(57)【要約】      （修正有）【課題】集光機能、偏光分離機能、光源ムラの隠蔽性とを兼ね備えたレンズシート、及びそのレンズシートを使用したバックライト・ユニット及びディスプレイ装置を提供する。【解決手段】レンズシート１は、シート状の基材の一方の表面に形成され一方向に沿って配列する複数の第１レンズ３と、上記基材の他方の表面に形成され上記一方向とは交差する方向に沿って配列する複数の第２レンズ５と、を備える。また、光源からの出射光が進行する側にレンズシート１を配置してバックライト・ユニットを構成する。また、ディスプレイ装置は、光源と、画像表示素子と、上記画像表示素子の入射側に配置される偏光子と、光源と偏光子との間に配置された上記レンズシート１とを備える。【選択図】図３
2011158763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の光透過性材料からなる基材と、
上記基材の一方の表面に形成され一方向に沿って配列する複数の第１レンズと、
上記基材の他方の表面に形成され上記一方向とは交差する方向に沿って配列する複数の第２レンズと、を備え、
上記第１レンズは、プリズム形状、又は凸シリンドリカル形状であり、
上記第２レンズは、三角プリズム形状であり、且つその頂角が３０度から６５度、又は１２５度から１８０度の範囲で設定されていることを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
レンズシートへの入射光角度をθ１、上記入射光角度０度における入射光強度をＬ０、上記入射光角度θ１における入射光強度をＬ１とすると、
レンズシートに入射する光の配光分布は、入射角０度から９０度の範囲内で、下式（１）の関係を満たす配光分布であることを特徴とする請求項１に記載したレンズシート。
１  ＜  Ｌ１／（Ｌ０×ｃｏｓθ１）    ・・・（１）
【請求項３】
光源と、
上記光源からの出射光が進行する側に配置される請求項１又は請求項２に記載したレンズシートと、
を備えることを特徴とするバックライト・ユニット。
【請求項４】
光源と、
上記光源からの出射光を透過する画像表示素子と、
上記画像表示素子における上記出射光の入射側に配置されて透過軸を有する偏光子と、
上記光源と上記偏光子との間に配置された請求項１又は請求項２に記載したレンズシートと、
を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項５】
上記光源とレンズシートとの間に、光を拡散させる光拡散板を配置したことを特徴とする請求項４に記載したディスプレイ装置。
【請求項６】
上記光源とレンズシートとの間に、光を導光する導光板を配置したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載したディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置等に使用するレンズシート、透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネル等の画像表示素子を背面から照射するバックライト・ユニット、及び上記画像表示素子とバックライト・ユニットを備えたディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイは、表示を認識するのに必要な照明装置（バックライト・ユニット）を内蔵しているタイプが普及している。この照明装置で消費する電力は、液晶表示装置全体で消費する電力の相当部分を占める。従って、所定の輝度を提供するのに必要な照明装置の消費電力を低減することは、液晶表示装置全体の省電力化に寄与することができる。
【０００３】
ここで、液晶表示装置に使用される主な照明装置は、直下方式とエッジライト方式とである。直下方式の照明装置は、光源を多数配置することが可能であるため、大型の（主として２０インチ以上の）液晶表示装置に適用されている。一方、エッジライト方式は、光源の配置位置が限定されるため大型の表示装置には向かず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等に適用されていた。
【０００４】
しかし最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  発光ダイオード）が採用され始めている。これにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式が、２０インチ以上の中型ないし大型液晶表示装置へ採用され始めている。
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、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、また拡散板では消しきれない光源のムラを低減させるために、単一又は複数の光学フィルムが配置される。
【０００５】
また、エッジライト方式は、導光板と呼ばれる透光性の板の端面側に光源を配置する構造のため、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、ディスプレイ全体を明るくすることは難しくなる。このため、輝度を向上させるレンズシート、輝度ムラを低減させるレンズシートの役割が重要となる。
液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国３Ｍ社の登録商標である輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）がレンズシートとして広く使用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００６】
図１３は、ＢＥＦの配置の一例を示す模式的断面図であり、図１４は、ＢＥＦの斜視図である。図１３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。符号１８２は、バックライト・ユニットを、符号１８４は、表示素子をそれぞれ示す。
【０００７】
この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。
【０００８】
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且つ拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム（以下、光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。こうすることで、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ムラを抑えることができる。
【０００９】
さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に上記光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出射光のサイドローブを低減させることができると共に、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。
一方、エッジライト方式において使用される導光板に対し、射出面と対向する面側に光偏向面を形成するのが一般的である。光偏向面は、端面から入射される入射光を効率良く射出面へと導くためのものである。この光偏向面としては、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、効率よく射出面へと導くために様々な光偏向面が提案されている。
【００１０】
しかしながら、どのような光偏向面であっても、規則的に配列された反射層や構造物で形成されている。このため、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。その問題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。
【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いる。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い。このため、ユーザーからは、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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】
【００１４】
近年、ディスプレイの更なる薄型化と高画質化が求められている。しかし、正面輝度の向上を目的として使用される反射性偏光シートは、高価であるため、液晶表示装置の生産コストを上昇させるという問題がある。
また、ディスプレイの表示品位を向上させるため、正面輝度の上昇、また拡散板、導光板だけでは消しきれない光源のムラを抑制する必要がある。
【００１５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、集光機能、偏光分離機能、光源ムラの隠蔽性とを兼ね備えたレンズシート、及びそのレンズシートを使用したバックライト・ユニット及びディスプレイ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】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、請求項１に記載した発明は、シート状の光透過性材料からなる基材と、
上記基材の一方の表面に形成され一方向に沿って配列する複数の第１レンズと、
上記基材の他方の表面に形成され上記一方向とは交差する方向に沿って配列する複数の第２レンズと、を備え、
上記第１レンズは、プリズム形状、又は凸シリンドリカル形状であり、
上記第２レンズは、三角プリズム形状であり、且つその頂角が３０度から６５度、又は１２５度から１８０度の範囲で設定されていることを特徴とする。
ここで、上記第１及び第２レンズは、線状に延在する線状レンズである。延在は直線状でなくても良い。
【００１７】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、レンズシートへの入射光角度をθ１、上記入射光角度０度における入射光強度をＬ０、上記入射光角度θ１における入射光強度をＬ１とすると、
レンズシートに入射する光の配光分布は、入射角０度から９０度の範囲内で、下式（１）の関係を満たす配光分布であることを特徴とする。
１  ＜  Ｌ１／（Ｌ０×ｃｏｓθ１）    ・・・（１）
【００１８】
次に、請求項３に記載した発明は、光源と、上記光源からの出射光が進行する側に配置される請求項１又は請求項２に記載したレンズシートと、を備えることを特徴とするバックライト・ユニットを提供する。
次に、請求項４に記載した発明は、光源と、上記光源からの出射光を透過する画像表示素子と、上記画像表示素子における上記出射光の入射側に配置されて透過軸を有する偏光子と、上記光源と上記偏光子との間に配置された請求項１又は請求項２に記載したレンズシートと、を備えることを特徴とするディスプレイ装置を提供する。
【００１９】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した構成に対し、上記光源とレンズシートとの間に、光を拡散させる光拡散板を配置したことを特徴とするものである。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項４又は請求項５に記載した構成に対し、  上記光源とレンズシートとの間に、光を導光する導光板を配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、集光機能、偏光分離機能、光源ムラの隠蔽性とを兼ね備えたレンズシート、及びそのレンズシートを使用したバックライト・ユニット及びディスプレイ装置を提供することが可能となる。
すなわち、光入射面及び光射出面の両面にそれぞれ線状に延びるレンズを形成し、形成したレンズの配列方向（レンズ延在方向）が交差するようにレンズの形状を組み合わせることにより、レンズシートに入射する光の集光機能だけでなく、光学密着、耐擦傷性を向上させつつ、光源のムラを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態であるディスプレイ装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態である入射光を説明する図であり、（ａ）は入射光の視野角分布図、（ｂ）は入射光の特性図、（ｃ）は入射光の特性図である。
【図３】本発明の実施形態であるレンズシートの一部を拡大した斜視図である。
【図４】本発明の実施形態であるレンズシートを説明する図であり、（ａ）はレンズシートの配光特性図、（ｂ）はレンズシートの配光特性図である。
【図５】本発明の実施形態であるレンズシートを説明する図であり、（ａ）はレンズシートの輝度変化図、（ｂ）はレンズシートの配光特性図、（ｃ）はレンズシートの配光特性図である。
【図６】本発明の実施形態であるディスプレイ装置の説明図である。
【図７】本発明の実施形態であるディスプレイ装置の説明図である。
【図８】本発明の実施形態であるレンズシートを説明する図であり、（ａ）はレンズシートの配光特性図、（ｂ）はレンズシートの配光特性図である。
【図９】本発明の実施形態であるレンズシートを説明する図であり、（ａ）はレンズシートの光線追跡結果図、（ｂ）はレンズシートの輝度変化図である。
【図１０】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１１】プリズムを説明する図であり、（ａ）はプリズムの光線追跡結果図、          （ｂ）はプリズムの視野角変化図である。
【図１２】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１３】ＢＥＦの配置の一例を示す模式的断面図である。
【図１４】ＢＥＦの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のレンズシート、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模式的断面図である。図１（ａ）は、直下方式のディスプレイ装置の一例を示す模式的断面図、図１（ｂ）はエッジライト方式のディスプレイ装置の一例を示す模式的断面図である。
【００２３】
（構成）
本実施形態のディスプレイ装置７０はいずれも、画像表示素子３５、及びバックライト・ユニット５５を備える。
【００２４】
上記バックライト・ユニット５５は、反射板４３（ランプハウス）４３内に配置された複数の光源４１と、本実施形態のレンズシート１を備える。レンズシート１については後述する。バックライト・ユニット５５は、直下方式の場合には拡散板２５を備え、エッジライト方式の場合には導光板２６を備える。拡散板２５は、光源４１から入射する光を拡散して射出する。導光板２６は、光源４１から入射する光を導光して射出する。これにより、光源４１から射出された光Ｈは、拡散板２５若しくは導光板２６を透過し、出射光Ｉとして射出される。続いて、上記出射光Ｉは、その上に配置されたレンズシート１で集光し、さらに、レンズシート１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。
【００２５】
上記光源４１は、画像表示素子３５に光を供給するものである。この光源４１としては、例えば、複数の線状、及び点状光源を用いることができる。線状光源としては、ＣＣＦＬやＨＣＦＬ、ＥＥＦＬ等の蛍光管が挙げられる。また点状光源の光源４１としては、ＬＥＤが挙げられる。ＬＥＤとしては白色ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。
上記反射板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とは反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させるためのものである。すなわち、この反射板４３によって、観察者側Ｆに出射される光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良い。反射板４３には、例えば、一般的な反射フィルム、反射板４３などを使用することができる。
【００２６】
図１（ｂ）に示すエッジライト方式では、光源４１が導光板２６の１つの端面に配置された例を示しているが、これに限定されない。導光板２６における、対向する２つの端面に配置する場合、または４つの端面に配置される場合などもあり得る。この場合には、導光板２６の形状は、図１に示すような楔形状ではなく、平板形状の場合があり得る。
上記エッジライト方式のバックライト・ユニット５５では、導光板２６に対し、観察者側Ｆとは反対側の面に、光偏向面２８を形成する。光偏向面２８は、光源４１からの入射光を射出面側へと偏向する面であり、例えば白色拡散反射ドットが印刷されることで形成される。また、光偏向面２８の別の例としては、マイクロレンズ形状やプリズム形状等の構造物が挙げられる。
【００２７】
一般に導光板２６は透明板であるため、上記光偏向面２８は観察者側Ｆより視認される。また、導光板２６からの出射光はムラが多く、均一な拡散光とは大きく異なる。そのため、エッジライト型のバックライト・ユニット５５においては、一般的に導光板２６の上には、この光偏向面２８を隠蔽するため、また出射光のムラを低減するために、強い拡散性を有する拡散フィルム等が使用される。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。
【００２８】
本実施形態のバックライト・ユニット５５においては、隠蔽構造体として上記レンズシート１を配置する。このレンズシート１として後述の構成を採用することによって、導光板２６の光偏向面２８を隠蔽し、導光板２６からの出射光を拡散することで光学的なムラを低減し、正面方向へと集光する。このとき、レンズシート１を構成する線状の第１レンズ５が、観察者側Ｆから見て、照明ユニットの水平方向に配列されるよう配置される。
【００２９】
本実施形態のレンズシート１について、部分拡大図である図３を用いて説明する。
レンズシート１は、光透過性材料からなるシート状の基材１７と、一方の表面に形成され一方向に沿って配列する複数の第１レンズ３と、上記基材の他方の表面に形成され上記一方向とは交差する方向に沿って配列する複数の第２レンズ５と、を備える。第１レンズ３及び第２レンズ５は線状に延在するレンズである。これにより、上記第１レンズ３と上記第２レンズ５は、互いに出射光成分が異なるレンズアレイを形成する。図３に示す第１レンズ３及び第２レンズ５は、例えば三角プリズム形状の場合の例である。ここで、図１０に示すように、複数の第１レンズ３の列と、複数の第２レンズ５の列とは配列方向が異なる。
【００３０】
上記第１レンズ３としては、プリズム形状、凸シリンドリカル形状を例示できる。第２レンズ５としては、三角プリズム形状を例示できる。第２レンズ５の頂角は、３０度から６５度、又は１２５度から１８０度の範囲で設定することが好ましい。
また、レンズシート１への入射光角度をθ１、上記入射光角度０度における入射光強度をＬ０、上記入射光角度θ１における入射光強度をＬ１と定義した場合に、レンズシート１に入射する光の配光分布は、入射角０度から９０度の範囲内で、下式（１）の関係を満たす配光分布であることが好ましい。
１  ＜  Ｌ１／（Ｌ０×ｃｏｓθ１）    ・・・（１）
【００３１】
また、上記画像表示素子３５は、２枚の偏光子としての偏光板（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、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。そして、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を介して液晶パネル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。
【００３２】
（作用・効果などについて）
次に、実施形態のバックライト・ユニット５５の作用等について図２を用いて説明する。
図２（ａ）はバックライト・ユニット５５からの射出する光Ｉの視野角分布を示す。この図２（ａ）は、各視野角度における余弦をとった値を拡散光とし、バックライト・ユニット５５からの出射光Ｉの視野角分布を光源１、光源２、光源３として示す。図２（ｂ）は、バックライト・ユニット５５からの出射光Ｉの視野角分布を、拡散光の視野角分布で正規化した分布を示した図である、図２（ｃ）は、角視野角度における積算光量を示した図である。
【００３３】
光源１、光源２、光源３のバックライト・ユニット５５からの出射光分布は、図２（ａ）から、拡散光の配光分布より拡散された配光分布であることが分かる。また、図２（ｂ）から、拡散光に対し、視野角６０ｄｅｇ付近の出射光が多い分布であり、拡散光の視野角分布で光源１、光源２，光源３を正規化した値は１より大きい分布である。図２（ｃ）から、各視野角度における積算光量が、視野角１０度から８０度の範囲で多い分布である。このような配光特性を有する入射光Ｉを用い、本実施形態のレンズシート１について、図３を用いて説明する。
【００３４】
ここで、レンズシート１における、第２レンズ５の頂角をθ１とする。また、以下の説明では、図３に示すように、第１レンズ３、第２レンズ５がともに三角プリズム形状の場合とする。
ここで、レンズシート１に形成される第１レンズ３の配列方向と第２レンズ５の配列方向とが略平行である場合、レンズ配列方向側にのみ集光効果が得られる。一方、本実施形態のレンズシート１の一例を示す図３のように、第１レンズ３の配列方向と第２レンズ５の配列方向とのなす角が９０度若しくは略９０度である場合、第１レンズ３からなるレンズアレイと第２レンズ５からなるレンズアレイが集光する方向も９０度若しくは略９０度となる。この結果、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との両方に集光効果が得られる。
【００３５】
通常、拡散板２５若しくは導光板２６との光学密着、傷つきを抑制する目的で、レンズシート１の光入射面１７ａ側に、マット形状を形成したり、ハードコート処理を実施したりする。しかし、これらの処理を実施すると、入射光Ｉが光入射面１７ａで拡散されてしまい集光効果が低下してしまうという問題が生じる。
本実施形態のレンズシート１は、レンズシート１の光入射面１７ａ側に集光機能を有する第２レンズ５によるレンズアレイが存在するため、拡散板２５若しくは導光板２６との光学密着、傷つきを抑制するとともに、集光効果を高めることが可能である。
【００３６】
図４（ａ）に、第１レンズ３が９０度プリズム、光入射面側１７ａが平面であるときの視野角分布を示す。ここで水平方向視野分布Ｈｏは第１レンズ３の延在方向とする。
９０度プリズムは垂直方向Ｖｅに集光効果を有するが、水平方向Ｈｏの配光分布は広く拡散されていることがわかる。
これに対し、本実施形態のレンズシート１では、第１レンズ３の配列方向と交差するように、光入射面１７ａに第２レンズ５の列を形成することにより、輝度上昇効果を得ることができる。線状の第１レンズ３の配列方向と線状の第２レンズ５の配列方向とが交差するということは、第１レンズ３の延在方向と第２レンズ５の延在方向とが交差するということである。
【００３７】
図４（ｂ）にレンズシート１の視野角分布を示す。このレンズシート１は、第１レンズ３が９０度プリズム形状であり、第２レンズ５が５０度プリズム形状である複合形状の場合である。すなわち、図４（ａ）に示す視野角分布が、水平方向Ｈｏに集光された視野角分布を得ることが可能である。ここで相対輝度とは、第１レンズ３が９０度プリズム、光入射面側１７ａが平面であるときの正面輝度を１としたときの値である。
【００３８】
図５（ａ）は、第１レンズ３を９０度プリズムとし、第２レンズ５が三角プリズム形状であるときの、第２レンズ５のプリズム頂角θ１を０度から１８０度まで変化させたときのレンズシート１の相対輝度を示している。
図５（ａ）のｘ軸は、第２レンズ５の頂角θ１を０度から１８０度まで変化させたときの値である。図５（ｂ）はＶｅ方向の視野角分布を示した図である。図５（ｃ）はＨｏ方向の視野角分布を示した図である。輝度は第１レンズ３を９０度三角プリズム、光入射面を平面としたときの輝度を１．０として示している。本測定においては、第１レンズ３の配列方向がＶｅ方向、第２レンズ５の配列方向がＨｏ方向となるようにディスプレイ装置７０に配置した。
【００３９】
第２レンズ５の頂角θ１が０度から３０度まで変化させると相対輝度は上昇する。これはレンズシート１の光入射面側に第２レンズ５を賦形することにより、第１レンズ３の集光効果の低いＨｏ方向が第２レンズ５により集光されるためである。さらに第２レンズ５の頂角θ１が３０度から４０度まで変化させると輝度は低下する。これは頂角θ１を４０度にすると正面方向よりも斜め方向へ抜ける光量が多くなるためである。また頂角θ１を４０度から６０度まで変化させると相対輝度は上昇し、９０度まで変化させると相対輝度は低下する。これは頂角θ１が６０度から１２０度の三角プリズムは、入射角０度から２０度付近の光を全反射するため正面方向に抜ける光量が減少するためである。
【００４０】
上述のように、レンズシート１の光入射面１７ａには、拡散板２５若しくは導光板２６との光学密着、傷つきを抑制するため、また光源４１のランプイメージや導光板２６のドットパターンを隠蔽するため、マット形状やハードコート処理が施されている。しかし、マット形状やハードコート処理を施すと、レンズシート１の光入射面１７ａが平面である場合と比較し相対輝度は１０％程度低下する。一方、本実施形態では、光入射面１７ａに第２レンズ５を形成することにより、光学密着、耐擦傷性、防止隠蔽性を向上させつつ、相対輝度の低下を抑制することが可能である。
【００４１】
相対輝度が１０％以上低下すると表示品位が低下しディスプレイとして不適であるため、第２レンズ５の頂角θ１は０度以上６５度以下、１２５度以上１８０度以下であることが望ましい。より好ましくは、第２レンズ５の頂角θ１は３０度以上６５度以下、１２５度以上１８０度以下である
また、レンズシート１における光入射面１７ａに対し第２レンズ５を形成することにより隠蔽性が向上する。
【００４２】
ここで、光源４１からの出射光が拡散板２５若しくは導光板２６を介して射出され、レンズシート１へ入射光Ｉとして入射した光は、光入射面１７ａに形成された第２レンズ５によるレンズアレイでスプリットされ、図６に示した擬似光源４２ｂのような出射光Ｋとして観測される。また、光射出面１７ｂに形成された第１レンズ３が、三角プリズム形状である場合、入射光Ｉは第１レンズ３によるレンズアレイでスプリットされ、擬似光源４２ａのような出射光Ｋとして観測される。
【００４３】
また、図７に示したように第１レンズ３の形状が凸シリンドリカル形状である場合、入射光Ｉは第１レンズ３の延在方向に拡散され、ブロードに拡散された擬似光源４２ａのような出射光として観測される。このとき、光源４２を点状の擬似光源４１となる図６の４２ａとしてスプリットさせた場合よりも、線状の擬似光源４１となる図７の４２ａとして射出させた方が光源４１の隠蔽性効果は向上する。
【００４４】
図８（ａ）は、第２レンズ５の頂角θ１を６０度としたとき、光源１の分布を有する入射光を入射させたときの垂直方向の視野角分布を示す。図８（ｂ）は水平方向の視野角分布を示す。また、図９（ａ）は、第２レンズ５の頂角θ１を６０度としたとき、入射光を入射角６０度のコリメート光を入射させたときの光路図を示す。図９（ｂ）は、第２レンズ５の頂角θ１を３０、６０、９０、１２０、１５０度としたときに、入射光角度を０度から１８０度まで変化させたときの正面輝度を示したものである。
【００４５】
図８（ａ）（ｂ）から、光入射面１７ａが平面であるときに比べ、第２レンズ５に頂角６０度の三角プリズム形状を付与することによって、水平方向Ｈｏ、垂直方向Ｖｅともに集光効果が向上することがわかる。図９（ａ）に示したように、頂角６０度の三角プリズムに光を入射させると、入射角６０度付近の入射光が正面方向へ立ち上げられることにより集光効果が上昇する。また、図９（ｂ）から、第２レンズ５頂角６０度のときに、入射角６０度の入射光の正面輝度が最大となる。
【００４６】
本実施形態であるディスプレイ装置７０は、光源４１から射出された光が、拡散板２５、レンズシート１を経て出射光Ｋとして射出される。この出射光Ｋが画像表示素子３５に入射し、偏光板３３で一方の偏光成分のみを透過、他方は吸収し液晶パネル３２へと入射する。液晶パネル３２内部では、入射した光が液晶分子により位相を回転させながら進行し、観察者側の偏光板３１から一方の偏光成分に偏光分離され出射光Ｆとして観察者側Ｆへ射出される。ディスプレイにおいて、観察者側Ｆへ透過する光量が多いほど表示品位は向上し、さらには省エネへの効果も得られる。
【００４７】
しかし、偏光板３３で偏光分離される際、光源４１から射出した光のうち、一方の偏光成分すなわち半分以上が吸収されてしまう。そこで、レンズシート１からの出射光成分のうち、偏光板３３を透過する偏光成分が多くなるように、レンズシート１の形状およびレンズ軸と偏光板の透過軸との配置の最適化することにより、表示品位の優れたバックライト・ユニット５５を得ることが可能である。
【００４８】
図１０はレンズシート１、画像表示素子３５のレンズシート１側の偏光板である偏光板３３の配置関係を示す模式的断面図である。レンズシート１において、第１レンズ３が延在する方向をレンズ軸Ａ１、偏光板３３において、光を透過する方向を透過軸Ａ２とし、レンズ軸Ａ１透過軸Ａ２とのなす角をθ２とする。
図１１は、一方の表面（上面側）にプリズムＰが多数連続して配列されたプリズムシートを透過する光の経路を模式的に示したものである。プリズムシートの上面側のプリズム形成面を光出射面とし、下面側の平坦面を光入射面としている。ｘ軸はプリズムＰの延在方向、ｙ軸はプリズムＰの配列方向、ｚ軸はプリズムシート１９の厚み方向をそれぞれ示している。Ｈａは、光源４１からの出射光Ｈのうちプリズム延在方向に振動する偏光成分を示し、Ｈｂは、バックライト光Ｈのうちプリズム配列方向に振動する偏光成分を示している。
【００４９】
図１１に示すように、プリズムシート１９の光入射面１９ａに対して斜め方向から入射角θａで入射したバックライト光は、プリズムＰの延在方向と配列方向とでは、バックライト光の偏光成分Ｈａと偏光成分Ｈｂとは、互いに異なる屈折角ｒａ、ｒｂで光入射面１９ａから入射し、互いに異なる出射角φａ、φｂでプリズム斜面から出射する。このとき、偏光成分Ｈａの出射角φａよりも、偏光成分Ｈｂの出射角φｂの方が小さい（φａ＞φｂ）。
【００５０】
以上の例においては、両偏光成分Ｈａ，Ｈｂのいずれもが、プリズムシート１９の光出射面（プリズム形成面）から出射されることになる。プリズムシート１９の光入射面１９ａおよびプリズム斜面１９ｂといった界面において、プリズム延在方向とプリズム配列方向とで各方向に振動する偏光成分は、互いに異なる反射率で反射される。すなわち、この例では、プリズム延在方向に振動する偏光成分Ｈａの方が、偏光成分Ｈｂに比べて反射量が大きい。その結果、このプリズムシート１９を透過するバックライト光Ｈは、偏光成分Ｈａよりも偏光成分Ｈｂの方が光量的に多いことになる。
【００５１】
また、プリズム斜面から出射する各偏光成分Ｈａ，Ｈｂの出射角は、φａ＞φｂの関係となるので、プリズムシート１９へ入射するバックライト光Ｈの入射角θａがある条件を満たすと、偏光成分Ｈａがプリズム斜面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｈｂのみがプリズムシート１９を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。
なお、このプリズムシート１９に対するバックライト光の入射角が小さくなり過ぎると、バックライト光がプリズムシート１９の光入射面１９ａに対して垂直に入射する場合と変わらなくなる。この場合、図１１に示すように、バックライト光Ｈは偏光状態に関係なく、プリズムＰの傾斜面１９ｂにおいて全反射を繰り返して、バックライト側へ戻る戻り光となる。
【００５２】
バックライト側に戻された戻り光は、拡散板２５の拡散効果や反射板４３の反射によって偏光解消され、無偏光となった状態で再度プリズムシート１９に入射する。これを繰り返すことで、最終的にプリズムＰの延在方向と平行な偏光成分ＨａよりもプリズムＰの延在方向と垂直な偏光成分Ｈｂの光量が多くなる。
【００５３】
図１１（ｂ）に屈折率１．８５のプリズムシート１９の頂角θ３を変更したときの、出射光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａを示す。Ｘ軸はプリズムＰの頂角θ３である。プリズムＰの頂角θ３が９０度より小さくなるほど出射光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａは大きくなり、４０度付近でその差は最大となる。これは屈折率１．８５のブリュースター角によるものと考えられる。また、９０度以上では出射光の偏光成分Ｈｂ、Ｈａの反射率は同等であるため、出射光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａも一定となっている。
【００５４】
図１２は、レンズシート１と偏光板のなす角θ２を０ｄｅｇ、９０ｄｅｇと変化させたときの相対輝度を示したものである。ここで相対輝度とは、偏光板を配置しないとき、第２レンズ５の頂角θ１に対する相対輝度を１としたときの値である。
頂角θ１が０度から６０度、８０度から１８０度の範囲では、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方が輝度が高く、頂角θ１が６０度から８０度の範囲では、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方が輝度が高くなる。
【００５５】
つまり、レンズシート１の光入射面１７ａ側に第２レンズ５を形成することにより、光入射面１７ａが平面である場合と比較し、偏光分離能が上昇していることがわかる。また、レンズシート１において、第２レンズ５が延在する方向の偏光成分が出射光に多く含むことがわかる。これは、光入射面１７ａに第２レンズ５を形成することにより、入射光Ｉが光入射面で、フレネル反射し、第２レンズ５に対して平行方向の偏光成分が反射され、第２レンズ５が延在する方向の偏光成分が透過されるためである。
【００５６】
以上の説明では、第１レンズ３が三角プリズムである場合について説明してきた。しかし、第１レンズ３のレンズ形状と第２レンズ５のレンズ形状は任意に選ぶことが出来る。ここで例えば、凸レンチキュラーが挙げることができる。凸レンチキュラーは、一方向にのみ形成された場合、視野範囲の広いディスプレイ装置７０が得られるが、一方で観察者側Ｆへの集光効果は弱いため高輝度は得難い。しかしながら、第２レンズ５として三角プリズムを形成した場合、水平方向Ｘｏと垂直方向Ｖｅとの２方向の集光効果が得られるため、視野範囲が広く且つ高輝度なディスプレイ装置７０を得ることができる。
【００５７】
拡散板２５および導光板２６は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネイト樹脂、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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構成されていればよい。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。
【００６２】
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、ポリカーボネイト、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。
【００６３】
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２５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。
【００６４】
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レンズ３、第２レンズ５及び突起部２９を形成した場合、レンズシート１を構成する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５５やディスプレイ装置７０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７０では基材厚さＴは０．０５ｍｍから３ｍｍが望ましい。
【００６５】
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。
【００６６】
上述のモアレを防ぐ方法として、第１レンズ３の延在方向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レンズ３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、そして上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。
【００６７】
上述のようなレンズシート１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（ポリカーボネイト）、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、硫酸化バリウム等が挙げられ、印刷法などによって形成する。
【００６８】
ここで、本実施形態のディスプレイ装置７０に対し、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別途配置してもよい。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。
本実施形態のディスプレイ装置７０は、先に記載のレンズシート１により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する。このため、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。
【００６９】
本実施形態のディスプレイ装置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。このため、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。
【００７０】
本実施形態のディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５が液晶表示素子３５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。このため、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。
ここまで、本発明に係るレンズシート１、バックライト・ユニット５５を液晶装置に用いたディスプレイ装置７０の場合について説明してきた。本発明に係るレンズシート１やバックライト・ユニット５５の用途はこれに限らず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ＥＬ、他の照明装置など、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。
【００７１】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、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】
【００７２】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、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。
（比較例１）
比較例１によるレンズシート１として、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の三角プリズムを基材１２の出射側シート面１７ｂに形成してなるレンズシート１を押出成形法により作製した。
【００７３】
（実施例１）
レンズシート１は、ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとして作製した。レンズシート１における第１レンズ３は頂角を９０度、レンズピッチを１００μｍの三角プリズム、第２レンズ５は頂角θ１を３０度、レンズピッチを６０μｍの三角プリズムとしたレンズシート１を用いた。
（実施例２）
実施例１における第２レンズ５の頂角を４０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７４】
（実施例３）
実施例１における第２レンズ５の頂角を５０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例４）
実施例１における第２レンズ５の頂角を６０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７５】
（実施例５）
実施例１における第２レンズ５の頂角を７０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例６）
実施例１における第２レンズ５の頂角を８０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７６】
（実施例７）
実施例１における第２レンズ５の頂角を９０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例８）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１００度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７７】
（実施例９）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１１０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例１０）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１２０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７８】
（実施例１１）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１３０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例１２）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１４０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００７９】
（実施例１３）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１５０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例１４）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１６０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例１５）
実施例１における第２レンズ５の頂角を１７０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００８０】
実施例１〜１５で作製した各レンズシート１と比較例１で作製したレンズシート１とを、それぞれ本実施形態に基づくバックライト・ユニット５５に配置し、その配光分布を測定した。使用したバックライト・ユニット５５の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＬＥＤが配置され、その観察者側Ｆに向けて導光板２６、レンズシート１という順番で配置した。用いた光源４１はバックライト・ユニット５５からの出射光の視野角特性が図２に示した光源１に示す分布となるものを使用した。また、レンズシート１のレンズ軸Ａ１と偏光板３３の透過軸Ａ２とのなす角θ３は０度とした。
【００８１】
各実施例と比較例１による配光分布測定の結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
2011158763.tif 000003
【００８３】
次に、実施例１〜１５で作製した各レンズシート１と比較例１で作製したレンズシート１とを、それぞれ本実施形態に基づくバックライト・ユニット５５に配置し、その配光分布を測定した。使用したバックライト・ユニット５５の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＬＥＤが配置され、その観察者側Ｆに向けて導光板２６、レンズシート１という順番で配置した。用いた光源４１はバックライト・ユニット５５からの出射光の視野角特性が図２に示した光源１に示す分布となるものを使用した。また、レンズシート１のレンズ軸Ａ１と偏光板３３の透過軸Ａ２とのなす角θ３は９０度とした。
【００８４】
各実施例と比較例１による配光分布測定の結果を表２に示す。
【００８５】
【表２】
2011158763.tif 000004
【００８６】
次に、実施例１〜１５で作製した各レンズシート１と比較例１で作製したレンズシート１とを、それぞれ本実施形態に基づくバックライト・ユニット５５に配置し、その配光分布を測定した。使用したバックライト・ユニット５５の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＬＥＤが配置され、その観察者側Ｆに向けて導光板２６、レンズシート１という順番で配置した。用いた光源４１はバックライト・ユニット５５からの出射光の視野角特性が図２に示した光源２に示す分布となるものを使用した。また、レンズシート１のレンズ軸Ａ１と偏光板３３の透過軸Ａ２とのなす角θ３は０度とした。
【００８７】
各実施例と比較例１による配光分布測定の結果を表３に示す。
【００８８】
【表３】
2011158763.tif 000005
【００８９】
次に、実施例１〜１５で作製した各レンズシート１と比較例１で作製したレンズシート１とを、それぞれ本実施形態に基づくバックライト・ユニット５５に配置し、その配光分布を測定した。使用したバックライト・ユニット５５の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＬＥＤが配置され、その観察者側Ｆに向けて導光板２６、レンズシート１という順番で配置した。用いた光源４１はバックライト・ユニット５５からの出射光の視野角特性が図２に示した光源３に示す分布となるものを使用した。また、レンズシート１のレンズ軸Ａ１と偏光板３３の透過軸Ａ２とのなす角θ３は０度とした。
【００９０】
各実施例と比較例１による配光分布測定の結果を表４に示す。
【００９１】
【表４】
2011158763.tif 000006
【００９２】
（比較例２）
比較例１によるレンズシート１として、ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとして、凸シリンドリカル形状を基材１２の出射側シート面１７ｂに形成してなるレンズシート１を押出成形法により作製した。
【００９３】
（実施例１６）
レンズシート１は、ポリカーボネイトを用いて基材１７の厚みを２５０ｕｍとして作製した。レンズシート１における第１レンズ３は、レンズピッチを１００μｍの凸シリンドリカル形状、第２レンズ５は頂角θ１を３０度、レンズピッチを６０μｍの三角プリズムとしたレンズシート１を用いた。
（実施例１７）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を４０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９４】
（実施例１８）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を５０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例１９）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を６０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９５】
（実施例２０）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を７０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例２１）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を８０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９６】
（実施例２２）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を９０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例２３）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１００度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９７】
（実施例２４）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１１０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例２５）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１２０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９８】
（実施例２６）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１３０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例２７）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１４０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【００９９】
（実施例２８）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１５０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例２９）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１６０度としたレンズシート１を同様に作製した。
（実施例３０）
実施例１６における第２レンズ５の頂角を１７０度としたレンズシート１を同様に作製した。
【０１００】
そして、実施例１６〜３０で作製した各レンズシート１と比較例２で作製したレンズシート１とを、それぞれ本実施形態によるバックライト・ユニット５５に配置し、その配光分布を測定した。使用したバックライト・ユニット５５の構成は、反射板４３の観察者側Ｆに光源４１としてＬＥＤが配置され、その観察者側Ｆに向けて導光板２６、レンズシート１という順番で配置した。用いた光源４１はバックライト・ユニット５５からの出射光の視野角特性が図２に示した光源１に示す分布となるものを使用した。また、レンズシート１のレンズ軸Ａ１と偏光板３３の透過軸Ａ２とのなす角θ３は０度とした。
【０１０１】
実施例１６〜３０と比較例２による配光分布測定の結果を表５に示す。
【０１０２】
【表５】
2011158763.tif 000007
【０１０３】
表１〜表５から、光源１から３の視野角分布を有するバックライト・ユニット５５において、実施例１〜３０のレンズシート１を用いたディスプレイ装置７０では、第１レンズ３のレンズ形状が三角プリズム、凸シリンドリカル形状、いずれの形状においても第２レンズ５の三角プリズム頂角θ１を変化させることにより、相対輝度、Ｖｅ、Ｈｏ半値角を制御可能となる。特に、第２レンズ５の三角プリズム頂角θ１を５０度若しくは６０度とすることで、光入射面１７ａが平面であるときに対し１０％以上の輝度上昇効果が得られる。
【０１０４】
また、光入射面１７ａに第２レンズ５を形成することで、光入射面１７ａが平面であるときと比較して、バックライト・ユニット５５からの入射光Ｉの光源４１のムラを低減させることが可能であることが分かる。
また、表１及び表２から、光入射面１７ａに第２レンズ５を形成することにより、第２レンズ５のレンズ軸と垂直方向の偏光成分が多く射出されることがわかる。
【符号の説明】
【０１０５】
Ａ…ＢＥＦの光強度分布、Ａ１…レンズ軸（第１レンズ３の延在方向）、Ａ２…偏光子の透過軸、Ｂ…光学フィルムの光強度分布、Ｈ…光、Ｉ…光、Ｋ…光、θ１…第２レンズの頂角、θ２…レンズ軸と透過軸のなす角、θ３…プリズムの頂角、θａ…プリズムの入射角、φａ…プリズムの射出角、φｂ…プリズムの射出角、ｒａ…プリズムの屈折角、ｒｂ…プリズムの屈折角、Ｐ…プリズム、Ｆ…観察者側、Ｘ…平面視方向、Ｖｅ…画像表示装置垂直方向、Ｈｏ…画像表示装置水平方向、１…レンズシート、５…第２レンズ、１７…光透過基材、１７ａ…観察者と反対側の面、１７ｂ…観察者側の面、１９…プリズムシート、１９ａ…プリズムシートの光入射面、１９ｂ…プリズムシート光射出面、２５…拡散板、２６…導光板、２８…光偏向面、３１、３３…偏光子（偏光板）、３２…液晶パネル、３５…画像表示素子、４１…光源、４１ａ…擬似光源、４１ｂ…擬似光源、４３…反射板（反射フィルム）、５５…バックライト・ユニット、７０…ディスプレイ装置、１８２…拡散板、１８４…光拡散フィルム、１８５…ＢＥＦ、１８６…透明部材、１８７…単位プリズム
【図１】
2011158763.tif 000008
【図２】
2011158763.tif 000009
【図３】
2011158763.tif 000010
【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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