JP5195970B2 - 面光源装置、透過型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる面光源装置、及び、これを用いた透過型表示装置に関するものである。

透過型の液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源として各種方式の面光源装置が提案、実用化している。面光源装置には、主として、面光源でない光源を面光源に変換する方式によりエッジライト型と直下型とがある。
例えば、直下型では、背面より並列の陰極線管を用いて光を導入するようになっており、陰極線管とＬＣＤパネル等のライトバルブとの距離を適度に空け、その間に拡散板を用い、さらに、光を収束させるシートを複数組み合わせて使用していた。
しかし、このような従来の方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割に収束特性が不十分であり、それを補う為にＬＣＤパネルを改良して、斜め方向からの入射光に対しても画質を落とさない構造としていた。

しかし、この方式では、光の利用効率が低下する上、ＬＣＤパネルの構成も複雑となり、コスト増の要因になるという問題があった。
特に、直下型では、陰極線管に近接した部分であるか否か（陰極線管に至近の位置であるか、並列に並んだ陰極線管の間隙部分に至近の位置であるか）によって光強度（輝度）にムラが発生し易い。これを抑えるために陰極線管とＬＤＣとの間隔を大きく取ってしまうとディスプレイの厚さが厚くなってしまうという問題があった。また、ムラを抑えるために拡散を強くしたり、透過量を制限したりすると、光の使用量が低減してしまうという問題があった。

例えば、特許文献１及び２に記載の面光源装置では、遮光部分（ライティングカーテン，遮光ドット層）を設けることで均一性を維持しているが、この手法では、上述のように光の使用量が減少してしまっていた。
また、両面にレンチキュラーレンズを設けたシートを使用する方式も例えば、特許文献３で報告されているが、これは、２方向の拡散制御を行うための構成で、光を収束する機能はない。従って、陰極線管との位置関係によってＬＣＤの場所毎に光軸がばらつくことにより、画面を観察する位置によって明るさのムラが発生したりするという問題もあった。

特開平０５−１１９７０３号公報 特開平１１−２４２２１９号公報 特開平０６−３４７６１３号公報

本発明の課題は、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる面光源装置、透過型表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、透過型表示部（１１）を背面から照明する直下型の面光源装置であって、複数の光源（１３）が離散的に配列された光源部と、前記光源部の出射側に設けられ、前記光源から出射した光を拡散して均一化する拡散シートと、を備え、前記拡散シートは、該面光源装置に用いられる光学部材のうち最も前記光源部側に設けられ、少なくとも出射側に、光を拡散して出射する拡散レンズアレイ（２４１）が形成されており、前記拡散レンズアレイを形成する単位レンズは、長軸がシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部であり、前記単位レンズの短半径に対するピッチの比（ピッチ／短半径）は、０．５〜１．８の範囲内であり、前記単位レンズの配列方向と前記光源部の複数の前記光源の配列方向とは、平行であり、前記単位レンズの前記配列方向における幅をＷ、高さをＨ、屈折率をＮとしたときに、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））を満足し、前記単位レンズの配列方向及び該面光源装置の厚み方向に平行な断面において、前記光源が前記単位レンズの配列方向に沿って離散的に配列されており、前記単位レンズに光強度の指向性を有する光が入射するものであって、前記光強度の指向性は、前記複数の光源の位置関係によって発生するものであること、を特徴とする面光源装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の面光源装置において、前記光強度の指向性を有する光の半値角が７０度以内であること、を特徴とする面光源装置である。
請求項３の発明は、請求項２に記載の面光源装置において、前記拡散シートは、入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有し、前記微細凹凸形状は、１／２拡散角が７０度以内の無指向性の光拡散作用を有すること、を特徴とする面光源装置である。
請求項４の発明は、請求項２に記載の面光源装置において、前記拡散シートは、少なくとも一部に光拡散微粒子を含み、前記光拡散微粒子は、１／２拡散角が７０度以内の無指向性の光拡散作用を有すること、を特徴とする面光源装置である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記単位レンズの長半径（０．１２ｍｍ）は、短半径（０．０６ｍｍ）の１．５倍から３倍の長さであること、を特徴とする面光源装置である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記拡散レンズアレイを形成する単位レンズの間には、平坦形状、凹形状（２４２）、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、を特徴とする面光源装置である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記拡散シートは、２層以上の異なる層を有しており、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いこと、を特徴とする面光源装置である。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記拡散シートの前記拡散レンズアレイは、連続する一種類又は複数種類の楕円筒の一部である単位レンズを有し、前記拡散シートと同一又は異なる種類の拡散シートが前記拡散シートよりも出射側に少なくとも１枚配置されていること、を特徴とする面光源装置である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の面光源装置において、前記拡散シート（４４−１，４４−２）は、少なくとも１組が拡散レンズアレイ（４４４−１，４４４−２）による光拡散作用の方向が直交するように配置されていること、を特徴とする面光源装置である。
請求項１０の発明は、透過型表示部（１１）と、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の面光源装置（１２，１３，１４，１５）と、を備える透過型表示装置である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）拡散シートは、少なくとも出射側に光を拡散して出射する拡散レンズアレイが形成されているので、光の利用率を下げることなく、均一な照明を行うことができる。

（２）拡散レンズアレイを形成する単位レンズは、長軸がシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部であるので、円筒面又は球面に比べて、拡散特性を任意に制御することができる。

（３）単位レンズの長半径は、短半径の１．５倍から３倍の長さであるので、光の利用効率を下げることなく、均一な照明を行うために最適な拡散シートとすることができる。

（４）拡散レンズアレイは、ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））を満足するので、斜め方向から観察した場合であっても、管ムラが生じなくすることができると共に、光の利用効率を高めることができる。

（５）拡散レンズアレイを形成する単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されているので、拡散レンズアレイの単位レンズの形状のみでは不十分となる入射角度が０度付近の入射光の透過率を高めながら、適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束させる作用を与えることができる。また、金型の強度を高めることもできる。

（６）拡散シートは、入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有するので、拡散特性をより高くすることができる。また、無指向性の拡散作用を与えることができる。

（７）拡散シートは、少なくとも一部に光拡散微粒子を含むので、拡散特性をより高くすることができる。また、無指向性の拡散作用を与えることができる。

（８）拡散シートは、拡散レンズアレイによる光拡散効果に加えて、１／２拡散角が７０度以内の無指向性の光拡散作用を有するので、シート枚数を増加させることなくムラの低減効果を得ることができる。

（９）拡散シートは、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いので、陰極線管１３の点灯による発熱により光源側から乾燥しても、出射側へ凸とならないので、他の光学シートと部分的に密着する部分がムラとして観察されてしまうことを防止できる。

（１０）拡散シートと同一又は異なる種類の拡散シートが拡散シートよりも出射側に少なくとも１枚配置されているので、より高い拡散特性及び均一化の効果を与えることができる。

（１１）拡散シートは、少なくとも１組が拡散レンズアレイによる光拡散作用の方向が直交するように配置されているので、直交する２方向においてそれぞれ独立して視野角の調整をすることができる。また、光を無駄なく利用することができるので、得られる照明光の輝度も上昇させることができる。

本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。 拡散シート１４を示す斜視図である。 拡散シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。 拡散シート１４に対して入射角０°で入射した光の軌跡を示す図である。 拡散シート１４に対して入射角２０°で入射した光の軌跡を示す図である。 拡散シート１４に対して入射角４０°で入射した光の軌跡を示す図である。 拡散シート１４に対して入射角６０°で入射した光の軌跡を示す図である。 収束シート１２を示す斜視図である。 収束シート１２を図８中に矢印で示したＳ３−Ｓ４断面で切断した断面を拡大した図である。 単位形状１２１の作用を説明する図である。 実施例１の収束シート１２に対して入射角１０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 実施例１の収束シート１２に対して入射角３０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 収束シートに平坦部を設けなかった場合に入射角１０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 収束シートに平坦部を設けなかった場合に入射角３０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 収束シート１２を図８中に矢印で示したＳ５−Ｓ６断面で切断した断面を拡大した図である。 本実施例における面光源装置の垂直方向の輝度分布を各シートの効果が分かるように比較して示した図である。 本実施例における面光源装置の水平方向の輝度分布を各シートの効果が分かるように比較して示した図である。 実施例２における収束シート２２の断面形状を拡大した図である。 実施例２の収束シート２２に対して入射角１０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 実施例２の収束シート２２に対して入射角３０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。 垂直方向における実施例２の収束シート２２の効果を実施例１の収束シート１２と比較して示す輝度分布図である。 実施例３における拡散シート２４の断面形状を拡大した図である。 実施例３における拡散シート２４に入射した光の軌跡を示す図である。 式（２）を満足した場合と満足しない場合とを比較して示した図である。 拡散シート２４に観察者側から入射した光の軌跡を示す図である。 レンズフィルム１４１ａの製造工程を示す模式図である。 レンズフィルム１４１ａを基材層に接着する方法を示す図である。 基材層の形成時にレンズフィルム１４１ａを熱ラミネートする方法を示す図である。 本発明による透過型表示装置の実施例４を示す図である。

ムラのない均一な照明をするという目的を、光学シートの枚数を増加することなく実現
した。

図１は、本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
本実施例における透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，収束シート１２，陰極線管１３，拡散シート１４，反射型偏光性シート１５等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を収束シート１２，陰極線管１３，拡散シート１４，反射型偏光性シート１５を備える面光源装置により背面から照明する透過型液晶表示装置である。

ＬＣＤパネル１１は、所謂透過型の液晶表示素子により形成されたライトバルブであって、３０インチサイズ、８００×６００ドットの表示を行うことができる。陰極線管１３の長手方向に沿った方向が、水平方向として使用され、陰極線管１３が並ぶ方向が、垂直方向として使用される。
陰極線管１３は、バックライトの光源部を形成する線光源であり、本実施例では、略７５ｍｍ間隔で等間隔に６本が並列に並べられている。
陰極線管１３の背面には、不図示の反射板を設けており、その設計により画面各部位への入射光照度を均一に近づけるようにしている。
また、陰極線管１３と収束シート１２との間には、拡散シート１４が設けられている。拡散シート１４を設けることにより、陰極線管１３に至近の位置であるか否かによる画面上における輝度のムラは、殆ど解消された状態となり、収束シート１２へ到達することとなる。

図２は、拡散シート１４を示す斜視図である。
拡散シート１４は、陰極線管１３から出射した光を拡散して均一化するシートであり、出射側に光を拡散して出射する拡散レンズアレイ１４１が形成されている。拡散レンズアレイ１４１は、連続する楕円筒の一部を平行に多数並べて配置したレンチキュラーレンズである。拡散レンズアレイ１４１の並ぶ方向は、陰極線管１３の並ぶ方向と一致している（図１参照）。

図３は、拡散シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。
拡散レンズアレイ１４１は、図３に示した断面において、長半径が０．１２ｍｍ、短半径が０．０６ｍｍの楕円となっており、その長軸が拡散シート１４のシート面に対して直交し、ピッチ０．１ｍｍとなるように配置されている。また、拡散シート１４の厚さは、２ｍｍである。
なお、本実施例において、拡散レンズアレイ１４１の楕円の長半径は、短半径の２倍となっているが、この値（長半径／短半径）は１．５〜３倍であることが陰極線管１３に近接した部分であるか否かにより生じる輝度ムラを防ぐ上で望ましい。

表１は、拡散レンズアレイ１４１の楕円の長半径と短半径との比（長半径／短半径）を変更した場合の、ムラの発生状況を比較して示した表である。なお、本実施例に示した面光源装置では、収束シート１２があることによってムラの発生が確認しにくいので、収束シート１２を省略して、拡散シート１４と反射型偏光性シート１５とを重ねて観察した形態と、これらの間に新たに別の拡散板を加えた形態について実験した。ここで、新たに加えた拡散板とは、透過率６０％の乳白拡散板であり、拡散シート１４と反射型偏光性シート１５との間に配置した。また、表１中において、○（丸）印はムラが発生していない場合を示し、△（三角）印は僅かにムラの発生が確認できる場合を示し、×（バツ）印は明らかにムラが発生している場合を示している。

表１から判るように、拡散レンズアレイ１４１の楕円の長半径と短半径との比（長半径／短半径）は、２倍がムラを防ぐためには最適であり、他の拡散要素を加えた場合には、１．５〜３倍の範囲で、ムラを防ぐことができる。
なお、拡散レンズアレイ１４１の楕円の長半径と短半径との比（長半径／短半径）が小さい（１倍等）では、陰極線管１３に至近の位置が明るくなり、比が大きい（５倍等）では、陰極線管１３の間隙に至近の位置が明るくなる傾向にあった。
また、本実施例における拡散レンズアレイ１４１の短半径に対するピッチの比（ピッチ／短半径）は、０．１／０．０６＝１．６７である。しかし、この値が小さすぎると（短半径が大きすぎると）レンズ表面の形状が平面に近くなってしまい、拡散レンズアレイのレンズ効果を十分に得ることができなくなってしまうし、大きすぎると、拡散レンズアレイを成型する金型が尖りすぎてしまう。したがって、このピッチの比（ピッチ／短半径）は、０．５〜１．８程度であることが望ましい。

図４は、拡散シート１４に対して入射角０°で入射した光の軌跡を示す図である。
図４では、入射角０°で入射した光線１１本のうち、５本が観察側へ出射し、６本が光源側へ戻っている。
図５は、拡散シート１４に対して入射角２０°で入射した光の軌跡を示す図である。
図５では、入射角２０°で入射した光線１１本のうち、６本が観察側へ出射し、５本が光源側へ戻っている。
図６は、拡散シート１４に対して入射角４０°で入射した光の軌跡を示す図である。
図６では、入射角４０°で入射した光線１１本のうち、８本が観察側へ出射し、３本が光源側へ戻っている。
図７は、拡散シート１４に対して入射角６０°で入射した光の軌跡を示す図である。
図７では、入射角６０°で入射した光線１１本のうち、１０本が観察側へ出射し、１本が光源側へ戻っている。

これら図４〜７から明らかなように、拡散シート１４に対して小さい入射角度で入射する光線は、その多くが光源側へ戻され、大きい入射角度で入射する光線については、光源
側に戻されることなく出射することができる。拡散シート１４がこのような作用を有しているので、拡散シート１４を通過する陰極線管１３が発光した照明光は、陰極線管１３に近接した位置では、入射角度が小さいので、陰極線１３側へ戻される割合が多く、陰極線管１３から離れる（並列した陰極線管１３の間隙部分に近づく）に従い、出射する割合が多くなる。よって、拡散シート１４から出射する照明光は、均一化されることとなる。

ここで、拡散シート１４の製造方法について説明する。
本実施例における拡散シート１４の製造方法では、まず、拡散レンズアレイ１４１の形状を賦形したレンズフィルム１４１ａを作製する。
図２６は、レンズフィルム１４１ａの製造工程を示す模式図である。図２６を用いて、２通りのレンズフィルム１４１ａの製造工程を説明する。
なお、図２６において、理解を容易にするために、金型３０１，３０４は、拡散レンズアレイ１４１の長手方向が、金型３０１，３０４の回転中心に沿った方向に形成されている例で示したが、この方向は、金型の回転円周に沿った方向としてもよく、そのようにした場合の方が、成型上は好ましい。また、図２６、及び、後述の図２７，２８は、模式図であって誇張して示しており、各層の厚さ等の寸法関係については、図中に示す関係に限るものではない。

図２６（ａ）に示す方法は、ＵＶ成型と呼ばれる方法である。まず、ポリカーボネイト製のベースフィルム１４２上に、樹脂供給部３０２からＵＶ硬化樹脂１４３を塗布する。このＵＶ硬化樹脂１４３を塗布した側を、拡散レンズアレイ１４１の雌型が形成された金型３０１に巻きつける。この状態で、ＵＶ光源３０３から紫外線を照射してＵＶ硬化樹脂１４３を硬化させることにより、拡散レンズアレイ１４１の形状を賦形したレンズフィルム１４１ａが得られる。

図２６（ｂ）に示す方法は、押出し成型と呼ばれる方法である。まず、樹脂供給部３０６から溶融したＭＳ（メタクリル−スチレン）樹脂を拡散レンズアレイ１４１の雌型が形成された金型３０４とローラ３０５との間に流し込みながら冷却することにより、拡散レンズアレイ１４１の形状を賦形したレンズフィルム１４１ａが得られる。

以上のようにして得られたレンズフィルム１４１ａだけでは、強度が弱く、平面性を確保することが困難であることから、本実施例では、レンズフィルム１４１ａに透明な基材層を一体となるように形成することにより、拡散シート１４の強度を高めて、平面性を高くしている。基材層をレンズフィルム１４１ａと一体にする方法としては、接着による方法と、基材層の形成時に一体化（熱ラミネート）する方法とがある。

図２７は、レンズフィルム１４１ａを基材層に接着する方法を示す図である。図２７を用いて、レンズフィルム１４１ａと基材層との接着工程を２種類説明する。
図２７（ａ）に示す方法は、枚葉成型された基材層１４５に接着を行う方法である。予め必要なサイズに形成された枚葉の基材層１４５を用意し、この基材層１４５上に樹脂供給部３０７からＵＶ硬化樹脂１４６を塗布する。ＵＶ硬化樹脂１４６を塗布した面に、レンズフィルム１４１ａを載せた状態で、ＵＶ光源３０３から紫外線を照射してＵＶ硬化樹脂１４６を硬化させることにより、レンズフィルム１４１ａと基材層１４５とが一体化した拡散シート１４を得ることができる。

図２７（ｂ）に示す方法は、シート押出し成型時に下流で連続的にＵＶ硬化樹脂により接着を行う方法である。
樹脂供給部３０８からＭＳ樹脂１４７を押出しローラ３０９，３１０の間に供給して基材層１４８となる部分を押出し成型する。基材層１４８の成型と同時に、レンズフィルム１４１ａのレンチキュラーレンズが形成されていない面にＵＶ硬化樹脂１４９を樹脂供給
部３１２により塗布する。そして、ローラ３１１を通った後の成型直後の基材層１４８の片面にＵＶ硬化樹脂１４９を接合し、ＵＶ光源３０３から紫外線を照射してＵＶ硬化樹脂１４９を硬化させて、レンズフィルム１４１ａと基材層１４８とが一体化した拡散シート１４を得ることができる。

図２８は、基材層の形成時にレンズフィルム１４１ａを熱ラミネートする方法を示す図である。
押出しローラ３１４，３１５の間にＭＳ樹脂１５０と共にレンズフィルム１４１ａを供給する。このとき、レンズフィルム１４１ａのレンズが形成されていない面に接するようにして樹脂供給部３１３からＭＳ樹脂１５０を押出しローラ３１４，３１５の間に供給して基材層となる部分を押出し成型しながら、基材層をレンズフィルム１４１ａと一体化するように熱ラミネートして、拡散シート１４を得る。
以上説明した製造方法によれば、強度が高く、平面性のよい拡散シート１４を安定して安価に製造することができる。

図８は、収束シート１２を示す斜視図である。
収束シート１２は、拡散シート１４とＬＣＤパネル１１との間に設けられ、陰極線管１３が発光して拡散シート１４によりさらに拡散された拡散光を収束して出射するシートであり、屈折率ｎ＝１．５５の樹脂により形成されている。
収束シート１２の陰極線管１３側（入射側）には、シート面に直交する方向の断面形状が略台形形状である単位形状１２１がシート面方向に複数並べて陰極線管１３側に配置されている。この単位形状１２１は、その並ぶ方向と直交する方向に同一断面形状を保ちながら延在している。収束シート１２は、その単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と一致するように配置されている。

また、収束シート１２のＬＣＤパネル１１側（出射側）には、収束レンズアレイ１２３が形成されている。収束レンズアレイ１２３は、単位形状１２１の延在する方向に沿ってシート面に直交する方向の断面形状が二等辺三角形（図１５参照）となる単位プリズム形状をシート面方向に複数並べて形成されている。
よって、収束シート１２においては、入射側に設けられた単位形状１２１の延在する方向と、出射側に設けられた単位プリズム形状が延在する方向とが、直交して配置されている。
なお、本実施例における収束シート１２は、単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と一致し、収束レンズアレイ１２３の単位プリズム形状が延在する方向が、陰極線管１３の長手方向と直交するように配置されているが、収束シート１２の配置を本実施例のシート面内で９０度回転させてもよい。すなわち、単位形状１２１の延在する方向が陰極線管１３の長手方向と直交し、収束レンズアレイ１２３の単位プリズム形状が延在する方向が、陰極線管１３の長手方向と一致するように配置してもよい。
収束レンズアレイ１２３のより詳しい説明は、後に行う。

図９は、収束シート１２を図８中に矢印で示したＳ３−Ｓ４断面で切断した断面を拡大した図である。なお、図９に示した断面では、収束レンズアレイ１２３の部分は、直線となり、この断面内における光線を追跡する場合には、平面であるものとみなすことができる。よって、以下の図９〜１４の説明では、平面とみなして説明を行う。
単位形状１２１は、上述のように断面形状が台形形状をしており、その上底部分が陰極線管１３側に突出するように形成されている。
本実施例における単位形状１２１は、上底部１２１ａの幅が８０μｍ、斜辺部１２１ｂ，１２１ｃが収束シート１２の法線と成す角度が１０度となっている。また、隣接する単位形状同士の並ぶピッチは１４０μｍであり、さらに、互いに隣接して並ぶ単位形状１２１の間に、収束レンズアレイ１２３部分と平行な幅２０μｍの平坦部１２２が形成されて
いる。なお、単位形状１２１の高さ（上底部から台形の下底に相当する部分までの距離）は、上述の他の寸法により決まり、略１１３μｍである。

図１０は、単位形状１２１の作用を説明する図である。
収束シート１２は、シート面に対する入射角度が大きい光を、できる限り出射面から小さな出射角度で出射させる（ＬＣＤパネル１１に対して垂直に近い角度で入射させる）ようにするために設けられている。そして、そのために単位形状１２１が形成されている。単位形状１２１の上底部１２１ａに入射した入射角度が大きな光線Ａ０は、入射時に屈折して光線Ａ１となり、斜辺部１２１ｃに達する。光線Ａ１は、斜辺部１２１ｃにおいて全反射して、光線Ａ２となり、光線Ａ０と比べて進行方向が大きく修正されて収束レンズアレイ１２３から出射する。なお、図１０に示した光線Ａ０〜Ａ２は、光線Ａ２の出射角度が０度となる場合を示している。

ここで、収束シート１２に入射する光は、その全てが上底部１２１ａに入射するとは限らない。斜辺部１２１ｂに入射する光については、仮に入射後に屈折して出射面（収束レンズアレイ１２３）からそのまま出射してしまうと、収束シート１２を通過する前よりもより大きな入射角度でＬＣＤパネル１１に対して入射することとなってしまう。そこで、この斜辺部１２１ｂに入射する光については、出射面（収束レンズアレイ１２３）によって全反射させて陰極線管１３の方向へ戻してやり、再度利用することによって、光の利用効率を高めるようにしている。

斜辺部１２１ｂに入射する光の再利用率を高めるためには、斜辺部１２１ｂの傾き角度θ（収束シート１２の法線と単位形状１２１の台形の斜辺部１２１ｂ，１２１ｃとの成す角度）と収束シート１２の屈折率ｎとの組合せが、以下の式（１）を満足するように設計することが望ましい。
ｓｉｎ（９０−θ−ａｒｃｓｉｎ（ｃｏｓθ／ｎ））＞１／ｎ ・・・式（１）
この式（１）を満足することにより、図１０中に示した光線Ｂ０のように収束シート１２に対して垂直に入射する光線が斜辺部１２１ｂに入射しても、光線Ｂ１が出射面（収束レンズアレイ１２３）において全反射して戻されて光線Ｂ２となり、斜辺部１２１ｃから陰極線管１３方向へ戻され、再利用することができる。
本実施例における収束シート１２では、斜辺部１２１ｂ，１２１ｃの傾き角度θ＝１０度、屈折率ｎ＝１．５５であるから、これらを上記式（１）に代入すると、左辺≒０．６５０、右辺≒０．６４５となり、上記式（１）を満足している。

また、斜辺部１２１ｂに入射した光は、もう一方の斜辺部１２１ｃに当たってしまうと、出射面（収束レンズアレイ１２３）により全反射されず、光の再利用を図ることができない。単位形状１２１の台形の高さに相当する寸法が大きくなるに従い、斜辺部１２１ｂに入射した後に、もう一方の斜辺部１２１ｃに当たってしまう光が増加してしまう。そこで、斜辺部１２１ｂに入射した後に、もう一方の斜辺部１２１ｃに当たってしまう光を少なくするために、単位形状１２１の台形の高さを上底部１２１ａの幅により除した比が０．５から３の範囲であることが望ましい。

この幅に対する高さの比の最適値を決定することは、設計によって様々な条件が関係し、簡単に求まるものではない。
ここで、台形の高さが高すぎると斜面からの光が反対側の斜面で全反射するので広角に出射してしまう。また、台形の高さが低すぎると、光を収束させる効果が少なくなってしまう（特に３０°〜６０°の入射光に対しての収束が悪化）。そこで、上述の比を０．５〜３とすることにより、適度な出射角度を保ちながら収束効果を高くすることができる。
本実施例における単位形状１２１では、上底部１２１ａの幅＝８０μｍ、高さ＝１１３μｍであるから、１１３／８０＝１．４１２５であり、上述の条件を満足している。

このような構成とすることにより、斜辺部１２１ｂに入射した後に、もう一方の斜辺部１２１ｃに当たってしまう光を少なくすることができる。本実施例では、シートに対して入射角２０度で入射する２０度入射光が斜辺部１２１ｂに入射して屈折した後に、斜辺部１２１ｂの反対側に対向して存在する単位形状の台形の斜辺部（第２の斜辺部）１２１ｃに達する光は、２０度入射光の約６％の光量（シミュレーション結果）となっている。
この割合は、少ないほど望ましいが、シートに対して入射角２０度で入射する２０度入射光が斜辺部に入射して屈折した後に、斜辺部の反対側に対向して存在する単位形状の台形の第２の斜辺部に達する光は、２０度入射光の２０％以下の光量であれば、面光源装置として使用する上で、実用上有効である。正面視で見ている光は視野角で２０°位までであり、その範囲での実質的な光のロスを低減することができるからである。

表２は、シートに対して入射角２０度で入射する２０度入射光が斜辺部１２１ｂに入射して屈折した後に、斜辺部１２１ｂの反対側に対向して存在する単位形状の台形の斜辺部（第２の斜辺部）１２１ｃに達する光の２０度入射光に対する比率（２０度入射光の斜辺部１２１ｃへの到達率）と、拡散シート１４通過後で本シート通過前の入射角２０度以内の光量に対する本シート通過後の出射角２０度以内の光量の比率との関係を示している。

表２の結果からも、上述のように、シートに対して入射角２０度で入射する２０度入射光が斜辺部に入射して屈折した後に、斜辺部の反対側に対向して存在する単位形状の台形の第２の斜辺部に達する光は、２０度入射光の２０％以下の光量とすることが望ましいといえる。

図１１は、実施例１の収束シート１２に対して入射角１０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。
図１２は、実施例１の収束シート１２に対して入射角３０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。
入射角度の小さい図１１の場合には、光線が上底部１２１ａに入射後に屈折をするもののそのままの角度で出射しており、斜辺部１２１ｂに入射した光線については、光源側へ戻っており、再利用されている。
入射角度が図１１よりも大きくなっている図１２の場合には、出射方向が修正される光線（Ｃ）が生じており、光を収束する作用が確認できる。

ここで、収束シート１２に平坦部１２２を設けた理由について説明する。
図１３及び図１４は、収束シートに平坦部を設けなかった場合の光線追跡シミュレーション結果を示す図である。
図１３は、入射角１０度で平行光線が入射するとき結果を示し、図１４は、入射角３０度で平行光線が入射するときの結果を示している。
本発明を実施するに当たり、平坦部１２２を設けることは必須ではなく、図１３，１４に示すような形態としてもよい。そして、図１３を見る限りにおいては、図４の結果と比較して、効果に大差がないと言える。

しかし、図１４を見ると、斜辺部に入射してから出射面で全反射した後に斜辺部から一度光源側へ出射した光線が、再度斜辺部に入射してしまい迷光Ｄとなっているものがある。このような迷光は、本実施例のように単位形状の間に平坦部１２２を設けることにより、その発生頻度を大幅に下げることができる。
また、図１３，１４に示すような収束シートを形成しようとすると、成型に必要な金型の先端が尖ってしまい、金型の精度及び強度の確保が困難になってしまうところ、平坦部１２２を設けることにより、そのような不都合を回避できる。

図１５は、収束シート１２を図８中に矢印で示したＳ５−Ｓ６断面で切断した断面を拡大した図である。
収束レンズアレイ１２３は、その断面形状が直角二等辺三角形となっている。
収束レンズアレイ１２３は、この単位形状により、出射する光を収束することができる。
したがって、収束シート１２は、入射側の形状により、陰極線管１３と直交する方向において照明光を収束し、かつ、出射側の形状により、陰極線管１３と平行な方向においても照明光を収束することができる。

反射型偏光性シート１５は、ＬＣＤパネル１１と収束シート１２との間に配置され、視野角を狭めることなく輝度を上昇させるシートである。本実施例では、ＤＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を使用している。

図１６は、本実施例における面光源装置の垂直方向の輝度分布を各シートの効果が分かるように比較して示した図である。
図１７は、本実施例における面光源装置の水平方向の輝度分布を各シートの効果が分かるように比較して示した図である。
図１６，１７において、実施例１による面光源の特性は、丸印と実線により示している。

（拡散シート１４の効果）
三角印と一点鎖線により示した特性は、実施例１の面光源装置の拡散シート１４を、乳白拡散シートに変更した場合の特性である。
乳白拡散シートを使用したものに比較して、本実施例の拡散シート１４を使用した場合には、略全角度方向において、輝度が上昇している。これは、従来の乳白拡散シートでは、拡散効果が高いものの、利用不可能な方向へ出射する光も多く、それゆえに、利用可能な光量が全体的に低かったのに対し、本実施例における拡散シート１４では、光源からの照明光を入射角度に応じて適度に出射方向を変更することができるので、必要な拡散効果を得ながら光の利用効率を高めることができる。
なお、乳白拡散シートを使用したもの、拡散シート１４を使用したもののいずれの面光
源装置であっても、陰極線管１３の位置が目視で確認できるような輝度のムラ、不均一な部分は無く、必要な拡散効果は、十分に得られていた。

（台形断面の単位形状１２１の効果）
正方形印と破線により示した特性は、実施例１の面光源装置の収束シート１２の陰極線管１３側に設けられた断面形状が略台形形状である単位形状１２１を省略して、入射面を平面に変更した場合の特性である。
単位形状１２１は、垂直方向において光を収束する作用を有しているので、垂直方向の特性（図１６）において、０〜３０度付近の輝度が上昇している。また、水平方向（図１７）においては、上述のように垂直方向の０度付近の輝度が上昇しており、この垂直方向角度０度の位置において水平方向の輝度を示していることから、当然ながら、全体的に輝度が上昇している。

（収束レンズアレイ１２３の効果）
菱形印と点線により示した特性は、実施例１の面光源装置の収束シート１２のＬＣＤパネル１１側に設けられた断面形状が二等辺三角形である収束レンズアレイ１２３を省略して、出射面を平面に変更した場合の特性である。
収束レンズアレイ１２３は、水平方向において光を収束する作用を有しているので、水平方向の特性（図１７）において、全体的に輝度が上昇している。また、垂直方向においては、中央付近の輝度が上昇している。

本実施例によれば、出射側に光を拡散して出射する拡散レンズアレイ１４１が形成されている拡散シート１４を陰極線管１３の直後に配置したので、画面上の位置によらずムラのない均一な照明を行うことができると共に、光を有効に利用し、全体的に輝度を向上することができる。

実施例２は、実施例１における収束シート１２の単位形状１２１の形状を改良して単位形状２２１とした収束シート２２を備える透過型表示装置の例である。よって、実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図１８は、実施例２における収束シート２２の断面形状を拡大した図である。
単位形状２２１は、断面形状が台形形状である実施例１の単位形状１２１を基本として、その上底部及び斜辺部の形状を改良している。
実施例１の上底部１２１ａが平面であったのに対し、実施例２の上底部２２１ａは、出射側に窪んだ凹面であり、図１８に示す断面において、半径１００μｍの円弧であり、幅が１００μｍとなっている。上底部２２１ａを本実施例のように凹面とすることにより、上底部２２１ａに対して入射した後に斜辺部に当たる光線を多くすることができ、収束効果をより高めることができる。

実施例１の斜辺部１２１ｂ（１２１ｃ）が一つの平面であったのに対し、実施例２の斜辺部は、斜辺部２２１ｂ，２２１ｄ（２２１ｃ，２２１ｅ）の２つの平面を組み合わせた形態となっている。
収束シート２２に対して大きな入射角度で入射する光は、上底部２２１ａに入射後に斜辺部に達するが、その場合に、斜辺部への入射角（斜辺部に対する入射角）が臨界角を超えていないと、斜辺部により全反射されることなく、斜辺部から出射してしまい、迷光となってしまう。これを防止するために、本実施例では、収束シート２２に対して大きな入射角度で入射する光が上底部２２１ａに入射後に到達する斜辺である上底部２２１ａに近い部分の斜辺部２２１ｅ（及び２２１ｄ）の傾き角度を斜辺部２２１ｃ（及び２２１ｂ）よりも大きくし、斜辺部２２１ｅ（２２１ｄ）から出射してしまう光を少なくしている。
具体的には、斜辺部２２１ｂ，２２１ｃの傾き角度は、実施例１と同じ１０度であり、
上底部２２１ａに近い部分の斜辺部２２１ｄ，２２１ｅの傾き角度を１８度としている。

なお、斜辺部２２１ｂ（２２１ｃ）と斜辺部２２１ｄ（２２１ｅ）との境界は、下底に相当する部分から台形中心部側へ１９μｍの位置にあり、斜辺部２２１ｄ（２２１ｅ）と上底部２２１ａとの境界は、さらに１５μｍ台形中心部側の位置となっている。これにより、単位形状２２１の高さに相当する寸法は、１５３μｍとなっている。
隣接する単位形状同士の並ぶピッチは１９３μｍであり、また、本実施例においても、隣接する単位形状２２１の間に平坦部２２２を設けており、その幅は、２５μｍである。

図１９は、実施例２の収束シート２２に対して入射角１０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。
図２０は、実施例２の収束シート２２に対して入射角３０度で平行光線が入射するときの光線追跡シミュレーション結果を示す図である。
これらの図を実施例１の図１１，１２と比較すると、上底部２２１ａを改良したことにより、上底部２２１ａに対して入射した後に斜辺部に当たる光線が多くなり、収束効果がより高くなっていることがわかる。

図２１は、垂直方向における実施例２の収束シート２２の効果を実施例１の収束シート１２と比較して示す輝度分布図である。
図２１において、一点鎖線で表した曲線は、収束シート１２を設けていない場合を示し、実線で表した曲線は、実施例１の収束シート１２を設けた場合を示し、破線で示した曲線は、実施例２の収束シート２２を設けた場合を示している。
実施例１の収束シート１２の効果により拡散光が収束して出射角度が狭く、かつ、収束した部分の輝度が高くなっており、実施例１による収束シート１２が光を収束している効果が確認できる。そして、破線（実施例２）と実線（実施例１）とを比較すると、収束シート１２よりも収束シート２２の方がより収束効果が高くなっている。

本実施例によれば、上底部２２１ａを凹面としたことにより、より多くの光を収束させることができる。
また、上底部２２１ａに近い部分の斜辺部２２１ｅ（及び２２１ｄ）の傾き角度を斜辺部２２１ｃ（及び２２１ｂ）よりも大きくしたので、より大きな入射角度で収束シート２２に対して入射する光を迷光とすることなく収束させることができる。
そして、本発明による拡散シート１４の効果によって、面光源上の位置によらず、均一な照明を得ることができる。

実施例３は、実施例１における拡散シート１４の拡散レンズアレイ１４１の形状を改良して拡散レンズアレイ２４１とした拡散シート２４を備える透過型表示装置の例である。よって、実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図２２は、実施例３における拡散シート２４の断面形状を拡大した図である。
図２３は、実施例３における拡散シート２４に入射した光の軌跡を示す図である。
実施例３における拡散シート２４は、図２２に示した断面において、長半径が０．１２ｍｍ、短半径が０．０６ｍｍの楕円の一部に相当する形状を有した拡散レンズアレイ２４１が形成されている。拡散レンズアレイ２４１は、その長軸が拡散シート２４のシート面に対して直交し、ピッチ０．０９ｍｍとなるように配置されており、屈折率Ｎ＝１．５５のアクリルスチレン共重合物により形成され、拡散シート２４の厚さは、２ｍｍである。なお、拡散シートの形成は、ＵＶ硬化樹脂を用いて行ってもよく、その場合には、例えば、エポキシアクリレート系樹脂を用いるとよい。

また、隣り合う拡散レンズアレイ２４１の間には、ＬＣＤパネル１１側に凹となる半径０．０５０ｍｍの円筒面である凹形状２４２が形成されている。この凹形状２４２は、入射角度が０度付近の入射光に対して適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束させる作用を有している。また、拡散シート２４を成型する金型を作製する場合に、この部分に、２μｍから５μｍ程度の平坦部を設けることにより、金型の強度を高め、金型の変形を防止することができる。
本実施例の拡散レンズアレイ２４１では、入射角度が３０度から５０度の範囲の入射光に対しての補正効果を高める設計であることから、拡散レンズアレイ２４１の形状のみでは、入射角度が０度付近の入射光の透過率が低下してしまうが、この凹形状２４２を設けることにより、入射角度が０度付近の入射光の透過率を高めながらも、適度なムラ消し作用、及び、出射方向を補正・収束している。
なお、凹形状２４２の代わりに、平坦面、微細凹凸形状を設けてもよい。

拡散レンズアレイ２４１を上述の形状とすると、その高さＨは、０．０３５ｍｍとなる。また、上述のように、拡散レンズアレイ２４１の幅Ｗは、０．０９ｍｍであるから、これらの値は、以下の式（２）を満足している。
ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１）） ・・・式（２）
この式（２）は、レンズ谷の端から１０％の位置で全反射した光がレンズ頂部で全反射するか否かを判断する式（２）である。レンズ頂部には、色々な方向から光が到達するが、拡散レンズアレイ２４１の間の谷部において、ある一定方向から来た光が全反射し、頂部から出射すると斜め方向へ進んでしまうので、斜めから観察したときにムラに見えてしまう。この式（２）を満足することにより、斜めから観察したときにムラが観察されないようにすることができるとともに、光の利用効率を高めることができる。

仮に、式（２）を満たさない形状としてしまうと、画面の上下の大きい角度への出射光が多くなり、効率の低下が大きい上に、出射光は、限定された入射角の照明光の場合にのみ当てはまるので、結果として陰極線管の位置が判るようなムラ（管ムラ）の原因となってしまう。
図２４は、式（２）を満足した場合と満足しない場合とを比較して示した図である。図２４（ａ）は、本実施例の場合を示し、図２４（ｂ）は、式（２）を満足しない場合を示している。
図２４に示すように、式（２）を満足しないと、拡散レンズアレイの端付近において全反射する光は、拡散シートから斜めに出射してしまうが、式（２）を満足すれば、拡散レンズアレイ２４１の端付近において全反射する光は、光源側へ戻されて、再利用することができる。

図２５は、拡散シート２４に観察者側から入射した光の軌跡を示す図である。
図２５に示すように、拡散シート２４を透過した後に、ＬＣＤパネル１１，収束シート１２，反射型偏光性シート１５等で散乱反射して拡散シート２４に戻ってきた光は、陰極線管１３側へ戻って再利用したり、拡散シート２４により反射して照明光として再出射したりして、有効に利用することができる。
本実施例によれば、光の利用効率をより高め、斜めから見てもムラのない面光源とすることができる。

図２９は、本発明による透過型表示装置の実施例４を示す図である。
実施例４は、実施例１における収束シート１２，拡散シート１４に代えて、拡散シート４４−１，４４−２を配置した例である。
拡散シート４４−１は、陰極線管１３から出射した光を拡散して均一化するシートであ
り、出射側に光を拡散して出射する拡散レンズアレイ４４４−１が形成されている。拡散レンズアレイ４４４−１は、連続する楕円筒の一部を平行に多数並べて配置したレンチキュラーレンズである。拡散レンズアレイ４４４−１の並ぶ方向は、陰極線管１３の並ぶ方向と一致している（図２９参照）。なお、拡散レンズアレイ４４４−１の具体的な形状は、実施例１における拡散レンズアレイ１４１と同一形状である。

また、拡散シート４４−１を形成する樹脂には、光拡散微粒子が含まれている。さらに、拡散シート４４−１の入射面には、微細凹凸形状が賦型されている。これら光拡散微粒子及び微細凹凸形状により、拡散シート４４−１は、拡散レンズアレイ４４４−１による光拡散作用に加えて、無指向性の光拡散作用を有している。本実施例におけるこの光拡散作用は、１／２拡散角が５０度である。この無指向性の光拡散作用は、光源側に若干の拡散効果を持たせて、ムラを低減する作用を有している。なお、この拡散レンズアレイ４４４−１による光拡散作用に加えて設ける無指向性の光拡散作用は、多すぎると、正面輝度の低下が激しくなることから、１／２拡散角で７０度以内とすることが望ましい。

拡散シート４４−２は、拡散シート４４−１と反射型偏光性シート１５との間に設けられており、拡散シート４４−１から出射した光を拡散シート４４−１の拡散レンズアレイ４４４−１による拡散方向と直交する方向に光を拡散させて均一化するシートである。拡散シート４４−２は、その出射側に拡散シート４４−１が有する拡散レンズアレイ４４４−１と同一形状の拡散レンズアレイ４４４−２が形成されている。ただし、拡散シート４４−２は、拡散レンズアレイ４４４−２の光拡散作用の方向が、拡散シート４４−１における拡散レンズアレイ４４４−１の光拡散作用の方向と直交するように配置されている。すなわち、本実施例では、拡散レンズアレイ４４４−２の並ぶ方向が、陰極線管１３の並ぶ方向と直交している（図２９参照）。
また、拡散シート４４−２には、拡散シート４４−１に含まれていた光拡散微粒子、及び、入射面に賦型されていた微細凹凸形状を有しておらず、したがって、無指向性の光拡散作用が追加されていない。

本実施例では、２つの拡散レンズアレイを直交配置することにより、直交する２方向において光を制御することができ、光を無駄なく利用することから、正面輝度を向上させることができる。また、縦横２方向の視野角をそれぞれ別の拡散レンズアレイにより制御することで、好適な視野角を実現でき、輝度の向上も図れる。さらに、拡散シート４４−１に無指向性の光拡散作用を与えたことにより、ムラを防止するためのいわゆるビーズ拡散板等を別途設ける必要がなく、ムラを押さえながら輝度の向上を実現した上で、コストの低減も図ることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施例において、拡散シート１４，２４を形成する単位レンズは、連続する楕円筒の一部であるレンチキュラーレンズシートである例を示したが、これに限らず、例えば、回転楕円体の一部としてもよい。

（２）各実施例において、拡散シート１４，２４の入射側は、平面である例を示したが、これに限らず、例えば、さらなる光の拡散作用を与えるために、エンボス加工等により微細凹凸形状を形成してもよい。

（３）各実施例において、拡散シート１４，２４、収束シート１２の層構成については、特に言及していないが、陰極線管１３の点灯による発熱により光源側から乾燥して、各シートの撓み、反り等が問題となる場合には、例えば、２層以上の層構成として、入射側の
層の吸湿率を出射側の層の吸湿率よりも高い層とする。各シートの成形時に略フラットな形状とし、吸湿したときには、入射側へ凸な形状となって、陰極線管１３の点灯による発熱により光源側から乾燥しても、出射側へ凸とならないようにすることもできる。また、光源側にスペーサを設けてもよい。

（４）各実施例において、拡散シート１４，２４、収束シート１２又は２２、反射型偏光性シート１５を組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置とした例を示したが、これに限らず、例えば、収束シート１２又は２２を省略してもよいし、反射型偏光性シート１５を省略してもよいし、これら以外の各種光学シートと拡散シート１４とを組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置を形成してもよい。

（５）実施例４において、拡散シート４４−１，４４−２は、拡散レンズアレイの形状が同一である例を示したが、これに限らず、例えば、一方の拡散シートについて、ピッチを変えた拡散レンズアレイとしたり、複数種類の単位レンズの集合からなる拡散レンズアレイとしたりしてもよい。
また、その逆に、全く同一の拡散シートを複数枚重ねて配置するようにしてもよい。

（６）実施例４において、陰極線管１３に近い位置に配置された拡散シート４４−１の拡散レンズアレイ４４４−１の並ぶ方向が陰極線管１３の並ぶ方向と一致している例を示したが、これに限らず、例えば、陰極線管１３に近い位置に配置された拡散シートの拡散レンズアレイの並ぶ方向を陰極線管の並ぶ方向と直交させてもよい。

（７）実施例４において、拡散シート４４−１，４４−２を互いの光拡散方向が直交するように配置する例を示したが、これに限らず、例えば、光拡散方向が同一となるように配置してもよい。この場合には、光拡散効果を同一方向について増加させることができる。

１０ 透過型表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２，２２ 収束シート
１２１，２２１ 単位形状
１２１ａ，２２１ａ 上底部
１２１ｂ，１２１ｃ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ，２２１ｅ 斜辺部
１２２，２２２ 平坦部
１２３，２２３ 収束レンズアレイ
１３ 陰極線管
１４，２４，４４−１，４４−２ 拡散シート
１４１，２４１，４４４−１，４４４−２ 拡散レンズアレイ
１５ 反射型偏光性シート
２４２ 凹形状

Claims (10)

1. 透過型表示部を背面から照明する直下型の面光源装置であって、
   複数の光源が離散的に配列された光源部と、
   前記光源部の出射側に設けられ、前記光源から出射した光を拡散して均一化する拡散シートと、
   を備え、
   前記拡散シートは、
   該面光源装置に用いられる光学部材のうち最も前記光源部側に設けられ、
   少なくとも出射側に、光を拡散して出射する拡散レンズアレイが形成されており、
   前記拡散レンズアレイを形成する単位レンズは、長軸がシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部であり、
   前記単位レンズの短半径に対するピッチの比（ピッチ／短半径）は、０．５〜１．８の範囲内であり、
   前記単位レンズの配列方向と前記光源部の複数の前記光源の配列方向とは、平行であり、
   前記単位レンズの前記配列方向における幅をＷ、高さをＨ、屈折率をＮとしたときに、
   ａｒｃｓｉｎ（１／Ｎ）＜ａｒｃｔａｎ（１／（（２Ｈ／Ｗ）−０．１））
   を満足し、
   前記単位レンズの配列方向及び該面光源装置の厚み方向に平行な断面において、前記光源が前記単位レンズの配列方向に沿って離散的に配列されており、
   前記単位レンズに光強度の指向性を有する光が入射するものであって、前記光強度の指向性は、前記複数の光源の位置関係によって発生するものであること、
   を特徴とする面光源装置。
2. 請求項１に記載の面光源装置において、
   前記光強度の指向性を有する光の半値角が７０度以内であること、
   を特徴とする面光源装置。
3. 請求項２に記載の面光源装置において、
   前記拡散シートは、入射側に光を拡散する作用を有した微細凹凸形状を有し、
   前記微細凹凸形状は、１／２拡散角が７０度以内の無指向性の光拡散作用を有すること、
   を特徴とする面光源装置。
4. 請求項２に記載の面光源装置において、
   前記拡散シートは、少なくとも一部に光拡散微粒子を含み、
   前記光拡散微粒子は、１／２拡散角が７０度以内の無指向性の光拡散作用を有すること、
   を特徴とする面光源装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
   前記単位レンズの長半径は、短半径の１．５倍から３倍の長さであること、
   を特徴とする面光源装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
   前記拡散レンズアレイを形成する単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、
   を特徴とする面光源装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
   前記拡散シートは、２層以上の異なる層を有しており、入射側の層の吸湿率は、出射側の層の吸湿率よりも高いこと、
   を特徴とする面光源装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
   前記拡散シートの前記拡散レンズアレイは、連続する一種類又は複数種類の楕円筒の一部である単位レンズを有し、
   前記拡散シートと同一又は異なる種類の拡散シートが前記拡散シートよりも出射側に少なくとも１枚配置されていること、
   を特徴とする面光源装置。
9. 請求項８に記載の面光源装置において、
   前記拡散シートは、少なくとも１組が拡散レンズアレイによる光拡散作用の方向が直交するように配置されていること、
   を特徴とする面光源装置。
10. 透過型表示部と、
    請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の面光源装置と、
    を備える透過型表示装置。

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