(57)【要約】【課題】輝度が高く、良好な視野角特性を有し、軽量化や薄型化が可能な面光源装置、及び、これを備える透過型表示装置を提供する。【解決手段】面光源装置１０は、出光面１３１ｃ側に導光板単位レンズ１３１が複数配列された導光板１３と、光源部１２と、導光板１３よりも出光側に配置され、その出光側の面に単位レンズ１４１が複数配列されたレンズシート１４とを備えるものとした。レンズシート１４へ入射する光は、単位レンズ１４１の配列方向において、レンズシート１４のシート面の法線方向に対して所定の角度をなす方向に最大強度となるピーク角度を有する指向性を有し、単位レンズ１４１は、稜線を挟んで曲面状である第１の面１４２と平面状である第２の面１４３とを有する非対称な形状であり、第１の面１４２は、単位レンズ１４１の配列方向において、稜線に対してピーク角度が位置する側に設けられているものとした。【選択図】図１
2013211242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型表示部を背面側から照明する面光源装置であって、
出光面側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である導光板単位レンズが複数配列された導光板と、
前記導光板の１つの側面に対面する位置に、前記側面に沿って設けられる光源部と、
前記導光板よりも出光側に配置され、その出光側の面に、凸形状の単位レンズが複数配列されたレンズシートと、
を備え、
前記レンズシートへ入射する光は、前記単位レンズの配列方向において、前記レンズシートのシート面の法線方向に対して所定の角度をなす方向に最大強度となるピーク角度を有する指向性を有し、
前記単位レンズは、稜線を挟んで曲面状である第１の面と平面状である第２の面とを有する非対称な形状であり、
前記第１の面は、前記単位レンズの配列方向において、前記稜線に対して前記ピーク角度が位置する側に設けられていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源装置において、
前記単位レンズの配列方向は、シート面に直交する方向から見て、前記導光板単位レンズの配列方向と直交すること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の面光源装置において、
前記導光板単位レンズは、その稜線方向が、前記側面に直交する方向であること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の面光源において、
前記レンズシートよりも出光側に、所定の偏光軸を有する偏光のみを透過し、それ以外の偏光を反射する偏光選択反射シート備えること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源において、
光を拡散する作用を有する光拡散シートを備えていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
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、面光源装置、及び、これを備える透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、面光源装置によって背面側からＬＣＤパネル等の透過型表示部を照明して映像を表示する透過型表示装置の普及には目覚ましいものがある。この透過型表示装置に用いられる面光源装置としては、エッジライト型、直下型等のものが知られている。
エッジライト型の面光源装置は、導光板の少なくとも一端面に面する位置に、光源を配置する形態であり、各種光学シートの背面側に光源を配置する直下型の面光源装置に比べて、面光源装置の厚さを薄くできる等の利点がある。そのため、エッジライト型の面光源装置を使用した液晶表示装置は、様々な用途に利用されており、その光学特性等に関する開発も盛んに行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透過型表示装置の普及に伴い、この透過型表示装置のさらなる薄型化や、軽量化に対する要求が高まっている。
しかし、薄型化のために、面光源装置に使用する光学シート等を単に削減すると、正面輝度の低下や視野角の低下等を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
また、軽量化や薄型化、消費電力の削減等に伴い、光源を導光板の一端部（例えば、画面左右方向の一方の端部）にのみ配置する面光源装置が、主に中小型の画面サイズの透過型表示装置において用いられる傾向がある。このような面光源装置の中には、導光板の出光面側にレンズ形状を形成する等により、輝度ムラの低減等を図っているものがある。
しかし、このような構成の面光源装置とした場合には、視野角の減少や、出光面から出射した光は指向性輝度のピークが面光源装置の出光面の正面方向から２０〜３０°程度ずれた方向に位置し、光の利用効率の低下や輝度の低下等を招くという問題があった。
【０００６】
上述の特許文献１には、そのような、面光源装置における視野角や正面輝度の向上等と、薄型化、軽量化等を両立する構成に関しては、一切開示されていない。
【０００７】
本発明の課題は、輝度が高く、良好な視野角特性を有し、軽量化や薄型化が可能な面光源装置、及び、これを備える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】
【０００８】
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、本発明の実施形態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、透過型表示部（１１）を背面側から照明する面光源装置であって、出光面側に、略円柱形状の一部形状又は略楕円柱形状の一部形状である導光板単位レンズ（１３１）が複数配列された導光板（１３）と、前記導光板の１つの側面（１３ａ）に対面する位置に、前記側面に沿って設けられる光源部（１２）と、前記導光板よりも出光側に配置され、その出光側の面に凸形状の単位レンズ（１４１）が複数配列されたレンズシート（１４）と、を備え、前記レンズシートへ入射する光は、前記単位レンズの配列方向において、前記レンズシートへ入射する光は、前記単位レンズの配列方向において、前記レンズシートのシート面の法線方向に対して所定の角度をなす方向に最大強度となるピーク角度を有する指向性を有し、前記単位レンズは、稜線を挟んで曲面状である第１の面（１４２）と平面状である第２の面（１４３）とを有する非対称な形状であり、前記第１の面は、前記単位レンズの配列方向において、前記稜線に対して前記ピーク角度が位置する側に設けられていること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の面光源装置において、前記単位レンズ（１４１）の配列方向は、シート面に直交する方向から見て、前記導光板単位レンズ（１３１）の配列方向と直交すること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の面光源装置において、前記導光板単位レンズ（１３１）は、その稜線方向が、前記側面（１３ａ）に直交する方向であること、を特徴とする面光源装置（１０）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項に記載の面光源において、前記レンズシート（１４）よりも出光側に、所定の偏光軸を有する偏光のみを透過し、それ以外の偏光を反射する偏光選択反射シート（１５）を備えること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源において、光を拡散する作用を有する光拡散シート（１５）を備えていること、を特徴とする面光源装置（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置（１０）と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、輝度が高く、良好な視野角特性を有し、軽量化や薄型化が可能な面光源装置、及び、これを備える透過型表示装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の表示装置１の構成を説明する図である。
【図２】実施形態の表示装置１における導光板１３、レンズシート１４等を説明する図である。
【図３】実施形態の導光板単位レンズ１３１の形状を説明する図である。
【図４】実施形態のレンズシート１４の単位レンズ１４１を説明する図である。
【図５】各測定例に用いられる導光板１３を説明する図である。
【図６】測定例の面光源装置に使用するレンチキュラーレンズシート、プリズムシートＡ，Ｂを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。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、適宜誇張している。
また、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無い。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
さらに、シート面（板面，フィルム面）とは、そのシート全体として見たときにおける、シート（板，フィルム）の平面方向となる面を示すものであり、本明細書中及び特許請求の範囲においても、同一の定義として用いている。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１２】
（実施形態）
図１は、本実施形態の表示装置１の構成を説明する図である。
図２は、本実施形態の表示装置１における導光板１３、レンズシート１４等を説明する図である。
表示装置１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１１と、ＬＣＤパネル１１を背面側から照明する面光源装置１０とを備えている。
面光源装置１０は、光源部１２、導光板１３、レンズシート１４、光学シート１５等を備えるエッジライト型の面光源装置（バックライト）である。
なお、説明等は省略するが、この表示装置１には、この他に、表示装置として動作するために必要とされる通常の機器が備えられている。この表示装置１は、例えば、液晶テレビジョン等として使用される。
【００１３】
図１を含め、以下に示す各図及び以下の説明において、理解を容易にするために、表示装置１の使用状態において、観察者ＯがＬＣＤパネル１１をその表示画面の正面方向から観察した場合の画面上下方向（画面垂直方向）をＹ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）、画面左右方向（画面水平方向）をＸ方向（Ｘ１−Ｘ２方向）、厚み方向（奥行方向、観察画面に直交する方向）をＺ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）とする。観察者Ｏは、観察者側となるＺ２側から背面側となるＺ１側に向けて、ＬＣＤパネル１１の画面の表示を視認する。また、レンズシート１４や、ＬＣＤパネル１１の厚み方向（Ｚ方向）においては、Ｚ１側は、光の入光側（背面側）であり、Ｚ２側は光の出光側（観察者側）となる。
特に断りが無い場合、以下の説明において、画面左右方向、画面上下方向、厚み方向とは、この表示装置１の使用状態における画面左右方向（Ｘ方向）、画面上下方向（Ｙ方向）、厚み方向（Ｚ方向）であるとする。
【００１４】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の映像表示部であり、面光源装置１０側（入射側、Ｚ１側）に配置された下偏光板１１２と、観察者側（出射側、Ｚ２側）に配置された上偏光板１１３と、下偏光板１１２と上偏光板１１３との間に配置される液晶層１１１とを有している。
液晶層１１１は、不図示の２枚のガラス基板と、このガラス基板の間に封入され、マトリクス状に配列された複数の液晶セルを有している。この液晶セルは、１つの画素を形成する領域ごとに電界印加され、この電界印加によって、液晶セルの配向方向が変化する。
下偏光板１１２及び上偏光板１１３は、それぞれ液晶層１１１のガラス基板の入射側、出射側に配置された偏光板である。
下偏光板１１２及び上偏光板１１３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（本実施形態では、Ｐ波）を透過させ、この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（本実施形態では、Ｓ波）を吸収する機能を有している。
【００１５】
本実施形態では、下偏光板１１２の透過軸（偏光軸）及び上偏光板１１３の透過軸（偏光軸）は、ＬＣＤパネル１１の表面に直交する方向（表示装置１の観察画面の正面方向）から見て、直交している。表示装置１の観察画面に直交する方向（正面方向、Ｚ方向）から見て、下偏光板１１２の透過軸は、画面左右方向（Ｘ方向）に平行である。また、上偏光板１１３の透過軸は、画面上下方向（Ｙ方向）に平行である。なお、本明細書において、「平行」、「直交」とは、厳密な平行や直交の状態だけでなく、平行や直交とみなせる状態（略平行、略直交）も含むものとする。
【００１６】
面光源装置１０から出射し、下偏光板１１２を透過した特定方向の偏光成分（本実施形態では、Ｐ波）は、電界印加された液晶セルを通過する際にはその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されていない液晶セルを通過する際にはその偏光方向を維持する。従って、液晶セルへの電界印加の有無によって、下偏光板１１２を透過した特定方向の偏光成分（Ｐ波）が、上偏光板１１３を透過するか、あるいは、上偏光板１１３で吸収されて遮断されるかを制御できる。そして、このような液晶セルへの電界印加により、ＬＣＤパネル１１では、面光源装置１０からの光の透過又は遮断を画素ごとに制御し、映像を表示可能とする。
本実施形態のＬＣＤパネル１１は、ＩＰＳ方式等、各種方式のものを適宜選択して使用できる。
【００１７】
光源部１２は、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する光を発する部分である。本実施形態の光源部１２は、導光板１３の画面左右方向の一方（Ｘ１側）の端面となる入光面１３ａに沿って、入光面１３ａに面する位置に設けられている。
本実施形態の光源部１２は、発光部として点光源１２１であるＬＥＤが、入光面１３ａに沿って画面上下方向に等間隔で複数配列されている。
【００１８】
導光板１３は、光を導波させる略平板状の部材である。導光板１３は、光源部１２が発する光を入光面１３ａから入射させ、出光面１３ｃ及び背面１３ｄで全反射させながら、それぞれ対向する他方の面１３ｂ側へと画面左右方向に導光しながら、適宜出光面１３ｃからレンズシート１４側へ出射させる機能を有する。
本実施形態の導光板１３は、その出光面１３ｃ側に、導光板単位レンズ１３１が複数配列され、レンチキュラーレンズ形状を有している。
【００１９】
図３は、本実施形態の導光板単位レンズ１３１の形状を説明する図である。図３では、導光板単位レンズ１３１の配列方向に平行であって導光板１３の厚み方向に平行な断面（ＹＺ面）での断面の一部を拡大して示している。
導光板単位レンズ１３１は、ＬＣＤパネル１１側（出光側、Ｚ２側）に凸となる柱状のレンズである。この導光板単位レンズ１３１は、図２（ａ）に示すように、その長手方向を画面左右方向（Ｘ方向）とし、画面上下方向（Ｙ方向）に複数配列されている。
導光板単位レンズ１３１は、図３に示すように、長軸が厚み方向（Ｚ方向）に平行である（即ち、出光面１３ｃの平面方向に直交する）楕円柱の一部形状としてもよいし、略円柱形状の一部形状としてもよいし、複数種類の楕円柱形状等の曲面を組み合わせてなる形状としてもよい。また、例えば、底角が５５〜６５°程度の略二等辺三角柱形状であり、頂部が比較的大きな曲率半径を有する曲面で形成された形状としてもよい。
【００２０】
図３に示す断面において、導光板単位レンズ１３１の配列ピッチをＰ１とし、レンズ高さをＨ１（厚み方向における導光板単位レンズ１３１の頂点１３１ｔから導光板単位レンズ１３１間の谷部の谷底となる点１３１ｖまでの寸法）とする。本実施形態の導光板１３では、導光板単位レンズ１３１配列ピッチＰ１は、配列方向におけるレンズ幅Ｗ１に等しい。また、この導光板１３の厚み（背面１３ｄから頂点１３１ｔまでの寸法）は、Ｄ１である。
この導光板単位レンズ１３１は、出光面１３ｃに形成され、導光板１３の光の導光方向に直交する方向に配列されているので、導光方向に直交する方向における集光や拡散等の光線制御作用を有する。
【００２１】
この導光板１３は、例えば、アクリル系樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂等を用いて作製される。また、この導光板１３は、例えば、押し出し成型や、射出成型等により作製可能である。
なお、導光板１３は、基板となる熱可塑樹脂製等の板状の部材の出光面に、紫外線硬化型樹脂等によってレンチキュラーレンズ形状をＵＶ成型法等によって形成してもよい。
【００２２】
導光板１３は、導光板単位レンズ１３１によるレンチキュラーレンズ形状に加えて、以下のような構成を備えていてもよい。
例えば、導光板１３は、背面１３ｄに印刷等により拡散作用を有するドット（不図示）等が形成された形態としてもよい。
導光板１３は、背面側（Ｚ１側）に、正面方向から見て、上述の導光板単位レンズ１３１と直交する方向に複数配列された不図示の単位プリズム又は単位レンズが配列された背面側光学形状を有する形態としてもよい。
導光板１３は、光の導光方向（Ｘ方向）に沿って入光面１３ａから離れるにつれてその厚みが薄くなる形態としてもよい。
導光板１３は、その内部に光を拡散する拡散材を含有する形態としてもよい。
導光板１３は、上述の各種構成を適宜組み合わせた形態としてもよい。
本実施形態の導光板１３は、出光面１３ｃに導光板単位レンズ１３１によるレンチキュラーレンズ形状を備え、背面側光学形状を有さず、拡散材を含有せず、略等厚であり厚みの変化等を有しない形態としている。
【００２３】
導光板１３よりも背面側（Ｚ１側）には、光を反射可能な板状の部材である不図示の反射板が設けられている。この反射板は、背面側へ向かう光を反射して、導光板１３へ向ける機能を有している。反射板は、鏡面反射性（正反射性）を有するものや、白色のシート等のように拡散反射性を有するもの等を適宜選択して使用できる。
反射板は、特に、金属等の高い反射率を有する材料により形成されたシート、高い反射率を有する材料により形成された薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等といった、いわゆる鏡面反射を可能とする反射板を使用することが、集光性や、光の利用効率を向上させるという観点から好ましい。
【００２４】
上述のように、本実施形態では、光源部１２は１箇所（１辺）に設けられ、主としてＸ方向のＸ１側からＸ２側へ光を導光している。そのため、導光板１３の出光面１３ｃから出射する光は、その光の主たる導光方向（本実施形態ではＸ方向）において、出光面１３ｃ（導光板１３の板面）の法線方向（０°方向）に対して所定の角度をなす方向を最大強度（最大輝度）とする指向性を有している。
本実施形態の導光板１３では、その主たる導光方向（Ｘ方向、導光板単位レンズ１３１の長手方向）において、出光面１３ｃから出射する光が最大強度（最大輝度）を有するピーク角度は、正面方向（出光面の法線方向）に対して、入光面１３ａ側（Ｘ１側）又は他方の面１３ｂ側（Ｘ２側）に３０〜８０°をなす範囲内に存在している。
一方、導光板単位レンズ１３１の配列方向（Ｙ方向）においては、導光板単位レンズ１３１によって出射方向が拡散されており、配列方向（Ｙ方向）における明るさの均一性を向上させることができる。
【００２５】
レンズシート１４は、導光板１３とＬＣＤパネル１１との間に配置され、導光板１３から出射した光の進行方向を制御する作用を有する光学部材である。
図４は、本実施形態のレンズシート１４の単位レンズ１４１を説明する図である。
図４（ａ），（ｃ）では、レンズシート１４のシート面に直交し、かつ、単位レンズ１４１の配列方向に平行なレンズシート１４の断面（ＸＺ面）の一部を拡大して示している。また、図４（ｂ），（ｄ）には、それぞれ図４（ａ），（ｃ）のレンズシート１４とする場合のレンズシート１４へ入射する光のＸ方向における輝度分布を模式的に示している。なお、図４（ｂ），（ｄ）では、縦軸を輝度とし、横軸を配列方向（Ｘ方向）の角度としている。また、この横軸において、Ｘ１側（光源側）を負、Ｘ２側（他方側）を正としている。
【００２６】
レンズシート１４は、図１及び図２，図４（ａ），（ｃ）に示すように、そのＬＣＤパネル１１側（出光側、Ｚ２側）の面に、ＬＣＤパネル１１側に凸となる柱状の単位レンズ１４１が複数配列されている。このレンズシート１４のシート面は、ＬＣＤパネル１１の観察画面に平行な面であり、そのシート面に直交する方向は正面方向（Ｚ方向）に等しい。
単位レンズ１４１は、図１及び図２，図４（ａ），（ｃ）に示すように、観察者側（Ｚ２側）に凸となる柱状であり、画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向（稜線方向）とし、画面左右方向（Ｘ方向）に配列されている。即ち、シート面に直交する方向（Ｚ方向）から見て、単位レンズ１４１の配列方向は、導光板１３の導光板単位レンズ１３１の配列方向に直交しており、下偏光板１１２の透過軸に平行である。
【００２７】
単位レンズ１４１は、第１の面１４２と第２の面１４３とを有している。第１の面１４２は、出光側に凸となる曲面であり、第２の面１４３はシート面に平行な面に対して角度θをなす平面であり、その配列方向において非対称な形状を有している。単位レンズ１４１は、その配列方向及び厚み方向に平行な断面（ＸＺ面）における断面形状が、図４（ａ），（ｃ）に示すように、非対称な形状となっている。
第１の面１４２は、その形状により、第１の面１４２から出射する光を出光側（Ｚ２方向）へ向かわせることができ、かつ、その光を拡散させる作用を有する。
また、第２の面１４３は、その形状により、視野角範囲から大きくそれた方向へ向かう一部の光を導光板１３側へ戻して再利用したり、正面方向へ集光したりすることができ、光の利用効率を高めることができる。
【００２８】
この単位レンズ１４１は、その入射光のＸ方向（単位レンズ１４１の配列方向）における最大輝度（最大強度）となるピーク角度が、シート面の法線方向（０°方向）に対してどちら側に位置しているかによって、その断面形状が異なっている。
図４（ｂ）に示すように、レンズシート１４へのＸ方向における入射光のピーク角度が、正面方向（０°）に対してＸ２側に位置している場合、図４（ａ）に示すレンズシート１４Ａの単位レンズ１４１Ａのように、曲面である第１の面１４２が、稜線に対してＸ２側に位置し、平面である第２の面１４３がＸ１側に位置している。
また、図４（ｄ）に示すように、レンズシート１４へのＸ方向における入射光のピーク角度が、シート面の法線方向（正面方向、０°方向）に対してＸ１側に位置している場合、図４（ｃ）に示すレンズシート１４Ｂの単位レンズ１４１Ｂのように、曲面である第１の面１４２が、稜線に対してＸ１側に位置し、平面である第２の面１４３がＸ２側に位置している。
【００２９】
即ち、曲面である第１の面１４２は、稜線（頂点１４１ｔ）に対して、その配列方向（Ｘ方向）における入射光のピーク角度がシート面の法線方向（０°）に対して角度をなす方向と同じ側に位置するように配置されている。このような形態とすることにより、レンズシート１４へ、単位レンズ１４１の配列方向において図４（ｂ），（ｃ）に示すような指向性を有する光が入射した場合にも、効率よく正面方向及び正面近傍へ立ち上げることができ、光の利用効率を高めることができる。
なお、本実施形態では、導光板１３とレンズシート１４との間には、他の光学シートが存在していないので、導光板１３の出光面１３ｃから出射した光は、その指向性を保ったまま、レンズシート１４へ入射している。
【００３０】
第１の面１４２は、円柱の一部形状としてもよいし、楕円柱の一部形状としてもよいし、複数の曲面からなる形状としてもよい。また、第１の面１４２は、図４（ａ），（ｃ）に示す断面における形状が、放物線やカテナリー曲線等の各種曲線の一部としてもよい。
本実施形態の第１の面１４２は、長軸がシート面に直交する楕円柱形状の一部形状であり、その長軸の短軸との比は、１．８：１〜２：１の範囲内である。
また、第２の面１４３は、図４（ａ），（ｃ）に示すように、シート面に平行な方向と角度θをなしている。この角度θは、本実施形態ではθ＝４５°である。なお、これに限らず、角度θは、３０〜８０°の範囲内で適宜選択してよい。角度θは、上記のような角度範囲とすることが、正面輝度を向上させる観点から好ましい。
【００３１】
単位レンズ１４１は、その配列ピッチ（頂点１４１ｔ間の距離）がＰ２であり、レンズ高さ（シート面に直交する方向における単位レンズ１４１の頂点１４１ｔから単位レンズ１４１間の谷部の谷底となる点１４１ｖまでの寸法）はＨ２である。本実施形態の単位レンズ１４１は、この配列ピッチＰ２が配列方向におけるレンズ幅Ｗ２に等しい。また、レンズシート１４は、その厚み（頂点１４１ｔから入射面１４ａまでの距離）がＤ２である。
レンズシート１４は、アクリル系樹脂や、ＰＣ樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＣＯＰ樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂等のような光学シートとして使用可能な耐熱性を有する熱可塑性樹脂を押し出し成型することにより形成される。なお、紫外線硬化型樹脂等により、ＰＥＴ樹脂製や、ＰＣ樹脂製等のシート状の基材上にＵＶ成型法等によって単位レンズ１４１を形成し、レンズシート１４を作製してもよい。
【００３２】
光学シート１５は、レンズシート１４の出光側に配置され、各種光学機能を備えるシートである。
本実施形態の光学シート１５は、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光については反射する機能を有する偏光選択反射シートとしてもよいし、光を拡散する作用を有する拡散シートとしてもよい。
光学シート１５として偏光選択反射シートを用いる場合には、その光学シートを透過する偏光の偏光軸は、シート面の法線方向（Ｚ方向）から見て、下偏光板１１２の透過軸と平行であることが、光の利用効率を高め、輝度を向上させる観点から好ましい。光学シート１５として偏光選択反射シートを用いる場合には、例えば、ＤＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を使用することができる。
また、光学シート１５として拡散シートを用いる場合には、拡散材を含有する樹脂製のシート状の部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の片面に拡散材を含有するバインダをコートした部材や、出光面側にマイクロレンズアレイが形成されたマイクロレンズシート等を用いることができる。
【００３３】
上述のような本実施形態の面光源装置１０及び表示装置１とすることにより、導光板１３から出射する光が、導光板単位レンズ１３１の長手方向（Ｘ方向）において正面方向（０°）に対して所定の角度をなす方向にピーク角度を有する指向性を有している場合にも、レンズシート１４によって光を正面方向へ向かわせることができ、光の利用効率が高く、正面輝度が高い面光源装置１０及び表示装置１とすることができる。
また、レンズシート１４の単位レンズ１４１は、光を拡散する作用も有しているので、その配列方向における視野角を広げ、明るさの均一性を高めることができる。
また、導光板１３は、単位レンズ１４１の配列方向と直交する方向に配列されているので、その配列方向における視野角を広げ、明るさの均一性を高めることができる。
【００３４】
（評価）
ここで、本実施形態の実施例及び比較例に相当する測定例１〜１０の面光源装置を作製し、その正面輝度や視野角特性等を評価した。
各測定例の面光源装置は、導光板１３やレンズシート１４等が異なるが、光源部１２や出光面１３ｃの画面サイズは同一の形状である。
各測定例の面光源装置において、光源部１２は、図１に示すように、各導光板１３の画面左右方向の一方の端部（Ｘ１側）に配置されており、いずれもＬＥＤを点光源１２１として使用している。
各測定例の面光源装置において、不図示の反射板は、いずれも鏡面反射性のものを用いている。
【００３５】
以下、各測定例の面光源装置に使用される導光板やレンズシート等について説明する。
図５は、各測定例に用いられる導光板１３を説明する図である。
図５（ａ）は、各測定例に用いられる導光板１３と光源部１２の位置関係を示し、図５（ｂ）は、この導光板１３から出射する光の指向性を示している。図５（ｂ）において、縦軸は輝度であり、横軸はＸ方向における角度である。なお、図５（ｂ）の横軸は、正面方向（０°方向）に対してＸ１側を負、Ｘ２側を正として示している。
測定例１〜１０の面光源装置は、導光板１３を備えている。この導光板１３は、導光方向であるＸ方向において、図５（ｂ）に示すように、出光面１３ｃから出射する光のピーク角度がＸ２側に位置している。この導光板１３のピーク角度は、＋３５〜４０°である。
導光板１３は、その出光面１３ｃに導光板単位レンズ１３１が画面上下方向に配列された平板状の部材である。導光板単位レンズ１３１は、長軸が厚み方向に平行な楕円柱の一部形状であり、Ｐ１＝Ｗ１＝９３μｍ、Ｈ１＝３８μｍである。また、その厚み（背面１３ｄから頂点１３１ｔまでの距離）は、４ｍｍである。
【００３６】
レンズシート１４Ａは、本実施形態のレンズシート１４の実施例に相当するものである。このレンズシート１４Ａは、前述の図４（ａ）に示すように、単位レンズ１４１Ａを備えており、Ｘ方向において、曲面である第１の面１４２がＸ２側に位置し、平面である第２の面１４３がＸ１側に位置している。
レンズシート１４Ｂは、本実施形態のレンズシート１４の実施例に相当するものである。このレンズシート１４Ｂは、前述の図４（ｃ）に示すように、単位レンズ１４１Ｂを備えており、Ｘ方向において、曲面である第１の面１４２がＸ１側に位置し、平面である第２の面１４３がＸ２側に位置している。
レンズシート１４Ａ、１４Ｂは、いずれも、ＰＣ樹脂製であり、Ｐ２＝Ｗ２＝５０μｍ、Ｈ２＝２５μｍであり、シートの厚み（入光面から単位レンズ１４１の頂点１４１ｔまでの厚み）が２８０μｍである。また、第２の面１４３がシート面に平行な面となす角度θ＝４５°であり、第１の面１４２は、長軸：短軸＝２：１であり、長軸がシート面に直交する楕円柱の一部形状に近似される。
【００３７】
図６は、測定例の面光源装置に使用するレンチキュラーレンズシート、プリズムシートＡ，Ｂを説明する図である。図６では、測定例に使用するレンチキュラーレンズシート、プリズムシートＡ，Ｂの断面図を示している。
レンチキュラーレンズシートは、図６（ａ）に示すように、観察者側の面に単位レンズが複数配列されたレンチキュラーレンズ形状を有している。この単位レンズは、長軸がシート面に直交する楕円柱の一部形状であり、出光側に凸であり、画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向とし、画面左右方向（Ｘ方向）に配列されており、その配列方向が導光板単位レンズ１３１の配列方向に直交している。このレンチキュラーレンズシートは、ＰＣ樹脂製であり、単位レンズの配列ピッチが６４μｍ、レンズ高さが２５μｍ、その厚さが２８０μｍである。
【００３８】
プリズムシートＡ，Ｂは、ＰＥＴ樹脂製のシート状の基材の出光側の面に、ＵＶ成型法により、ウレタン系紫外線硬化樹脂製の単位プリズムが複数配列されている。単位プリズムは、頂角９０°の二等辺三角柱形状であり、配列ピッチが５０μｍ、プリズム高さが２５μｍである。この単位プリズムは、プリズムシートＡでは、図６（ｂ）に示すように、画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向とし、画面左右方向（Ｘ方向）に配列されており、その配列方向は導光板単位レンズ１３１の配列方向に直交する。また、プリズムシートＢでは、単位プリズムは、図６（ｃ）に示すように、画面左右方向（Ｘ方向）を長手方向とし、画面上下方向（Ｙ方向）に配列されており、その配列方向は導光板単位レンズ１３１の配列方向に平行である。プリズムシートＡ，Ｂの総厚は、いずれも２８０μｍである。
拡散シートは、無指向性の光拡散作用を有する光拡散シート（ＳＫＣ社製、ＣＨ２７３）であり、そのヘイズ値が９４．８％である。
偏光選択反射シートは、その透過する偏光の偏光軸（透過軸）は、下偏光板１１２の透過軸に平行である。この偏光選択反射シートは住友スリーエム株式会社製のＤＢＥＦを用いている。
【００３９】
測定例１の面光源装置は、導光板１３を備え、導光板１３の観察者側には、レンズシート等を備えていない。
測定例２の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、レンチキュラーレンズシートと、偏光選択反射シートとを備えている。
測定例３の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、プリズムシートＡと、偏光選択反射シートとを備えている。
測定例４の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、プリズムシートＢと、偏光選択反射シートとを備えている。
上述の測定例１〜４の面光源装置は、比較例に相当する。
測定例５の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、レンズシート１４Ａと、光学シート１５として偏光選択反射シートとを備えている。この測定例５の表示装置は、本実施形態の面光源装置１０の実施例に相当する。
【００４０】
測定例６の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、レンチキュラーレンズシートと、拡散シートとを備えている。
測定例７の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、プリズムシートＡと、拡散シートとを備えている。
測定例８の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、プリズムシートＢと、拡散シートとを備えている。
上述の測定例６〜８の面光源装置は、比較例に相当する。
測定例９の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、レンズシート１４Ａと、光学シート１５として拡散シートとを備えている。この測定例９の表示装置は、本実施形態の面光源装置１０の実施例に相当する。
測定例１０の面光源装置は、導光板１３よりも観察者側に、背面側から順に、レンズシート１４Ｂと、偏光選択反射シートとを備えている。この測定例１０は、比較例に相当する。
【００４１】
【表１】
2013211242.tif 000003
【００４２】
【表２】
2013211242.tif 000004
【００４３】
表１及び表２は、各測定例の面光源装置の構成及び正面輝度や視野角特性を示す１／２角α、１／３角β、サイドローブの有無、ピーク角度等を測定・評価した結果を示す表である。
表１には、測定例１〜９の面光源装置を測定・評価した結果を示し、表２には、測定例１，５，１０の面光源装置を測定・評価した結果を示している。
正面輝度比に関しては、以下のような方法で算出した。まず、暗室環境下において、各測定例の面光源装置の最も出光側に位置する光学部材の出光面の幾何学的中心を通り、その出光面の法線方向（Ｚ２側）８００ｍｍの位置から、輝度計（コニカミノルタ社製  分光放射輝度計ＣＳ−１０００）を用いて各測定例の面光源装置の光源部１２を点灯させた場合の輝度を測定した。そして、測定例２〜１０の面光源装置において、測定例１の面光源装置の正面輝度を基準（１００％）とした場合の正面輝度の比（以下、正面輝度比）を算出した。
【００４４】
正面輝度（目視）は、上記輝度計での正面輝度の測定位置から各測定例の面光源装置を目視し、測定例１の面光源装置を基準として、目視による明るさを評価した。十分に明るく良好なものを良とし、良よりはやや劣るが十分に明るく使用可能なものを可とし、使用に適さないものを不可として評価した。
なお、この目視による正面輝度の評価は、測定例２〜５の面光源装置、測定例６〜９の面光源装置、測定例５，１０の面光源装置を１つの評価グループとし、そのグループ内での評価としている。
【００４５】
視野角特性を示す１／２角、１／３角等については、以下のように測定した。まず、暗室環境下において、各測定例の面光源装置の光源部１２を点灯し、その出光面の幾何学的中心を通る画面上下方向及び画面左右方向における出射角度ごとの輝度を、視野角特性評価装置（ＥＬＤＩＭ社製  視野角特性評価装置ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ）を用いて測定した。そして、画面上下方向及び画面左右方向において、それぞれ１／２角である角度α、１／３角である角度βの値を算出した。
この角度α，βの値は、画面上下方向（Ｙ方向）においては、面光源装置の出光面の法線方向（０°方向）に対してＹ２側を正の値、Ｙ１側を負の値とし、画面左右方向（Ｘ方向）においては、面光源装置の出光面の法線方向（０°方向）に対してＸ２側を正の値とし、Ｘ１側を負の値としている。
また、表１，２において、画面左右方向におけるα（−），β（−）とは、Ｘ方向におけるＸ１側の１／２角，１／３角であり、α（＋），β（＋）とは、Ｘ方向におけるＸ２側の１／２角，１／３角である。また、画面上下方向におけるα（−），β（−）とは、Ｙ方向におけるＹ１側の１／２角，１／３角であり、α（＋），β（＋）とは、Ｘ方向におけるＹ２側の１／２角，１／３角である。
この１／２角間や１／３角は、１／２角間の幅、１／３角間の幅が大きい方が、視野角が広いことを意味する。
【００４６】
ピーク角度は、画面上下方向（Ｙ方向）及び画面左右方向（Ｘ方向）において、面光源装置の出光面からの出射光の輝度（強度）が最も大きくなる方向を示すものである。このピーク角度は、上述の１／２角等の測定時に得ることができる。
このピーク角度は、画面上下方向（Ｙ方向）においては、面光源装置の出光面の法線方向（０°方向）に対してＹ２側を正の値、Ｙ１側を負の値とし、画面左右方向（Ｘ方向）においては、面光源装置の出光面の法線方向（０°方向）に対してＸ２側を正の値とし、Ｘ１側を負の値としている。このピーク角度は、その値が０°に近いことが、良好な視認を実現するために好ましい。なお、ピーク角度は、法線方向（０°方向）に対して±５°以内であれば、使用を許容できる範囲である。
さらに、上述の１／２角、１／３角等の測定で得られた各測定例の不図示の視野角特性の測定結果を基にサイドローブの発生の有無を評価した。表１，２において、サイドローブが発生している場合には、有と記載し、発生していない場合には、無と記載した。
【００４７】
ます、測定例１〜５を比較する。
表１に示すように、測定例１は、レンズシート等を備えていないため、そのピーク角度が画面左右方向Ｘ２側の３５〜４０°の方向に位置しており、また、サイドローブも発生しており、光の利用効率が低い。また、目視での正面輝度や正面輝度比も低く、画面左右方向（Ｘ方向）における視野角も狭く、不十分である。
レンチキュラーレンズシートを備える測定例２は、視野角がやや広い。しかし、測定例２は、目視での正面輝度や正面輝度比がやや低く、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が５〜１０°の範囲内に位置しており、好ましくない。
【００４８】
プリズムシートＡを備える測定例３は、正面輝度比が最も高く、また目視での正面輝度も高いが、視野角が測定例２等と比較して狭い。また、画面左右方向においてサイドローブが発生している。さらに、測定例３は、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が５〜１０°の範囲内に位置しており、好ましくない。
プリズムシートＢを備える測定例４は、正面輝度比や目視での正面輝度がやや低く、視野角が測定例２等と比較して狭い。また、画面左右方向においてサイドローブが発生している。さらに、測定例４は、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が５〜１０°の範囲内に位置しており、好ましくない。
これに対して、測定例５（実施例１）は、正面輝度比及び目視での正面輝度は十分高く、視野角も測定例１〜４に比べて広く、良好である。また、サイドローブの発生もなく、ピーク角度も正面方向（０°方向）に位置している。従って、測定例５は、明るく、視野角が広く、表示装置に用いた場合に光の利用効率が高い良好な面光源装置である。
【００４９】
次に、測定例１，６〜９の面光源装置を比較する。測定例１については、上述の通りである。
レンチキュラーレンズシートを備える測定例６は、視野角がやや広く、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が０〜５°の範囲内に位置しており使用可能な範囲内である。しかし、測定例６は、正面輝度比が低く、目視での正面輝度も低く、好ましくない。
プリズムシートＡを備える測定例７は、測定例１，６〜９の中では正面輝度比が最も高く、目視での正面輝度も高く、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が０〜５°の範囲内に位置しており使用可能な範囲内である。しかし、また、測定例７は、視野角（特に画面左右方向の視野角）が狭く、画面左右方向においてサイドローブが発生しており、好ましくない。
プリズムシートＢを備える測定例８は、サイドローブの発生もなく、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が０〜５°の範囲内に位置しており使用可能な範囲内である。しかし、測定例８は、視野角がやや狭く、正面輝度比も低く、また目視での正面輝度も不十分であった。
【００５０】
これに対して、測定例９（実施例２）は、正面輝度比が十分高く、目視での正面輝度も十分であり、視野角も測定例１，６〜８に比べて広く、良好である。また、測定例９は、サイドローブの発生もなく、ピーク角度も正面方向に位置している。従って、測定例９は、視野角が広く、光の利用効率も高く、明るく良好な面光源装置である。
【００５１】
なお、測定例２〜５は、偏光選択反射シートを備えているので、その作用により、正面輝度比が大幅に高くなり、測定例６〜９は、測定例２〜５に比べて正面輝度比は低い。しかし、実施例の測定例９は、面光源装置１０としての使用に十分な明るさを有している。
以上のことから、本実施形態のような非対称な単位レンズ１４１を備えるレンズシート１４を用いることにより、明るく、視野角が広く、ピーク角度を正面方向に有し、表示装置に用いた場合に光の利用効率が高い良好な面光源装置とすることができる。
【００５２】
次に、表２に示す測定例５と測定例１０とを比較する。測定例５は、レンズシート１４Ａを備え、測定例１０は、レンズシート１４Ｂを備えている。従って、測定例５と測定例１０の差異は、レンズシート１４の単位レンズ１４１における第１の面１４２の位置である。
表２に示すように、測定例１０は、視野角も十分であり、サイドローブの発生もなく、正面輝度や正面輝度比も十分高く良好であったが、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度が５〜１０°の範囲内に位置しており、好ましくない。
一方、測定例５（実施例１）は、視野角も十分であり、サイドローブの発生もなく、正面輝度や正面輝度比も十分高く、画面左右方向（Ｘ方向）におけるピーク角度も０°方向となっている。
従って、本実施形態のように、曲面である第１の面１４２が、その単位レンズの配列方向において、稜線に対して、入射光のピーク角度が正面方向（０°方向）に対して角度をなす方向と同じ側に配置されるレンズシート１４とすることにより、面光源装置からの出射光のピーク角度を正面方向とすることができ、表示装置としての光の利用効率を高めることができる。
【００５３】
以上のことから、本実施形態によれば、高輝度であり、良好な広い視野角（特に、画面左右方向における広い視野角）を有し、サイドローブを低減し、面光源装置の出光面におけるピーク角度を正面方向とすることができ、良好な面光源装置とすることができる。
また、本実施形態によれば、面光源装置１０を構成するレンズシート等の光学部材の枚数を削減でき、表示装置の薄型化や、生産コストの低減を実現できる。
さらに、上述のような面光源装置１０を備えた表示装置１とすることにより、高輝度であり、良好な広い視野角を有し、サイドローブが低減され、光の利用効率の高い良好な表示装置とすることができる。
【００５４】
（変形形態）
以上説明した実施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。
（１）本実施形態において、導光板１３とレンズシート１４との間には、拡散シート等の他の光学部材が配置されない形態を示したが、これに限らず、導光板１３とレンズシート１４との間に他の光学部材（例えば、拡散シート）を配置してもよい。このとき、レンズシート１４へ入射する光が、単位レンズ１４１の配列方向（Ｘ方向）において、所定の角度（３５〜４０°）にピーク角度を呈する指向性を有することが望ましい。
【００５５】
（２）本実施形態において、導光板１３は、裏面に拡散作用を有する印刷ドットパターンを有していてもよいし、拡散材を含有する形態としてもよいし、裏面にプリズム形状やレンズ形状等を有していてもよいし、裏面が平面状であるものとしてもよい。
また、入光面１３ａ側が厚く、対向する面１３ｂ側に向かって厚みが薄くなるような形状としてもよい。
さらに、導光板１３は、導光板単位レンズ１３１を有しない形態としてもよい。
導光板１３は、上述の形状等を、適宜、組み合わせてもよい。
【００５６】
（３）本実施形態において、レンズシート１４とＬＣＤパネル１１との間に光学シート１５を１枚備える例を示したが、これに限らず、所望する光学特性に応じて、２枚以上の光学シートを設けてもよい。また、本実施形態において、光学シート１５は、偏光選択反射シートや、マイクロレンズアレイシート、拡散シート等である例を示したが、これに限らず、例えば、上述の図６（ｃ）に示すようなプリズムシートＢのように、単位プリズムの配列方向が単位レンズ１４１と直交する方向であるプリズムシートを、レンズシート１４よりも出光側に配置してもよい。所望する光学特性等に応じて、配置する光学シート１５は、適宜選択してよい。
【００５７】
（４）本実施形態において、光源部１２は、面光源装置１０の画面左右方向（Ｘ方向）の一方の端部（Ｘ１側）に設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、画面上下方向（Ｙ方向）の一方の端部に配置してもよい。なお、このとき、導光板１３の導光板単位レンズ１３１は、長手方向が画面上下方向であり、配列方向が画面左右方向であり、レンズシート１４の単位レンズ１４１は、長手方向が画面左右方向であり、配列方向が画面上下方向となる。
【００５８】
（５）本実施形態において、光源部１２は、点光源１２１であるＬＥＤが複数配列されて形成される例を示したが、これに限らず、例えば、点光源はＬＥＤ以外の光源種のものを用いてもよいし、光源部１２として冷陰極管等のような線光源を用いてもよい。
【００５９】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６０】
１    表示装置
１０    面光源装置
１１    ＬＣＤパネル
１２    光源部
１２１    点光源
１３    導光板
１３１    導光板単位レンズ
１４    レンズシート
１４１    単位レンズ
１５    光学シート
【図１】
2013211242.tif 000005
【図２】
2013211242.tif 000006
【図３】
2013211242.tif 000007
【図４】
2013211242.tif 000008
【図５】
2013211242.tif 000009
【図６】
2013211242.tif 000010