(57)【要約】  光学シートは、光源を有した直下型の面光源装置に組み込まれ、前記光源からの光の進行方向を変化させて出射させる。光学シートは、並べて配置された出射側に凸状の複数の単位レンズを有する出射側レンズ部を、備える。前記単位レンズに、光を散乱させる散乱層が設けられている。前記散乱層は、前記凸状の単位レンズの出射側面に沿って延び、前記単位レンズの出射側面を構成する。前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの端部付近における前記散乱層の厚さよりも厚い。
2008093819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有した直下型の面光源装置に組み込まれ、前記光源からの光の進行方向を変化させて出射させる光学シートであって、
並べて配置された出射側に凸状の複数の単位レンズを有する出射側レンズ部を、備え、
前記単位レンズに、光を散乱させる散乱層が設けられ、
前記散乱層は、前記凸状の単位レンズの出射側面に沿って延び、前記単位レンズの出射側面を構成し、
前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの端部付近における前記散乱層の厚さよりも厚い
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの配列ピッチの１／３以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記単位レンズは、その断面が楕円である楕円柱の一部分に相当する形状、または、その断面が楕円である回転楕円体の一部分に相当する形状を有し、断面である楕円の長軸はシート面の法線方向に沿っている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から前記単位レンズの端部に向けて薄くなっていく
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項５】
前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項６】
前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられ、
前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から離間するにしたがって薄くなっていく
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項７】
透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
照明光を発光する光源と、
請求項１に記載の光学シートと、を備える
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項８】
前記光源は、距離ｄの間隔で並べて配置された発光部を有し、
前記光学シートは、前記発光部から間隔ｓ離れた位置に配置されており、
前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ２とすると、
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０
の関係が満たされる
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記光学シートが光の進路を主に制御する方向は、使用状態における前記透過型表示部の表示面の上下方向である
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光学シートが二つ設けられ、
一方の光学シートが光の進路を主に制御する方向と、他方の光学シートが光の進路を主に制御する方向と、は直交している
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１１】
前記光源は一方向に直線状に延びる複数の発光部を有し、前記複数の発光部は、その延びる方向と直交する方向に並べて配置されており、
前記光学シートの前記単位レンズは、シート面に平行な方向に略同一断面形状を保ったまま延び、
前記単位レンズが延びる方向は、前記直線状の発光部が延びる方向と平行である
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１２】
前記光源は、異なる二方向に沿って並べて配置された点状の発光部を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１３】
透過型表示部と、
請求項７に記載の面光源装置と、を備える
ことを特徴とする透過型表示装置。
【請求項１４】
光源を有した面光源装置に組み込まれる光学部材であって、
並べて配列された出射側に凸状の複数の単位レンズを有する出射側レンズ部を含む第１光学シートと、
並べて配列された複数の単位プリズムを有するプリズム部を含む第２光学シートと、を備え、
前記単位レンズに、光を散乱させる散乱層が設けられ、
前記散乱層は、前記凸状の単位レンズの出射側面に沿って延び、前記単位レンズの出射側面を構成し、
前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの端部付近における前記散乱層の厚さよりも厚く、
前記単位プリズムは、その配列方向に沿った断面において頂点を有する
ことを特徴とする光学部材。
【請求項１５】
前記第２光学シートは前記第１光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は平行である
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項１６】
前記第２光学シートは前記第１光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は直交している
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項１７】
前記第２光学シートは前記第１光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側とは反対側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は平行である
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項１８】
前記第２光学シートは前記第１光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側とは反対側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は直交している
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項１９】
前記第１光学シートは前記第２光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は平行である
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項２０】
前記第１光学シートは前記第２光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は直交している
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項２１】
前記第１光学シートは前記第２光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側とは反対側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は平行である
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項２２】
前記第１光学シートは前記第２光学シートよりも出射側に配置され、
前記単位プリズムは、出射側とは反対側に突出し、
前記単位プリズムの配列方向と、前記単位レンズの配列方向と、は直交している
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項２３】
前記第１光学シートと前記第２光学シートとの間に配置された接着層を、さらに備える
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学部材。
【請求項２４】
前記出射側レンズ部の前記単位レンズの頂部および前記プリズム部の前記単位プリズムの頂部の少なくとも一方が、前記接着層に突き刺さり、前記第１光学シートと第２光学シートとが前記接着層を介して固定されている
ことを特徴とする請求項２３に記載の光学部材。
【請求項２５】
透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
照明光を発光する光源と、
請求項１４に記載の光学部材と、を備える
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２６】
前記光学部材の出射側に配置された偏光分離フィルムをさらに備える
ことを特徴とする請求項２５に記載の面光源装置。
【請求項２７】
透過型表示部と、
請求項２５に記載の面光源装置と、を備える
ことを特徴とする透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる光学シート、光学部材、面光源装置、および、それらを用いた透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型の表示部（例えば、液晶ディスプレイパネル）等を背面から照明する面光源装置（バックライト装置）として、各種方式の装置が提案、実用化されている。現在広く普及している面光源装置は、面光源でない光源を面光源に変換する方式に基づき、エッジライト型と直下型とに分類される。例えば、直下型の面光源装置では、光源が透過型表示部に対向して配置される。そして、光源の発光部（発光管）と透過型表示部との間の距離が適度に空けられ、発光部と透過型表示部との間に、拡散板や光を収束させるシート等が複数配置されている。【０００３】
ところが、従来の方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割に、光源からの光を正面方向（光学シートの法線方向）へ十分に集光させることができない。このため、透過型表示部（ＬＣＤパネル）を改良して、斜め方向からの入射光に対しても画質を落とさない構造としていた。【０００４】
しかしながら、透過型表示部を改造する場合、ＬＣＤパネルの構成が複雑となって生産コストが上昇してしまうだけでなく、光の利用効率も低下してしまうという問題がある。とりわけ、直下型の面光源装置では、発光部に近接した部分であるか否か、つまり（発光部の直上であるか、あるいは、並列配置された隣り合う二つの発光部の中間部分の直上であるか）によって光強度（輝度）にムラ（輝度ムラ）が発生し易い。この結果、発光部の像（ライトイメージ）が視認されてしまうこともある。この不具合は、発光部とＬＣＤパネルとの間隔を大きく取ることにより解消され得る。しかしながら、この方法を採用した場合、ディスプレイの厚みが厚くなってしまうという別の問題が生じてしまう。また、ムラを抑えるために拡散を強くしたり、透過量を制限したりすると、光の利用効率が低下してしまうという問題が生じる。【０００５】
特開２００６−２５９１２５号公報には、出射側に凸状の単位レンズが形成された光学シートにおいて、単位レンズの表面凸形状に沿って散乱層を設ける技術が開示されている。特開２００６−２５９１２５号公報に開示された光学シートにおいては、単位レンズの表面凸形状に沿って略均一な厚さの散乱層を設けることを前提として、輝度ムラの低減を図っている。しかしながら、特開２００６−２５９１２５号公報に記載の技術のみでは、光源の条件によっては、ムラの低減効果が不十分となることがある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、輝度ムラを効果的に低減することができる光学シート、光学部材、面光源装置および透過型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明による光学シートは、光源を有した直下型の面光源装置に組み込まれ、前記光源からの光の進行方向を変化させて出射させる光学シートであって、並べて配置された出射側に凸状の複数の単位レンズを有する出射側レンズ部を、備え、前記単位レンズに、光を散乱させる散乱層が設けられ、前記散乱層は、前記凸状の単位レンズの出射側面に沿って延び、前記単位レンズの出射側面を構成し、前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの端部付近における前記散乱層の厚さよりも厚いことを特徴とする。
【０００８】
本発明による光学シートによれば、光源に近い位置における輝度の極端な上昇を抑制するとともに、光源から離れた位置における輝度の極端な低下を抑制することができる。これにより、輝度ムラを低減することができる。
【０００９】
本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さが、前記単位レンズの配列ピッチの１／３以上であるようにしてもよい。このような本発明による光学シートによれば、光源の配置に起因した輝度ムラを効果的に解消することができるとともに、光学シートの集光性を高めることができる。また、このような光学シートは、多層押出成型によって生産可能であり、生産性において優れる。
【００１０】
また、本発明による光学シートにおいて、前記単位レンズは、その断面が楕円である楕円柱の一部分に相当する形状、または、その断面が楕円である回転楕円体の一部分に相当する形状を有し、断面である楕円の長軸はシート面の法線方向に沿っているようにしてもよい。このような本発明による光学シートによれば、単位レンズが円柱の一部分に相当する形状または球体の一部分に相当する形状を有する場合と比較して、光学シートの集光作用の程度を適宜調節することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から前記単位レンズの端部に向けて薄くなっていくようにしてもよい。
【００１２】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられていてもよい。
【００１３】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられ、前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から離間するにしたがって薄くなっていくようにしてもよい。
【００１４】
本発明による第１の面光源装置は、透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、照明光を発光する光源と、上述したいずれかの光学シートと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明による第１の面光源装置において、前記光源は、距離ｄの間隔で並べて配置された発光部を有し、前記光学シートは、前記発光部から間隔ｓ離れた位置に配置されており、前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ２とすると、
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０
の関係が満たされるようにしてもよい。このような本発明による第１の面光源装置によれば、光源に近い位置での輝度が高くなりすぎたり、光源の隣り合う二つの発光部の中間部分に近い位置での輝度が低くなりすぎたりすることを回避することができ、これにより、輝度ムラを効果的に低減することができる。
【００１６】
また、本発明による第１の面光源装置において、前記光学シートが光の進路を主に制御する方向は、使用状態における前記透過型表示部の表示面の上下方向であるようにしてもよい。このような本発明による第１の面光源装置によれば、透過型表示部から垂直方向に広がって出射する光を効果的に集光させることができる。これにより、一般的に理想的とされている、垂直視野角よりも水平視野角が広くなっている表示装置が得られるようになる。
【００１７】
さらに、本発明による第１の面光源装置において、上述したいずれかの光学シートが二つ設けられ、一方の光学シートが光の進路を主に制御する方向と、他方の光学シートが光の進路を主に制御する方向と、は直交しているようにしてもよい。このような本発明による第１の面光源装置によれば、異なる二方向における集光を独立して制御することができる。
【００１８】
さらに、本発明による第１の面光源装置において、前記光源は一方向に直線状に延びる複数の発光部を有し、前記複数の発光部は、その延びる方向と直交する方向に並べて配置されており、前記光学シートの前記単位レンズは、シート面に平行な方向に略同一断面形状を保ったまま延び、前記単位レンズが延びる方向は、前記直線状の発光部が延びる方向と平行であるようにしてもよい。このような本発明による第１の面光源装置によれば、直線状の発光部が並べて配置されることにより生じる輝度ムラを低減するために効果的な配置となり、輝度ムラをさらに効果的に低減することができる。
【００１９】
さらに、本発明による第１の面光源装置において、前記光源は、異なる二方向に沿って並べて配置された点状の発光部を有するようにしてもよい。このような本発明による第１の面光源装置によれば、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）を発光部として含む光源を用いる場合に、輝度ムラを低減する効果を発揮することができる。この場合、ＬＥＤの配列に対応して、例えば直交する二方向において、光の進路を制御することが望ましく、複数枚の光学シートを、その光制御方向が直交するように配置したり、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部分からなる単位レンズを含んだ光学シートを用いたりするとよい。
【００２０】
本発明による第１の透過型表示装置は、透過型表示部と、上述したいずれかの第１の面光源装置と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明による光学部材は、光源を有した面光源装置に組み込まれる光学部材であって、並べて配列された出射側に凸状の複数の単位レンズを有する出射側レンズ部を含む第１光学シートと、並べて配列された複数の単位プリズムを有するプリズム部を含む第２光学シートと、を備え、前記単位レンズに、光を散乱させる散乱層が設けられ、前記散乱層は、前記凸状の単位レンズの出射側面に沿って延び、前記単位レンズの出射側面を構成し、前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの端部付近における前記散乱層の厚さよりも厚く、前記単位プリズムは、その配列方向に沿った断面において、出射側あるいは出射側とは反対側に突出した頂点を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明による光学部材において、前記第２光学シートは第１光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは平行であるようにしてもよい。
【００２３】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第２光学シートは第１光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは直交しているようにしてもよい。
【００２４】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第２光学シートは第１光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側とは反対側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは平行であるようにしてもよい。
【００２５】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第２光学シートは第１光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側とは反対側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは直交しているようにしてもよい。
【００２６】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第１光学シートは第２光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは平行であるようにしてもよい。
【００２７】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第１光学シートは第２光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは直交しているようにしてもよい。
【００２８】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第１光学シートは第２光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側とは反対側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは平行であるようにしてもよい。
【００２９】
あるいは、本発明による光学部材において、前記第１光学シートは第２光学シートよりも出射側に配置され、前記単位プリズムは出射側とは反対側に突出し、前記単位プリズムの配列方向と前記単位レンズの配列方向とは直交しているようにしてもよい。
【００３０】
本発明による光学部材が、前記第１光学シートと第２光学シートとの間に配置された接着層を、さらに備えるようにしてもよい。このような本発明による光学部材において、前記出射側レンズ部の前記単位レンズの頂部および前記プリズム部の前記単位プリズムの頂部の少なくとも一方が、前記接着層に突き刺さり、前記第１光学シートと第２光学シートとが前記接着層を介して固定されているようにしてもよい。
【００３１】
さらに、本発明による光学部材の第１光学シートにおいて、前記単位レンズの頂部付近における前記散乱層の厚さが、前記単位レンズの配列ピッチの１／３以上であるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本発明による光学部材の第１光学シートにおいて、前記単位レンズは、その断面が楕円である楕円柱の一部分に相当する形状、または、その断面が楕円である回転楕円体の一部分に相当する形状を有し、断面である楕円の長軸はシート面の法線方向に沿っているようにしてもよい。
【００３３】
さらに、本発明による光学部材の第１光学シートにおいて、前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から前記単位レンズの端部に向けて薄くなっていくようにしてもよい。
【００３４】
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられていてもよい。
【００３５】
さらに、本発明による光学部材の第１光学シートにおいて、前記散乱層は、前記単位レンズの出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられ、前記散乱層の厚さは、前記単位レンズの頂部から離間するにしたがって薄くなっていくようにしてもよい。
【００３６】
本発明による第２の面光源装置は、透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、照明光を発光する光源と、上述したいずれかの光学部材と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
本発明による第２の面光源装置において、前記光源は、距離ｄの間隔で並べて配置された発光部を有し、前記光学シートは、前記発光部から間隔ｓ離れた位置に配置されており、前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で前記発光部から前記光学シートへ入射し前記光学シートのシート面の法線方向に沿って前記光学シートから出射する光が、前記散乱層内を通過する距離をＬ２とすると、
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０
の関係が満たされるようにしてもよい。
【００３８】
本発明による第２の面光源装置が、前記光学部材の出射側に配置された偏光分離フィルムをさらに備えるようにしてもよい。
【００３９】
本発明による第２の透過型表示装置は、透過型表示部と、上述したいずれかの第２の面光源装置と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態を説明するための図であって、透過型表示装置および面光源装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の面光源装置に組み込まれた光学シートを示す斜視図である。
【図３】図３は、図２のＳ１−Ｓ２線に沿った断面を示す図である。
【図４】図４は、図２に示された光学シートに入射した光の進み方を示す図である。
【図５】図５は、輝度ムラ低減の効果を高めるための条件２を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態を説明するための図であって、透過型表示装置および面光源装置を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成の他の例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態を説明するための図であって、光学部材の構成のさらに他の例を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第２光学シート（プリズムシート）の変形例を示す断面図である。
【図１６】図１６は、第２光学シート（プリズムシート）の作用を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第２光学シート（プリズムシート）の作用を説明するための図である。
【図１８】図１８は、光学部材の変形例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態によれば、輝度ムラを低減し均一な照明を行うという目的を、光学シートの枚数を増加させることなく、達成することができる。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさ便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比を、実物のそれらから変更し誇張して示している。また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を提示するが、これらは、適宜変更することができる。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光学シートを用いた透過型表示装置の第１実施形態を示す図である。本実施形態における透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，光源１３，光学シート１４等を備えている。そして、反射板１２，発光管１３，光学シート１４を備える面光源装置１０ａにより、ＬＣＤパネル１１を背面から照明することによって、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報が表示されるようになっている。
【００４３】
光源１３は、冷陰極管からなる線状の発光部（直線発光管）１３ａを複数有している。例えば、光源１３としての１８本の発光部１３ａが、略２０ｍｍ間隔で等間隔に並べて配列される。出射側レンズ部１４ａは、発光管１３ａの長手方向が水平方向に沿うとともに発光管１３の配列方向が垂直方向に沿うようにして、配置される。ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成された透過型表示部である。一例として、ＬＣＤパネル１１の表示面の大きさを、表示面の対角の長さが３２インチ（７４０ｍｍ×４２０ｍｍ）となるように、設計することができる。このＬＣＤパネル１１は、表示面が横長となるように配置され得る。また、ＬＣＤパネル１１は、例えば解像度１２８０×７６８の表示を行うことができるよう、構成され得る。さらに、発光管１３の背面には反射板１２が設けられている。反射板１２は、表示面の各位置への入射光照度を均一に近付けるように設計されている。そして、光源１３とＬＣＤパネル１１との間に、光学シート１４が設けられている。例えば、光源１３の中心と光学シート１４とは、光学シート１４のシート面の法線方向に２０ｍｍの間隔を空けて配置される。
【００４４】
図２は、光学シート１４を示す斜視図である。光学シート１４は、光源１３の発光部１３ａから出射した光の進行方向を正面方向側へ集光するシートである。光学シート１４によって集光された光は、正面方向を含む所定に角度範囲内においてなだらかな輝度分布を有するようになる。また、光学シート１４は、面内における輝度分布を均一化するようになっている。ここで、正面方向とは、光学シート１４のシート面の法線方向と平行な方向である。
【００４５】
光学シート１４は、出射側面をなす出射側レンズ部１４ａを有している。出射側レンズ部１４ａは、並べて配置された出射側に凸状の複数の単位レンズ１４１を有している。また、単位レンズ１４１の特定の範囲には、単位レンズ１４１の表面形状に沿って、光を散乱させる機能を有した散乱層１４２が形成されている。
【００４６】
本実施形態における光学シート１４の出射側レンズ部１４ａにおいて、複数の単位レンズ１４１は一方向に並べて配列されるとともに、各単位レンズ１４１はその配列方向（前記一方向）に直交する他方向に直線状に延びている。単位レンズ１４１は、楕円柱の一部分に相当する形状を有している。単位レンズ１４１の配列方向に沿った断面において、単位レンズは、その長軸が光学シート１４のシート面の法線方向に沿って延びる楕円の一部分に相当する形状となっている。また、出射側レンズ部１４ａにおける単位レンズ１４１の配列方向は、光源１３の発光部１３ａの配列方向と一致している（図１参照）。なお、ここで「シート面」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合におけるその平面方向と一致する面のことを指す。
【００４７】
図３は、図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で光学シート１４を切断した断面図である。図３に示された出射側レンズ部１４ａをなす単位レンズ１４１の断面形状において、断面楕円形状の長半径Ａを０．８ｍｍとすることができ、断面楕円形状の短半径Ｂを０．２３ｍｍとすることができる。さらに、図示する例において、単位レンズ１４１の配列ピッチＰを０．３ｍｍとすることができる。また、図示する例において、光学シート１４の厚さを０．７ｍｍとすることができる。光学シート１４のうちの後述する散乱層１４２以外の部分は、例えば、屈折率１．５３の透明なＭＳ（メタクリルスチレン：アクリル樹脂とスチレン樹脂との共重合体）材により形成され得る。
【００４８】
単位レンズ１４１の観察側（出射側）の表層内側部分には、散乱層１４２が単位レンズ１４１の凸形状に沿って形成されている。つまり、散乱層１４２は、凸状の単位レンズ１４１の出射側面に沿って延び、単位レンズ１４１の出射側面を構成している。単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の端部付近（隣り合う単位レンズと谷部を形成する部分）における散乱層１４２の厚さよりも厚くなっている。一例として、図示する散乱層１４２において、単位レンズ１４１の頂部付近の層の厚さｔ１を０．１２ｍｍとし、単位レンズ１４１の谷部付近の層の厚さｔ２を０．０８ｍｍとすることができる。なお、ここで、散乱層１４２の厚さは、単位レンズ１４１の表面が曲面になっていることから、測定方向によって異なる値をとるが、本明細書中の記載では、厚さを測定されるべき部位における単位レンズ１４１の表面に直交する仮想直線方向に沿った厚みとする。
【００４９】
本実施の形態において、散乱層１４２は、基部１４２ｂと、基部１４２ｂ中に分散された光拡散粒子１４２ａと、を有している。基部１４２ｂは、単位レンズ１４１の散乱層１４２以外の部分と同じ材料によって構成されてもよいし、単位レンズ１４１の散乱層１４２以外の部分とは異なる材料から構成されてもよい。一例として、基部１４２ｂを、屈折率１．５３のＭＳ材から構成することができる。また、光拡散粒子１４２ａとしては、屈折率１．４９（散乱層１４２のベース材料（屈折率１．５３のＭＳ材）との屈折率差が０．０４）、平均粒径φ＝５μｍのアクリルビーズを用いることができる。例えば、１００重量部の基部１４２ｂに対して、光拡散粒子１４２ａとしてのアクリルビーズを５重量部混合して、散乱層１４２を形成することができる。このような散乱層１４２は、単位レンズ１４１の散乱層１４２以外の部分とともに、二層押出し成型により一体的に形成され得る。
【００５０】
図４は、光学シート１４に対して光源１３側から入射する光の進み方の一例を示す図である。なお、図４では、光拡散粒子１４２ａおよび光拡散粒子１４２ａによる散乱を省略して示しており、散乱層１４２が存在していない場合に光が進む軌跡が示されている。また、図４中には、光源１３の各発光管１３ａから光学シート１４に入射する照明光のうちの代表的な光の進み方が示されている。
【００５１】
光線ＬＡで示した光は、光学シート１４のシート面の法線方向から光学シート１４へ入射（入射角度０°で入射）し、単位レンズ１４１の内面で全反射することなく、進路をそのままに維持して光学シート１４から出射する光、すなわち、光学シート１４のうちの発光管１３に最も近い位置（発光管１３の直上に位置する位置）で光学シート１４に入射して単位レンズ１４１の頂部に向かう光である。このような光は、実際には光学シート１４から出射するときに散乱層１４２で散乱させられる。これにより、光源１３の発光部１３ａ直上の位置（光学シート１４のシート面の法線方向に沿って光源１３の発光部１３ａから観察者側にずれた位置）での輝度が極度に高くなってしまうことを防止することができる。上述したように、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さｔ２よりも厚くなっている。したがって、光線ＬＡのような光は、散乱層１４２内を長い距離に渡って通過する。このため、この光ＬＡは、散乱層１４２によって比較的よく拡散されるようになり、発光部１３ａ直上での輝度を適度に抑えることができる。
【００５２】
一方、光線ＬＢで示した光は、光学シート１４に対して比較的大きな入射角度で入射し、単位レンズ１４１の端部（互いに隣接する単位レンズ１４１により形成される谷部付近）で屈折して略正面方向へ出射する光である。光学シート１４の発光部１３ａからの距離が比較的遠い位置（互いに隣り合う二つの発光部１３ａの中間点付近の直上に位置する位置）へ、光源１３の発光部１３ａから直接入射する光が、このような光路をとりやすい。このような光ＬＢについては、散乱層１４２で散乱させて正面輝度を低下させてしまうことなく、光学シート１４から出射させることが望ましい。上述したように、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さは、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１よりも薄くなっている。すなわち、光線ＬＢのような光は、散乱層１４２の厚さが薄い部分を通過するようになる。このため、このような光ＬＢが散乱される度合いは低く、隣り合う二つの発光部１３ａの中間点付近に対応する位置での輝度が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００５３】
また、光線ＬＣのように、光学シート１４に対して比較的大きな入射角度で入射し、単位レンズ１４１の頂部付近で屈折して出射する光は、正面方向から大きく傾斜した不要な方向へ出射してしまいやすくなる。したがって、このような光は、できるだけ散乱層１４２により散乱させることにより、不要な方向へ出射する成分を減少させるとともに有効な方向へ出射する成分を増加させることが望ましい。上述したように、単位レンズ１４１の散乱層１４２は、単位レンズ１４１の出射側面に沿って延び、単位レンズ１４１の出射側面を構成している。したがって、光線ＬＣのような光は、散乱層１４２内を長い距離に渡って通過する。このため、この光ＬＣは、散乱層１４２によって効果的に拡散されるようになる。したがって、散乱効果によって有効な方向へ出射する光を増加させるとともに、不要な方向へ出射する光を減少させることができる。また、上述したように、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さｔ２よりも厚くなっている。このため、光線ＬＣのような光は、散乱層１４２内を通過しやすくなり、これにより、効果的に散乱させられ得る。
【００５４】
さらに、光線ＬＤのように、単位レンズ１４１の端部（隣り合う二つの単位レンズ１４１により形成される谷部付近）で全反射した後に出射する光は、上述した光線ＬＣと同様に、正面方向から大きく傾斜した不要な方向へ、出射してしまいやすくなる。したがって、このような光についても、できるだけ散乱層１４２により散乱させることにより、不要な方向へ出射する成分を減少させるとともに有効な方向へ出射する成分を増加させることが望ましい。そして、このような光ＬＤも、上述した光ＬＣと同様に、単位レンズ１４１の出射側面の近傍を長い距離にわたって通過する傾向がある。このため、単位レンズ１４１の出射側面に沿って延び単位レンズ１４１の出射側面を構成する散乱層１４２によって、このような光ＬＤを効果的に散乱させることができる。したがって、散乱効果によって有効な方向へ出射する光を増加させるとともに、不要な方向へ出射する光を減少させることができる。また、上述したように、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さｔ２よりも厚くなっている。このため、光線ＬＤのような光は、散乱層１４２内を通過しやすくなり、これにより、効果的に散乱させられ得る。
【００５５】
ところで、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の配列ピッチの１／３以上の寸法であることが望ましい（条件１）。このような条件１を満たす場合には、光源の像（ライトイメージ）を効果的に目立たなくさせることができるとともに、集光性を高めることができる。さらに、この条件１を満たす光学シートは多層押出成型によって生産可能であり、これにより、光学シートの生産性を向上させることができる。なお、上述した例のように、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１を０．１２ｍｍとし、単位レンズ１４１の配列ピッチＰを０．３ｍｍとした場合には、この条件１が満たされる。
【００５６】
図５は、輝度ムラ低減の効果を高める条件２を説明するための図である。光源１３の発光部１３ａが配列ピッチｄで配列され、光学シート１４が光源１３の発光部１３ａの中心から間隔ｓだけ離間して配置されている場合に、散乱層１４２によって輝度ムラの効果的に低減するためには、光学シート１４のシート面の法線方向に沿って発光部１３ａから光学シート１４へ入射し、散乱層１４２の散乱作用がないとの仮定において光学シート１４のシート面の法線方向に沿って光学シート１４から出射する光が、散乱層１４２内を通過する距離をＬ１とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）の角度で発光部１３ａから光学シート１４へ入射し、散乱層１４２の散乱作用がないとの仮定において光学シート１４のシート面の法線方向に沿って光学シート１４から出射する光が、散乱層１４２内を通過する距離をＬ２とすると、式（１）が満たされることが好ましい（条件２）。
Ｌ２×１．２≦Ｌ１≦Ｌ２×２．０・・・式（１）
【００５７】
上述したように、光源１３の発光部１３ａの配列ピッチｄを２０ｍｍとし、光源１３の発光部１３ａの中心から光学シート１４の入射側面までの光学シート１４のシート面の法線方向に沿った距離ｓを２０ｍｍとした場合には、
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｓ）＝ａｒｃｔａｎ（２０／２０）＝４５°、
Ｌ１＝ｔ１＝０．１２ｍｍ、および
Ｌ２≒ｔ２＝０．０８ｍｍ、
となり、条件２が満たされる。
【００５８】
このような条件１および条件２を満足する光学シート１４を面光源装置１０ａに使用した場合には、大きな出射角度で出射してしまう光がなく、半値角３５°に光を収束させることができるとともに、発光管１３による輝度ムラも確認されなかった。
【００５９】
なお、上述した輝度ムラの低減の効果を効果的に得るためには、出射側レンズ部１４ａにおける単位レンズ１４１の配列方向が、光源１３の発光部１３ａの配列方向と一致していることが望ましい。本実施の形態では、図１に示すように、出射側レンズ部１４ａにおける単位レンズ１４１の配列方向が、発光部１３の発光管１３の配列方向と一致している。この結果、直線状の発光管１３ａが並べて配置されたことに起因して生じる輝度ムラを、効果的に低減することができる。
【００６０】
以上のような本実施の形態によれば、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さｔ１は、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さｔ２よりも厚くなっている。したがって、正面方向から大きく傾斜した不要な方向へ出射しようとする光ＬＣ，ＬＤを効果的に散乱させることができる。これにより、当該光の進行方向を正面方向側へ変更させ、不用光を削減して、正面輝度を効果的に上昇させることができる。
【００６１】
なお、散乱された光の一部は、光源１３側に戻される。このような光は、その進行方向を反射板１２によって再び出射側に向けられ、再利用され得る。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、背景技術の欄で参照した特開２００６−２５９１２５号公報に開示された光学シートと比較して、垂直入射光ＬＡを効果的に散乱させることができる。すなわち、光源１３の発光部１３ａの直上（光学シート１４のシート面の法線に沿って発光部１３ａから出射側にずれた位置）における輝度が高くなり過ぎてしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、光源の像（ライトイメージ）を目立たなくさせ、正面輝度の面内分布を効果的に均一化させることができる。このことから、光源に近い位置での照度が高くなりがちな点光源を用いた面光源装置（例えば、ＬＥＤバックライト）に対して、本実施に形態よる光学シート１４を好適に用いることができ、特開２００６−２５９１２５号公報に開示された光学シートと比較して効果的に正面輝度の面内分布を均一化させることができる。
【００６３】
なお、上述した実施の形態において、散乱層１４２の厚さは、単位レンズ１４１の頂部から単位レンズ１４１の端部に向けて薄くなっていくことが好ましい。光が集光された角度範囲内での輝度の角度分布をなだらかに変化させることができるからである。したがって、ここでいう「厚さが薄くなっていく」とは、単位レンズ１４１の頂部から単位レンズ１４１の端部に向けて散乱層１４２の厚さが厚くなっていく箇所がないことを意味する。すなわち、単位レンズ１４１の頂部から単位レンズ１４１の端部に向けて散乱層１４２の厚さが漸次薄くなっていくだけでなく、厚さが一定となる箇所を部分的に含むようにしてもよい。
【００６４】
（第２の実施の形態）
次に、主に図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６５】
図６は、光学シートを用いた透過型表示装置を示す斜視図である。第１の実施の形態における透過型表示装置では、一つの光学シート１４が単独で用いられていたが、第２の実施の形態における透過型表示装置１０では、二つの光学シート１４，１４−２が用いられている。すなわち、第２の実施の形態は、第２の光学シート１４−２がさらに設けられて点において、上述した第１の実施の形態と異なり、他は略同一となっている。したがって、図６において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００６６】
第２の光学シート１４−２は、上述した光学シート１４と同様な光学特性を有した光学シートであり、光学シート１４と同様に構成され得る。すなわち、第２の光学シート１４−２は、出射側面をなす出射側レンズ部１４ａを有するようにしてもよい。出射側レンズ部１４ａは、並べて配置された出射側に凸状の複数の単位レンズ１４１を有し、各単位レンズ１４１に、光を散乱させる散乱層１４２が設けられていてもよい。散乱層１４２は、凸状の単位レンズ１４１の出射側面に沿って延び、単位レンズ１４１の出射側面を構成する。好ましくは、単位レンズ１４１の頂部付近における散乱層１４２の厚さは、単位レンズ１４１の端部付近における散乱層１４２の厚さｔ２よりも厚くなっている。
【００６７】
図６に示すように、第２の光学シート１４−２は、光学シート１４によって光の進路を主に制御する方向と、第２の光学シート１４−２によって進路を主に制御する方向と、が直交するようにして、配置されている。具体的には、第２の光学シート１４−２の単位レンズの配列方向と、光学シート１４の単位レンズの配列方向と、が直交している。
【００６８】
このような第２の実施の形態によれば、各光学シート１４，１４−２における出射側レンズ部を適宜設計することにより、面光源装置１０ａから出射する光の進路を、垂直方向および水平方向の両方向において独立して制御することができる。したがって、第２の実施の形態によれば、光を有効に利用することができるので、正面輝度の高い照明光を得ることができる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
次に、主に図７乃至図１８を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７０】
第３の実施の形態は、多数の単位プリズム１５１を含むプリズム部１５ａを有したプリズムシート（第２光学シート）１５がさらに設けられた点において、上述した第１の実施の形態と異なり、他は略同一となっている。したがって、図７乃至図１８において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００７１】
まず、プリズムシート（第２光学シート）１５の構成および作用について説明する。図７乃至図１８に示されているように、プリズムシート１５は、並べて配列された複数の単位プリズム１５１を有するプリズム部１５ａを含んでいる。図７乃至図１８に示された本実施の形態におけるプリズムシート１５のプリズム部１５ａにおいて、複数の単位プリズム１５１は一方向に並べて配列されるとともに、各単位プリズム１５１はその配列方向（前記一方向）に直交する他方向に直線状に延びている。各単位プリズム１５１は、その配列方向に沿った断面において頂点１５１ａを有している。単位プリズム１５１は、典型的には、その配列方向に沿った断面（主切断面）において三角形形状を有している。なお、ここでいう「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状、すなわち、三角形の頂点に丸みが設けられている形状や、三角形の頭部を切断した形状（截頭三角形）等を含む。
【００７２】
また、単位プリズム１５１の断面形状は、三角形形状である必要はなく、諸特性付与等の目的で、三角形形状に変調、変形を加えた形状であってもよい。例えば、光学機能を適宜調整する為に単位プリズム１５１の断面形状が、図１５に示すように三角形のいずれか一以上の辺が折れ曲がった（屈曲した）形状、三角形のいずれか一以上の辺が湾曲した形状、三角形のいずれか一以上の辺に微小凹凸を付与した形状であってもよい。さらには、単位プリズム１５１の断面形状が、三角形形状以外の形状、例えば台形等の種々の形状を有するようにしてもよいし、上記三角形と三角形以外の形状とを適宜混合（例えば、交互に配列）させたものであってもよい。
【００７３】
なお、このようなプリズムシート（第２光学シート）１５は、例えば、ポリカーボネイト樹脂やアクリルスチレン樹脂等の光透過性の高い樹脂から形成され得る。
【００７４】
図７乃至図１４に示すように、このようなプリズムシート（第２光学シート）１５は、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにして、あるいは、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにして、配置される。まず、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにしてプリズムシート１５が配置された場合における、プリズムシート１５（プリズム部１５ａ）の作用について、主に図１６を参照して説明する。
【００７５】
図１６に示すように、出射側に突出する単位プリズム１５１は、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して大きく傾斜していない光Ｌ１Ａを全反射させて光源１３側に戻す。なお、全反射した光の一部は、光源１３側に戻される。このような光は、その進行方向を反射板１２によって再び出射側に向けられ、再利用され得る。また、出射側に突出する単位プリズム１５１は、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して大きく傾斜した光Ｌ１Ｂを屈折させ、当該光Ｌ１Ｂの進行方向を正面方向側へ絞り込む。すなわち、光源１３の発光部１３ａの直上（プリズムシート１５のシート面の法線に沿って発光部１３ａから出射側にずれた位置）での正面輝度が高くなり過ぎることを抑制するとともに、光源１３の隣り合う二つの発光部１３ａの中間点付近の直上（プリズムシート１５のシート面の法線に沿って光源１３の隣り合う二つの発光部１３ａの中間点から出射側にずれた位置付近）での正面輝度を効果的に上昇させることができる。また、プリズムシート１５の出射側とは反対側の面が、平坦面となっている場合には、プリズムシートへの入射光を、この面で屈折させて正面方向へ絞り込むことも可能となる。これらの結果、正面輝度の面内分布を効果的に均一化させることができる。
【００７６】
なお、このようなプリズムシート１５（プリズム部１５ａ）の作用を効果的に発現させるためには、全反射面および屈折面として作用する単位プリズム１５１の斜面は、４０°以上５５°以下の傾斜角度θ１ａ（図１６参照）、より好ましくは、４５°の傾斜角度θ１ａで、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して傾斜していることが望ましい。したがって、単位プリズム１５１が、その配列方向に沿った断面において二等辺三角形状となっている場合（図１６参照）には、頂角の角度θ１ｂは、８０°以上１１０°以下であることが好ましく、９０°であればさらに好ましい。
【００７７】
次に、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにしてプリズムシート１５が配置された場合における、プリズムシート１５（プリズム部１５ａ）の作用について、主に図１７を参照して説明する。
【００７８】
出射側とは反対側に突出する単位プリズム１５１は、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して大きく傾斜していない光を、屈折により進路方向を変更させて、プリズムシート１５に入射させる。一方、図１７に示すように、出射側とは反対側に突出する単位プリズム１５１は、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して大きく傾斜した光Ｌ２Ａを全反射させ、当該光Ｌ２Ａの進行方向を正面方向側へ大きく変更させる。単位プリズム１５１がその配列方向に沿った断面において三角形形状を有する場合には、断面三角形の一方の辺に対応する面が光源１３からの光を入射させる入射面として機能し、断面三角形の他方の辺に対応する面が入射光を全反射させる全反射面として機能する。すなわち、光源１３の発光部１３ａの直上（プリズムシート１５のシート面の法線に沿って発光部１３ａから出射側にずれた位置）での正面輝度が高くなり過ぎることを抑制するとともに、光源１３の隣り合う二つの発光部１３ａの中間点付近の直上（プリズムシート１５のシート面の法線に沿って光源１３の隣り合う二つの発光部１３ａの中間点付近から出射側にずれた位置付近）での正面輝度を効果的に上昇させることができる。この結果、正面輝度の面内分布を効果的に均一化させることができる。
【００７９】
なお、このようなプリズムシート１５（プリズム部１５ａ）の作用を効果的に発現させるためには、全反射面として作用する単位プリズム１５１の斜面は、２０°以上３５°以下の傾斜角度θ２ａ（図１７参照）で、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して傾斜していることが望ましい。したがって、単位プリズム１５１が、その配列方向に沿った断面において二等辺三角形状となっている場合には、頂点の角度θ２ｂ（図１７参照）は、４０°以上７０°以下であることが好ましい。
【００８０】
次に、以上のようなプリズムシート１５（第２光学シート）を上述した光学シート（第１光学シート）１４と組み合わせてなる光学部材２０の具体例について、主に図７乃至図１４を参照して説明する。以下に説明する光学部材２０は、面光源装置１０ａに組み込まれ、正面輝度の面内分布が均一化させられるとともに、正面輝度が十分に高い照明を可能にする。
【００８１】
図７に示す光学部材２０において、第２光学シート（プリズムシート）１５は第１光学シート１４よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は平行になっている。この光学部材においては、第１光学シート１４において正面方向へ絞り込まれた光を、第２光学シート１５の単位プリズム１５１で全反射して第１光学シート１４側へ再び戻してしまうことを抑制するため、単位プリズム１５１の斜面は、プリズムシート１５のシート面の法線方向に対して比較的に大きく傾斜していることが好ましい。具体的には、単位プリズム１５１の斜面が４５°以上の傾斜角度でプリズムシート１５のシート面の法線方向に対して傾斜していることが好ましい。したがって、単位プリズム１５１が、その配列方向に沿った断面において二等辺三角形状となっている場合には、頂点の角度は、９０°以上であることが好ましい。
【００８２】
図８に示す光学部材２０において、第２光学シート（プリズムシート）１５は第１光学シート１４よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は直交している。
【００８３】
図９に示す光学部材２０において、第２光学シート（プリズムシート）１５は第１光学シート１４よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は平行になっている。
【００８４】
図１０に示す光学部材２０において、第２光学シート（プリズムシート）１５は第１光学シート１４よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は直交している。
【００８５】
図１１に示す光学部材２０において、第１光学シート１４は第２光学シート（プリズムシート）１５よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は平行になっている。
【００８６】
図１２に示す光学部材２０において、第１光学シート１４は第２光学シート（プリズムシート）１５よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は直交している。
【００８７】
図１３に示す光学部材２０において、第１光学シート１４は第２光学シート（プリズムシート）１５よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は平行になっている。
【００８８】
図１４に示す光学部材２０において、第１光学シート１４は第２光学シート（プリズムシート）１５よりも出射側に配置されている。第２光学シート（プリズムシート）１５は、単位プリズム１５１が出射側とは反対側に突出するようにして、配置されている。また、単位プリズム１５１の配列方向と、単位レンズ１４１の配列方向と、は直交している。
【００８９】
以上のような光学部材２０を、例えば図１における光学シートの代わりに配置することにより、面光源装置１０ａおよび透過型表示装置１０が得られる。
【００９０】
また、光学部材２０において、第１光学シート１４と第２光学シート１５とが互いに固定されていることが好ましい。例えば、図１８に示すように、第１光学シート１４と第２光学シート１５との間に、第１光学シート１４と第２光学シート１５とを互いに固定するための接着層１６がさらに設けられていてもよい。このような光学部材２０によれば、一つの部材として光学部材２０を面光源装置１０ａに組み込むことによって、第１光学シート１４および第２光学シート１５を、互いに対して正確に位置決めされた状態で、同時に、しかも、容易かつ迅速に面光源装置１０ａへ組み込むことができる。また、第１光学シート１４および第２光学シート１５の間に異物が混入してしまうことを防止することもできる。さらに、光学部材２０が透過型表示装置１０、とりわけ大型の液晶表示装置に組み込まれて使用されている間に、温度や湿度等の環境の変化にともなって反り又は撓むことにより第１光学シート１４および第２光学シート１５の相対位置がずれてしまうこと、を防止することができる。
【００９１】
とりわけ、図１８に示すように、出射側レンズ部１４ａの単位レンズ１４１の頂部およびプリズム部１５ａの単位プリズム１５１の頂部の少なくとも一方が、接着層１６に突き刺さり、第１光学シート１４と第２光学シート１５とが接着層１６を介して互いに固定されていることが好ましい。このような光学部材２０においては、単位レンズ１４１および単位プリズム１５１の突出高さに対して接着層１６の厚みを十分薄くしておくことにより、単位レンズ１４１および単位プリズム１５１がその頂部付近のみにおいて接着層１６に突き刺さるようにすることができる。この場合、頂部付近以外において、単位レンズ１４１および単位プリズム１５１と、周囲雰囲気（典型的には空気）と、の界面を維持することができる。したがって、出射側レンズ部１４ａおよびプリズム部１５ａの光学的機能を維持したまま、極めて容易に、第１光学シート１４と第２光学シート１５とを互いに接着固定することができる。
【００９２】
なお、図１８に示す例は、図８に示された光学部材２０の第１光学シート１４と第２光学シート１５とを、接着層１６によって固定している。この例では、第２光学シート１５の出射側とは反対側の平坦面と、第１光学シート１４の出射側レンズ部１４ａと、の間に接着層１６が配置され、出射側レンズ部１４ａの単位レンズ１４１の頂部が接着層１６に当接している。そして、第１光学シート１４と第２光学シート１５とが、接着層１６を介し、互いに固定されている。同様にして、図７に示された光学部材２０の第１光学シート１４と第２光学シート１５とを、接着層１６を介し、互いに固定することができる。
【００９３】
また、図１１および図１２に示された光学部材２０の第１光学シート１４と第２光学シート１５との間に接着層１６を設けた場合、プリズム部１５ａの単位プリズム１５１の頂部を接着層１６に突き刺し、第１光学シート１４の出射側とは反対側の平坦面と、第２光学シート１５のプリズム部１５ａと、を接着層１６によって固定することができる。この結果、第１光学シート１４と第２光学シート１５とは、接着層１６を介し、互いに固定されるようになる。
【００９４】
さらに、図９および図１０に示された光学部材２０の第１光学シート１４と第２光学シート１５との間に接着層１６を設けた場合、出射側レンズ部１４ａの単位レンズ１４１の頂部を接着層１６に突き刺すとともに、プリズム部１５ａの単位レンズ１５１の頂部を接着層１６に突き刺し、第１光学シート１４の出射側レンズ部１４ａと、第２光学シート１５のプリズム部１５ａと、を接着層１６によって固定することができる。この結果、第１光学シート１４と第２光学シート１５とは、接着層１６を介し、互いに固定されるようになる。
【００９５】
接着層１６は、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等の光透過性の高い樹脂から形成され得る。また、「接着層」には、粘着層が含まれる。
【００９６】
ところで、図１８に示す例においては、光学部材２０の出射側に、偏光分離フィルム（偏光分離シート）１８がさらに設けられている。このように偏光分離フィルム１８がさらに設けられた光学部材２０（面光源装置１０ａ、透過型表示装置１０）によれば、輝度を向上させることができる。また、図示していないが、偏光分離フィルム１８と光学部材２０との間にも、上述した接着層１８を設けることができる。この場合、出射側レンズ部１４ａまたはプリズム部１５ａの光学的機能を維持したまま（図１８に示す例においては、光学部材２０の最出射側に配置されたプリズム部１５ａの光学的機能を維持したまま）、光学部材２０と偏光分離フィルタ１８とを互いに接着固定することができる。
【００９７】
なお、これまで光源１３が光学シート１４およびプリズムシート１５に対向する位置に配置されている、言い換えると、光学シート１４およびプリズムシート１５の出射側とは反対側に光源１３が配置されている例を説明してきたが、これに限られない。光学シート１４およびプリズムシート１５が、そのシート面の法線に対して傾斜した光の進行方向を正面方向側へ効果的に絞り込むことができることから、光学シート１４およびプリズムシート１５を、例えばエッジライト型（サイドライト型あるいはサイドエッジ型等とも呼ばれる）の面光源装置に適用することも可能である。とりわけ、図１３および図１４に示された光学部材２０については、単位プリズム１５１によって、極めて大きな入射角度で入射する光をも正面方向へ有効に絞り込むことができるため、エッジライト型の面光源装置に対して好適に用いられ得る。あるいは、電場発光（ＥＬ）型の面光源装置に用いることもできる。
【００９８】
また、図７乃至図１４に示す光学部材２０に組み込まれた光学シート１４において、散乱層１４２は、単位レンズ１４１の出射側面の一部分のみを構成するようにして、設けられている。図示された例において、散乱層１４２は、単位レンズ１４１の頂部を中心として両端部へ向けて延びている。そして、散乱層１４２は単位レンズ１４１の端部にはもうけられておらず、単位レンズ１４１の端部における散乱層１４２の厚さは０であるといえる。また、図示された例において、散乱層１４２の厚さは、単位レンズ１４１の頂部から離間するにしたがって薄くなっていく。
【００９９】
さらに、図７乃至図１４に示した光学部材２０において、出射側レンズ部１４ａの単位レンズ１４１の配列方向と、プリズム部１５ａの単位プリズム１５１の配列方向と、が平行となるように又は直交するようにして、光学シート１４およびプリズムシート１５が配置される例を示したが、これに限られない。出射側レンズ部１４ａの単位レンズ１４１の配列方向と、プリズム部１５ａの単位プリズム１５１の配列方向と、が９０°以外の角度で傾斜するようにして、光学シート１４およびプリズムシート１５が配置されるようにしてもよい。
【０１００】
さらに、プリズムシート（第２光学シート）１５のプリズム部１５ａが設けられていない側の面が、微細な凹凸を含むマット面として形成されていてもよい。この場合、プリズムシート（第２光学シート）１５の拡散機能が増強され、光源１３の発光部１３ａの像（ライトイメージ）を効果的に目立たなくさせることができる。また、マット面以外の方法により、例えば、光拡散粒子をプリズムシート（第２光学シート）１５内に分散させることにより、プリズムシート（第２光学シート）１５に拡散機能を付与してもよい。同様に、光学シート１４に拡散機能を付与してもよい。
【０１０１】
（変形例）
以上に説明した実施の形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
【０１０２】
例えば、上述した各実施の形態において、単位レンズ１４１の形状は、長軸がシート面に対して直交して連続する楕円筒の一部である例を示したが、これに限らず、例えば、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部としてもよい。
【０１０３】
また、上述した各実施の形態において、光源１３が複数の線状の発光部１３ａ（直線発光管）を有する例を示したが、これに限られず、例えば、光源１３が、複数の点状の発光部１３ａを有するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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