(57)【要約】【課題】画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる拡散シート、面光源装置、透過型表示装置を提供する。【解決手段】  高さの低い単位レンズ１４１ａと、高さの高い単位レンズ１４１ｂとを並べたものを１組として、これを規則的に並べて配置して拡散シート１４を形成する。この拡散シート１４をＬＣＤパネル１１と陰極線管１３との間に設ける。また、断面形状が略台形形状である単位形状１２１をシート面方向に複数並べて陰極線管１３側に配置した収束シート１２を設け、陰極線管１３からの照明光を拡散して均一な照明とすると共に、収束させてバックライトとしての光の利用効率を高くする。【選択図】図１
2006053507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直下型の面光源装置に設けられ、光源から出射した光を拡散して均一化する拡散シートであって、
長軸がシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部である２種類以上の単位レンズが規則的に配置された拡散レンズアレイが少なくとも出射側に形成されていること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項２】
請求項１に記載の拡散シートにおいて、
前記拡散レンズアレイは、高さの異なる２種類の単位レンズを並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、
前記２種類の単位レンズの内、高さが高い単位レンズの高さをＨ、高さが高い単位レンズの幅をＷ、前記拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、
ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））
を満足すること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項３】
請求項１に記載の拡散シートにおいて、
前記拡散レンズアレイは、高さの異なる２種類の単位レンズを並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、
前記２種類の単位レンズの内、高さが低い単位レンズの高さをＨ２、高さが低い単位レンズの幅をＷ２、前記拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、
ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＞ａｒｃｔａｎ（１／（２Ｈ２／Ｗ２））
を満足すること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、
前記拡散レンズアレイは、高さの異なる２種類以上の単位レンズを並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、
前記単位レンズの形状及び屈折率は、シート面に対して垂直に入射して前記単位レンズの内で最も高さの低い単位レンズのレンズ面に最初に到達する光がそのレンズ面により全反射した後に到達するレンズ面において屈折して前記最も高さの低い単位レンズから出射する光の少なくとも一部は、最も高さの高い単位レンズに入射することができる形状及び屈折率となっていること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項５】
請求項４に記載の拡散シートにおいて、
前記最も高さの低い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以上の長さを有していること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の拡散シートにおいて、
前記最も高さの高い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以下の長さであること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、
前記拡散レンズアレイを形成する単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、
入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有すること、
を特徴とする拡散シート。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、
２層以上の異なる層を有しており、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いこと、
を特徴とする拡散シート。
【請求項１０】
透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
複数の光源を並列に並べた光源部と、
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の拡散シートと、
を備える面光源装置。
【請求項１１】
透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
複数の光源を並列に並べた光源部と、
前記光源部から出射した直後に設けられた請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の拡散シートと、
を備える面光源装置。
【請求項１２】
透過型表示部と、
請求項１０又は請求項１１に記載の面光源装置と、
を備える透過型表示装置。
【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拡散シート、面光源装置、及び、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】
透過型の液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源として各種方式の面光源装置が提案、実用化している。面光源装置には、主として、面光源でない光源を面光源に変換する方式によりエッジライト型と直下型とがある。
例えば、直下型では、背面より並列の陰極線管（発光管）を用いて光を導入するようになっており、陰極線管とＬＣＤパネル等のライトバルブとの距離を適度に空け、その間に拡散板を用い、それに、光を収束させるシートを複数組み合わせて使用していた。
このような従来の方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割に収束特性が不十分であり、それを補う為に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。
【０００３】
しかし、この方式では、光の利用効率が低下する上、ＬＣＤパネルの構成も複雑となり、コスト増の要因になるという問題があった。
特に、直下型では、陰極線管に近接した部分であるか否か（陰極線管に至近の位置であるか、並列に並んだ陰極線管の間隙部分に至近の位置であるか）によって光強度（輝度）にムラが発生し易い。これを抑えるために陰極線管とＬＤＣとの間隔を大きく取ってしまうとディスプレイの厚さが厚くなってしまうという問題があった。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、光の使用量が低減してしまうという問題があった。
【０００４】
例えば、特許文献１及び２に記載の面光源装置では、遮光部分（ライティングカーテン，遮光ドット層）を設けることで均一性を維持しているが、この手法では、上述のように光の使用量が減少してしまっていた。
また、両面にレンチキュラーレンズを設けたシートを使用する方式も例えば、特許文献３で報告されているが、これは、２方向の拡散制御を行うための構成で、光を収束する機能はない。従って、陰極線管との位置関係によってＬＣＤの場所毎に光軸がばらつくことにより、画面を観察する位置によって明るさのムラが発生したりするという問題もあった。
【０００５】
さらに、特許文献４には、垂直入射光に対して主に屈折透過させるプリズムと、主に一度全反射させた後、透過させるプリズムとの組合せについて説明がなされている。この特許文献４に記載の手法では、シートに垂直に入射する光は、屈折の場合も全反射の場合も略全ての光を出射面へ出射させようとしている。しかし、特許文献４の形態では、一旦全反射してから出射する光は、比較的大きな角度で出射することから、より広い範囲に出射光が広がってしまい、出射光を必要な出射角度範囲内に集光したい場合には、用いることができないという問題があった。
【特許文献１】特開平０５−１１９７０３号公報
【特許文献２】特開平１１−２４２２１９号公報
【特許文献３】特開平０６−３４７６１３号公報
【特許文献４】特表２００２−５３５６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる拡散シート、面光源装置、透過型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】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、直下型の面光源装置に設けられ、光源から出射した光を拡散して均一化する拡散シート（１４）であって、長軸がシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する回転楕円体の一部である２種類以上の単位レンズ（１４１ａ，１４１ｂ）が規則的に配置された拡散レンズアレイ（１４１）が少なくとも出射側に形成されていること、を特徴とする拡散シートである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の拡散シートにおいて、前記拡散レンズアレイ（１４１）は、高さの異なる２種類の単位レンズ（１４１ａ，１４１ｂ）を並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、前記２種類の単位レンズの内、高さが高い単位レンズの高さをＨ、高さが高い単位レンズの幅をＷ、前記拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））を満足すること、を特徴とする拡散シート（１４）である。
請求項３の発明は、請求項１に記載の拡散シートにおいて、前記拡散レンズアレイ（１４１）は、高さの異なる２種類の単位レンズ（１４１ａ，１４１ｂ）を並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、前記２種類の単位レンズの内、高さが低い単位レンズの高さをＨ２、高さが低い単位レンズの幅をＷ２、前記拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＞ａｒｃｔａｎ（１／（２Ｈ２／Ｗ２））を満足すること、を特徴とする拡散シート（１４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、前記拡散レンズアレイ（１４１）は、高さの異なる２種類以上の単位レンズ（１４１ａ，１４１ｂ）を並べて組み合わせたものが繰返して配置されており、前記単位レンズの形状及び屈折率は、シート面に対して垂直に入射して前記単位レンズの内で最も高さの低い単位レンズ（１４１ａ）のレンズ面に最初に到達する光がそのレンズ面により全反射した後に到達するレンズ面において屈折して前記最も高さの低い単位レンズから出射する光の少なくとも一部は、最も高さの高い単位レンズ（１４１ｂ）に入射することができる形状及び屈折率となっていること、を特徴とする拡散シート（１４）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の拡散シートにおいて、前記最も高さの低い単位レンズ（１４１ａ）の長軸が短軸に対して２．５倍以上の長さを有していること、を特徴とする拡散シート（１４）である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の拡散シートにおいて、前記最も高さの高い単位レンズ（１４１ｂ）の長軸が短軸に対して２．５倍以下の長さであること、を特徴とする拡散シート（１４）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、前記拡散レンズアレイ（１４１）を形成する単位レンズ（１４１ａ，１４１ｂ）の間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、を特徴とする拡散シートである。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有すること、を特徴とする拡散シートである。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の拡散シートにおいて、２層以上の異なる層を有しており、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いこと、を特徴とする拡散シートである。
【０００９】
請求項１０の発明は、透過型表示部（１１）を背面から照明する面光源装置であって、複数の光源（１３）を並列に並べた光源部と、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の拡散シート（１４）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５）である。
請求項１１の発明は、透過型表示部（１１）を背面から照明する面光源装置であって、複数の光源（１３）を並列に並べた光源部と、前記光源部から出射した直後に設けられた請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の拡散シート（１４）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５）である。
【００１０】
請求項１２の発明は、透過型表示部（１１）と、請求項１０又は請求項１１に記載の面光源装置（１２，１３，１４，１５）と、を備える透過型表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）２種類以上の単位レンズが規則的に配置された拡散レンズアレイが少なくとも出射側に形成されているので、入射角に対しての輝度特性を複数持たせることができ、様々な方向へ拡散することができるので、ムラを低減する効果が高くなり、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる。
【００１２】
（２）高さが高い単位レンズの高さをＨ、高さが高い単位レンズの幅をＷ、拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））を満足するので、出射角度の大きな方向へ出射することを防ぎ、斜め方向から観察した場合であっても、管ムラが生じることなく、かつ、光の利用効率を高めることができる。
【００１３】
（３）２種類の単位レンズの内、高さが低い単位レンズの高さをＨ２、高さが低い単位レンズの幅をＷ２、拡散レンズアレイの屈折率をＮとしたときに、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（２Ｈ２／Ｗ２））を満足するので、出射角度の大きな方向へ出射することを防ぎ、斜め方向から観察した場合であっても、管ムラが生じることなく、かつ、光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
（４）単位レンズの形状及び屈折率は、シート面に対して垂直に入射して単位レンズの内で最も高さの低い単位レンズのレンズ面に最初に到達する光がそのレンズ面により全反射した後に到達するレンズ面において屈折して最も高さの低い単位レンズから出射する光の少なくとも一部は、最も高さの高い単位レンズに入射することができる形状及び屈折率となっているので、不要な方向へ広がる光を抑え、必要な出射角度範囲内に集中的に光を出射することができる。
【００１５】
（５）最も高さの低い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以上の長さを有しているので、高さの低い単位レンズから、大きな出射角度方向に出射する光が、隣接する高さの高い単位レンズに当たるようにすることができる。
【００１６】
（６）最も高さの高い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以下の長さであるので、高さの低い単位レンズから、大きな出射角度方向に出射する光が、隣接する高さの高い単位レンズに当たるようにすることができる。
【００１７】
（７）拡散レンズアレイを形成する単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されているので、拡散レンズアレイの単位レンズの形状のみでは不十分となる入射角度が０度付近の入射光の透過率を高めながら、適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束させる作用を与えることができる。また、金型の強度を高めることもできる。
【００１８】
（８）入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有するので、拡散特性をより高くすることができる。
【００１９】
（９）２層以上の異なる層を有しており、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いので、陰極線管の点灯による発熱により光源側から乾燥しても、出射側へ凸とならず、他の光学シートと部分的に密着する部分がムラとして観察されてしまうことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ムラのない均一な照明をするという目的を、光学シートの枚数を増加することなく実現した。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明による透過型表示装置の実施例を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
本実施例における透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，収束シート１２，陰極線管１３，拡散シート１４，反射型偏光性シート１５等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を収束シート１２，陰極線管１３，拡散シート１４，反射型偏光性シート１５を備える面光源装置により背面から照明する透過型液晶表示装置である。
【００２２】
ＬＣＤパネル１１は、所謂透過型の液晶表示素子により形成されたライトバルブであって、３０インチサイズ、８００×６００ドットの表示を行うことができる。陰極線管１３の長手方向に沿った方向が、水平方向として使用され、陰極線管１３が並ぶ方向が、垂直方向として使用される。
陰極線管１３は、バックライトの光源部を形成する線光源の発光管であり、本実施例では、略７５ｍｍ間隔で等間隔に６本が並列に並べられている。
陰極線管１３の背面には、不図示の反射板を設けており、その設計により画面各部位への入射光照度を均一に近づけるようにしている。
また、陰極線管１３と収束シート１２との間には、拡散シート１４が設けられている。拡散シート１４を設けることにより、陰極線管１３に至近の位置であるか否かによる画面上における輝度のムラは、殆ど解消された状態となり、収束シート１２へ到達することとなる。
【００２３】
図２は、拡散シート１４を示す斜視図である。
拡散シート１４は、陰極線管１３から出射した光を拡散して均一化するシートであり、出射側に光を拡散して出射する拡散レンズアレイ１４１が形成されている。拡散レンズアレイ１４１は、２種類の単位レンズ１４１ａ，１４１ｂが平行に多数並べて規則的に配置されている。
拡散レンズアレイ１４１の並ぶ方向は、陰極線管１３の並ぶ方向と一致している（図１参照）。
【００２４】
図３は、拡散シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。
単位レンズ１４１ａは、図３に示した断面において、長半径が０．１５ｍｍ、短半径が０．０５ｍｍの楕円となっており、出光側へ突出する高さ（平坦部１４１ｃからの高さ）が０．１ｍｍとなっている。
単位レンズ１４１ｂは、図３に示した断面において、長半径が０．２２ｍｍ、短半径が０．１４ｍｍの楕円となっており、出光側へ突出する高さ（平坦部１４１ｃからの高さ）が０．１２ｍｍとなっている。
本実施例では、高さの低い単位レンズ１４１ａの楕円の長軸の長さは、短軸の長さの３倍であり、高さの高い単位レンズ１４１ｂの楕円の長軸の長さは、短軸の長さの１．５７倍となっている。
そして、単位レンズ１４１ａと単位レンズ１４１ｂとは、それぞれの長軸の間隔が０．２ｍｍとなって長軸が拡散シート１４のシート面に対して直交しおり、この組合せを１組として、ピッチ０．４ｍｍ間隔で平行に並べて配置されている。単位レンズ１４１ａと単位レンズ１４１ｂとの間には、平坦部１４１ｃが設けられている。
【００２５】
この平坦部１４１ｃとして、２μｍから５０μｍ程度の幅の平坦部を設けることにより、金型の強度を高め、金型の変形を防止することができる。なお、この平端部の最適な幅は、単位レンズ１４１ａ，単位レンズ１４１ｂの並ぶピッチによって変化する。
また、平坦部１４１ｃの代わりに、ＬＣＤパネル１１側に凹となる凹形状、微細凹凸形状を設けてもよい。凹形状を設けると、その部分に入射角度が０度付近で入射する入射光に対して適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束させる作用を与えることができる。本実施例の単位レンズ１４１ａ，１４１ｂでは、入射角度が３０度から５０度の範囲の入射光に対しての補正効果を高める設計であることから、単位レンズ１４１ａ，１４１ｂの形状のみでは、入射角度が０度付近の入射光の透過率が低下してしまうが、この凹形状を設けることにより、入射角度が０度付近の入射光の透過率を高めながらも、適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束することができる。
また、拡散シート１４の厚さは、２ｍｍであり、屈折率Ｎ＝１．５５のＭＳ樹脂（アクリルスチレン共重合物）により形成されている。
【００２６】
図４は、拡散シート１４に入射した光の典型的な軌跡を示した図である。
図４から明らかなように、拡散シート１４に対して小さい入射角度で入射する光線は、その多くが光源側へ戻され、大きい入射角度で入射する光線については、光源側に戻されることなく出射することができる。拡散シート１４がこのような作用を有しているので、拡散シート１４を通過する陰極線管１３が発光した照明光は、陰極線管１３に近接した位置では、入射角度が小さいので、陰極線１３側へ戻される割合が多く、陰極線管１３から離れる（並列した陰極線管１３の間隙部分に近づく）に従い、出射する割合が多くなる。よって、拡散シート１４から出射する照明光は、均一化されることとなる。
【００２７】
先に述べたように、高さの高い方の単位レンズ１４１ｂの高さＨは、０．１２ｍｍであり、その幅Ｗは、０．２５ｍｍであるから、これらの値は、以下の式（１）を満足している。
ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））  ・・・式（１）
この式（１）は、レンズ谷の端から高さの１０％の位置で全反射した光がレンズ頂部で全反射するか否かを判断する式である。
図５は、本実施例における拡散シート１４における光の進み方を比較例と比べて示した図である。図５（ａ）は、本実施例の場合を示し、図５（ｂ）は、比較例として、上記式（１）を満たさない形状のみからなる拡散シートの場合を示している。
レンズ頂部には、色々な方向から光が到達するが、拡散レンズアレイ１４１の単位レンズ間の谷部において、ある一定方向から来た光が全反射し頂部から出射すると、斜め方向へ進んでしまう（図５（ｂ）中の光線Ｌ４参照）ので、斜めから観察したときにムラに見えてしまう。式（１）を満足することにより、図５（ａ）中の光線Ｌ１のように、小さな出射角度で出射することができ、斜めから観察したときに上述のムラが観察されないようにすることができるとともに、光の利用効率を高めることができる。
【００２８】
先に述べたように、本実施例では、高さの低い単位レンズ１４１ａの楕円の長軸の長さは、短軸の長さの３倍であり、高さの高い単位レンズ１４１ｂの楕円の長軸の長さは、短軸の長さの１．５７倍となっている。単位レンズ１４１ａ，１４１ｂの形状をこのような形状としたことにより、高さの低い単位レンズ１４１ａから、大きな出射角度方向に光が出射したとしても、隣接する高さの高い単位レンズ１４１ｂに当たるので（図５（ａ）中の光線Ｌ２参照）、大きな出射角度方向に光が出射してしまうことを防止することができる。
なお、高さの低い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以上の長さを有し、高さの高い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍以下の長さを有していることが望ましい。この関係を満たすことにより、高さの低い単位レンズから、大きな出射角度方向に出射する光が、隣接する高さの高い単位レンズに当たるようにすることができる。
【００２９】
単位レンズ１４１ａ，１４１ｂの楕円の長軸の長さと短軸の長さの比については、２．５以下であると、入射角度０°の入射光に対して１回全反射した後出射する光がなくなる。また、この比が２．５以上の場合には、入射角度０°の入射光に対して１回全反射した後出射する光が存在し、大きな出射角度となる方向から見た場合にムラが生じる。
しかし、高さの低い単位レンズ１４１ａであれば、ムラの原因となるはずの出射光が高さの高い単位レンズ１４１ｂに遮られるのでムラの原因とならない。
また、長軸の長さと短軸の長さの比を大きくすることは、大きな入射角度で入射する光の収束性をよくするためには有効である。
そこで、本実施例では、上述のように長軸の長さと短軸の長さの比を規定し、高さの低い単位レンズ１４１ａは、大きな入射角度の光に対しても収束できるように縦長の形状とし、高さの高い単位レンズ１４１ｂは、ムラが発生しないようにあまり縦長になり過ぎないようにしている。
【００３０】
また、上述の高さの低い単位レンズについて、長軸は短軸に対して１０倍以上の長さとなってしまうと、斜面が直線に近くなってしまい、輝度の変化が大きくなりすぎてしまう。したがって、高さの低い単位レンズの長軸が短軸に対して２．５倍〜１０倍の範囲であることが、最も望ましい。さらに、上述の高さの高い単位レンズについて、長軸が短軸に対して１倍以下となってしまうと、十分な光軸補正効果を得ることができなくなってしまう。したがって、高さの高い単位レンズの長軸が短軸に対して１倍〜２．５倍の範囲であることが、最も望ましい。
さらに、本実施例では、形状の異なる単位レンズ１４１ａ，１４１ｂを並べて配置したので、入射角に対しての輝度特性を複数持たせることができ、様々な方向へ拡散することができる。したがって、拡散シート１４は、ムラを低減することができ、いずれの角度に対しても一定の輝度分布を維持できるような汎用性のあるシートとなっている。
【００３１】
ここで、背景技術として説明した特許文献４と本実施例に示した発明との差異について説明する。
図７は、特許文献４に記載されている光学シートと本発明による拡散シートとを比較する図である。
図７（ａ）は、特許文献４に記載されている光学シートを示し、図７（ｂ）は、本発明による拡散シートを示している。
特許文献４に記載の光学シートでは、高さの低い単位レンズ及び高さの高い単位レンズのいずれに入射する光についても、光源側に戻すことなく出射させており、再利用するという考えは、全く盛込まれていない。
一方、本発明では、出射光は、よりシート面に対して垂直な方向（法線方向）に集光させることが目的のひとつとしてあるので、図７（ａ）に示したような全反射して出射する光は、この目的から外れてしまう。そこで、単位レンズ１４１ａにおいて全反射したのち一部出射する光は、隣接する単位レンズ１４１ａレンズで捕捉され、光源側へ戻され、再利用することとしている。よって本発明では出射角度の大きな広がる光は、殆ど出射せずに戻されるため、集光された光が効率よく取り出せ、さらに発光管１１が並んでいることに起因する輝度ムラ（管ムラ）を同時に軽減させることが可能である。よって、両者の技術は、レンズの使用目的、形状とも全く異なり、得られる作用及び効果も全く異なっていることが明らかである。
【００３２】
図６は、収束シート１２を示す斜視図である。
収束シート１２は、拡散シート１４とＬＣＤパネル１１との間に設けられ、陰極線管１３が発光して拡散シート１４によりさらに拡散された拡散光を収束して出射するシートであり、屈折率ｎ＝１．５５の樹脂により形成されている。
収束シート１２の陰極線管１３側（入射側）には、シート面に直交する方向の断面形状が略台形形状である単位形状１２１がシート面方向に複数並べて陰極線管１３側に配置されている。この単位形状１２１は、その並ぶ方向と直交する方向に同一断面形状を保ちながら延在している。収束シート１２は、その単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と一致するように配置されている。
【００３３】
また、収束シート１２のＬＣＤパネル１１側（出射側）には、収束レンズアレイ１２３が形成されている。収束レンズアレイ１２３は、単位形状１２１の延在する方向に沿ってシート面に直交する方向の断面形状が二等辺三角形となる単位プリズム形状をシート面方向に複数並べて形成されている。
よって、収束シート１２においては、入射側に設けられた単位形状１２１の延在する方向と、出射側に設けられた単位プリズム形状が延在する方向とが、直交して配置されている。
なお、本実施例における収束シート１２は、単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と一致し、収束レンズアレイ１２３の単位プリズム形状が延在する方向が、陰極線管１３の長手方向と直交するように配置されているが、収束シート１２の配置を本実施例のシート面内で９０度回転させてもよい。すなわち、単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と直交し、収束レンズアレイ１２３の単位プリズム形状が延在する方向が、陰極線管１３の長手方向と一致するように配置してもよい。
【００３４】
収束レンズアレイ１２３は、その断面形状が直角二等辺三角形となっている。
収束レンズアレイ１２３は、この単位形状により、出射する光を収束することができる。
したがって、収束シート１２は、入射側の形状により、陰極線管１３と直交する方向において照明光を収束し、かつ、出射側の形状により、陰極線管１３と平行な方向においても照明光を収束することができる。
【００３５】
反射型偏光性シート１５は、ＬＣＤパネル１１と収束シート１２との間に配置され、視野角を狭めることなく輝度を上昇させるシートである。本実施例では、ＤＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を使用している。
本実施例によれば、ムラを低減する効果を高くしながら、不必要に大きな出射角度で出射することなく光の利用効率を高くすることができる。
【００３６】
（変形例）
以上説明した実施例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、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施例において、拡散シート１４を形成する単位レンズは、連続する楕円筒の一部であるレンチキュラーレンズシートである例を示したが、これに限らず、例えば、回転楕円体の一部としてもよい。
【００３７】
（２）各実施例において、拡散シート１４の入射側は、平面である例を示したが、これに限らず、例えば、さらなる光の拡散作用を与えるために、エンボス加工等により微細凹凸形状を形成してもよい。
【００３８】
（３）各実施例において、拡散シート１４、収束シート１２の層構成については、特に言及していないが、陰極線管１３の点灯による発熱により光源側から乾燥して、各シートの撓み、反り等が問題となる場合には、例えば、２層以上の層構成として、入射側の層の吸湿率を出射側の層の吸湿率よりも高い層とする。各シートの成形時に略フラットな形状とし、吸湿したときには、入射側へ凸な形状となって、陰極線管１３の点灯による発熱により光源側から乾燥しても、出射側へ凸とならないようにすることもできる。また、光源側にスペーサを設けてもよい。
【００３９】
（４）各実施例において、拡散シート１４、収束シート１２又は２２、反射型偏光性シート１５を組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置とした例を示したが、これに限らず、例えば、収束シート１２又は２２を省略してもよいし、反射型偏光性シート１５を省略してもよいし、これら以外の各種光学シートと拡散シート１４とを組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置を形成してもよい。
【００４０】
（５）各実施例において、拡散シート１４は、高さの異なる２種類の単位レンズ１４１ａ，１４１ｂを並べて配置されている例を示したが、これに限らず、例えば、３種類の高さの異なる単位レンズを並べて配置してもよいし、それ以上の数の高さの異なる単位レンズを並べて配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による透過型表示装置の実施例を示す図である。
【図２】拡散シート１４を示す斜視図である。
【図３】拡散シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。
【図４】拡散シート１４に入射した光の典型的な軌跡を示した図である。
【図５】本実施例における拡散シート１４における光の進み方を比較例と比べて示した図である。
【図６】収束シート１２を示す斜視図である。
【図７】特許文献４に記載されている光学シートと本発明による拡散シートとを比較する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  透過型表示装置
１１  ＬＣＤパネル
１２  収束シート
１２１  単位形状
１２３  収束レンズアレイ
１３  陰極線管
１４  拡散シート
１４１  拡散レンズアレイ
１４１ａ，１４１ｂ  単位レンズ
１４１ｃ  平坦部
１５  反射型偏光性シート
【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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