JP2012033341A - 面光源装置、液晶表示装置および光学部材 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた光学特性を呈する面光源装置を提供する。
【解決手段】面光源装置２０は、出光面３１と、出光面に対向する裏面３２と、側面の一部分からなる入光面３３と、第１方向に沿って入光面に対向する反対面３４と、を有する導光板と、導光板の入光面に対向して配置された光源２５と、導光板の裏面に対向して配置された裏面側光学シート８０と、を有する。裏面側光学シートは、本体部８５と、本体部の前記導光板とは反対側の面８５ｂ上に並べられた単位光学要素９０と、を有する。正面方向からの観察において、単位光学要素９０の配列方向は第１方向に対して傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、優れた光学特性を呈する光学部材、面光源装置および液晶表示装置に関する。

面状に光を照射する面光源装置が、例えば液晶表示装置に組み込まれ液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトとして、広く普及している（例えば、特許文献１）。液晶表示装置用の面光源装置は、大別すると、光学部材の直下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（サイドライト型とも呼ぶ）と、に分類される。

エッジライト型の面光源装置では、光源の側方に導光板が設けられており、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。導光板へ入射した光は、導光板の対向する一対の主面において反射を繰り返し、入光面に略直交する方向（導光方向）に導光板内を進んでいく。導光板内を進む光は、導光板から光学的な作用を受け、導光板内を進むにつれて少しずつ一対の主面から出射していくようにしむけられる。具体的な導光板の構成の一例として、導光板内に拡散成分が分散され、拡散成分によって導光板内を進む光の進行方向を変化させることにより、導光方向に沿った導光板の各位置から光を少しずつ出射させていくことができる。このようにして、一対の主面のうちの一方からなる導光板の出光面からの出射光量が、導光方向に沿って、大きくばらついてしまうことが防止されるようになっている。

また、一対の主面のうちの他方からなる導光板の裏面に対向して、反射シートが設けられている。反射シートは、導光板の出光面に対向する裏面から出射した光を再度導光板内に戻し、光源光の有効利用を図るために設けられている。反射シートとして、一般に、入射光を鏡面反射させる反射シートと、入射光を散乱反射させる反射シートとが、知られている。ただし、安価であることから、殆どの面光源装置には、散乱反射シートが使用されてきた。

特開２００７−２２７４０５号公報

しかしながら、このような現状のエッジライト型面光源装置に対しては、正面方向輝度のさらなる向上や、導光方向に沿った明るさの分布のさらなる均一化といった要望が強く存在している。

この点について、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、散乱反射シートに代えて鏡面反射シートを用いた場合も、エッジライト型面光源装置の輝度分布を十分に改善することはできなかった。その一方で、鏡面反射シートが散乱反射シートと比較して極めて高価であることから、鏡面反射シートを用いた場合には、面光源装置全体のコストが上昇してしまうといった更なる別の問題が生じてしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、優れた光学特性を呈する光学部材、面光源装置および表示装置を提供することを目的とする。

本発明による面光源装置は、
出光面と、前記出光面に対向する裏面と、前記出光面と前記裏面との間の側面の一部分からなる少なくとも一つの入光面と、前記側面の一部分からなり第１方向に沿って一つの入光面に対向する反対面と、を有する導光板と、
前記導光板の前記入光面に対向して配置された光源と、
前記導光板の前記裏面に対向して配置された裏面側光学シートと、を備え、
前記裏面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の法線方向からの観察において前記第１方向と交差する方向に並べられて、前記本体部の前記導光板に対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有する。

本発明による面光源装置において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向に対して４５°以上の角度をなして交差していてもよい。

本発明による面光源装置において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向と直交していてもよい。

本発明による面光源装置において、前記導光板はシート状の基部を有しており、前記基部は、樹脂からなる主部と、前記主部中に分散された拡散成分と、を含んでいてもよい。

本発明による面光源装置において、前記導光板は、シート状の基部と、前記第１方向と交差する方向に並べられて前記基部の前記裏面側光学シートに対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有してもよい。

本発明による面光源装置において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記導光板の前記複数の単位光学要素の配列方向と平行となっていてもよい。

本発明による面光源装置において、前記導光板の前記一つの入光面が第１の入光面を構成するとともに、前記導光板の前記反対面が第２の入光面を構成し、前記光源は、前記第１の入光面に対向して配置された第１の光源と、前記第２の入光面に対向して配置された第２の光源と、を含んでもよい。

本発明による面光源装置が、前記導光板の前記出光面に対向して配置された出光面側光学シートを、さらに備え、前記出光面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の一方の面上に並べて配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有し、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記出光面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向と交差していてもよい。

本発明による液晶表示装置は、
上述した本発明による面光源装置のいずれかと、
前記面光源装置の出光側に配置された液晶表示パネルと、を備える。

本発明による液晶表示装置は、前記光源の出力を制御する制御装置を、さらに備え、前記光源は、前記導光板の板面と平行な方向に沿って配列された複数の点状発光体を含み、前記制御装置は、表示されるべき映像に応じて各点状発光体の出力を調節するように構成されていてもよい。

本発明による光学部材は、
出光面と、前記出光面に対向する裏面と、前記出光面と前記裏面との間の側面の一部分からなる少なくとも一つの入光面と、前記側面の一部分からなり第１方向に沿って一つの入光面に対向する反対面と、を有する導光板と、
前記導光板の前記裏面に対向して配置された裏面側光学シートと、を備え、
前記裏面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の法線方向からの観察において前記第１方向と交差する方向に並べられて、前記本体部の前記導光板に対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有する。

本発明による光学部材において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向に対して４５°以上の角度をなして交差していてもよい。

本発明による光学部材において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向と直交していてもよい。

本発明による光学部材において、前記導光板はシート状の基部を有しており、前記基部は、樹脂からなる主部と、前記主部中に分散された拡散成分と、を含んでいてもよい。

本発明による光学部材において、前記導光板は、シート状の基部と、前記第１方向と交差する方向に並べられて前記基部の前記裏面側光学シートに対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有してもよい。

本発明による光学部材において、前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記導光板の前記複数の単位光学要素の配列方向と平行となっていてもよい。

本発明による光学部材において、前記導光板の前記一つの入光面が第１の入光面を構成するとともに、前記導光板の前記反対面が第２の入光面を構成してもよい。

本発明によれば、導光板の出光面から出射する光の指向性をより強くすることができる。これにより、導光板の出光面から出射した光を、その後に、極めて効果的に集光させることが可能となる。また、本発明によれば、導光板内を進む光の直進性を改善することができる。これにより、出光面の中央を含む領域まで光を導光することも可能となり、この場合、表示装置の表示面の中央に像を明るく表示することができ、観察者に感知される像の明るさを効果的に上昇させることができる。

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、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、面光源装置の作用を説明するための図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において面光源装置を示す断面図である。 図３は、面光源装置の作用を説明するための図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面において導光板および裏面側光学シートを示す図である。 図４は、図１の面光源装置に組み込まれた導光板を示す斜視図である。 図５は、図２と同様の断面において、面光源装置の一変形例の概略構成を示す断面図である。

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〜図４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、液晶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り、図２および図３は面光源装置の作用を説明するための断面図である。図４は面光源装置に含まれた導光板を示す斜視図である。

図１に示すように、表示装置１０は、液晶表示パネル１５と、液晶表示パネル１５の背面側に配置され液晶表示パネル１５を背面側から面状に照らす面光源装置２０と、液晶表示パネル１５および面光源装置２０を制御する制御装置１８と、を備えている。表示装置１０は、表示面１１を有している。液晶表示パネル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、表示面１１に像を表示するように構成されている。

図示された液晶表示パネル１５は、出光側に配置された上偏光板１３と、入光側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶セル１２と、を有している。偏光板１４，１３は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波および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、前記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。

液晶層１２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１２の配向は変化するようになる。一例として、入光側に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分は、電界印加された液晶層１２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層１２を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶層１２への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３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（液晶表示部）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、液晶表示パネル１５の詳細については、種々の公知文献（例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典（内田龍男、内池平樹監修）」２００１年工業調査会発行）に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。

次に、面光源装置２０について説明する。面光源装置２０は、面状に光を発光する発光面２１を有し、液晶表示パネル１５を背面側から照明する装置である。図１に示すように、面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板３０と、導光板３０の側方に配置された光源２４ａ，２４ｂと、導光板３０にそれぞれ直面するようにして配置された一対の光学シート６０，８０と、光学シート８０に対向して配置された反射シート２８と、を有している。このうち、導光板３０と、導光板３０に対向して配置された裏面側光学シートとによって、光学部材９５が構成されている。

導光板３０は、液晶表示パネル１５側の主面によって構成された出光面３１と、出光面３１に対向するもう一方の主面からなる裏面３２と、出光面３１および裏面３２の間を延びる側面と、を有している。そして、導光板３０の側面の一部分によって少なくとも一つの入光面が形成され、この入光面に対向して光源２４ａ，２４ｂが配置されている。また、側面の一部分によって一つの入光面３３に対向する反対面３４も形成され、当該一つの入光面３３から導光板３０に入射した光は、概ね、当該一つの入光面３３と、当該一つの入光面３３に対向する反対面３４と、を結ぶ第１方向（導光方向）に沿って導光板３０内を導光されるようになる。

そして、導光板３０の出光面３１に対向して出光面側光学シート６０が配置され、導光板３０の裏面３２に対向して裏面側光学シート８０が配置されている。出光面側光学シート６０の出光面６０ａが面光源装置２０の出光面２１を構成している。また、裏面側光学シート８０の導光板３０に対面しない側に、反射シート２８が配置されており、導光板３０および一対の光学シート６０，８０を裏面側から覆っている。なお、本明細書においては、出光面側光学シート６０と裏面側光学シート８０の混同を防止するため、各光学シートに対して主として期待される作用効果（光の進行方向、とりわけ、当該シートからの出射方向を制御するといった作用効果）に因んで、出光面側光学シート６０を制御光学シート６０とも呼ぶとともに、裏面側光学シート８０を反射光学シート８０とも呼ぶ。

反射シート２８は、導光板３０の裏面３２から出射した光を反射して、再び導光板３０内に入射させるための部材である。反射シート２８は、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等から、構成され得る。この反射シート２８は、裏面側光学シート８０から裏面側に漏れ出す光を、反射によって出光側に戻すために設けられている。ただし、後述するように裏面側光学シート８０が反射機能を有するため、反射シート２８は省略可能である。

図示する例において、液晶表示装置１０の表示面１１、面光源装置２０の発光面２１および導光板３０の出光面３１は、四角形形状に形成されている。この結果、導光板３０は、全体的に、一対の主面（出光面３１および裏面３２）を有する四角形板状の部材として構成されており、一対の主面間に画成される側面は四つの面を含んでいる。同様に、制御光学シート６０、反射光学シート８０および反射シート２８は、全体的に、四角形板状の部材として構成されている。

本実施の形態では、図１に示すように、側面のうちの第１方向に対向する二つの面が、入光面３３，３４をなしている。言い換えると、上述した一つの入光面が第１入光面３３として機能し、この一つの入光面に対向する反対面が第２入光面３４として機能するようになっている。図１に示すように、第１入光面３３に対向して第１光源２４ａが設けられ、第２入光面３４に対向して第２光源２４ｂが設けられている。また、本実施の形態における導光板３０は、第１方向に沿った各位置において、一定の断面形状を有するようになっている。

第１光源２４ａおよび第２光源２４ｂは、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態において、第１光源２４ａおよび第２光源２４ｂの各々は、対応する入光面３３，３４の長手方向に沿って、並べて配置された多数の点状発光体２５、具体的には、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって、構成されている。なお、図４には、第１光源２４ａをなす多数の点状発光体２５の配置位置が示されている。制御装置１８は、各点状発光体２５の出力、すなわち、各点状発光体２５の点灯および消灯、及び／又は、各点状発光体２５の点灯時の明るさを、他の点状発光体の出力から独立して調節し得るように構成されている。

ところで、本明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２４ａ，２４ｂから導光板３０や制御光学シート６０等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、例えば図１における紙面の上側）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２４ａ，２４ｂの発光体２５から導光板および制御光学シート６０等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。

また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、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。

さらに、本明細書において「シート面（板面、フィルム面）」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、導光板３０の板面、制御光学シート６０のシート面、反射光学シート８０のシート面、反射シート２８のシート面、液晶表示パネルのパネル面、表示装置１０の表示面１１、および、面光源装置２０の発光面２１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、表示装置１０の表示面１１への法線方向ｎｄであり、本実施の形態においては、導光板３０の板面への法線方向、制御光学シート６０のシート面への法線方向、反射光学シート８０のシート面への法線方向、面光源装置２０の発光面２１への法線方向および導光板３０の出光面３１への法線方向等にも一致する（例えば、図２および図３参照）。

次に、図２〜図４を主に参照して、導光板３０についてさらに詳述する。図２〜図４によく示されているように、導光板３０は、板状に形成された基部４０と、基部４０の一側の面（観察者側を向く面、出光側面）４１上に形成された複数の単位光学要素５０と、を有している。基部４０は、一対の平行な主面を有する平板状の部材として構成されている。そして、反射光学シート８０に対面している側に位置する基部４０の他側の面４２によって、導光板３０の裏面３２が構成されている。

なお、本明細書における「単位光学要素」、「単位形状要素」、「単位プリズム」および「単位レンズ」とは、屈折や反射等の光学的作用を光に及ぼして、当該光の進行方向を変化させる機能を有した要素のことを指し、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。

図２に示すように、基部４０は、樹脂からなる主部４４と、主部４４中に分散された拡散成分４５と、を有している。ここでいう拡散成分４５とは、基部４０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し得る成分のことである。このような拡散成分４５の光拡散機能（光散乱機能）は、例えば、主部４４をなす材料とは異なる屈折率を有した材料から拡散成分４５を構成することにより、あるいは、光に対して反射作用を及ぼし得る材料から拡散成分４５を構成することにより、付与され得る。主部４４をなす材料とは異なる屈折率を有する拡散成分４５として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、さらには、単なる気泡が例示される。なお、図２以外の図においては、拡散成分４５を省略している。

次に、基部４０の一側の面４１上に設けられた単位光学要素５０について説明する。図４によく示されているように、複数の単位光学要素５０は、第１方向に交差し且つ基部４０の一側の面４１と平行な配列方向に並べられて、基部４０の一側の面４１上に、配列されている。各単位光学要素５０は、基部４０の一側の面４１上を、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。

とりわけ本実施の形態において、複数の単位光学要素５０は、基部４０の一側の面４１上に、第１方向と直交する第２方向（配列方向）に隙間無く並べて配列されている。したがって、導光板３０の出光面３１は、単位光学要素５０の表面によってなされる傾斜面３７，３８として、構成されている。また、各単位光学要素５０は、配列方向と直交する第１方向に沿って、直線状に延びている。さらに、各単位光学要素５０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。また、本実施の形態において、複数の単位光学要素５０は、互いに同一に構成されている。

図３に示す断面、つまり、単位光学要素の配列方向（第２方向）および基部４０の一側の面４１（導光板３０の板面）への法線方向ｎｄの両方向に平行な断面（以下においては、単に「導光板の主切断面」とも呼ぶ）において、各単位光学要素５０は、基部４０の一側の面４１上に一辺が位置する三角形形状、又は、この三角形形状の基部４０から突出した頂角が面取りされてなる形状を有している。図示する例において、各単位光学要素５０の主切断面における断面形状は、基部４０から突出する三角形の頂角５６を面取りした形状となっている（図３参照）。

また、図３に示す例においては、正面方向輝度を効果的に上昇させること、および、第２方向に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することを目的として、導光板の主切断面における単位光学要素５０の断面形状は、正面方向ｎｄを中心として、対称性を有している。したがって、主切断面における断面三角形形状の二つの底角θａ１，θａ２（図３参照）は互いに等しい角度となっている。

なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状を含む。また同様に、本明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。

以上のような構成を有した導光板３０の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位光学要素５０の具体例として、導光板３０の板面に沿った幅Ｗａ（図３参照）を５μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿った単位光学要素５０の基部４０の一側の面４１からの高さＨａを１μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。また、単位光学要素５０の断面形状が三角形形状または三角形形状の頂角を面取りしてなる形状からなる場合には、当該頂角５６の角度を９０°以上１４５°以下とすることができる。単位光学要素５０の断面形状が三角形形状の頂角５６を面取りしてなる形状となっている場合、主切断面において、単位光学要素５０の頂部５２は、曲率半径の値が単位光学要素５０の幅Ｗａの値以下となっている曲線として、形成されていることが好ましい。一方、基部４０の厚みは、０．５ｍｍ〜６ｍｍとすることができる。

以上のような構成からなる導光板３０は、押し出し成型により、あるいは、基材上に単位光学要素５０を賦型することにより、作製することができる。導光板３０の基部４０の主部４４および単位光学要素５０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、拡散成分４５は、一例として、平均粒径が０．５〜１００μｍ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。

なお、押し出し成型で作製された導光板３０においては、基部４０と、基部４０の一側の面４１上の複数の単位光学要素５０と、が一体的に形成され得る。また、押し出し成型によって導光板３０を作製する場合、単位光学要素５０が、基部４０の主部４４をなす材料と同一の樹脂材料と、基部４０の拡散成分４５をなす粒子と、から構成されてもよい。あるいは、いわゆる共押し出しにより導光板３０が作製され、基部４０が、樹脂材料からなる主部４４と、主部４４中に分散された拡散成分４５と、から構成され、その一方で、単位光学要素５０が、基部４０の主部４４をなす材料と同一の樹脂材料と、基部４０の拡散成分４５とは別途の機能を有した粒子と、から構成されてもよいし、あるいは、基部４０の主部４４をなす材料と同一の樹脂材料のみから構成されてもよい。

次に、反射光学シート（裏面側光学シート）８０について説明する。図１〜図３に示されているように、反射光学シート８０は、シート状に形成された本体部８５と、本体部８５の導光板３０に対面する一側面（観察者側を向く面）８５ａとは反対側の他側面８５ｂ、つまり導光板３０の反射シート２８に対面する側の面８５ｂ上に設けられた複数の単位光学要素９０と、を有している。なお、反射光学シート８０の単位光学要素９０と導光板３０の単位光学要素５０との混同を避けるため、反射光学シート８０の単位光学要素９０を単位プリズム９０とも呼ぶ。

図１〜図３から理解され得るように、複数の単位プリズム９０は、本体部８５の他側面８５ｂと平行なある方向に並べて、本体部８５の他側面８５ｂ上に、配列されている。各単位プリズム９０は、本体部８５の他側面８５ｂ上を、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。

とりわけ本実施の形態において、複数の単位プリズム９０は、本体部８５の他側面８５ｂ上に、その配列方向に沿って隙間無く並べて配列されている。したがって、反射光学シート８０の導光板３０に対面する一側面（観察者側面）８０ａとは反対側の他側面８０ｂは、単位プリズム９０の表面（出光面）９０ａによってなされる面（プリズム面）として、形成されている。また、各単位プリズム９０は、その配列方向に直交する方向に沿って、直線状に延びている。さらに、各単位プリズム９０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。また、本実施の形態において、複数の単位プリズム９０は、互いに同一に構成されている。

ところで、反射光学シート８０は、面光源装置２０の光学特性を改善する上で、次のようにして導光板３０に対して位置決めされている。反射光学シート８０の本体部８５の法線方向（本実施の形態では、正面方向）ｎｄからの観察した場合に、反射光学シート８０の単位プリズム９０の配列方向が、導光板３０の第１方向に対して交差しており、とりわけ、反射光学シート８０の単位プリズム９０の配列方向が、導光板３０の第１方向に対して４５°以上９０°以下の角度をなして交差していることが好ましい。ここでいう角度とは、対象となる二つの方向によってなされる角のうちの小さい方の角の角度のことを指している。したがって、この角度は、０°以上９０°以下の値を取る。さらには、図示する例のように、反射光学シート８０の本体部８５の法線方向ｎｄからの観察した場合に、反射光学シート８０の単位プリズム９０の配列方向が、導光板３０の第１方向に対して直交していることが好ましい。

次に、図３を主として参照し、単位プリズム９０の断面形状について説明する。図３は、単位プリズム９０の配列方向（本実施の形態では、第２方向と平行な方向）および本体部８５の他側面ｂ８５への法線方向ｎｄの両方向に平行な断面（以下においては、単に「反射光学シートの主切断面」とも呼ぶ）において、反射光学シート８０を示している。なお本実施の形態では、面光源装置２０において、反射光学シートの主切断面は導光板の主切断面と平行な断面となる。図３の断面において、各単位プリズム９０は、本体部８５の他側面８５ｂ上に一辺が位置する三角形形状、又は、この三角形形状の本体部８５から突出した頂角が面取りされてなる形状を有している。図示する例において、各単位プリズム９０の主切断面における断面形状は、本体部８５から突出した三角形形状となっている（図３参照）。

また、図３に示す例においては、正面方向輝度を効果的に上昇させること、および、第２方向に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することを目的として、反射光学シートの主切断面における単位プリズム９０の断面形状は、正面方向ｎｄを中心として、対称性を有している。したがって、反射光学シートの主切断面における単位プリズム９０をなす断面三角形形状の二つの底角θｂ１，θｂ２（図３参照）は互いに等しい角度となっている。とりわけ図示する例において、反射光学シートの主切断面における単位プリズム９０の断面形状は、後述する再帰反射機能が効果的に発揮されることを期待して、９０°の頂角が本体部８５から突出した直角二等辺三角形形状となっている。

以上のような構成を有した反射光学シートの寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位プリズム９０の具体例として、反射光学シート８０のシート面に沿った幅Ｗｂ（図３参照）を１０μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、反射光学シート８０のシート面への法線方向ｎｄに沿った単位プリズム９０の本体部８５の他側面８５ｂからの高さＨｂを４μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。また、単位プリズム９０の断面形状が三角形形状または三角形形状の頂角を面取りしてなる形状からなる場合には、当該頂角の角度を７５°以上１２５°以下とすることができる。単位プリズム９０の断面形状が三角形形状の頂角を面取りしてなる形状となっている場合、主切断面において、単位プリズム９０の頂部は、曲率半径の値が単位プリズム９０の幅Ｗｂの値以下となっている曲線として、形成されていることが好ましい。一方、本体部８５の厚みは、０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。また、このような反射光学シート８０は、導光板３０の作製に用いられ得る上述の材料と同様の材料を用いて、上述した導光板の作製方法と同様の方法によって、作製することができる。

次に、制御光学シート（出光面側光学シート）６０について説明する。図１および図２に示されているように、制御光学シート６０は、シート状に形成された本体部６５と、本体部６５の導光板３０に対面する面６５ｂとは反対側の面（観察者側を向く面）６５ａ、つまり本体部６５の出光側面６５ａ上に設けられた複数の単位光学要素７０と、を有している。なお、制御光学シート６０の単位光学要素７０と、反射光学シート８０の単位光学要素９０または導光板３０の単位光学要素５０との混同を避けるため、制御光学シート６０の単位光学要素７０を単位レンズ７０とも呼ぶ。

図１および図２から理解され得るように、複数の単位レンズ７０は、本体部６５の出光側面６５ａと平行なある方向に並べて、本体部６５の出光側面６５ａ上に、配列されている。各単位レンズ７０は、本体部６５の出光側面６５ａ上を、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。

とりわけ本実施の形態において、複数の単位レンズ７０は、本体部６５の出光側面６５ａ上に、その配列方向に沿って隙間無く並べて配列されている。したがって、制御光学シート６０の出光面６０ａは、単位レンズ７０の表面（出光面）７０ａによってなされるレンズ面として、形成されている。また、各単位レンズ７０は、その配列方向に直交する方向に沿って、直線状に延びている。さらに、各単位レンズ７０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。また、本実施の形態において、複数の単位レンズ７０は、互いに同一に構成されている。

図１に示すように、制御光学シート６０は、制御光学シート６０の本体部６５の法線方向（本実施の形態では、正面方向）ｎｄから観察した場合に、制御光学シート６０の単位プリズム９０の配列方向が第１方向と平行となるようにして、導光板３０に対して位置決めされている。

図２は、単位レンズ７０の配列方向（本実施の形態では、第１方向と平行な方向）および本体部６５の出光側面６５ｂへの法線方向ｎｄの両方向に平行な断面（以下においては、単に「制御光学シートの主切断面」とも呼ぶ）において、制御光学シート６０を示している。図２の断面において、各単位レンズ７０は、曲線状の外輪郭を有するようになっている。すなわち、制御光学シートの主切断面における単位レンズ７０の外輪郭は、一以上の弧をつなぎ合わせて構成されている。また、本実施の形態においては、制御光学シートの主切断面における単位レンズ７０の外輪郭は、本体部６５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、制御光学シート６０の出光面６０ａにおける輝度は、単位レンズ７０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的な輝度の角度分布を有するようになる。

以上のような構成を有した制御光学シート６０の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、以上のような構成からなる単位レンズ７０の具体例として、単位レンズ７０の幅Ｗｃ（図２参照）を２０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。また、制御光学シート６０のシート面への法線方向ｎｄに沿った本体部６５の出光側面６５ａからの単位レンズ７０の突出高さＨｃを１４μｍ以上１６０μｍ以下とすることができる。一方、本体部６５の厚みは、０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。また、このような制御光学シート６０は、導光板３０の作製に用いられ得る上述の材料と同様の材料を用いて、上述した導光板の作製方法と同様の方法によって、作製することができる。

次に、以上のような構成からなる表示装置１０の作用について説明する。

まず、図２に示すように、光源２４ｂ，２４ｂをなす発光体２５で発光された光は、入光面３３，３４を介し、導光板３０に入射する。図２には、一例として、第１光源２４ａから第１入光面３３を介して導光板３０に光が入射する例が示されている。以下、この図２に示された例に基づいて面光源装置２０および表示装置１０の作用について説明する。ただし、導光板３０は、第１方向における中央位置Ｐｃを中心として対称的な構成を有している。また、第１光源２４ａおよび第２光源２４ｂは、第１方向に導光板３０を挟んで、対称的に構成されている。さらに、制御光学シート６０や反射光学シート８０等の面光源装置２０の他の構成要素、および、液晶表示パネル１５も、同様に対称性を有している。このような構成の対称性にともない、第２光源２４ｂから第２入光面３４を介して導光板３０に入射する光に対しても、以下の説明が同様に当てはまる。

図２に示すように、導光板３０へ入射した光Ｌ２１，Ｌ２２は、導光板３０の出光面３１および裏面３２において、反射、とりわけ導光板３０をなす材料と空気との屈折率差に起因して全反射を繰り返し、導光板３０の入光面３３と反対面（他方の入光面）３４とを結ぶ第１方向（導光方向）へ進んでいく。ただし、導光板３０の基部４０内には拡散成分４５が分散されている。このため、図２に示すように、導光板３０内を進む光Ｌ２１，Ｌ２２は、拡散成分４５によって進行方向を不規則に変更され、全反射臨界角未満の入射角度で出光面３１に入射することもある。この場合、当該光は、導光板３０の出光面３１から、出射し得るようになる。出光面３１から出射した光Ｌ２１，Ｌ２２は、導光板３０の出光側に配置された制御光学シート６０へと向かう。

導光板３０内を進行する光と、導光板３０内に分散された拡散成分４５と、の衝突は、導光板３０内の導光方向に沿った各区域において、生じる。このため、導光板３０内を進んでいる光は、少しずつ、出光面３１から出射していくようになる。これにより、導光板３０の出光面３１から出射する光の導光方向（第１方向）に沿った光量分布を、或る程度、均一化させることができる。

ところで、図示する導光板３０の出光面３１は複数の単位光学要素５０によって構成され、各単位光学要素５０の主切断面における断面形状は、三角形形状または三角形形状の頂角５６を面取りしてなる形状となっている。すなわち、出光面３１、導光板３０の裏面３２に対して傾斜した傾斜面３７，３８として、構成されている（図３参照）。そして、この傾斜面３７，３８で全反射して導光板３０内を進む光およびこの傾斜面３７，３８を通過して導光板３０から出射する光は、この傾斜面３７，３８から、以下に説明する作用を及ぼされるようになる。まず、傾斜面３７，３８で全反射して導光板３０内を進む光に対して及ぼされる作用について説明する。

図３には、出光面３１および裏面３２において全反射を繰り返しながら導光板３０内を進む光Ｌ３１，Ｌ３２の光路が、導光板の主切断面内に示されている。上述したように、導光板３０の出光面３１をなす傾斜面３７，３８は、三角形形状の頂角を面取りしてなる形状を断面形状として有している単位光学要素５０の外表面によって形成され、基部４０の一側の面４１への法線方向ｎｄを挟んで互いに逆側に傾斜した二種類の面を含んでいる。また、互いに逆側に傾斜した二種類の傾斜面３７，３８は、第２方向に沿って、交互に並べられている。そして、図３に示すように、導光板３０内を出光面３１に向けて進み出光面３１に入射する光Ｌ３１，Ｌ３２は、多くの場合、二種類の傾斜面３７，３８のうちの、導光板の主切断面において基部４０の一側の面４１への法線方向ｎｄを基準として当該光の進行方向とは逆側に傾斜した傾斜面へ入射する。

この結果、図３に示すように、導光板３０内を進む光Ｌ３１，Ｌ３２は、出光面３１の傾斜面３７，３８で全反射する多くの場合、第２方向に沿った成分を低減されるようになり、さらには、主切断面においてその進行方向は正面方向ｎｄを中心として逆側に向くようにもなる。このようにして、導光板３０の出光面３１をなす傾斜面３７，３８によって、ある発光点で放射状に発光された光が、そのまま第２方向に拡がり続けることが規制される。すなわち、光源２４ａ，２４ｂの発光体２５から第１方向に対して大きく傾斜した方向に発光され導光板３０内に入射した光も、第２方向への移動を規制されながら、主として第１方向へ進むようになる。

このように、第２方向への光の移動が規制されながら、その一方で、第１方向への光の移動が促進されることから、導光板３０の出光面３１から出射する光の第２方向に沿った光量分布を、光源２４ａ，２４ｂの構成（例えば、発光体２５の配列）や、発光体２５の出力によって、調節するといったことが可能となる。また、第２方向への光の移動が規制されながら、その一方で、第１方向への光の移動が促進されることから、入光面３３，３４の近傍において多量の光が導光板３０から出射してしまうことを抑制するとともに、導光板３０の第１方向（導光方向）における中央領域まで光を誘導することができるようにもなる。これにより、観察者によって明るさの変動を最も感知されやすくなる表示面１１の中央の明るさを効果的に上昇させることができる。

次に、出光面３１を通過して導光板３０から出射する光に対して及ぼされる作用について説明する。図３に示すように、出光面３１を介し導光板３０から出射する光Ｌ３１，Ｌ３２は、導光板３０の出光面３１をなす単位光学要素５０の出光側面５１において屈折する。この屈折により、主切断面において正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌ３１，Ｌ３２の進行方向（出射方向）は、主として、導光板３０内を通過している際における光の進行方向と比較して、正面方向ｎｄに対してなす角度が小さくなるように、曲げられる。このような作用により、単位光学要素５０は、導光方向と直交する第２方向に沿った光の成分について、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、単位光学要素５０は、導光方向と直交する第２方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。このようにして、導光板３０から出射する光の出射角度は、導光板３０の単位光学要素５０の配列方向と平行な面内において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。

以上のようにして、導光板３０から出射する光の出射角度は、導光板３０の単位光学要素５０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。その一方で、導光板３０から出射する光の出射角度は、それまで、導光板３０内を主として第１方向に進んでいたことに起因して、第１方向（導光方向）と平行な面において、比較的大きな出射角度となる。具体的には、導光板３０から出射する光の第１方向成分の出射角度（出射光の第１方向成分と導光板３０の板面への法線方向ｎｄとがなす角度θｃ（図２参照））は、比較的大きな領域にある特定の角度範囲（例えば、６０°〜７０°をピークとする角度範囲）内に偏る、傾向がある。

導光板３０から出射した光は、その後、制御光学シート６０へ入射する。制御光学シート６０の単位レンズ７０は、導光板３０の単位光学要素５０と同様に、単位レンズ７０の出光面７０ａでの屈折によって透過光に対して集光作用を及ぼす。ただし、制御光学シート６０でその進行方向を変化させられる光は、制御光学シート６０の主切断面と平行な成分であり、導光板３０で正面方向に集光させられた成分とは異なる。つまり、導光板３０は、導光板３０の単位光学要素５０の配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになり、その一方で、制御光学シート６０は、制御光学シート６０の単位レンズ７０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光の進行方向を絞り込むようになる。したがって、制御光学シート６０での光学的作用によって、集光シート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。

制御光学シート６０を出射した光は、液晶表示パネル１５の下偏光板１４に入射する。下偏光板１４は、入射光のうち、一方の偏光成分（本実施の形態においてはＰ波）を透過させ、その他の偏光成分（本実施の形態においてはＳ波）を吸収する。下偏光板１４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１３を透過するようになる。このようにして、液晶表示パネル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、液晶表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。

ところで、制御光学シート６０へ入射する光、言い換えると、導光板３０から出射する光が強い指向性を有している場合、制御光学シート６０の単位レンズ７０による集光機能が効果的に発揮され、これにより、正面方向輝度を効果的に上昇させることができる。制御光学シート６０へ強い指向性を有した光が入射する面光源装置２０においては、当該指向性に着目して集光機能を最適化することができるように、制御光学シート６０の単位レンズ形状を設計することができるからである。同様に、導光板３０の単位光学要素５０による第２方向に沿った面内での集光機能も、導光板３０の出光面３１に向かう光が指向性を持っている場合に、より効果的に発揮される。

上述したように、導光板３１内を誘導される光は、出光面３１および裏面３２での反射を繰り返し、第２方向への移動を規制されるとともに第１方向への移動を促進されている。したがって、導光板３０の出光面３１へ入射する光は、或る程度の指向性を有してものと推測される。

しかしながら、導光板３１内を誘導される光は、常に、出光面３１を介して導光板３０から出射するのではなく、裏面３２を介して導光板３０から出射することもある。そして、従来のエッジライト型の面光源装置では導光板の背面に反射シートが設けられており、この反射シートによって、導光板の裏面から出射した光を再度導光板内へ戻して、光源光の有効利用を図っていた。ただし、導光板の背面側に設けられた反射シートでの反射が拡散反射である場合には、図３に二点鎖線で示すように、それまで第２方向への移動を規制されながら第１方向へ導光されてきた光Ｌ３８，Ｌ３９が、第２方向へ拡散されてしまうようになる。また、導光板へ再入射した光の第２方向成分が増大することは、第１方向成分の減少も意味する。

すなわち、導光板の裏面に散乱反射シート（拡散反射シート）が設けられている場合には、導光板の出光面から出射する光のうち、導光板の裏面から出射することなく直接出光面から出射する光は強い指向性を有するものの、導光板の裏面から一度出射して拡散反射によって導光板へ再入射した光は、強い指向性を持たず、或いは、拡散反射によって指向性自体を持たなくなる。すなわち、図２に二点鎖線で示すように、裏面から一度出射して拡散反射によって導光板へ再入射した光Ｌ２９は、裏面から一度も出射することなく導光板の出光面から出射する光Ｌ２１，Ｌ２２とは大きく異なる進路を進むようにもなる。

そして、導光板の出光側に設けられた出光面側光学シート（制御光学シート）の単位レンズ形状が、裏面から一度も出射することなく導光板の出光面から出射する光の指向性に対応して設計されている場合には、出光面側光学シートの単位レンズは、裏面から一度出射して拡散反射によって導光板へ再入射した光Ｌ２９に対して、集光作用を効果的に及ぼすことができず、当該光Ｌ２９は、一例として、正面方向から大きく傾斜した方向に向けて、面光源装置２０の発光面２１から出射するようにもなる。正面方向ｎｄから大きく傾斜した光Ｌ２９は、表示装置１０における映像の形成に、有効に寄与し得ない。すなわち、当該光Ｌ２９の発生は、正面方向輝度を低下させるといった点だけでなく、光源光の有効利用といった点からも好ましくない。さらには、正面方向から大きく傾斜した光Ｌ２９は液晶表示パネル１５で遮断されることなく漏れ出すこともあり、この場合、映像の画質を劣化させてしまうことにもなる。

一方、上述してきた本実施の形態によれば、導光板３０の裏面３２には、拡散反射シートではなく、裏面側光学シート（反射光学シート）８０が対向（直面）している。この反射光学シート８０は、シート状の本体部８５と、導光板３０から離れる側に向けて突出した単位プリズム９０と、を有している。この単位プリズム９０は、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、第２方向に配列されている。したがって、上述した導光板３０の単位光学要素５０と同様に、反射光学シート８０の単位プリズム９０は、プリズム面９０ａへの入射光を反射（とりわけ、全反射）して、第２方向への移動を規制しながら第１方向への移動を促進するようになる。図２に示すように、反射光学シート８０の単位プリズム９０で反射された光Ｌ２３は、その後、導光板３０へ再入射する。導光板３０へ再入射した光は、その後、第２方向への移動を規制されるとともに第１方向への移動を促進されながら、導光板３０内を導光される。

この結果、裏面３２から出射した後に反射光学シート８０での反射によって導光板３０に戻され、その後に、導光板３０の出光面３１から出射するようになる光Ｌ２３は、導光板３０の裏面３２から出射することなく直接出光面３１から出射する光と、同様の指向性を持つようになる。したがって、導光板３０の出光面３１から出射する光は、全体として、鋭い指向性を呈するようになる。このため、導光板３０から出射する光を、極めて高い利用効率で利用することができるとともに、導光板３０の出光側に設けられた制御光学シート６０によって、極めて効果的に正面方向ｎｄに集光させることができる。

とりわけ、図３に示すように、反射光学シート８０の単位プリズム９０によって、光Ｌ３３，Ｌ３４が再帰反射される場合には、図２に示すように、導光板３０から出射する直前の導光板３０内での光路と導光板３０に再入射した直後の導光板３０内での光路とが概ね対称的となる（図３の光Ｌ２３）。言い換えると、この場合、反射光学シート８０の単位プリズム９０での再帰反射により導光板３０内へ再入射する光Ｌ３３，Ｌ３４は、第２方向からの観察において、導光板３０の裏面３１から出射することなく当該裏面３２で反射された場合の光路（図２における光Ｌ２３ａの光路）と平行な光路（図２におけるＬ２３の光路）を進むことも可能となる。このような場合には、導光板３０の出光面３１から出射する光は、あたかもすべての光が導光板３０の裏面３２から出射することなく出光面３１から出射したかのような、極めて鋭い指向性を有するようになる。

なお、本件発明者が確認したところ、従来の面光源装置において、拡散反射シートに代えて、鏡面反射シートを用いた場合にも、導光板３０の出光面３１から出射する光の指向性を強めることができた。

ただし、既に説明したように、鏡面反射シートは、散乱反射シートと比較してかなり高価であり、また、図示された反射光学シート６０のようなプリズムシートと比較してもなお高価である。そもそも、鏡面反射シートの反射率は、せいぜい８０％〜９０％と低く、一回あたりの反射でかなりの光が損失される。一方、図示された反射光学シート６０によれば、全反射によって１００％の反射率で、すなわち損失無しで反射することも可能となる。したがって、従来の面光源装置において、拡散反射シートに代えて鏡面反射シートを用いた場合、導光板の出光面から出射する光の指向性を確保することを期待し得るが、全体としての光源光の利用効率が悪いので、正面方向輝度を十分に向上させることはできない。

加えて、反射光学シート８０の単位プリズム９０は、反射光学シート８０に入射する光の第２方向への移動を規制するようになる。さらに、導光板３０の裏面３２から出射した後に反射光学シート８０で反射して導光板３０に再入射する光Ｌ２３は、拡散成分４５との衝突のリスクを回避しながら、第１方向に沿って遠くまで進むことができる。すなわち、反射光学シート８０を用いた場合には、光の第１方向に沿った直進性を効果的に向上させることができる。これにより、昨今の傾向にともなって表示装置１０が大型化されたとしても、表示装置１０において最も明るさの上昇を感知されやすい中央領域までの光の第１方向への移動を効果的に実現させることができる。

このようにして、本実施の形態による面光源装置２０では、光源光は、導光板３０の単位光学要素５０および反射光学シート８０の単位プリズム９０によって、第２方向への移動を規制されながら、第１方向へ進むようになる。すなわち、光源２４ａ，２４ｂをなす多数の発光体２５の各々で発光された光は、導光板３０の出光面３１のうちの、第２方向における所定の範囲内に位置し且つ第１方向に延びる特定の領域内から、主として出射することになる。したがって、表示装置１０の表示面１１に表示される映像に対応して、制御装置１８が、各発光体２５の出力を調節するようにしてもよい。

例えば、表示装置１０の表示面１１内のある領域に何も表示しない場合、言い換えると、表示装置１０の表示面１１内のある領域に黒を表示する場合、表示面１０の当該領域に対応する導光板３０の出光面３１の領域に光を供給する点状発光体２５を消灯させるようにしてもよい。この場合、面光源装置２０からの照明光を表示パネル１５で完全に遮断できないことに起因するコントラストの低下といった従来の不具合を解消することができる。また、電気使用量を節約することができ、省エネルギーの観点からも好ましい。

さらに、黒を表示する例に限られず、表示面１１に表示される映像に対応して各点状発光体２５の出力の程度を調節することにより、表示パネル１５のみに依存することなく、表示される映像の各領域における明るさを調節するようにしてもよい。このような例においても、表示される像のコントラストを向上させることができるとともに、省エネルギーを実現することができる。

ところで、制御光学シート６０を出射した光は、その後、液晶表示パネル１５に入射するが、実際に映像の形成に寄与する光は、一方の直線偏光成分だけであって、他方の直線偏光成分は、液晶表示パネル１５の下偏光板１４で吸収される。この点からすると、下偏光板１４を透過し得る一方の直線偏光成分が、他方の直線偏光成分から分離されて選択的に制御光学シート６０を透過するようになっていることが好ましい。一般に、界面への入射角度が同一であれば、一方の直線偏光成分（例えばＰ波成分）の当該界面の透過率と、他方の直線偏光成分（例えばＳ波成分）の当該界面の透過率とは異なるようになる。そして、一方の直線偏光成分の透過率と他方の直線偏光成分の透過率との差は、界面の入射角度へ依存して変化する。すなわち、界面への入射角度によっては、一方の直線偏光成分の透過率と他方の直線偏光成分の透過率とを大きく異ならせて、一方の直線偏光成分を選択的透過させることができる。

そして、上述したように、本実施の形態では、導光板３０の出光面３１から出射する光に対して鋭い指向性を付与することができる。すなわち、導光板３０の出光面３１から出射する光が、概ね同一の方向に進むようにすることができる。そして、導光板３０の出光面３１から出射する光が進む方向と、および、当該出射光の制御光学シート６０の単位レンズ表面７０ａへの入射角度と、の両方を適宜調節しておくことにより、一方の直線偏光成分が選択的に高い透過率で制御光学シート６０の単位レンズ７０を透過し得るようにすること、且つ、選択的に透過する当該一方の直線偏光成分が制御光学シート６０の単位レンズ７０での屈折により正面方向ｎｄへ集光されることの両方を同時に実現することも可能である。この場合、面光源装置２０から正面方向ｎｄへ発光される光に、一方の直線偏光成分がより多く含まれることになる。なおこの際、下偏光板１４を透過し得ない他方の直線偏光成分は、制御光学シート６０の出光面６０ａで反射されて、導光板３０の側へ戻される。このような光は、その後の反射や屈折によって偏光状態を変えた後に制御光学シート６０へ再入射することも可能となり、この場合、液晶表示パネル１５での映像の形成に使用され得る。結果として、光源光の利用効率を飛躍的に向上させることも可能となる。

以上のような本実施の形態によれば、導光板３０の出光面３１から出射する光の指向性を強くすることができる。これにより、導光板３０の出光面３１から出射した光を極めて効果的に集光させることが可能となる。これにより、正面方向輝度を効果的に向上させることができる。加えて、本実施の形態によれば、導光板３０内を進む光の直進性を改善することできる。このため、導光板３０の入光面３１から離間した領域まで光が進むことが促進され、結果として、出光面３１のうちの光源近傍の領域から出射する光の光量が多くなり過ぎてしまうことを抑制し、これにともなって、出光面３１の中央を含む領域から出射する光の光量を多く確保することができる。これにより、表示装置１０の表示面１１の中央に像を明るく表示することができ、観察者に感知される像の明るさを効果的に上昇させることができる。

なお、上述した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、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。

上述した導光板３０の単位光学要素５０の断面形状は、例示に過ぎず、種々の変更が可能である。また、上述した裏面側光学シート（反射光学シート）８０の単位光学要素（単位プリズム）９０の断面形状は、例示に過ぎず、種々の変更が可能である。さらに、上述した出光面側光学シート（制御光学シート）６０の単位光学要素（単位レンズ）７０の断面形状は、例示に過ぎず、種々の変更が可能である。一例として、単位光学要素５０，７０，９０の断面形状が、三角形以外の多角形や楕円の一部分に相当する形状等となっていてもよい。

また、上述した実施の形態において、出光面側光学シート（制御光学シート）６０が、本体部６５と、本体部６５の出光面６５ａ上に設けられて出光側に突出する単位光学要素７０を有する例を示したが、これに限られない。図５に示すように、出光面側光学シート（制御光学シート）６０が、本体部６５と、本体部６５の入光面６５ｂ上に設けられて入光側に突出する単位光学要素７０を有するようにしてもよい。すなわち、出光面側光学シート（制御光学シート）６０が、全反射型の集光シートとして構成されていてもよい。図５に示された例では、導光板から出射した光Ｌ５１は、断面三角形形状からなる単位光学要素７０の一辺を介して出光面側光学シート（制御光学シート）６０へ入射した後、当該単位光学要素７０の他辺で全反射して、その進行方向を正面方向ｎｄへ偏向させるようになっている。

さらに、上述した実施の形態において、導光板３０の側面のうちの対向する二つの面３３，３４が入光面を構成する例を示したが、これに限られない。導光板３０の側面のうちの一つの面３３のみが入光面として機能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、導光板３０の基部４０内に拡散成分４５を分散させることによって、導光板３０に入射した光が導光板３０から出射し得るようにした例を示したが、この例に限られない。例えば、拡散成分４５を内添する構成に加えて或いは拡散成分４５を内添する構成に代えて、導光板３０の裏面３２を傾斜面として構成してもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光源２４ａ，２４ｂが、導光板３０の入光面３３，３４の長手方向（第１方向）に沿って並べて配置された複数の点状発光体（ＬＥＤ）２５から構成される例を示したが、これに限られず、エッジライト型の面光源装置に用いられ得る種々の光源、例えば、導光板３０の入光面３３，３４の長手方向と平行に延びるように配置された冷陰極管から、光源２４ａ，２４ｂが構成されてもよい。

さらに、上述した面光源装置２０および表示装置１０の構成は、単なる例示に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、透過光を拡散させる機能を有した光拡散シートや、特定の偏光成分のみを透過し、それ以外の偏光成分を反射する偏光分離機能を有した反射型の偏光分離シート等を、光学シート２６の出光側に設けるようにしてもよい。また、反射シート２８を取り除いても良い。

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。

１０ 表示装置
１２ 液晶層
１３ 上偏光板
１４ 下偏光板
１５ 液晶表示パネル
１８ 制御装置
２０ 面光源装置
２１ 発光面
２４ａ，２４ｂ 光源
２５ 発光体
２８ 反射シート
３０ 導光板
３１ 出光面
３２ 裏面
３３ 入光面、第１入光面
３４ 反対面、第２入光面
３７，３８ 傾斜面
４０ 基部
４１ 一側面、出光側面
４２ 他側面、入光側面
４４ 主部
４５ 拡散成分
５０ 単位光学要素、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズ
６０ 出光面側光学シート、制御光学シート
６５ 本体部
６５ａ 出光側面
６５ｂ 入光側面
７０ 単位光学要素、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズ
８０ 裏面側光学シート、反射光学シート
８５ 本体部
８５ａ 一側面
８５ｂ 他側面
９０ 単位光学要素、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズ
９５ 光学部材

Claims (13)

1. 出光面と、前記出光面に対向する裏面と、前記出光面と前記裏面との間の側面の一部分からなる少なくとも一つの入光面と、前記側面の一部分からなり第１方向に沿って一つの入光面に対向する反対面と、を有する導光板と、
   前記導光板の前記入光面に対向して配置された光源と、
   前記導光板の前記裏面に対向して配置された裏面側光学シートと、を備え、
   前記裏面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の法線方向からの観察において前記第１方向と交差する方向に並べられて、前記本体部の前記導光板に対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有する、面光源装置。
2. 前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向に対して４５°以上の角度をなして交差している、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向と直交している、請求項１または２に記載の面光源装置。
4. 前記導光板はシート状の基部を有しており、
   前記基部は、樹脂からなる主部と、前記主部中に分散された拡散成分と、を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の面光源装置。
5. 前記導光板は、シート状の基部と、前記第１方向と交差する方向に並べられて前記基部の前記裏面側光学シートに対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置。
6. 前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記導光板の前記複数の単位光学要素の配列方向と平行となっている、請求項５に記載の面光源装置。
7. 前記導光板の前記一つの入光面が第１の入光面を構成するとともに、前記導光板の前記反対面が第２の入光面を構成し、
   前記光源は、前記第１の入光面に対向して配置された第１の光源と、前記第２の入光面に対向して配置された第２の光源と、を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の面光源装置。
8. 前記導光板の前記出光面に対向して配置された出光面側光学シートを、さらに備え、
   前記出光面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の一方の面上に並べて配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有し、
   前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記出光面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向と交差している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の面光源装置。
9. 請求項１〜７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液晶表示パネルと、を備える、液晶表示装置。
10. 前記光源の出力を制御する制御装置を、さらに備え、
    前記光源は、前記導光板の板面と平行な方向に沿って配列された複数の点状発光体を含み、
    前記制御装置は、表示されるべき映像に応じて各点状発光体の出力を調節するように構成されている、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 出光面と、前記出光面に対向する裏面と、前記出光面と前記裏面との間の側面の一部分からなる少なくとも一つの入光面と、前記側面の一部分からなり第１方向に沿って一つの入光面に対向する反対面と、を有する導光板と、
    前記導光板の前記裏面に対向して配置された裏面側光学シートと、を備え、
    前記裏面側光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の法線方向からの観察において前記第１方向と交差する方向に並べられて、前記本体部の前記導光板に対面する側とは逆側の面上に配列され、各々がその配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位光学要素と、を有する、光学部材。
12. 前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向に対して４５°以上の角度をなして交差している、請求項１１に記載の光学部材。
13. 前記裏面側光学シートの前記本体部の法線方向からの観察において、前記裏面側光学シートの前記複数の単位光学要素の配列方向は、前記第１方向と直交している、請求項１１または１２に記載の光学部材。

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