JPH1039113A - マイクロレンズアレイシート及び液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過型液晶表示素子の画面を正面から観察し
た場合の中央部の輝度を低下させずに、視野角を拡大さ
せることができるマイクロレンズアレイシートを提供
し、更に、これを用いて得られる表示性能の優れた液晶
表示素子を提供する。 【解決手段】 第１物質層１、第２物質層２、第３物質
層３の屈折率を、各々、ｎ₁ 、ｎ₂ 、ｎ₃ とし、ｎ₁ ＞
ｎ₂ ＞ｎ₃ である時、第１物質層の裏面側６に凹凸面が
設けられ、これに第２物質層の表面７が部分接触するよ
うに積層され、第１物質層及び第２物質層間に第３物質
層３が不連続な層として介在されて、第１物質層の裏面
側の凹凸面がレンズ面として機能する微小単位レンズが
周期的に面状に配列されたマイクロレンズアレイシート
であって、上記各層、形状に特定の幾何光学的条件が付
加されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイシート及びそれを用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、表面に偏光膜
を有するガラス基板の片面に透明導電膜、配向膜の順に
機能膜を形成させて、透明電極基板を２枚作製し、次
に、透明電極面を内側にして、これらを正確に平行に対
峙させると共に、回りをシール剤で封止して、パネルを
作製し、両者の間に液晶を封入して作製される。上記透
明電極基板の間隔は、寸法が薄く、精密で均一である必
要があり、複数の精密な径の微粒子がスペーサとして、
透明電極基板の間に挟み込まれる。

【０００３】上記の液晶表示素子に組み込まれた液晶分
子は、交流電圧が印加されて、液晶の光線透過率や反射
率が変化して、表示単位ごとに無数の光シャッタとな
り、これらの配列によって表示機能が発現される。

【０００４】一般的に、現在の液晶表示素子は、表示面
の法線方向から観察した時に最も良好な表示品質が得ら
れるように設計されているから、表示面の法線方向と観
察方向のなす角度が大きくなる程、表示品質が低下し、
表示面に対して上下方向及び左右の方向に対して、ある
角度を超えると、観察者が、もはや、画像を確認できな
くなる。それ故に、現在の液晶表示素子は、良好な表示
品質が得られる視野角（以下、単に視野角ということが
ある）が狭いという欠陥を持ち続けてきた。

【０００５】それ故に、従来より、視野角を拡大させる
ために、液晶表示素子の観察面にマイクロレンズアレイ
などの光学素子を設けて、透過光線の方向を制御する方
法が種々提案されている。

【０００６】例えば、特開昭５３−２５３３９号公報で
は、平凹レンズ群を配置する方法が開示されているが、
レンズ群に肉厚と曲率が要り、凹レンズであるため、観
察される表示が縮小して見える欠陥があり、又、特開昭
５６−６５１７５号公報には、多面体レンズを配置する
方法、特開昭６１−１４８４３０号公報には、プリズム
状突起透明板を配置する方法、特開昭６２−５６９３０
号公報、特開平２−１０８０９３号公報には、液晶表示
素子の表示単位にそれぞれレンズを設ける方法が開示さ
れているが、これらはいずれも液晶表示素子の表面に凹
凸を設ける方法であり、正面から観察した場合、表示コ
ントラストが低下し、特定の方向から画面を観察する
と、外部から入射した光が画面の凹凸で強く乱反射され
るので、液晶表示素子全体が白く見える欠陥がある。

【０００７】又、特開平７−４３５０１号公報に於いて
は、第１物質層と第２物質層とを２層化し、両者の界面
に凹凸面を形成する方法が開示されているが、第１物質
層と第２物質層との間に大きな屈折率差を設けること
が、事実上困難であるため、十分な視野角拡大が図れ
ず、画面を正面から観察した場合、中央部の輝度が低下
して暗く見える傾向がある。又、屈折率差を設ける為
に、第２層を空気層とすると、第１層を完全に保持する
方法がなく、実装又は使用中に塵埃が進入する欠陥があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題を解消して、透過型液晶表示素子の画面を正面か
ら観察した場合、中央部の輝度を低下させずに、視野角
を拡大させることができるマイクロレンズアレイシート
を提供し、更に、これを用いて得られる表示性能の優れ
た液晶表示素子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明（以下、第１発明という）のマイクロレンズアレイ
シートは、第１物質層と、該第１物質層より小さい屈折
率を持つ第２物質層と、該第１物質層及び該第２物質層
よりも小さい屈折率を持つ第３物質層とからなり、第１
物質層の表面側が平面状に形成されるともに、その裏面
側が、表面と平行面をなす平面部分に凹面及び／又は凸
面部分が周期的に配列する凹凸面に形成され、その第１
物質層の裏面側に第２物質層の表面が部分接触するよう
に積層され、第１物質層及び第２物質層間に第３物質層
が不連続な層として介在されて、第１物質層の裏面側の
凹凸面がレンズ面として機能する微小単位レンズが周期
的に面状に配列されたマイクロレンズアレイシートであ
って、前記第１物質層の凹凸面上の任意の点における接
面が第１物質層の表面となす２つの角度のうち広くない
方の角度を斜面角度θとし、該斜面角度θが最大になる
凹凸面上の点Ａの角度を最大斜面角度θ_max とすると
き、前記Ａ点を通過する光線について、前記θ _max と各
物質の屈折率から幾何光学的に求められる下記項目
（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする。

【００１０】（１）第２物質層側の表面法線方向からマ
イクロレンズアレイシートに入射して、凹凸面に到達し
た光線群が第１物質を透過して、第１物質層側の表面か
ら大気中に出射するときの表面の法線方向に対する屈折
角αが、｜α｜≧１５度であるような傾斜を有する斜面
の量が、１周期中１０％以上であること。

【００１１】（２）第２物質層側の表面法線方向からマ
イクロレンズアレイシートに入射して、凹凸面に到達し
た光線群が第１物質層を透過して、第１物質層側の表面
から大気中に出射するときの表面の法線方向に対する屈
折角αが、｜α｜≦５度の範囲にある出射光強度が、全
出射光強度の４０％以上であること。

【００１２】（３）第１物質層側の表面法線方向からマ
イクロレンズアレイシートに入射して、前記点Ａの最大
傾斜斜面に到達した光線が第３物質層側に透過する時の
透過率が８０％以上であること。

【００１３】本願の請求項２に記載の発明（以下、第２
発明という）の液晶表示素子は、請求項１に記載のマイ
クロレンズアレイシートの第１物質層側を観察面側にし
て、該マイクロレンズアレイシートを液晶表示素子の観
察面上に装着したことを特徴とする。

【００１４】第１物質層、第２物質層及び第３物質層
は、いずれも、実質的に透明な物質であって、第１物質
層としては、一般に、高屈折率の有機又は無機材料層が
好適に使用される。第２物質層としては、第１物質層よ
り屈折率が低い材料が使用され、第３物質層は、第１物
質層、第２物質層より、更に低い屈折率の材料が選択さ
れる。第１物質層、第２物質層、第３物質層のそれぞれ
の材料は、屈折率の大小により相対的に選定されるので
あって、本発明のマイクロレンズアレイシートの最終形
態になって初めて一義的に決まるものである。

【００１５】高屈折率側の材料としては、無機材料で
は、例えば、各種高屈折率のガラス類が挙げられ、有機
材料では、例えば、ペンタブロモフェニルメタクリレー
ト、ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン、α−ナフ
チルメタクリレート、ｏ−クロロスチレン、ペンタクロ
ロフェニルメタクリレート、ｐ−ブロモフェニルメタク
リレート、スチレン、ジアリルフタレート、テトラクロ
ロジアリルフタレート、テトラブロモジアリルフタレー
ト、ジフェニルフタレート、ベンジルメタクリレート、
２−ブロモエチルメタクリレート、２−クロロエチルメ
タクリレートなどの高屈折率ビニルモノマーの単独又は
これらを含む他のビニルモノマーとの共重合体、塩化ビ
ニル樹脂、ポリカーボネート、スチレン−アクリロニト
リル樹脂などが好適に使用される。

【００１６】又、低屈折率側の材料としては、例えば、
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、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオ
ロエチレンメタクリレート、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブチルアクリ
レート、アクリル系粘着剤、空気などが挙げられる。

【００１７】本発明に於いて、液晶表示素子の視野角を
拡大するには、液晶表示画面の左右方向、上下方向だけ
をそれぞれ行う場合と両者を同時に行う場合とがある。
左右方向、上下方向だけをそれぞれ行う場合は、例え
ば、図３の平面図に於けるＡ−Ａ’断面が、図１又は図
２に示される断面図である場合に相当し、上下左右方向
の視野角拡大を同時に行うためには、例えば、図４の平
面図に於けるＡ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面が、図１又は
図２に示される断面図である場合に相当する。以後、図
３に示される構造を、１次元マイクロレンズアレイシー
トと呼び、図４に示される構造を、２次元マイクロレン
ズアレイシートと呼ぶことにする。

【００１８】本発明のマイクロレンズアレイシートの構
造を、理解し易くする為に、図１〜図５で示される１例
の構造でもって、以下、説明する。

【００１９】第１物質層１の表面側５が平面状に形成さ
れるともに、その裏面側６が、表面５と平行面をなす平
面部分に凹面及び／又は凸面部分が周期的に配列する面
に形成され、その第１物質層１の裏面側６に第２物質層
２の表面７が部分接触するように積層され、第１物質層
１及び第２物質層２間に第３物質層３が介在された形態
で、第２物質層２の裏面８が液晶表示素子４の表面に装
着されている。

【００２０】より具体的に説明すれば、第１物質層１の
表面５は平面であり、裏面６は、第１物質層の表面５と
平行面をなす平面部分に、図１に示される様な凸面、図
２に示される様な凹面、又は、図１、図２の両者に示さ
れる様な凹凸面部分が、表面５と平行又は略平行な平面
部分１２と組み合わされて、周期的に配列する面に形成
される。表面５と平行又は略平行な平面とは、表面５に
対して、５度以内の傾斜がある面であっても本発明の目
的に本質的な問題を起こさない。かくして、上記の構造
にすることにより、透過型液晶表示素子の画面を正面か
ら観察した場合、中央部の輝度を低下させて、正面の画
面を暗くせずに、視野角を拡大させることができるマイ
クロレンズアレイシートが得られる。

【００２１】第１物質層１の裏面側６に第２物質層２の
表面７が部分接触するように積層されるとは、図２のよ
うに、第１物質層１の裏面側６の平面部分１２が部分接
触するように積層される場合、図１のように、第１物質
層１の裏面側６の凸面が、部分的に第２物質層に貫入す
るように接触して積層されていることを意味する。

【００２２】第３物質層は、図１、図２に示される様な
構造で、第１物質層及び第２物質層間に不連続な層とし
て介在する。第３物質層の屈折率は、第１物質層、第２
物質層のいずれの屈折率よりも低く、物質としては、空
気又は減圧状態の空気が好ましい。

【００２３】第１物質層の裏面側６の凹凸面は、レンズ
面として機能する微小単位レンズであって、更に、該裏
面側６の平面部分１２が組み合わされて、周期的に面状
に配列されて、マイクロレンズアレイシートを形成す
る。上記凹凸面は、視野角を拡大させる為の積極的な光
学機能を果たさせ、平面部分１２は、液晶表示素子の画
面の法線方向の光をできるだけ屈折・散乱させずに透過
させ、透過型液晶表示素子の画面を正面から観察した場
合、中央部の輝度が低下して、正面画面が暗くなるのを
防止する役割を果たす。又、第３物質層は、液晶表示素
子画面からの出射光を広げる方向に働き、視野角拡大に
寄与する。

【００２４】本発明のマイクロレンズアレイシートは、
上述のように構成され、第１物質層の裏面側６の凹凸面
の形状、及び、該裏面側６の平面部分１２が組み合わさ
れて、周期的に面状に配列されており、これらの形状、
形態等を特定する条件は、第１発明に記載されている項
目（１）、（２）、（３）を満足することを特徴として
いる。

【００２５】第１発明に記載されている項目（１）は、
第２物質層側の表面法線方向からマイクロレンズアレイ
シートに入射して、凹凸面に到達した光線群が第１物質
を透過して、第１物質層側の表面から大気中に出射する
ときの表面の法線方向に対する屈折角αが、｜α｜≧１
５度であるような傾斜を有する斜面の量が、１周期中１
０％以上であることが条件である。

【００２６】上記条件は、図１、図２に於いて、第２物
質層の表面７の法線方向から凹凸面を通過して、第１物
質層側の表面５から大気中に出射する光９（以下、出射
光と呼ぶことがある）の屈折角αが、１５度以上である
ような傾斜を有する斜面の割合と−１５度以下であるよ
うな傾斜を有する斜面の割合との合計が、１周期中１０
％以上であることを意味する。

【００２７】幾何光学的に上記αを求めると、図１、図
２のいずれの場合も、数式（１）、数式（２）に表され
る。出射光の経路が第２物質層から第１物質層の凹凸面
を通過する場合、 α＝ｓｉｎ^-1〔ｎ₁ ｓｉｎ｛θｓｉｎ^-1（ｎ₂ ｓｉｎθ／ｎ₁ ）｝〕・・（１） 出射光の経路が第３物質層から第１物質層の凹凸面を通
過する場合、 α＝ｓｉｎ^-1〔ｎ₁ ｓｉｎ｛θｓｉｎ^-1（ｎ₃ ｓｉｎθ／ｎ₁ ）｝〕・・（２） 但し、ｎ₁ は第１物質層の屈折率 ｎ₂ は第２物質層の屈折率 ｎ₃ は第３物質層の屈折率

【００２８】屈折角αが、｜α｜≧１５度であるような
傾斜を有する斜面の割合とは、第１物質層の裏面の凹凸
面部分と平面部分とで周期的に構成されるマイクロレン
ズアレイシートの単位マイクロレンズアレイの投影長さ
を１周期とし、この１周期の長さ（例えば、図１、図２
に於いて、円形底面の長さと平面部分１２との長さの
和）に対して、屈折角αが｜α｜≧１５度となる凹凸面
の傾斜をもつ斜面の投影長さの百分率を意味する。上記
の割合は、各屈折方向につき１周期中５％以上なけれ
ば、十分な視野角効果が得られなく、好ましくは、１０
％以上である。

【００２９】第１発明に記載されている項目（２）は、
第２物質層側の表面法線方向からマイクロレンズアレイ
シートに入射した光線群が第１物質層を透過して、第１
物質層側の表面から出射するときの屈折角が、表面の法
線方向に対する角度αで示して、｜α｜≦５度の範囲に
ある出射光強度が、全出射光強度の４０％以上であるこ
とが条件である。

【００３０】上記の内容を具体的に説明すると、図１又
は図２のマイクロレンズアレイシートの１周期の長さ
に、第２物質層側の表面８の法線方向から、入射した光
線群９が第１物質層を透過して第１物質層側の表面５か
ら法線方向に屈折角αで出射される場合をモデルとし
て、横軸に出射光の屈折角α、縦軸に第１物質層の表面
からの出射光の強度を表して、幾何光学に基づいて、コ
ンピュータープログラムによりグラフ化すると、図５の
示されるグラフが得られる。

【００３１】図５に示されたグラフに於いて、数式
（１）、数式（２）のθが最大傾斜角度θ_max となる
時、αは最大屈折角α_max となり、一般に第１物質層と
空気層との臨界角で、第１物質層の内面で出射光が全反
射することになる。かくして、図５の屈折角α〜出射光
強度曲線に於いて、｜α｜≦５度の範囲にある屈折角の
出射光強度は、αが−５度、＋５度に挟まれた曲線の面
積であり、全出射光強度は、−α_max 、＋α_max の間に
挟まれた総面積である。両者の面積、及び、上記の百分
率は、コンピュータープログラムにより容易に算出でき
る。マイクロレンズアレイシートを液晶表示素子に装着
した場合、表示品質の良い液晶表示素子にするために
は、正面出射光強度が４０％以上であることが必要であ
り、好ましくは５０％以上である。４０％未満の場合、
液晶表示素子画面を正面から見ると、暗く見える。

【００３２】第１発明に記載されている項目（３）は、
第１物質層側の表面法線方向からマイクロレンズアレイ
シートに入射して、点Ａの最大傾斜斜面に到達した光線
が第３物質層側に透過する時の透過率が８０％以上であ
ることが条件である。

【００３３】上記条件は、図１、図２に於いて、第１物
質層側の表面５の法線方向からマイクロレンズアレイシ
ートに入射して、第１物質層点Ａの最大傾斜斜面に到達
した光線１０が第３物質層側に透過する時の透過率が８
０％以上であることを意味する。幾何光学的に上記透過
率Ｔ_e を求めると、数式（４）に表される。 Ｔ_e ＝４ｎ₁ ｃｏｓθ_max （ｎ₃ ²−ｎ₁ ²ｓｉｎ² θ_max ）^{1 /2}×１００ ÷〔ｎ₁ ｃｏｓθ_max ＋（ｎ₃ ²−ｎ₁ ²ｓｉｎ² θ_max ）^{1 /2}〕² ・・・・（４） 第１物質層から、最大傾斜斜面（点Ａ）に入射する光線
１０は、第３物質層へ８０％以上が透過する必要があ
り、好ましくは、８５％以上である。８０％未満の場合
は、外からの入射する光に対する第１物質層表面５の散
乱反射光が強くなり、第１物質層の表面が光って、液晶
表示素子の画像品質が低下する。

【００３４】本発明のマイクロレンズアレイシートは、
解像度やコントラストなどの表示品質を起こさないため
に、液晶表示素子の表面にできるだけ、接近させること
が望ましい。

【００３５】第２発明の液晶表示素子は、上記に説明し
た第１発明に記載されたマイクロレンズアレイシートを
第１物質層側の観察面側にに装着したことを特徴とし、
背面に光源を有する透過型液晶表示素子に有効である。

【００３６】

【作用】第１発明のマイクロレンズアレイシートは、第
１物質層の裏面が、マイクロレンズ機能を有する凹凸面
と第１物質層の観察表面、第２物質層表面、液晶表示素
子表面と略平行な面とを周期的に組み合わせた光学素子
成分を保有し、第１物質層及び第２物質層間に第３物質
層が、周期的に不連続に介在し、且つ、第３物質層の少
なくとも片面が、第１物質層の観察表面、第２物質層の
表面及び液晶表示素子表面と略平行な面を有した形態で
構成されている。

【００３７】第１発明のマイクロレンズアレイシート
は、マイクロレンズ機能を有する凹凸面が、視野角を積
極的に拡大する機能を持たされ、且つ、正面観察面が暗
く見えないようにし、外からの入射光が第１物質層表面
で乱反射して、画像を白っぽくしないようにしてある。
更に、第１物質層の観察表面、第２物質層の表面及び液
晶表示素子表面と略平行な第３物質層が関与する面は、
液晶表示素子表面からの出射光及び第１物質層からの入
射光を乱反射させずに、透過させるため、第１物質層の
観察面からの入射光は、第１物質層の表面で乱反射せ
ず、液晶表示素子表面からの出射光は、乱反射せずに透
過するから、第１物質層の観察表面は、画像が暗くなら
ない。

【００３８】第２発明の液晶表示素子は、第１発明の上
述のような機能を有するマイクロレンズアレイシートで
あるので、総合的に液晶表示素子の表示品質が向上す
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明をさらに詳しく説明する為
に、実施例、比較例を説明する。実施例１、 （１）マイクロレンズアレイシートの作製 凹凸状に刻印した平面金型に、硬化後の屈折率が１．５
６の紫外線硬化型ビニルモノマーを塗布し、上に肉厚１
５０μｍの透明なポリエチレンテレフタレートフィルム
とガラス板とを重ね合せて、高圧水銀灯によって、紫外
線を照射して、モノマーが完全に重合させずに、ゴム状
に硬化した状態で紫外線照射を中止して、金型を取り外
し、再度、レンズ形成面から紫外線を照射して、最終硬
化して、第１物質層のレンズを作製した。次に、図１に
示すように、第１物質層１のレンズ形成面に、第２物質
層２のアクリル系粘着剤（綜研化学社製、屈折率１．４
７）肉厚３０μｍを積層し、谷部に第３物質層３の空気
層を設けて、一次元マイクロレンズアレイシートを作製
した。

【００４０】上記のマイクロレンズアレイシートは、表
１に示した様な構造パラメータに設計した。即ち、第１
物質層の裏面のマイクロレンズは、半円柱状の微小レン
ズが横方向に２０μｍの間隔で整列した形状で、４０μ
ｍの周期を持ち、半円柱状の微小レンズの底面の長さが
２０μｍで、最大高さが３．５μｍあり、屈折角が１５
度以上、即ち、傾斜角度が２５．７度以上となる半円柱
状の微小レンズの斜面の投影長さが１周期当たり片側斜
面で６μｍ、斜面両側で１２μｍとして、屈折角が１５
度以上となる凹凸面の傾斜をもつ斜面の割合を３０％、
正面出射光強度を４５％、最大傾斜角度が３３度で、最
大傾斜透過率が８２％とした。

【００４１】（２）液晶表示素子の作製 市販のノート型パソコンに搭載されたスーパーツイスト
ネマチック液晶のカラーデスプレイ（画面サイズ、対角
１０インチ、画素数は、縦７８０、横１０２４、バック
ライト付き）の観測面側に、得られた一次元マイクロレ
ンズアレイシートを稜線が左右平行に並ぶように配置し
て、第２物質層であるアクリル系粘着層で取り付け、左
右方向の視野角が広くなるようにした。

【００４２】（３）評価 一次元マイクロレンズアレイシートを装着した液晶表示
素子を、該表示面の法線方向（正面）及び左右６０度か
ら観察し、表示品位を評価した。評価は、通常の使用環
境である室内照明の下で行った。結果は表１に示される
様に、両者とも良好であった。

【００４３】比較例１ マイクロレンズアレイシートを、表１の比較例１に示さ
れる様な構造パラメータに設計した以外は、実施例１と
同様にして、一次元マイクロレンズアレイシートと視野
角観測用液晶表示素子を作製して、実施例１と同様に評
価した。結果は、表１に示す様に、視野角は増大する
が、液晶表示素子表面からの出射光が少なく、正面から
観察した場合、画像が暗く見える。

【００４４】比較例２ マイクロレンズアレイシートを、表１の比較例２に示さ
れる様な構造パラメータに設計し、第１物質層の凸面に
第３物質層の空気層を介入させなかったこと以外は、実
施例１と同様にして、一次元マイクロレンズアレイシー
トと視野角観測用液晶表示素子を作製して、実施例１と
同様に評価した。結果は、表１に示す様に、第１物質層
の屈折率が１．５６、第２物質層の屈折率が１．４７
で、屈折率の差が小さいため、レンズの凹凸で実質的に
屈折が起こらなく、視野角の拡大が起こらなかった。そ
の為、液晶表示素子表面からの出射光が大きいから、正
面から観察した場合、画像が明るく見えるが、左右６０
度から観察すると、画像が反転し、表示内容が判読でき
なかった。

【００４５】比較例３ マイクロレンズアレイシートを、表１の比較例３に示さ
れる様な構造パラメータに設計し、斜面角度θを４０度
以上に大きくして、屈折角αを大きくすることを狙った
こと以外は、実施例１と同様にして、一次元マイクロレ
ンズアレイシートと視野角観測用液晶表示素子を作製し
て、実施例１と同様に評価した。結果は、表１に示す様
に、入射光の透過率が、表面の全反射によって、０とな
ってしまうため、左右６０度から観察した表示品質は良
好であったが、正面から観察した場合は、外光の乱反射
によりコントラストが極めて悪かった。

【００４６】比較例４ マイクロレンズアレイシートを使用せずに、液晶表示素
子を表示面の法線方向（正面）及び左右６０度から観察
し、表示品位を評価した。結果は、表１のとおり、正面
からの観察は良好であったが、左右６０度から観察した
場合は、画像が反転して見えた。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】本発明のマイクロレンズアレイシート
は、上述の様に、構成されているので、視野角が広く、
表示品質が良好であるので、これを用いた液晶表示製品
は、小型の製品ばかりでなく、多人数で観察する大型の
製品にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロレンズアレイシートの１例を示す模式
的断面図である。

【図２】マイクロレンズアレイシートの他の１例を示す
模式的断面図である。

【図３】一次元マイクロレンズアレイシートの１例を示
す模式的平面図である。

【図４】二次元マイクロレンズアレイシートの１例を示
す模式的平面図である。

【図５】マイクロレンズアレイシートに第２物質層側か
らシートの法線方向に平行な光線群を入射した時の屈折
角α〜出射光強度曲線である。

【符号の説明】

１ 第１物質層 ２ 第２物質層 ３ 第３物質層 ４ 液晶表示素子 ５ 第１物質層の表面側 ６ 第１物質層の裏面側 ７ 第２物質層の表面 ８ 第２物質層の裏面 ９ 液晶表示素子表面からの出射光 １０ 点Ａの最大傾斜斜面に到達した光線 １１ 最大傾斜角を形成する凹凸面の接面 １２ 第１物質層裏面側の平面部分 １３ 液晶表示素子表面から第１物質層裏面側の平面部
分を通過する出射光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１物質層と、該第１物質層より小さ
   い屈折率を持つ第２物質層と、該第１物質層及び該第２
   物質層よりも小さい屈折率を持つ第３物質層とからな
   り、第１物質層の表面側が平面状に形成されるともに、
   その裏面側が、表面と平行面をなす平面部分に凹面及び
   ／又は凸面部分が周期的に配列する凹凸面に形成され、
   その第１物質層の裏面側に第２物質層の表面が部分接触
   するように積層され、第１物質層及び第２物質層間に第
   ３物質層が不連続な層として介在されて、第１物質層の
   裏面側の凹凸面がレンズ面として機能する微小単位レン
   ズが周期的に面状に配列されたマイクロレンズアレイシ
   ートであって、前記第１物質層の凹凸面上の任意の点に
   おける接面が第１物質層の表面となす２つの角度のうち
   広くない方の角度を斜面角度θとし、該斜面角度θが最
   大になる凹凸面上の点Ａの角度を最大斜面角度θ_max と
   するとき、前記Ａ点を通過する光線について、前記θ
   _max と各物質の屈折率から幾何光学的に求められる下記
   項目（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とす
   るマイクロレンズアレイシート。 （１）第２物質層側の表面法線方向からマイクロレンズ
   アレイシートに入射して、凹凸面に到達した光線群が第
   １物質を透過して、第１物質層側の表面から大気中に出
   射するときの表面の法線方向に対する屈折角αが、｜α
   ｜≧１５度であるような傾斜を有する斜面の量が、１周
   期中１０％以上であること。 （２）第２物質層側の表面法線方向からマイクロレンズ
   アレイシートに入射して、凹凸面に到達した光線群が第
   １物質層を透過して、第１物質層側の表面から大気中に
   出射するときの表面の法線方向に対する屈折角αが、｜
   α｜≦５度の範囲にある出射光強度が、全出射光強度の
   ４０％以上であること。 （３）第１物質層側の表面法線方向からマイクロレンズ
   アレイシートに入射して、前記点Ａの最大傾斜斜面に到
   達した光線が第３物質層側に透過する時の透過率が８０
   ％以上であること。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマイクロレンズアレイ
   シートの第１物質層側を観察面側にして、該マイクロレ
   ンズアレイシートを液晶表示素子の観察面上に装着した
   ことを特徴とする液晶表示素子。