JP5796929B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画素単位での光を透過／非透過させるディスプレイ用の光学シートを用いると共に透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される液晶パネル等の画像表示素子を照射するためのバックライト・ユニットを備えたディスプレイ装置に関する。
最近の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を配設した直下型方式バックライトが多く採用されている。しかも、画像表示素子と光源との間に光散乱性の強い拡散板が用いられていて、光源としての冷陰極管やＬＥＤなどが視認されないようにされている。
ところで、拡散板は、光拡散効果により光を全方位に拡散するため、液晶表示装置を暗くする。拡散板の板厚は、光散乱性を高めるために、また拡散板の上に構成される光学フィルムの支持をするために、通常１〜５ｍｍ程度の厚さを必要とするので拡散板で少なからず光が吸収され、液晶画面が暗くなる。
従来、直下型方式のバックライト・ユニットに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から出射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いる。したがって、通常、拡散板の前方には観察者側方向の輝度を向上させるために、単一または複数の光学フィルムが配置される。
ところで、拡散板は、光拡散効果により光を全方位に拡散するため、液晶表示装置を暗くする。拡散板の板厚は、光散乱性を高めるために、また拡散板の上に構成される光学フィルムの支持をするために、通常１〜５ｍｍ程度の厚さを必要とするので拡散板で少なからず光が吸収され、液晶画面が暗くなる。
従来、直下型方式のバックライト・ユニットに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から出射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いる。したがって、通常、拡散板の前方には観察者側方向の輝度を向上させるために、単一または複数の光学フィルムが配置される。
液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、下記特許文献１に記載されたような米国３Ｍ社の登録商標「ＢＥＦ」（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）という輝度向上フィルムがレンズシートとして広く使用されている。
図１６はＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図であり、図１７はＢＥＦの斜視図である。図１６に示すように、ＢＥＦ１００は、平板状の部材１０１上に断面三角形状で一方向に延在する三角柱状の単位プリズム１０２が複数個配列された光学フィルムである。この単位プリズム１０２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。
図１６はＢＥＦの配置の一例を示す断面模式図であり、図１７はＢＥＦの斜視図である。図１６に示すように、ＢＥＦ１００は、平板状の部材１０１上に断面三角形状で一方向に延在する三角柱状の単位プリズム１０２が複数個配列された光学フィルムである。この単位プリズム１０２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。
ＢＥＦ１００は、「軸外」（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）からの光を集光し、この光を視聴者に向けて「軸上」（ｏｎ−ａｘｉｓ）に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）またはリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）させることができる。すなわちＢＥＦ１００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、視聴者の視野方向Ｆ’に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面１０３に対する法線方向側である。
ＢＥＦ１００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、拡散板から出射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１０４の視認性を抑えることができる。
ＢＥＦ１００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、拡散板から出射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１０４の視認性を抑えることができる。
さらにまた、下記特許文献１、２に記載されたように、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、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。
ＢＥＦ１００の採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。ＢＥＦ１００を輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって光源１０４からの光が最終的には制御された角度でフィルムより出射されることにより、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
ＢＥＦ１００の採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。ＢＥＦ１００を輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって光源１０４からの光が最終的には制御された角度でフィルムより出射されることにより、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
しかしながら、ＢＥＦ１００を用いた場合には、同時に反射／屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向Ｆ’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。図１８に示す視野角に対する輝度分布図における破線Ｂは、ＢＥＦ１００の特性を示したものである。光強度と視野方向Ｆ’に対する角度との関係は視野角０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高いが、視野方向Ｆ’に対する角度が±９０°近辺には小さな光強度ピークがサイドローブとして発生し、視野方向から外れた横方向へ無駄に出射される光も増えてしまっている。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±９０°近辺での光強度ピークのない図１８における実線Ａで示すような滑らかな輝度分布を得ることが望ましい。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±９０°近辺での光強度ピークのない図１８における実線Ａで示すような滑らかな輝度分布を得ることが望ましい。
また、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなり、画像を観察可能な視域が極端に限定されてしまう。そのため、輝度分布のピーク幅を適度に拡げるために、上述のようにＢＥＦ１００のようなプリズムシートとは別部材の光拡散フィルムを新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴ってしまうという問題がある。
ところで、上述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。
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構成を備えた液晶表示装置では、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、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。
特に、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、反射性偏光シートの使用によりシート設置枚数が増加し、液晶表示装置の薄型化に支障をきたす。さらに、反射性偏光シートを用いたとしても、偏光子の吸収軸方向の偏光成分が一部漏れ出るなど、機能的に必ずしも充分であるとは限らない。
特に、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、反射性偏光シートの使用によりシート設置枚数が増加し、液晶表示装置の薄型化に支障をきたす。さらに、反射性偏光シートを用いたとしても、偏光子の吸収軸方向の偏光成分が一部漏れ出るなど、機能的に必ずしも充分であるとは限らない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、集光機能と偏光分離機能とを兼ね備えながら、正面輝度向上に必要な光学シートの使用枚数を低減可能な光学シートを用いたディスプレイ装置を提供することを目的とする。
本発明によるディスプレイ装置によれば、光源から出射された光を、光学シートにおいて偏光度の異なる２方向の第１レンズ及び第２レンズを組み合わせることにより、集光機能の配光制御をできると共に一定偏光分離機能を得られ、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、輝度向上効果を高めることができるとともに、部品点数および製造コストの低減を図ることが可能となる。
しかも、本発明による光学シートによれば、偏光度の異なる２方向のレンズを組み合わせることにより、透過する光について集光機能の配光制御を行えると共に偏光分離機能をも得ることができる。これにより、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、輝度向上効果を高めることができて、部品点数および製造コストを低減できる。
しかも、本発明による光学シートによれば、偏光度の異なる２方向のレンズを組み合わせることにより、透過する光について集光機能の配光制御を行えると共に偏光分離機能をも得ることができる。これにより、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、輝度向上効果を高めることができて、部品点数および製造コストを低減できる。
本発明によるディスプレイ装置は、光源と、前記光源からの射出光を透過する画像表示素子と、該画像表示素子における前記出射光の入射側に設けられていて透過軸を有する偏光子と、前記光源と前記偏光子の間に設けられた光学シートと、が配置され、
前記光学シートは、シート状の基材と、前記基材の一方の面に形成されていて一方向に沿って互いに平行に配列されてなる複数の第１レンズと、前記第１レンズに交差する方向に設けられていると共に前記第１レンズの配列方向に沿って平行に配列されてなる複数の第２レンズとを備えており、前記第１レンズと前記第２レンズは互いに射出光成分が異なるレンズアレイを形成しており、
前記第１レンズはそのピッチを形成する底部の長さをＰ１、頂部の長さをＬ１として、
０．４≦Ｌ１／Ｐ１≦１．０
であり、
前記第１レンズは、そのピッチを形成する底部の長さをＰ１、頂部の長さをＬ１、該頂部を形成する傾斜面の両端縁を延長して交差する頂角をθ１とし、前記第２レンズは、そのピッチをＰ２、頂角をθ２とすると、下式（２）の関係があり、
前記光学シートの前記第１レンズの延在方向と前記偏光子の透過軸とのなす角θ３が、
０ｄｅｇ≦θ３≦２０ｄｅｇ
であることを特徴とする。
前記光学シートは、シート状の基材と、前記基材の一方の面に形成されていて一方向に沿って互いに平行に配列されてなる複数の第１レンズと、前記第１レンズに交差する方向に設けられていると共に前記第１レンズの配列方向に沿って平行に配列されてなる複数の第２レンズとを備えており、前記第１レンズと前記第２レンズは互いに射出光成分が異なるレンズアレイを形成しており、
前記第１レンズはそのピッチを形成する底部の長さをＰ１、頂部の長さをＬ１として、
０．４≦Ｌ１／Ｐ１≦１．０
であり、
前記第１レンズは、そのピッチを形成する底部の長さをＰ１、頂部の長さをＬ１、該頂部を形成する傾斜面の両端縁を延長して交差する頂角をθ１とし、前記第２レンズは、そのピッチをＰ２、頂角をθ２とすると、下式（２）の関係があり、
前記光学シートの前記第１レンズの延在方向と前記偏光子の透過軸とのなす角θ３が、
０ｄｅｇ≦θ３≦２０ｄｅｇ
であることを特徴とする。
また、第１レンズと第２レンズは互いに交差する方向に形成されて共通の頂部を有する凸形状を構成することが好ましい。
第１レンズによってサイドローブ低減効果を得られると共に第２レンズで輝度向上効果を得られ、これらが配列されたレンズアレイを有する単一の光学シートによって互いに交差する方向に集光効果が得られる。
第１レンズによってサイドローブ低減効果を得られると共に第２レンズで輝度向上効果を得られ、これらが配列されたレンズアレイを有する単一の光学シートによって互いに交差する方向に集光効果が得られる。
また、第１レンズは、台形プリズム形状であってもよい。
第１レンズは、その頂角θ１が６０度〜１１０度の範囲で設定されていることが好ましい。
第１レンズの頂角θ１が上述の範囲であれば、頂角θ１が９０度の場合に対してその輝度低下を１０％以内に抑えることができて光学シートを透過する光による表示画面が暗くなるのを抑えて表示品位の低下を抑制できる。
また、第２レンズは、三角プリズム形状であってもよい。
第２レンズは、その頂角θ２が７０度〜１３０度の範囲で設定されていることが好ましい。
第２レンズの頂角θ２が上述の範囲であれば、頂角θ２が９０度の場合に対してその輝度低下を１０％以内に抑えることができて光学シートを透過する光による表示画面が暗くなるのを抑えて表示品位の低下を抑制できる。
第１レンズは、その頂角θ１が６０度〜１１０度の範囲で設定されていることが好ましい。
第１レンズの頂角θ１が上述の範囲であれば、頂角θ１が９０度の場合に対してその輝度低下を１０％以内に抑えることができて光学シートを透過する光による表示画面が暗くなるのを抑えて表示品位の低下を抑制できる。
また、第２レンズは、三角プリズム形状であってもよい。
第２レンズは、その頂角θ２が７０度〜１３０度の範囲で設定されていることが好ましい。
第２レンズの頂角θ２が上述の範囲であれば、頂角θ２が９０度の場合に対してその輝度低下を１０％以内に抑えることができて光学シートを透過する光による表示画面が暗くなるのを抑えて表示品位の低下を抑制できる。
また、第１レンズのレンズピッチをＰ１、第２レンズのピッチをＰ２として、
０．５＜Ｐ２／Ｐ１＜１
であってもよい。
０．５＜Ｐ２／Ｐ１＜１
であってもよい。
また、第１レンズのレンズ高さをＨ１、前記第２レンズのレンズ高さをＨ２として、
２＜Ｈ１／Ｈ２＜２０
であってもよい。
第１レンズと第２レンズは、２以上で９０度プリズムより輝度が上昇し、２０以上で定常状態となるため上記範囲が望ましい
２＜Ｈ１／Ｈ２＜２０
であってもよい。
第１レンズと第２レンズは、２以上で９０度プリズムより輝度が上昇し、２０以上で定常状態となるため上記範囲が望ましい
また、第１レンズの頂部と第２レンズの頂部とは直線状または凸曲面形状であることが好ましい。
これにより、第１レンズの頂部の幅を調整することで、二方向の集光割合を輝度を大きく変えずに調節することができる。水平方向の視野と垂直方向の視野の一方を他方より広くまたは狭く設定したり、両方向の視野を同程度に設定したりして光学シートの適用条件によって視野の範囲を任意に設定することができる。
第１レンズと第２レンズが、略直交して形成されていてもよい。
これにより、水平方向の視野と垂直方向の視野の設定が容易で正確になる。
これにより、第１レンズの頂部の幅を調整することで、二方向の集光割合を輝度を大きく変えずに調節することができる。水平方向の視野と垂直方向の視野の一方を他方より広くまたは狭く設定したり、両方向の視野を同程度に設定したりして光学シートの適用条件によって視野の範囲を任意に設定することができる。
第１レンズと第２レンズが、略直交して形成されていてもよい。
これにより、水平方向の視野と垂直方向の視野の設定が容易で正確になる。
また、基材の一方の面に対向する他方の面は、略平坦な平面部と、該平面部から突出する複数の突起部とで構成されていてもよい。
突起部は、基材の厚み方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていてもよい。
また、突起部は、平面部から離れるに従いその断面積が小さくなるようにしてもよい。
これにより、賦形性及び金型剥離性が良い突起部を光学シートの入射面に形成することで、内部に拡散粒子を含有する場合においても、輝度低下の生じない光学シートを得られる。
突起部は、基材の厚み方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていてもよい。
また、突起部は、平面部から離れるに従いその断面積が小さくなるようにしてもよい。
これにより、賦形性及び金型剥離性が良い突起部を光学シートの入射面に形成することで、内部に拡散粒子を含有する場合においても、輝度低下の生じない光学シートを得られる。
また、光源と光学シートとの間に、光を拡散させる光拡散板が設けられていてもよい。
また、光源と光学シートとの間に、光を導光する導光板が設けられていてもよい。
なお、本発明によるディスプレイ装置は、光源が、冷陰極管、発光ダイオード、ＥＬ、半導体レーザーのいずれかである。
また、光源と光学シートとの間に、光を導光する導光板が設けられていてもよい。
なお、本発明によるディスプレイ装置は、光源が、冷陰極管、発光ダイオード、ＥＬ、半導体レーザーのいずれかである。
本発明によるディスプレイ装置によれば、光学シートは、偏光度の異なる２方向のレンズを組み合わせることにより、集光機能の配光制御だけでなく、一定偏光分離能をも得ることが可能となる。これにより、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、輝度向上効果を高めることができるとともに、部品点数および製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、本発明によるディスプレイ装置によれば、光源から出射された光を、光学シートにおいて偏光度の異なる２方向のレンズを組み合わせることにより、集光機能の配光制御だけでなく、一定偏光分離能をも得ることが可能となる。これにより、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、画素表示素子を透過する光の輝度向上効果を高めることができるとともに、部品点数および製造コストの低減を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態による光学シート、これを用いたバックライト及びディスプレイ装置について説明する。
図１は本発明の実施形態による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を示す断面模式図である。
本実施形態によるディスプレイ装置１は、画像表示素子２とバックライト・ユニット３とで構成されている。バックライト・ユニット３において、ランプハウス５は反射板４を背面に配設して複数の光源６が配列されている。光源６からの光出射方向前方側Ｈ即ち観察者方向Ｆに、光源６から入射する光を拡散して射出する拡散板８、そして本発明の実施形態であるレンズシート１０が光学シートとして配設されている。
光源６から射出された光Ｈは拡散板８で拡散され、その光出射側に配置されたレンズシート１０で集光されて、バックライト・ユニット３から射出される光Ｋが画像表示素子２に入射して、観察者側Ｆへと射出されるようになっている。
図１は本発明の実施形態による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を示す断面模式図である。
本実施形態によるディスプレイ装置１は、画像表示素子２とバックライト・ユニット３とで構成されている。バックライト・ユニット３において、ランプハウス５は反射板４を背面に配設して複数の光源６が配列されている。光源６からの光出射方向前方側Ｈ即ち観察者方向Ｆに、光源６から入射する光を拡散して射出する拡散板８、そして本発明の実施形態であるレンズシート１０が光学シートとして配設されている。
光源６から射出された光Ｈは拡散板８で拡散され、その光出射側に配置されたレンズシート１０で集光されて、バックライト・ユニット３から射出される光Ｋが画像表示素子２に入射して、観察者側Ｆへと射出されるようになっている。
光源６は画像表示素子２へ光を供給するものであり、光源６として、例えば複数の線状光源または点光源を用いることができる。複数の線状光源６として、例えば複数の蛍光灯、冷陰極管（ＣＣＦＬ）あるいはＥＥＦＬといったランプ光源、点光源６としてＬＥＤなどを用いることができる。
ランプハウス５に設けた反射板４は、複数の光源６の観察者側Ｆと反対側に配置され、光源６から全方向に出射された光のうち、観察者側Ｆと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させる。その結果、観察者側Ｆに出射された光Ｈは、ほぼ光源６から全方向に出射された光となる。このように反射板４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。反射板４は光を高効率で反射させる部材であればよく、例えば一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。
ランプハウス５に設けた反射板４は、複数の光源６の観察者側Ｆと反対側に配置され、光源６から全方向に出射された光のうち、観察者側Ｆと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させる。その結果、観察者側Ｆに出射された光Ｈは、ほぼ光源６から全方向に出射された光となる。このように反射板４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。反射板４は光を高効率で反射させる部材であればよく、例えば一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。
次に本発明の実施形態による光学シートであるレンズシート１０について図２を用いて説明する。
レンズシート１０は、光透過性のシート状の基材１２の表裏をなす２つのシート面１２ａ、１２ｂのうち、画像表示素子２側の出射側シート面１２ｂに第１レンズアレイ１３Ａが形成されている。第１レンズアレイ１３Ａの上辺をなす頂部１３ａ近傍には、第一レンズアレイ１３Ａの配列される方向と交差する方向に第二レンズアレイ１４Ａが形成されている。
即ち、図２（ａ）において、第１レンズアレイ１３Ａは断面視で台形プリズム形状をなす第１レンズ１３が同一方向に複数配列して形成されており、第１レンズ１３は台形状の互いに傾斜する２面が頂部１３ａで線状に交差する傾斜面１３ｂ、１３ｂを構成する。
特に両端の第１プリズム１３の外側の傾斜面１３ｂは出射側シート面１２ｂまで延びてこのシート面１２ｂと同一長さの底辺１３ｃを有している。両側の大きな傾斜面１３ｂ以外の傾斜面１３ｂは両端外側の傾斜面１３ｂより短い長さの台形形状とされている。
この第１レンズ１３は頂部１３ａの長さをＬ１とし、底辺１３ｃの長さをＰ１とする（図２（ｂ）参照）。Ｐ１は縦断面における第１レンズ１３のピッチでもある。また、傾斜面１３ｂ、１３ｂの両側の傾斜辺は頂部１３ａを超えた延長線上で１点で交差し、その交差角をθ１とする。
レンズシート１０は、光透過性のシート状の基材１２の表裏をなす２つのシート面１２ａ、１２ｂのうち、画像表示素子２側の出射側シート面１２ｂに第１レンズアレイ１３Ａが形成されている。第１レンズアレイ１３Ａの上辺をなす頂部１３ａ近傍には、第一レンズアレイ１３Ａの配列される方向と交差する方向に第二レンズアレイ１４Ａが形成されている。
即ち、図２（ａ）において、第１レンズアレイ１３Ａは断面視で台形プリズム形状をなす第１レンズ１３が同一方向に複数配列して形成されており、第１レンズ１３は台形状の互いに傾斜する２面が頂部１３ａで線状に交差する傾斜面１３ｂ、１３ｂを構成する。
特に両端の第１プリズム１３の外側の傾斜面１３ｂは出射側シート面１２ｂまで延びてこのシート面１２ｂと同一長さの底辺１３ｃを有している。両側の大きな傾斜面１３ｂ以外の傾斜面１３ｂは両端外側の傾斜面１３ｂより短い長さの台形形状とされている。
この第１レンズ１３は頂部１３ａの長さをＬ１とし、底辺１３ｃの長さをＰ１とする（図２（ｂ）参照）。Ｐ１は縦断面における第１レンズ１３のピッチでもある。また、傾斜面１３ｂ、１３ｂの両側の傾斜辺は頂部１３ａを超えた延長線上で１点で交差し、その交差角をθ１とする。
また、図２（ｃ）に示すレンズシート１０において、第１レンズ１３が配列する方向に直交する方向から見て、第１レンズ１３の２つの傾斜面１３ｂは一点の頂部１４ａで交差し、その交差角をθ２とする正面視三角形状の第２レンズ１４が形成されている。この第２レンズ１４の頂部１４ａを形成する２つの傾斜面１４ｂ、１４ｂの底部間の距離をピッチＰ２とする。
これにより、第１レンズ１３と第２レンズ１４は互いに重なる線状の頂部１３ａ、頂部１４ａに対してそれぞれ対向する傾斜面１３ｂ、１３ｂと傾斜面１４ｂ、１４ｂとで屋根型の凸形成部に形成されている。そして、第１レンズ１３は頂部１３ａが並ぶ方向に配列されて第１レンズアレイ１３Ａを形成し、第２レンズ１４は第１レンズ１３の配列方向に交差する方向、例えば直交する方向に２つの傾斜面１４ｂ、１４ｂが対向して形成され且つ第１レンズ１３の配列方向に傾斜面１４ｂが同一面上に配列されて第２レンズアレイ１４Ａを形成する。
そのため、レンズシート１０は互いに直交して形成された第１レンズ１３と第２レンズ１４が一体になった凸形成部が一方向に複数配列されてなるレンズ群１５を備えたシート状の構成を有している（図６参照）。
これにより、第１レンズ１３と第２レンズ１４は互いに重なる線状の頂部１３ａ、頂部１４ａに対してそれぞれ対向する傾斜面１３ｂ、１３ｂと傾斜面１４ｂ、１４ｂとで屋根型の凸形成部に形成されている。そして、第１レンズ１３は頂部１３ａが並ぶ方向に配列されて第１レンズアレイ１３Ａを形成し、第２レンズ１４は第１レンズ１３の配列方向に交差する方向、例えば直交する方向に２つの傾斜面１４ｂ、１４ｂが対向して形成され且つ第１レンズ１３の配列方向に傾斜面１４ｂが同一面上に配列されて第２レンズアレイ１４Ａを形成する。
そのため、レンズシート１０は互いに直交して形成された第１レンズ１３と第２レンズ１４が一体になった凸形成部が一方向に複数配列されてなるレンズ群１５を備えたシート状の構成を有している（図６参照）。
第１レンズ１３は台形プリズム形状であり、その配列方向に直交する方向に第２レンズアレイ１４が頂部１３ａ、１４ａを挟んで直交する方向に三角プリズム形状に形成されている。第１レンズ１３と第２レンズ１４は頂部１３ａ及び１４ａを挟んで互いに直交する方向に傾斜面１３ｂ、１３ｂと傾斜面１４ｂ、１４ｂとがそれぞれ逆方向に傾斜して配設されている。
レンズシート１０に形成されるレンズが一方向の場合、レンズ配列方向側にのみ集光効果が得られる。従って視野の狭い方向と広い方向とが存在することとなる。
図２（ｂ）は本実施形態によるレンズシート１０において、第１レンズアレイ１３Ａの断面形状の図であり、図２（ｃ）は第２レンズアレイ１４Ａの断面形状の図である。
図２（ｄ）に示されるように、第１レンズアレイ１３Ａと第２レンズアレイ１４Ａとのなす角は略９０度であることが望ましい。略９０度とすることで、観察者側Ｆからディスプレイ装置１を見たとき、水平方向Ｈｏと垂直方向Ｖｅとに集光効果が得られるためである。
レンズシート１０に形成されるレンズが一方向の場合、レンズ配列方向側にのみ集光効果が得られる。従って視野の狭い方向と広い方向とが存在することとなる。
図２（ｂ）は本実施形態によるレンズシート１０において、第１レンズアレイ１３Ａの断面形状の図であり、図２（ｃ）は第２レンズアレイ１４Ａの断面形状の図である。
図２（ｄ）に示されるように、第１レンズアレイ１３Ａと第２レンズアレイ１４Ａとのなす角は略９０度であることが望ましい。略９０度とすることで、観察者側Ｆからディスプレイ装置１を見たとき、水平方向Ｈｏと垂直方向Ｖｅとに集光効果が得られるためである。
本実施形態によるレンズシート１０は互いに直交する二方向に集光機能を有するため、集光効果が高まる。
例えば、二方向以上に集光機能が存在する光学フィルムとして、四角錘に代表される多角錘レンズが挙げられるが、二方向の集光割合を調節するには、多角錘の頂角を変える必要がある。四角錘を例に挙げると、最も輝度が高くなる構成は頂角が９０度の四角錘であるが、どちらか一方向の視野範囲を拡げたい、または狭めたいといった場合、頂角を大きくする、または小さくする必要がある。しかしながら頂角を変えてしまうと輝度が低下してしまうという問題が生じる。
これに対し、本実施形態によるレンズシート１０は、第１レンズ１３が台形プリズム形状であり、第２レンズ１４が三角プリズム形状である。しかも、第１レンズ１３である台形プリズム形状の頂部１３ａと第２レンズ１４の頂部１４ａとが一致しているため、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅を調整することで、二方向の集光割合を、輝度を大きく変えずに調節することができる。つまり、Ｈｏ方向の視野を広く設定したり、Ｈｏ方向及びＶｅ方向の二方向の視野を同程度に設定する等、本実施形態によるレンズシート１０の適用条件によって視野の範囲を任意に設定することが可能である。
例えば、二方向以上に集光機能が存在する光学フィルムとして、四角錘に代表される多角錘レンズが挙げられるが、二方向の集光割合を調節するには、多角錘の頂角を変える必要がある。四角錘を例に挙げると、最も輝度が高くなる構成は頂角が９０度の四角錘であるが、どちらか一方向の視野範囲を拡げたい、または狭めたいといった場合、頂角を大きくする、または小さくする必要がある。しかしながら頂角を変えてしまうと輝度が低下してしまうという問題が生じる。
これに対し、本実施形態によるレンズシート１０は、第１レンズ１３が台形プリズム形状であり、第２レンズ１４が三角プリズム形状である。しかも、第１レンズ１３である台形プリズム形状の頂部１３ａと第２レンズ１４の頂部１４ａとが一致しているため、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅を調整することで、二方向の集光割合を、輝度を大きく変えずに調節することができる。つまり、Ｈｏ方向の視野を広く設定したり、Ｈｏ方向及びＶｅ方向の二方向の視野を同程度に設定する等、本実施形態によるレンズシート１０の適用条件によって視野の範囲を任意に設定することが可能である。
図３（ａ）に９０度三角プリズムを透過する光の水平方向（Ｈｏ）と垂直方向（Ｖｅ）の視野角分布を示す。三角プリズムは正面方向に集光するため、０度の視野角で最大ピークを持つが、サイドローブが生じて視野角４５度付近に谷間Ｖａが生じる。サイドローブはディスプレイ装置１として不要な方向への射出光であるが、サイドローブ自体がディスプレイ装置１を観察する上で問題となるのではなく、０度のメインピークとサイドローブとの谷間Ｖａの輝度が低いことが問題となる。谷間Ｖａの角度からディスプレイ装置１を観察すると画面が暗くなってしまうためである。従って、サイドローブを低減させてもこの谷間Ｖａの輝度が低すぎる場合、ディスプレイ装置１として望ましくない。
図３（ｂ）はレンズシートの一つの単位三角プリズムから正面方向（視野角０度）に出る光線を示す。これよりレンズの全面から光線が出ることが分かる。図３（ｃ）に示しているのは図３（ｂ）と同じレンズシートの単位プリズムの正面方向ではなく垂直斜め方向近辺（６０度〜９０度）に出る光を示す。これより図３（ｃ）の斜め方向の光は三角プリズムの頂点付近１６からしか出ないことが分かる。
すなわち、レンズシートから出射する光の全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシートの各単位プリズムの頂点付近から出射される光である。
従って、サイドローブを低減させる方法として、三角プリズムの頂点付近の形状を変化させことにより、サイドローブが低減された出射光分布を得ることが出来る。この考えを具現化した光学シートの構造が本実施形態に係るレンズシート１０である。
すなわち、レンズシートから出射する光の全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシートの各単位プリズムの頂点付近から出射される光である。
従って、サイドローブを低減させる方法として、三角プリズムの頂点付近の形状を変化させことにより、サイドローブが低減された出射光分布を得ることが出来る。この考えを具現化した光学シートの構造が本実施形態に係るレンズシート１０である。
図４（ａ）にレンズシート１０のうちの第１レンズ１３すなわち台形プリズムの視野角分布を示す。台形プリズムは、傾斜面１３ｂが略直線状に延びるため、三角プリズムと同等の効果が得られる。さらに、台形プリズムは、三角プリズムの頂点付近が平坦なため、図４（ａ）に示すように三角プリズムの頂点付近１６から射出されるサイドローブを低減させることが可能である。しかし、台形プリズムは三角プリズムの頂点付近が平坦な形状なため、三角プリズムほどの集光効果は発揮できない。
そこで、本実施形態では第１プリズム１３の頂部１３ａと第二プリズム１４の頂部１４ａとが一致するように、第２レンズ１４を第１プリズム１３と交差するように形成することにより輝度上昇効果を得ることができる。
そこで、本実施形態では第１プリズム１３の頂部１３ａと第二プリズム１４の頂部１４ａとが一致するように、第２レンズ１４を第１プリズム１３と交差するように形成することにより輝度上昇効果を得ることができる。
図４（ｂ）に第２レンズ１４すなわち三角プリズムの視野角分布を示す。ここで、水平方向視野分布Ｈｏは第１レンズ１３の延在方向とする。第２レンズ１４は第１レンズ１３とは反対にＶｅ方向に集光効果が強いレンズであることがわかる。
図４（ｃ）にレンズシート１０の視野角分布を示す。レンズシート１０は、第１レンズ１３が台形プリズム形状であり、第２レンズ１４が三角プリズム形状である複合形状である。すなわち、図４（ａ）に示すサイドローブが発生しない第１レンズ１３（台形プリズム）と図４（ｂ）に示す集光効果の高い第２レンズ１４（三角プリズム）との視野角分布が合成された視野分布特性を得られる。また、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅を調節することで、Ｖｅ方向の視野を拡げるか逆にＨｏ方向の視野を広げるかを調節することが可能である。
図４（ｃ）にレンズシート１０の視野角分布を示す。レンズシート１０は、第１レンズ１３が台形プリズム形状であり、第２レンズ１４が三角プリズム形状である複合形状である。すなわち、図４（ａ）に示すサイドローブが発生しない第１レンズ１３（台形プリズム）と図４（ｂ）に示す集光効果の高い第２レンズ１４（三角プリズム）との視野角分布が合成された視野分布特性を得られる。また、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅を調節することで、Ｖｅ方向の視野を拡げるか逆にＨｏ方向の視野を広げるかを調節することが可能である。
図５（ａ）は第１レンズアレイ１３Ａに対して頂部１３ａの幅Ｌを変化させたときの、レンズシート１０の輝度を示すものであり、頂角９０度の三角プリズムの輝度を１．０としたときの相対輝度を示している。図５（ｂ）は垂直方向Ｖｅ及び水平方向Ｈｏの半値角を示した図である。ここで半値角とは、０度方向（観察者側Ｆ）の輝度を１００％としたとき、その輝度が５０％となる視野角度を表す。図５において、ｘ軸は第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１と第１レンズ１３のピッチＰ１との比Ｌ１／Ｐ１である。
本測定においては、第１レンズアレイ１３Ａの配列方向が垂直方向Ｖｅ、第２レンズアレイ１４Ａの配列方向が水平方向Ｈｏとなるようにディスプレイ装置１に配置した。
本測定においては、第１レンズアレイ１３Ａの配列方向が垂直方向Ｖｅ、第２レンズアレイ１４Ａの配列方向が水平方向Ｈｏとなるようにディスプレイ装置１に配置した。
図５（ｂ）において、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１が狭くなると第２レンズ１４の集光効果が弱まり、第１レンズ１３の集光効果が強まるため、垂直方向Ｖｅの半値角が狭くなり、水平方向Ｈｏの半値角が広くなる。逆に第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１が広くなると、第１レンズ１３の集光効果が弱まり、第２レンズ１４の集光効果が強まるため、垂直方向Ｖｅの半値角が広くなり、水平方向Ｈｏの半値角が狭くなる。
本実施形態のディスプレイ装置１をテレビ用として使用する場合、水平方向Ｈｏの半値角が広いことが望ましい。テレビを観察する際、水平方向Ｈｏの様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら本実施形態によるディスプレイ装置１を広告看板用途等として使用する場合、垂直方向Ｖｅの半値角が広いことが望ましい場合が生じる。
また本実施形態によるレンズシート１０は第１レンズアレイ１３Ａを垂直方向Ｖｅに配列しても良く、また水平方向Ｈｏに配列しても良い。上述の通り、第１レンズアレイ１３Ａの各頂部１３ａの幅Ｌを変化させることで、垂直方向Ｖｅと水平方向Ｈｏの双方の半値角を制御できるためである。従って、第１レンズアレイ１３Ａを構成する第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１と、単位レンズである第１レンズ１３のピッチＰ１との比は任意に選ぶことが出来る。
本実施形態のディスプレイ装置１をテレビ用として使用する場合、水平方向Ｈｏの半値角が広いことが望ましい。テレビを観察する際、水平方向Ｈｏの様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら本実施形態によるディスプレイ装置１を広告看板用途等として使用する場合、垂直方向Ｖｅの半値角が広いことが望ましい場合が生じる。
また本実施形態によるレンズシート１０は第１レンズアレイ１３Ａを垂直方向Ｖｅに配列しても良く、また水平方向Ｈｏに配列しても良い。上述の通り、第１レンズアレイ１３Ａの各頂部１３ａの幅Ｌを変化させることで、垂直方向Ｖｅと水平方向Ｈｏの双方の半値角を制御できるためである。従って、第１レンズアレイ１３Ａを構成する第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１と、単位レンズである第１レンズ１３のピッチＰ１との比は任意に選ぶことが出来る。
本発明の実施形態によるディスプレイ装置１では、光源６から射出された光が拡散板８、レンズシート１０を経て射出光Ｋとして射出される。この射出光Ｋが画像表示素子２に入射する。画像表示素子２は、１組の偏光板（偏光フィルム）１７、１８と、その間に挟持された液晶パネル１９とで構成されている。液晶パネル１９は、例えば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。
射出光Ｋが入射する側の偏光板１７で一方の偏光成分のみを透過して液晶パネル１９へと入射させると共に他方の偏光成分は吸収する。液晶パネル１９の内部では、入射した光が液晶分子により位相を回転させながら進行し、観察者側の偏光板１８から一方の偏光成分に偏光分離され射出光として観察者側Ｆへ射出される。ディスプレイ装置１において、観察者側Ｆへ透過する光量が多いほど表示品位は向上し、さらには省エネへの効果も得られる。
射出光Ｋが入射する側の偏光板１７で一方の偏光成分のみを透過して液晶パネル１９へと入射させると共に他方の偏光成分は吸収する。液晶パネル１９の内部では、入射した光が液晶分子により位相を回転させながら進行し、観察者側の偏光板１８から一方の偏光成分に偏光分離され射出光として観察者側Ｆへ射出される。ディスプレイ装置１において、観察者側Ｆへ透過する光量が多いほど表示品位は向上し、さらには省エネへの効果も得られる。
しかし、偏光板１７で偏光分離される際、光源６から射出した光のうち他方の偏光成分すなわち射出光の半分以上が吸収されてしまう。そこで、レンズシート１０からの射出光成分のうち、偏光板１７を透過する偏光成分が多くなるようレンズシート１０の形状とレンズ軸及び偏光板１７の透過軸との配置を最適化することにより、表示品位の優れたバックライトユニット３を得ることが可能である。
このようなレンズシート１０とレンズ軸及び偏光板１７の透過軸との配置が図６に示されている。図６は、レンズシート１０と画像表示素子２のレンズシート１０側の偏光板１７とを示す模式斜視図である。レンズシート１０において複数の第１レンズ１３が延在する方向をレンズ軸Ａ１とし、光入射側の偏光板１７において入射光を透過する方向を透過軸Ａ２とし、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２とのなす角をθ３とする。
このようなレンズシート１０とレンズ軸及び偏光板１７の透過軸との配置が図６に示されている。図６は、レンズシート１０と画像表示素子２のレンズシート１０側の偏光板１７とを示す模式斜視図である。レンズシート１０において複数の第１レンズ１３が延在する方向をレンズ軸Ａ１とし、光入射側の偏光板１７において入射光を透過する方向を透過軸Ａ２とし、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２とのなす角をθ３とする。
ここで、図７（ａ）は表面に頂角θ４の断面三角形からなるプリズムＰが多数連続して配列されたプリズムシート２１を図１に示すバックライト・ユニット３のランプハウス５の出射面側に配設した構成において、プリズムシート２１を透過する光の経路を模式的に示している。
プリズムシート２１の上面側のプリズム形成面は光出射面２１ｂとされ、下面側の平坦面は光入射面２１ａとされている。図７（ａ）において、ｘ軸はプリズムＰの延在方向、ｙ軸はプリズムＰの配列方向、ｚ軸はプリズムシート２１の厚み方向をそれぞれ示している。光源６から射出した光であるバックライト光ＨはプリズムＰ延在方向に振動する偏光成分Ｈａとプリズム配列方向に振動する偏光成分Ｈｂとを有している。
プリズムシート２１の上面側のプリズム形成面は光出射面２１ｂとされ、下面側の平坦面は光入射面２１ａとされている。図７（ａ）において、ｘ軸はプリズムＰの延在方向、ｙ軸はプリズムＰの配列方向、ｚ軸はプリズムシート２１の厚み方向をそれぞれ示している。光源６から射出した光であるバックライト光ＨはプリズムＰ延在方向に振動する偏光成分Ｈａとプリズム配列方向に振動する偏光成分Ｈｂとを有している。
図７（ａ）を参照して、プリズムシート２１の光入射面２１ａに対して斜め方向から入射したバックライト光Ｈの両偏光成分Ｈａ，Ｈｂのいずれもが、プリズムシート２１の光出射面（プリズム形成面）２１ｂから出射されることになる。プリズムシート２１の光入射面２１ａ及び光出射面２１ｂといった界面において、プリズムＰの延在方向とプリズムＰの配列方向とで各方向に振動する偏光成分は、互いに異なる反射率で反射される。すなわち、この例では、プリズムＰの延在方向に振動する偏光成分Ｈａの方が、他方の偏光成分Ｈｂに比べて反射量が大きい。その結果、このプリズムシート２１を透過するバックライト光Ｈは、偏光成分Ｈａよりも偏光成分Ｈｂの方が光量的に多いことになる。
また、プリズム斜面である光出射面２１ｂから出射する各偏光成分Ｈａ，Ｈｂは、プリズムシート２１へ入射するバックライト光Ｈがある条件を満たすと、偏光成分Ｈａが光出射面２１ｂで全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｈｂのみがプリズムシート２１を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。
なお、このプリズムシート２１に対するバックライト光Ｈの入射角が小さくなり過ぎると、バックライト光Ｈがプリズムシート２１の光入射面２１ａに対して垂直に入射する場合と変わらなくなる。この場合、図７（ａ）に示すように、バックライト光Ｈは偏光状態に関係なく、プリズムＰのプリズム斜面である光出射面２１ｂにおいて全反射を繰り返して、バックライト３側へ戻る戻り光となる。
バックライト３側に戻された戻り光は、拡散板８の拡散効果や反射板４での反射によって偏光解消され、無偏光となった状態で再度プリズムシート２１に入射される。これを繰り返すことで、最終的にもプリズムＰの延在方向と平行な偏光成分ＨａよりもプリズムＰの延在方向と垂直な偏光成分Ｈｂの光量が多くなる。
バックライト３側に戻された戻り光は、拡散板８の拡散効果や反射板４での反射によって偏光解消され、無偏光となった状態で再度プリズムシート２１に入射される。これを繰り返すことで、最終的にもプリズムＰの延在方向と平行な偏光成分ＨａよりもプリズムＰの延在方向と垂直な偏光成分Ｈｂの光量が多くなる。
図７（ｂ）において、プリズムシート２１の屈折率を１．８５とし、光出射面２１ｂに形成されたプリズムＰの頂角θ４を変化させたときの射出光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａを示す。
Ｘ軸はプリズムＰの頂角θ４である。プリズムＰの頂角θ４が９０度より小さくなるほど射出光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａは大きくなり、４０度付近でその差は最大となる。これは屈折率１．８５のブリュースター角によるものと考えられる。また、９０度以上では射出光の偏光成分Ｈｂ、Ｈａの反射率は同等であるため、射出光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａも一定となっている。
Ｘ軸はプリズムＰの頂角θ４である。プリズムＰの頂角θ４が９０度より小さくなるほど射出光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａは大きくなり、４０度付近でその差は最大となる。これは屈折率１．８５のブリュースター角によるものと考えられる。また、９０度以上では射出光の偏光成分Ｈｂ、Ｈａの反射率は同等であるため、射出光の偏光成分比Ｈｂ／Ｈａも一定となっている。
図８（ａ）は、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が０．０５のとき（図１１参照）、レンズシート１０のレンズ軸Ａ１と偏光板１７の透過軸Ａ２とでなす角度θ３を０ｄｅｇと９０ｄｅｇに設定し、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１を変化させた場合の相対輝度の変化を示すグラフである。ここで相対輝度とは頂角９０度のプリズムの正面輝度を１としたときの値である。
第１レンズ１３のレンズピッチＰ１に対する頂部１３ａの幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が、０から０．５５付近までは、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方（９０ｄｅｇ）の輝度が高く、比Ｌ１／Ｐ１が０．５５よりも大きくなるとレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方（０ｄｅｇ）の輝度が高くなる。これはレンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１の比Ｌ１／Ｐ１が大きくなるに従い、第２レンズ１４の集光効果が強まり、第１レンズ１３の集光効果が弱まるため、第１レンズ１３から射出される射出光成分のうちレンズ軸Ａ１に対して垂直方向の偏光成分が少なくなるためである。
第１レンズ１３のレンズピッチＰ１に対する頂部１３ａの幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が、０から０．５５付近までは、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方（９０ｄｅｇ）の輝度が高く、比Ｌ１／Ｐ１が０．５５よりも大きくなるとレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方（０ｄｅｇ）の輝度が高くなる。これはレンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１の比Ｌ１／Ｐ１が大きくなるに従い、第２レンズ１４の集光効果が強まり、第１レンズ１３の集光効果が弱まるため、第１レンズ１３から射出される射出光成分のうちレンズ軸Ａ１に対して垂直方向の偏光成分が少なくなるためである。
図８（ｂ）は、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が０．３３のとき（図１１参照）、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３を０ｄｅｇと９０ｄｅｇに設定し、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１を変化させた場合の相対輝度の変化を示すグラフである。ここで相対輝度とは頂角９０度のプリズムの正面輝度を１としたときの値である。
レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が、０から０．４付近までは、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方（９０ｄｅｇ）の輝度が高く、比Ｌ１／Ｐ１が０．４よりも大きくなるとレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方（０ｄｅｇ）の輝度が高くなる。これはレンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１の比Ｌ１／Ｐ１が大きくなるに従い、第２レンズ１４の集光効果が強まり、第１レンズ１３の集光効果が弱まるため、第１レンズ１３から射出される射出光成分のうちレンズ軸Ａ１に対して垂直方向の偏光成分が少なくなるためである。
レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が、０から０．４付近までは、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方（９０ｄｅｇ）の輝度が高く、比Ｌ１／Ｐ１が０．４よりも大きくなるとレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方（０ｄｅｇ）の輝度が高くなる。これはレンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１の比Ｌ１／Ｐ１が大きくなるに従い、第２レンズ１４の集光効果が強まり、第１レンズ１３の集光効果が弱まるため、第１レンズ１３から射出される射出光成分のうちレンズ軸Ａ１に対して垂直方向の偏光成分が少なくなるためである。
また、図８（ｃ）は、レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１を、第１レンズ１３が支配的な０．１としたときと、第２レンズ１４が支配的となる０．７としたときに、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３を０度から９０度の範囲で５度ずつ変化（回転）させたときの角度θ３と相対輝度との関係を示すグラフである。第１レンズ１３が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が大きくなればなるほど相対輝度は上昇し７０度から９０度の範囲で最大輝度となる。一方、第２レンズ１４が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が小さくなるほど輝度は上昇し０度から２０度の範囲で最大輝度となる。
したがって、高輝度なディスプレイ装置１を得るためには、レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が０以上０．５５以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３は７０度以上９０度以下であることが望ましい。レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が０．４以上１．０以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３は０度以上２０度以下であることが望ましい。
したがって、高輝度なディスプレイ装置１を得るためには、レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が０以上０．５５以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３は７０度以上９０度以下であることが望ましい。レンズピッチＰ１に対する幅Ｌ１との比Ｌ１／Ｐ１が０．４以上１．０以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３は０度以上２０度以下であることが望ましい。
図９（ａ）は、さらにレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３を０ｄｅｇ、９０ｄｅｇに設定して、第１レンズ１３のレンズピッチＰ１、頂部１３の長さＬ１、頂角θ１、第２レンズ１４のレンズピッチＰ２、頂角θ２で表される式（３）を満足する変数Ｓを変化させたときの相対輝度を示したものである。ここで相対輝度とは頂角９０度プリズムの正面輝度を１としたときの値である。
なお、変数Ｓの式（３）は、第１レンズ１３と第２レンズ１４の単位レンズを占める縦断面の面積率の変化を示すものであり、単位レンズを占める第２レンズ１４の占有面積が変化すると、第１レンズ１３の光学特性も変化するため、第１レンズ１３と第２レンズ１４の輝度の変化に関与するパラメーターである。
なお、変数Ｓの式（３）は、第１レンズ１３と第２レンズ１４の単位レンズを占める縦断面の面積率の変化を示すものであり、単位レンズを占める第２レンズ１４の占有面積が変化すると、第１レンズ１３の光学特性も変化するため、第１レンズ１３と第２レンズ１４の輝度の変化に関与するパラメーターである。
変数Ｓが０から０．５５付近まで変化した場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が垂直に配置された方（９０ｄｅｇ）の輝度が高くなり、変数Ｓが０．５５よりも大きくなるとレンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２が平行に配置された方（０ｄｅｇ）の輝度が高くなる。これは変数Ｓが大きくなるに従い、第２レンズ１４の集光効果が強まり、第１レンズ１３の集光効果が弱まるため、第１レンズ１３から射出される射出光成分のうちレンズ軸Ａ１と垂直な偏光成分が少なくなるためである。
また、図９（ｂ）は、変数Ｓを、第１レンズ１３が支配的な０．５５より小さい０．１としたときと、第２レンズ１４が支配的となる０．５５より大きい０．７としたときに、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３を０度から９０度の範囲で５度ずつ変化させたときの角度θ３と相対輝度の関係を示すグラフである。第１レンズ１３が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が大きくなればなるほど輝度は上昇し７０度から９０度の範囲で最大輝度となる。一方、第２レンズ１４が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が小さくなるほど輝度は上昇し０度から３０度の範囲で最大輝度となる。
したがって、高輝度なディスプレイ装置１を得るためには、式（３）を満足する変数Ｓが０以上０．５５以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角θ３は７０度以上９０度以下であることが望ましい。変数Ｓが０．５５以上１．０以下である場合、角度θ３は０度以上２０度以下であることが望ましい。
また、図９（ｂ）は、変数Ｓを、第１レンズ１３が支配的な０．５５より小さい０．１としたときと、第２レンズ１４が支配的となる０．５５より大きい０．７としたときに、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角度θ３を０度から９０度の範囲で５度ずつ変化させたときの角度θ３と相対輝度の関係を示すグラフである。第１レンズ１３が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が大きくなればなるほど輝度は上昇し７０度から９０度の範囲で最大輝度となる。一方、第２レンズ１４が支配的なレンズシート１０では、角度θ３が小さくなるほど輝度は上昇し０度から３０度の範囲で最大輝度となる。
したがって、高輝度なディスプレイ装置１を得るためには、式（３）を満足する変数Ｓが０以上０．５５以下である場合、レンズ軸Ａ１と透過軸Ａ２のなす角θ３は７０度以上９０度以下であることが望ましい。変数Ｓが０．５５以上１．０以下である場合、角度θ３は０度以上２０度以下であることが望ましい。
図１０は、第１レンズ１３の頂角θ１、第２レンズ１４の頂角θ２を個別に変化させたときの、レンズシート１０の相対輝度を示す図である。ここで輝度は、第１レンズ１３の頂角θ１、第２レンズ１４の頂角θ２を９０度としたときの輝度をそれぞれ１．０としている。
第１レンズ１３の頂角θ１、第２レンズ１４の頂角θ２は、頂角９０度のときの輝度を基準として相対輝度で１０％低下する範囲内であることが望ましい。相対輝度が１０％を超えて低下すると画面が暗くなり、表示品位が低下するためである。すなわち、第１レンズ１３の頂角θ１は６０度から１１０度の範囲、好ましくは７０度から１００度の範囲であることが望ましい。第２レンズ１４の頂角θ２は７０度から１３０度の範囲、好ましくは８０度から１００度の範囲であることが望ましい。第２レンズ１４の頂角θ２の方が第１レンズ１３の頂角θ１よりも設定可能な角度範囲が広いのは、レンズシート１０において第２レンズ１４よりも第１レンズ１３の集光効果の影響が強いためである。
第１レンズ１３の頂角θ１、第２レンズ１４の頂角θ２は、頂角９０度のときの輝度を基準として相対輝度で１０％低下する範囲内であることが望ましい。相対輝度が１０％を超えて低下すると画面が暗くなり、表示品位が低下するためである。すなわち、第１レンズ１３の頂角θ１は６０度から１１０度の範囲、好ましくは７０度から１００度の範囲であることが望ましい。第２レンズ１４の頂角θ２は７０度から１３０度の範囲、好ましくは８０度から１００度の範囲であることが望ましい。第２レンズ１４の頂角θ２の方が第１レンズ１３の頂角θ１よりも設定可能な角度範囲が広いのは、レンズシート１０において第２レンズ１４よりも第１レンズ１３の集光効果の影響が強いためである。
図１１は、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１を変化させたときの相対輝度を示したものである。ここで相対輝度とは頂角９０度のプリズムの正面輝度を１としたときの値である。
第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が小さくなるに従い、相対輝度は上昇する。これは、第１レンズ１３の形状である台形プリズムが、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が小さくなるに従い、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１が小さくなり、三角プリズム形状に近づくため、第１レンズ１３の集光効果が強まり輝度が上昇するためである。
第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は、０．５以下で頂角９０度のプリズムより輝度が高いため０．５以上１以下であることが望ましい。更に、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は、０．０５以下で定常状態となりそれ以上変化させる利点がなく、０．３３以上では急激に輝度が低下するため、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は０．０５以上０．３３以下であることがより好ましい。
第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が小さくなるに従い、相対輝度は上昇する。これは、第１レンズ１３の形状である台形プリズムが、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１が小さくなるに従い、第１レンズ１３の頂部１３ａの幅Ｌ１が小さくなり、三角プリズム形状に近づくため、第１レンズ１３の集光効果が強まり輝度が上昇するためである。
第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は、０．５以下で頂角９０度のプリズムより輝度が高いため０．５以上１以下であることが望ましい。更に、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は、０．０５以下で定常状態となりそれ以上変化させる利点がなく、０．３３以上では急激に輝度が低下するため、第１レンズ１３のピッチＰ１と第２レンズ１４のピッチＰ２との比Ｐ２／Ｐ１は０．０５以上０．３３以下であることがより好ましい。
図１２は、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２を変化させたときの相対輝度を示すものである。ここで相対輝度とは頂角９０度のプリズムの正面輝度を１としたときの値である。
第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２が大きくなるに従い、相対輝度は上昇する。これは、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２が大きくなるに従い、幅Ｌ１が小さくなり第１レンズ１３の形状である台形プリズムが三角プリズム形状に近づくため、第１レンズ１３の集光効果が強まり輝度が上昇するためである。
第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２は、２以上で頂角９０度のプリズムより輝度が上昇し、２０を超えると定常状態となるため２以上２０以下であることが望ましい。更に、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２は、３以下で相対輝度が急激に低下するため、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズアレイ５の高さＨ２の比Ｈ１／Ｈ２は、３以上２０以下であることがより好ましい。
第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２が大きくなるに従い、相対輝度は上昇する。これは、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２が大きくなるに従い、幅Ｌ１が小さくなり第１レンズ１３の形状である台形プリズムが三角プリズム形状に近づくため、第１レンズ１３の集光効果が強まり輝度が上昇するためである。
第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２は、２以上で頂角９０度のプリズムより輝度が上昇し、２０を超えると定常状態となるため２以上２０以下であることが望ましい。更に、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズ１４の高さＨ２との比Ｈ１／Ｈ２は、３以下で相対輝度が急激に低下するため、第１レンズ１３の高さＨ１と第２レンズアレイ５の高さＨ２の比Ｈ１／Ｈ２は、３以上２０以下であることがより好ましい。
次に本実施形態によるレンズシート１０の製法について図１３により説明する。
レンズシート１の製法としては、図１３に示されるようなレンズシート１０を作製する金型２３を用意する。この金型２３の逆版をおこして型とすることで本実施形態によるレンズシート１０を作製することができる。図１３に示す金型２３における第１レンズアレイ型部２４により第１レンズアレイ１３Ａが形成され、第２レンズアレイ型部２５により第２レンズアレイ１４Ａが形成される。
或いは、透光性の基材１２上に第１レンズアレイ１３Ａを形成し、その後に第１レンズアレイ１３Ａの頂部領域に第２レンズアレイ１４Ａを形成することでレンズシート１０を作成することもできる。
レンズシート１の製法としては、図１３に示されるようなレンズシート１０を作製する金型２３を用意する。この金型２３の逆版をおこして型とすることで本実施形態によるレンズシート１０を作製することができる。図１３に示す金型２３における第１レンズアレイ型部２４により第１レンズアレイ１３Ａが形成され、第２レンズアレイ型部２５により第２レンズアレイ１４Ａが形成される。
或いは、透光性の基材１２上に第１レンズアレイ１３Ａを形成し、その後に第１レンズアレイ１３Ａの頂部領域に第２レンズアレイ１４Ａを形成することでレンズシート１０を作成することもできる。
ここまで、第１レンズアレイ１３Ａの各第１レンズ１３は台形プリズム形状であり、第２レンズアレイ１４Ａの第２レンズ１４は三角プリズム形状である構成を備えたレンズシート１０について説明してきたが、第１レンズアレイ１３Ａにおける第１レンズ１３のレンズ形状と第２レンズアレイ１４Ａにおける第２レンズ１４のレンズ形状は他の形状のものを任意に選択することが出来る。例えば、第１レンズ１３や第２レンズ１４について凸レンチキュラーレンズ形状を採用することができる。
凸レンチキュラーレンズは、例えば第一レンズアレイ１３Ａのように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が得られるが、一方で観察者側Ｆへの集光効果は弱いため高輝度は得難い。しかしながら、上述した凸レンチキュラーレンズの頂部近傍に第２レンズアレイ１４Ａとして凸レンチキュラーレンズ群を直交する方向に形成した場合、水平方向Ｘｏと垂直方向Ｖｅとの２方向の集光効果が得られるため、視野範囲が広く且つ高輝度なディスプレイ装置１を得ることができる。
この場合第１レンズ１４と第２レンズ１４の頂部１３ａ、１４ａは凸曲面形状となる。
凸レンチキュラーレンズは、例えば第一レンズアレイ１３Ａのように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が得られるが、一方で観察者側Ｆへの集光効果は弱いため高輝度は得難い。しかしながら、上述した凸レンチキュラーレンズの頂部近傍に第２レンズアレイ１４Ａとして凸レンチキュラーレンズ群を直交する方向に形成した場合、水平方向Ｘｏと垂直方向Ｖｅとの２方向の集光効果が得られるため、視野範囲が広く且つ高輝度なディスプレイ装置１を得ることができる。
この場合第１レンズ１４と第２レンズ１４の頂部１３ａ、１４ａは凸曲面形状となる。
上述した実施形態によるレンズシート１０は基材１２の出射側シート面１２ｂ側に第１レンズアレイ１３Ａと第２レンズアレイ１４Ａとを形成し、入射側シート面１２ａ側は平坦面としたが、この構成に代えて入射側シート面１２ａ側に突起部を設けても良い。
例えば図１４に示すように、レンズシート１０の入射側シート面１２ａ側には、略平坦な平面部２８から突出して形成された１つ又は複数の突起部２９が設けられていてもよい。突起部２９はレンズシート１０の厚さ方向と平行する方向に延在しており、例えば同軸に突出する２段の略円柱状で先端角部がそれぞれ面取りされてテーパ形状をなしている。
尚、突起部２９は図１４に示す形状に限定されるものではなく、適宜の形状を採用できる。例えば図１５（ａ）〜（ｉ）に示される形状を有していてもよい。図１５（ａ）では突起部２９は単一の円柱形状とされている。或いは、図１５（ｂ）に示されるように、円柱の先端が大きく面取りされてテーパ形状とされているものや、図１５（ｃ）に示されるように円柱の先端が丸みを帯びるもの、図１５（ｄ）に示されるように略半球状のマイクロレンズ形状のもの、図１５（ｅ）に示されるように略円錐台形状とされるもの、図１５（ｆ）に示されるように六角柱等の各種多角形柱状のもの、図１５（ｇ）に示されるように、円柱が２段で構成されるもの、図１５（ｈ）に示されるように、円柱とマイクロレンズとの組合せ等でもよい。
その中でも、基材１２の平面部２８から離れるに従い、その断面積が小さくなる形状がより望ましい。突起部２９を形成する際、その賦形性及び金型からの剥離性が向上するため、生産性が向上する。また突起部２９は２段以上の複数の円柱によって形成されることがより望ましい。
上述のように、賦形性及び金型剥離性が良い突起部２９をレンズシート１０の入射側シート面１２ａに形成することで、内部に拡散粒子を含有する場合においても、輝度低下の生じない光学シートを提供することが出来る。
例えば図１４に示すように、レンズシート１０の入射側シート面１２ａ側には、略平坦な平面部２８から突出して形成された１つ又は複数の突起部２９が設けられていてもよい。突起部２９はレンズシート１０の厚さ方向と平行する方向に延在しており、例えば同軸に突出する２段の略円柱状で先端角部がそれぞれ面取りされてテーパ形状をなしている。
尚、突起部２９は図１４に示す形状に限定されるものではなく、適宜の形状を採用できる。例えば図１５（ａ）〜（ｉ）に示される形状を有していてもよい。図１５（ａ）では突起部２９は単一の円柱形状とされている。或いは、図１５（ｂ）に示されるように、円柱の先端が大きく面取りされてテーパ形状とされているものや、図１５（ｃ）に示されるように円柱の先端が丸みを帯びるもの、図１５（ｄ）に示されるように略半球状のマイクロレンズ形状のもの、図１５（ｅ）に示されるように略円錐台形状とされるもの、図１５（ｆ）に示されるように六角柱等の各種多角形柱状のもの、図１５（ｇ）に示されるように、円柱が２段で構成されるもの、図１５（ｈ）に示されるように、円柱とマイクロレンズとの組合せ等でもよい。
その中でも、基材１２の平面部２８から離れるに従い、その断面積が小さくなる形状がより望ましい。突起部２９を形成する際、その賦形性及び金型からの剥離性が向上するため、生産性が向上する。また突起部２９は２段以上の複数の円柱によって形成されることがより望ましい。
上述のように、賦形性及び金型剥離性が良い突起部２９をレンズシート１０の入射側シート面１２ａに形成することで、内部に拡散粒子を含有する場合においても、輝度低下の生じない光学シートを提供することが出来る。
次に本発明の実施形態によるディスプレイ装置１の部品として用い得る具体例について説明する。
バックライト３における拡散板８は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。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、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。
バックライト３における拡散板８は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。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、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、無機酸化物また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、上述した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさや形状は特に限定されない。
光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散板８の厚さが０．１〜５ｍｍであることが好ましい。拡散板８の厚みが０．１〜５ｍｍ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。
なお、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、拡散板８の膜厚をより薄くすることが可能となる。このような拡散板８として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを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、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。
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散板８は、少なくとも１軸方向に延伸されていればよい。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。
なお、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、拡散板８の膜厚をより薄くすることが可能となる。このような拡散板８として、白色ＰＥＴや白色ＰＰなどを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、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。
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散板８は、少なくとも１軸方向に延伸されていればよい。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、およ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。
光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散板８の厚さが２５〜５００μｍであることが好ましい。拡散板８の厚さが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、拡散板８の厚さが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１０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１０の物理特性等により決められる。例えば、基材１２に対して、ＵＶ成形により第１レンズアレイ１３Ａ、第２レンズアレイ１４Ａ及び突起部２９を形成した場合、その支持基材フィルムからなる基材１２の厚さ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３やディスプレイ装置１のサイズにより基材１２の厚みは変化する。例えば、対角３７インチサイズ以上のディスプレイ装置１では基材１２の厚さＴは０．０５ｍｍから３ｍｍが望ましい。
突起部２９は一定のピッチで配列されても良い。ただしこの場合、第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａの配列との間にモアレ干渉縞が生じる場合がある。従って、第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａとは配列方向が平行にならないよう構成することが望ましい。そのバイアス角度としては３０度以下の範囲であることが望ましい。
突起部２９は一定のピッチで配列され、一部をランダムに削除することで、見かけ上、ランダム配置とすることが可能である。または、配列ピッチがランダムになるよう突起部２９を形成しても良い。そうすることで、突起部２９と第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａとの間にモアレ干渉縞が生じることを抑えることが出来る。
突起部２９は一定のピッチで配列され、一部をランダムに削除することで、見かけ上、ランダム配置とすることが可能である。または、配列ピッチがランダムになるよう突起部２９を形成しても良い。そうすることで、突起部２９と第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａとの間にモアレ干渉縞が生じることを抑えることが出来る。
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１０のレンチキュラー方向を、画像表示素子２の周期構造の方向から３０度以下の範囲でずれていてもよい。これにより、画像表示素子２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。
上述のモアレを防ぐ方法として、第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａを蛇行させることによっても上述のモアレを防ぐことが可能である。またモアレを防ぐ別の方法として、第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａ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、そして上述した蛇行させた第１レンズアレイ１３Ａ及び第２レンズアレイ１４Ａ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でピッチのみを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、更に好ましくは１０％以下が望ましい。
上述のような第１レンズアレイ１３Ａ、第２レンズアレイ１４Ａ及び突起部２９は、透光性基材１２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１０における突起部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、図１に示すように、本発明の実施形態であるディスプレイ装置１は、画像表示素子２とバックライト・ユニット３とから構成されている。バックライト・ユニット３から出射された光Ｋは、画像表示素子２で偏光板１７である偏光フィルターを介して液晶パネル１９に入射され、偏光板１８である偏光フィルターを介して観察者側Ｆに出射される。
画像表示素子２は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、レンズシート１０と拡散板８により観察者側Ｆへの輝度が向上され、光強度の視角度依存性が低減され、さらに、ランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
画像表示素子２は液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
画像表示素子２は液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
なお、本発明の実施形態であるディスプレイ装置１に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。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、光源６とレンズシート１０との間に、光を導光する導光板が設けられていてもよい。
また、光源６とレンズシート１０との間に、光を導光する導光板が設けられていてもよい。
本発明の実施形態であるディスプレイ装置１は、先に記載したレンズシート１０と拡散板８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２に表示することができる。
また、本発明の実施形態であるディスプレイ装置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２で、バックライト・ユニット３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、本発明の実施形態であるディスプレイ装置１は、画像表示素子２が液晶表示素子であり、バックライト・ユニット３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、本発明の実施形態であるディスプレイ装置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２で、バックライト・ユニット３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、本発明の実施形態であるディスプレイ装置１は、画像表示素子２が液晶表示素子であり、バックライト・ユニット３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、本発明の実施形態によるレンズシート１０や拡散板８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。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は0度とした。
（実施例2）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例3）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を8０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は0度とした。
（実施例１）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は0度とした。
（実施例2）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例3）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を8０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は0度とした。
（実施例4）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部３ａの幅Ｌ１を8０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例5）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を33μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部３ａの幅Ｌ１を8０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例5）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を33μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例6）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を5μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例7）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を8０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例8）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を8０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を5μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例7）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を8０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を９０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（実施例8）
レンズシート１０は、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして押出成形法により作製した。レンズシート１０における第１レンズアレイ１３Ａは頂角θ１を９０度、レンズピッチＰ１を１００μｍ、頂部１３ａの幅Ｌ１を２０μｍとした台形プリズムの第１レンズ１３を用いた。第２レンズアレイ１４Ａは頂角θ２を8０度、レンズピッチＰ２を２0μｍとした三角プリズムの第２レンズ１４を用いた。また、レンズシート10のレンズ軸Ａ1と偏光板17の透過軸Ａ2とのなす角θ3は90度とした。
（比較例１）
比較例１によるレンズシートとして、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして、頂角が９０度、５０μｍの三角プリズムを基材１２の出射側シート面１２ｂに形成してなるレンズシートを押出成形法により作製した。
比較例１によるレンズシートとして、ポリカーボネイトを用いて基材１２の厚みを２５０ｕｍとして、頂角が９０度、５０μｍの三角プリズムを基材１２の出射側シート面１２ｂに形成してなるレンズシートを押出成形法により作製した。
実施例１〜８で作製した各レンズシート１０と比較例１で作製したレンズシートとを、それぞれ本実施形態によるバックライト３に配置し、その配光分布を測定した。バックライト３の構成は、反射板４の観察者側Ｆに光源６としてＣＣＦＬが配置され、その観察者側Ｆに向けて拡散板８、レンズシート１０という順番で配置した。
実施例１と比較例１による配光分布測定の結果は図１６に示す通りである。
図１６に示す表から、実施例１〜８のレンズシート１０を用いたバックライトでは、比較例によるものと比較して、相対輝度はほぼ同様か若干向上した程度であるがＶｅ方向の半値角を確実に増大できてＨｏ方向の半値角とのアンバランスを是正していずれを水平方向にしても安定した半値角を確保できると共に、Ｖｅ方向では観察者が観察可能な視野角を広げることができる等広い角度で見やすくなる。また、レンズシート１０の輝度との関係でＶｅ方向の半値角やＨｏ方向の半値角を必要に応じてコントロールできる。
実施例１と比較例１による配光分布測定の結果は図１６に示す通りである。
図１６に示す表から、実施例１〜８のレンズシート１０を用いたバックライトでは、比較例によるものと比較して、相対輝度はほぼ同様か若干向上した程度であるがＶｅ方向の半値角を確実に増大できてＨｏ方向の半値角とのアンバランスを是正していずれを水平方向にしても安定した半値角を確保できると共に、Ｖｅ方向では観察者が観察可能な視野角を広げることができる等広い角度で見やすくなる。また、レンズシート１０の輝度との関係でＶｅ方向の半値角やＨｏ方向の半値角を必要に応じてコントロールできる。
（実施例２）
実施例１で作製したレンズシート１０の入射側シート面１２ａに、突起部２９として２段の円柱状突起部を形成し、平面部２８に近い１段目の円柱半径を４０ｕｍ、高さを３０ｕｍ、２段目の円柱半径を２０ｕｍ、高さを１５ｕｍとして，２００ｕｍのピッチで縦横方向に配列した。また第１レンズアレイ１３Ａの配列方向であるレンズ軸Ａ１と突起部２９の配列方向とのなす角度を１５度とした。
ディスプレイ装置１として液晶ＴＶを用い、液晶ＴＶの画素と第１レンズアレイ１３Ａとのなす角度が１５度となるようにセットした結果、モアレの生じない液晶画像を観察できた。
実施例１で作製したレンズシート１０の入射側シート面１２ａに、突起部２９として２段の円柱状突起部を形成し、平面部２８に近い１段目の円柱半径を４０ｕｍ、高さを３０ｕｍ、２段目の円柱半径を２０ｕｍ、高さを１５ｕｍとして，２００ｕｍのピッチで縦横方向に配列した。また第１レンズアレイ１３Ａの配列方向であるレンズ軸Ａ１と突起部２９の配列方向とのなす角度を１５度とした。
ディスプレイ装置１として液晶ＴＶを用い、液晶ＴＶの画素と第１レンズアレイ１３Ａとのなす角度が１５度となるようにセットした結果、モアレの生じない液晶画像を観察できた。
１ ディスプレイ装置
２ 画像表示素子
３ バックライト・ユニット
４ 反射板
５ ランプハウス
６ 光源
８ 拡散板（光拡散板）
１０ レンズシート
１２ 基材
１２ａ 入射側シート面
１２ｂ 出射側シート面
１３ 第１レンズ
１３ａ 頂部
１３ｂ 傾斜面
１３Ａ 第１レンズアレイ
１４ 第２レンズ
１４ａ 頂点
１４ｂ 傾斜面
１４Ａ 第２レンズアレイ
１７、１８ 偏光板（偏光子）
１９ 液晶パネル
２３ レンズシート金型
２４ 第１レンズアレイ型部
２５ 第２レンズアレイ型部
２９ 突起部
Ａ１…レンズ軸
Ａ２…偏光子の透過軸
Ｓ…変数
Ｖａ…配光特性の谷間
２ 画像表示素子
３ バックライト・ユニット
４ 反射板
５ ランプハウス
６ 光源
８ 拡散板（光拡散板）
１０ レンズシート
１２ 基材
１２ａ 入射側シート面
１２ｂ 出射側シート面
１３ 第１レンズ
１３ａ 頂部
１３ｂ 傾斜面
１３Ａ 第１レンズアレイ
１４ 第２レンズ
１４ａ 頂点
１４ｂ 傾斜面
１４Ａ 第２レンズアレイ
１７、１８ 偏光板（偏光子）
１９ 液晶パネル
２３ レンズシート金型
２４ 第１レンズアレイ型部
２５ 第２レンズアレイ型部
２９ 突起部
Ａ１…レンズ軸
Ａ２…偏光子の透過軸
Ｓ…変数
Ｖａ…配光特性の谷間
Claims (14)
- 光源と、
前記光源からの射出光を透過する画像表示素子と、
該画像表示素子における前記出射光の入射側に設けられていて透過軸を有する偏光子と、
前記光源と前記偏光子の間に設けられた光学シートと、が配置され、
前記光学シートは、
シート状の基材と、前記基材の一方の面に形成された複数の第１レンズと複数の第２レンズを備えており、
各前記第１レンズは一方向に沿って延在していると共に互いに平行に配列されており、
各前記第２レンズは前記一方向に略直交する方向に沿って延在するとともに互いに平行に配列されており、
複数の前記第１レンズにおけるＰ1、Ｌ１、θ１と複数の前記第２レンズにおけるＰ２、θ２を調整することにより光学シートにおける偏光成分の透過度合いを調整し、
０．４≦Ｌ１／Ｐ１＜１．０
前記光学シートの各前記第１レンズの延在方向と前記偏光子の透過軸とのなす角θ３が、
０ｄｅｇ≦θ３≦２０ｄｅｇ
であることを特徴とするディスプレイ装置。
ただし、
各前記第１レンズのピッチを形成する底部の長さをＰ１、頂部の長さをＬ１、頂部を形成する傾斜面の両端縁を延長して交差する頂角をθ１とし、
各前記第２レンズのピッチをＰ２、頂角をθ２とする。 - 各前記第１レンズ及び各前記第２レンズはそれぞれ頂部を有する凸形状を構成し、各前記第２レンズの頂部は各前記第２レンズが形成された各前記第１レンズの頂部と共通するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載されたディスプレイ装置。
- 各前記第１レンズは、台形プリズム形状であることを特徴とする請求項１または２に記載されたディスプレイ装置。
- 各前記第１レンズは、その頂角θ１が６０度〜１１０度の範囲で設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 各前記第２レンズは、三角プリズム形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 各前記第２レンズは、その頂角θ２が７０度〜１３０度の範囲で設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 各前記第１レンズのレンズピッチをＰ１、各前記第２レンズのピッチをＰ２として、
０．５＜Ｐ２／Ｐ１＜１
であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。 - 各前記第１レンズのレンズ高さをＨ１、各前記第２レンズのレンズ高さをＨ２として、
２＜Ｈ１／Ｈ２＜２０
であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載されたディスプレイ装置。 - 各前記第１レンズの頂部と各前記第２レンズの頂部は直線状または凸曲面状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 前記基材の一方の面に対向する他方の面は、略平坦な平面部と、該平面部から突出する複数の突起部とで構成されてなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 前記突起部は、前記基材の厚み方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載されたディスプレイ装置。
- 前記突起部は、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなることを特徴とする請求項１１に記載されたディスプレイ装置。
- 前記光源と光学シートとの間に、光を拡散させる光拡散板が設けられたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
- 前記光源と光学シートとの間に、光を導光する導光板が設けられたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載されたディスプレイ装置。
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