(57)【要約】【課題】軽量化が可能である液晶表示装置用の面光源装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、複数の単位光源が配列された光源と、光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、を有し、偏向光学シートは、光源が配置される側に、複数の単位プリズムが配列されたプリズム部又は複数の単位レンズが配列されたレンズ部を備え、単位プリズム又は単位レンズは光源からの光を単位プリズム内又は単位レンズ内に入射させる面と、入射させる面から入射した光を反射する面と、を具備し、光源は、プリズム部又はレンズ部に対して傾斜した光を出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、
複数の単位光源が配列された光源と、前記光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、を有し、
前記偏向光学シートは、前記光源が配置される側に、複数の単位プリズムが配列されたプリズム部又は複数の単位レンズが配列されたレンズ部を備え、
前記単位プリズム又は前記単位レンズは前記光源からの光を前記単位プリズム内又は前記単位レンズ内に入射させる面と、前記入射させる面から入射した光を反射する面と、を具備し、
前記光源は、前記プリズム部又は前記レンズ部に対して傾斜した光を出射するとともに、前記複数の単位光源は光軸の方向が異なる少なくとも２種類を含むことにより、前記プリズム部又は前記レンズ部の異なる範囲に光を照射可能とされている、
面光源装置。
【請求項２】
前記偏向光学シートは、前記プリズム部又は前記レンズ部のうち、前記光源側とは反対側に基材部を有していることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記基材部のうち前記プリズム部又は前記レンズ部が設けられた側とは反対側の面は平坦面であることを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記基材部のうち前記プリズム部又は前記レンズ部が設けられた側とは反対側に光を拡散可能なシートが積層されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の面光源装置。
【請求項５】
液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、
光源と、
前記光源が配置される側に、複数の単位プリズムが配列されたプリズム部又は複数の単位レンズが配列されたレンズ部を具備して前記光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、
前記偏向光学シートの前記プリズム部又は前記レンズ部に対向して光を反射可能に配置される反射板と、を有し、
前記単位プリズム又は前記単位レンズは前記光源からの光を前記単位プリズム内又は前記単位レンズ内に入射させる面と、前記入射させる面から入射した光を反射する面と、を具備し、
前記光源は、前記プリズム部又は前記レンズ部と前記反射板との間に、前記プリズム部又は前記レンズ部に対して傾斜した光を出射する、
面光源装置。
【請求項６】
液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、
光源と、
前記光源が配置される側に複数の単位レンズが配列されたレンズ部を具備して前記光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、を有し、
前記単位レンズは柱状であるとともに、その長手方向を互いに平行にして複数配列されており、
前記単位レンズの長手方向に直交する断面形状が、放物線の一部からなり、かつ、該断面形状が、その頂部から底部に至るまでの区間を少なくとも頂部側と底部側の２区間で異なる放物線を用いた形状であり、
座標軸を、頂部をＺ＝０として該頂部に対して前記本体部側をＺ軸の負の方向、該断面内において該Ｚ軸に直交する方向をＸ軸として頂部をＸ＝０としたときに、
前記異なる放物線の式が、
前記頂部側がＺ＝−ａＸ２であり、前記底部側がＺ＝−ｂＸ２＋ｈであり、且つａ＜ｂである、（ただしａ、ｂ及びｈは正の数）、少なくとも２つの放物線を用いた断面形状であり、
前記光源は、前記レンズ部に対して傾斜した光を出射する、
面光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の面光源装置、及び該面光源装置のうち前記光源とは反対側に配置された液晶表示パネルを有する映像源モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の映像源モジュールを具備し、前記映像源モジュールの液晶表示パネルを観察者側に向けて配置した液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に用いられる面光源装置、映像源モジュール、及び映像源モジュールを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等の液晶表示装置には、液晶表示パネルに対して背面側から照明する面光源装置が備えられている。面光源装置は大別すると、光学部材に面するように光源を配置する直下型と、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型と、に分類される。エッジライト型の面光源装置は、直下型の面光源装置と比較して、面光源装置の厚さを薄くすることができるといった利点を有している。
【０００３】
エッジライト型の面光源装置には、側方からの光源光を導く導光板が設けられている。この場合、光源からの光は、導光板の側面（入光面）から導光板内に入射する。導光板内へ入射した光は、導光板内で反射を繰り返し、入光面に対向する面の方向（導光方向）に向けて導光板内を進んでいく。導光板内を進む光は、導光方向に進むにつれて少しずつ液晶表示パネル側の面である出光面から出射する。この結果、導光板の出光面からの出射光量が、導光方向に沿って、均一化されるようになる。
【０００４】
特許文献１には導光板の製造方法が開示され、その中に例えば該文献の図１のような導光板を用いたエッジライト型の面光源装置が表されている。このようなエッジライト型の面光源装置では、光源（５）及び導光板（２）を備え、導光板（２）の裏面には反射シート（３）を有している。さらに導光板（２）と液晶表示パネル（１１）との間には光拡散シート（７）、及び延在方向が異なる（直交する）２枚のプリズムシート（２３、２４）が具備されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２７４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来のエッジライト型面光源装置では、構成部材の種類が多く、特に導光板は印刷導光板が用いられることが多いため面光源装置全体として重量が大きくなる問題があった。また、構成部材の種類が多いという観点からコストが高くなる傾向にあった。
これに加えて、面光源装置の光学的な性能として、光源からの光を効率よく収束し、これを高い効率で液晶表示パネルに出射させるという性能向上の要望がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題に鑑み、導光板を不要としつつ光源からの光を効率良く照射する面光源装置を提供する。また、当該面光源装置を備える映像源モジュール、及び液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、複数の単位光源が配列された光源と、光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、を有し、偏向光学シートは、光源が配置される側に、複数の単位プリズムが配列されたプリズム部又は複数の単位レンズが配列されたレンズ部を備え、単位プリズム又は単位レンズは光源からの光を単位プリズム内又は単位レンズ内に入射させる面と、入射させる面から入射した光を反射する面と、を具備し、光源は、プリズム部又はレンズ部に対して傾斜した光を出射するとともに、複数の単位光源は光軸の方向が異なる少なくとも２種類を含むことにより、プリズム部又はレンズ部の異なる範囲に光を照射可能とされている、面光源装置である。
【００１０】
ここで、「液晶表示パネルの背面側」は観察者側とは反対側を意味する。また、「光軸」とは、出射される光の強度分布において最も強く光が出光する方向を意味する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の面光源装置において、偏向光学シートは、プリズム部又はレンズ部のうち、光源側とは反対側に基材部を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の面光源装置において、基材部のうちプリズム部又はレンズ部が設けられた側とは反対側の面は平坦面であることを特徴とする。
ここで「平坦面」とは、この面に同様の平坦面を有する層を安定して積層及び接着することができる程度の平坦を表す。これには例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９８２年）に準拠して十点平均粗さＲｚとして測定された場合に、１．０μｍ以下であることを挙げることができる。さらに好ましくは、該平坦面は、これに入射する光（線）の拡散作用が実質的に無視し得る程度の平坦さとする。この場合は、具体的には、十点平均粗さＲｚは可視光線の最小波長である３８０ｎｍ未満とすれば良い。以下「平坦面」について同様である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の面光源装置において、基材部のうちプリズム部又はレンズ部が設けられた側とは反対側に光を拡散可能なシートが積層されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、光源と、光源が配置される側に、複数の単位プリズムが配列されたプリズム部又は複数の単位レンズが配列されたレンズ部を具備して光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、偏向光学シートのプリズム部又はレンズ部に対向して光を反射可能に配置される反射板と、を有し、単位プリズム又は単位レンズは光源からの光を単位プリズム内又は単位レンズ内に入射させる面と、入射させる面から入射した光を反射する面と、を具備し、光源は、プリズム部又はレンズ部と反射板との間に、プリズム部又はレンズ部に対して傾斜した光を出射する、面光源装置である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、液晶表示パネルの背面側から該液晶表示パネルに光を出射する面光源装置であって、光源と、光源が配置される側に複数の単位レンズが配列されたレンズ部を具備して光源からの光を入射し、偏向して出射する偏向光学シートと、を有し、単位レンズは柱状であるとともに、その長手方向を互いに平行にして複数配列されており、単位レンズの長手方向に直交する断面形状が、放物線の一部からなり、かつ、該断面形状が、その頂部から底部に至るまでの区間を少なくとも頂部側と底部側の２区間で異なる放物線を用いた形状であり、座標軸を、頂部をＺ＝０として該頂部に対して本体部側をＺ軸の負の方向、該断面内において該Ｚ軸に直交する方向をＸ軸として頂部をＸ＝０としたときに、異なる放物線の式が、頂部側がＺ＝−ａＸ２であり、底部側がＺ＝−ｂＸ２＋ｈであり、且つａ＜ｂである、（ただしａ、ｂ及びｈは正の数）、少なくとも２つの放物線を用いた断面形状であり、光源は、レンズ部に対して傾斜した光を出射する、面光源装置である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６に記載の面光源装置、及び該面光源装置のうち光源とは反対側に配置された液晶表示パネルを有する映像源モジュールである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の映像源モジュールを具備し、映像源モジュールの液晶表示パネルを観察者側に向けて配置した液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、面光源装置、これを用いた映像源モジュール、及び液晶表示装置を軽量化することができる。また、光の収束性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一の実施形態を説明する図で、映像源モジュールの分解斜視図である。図において、右側が表示装置の画像観察者側である。
【図２】図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿った断面を示す分解図である。
【図３】図１にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿った断面を示す分解図である。
【図４】図１にＩＶ−ＩＶで示した線に沿った断面を示す分解図である。
【図５】図５（ａ）は図１に矢印Ｖで示した方向から見た図である。図５（ｂ）は照射範囲を模式的に表した図である。
【図６】第一の実施形態における偏向光学シートの製造工程の一部を表す模式図である。
【図７】輝度分布を説明する図である。
【図８】第二の実施形態を説明する図で、図８（ａ）はその形態を説明するための図、図８（ｂ）が照射範囲を模式的に表した図である。
【図９】第三の実施形態を説明する図で、図２と同じ視点の図である。
【図１０】第三の実施形態を説明する図で、図１０（ａ）は図５（ａ）と同じ視点の図、図１０（ｂ）が照射範囲を模式的に表した図である。
【図１１】第四の実施形態を説明する図で、図１と同じ視点の図である。
【図１２】図１２（ａ）は図１１にＸＩＩａ−ＸＩＩａで示した線に沿った断面、図１２（ｂ）は図１１にＸＩＩｂ−ＸＩＩｂで示した線に沿った断面、図１２（ｃ）は図１１にＸＩＩｃ−ＸＩＩｃで示した線に沿った断面である。
【図１３】偏向素子の形状を説明する図である。
【図１４】図１４（ａ）は偏向素子内の光路例、図１４（ｂ）は偏向素子の他の光路例、図１４（ｃ）も偏向素子の他の光路例を示した図である。
【図１５】第五の実施形態を説明する図で、図１と同じ視点の図である。
【図１６】図１５にＸＶＩ−ＸＶＩで示した線に沿った分解断面図である。
【図１７】第五の実施形態の変形例を示す図である。
【図１８】第六の実施形態を説明する図で図１６と同じ視点である。
【図１９】単位レンズの形状を説明する図である。
【図２０】第七の実施形態を説明する図で図２と同じ視点である。
【図２１】第八の実施形態を説明する図で図２０と同じ視点である。
【図２２】図２１の一部を拡大する図である。
【図２３】第八の実施形態における偏向光学シートの製造工程の一部を表す模式図である。
【図２４】第九の実施形態を説明する図で図２０と同じ視点である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１〜図５は第一の実施形態を説明するための図である。図１は表示装置に含まれる面光源装置１０、及び面光源装置１０を有する映像源モジュール１の構成を概略的に示す分解斜視図である。図２は図１にＩＩ−ＩＩで示した破線に沿った分解断面図、図３は図１にＩＩＩ−ＩＩＩで示した破線に沿った分解断面図、図４は図１にＩＶ−ＩＶで示した破線に沿った分解断面図である。図５（ａ）は、図１にＶで示した方向から面光源装置１０を見た図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）と同じ視点で各単位光源が光を照射する範囲を説明する図である。図１〜図４では、紙面右が観察者側である。図１〜図５及び適宜示す図を参照しつつ本実施形態の表示装置について説明する。
【００２２】
本実施形態の表示装置は液晶表示装置であり、映像源モジュール１を具備している。その他、図示及び説明は省略するが、表示装置には液晶表示装置として機能するための各種部品や部材が備えられている。
【００２３】
映像源モジュール１は面光源装置１０と、該面光源装置１０より観察者側に備えられる液晶表示パネル２０と、を有している。面光源装置１０は液晶表示パネル２０を背面側（観察者とは反対側）から照明する装置である。一方、液晶表示パネル２０は、映像情報を含み、面光源装置１０からの光を透過又は遮断する等して映像情報を適切に観察者に提供するパネルである。以下それぞれについて説明する。
【００２４】
面光源装置１０は、光源１１、偏向光学シート１２、及び光拡散シート１７を備えている。
光源１１は、偏向光学シート１２に対して斜め下方から光を投射する装置である。光源１１は発光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球を具備し、図１からわかるように、複数の単位光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃが表示装置の左右方向水平（図１の紙面左上−右下方向）に配列されている。
そして、図２〜図４からわかるように、光源１１は、後述する偏向光学シート１２のプリズム部１４に具備される単位プリズム１４ａが並べられる方向（図１、〜図４の紙面上下方向）に対して傾斜するようにプリズム部１４に向けて光を出射する。
尚、（以下の各種実施形態についても同様で有るが、）本実施形態の面光源装置１０は、光源１１と偏向光学シート１２との間に導光板を含まない。従って、従来のエッジライト型面光源に比べて小型化・軽量化が可能となる。又、偏向光学シート１２の直下に光源１１を配置せずに、偏向光学シート１２の入光側の端部の外側に位置するため、従来の直下型面光源装置に比べて薄型でかつ輝度の面分布も容易に均一化可能となる。
【００２５】
本実施形態では、３種類の単位光源である第一単位光源１１ａ、第二単位光源１１ｂ、及び第三単位光源１１ｃが水平方向に順に並べられ、これら３種類の単位光源がさらに水平方向に繰り返し配列される。第一単位光源１１ａ、第二単位光源１１ｂ、及び第三単位光源１１ｃは、それぞれプリズム部１４に対して単位プリズム１４ａが配列される方向において異なる照射範囲を有する。光源１１がプリズム部１４に対してどのように光を照射するかについては、映像源モジュール１の他の構成を説明した後に詳しく説明する。
【００２６】
偏向光学シート１２は、背面側に配置された光源１１から斜めに投射された光を偏向し、その光を液晶表示パネル２０の法線方向に近づけるように偏向・集光する機能を有している。そのため、図２〜図４に良く表れているように、偏向光学シート１２は基材部１３及びプリズム部１４を具備し、プリズム部１４には複数の単位プリズム１４ａが設けられている。
【００２７】
基材部１３はプリズム部１４を形成する基材となる透光性を有する部位であり、プリズム部１４の変形を防止できるように支持する。
【００２８】
プリズム部１４は、複数の単位プリズム１４ａを有してなる部位である。各単位プリズム１４ａは断面が略三角形である部位を有し、その斜辺を形成する面がそれぞれ、入射した光を屈折させ単位プリズム１４ａ内に光を入射させる入射面１４ｂ及び入射した光を全反射する反射面１４ｃを構成している。入射面１４ｂは光源１１に面した側の面、反射面１４ｃはそれとは反対側の面である。また、図１からわかるように、本実施形態では各単位プリズム１４ａは単位光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配列される方向に沿って直線状に延び、複数の単位プリズム１４ａは、この延びる方向に直交する方向に配列されている。
【００２９】
基材部１３、プリズム部１４には種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、耐衝撃性、安定性及び加工性等を有するとともに軽量で安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を用いることが好ましい。
但し、耐衝撃性や軽量性よりも耐熱性、剛性、耐薬品性等の性能の方を求める場合は、ソーダ硝子、カリ硝子、硼珪酸硝子、鉛硝子等の硝子、石英、螢石、或いはＰＬＺＴ等の透明セラミックス等の透明無機物を用いる。
【００３０】
上記したように偏向光学シート１２は、背面側に配置された光源１１の光を斜め方向から投射されるので、各単位プリズム１４ａには異なった角度で光が入射する。ここで、偏向光学シート１２は、光を偏向させるとともに光を液晶表示パネル２０の法線方向に近づける（集光する）機能を有している。従って、各単位プリズム１４ａはこのような機能を実現するための形状とすることができる。例えば、図２に表したように、ある単位プリズム１４ａに入射する光（ここでは例として光路例Ｌ２３とする。）が液晶表示パネル２０の法線方向と成す角をθ１、単位プリズム１４ａから出光する光が液晶表示パネル２０の法線方向となす角をθ２（図２ではθ２＝０度である。）、単位プリズム１４ａの入射面１４ｂと反射面１４ｃとが成す角である頂角をλ、単位プリズム１４ａの屈折率をｎとしたとき、単位プリズム１４ａのうち、反射面１４ｃが液晶表示パネル２０のパネル面と成す角φは次の式（１）により求めることができる。
【００３１】
【数１】
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【００３２】
ここで、単位プリズム１４ａから出光する光を液晶表示パネル２０の法線方向としたい場合には、θ２を０度とすればよい。
以上のように、単位プリズム１４ａの形状は、光源１１の位置、単位プリズム１４ａの材料等によって決定することができる。これによれば、各単位プリズム１４ａの頂角λやφは、単位プリズム１４ａが配置される位置によって異なるように連続的に変化している形状を得ることができる。ただし、これに限定されるものではなく、いずれの単位プリズム１４ａも形状を同じとしてもよい。
【００３３】
ここでθ１は、第一単位光源１１ａ、第二単位光源１１ｂ、及び第三単位光源１１ｃにより、適切にプリズム部１４の全面に亘って光が照射されればよく、特に限定されることはないが、薄型化の観点からθ１をできるだけ大きくすることが好ましい。かかる観点からθ１は６０°以上８５°以下であることが好ましい。
【００３４】
このような偏向光学シート１２は押し出し成型により、または、基材部１３の上にプリズム部１４を賦型又は貼付することにより、製造することができる。押し出し成型で製造された偏向光学シート１２では、基材部１３とプリズム部１４とが一体的に形成され得る。また、賦型又は貼付によって偏向光学シート１２を製造する場合にはプリズム部１４をなす材料と基材部１３をなす材料とは異なっていても良いし、同一であってもよい。
【００３５】
図６には偏向光学シート１２の製造方法の一例について一部の工程を概略的に説明する図を示した。この例では、偏向光学シート１２を製造する際、図６に示すように、基材部１３となる層を含む基材１３’の上に、プリズム部１４を形成する。具体的には次の通りである。プリズム部１４を形成するには、所定のピッチでプリズム部１４の形に対応した形の溝を有する金型ロール３００を準備する。次に、当該金型ロール３００とニップロール３０１との間に基材１３’を送り込む。図６に示した矢印ＶＩは、基材１３’を送り込む方向である。基材１３’の送り込みに合わせて、金型ロール３００と基材１３’との間に供給装置３０３からプリズム部を構成する組成物３０４の液滴を供給し続ける。供給装置３０３から基材１３’上に組成物３０４を供給するとき、金型ロール３００と基材１３’との間に、組成物３０４が溜まったバンク３０５が形成されるようにする。このバンク３０５において、組成物３０４が基材１３’の幅方向に広がる。
【００３６】
上記のようにして金型ロール３００と基材１３’との間に供給された組成物３０４は、金型ロール３００及びニップロール３０１間の押圧力により、基材１３’と金型ロール３００との間に充填される。その後、光照射装置３０６によって組成物３０４に光を照射し、組成物３０４を硬化させ、プリズム部１４を形成することができる。プリズム部１４が形成された後、このシートは、剥離ロール３０７を用いて引かれることによって、金型ロール３００から引き剥がされる。
【００３７】
次に、図１〜図４に戻り、光拡散シート１７について説明する。光拡散シート１７は、偏向光学シート１２から出光した光を拡散させて、偏向光学シート１２の作用に起因して強く収束されて指向性が強くなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大するためのシート状の部材である。具体的には光拡散シート１７は、透光性を有する主部内に光散乱剤（光拡散性粒子）が分散されて構成されている。光散乱剤は、主部内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼす。このような光散乱剤の光拡散機能（光散乱機能）を発揮するために、例えば、主部をなす材料とは異なる屈折率を有した材料から光散乱剤を構成することができる。その他、光に対して反射作用を及ぼし得る材料であってもよい。
【００３８】
主部をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる通常の光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。一方、光散乱剤は、一例として、平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、硫酸バリウム、酸化チタン等からなる粒子を、用いることができる。
【００３９】
また、光拡散シート１７は偏向光学シート１２の基材部１３の平坦面に粘着剤等により粘着されていることが好ましい。また光拡散シート１７のうち液晶表示パネル２０側の面は平坦面であることが好ましい。これにより液晶表示パネル２０、又はその他この間に配置してよい層に適切に密着して積層させることができる。
【００４０】
次に液晶表示パネル２０について説明する。液晶表示パネル２０は、観察者側となる側に配置された上偏光板２２と、面光源装置１０側に配置された下偏光板２３と、上偏光板２２と下偏光板２３との間に配置された液晶セル２１と、を有している。上下の偏光板２２、２３は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波及びＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。
【００４１】
液晶セル２１には、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶セル２１の配向は変化するようになる。面光源側（すなわち入光側）に配置された下偏光板２３を透過した特定方向の偏光成分（本実施形態においては、Ｐ波）は、電界印加された液晶セル２１を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶セル２１を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶セル２１への電界印加の有無によって、下偏光板２３を透過した特定方向の偏光成分（Ｐ波）が、下偏光板２３の出光側に配置された上偏光板２２をさらに透過するか、又は、上偏光板２２で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
【００４２】
このようにして液晶表示パネル２０では、面光源装置１０からの光の透過又は遮断を画素毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。本実施形態では通常に用いられる液晶表示パネルを用いることができる。
【００４３】
次に、光源１１がプリズム部１４に対してどのように光を照射するかについてを含め、面光源装置１０に注目した映像源モジュール１及び表示装置の作用について説明する。
図２には第一単位光源１１ａによる光路例Ｌ２１〜Ｌ２３を示し、図３には第二単位光源１１ｂによる光路例Ｌ２４〜Ｌ２６を示し、図４には第三単位光源１１ｃによる光路例Ｌ２７〜Ｌ２９を示した。また、図５（ｂ）には、プリズム部１４を正面視したときの各単位光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃによる照射範囲を表した。なお、ここで表した光路例は光の進行を概念的に表すものであり、屈折の程度等について厳密に表現したものではない。以下他の実施形態についても同様である。
【００４４】
図２〜図５からわかるように、第一単位光源１１ａと第二単位光源１１ｂと第三単位光源１１ｃとでは、プリズム部１４の垂直方向においてその照射範囲が異なるように設定されている。すなわち、第一単位光源１１ａはプリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲を照射し、第二単位光源１１ｂはプリズム部１４の垂直方向のうち中央部の範囲を照射する。そして第三単位光源１１ｃはプリズム部１４の垂直方向のうち上部の範囲を照射する。以下に具体例を挙げて説明する。
【００４５】
図２、図５（ｂ）からわかるように第一単位光源１１ａは、プリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲を照射する。
第一単位光源１１ａの光軸に沿って出射した光Ｌ２２は、下部に配置された単位プリズム１４ａに傾斜するように入射面１４ｂから入射する。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。ここで「光軸」とは、出射される光の強度分布において最も強く光が出光する方向を意味する。
また、光軸に沿わないように出射された光は、例えばＬ２１、Ｌ２３のように、単位プリズム１４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート１２の入射面１４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は上記したようにプリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲である。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【００４６】
図３、図５（ｂ）からわかるように第二単位光源１１ｂは、プリズム部１４の垂直方向のうち中央の範囲を照射する。
第二単位光源１１ｂの光軸に沿って出射した光Ｌ２５は、中央部に配置された単位プリズム１４ａに傾斜するように入射面１４ｂから入射する。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
また、光軸に沿わないように出射された光は、例えばＬ２４、Ｌ２６のように、単位プリズム１４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート１２の入射面１４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は上記したようにプリズム部１４の垂直方向のうち中央部の範囲である。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【００４７】
図４、図５（ｂ）からわかるように第三単位光源１１ｃは、プリズム部１４の垂直方向のうち上部の範囲を照射する。
第三単位光源１１ｃの光軸に沿って出射した光Ｌ２８は、上部に配置された単位プリズム１４ａに傾斜するように入射面１４ｂから入射する。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
また、光軸に沿わないように出射された光は、例えばＬ２７、Ｌ２９のように、単位プリズム１４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート１２の入射面１４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は上記したようにプリズム部１４の垂直方向のうち上部の範囲である。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【００４８】
一方、水平方向に関しては、図５（ｂ）からわかるように、例えば１つの第一単位光源１１ａ（１）が照射する範囲と、次に配置される第一単位光源１１ａ（２）が照射する範囲と、が連続するように配置される。第二単位光源１１ｂ、第三単位光源１１ｃについても同様である。
【００４９】
また、各単位光源による照射範囲は、図５（ｂ）に示したように隣り合う照射範囲同士で重なっていることが好ましい。これにより連続性が高く、ムラの小さい面光源装置とすることができる。
【００５０】
偏向光学シート１２から出射した光は光拡散シート１７を透過して出光する。光拡散シート１７により、上記したように偏向光学シート１２の作用に起因して強く収束されて指向性が大きくなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大することができる。そして面光源装置１０を出射した光が液晶表示パネル２０に提供される。
【００５１】
面光源装置１０によれば、従来の面光源装置の導光板のように光を拡散均一化し、これをプリズムシートで順次集光していく態様とは異なり、光源１１の光を直接偏向して収束するので、高い収束性で光を集光することができる。従って、光の利用効率を高めることが可能である。また、従来の面光源装置と比べてわかるように、面光源装置１０は導光板や複数の集光シートを必要としないので従来に比べて部材点数を減らし、薄型化、軽量化すること可能である。また、これに伴って製造コストを直接的に低減することもできる。
【００５２】
また、面光源装置１０では上記したように垂直方向において、光軸方向が異なる３種類の単位光源（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を用いて光を照射した。かかる構成により、図７に示したように特に垂直方向全域に亘って輝度及び輝度の均一性を向上させることができる。
例えば光軸がプリズム部の中央部に向けられた単位光源のみを用いた場合、中央部付近が最も明るくなり、特に図２に示したθ１に相当する角度が大きくなる上部において暗くなる傾向がある。これに対して本実施形態によれば、このような輝度の不足や不均一を解消することが可能となる。
従って、上記した本発明の課題に加え、さらに輝度分布の均一性が課題となる場合には本実施形態によりこれを解決することができる。
【００５３】
本実施形態では、３種類の単位光源（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）により垂直方向を３つの範囲に分けて照射する態様を説明した。しかしながら垂直方向を２つ以上の範囲に分けて照射するように形成すれば特に限定されることはない。従って、２種類の単位光源、又は４種類以上の単位光源を用いてもよい。
【００５４】
また、このような面光源装置１０を適用した映像源モジュール１、表示装置によれば、面光源装置１０に起因する上記した効果を奏することができる。特に面光源装置１０に液晶表示パネル２０に組み合わせた映像源モジュール１、及び表示装置では、液晶表示パネルの性質上、面光源装置１０の集光性、高効率性の効果をより顕著に発揮することが可能となる。
【００５５】
また、面光源装置１０の出光側の面を平坦面とすれば、液晶表示パネル２０やその他の面光源装置１０に積層してよい他の層に安定して積層及び貼付することができる。
【００５６】
図８は第二の実施形態について説明する図である。図８（ａ）の右側に示した図は図５（ａ）に相当する図であり、図８（ａ）の左側に示した図は図８（ａ）の右側の図にＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで示した線に沿った光源３１及び偏向光学シート３２の断面である。図８（ｂ）は単位光源（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）による光の照射範囲を表した図である。
本実施形態でも第一の実施形態と同様に光拡散シート１７や液晶表示パネル２０を備えているが、第一の実施形態と共通するのでここでは図示及び説明を省略する。従ってここでは本実施形態に備えられる面光源装置３０のうち、光源３１、及び偏向光学シート３２について説明する。
【００５７】
光源３１は、偏向光学シート３２に対して斜め下方から光を投射する装置である。光源３１は発光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球を具備し、図８（ａ）、図８（ｂ）からわかるように、複数の単位光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃが表示装置の左右方向水平に配列されている。
そして、図８（ａ）の左側の図からわかるように、光源３１は、後述する偏向光学シート３２のプリズム部３４に具備される単位プリズム３４ａに対して傾斜するように光を出射する。
【００５８】
本実施形態では、３種類の単位光源である第一単位光源３１ａ、第二単位光源３１ｂ、及び第三単位光源３１ｃが水平方向に順に並べられている。第一単位光源３１ａ、第二単位光源３１ｂ、及び第三単位光源３１ｃは、それぞれプリズム部３４に対して異なる照射範囲を有する。光源３１がプリズム部３４に対してどのように光を照射するかについては、偏向光学シート３２の構成を説明した後に説明する。
【００５９】
偏向光学シート３２は、背面側に配置された光源３１から斜めに投射された光を偏向し、光を液晶表示パネル２０の法線方向に近づけるように集光する機能を有している。そのため、図８（ａ）に良く表れているように、偏向光学シート３２は基材部１３及びプリズム部３４を具備し、プリズム部３４には複数の単位プリズム３４ａが設けられている。
【００６０】
基材部１３は、第一の実施形態で説明した基材部１３と共通するのでここでは説明を省略する。
【００６１】
プリズム部３４は、複数の単位プリズム３４ａを有してなる部位である。各単位プリズム３４ａは断面が略三角形である部位を有し、その斜辺を形成する面がそれぞれ、入射した光を屈折させ単位プリズム３４ａ内に光を入射させる入射面３４ｂ及び入射した光を全反射する反射面３４ｃを構成している。入射面３４ｂは光源３１に面した側の面、反射面３４ｃはそれとは反対側の面である。また、図８（ａ）の右側の図からわかるように、本実施形態では各単位プリズム３４ａは円弧状に延び、複数の単位プリズム３４ａは、偏向光学シート３２のシート面より下方で、シート左右方向の中央に存する中心を基準にして同心円状に並べられている。
【００６２】
プリズム部３４をなす材料や、各単位プリズム３４ａの機能及び考えられる形状は上記した第一の実施形態のプリズム部１４に共通するので、ここでは説明を省略する。
【００６３】
このような偏向光学シート３２は基材部１３の上にプリズム部３４を賦型又は貼付することにより製造することができる。このときには、プリズム部３４をなす材料と基材部１３のなす材料とは異なっていても良いし、同一であってもよい。
【００６４】
次に、光源３１がプリズム部３４に対してどのように光を照射するかについて説明する。図８（ａ）の左側の図には、第二単位光源３１ｂによる光路例Ｌ３１〜Ｌ３３を示し、図８（ｂ）には、第一単位光源３１ａ、第二単位光源３１ｂ、及び第三単位光源３１ｃのそれぞれの照射範囲を模式的に表した。
【００６５】
本実施形態においても、第一の実施形態で示した光源１１と基本的な考え方は同じである。すなわち、図８（ｂ）によく表れているように、第一単位光源３１ａと第二単位光源３１ｂと第三単位光源３１ｃとでは、プリズム部３４の垂直方向においてその照射範囲が異なるように設定されている。すなわち、第一単位光源３１ａはプリズム部３４の垂直方向のうち下部の範囲を照射し、第二単位光源３１ｂはプリズム部３４の垂直方向のうち中央部の範囲を照射する。そして第三単位光源３１ｃはプリズム部３４の垂直方向うち上部の範囲を照射する。以下に第二単位光源３１ｂを例に挙げて説明する。
【００６６】
図８（ａ）の左側の図からわかるように第二単位光源３１ｂは、プリズム部３４の垂直方向のうち中央部の範囲を照射する。
第二単位光源３１ｂの光軸に沿って出射した光Ｌ３２は、中央部に配置された単位プリズム３４ａに対して傾斜するように入射面３４ｂから入射する。入射面３４ｂから偏向光学シート３２に入射した光は、反射面３４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート３２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム３４ａの形状を、偏向光学シート３２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
また、光軸に沿わないように出射された光は、例えばＬ３１、Ｌ３３のように、単位プリズム３４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート３２の入射面３４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は上記したようにプリズム部３４の垂直方向のうち中央部の範囲である。入射面３４ｂから偏向光学シート３２に入射した光は、反射面３４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート３２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム３４ａの形状を、偏向光学シート３２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【００６７】
第一単位光源３１ａ、及び第三単位光源３１ｃについも照射範囲が異なる以外は同様である。
【００６８】
一方、水平方向に関しては、本実施形態では、各単位光源（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）が水平方向の全範囲に光を照射している。
【００６９】
また、各単位光源による照射範囲は、図８（ｂ）に示したように隣り合う照射範囲同士で重なっていることが好ましい。これにより連続性が高く、ムラの小さい面光源装置とすることができる。
【００７０】
偏向光学シート３２から出射した光は光拡散シート１７を透過して出光する。光拡散シート１７により、上記したように偏向光学シート３２の作用に起因して強く収束されて指向性が大きくなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大することができる。そして面光源装置３０を出射した光が液晶表示パネル２０に提供される。
【００７１】
このような形態でも、第一の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
【００７２】
図９、図１０は第三の実施形態について説明する図である。図９は、面光源装置４０を表した図で、図２と同じ視点によるものである。図１０（ａ）は図５（ａ）に相当する図、図１０（ｂ）は図５（ｂ）に相当する図で光源４１による照射範囲を説明するものである。
本実施形態では、面光源装置４０以外は第一の実施形態と共通するのでここでは図示及び説明を省略する。従ってここでは面光源装置４０について説明する。
【００７３】
面光源装置４０は、光源４１、偏向光学シート１２、及び光拡散シート１７を有している。このうち、偏向光学シート１２及び光拡散シート１７は第一の実施形態と共通するので、同じ符号を付すとともに説明は省略する。
【００７４】
光源４１は、偏向光学シート１２に対して斜め下方から光を投射する装置である。光源４１は発光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球を具備し、図９、図１０からわかるように、複数の単位光源４１ａ、４１ｂ、４１ｃが表示装置の左右方向水平に配列されている。そして、図９からわかるように、光源４１は、偏向光学シート１２のプリズム部１４に具備される単位プリズム１４ａに対して傾斜するように光を出射する。
【００７５】
本実施形態でも、第一の実施形態と基本的な考え方は同様である。すなわち、第一単位光源４１ａ、第二単位光源４１ｂ、及び第三単位光源４１ｃを有し、これらがそれぞれプリズム部１４に対して異なる範囲に光を照射する。ただし本実施形態では、図９、図１０からわかるように、水平方向には１種類の単位光源が配列され、異なる種類の単位光源は垂直方向に配列されている。
【００７６】
以下、光源４１がプリズム部１４に対してどのように光を照射するかについて説明する。図９には、第一単位光源４１ａ、第二単位光源４１ｂ、第三単位光源４１ｃの光軸に沿った光路例Ｌ４１〜Ｌ４３を示し、図１０（ｂ）には、第一単位光源４１ａ、第二単位光源４１ｂ、及び第三単位光源４１ｃのそれぞれの照射範囲を模式的に表した。
【００７７】
図１０（ｂ）によく表れているように、第一単位光源４１ａと第二単位光源４１ｂと第三単位光源４１ｃとでは、プリズム部１４の垂直方向においてその照射範囲が異なるように設定されている。すなわち、第一単位光源４１ａはプリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲を照射し、第二単位光源４１ｂはプリズム部１４の垂直方向のうち中央部の範囲を照射する。そして第三単位光源４１ｃはプリズム部１４の垂直方向のうち上部の範囲を照射する。
【００７８】
図９に示した光路例でみると、第一単位光源４１ａの光軸に沿って出射した光Ｌ４１は、下部に配置された単位プリズム１４ａに対して傾斜するように入射面１４ｂから入射する。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
また、光軸に沿わないように出射された光は、単位プリズム１４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート１２の入射面１４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は図１０（ｂ）のようにプリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲である。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【００７９】
第二単位光源４１ｂ及び第三単位光源４１ｃも照射範囲が異なる以外は第一単位光源４１ａと同様である。すなわち、第二単位光源４１ｂはプリズム部１４の中央部を照射し（光路例Ｌ４２）、第三単位光源４１ｃはプリズム部１４の上部を照射する（光路例Ｌ４３)。
【００８０】
一方、水平方向に関しては同種の単位光源が配列されているのでこれにより全範囲を照射している。
【００８１】
また、各単位光源による照射範囲は、図１０に示したように隣り合う照射範囲同士で重なっていることが好ましい。これにより連続性が高く、ムラの小さい面光源装置とすることができる。
【００８２】
偏向光学シート１２から出射した光は光拡散シート１７を透過して出光する。光拡散シート１７により、上記したように偏向光学シート１２の作用に起因して強く収束されて指向性が大きくなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大することができる。そして面光源装置４０を出射した光が液晶表示パネル２０に提供される。
【００８３】
このような形態でも、第一の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
【００８４】
図１１〜図１４は第四の実施形態を説明する図である。図１１は表示装置に含まれる面光源装置５０の構成を概略的に示す分解斜視図である。図１２（ａ）は図１１にＸＩＩａ−ＸＩＩａで示した破線に沿った分解断面図、図１２（ｂ）は図１１にＸＩＩｂ−ＸＩＩｂで示した破線に沿った分解断面図、図１２（ｃ）は図１１にＸＩＩｃ−ＸＩＩｃで示した破線に沿った分解断面図である。図１３は、偏向素子５２ａの構成を説明する図である。図１４は偏向素子５２ａ中の光路を説明するための図である。図１１〜図１４及び適宜示す図を参照しつつ本実施形態の表示装置について説明する。
【００８５】
図１１〜図１４では面光源装置５０のみを示したが、本実施形態でも上記した各実施形態と同様に、面光源装置の観察者側には液晶表示パネルが備えられ、これにより映像源モジュールが構成されている。液晶表示パネルについては第一の実施形態と同様なのでここでは図示及び説明を省略する。
【００８６】
面光源装置５０は、光源５１、偏向素子５２、偏向光学シート１２、及び光拡散シート１７を備えている。ここで、偏向光学シート１２及び光拡散シート１７は第一の実施形態と共通するので同じ符号を付して説明を省略する。
【００８７】
上記説明した第一〜第三の実施形態では、複数の種類の単位光源を用いてそれぞれを異なる範囲に光を照射した。これに対して本実施形態では単位光源５１ａは１種類とし、各単位光源５１ａに対して配置される単位偏向素子（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）を複数種類用いることにより異なる範囲に光を照射するものとした。以下に詳しく説明する。
【００８８】
光源５１は、偏向素子５２に向けて光を出射し、該偏向素子５２を介して偏向光学シート１２に対して斜め下方から光を投射する装置である。光源５１は発光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球を具備している。光源５１は、図１１のように、複数の単位光源５１ａが表示装置の左右方向水平（図１１の紙面左上−右下方向）に配列されて構成されている。
そして、図１２からわかるように、光源５１は偏向素子５２を介して、後述する偏向光学シート１２のプリズム部１４に具備される単位プリズム１４ａに対して傾斜するようにプリズム部１４に向けて光を出射する。
【００８９】
偏向素子５２は、図１１からわかるように、各単位光源５１ａのそれぞれに対して配置され、複数の単位偏向素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃが表示装置の左右方向水平（図１１の紙面左上−右下方向）に配列されている。そして光源５１と偏向光学シート１２との間で、光源５１から出光した光が偏向光学シート１２へ導かれるべき光路の途中に配置されてその光を偏向して制御する。
本実施形態では、３種類の単位偏向素子である第一単位偏向素子５２ａ、第二単位偏向素子５２ｂ、及び第三単位偏向素子５２ｃが水平方向に順に並べられ、これら３種類の単位偏向素子がさらに水平方向に繰り返し配列されている。第一単位偏向素子５２ａ、第二単位偏向素子５２ｂ、及び第三単位偏向素子５２ｃは、それぞれ単位光源５１ａからの光を異なる方向に偏向し、プリズム部１４に対して異なる照射範囲となるように光を制御する。各単位偏向素子がプリズム部１４に対してどのように光を制御するかについては後で説明する。以下に偏向素子５２についてさらに詳しく説明する。
【００９０】
ここでは第一単位偏向素子５２ａについてその断面形状を示して説明する。図１３には、図１１にＸＩＩａ−ＸＩＩａで示した線に沿った断面のうち、第一単位偏向素子５２ａ及び単位光源５１ａを示した。図１３からわかるように、第一単位偏向素子５２ａは当該断面において矩形状であり、面５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄを有している。
【００９１】
面５２０ａは、単位光源５１ａに対向するように配置される面である。従って面５２０ａは単位光源５１ａに対して所定の間隔を有して単位光源５１ａを覆うように配置され、入光面として機能する。面５２０ａと単位光源５１ａとの間隙の大きさは特に限定されることはないが、０．５ｍｍ〜数ｍｍ程度であることが好ましい。ただし、面５２０ａに直接単位光源５１ａを取り付けることを妨げるものではない。
【００９２】
面５２０ｂは、面５２０ａの反対側に対向して配置される面であり、出光面として機能する。面５２０ｂは図１３からわかるように面５２０ａに対して平行とはならないように角度θｂ傾斜するように形成されている。ここで角度θｂは、図１２からわかるように、面５２０ｂの偏向光学シート１２側端部の方が面５２０ａから離れるように設定されることが好ましい。すなわち偏向光学シート１２側の端部の方が上下方向で高くなるように設定されることが好ましい。これにより偏向光学シート１２側へ効率良く光を偏向させることができる。またθｂの大きさを調整することによりプリズム部１４への光の照射範囲を適切に設定することができる。θｂの大きさは特に限定されることはないが、５度以上２０度以下であることが好ましい。
【００９３】
面５２０ｃは、面５２０ａと面５２０ｂとの間に形成される面のうち、観察者側、すなわち偏向光学シート１２側に形成される面である。面５２０ｃは後述するように、単位光源５１ａからの光を反射して光を偏向光学シート１２に向けさせることができる反射面として機能する。図１３からわかるように、面５２０ｃは偏向光学シート１２側に面５２０ａに対して角度θｃで傾いて設けられている。θｃの大きさは特に限定されることはないが、９０度以上１２０度以下であることが好ましい。
【００９４】
面５２０ｄは、面５２０ａと面５２０ｂとの間に形成される面のうち観察者側とは反対側、すなわち偏向光学シート１２とは反対側に形成される面である。面５２０ｄは後述するように、光源５１ａからの光を反射して光を偏向光学シート１２に向けさせることができる反射面として機能する。図１３からわかるように、面５２０ｄは偏向光学シート１２側とは反対側に面５２０ａに対して角度θｄで傾いて設けられている。θｄの大きさは特に限定されることはないが、９０度以上１２０度以下であることが好ましい。
【００９５】
ここで面５２０ｃと面５２０ｄとは平行であっても、平行でなくてもよい。
【００９６】
第一単位偏向素子５２ａを構成する材料は、透光性を有するものであれば特に限定されるものではない。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を用いることができる。
【００９７】
ここで、面５２０ｃ、面５２０ｄには光を反射する手段が設けられていてもよい。これには例えば面５２０ｃ、面５２０ｄに光反射性を有するシートを貼付したり、光反射性を有する膜を形成してもよい。光を反射するための手段の種類は特に限定されるものではなく公知のものを適用することができる。
【００９８】
このような形状を有する第一単位偏向素子５２ａに関してその作用について説明する。図１４に光路例を示した。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）の各図は、図１３と同じ視点による図であり、光路例を概念的に表したものである。
【００９９】
図１４（ａ）に示した光Ｌ５１１〜Ｌ５１３では、単位光源５１ａから出光した光は入光面である面５２０ａから第一単位偏向素子５２ａ内へ入光して該第一単位偏向素子５２ａ内を進行する。光Ｌ５１１〜Ｌ５１３は、そのまま出光面である面５２０ｂに達する。そしてここから出光して偏向光学シート１２の方に向かう。ここで、面５２０ｂは、上記したようにθｂの角度で傾斜しているとともに（図１３参照）、第一単位偏向素子５２ａは空気よりも屈折率が高いことから、面５２０ｂと空気界面との間で屈折が生じる。当該屈折は、光Ｌ５１１〜Ｌ５１３を偏向光学シート１２のうち、プリズム部１４の下部の範囲に偏向するように行われる。
【０１００】
図１４（ｂ）に示した光Ｌ５１４〜Ｌ５１６では、単位光源５１ａから出光した光は入光面である面５２０ａから第一単位偏向素子５２ａ内へ入光して該第一単位偏向素子５２ａ内を進行する。光Ｌ５１４〜Ｌ５１６は、第一単位偏向素子５２ａに入射した後、該第一単位偏向素子５２ａのうちの面５２０ｃに達して、ここで反射する。当該反射は第一単位偏向素子５２ａと空気との屈折率差に基づくものである。または面５２０ｃに反射手段が設けられたときには、この反射手段により反射する。
ここで、面５２０ｃは、上記したようにθｃの角度で面５２０ａに対して傾斜している（図１３参照）。これにより、光Ｌ５１４〜Ｌ５１６は、本来、偏向光学シート１２に向かうことができない光であったが、面５２０ｃにおける反射により偏向光学シート１２に向かうことができる光となった。そして光Ｌ５１４〜Ｌ５１６は反射の後、出光面である面５２０ｂに達し、面５２０ｂから出光して偏向光学シート１２のプリズム部１４の下部の範囲に向かう。ここで、面５２０ｂは、上記したようにθｂの角度で傾斜しているとともに（図１３参照）、第一単位偏向素子５２ａは空気よりも屈折率が高いことから、面５２０ｂと空気界面との間で屈折が生じる。当該屈折は光Ｌ５１４〜Ｌ５１６をさらに偏向光学シート１２の下部の範囲に向けて偏向するように行われる。
【０１０１】
図１２（ｃ）に示した光Ｌ５１７〜Ｌ５１９では、単位光源５１ａから出光した光は入光面である面５２０ａから第一単位偏向素子５２ａ内へ入光して該第一単位偏向素子５２ａ内を進行する。光Ｌ５１７〜Ｌ５１９は、第一単位偏向素子５２ａに入射した後、該第一単位偏向素子５２ａの面５２０ｄに達して、ここで反射する。当該反射は第一単位偏向素子５２ａと空気との屈折率差に基づくものである。または面５２０ｄに反射手段が設けられたときには、この反射手段により反射する。
ここで、面５２０ｄは、上記したようにθｄの角度で面５２０ａに対して傾斜している（図１３参照）。これにより、光Ｌ５１７〜Ｌ５１９は、本来、偏向光学シート１２に向かうことができない光であったが、面５２０ｄにおける反射により偏向光学シート１２のプリズム部１４の下部の範囲に向かうことができる光となった。そして光Ｌ５１７〜Ｌ５１９は反射の後、出光面である面５２０ｂに達し、ここから出光して偏向光学シート１２に向かう。ここで、面５２０ｂは、上記したようにθｂの角度で傾斜しているとともに（図１３参照）、第一単位偏向素子５２ａは空気よりも屈折率が高いことから、面５２０ｂと空気界面との間で屈折が生じる。当該屈折は光Ｌ５１７〜５１９をさらに偏向光学シート１２のプリズム部１４の下部の範囲に偏向するように行われる。
【０１０２】
以上、光Ｌ５１１〜Ｌ５１９の例からわかるように、第一単位偏向素子５２ａにより効率良く単位光源５１ａからの光を偏向光学シート１２のプリズム部１４の下部の範囲に向かわせることができ、光源光の利用効率を高めることが可能となる。
【０１０３】
第二単位偏向素子５２ｂ、第三単位偏向素子５２ｃについても同様である。ただし、出光面（第一単位偏向素子５２ａの面５２０ｂに相当する面）から光が向かうプリズム部１４の範囲が異なる。具体的には第二単位偏向素子５２ｂはプリズム部１４の中央部の範囲、第三単位偏向素子５２ｃはプリズム部１４の上部の範囲に光が照射されるように構成されている。そのためには、例えば図１３に示した角度θｂを適切に変更すればよい。
【０１０４】
このようにして、第一単位偏向素子５２ａ、第二単位偏向素子５２ｂ、及び第三単位偏向素子５２ｃにより異なる範囲で光を照射できる。具体的には次の通りである。図１２に光路例を示した。
図１２（ａ）からわかるように、第一単位偏向素子５２ａから出射した光は、プリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲を照射する。
第一単位偏向素子５２ａからの出射光の光軸に沿って出射した光Ｌ５２は、下部に配置された単位プリズム１４ａに傾斜するように入射面１４ｂから入射する。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
また、光軸に沿わないように出射された光は、例えばＬ５１、Ｌ５３のように、単位プリズム１４ａが配列される方向に広がりを有して傾斜して偏向光学シート１２の入射面１４ｂから入射する。ただし、その照射範囲は上記したようにプリズム部１４の垂直方向のうち下部の範囲である。入射面１４ｂから偏向光学シート１２に入射した光は、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【０１０５】
同様にして、図１２（ｂ）からわかるように、第二単位偏向素子５２ｂから出射した光は、プリズム部１４の垂直方向のうち中央部の範囲を照射する。第二単位偏向素子５２ｂからの出射光の光軸に沿った光Ｌ５５、及び該光軸に沿わない光Ｌ５４、Ｌ５４は、第一単位偏向素子５２ａとは照射範囲を異にして偏向されて出射される。
また、図１２（ｃ）からわかるように、第三単位偏向素子５２ｃから出射した光は、プリズム部１４の垂直方向のうち上部の範囲を照射する。第三単位偏向素子５２ｃからの出射光の光軸に沿った光Ｌ５８、及び該光軸に沿わない光Ｌ５７、Ｌ５９は、第一単位偏向素子５２ａ、第二単位偏向素子５２ｂとは照射範囲を異にして偏向されて出射される。
【０１０６】
一方、水平方向に関しては第一の実施形態と同様に、光源５１及び偏向素子５２によりプリズム部１４全体を照射することができるように構成される。
【０１０７】
また、本実施形態でも各単位光源、及び各単位偏向素子による照射範囲は、隣り合う照射範囲同士で重なっていることが好ましい。これにより連続性が高く、ムラの小さい面光源装置とすることができる。
【０１０８】
偏向光学シート１２から出射した光は光拡散シート１７を透過して出光する。光拡散シート１７により、上記したように偏向光学シート１２の作用に起因して強く収束されて指向性が大きくなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大することができる。そして面光源装置５０を出射した光が液晶表示パネル２０に提供される。
【０１０９】
このような形態でも、第一の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。さらには、単位偏向素子により上記したように、光源光の利用効率を高めることが可能となる。従って、光源光の利用効率をさらに向上させる課題があったとき、本実施形態によりこれを解決することができる。
【０１１０】
図１５、図１６は第五の実施形態を説明するための図である。図１５は表示装置に含まれる面光源装置６０の構成を概略的に示す分解斜視図である。図１６は、図１５にＸＶＩ−ＸＶＩで示した線に沿った分解断面図である。図１５、図１６では紙面右が観察者側である。
【０１１１】
本実施形態の表示装置は液晶表示装置であり、面光源装置６０の観察者側には液晶表示パネルが備えられ、映像源モジュールとされる。ここに適用できる液晶表示パネルは上記した液晶表示パネル２０と共通するのでここでは図示及び説明は省略する。またその他、表示装置には液晶表示装置として機能するための各種機器が備えられている。以下、面光源装置６０について説明する。
【０１１２】
面光源装置６０は、光源６１、偏向光学シート１２、光拡散シート１７、及び反射板６２を備えている。ここで偏向光学シート１２、及び光拡散シート１７については上記した第一の実施形態と共通するので同じ符号を付し、説明は省略する。
【０１１３】
光源６１は、偏向光学シート１２に向けて光を出射し、該偏向光学シート１２に対して斜め下方から偏向光学シート１２の上下方向全域に亘って光を投射する装置である。光源６１は発光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）、白熱電球、又は円形断面の蛍光管であって円形断面において一部を出射部とし、他を反射部とすることにより所定の方向に光を出射する蛍光管等を具備している。ＬＥＤや白熱電球の場合には、図１５のように、複数の単位光源６１ａが表示装置の左右方向水平（図１５の紙面左上−右下方向）に配列されている。蛍光管の場合には、図示は省略するが当該配列方向を長手方向とするように配置される。
そして、図１６からわかるように、光源６１は偏向光学シート１２のプリズム部１４に具備される単位プリズム１４ａに対して傾斜するように光を出射する。
【０１１４】
反射板６２は、偏向光学シート１２のプリズム部１４に対向するとともに、光源６１の方が観察者側となるように配置される板状の部材であり、光を反射する機能を有している。ここで反射の態様は鏡面反射や拡散反射等のいずれであってもよいが、拡散反射であることが好ましい。拡散反射することにより反射光をより均一化することができ、面光源装置としての出射光の均一性を向上させることができる。反射板６２はこのように光を反射する機能を有していればその種類は特に限定されるものではなく公知のものを適用することができる。
【０１１５】
また、反射板６２は図１６からわかるように光源６１側の端部で偏向光学シート１２から離隔し、光源６１から離れるにしたがって偏向光学シート１２に近づくように傾斜していることが好ましい。これにより後述するようにより多くの光源６１からの光を偏向光学シート１２に向かわせることができる。
【０１１６】
図１６を参照しつつ面光源装置６０に注目した映像源モジュール及び表示装置の作用について説明する。図１６には光路例Ｌ６１〜Ｌ６３を表した。
【０１１７】
光源６１から出光した光は、Ｌ６１及びＬ６２のようにプリズム部１４に向けて傾くように入射面１４ｂから入射し、反射面１４ｃで全反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき上記したように各単位プリズム１４ａの形状を、偏向光学シート１２から出射される光が液晶表示パネル２０の法線方向に向くように形成しておくことができる。
【０１１８】
一方、光源６１から出射したときには偏向光学シート１２に向かっていない光Ｌ６３は反射板６２に達し、ここで反射して偏向光学シート１２へ向かうことができる。このように、反射板６２によれば本来は偏向光学シート１２に達することのない光を偏向光学シート１２に向かわせることができ、光の利用効率をさらに向上させることができる。
このように反射板６２で反射した光はその性質上、偏向光学シート１２の上部に提供される量が多い。従って当該上部における光量を補うことができ、ムラを低減することが可能である。ここで、本実施形態のように反射板６２を傾斜させた態様とすることにより、反射することができる光を多くすることができ、当該効果をより顕著なものとすることが可能となる。
【０１１９】
面光源装置６０によれば、従来の面光源装置の導光板のように光を拡散均一化し、これをプリズムシートで順次集光していく態様とは異なり、光源６１の光を直接偏向して収束するので、高い収束性で光を集光することができる。従って、光の利用効率を高めることが可能である。偏向光学シート１２ではシート１２の全面に亘ってこのような光の偏向が行われるので、面光源として優れたものとすることが可能である。また、従来の面光源装置と比べてわかるように、面光源装置６０は導光板や複数の集光シートを必要としないので従来に比べて部材点数を減らし、薄型化、軽量化すること可能である。また、これに伴って製造コストを直接的に低減することもできる。
【０１２０】
また、反射板６２が備えられることにより、さらに光の利用効率を上げることができ、上記のように光の均一化も向上させることが可能となる。従って、さらなる光の利用効率の向上、及び均一化が課題とされたときにはこれを解決することが可能である。
【０１２１】
このような面光源装置６０を適用した映像源モジュール、表示装置によれば、面光源装置６０に起因する上記した効果を奏することができる。特に面光源装置６０に液晶表示パネルに組み合わせた映像源モジュール、及び表示装置では、液晶表示パネルの性質上、面光源装置６０の集光性、高効率性の効果をより顕著に発揮することが可能となる。
【０１２２】
図１７は、面光源装置６０の変形例にかかる面光源装置７０を説明する図で、図１６に相当するものである。この変形例では、図１７からわかるように、上記した光源６１と同様の光源７１に加え、光源７１に対向するように偏向光学シート１２の上方に設けられた光源７２を備えている。さらに、反射板７３の形状が反射板６２と異なり、上下方向中央で最も偏向光学シート１２に近く、光源７１、７２に近づくにつれて偏向光学シート１２から離隔するように形成されている。
【０１２３】
このような形態の面光源装置７０でも上記した面光源装置６０と同様の効果を奏するものとなる。すなわち、光源７１、７２の単位光源７１ａ、７２ａから出射された光は、光路例Ｌ７１、Ｌ７２、Ｌ７４、Ｌ７５で示したように直接傾斜するようにプリズム部１４に入射する。これに加え、出射したときに偏向光学シート１２に向かっていない光であってもＬ７３、Ｌ７６のように反射板７３により反射し、偏向光学シート１２に提供することができる。
【０１２４】
なお、本変形例では、プリズム部１４の単位プリズム１４ａにおいて、光源７２に対しては入射面１４ｂが反射面として機能し、反射面１４ｃが入射面として機能する。
【０１２５】
このような面光源装置７０によっても、面光源装置６０と同様の効果を奏するものとなる。
【０１２６】
図１８、図１９は第六の実施形態を説明するための図である。図１８は表示装置に含まれる面光源装置８０の構成を概略的に示す分解斜視図である。図１８は、図１６に相当する分解断面図である。図１８では紙面右が観察者側である。図１９は、単位レンズ８４ａの形態を説明する図である。
【０１２７】
本実施形態の表示装置も液晶表示装置であり、面光源装置８０の観察者側には液晶表示パネルが備えられ、映像源モジュールとされる。ここに適用できる液晶表示パネルは上記した液晶表示パネル２０と共通するのでここでは図示及び説明は省略する。またその他、表示装置には液晶表示装置として機能するための各種機器が備えられている。以下、面光源装置８０について説明する。
【０１２８】
面光源装置８０は、光源６１、偏向光学シート８２、光拡散シート１７を備えている。ここで光源６１、及び光拡散シート１７については上記した第五の実施形態と共通するので同じ符号を付し、説明は省略する。
【０１２９】
偏向光学シート８２は、背面側に配置された光源６１から斜めに投射された光を偏向し、その光を液晶表示パネル２０の法線方向に近づけるように偏向・集光する機能を有している。そのため、本実施形態では、上記説明したプリズム部、及び単位プリズムに代えて、単位レンズを備えるレンズ部を備えている。すなわち、偏向光学シート８２は基材部１３及びレンズ部８４を具備し、レンズ部８４には複数の単位レンズ８４ａが設けられている。本実施形態では、単位レンズ８４ａの形状が上記した単位プリズム１４ａの形状と異なる。それ以外については偏向光学シート１２と共通するので、ここでは、単位レンズ８４ａの形状についてのみ説明し、他の構成の説明は省略する。
ここで、本実施形態では、当該単位レンズの形状に曲面を含むことから、他の実施形態で説明した「プリズム」と区別して説明した。ただし、本発明は、本発明の効果を奏するものであればその形状は特に限定されるものではないく、プリズムやレンズといった形状の称呼により限定されるものではない。
【０１３０】
図１９に、単位レンズ８４ａの断面形状を示した。単位レンズ８４ａは、その断面形状において、２つの放物線（「抛物線」とも言う）の一部を組み合わせた形状であり、頂部８４ｂの形状が第一の放物線Ｐ１の一部からなり、基材部１３に接続する側の底部８４ｃ側が、第二の放物線Ｐ２の一部からなっている。また、これら放物線Ｐ１及び放物線Ｐ２の交点が、頂部８４ｂと底部８４ｃとの間に存在するが、そのままの交点では、微分不可能な外側に尖った尖点が生じるので、本実施形態では、この交点の近傍は曲線で滑らかに（微分可能に）接続した接続部８４ｄとしてある。なお、交点近傍を滑らかに接続させる曲線としては、円、楕円、放物線、双曲線、スプライン曲線その他自由曲線など任意で良い。また、尖点があるままの形状としても良い。また、図１９では、断面形状の形成に利用しなかった部分の放物線Ｐ１及び放物線Ｐ２を、破線で示してある。
【０１３１】
なお、接続部８４ｄで、曲線で滑らかにする交点を含む範囲は、例えば、単位レンズ８４ａの高さＨに対する百分率で捉えれば、５〜２０％の範囲とすることができる。また、このように、２つ以上の放物線を用いたとは、その他の曲線が主要な部分（断面形状の輪郭線の全長に対する主要な長さ、少なくとも５０％超過）を占めなければ、円、楕円などのその他の曲線から描かれる部分があっても良い。
【０１３２】
２つの放物線Ｐ１及びＰ２は、Ｘ軸方向では共に頂点の座標Ｘ＝０を有し、Ｚ軸方向では、頂部８４ｂ側の放物線Ｐ１の頂点は当然に座標Ｚ＝０を有する。ただし、底部８４ｃ側の放物線Ｐ２の頂点は、座標Ｚ＝ｈ（但しｈは正の数）を持たせることで、放物線Ｐ１と放物線Ｐ２が、接続部８４ｄの領域で交差させることができる。
【０１３３】
なお、Ｚ軸に対して（左右）対称でＸ＝０が常に頂点となる放物線は、その放物線式として、関数Ｚ（Ｘ）＝−ａＸ２＋ｈで表される。従って、係数ａ及びｈを、頂部８４ｂ側の放物線Ｐ１では係数ａ１及びｈ１、底部８４ｃ側の放物線Ｐ２では係数ａ２及びｈ２とすると、ｈ１＝０、ｈ２＞０なる条件を満たす。また、ａ１＜ａ２なる条件を満たす。従って、Ｘ＝０に頂点を有する放物線によって形成される単位レンズ８４ａの断面形状は左右対称形となる。ちなみに、以上のｈ１、ａ１、及びａ２の条件は、相対的に、頂部８４ｂ側の放物線の方が曲率が小さく（傾斜が緩慢）、底部８４ｃ側の放物線の方が曲率が大きく（傾斜が急峻）なるように選択されることを意味する。
なお、接続部８４ｄの位置は、単位レンズ８４ａの高さＨ方向の位置で示せば、高さＨの底部８４ｃ側からの百分率で示せば、例えば２５〜７５％にとることができる。また、放物線における係数ｈは、異なる放物線同士が交差する様に設定する。放物線同士の交点の位置（Ｚ軸座標値、Ｘ軸座標値）は、このｈと、ａ１及びａ２の値によって変えることができる。
【０１３４】
また、この様に２以上の放物線を重ねて、多重にした放物線によって形成される断面形状の単位レンズ８４ａは、基材部１３に接続する底部８４ｃ幅Ｗと、基材部１３から頂部８４ｂまでの高さＨとの関係は、好ましくは、Ｗ／２≧Ｈである。特に高輝度角度分布（高視野角）を重視する設計の場合は、Ｗ／２≦Ｈ（直角２等辺三角形に外接）となるようにする。
なお、複数の単位レンズ８４ａは、隙間なく配列するのが光の素通りを防げる点で好ましく、従って、配列周期（いわゆるピッチ）Ｐは、底部の幅Ｗと同じとなる。
【０１３５】
また、放物線式における係数ａ１とａ２は、長さの単位をμｍとしたときに、例えば、頂部８４ｂ側のａ１は、０．０１≦ａ１≦０．０６、及び底部８４ｃ側のａ２は、０．０１≦ａ２≦０．０６として、この範囲内でａ１とａ２の大小関係を設定すると良い。一例として、頂部８４ｂ側の係数ａ１は０．０２、底部８４ｃ側の係数ａ２は０．０５とする等である。
【０１３６】
以上のような単位レンズ８４ａ自体の寸法は、例えば幅Ｗは２０〜２００μｍ、高さＨは１０〜１００μｍ等である。一例を挙げれば、幅Ｗ５０μｍ、高さＨ２５μｍであり（Ｈ／Ｗ＝０．５）、これを隙間なく配列し、配列周期Ｐは５０μｍである。
なお、ここで断面形状が特定の放物線であるというときの「放物線」（抛物線）とは、数学的概念としての厳密な意味での放物線のみには限定されない。厳密な放物線に僅かの変調を加えたものも包含される。例えば、（１）厳密な意味での放物線を折線近似したもの、具体的には、（１−１）放物線上に配列した離散的な複数（好ましくは１０以上）の点について、隣接した点同士を線分で結んだ多角形。（１−２）放物線に内接する多角形（好ましくは１０角形以上）。（１−３）放物線に外接する多角形（好ましくは１０角形以上）。（２）放物線の一部区間又は全区間に於いて変形を加えて放物線から僅かに変位（好ましくは各Ｚ座標値の５％以内）させた曲線。等が挙げられる。
これらの厳密な放物線を変調したものの中で、得られた偏向光学シート８２の光学特性が厳密な放物線を用いた物と実用上で有意差の無い、かつ作用効果を奏し得るものであれば、「放物線」に包含されるものとする。
【０１３７】
以上のような、２以上の放物線を用いた単位レンズ８４ａとすることで、正面輝度を適度に維持しつつ、液晶表示パネルの法線方向（正面方向）に対して斜めに出光する光の角度分布（輝度の角度分布）も広くし、高視野角化することもできる。
従って、導光板を用いることなく輝度向上及び広い視野角を得る課題があるときには本実施形態により解決することが可能である。
【０１３８】
図１８を参照しつつ面光源装置８０に注目した映像源モジュール及び表示装置の作用について説明する。図１８には光路例Ｌ８１〜Ｌ８３を表した。
【０１３９】
光源６１から出光した光は、Ｌ８１〜Ｌ８３のようにレンズ部８４に向けて傾くように放物線Ｐ１の面から単位レンズ８４ａに入射し、放物線Ｐ２の部位で反射してその方向を観察者側に偏向されて偏向光学シート１２から出射される。このとき、単位レンズ８４ａは上記のような放物線の組み合わせにより形成されているので、出射される光を拡散させる等、適切に制御することが可能である。
【０１４０】
図２０は第七の実施形態を説明するための図である。図２０は本実施形態における図２に相当する図である。本実施形態の表示装置も液晶表示装置であり、映像源モジュール１０１を具備している。その他、表示装置には、図示及び説明は省略するが、液晶表示装置として機能するための各種機器が備えられている。
【０１４１】
映像源モジュール１０１は面光源装置１１０と、該面光源装置１１０の観察者側に備えられる液晶表示パネル２０と、を有している。液晶表示パネル２０は第一の実施形態と共通するので同じ符号を付して説明を省略する。
【０１４２】
面光源装置１１０は、光源１１、及び偏向光学シート１１２を備えている。また、偏向光学シート１１２は基材部１１３及びプリズム部１４を有している。本実施形態では、基材部１１３の構成、及び光拡散シート１７を具備しない点で第一の実施形態と異なる。従って、光源１１、及びプリズム部１４は第一の実施形態と共通するので、同じ符号を付すとともに説明は省略する。
【０１４３】
基材部１１３はプリズム部１４の基材となる機能、及びプリズム部１４から出光した光を拡散させて、プリズム部１４の作用に起因して強く収束されて指向性が強くなった光の角度輝度分布を広げ、視野角をある程度拡大する機能を有する部材である。基材部１１３は、透光性を有する主部内に光散乱剤（光拡散性粒子）が分散されて構成されている。主部はプリズム部１４の変形を防止して支持できるように構成されている。かかる観点から、主部を形成する材料の具体例として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等を挙げることができる。一方、光散乱剤は、主部内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼす。このような光散乱剤の光拡散機能（光散乱機能）を発揮するため、例えば、主部をなす材料とは異なる屈折率を有した材料から光散乱剤を構成することができる。その他、光に対して反射作用を及ぼし得る材料であってもよい。具体的には、一例として、平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を、用いることができる。
【０１４４】
また、基材部１１３のうち液晶表示パネル２０側の面は平坦面であることが好ましい。これにより液晶表示パネル２０、又はその他この間に配置してもよい他の層に適切に密着して積層させることができる。
【０１４５】
以上の説明及び図２と図２０との対比からもわかるように、本実施形態では、偏向光学シート１１２の基材部１１３が光拡散の機能を有するため、第一の実施形態で示した光拡散シート１７を必要としない。これにより、第一の実施形態で説明した効果に加え、さらに面光源装置を薄く、軽量にすることができる。
【０１４６】
このような偏向光学シート１１２は押し出し成型により、または、基材部１１３の上にプリズム部１４を賦型又は貼付することにより、製造することができる。押し出し成型で製造された偏向光学シート１１２では、基材部１１３とプリズム部１４とが一体的に形成され得る。このときにはプリズム部１４にも光散乱剤が含有されるが、そのような態様でもよい。また、賦型又は貼付によって偏向光学シート１１２を製造する場合にはプリズム部１４をなす材料と基材部１１３をなす材料とは異なっていても良いし、同一であってもよい。
【０１４７】
ここでは、第一の実施形態の面光源装置１０との対比により本実施形態を説明したが、これに限定されるものでなく、上記説明した他の実施形態に対して本実施形態を適用することも可能である。
【０１４８】
図２１は第八の実施形態を説明するための図である。図２１は表示装置に含まれる映像源モジュール１５１の構成を概略的に示す図で、図２に相当する図である。また、図２２には図２１の一部を拡大した図を示した。
【０１４９】
本実施形態の表示装置も液晶表示装置であり、映像源モジュール１５１を具備している。その他、表示装置には、図示及び説明は省略するが、液晶表示装置として機能するための各種機器が備えられている。
【０１５０】
映像源モジュール１５１は面光源装置１６０と、該面光源装置１６０の観察者側に備えられる液晶セル２１及び上偏光板２２と、を有している。面光源装置１６０は液晶セル２１を背面側（観察者とは反対側）から照明する装置である。
【０１５１】
面光源装置１６０は、光源１１、偏向光学シート１６２及び偏光子１６４を備えている。また、偏向光学シート１６２は基材部１６３及びプリズム部１４を有している。本実施施形態では、光源１１、及びプリズム部１４は第一の実施形態と共通するので、同じ符号を付すとともに説明は省略する。
【０１５２】
基材部１６３は、その一方側の面（光源１１側の面）にプリズム部１４が賦型又は貼付され、他方側の面に偏光子１６４が貼付されて積層されるフィルム状の部材である。すなわち、基材部１６３は、プリズム部１４の変形を防止して支持することができるように機能するとともに、偏光子１６４を支持、保護することができる層としても機能する。従って、基材部１６３により液晶表示パネルの下偏光板としての機能をも有する。これにより、層構成の簡素化を図ることが可能となる。かかる観点から基材部１６３（後述する主部１６３ａ）を構成する材料の具体例としてアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等を挙げることができる。
【０１５３】
これに加え、本実施形態では基材部１６３は、図２２からわかるように、透光性を有する主部１６３ａ内に光散乱剤（光拡散性粒子）１６３ｂが分散されて構成されている。主部１６３ａは上記した通り、プリズム部１４の変形を防止して支持することができるように機能するとともに、偏光子１６４を支持、保護することができる層としても機能する。一方、光散乱剤１６３ｂは、主部１６３ａ内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼす。このような光散乱剤１６３ｂの光拡散機能（光散乱機能）を発揮するため、例えば、主部１６３ａをなす材料とは異なる屈折率を有した材料を用いることができる。その他、光に対して反射作用を及ぼし得る材料であってもよい。具体的には、一例として、平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、硫酸バリウム、酸化チタン等からなる粒子を、用いることができる。
これにより、基材部１６３が光拡散機能を奏するので別に光拡散層を設ける必要がなく、さらに層構成の簡素化を図ることが可能となる。
【０１５４】
偏光子１６４は、液晶表示パネルの下偏光板の偏光子と同じ機能を有するものであり、偏光子１６４は下偏光板の偏光子として適用されるものを用いることができる。具体例としては、ポリビニル系フィルムを基材とした偏光子を挙げることができる。これは、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素や染料等の二色性色素を吸着あるいは染色させ、その後、一軸延伸して配向させることによって、光の吸収異方性をポリビニルアルコール系フィルムに付与され得る。
【０１５５】
基材部１６３と偏光子１６４とは直接積層されていてもよいし、不図示の接着層により密着性が高められて積層されていてもよい。
【０１５６】
本実施形態によれば、図２１からわかるように、観察者側に向けて光源１１、プリズム部１４、基材部１６３、偏光子１６４、液晶セル２１、及び上偏光板２２の順で構成されている。すなわち、面光源装置１６０に下偏光板の機能も備えているので、層構成の簡素化を図ることができる。さらには基材部１６３は光拡散機能も有するので、かかる観点からも層構成の簡素化を図ることが可能である。
【０１５７】
本実施形態の基材部１６３は、押し出し法により例えば次のように製造することができる。図２３に模式図を示した。まず、主部１６３ａとなる樹脂材料を、光散乱剤１６３ｂとなる粒状物とともに押し出し機４００に投入する。主部１６３ａとなる樹脂材料は押し出し機４００内でガラス転移点温度以上に加熱され、軟化した樹脂材料が押し出し機４００から押し出される。この際、押し出し機４００に設けられた金型（ダイ）により所定の形状に制御される。押し出し機４００から押し出された材料４０１は、成形ロール４０２とバックアップ手段４０３との間に進む。さらに、ここで材料４０１はバックアップ手段４０３の無縁ベルト４０３ａによって支持された状態で成形ロール４０２により押圧され、厚さが調整される。ここで無縁ベルト４０３ａは熱容量が小さいので、材料４０１に接触した後、再度接触するまでに無縁ベルト４０３ａは冷え、これがまた材料４０１に接触する。この作用により材料４０１がガラス転移点温度以下の温度にまで冷却される。その後さらに冷却されることにより材料４０１が硬化し、剥離ロール４０４により剥離する。
【０１５８】
また、本実施形態には、さらにいわゆるマット層を積層させてもよい。マット層とは、母材中に微小な粒子を混入させ、当該粒子を母材表面から突出させることにより粗面を形成する層である。このようなマット層としては公知のものを適用することが可能である。これにより面光源装置から出光する光を所望のものに制御することができる。このようなマット層は、基材部１６３と偏向子１６４との間や、プリズム部１４と基材部１６３との間に設けることができる。
【０１５９】
ここでは、第一の実施形態の面光源装置１０との対比により本実施形態を説明したが、これに限定されるものでなく、上記説明した他の実施形態に対して本実施形態を適用することも可能である。
【０１６０】
図２４は第九の実施形態を説明するための図である。図２４は本実施形態における図２０に相当する図である。本実施形態の表示装置も液晶表示装置であり、映像源モジュール２０１を具備している。その他、表示装置には、図示及び説明は省略するが、液晶表示装置として機能するための各種機器が備えられている。
【０１６１】
本実施形態では、上記説明した面光源装置１１０、液晶表示パネル２０、及び光制御部材２１０が備えられている。面光源装置１１０、及び液晶表示パネル２０は上記した通りなのでここでは説明を省略する。なお、面光源装置は、面光源装置１１０に限られることなく、これまでに説明したいずれの面光源装置をここに適用することができる。
【０１６２】
光制御部材２１０は液晶表示パネル２０の観察者側、すなわち上偏光板２２に貼付されて積層される部材で、光を偏向して制御する機能を有する層である。具体的な構成は、透過部２１１及び間部２１２を有している。
【０１６３】
透過部２１１は、図２４に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を備える。すなわち、図２４に表れる断面において、略台形である透過部２１４を有し、隣り合う２つの透過部２１４間に断面が略三角形の間部２１２が形成されている。
【０１６４】
透過部２１１は光を透過させることを主要の機能とする部位であり、図２４に表れる断面において、プリズム部１４側に長い下底、その反対側（観察者側）に短い上底を有する略台形の断面形状を有する要素である。透過部２１１は、シート面に沿って所定の間隔で配列されるとともに、その間には、略三角形断面を有する間部２１２が形成されている。従って、間部２１２は、透過部２１１の上底側に底辺を有し、透過部２１１の下底側にこれに対向する頂点を有する三角形断面を有し、ここに所定の材料が充填されることにより間部２１２が形成される。
なお、本実施形態では間部２１２を三角形断面としたが、これに限らず間部を台形断面としてもよい。このときには透過部２１１の短い上底側に間部の長い下底が配置され、透過部２１１の長い下底側に間部の短い上底が配置される。
また、本実施形態では、三角形断面を形成する斜辺が直線状である例を示したが、これに限定されることなく、当該斜辺が折れ線状であったり、曲線状であってもよい。
【０１６５】
ここで、間部２１２と透過部２１１とを屈折率が異なる材料で形成することにより、間部２１２と透過部２１１との界面で生じる反射を利用することができ、光の制御をすることが可能となる。
【符号の説明】
【０１６６】
１      映像源モジュール
１０    面光源装置
１１    光源
１１ａ  第一単位光源
１１ｂ  第二単位光源
１１ｃ  第三単位光源
１２    偏向光学シート
１３    基材部
１４    プリズム部
１４ａ  単位プリズム
１４ｂ  入射面
１４ｃ  反射面
１７    光拡散シート
２０    液晶表示パネル
３０    面光源装置
３１    光源
３１ａ  第一単位光源
３１ｂ  第二単位光源
３１ｃ  第三単位光源
３２    偏向光学シート
３４    プリズム部
３４ａ  単位プリズム
３４ｂ  入射面
３４ｃ  反射面
４０    面光源装置
４１    光源
４１ａ  第一単位光源
４１ｂ  第二単位光源
４１ｃ  第三単位光源
５０    面光源装置
５１    光源
５１ａ  単位光源
５２    偏向素子
５２ａ  第一単位偏向素子
５２ｂ  第二単位偏向素子
５２ｃ  第三単位偏向素子
６０    面光源装置
６１    光源
６１ａ  単位光源
６２    反射板
７０    面光源装置
７１    光源
７１ａ  単位光源
７２    光源
７３    反射板
８０    面光源装置
８２    偏向光学シート
８４    プリズム部
８４ａ  単位プリズム
１０１  映像原モジュール
１１０  面光源装置
１５１  映像原モジュール
１６０  面光源装置
２０１  映像原モジュール
２１０  光制御部材
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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