JP2009258298A - レンズアレイシート、光学シート、光源及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の低下を抑えつつ、モアレ縞の影響を低減させることができるレンズアレイシート、光学シート、光源及び液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】このレンズアレイシート２０１は、複数のレンズＵがアレイ状に形成されたレンズ面１１を有するレンズ層１０と、上記レンズ層１０の上記レンズ面１１とは反対の面に配置され、上記レンズ層１０に向かう光を拡散させる光拡散層５０Ａと、を有し、上記光拡散層５０Ａは、少なくとも上記レンズの非集光領域Ｎの一部に埋め込まれ、上記非集光領域Ｎを通過して上記レンズ層１０に向かう光を反射する光反射部５１を有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、レンズアレイシート、光学シート、光源及び液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置などの液晶パネルの大型化が進んでいる。しかし、大型化したとしても、画質の低下が許されるわけではなく、大画面でも高品位画質が求められる。大画面において高品位画質を達成するためには、例えば、画面の輝度の維持又は向上、視野角の拡大などが切望される。このような要請に基づいて、液晶パネルにマイクロアレイレンズを配置し、輝度及び視野角などを向上させる技術が提案されている。マイクロアレイレンズを配置することにより、正面輝度を高めたり、視野角を拡大させることができる。

一方、液晶パネルは、規則正しい絵素（画素）の配列を有することに起因して、モアレ縞が発生し、視認性が低下するという解決すべき課題を有する。モアレ縞は、規則正しい繰り返し模様が複数重ね合わせられることにより発生し、その複数の模様の周期のずれにより視覚的に観測される縞模様である。液晶パネルにおけるモアレ縞は、液晶パネルの各絵素が規則正しい繰り返し模様を形成し、他の部材等が同様に規則正しい繰り返し構造を有することにより発生する。

このようなモアレ縞と、そのモアレ縞を低減させる技術が特許文献１に記載されている。
バックライトからの光を液晶パネルへと立ち上げるための立ち上げ部材には、規則的なピッチの構造物パターンを有する光学シートが用いられることがある。この場合、液晶パネルの規則的なピッチを形成する絵素と、光学シートの構造物パターンとが重なり合うことにより、明暗格子が重ね合わされ、モアレ縞が発生する。特許文献１に記載の液晶表示装置では、絵素の配列ピッチと、光学シートの構造物パターンのピッチとを、モアレ縞のピッチ間隔が最小になるように設定することにより、モアレ縞を低減させる。つまり、この液晶表示装置では、モレア縞のピッチ間隔を最小化して、人間の眼の分解能以下にすることにより、モアレ縞の画質への影響を低減させている。

特開２０００−２０６５２９号公報 特開２０００−２８４２６８号公報 特開２００７−２５６５７５号公報

しかしながら、上記特許文献１の液晶表示装置では、視認性等へは影響は低減しうるものの、実際にはモアレ縞は発生している。また、絵素の配列ピッチを調整することは、液晶パネルそのものの設計や製造ラインを変更する必要があり、容易ではない。そこで、モアレ縞の発生自体を抑制する技術が開発されている。

上記特許文献２や特許文献３には、モアレ縞の発生自体を抑制するための技術が開示されている。この特許文献２及び特許文献３は、単位レンズの反復的レンズアレイ構造を有する輝度制御部材を用いたバックライトユニットを備える透過型液晶表示装置を提案している。この液晶表示装置は、液晶パネルと、その液晶パネルの背面（直下）側からの光を照射する光源手段と、を備える。そして、光源手段は、光源と、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズアレイ層と、レンズアレイ層の焦点面（レンズアレイが形成された面の裏面）の近傍に開口部を有する遮光部と、を有する。この構成により、特許文献２及び特許文献３では、光源からの光をレンズアレイ層で平行光に変換し、光学シートの構造物パターンを低減することにより、モアレ縞の発生を抑制する。

しかしながら、このようなレンズアレイ層でも十分にモアレ縞の発生を抑制することは難しい。つまり、レンズアレイ層自体がやはり規則的な構造物パターンを有し、平行光にはその影響があらわれて、完全な平行光に変換することは難しい。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、画質の低下を抑えつつ、モアレ縞の影響を低減させることが可能な、新規かつ改良されたレンズアレイシート、光学シート、光源及び液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズ層と、上記レンズ層の上記レンズ面とは反対の面に配置され、上記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、を有し、上記光拡散層は、少なくとも上記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、上記非集光領域を通過して上記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、レンズアレイシートが提供される。

この構成によれば、レンズアレイシートに光拡散層側から照射された光は、一部は光拡散層に入射し、レンズ層に到達する前に光拡散層により拡散される。そして、拡散された光が、レンズ層に到達して複数のレンズにより略平行光に変換される。この際、略平行光に変換される光は、拡散されている。よって、略平行光に変換された後の光は、レンズにより略平行光に変換されつつも、レンズ層の複数のレンズの配列パターンによる明暗が低減された光となる。また、レンズアレイシートに光拡散層側から照射された光のうち、レンズの非集光領域を通過する光の少なくとも一部は、光反射部により反射される。従って、レンズに入射する光に含まれる非集光領域を通過する光を、低減させることができる。従って、レンズにより略平行光に変換されない光を低減させることができる。

また、上記光反射部は、上記レンズ層に近づくにつれて幅が縮小する形状を有してもよい。

また、上記光反射部は、上記レンズ層に近づくにつれて幅が拡大する形状を有してもよい。

また、上記光反射部は、上記光拡散層の上記レンズ層に対向する面とは反対の面から当該光拡散層に埋め込まれ、上記光反射部が埋め込まれる深さは、当該光反射部の反射率が７０％以上となるように設定されてもよい。

また、上記光拡散層のヘイズは、２０％以下であってもよい。

また、上記光反射部は、光を反射するために光を散乱させる散乱反射層であってもよい。

また、上記光反射部は、少なくも上記レンズアレイシートの周辺部には形成されなくてもよい。

また、上記レンズ層のレンズ面には、相互に平行に所定の間隔で配列された複数の凸状のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーレンズが形成されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートと、上記レンズアレイシートの上記レンズ面とは反対の面側に配置され、上記レンズアレイシートに向かう光を拡散させる光拡散板と、を有し、上記レンズアレイシートは、上記レンズ面を有するレンズ層と、上記レンズ層の上記レンズ面とは反対の面に配置され、上記光拡散板から上記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、を有し、上記光拡散層は、少なくとも上記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、上記非集光領域を通過して上記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、光学シートが提供される。

また、上記レンズアレイシートのレンズ面側に配置され、光を偏光分離する偏光分離フィルムを更に有してもよい。

また、上記偏光分離フィルムと上記レンズアレイシートとの間、及び、上記レンズアレイシートと上記光拡散板との間の少なくとも一方に配置され、光を拡散させる光拡散シートを更に有してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートと、上記レンズアレイシートの上記レンズ面とは反対の面側に配置され、上記レンズアレイシートに光を照射するバックライトと、を有し、上記レンズアレイシートは、上記レンズ面を有するレンズ層と、上記レンズ層の上記レンズ面とは反対の面に配置され、上記バックライトから照射され上記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、を有し、上記光拡散層は、少なくとも上記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、上記非集光領域を通過して上記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、光源が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、液晶パネルと上記液晶パネルに光を照射するバックライトとの間に配置され、上記液晶パネル側に複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートを有し、上記レンズアレイシートは、上記レンズ面を有するレンズ層と、上記レンズ層の上記レンズ面とは反対の面に配置され、上記バックライトから照射され上記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、を有し、上記光拡散層は、少なくとも上記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、上記非集光領域を通過して上記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、液晶表示装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば、画質の低下を抑えつつ、モアレ縞の影響を低減させることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、本発明の各実施形態に係るレンズアレイシートについて説明する。そして、その後、このレンズアレイシートを使用した光学シート、光源及び液晶表示装置について説明する。

本発明の各実施形態に係るレンズアレイシートは、画質の低下を抑えつつ、モアレ縞の影響を低減させるために、例えば光を拡散させる層又は部位を有する点を特徴の一つとする。また、光拡散層又は部位の形状や配置位置、他の構成などにより、本発明の各実施形態は、大きく分けて２つの形態に分類される。そこで、まず１の分類に係る本発明の各実施形態（第１実施形態〜第６実施形態）について説明し、次に他の分類に係る本発明の各実施形態（第７実施形態〜第１０実施形態）について説明する。ただし、これらの実施形態の構成などは共通してる個所も多いため、後続の実施形態における説明中重複する内容については適宜省略し、各実施形態の相違点について説明する。

＜第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１＞
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。図１及び図２には、本実施形態に係るレンズアレイシートの概略的な断面形状及び構成を示した。なお、図１では、レンズアレイシート１０１の右端部の断面形状を表し、Ａ−Ａ線より左方のレンズアレイシート１０１は省略して図示した。

（レンズアレイシート１０１の構成）
図１に示すように、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１は、一体に形成された３層構造を有する。つまり、レンズアレイシート１０１は、レンズ層１０と、光拡散層２０Ａと、光反射層３０とを有する。

レンズ層１０は、複数の単位レンズ（以下単に「レンズ」ともいう。）Ｕがアレイ状に形成されたレンズ面１１を有する。そして、レンズアレイシート１０１のレンズ面１１とは反対の面は、略平坦な形状を有する。以下この面を「平坦面」ともいう。

このレンズ層１０としては、例えば、レンズＵがレンズ面１１内で１次元のアレイ状に形成されたレンズアレイシートや、レンズＵがレンズ面１１内で２次元のアレイ状に形成されたレンズアレイシートなどが挙げられる。１次元アレイ状のレンズアレイシートとしては、例えば、凸状のシリンドリカルレンズがレンズ面１１内に一方向にアレイ状に配列されたレンチキュラーレンズアレイシートなどが挙げられる。一方、２次元アレイ状のレンズアレイシートとしては、例えば、円形・矩形・六角形・多角形などの底面を有しドーム状の曲面により形成されるレンズＵがレンズ面１１内に２次元のアレイ状に配列されたレンズアレイシートなどが挙げられる。

レンズ層１０のレンズ面１１に形成される複数のレンズＵは、１次元であれば少なくとも１方向に、２次元であれば少なくとも２方向に所定の間隔（ピッチ）で規則的に配置される。

各レンズＵは、平坦面側に焦点Ｆを有する。焦点Ｆに点光源を配置して光をレンズＵに照射した場合、この光は、レンズＵによりレンズ面１１の法線方向に向かう平行光に変換される。図１中、光路Ｐは、この平行光に変換される光を示している。この焦点Ｆや光路Ｐについて換言すれば、紙面上方より平行光を照射した場合、各レンズＵは、この平行光を焦点Ｆに集光する。この焦点Ｆに集光される光が通過する領域を、ここでは「集光領域Ｇ」ともいう。また、集光領域Ｇ以外の領域を、ここでは「非集光領域Ｎ」ともいう。更に、各領域中のレンズアレイシート１０１に平行な面を、それぞれ「集光面領域」、「非集光面領域」ともいう。

このレンズ層１０を形成する材質としては、例えば、ガラスやプラスチック材料を使用することができるが、本発明はこの例に限定されるものではない。なお、プラスチック材料としては、例えば、ポリメタアクリル酸メチル・ポリアクリル酸メチルなどのようなアクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステルの単独又は共重合体、ポリエチレンテレフタレート・ポリブチレンテレフタレートなどのようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の樹脂材料が挙げられる。

光拡散層２０Ａは、レンズ層１０の平坦面に積層され、レンズ層１０と一体に形成される。つまり、光拡散層２０Ａは、レンズ層１０と光反射層３０との間に配置される。そして、光拡散層２０Ａは、内部を通過する光を拡散させる。なお、光拡散層２０Ａの一部を、ここでは「光拡散部２１」ともいう。このように光を拡散させる光拡散層２０Ａとしては、例えば、拡散剤を光透過性樹脂中に分散させ、拡散剤と光透過性樹脂との屈折率差による光の散乱効果を利用した層などを利用できる。

拡散剤としては、例えば、アクリル樹脂・ポリスチレン・ポリエチレン・尿素樹脂・ウレタン樹脂・有機シリコーン樹脂・炭酸カルシウム・酸化チタン・シリカ等を主成分としたビーズ若しくはフィラー、又は、中空ビーズなどを使用することができる。このような拡散剤の平均粒径は、例えば約１〜５０μｍが取扱が容易で望ましい。また、種類や粒径が異なる２種類以上の拡散剤が組み合わせられて使用されてもよい。

一方、光透過性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂等を用いることができる。

なお、このような光透過性樹脂として、上記の材質の中でも、レンズ層１０よりも低い屈折率を示す材料を使用することが好ましい。このような材質を使用することにより、光拡散層２０Ａからレンズ層１０に光が入射する際、屈折率の差により光線がよりシート法線方向に近くなる。従って、レンズ層１０のレンズＵが設計通りのレンズ効果（光路変換効果など）を発揮することができる。

なお、この光拡散層２０Ａは、ヘイズが２０％以下であることが好ましい。ヘイズが２０％超過であると、光拡散層２０Ａにおける光拡散効果が強くなり、レンズアレイシート１０１を透過する光量が減少して正面輝度が低下する恐れがある。また、ヘイズが２０％超過であると、レンズ層１０による集光効果が得られ難くなる。なお、上記拡散剤及び光透過性樹脂の材質を選択したり、拡散剤の平均粒径を調整するなどにより、光拡散層２０Ａのヘイズ値を調整することができる。

光反射層３０は、光拡散層２０Ａのレンズ層１０と接する面とは反対の面に積層され、光拡散層２０Ａと一体に形成される。つまり、レンズ層１０のレンズ面１１とは反対の面側に配置される。そして、光反射層３０は、光反射部３１において光を反射する。この際光反射部３１は、例えば、光を散乱させることにより光を反射させる散乱反射層として形成されてもよい。このように光を反射する光反射部３１としては、例えば、アルミニウム、銀、スズなどのような金属材料により形成されてもよいが、光反射部３１の材質はかかる例に限定されるものではなく、様々な材料を使用することができる。

この光反射層３０には、光を通過させる開口部３２が形成される。つまり、例えば、紙面下方より照射された光は、この開口部３２を通過して光拡散層２０Ａに到達する。そして、光拡散層２０Ａは、この開口部３２を通過して、レンズ層１０に向かう光を拡散させる。

開口部３２は、レンズＵの頂上部位に対応した位置において、レンズＵの集光領域内に形成される。この際、開口部３２は、レンズＵの非集光領域には形成されないことが望ましい。つまり、開口部３２は、例えば焦点Ｆに点光源を配置して光を照射した場合、各レンズＵの集光領域Ｇを通過する光の少なくとも一部を通過させ、非集光領域Ｎを通過する光を含む他の光を通過させないように形成される。なお、図１には、開口部３２が集光領域中を進む光の全てを通過させる場合を示しているが、本実施形態に係る開口部３２の大きさはこの例に限定されない。例えば、開口部３２の大きさは、非集光領域Ｎを通過する光を通過させない大きさであればよく、集光領域Ｇを通過する光の一部を通過させる大きさであってもよい。開口部３２の大きさが非集光領域Ｎにまでいたる程大きければ、十分に絞りきれない光の成分が増える。この場合、レンズＵにより平行光に変換されない光（シートの法線方向に出射されない光）の成分が増加してしまう。一方、集光領域Ｇ内であっても開口部３２の大きさが小さくすれば、より均一に焦点Ｆに絞られた光の成分がレンズＵに入射され、レンズ層１０から出射される光は、より平行光に近づく。しかしながら、この場合、出射光の光量にムラが増える恐れがある。従って、レンズＵ及び開口部３２の形状及び大きさは、レンズアレイシート１０１に対して要求される性能（例えば、平行光への変換効率、透過させる光の光量（正面輝度）など）やレンズアレイシート１０１の大きさ、レンズアレイシート１０１と光源との位置関係などに応じて決定されることが望ましい。従って、レンズＵ及び開口部３２の断面形状は、例えば、正方形状、円形状、楕円形状、長方形状、菱形形状、多角形状などのように、任意の形状にすることができる。更に、レンズＵ及び開口部３２の断面形状は、例えば、一方向に沿って連続的に延長形成された帯状に形成されてもよい（このようなレンズＵをレンチキュラーレンズといわれる。）。つまり、開口部３２の形状は、レンズＵの集光面に対応した形状に形成されてもよい。

光反射層３０は、このような開口部３２を有することにより、紙面下方より光が照射された場合、レンズＵで略平行光に変換される光、つまり、擬似的に焦点Ｆを通過する光を主に通過させ、略平行光に変換されないような他の光の多くを反射することができる。従って、レンズアレイシート１０１は、光反射層３０を有することにより、レンズ層１０の効果を向上させて、光を略平行光に変換することができる。

また、光を反射させる光反射層３０（光反射部３１）は、レンズアレイシート１０１の端部、つまり周辺部Ｅには形成されないことが望ましい。換言すれば、光反射層３０は、レンズアレイシート１０１の周辺部Ｅに別途の開口部を有するとも言える。レンズアレイシート１０１の周辺部Ｅを通過する光の光量は、その中心部を通過する光の光量よりも少ないことが予想される。従って、光反射層３０は、周辺部Ｅを通過する光を反射せず、周辺部Ｅにおける光量の減少を抑制することができる。なお、周辺部Ｅに光反射層３０を形成しないことにより、レンズ層１０による光を略平行光に変換する集光効果は薄れる。従って、この周辺部Ｅでは、モアレ縞の発生も抑制される。なお、光反射層３０と共にレンズ層１０のレンズＵも、レンズアレイシート１０１の周辺部Ｅでは取り除かれてもよい。

（レンズアレイシート１０１の寸法例）
以上、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１の構成について説明した。
次に、図２を参照しつつ、このレンズアレイシート１０１の各構成の寸法例等について説明する。

図２では、１つのレンズＵに対応するレンズ層１０，光拡散層２０Ａ及び光反射層３０を示した。１つのレンズＵの幅をＬとし、レンズ層１０の平坦面から焦点Ｆまでの距離をＳとし、光拡散層２０Ａの厚みをｄとし、１つのレンズＵに対応する光反射部３１の幅をＷｒとした。すると、光反射部３１の幅Ｗｒは以下の条件（式１）を満たすように設定される。

（レンズアレイシート１０１の形成方法例）
次に、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１の形成方法の一例について説明する。なお、ここで説明する形成方法は、あくまで一例であって、本発明を限定するものではない。レンズアレイシート１０１は、他の様々な方法で形成されてもよいことは言うまでもない。また、ここでは、レンズ層１０にレンチキュラーレンズアレイが使用された場合を例に説明するが、他の形状のレンズＵを使用する場合も同様に形成することができる。

まず、レンズ層１０を形成する。
このレンズ層１０を形成する方法としては、例えば、レンズＵに対応する形状を有する金型を用いる方法、レンズＵに対応する形状を有するニッケル製スタンパなどの形状を加熱プレスにより転写する方法、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂を透明基板等に塗布してレンズＵに対応する形状のエンボスロールによりエンボス加工を行った後に紫外線又は電子線で硬化させる方法、フォトレジストをフォトリソグラフィ法によりレンズＵのピッチでパターニングして加熱溶融しレンズを形成する方法などが挙げられる。

次に、レンズ層１０のレンズ面１１とは反対の平坦面に光拡散層２０Ａを積層する。つまり、レンズ面１１に光拡散層２０Ａの材質を塗布して硬化させたり、硬化している光拡散層２０Ａを貼り合わせることにより、光拡散層２０Ａをレンズ層１０と一体に形成させる。

そして、光拡散層２０Ａに、更に、光反射部３１及び開口部３２を有する光反射層３０を積層する。この光反射層３０を形成する方法としては、例えば、まず、光拡散層２０Ａにフィルム状の紫外線硬化性樹脂をラミネートして粘着性紫外線硬化性樹脂層を形成させる。そして、レンズ面１１に紫外線の平行光を照射する。すると、平行光が照射される集光領域Ｇ中の紫外線硬化性樹脂層が硬化する。その後、光反射層を形成する金属材料が塗布された転写シートを、金属材料が紫外線硬化性樹脂層に面するように重ねて加圧する。そして、転写シートを剥離させることにより、未硬化部分の紫外線硬化性樹脂層の粘着性を利用して、非集光領域Ｎに金属材料（光反射部３１）を付着させる。引き続き、紫外線硬化性樹脂層の未硬化部分に紫外線を照射して硬化させる。この際、紫外線は例えばレンズ面１１とは反対側から照射することができる。その結果、集光領域Ｇ内に開口部３２を有する光反射層３０が、光拡散層２０Ａの裏面（レンズ層１０と反対の面）に一体形成される。

なお、ここで説明したレンズアレイシート１０１の形成方法例は、上述の通り、一例であり、本発明を限定するものではない。また、ここでは、光反射層３０を紫外線硬化性樹脂を利用して形成する場合について説明したが、他にもフォトリソグラフィー法、金属蒸着法、金属印刷法、転写法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、所定の形状の金属を貼り合わせる方法など、様々な方法で形成可能である。

（レンズアレイシート１０１による効果の例）
以上、本発明の第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１の構成等について説明した。このレンズアレイシート１０１によれば、例えば、光反射層３０側に光源を配置して、光を照射した場合、レンズ層１０に入射する光は光反射層３０により焦点Ｆに絞られる。よって、レンズアレイシート１０１はレンズ層１０のレンズ面１１の方向から略平行光を出射させることができる。この際、出射される略平行光は、光拡散層２０Ａにより拡散された光が含まれる。よって、レンズアレイシート１０１は、この略平行光中に含まれる、レンズＵの規則的なパターンや光反射層３０のパターンと同様のパターンを有する光（例えば輝度ムラのパターンや指向性パターンなど）を低減することができる。その結果、例えば、レンズアレイシート１０１の前面に液晶パネルなどを配置したとしても、その液晶パネルの規則的な構造パターンと共にモアレ縞を発生させる光の規則的なパターンを低減させることができ、モアレ縞の発生を抑制することができる。

このモアレ縞の抑制効果などのレンズアレイシート１０１の効果について、レンズアレイシート１０１が液晶表示装置に使用された場合を例に挙げて、より詳しく説明する。

通常の液晶表示装置は、液晶パネルと、その液晶パネルに光を照射する光源とを有する。そして、液晶表示装置の視認性を向上させるために、光を液晶表示装置の正面方向に絞る必要がある。上述の通り、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１は、光反射層３０により焦点Ｆに絞られた光をレンズ層１０に照射することができるので、レンズ層１０から略平行光を出射することができる。よって、このレンズアレイシート１０１は、液晶表示装置の視認性を向上させることができる。

この際、液晶表示装置は、規則的に配置された絵素を有する。よって、この絵素の配置ピッチと、レンズアレイシートの構造物パターンとが重なり合うことによりモアレ縞が発生しうる。この際、レンズアレイシートのレンズによる集光効果が均一に得られると、かえってモアレ縞が発生しやすい。しかしながら、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１は、光反射層３０とレンズ層１０との間に光拡散層２０Ａを有する。この光拡散層２０Ａは、レンズ層１０に入射する光を拡散させる。よって、レンズ層１０には拡散された光が入射することになり、レンズによる集光効果は弱められ、モアレ縞の発生が抑制される。

しかしながら、レンズによる集光効果（輝度向上効果や配光制御効果）が抑制されすぎれば、レンズアレイシートから出射される光中に含まれる略平行光の成分が減少し、液晶表示装置の正面に出射される光の量が減少して、視認性を低下させる恐れがある。これに対して、本実施形態にかかるレンズアレイシート１０１によれば、光拡散層２０Ａが、光反射層３０により一旦焦点Ｆに絞られた後で、かつ、レンズ層１０に入射する直前の、レンズ層１０に向かう光を拡散させる。従って、レンズ層１０に入射する光は、大きく拡散されない。よって、レンズアレイシート１０１は、モアレ縞の発生を抑制しつつも、視認性が低下しない程度にレンズの集光効果を維持することができる。

なお、単に平行光を打消してモアレ縞の発生を抑制するのみであれば、レンズアレイシート１０１の外側に、光を拡散させる光拡散板を配置することも考えられる。また、外側に配置する場合の光拡散板の配置位置としては、レンズ層１０のレンズ面１１側と、光反射層３０側とが考えられる。しかしながら、このようにレンズアレイシート１０１の外側に、モアレ縞の発生を抑制する程光を拡散させる拡散板を配置すれば、界面が増加する。その結果、層界面の反射などの影響により、設計以外の光路をたどる光が極端に増え、レンズなどによる集光効果、輝度向上効果、配光制御効果等の効果が抑制されてしまい、光の利用効率も低下する。また、これらの効果が弱まると、設計因子と効果との間の相関が得られ難くなり、設計そのものの難易度が高まる。よって、最適な構造を構成することが困難になる。一方、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１の場合、レンズ層１０と光反射層３０との間に光拡散層２０Ａを設けることにより、光路を極端に複雑化せずに済む。よって、上記のような問題を発生させずに、適切にモアレ縞の発生を抑制することができる。

また、本実施形態とは異なり、レンズアレイシート１０１の外側に、光を拡散させる光拡散板を配置する場合には、部材が一つ増えるため製造コストの増加にも繋がる。更に、例えば、レンズ層１０のレンズ面１１側の外側に光拡散板を配置する場合、レンズ層のレンズにより変換された略平行光成分が減少する。その結果、液晶表示装置の視認性が低下する恐れもある。しかしながら、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１は、光拡散層２０Ａをレンズ層１０と光反射層３０との間に有することにより、上記の問題を引き起こさずに済む。

また、例えば、光反射層３０側の外側に光拡散板を配置する場合、光拡散板により大きく散乱された光が、所望の開口部３２とは異なる開口部３２を通過したり、通過した開口部３２に対応するレンズＵ以外のレンズＵに入射してしまう。その結果、光反射層３０による焦点Ｆに光を絞る効果も薄れてしまい、レンズ層１０による集光効果などの諸効果が薄れてしまう。この観点からも、光を拡散させる位置は、本実施形態のようにレンズ層１０の近傍（特に直前）であることが好ましい。本実施形態の光拡散層２０Ａによれば、レンズ層１０の近傍で光を拡散させるため、その光が通過した開口部３２に対応するレンズＵ以外のレンズＵに入射してしまう光を抑制しつつ、光を拡散させることができる。

なお、ここで説明した本実施形態に係るレンズアレイシート１０１による効果の例は、以下で説明する他の実施形態でも同様に奏することができる。従って、以下の他の実施形態にかかる説明では、本実施形態に係るレンズアレイシート１０１が奏する効果に加えて更に奏することができる効果などについて説明する。

以上、本発明の第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１について説明した。なお、このレンズアレイシート１０１では、光拡散層２０Ａのヘイズ値が、材質などを選択することにより調整される場合について説明した。しかしながら、例えば、その材質の値段や入手の困難性・設計上の都合などにより、光拡散層２０Ａに使用可能な材質に限りがある場合も存在する。また、光拡散層２０Ａの厚みが厚すぎると、光拡散層２０Ａの拡散性が強くなりすぎ、光の制御が難しくなる。つまり、所望の方向以外の光がレンズＵに進入してしまう。これらの場合に特に有益で適切にヘイズ値及び拡散性を制御することができ、かつ、他の効果をも奏することができる他の実施形態について、図３を参照しつつ以下で説明する。

＜第２実施形態に係るレンズアレイシート１０２＞
図３は、本発明の第２実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート１０２の構成）
図３に示すように、本実施形態に係るレンズアレイシート１０２は、上記第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が有する構成に加えて、更に透明層４０を有する。

透明層４０は、光拡散層２０Ａと光反射層３０との間に配置され、光拡散層２０Ａ及び光反射層３０と一体に形成される。そして、透明層４０は、光拡散層２０Ａと光反射層３０との間において、光を透過させる。なお、透明層４０の一部を、ここでは「透明部４１」ともいう。なお、本実施形態では、透明部４１が光拡散層２０Ａと光反射層３０との間に配置される場合について説明するが、透明部４１は例えばレンズ層１０と光拡散層２０Ａとの間に配置されてもよい。

この透明層４０を形成する材質としては、レンズ層１０と同様に、例えば、ガラスやプラスチック材料を使用することができるが、本発明はこの例に限定されるものではない。

（レンズアレイシート１０２の形成方法例）
このような透明層４０は、例えば、上記第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１において光反射層３０を形成する前に、光拡散層２０Ａに積層されることにより、形成可能である。しかしながら、この形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート１０２による効果の例）
以上、本発明の第２実施形態に係るレンズアレイシート１０２の構成等について説明した。このレンズアレイシート１０２によれば、第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が奏することができる効果に加えて、更に、光拡散層２０Ａの厚みを調整することにより、レンズアレイシート１０２全体の厚みを変えずに光拡散層２０Ａのヘイズ値を調整することができる。また、レンズアレイシート１０２は、光拡散層２０Ａと透明層４０との間の界面が１つ増えるため、この界面を利用した反射効果、拡散効果などを利用することも可能である。

次に、このような界面を更に有効に活用することができる第３実施形態について、図４を参照しつつ説明する。

＜第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３＞
図４は、本発明の第３実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート１０３の構成）
図４に示すように、本実施形態に係るレンズアレイシート１０３は、上記第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が有する光拡散層２０Ａに代えて、光拡散層２０Ｂを有する。そして、この光拡散層２０Ｂは、上記第１実施形態の光拡散層２０Ａの一部と同様の光拡散部２１と、上記第２実施形態の透明層４０の一部と同様の透明部４１とを有する。

光拡散部２１は、レンズＵの集光領域Ｇ内に配置され、光反射層３０の開口部３２を通過してレンズ層１０に向かう光を拡散させる。一方、透明部４１は、光拡散部２１の間に配置され、光を透過する。

（レンズアレイシート１０３の形成方法例）
このような光拡散層２０Ｂは、例えば、上記第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１において光反射層３０を形成する前に、光拡散部２１を形成し、光拡散部２１の間に透明部４１を形成することにより、形成可能である。また、光拡散部２１は、光拡散層２０Ａの一部をフォトリソグラフィ法やスパッタリング法などにより抜き取ることにより形成可能であり、その他印刷法、転写法などにより形成することも可能である。また、先に光拡散層２０Ｂを形成し、その後、レンズ層１０及び光反射層３０を形成することも可能である。更に、光拡散層２０Ｂをしかしながら、これらの形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート１０３による効果の例）
以上、本発明の第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３の構成等について説明した。このレンズアレイシート１０３によれば、第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が奏することができる効果に加えて、更に、光拡散部２１の幅を調整することにより、レンズアレイシート１０２全体の厚みを変えずに光拡散層２０Ｂのヘイズ値を調整することができる。また、レンズアレイシート１０３は、各光拡散部２１の間に透明部４１を有することにより、一のレンズＵの集光領域と他のレンズＵの集光領域との間に界面を２つ形成する。この界面は、各光拡散部２１で拡散された光のうち、その光拡散部２１に対応したレンズＵ以外のレンズＵに向かう光の一部を、対応するレンズＵの方向に反射させることができる。従って、レンズアレイシート１０３は、光の利用効率を向上させることができ、レンズ層１０による集光効果などを向上させることができる。

なお、本実施形態に係るレンズアレイシート１０３と、上記第２実施形態に係るレンズアレイシート１０２との構成を組み合わせること可能である。そこで、次に、これらを組み合わせた実施形態である第４実施形態及び第５実施形態について説明する。

＜第４，５実施形態に係るレンズアレイシート１０４，１０５＞
図５は、本発明の第４実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。図６は、本発明の第５実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート１０４，１０５の構成）
図５に示すように、第４実施形態に係るレンズアレイシート１０４は、レンズ層１０と光拡散層２０Ｂとの間に透明層４０を有する。一方、図６に示すように、第５実施形態に係るレンズアレイシート１０５は、透明層４０を光拡散層２０Ｂと光反射層３０との間に有する。

（レンズアレイシート１０４，１０５の形成方法例）
このようなレンズアレイシート１０４，１０５は、上記第２実施形態に係るレンズアレイシート１０２の形成方法と、第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３の形成方法とを組み合わせることにより、形成することが可能である。ただし、この形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート１０４，１０５による効果の例）
以上、本発明の第４，５実施形態に係るレンズアレイシート１０４，１０５の構成等について説明した。このレンズアレイシート１０４，１０５によれば、第２実施形態に係るレンズアレイシート１０２が奏する効果と、第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３が奏する効果とを合わせた効果を奏することが可能である。特に、上記第５実施形態に係るレンズアレイシート１０５の場合、光拡散部２１がレンズ層１０に入射する直前の光を拡散させる。従って、１の開口部３２を通過した光が、その開口部３２に対応するレンズＵ以外のレンズＵに進入してしまう可能性を低減させることができ、光の利用効率を更に高めることができる。

上記第３実施形態〜第５実施形態では、光拡散部２１は単一の層状ではなく、間に透明部４１を有する場合について説明し、光拡散部２１の形状（換言すれば透明部４１の形状）については特に限定しなかった。しかしながら、この光拡散部２１の形状を変更することにより、更なる効果を発揮させることも可能である。そこで、上記第３実施形態の場合を基に、光拡散部２１の形状を変更した場合の実施形態である第６実施形態について、図７及び図８を参照しつつ、説明する。ただし、この第３実施形態以外の第４実施形態及び第５実施形態でも同様の変更が可能であることは言うまでもない。

＜第６実施形態に係るレンズアレイシート１０６＞
図６は、本発明の第６実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート１０６の構成）
図６に示すように、本実施形態に係るレンズアレイシート１０６は、上記第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３が有する光拡散層２０Ｂに代えて、光拡散層２０Ｃを有する。そして、この光拡散層２０Ｃは、光拡散部２２と、透明部４２とを有する。

光拡散部２２は、形状が異なる以外上記光拡散部２１と同様に形成され、これに対応して透明部４２も、形状が異なる以外上記透明部４１と同様に形成される。

光拡散部２２は、レンズＵの集光領域Ｇ内に配置され、レンズ層１０に近づくにつれて幅（レンズアレイシート１０６の面内方向の幅）が拡大する形状を有する。換言すれば、光拡散部２２は、各レンズＵの集光領域内において、その集光領域Ｇに沿った形状を有する。つまり、例えば光拡散部２２は、レンズＵの断面が円形であれば、円錐台状に形成され、レンズＵの断面が多角形であれば、多角形の錐台状に形成される。そして、光拡散部２２も、光反射層３０の開口部３２を通過してレンズ層１０に向かう光を拡散させる。一方、透明部４１は、光拡散部２１の間に配置され、光を透過する。

（レンズアレイシート１０６の寸法例）
以上、本実施形態に係るレンズアレイシート１０６の構成について説明した。
次に、図８を参照しつつ、このレンズアレイシート１０６の各構成の寸法例等について説明する。

図８では、１つのレンズＵに対応するレンズ層１０，光拡散層２０Ｃ及び光反射層３０を示した。１つのレンズＵの幅をＬとし、レンズ層１０の平坦面から焦点Ｆまでの距離をＳとし、１つのレンズＵに対応する光反射部３１の幅をＷｒとした。更に、光拡散層２０Ｃにおけるレンズ層１０からの深さをｄｉとし、その深さｄｉにおける光拡散部２２の幅をＷｉとした。すると、光拡散部２２の幅Ｗｉは以下の条件（式２）を満たすように設定される。

（レンズアレイシート１０６の形成方法例）
このような光拡散層２０Ｃは、例えば、以下のように形成することができる。まず、レンズ層１０の平坦面に、光拡散性を有する紫外線硬化性樹脂などを塗布し、その後、レンズ層１０のレンズ面１１から、レンズＵの中心からの径がレンズＵの径と同じかそれよりも細い紫外線を照射する。すると、図７及び図８に示すような形状に紫外線効果性樹脂が硬化する。その後、未硬化の部位を取り除くことにより、光拡散部２２を形成することができる。そして、光拡散部２２の間に透明部４２を形成することにより、光拡散層２０Ｃを形成することができる。また、この光拡散層２０Ｃも、第１実施形態に係る光拡散層２０Ａの一部をフォトリソグラフィ法やスパッタリング法などにより抜き取ることにより形成することも可能である。しかしながら、これらの形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート１０６による効果の例）
以上、本発明の第６実施形態に係るレンズアレイシート１０６の構成等について説明した。このレンズアレイシート１０６によれば、第３実施形態に係るレンズアレイシート１０３が奏することができる効果に加えて、光拡散部２２と透明部４２との界面の形状が、集光領域Ｇに沿った形状を有する。従って、光拡散部２２で拡散された光の一部を、その界面で屈折率差により反射させることができ、対応するレンズＵに向かう光の量を増やすことができる。換言すれば、この第６実施形態に係るレンズアレイシート１０６は、擬似的に、光拡散部２２と透明部４２との界面により、レンズＵに光を導くことができる。よって、レンズアレイシート１０６は、更に光の利用効率を高めることができる。

以上、本発明の１の分類に係る実施形態（第１実施形態〜第６実施形態）について説明した。この第１実施形態〜第６実施形態では、光拡散層２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと光反射層３０とが別々の層を形成している場合について説明した。しかしながら、光反射層３０の光反射部３１を光拡散層２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ中に埋め込むことにより、レンズアレイシートを形成することも可能である。本発明の他の分類に係る実施形態（第７実施形態〜第１０実施形態）では、光反射部が光拡散層に埋め込まれる。このように光拡散層が埋め込まれることにより、光の利用効率を更に向上させることが可能である。この第７実施形態〜第１０実施形態について詳しく説明する。まず以下では、第７実施形態に係るレンズアレイシートについて、図９を参照しつつ説明する。

＜第７実施形態に係るレンズアレイシート２０１＞
図９は、本発明の第７実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート２０１の構成）
図９に示すように、本実施形態に係るレンズアレイシート２０１は、上記第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が有する光拡散層２０Ａ及び光反射層３０に代えて、光拡散層５０Ａを有する。そして、この光拡散層５０Ａは、光拡散部２１と、光反射部５１とを有する。なお、本実施形態に係る光拡散部２１は、図９に示すように、第１実施形態に係る光拡散層２０Ａを形成する光拡散部２１とは形状が異なるが、層状であり、また、同様に形成されるため、共通の符合を付している。一方、本実施形態に係る光反射部５１は、光拡散層５０Ａに埋め込まれて形成されるため異なる符合で示したが、基本的には第１実施形態〜第６実施形態に係る光反射部３１，３２と同様に形成される。

光拡散部２１は、レンズ層１０の平坦面に積層され、レンズ層１０と一体に形成される。そして、光拡散層２０Ａは、内部を通過する光を拡散させる。

光反射部５１は、少なくともレンズＵの非集光領域Ｎの一部において光拡散部２１に埋設される。つまり、光反射部５１は、レンズアレイシート２０１と平行な面内において、集光面領域を覆うように埋め込まれる。そして、光反射部５１は、非集光領域Ｎを通過してレンズ層１０に向かう光を反射する。

（レンズアレイシート２０１の形成方法例）
このような光拡散層５０Ａは、例えば、以下のように形成することができる。つまり例えば、まず、レンズ層１０の平坦面に光拡散部２１を平坦な層状に形成し、フォトリソグラフィ法やスパッタリング法により、光拡散部２１の裏面にくぼみを形成する。そして、そのくぼみに光反射部５１を塗布することにより、光拡散層５０Ａが形成される。また、他にも例えば、光拡散層５０Ａは、レンズ層１０の平坦面に光拡散部２１の一部を平坦に形成し、その光拡散部２１に所定のパターンのくぼみを有する光拡散部２１を更に積層した後、そのくぼみに光反射部５１を塗布することにより、形成可能である。しかしながら、これらの形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート２０１による効果の例）
以上、本発明の第７実施形態に係るレンズアレイシート２０１の構成等について説明した。このレンズアレイシート２０１によれば、第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１が奏することができる効果に加えて、更に、光反射部５１の厚みを調整することにより、光反射部５１の反射率を高めることができ、更に光の利用効率を高めることができる。上述の第１実施形態に係る光反射層３０等と同様に、光反射部５１も、レンズ層１０に入射する光を、焦点Ｆを通過する光に絞る役割を担う。しかしながら、例えば金属材料を使用したとしても、光反射部５１では、光の吸収や透過が生じ、反射率は１００％ではない。反射率が低い場合、光反射部５１での光の吸収や透過により、実際にレンズ層１０に反射される光は、低減してしまう。一方、光反射部５１は、厚みを厚くすることにより反射率を向上させることができる。そこで、例えば、第１実施形態等において光反射部３１の厚みを厚くした場合、レンズアレイシート１０１そのものの厚みが増加してしまう。しかしながら、本実施形態に係るレンズアレイシート２０１のように、光反射部５１を光拡散層５０Ａに埋め込むことにより、レンズアレイシート２０１自体の厚みを増加させることなく、容易に光反射部５１の厚みを厚くすることが可能である。なお、この光反射部５１が埋め込まれる深さ、つまり厚みは、反射効率が７０％以上になるように設定されることが望ましい。更に言えば、この厚みは、反射率が８０％以上、更に好ましくは９０％以上となるように設定されることが望ましい。なお、この厚みは、光反射部５１の材質等により異なるため、その材質等に応じて設定されることが望ましい。

なお、上記第６実施形態に係るレンズアレイシート１０６では、光拡散部２２の間に透明部４２を設けることにより、光拡散部２２と透明部４２との界面を利用して、レンズＵに光を導くことができた。本実施形態に係るレンズアレイシート２０１では、光拡散部２１に光反射部５１を埋め込むことにより、界面よりも効率よい光反射部５１を利用して、レンズＵに光を導くことができる。そこで、以下では、このような光の誘導効果を高めるために、光反射部５１の形状を変更する場合の実施形態について説明する。その実施形態として、まず、以下では、図１０〜図１２を参照しつつ、本発明の第８実施形態及び第９実施形態について説明する。

＜第８，９実施形態に係るレンズアレイシート２０２，２０３＞
図１０は、本発明の第８実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。図１１及び図１２は、本発明の第９実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート２０２，２０３の構成）
図１０，１１に示すように、レンズアレイシート２０２，２０３のそれぞれは、上記第７実施形態に係るレンズアレイシート２０１が有する光拡散層５０Ａに代えて、光拡散層５０Ｂ，５０Ｃを有する。そして、この光拡散層５０Ｂ，５０Ｃは、それぞれ、光反射部５１に代えて光反射部５２，５３を有する。

光反射部５２，５３は、光反射部５１と同様に、少なくともレンズＵの非集光領域Ｎの一部において光拡散部２１に埋設される。つまり、光反射部５２，５３も、レンズアレイシート２０２，２０３と平行な面内において、集光面領域を覆うように埋め込まれる。そして、光反射部５２，５３も、非集光領域Ｎを通過してレンズ層１０に向かう光を反射する。

ただし、光反射部５２，５３は、レンズＵの非集光領域Ｎにおいて、レンズ層１０に近づくにつれて幅（レンズアレイシート２０２，２０３の面内方向の幅）が縮小する形状を有する。換言すれば、光反射部５２，５３は、各レンズＵの非集光領域Ｎに沿った形状を有する。そして、光反射部５２，５３は、非集光領域Ｎを通過してレンズ層１０に向かう光を反射すると共に、光拡散部２１で拡散され、集光領域Ｇから逸れる光を集光領域Ｇに反射して戻す役割を担う。

（レンズアレイシート２０３の寸法例）
以上、レンズアレイシート２０２，２０３の構成について説明した。
次に、図１２を参照しつつ、このように幅が縮小する光反射部５２，５３が埋め込まれたレンズアレイシートの一例として、レンズアレイシート２０３の各構成の寸法例等について説明する。

図１２では、１つのレンズＵに対応するレンズ層１０，光拡散層５０Ｃを示した。１つのレンズＵの幅をＬとし、レンズ層１０の平坦面から焦点Ｆまでの距離をＳとした。更に、光拡散層５０Ｃにおけるレンズ層１０からの深さをｄｉとし、その深さｄｉにおける光反射部５３の幅をＷｊとし、そして、光拡散層５０Ｃにおいて光反射部５３が埋め込まれる深さをｆとした。すると、光反射部５３の幅Ｗｊは以下の条件（式３）を満たすように設定される。

また、上述の通り、光反射部５３の反射率は、光拡散層５０Ｃにおいて光反射部５３が埋め込まれる深さｆに依存する。よって、この深さｆは、光反射部５３における反射率が７０％以上になるように設定されることが望ましい。更に言えば、この深さｆは、反射率が８０％以上、更に好ましくは９０％以上となるように設定されることが望ましい。

（レンズアレイシート２０２，２０３の形成方法例）
このような光拡散層５０Ｂ，５０Ｃは、光拡散層５０Ａと同様に、例えば以下のように形成することができる。つまり例えば、まず、レンズ層１０の平坦面に光拡散部２１を平坦な層状に形成し、フォトリソグラフィ法やスパッタリング法により、光拡散部２１の裏面にくぼみを形成する。そして、そのくぼみに光反射部５１を塗布することにより、光拡散層５０Ｂ，５０Ｃを形成することができる。また、他にも例えば、光拡散層５０Ｂ，５０Ｃは、レンズ層１０の平坦面に光拡散部２１の一部を平坦に形成し、その光拡散部２１に所定のパターンのくぼみを有する光拡散部２１を更に積層した後、そのくぼみに光反射部５１を塗布することにより、形成可能である。

更に、光拡散層５０Ｃは、例えば、紫外線硬化性樹脂などを使用することにより、形成することも可能である。この場合、例えば、層状の光拡散部２１をまず形成し、その光拡散部２１の一面に、熱と紫外線により硬化するような材質を塗布する。そして、レンズ層１０と同様のピッチで、レンズＵよりも焦点距離が短いレンズが配置されたレンズアレイシートを、光拡散部２１の他面に配置する。そして、このレンズアレイシートに光を照射して硬化させる。その後、レンズアレイシートを取り除き、レンズ層１０を接合し、かつ、硬化していない紫外線硬化性樹脂を取り除き、その部分に光反射部５３を塗布する。その結果、光拡散層５０Ｃを形成することができる。ただし、これらの形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート２０２，２０３による効果の例）
以上、本発明の第８，９実施形態に係るレンズアレイシート２０２，２０３の構成等について説明した。このレンズアレイシート２０２，２０３によれば、第７実施形態に係るレンズアレイシート１０３が奏することができる効果に加えて、光反射部５２，５３の形状を非集光領域Ｎに沿った形状にすることができる。よって、光反射部５２，５３により、光拡散部２１で拡散された光の一部を反射させ、対応するレンズＵに向かう光の量を増やすことができる。換言すれば、この第８，９実施形態に係るレンズアレイシート２０２，２０３は、擬似的に、光反射部５２，５３により、レンズＵに光を導くことができる。よって、レンズアレイシート２０２，２０３は、更に光の利用効率を高めることができる。

なお、この第８，９実施形態に係るレンズアレイシート２０２，２０３では、光反射部５２，５３がレンズ層１０に向かうほど縮小する幅を有する場合について説明した。つまり、光反射部５２，５３が非集光領域Ｎに沿った形状を有し、そのため光拡散部２１が集光領域Ｇに沿った形状を有する場合について説明した。しかしながら、光反射部５２，５３の形状は、この例に限定されるものではなく、更なる変形が可能である。そこで次に、図１３を参照しつつ、光反射部が更に異なる形状を有する本発明の第１０実施形態について説明する。

＜第１０実施形態に係るレンズアレイシート２０４＞
図１３は、本発明の第１０実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。

（レンズアレイシート２０４の構成）
図１３に示すように、レンズアレイシート２０４は、上記第７実施形態に係るレンズアレイシート２０１が有する光拡散層５０Ａに代えて、光拡散層５０Ｄを有する。そして、この光拡散層５０Ｄは、光反射部５１に代えて光反射部５４を有する。

光反射部５４は、光反射部５１と同様に、少なくともレンズＵの非集光領域Ｎの一部において光拡散部２１に埋設される。つまり、光反射部５４も、レンズアレイシート２０４と平行な面内において、集光面領域を覆うように埋め込まれる。そして、光反射部５４も、非集光領域Ｎを通過してレンズ層１０に向かう光を反射する。

ただし、光反射部５４は、レンズＵの非集光領域Ｎにおいて、レンズ層１０に近づくにつれて幅（レンズアレイシート２０４の面内方向の幅）が拡大する形状を有する。そして、光反射部５４は、非集光領域Ｎを通過してレンズ層１０に向かう光を反射すると共に、光拡散部２１で拡散され、集光領域Ｇから逸れる光を集光領域Ｇに反射して戻す役割を担う。

（レンズアレイシート２０４の形成方法例）
このような光拡散層５０Ｄは、例えば、フォトリソグラフィ法やスパッタリング法により形成することができる。この場合、例えば、まず、光反射部５４が埋め込まれる部位を先に形成する。つまり、層状の光拡散部２１を用意し、フォトリソグラフィ法やスパッタリング法により、レンズ層１０が配置される方向から、くぼみを形成する。そのくぼみに光反射部５１を形成し、その後、層状の光拡散部２１を更に積層する。そして、積層した層状の光拡散部２１にレンズ層１０を接合することにより、レンズアレイシート２０４が完成する。

更に、光拡散層５０Ｄは、上記第８，９実施形態と同様に、紫外線硬化性樹脂などを使用することにより、形成することも可能である。この場合、まず、レンズ層１０を形成し、その平坦面に層状の光拡散部２１を形成させる。そして、層状の光拡散部２１に、紫外線硬化性樹脂を塗布したあと、レンズ層１０とは反対側に、そのレンズ層１０と同様なレンズ層を一旦配置する。更に、新たに配置したレンズ層側から紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂の一部を硬化させる。その後、レンズ層と硬化していない紫外線硬化性樹脂とを取り除く。すると、紫外線硬化性樹脂が取り除かれた部位にはくぼみが形成されるので、そのくぼみに光反射部５３を塗布する。その結果、レンズアレイシート２０４が完成する。ただし、これらの形成方法も、本発明を限定するものではない。

（レンズアレイシート２０４による効果の例）
以上、本発明の第１０実施形態に係るレンズアレイシート２０４の構成等について説明した。このレンズアレイシート２０４によれば、第７実施形態に係るレンズアレイシート１０３が奏することができる効果に加えて、光反射部５４の幅をレンズ層１０に近づくに従い広くすることができる。例えば、一の光反射部５４とその隣の光反射部５４との間（「開口部」ともいう。）を通過する光の一部は、光拡散部２１により拡散され、その開口部に対応するレンズＵとは異なるレンズＵに向かう。この際、光反射部５４は、他のレンズ方向に向かう光の入射角度が増加する形状を有している。よって、他のレンズ方向に向かう光を、本来対応したレンズＵの集光領域Ｇ内に反射させて、他のレンズに入射するいわゆるクロストークを効率的に防止することができる。従って、光の利用効率及びレンズ層１０による略平行光への変換効率を向上させることができる。

以上、本発明の各実施形態に係るレンズアレイシートについて説明した。
次に、このレンズアレイシートが液晶表示装置等に使用された場合について説明する。そこで、上記第１〜１０実施形態のレンズアレイシートを総称して「レンズアレイシート３００」という。なお、レンズアレイシートとして、上記第１〜１０実施形態のレンズアレイシートのいずれを使用しても、画質を維持しつつモアレ縞を低減することができることは上述の通りである。

＜第１１実施形態に係る液晶表示装置４００＞
図１４は、本発明の第１１実施形態に係る液表表示装置の構成について説明するための説明図である。

本実施形態に係る液晶表示装置４００は、液晶パネル４０３と、光源４０１とを有する。

液晶パネル４０３は、規則的に配置された複数の絵素を有し、各絵素毎に光源４０１から照射される光の透過と遮断を制御することにより所定の画像や映像を表示させる。そのために、液晶パネル４０３の各絵素には、液晶分子が配置されている。また、この液晶分子の前後には特定の偏光フィルタが配置される。そして、液晶分子に印加する電圧を制御することにより、液晶分子の配向を変化させる。その結果、偏光フィルタと液晶分子の配向とにより、光の透過と遮断を制御する。

光源４０１は、液晶パネル４０３の裏面に配置され、液晶パネル４０３に光を照射する。そのために、光源４０１は、バックライト４０５と、光学シート４０２とを有する。

バックライト４０５は、光学シートに光（例えば白色光）を照射する。このバックライト４０５としては、例えば、冷陰極管（Ｃｏｌｄ−Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）などの放電ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ランプ等が挙げられるが、他のランプであってもよい。

光学シート４０２は、レンズアレイシート３００と、光拡散板４０４とを有する。

光拡散板４０４は、バックライト４０５の前面に配置され、バックライト４０５から照射された光を拡散させて、光量のムラを低減させる。つまり、光拡散板４０４は、バックライト４０５を構成するランプなどの像を打消して、光の明暗を均一化させる。この光拡散板４０４は、例えば、上記第１〜１０実施形態等が有する光拡散部２１，２２と同様の材質で形成することができる。

レンズアレイシート３００は、光拡散板４０４の前面に配置され、光拡散板４０４から照射される光中の略平行光の成分を増加させる上記第１〜１０実施形態に係るレンズアレイシートである。よって、このレンズアレイシート３００は、光拡散板４０４から入射する拡散された光を光反射部等によりレンズの焦点位置に一旦絞り、レンズ層により平行な光の成分を増加させる。つまり、レンズアレイシート３００は、液晶表示装置４００の正面方向（法線方向）に向かう光の成分を増加させる。そして、レンズアレイシート３００は、液晶パネル４０３に光を供給する。従って、レンズアレイシート３００は、液晶表示装置４００の輝度、最適視野角、コントラスト比等を高め、画質を向上させることができる。

この際、レンズアレイシート３００は、光反射部等により絞られレンズ層に向かう光を光拡散部等により拡散させる。従って、このレンズアレイシート３００から出射される光は、略平行光成分が増加しているものの、適度に拡散されており、レンズ層のレンズピッチや光反射部等の構造パターンによる明暗パターンや指向性パターンなどが低減されている。従って、液晶パネル４０３の絵素の構造パターンと干渉してモアレ縞を発生させるような光のパターンは、レンズアレイシート３００により低減される。よって、レンズアレイシート３００は、上記のように画質を向上させつつ、モアレ縞の発生を防止することができる。

以上、本発明の第１１実施形態に係る液晶表示装置４００について説明した。
次に、図１５を参照しつつ、本発明の第１２実施形態に係る液晶表示装置について説明する。

＜第１２実施形態に係る液晶表示装置４００＞
図１５は、本発明の第１２実施形態に係る液表表示装置の構成について説明するための説明図である。

図１５に示すように、この第１２実施形態に係る液晶表示装置５００は、上記第１１実施形態に係る液晶表示装置４００が有する構成に加えて、更に、偏光分離フィルム５０３と、光拡散フィルム５０４とを有する。なお、図１５では、光源５０１及び光学シート５０２は、偏光分離フィルム５０３と、光拡散フィルム５０４とを有するので、上記第１１実施形態に係る液晶表示装置４００が有する光源４０１及び光学シート４０２と符合を代えて区別している。

偏光分離フィルム５０３は、液晶パネル４０３の裏面に配置され、液晶表示装置５００の輝度を向上させる輝度向上フィルムである。この偏光分離フィルム５０３としては、例えば、反射型偏光性を有するフィルムなどを使用することができる。反射型偏光フィルムは、面内の一軸に平行な振動方向の光のみを透過し、それ以外の光を反射する。このような反射型偏光フィルムとしては、例えば、３Ｍ（株）社製の輝度上昇フィルム「ＤＢＥＦ（商品名）シリーズ」及び「ＤＲＰＦ−Ｈ（商品名）シリーズ」などを使用できる。また、このような直線偏光型フィルムに代えて円偏光型フィルムも使用可能である。円偏光型フィルムとしては、例えば、日東電工株式会社製の「Ｎｉｐｏｃｓ（商品名）」などのコレステリック型の円偏光子を有するフィルムなどを使用できる。

光拡散フィルム５０４は、偏光分離フィルム５０３とレンズアレイシート３００との間に配置され、レンズアレイシート３００から出射された光を拡散させる。また、光拡散フィルム５０４は、偏光分離フィルム５０３で反射された光も拡散させる。このような光拡散フィルム５０４は、例えば、上記第１〜１０実施形態等が有する光拡散部２１，２２と同様の材質で形成することができる。

これらの偏光分離フィルム５０３及び光拡散フィルム５０４を備えることにより、液晶表示装置５００は、更に輝度を向上させることができる。この輝度向上のメカニズムについて説明すれば、以下の通りである。まず、レンズアレイシート３００で平行光の成分が増加した光が、光拡散フィルム５０４により拡散され、偏光分離フィルム５０３に入射する。すると、偏光分離フィルム５０３は、一軸に平行な振動方向の光を透過させ、それ以外の光を反射する。偏光分離フィルム５０３により反射された光は、再度、光拡散フィルム５０４に入射する。光拡散フィルム５０４に再入射した光は、再度拡散され、その一部は、再度偏光分離フィルム５０３に入射する。そして、偏光分離フィルム５０３は、再度、一軸に平行な振動方向の光を透過させ、それ以外の光を反射する。なお、通常の液晶表示装置では、バックライトが照射する光に対する正面輝度の利用効率は、約４０％程度である。しかし、この偏光分離フィルム５０３による透過と反射が繰り返されることにより、偏光された光を液晶パネル４０３に照射することができる。その結果、本実施形態に係る液晶表示装置５００は、光の利用効率を例えば約５０％以上にまで向上させることができる。

なお、光拡散フィルム５０４の配置位置は、偏光分離フィルム５０３とレンズアレイシート３００との間に限られるものではなく、例えば、レンズアレイシート３００と、光拡散板４０４との間に配置されてもよい。また、本発明の各実施形態に係るレンズアレイシート３００は、光拡散部２１，２２等を有するので、この光拡散フィルム５０４の役割をレンズアレイシート３００に担わせることも可能である。この場合、光拡散フィルム５０４は、必ずしも必要ではない。

以上、本発明の各実施形態に係るレンズアレイシート及び液晶表示装置について説明した。次に、これらの実施例について説明する。

＜実施例＞
まず、第１〜５実施形態に係るレンズアレイシート１０１〜１０５と、第７〜１０実施形態に係るレンズアレイシート２０１〜２０４を作成した。この際、各レンズアレイシートが有するレンズ層及び透明部は、アクリル樹脂で形成し、光拡散部は、シリカを分散させたアクリル樹脂で形成した。そして、光反射層は、白色顔料を混合したウレタン樹脂で形成した。各構成の形状は、各光拡散層のヘイズ値が２０％となるように設定した。

そして、各レンズアレイシートに対して図１４に示す第１１実施形態に係る液晶表示装置４００を作成した。この際、バックライト４０５及び光拡散板４０４としては、市販されている液晶テレビ、ソニー株式会社製ＫＤＬ−４０Ｘ５０００（商品名）のバックライト及び光拡散板を用いた。

このように形成した液晶表示装置に対して、目視によるモアレ縞の発生の有無を観測すると共に、コニカミノルタセンシング株式会社製の「ＣＳ−１０００（商品名）」により正面輝度を測定した。

また、比較例としてレンズアレイシートのみが異なる液晶表示装置を用意した。比較例１としては、レンズアレイシートを有しない液晶表示装置を用意した。比較例２としては、図１に示す第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１中の光拡散層２０Ａを透明層に交換したレンズアレイシートを有する液晶表示装置を用意した。比較例３としては、図９に示す第７実施形態に係るレンズアレイシート２０１中の光拡散部２１を透明部に交換したレンズアレイシートを有する液晶表示装置を用意した。そして、これらの比較例に対しても、上記実施例と同様の観測及び測定を行った。

この観測及び測定結果を表１に示す。
表１に示すように、光拡散部２１等を有さない液晶表示装置である比較例２，３では、モアレ縞が発生しているのに対して、本発明の各実施形態に係る液晶表示装置は、モアレ縞の発生を防止できている。なお、比較例１の液晶表示装置でモアレ縞が発生していない理由としては、レンズアレイシートを有さないため液晶パネルの構造パターンと干渉する明暗等のパターンが発生しないことに起因すると思われる。しかし、レンズアレイシートを有さない分、比較例１の液晶表示装置では、正面輝度が低い。

一方、正面輝度についても、各実施形態に係る液晶表示装置は、レンズアレイシートを有さない比較例１よりも正面輝度を向上させられていることが判る。特に、第２〜第５実施形態では、透明部４１，５１等による透過性や、その界面による光をレンズＵに導く効果により正面輝度が更に向上されている。更に、第７〜１０実施形態では、光反射部５１〜５４を光拡散層５０Ａ〜５０Ｂに埋め込み、この光反射部５１により光を更に効率的にレンズＵに導くことができているため、正面輝度が更に向上している。

次に、各実施形態に係るレンズアレイシートが有する光拡散層のヘイズ値について測定を行った。つまり、第１実施形態に係るレンズアレイシート１０１と同じ構成を有し、光拡散層２０Ａのヘイズ値が異なるレンズアレイシートを５つ作成した。そして、各レンズアレイシートを使用して、上記同様に液晶表示装置を形成した。なお、各レンズアレイシートのヘイズ値の測定は、株式会社村上色彩技術研究所製のヘイズメータＨＲ−１００（商品名）を使用した。そして、各ヘイズ値のレンズアレイシートを有する液晶表示装置に対して、上記同様、モアレ縞の発生を観測し、正面輝度を測定した。

この観測及び測定結果を表２に示す。
表１に示すように、ヘイズ値が２０％を超過した液晶表示装置では、モアレ縞は発生しないものの正面輝度が減少していることが判る。従って、本発明の各実施形態に係るレンズアレイシートが有する光拡散層は、正面輝度の減少が比較的低いヘイズ値が約２０％以下になるように形成されることが好ましい。

更に、図１５に示す第１２実施形態に係る液晶表示装置５００を形成し、その液晶表示装置５００に対して、モアレ縞の発生の有無を同様に観測した。なお、この際、偏光分離フィルム５０３としては、３Ｍ（株）社製の輝度上昇フィルム「ＤＢＥＦ（商品名）シリーズ」を使用した。その結果、この液晶表示装置５００からは、モアレ縞の発生は観測されなかった。よって、この第１２実施形態に係る液晶表示装置５００でも、偏光分離フィルム５０３の有無に関係なく、モアレ縞の発生を防止可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第３実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第５実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第６実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第７実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第８実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第９実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第１０実施形態に係るレンズアレイシートの構成について説明するための説明図である。 本発明の第１１実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明するための説明図である。 本発明の第１２実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明するための説明図である。

符号の説明

１０ レンズ層
１１ レンズ面
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 光拡散層
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ 光拡散層
２１，２２ 光拡散部
３０，５１，５２，５３，５４ 光反射層
３１ 光反射部
３２ 開口部
４０ 透明層
４１，４２ 透明部
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ レンズアレイシート
２０１，２０２，２０３，２０４ レンズアレイシート
３００ レンズアレイシート
４００，５００ 液晶表示装置
４０１，５０１ 光源
４０２，５０２ 光学シート
４０３ 液晶パネル
４０４ 光拡散板
４０５ バックライト
５０３ 偏光分離フィルム
５０４ 光拡散フィルム
Ｅ 周辺部
Ｇ 集光領域
Ｎ 非集光領域
Ｆ 焦点
Ｕ レンズ

Claims (13)

1. 複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズ層と、
   前記レンズ層の前記レンズ面とは反対の面に配置され、前記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、
   を有し、
   前記光拡散層は、少なくとも前記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、前記非集光領域を通過して前記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、レンズアレイシート。
2. 前記光反射部は、前記レンズ層に近づくにつれて幅が縮小する形状を有する、請求項１に記載のレンズアレイシート。
3. 前記光反射部は、前記レンズ層に近づくにつれて幅が拡大する形状を有する、請求項１に記載のレンズアレイシート。
4. 前記光反射部は、前記光拡散層の前記レンズ層に対向する面とは反対の面から当該光拡散層に埋め込まれ、
   前記光反射部が埋め込まれる深さは、当該光反射部の反射率が７０％以上となるように設定される、請求項１〜３のいずれかに記載のレンズアレイシート。
5. 前記光拡散層のヘイズは、２０％以下である、請求項１に記載のレンズアレイシート。
6. 前記光反射部は、光を反射するために光を散乱させる散乱反射層である、請求項１に記載のレンズアレイシート。
7. 前記光反射部は、少なくも前記レンズアレイシートの周辺部には形成されない、請求項１に記載のレンズアレイシート。
8. 前記レンズ層のレンズ面には、相互に平行に所定の間隔で配列された複数の凸状のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーレンズが形成される、請求項１に記載のレンズアレイシート。
9. 複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートと、
   前記レンズアレイシートの前記レンズ面とは反対の面側に配置され、前記レンズアレイシートに向かう光を拡散させる光拡散板と、
   を有し、
   前記レンズアレイシートは、
   前記レンズ面を有するレンズ層と、
   前記レンズ層の前記レンズ面とは反対の面に配置され、前記光拡散板から前記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、
   を有し、
   前記光拡散層は、少なくとも前記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、前記非集光領域を通過して前記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、光学シート。
10. 前記レンズアレイシートのレンズ面側に配置され、光を偏光分離する偏光分離フィルムを更に有する、請求項８に記載の光学シート。
11. 前記偏光分離フィルムと前記レンズアレイシートとの間、及び、前記レンズアレイシートと前記光拡散板との間の少なくとも一方に配置され、光を拡散させる光拡散シートを更に有する、１０に記載の光学シート。
12. 複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートと、
    前記レンズアレイシートの前記レンズ面とは反対の面側に配置され、前記レンズアレイシートに光を照射するバックライトと、
    を有し、
    前記レンズアレイシートは、
    前記レンズ面を有するレンズ層と、
    前記レンズ層の前記レンズ面とは反対の面に配置され、前記バックライトから照射され前記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、
    を有し、
    前記光拡散層は、少なくとも前記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、前記非集光領域を通過して前記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、光源。
13. 液晶パネルと前記液晶パネルに光を照射するバックライトとの間に配置され、前記液晶パネル側に複数のレンズがアレイ状に形成されたレンズ面を有するレンズアレイシートを有し、
    前記レンズアレイシートは、
    前記レンズ面を有するレンズ層と、
    前記レンズ層の前記レンズ面とは反対の面に配置され、前記バックライトから照射され前記レンズ層に向かう光を拡散させる光拡散層と、
    を有し、
    前記光拡散層は、少なくとも前記レンズの非集光領域の一部に埋め込まれ、前記非集光領域を通過して前記レンズ層に向かう光を反射する光反射部を有する、液晶表示装置。

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