JP2008070456A - レンズフィルムおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を拡大することの可能なレンズフィルムを提供する。
【解決手段】底面１２Ａと平行な平面内に延在する複数の三角柱状のプリズム１２−１が延在方向に沿って配列されている。各プリズム１２−１には、底面１２Ａに対して斜めに対向すると共に平面または凸状の曲面を有する傾斜面１２Ｃ，１２Ｄが設らけ、傾斜面１２Ｃ，１２Ｄの一部に傾斜面１２Ｃ，１２Ｄから突出した複数の曲面１２Ｅ，１２Ｆが設けられている。これにより、底面１２Ａから入射した光は傾斜面１２Ｃ，１２Ｄで屈折し、指向性を増加させると共に、曲面１２Ｅ，１２Ｆで屈折し、所定の拡散角の範囲内で拡散される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光透過性のレンズフィルムおよびそのレンズフィルムを内蔵する表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、低消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来より表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。

その液晶表示装置においても、例えば画像を表示する際の照明方法で分類するといくつかのタイプが存在し、代表的なものとして、液晶パネルの背後に配置した光源を利用して画像表示を行う透過型の表示装置が挙げられる。

このような透過型の表示装置では、表示輝度を高くし、かつ視野角を広げることが表示装置の商品価値を高める上で特に重要である。そこで、レンズフィルムと液晶パネルとの間に拡散シートを設け、この拡散シートの発散角をレンズフィルムのそれよりも大きくすると共に、光源の光出力を大きくすることにより、視野角を広げつつ、正面輝度の低下分を補うことが考えられる。しかし、光源の光出力を上げると、消費電力が大きくなってしまうので、低消費電力を訴求ポイントの１つとしている液晶表示装置にとっては好ましくない。そのため、光源の光出力を上げずに、レンズフィルムや拡散シートなどの投射系の光学部品の光学的な利得特性および配光特性を改良することにより、表示輝度および視野角をそれぞれ最適化することが強く望まれている。

ここで、レンズフィルムは、一般的に、特許文献１，２に示したように、複数の三角柱状のプリズムを延在方向に沿って並列に配列して構成されており、各プリズムの底面側から入射した光の一部を屈折透過させ、これにより、指向性を増加させるようになっている。他方、拡散シートは、一般的に、レンズフィルムによって指向性の高められた光を所定の拡散角の範囲内で拡散させて、視野角を広げるようになっている。

特表２００３−５１１７３５号公報 特表２００２−５０４６９８号公報

このように、拡散シートは視野角を拡大するために用いられるが、拡散シートを設けることによって表示装置のコストや厚みが増大してしまうという問題があった。また、拡散シートはレンズフィルムと液晶パネルとの間に設けられているので、必然的に表示輝度が低下してしまう問題もあった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示装置のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を拡大することの可能なレンズフィルムおよびそのレンズフィルムを備えた表示装置を提供することにある。

本発明のレンズフィルムは、同一平面内に延在する複数の凸状のレンズ体を延在方向に沿って並列に配列して構成されている。各レンズ体は、平面に対して斜めに対向する傾斜面を有すると共に、傾斜面の一部に傾斜面から突出した複数の曲面を有している。

本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動されるパネルと、パネルを照明するための光を発する光源と、パネルと光源との間に設けられたレンズフィルムとを備えたものである。レンズフィルムは、同一平面内に延在する複数の凸状のレンズ体を延在方向に沿って並列に配列して構成されており、各レンズ体は、平面に対して斜めに対向する傾斜面を有すると共に、傾斜面の一部に傾斜面から突出した複数の曲面を有している。

本発明のレンズフィルムおよびそれを備えた表示装置では、各レンズ体に、平面に対して斜めに対向する傾斜面を設けると共に、傾斜面の一部に傾斜面から突出した複数の曲面を設けるようにしたので、レンズフィルムの傾斜面とは反対側から入射した光は傾斜面で屈折し、指向性を増加させると共に、傾斜面の一部に設けられた曲面で屈折し、所定の拡散角の範囲内で拡散される。

本発明のレンズフィルムおよび表示装置によれば、各レンズ体に、平面に対して斜めに対向する傾斜面を設けると共に、傾斜面の一部に傾斜面から突出した複数の曲面を設けるようにしたので、レンズフィルムの傾斜面とは反対側から入射した光の指向性を増加させると共に、レンズフィルムの傾斜面とは反対側から入射した光を所定の拡散角の範囲内で拡散させることができる。つまり、レンズフィルムが集光レンズとしてだけでなく、拡散シートとしての役割も有するので、拡散シートを別個に設ける必要がない。これにより、表示装置のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を拡大することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の断面構造を表すものである。この表示装置１はアクティブマトリクス駆動により画像を表示する透過型の表示装置である。

表示装置１は、液晶パネル２０と、液晶パネル２０の背後に配置された照明装置１０とを備えており、液晶パネル２０の表面が観察者（図示せず）側に向けられている。なお、本実施の形態では、便宜的に、液晶パネル２０はその表面が水平面と直交するように配置されているものとする。

液晶パネル２０は、観察側の透明基板２２および照明装置１０側の透明基板２９の間に液晶層２６を有する積層構造となっている。具体的には、観察側から順に、偏光板２１、透明基板２２、カラーフィルタ２３、透明電極２４、配向膜２５、液晶層２６、配向膜２７、透明画素電極２８、透明基板２９および偏光板３０を有する。

偏光板２１，３０は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。これら偏光板２１，３０はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置１０からの射出光が、液晶層２６を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

透明基板２２，２９は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、照明装置１０側の透明基板２９には、図示しないが、透明画素電極２８に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。

カラーフィルタ２３は、照明装置１０からの射出光を例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを配列して構成されている。

透明電極２４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなり、共通の対向電極として機能する。

配向膜２５，２７は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。

液晶層２６は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、図示しない駆動回路からの印加電圧により、照明装置１０からの射出光を各画素ごとに透過または遮断する機能を有する。

透明画素電極２８は、例えばＩＴＯからなり、各画素ごとの電極として機能する。

照明装置１０は、観察側から順に、レンズフィルム１２，１３、拡散シート１４、導光板１６および反射シート１７を積層してなる積層構造体と、この積層構造体の側面に配置された光源１１と、この光源１１の周囲に配されたランプリフレクタ１５とを有している。ランプリフレクタ１５の一部は上記の積層構造体に向けて開放されている。このように、この照明装置１０はいわゆるエッジライト型の構成となっている。

光源１１は、例えば、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプや、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などからなる。

ランプリフレクタ１５は、光源１１からの射出光の一部を、導光板１６の方向へ反射する機能を有する。これにより、光源１１からの射出光を効率的に利用できるようになっている。

導光板１６は、光源１１からの射出光を全反射しながら伝播させ、これらの光を液晶パネル２０の全面に広げる機能を有する。これにより、光源１１からの射出光を平面光にすることができる。

反射シート１７は、導光板１６から漏れようとする光を、導光板１６の内部へ反射する機能を有する。これにより、上記のランプリフレクタ１５と同様に、光源１１からの射出光を効率的に利用できるようになっている。

拡散シート１４は、導光板１６によって液晶パネル２０の全面に広げられた平面光を拡散させ、明るさのむらを低減させる機能を有する。これにより、液晶パネル２０の全面に明るさが均一な光が照射される。

レンズフィルム１２（１３）はそれぞれ、透明な合成樹脂からなり、コストや生産性などを考慮すると、ポリカーボネート系樹脂などの熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。レンズフィルム１２（１３）は、取り扱いに不都合の生じない程度の厚さ、例えば、１５０μｍ〜３００μｍ程度の厚さを有している。

このレンズフィルム１２（１３）は、図２にその一部を拡大して模式的に示したように、レンズフィルム１２（１３）の底面１２Ａ（１３Ａ）と平行な平面内に延在する複数の三角柱状のプリズム１２−１（１３−１）を延在方向に沿って配列した構造を有している。各プリズム１２−１（１３−１）は、本発明の「レンズ体」の一例に相当する。

レンズフィルム１２（１３）は、その底面１２Ａ（１３Ａ）が液晶パネル２０の表面と平行となるように配置されている。このとき、プリズム１２−１は例えば水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に延在して配置されており、他方、プリズム１３−１はプリズム１２−１の延在方向に対して垂直な方向（例えば鉛直方向）に延在して配置されている。

プリズム１２−１（１３−１）は、頂角θの頂部１２Ｂ（１３Ｂ）に接する傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）を有すると共に、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ）の一部に傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ）から突出した複数の曲面１２Ｅ（１３Ｅ）と、傾斜面１２Ｄ（１３Ｄ）の一部に傾斜面１２Ｄ（１３Ｄ）から突出した複数の曲面１２Ｆ（１３Ｆ）とを有している。また、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）は、レンズフィルム１２，１３の底面１２Ａ（１３Ａ）に対して斜めに対向して配置されている。

ここで、頂角θや、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）の表面形状は、プリズム１２−１（１３−１）から射出される光に要求される正面輝度の大きさに応じて適切に調整されている。頂角θは、０°より大きく１８０°より小さい範囲内の値、例えば９０°に調整されており、他方、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）の表面形状は、例えば、平面または凸状の曲面になっている。これにより、傾斜面１２Ｃ，１２Ｄは、底面１２Ａから入射した光を集光して主に垂直視野角を調整する集光レンズとして機能し、他方、傾斜面１３Ｃ，１３Ｄは、底面１２Ｂから入射した光を集光して主に水平視野角を調整する集光レンズとして機能する。

また、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）の表面形状、大きさおよび配置は、表示装置１に要求される視野角の大きさや表示輝度の均一性に応じて適切に調整されている。曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）は、例えば、図３（Ａ）（図２のＡ−Ａ矢視方向の断面形状）に示したように、頂部１２Ｂ（１３Ｂ）を中心としてほぼ対称な形状を有している。また、例えば、図３（Ａ）および図３（Ｂ）（図２のＢ−Ｂ矢視方向の断面形状）に示したように、プリズム１２−１（１３−１）の延在方向にサインカーブの一部をなす曲線を有し、かつプリズム１２−１（１３−１）の配列方向に非球面状の曲線を有している。これにより、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）は、底面１２Ａ（１２Ｂ）から入射した光を拡散する拡散シートとして機能する。従って、レンズフィルム１２（１３）は、集光レンズとしてだけでなく、拡散シートとしての役割も有している。

なお、図２、図３（Ａ），（Ｂ）では、曲面１２Ｅ（１３Ｅ）と、曲面１２Ｆ（１３Ｆ）とが頂部１２Ｂ（１３Ｂ）を介して互いに空間分離されているが、例えば、図４に示したように、曲面１２Ｅ（１３Ｅ）と、曲面１２Ｆ（１３Ｆ）とを一体化して曲面１２Ｇを構成するようにしてもよい。また、図２、図３（Ａ），（Ｂ）では、曲面１２Ｅ（１３Ｅ）、１２Ｆ（１３Ｆ）を周期的な間隔で配置しているが、例えば、図４に示したように、不規則な間隔で配置してもよい。また、図２、図３（Ａ），（Ｂ）では、曲面１２Ｅ（１３Ｅ）、１２Ｆ（１３Ｆ）を互いに等しい大きさにしているが、例えば、図４に示したように、不規則な大きさにしてもよい。また、図２、図３（Ａ），（Ｂ）、図４では、プリズム１２−１と、プリズム１３−１とを互いに等しい形状としているが、互いに異なる形状としてもよい。また、プリズム１２−１にだけ曲面１２Ｅ，１２Ｆを設け、プリズム１３−１に曲面１３Ｅ，１３Ｆを設けなくてもよい。また、プリズム１３−１にだけ曲面１３Ｅ，１３Ｆを設け、プリズム１２−１に曲面１２Ｅ，１２Ｆを設けなくてもよい。いずれにしても、表示装置１に要求される正面輝度の大きさ、水平視野角および垂直視野角のそれぞれの大きさ、および表示輝度の均一性などに応じて、頂角θや、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）の表面形状、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）が、図２、図３（Ａ），（Ｂ）、図４に例示したような表面形状、大きさおよび配置にそれぞれ調整されている。

次に、このような構成のレンズフィルム１２（１３）の形成方法の一例（溶融押し出し成形法）について説明する。

図５はレンズフィルム製造装置３０の概略構成を表すものである。レンズフィルム製造装置３０は、溶融した透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）を供給する供給装置３１と、供給装置３１から供給された透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）を加熱すると共に透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）にプリズム形状を転写してレンズフィルム１２（１３）を形成する転写装置３２とから構成されている。

ここで、転写装置３２は、回転軸Ｘを中心にして回転する押圧ロール３３と、回転軸Ｘに平行な回転軸Ｙを中心にして回転すると共に内部にヒータ（図示せず）を有する形成ロール３４とを有している。この形成ロール３４の周面には、レンズフィルム１２（１３）の表面形状を反転させたプリズム形状が形成されている。具体的には、形成ロール３４の周面には、後述するように、複数の溝３４Ａが並列に形成されており、各溝３４Ａの内壁３４Ｂには複数の窪み３４Ｃが断続的に形成されている。

このレンズフィルム製造装置３０において、供給装置３１から供給された透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）は、押圧ロール３３と形成ロール３４との間隙により形成されるすり鉢状の部位で一時的に保持されたのち、押圧ロール３３および形成ロール３４の回転に伴ってその間隙の下方に送り出される。送り出された透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）は、押圧ロール３３からの圧力により形成ロール３４の周面に押し当てられると共に、形成ロール３４内のヒータからの熱により固化される。これにより、透明樹脂１２Ｘ（１３Ｘ）に形成ロール３４の周面に形成されたプリズム形状が転写され、レンズフィルム１２（１３）が形成される。

次に、図６（Ａ），（Ｂ），図７（Ａ），（Ｂ）を参照して、上記した形成ロール３４の製造方法の一例について説明する。なお、図６（Ａ），図７（Ａ）は形成ロール３４の製造過程を説明するための概略構成を表すものであり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の断面構成を、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の断面構成をそれぞれ表すものである。

まず、周面に凹凸の無いロール３４Ｄを用意し、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、このロール３４Ｄを回転させ、先端形状が三角のバイト４０をロール３４Ｄの周面に押し当る。これにより、ロール３４Ｄの周面が削れて、周面に三角柱状の溝３４Ａが環状に形成される。次に、バイト４０をロール３４Ｄの周面から離したのち、ロール３４Ｄの長手方向（図６の矢印方向）に移動させる。そして、先に形成された溝３４Ａに沿って、バイト４０をロール３４Ｄの周面に押し当てる。これにより、ロール３４Ｄの周面が削れて、周面に新たな三角柱状の溝３４Ａが環状に形成される。これを所定の回数だけ繰り返すことにより、図７（Ａ）に示したように、周面に複数の溝３４Ａが並列に形成される。

続いて、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、先端形状が例えば以下の式（１）に示したような非球面のバイト４１（図７（Ｂ）参照）の中心をロール３４Ｄに形成された溝３４Ａの中心に合わせると共に、溝３４Ａの内壁３４Ｂに断続的に押し当る。これにより、内壁３４Ｂが削れて、内壁３４Ｂに断続的に並んた窪み３４Ｃが形成される。このとき、バイト４１がロール３４Ｄの径方向に振動する周波数ｆおよび最大振幅値ａ、ならびにバイト４１のロール３４Ｄの径方向の初期位置ｙ_０を制御することにより、窪み３４Ｃの周期や深さを自由に変えることができる。例えば、バイト４１を、以下の式（２）に示したようなサインカーブを描くようにして内壁３４Ｂに周期的に押し当てた場合には、例えば、図８に示したように、内壁３４Ｂに窪み３４Ｃが周期的に並んで形成される。このようにして、形成ロール３４が製造される。

ｚ＝ｘ^２／（Ｒ＋√（Ｒ^２−（１＋Ｋ）×ｘ^２））＋Ａ×ｘ^４…（１）
ｙ＝ａ×ｓｉｎ（（４π^２×ｒ×ｆ／ｐ）×ｔ）＋ｙ_０…（２）

ここで、ｚはロール３４Ｄの径方向の座標であり、ｘは溝３４Ａの配列方向の座標であり、Ｒは曲率半径であり、Ｋはコーニック定数であり、Ａは４次の非球面係数である。また、ｙはバイト４１の上下方向の位置であり、ｒはロール３４Ｄの半径であり、ｐはロール３４Ｄの１周あたりの非球面の突起数である。

次に、このようにして形成したレンズフィルム１２，１３を内蔵する表示装置１において、画像表示をする際の基本動作について説明する。

まず、照明装置１０において、光源１１からの射出光をランプリフレクタ１５および反射シート１６によって反射し、液晶パネル２０の方向へ向けたのち、導光板１６によって液晶パネル２０の全面に広げ、拡散シート１４によってむらなく拡散し、レンズフィルム１２，１３を介して液晶パネル２へ射出する。

そして液晶パネル２において、照明装置１０からの入射光を、透明画素電極２８と対向電極としての透明電極２４との間に画素ごとに印加された電圧の大きさに応じて透過させ、カラーフィルタ２３によって色分離して観察側に射出する。これにより、カラーの画像表示が行われる。

ところで、本実施の形態では、レンズフィルム１２（１３）を構成する各プリズム１２−１（１３−１）に、レンズフィルム１２（１３）の底面１２Ａ（１２Ｂ）に対して斜めに対向すると共に平面または凸状の曲面を有する傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）を設け、さらに、傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）の一部に傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）から突出した複数の曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）を設けるようにしたので、底面１２Ａ（１２Ｂ）から入射した光は傾斜面１２Ｃ（１３Ｃ），１２Ｄ（１３Ｄ）で屈折し、指向性を増加させると共に、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）で屈折し、所定の拡散角の範囲内で拡散される。これにより、各プリズムの一部に曲面を設けていない従来の場合とは異なる範囲の輝度および視野角にある程度変えることができる。

このように、本実施の形態では、レンズフィルム１２（１３）に対して集光レンズの役割だけでなく、拡散シートの役割も持たせるようにしたので、拡散シートを別個に設ける必要がない。これにより、表示装置１のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を拡大することができる。

特に、本実施の形態では、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）の形状、大きさおよび配置を適切に調整することにより、視野角を微調整することができる。これにより、視野角を微調整したい場合に、視野角を微調整するために拡散シートをわざわざ別個に設ける必要がない。これにより、表示装置１のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を微調整することができる。

また、本実施の形態では、曲面１２Ｅ（１３Ｅ），１２Ｆ（１３Ｆ）の配置を不規則に配置することにより、レンズフィルム１２（１３）を構成する各プリズム１２−１（１３−１）の周期性に起因して発生する光の明暗（モアレ）を緩和することができる。これにより、モアレを緩和するため拡散シートをわざわざ別個に設ける必要がない。これにより、表示装置１のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、モアレを緩和することができる。

［実施例］
次に、本実施の形態のレンズフィルム１２の実施例について、比較例に係るレンズフィルムと対比して説明する。

第１の実施例では、ロール３４Ｄの半径ｒを１５０ｍｍとし、ロール３４Ｄの回転周波数ｆを３０Ｈｚとし、ロール３４Ｄが１回転する間にバイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させる回数ｐを１１７７５とし、バイト４１のロール３４Ｄの径方向の初期位置ｙ_０を−１３８．８μｍとし、バイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させたときの最大振幅値ａを２０．０μｍとし、曲率半径Ｒを２５μｍとし、コーニック定数Ｋを−１０とし、４次の非球面係数Ａを０．００００５として、各プリズム１２−１の傾斜面１２Ｃ，１２Ｄを形成すると共に、曲面１２Ｅ，１２Ｆを周期的に形成することによりレンズフィルム１２を形成した（図９（Ａ）参照）。

また、第２の実施例では、ロール３４Ｄの半径ｒ、ロール３４Ｄの回転周波数ｆ、バイト４１の初期位置ｙ_０、曲率半径Ｒ、コーニック定数Ｋおよび４次の非球面係数Ａのそれぞれの値を第１の実施例と等しくし、ロール３４Ｄが１回転する間にバイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させる回数ｐを１８８４９とし、バイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させたときの最大振幅値ａを２１．２μｍとして、各プリズム１２−１の傾斜面１２Ｃ，１２Ｄを形成すると共に、曲面１２Ｅ，１２Ｆを周期的に形成することによりレンズフィルム１２を形成した（図９（Ｂ）参照）。

また、第３の実施例では、ロール３４Ｄの半径ｒおよびロール３４Ｄの回転周波数ｆのそれぞれの値を第１の実施例と等しくし、ロール３４Ｄが１回転する間にバイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させる回数ｐを１８８４９とし、バイト４１のロール３４Ｄの径方向の初期位置ｙ_０を−２７９．７μｍとし、バイト４１をロール３４Ｄの径方向に振動させたときの最大振幅値ａを４２μｍとし、曲率半径Ｒを１０μｍとし、コーニック定数Ｋを−３とし、４次の非球面係数Ａを０．００００３として、各プリズム１２−１の傾斜面１２Ｃ，１２Ｄを形成すると共に、曲面１２Ｅ，１２Ｆを周期的に形成することによりレンズフィルム１２を形成した（図９（Ｃ）参照）。

なお、比較例に係るレンズフィルムは、図９（Ａ）において、曲面１２Ｅ，１２Ｆの形成されていないケースに相当する。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、第１〜第３の実施例に係るレンズフィルム１２または比較例に係るレンズフィルムを表示装置１に搭載した場合における、視野角と、表示輝度との関係を表したものであり、図１０（Ａ）に水平視野角と表示輝度との関係を、図１０（Ｂ）に垂直視野角と表示輝度との関係をそれぞれ示した。ここで、図１０（Ａ），（Ｂ）の横軸は視野角であり、縦軸は比較例の値で規格化された表示輝度である。なお、本実施例および比較例では、各プリズムを垂直方向に延在させたレンズフィルム（上記実施の形態におけるレンズフィルム１３に対応するレンズフィルム）を搭載していない。

図１０（Ａ），（Ｂ）から、各プリズム１２−１の曲面の大きさを徐々に大きくするにつれて、水平視野角および垂直視野角が比較例と比べて大きくなり、それに反比例して表示輝度が比較例と比べて若干小さくなっていくことがわかる。このように、各プリズム１２−１の曲面の大きさを変化させることにより、プリズムの一部に曲面を設けていない従来の場合とは異なる範囲の輝度および視野角にある程度変えることができる。

つまり、本実施例では、レンズフィルム１２は集光レンズの役割だけでなく、拡散シートの役割も有しているので、拡散シートを別個に設ける必要がない。これにより、表示装置１のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を拡大することができる。

また、本実施例では、各プリズム１２−１の曲面の大きさを適切に調整することにより、水平視野角および垂直視野角を連続的に変化させることができる。そのため、これらの視野角を微調整したい場合に、これらの視野角を微調整するために拡散シートをわざわざ別個に設ける必要がない。これにより、表示装置１のコストや厚みを増大させることなく、表示輝度の低下を最小限に抑えつつ、視野角を微調整することができる。

以上、実施の形態およびその実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層（例えば反射型偏光板）を備えていてもよい。つまり、用途や目的に応じて種々選択が可能である。

また、上記実施の形態等では、アクティブマトリクス型の表示装置１の場合について説明したが、本発明は単純マトリクス駆動の場合にも適用できる。

さらに、上記実施の形態等では、液晶の表示装置１の場合について説明したが、他の原理を利用した表示装置に対してももちろん適用可能である。

また、上記実施の形態等では、レンズフィルム１２（１３）を溶融押し出し成形法により形成するようにしていたが、他の製造方法によって形成することももちろん可能である。例えば、レンズフィルム１２（１３）は、例えば、（１）レンズフィルム１２（１３）の表面形状を反転させた形状を有するシート型に合成樹脂を積層し、そのシート型を剥がすことで表面にプリズム形状を転写する方法や、（２）レンズフィルム１２（１３）の表面形状を反転させた形状を有する金型に溶融樹脂を注入しその樹脂を固化させることで表面にプリズム形状を転写する射出形成方法、（３）シート化された樹脂を加熱して、レンズフィルム１２（１３）の表面形状を反転させた形状を有する金型と、金属板との間に挟んでプレスすることで表面にプリズム形状を転写する熱プレス方法、（４）基材フィルムにＵＶ硬化樹脂を塗布して、レンズフィルム１２（１３）の表面形状を反転させた形状を有するロールに、基材フィルムに塗布したＵＶ硬化樹脂を押し付けると共に、紫外線を照射してＵＶ硬化樹脂を固化させることで表面にプリズム形状を転写する方法などにより形成することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す断面図である。 図１のレンズフィルムの構成の一例を表す斜視図である。 図２のレンズフィルムの断面構成図である。 図１のレンズフィルムの構成の他の例を表す斜視図である。 レンズフィルム製造装置の構成の一例を表す模式図である。 図５の転写装置の製造方法を説明するための概略図である。 図６に続く製造方法を説明するための概略図である。 図７に続く製造方法を説明するための概略図である。 実施例に係るレンズフィルムの構成の一例を表す拡大斜視図である。 図９のレンズフィルムの視野角と表示輝度との関係図である。

符号の説明

１…表示装置、１０…照明装置、１１…光源、１２，１３…レンズフィルム、１２Ａ，１３Ａ…底面、１２Ｂ，１３Ｂ…頂部、１２Ｃ，１２Ｄ，１３Ｃ，１３Ｄ…傾斜面、１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ…曲面、１２Ｘ，１３Ｘ…透明樹脂、１２−１，１３−１…プリズム、１４…拡散シート、１５…ランプリフレクタ、１６…導光板、１７…反射シート、２０…液晶パネル、２１，３０…偏光板、２２，２９…透明基板、２３…カラーフィルタ、２４…透明電極、２５，２７…配向膜、２６…液晶層、２８…透明画素電極、３０…レンズフィルム製造装置、３１…供給装置、３２…転写装置、３３…押圧ロール、３４…形成ロール、３４Ａ…溝、３４Ｂ…内壁、３４Ｃ…窪み、３４Ｄ…ロール、４０，４１…バイト、Ｘ，Ｙ…回転軸。

Claims (6)

1. 同一平面内に延在する複数の凸状のレンズ体を延在方向に沿って並列に配列してなるレンズフィルムであって、
   前記各レンズ体は、前記平面に対して斜めに対向する傾斜面を有すると共に、前記傾斜面の一部に前記傾斜面から突出した複数の曲面を有する
   ことを特徴とするレンズフィルム。
2. 前記各レンズ体は、直角二等辺三角柱状の形状を有し、
   前記傾斜面は、頂角に接する面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズフィルム。
3. 前記複数の曲面は、前記レンズ体の延在方向に周期的に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズフィルム。
4. 前記複数の曲面は、前記レンズ体の延在方向に不規則に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズフィルム。
5. 前記各曲面は、前記レンズ体の延在方向にサインカーブの一部をなす曲線を有し、かつ前記レンズ体の配列方向に非球面状の曲線を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズフィルム。
6. 画像信号に基づいて駆動されるパネルと、
   前記パネルを照明するための光を発する光源と、
   前記パネルと光源との間に設けられたレンズフィルムと
   を備え、
   前記レンズフィルムは、同一平面内に延在する複数の凸状のレンズ体を延在方向に沿って並列に配列して構成され、
   前記各レンズ体は、前記平面に対して斜めに対向する傾斜面を有すると共に、前記傾斜面の一部に前記傾斜面から突出した複数の曲面を有する
   ことを特徴とする表示装置。

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