(57)【要約】【課題】直線偏光成分の光量が大きな照明光を出射できる照明装置を提供する。【解決手段】一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、導光板の表面側に配置される光学シートと、前記導光板の裏面側に配置される反射シートと、を備え、光学シートは、その導光板と反対側の面に、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が一方向に延びるプリズム列を備え、導光板は、光学シートの導光板側の面で反射した後、当該導光板を透過して反射シートで反射し、再び導光板を透過して光学シートに入射する光に対し、その偏光状態を変化させる照明装置である。【選択図】図１
2010123464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、
前記導光板の表面側に配置される光学シートと、
前記導光板の裏面側に配置される反射シートと、
を備える照明装置であって、
前記光学シートの前記導光板と反対側の面には、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列が設けられ、
前記光学シートの前記導光板側の面には、前記導光板から出射して前記導光板の表面に対して所定の角度傾いた方向に進む光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、前記光学シートを透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段が設けられる
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記導光板は、前記光学シートの前記導光板側の面で反射した後、当該導光板を透過して前記反射シートで反射し、再び前記導光板を透過して前記光学シートに入射する光に対し、その偏光状態を変化させる
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、
前記導光板は、前記光学シートの前記導光板側の面で反射したｓ偏光成分の光の少なくとも一部を、当該光が前記反射シートで反射し、再び前記光学シートに入射するまでの間に、ｐ偏光成分に変換する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
前記導光板は、複屈折性を有し、その遅相軸が前記一方の側面に対して斜めになっている
ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載の照明装置において、
前記所定の角度は、前記導光板から出射する光の量に関する指標値が最大となる角度である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１に記載の照明装置において、
前記ｓ偏光増反射手段は、前記所定の角度に応じた厚さの、前記光学シートの基材より屈折率の高い透明材料の層により構成される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１に記載の照明装置において、
前記ｓ偏光増反射手段は、前記プリズム列が形成される面に対して、前記導光板から出射する光の前記光学シートへの入射角を大きくさせる向きに傾斜した斜面により構成される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、
前記導光板の表面側に配置される光学シートと、
を備える照明装置であって、
前記光学シートは、
その前記導光板と反対側の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列と、
前記導光板側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載の照明装置において、
前記基材を構成する透明体は、光学異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行又は略直交している
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明装置において、
前記基材を構成する透明体は、２軸異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の照明装置において、
前記基材は、光学的に等方な透明体により構成される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
一方の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が一方向に延びるプリズム列と、
前記プリズム列が形成される面と反対側の面に設けられ、当該反対側の面に対して所定の角度から入射する光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、当該光学シート内を透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段と、
を備えることを特徴とする光学シート。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学シートにおいて、
前記ｓ偏光増反射手段は、前記所定の角度に応じた厚さの、前記光学シートの基材より屈折率の高い透明材料の層により構成される
ことを特徴とする光学シート。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光学シートにおいて、
前記ｓ偏光増反射手段は、前記プリズム列が形成される面に対して、前記プリズム列の稜線方向と交差する方向から入射する光の前記光学シートへの入射角を大きくさせる向きに傾斜した斜面により構成される
ことを特徴とする光学シート。
【請求項１５】
一方の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が一方向に延びるプリズム列と、
前記一方の面と反対側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、
を備えることを特徴とする光学シート。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光学シートにおいて、
前記基材を構成する透明体は、光学異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行又は略直交している
ことを特徴とする光学シート。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光学シートにおいて、
前記基材を構成する透明体は、２軸異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行である
ことを特徴とする光学シート。
【請求項１８】
請求項１５に記載の光学シートにおいて、
前記基材は、光学的に等方な透明体により構成される
ことを特徴とする光学シート。
【請求項１９】
請求項１２から１８のいずれか一項に記載の光学シートにおいて、
前記プリズム列において前記稜線の一方の側の部分は、少なくとも３つの斜面から構成され、当該少なくとも３つの斜面のうちの少なくとも一つの斜面は、他の斜面に対して前記光学シートの表面からみて逆向きに傾いている
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２０】
照明装置と、前記照明装置からの光の透過量を制御して画像を表示する液晶表示パネルと、を備える液晶表示装置であって、
前記照明装置は、
一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、
前記導光板の表面側に配置される光学シートと、
前記導光板の裏面側に配置される反射シートと、
を備え、
前記光学シートの前記導光板と反対側の面には、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列が設けられ、
前記光学シートの前記導光板側の面には、前記導光板から出射して前記導光板の表面に対して所定の角度傾いた方向に進む光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、前記光学シートを透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段が設けられ、
前記液晶表示パネルの前記照明装置側に配置される偏光板の吸収軸が、前記プリズム列の稜線方向に応じた方向になっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２１】
照明装置と、前記照明装置からの光の透過量を制御して画像を表示する液晶表示パネルと、を備える液晶表示装置であって、
前記照明装置は、
一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、
前記導光板の表面側に配置される光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、
その前記導光板と反対側の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列と、
前記導光板側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、
を備え、
前記液晶表示パネルの前記照明装置側に配置される偏光板の吸収軸が、前記プリズム列の稜線方向に応じた方向になっている
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、面状光源として機能する照明装置、及びこれに用いる光学シート、さらに当該照明装置をバックライトとして備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は情報を視覚的に人間に伝えるメディアであり、高度な情報社会となった現代では、人間、社会にとって重要な存在となっている。特に液晶表示装置は近年性能が著しく向上し、携帯電話からパーソナルコンピューターさらには大画面テレビ等の表示装置として採用されている。液晶表示装置は一般に液晶表示パネルと、その背面に配置して液晶表示パネルに光を照射するバックライト（照明装置）とから構成される。
【０００３】
液晶表示パネルは、バックライトから出射する光の透過光量を調節することで画像を表示する。液晶表示パネルとしては、偏光板を備え、液晶層に入射する光の偏光状態を制御することで映像表示を行うものが、比較的低い駆動電圧でコントラスト比の高い映像が得られることから望ましい。このような液晶表示パネルとしては、例えばＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＥＣＢ（Electrical Controlled Birefringence）方式などを用いることができる。また、広視野角を特長とするＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Aligned）方式を用いることができる。いずれの方式であっても、液晶表示パネルは、一対の透明基板と、これら透明基板の間に挟持される液晶層と、各透明基板の液晶層とは反対側の面にそれぞれ配置した一対の偏光板とを有し、液晶層に入射する光の偏光状態を変化させることで光の透過量を制御して画像を表示する。
【０００４】
偏光板は、所定の直線偏光成分を吸収し、これと振動面が直交する直線偏光を透過する機能を有する。このため、液晶表示パネルに照射される光が無偏光の場合には、液晶表示パネルを構成する偏光板が照明光の少なくとも５０％を吸収する。つまり、液晶表示装置では、バックライトから出射する光が無偏光の場合には、照明光の約半分が偏光板で吸収され損失となっている。このため、液晶表示パネルを構成する偏光板がバックライトからの照明光を吸収する割合を減らすことが、より明るい画像、または、低消費電力な液晶表示装置を実現するうえで重要である。
【０００５】
液晶表示装置のバックライトには、エッジライト方式（導光体方式）、直下方式（反射板方式）、面状光源方式があり、特に薄型のバックライトを実現する場合にはエッジライト方式が用いられる。
【０００６】
エッジライト方式のバックライトは、導光板と呼ばれる板状の透明板や、導光板の端部に備えられた線状または点状の光源、導光板から出射する光の進行方向を調整するプリズムシートと呼ばれる光学シート、拡散シートなどを備える。導光板は、光源からの光を面状に広げる機能を有する。導光板から出射する光は、一般に、導光板の光出射面の垂線（法線）方向に対し、６０〜８０度傾いた方向に輝度、及び光度の最大値（ピーク）を有する。また、導光板から出射する光のうち、輝度または光度が最大となる角度（ピーク角度）、及びこの近傍の角度で出射する光は、ｐ偏光成分がｓ偏光成分よりも多い光となることが知られている。
【０００７】
特許文献１には、導光板から出射するｐ偏光成分が多い光をプリズムシートで正面方向に優先的に導くように構成した面光源装置が記載されている。この例では、プリズムシートを構成する各プリズム列は２つの斜面を有しており、相対的に光源から遠い方の斜面の傾斜角は導光板から出射するｐ偏光成分が多い光を正面方向へ出射させるように選択され、相対的に光源に近い方の斜面の傾斜角は導光板から出射するｐ偏光成分が多い光が入射しない範囲に選択される。この場合、面光源装置からの照明光は偏光の偏りを有するため、液晶表示装置のバックライトに適していると述べられている。
【特許文献１】特許第３２９９０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
導光板から出射する光は、一般に、導光板の光出射面の垂線（法線）方向に対して６０〜８０度傾いた方向に輝度または光度が最大となる角度（ピーク角度）を有し、このピーク角度、及びこの近傍の角度で出射する光は、ｐ偏光成分がｓ偏光成分よりも多い光となることが知られている。これは、導光板と空気との界面におけるｐ偏光成分とｓ偏光成分の透過率の違いに起因するものと考えられる。
【０００９】
この導光板から斜め方向に出射するｐ偏光成分が多い光を有効利用するため、本願発明者らは、２つの斜面を有するプリズム列を備える光学シート（以下、プリズムシートとも呼ぶ）を用いた照明装置（バックライト）について検討した。この際、プリズムシートはプリズム列の形成面が導光板とは反対側になるように配置し、さらにプリズムの稜線方向（プリズム溝の長手方向）は光源が隣接配置される導光板の側面（端面）に平行となるように配置した。また、プリズムを構成する２つの斜面のうち、相対的に光源から遠い方の斜面の傾斜角は導光板から出射するｐ偏光成分が多い光を正面方向へ出射させるように選択し、相対的に光源に近い方の斜面の傾斜角は導光板から出射するｐ偏光成分が多い光が入射しない範囲に選択した。また、プリズムシートとして、比較的安価で取り扱いやすいＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを基材とし、その表面にプリズム列を形成したものを用いた。この検討の結果、本願発明者らは、プリズムシートから出射する光のｐ偏光成分の割合が、導光板出射時のｐ偏光成分の割合に比べて、想定通りに高くならないことを見出した。
【００１０】
また、前述した従来例の技術は、導光板から斜め方向に出射するｐ偏光成分が多い光を正面方向に出射することで、ｐ偏光成分の割合を高めるものである。しかし、当該技術は、単にｐ偏光成分の多い光を正面方向に出射するだけであり、ｐ偏光の光量の絶対量を増やすという観点が無かった。そのため、プリズムシートから出射する光のｐ偏光成分の割合が高くなったとしても、ｐ偏光成分の光量自体が増加するわけではなく、液晶表示装置のバックライトとして用いたときに、画像の明るさ向上に十分に寄与するわけではないという課題がある。
【００１１】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、導光板から出射する光の偏光度を高める（ｐ偏光成分の割合を高める）ことのできるプリズムシートを提供すること、また直線偏光成分の光量が大きな照明光を出射できる照明装置を提供することにある。さらに、本発明の目的の一つは、このような照明装置を用いて、明るく低消費電力な液晶表示装置を実現することにある。
【００１２】
本発明のその他の目的や課題と新規な特徴については、本明細書の記述及び添付図面を参照して明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、以下の手段を採用する。
【００１４】
本発明に係る照明装置は、一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、前記導光板の表面側に配置される光学シートと、前記導光板の裏面側に配置される反射シートと、を備える照明装置であって、前記光学シートの前記導光板と反対側の面には、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列が設けられ、前記光学シートの前記導光板側の面には、前記導光板から出射して前記導光板の表面に対して所定の角度傾いた方向に進む光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、前記光学シートを透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段が設けられることを特徴とする。
【００１５】
また、上記照明装置において、前記導光板は、前記光学シートの前記導光板側の面で反射した後、当該導光板を透過して前記反射シートで反射し、再び前記導光板を透過して前記光学シートに入射する光に対し、その偏光状態を変化させることとしてもよい。
【００１６】
さらに、上記照明装置において、前記導光板は、前記光学シートの前記導光板側の面で反射したｓ偏光成分の光の少なくとも一部を、当該光が前記反射シートで反射し、再び前記光学シートに入射するまでの間に、ｐ偏光成分に変換することとしてもよい。
【００１７】
さらに、上記照明装置において、前記導光板は、複屈折性を有し、その遅相軸が前記一方の側面に対して斜めになっていることとしてもよい。
【００１８】
また、上記照明装置において、前記所定の角度は、前記導光板から出射する光の量に関する指標値が最大となる角度であってよい。
【００１９】
上記照明装置において、前記ｓ偏光増反射手段は、前記所定の角度に応じた厚さの、前記光学シートの基材より屈折率の高い透明材料の層により構成されてよい。
【００２０】
また、前記ｓ偏光増反射手段は、前記プリズム列が形成される面に対して、前記導光板から出射する光の前記光学シートへの入射角を大きくさせる向きに傾斜した斜面により構成されてもよい。
【００２１】
また、本発明に係る別の照明装置は、一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、前記導光板の表面側に配置される光学シートと、を備える照明装置であって、前記光学シートは、その前記導光板と反対側の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列と、前記導光板側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
上記照明装置において、前記基材を構成する透明体は、光学異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行又は略直交していることとしてもよい。
【００２３】
さらに、上記照明装置において、前記基材を構成する透明体は、２軸異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行であることとしてもよい。
【００２４】
あるいは、上記照明装置において、前記基材は、光学的に等方な透明体により構成されてもよい。
【００２５】
また、本発明に係る光学シートは、一方の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が一方向に延びるプリズム列と、前記プリズム列が形成される面と反対側の面に設けられ、当該反対側の面に対して所定の角度から入射する光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、当該光学シート内を透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
上記光学シートにおいて、前記ｓ偏光増反射手段は、前記所定の角度に応じた厚さの、前記光学シートの基材より屈折率の高い透明材料の層により構成されてよい。
【００２７】
また、前記ｓ偏光増反射手段は、前記プリズム列が形成される面に対して、前記プリズム列の稜線方向と交差する方向から入射する光の前記光学シートへの入射角を大きくさせる向きに傾斜した斜面により構成されてよい。
【００２８】
また、本発明に係る別の光学シートは、一方の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が一方向に延びるプリズム列と、前記一方の面と反対側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記光学シートにおいて、前記基材を構成する透明体は、光学異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行又は略直交していることとしてもよい。
【００３０】
また、前記基材を構成する透明体は、２軸異方性を有し、その遅相軸が前記プリズム列の稜線方向に対して略平行であることとしてもよい。
【００３１】
あるいは、上記光学シートにおいて、前記基材は、光学的に等方な透明体により構成されてもよい。
【００３２】
さらに、これまで述べた光学シートにおいて、前記プリズム列において前記稜線の一方の側の部分は、少なくとも３つの斜面から構成され、当該少なくとも３つの斜面のうちの少なくとも一つの斜面は、他の斜面に対して前記光学シートの表面からみて逆向きに傾いていることとしてもよい。
【００３３】
また、本発明に係る液晶表示装置は、照明装置と、前記照明装置からの光の透過量を制御して画像を表示する液晶表示パネルと、を備える液晶表示装置であって、前記照明装置は、一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、前記導光板の表面側に配置される光学シートと、前記導光板の裏面側に配置される反射シートと、を備え、前記光学シートの前記導光板と反対側の面には、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列が設けられ、前記光学シートの前記導光板側の面には、前記導光板から出射して前記導光板の表面に対して所定の角度傾いた方向に進む光に対して、そのｓ偏光成分の反射を増加させて、前記光学シートを透過する光のｐ偏光成分の割合を高めるｓ偏光増反射手段が設けられ、前記液晶表示パネルの前記照明装置側に配置される偏光板の吸収軸が、前記プリズム列の稜線方向に応じた方向になっていることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に係る別の液晶表示装置は、照明装置と、前記照明装置からの光の透過量を制御して画像を表示する液晶表示パネルと、を備える液晶表示装置であって、前記照明装置は、一方の側面から入射する光を表面から出射させる導光板と、前記導光板の表面側に配置される光学シートと、を備え、前記光学シートは、その前記導光板と反対側の面に設けられ、少なくとも２つの斜面を有し、稜線が前記一方の側面に沿った方向に延びるプリズム列と、前記導光板側の面に対して所定の入射角で入射するｐ偏光に対して、位相差を生じさせない透明体により構成される基材と、を備え、前記液晶表示パネルの前記照明装置側に配置される偏光板の吸収軸が、前記プリズム列の稜線方向に応じた方向になっていることを特徴とする。
【００３５】
上記以外の手段については以下の記述で明らかとする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、直線偏光成分の光量が大きな照明光を出射する照明装置を実現することができる。さらに、この照明装置を用いることで、明るく低消費電力な液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
まず、本発明の一実施形態に係る照明装置が備える主な構成のいくつかについて、その概略を説明する。本実施形態に係る照明装置は、少なくとも、光源と、この光源を一方の端面（側面）に備え、当該端面から入射する光を表面（光出射面）から出射させる導光板と、少なくとも２つの斜面を有し、その稜線が一方向（光が入射する導光板の端面に沿った方向）に延びるプリズム列を備える光学シート（以下、プリズムシートとも呼ぶ）と、反射シートと、を含んで構成される。
【００３８】
本実施形態に係る照明装置が備える主な構成は、以下の通りである。
（構成１）導光板の光出射面から出射する光のうち、輝度または光度が最大値となる光の出射角度が、導光板の光出射面の垂線方向に対し、６０〜８０度傾くような導光板を用いる。
（構成２）光学シート（プリズムシート）は、導光板から出射する輝度または光度が最大値となる角度の光が入射した際に、当該光を正面方向（導光板光出射面の垂線方向）に屈折するためのプリズム列を、導光板とは反対側の面（表面）に備える。さらにプリズムシートは、導光板から出射する輝度や光度が最大値となる角度の光がプリズムシートを通過する際に、位相差を生じさせない透明体で構成される。
（構成３）プリズムシートの導光板側の面（裏面）は、導光板から出射する輝度または光度が最大値となる角度の光に対して、そのｐ偏光成分をより多く透過し、ｓ偏光成分をより多く反射するように構成される。この際、プリズムシートに垂直に入射する光に対しては、ｓ偏光とｐ偏光とで反射率が異なる必要は無い。
（構成４）導光板は、プリズムシートの裏面で反射され、導光板を透過して反射シートで反射した後、再び導光板を透過してプリズムシートに向かう光に対し、その偏光状態を変化せしめる透明体により構成される。例えば導光板は、光源が配置される端面に平行または直交する方向以外の方向（すなわち、光源が配置される端面に対して斜めの方向）に遅相軸を有する異方性の透明体とする。
【００３９】
上記構成により、本実施形態に係る照明装置は以下の通り作用する。
【００４０】
構成１により、導光板から出射する出射光として、導光板の光出射面に対してｐ偏光成分となる光がｓ偏光成分となる光よりも多い出射光が得られる。これは導光板と空気との界面におけるｐ偏光成分とｓ偏光成分の透過率の違いに起因するものであり、一般的に知られていることである。例えば、輝度のピーク角度（輝度が最大値となる光の出射角度）が７５〜８０°である導光板からの出射光では、輝度のピーク角度において、偏光度が約１０〜２０％のｐ偏光成分の割合が多い出射光を得ることができる。
【００４１】
なお、偏光度は以下の通り定義される。導光板、あるいはプリズムシートなどから出射する光の輝度を、検光子（偏光板）を回転しながら、検光子を通して測定した時の最大輝度をImax、最小輝度をIminとすると、偏光度ρは次式（式（１））で表される。
ρ＝（Imax-Imin）/（Imax＋Imin）  …（１）
【００４２】
構成２により、導光板から出射する輝度または光度が最大値となる角度の光がプリズムシートに入射して、正面方向に出射する際に、この光は偏光状態を変化させることなくプリズムシート内を進行することができる。このため、プリズムシートを通過するｐ偏光は、ｐ偏光の状態を維持する。プリズムシートに入射する光はプリズムシートの裏面と表面の２箇所において、空気との界面で屈折する。この屈折の際、ｐ偏光成分の透過率はｓ偏光成分よりも高くなるため、プリズムシートから出射する光はｐ偏光成分が多い光となる。
【００４３】
したがって、構成１及び構成２により、導光板から出射するｐ偏光成分が多い光は、プリズムシートを通過する際にその偏光状態が変化せず維持される。さらに、プリズムシートの裏面及び表面の空気との界面での屈折において、ｓ偏光成分の透過率はｐ偏光成分よりも低いため、プリズムシートを出射する光は、導光板を出射したときよりもｐ偏光成分の割合がより高い光となる。
【００４４】
また、構成３は、プリズムシートの裏面において、積極的にｓ偏光成分の反射を増やすためのものである。一般に、屈折率が異なる透明体の界面に斜め方向から光が入射すると、ｓ偏光成分の反射はｐ偏光成分よりも大きくなる。このため、導光板から出射する輝度や光度が最大値となる角度の光はプリズムシートに斜めに入射するので、プリズムシート裏面において当該光のｓ偏光成分はｐ偏光成分よりも反射が大きくなる。構成３によれば、導光板から出射する輝度または光度が最大値となる角度の光に対して、そのｓ偏光成分がプリズムシート裏面においてより多く反射する。ｓ偏光成分がより多くプリズムシート裏面で反射することにより、プリズムシートを出射する光は、導光板を出射したときよりもｐ偏光成分の割合がより高い光となる。
【００４５】
構成４は、導光板から出射してプリズムシート裏面で反射した後、反射シートで反射して再びプリズムシートへ向かう光の偏光状態を変化させるための構造である。つまり、導光板から出射してプリズムシート裏面で反射するｓ偏光をｓ偏光とは異なる偏光状態、より望ましくはｐ偏光に変換することで、プリズムシートを通過するｐ偏光成分の光量の増加を実現するものである。
【００４６】
特に構成３と構成４を組み合わせた場合、導光板から出射する光のうちｓ偏光成分はプリズムシート裏面でその大部分が反射する。プリズムシート裏面で反射したｓ偏光は導光板及び反射シートを経由して、再びプリズムシートに入射するが、導光板を通過する際、導光板が備える光学異方性によって生じる位相差によってその偏光状態が変化する。これにより、プリズムシート裏面で一旦反射され再びプリズムシートに入射する光はｐ偏光成分を含む光となり、プリズムシートを通過して照明光として利用される。つまり、プリズムシートの裏面で反射するｓ偏光の少なくとも一部がｐ偏光に変換され、照明光として利用できるため、照明装置から出射される光のｐ偏光成分の光量を増加させることができる。
【００４７】
このように、構成１を前提として、その他の構成２〜４の一部、または、全てを備える照明装置を用いることにより、所定の直線偏光成分（ｐ偏光成分）の光量が大きな照明光を得ることができる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明するが、種々の変更は可能であり、本発明の実施の形態は後述する内容に限られるものではない。また、後述するいくつかの例については、組み合わせて用いられることとしてもよい。
【００４９】
（照明装置）
図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置１の主要構成を示す断面図である。また、図２は照明装置１の概略構成を示す平面図である。なお、図２には、以降の説明における方位角θの定義も図示されている。本実施形態に係る照明装置１は、薄型で、所定の偏光成分の割合が大きい照明光を出射することができるものであって、液晶表示装置のバックライトとして好適である。バックライトは、液晶表示パネル（不図示）の表示領域に対して、その背面側から光を照射するので、表示領域を過不足なく照明するため、その光出射面は表示領域とほぼ同じ形状とすることが望ましい。
【００５０】
照明装置１は、導光板２０と、導光板２０の一方の端面の近傍に配置される光源１０と、導光板２０の裏側に設けられ、光反射手段として機能する反射シート３０と、導光板２０の表側にその略全面を覆うように配置され、光路変換手段として機能するプリズムシート５０と、を含んで構成される。また、必要に応じて、通過する光を拡散する機能を有する拡散シート４０をプリズムシート５０の表側に配置しても良い。図１においては、導光板２０から出射した光の光路の一例が、一点鎖線で示されている。なお、本明細書では、照明装置１からの光が出射する方向（図１における紙面上側）を表側、その反対方向（図１における紙面下側）を裏側と定義する。また、実際に照明装置を構成するには、フレームなどの機械的構造物や、光源を発光させるために必要な電源、配線などの電気的構造物が必要であるが、これらの部分については一般的な手段を用いればよく、本明細書での詳細な説明は省略する。
【００５１】
光源１０は、小型、高発光効率、低発熱といった条件を満たすものを用いると良く、このような光源としては蛍光ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diodes）が好適である。以下では、光源１０として発光ダイオードを用いる場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。光源１０として発光ダイオードを用いる場合、発光ダイオードは点状の光源であるため、導光板２０の端面に必要に応じた個数（図２では３個が図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない）を並べて配置する。あるいは、発光ダイオードからの光を線状光源に変換する光学素子を発光ダイオードと導光板２０の間に配置するようにしても良い。いずれにしても光源１０は導光板２０の一つの端面側に配置される。
【００５２】
なお、光源１０としては白色の光を発する発光ダイオードを用いることができる。このような発光ダイオードの一例としては、青色の発光と、この青色の光で励起され黄色の光を発する蛍光体とを組み合わせることで白色発光を実現する発光ダイオードがある。あるいは、青色または紫外線の発光と、この光で励起され発光する蛍光体とを組み合わせることで、青色、緑色及び赤色に発光ピーク波長を有する白色発光を実現する発光ダイオードを用いてもよい。
【００５３】
また、照明装置１を備える表示装置が加法混色によりカラー表示を実現する場合には、光源１０として、赤色、青色、緑色の三原色を発光する発光ダイオードを用いると良い。例えば照明光の照射対象としてカラー液晶表示パネルを用いる場合、液晶表示パネルのカラーフィルタの透過スペクトルに対応した発光ピーク波長を有する光源を用いることで、色再現範囲が広い表示装置が実現できる。あるいは、カラーフィールドシーケンシャルによりカラー表示を実現する場合は、液晶表示パネルに光損失の原因であるカラーフィルタが必要ないため、赤色、青色、緑色の三原色を発光する発光ダイオードを用いることで光の損失が少なく色再現範囲が広い表示装置が実現できる。
【００５４】
光源１０は、配線を通じて電源及び点灯／消灯を制御する制御手段（いずれも不図示）に接続される。
【００５５】
導光板２０は、光源１０から出射して一方の端面から入射した光を導波させつつ、その一部を表側に出射させることで、光を面状に出射させる機能を有するものである。このため、導光板２０は可視光に対して透明な略矩形の板状部材から構成され、端面から入射して導光板２０内を導波する光を表側に出射させるための構造を備える。導光板２０内を導波する光を表側に出射させる構造としては公知技術を用いればよく、例えば導光板２０の裏側の面に微細な段差や、凹凸形状、レンズ形状などを形成したり、あるいは白色顔料によるドット印刷を施したりするなどの、導光体内を導波する光の進行角度を変える構造により実現することができる。導光板２０の製造コストや導光板２０から出射する光の効率を考慮すると、導光板２０の裏側や表側に導光板２０内を導波する光の進行角度を変化させる微細な段差、凹凸形状、レンズ形状などを形成することが望ましい。
【００５６】
導光板２０の材料としては、可視光に対して透明な樹脂材料を用いれば良く、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状オレフィン系樹脂を用いることができる。なお、導光板２０は後述する理由から複屈折性を有することが望ましい。そのためには、例えば一軸延伸した透明樹脂を基材として、その表側または裏側の面に導光板２０内を導波する光を表側に出射させるための微細な段差や凹凸形状などの構造を転写して、導光板２０を作成すればよい。あるいは、射出成型で導光板２０を作成する場合は、内部に応力を残留するように成型するなどして複屈折性を備えるようにしてもよい。
【００５７】
ここで、図２（照明装置１を表側から見た平面図）に示されるように、方位角θは、照明装置１を平面的に見て、光源１０が配置される導光板２０の端面とは反対側の方位を０°として、反時計回り方向の角度として定義される。すなわち、方位角０°の方向は、光源１０から出射した光が導光板２０内に入射する方向になっている。また、図３に示すとおり、導光板２０の表側から出射する光の極角（視野角）αは、導光板２０の光出射面（すなわち表側の面）の垂線（法線）方向を０°とし、当該垂線方向からの傾きとして定義される。
【００５８】
本実施形態に係る照明装置１においては、光源１０からの光が導光板２０の一方の端面から入射する場合に、その表側から出射する光の量に関する指標値（例えば輝度や光度）が、方位角θがほぼ０°で極角αが６０°〜８０°の方向において最大値となるような導光板２０を用いる。このような導光板２０は、その裏側の面に導光板２０の光出射面に対する傾斜角度が０．５〜３°程度となる複数の段差を形成するなどして実現できる。
【００５９】
導光板２０から出射する光の輝度や光度が最大値となる光の出射角度が導光板２０の光出射面の垂線（法線）方向に対して傾いている場合、当該出射角度で出射する光は、ｐ偏光成分の割合が大きくなる。ここで、図３に例示するように、導光板２０からある出射角度で出射する光Ｌ１のうち、導光板２０の光出射面の垂線（法線）と光Ｌ１の進行方向とを含む面内に光の電気ベクトルの振動方向が含まれる直線偏光成分がｐ偏光Ｌ１ｐ、これと電気ベクトルの振動方向が直交する直線偏光成分がｓ偏光Ｌ１ｓと定義される。なお、前述したように、導光板２０から出射する光Ｌ１の輝度や光度が最大値となるのは、光Ｌ１の進行方向の方位角θ＝０°の場合なので、以下ではこの方向に進む光に着目することとし、特にことわりが無い限り、導光板２０の光出射面の垂線（法線）と方位角θ＝０°方向を含む面内に光の電気ベクトルの振動方向が含まれる直線偏光をｐ偏光、これと電気ベクトルの振動方向が直交する直線偏光をｓ偏光という。このように、導光板２０の光出射面の垂線方向に対して傾いた方向に出射する光において、ｐ偏光成分がｓ偏光成分よりも多くなるのは、導光板２０と空気層（図中ＡＩＲと表記）との界面で光が屈折する際にｐ偏光とｓ偏光の透過率が異なることに起因するものであって、一般的に知られていることである。
【００６０】
ここで、導光板あるいはプリズムシートなどから出射する光の輝度を、検光子（偏光板）を回転させながら、検光子を通して測定したときの最大輝度をImax、最小輝度をIminとすると、偏光度ρは次式（式（１））で表される。
ρ＝（Imax-Imin）/（Imax＋Imin）  …（１）
また、以下では、検光子の吸収軸とｐ偏光とが互いに直交するときの輝度をIpmax、互いに平行なときの光の輝度をIpminとし、ｐ偏光に対する偏光度（ｐ偏光の偏光度）ρpを次式（式（２））で定義する。
ρp＝（Ipmax-Ipmin）/（Ipmax＋Ipmin）  …（２）
【００６１】
以下では、方位角θ＝０°において、光Ｌ１の輝度が最大となる角度αが７７°、光度が最大となる角度αが６８°である導光板２０の例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。この場合、出射角度α＝７７°の光におけるｐ偏光の偏光度ρpが約１４％、α＝６８°の光におけるｐ偏光の偏光度ρpが約７％の、ｐ偏光成分の多い出射光が得られる。
【００６２】
導光板２０の裏側には、光の反射手段として反射シート３０が配置される。反射シート３０は、導光板２０の裏側へ出射する光を導光板２０側へ反射することで有効に利用するために用いられる。反射シート３０としては、高い反射率を有する反射面を、樹脂板または高分子フィルム等の支持基材上に形成したものを用いることができる。反射面は、支持基材上にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法やスパッタリング法等により成膜したり、支持基材上に増反射膜となるように誘電体多層膜を形成したり、あるいは支持基材上に白色顔料をコートしたりするなどの方法で形成することができる。また、反射面は、屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで反射手段として機能するようにしたものであってもよい。
【００６３】
導光板２０の表側には、その全面を覆うようにプリズムシート５０が配置される。プリズムシート５０は、導光板２０から出射する光の進行方向を変化させる光路変換手段として機能する。また、本実施形態においてプリズムシート５０は、導光板２０から出射し、裏側からプリズムシート５０に入射する光の偏光度を高める機能も有する。
【００６４】
プリズムシート５０は、少なくとも２つの斜面を有し、その稜線が一方向に延びるプリズム列を複数備えている。図２に例示する通り、プリズムの稜線の方向は、導光板２０の光源１０が配置される側の端面の長手方向と平行な方向（すなわち、方位角が略９０°の方向）である。また、プリズムシート５０は、プリズム列の形成面が表側を向くように配置される。プリズムの形状は、導光板２０から出射する、輝度または光度が最大値となる角度の光が入射した際に、その進行方向がほぼ正面方向（導光板光出射面の垂線方向）に屈折するように形成される。さらにプリズムシート５０は、導光板２０から出射する、輝度または光度が最大値となる角度の光がプリズムシートを通過する際、特にそのｐ偏光に対して位相差を生じさせない透明体により構成する。
【００６５】
次に、プリズムシート５０のより具体的な例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は本実施形態に係る照明装置１の主要部を示す断面図であり、図１の断面図において特にプリズムシート５０、及びその周辺部を拡大した説明図である。また、図５は、プリズムシート５０の表側の面に形成されるプリズム５１の詳細な形状の一例を示す断面図である。
【００６６】
プリズムシート５０としては、透明なフィルムを基材５２とし、その表面にプリズム５１を列状に形成したものを用いることが生産性など産業上の有用性を考慮すると現実的である。基材５２としては、プリズムシート５０を通過する光のｐ偏光成分に位相差が生じない透明体を用いる。これは、導光板２０から出射し、プリズムシート５０を通過するｐ偏光に変化が生じてｐ偏光成分が損失することを抑制することで、プリズムシート５０からよりｐ偏光成分の割合が大きい光を出射させるためである。
【００６７】
具体的には、例えば基材５２として、トリアセチルセルロースフィルムや無延伸のポリカーボネートフィルムなど、少なくとも面内の屈折率異方性がほとんどない光学的に等方な透明体を用いることができる。あるいは、ポリカーボネート系樹脂やオレフィン系樹脂などからなるフィルムを一方向に延伸することで面内に屈折率の一軸異方性を持つ透明体を用いることができる。但し、この場合は、プリズムシート５０を通過するｐ偏光に位相差が生じないようにするため、プリズムシート５０を配置する際、基材５２の遅相軸の角度を方位角θ＝０°（もしくは１８０°）、またはθ＝９０°（もしくは２７０°）とすることが重要である。
【００６８】
プリズムシート５０の基材５２としては、比較的安価で取り扱いやすいＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いることが産業上は極めて有用である。ただし、ＰＥＴフィルムは２軸異方性を有するため、ＰＥＴフィルムを基材５２として用いる場合、プリズムシート５０を通過するｐ偏光に位相差が生じないようにするために特別の配慮が必要となる。
【００６９】
図６、７及び８は、ＰＥＴフィルムを想定した２軸異方性の透明体（主屈折率：ｎｘ＝１．６８、ｎｙ＝１．６２、ｎｚ＝１．４７、厚さ５０μｍ）にｐ偏光（すなわち、方位角θ＝０°方向を含む面内に光の電気ベクトルの振動方向が含まれる直線偏光）を入射したときの、ｐ偏光の透過率を全方位角（０〜３６０°）及び極角０〜８０°の範囲でシミュレーションした結果を等高線で示した図である。図６は透明体の遅相軸角度が方位角４５°（または２１５°）の場合、図７は透明体の遅相軸角度が方位角０°（または１８０°）の場合、図８は透明体の遅相軸角度が方位角９０°（または２７０°）の場合をそれぞれ示す。
【００７０】
いずれの場合も、遅相軸角度上に存在する２つの光学軸を中心として略同心円状にｐ偏光の透過率が低い範囲が存在する。このｐ偏光の透過率が低い範囲は、この透明体をプリズムシート５０の基材５２として用いた場合、プリズムシート５０を通過するｐ偏光に対して位相差が発生する範囲である。透明体をプリズムシート５０の基材５２として用いる場合、導光板から出射する光の角度分布を考慮すると、プリズムシート５０を通過する光として特に検討すべき角度範囲は、方位角θ＝０°±１５°、極角α＝６０°〜８０°の範囲（図６，７，及び８の図中、一点鎖線で示す範囲）である。この範囲においてｐ偏光の偏光状態の変化がもっとも少なくなるのは、遅相軸角度を９０°（または２７０°）とする場合である。すなわち、プリズムの稜線方向と透明体の遅相軸角度を平行にする場合が最も好ましい条件となる。これについて、図９を用いてさらに説明する。
【００７１】
図９は、図６，７及び８のそれぞれに示したシミュレーション結果のうち、特に極角α＝７６°の場合のｐ偏光の透過率を示す図である。具体的に、図９は、入射する光の進行方向（方位角）と、相対輝度により表される光の透過率と、の関係を示している。また、図９には、透明体の遅相軸角度の条件として方位角４５°（または２１５°）、０°（または１８０°）、及び９０°（または２７０°）の３種類のパターンを併記した。同図に示されるように、２軸異方性の透明体では、遅相軸角度を０°または９０°とすることで、所定の極角で方位角０°方向に進むｐ偏光において、位相差が生じてｐ偏光成分が少なくなるということがない。さらに、遅相軸角度を９０°とすることで、方位角０°を含むより広い方位角の範囲で、ｐ偏光に生じる位相差が小さくなり、ｐ偏光の損失が抑制される。
【００７２】
透明体をプリズムシート５０の基材５２として用いる場合、導光板２０から出射する光の角度分布を考慮すると、プリズムシート５０を通過する光として特に検討すべき角度範囲は、方位角θ＝０°±１５°、極角α＝６０°〜８０°の範囲である。このため、プリズムシート５０の基材５２としてＰＥＴフィルムのような２軸異方性の透明体を用いる場合は、その遅相軸角度を方位角０°（もしくは１８０°）、または９０°（もしくは２７０°）とする、すなわち、プリズム５１の稜線方向と遅相軸角度を直交、または平行にすることが望ましい。さらに、上記の通り、遅相軸角度を９０°（または２７０°）とすれば、方位角０°を含んだより広い方位角範囲でｐ偏光に生じる位相差が小さくなり、より多くのｐ偏光をプリズムシート５０から出射させることができるようになるため、プリズム５１の稜線方向と遅相軸角度は平行にすることがより望ましい。なお、より高い効果を得るには、プリズムの稜線方向と遅相軸角度は上記条件に一致させることが望ましいが、実際の製品ではばらつきが生じて角度がずれることが考えられ、この場合は±５°程度の変動であれば許容されるだろう。
【００７３】
このようにプリズムシート５０の基材５２として２軸異方性の透明体を用いる場合に、遅相軸角度が０°のときと９０°のときで効果に大きな差が生じることは、プリズムシート５０の基材５２として一軸異方性の透明体を用いる場合に、遅相軸角度が０°であっても９０°のときと同様にｐ偏光の損失が抑制されることと対照的である。
【００７４】
図５は、プリズムシート５０の表側の面に形成されるプリズム５１の詳細な形状の一例を示す断面図である。本実施形態では、プリズム５１の稜線と直交する方位角において視野角（極角）を変えたときに生じる色の変化を抑制するために、以下の手段を採用する。つまり、プリズム５１の断面形状は２種類の主たる傾斜角度を備える複数の斜面を含んで構成されており、プリズムの頂点からみて相対的に光源から遠い側の部分が、少なくとも３つの斜面から構成され、そのうちの少なくとも一つの斜面は他の斜面に対してプリズムシート５０の光出射面からみて逆向きの傾きを有する。
【００７５】
上記２種類の主たる傾斜角度とは、プリズム５１の頂点からみて、相対的に光源から遠い側の斜面と、近い側の斜面の角度であり、特に導光板２０から出射する光のうち輝度や光度が最大となる角度の光がプリズムシート５０に入射したとき、この光を正面方向に屈折させる傾斜角度と、この光が直接はほとんど入射しない傾斜角度のことである。本実施形態では、プリズム５１は５つの斜面（ＳＳ１〜ＳＳ５）を組み合わせた断面形状をしている。このうち、導光板２０から出射する輝度や光度が最大となる角度の光がプリズムシート５０に入射したとき、この光が入射する主たる傾斜角度を有する斜面がＳＳ１とＳＳ３である。また、導光板２０から出射する輝度や光度が最大となる角度の光がプリズムシート５０に入射したとき、この光が入射しない主たる傾斜角度を有する斜面がＳＳ４である。斜面ＳＳ２は、導光板から出射する輝度や光度が最大となる角度の光が入射する斜面ではあるが、斜面ＳＳ１及びＳＳ３とは異なる方向に光を屈折するものであり、斜面ＳＳ１及びＳＳ３とは逆向きの傾きを有する。また、斜面ＳＳ５は、プリズム５１の先端が鋭角になると製造上、不具合が生じやすくなるので、プリズム５１の先端が鋭角になることを回避するために形成する斜面である。
【００７６】
プリズム列のピッチ、及び、プリズムの高さとしては、数十μｍ程度が実用的である。プリズム５１の具体的な寸法及び傾斜角度は、プリズムシート５０の基材５２やプリズム５１を構成する透明体の屈折率に応じて、光学シミュレーション等を駆使して選択すれば良い。
【００７７】
例えば本実施形態では、プリズム全体の幅ｗ１は３５μｍ、高さｈ１は約２５μｍであり、主たる傾斜角度のうち、導光板２０から出射する光のうち輝度や光度が最大となる角度の光がプリズムシートに入射したとき、この光を正面方向に屈折させる斜面の傾斜角度ｂは約６９°、導光板２０から出射する光のうち輝度や光度が最大となる角度の光が入射しない斜面の傾斜角度ａは約５８°とする。このほかの寸法は、図５の図中で定義する幅ｗ２が約６μｍ、ｗ３が約１２μｍ、高さｈ２が約１３μｍ、ｈ３が約９μｍ、ｈ４が約２５μｍ、角度ｃが８０°である。
【００７８】
プリズム５１の形状を上記の通りとした場合、プリズムシート５０の基材５２の平均屈折率を１．６５とし、プリズム５１の屈折率を１．６８とすれば、導光板２０から出射する光の輝度が最大となる角度α＝７７°の光に対し、プリズムシート５０の斜面ＳＳ１及びＳＳ３から出射する光の角度δは０．５°となり、ほぼ照明装置１の正面に出射する。あるいは、基材５２の平均屈折率を１．６５とし、プリズム５１の屈折率を１．６４とすれば、導光板２０から出射する光の光度が最大となる角度α＝６８°の光に対し、プリズムシート５０の斜面ＳＳ１及びＳＳ３から出射する光の角度δは０．２°となり、ほぼ正面に出射する。
【００７９】
なお、導光板２０から出射する輝度及び光度が最大値となる角度の光の一部は、プリズムシート５０に入射して、出射する際、斜面ＳＳ２を通過する。この際、導光板２０から出射する光の大部分は、光源１０を配置した方位（方位角１８０°）に向かって屈折するが、斜面ＳＳ２を通過する一部の光は逆の方位（方位角０°）に向かって屈折する。この場合、プリズムシート５０を構成する透明体の屈折率の波長依存性に起因して、光の屈折の際に生じる色の変化の一部が平均化される。従って、透明体の屈折率の波長依存性に起因して生じる色の変化を抑制することができる。
【００８０】
プリズム５１としては、透明で光学的に等方な透明体、あるいは、これを通過するｐ偏光に対し、有害な位相差を生じさせない透明体を用いる。これはプリズムシート５０の基材５２と同様、導光板２０から出射して、プリズムシート５０を通過するｐ偏光に変化が生じてｐ偏光成分が損失することを抑制することで、プリズムシート５０からよりｐ偏光成分の割合が大きい光を出射するためである。
【００８１】
上記要件を満たすものであれば、プリズム５１を構成する透明体としては紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂など、いずれの透明体を用いても良い。また、所望の屈折率を実現するために、必要に応じて、酸化チタンなどの透明で屈折率が高い微粒子を含有させても良い。この場合は、少なくとも可視波長域の光に対する散乱が小さくなるように、微粒子の直径は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００８２】
プリズムシート５０の裏側の面には、必要に応じてｓ偏光増反射手段５３が設けられる。ｓ偏光増反射手段５３は、導光板２０から出射する光のうち、少なくとも輝度や光度が最大値となる角度の光がプリズムシート５０に入射する際に、ｓ偏光成分をより多く反射するために設けられる。すなわち、ｓ偏光増反射手段５３は、ｓ偏光増反射手段５３がなく、プリズムシート５０の裏側の面が導光板２０の光出射面と平行で平坦な基材５２だけで形成される場合と比較して、導光板２０から所定の角度傾いて出射する光のｓ偏光成分をより多く反射する機能を有する。なお、プリズムシート５０に垂直に入射する光に対しては、ｓ偏光とｐ偏光とで反射率が異なる必要は無い。ここで、垂直に入射する光に対してｓ偏光成分をより多く反射するような構造を実現するには、例えば屈折率異方性が異なる層を複数積層する必要がある。この場合は厚みが増加し、コストが高くなることが考えられる。一方、本実施形態では、ｓ偏光増反射手段５３は、特に導光板２０から出射する光のうち、少なくとも輝度や光度が最大値となる角度の光に対して、ｓ偏光成分をより多く反射する構造であればよい。つまり、ｓ偏光増反射手段５３は、プリズムシート５０に斜めに入射する光に対してｓ偏光成分をより多く反射すれば良い。ｓ偏光増反射手段５３は、後述のとおり、プリズムシート５０に対する単層の形成、またはその表面形状の変更により実現が可能なため、垂直に入射する光に対してｓ偏光成分をより多く反射する構造よりも厚みの増加やコストの上昇を小さく抑えられる。
【００８３】
図１０は、プリズムシート５０の一部を拡大した断面図であり、ｓ偏光増反射手段５３の一例を示している。ｓ偏光増反射手段５３としては、プリズムシート５０の基材５２よりも屈折率が高い透明な層を一層、その厚さｄが、導光板２０から出射する光の輝度または光度が最大となる角度に対して以下の条件を満たすように形成すると良い。つまり、ｓ偏光増反射手段５３の屈折率をｎｓとし、導光板２０から出射する光のうち輝度または光度が最大となる角度でプリズムシート５０に入射した光がｓ偏光増反射手段５３内を進む角度（導光板２０の光出射面に垂直な方向からの傾き角度）をεとすると、厚さ（膜厚）ｄは、式（３）を満たせば良い。
ｄ＝λ/（４・ｎｓ・cosε）・（２ｍ＋１）  …（３）
ここで、λは光の波長、ｍは０以上の整数である。波長λは、可視光の波長であって、例えば視感度が高い５５０ｎｍの値を用いればよい。なお、ｓ偏光増反射手段５３の膜厚ｄは、ｍの値を１以上の整数として得られる値であってもよいが、膜厚ｄが大きくなると、ｓ偏光増反射手段５３を構成する透明体の屈折率の波長依存性の影響が大きくなるため、ｍ＝０として算出される値を膜厚ｄとして選択することが望ましい。
【００８４】
図１１から図１６は、ｓ偏光増反射手段５３として、プリズムシート５０の裏側の面にプリズムシート５０の基材５２よりも屈折率の高い膜を形成した場合のシミュレーション結果を示す。なお、これらの結果は基材５２の屈折率を１．６５とした場合の結果である。
【００８５】
図１１及び図１２は、ｓ偏光増反射手段５３として、屈折率ｎｓ＝１．８５の膜を形成したときの膜厚ｄに対する、ｓ偏光の反射率Ｒｓ、ｐ偏光の反射率Ｒｐ、及びプリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpを示している。図１１はプリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合を示し、図１２はプリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合を示す。ここではｓ偏光増反射手段５３は、窒化シリコンなどの無機材料、または紫外線硬化樹脂などの有機材料に、屈折率を高めるために酸化チタンなどの透明で屈折率が高い無機の微粒子を含有させてなる透明材料の膜である。微粒子を含有する場合は、少なくとも可視波長域の光に対する散乱が小さくなるように微粒子の直径は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００８６】
プリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合、図１１に示されるように、ｓ偏光増反射手段５３が無い状態（すなわちｄ＝０）ではｐ偏光の反射率Ｒｐが約１４％、ｓ偏光の反射率Ｒｓが約５１％であり、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約２７％である。これに対し、ｓ偏光増反射手段５３として屈折率ｎｓ＝１.８５の膜を形成すると、この膜厚ｄに応じてプリズムシート５０の裏面における光の反射の状態が変化する。つまり、プリズムシートの裏面に何も形成しない場合に対して、ｐ偏光の反射率Ｒｐは低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpが上昇する。特に、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約８７ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約１０％に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約６１％に上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約４０％に上昇する。
【００８７】
また、図１２に示す通り、プリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合には、ｓ偏光増反射手段５３が無い状態ではｐ偏光の反射率Ｒｐが約２％、ｓ偏光の反射率Ｒｓが約３２％であり、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約１８％である。これに対し、ｓ偏光増反射手段５３として屈折率ｎｓ＝１.８５の膜を形成すると、この膜厚ｄに応じてプリズムシート５０の裏面における光の反射の状態は変化する。つまり、プリズムシート５０の裏面に何も形成しない場合に対して、ｐ偏光の反射率Ｒｐは低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは上昇して、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpが上昇する。特に、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約８６ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約０．６％に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約４４％に上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約２８％に上昇する。
【００８８】
この場合、導光板２０から出射するｐ偏光成分が多い光がプリズムシート５０に入射する際における、ｐ偏光成分の損失（反射）が低減し、ｓ偏光成分はより多く反射される。そのため、プリズムシート５０から表側に出射する光としては、導光板２０出射時よりもｐ偏光成分の割合がより高い光が得られるようになる。
【００８９】
図１３及び図１４は、ｓ偏光増反射手段５３として屈折率ｎｓ＝２．０の膜を形成したときの膜厚ｄに対する、ｓ偏光の反射率Ｒｓ、ｐ偏光の反射率Ｒｐ、及びプリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpを示す。図１３はプリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合を示し、図１４はプリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合を示している。屈折率ｎｓ＝２．０のｓ偏光増反射手段５３としては、窒化シリコンなどの無機材料または紫外線硬化樹脂などの有機材料に、屈折率を高めるために酸化チタンなどの透明で屈折率が高い無機の微粒子を含有させたものを用いることができる。微粒子を含有する場合は、少なくとも可視波長域の光に対する散乱が小さくなるように微粒子の直径は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００９０】
図１３に示す通り、プリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約７９ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約７％に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約６７％に上昇して、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約４８％に上昇する。また、図１４に示す通り、プリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合には、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約７８ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは０．１％未満に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約５２％に上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約３５％に上昇する。
【００９１】
図１５及び図１６は、ｓ偏光増反射手段５３として屈折率ｎｓ＝２．３５の膜を形成したときの膜厚ｄに対する、ｓ偏光の反射率Ｒｓ、ｐ偏光の反射率Ｒｐ、及びプリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpを示す。図１５はプリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合を示し、図１６はプリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合を示している。屈折率２．３５のｓ偏光増反射手段５３としては、酸化チタンや硫化亜鉛などを用いることができる。
【００９２】
図１５に示す通り、プリズムシート５０への光の入射角度が７７°の場合、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約６４ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約２．５％に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約７７％に上昇して、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約６１％に上昇する。また、図１６に示す通り、プリズムシート５０への光の入射角度が６８°の場合には、式（３）の条件を満たす膜厚ｄ（約６４ｎｍ）を選択すれば、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約１．１％に低下し、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約６４％に上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約４７％に上昇する。
【００９３】
このように、ｓ偏光増反射手段５３として、プリズムシート５０の基材５２よりも屈折率が高い材料を一層、形成する場合、ｓ偏光増反射手段５３として用いる透明体の屈折率ｎｓが高くなると、プリズムシート５０入射時のｐ偏光成分の損失（反射）は低減し、ｓ偏光成分はより多く反射されるため、プリズムシート５０を透過する光としてはｐ偏光成分の割合がより高い光が得られるようになる。特に、プリズムシート５０の裏側の最表面の屈折率を高くすることで、導光板２０から出射する光のうち、輝度や光度が最大となる角度に対して、ブリュースター角の条件を満たす状態、あるいはブリュースター角の条件により近い状態にして、プリズムシート５０裏面でのｐ偏光成分の反射損失を無くすか、あるいは極めて小さくすることができる。
【００９４】
また、プリズムシート５０裏面で反射したｓ偏光は、導光板２０及び反射シート３０を経由して再びプリズムシート５０に入射するが、導光板２０を通過する際、導光板２０が備える光学異方性により生じる位相差によって、その偏光状態が変化する。この光はｐ偏光成分を含む光となり、プリズムシート５０を通過して照明光として利用される。つまり、プリズムシート５０の裏面で反射するｓ偏光の少なくとも一部がｐ偏光に変換され、照明光として利用できるため、ｐ偏光成分の光量を増加することができる。
【００９５】
ただし、ｓ偏光増反射手段５３として用いる透明体の屈折率ｎｓが高くなると、膜厚ｄのばらつきに対するｐ偏光及びｓ偏光の反射率の変動が大きくなるため、製造上のマージンは小さくなる。したがって、ｓ偏光増反射手段５３として用いる透明体の屈折率はプリズムシート５０の基材５２に対して、０．２から０．７の範囲で大きくすることが現実的である。
【００９６】
図１及び図４に例示するとおり、プリズムシート５０の表側には必要に応じて拡散シート４０を配置しても良い。拡散シート４０はプリズムシート５０を出射した光を拡散することで、出射角度の分布を広げる、あるいは、輝度の面内均一性を高める機能を有する。拡散シート４０としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、あるいは透明媒体中に当該透明媒体とは屈折率の異なる透光性の微粒子を混合した拡散層を高分子フィルムの表面に形成したもの、あるいは板もしくはフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたもの、あるいはアクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。また、プリズムシート５０のプリズム形成面は傷が付きやすいため、拡散シート４０をプリズムシート５０の保護層として機能させても良い。
【００９７】
なお、拡散シート４０としてＰＥＴやＰＣといった光学異方性を有するフィルムを使用する場合は、その遅相軸の角度を方位角θ＝０°（もしくは１８０°）、または９０°（もしくは２７０°）とすることで、プリズムシート５０を出射するｐ偏光の状態を維持するようにすることが、所定の直線偏光成分の光量が大きい照明光を実現するために重要である。
【００９８】
次に、本実施形態に係る照明装置１の動作を図４、図１０及び図１７を参照しながら説明する。図１７は照明装置１の主要構成を示す概略断面図であり、プリズムシート５０で反射された後、反射シート３０で反射され、再びプリズムシート５０に入射する光の光路の一例を示している。
【００９９】
光源１０から出射して導光板２０に入射した光は、導光板２０内を導波するが、導光板２０の表側、あるいは裏側に設けた微小な段差、凹凸形状、あるいはレンズ形状などによって形成された微小な傾斜面で反射して進行方向が変化した光のうち、導光板２０の表側の面に全反射の条件からずれた角度、つまり臨界角以下の角度で入射した光は、導光板２０の表面から出射する。
【０１００】
導光板２０から出射する光Ｌ１は、例えば輝度及び光度が最大となる角度がそれぞれ７７°と６８°であり、これらの光はそれぞれｐ偏光の偏光度ρpが約１４％及び約７％と、ｐ偏光成分の多い光となる。
【０１０１】
導光板２０から出射する光Ｌ１はプリズムシート５０に入射するが、その際、プリズムシート５０の裏側の面に形成したｓ偏光増反射手段５３により、ｐ偏光成分の反射は低く抑えられ、ｓ偏光成分はより多く反射される。一例として、プリズムシート５０の基材５２の屈折率が１．６５であり、ｓ偏光増反射手段５３が、屈折率２．３５、膜厚ｄが約６４ｎｍの層だとすると、プリズムシート５０への光の入射角度α＝７７°の場合は、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約２．５％、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約７７％、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpが約６１％となる。また、プリズムシート５０への光の入射角度α＝６８°の場合には、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約１．１％、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約６４％、プリズムシート５０の基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約４７％となる。つまり、導光板２０から出射して、プリズムシート５０内に入射する光Ｌ３は、導光板から出射した光Ｌ１よりもｐ偏光成分が多い光となり、一方、プリズムシート５０の裏側の面で反射する光Ｌ２はｓ偏光成分が大きい光となる。
【０１０２】
プリズムシート５０に入射した光Ｌ３は、プリズムシート５０の基材５２や、プリズム５１を構成する透明体を通過して、プリズム５１の斜面に到達する。この際、基材５２及びプリズム５１は光の進行方向、特に方位角０°の方向に進むｐ偏光に対して位相差が生じない透明体であるため、光Ｌ３は少なくともｐ偏光成分の損失が抑制された状態でプリズム５１の斜面に到達する。
【０１０３】
プリズムシート５０内を進む光Ｌ３のうちプリズムの斜面ＳＳ１とＳＳ３に入射する光は屈折して正面方向へ出射する。この際、プリズム５１と空気層ＡＩＲとの界面におけるｐ偏光とｓ偏光の透過率の違いにより、プリズムシート５０から出射する光Ｌ４はさらにｐ偏光成分が多い光となる。なお、プリズムシート５０内を進む光Ｌ３のうちプリズムの斜面ＳＳ２に入射する光はプリズムシート５０から出射する際、斜面ＳＳ１及び斜面ＳＳ３から出射する光とは異なる方向に屈折する。このため、プリズムシート５０を構成する透明体の屈折率の波長依存性に起因する、光の屈折角度に応じた色の変化は一部が相殺されるため緩和される。つまり、プリズム５１の稜線方向と直交する方位角（０°及び１８０°）において視野角（極角）を変えたときに生じる色の変化は平均化され抑制される。
【０１０４】
プリズムシート５０を出射した光Ｌ４は、拡散シート４０を通過する際、出射角度の分布を広げられ、あるいは、輝度の面内均一性を高められて、拡散シート４０から出射する。
【０１０５】
一方、プリズムシート５０の裏側の面で反射したｓ偏光成分が大きい光Ｌ２の一部が、導光板２０を通過して、反射シート３０で反射した後、再び導光板２０を通過して、プリズムシート５０に入射する。この際、導光板２０が適切な複屈折性を有することで、プリズムシート５０の裏側の面で反射したｓ偏光の少なくとも一部は、ｐ偏光に変換される。このｐ偏光に変換された光が、再びプリズムシートに入射することで、プリズムシート５０内を進む光Ｌ３におけるｐ偏光成分の割合だけでなく、ｐ偏光の光量の絶対量を増やすことができる。
【０１０６】
このような導光板２０としては、上記の通り、例えば一軸延伸したポリカーボネート系樹脂、あるいは環状オレフィン系樹脂を基材として、導光板２０内を導波する光を表側に出射させるための微細な段差、凹凸形状、レンズ形状などから構成される微細な傾斜面を転写したものを用いることができる。
【０１０７】
導光板２０は、プリズムシート５０の裏側の面で反射した光Ｌ２が導光板２０を通過する際に、そのｓ偏光の偏光状態を変化させるものであれば良く、より望ましくは反射シート３０での反射を介して、再びプリズムシート５０へ入射する光をｐ偏光に変換するものである。このため、例えば導光板２０は、その遅相軸角度を方位角θ＝３０°〜６０°とし、厚さをｔ、屈折率異方性をΔｎＬとしたとき、リターデーションΔｎＬｔの値が１００〜１５０ｎｍとなるようにすればよい。
【０１０８】
なお、導光板２０の裏側に配置する反射シート３０は、プリズムシート５０の裏面で反射して、導光板２０を通過した後、反射シート３０へ入射する光を再びプリズムシート５０へ向けて反射することを考慮すると、光を鏡面反射するタイプであるのが望ましい。鏡面反射する反射シート３０としては、高い反射率を有する反射面を樹脂板、あるいは高分子フィルム等の支持基材上に形成したものを用いることができる。反射面は、支持基材上にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法やスパッタリング法等により成膜したもの、あるいは支持基材上に増反射膜となるように誘電体多層膜を形成したもの等を用いることができる。また、屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで鏡面反射手段として機能するようにしたものを用いることができる。
【０１０９】
上記の通り、本実施形態に係る照明装置１では、導光板２０から出射するｐ偏光成分が多い光Ｌ１に対して、プリズムシート５０は、その裏面におけるｐ偏光成分の反射は小さく、ｓ偏光成分の反射は大きくなるよう構成される。プリズムシート５０に入射した光についてはｐ偏光の損失を前述した方法により極力抑制して照明光として利用する。一方、プリズムシート５０の裏面で反射したｓ偏光は、導光板２０を通過する際にその偏光状態が変化して、再びプリズムシート５０に入射する際に少なくともその一部がｐ偏光に変換される。このため本実施形態に係る照明装置１は、ｐ偏光成分の割合と光量が大きい照明光を出射することができる。
【０１１０】
（プリズムシートの変形例）
次に、本実施形態に係る照明装置１が備えるプリズムシート５０の変形例について、図面を参照して説明する。図１８はプリズムシート５０の変形例を示すものであり、その一部を拡大した断面図である。この変形例におけるプリズムシート５０は、前述した一層の透明材料からなるｓ偏光増反射手段５３とは異なる構造のｓ偏光増反射手段５４を備えるとともに、プリズム５１を構成する透明体の屈折率を変えたものであり、それ以外の構造は前述したプリズムシート５０と同様であるため、同一機能を有する部材には同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【０１１１】
本変形例におけるプリズムシート５０のｓ偏光増反射手段５４は、プリズムシート５０の裏側に微細な段差を形成することで得られ、より具体的には、導光板２０の光出射面に対する傾斜角度φの微細な斜面によって実現される。この微細な斜面は導光板２０から出射してプリズムシート５０に入射する光Ｌ１の入射角度を実効的に大きくするものである。つまり、導光板２０からの出射する光の出射角度αに対し、プリズムシート５０への入射角度をα＋φとするものである。
【０１１２】
傾斜角度φの斜面は、プリズムシート５０に入射する光Ｌ１の入射角度を大きくすることでｓ偏光の反射率を増大させることのほかに、適切な値を選択することでプリズム５１を構成する透明体の屈折率を前述した例より小さくすることを可能にする。例えば傾斜角度φを４．５°とすると、プリズムシート５０の基材５２の屈折率が前述した例と同じ１．６５の場合、プリズムシート５０への入射角度α＝７７°の光に対して、プリズム５１の屈折率を前述した例より小さい１．６としても、プリズムシート５０から出射する光を正面方向に向けることができるようになる。より小さな屈折率の材料を利用できるようにすることは、材料の選択肢を広げることにつながるため、産業上有益なことである。
【０１１３】
プリズムシート５０の基材５２の屈折率が１．６５の場合、プリズムシート５０への入射角度α＝７７°の光に対し、ｓ偏光増反射手段５４が無い状態ではｐ偏光の反射率Ｒｐは約１４％、ｓ偏光の反射率Ｒｓは約５１％であり、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約２７％である。これに対し、ｓ偏光増反射手段５４として傾斜角度φ＝４．５°の斜面を形成した場合、プリズムシート５０の裏面に何も形成しない場合に対して、ｐ偏光の反射率Ｒｐも増加するが、ｓ偏光の反射率Ｒｓが上昇することで、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは上昇する。具体的には、ｐ偏光の反射率Ｒｐは約２８％に上昇するが、ｓ偏光の反射率Ｒｓが約６４％に上昇して、基材５２内部でのｐ偏光の偏光度ρpは約３３％に上昇する。
【０１１４】
本変形例においても、導光板２０から出射するｐ偏光成分が多い光は、プリズムシート５０入射時にそのｓ偏光成分がより多く反射されるため、プリズムシート５０から出射する光として、導光板２０を出射した光よりもｐ偏光成分の割合がより高い光が得られるようになる。
【０１１５】
また、プリズムシート５０の裏面で反射したｓ偏光は、その一部が導光板２０及び反射シート３０を経由して、再びプリズムシート５０に入射するが、導光板２０を通過する際、導光板２０が備える光学異方性によって生じる位相差によって偏光状態が変化する。この光はｐ偏光成分を含む光となり、プリズムシート５０を通過して照明光として利用される。つまり、プリズムシート５０の裏面で反射するｓ偏光の少なくとも一部がｐ偏光に変換され、照明光として利用できるため、ｐ偏光成分の光量を増加することができる。
【０１１６】
なお、微細な斜面によって構成されるｓ偏光増反射手段５４は、プリズム列との関係でモアレを発生させる場合があることを考慮する必要がある。モアレを抑制するには、ｓ偏光増反射手段５４である微細な斜面のピッチがプリズム５１のピッチと異なるようにする。例えば、ｓ偏光増反射手段５４としての微細な斜面のピッチはプリズム５１のピッチの１／５程度とすることが望ましい。
【０１１７】
（液晶表示装置）
次に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の例について、説明する。図１９は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構造を示す断面図である。
【０１１８】
本実施形態に係る液晶表示装置は、画像情報に基づき光の透過光量を制御することで画像を表示する表示パネルと、これを背面から照明する照明装置１とから構成される。表示パネルとしては、入射する光の透過光量を調節することで画像を表示する表示パネルを用いることができ、特に長寿命でマトリクス表示が可能な液晶表示パネルを用いることができる。具体的に、液晶表示パネル２は、照明装置１と組み合わせて、照明装置１からの光の透過光量を調整することで映像を表示する透過型、あるいは半透過反射型の液晶表示パネルであってよい。なお、液晶表示パネルにはパッシブ駆動方式やアクティブ駆動方式など各種の方式があるが、これらの詳細な構成や動作については周知であるのでここではその説明は省略する。
【０１１９】
液晶表示パネル２としては、偏光板を備え、液晶層に入射する光の偏光状態を制御することで映像表示を行うものが、比較的低い駆動電圧でコントラスト比の高い映像が得られることから望ましい。また、液晶表示パネルとしては例えばＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＥＣＢ（Electrical Controlled Birefringence）方式などを用いることができる。また、広視野角を特長とするＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Aligned）方式を用いることができる。また、液晶表示パネル２は、上記方式を応用した半透過反射型の液晶表示パネルであってもよい。以下では、液晶表示パネル２としてアクティブマトリクス方式のものを用いる場合の概要を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２０】
液晶表示パネル２は、平坦かつ透明で光学的に等方なガラス、あるいはプラスチックからなる第１の透明基板１１０及び第２の透明基板１１１を有する。第１の透明基板１１０には、カラーフィルタや、ポリイミド系高分子からなる配向膜（いずれも不図示）が積層されている。第２の透明基板１１１には、マトリクス状に配置した複数の画素を形成する電極、信号電極、走査電極、薄膜トランジスタ等からなるスイッチング素子、配向膜など（いずれも不図示）が形成されている。
【０１２１】
２枚の透明基板１１０、１１１はその配向膜形成面を向かい合わせ、図示しないスペーサーにより一定の間隙を設けた状態で枠状のシール材３００によりその周囲を接着されることで、内部に空間を形成する。この空間に液晶を封入し、封止することで液晶層２００が設けられる。液晶層２００を構成する液晶分子の長軸の配向方向は、２枚の透明基板１１０、１１１上に形成された配向膜に施される配向処理により規定される。
【０１２２】
第１の透明基板１１０及び第２の透明基板１１１の液晶層２００とは反対側の面には、それぞれ第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１が配置される。第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１としては、例えば延伸したポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させることにより偏光機能を付与した膜の両面に、トリアセチルセルロースの保護層を施したものを用いることができる。なお、第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１は、それぞれ第１の透明基板１１０及び第２の透明基板１１１に、図示しない透明な接着剤により固定すると良い。なお、偏光板と透明基板との間には、液晶表示パネル２の液晶表示モードに応じて、図示しない適切な位相差層を含んでもよい。
【０１２３】
液晶表示パネル２は、第２の透明基板１１１と第１の透明基板１１０とが重なる領域内に、照明装置１からの光の透過量を変調することで２次元画像を形成する表示領域を備える。第２の透明基板１１１は第１の透明基板１１０よりも大きな基板であり、第２の透明基板１１１の第１の透明基板１１０側の面上であって、第１の透明基板１１０に覆われない領域には画像信号などの映像情報を電気的信号として外部から受け取るための領域を有する。つまり、液晶表示パネル２は、第２の透明基板１１１上であって、第１の透明基板１１０が重なっていない領域にフレキシブルプリント回路板（ＦＰＣ）４００を備え、このＦＰＣ４００を介して外部と電気的に接続される。また、この領域には必要に応じてドライバとして機能する半導体チップ（不図示）が実装されてもよい。
【０１２４】
照明装置１としては、前述した本発明の実施形態に係る照明装置を用いる。ここで、液晶表示パネル２が備える第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１それぞれの直線偏光の吸収軸の向きは、照明装置１を構成するプリズムシート５０におけるプリズム５１の稜線方向に応じて定められることとする。具体例として、液晶表示パネル２の照明装置１側に配置する第２の偏光板２１１の吸収軸は、平面的に見て、プリズム５１の稜線方向に対して平行な向きとし、反対側に配置する第１の偏光板２１０の吸収軸は、プリズム５１の稜線方向に対して直交する向きとする。
【０１２５】
この構成において、照明装置１から出射した光は液晶表示パネル２に照射される。液晶表示パネル２に照射される光のうち第２の偏光板２１１を通過した光は、液晶層２００を通過して第１の偏光板２００に入射する。この際、映像情報発生部（不図示）から伝えられる映像情報に対応した電界を液晶層に印加することで液晶分子の方向を変えることが出来る。この作用により液晶層２００を通過する光の偏光状態が変化して、第１の偏光板２１０を透過する光の量が制御され、外部から入力される映像情報に応じた画像が表示される。
【０１２６】
ここで、照明装置１から出射する光は、上記の通り、照明装置１を構成するプリズムシート５０におけるプリズム５１の稜線方向に対し、直交する方向に電気ベクトルの振動面を有する直線偏光（ｐ偏光）が多い光である。このため、液晶表示パネル２の照明装置１側に配置される第２の偏光板２１１の吸収軸を、上述したようにプリズム５１の稜線方向と平行にすると、第２の偏光板２１１で吸収され、損失となる光の量を小さくすることができる。つまり、照明装置１から出射する光に対する液晶表示パネル２の透過率が向上するので、より明るい画像表示を実現できるという効果がある。あるいは、同じ明るさの画像表示であれば、透過率が向上する分、照明装置（バックライト）の電力が下げられるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明装置の主要構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】導光板の表側から出射する光の極角（視野角）αの説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る照明装置の主要部を示す断面拡大図である。
【図５】プリズムシートに形成されるプリズムの一例を示す断面図である。
【図６】２軸異方性の透明体にｐ偏光を入射した場合における、ｐ偏光の透過率の計算結果の一例を示す図である。
【図７】２軸異方性の透明体にｐ偏光を入射した場合における、ｐ偏光の透過率の計算結果の別の例を示す図である。
【図８】２軸異方性の透明体にｐ偏光を入射した場合における、ｐ偏光の透過率の計算結果の別の例を示す図である。
【図９】２軸異方性の透明体にｐ偏光を入射したときの極角α＝７６°におけるｐ偏光の透過率の計算結果の一例を示す図である。
【図１０】プリズムシートの一部を拡大した断面図である。
【図１１】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の一例を示す図である。
【図１２】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の別の例を示す図である。
【図１３】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の別の例を示す図である。
【図１４】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の別の例を示す図である。
【図１５】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の別の例を示す図である。
【図１６】プリズムシートが備えるｓ偏光増反射手段による反射率の計算結果の別の例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る照明装置の主要構成を示す概略断面図である。
【図１８】プリズムシートの変形例を示す部分拡大断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る表示装置の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  照明装置（バックライト）、２  液晶表示パネル、１０  光源、２０  導光板、３０  反射シート、４０  拡散シート、５０  プリズムシート、５１  プリズム、５２  基材、５３，５４  ｓ偏光増反射手段、１１０  第１の透明基板、１１１  第２の透明基板、２００  液晶層、２１０  第１の偏光板、２１１  第２の偏光板。
【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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