(57)【要約】【課題】  本発明は、従来のプリズムシートで生じるサイドローブを低減し、高輝度で且つ視野範囲を制御可能な新規なレンズシート、該レンズシートと拡散板とが積層一体化され薄型で高強度、高表示品位な光学シート、その光学シートを用いたバックライト・ユニット、ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  入射面と出射面とを備える光透過性の基材１７において、前記出射面に一定のピッチで配列された第１のレンズアレイ３を備え、該第１のレンズアレイ３の頂部３ａには第２のレンズアレイ５が形成された形状であることを特徴とするレンズシート。【選択図】  図１
2009139084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基材の一方の面に第１レンズアレイを備え、
前記第１レンズアレイは、前記基材の一方の面に、一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第１レンズを備え、
前記第１レンズの頂部に、前記第１レンズアレイとは交差する方向に沿って互いが平行に配置された複数の第２レンズを備える第２レンズアレイが形成されてなることを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとが交差する角度が７０度〜１１０度の範囲で設定されてなることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項３】
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとが交差する角度が略９０度であることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項４】
前記第２レンズの形状が、三角プリズム形状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項５】
前記第２レンズのプリズム頂角が７０度〜１１０度の範囲で設定されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズシート。
【請求項６】
前記第１レンズの形状が、台形プリズム形状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項７】
前記第１レンズのプリズム頂角が７０度〜１１０度の範囲で設定されていることを特徴とする請求項６に記載のレンズシート。
【請求項８】
前記第１レンズが延在する方向をＶｅ、前記第１レンズが配置される方向をＨｏとしたとき、
前記第１レンズの頂角θ１、及び前記第２レンズの頂角θ２が以下の数式１の関係を満たすことを特徴とする請求項７に記載のレンズシート。
【数１】
2009139084.tif 000008
【請求項９】
前記第１レンズが延在する方向をＨｏ、前記第１レンズが配置される方向をＶｅとしたとき、
前記第１レンズの頂角θ１、及び前記第２レンズの頂角θ２が以下の数式２の関係を満たすことを特徴とする請求項７に記載のレンズシート。
【数２】
2009139084.tif 000009
【請求項１０】
前記第１レンズの形状が、湾曲レンズ形状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項１１】
前記第１レンズの高さよりも前記第２レンズの高さが低く設定されてなり、
前記第１レンズの頂部と前記第２レンズの頂部とが一致してなることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記基材の他方の面に、略平坦な平面部と、前記平面部から突出する複数の突起部とで構成されてなることを特徴とするレンズシート。
【請求項１３】
前記突起部は、前記基材の厚み方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１２記載のレンズシート。
【請求項１４】
前記突起部は、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなることを特徴とする請求項１２記載のレンズシート。
【請求項１５】
前記突起部は、幅の異なる２段以上の円柱で構成され、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなることを特徴とする請求項１２記載のレンズシート。
【請求項１６】
光源から発せられた光を入射し、入射した光を拡散させることで光量むらを低減させ、拡散光を射出する拡散板と、
請求項１２から１５のいずれか１項に記載のレンズシートとを少なくとも備え、
前記拡散板の前記射出面と、前記レンズシートの前記突起部とが、固定層により一体積層されてなる光学シート。
【請求項１７】
表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、光源と、光源から発せられた光を入射し、入射した光を拡散させることで光量むらを低減させ、拡散光を射出する拡散板と、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズシートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライトユニット。
【請求項１８】
表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、光源と、請求項１６に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライトユニット。
【請求項１９】
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、
前記画像表示素子の背面に、請求項１７〜１８の何れか１項に記載のディスプレイ用バックライトユニットを備え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、照明光路制御に用いられるレンズシート、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用されるレンズシート、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を配置した直下型方式バックライトが採用されている。
画像表示素子と光源との間に光散乱性の強い拡散板が用いられて、光源としての冷陰極管やＬＥＤなどが視認されないようにされている。
拡散板は、光拡散効果により光を全方位に拡散するため、液晶表示装置を暗くする。また、拡散板の板厚は、光散乱性を高めるために、また拡散板の上に構成される光学フィルムの支持をするために、通常１〜５ｍｍ程度の厚さを必要とするので、拡散板で少なからず光吸収され、液晶画面表示が暗くなる。【０００３】
従来、直下型方式バックライトに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から出射される光を拡散させ、輝度ムラ（ランプイメージ）を低減させることを目的としている。したがって、通常、拡散板の上には観察者側方向の輝度を向上させるために、単一、または複数の光学フィルムが配置される。【０００４】
液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国３Ｍ社の登録商標である輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）がレンズシートとして広く使用されている。
図１４は、ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図であり、図１５は、ＢＥＦの斜視図である。図１４、１５に示すように、ＢＥＦ１８５は、部材１８６上に、断面三角形状の単位プリズム１８７が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム１８７は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）とされている。【０００５】
ＢＥＦ１８５は、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”することができる。すなわちＢＥＦ１８５は、ディスプレイの使用時（観察時）に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視野方向Ｆ’に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。【０００６】
ＢＥＦ１８５に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーが塗布され、拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム（以下、下拡散フィルムと呼ぶ）を拡散板とレンズシートとの間に配置することによって、拡散板から出射される拡散光を効率よく集光することができるとともに、拡散板だけでは消しきれない光源の視認性を抑えることができる。【０００７】
さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に光拡散フィルムを配置した場合には、サイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。【０００８】
ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献１乃至３に例示されるように多数のものが知られている。
【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  上記のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって、光源からの光が、最終的には、制御された角度でフィルムより出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
【０００９】
しかしながら、ＢＥＦ１８５を用いた場合には、同時に反射／屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向Ｆ’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。
図１６の線Ｂは、ＢＥＦ１８５の特性を示したものだが、光強度と視野方向Ｆ’に対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるが、Ｆ’に対する角度が±９０°近辺には小さな光強度ピーク（サイドローブ）が発生し、横方向から無駄に出射される光も増えてしまっている。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±９０°近辺での光強度ピークのない図１６の線Ａのような滑らかな輝度分布の方が望ましい。【００１０】
また、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されるため、ピーク幅を適度に拡げるために、上述のようにプリズムシートとは別部材の光拡散フィルムを新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴ってしまうという問題がある。【００１１】
ところで、またこのような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
特に、近年、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、カラー液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。【００１２】
しかしながら、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニット及びディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述の課題を鑑みてなされたものであり、拡散板から射出される拡散光を効率的に集光することで、観察者側の輝度を向上し、且つサイドローブがほとんど生じない新規のレンズシート、該レンズシートを備えた光学シート、バックライトユニット、及び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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
すなわち請求項１の発明は、透光性の基材の一方の面に第１レンズアレイを備え、前記第１レンズアレイは、前記基材の一方の面に、一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第１レンズを備え、前記第１レンズの頂部に、前記第１レンズアレイとは交差する方向に沿って互いが平行に配置された複数の第２レンズを備える第２レンズアレイが形成されてなることを特徴とするレンズシートである。【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとが交差する角度が７０度〜１１０度の範囲で設定されてなることを特徴とする。【００１６】
請求項３の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとが交差する角度が略９０度であることを特徴とする。【００１７】
請求項４の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第２レンズの形状が、三角プリズム形状であることを特徴とする。【００１８】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレンズシートにおいて、前記第２レンズのプリズム頂角が７０度〜１１０度の範囲で設定されていることを特徴とする。【００１９】
請求項６の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズの形状が、台形プリズム形状であることを特徴とする。【００２０】
請求項７の発明は、請求項６に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズのプリズム頂角が７０度〜１１０度の範囲で設定されていることを特徴とする。【００２１】
請求項８の発明は、請求項７に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズが延在する方向をＶｅ、前記第１レンズが配置される方向をＨｏとしたとき、前記第１レンズの頂角θ１、及び前記第２レンズの頂角θ２が以下の数式１の関係を満たすことを特徴とする。
【数１】
2009139084.tif 000003
【００２２】
請求項９の発明は、請求項７に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズが延在する方向をＨｏ、前記第１レンズが配置される方向をＶｅとしたとき、前記第１レンズの頂角θ１、及び前記第２レンズの頂角θ２が以下の数式２の関係を満たすことを特徴とする。
【数２】
2009139084.tif 000004
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズの形状が、湾曲レンズ形状であることを特徴とする。【００２４】
請求項１１の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記第１レンズの高さよりも前記第２レンズの高さが低く設定されてなり、前記第１レンズの頂部と前記第２レンズの頂部とが一致してなることを特徴とする。【００２５】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前記基材の他方の面に、略平坦な平面部と、前記平面部から突出する複数の突起部とで構成されてなることを特徴とするレンズシートである。【００２６】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載のレンズシートにおいて、前記突起部は、前記基材の厚み方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とする。【００２７】
請求項１４の発明は、請求項１２に記載のレンズシートにおいて、前記突起部は、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなることを特徴とする。【００２８】
請求項１５の発明は、請求項１２に記載のレンズシートにおいて、前記突起部は、幅の異なる２段以上の円柱で構成され、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなることを特徴とする。【００２９】
請求項１６の発明は、光源から発せられた光を入射し、入射した光を拡散させることで光量むらを低減させ、拡散光を射出する拡散板と、請求項１２から１５のいずれか１項に記載のレンズシートとを少なくとも備え、前記拡散板の前記射出面と、前記レンズシートの前記突起部とが、固定層により一体積層されてなる光学シートである。【００３０】
請求項１７の発明は、表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に、光源と、光源から発せられた光を入射し、入射した光を拡散させることで光量むらを低減させ、拡散光を射出する拡散板と、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズシートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライトユニットである。【００３１】
請求項１８の発明は、表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に、光源と、請求項１６に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライトユニットである。【００３２】
請求項１９の発明は、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、前記画像表示素子の背面に、請求項１７〜１８の何れか１項に記載のディスプレイ用バックライトユニットを備えることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００３３】
上記構成によれば、拡散板から射出される拡散光を、２方向のレンズにより集光することで観察者側の輝度を向上し、且つサイドローブがほとんど生じないレンズシート、該レンズシートと拡散板とを一体化させることで、部品点数の削減を達成し、同時にレンズシートの皺や撓みを防止する光学シート、該レンズシート、該光学シートを備えるバックライトユニット、及び表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図１は本発明のレンズシート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５とバックライトユニット５５とから構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット５５は、ランプハウス（反射板）４３内に複数の光源４１が配置され、その上（観察者側方向Ｆ）に、光源４１から入射する光を拡散して射出する拡散板２５、本発明の実施形態であるレンズシート１が配置されて構成されている。
光源４１から射出された光Ｈは、拡散板２５で拡散され、その上に配置されたレンズシート１で集光され、バックライトユニット５５から射出される光Ｋが、画像表示素子３５に入射し、観察者側Ｆへと射出される。【００３５】
光源４１は、画像表示素子３５へと光を供給するものである。そこで光源４１としては、たとえば、複数の線状、及び点光源を用いることができる。複数の線状光源としては、たとえば、複数の蛍光灯、冷陰極管（ＣＣＦＬ）あるいはＥＥＦＬといったランプ光源、点光源としてはＬＥＤなどを用いることができる。
反射板４３は、複数の光源４１の観察者側Ｆと反対側に配置され、光源４１から全方向に出射された光のうち、観察者側Ｆと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させることができる。その結果、観察者側Ｆに出射された光Ｈは、ほぼ光源４１から全方向に出射された光となる。このように反射板４３を用いることによって、光の利用効率を高めることができる。反射板４３としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。【００３６】
本発明の実施形態であるレンズシート１について図２を用いて説明する。透光性の基材１７の観察者側Ｆの面１７ｂに第１のレンズアレイ３が形成されている。該第１のレンズアレイ３の頂部３ａには、第１のレンズアレイ３の配列される方向と交差する方向に第２のレンズアレイ５が形成されている。【００３７】
第２のレンズアレイ５のレンズ形状は、三角プリズム形状であることが望ましい。三角プリズム形状は観察者側Ｆへの集光効果が高いため、高輝度なディスプレイ装置７０を得ることができるためである。高輝度なディスプレイ装置７０を得るための該三角プリズムの頂角θ２は７０度〜１１０度、更には８０度〜１００度の範囲であることが望ましい。頂角θ２が７０度より小さい場合、サイドローブが大きくなり輝度が低下し、１１０度より大きい場合、半値角が広がって輝度が低下するためである。
第１のレンズアレイ３のレンズ形状は、台形プリズム形状であることが望ましい。台形プリズムの頂部３ａには第２のレンズアレイ５が形成される。台形プリズムは、傾斜面３ｂは略直線となるため、三角プリズムと同等の効果が得られる。そのため、観察者側Ｆへの集光効果が高いため、高輝度なディスプレイ装置７０を得ることができる。高輝度なディスプレイ装置７０を得るための該台形プリズムの頂角θ１は７０度〜１１０度、更には８０度〜１００度の範囲であることが望ましい。頂角θ１が７０度より小さい場合、サイドローブが大きくなり輝度が低下し、１１０度より大きい場合、半値角が広がって輝度が低下するためである。【００３８】
図２は第１のレンズアレイ３が台形プリズム形状、第２のレンズアレイ５が三角プリズム形状の場合の斜視図である。
台形プリズムの短辺部（頂部３ａ）に三角プリズムが形成されてなる。レンズシートに形成されるレンズが一方向の場合、レンズ配列方向側にのみ集光効果が得られる。従って視野の狭い方向と広い方向とが存在することとなる。図３（ａ）は本発明のレンズシート１において、第１のレンズアレイ３の断面形状を平面視できる方向から見た図であり、図３（ｂ）は第２のレンズアレイ５の断面形状を平面視できる方向から見た図である。第２のレンズアレイ５の頂部５ａは第１のレンズアレイ３である台形プリズムの頂部３ａとが一致する。【００３９】
図３（ｃ）に示されるように、第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５とのなす角は７０度〜１１０度であることが望ましい。レンズシート１を２枚重ねて使用する場合、一方のレンズシート１の第１のレンズアレイ３と、他方のレンズシート１の第２のレンズアレイ５とが、重なることにより生じるモアレ干渉縞を抑制することが出来るためである。７０度を下回る、又は１１０度を超えると、レンズシート１の配光分布に歪が生じ、観察者に視認されるため好ましくない。【００４０】
第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５とのなす角は略９０度であることが望ましい。略９０度とすることで、観察者側Ｆからディスプレイ装置７０を平面視したとき、水平方向Ｈｏと垂直方向Ｖｅとに集光効果が得られるためである。【００４１】
本発明のレンズシート１は二方向に集光機能が存在するため、集光効果が高まる。例えば、二方向以上に集光機能が存在する光学フィルムとして、四角錘に代表される多角錘レンズが挙げられるが、二方向の集光割合を調節するには、多角錘の頂角を変える必要がある。四角錘を例に挙げると、最も輝度が高くなる構成は頂角が９０度の四角錘だが、どちらか一方向の視野範囲を拡げたい、又は狭めたいといった場合、頂角を大きくする、又は小さくする必要がある。しかしながら頂角を変えてしまうと輝度が低下してしまうという問題が生じる。本発明のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３が台形プリズム形状であり、第２のレンズアレイ５が三角プリズム形状であって、且つ第１のレンズアレイ３である台形プリズムの頂部３ａと第２のレンズアレイ５の頂部５ａとが一致しているため、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅を調整することで、二方向の集光割合を輝度を大きく変えずに調節することができる。つまり、Ｈｏ方向の視野を広く設定したり、Ｈｏ方向及びＶｅ方向の二方向の視野を同程度に設定したり等、本発明のレンズシート１の適用条件によって視野の範囲を任意に設定することが可能である。【００４２】
本発明のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３が台形プリズム形状であり、第２のレンズアレイ５が三角プリズム形状である複合形状であるため、三角プリズムで発生するサイドローブがほとんど生じない。図４（ａ）に９０度三角プリズムの視野角分布を示す。三角プリズムは正面方向に集光するため、０度に最大ピークを持つが、サイドローブが生じ、４５度付近に谷間Ｖａが生じる。サイドローブはディスプレイ装置７０として不要な方向への射出光であるが、サイドローブ自体がディスプレイ装置７０を観察する上で問題となるのではなく、０度のメインピークとサイドローブとの谷間Ｖａの輝度が低いことが問題となる。谷間Ｖａの角度からディスプレイ装置７０を観察すると、画面が暗くなってしまうためである。従って、サイドローブを低減させてもこの谷間Ｖａの輝度が低すぎる場合、ディスプレイ装置７０に用いる場合には望ましくない。【００４３】
本発明のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３が台形プリズム形状であり、第２のレンズアレイ５が三角プリズム形状である複合形状であるため、図４（ｂ）に示されるように、この谷間Ｖａに光を射出することが可能である。すなわち、図４（ａ）に示す９０度三角プリズムのＶｅ方向視野分布とＨｏ方向視野分布とが合成された視野分布特性を得られるためである。また、第１のレンズアレイ３の頂部３の幅を調節することで、Ｖｅ方向の視野を拡げるか、逆にＨｏ方向の視野を広げるかの調節することが可能である。【００４４】
図５（ａ）は第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌを変化させたときの、本発明のレンズシート１の輝度を、図５（ｂ）はＶｅ方向及びＨｏ方向の半値角を示した図である。輝度は９０度三角プリズムを１．０として示している。また、ここで半値角とは、０度方向（観察者側Ｆ）の輝度を１００％としたとき、その輝度が５０％となる視野角度を表す。本測定においては、第１のレンズアレイ３の配列方向がＶｅ方向、第２のレンズアレイ５の配列方向がＨ方向となるようにディスプレイ装置７０に配置した。図のｘ軸は、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰとの比である。【００４５】
第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌが狭くなると、第２のレンズアレイ５の集光効果が弱まり、第１のレンズアレイ３の集光効果が強まるため、Ｖｅ方向の半値角が狭くなり、Ｈｏ方向の半値角が広くなる。逆に第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅が広くなると、第１のレンズアレイ３の集光効果が弱まり、第２のレンズアレイ５の集光効果が強まるため、Ｖｅ方向の半値角が広くなり、Ｈｏ方向の半値角が狭くなる。【００４６】
本発明のディスプレイ装置７０をテレビ用途として使用する場合、Ｈｏ方向の半値角が広いことが望ましい。テレビを観察する際、Ｈｏ方向の様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら本発明のディスプレイ装置７０を広告看板用途等として使用する場合、Ｖｅ方向の半値角が広いことが望ましい場合が生じる。【００４７】
また本発明のレンズシート１は第１のレンズアレイ３をＶｅ方向に配列しても良く、またＨｏ方向に配列しても良い。上述の通り、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌを変化させることで、Ｖｅ方向、Ｈｏ方向、双方の半値角を制御できるためである。従って、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと、第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰとの比は任意に選ぶことが出来る。【００４８】
また、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズのピッチをＱとしたとき、０．０５≦Ｑ／Ｐ≦２．０であることが望ましい。本発明のレンズシート１の第２のレンズアレイ５は第１のレンズアレイ３の頂部３ａに形成される。第１のレンズアレイ３のレンズ形状が台形プリズムであり、第２のレンズアレイ５のレンズ形状が三角プリズムである。その頂角の最適範囲は７０度〜１１０度であるため、第１のレンズアレイ３を頂角が７０度の台形プリズムとし、第２のレンズアレイ５を頂角が１１０度の三角プリズムとしたとき、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズのピッチＱが第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰの２倍を超えると、第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズの高さより、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズの高さの方が高くなってしまい、第１のレンズアレイ３の効果は消滅する。従って、Ｑ／Ｐは２以下であることが望ましい。また、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズのピッチＱが、第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰより小さい分には、輝度、及び半値角は問題ないが、例えば、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズのピッチＱを２０μｍとしたとき、Ｑ／Ｐが０．０５であるとき、第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰは４００μｍとなる。第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰが大きくなりすぎると、画像表示素子３５の周期構造と第１のレンズアレイ３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１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチＰを小さくすると、第２のレンズアレイ５を構成する単位レンズのピッチＲが小さくなり過ぎてしまうため、望ましくない。従って、Ｑ／Ｐは０．０５以上であることが望ましい。【００４９】
本発明のレンズシート１を構成する第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５のレンズ形状について、詳細に説明する。
まずレンズシート１の第１のレンズアレイ３の配列方向を、観察者側Ｆからディスプレイ装置７０を平面視したときの水平方向Ｈｏと設定したとき、以下の数式１を満たすことが望ましい。
第１のレンズアレイ３の台形プリズムの頂角をθ１、第２のレンズアレイ５の三角プリズムの頂角をθ２としたとき、
【数３】
2009139084.tif 000005
特に、第２のレンズアレイ５の三角プリズムの頂角が９０度である場合、８０度＜θ１≦９０度であることが望ましい。【００５０】
上記の数式１について図６を用いて説明する。
図６（ａ）は本発明のレンズシート１のＶｅ方向の、図６（ｂ）はＨｏ方向の最大傾斜率を示すグラフである。第１のレンズアレイ３の頂角θ１を８０度から９０度まで変化させ、第２のレンズアレイ５の頂角θ２は９０度である。【００５１】
ここで、最大傾斜率は以下のように定義される。即ち、光学シートの出射面をＸＹ平面、出射面の正面方向をＺ軸とし、該Ｚ軸を中心とした球座標（θ、φ）における出射光をＬ（θ、φ）としたときに、θ＝ａ°における最大傾斜率α（ａ）を以下のように定義する。
α（ａ）＝ＭＡＸ〔｛Ｌ（ａ、０）−Ｌ（ａ、１）｝／Ｌ（ａ、０）、｛Ｌ（ａ、１）
−Ｌ（ａ、２）｝／Ｌ（ａ、０）、｛Ｌ（ａ、２）−Ｌ（ａ、３）｝／Ｌ（ａ、０）、…
｛Ｌ（ａ、ｎ）−Ｌ（ａ、ｎ−１）｝／Ｌ（ａ、０）、…｛Ｌ（ａ、８８）−Ｌ（ａ、８
９）｝／Ｌ（ａ、０）、｛Ｌ（ａ、８９）−Ｌ（ａ、９０）｝／Ｌ（ａ、０）〕とする。
即ち、視野角度が１度変化したときに、輝度がどれだけ変化するかを表すもので、この値が大きいほど、視野角度変化による輝度変化が大きい（カットオフが生じる）結果となる。【００５２】
ここで、図５（ｂ）で示される半値角は、第１レンズアレイの配列方向を、観察者側Ｆからディスプレイ装置７０を平面視したときの垂直方向Ｖｅと設定した場合であるため、
レンズシート１の第１レンズアレイの配列方向を水平方向Ｈｏと設定した場合は、図５（ｂ）で示されるそれぞれＶｅ方向とＨｏ方向の半値角は逆となる。【００５３】
ディスプレイ装置７０では一般的に水平方向Ｈｏの半値角が垂直方向Ｖｅの半値角よりも広く、また最大傾斜率αも水平方向Ｈｏの方が低い（カットオフ）ことが望まれている。従って、レンズシート１の第１レンズアレイの配列方向を水平方向Ｈｏと設定した場合は、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと第１のレンズアレイ３を構成する単位レンズのピッチとの比が４０％以上であることが好ましい。【００５４】
第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと、第１のレンズアレイ３の単位レンズのピッチとの比が、４０％〜５５％の間では、Ｖｅ方向とＨｏ方向のそれぞれの最大傾斜率αはトレードオフの関係となっている。従って、Ｈｏ方向の最大傾斜率αは小さいことが望ましいが、Ｈｏ方向の最大傾斜率αを低下させ過ぎると、Ｖｅ方向の最大傾斜率αが上昇してしまう。【００５５】
そこで第１のレンズアレイ３の頂角θ１を９０度より小さくすることで、９０度である場合と比べ、Ｖｅ方向の最大傾斜率αを増大させることなくＨｏ方向の最大傾斜率αを低下させることが可能である。しかしθ１を小さくし過ぎると、Ｈｏ方向の最大傾斜率αが再び上昇するため、また輝度の低下が生じるため、第１のレンズアレイ３の頂角θ１は８０度を超えることが望ましく、更には８５度であることが最も望ましい。【００５６】
次に、レンズシート１の第１のレンズアレイ３の配列方向を、観察者側Ｆからディスプレイ装置７０を平面視したときの垂直方向Ｖｅと設定したとき、以下の数式２を満たすことが望ましい。
第１のレンズアレイ３の台形プリズムの頂角をθ１、第２のレンズアレイ５の三角プリズムの頂角をθ２としたとき、
【数４】
2009139084.tif 000006
特に、第１のレンズアレイ５の三角プリズムの頂角が９０度である場合、８０度＜θ２≦９０度であることが望ましい。【００５７】
図７（ａ）、及び図７（ｂ）は、第１レンズアレイの配列方向を、観察者側Ｆからディスプレイ装置７０を平面視したときの垂直方向Ｖｅと設定した場合におけるＶｅ方向、Ｈｏ方向それぞれの最大傾斜率αを示したものである。ここで第１のレンズアレイ３の頂角θ１を９０度に固定し、第２のレンズアレイ５の頂角θ２の影響を確認した。【００５８】
第１レンズアレイの配列方向を、垂直方向Ｖｅと設定した場合の半値角は、図５（ｂ）に示される通りであり、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと単位レンズのピッチとの比は、４０％以下であることが望ましい。Ｈｏ方向の半値角が広くなるためである。【００５９】
第１のレンズアレイ３の頂部３ａと単位レンズのピッチとの比が２０％以下である場合、第２のレンズアレイ５の頂角θ２が９０度を下回った方が、Ｖｅ方向の最大傾斜率αを変えずに、Ｈｏ方向の最大傾斜率αを低下させることが可能である。しかしながら、第１のレンズアレイ３の頂部３ａと単位レンズのピッチとの比が２０％以上である場合、θ２が９０度以下では逆にＨｏ方向の最大傾斜率αが上昇してしまい、θ２が９０度を越えた方がＶｅ方向の最大傾斜率αを変えずにＨｏ方向の最大傾斜率を低下させることが可能となる。【００６０】
ここで図８は、正面輝度示したものである。ｙ軸の値は９０度プリズムシートを１．０としたときの相対値である。これより、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと単位レンズのピッチとの比が大きくなるほど、輝度が大きく低下することが見てとれる。
従って、第１のレンズアレイ３の頂部３ａの幅Ｌと単位レンズのピッチとの比はなるべく小さくすることが望ましい。正面輝度と最大傾斜率αとの両方を最適化する場合、第２のレンズアレイ５の頂角θ２は８０度を超えて９０度以下であることが望ましく、更には８５度であることが好ましい。【００６１】
更には、最大傾斜率αを調整する方法として、図９に示されるように第１のレンズアレイ３を湾曲レンズ形状とすることができる。図９（ａ）は湾曲凸レンズの場合、図９（ｂ）は湾曲凹レンズの場合を示す。第１のレンズアレイ３を湾曲形状とすることで、レンズシート１の射出方向をブロードにし、最大傾斜率を小さくすることが可能となる。【００６２】
本発明のレンズシート１の製法としては、図１０に示されるようなレンズシート２を作製する金型を用意し、該金型の逆版をおこして型とすることで、本発明のレンズシート１を作製することが可能である。図５中の第１レンズアレイ型部４により第１レンズアレイ３が形成され、第２レンズアレイ型部６により第２レンズアレイ５が形成される。または、透光性の基材１７上に第１のレンズアレイ３を形成して後、第２のレンズアレイ５を形成することもできる。【００６３】
図１１は本発明の光学シート５２、バックライトユニット５５およびディスプレイ装置７０の別の実施の一例を示す断面模式図である。
上述のディスプレイ装置７０との違いは、レンズシート１の観察者側Ｆと反対側の面に、ドット状の突起部２９が形成され、拡散板２５と固定層２０を介して接合された光学シート５２が配置されている点である。【００６４】
レンズシート１の入射面側は、図１２に示されるように略平坦な平面部１０２と、１つ又は複数の円柱で構成される突起部２９とからなる。突起部２９はレンズシート１の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱形状に形成されている。尚、突起部２９は図１３（ａ）に示されるような円柱に限るものではなく、図１３（ｂ）に示されるように、円柱の先端が細るものや、図１３（ｃ）に示されるように円柱の先端が丸みを帯びるもの、図１３（ｄ）に示されるように、マイクロレンズ形状のもの、図１３（ｅ）に示されるように、台形状に先端が細るもの、図１３（ｆ）に示されるように多角形のもの、図１３（ｇ）に示されるように、円柱が２段で構成されるもの、図１３（ｈ）に示されるように、先端が細った円柱が２段で構成されるもの、図１３（ｉ）に示されるように、円柱とマイクロレンズとの組合せ等でもよい。その中でも、平面部１０２から離れるに従い、その断面積が小さくなる形状がより望ましい。突起部２９を形成する際、その賦形性及び金型からの剥離性が向上するため、生産性が向上する。【００６５】
また突起部２９は２段以上の複数の円柱にて形成されることがより望ましい。そしてこの場合、拡散板２５と固定層２０により積層する際、２段目以降の円柱が固定層２０内に埋没する形で一体化なされることが望ましい。接合面積（固定層２０と突起部２９とが接合する面積）が増加することで剥離強度が向上する。
上述のように、賦形性及び金型剥離性がよく、固定層２０との密着性が良い突起部２９をレンズシート１の入射面に形成することで、固定層２０の表面平滑性及び内部に拡散粒子を含有する場合においても、輝度低下の生じない光学シート５２を提供することが出来る。【００６６】
ここで固定層２０は、粘着剤、接着剤を用いて形成する。粘着剤、接着剤には、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤、接着剤には、１液型で押圧して接着するもの、熱や光で硬化させるものを用いることができ、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることができる。
さらに、固定層２０内にフィラーを分散してもよい。固定層２０内にフィラーを分散することで、接合層の弾性率を増加することが可能となる。
固定層２０の形成方法において、接合面へ直接塗布する方法や、あらかじめドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。固定層２０をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。【００６７】
上述のレンズシート１は、図１より、光源４１から拡散板２５及び間隙（空気層）１００を伝達してきた光を入射する入射面１０２から入射し、さらにその光を入射面１０２の反対面から光学利得が１以上の光Ｋとして出射するものである。【００６８】
ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を１として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。
また、完全拡散とは、吸収が０で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が１以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。【００６９】
拡散板２５は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。【００７０】
光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。
光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。【００７１】
光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散板２５の厚さが０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
拡散板２５の厚みが０．１〜５ｍｍである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、０．１ｍｍ未満の場合には、拡散性能が足りず、５ｍｍを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。【００７２】
なお、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。
熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散板２５の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような拡散板２５として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを挙げることができる。白色ＰＥＴは、ＰＥＴと相溶性のない樹脂や酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウムのようなフィラーをＰＥＴに分散させた後、該ＰＥＴを２軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。【００７３】
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散板２５は、少なくとも１軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも１軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。【００７４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２、６−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。【００７５】
光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散板２５の厚さが２５〜５００μｍであることが好ましい。
拡散板２５の厚さが２５μｍ未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散板２５の厚さが５００μｍを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。【００７６】
レンズシート１の厚みに関しては光学特性への影響よりはむしろ製造プロセス或は要求されるレンズシート１の物理特性等により決められる。
例えば、ＵＶ成形により第１のレンズアレイ３、第２のレンズアレイ５及び突起部２９を形成した場合、その支持基材フィルムの基材厚さＴは、５０ｕｍ以下だとシワが出てしまうので、５０μｍ＜Ｔである必要がある。
さらにまた使用するバックライト・ユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角３７インチサイズ以上のディスプレイ装置では基材厚さＴは０．０５ｍｍから３ｍｍが望ましい。【００７７】
突起部２９は一定のピッチで配列されても良い。ただしこの場合、第１のレンズアレイ３及び第２のレンズアレイ５の配列との間にモアレ干渉縞が生じる場合がある。従って、第１のレンズアレイ３及び第２のレンズアレイ５とは配列方向が平行にならないよう構成することが望ましい。そのバイアス角度としては３０度以下の範囲であることが望ましい。【００７８】
突起部２９は一定のピッチで配列され、一部をランダムに削除することで、見かけ上、ランダム配置とすることが可能である。または、配列ピッチを直接的にランダムにしても良い。そうすることで、第１のレンズアレイ３及び第２のレンズアレイ５との間にモアレ干渉縞が生じることを抑えることが出来る。【００７９】
また一般にディスプレイも周期的な画素構造をもつものが多く、そのため、それぞれの周期構造同士のモアレ、３つ以上の周期構造で発生する２次モアレなどの高次のモアレが生じ見た目を損なう欠点が生じる。そこでレンズシート１のレンチキュラー方向を、画像表示素子３５の周期構造の方向から３０度以下の範囲でずれていてもよい。これにより、画像表示素子３５の周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。【００８０】
上述のモアレを防ぐ方法として、第１のレンズアレイ３及び第２のレンズアレイ５を蛇行させることによっても上述のモアレを防ぐことが可能である。
またモアレを防ぐ別の方法として、第１のレンズアレイ３及び第２のレンズアレイ５のレンズピッチをランダムとする方法もある。この場合、レンズの高さとピッチを変えてランダムとする方法とレンズの高さを変えずにピッチのみをランダムとする方法、そして前記プリズムレンズのシフト量Δをランダムとする方法があるが、外観上におけるムラの観点からレンズの高さを変えないランダムにする方法が望ましく、またその場合のランダム率（標準ピッチに対するピッチの増減率）は２０％以下が望ましく、更に望ましくは１０％以下が望ましい。【００８１】
上述のような第１のレンズアレイ３、第２のレンズアレイ５及び突起部２９は、透光性基材１７上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、または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）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成する。
このようにして作製されたレンズシート１の突起部２９の表面には、例えば白色顔料からなる光反射層を付与してもよい。ここで白色顔料としては、酸化チタンや酸化アルミニウム、硫酸バリウム等が挙げられ、印刷法などによって形成する。【００８２】
図１に示すように、本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５とバックライトユニット５５とから構成されている。
画像表示素子３５は、２枚の偏光板（偏光フィルム）３１、３３と、その間に狭持された液晶パネル３２とからなる。液晶パネル３２は、たとえば、２枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。
バックライトユニット５５から出射された光Ｋは、偏光フィルター３３を介して液晶部３２に入射され、偏光フィルター３１を介して観察者側Ｆに出射される。【００８３】
画像表示素子３５は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、光学シート５２により、観察者側Ｆへの輝度が向上され、光強度の視角度依存性が低減され、さらに、ランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
画像表示素子３５は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。【００８４】
なお、本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。【００８５】
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、先に記載の光学シート５２により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を画像表示素子３５に表示することができる。【００８６】
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子３５で、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。【００８７】
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５が液晶表示素子であり、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。【００８８】
ここまで、本発明のレンズシート１、それを用いた光学シート５２を液晶装置に用いた場合について説明してきたがこれに限らず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ＥＬ、照明装置など、光路制御を行うものであれば、いずれのものにも使用することができる。【００８９】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００９０】
ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとしてレンズシート１を押出成形法により作製した。第１のレンズアレイ３を、頂角が９０度、レンズピッチを１００μｍ、頂部３ａの幅Ｌを２０μｍの台形プリズムとした。第２のレンズアレイ５を、頂角が９０度、レンズピッチを２５μｍの三角プリズムとし、第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５とのなす角度は９０度とした。
【実施例２】
【００９１】
ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとしてレンズシート１を押出成形法により作製した。第１のレンズアレイ３を、頂角が８５度、レンズピッチを１００μｍ、頂部３ａの幅Ｌを５０μｍの台形プリズムとした。第２のレンズアレイ５を、頂角が９０度、レンズピッチを２５μｍの三角プリズムとし、第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５とのなす角度は９０度とした。
【実施例３】
【００９２】
ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとしてレンズシート１を押出成形法により作製した。第１のレンズアレイ３を、頂角が８５度、レンズピッチを１００μｍ、頂部３ａの幅Ｌを５０μｍの台形プリズムとした。第２のレンズアレイ５を、頂角が９０度、レンズピッチを３４．５μｍの三角プリズムとし、第１のレンズアレイ３と第２のレンズアレイ５とのなす角度は７５度とした。
【比較例１】
【００９３】
ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとして、頂角が９０度、５０μｍの三角プリズム形状のレンズシート１を押出成形法により作製した。
【００９４】
まずは実施例１で作製したレンズシート１と、比較例１で作製したレンズシートとをバックライト５５に配置し、その配光分布を測定した。バックライト５５の構成は、反射板４３の観察者側ＦにＣＣＦＬ４１が配置され、その上（観察者側Ｆ）に拡散板２５、レンズシート１という順番で配置した。実施例１のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３の配列方向をＶｅ方向として配置した。測定結果を図１７に示す。
【００９５】
図１７（ａ）に示されるように、実施例１のレンズシート１はサイドローブが生じず、また図１７（ｂ）に示される比較例１に比べて正面方向（観察者側Ｆ）の輝度が上昇した。
【００９６】
次に実施例１〜３で作製したレンズシート１と比較例１で作製したレンズシートとを、バックライト５５に配置し、その正面輝度と最大傾斜率を測定した。バックライト５５の構成は、反射板４３の観察者側ＦにＣＣＦＬ４１が配置され、その上（観察者側Ｆ）に拡散板２５、レンズシート１という順番で配置した。実施例１のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３の配列方向をＶｅ方向として配置した。実施例２のレンズシート１は、第１のレンズアレイ３の配列方向をＨｏ方向として配置した。実施例３のレンズシート１は第１のレンズアレイ３の配列方向をＨｏ方向としたシートと、第１のレンズアレイ３の配列方向をＶｅ方向としたフィルムとを２枚重ねた。測定結果を表１に示す。
【表１】
2009139084.tif 000007
【００９７】
表１に示されるように、実施例１〜２と比較例１の正面輝度はほとんど差が無く、最大傾斜率は、実施例１〜２は比較例１に比べて良好なことが分かる。また、実施例３は正面輝度が非常に高く、また２枚重ねてもモアレは生じなかった。
【実施例４】
【００９８】
実施例１で作製したレンズシート１の裏面に、２段の円柱状突起部を形成し、平面部１０２に近い１段目の円柱半径を４０ｕｍ、高さを３０ｕｍ、２段目の円柱半径を２０ｕｍ、高さを１５ｕｍとして，２００ｕｍのピッチで配列した。また第１のレンズアレイ３の配列と突起部４の配列方向とのなす角度を１５度とした。
作製したレンズシート１を粘着材にて市販のＰＣ樹脂製拡散板と積層一体化し、液晶ＴＶの画素と第１のレンズアレイ３とのなす角度が１５度となるようにセットした結果、バックライトの熱によっても剥れが生じず、モアレの生じない液晶ＴＶが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態であるレンズシートの斜視図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態であるレンズシートの断面図である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの断面図である。          （ｃ）本発明の実施形態であるレンズシートの平面図である。
【図４】（ａ）従来のプリズムの配光特性図である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの配光特性図である。
【図５】（ａ）本発明の実施形態であるレンズシートの輝度変化図である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの半値角変化図である。
【図６】（ａ）本発明の実施形態であるレンズシートの最大傾斜率α（Ｖｅ）である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの最大傾斜率α（Ｈｏ）である。
【図７】（ａ）本発明の実施形態であるレンズシートの最大傾斜率α（Ｖｅ）である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの最大傾斜率α（Ｈｏ）である。
【図８】本発明の実施形態であるレンズシートの輝度変化図である。
【図９】（ａ）本発明の実施形態であるレンズシートの斜視図である。          （ｂ）本発明の実施形態であるレンズシートの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態であるレンズシートの型を説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態であるディスプレイ装置の断面模式図である。
【図１２】本発明の実施形態である光学シートを構成するレンズシートである。
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｂ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｃ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｄ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｅ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｆ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｇ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｈ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。            （ｉ）本発明の実施の形態に関わる突起部形状の一例を説明する図である。
【図１４】ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図である。
【図１５】ＢＥＦの斜視図である。
【図１６】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。
【図１７】本発明の実施例と比較例の配光特性図である。
【符号の説明】
【０１００】
Ａ…ＢＥＦの光強度分布、Ｂ…光学フィルムの光強度分布、Ｈ、Ｋ…光、Ｌ…第１のレンズアレイの頂部の幅、Ｐ…第１のレンズアレイのピッチ、Ｑ…第２のレンズアレイのピッチ、Ｆ、Ｆ’…観察者側、Ｘ…平面視方向、Ｖａ…配光特性の谷間、Ｖｅ…画像表示装置垂直方向、Ｈｏ…画像表示装置水平方向、α…最大傾斜率、１…レンズシート、２…レンズシート、３…第１のレンズアレイ、３ａ…第１のレンズアレイの頂部、３ｂ…第１のレンズアレイの傾斜面、４…第１レンズアレイ型部、５…第２のレンズアレイ、５ａ…第２のレンズアレイの頂部、６…第２レンズアレイ型部、１７…光透過基材、１７ａ…観察者と反対側の面、１７ｂ…観察者側の面、２０…固定層、２５…拡散板、２９…突起部、３１、３３…偏光板、３２…液晶パネル、３５…画像表示素子、４１…光源、４３…反射板（反射フィルム）、５２…光学シート、５５…バックライトユニット、７０…ディスプレイ装置、１００…空気層、１０２…平面部、１８２…拡散フィルム、１８４…光拡散フィルム、１８５…ＢＥＦ、１８６…透明部材、１８７…単位プリズム。
【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】
2009139084.tif 000019
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基材の一方の面に、
第一レンズアレイとして、頂角が７０度〜１１０度に設定された台形プリズムアレイが配置され、
前記台形プリズムアレイの頂部には、
第二レンズアレイとして、頂角が７０度〜１１０度に設定された三角プリズムアレイが、
交差角７０度〜１１０度の範囲で配置されてなり、
前記台形プリズムアレイのレンズ高さに比べ、前記三角プリズムアレイの高さが低く設定されてなり、前記台形プリズムアレイの頂部と、前記三角プリズムアレイの頂部とが一致してなることを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
前記台形プリズムアレイのピッチをPとし、
前記三角プリズムアレイのピッチをQとしたとき、その比が、以下の[数１]で設定さ
れてなることを特徴とする請求項１に記載のレンズシート。
【数１】
2009139084.tif 000027
【請求項３】
前記台形プリズムアレイが延在する方向がＶｅ、配列される方向がＨｏであるとき、
前記台形プリズムアレイの頂角θ１、及び前記三角プリズムアレイの頂角θ２が以下の[数２]の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜２に記載のレンズシート。
【数２】
2009139084.tif 000028
【請求項４】
前記台形プリズムアレイが延在する方向がＨｏ、配列される方向がＶｅであるとき、
前記台形プリズムアレイの頂角θ１、及び前記三角プリズムアレイの頂角θ２が以下の[数３]の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜２に記載のレンズシート。
【数３】
2009139084.tif 000029
【請求項５】
前記台形プリズムアレイが延在する方向がＶｅ、配列される方向がＨｏであるとき、
前記台形プリズムアレイの頂部の幅をＬ、ピッチをＰとしたとき、その比が、以下の[数４]の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のレン
ズシート。
【数４】
2009139084.tif 000030
【請求項６】
前記台形プリズムアレイが延在する方向がＨｏ、配列される方向がＶｅであるとき、
前記台形プリズムアレイの頂部の幅をＬ、ピッチをＰとしたとき、その比が、以下の[数５]の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のレン
ズシート。
【数５】
2009139084.tif 000031
【請求項７】
表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、光源と、光源から発せられた光を入射し、入射した光を拡散させることで光量むらを低減させ、拡散光を射出する拡散板と、請求項１〜６の何れか１項に記載のレンズシートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライトユニット。
【請求項８】
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、
前記画像表示素子の背面に請求項７に記載のディスプレイ用バックライトユニットを備えることを特徴とする表示装置。
【国際調査報告】
2009139084.tif 000032
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