(57)【要約】【課題】正面輝度が高く、かつ、所定方向の視野角が広いレンズシートを提供する【解決手段】  レンズシート１５は、ベースフィルム２１の表面２１１上に形成される柱状レンズ層２２と、表面２１２上に形成されるプリズム層２３と、プリズム層２３上に形成される充填層２４とを備える。柱状レンズ層２２は複数の柱状レンズ２２１を含む。各柱状レンズ２２１は、一列に連結される複数のマイクロレンズ部からなる。プリズム層２３は、柱状レンズ２２１と並行する複数のプリズムを有する。プリズム層２３の屈折率は、ベースフィルム２１及び充填層２４の屈折率よりも低い。レンズシート１５は、充填層２４、プリズム層２３、ベースフィルム２１、及び柱状レンズ２２１に光が進行するにしたがい、段階的に集光し、正面輝度を向上する。また、柱状レンズ２２１の長手方向の輝度視野角特性の幅を広く維持できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面と、前記第１の表面と反対側の第２の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第１の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第２の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材層よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層よりも高い屈折率を有する充填層とを備えることを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズシートであって、
前記柱状レンズは前記プリズムと並行することを特徴とするレンズシート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズシートであって、
隣り合う前記柱状レンズの間に隙間が形成されることを特徴とするレンズシート。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
同一柱状レンズ内で隣り合う前記平凸レンズ部は、互いに面接触していることを特徴とするレンズシート。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
前記柱状レンズは、高さが異なる複数の平凸レンズ部を含むことを特徴とするレンズシート。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの稜線、又は、隣り合うプリズムの間に形成される谷線は、前記プリズムの幅方向に蛇行していることを特徴とするレンズシート。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの配列ピッチは不均一であることを特徴とするレンズシート。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの高さは、前記プリズムの長手方向に変動することを特徴とするレンズシート。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のレンズシートであって、
前記充填層は、
樹脂と、
前記樹脂内に分散され、前記樹脂と異なる屈折率を有する複数の粒子とを備えることを特徴とするレンズシート。
【請求項１０】
面光源と、
前記面光源上に敷設されるレンズシートとを備え、
前記レンズシートは、
第１の表面と、前記第１の表面と反対側の第２の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第１の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第２の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材部よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層よりも高い屈折率を有する充填層とを含むことを特徴とするバックライト。
【請求項１１】
面光源と、
前記面光源上に敷設されるレンズシートと、
前記レンズシート上に敷設される液晶パネルとを備え、
前記レンズシートは、
第１の表面と、前記第１の表面と反対側の第２の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第１の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第２の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材部よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層よりも高い屈折率を有する充填層とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシート、レンズシートを用いたバックライト及び液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、集光機能を有するレンズシート、そのレンズシートを用いたバックライト及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、高い正面輝度を求められる。そのため、液晶表示装置に用いられるバックライトは、正面輝度を向上するレンズシートを備える。特許第３２６２２３０号公報（特許文献１）に開示されるように、一般的には、レンズシートとしてプリズムシートが用いられる。
【０００３】
プリズムシートは正面輝度を向上するものの、輝度の視野角特性が、以下の（１）及び（２）に示す問題を有する。
【０００４】
（１）プリズムシートの輝度の視野角特性では、正面で輝度のピークが発生するだけでなく、正面に対して斜めの方向でも輝度のピーク（サイドローブ）が発生する。図３０中の実線は、横断面形状の頂角が９０度のプリズムがディスプレイ画面の上下方向に並設されたプリズムシートの上下方向の輝度視野角特性を示す。横軸は視野角（ｄｅｇ）、縦軸は各視野角での輝度である。図３０を参照して、従来のプリズムシートの上下方向の輝度視野角特性では、視野角の０ｄｅｇで第１のピークを示し、さらに、視野角±８０ｄｅｇ近傍で第２のピーク（いわゆるサイドローブ）を示す。このようなサイドローブは、ディスプレイ画面を見るユーザに違和感を与える。
【０００５】
（２）図３０中の破線は、上述のプリズムシートの左右方向（つまり、プリズムの長手方向）の輝度視野角特性を示す。左右方向の輝度角度分布において、視野角が±４０ｄｅｇの範囲内では、視野角が増大しても輝度はあまり変化しない。しかしながら、視野角が±４０ｄｅｇの範囲を超えると、視野角の増大にともない輝度が急激に低下する。視野角０ｄｅｇをピークとして視野角の増大とともに徐々に輝度が低下する自然な分布であれば、ユーザがディスプレイ画面を見る角度を変えても違和感を感じない。しかしながら、図３０のような左右方向の輝度角度分布を示すディスプレイ画面では、視野角±４０ｄｅｇ近傍で輝度が急激に変化する。そのため、視野角±４０ｄｅｇ近傍でディスプレイ画面を見るユーザに違和感を与える。
【０００６】
プリズムシートに代わるレンズシートとして、マイクロレンズアレイシートも知られている。マイクロレンズアレイシートは、等間隔に格子配列又は千鳥配列された複数のマイクロレンズを備える。各マイクロレンズは半球状であるため、全ての方位の光を等価に集光し、正面輝度を高める。また、プリズムシートのようなサイドローブは発生せず、輝度の視野角特性は、視野角０ｄｅｇをピークとして視野角の増大とともに徐々に輝度が低下する自然な分布となる。
【０００７】
しかしながら、マイクロレンズアレイシートの輝度の視野角特性は、上下方向及び左右方向ともに同じ幅となり、その幅は狭い。要するに、マイクロレンズアレイシートを用いる場合、視野角が狭くなる。一般的にユーザは上下斜め方向からディスプレイを見る機会より、左右斜め方向から見る機会の方が多いため、特に、左右方向の視野角は広い方が好ましい。
【０００８】
左右視野角を広くすることができるマイクロレンズアレイシートが特許第３２５２４７１号公報（特許文献２）に開示されている。この文献のマイクロレンズアレイシートのマイクロレンズは、半楕円体状であり、半楕円体の長手方向がディスプレイの左右方向と平行するように配列される。このマイクロレンズアレイシートを用いれば、左右方向の輝度視野角特性の幅を広く維持することができ、左右方向の視野角は広い。しかしながら、マイクロレンズが楕円体状であるため、左右方向及び対角方向の光を集光しきれず、その結果、正面輝度が低い。
【０００９】
左右視野角を広く維持することができ、輝度視野角特性が自然な分布となる他のレンズシートとして、複数のシリンドリカルレンズが並設されたレンチキュラレンズシートも知られている。しかしながら、レンチキュラレンズシートは、半楕円体状のマイクロレンズアレイシートと同じく、正面輝度が低い。
【特許文献１】特許第３２６２２３０号
【特許文献２】特許第３２５２４７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、正面輝度が高く、かつ、所定方向の視野角が広いレンズシートを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、輝度ムラの発生を抑制できるレンズシート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】
【００１２】
本発明によるレンズシートは、シート状又はフィルム状の基材層と、複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを備える。基材層は、第１及び第２の表面を有する。複数の柱状レンズは、各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、第１の表面上に互いに並設される。プリズム層は、第２の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含む。プリズム層はさらに、基材層よりも低い屈折率を有する。充填層は、プリズム層上に形成される。充填層は、充填層はさらに、プリズム層よりも高い屈折率を有する。
【００１３】
本発明によるレンズシートでは、入射された光線を段階的に集光する。充填層の屈折率がプリズム層の屈折率よりも高いため、充填層に入射された拡散光は、プリズム表面で屈折し、正面に集光される。次に、基材層の屈折率がプリズム層の屈折率よりも高いため、プリズム層から基材層に入射された光線は、基材層の表面で屈折し、より正面に集光される。さらに、基材層から出射された光線は柱状レンズに入射され、柱状レンズの凸面上で屈折し、より正面に集光されて出射される。このとき、柱状レンズは、１列に連結された複数の平凸レンズを含むため、略全方位の光を集光できる。このように、本発明のレンズシートは、入射された光線を段階的に集光させることができ、高い正面輝度を得ることができる。さらに、本発明によるレンズシートは、複数のプリズムを含んでいても、サイドローブの発生を抑制できる。
【００１４】
好ましくは、柱状レンズは前記プリズムと並行する。
【００１５】
柱状レンズを構成する複数の平凸レンズ部は、柱状レンズの長手方向に連結しているため、長手方向の光の集光能は、幅方向の光の集光能よりも低い。また、プリズム層のプリズムも柱状レンズと並行するため、本発明によるレンズシートは、柱状レンズ及びプリズムの長手方向の輝度の視野角特性の幅を広く維持できる。さらに、柱状レンズとプリズムとが並行するため、輝度ムラの発生を抑制できる。
【００１６】
好ましくは、隣り合う前記柱状レンズの間に隙間が形成される。
【００１７】
好ましくは、同一柱状レンズ内で隣り合う平凸レンズ部は、互いに面接触している。ここでいう「面」は仮想面を含む。
【００１８】
この場合、柱状レンズの長手方向の輝度の視野角特性の幅を広く維持できる。
【００１９】
好ましくは、柱状レンズは、高さが異なる複数の平凸レンズ部を含む。
【００２０】
この場合、ウェットアウト（Wet-Out）現象を抑制できる。また、モアレの発生も抑制できる。
【００２１】
プリズムの稜線又は隣り合うプリズムの間に形成される谷線は、プリズムの幅方向に蛇行してもよい。また、プリズムの配列ピッチは不均一であってもよいし、プリズムの高さはプリズムの長手方向に変動してもよい。
【００２２】
さらに、充填層は、樹脂と、樹脂内に分散され、樹脂と異なる屈折率を有する複数の粒子とを含んでいてもよい。
【００２３】
これらの場合、モアレの発生をさらに抑制できる。
【００２４】
本発明によるバックライトは、上記レンズシートを備える。また、本発明による液晶表示装置は、上述のバックライトと、バックライト上に敷設される液晶パネルとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
［液晶表示装置及びバックライトの構成］
図１及び図２を参照して、液晶表示装置１は、バックライト１０と、バックライト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。液晶表示装置１の表示画面２９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状となっている。
【００２７】
バックライト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上に敷設されるシート状又はフィルム状のレンズシート１５とを備える。
【００２８】
面光源１１は、ハウジング１２と、線光源である複数の蛍光管１３と、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、内部に複数の蛍光管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、蛍光管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、たとえば株式会社東レ製ルミラー（登録商標）Ｅ６０ＬやＥ６０Ｖである。反射フィルム１２１は、拡散反射率が９５％以上であるのが好ましい。
【００２９】
複数の蛍光管１３は、ハウジング１２内に上下方向（図１中のｙ方向）に並設される。蛍光管１３は左右方向（図１中のｘ方向）に延びた線光源であり、たとえばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極管）やＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp：外部電極蛍光管）である。なお、蛍光管１３とともに、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、収納された複数のＬＥＤが線状に配列されることにより、擬似的な線光源が形成されてもよい。
【００３０】
拡散板１４は、開口部１２０に嵌め込まれる。拡散板１４は、ハウジング１２の背面と並行に配設される。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、蛍光管１３から出射された光が拡散板１４以外の箇所から外部に漏れるのを防止でき、光の利用効率が向上する。
【００３１】
拡散板１４は、蛍光管１３からの光と反射フィルム１２１で反射された光とを、ほぼ均一に拡散して正面に出射する。拡散板１４は、透明な基材と、基材内に分散された複数のフィラ（微細な粒子）とで構成される。基材内に分散されたフィラは、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、拡散板１４は、入射された光を拡散し、拡散された光が拡散板１４を透過する。
【００３２】
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からなる。
【００３３】
［レンズシート］
図３〜図５を参照して、レンズシート１５は、基材層であるベースフィルム２１と、ベースフィルム２１の一方の表面２１１上に形成された柱状レンズ層２２と、ベースフィルム２１の他方の表面２１２上に形成されたコリメート層２５とを備える。これらは一体的に形成されている。
【００３４】
ベースフィルム２１は、可視光領域の波長に対して透明である。ベースフィルム２１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で構成される。ベースフィルム２１の表面２１１及び２１２はともに平坦である。また、ベースフィルム２１は、フィルム状またはシート状であってもよく、板状であってもよい。
【００３５】
［柱状レンズ層］
柱状レンズ層２２は、表面２１１上に形成される。柱状レンズ層２２は、複数の柱状レンズ２２１を含む。
【００３６】
複数の柱状レンズ２２１は可視光に対して透明であり、表示画面２９の上下方向（ｙ方向）に互いに並設される。つまり、柱状レンズ２２１は、線光源である蛍光管１３と並行する。
【００３７】
柱状レンズ２２１は、複数のマイクロレンズ部２２２で構成される。マイクロレンズ部２２２は平凸レンズであり、複数のマイクロレンズ部２２２は表示画面２９の左右方向（ｘ方向）に一列に連結される。そして、同一柱状レンズ内の隣り合うマイクロレンズ部２２２は、互いに面接触する。ここでいう「面」は、仮想上の面（以下、仮想面という）を含む。具体的には、図４及び図６に示すように、互いに隣り合うマイクロレンズ部２２２は、仮想面２２４で結合している。
【００３８】
図４に示すように、マイクロレンズ部２２２を真上から見た場合、マイクロレンズ部２２２の結合部２２４以外の周縁は、円弧であるのが好ましい。周縁が円弧であれば、全方位の光を集光しやすいからである。
【００３９】
各マイクロレンズ部２２２の頂上Ｔｃは、千鳥配列される。そして、隣り合う柱状レンズ２２１の間には、平坦な隙間２２３が形成される。マイクロレンズ部２２２の凸面は、図３〜６に示すように、一定の曲率を有する球面であってもよいし、図７に示すように、横断形状が、長軸ＬＡの端を頂上Ｔｃとする楕円弧であってもよい。また、図８に示すように、横断形状が、頂点Ｔｃを含む円弧３１６と、円弧３１６の各端点ＣＰとレンズの縁ＥＤとを結ぶ直線３１７とからなる弓状であってもよい。
【００４０】
柱状レンズ２２１は、電離放射線硬化樹脂からなる。電離放射線硬化樹脂は、紫外線や電子線等の電離放射線により硬化する。電離放射線硬化樹脂はたとえば、ポリエステル系アクリレート樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アクリレート樹脂、ポリエステル系メタクリレート樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポリエーテル系メタクリレート樹脂、エポキシ系メタクリレート樹脂である。
【００４１】
マイクロレンズ部２２２の凸面は曲率を有する。そのため、柱状レンズ層２２は、上下方向（ｙ方向）及び左右方向（ｘ方向）の光だけでなく、斜め方向の光も集光する。要するに、柱状レンズ層２２は、全方位の光を集光できる。そのため、正面輝度が向上する。
【００４２】
さらに、複数のマイクロレンズ部２２２が左右方向（ｘ方向）で一列に連結し、柱状レンズ２２１を形成する。そして、隣り合うマイクロレンズ部２２２は面接触しており、仮想面２２４で結合されている。そのため、各マイクロレンズ部２２２の凸面は、ｙ方向に広く、ｘ方向に狭い。したがって、各マイクロレンズ部２２２は、左右方向（ｘ方向）の光よりも、上下方向（ｙ方向）の光をより集光する。
【００４３】
［コリメート層］
再び図３及び図５を参照して、コリメート層２５は、充填層２４と、プリズム層２３とで構成される。プリズム層２３は、ベースフィルム２１の表面２１２上に形成され、互いに並設された複数のプリズム２３０を備える。
【００４４】
充填層２４は、プリズム層２３のプリズム２３０が並設された表面上に充填される。充填層２４のうち、複数のプリズム２３０間に充填された部分は、プリズム２４０を構成する。プリズム２３０が互いに並設されているため、複数のプリズム２４０も互いに並設されている。プリズム２４０が並設された表面と反対側の表面２４３は平坦である。表面２４３は、面光源１１と対向する。
【００４５】
プリズム２３０及び２４０は、液晶表示装置１の画面の上下方向（図１中のｙ方向）に並設される。つまり、柱状レンズ２２１は、プリズム２３０及び２４０と並行する。プリズム２３０及び２４０で構成されるコリメート層２５の上に、柱状レンズ層２２が形成されるため、輝度の視野角特性においてサイドローブが出現しにくい。また、輝度の視野角特性は、正面をピークとして視野角が大きくなるに従い輝度が低くなる自然な分布となる。また、柱状レンズ２２１とプリズム２３０、２４０とは並行であり、いずれも左右方向（ｘ方向）延びるため、左右方向の輝度視野角特性の幅が広くなる。また、いずれのレンズの並設方向も蛍光管１３の並設方向と同じであるため、輝度ムラの発生を抑制できる。
【００４６】
プリズム層２３、及び充填層２４は、樹脂で構成される。より具体的には、プリズム層２３及び充填層２４は、電離放射線硬化樹脂で構成される。充填層２４は、電離放射線硬化樹脂で構成されてもよいし、ポリカーボネート、ポリスチレン等の他の樹脂で構成されてもよい。
【００４７】
プリズム層２３の屈折率ｎ２３は、充填層２４の屈折率ｎ２４と以下の式（１）の関係を有し、ベースフィルム２１の屈折率ｎ２１と以下の式（２）の関係を有する。
ｎ２３＜ｎ２４  （１）
ｎ２３＜ｎ２１  （２）
要するに、屈折率ｎ２３は屈折率ｎ２４及び屈折率ｎ２１よりも小さい。なお、プリズム層２３は上述のとおり樹脂で構成されるため、その屈折率ｎ２３は空気の屈折率ｎａ＝１．０よりも大きい。
【００４８】
充填層２４の屈折率ｎ２４は、プリズム層２３の屈折率ｎ２３よりも大きいため、コリメート層２５は、充填層２４に入射される光線を正面にコリメートしてベースフィルム２１に出射する。屈折率ｎ２４を大きくすれば、充填層２４の下面２４３での光線の屈折角が大きくなる。下面２４３でコリメートされた光線がプリズム２４０の表面に達してさらに正面にコリメートされる。そのため、屈折率ｎ２４が大きい方が、正面輝度がより向上する。充填層２４の好ましい屈折率ｎ２４は、１．５＜ｎ２４≦１．８である。ただし、屈折率ｎ２４が１．５以下であっても、屈折率ｎ２３よりも大きければ、本発明の効果をある程度奏することができる。
【００４９】
プリズム層２３の屈折率は、充填層２４の屈折率よりも小さいが、空気の屈折率ｎａ＝１．０よりも大きい。そのため、コリメート層２５内のプリズム２４０の表面に入射された光線の臨界角が大きくなる。臨界角が大きくなれば、充填層２４に入射された光線が全反射する割合が減少するため、サイドローブ光の出射を抑制できる。この点については後述する。プリズム層２３の好ましい屈折率ｎ２３は、１．３≦ｎ２３≦１．５である。ただし、屈折率ｎ２３が上述の範囲外であっても、屈折率ｎ２３が式（１）及び（２）を満たせば、本発明の効果をある程度奏することができる。
【００５０】
ベースフィルム２１の屈折率ｎ２１は、屈折率ｎ２３よりも大きい。そのため、コリメート層２５で正面に集光された光は、ベースフィルム２１の表面２１２に入射されたとき、さらに正面にコリメートされる。そのため、ベースフィルム２１は正面輝度の向上に寄与する。
【００５１】
以上の説明のとおり、レンズシート１５は、柱状レンズ層２２、ベースフィルム２１及びコリメート層２５により、正面輝度を向上できる。レンズシート１５はさらに、サイドローブの発生を抑制し、かつ、左右方向を広視野角とすることができる。また、輝度ムラも抑制される。以下、これらの効果について詳述する。
【００５２】
［サイドローブの抑制］
レンズシート１５は、コリメート層２５及び柱状レンズ層２２により、上下方向の輝度視野角特性でサイドローブが発生するのを抑制できる。
コリメート層２５がサイドローブを抑制する理由は必ずしも定かではないが、主として以下に示す事項が起因していると推測される。
【００５３】
まず、従来のプリズムシートにおけるサイドローブの発生機構について説明する。図９において、従来のプリズムシート１００上のプリズムＰＬに入射される光線の中には、プリズムＰＬの一方の側面ＢＰ１で全反射した後、他方の側面ＢＰ２で透過して外部に出射する光線Ｒ２があり、この光線Ｒ２がサイドローブを形成する。
【００５４】
具体的には、面光源１１の出射面の法線ｎ０（表示画面２９の正面）から角度θ０の方向に出射された光線Ｒ０がプリズムＰＬの側面ＢＰ１に達する。光線Ｒ０の入射角θｉ１が臨界角θｃ１よりも大きい場合、光線Ｒ０は全反射し、光線Ｒ１としてプリズムＰＬ内を伝播する。光線Ｒ１が側面ＢＰ２に達したとき、その入射角θｉ２が臨界角θｃ１よりも小さければ、光線Ｒ１は、法線ｎ０（正面）に対して広角度をなすサイドローブ光Ｒ２として外部に出射される。
【００５５】
これに対し、コリメート層２５は、サイドローブ光の発生を抑制する。図１０を参照して、コリメート層２５内は式（１）の関係を満たすプリズム層２３と充填層２４とで構成され、複数のプリズム２３０の間には、プリズム２４０が充填されている。
【００５６】
ここで、充填層２４の屈折率ｎ２４がプリズムシート１００の屈折率ｎ１００と同じであると仮定する。この場合、充填層２４からプリズム層２３に光線が入射するときの相対屈折率は、プリズムシート１００から空気に光線が入射するときの相対屈折率よりも小さくなる。なぜなら、樹脂で構成されるプリズム層２３の屈折率ｎ２３は、空気の屈折率（＝１．０）よりも大きいためである。
【００５７】
相対屈折率が小さくなるため、コリメート層２５内でのプリズム２４０の表面２４１及び２４２における臨界角θｃ０は、プリズムシート１００のプリズムＰＬの表面ＢＰ１及びＢＰ２における臨界角θｃ１よりも大きくなる。その結果、プリズム２４０の表面では、全反射される光線Ｒ０の割合が減少し、サイドローブ光Ｒ２の出射を抑制できると考えられる。
【００５８】
また、柱状レンズ層２２がサイドローブ光の出射を抑制できるのは、以下の理由によると推定される。図１１を参照して、図９と同じ角度θ０で入射された光線Ｒ０は、柱状レンズ２２１の凸面上の境界面ＢＰ３に達する。光線Ｒ０の入射角θｉ１が臨界角θｃ２よりも大きい場合、光線Ｒ０は全反射し、凸面上の境界面ＢＰ４に達する。このとき光線Ｒ０の入射角θｉ２は臨界角θｃ２よりも大きくなる場合が多い。そのため、光線Ｒ０は再び全反射して面光源１１へと戻る。要するに、柱状レンズ２２１では、一度全反射した光線は、その後透過して外部へ出射するよりも、再び全反射して面光源へ戻る方が多くなる。そのため、サイドローブ光Ｒ２の出射を抑え、輝度角度分布でのサイドローブの発生を抑制できる。
【００５９】
以上の推定される理由により、レンズシート１５は、上下方向の輝度視野角特性におけるサイドローブの発生を抑制する。その結果、視野角０ｄｅｇをピークに視野角の広がりとともに輝度が徐々に低下する自然な配向分布を示す輝度の視野角特性が得られる。
【００６０】
［左右方向の広視野角の実現］
レンズシート１５の柱状レンズ２２１、プリズム２３０及びプリズム２４０は、いずれも蛍光管１３の並設方向と同じ方向に並設される。そのため、上下方向（図中ｙ方向）に比べて、左右方向（図中ｘ方向）の光は集光されにくい。その結果、左右方向の輝度角度特性において、広視野角を実現できる。
【００６１】
図１２に、レンズシート１５の輝度角度依存性の一例を示す。図１２の横軸は視野角である。視野角は表示画面の法線方向（正面）を０ｄｅｇ軸とし、０ｄｅｇ軸から上下方向への傾き角を上下視野角、０ｄｅｇ軸から左右方向への傾き角を左右視野角とする。左右視野角のうち、法線から右方向への傾き角（視野角）をプラス（＋）で示し、法線から左方向への傾き角（視野角）をマイナス（−）で示す。同様に、上下視野角のうち、法線から上方向への傾き角（視野角）をプラス（＋）で示し、法線から下方向への傾き角（視野角）をマイナス（−）で示す。図１２の縦軸は、相対輝度を示す。相対輝度とは、面光源に直接液晶パネルを敷設した場合の正面輝度を基準（１．０）とした場合の各視野角での輝度比である。図１２中の破線が左右方向の輝度の視野角特性を示し、実線が上下方向の輝度の視野角特性を示す。
【００６２】
図１２を参照して、レンズシート１５の輝度の視野角特性は、上下方向及び左右方向ともに視野角０ｄｅｇをピークとし、視野角の広がりとともに輝度が徐々に低下する自然な分布となる。
【００６３】
さらに、左右方向の輝度視野角特性は、上下方向よりも広がりを有する。より具体的には、液晶パネルを含む液晶表示装置に用いた場合、正面輝度の１／２以上の輝度となる視野角範囲が５０度（−５０ｄｅｇ〜＋５０ｄｅｇ）以上となる。液晶表示装置のユーザは、上下斜め方向から表示画面を見る機会よりも、左右斜め方向から表示画面を見る機会の方が多い。本実施の形態では、左右方向が広視野角となる。そのため、ユーザは斜め方向から表示画面を見ても、輝度の極端な変動を感じにくく、違和感なく表示画面を見ることができる。
【００６４】
［正面輝度の向上］
レンズシート１５では、下面から入射された光を、コリメート層２５、ベースフィルム２１、及び柱状レンズ層２２の各々で正面に集光する。そのため、１枚で正面輝度をより向上できる。
【００６５】
コリメート層２５内の充填層２４の屈折率ｎ２４は、プリズム層２３の屈折率ｎ２３よりも大きい。そのため、コリメート層２５は、面光源からの拡散光を正面に集光してベースフィルム２１に出射する。
【００６６】
ベースフィルム２１の屈折率ｎ２１はプリズム層２３の屈折率ｎ２３よりも大きい。そのため、コリメート層２５からベースフィルム２１に入射された光線は、ベースフィルム２１の下面で屈折し、さらに正面に集光されて柱状レンズ層２２に出射される。
【００６７】
柱状レンズ層２２内の複数のマイクロレンズ部２２２の凸面は曲率を有する。そのため、柱状レンズ層２２は、上下方向（ｙ方向）及び左右方向（ｘ方向）の光だけでなく、対角方向の光も集光する。要するに、柱状レンズ層２２は、全方位の光を集光する。そのため、柱状レンズ層２２は、入射された光をさらに正面に集光し、外部に出射する。
【００６８】
以上のとおり、レンズシート１５では、コリメート層２５、ベースフィルム２１及び柱状レンズ層２２の各々が、入射された光線を正面にコリメートする。そのため、レンズシート１５は、１枚で正面輝度をより向上できる。
【００６９】
［輝度ムラの防止］
上述の通り、複数の蛍光管１３が上下方向に並設される場合、上下方向で輝度ムラが発生しやすい。具体的には、蛍光管１３直上部分で輝度が最も高く、隣り合う蛍光管１３の間の中間部分で輝度が最も低くなりやすい。
しかしながら、本実施の形態によるレンズシート１５では、プリズム２３０及びプリズム２４０の並設方向は、面光源１１内の複数の蛍光管１３の並設方向と同じであり、かつ、柱状レンズ２２１の並設方向も、蛍光管１３の並設方向と同じである。そのため、レンズシート１５は、上下方向（図１中のｙ方向）の光をより集光して正面に出射する。その結果、輝度ムラの発生を抑制できる。
【００７０】
［柱状レンズ層の他の例］
なお、上述の実施の形態では、マイクロレンズ部２２２の頂上Ｔｃは千鳥配列となっているが、図１３に示すように、頂上Ｔｃが格子配列となっていてもよい。ただし、千鳥配列の方が、格子配列よりも隙間２２３の幅が狭くなるため、集光機能が高い。
【００７１】
図４及び図１３では、各マイクロレンズ部２２２は同じ大きさを有するが、図１４に示すように、柱状レンズ２２１が、大きさの異なる複数のマイクロレンズ部２２２及び２２７を含んでいてもよい。マイクロレンズ部２２２及び２２７は、高さが異なるため、レンズシート１５は、液晶パネル２０に貼り付きにくい。その結果、液晶パネル２０の表示画面２９にウェットアウト現象（画面のにじみ）が発生するのを抑制できる。また、マイクロレンズ部２２２及び２２７をランダムに配置することで、モアレの発生もさらに抑制できる。
【００７２】
なお、大きさが異なる複数のマイクロレンズ部は、高さが異なっていればよい。そのため、複数のマイクロレンズにおいて、図１４に示すように、曲率半径が互いに異なっていてもよいし、真上から見たときの周縁の曲率半径は同じであり、高さのみが互いに異なっていてもよい。
【００７３】
［モアレの防止］
プリズム２３０、プリズム２４０及び柱状レンズ層２２１が互いに同じ方向に配列される場合、これらのレンズの配列ピッチが一定であれば、モアレが発生しやすくなる。
そこで、好ましくは、プリズム２３０の配列ピッチ及び／又は柱状レンズ２２１の配列ピッチを不均一にする。たとえば、図１５に示すように、隣り合うプリズム２３０の稜線間距離ＰｎとＰｎ＋１（ｎ＝１〜４）が互いに異なるように、同一の頂角を有する複数のプリズム２３０を配列する。プリズム２３０及び／又は柱状レンズ２２１の配列ピッチが不均一であれば、柱状レンズ２２１のピッチとプリズム２３０のピッチとが一定周期で同期しにくくなり、モアレの発生を抑制できる。
【００７４】
また、図１６及び図１７に示すように、コリメート層２５を上方から見た場合、隣り合うプリズム２４０のピッチは同じであるが、プリズム２４０の稜線、つまり、隣り合うプリズム２３０の間に形成される谷線４００が直線ではなく、プリズム２３０の幅方向に不規則に蛇行していてもよい。この場合も、柱状レンズ２２１のピッチとプリズム２３０のピッチとが一定周期で同期しにくくなるため、モアレの発生を抑制できる。なお、図１６では、谷線４００が蛇行しているが、プリズム２３０の稜線５００が蛇行していてもよい。図１６及び図１７においてさらに、プリズム２３０の高さが、プリズム２３０の長手方向で変動してもよい。
【００７５】
図１８に示すように、プリズム２３０の配列ピッチは、柱状レンズ２２１の配列ピッチよりも小さい方が好ましい。プリズム２３０は、低屈折率の樹脂で構成されるが、低屈折率の樹脂は製造コストが高い。そのため、プリズム層２３はできるだけ少量の樹脂により形成されるのが好ましい。プリズム層２３内のプリズム２３０のピッチを柱状レンズ２２１の配列ピッチよりも小さくすれば、柱状レンズ２２１とプリズム２３０の配列ピッチが同期する周期が長くなり、モアレの発生がある程度抑制される。
【００７６】
また、レンズシート１５の最下層である充填層２４内に、充填層２４を構成する樹脂の屈折率と異なる屈折率を有する粒子（フィラ）を含有してもよい。図１９を参照して、充填層２４は、透明な樹脂２４４と、樹脂内に分散された複数の粒子（フィラ）２４５とで構成される。フィラ２４５は、樹脂と異なる屈折率を有する。
【００７７】
充填層２４の内部に入射された光は、フィラ２４５によりある程度拡散され、プリズム層２３に出射される。そのため、輝度ムラ及びモアレの発生を抑制できる。
【００７８】
フィラ２４５は、有機物で構成されてもよいし、無機物で構成されてもよい。フィラ２４５は、たとえば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、シリコーン系微粒子、アクリル系微粒子、スチレン系微粒子、ＭＳ系微粒子、ガラス系微粒子などである。これらは、単独で使用されてもよいし、併用されていてもよい。フィラ２４５の粒径は特に制限されないが、過剰に大きいと、充填層２４の形成が困難になる。また、過剰に小さいと拡散効果が少ない。好ましいフィラ２４５の粒径は、０．５μｍ〜１０μｍである。また、フィラ２４５を過剰に含有すれば、レンズシート１５の正面輝度が低下する。そのため、好ましいフィラ２４５の含有量は、樹脂１００重量部に対して０．１〜３０重量部である。
【００７９】
なお、本実施の形態ではバックライト１０を直下型としたが、エッジライト型にしても、本発明の上述の効果をある程度奏することができる。
【００８０】
［製造方法］
上述したレンズシート１５の製造方法の一例として、ロールトゥロール方式による製造方法を説明する。
【００８１】
はじめに、ベースフィルム２１の表面２１２にコリメート層２５を形成する。表面にフィルム状のベースフィルム２１を巻いた円筒状の第１ロールと、図２０及び図２１に示すように、プリズム２３０の転写用溝５２を表面に有するプリズム用ロール版５０とを準備する。転写用溝５２の横断形状は、プリズム２３０の横断形状と同じであり、転写用溝５２の縁部（フランジ部）に相当する凸条５３の横断形状は、プリズム２４０の横断形状と同じである。転写用溝５２はロール軸方向に並設される。なお、図１６に示すように、プリズム２４０の稜線を蛇行させる場合、転写用溝５２は、図２２のように、凸条５３の高さが一定ではなく、ピッチＰ０は図２１と同じであっても、深さが異なる部分を有する。つまり、転写用溝５２の谷部の角度（頂角）は一定とし、その深さを転写用溝５２の長手方向で変化させる。この場合、プリズム２４０の稜線は、転写用溝５２の凸条５３の頂上に相当するため、形成されたプリズム２４０の稜線はプリズム２４０の幅方向に蛇行した波状の曲線となる。
【００８２】
第１ロールの軸方向がロール版５０の軸方向と平行になるように、第１ロール及びロール版５０を配置する。配置後、ベースフィルム２１の屈折率ｎ２１よりも低い屈折率ｎ２３を有する電離放射線硬化樹脂を、ロール版５０の表面に充填する。第１ロール及びロール版５０を回転させながら、充填された電離放射線硬化樹脂を、第１ロールから送り出されたベースフィルム２１上に転写する。このとき、ベースフィルム２１を挟んでロール版５０と対向して配置されるバックアップロールと、ロール版５０とで、ベースフィルム２１を挟みながら転写する。転写された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂を硬化し、プリズム層２３を形成する。
【００８３】
プリズム層２３を形成後、プリズム層２３上に充填層２４を形成する。まず、表面が平滑なロール版を準備する。次に、屈折率ｎ２３よりも高い屈折率ｎ２４を有する電離放射線硬化樹脂をロール版に塗布する。表面に電離放射線硬化樹脂が塗布されたロール版をプリズム層２３のプリズム２３０が形成された表面に押し当てて、電離放射線硬化樹脂を転写する。そして、電離放射線を照射することにより、転写された電離放射線硬化樹脂を硬化させ、充填層２４を形成する。
【００８４】
充填層２４は、上述の方法に代えて、次の方法で製造してもよい。まず、プリズム層２３の屈折率ｎ２３よりも高い屈折率ｎ２４を有する樹脂を溶剤に溶解した塗料を準備する。グラビアコータ等を用いて、準備した塗料をプリズム層２３上に均一に塗布する。塗布された塗料を乾燥し、充填層２４を形成する。
【００８５】
以上の工程により、ベースフィルム２１の表面２１２にコリメート層２５が形成される。コリメート層２５が形成されたベースフィルム２１の軸方向に並設されている。
【００８６】
次に、ベースフィルム２１の表面２１１に柱状レンズ層２２を形成する。柱状レンズ層用のロール版は、表面に柱状レンズ２２１の転写用溝を有する。各転写用溝はロール版の周方向に延び、互いに軸方向に配列される。転写用溝の横断形状は、柱状レンズ２２１の横断形状に対応する。
【００８７】
柱状レンズ２２１は、マイクロレンズ部２２２を直列に連結した形状を有するが、マイクロレンズアレイ上のマイクロレンズと比較して、製造時に、内部に気泡が残留しにくいという利点を有する。マイクロレンズアレイ用のロール版は、表面に複数の転写用穴を有する。複数の転写用穴は、マイクロレンズに対応するため、互いに独立している。そのため、転写用穴に充填された電離放射線硬化樹脂にひとたび気泡が侵入すると、その気泡は電離放射線硬化樹脂から抜けにくい。転写用穴内で電離放射線硬化樹脂が流動しにくいからである。しかしながら、本実施の形態で用いるロール版の転写用溝は、マイクロレンズアレイ用の転写用穴に相当する穴が連結されて形成される。そのため、充填された電離放射線硬化樹脂に気泡が侵入しても、電離放射線硬化樹脂が転写用溝内で流動しやすいため、気泡が抜けやすい。その結果、形成された柱状レンズ２２１内に気泡が残留するのを抑制できる。
【００８８】
互いの軸方向が並行になるように送り出しロール、ロール版、巻き取りロールの順に配置する。配置後、ロール版の転写用溝に電離放射線硬化樹脂を充填する。
【００８９】
充填後、送り出しロールを回転してベースフィルムを送り出し、送り出しロールからロール版に向かってベースフィルムを搬送する。続いて、ロール版を回転して、転写用溝に充填された電離放射線硬化樹脂をベースフィルム上に転写する。電離放射線を照射することにより転写された電離放射線硬化樹脂を硬化し、ベースフィルム上に柱状レンズ２２１を形成する。以上の工程により、レンズシート１５が製造される。製造されたレンズシート１５は、巻き取りロールに巻き取られる。
【００９０】
上述の製造方法では、はじめにコリメート層２５を形成し、次に柱状レンズ層２２を形成したが、はじめに柱状レンズ層２２を形成し、次にコリメート層２５を形成してもよい。
【００９１】
以上、製造方法の一例として、ロール版を用いたロールトゥロール方式による製造方法を説明したが、他の製造方法によってもレンズシート１５を製造できる。ロールトゥロール方式ではなく、板状の版を用いてコリメート層２５及び柱状レンズ層２２を形成してもよい。また、柱状レンズ層２２は、押し出し法や、熱プレス法、射出形成法により形成してもよい。
【００９２】
また、上述の製造方法では、電離放射線硬化樹脂をロール版上に塗布したが、電離放射線硬化樹脂をベースフィルム２１上に塗布して電離放射線硬化樹脂膜を形成してもよい。この場合、たとえば、ベースフィルム２１上の電離放射線硬化樹脂膜をロール版に押し当てて、柱状レンズ２２１、プリズム２３０を転写する。また、ロール版の表面とベースフィルム２１の表面とに、それぞれ電離放射線硬化樹脂を塗布してもよい。
【実施例１】
【００９３】
互いに異なるレンズ形状を有する複数のレンズシートを製造し、正面輝度及び輝度の視野角特性を調査した。
【００９４】
表１に示す試験番号１〜６のレンズシートをロールトゥロール法により製造した。なお、ベースフィルムとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、電離放射硬化樹脂として紫外線硬化樹脂を用いた。
【表１】
2009157029.tif 000003
試験番号１のレンズシートは、図３〜５に示すように、複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、プリズム層と充填層を有した。柱状レンズ内の各マイクロレンズ部は半球状であり、その半径Ｒは１５μｍであった。また、マイクロレンズ部の配列は、図４と同様に千鳥配列であり、マイクロレンズ部の頂上Ｔｃの左右方向（ｘ方向）の配列ピッチＰｘは２５μｍ、上下方向（ｙ方向）の配列ピッチＰｙは３０μｍであった。柱状レンズ層の硬化後の屈折率は１．５６であった。
【００９５】
また、試験番号１のプリズム層の各プリズムの頂角は１１０度であり、隣り合うプリズムの頂点間距離（配列ピッチ）Ｐ２３０は５０μｍであった。各プリズムの高さＨ２３０は１７．５μｍであった。プリズム層の硬化後の屈折率は１．４９であり、充填層の硬化後の屈折率は１．５６であった。
【００９６】
試験番号２のレンズシートも試験番号１と同様に、柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを有した。ただし、柱状レンズ層は、図１４に示す形状を有し、柱状レンズが２種類の大きさのマイクロレンズ部を有した。各マイクロレンズ部は半球状であり、その半径Ｒは、１５μｍ又は２０μｍであった。その他の構成は試験番号１と同じであった。
【００９７】
試験番号３のレンズシートも試験番号１と同様に、柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを有した。ただし、プリズム層のプリズムの頂角は９０度であった。また、配列ピッチＰ２３０及び高さＨ２３０はランダムであった。その他の構成は試験番号１と同じであった。
【００９８】
試験番号４のレンズシートは、試験番号１のレンズシートと比較して、柱状レンズ層の代わりに、図２３に示すマイクロレンズアレイ層を有した。つまり、試験番号４は、ベースフィルムの一方の表面に形成されたプリズム層と、プリズム層上に形成された充填層と、ベースフィルムの他方の表面に形成されたマイクロレンズアレイ層とを有した。
【００９９】
図２３に示すように、マイクロレンズアレイ層は、複数のマイクロレンズを有した。各マイクロレンズは半球であり、その半径Ｒは１６．２５μｍであった。また、隣り合うマイクロレンズは互いに接触していなかった。マイクロレンズの配列は、千鳥配列であり、その配列ピッチＰｘ及びＰｙ（図２３参照）は、いずれも５０μｍであった。マイクロレンズ層の屈折率は１．５６であった。その他の構成は試験番号１と同じであった。
【０１００】
試験番号５のレンズシートとして、図２４に示す形状を有するマイクロレンズアレイシートを準備した。各マイクロレンズは半楕円体であり、その長手方向が左右方向（ｘ方向）と平行となるように千鳥配列された。長軸長は６２μｍであり、短軸長は２８．７５μｍであった。図２４で定義された配列ピッチＰｘは６２．５μｍであり、Ｐｙは５０μｍであった。各マイクロレンズは互いに独立していた。
【０１０１】
試験番号６には、互いに並設された複数のプリズムを有するプリズムシートを準備した。各プリズムの頂角は１１０度であり、配列ピッチは５０μｍ、高さは１７μｍであった。
【０１０２】
［光学特性の調査方法］
製造された試験番号１〜６のレンズシートの正面輝度及び輝度視野角特性を調査した。初めに、上下方向（ｙ方向）に並設された１８本のＥＥＦＬを収納し、かつ、拡散板を備えた３２インチサイズの面光源を各試験番号ごとに準備した。そして、準備された面光源に各試験番号のレンズシートを敷設し、各試験番号のバックライトを製造した。このとき、試験番号１〜３のレンズシートは、柱状レンズが上下方向（ｙ方向）に並設されるように敷設され、試験番号４のレンズシートは、プリズム層のプリズムが上下方向に並設されるように敷設された。また、試験番号５のマイクロレンズアレイシートは、マイクロレンズの長軸がＥＥＦＬの長手方向と平行になるように敷設され、試験番号６のプリズムシートは、プリズムが上下方向に並設されるように敷設された。
【０１０３】
製造された各試験番号のバックライトに液晶パネルを敷設して、輝度視野角特性を調査した。視野角は、上述のとおり、レンズシートの法線方向（正面）を０ｄｅｇ軸とし、０ｄｅｇ軸から上下方向への傾き角を上下視野角、０ｄｅｇ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。輝度の測定箇所は表示画面の中央とした。
【０１０４】
また、レンズシートを敷設していない面光源上に液晶パネルを敷設し、正面輝度を測定した。測定された正面輝度を基準正面輝度と定義した。
【０１０５】
試験番号１〜６の輝度視野角特性から得られた視野角０ｄｅｇの正面輝度の基準正面輝度に対する比を算出し、各試験番号の正面輝度比とした。
【０１０６】
さらに、上下方向の輝度の視野角特性のうち、正面輝度の１／２以上の輝度を有する視野角範囲（以下、１／２上下視野角という）を求めた。また、左右方向の輝度の視野角特性のうち、正面輝度の１／２以上の輝度を有する視野角範囲（以下、１／２左右視野角という）を求めた。
【０１０７】
輝度ムラ及びモアレは、以下の方法で評価した。上述の試験番号１〜６のバックライトに上述の液晶パネルを敷設した。そして、液晶パネルの表示画面上に輝度ムラ及びモアレが発生しているか否かを、目視により評価した。
【０１０８】
［調査結果］
調査結果を表１に示す。ここで、試験番号１の１／２左右視野角欄の「５４」とは、正面輝度の１／２以上の視野角範囲が−５４ｄｅｇ〜＋５４ｄｅｇの範囲であることを示す。他の試験番号についても同様である。また、輝度ムラ欄及びモアレ欄の「○」印は、輝度ムラ又はモアレが発生しなかったことを示し、「×」印は、輝度ムラ又はモアレが発生したことを示す。
【０１０９】
試験番号１の輝度視野角特性は図１２に示すとおりであった。また、試験番号２の視野角特性は図２５、試験番号３〜６の視野角特性は図２６〜図２９のそれぞれに示すとおりであった。図中の実線は上下方向の視野角特性、破線は左右方向の視野角特性をそれぞれ示す。
【０１１０】
表１に示すとおり、試験番号１〜３のレンズシートでは、いずれも正面輝度比が１．６５以上であり、高い正面輝度を示した。また、図１２、図２４及び図２５に示すように、輝度視野角特性は、視野角０ｄｅｇをピークとし、視野角が広がるに従い輝度が徐々に低下する自然な分布となった。そして、７０ｄｅｇ以上の視野角でサイドローブが発生しなかった。さらに、左右方向の視野角特性の幅は、上下方向よりも広く、１／２左右視野角はいずれも５０ｄｅｇ以上であった。また、試験番号１〜３のレンズシートでは、輝度ムラ及びモアレが発生しなかった。
【０１１１】
これに対して、試験番号４のレンズシートでは、正面輝度比は１．６５以上であったものの、１／２左右視野角が５０ｄｅｇ未満であった。各マイクロレンズが互いに独立していたため、全方位の光が等価に集光された結果、図２７に示すように、左右方向の視野角が上下方向と同程度に狭くなったと考えられる。また、輝度ムラが発生した。
【０１１２】
試験番号５のマイクロレンズアレイシートは、１／２左右視野角が８０ｄｅｇと大きかったものの、正面輝度比が１．６５未満であった。マイクロレンズが半楕円体であったため、集光機能が低かったと考えられる。また、輝度ムラが発生した。
【０１１３】
試験番号６のレンズシートは、プリズム頂角が１１０度であったため、輝度の視野角特性に顕著なサイドローブは発生しなかった。しかしながら、図３０と同様に、左右方向の輝度視野角特性が自然な分布とならなかった。また、正面輝度比が１．６５未満であった。さらに、輝度ムラが発生した。
【０１１４】
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】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態によるレンズシートを備えた液晶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１中のレンズシートの斜視図である。
【図４】図３に示したレンズシートの上面図である。
【図５】図４中の線分Ｖ−Ｖでの断面図である。
【図６】図３に示した柱状レンズの縦断面図である。
【図７】図３〜６に示した柱状レンズと異なる形状を有する他の柱状レンズの横断面図である。
【図８】図３〜６及び図７に示した柱状レンズと異なる形状を有する他の柱状レンズの横断面図である。
【図９】プリズムシートに入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。
【図１０】図３中のコリメート層に入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。
【図１１】図３中の柱状レンズに入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。
【図１２】図３〜５に示したレンズシートの輝度の視野角特性を示す図である。
【図１３】図４と異なる形状を有する他のレンズシートの上面図である。
【図１４】図４及び図１３と異なる形状を有する他のレンズシートの上面図である。
【図１５】図５と異なる断面を有する他のレンズシートの断面図である。
【図１６】図３〜５と異なる形状を有するレンズシートのうち、コリメート層の下面図である。
【図１７】図１６中の線分ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩでの断面図である。
【図１８】図３〜５及び図１６と異なる形状を有する他のレンズシートの断面図である。
【図１９】図３〜５、図１６及び図１８と異なる形状を有する他のレンズシートの断面図である。
【図２０】図３に示したレンズシートを製造するためのロール版の斜視図である。
【図２１】図２０中のロール版の一部を示す図である。
【図２２】図２１と異なる、ロール版の一部を示す図である。
【図２３】実施例で使用したレンズシートの上面図である。
【図２４】図２３と異なる形状のレンズシートの上面図である。
【図２５】実施例で使用したレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【図２６】図２５と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【図２７】図２５及び図２６と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【図２８】図２５〜図２７と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【図２９】図２５〜図２８と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【図３０】横断形状における頂角が９０度のプリズムを有するプリズムシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  液晶表示装置
１０  バックライト
１１  面光源
１３  蛍光管
１５  レンズシート
２１  ベースフィルム
２２  柱状レンズ層
２３  プリズム層
２４  充填層
２５  コリメート層
２２１  柱状レンズ
２２２  マイクロレンズ部
２２３  隙間
２２４  仮想面
２３０，２４０  プリズム
【図１】
2009157029.tif 000004
【図２】
2009157029.tif 000005
【図３】
2009157029.tif 000006
【図４】
2009157029.tif 000007
【図５】
2009157029.tif 000008
【図６】
2009157029.tif 000009
【図７】
2009157029.tif 000010
【図８】
2009157029.tif 000011
【図９】
2009157029.tif 000012
【図１０】
2009157029.tif 000013
【図１１】
2009157029.tif 000014
【図１２】
2009157029.tif 000015
【図１３】
2009157029.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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