以下、図面を参照し、本発明の実施の形� ��を詳しく説明する。図中同一又は相当部分� ��は同一符号を付してその説明は繰り返さな� ��。

 [表示装置の構成]

 図1及び図2を参照して、表示装置1は、バ� ��クライト装置10と、バックライト装置10の正 面に敷設される液晶パネル20とを備える。液� ��パネル20は、行列状に配列された図示しな� �複数の画素を有する。表示装置1の表示画面2 1は、左右方向(図中x方向)に長辺を有し、上� �方向(図中y方向)に短辺を有する長方形状と� �っている。

 [バックライト装置の構成]

 バックライト装置10はいわゆる直下型の� �ックライト装置であり、拡散光を出射する� �光源11と、面光源上に敷設されたシート状の 光学部材15とを備える。

 面光源11は、正面に開口部120を有する筐� �であるハウジング12と、ハウジング12内に収� ��される複数の線光源13と、ハウジングの正� �に敷設される光拡散板14とを備える。開口部 120は、表示画面21と同様に、左右方向(図中x� �向)に長辺を有し、上下方向(図中y方向)に短� ��を有する長方形状となっている。

 ハウジング12の内側表面は、反射フィル� �121で覆われている。反射フィルム121は、線� �源13から出射された光を乱反射し、開口部120 に導く。反射フィルム121は、たとえば、東レ 株式会社製ルミラー(登録商標)E60LやE60Vであ� �、好ましくは、95%以上の拡散反射率を有す� �。

 複数の線光源13は、ハウジング12の内側の 背面手前に上下方向(図中y方向)に並設される 。各線光源13は左右方向(図中x方向)に延びて� ��る。線光源13は、たとえば冷陰極管や外部� �極蛍光管である。

 光拡散板14は、ハウジングの正面に敷設� �れ、その表裏面は実質的に平面である。具� �的には、開口部120に嵌め込まれ、ハウジン� �12の背面と並行に配設される。光拡散板14が� ��口部120に嵌め込まれることにより、ハウジ� ��グ12は密閉される。そのため、線光源13から 出射された光が光拡散板14以外の箇所からハ� ��ジング12外へ漏れるのを防止できる。つま� �、光の利用効率を向上できる。

 光拡散板14は、線光源13からの光及び反射 フィルム121からの光をできるだけ均一に拡散 して正面に出射する。光拡散板14は、透明な� ��材と、基材内に分散された複数の粒子(フィ ラ)とで構成される。可視光領域の波長を有� �る光に対する屈折率は、粒子と基材とで異� �る。そのため、光拡散板14は内部に入射され た光を拡散する。光拡散板14の基材は、たと� ��ば、ガラス、ポリエステル系樹脂、ポリカ� ��ボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル� ��樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリ� ��チレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポ� ��酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン� ��系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等� ��樹脂からなる。光拡散板14はまた、光学部� �15の支持体として機能する。光拡散板14の厚� ��は、たとえば、2mmである。

 [光学部材の構成]

 図3~図5を参照して、光学部材15は、拡散� �ート31と、拡散シート31上に敷設されたレン� ��キュラレンズシート32とを備える。

 拡散シート31は、光拡散板14上に敷設され る。拡散シート31は、光拡散板14に対向する� �面311と、表面311の反対側であり、複数の凸� �を有するレンズ面312とを有する。表面311は� �質的に平面である。

 図3及び図4を参照して、拡散シート31は、 シート状又はフィルム状であり、基材部300と 、基材部300上に形成されるレンズ部301とを含 む。基材部300は可視光に対して透明である。 基材部300は、たとえば、ガラス、ポリエステ ル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリア クリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフ ィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、トリアセ チルセルロース系樹脂等の樹脂からなる。レ ンズ部301は、複数の凸部が形成されたレンズ 面312を有する。レンズ部301は、アクリル系樹 脂やガラス等からなる球状粒子と、紫外線に より硬化する紫外線硬化樹脂層(バインダ)と� ��構成される。複数の球状粒子は、バインダ� ��にランダムに分散される。バインダ内の複� ��の分散粒子の一部がバインダ表面から突出� ��ることにより、レンズ面312に複数の凸部が� ��成される。レンズ面312に形成された複数の� ��部は、下面311から入射された光を正面(下面 311の法線方向)に等方的に集光する。

 図3及び図5を参照して、レンチキュラレ� �ズシート32はシート状又はフィルム状であり 、拡散シート31上に敷設される。レンチキュ� ��レンズシート32は、拡散シート31のレンズ面 312に対向する表面321と、表面321の反対側であ り、互いに並設された複数のシリンドリカル レンズ322を有するシリンドリカルレンズ面323 とを有する。複数のシリンドリカルレンズ322 は、上下方向(図1中のy方向)に並設される。

 レンチキュラレンズシート32は、基材部30 3とシリンドリカルレンズ部304とで構成され� �。基材部303は、拡散シート31の基材部300と同 様の樹脂で構成される。シリンドリカルレン ズ部304は、複数のシリンドリカルレンズ322が 形成されたシリンドリカルレンズ面323を有す る。シリンドリカルレンズ部304は、紫外線や 電子線等の電離放射線により硬化する電離放 射線硬化樹脂からなる。電離放射線硬化樹脂 は、たとえば、ポリエステル系アクリレート 樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエ ーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アク リレート樹脂、ポリエステル系メタクリレー ト樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポ リエーテル系メタクリレート樹脂、エポキシ 系メタクリレート樹脂である。

 [作用]

 [正面輝度の向上及び広視野角の維持]

 一般的に、集光機能を有する2枚のレンズ シートが積層された光学部材の輝度角度分布 は、1枚のレンズシートの輝度角度分布より� �狭くなる。

 たとえば、上下方向(図1中のy方向)に並設 された複数のプリズムを有するプリズムシー ト単体の輝度角度分布は、図6に示すとおり� �ある。また、図11に示す2枚のレンズシート� �らなる先行光学部材25の輝度角度分布は、図 14に示すとおりである。輝度角度分布図中の� ��線は上下方向の輝度角度分布であり、破線� ��左右方向の輝度角度分布である。

 図6及び図14を参照して、上下方向の輝度� ��度分布の幅は、先行光学部材25(図14)の方が� ��プリズムシート単体(図6)よりも大幅に狭く� ��る。具体的には、プリズムシート単体での1 /2視野角は70deg以上であるのに対して、先行� �学部材25での1/2視野角は70deg未満となる。

 これに対して、本実施の形態による光学� ��材15は、集光機能を有する2枚のレンズシー� ��(拡散シート31及びレンチキュラレンズシー� ��32)を備えているにもかかわらず、輝度角度� ��布幅の減少を抑えることができる。具体的� ��は、正面輝度を向上しつつ、1/2視野角は70de g以上となる。

 図7は、上下方向(図1中のy方向)に並設さ� �た複数のシリンドリカルレンズを有するレ� �チキュラレンズシート単体の輝度角度分布� �ある。また、図8は本実施の形態による光学� ��材15の輝度角度分布である。図7及び図8を参 照して、光学部材15の上下方向の輝度角度分� ��(図中実線)の幅は、レンチキュラレンズシ� �ト単体の輝度角度分布の幅よりも若干狭い� �しかしながら、光学部材15の輝度角度分布の 減少代は、先行光学部材25の輝度角度分布の� ��少代よりも小さい。そのため、光学部材15� �、高い正面輝度を有し、かつ、広い上下視� �角を有する。具体的には、高い正面輝度を� �し、かつ、上下方向の輝度角度分布におい� �、±35degの範囲よりも広い1/2視野角を有する� ��

 このように、上下視野角が狭くなるのを� ��制でき、かつ、高い正面輝度が得られるの� ��、次の理由によると考えられる。光学部材1 5の左右方向の輝度角度分布(図中破線)は、レ ンチキュラレンズシート単体の左右方向の輝 度角度分布よりも狭くなる。この左右視野角 の減少が正面輝度の向上に寄与するため、上 下視野角が狭くなることなく、高い正面輝度 が得られる。

 以上のとおり、光学部材15の左右方向の� �度角度分布の幅はレンチキュラレンズシー� �単体での輝度角度分布の幅よりも減少する� �のの、その1/2視野角は70deg以上である。した がって、光学部材15は、高い正面輝度を有し� ��かつ、上下視野角及び左右視野角において� ��70deg以上の1/2視野角を有する。

 光学部材15はさらに、左右視野角を上下� �野角よりも広く維持することができる。よ� �具体的には、光学部材15の輝度角度分布では 、左右方向において、正面輝度の1/2以上の輝 度となる視野角範囲(1/2視野角)が100deg以上(±5 0deg以上)となる。さらに、左右方向において� ��正面輝度の1/3以上の輝度となる視野角範囲( 1/3視野角)が120deg以上(±60deg以上)となる。一� �的に、表示装置のユーザが広角度から表示� �面を見る機会は、上下方向よりも左右方向� �方が多い。そのため、表示装置では、左右� �野角の方が上下視野角よりも大きい方が好� �しい。光学部材15はこの要求を満たすことが できる。

 表示装置1の表示画面は横方向に長いため 、光学部材15は長方形状である。つまり、拡� ��シート31及びレンチキュラレンズシート32は 、互いに同程度の寸法の長方形状であり、シ リンドリカルレンズ322は短辺方向に並設され る。これにより、長辺方向(左右方向)の輝度� ��度分布は、短辺方向(上下方向)の輝度角度� �布よりも広くなる。なお、ここでいう長方� �状とは、厳密な長方形である必要はない。� �辺及び短辺を有する矩形状であればよく、� �角が丸みを帯びていてもよい。なお、表示� �置1の表示画面は正方形であってもよく、こ� ��場合、光学部材15は表示画面に対応した形� �であればよい。

 光学部材15ではさらに、自然な配向分布� �示す輝度角度分布が得られる。先行光学部� �25の輝度角度分布(図14参照)では、左右視野� �において、±50deg近傍で大きな変曲点が存在� ��るのに対して、光学部材15の輝度角度分布(� ��8参照)では、そのような変曲点は存在しな� �。つまり、光学部材15では、視野角の増大に 伴い輝度が徐々に低下し、ある視野角で輝度 が急激に低下することはない。そのため、上 下及び左右方向から表示画面を見るユーザに 違和感を与えるのを抑制できる。

 光学部材15ではさらに、図8に示すように� ��上下方向の輝度角度分布においてサイドロ� ��ブの発生が抑制される。

 なお、拡散シート31上にレンチキュラレ� �ズシート32を敷設せずに、面光源11上にレン� ��キュラレンズシート32を敷設し、レンチキ� �ラレンズシート32上に拡散シート31を敷設し� ��場合も、光学部材15と同様に正面輝度が向� �する。しかしながらこの場合、左右視野角� �光学部材15の左右視野角よりも狭くなり得る 。

 光学部材15のシリンドリカルレンズ322の� �断面形状は、円弧又は楕円弧であるのが好� �しい。

 シリンドリカルレンズ322の凸面とシリン� ��リカルレンズ322の縁ELを含む仮想面ES1との� �す角度(以下、接触角という)θ10が90degに近い ほど、集光効果は向上する。しかしながら、 接触角θ10が75degを超えると、輝度角度分布に サイドローブが発生しやすくなる。また、図 5に示すように隣り合うシリンドリカルレン� �322が互いに接触している場合、接触角θ10が7 5degを超えるレンチキュラレンズシート32を、 後述するロール版を用いて製造するのは困難 である。したがって、好ましい接触角θ10の� �限は75degである。

 一方、接触角θ10を60deg未満とすれば、高� ��集光効果が得られにくい。そのため、好ま� ��い接触角θ10の下限は60degである。つまり、� ��ましい接触角θ10は60deg以上75deg以下である� �

 接触角θ10を60deg~75degとした場合、シリン� ��リカルレンズ322の横断形状は、円弧である� ��りも、長軸の端点をレンズ頂点とする楕円� ��である方が好ましい。集光効果がより高く� ��るからである。

 好ましくは、楕円弧の短軸径は10~130μmで� ��り、長軸径は20~400μmであり、シリンドリカ� ��レンズ322の高さはH322は4~80μmである。また� �好ましくは、隣り合うシリンドリカルレン� �322のピッチPCは、10~100μmであり、レンチキュ ラレンズシート32の厚さT32は、100~350μmである 。ここで、ピッチPCとは、隣り合うシリンド� ��カルレンズ322のレンズ頂上LC間の距離をい� �。

 [輝度ムラの抑制]

 バックライト装置10では、面光源11内の複 数の線光源13の並設方向は、光学部材15のシ� �ンドリカルレンズ322の並設方向と同じであ� �。複数の線光源13を並設した場合、線光源13� ��上の正面輝度が高く、互いに隣り合う線光� ��の間の正面輝度が低くなる。つまり、輝度� ��ラは線光源13の並設方向に発生する。レン� �キュラレンズシート32は、シリンドリカルレ ンズ322の長手方向よりもシリンドリカルレン ズ322の並設方向で高い集光効果を示す。シリ ンドリカルレンズ322の並設方向を線光源13の� ��設方向と同じにすれば、シリンドリカルレ� ��ズ322が、線光源13の並設方向に入射された� �を正面に集光して出射する。そのため、線� �源13の並設方向の正面輝度を均一化し、輝度 ムラの発生を抑制できる。

 さらに、光学部材15を構成する拡散シー� �31のレンズ面312は、実質的に複数の凸部から なり、表面311と平行な平端部がほぼ存在しな い。先行光学部材25のマイクロレンズアレイ� ��ート41は、一般的にマイクロレンズを有す� �面上に平坦部を有する。そのため、マイク� �レンズアレイシートを真上から見たときの� �マイクロレンズアレイシートの総面積に対� �る複数のマイクレンズの占有面積の割合(以� ��、レンズ占有率という)は50%前後となる。つ まり、残りの50%前後の部分は平坦部で占めら れる。平坦部は集光効果に寄与しないため、 先行光学部材25では、このような平坦部の存� ��により輝度ムラが発生すると考えられる。� ��学部材15の拡散シート41では、上述のとおり 、レンズ面312に平坦部がほぼ存在せず、レン ズ面は実質的に複数の凸部からなる。そのた め、レンズ面312のほぼすべての領域で集光効 果を発揮し、輝度ムラの発生を抑制できる。

 図9に示すように、互いに隣り合うシリン ドリカルレンズ322の間には隙間324が存在して もよい。しかしながら、集光に寄与するのは シリンドリカルレンズ322の凸面である。した がって、輝度ムラの抑制を考慮した場合、隙 間324はなるべく小さい方が好ましい。具体的 には、レンチキュラレンズシート32の横断面� ��おいて、隙間324の幅S324は、シリンドリカル レンズ322のピッチPCの1/10以下であるのが好ま しい。

 S324/PC≦1/10であれば、輝度ムラが顕著に� �制される。また、隙間324が十分に小さいた� �、正面輝度も向上する。

 さらに、隙間324の幅S324は、隣り合う線光 源13の中心軸間の距離P13(図2参照)の1/1000以下� ��あるのが好ましい。この場合、輝度ムラが� ��り顕著に抑制される。

 [モアレの抑制]

 上述のとおり、液晶パネル20は、行列状� �配列された複数の画素を備える。液晶パネ� �内で上下方向(図1中のy方向)に配列された複� ��の画素のうち、隣り合う画素間の距離(画素 ピッチ)PPに対して、シリンドリカルレンズ322 のピッチPCが小さければ、モアレの発生を抑� ��できる。より好ましくは、ピッチPCは以下� �式(1)を満たす。

 PC≦PP/5 (1)

 ここで、画素ピッチPPとは、隣り合う画� �の中心間の距離をいう。

 ピッチPCが式(1)を満たせば、モアレの発� �を顕著に抑制できる。

 [製造方法]

 上述の光学部材15は、以下の方法で製造� �きる。

 拡散シート31は、周知の塗布方法により� �造される。以下、拡散シート31の製造方法の 一例を説明する。初めに、異なる粒子径を有 する複数種類の球状粒子をバインダとなる紫 外線硬化樹脂中に均一に分散する。続いて、 球状粒子が分散された紫外線硬化樹脂を、グ ラビアコータを用いて、基材部300となる基材 シート上に塗布する。このとき、複数の球状 粒子の一部が紫外線硬化樹脂の塗布膜から突 出するように、粒子濃度と塗膜厚とを調整す る。塗布後、紫外線を照射して紫外線硬化樹 脂膜を硬化し、拡散シート31を製造する。

 なお、拡散シート31は上述の方法と異な� �方法でも製造できる。たとえば、有機溶剤� �解性樹脂を有機溶剤に溶かした塗料を準備� �る。準備された塗料中にガラス粒子を分散� �る。ガラス粒子が分散された塗料を基材シ� �ト上に塗布する。塗布後、有機溶剤を乾燥� �て拡散シートを製造する。

 レンチキュラレンズシート32は、周知の� �造方法により製造される。以下、レンチキ� �ラレンズシート32の製造方法の一例を説明す る。シリンドリカルレンズ322と同じ横断面形 状を有する複数の溝(転写パターン溝)を表面� ��有するロール版を準備する。ダイコータに� ��り電離放射線硬化樹脂をロール版上に塗布� ��る。塗布後、基材部303となる基材シートを� ��ール版に押し当てながら、ロール版上に塗� ��された電離放射線硬化樹脂を基材シート上� ��転写する。このとき、電離放射線を照射し� ��電離放射線硬化樹脂を硬化してレンチキュ� ��レンズシート32を製造する。

 上述の方法では、電離放射線硬化樹脂を� ��ール版上に塗布したが、電離放射線硬化樹� ��を基材シート上に塗布し、基材シート上に� ��布された電離放射線硬化樹脂にロール版を� ��し当ててもよい。また、電離放射線硬化樹� ��をロール版及び基材シートに塗布してもよ� ��。

 以上の方法で製造された拡散シート31及� �レンチキュラレンズシート32を用いて光学部 材15が製造される。

 本実施の形態では、光学部材15はシート� �であるとしたが、光学部材15は、板状であっ てもよく、フィルム状であってもよい。つま り、拡散シート31及びレンチキュラレンズシ� ��トは、板状であっても、シート状であって� ��、フィルム状であってもよい。