(57)【要約】【課題】      プリズムシートの屈折率を上げると同時に、その屈折率に対する最適なプリズム形状を形成することにより、高輝度で光の利用効率の高い照明装置を提供する。【解決手段】  照明措置は、例えば液晶表示装置のバックライトユニットなどに好適に使用することができ、光源と、前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートとを有する。ここで、光源としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。光源から出射した光は、導光板において、出光面と反射面の間で反射を繰り返した後、出光面よりプリズムシートに向かって出射する。プリズムシートは、プリズムシートの屈折率ｘとプリズムの頂角ｙとの関係が、ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３＋Ｍ（−４≦Ｍ≦４）を満たす形状となっている。このようにすることで、部品点数を減らし、高輝度で光の利用効率の高い照明装置を作製することができる。【選択図】図４
2006228494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、
前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートと、を有し、
前記プリズムシートの屈折率ｘおよびプリズムの頂角ｙの関係が、
ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３＋Ｍ（−４≦Ｍ≦４）
となることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
光源と、
前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、
前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートと、を有し、
前記プリズムシートの屈折率ｘおよびプリズムの頂角ｙの関係が、
ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３
となることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記プリズムシートの出光面側には、光を拡散する拡散シートを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記プリズムシートの出光面側には、第２のプリズムシートが配置され、前記プリズムシートおよび前記第２のプリズムシートのプリズム稜線は直交することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２のプリズムシートの出光面側には、光を拡散する拡散シートを備えることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記導光板は、前記プリズムシートへの入射角が７０°から８２°の範囲となる光を出射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光板は、前記プリズムシートへの入射角が７６°となる光を出射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、
光源からの光が入射する入光端面と、を備え、
前記出光面と前記反射面との距離が前記入光端面から遠ざかるにつれて減少する楔形状の断面を有し、前記反射面の傾斜角は５°以下となることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、
光源からの光が入射する入光端面と、を備え、
前記出光面と前記反射面との距離が前記入光端面から遠ざかるにつれて減少する楔形状の断面を有し、前記反射面は有効反射面が階段状に形成されており、前記有効反射面の傾斜角は５°以下となることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、
光源からの光が入射する入光端面と、を備え、
前記反射面には光源からの光の進行方向に対して直交する凹形状のプリズムパターンが形成されており、前記プリズムパターンの有効反射面の傾斜角は５°以下となることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、
光源からの光が入射する入光端面と、を備え、
前記出光面には光源からの光の進行方向に対して直交する凹形状のプリズムパターンが形成されており、前記プリズムパターンの有効反射面の傾斜角は５°以下となることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
表示パネルと、
表示パネルのバックライトとして用いられる請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置と、を有する電気光学装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の液晶ディスプレイ等に用いられるバックライトユニットなどの照
明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶表示パネルの背面側にバックライトユニットが設けられる。一般的には、バックライトユニットは、光源と、光源からの光を平面状の光として液晶表示パネルの背面に照射する導光板と、導光板から出射した光を拡散するシートと、光を集光するプリズムシートなどを備えた照明装置として構成される。光源から導光板に入射した光は、導光板の出光面と反射面との間で反射を繰り返した後、出光面から外部へ出光する。
【０００３】
導光板から出光した光は、プリズムシートに入射する。プリズムシートでは、入射した光を屈折させることにより、光の方向を変える。これにより、プリズムシートは、光を液晶表示パネルに向けて出射することができる。特許文献１では、高屈折率の材料を用いてプリズムシートを形成している。この高屈折率のプリズムシートは、光を大きく屈折させることで、液晶表示パネルに対し、より垂直に光を入射させることができるので、照明装置の輝度向上を図ることができる。
【０００４】
しかしながら、導光板から出射する光の光量は、すべての方向に対して等しい大きさとはならず、ある一定の方向に出射する光の光量が最も多くなるという性質を示す。そのため、このような導光板から出射する光の性質を考慮せずに、プリズムシートの屈折率を単に上げるだけでは、照明装置の輝度向上を図る上で十分とはいえなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７４９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、プリズムシートの屈折率を上げると同時に、その屈折率に対する最適なプリズム形状を形成することにより、高輝度で光の利用効率の高い照明装置を作製することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、照明装置は、光源と、前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートの屈折率ｘおよびプリズムの頂角ｙの関係が、ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３＋Ｍ（−４≦Ｍ≦４）となる。
【０００８】
上記の照明装置は、例えば液晶表示装置のバックライトユニットなどに好適に使用する
ことができ、光源と、前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートとを有する。ここで、光源としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。光源から出射した光は、導光板において、出光面と反射面の間で反射を繰り返した後、出光面よりプリズムシートに向かって出射する。プリズムシートは、プリズムシートの屈折率ｘとプリズムの頂角ｙとの関係が、ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３＋Ｍ（−４≦Ｍ≦４）を満たす形状となっている。このようにすることで、部品点数を減らし、高輝度で光の利用効率の高い照明装置を作製することができる。
【０００９】
好適な実施例では、照明装置は、光源と、前記光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に設けられたプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートの屈折率ｘおよびプリズムの頂角ｙの関係が、ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３となる。
【００１０】
上記の照明装置の一態様では、前記プリズムシートの出光面側には、光を拡散する拡散シートを備える。このようにすることで、プリズムシートから出射される光を拡散して、明るさを均一化し、プリズムシートと液晶パネルの間に発生するモアレを抑える効果を、さらに有することができる。
【００１１】
上記の照明装置の他の一態様では、前記プリズムシートの出光面側には、第２のプリズムシートが配置され、前記プリズムシートおよび前記第２のプリズムシートのプリズム稜線は直交する。このようにすることで、プリズムシートの稜線方向の成分の光を、液晶パネルに向ける効果を、さらに有することができる。
【００１２】
上記の照明装置の他の一態様では、前記第２のプリズムシートの出光面側には、光を拡散する拡散シートを備える。このようにすることで、モアレを抑え、かつ、プリズムシートの稜線方向と直交する成分の光を液晶パネルに向ける効果を、さらに有することができる。
【００１３】
上記の照明装置の他の一態様では、前記導光板は、前記プリズムシートへの入射角が７０°から８２°の範囲となる光を出射する。これにより、輝度を高め、かつ、光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
好適な実施例では、照明装置は、前記導光板は、前記プリズムシートへの入射角が７６°となる光を出射する。
【００１５】
好適な実施例では、照明装置は、前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、光源からの光が入射する入光端面と、を備え、前記出光面と前記反射面との距離が前記入光端面から遠ざかるにつれて減少する楔形状の断面を有し、前記反射面の傾斜角は５°以下となる。
【００１６】
他の好適な実施例では、照明装置は、前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、光源からの光が入射する入光端面と、を備え、前記出光面と前記反射面との距離が前記入光端面から遠ざかるにつれて減少する楔形状の断面を有し、前記反射面は有効反射面が階段状に形成されており、前記有効反射面の傾斜角は５°以下となる。
【００１７】
他の好適な実施例では、照明装置は、前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、光源からの光が入射する入光端面と、を備え、前記反射面には光源からの光の進行方向に対して直交する凹形状のプリズムパターンが形成されており、前記プリズムパターンの有効反射面の傾斜角は５°以下となる。
【００１８】
他の好適な実施例では、照明装置は、前記導光板は前記出光面と対向する反射面と、
光源からの光が入射する入光端面と、を備え、前記出光面には光源からの光の進行方向に対して直交する凹形状のプリズムパターンが形成されており、前記プリズムパターンの有効反射面の傾斜角は５°以下となる。
【００１９】
本発明の他の観点では、電気光学装置は、表示パネルと、表示パネルのバックライトとして用いられる上記の照明装置と、を有する。これにより、高輝度で、かつ、光の利用効率を高い電気光学装置を提供できる。また、上記の電気光学装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２１】
［液晶表示装置の構成］
図１に本発明の照明装置を適用した液晶表示装置１００の概略構成を示す。図１において、本発明の照明装置２０は、液晶表示装置１００などのバックライトユニットとして使用される面発光型の照明装置である。照明装置２０は、端面に光源１５を有する導光板１０を備え、導光板１０の下側には反射シート１１を備える。また、照明装置２０は、導光板１０の上側に、プリズムシート１２を備える。照明装置２０は、両面テープ１３によって、液晶パネル１４と接着される。
【００２２】
照明装置２０において、光源１５は例えば点光源としての複数のＬＥＤ１６を備え、光源と対向する導光板１０の端面（以下、「入光端面」と呼ぶ）１０ｃに光を出射する。導光板１０は平面形状が矩形であり、アクリル樹脂などの透明樹脂から構成される。導光板１０の上側の面１０ａは光を出射する面（以下、「出光面」と呼ぶ）であり、下側の面１０ｂは光を反射する面（以下、「反射面」と呼ぶ）である。
【００２３】
光源１５から出射された光Ｌは、入光端面１０ｃから導光板１０内に入り、反射面１０ｂと出光面１０ａとの間で反射を繰り返す。そして、出光面１０ａと光のなす角が臨界角を超えると、出光面１０ａを透過して外部へ出射する。一方、光Ｌが、反射面１０ｂで臨界角を超えて、反射面１０ｂを透過した場合には、反射シート１１によって、光Ｌは、導光板１０内部へ戻される。
【００２４】
図１に示すように、プリズムシート１２の底面より垂直下向きの方向を方向ｓｔとすると、導光板１０から出射した光Ｌは、プリズムシート１２に、方向ｓｔから時計回りに角度「β」で入射する。プリズムシート１２は、液晶パネル１４側に、凸型の三角形状のプリズムを有する。プリズムシート１２に入射した光Ｌは、このプリズムによって屈折されることで、光Ｌ１として液晶パネル１４に向かって出射される。プリズムシート１２により出射された光Ｌ１は、液晶パネル１４を背面から照明する。これにより、液晶表示装置１００の透過表示が可能となる。
【００２５】
[プリズムシートの屈折率と出射範囲]
まず、プリズムシートの屈折率と、プリズムシートの光の出射範囲の関係について述べる。図２（ａ）は、図１のプリズムシート１２における一つのプリズム５０を拡大したものである。ここでは例として、プリズムシート１２の一つのプリズムの形状を、頂角を９０°とする二等辺三角形とする。プリズムシート１２中における光の経路は、プリズムシートの屈折率の違いによって、大きく異なる。図２（ａ）では、光Ｌがプリズムシート１２に入射した後における、プリズムシート１２の屈折率が２の場合における光の経路を光Ｌａとして示し、プリズムシート１２の屈折率が１．５の場合における光の経路を光Ｌｂとして示している。
【００２６】
プリズム５０に入射する光Ｌは、プリズム５０の底辺ｍ１で屈折される。プリズムシート１２の屈折率が１．５の場合における光Ｌｂの屈折角の最大値を角「ｒｂ」、プリズムシート１２の屈折率が２の場合における光Ｌａの屈折角の最大値を角「ｒａ」とすると、角ｒｂおよび角ｒａは、プリズムシート１２のそれぞれの屈折率の場合における光の臨界角となる。この臨界角は、スネル（Snellius）の法則より、プリズムシート１２の屈折率のみで決まる値である。よって、以下の式（１）〜（３）で、角ｒｂおよび角ｒａを求めることができる。
【００２７】
【数１】
2006228494.tif 000003
【００２８】
光Ｌは、これらの角ｒａおよび角ｒｂを超える屈折角で、プリズムシート１２に入射することはない。プリズムシート１２の三角形の斜面ｍ２より外部へ出射する出射角度の範囲も、この角ｒａおよび角ｒｂを基に求めることができる。
【００２９】
図２（ｂ）は、三角形のプリズム５０の斜辺ｍ２の一部５１を拡大したものであり、プリズムシート１２の屈折率が１．５の場合に、光Ｌｂが三角形の斜面ｍ２より出射する様子を示している。図２（ｂ）において、直線Ａは、斜辺ｍ２に対する垂線であり、直線Ｂは、底辺ｍ１に対する垂線である。先に述べたように、底辺ｍ１における光Ｌの屈折角は、角ｒｂを超えないので、斜辺ｍ２に入射する光Ｌの入射範囲は、直線Ｂに対する角ｒｂの範囲となる。一方、斜辺ｍ２から光Ｌｂを出射する場合、光Ｌｂの斜辺ｍ２に対する入射角は、斜辺ｍ２における臨界角「ｒｂｃ」よりも小さくなる必要がある。なぜなら、光Ｌｂの斜辺ｍ２に対する入射角が、臨界角ｒｂｃよりも大きくなる場合には、光Ｌｂは、斜辺ｍ２で全反射されてしまうからである。よって、角ｒｂの範囲に入った光Ｌｂの内、臨界角ｒｂｃよりも小さい入射角となる角「ｒｂ１」の範囲に入射した光のみが、斜辺ｍ２で屈折され、外部へ出射することができる。一方、角ｒｂの範囲に入った光Ｌｂの内、角「ｒｂ２」の範囲に入射した光は、臨界角ｒｂｃよりも大きな入射角となるので、斜辺ｍ２で全反射する。臨界角ｒｂｃは、先に述べたように、プリズムシート１２の屈折率のみで決まる値であるので、光Ｌが底辺ｍ１に入射したときの臨界角である角ｒｂと同じ大きさとなる。以上より、一点鎖線で示す、直線Ｂに対して角ｒｂをなして斜辺ｍ２に入射する光Ｌｂｃの屈折方向と、斜辺ｍ２とのなす角「ｒｂｏ」が、斜辺ｍ２における光Ｌｂの出射範囲の最大角となる。角ｒｂ１、角ｒｂ２、角ｒｂｏは、以下の式（４）〜（７）で求めることができる。
【００３０】
【数２】
2006228494.tif 000004
【００３１】
このように、角ｒｂｏ＝８６°と求めることができる。即ち、光Ｌｂは、斜辺ｍ２となす角が８６°以内となる範囲で出射される。
【００３２】
プリズムシート１２の屈折率が２の場合においても、上記の方法で、光Ｌａの出射範囲を求めることができる。図２（ｃ）は、三角形のプリズム５０の斜辺ｍ２の一部５２を拡大したものであり、プリズムシート１２の屈折率が２の場合に、光Ｌａが三角形の斜面ｍ２より出射する様子を示している。図２（ｃ）においても、直線Ａは、斜辺ｍ２に対する垂線を示し、直線Ｂは、底辺ｍ１に対する垂線を示す。底辺ｍ１における光Ｌの屈折角は、角ｒａを超えないので、斜辺ｍ２に入射する光Ｌａの入射範囲も、直線Ｂに対する角ｒａの範囲となる。一方、斜辺ｍ２から光Ｌａを出射する場合、光Ｌａの斜辺ｍ２に対する入射角は、斜辺ｍ２における臨界角「ｒａｃ」よりも小さくなる必要がある。なぜなら、光Ｌａの斜辺ｍ２に対する入射角が、臨界角ｒａｃよりも大きくなる場合には、光Ｌａは、斜辺ｍ２で全反射されてしまうからである。よって、角ｒａの範囲に入った光Ｌａの内、臨界角ｒａｃよりも小さい入射角となる角「ｒａ１」の範囲に入射した光Ｌａのみが、斜辺ｍ２で屈折され、外部へ出射することができる。一方、角ｒａの範囲に入った光Ｌａの内、角「ｒａ２」の範囲に入射した光は、臨界角ｒａｃよりも大きな入射角となるので、斜辺ｍ２で全反射する。臨界角ｒａｃも、プリズムシート１２の屈折率のみで決まる値であるので、光Ｌが底辺ｍ１に入射したときの臨界角である角ｒａと同じ大きさとなる。以上より、一点鎖線で示す、直線Ｂに対して角ｒａをなして斜辺ｍ２に入射する光Ｌａｃの屈折方向と、斜辺ｍ２とのなす角「ｒａｏ」が、斜辺ｍ２における光Ｌａの出射範囲の最大角となる。角ｒａ１、角ｒａ２、角ｒａｏは、以下の式（８）〜（１１）で求めることができる。
【００３３】
【数３】
2006228494.tif 000005
【００３４】
このように、角ｒａｏ＝５９°と求めることができる。即ち、光Ｌは、斜辺ｍ２となす角が５９°以内となる範囲で出射される。
【００３５】
以上より、プリズムシート１２は、屈折率２の場合の方が、屈折率１．５の場合よりも、光Ｌを屈折させることができるので、より底辺ｍ１に対し垂直に出射させることが分かる。即ち、高屈折率のプリズムシートを用いることにより、光を液晶パネル１４に対し、より垂直となる方向へ出射させることができる。なお、高屈折率が実現できるプリズムシート１２の材料としては、例えば、ポリカーボネイトに硫黄を含有する重合体の樹脂や、アクリロイルアミノピリジン誘導体とジチオールの重付加体の樹脂を用いることができる。
【００３６】
[プリズムシートの最適形状]
次に、高輝度な照明装置となるためのプリズムシートの最適な形状について述べる。光Ｌは、導光板１０内部で反射を様々な経路で伝わり、導光板１０の出光面１０ａから出射するときには、様々な方向に向けて出射される。図３は、一般的な照明装置における、プリズムシートへの入射角度に対する導光板の輝度の大きさを示している。図３を見ると、プリズムシートへの入射角度が７６°のときに、導光板の輝度が最大輝度となっていることが分かる。即ち、図３は、プリズムシートに入射するときの角度が７６°となる場合に、プリズムシートに入射する光の光量が最も多いことを示している。図１でいうと、導光板１０内部を伝わる光のうち、角度β＝７６°で、プリズムシート１２に入射する光の輝度が、最も大きいということとなる。言い換えれば、導光板１０内部を様々な経路で伝わる光のうち、角度β＝７６°で、プリズムシート１２に入射する光が最も多いことを示している。
【００３７】
また、図３に示すように、プリズムシートへの入射角度が７０°および８２°の場合における導光板の輝度は、最大輝度より１０％程度の減衰で済む。従って、入射角度が７６°を含む７０°〜８２°の範囲にある導光板の輝度は、少なくとも最大輝度の９０％以上の大きさとなる。よって、この最大輝度の９０％以上の輝度を有する光を、液晶パネル１４に向けて垂直に出射するプリズムシート１２を形成すれば、高輝度で、かつ、光の利用効率の高い照明装置を作製することができる。具体的には、プリズムシート１２のプリズムの形状を、角度β＝７０°〜８２°で入射する光Ｌに対し、液晶パネル１４へ垂直に出射させる形状に形成すればよい。
【００３８】
図４は、図１のプリズムシート１２の１つのプリズム５０の拡大図である。プリズムシート１２の１つのプリズムの形状は、二等辺三角形とされる。よって、三角形の頂角Ｊを決めることにより、そのプリズムの形状を決定することができる。ここでは、一例として、プリズムシート１２の屈折率を２とする。
【００３９】
導光板１０から出射した光Ｌは、プリズム５０の底辺ｍ１で屈折する。このときの屈折光を光Ｌ１とする。プリズム５０の三角形の底角を角「Ｇ」とし、光Ｌ１と底辺ｍ１となす角を角「Ｈ」とし、光Ｌ１と斜辺ｍ２となす角を角「Ｋ」とする。また、屈折光Ｌ１が斜辺ｍ２に入射するときの入射角を角「α」とする。例えば、プリズムシート１２に角度β＝７６°で入射した光Ｌを、液晶パネル１４に垂直に向ける場合、斜辺ｍ２から出射する光Ｌ１の方向を底辺ｍ１に対して垂直となるようにすればよい。斜辺ｍ２から光Ｌ１が底辺ｍ１に対して垂直に出射する場合、光Ｌ１の斜辺ｍ２における屈折角は、図４よりα＋９０°−Ｈとなる。一方、光Ｌ１の経路と底角Ｇよりできる三角形とその外角の関係から、９０°＋α＝Ｇ＋Ｈとなる。よって、斜辺ｍ２から光Ｌ１が底辺ｍ１に対して垂直に出射するときの屈折角は、角Ｇとなる。よって、以下の式（１２）〜（１５）より、三角形の頂角Ｊを求めることができる。ここで式（１３）は、光Ｌが、底辺ｍ１に入射するときの屈折角を求める式であり、式（１４）は、光Ｌ１が、斜辺ｍ２から出射するときの屈折角を求める式である。
【００４０】
【数４】
2006228494.tif 000006
【００４１】
以上より、三角形の頂角Ｊ＝７６°と求めることができる。即ち、プリズムシート１２の屈折率が２の場合、その三角形のパターンの頂角を７６°とすれば、プリズムシート１２に角度β＝７６°で入射する光を、液晶パネル１４に対して垂直に出射させることができる。
【００４２】
一方、プリズムシート１２に角度β＝７６°よりも小さな入射角で入射した光は、斜辺ｍ２で全反射される。図４に示すように、斜辺ｍ２で全反射した光は、斜辺ｍ３に入射する。斜辺ｍ３に入射した光は、斜辺ｍ３で屈折されて隣のプリズムに入射する光Ｌ２と、斜辺ｍ３で全反射されて底辺ｍ１から出射する光Ｌ３とに分かれるが、いずれも、導光板１０に戻り、導光板１０内部で反射を繰り返すことにより、再度、光Ｌとしてプリズムシート１２に向けて出射される。このように、光Ｌは、プリズムシート１２から液晶パネル１４に向けて出射されるまで、リサイクルされることとなる。よって、本発明の照明装置は、光の利用効率も高めることができる。
【００４３】
図５（ａ）の表は、プリズムシートの屈折率と、プリズムシートに角度β＝７０°、７６°、８２°のそれぞれの角度で入射した光をプリズムシートから液晶パネルに向けて垂直に出射させるプリズムの頂角との関係を示している。具体的には、プリズムシートに角度β＝７０°、７６°、８２°のそれぞれの入射角度で入射した光の場合について、プリズムシートの屈折率が、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１のときのプリズムの頂角を、上記で述べた式（１２）〜（１５）より求めている。図５（ｂ）は、プリズムシートの屈折率をｘ軸に、プリズムの頂角をｙ軸にとり、角度β＝７０°、７６°、８２°のそれぞれの角度で入射した光の場合における、プリズムの頂角の値をプロットしたグラフである。図５（ｂ）が示すように、プリズムシートの屈折率ｘとプリズムの頂角ｙとの間には、データ間に比例関係が成り立つ。図５（ｂ）のグラフ上で、導光板の輝度が最大となるβ＝７６°でプリズムシートに入射した光の場合のデータについて、線形近似を行うことにより、プリズムシートの屈折率ｘと、プリズムの頂角を角ｙとの間に下式：
ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３                          （１６）
の関係を導くことができる。
【００４４】
図５（ａ）において、角度β＝７０°で入射した光の場合におけるプリズムの頂角と、角度β＝７６°で入射した光の場合におけるプリズムの頂角との差は、プリズムシートの屈折率２．１において、４°の最大誤差があることが分かる。また、角度β＝８２°で入射した光の場合におけるプリズムの頂角と、角度β＝７６°で入射した光の場合におけるプリズムの頂角との差は、プリズムシートの屈折率１．５において、−４°の最大誤差があることが分かる。よって、導光板における最大輝度の９０％以上となる光を、プリズムシートより液晶パネルへ向けて出射することのできるプリズムの頂角は、式（１６）で算出されるプリズムの頂角に対し、−４°〜４°の範囲となる。以上より、高輝度で光の利用効率を高くすることができるプリズムの形状としては、プリズムシートの屈折率ｘに対して、
ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３＋Ｍ（−４≦Ｍ≦４）      （１７）
を満たす範囲となるプリズムの頂角ｙが好適である。また、プリズムシートへの光の入射角度β＝７６°の場合に、導光板の輝度が最大となるので、このときのプリズムシートより液晶パネルへ向けて垂直に出射可能なプリズムの頂角を求める式である
ｙ＝１０７．８６ｘ−１４０．４３                          （１８）
を満たすプリズムの頂角ｙが、より好ましい。関係式（１７）および（１８）を用いることにより、プリズムの頂角を計算しなかった屈折率であっても、高輝度で光の利用効率を高くすることを可能とするプリズムの頂角の値を容易に求めることができる。このように、プリズムシートの屈折率の値に対し、プリズムの頂角を上記の関係式を満たす値となる形状に形成することで、図１に示すように、照明装置を構成する部品点数が少なくても、高輝度で光の利用効率の高いプリズムシートを作製することができる。
【００４５】
一般的なプリズムシートの屈折率の範囲は、１．３〜１．８程度であり、通常、用いられているプリズムシートは、屈折率１．５８でプリズム頂角９０°のものである。しかし、式（１８）で、屈折率１．５８のプリズムシートのプリズム頂角を計算すると、２９．９９°と求められる。従って、屈折率１．５８のプリズムシートを、高輝度で光の利用効率の高いプリズムシートとするには、そのプリズム頂角を９０°ではなく、２９．９９°にする必要があることが分かる。なお、実際には、高輝度で光の利用効率の高いプリズムシートを作製する場合、式（１８）で計算されたプリズム頂角が４２．９３°〜５３．７２°となる屈折率１．７〜１．８の範囲にあるプリズムシートが、加工の容易さの観点からすると望ましい。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す本発明の照明装置に用いることのできる導光板１０を示している。本発明の照明装置では、先に述べたように一般的な照明装置で用いられる導光板を用いることができる。
【００４７】
図６（ａ）に示す導光板１０は、楔形状の導光板であり、その反射面１０ｂには、階段状のパターンが形成されている。この階段状のパターンが、導光板内部の光が反射する有効反射面として機能する。導光板から出射した光がプリズムシートへの入射角が７６°となるためには、この有効反射面たる階段状の一つのパターンの傾斜角「γ１」は、５°以下となるのが好適である。
【００４８】
図６（ｂ）に示す導光板１０は、楔形状の導光板であり、その反射面１０ｂには、特定のパターンは形成されておらず、鏡面となっている。導光板から出射した光がプリズムシートへの入射角が７６°となるためには、この反射面１０ｂの傾斜角「γ２」は、５°以下となるのが好適である。
【００４９】
図６（ｃ）に示す導光板１０は、矩形状の導光板であり、その反射面１０ｂには、入光端面１０ｃより入射する光の進行方向に対し、直交する方向に凹形状のプリズムパターンが形成されている。このプリズムパターンが、導光板内部の光が反射する有効反射面として機能する。導光板から出射した光がプリズムシートへの入射角が７６°となるためには、この有効反射面たるプリズムパターンの傾斜角「γ３」は、５°以下となるのが好適である。
【００５０】
図６（ｄ）に示す導光板１０は、矩形状の導光板であり、その出光面１０ｂには、入光端面１０ｃより入射する光の進行方向に対し、直交する方向に凹形状のプリズムパターンが形成されている。このプリズムパターンが、導光板内部の光が反射する有効反射面として機能する。導光板から出射した光がプリズムシートへの入射角が７６°となるためには、この有効反射面たるプリズムパターンの傾斜角「γ４」は、５°以下となるのが好適である。
【００５１】
[変形例]
次に、本発明の照明装置の変形例について述べる。図７は、本発明の照明装置の変形例を示す。液晶パネル１４には、マトリクス状又はストライプ状となる線状要素が形成されている。このため、プリズムシート１２の稜線と、液晶パネル１４のいくつかの線状要素と平行となると、両者の間に干渉（モアレ）が生じることがある。図７（ａ）は変形例に係る照明装置２０ａを示す。図７（ａ）の照明装置２０ａは、プリズムシート１２と液晶パネル１４の間に拡散シート１５を配置している。これにより、プリズムシート１２から出射される光を拡散して、明るさを均一化することができる。よって、照明装置２０ａは、プリズムシート１２による効果に加えて、プリズムシート１２と液晶パネル１４の間に発生するモアレを抑える効果を有する。
【００５２】
図７（ｂ）は他の変形例に係る照明装置２０ｂを示す。図７（ｂ）の照明装置２０ｂは、プリズムシート１２と液晶パネル１４の間に、さらに別のプリズムシート１７を配置している。プリズムシート１７の稜線は、プリズムシート１２の稜線と垂直となる配置とされる。よって、照明装置２０ｂは、プリズムシート１２による効果に加えて、プリズムシート１２の稜線方向の成分の光を、プリズムシート１７によって屈折させることにより、液晶パネル１４に向ける効果を有する。
【００５３】
図７（ｃ）はさらに他の変形例に係る照明装置２０ｃを示す。図７（ｃ）の照明装置２０ｃは、プリズムシート１２と液晶パネル１４の間に、拡散シート１５およびプリズムシート１７を配置している。よって、照明装置２０ｃは、プリズムシート１２による効果に加えて、モアレを抑え、かつ、プリズムシート１２の稜線方向の成分の光を、液晶パネル１４に向ける効果を有する。
【００５４】
[電子機器]
次に、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図８を参照して説明する。
【００５５】
まず、本発明に係る液晶表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図８（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。
【００５６】
続いて、本発明に係る液晶表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図８（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。
【００５７】
なお、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図８（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図８（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】頂角９０°のときのプリズムシートのプリズムの拡大図である。
【図３】プリズムシートに入射するときの角度と導光板の輝度の大きさのグラフである。
【図４】本発明のプリズムシートのプリズムの拡大図である。
【図５】プリズムの屈折率と頂角との関係を示す図表である。
【図６】本発明の実施形態に係る導光板を示す側面図である。
【図７】本実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す側面図である。
【図８】本発明の照明装置を適用した電子機器を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  導光板、  １１  反射シート、  １２  プリズムシート、  １４  液晶パネル、  １５  光源、  １６  ＬＥＤ、  ２０  照明装置、  １００  液晶表示装置
【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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