JP3606636B2 - レンズシート、面光源及び表示装置 - Google Patents
レンズシート、面光源及び表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3606636B2 JP3606636B2 JP14042095A JP14042095A JP3606636B2 JP 3606636 B2 JP3606636 B2 JP 3606636B2 JP 14042095 A JP14042095 A JP 14042095A JP 14042095 A JP14042095 A JP 14042095A JP 3606636 B2 JP3606636 B2 JP 3606636B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- light source
- lens sheet
- sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、表面にレンズ配列層を有するレンズシート、そのレンズシートを用いた直下型又はエッジライト型の面光源、及び、その面光源を用いた液晶表示装置や照明広告、交通標識などの表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、面光源の従来例を示す模式図である。
面光源１００Ａは、レンズシート１０１が導光板１０２の上に光学密着しており、導光板１０２の側面に光源１０３が設けられている（実開平４−１０７２３７号、特開平５−１２７１５９号等）。
このレンズシート１０１は、代表的には、頂角９０°の二等辺三角柱プリズムの線形配列のレンズ配列層を有している。
【０００３】
面光源１００Ｂは、レンズシート１０１と導光板１０２の間に、高ヘイズの光拡散性層１０４を配置したものである（特開平６−１８７０７号、特開平６−３０１０３５号等）。この光拡散性層１０４は、裏面に微小突起１０４ｂを有している。
【０００４】
面光源１００Ｃは、レンズシート１０１Ｃの裏面に、ヘイズと光拡散性のほとんど無いスペーサ突起１０１ｃが設けられており、高ヘイズの光拡散性層１０４を、レンズシート１０１の観察側に配置したものである（特開平６−１０２５０６号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した面光源１００Ａは、以下のような問題点があった。
▲１▼ レンズシート１０１のレンズ配列層のプリズムによる拡散だけであるので、適度な広さの拡散角及び拡散角内の輝度の等方向性が得られなかった。
▲２▼ レンズシート１０１と導光板１０２が光学密着しているので、導光板表面とレンズシート界面での光全反射による光源光の導光板全領域への伝播が行われない。そのために、光源光１０３の光エネルギー損失は比較的少ないが、光源近傍に集中し、不均一になるという問題がある。したがって、光源１０３からある程度以上離れると、輝度が急激に減衰して、導光板全面に渡って、均一な分布の高い輝度が得られなかった。
▲３▼ 導光板１０２の裏面まで目視可能であるので、導光板１０２の裏面の光拡散ドットパターンが視認されてしまう。
▲４▼ レンズシート１０１と導光板１０２との間（及びレンズシートが２枚以上の構成の場合には、各シート間）に、薄膜空気層ができるので、等厚干渉縞が発生する等の問題があった。
【０００６】
面光源１００Ｂは、光拡散性層１０４によって、光源光は導光板表面から出力し等方的に拡散し、透過した後に、レンズシート１０１のレンズ配列層によって集光するので、適度な視野角及びその視野角内の均一な輝度の角度分布（配向特性）が得られる（前記▲１▼を解決）。
また、光拡散性層１０４のヘイズ（曇価）によって像をボカして散らすことができるので、導光板１０４の裏面の光拡散ドットパターンを不可視化できる（前記▲３▼を解決）。
さらに、レンズシート１０１の裏面（光拡散性層の裏面）の微小突起によって、導光板１０２の表面において、光は全反射し、導光板１０２内に遍く分配されるので、光源１０３からの距離による出力光の減衰は比較的少ない（前記▲４▼を解決）。
しかし、光源光は、光拡散性層１０４によって広い角度で拡散してからレンズシート１０１に入射するので、一部の拡散光は、レンズシート１０１に入力されず、光入力損失が大きく、全面均一であっても輝度は不十分である、という新たな課題が生じる。
【０００７】
面光源１００Ｃは、光拡散性層１０４が設けられているので、前記▲３▼の課題は、解決されている。
また、レンズシート１０１Ｃの裏面にスペーサ突起１０１ａが設けられているので、薄膜空気層がなくなり、等厚干渉縞の発生を防止できる（前記▲４▼を解決）。さらに、レンズシート裏面と導光板表面との光学密着がなくなるために、導光板表面での光の全反射により、導光板全体への光の伝播が行われ、前記▲２▼は解決する。
しかし、光拡散性層１０４は、レンズシート１０１の最も観察側に設けられているので、一端集光した光を再び拡散させてしまい、視野角が広すぎるという問題が発生し、前記▲１▼の課題が解決されない。
【０００８】
本発明の目的は、前述の課題を全て解決し、
（１） 適度な広さの拡散角及び拡散角内の輝度の等方向性が得られ、
（２） 光源光の光エネルギー損失の低さ、即ち限られた一定の光源光エネルギーに対するより高い輝度が得られ、
（３） 導光板裏面の光拡散ドットパターンの不可視性（エッジライト型の場合）を可能とし、
（４） 光源からの距離による出力光の減衰の防止（エッジライト型の場合）し、
（５） しかも、導光板／レンズシート、又はレンズシート／レンズシート間での等厚干渉縞の防止することができる、
レンズシート、面光源及び表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光透過性のある基材シートと、前記基材シートの表面に積層された光透過拡散層と、前記光透過拡散層の表面に積層されたレンズ配列層とを備えたレンズシートであって、前記基材シートは、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長未満である平滑な裏面を有し、前記光透過拡散層は、前記レンズ配列層と屈折率が異なり、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長以上、２００μｍ以下の微小凹凸群を、前記光透過拡散層と前記レンズ配列層との両層界面に有し、前記レンズ配列層は、光透過性材料からなり、１次元又は２次元に多数配列された凹状又は凸状のレンズ形状を表面に有することを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記基材シートは、高さが光源光の波長以上であって、２００μｍ以下の微小突起を裏面に散在させたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、透光性平板又は直方体状の空洞からなる導光体と、前記導光体の側端面の少なくとも１側面以上に隣接して設けられた点状又は線状の光源と、前記導光体の表面に積層した前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートとを含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、１以上の点状又は線状の光源と、前記光源を包囲し、１面を開口部とした光源収納部と、前記開口部を被覆する前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートとを含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明は、透過型の表示素子と、前記表示素子の背面に設けられた前記請求項３又は請求項４に記載の面光源とを含むことを特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１の発明によれば、先ず、光源からの光を基材シートの裏面から入射させる。この基材シートの裏面は、凹凸の段差が光源光の最大波長以下の平滑な面であるので、レンズシートに入力する光の接線方向拡散、逸脱による損失（入力損失）を少なくすることができる。
次いで、基材シートを透過した光を、光透過拡散層内に入力させ、均一に透過拡散させるので、輝度の拡散角内及び出光面内での分布の均一化を行うことができる。
さらに、光透過拡散層によって透過拡散した後に、再び、光をレンズ配列層によって、所定の角度内に収束して出力させるので、光の拡散角を適切な角度内に集中的に収めることができる。
従って、前述した従来の技術が有する課題▲１▼，▲３▼を解決することができる。
また、光透過拡散層のもつヘイズによって、導光板裏面の光拡散ドットパターンの不可視性（エッジライト型の場合）を可能とし、さらに、光透過拡散層による空間的コヒーレンスの攪乱作用によって、２枚以上のレンズシートを重ね合わせて使用する場合に、レンズシート間で発生する等厚干渉縞の不可視性をも可能とする。よって、前記▲４▼の課題も解決する。
【００１５】
請求項２の発明によれば、基材シートの裏面に、少くとも部分的には平滑な光入力面を残した状態で、スペーサとなる微小突起を離散的分布で設けているので、導光板とレンズシートとの光学的密着による一体化を防ぎ、また、レンズシートを重ねた場合のレンズシート間や、レンズシートと導光板間の微小空隙による等厚干渉を防ぐことができる。
したがって、導光板の表面の全反射による導光板全面への均一面分布での出力光の配光及び等厚干渉縞の防止を行うことができ、従来の技術が有する課題▲２▼、▲４▼を解決することができる。
また、この微小突起は、スペーサとはなるものの、光拡散効果は殆どなく、レンズシートへ入る前段階での光の散逸による損失は起こらない。よって、従来の面光源１００Ｂの場合と異なり、目的（２）と目的（４），（５）とを両立させて、達成することができる。
【００１６】
【実施例】
（レンズシートの第１実施例）
以下、図面などを参照しながら、実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるレンズシートの第１実施例を示す斜視図である。
第１実施例のレンズシート１０は、透明基材シート１１と、基材シート１１の表面に積層された光透過拡散層１２と、光透過拡散層１２の表面に積層されたレンズ配列層１３とを備えている。
【００１７】
透明基材シート１１は、透光性基材から成形されている。透光性基材については、本件出願人が出願した特開平６−３２４２０５号の〔０００８〕，〔０００９〕に説明してあるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
この実施例の透明基材シート１１は、凹凸の平均粗さ（突起高さと谷間の高さとの標高差、段差）Δｚ１ が光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以下の表面粗さであるような、平滑な裏面（レンズ配列層１３の反対側の面）１１ａを有している。
この平均粗さΔｚ１ は、通常の白色光源の場合であれば、約０．８μｍとなる。凹凸の平均粗さΔｚ１ は、凹部と凸部の標高差を平均化した指標によって評価することができ、例えば、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に基づいた規定による十点平均粗さ（Ｒｚ）によって好適に評価できる。
この段差Δｚ１ は、光源光スペクトルの最大波長λｍａｘを越えると、入射光の一部が拡散透過し、一部が拡散反射するので、レンズシート１０に入る段階で入射光に損失を生じて好ましくない。
なお、後述する外来光の波長Λと区別するために、面光源の光源（例えば、図１２の４３）の出力光の波長を小文字のλで表記する。また、この裏面１１ａの凹凸の平均間隔ΔＳ１ も同様な理由から光源光スペクトルの最大波長以下とする。ΔＳ１ は、例えば、ＩＳＯ規格の平均間隔Ｓｍ等によって評価する。このようなΔｚ１ 及びΔＳ１ は、公知のレンズ等の光学部品の精密仕上げ法を適用すれば得られる。
【００１８】
図２は、第１実施例に係るレンズシートの裏面の微小段差を説明した模式図である。図２（Ａ）は、基材シート１１の裏面１１ａの凹凸段差Δｚ１ が光源光スペクトル最大波長λｍａｘより小の場合を示している。
光源から伝播した光線Ｌは、導光板４１の光拡散反射性ドットパターン４２ａによって拡散反射され、それらのうち導光板表面に臨界角未満で入射する光線Ｌ２１〜光線Ｌ２２の範囲のものが、空隙Ａを介して、基材シート１１へ入射する。
ここで、光線Ｌ２１は、導光板４１表面の法線方向への反射成分を代表し、光線Ｌ２２は、同法線方向に対して斜方向への反射成分を代表する（但し、導光板１０の表面へは、臨界角未満で入射する）。
これらの入射光Ｌ２１〜Ｌ２２のうち一部が透過光Ｌ２１Ｔ 、Ｌ２２Ｔ となり、レンズ配列層１３の方向に伝達されて、有効利用される。また、基材シート１１の裏面１１ａにおいて反射された光線Ｌ２２Ｒ も、その一部が光線Ｌ２２Ｒ’→Ｌ２２Ｒ’Ｔ となって、レンズ配列層１３の方向に送られる。
【００１９】
図２（Ｂ）は、基材シート１１の裏面１１ａの凹凸段差Δｚ１ が光源光スペクトル最大波長λｍａｘよりも大の場合を示している。
図２（Ａ）と比較して、導光板４１の表面、及び基材シート１１の裏面に殆ど平行に近い方向に、拡散透過又は拡散反射する光線ＬＬＯＳＳが生じる。この光線ＬＬＯＳＳは、上部のレンズ配列層１３の方向へは届かずに、散逸してしまい、光源光のエネルギーの損失となる。すなわち、レンズシートに入力する以前に、既に失われている光である。また、図２（Ｂ）の場合は、当然、面光源全体として、出力光エネルギー又は光線輝度ＩＮ も減少するので、好しくない。
【００２０】
光透過拡散層１２は、光を透過しながら拡散する層である。この光透過拡散層１２に平行光線を入射した場合に、出射光線は、所定の拡散角（半値角等によって評価する）に拡がる。
光透過拡散層１２は、その表面には、凹凸の平均粗さΔｚ２ 及び平均間隔ΔＳ２ が光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以上の微小凹凸群１２ａが形成されている。
また、この光透過拡散層１２は、その屈折率が隣接するレンズ配列層１３の屈折率と異なり、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３とが光学的に一体せず、両層界面に、凹凸が形成されるようにしてある。
【００２１】
この場合に、（ａ）光透過拡散層１２の全体を同一の物質によって形成し、表面の微小凹凸群１２ａとしてもよいし、（ｂ）光透過拡散層１２の中に、透明な微粒子を分散させて、表面に凹凸を形成してもよい。（ｃ）あるいは、基材シート表面に微小凹凸群を直接形成することもできる。
（ａ）の場合には、光透過拡散性層１２の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ペルオキン構造ポリタングステン酸等の樹脂の中から、レンズ配列層１３と異なる屈折率のものを選択する。
レンズ配列層１３と光透過拡散層１２との屈折率の差は、両層に十分に拡散機能を発現する光学的界面（不連続面）を形成するためには、０．１以上、より好ましくは０．２以上とすることがよい。
例えば、レンズ配列層１３として、屈折率１．４９のアクリル樹脂を使用した場合には、光透過拡散層１２としては、屈折率１．６０のポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ等が好適に用いられる。
凹凸の形成法としては、光透過拡散層１２を基材シート１１上に一旦塗装又は貼合わせた後に、公知の熱プレスによるエンボス法によりエンボス成形する方法、又は、特開平６−３２４２０５号の〔００１０〕に記載した方法などが好適に用いられる。
また、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３との屈折率の差を大きく取れない場合には、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３との間に高屈折率又は低屈折率の物質の透明な層を形成するとよい。このような高屈折率の物質としては、２酸化チタン（屈折率２．５）、２酸化セリウム（屈折率２．３）等があり、低屈折率の物質としては、フッ化マグネシウム（屈折率１．３８）、水晶石（屈折率１．３５）等がある。これらの層は、光透過拡散層１２又はレンズ配列層１３上に真空蒸着、スパッタリング等により形成することができる。
【００２２】
（ｂ）の場合には、屈折率がレンズ配列層１３の屈折率と異なる透明物質の微粒子を分散させる。微粒子の形状は、球，回転楕円体，多角形、鱗片状箔片などのものが使用できる。
粒径子の粒径は、表面の微小凹凸群１２ａの平均粗さΔｚ２ と同程度であり、下限値は光源光スペクトルの最大波長（通常の白色光源の場合は、約０．８μｍ）程度が好ましい。また、上限値は、大体１００μｍ程度、より好しくは６０μｍである。
微粒子の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ、ポリエステル等の樹脂、硝子、炭酸カルシウム、シリカ（ＳｉＯ２ ）、アルナミ（Ａｌ２ Ｏ３ ）、水晶石（ＡｌＦ３ ・３ＮａＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２ ）、雲母等の中実粒子、又は、樹脂、硝子、シラス等の中空粒子などを用いることができる。
この微粒子は、これらの中からレンズ配列層１３の屈折率と異なるものを選ぶようにする。この場合にも、微粒子の屈折率がレンズ配列層１３の屈折率と、０．１以上、より好しくは０．２以上異なるものを用いることが好ましいのは、（ａ）の場合と同様である。
（ｂ）の場合には、光透過拡散性層１２のうち分散媒体（バインダー）の屈折率は、レンズ配列層１２と同じであってもよいが、より効率よく光拡散透過を行うためには、分散媒体も微粒子と同様に、レンズ配列層１３と異なるものを用いることが好ましい。
【００２３】
この微小凹凸群１２ａは、レンズシート１０に入射した光線を、透過拡散させることにより、レンズシート１０から出力される光の拡散角内での出力光輝度の角度分布を均一（等方的）にし、また、出光面内での出力光の分布を均一（一様）にし、加えて、そのヘイズ（曇価）によって、導光板４１の裏面の光拡散反射性ドットパターンを不可視化する。
この微小凹凸群１２ａの平均粗さΔｚ２ 及び平均間隔ΔＳ２ も、前述したΔｚ１ ，ΔＳ１ と同様にして、平均化して評価するが、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定された十点平均粗さ（Ｒｚ）等、ＩＳＯ規格の平均間隔Ｓｍによって好適に評価できる。
このΔｚ２ ，ΔＳ２ は、光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以上とすることが好ましい。λｍａｘ未満であると、凹凸による光の拡散効果によるヘイズ及びコヒーレンスの低下（位相の攪乱）効果がなくなる。また、上限値は、光拡散効果上は特に存在しないが、大き過ぎると、出力光の面内分布の均一性が悪く（粗く）なり、出力光に輝点やムラが目立つようになるために、通常最大２００μｍ程度以下で用いることが望ましい。
微小凹凸群１２ａの凹凸形状としては、砂目、梨地等のランダム等方的なものでもよいし、蠅の目レンズ、２次元配列の角錐レンズアレイ等の所定の角度内に光を均一拡散する微小レンズ配列を用いることもできる。
微小凹凸群１２ａの凸部同士（又は凹部同士）の平均間隔ΔＳ２ は、平均粗さΔｚ２ と同程度にすることが、光の透過拡散性の点及び出力光の均一性の点から好ましい。この間隔についての上限、下限の理由も平均粗さと同様である。凹部（又は凸部）同士の間は、平均化して評価する。指標としては、例えば、ＪＩＳ
Ｂ ０６０１規定されたＳｍによって好適に評価できる。
また、この微小凹凸群の段差による光透過拡散層の評価には、ヘイズ（ＪＩＳＫ ７０１５）と全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７１０５）が適しており、ヘイズが５から８０％でかつ全光線透過率が８０％以上が好ましい。ここで、ヘイズが５％未満では、光拡散効果がなくなり、導光板の光拡散ドットパターンの不可視性もなくなる。また、透過光の空間的コヒーレンスを低下させ、等厚干渉縞を消失させる効果もなくなる。一方、ヘイズが８０％を越えると、透過光の拡散角が広くなり過ぎて、出力光の所定角度内の輝度が著しく低下する。
【００２４】
レンズ配列層１３は、光透過性材料からなり、１次元又は２次元に多数配列された凹状又は凸状のレンズ形状１３ａ（単位レンズ）を表面に有している。レンズ形状１３ａとしては、光透過拡散層１２を出た光を、所望の拡散角内に収束させることができ、さらに必要であれば、出力光を所望の方向に偏向させることができるものであれば、特に限定されない。
【００２５】
図３は、第１実施例に係るレンズシートのレンズ配列層の例を示した斜視図である。単位レンズ１３ａは、図３（Ａ），（Ｂ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｈ）のような凸レンズの配列、図３（Ｄ）のような凹レンズの配列、又は、図３（Ｃ）のような凹レンズと凸レンズの混成配列のいずれでもよい。
また、単位レンズ１３ａは、図３（Ａ）〜（Ｆ）、（Ｈ）のように、１次元又は２次元に配列してもよいし、或いは、図３（Ｇ）のように、非周期的に配列してもよい。
【００２６】
単位レンズ１３ａは、出力光の輝度のピークを出光面の法線方向にする場合には、図３（Ａ）〜（Ｇ）のように、左右対称な配列を用いることが好ましい。また、単位レンズ１３ａは、出力光のピークを出光面に対して傾ける場合には、図３（Ｈ）のように、左右非対称配列を用いることが好ましい。
レンズ配列の製造方法については、特開平６─３２４２０５号の〔００１０〕に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００２７】
単位レンズ１３ａは、その周期（又はレンズ間隔）及び凹部と凸部の段差が小さ過ぎると、レンズとしての収束又は偏向作用がなくなったり、回折格子としての分光効果が現れるので、不適切である。また、それらが大きすぎると、レンズ形状が目立ち、面光源に表示装置を載せた場合に、その表示装置の画素とのモアレ縞を起こしやすくなるので、不適切である。
従って、通常用いられる範囲は、段差、周期（又はレンズ間隔）が共に１０〜２００μｍ程度が好適である。
【００２８】
レンズ配列層１３の材料は、特開平６─３２４２０５号の〔０００８〕に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００２９】
なお、導光板４１の光拡散ドットパターン４２ａについては、特開平６─１０９９２５号の〔００１５〕，図２又は特開平６─３２４２０５号の〔００２３〕の▲４▼等に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００３０】
（第２実施例のレンズシート）
図４、図５は、本発明によるレンズシートの第２実施例を表側又は裏側から見た斜視図である。
第２実施例のレンズシート１０Ｂは、基材シート１１の裏面１１ａに微小突起１１ｂが形成されている。
【００３１】
この微小突起１１ｂは、光拡散のためではなく、導光板４１又は下に重ねたレンズとの間に、適度な間隙の空気層を作り、等厚干渉縞の発生又はレンズシート１０Ｂと導光板４１との光学密着一体化を防止するためのものである。
但し、直下型面光源に用いる場合、又は、エッジライト型面光源に用いる場合であっても、レンズシート１枚のみをレンズ配列層１３が導光板４１側を向くように配置する場合や、あるいは、レンズシート１０Ｂが厚く、積層が少ないものを用いて、レンズシート１０の周縁のみをスペーサによって固定する場合には、無くてもよい。
【００３２】
この微小突起１１ｂは、４角柱、３角柱、６角柱、円柱（又は楕円柱）などの柱状〔図５（Ｂ）〜（Ｅ）〕であっても、４角錐台、３角錐台、６角錐台、円錐台（又は楕円錐台）などの錐台状〔図５（Ｆ）〜（Ｉ）〕であってもよい。
【００３３】
微小突起１１ｂの底面の寸法（通常は半径又は対角線長で評価）は、スペーサとしての最低限の強度を確保するためには、その高さＨにもよるが１μｍ以上必要である。また、１２５μｍ以上、特に５００μｍを越えると微小突起が目視可能となったり、液晶表示素子への利用では、その画素とのモアレ縞が生じやすくなるため好ましくない。
【００３４】
上記のような寸法の微小突起１１ｂのレンズシート面での二次元分布は、ランダム分布が好ましい。もしも、微小突起が周期的に配列していると、微小突起とレンズシートの反対面に有するレンズ配列層１３の単位レンズ１３ａ（殆どの場合、周期的配列をしている）とが、必ずある周期で重なりあうために、モアレ縞となって現れてしまう。
また、このようなレンズ配列層１３を構成する単位レンズ１３ａの配列周期以外にも、カラー液晶表示素子のバックライトとして使用する場合には、表示素子の画素の配列周期とも干渉してモアレ縞が現れやすい。従って、微小突起の配列は、非周期化することによりモアレ縞の発生が防止される。
【００３５】
しかし、モアレ縞は、以上のように微小突起１１ｂの配列をランダム化しても、各微小突起１１ｂの多角柱の形状が同一で向きが揃っていると、各微小突起の同種（例えば、台形ならば上底同士）の各側面が全て同一の方向を向いているために、これら同一向きの微小な側面が集合して、あたかも大きな仮想的側面を形成するようになる。この仮想的側面は、微小突起がランダム配列をしているから、周期性はないが、レンズ配列を構成する単位レンズが有する面とが干渉して、モアレ縞が発生することがある。
従って、単位レンズを構成する面と、微小突起の有する側面とを、或る一定の関係にすることが好ましい。
【００３６】
図６は、このモアレ縞の発生防止を説明する図である。
例えば、図６（ａ）のように、レンズシート１０のレンズ配列層１３は、三角柱レンズの単位レンズ１３ａから構成される場合を考えてみる。レンズシート１０の出射面は、Ｘ−Ｙ平面に平行な面であり、これを水平面とする。なお、出射面に垂直な法線方向はＺ軸方向（図示せず）である。単位レンズ１３ａを構成する面は、山谷を成す斜面１３ａ−１であるが、この面（斜面）と水平面との交わる交線と、Ｘ軸とは平行な線となる（Ｘ軸が交線と平行になるように座標軸をとってある）。
なお、厳密には、斜面は有限な面であり、水平面もＺ軸座標の取り方により多数あり、斜面と水平面とは条件次第で交わらないが、ここでの交線とは前記面（斜面）を延長して水平面と交わる線の意味である。もちろん、三角柱な単位レンズで、それを一次元方向に配列した場合には、交線は一種のみであるが、四角錐等の他の種類の単位レンズを二次元方向に配列した場合は、単位レンズを構成する面から導出される交線は、二種類以上の場合もあり、それらの交線が直交しない場合もある。
【００３７】
次に、図６（ｂ）は、三角柱レンズの単位レンズ１３ａから導出される交線を基準した、Ｘ−Ｙ座標軸に対して、微小突起群１１ｂから導出される一つ交線をＸ’軸として、直行系のＸ’−Ｙ’座標軸を重ね合わせたものである。
各微小突起１１ｂ（ここでは、直方体）の向きは、全て揃っていて、それらの側面とレンズシート１０の水平面との交線は、二種類あり直交し、Ｘ’軸に平行な交線と、Ｙ’軸に平行な交線である。このＸ’軸と先のＸ軸とは、角度αをなしている。
なお、微小突起は、多数散々しており、それらの多数の側面とレンズシートの水平面との交線も多数あるが、微小突起の向きが揃っているので、交線の方向で代表して直方体の場合は直交する交線の二種類となる。
【００３８】
Ｘ軸とＸ’軸のなす角度αがゼロであれば、平行となりモアレ縞が発生しやすい。しかし、このような単位レンズから導出される交線と微小突起から導出される交線とを５°を越えて離すように、双方の配置をとればモアレ縞は防止できる。すなわち、直方体の場合に、角度αが時計回り（右回り）で、５〜８５°の範囲、より好ましくは１０〜８０°の範囲であれば、モアレ縞の発生は効果的に防止できる。
また、角度αは、反時計回りで、−５〜−８５°、より好ましくは−１０〜−８０°の範囲でもよい。直方体の場合に、８５°を越えると、注目する側面から導出される交線についての角度は、さらに大きくなるが、隣接する側面（前記側面に対して９０°をなす）との関係が、平行関係に近くなり、隣接する側面との関係でモアレ縞が発生し易やすくなる。このように、多角柱の側面との関係で、平行から５°を越えて離せば、モアレ縞の発生は防止できる。
【００３９】
なお、微小突起が例えば直方体からなり、各直方体の注目した同種の側面とレンズシートの水平面との交線と、単位レンズの面と前記水平線との交線とが、上記のように５°を越えたある角度に規定する際に、配置する全ての微小突起（この場合直方体）の向きを全て揃える必要はない。例えば、全微小突起の１％の数が水平であったとしても、それらが、隣接した部分に集合していなければ、モアレ縞の発生の起因となる平行関係を定義する程の強度を持たないからである。
この意味で、各直方体の側面から導出される交線と単位レンズから導出される交線とが互いに非平行であるとする、「各直方体」の意味は、必ずしも配置した全ての直方体が非平行関係を有することに限定されるものではなく、配置した直方体の一部には、平行関係があっても大勢として非平行関係があるとの意味の包含する。
【００４０】
この微小突起としては、直方体以外にも多角柱でもよいが、以上の説明で対象とした直方体の場合に、その側面は互いに９０°をなしているので、９０°回転する毎に同様な状況となる。しかし、直方体の場合に、その対向する側面同士が平行であるので、モアレ縞発生防止において、考慮する交線は互いに直交する二種類の交線のみである。
しかし、直方体以外の多角柱、例えば、三角柱であれば、考慮する交線は三種類、五角柱の場合は五種類と、いずれも直方体の場合よりも多くなる。従って、モアレ縞が発生する条件は多くなり、設計の自由度が減少する。勿論、四角柱であっても、隣接する側面同士が直角でない、自由四角柱では、考慮する交線は四種類と多くなり、この点で、対向する側面が平行な、底面が平行四辺形や、菱形からなる四角柱でも、モアレ縞の発生を、直方体と同等に防止することができる。しかし、製造の容易さの点からは、これらの平行四辺形や菱形からなる四角柱よりも、直方体の方が優れている。
なお、側面から導出される交線が直線を成さない場合として、ｎを無限大としたｎ角柱、すなわち側面が曲面からなる円柱、楕円柱等があるが、この場合、上記直方体に対して、例えば、微小突起群の作製するための原版フィルムをスキャナー等の平行なスキャニング方式で行うと、突起が微小であるために、スキャニングラインと平行又は直角でない側面を形成する円形等の輪郭にギザができて、本来の円柱の滑らかな側面ができない。
【００４１】
なお、微小突起をランダムに配置する方法としては、レンズシートの全面に相当する所定面積のＸＹ平面内に、乱数を用いて微小突起を配置するＸ、Ｙ座標を発生させればよい。図７（ａ）で、２２は、このようにして得られた微小突起１１ｂを形成すべきランダムな座標点である。
ここで、それぞれの座標点２２同士の中には、隣接しすぎて、その座標に有限な大きさを有する微小突起を配置すると、図８（ａ）のように、微小突起同士が接触して重複部分２３ができることもあり得る。なお、図８（ａ）で、点線は、重複部分を明示するための仮想的な線である。このような場合に、そのままの重なった形状とすると、微小突起が大きくなり、目視可能になることもあり得る。このため、一つの解決法として、図８（ｂ）のように、重複部分の微小突起の高さＨは、ゼロとすることが好ましい。このようにして、隣接して重複した微小突起同士が融合して、微小突起の頭頂部が広くなることを防止できる。それによって、微小突起同士が重複しても、微小突起が大きくなって目視可能となることを防止できる。
図７（ｂ）は、重複部分がそのままの状態を、図７（ｃ）は、上記のように処理して、重複部分の高さＨをゼロとした状態の微小突起群を示す。
【００４２】
なお、前記した各微小突起と構成面と単位レンズの構成面との関係で発生するモアレ縞は、各微小突起を配置する際に、全て同じ向きに配置するために、各微小突起のなす側面が全て揃って、認識可能な交線を定義してしまい、この交線と単位レンズの成す面から導出される交線との関係が発生することに起因する。
しかし、各微小突起が全て同一形状であっても、各微小突起を配置する際に、ランダムな向きに配置させれば、すなわち、図６（ｂ）では、各微小突起は全て同一の向きであったが、Ｘ−Ｙ平面に対して垂直方向のＺ軸方向を回転軸としてランダムに回転させて配置すれば、各微小突起の側面がなす面から得られる交線は、それぞれ分散された任意の角度を有し、特定の角度に定義された交線は無くなり、このようにしても、モアレ縞発生を防止できる。しかし、レンズシートの製造上の容易さの点からは、先の同一の向きにする方が良い。
【００４３】
この点では、円柱、楕円柱等が優れている。しかし、前述したように、滑らかな曲面を持った側面の製造上の難しさがある。また、ランダムに配置する際に、隣接する微小突起同士が重なった場合の対策の一例として上記し高さＨをゼロとする方法では、接触部分に鋭角的な断面形状ができ、これもまた製造上の難しさとなる。
ただし、高さＨをゼロとする方法をとらず、乱数によって得る、微小突起を配置するＸ、Ｙ座標のＸ座標値及びＹ座標値を、円柱であれば、その直径Ｄよりも大きいキザミで乱数を発生させれば（キザミ以下の桁等の値部分は丸める）、得られるランダム座標点同士は、必ず直径Ｄよりも離れているので、これら座標点に微小突起を配置しても、重なることは皆無である。また、この方法の延長として、キザミを意識的に、より大きくしておいて最小隣接距離を調整することもできる。
【００４４】
また、微小突起の分布密度は、レンズシートが撓んで等厚干渉縞ができない程度であり、また、レンズシートにある程度の剛直性があったとしても、下側となる導光板やレンズシートとの間で均一な間隔が確保でき、間隔の微妙な差によって、やはり等厚干渉縞ができない程度に、適宜、設定する。
微小突起の断面積をゼロと見立てた場合の分布密度、即ち微小突起を配置する個数的な分布密度は、特に、２枚のレンズシートを重ね合わせて使用する場合に、上側のレンズシート裏面の微小突起の隣接する突起間の平均距離ｄを、下側のレンズシート表面の単位レンズの繰り返し周期ｐの２倍以下、すなわち、ｄ＜２ｐとすることが好ましい。
このように設計することにより、互いに接触支持される上側レンズシート裏面の微小突起１１ｂと下側レンズシート表面の単位レンズ１３ａとの支持接点間が撓んで、上下レンズシート間の間隔が不均一となって等厚干渉縞がでたり、上下レンズシート間隔が光源光の波長未満となることを防止できる。平均距離ｄは、より好ましくは、ｄ＜０．５ｐである。
【００４５】
一方、微小突起の断面積を有限のものとして評価した場合に、レンズシートが撓んでも等厚干渉縞を防止し得る分布密度としては、レンズシート１０と導光板４１とが対面している全面積Ｓｔに対する、前記突起部の断面積の総和Ｓｐの面積割合Ｓｒ（＝Ｓｐ／Ｓｔ×１００）で０．０１〜６０％程度が好ましい。
スペーサ的な機能としては、最小限で機能することが好ましいが、レンズシートの撓みの点からは、ある程度必要であり、また、後述する導光板と組み合わせて面光源とする場合に、輝度の面分布の均一化のためにも、ある程度は必要である。
【００４６】
輝度の面内分布に関係する要因を考えるには、上記する面積割合Ｓｒと逆関係にある面積比率Ｒを用いて説明する。
微小突起１１ｂが導光板４１の表面と密着せず、かつ、波長以上の間隔のある空隙９の部分の面積の総和Ｓａが、レンズシート１０と導光板４１とが対面している全面積Ｓｔに対する割合として、面積比率Ｒ〔％〕は次式によって表される。
Ｒ＝Ｓａ／Ｓｔ×１００
従って、面積比率Ｒは、面積割合ＳｒとＲ＋Ｓｒ＝１００の関係がある。
この面積比率Ｒは、要求される面内での輝度の均一性、光エネルギーの利用効率、導光板の寸法等により決定されるが、通常、面積比率Ｒは８０％以上、より好ましくは９０％以上とすることが必要である。
【００４７】
この理由としては、共に表面粗さが光の波長以下の平滑な導光板の表面とレンズシート１０の表面（裏面）とを密着させた場合に、光源から導光板に入射する入力光のうち大部分が、光源側の側端部から距離ｙまでに至る領域部分で全反射することなく放出され（導光板表面には、臨界角以上で入射してもその部分では全反射されず単位レンズに光は進入してしまうため）、ｙより遠い所では急激に輝度が低下して暗くなってしまう。
そして、発光部の長さｙの導光板の光伝播方向の全長Ｙに対する百分率は、実際に測定すると１０〜２０％となる。
従って、光源から導光板に入射された光エネルギー量を全長Ｙに均等に分配するためには、導光板表面の長さｙの領域部分で大部分、すなわち約１００％の光が放出されてしまうので、長さｙの領域部分に来る入射光のうち１０〜２０％は透過させて放出し、残りの９０〜８０％の光を全反射させる必要がある。
ここで、概ね、
（全反射光量／全反射光量）≒Ｓａ／Ｓｔ＝Ｒ
で近似されることから、Ｒは、８０〜９０％（Ｓｒ＝１０〜２０％）の範囲が必要である。
そして、ｙより遠方の所でも同様に近似できるので、Ｒは８０〜９０％が必要である点は、全長にわたって適用できる。但し、Ｒが１００％（Ｓｒが０％）に近くなり過ぎると、前記したようにレンズシートの撓みにより、微小突起群の間の間隔が、光の波長以上に保てなくなり好ましくない。そのために、Ｒの上限は９９．９９％以下（Ｓｒ≧０．０１％）にするとよい。
また、以上に加えて本発明において、最も重要な設計思想の１つであるレンズシート裏面に入射する光が拡散反射（又は透過）により面光源の出光面の接線方向に逸脱して損失することを、最大限防止することが必要である。この点からは、Ｓｒは少い程よいことになる。よって、以上述べた輝度の面内分布の均一化、或いは、等厚干渉防止の条件を満たす範囲内で最小限になるように設計することが好ましい。
【００４８】
以上のような特定の微小突起群をレンズシートの片面に設けることによって、視野角外に出射する光線が増加して輝度が低下することなく、等厚干渉縞やモアレ縞を防止した、また、導光板全面にわたって均一な面分布で出力光を分配できる優れたレンズシートとすることができる。
【００４９】
次に、この微小突起１１ｂによって、等厚干渉縞の発生を抑制できる条件及びその理由を詳しく説明する。
図９は、第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。なお、ここでは、レンズシート１０、１０（基材シート１１とレンズ配列層１３）間にできる等厚干渉縞を例にして説明するが、レンズシート１０（基材シート１１）と導光板４１の場合にも同様に適用できる。
微小突起１１ｂの高さΔｚ３ は、このレンズシート１０Ｂを観察する光源の可視光スペクトルの最長波長をΛｍａｘ 、観察者からこのレンズシート１０Ｂ面上の反射面を通して前記光源を見た場合のその光源の角半径をΔθとしたときに、式（１）の条件を満たしている。なお、面光源の光源の波長λと区別するために、大文字のΛを使用する。
Δｚ３ ≧Λｍａｘ ／２Δθ２ …（１）
また、この微小突起１１ｂは、１次元的及び２次元的配列が非周期的であり、微小突起１１ｂの幅Δｘは、式（２）の条件を満たしている。
Δｘ≦５００μｍ …（２）
【００５０】
さらに、相隣り合う各微小突起１１ｂの平均距離ｄが、単位レンズ１３ａの周期Ｐに対して式（３）の条件を満たしている。
ｄ＜２Ｐ …（３）
【００５１】
ここでは、レンズシート１０Ｂ−１，１０Ｂ−２のように、同じ構造のものを単位レンズ１３ａの稜線が直交するように２枚積層して使用する例を挙げて説明する。
【００５２】
つぎに、レンズシート１０Ｂ−１の裏面に形成された微小突起１１ｂの高さと、レンズシート１０Ｂ−１，１０Ｂ−２の積層面における等厚干渉縞の消失条件について説明する。
図９に示すように、表面側のレンズシート１０Ｂ−１の裏面に微小突起１１ｂを設けて、レンズシート１０Ｂ−１とレンズシート１０Ｂ−２との間の空隙Ｈ（ｘ） を増大させ、以って界面Ｓ１ で反射する光線Ｌ１ と、界面Ｓ２ で反射する光線Ｌ２ との干渉による等厚干渉縞（Ｎｅｗｔｏｎ環の上位概念）の発生を抑制するものである。
【００５３】
このとき、等厚干渉縞としては、全等厚干渉縞は、微小突起１１ｂの等厚干渉縞と、微小突起１１ｂ以外（周辺部）の等厚干渉縞とが重なり合ったものであることを考慮する必要である。
これらのうち、微小突起１１ｂ以外（周辺部）の等厚干渉縞についてであるが、その場合の空隙層（空気層）の厚さＨ（ｘ） は、微小突起１１ｂの存在のために、レンズシート１０Ｂ−１及び４−２を直接接触積層させた場合の厚さｈ（ｘ） と微小突起１１ｂの高さΔｈとの和になる。即ち、
Ｈ（ｘ） ＝ｈ（ｘ） ＋Δｈ …（４）
ここで、Δｈ＞０であるから、０≦ｈ（ｘ） であっても（即ち、ｈ（ｘ） →０となり０に漸近しても）
Ｈ（ｘ） ≧Δｈ＞０ …（５）
となり、Ｈ（ｘ） は０に漸近しなくなる。
【００５４】
等厚干渉縞は、空隙部の厚さＨが大きくなるに従って消失して行く。よって、Ｈの増大によって等厚干渉縞の消失されるＨの下限値を求め、これを式（５）に代入したものが、微小突起１１ｂの周辺部の等厚干渉縞の消失条件である。
【００５５】
以下、この条件を算出する。「波動光学」（久保田広著、岩波書店発行、１９７５年８月３０日第４刷発行）第８７〜８９頁によれば、光源が空間的広がりを有する場合に、観察者から反射面Ｓ１ ，Ｓ２ を通して見た（レンズシート１０Ｂを外部から観察する）外部光源７の角半径をΔθ〔ラジアン〕、光源光の波長をΛ〔μｍ〕、空隙の厚みをＨ〔μｍ〕とするときに、
Δθ≪（Λ／２Ｈ）１／２ …（６）
であれば、等厚干渉縞が認められることが知られている。よって、式（６）より、等厚干渉縞が目視不可能な条件（干渉縞を生じない条件）をＨ（ｘ） について求めると、
Ｈ（ｘ） ≧Λ／２Δθ２ …（７）
となる。式（７）を式（５）に代入すると、微小突起１１ｂの高さΔｈは、
Δｈ≧Λ／２Δθ２ 〔μｍ〕 …（８）
であればよいことが導出される。
【００５６】
以上は、単色光光源の場合であるが、通常使用される発光スペクトル分布を持つ光源については、式（８）はλに正比例するために、光源スペクトル（Λｍｉｎ ≦Λ≦Λｍａｘ ）のうちで、スペクトル分布の上限値Λｍａｘ が式（８）を満たせば、残りのΛは総て式（８）を満たすと言える。従って、
Δｈ≧Λｍａｘ ／２Δθ２ 〔μｍ〕 …（１）
がスペクトル分布を持つ光源についての微小突起１１ｂの高さの条件となる。
【００５７】
いま、式（１）の具体的数値を求めると、外部光源７として０．３８μｍ≦Λ≦０．７８μｍの白色光を用いてレンズシート１０Ｂの表面を観察するとし、また、その外部光源７の角半径を通常屋内照明又は窓からの自然光によって、１０°≦Δθ≦１２０°、即ち０．１７５〔ｒａｄ〕≦Δθ≦２．０９４〔ｒａｄ〕とすると、式（１）より式（１）の右辺が最も少ない、Δθ＝０．１７５〔ｒａｄ〕、及びΛｍａｘ ＝０．７８〔μｍ〕に対応する値として、
Δｈ≧１２．５〔μｍ〕 …（９）
を得る。
なお、Δｈの上限は、本来、光学密着防止という観点からは制約はない。しかし、Δｈが大き過ぎると、レンズシートが撓みやすくなったり、また、面光源に組み立てた場合に、厚さが厚くなったり、突起が目視されやすくなったりする。そのために、通常は、２００μｍ以下にすることが好ましい。
【００５８】
尚、式（８）、式（１）、式（９）は、最低限の必要条件であるが、その他下記条件が付加される。
即ち、レンズシート１０Ｂが完全剛体と見做せる物体からなる場合には、最低、同一直線上にない（３角形の頂点をなす）３点の突起で支持すれば足りる。
しかし、レンズシート１０Ｂが例えば合成樹脂でできた薄く可撓性のある物体からなる場合は、微小突起１１ｂ間の距離が離れ過ぎると、微小突起１１ｂの部分でレンズシート１０Ｂが撓み、ｈ（ｘ） 更には、Ｈ（ｘ） が式（８）、式（１）、式（９）及び式（５）の条件を満たさなくなる。
【００５９】
そこで、この場合には、撓みを生じても、常に式（８）、式（１）、式（９）及び式（５）の条件が満たされるように、十分な密度により裏面の微小突起１１ｂを設ける。この微小突起１１ｂの密度の目安としては、一般的には、下側のレンズシート１０Ｂ−２の単位レンズ１３ａの周期Ｐの２倍以下、更に好ましくは１／２以下の周期により２次元的に分布させるようにする。
つまり、相隣り合う微小突起１１ｂ，１１ｂの平均距離ｄが、単位レンズ１３ａの周期Ｐに対して式（３）の条件を満たすようにすればよい。
ｄ＜Ｐ …（３）
ここで、図１０を参照して、式（３）の条件についてさらに説明する。簡単のために、微小突起１１ｂのうちで、最寄りの３点Ａ，Ｂ，Ｃが正三角形△ＡＢＣをなし、レンズシート１０Ｂが単位レンズ１３ａの線型（１次元）配列だけであるとした場合には、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、２つの微小突起間の距離ＡＢ＝距離ＢＣ＝距離ＣＡ＝２Ｐのときに、微小突起Ａ，Ｂが単位レンズ１３ａ−１，１３ａ−３に接すると、ｙ軸方向のみに着目すると、確かに微小突起Ａ，Ｂの中間には微小突起と接しない単位レンズ１３ａ−２が存在するように見える。しかし、２次元的にみれば、単位レンズ１３ａ−２はｙ軸方向に離れた微小突起Ｃによって支持されている。
このようにすれば、総ての単位レンズ１３ａはもれなく微小突起１３ｂによって、図１０（Ｃ），（Ｄ）に示すように、３点支持の集合体により支持されるので、レンズシート１０Ｂ−１と４−２との撓みによる接触は最低限に抑えられる。
また、実験的にも、ｄ＝２Ｐを境として、ｄがＰを越えると、Δｈ，Δｙがそれぞれ式（１），式（２）の条件を満たしても、等厚干渉縞が目視され始まることが確認されている。よって、前述した式（３）の条件を得る。
このようにすれば、大略総べての単位レンズ１３ａの２個毎に１箇所の微小突起１１ｂによって支持されることになり、撓みの影響はなくなる。但し、平均距離ｄが余り小さくなり、微小突起１１ｂが密集し過ぎると、放出光の拡散角が広がり過ぎるために、適当な範囲を選ぶことが好ましい。
【００６０】
次に、微小突起１１ｂの等厚干渉縞について説明する。微小突起１１ｂの近傍ではＨ（ｘ） →０（収束）するために、等厚干渉縞は不可避である。これを事実上回避するための手段としては、微小突起１１ｂの分布に、１次元的にも２次元的にも周期を持たせず乱雑に配置させ、かつ、微小突起１１ｂの幅ΔＸを目視不能な大きさに形成することである。
このようにすることにより、等厚干渉縞が発生しても、それは微小突起１１ｂの領域内にのみ局在するために、それ自体は目視されない。
【００６１】
しかし、もし、微小突起１１ｂが周期的に配列していると、微小突起１１ｂと単位レンズ１３ａとは、必ずある周期で接触するために、遠方から観察すると、微小突起１１ｂの微小干渉縞が積算されて、干渉縞として目視されることになる。
微小突起１１ｂの配列は、非周期的とすることにより、微視的な微小突起１１ｂの干渉縞は、遠方から観察すると明暗が乱雑に積算されて零となり、目視されなくなる。
そこで、微小突起１１ｂの幅ΔＸとしては、通常１００μｍ以下程度とすれば、実用上目的は達せられる。すなわち、式（２）を満たせばよいことになる。
Δｙ≦１００μｍ …（２）
【００６２】
なお、この微小突起１１ｂは、無色透明であることが好ましく、その製法もレンズシート１０Ｂの裏面への熱プレスによるエンボス（型押）加工、サンドブラスト加工などの機械的加工、透明樹脂の注型（キャスティング）法、透
【００６３】
（導光板）
導光板４１の光反射層の反対面は平面であり、表面粗さ（ＪＩＳ−Ｂ−０６０１の十点平均粗さＲｚ等で計測される）は、光源光の波長以下に仕上げる。通常光源は可視光線であり、その波長は０．４〜０．８μｍであるから、表面粗さは０．４μｍ以下とする。この程度の粗さに仕上げる方法としては公知の手法、例えば鏡面板での熱プレス、鏡面性の形を用いた射出成形、注型（キャスティング）成形、光学レンズ等で行われている精密研磨等を用いれば良い。
【００６４】
導光板４１の材料としては、前述したレンズシートの材料と同様の透光性材料の中から選択する。通常は、ポリカーボネートの樹脂が用いられる。導光板の厚みは、通常１〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。
【００６５】
（直下型の面光源の実施例）
図１１は、本発明による面光源の第１の実施例（直下型）を示した断面図である。
面光源５１は、ケース３１内に、蛍光灯などの線光源３２が設けられた直下型のバックライト３０の開口側に、図１のレンズシート１０を配置したものである。光源３２の光エネルギーを有効に利用するために、ケース３１の内面には、白色塗装などを行い、高反射率面にしておくことが好ましい。
【００６６】
（エッジライト型面光源）
図１２は、本発明による面光源の第２の実施例（エッジライト型）を示す斜視図である。
面光源５２は、エッジライト型のバックライト４０の導光板４１の上面に、図４のレンズシート１０Ｂが配置されている。このバックライト４０は、導光板４１の下面に、反射層４２が形成されており、導光板４１の側端面の両側には、それぞれ光源４３，反射膜４４，照明カバー４５が設けられている。エッジライト型の面光源は、薄型で光放出面が発熱しにくい利点がある。
【００６７】
なお、面光源の詳細については、特開平６─３２４２０５の〔００１７〕〜〔００２５〕に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００６８】
（液晶表示装置の実施例）
図１１，図１２に示した面光源５１，５２は、公知の透過型の液晶表示素子の背面に配置することによって、液晶表示装置として使用することができる。
また、透過型の液晶表示素子の他に、エレクトロクロミック表示素子などの背面光源を必要とする素子に適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長未満である基材シートを透過してレンズシートに入った光を、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長以上の微小凹凸群を有する光透過拡散層内に入力させ、均一に透過拡散させるので、光透過拡散に伴うレンズ外への光の散逸に上まる損失が抑えられ、しかも、輝度の拡散角内及び出光面内での分布の均一化を行うことができ、また、光透過拡散層によって透過拡散した後に、再び、光をレンズ配列層によって、所定の角度内に収束して出力させるので、光の拡散角を適切な角度内に集中的に収めることができ、更に、光透過拡散層によるヘイズ及び空間的コヒーレンスの低下によって、導光板裏面の光拡散ドットパターンを不可視化させ、等厚干渉縞が発生しても、その干渉縞を攪乱，消失できるので、従来の技術が有する課題▲１▼，▲３▼，▲４▼を解決することができる。
【００７０】
また、基材シートにスペーサとなる微小突起を設けたので、導光板の表面の全反射による導光板全面への均一面分布での出力光の配光及び等厚干渉縞の防止を行うことができ、従来の技術が有する課題▲２▼，▲４▼も解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレンズシートの第１実施例を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係るレンズシートの裏面の微小段差を説明した模式図である。
【図３】第１実施例に係るレンズシートのレンズ配列層の例を示した斜視図である。
【図４】本発明によるレンズシートの第２実施例を表側から見た斜視図である。
【図５】本発明によるレンズシートの第２実施例を裏側から見た斜視図である。
【図６】モアレ縞の発生防止を説明する図である。
【図７】第２実施例に係るレンズシートの微小突起を説明する図である。
【図８】第２実施例に係るレンズシートの微小突起を説明する図である。
【図９】第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。
【図１０】第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。
【図１１】第１の実施例（直下型）に係る面光源を示した断面図である。
【図１２】第２の実施例（エッジライト型）に係る面光源を示す斜視図である。
【図１３】面光源の従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ レンズシート
１１ 基材シート
１２ 光透過拡散層
１３ レンズ配列層
【産業上の利用分野】
本発明は、表面にレンズ配列層を有するレンズシート、そのレンズシートを用いた直下型又はエッジライト型の面光源、及び、その面光源を用いた液晶表示装置や照明広告、交通標識などの表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、面光源の従来例を示す模式図である。
面光源１００Ａは、レンズシート１０１が導光板１０２の上に光学密着しており、導光板１０２の側面に光源１０３が設けられている（実開平４−１０７２３７号、特開平５−１２７１５９号等）。
このレンズシート１０１は、代表的には、頂角９０°の二等辺三角柱プリズムの線形配列のレンズ配列層を有している。
【０００３】
面光源１００Ｂは、レンズシート１０１と導光板１０２の間に、高ヘイズの光拡散性層１０４を配置したものである（特開平６−１８７０７号、特開平６−３０１０３５号等）。この光拡散性層１０４は、裏面に微小突起１０４ｂを有している。
【０００４】
面光源１００Ｃは、レンズシート１０１Ｃの裏面に、ヘイズと光拡散性のほとんど無いスペーサ突起１０１ｃが設けられており、高ヘイズの光拡散性層１０４を、レンズシート１０１の観察側に配置したものである（特開平６−１０２５０６号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した面光源１００Ａは、以下のような問題点があった。
▲１▼ レンズシート１０１のレンズ配列層のプリズムによる拡散だけであるので、適度な広さの拡散角及び拡散角内の輝度の等方向性が得られなかった。
▲２▼ レンズシート１０１と導光板１０２が光学密着しているので、導光板表面とレンズシート界面での光全反射による光源光の導光板全領域への伝播が行われない。そのために、光源光１０３の光エネルギー損失は比較的少ないが、光源近傍に集中し、不均一になるという問題がある。したがって、光源１０３からある程度以上離れると、輝度が急激に減衰して、導光板全面に渡って、均一な分布の高い輝度が得られなかった。
▲３▼ 導光板１０２の裏面まで目視可能であるので、導光板１０２の裏面の光拡散ドットパターンが視認されてしまう。
▲４▼ レンズシート１０１と導光板１０２との間（及びレンズシートが２枚以上の構成の場合には、各シート間）に、薄膜空気層ができるので、等厚干渉縞が発生する等の問題があった。
【０００６】
面光源１００Ｂは、光拡散性層１０４によって、光源光は導光板表面から出力し等方的に拡散し、透過した後に、レンズシート１０１のレンズ配列層によって集光するので、適度な視野角及びその視野角内の均一な輝度の角度分布（配向特性）が得られる（前記▲１▼を解決）。
また、光拡散性層１０４のヘイズ（曇価）によって像をボカして散らすことができるので、導光板１０４の裏面の光拡散ドットパターンを不可視化できる（前記▲３▼を解決）。
さらに、レンズシート１０１の裏面（光拡散性層の裏面）の微小突起によって、導光板１０２の表面において、光は全反射し、導光板１０２内に遍く分配されるので、光源１０３からの距離による出力光の減衰は比較的少ない（前記▲４▼を解決）。
しかし、光源光は、光拡散性層１０４によって広い角度で拡散してからレンズシート１０１に入射するので、一部の拡散光は、レンズシート１０１に入力されず、光入力損失が大きく、全面均一であっても輝度は不十分である、という新たな課題が生じる。
【０００７】
面光源１００Ｃは、光拡散性層１０４が設けられているので、前記▲３▼の課題は、解決されている。
また、レンズシート１０１Ｃの裏面にスペーサ突起１０１ａが設けられているので、薄膜空気層がなくなり、等厚干渉縞の発生を防止できる（前記▲４▼を解決）。さらに、レンズシート裏面と導光板表面との光学密着がなくなるために、導光板表面での光の全反射により、導光板全体への光の伝播が行われ、前記▲２▼は解決する。
しかし、光拡散性層１０４は、レンズシート１０１の最も観察側に設けられているので、一端集光した光を再び拡散させてしまい、視野角が広すぎるという問題が発生し、前記▲１▼の課題が解決されない。
【０００８】
本発明の目的は、前述の課題を全て解決し、
（１） 適度な広さの拡散角及び拡散角内の輝度の等方向性が得られ、
（２） 光源光の光エネルギー損失の低さ、即ち限られた一定の光源光エネルギーに対するより高い輝度が得られ、
（３） 導光板裏面の光拡散ドットパターンの不可視性（エッジライト型の場合）を可能とし、
（４） 光源からの距離による出力光の減衰の防止（エッジライト型の場合）し、
（５） しかも、導光板／レンズシート、又はレンズシート／レンズシート間での等厚干渉縞の防止することができる、
レンズシート、面光源及び表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光透過性のある基材シートと、前記基材シートの表面に積層された光透過拡散層と、前記光透過拡散層の表面に積層されたレンズ配列層とを備えたレンズシートであって、前記基材シートは、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長未満である平滑な裏面を有し、前記光透過拡散層は、前記レンズ配列層と屈折率が異なり、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長以上、２００μｍ以下の微小凹凸群を、前記光透過拡散層と前記レンズ配列層との両層界面に有し、前記レンズ配列層は、光透過性材料からなり、１次元又は２次元に多数配列された凹状又は凸状のレンズ形状を表面に有することを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズシートにおいて、前記基材シートは、高さが光源光の波長以上であって、２００μｍ以下の微小突起を裏面に散在させたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、透光性平板又は直方体状の空洞からなる導光体と、前記導光体の側端面の少なくとも１側面以上に隣接して設けられた点状又は線状の光源と、前記導光体の表面に積層した前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートとを含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、１以上の点状又は線状の光源と、前記光源を包囲し、１面を開口部とした光源収納部と、前記開口部を被覆する前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートとを含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明は、透過型の表示素子と、前記表示素子の背面に設けられた前記請求項３又は請求項４に記載の面光源とを含むことを特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１の発明によれば、先ず、光源からの光を基材シートの裏面から入射させる。この基材シートの裏面は、凹凸の段差が光源光の最大波長以下の平滑な面であるので、レンズシートに入力する光の接線方向拡散、逸脱による損失（入力損失）を少なくすることができる。
次いで、基材シートを透過した光を、光透過拡散層内に入力させ、均一に透過拡散させるので、輝度の拡散角内及び出光面内での分布の均一化を行うことができる。
さらに、光透過拡散層によって透過拡散した後に、再び、光をレンズ配列層によって、所定の角度内に収束して出力させるので、光の拡散角を適切な角度内に集中的に収めることができる。
従って、前述した従来の技術が有する課題▲１▼，▲３▼を解決することができる。
また、光透過拡散層のもつヘイズによって、導光板裏面の光拡散ドットパターンの不可視性（エッジライト型の場合）を可能とし、さらに、光透過拡散層による空間的コヒーレンスの攪乱作用によって、２枚以上のレンズシートを重ね合わせて使用する場合に、レンズシート間で発生する等厚干渉縞の不可視性をも可能とする。よって、前記▲４▼の課題も解決する。
【００１５】
請求項２の発明によれば、基材シートの裏面に、少くとも部分的には平滑な光入力面を残した状態で、スペーサとなる微小突起を離散的分布で設けているので、導光板とレンズシートとの光学的密着による一体化を防ぎ、また、レンズシートを重ねた場合のレンズシート間や、レンズシートと導光板間の微小空隙による等厚干渉を防ぐことができる。
したがって、導光板の表面の全反射による導光板全面への均一面分布での出力光の配光及び等厚干渉縞の防止を行うことができ、従来の技術が有する課題▲２▼、▲４▼を解決することができる。
また、この微小突起は、スペーサとはなるものの、光拡散効果は殆どなく、レンズシートへ入る前段階での光の散逸による損失は起こらない。よって、従来の面光源１００Ｂの場合と異なり、目的（２）と目的（４），（５）とを両立させて、達成することができる。
【００１６】
【実施例】
（レンズシートの第１実施例）
以下、図面などを参照しながら、実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるレンズシートの第１実施例を示す斜視図である。
第１実施例のレンズシート１０は、透明基材シート１１と、基材シート１１の表面に積層された光透過拡散層１２と、光透過拡散層１２の表面に積層されたレンズ配列層１３とを備えている。
【００１７】
透明基材シート１１は、透光性基材から成形されている。透光性基材については、本件出願人が出願した特開平６−３２４２０５号の〔０００８〕，〔０００９〕に説明してあるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
この実施例の透明基材シート１１は、凹凸の平均粗さ（突起高さと谷間の高さとの標高差、段差）Δｚ１ が光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以下の表面粗さであるような、平滑な裏面（レンズ配列層１３の反対側の面）１１ａを有している。
この平均粗さΔｚ１ は、通常の白色光源の場合であれば、約０．８μｍとなる。凹凸の平均粗さΔｚ１ は、凹部と凸部の標高差を平均化した指標によって評価することができ、例えば、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に基づいた規定による十点平均粗さ（Ｒｚ）によって好適に評価できる。
この段差Δｚ１ は、光源光スペクトルの最大波長λｍａｘを越えると、入射光の一部が拡散透過し、一部が拡散反射するので、レンズシート１０に入る段階で入射光に損失を生じて好ましくない。
なお、後述する外来光の波長Λと区別するために、面光源の光源（例えば、図１２の４３）の出力光の波長を小文字のλで表記する。また、この裏面１１ａの凹凸の平均間隔ΔＳ１ も同様な理由から光源光スペクトルの最大波長以下とする。ΔＳ１ は、例えば、ＩＳＯ規格の平均間隔Ｓｍ等によって評価する。このようなΔｚ１ 及びΔＳ１ は、公知のレンズ等の光学部品の精密仕上げ法を適用すれば得られる。
【００１８】
図２は、第１実施例に係るレンズシートの裏面の微小段差を説明した模式図である。図２（Ａ）は、基材シート１１の裏面１１ａの凹凸段差Δｚ１ が光源光スペクトル最大波長λｍａｘより小の場合を示している。
光源から伝播した光線Ｌは、導光板４１の光拡散反射性ドットパターン４２ａによって拡散反射され、それらのうち導光板表面に臨界角未満で入射する光線Ｌ２１〜光線Ｌ２２の範囲のものが、空隙Ａを介して、基材シート１１へ入射する。
ここで、光線Ｌ２１は、導光板４１表面の法線方向への反射成分を代表し、光線Ｌ２２は、同法線方向に対して斜方向への反射成分を代表する（但し、導光板１０の表面へは、臨界角未満で入射する）。
これらの入射光Ｌ２１〜Ｌ２２のうち一部が透過光Ｌ２１Ｔ 、Ｌ２２Ｔ となり、レンズ配列層１３の方向に伝達されて、有効利用される。また、基材シート１１の裏面１１ａにおいて反射された光線Ｌ２２Ｒ も、その一部が光線Ｌ２２Ｒ’→Ｌ２２Ｒ’Ｔ となって、レンズ配列層１３の方向に送られる。
【００１９】
図２（Ｂ）は、基材シート１１の裏面１１ａの凹凸段差Δｚ１ が光源光スペクトル最大波長λｍａｘよりも大の場合を示している。
図２（Ａ）と比較して、導光板４１の表面、及び基材シート１１の裏面に殆ど平行に近い方向に、拡散透過又は拡散反射する光線ＬＬＯＳＳが生じる。この光線ＬＬＯＳＳは、上部のレンズ配列層１３の方向へは届かずに、散逸してしまい、光源光のエネルギーの損失となる。すなわち、レンズシートに入力する以前に、既に失われている光である。また、図２（Ｂ）の場合は、当然、面光源全体として、出力光エネルギー又は光線輝度ＩＮ も減少するので、好しくない。
【００２０】
光透過拡散層１２は、光を透過しながら拡散する層である。この光透過拡散層１２に平行光線を入射した場合に、出射光線は、所定の拡散角（半値角等によって評価する）に拡がる。
光透過拡散層１２は、その表面には、凹凸の平均粗さΔｚ２ 及び平均間隔ΔＳ２ が光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以上の微小凹凸群１２ａが形成されている。
また、この光透過拡散層１２は、その屈折率が隣接するレンズ配列層１３の屈折率と異なり、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３とが光学的に一体せず、両層界面に、凹凸が形成されるようにしてある。
【００２１】
この場合に、（ａ）光透過拡散層１２の全体を同一の物質によって形成し、表面の微小凹凸群１２ａとしてもよいし、（ｂ）光透過拡散層１２の中に、透明な微粒子を分散させて、表面に凹凸を形成してもよい。（ｃ）あるいは、基材シート表面に微小凹凸群を直接形成することもできる。
（ａ）の場合には、光透過拡散性層１２の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ペルオキン構造ポリタングステン酸等の樹脂の中から、レンズ配列層１３と異なる屈折率のものを選択する。
レンズ配列層１３と光透過拡散層１２との屈折率の差は、両層に十分に拡散機能を発現する光学的界面（不連続面）を形成するためには、０．１以上、より好ましくは０．２以上とすることがよい。
例えば、レンズ配列層１３として、屈折率１．４９のアクリル樹脂を使用した場合には、光透過拡散層１２としては、屈折率１．６０のポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ等が好適に用いられる。
凹凸の形成法としては、光透過拡散層１２を基材シート１１上に一旦塗装又は貼合わせた後に、公知の熱プレスによるエンボス法によりエンボス成形する方法、又は、特開平６−３２４２０５号の〔００１０〕に記載した方法などが好適に用いられる。
また、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３との屈折率の差を大きく取れない場合には、光透過拡散層１２とレンズ配列層１３との間に高屈折率又は低屈折率の物質の透明な層を形成するとよい。このような高屈折率の物質としては、２酸化チタン（屈折率２．５）、２酸化セリウム（屈折率２．３）等があり、低屈折率の物質としては、フッ化マグネシウム（屈折率１．３８）、水晶石（屈折率１．３５）等がある。これらの層は、光透過拡散層１２又はレンズ配列層１３上に真空蒸着、スパッタリング等により形成することができる。
【００２２】
（ｂ）の場合には、屈折率がレンズ配列層１３の屈折率と異なる透明物質の微粒子を分散させる。微粒子の形状は、球，回転楕円体，多角形、鱗片状箔片などのものが使用できる。
粒径子の粒径は、表面の微小凹凸群１２ａの平均粗さΔｚ２ と同程度であり、下限値は光源光スペクトルの最大波長（通常の白色光源の場合は、約０．８μｍ）程度が好ましい。また、上限値は、大体１００μｍ程度、より好しくは６０μｍである。
微粒子の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ、ポリエステル等の樹脂、硝子、炭酸カルシウム、シリカ（ＳｉＯ２ ）、アルナミ（Ａｌ２ Ｏ３ ）、水晶石（ＡｌＦ３ ・３ＮａＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２ ）、雲母等の中実粒子、又は、樹脂、硝子、シラス等の中空粒子などを用いることができる。
この微粒子は、これらの中からレンズ配列層１３の屈折率と異なるものを選ぶようにする。この場合にも、微粒子の屈折率がレンズ配列層１３の屈折率と、０．１以上、より好しくは０．２以上異なるものを用いることが好ましいのは、（ａ）の場合と同様である。
（ｂ）の場合には、光透過拡散性層１２のうち分散媒体（バインダー）の屈折率は、レンズ配列層１２と同じであってもよいが、より効率よく光拡散透過を行うためには、分散媒体も微粒子と同様に、レンズ配列層１３と異なるものを用いることが好ましい。
【００２３】
この微小凹凸群１２ａは、レンズシート１０に入射した光線を、透過拡散させることにより、レンズシート１０から出力される光の拡散角内での出力光輝度の角度分布を均一（等方的）にし、また、出光面内での出力光の分布を均一（一様）にし、加えて、そのヘイズ（曇価）によって、導光板４１の裏面の光拡散反射性ドットパターンを不可視化する。
この微小凹凸群１２ａの平均粗さΔｚ２ 及び平均間隔ΔＳ２ も、前述したΔｚ１ ，ΔＳ１ と同様にして、平均化して評価するが、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定された十点平均粗さ（Ｒｚ）等、ＩＳＯ規格の平均間隔Ｓｍによって好適に評価できる。
このΔｚ２ ，ΔＳ２ は、光源光スペクトルの最大波長λｍａｘ以上とすることが好ましい。λｍａｘ未満であると、凹凸による光の拡散効果によるヘイズ及びコヒーレンスの低下（位相の攪乱）効果がなくなる。また、上限値は、光拡散効果上は特に存在しないが、大き過ぎると、出力光の面内分布の均一性が悪く（粗く）なり、出力光に輝点やムラが目立つようになるために、通常最大２００μｍ程度以下で用いることが望ましい。
微小凹凸群１２ａの凹凸形状としては、砂目、梨地等のランダム等方的なものでもよいし、蠅の目レンズ、２次元配列の角錐レンズアレイ等の所定の角度内に光を均一拡散する微小レンズ配列を用いることもできる。
微小凹凸群１２ａの凸部同士（又は凹部同士）の平均間隔ΔＳ２ は、平均粗さΔｚ２ と同程度にすることが、光の透過拡散性の点及び出力光の均一性の点から好ましい。この間隔についての上限、下限の理由も平均粗さと同様である。凹部（又は凸部）同士の間は、平均化して評価する。指標としては、例えば、ＪＩＳ
Ｂ ０６０１規定されたＳｍによって好適に評価できる。
また、この微小凹凸群の段差による光透過拡散層の評価には、ヘイズ（ＪＩＳＫ ７０１５）と全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７１０５）が適しており、ヘイズが５から８０％でかつ全光線透過率が８０％以上が好ましい。ここで、ヘイズが５％未満では、光拡散効果がなくなり、導光板の光拡散ドットパターンの不可視性もなくなる。また、透過光の空間的コヒーレンスを低下させ、等厚干渉縞を消失させる効果もなくなる。一方、ヘイズが８０％を越えると、透過光の拡散角が広くなり過ぎて、出力光の所定角度内の輝度が著しく低下する。
【００２４】
レンズ配列層１３は、光透過性材料からなり、１次元又は２次元に多数配列された凹状又は凸状のレンズ形状１３ａ（単位レンズ）を表面に有している。レンズ形状１３ａとしては、光透過拡散層１２を出た光を、所望の拡散角内に収束させることができ、さらに必要であれば、出力光を所望の方向に偏向させることができるものであれば、特に限定されない。
【００２５】
図３は、第１実施例に係るレンズシートのレンズ配列層の例を示した斜視図である。単位レンズ１３ａは、図３（Ａ），（Ｂ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｈ）のような凸レンズの配列、図３（Ｄ）のような凹レンズの配列、又は、図３（Ｃ）のような凹レンズと凸レンズの混成配列のいずれでもよい。
また、単位レンズ１３ａは、図３（Ａ）〜（Ｆ）、（Ｈ）のように、１次元又は２次元に配列してもよいし、或いは、図３（Ｇ）のように、非周期的に配列してもよい。
【００２６】
単位レンズ１３ａは、出力光の輝度のピークを出光面の法線方向にする場合には、図３（Ａ）〜（Ｇ）のように、左右対称な配列を用いることが好ましい。また、単位レンズ１３ａは、出力光のピークを出光面に対して傾ける場合には、図３（Ｈ）のように、左右非対称配列を用いることが好ましい。
レンズ配列の製造方法については、特開平６─３２４２０５号の〔００１０〕に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００２７】
単位レンズ１３ａは、その周期（又はレンズ間隔）及び凹部と凸部の段差が小さ過ぎると、レンズとしての収束又は偏向作用がなくなったり、回折格子としての分光効果が現れるので、不適切である。また、それらが大きすぎると、レンズ形状が目立ち、面光源に表示装置を載せた場合に、その表示装置の画素とのモアレ縞を起こしやすくなるので、不適切である。
従って、通常用いられる範囲は、段差、周期（又はレンズ間隔）が共に１０〜２００μｍ程度が好適である。
【００２８】
レンズ配列層１３の材料は、特開平６─３２４２０５号の〔０００８〕に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００２９】
なお、導光板４１の光拡散ドットパターン４２ａについては、特開平６─１０９９２５号の〔００１５〕，図２又は特開平６─３２４２０５号の〔００２３〕の▲４▼等に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００３０】
（第２実施例のレンズシート）
図４、図５は、本発明によるレンズシートの第２実施例を表側又は裏側から見た斜視図である。
第２実施例のレンズシート１０Ｂは、基材シート１１の裏面１１ａに微小突起１１ｂが形成されている。
【００３１】
この微小突起１１ｂは、光拡散のためではなく、導光板４１又は下に重ねたレンズとの間に、適度な間隙の空気層を作り、等厚干渉縞の発生又はレンズシート１０Ｂと導光板４１との光学密着一体化を防止するためのものである。
但し、直下型面光源に用いる場合、又は、エッジライト型面光源に用いる場合であっても、レンズシート１枚のみをレンズ配列層１３が導光板４１側を向くように配置する場合や、あるいは、レンズシート１０Ｂが厚く、積層が少ないものを用いて、レンズシート１０の周縁のみをスペーサによって固定する場合には、無くてもよい。
【００３２】
この微小突起１１ｂは、４角柱、３角柱、６角柱、円柱（又は楕円柱）などの柱状〔図５（Ｂ）〜（Ｅ）〕であっても、４角錐台、３角錐台、６角錐台、円錐台（又は楕円錐台）などの錐台状〔図５（Ｆ）〜（Ｉ）〕であってもよい。
【００３３】
微小突起１１ｂの底面の寸法（通常は半径又は対角線長で評価）は、スペーサとしての最低限の強度を確保するためには、その高さＨにもよるが１μｍ以上必要である。また、１２５μｍ以上、特に５００μｍを越えると微小突起が目視可能となったり、液晶表示素子への利用では、その画素とのモアレ縞が生じやすくなるため好ましくない。
【００３４】
上記のような寸法の微小突起１１ｂのレンズシート面での二次元分布は、ランダム分布が好ましい。もしも、微小突起が周期的に配列していると、微小突起とレンズシートの反対面に有するレンズ配列層１３の単位レンズ１３ａ（殆どの場合、周期的配列をしている）とが、必ずある周期で重なりあうために、モアレ縞となって現れてしまう。
また、このようなレンズ配列層１３を構成する単位レンズ１３ａの配列周期以外にも、カラー液晶表示素子のバックライトとして使用する場合には、表示素子の画素の配列周期とも干渉してモアレ縞が現れやすい。従って、微小突起の配列は、非周期化することによりモアレ縞の発生が防止される。
【００３５】
しかし、モアレ縞は、以上のように微小突起１１ｂの配列をランダム化しても、各微小突起１１ｂの多角柱の形状が同一で向きが揃っていると、各微小突起の同種（例えば、台形ならば上底同士）の各側面が全て同一の方向を向いているために、これら同一向きの微小な側面が集合して、あたかも大きな仮想的側面を形成するようになる。この仮想的側面は、微小突起がランダム配列をしているから、周期性はないが、レンズ配列を構成する単位レンズが有する面とが干渉して、モアレ縞が発生することがある。
従って、単位レンズを構成する面と、微小突起の有する側面とを、或る一定の関係にすることが好ましい。
【００３６】
図６は、このモアレ縞の発生防止を説明する図である。
例えば、図６（ａ）のように、レンズシート１０のレンズ配列層１３は、三角柱レンズの単位レンズ１３ａから構成される場合を考えてみる。レンズシート１０の出射面は、Ｘ−Ｙ平面に平行な面であり、これを水平面とする。なお、出射面に垂直な法線方向はＺ軸方向（図示せず）である。単位レンズ１３ａを構成する面は、山谷を成す斜面１３ａ−１であるが、この面（斜面）と水平面との交わる交線と、Ｘ軸とは平行な線となる（Ｘ軸が交線と平行になるように座標軸をとってある）。
なお、厳密には、斜面は有限な面であり、水平面もＺ軸座標の取り方により多数あり、斜面と水平面とは条件次第で交わらないが、ここでの交線とは前記面（斜面）を延長して水平面と交わる線の意味である。もちろん、三角柱な単位レンズで、それを一次元方向に配列した場合には、交線は一種のみであるが、四角錐等の他の種類の単位レンズを二次元方向に配列した場合は、単位レンズを構成する面から導出される交線は、二種類以上の場合もあり、それらの交線が直交しない場合もある。
【００３７】
次に、図６（ｂ）は、三角柱レンズの単位レンズ１３ａから導出される交線を基準した、Ｘ−Ｙ座標軸に対して、微小突起群１１ｂから導出される一つ交線をＸ’軸として、直行系のＸ’−Ｙ’座標軸を重ね合わせたものである。
各微小突起１１ｂ（ここでは、直方体）の向きは、全て揃っていて、それらの側面とレンズシート１０の水平面との交線は、二種類あり直交し、Ｘ’軸に平行な交線と、Ｙ’軸に平行な交線である。このＸ’軸と先のＸ軸とは、角度αをなしている。
なお、微小突起は、多数散々しており、それらの多数の側面とレンズシートの水平面との交線も多数あるが、微小突起の向きが揃っているので、交線の方向で代表して直方体の場合は直交する交線の二種類となる。
【００３８】
Ｘ軸とＸ’軸のなす角度αがゼロであれば、平行となりモアレ縞が発生しやすい。しかし、このような単位レンズから導出される交線と微小突起から導出される交線とを５°を越えて離すように、双方の配置をとればモアレ縞は防止できる。すなわち、直方体の場合に、角度αが時計回り（右回り）で、５〜８５°の範囲、より好ましくは１０〜８０°の範囲であれば、モアレ縞の発生は効果的に防止できる。
また、角度αは、反時計回りで、−５〜−８５°、より好ましくは−１０〜−８０°の範囲でもよい。直方体の場合に、８５°を越えると、注目する側面から導出される交線についての角度は、さらに大きくなるが、隣接する側面（前記側面に対して９０°をなす）との関係が、平行関係に近くなり、隣接する側面との関係でモアレ縞が発生し易やすくなる。このように、多角柱の側面との関係で、平行から５°を越えて離せば、モアレ縞の発生は防止できる。
【００３９】
なお、微小突起が例えば直方体からなり、各直方体の注目した同種の側面とレンズシートの水平面との交線と、単位レンズの面と前記水平線との交線とが、上記のように５°を越えたある角度に規定する際に、配置する全ての微小突起（この場合直方体）の向きを全て揃える必要はない。例えば、全微小突起の１％の数が水平であったとしても、それらが、隣接した部分に集合していなければ、モアレ縞の発生の起因となる平行関係を定義する程の強度を持たないからである。
この意味で、各直方体の側面から導出される交線と単位レンズから導出される交線とが互いに非平行であるとする、「各直方体」の意味は、必ずしも配置した全ての直方体が非平行関係を有することに限定されるものではなく、配置した直方体の一部には、平行関係があっても大勢として非平行関係があるとの意味の包含する。
【００４０】
この微小突起としては、直方体以外にも多角柱でもよいが、以上の説明で対象とした直方体の場合に、その側面は互いに９０°をなしているので、９０°回転する毎に同様な状況となる。しかし、直方体の場合に、その対向する側面同士が平行であるので、モアレ縞発生防止において、考慮する交線は互いに直交する二種類の交線のみである。
しかし、直方体以外の多角柱、例えば、三角柱であれば、考慮する交線は三種類、五角柱の場合は五種類と、いずれも直方体の場合よりも多くなる。従って、モアレ縞が発生する条件は多くなり、設計の自由度が減少する。勿論、四角柱であっても、隣接する側面同士が直角でない、自由四角柱では、考慮する交線は四種類と多くなり、この点で、対向する側面が平行な、底面が平行四辺形や、菱形からなる四角柱でも、モアレ縞の発生を、直方体と同等に防止することができる。しかし、製造の容易さの点からは、これらの平行四辺形や菱形からなる四角柱よりも、直方体の方が優れている。
なお、側面から導出される交線が直線を成さない場合として、ｎを無限大としたｎ角柱、すなわち側面が曲面からなる円柱、楕円柱等があるが、この場合、上記直方体に対して、例えば、微小突起群の作製するための原版フィルムをスキャナー等の平行なスキャニング方式で行うと、突起が微小であるために、スキャニングラインと平行又は直角でない側面を形成する円形等の輪郭にギザができて、本来の円柱の滑らかな側面ができない。
【００４１】
なお、微小突起をランダムに配置する方法としては、レンズシートの全面に相当する所定面積のＸＹ平面内に、乱数を用いて微小突起を配置するＸ、Ｙ座標を発生させればよい。図７（ａ）で、２２は、このようにして得られた微小突起１１ｂを形成すべきランダムな座標点である。
ここで、それぞれの座標点２２同士の中には、隣接しすぎて、その座標に有限な大きさを有する微小突起を配置すると、図８（ａ）のように、微小突起同士が接触して重複部分２３ができることもあり得る。なお、図８（ａ）で、点線は、重複部分を明示するための仮想的な線である。このような場合に、そのままの重なった形状とすると、微小突起が大きくなり、目視可能になることもあり得る。このため、一つの解決法として、図８（ｂ）のように、重複部分の微小突起の高さＨは、ゼロとすることが好ましい。このようにして、隣接して重複した微小突起同士が融合して、微小突起の頭頂部が広くなることを防止できる。それによって、微小突起同士が重複しても、微小突起が大きくなって目視可能となることを防止できる。
図７（ｂ）は、重複部分がそのままの状態を、図７（ｃ）は、上記のように処理して、重複部分の高さＨをゼロとした状態の微小突起群を示す。
【００４２】
なお、前記した各微小突起と構成面と単位レンズの構成面との関係で発生するモアレ縞は、各微小突起を配置する際に、全て同じ向きに配置するために、各微小突起のなす側面が全て揃って、認識可能な交線を定義してしまい、この交線と単位レンズの成す面から導出される交線との関係が発生することに起因する。
しかし、各微小突起が全て同一形状であっても、各微小突起を配置する際に、ランダムな向きに配置させれば、すなわち、図６（ｂ）では、各微小突起は全て同一の向きであったが、Ｘ−Ｙ平面に対して垂直方向のＺ軸方向を回転軸としてランダムに回転させて配置すれば、各微小突起の側面がなす面から得られる交線は、それぞれ分散された任意の角度を有し、特定の角度に定義された交線は無くなり、このようにしても、モアレ縞発生を防止できる。しかし、レンズシートの製造上の容易さの点からは、先の同一の向きにする方が良い。
【００４３】
この点では、円柱、楕円柱等が優れている。しかし、前述したように、滑らかな曲面を持った側面の製造上の難しさがある。また、ランダムに配置する際に、隣接する微小突起同士が重なった場合の対策の一例として上記し高さＨをゼロとする方法では、接触部分に鋭角的な断面形状ができ、これもまた製造上の難しさとなる。
ただし、高さＨをゼロとする方法をとらず、乱数によって得る、微小突起を配置するＸ、Ｙ座標のＸ座標値及びＹ座標値を、円柱であれば、その直径Ｄよりも大きいキザミで乱数を発生させれば（キザミ以下の桁等の値部分は丸める）、得られるランダム座標点同士は、必ず直径Ｄよりも離れているので、これら座標点に微小突起を配置しても、重なることは皆無である。また、この方法の延長として、キザミを意識的に、より大きくしておいて最小隣接距離を調整することもできる。
【００４４】
また、微小突起の分布密度は、レンズシートが撓んで等厚干渉縞ができない程度であり、また、レンズシートにある程度の剛直性があったとしても、下側となる導光板やレンズシートとの間で均一な間隔が確保でき、間隔の微妙な差によって、やはり等厚干渉縞ができない程度に、適宜、設定する。
微小突起の断面積をゼロと見立てた場合の分布密度、即ち微小突起を配置する個数的な分布密度は、特に、２枚のレンズシートを重ね合わせて使用する場合に、上側のレンズシート裏面の微小突起の隣接する突起間の平均距離ｄを、下側のレンズシート表面の単位レンズの繰り返し周期ｐの２倍以下、すなわち、ｄ＜２ｐとすることが好ましい。
このように設計することにより、互いに接触支持される上側レンズシート裏面の微小突起１１ｂと下側レンズシート表面の単位レンズ１３ａとの支持接点間が撓んで、上下レンズシート間の間隔が不均一となって等厚干渉縞がでたり、上下レンズシート間隔が光源光の波長未満となることを防止できる。平均距離ｄは、より好ましくは、ｄ＜０．５ｐである。
【００４５】
一方、微小突起の断面積を有限のものとして評価した場合に、レンズシートが撓んでも等厚干渉縞を防止し得る分布密度としては、レンズシート１０と導光板４１とが対面している全面積Ｓｔに対する、前記突起部の断面積の総和Ｓｐの面積割合Ｓｒ（＝Ｓｐ／Ｓｔ×１００）で０．０１〜６０％程度が好ましい。
スペーサ的な機能としては、最小限で機能することが好ましいが、レンズシートの撓みの点からは、ある程度必要であり、また、後述する導光板と組み合わせて面光源とする場合に、輝度の面分布の均一化のためにも、ある程度は必要である。
【００４６】
輝度の面内分布に関係する要因を考えるには、上記する面積割合Ｓｒと逆関係にある面積比率Ｒを用いて説明する。
微小突起１１ｂが導光板４１の表面と密着せず、かつ、波長以上の間隔のある空隙９の部分の面積の総和Ｓａが、レンズシート１０と導光板４１とが対面している全面積Ｓｔに対する割合として、面積比率Ｒ〔％〕は次式によって表される。
Ｒ＝Ｓａ／Ｓｔ×１００
従って、面積比率Ｒは、面積割合ＳｒとＲ＋Ｓｒ＝１００の関係がある。
この面積比率Ｒは、要求される面内での輝度の均一性、光エネルギーの利用効率、導光板の寸法等により決定されるが、通常、面積比率Ｒは８０％以上、より好ましくは９０％以上とすることが必要である。
【００４７】
この理由としては、共に表面粗さが光の波長以下の平滑な導光板の表面とレンズシート１０の表面（裏面）とを密着させた場合に、光源から導光板に入射する入力光のうち大部分が、光源側の側端部から距離ｙまでに至る領域部分で全反射することなく放出され（導光板表面には、臨界角以上で入射してもその部分では全反射されず単位レンズに光は進入してしまうため）、ｙより遠い所では急激に輝度が低下して暗くなってしまう。
そして、発光部の長さｙの導光板の光伝播方向の全長Ｙに対する百分率は、実際に測定すると１０〜２０％となる。
従って、光源から導光板に入射された光エネルギー量を全長Ｙに均等に分配するためには、導光板表面の長さｙの領域部分で大部分、すなわち約１００％の光が放出されてしまうので、長さｙの領域部分に来る入射光のうち１０〜２０％は透過させて放出し、残りの９０〜８０％の光を全反射させる必要がある。
ここで、概ね、
（全反射光量／全反射光量）≒Ｓａ／Ｓｔ＝Ｒ
で近似されることから、Ｒは、８０〜９０％（Ｓｒ＝１０〜２０％）の範囲が必要である。
そして、ｙより遠方の所でも同様に近似できるので、Ｒは８０〜９０％が必要である点は、全長にわたって適用できる。但し、Ｒが１００％（Ｓｒが０％）に近くなり過ぎると、前記したようにレンズシートの撓みにより、微小突起群の間の間隔が、光の波長以上に保てなくなり好ましくない。そのために、Ｒの上限は９９．９９％以下（Ｓｒ≧０．０１％）にするとよい。
また、以上に加えて本発明において、最も重要な設計思想の１つであるレンズシート裏面に入射する光が拡散反射（又は透過）により面光源の出光面の接線方向に逸脱して損失することを、最大限防止することが必要である。この点からは、Ｓｒは少い程よいことになる。よって、以上述べた輝度の面内分布の均一化、或いは、等厚干渉防止の条件を満たす範囲内で最小限になるように設計することが好ましい。
【００４８】
以上のような特定の微小突起群をレンズシートの片面に設けることによって、視野角外に出射する光線が増加して輝度が低下することなく、等厚干渉縞やモアレ縞を防止した、また、導光板全面にわたって均一な面分布で出力光を分配できる優れたレンズシートとすることができる。
【００４９】
次に、この微小突起１１ｂによって、等厚干渉縞の発生を抑制できる条件及びその理由を詳しく説明する。
図９は、第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。なお、ここでは、レンズシート１０、１０（基材シート１１とレンズ配列層１３）間にできる等厚干渉縞を例にして説明するが、レンズシート１０（基材シート１１）と導光板４１の場合にも同様に適用できる。
微小突起１１ｂの高さΔｚ３ は、このレンズシート１０Ｂを観察する光源の可視光スペクトルの最長波長をΛｍａｘ 、観察者からこのレンズシート１０Ｂ面上の反射面を通して前記光源を見た場合のその光源の角半径をΔθとしたときに、式（１）の条件を満たしている。なお、面光源の光源の波長λと区別するために、大文字のΛを使用する。
Δｚ３ ≧Λｍａｘ ／２Δθ２ …（１）
また、この微小突起１１ｂは、１次元的及び２次元的配列が非周期的であり、微小突起１１ｂの幅Δｘは、式（２）の条件を満たしている。
Δｘ≦５００μｍ …（２）
【００５０】
さらに、相隣り合う各微小突起１１ｂの平均距離ｄが、単位レンズ１３ａの周期Ｐに対して式（３）の条件を満たしている。
ｄ＜２Ｐ …（３）
【００５１】
ここでは、レンズシート１０Ｂ−１，１０Ｂ−２のように、同じ構造のものを単位レンズ１３ａの稜線が直交するように２枚積層して使用する例を挙げて説明する。
【００５２】
つぎに、レンズシート１０Ｂ−１の裏面に形成された微小突起１１ｂの高さと、レンズシート１０Ｂ−１，１０Ｂ−２の積層面における等厚干渉縞の消失条件について説明する。
図９に示すように、表面側のレンズシート１０Ｂ−１の裏面に微小突起１１ｂを設けて、レンズシート１０Ｂ−１とレンズシート１０Ｂ−２との間の空隙Ｈ（ｘ） を増大させ、以って界面Ｓ１ で反射する光線Ｌ１ と、界面Ｓ２ で反射する光線Ｌ２ との干渉による等厚干渉縞（Ｎｅｗｔｏｎ環の上位概念）の発生を抑制するものである。
【００５３】
このとき、等厚干渉縞としては、全等厚干渉縞は、微小突起１１ｂの等厚干渉縞と、微小突起１１ｂ以外（周辺部）の等厚干渉縞とが重なり合ったものであることを考慮する必要である。
これらのうち、微小突起１１ｂ以外（周辺部）の等厚干渉縞についてであるが、その場合の空隙層（空気層）の厚さＨ（ｘ） は、微小突起１１ｂの存在のために、レンズシート１０Ｂ−１及び４−２を直接接触積層させた場合の厚さｈ（ｘ） と微小突起１１ｂの高さΔｈとの和になる。即ち、
Ｈ（ｘ） ＝ｈ（ｘ） ＋Δｈ …（４）
ここで、Δｈ＞０であるから、０≦ｈ（ｘ） であっても（即ち、ｈ（ｘ） →０となり０に漸近しても）
Ｈ（ｘ） ≧Δｈ＞０ …（５）
となり、Ｈ（ｘ） は０に漸近しなくなる。
【００５４】
等厚干渉縞は、空隙部の厚さＨが大きくなるに従って消失して行く。よって、Ｈの増大によって等厚干渉縞の消失されるＨの下限値を求め、これを式（５）に代入したものが、微小突起１１ｂの周辺部の等厚干渉縞の消失条件である。
【００５５】
以下、この条件を算出する。「波動光学」（久保田広著、岩波書店発行、１９７５年８月３０日第４刷発行）第８７〜８９頁によれば、光源が空間的広がりを有する場合に、観察者から反射面Ｓ１ ，Ｓ２ を通して見た（レンズシート１０Ｂを外部から観察する）外部光源７の角半径をΔθ〔ラジアン〕、光源光の波長をΛ〔μｍ〕、空隙の厚みをＨ〔μｍ〕とするときに、
Δθ≪（Λ／２Ｈ）１／２ …（６）
であれば、等厚干渉縞が認められることが知られている。よって、式（６）より、等厚干渉縞が目視不可能な条件（干渉縞を生じない条件）をＨ（ｘ） について求めると、
Ｈ（ｘ） ≧Λ／２Δθ２ …（７）
となる。式（７）を式（５）に代入すると、微小突起１１ｂの高さΔｈは、
Δｈ≧Λ／２Δθ２ 〔μｍ〕 …（８）
であればよいことが導出される。
【００５６】
以上は、単色光光源の場合であるが、通常使用される発光スペクトル分布を持つ光源については、式（８）はλに正比例するために、光源スペクトル（Λｍｉｎ ≦Λ≦Λｍａｘ ）のうちで、スペクトル分布の上限値Λｍａｘ が式（８）を満たせば、残りのΛは総て式（８）を満たすと言える。従って、
Δｈ≧Λｍａｘ ／２Δθ２ 〔μｍ〕 …（１）
がスペクトル分布を持つ光源についての微小突起１１ｂの高さの条件となる。
【００５７】
いま、式（１）の具体的数値を求めると、外部光源７として０．３８μｍ≦Λ≦０．７８μｍの白色光を用いてレンズシート１０Ｂの表面を観察するとし、また、その外部光源７の角半径を通常屋内照明又は窓からの自然光によって、１０°≦Δθ≦１２０°、即ち０．１７５〔ｒａｄ〕≦Δθ≦２．０９４〔ｒａｄ〕とすると、式（１）より式（１）の右辺が最も少ない、Δθ＝０．１７５〔ｒａｄ〕、及びΛｍａｘ ＝０．７８〔μｍ〕に対応する値として、
Δｈ≧１２．５〔μｍ〕 …（９）
を得る。
なお、Δｈの上限は、本来、光学密着防止という観点からは制約はない。しかし、Δｈが大き過ぎると、レンズシートが撓みやすくなったり、また、面光源に組み立てた場合に、厚さが厚くなったり、突起が目視されやすくなったりする。そのために、通常は、２００μｍ以下にすることが好ましい。
【００５８】
尚、式（８）、式（１）、式（９）は、最低限の必要条件であるが、その他下記条件が付加される。
即ち、レンズシート１０Ｂが完全剛体と見做せる物体からなる場合には、最低、同一直線上にない（３角形の頂点をなす）３点の突起で支持すれば足りる。
しかし、レンズシート１０Ｂが例えば合成樹脂でできた薄く可撓性のある物体からなる場合は、微小突起１１ｂ間の距離が離れ過ぎると、微小突起１１ｂの部分でレンズシート１０Ｂが撓み、ｈ（ｘ） 更には、Ｈ（ｘ） が式（８）、式（１）、式（９）及び式（５）の条件を満たさなくなる。
【００５９】
そこで、この場合には、撓みを生じても、常に式（８）、式（１）、式（９）及び式（５）の条件が満たされるように、十分な密度により裏面の微小突起１１ｂを設ける。この微小突起１１ｂの密度の目安としては、一般的には、下側のレンズシート１０Ｂ−２の単位レンズ１３ａの周期Ｐの２倍以下、更に好ましくは１／２以下の周期により２次元的に分布させるようにする。
つまり、相隣り合う微小突起１１ｂ，１１ｂの平均距離ｄが、単位レンズ１３ａの周期Ｐに対して式（３）の条件を満たすようにすればよい。
ｄ＜Ｐ …（３）
ここで、図１０を参照して、式（３）の条件についてさらに説明する。簡単のために、微小突起１１ｂのうちで、最寄りの３点Ａ，Ｂ，Ｃが正三角形△ＡＢＣをなし、レンズシート１０Ｂが単位レンズ１３ａの線型（１次元）配列だけであるとした場合には、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、２つの微小突起間の距離ＡＢ＝距離ＢＣ＝距離ＣＡ＝２Ｐのときに、微小突起Ａ，Ｂが単位レンズ１３ａ−１，１３ａ−３に接すると、ｙ軸方向のみに着目すると、確かに微小突起Ａ，Ｂの中間には微小突起と接しない単位レンズ１３ａ−２が存在するように見える。しかし、２次元的にみれば、単位レンズ１３ａ−２はｙ軸方向に離れた微小突起Ｃによって支持されている。
このようにすれば、総ての単位レンズ１３ａはもれなく微小突起１３ｂによって、図１０（Ｃ），（Ｄ）に示すように、３点支持の集合体により支持されるので、レンズシート１０Ｂ−１と４−２との撓みによる接触は最低限に抑えられる。
また、実験的にも、ｄ＝２Ｐを境として、ｄがＰを越えると、Δｈ，Δｙがそれぞれ式（１），式（２）の条件を満たしても、等厚干渉縞が目視され始まることが確認されている。よって、前述した式（３）の条件を得る。
このようにすれば、大略総べての単位レンズ１３ａの２個毎に１箇所の微小突起１１ｂによって支持されることになり、撓みの影響はなくなる。但し、平均距離ｄが余り小さくなり、微小突起１１ｂが密集し過ぎると、放出光の拡散角が広がり過ぎるために、適当な範囲を選ぶことが好ましい。
【００６０】
次に、微小突起１１ｂの等厚干渉縞について説明する。微小突起１１ｂの近傍ではＨ（ｘ） →０（収束）するために、等厚干渉縞は不可避である。これを事実上回避するための手段としては、微小突起１１ｂの分布に、１次元的にも２次元的にも周期を持たせず乱雑に配置させ、かつ、微小突起１１ｂの幅ΔＸを目視不能な大きさに形成することである。
このようにすることにより、等厚干渉縞が発生しても、それは微小突起１１ｂの領域内にのみ局在するために、それ自体は目視されない。
【００６１】
しかし、もし、微小突起１１ｂが周期的に配列していると、微小突起１１ｂと単位レンズ１３ａとは、必ずある周期で接触するために、遠方から観察すると、微小突起１１ｂの微小干渉縞が積算されて、干渉縞として目視されることになる。
微小突起１１ｂの配列は、非周期的とすることにより、微視的な微小突起１１ｂの干渉縞は、遠方から観察すると明暗が乱雑に積算されて零となり、目視されなくなる。
そこで、微小突起１１ｂの幅ΔＸとしては、通常１００μｍ以下程度とすれば、実用上目的は達せられる。すなわち、式（２）を満たせばよいことになる。
Δｙ≦１００μｍ …（２）
【００６２】
なお、この微小突起１１ｂは、無色透明であることが好ましく、その製法もレンズシート１０Ｂの裏面への熱プレスによるエンボス（型押）加工、サンドブラスト加工などの機械的加工、透明樹脂の注型（キャスティング）法、透
【００６３】
（導光板）
導光板４１の光反射層の反対面は平面であり、表面粗さ（ＪＩＳ−Ｂ−０６０１の十点平均粗さＲｚ等で計測される）は、光源光の波長以下に仕上げる。通常光源は可視光線であり、その波長は０．４〜０．８μｍであるから、表面粗さは０．４μｍ以下とする。この程度の粗さに仕上げる方法としては公知の手法、例えば鏡面板での熱プレス、鏡面性の形を用いた射出成形、注型（キャスティング）成形、光学レンズ等で行われている精密研磨等を用いれば良い。
【００６４】
導光板４１の材料としては、前述したレンズシートの材料と同様の透光性材料の中から選択する。通常は、ポリカーボネートの樹脂が用いられる。導光板の厚みは、通常１〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。
【００６５】
（直下型の面光源の実施例）
図１１は、本発明による面光源の第１の実施例（直下型）を示した断面図である。
面光源５１は、ケース３１内に、蛍光灯などの線光源３２が設けられた直下型のバックライト３０の開口側に、図１のレンズシート１０を配置したものである。光源３２の光エネルギーを有効に利用するために、ケース３１の内面には、白色塗装などを行い、高反射率面にしておくことが好ましい。
【００６６】
（エッジライト型面光源）
図１２は、本発明による面光源の第２の実施例（エッジライト型）を示す斜視図である。
面光源５２は、エッジライト型のバックライト４０の導光板４１の上面に、図４のレンズシート１０Ｂが配置されている。このバックライト４０は、導光板４１の下面に、反射層４２が形成されており、導光板４１の側端面の両側には、それぞれ光源４３，反射膜４４，照明カバー４５が設けられている。エッジライト型の面光源は、薄型で光放出面が発熱しにくい利点がある。
【００６７】
なお、面光源の詳細については、特開平６─３２４２０５の〔００１７〕〜〔００２５〕に記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００６８】
（液晶表示装置の実施例）
図１１，図１２に示した面光源５１，５２は、公知の透過型の液晶表示素子の背面に配置することによって、液晶表示装置として使用することができる。
また、透過型の液晶表示素子の他に、エレクトロクロミック表示素子などの背面光源を必要とする素子に適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長未満である基材シートを透過してレンズシートに入った光を、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長以上の微小凹凸群を有する光透過拡散層内に入力させ、均一に透過拡散させるので、光透過拡散に伴うレンズ外への光の散逸に上まる損失が抑えられ、しかも、輝度の拡散角内及び出光面内での分布の均一化を行うことができ、また、光透過拡散層によって透過拡散した後に、再び、光をレンズ配列層によって、所定の角度内に収束して出力させるので、光の拡散角を適切な角度内に集中的に収めることができ、更に、光透過拡散層によるヘイズ及び空間的コヒーレンスの低下によって、導光板裏面の光拡散ドットパターンを不可視化させ、等厚干渉縞が発生しても、その干渉縞を攪乱，消失できるので、従来の技術が有する課題▲１▼，▲３▼，▲４▼を解決することができる。
【００７０】
また、基材シートにスペーサとなる微小突起を設けたので、導光板の表面の全反射による導光板全面への均一面分布での出力光の配光及び等厚干渉縞の防止を行うことができ、従来の技術が有する課題▲２▼，▲４▼も解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレンズシートの第１実施例を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係るレンズシートの裏面の微小段差を説明した模式図である。
【図３】第１実施例に係るレンズシートのレンズ配列層の例を示した斜視図である。
【図４】本発明によるレンズシートの第２実施例を表側から見た斜視図である。
【図５】本発明によるレンズシートの第２実施例を裏側から見た斜視図である。
【図６】モアレ縞の発生防止を説明する図である。
【図７】第２実施例に係るレンズシートの微小突起を説明する図である。
【図８】第２実施例に係るレンズシートの微小突起を説明する図である。
【図９】第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。
【図１０】第２実施例に係るレンズシートの微小突起の原理を説明する模式図である。
【図１１】第１の実施例（直下型）に係る面光源を示した断面図である。
【図１２】第２の実施例（エッジライト型）に係る面光源を示す斜視図である。
【図１３】面光源の従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ レンズシート
１１ 基材シート
１２ 光透過拡散層
１３ レンズ配列層
Claims (5)
- 光透過性のある基材シートと、
前記基材シートの表面に積層された光透過拡散層と、
前記光透過拡散層の表面に積層されたレンズ配列層とを備えたレンズシートであって、
前記基材シートは、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長未満である平滑な裏面を有し、
前記光透過拡散層は、前記レンズ配列層と屈折率が異なり、凹凸の平均粗さ及び平均間隔が光源光スペクトルの最大波長以上、２００μｍ以下の微小凹凸群を、前記光透過拡散層と前記レンズ配列層との両層界面に有し、
前記レンズ配列層は、光透過性材料からなり、１次元又は２次元に多数配列された凹状又は凸状のレンズ形状を表面に有すること
を特徴とするレンズシート。 - 請求項１に記載のレンズシートにおいて、
前記基材シートは、高さが光源光の波長以上であって、２００μｍ以下の微小突起を裏面に散在させた
ことを特徴とするレンズシート。 - 透光性平板又は直方体状の空洞からなる導光体と、
前記導光体の側端面の少なくとも１側面以上に隣接して設けられた点状又は線状の光源と、
前記導光体の表面に積層した前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートと
を含むことを特徴とする面光源。 - １以上の点状又は線状の光源と、
前記光源を包囲し、１面を開口部とした光源収納部と、
前記開口部を被覆する前記請求項１又は請求項２に記載のレンズシートと
を含むことを特徴とする面光源。 - 透過型の表示素子と、
前記表示素子の背面に設けられた前記請求項３又は請求項４に記載の面光源とを含むことを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14042095A JP3606636B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | レンズシート、面光源及び表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14042095A JP3606636B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | レンズシート、面光源及び表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335044A JPH08335044A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3606636B2 true JP3606636B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=15268304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14042095A Expired - Lifetime JP3606636B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | レンズシート、面光源及び表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3606636B2 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000035572A (ja) | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶表示装置 |
| DE19923226A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-23 | Zumtobel Staff Gmbh | Optisches Element mit Mikroprismenstruktur zur Umlenkung von Lichtstrahlen |
| JP4837814B2 (ja) * | 2000-04-13 | 2011-12-14 | 恵和株式会社 | 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット |
| US6592233B1 (en) * | 2000-10-03 | 2003-07-15 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Lighting device for non-emissive displays |
| JP2004247072A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-02 | Funai Electric Co Ltd | 面光源装置 |
| EP1478032A2 (en) | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Light emitting diode method for forming the same |
| CN100376903C (zh) * | 2003-07-12 | 2008-03-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 导光板的制作方法 |
| JP4135092B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2008-08-20 | ソニー株式会社 | バックライトおよび拡散板の製造方法、並びに、液晶表示装置 |
| TW200523503A (en) * | 2003-09-29 | 2005-07-16 | Sony Corp | Backlight, light guiding plate, method for manufacturing diffusion plate and light guiding plate, and liquid crystal display device |
| JP4339672B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2009-10-07 | 大日本印刷株式会社 | 光拡散シート |
| JP4707085B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2011-06-22 | アーベル・システムズ株式会社 | 液晶ディスプレイ |
| JP2005338270A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Dainippon Printing Co Ltd | 視野角制御シート |
| JP4793263B2 (ja) * | 2004-06-18 | 2011-10-12 | 東レ株式会社 | 直下型バックライト |
| JP2006195218A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Teijin Chem Ltd | 直下型バックライト用ポリカーボネート樹脂製光拡散積層板およびそれを用いた液晶表示装置 |
| KR101245128B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2013-03-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광학 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리및 표시 장치 |
| JP4522938B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2010-08-11 | 株式会社クラレ | 照明装置これが備える光制御部材及びこれを用いた画像表示装置 |
| JP4563294B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2010-10-13 | 株式会社クラレ | 照明装置これが備える光制御部材及びこれを用いた画像表示装置 |
| KR101274798B1 (ko) * | 2006-04-20 | 2013-06-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 광학 부재, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 |
| TW200743827A (en) * | 2006-05-19 | 2007-12-01 | Apticon Inc | Multi-layered optical films with enhanced functionality and method of making the same |
| TW200743874A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-01 | Chi Lin Technology Co Ltd | Composite optical substrate |
| JP4917403B2 (ja) * | 2006-10-11 | 2012-04-18 | 五洋紙工株式会社 | 光拡散性レンズシート |
| US8123384B2 (en) * | 2007-07-17 | 2012-02-28 | Cree, Inc. | Optical elements with internal optical features and methods of fabricating same |
| KR101289040B1 (ko) * | 2007-10-19 | 2013-07-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백라이트 모듈 |
| KR100841447B1 (ko) * | 2007-11-06 | 2008-06-26 | 주식회사 엘지에스 | 광학필름 및 이를 갖는 조명장치 |
| EP2120070B1 (en) * | 2008-05-16 | 2014-03-12 | LG Electronics Inc. | Optical sheet, backlight unit, and liquid crystal display |
| US9671528B2 (en) | 2008-10-07 | 2017-06-06 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Optical sheet, surface light source device and transmission type display device |
| JP5382608B2 (ja) * | 2008-11-17 | 2014-01-08 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 光拡散シート及びそれを用いた面光源装置、ならびに光拡散シートの製造方法 |
| JP5315963B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2013-10-16 | 凸版印刷株式会社 | 光拡散デバイス、バックライトユニットおよびディスプレイ装置 |
| JP5310268B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-10-09 | 凸版印刷株式会社 | 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 |
| JP5402463B2 (ja) * | 2009-09-25 | 2014-01-29 | 大日本印刷株式会社 | 光学シート及び面光源装置 |
| KR20110103323A (ko) * | 2010-03-12 | 2011-09-20 | 주식회사 엘지화학 | 내구성이 향상된 광학시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 |
| CN101819289A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-09-01 | 友达光电股份有限公司 | 复合式光学膜结构 |
| KR20150094713A (ko) * | 2012-12-14 | 2015-08-19 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 매립된 확산기를 갖는 휘도 향상 필름 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP14042095A patent/JP3606636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08335044A (ja) | 1996-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3606636B2 (ja) | レンズシート、面光源及び表示装置 | |
| KR100215127B1 (ko) | 광학산 시트를 이용한 면광원 | |
| KR101357380B1 (ko) | 광학 시트, 면 광원 장치 및 투과형 표시 장치 | |
| US5598280A (en) | Film lens and a surface light source using the same | |
| KR0168879B1 (ko) | 렌티큘러 렌즈, 면광원 및 액정 표시 장치 | |
| EP0880723B1 (en) | Apparatus for lcd backlighting | |
| US5841572A (en) | Lens array sheet, surface light source, and transmission type display device | |
| JP3530631B2 (ja) | 輝度強調フィルムを備え前方から照明される液晶ディスプレイ | |
| JP2002534705A (ja) | 段が形成されている面をもつディフューザー | |
| JP2008525850A (ja) | 光学的基板及びその製造方法 | |
| TW200525233A (en) | Light-redirecting optical structures | |
| JP2003518263A (ja) | 光波長以下のサイズの光学的微細構造の光平行化フィルム | |
| JP2020514791A (ja) | 反射支持構造を有するマルチビューディスプレイ | |
| JP2855510B2 (ja) | レンズシート、エッジライト型面光源及び透過型表示体 | |
| KR20040079423A (ko) | 투과형 스크린 및 투사형 표시 장치 | |
| JPH06222207A (ja) | 光学用シート、面光源及び表示装置 | |
| JP2951525B2 (ja) | 面光源 | |
| JP2016200783A (ja) | スクリーン及び表示装置 | |
| JP2764559B2 (ja) | レンズ配列シート、面光源および透過型表示体 | |
| EP3997382A1 (en) | Multiview backlight, display, and method having a multibeam element within a light guide | |
| JPH06301035A (ja) | 面光源、それを用いた表示装置、及びそれらに用いるレンズシート | |
| JP3346539B2 (ja) | フィルムレンズ及び面光源 | |
| JPH0921907A (ja) | プリズムシート及びそれを用いた照光装置 | |
| JP2016206316A (ja) | スクリーン及び表示装置 | |
| JPH06265732A (ja) | 面光源装置及びそれを用いた液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040716 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041005 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041005 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111015 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121015 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |