JP2011003392A - 面光源装置、光学部材、光学シートおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、光源光の利用効率を向上させることができ、またこれにともなって、輝度の角度分布をなだらかに変化させることができる面光源装置を提供する。
【解決手段】面光源装置２０は、並列配置された発光部２５ａと、シート状の光学部材２８と、を有する。光学部材２８は、並列配置された複数の第１単位形状要素３５を有する第１光学シート３０と、第１光学シートの出光側に配置された第２光学シート４０と、を有する。二つの発光部の中間位置ＣＰに対面する第１単位形状要素の端部３５ｂ２に発光部からの直接入射する光は、正面方向を越えない範囲で、進行方向を変化させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、優れた正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を確保し得る面光源装置、光学部材、光学シートおよび表示装置に係り、とりわけ、光源光の利用効率を向上させることができ、またこれにともなって、輝度の角度分布をなだらかに変化させることができる面光源装置、光学部材、光学シートおよび表示装置に関する。

透過型表示装置に用いられる直下型の面光源装置は、光源と、光源からの光の進行方向を変化させるための複数の光学シート（光学フィルム）と、を有している。光源としては、複数の発光部（典型的は、線状に延びる冷陰極管）を並列配置してなる光源が、広く利用に供されている。複数の光学シートの中には、光源からの光を拡散させて光源の像を隠す（目立たなくさせる）光拡散シートと、光の進行方向を正面方向へ絞り込み、正面方向輝度を向上させる集光シートと、が含まれている。

集光シートとしては、線状に延びる単位形状要素（単位光学要素）をその長手方向に直交する方向に配列（いわゆるリニアアレイ）してなる光学シートが広く用いられている（例えば、特許文献１）。とりわけ一般的に用いられている単位形状要素として、その長手方向に直交する断面（主切断面）における形状が円形状の一部分または楕円形状の一部分からなっている単位レンズが、知られている。この光学シートは、主として単位形状要素の配列方向に沿った面内において、光の進行方向を変化させて輝度の角度分布を調節することができる。したがって、特許文献１に開示されているように、単位形状要素の配列方向が互いに直交するようにして、二枚の光学シートが面光源装置に組み込まれることがある。この例では、異なる二方向において、輝度の角度分布を調節することができるようになる。

複数の発光部が並列配置されてなる光源を用いた面光源装置においては、隣り合う二つの発光部の中間位置での正面方向輝度が低下する傾向がある。面光源装置に用いられる光学シートは、このような正面方向輝度の面バラツキを緩和させる光拡散機能も有している。そして、面光源装置に用いられる光学シートは、この不具合を防止して輝度の面内バラツキ（管ムラとも呼ばれる）を目立たなくさせることができるように、設計される。例えば、特許文献１では、光学シートのうちの隣り合う二つの発光部の中間位置に対面する部分へ発光部から直接入射する光が、当該位置に配置された単位形状要素の端部における屈折によって、少なくとも正面方向（光学シートの法線方向）を越えてその進行方向を変化させられ得るように、さらに好ましくは、全反射され得るようになっている。
ＷＯ２００７／０９４４２６Ａ１

ところが、特許文献１に開示された面光源装置においては、正面方向輝度を向上させるとともに輝度の面内バラツキを均一化させることが可能となる一方で、面光源装置の輝度の角度分布が急激に変化することがある。つまり、この面光源装置が組み込まれた表示装置を観察する場合に、観察方向をわずかに変化させた際に、映像の明るさの急激な変化（カットオフ）が生じてしまうことがある。このような現象（カットオフの発生）は、表示装置において、とりわけ、大型化され種々の方向から多数の観察者によって観察される表示装置において、非常に好ましくない。

また、昨今においては、環境問題が重要視される社会傾向にともなって、透過型表示装置（代表的には液晶表示装置）に対し、光源光の利用効率を向上させることも重要な問題として取り上げられてきている。そして、光源光の利用効率を向上させることにより、優れた正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、輝度の角度分布をなだらかに変化させることができれば、非常に都合が良い。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、優れた正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、光源光の利用効率を向上させることができ、またこれにともなって、輝度の角度分布をなだらかに変化させることができる面光源装置、光学部材、光学シートおよび表示装置を提供することを目的とする。

本件発明者らは、種々の実験を重ねた結果として、二枚の光学シートのうちの入光側に配置された第１光学シートの集光性を調節することによって、光源光の利用効率を改善し得ること、および、光源光の利用効率を改善することによって、正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、輝度の角度分布をなだらかに変化させることが可能となること、を見出した。具体的には、入光側の第１光学シートの集光機能を低下させることにより、全反射されて光源側に戻されていた光が第１光学シートを透過し得るようになること、および、第１光学シートの集光機能を低下させることによって第１光学シートを透過するようになった光に対し、出光側の第２光学シートから集光作用を効果的に及ぼすことができ、これにより、正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、輝度の角度分布をなだらかに変化させることが可能となること、を知見した。本件発明は、このような本件発明者らの知見によるものである。

本発明による面光源装置は、並べて配列された複数の発光部を含む光源と、光源からの光を受けるシート状の光学部材と、を備え、前記光学部材は、第１光学シートと、第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートと、を有し、前記第１光学シートは、シート状の第１本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第１単位形状要素と、を有し、前記第２光学シートは、シート状の第２本体部と、前記第２本体部上に並べて配列された複数の第２単位形状要素と、を有し、前記第１単位形状要素の各々は、前記第１単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向とも交差する方向に、線状に延び、前記第２単位形状要素の各々は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差する方向に、線状に延び、前記第１単位形状要素の配列方向は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差しており、前記第１本体部の法線方向と前記第１単位形状要素の配列方向との両方に平行な第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記第１本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記第１単位形状要素への接点が、前記第１本体部から最も離間した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記第１本体部に最も接近した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、一つの発光部で発光され前記第１光学シートの主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記第１光学シートまで一直線状に進んで前記第１光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された第１単位形状要素の端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記第１光学シートの主切断面において前記第１本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記第１本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記第１単位形状要素が構成されていることを特徴とする。

本発明による面光源装置において、前記一つの発光部と前記他の発光部との前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｄ、前記発光部から第１光学シートまでの前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｈ、および、前記第１光学シートの主切断面において前記単位形状要素の前記端部への接線と前記本体部のシート面とによってなされる角度θａａが、以下の式（１）を満たすようにしてもよい。
θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（１）

また、本発明による面光源装置において、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して４５°以上の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの８５％以下を占める領域にある場合であり、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して１０°以下の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの５％以上を占める領域にある場合であるようにしてもよい。

さらに、本発明による面光源装置において、前記第２光学シートの前記第２本体部の法線方向と前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の配列方向との両方に平行な第２光学シートの主切断面において、前記第２本体部のシート面に平行な前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の幅は、前記第２本体部の法線方向に沿った前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の高さの１．５倍以上２．５倍以下であるようにしてもよい。

本発明による光学部材は、並べて配列された複数の発光部を含む直下型の面光源装置に用いられるシート状の光学部材であって、シート状の第１本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第１単位形状要素と、を有する第１光学シートと、前記第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートであって、シート状の第２本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第２単位形状要素と、を有する第２光学シートと、を備え、前記第１単位形状要素の各々は、前記第１単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向にも交差するようになる方向に、線状に延び、前記第２単位形状要素の各々は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差する方向に、線状に延び、前記第１単位形状要素の配列方向は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差しており、前記第１本体部の法線方向と前記第１単位形状要素の配列方向との両方に平行な第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記第１本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記第１単位形状要素への接点が、前記第１本体部から最も離間した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記第１本体部に最も接近した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、一つの発光部で発光され前記第１光学シートの主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記第１光学シートまで一直線状に進んで前記第１光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された第１単位形状要素の前記端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記第１光学シートの主切断面において前記第１本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記第１本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記第１単位形状要素が構成されていることを特徴とする。

本発明による光学部材において、前記一つの発光部と前記他の発光部との前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｄ、前記発光部から第１光学シートまでの前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｈ、および、前記第１光学シートの主切断面において前記単位形状要素の前記端部への接線と前記本体部のシート面とによってなされる角度θａａが、以下の式（２）を満たすようにしてもよい。
θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（２）

また、本発明による光学部材において、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して４５°以上の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの８５％以下を占める領域にある場合であり、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して１０°以下の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの５％以上を占める領域にある場合であるようにしてもよい。

さらに、本発明による光学部材において、前記第２光学シートの前記第２本体部の法線方向と前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の配列方向との両方に平行な第２光学シートの主切断面において、前記第２本体部のシート面に平行な前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の幅は、前記第２本体部の法線方向に沿った前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の高さの１．５倍以上２．５倍以下であるようにしてもよい。

本発明による光学シートは、並べて配列された複数の発光部を含む直下型の面光源装置に用いられる光学シートであって、シート状の本体部と、前記本体部上に並べて配列された複数の単位形状要素と、を備え、前記単位形状要素の各々は、前記単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向にも交差するようになる方向に、線状に延び、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な光学シートの主切断面において、前記単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記単位形状要素への接点が、前記本体部から最も離間した前記単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、一つの発光部で発光され前記主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記光学シートまで一直線状に進んで前記光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された単位形状要素の前記端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記主切断面において前記本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記単位形状要素が構成されていることを特徴とする。

本発明による光学シートにおいて、前記一つの発光部と前記他の発光部との前記主切断面における離間距離ｄ、前記本体部の法線方向への前記発光部から光学シートまでの前記主切断面における離間距離ｈ、および、前記主切断面において前記単位形状要素の前記端部への接線と前記本体部のシート面とによってなされる角度θａａが、以下の式（３）を満たすようにしてもよい。
θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（３）

また、本発明による光学シートにおいて、前記主切断面において、前記単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記本体部のシート面に対して４５°以上の角度をなすようになるのは、前記単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記本体部のシート面と平行な方向において、前記単位形状要素の全幅のうちの８５％以下を占める領域にある場合であり、前記主切断面において、前記単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記本体部のシート面に対して１０°以下の角度をなすようになるのは、前記単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記本体部のシート面と平行な方向において、前記単位形状要素の全幅のうちの５％以上を占める領域にある場合であるようにしてもよい。

本発明による表示装置は、上述したいずれかの本発明による面光源装置と、前記面光源装置の出光側に配置された透過型表示部と、を備えることを特徴とする。

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。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の便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１乃至図１２は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は透過型表示装置および面光源装置の概略構成を示す斜視図である。図２および図３は、第１光学シートを示す主切断面における断面図である。図４〜図８は、第１単位形状要素の配列方向および各第１単位形状要素の長手方向の両方に交差する方向に進んで第１光学シートから出射する光の屈折を説明するための図である。図９〜図１１は、第１光学シートの出光面での輝度の面内分布を説明するための図である。図１２は、輝度の角度分布を示すグラフである。

図１に示された透過型表示装置１０は、透過型表示部１５と、透過型表示部１５の背面側に配置され透過型表示部１５を背面側から面状に照らす面光源装置２０と、を備えている。透過型表示部１５は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成する装置である。

本実施の形態において、透過型表示部１５は、液晶パネル（液晶セル）から構成されている。つまり、透過型表示装置１０は液晶表示装置として機能する。液晶パネル（透過型表示部）１５は、一対の偏光板１６，１７と、一対の偏光板間に配置された液晶層１８と、を有している。偏光板１６，１７は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有している。

液晶層１８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層１８の配向は変化するようになる。入光側に配置された下偏光板１６を透過した特定方向の偏光は、電界印加された液晶層１８を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されていない液晶層１８を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶層１８への電界印加の有無によって、下偏光板１６を透過した特定方向の偏光が、下偏光板１６の出光側に配置された上偏光板１７をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１７で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

このようにして液晶パネル（透過型表示部）１５では、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るようになっている。なお、液晶パネル（液晶セル）の構成は、従来の液晶表示装置に組み込まれている装置（部材）と同様に構成することができ、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。

ところで、この明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５から透過型表示部１５を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側、図２および図３においては紙面の上側）のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５から透過型表示部１５を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。

次に、面光源装置２０について説明する。面光源装置２０は、図１に示すように、光源２５と、光源２５からの光を透過させるシート状の光学部材２８と、を有している。光学部材２８は、面光源装置２０の最出光側に配置され、発光面（出光面）を構成する。そして、この光学部材２８は、透過型表示部１５の下偏光板１６と隣り合うようになる。また、図１に示す例においては、光を拡散させる光拡散シートが、設けられていない。

面光源装置２０は、直下型のバックライトユニットとして構成されている。このため、光源２５は光学シート４０の入光側において光学部材２８と対面するようにして配置されている。また、光源２５は、反射板２２によって背面側から覆われている。反射板２２は、光学シート４０の側に開口部（窓）を有する箱状に形成されている。

本実施の形態において、光源２５は、線状に延びる複数の発光部２５ａを有している。線状に延びる複数の発光部２５ａは、その長手方向が互いに並行となるように並べて配置されている。すなわち、線状に延びる複数の発光部２５ａは、ある仮想の平面上に、並列配置されている。発光部２５ａは、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯から構成され得る。ただし、この例に限られず、光源２５が、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球、面状のＥＬ（電場発光体）等の種々の態様の発光部を有するようにしてもよい。

反射板２２は、図１に示すように、光源２５からの光を光学部材２８の側へ向けるための部材である。反射板２２の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。

次に、光学部材２８について説明する。本実施の形態において、光学部材２８は、第１光学シート３０と、第１光学シート３０の出光側に配置された第２光学シート４０と、を有するシート状の部材として構成されている。光学部材２８は、そのシート面が、光源２５の発光部２５ａが配列された仮想平面と平行になるようにして、光源２５の発光部２５ａと対面するようにして配置されている。

このシート状の光学部材２８は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向ｎｄおよびその近傍の方向における輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有している。また、シート状の光学部材２８は、光源２５の構成に起因した、より具体的には、発光部２５ａの配列に起因した輝度のムラ（管ムラとも呼ばれる）を緩和して、輝度の面内分布を均一化させて光源２５の発光部２５ａの像を目立たなくさせる機能（光拡散機能）も併せ持っている。

なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。

また、本明細書において「シート面（フィルム面、板面）」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いて対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態においては、第１光学シート３０のシート面、第１光学シート３０の後述する第１本体部３２のシート面、第２光学シート４０のシート面、第２光学シート４０の後述する第２本体部４２のシート面、面光源装置２０の発光面、および、透過型表示装置１０の表示面等は、互いに平行となっている。

さらに、本明細書において「正面方向」とは、光学部材２８のシート面に対する法線の方向ｎｄ（例えば図２参照）であり、第１光学シート３０のシート面への法線方向、第２光学シートのシート面への法線方向、および、面光源装置２０の発光面の法線方向等にも一致する。

まず、入光側に配置された第１光学シート３０について説明する。第１光学シート３０は、上述した集光機能および光拡散機能の両方を発揮するようになる。ただし、第１光学シート３０は、主として第１単位形状要素３５の配列方向と平行な面において集光機能を発揮する。すなわち、第１光学シート３０の集光機能は、主として、第１単位形状要素３５の配列方向と平行な面における輝度の角度分布に影響を及ぼし得る。

図１に示すように、第１光学シート３０は、シート状の第１本体部３２と、第１本体部３２の出光側に位置する第１レンズ部３４と、を有している。第１レンズ部３４は、シート状の第１本体部３２の出光側面３２ａ上に並べて配列された多数の第１単位形状要素（単位光学要素、単位レンズ）３５を有している。本実施の形態においては、第１単位形状要素３５が第１本体部３２の出光側面３２ａ上に隙間無く配置されている。この結果、第１光学シート３０の出光面３０ａは、第１単位形状要素３５の出光面３５ａのみによって構成されている。

なお、本明細書において、「レンズ」の語は球面等の曲面から構成されるいわゆる狭義のレンズの他、平面から構成されるいわゆる狭義のプリズム、及び、曲面と平面とで構成される光学素子を包含する広義の意味で用いる。

図２および図３は、第１光学シート３０の第１本体部３２のシート面の法線方向ｎｄおよび第１単位形状要素３５の配列方向の両方に平行な断面（「第１光学シートの主切断面」とも呼ぶ）において、第１光学シート３０を示している。なお、図２および図３に示された断面は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面にも対応する。

図２および図３に示すように、第１本体部３２は、第１単位形状要素３５を支持するシート状部材として機能する。図２および図３に示すように、本実施の形態において、第１本体部３２の出光側面３２ａ上には、第１単位形状要素３５が隙間をあけることなく並べて配置され第１本体部３２上に第１レンズ部３４を形成している。その一方で、図２および図３に示すように、本実施の形態において、第１本体部３２は、出光側面３２ａに対向する入光側面３２ｂとして、第１光学シート３０の入光面３０ｂをなす平坦（平ら）で平滑な面を有している。

なお、本明細書で用いる「平滑」とは、光学的な意味合いでの平滑を意味するものである。すなわち、ここでは、或る程度の割合の可視光が、第１光学シート３０の入光面３０ｂ（第１本体部３２の入光側面３２ｂ）においてスネルの法則を満たしながら屈折するようになる程度を意味している。したがって、例えば、第１本体部３２の入光側面３２ｂ（第１光学シート３０の入光面３０ｂ）の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）が最短の可視光波長（０．３８μｍ）以下となっていれば、十分、平滑に該当する。

次に、第１単位形状要素３５について詳述する。図１に示すように、第１単位形状要素３５は、第１単位形状要素３５の配列方向と交差する方向に線状に延びている。本実施の形態において、第１単位形状要素３５は直線状に延びている。また、第１単位形状要素３５の長手方向は、第１本体部３２のシート面と平行な面上において、第１単位形状要素３５の配列方向に直交している。図１に示すように、第１単位形状要素３５の配列方向は光源２５の発光部２５ａの長手方向と交差している。本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の配列方向が光源２５の発光部２５ａの長手方向と直交しており、各第１単位形状要素３５の長手方向が各発光部２５ａの長手方向と平行となっている。

図１に示すように、本実施の形態において、第１光学シートの主切断面における各第１単位形状要素３５の断面形状は、第１単位形状要素３５の長手方向（直線状に延びている方向）に沿って一定となっている。また、第１光学シート３０の第１レンズ部３４を形成する複数の第１単位形状要素３５は、全て同様に構成されている。以下において、第１光学シート３０に含まれる第１単位形状要素３５の主切断面における断面形状についてさらに詳細に説明する。

図２および図３に示すように、本実施の形態において、第１光学シートの主切断面における各第１単位形状要素３５の断面形状は、出光側に向けて先細りしていく形状となっている。つまり、第１光学シートの主切断面において、第１本体部３２のシート面と平行な第１単位形状要素３５の幅は、第１本体部３２の法線方向ｎｄに沿って第１本体部３２から離間するにつれて小さくなっていく。

また、図３に示すように、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の外輪郭は、つなぎ合わされた三以上の弧（円弧または楕円弧）から、本実施の形態においては三つの楕円弧Ａ１，Ａ２，Ａ３から、構成されている。互いにつなぎ合わされた隣り合う二つ弧（弧Ａ１および弧Ａ２、並びに、弧Ａ２および弧Ａ３）は、つなぎ合わせ部分において、共通する接線ＣＴＬを有している。すなわち、隣り合う二つの弧は連続的に接続している。これにより、第１光学シート３０の出光面３０ａにおける輝度の角度分布をなだらかに変化させることができ、観察方向を変化させた際に明るさが急激に変化すること（カットオフが発生すること）を防止することができる。

また、本実施の形態においては、第１光学シートの主切断面における第１単位形状要素３５の外輪郭は、第１本体部３２の法線方向ｎｄと平行な軸を対称軸として、線対称となっている。これにより、第１光学シート３０の出光面３０ａにおける輝度の角度分布は、第１単位形状要素３５の配列方向に平行な面において、正面方向を中心として対称となる。

さらに、図３に示すように、第１単位形状要素３５の外輪郭への接線ＴＬが主切断面において第１本体部３２のシート面（本実施の形態においては、第１本体部３２の出光側面３２ａ）に対してなす角度（「出光面角度」とも呼ぶ）θａは、接線ＴＬの第１単位形状要素３５への接点ＴＰが、第１本体部３２の法線方向ｎｄに第１本体部３２から最も離間した第１単位形状要素３５の外輪郭（出光面）３５ａ上の頂部３５ｂ１から、第１本体部３２の法線方向ｎｄにおいて第１本体部３２に隣接する第１単位形状要素３５の外輪郭（出光面）３５ａ上の両端部３５ｂ２へ向かうにつれて、大きくなっていく。なお、ここでいう、出光面角度θａが「大きくなっていく」とは、出光面角度θａが常に大きく変化していくこと（図２および図３に示された本実施の形態における態様）だけではなく、少なくとも一部の領域において出光面角度θａが変化しない場合も含む概念である。すなわち、ここでいう、出光面角度θａが「大きくなっていく」とは、接点ＴＰが外輪郭（出光面）３５ａ上の頂部３５ｂ１から外輪郭（出光面）３５ａ上の端部３５ｂ２へ向かう際に、出光面角度θａが「小さくなることがない」ことを意味している。

また、本実施の形態においては、次の式（４）が満たされるように、第１単位形状要素３５が構成されている。式（４）が満たされるように第１単位形状要素３５が構成されると、図２に示すように、一つの発光部２５ａ１で発光され第１光学シートの主切断面と平行な方向に進む光Ｌ２１が、一つの発光部２５ａ１から第１光学シート３０まで一直線状に進んで第１光学シート３０へ入射して、その後、一つの発光部２５ａ１と当該一つの発光部２５ａ１と隣り合う他の発光部２５ａ２との中間位置ＣＰに対面する位置に配置された第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２へ入射した場合に、当該光Ｌ３１が第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２で屈折することにより、当該光Ｌ３１の進行方向が第１光学シートの主切断面において第１本体部３２の法線方向ｎｄを越えない範囲で変化して、当該光Ｌ３１の進行方向と第１本体部３２の法線方向ｎｄとによってなされる角度が小さくなるようになる。つまり、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２での屈折により、光Ｌ３１の進行方向は第１光学シート３０の法線方向に対する傾斜角度が小さくなるように変化するが、光Ｌ３１の進行方向が第１光学シート３０の法線方向に対して傾斜する側（例えば、図２に示された光Ｌ３１では、出光側に向け、単位形状要素３５の配列方向における紙面の右側）は、変化しないようになっている。結果として、後に詳述するように、優れた正面方向輝度および正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、光源光の利用効率を向上させることができ、またこれにともなって、輝度の角度分布をなだらかに変化させることが可能となる。
θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（４）

なお、式（４）中において、ｄは、光源２５に含まれる隣り合う二つの発光部２５ａの、第１本体部３２のシート面へ沿った、第１光学シートの主切断面における離間距離である。より厳密には、図２および図３に示すように、ｄは、隣り合う二つの発光部２５ａの中心間の離間距離である。ｈは、図２および図３に示すように、光源２５の発光部２５から第１光学シート３０までの、第１本体部３２の法線方向ｎｄに沿った、第１光学シートの主切断面における離間距離である。より厳密には、図２および図３に示すように、ｈは、光源２５の発光部２５ａの中心と第１光学シート３０の入光面３０ｂとの間の離間距離である。θａａは、図３に示すように、第１光学シートの主切断面において第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２への接線ＴＬと第１本体部３２のシート面とによってなされる角度（以下において、出光面底角とも呼ぶ）である。

また、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬが第１本体部３２のシート面に対して４５°以上（９０°以下）の角度をなすようになるのは、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬの接点ＴＰの位置が、第１本体部３２のシート面と平行な方向において、第１単位形状要素３５の全幅のうちの８５％以下を占める領域にある場合となっていることが好ましい。すなわち、出光面角度θａが出光面３５ａの端部３５ｂ２から頂部３５ｂ１へ向けて小さくなっていく第１単位形状要素３５においては、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２から第１本体部３２のシート面と平行な方向に第１単位形状要素３５の幅の４２．５％の長さ分だけずれた位置での出光面角度θａが（０°以上）４５°以下となっていることが好ましい。加えて、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬが第１本体部３２のシート面に対して（０°以上）１０°以下の角度をなすようになるのは、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬの接点ＴＰの位置が、第１本体部３２のシート面と平行な方向において、第１単位形状要素３５の全幅のうちの少なくとも５％を占める領域にある場合となっていることが好ましい。すなわち、出光面角度θａが出光面３５ａの頂部３５ｂ１から端部３５ｂ２へ向けて大きくなっていく第１単位形状要素３５においては、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の頂部３５ｂ１から第１本体部３２のシート面と平行な方向に第１単位形状要素３５の幅の２．５％の長さ分だけずれた位置での出光面角度θａが（０°以上）１０°以下となっていることが好ましい。

本件発明者らが実験を重ねたところ、以上のように設計された第１光学シート３０によれば、正面方向から第１単位形状要素３５の配列方向に大きく傾斜した方向（例えば６０°〜８０°傾斜した方向）に輝度の不要なピークが形成されてしまうことを防止し得ることが、確認された。すなわち、第１単位形状要素３５の配列方向における輝度の角度分布に特異点が形成されてしまうことを防止し、これにより、サイドローブの発生を防止することができた。

また、本件発明者らが実験を重ねたところ、以上のように設計された第１光学シート３０を含む光学部材２８によれば、正面方向から傾斜した方向から面光源装置２０または表示装置１０を観察した場合における明るさの面内バラツキを十分に目立たなくさせ得ることが、確認された。すなわち、以上のように設計された第１光学シート３０を含む光学部材２８によれば、正面方向から傾斜した方向の輝度の面内分布を十分に均一化させることができる。

その一方で、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬが第１本体部３２のシート面に対して（０°以上）４５°以上の角度をなすようになるのは、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬの接点ＴＰの位置が、第１本体部３２のシート面と平行な方向において、第１単位形状要素３５の全幅のうちの少なくとも７５％の領域にある場合となっていることが好ましい。すなわち、出光面角度θａが出光面３５ａの端部３５ｂ２から頂部３５ｂ１へ向けて小さくなっていく第１単位形状要素３５においては、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２から第１本体部３２のシート面と平行な方向に第１単位形状要素３５の幅の３７．５％の長さ分だけずれた位置での出光面角度θａが４５°以上（９０°以下）となっていることが好ましい。加えて、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬが第１本体部３２のシート面に対して（０°以上）１０°以下の角度をなすようになるのは、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬの接点ＴＰの位置が、第１本体部３２のシート面と平行な方向において、第１単位形状要素３５の全幅のうちの１５％以下を占める領域にある場合となっていることが好ましい。すなわち、出光面角度θａが出光面３５ａの頂部３５ｂ１から端部３５ｂ２へ向けて大きくなっていく第１単位形状要素３５においては、第１光学シートの主切断面において、第１単位形状要素３５の頂部３５ｂ１から第１本体部３２のシート面と平行な方向に第１単位形状要素３５の幅の７．５％の長さ分だけずれた位置での出光面角度θａが１０°以上（９０°以下）となっていることが好ましい。本件発明者らが実験を重ねたところ、以上のように設計された第１光学シート３０を含む光学部材２８によれば、十分に優れた正面方向輝度が確保され得ることが、確認された。

以上のような構成からなる第１単位形状要素３５の具体例として、第１単位形状要素３５の幅Ｗ（図３参照）を１μｍ〜２００μｍとすることができる。また、第１光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄに沿った第１本体部３２の出光側面３２ａからの第１単位形状要素３５の突出高さＨ（図３参照）を０．２５μｍ〜５０μｍとすることができる。

そして、このような第１光学シート３０は、押し出し加工により、あるいは、基材上に第１単位形状要素３５を賦型することにより、極めて容易に作製することができる。第１光学シート３０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光学シート（集光シート）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、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。このような表示装置に組み込まれる光学シート（集光シート）用の材料として広く使用されている材料を用いた場合、作製された第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の屈折率は１．４５〜１．６０の範囲内となる。

次に、光学部材２８の第２光学シート４０について説明する。第２光学シート４０は、上述した集光機能、すなわち、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させて正面方向（法線方向）ｎｄの輝度を集中的に向上させる機能を有したシート状の部材である。ただし、第２光学シート４０は、主として第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と交差する方向において集光機能を発揮するようになっている。すなわち、第２光学シート４０の集光機能は、主として、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と交差する面における輝度の角度分布に影響を及ぼし得るようになっている。第２光学シート４０は、以上のような集光機能を発揮し得る種々のシート状部材として構成され得る。図１に示された本実施の形態における第２光学シート４０は、一例であって、上述した第１光学シート３０と概ね同様の構成を有している。

図１に示すように、本実施の形態における第２光学シート４０は、シート状の第２本体部４２と、第２本体部４２の出光側に位置する第２レンズ部４４と、を有している。第２レンズ部４４は、シート状の第２本体部４２の出光側面４２ａ上に並べて配列された多数の第２単位形状要素（単位光学要素、単位レンズ）４５を有している。本実施の形態においては、第２単位形状要素４５が第２本体部４２の第２出光側面４２ａ上に隙間無く配置されている。この結果、第２光学シート４０の出光面は、第２単位形状要素４５の出光面のみによって構成されている。

第２単位形状要素４５は、第２本体部４２の出光側面４２ａ上に並べて配列されている。図１に示すように、第２単位形状要素４５は、第２単位形状要素４５の配列方向と交差する方向に線状に延びている。本実施の形態において、第２単位形状要素４５は直線状に延びている。また、第２単位形状要素４５の長手方向は、第２本体部４２のシート面と平行な面上において、第２単位形状要素４５の配列方向に直交している。

また、図１に示すように、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の配列方向は、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と交差している。本実施の形態においては、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の配列方向は、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と直交している。そして、本実施の形態において、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の配列方向は、光源２５の発光部２５ａの長手方向と平行に延び、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の長手方向は、各発光部２５ａの長手方向と直交している。

また、第２本体部４２の法線方向ｎｄおよび第２単位形状要素４５の配列方向の両方に平行な切断面（「第２光学シートの主切断面」とも呼ぶ）における各第２単位形状要素４５の断面形状は、図２および図３に示された第１単位形状要素３５と、同様に構成され得る。図１から理解され得るように、本実施の形態においては、第２光学シートの主切断面における第２単位形状要素４５の断面形状は、楕円の一部分または円の一部分に相当する形状を有している。また、第２光学シートの主切断面における第２単位形状要素４５の断面形状は、第２単位形状要素４５の長手方向（直線状に延びている方向）に沿って一定となっている。さらに、第２レンズ部４４を形成する複数の第２単位形状要素４５は、全て同様に構成されている。ただし、図示する例に限られず、第２光学シート４０以外の面光源装置２０の構成、例えば光源２５の構成等に応じて、第２単位形状要素４５の構成を適宜変更してもよい。

以上のような構成からなる第２単位形状要素４５の具体例として、第２単位形状要素４５の幅を１μｍ〜２００μｍとすることができる。また、第２光学シート４０のシート面への法線方向ｎｄに沿った第２本体部４２の出光側面４２ａからの第２単位形状要素４５の突出高さを０．２５μｍ〜５０μｍとすることができる。そして、このような第２光学シート４０は、上述した第１光学シート３０と同様の方法により、かつ、上述した第１光学シート３０と同様の材料を用いて形成され得る。

なお、本件発明者らが実験を重ねたところ、第２光学シートの主切断面において、第２本体部４２のシート面に平行な方向に沿った第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の幅Ｗを、第２本体部４２の法線方向ｎｄに沿った第２本体部４２からの第２単位形状要素４５の高さＨの１．５倍以上２．５倍以下とすることが、上述した第１光学シート３０との組み合わせにおいて好ましいことが知見された。第２単位形状要素４５の幅Ｗおよび第２単位形状要素４５の高さＨをこの範囲内に設定した場合、この範囲外に設定した場合と比較して、正面方向輝度を効果的に上昇させることができるためである。

次に、以上のような第１光学シート３０、光学部材２８、面光源装置２０および透過型表示装置１０の作用について説明する。

まず、透過型表示装置１０および面光源装置２０の全体的な作用について説明する。

光源２５の発光部２５ａで発光された光は、直接または反射板２２で反射した後に観察者側に進む。観察者側に進んだ光は、光学部材２８の第１光学シート３０に入射する。

図２に示すように、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５から出射する光Ｌ２１〜Ｌ２８は、第１単位形状要素（単位レンズ）３５の出光面（レンズ面）において屈折する。この屈折により、正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌ２１〜Ｌ２８の進行方向（出射方向）は、主として、第１光学シート３０へ入射する直前における光の進行方向と比較して、第１光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄに対する角度が小さくなるように、曲げられる。このような第１光学シート３０の作用により、第１単位形状要素３５は、透過光の進行方向を正面方向ｎｄ側に絞り込むことができる。すなわち、第１単位形状要素３５は、透過光に対して集光作用を及ぼすようになる。

そして、第１光学シート３０へ入射する前と第１光学シート３０から出射した後での光の進行方向の角度変化量は、正面方向ｎｄから大きく傾斜して第１光学シート３０へ入射する光（例えば、図２における光Ｌ２１，Ｌ２５）に対して大きくなる。つまり、第１単位形状要素３５の集光作用は、正面方向ｎｄから大きく傾斜して進む光に対して、より効果的に及ぼされる。

ここで、図２に示されているように、反射板２２で反射されて第１光学シート３０へ入射する光を除くと、すなわち、光源２５の発光部２５ａから、直接、第１光学シート３０へ入射する光Ｌ２１〜Ｌ２８については、当該光の第１光学シート３０への入射位置が第１光学シート３０のシート面と平行な方向に光源２５の発光部２５ａから離れるにしたがって、第１光学シート３０への入射角度θ１が大きくなる。すなわち、一直線状に進んで第１光学シート３０へ直接入射する光源光（以下において「直接入射光」とも呼ぶ）については、入射位置が発光部２５ａから離れるにしたがって、第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対する傾斜角度が大きくなっていく。この結果、光源２５の発光部２５ａから離れた領域に入射する光に対して、集光作用を効果的に及ぼすことができる。

その一方で、図２に示すように、正面方向ｎｄに対する進行方向の傾斜角度が小さい光Ｌ２４は、単位形状要素３５の出光面（レンズ面）において全反射を繰り返し、その進行方向を入光側（光源側）へ転換することもある。このため、光源２５からの光が小さな入射角度θ１で直接入射するようになる光源２５の発光部２５ａの直上位置において、輝度が高くなり過ぎることを防止することができる。

このように、光源２５の発光部２５ａからの離間距離に依存して透過光に対して第１単位形状要素３５から主として及ぼされる光学的作用が相違する。これにより、光源２５の発光部２５ａの配列に応じて発生する輝度ムラ（管ムラ）を効果的に低減し、光源の像（ライトイメージ）を目立たなくさせることもできる。すなわち、第１光学シート３０は、輝度の面内バラツキを均一化させる光拡散機能も有している。このような光拡散機能は、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と光源２５の発光部２５ａの長手方向とが交差するようにして、光源２５に対して第１光学シート３０を配置することにより、発揮されるようになる。とりわけ、このような光拡散機能は、図１に示すように、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と光源２５の発光部２５ａの長手方向とが直交するようにして、すなわち、第１光学シート３０の単位形状要素３５の配列方向と光源２５の発光管２５ａの配列方向とが平行となるようにして、光源２５に対して第１光学シート３０を配置することによって、より効果的に発揮されるようになる。

以上のようにして、第１光学シート３０から出射する光の出射角度は、第１光学シート３０の単位形状要素３５の配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。

光学部材２８の第１光学シート３０を出光した光は、その後、光学部材２８の第２光学シート４０へ入射する。第２光学シート４０は、第１光学シート３０での作用と同様にして（例えば、図２の光Ｌ２６〜Ｌ２８に対する作用と同様にして）、第２単位形状要素４５の出光面での屈折により、透過光に対して集光作用を及ぼすようになる。つまり、第２光学シート４０では、第１光学シート３０で集光させられた光に対し、さらに集光作用が及ぼされるようになる。

ただし、第２光学シート４０でその進行方向を大きく変化させられる光は、主として、第２光学シートの主切断面と平行に進む成分であり、第１光学シート３０で集光させられた成分とは異なる。つまり、第２光学シート４０は、第２単位形状要素４５の配列方向と平行な方向において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に光の進行方向を絞り込むようになり、その一方で、第１光学シート３０は、第１単位形状要素３５の配列方向と平行な方向において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に光の進行方向を絞り込むようになる。したがって、第２光学シート４０での光学的作用によって、第１光学シート３０で上昇されられた正面方向輝度を害すことなく、さらに、正面方向輝度を上昇させることができる。

第１光学シート３０および第２光学シート４０からなる光学部材２８を出射した光は、透過型表示部１５の下偏光板１６に入射する。下偏光板１６は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板１６を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１７を透過するようになる。このようにして、透過型表示部１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、透過型表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。

ここで、第１光学シート３０および第２光学シート４０からなる光学部材２８で及ぼされる作用について、さらに詳しく説明しておく。

まず、主に図２および図３を参照して、第１光学シートの主切断面と平行に進んで光源２５の発光部２５ａから第１光学シート３０へ直接入射する光に対して及ぼされる作用について説明する。

一般的に、集光シートとして用いられる第１光学シート３０の単位形状要素３５の配列間隔は、光源２５の発光部２５ａの配列間隔に比べて非常に小さくなる。したがって、一つの発光部２５ａから第１光学シート３０へ一直線状に進んで第１光学シート３０へ直接入射する光（第１光学シート３０への直接入射光）について検討すると、図３に示すように、一つの第１単位形状要素３５の出光面３５ａの各部に入射する光Ｌ３１〜Ｌ３５の進入角度（図２および図３参照：第１光学シート３０内における光の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度）θ２は、当該第１単位形状要素３５への入射位置によらず、略一定とみなせる。また、上述したように、本実施の形態においては、出光面角度θａは頂部３５ｂ１から端部３５ｂ２へ向けて大きくなっていく。このような第１単位形状要素３５の入射光に対する集光機能は、出光面３５の頂部３５ｂ１から端部３５ｂ２へ向けてしだいに強くなっていく。

結果として、一つの第１単位形状要素３５へ入射する直接入射光Ｌ３２〜Ｌ３５について考えると、図３に示すように、光の入射位置が単位形状要素３５の頂部３５ｂ１から離間してから端部３５ｂ２に近付くにつれて、当該光の出射方向は、正面方向に近付き、さらには、正面方向を越えて曲げられて透過してきた単位形状要素３５の外輪郭３５ａに接近していく（例えば、図３の光Ｌ３３）。そして、直接入射光が単位形状要素３５の端部３５ｂ２近傍に入射すると、出光面３５ａで全反射して入光側に戻ることもある（例えば、図３の光Ｌ３２）。したがって、第１単位形状要素３５の出光面３５ａのうちで最も強い集光機能を有する端部３５ｂ２に入射する直接入射光が、端部３５ｂ２での屈折により、正面方向を越えて曲げられるようになっている場合（例えば、図２の光Ｌ２３）、すなわち、当該直接入射光の出射方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄよりも当該光が透過した第１単位形状要素３５の側に傾斜している場合には、第１光学シート３０の出光面３０ａで高い正面方向輝度を期待することができる。このような第１単位形状要素３５から出射する直接入射光には、正面方向へ出射する光（例えば、図３の光Ｌ３４）が必ず含まれるようになるからである。

ところで、発光部２５ａから遠く離れていない位置に配置された第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２から出射する直接入射光Ｌ２３の出射方向、すなわち、第１光学シート３０への入射角度θ１が比較的に小さくなる直接入射光Ｌ２３の第１単位形状要素３５からの出射方向は、端部３５ｂ２での屈折により、法線方向ｎｄを越えて曲げられ得る。その一方で、上述したように本実施の形態においては、二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する部分へ進んだ直接入射光Ｌ２１，Ｌ２５，Ｌ３１の進行方向は、当該位置に配置された第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２における屈折により、正面方向を越えない範囲で、曲げられるようになっている。したがって、本実施の形態において、二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰおよびこの近傍の領域から第１光学シート３０を出射する直接入射光Ｌ２１，Ｌ３１は、正面方向以外の方向に出射することになる。このため、第１光学シート３０の出光面３０ａを正面方向から観察した場合、図９（ａ）、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、隣り合う二つの発光部２５ａの間の領域Ｚｂでの明るさが、その他の領域Ｚａでの明るさと比較して、暗くなってしまう。

なお、隣り合う二つの光源２５の発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２へ入射する直接入射光Ｌ３１については、以下の式（５）〜式（９）が成り立つ。ここで、式（５）〜式（９）中における各角度θａａ，θ１，θ２，θ３，θ４、θ５は、図３に示すとおりである。すなわち、θ１は、第１光学シート３０への入射角度（第１光学シート３０への入射面の法線方向（本実施の形態においては、第１本体部３２のシート面の法線方向）に対する光の傾斜角度）である。θ２は、第１本体部３２内を透過する際の傾斜角度である。θ３は、第１単位形状要素３５の出光面３５ａに対する入射角度（第１単位形状要素３５の出光面３５ａの法線方向に対する光の入射方向の傾斜角度）である。θ４は、第１単位形状要素３５の出光面３５ａに対する出射角度（第１単位形状要素３５の出光面３５ａの法線方向に対する光の出射方向の傾斜角度）である。θ５は、第１光学シート３０の法線方向に対して出射方向がなす角度、すなわち出射角度である。また、式中のｎは第１光学シート３０（第１単位形状要素３５および第１本体部３２）をなす材料の屈折率の値である。また、式（５）中の、ｄおよびｈは、上述の式（４）中で用いたものと同じである。
tan(θ1) = d/2/h ・・・式（５）
sin(θ1) = n × sin(θ2) ・・・式（６）
θ3 = θaa - θ2 ・・・式（７）
sin(θ4) = n × sin(θ3) ・・・式（８）
θ5 = θaa - θ4 ・・・式（９）
ここで、図３に示すように、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２から出射する直接入射光Ｌ３１の出射方向が、当該端部３５ｂ２を通る法線方向ｎｄを中心として、透過してきた第１単位形状要素３５とは反対の側となるためには、次の式（１０）のように、式（９）中の角度θ５が０°よりも大きくなっていなければならない。そして、式（５）〜式（８）を用いて、式（１０）を記載し直すと、上述した式（４）の条件が得られるようになる。
θ5 = θa - θ4 ＞ 0 ・・・式（１０）
θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（４）

第１単位形状要素３５の出光面３５ａでの屈折に関するこれまでの説明は、第１光学シートの主切断面と平行に進んで第１光学シート３０を透過する光についての説明である。次に、図４〜図８を参照しながら、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進み光源２５の発光部２５ａから第１光学シート３０へ直接入射する光に対して及ぼされる作用ついて説明する。

図４は、隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置に配置された第１光学シート３０の第１単位形状要素３５を示す斜視図である。図４に示された第１単位形状要素３５の出光面３５ａの端部３５ｂ２では、第１光学シートの主切断面に対して傾斜した方向に進んで第１光学シート３０へ入射した直接入射光Ｌ４１と、第１光学シートの主切断面と平行に進んで第１光学シート３０へ入射した直接入射光Ｌ４２と、が屈折している。また、図６〜図８は、それぞれ、図４に示された第１光学シート３０（第１単位形状要素３５）を出光側、正面側、および、側方から示す図である。

図４に示された直接入射光Ｌ４１，Ｌ４２は、位置Ａにおいて、第１光学シート３０へ入射している。第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む光Ｌ４１は、その後、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２に位置する位置Ｂを介し、第１光学シート３０から出射している。一方、第１光学シートの主切断面と平行に進む光Ｌ４２は、位置Ａを介して第１単位形状要素３５に入射した後、第１単位形状要素３５の端部３５ｂ２に位置する位置Ｂａを介し、第１光学シート３０から出射している。

第１光学シートの主切断面と平行に進んで第１光学シート３０へ入射した直接入射光Ｌ４２は、図２における光Ｌ２１および図３における光Ｌ３１と同一光路を取る光である。そして、この光Ｌ４２については、第１光学シートの主切断面において、スネル法則に基づき屈折を検討すればよい。

一方、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む直接入射光Ｌ４１については、出射位置Ｂにおける出光面３５ａへの接面ＴＳに直交する面Ｐａであるとともに、直接入射光Ｌ４１の出射位置Ｂへの進入方向（つまり、直接入射光Ｌ４１の第１光学シート３０内における進行方向）と平行な面Ｐａにおいて、スネル法則に基づいた屈折を検討しなければならならい。本例では、位置Ａと、位置Ｂと、位置Ａからの接面ＴＳに対する垂線が接面ＴＳと交差する位置Ｃ（垂線の足）と、によって画定される面Ｐａにおいて、直接入射光Ｌ４１の屈折を検討しなければならない。図５には、位置Ａと、位置Ｂと、位置Ｃと、を通過する平面Ｐａが示されている。また、この平面Ｐａにおいて、直接入射光Ｌ４１が第１単位形状要素３５から出射する際の界面は、位置Ｂと位置Ｃとを結ぶ直線で表される。そして、出射界面をなす直線Ｂ−Ｃが特定されることによって、直接入射光Ｌ４１の第１単位形状要素３５の出光面３５ａへの入射角度θ３ａ（図５参照）が特定され、スネルの法則に従って、さらに直接入射光Ｌ４１の出射方向が特定されるようになる。

ところで、図７に示された正面図（第１光学シートの主切断面にも相当）および図４に示された斜視図から理解され得るように、第１単位形状要素３５の長手方向から観察した際に第１単位形状要素３５内を同一方向に進む二つの光Ｌ４１，Ｌ４２を比較した場合には、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む光Ｌ４１の出光面３５ａへの入射角度θ３ａ（図５参照）が、第１光学シートの主切断面と平行に進む光Ｌ４２の出光面３５ａへの入射角度θ３（図７参照）よりも大きくなる。したがって、第１光学シートの主切断面と平行に進む光Ｌ４２の出光面３５ａへの入射角度θ３が全反射臨界角度を超えている場合には、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む光Ｌ４１の出光面３５ａへの入射角度θ３ａも全反射臨界角度を超えることになる。つまり、つまり、第１光学シートの主切断面と平行に進む光Ｌ４２が、第１単位形状要素３５の出光面３５ａで全反射している場合には、第１光学シートの主切断面に傾斜して進む光Ｌ４１も全反射することになる。

その一方で、第１光学シートの主切断面と平行に進む光が平行に進む光Ｌ４２が、第１単位形状要素３５の出光面３５ａで全反射していない場合には、第１光学シートの主切断面に傾斜して進む光Ｌ４１も全反射せず出射する可能性がある。とりわけ、図示するように、第１光学シートの主切断面と平行に進む光Ｌ４２が、その進行方向が正面方向を越えないようにして、第１単位形状要素３５の出光面３５ａで屈折する場合には、第１光学シートの主切断面に傾斜して進む光Ｌ４１の出射方向は、第１単位形状要素３５の配列方向からの視野（図８）では正面方向から傾斜しているものの、第１単位形状要素３５の長手方向からの視野（図７）では正面方向に平行となり得る。

このため、図９、図１０および図１１に示すように、第１光学シート３０の出光面３０ａの観察角度θｖを、正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜させていくと、隣り合う二つの発光部２５ａの間に存在していた明るさの暗い部分の幅がしだいに細くなっていき、最終的に、明るさの明るい部分同士がくっつくようになる。それどころか、このように正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜した方向から観察した場合、正面から観察した際に暗かった領域（隣り合う二つ発光部２５ａの間に対面する領域）Ｚｂが、正面から観察した際に明るかった領域（発光部２５ａの直上の領域およびその周囲の領域）Ｚａよりも明るくなる傾向がある。正面から観察した際に明るかった領域Ｚａに配置された第１単位形状要素３５の出光面３５ａでは、第１光学シートの主切断面と平行に進む直接入射光が正面方向まで屈折される。そして、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む直接入射光は、このような出光面３５ａに入射した際に、全反射しやすくなるためである。

なお、第１光学シート３０へ入射する光には、光源２５の発光部２５ａから第１光学シートへ一直線状に直接入射する直接入射光だけでなく、反射板２２で反射されて入射する拡散光も存在する。ただし、第１光学シート３０の出光面３５ａにおける輝度の面内分布は主として直接入射光の透過分布によって支配され、反射板２２からの拡散光は、直接入射光に起因した輝度の面内分布を緩和させるに過ぎない。

以上のことから、第１光学シート３０の出光面３５における輝度の面内分布については、正面方向輝度に関して、隣り合う二つの光源２５の発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置およびその近傍の領域（図９（ａ）の領域Ｚｂ）において暗くなる。一方、正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜した方向での輝度の面内分布については、観察角度θｖにも依存するが、逆に隣り合う二つの光源２５の発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置およびその近傍の領域（図９（ａ）の領域Ｚｂ）において明るくなる傾向がある。

その後、光学部材２８の第１光学シート３０から出射した光は、第２光学シート４０へ入射する。上述したように第２光学シート４０は、第２単位形状要素４５の配列方向に沿った面内、言い換えると、第１単位形状要素３５の長手方向に沿った面内において、光の進行方向を正面方向および正面方向を中心とした狭い角度範囲に集中的に絞り込むように、機能する。したがって、正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜した方向に、第１光学シート３５の出光面３５ａから出射していた光Ｌ１０１，Ｌ１１１は、第２光学シート４０の出光面（第２単位形状要素４５の出光面）での屈折により、その出射方向を正面方向に向けられ得る。すなわち、正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜した方向へ向けて第１光学シート３５の出光面３５ａから出射していた光Ｌ１０１，Ｌ１１１は、第２光学シート４０で及ぼされる集光作用により、光学部材２８の出光面における正面方向輝度の上昇に貢献する光となる。

上述したように、第１光学シート３０の出光面３０ａのうちの隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置を含む領域Ｚｂにおいて、多くの光Ｌ１０１，Ｌ１１１が、正面方向から第１単位形状要素３５の長手方向に傾斜した方向に出射するようになる。すなわち、第１光学シート３０の出光面３０ａにおいては、隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置を含む領域Ｚｂにおける正面方向輝度が低く、輝度の面内バラツキが発生する。その一方で、第２光学シート４０の出光面においては、第２光学シート４０での集光作用により、隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置を含む領域Ｚｂにおける正面方向輝度を効果的に上昇させることができる。

ところで、特許文献１では、隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する単位形状要素の端部に入射した光の出射方向が、当該端部での屈折により、端部を通過する集光シートの法線方向ｎｄと光が透過してきた単位形状要素の外輪郭との間の範囲に向けられることが、好ましいとされている。すなわち、図３における角度θ５が０°以下となることが好ましいとされてきた。確かにこのような集光シートによれば、全ての単位形状要素において、正面方向に出射する直接入射光を確保することができる。これにより、優れた正面方向輝度および優れた正面方向輝度の均一性を期待することができる。

一方、本実施の形態では、第１光学シート３０の出光面３０ａにおいて、一部の領域Ｚｂにおける正面方向輝度が低下し、これにともなって、十分な正面方向輝度の面内均一性を確保することができない可能性もある。しかしながら、上述してきたように、第１光学シート３０の出光側に配置されるとともに第１光学シート３０とは異なる方向における集光機能を有した第２光学シート４０を第１光学シート３０と組み合わせることにより、一部の領域Ｚｂにおける正面方向輝度を集中的に上昇させることができる。

この結果、第２光学シート４０の出光面（本実施の形態では、光学部材２８の出光面、さらには面光源装置２０の発光面に相当）において、正面方向輝度の面内バラツキは解消され、優れた正面方向輝度、および、正面方向輝度の優れた面内均一性を確保することができる。本件発明者が実験を重ねたところ、図示する実施の形態にように光源２５と光学部材２８との間に拡散板を設けることなく、市販されている液晶表示装置（液晶テレビ）において必要とされる輝度の面内均一性が確保され得ることが、確認された。

また、第１光学シート３０の出光面３０ａのうちの隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置を含む領域Ｚｂにおける正面方向輝度の上昇に貢献する光Ｌ１０１，Ｌ１１１（図１０および図１１参照）は、上述してきたように、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む直接入射光である。このような光を利用可能としたのは、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の集光性を弱めたことに起因している。

一方、特許文献１に開示された従来好ましいとされてきた集光シートにおいては、隣り合う二つの発光部２５ａの中間位置ＣＰに対面する位置に配置された単位形状要素も十分に強い集光機能を有している。したがって、第１光学シートの主切断面に対して傾斜して進む直接入射光Ｌ１０１，Ｌ１１１は、単位形状要素へ入射した際に全反射しやすくなり、結果として多くの光が、光源２５の側に戻されるようになる。光源２５の側に戻された光は反射を繰り返すことによって再利用可能となるが、反射を繰り返す度に損失が発生してしまう。したがって、多量の光を反射によって光源側に戻すと、光の利用効率を低下させることになる。

すなわち、本実施の形態においては、従来好ましいとされてきた集光シートにおいて、利用されていなかった光を利用することができる。そして、このように光源光の利用効率を上昇させながら、優れた正面方向輝度、および、正面方向輝度の優れた面内均一性を維持することを可能としている。これにより、図１２に示すように、広角度領域における輝度を改善することができ、結果として、視野角の拡大することができるとともに、輝度の角度分布をなだらかに変化させることができる。

なお、図１２は、本件発明者らが種々条件を変更して行った多数の実験のうちの一つで計測された輝度の角度分布を示している。図１２中の実線は、上述してきた本実施の形態における面光源装置と同一の構成を有する面光源装置に対する測定結果である。これに対して、図１２中の点線は、実線の実験に用いられた面光源装置の第１光学シートを別の集光シートに置き換えて構成された面光源装置に対する測定結果である。点線の実験に用いられた面光源装置の集光シートは、特許文献１に開示された集光シートと同様に、図３に示されたθ５が０°なるように構成されていた。

以上のような本実施の形態によれば、入光側の第１光学シート３０の集光機能を調節しておくことにより、全反射されて光源２５の側に戻されていた光Ｌ１０１，Ｌ１１１が第１光学シート３０を透過し得るようにしている。すなわち、第１光学シート３０の集光機能を調節することによって、光の利用効率を改善することを可能にしている。また、第１光学シート３０の集光機能を調節することによって第１光学シート３０を透過するようになった光Ｌ１０１，Ｌ１１１に対し、出光側の第２光学シート４０から集光作用を効果的に及ぼすことができる。この結果、優れた正面方向輝度および優れた正面方向輝度の面内均一性を維持しながら、輝度の角度分布をなだらかに変化させることを可能としている。

なお、以上の実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。

例えば、上述した実施の形態において、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５が互いに隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。例えば、図１３に示すように、隣り合う二つの第１単位形状要素３５間に平坦部３８が形成されていてもよいし、図１４に示すように、隣り合う二つの第１単位形状要素３５間に凹部３９が形成されていてもよい。

なお、変形例を説明するための図１３および図１４において、図１〜図１２に示す上述の実施の形態と同一に構成され得る部分には同一符号を付している。

また、上述した実施の形態において、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５がすべて同一の構成を有する例を示したが、これに限られない。一例として、一枚の第１光学シート３０内に異なる形状を有した単位形状要素が含まれていてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、第２光学シート４０の一例を説明したが、上述した第２光学シート４０は単なる例示に過ぎず、種々の変更を行うことができる。例えば、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の断面形状が、主切断面において、円形状の一部分または楕円形状の一部分からなっている例を示したが、これに限られない。第２単位形状要素４５の断面形状を、例えば、三角形等の多角形形状にしてもよい。その他、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向と交差する方向において集光機能を発揮し得る種々の部材から、第２光学シート４０を構成することができる。

さらに、上述した実施の形態において、面光源装置２０の光源２５の発光部２５ａが、線状に延びる冷陰極管からなる例を示したが、これに限られない。光源２５として、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や面状のＥＬ（電場発光体）等からなる発光部を有するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、第１光学シート３０が組み込まれた光学部材２８、面光源装置２０および透過型表示装置１０の全体構成の一例を説明したが、この例に限られず、適宜変更することができる。例えば、種々の機能を有した光学シート（一例として、光拡散シート）等を、光学部材２８，面光源装置２０および透過型表示装置１０にさらに組み込んでもよい。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

図１は、本発明による一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の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であって、図１の面光源装置に組み込まれた第１光学シートを示す図である。 図３は、図２と同様の断面において、図２の光学シートを示す拡大図である。 図４は、第１光学シートの主切断面と平行に進む光、および、第１単位形状要素の配列方向および各第１単位形状要素の長手方向の両方に交差する方向に進む光の第１単位形状要素の出光面での屈折について説明するための斜視図である。 図５は、第１単位形状要素の出光面における接面に直交する平面であって、第１単位形状要素の配列方向および各第１単位形状要素の長手方向の両方に交差する方向に進む図４に示された光の進行方向と平行な平面において、当該光の屈折作用を説明するための図である。 図６は、図４の第１光学シートを出光側（上方）から示す図である。 図７は、第１単位形状要素の長手方向と平行な方向（正面側）から図４の第１光学シートを示す図である。また、図７は、第１単位形状要素の出光面における接面に直交する平面であって第１光学シートの主切断面と平行に進む図４に示された光の進行方向と平行な平面において、当該光の屈折作用を説明するための図である。 図８は、第１単位形状要素の配列方向と平行な方向（側方）から図４の第１光学シートを示す図である。 図９は、第１光学シートの出光面における正面方向の輝度の面内分布を説明するための図である。このうち、図９（ａ）は、第１光学シートを出光側（上方）から示す図である。図９（ｂ）は、第１単位形状要素の配列方向と平行な方向（側方）から第１光学シートを示す図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。 図１０は、正面方向から第１単位形状要素の長手方向に傾斜した方向での第１光学シートの出光面における輝度の面内分布を説明するための図である。このうち、図１０（ａ）は、第１光学シートを出光側（上方）から示す図である。図１０（ｂ）は、第１単位形状要素の配列方向と平行な方向（側方）から第１光学シートを示す図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。 図１１は、図１０よりも大きな傾斜角度で正面方向から第１単位形状要素の長手方向に傾斜した方向での第１光学シートの出光面における輝度の面内分布を説明するための図である。このうち、図１１（ａ）は、第１光学シートを出光側（上方）から示す図である。図１１（ｂ）は、第１単位形状要素の配列方向と平行な方向（側方）から第１光学シートを示す図である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のｃ−ｃ線に沿った断面図である。 図１２は、面光源装置の出光面における輝度の角度分布を示すグラフである。 図１３は、図２と同様の断面において、第１光学シートの一変形例を説明するための図である。 図１４は、図２と同様の断面において、第１光学シートの他の変形例を説明するための図である。

１０ 透過型表示装置
１５ 透過型表示部
１６ 下偏光板
１７ 上偏光板
１８ 液晶層
２０ 面光源装置
２５ 光源
２５ａ 発光部
２８ 光学部材
３０ 第１光学シート
３０ａ 出光面
３０ｂ 入光面
３２ 第１本体部
３２ａ 出光側面
３２ｂ 入光側面
３４ 第１レンズ部
３５ 第１単位形状要素
３５ａ 出光面
３５ｂ１ 頂部
３５ｂ２ 端部
４０ 第２光学シート
４２ 第２本体部
４２ａ 出光側面
４４ 第２レンズ部
４５ 第２単位形状要素

Claims (7)

1. 並べて配列された複数の発光部を含む光源と、
   光源からの光を受けるシート状の光学部材と、を備え、
   前記光学部材は、第１光学シートと、第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートと、を有し、
   前記第１光学シートは、シート状の第１本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第１単位形状要素と、を有し、
   前記第２光学シートは、シート状の第２本体部と、前記第２本体部上に並べて配列された複数の第２単位形状要素と、を有し、
   前記第１単位形状要素の各々は、前記第１単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向とも交差する方向に、線状に延び、
   前記第２単位形状要素の各々は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差する方向に、線状に延び、
   前記第１単位形状要素の配列方向は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差しており、
   前記第１本体部の法線方向と前記第１単位形状要素の配列方向との両方に平行な第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記第１本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記第１単位形状要素への接点が、前記第１本体部から最も離間した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記第１本体部に最も接近した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、
   一つの発光部で発光され前記第１光学シートの主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記第１光学シートまで一直線状に進んで前記第１光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された第１単位形状要素の端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記第１光学シートの主切断面において前記第１本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記第１本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記第１単位形状要素が構成されている
   ことを特徴とする面光源装置。
2. 前記一つの発光部と前記他の発光部との前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｄ、前記発光部から第１光学シートまでの前記第１光学シートの主切断面における離間距離ｈ、および、前記第１光学シートの主切断面において前記単位形状要素の前記端部への接線と前記本体部のシート面とによってなされる角度θａａが、以下の式（１）を満たす
   ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
   θaa ＜ Arcsin(n×sin((θaa)-Arcsin(sin(Arctan(d/h/2))/n))) ・・・式（１）
3. 前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して４５°以上の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの８５％以下を占める領域にある場合であり、
   前記第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への前記接線が前記第１本体部のシート面に対して１０°以下の角度をなすようになるのは、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線の接点の位置が、前記第１本体部のシート面と平行な方向において、前記第１単位形状要素の全幅のうちの５％以上を占める領域にある場合である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 前記第２光学シートの前記第２本体部の法線方向と前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の配列方向との両方に平行な第２光学シートの主切断面において、前記第２本体部のシート面に平行な前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の幅は、前記第２本体部の法線方向に沿った前記第２光学シートの前記第２単位形状要素の高さの１．５倍以上２．５倍以下である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面光源装置。
5. 並べて配列された複数の発光部を含む直下型の面光源装置に用いられるシート状の光学部材において、
   シート状の第１本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第１単位形状要素と、を有する第１光学シートと、
   前記第１光学シートの出光側に配置された第２光学シートであって、シート状の第２本体部と、前記第１本体部上に並べて配列された複数の第２単位形状要素と、を有する第２光学シートと、を備え、
   前記第１単位形状要素の各々は、前記第１単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向にも交差するようになる方向に、線状に延び、
   前記第２単位形状要素の各々は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差する方向に、線状に延び、
   前記第１単位形状要素の配列方向は、前記第２単位形状要素の配列方向と交差しており、
   前記第１本体部の法線方向と前記第１単位形状要素の配列方向との両方に平行な第１光学シートの主切断面において、前記第１単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記第１本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記第１単位形状要素への接点が、前記第１本体部から最も離間した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記第１本体部に最も接近した前記第１単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、
   一つの発光部で発光され前記第１光学シートの主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記第１光学シートまで一直線状に進んで前記第１光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された第１単位形状要素の前記端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記第１光学シートの主切断面において前記第１本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記第１本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記第１単位形状要素が構成されている
   ことを特徴とする光学部材。
6. 並べて配列された複数の発光部を含む直下型の面光源装置に用いられる光学シートにおいて、
   シート状の本体部と、
   前記本体部上に並べて配列された複数の単位形状要素と、を備え、
   前記単位形状要素の各々は、前記単位形状要素の配列方向と交差する方向であって前記発光部の配列方向にも交差するようになる方向に、線状に延び、
   前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な光学シートの主切断面において、前記単位形状要素の前記外輪郭への接線が前記本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記単位形状要素への接点が、前記本体部から最も離間した前記単位形状要素の前記外輪郭上の頂部から前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記外輪郭上の端部へ向かうにつれて、大きくなっていき、
   一つの発光部で発光され前記主切断面と平行な方向に進む光が、前記一つの発光部から前記光学シートまで一直線状に進んで前記光学シートへ入射して、その後、前記一つの発光部と当該一つの発光部と隣り合う他の発光部との中間位置に対面する位置に配置された単位形状要素の前記端部へ入射したとの仮定において、当該光が前記端部で屈折することにより、当該光の進行方向が前記主切断面において前記本体部の法線方向を越えない範囲で変化して、当該光の進行方向と前記本体部の法線方向とによってなされる角度が小さくなるように、前記単位形状要素が構成されている
   ことを特徴とする光学シート。
7. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置の出光側に配置された透過型表示部と、を備える
   ことを特徴とする表示装置。

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