(57)【要約】【課題】  液晶表示装置の輝度視野角を所望の角度に設定することを容易にする。【解決手段】  一対の基板と、前記一対の基板で狭持された液晶層と、前記一対の基板を狭持する一対の偏光板とを有し、かつ、バックライトユニットからの光を透過する透過領域がマトリクス状に存在する液晶表示パネルであって、前記液晶表示パネルは、前記一対の基板のうちの一方の基板と、前記一対の偏光板のうちの一方の偏光板との間に配置された第１の集光部材と、前記第１の集光部材と前記一方の偏光板との間に配置された第２の集光部材とを有し、前記第１の集光部材および前記第２の集光部材は、それぞれ、前記バックライトユニットからの光を前記透過領域に集光する複数の一軸性集光素子でなり、かつ、前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向と、前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向とのなす角が、60度以上90度以下である。【選択図】  図１
2011053469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに照射する光を発するバックライトユニットとを有し、
前記液晶表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板で狭持された液晶層と、前記一対の基板を狭持する一対の偏光板とを有し、かつ、前記バックライトユニットからの光を透過する透過領域がマトリクス状に存在する液晶表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、前記一対の基板のうちの一方の基板と、前記一対の偏光板のうちの当該一方の基板から見て前記液晶層とは反対側に配置された一方の偏光板との間に配置された第１の集光部材と、
前記第１の集光部材と前記一方の偏光板との間に配置された第２の集光部材とを有し、
前記第１の集光部材および前記第２の集光部材は、それぞれ、前記バックライトユニットからの光を前記透過領域に集光する複数の一軸性集光素子でなり、かつ、
前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向と、前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向とのなす角が、60度以上、90度以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向と、前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向とのなす角が、概ね90度であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記一方の偏光板を通過して前記液晶層に向かう光に対して凸平レンズになるシリンドリカルレンズであり、
前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記一方の偏光板を通過して前記液晶層に向かう光に対して平凸レンズになるシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記一方の偏光板を通過して前記液晶層に向かう光に対して凸平レンズになり、かつ、その光学中心に前記集光方向の変動を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記光学中心の厚さが変動していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記一方の偏光板を通過して前記液晶層に向かう光に対して平凸レンズになり、かつ、その光学中心に前記集光方向の変動を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記第１の集光部材と対向する面に凹凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子は、前記光学中心の厚さが変動していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子は、当該一軸性集光素子に入射した平行光が出射する際の拡がり角度が8度以上になることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１の集光部材および前記第２の集光部材は、前記液晶層と前記バックライトユニットとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第２の集光部材は、前記一方の偏光板の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第２の集光部材は、前記一方の偏光板の表面に貼り付けられた基材の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記バックライトユニットは、前記液晶表示パネルに向けて出射する光の拡がり角が、前記第１の集光部材の集光方向と前記第２の集光部材の集光方向とで異なり、かつ、前記第２の集光部材の集光方向の拡がり角が前記第１の集光部材の集光方向の拡がり角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記バックライトユニットは、１枚または２枚以上のプリズムシートを有し、
前記プリズムシートは、プリズムの稜線が前記第１の集光部材の集光方向と概略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、バックライトユニットと液晶表示パネルの液晶層との間に集光素子を有する液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バックライトユニットなどと呼ばれる面状照明装置を有する液晶表示装置は、当該バックライトユニットからの光の利用効率を高めるための種々の方法が提案されている。バックライトユニットからの光の利用効率を高める方法としてよく知られているのは、たとえば、バックライトユニットと液晶表示パネルとの間にマイクロレンズを配置し、バックライトユニットからの光を集光させる方法である（たとえば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、バックライトユニットと液晶表示パネルとの間にマイクロレンズを配置する方法は、光の利用効率を高めるだけでなく、たとえば、輝度視野角を拡げる効果なども期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2007-133037号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の液晶表示装置において、バックライトユニットと液晶表示パネルとの間にマイクロレンズを配置する場合、当該マイクロレンズは、たとえば、画素毎に配置される。この場合、１つのマイクロレンズで集光された光の拡がり角は、通常、液晶表示パネルの長手方向の拡がり角と短手方向の拡がり角が概ね等しくなる。
【０００６】
また、従来の液晶表示装置において、バックライトユニットと液晶表示パネルとの間にマイクロレンズを配置する場合は、当該マイクロレンズとして、たとえば、走査信号線の延びる方向に並んだ複数の画素で共有されるシリンドリカルレンズを配置することもある。この場合、シリンドリカルレンズは、映像信号線の延びる方向が曲率方向になるので、１つのシリンドリカルレンズで集光された光は、映像信号線の延びる方向の拡がり角のみが変化する。
【０００７】
このように、従来の液晶表示装置では、バックライトユニットと液晶表示パネルとの間にマイクロレンズを配置した場合、液晶表示パネルの長手方向の光の拡がり角と短手方向の拡がり角を独立して所望の角度に設定することができない。そのため、従来の液晶表示装置では、たとえば、液晶表示パネルの長手方向および短手方向の輝度視野角を、それぞれ十分な角度に拡げることが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、液晶表示装置の輝度視野角を所望の角度に設定することが容易な技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
【００１１】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに照射する光を発するバックライトユニットとを有し、前記液晶表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板で狭持された液晶層と、前記一対の基板を狭持する一対の偏光板とを有し、かつ、前記バックライトユニットからの光を透過する透過領域がマトリクス状に存在する液晶表示パネルであって、前記液晶表示パネルは、前記一対の基板のうちの一方の基板と、前記一対の偏光板のうちの当該一方の基板から見て前記液晶層とは反対側に配置された一方の偏光板との間に配置された第１の集光部材と、前記第１の集光部材と前記一方の偏光板との間に配置された第２の集光部材とを有し、前記第１の集光部材および前記第２の集光部材は、それぞれ、前記バックライトユニットからの光を前記透過領域に集光する複数の一軸性集光素子でなり、かつ、前記第１の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向と、前記第２の集光部材の前記一軸性集光素子の集光方向とのなす角が、60度以上、90度以下である液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶表示装置によれば、輝度視野角を所望の角度に設定することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の液晶表示装置における液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。
【図２】ＴＦＴ基板における画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。
【図３】ＴＦＴ基板の透過領域の一例を示す模式平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図５】実施例１の液晶表示装置に用いるバックライトユニットの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図８】実施例１の液晶表示装置の第１の変形例を示す模式平面図である。
【図９】実施例１の液晶表示装置の第２の変形例を示す模式平面図である。
【図１０】輝度視野角およびモアレ強度の稜線角度依存性の一例を示す模式図である。
【図１１】実施例２の液晶表示装置における第１のレンチキュラレンズの平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図１２】第１のレンチキュラレンズの平面形状と第２のプリズムシートの平面形状との関係を説明するための模式平面図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ’線における第１のレンチキュラレンズの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図１４】実施例２の液晶表示装置の変形例を示す模式平面図である。
【図１５】本発明による実施例３の液晶表示装置における第２のレンチキュラレンズの概略構成の一例を示す模式平面図である。
【図１６】実施例４の液晶表示パネルのｙｚ面での断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図１７】実施例４の液晶表示パネルのｚｘ面での断面構成の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１５】
図１乃至図４は、本発明による実施例１の液晶表示装置の概略構成の一例を説明するための模式図である。
図１は、実施例１の液晶表示装置における液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。図２は、ＴＦＴ基板における画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。図３は、ＴＦＴ基板の透過領域の一例を示す模式平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００１６】
実施例１の液晶表示装置は、たとえば、図１に示すように、液晶表示パネル１とバックライトユニット２とを有する。また、実施例１の液晶表示装置は、そのほかに、たとえば、液晶表示パネル１を駆動させる駆動回路や、バックライトユニットの明るさを制御する回路などを有する。
【００１７】
実施例１の液晶表示装置における液晶表示パネル１は、たとえば、ＴＦＴ基板３、対向基板４、第１の偏光板５、第２の偏光板６、第１のレンチキュラレンズ７、および第２のレンチキュラレンズ８と、ＴＦＴ基板３と対向基板４との間に封入された液晶層（図示しない）とを有し、第１の偏光板５、第２のレンチキュラレンズ８、第１のレンチキュラレンズ７、ＴＦＴ基板３、液晶層、対向基板４、第２の偏光板６の順で積層されている。このとき、液晶表示パネル１は、第１の偏光板５がバックライトユニット２と対向するように配置する。
【００１８】
また、実施例１の液晶表示パネル１は、アクティブマトリクス方式であり、かつ、ＲＧＢ方式のカラー表示に対応している透過型ＴＦＴ液晶表示パネルとする。また、実施例１の液晶表示パネル１は、第１の偏光板５、ＴＦＴ基板３、対向基板４、および第２の偏光板６の積層方向（図１に示したｚ軸方向）から見たときの平面形状が概略長方形であるとする。また、実施例１では、図１に示すように、当該液晶表示パネル１をｚ軸方向から見たときの短手方向をｘ軸方向とし、長手方向をｙ軸方向とする。したがって、以下の説明では、液晶表示パネル１の短手方向のことをｘ軸方向と呼び、長手方向のことをｙ軸方向と呼ぶ。
【００１９】
また、実施例１の液晶表示パネル１は、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８を除いた他の部分の構成、すなわちＴＦＴ基板３、対向基板４、第１の偏光板５、第２の偏光板６、および液晶層の構成は、従来の透過型ＴＦＴ液晶表示パネルで適用されている構成のいずれかであればよい。そのため、実施例１では、これらの構成（ＴＦＴ基板３、対向基板４、第１の偏光板５、第２の偏光板６、および液晶層）に関する詳細な説明を省略し、本発明を説明する上で欠くことができない点を中心に、液晶表示パネル１の構成を説明する。
【００２０】
液晶表示パネル１の表示領域ＡＲ１は、ｘ軸方向およびｙ軸方向にマトリクス状に配置された多数の画素からなる。また、ＲＧＢ方式のカラー表示に対応している場合、１つの画素は、たとえば、赤色系の光の輝度（階調）を制御する第１のサブ画素、緑色系の光の輝度を制御する第２のサブ画素、および青色系の光の輝度を制御する第３のサブ画素の３つのサブ画素で構成される。このとき、それぞれのサブ画素は、ＴＦＴ素子、画素電極、共通電極、および液晶層を有する。また、第１のサブ画素は、ＴＦＴ素子などの他に、赤色系の光のみが透過するカラーフィルタ（赤色フィルタ）を有する。また、第２のサブ画素は、ＴＦＴ素子などの他に、緑色系の光のみが透過するカラーフィルタ（緑色フィルタ）を有する。また、第３のサブ画素は、ＴＦＴ素子などの他に、青色系の光のみが透過するカラーフィルタ（青色フィルタ）を有する。またこのとき、ＴＦＴ素子および画素電極はＴＦＴ基板３に設けられており、カラーフィルタは対向基板４に設けられている。また、共通電極は、ＴＦＴ基板３に設けられている場合もあるし、対向基板４に設けられている場合もある。
【００２１】
ＴＦＴ基板３は、ガラス基板などの透明な絶縁基板の表面上に走査信号線、映像信号線、ＴＦＴ素子、画素電極、複数の絶縁層、および配向膜などが形成された基板である。このとき、ＴＦＴ基板３の構成を回路的に見ると、表示領域ＡＲ１には、たとえば、図２に示すように、各サブ画素のＴＦＴ素子９および画素電極１０がマトリクス状に配置されている。また、ＴＦＴ基板３には、表示領域ＡＲ１を通る複数本の走査信号線１１および複数本の映像信号線１２が配置されている。なお、実施例１の液晶表示パネル１では、各走査信号線１１のうちの表示領域ＡＲ１を通る部分がｘ軸方向に延びており、各映像信号線１２のうちの表示領域ＡＲ１を通る部分がｙ軸方向に延びているとする。
【００２２】
このとき、ＴＦＴ素子９は、ゲート電極が１本の走査信号線１１に接続しており、第１のソース-ドレイン電極が１本の映像信号線１２に接続している。また、ＴＦＴ素子９は、第２のソース−ドレイン電極が画素電極１０と接続している。なお、ＴＦＴ素子９における第１のソース-ドレイン電極と第２のソース-ドレイン電極とは、一方がソース電極として機能するときに他方がドレイン電極として機能する。このとき、第１のソース-ドレイン電極と第２のソース-ドレイン電極のどちらがソース電極として機能するかは、ＴＦＴ素子９がオンになったときの映像信号線１２の電位と画素電極１０の電位との高低の関係によって決まる。
【００２３】
また、図２において、画素電極１０に示した（Ｒ）、（Ｇ）、および（Ｂ）は、当該サブ画素が有するカラーフィルタの色を示しており、それぞれ、赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタを有することを意味する。このとき、１つの画素は、走査信号線１１の延びる方向（ｘ軸方向）に並んでいる連続した３つのサブ画素からなる。
【００２４】
また、ＴＦＴ基板３に配置される走査信号線１１、映像信号線１２、第１のソース-ドレイン電極、および第２のソース-ドレイン電極は、たとえば、アルミニウムなどの金属膜をエッチングして形成された遮光性（光反射率）の高い導電膜である。そのため、ＴＦＴ基板３の表示領域ＡＲ１には、バックライトユニット２からの光が透過しない領域（以下、遮光領域と呼ぶ）が存在する。
【００２５】
ＴＦＴ基板３の表示領域ＡＲ１には、図２に示したような回路があり、複数の走査信号線１１と複数の映像信号線１２とによる格子が形成されている。そのため、表示領域ＡＲ１は、バックライトユニット２からの光が透過するか否かの観点で図示すると、たとえば、図３に示すように、格子状の遮光領域１３を有する。このとき、遮光領域１３の格子の目に相当する長方形の領域１４はバックライトユニット２からの光が透過する領域（以下、透過領域と呼ぶ）である。なお、実際のＴＦＴ基板３における透過領域１４は、図３に示したような長方形にならない場合も多いが、本明細書では、説明を簡単にするために、個々の透過領域１４を長方形にしている。
【００２６】
一般的な液晶表示パネル１の場合、ＴＦＴ基板３には、１つのサブ画素に１つの透過領域１４が存在する。そのため、１つの画素を構成する３つのサブ画素をｘ軸方向に並べる場合、１つのサブ画素のｘ軸方向の寸法Ｐcx’は、たとえば、１つの画素のｘ軸方向の寸法Ｐcxの１／３になる。なお、実際の液晶表示パネル１では、たとえば、所望の特性（色再現性など）を得るために、１つの画素を構成する３つのサブ画素のｘ軸方向の寸法の比を１：１：１にしないこともある。しかしながら、本明細書では、説明を簡単にするために、１つの画素を構成する３つのサブ画素のｘ軸方向の寸法の比を１：１：１にし、すべてのサブ画素のｘ軸方向の寸法を同じ値Ｐcx’にしている。
【００２７】
また、１つの画素を構成する３つのサブ画素をｘ軸方向に並べる場合、１つのサブ画素のｙ軸方向の寸法は、１つの画素のｙ軸方向の寸法Ｐcyになる。また、一般的な液晶表示パネル１における１つの画素は、ｘ軸方向の寸法Ｐcxとｙ軸方向の寸法Ｐcyとが概ね等しい。そのため、１つのサブ画素は、ｘ軸方向の寸法Ｐcx’がｙ軸方向の寸法Ｐcyの約１／３になり、ｙ軸方向を長手方向とする長方形になる。したがって、各サブ画素における透過領域１４は、通常、図３に示したように、ｙ軸方向の寸法Ｗayがｘ軸方向の寸法Ｗaxよりも大きくなる。なお、実際の液晶表示パネル１では、たとえば、１つの画素を構成する３つのサブ画素の透過領域１４の面積の比を１：１：１にしないこともある。しかしながら、本明細書では、説明を簡単にするために、１つの画素を構成する３つのサブ画素の透過領域１４の面積の比を１：１：１にし、すべてのサブ画素の透過領域１４の面積を同じ値（Ｗax×Ｗay）にしている。
【００２８】
さて、ＴＦＴ基板３は、前述のように、ガラス基板などの透明な絶縁基板の表面上に走査信号線１１、映像信号線１２、ＴＦＴ素子９、画素電極１０、複数の絶縁層、および配向膜などが形成された基板である。すなわち、ＴＦＴ基板３は、たとえば、図４に示すように、第１の絶縁基板３０１と、第１の絶縁基板３０１の表面上に形成された第１の薄膜積層体３０２とを有する。第１の絶縁基板３０１は、ガラス基板または樹脂基板などの透明な絶縁基板である。第１の薄膜積層体３０２は、たとえば、走査信号線１１、映像信号線１２、ＴＦＴ素子９、画素電極１０、複数の絶縁層、および第１の配向膜などを有する薄膜積層体であり、第１の絶縁基板３０１と液晶層１５との間に配置される。また、第１の薄膜積層体３０２は、前述のように、遮光領域１３と透過領域１４とを有する。
【００２９】
一方、対向基板４は、たとえば、図４に示すように、第２の絶縁基板４０１と、第２の絶縁基板４０１の表面上に形成された第２の薄膜積層体４０２とを有する。第２の絶縁基板４０１は、ガラス基板または樹脂基板などの透明な絶縁基板である。第２の薄膜積層体４０２は、たとえば、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、平坦化膜、柱状スペーサ、および第２の配向膜などを有する薄膜積層体であり、第２の絶縁基板４０１と液晶層１５との間に配置される。
【００３０】
また、液晶表示パネル１がＩＰＳ方式などの横電界駆動方式の場合、共通電極は、ＴＦＴ基板３（第１の薄膜積層体３０２）に形成される。また、液晶表示パネル１がＶＡ方式やＴＮ方式などの縦電界駆動方式の場合、共通電極は、対向基板４（第２の薄膜積層体４０２）に形成される。
【００３１】
液晶層１５は、電界の印加方式によって使用する材料が異なる。液晶表示パネル１がＩＰＳ方式の場合、液晶層１５には、たとえば、室温を含む広い温度範囲でネマチック層を示し、かつ、誘電率異方性が正である液晶材料が用いられる。
【００３２】
第１の偏光板５および第２の偏光板６は、たとえば、配向処理されたヨウ素系色素を含み、その２色性により自然光を偏光に変換する光学部品である。このとき、第１の偏光板５と第２の偏光板６とは、一般に、互いの吸収軸が直交するように配置される。
【００３３】
また、実施例１の液晶表示パネル１は、上記のような構成に加え、ＴＦＴ基板３（第１の絶縁基板３０１）と第１の偏光板５との間に配置された、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８を有する。
【００３４】
実施例１の液晶表示パネル１における第１のレンチキュラレンズ７は、ｙ軸方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズ７Ｓ（以下、第１のシリンドリカルレンズと呼ぶ。）からなる。このとき、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓは、たとえば、図１および図４に示したように、バックライトユニット２からの光に対して凸平レンズになり、かつ、シリンドリカル面の周方向（以下、曲率方向と呼ぶ。）がｙ軸方向と平行になるように配置する。またこのとき、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓは、たとえば、曲率方向の寸法Ｗr（以下、幅と呼ぶ。）をＷay＜Ｗr≦Ｐcyにし、画素のｙ軸方向の寸法Ｐcyと同じ間隔で配置する。また、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓは、稜線７ＳRLが透過領域１４のｙ軸方向の中心付近を通るように配置する。
【００３５】
一方、実施例１の液晶表示パネル１における第２のレンチキュラレンズ８は、ｘ軸方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズ８Ｓ（以下、第２のシリンドリカルレンズと呼ぶ。）からなる。このとき、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓは、たとえば、図１および図４に示したように、バックライトユニット２からの光に対して平凸レンズになり、かつ、曲率方向（シリンドリカル面の周方向）がｘ軸方向と平行になるように配置する。
【００３６】
なお、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLおよび第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLは、それぞれ、曲率方向と直交する方向で見たときの各位置において最も厚い部分の軌跡を意味する。しかしながら、本発明における第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８を後述するような印刷法で形成した場合、レンズの光学中心と稜線とは概ね一致する。そのため、本明細書におけるレンズの稜線は、光学中心の意味も持つ。
【００３７】
このような液晶表示パネル１を有する液晶表示装置の作用効果を説明するにあたり、まず、バックライトユニット２からの光が平行光であり、図４に示したように、液晶表示パネル１（第１の偏光板５）の入光面に対して垂直に入射する場合の、当該光の光路について簡単に説明する。
【００３８】
バックライト２からの光１６が第１の偏光板５に入射すると、当該光１６のうちの、振動方向が第１の偏光板５の透過軸方向（吸収軸と直交する方向）と概ね平行な成分のみが第１の偏光板５を透過する。そして、第１の偏光板５を透過した光１６は、第２のレンチキュラレンズ８、第１のレンチキュラレンズ７、ＴＦＴ基板３、液晶層１５、および対向基板４を通過して第２の偏光板６に入射する。
【００３９】
このとき、液晶表示パネル１をｙ軸方向と平行な断面（以下、ｙｚ面と呼ぶ。）で見ると、図４に示したように、第１の偏光板５を透過した光１６は、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの集光機能の影響をほとんど受けることがなく、概ね平行光のまま第１のシリンドリカルレンズ７Ｓに入射する。そして、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓに入射した光１６は、当該第１のシリンドリカルレンズ７Ｓを通過した後、集光され、ｙ軸方向の拡がり角がθLyの光となって第２の偏光板６に入射する。したがって、第２の偏光板６を透過して観察者に向かう光は、液晶表示パネル１のｙ軸方向の拡がり角がθLyになる。このとき、第２の偏光板６を透過して観察者に向かう光の拡がり角θLyは、主として、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの光学特性と、透過領域１４のｙ方向の寸法Ｗayとによって決まる。
【００４０】
またこのとき、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの焦点の位置が、たとえば、第１の薄膜積層体３０２内またはその近傍にくるようにしておくと、１つのシリンドリカルレンズ７Ｓに入射する光１６をｙｚ面で見たときの両端の成分１６ａ，１６ｂのように、第１の偏光板５のうちの、第１の薄膜積層体３０２の遮光領域１３と重なる領域を透過した光も第２の偏光板６に入射させることができる。
【００４１】
一方、液晶表示パネル１をｘ軸方向と平行な断面（以下、ｚｘ面と呼ぶ。）で見ると、第１の偏光板５を透過した光１６は、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓを通過することにより集光され、ｘ方向の拡がり角がθLxの光となって第２の偏光板６に入射する。したがって、第２の偏光板６を透過して観察者に向かう光は、液晶表示パネル１のｘ軸方向の拡がり角がθLxになる。
【００４２】
なお、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓを通過した光１６は、その後、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓを通過するが、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの曲率方向はｙ軸方向である。そのため、ｚｘ面で見た場合、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓを通過する光１６は、当該第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの界面で屈折するものの、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの集光機能の影響はほとんど受けない。そのため、第２の偏光板６を透過して観察者に向かう光の拡がり角θLxは、主として、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの光学特性によって決まる。
【００４３】
このように、実施例１の液晶表示装置は、バックライトユニット２からの光が平行光であっても、液晶表示パネル１を透過した光は短手方向（ｘ軸方向）の拡がり角がθLx、長手方向（ｙ軸方向）の拡がり角がθLyになるので、輝度視野角を広げることができる。
【００４４】
また、実施例１の液晶表示装置では、液晶表示パネル１を透過した光の短手方向の拡がり角θLxと長手方向の拡がり角θLyとを独立して調整することができる。そのため、実施例１の液晶表示装置は、用途に応じた輝度視野角の調整が容易である。
【００４５】
また、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの焦点の位置が、たとえば、第１の薄膜積層体３０２内またはその近傍にくるようにすると、第１の偏光板５のうちの、遮光領域１３と重なる領域を通過した光１６ａ，１６ｂも透過領域１４を通る。そのため、実施例１の液晶表示装置は、第１の偏光板５を透過した光の利用効率を高めることができる。
【００４６】
また、実施例１の液晶表示装置では、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓおよび第２のシリンドリカルレンズ８Ｓを、それぞれ、バックライトユニット２からの光に対して凸平レンズおよび平凸レンズになるようにしている。このとき、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８とは、図４に示したように、複数の点で接触する。また、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との接触点は、表示領域ＡＲ１の全域にわたってマトリクス状に存在する。そのため、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、表示領域ＡＲ１の内部における第１の偏光板５と第１の絶縁基板３０１との距離を均一に保つことが容易になる。
【００４７】
ところで、実施例１の液晶表示装置において、違和感なく表示が良好に見えるようにするには、液晶表示パネル１の長手方向の輝度視野角および短手方向の輝度視野角を広くすることが望ましく、特に、上下方向（実施例１においては長手方向）の視野角に比べて左右方向（実施例１においては短手方向）の視野角が広いことが望ましい。このとき、左右方向（実施例１においては短手方向）の視野角は、半値全角で40度以上にすることが望まれる。なお、本明細書における半値全角は、液晶表示パネル１から出射する光のうちの、出光面の法線方向を進行方向とする成分の強度を1としたときの相対強度が0.5以上になる光の進行方向の角度範囲のことである。
【００４８】
このようなことから、実施例１の液晶表示装置におけるバックライトユニット２は、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓによって透過領域１４を透過する光量を向上するために第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの集光方向は指向性が高いことが望ましく、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの集光方向（実施例１においては液晶表示パネル１の短手方向）は拡がり角は広いことが望ましい。そのため、実施例１の液晶表示装置におけるバックライトユニット２は、たとえば、図５乃至図７に示すような構成であることが望ましい。この場合、液晶表示パネル１の短手方向の拡がり角θLxは、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの光学特性（幅Ｗq、曲率、焦点距離など）を調整することで、バックライトユニット２からの光をさらに広げることができる。
【００４９】
図５乃至図７は、実施例１の液晶表示装置に用いるバックライトユニットの概略構成の一例を説明するための模式図である。
図５は、実施例１の液晶表示装置に用いるバックライトユニットの概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。図７は、図５のＤ−Ｄ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００５０】
実施例１の液晶表示装置におけるバックライトユニット２は、たとえば、図５に示すように、導光板１７、複数の光源１８、第１のプリズムシート１９、第２のプリズムシート２０、および反射シート２１を有する構成にする。このとき、導光板１７、第１のプリズムシート１９、第２のプリズムシート２０、および反射シート２１は、図６および図７に示すように、液晶表示パネル１側から第２のプリズムシート２０、第１のプリズムシート１９、導光板１７、反射シート２１の順に並ぶように積層する。
【００５１】
導光板１７は、光源１８が発した光１６を面状光線に変換する光学部品である。このとき、導光板１７に取り込まれた光１６は、主として、液晶表示パネル１の表示領域ＡＲ１と重なる領域ＡＲ２から、液晶表示パネル１に向けて出射する。
【００５２】
光源１８は、白色LEDなどの白色発光素子であり、たとえば、出光面が導光板１７の短手方向（ｘ軸方向）の側面と対向するように配置されている。このとき、導光板１７に取り込まれた光１６は、たとえば、図６に示した光１６ｅ，１６ｆのように、導光板１７の第１の主面（液晶表示パネル１と対向する面）およびその反対側の第２の主面で全反射をしながら、導光板１７を伝播する。
【００５３】
また、導光板１７に光１６を取り込む際には、第１の主面および第２の主面に対する入射角が全反射条件を満たす角度（臨界角）よりも大きな角度になるよう調整される。そのため、第１の主面および第２の主面が平坦な面であると、導光板１７を伝播する光１６（１６ｅ，１６ｆ）を液晶表示パネル１側に出射させることができない。したがって、導光板１７には、たとえば、図６に示したように、第２の主面に、当該第２の主面（ｘｙ平面）に対して所定の角度だけ傾いた傾斜面を有する反射溝１７ａを設けている。導光板１７を伝播する光１６（１６ｅ，１６ｆ）が反射溝１７ａの傾斜面で反射すると、反射後の光１６の第１の主面への入射角は、反射前の入射角よりも小さくなる。このとき、当該反射後の入射角が臨界角よりも小さくなっていれば、図６に示したように、光１６（１６ｅ，１６ｆ）は第１の主面で屈折し、液晶表示パネル１側に出射する。導光板１７から液晶表示パネル１側に出射した光１６は、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０を透過して液晶表示パネル１（第１の偏光板５）に入射する。
【００５４】
導光板１７と液晶表示パネル１との間に配置された第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０は、導光板１７から液晶表示パネル１側に出射した光の進行方向を調整するための光学部品である。このとき、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０は、それぞれ、図５に示したように、液晶表示パネル１と対向する面に頂角（稜線）を有する複数のプリズムからなる。またこのとき、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０は、それぞれ、プリズムの稜線が液晶表示パネル１の短手方向（ｘ軸方向）に延びるように配置する。
【００５５】
また、第１のプリズムシート１９のプリズムの２つの底角は、同じ角度でも、異なる角度でも構わない。同様に、第２のプリズムシート２０のプリズムの２つの底角は、同じ角度でも、異なる角度でも構わない。またこのとき、第１のプリズムシート１９のプリズムの底角の組み合わせと、第２のプリズムシート２０のプリズムの底角の組み合わせとは、同じ組み合わせでも、異なる組み合わせでも構わない。
【００５６】
導光板１７から液晶表示パネル１側に出射する光１６（１６ｅ，１６ｆ）の進行方向は、液晶表示装置を導光板１７の長手方向と平行な断面（ｙｚ面）で見ると、図６に示したように、導光板１７の第１の主面の法線方向（ｚ軸方向）から光の伝播方向に傾いている。また、ｙｚ面で見た第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０は、液晶表示パネル１と対向する面が三角波状である。そのため、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０を通過して液晶表示パネル１に向かう光１６の進行方向は、ｙｚ面で見ると、液晶表示パネル１の入光面の法線方向（ｚ軸方向）と概ね平行になる。
【００５７】
しかしながら、導光板１７を伝播する光１６には、たとえば、図６に示した実線の光路をたどる光１６ｅと点線の光路をたどる光１６ｆのように、第１の主面および第２の主面に対する入射角が異なる光が複数存在する。そのため、液晶表示装置をｙｚ面で見たときに導光板１７から液晶表示パネル１側に出射する光の出射角度には、ある範囲の拡がり（分布）が生じる。実施例１の液晶表示装置では、ｙｚ面で見たときの、導光板１７から出射する光の出射角度の拡がりを小さくすることが望ましい。この出射角度の拡がりを小さくするには、たとえば、導光板１７の光１６を取り入れる部分の形状などを調整し、伝播する光１６の第１の主面および第２の主面への入射角の拡がりを小さくすればよい。
【００５８】
またこのとき、導光板１７の反射溝１７ａの傾斜角、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０のプリズムの底角は、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０を通過して液晶表示パネル１に入射する光の拡がり角θSｙが極力小さくなる組み合わせにすることが望ましい。実施例１の液晶表示装置では、光の拡がり角θSyが14度以下になるようにすることが望ましく、10度以下になるようにするとさらに望ましい。
【００５９】
ところで、実施例１の液晶表示装置で用いる光源１８が発する光１６は、たとえば、図５に示したように、出光面の法線方向を中心とする放射状の光である。そのため、液晶表示装置を、たとえば、図７に示すように、導光板１７の短手方向と平行な断面（ｚｘ面）で見ると、導光板１７を伝播する光１６は、ｘ軸方向の位置がほとんど変化しない光１６ｇ、−ｘ方向に変位しながら伝播する光１６ｈ、および＋ｘ方向に変位しながら伝播する光１６ｊの３種類に大別される。
【００６０】
光源１８が発する光１６の強度は、前述のように、出光面の法線方向に出射する成分の強度が最も強く、当該法線方向と出射方向との角度（傾き）が大きくなるにつれて急速に低下する。そのため、ｘ軸方向に変位しながら伝播する光１６ｈ，１６ｊの強度は、一般に、変位量が大きくなるほど強度が低くなる。したがって、第２のプリズムシート２０を通過して液晶表示パネル１に向かう光は、液晶表示パネル１の入光面の法線方向（ｚ軸方向）からの傾きが大きくなるほど、強度が低くなる。このとき、導光板１７の短手方向と平行な断面（ｚｘ平面）で見たときの光の拡がり角θSxを半値全角とすると、当該拡がり角θSxは、たとえば、35度程度になる。
【００６１】
このように、図５乃至図７に示したような構成のバックライトユニット２を用いると、当該バックライトユニット２から出射する光は、導光板１７（液晶表示パネル１）の長手方向の拡がり角θSyが小さく、短手方向の拡がり角θSxが大きい光になる。すなわち、液晶表示パネル１に入射する光は、長手方向の指向性が高く、短手方向の指向性が低い光になる。
【００６２】
さて、実施例１の液晶表示装置をｚｘ面で見た場合、液晶表示パネル１に入射する光の拡がり角がθSxであるとすると、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓを通過して第２の偏光板６に入射する光の拡がり角θDxは、下記数式１で表される。
【００６３】
θDx＝（θSx2＋θLx2）1/2  ・・・（数式１）
【００６４】
なお、数式１におけるθLxは、液晶表示パネル１に平行光を入射したときに、第２の偏光板６に入射する光のｘ軸方向（ｚｘ面）での拡がり角である。
【００６５】
実施例１の液晶表示装置において、液晶表示パネル１の短手方向で違和感なく表示が良好に見えるようにするには、前述のように当該短手方向の輝度視野角を半値全角で40度以上にすることが望まれる。これに対し、図５乃至図７に示したような構成のバックライトユニット２からの出射光における当該短手方向の拡がり角θSxは、前述のように35度程度である。そのため、θDx＝40度、θSx＝35度として数式１を解くと、θLxは、約20度になる。したがって、実施例１の液晶表示装置における第２のシリンドリカルレンズ８Ｓは、平行光を入射したときの出射光の拡がり角θLxが20度以上になるようにすることが望まれる。この条件を満たすには、たとえば、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓのレンズ幅Ｗqと焦点距離との比が0.36以上になるようにすればよい。このとき、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの屈折率を1.5とすると、当該第２のシリンドリカルレンズ８Ｓは、レンズの高さ（最も厚い部分の厚さ）とレンズ幅Ｗqとの比が0.06以上になるようにすることが望ましい。
【００６６】
また、液晶表示装置の観察者は、たとえば、光の拡がり角θDxが1度以上大きくなると、光（輝度視野角）の拡がりを有意に感じることができる。実施例１の液晶表示装置において、仮に、第２のレンチキュラレンズ８を設けていないとすると、液晶表示パネル１から出射する光の短手方向の拡がり角は、バックライトユニット２からの出射光の拡がり角θSxと概ね等しくなる。したがって、バックライトユニット２からの出射光の拡がり角θSxが35度の場合、液晶表示パネル１から出射する光の短手方向の拡がり角θDxが36度以上になると、有意に光の拡がりを感じることができる。
【００６７】
すなわち、バックライトユニット２からの出射光における当該短手方向の拡がり角θSxが35度の場合、数式１から、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓに平行光を入射したときの出射光の拡がり角θLxが半値全角で8度以上あれば、第２のレンチキュラレンズ８による輝度視野角の拡大効果を期待できるといえる。この条件を満たすには、たとえば、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓのレンズ幅Ｗqと焦点距離との比が0.14以上になるようにすればよい。このとき、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの屈折率を1.5とすると、当該第２のシリンドリカルレンズ８Ｓは、レンズの高さ（最も厚い部分の厚さ）とレンズ幅Ｗqとの比が0.035以上になるようにすることが望ましい。
【００６８】
またこのとき、第２のレンチキュラレンズ８の集光機能が、液晶表示パネル１の長手方向の光の拡がり角に影響しないようにするためには、たとえば、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓに平行光を入射したときに、出射光の稜線方向の拡がり角が1度以下になるようにすることが望ましく、特に、0.5度以下になるようにすることが望ましい。また、第２のレンチキュラレンズ８は、平行光を入射したときに、出射光の稜線方向の拡がり角が0.2度以下になるようにすると、さらに望ましい。
【００６９】
また、液晶表示パネル１の長手方向（ｙ軸方向）の輝度視野角を所望の角度にする場合は、上記の第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの光学特性の調整と同様の考え方で、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの光学特性を調整すればよい。そのため、実施例１では、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの光学特性の調整方法に関する説明を省略する。
【００７０】
次に、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８の形成方法について簡単に説明する。第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８は、それぞれ、たとえば、オフセット印刷法を用いることで容易に形成することができる。
【００７１】
オフセット印刷法で第２のレンチキュラレンズ８を形成する場合は、たとえば、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの形状に合わせたくぼみを設けた凹版にレンズ材料を埋め込み、当該レンズ材料を、ブランケットを備えた転写ローラーに付着させた後、第１の偏光板５の表面に転写する。第１の偏光板５に転写されたレンズ材料は、表面張力によって表面（露出面）が丸くなり、レンズ形状が形成される。このとき、レンズ材料としては、たとえば、アクリル系、エポキシ系、アクリルエポキシ系などのUV硬化樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。UV硬化樹脂を用いる場合には、レンズ材料を第１の偏光板５の表面に転写した後、所定の波長の紫外線を照射して当該レンズ材料を硬化させる。
【００７２】
また、第２のレンチキュラレンズ８は、たとえば、インクジェット印刷法を用いて形成することもできる。インクジェット印刷法で第２のレンチキュラレンズ８を形成するには、たとえば、未硬化のUV硬化樹脂または熱硬化性樹脂を含むインクを用い、第１の偏光板５の上に当該インクを直接印刷した後、所定の条件で硬化させればよい。
【００７３】
また、印刷法で第２のレンチキュラレンズ８を形成するときには、たとえば、第１の偏光板５の表面のうちの、レンズの隙間となる箇所に撥液処理を施しておくと、印刷したレンズ材料の拡がりを抑えることができ、それぞれの第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの形状の精度を向上させることができる。
【００７４】
また、第２のレンチキュラレンズ８は、上記の印刷法に限らず、たとえば、金型を用いて未硬化のUV硬化樹脂または熱硬化性樹脂を型押しした後、所定の条件で硬化させて形成してもよい。この場合、ロール状の金型を用いることで、第２のレンチキュラレンズ８を連続的に形成することができる。
【００７５】
また、詳細な説明は省略するが、第１のレンチキュラレンズ７は、第２のレンチキュラレンズ８と同様の方法で形成することができ、たとえば、印刷法を用いて第１の絶縁基板３０１の表面に印刷したレンズ材料を、所定の条件で硬化させて形成すればよい。
【００７６】
なお、第１のレンチキュラレンズ７は、たとえば、第１の絶縁基板３０１の上に第１の薄膜積層体３０２を形成した後、またはＴＦＴ基板３と対向基板４とを貼り合わせた後に形成することが望ましい。そのため、第１のレンチキュラレンズ７は、画素の特性に影響しないような条件で形成することが望ましい。したがって、熱硬化性樹脂を用いて第１のレンチキュラレンズ７を形成する場合は、150℃以下、望ましくは100℃以下の温度で硬化する熱硬化性樹脂を用いることが望ましい。
【００７７】
以上説明したように、実施例１の液晶表示装置では、液晶表示パネル１の長手方向の輝度視野角と、短手方向の輝度視野角とを独立して設定することができる。
【００７８】
また、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、ＴＦＴ基板３（第１の絶縁基板３０１）の厚さや、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８の焦点距離を調整することで、透過領域１４を通過する光の拡がり角を変えることができる。すなわち、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、ＴＦＴ基板３（第１の絶縁基板３０１）を薄くすると輝度視野角を広くすることができ、厚くすると正面輝度を高くすることができる。また、実施例１の液晶表示装置では、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８の焦点距離を短くすると輝度視野角を広くすることができ、長くすると正面輝度を高くすることができる。そのため、実施例１の液晶表示装置は、従来の液晶表示装置に比べて、液晶表示パネル１の長手方向の輝度視野角および短手方向の輝度視野角の設定の自由度を容易に高くすることができる。
【００７９】
また、実施例１の液晶表示装置は、第１の偏光板５とＴＦＴ基板３との距離の均一化が容易である。
【００８０】
また、バックライトユニット２が、図５乃至図７に示したような構成である場合、導光板１７から出射した光は、第１のプリズムシート１９の入光面に対して角度を持って入射する。このとき、当該第１のプリズムシート１９の入光面に入射した光の反射率は、Ｐ偏光とＳ偏光とで異なり、Ｓ偏光のほうが反射率が高い。同様に、第２のプリズムシート２０の入光面に入射した光の反射率は、Ｐ偏光とＳ偏光とで異なり、Ｓ偏光のほうが反射率が高い。そのため、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０を通過して液晶表示パネル１に向かう光は、Ｐ偏光成分、すなわち振動方向が液晶表示パネル１の長手方向と概ね平行な成分を多く含む部分偏光になっている。したがって、バックライトユニット２からの光の利用効率を高めるには、バックライトユニット２（第２のプリズムシート２０）と液晶層１５との間に配置されている第１の偏光板５の透過軸の方向を、液晶表示パネル１の長手方向と概ね平行になるようにすることが望ましい。
【００８１】
なお、バックライトユニット２の構成によっては、第２のプリズムシート２０を通過して液晶表示パネル１に向かう光の主成分の振動方向が、当該液晶表示パネル１の長手方向と平行にならない場合がある。その場合は、第１の偏光板５の透過軸の方向をバックライトユニット２からの光の主成分の振動方向と概ね平行になるようにすると、バックライトユニット２からの光の利用効率を高めることができる。
【００８２】
また、第１の偏光板５の透過軸の方向をバックライトユニット２からの光の主成分の振動方向と合わせることができない場合は、たとえば、第２のプリズムシート２０に複屈折性を持たせて偏光を解消する、または第２のプリズムシート２０と第１の偏光板５との間に位相差シートを配置するといった方法で、第１の偏光板５を通過する光量を増やしてもよい。
【００８３】
また、実施例１では、液晶表示パネル１の透過領域１４を、図３に示したように概略長方形にしているが、当該透過領域１４は、前述のように長方形以外の任意の形状であることも多い。透過領域１４が長方形以外の任意の形状で、その中心が明確でない場合は、たとえば、ＴＦＴ基板３に対して垂直に光を入射したときに透過領域１４から出射する光の輝度分布のピークが正面方向となるように、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓを配置すればよい。
【００８４】
また、実施例１では第１の偏光板５および第２の偏光板６として、直線偏光を透過する偏光板を用いているが、液晶表示パネル１の表示モードによっては、第１の偏光板５および第２の偏光板６として、円偏光板を用いてもよいことはもちろんである。
【００８５】
また、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、バックライトユニット２と液晶層との間に配置される第１の偏光板５として、反射型偏光板を用いてもよい。第１の偏光板５として反射型偏光板を用いた場合、バックライトユニット２からの光のうちの、振動方向が第１の偏光板５の吸収軸と概ね平行になる偏光成分が反射してバックライトユニット２に戻る。このとき、バックライトユニット２に戻った光が第２のプリズムシート２０、第１のプリズムシート１９、導光板１７、および反射シート２１のいずれかで反射すると、その反射光の一部または全部の偏光状態（振動方向）が変化し、第１の偏光板５を通過する成分が生じる。そのため、第１の偏光板５として反射型偏光板を用いると、バックライトユニット２からの光の利用効率を向上させることができる。またこのとき、第１の偏光板５を反射型偏光板にする代わりに、第１の偏光板５と第２のプリズムシート２０との間に、別の反射型偏光板を配置してもよいことはもちろんである。
【００８６】
図８乃至図１０は、実施例１の液晶表示装置の変形例を説明するための模式図である。
図８は、実施例１の液晶表示装置の第１の変形例を示す模式平面図である。図９は、実施例１の液晶表示装置の第２の変形例を示す模式平面図である。図１０は、輝度視野角およびモアレ強度の稜線角度依存性の一例を示す模式図である。
【００８７】
実施例１の液晶表示装置では、たとえば、図８に示すように、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの幅Ｗqを、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの幅Ｗrと概ね等しくなるようにしてもよい。ただし、各サブ画素でのｘ方向の集光効果の均一性を考慮すると、第２のシリンドリカルレンズ８の幅Ｗqは、１つの画素の寸法Ｐcxよりも小さいことが望ましく、特に、１つのサブ画素の寸法Ｐcx’よりも小さいことが望ましい。
【００８８】
また、実施例１の液晶表示装置において、たとえば、第１のレンチキュラレンズ７の周期ＰL1（第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLの間隔）と第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐsとの組み合わせは、適宜変更可能であるが、後述するように、プリズムの周期Ｐsを第１のレンチキュラレンズ７の周期ＰL1よりも小さくし、１つの第１のシリンドリカルレンズ７Ｓに対して複数のプリズム、特に３個以上のプリズムが割り当てられるようにすることが望ましい。
【００８９】
また、実施例１の液晶表示装置の一例として挙げた上記の構成では、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８とを、シリンドリカルレンズの稜線が互いに直交するように配置している。しかしながら、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、図９に示すように、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが90度未満であってもよい。角αを90度未満とすることにより、たとえば、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓと液晶表示パネル１との間で生じるモアレを低減することができる。一方、角αを90度未満とすると、液晶表示パネル１から観察者に向けて出射する光のｘ軸方向の輝度視野角θDxが減少するとともに、正面の輝度Ｉcの低下が生じる。本願発明者らが、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αを45度から90度の範囲で変えながら、液晶表示パネル１から観察者に向けて出射する光のｘ軸方向の輝度視野角θDxと、正面の輝度Ｉcおよびモアレ強度ＭＩとの関係を調べたところ、たとえば、図１０に示すような結果が得られた。なお、図１０は、横軸が第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角α（単位は度）、左縦軸がｘ軸方向の輝度視野角θDxの相対値および正面輝度Ｉc、右縦軸がモアレ強度ＭＩの相対値のグラフである。
【００９０】
また、図１０に示した曲線Ｆ１は、ｘ軸方向の輝度視野角θDxと稜線のなす角αとの関係を示しており、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のレンチキュラレンズ８の稜線８ＳRLとのなす角αが90度のときの輝度視野角を1としている。また、図１０に示した曲線Ｆ２は、モアレ強度ＭＩと稜線のなす角αとの関係を示しており、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが90度のときのモアレ強度を1としている。またさらに、図１０に示した曲線Ｆ３は、正面輝度Ｉcと稜線のなす角αとの関係を示しており、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが90度のときの正面輝度Ｉcを1としている。
【００９１】
図１０の曲線Ｆ１からわかるように、ｘ軸方向の輝度視野角θDxは、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のレンチキュラレンズ８の稜線８ＳRLとのなす角αが小さくなるにつれて小さくなる。すなわち、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが小さくなるにつれて、ｘ軸方向の光の拡がり角θDxが小さくなる。ただし、角αが60度以上の範囲では、ｘ軸方向の光の拡がり角θDxの変化が小さく、ほぼ一定であった。
【００９２】
一方、図１０の曲線Ｆ２からわかるように、モアレ強度ＭＩは、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが70度付近のところに極小値を有し、それより小さくなると再び相対値が大きくなる。ただし、角αが70度以下の範囲においても、60度以上であればモアレが小さく許容範囲であった。
【００９３】
また、図１０の曲線Ｆ３からわかるように、正面輝度Ｉcは、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αが小さくなるにつれて小さくなる。ただし、角αが70度以上の範囲では変化は小さく、角αを70度以上とすれば、正面輝度Ｉcはほぼ一定であった。
【００９４】
したがって、実施例１の液晶表示装置では、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの稜線８ＳRLとのなす角αを、たとえば、70度以上とすれば、ｘ軸方向の輝度視野角θDx、正面輝度Ｉcをほぼ低下させることなく、モアレを低減することができる。また、角αを60度以上とすれば、ｘ軸方向の輝度視野角θDxをほぼ低下させることなくモアレを低減することができる。また、モアレ低減の効果に注目すると、角αを60度以上80度以下とすることでモアレを許容値以下とすることができ、特に70度前後にすると、液晶表示パネル１から出射する光のｘ軸方向の輝度視野角θDx、正面輝度Ｉcへの影響を抑えつつ、モアレを低減することができる。一方、角αを90度に近くするとｘ軸方向の輝度視野角θDx、正面輝度Ｉcを大きくすることができる。したがって、モアレが問題とならない場合には、角αを90度、または90度に近い値に設定することが望ましい。
【実施例２】
【００９５】
図１１乃至図１３は、本発明による実施例２の液晶表示装置における第１のレンチキュラレンズの概略構成の一例を説明するための模式図である。
図１１は、実施例２の液晶表示装置における第１のレンチキュラレンズの平面構成の一例を示す模式平面図である。図１２は、第１のレンチキュラレンズの平面形状と第２のプリズムシートの平面形状との関係を説明するための模式平面図である。図１３は、図１２のＥ−Ｅ’線における第１のレンチキュラレンズの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００９６】
実施例２の液晶表示装置は、基本的には実施例１で挙げた液晶表示装置と同じ構成であり、液晶表示パネル１のＴＦＴ基板３と第１の偏光板５との間に、第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８とを配置する。また、液晶表示パネル１は、図１に示したように、ｚ軸方向から見た平面形状が、ｘ軸方向を短手方向、ｙ軸方向を長手方向とする概略長方形である。また、バックライトユニット２は、図５に示したように、導光板１７、第１のプリズムシート１９、および第２のプリズムシート２０が積層されており、複数の光源１８は導光板１７の短手方向の辺に沿って配置されている。また、第１のプリズムシート１９および第２のプリズムシート２０は、それぞれ、液晶表示パネル１の長手方向の断面（ｙｚ面）で見た断面形状が三角波状であり、かつ、各プリズムの稜線が液晶表示パネル１の短手方向と平行であるとする。
【００９７】
このとき、バックライトユニット２から出射して液晶表示パネル１に入射する光は、実施例１で説明したように、液晶表示パネル１の長手方向（ｙ軸方向）の拡がり角θSyが小さく、短手方向（ｘ軸方向）の拡がり角θSxが大きい。
【００９８】
実施例１の液晶表示装置では、第１のレンチキュラレンズ７を構成する集光素子が第１のシリンドリカルレンズ７Ｓであり、その稜線７ＳRLが、第２のプリズムシート２０のプリズムの稜線と概ね平行であった。また、第１のシリンドリカルレンズ７Ｓの稜線７ＳRLおよび第２のプリズムシート２０の稜線は、それぞれ、液晶表示パネル１の長手方向（ｙ軸方向）に周期性を持っていた。そのため、実施例１の液晶表示装置では、たとえば、第１のレンチキュラレンズ７と第２のプリズムシート２０とによるモアレが発生しやすい。このモアレを低減するためには、たとえば、第１のレンチキュラレンズ７を構成する集光素子の配置または形状、あるいはその両方の周期性を崩せばよい。
【００９９】
以上のようなことから、実施例２の液晶表示装置では、たとえば、図１１に示すように、第１のレンチキュラレンズ７を構成する集光素子として、稜線７ＷRLを波型にウォーブリングさせた棒状のレンズ７Ｗを用いる。すなわち、実施例２の液晶表示装置では、各レンズ７Ｗの稜線７ＷRLのｙ方向の周期を崩すことで、第１のレンチキュラレンズ７と第２のプリズムシート２０との間で生じるモアレを低減する。
【０１００】
なお、実施例２の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置における第１のシリンドリカルレンズ７Ｓを、稜線をウォーブリングさせたレンズ７Ｗに変えただけである。そのため、実施例２の液晶表示装置においても、液晶表示パネル１の長手方向の輝度視野角と短手方向の輝度視野角とを独立して設定できることは、もちろんである。
【０１０１】
実施例１のように、第１のレンチキュラレンズ７を構成する集光素子として第１のシリンドリカルレンズ７Ｓ、すなわち稜線をウォーブリングさせていない棒状の凸平レンズを用いた場合、稜線７ＳRLの周期ＰL1は画素の周期Ｐcyと等しくなる。このとき、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７との間で生じるモアレの周期Ｐmは、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期をＰsとすると、下記数式２で表される。
【０１０２】
【数１】
2011053469.tif 000003
【０１０３】
なお、数式２のｋおよびｎは、モアレを生じる次数を表す整数であり、一般には、1〜5程度の値をとる。
【０１０４】
また、モアレ強度は、第１のレンチキュラレンズ７のｋ次の空間周波数成分（ｋ／Ｐc）の強度と、第２のプリズムシート２０のｎ次の空間周波数成分（ｎ／Ｐs）の強度との積で表される。なお、第１のレンチキュラレンズ７の稜線７ＳRLの周期ＰL1が画素の周期Ｐcと異なる場合は、数式２における画素の周期Ｐcを稜線７ＳRLの周期ＰL1に置き換えればよい。
【０１０５】
第１のレンチキュラレンズ７をウォーブリングさせるときは、たとえば、図１２に示すように、レンズ７Ｗの稜線７ＷRL（中心）のｙ軸方向の位置を、幅Ｓcで変動させる。このようにすると、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLは、ｘ軸方向の位置によって第２のプリズムシート２０のプリズムとの相対位置が変化する。このとき、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLのｙ軸方向の位置がＰs／２だけずれている二点では、モアレの位相が反転し、明部と暗部の位置が入れ替わる。
【０１０６】
したがって、実施例２の液晶表示装置では、第１のレンチキュラレンズ７をウォーブリングさせる際に、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLのｙ方向の変動幅Ｓcを、下記数式３を満たすようにする。
【０１０７】
【数２】
2011053469.tif 000004
【０１０８】
このようにすると、１つのレンズ７Ｗにおける稜線７ＷRLのｙ方向の位置は、第２のプリズムシート２０のプリズムに対してＰs／２以上変化するので、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLが延びるｘ軸方向にはモアレによる濃淡の位相の反転が生じ、巨視的に見るとモアレが平均化される。そのため、実施例２の液晶表示装置は、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７とによるモアレが見えにくくなり、画質の劣化を抑えることができる。特に、このモアレの位相変化が目の分解能に比較して細かくなるようにすると、モアレが見えなくなる。
【０１０９】
また、実施例２の液晶表示装置では、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７とによるモアレを低減するために、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLの変動幅Ｓcが数式３を満たすようにすることが望ましいが、これに限らず、たとえば、Ｓc≧Ｐs／８、あるいはＳc≧Ｐs／１６としてもよい。変動幅ＳcをＳc≧Ｐs／８とした場合は、モアレの位置がＰm／２以上（位相にすると90度以上）変化するので、モアレを低減する効果が得られる。また、変動幅ＳcをＳc≧Ｐs／１６とした場合は、モアレの位置がＰm／４以上変化するので、モアレを低減する効果が得られる。
【０１１０】
すなわち、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐsが、たとえば、加工が容易な30μｍ以上の場合には、第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcを1.9μｍ以上、または3.8μｍ以上、あるいは7.5μｍ以上にすれば、モアレを低減する効果が得られ、特に、変動幅Ｓcを7.5μｍ以上にすると、高いモアレ低減効果が得られる。また、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐsが、たとえば、一般的な50μｍ以上の場合には、第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcを3.1μｍ以上、または6.3μｍ以上、あるいは12.5μｍ以上にすれば、モアレを低減する効果が得られ、特に、変動幅Ｓcを12.5μｍ以上にすると、高いモアレ低減効果が得られる。
【０１１１】
また、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７とによるモアレをさらに低減するためには、たとえば、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐsも場所によって変化させることが望ましい。このとき、数式２および数式３におけるＰsは、たとえば、表示領域ＡＲ１の全域におけるプリズムの周期の平均値とすればよい。またこのとき、数式２および数式３におけるＰsは、たとえば、プリズムの稜線位置をフーリエ変換した場合の空間周波数のピークから定めてもよい。
【０１１２】
ところで、第１のレンチキュラレンズ７をウォーブリングする場合、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLがサブ画素の透過領域１４から外れると、液晶表示パネル１（第２の偏光板６）を通過して観察者に向かう光は、正面方向の輝度が低下する。そのため、このような正面方向の輝度の低下が起こらないようにするには、レンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcと、透過領域１４のｙ方向の寸法Ｗayとの関係が、Ｓc＜Ｗayとなるようにする必要がある。また、バックライトユニット２からの光にｙ軸方向の拡がりがあることを考慮すると、レンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcは、下記数式４を満たすようにすることが望ましい。
【０１１３】
【数３】
2011053469.tif 000005
【０１１４】
なお、数式４において、ｆは第１のレンチキュラレンズ７（レンズ７Ｗ）の焦点距離であり、θはバックライトユニット２からの光のｙ方向の拡がり角θSyの半分の値（θSy／２）である。
【０１１５】
また、レンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcが数式４を満たすようにする場合、数式３および数式４から、プリズムの周期Ｐsは、下記数式５を満たすようにすることが望ましいということが示される。
【０１１６】
【数４】
2011053469.tif 000006
【０１１７】
この数式５によると、透過領域１４のｙ方向の寸法Ｗayが大きい場合は、プリズムの周期Ｐsを大きくしても、第１のレンチキュラレンズ７のウォーブリングによる正面輝度の低下を抑えるとともに、モアレを抑制することができるということがわかる。たとえば、透過領域１４のｙ方向の寸法Ｗayが50μｍ、焦点距離ｆが150μｍであり、バックライトユニット２からの光の拡がり角θ（＝θSy／２）が5度の場合は、数式５から、プリズムの周期Ｐsを95μｍ以下にすればよいことがわかる。このように、プリズムの周期Ｐsを大きくしても上記のような効果が得られるということは、第２のプリズムシート２０の加工が容易になり、第２のプリズムシート２０の形状精度の向上や、製造歩留まりの向上などが期待できる。
【０１１８】
また、モアレを低減するためには、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐsを、第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗの周期、言い換えると各レンズ７Ｗの稜線７ＷRLの平均位置の間隔よりも小さくすることが望ましい。またこのとき、プリズムの周期Ｐsは、１つの画素に複数のプリズムが入るようにすることが望ましく、特に、１つの画素に３つ以上のプリズムが入るようにすることが望ましい。そのため、第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗの周期を画素のｙ方向の寸法Ｐcyと等しくする場合、プリズムの周期Ｐsは、Ｐcy≧３Ｐsを満たすようにすることが望ましい。
【０１１９】
またこのとき、数式２から、モアレ周期Ｐmが小さくなるようなプリズムの周期Ｐsとレンズ７Ｗの周期の組み合わせを選ぶと、モアレが見えにくくなるので、より望ましい。このように、モアレの周期Ｐmを小さくするためには、第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗの周期と、第２のプリズムシート２０のプリズムの周期Ｐmとの差を大きくすることが望ましい。なお、実施例２の液晶表示装置では、第１のレンチキュラレンズ７をウォーブリングさせることでモアレを低減しているので、必ずしもプリズムの周期Ｐsを小さくする必要はない。
【０１２０】
さて、サブ画素の透過領域１４を通過する光の光量は、第２のレンチキュラレンズ８および第１のレンチキュラレンズ７で集光した光のスポット径が最小となる最良集光位置が透過領域１４を決める位置（たとえば、第１の薄膜積層体３０２の内部）にくるようにすると、最大になる。この最良集光位置は、たとえば、光線追跡などのシミュレーションを行うことで決定することができる。しかしながら、実施例２の液晶表示装置において、液晶表示パネル１の長手方向（ｙ軸方向）の集光に着目すると、当該ｙ軸方向の断面（ｙｚ面）で見た光は平行光に近い指向性の強い光であり、当該光を集光する第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗは凸平の球面レンズである。凸平の球面レンズの空気中での近軸焦点距離ｆは、球面レンズの屈折率をｎ1、曲率半径をＲとすると、下記数式６で表される。
【０１２１】
【数５】
2011053469.tif 000007
【０１２２】
ただし、球面レンズの場合、集光した光のスポット径が最小となる最良像点位置は、レンズの球面収差によって近軸焦点からレンズ側にずれる。球面レンズに平行光を入射した場合、空気中での最良像点距離ｆ’は、下記数式７で表される。
【０１２３】
【数６】
2011053469.tif 000008
【０１２４】
なお、数式７において、ｎ2はＴＦＴ基板３の屈折率であり、Ｄは球面レンズのレンズ幅である。
【０１２５】
すなわち、ＴＦＴ基板３の厚さＴが定まっている場合は、たとえば、ｆ’＝Ｔ／ｎ2となるようにレンズの曲率半径Ｒおよびレンズ幅Ｄを定めることで、第１の薄膜積層体３０２の内部にレンズの最良像点位置がくるようすることができ、透過領域１４を通過する光量を最大にすることができる。
【０１２６】
また、第１のレンチキュラレンズ７を構成する集光素子として非球面レンズを用いる場合には、近軸焦点距離ｆと最良像点距離ｆ’を一致させることもできる。その場合は、ＴＦＴ基板３の厚さＴおよび屈折率ｎ2にあわせて、ｆ＝Ｔ／ｎ2となるようにレンズの曲率半径Ｒを定めれば、透過領域１４を通過する光量を最大にすることができる。
【０１２７】
実施例２の液晶表示装置で用いる第１のレンチキュラレンズ７のように、集光素子としてウォーブリングさせた凸平レンズ７Ｗを用いる場合も、当該レンズ７Ｗは、実施例１で説明したような方法で形成することができる。ただし、印刷法を用いて第１の絶縁基板３０１に印刷したレンズ材料を硬化させてレンズ７Ｗを形成する場合、レンズ７Ｗの中心（稜線７ＷRL）は、両端の位置の中央付近を通る。そのため、各レンズ７Ｗの稜線７ＷRLを変動幅Ｓcで変動（ウォーブリング）させるには、たとえば、図１２に示すように、レンズ７Ｗの第１の端７ＷE1および第２の端７ＷE2を正弦波状にウォーブリングさせ、かつ、互いの位相をずらす必要がある。
【０１２８】
すなわち、ｙ軸方向に並んだ複数のレンズ７Ｗに対して、一方の端に位置するレンズから順番に通し番号をつけたときに、ｎ番目のレンズ７Ｗnにおける第１の端７ＷE1のｙ軸方向の位置ｆ1n（ｘ）が下記数式８で表され、第２の端７ＷE2のｙ軸方向の位置ｆ2n（ｘ）が下記数式９で表されるようにすればよい。
【０１２９】
【数７】
2011053469.tif 000009
【０１３０】
なお、数式８および数式９におけるＰwは、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2のウォーブリングの周期である。また、数式８および数式９におけるＷbは、ウォブル振幅であり、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2のｙ方向の変動幅の半分の値である。また、数式８および数式９におけるδnは、ｎ番目のレンズ７Ｗnの第１の端７ＷE1の位相である。また、数式９におけるＷeおよびＤcは、それぞれ、平均レンズ幅および１つのレンズ７Ｗnにおける両端７ＷE1，７ＷE2の位相差である。
【０１３１】
また、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2を正弦波状にウォーブリングさせる場合、その周期Ｐwは、ウォーブリングが見えない程度に細かくすることが望ましい。そのため、周期Ｐwはたとえば、眼の空間周波数感度のカットオフ（たとえば、50本／度程度）よりも小さくことが望ましい。液晶表示装置の観察者は、通常、30ｃｍ程度の距離から観察するので、ウォーブリングが見えないようにするには周期Ｐwを100μｍ以下にすることが望ましい。また、図１２に示した例では、ウォーブリングの周期Ｐwがｘ軸方向に並んだサブ画素数個分（約７個分）になっているが、上記のような点を考慮すると、周期Ｐwは、画素のｘ軸方向の寸法Ｐcx以下にすることが望ましく、特に、サブ画素のｘ軸方向の寸法Ｐcx’以下にすることが望ましい。
【０１３２】
ただし、レンズ７Ｗを端７ＷE1，７ＷE2をウォーブリングさせる場合、ウォーブリングの曲率が大きいと、レンズ７Ｗの形成が難しくなる。そのため、周期Ｐwは、稜線７ＷRLの変動幅Ｓcよりも大きいことが望ましい。このとき、周期Ｐwは、稜線の変動幅Ｓcの3倍以上にすることが望ましく、特に、稜線の変動幅Ｓcの5倍以上にすることが望ましい。
【０１３３】
印刷法を用いてレンズ７Ｗを形成する場合、レンズ７Ｗの稜線７ＷRLは、前述のように、両端の位置の中央付近を通る。そのため、第１のレンチキュラレンズ７の一端からｎ番目のレンズ７Ｗnにおける稜線７ＷRLのｙ軸方向の位置ｆcn（ｘ）は、下記数式１０のようになる。
【０１３４】
【数８】
2011053469.tif 000010
【０１３５】
したがって、このときのレンズ７Ｗの稜線の変動幅Ｓcは、下記数式１１で表される。
【０１３６】
【数９】
2011053469.tif 000011
【０１３７】
すなわち、実施例２の液晶表示装置では、数式１１で表される稜線の変動幅Ｓcの値が、前述のようにモアレを低減する程度の大きさになるようにすることが望ましい。また、正面輝度が低下しないようにするには、数式１１で表される稜線の変動幅Ｓcの値が、Ｓc＜Ｗay、または数式４を満たすようにすることが望ましい。
【０１３８】
また、ｎ番目のレンズ７Ｗnのレンズ幅Ｗrnは、下記数式１２で表され、ｘ方向の位置に応じて周期的に変動する。
【０１３９】
【数１０】
2011053469.tif 000012
【０１４０】
このように、レンズ幅Ｗrnがｘ軸方向の位置に応じて変動する場合、たとえば、レンズ幅によらず曲率半径がほぼ一定であると、ｘ軸方向の各位置における近軸焦点距離がほぼ一定になり、各サブ画素の透過領域１４を通過した光のｙ軸方向の拡がり角がほぼ等しくなる。
【０１４１】
しかしながら、印刷法などでレンズ７Ｗを形成する場合、一般に、レンズ幅が大きくなると曲率半径が大きくなる。また、印刷法などでレンズ７Ｗを形成する場合、レンズの高さは、レンズの曲率半径およびレンズの幅に応じて変化する。このとき、レンズの高さＨrは、レンズの曲率半径Ｒおよびレンズの幅Ｗrとの間に、概ね、下記数式１３で表される関係がある。
【０１４２】
【数１１】
2011053469.tif 000013
【０１４３】
すなわち、ウォーブリングさせたレンズ７Ｗが印刷法などで形成されている場合、その稜線７ＷRLが延びるｘ軸方向と平行な断面（ｚｘ面）で見たレンズ７Ｗの断面形状は、たとえば、図１３に示すようになり、ｘ軸方向で見たときの厚さが周期的に変動する。このように、レンズ７Ｗのｘ軸方向の厚さが周期的に変動する場合、当該レンズ７Ｗには、本来の集光機能、すなわちｙ軸方向の集光機能に加え、ｘ軸方向の集光機能または光拡散機能が発現する。そのため、第１のレンチキュラレンズ７の集光素子としてウォーブリングさせたレンズ７Ｗを用いた場合は、たとえば、当該レンズ７Ｗによってもｘ軸方向の輝度視野角を拡げることができる。また、第１のレンチキュラレンズ７を構成するレンズ７Ｗにｘ軸方向の集光機能または光拡散機能があると、たとえば、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７とによるモアレを低減する効果がいっそう高まる。
【０１４４】
また、実施例２の液晶表示装置で用いる第１のレンチキュラレンズ７のように、レンズ７Ｗの端を正弦波状にウォーブリングさせる場合、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2の位相は、隣接する他のレンズ７Ｗと接しないように変化させる必要がある。また、レンズ７Ｗによる集光効果（透過領域１４を通過する光量を増やす効果）を大きくするためには、レンズ７Ｗの幅をできるだけ広くすることが望ましい。そのため、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2を正弦波状にウォーブリングさせる場合は、隣接する２つのレンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2のウォーブリングに相関を持たせることが望ましい。したがって、実施例２の液晶表示装置で用いる第１のレンチキュラレンズ７の一例として図１２に挙げた構成では、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1とが同位相になるようにして当該２つの端の間に一定の間隙を確保し、２つのレンズ７Ｗが接触することを防いでいる。また、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1とが同位相の場合、当該２つの端の間の間隙は、たとえば、3μｍ程度まで小さくすることができるので、レンズ７Ｗの幅を広くして集光効果を大きくすることもできる。
【０１４５】
このように、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1とが同位相になるようにするには、ｎ番目のレンズの位相δnを、下記数式１４のようにすればよい。
【０１４６】
【数１２】
2011053469.tif 000014
【０１４７】
このとき、数式１０から求まる（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1の位置を表す関数は、数式９から求まるｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2の位置の変化を表す関数を、−ｙ方向に平行移動させた関数になる。したがって、ｎ番目のレンズの第１の端の位相δnが数式１４で表される場合、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端と（ｎ＋１）番目のレンズの第１の端との距離は、図１３に示したように、ｘ軸方向の位置によらず概ね一定の値になる。
【０１４８】
また、第１のレンチキュラレンズ７の一端からｋ番目のレンズ７Ｗの稜線と、（ｋ＋１）番目のレンズ７Ｗの稜線との距離をＰlkとすると、当該距離Ｐlkは、下記数式１５で表される。
【０１４９】
【数１３】
2011053469.tif 000015
【０１５０】
このとき、数式１５におけるδkが数式１４であるとすると、当該数式１５は、下記数式１６のようになるので、１つのレンズ７Ｗにおける第１の端７ＷE1と第２の端７ＷE2の位相差Ｄcが、Ｄc≠ｍＰw／２（ｍは整数）の場合、隣接する２つのレンズ７Ｗの中心間の距離Ｐlkは、レンズの位置ｋおよびｘ軸方向の位置によって変化する。
【０１５１】
【数１４】
2011053469.tif 000016
【０１５２】
すなわち、実施例２の液晶表示装置に用いる第１のレンチキュラレンズ７の集光素子は、レンズ７Ｗの配置方向（ｙ軸方向）に沿った断面（ｙｚ面）で見たときの２つのレンズ７Ｗの中心間の距離Ｐlkがｙ軸方向の位置によって変化する。このように、レンズ７Ｗの中心間の距離がｙ軸方向の位置によって変化すると、数式２からわかるようにモアレの周期Ｐmもｙ軸方向の位置によって変化するので、モアレパターンにｙ座標依存性が生じる。また、レンズ７Ｗの中心間の距離がｙ軸方向の位置によって変化するということは、レンズ７Ｗの稜線の周期性が低下するということである。そのため、実施例２の液晶表示装置では、数式２における空間周波数成分（ｋ／Ｐc）の強度が低減し、その結果としてモアレ強度が低下する。
【０１５３】
また、実施例２の液晶表示装置では、ｘ軸方向についてもモアレの位置が変化しているので、モアレの位相が変化し、モアレが平均化されて見えづらくなる。
【０１５４】
またさらに、実施例２の液晶表示装置に用いる第１のレンチキュラレンズ７は、レンズ７Ｗの中心間の距離が変化するので、数式２において周期Ｐcにより決まる空間周波数（１／Ｐc）の周りに空間周波数が異なる成分も重畳されるため、モアレを低減する効果がいっそう高まる。
【０１５５】
また、実施例２の液晶表示装置に用いる第１のレンチキュラレンズ７は、１つのレンズ７Ｗにおける両端のウォブル振幅Ｗbが同じでも、位相差Ｄcの大きさによってレンズ７Ｗの形状が変化する。位相差Ｄcを0にすると、１つのレンズ７Ｗにおける第１の端７ＷE1のｙ軸方向の位置と第２の端７ＷE2のｙ軸方向の位置とが同位相で変動し、稜線の変動幅Ｓcが大きくなるので、１つのレンズ７Ｗと第２のプリズムシート２０の複数のプリズムとによるモアレを低減する効果が大きくなる。
【０１５６】
また、位相差ＤcをＤc≠ｍＰwにすると、前述のように、１つのレンズ７Ｗにおける幅が変動し、その幅の変動に応じてｘ方軸向で見たレンズの高さ（中心の厚さ）が変動する。そのため、前述のように、モアレを低減する効果に加え、ｘ軸方向の拡がり角（輝度視野角）を拡げる効果がある。
【０１５７】
また、位相差ＤcをｍＰw／２にすると、１つのレンズ７Ｗにおける第１の端７ＷE1のｙ方向の位置と第２の端７ＷE2のｙ軸方向の位置とが逆位相で変動することになるので、レンズの幅の変動量が最大となり、ｘ軸方向で見たレンズの高さの変動幅が最大になる。レンズ７Ｗの高さが変化していると、第２のレンチキュラレンズ８の頂部と接するのがレンズ７Ｗの山（最も高い部分）だけになり、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との接点の数が減る。またこのとき、第１のレンチキュラレンズ７の稜線の延びる方向と第２のレンチキュラレンズ８の稜線とのなす角が90度に近い角度になるようにすることで、確実に、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８とを点接触させることができる。そのため、位相差ＤcをｍＰw／２にすると、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との間の空隙（空気層）を確保しやすくなり、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防止する効果が高くなる。
【０１５８】
また、実施例２の液晶表示装置において、上記のモアレを低減する効果と密着むらを防止する効果の両方を得るためには、位相差Ｄcを、０＜Ｄc＜Ｐw／２のいずれかの値にすればよく、特に、位相差Ｄcを、Ｐw／８＜Ｄc＜３Ｐw／８にすることが望ましい。またこのとき、８Ｄc≒Ｐw／４にするとさらに望ましい。
【０１５９】
また、本願発明者らが、レンズ７Ｗの高さの変動幅と密着むらとの関係を調べたところ、変動幅を1.5μｍ以上にすると密着が起こりにくくなり、特に、3μｍ以上にすると確実に密着むらを防ぐことができ、良好な特性を得られることが確認された。したがって、レンズ７Ｗは、高さの変動幅が1.5μｍ以上（望ましくは3μｍ以上）になるように、ウォブル振幅Ｗbおよび両端の位相差Ｄcを設定することが望ましい。
【０１６０】
また、本願発明者らが、レンズ７Ｗの中心間の距離の変動量とモアレ強度との関係を調べたところ、レンズ７Ｗの中心間の距離の変動量の最大値を、レンズの周期の4％以上にするとモアレを低減する効果が得られ、特に、レンズの周期の8％以上にするとよいことが確認された。なお、レンズの周期は、前述の通り各レンズ７Ｗの稜線７ＷRLの平均位置の間隔であり、実施例２の液晶表示装置では、画素のｙ軸方向の周期（寸法Ｐcy）に相当する。
【０１６１】
すなわち、画素の周期Ｐcyが75μｍの場合には、レンズ７Ｗの中心間の距離の変動量を3μｍ以上、特に、6μｍ以上にすることが望ましい。また、画素の周期Ｐcyが150μｍの場合には、レンズ７Ｗの中心間の距離の変動量を6μｍ以上、特に、12μｍ以上にすることが望ましい。また、画素の周期Ｐcyが他の値である場合は、その値に応じてレンズ７Ｗの中心間の距離の変動量を、0.04Ｐcy以上（望ましくは0.08Ｐcy以上）にすればよい。また、レンズの周期が画素の周期Ｐcyと異なる場合は、レンズ７Ｗの中心間の距離の変動量を、レンズの周期の4％以上（望ましくは8％以上）にすればよい。
【０１６２】
以上説明したように、実施例２の液晶表示装置によれば、液晶表示パネル１の長手方向の輝度視野角と短手方向の輝度視野角とを独立して設定できる。
【０１６３】
また、実施例２の液晶表示装置によれば、第１のレンチキュラレンズ７と第２のプリズムシート２０との間で発生するモアレの強度を小さくすることができ、モアレが見えにくくなる。
【０１６４】
また、実施例１の液晶表示装置のように第１のレンチキュラレンズ７のレンズとしてシリンドリカルレンズを用いた場合、第２のプリズムシート２０が上向きプリズム（いわゆる正プリズム）であると、プリズムと第１のレンチキュラレンズ７との距離が近くなり、モアレが発生しやすくなる。実施例２の液晶表示装置では、第１のレンチキュラレンズ７のレンズとしてウォーブリングさせたレンズ７Ｗを用いることで、モアレを低減している。そのため、実施例２の液晶表示装置は、第２のプリズムシート２０のプリズムと第１のレンチキュラレンズ７との距離を近づけても、モアレを十分に低減することができる。
【０１６５】
また、実施例１および実施例２の液晶表示装置では、第２のプリズムシート２０が上向きプリズムであるが、第２のプリズムシート２０は、下向きプリズム（いわゆる逆プリズム）であってもよい。第２のプリズムシート２０を下向きプリズムにすると、プリズムと第１のレンチキュラレンズ７との距離が大きくなるので、モアレを低減する効果がさらに高まる。
【０１６６】
また、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2のウォーブリングの周期Ｐwは、前述のように、100μｍ以下、または画素のｘ軸方向の寸法Ｐcx以下、あるいはサブ画素のｘ軸方向の寸法Ｐcx’以下にすることが望ましい。このとき、ウォーブリングの周期Ｐwは、上記の条件を満たし、かつ、透過領域１４のｘ軸方向の周期性によるモアレが生じないような値を選ぶことが望ましい。またこのとき、ウォーブリングの周期Ｐwを一定値にせず、ランダムに変動させると、さらに望ましい。このようにウォーブリングの周期Ｐwも変化させる場合、数式８乃至数式１２、および数式１５乃至数式１７におけるＰwには、たとえば、１つのレンズ７Ｗにおける平均値、または１つの画素（あるいは１つのサブ画素）での平均値を用いればよい。また、ウォーブリングの周期Ｐwも変化させる場合、数式８乃至数式１２、および数式１４乃至数式１６におけるＰwは、たとえば、フーリエ変換することで得られる空間周波数のピークから定めてもよい。
【０１６７】
また、実施例２の液晶表示装置は、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との接点の数が、実施例１の液晶表示装置よりも少なくなるので、たとえば、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを低減できる。
【０１６８】
図１４は、実施例２の液晶表示装置の変形例を示す模式平面図である。
【０１６９】
実施例２の液晶表示装置で用いる第１のレンチキュラレンズ７のように、レンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2を正弦波状にウォーブリングさせる場合には、前述のように、隣接するレンズ７Ｗが接しないようにする必要がある。そのため、実施例２の液晶表示装置で用いる第１のレンチキュラレンズ７の一例として図１２に挙げた構成では、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1とを同位相にして当該２つの端の間に一定の間隙を確保し、２つのレンズ７Ｗが接触することを防いでいる。
【０１７０】
しかしながら、液状のレンズ材料を用いてレンチキュラレンズを形成する場合には、２つのレンズ７Ｗが接触することがない程度に間隔を確保すればよく、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端とは、必ずしも同位相である必要はない。すなわち、ｎ番目のレンズ７Ｗの第２の端７ＷE2と（ｎ＋１）番目のレンズ７Ｗの第１の端７ＷE1とは、たとえば、図１４に示すように、位相がφだけずれていてもよい。
【実施例３】
【０１７１】
図１５は、本発明による実施例３の液晶表示装置における第２のレンチキュラレンズの概略構成の一例を示す模式平面図である。
【０１７２】
実施例２では、第２のプリズムシート２０と第１のレンチキュラレンズ７との間で生じるモアレを低減するために、第１のレンチキュラレンズ７の集光素子として、稜線をウォーブリングさせたレンズ７Ｗを用いた。また、実施例２の液晶表示装置には、たとえば、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防ぐ効果もある。
【０１７３】
しかしながら、実施例２の液晶表示装置の場合、第２のレンチキュラレンズ８の集光素子は、第２のシリンドリカルレンズ８Ｓであり、稜線方向の高さが一定である。そのため、レンズ７Ｗと第２のシリンドリカルレンズ８Ｓの交差領域であり、かつ、当該２つのレンズが接触していない部分では、その隙間が比較的狭く、密着むらの原因になるおそれがある。
【０１７４】
そこで、実施例３では、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防ぐ効果をより高めるために、たとえば、図１５に示すように、第２のレンチキュラレンズ８の集光素子も、稜線８ＷRLをウォーブリングさせたレンズ８Ｗにする。
【０１７５】
また、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防ぐ効果を高めるには、第１のレンチキュラレンズ７と同様に、第２のレンチキュラレンズ８のレンズ８Ｗの稜線方向の高さを変動させることが望ましいのはもちろんである。そのため、実施例３の液晶表示装置では、図１５に示したように、各レンズ８Ｗの端もウォーブリングさせて幅を変化させる。
【０１７６】
このとき、レンズ８Ｗをウォーブリングさせる方法は、実施例２で説明した第１のレンチキュラレンズ７のレンズ７Ｗのウォーブリングと同じ方法でよい。すなわち、レンズ８Ｗをウォーブリングさせる場合は、数式８乃至数式１０、数式１２、数式１５、および数式１６における変数ｘをｙに置き換えて考えればよい。またこのとき、各レンズ８Ｗの稜線８ＷRLの変動幅は、たとえば、数式１１のようにすればよい。
【０１７７】
またこのとき、レンズ８Ｗの周期、言い換えると各レンズ８Ｗの稜線８ＷRLの間隔は、実施例１と同様に画素のｘ方向の寸法Ｐcx以下、特に、サブ画素のｘ方向の寸法Ｐcx’以下にすることが望ましい。
【０１７８】
このようなレンズ８Ｗを印刷法で形成すると、実施例２で説明したように、幅が狭い部分は低くなり、広い部分は高くなる。そのため、実施例３の液晶表示装置は、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との接点の数が、実施例２の液晶表示装置よりもさらに少なくなる。
【０１７９】
また、実施例３の液晶表示装置では、レンズ７Ｗとレンズ８Ｗの交差領域であり、かつ、当該２つのレンズが接触していない部分の隙間が、実施例２の液晶表示装置よりも広くなる。そのため、実施例３の液晶表示装置は、実施例２の液晶表示装置に比べ、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着ムラを防止する効果が高くなる。
【０１８０】
また、印刷法によってレンズ８Ｗを形成する場合は、隣接するレンズ８Ｗが接しないようスペースを確保することが望ましく、隣接するレンズ８Ｗの端の位相を変化させる必要である。そのため、スペースを確保し、かつ、レンズ８Ｗの幅を大きくして拡がり角拡大効果を大きくするためには、実施例２で説明したレンズ７Ｗの端７ＷE1，７ＷE2と同様に、隣接するレンズ８Ｗの端のウォーブリングに相関を持たせることが望ましい。
【０１８１】
なお、第２のレンチキュラレンズ８のレンズ８Ｗは、必ずしも周期的に配置する必要はなく、たとえば、平均レンズ幅をランダムに変化させ、レンズの周期をランダムにしてもよい。また、第２レンチキュラレンズ８のレンズ８Ｗは、連続したレンズ形状でなくてもよくてもよい。レンズ８Ｗの周期がランダムで周期を定めることができない場合には、周期の平均値とすればよい。また、レンズ８Ｗの周期をランダムにした場合、その周期は、レンズの中心位置をフーリエ変換した場合の空間周波数のピークから定めてもよい。
【０１８２】
また、ここまでの説明では、第２のレンチキュラレンズ８のレンズ形状を凸形状としているが、第２のレンチキュラレンズ８のレンズ形状は凹形状でもよく、また凹凸の混じった形状でもよい。このような凹形状や凹凸形状、ランダム構造を有するレンズ８Ｗを形成には、ロール金型を用いる形成方法が適している。ただし、実施例３のように複数のレンズ８Ｗを並べてレンチキュラレンズ状とする場合、レンズ８Ｗの形状は、その稜線８ＷRLが延びるｙ軸方向の光の拡がり角に影響を与えず、指向性を損なわないようにすることが望ましい。また、第２のレンチキュラレンズ８をランダム構造とする場合においても、一軸方向の拡がり角を大きくし、もう一軸方向はバックライト出射光の指向性をできるだけ損なわないような光拡散分布を有する構造にすることが望ましい。
【０１８３】
また、第２のレンチキュラレンズ８を形成するときには、たとえば、レンズ８Ｗの高さよりも大きなビーズなどを、レンズ８Ｗの稜線方向の視野角を低下させてない程度に混ぜて形成することで、レンズ８Ｗの高さを変動させてもよい。
【０１８４】
また、実施例３の液晶表示装置では、たとえば、画素のｘ軸方向の寸法Ｐcxと、レンズ８Ｗの周期Ｐxとの関係が、下記数式１７の関係を満たすとモアレが強く出る。
【０１８５】
【数１５】
2011053469.tif 000017
【０１８６】
なお、数式１７のｎ，ｍは、それぞれ、自然数である。
【０１８７】
これに対し、実施例３の液晶表示装置では、たとえば、画素のｘ軸方向の寸法Ｐcxと、レンズ８Ｗの周期Ｐxとの関係が、下記数式１８の関係を満たすようにすると、モアレが細かくなり見えにくくなる。
【０１８８】
【数１６】
2011053469.tif 000018
【０１８９】
また、画素のｘ軸方向の寸法Ｐcxとレンズ８Ｗの周期Ｐxとの関係によるモアレは、通常、ｎが１から３程度の場合に生じる。そのため、実施例３の液晶表示装置では、ｎを１乃至３のいずれかの自然数にしたときに数式１８を満たすようにレンズの周期Ｐxを選ぶことが望ましい。
【０１９０】
以上説明したように、実施例３の液晶表示装置によれば、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防ぐ効果がよりいっそう高まる。
【０１９１】
また、実施例３の液晶表示装置では、第２のレンチキュラレンズ８と液晶表示パネル１とによるモアレを低減することができる。
【実施例４】
【０１９２】
図１６および図１７は、本発明による実施例４の液晶表示パネルの概略構成を示す模式図である。
図１６は、実施例４の液晶表示パネルのｙｚ面での断面構成の一例を示す模式断面図である。図１７は、実施例４の液晶表示パネルのｚｘ面での断面構成の一例を示す模式断面図である。
すなわち、図１６の断面図は、図３のＡ−Ａ’線における断面図に相当し、図１７の断面図は、図５のＤ−Ｄ’線方向における断面図に相当する。
【０１９３】
実施例１乃至実施例３の液晶表示パネル１は、たとえば、図４に示したように、第２のレンチキュラレンズ８を、第１の偏光板５の表面に直接形成（配置）している。このような液晶表示パネル１を製造するときには、たとえば、ＴＦＴ基板３と対向基板４とを貼り合わせ、ＴＦＴ基板３（第１の絶縁基板３０１）に第１のレンチキュラレンズ７を形成した後、第２のレンチキュラレンズ８を形成した第１の偏光板５を貼り合わせる。
【０１９４】
一般的な液晶表示パネル１における第１の偏光板５は、たとえば、厚さが１００μｍ程度のフィルム状の光学部品であり、可撓性が高い。そのため、このようなフィルム状の第１の偏光板５の表面に第２のレンチキュラレンズ８を直接形成すると、たとえば、当該第１の偏光板５をＴＦＴ基板３に貼り付けるときに、たわみやねじれが生じ、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との間に密着むらが生じやすくなる。そのため、実施例４の液晶表示パネル１では、たとえば、図１６および図１７に示すように、透明な基材２２の上に第２のレンチキュラレンズ８を形成し、当該基材２２を第１の偏光板５に貼り付けている。
【０１９５】
基材２２には、たとえば、第１の絶縁基板３０１よりも薄いガラス基板や樹脂基板、樹脂フィルムなどを用いることができる。このとき、基材２２として、たとえば、第１の絶縁基板３０１と同じ材質のガラス基板を用いた場合は、たとえば、液晶表示装置を使用している際の熱による液晶表示パネル１の反りを低減することもできる。
【０１９６】
なお、基材２２は、たとえば、複屈折性が無く、第１の偏光板５を通過した光の偏光状態が維持される材料で形成することが望ましい。しかしながら、基材２２は、これに限らず、たとえば、液晶表示装置の視野角を制御するため位相差板として機能するものであってもよい。
【０１９７】
以上説明したように、実施例４の液晶表示パネル１によれば、第１の偏光板５のたわみや、第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８との密着むらを防ぐことができる。
【０１９８】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【０１９９】
たとえば、本発明の液晶表示パネルにおける第１のレンチキュラレンズ７と第２のレンチキュラレンズ８とは、その位置関係が逆、すなわち、ＴＦＴ基板３に第２のレンチキュラレンズ８が設け、第１の偏光板５に第１のレンチキュラレンズ７が設けてもよいことはもちろんである。
【０２００】
また、実施例１乃至実施例４では、第２のレンチキュラレンズ８の集光素子として、バックライトユニット２からの光に対して平凸レンズとなるレンズを用いて、第１のレンチキュラレンズ７の稜線方向の光の拡がり角を調整している。しかしながら、本発明における第２のレンチキュラレンズ８の集光素子は、これに限らず、主として第１のレンチキュラレンズ７の稜線方向の光の拡がり角を変化させる一軸性の集光素子であればよい。すなわち、第２のレンチキュラレンズ８の集光素子は、たとえば、実施例３でも触れたように、凹形状のレンズ、または凹凸形状のレンズなどであってもよいことはもちろんである。
【０２０１】
また、実施例１乃至実施例４では、ＴＦＴ基板３と第１の偏光板５との間に配置された第１のレンチキュラレンズ７および第２のレンチキュラレンズ８により液晶表示装置の輝度視野角を調整している。しかしながら、本発明の液晶表示装置では、これら２つのレンチキュラレンズのみでなく、たとえば、第１の偏光板５とバックライトユニット２との間に第３のレンチキュラレンズを配置してもよいことはもちろんである。
【０２０２】
このように、第３のレンチキュラレンズを配置する場合、当該レンズの集光方向（曲率方向）を第２のレンチキュラレンズ８の曲率方向と一致させれば、液晶表示パネル１の短手方向（ｘ軸方向）の輝度視野角をより拡げることができる。
【０２０３】
また、実施例１では、液晶表示パネル１を長手方向と平行な断面（ｙｚ面）で見たときの、バックライトユニット２から光の輝度ピークが正面方向、すなわち液晶表示パネルの入光面の法線方向になるようにしている。しかしながら、本発明の液晶表示装置では、バックライトユニット２から光の輝度ピークが正面方向にする必要は無い。すなわち、バックライトユニット２から光の輝度ピークが正面方向に対して少し傾いているほうが指向性を強くでき、ピークの輝度を高くできる場合には、第１のレンチキュラレンズ７によって、輝度ピークを正面方向に変えてもよい。この場合は、液晶表示パネル１に入射する光の輝度ピークの方向に合わせて、第１のレンチキュラレンズ７のレンズの中心（稜線）の位置を透過領域１４の中心からずらせばよい。
【０２０４】
また、本発明に関わる液晶表示装置は、バックライトユニット２を有する液晶表示装置であればよく、画素の駆動方法は問わない。すなわち、実施例１乃至実施例４で挙げた構成における液晶表示パネル１は、ＩＰＳ方式のような横電界駆動方式であってもよいし、ＶＡ方式やＴＮ方式などの縦電界駆動方式であってもよいことはもちろんである。
【０２０５】
また、本発明に関わる液晶表示パネル１として、実施例１で挙げた構成では、走査信号線１１の延びる方向が液晶表示パネル１の短手方向であるが、本発明は、これに限らず、走査信号線１１の延びる方向が液晶表示パネル１の長手方向であってもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【０２０６】
１  液晶表示パネル
２  バックライトユニット
３  ＴＦＴ基板
３０１  第１の絶縁基板
３０２  第１の薄膜積層体
４  対向基板
４０１  第２の絶縁基板
４０２  第２の薄膜積層体
５  第１の偏光板
６  第２の偏光板
７  第１のレンチキュラレンズ
７Ｓ  第１のシリンドリカルレンズ
８  第２のレンチキュラレンズ
８Ｓ  第２のシリンドリカルレンズ
７Ｗ，８Ｗ  （ウォーブリングさせた）レンズ
９  ＴＦＴ素子
１０  画素電極
１１  走査信号線
１２  映像信号線
１３  遮光領域
１４  透過領域
１５  液晶層
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｅ〜１６ｈ，１６ｊ  光
１７  導光板
１８  光源
１９  第１のプリズムシート
２０  第２のプリズムシート
２１  反射シート
２２  基材
【図１】
2011053469.tif 000019
【図２】
2011053469.tif 000020
【図３】
2011053469.tif 000021
【図４】
2011053469.tif 000022
【図５】
2011053469.tif 000023
【図６】
2011053469.tif 000024
【図７】
2011053469.tif 000025
【図８】
2011053469.tif 000026
【図９】
2011053469.tif 000027
【図１０】
2011053469.tif 000028
【図１１】
2011053469.tif 000029
【図１２】
2011053469.tif 000030
【図１３】
2011053469.tif 000031
【図１４】
2011053469.tif 000032
【図１５】
2011053469.tif 000033
【図１６】
2011053469.tif 000034
【図１７】
2011053469.tif 000035