズをさらに有していてもよい。【００２０】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記光閉じ込めレンズは、前記複数の光源の前記光軸方向と略平行な方向に延在する、凸状、または凹状で、球面、または非球面であるシリンドリカル形状、または多角プリズム形状であって、前記入射面の延在方向に密に、または略一定の間隔をおいて複数配置されていてもよい。
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記光偏向要素は、各々が前記第１主面内に独立して離散的に配置される凸状、または凹状のドットレンズであって、前記ドットレンズの前記第１主面に垂直且つ前記光軸方向と平行な方向における断面形状は、前記第１主面から最も離れた位置である頂部と、前記頂部から前記第１主面へと至る２つの輪郭線を有しており、前記輪郭線の前記第１主面に対する平均傾斜角度は、前記レンズシートを構成する前記選択されたレンズアレイの傾斜面における前記第１主面に対する平均傾斜角度よりも小さくてもよい。【００２１】
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記レンズシートの射出面側には、拡散機能が弱い弱拡散シート、または弱い拡散機能を有する偏光分離反射シートが積層されていてもよい。
本発明の第１態様に係る照明装置においては、前記導光体の前記第１主面側に、反射シートをさらに備えていてもよい。
本発明の第２態様に係る表示装置は、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と、本発明の第１態様に係る照明装置とを具備する。
【発明の効果】
【００２２】
前記本発明の態様に係る照明装置によれば、導光体の光射出面側には、透光性の基材の一面に第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとが形成されたレンズシートを積層し、表面積の割合が２０％以上５０％以下である何れか一方のレンズアレイの延在方向と、光源の光軸方向とが略直交することで、水平方向の視野を大きく狭めることなく、高輝度な照明装置、及び前記照明装置を用いた表示装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の断面模式図である。
【図２】導光体からの射出光を説明する図である。
【図３】レンズシートによる光の偏向を説明する図である。
【図４】プリズムシートの斜視図である。
【図５】レンチキュラーレンズシートの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係るレンズシートの斜視図である。
【図７】本発明の別の実施形態であるレンズシートの斜視図である。
【図８】本発明の別の実施形態に係るレンズシートの斜視図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係るレンズシートの斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係るレンズシートの斜視図である。
【図１１】プリズムシートの射出配光分布図である。
【図１２】本発明のレンズシートの射出配光分布図である。
【図１３】レンズシートへの入射光について説明する図である。
【図１４】本発明に係る実施例の結果を示す表である。
【図１５】本発明に係る導光体７と、図６に示されたレンズシートとの構成を示す図である。
【図１６Ａ】本発明に係る光偏向要素の配置の例を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明に係る光偏向要素の配置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における導光体７を備える照明装置３、及び前記照明装置３を具備する表示装置１の概略断面図であり、各部位の縮図は実際とは一致しない。
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の光入射側に臨ませて配置された照明装置３とを備える。
照明装置３は、画像表示素子２の光入射側に配置された、レンズシート２０と、拡散シート８と、導光体７と、光源６と、反射板５とを少なくとも備える。
【００２５】
光源６は、導光体７の入射端面７Ｌに対向する位置であって、入射端面７Ｌの延在方向（図１の紙面奥行方向）と平行に１つ、または複数並べて配置される。光源６としては例えば点光源が挙げられる。点光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）が挙げられ、ＬＥＤとしては白色ＬＥＤまたは光の３原色である赤色、緑色、青色のチップで構成されるＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。また、光源６はＣＣＦＬ（冷陰極管）に代表される蛍光管であっても良い。図１では、光源６が導光体７の互いに反対の２つの端面７Ｌに配置された例を示しているが、これに限らず、１つの端面に配置する場合もあり得る。また導光体７の形状は、図１に示すような平板形状ではなく、楔形状等であっても良い。
【００２６】
導光体７の観察者側Ｆが第２主面７ｂ、第２主面とは反対の面が第１主面７ａであって、光源６から導光体７へと入射した光は、第１主面７ａによって進路を偏向され、第２主面７ｂから射出される。すなわち、第１主面７ａが光偏向面７ａであり、第２主面７ｂが光射出面７ｂである。光偏向面７ａには、光源６からの入射光を射出面７ｂ側へと偏向する光偏向要素１８が形成される。光偏向要素１８には、例えば白色の拡散反射ドットが印刷されている。また別の例としては、凹型または凸型のマイクロレンズ形状またはピラミッド形状等が挙げられる。このような形状は、型を使って転写する方法、レーザーを使って形成する方法、またはフォトリソグラフィーによって形成する方法など複数挙げられ、適宜選択することができる。
【００２７】
このような導光体７の光射出面７ｂから射出される光は、観察者側Ｆに対して傾いた方向である斜め方向に光強度のピークを有する。すなわち、図２に示されるように、光源６の光軸Ｌ方向へと傾いて射出される。ここで、図２では光の挙動だけを簡易的に説明するため、光源６は片側１辺に配置された場合を図示し、光偏向要素１８は省略している。このような斜め方向に光強度のピークを有する射出光を効率良く観察者側Ｆへと偏向するには、図３〜図５に示されるように、光源６の光軸Ｌと直交する方向へと延在するレンズを有するプリズムシート３０またはレンチキュラーシート３１を、導光体７の観察者側Ｆに配置することが望ましい。
【００２８】
しかしながら、表示装置１に組み込まれる照明装置３は、射出光を観察者側Ｆへと偏向することで観察者側Ｆの輝度を高めるだけでなく、表示装置１の視野も考慮して設計する必要がある。すなわち、液晶テレビに代表される表示装置１は、画面垂直方向の視野に比べて、画面水平方向の視野の方を十分に確保しなければならない。従って、一般的に表示装置１に組み込まれる照明装置３は、画面垂直方向の視野を狭くすることで観察者側Ｆの輝度を高め、画面水平方向の視野は広くなるように設計される。
【００２９】
ところが前述したように、最近の３Ｄ用スキャニングバックライトは、映像の走査に合わせて照明装置３を画面垂直方向に複数分割し、画面上から下へ向かって順次点灯・消灯をスクロールさせるため、光源６を画面の左右に配置する必要がある。つまり、光源６の光軸Ｌは画面水平方向と一致する。その場合、導光体７からの射出光は、画面水平方向側へと傾いた光強度のピークを有する斜め光となる。このような斜め光を観察者側へと偏向するためには、画面垂直方向へと延在するプリズムシート３０またはレンチキュラーシート３１を配置することが望ましい。しかしながら、画面垂直方向へと延在するプリズムシート３０またはレンチキュラーシート３１は、画面水平方向の視野を狭めて観察者側Ｆの輝度を高める機能を有する。そのため、上記の構成では、先述した望ましい視野を得ることが出来ない。また、特にプリズムシート３０はサイドローブが発生してしまうため、プリズムシート３０の上に更に拡散性の光学シートを配置しなければならないといった問題も生じる。
【００３０】
本発明に係る照明装置３を構成するレンズシート２０は、透光性の基材と、前記基材の一方の面に設けられて、一方向に延在する第１レンズアレイと、前記基材の前記面に設けられて前記第１レンズアレイとは交差する方向に延在する第２レンズアレイとを有し、図６以下を用いて詳細に説明する。図６に示されるレンズシート２０Ａは、延在する方向が略直交する第１レンズアレイ２１Ａと第１レンズアレイ２１Ａよりも小さな第２レンズアレイ２２Ａとを有する。ここで略直交するとは、第１レンズアレイ２１Ａの延在する方向と第２レンズアレイ２２Ａの延在する方向との交差角度（交差角）が９０度±１０度の範囲を示す。第１レンズアレイ２１Ａは台形プリズム形状であり、第２レンズアレイ２２Ａは三角プリズム形状であり、前記第２レンズアレイ２２Ａは第１レンズアレイ２１Ａの頂部に形成される。また、第１レンズアレイ２１Ａの頂部と第２レンズアレイ２２Ａの頂部とは一致している。
そして第１レンズアレイ２１Ａと第２レンズアレイ２２Ａとの何れか一方の延在方向と、光源６の光軸Ｌ方向とが略直交している。ここで略直交しているとは、第１レンズアレイ２１Ａと第２レンズアレイ２２Ａとの何れか一方の延在方向と光源６の光軸Ｌとのなす角度が９０度±１０度の範囲を示す。この導光体７の入射端面７Ｌの延在方向と略一致した方向に延在するレンズアレイが、光源６の光軸Ｌと直交した方向に対して光軸Ｌ方向へと傾いた斜めの射出光を集光し、光軸Ｌ方向へと傾いた斜めの射出光を観察者側Ｆへと偏向する。
【００３１】
第１レンズアレイ２１Ａである台形プリズムアレイ２１Ａの頂角は７０度以上１１０度以下の範囲であることが望ましい。台形プリズムアレイ２１Ａの頂角がこの範囲である場合、レンズシート２０Ａに入射した光を集光し、観察者側Ｆの輝度を高めるため好ましい。また、台形プリズムアレイ２１Ａの頂角が７０度より小さい場合、サイドローブが大きくなることで輝度が低下し、１１０度より大きい場合、集光機能が低く光の射出角度範囲が広がって輝度が低下する。ここで、台形プリズムアレイ２１Ａの頂角とは、台形の斜辺を延長して三角形状として見た場合の頂角を指している。
【００３２】
第２レンズアレイ２２Ａである三角プリズムアレイ２２Ａの頂角は７０度以上１１０度以下の範囲であることが望ましい。三角プリズムアレイ２２Ａの頂角がこの範囲である場合、レンズシート２０Ａに入射した光を集光し、観察者側Ｆの輝度を高めるため好ましい。また、三角プリズム２２の頂角が７０度より小さい場合、サイドローブが大きくなることで輝度が低下し、１１０度より大きい場合、集光機能が低く光の射出角度範囲が広がって輝度が低下する。三角プリズムアレイ２２Ａは、台形プリズムアレイ２１Ａよりも小さく、且つ、台形プリズムアレイ２１Ａの頂部と三角プリズムアレイ２２Ａの頂部とは一致する。
【００３３】
このように本発明のレンズシート２０Ａは第１レンズアレイ２１Ａと第２レンズアレイ２２Ａとが各々独立したレンズアレイとして形成されるため、二方向の視野角特性の制御が容易である。すなわち、台形プリズム２１Ａの頂部の幅を小さくすると、レンズシート２０Ａの表面積に対して台形プリズムアレイ２１Ａが占める割合が増加し、台形プリズムアレイ２１Ａの集光機能が向上する。一方、台形プリズムアレイ２１Ａの頂部を大きくすると、レンズシート２０Ａの表面積に対して三角プリズムアレイ２２Ａが占める割合が増加し、三角プリズムアレイ２２Ａの集光機能が向上する。
【００３４】
従来の三角プリズムシート、または台形プリズムシートは、頂角が約１００度未満である場合、サイドローブが生じるという課題がある。サイドローブとは図１１に示されるように、観察者側Ｆへの集光ピークとは別に斜め方向にピーク（サイドローブ）が発生し、観察者側Ｆへの集光ピークとサイドローブとの間に暗い視野が生じることを言う。本発明に係るレンズシート２０Ａは、頂角が７０度以上１１０度以下の範囲に設定された台形プリズムアレイ２１Ａと三角プリズムアレイ２２Ａとを有するが、サイドローブは生じない。プリズムは延在方向と直交する方向に集光機能を有し、延在方向には集光機能を有さない。図１１で示される丸でプロットされた視野角特性が、プリズム延在方向と直交する方向の特性（Ｖ）であり、Ｘでプロットされた視野角特性が、プリズム延在方向の特性（Ｈ）である。従って、レンズシート２０Ａは第１レンズアレイ２１Ａと第２レンズアレイ２２Ａとの２つのプリズムが存在するため、双方の集光機能を補完することが出来る。つまり、図１１に示されるようなプリズムと直交する方向の視野角特性（Ｖ）とプリズムと平行する方向の視野角特性（Ｈ）とを足し合わせた配光を得ることが出来る。したがって、本発明に係るレンズシート２０Ａを用いると、図１２に示されるようにサイドローブが生じない。ここで、図１２に示される視野角特性図は、台形プリズムアレイ２１Ａの頂角を９０度、三角プリズムアレイ２２Ａの頂角を９０度とし、レンズシート２０Ａの表面積に対して各々のレンズアレイが占める割合を５０％とした場合の特性図である。従って、レンズシート２０Ａと画像表示素子２との間に拡散性光学シートを配置する必要が無く、高輝度特性が得られ、また光学シートも削減できる。
【００３５】
そして、レンズシート２０Ａの表面積に対し、台形プリズムアレイ２１Ａが占める割合と三角プリズムアレイ２２Ａが占める割合とを調整することで、画面垂直方向の視野と画面水平方向との視野を調整することが可能である。ここで、第１レンズアレイ２１と第２レンズアレイ２２との何れか一方のレンズアレイは、光源６の光軸Ｌと略直交する方向に延在するため、画面水平方向の視野を制御する機能を有する。前述した通り、テレビに代表される画像表示装置１においては、画面垂直方向より画面水平方向の視野を広く設計することが望ましい。そこで、レンズシート２０Ａの表面積に対して、光源６の光軸Ｌと略直交する方向に延在するレンズアレイが占める割合は、最大でも５０％以下であることが望ましい。一方、光源６の光軸Ｌと略直交する方向に延在するレンズアレイは、導光体７から斜め方向に射出される光を観察者側Ｆへと偏向する機能を有するため、レンズシート２０Ａの表面積に対して占める割合が少なくなるほど照明装置３の輝度を向上する効果が少なくなる。そこで、光源６の光軸Ｌと略直交する方向に延在するレンズアレイが占める割合は、少なくとも２０％以上であることが望ましい。従って、レンズシート２０Ａを構成する第１レンズアレイ２１Ａ、及び第２レンズアレイ２２Ａのうち、光源６の光軸Ｌと略直交する方向に延在する一方のレンズアレイが、レンズシート２０Ａの表面積に対して占める割合は、２０％以上５０％以下の範囲であることが望ましい。第１レンズアレイ２１Ａと第２レンズアレイ２２Ａとの面積率をこのように調整することで、観察者側Ｆの輝度を高めながら、十分な画面水平方向の視野角特性を確保した照明装置３を得ることが出来る。
【００３６】
本発明に係る二方向にプリズムレンズ機能を有するレンズシート２０の別の機能について以下説明する。
図１６Ａ及び図１６Ｂは、本発明に係る導光体７の光偏向面７ａに形成される光偏向要素１８の配置を例示している。光偏向要素１８は光偏向面７ａにおいて光軸と直交する方向（Ｘ方向）に略一定の間隔ＸＤ（第１の間隔）で配置される。この間隔ＸＤで配置された光偏向要素を１つの列としたとき、光軸方向（Ｙ方向）においては、図１６Ｂに示されるように、光偏向要素列がＸ方向に第１の間隔の１／２の間隔である１／２・ＸＤ（第２の間隔）ずつシフトしていることが望ましい。
つまり、前記光偏向要素は、Ｘ方向に第１の間隔で並んだドット列が、Ｙ方向に複数配置されることで形成され、隣り合う前記ドット列は、Ｘ方向に第１の間隔の１／２の間隔である第２の間隔ずれて配置され、前記Ｙ方向における隣り合う前記ドット列の間隔が略一定に、または入射面７Ｌ（光源）から離れるにつれて狭くなるように配置されることが望ましい。
また光偏向要素１８の配置は、光偏向面７ａをＹ方向において複数のブロックに分割しても良い。このとき各ブロック内においてはＸ方向の間隔は一定であり、入射面７Ｌに近いブロックほどＸ方向の間隔は大きく、入射面７Ｌから離れたブロックほどＸ方向の間隔が小さくなることが望ましい。
照明装置３においては、光偏向要素１８が視認されないことが求められる。本発明に係るレンズシート２０を介して光偏向要素１８を観察したとき、二方向にプリズムレンズ機能を有するため、光偏向要素は４つにスプリットされて視認される。
図１６Ａは光偏向要素列がＸ方向にシフトせずにＹ方向へと配置された場合の例であり、図１６Ｂは光偏向要素列がＸ方向に１／２・ＸＤずつシフトしながらＹ方向へと配置された場合の例である。
図１６Ａにおいては、光偏向要素１８が上下左右へとスプリットされるが、斜め方向には光偏向要素１８の像（図１６Ａにおける破線の円）が現れない。
一方、図１６Ｂにおいては、光偏向要素１８が上下左右へとスプリットされ、斜め方向には別の光偏向要素１８があるため、面内均一に光偏向要素１８の像（図１６Ｂにおける破線の円）が生じ、光偏向要素１８の視認性が大幅に低減することができる。
【００３７】
本発明に係る二方向にプリズムレンズ機能を有するレンズシート２０について、別の例を以下説明する。
図７に示されるのは、二方向にプリズムレンズ機能を有するピラミッドレンズシート２０Ｂである。ピラミッドレンズシート２０Ｂは、光源６の光軸Ｌ方向と、前記光軸Ｌ方向とは直交する方向の二方向に集光する機能を有する。従って、ピラミッドレンズシート２０Ｂは、導光体７から射出される光軸Ｌ方向へと傾いた斜め光を観察者側Ｆへと偏向すると同時に、画面垂直方向の視野を狭めることで観察者側Ｆの輝度を高める機能を併せ持つため望ましい。また、ピラミッドレンズシート２０Ｂは、二方向の集光機能を有するが、二方向の頂角を変えることで視野角特性を調整することが可能である。すなわち、ピラミッドレンズシート２０Ｂの第１レンズアレイ２１Ｂの頂角と第２レンズアレイ２２Ｂの頂角とを異なる角度にすることで、画面水平・垂直方向の視野角特性を変更することが可能となる。
【００３８】
図８に示される逆ピラミッドレンズシート２０Ｃは、上述したピラミッドレンズシート２０Ｂとはネガポジ（凹凸）を逆転した形状を有し、第１レンズアレイ２１Ｃと第２レンズアレイ２２Ｃとを有する。ピラミッドレンズシート２０Ｂとほぼ同等な光学特性が得られるため、どちらの構成にするかを適宜選択することが可能である。
【００３９】
図９に示されるのはヒップルーフレンズシート２０Ｄである。上述したように、ピラミッドレンズシート２０Ｂ及び逆ピラミッドレンズシート２０Ｃは、二方向の視野角特性を変える場合、それぞれの頂角を変更する必要がある。一方、ヒップルーフレンズシート２０Ｄは、二方向の頂角を変更することなく、ヒップルーフレンズシート２０Ｄの表面積に対して第１レンズアレイ２１Ｄと第２レンズアレイ２２Ｄとの面積割合を調整することで、二方向の視野角特性を調整することが可能なため好ましい。
【００４０】
図１０に示されるのはクロスプリズムシート２０Ｅである。クロスプリズムシート２０Ｅは、隙間を空けて配置された第１レンズアレイ２１Ｅと、前記隙間を埋めるように配置される第２レンズアレイ２２Ｅとを有する。クロスプリズムシート２０Ｅは、図７〜図９に示されるピラミッドレンズシート２０Ｂ、逆ピラミッドレンズシート２０Ｃ、及びヒップルーフレンズシート２０Ｄと、第２レンズアレイ２２Ｅの大きさが第１レンズアレイ２１Ｅの大きさに比べて小さく設定され、各々が独立したプリズム形状を有している点で大きく異なる。第１レンズアレイ２１Ｅと第２レンズアレイ２２Ｅとが独立したプリズム形状を有しているため、各々の大きさ、頂角、または第１レンズアレイ２１Ｅの隙間を調整することで、容易に二方向の視野角特性を制御することが出来るため好ましい。また、図７〜図９に示されるレンズシート２０は、底部と頂部とが一致しているため、レンズシート２０を成形するための型を準備する際、二方向のプリズム型を完全に一致させなければならない。したがって、二方向のプリズム型がずれた場合、光学特性に影響が出るのみならず、外観上の筋状のムラとして視認されてしまうといった問題も生じる。図１０に示されるようなクロスプリズムシート２０Ｅは、第１レンズアレイ２１Ｅと第２レンズアレイ２２Ｅとの大きさが異なるため、二方向のプリズム型に多少のずれが生じても、外観上の問題は発生しないため好ましい。
【００４１】
また、本発明に係る照明装置３を構成する導光体７の光偏向面７ａには光偏向要素１８が形成される。この光偏向要素１８が観察者に視認されないよう、導光体７とレンズシート２０との間に拡散シート８を配置してもよい。この場合、拡散シート８としては、主に射出面の凹凸によって光を拡散する、表面拡散シート８であることが望ましい。拡散シート８には、射出面の凹凸によって拡散する表面拡散タイプと、拡散シート内部に拡散材を含有した内部拡散タイプとがある。表面拡散シート８は入射光を拡散して射出するだけでなく、わずかではあるが、斜め方向の入射光を観察者側Ｆへと偏向する機能を有する。結果、内部拡散タイプの拡散シートより表面拡散タイプの拡散シート８の方が、照明装置３の輝度を高めることが出来る。
【００４２】
表面拡散シート８としては、拡散ビーズをコーティングした拡散シート８Ａ、または略半球形状であるマイクロレンズを規則的に、または不規則的に配置したマイクロレンズシート８Ｂが挙げられる。拡散ビーズをコーティングした拡散シート８Ａに比べてマイクロレンズシート８Ｂは斜め方向の入射光を観察者側Ｆへと偏向する機能が強いため、照明装置３の輝度が高められる一方で、光偏向要素１８の隠蔽性は劣る。したがって、導光体７の光偏向要素１８の種類によって拡散シートを適宜選択することが望ましい。また、マイクロレンズシート８Ｂの内部に若干の拡散材を添加することで、光偏向要素１８の隠蔽性を高めることも出来る。
【００４３】
本発明に係る照明装置３を構成する導光体７の光偏向面７ａに形成される光偏向要素１８としては、白色の拡散反射ドット１８Ａ、または凹状または凸状のマイクロドット１８Ｂが挙げられる。光偏向要素１８としては、特にマイクロドット１８Ｂであることが望ましい。マイクロドット１８Ｂは、拡散反射ドット１８Ａに比べて、射出光の射出角度を制御することが出来る。すなわち、最も効率良く観察者側Ｆへと光を偏向することが出来る角度でレンズシート２０へ入射するように、導光体７からの射出光を制御することができる。
【００４４】
ここで、導光体７の入射端面７Ｌに配置された光源６のうち、１つの入射端面７Ｌに配置された光源６のみを点灯させた際の、レンズシート２０への入射光の輝度がピークとなる斜めピーク角度をθiとし、そのピーク輝度を１００％としたときに輝度が８０％まで低下する角度差について、前記ピーク角度より大きい角度方向の角度差をΔＤ、前記ピーク角度より小さい角度方向の角度差をΔｄとしたとき、第１レンズアレイ２１、または第２レンズアレイ２２のうち、入射端面７Ｌの延在方向と略一致する方向に延在するレンズアレイの頂角θが以下の式１を満たすことが望ましい。ここでｎはレンズシート２０の屈折率である。
【数１】
2013081125.tif 000005
・・・式１
ただし、
2013081125.tif 000006
・・・式２
【００４５】
上述したピーク角度θiと角度差ΔＤ、Δｄとの関係図を図１３に示す。式１は、入射角θiと入射角θiで入射した光を観察者側Ｆへと偏向するプリズム頂角θとの関係式である。ここで、レンズシート２０に入射する光はコリメート光ではなく、角度方向に広がり幅を持った光であるため、入射光のピーク角度θiとプリズム頂角θとの関係が完全一致しない場合であっても、その広がり幅の範囲に入っていれば効率的に観察者側Ｆへと偏向される。そこで角度差範囲として、ピーク輝度を１００％としたときに、輝度が８０％まで低下する角度範囲と規定する。
【００４６】
レンズシート２０への入射光が式１を満たすとき、前記レンズシート２０が観察者側Ｆへと効率良く偏向することが出来、観察者側Ｆの輝度が高い照明装置３を得ることが出来るため望ましい。また輝度を高めるだけでなく、レンズシート３での反射光も低減されるため、照明装置３の効率も向上する。
一方、式１を満たさない場合、観察者側Ｆへ偏向される光よりも、斜め方向へと偏向される光が増加するため、観察者側Ｆの輝度が大きくは向上しない。更に、レンズシート２０での反射光が増加することで、照明装置３の効率も低下する。
【００４７】
更に式１を満足する光偏向要素１８とレンズシート２０との関係について詳細に説明する。上述したように、光偏向要素１８は凹状、または凸状のマイクロドット１８Ｂであることが望ましい。そして、マイクロドット１８Ｂを光偏向面７ａに垂直且つ光軸方向と平行な面で切断したときの切断面は、光偏向面７ａから最も離れた頂部Ｔと、前記頂部Ｔから光偏向面７ａへと至る２つの輪郭線とで構成される。このとき、輪郭線の光偏向面７ａに対する平均傾斜角度は、レンズシート２０の一方のレンズアレイの光偏向面７ａに対する平均傾斜角度よりも小さいことが望ましい。図１５では１つの例として、凹状のマイクロドット１８Ｂで構成された本発明に係る導光体７と、図６に示されたレンズシート２０Ａとの構成を図示している。図１５では簡単のために表面拡散シート８は図示していない。
【００４８】
マイクロドット１８Ｂは凹状のマイクロレンズ形状であり、頂部Ｔから光偏向面７ａへと至る球面とで構成される。一方、レンズシート２０Ａは光軸と直交する一方のレンズアレイが台形レンズアレイ２１Ａであり、直線の傾斜面を有している。台形レンズアレイの頂角をθとしたとき、台形レンズアレイの傾斜角度は（π−θ）／２となる。このとき、マイクロドット１８Ｂの断面を構成する球面の各々の点における接線と光偏向面７ａとのなす角度の平均値（平均傾斜角度）が、（π−θ）／２よりも小さくなることが望ましい。平均傾斜角度が（π−θ）／２より大きくなると、式１で説明したピーク角度θｉが小さくなり式１を満足しなくなる。すなわち、式１を満足する望ましい光偏向要素１８としては、その平均傾斜角度が（π−θ）／２以下であるマイクロドット１８Ｂである。ここで、図１５では１つの例として凹状のマイクロドット１８Ｂを図示したが、本発明はこれに限られず、例えば凸状であっても良いし、頂部Ｔから光偏向面７ａへと至る輪郭線が球面ではなく直線であっても良い。
【００４９】
本発明の照明装置３は、導光体７の入射端面７Ｌが観察者側Ｆから見て左右の側端面、または少なくとも左右の片側１辺に光源６が配置された場合において、最も輝度向上効果が高い構成を取る。前述したように、最近の３Ｄ用スキャニングバックライトは、映像の走査に合わせて照明装置３を画面垂直方向に複数分割し、画面上から下へ向かって順次点灯・消灯をスクロールさせる。そのため、光源６から導光体７に入射した光が分割した領域内を導光することが望まれる。しかしながら、光源６から射出される光はランバートであるため、導光体７に入射した光は内部を扇状に広がって導光する。
【００５０】
そこで、導光体７の光射出面７ｂには光閉じ込めレンズ１９が形成される方が良い。光閉じ込めレンズ１９としては、一方向に延在する凹状、または凸状のプリズムレンズ形状、またはレンチキュラーレンズ形状が望ましい。また、光閉じ込めレンズ１９の延在方向と、光源６の光軸Ｌとは略一致する。ここで、略一致するとは、光軸Ｌと光閉じ込めレンズ１９の延在方向とのなす角度が０度±１０度の範囲を示す。光軸Ｌと光閉じ込めレンズ１９の延在方向とのなす角度が１０度を超えると、スキャニングバックライト動作時に、分割したブロックが明らかに斜めとなって観察者に視認されてしまう。
また光閉じ込めレンズ１９形状は特に凸レンチキュラー形状であることが望ましい。この場合、レンズ先端部が丸みを帯びるため、導光体７の光射出面７ｂ側に配置する拡散シート８、またはレンズシート２０との擦れに対して耐擦性が得られる。
【００５１】
本発明に係る照明装置３を構成するレンズシート２０はサイドローブが生じないため、レンズシート２０の上に拡散シートを必要としない。しかしながら、画像表示素子２の画素構造とレンズシート２０の第１レンズアレイ２１または第２レンズアレイ２２との間にモアレ干渉縞が生じる場合、前記モアレ干渉縞を抑制するための、弱い拡散機能を持つ拡散シート２８を配置しても良い。前記拡散シート２８としては、ヘイズが８０％未満、透過率が８０％以上であることが望ましい。ヘイズが８０％を超えた場合、レンズシート２０で観察者側Ｆへと偏向した光が拡散されてしまい輝度が低下する。また、透過率が８０％を下回ると照明装置３の効率が低下するため望ましくない。また、前記拡散シート２８は偏光分離機能を備えた偏光分離反射シート２９であっても良い。
【００５２】
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、本発明の照明装置３により、観察者側Ｆへの輝度が向上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２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。
【００５３】
以上、本発明の照明装置３、並びに表示装置１について説明したが、本発明の照明装置３は表示装置１のみに適用されるものではない。すなわち光源６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として例えば照明機器などにも使用できる。すなわち本発明は、光源６の光軸Ｌとレンズシート２０を構成するレンズアレイとの組合わせによって、光利用効率の高い照明装置３を提供することを目的としている。
以下、実施例に基づいて本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
（実施例）
【００５４】
２３インチサイズの照明装置３について、以下のような構成を用いた。
本実施例に係る照明装置３は、下から、反射板５、導光体７、マイクロレンズシート８Ｂ、レンズシート２０の順番に重ねて構成される。反射板５は白色の拡散反射シート５であり、反射率は約９８％である。マイクロレンズシート８Ｂは、ＰＥＴ基材上にＵＶ硬化樹脂の略半球形状であるマイクロレンズがランダムに配置されている。光源６は白色のＬＥＤが導光体７の横１辺に複数配置される。以下、本構成において、各実施例、及び比較例の特徴について詳細に説明する。
【実施例１】
【００５５】
実施例１の照明装置３を構成する導光体７として、光偏向要素１８が白色の拡散反射ドットＡである印刷導光板７Ａを採用した。またレンズシート２０は、図６に示されるレンズシート２０Ａを屈折率が約１．５９であるポリカーボネート樹脂で成形した。第１レンズアレイ２１である台形プリズムアレイ２１Ａを光源６の光軸Ｌと平行とする構成とし、この際、レンズシート２０Ａの表面積に対する、光源６の光軸Ｌと直交する三角プリズムアレイ２２Ａの面積率を４０％とした。また、台形プリズムアレイ２１Ａの頂角、及び三角プリズムアレイ２２Ａの頂角は、双方共に９０度とした。
【実施例２】
【００５６】
実施例２の照明装置３を構成する導光体７として、光偏向要素１８が凹マイクロドット１８ＢＢである賦形導光板７Ｂとした。凹マイクロドット１８Ｂは楕円球の一部の形状とし、長手幅を２００μｍ、他方幅を１００μｍ、ドット高さを２０μｍとした。一方、賦形導光板７Ｂの光射出面７ｂには光閉じ込めレンズ１９が形成され、前記光閉じ込めレンズのレンズ幅は１５０μｍ、高さは５２μｍとした。実施例２で用いたレンズシート２０は、実施例１に示されるレンズシート２０Ａと同様とした。
［比較例１］【００５７】
比較例１の照明装置３を構成する導光体７として、実施例１と同様、印刷導光板７Ａを準備した。レンズシート２０は図４に示されるようなプリズムシート３０をポリカーボネート樹脂で成形し、プリズムシート３０を構成するプリズムレンズの延在方向と、光源６の光軸Ｌとを平行とする構成を取った。またプリズムレンズの頂角は９０度とした。
［比較例２］【００５８】
比較例２の照明装置３を構成する導光体７として、実施例１と同様、印刷導光板７Ａを準備した。レンズシート２０は図４に示されるようなプリズムシート３０をポリカーボネート樹脂で成形し、プリズムシート３０を構成するプリズムレンズの延在方向と、光源６の光軸Ｌとを直交とする構成を取った。またプリズムレンズの頂角は９０度とした。【００５９】
実施例１〜２、及び比較例１〜２の照明装置３の観察者側Ｆに画像表示素子２として液晶パネルを用意して表示装置１とし、正面輝度と光学的外観評価を行った。評価結果を図１４に示す。【００６０】
比較例１の表示装置は、印刷導光端７Ａとマイクロレンズシート８Ｂ、プリズムシート３０を有する最も一般的な照明装置３で構成される。比較例１では、プリズムシート３０が原因のサイドローブが生じる結果となった。このサイドローブを抑制するためには、プリズムシート３０の観察者側に更に拡散シートを配置する必要がある。【００６１】
実施例１では、比較例１と比べて高輝度な表示装置１が得られた。比較例１のプリズムシート３０は、光軸Ｌと平行になるようにプリズムレンズが配置されているため、水平方向に傾いた射出光を偏向することは出来ない。一方、実施例１のレンズシート２０Ａは、光軸Ｌと直交する方向に延在する三角プリズムアレイ２２Ａを備えるため、導光体７から射出される斜め光を観察者側Ｆへと偏向することができる。また、レンズシート２０Ａの表面積に対する三角プリズムアレイ２２Ａの面積率は４０％であり、他方、台形プリズムアレイ２１Ａの面積率は６０％であり、画面水平方向における集光機能より画面垂直方向における集光機能の方が高い。従って、視野角は垂直方向よりも水平方向の方が大きく、水平・垂直方向における視野角のバランスの良い表示装置１を得ることが出来た。【００６２】
実施例２は、光偏向要素１８が凹マイクロドット１８Ｂである賦形導光板７Ｂであるため、実施例１よりも更に高輝度な表示装置１を得ることが出来た。実施例２は、実施例１と導光体７が印刷導光板７Ａではなく、賦形導光板７Ｂであるという点で異なる。光射出面７ｂに光閉じ込めレンズ１９が形成される賦形導光板７Ｂを使用することで、印刷導光板７Ａを使用する場合と比べて１０％程度高輝度な表示装置１を得ることが出来る。更に賦形導光板７Ｂとマイクロレンズシート８Ｂとから射出して、レンズシート２０Ａに入射する光のピーク角度が約３０度であり式１を満足している。従って、実施例２では、高輝度な表示装置１を得ることが出来た。【００６３】
比較例２では、比較例１、及び実施例１に比べて高輝度な表示装置１を得ることが出来た。比較例２では、プリズムシート３０を構成するプリズムレンズが光軸Ｌと直交する方向に延在する。従って、光軸Ｌ方向に傾いた斜め射出光を効率良く観察者側Ｆへと偏向することが出来る。しかしながら、比較例２のプリズムシート３０は画面水平方向の光を集光するため、画面水平方向の視野が狭く、画面垂直方向の視野が広い表示装置１となり、視野角特性に問題が生じた。更に、プリズムシート３０に起因するサイドローブも確認された。【００６４】
本実施例により、二方向にプリズムアレイを有するレンズシート２０は、従来の一方向のプリズムアレイを有するプリズムシート３０に比べて、高輝度でサイドローブが生じない照明装置３、及び前記照明装置３を備えた表示装置１を得ることが出来ることが確認された。
【符号の説明】
【００６５】
Ｆ…観察者側、Ｌ…光源の光軸、１…表示装置、２…液晶パネル、３…照明装置、５…反射板（反射シート）、６…光源、７…導光板（導光体）、７ａ…光偏向面、７ｂ…光射出面、７Ｌ…入射面、８…拡散シート、８Ａ…拡散シート、８Ｂ…マイクロレンズシート、９…液晶層、１０、１１…偏光板、１８…光偏向要素、１９…光閉じ込めレンズ、２０…レンズシート、２０Ａ…二方向レンズシート、２０Ｂ…ピラミッドレンズシート、２０Ｃ…逆ピラミッドレンズシート、２０Ｄ…ヒップルーフレンズシート、２０Ｅ…クロスプリズムシート、２８…拡散シート、２９…偏光分離反射シート、３０…プリズムシート、３１…レンチキュラーレンズシート
【図１】
2013081125.tif 000009
【図２】
2013081125.tif 000010
【図３】
2013081125.tif 000011
【図４】
2013081125.tif 000012
【図５】
2013081125.tif 000013
【図６】
2013081125.tif 000014
【図７】
2013081125.tif 000015
【図８】
2013081125.tif 000016
【図９】
2013081125.tif 000017
【図１０】
2013081125.tif 000018
【図１１】
2013081125.tif 000019
【図１２】
2013081125.tif 000020
【図１３】
2013081125.tif 000021
【図１４】
2013081125.tif 000022
【図１５】
2013081125.tif 000023
【図１６Ａ】
2013081125.tif 000024
【図１６Ｂ】
2013081125.tif 000025
【国際調査報告】
2013081125.tif 000026
2013081125.tif 000027