(57)【要約】【課題】高い正面輝度を有し、かつ、２軸方向の輝度角度分布がある程度の広がりを有するバックライト装置を提供する。【解決手段】本発明によるバックライト装置は、面光源と、マイクロレンズアレイシート５１と、レンチキュラレンズシート５２とを備える。マイクロレンズアレイシート５１は、面光源と対向する平面と、平面と反対側であって複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ面とを有する。レンチキュラレンズシート５２は、マイクロレンズ面と対向する平面と、平面と反対側であって互いに並設された複数のシリンドリカルレンズが形成されたシリンドリカルレンズ面とを有する。【選択図】図３
2008066287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源と、
前記面光源と対向する平面と、前記平面と反対側であって複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ面とを有するマイクロレンズアレイシートと、
前記マイクロレンズ面と対向する平面と、前記平面と反対側であって互いに並設された複数のシリンドリカルレンズが形成されたシリンドリカルレンズ面とを有するレンチキュラ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装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバックライト装置であって、
前記マイクロレンズアレイシート及びレンチキュラレンズシートは長方形であり、
前記複数のシリンドリカルレンズは、前記レンチキュラレンズシートの短辺方向に並設されることを特徴とするバックライト装置。
【請求項３】
請求項１に記載のバックライト装置であって、
前記マイクロレンズの凸面は球面であることを特徴とするバックライト装置。
【請求項４】
請求項１に記載のバックライト装置であって、
前記シリンドリカルレンズは、隣り合う当該他のシリンドリカルレンズと接触していることを特徴とするバックライト装置。
【請求項５】
面光源と、
前記面光源と対向する平面と、前記平面と反対側であって複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ面とを有するマイクロレンズアレイシートと、
前記マイクロレンズ面と対向する平面と、前記平面と反対側であって互いに並設された複数のシリンドリカルレンズが形成されたシリンドリカルレンズ面とを有するレンチキュラレンズシートと、
前記シリンドリカルレンズ面上に敷設され、行列状に配列された複数の画素を含む表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置であって、
前記複数のシリンドリカルレンズの配列ピッチＰｃと、前記複数の画素のうち前記シリンドリカルレンズの配列方向と同じ方向に配列された画素の配列ピッチＰｐとが式（１）を満たすことを特徴とする表示装置。
Ｐｃ≦Ｐｐ／５  （１）
【請求項７】
バックライト装置に用いられる光学部材であって、
複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ面を有するマイクロレンズアレイシートと、
前記マイクロレンズ面と対向する平面と、前記平面と反対側であって互いに並設された複数のシリンドリカルレンズが形成されたシリンドリカルレンズ面とを有するレンチキュラレンズシートとを備えることを特徴とする光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、表示装置及び光学部材に関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイに代表される表示装置に用いられるバックライト装置、バックライト装置を備えた表示装置及びバックライト装置に用いられる光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに代表される表示装置は、高い正面輝度を求められる。そのため、表示装置を構成するバックライト装置には、正面輝度を向上するための光学部材が敷設される。特許第３２６２２３０号（特許文献１）に開示されるように、一般的には、光学部材としてプリズムシートが使用される。
【０００３】
近年、さらなる正面輝度の向上が求められ、種々の光学部材を備えたバックライト装置が提示されている。特開２００４−３１１２６３号公報（特許文献２）は、図１４に示すように、マイクロレンズアレイシート１００とプリズムシート２００とを備えたバックライト装置用の光学部材を開示している。以下、この光学部材を先行光学部材３００という。特許文献２では、プリズムシート２００をマイクロレンズアレイシート１００上に重ねることで、より高い集光効果が得られ、その結果、正面輝度を格段に向上できるとしている。
【０００４】
しかしながら、本願発明者らによる調査の結果、先行光学部材３００は以下の３つの問題を有することがわかった。
【０００５】
第１に、先行光学部材３００では、幅の狭い輝度角度分布が発生する。プリズムシート上の複数のプリズム２０１の並設方向が表示装置の表示画面の上下方向となるように、先行光学部材３００が敷設された場合、上下方向の輝度角度分布の幅が非常に狭くなる。つまり、上下方向の視野角（以下、上下視野角という）が狭くなる。図１５は、本願発明者らにより得られた、先行光学部材３００の上下方向及び左右方向の輝度角度分布である。図中の横軸は視野角を示す。視野角は、光学部材の法線方向（つまり、正面）を０ｄｅｇとし、上下方向については、０ｄｅｇから上方向への傾き角をプラス（＋）とし、下方向への傾き角をマイナス（−）とした。同様に、左右方向については、０ｄｅｇから右方向への傾き角をプラス（＋）とし、左方向への傾き角を（−）とした。図中の縦軸は、輝度を示す。ここでいう輝度は、光学部材を敷設せず、拡散板のみを開口部に敷設したバックライト装置の正面輝度（視野角０ｄｅｇの輝度）を基準（１．０）とした相対輝度（単位はａ．ｕ．）である。
【０００６】
図１５を参照して、表示画面の正面輝度、つまり、視野角０ｄｅｇにおける輝度は約２．３ａ．ｕ．であり、プリズムシート１枚の正面輝度（１．５５ａ．ｕ．）よりも高い。しかしながら、上下方向の輝度角度分布（図中実線）の幅は狭くなる。具体的には、輝度が正面輝度の１／２以上となる視野角範囲（以下、１／２視野角範囲という）が±３５ｄｅｇの範囲よりも狭く、−３０〜＋３０ｄｅｇの範囲である。上下方向及び左右方向の輝度角度分布は、ある程度の幅を有する方が好ましい。表示装置のユーザが、表示画面を上下斜め方向又は左右斜め方向から見ることもあるからである。したがって、２軸方向（上下方向及び左右方向）のいずれの輝度角度分布も、ある程度の広がりを有する方が好ましい。具体的には、２軸方向の輝度角度分布において、１／２視野角範囲が±３５ｄｅｇの範囲よりも大きい方が好ましい。
【０００７】
第２に、先行光学部材３００で得られた左右方向の輝度角度分布（図中点線）は、正面輝度をピークとして視野角の広がりとともに徐々に輝度が低下する自然な分布とはならず、視野角がＰ１（約−５０ｄｅｇ）及びＰ２（約＋５０ｄｅｇ）よりも大きくなると、輝度が極端に低下する。このような輝度角度分布の傾きの極端な変化は、表示画面を見るユーザに違和感を与える。
【０００８】
第３に、先行光学部材３００で得られた上下方向の輝度は、視野角が大きくなるにしたがい徐々に低下するが、±５０ｄｅｇを超えると再び上昇する。つまり、上下方向の輝度角度分布はサイドローブＳ１及びＳ２を有する。このようなサイドローブＳ１及びＳ２も表示画面を見るユーザに違和感を与える。
【特許文献１】特許第３２２６２２３０号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、高い正面輝度を有し、かつ、２軸方向の輝度角度分布がある程度の広がりを有するバックライト装置を提供することである。より具体的には、正面輝度が、プリズムシート１枚のバックライト装置の正面輝度よりも高く、かつ、２軸方向の輝度角度分布の各々において、１／２視野角範囲が±３５ｄｅｇの範囲よりも大きいバックライト装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、輝度角度分布が自然な配向分布となるバックライト装置を提供することである。より具体的には、輝度角度分布曲線の傾きの極端な変化を抑制でき、かつ、サイドローブの発生を抑制できるバックライト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明によるバックライト装置は、面光源と、マイクロレンズアレイシートと、レンチキュラレンズシートとを備える。マイクロレンズアレイシートは、面光源と対向する平面と、平面と反対側であって複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズ面とを有する。レンチキュラレンズシートは、マイクロレンズ面と対向する平面と、平面と反対側であって互いに並設された複数のシリンドリカルレンズが形成されたシリンドリカルレンズ面とを有する。
【００１２】
本発明によるバックライト装置は、マイクロレンズアレイシート上にレンチキュラレンズシートを敷設する。マイクロレンズアレイで集光された光がレンチキュラレンズシートでさらに集光されるため、正面輝度は、プリズムシート１枚のバックライト装置の正面輝度よりも高くなる。さらに、マイクロレンズアレイシート上にレンチキュラレンズシートを敷設した場合、シリンドリカルレンズの並設方向の輝度角度分布が極端に狭くなるのを抑制できる。そのため、２軸方向（シリンドリカルレンズの長手方向及び並設方向）の輝度角度分布は、いずれも１／２視野角範囲が±３５ｄｅｇの範囲よりも大きい。好ましくは、２軸方向のうちの一方は、１／２視野角範囲が±５０ｄｅｇの範囲よりも大きい。さらに、サイドローブを低減でき、かつ、輝度角度分布の傾きの極端な変化を抑制できる。
【００１３】
好ましくは、マイクロレンズアレイシート及びレンチキュラレンズシートは、長方形であり、複数のシリンドリカルレンズは、レンチキュラレンズシートの短辺方向に並設される。
【００１４】
この場合、シリンドリカルレンズの並設方向の集光効果は、長手方向の集光効果よりも大きい。そのため、長辺方向の輝度角度分布は、短辺方向の輝度角度分布よりも広い。
【００１５】
通常、表示装置の表示画面は、横方向（左右方向）に長い長方形である。そのため、本発明によるバックライトをそのような表示装置に適用すれば、左右方向の輝度角度分布を上下方向の輝度角度分布よりも広げることができる。
【００１６】
本発明による表示装置は、面光源と、マイクロレンズアレイシートと、レンチキュラレンズシートと表示パネルとを備える。表示パネルは、レンチキュラレンズシートのシリンドリカルレンズ面上に敷設され、行列状に配列された複数の画素を有する。
【００１７】
好ましくは、複数のシリンドリカルレンズの配列ピッチＰｃと、複数の画素のうちシリンドリカルレンズの並設方向と同じ方向に配列された画素の配列ピッチＰｐとは式（１）を満たす。
Ｐｃ≦Ｐｐ／５  （１）
【００１８】
この場合、表示パネルの画素と、バックライト装置との間でモアレ縞が発生するのを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、輝度角度分布図において、実線の曲線は上下方向の輝度角度分布を示し、点線の曲線は左右方向の輝度角度分布を示す。
【００２０】
［表示装置］
図１及び図２を参照して、表示装置１は、バックライト装置１０と、バックライト装置１０の正面に敷設される液晶パネル２０とを備える。液晶パネル２０は、行列状に配列された複数の画素を備える。表示装置１の表示画面は、左右方向（図中ｘ方向）に長辺を有し、上下方向（図中ｙ方向）に短辺を有する長方形となっている。
【００２１】
［バックライト装置］
バックライト装置１０はいわゆる直下型であり、拡散光を出射する面光源１１と、面光源１１上に敷設されたシート状の光学部材１５とを備える。
【００２２】
面光源１１は、ハウジング１２と、複数の冷陰極管１３と、光拡散板１４とを備える。ハウジング１２は、正面に開口部１２０を有する筐体であり、内部に冷陰極管１３を収納する。ハウジング１２の内側表面は、反射フィルム１２１で覆われている。反射フィルム１２１は、冷陰極管１３から出射された光を乱反射し、乱反射された光を開口部１２０に導く。反射フィルム１２１は、たとえば東レ製ルミラー（登録商標）Ｅ６０ＬやＥ６０Ｖであり、拡散反射率が９５％以上であるものが好ましい。
【００２３】
複数の冷陰極管１３は、ハウジング１２の背面手前に上下方向（図１中ｙ方向）に並設される。冷陰極管１３は左右方向（図１中ｘ方向）に伸びた線光源であり、たとえば蛍光管である。なお、冷陰極管１３に代えて、ＬＥＤ（Light Emitting Device）等の複数の点光源がハウジング１２内に収納されてもよい。また、線光源と点光源とが収納されてもよい。
【００２４】
光拡散板１４は、開口部１２０に嵌め込まれ、ハウジング１２の背面と並行に配設される。光拡散板１４が開口部１２０に嵌め込まれると、ハウジング１２の内部は密閉される。そのため、冷陰極管１３から出射された光が光拡散板１４以外の箇所からハウジング１２外へ漏れるのを防止でき、光の利用効率を向上できる。
【００２５】
光拡散板１４は、冷陰極管１３からの光及び反射フィルム１２１で反射された光をほぼ均一に拡散して正面に出射する。光拡散板１４は、透明な基材と、基材内に分散された複数の粒子とで構成される。基材内に分散される粒子は、可視光領域の波長の光に対する屈折率が基材と異なる。そのため、光拡散板１４は入射した光を拡散し、拡散された光が光拡散板１４を透過する。光拡散板１４の基材は、たとえば、ガラスや、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂からなる。光拡散板１４はまた、光学部材１５を支持する。
【００２６】
［光学部材］
図３〜図５を参照して、光学部材１５は、マイクロレンズアレイシート５１と、マイクロレンズアレイシート５１上に敷設されたレンチキュラレンズシート５２とを備える。
【００２７】
マイクロレンズアレイシート５１はシート状又はフィルム状であり、２つの面（平面５１１及びマイクロレンズ面５１２）を有する。平面５１１は面光源１１に対向する。平面５１１と反対側のマイクロレンズ面５１２は、２次元に配列された複数のマイクロレンズ５１３が形成されている。各マイクロレンズ５１３はいわゆる平凸レンズである。
【００２８】
マイクロレンズアレイシート５１は、基材部５００と、基材部５００上に形成され複数のマイクロレンズ５１３を備えるレンズ部５０１とで構成される。シート状の基材部５００は、可視光に対して透明であり、たとえば、ガラスやポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂からなる。レンズ部５０１も可視光に対して透明であり、紫外線により硬化される紫外線硬化樹脂からなる。紫外線以外の他の電離放射線により硬化する樹脂を用いてもよい。
【００２９】
レンチキュラレンズシート５２はシート状又はフィルム状であり、２つの面（平面５２１及びシリンドリカルレンズ面５２２）を有する。平面５２１はマイクロレンズ面５１２と対向する。平面５２１と反対側のシリンドリカルレンズ面５２２は、互いに並設された複数のシリンドリカルレンズ５２３が形成されている。
【００３０】
レンチキュラレンズシート５２は、基材部５０３と、基材５０３上に形成され、複数のシリンドリカルレンズを備えるレンズ部５０４とで構成される。基材部５０３は基材部５００と同様の上述の樹脂で構成され、レンズ部５０４は紫外線硬化樹脂又は紫外線以外の他の電離放射線により硬化する樹脂で構成される。
【００３１】
［製造方法］
マイクロレンズアレイシート５１及びレンチキュラレンズシート５２は、通常の製造方法により製造することができる。マイクロレンズアレイシート５１を製造する工程の一例は以下のとおりである。マイクロレンズ５１３に対応した複数の凹部を表面に有するロール版を準備する。ダイコータにより紫外線硬化樹脂をロール版上に塗布する。塗布後、シート状の基材部５００をロール版に押し当てながら、紫外線を照射してレンズ部５０１を基材部５００に転写する。以上の工程により、マイクロレンズアレイシート５１を製造できる。レンチキュラレンズシート５２もマイクロレンズアレイシート５１と同様の製造方法で製造できる。このとき、シリンドリカルレンズ５２３と同じ横断形状となる複数の溝を表面に有するロール版を用いる。
なお、上述の製造方法では、紫外線硬化樹脂をロール版上に塗布したが、紫外線硬化樹脂を基材部５００上に塗布してもよい。この場合、基材部５００上に塗布された紫外線硬化樹脂にロール版を押し当てながら、紫外線を照射することにより、マイクロレンズアレイシート５１及びレンチキュラレンズシート５２を製造できる。また、紫外線硬化樹脂をロール版上と基材部５００上とに塗布してもよい。
【００３２】
［作用］
光学部材１５を備えたバックライト装置１０は、面光源１１から出射された拡散光を集光し、正面輝度を向上する。バックライト装置１０はさらに、輝度角度分布の幅を広く維持する。バックライト装置１０はさらに、輝度角度分布において、傾きの極端な変化を抑制し、サイドローブの発生を抑制する。以下、これらの特徴について説明する。
【００３３】
一般的に、集光機能を有する２枚のレンズシートを積層して得られる輝度角度分布の幅は、集光機能を有する１枚のレンズシートで得られる輝度角度分布の幅よりも狭くなる。たとえば、上下方向に並設されたプリズムレンズを有するプリズムシート単体の輝度角度分布は図６に示すとおりである。一方、上下方向に並設されたプリズムレンズを有する先行光学部材３００の輝度角度分布は図１５に示す通りである。両者を比較すれば、先行光学部材３００の上下方向の輝度角度分布の幅がプリズムシート単体の上下方向の輝度角度分布の幅よりも狭くなっていることが分かる。
【００３４】
これに対し、バックライト装置１０に備えられた光学部材１５は、マイクロレンズアレイシート５１上にレンチキュラレンズシート５２を敷設して、正面輝度を高めているにもかかわらず、上下方向の輝度角度分布幅の減少を抑制できる。以下、この点について説明する。
【００３５】
図７は上下方向（図１中のｙ方向）に並設された複数のシリンドリカルレンズ５２３を有するレンチキュラレンズシート５２単体の輝度角度分布である。また、図８は上下方向に並設された複数のシリンドリカルレンズ５２３を有する光学部材１５の輝度角度分布である。
【００３６】
図７を参照して、レンチキュラレンズシート５２単体の上下方向（ｙ方向）の輝度角度分布の幅は広い。具体的には、１／２視野角範囲が±４１ｄｅｇの範囲であり、±３５ｄｅｇの範囲よりも大きい。ここで、１／２視野角範囲は、以下の方法で求める。上下方向の輝度角度分布における視野角０ｄｅｇの輝度と、左右方向の輝度角度分布における視野角０ｄｅｇの輝度との平均を、光学部材の正面輝度（ａ．ｕ．）とする。図７では、正面輝度は１．５４ａ．ｕ．である。求められた正面輝度の１／２以上の輝度を示す視野角範囲を１／２視野角範囲とする。図７では、輝度が０．７７ａ．ｕ．以上の視野角範囲が１／２視野角範囲となる。  
【００３７】
一方、図８に示す光学部材１５の上下方向の輝度角度分布の幅は、図７のレンチキュラレンズシート５２単体での上下方向の輝度角度分布幅に対して大幅に狭くなることはない。つまり、マイクロレンズアレイシート５１上にレンチキュラレンズシート５２を敷設した場合、上下方向の輝度角度分布の幅の減少は大幅に抑制される。そのため、光学部材１５は、高い正面輝度を有し、かつ、上下方向の輝度角度分布を広く維持できる。具体的には、１／２視野角範囲を±３５ｄｅｇの範囲よりも大きくできる。図８では、上下方向の１／２視野角範囲は±３７ｄｅｇである。図８では、正面輝度が１．９ａ．ｕ．であるため、０．９５ａ．ｕ．以上の輝度を示す視野角範囲を１／２視野角範囲とする。
なお、光学部材１５の左右方向の輝度角度分布は、レンチキュラレンズシート５２単体の左右方向の輝度角度分布よりも狭くなる。したがって、光学部材１５では、左右方向の輝度角度分布幅の減少が、正面輝度の向上に寄与していると考えられる。光学部材１５の左右方向の輝度角度分布はレンチキュラレンズシート５２単体の輝度角度分布よりも狭くなるものの、１／２視野角範囲は±５０ｄｅｇよりも大きい。図８では、左右方向の視野角度分布は、±５１ｄｅｇである。したがって、光学部材１５は、２軸方向（上下方向及び左右方向）の輝度角度分布の幅を広く維持できる。
【００３８】
また、図８に示す左右方向の輝度角度分布では、視野角が大きくなるにつれて輝度がなめらかに低下しており、図１５に示した先行光学部材３００の左右方向の輝度角度分布のように、輝度の傾きが極端に変化する点Ｐ１及びＰ２が発生しない。したがって、左右方向から画面を見るユーザに違和感を与えるのを防止できる。
【００３９】
また、図８に示す上下方向の輝度角度分布では、サイドローブの発生が抑制されている。つまり、光学部材１５は、サイドローブの発生を抑制できる。
【００４０】
光学部材１５はさらに、図８に示すように、左右方向の輝度角度分布が上下方向の輝度角度分布よりも広くなる。液晶ディスプレイでは、左右方向の輝度角度分布が上下方向の輝度角度分布よりも広い方が好ましい。なぜなら、表示装置のユーザは、上下方向よりも左右方向において、より大きい視野角で見る機会が多いからである。光学部材１５は、マイクロレンズアレイシート５１上にレンチキュラレンズシート５２を敷設し、かつ、シリンドリカルレンズ５２３を上下方向（図１中のｙ方向）に並設する。そのため、左右方向の輝度角度分布を上下方向の輝度角度分布よりも広くすることができる。なお、マイクロレンズアレイシート５１上にレンチキュラレンズシート５２を敷設する代わりに、マイクロレンズアレイシート５１をレンチキュラレンズシート５２上に敷設した場合、正面輝度は向上するものの、上下方向及び左右方向の輝度角度分布の幅は、ともに狭まり、かつ、互いに同程度の幅になる。
【００４１】
表示装置１の表示画面は横方向に長いため、光学部材１５は長方形状である。つまり、マイクロレンズアレイシート５１及びレンチキュラレンズシート５２は、互いに同程度の寸法の長方形であり、シリンドリカルレンズ５２３は短辺方向に並設される。これにより、長辺方向（左右方向）の輝度角度分布が、短辺方向（上下方向）の輝度角度分布よりも広くなる。なお、ここでいう長方形状とは、厳密な長方形でなくてもよく、長辺及び短辺を有する矩形状であればよい。また、表示画面が長方形でない場合、マイクロレンズアレイシート５１及びレンチキュラレンズシート５２も長方形でなくてもよく、表示画面に対応した形状であればよい。
【００４２】
マイクロレンズ５１３の凸面は球面であるのが好ましい。凸面が球面であれば、面光源１１からの拡散光を等方に集光できるからである。より好ましくは、マイクロレンズ５１３の凸面の曲率半径Ｒ５１３は１０〜５０μｍ、凸面の頂点からレンズ平面（凸面レンズのエッジを含む面）５１４までのマイクロレンズの高さＨ５１３は５〜５０μｍである。好ましくは、マイクロレンズ面５１２においてマイクロレンズ５１３が形成されていない領域（以下、平坦部という）のマイクロレンズ面５１２全体に対する比率（以下、平坦部比率という）は１０〜６０％、マイクロレンズアレイシート５１の高さＨ５１は、１００〜３００μｍである。なお、平坦部比率は、マイクロレンズ面５１２を真上から見た場合のマイクロレンズ面５１２の面積（つまり、平面５１１と同じ面積）で平坦部の総面積を除した値（％）である。マイクロレンズアレイシート５１は、その平坦部比率が小さい方が好ましい。平坦部は集光に寄与しないからである。マイクロレンズを六方最密配列とすれば、平坦部比率を小さくできる。
【００４３】
シリンドリカルレンズ５２３の横断面形状は円弧又は楕円弧が好ましい。また、隣り合うシリンドリカルレンズ５２３は互いに接触しているのが好ましい。つまり、隣り合うシリンドリカルレンズ５２３の間に隙間がない方がよい。隙間部分は集光に寄与しないからである。本実施の形態のように、面光源１１が上下方向に並設された複数の線光源（冷陰極管１３）で構成される場合、面光源１１自体の正面輝度において、上下方向に輝度ムラが生じやすい。上下方向に並設されたシリンドリカルレンズは、上下方向の集光性が高い。そのため、シリンドリカルレンズの並設方向を面光源を構成する複数の線光源の並設方向と同じとし、かつ、隣り合うシリンドリカルレンズを互いに接触させておけば、線光源の並設方向で生じ得る輝度ムラを解消できる。
【００４４】
隣り合うシリンドリカルレンズ同士を隙間なく接触させるには、シリンドリカルレンズ５２３のエッジを含む面（レンズ平面）と凸面とがなす角度（以下、接触角という）θｃは鋭角であるのが好ましい。θｃを鋭角にする場合、レンズ頂点が長軸の端点となる楕円弧を横断形状とするシリンドリカルレンズは、円弧のシリンドリカルレンズよりも高い集光効果を有する。そのため、より好ましくは、シリンドリカルレンズ５２３の横断面形状は、長軸の端点がレンズ頂点となる楕円弧である。
【００４５】
楕円弧は、その短軸径が１０〜１３０μｍ、長軸径が２０〜４００μｍであり、レンズ頂点からレンズ平面までの高さＨ５２３が４〜８０μｍであるのが好ましい。隣り合うシリンドリカルレンズの頂点間距離（以下、配列ピッチという）Ｐｃは１０〜１００μｍ、レンチキュラレンズシートの高さＨ５２は１００〜３５０μｍであるのが好ましい。
【００４６】
上述のとおり、液晶パネル２０には複数の画素が行列状に配列される。上下方向（ｙ方向）に配列された画素のうち、ある画素の中心と隣り合う当該他の画素の中心との間の距離を画素配列ピッチＰｐ（μｍ）としたとき、画素配列ピッチＰｐ及びシリンドリカルレンズの配列ピッチＰｃが式（１）を満たせば、モアレ縞の発生を抑制できる。
【００４７】
Ｐｃ≦Ｐｐ／５  （１）
【実施例】
【００４８】
［実施例１］
図３〜図５に示す形状の本実施例による光学部材と、図１４に示す形状の先行光学部材とを製造し、それぞれの輝度角度分布を調査した。
【００４９】
本実施例による光学部材を構成するマイクロレンズアレイシートを以下の方法で製造した。マイクロレンズに対応した複数の凹部が六方細密状に配列された表面を有するロール版を準備した。また、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムを基材として準備した。ダイコータを用いてロール版上に紫外線硬化樹脂を塗布した。続いて、ＰＥＴフィルムを長手方向に搬送しながらロール版を押し当て、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、マイクロレンズアレイシートとした。
【００５０】
また、本実施例による光学部材を構成するレンチキュラレンズシートを、マイクロレンズアレイシートと同様の方法により製造した。具体的には、各々の横断形状が楕円弧であり、かつ、各々が周方向に延び、互いに軸方向に並設された複数の溝を有するロール版を準備し、準備されたロール版上に紫外線硬化樹脂を塗布した。続いて、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムにロール版を押し当て、紫外線硬化樹脂を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、レンチキュラレンズシートとした。
【００５１】
製造されたマイクロレンズアレイシートの形状寸法は以下のとおりであった。各マイクロレンズのレンズ平面の半径は１５μｍであり、高さは１５μｍであった。また、凸面の曲率半径は１５μｍであった。マイクロレンズのエッジから隣り合う当該他のマイクロレンズのエッジまでの最短距離（以下、平坦部最短距離という）は７．８μｍであり、平坦部比率は４３％であった。マイクロレンズアレイシートの高さは２１０μｍであった。また、製造されたレンチキュラレンズの形状寸法は以下のとおりであった。各シリンドリカルレンズの横断形状は、長軸の端点をレンズ頂点とする楕円弧であり、長軸径が１００μｍ、短軸径が５８．８μｍ、高さが２３．７μｍであった。接触角θｃは７０ｄｅｇであり、配列ピッチＰｃは５０μｍであった。レンチキュラレンズシートの高さは２２０μｍであった。
【００５２】
先行光学部材は、上述の本実施例の光学部材と同様の方法で製造した。マイクロレンズアレイシートの寸法形状は本実施例の光学部材を構成するマイクロレンズアレイシートと同じであった。また、プリズムシートの形状寸法は以下のとおりであった。各プリズムの頂角は９０ｄｅｇであり、高さは２５μｍであった。隣り合うプリズムは互いに接触していた。プリズムシートの高さは２２０μｍであった。
【００５３】
作製された本実施例の光学部材を用いて輝度角度分布を調査した。冷陰極管を収納し、内面に反射フィルムが敷設され、開口部に光拡散板が嵌着されたハウジングに光学部材を敷設した。このとき、シリンドリカルレンズの並設方向は上下方向とした。
【００５４】
ハウジングに本実施例の光学部材を敷設後、輝度角度分布を調査した。視野角は、光学部材の法線方向（正面）を０度軸とし、０度軸から上下方向への傾き角を上下視野角、０度軸から左右方向への傾き角を左右視野角とした。各上下視野角及び左右視野角の輝度は輝度計により測定した。
【００５５】
同様に、比較例である先行光学部材をハウジングに敷設して輝度角度分布を調査した。このとき、プリズムレンズの並設方向は上下方向とした。
【００５６】
本実施例の光学部材の輝度角度分布は図８に、比較例である先行光学部材の輝度角度分布は図１５に示したとおりとなった。本実施例の光学部材の正面輝度は１．９（ａ．ｕ．）であり、プリズムシート単体の正面輝度（＝１．５５）よりも高かった。また、本実施例の光学部材の上下方向及び左右方向の輝度角度分布は、ある程度の広がりを維持した。具体的には、上下方向の１／２視野角範囲（輝度が０．９５ａ．ｕ．以上となる視野角範囲）は±３７ｄｅｇの範囲であり、が±３５ｄｅｇの範囲よりも大きかった。左右方向の１／２視野角範囲は、±５１ｄｅｇの範囲であり、±５０ｄｅｇの範囲よりも大きかった。一方、先行光学部材では、上下方向の輝度角度分布の１／２視野角範囲が±３０ｄｅｇであった。
また、本実施例の光学部材の輝度角度分布は上下方向及び左右方向ともに滑らかで自然な配向分布となっており、先行光学部材のように輝度角度分布の傾きの極端な変化（地点Ｐ１及びＰ２）はなかった。また、本実施例の光学部材の上下方向の輝度角度分布では、サイドローブの発生が抑制された。
【００５７】
さらに、本実施例の光学部材を用いて、輝度ムラ及びモアレ縞の調査を以下の方法で実施した。まず、輝度ムラ及びモアレ縞観察用のハウジングを準備した。準備されたハウジング内には、１６本の冷陰極管が並設された。隣り合う冷陰極の軸心同士の間の距離は、２０〜２６．５ｍｍであった。ハウジング正面には、６５％の全光線透過率を有する拡散板が嵌め込まれた。拡散板のサイズは３２インチであった。準備されたハウジングの正面に本実施例の光学部材を敷設した。このとき、シリンドリカルレンズの並設方向は上下方向とした。そして、行列状に配列された複数の画素を含む液晶パネルを光学部材上に敷設し、液晶ディスプレイ装置を作製した。複数の画素のうち、上下方向に配列された画素の配列ピッチＰｐは５００μｍであった。したがって、本実施例の光学部材のＰｃ（＝５０μｍ）はＰｐ／５（＝１００μｍ）以下であり、式（１）を満足した。
作製された液晶ディスプレイの全視野角について、輝度ムラを目視観察した。その結果、輝度ムラは発見されなかった。さらに、全視野角について、モアレ縞を目視観察した。その結果、モアレ縞は発見されなかった。
【００５８】
［実施例２］
実施例１と異なる形状のレンチキュラレンズシートを備えた光学部材を製造し、輝度角度分布を調査した。具体的には、実施例１と同じ方法でマイクロレンズアレイシート及びレンチキュラレンズシートを製造した。製造されたレンチキュラレンズシートの形状寸法は以下のとおりであった。各シリンドリカルレンズの横断形状は、長軸の端点がレンズ頂点となる楕円弧であり、長軸径が１００μｍ、短軸径が５８．８μｍ、高さが２２．０μｍであった。接触角θｃは６７．４ｄｅｇであり、配列ピッチＰｃは４８μｍであった。レンチキュラレンズシートの高さは２１５μｍであった。レンチキュラレンズシートのその他の形状寸法及びマイクロレンズアレイの形状寸法は実施例１の光学部材と同じであった。製造された光学部材を実施例１と同様にハウジングに敷設し、輝度角度分布を調査した。シリンドリカルレンズの並設方向は上下方向とした。
【００５９】
本実施例の光学部材の輝度角度分布を図９に示す。図９を参照して、本実施例の光学部材の正面輝度は１．９（ａ．ｕ．）であった。また、本実施例の光学部材の輝度角度分布において、上下方向の１／２視野角範囲（輝度が０．９５ａ．ｕ．以上となる視野角範囲）は±３６ｄｅｇの範囲であり、±３５ｄｅｇの範囲よりも大きかった。左右方向の１／２視野角範囲は±５０．５ｄｅｇの範囲であり、±５０ｄｅｇの範囲よりも大きかった。また、本実施例の光学部材の上下方向及び左右方向の輝度角度分布は滑らかで自然な配向分布となり、上下方向の輝度角度分布では、サイドローブの発生が抑制された。
【００６０】
さらに、実施例１と同じ輝度ムラ及びモアレ縞観察用ハウジングと、本実施例の光学部材と、実施例１と同じ液晶パネルとを用いて、液晶ディスプレイ装置を作製した。このとき、Ｐｃ（＝４８μｍ）は、Ｐｐ／５（＝１００μｍ）未満であり、式（１）を満足した。
作製された液晶ディスプレイの全視野角について、輝度ムラを目視観察した。その結果、輝度ムラは発見されなかった。さらに、全視野角について、モアレ縞を目視観察した。その結果、モアレ縞は発見されなかった。
【００６１】
［実施例３］
実施例１及び２と異なる形状のマイクロレンズアレイシートを備えた光学部材を製造し、輝度角度分布を調査した。具体的には、実施例１と同じ方法でマイクロレンズアレイシート及びレンチキュラレンズシートを製造した。製造されたマイクロレンズアレイシートの形状寸法は以下のとおりであった。各マイクロレンズのレンズ平面半径は１５μｍであり、高さは１５μｍであり、凸面の曲率半径は１５μｍであった。平坦部最短距離は５．２μｍであり、平坦部比率は３４％であった。マイクロレンズアレイシートのその他の形状寸法及びレンチキュラレンズシートの形状寸法は、実施例１と同じであった。製造された光学部材を実施例１と同様にハウジングに敷設し、輝度角度分布を調査した。シリンドリカルレンズの並設方向は上下方向とした。
【００６２】
本実施例の光学部材の輝度角度分布を図１０に示す。本実施例の光学部材の正面輝度は１．９５（ａ．ｕ．）であった。そして、上下方向の１／２視野角範囲（輝度が０．９７５ａ．ｕ．以上となる視野角範囲）は±３６ｄｅｇの範囲であった。左右方向の１／２視野角範囲は±５０．５ｄｅｇの範囲であった。その他の光学特性は実施例１の光学部材と同様であった。
【００６３】
［実施例４］
実施例１〜３と異なる形状のマイクロレンズアレイシートを備えた光学部材を製造し、輝度角度分布を調査した。具体的には、実施例１と同じ方法でマイクロレンズアレイシート及びレンチキュラレンズシートを製造した。製造されたマイクロレンズアレイシートの形状寸法は以下のとおりであった。各マイクロレンズのレンズ平面半径は１５μｍであり、高さは１５μｍであり、凸面の曲率半径は１５μｍであった。平坦部最短距離は１１．２μｍであり、平坦部比率は５２％であった。マイクロレンズアレイシートのその他の形状寸法及びレンチキュラレンズシートの形状寸法は、実施例１と同じであった。製造された光学部材を実施例１と同様にハウジングに敷設し、輝度角度分布を調査した。シリンドリカルレンズの並設方向は上下方向とした。
【００６４】
本実施例の光学部材の輝度角度分布を図１１に示す。本実施例の光学部材の正面輝度は１．８５（ａ．ｕ．）であった。そして、上下方向の１／２視野角（輝度が０．９２５ａ．ｕ．以上となる視野角範囲）は±３６ｄｅｇであった。左右方向の１／２視野角範囲は±５１ｄｅｇであった。その他の光学特性は実施例１の光学部材と同様であった。
【００６５】
［比較例１］
図１２に示す横断面形状のプリズムシートを実施例１と同じ方法で製造した。プリズムシートの形状寸法は以下のとおりであった。各プリズムの頂角は９０ｄｅｇであり、高さは２５μｍであった。隣り合うプリズムは互いに接触していた。プリズムレンズシートの高さ（プリズム頂点からプリズムレンズシートの底面までの高さ）は２２０μｍであった。
【００６６】
製造されたプリズムシートを上述のハウジングに敷設して輝度角度分布を調査した。このとき、プリズムの並設方向は上下方向とした。得られた輝度角度分布は図６に示したとおりであった。正面輝度は１．５５（ａ．ｕ．）であった。
【００６７】
［比較例２］
実施例１で製造されたマイクロレンズアレイシート単体の輝度角度分布を、実施例１と同じ方法で調査した。本比較例のマイクロレンズアレイシートの輝度角度分布を図１３に示す。本比較例の正面輝度は１．５３ａ．ｕ．であり、比較例１のプリズムシートの正面輝度よりも若干低かった。なお、１／２視野角範囲は上下方向、左右方向ともに±５０ｄｅｇであった。
【００６８】
［比較例３］
実施例１で製造されたレンチキュラレンズシート単体の輝度角度分布を、実施例１と同じ方法で調査した。本比較例のレンチキュラレンズシートの輝度角度分布を図７に示す。本比較例の正面輝度は１．５４ａ．ｕ．であり、比較例１のプリズムシートの正面輝度よりも若干低かった。なお、上下方向の１／２視野角範囲は±４１ｄｅｇであり、左右方向の１／２視野角範囲は±５９ｄｅｇであった。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態によるバックライト装置を備えた表示装置の斜視図である。
【図２】図１中の線分ＩＩ−ＩＩでの断面図である。
【図３】図２に示した光学部材の斜視図である。
【図４】図３に示した光学部材を構成するマイクロレンズアレイシートの断面図である。
【図５】図３に示した光学部材を構成するレンチキュラレンズシートの断面図である。
【図６】プリズムシート単体の輝度角度分布図である。
【図７】レンチキュラレンズシート単体の輝度角度分布図である。
【図８】実施例１の光学部材の輝度角度分布図である。
【図９】実施例２の光学部材の輝度角度分布図である。
【図１０】実施例３の光学部材の輝度角度分布図である。
【図１１】実施例４の光学部材の輝度角度分布図である。
【図１２】プリズムシートの断面図である。
【図１３】比較例であるマイクロレンズアレイシート単体の輝度角度分布図である。
【図１４】先行技術文献で開示された光学部材の斜視図である。
【図１５】図１４に示した光学部材の輝度角度分布図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  表示装置
１０  バックライト装置
１１  面光源
２０  液晶パネル
５１  マイクロレンズアレイシート
５２  レンチキュラレンズシート
５１１，５２１      平面
５１２  マイクロレンズ面
５１３  マイクロレンズ
５２２  シリンドリカルレンズ面
５２３  シリンドリカルレンズ
【図１】
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【図２】
2008066287.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008066287.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008066287.tif 000009
【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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【図１５】
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