レンズシートならびにそれを用いたエレクトロルミネッセンス素子および表示装置
【課題】 従来よりも光の利用効率が向上したＥＬ素子、および、ＥＬ素子等の光源に用いて光の利用効率を向上させるレンズシート、ならびに、これら光源を用いた輝度の高い表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明のレンズシート（１１）は、表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されてバックライトユニットから入射した光（３１、３２）を透過させて表示素子に出射するレンズシート（１１）であって、レンズシート（１１）に対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ（１１ａ）と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ（１１ｂ）とを有する。
【解決手段】 本発明のレンズシート（１１）は、表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されてバックライトユニットから入射した光（３１、３２）を透過させて表示素子に出射するレンズシート（１１）であって、レンズシート（１１）に対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ（１１ａ）と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ（１１ｂ）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子等のバックライトユニットに使用されるレンズシート、そのレンズシートを有するエレクトロルミネッセンス素子、および、そのエレクトロルミネッセンス素子を用いたバックライトユニット、ならびに、そのバックライトユニットを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報機器やフラットパネルディスプレイにおいて液晶表示装置が多用され、多くの液晶表示装置では、映像表示のためにバックライトユニットが使用されている。このバックライトユニットには高画質化、省電力化のために高輝度化が求められている。
【０００３】
バックライトユニットは、その光源として例えば冷陰極管やＬＥＤといった光源を有しており、これら光源からの光を面状にするために導光板を用いている。
【０００４】
例えば特許文献１においては、バックライトユニットの高輝度化を実現するために、正面輝度を向上させるためのレンズシートが用いられている。このレンズシートは、三角柱のプリズムを配置した構造を有し、冷陰極管やＬＥＤといった線光源、もしくは点光源から発せられ、導光板に通されて面状光源として拡散される光のうち、導光板に対して斜め方向に出る光を液晶表示素子正面方向に向けるものである。
【０００５】
他方、バックライトユニットに用いることができる面光源として、エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」という。）を適用する試みがなされている。このＥＬ素子は軽量・薄型の面発光型素子である。ＥＬ素子は大別すると、有機材料に直流電圧を印加することにより、電子とホールを再結合させて発光する有機ＥＬ素子と、無機材料に交流電圧を印加して発光物質の電子を衝突励起させて発光する無機ＥＬ素子に分けられる。さらに、後者の無機ＥＬ素子は、１μｍ程度の膜圧を有する薄膜発光層の両側あるいは片側に絶縁層を備える薄膜型無機ＥＬ素子と、蛍光体粒子を有機バインダ中に分散させて発光層とする分散型無機ＥＬ素子に区別される。
【０００６】
このようなＥＬ素子をバックライトユニットへ適用する利点は、ＥＬ素子は面光源として用いることが可能であるので、前述の冷陰極管やＬＥＤといった線光源、もしくは点光源からの光を用いて面光源を実現するために必要とした導光板が不要であることが挙げられる。
【０００７】
しかしながら、例えば分散型無機ＥＬ素子は輝度が十分ではない。そのため、現状では一部の携帯電話に用いられているのみである。また、例えば有機ＥＬ素子は近年急速に開発が進んでいるが、輝度と寿命の両立ができていない。面光源としてのＥＬ素子のさらなる輝度向上が求められている。
【０００８】
ＥＬ素子の輝度向上の手段として前述の輝度向上用のレンズシートを用いることは可能であるが、このレンズシートは線光源、もしくは点光源から、面光源とするための導光板を通って拡散される斜め方向の光を正面方向に向けるものであり、面光源であるＥＬ素子に用いた場合、斜め方向の光成分が相対的に少ないためにその効果は薄い。そのため、特許文献２に示されるような凸状もしくは凹状の錐状のレンズを配置したレンズシートが考案されている。
【特許文献１】特開２００４−００４９７０号公報
【特許文献２】特開２００３−０５９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のＥＬ素子自体の輝度向上は重要な課題であるが、同時に、光の利用効率の向上を図ることも重要な課題である。液晶表示装置においては通常、バックライトユニットからの光を液晶表示素子に透過し、画像を表示する。だが、液晶表示素子上の各表示画素にはそれぞれ配線やトランジスタが形成されており全ての光が液晶表示素子を透過するわけではない。液晶表示素子に入射する光のうちで透過する光の割合は開口率で示される。透過型の液晶表示素子の場合、開口率は通常１０％〜５０％程度である。すなわちバックライトユニットから発せられた光のうち半分以上は非透過部に照射され、非透過部に照射された光の多くは吸収される。よって、光の利用効率は低下し、液晶表示素子の輝度向上を妨げる要因の１つとなっている。特許文献２のようなＥＬ素子の輝度向上用のレンズシートは、上記の低利用効率の問題に対する解決とはなっておらず、未だなお、低い利用効率の状態に留まったままである。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも光の利用効率が向上したＥＬ素子、および、ＥＬ素子等の光源に用いて光の利用効率を向上させるレンズシート、ならびに、これら光源を用いた輝度の高い表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレンズシートは、表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されてバックライトユニットから入射した光を透過させて表示素子に出射するレンズシートであって、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１２】
上記のレンズシートのレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１３】
本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子は、電圧の印加により光を発する発光層、および、発光層から入射した光を出射するレンズシートを有し、レンズシートが、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１４】
上記のエレクトロルミネッセンス素子のレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１５】
本発明に係るバックライトユニットは、上記のエレクトロルミネッセンス素子を有する光源、もしくは、その他の光源、ならびに、光源から入射した光を出射するレンズシートを有し、レンズシートが、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１６】
上記のバックライトユニットのレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１７】
本発明に係る第１の表示装置は、上記のレンズシートと、レンズシート上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、レンズシートの有する指向レンズ部は、前記表示素子の開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられている。
【００１８】
または、本発明に係る第２の表示装置は、上記のバックライトユニットと、バックライト上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、バックライトユニットの有する指向レンズ部は、表示素子の開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられている。
【００１９】
上記第１および第２の表示装置においては、表示素子の開口部が四辺形形状を有し、かつ、開口部の直下に配された指向レンズ部に含まれるレンズ構造の頂点のうち最も外側に位置する頂点を繋いで得られる多角形が実質的に四辺形であり、指向レンズ部の最外頂点による第１四辺形が、平面視で開口部の四辺形形状の周囲を規定する第２四辺形内に全て含まれる位置にあって、第１四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺と第２四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺とがそれぞれ平行であってよい。
【００２０】
または、上記の表示装置においては、表示素子の開口部が四辺形形状を有し、指向レンズ部が四角錐形状を有し、かつ、開口部の直下に配された指向レンズ部の周縁部が実質的に四辺形を構成し、この四辺形と、開口部の周囲を規定する四辺形とが、平面視で実質的に重なり合ってよい。
【００２１】
また、上記の表示装置の表示素子は液晶表示素子であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のレンズシートまたはエレクトロルミネッセンス素子は、光の出射面側に凸状または凹状のレンズを多数配列したレンズ状の構造を備え、このレンズ状の構造は光散乱効果を有するレンズと、光指向効果を有するレンズとの、少なくとも２種類のレンズを含んでいる。これら２種類のレンズを有することで光源からの光を光指向効果を有するレンズに集光することが可能である。これを表示装置に用いることにより、光の利用効率が従来よりも向上された表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）１の断面概略図である。ＥＬ素子１はレンズシート１１、透明基板１２、透明電極１３、発光層１４、背面電極１５を有する。
【００２５】
本実施形態のＥＬ素子１においては、駆動電源（図示せず）によって透明電極１３と背面電極１５との間に所定の駆動電圧を印加するにより発光層１４が発光し、発光層１４からの光は透明電極１３、透明基板１２、レンズシート１１を介してＥＬ素子の上方へ出射する。
【００２６】
本実施形態のレンズシート１１は透明基板１２と一体に形成されており、光散乱効果を有するレンズ（以下、「散乱レンズ」という。）１１ａと、光指向効果を有するレンズ（以下、「指向レンズ」という。）１１ｂの２種類のレンズがその表面に形成されている。
【００２７】
散乱レンズ１１ａと指向レンズ１１ｂは、図２に示すように特定の周期ｄ、例えば１つのレンズ１１ａまたは１１ｂにつき１００μｍ間隔で配列される。ＥＬ素子１において、両レンズ１１ａ、１１ｂは縦横ともに交互に配列されている。本実施形態では両レンズ１１ａ、１１ｂに四角錐体形状のレンズを用い、幅方向にはそれぞれ２個ずつ、長さ方向には２個ないし３個の周期で交互に散乱レンズ１１ａ、指向レンズ１１ｂを配列している。また、散乱レンズ１１ａの高さは指向レンズ１１ｂよりも低く形成される。散乱レンズ１１ａの高さは、好ましくは指向レンズ１１ｂの高さの１／２以下である。また、レンズの頂角は散乱レンズ１１ａでは好ましくは１２０度以上であり、指向レンズ１１ｂでは好ましくは１２０度以下である。
【００２８】
レンズシート１１の材質は、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィンン、ポリカーボネート、ポリエステル等の高分子材やガラス、などが挙げられる。
【００２９】
透明基板１２は少なくとも所望の帯域の光を透過する材質と厚さであれば特にその材質や厚さはともに限定されず、例えば、材質としてはポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド等の高分子材料やガラス、石英等を用いることができる。
【００３０】
透明電極１３は導電性を有し、かつ所望の帯域の光を透過する材質と厚さであれば、特にその材質や厚さはともに限定されず、例えば材質としては、ＩＴＯやＺｎＯ等の金属酸化物、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェン等の高分子材料等を用いることができる。
【００３１】
発光層１４は、例えば硫化亜鉛等の無機化合物やＡｌｑ３などの有機化合物の単層、もしくは複層で構成される。なお、複層で構成される場合、発光に寄与しない層、例えば無機強誘電体からなる絶縁層や、ＮＰＤなどの有機化合物からなる正孔輸送層などを含んでもよい。
【００３２】
背面電極１５は導電性であれば特に限定されず、例えば材質としては、ＩＴＯやＺｎＯ等の金属酸化物、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の高分子材や、カーボン等を用いることができる。また、背面電極１５側から光を取り出す場合には、発光波長に対して透明な電極材料、例えば透明電極１２と同様の材料で構成してもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３４】
図３は図１と同様の横断面模式図であり、さらに本発明の効果を示すため、内部の発光層１４から上向きに発せられる光の光路のうち、２つの光路を実線および破線の矢印を用いて表している。発光層１４は全方位的に発光するため、層１４から出射された光はあらゆる方向性を備えてプリズムシート１１に入射するが、図示した以外の光路を有する光についても同様に、本発明の効果は発揮される。本図に示した光路では、素子１内部の層の境界面における屈折を省略して図示しているが、当然のことながら、素子１内部において屈折が生じてもよい。その場合でも、本発明の効果は同様に発揮される。
【００３５】
発光層１４から透明基板１２へ入射した光３１および３２は、透明基板１２を透過し、透明基板１２上方のレンズシート１１へ入射する。それら光のうち、レンズシート１１の散乱レンズ１１ａに入射された光３１は、散乱レンズ１１ａの上方の外部との境界面で屈折（以下、散乱レンズ１１ａとＥＬ素子１の外部との界面における出射光の屈折作用を特に「散乱効果」と称す。）し、光３１は、レンズシート１１の外側より指向レンズ１１ｂに照射される。このとき光３１は、その一部の光３１ｂがレンズ内部に入射し、残りの光３１ａは指向レンズ１１ｂで反射され、レンズシート１１の上方へ反射する。他方、レンズシート１１の指向レンズ１１ｂに入射した光３２は、指向レンズ１１ｂの上方の外部との境界面で屈折（以下、指向レンズ１１ｂとＥＬ素子１の外部との界面における出射光の屈折作用および界面における光の反射作用を特に「指向効果」と称す。）し、光３２はレンズシート上方へ出射される。
【００３６】
レンズシート１１がこのような形状を有することによりＥＬ素子１をその上方より見た場合、ＥＬ素子１には輝度の高い部位と低い部位が特定の周期で繰り返される。図４は発光状態にあるＥＬ素子１を上方より、つまりレンズシート１１を上方より見た部分平面図である。レンズシート１１を上方より見た場合、表面に指向レンズ１１ｂが形成されている領域Ｒ１においては高い輝度で発光が認められ、表面に散乱レンズ１１ａが形成されている他の領域Ｒ２においては、その輝度は領域Ｒ１における輝度と比べて相対的に低い輝度での発光が認められる。図４においては、その輝度の差をハッチングで示している。
【００３７】
散乱レンズ１１ａが配置されている領域Ｒ２では、光がレンズシート１１と略平行な方向に出射光は散乱され、よって上方より見た場合には輝度の低い領域となり、指向レンズ１１ｂが配されている領域Ｒ１では光がレンズシート１１と略垂直な方向に指向され、かつ光散乱効果を有するレンズ１１ａからの横斜め方向に拡散された光も上方向に指向されることで、集光され、上方より見た場合に相対的に輝度の高い領域となる。
【００３８】
このように、散乱レンズ１１ａおよび指向レンズ１１ｂを用いてレンズシート１１表面に散乱効果および指向効果を与えることにより、ＥＬ素子１に、所望の光強度の強弱の分布を与えることができる。よって、強い輝度が必要とされる領域に光のエネルギを集中させて光を利用することにより、ＥＬ素子１全体の光の利用効率が向上する。
【００３９】
上述した第１の実施形態においては、レンズシートとして上方に凸状のレンズを用いた例を用いて説明したが、凹状であっても良い。また、レンズ形状に四角錐形状を用いた例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、多角錐や円錐、または半球状といった曲面形状を有するレンズであってもよい。さらにレンズの配列は縦横共に交互に配列された場合を示したが、一方向のみに交互な配列を与えてもよく、この場合レンズ形状は上記形状以外にも、図５に示すように、その長手方向がレンズシート１１の面に平行に配列された少なくとも２種類の三角柱形状レンズ１１ｃ、１１ｄを用いることができる。また、本実施形態においては、１種類の散乱レンズ１１ｂと１種類の指向レンズ１１ａの２種類のレンズのみで説明したが、例えば散乱レンズが複数種類あってもよく、指向レンズが複数種類あってもよく、さらには、それぞれが複数種類あってもよい。また、レンズシート１１は透明基板１２と一体に成形された構成をしているが、別体に形成され重ね合わされてもよく、さらに接着剤等で張り合わされてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態のレンズシートは、エレクトロルミネッセンス素子で構成される面状光源の他、導光板等を用いた従来型の光源に使用することもできる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明に係る表示装置の構成を示しており、図６（ａ）は、図６（ｂ）の斜視図のＡ−Ａにおける横断面概略図である。表示装置４はＥＬ素子４１、レンズシート４１１、液晶表示素子４２を有する。
【００４２】
ＥＬ素子４１は第１の実施形態で説明したＥＬ素子１のうち、レンズシート１１を除いた部分と実質的に同等であり、少なくとも図面上方に向かって発光可能に配置されている。第１の実施形態とは異なり、レンズシート４１１はＥＬ素子４１とは別体で構成される。このレンズシート４１１は、第１の実施形態のレンズシート１１と実質的に同等であって、散乱効果を有する散乱レンズ４１１ａおよび指向効果を有する指向レンズ４１１ｂを備えている。
【００４３】
レンズシート４１１はＥＬ素子４１と表示素子４２との間に配置される。ＥＬ素子４１及びレンズシート４１１は、表示素子４２のバックライトユニットとして機能する。
【００４４】
表示素子４２は透過型もしくは半透過型の、マトリックス駆動される液晶表示素子であり、例えばＴＮ型液晶表示素子、ＳＴＮ型液晶表示素子、ＤＳＴＮ型液晶表示素子、ＴＦＴ型液晶表示素子、ＭＩＭ型液晶表示素子などを用いることができ、特にＴＦＴ型液晶表示素子が好ましい。
【００４５】
前述のように、このような透過型もしくは半透過型のマトリックス駆動の液晶表示素子４２は配線やトランジスタ、さらに表示画素間のブラックマトリックスなどを有するため、表示素子４２の全ての部分においてバックライトからの光が透過されるわけではない。つまり、液晶表示素子４２において光を透過可能な部分である開口部（透光部）４２１は限定されている。
【００４６】
図６（ｂ）において、開口部４２１はそれぞれ、表示装置４を構成する画素の１つ１つである。また、液晶表示素子４２に含まれる画素の配列と、レンズシート４１１に含まれる指向レンズ４１１ｂの配列とは実質的に一致するように配列されている。よって、開口部４２１と指向レンズ４１１ｂの位置は平面視で実質的に一致している。同時に、液晶表示素子４２の光を透過しない部分つまり非開口部（非透光部）４２２と、レンズシート４１１に含まれる散乱レンズ４１１ａとは平面視で実質的に一致する。
【００４７】
レンズ４１１ａ、４１１ｂを四角錐形状に構成する本実施形態では、四辺形である開口部４２１の周囲を規定する四辺と、直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の周縁部を規定する四辺形の四辺とが平面視で実質的に重なり合うことが望ましい。なお、レンズ４１１ａ、４１１ｂが四角錐形状以外の形状を有する場合においては、開口部４２１の直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の最も外側に位置する指向レンズ４１１ｂの頂点を繋いで仮想的に形成される多角形が四辺形を構成し、平面視で直上の開口部４２１を規定する四辺形の内部に完全に含まれる位置にあって、上記の仮想的に形成される四辺形の第１辺、第２辺、第３辺、および、第４辺と、開口部の周囲を規定する四辺形の第１辺、第２辺、第３辺、および、第４辺とがそれぞれ平行であることが望ましい。
【００４８】
また、個々の開口部４２１の開口領域の面積と、その直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の配されているレンズシート４１１上の領域の面積とは同一であることが望ましい。なぜなら、面積が同一でないとき、特に、指向レンズ４１１ｂ群の領域の面積がその直上にある開口部４２１の開口領域よりも大きい場合、光の利用効率が低下するおそれがあり、逆に、指向レンズ４１１ｂ群の領域の面積がその直上にある開口部４２１の開口領域よりも小さい場合、液晶表示装置の輝度の低下を招くおそれがあるからである。
【００４９】
以上のように構成される表示装置の動作を説明する。ＥＬ素子４１は図示しない駆動電源から電圧を印加されることで発光し、発せられた光はレンズシート４１１を介して液晶表示素子４２に照射される。レンズシート４１１では入射された光が散乱レンズ４１１ａで散乱されることで指向レンズ４１１ｂに集光され、指向レンズ４１１ｂにより上方向へ指向されて照射される。指向レンズ４１１ｂ上には液晶表示素子４２の開口部４２１が配置されているため、指向レンズ４１１ｂで集光された光は、開口部４２１に入射し、そして透過して表示装置４の表示面４ａより出射される。よって、ＥＬ素子４１の発する光の利用効率が向上される。
【００５０】
本実施形態において、レンズシート４１１は第１の実施形態と同様に様々な形状と配列をとることができる。またレンズシート４１１はＥＬ素子４１と別体に構成されているが、ＥＬ素子４１と一体の構成でも良い。また逆に、液晶表示素子４２と一体に形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、光を部分的に集光し指向することで、特定のパターンで高輝度化が可能となる。そのため、液晶表示素子を用いた表示装置のバックライトユニット用光源として特に有用である。更に本発明の表示装置は、このエレクトロルミネッセンス素子を用いることで高輝度画像表示が可能となり、携帯情報端末やフラットパネルディスプレイ用の表示装置として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態のエレクトロルミネッセンス素子の横断面概略図
【図２】図１に示したエレクトロルミネッセンス素子の斜視図
【図３】図１に示したレンズシート内を透過する光の光路及び出射方向を示す模式図
【図４】図１に示したレンズシートの部分平面図
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例を示す斜視図
【図６】（ａ）：本発明の第２の実施形態の表示装置の横断面概略図、（ｂ）：本発明の第２の実施形態の表示装置の斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１ エレクトロルミネッセンス素子
１１ レンズシート
１１ａ 散乱レンズ
１１ｂ 指向レンズ
１２ 透明基板
１３ 透明電極
１４ 発光層
１５ 背面電極
３１ 散乱レンズを通過する光の光路
３２ 指向レンズを通過する光の光路
４ 表示装置
４１ エレクトロルミネッセンス素子
４１１ レンズシート
４１１ａ 散乱レンズ
４１１ｂ 指向レンズ
４２ 液晶表示素子
４２１ 液晶表示素子の開口部（透光部）
４２２ 液晶表示素子の非開口部（非透光部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子等のバックライトユニットに使用されるレンズシート、そのレンズシートを有するエレクトロルミネッセンス素子、および、そのエレクトロルミネッセンス素子を用いたバックライトユニット、ならびに、そのバックライトユニットを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報機器やフラットパネルディスプレイにおいて液晶表示装置が多用され、多くの液晶表示装置では、映像表示のためにバックライトユニットが使用されている。このバックライトユニットには高画質化、省電力化のために高輝度化が求められている。
【０００３】
バックライトユニットは、その光源として例えば冷陰極管やＬＥＤといった光源を有しており、これら光源からの光を面状にするために導光板を用いている。
【０００４】
例えば特許文献１においては、バックライトユニットの高輝度化を実現するために、正面輝度を向上させるためのレンズシートが用いられている。このレンズシートは、三角柱のプリズムを配置した構造を有し、冷陰極管やＬＥＤといった線光源、もしくは点光源から発せられ、導光板に通されて面状光源として拡散される光のうち、導光板に対して斜め方向に出る光を液晶表示素子正面方向に向けるものである。
【０００５】
他方、バックライトユニットに用いることができる面光源として、エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」という。）を適用する試みがなされている。このＥＬ素子は軽量・薄型の面発光型素子である。ＥＬ素子は大別すると、有機材料に直流電圧を印加することにより、電子とホールを再結合させて発光する有機ＥＬ素子と、無機材料に交流電圧を印加して発光物質の電子を衝突励起させて発光する無機ＥＬ素子に分けられる。さらに、後者の無機ＥＬ素子は、１μｍ程度の膜圧を有する薄膜発光層の両側あるいは片側に絶縁層を備える薄膜型無機ＥＬ素子と、蛍光体粒子を有機バインダ中に分散させて発光層とする分散型無機ＥＬ素子に区別される。
【０００６】
このようなＥＬ素子をバックライトユニットへ適用する利点は、ＥＬ素子は面光源として用いることが可能であるので、前述の冷陰極管やＬＥＤといった線光源、もしくは点光源からの光を用いて面光源を実現するために必要とした導光板が不要であることが挙げられる。
【０００７】
しかしながら、例えば分散型無機ＥＬ素子は輝度が十分ではない。そのため、現状では一部の携帯電話に用いられているのみである。また、例えば有機ＥＬ素子は近年急速に開発が進んでいるが、輝度と寿命の両立ができていない。面光源としてのＥＬ素子のさらなる輝度向上が求められている。
【０００８】
ＥＬ素子の輝度向上の手段として前述の輝度向上用のレンズシートを用いることは可能であるが、このレンズシートは線光源、もしくは点光源から、面光源とするための導光板を通って拡散される斜め方向の光を正面方向に向けるものであり、面光源であるＥＬ素子に用いた場合、斜め方向の光成分が相対的に少ないためにその効果は薄い。そのため、特許文献２に示されるような凸状もしくは凹状の錐状のレンズを配置したレンズシートが考案されている。
【特許文献１】特開２００４−００４９７０号公報
【特許文献２】特開２００３−０５９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のＥＬ素子自体の輝度向上は重要な課題であるが、同時に、光の利用効率の向上を図ることも重要な課題である。液晶表示装置においては通常、バックライトユニットからの光を液晶表示素子に透過し、画像を表示する。だが、液晶表示素子上の各表示画素にはそれぞれ配線やトランジスタが形成されており全ての光が液晶表示素子を透過するわけではない。液晶表示素子に入射する光のうちで透過する光の割合は開口率で示される。透過型の液晶表示素子の場合、開口率は通常１０％〜５０％程度である。すなわちバックライトユニットから発せられた光のうち半分以上は非透過部に照射され、非透過部に照射された光の多くは吸収される。よって、光の利用効率は低下し、液晶表示素子の輝度向上を妨げる要因の１つとなっている。特許文献２のようなＥＬ素子の輝度向上用のレンズシートは、上記の低利用効率の問題に対する解決とはなっておらず、未だなお、低い利用効率の状態に留まったままである。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも光の利用効率が向上したＥＬ素子、および、ＥＬ素子等の光源に用いて光の利用効率を向上させるレンズシート、ならびに、これら光源を用いた輝度の高い表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレンズシートは、表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されてバックライトユニットから入射した光を透過させて表示素子に出射するレンズシートであって、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１２】
上記のレンズシートのレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１３】
本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子は、電圧の印加により光を発する発光層、および、発光層から入射した光を出射するレンズシートを有し、レンズシートが、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１４】
上記のエレクトロルミネッセンス素子のレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１５】
本発明に係るバックライトユニットは、上記のエレクトロルミネッセンス素子を有する光源、もしくは、その他の光源、ならびに、光源から入射した光を出射するレンズシートを有し、レンズシートが、レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有する。
【００１６】
上記のバックライトユニットのレンズ部のそれぞれは実質的に錐体または半球体形状を有し、また、複数の散乱レンズ部および複数の指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有してもよい。
【００１７】
本発明に係る第１の表示装置は、上記のレンズシートと、レンズシート上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、レンズシートの有する指向レンズ部は、前記表示素子の開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられている。
【００１８】
または、本発明に係る第２の表示装置は、上記のバックライトユニットと、バックライト上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、バックライトユニットの有する指向レンズ部は、表示素子の開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられている。
【００１９】
上記第１および第２の表示装置においては、表示素子の開口部が四辺形形状を有し、かつ、開口部の直下に配された指向レンズ部に含まれるレンズ構造の頂点のうち最も外側に位置する頂点を繋いで得られる多角形が実質的に四辺形であり、指向レンズ部の最外頂点による第１四辺形が、平面視で開口部の四辺形形状の周囲を規定する第２四辺形内に全て含まれる位置にあって、第１四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺と第２四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺とがそれぞれ平行であってよい。
【００２０】
または、上記の表示装置においては、表示素子の開口部が四辺形形状を有し、指向レンズ部が四角錐形状を有し、かつ、開口部の直下に配された指向レンズ部の周縁部が実質的に四辺形を構成し、この四辺形と、開口部の周囲を規定する四辺形とが、平面視で実質的に重なり合ってよい。
【００２１】
また、上記の表示装置の表示素子は液晶表示素子であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のレンズシートまたはエレクトロルミネッセンス素子は、光の出射面側に凸状または凹状のレンズを多数配列したレンズ状の構造を備え、このレンズ状の構造は光散乱効果を有するレンズと、光指向効果を有するレンズとの、少なくとも２種類のレンズを含んでいる。これら２種類のレンズを有することで光源からの光を光指向効果を有するレンズに集光することが可能である。これを表示装置に用いることにより、光の利用効率が従来よりも向上された表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）１の断面概略図である。ＥＬ素子１はレンズシート１１、透明基板１２、透明電極１３、発光層１４、背面電極１５を有する。
【００２５】
本実施形態のＥＬ素子１においては、駆動電源（図示せず）によって透明電極１３と背面電極１５との間に所定の駆動電圧を印加するにより発光層１４が発光し、発光層１４からの光は透明電極１３、透明基板１２、レンズシート１１を介してＥＬ素子の上方へ出射する。
【００２６】
本実施形態のレンズシート１１は透明基板１２と一体に形成されており、光散乱効果を有するレンズ（以下、「散乱レンズ」という。）１１ａと、光指向効果を有するレンズ（以下、「指向レンズ」という。）１１ｂの２種類のレンズがその表面に形成されている。
【００２７】
散乱レンズ１１ａと指向レンズ１１ｂは、図２に示すように特定の周期ｄ、例えば１つのレンズ１１ａまたは１１ｂにつき１００μｍ間隔で配列される。ＥＬ素子１において、両レンズ１１ａ、１１ｂは縦横ともに交互に配列されている。本実施形態では両レンズ１１ａ、１１ｂに四角錐体形状のレンズを用い、幅方向にはそれぞれ２個ずつ、長さ方向には２個ないし３個の周期で交互に散乱レンズ１１ａ、指向レンズ１１ｂを配列している。また、散乱レンズ１１ａの高さは指向レンズ１１ｂよりも低く形成される。散乱レンズ１１ａの高さは、好ましくは指向レンズ１１ｂの高さの１／２以下である。また、レンズの頂角は散乱レンズ１１ａでは好ましくは１２０度以上であり、指向レンズ１１ｂでは好ましくは１２０度以下である。
【００２８】
レンズシート１１の材質は、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィンン、ポリカーボネート、ポリエステル等の高分子材やガラス、などが挙げられる。
【００２９】
透明基板１２は少なくとも所望の帯域の光を透過する材質と厚さであれば特にその材質や厚さはともに限定されず、例えば、材質としてはポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド等の高分子材料やガラス、石英等を用いることができる。
【００３０】
透明電極１３は導電性を有し、かつ所望の帯域の光を透過する材質と厚さであれば、特にその材質や厚さはともに限定されず、例えば材質としては、ＩＴＯやＺｎＯ等の金属酸化物、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェン等の高分子材料等を用いることができる。
【００３１】
発光層１４は、例えば硫化亜鉛等の無機化合物やＡｌｑ３などの有機化合物の単層、もしくは複層で構成される。なお、複層で構成される場合、発光に寄与しない層、例えば無機強誘電体からなる絶縁層や、ＮＰＤなどの有機化合物からなる正孔輸送層などを含んでもよい。
【００３２】
背面電極１５は導電性であれば特に限定されず、例えば材質としては、ＩＴＯやＺｎＯ等の金属酸化物、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の高分子材や、カーボン等を用いることができる。また、背面電極１５側から光を取り出す場合には、発光波長に対して透明な電極材料、例えば透明電極１２と同様の材料で構成してもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３４】
図３は図１と同様の横断面模式図であり、さらに本発明の効果を示すため、内部の発光層１４から上向きに発せられる光の光路のうち、２つの光路を実線および破線の矢印を用いて表している。発光層１４は全方位的に発光するため、層１４から出射された光はあらゆる方向性を備えてプリズムシート１１に入射するが、図示した以外の光路を有する光についても同様に、本発明の効果は発揮される。本図に示した光路では、素子１内部の層の境界面における屈折を省略して図示しているが、当然のことながら、素子１内部において屈折が生じてもよい。その場合でも、本発明の効果は同様に発揮される。
【００３５】
発光層１４から透明基板１２へ入射した光３１および３２は、透明基板１２を透過し、透明基板１２上方のレンズシート１１へ入射する。それら光のうち、レンズシート１１の散乱レンズ１１ａに入射された光３１は、散乱レンズ１１ａの上方の外部との境界面で屈折（以下、散乱レンズ１１ａとＥＬ素子１の外部との界面における出射光の屈折作用を特に「散乱効果」と称す。）し、光３１は、レンズシート１１の外側より指向レンズ１１ｂに照射される。このとき光３１は、その一部の光３１ｂがレンズ内部に入射し、残りの光３１ａは指向レンズ１１ｂで反射され、レンズシート１１の上方へ反射する。他方、レンズシート１１の指向レンズ１１ｂに入射した光３２は、指向レンズ１１ｂの上方の外部との境界面で屈折（以下、指向レンズ１１ｂとＥＬ素子１の外部との界面における出射光の屈折作用および界面における光の反射作用を特に「指向効果」と称す。）し、光３２はレンズシート上方へ出射される。
【００３６】
レンズシート１１がこのような形状を有することによりＥＬ素子１をその上方より見た場合、ＥＬ素子１には輝度の高い部位と低い部位が特定の周期で繰り返される。図４は発光状態にあるＥＬ素子１を上方より、つまりレンズシート１１を上方より見た部分平面図である。レンズシート１１を上方より見た場合、表面に指向レンズ１１ｂが形成されている領域Ｒ１においては高い輝度で発光が認められ、表面に散乱レンズ１１ａが形成されている他の領域Ｒ２においては、その輝度は領域Ｒ１における輝度と比べて相対的に低い輝度での発光が認められる。図４においては、その輝度の差をハッチングで示している。
【００３７】
散乱レンズ１１ａが配置されている領域Ｒ２では、光がレンズシート１１と略平行な方向に出射光は散乱され、よって上方より見た場合には輝度の低い領域となり、指向レンズ１１ｂが配されている領域Ｒ１では光がレンズシート１１と略垂直な方向に指向され、かつ光散乱効果を有するレンズ１１ａからの横斜め方向に拡散された光も上方向に指向されることで、集光され、上方より見た場合に相対的に輝度の高い領域となる。
【００３８】
このように、散乱レンズ１１ａおよび指向レンズ１１ｂを用いてレンズシート１１表面に散乱効果および指向効果を与えることにより、ＥＬ素子１に、所望の光強度の強弱の分布を与えることができる。よって、強い輝度が必要とされる領域に光のエネルギを集中させて光を利用することにより、ＥＬ素子１全体の光の利用効率が向上する。
【００３９】
上述した第１の実施形態においては、レンズシートとして上方に凸状のレンズを用いた例を用いて説明したが、凹状であっても良い。また、レンズ形状に四角錐形状を用いた例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、多角錐や円錐、または半球状といった曲面形状を有するレンズであってもよい。さらにレンズの配列は縦横共に交互に配列された場合を示したが、一方向のみに交互な配列を与えてもよく、この場合レンズ形状は上記形状以外にも、図５に示すように、その長手方向がレンズシート１１の面に平行に配列された少なくとも２種類の三角柱形状レンズ１１ｃ、１１ｄを用いることができる。また、本実施形態においては、１種類の散乱レンズ１１ｂと１種類の指向レンズ１１ａの２種類のレンズのみで説明したが、例えば散乱レンズが複数種類あってもよく、指向レンズが複数種類あってもよく、さらには、それぞれが複数種類あってもよい。また、レンズシート１１は透明基板１２と一体に成形された構成をしているが、別体に形成され重ね合わされてもよく、さらに接着剤等で張り合わされてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態のレンズシートは、エレクトロルミネッセンス素子で構成される面状光源の他、導光板等を用いた従来型の光源に使用することもできる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明に係る表示装置の構成を示しており、図６（ａ）は、図６（ｂ）の斜視図のＡ−Ａにおける横断面概略図である。表示装置４はＥＬ素子４１、レンズシート４１１、液晶表示素子４２を有する。
【００４２】
ＥＬ素子４１は第１の実施形態で説明したＥＬ素子１のうち、レンズシート１１を除いた部分と実質的に同等であり、少なくとも図面上方に向かって発光可能に配置されている。第１の実施形態とは異なり、レンズシート４１１はＥＬ素子４１とは別体で構成される。このレンズシート４１１は、第１の実施形態のレンズシート１１と実質的に同等であって、散乱効果を有する散乱レンズ４１１ａおよび指向効果を有する指向レンズ４１１ｂを備えている。
【００４３】
レンズシート４１１はＥＬ素子４１と表示素子４２との間に配置される。ＥＬ素子４１及びレンズシート４１１は、表示素子４２のバックライトユニットとして機能する。
【００４４】
表示素子４２は透過型もしくは半透過型の、マトリックス駆動される液晶表示素子であり、例えばＴＮ型液晶表示素子、ＳＴＮ型液晶表示素子、ＤＳＴＮ型液晶表示素子、ＴＦＴ型液晶表示素子、ＭＩＭ型液晶表示素子などを用いることができ、特にＴＦＴ型液晶表示素子が好ましい。
【００４５】
前述のように、このような透過型もしくは半透過型のマトリックス駆動の液晶表示素子４２は配線やトランジスタ、さらに表示画素間のブラックマトリックスなどを有するため、表示素子４２の全ての部分においてバックライトからの光が透過されるわけではない。つまり、液晶表示素子４２において光を透過可能な部分である開口部（透光部）４２１は限定されている。
【００４６】
図６（ｂ）において、開口部４２１はそれぞれ、表示装置４を構成する画素の１つ１つである。また、液晶表示素子４２に含まれる画素の配列と、レンズシート４１１に含まれる指向レンズ４１１ｂの配列とは実質的に一致するように配列されている。よって、開口部４２１と指向レンズ４１１ｂの位置は平面視で実質的に一致している。同時に、液晶表示素子４２の光を透過しない部分つまり非開口部（非透光部）４２２と、レンズシート４１１に含まれる散乱レンズ４１１ａとは平面視で実質的に一致する。
【００４７】
レンズ４１１ａ、４１１ｂを四角錐形状に構成する本実施形態では、四辺形である開口部４２１の周囲を規定する四辺と、直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の周縁部を規定する四辺形の四辺とが平面視で実質的に重なり合うことが望ましい。なお、レンズ４１１ａ、４１１ｂが四角錐形状以外の形状を有する場合においては、開口部４２１の直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の最も外側に位置する指向レンズ４１１ｂの頂点を繋いで仮想的に形成される多角形が四辺形を構成し、平面視で直上の開口部４２１を規定する四辺形の内部に完全に含まれる位置にあって、上記の仮想的に形成される四辺形の第１辺、第２辺、第３辺、および、第４辺と、開口部の周囲を規定する四辺形の第１辺、第２辺、第３辺、および、第４辺とがそれぞれ平行であることが望ましい。
【００４８】
また、個々の開口部４２１の開口領域の面積と、その直下に位置する指向レンズ４１１ｂ群の配されているレンズシート４１１上の領域の面積とは同一であることが望ましい。なぜなら、面積が同一でないとき、特に、指向レンズ４１１ｂ群の領域の面積がその直上にある開口部４２１の開口領域よりも大きい場合、光の利用効率が低下するおそれがあり、逆に、指向レンズ４１１ｂ群の領域の面積がその直上にある開口部４２１の開口領域よりも小さい場合、液晶表示装置の輝度の低下を招くおそれがあるからである。
【００４９】
以上のように構成される表示装置の動作を説明する。ＥＬ素子４１は図示しない駆動電源から電圧を印加されることで発光し、発せられた光はレンズシート４１１を介して液晶表示素子４２に照射される。レンズシート４１１では入射された光が散乱レンズ４１１ａで散乱されることで指向レンズ４１１ｂに集光され、指向レンズ４１１ｂにより上方向へ指向されて照射される。指向レンズ４１１ｂ上には液晶表示素子４２の開口部４２１が配置されているため、指向レンズ４１１ｂで集光された光は、開口部４２１に入射し、そして透過して表示装置４の表示面４ａより出射される。よって、ＥＬ素子４１の発する光の利用効率が向上される。
【００５０】
本実施形態において、レンズシート４１１は第１の実施形態と同様に様々な形状と配列をとることができる。またレンズシート４１１はＥＬ素子４１と別体に構成されているが、ＥＬ素子４１と一体の構成でも良い。また逆に、液晶表示素子４２と一体に形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、光を部分的に集光し指向することで、特定のパターンで高輝度化が可能となる。そのため、液晶表示素子を用いた表示装置のバックライトユニット用光源として特に有用である。更に本発明の表示装置は、このエレクトロルミネッセンス素子を用いることで高輝度画像表示が可能となり、携帯情報端末やフラットパネルディスプレイ用の表示装置として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態のエレクトロルミネッセンス素子の横断面概略図
【図２】図１に示したエレクトロルミネッセンス素子の斜視図
【図３】図１に示したレンズシート内を透過する光の光路及び出射方向を示す模式図
【図４】図１に示したレンズシートの部分平面図
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例を示す斜視図
【図６】（ａ）：本発明の第２の実施形態の表示装置の横断面概略図、（ｂ）：本発明の第２の実施形態の表示装置の斜視図
【符号の説明】
【００５３】
１ エレクトロルミネッセンス素子
１１ レンズシート
１１ａ 散乱レンズ
１１ｂ 指向レンズ
１２ 透明基板
１３ 透明電極
１４ 発光層
１５ 背面電極
３１ 散乱レンズを通過する光の光路
３２ 指向レンズを通過する光の光路
４ 表示装置
４１ エレクトロルミネッセンス素子
４１１ レンズシート
４１１ａ 散乱レンズ
４１１ｂ 指向レンズ
４２ 液晶表示素子
４２１ 液晶表示素子の開口部（透光部）
４２２ 液晶表示素子の非開口部（非透光部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されて前記バックライトユニットから入射した光を透過させて前記表示素子に出射するレンズシートであって、
前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
前記散乱レンズ部および前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズシート。
【請求項３】
電圧の印加により光を発する発光層、および、前記発光層から入射した光を出射するレンズシートを有し、
前記レンズシートが、前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記散乱レンズ部および前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造であることを特徴とする、請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
請求項３または４に記載のエレクトロルミネッセンス素子を光源として備えた、表示装置において使用されるバックライトユニット。
【請求項６】
光源、および、前記光源から入射した光を出射するレンズシートを有し、
前記レンズシートが、前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項７】
前記レンズシートが、複数の前記散乱レンズ部および複数の前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有することを特徴とする、請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
請求項１または２に記載のレンズシートと、前記レンズシート上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、
前記表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、
前記レンズシートの有する前記指向レンズ部は、前記表示素子の前記開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項５ないし７のいずれか１つに記載のバックライトユニットと、前記バックライト上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、
前記表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、
前記バックライトユニットの有する前記指向レンズ部は、前記表示素子の前記開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記開口部が四辺形形状を有し、かつ、
前記開口部の直下に配された前記指向レンズ部の頂点のうち最も外側に位置する頂点を繋いで得られる多角形が実質的に四辺形であり、
前記指向レンズ部の前記最外頂点による第１四辺形が、平面視で前記開口部の前記四辺形形状の周囲を規定する第２四辺形内に全て含まれる位置にあって、前記第１四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺と第２四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺とがそれぞれ平行であることを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記開口部が四辺形形状を有し、前記指向レンズ部が四角錐形状を有し、かつ、
前記開口部の直下に配された指向レンズ部の周縁部が実質的に四辺形を構成し、該四辺形と、前記開口部の周囲を規定する四辺形とが平面視で実質的に重なり合うことを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする、請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１】
表示装置において表示素子とバックライトユニットとの間に配されて前記バックライトユニットから入射した光を透過させて前記表示素子に出射するレンズシートであって、
前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするレンズシート。
【請求項２】
前記散乱レンズ部および前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズシート。
【請求項３】
電圧の印加により光を発する発光層、および、前記発光層から入射した光を出射するレンズシートを有し、
前記レンズシートが、前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記散乱レンズ部および前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造であることを特徴とする、請求項３に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
請求項３または４に記載のエレクトロルミネッセンス素子を光源として備えた、表示装置において使用されるバックライトユニット。
【請求項６】
光源、および、前記光源から入射した光を出射するレンズシートを有し、
前記レンズシートが、前記レンズシートに対して略平行方向に入射光を散乱させる効果を有する散乱レンズ部と、前記レンズシートに対して略垂直方向に入射光を指向させる効果を有する指向レンズ部とを有することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項７】
前記レンズシートが、複数の前記散乱レンズ部および複数の前記指向レンズ部が所定の周期性をもって規則的に配列された構造を有することを特徴とする、請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
請求項１または２に記載のレンズシートと、前記レンズシート上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、
前記表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、
前記レンズシートの有する前記指向レンズ部は、前記表示素子の前記開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項５ないし７のいずれか１つに記載のバックライトユニットと、前記バックライト上に配置された表示素子とを有する表示装置であって、
前記表示素子は、表示画素に対応して設けられた開口部、および、光を透過しない非開口部を有し、
前記バックライトユニットの有する前記指向レンズ部は、前記表示素子の前記開口部と平行であり、かつ、平面視で実質的に重なり合う位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記開口部が四辺形形状を有し、かつ、
前記開口部の直下に配された前記指向レンズ部の頂点のうち最も外側に位置する頂点を繋いで得られる多角形が実質的に四辺形であり、
前記指向レンズ部の前記最外頂点による第１四辺形が、平面視で前記開口部の前記四辺形形状の周囲を規定する第２四辺形内に全て含まれる位置にあって、前記第１四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺と第２四辺形の第一辺、第二辺、第三辺、および、第四辺とがそれぞれ平行であることを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記開口部が四辺形形状を有し、前記指向レンズ部が四角錐形状を有し、かつ、
前記開口部の直下に配された指向レンズ部の周縁部が実質的に四辺形を構成し、該四辺形と、前記開口部の周囲を規定する四辺形とが平面視で実質的に重なり合うことを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする、請求項８または９に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３０８７２（Ｐ２００６−３０８７２Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１３１２６（Ｐ２００４−２１３１２６）
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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