JP2014056844A - 面光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の面内分布を均一化させることができる光学部材を提供する。
【解決手段】光学部材２８は、第１光学シート３０と、第２光学シート４０と、を有する。各光学シートは、本体部３２，４２と、本体部上に並べられた単位形状要素３５，４５と、を有する。単位形状要素の配列ピッチに対する単位形状要素の高さの比は、第１光学シートの方が第２光学シートよりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、輝度の面内分布を均一化させることができる面光源装置、光学部材、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、ＷＯ２００７／０９４４２６Ａ１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。

ＷＯ２００７／０９４４２６Ａ１

複数の発光部が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輝度が低下する傾向がある。面光源装置に用いられる上述の集光シートは、このような輝度の面内バラツキを緩和させる光拡散機能も有している。ただし、実際には、集光シートによる光拡散機能だけでは、輝度の面内分布を均一化させて発光部の像を十分に目立たなくさせることができていない。このため、面光源装置は、通常、集光シートと光源との間に光拡散シートも有している。光拡散シートの光拡散作用が強い場合には、光源光の利用効率が低下してしまうといった不具合が生じる。したがって、集光機能を有した光学シートの光拡散機能が効果的に発揮されるようになり、光拡散シートの拡散作用を弱めることができれば、さらには、光拡散シートを省くことができれば、非常に好ましい。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、輝度の面内バラツキを緩和して、光源の像を目立たなくさせることができる光学部材、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。

本発明による第１の光学部材は、
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、を備え、
前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列ピッチＰ１に対する前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記本体部からの高さＨ１の比が、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列ピッチＰ２に対する前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記本体部からの高さＨ２の比よりも小さい。

本発明による第１の光学部材が、
複数の発光部を有する光源に対面する位置に配置される光学部材であって、
前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ｂとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（１）および式（２）を満たすようになる領域の割合が、
前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面における前記第２光学シートから前記光源の発光部までの前記第２光学シートの法線方向に沿った距離をｈ２とし、前記第２光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ２ｂとし、前記第２光学シートの屈折率をｎ２とした場合に、前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第２光学シートのシート面とによってなされる角度θａ２が以下の式（３）および式（４）を満たすようになる領域の割合よりも、大きくなるようにしてもよい。
Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（１）
(θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（２）
Arccos(cos(θib2)×cos(θa2))≦Arcsin(1/(n2))・・・式（３）
(θib2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2b)/2/(h2)))))・・・式（４）

また、本発明による第１の光学部材において、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が前記式（１）および前記式（２）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上であるようにしてもよい。

本発明による第２の光学部材は、
複数の発光部を有する光源に対向して配置される光学部材であって、
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光学シートと、を備え、
前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第１光学シートの単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、
前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ｂとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（５）および式（６）を満たすようになる領域の割合が、
前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面における前記第２光学シートから前記光源の発光部までの前記第２光学シートの法線方向に沿った距離をｈ２とし、前記第２光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ２ｂとし、前記第２光学シートの屈折率をｎ２とした場合に、前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第２光学シートのシート面とによってなされる角度θａ２が以下の式（７）および式（８）を満たすようになる領域の割合よりも、大きい。
Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（５）
(θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（６）
Arccos(cos(θib2)×cos(θa2))≦Arcsin(1/(n2))・・・式（７）
(θib2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2b)/2/(h2)))))・・・式（８）

本発明による第２の光学部材において、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が前記式（５）および前記式（６）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上であるようにしてもよい。

本発明による第３の光学部材は、
複数の発光部を有する光源に対向して配置される光学部材であって、
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、を備え、 前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、
前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ｂとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（９）および式（１０）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上である。
Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（９）
(θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（１０）

さらに、本発明による第１〜第３の光学部材のいずれかにおいて、前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ａとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（１１）および式（１２）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上であり、
前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面における前記第２光学シートから前記光源の発光部までの前記第２光学シートの法線方向に沿った距離をｈ２とし、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ２ａとし、前記第２光学シートの屈折率をｎ２とした場合に、前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第２光学シートのシート面とによってなされる角度θａ２が以下の式（１３）および式（１４）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上であるようにしてもよい。
-10°≦Arcsin((n1)×sin((θa1)-(θia1)))- (θa1)≦10°・・・式（１１）
(θia1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1a)/2/(h1)))))・・・式（１２）
-10°≦Arcsin((n2)×sin((θa2)-(θia2)))- (θa2)≦10°・・・式（１３）
(θia2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2a)/2/(h2)))))・・・式（１４）

本発明による第４の光学部材は、
複数の発光部を有する光源に対向して配置される光学部材であって、
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、を備え、
前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、
前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ａとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（１１）および式（１２）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上であり、
前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面における前記第２光学シートから前記光源の発光部までの前記第２光学シートの法線方向に沿った距離をｈ２とし、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ２ａとし、前記第２光学シートの屈折率をｎ２とした場合に、前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭の全長のうちの、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第２光学シートのシート面とによってなされる角度θａ２が以下の式（１３）および式（１４）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上であることを特徴とする。
-10°≦Arcsin((n1)×sin((θa1)-(θia1)))- (θa1)≦10°・・・式（１１）
(θia1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1a)/2/(h1)))))・・・式（１２）
-10°≦Arcsin((n2)×sin((θa2)-(θia2)))- (θa2)≦10°・・・式（１３）
(θia2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2a)/2/(h2)))))・・・式（１４）

本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかにおいて、前記第２光学シートの前記単位形状要素は、ベース材と、前記ベース材内に分散された光拡散材と、を含んでおり、前記第２光学シートの前記単位形状要素内における拡散作用の度合いは、前記第２光学シートの前記本体部内における拡散作用の度合いよりも高く、且つ、前記第１光学シートの前記単位形状要素内における拡散作用の度合いよりも高く、且つ、前記第１光学シートの前記本体部内における拡散作用の度合いよりも高くなっていてもよい。このような本発明による光学部材において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記ベース材の屈折率に対する、前記第２光学シートの前記単位形状要素の前記拡散材の屈折率の比は、０．９以下または１．１以上であるようにしてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかが、前記第２光学シートの出光側に配置された第３の光学シートを、さらに備えるようにしてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかが、前記第２光学シートよりも出光側に配置された偏光分離フィルムを、さらに備えるようにしてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかにおいて、前記光源の前記複数の発光部は、前記第１光学シートのシート面と平行な面上における異なる二つの方向に並べて配列されていてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかにおいて、前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の外輪郭は、円弧、楕円弧および直線のうちの一つ、又は、複数の組み合わせによって近似され得る線として構成され、前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の外輪郭は、円弧、楕円弧および直線のうちの一つ、又は、複数の組み合わせによって近似され得る線として構成されていてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかにおいて、前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の外輪郭への接線が前記第１光学シートの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、前記第１光学シートの法線方向に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、前記第１光学シートの法線方向において前記単位形状要素の前記外輪郭上の前記両端部へ向かうにつれて、大きくなっていくようにしてもよい。

さらに、本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかにおいて、前記第２光学シートの法線方向および前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第２光学シートの主切断面において、前記第２光学シートの前記単位形状要素の外輪郭への接線が前記第２光学シートの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、前記第２光学シートの法線方向に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、前記第２光学シートの法線方向において前記単位形状要素の前記外輪郭上の前記両端部へ向かうにつれて、大きくなっていくようにしてもよい。

本発明による第１の面光源装置は、
複数の発光部を有した光源と、
上述した本発明による第１〜第４の光学部材のいずれかであって、前記光源に対面する位置に配置された光学部材と、を備えることを特徴とする。

本発明による第１の面光源装置において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離は、前記第２光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離よりも短くなるようにしてもよい。

本発明による第２の面光源装置は、
複数の発光部を有した光源と、
前記光源に対面する位置に配置された第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光学シートと、を備え、
前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
前記第１光学シートの単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、
前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離は、前記第２光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離よりも短いことを特徴とする。

本発明による表示装置は、上述した本発明による第１および第２の面光源装置のいずれかと、前記面光源装置と対面する位置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。

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、図１の面光源装置に組み込まれた光学部材を示す斜視図である。 図５は、面光源装置の作用を説明するための図であって、面光源装置の構成を模式的に示す図である。 図６Ａは、光学部材の領域Ａでの光学作用を説明するための図であって、第１光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図６Ｂは、光学部材の領域Ａでの光学作用を説明するための図であって、第２光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図７Ａは、光学部材の領域Ｂでの光学作用を説明するための図であって、第１光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図７Ｂは、光学部材の領域Ｂでの光学作用を説明するための図であって、第２光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図８Ａは、光学部材の領域Ｃでの光学作用を説明するための図であって、第１光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図８Ｂは、光学部材の領域Ｃでの光学作用を説明するための図であって、第２光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図９Ａは、光学部材の領域Ｄでの光学作用を説明するための図であって、第１光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図９Ｂは、光学部材の領域Ｄでの光学作用を説明するための図であって、第２光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材を模式的に示している。 図１０は、第１光学シートの作用を説明するための図であって、第１光学シートを示す斜視図である。 図１１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１２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。

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１０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は、光学部材を示す斜視図である。図５〜図１０は、面光源装置および光学部材の作用を説明するための図である。

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、複数の点状の発光部２５ａを有している。複数の発光部２５ａは、ある仮想の平面上に規則的に並べて配列されている。具体的には、複数の発光部２５ａは、ある仮想平面と平行に延びる二つの異なる方向に沿って並べて配列されている。とりわけ本実施の形態においては、複数の発光部２５ａの一方の配列方向と、複数の発光部２５ａの他方の配列方向と、は直交している。各発光部２５ａは、例えば、点状のＬＥＤから構成され得る。複数の発光部２５ａは、例えば、６０ｍｍの間隔で、縦に７個、横に１２個、マトリクス状に並べられている。

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（光源ムラとも呼ばれる）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。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「対称」等の用語については、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。

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。図１および図２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。

このような第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。

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）な面を有している。

なお、ここでいう「平坦」とは、出光側面３２ａと比べて、垂直入射光に対する拡散性、いわゆるヘイズ値が小さいことを意味しており、傷等を目立たなくする等のマット等が設けられている場合を含む。通常、入光面３０ｂに起因するヘイズ値は６０以下で、好ましくは３０以下である。

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。とりわけ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の一方の配列方向と平行となっており、且つ、光源２５の発光部２５ａの他方の配列方向と直交している。言い換えると、各第１単位形状要素３５の長手方向は、光源２５の発光部２５ａの一方の配列方向と直交しており、且つ、光源２５の発光部２５ａの他方の配列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、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、円弧、楕円弧および直線のいずれか、又は、これらのうちの二以上の組み合わせによって近似され得る線として、構成されている。とりわけ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。そして、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略対称となる。

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光学シート３０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）θａ１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θａ１が「大きくなっていく」とは、出光面角度θａ１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θａ１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θａ１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θａ１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、第１光学シートの主切断面における第１光学シート３０から光源２５の発光部２５ａ（発光部の大きさを無視できない場合には、光源２５の発光部２５ａの中心）までの第１光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った距離をｈ１とし、第１単位形状要素３５の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離（発光部の大きさを無視できない場合には、隣り合う二つの発光部の中心間の距離）をｄ１ａとし、第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、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３５ａの全長のうちの、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬと第１光学シート３０のシート面とによってなされる角度（出光面角度）θａ１が以下の式（１５）および式（１６）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上７０％以下となるように、第１単位形状要素３５が形成されている。
-10°≦Arcsin((n1)×sin((θa1)-(θia1)))- (θa1)≦10°・・・式（１５）
(θia1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1a)/2/(h1)))))・・・式（１６）

このような第１光学シート３０によれば、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する位置において、正面方向を中心として±１０°の角度の範囲内の方向に第１光学シート３０から出射する光を確保することができる。これにともなって、図２に示すように、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間の各位置において、正面方向を中心として±１０°の角度の範囲内の方向に出射する光を確保することができる。この結果、第１単位形状要素３５の配列方向と平行な方向における光源２５の発光部２５ａの間が暗くなってしまうことを防止することができる。

さらに、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光学シート３０から光源２５の発光部２５ａまでの第１光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った距離をｈ１とし、第１単位形状要素３５の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離（発光部の大きさを無視できない場合には、隣り合う二つの発光部の中心間の距離）をｄ１ｂとし、第１光学シート３０の屈折率をｎ１とした場合に、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３５ａの全長のうちの、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬと第１光学シート３０のシート面とによってなされる角度（出光面角度）θａ１が以下の式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上７０％以下となるように、第１単位形状要素３５が形成されている。
Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（１７）
(θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（１８）

このような第１光学シート３０によれば、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において、第１単位形状要素３５の出光面３５ａにおいて全反射することを抑制するようになる。このため、発光部２５ａから一直線状に進んで第１光学シート３０のこの領域に進む光が、第１光学シート３０のこの領域から観察者側へ出射することが可能となる。そして、後述するように、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する領域から出射した光は、その進行方向と正面方向とによってなされる角度が小さくなるように、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５によって進行方向を変更される。この結果、第１単位形状要素３５の長手方向と平行な方向に沿った光源２５の発光部２５ａの間の領域が、暗くなってしまうことを防止することができる。

さらに、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の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ１が５５°以上となっている領域が、２０％以上あることが好ましい。この場合、光源２５の発光部２５ａ間における輝度を向上させて、輝度の面内バラツキを均一化させることができる。

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の配列方向に沿った第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１（図４参照、本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の幅に相当する）を１μｍ〜５００μｍ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Ｈ１（図４参照）を０．２５μｍ〜２５０μｍ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１．４５〜１．６５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および図４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。とりわけ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４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。第２単位形状要素４５の配列方向は、光源２５の発光部２５ａの一方の配列方向と直交しており、且つ、光源２５の発光部２５ａの他方の配列方向と平行になっている。言い換えると、各第２単位形状要素４５の長手方向は、光源２５の発光部２５ａの一方の配列方向と平行になっており、且つ、光源２５の発光部２５ａの他方の配列方向と直交している。

また、第２光学シート４０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、同様に適宜構成され得る。図１から理解され得るように、とりわけ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。そして、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の外輪郭は、第２本体部４２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。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。

また、図４から理解され得るように、第２単位形状要素４５の外輪郭への接線ＴＬが主切断面において第２光学シート４０のシート面（本実施の形態においては、第２本体部４２の出光側面４２ａ）に対してなす角度（「出光面角度」とも呼ぶ）θａ２は、接線ＴＬの第２単位形状要素４５への接点ＴＰが、第２本体部４２の法線方向ｎｄに第２本体部４２から最も離間した第２単位形状要素４５の外輪郭（出光面）４５ａ上の頂部４５ｂ１から、第２本体部４２の法線方向ｎｄにおいて第２本体部４２に隣接する第２単位形状要素４５の外輪郭（出光面）４５ａ上の両端部４５ｂ２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θａ２が「大きくなっていく」とは、出光面角度θａ２が常に大きく変化していくことだけではなく、少なくとも一部の領域において出光面角度θａ２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θａ２が「大きくなっていく」とは、接点ＴＰが外輪郭（出光面）４５ａ上の頂部４５ｂ１から外輪郭（出光面）４５ａ上の端部４５ｂ２へ向かう際に、出光面角度θａ２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、第２光学シートの主切断面における第２光学シート４０から光源２５の発光部２５ａ（発光部の大きさを無視できない場合には、光源２５の発光部２５ａの中心）までの第２光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った距離をｈ２とし、第２単位形状要素４５の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離（本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離ｄ１ｂと同一）をｄ２ａとし、第２光学シートの屈折率をｎ２とした場合に、第２光学シートの主切断面において、第２単位形状要素４５の外輪郭の全長のうちの、第２単位形状要素４５の外輪郭への接線ＴＬと第２光学シート４０のシート面とによってなされる角度（出光面角度）θａ２が以下の式（１９）および式（２０）を満たすようになる領域の割合が、１０％以上７０％以下となるように、第２単位形状要素４５が形成されている。
-10°≦Arcsin((n2)×sin((θa2)-(θia2)))- (θa2)≦10°・・・式（１９）
(θia2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2a)/2/(h2)))))・・・式（２０）

このような第２光学シート４０によれば、第１光学シート３０が設けられていなかった場合であったとしても、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において、正面方向を中心として±１０°の角度の範囲内の方向に出射する光を確保することができる。これにともなって、第１光学シート３０が設けられていなかった場合であったとしても、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間の各位置において、正面方向を中心として±１０°の角度の範囲内の方向に出射する光を確保することができる。なお、本実施の形態では、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間の領域について、第１光学シート３０が上述した式（１７）および式（１８）を満たすようになっている。すなわち、実際には、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間の領域について、或る程度の光量で出射光が確保されている。これらの結果、第２単位形状要素３５の配列方向と平行な方向における隣り合う二つの光源２５の発光部２５ａの間の領域にて、高い正面方向輝度を確保することができる。

また、第２光学シートの主切断面において、第２単位形状要素の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ２が５５°以上となっている領域が、２５％以上有ることが好ましい。この場合、光源２５の発光部２５ａ間における輝度を向上させて、輝度の面内バラツキを均一化させることができる。

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の配列方向に沿った第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２（図４参照：本実施の形態においては、第２単位形状要素４５の幅に相当する）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Ｈ２（図４参照）を０．２５μｍ〜１５０μｍ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、本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比が、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比よりも小さくなるようになっている。このため、第１単位形状要素３５の出光面角度θａ１は、全体的に、第２単位形状要素３５の出光面角度θａ２よりも小さくなる傾向を有している。とりわけ、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比が、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比の、１．１倍以上１．５倍以下となっていることが好ましい。

また、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光学シート４０から光源２５の発光部２５ａ（発光部の大きさを無視できない場合には、光源２５の発光部２５ａの中心）までの第２光学シート４０の法線方向ｎｄに沿った距離をｈ２とし、第２単位形状要素４５の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離（本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の配列方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離ｄ１ａと同一）をｄ２ｂとし、第２光学シート４０の屈折率をｎ２とした場合に、第２光学シートの主切断面において、第２単位形状要素４５の外輪郭の全長のうちの、第２単位形状要素４５の外輪郭への接線ＴＬと第２光学シート４０のシート面とによってなされる角度（出光面角度）θａ２が以下の式（２１）および式（２２）を満たすようになる領域の割合よりも、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の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ１が上述した式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合の方が大きくなっている。
Arccos(cos(θib2)×cos(θa2))≦Arcsin(1/(n2))・・・式（２１）
(θib2)= Arcsin((1/(n2)) ×(sin(Arctan((d2b)/2/(h2)))))・・・式（２２）

なお、第２光学シート４０によって式（２１）および式（２２）が満たされる場合、上述した第１光学シート３０によって式（１７）および式（１８）が満たされる場合と同様に、第２単位形状要素４５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において、第２単位形状要素４５の出光面４５ａにおいて全反射することが抑制されるようになる。

これらの構成の各々によれば、第１光学シート３０の出光面３０ａのうち、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置から、或る程度の光量の出射光を確保することができる。また、第２光学シート４０が比較的に優れた集光機能を有するようになるため、第１光学シート３０のこの領域から出射する光の進行方向を、正面方向を中心とする狭い角度範囲内に絞り込むことができるようになる。

次に、以上のような光学部材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〜Ｌ２３，Ｌ２５〜Ｌ２８は、第１単位形状要素（単位レンズ）３５の出光面（レンズ面）３５ａ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（光源ムラ）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。

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。

次に、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で光源２５からの光に対して及ぼされる作用について、主に図５〜図１０を参照しながら、さらに詳しく説明する。なお、ここでは、光源２５の発光部２５ａから一直線状に第１光学シート３０に向かう光（直接入射光）について検討する。このような直接入射光が、面光源装置２０の出光面における輝度の面内分布に対して大きな影響を与え得るためである。図６Ａ，図７Ａ，図８Ａ，図９Ａは、光学部材２８の各領域での光学作用を説明するための図であって、第１光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材２８を模式的に示している。一方、図６Ｂ，図７Ｂ，図８Ｂ，図９Ｂは、光学部材２８の各領域での光学作用を説明するための図であって、第２光学シートの主切断面と平行な断面において光学部材２８を模式的に示している。

まず、光源２５の発光部２５ａの直上に位置する領域Ａ（図５参照）での作用について説明する。上述したように、また、図６Ａおよび図２に示すように、第１光学シート３０および第２光学シート４０のうちの出光面角度θａ１，θａ２が大きな領域に直接入射光が入射した場合、単位形状要素３５，４５の出光面において全反射する。結果として、光学部材２８から観察者側へ出射することなく、光源２５側へと戻される。このような光は、反射板２２等での反射により、光学部材２８へ再入射することができる。以上のような第１光学シート３０および第２光学シート４０での全反射作用により、光学部材２８の出光面での輝度が発光部２５ａの直上に位置する領域Ａにおいて高くなり過ぎることを防止している。

なお、第１単位形状要素３５および第２単位形状要素４５の頂部３５ｂ１における出光面角度θａ１，θａ２は０°となっている。このため領域Ａに進んだ直接入射光のうちの一部分は、その進行方向を変更されることなく、第１光学シート３０および第２光学シート４０を透過することができる。また、この領域Ａにおける透過率は低くなるが、領域Ａに進む直接入射光の光量が比較的に多い。したがって、光学部材２８の出光面での輝度が、発光部２５ａの直上に位置する領域Ａにおいて低くなり過ぎることはない。

次に、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する領域Ｂ（図４参照）での作用について説明する。領域Ｂに入射する直接入射光は、第１光学シートの主切断面と概ね平行に進む。すなわち、この領域Ｂに進む光は、第１光学シート３０の第１レンズ部３４による集光作用および拡散作用を最も効果的に及ぼされ得る。

そして、本実施の形態においては、上述した式（１５）および式（１６）が満たされるように第１光学シート３０が構成されている。すなわち、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａのうちの一つで発光され、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する第１単位形状要素３５へ一直線状に進む光のうちの少なくとも１０％以上が、その第１単位形状要素３５の出光面３５ａで屈折して正面方向を中心とした±１０°の方向に向けて出射するようになる。

ここで、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａのうちの一つで発光され、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する第１単位形状要素３５を介して光学シート３０から出射する光の出射角度θｚ（第１光学シート３０からの出射光の進行方向が第１光学シート３０の法線方向ｎｄに対してなす角度）について、検討する。まず、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する位置において第１光学シート３０へ入射した直接入射光の進入角度（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）θｉａ１を特定することができる。次に、この進入角度θｉａ１を用いて光学シート３０から出射する光の出射角度θｚを特定することができる。

具体的には、まず、図３に示すように、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａのうちの一つで発光され、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する位置において光学シート３０へ入光面３０ｂを介して入射する直接入射光の入射角度θｄは、次の式（２３）によって表される。そして、当該光の光学シート３０へ入光面３０ｂでの屈折について、スネル法則にしたがって、式（２４）が成り立つ。そして、式（２３）および式（２４）から、上述の式（１６）が導出される。
(θd)=Arctan((d1a)/2/(h1)) ・・・式（２３）
sin(θd)= (n1)×sin(θia1) ・・・式（２４）
(θia1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1a)/2/(h1)))))・・・式（１６）

なお、同様にして、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において第１光学シート３０へ入射した直接入射光の進入角度θｉｂ１（図１０参照）を特定することができ、上述の式（１８）が得られる。また、第１光学シート３０が設けられていなかったと仮定して、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において第２光学シート４０へ入射した直接入射光の進入角度θｉａ２を特定することができ、上述の式（２０）が得られる。さらに、第１光学シート３０が設けられていなかったと仮定して、第２単位形状要素４５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置において第２光学シート４０へ入射した直接入射光の進入角度θｉｂ２を特定することができ、上述の式（２２）が得られる。

次に、当該光の単位形状要素３５のレンズ面（外輪郭）３５ａでの屈折について、スネル法則にしたがって、式（２５）が成り立つ。式（２５）において、図３に示すように、角度θｘは、単位形状要素３５のレンズ面（外輪郭）３５ａへの入射角度であり、角度θｙは単位形状要素３５のレンズ面（外輪郭）３５ａからの出射角度である。そして、入射角度θｘについては、図３から理解され得るように、式（２６）が成り立つ。
(n1)×sin(θx)= sin(θy) ・・・式（２５）
(θx)= (θa1)- (θia1) ・・・式（２６）

そして、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａのうちの一つで発光され、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点ＣＰに対面する第１単位形状要素３５を介して光学シート３０から出射する光の出射角度θｚは、式（２７）で表され、当該出射角度θｚが正面方向を中心とした±１０°の方向の範囲内にある場合、上述した式（１５）が満たされるようになる。
(θz)= (θy)- (θa1) ・・・式（２７）
-10°≦(θz)=Arcsin((n1)×sin((θa1)-(θia1)))- (θa1)≦10°・・・式（１５）

また同様に、第１光学シート３０が設けられていなかったと仮定して、第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａのうちの一つで発光され、当該隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する第２単位形状要素４５を介して第２光学シート３０から出射する光の出射角度が正面方向を中心とした±１０°の方向の範囲内にある場合、上述した式（１９）が満たされるようになる。

上述したように、本実施の形態において、第１単位形状要素３５の出光面角度θａ１は端部３５ｂ２から頂部３５ｂ１へ向けて小さくなっていき、頂部３５ｂ１では０°となる。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の端部３５ｂ２から頂部３５ｂ１へ向けてしだいに弱くなっていき、頂部３５ｂ１に入射した光には集光作用が及ぼされなくなる。

また、図２に示すように、第１単位形状要素３５から発光部２５ａまでの距離が長くなるほど、当該第１単位形状要素３５へ向けて進む直接入射光の進入角度（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）θｉａ１は、大きくなる。これにともなって、第１単位形状要素３５から発光部２５ａまでの距離が長くなるほど、当該第１単位形状要素３５への直接入射光の当該第１単位形状要素３５からの出射角度は大きくなりやすくなる。

これらのことからすると、上述した式（１５）および式（１６）が満たされるように構成された第１光学シート３０によれば、第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する位置にある領域Ｂ内の第１単位形状要素３５の各々から出射する光の一部は、正面方向を中心とした±１０°の方向に向けて進むようになる。この結果、第１光学シート３０の出光面３０ａでの輝度は、領域Ｂにおいて、高く維持されるようになる。

第１光学シート３０を出射した光は、第２光学シート４０へ入射する。領域Ｂにおいて第１光学シート３０から第２光学シート４０に進む光には、上述したように、第１光学シート３０での集光作用が効果的に発揮されていることから、第１光学シート３０から第２光学シート４０に進む光には、概ね正面方向へ進む光が多く含まれるようになる。この結果、上述した領域Ａにおいて光学シート３０，４０を透過する光と同様に、第２光学シート４０の出光面角度θａ２が小さい領域では、光が進行方向を変化させられることなく正面方向へ抜ける。

以上のように、領域Ｂでは、第１光学シート３０の優れた集光機能により、第１光学シート３０からの出射角度が小さくなるように直接入射光の進行方向を変更させることができる。また、概ね正面方向に進む光は、進行方向を変更されることなく、或る程度の透過率で第２光学シート４０を透過する。この結果、隣り合う二つの発光部２５ａの間に位置する領域Ｂにおいて、輝度を効果的に向上させることができる。

次に、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する領域Ｃ（図４参照）での作用について説明する。領域Ｃに入射する直接入射光は、第１単位形状要素４５の長手方向と概ね平行な面内を進む。領域Ｃに進む直接入射光は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１光学シート３０の主切断面に対して傾斜しているため、領域Ａにおいて第１光学シート３０へ進む直接入射光よりも、さらに高い割合で全反射される。

一方、本実施の形態においては、上述したように、第１光学シートの主切断面における第１光学シート３０から光源２５の発光部２５ａ（発光部の大きさを無視できない場合には、光源２５の発光部２５ａの中心）までの第１光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った距離をｈ１とし、第１単位形状要素３５の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部２５ａの間の距離（発光部の大きさを無視できない場合には、隣り合う二つの発光部の中心間の距離）をｄ１ｂとし、第１光学シート３０の屈折率をｎ１とした場合に、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３５ａの全長のうちの、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａへの接線ＴＬと第１光学シート３０のシート面とによってなされる角度（出光面角度）θａ１が以下の式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上７０％以下となるように、第１単位形状要素３５が形成されている。
Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（１７）
(θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（１８）

ここで、式（１８）中の「θib1」は、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って進み（第１光学シート３０の法線方向ｎｄからの観察において、第１単位形状要素３５の長手方向と平行に進み）、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点において第１光学シート３０に入射した光の進入角度（図１０参照：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）に相当する。また、式（１７）中の「Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))」は、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置に進む直接入射光が、第１単位形状要素３５の出光面３５ａのうちの出光面角度がθａ１である位置へ入射する際の入射角度であり、言い換えると、当該直接入射光が入射する出光面３５ａ上の位置への接面ＴＰの法線ｎｄｐに対して、第１単位形状要素３５内での当該直接入射光の進行方向がなす角度である。そして、式（１７）が満たされる場合、当該光は、全反射せず、第１光学シート３０から出射することができる。

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いて、第１単位形状要素３５の外輪郭３５ａの全長のうちの、出光面角度θａ１が以下の式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上７０％以下となるように、第１単位形状要素３５が形成されている。したがって、最も全反射しやすくなる第１単位形状要素３５の長手方向において隣り合う二つの発光部２５ａに対面する位置において、第１単位形状要素３５の出光面３５ａの３０％以上の領域において、直接入射光の全反射が防止されるようになっている。このように、第１単位形状要素３５の形状を調節することによって、領域Ｃにおいて、第１光学シート３０から出射し得る光の光量を或る程度確保することができる。

なお、同様に、式（２２）中の「θib2」は、第１光学シート３０が設けられていなかったとの仮定で、第２単位形状要素４５の長手方向に沿って進み（第２光学シート４０の法線方向ｎｄからの観察において、第２単位形状要素４５の長手方向と平行に進み）、第２単位形状要素４５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点において第２光学シート４０に入射した光の進入角度（第２光学シート４０内における光の進行方向が第２光学シート４０の法線方向ｎｄに対してなす角度）に相当する。また、式（２１）中の「Arccos(cos(θib2)×cos(θa2))」は、
第１光学シート３０が設けられていなかったとの仮定で、第２単位形状要素４５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの中間点に対面する位置に進む直接入射光が、第２単位形状要素４５の出光面４５ａのうちの出光面角度がθａ２である位置へ入射する際の入射角度であり、言い換えると、当該直接入射光が入射する出光面４５ａ上の位置への接面ＴＰの法線ｎｄｐに対して、第２単位形状要素４５内での当該直接入射光の進行方向がなす角度である。そして、式（２１）が満たされる場合、当該光は、全反射せず、第２光学シート３０から出射することができる。

第１光学シート３０を出射した光は、第２光学シート４０へ入射する。領域Ｃにおいて第１光学シート３０から第２光学シート４０に進む光は、第２単位形状要素４５の配列方向と概ね平行な面内を進むようになる（図８Ａ参照）。すなわち、この領域Ｃにおいて第２光学シートに進む光は、第２光学シート４０の第２レンズ部４４による集光作用および拡散作用を最も効果的に及ぼされる光である（図８Ｂ参照）。

そして、本実施の形態においては、上述した式（１９）および式（２０）が満たされるように第２光学シート４０が構成されており、この結果、第２光学シート４０は優れた集光機能を有している。したがって、領域Ｃにおいて第１光学シート３０を透過した光の進行方向を効果的に変更させ、領域Ｃにおける正面方向近傍での輝度を効果的に上昇させることができる。すなわち、領域Ｃにおける第１光学シート３０透過率が若干低くなったとしても、透過した光を極めて有効に利用して、結果として、領域Ｃにおける輝度を確保することができるようになる。

とりわけ、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いて、第１単位形状要素３５の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ１が上述した式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合が、第２光学シートの主切断面において、第２単位形状要素４５の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ２が上述の式（２１）および式（２２）を満たすようになる領域の割合よりも大きくなっている。また、本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比が、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比よりも小さくなるようになっている。すなわち、第１光学シート３０は、領域Ｃにおいて、直接入射光に対して強い集光作用を及ぼすことはなく、直接入射光を透過しやすく構成されている。その一方で、第２光学シート４０は、領域Ｃにおいて、直接入射光に対して強い集光作用を及ぼすように構成されている。この結果、輝度が低下しやすい領域Ｃにおいて、極めて効果的に輝度を向上させることが可能となる。

次に、隣り合う二つの領域Ｂの間に位置するとともに隣り合う二つの領域Ｃの間にも位置するようになる領域Ｄ（図４参照）での作用について説明する。領域Ｄに入射する直接入射光は、第１単位形状要素の配列方向および第２単位形状要素の配列方向の両方に対して傾斜した面内を進む。

したがって、領域Ｄに進む直接入射光は、図９Ａに示すように、まず第１光学シート３０において、第１単位形状要素３５から集光作用を及ぼされる。ただし、領域Ｄに進む直接入射光は、第１単位形状要素３５の長手方向にも進む。したがって、この光の一部は、領域Ｃを進む光と同様に、第１単位形状要素３５で全反射される。この結果、領域Ｄにおける第１光学シート３０の透過率は、領域Ｃにおける第１光学シート３０の透過率よりも高くなる。

第１光学シート３０を出射した光は、第２光学シート４０へ入射する。領域Ｄにおいて第１光学シート３０から第２光学シート４０に進む光は、第２単位形状要素４５から集光作用を及ぼされる。領域Ｄにおける第２光学シート４０の透過率は、領域Ｂにおける第２光学シート４０の透過率よりも高くなる。

以上のように領域Ｄに進む直接入射光は、光量自体は低いものの、第１光学シート３０および第２光学シート４０の両方から集光作用を及ぼされ、第１光学シート３０および第２光学シート４０を合わせた光学部材２８全体としての透過率は最も高くなる。この結果、領域Ｄにおいても、或る程度の輝度を確保することができる。

以上のような本実施の形態によれば、光源２５の発光部２５ａに対面する位置における輝度が高くなり過ぎることを防止しながら、光源２５の発光部２５ａに対面しない位置における輝度を効果的に向上させ、輝度の面内分布を均一化させることができるようになっている。このような方法によれば、光拡散シートを用いた輝度分布の調節とは異なり、面内各位置での光量の相違に起因した輝度バラツキも均一化することができ、光源の像を効果的に目立たなくさせることができる。また、従来用いられていた光拡散シートの拡散度合いを低減すること、さらには、上述した実施の形態のように光拡散シートを省くことすら可能になる。これにより、光源光の利用効率の向上や、面光源装置２０（表示装置３０）に製造コストの削減等を図ることも可能となる。

とりわけ、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いて、第１単位形状要素３５の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ１が上述した式（１７）および式（１８）を満たすようになる領域の割合が、第２光学シートの主切断面において、第２単位形状要素４５の外輪郭の全長のうちの、出光面角度θａ２が上述の式（２１）および式（２２）を満たすようになる領域の割合よりも大きくなっている。このような構成により、特に輝度の低下が著しかった上述の領域Ｃ、すなわち、入光側に配置される第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する領域Ｃにおける輝度を効果的に上昇させることができる。

また、本実施の形態においては、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比が、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比よりも小さくなるようになっている。この場合、入光側の第１光学シート３０が優れた透過率を呈し、第２光学シート４０が優れた集光機能を発揮する。このような構成により、特に輝度の低下が著しかった上述の領域Ｃ、すなわち、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する領域Ｃにおける輝度を効果的に上昇させることができる。とりわけ、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比が、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比の１．１倍以上１．５倍以下となっていることが好ましい。本件発明者が実験を行ったところ、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比が、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比の１．１倍以上１．５倍以下となっている場合に、面光源装置２０の領域Ｂと領域Ｃとの明るさの差を目視で判別することができなかった。具体的には、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２に対する第２単位形状要素４５の第２本体部４２からの高さＨ２の比が、第１単位形状要素３５の配列ピッチＰ１に対する第１単位形状要素３５の第１本体部３２からの高さＨ１の比の１倍のとき、領域Ｂにおける照度が領域Ｃにおける照度の１．４倍となり、１．１倍のとき、領域Ｂにおける照度が領域Ｃにおける照度の１．２倍となり、１．３倍のとき、領域Ｂにおける照度が領域Ｃにおける照度の１．０倍となり、１．５倍のとき、領域Ｂにおける照度が領域Ｃにおける照度の０．８５倍となり、１．８倍のとき、領域Ｂにおける照度が領域Ｃにおける照度の０．７倍となった。

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、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１１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１２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。さらに、このような変形を、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５だけでなく、第２光学シート３０の第２単位形状要素４５に対しても適用することができる。なお、変形例を説明するための図１１および図１２において、図１〜図１０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。同様に、一枚の第２光学シート４０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、面光源装置２０の光源２５の発光部２５ａの配列を適宜調節するようにしてもよい。例えば、出光側に位置する第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの第２単位形状要素４５の配列方向に沿った距離（間隔、配列ピッチ）ｄ２ａが、入光側に位置する第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の配列方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの第１単位形状要素３５の配列方向に沿った距離（間隔、配列ピッチ）ｄ１ａよりも短くなるようにしてもよい。すなわち、入光側に位置する第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの第１単位形状要素３５の長手方向に沿った距離（間隔、配列ピッチ）ｄ１ｂが、出光側に位置する第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの２単位形状要素４５の長手方向に沿った距離（間隔、配列ピッチ）ｄ２ｂよりも短くなるようにしてもよい。上述したように、入光側に位置する第１光学シート３０の第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間に対面する領域Ｃにおける輝度が低下しやすい傾向にある。したがって、第１単位形状要素３５の長手方向に沿って隣り合う二つの発光部２５ａの間の第１単位形状要素３５の長手方向に沿った距離を短くすることによって、この二つの発光部２５ａの間での輝度の低下を抑制して、輝度の面内ばらつきを目立たなくさせることができる。

さらに、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５が、ベース材と、ベース材内に分散された光拡散材と、を含むようにしてもよい。上述したように、第２単位形状要素４５の集光機能を強めることによって輝度の面内分布を均一化させることができるが、この場合、第２単位形状要素４５の出光面において全反射を繰り返して第２単位形状要素４５の表層部を通過する光が生じてしまうことがある。このような光は、サイドローブの原因となり得る。そして、第２単位形状要素４５に拡散機能を付与することによって、第２単位形状要素４５の表層部を通過する好ましくない光を拡散させて目立たなくさせることができる。このような観点からは、第２光学シートの主切断面において、拡散材が混入されている部分の厚みが、第２単位形状要素４５の配列ピッチＰ２以下となっていることが好ましい。また、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５のベース材の屈折率に対する、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５の拡散材の屈折率の比は、０．９以下または１．１以上であることが好ましい。さらに、拡散材が、気体を含有している、あるいは、金属化合物を含有しているようにしてもよい。

第１光学シート３０および第２光学シート４０に拡散機能を付与する場合には、第２光学シート４０の第２単位形状要素４５内における拡散作用の度合いが、第２光学シート４０の第２本体部４２内における拡散作用の度合いよりも高く、且つ、第１光学シート３０の第１単位形状要素３５内における拡散作用の度合いよりも高く、且つ、第１光学シート３０の第１本体部３２内における拡散作用の度合いよりも高くなっていることが好ましい。このような態様によれば、第１光学シート３０による集光機能および拡散機能、および、第２光学シート４０による集光機能および拡散機能を、別途に設けた拡散材で害してしまうことを防止することができる。この結果、輝度の面内バラツキを均一化させて、光源２５の像を目立たなくさせることができる。なお、拡散度合いの評価方法として、「ベース材と拡散材との屈折率差」と、「拡散材の濃度（重量比）」と、「拡散材の平均粒径の逆数」と、を掛け合わした数値が大きいほど拡散度合いが高いと評価することができる。

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。より具体的には、第２光学シート４０の出光側に、第１光学シート３０と同様の形状を有した第３の光学シートを配置し、この第３光学シートの出光側に、第２光学シート４０と同様の形状を有した第４の光学シートを配置するようにしてもよい。さらに、特定の偏光成分を透過させるとともに特定の偏光成分以外の偏光成分を反射する反射型の偏光分離フィルムを面光源装置２０に設けて、正面方向輝度の向上を図ってもよい。なお、偏光分離フィルムとしては、例えば住友３Ｍ社から入手可能なＤＢＥＦ（登録商標）を用いることができる。偏光分離フィルムを設ける場合には、偏光分離フィルムを、面光源装置内において最も出光側に配置すること、あるいは、面光源装置内において最も出光側に位置する部材のすぐ入光側に配置することが好ましい。

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（透過型表示装置）
１５ 透過型表示部
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
３２ 本体部（第１本体部）
３５ 単位形状要素（第１単位形状要素）
４０ 第２光学シート
４２ 本体部（第２本体部）
４５ 単位形状要素（第２単位形状要素）

Claims (3)

1. 複数の発光部を有した光源と、
   前記光源に対面する位置に配置された光学部材と、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、を備え、
   前記第１光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
   前記第２光学シートは、本体部と、前記本体部の出光側に配列され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる複数の単位形状要素と、を有し、
   前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、前記第２光学シートの前記単位形状要素の配列方向と、が交差するようにして、前記第１光学シートおよび前記第２光学シートが配置され、
   前記第１光学シートの法線方向および前記第１光学シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な前記第１光学シートの主切断面における前記第１光学シートから前記光源の発光部までの前記第１光学シートの法線方向に沿った距離をｈ１とし、前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の間の距離をｄ１ｂとし、前記第１光学シートの屈折率をｎ１とした場合に、前記第１光学シートの主切断面において、前記第１光学シートの前記単位形状要素の外輪郭の全長のうちの、前記第１光学シートの前記単位形状要素の前記外輪郭への接線と前記第１光学シートのシート面とによってなされる角度θａ１が以下の式（Ｍ）および式（Ｎ）を満たすようになる領域の割合が、３０％以上である
   ことを特徴とする面光源装置。
   Arccos(cos(θib1)×cos(θa1))≦Arcsin(1/(n1))・・・式（Ｍ）
   (θib1)= Arcsin((1/(n1)) ×(sin(Arctan((d1b)/2/(h1)))))・・・式（Ｎ）
2. 前記第１光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離は、前記第２光学シートの前記単位形状要素の長手方向に沿った隣り合う二つの発光部の距離よりも短い
   ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
3. 請求項１または２に記載された面光源装置と、
   前記面光源装置と対面する位置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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