JP2002236201A

JP2002236201A - レンズシートおよびこれを有する表示装置

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Publication number: JP2002236201A
Application number: JP2001031661A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kojima; 弘小島; Eiji Oishi; 英司大石; Fumihiro Arakawa; 文裕荒川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP4612204B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レンチキュラーレンズもしくは蝿の目レンズ
を配列したレンズシートにおいて、正面輝度および画像
のコントラストと、視野角を共に向上させることが困難
であった点を解消することを課題とする。【解決手段】レンズシートのレンズ層２を、高輝度レ
ンズ２ａと広視野角レンズ２ｂとが混在した構成とし、
高輝度レンズ２ａは、法線方向から４０°離れた方向か
ら測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．５
以下であり、広視野角レンズ２ｂは、法線方向から４０
°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定し
た輝度の０．７以上であるものとして、課題を解決する
ことができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面投映型スクリ
ーン用のレンチキュラーレンズシートとして、または液
晶表示装置、もしくはデジタルマイクロミラーデバイス
（略称；ＤＭＤ）等の表示装置の前置用として、画像の
見える範囲である視野角を広げる等の機能を果たすレン
ズシート、およびそのレンズシートを備えた表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表示装置の視野角を広げるためのレンズ
シートとして、レンチキュラーレンズシートが単独もし
くは他のレンズシートと組み合わせて用いられている。
特開平６−１９４７４１号公報、特開平７−７２８０８
号公報、もしくは特開平１０−１１１５３７号公報に
は、レンチキュラーレンズもしくはその他の突起を有し
たレンズシートをＣＲＴ、液晶ディスプレイ、もしくは
ＤＭＤ等の表示装置用に用いることが記載されている。

【０００３】表示装置の視野角を広げる目的で、例え
ば、レンチキュラーレンズシートを使用し、４０°以上
の広い視野角（θ）を得ようとすると、各々のレンチキ
ュラーレンズの幅を広くする必要がある。図１（ａ）お
よび（ｂ）は、焦点距離が互いに等しい、言い換えれ
ば、曲率半径が等しいが、互いに幅が異なるレンチキュ
ラーレンズが上面に配列したレンチキュラーレンズシー
トの断面図であり、各々、レンチキュラーレンズ１個に
ついて、入射した平行光の屈折の様子を描いたものであ
る。

【０００４】図１（ａ）に示すレンチキュラーレンズの
幅Ｗａは、図１（ｂ）に示すレンチキュラーレンズの幅
Ｗｂよりも広く（図では約２倍）なっており、図１
（ａ）に示すレンチキュラーレンズの視野角θａは、図
１（ｂ）にに示すレンチキュラーレンズシートの視野角
θｂより広く（図では約３倍）なっている。従って、図
からも分かるように、視野角（θ）を広げるには、各レ
ンチキュラーレンズの幅を、焦点距離、もしくは曲率半
径に対し、十分に大きくする必要がある。

【０００５】ところが、このようにレンチキュラーレン
ズの幅を大きくすると、図２（ａ）に示すように、レン
チキュラーレンズシートの面方向（図中、一点鎖線で示
す左右方向）と、各レンチキュラーレンズの幅方向の端
部における接線がなす角度φが次第に大きくなる。一般
的には、視野角（θ）を４０°以上としたいときは、こ
の角度φを６０°以上にする必要がある。しかし、この
ように、角度φが大きくなると、レンチキュラーレンズ
シート下面の非レンズ面から入射した光Ｉは、図２
（ｂ）に示すように、レンズ面で全反射して、レンチキ
ュラーレンズシートの入射側に出光（Ｉ’で示す。）す
る割合が増加する。

【０００６】レンチキュラーレンズシートは、レンチキ
ュラーレンズの凸部が表示装置側になるように配置する
ことが多いので、図２（ｂ）に示すように、観察側から
入射する外光が、観察側に出光して、画像のコントラス
トを低下させる。また、レンチキュラーレンズの凸部が
観察側になるように配置したとすると、表示装置側から
入射する光がレンズ面で全反射し、画像が暗くなる結
果、コントラストを低下させる。

【０００７】また、図１（ａ）および（ｂ）にも示され
るように、視野角（θ）が広いと、視野角（θ）内の観
察位置で眺める際の画像の輝度が低下し、特に、正面か
ら眺める際の輝度である正面輝度が著しく低下し、やは
り、画像のコントラストを低下させる。

【０００８】即ち、レンチキュラーレンズシートにおい
ては、視野角を広げると、正面輝度が低下して、画像の
コントラストを損ない、逆に、正面輝度を上げて、画像
のコントラストを向上させると、視野角が狭くなり、正
面輝度および画像のコントラストと、視野角を共に向上
させることが困難であった。

【０００９】また、レンチキュラーレンズシートを構成
する各々のレンチキュラーレンズのかわりに、等方性も
しくは異方性のレンズを密に配列した、いわゆる蝿の目
レンズシートがあるが、上記のレンチキュラーレンズシ
ートにおけるのと同様、正面輝度および画像のコントラ
ストと、視野角を共に向上させることが困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、レ
ンチキュラーレンズもしくは蝿の目レンズを配列したレ
ンズシートにおいて、正面輝度および画像のコントラス
トと、視野角を共に向上させることが困難であった点を
解消することを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決する手段】発明者等は、レンズシートを、
光学特性の等しいレンズを密に配列して構成することに
換えて、光学特性の異なる複数種類のレンズを配列して
構成する等により、広い視野角を持つ部分と、正面輝度
および画像のコントラストの優れた部分とを混在させる
ことにより、正面輝度および画像のコントラストと、視
野角を共に向上させることができた。

【００１２】第１の発明は、背面の法線方向から平行光
を入射し前面で測定した場合に、法線方向から４０°離
れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定した輝
度の０．５以下である高輝度レンズと、法線方向から４
０°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定
した輝度の０．７以上である広視野角レンズとが混在し
て構成されたレンズ層を片面に有することを特徴とする
レンズシートに関するものである。第２の発明は、背面
の法線方向から平行光を入射し前面で測定した場合に、
法線方向から４０°離れた方向から測定した輝度が、法
線方向から測定した輝度の０．５以下である高輝度レン
ズと、法線方向から４０°離れた方向から測定した輝度
が、法線方向から測定した輝度の０．７以上である広視
野角レンズとが交互に配列して構成されたレンズ層を片
面に有することを特徴とするレンズシートに関するもの
である。第３の発明は、第１または第２の発明におい
て、前記高輝度レンズおよび高視野角レンズがレンチキ
ュラーレンズであり、背面の法線方向から平行光を入射
し前面で測定した場合に、法線方向から４０°離れた方
向から測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の
０．５以下である高輝度レンズと、法線方向から４０°
離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定した
輝度の０．７以上である広視野角レンズとから構成され
たレンズ層を片面に有することを特徴とするレンズシー
トに関するものである。第４の発明は、請求項３記載の
レンズシート２枚が、各々のレンチキュラーレンズの方
向が直交するように重ねられていることを特徴とする複
合されたレンズシートに関するものである。第５の発明
は、第１または第２の発明において、前記高輝度レンズ
および高視野角レンズが蝿の目レンズであることを特徴
とするレンズシートに関するものである。第６の発明
は、第１〜第５いずれかの発明において、前記レンズ層
が着色されていることを特徴とするレンズシートに関す
るものである。第７の発明は、第１〜第６いずれかの発
明において、前記レンズシートの非レンズ層面に、防眩
処理、反射防止処理、帯電防止処理、もしくは傷付き防
止処理のいずれか一以上の処理が施されている事を特徴
とするレンズシートに関するものである。第８の発明
は、請求項１〜３、もしくは請求項５〜７のいずれか記
載のレンズシートが、前記レンズ層側が、表示装置側を
向いて、前記表示装置の前面に配置されたことを特徴と
するレンズシートを有する表示装置に関するものであ
る。第９の発明は、請求項４記載の複合されたレンズシ
ートが前記表示装置の前面に配置されたことを特徴とす
るレンズシートを有する表示装置に関するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図３は、本発明のレンズシートの
典型的な例を示す図で、図３（ａ）に示すように、レン
ズシート１は、片面（図では上面）がレンズ層２をなし
ており、レンズ層２は、２種類のレンチキュラーレンズ
２ａ、および２ｂが交互に配列したものであって（図３
（ａ）および（ｂ）参照）、そのうちの１種類は、レン
ズの幅が広く、視野角の広い、広視野角レンズ２ａであ
り、また、他の１種類は、レンズの幅が狭く、視野角は
狭いが、正面付近の輝度が高い、高輝度レンズ２ｂから
なっている。

【００１４】図３においては、広視野角レンズ２ａおよ
び高輝度レンズ２ｂは、いずれも、同じ曲率半径を有
し、広視野角レンズ２ａの幅は、高輝度レンズ２ｂの幅
の約２倍に描いてあり、図５に拡大して示すように、レ
ンズ２ａの方が、レンズ２ｂよりも広い視野角を与え
る。勿論、レンズ２ａおよび２ｂの幅が仮に同じでも、
曲率半径、ひいては焦点距離を変えて、例えば、レンズ
２ａの曲率半径をレンズ２ｂの曲率半径よりも小さくす
れば、レンズ２ａによる視野角をレンズ２ｂによる視野
角よりも広くすることができる。

【００１５】ところで、正面付近の輝度に関しては、視
野角の狭いレンズの方が、視野角の広いレンズにくらべ
て高く、同じ曲率半径を有している場合には、レンズ幅
が狭いほど、正面付近の輝度が、正面付近以外にくらべ
て高くなる。透過する全光量は変わらないので、狭い範
囲に出光する方が明るく見えるからである。また、レン
ズ幅が一定であるとすれば、曲率半径が大きいほど、正
面付近の輝度が、正面付近以外にくらべて高くなる。

【００１６】図６中、Ｐ３０、Ｐ４０、およびＰ５０の
符号を付けた曲線は、いずれも、曲率が３０μｍで、レ
ンズ幅がそれぞれ順に３０μｍ、４０μｍ、および５０
μｍのレンチキュラーレンズを配列したシートを背面か
ら平行光を用い、同条件で照明した際の、正面（視野角
０°）および、角度を変えて正面から離れた位置で測定
した輝度分布を示すものである。また、Ｐ３０＋Ｐ５
５、およびＰ４０＋Ｐ５５の符号を付けた曲線は、それ
ぞれ、レンズ幅が３０μｍのものと５５μｍのものを組
み合わせたシート、レンズ幅が４０μｍのものと５５μ
ｍのものを組み合わせたシートに関する輝度分布を示す
ものである。いずれも、曲率が３０μｍである。なお、
Ｐ３０＋Ｐ５５、およびＰ４０＋Ｐ５５のいずれにおい
ても、異なる幅のレンズが交互に組み合わせられてい
る。

【００１７】図６中、レンズ幅が狭いＰ３０、およびＰ
４０の両曲線においては、正面を中心にして、輝度分布
が立ち上がっており、正面から離れるほど、急峻な輝度
の低下を生じる。また、レンズ幅が広いＰ５０の曲線に
おいては、正面から離れるほど輝度が低下するものの、
急峻な低下はなく、なだらかな低下となっている。

【００１８】理想的には、例えば、正面付近の輝度がＰ
３０の曲線もしくはＰ４０の曲線並みに立ち上がり、か
つ、正面から離れても、Ｐ５０の曲線並みのなだらかな
低下となることが理想的であるが、入射光量は一定であ
るから、両者のよい部分のみを組み合わせることは不可
能であり、実際的には、Ｐ５０の曲線に相当するような
輝度分布の裾部分（視野角が大きい部分）の輝度を若干
低下させ、その分を正面付近の輝度の向上に回すような
曲線となることが好ましい。

【００１９】このような輝度分布を与えるため、発明者
は、輝度分布の異なるレンズを混在させて使用すること
により、理想的な輝度分布に近づけたレンズシートを得
ることができた。例えば、上の例で言えば、Ｐ３０の曲
線を輝度分布とするレンズとＰ５０の曲線を輝度分布と
するレンズを混在させるというようにである。このよう
に輝度分布が異なるレンズを混在させた、複合レンズシ
ートとすることにより、単一のレンズが配列されたレン
ズシートでは得られない輝度分布を有するレンズシート
が得られる。

【００２０】我々の実験によれば、輝度分布が互いにあ
まり異ならないレンズを組み合わせても、目立った向上
効果は得られず、上の例のように、かなり輝度分布が異
なるレンズを組み合わせることが好結果を生むことが判
明した。

【００２１】即ち、正面付近の輝度が、正面付近以外に
くらべて高い高輝度レンズとして、背面の法線方向から
平行光を入射し前面で測定した場合に、法線方向から４
０°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定
した輝度の０．５以下であるレンズが好ましい。また、
角度による輝度の変化がなだらかで、従って、広い角度
で、一定以上の輝度が得られる広視野角レンズとして、
背面の法線方向から平行光を入射し前面で測定した場合
に、法線方向から４０°離れた方向から測定した輝度
が、法線方向から測定した輝度の０．７以上であるレン
ズが好ましい。従って、本発明においては、上記のよう
な条件に合致するレンズどうしが混在して構成されたレ
ンズ層を有するレンズシートを用いることが好ましい。

【００２２】なお、上記の条件設定において、輝度分布
を測定するためには、同一レンズが密に配列したレンズ
層を有するレンズシートを測定対象とし、白色で均一な
平行光を入射し、輝度計（（株）トプコン製、ＢＭ−
７、瞳角；０．１°、距離；５０ｃｍ）を観察角に応じ
て移動させながら行なった、

【００２３】本発明において、高輝度レンズに関して、
法線方向から４０°離れた方向から測定した輝度が、法
線方向から測定した輝度の０．５を超えるものは、正面
付近の輝度が十分でなく、広視野角レンズと組み合わせ
ても、正面付近の充分な輝度を得ることが難しい。ま
た、広視野角レンズの、法線方向から４０°離れた方向
から測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．
７未満であると、広い視野角において、一定以上の輝度
が得られず、高輝度レンズと組み合わせたとしても、正
面付近を除けば、不十分な輝度しか得られない。

【００２４】具体的なレンズの諸元を、図６に関連させ
て、実例で挙げると、曲率半径が３０μｍの断面が円形
のレンチキュラーレンズを想定する場合、高輝度レンズ
としては、レンズ幅が３０μｍ（図６中のＰ３０に相
当）、もしくは４０μｍ（図６中のＰ４０に相当）程度
が好ましく、高視野角レンズとしては、レンズ幅が５０
μｍ（図６中のＰ５０に相当）以上が好ましい。

【００２５】曲率半径が３０μｍ、かつレンズ幅が３０
μｍの高輝度レンズと、曲率半径が同じで、レンズ幅が
５５μｍの広視野角レンズを用いた例を、Ｐ３０＋Ｐ５
５として、太さが細い細かい破線で、図６中に示す。Ｐ
３０＋Ｐ５５の符号の意味は、前記したものと同じであ
る。このＰ３０＋Ｐ５５の曲線を見ると、０°〜±約２
０°の正面付近では、Ｐ４０の曲線並みの輝度を有して
おり、±約２０°から±約８０°の範囲では、Ｐ４０の
曲線とＰ５０の曲線のほぼ中間の輝度を示す。

【００２６】同様に、曲率半径が３０μｍ、かつレンズ
幅が４０μｍの高輝度レンズと、曲率半径が同じで、レ
ンズ幅が５５μｍの広視野角レンズを用いた例を、Ｐ４
０＋Ｐ５５として、太さが太い粗い破線で、図６中に示
す。このＰ４０＋Ｐ５５の曲線を見ると、０°〜±約２
０°の正面付近では、Ｐ４０とＰ５０の中間の輝度を有
しており、±約２０°から±約８０°の範囲では、上記
のＰ３０＋Ｐ５５の曲線と同様、Ｐ４０の曲線とＰ５０
の曲線のほぼ中間の輝度を示す。

【００２７】理想的には、輝度が視野角に依存すること
なく、一定であることが望ましいが、そのような拡散特
性を持つレンズシートは実現できていない。仮に実現で
きたとしても、光源を非常に明るくしないと、画面が暗
くなる。さらに、このようなレンズシートを用いること
は、低消費電力化、および軽量化の妨げとなり、エネル
ギー、および資源の浪費となる。

【００２８】視感的には、人間が輝度の変化（低下）を
感じられる、輝度が最大輝度の０．５未満となる領域
を、いかに狭くできるかがポイントになり、実際には、
レンズシートの法線方向から４０°離れた方向から測定
した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．５以上得
られることが必要であり、より好ましくは、レンズシー
トの法線方向から４５°離れた方向から測定した輝度
が、法線方向から測定した輝度の０．５以上得られるこ
とが必要である。

【００２９】図７は、レンズシートの視野角度によって
変化する様子を、法線方向の輝度を１として、正規化し
て示したものである。レンズシートの法線方向から４０
°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定し
た輝度の０．５以上得られるものとしては、Ｐ５０、Ｐ
４０＋Ｐ５５、Ｐ３０＋Ｐ５５、およびＰ４０の符号を
付したものであり、また、レンズシートの法線方向から
４５°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測
定した輝度の０．５以上得られるものとしては、Ｐ５
０、Ｐ４０＋Ｐ５５、およびＰ３０＋Ｐ５５の順にな
る。

【００３０】正規化した輝度で示す図７によれば、曲線
が上になるものほど、視野角が広いと言えるが、実際に
は、輝度の絶対値も重要で、輝度が低ければ、光源を明
るくしなければならず、このようなレンズシートを用い
ることも、低消費電力化、および軽量化の妨げとなり、
エネルギー、および資源の浪費となるから、視野角が広
く、かつ、得られる輝度の絶対値もしくはＧＡＩＮが高
いことが好ましい。ＧＡＩＮが同じであれば、視野角が
広いことが好ましい。例えば、Ｐ４０とＰ３０＋Ｐ５５
とは、マクロ的に見れば、レンズ幅がほぼ等しいので、
得られる輝度の絶対値もしくはＧＡＩＮもほぼ同じであ
るが、正規化した輝度と視野角の関係で見れば、Ｐ３０
＋Ｐ５５が勝っており、視野角が広いと言える。従っ
て、輝度の絶対値もしくはＧＡＩＮが同等でも、視野角
の広いレンズシートを提供することができる。

【００３１】上記の例では、レンズシート１を構成する
レンズは、いずれもレンチキュラーレンズであって、し
かも交互に配列したものである。異なる視野角のレンチ
キュラーレンズを交互に配列する以外の方式としては、
広視野角レンズ２ａを二つずつ接して並べ、間に高輝度
レンズ２ｂを一つずつ配置し、即ち、レンズの符号で示
すなら、２ａ、２ａ、２ｂ、２ａ、２ａ、２ｂのように
配列して、正面付近の輝度を若干向上させ、かつ、視野
角をより広くすることを行なってもよい。あるいは、高
輝度レンズ２ｂを二つずつ並べ、間に広視野角レンズ２
ａを一つずつ配置して、即ち、２ｂ、２ｂ、２ａ、２
ｂ、２ｂ、２ａのように配列して、正面付近の輝度をよ
り向上させ、視野角を若干広くすることを行なってもよ
い。

【００３２】レンズシート１を構成するレンズとして
は、図４に示すように、異方性の単位レンズを用いて配
列した、いわゆる蝿の目レンズであってもよい。蝿の目
レンズにおける、各々の単位レンズは、観察時の水平方
向（図４においては左右方向）の視野角の調整を行なう
と同時に、観察時の垂直方向（図４においては、手前〜
奥の方向）に関しても視野角の調整を行なうことができ
るので、レンチキュラーレンズを用いた際の考え方を観
察時の水平方向のみならず、垂直方向にも適用できる。
このうち、水平方向の視野角調整の方がより重要である
ので、最小限としては、水平方向についてのみ視野角を
調整すればよい。いずれの方向の視野角を調整するにせ
よ、高輝度レンズと広視野角レンズを組み合わせる。

【００３３】図４に示すような蝿の目レンズ２ａ、およ
び２ｂで構成したレンズシート１においても、観察時の
水平方向で切断した断面の構造は、図３に示すようなレ
ンチキュラーレンズの場合と同じであるので、各々のレ
ンズの視野角を、図５に示すように、異ならせ、上記し
たのと同様にして、正面付近の高輝度と広い視野角を持
つレンズシートとすることができる。即ち、蝿の目レン
ズでレンズシート１を構成するときも、単位レンズとし
て、背面の法線方向から平行光を入射し前面で測定した
場合に、法線方向から４０°離れた方向から測定した輝
度が、法線方向から測定した輝度の０．５以下である高
輝度レンズと、背面の法線方向から平行光を入射し前面
で測定した場合に、法線方向から４０°離れた方向から
測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．７以
上である広視野角レンズの２種類を混在させて、レンズ
シートのレンズ層を構成すればよい。

【００３４】蝿の目レンズは、レンチキュラーレンズの
ように、長さがレンズシートの短辺と等しい、即ち、長
いものではなく、レンズシートの各辺を細分化した寸法
を有するので、図４（ｂ）のように、縦横に規則的に配
列すると、各々の単位レンズの境界線が表示装置のセル
等との干渉によりモアレを生じる場合がある。その場
合、図４（ｃ）に示すように、レンズ２ａ（広視野角レ
ンズを想定）とレンズ２ｂ（高輝度レンズを想定）とを
１／２ピッチずつずらして、配置する等すればよい。

【００３５】蝿の目レンズでレンズシートを構成する際
にも、広視野角レンズ２ａを二つずつ並べ、間に高輝度
レンズ２ｂを一つずつ配置して、即ち、２ａ、２ａ、２
ｂ、２ａ、２ａ、２ｂのような配列にしても、あるい
は、高輝度レンズ２ｂを二つずつ並べ、間に広視野角レ
ンズ２ａを一つずつ配置して、即ち、２ｂ、２ｂ、２
ａ、２ｂ、２ｂ、２ａのような配列にしてもよい。

【００３６】蝿の目レンズの場合には、レンズシート１
が一枚あれば、水平および垂直の両方向の視野角（もし
くは画角）を調整し得るが、レンチキュラーレンズの場
合には、レンズ層の構造から、垂直方向の視野角を広げ
ることができず、通常は拡散剤を用いて、垂直方向の視
野角の拡大を図っている。ただし、レンチキュラーレン
ズにおいても、レンズシートを２枚用い、レンチキュラ
ーレンズの溝方向が互いに直交するよう重ねて用いれ
ば、視野角を水平方向、および垂直方向の両方向に広げ
ることができる。このとき、２枚の各々を本発明のレン
ズシートとしてもよいが、いずれか一方のレンズシー
ト、通常であれば、水平方向の視野角を広げるためのレ
ンズシートを、本発明のレンズシートとすることが好ま
しい。

【００３７】なお、以上のレンチキュラーレンズ、およ
び蝿の目レンズでは、同一レンズシート上のレンズ層
は、輝度分布の異なる２種類のレンズからなるが、本発
明において異なる輝度分布を有するレンズを混在させる
考えを拡大して、３種類以上のレンズを混在させてもよ
い。また、異なる輝度分布を有する２種類以上のレンズ
を混在させる際に、レンズシート全面に均一に混在させ
てもよいが、混在させる位置を局在化させることも可能
である。

【００３８】本発明のレンズシートは、図３等に示すよ
うに一層からなっていてもよいが、透明基材シート上に
レンチキュラーレンズが並んだレンズ層が積層された積
層構造からなるものであってもよい。一層からなる構造
のものは、型内に樹脂のプレポリマー等を流し込んで硬
化させる注型重合等や透明プラスチックシートのプレス
加工により製造することができる。また、ガラス板の切
削やエッチングによって製作することもできる。また、
上記のような積層構造を有するものは、透明基材シート
上に透明樹脂層を介して、レンズ面の逆型形状を有する
付型用型を押し付けることにより製造するのに適してい
る。通常、透明な紫外線硬化性樹脂組成物を透明基材シ
ート上に塗布し、塗布後、金型ロールと接触させ、その
ままの状態で、紫外線硬化性樹脂組成物に紫外線を照射
して硬化させることにより製造する。

【００３９】この場合、透明基材シートとしては、例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重
合体ケン化物、エチレン−α−オレフィン共重合体エラ
ストマー、酸変性ポリオレフィン、スチレン−ブタジエ
ン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリメチル
メタクリレート、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタ
ン、ポリエチレンテレフタレート（略称；ＰＥＴ）、ポ
リブタジエンテレフタレート、ナイロン等の単体、ある
いは、混合体（共押出フィルム等）、および、ラミネー
ト品等を挙げることができる。

【００４０】透明基材シートに積層して、レンズ層を形
成する樹脂としては、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂
（例、ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリカーボネートな
どの熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン、エ
ポキシ、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン
（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレー
ト、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール
（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレー
ト、トリアジン系アクリレートなどの熱硬化性樹脂をそ
れぞれ単独、或いは上記熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂と
を混合して使用することができる。

【００４１】レンズ層を形成するための樹脂層を構成す
る樹脂としては、より好ましくは、ラジカル重合性不飽
和基を有する熱成形性物質、或いは、これらにラジカル
重合性不飽和単量体を加え電離放射線硬化性、さらに紫
外線吸収剤や光開始剤を配合して、特に紫外線硬化性と
したもの等を使用することができる。このほか、銀塩、
重クロム酸ゼラチン、サーモプラスチック、ジアゾ系感
光材料、フォトレジスト、強誘電体、フォトクロミック
ス材料、サーモクロミックス材料、カルコゲンガラスな
どの感光材料なども使用できる。レンズ層を形成する樹
脂層中には、カーボンブラックを含有させることによ
り、ニュートラルグレーのレンズ層とすることもでき
る。

【００４２】本発明のレンズシートは、表示装置と組み
合わせて使用するものである。図８は、レンズシート１
を適用した液晶ディスプレイ装置の例を示すもので、液
晶ディスプレイ装置１０は、液晶パネル１１の上側と下
側に偏光板１２、および１２’が配置され、下側の偏光
板１２’のさらに下方に白色光源１３ａを内臓した白色
光源装置１３からの平行光（矢印で表示）が上面側を照
明するよう配置され、上側の偏光板１２の上方には、本
発明のレンズシート１が配置されたものである。

【００４３】本発明のレンズシート１は、液晶表示装置
と組み合わせる以外にも、ＣＲＴを使用する背面投映型
テレビジョン用スクリーンのレンチキュラーレンズシー
トとして、またはデジタルマイクロミラーデバイス（略
称；ＤＭＤ）等の表示装置の前置用として、これらの装
置と組み合わせて使用することができる。本発明のレン
ズシートを、表示装置と組み合わせて使用する場合、レ
ンズ層のある側を表示装置側にしても、観察側にしても
よいが、次に述べるように、種々の層を伴なうときは、
レンズ層のある側を表示装置側にすることが好ましい。

【００４４】ところで、本発明のレンズシートは、今ま
で説明したような、単独のものを使用しても、勿論効果
を有するが、既に知られている、この種の分野で備える
ことが好ましい種々の処理を施して使用してもよく、そ
のような処理の例としては、防眩処理、反射防止処理、
帯電防止処理、および傷付き防止処理等がある。各々の
処理は単独でも行なえるが、傷付き防止処理と兼ねて行
なわれる場合が多い。また、防眩処理、反射防止処理、
帯電防止処理、および傷付き防止処理等の処理のうちか
ら、２種類以上を選択して適用してもよい。

【００４５】傷付き防止処理は、いわゆるハードコート
層を施すことである。通常、レンズシート１のレンズ層
２とは反対側に施すことが多いが、レンズ層２に施すこ
ともできる。ハードコート層は、通常は、電離放射線硬
化性樹脂の硬化物で構成し、レンズシートの表面に、物
理的および化学的な耐久性を付与する。ハードコート層
中に種々の添加剤を含有させることにより、レンズシー
トの表面への物理的および化学的な耐久性の付与に加え
て、他の機能を付与することができるので、レンズシー
ト１には、ハードコート層が備わっていることが多い。

【００４６】ハードコート層の表面は、フラットなクリ
ア面でもマット面でもよいが、ハードコート層表面側か
らの入射光の反射を抑制する反射防止処理を兼ね、か
つ、ディスプレイ側から入射する映像光が局部的に輝度
の高い部分をつくるのを解消する防眩処理の意味で、微
細な凹凸からなるマット面となっていることがより好ま
しい。

【００４７】ハードコート層は、最表面に形成して、表
面の耐久性を発揮するほかに、ハードコート層上に薄膜
を追加しても、なお耐久性を発揮することができる。例
えば、ハードコート層上に光干渉層や、光干渉層に加え
て防汚層を積層することができる。

【００４８】光干渉層は、例えば、ハードコート層上
に、互いに光の屈折率を異にする、中屈折率層、高屈折
率層、および低屈折率層の三層を順に積層した積層体か
らなるものである。光干渉層は、この三層の積層体のほ
か、ハードコート層側から、高屈折率層、および低屈折
率層を順に積層したもの、高屈折率層、低屈折率層、高
屈折率層、および低屈折率層のように繰返し多層とした
もの等、種々のタイプの積層体があるが、いずれも、表
面での外光反射を少なくする機能を有する。

【００４９】上記の三層の積層体において、中屈折率層
は、例えば、ＺｎＯ（屈折率１．９０、以下カッコ内は
屈折率）、ＴｉＯ₂（２．３〜２．７）、酸化インジウ
ム錫（１．９５）、アンチモンドープの酸化インジウム
錫、もしくはＺｒＯ₂（２．０５）等の酸化物である。
また、高屈折率層は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、
Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、もしくはＴａを含有する合金の薄
膜、もしくは同じ合金の超微粒子が、バインダー樹脂中
に分散した層からなるものである。さらに、低屈折率層
は、ＳｉＯ₂からなる薄膜もしくは、ＳｉＯ₂ゾルを含む
ゾル液からＳｉＯ₂ゲル膜を形成されたものである。

【００５０】防汚層は、上記の光干渉層上に積層され、
光干渉層の表面への、ごみや汚れが付着するのを防止す
る防汚処理の目的で積層するほか、その他の層の表面に
積層してもよい。。具体的には、透明性や反射防止機能
を低下させない範囲でフッ素系界面活性剤等の界面活性
剤、フッ素系樹脂を含む塗料、シリコーンオイル等の剥
離剤、もしくはワックス等をごく薄く、光学性能を変え
ない程度に塗布する。余剰分を拭い除去してもよい。

【００５１】レンズシート１は、また、帯電防止処理と
して、導電性を付与してあってもよい。導電性が付与さ
れることにより、帯電による塵埃の付着を防止できる。
導電性の付与は、ハードコート層と透明性フィルムとの
間に導電性粒子を含有する導電性層を積層することによ
り行なえる。必要な導電性の程度によっては、ハードコ
ート層中に導電性粒子を含有させることもできる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、法線方向から
４０°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測
定した輝度の０．５以下である高輝度レンズと、法線方
向から４０°離れた方向から測定した輝度が、法線方向
から測定した輝度の０．７以上である広視野角レンズと
が混在したレンズ層を有するレンズシートとしたので、
一種類のレンズを配列したのでは得られない、正面輝度
および画像のコントラストと、視野角を共に満足するレ
ンズシートを提供することができる。請求項２の発明に
よれば、請求項１の発明とほぼ同様な効果を有し、しか
も、その効果が均一なレンズシートを提供することがで
きる。請求項３の発明によれば、請求項１または２の発
明の効果に加え、各レンズをレンチキュラーレンズとし
たので、設計や製造を効率よく行なうことが可能なレン
ズシートを提供することができる。請求項４の発明によ
れば、請求項３の発明のレンチキュラーレンズシート
が、各々のレンチキュラーレンズの方向が直交するよう
に重ねられているので、通常のレンチキュラーレンズを
有するレンズシートシートでは、一方向、通常、水平方
向の視野角を広げることしかできないが、垂直方向、お
よび水平方向の両方に視野角を拡大することが可能なレ
ンズシートを提供することができる。。請求項５の発明
によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加
え、高輝度レンズおよび高視野角レンズが蝿の目レンズ
であるため、１枚のレンズシートを使用して、垂直方
向、および水平方向の両方に視野角を拡大することが可
能なレンズシートを提供することができる。請求項６の
発明によれば、請求項１〜５いずれかの発明の効果に加
え、レンズ層が着色されているため、外光反射を低減す
ることが可能なレンズシートを提供することができる。
請求項７の発明によれば、請求項１〜６いずれかの発明
の効果に加え、非レンズ層面に、防眩処理、反射防止処
理、帯電防止処理、もしくは傷付き防止処理のいずれか
一以上の処理が施されているので、各々の処理による効
果を発揮することが可能なレンズシートを提供すること
ができる。請求項８の発明によれば、請求項１〜３、も
しくは請求項５〜７のいずれか記載のレンズシートが、
表示装置の前面に配置されているので、表示装置の画像
の視野角を拡大でき、しかも正面輝度が高い表示装置を
提供できる。請求項９の発明によれば、請求項４の発明
のレンズシートが、表示装置の前面に配置されているの
で、表示装置の画像の視野角を拡大でき、しかも正面輝
度が高い表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンズ幅と視野角の関係を示す図である。

【図２】幅の大きいレンズの全反射を示す図である。

【図３】本発明のレンズシートを示す図である。

【図４】蝿の目レンズで構成したレンズシートを示す図
である。

【図５】本発明のレンズシートの視野角を説明する図で
ある。

【図６】レンズシートの輝度分布を示すグラフである。

【図７】レンズシートの輝度分布を示すグラフで、輝度
値を正規化したものである。

【図８】レンズシート１を適用した液晶ディスプレイ装
置の例を示す図である。

【符号の説明】

１レンズシート２レンズ層（２ａ；広視野角レンズ、２ｂ；高輝度
レンズ）１０表示装置１２偏光板１１液晶パネル１３白色光源装置（１３ａ；白色光源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒川文裕東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2H021 BA23 BA28 2H091 FA28X FA37X FA41Z LA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面の法線方向から平行光を入射し前面
で測定した場合に、法線方向から４０°離れた方向から
測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．５以
下である高輝度レンズと、法線方向から４０°離れた方
向から測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の
０．７以上である広視野角レンズとが混在して構成され
たレンズ層を片面に有することを特徴とするレンズシー
ト。
【請求項２】背面の法線方向から平行光を入射し前面
で測定した場合に、法線方向から４０°離れた方向から
測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の０．５以
下である高輝度レンズと、法線方向から４０°離れた方
向から測定した輝度が、法線方向から測定した輝度の
０．７以上である広視野角レンズとが交互に配列して構
成されたレンズ層を片面に有することを特徴とするレン
ズシート。
【請求項３】前記高輝度レンズおよび高視野角レンズ
がレンチキュラーレンズであり、背面の法線方向から平
行光を入射し前面で測定した場合に、法線方向から４０
°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から測定し
た輝度の０．５以下である高輝度レンズと、法線方向か
ら４０°離れた方向から測定した輝度が、法線方向から
測定した輝度の０．７以上である広視野角レンズとから
構成されたレンズ層を片面に有することを特徴とする請
求項１または２記載のレンズシート。
【請求項４】請求項３記載のレンズシート２枚が、各
々のレンチキュラーレンズの方向が直交するように重ね
られていることを特徴とする複合されたレンズシート。
【請求項５】前記高輝度レンズおよび高視野角レンズ
が蝿の目レンズであることを特徴とする請求項１または
２記載のレンズシート。
【請求項６】前記レンズ層が着色されていることを特
徴とする請求項１〜５いずれか記載のレンズシート。
【請求項７】前記レンズシートの非レンズ層面に、防
眩処理、反射防止処理、帯電防止処理、もしくは傷付き
防止処理のいずれか一以上の処理が施されている事を特
徴とする請求項１〜６いずれか記載のレンズシート。
【請求項８】請求項１〜３、もしくは請求項５〜７の
いずれか記載のレンズシートが、前記レンズ層側が、表
示装置側を向いて、前記表示装置の前面に配置されたこ
とを特徴とするレンズシートを有する表示装置。
【請求項９】請求項４記載の複合されたレンズシート
が前記表示装置の前面に配置されたことを特徴とするレ
ンズシートを有する表示装置。