(57)【要約】【課題】優れた視野角制御効果を発揮するとともに、液晶表示装置に組み込む場合であっても、取り扱いが容易であり、液晶表示装置の製作時における作業効率の向上を図ることが可能な視野角制御シートを提供すること。【解決手段】光源１５と液晶素子１１との間に設けられ、光源１５からの光の方向を制御しながら液晶素子１１に供給することにより、光源１５側と正反対の方向にいる観察者１００によって光が観察される視野角を制御する視野角制御シート１０であって、先端が光源１５側を向いている複数の台形状の単位レンズ１６ａが所定の間隔で配置されており、隣り合う単位レンズ１６ａとの隙間１３を埋めるように白色光反射材を充填する。【選択図】      図１
2008233824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と液晶素子との間に設けられ、前記光源からの光の方向を制御しながら前記液晶素子に供給することにより、光源側と正反対の方向にいる観察者によって前記光が観察される視野角を制御する視野角制御シートであって、
先端が前記光源側を向いている複数の台形状の単位レンズが所定の間隔で配置されており、隣り合う単位レンズとの隙間を埋めるように白色光反射材を充填したことを特徴とする視野角制御シート。
【請求項２】
光源と液晶素子との間に設けられ、前記光源からの光の方向を制御しながら前記液晶素子に供給することにより、光源側と正反対の方向にいる観察者によって前記光が観察される視野角を制御する視野角制御シートであって、
先端が前記光源側を向いている複数の台形状の単位レンズが所定の間隔で配置されており、隣り合う単位レンズとの隙間に空気を充填したことを特徴とする視野角制御シート。
【請求項３】
前記隙間の前記光源側に、光反射性金属膜又は白色光反射材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の視野角制御シート。
【請求項４】
前記隙間は、前記視野角制御シートの厚み方向に沿った断面における形状が、略二等辺三角形状、略当脚台形状、斜辺の角度が異なる略二等辺三角形もしくは略等脚台形を２つ以上接続させてできる形状、前記斜辺に外接円及び内接円のいずれかの曲率がついている形状のうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項５】
前記隙間は、前記視野角制御シートの厚み方向に沿った断面における形状が、左右非対称な二等辺三角形状、左右非対称な台形状、斜辺の角度が異なる左右非対称な二等辺三角形もしくは台形を２つ以上接続させてできる形状、前記斜辺に外接円及び内接円のいずれかの曲率がついている形状のうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項６】
前記観察者側もしくは前記光源側に、少なくとも１層の光拡散層を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項７】
前記液晶素子に貼合されたことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項８】
前記観察者側に設けられた第１の基材と、
前記光源側に設けられた第２の基材とを備え、
前記第１の基材の屈折率ｎ１と、前記単位レンズを含む部位の屈折率ｎ２と、前記第２の基材の屈折率ｎ３との間に、ｎ１＞ｎ２≒ｎ３もしくはｎ１≒ｎ２＞ｎ３の関係が成立することを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項９】
前記観察者側もしくは前記光源側に更に、光の反射を防止する層、光のギラツキを防止する層、帯電を防止する層のうちの少なくとも何れか１つ、又はタッチセンサーを設けることを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の視野角制御シート。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の視野角制御シートを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記光源の非観察者側に、前記光源からの光を観察者側に反射する光反射層を更に備えたことを特徴とする請求項１０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、液晶表示装置用の光学部材であって、一般に、光源と液晶素子との間に設けられ、輝度向上や輝度ムラを緩和するための視野角制御シート及び液晶表示装置に関し、特に、従来の視野角制御シートよりも材料コストを抑えることが可能で、優れた光制御効果をもつ視野角制御シート及びこれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置においては、一般に、光源と液晶素子との間に、輝度向上や輝度ムラを緩和するための視野角制御シートが設けられている。
【０００３】
この種の視野角制御シートでは、例えば光拡散層とは独立しているものでは、三角柱のプリズムを連続して配列したシートが広く使用されている。光源からの光は、複数重ねられている高ヘイズの光拡散板及び光拡散フィルムにより散乱され輝度ムラが緩和された後、プリズムシートの平面側（非プリズム面）に入射し、プリズムの斜面により屈折し液晶素子側へと射出される。このとき、入射角度によっては、光源からの光がプリズム面で全反射され光源に一度戻り、再帰反射して再度プリズムシートへ入射する。これを繰り返して、正面へ抜ける光の角度が制御されている。このような視野角制御シートの一例は、特許文献１で開示されているが、光拡散層と一体化していないため、この視野角制御シートを組み込んで液晶表示装置を製作する際に、必ずしも扱い易いものではない。
【０００４】
一方、特許文献２に示すように、光拡散層との一体化が可能であり、レンズ部と非レンズ部との屈折率差を利用した視野角制御シートもある。この種の視野角制御シートでは、入射した光が、屈折率差によりレンズ部の境界で全反射し、これによって、視野角制御シートを透過する光を正面へ向けるように制御する構成や、非レンズ部に光吸収材を充填し、正面に抜ける光以外の、急角度に射出する光を取り除く構成もある。このような視野角制御シートでは、光吸収材を用いると、全光線透過率が低下し、全体的に画面が暗くなってしまう。
【特許文献１】米国特許第４，６６２，７２８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４３７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の視野角制御シートでは、以下のような問題がある。
【０００６】
すなわち、特許文献１で開示されているように、光拡散層と一体化していない構成では、この視野角制御シートを組み込んで液晶表示装置を製作する際に、必ずしも扱い易くはないという問題があるが、視野角制御シート自体の構成はシンプルで材料も少なくて済む。
【０００７】
一方、特許文献２で開示されているように、光拡散層との一体化が可能である視野角制御シートは、部材の屈折率差を利用する為、扱う樹脂の種類が増加し、露光回数などの作業工程も増え、製造コストが大幅にアップしてしまう。また、樹脂を多く使うことにより、光源からの強い光によって黄変が目立つことで、視野角制御シートの性能の低下も起こり易くなるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、優れた視野角制御効果を発揮するとともに、液晶表示装置に組み込む場合であっても、取り扱いが容易であり、液晶表示装置の製作時における作業効率の向上を図ることが可能な視野角制御シート及びこれを用いた液晶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】
【０００９】
上記の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。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、光源と液晶素子との間に設けられ、光源からの光の方向を制御しながら液晶素子に供給することにより、光源側と正反対の方向にいる観察者によって光が観察される視野角を制御する視野角制御シートであって、先端が光源側を向いている複数の台形状の単位レンズが所定の間隔で配置されており、隣り合う単位レンズとの隙間を埋めるように白色光反射材を充填したことを特徴とする視野角制御シートである。
【００１１】
請求項２の発明は、光源と液晶素子との間に設けられ、光源からの光の方向を制御しながら液晶素子に供給することにより、光源側と正反対の方向にいる観察者によって光が観察される視野角を制御する視野角制御シートであって、先端が光源側を向いている複数の台形状の単位レンズが所定の間隔で配置されており、隣り合う単位レンズとの隙間に空気を充填したことを特徴とする視野角制御シートである
請求項３の発明は、隙間の光源側に、光反射性金属膜又は白色光反射材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の視野角制御シートである。
【００１２】
請求項４の発明は、隙間は、視野角制御シートの厚み方向に沿った断面における形状が、略二等辺三角形状、略当脚台形状、斜辺の角度が異なる略二等辺三角形もしくは略等脚台形を２つ以上接続させてできる形状、斜辺に外接円及び内接円のいずれかの曲率がついている形状のうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１３】
請求項５の発明は、隙間は、視野角制御シートの厚み方向に沿った断面における形状が、左右非対称な二等辺三角形状、左右非対称な台形状、斜辺の角度が異なる左右非対称な二等辺三角形もしくは台形を２つ以上接続させてできる形状、斜辺に外接円及び内接円のいずれかの曲率がついている形状のうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１４】
請求項６の発明は、観察者側もしくは光源側に、少なくとも１層の光拡散層を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１５】
請求項７の発明は、液晶素子に貼合されたことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１６】
請求項８の発明は、観察者側に設けられた第１の基材と、光源側に設けられた第２の基材とを備え、第１の基材の屈折率ｎ１と、単位レンズを含む部位の屈折率ｎ２と、第２の基材の屈折率ｎ３との間に、ｎ１＞ｎ２≒ｎ３もしくはｎ１≒ｎ２＞ｎ３の関係が成立することを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１７】
請求項９の発明は、観察者側もしくは光源側に更に、光の反射を防止する層、光のギラツキを防止する層、帯電を防止する層のうちの少なくとも何れか１つ、又はタッチセンサーを設けることを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の視野角制御シートである。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の視野角制御シートを備えたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１９】
請求項１１の発明は、光源の非観察者側に、光源からの光を観察者側に反射する光反射層を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、優れた視野角制御効果を発揮するとともに、液晶表示装置に組み込む場合であっても、取り扱いが容易であり、液晶表示装置の製作時における作業効率の向上を図ることが可能な視野角制御シート及びこれを用いた液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（視野角制御シートの構成例）
本発明の実施の形態に係る視野角制御シート１０は、図１のシート厚み方向（図中上下方向）に沿った断面図に示すように、光源１５と液晶素子１１との間に設けられ、光源１５からの光の方向を制御しながら液晶素子１１に供給することにより、光源１５側と正反対の方向にいる観察者１００によって光が観察される視野角を制御する。この視野角制御シート１０は、先端が光源１５側を向いている複数の台形状の単位レンズ１６ａが所定の間隔Ｐで配置されており、隣り合う単位レンズ１６ａとの隙間１３を埋めるように白色光反射材を充填している。また、基材１２及び基材１４は、以下に説明するように、必要に応じて設けるものであり、必ずしも不可欠な要素ではない。
【００２３】
基材１２及び基材１４は場合によって使い分けるものであり、構成によっては基材１２のみであったり、基材１４のみであったり、両方使用されたりする。例えば、実際の成型を考えたときに、押し出し成型であれば基材１２，１４は不要かもしれない。しかしながら、例えば金型の上にＵＶ硬化性樹脂を注入し硬化させて成型する場合は基材１２，１４のうち少なくとも一方は不可欠となる。金型の形状、作製順序によって基材を設けるべき位置がレンズ部１６の上（基材１２）であったり、レンズ部１６の下（基材１４）であったりする。また、後述するように、レンズ部１６の屈折率と異なる屈折率の材料を基材１２，１４として設けることで、より調光効果を高めることも可能となる。その他、シートの耐性強化や紫外線吸収効果付加など、目的に応じて基材の材料や枚数、設ける位置を選択する。このように基材は、状況によって使い分けられる。材質としては、一例として、ＰＥＴフィルム等が挙げられる。
【００２４】
基材１２，１４は、光拡散層として作用することもあり、入射した光を散乱させながら透過させる必要がある。このため、光拡散層に含まれる透明粒子の平均粒径は０．５〜１０．０μｍ（ただし、１μｍ＝１×１０−６ｍ）であることが望ましい。好ましくは１．０〜５．０μｍである。
【００２５】
透明樹脂としては、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、メチルスチレン樹脂及びフルオレン樹脂等を使用することができる。
【００２６】
また、透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。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）等の含フッ素ポリマー粒子；シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００２７】
そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の基材１２，１４を製造することができる。また、基材１２、１４を他の基材との貼り合わせた場合に、そりの影響を考慮すると、基材１２、１４の膨張係数は、常温で線膨張係数は、４．０×１０−５  ｃｍ／ｃｍ／℃から１．０×１０−４  ｃｍ／ｃｍ／℃であることが望ましい。
【００２８】
白色光反射材は、白色顔料、金属蒸着層を用い高光反射率で光吸収の少ないものを選択することが好ましい。白色顔料としては、当該技術分野で良く知られている二酸化チタン、硫酸バリウム、及び酸化マグネシウムなどがあり、これらをバインダー樹脂に混合しインキとしたものを使用することが例として挙げられる。あるいは、白色光反射材を充填する代わりに、空気を充填しても良い。
【００２９】
白色光反射材を隙間１３に充填することによって、屈折率の異なる樹脂を充填するよりも効率良く光を全反射でき、光の吸収も少ないため全光線透過率も向上するとともに、画面明るさの向上につながる。単位レンズ１６ａを含んでいる部位であるレンズ部１６に使用する材料によっては、光触媒として働く二酸化チタン以外の白色顔料を使用した方が、耐性が増す可能性もある。
【００３０】
レンズ部１６の材料としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系／スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂材料、あるいは珪酸塩を成分に含む無機系材料も使用することができる。いずれの材料も光透過性が高いことが必須である。レンズ部１６の製法は、プレス法、キャスティング法、または平面スタンパ、ロールスタンパの凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂（ＵＶ樹脂）や電子線硬化型樹脂等の電離放射線樹脂を塗布または注入し、その上に基材を配置し、硬化処理後、スタンパから離型するという方法で得ることができる。
【００３１】
一方、隙間１３に、空気を充填した場合、隙間１３に充填される空気の屈折率はおよそ１であり、樹脂などの材料を使用することなく低屈折率を実現することができるため、効率良く光を全反射することができる。また、異なる屈折率の樹脂を充填し、再度露光などにより硬化する手間を省くことができるため、製造コストも抑えることができる。
【００３２】
（視野角制御シートの別の構成例）
視野角制御シート２０の別の構成例を図２に示す。図２に示す視野角制御シート２０は、図１に示す視野角制御シート１０と同一部位については同一符号を付している。図２に示すように、この視野角制御シート２０は、図１に示す視野角制御シート１０の空気が充填された隙間１３の光源１５側の面１３ａに、光を反射する機能を持つ光反射層１７を配置した構成をしている。
【００３３】
光反射層１７は、高光反射性金属膜又は、前述した白色光反射材からなり、具体的には、銀やアルミに代表される高光反射率の金属膜、二酸化チタン、硫酸バリウム、及び酸化マグネシウムなどに代表される白色顔料をバインダー樹脂に混合しインキとしたものを使用することが例として挙げられる。
【００３４】
空気は屈折率ｎ２（＝１）、基材１４の屈折率ｎ３の場合、光源１５からの光の内、基材１４への入射角度がＡｓｉｎ（ｎ３×ｓｉｎ（Ａｓｉｎ（ｎ２／ｎ３）））より小さく、隙間１３の空気層に届く光は、隙間１３と基材１４との境界で全反射されず隙間１３に入り込んでしまう場合がある。そこで、隙間１３の光源１５側の面１３ａに光反射層１７を設けると、隙間１３の空気層への光の浸入が抑えられ、光線透過率が増加する効果がある。
【００３５】
（隙間の形状）
次に、隙間１３の形状について説明する。ここで述べる隙間１３の形状は、上述した２つの構成の視野角制御シート１０，２０の何れの場合にも共通して当てはまる。
【００３６】
隙間１３は、視野角制御シート１０，２０の厚み方向に沿った断面における形状が、略二等辺三角形状Ａ、略当脚台形状Ｂ、斜辺の角度が異なる略二等辺三角形もしくは略等脚台形を２つ以上接続させてできる形状、斜辺に外接円及び内接円のいずれかの曲率がついている形状のうちの何れかである。図３（ａ）は、略二等辺三角形Ａと、略当脚台形Ｂ１と、略当脚台形Ｂ２とを順に接続させてできる形状の一例を示している。図３（ｂ）は、２つの略当脚台形Ｂ３，Ｂ４を接続させてできる形状の一例を示している。なお、二等辺三角形Ａ及び台形Ｂは、左右非対称であっても良い。図３（ｃ）は、斜辺に外接円の曲率がついている形状Ｅの一例を示している。図３（ｄ）は、斜辺に内接円の曲率がついている形状Ｆの一例を示している。
【００３７】
隙間１３がこのような形状をしていることによって、略二等辺三角形、略当脚台形のように斜面角度が１通りである場合に加えて、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように斜辺の角度が異なる略二等辺三角形Ａもしくは略等脚台形Ｂを２つ以上接続させてできる形状は、いくつかの異なる斜面角度を作ることにより、さらに細かい視野角制御が可能となる。また、これらの斜面を平面ではなく、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、曲率をつけた曲面にすることで、等方性をもつ光源１５の光をより輝度ムラを抑えながら制御することも可能となる。
【００３８】
（その他の付加構成）
更に別の構成を付加した視野角制御シートについて説明する。これもまた、上述した２つの構成の視野角制御シート１０，２０の何れの場合にも共通して当てはまる。
【００３９】
先ず、本発明の実施の形態に係る視野角制御シートは、観察者１００側もしくは光源１５側の面に、少なくとも１層の光拡散層を備える。図５は、光源１５側の面に、１層の光拡散層２３を備えた例を示している。光拡散層２３は、透過率、拡散透過率、屈折率差などの光学的性質や表面の光沢、光拡散材のバインダー樹脂への分散性、成形されたときの脆性などを考慮して選択することができる。
【００４０】
あるいは、または光拡散層２３に加えて、観察者１００側もしくは光源１５側の面に、光の反射を防止するＡＲ（Anti-Reflection）層、光の反射を防止するＬＲ(Low Refection)層、光のギラツキを防止するＡＧ（Anti-glare）層、帯電を防止するＡＳ（Anti-static electricity）層のうちの少なくとも何れか１つ、又はタッチセンサーを設ける。
【００４１】
ＡＲ層とＬＲ層は光の反射を抑える役割を持つ層である。目的にもよるが、部材間の光反射による迷光防止のためには、図４（ａ）に配置例を示すように、ＡＲ層又はＬＲ層４１を部材間に設ける。外光の映り込みを防止したい場合には、図４（ａ）に示すように、観察者１００側（図中上側）に設ける部材中にＡＲ層又はＬＲ層４１を含めた構成とする。なお、図４（ａ）に示すように、ＡＲ層又はＬＲ層４１よりも観察者１００側に更に光拡散層４０を設けても良い。
【００４２】
また、帯電防止の役割を持つＡＳ層４２は、図４（ｂ）に配置例を示すように、観察者１００側に設けることによって、視野角制御シートの扱い易さを向上させることができる。
【００４３】
光のギラツキを防止するＡＧ層４３は、一般に、観察者１００側に設ける。タッチセンサー４４は、観察者１００側の表面に設ける。図４（ｃ）に示す配置例は、視野角制御シート１０の最も観察者１００側にタッチセンサー４４を設け、タッチセンサー４４と視野角制御シート１０との間にＡＧ層４３を設けた例を示している。
【００４４】
このようにタッチセンサーを設けることによって、後述するように、本発明の実施の形態に係る視野角制御シートを、覗き込み防止用のシートとして、ＡＴＭに好適に応用できるようになる。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る視野角制御シートは、図１及び図２に示すように、両面をフラットに作製することができるので、観察者１００側の面に、液晶素子１１を容易に貼合することができる。また、光拡散層４０、ＡＲ層又はＬＲ層４１、ＡＳ層４２、ＡＧ層４３、又はタッチセンサー４４等を貼合することにより容易に一体化することが可能である。
【００４６】
従来の視野角制御シートは、光拡散層との間に別途空気層を設けなければ性能がでず、一体化が困難であった。しかしながら、本発明の実施の形態に係る視野角制御シートによる形状自由さと、隙間１３に空気層を設けることができることを活用すれば、光源１５の状況や必要なスペックに応じて、光拡散層２３を用いた様々な特性を実現することができる。また、光拡散層２３と一体化することにより、液晶表示装置の製作時における組み立て易さが向上する利点もある。
【００４７】
（基材の屈折率）
視野角制御シート１０，２０において、基材１２及び基材１４は、上述したように必要に応じて設けるものであり、必ずしも不可欠な要素ではないと述べてきたが、基材１２及び基材１４を設ける場合には、基材１２の屈折率ｎ１、レンズ部１６の屈折率ｎ２、及び基材１４の屈折率ｎ３の間で、
ｎ１＞ｎ２≒ｎ３、  
もしくは  
ｎ１≒ｎ２＞ｎ３  
の関係が成立するようにする。
【００４８】
このように、観察者１００側に最も屈折率の高い層を設けると、要求していない急角度で射出してしまう光を境界で全反射させ戻すことができる効果がある。
【００４９】
（液晶表示装置）
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、上述したような視野角制御シートを用いることによって構成する。この場合、図５に示すように、光源１５の非観察者側（図中下側）に、光源１５からの光を観察者１００側に反射する再帰反射利用のための光反射層５１を更に備えるようにしても良い。このように、光源１５の背面側に光反射層５１を設けることによって、要求されていない急な射出角度を持つ光を全反射により一度光源１５側へ戻し、再帰反射光を再度制御するようにしている。
【００５０】
以上のように構成してなる本発明の実施の形態に係る視野角制御シートによって光が制御される挙動を、図５を用いて説明する。
【００５１】
図５に示す視野角制御シートは、光源１５側から順に光拡散層２３、基材１４、隙間１３、レンズ部１６、及び基材１２を備えた構成をしており、液晶表示装置用の正面輝度向上のために用いた場合の例である。隙間１３には白色物質が充填され、主に複数の冷陰極管が配列されたバックライトが用いられた光源１５の裏側面には光反射層５１が設けられ、全反射などにより光源１５側へ戻ってきた光が再度観察者１００側へ反射する構成になっている。もちろん、本発明の視野角制御シートは、図５に示す構成に限定されるものではない。
【００５２】
このような構成の視野角制御シートでは、光源１５から射出した光は、光拡散層２３に入射し散乱された後、基材１４を透過する。このとき、隙間１３の底面に当たる光は、隙間１３に充填されている白色物質のために、全反射し光源１５側へ戻される。戻された光は光源１５の裏面に設置されている光反射層５１により全反射され再び観察者１００側へと向かう。一方、基材１４を通過した後、レンズ部１６へと抜けた光の内、隙間１３の斜面に当たらない光は各部材の屈折率差により屈折しながらそのまま基材１２へと進む一方、隙間１３の斜面に当たる光は、この斜面で全反射する。これらの光は基材１２へ進み、射出され、図中上方に配置されている図示しない液晶素子へと進んでいく。レンズ部１６及び基材１２、基材１４、光拡散層２３の屈折率差によっても光は制御され、光源１５辺りではばらばらであった光が正面方向、すなわち観察者１００側を向くように制御される。
【００５３】
図６は、このようにして光が正面方向を向くように制御された状態を定量的に示す特性図である。図６に示す特性図は、隙間１３の傾きを面に対して２０度とし、基材１２として屈折率１．５６のアクリル製板、レンズ部１６として屈折率１．５３の透明ＵＶ性硬化樹脂、基材１４として屈折率１．５１のＰＥＴフィルムとし、隙間１３に二酸化チタンを混合したインキを充填してなる視野角制御シートを、光源１５である液晶用バックライトと、液晶素子１１との間に設けてなる液晶表示装置について、液晶視野角・色度特性測定装置（ＥＬＤＩＭ社製ＥＺｃｏｎｔｒａｓｕｔＸＬ８８）を用いて測定された配光特性である。図６に示す特性図は、横軸が視野角、縦軸が相対輝度を示している。図６に示すように、視野角制御された光強度分布Ｘは、光源１５による（視野角制御されていない）光強度分布Ｙに比べて、光がより正面から射出するように制御されたことが分かる。
【００５４】
このような光の制御機能を持つ本発明の視野角制御シートは、液晶表示装置のみならず、視野角制御の仕方によっては、覗き込み防止用のシート等に応用することも可能である。この場合、斜め方向からの覗き見ができなくなるので、観察者１００側もしくは光源１５側の面に、更にタッチセンサー４４を設けることにより、例えばＡＴＭに好適に応用されるようになる。
【００５５】
上述したように、本実施の形態に係る視野角制御シートは、隣接する単位レンズ１６ａ間の隙間１３に白色物質を充填することで、光源１５からの光を効率良く全反射することができ、もって、優れた視野角制御効果を発揮することが可能となる。
【００５６】
また、隙間１３に空気を充填した場合には、樹脂同士の屈折率差を利用していないため、複数回の露光などの工程をカットでき、製造コストを抑えることが出来る上、空気の屈折率が１という低い値であるために、光を全反射させる角度範囲も広くすることができる。
【００５７】
更に、レンズ部１６及び隙間１３、場合によっては基材１２、基材１４を含んでいる本実施の形態に係る視野角制御シートは、両面とも平滑であるために、光拡散層２３との一体化が可能となる。そのため、液晶表示装置に組み込む場合であっても、取り扱いが容易であり、液晶表示装置の製作時における作業効率の向上を図ることができる。
【００５８】
更にまた、（基材の屈折率）で述べたように、レンズ部１６、基材１２及び基材１４の屈折率差を利用する場合、光射出側（観察者１００側）の基材１２の屈折率を高めに設定すると、ある程度正面に向いた光は透過するが、基材１２と光射出側の空気との屈折率差によって決まる臨界角を超えるような急角度で斜めに抜けようとする光は、この境界で全反射され光源１５側へと戻され、再帰反射し再度レンズ部１６へ入射し視野角制御が行われる。このように、より正面に向いた光だけを選択することができ、迷光やゴーストなどを防ぐことが可能となる。
【００５９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る視野角制御シートの構成例を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る視野角制御シートの別の構成例を示す断面図。
【図３】隙間の形状例を示す部分詳細図。
【図４】光拡散層、ＡＲ層又はＬＲ層、ＡＳ層、ＡＧ層、及びタッチセンサーを設けた視野角制御シートの構成例を示す断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係る視野角制御シートによる光路制御の一例を示す概念図。
【図６】本発明の実施の形態に係る視野角制御シートによる視野角制御効果の一例を示す特性図。
【符号の説明】
【００６１】
１０，２０…視野角制御シート、１１…液晶素子、１２，１４…基材、１３…隙間、１４…基材、１５…光源、１６…レンズ部、１６ａ…単位レンズ、１７…光反射層、２３…光拡散層、４０…光拡散層、４１…ＡＲ層又はＬＲ層、４２…ＡＳ層、４３…ＡＧ層、４４…タッチセンサー、５１…光反射層、１００…観察者
【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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