JP2011227341A - 光学シート、照明ユニット、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集光機能、光源ムラの隠蔽性を兼ね備えた光学シートを提供する。
【解決手段】レンズシート２０は、板状の基材２１と、基材２１の一方の面２１ａに形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズ２２ａと、基材２１の他方の面２１ｂに形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズ２３ａと、を備え、第１の方向と第２の方向とが交叉し、第１レンズ２２ａが射出する光の成分と第２レンズ２３ａが射出する光の成分とが異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学シート、並びにその光学シートを備えた照明ユニット及び表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイとしては、提供される情報を認識するのに必要な照明装置を内蔵しているタイプが普及している。この照明装置で消費する電力は、液晶表示装置全体で消費する電力の相当部分を占める。従って、所定の輝度を提供するのに必要な照明装置の消費電力を低減することは、液晶表示装置全体の省電力化に寄与することができる。

ところで、液晶表示装置に使用される照明装置としては、主に直下方式とエッジライト方式とが挙げられる。直下方式の照明装置は、光源を多数配置することが可能であるため、大型の（主として２０インチ以上の）液晶表示装置に適用されている。
一方、エッジライト方式の照明装置は、光源の配置位置が限定されるため、大型化には向かず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等に適用されている。

しかし、最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式が、２０インチ以上の中型ないし大型液晶表示装置に採用され始めている。
従来、直下型方式バックライトに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から射出される光を拡散させ、輝度ムラ（ランプイメージ）を低減させることを目的として用いられている。したがって、拡散板の上には、観察者側方向の輝度を向上させるために、また、拡散板では消しきれない光源のムラを低減させるために、単一又は複数の光学フィルムが配置される。

また、エッジライト方式の照明装置では、導光板と呼ばれる透光性の板の端面にのみ光源が配置される構造のため、その光源の設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれ、ディスプレイ全体を明るくすることは難しくなり、輝度を向上させる光学シート、輝度ムラを低減させる光学シートの役割が重要となる。
液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国３Ｍ社の登録商標である輝度向上フィルム（Brightness Enhancement Film:ＢＥＦ）がレンズシートとして広く使用されている（例えば引用文献１、２参照）。

図２４は、ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図である。また、図２５は、ＢＥＦの斜視図である。図２４に示すように、ＢＥＦ１８５は、部材１８６上に、断面三角形状の単位プリズム１８７が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム１８７は、光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）とされている。

ＢＥＦ１８５は、光源装置１８２からの射出光について、"軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）"からの光を集光し、この光を観察者（ディスプレイ装置１８４）に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（redirect）又は“リサイクル（recycle）”することができる。すなわち、ＢＥＦ１８５は、ディスプレイの使用時（観察時）に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。ここで言う「軸上」とは、観察者の視野方向Ｆ'に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。

ＢＥＦ１８５に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーが塗布され、拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム（以下、下拡散フィルムと呼ぶ）を拡散板とレンズシートとの間に配置することによって、拡散板から射出される拡散光を効率よく集光することができるとともに、拡散板だけでは消しきれない光源のムラを抑えることができる。

さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に光拡散フィルムを配置した場合には、プリズムシートに起因する射出光のサイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。
例えば、図２６にＢとして示すようなサイドローブがある射出光の輝度分布（ＢＥＦの光強度分布）が得られている場合に、光拡散フィルムを配置することで、図２６にＡとして示すようなサイドローブが低減された輝度分布（光学フィルムの光強度分布）を得ることができるようになる。

一方、エッジライト方式において使用される導光板は、端面から入射される入射光を効率良く射出面へと導く光変向面が、該射出面と対向する面に設けられることが一般的である。光変向面としては、例えば白色のドットパターンが印刷されたもの、あるいは、レンズ形状が付与されたもの等、効率よく射出面へと導くために様々なものが提案されている。

しかしながら、どのような光変向面であっても、規則的に配列された反射層や構造物で形成されるため、ＢＥＦ１８５に代表されるレンズシートとの干渉（モアレ干渉縞）の問題や、光変向面のムラが視認されるといった問題があり、その解決手段としては、導光板とレンズシートとの間に、特許文献３に示されるような拡散フィルムを使用する方法が一般的である。

ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。特に、近年、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、カラー液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。

しかしながら、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニット及びディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。

特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報 特開２００４−２９５０８０号公報

近年、ディスプレイ装置の更なる薄型化と高画質化が求められている。しかし、正面輝度の向上を目的として使用される反射性偏光シートは、高価であるため、液晶表示装置の生産コストを上昇させるという問題がある。また、ディスプレイ装置の表示品位を向上させるため、面輝度の上昇、また拡散板、導光板だけでは消しきれない光源のムラを抑制する必要がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、集光機能、光源ムラの隠蔽性を兼ね備えた光学シート、その光学シートを備える照明ユニット及び表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するために、請求項１に係る発明は、板状の基材と、前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする光学シートである。

また、請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、前記第１レンズは、プリズム又は凸シリンドリカルレンズであり、前記第２レンズは、三角プリズムであることを特徴とする光学シートである。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２の記載において、前記第２レンズは、三角プリズムであり、その切子面同士でなす頂角が３０°以上でかつ７０°以下であることを特徴とする光学シートである。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項の記載において、前記他方の面に対して前記複数の第２レンズが形成される面積が３０％以上でかつ１００％未満であり、前記複数の第２のレンズのうちの少なくとも一部の隣り合う前記第２のレンズの間には平坦部が形成されることを特徴とする光学シートである。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項の記載において、前記他方の面に対して前記複数の第２レンズが形成される面積が３０％以上でかつ１００％未満であり、前記複数の第２のレンズのうちの少なくとも一部の隣り合う前記第２のレンズの間には、アスペクト比が０％以上でかつ５０％以下の断面を有する凸シリンドリカルレンズが配置されることを特徴とする光学シートである。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項の記載において、前記第２レンズは、三角プリズムであり、前記第２レンズの頂点部は、隣り合う前記第２レンズのピッチに対して２０％以下の領域がＲ形状とされることを特徴とする光学シートである。
また、請求項７に係る発明は、光を射出する照明装置と、前記照明装置からの射出光を透過する光学シートと、を備え、前記照明装置は、前記光学シートへの射出角度をθｏｕｔとしたときにｃｏｓθｏｕｔで表される前記射出角度θｏｕｔに対する光強度の分布よりも幅広の光強度の分布を有し、前記光学シートは、板状の基材と、前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする照明ユニットである。

また、請求項８に係る発明は、請求項７の記載において、前記照明装置は、光源と、前記光源からの射出光が前記光学シートに向けて射出されるように導光する導光手段と、を備えることを特徴とする照明ユニットである。
また、請求項９に係る発明は、光を射出する光源装置と、前記光源装置からの射出光を透過する光学シートと、前記光学シートを透過された光が透過される偏光子と、前記偏光子を透過された光が入射され、画像を表示する画像表示素子と、を備え、前記光学シートは、板状の基材と、前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする表示装置である。

また、請求項１０に係る発明は、請求項９の記載において、前記光源装置は、光源と、前記光源からの射出光が前記光学シートに向けて射出されるように導光する導光手段と、を備えることを特徴とする表示装置である。

本発明によれば、集光機能、光源ムラの隠蔽性を兼ね備えた光学シート、その光学シートを備える照明ユニット及び表示装置を提供することができる。

本実施形態のディスプレイ装置の構成を示す断面図である。 レンズシートの形状を示す斜視図である。 （ａ）は視野角と相対輝度との関係を示す特性図であり、（ｂ）は視野角と正規化した相対輝度との関係を示す特性図であり、（ｃ）は視野角と積算光量との関係を示す特性図である。 （ａ）は比較例のレンズシートにおける視野角と相対輝度との関係を示す特性図であり、（ｂ）は本実施形態のレンズシートにおける視野角と相対輝度との関係を示す特性図である。 頂角θ１を６０°とし、入射光角度が６０°のコリメート光を入射させたときの光路図を示す。 入射光角度と相対輝度との関係を示す特性図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとしてレンズシート（光射出面に複数の凸シリンドリカルレンズのみ形成）に入射したときの、光変向面を正面から観察した説明図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとしてレンズシート（光入射面に複数の三角プリズムのみ形成）に入射したときの、光変向面を正面から観察した説明図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとして本実施形態のレンズシートに入射したときの、光変向面を正面から観察した説明図である。 頂角θ１と相対輝度との関係を示す特性図である。 （ａ）は相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示す特性図であり、（ｂ）は相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す特性図である。 面積率と相対輝度との関係を示す特性図である。 （ａ）は相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示す特性図であり、（ｂ）は相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す特性図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。 本実施形態の変形例であり、第２シート面に形成した複数の第２レンズの間に複数の凸シリンドリカルレンズが配置されてなる第３レンズアレイを形成したレンズシートを示す図である。 第２シート面に形成した凸シリンドリカルレンズのアスペクト比と相対輝度との関係を示す特性図である。 （ａ）は相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示す特性図であり、（ｂ）は相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す特性図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。 本実施形態の変形例であり、第２レンズの頂点部をＲ形状にしたレンズシートを示す図である。 Ｒ形状率と相対輝度との関係を示す特性図である。 （ａ）は相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示す特性図であり、（ｂ）は相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す特性図である。 光源からの射出光が、導光板で導光され光変向面で拡散されて導光板から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。 実施例の結果を示す図である。 ＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図である。 ＢＥＦの斜視図である。 光強度と視野方向に対する角度との関係を示す特性図である。

以下に、本発明の最良の形態について説明する。
（構成）
本実施形態は、本発明を適用したディスプレイ装置である。
図１は、本実施形態のディスプレイ装置１の構成を示す断面図である。
図１に示すように、ディスプレイ装置１は、バックライトユニット１０、レンズシート２０、拡散板３０、及び画像表示素子４０を有する。

バックライトユニット１０は、ランプハウス１１内に、複数の光源１２及び導光板１３が配置されている。
光源１２は、画像表示素子４０に光を供給するためのものである。例えば、光源１２は、点状光源である。例えば、点状光源としてはＬＥＤが挙げられる。例えば、ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。光源１２は、導光板１３の端面に配置されている。本実施形態では、図１に示すように、光源１２は、導光板１３の２つの端面に配置されている。しかし、これに限らず、導光板１３の１つの端面だけに光源１２を配置したり、導光板１３の全ての端面（４つの端面）に光源１２を配置したりしても良い。

導光板１３は、光源１２からの入射光を導光してレンズシート２０側に射出する。そのため、導光板１３には、該導光板１３におけるレンズシート２０に対向する面（射出面、観察者側Ｆの面）とは反対側の面に光変向面（光変向部）１４が形成されている。例えば、導光板１３は透明板である。光変向面１４は、光源１２からの入射光を導光板１３の射出面１３ａ側へと変向する面である。例えば、光変向面１４は、白色拡散反射ドットを印刷して形成されている。また、マイクロレンズ形状やプリズム形状等の構造物として光変向面１４を形成しても良い。

ランプハウス１１は、光源１２と導光板１３とを収容しつつ、導光板１３が、その射出面１３ａがレンズシート２０に対向するように配置されている。導光板１３の光変向面１４の形成面１３ｂと対向するランプハウス１１の部位（観察者側Ｆとは反対側の部位）は、反射板１１ａになる。反射板１１ａは、光源１２から全方向に射出された光のうち、観察者側Ｆとは反対側の方向に射出された光を観察者側Ｆに反射させるためのものである。反射板１１ａは、光を高効率で反射させる部材であれば良く、例えば、一般的な反射フィルム、反射板等が挙げられる。

このような構成からなるバックライトユニット１０では、光源１２から射出された光を導光板１３の射出面１３ａから射出する。バックライトユニット１０から射出された射出光Ｉは、バックライトユニット１０に対向するレンズシート２０に入射される。
図２は、レンズシート２０の形状を示す斜視図である。

レンズシート２０は、光透過性の材料により形成されている。図２に示すように、レンズシート２０は、板形状の基材２１の両面をなす第１及び第２シート面２１ａ，２１ｂのうち、画像表示素子４０側の第１シート面（光射出面）２１ａに第１レンズアレイ２２が形成され、バックライトユニット１０側の第２シート面（光入射面）２１ｂに第２レンズアレイ２３が形成されている。

なお、本実施形態では、レンズシート２０の形状をいう板形状には、シート形状が含められるものとする。
第１レンズアレイ２２は、第１レンズ２２ａである凸シリンドリカルレンズ（角形平凸シリンドリカルレンズ）が複数、一定方向（第１の方向）に配列されて構成されている。第２レンズアレイ２３は、第２レンズ２３ａである三角プリズム（三角柱形状のプリズム）が複数、一定方向（第２の方向）に配列されて構成されている。三角プリズムは、頂点の角度、すなわち２つの切子面がなす角度（頂角）がθ１とされている。これら第１レンズアレイ２２及び第２レンズアレイ２３は、平板形状の基材２１の表裏面にそれぞれ形成されているため、互いに略平行となる位置関係になっている。そして、第１レンズアレイ２２を構成する複数の第１レンズ２２ａの配列方向と、第２レンズアレイ２３を構成する複数の第２レンズ２３ａの配列方向とは、略直交（交叉）する関係（略９０°の関係）になっている。

ここで、第１レンズ２２ａを凸シリンドリカルレンズとし、第２レンズ２３ａを三角プリズムとしていることで、第１レンズ２２ａが射出する光の成分と第２レンズ２３ａが射出する光の成分とは異なるものとなっている。

以上のように、レンズシート２０は、複数の凸シリンドリカルレンズから構成される第１レンズアレイ２２と、複数の三角プリズムから構成される第２レンズアレイ２３との複合形状になっている。

そして、後で詳述するが、レンズシート２０は、隣り合う第２レンズ（三角プリズム）２３ａの間に平坦部２１ｂ１が形成されているものであったり、頂角θ１が所定の値（範囲）に設定されているものであったりする。
バックライトユニット１０から射出された射出光Ｉは、このようなレンズシート２０及び拡散板３０を透過して射出され、射出光Ｋとして画像表示素子４０に入射される。

画像表示素子４０は、２枚の偏光板（例えば、偏光フィルム、偏光フィルター）４１，４２と、それら偏光板４１，４２の間に狭持された液晶パネル４３とを有する。例えば、液晶パネル４３は、２枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。
このような構成からなる画像表示素子４０では、バックライトユニット１０からの射出光Ｋは、偏光板４１を介して液晶部４３に入射され、液晶部４３を透過し、偏光板４２を介して観察者側Ｆに射出される。

以上のように構成されているディスプレイ装置１のバックライトユニット１０等の各構成部の特性を次に説明する。
先ず、バックライトユニット１０の特性を図３を用いて説明する。
図３は、クライトユニット１０からの射出光Ｉの視野角分布を示す。図３（ａ）は、相対輝度の視野角分布（視野角度（射出光の角度）が−９０°〜９０°）を示し、図３（ｂ）は、正規化した相対輝度の視野角分布（視野角度が０°〜９０°）を示し、図３（ｃ）は、積算光量の視野角分布（視野角度が０°〜９０°）を示す。この図３（ａ）乃至（ｃ）では、拡散光、光源１２を構成する第１光源（光源１）、第２光源（光源２）、第３光源（光源３）のバックライトユニット１０からの射出光Ｉの結果を示す。ここで、拡散光は、比較のために用いているものであり、視野角度（射出光Ｉの角度）θｏｕｔに対して余弦の形状となる視野角分布（ｃｏｓθｏｕｔ）を有する。また、正規化した相対輝度（正規化値）は、拡散光の視野角分布で正規化して得られる値である。

図３（ａ）に示すように、第１光源、第２光源、第３光源のバックライトユニット１０からの視野角分布は、拡散光の視野角分布よりも幅広の分布になっている。また、図３（ｂ）に示すように、第１光源、第２光源、第３光源の相対輝度は、視野角分布全般で１よりも大きくなり、視野角度が６０°付近で最も大きくなっている。また、図３（ｃ）に示すように、光源１、光源２、光源３の積算光量は、拡散光の積算光量と比較して、視野角度が１０°以上でかつ８０°以下の範囲内で多くなっている。

次に、レンズシート２０の特性を説明する。なお、光源として、前記図３に示す特性を有するバックライトユニット１０を用いている。
先ず、図４（ａ）は、比較例のレンズシートの視野角分布を示す。ここで、比較例のレンズシートとして、光射出面（第１シート面相当）に複数の凸シリンドリカルレンズ（第１レンズアレイ２２相当）を形成し、光入射面（第２シート面相当）を平面形状としたレンズシートを用いている。

また、図４（ａ）では、水平方向Ｈｏの視野角分布及び垂直方向Ｖｅの視野角分布を示す。水平方向Ｈｏの視野角分布は、複数の凸シリンドリカルレンズの延在方向（レンズ配列方向）の視野角分布となる。また、垂直方向Ｖｅの視野角分布は、水平方向Ｈｏに直交する方向の視野角分布となる。また、縦軸の相対輝度は、光射出面に９０度プリズム（頂角が９０°の三角プリズム）を形成し、光入射面を平面形状としたレンズシートの正面輝度を１としたときの値である。

図４（ａ）の結果から、比較例のレンズシートでは、水平方向Ｈｏの視野角分布が広く拡散し、その一方で、垂直方向Ｖｅの視野角分布がその水平方向Ｈｏの視野角分布に比べて狭くなっており、垂直方向Ｖｅに集光効果を有するのがわかる。
これに対して、図４（ｂ）は、本実施形態のレンズシート２０の視野角分布を示す。すなわち、ここで用いているレンズシート２０は、第１シート面（光射出面）２１ａに複数の凸シリンドリカルレンズから構成される第１レンズアレイ２２が形成されており、第２シート面（光入射面）２１ｂに複数の三角プリズムから構成される第２レンズアレイ２３が形成されている。また、第２レンズアレイ２３を構成する三角プリズムの頂角θ１を６０°としている。

この図４（ｂ）の結果から、図４（ａ）との比較で、本実施形態のレンズシート２０では、水平方向Ｈｏの視野角分布についても狭くなっており、水平方向Ｈｏの集光効果が上昇しているのがわかる。このように、本実施形態のレンズシート２０は、第２シート面２１ｂに、その配列方向が第１シート面２１ａに形成した複数の凸シリンドリカルレンズの配列方向と直交するように複数の三角プリズムが形成されることで、集光効果、すなわち、輝度上昇効果を得ることができるようになる。

図５及び図６は、第２レンズアレイ２３を構成する三角プリズムの頂角θ１と入射光Ｉとの関係を説明する図である。
図５は、頂角θ１を６０°とし、入射光角度が６０°のコリメート光を入射させたときの光路図を示す。図６は、入射光角度を０°〜９０°の範囲で変化させたときの、頂角θ１が３０°、６０°、９０°、１２０°又は１５０°とされたレンズシート２０の相対輝度を示す。

図５の結果から、頂角θ１が６０°の三角プリズムに光を入射させると、入射光角度が６０°付近の入射光が正面方向へ立ち上げられており、集光効果が上昇するのがわかる。また、同様な特性として、図６に示すように、頂角θ１が６０°の場合、入射光角度が６０°の入射光の相対輝度が最大となる。
図７及び図８は、光源１２からの射出光が、導光板１３で導光され光変向面１４で拡散されて導光板１３から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面１４を正面（観察者側Ｆ）から観察した説明図である。

図７では、光射出面（第１シート面相当）に複数の凸シリンドリカルレンズ（第１レンズアレイ２２相当）を形成し、光入射面（第２シート面相当）を鏡面の平面形状とした比較用のレンズシートを用いている。図８では、光射出面（第１シート面相当）を鏡面の平面形状とし、光入射面（第２シート面相当）を複数の三角プリズム（第２レンズアレイ２３相当）を形成した比較用のレンズシートを用いている。

図７に示すように、光変向面１４からの拡散光（入射光Ｉ）は、レンズシート２０の複数の凸シリンドリカルレンズの延在方向に拡散されるため、同図に示す擬似光源１４ａのように拡散された射出光Ｋとして観測される。また、図８に示すように、光変向面１４からの拡散光（入射光Ｉ）は、複数の三角プリズムの延在方向に分離されるため、同図に示す擬似光源１４ｂのように２点に分離された射出光Ｋとして観測される。

これに対して、図９は、本実施形態のレンズシート２０に入射したときの、光変向面１４を正面から観察した説明図である。ここで用いている本実施形態のレンズシート２０は、第１シート面（光射出面）２１ａに複数の凸シリンドリカルレンズから構成される第１レンズアレイ２２が形成されており、第２シート面（光入射面）２１ｂに複数の三角プリズムから構成される第２レンズアレイ２３が形成されている。そして、第１レンズアレイ２２と第２レンズアレイとは、それらレンズ配列方向が互いに直交している。

この図９に示すように、光変向面１４からの拡散光（入射光Ｉ）は、第２レンズアレイ２３によりその延在方向に分離され、さらに、第１レンズアレイ２２によりその延在方向に拡散されるため、同図に示す擬似光源１４ｃのように、２点に分離され、かつ拡散された射出光Ｋとして観測されるようになる。
図１０は、本実施形態のレンズシート２０を用いた、三角プリズムの頂角θ１（３０°〜９０°）と相対輝度との関係を示す。同図の縦軸の相対輝度は、光入射面（第２シート面２１ｂ）を平面としたときの値が１．０となる値である。

また、図１１（ａ）は、相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示し、図１１（ｂ）は、相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す。ここで、水平方向Ｈｏは、第２レンズアレイ２３のレンズ配列の延在方向と一致し、垂直方向Ｖｅは、第１レンズアレイ２２のレンズ配列の延在方向と一致する。
そして、図１１（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果と、比較例のレンズシートを用いた結果を示す。本実施形態のレンズシート２０は、第２レンズアレイ２３を構成する三角プリズムの頂角θ１が６０°となっている。また、比較例のレンズシートは、光入射面（第２シート面相当）が平面形状となっている。また、この図１１（ａ）及び（ｂ）の結果を得る計測において、レンズシート上（光射出面上）に、頂角が９０°のプリズムシートを配置している。このプリズムシートは、複数のプリズムが配列されており、その配列方向が水平方向Ｈｏに一致している。

図１０に示すように、頂角θ１が３０°から４０°に変化すると、相対輝度が低下する。これは、頂角θ１を４０°にすると正面方向よりも斜め方向へ抜ける光量が多くなるためである。また、頂角θ１が４０°から６０°に変化すると相対輝度が上昇し、頂角θ１が６０°から９０°に変化すると相対輝度が低下する。これは、頂角θ１が６０°から９０°の三角プリズムでは、入射光角度が０°から２０°付近の光を全反射するために、正面方向に抜ける光量が減少するためである。

図１２は、本実施形態のレンズシート２０の面積率と相対輝度との関係を示す。ここで用いている本実施形態のレンズシート２０は、第１シート面（光射出面）２１ａに複数の凸シリンドリカルレンズから構成される第１レンズアレイ２２が形成されており、第２シート面（光入射面）２１ｂに複数の三角プリズム（頂角θ１＝６０°）から構成される第２レンズアレイ２３が形成されている。そして、このようなレンズシート２０において、第２レンズアレイ２３の単位レンズ（三角プリズム）が占める面積率を０から１００％の範囲で変化させている。

ここで、面積率は、第２シート面２１ｂにおいて第２レンズ（三角プリズム）２３ａが形成されている面積の割合となる。例えば、面積率が１００％とは、第２シート面２１ｂの全面に複数の第２レンズ２３ａが形成されている状態をいい、面積率が１００％未満とは、第２シート面２１ｂにおいて隣り合う第２レンズ２３ａの間に図２に示すような平坦部２１ｂ１が形成されている状態をいう。よって、平坦部２１ｂ１の面積が大きくなるほど、面積率が低下することになる。同図の横軸は、この面積率（０〜１００％）を示し、同図の横軸は、光入射面（第２シート面相当）を平面としたときの値が１．０となる相対輝度を示す。

また、図１３（ａ）は、相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示し、図１３（ｂ）は、相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す。ここで、水平方向Ｈｏは、第２レンズアレイ２３のレンズ配列の延在方向と一致し、垂直方向Ｖｅは、第１レンズアレイ２２のレンズ配列の延在方向と一致する。

そして、図１３（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果と、比較例のレンズシートを用いた結果を示す。本実施形態のレンズシート２０は、第２レンズアレイ２３（三角プリズムの頂角θ１＝６０°）の面積率が７０％となっている。また、比較例のレンズシートは、光入射面（第２シート面相当）が平面形状となっている。また、この図１３（ａ）及び（ｂ）の結果を得る計測において、レンズシート上（光射出面上）に、頂角が９０°のプリズムシートを配置している。このプリズムシートは、複数のプリズムが配列されており、その配列方向が水平方向Ｈｏに一致している。

図１２に示すように、面積率を増加させると、相対輝度が上昇する。これは、本実施形態のレンズシート２０は、光入射面に第２レンズアレイ２３が形成されたことにより、光量の多い入射光角度が６０°付近の入射光を正面方向に集光できるようになるためである。
また、図１４は、光源１２からの射出光が、導光板１３で導光され光変向面１４で拡散されて導光板１３から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面１４を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。

図１４（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果を示す。図１４（ｃ）は、比較例のレンズシートを用いた結果を示す。ここで、本実施形態のレンズシート２０は、第１シート面（光射出面）２１ａに複数の凸シリンドリカルレンズから構成される第１レンズアレイ２２が形成されており、第２シート面（光入射面）２１ｂに複数の三角プリズム（頂角θ１＝６０°）から構成される第２レンズアレイ２３が形成されている。そして、図１４（ａ）で用いた本実施形態のレンズシート２０は、面積率が１００％になっており、図１４（ｂ）で用いた本実施形態のレンズシート２０は、面積率が７０％になっている。また、比較例のレンズシートとして、光射出面（第１シート面相当）に複数の凸シリンドリカルレンズ（第１レンズアレイ２２相当）を形成し、光入射面（第２シート面相当）を平面形状としたレンズシートを用いている。

図１４（ｃ）の結果から、光入射面を平面とした比較例のレンズシートの場合、光変向面１４からの光は、凸シリンドリカルレンズにより垂直方向に拡散されているのがわかる。また、図１４（ａ）の結果から、光入射面に三角プリズムを形成した本実施形態のレンズシート２０の場合（面積率＝１００％）、光変向面１４からの光は、光入射面の三角プリズムにより水平方向に分離され、光射出面の凸シリンドリカルレンズにより垂直方向に拡散されているのがわかる。また、図１４（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズシート１において面積率を７０％とした場合、光変向面１４からの光は、光入射面に形成された平坦部２１ｂ１では正面方向に進行し、三角プリズムでは水平方向に分離されるため、図１４（ｂ）に示す擬似光源として観察されるようになる。

これらの結果から、光入射面を平面にするよりも光入射面に三角プリズムを形成した方が、さらにはそのように形成する三角プリズムの面積率を低下させた方が、擬似光源として拡散・分離される領域が広範囲になり、隠蔽性が向上するのがわかる。
なお、本実施形態のレンズシート１における面積率は、０％以上でかつ１００以下の範囲内であれば良く、より好ましくは輝度向上効果の高い、３０％以上でかつ１００％以下の範囲内にあることが望ましい。

また、全ての三角プリズムについてその隣り合う三角プリズムの間に平坦部を設けて所望の面積率を得ることが望ましいが、一部の三角プリズムについてその隣り合う三角プリズムの間に平坦部を設けて所望の面積率を得るようにしても良い。

（本実施形態の効果）
前述したように、本実施形態では、レンズシート２０は、第１シート面２１ａに複数の凸シリンドリカルレンズ（第１レンズ２２ａ）から構成される第１レンズアレイ２２が形成され、第２シート面２１ｂに複数の三角プリズム（第２レンズ２３ａ）から構成される第２レンズアレイ２３が形成され、それらレンズ配列方向が互いに直交している。

これにより、レンズシート２０は、集光効果、すなわち、輝度上昇効果を得ることができる（図４参照）。すなわち、第１レンズアレイ２２が集光する方向と第２レンズアレイ２３が集光する方向とが直交する関係になるため、観察者側Ｆからディスプレイ装置１を平面視したとき、水平方向Ｈｏの視野角分布と垂直方向Ｖｅの視野角分布とに集光効果が得られる。

また、レンズシート２０は、第１レンズアレイ２２と第２レンズアレイ２３とが略平行となる場合、レンズ配列方向側にのみ集光効果を得ることができる。
また、レンズシート２０は、隠蔽性が向上されたものとなる（図７〜図９参照）。そして、レンズシート２０は、第２シート面２１ｂに平坦部２１ｂ１を設けることで（面積率を１００％未満とすることで）、擬似光源として拡散・分離される領域を広範囲にすることができ、隠蔽性を向上させることができる。

ここで、観察者側Ｆからみて導光板の裏面に光変向面が形成されていても、一般的に導光板が透明板であるため、観察者側Ｆから、その光変向面を視認できてしまう。さらに、導光板からの射出光はムラが多く、均一な拡散光の分布（例えば余弦形状の分布）とは大きく異なる。このようなことから、従来のエッジライト型のバックライトでは、光変向面を隠蔽するため、また射出光のムラを低減するために、強い拡散性を有する拡散フィルム等が導光板上に配置されている。しかしながら、このような拡散フィルムはほとんど集光性能を有していない。

これに対して、レンズシート２０は、導光板１３の光変向面１４を隠蔽する隠蔽構造体を構成するとともに、導光板１３からの射出光を拡散することで光学的なムラを低減し、正面方向へと集光することができる。
なお、平坦部２１ｂ１の形成により隠蔽効果を得るとともに、輝度向上効果を高くするのであれば、面積率は、３０％以上でかつ１００％未満の範囲内であることが望ましい。

さらに、レンズシート２０は、第２レンズアレイ２３により、導光板１３（拡散板を設けている場合には拡散板）との光学密着、傷つきを抑制することができる。
すなわち、通常のレンズシートを用いる場合、対向する導光板や拡散板との光学密着、傷つきを抑制するために、その光入射面側をマット形状としたり、光入射面側にハードコート処理したりする必要がある。しかしながら、これら処理等をすると、バックライトユニットからの入射光がレンズシートの光入射面で拡散されてしまい、レンズシートによる集光効果が低下してしまうという問題が生じる。例えば、レンズシートの光入射面が単に平面である場合と比較し、相対輝度で１０％程度低下する恐れがある。

これに対して、本発明のレンズシート２０は、そのような処理等をすることがないため、集光効果を低下させることなく（相対輝度を低下させることなく）、第２レンズアレイ２３により、導光板１３（拡散板を設けている場合には拡散板）との光学密着、傷つきを抑制することができる。
なお、相対輝度が１０％以上に低下すると表示品位が低下しディスプレイとして不適であるため、第２レンズアレイ２３を構成する三角プリズム２３ａの頂角θ１は３０度以上でかつ７０度以下の範囲内にあることが望ましい（図８参照）。

また、本実施形態では、反射板１１ａにより、光源１２から全方向に射出された光のうち、観察者側Ｆとは反対側の方向に射出された光を観察者側Ｆに反射させることができる。その結果、観察者側Ｆへの射出光の光量は、ほぼ光源１２から全方向に射出された光の光量と同量となる。このように反射板１１ａを用いることによって、光の利用効率を高めることができる。

（本実施形態の変形例等）
本実施形態の変形例では、図１５に示すように、第２シート面２１ｂに形成した複数の第２レンズ（三角プリズム）２３ａの間に複数の凸シリンドリカルレンズ（第３レンズ）２４ａが配置されてなる第３レンズアレイ２４を形成しても良い。この場合、第２シート面２１ｂにおいて、第２レンズアレイ２３を構成する複数の三角プリズム２３ａと第３レンズアレイ２４を構成する複数の凸シリンドリカルレンズ２４ａとが交互に出現する、すなわちそれらが平行に形成されるようになる。また、第２シート面２１ｂに形成する凸シリンドリカルレンズの断面を球形状（略半円形状）又は非球形状（表面形状が球面形状又は非球面形状）とし、そのアスペクト比（幅と高さの比）を０％以上でかつ５０％以下の範囲内で変化させることもできる。

図１６は、その実施形態の変形例のレンズシート２０の相対輝度を示す。同図の横軸は、アスペクト比（０〜５０％）を示し、同図の横軸は、光入射面（第２シート面２１ｂ）を平面としたときの値が１．０となる相対輝度を示す。
また、図１７（ａ）は、相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示し、図１７（ｂ）は、相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す。ここで、水平方向Ｈｏは、第２レンズアレイ２３のレンズ配列の延在方向と一致し、垂直方向Ｖｅは、第１レンズアレイ２２のレンズ配列の延在方向と一致する。

そして、図１７（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果と、本実施形態の変形例となるレンズシート２０を用いた結果を示す。本実施形態のレンズシート２０（アスペクト比が０％のもの）は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、第２シート面２１ｂに平坦部を有する（凸シリンドリカルレンズが形成されてない）。また、本実施形態の変形例のレンズシート２０は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、第２シート面２１ｂに凸シリンドリカルレンズが形成されている。そして、本実施形態の変形例のレンズシート２０では、その凸シリンドリカルレンズが、アスペクト比が１０％の断面であり、その断面形状が球形状になっている。また、この図１７（ａ）及び（ｂ）の結果を得る計測において、レンズシート上（光射出面上）に、頂角が９０°のプリズムシートを配置している。このプリズムシートは、複数のプリズムが配列されており、その配列方向が水平方向Ｈｏに一致している。

図１６に示すように、第２シート面２１ｂに形成した凸シリンドリカルレンズのアスペクト比が増加すると、相対輝度が減少し、アスペクト比が５０％付近でその減少割合が一定になる。
また、図１８は、光源１２からの射出光が、導光板１３で導光され光変向面１４で拡散されて導光板１３から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面１４を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。

図１８（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果と、本実施形態の変形例となるレンズシート２０を用いた結果を示す。本実施形態のレンズシート２０は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、第２シート面２１ｂに平坦部を有する（凸シリンドリカルレンズが形成されてない）。また、本実施形態の変形例のレンズシート２０は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、第２シート面２１ｂに凸シリンドリカルレンズ（アスペクト比が１０％の断面のもの）が形成されている。

図１８（ａ）では、平端部で正面方向に光が透過された結果となるが、図１８（ｂ）に示すように、第２シート面２１ｂに凸シリンドリカルレンズを形成することで、平端部で正面方向に透過されていた光が拡散されるため、隠蔽性が向上する。
なお、光入射面に形成した凸シリンドリカルレンズのアスペクト比は、輝度の低下率が一定となり、かつ隠蔽性が向上する、０％以上でかつ５０％以下の範囲にあることが望ましい。

また、全ての三角プリズムについてその隣り合う三角プリズムの間に凸シリンドリカルレンズを設けることが望ましいが、一部の三角プリズムについてその隣り合う三角プリズムの間に凸シリンドリカルレンズを設けるようにしても良い。
また、本実施形態の変形例では、図１９に示すように、第２レンズ２３ａの頂点部をＲ形状にしても良い。

図２０は、その実施形態の変形例のレンズシート２０のＲ形状率と相対輝度との関係を示す。同図の横軸は、そのＲ形状率（Ｒ形状割合、０〜２０％）を示し、同図の横軸は、光入射面（第２シート面２１ｂ）を平面としたときの値が１．０となる相対輝度を示す。ここでいうＲ形状率は、図１９に示すように、隣り合う三角プリズム２３ａのレンズピッチＰに対して三角プリズム２３ａの頂点部のＲ形状部分（図１９に示すＲの範囲）が占める割合になる。また、実施形態の変形例のレンズシート２０として、頂角θ１が６０°、面積率が７０％となる三角プリズム２３ａが第２シート面２１ｂに形成され、その三角プリズムの頂点部がＲ形状とされているものを用いている。

また、図２１（ａ）は、相対輝度の垂直方向Ｖｅの視野角分布を示し、図２１（ｂ）は、相対輝度の水平方向Ｈｏの視野角分布を示す。ここで、水平方向Ｈｏは、第２レンズアレイ２３のレンズ配列の延在方向と一致し、垂直方向Ｖｅは、第１レンズアレイ２２のレンズ配列の延在方向と一致する。
また、図２２は、光源１２からの射出光が、導光板１３で導光され光変向面１４で拡散されて導光板１３から射出され、入射光Ｉとしてレンズシートに入射したときの、光変向面１４を１点の光源としたときに正面から観察した説明図である。

ここで、図２１（ａ）及び（ｂ）には、本実施形態のレンズシート２０を用いた結果と、本実施形態の変形例となるレンズシート２０を用いた結果を示す。本実施形態のレンズシート２０（Ｒ形状率が０％のもの）は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、三角プリズムの頂点が鋭角になっている（Ｒ形状になっていない）。また、本実施形態の変形例のレンズシート２０（Ｒ形状率が２０％のもの）は、三角プリズムの頂角θ１が６０°、面積率が７０％とされ、三角プリズムの頂点部にＲ形状率が２０％となるＲ形状が形成されている。また、図２２（ａ）は、前者の本実施形態のレンズシート２０を用いた結果を示し、図２２（ｂ）は、後者の本実施形態の変形例のレンズシート２０を用いた結果を示す。

図２２（ａ）及び（ｂ）の結果から、三角プリズムの頂点部をＲ形状とすることで、隠蔽性が向上するのがわかる。また、三角プリズムの頂点部をＲ形状とすることで、隠蔽性が向上することに加えて、耐擦性を向上させることができる。
なお、Ｒ形状率を増加させるにしたがい輝度が減少するため、Ｒ形状率は、輝度の低下率が１０％となる、０％以上でかつ１５％以下の範囲内にあることが望ましい。

また、本実施形態の変形例では、第１レンズ２２ａを凸シリンドリカルレンズとし、第２レンズ２３ａを三角プリズムとすることに限らず、第１レンズ２２ａ及び第２レンズ２３ａのレンズ形状を任意の形状にして良い。例えば、第１レンズ２２ａを三角プリズムにより構成しても良い。凸レンチキュラー（例えば凸シリンドリカルレンズのレンズアレイ）は、一方向にのみ形成された場合、視野範囲の広いディスプレイ装置１を得ることができる。しかし、その一方で、観察者側Ｆへの集光効果が弱いため、高輝度は得難い。これに対して、第１レンズ２２ａを三角プリズムにした場合、高輝度なディスプレイ装置１を得ることができる。

また、本実施形態では、導光板１３は、透明樹脂等の透明板に光拡散領域が分散されて形成されている。ここで、透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、及びアクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。

また、光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。光拡散粒子としては、無機酸化物又は樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。また、前述の透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用しても良い。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。

また、光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、その厚さが０．１ｍｍ以上でかつ５ｍｍ以下であることが好ましい。厚みが０．１ｍｍ以上でかつ５ｍｍ以下である場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、０．１ｍｍ未満の場合には、拡散性能が足りず、５ｍｍを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。

また、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、その膜厚をより薄くすることが可能となる。このような光拡散領域として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを用いて形成することが挙げることができる。白色ＰＥＴは、ＰＥＴと相溶性のない樹脂や酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸化バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウムのようなフィラーをＰＥＴに分散させた後、該ＰＥＴを２軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。

また、熱可塑性樹脂からなる光拡散領域は、少なくとも１軸方向に延伸されてなれば良い。少なくとも１軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−２、６−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、及びこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。

また、光拡散領域として気泡を用いた場合には、その厚さが２５μｍ以上でかつ５００μｍ以下であることが好ましい。厚さが２５μｍ未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、厚さが５００μｍを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。

レンズシート２０の厚みに関しては光学特性への影響よりはむしろ製造プロセス或は要求されるレンズシート２０の物理特性等により決められる。例えば、ＵＶ成形により第１レンズアレイ２２及び第２レンズアレイ２３を形成した場合、その支持基材フィルムの基材厚さＴは、５０ｕｍ以下だとシワが出てしまうので、５０μｍ＜Ｔである必要がある。さらにまた、使用するバックライトユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角３７インチサイズ以上のディスプレイ装置では基材厚さＴは０．０５ｍｍから３ｍｍが望ましい。

また、一般にディスプレイも周期的な画素構造をもつものが多く、そのため、それぞれの周期構造同士のモアレ、３つ以上の周期構造で発生する２次モアレなどの高次のモアレが生じ見た目を損なう欠点が生じる。そこで、レンズシート２０のレンチキュラー方向を、画像表示素子４０の周期構造の方向から３０°以下の範囲でずれていても良い。これにより、画像表示素子４０の周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。

前述のモアレを防ぐ方法として、第１レンズアレイ２２を蛇行させる方法がある。また、モアレを防ぐ別の方法として、第１レンズアレイ２２のレンズピッチをランダムとする方法もある。この場合、レンズの高さとピッチを変えてランダムとする方法とレンズの高さを変えずにピッチのみをランダムとする方法、そして前記プリズムレンズのシフト量Δをランダムとする方法があるが、外観上におけるムラの観点からレンズの高さを変えないランダムにする方法が望ましく、またその場合のランダム率（標準ピッチに対するピッチの増減率）は２０％以下が望ましく、更に望ましくは１０％以下が望ましい。

上述のようなレンズシート２０は、透光性基材２１上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成する。このようにして作製されたレンズシート２０の突起部２９の表面には、例えば白色顔料からなる光反射層を付与してもよい。ここで白色顔料としては、酸化チタンや酸化アルミニウム、硫酸バリウム等が挙げられ、印刷法などによって形成する。

また、本実施形態の変形例では、ディスプレイ装置１に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シート等を配置しても良い。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。
また、ディスプレイ装置１は、先に記載の光学シートにより集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を画像表示素子４０に表示することができる。

また、ディスプレイ装置１は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子４０で、バックライトユニット１０により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。
また、ディスプレイ装置１は、画像表示素子４０が液晶表示素子であり、バックライトユニット１０により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、観察者側Ｆの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。

ここまで、レンズシート２０を液晶装置に用いた場合について説明してきたがこれに限らず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ＥＬ、照明装置など、光路制御を行うものであれば、いずれのものにも使用することができる。

（実施例）
以下、実施例を説明する。本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（比較例１）
比較例１のレンズシートとして、ポリカーボネートを用いて基材２１の厚みを２５０ｕｍとし、ピッチ１００μｍの凸シリンドリカルレンズを基材２１の光射出面（第１シート面相当）に有するレンズシートを押出成形法により作製した。

（実施例１）
本実施形態を適用したレンズシート２０を、ポリカーボネートを用いて、基材２１の厚みを２５０ｕｍとして作製した。このレンズシート２０には、第１シート面２１ａに、レンズピッチが１００μｍの凸シリンドリカルレンズからなる第１レンズアレイ２２が形成され、第２シート面（光入射面）２１ｂに、頂角θ１が６０°、面積率が１００％の三角プリズムからなる第２レンズアレイ２３が形成されている。

（実施例２）
本実施形態を適用したレンズシート２０を、ポリカーボネートを用いて、基材２１の厚みを２５０ｕｍとして作製した。このレンズシート２０には、第１シート面２１ａに、レンズピッチが１００μｍの凸シリンドリカルレンズからなる第１レンズアレイ２２が形成され、第２シート面（光入射面）２１ｂに、頂角θ１が６０°、面積率が７０％の三角プリズムからなる第２レンズアレイ２３が形成されている。

（実施例３）
本実施形態を適用したレンズシート２０を、ポリカーボネートを用いて、基材２１の厚みを２５０ｕｍとして作製した。このレンズシート２０には、第１シート面２１ａに、レンズピッチが１００μｍの凸シリンドリカルレンズからなる第１レンズアレイ２２が形成され、第２シート面（光入射面）２１ｂに、頂角θ１が６０°、面積率が７０％の三角プリズムからなる第２レンズアレイ２３が形成されている。さらに、第２シート面（光入射面）２１ｂに、アスペクト比が１０％の断面で、その断面形状が球形状（例えば半球形状）の凸シリンドリカルレンズが、第２レンズアレイ２３と平行に配列されて形成されている。

（実施例４）
本実施形態を適用したレンズシート２０を、ポリカーボネートを用いて、基材２１の厚みを２５０ｕｍとして作製した。このレンズシート２０には、第１シート面２１ａに、レンズピッチが１００μｍの凸シリンドリカルレンズからなる第１レンズアレイ２２が形成され、第２シート面（光入射面）２１ｂに、頂角θ１が６０°、面積率が７０％の三角プリズムからなる第２レンズアレイ２３が形成されている。さらに、三角プリズムの頂点部を、Ｒ形状率が２０％のＲ形状にしている。

（測定方法）
前記実施例１〜４の各レンズシート２０と比較例１のレンズシートとを、それぞれ本実施形態と同様のディスプレイ装置１内に配置し、その配光分布を測定した。これにより、ディスプレイ装置の構成では、反射板１１ａ上に光源１２としてＬＥＤを配置し、観察者側Ｆに向けて導光板１３、レンズシート２０、プリズムシートの順番で配置した。また、光源１２として、バックライトユニット１０からの射出光の視野角分布が図３に示した第１光源（光源１）に示す分布となるものを使用した。

（測定結果）
図２３は、実施例１〜４及び比較例１の配光分布測定の結果を示す。
図２３によれば、実施例１〜４のレンズシート２０を用いたディスプレイ装置１では、第２シート面２１ｂ側の構成となる、三角プリズムの面積率、凸シリンドリカルレンズのアスペクト比、三角プリズムの頂点部のＲ形状を変化させることにより、光入射面が平端部になっている場合と比較し、相対輝度が上昇し、Ｖｅ半値角、Ｈｏ半値角が制御可能となる。

また、第２シート面２１ｂに第２レンズアレイ２３を形成することで、第２シート面２１ｂが平面であるときと比較し、バックライトユニット１０からの入射光Ｉの隠蔽性コントラスト比を低減させることが可能となる。ここで、隠蔽性コントラスト比は、断面輝度の最大値と最小値の差を平均輝度で割った値である。

１ ディスプレイ装置、１０ バックライトユニット、１２ 光源、１３ 導光板、１４ 光変向面、２０ レンズシート、２１ 基材、２１ａ 第１シート面（光射出面）、２１ｂ 第２シート面（光入射面）、２１ｂ１ 平坦部、２２ 第１レンズアレイ、２２ａ 第１レンズ、２３ 第２レンズアレイ、２３ａ 第２レンズ、Ｆ 観察者側、Ｈｏ 画像表示装置水平方向、Ｉ バックライトユニットからの射出光、Ｋ 拡散板からの射出光、Ｖｅ 画像表示装置垂直方向、θ１ 頂角

Claims (10)

1. 板状の基材と、
   前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、
   前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、
   前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、
   前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする光学シート。
2. 前記第１レンズは、プリズム又は凸シリンドリカルレンズであり、前記第２レンズは、三角プリズムであることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記第２レンズは、三角プリズムであり、その切子面同士でなす頂角が３０°以上でかつ７０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
4. 前記他方の面に対して前記複数の第２レンズが形成される面積が３０％以上でかつ１００％未満であり、前記複数の第２のレンズのうちの少なくとも一部の隣り合う前記第２のレンズの間には平坦部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学シート。
5. 前記他方の面に対して前記複数の第２レンズが形成される面積が３０％以上でかつ１００％未満であり、前記複数の第２のレンズのうちの少なくとも一部の隣り合う前記第２のレンズの間には、アスペクト比が０％以上でかつ５０％以下の断面を有する凸シリンドリカルレンズが配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学シート。
6. 前記第２レンズは、三角プリズムであり、
   前記第２レンズの頂点部は、隣り合う前記第２レンズのピッチに対して２０％以下の領域がＲ形状とされることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学シート。
7. 光を射出する照明装置と、前記照明装置からの射出光を透過する光学シートと、を備え、
   前記照明装置は、前記光学シートへの射出角度をθｏｕｔとしたときにｃｏｓθｏｕｔで表される前記射出角度θｏｕｔに対する光強度の分布よりも幅広の光強度の分布を有し、
   前記光学シートは、板状の基材と、前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする照明ユニット。
8. 前記照明装置は、光源と、前記光源からの射出光が前記光学シートに向けて射出されるように導光する導光手段と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の照明ユニット。
9. 光を射出する光源装置と、
   前記光源装置からの射出光を透過する光学シートと、
   前記光学シートを透過された光が透過される偏光子と、
   前記偏光子を透過された光が入射され、画像を表示する画像表示素子と、を備え、
   前記光学シートは、板状の基材と、前記基材の一方の面に形成され、第１の方向に配置される複数の第１レンズと、前記基材の他方の面に形成され、第２の方向に配置される複数の第２レンズと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが交叉し、前記第１レンズが射出する光の成分と前記第２レンズが射出する光の成分とが異なることを特徴とする表示装置。
10. 前記光源装置は、光源と、前記光源からの射出光が前記光学シートに向けて射出されるように導光する導光手段と、を備えることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

Images