(57)【要約】【課題】輝度や色度の光学的な均一性を向上させ、光利用効率の高いバックライト光学系とバックライト光源を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  液晶パネルと、複数の発光ダイオード光源３を用いるバックライト光源と、液晶パネルの裏面に配置される光学部材５と、を含む液晶表示装置であって、光学部材５のバックライト光源からの光を入射させる面には、複数の斜面から形成された複数のプリズム部２５が列をなして配置され、光学部材５において、隣接する斜面の間には溝部２６が形成される、ことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図６
2010217349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
複数の発光ダイオード光源を用いるバックライト光源と、
前記液晶パネルの裏面に配置される光学部材と、を含む液晶表示装置であって、
前記光学部材の前記バックライト光源からの光を入射させる面には、複数の斜面から形成された複数のプリズム部が列をなして配置され、
前記光学部材において、隣接する斜面の間には溝部が形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記溝部は、前記プリズム部における前記複数の斜面よりも大きな傾斜角度で傾斜した少なくとも２つの斜面を有して、前記プリズム部が有する高さよりも深くなるように形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記プリズム部のそれぞれは、少なくとも２つの斜面を有することにより断面が三角形状に形成されて、
前記溝部は、前記２つの斜面がなす稜線または谷線に沿って、該２つの斜面を分断するように形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置において、
前記複数の発光ダイオード光源は、前記光学部材に対して前記液晶パネルの反対側となる位置に配置されて、
前記光学部材は、前記複数の発光ダイオード光源からの光を散乱させて前記液晶パネルに向けて出射する拡散部材であって、
前記拡散部材の前記液晶パネルの反対側の面には、前記発光ダイオード光源の配置に応じて前記プリズム部および前記溝部が形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記拡散部材には、所定の一方向に沿った方向に稜線及び谷線が形成されるようにプリズム部が配置されて、
前記溝部は、前記稜線又は前記谷線の少なくともいずれかに沿って、ストライプ状に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記プリズム部は、前記発光ダイオード光源の１つから所定の放射角で出射する光を、前記光学部材に入射させるとともに前記溝部に向けて進行するように屈折させ、
前記溝部は、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を、前記所定の放射角よりも小さくするように、前記プリズム部で屈折された前記光を立ち上げて反射させる、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置において、
前記溝部は、前記発光ダイオード光源の１つから前記所定の放射角で出射して前記プリズム部で屈折された光を、全反射させて前記液晶パネル側の面から出射させる、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の液晶表示装置において、
前記液晶パネルは、前記稜線及び谷線に対して平行となる方向に透過軸を有する下偏光板を含み、
前記溝部は、前記発光ダイオード光源の１つから前記稜線及び谷線に対して垂直となる方位に所定範囲の放射角で出射する光を、全反射する角度よりも小さい角度で反射させることにより、前記稜線及び谷線に対して垂直となる方向の偏光成分の割合を減少させて、前記液晶パネルに向けて反射する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記発光ダイオードの１つは、低角度側の放射角よりも高角度側の放射角において発光強度が高くなるように発光し、
前記プリズム部は、前記低角度側の放射角の光を入射させて前記液晶パネル側の面に向けて屈折させるとともに前記光学部材から出射させて、前記高角度側の放射角の光を入射させて前記溝部に向けて屈折させ、
前記溝部は、前記プリズム部で屈折された前記高角度側の放射角の光を前記液晶パネル側の面に向けて反射することにより、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を前記高角度側の放射角よりも小さくする、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記光学部材の前記バックライト光源からの光を入射させる面には、少なくとも２つの斜面が交互に配置されることにより、断面が三角形状に形成される複数のプリズム部が列をなして配置され、
前記溝部は、前記光学部材において交互に配置される前記２つの斜面の間に形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の液晶表示装置において、
前記複数の発光ダイオード光源は、前記光学部材の側方に配置されて、
前記光学部材は、前記複数の発光ダイオード光源からの光を側方から入射させて前記液晶パネルに向けて出射するように導光する導光板であって、
前記導光板の前記発光ダイオード光源からの光を入射させる面には、前記発光ダイオード光源の配置に応じて前記プリズム部および前記溝部が形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記拡散部材は、前記プリズム部及び前記溝部が形成された透明フィルムと、該透明フィルムに貼り合わされて該透明フィルムから進行する光を散乱させて前記液晶パネルに向けて出射する拡散板または拡散シートとを含んで構成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記拡散部材の前記液晶パネル側の面には、前記溝部に対応して少なくとも２つの斜面を有するプリズムが形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記拡散部材と前記液晶パネルとの間には、光学フィルムが配置され、
前記拡散部材は、前記液晶パネル側の面が平坦に形成され、
前記光学フィルムの前記拡散部材側の面には、前記溝部に対応して少なくとも２つの斜面を有するプリズムが形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記発光ダイオード光源のそれぞれは、前記液晶パネルにおける所定領域にそれぞれ光を供給し、
前記発光ダイオード光源の１つから所定の放射角で出射する光が、前記プリズム部に入射して前記溝部に向けて進行するように屈折され、
前記プリズム部で屈折された前記光が、前記溝部によって反射されることにより、前記発光ダイオード光源の１つが光を供給する前記所定領域を狭くするように集光される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記プリズム部は、傾斜角度ｘで傾斜した斜面を有して形成され、
前記プリズム部は、前記発光ダイオード光源から放射角θで出射した光を前記傾斜角度ｘで傾斜した斜面から入射させるとともに前記溝部に向けて屈折させ、
前記溝部は、前記プリズム部における斜面で屈折された光を反射することにより、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を前記放射角θよりも小さくするように立ち上げ、
前記発光ダイオード光源から放射角θで出射した光の入射角度となるθ−ｘについては、
０°≦θ−ｘ＜９０°関係にある、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の液晶表示装置において、
前記光学部材は、屈折率ｎを有し、
前記溝部は、前記光学部材の前期バックライト光源からの光を入射させる面に対して垂直となる方向となす角度αで傾斜した斜面を有して形成されて、
前記発光ダイオード光源から放射角θで出射して傾斜角度ｘで傾斜した前記斜面で屈折されるとともに、角度αで傾斜した前記斜面で反射されて前記液晶パネル側の面から出射する光の出射角度sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−２α))は、｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−２α))｜≦３０°の関係となる、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の液晶表示装置において、
前記光学部材は、屈折率ｎを有し、
前記プリズム部は、所定の一方向に沿った方向に稜線及び谷線が形成されるように列をなして配置されて、
前記溝部は、前記稜線又は谷線の少なくとも何れかに沿ってストライプ状に形成され、
前記液晶パネルは、前記稜線及び谷線に対して平行となる方向に透過軸を有する下偏光板を含み、
前記溝部は、前記光学部材の前期バックライト光源からの光を入射させる面に対して垂直となる方向となす角度αで傾斜した斜面を有して形成されて、
前記発光ダイオード光源の１つから前記稜線及び谷線に対して垂直となる方位に放射角θで出射して、傾斜角度ｘで傾斜した前記プリズム部の斜面で屈折されるとともに、角度αで傾斜した前記溝部の斜面に入射する光の入射角度９０°−(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−α)は、２０°≦９０°−(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−α)＜４５°の関係となって、該光は、前記稜線及び谷線に対して垂直となる方向の偏光成分の割合を減少させて、前記溝部の角度αで傾斜した斜面において前記液晶パネルに向けて反射される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライト光学系及び光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置のパネルにおける輝度や色度の光学的な均一性の向上のために、バックライトの光学系に対して対策がなされている。バックライトの光学系は、拡散板や拡散シート及びプリズムシートなどの光学部材を含んで構成される。また、大型液晶ディスプレイでは、バックライトの光学系は、陰極管ランプに対して設計されてきたものである。
【０００３】
近年、液晶表示装置のバックライトには、発光ダイオード光源が用いられるようになってきている。しかしながら、バックライトの光学系は、点光源である発光ダイオードの発光分布を考慮した形で設計されておらず、輝度や色度の光学的な均一性を向上させて十分に確保するように設計されているとは言えない。ここで、特許文献１及び特許文献２は、発光ダイオード光源の発光分布や特質を考慮して、これまでバックライトの光学系に対して対策を行ってきた旨の記載が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、液晶表示装置のバックライトユニットにおける光学プレートに、周期的な溝が形成されて、ローカル領域に２種類のコリメートレンズを設ける構成が開示されている。そして、上記の溝によりバックライト光を反射させて、さらに広げ、画面の均一性を向上することを述べている。特許文献２では、斜め方向に反射させる反射面を有した溝部を導光板に設け、逆プリズムシートへ効率よく入射させる逆プリズム型導光板を有するバックライトが開示されている。これにより、透過モードの光利用効率を向上させることができ、輝度及び光学的な均一性を改善することが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３４８８１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、発光ダイオード光源を用いたバックライト光源において、光学的な均一性を改善する必要がある。ここでさらに、液晶表示装置の薄型化を図った場合には、バックライトの光学距離は縮小されるため、発光ダイオードによるバックライトの輝度や色度のムラが顕著となり、光学的なムラの対策が課題となる。
【０００７】
また、バックライト光学系においては、光損失を抑制した光利用効率の高い構成が要求されている。
【０００８】
これらにより、本発明は、輝度や色度の光学的な均一性を向上させ、光利用効率の高いバックライト光学系とバックライト光源を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、複数の発光ダイオード光源を用いるバックライト光源と、前記液晶パネルの裏面に配置される光学部材と、を含む液晶表示装置であって、前記光学部材の前記バックライト光源からの光を入射させる面には、複数の斜面から形成された複数のプリズム部が列をなして配置され、前記光学部材において、隣接する斜面の間には溝部が形成される、ことを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記溝部は、前記プリズム部における前記複数の斜面よりも大きな傾斜角度で傾斜した少なくとも２つの斜面を有して、前記プリズム部が有する高さよりも深くなるように形成される、ことを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記プリズム部のそれぞれは、少なくとも２つの斜面を有することにより断面が三角形状に形成されて、前記溝部は、前記２つの斜面がなす稜線または谷線に沿って、該２つの斜面を分断するように形成される、ことを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記複数の発光ダイオード光源は、前記光学部材に対して前記液晶パネルの反対側となる位置に配置されて、前記光学部材は、前記複数の発光ダイオード光源からの光を散乱させて前記液晶パネルに向けて出射する拡散部材であって、前記拡散部材の前記液晶パネルの反対側の面には、前記発光ダイオード光源の配置に応じて前記プリズム部および前記溝部が形成される、ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記拡散部材には、所定の一方向に沿った方向に稜線及び谷線が形成されるようにプリズム部が配置されて、前記溝部は、前記稜線又は前記谷線の少なくともいずれかに沿って、ストライプ状に形成される、ことを特徴とする。
【００１４】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記プリズム部は、前記発光ダイオード光源の１つから所定の放射角で出射する光を、前記光学部材に入射させるとともに前記溝部に向けて進行するように屈折させ、前記溝部は、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を、前記所定の放射角よりも小さくするように、前記プリズム部で屈折された前記光を立ち上げて反射させる、ことを特徴とする。
【００１５】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記溝部は、前記発光ダイオード光源の１つから前記所定の放射角で出射して前記プリズム部で屈折された光を、全反射させて前記液晶パネル側の面から出射させる、ことを特徴とする。
【００１６】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記液晶パネルは、前記稜線及び谷線に対して平行となる方向に透過軸を有する下偏光板を含み、前記溝部は、前記発光ダイオード光源の１つから前記稜線及び谷線に対して垂直となる方位に所定範囲の放射角で出射する光を、全反射する角度よりも小さい角度で反射させることにより、前記稜線及び谷線に対して垂直となる方向の偏光成分の割合を減少させて、前記液晶パネルに向けて反射する、ことを特徴とする。
【００１７】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光ダイオードの１つは、低角度側の放射角よりも高角度側の放射角において発光強度が高くなるように発光し、前記プリズム部は、前記低角度側の放射角の光を入射させて前記液晶パネル側の面に向けて屈折させるとともに前記光学部材から出射させて、前記高角度側の放射角の光を入射させて前記溝部に向けて屈折させ、前記溝部は、前記プリズム部で屈折された前記高角度側の放射角の光を前記液晶パネル側の面に向けて反射することにより、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を前記高角度側の放射角よりも小さくする、ことを特徴とする。
【００１８】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記光学部材の前記バックライト光源からの光を入射させる面には、少なくとも２つの斜面が交互に配置されることにより、断面が三角形状に形成される複数のプリズム部が列をなして配置され、前記溝部は、前記光学部材において交互に配置される前記２つの斜面の間に形成される、ことを特徴とする。
【００１９】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記複数の発光ダイオード光源は、前記光学部材の側方に配置されて、前記光学部材は、前記複数の発光ダイオード光源からの光を側方から入射させて前記液晶パネルに向けて出射するように導光する導光板であって、前記導光板の前記発光ダイオード光源からの光を入射させる面には、前記発光ダイオード光源の配置に応じて前記プリズム部および前記溝部が形成される、ことを特徴とする。
【００２０】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記拡散部材は、前記プリズム部及び前記溝部が形成された透明フィルムと、該透明フィルムに貼り合わされて該透明フィルムから進行する光を散乱させて前記液晶パネルに向けて出射する拡散板または拡散シートとを含んで構成される、ことを特徴とする。
【００２１】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記拡散部材の前記液晶パネル側の面には、前記溝部に対応して少なくとも２つの斜面を有するプリズムが形成される、ことを特徴とする。
【００２２】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記拡散部材と前記液晶パネルとの間には、光学フィルムが配置され、前記拡散部材は、前記液晶パネル側の面が平坦に形成され、前記光学フィルムの前記拡散部材側の面には、前記溝部に対応して少なくとも２つの斜面を有するプリズムが形成される、ことを特徴とする。
【００２３】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記発光ダイオード光源のそれぞれは、前記液晶パネルにおける所定領域にそれぞれ光を供給し、前記発光ダイオード光源の１つから所定の放射角で出射する光が、前記プリズム部に入射して前記溝部に向けて進行するように屈折され、前記プリズム部で屈折された前記光が、前記溝部によって反射されることにより、前記発光ダイオード光源の１つが光を供給する前記所定領域を狭くするように集光される、ことを特徴とする。
【００２４】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記プリズム部は、傾斜角度ｘで傾斜した斜面を有して形成され、前記プリズム部は、前記発光ダイオード光源から放射角θで出射した光を前記傾斜角度ｘで傾斜した斜面から入射させるとともに前記溝部に向けて屈折させ、前記溝部は、前記プリズム部における斜面で屈折された光を反射することにより、前記光学部材の前記液晶パネル側の面からの出射角度を前記放射角θよりも小さくするように立ち上げ、前記発光ダイオード光源から放射角θで出射した光の入射角度となるθ−ｘについては、０°≦θ−ｘ＜９０°関係にある、ことを特徴とする。
【００２５】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記光学部材は、屈折率ｎを有し、前記溝部は、前記光学部材の前記バックライト光源からの光を入射させる面に対して垂直となる方向となす角度αで傾斜した斜面を有して形成されて、前記発光ダイオード光源から放射角θで出射して傾斜角度ｘで傾斜した前記斜面で屈折されるとともに、角度αで傾斜した前記斜面で反射されて前記液晶パネル側の面から出射する光の出射角度sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−２α))は、｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−２α))｜≦３０°の関係となる、ことを特徴とする。
【００２６】
また本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記光学部材は、屈折率ｎを有し、前記プリズム部は、所定の一方向に沿った方向に稜線及び谷線が形成されるように列をなして配置されて、前記溝部は、前記稜線又は谷線の少なくとも何れかに沿ってストライプ状に形成され、前記液晶パネルは、前記稜線及び谷線に対して平行となる方向に透過軸を有する下偏光板を含み、前記溝部は、前記光学部材の前期バックライト光源からの光を入射させる面に対して垂直となる方向となす角度αで傾斜した斜面を有して形成されて、前記発光ダイオード光源の１つから前記稜線及び谷線に対して垂直となる方位に放射角θで出射して、傾斜角度ｘで傾斜した前記プリズム部の斜面で屈折されるとともに、角度αで傾斜した前記溝部の斜面に入射する光の入射角度９０°−(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−α)は、２０°≦９０°−(ｘ＋sin-1(sin(θ−x)/n)−α)＜４５°の関係となって、該光は、前記稜線及び谷線に対して垂直となる方向の偏光成分の割合を減少させて、前記溝部の角度αで傾斜した斜面において前記液晶パネルに向けて反射される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、液晶パネルに対する複数の発光ダイオード光源を含むバックライト光源の輝度分布の均一性と光利用効率の向上を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置において、液晶パネルが載置される前のバックライト光源及びバックライト光学系の様子を示す上面図である。
【図３】実施形態１に係る発光ダイオード光源パッケージの様子を示す図である。
【図４】実施形態１に係るバックライト光源の構成を示す図である。
【図５】実施形態１に係る拡散板の構成を示す図である。
【図６】実施形態１に係る拡散板にバックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図７】四角錐状のプリズム部が升目状に形成されている拡散板の様子を示す平面図である。
【図８】四角錐状のプリズム部が千鳥格子状に形成されている拡散板の様子を示す平面図である。
【図９】プリズム部間に溝部が形成された拡散板の様子を示す図である。
【図１０】プリズム部間に溝部が形成された拡散板に、バックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図１１】実施形態２に係る拡散部材の様子を示す図である。
【図１２】実施形態２に係る拡散部材にバックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図１３】プリズム部間に溝部が形成された透明フィルムと拡散板によって構成される拡散部材の様子を示す図である。
【図１４】プリズム部間に溝部が形成された透明フィルムと拡散板によって構成される拡散部材に、バックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図１５】実施形態３に係る液晶表示装置のバックライト光源とバックライト光学系の断面図を示す図である。
【図１６】実施形態３に係る導光板の様子を示す図である。
【図１７】実施形態３に係る導光板にバックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図１８】プリズム部間に溝部が形成された導光板の様子を示す図である。
【図１９】プリズム部間に溝部が形成された導光板に、バックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図２０】実施形態４に係る拡散板の様子を示す図である。
【図２１】実施形態４に係る拡散板にバックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図２２】拡散板と液晶パネルとの間に配置された、断面が三角形状となるプリズムを周期的に設けた光学フィルムの様子を示す図である。
【図２３】バックライト光源から拡散板を経て、断面が三角形状のプリズムが周期的に配置された光学フィルムに光線が透過する様子を示す図である。
【図２４】実施形態５に係る拡散板にバックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図２５】拡散板に、バックライト光源からの光線が透過する様子を示す図である。
【図２６】空気中から屈折率が１．４の材料に入射する場合のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の透過率と反射率を示す図である。
【図２７】屈折率が１．４の材料から空気中に出射する場合のＳ偏光成分及びＰ偏光成分の透過率と反射率を示す図である。
【図２８】θ＝６０°の場合の傾斜角度ｘと入射角度βの関係を示すグラフである。
【図２９】θ＝７０°の場合の傾斜角度ｘと入射角度βの関係を示すグラフである。
【図３０】θ＝８０°の場合の傾斜角度ｘと入射角度βの関係を示すグラフである。
【図３１】発光ダイオード光源が有する放射角度と光強度の関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下において説明する本発明に係る各実施形態の液晶表示装置は、これらの実施形態によっては限定されず、その技術的思想の範囲内において異なる形態にて実施されて良いし、例えば、これらの各実施形態において開示されている形態を組み合わせた形態も本発明に含まれるものとする。
【００３０】
［実施形態１］
図１から図８を用いて、本発明に係る実施形態１を説明する。図１は、液晶パネルとバックライト光学系及びバックライト光源を含んで構成される液晶表示装置の全体構成を示す。本実施形態にかかるバックライト光源としては、中型及び大型の液晶パネルに用いられる直下型バックライトの光源モジュールが用いられ、液晶パネルの直下となる位置に規則的に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）光源を含んで構成される。図１では、バックライト筐体１と、プリント基板２と、プリント基板２上に設けられた複数の発光ダイオードパッケージ光源３とを有するバックライト光源と、バックライト光源の形状及びバックライト光線４の発光分布に合せて調整されるバックライト光学系の断面の様子が模式的に示される。バックライト光学系は、拡散板５と、拡散シート６と、プリズムシート７と、偏光反射シート８とを含んで構成されて、液晶パネルは、下部偏光板９、薄膜トランジスタ搭載液晶セル１０、上部偏光板１１を含んで構成される。図２は、バックライト光源及びバックライト光学系の様子を示す上面図であり、液晶パネルが載置される前の状態を示している。図２に示すように、支持筐体１２の内側の領域１３に、バックライト光学系（及びバックライト光源）が設けられて、さらに駆動回路部１４が配置されている。
【００３１】
図３は、発光ダイオードパッケージ光源３の様子を示す図である。本実施形態におけるバックライト光源は、複数の発光ダイオードパッケージ光源３が配置された図４で示すような光源モジュールとして構成される。図３で示す発光ダイオードパッケージ光源３（以下、発光ダイオード光源３）は、例えば、白色光源であって、白色の発光ダイオード光源３は、樹脂モールド材やセラミック材から構成される基材１５上に、配線パターン１６及びリフレクタ１７を設け、次にダイボンド材１８上に、青色発光ダイオード素子１９を搭載固定し、Ａｕワイヤ２０により配線パターン１６と接続して導通をとり、その後、蛍光体を含有する透明樹脂２１により封止することにより構成される。図３では、青色発光ダイオード素子と蛍光体による白色光源の一例を示したが、光源として赤色Ｒと緑色Ｇ及び青色Ｂの発光ダイオード素子をそれぞれ実装搭載し、混色により白色バランスをとるＲＧＢ光源で白色光としてもよい。バックライト光源は、図４に示すように、発光ダイオード光源３をプリント基板２上に搭載し、プリント基板２の配線と接続し導通をとることによって形成される。
【００３２】
本実施形態では、発光ダイオード光源３の配置や、その発光分布に合せて、バックライト光学系を調整して構成する。図１のバックライト光学系のうち、液晶パネルの裏面において配置される拡散板５について注目し、図５に本実施形態における拡散板５の構成を示す。図５で示すように、拡散板５において、バックライト光源側に対向する片面には、断面が三角形状に形成されるプリズム部２５と、プリズム部２５の頂角の位置に形成される溝部２６が周期的に形成される。すなわち、図５におけるプリズム部２５は、２つの斜面が対称に傾斜して凸状にせり出して断面が三角形状に形成され、溝部２６はプリズム部２５の頂角の位置において形成されている。ここで、プリズム部２５は３以上の複数の斜面で形成されてもよく、拡散板５におけるバックライト光源からの光を入射させる面に複数のプリズム部２５が列をなして配置されて、溝部２６は、拡散板５における複数の斜面のうちの互いに隣接する斜面の間に形成される。特に、本実施形態における溝部２６は、１対となる２つの斜面によって三角形状に形成されて、プリズム部２５における２つの斜面がなす稜線に沿って、当該２つの斜面を分離するように形成される。また、三角形状に形成される溝部２６において対称に傾斜した２つの斜面がなす挟角は、図５で示すように２αであるが、この挟角をなす部分が取り除かれて溝部２６が台形状となってもよい。また、溝部２６における斜面の傾斜角（９０°−α）は、プリズム部２５における斜面の傾斜角ｘよりも大きくなる傾斜角で形成されて、その深さは、プリズム部２５の高さよりも大きな寸法となる深さで設けておく。また、図５におけるプリズム部２５は、紙面に垂直な方向に稜線及び谷線が形成されるように、三角柱状の列をなして拡散板５に配置され、溝部２６は、その稜線に沿ってストライプ状に設けるものとなる。
【００３３】
図６は、バックライト光源と、本実施形態にかかる拡散板５との位置関係を模式的に示す図である。同図では、バックライト光源から拡散板５に光線が透過する様子が示されており、発光ダイオード光源３から出射されるバックライト光のうち所定の出射角θで出射する光を代表して矢印により表記する。同図で示すように、発光ダイオード光源３から出射角（放射角）θをもって出射される光線は、まず拡散板５のプリズム部２５に入射し、その後屈折して溝部２６において全反射させられるように、プリズム部２５の傾斜角ｘ及び溝部２６の挟角２αが調整されている。全反射させられた光線は、その後、拡散板５の中を透過し、拡散板５における液晶パネル側の面から出射される。
【００３４】
本実施形態での拡散板５は、発光ダイオード光源３から高角度で出射される光線に対して、拡散板５の垂直方向に立ち上げる機能を有している。ここで、角度θは、角度ｘとの関係において、0°≦θ-ｘ＜90°を満足する。このθ-ｘは、発光ダイオード光源３から放射角θで出射して傾斜角度ｘのプリズム部２５における斜面に入射する角度を示す。さらに、拡散板５の液晶パネル側の面からの出射角度は、角度θ、角度ｘ、角度αと拡散板５における屈折率ｎを変数としてsin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))の関係で示される。本実施形態では、角度θが0°≦θ-ｘ＜90°となる範囲において、｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦３０°の関係を満足するように、望ましくは｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦２０°の関係を満足するようにプリズム部２５の斜面の傾斜角度ｘ等が設定される。これにより、発光ダイオード光源３において高角度側に出射される光を調整して、低角度側へ集光させる効果をもたせることができる。なお、放射角θの光線は、拡散板５を透過する際に散乱を受けることにより、拡散されつつ液晶パネル側の面から出射されることとなる。しかし、放射角θの光線が液晶パネル側の面から出射される際には、散乱を受けない場合の出射角を中心として広がって出射されることから、本明細書では、拡散板５から拡散されつつ出射する光線を、拡散板５から散乱を受けずに出射する光線として近似的に取り扱う。このため、各実施形態において散乱を受けた光線についての説明を省略するものとする。
【００３５】
また、発光ダイオード光源３から出射される高角度側の光線は、拡散板５の表面や内部、及び液晶パネル側出射面における反射率が高くなり、液晶パネルの方向に低角度側の光線よりも輝度を大きく確保できず、有効に活用されにくかった。これに対して、本実施形態では、拡散板５のプリズム部２５及び溝部２６の斜面の角度等を調整することにより、発光ダイオード光源３の高角度側の出射光を、拡散板５に対して垂直となる方向に近づけて出射する（立ち上げる）ことが可能となる。これにより、有効に活用されにくい発光ダイオード光源３から出射される高角度側の光線を有効利用でき、光利用効率を高める効果につながる。これにより、バックライト光源の電力効率を高め、より低消費電力で駆動できるバックライト光源を実現できる。
【００３６】
また、本実施形態ではバックライト光源として複数の発光ダイオード光源３を用いているため、本実施形態に係る液晶表示装置において、バックライト光源から液晶パネルに向けて光を照射する領域を任意に制御するエリア制御を採用するようにしてもよい。本実施形態に係る液晶表示装置でエリア制御を行うことにより、複数の発光ダイオード光源３のそれぞれは、その直上に位置する照射領域にそれぞれ光を照射する。そして特に、プリズム部２５及び溝部２６が拡散板５に形成されることにより、発光ダイオード光源３の直上に位置する液晶パネルの照射領域に発光ダイオード光源３の光が集光され（隣接する他の発光ダイオード光源３による照射領域に進行する光量が少なくなるように光が遮蔽され）、照射領域がハロー状に拡大するのが抑制される。したがって、エリア制御の際の、発光ダイオード光源から光が照射されるエリアと照射されないエリアとの間において、コントラストが向上する。
【００３７】
また、拡散板５の構成に関しては、上記に説明した構成の他に、縦横列に規則的に配置される発光ダイオード光源３に合せて、升目状に複数の斜面を有するプリズム部２５が、拡散板５から突き出て凸状に設けられてもよい。具体的には、図７及び図８で示すようにプリズム部２５は四角錘状に設けられ、溝部２６は、互いに隣接する斜面の間であって２つのプリズム部２５間に形成される谷線にそって凹状に形成される。発光ダイオード光源３の配置にあわせて、図７ではプリズム部２５が格子状に配列され、或いは、図８では、プリズム部２５が千鳥状に配列される。
【００３８】
また、本実施形態では、拡散板５にプリズム部２５及び溝部２６を形成しているが、拡散板５の代わりに拡散シートを用いて、これらを形成するのであってもよい。なお、拡散板５と発光ダイオード光源３の間の光学距離については、拡散板５におけるプリズム部２５の寸法設計と、発光ダイオード光源３の配向における高角度分布の形状設計を対応させることにより、近距離５〜１０ｍｍ程度の薄型対応から、拡大させた長距離５０〜６０ｍｍの厚型対応まで調整することができる。また、本実施形態では発光ダイオード光源３の配置に応じてプリズム部２５及び溝部２６が設けられる。具体的には、発光ダイオード光源３の中心軸に対して、プリズム部２５及び溝部２６が略対称に配置されて、発光ダイオード光源３の高角度側となる放射角の光は、プリズム部２５における斜面から拡散板５に入射する。ここで高角度側とは、本実施形態では発光ダイオード光源３から放射角４５°以上の角度で出射される光のことをいう。
【００３９】
また、本実施形態では、断面が三角形状に形成されたプリズム部２５における２つの斜面の間に溝部２６が形成されるが、２つのプリズム部２５間に溝部２６が形成されてもよい。図９及び図１０は、拡散板５におけるプリズム部２５間に形成される谷線に沿って溝部２６が形成されている様子を示す図であり、列をなして配置される複数のプリズム部２５のそれぞれの断面を三角形状にするように、少なくとも２つの斜面が交互に配置されて、溝部２６は谷線を形成する２つの斜面の間に配置される。この溝部２６は、谷線を形成する２つの斜面を分断するように形成されて、発光ダイオード光源３から高角度側で出射した光が、プリズム部２５の稜線に溝部２６が形成される場合と同様に集光される。また、上記の図５及び図６のようにプリズム部２５及び溝部２６が形成される場合に比して、発光ダイオード光源３と拡散板５とを接近させて、より短い光学距離でこれらを配置することができる。
【００４０】
なお、本実施形態におけるプリズム部２５は、断面が三角形状に形成されて、さらにその稜線と谷線とが一方向に平行となる。したがって拡散板５において三角柱状のプリズム部２５が列をなして配置されていることとなる。ここで、プリズム部２５の断面は三角形状とあるが、例えば、プリズム部２５が３以上の複数の斜面によって形成される場合や、２以上の頂角が形成されるような場合であっても全体的にみて三角形の形状に近いような場合も含むものとする。また、溝部２６は、本実施形態では、プリズム部２５の２つの斜面が稜線を形成する位置に形成されるとしているが、隣接する２つの斜面の間に形成されるものであればよい。具体的には、図５等の場合のように、隣接する２つの斜面が同一のプリズム部２５に属する複数の斜面のうちの２つであってもよいし、図９等の場合のように、隣接する２つの斜面が異なるプリズム部２５に属している場合であってもよい。また、傾斜角度が０°となる平面部を介してプリズム部２５の２つの斜面が隣接し、当該平面部に溝部２６が形成されているような場合であってもよい。
【００４１】
［実施形態２］
次に、図１１から図１４を用いて、本発明に係る実施形態２を説明する。
【００４２】
実施形態１では、溝部２６及びプリズム部２５が形成される光学部材は、拡散板５であった。一方、実施形態２では、プリズム部２５及び溝部２６をフレキシブルな透明フィルム２９において作製し、拡散板２４に透明フィルム２９を貼り合わせられることによって拡散板２４にプリズム部２５及び溝部２６が形成されて、拡散部材５が構成される。実施形態２は、光学部材の構成において実施形態１と異なるが、他の点については実施形態１と略同様であるため説明を省略する。図１１は実施形態２における拡散部材５の様子を示す図であり、図１２は、実施形態２におけるバックライト光源と拡散部材５との位置関係を示す図である。図１２は図６と同様に、発光ダイオード光源３から出射されるバックライト光のうち所定の出射角θで出射する光が代表して矢印により表記される。
【００４３】
実施形態２における光学部材を形成する際には、まず、実施形態１における図５及び図６と同様のプリズム部２５及び溝部２６の形状を透明フィルム２９に付与したものをまず作製しておき、拡散板２４に貼り付ける工程により一体化させる手法をとる。また、図１３と１４において示す拡散部材５の例では、実施形態１における図９と図１０と同様のプリズム部２５及び溝部２６で説明した形状を透明フィルム３０に付与したものをまず作製しておき、拡散板２４に貼り付ける工程により一体化させる手法をとる。ここで、透明フィルム２９や３０は、拡散板２４との境界における反射をできるだけ小さく抑えるため、拡散板２４と同程度の屈折率を有していることが望ましい。
【００４４】
上記で説明した手法によると、フレキシブルな透明フィルム２９又は３０は取り扱いが容易であってロール金型で所定の形状を付与することが可能になるので、より大型サイズとなる拡散部材を大量に再現性よく作製することが可能となる。なお、プリズム部２５等の形状を付与した透明フィルム２９又は３０を、拡散板２４よりも薄い拡散シートに貼り付けてもよいし、或いは透明フィルム２９又は３０だけでプリズム部２５及び溝部２５を形成する光学部材を構成することにより、より小型でフレキシブルなディスプレイ（例えば、車載カーナビゲーションや携帯電話程度のサイズを有した液晶表示装置）としても適用させることが可能である。透明フィルム２９又は３０だけでプリズム部２５及び溝部２６を有した光学部材を構成する場合には、別途拡散板が透明フィルム２９又は３０と液晶パネルとの間に設けられてもよい。
【００４５】
実施形態２によると、主にプリズム部２５と溝部２６が形成された透明フィルム２９又は３０を拡散板２４に対して貼り付けた拡散部材を用いることにより、バックライトの均一性と光利用効率の向上を実現するものである。実施形態１の拡散板５よりも、プリズム部２５及び溝部２６の精度とともに再現性を向上させてフレキシブルな透明フィルム２９又は３０を形成できるので、バックライトの輝度分布や色度分布に対してより均一性を確保できる。
【００４６】
［実施形態３］
上記の実施形態１及び実施形態２では、直下型のバックライトを有する液晶表示装置の光学部材にプリズム部２５及び溝部２６を形成している。一方、実施形態３では、いわゆるサイドライト型のバックライトを有する液晶表示装置であって、発光ダイオード光源をその側方に備えた導光板にプリズム部２５及び溝部２６を形成する点で実施形態１及び実施形態２とは異なる。図１５から図２０を用いて、実施形態３を説明するが、上記の実施形態１又は２と略同様となる点については説明を省略する。
【００４７】
まず、図１５では、実施形態３に係る液晶表示装置におけるバックライト光源とバックライト光学系の断面図を示す。図１５において、プリント基板シート３１上に、サイドライト型用の発光ダイオード光源パッケージ３２（以後、発光ダイオード光源３２）を搭載したバックライト光源を設けておく。そして、このバックライト光源を導光板３３にアライメントしてバックライト光を通し、導光板３３を透過したバックライト光線３４を、導光板３３の液晶パネル側に積層された逆プリズムシート３５と拡散フィルム３６とを介して、液晶パネル（下部偏光板３７、薄膜トランジスタ搭載液晶セル３８、上部偏光板３９）に提供する。
【００４８】
実施形態３では、図１６及び１７に示すように、導光部材３３１に、プリズム部２５及び溝部２６の形状を付与したフレキシブルな透明フィルム（或いはさらに拡散機能を持たせた拡散フィルム）４０を貼り付けることにより、導光板３３が構成される。
【００４９】
透明フィルム４０に設ける形状は、実施形態１の図５及び６で説明した形状をもとに形成される。ここで、プリズム部２５における一対の斜面の傾斜角度ｘ及び溝部２６を構成する一対の斜面による挟角２αは、実施形態１と同様に調整すればよい。角度θと角度ｘの関係は、０°≦θ-ｘ＜９０°であることを満足し、さらに角度θと、透明フィルム４０（或いは拡散フィルム４０）の屈折率ｎ、角度ｘ及び角度αの関係は、｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦３０°であり、望ましくは｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦２０°であることを満足するように、角度ｘ、角度α、及び屈折率ｎが設定される。発光ダイオード光源３２から高角度側となる放射角θの出射光は、図１７に記載の矢印で示すように、主に導光方向に沿って進行するような光路のバックライト光線となる。高角度側の放射角θで発光ダイオード光源３２から出射した光は、導光板３３における導光方向となす角度をθよりも小さくするように集光される。
【００５０】
また、図１８及び１９に示すように、導光部材３３１に、プリズム部２５及び溝部２６の形状を付与したフレキシブルな透明フィルム４１（或いは拡散フィルム４１）を貼り付けることにより、導光板３３が構成されるようにしてもよい。この場合において、透明フィルム４１に設ける形状は、実施形態１の図９及び１０で説明した形状をもとに形成される。ここで、プリズム部２５における一対の斜面の傾斜角度ｘ及び溝部２６における一対の斜面による挟角２αは、実施形態１と同様に調整すればよい。角度θと角度ｘの関係は、０°≦θ-ｘ＜９０°であることを満足し、さらに角度θと、透明フィルム４０（或いは拡散フィルム４０）の屈折率ｎと、角度ｘ及び角度αの関係は、｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦３０°であり、望ましくは｜sin-1(n・sin(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−２α))｜≦２０°であることを満足するように、屈折率ｎ、角度ｘ及び角度αを設定しておく。発光ダイオード光源３２から高角度側の放射角で出射した出射光は、図１９に記載の矢印で示すような、主に導光方向に沿って進行するような光路のバックライト光線となる。
【００５１】
ここで、形状を透明フィルム４０や４１は、導光部材３３１との境界における反射をできるだけ小さく抑えるため、導光部材３３１と同程度の屈折率を有していることが必要であり望ましい。なお、透明フィルム４０や４１が貼り付けられず、導光部材３３１の側面にプリズム部２５及び溝部２６が形成されて導光板３３を構成してもよいのは言うまでもない。
【００５２】
実施形態３では、サイドライト型のバックライト光学系に、プリズム部２５及び溝部２６が形成された光学部材として導光板３３を用い、当該導光板３３はフレキシブルな透明フィルム（或いは拡散フィルム）４０又は４１を導光部材３３１に貼り付けることによって構成される。当該構成によって、発光ダイオード光源３２によって液晶パネルに光が提供される領域における発光分布を調整し、光利用効率及び均一性の向上を実現されるものである。また、実施形態３の導光板３３を含む液晶表示装置において、エリア制御を採用するようにしてもよい。実施形態３における導光板３３により、発光ダイオード光源３２における高角度側の発光分布が導光方向に集光されるため、発光ダイオード光源３２が光を提供するエリアの輪郭部分における輝度が向上し、互いに隣接する発光ダイオード光源３２が光を提供するエリア同士が、直下型の場合と同様にオーバーラップする領域が制限されることになる。即ち、図１７及び図１９で示すように、ひとつの発光ダイオード光源３２による照射領域が図中横方向（導光方向に垂直な方向）にハロー状に拡大するのが抑制されて、コントラストの高いエリア制御が可能となる。
【００５３】
以上により、実施形態３に係る液晶表示装置では、輝度や色度及び、光利用効率が向上した低消費電力のバックライト光源が提供されるとともに、エリア制御される際のコントラストが向上したバックライト光源が提供される。
【００５４】
［実施形態４］
上記の実施形態１乃至３では、プリズム部２５において入射・屈折させて溝部２６で反射させた後に、光学部材の液晶パネル側の面から液晶パネルに向けて光を出射させている。一方、実施形態４では、光学部材の液晶パネル側の面、もしくはそれ以降の光路においてプリズムをさらに設ける点で、上記の各実施形態とは異なっている。この点以外については、略同様であるために説明を省略する。
【００５５】
図２０から図２３を用いて、本発明にかかる実施形態４を説明する。実施形態４では、図２０に示すように、拡散板５において、バックライト光源側に対向する片面には、実施形態１の図９及び１０で示したのと同様に、断面が三角形状のプリズム部２５と、溝部２６とが周期的に形成され、その反対側の面には、１対の斜面からなる断面が三角形状のプリズムが周期的に設けられる。拡散板５におけるプリズム部２５及び溝部２６と、液晶パネル側に形成されたプリズムにより、図２１で示すように、拡散板５内の溝部２６の斜面で反射された光線成分が、拡散板５から出射される際に、図中上方向に立ち上げられることになる。拡散板５の上側に液晶パネルが位置するので、より垂直に近い方向でバックライト光線が液晶パネルに入射することになる。このことは、上述したように、液晶パネルに対してバックライト光を有効に活用し、バックライトの光利用効率を高める効果がある。また、より少ない消費電力でバックライト光の輝度が実現できるので、消費電力の低減に寄与することになる。
【００５６】
また、図２２及び図２３に示すように、拡散板５は実施形態１と同様のものを用いて、拡散板５の液晶パネル側に、断面が三角形状となるプリズムを周期的に設けた光学フィルム４３を配置するようにしてもよい。実施形態１の図９及び１０で示すような拡散板５から出射した光線成分は、光学フィルム４３のプリズムにより図中上方向に立ち上げられることになる。この場合も上記の図２０及び図２１の拡散板５と同様にして、液晶パネルに対してバックライト光を有効に活用し、バックライトの光利用効率が高められることによりバックライト光源の消費電力が低減されることになる。
【００５７】
なお、上記の説明における図２０〜図２３の場合には、拡散板５の液晶パネル側の面又は光学フィルム４３に、断面が三角形状のプリズムが列をなして形成されている。しかしこれらのプリズムは、溝部２６から反射された光線を立ち上げるように、拡散板５に形成された溝部２６に応じて斜面が配置されて、かつ、その傾斜角度が設定されればよく、図２０等のようにプリズムが列をなして配置されなくてもよい。また、図２０〜図２３の場合には、拡散板５の発光ダイオード側の面に形成されるプリズム部２５及び溝部２６は、図９及び図１０に対応するプリズム部２５及び溝部２６であるが、図５及び図６のプリズム部２５及び溝部２６であってもよい。また、拡散板５に関しては、上記に説明した構成の他に、縦横列に規則的に配置される発光ダイオード光源３に合わせて、升目状に複数の斜面を有するプリズム部２５が拡散板５から突き出て凸状に設けられてもよい。具体的には、図７及び図８で示すように、プリズム部２７は四角錘状に設けられて、その谷線が形成される位置に溝部２８が設けられる。プリズム部２７の配置の仕方については、格子状に配列されてもよいし千鳥状に配列されてもよい。
【００５８】
［実施形態５］
上記の実施形態１では、バックライト光源からの光を溝部２６によって全反射させることにより、発光ダイオード光源３又は３２からの光を集光している。一方、実施形態５では、溝部２６において、下部偏光板９における透過軸の方向の偏光成分比を増大させて反射するように、プリズム部２５及び溝部２６等が設定されている点で上記の各実施形態とは異なっている。この点以外については、略同様であるために説明を省略する。
【００５９】
ここで、図２４から図３０を用いて、本発明に係る実施形態５を説明する。実施形態５では、拡散板５等の構成を実施形態１と同様な形状で作成するが、図２４及び図２５に示すように、プリズム部２５から拡散板５内に入射したバックライト光線が、溝部２６に形成される斜面で反射する際に、当該斜面に入射角βで入射する。この入射角βが、全反射する臨界角よりも小さな角度（特に、ブリュースター角度θB=tan-1(1/n)の前後）であることにより、入射面に垂直に電磁界ベクトルが振動するＳ偏光成分の比率が大きくなる光線成分とすることができる。ここで、ｎは拡散板５を構成する材料の屈折率である。
【００６０】
図２６及び図２７は、拡散板５の材料の屈折率を１．４としたときのＳ偏光成分及びＰ偏光成分の透過率と反射率とを計算した図である。ブリュースター角度θBではＰ偏光成分の透過率１００％で、かつ反射率０％になるので、図２４及び図２５における溝部２６の斜面から拡散板５の外へＰ偏光成分の光が透過して漏れ光となる。このため、相対的に反射率の高いＳ偏光成分の比率が高い光線となる。これにより、図２５及び図２６の拡散板５から液晶パネルの方向へ出射し、液晶パネルに対して有効となるバックライト光の光線成分が強調される。Ｓ偏光成分は、電磁界ベクトルが入射面に垂直な方向（紙面に垂直な方向）に振動しているので、この偏光方向に液晶パネルの下部偏光板９の透過軸を合せて配置する。このため、下部偏光板９の透過軸は、拡散板５の稜線及び谷線に平行な方向（ストライプ状に配置された溝部２６と平行な方向）となる。このようにして、Ｓ偏光成分を強調して拡散板５から立ち上げて出射することにより、拡散板５と下部偏光板９間における多重反射による反射損失を少なくして、バックライトの光利用効率（偏光の利用効率）を向上できる。これにより、バックライトの光利用効率を高めバックライト光源の消費電力を低減できることになる。
【００６１】
実施形態５では、上記のようにＳ偏光成分を強調する拡散板５の構成を設定する。ここで、図２４及び図２５の拡散板における、プリズム部２５の斜面の傾斜角度ｘと、溝部２６の挟角の角度２α、及び、溝部２６の斜面への入射角度βは、β=９０-(ｘ＋sin-1(sin(θ-x)/n)−α)の関係にある。したがって、図２６及び図２７を参考にして、Ｓ偏光成分の強度が大きくなる入射角度βの範囲として、プリズム部２５の斜面への入射角度が０°≦θ-ｘ＜９０°を満たす場合に、２０°≦β＜４５°を満たすように、角度ｘ、角度α、拡散板５の屈折率ｎを設定する。
【００６２】
ここで、図２８乃至図３０は、拡散板５の屈折率を１．４として、それぞれθ＝６０°、θ＝７０°、θ＝８０°の場合におけるプリズム傾斜角度ｘと、溝部２６への入射角度βの関係を示すグラフであり、各グラフにおいては、α＝２０°、１０°、５°の場合についてその関係が示される。また、図２８乃至図３０の各図では、入射角度βが２０°≦β＜４５°となる範囲が点線で示されている。ここで、例えば、プリズム部２５がｘ＝３０°の傾斜角を有して、溝部２６がα＝５°となる挟角２αを有する場合に、０°≦θ-ｘ＜９０°の範囲となるθ＝６０°、７０°、８０°において２０°≦β＜４５°を満たすこととなる。溝部２６におけるブリュースター角は約３５°であり、特に、その近傍となる２０°〜４５°となる範囲の角度で溝部２６に入射した光は、Ｓ偏光成分が強調されることとなる。上記の関係を満足する角度ｘと、角度α、屈折率ｎを有する拡散板５を採用することにより、Ｓ偏光成分が強調されて下部偏光板９にバックライト光が提供されることとなる。なお、上記のようにしてＳ偏光成分を分離活用する際には、図１における偏光反射シート８やプリズムシート７を配置しないようにする等、拡散板５と下部偏光板９間の部材を、拡散板５に応じて配置するようにしてもよい。また、拡散板５と下部偏光板９間の部材を、拡散板５に応じて配置してもよいのは、他の実施形態においても同様である。
【００６３】
さらに、上記の各実施形態において、高角度側に光強度が高くなるように設計された発光分布を有する発光ダイオード光源３（または３２）を用いるのが好適である。図３１は、各実施形態において用いる発光ダイオード光源３の一例である。同図においては放射角度と光強度との関係が示されて、発光ダイオード光源３にレンズを搭載することにより、放射角度±６０°において光強度のピークを有する双峰性の発光分布を持たせている。低角度側の放射角（図３１において、−４５°よりも大きく＋４５°よりも小さい範囲）における発光量よりも高角度側の放射角（図３１において、−４５°以下及び＋４５°以上となる範囲）における発光量が多いこのような発光ダイオード光源３を用いることにより、当該発光ダイオード光源３が液晶パネルに光を提供するエリアの外周部分と中心部分との均一性を向上させ、かつ、エリア制御時のコントラストを向上させることが出来る。なお、拡散板５等に溝部２６がストライプ状に形成される場合には、このストライプの方向と垂直となる方向のみに、発光ダイオード光源３は図３１で示すような発光分布を持たせればよいし、溝部２６が縦横方向に升目状に形成される等の場合には、縦横方向の双方で図３１に示すような発光分布を持たせるようにしてもよい。なお、上記では±４５°を、高角度側の放射角の基準としており、高角度側が低角度側の発光量よりも多くなるとしているが、±３０°あるいは±６０°等の他の角度を基準としてもよい。これらの場合において、高角度側の光はプリズム部２５から入射して溝部２６によって反射されることにより立ち上げられて拡散板５より出射し、低角度側の光は、プリズム部２５から入射して溝部２６に反射されずに拡散板５から出射されるようにプリズム部２５の傾斜角度xや溝部２６の深さや挟角２α等が設定される。
【００６４】
なお、０°≦θ-ｘ＜９０°の条件を満たす高角度側の放射角となる発光ダイオード光源の光が、実施形態１では溝部２６において全反射するように、実施形態５では溝部２６において全反射する角度よりも小さい角度で（ブリュースター角の近傍の角度で）反射するように、角度ｘ、角度α、屈折率ｎがそれぞれ設定されている。しかし、３０°≦θ-ｘ＜９０°における光の一部が全反射し、残りの一部が全反射する角度よりも小さい角度で反射するように、角度ｘ等が設定されていてもよいのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１  バックライト筐体、２  プリント基板、３  発光ダイオードパッケージ光源（発光ダイオード光源）、４  バックライト光線、５  拡散板（拡散部材）、６  拡散シート、７  プリズムシート、８  偏光反射シート、９  下部偏光板、１０  薄膜トランジスタ搭載液晶セル、１１  上部偏光板、１２  バックライト支持筐体枠、１３  支持筐体枠内の領域、１４  駆動回路、１５  基材、１６  配線、１７  リフレクタ、１８  ダイボンド材、１９  発光ダイオード素子、２０  Ａｕワイヤ、２１  蛍光体含有封止樹脂、２５  プリズム部、２６，２８  溝部、２７  四角錘状プリズム部、２９，３０  透明フィルム、３１  プリントシート基板、３２  発光ダイオードパッケージ光源（発光ダイオード光源）、３３  導光板、３３１  導光部材、３４  バックライト光線、３５  逆プリズムシート、３６  拡散シート、３７  下部偏光板、３８  薄膜トランジスタ搭載液晶セル、３９  上部偏光板、４０，４１  透明フィルム、４３  光学フィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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