(57)【要約】【課題】表示装置のバックライトとして用いた場合に、視野角が表示面の法線から所望の限定された出射角度範囲内に制限されると共にその制限された視野角における輝度が充分に高い表示を得ることができる照明装置を提供する。【解決手段】導光板２の端面に冷陰極管１を対向配置してなる面発光素子の前側に、直線偏光成分を透過させる透過軸３ａ及びこれに直交した偏光面を持つ直線偏光成分を反射させる反射軸を備える反射偏光板３と、複数の突条４ａが並設された凹凸面を備えたプリズムシート４とが、突条４ａを透過軸３ａに直交させた配置で順に配置され、面発光素子の後側に、(１／４)波長位相差板５と光反射板６とが順に配置され、反射偏光板３を透過した直線偏光Ｐ1 とここで反射されて再帰した直線偏光Ｐ2 とが、プリズムシート４により法線方向ｎに集光され液晶表示パネル７に向けて出射する。【選択図】      図１
2006236804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
該発光素子から出射された光が入射され、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸を備えた偏光素子と、
前記偏光素子から出射された前記直線偏光が入射され、前記偏光素子から前記透過軸方向に分散して出射された前記直線偏光の出射方向を制御して前記偏光素子の正面方向に集光させる配光制御素子とを、有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記偏光素子は、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸と、前記予め定めた方向と直交する偏光面を持つ直線偏光を選択的に反射する前記透過軸と直交する反射軸とを、備えた反射型偏光素子であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記配光制御素子は一方の主面が複数本の突条を平行に連続して並設されてなる凹凸面に形成されたプリズムシートであって、
前記偏光素子の光出射面側に前記プリズムシートが前記凹凸面の反対側の主面を対向させると共に、前記突条の延在方向を前記透過軸に直交させて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記偏光素子は、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸と、前記予め定めた方向と直交する偏光面を持つ直線偏光を選択的に反射し、前記透過軸と直交する反射軸とを備えた反射型偏光素子であり、
前記反射型偏光素子により反射されて戻された直線偏光の偏光面を９０°旋光させると共に前記反射型偏光素子に向けて反射させる旋光反射手段を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記発光素子と前記偏光素子との間に、一方の主面が複数本の突条を平行に連続して並設されてなる凹凸面に形成され、前記突条の延在方向を前記偏光素子の透過軸と実質的に平行に配置した第２のプリズムシートを、さらに配置したことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記旋光反射手段は光反射板の反射面に（１／４）波長位相差板を積層してなることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記発光素子は、光源と、透明な平板であって端面から前記光源が射出した光を入射させて一方の主面から面状に出射させる導光板とからなる、面発光素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏光を照射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示パネル等の光の偏光作用を利用して表示を行うディスプレイのバックライトとして、直線偏光を出射する特許文献１に示されるような照明装置が知られている。
【０００３】
上記照明装置は、出射する照射光を、その電場の振動方向つまり偏光面が液晶表示パネルの光入射側（背面側）に設置されている偏光子の透過軸に沿った直線偏光に揃えて出射させることにより、光の利用効率の向上を図るものである。
【０００４】
このような照明装置においては、光源と導光板からなる面発光素子から出射された非偏光の光を、再帰反射偏光子により直線偏光にして液晶表示パネルに向けて面状に出射させる。この場合、面発光素子から出射された非偏光の光は、その出射側に設けられた再帰反射偏光子と背面側に設けられた旋光反射手段の協働作用により、偏光面が液晶表示パネルの背面側偏光子の透過軸に沿った直線偏光に揃えられ、液晶表示パネルに向けて照射される。これにより、液晶表示パネルの背面側偏光子によって吸収される成分光が低減され、光の利用効率が格段に向上する。
【０００５】
しかるに、上述の照明装置を用いることにより光の利用効率が向上し表示面の輝度が全体的に上昇しても、液晶表示パネルの観察者にとって最も重要な正面方向の輝度が不十分であった。また、近年、普及が著しい携帯電話機に代表される携帯情報端末機のディスプレイとして液晶表示パネルが多用されている。そのような公衆の面前で使用されることが多い携帯情報端末機のディスプレイとしては、表示情報を他人に覗き見されないように、視野角が所望の正面方向近傍に制限できることが要望されているが、上記従来の照明装置では、そのような要望を満たすことは困難であった。
【特許文献１】特開平１１−６４７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、表示装置のバックライトとして用いた場合に、視野角が表示面の法線から所望の限定された角度範囲内に制限されると共にその制限された視野角における輝度が充分に高い表示を得ることができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の照明装置は、発光素子と、該発光素子から出射された光が入射され、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸を備えた偏光素子と、前記偏光素子から出射された前記直線偏光が入射され、前記偏光素子から前記透過軸方向に分散して出射された前記直線偏光の出射方向を制御して前記偏光素子の正面方向に集光させる配光制御素子とを、有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の照明装置によれば、発光素子の光出射側に、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸を備えた偏光素子と、前記直線偏光の出射方向を前記偏光素子の正面方向に集光させる配光制御素子を順次配設し、偏光素子から出射する直線偏光の配光が、透過軸に沿った領域に偏った配向から、配光制御素子によって、法線方向から予め定めた所定の限定された出射角度範囲内に集光された指向性に富む配光に制御される構成としたから、本照明装置を表示装置のバックライトとして用いた場合、視野角が表示面の法線方向から所望の限定された角度範囲内に制限されると共にその制限された視野角における輝度が充分な表示を、容易に得ることが可能となる。
【０００９】
本発明の照明装置においては、偏光素子は、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸と、前記予め定めた方向と直交する偏光面を持つ直線偏光を選択的に反射する前記透過軸と直交する反射軸とを備えた、反射型偏光素子であって、この偏光素子の光出射面側に、配光制御素子として一方の主面が複数本の突条を平行に連続して並設されてなる凹凸面に形成されたプリズムシートが配置され、このプリズムシートが前記凹凸面の反対側の主面を前記偏光素子に対向させる共に前記突条の延在方向を前記透過軸に直交させて配置されていることが好ましく、これにより、面状に直線偏光を出射させる照明装置の薄型化がより促進される。
【００１０】
また、本発明の照明装置は、偏光素子が、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸と、前記予め定めた方向と直交する偏光面を持つ直線偏光を選択的に反射する前記透過軸と直交する反射軸とを備えた、反射型偏光素子であり、この反射型偏光素子により反射されて戻された直線偏光の偏光面を９０°旋光させると共に前記反射型偏光素子に向けて再度反射させる旋光反射手段を、更に有する構成とすることが好ましく、これにより、光の利用効率が格段に向上される。
【００１１】
そして、その場合、旋光反射手段は光反射板の反射面に（１／４）波長位相差板を積層してなることが好ましく、これにより、本発明の照明装置の光の利用効率が格段に高められると共に薄型化がより一層促進される。
【００１２】
さらに、本発明の照明装置においては、前記偏光素子の出射側に配置したプリズムシートとは別に、前記偏光素子と背面側の前記発光素子との間に、一方の主面が複数本の突条を平行に連続して並設されてなる凹凸面に形成され、前記突条の延在方向を前記偏光素子の透過軸と実質的に平行に配置した第２のプリズムシートを、さらに配置することが好ましく、これにより、正面方向の配光と輝度がより一層高められた照射光が得られる。
【００１３】
加えて、本発明の照明装置においては、発光素子として、光源と、透明な平板であって端面から前記光源が射出した光を入射させて一方の主面から面状に出射させる導光板とからなる、面発光素子を用いることが好ましく、これにより、直線偏光を面状に出射する照明装置の薄型化が高度に促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態としての照明装置を分解して示す正断面図で、図２（ａ）〜（ｄ）はその主要構成部材の光学的配置構成を示す各平面図であり、図１は本照明装置を図２に示されるＩ−Ｉ断面で切断したものである。なお、図１の断面のハッチングは、説明の都合上、省略されている。
【００１５】
本照明装置は、大略、光源としての冷陰極管１と導光板２からなる面発光素子、導光板２の光出射側に配置された偏光素子としての反射偏光板３と配光制御素子としてのプリズムシート４、及び導光板２の光出射側とは反対側（後側）に配置された（１／４）波長位相差板５と光反射板６、とで構成されている。なお、本照明装置は、二点鎖線で示す液晶表示パネル７の表示の観察側とは反対側の背面にプリズムシート４の光出射面を対向させて、液晶表示パネル７のバックライトとして配置されるものであり、本実施形態の液晶表示パネル７は液晶セルの前後に一対の偏光板が設置されたツイステッドネマチック型液晶表示パネルである。
【００１６】
導光板２は、照射対象の液晶表示パネル７に大略対応した矩形をなすアクリル樹脂を材料として樹脂成形された透明板であり、一端面２ａを光を入射させる光入射面とし、一対の主面のうちの液晶表示パネル７に対向させる側の前面２ｂを光出射面とし、光出射面２ｂとは反対側の後面２ｃには、入射光を光出射面２ｂに向けて全反射させるための拡散材２ｄが略全面にわたり所定のパターンで分布形成されている。
【００１７】
導光板２の光出射面２ｂに設置される反射偏光板３は、予め定めた方向と平行な偏光面を持つ直線偏光を選択的に透過させる透過軸３ａと、この透過軸３ａと直交し、前記予め定めた方向と直交する偏光面を持つ直線偏光を選択的に反射する反射軸３ｂとを備えており、入射光のうちの偏光面が透過軸３ａに沿った直線偏光を選択的に透過させ、偏光面が反射軸３ｂに沿った直線偏光を選択的に反射させる。本実施形態では、互いに直交する透過軸３ａと反射軸３ｂが本照明装置の横方向（紙面左右方向）ｈに対して４５°±１０°の角度をなすように、反射偏光板３が設置されている。
【００１８】
プリズムシート４は、導光板２と略同じ大きさの透明板の一方の主面が、所定の方向に平行に延在する複数の突条４ａが連続して並設された凹凸面に形成されている。突条４ａは、本実施形態のように、断面が二等辺三角形をなし、その頂角αが９０°±２０°となるように、形成されることが好ましい。なお、この突条４ａの形状は、本実施形態のような直角二等辺三角形に限られるものではなく、得ようとする出射光の配光に応じて最適に設定されるべきものである。
【００１９】
そして、上述のように形成されたプリズムシート４は、図２（ａ）に示されるように、突条４ａの延在方向ｘと反射偏光板３の透過軸３ａとの交差角度βが９０°±２０°となり、突条４ａが並設された凹凸面が光出射側（前側）となる配置で、反射偏光板３の光出射面側に設置されている。なお、この突条４ａの延在方向ｘは、液晶表示パネル７の図示されていない背面側（後側）偏光板の透過軸に直交する方向であり、従って、上述した反射偏光板３の透過軸３ａと背面側偏光板の透過軸とは平行である。
【００２０】
上述した導光板２、反射偏光板３、およびプリズムシート４は、屈折率が略同一の材料からなる透明板で形成され、光学的に略一体に密着させた状態で重畳設置されている。
【００２１】
導光板２の光出射面２ｂとは反対側の後面２ｃには、（１／４）波長位相差板５が設置されている。この（１／４）波長位相差板５は、透過する光にその（１／４）波長分の位相差をもたらす光学素子であり、入射した直線偏光を円偏光に変換して出射させ、また入射した円偏光を直線偏光に変換して出射させる。本実施形態においては、この（１／４）波長位相差板５が、その遅相軸５ａと上記反射偏光板３の透過軸３ａとのなす角度が４５°±１０°となる配置で、導光板２の後面２ｃに設置されている。
【００２２】
（１／４）波長位相差板５の後面側には、光反射板６が設置されている。この光反射板６は、（１／４）波長位相差板５を透過して後面側に出射された光を反射し再び（１／４）波長位相差板５内に入射させるために設けられている。本実施形態の光反射板６は、ＰＥＴ（Poly-Ethylene Terephthalate）シートに銀を蒸着して形成され、その銀が蒸着され鏡面状態に形成された反射面を（１／４）波長位相差板５の後面に対面させて設置されている。
【００２３】
次に、上述のように構成された本実施形態の照明装置における作用効果を、図３乃至図７に基づき説明する。
【００２４】
まず、図１において、冷陰極管１から射出された非偏光の光Ｒは、導光板２内に入射し伝播する際に、後面２ｃの何れかの拡散材２ｄに入射し、光出射面（前面）２ｂに向けて反射される。後面２ｃで反射して光出射面２ｂから出射された光Ｒは、その光出射面２ｂに設置されている反射偏光板３に入射し、そのうちの偏光面がその透過軸３ａに沿った直線偏光の成分光だけが選択的にこの反射偏光板３を透過し出射する。
【００２５】
ここで、反射偏光板３に入射する光Ｒのうち、偏光面が反射偏光板３の透過軸３ａに平行な直線偏光成分（以下、軸平行直線偏光という）は、その全てが反射偏光板３を透過するわけではなく、図５に示すように、前記軸平行直線偏光の入射角度及び入射方位に応じて透過率（反射率）が変化する。なお、図５では、図２（ｂ）に示した反射偏光板３において、前記反射偏光板３の表面に垂直でかつ透過軸３ａと平行な平面に沿って入射される前記軸平行直線偏光の入射角に対する反射率を長破線Ａで表し、また前記反射偏光板３の表面に垂直でかつ透過軸３ａ直交する平面に沿って入射される前記軸平行直線偏光の入射角に対する反射率を短破線Ｂで表しており、入射角度に対する反射率が示されているが、透過率は反射率とは相反関係にある。
【００２６】
すなわち、軸平行直線偏光波のうち、前記反射偏光板３の表面に垂直でかつ透過軸３ａと平行な平面に沿った方向から入射される前記軸平行直線偏光Ｐ0 は、図３（ａ）に示されるように、偏光面が入射面（図において紙面平行面）に平行なｐ波として前記反射偏光板３に入射する。ｐ波として前記反射偏光板３に入射した前記軸平行直線偏光は、大部分が透過光Ｐ１となって反射偏光板３を透過するが、一部は反射光Ｐ２となって反射する。つまり、前記軸平行直線偏光の入射角が大きくなるのに伴って反射率が低下し、入射角がブリュスター角の６０°に達したとき反射率がほとんど０となる極小値を示し、さらに前記入射角が大きくなるのに伴って、反射率が急激に上昇する。この特性は、反射偏光板３の透過軸３ａに平行な方位から入射した光のうち、入射角がブリュスター角付近であって、かつ透過軸３ａに平行な直線偏光成分を持った光は、ほとんど反射することなく、高い透過率で透過することを示すものである。なお、透過軸３ａに平行な方向から入射する光のうち、図３（ｂ）に示される電場の振動方向つまり偏光面が入射面に対して垂直な直線偏光の光Ｓは、その偏光面が透過軸３ａに対して垂直であるから、透過せずにＰ２'として反射される。なお、ブリュスター角は、入射媒体の材質によって異なる光学特性値であり、本実施形態における反射偏光板３はアクリル樹脂を基材とした光学素子であるために、そのブリュスター角は約６０°となる。
【００２７】
一方、軸平行直線偏光のうち、前記反射偏光板３の表面に垂直でかつ透過軸３ａと直交する平面に沿った方向から入射される前記軸平行直線偏光Ｓ0 は、図４（ａ）に示されるように、偏光面が入射面に垂直なｓ波として前記反射偏光板３に入射する。ｓ波として前記反射偏光板３に入射した前記軸平行直線偏光は、大部分が透過光Ｐ１となって反射偏光板３を透過するが、一部は反射光Ｐ２となって反射する。つまり、前記軸平行直線偏光の入射角が大きくなるのに伴って反射率が徐々に増加し、極小値を示さない。この特性は、反射偏光板３の透過軸３ａに直交する方位から入射した光のうち、透過軸３ａに平行な直線偏光成分を持った光は、反射率が高く、低い透過率で透過すること示している。なお、この透過軸３ａに直交する方向から入射する光のうち、電場の振動方向つまり偏光面が入射面に対して平行な直線偏光の光Ｐは、その偏光面が透過軸３ａに対して垂直であるから、透過せずに反射される。
【００２８】
図６（ａ）は、上述した反射偏光板３を透過した前記軸平行直線偏光の、各方位における各出射角度（入射角度と等しい）ごとの出射光強度を等輝度曲線で示した配光分布図である。この配光分布図に示されるように、反射偏光板３から出射される軸平行直線偏光の輝度は、透過軸に沿った方向において高く、透過軸に直交する方向（反射軸方向）において低くなっている。この配光特性は、反射偏光板３に対して、その法線方向から透過軸３ａの方位に傾いた方向から入射する光に対して透過光が高く、その法線から反射軸３ｂの方位に傾いた方向から入射する光に対して透過率が低いことを示している。
【００２９】
図１に戻って、反射偏光板３から出射した軸平行直線偏光Ｐ1 は、プリズムシート４に入射し、その出射側凹凸面４ｂによる偏向作用を受け、出射方向が制御される。この場合、プリズムシート４は、その突条４ａの延在方向ｘを反射偏光板３の透過軸３ａに直交させて配置されているから、透過軸３ａに平行な方向からプリズムシート４に入射した直線偏光Ｐ1 は、凹凸面４ｂにおいてプリズムシート４の法線方向ｎに近づくように屈折されて出射する。このときの法線方向ｎに対する出射角度θは、照射対象の液晶表示パネル７に対する入射角度であり、液晶表示パネル７の観察者の視角に対応する角度である。
【００３０】
上述のように、反射偏光板３からその透過軸３ａに平行な方向に出射した直線偏光Ｐ1 はプリズムシート４を透過することによりその法線ｎ側へ集光されたのに対して、反射偏光板３からその透過軸３ａに直交する反射軸３ｂに平行な方向へ出射した直線偏光は、プリズムシート4を透過してもその法線ｎ側へ集光されることはない。すなわち、図６（ａ）の配光分布に示されるように相対的に透過軸に沿ったエリアに多く出射される直線偏光を、プリズムシート4により積極的に法線ｎ側へ集光する。その結果、プリズムシート４から出射した直線偏光の、各方位における各出射角度（入射角度と等しい）ごとの出射光強度を等輝度曲線で示した配光分布は、図６（ｂ）に示すのようになる。
【００３１】
図６（ｂ）の等輝度曲線から、方位角が９０°−２７０°（液晶表示パネル７の表示面における縦方向に対応する）の面と方位角が０°−１８０°（液晶表示パネル７の表示面における横方向に対応する）の面におけるそれぞれの配光分布を取り出して示すと、図7（ａ）、（ｂ）の輝度特性図のようになる。これらの輝度特性から明らかなように、横方向及び縦方向の双方において出射角度が０°〜２５°程度の法線に近い出射範囲の輝度が約２２００ｃｄ／ｃｍ2 以上と高く、それより出射角度が大きく傾いた２５°〜６０°の出射範囲においては輝度が急激に低下している。
【００３２】
従って、このような配光の出射直線偏光をバックライト光として液晶表示パネル７に照射した場合、液晶表示パネル７の表示を明瞭に視認することができるのは、略全方位にわたり視角が０°〜２５°の狭い範囲に制限される。すなわち、液晶表示パネル７における表示の視野角は全方位において略２５°と狭く、これにより、正面観察者以外の覗き見を有効に防止することができる。
【００３３】
因みに、プリズムシート４を、その突条４ａの延在方向ｘが反射偏光板３の透過軸方向に平行となるように配置した場合の輝度特性を比較例として、図７（ａ）、（ｂ）に二点鎖線で示す。この場合も、出射角度が０°〜２５°程度の法線に近い角度範囲の輝度が、それより大きく傾いた２５°〜６０°の出射角度範囲における輝度よりも、横方向及び縦方向の双方において顕著に高いという配光特性は、本実施形態の場合と同じであるが、その０°〜２５°の出射角度範囲における輝度値が、本実施形態の場合よりも約１０％程度低下しているためにその分コントラストが低下する。
【００３４】
図１に戻って、反射偏光板３により反射された直線偏光Ｐ2 は、導光板２を透過し、その後面側に配置されている（１／４）波長位相差板５に入射する。この（１／４）波長位相差板５は、図２（ｄ）に示されるように、その遅相軸５ａを反射偏光板３の反射軸３ｂ（図２（ｂ）参照）に対し４５°に交差させて配置されているから、入射した直線偏光Ｐ2 はその複屈折作用により円偏光となって出射する。出射した円偏光は、光反射板６の鏡面に仕上げた反射面により正反射され、再び（１／４）波長位相差板５に入射して往路と同様の複屈折作用を受け、円偏光から直線偏光に戻されて出射する。この出射する直線偏光Ｐ2 の偏光面は、（１／４）波長位相差板５に往路において入射するときの偏光面の方向から９０°旋光されており、従って、その偏光面の方向は反射偏光板３の透過軸３ａに平行な方向である。
【００３５】
この（１／４）波長位相差板５から出射された直線偏光Ｐ2 は、再び導光板２を透過して反射偏光板３に入射するが、このときの偏光面の方向は前述した直線偏光Ｐ1 と同様に反射偏光板３の透過軸３ａに平行である。従って、これ以降は、直線偏光Ｐ2 も、直線偏光Ｐ1 と同様に反射偏光板３とプリズムシート４を透過して同様の光学作用を受け、プリズムシート４から出射される際の配光特性も、図６（ｂ）に示される直線偏光Ｐ1 の配光特性と略同じである。
【００３６】
その結果、直線偏光Ｐ1 に直線偏光Ｐ2 が加わったプリズムシート５からの出射光、つまり本実施形態の照明装置から照射される直線偏光を、液晶表示パネル７のバックライト光とすれば、０°〜２５°と狭い視野角範囲において輝度が極めて高く、且つ約２５°よりも大きい視野角範囲において輝度が急激に低下する表示が得られる。この表示は、正面観察者以外の者による覗き見を防止できるとともに、その限られた視野角において充分に輝度及びコントラストが高く所望の高度な品質の表示である。
【００３７】
以上のように、本第１実施形態の照明装置においては、冷陰極管１と導光板２からなる面発光素子の光が出射される前側に反射偏光板３とプリズムシート４をこの順序でそれぞれの透過軸３ａと突条４ａの延在方向ｘを直交させた配置で重畳設置したから、反射偏光板３を透過した直線偏光P1 の透過軸３ａ方向に偏って高くなった配光分布が、プリズムシート４を透過させることにより、その配光の偏りが全方位にわたり略均等に均されると共に法線方向から０〜２５°程度の狭い出射角度範囲において急激に輝度が上昇する配光分布に制御される。また、面発光素子の後側に（１／４）波長位相差板５と光反射板６を順次設置したから、前側の反射偏光板３により反射された偏光面が透過軸３ａに直交（反射軸３ｂに平行）する直線偏光Ｐ2 が、その偏光面を９０°旋光され軸平行直線偏光となって反射偏光板３に戻され、直線偏光Ｐ1 と同様に、反射偏光板３を透過した後にプリズムシート４を透過して配光が制御され、略同じ配光分布で出射される。従って、本実施形態の照明装置によれば、反射偏光板３で反射された直線偏光も出射光として利用するから光の利用効率が格段に向上されると共に、液晶表示パネル７等のバックライトとして用いた場合に、視野角が正面方向の所望の限定された狭い範囲内に制限されると共にその制限された視野角における輝度及びコントラストが充分に高い表示が得られ、正面観察者以外の者による覗き見を有効に防止することかできる。
（第２実施形態）
【００３８】
図８は本発明の第２実施形態としての照明装置を分解して示す正断面図で、図９（ａ）〜（ｄ）はその主要構成部材の光学的配置構成を示す各平面図であり、図８は本照明装置を図９に示されるVIII−VIII断面で切断したものである。なお、図８の断面のハッチングは、説明の都合上、省略されている。また、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３９】
本第２実施形態の照明装置は、第１実施形態の照明装置における導光板２と反射偏光板３の間にプリズムシート４とは別にもう一枚のプリズムシート８を設置したものである。従って、反射偏光板３が２枚のプリズムシート４、８に挟まれた構成となっている。この場合、反射偏光板３の後側に配置されるプリズムシート８の突条８ａの形状やその並設ピッチ等の構成は前側の第１実施形態で用いたプリズムシート４と同じであるが、その配置が、突条８ａの延在方向ｙが反射偏光板３の透過軸３ａに平行で、従って前側プリズムシート４の突条４ａの延在方向ｘに直交する配置となっている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４０】
上述のように構成された本第２実施形態の照明装置においては、後側プリズムシート８における突条８ａの延在方向ｙが反射偏光板３の透過軸３ａに平行であるから、後側プリズムシート８を透過して反射偏光板３に入射する光が透過率の高い透過軸３ａに沿ったエリア側に集光される。
【００４１】
すなわち、第１実施形態を説明する図４（ａ）と図５に示されるように、反射偏光板３の透過軸３ａに直交する方向つまり反射軸３ｂ方向から入射する直線偏光はｓ波として入射し透過する光であり、そのｓ波として入射する直線偏光は入射角度が大きくなるに従い透過率が低くなるから、その入射角度を後側プリズムシート８を介することにより小さくして透過率を上昇させる。その結果、反射偏光板３から出射される直線偏光の配光分布は、図６（ａ）に示される配光分布よりも透過軸３ａに沿ったエリアの配光がより高くなった分布となる。
【００４２】
上述のように配光が制御された反射反射偏光板３から出射する直線偏光が、前側プリズムシート４を透過する際には、第１実施形態の場合と同様の集光作用を受ける。従って、プリズムシート４から出射する直線偏光の配光分布は、図１０（ａ）、（ｂ）に示される分布となる。
【００４３】
図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態の照明装置から出射される照射直線偏光の配光分布は、第１実施形態の場合に比べて配光の指向性が一層高められており、法線方向から約１５°以下の狭い出射角度範囲において輝度が急峻に上昇し、縦、横、双方の方位で最高輝度が第１実施形態の場合に比べ約１０％増しとなっている。
【００４４】
以上のように、本第２実施形態の照明装置においては、冷陰極管１と導光板２からなる面発光素子の光が出射される前側に、前、後一対のプリズムシート４、８を各突条４ａ、８ａの延在方向ｘ、ｙを互いに直交させて配置し、これら一対のプリズムシート４、８間に反射偏光板３を透過軸３ａが後側プリズムシート８の突条延在方向ｙに平行（前側プリズムシート４の突条延在方向ｘに直交）となる配置で介設したから、反射偏光板３にその透過軸３ａに直交する方向から入射する光が透過軸３ａに沿ったエリア側に集光されて入射角度が小さくなり、その結果として透過率が上昇し、さらに、この透過軸３ａに沿ったエリア側に集光された反射偏光板３から出射する直線偏光が前側プリズムシート４により法線側に集光されるために、前側プリズムシート４から出射される直線偏光つまり本照明装置からの照射光は、法線方向から約１５°以下の狭い出射角度範囲において輝度が急峻に上昇し、縦、横、双方の方位で最高輝度が第１実施形態の場合に比べ約１０％増しとなった、指向性が一層高められた配光分布となる。よって、本実施形態の照明装置によれば、第１実施形態と同様に反射偏光板３で反射された直線偏光も再帰させて利用するから光の利用効率が格段に向上されると共に、液晶表示パネル７等のバックライトとして用いた場合に、第１実施形態のものに比べて視野角を更に小さい１５度以下に制限できると共に、その極めて狭く制限された視野角内において、輝度が更に約１０％程度高められたより高度な品質の表示が得られ、正面観察者以外の者による覗き見をより一層有効に防止することができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記の第１、第２実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、発光素子として第１、第２実施形態のような導光板を用いたサイドライト型面発光素子を用いる場合に限らず、冷陰極管や発光ダイオード等を光源として拡散板を介して面状に発光させる素子等、拡散光を面状に出射する種々の発光素子を用いる場合に広く適用可能である。
【００４６】
また、配光制御素子としては、第１、第２実施形態で用いたプリズムシートに限らず、集光効果を備えたレンズ等の他の光学素子も有効に用いることができる。
【００４７】
加えて、本発明の照明装置は、液晶表示パネルのバックライトに限らず、直線偏光の照射光を必要とする他の表示パネルのバックライトとして有効に適用できることは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態としての照明装置の構成を分解して示す分解正断面図である。
【図２】上記第１実施形態における主要部材の光学配置構成を示し、（ａ）はプリズムシート、（ｂ）は反射偏光板、（ｃ）は発光素子、及び（ｄ）は（１／４）波長位相差板、の各平面図である。
【図３】上記第１実施形態の反射偏光板における透過軸方向から入射する光の作用を示す模式的説明図で、（ａ）は反射偏光板の透過軸と平行な偏光面を持った直線偏光の作用を、（ｂ）は反射偏光板の透過軸と直交する偏光面を持った直線偏光の作用を、それぞれ示している。
【図４】上記第１実施形態の反射偏光板における反射軸方向から入射する光の作用を示す模式的説明図で、（ａ）は反射偏光板の透過軸と平行な偏光面を持った直線偏光の作用を、（ｂ）は反射偏光板の透過軸と直交する偏光面を持った直線偏光の作用を、それぞれ示している。
【図５】上記第１実施形態における反射偏光板に入射する直線偏光の入射角度に対する反射率の変化を示す特性曲線図である。
【図６】上記第１実施形態における各段階毎の透過光強度を等輝度曲線で示す配光分布図で、（ａ）は反射偏光板を出射する直線偏光の、（ｂ）はプリズムシートを出射する直線偏光の、各配光分布を示している。
【図７】上記第１実施形態におけるプリズムシートからの出射光の出射角度に対する輝度変化を示す輝度特性図で、（ａ）は光出射面の横方向、（ｂ）は光出射面の縦方向、における各特性を示している。
【図８】本発明の第２実施形態としての照明装置の構成を分解して示す分解正断面図である。
【図９】上記第２実施形態における主要部材の光学配置構成を示し、（ａ）は前側プリズムシート、（ｂ）は反射偏光板、（ｃ）は後側プリズムシート、及び（ｄ）は発光素子、の各平面図である。
【図１０】上記２実施形態における前側プリズムシートからの出射光の出射角度に対する輝度変化を示す輝度特性図で、（ａ）は光出射面の横方向、（ｂ）は光出射面の縦方向、における各特性を示している。
【符号の説明】
【００４９】
１                            冷陰極管
２                            導光板
３                            反射偏光板
３ａ                          透過軸
３ｂ                          反射軸
４                            （前側）プリズムシート
４ａ                          突条
５                            （１／４）波長位相差板
６                            光反射板
７                            液晶表示パネル
８                            後側プリズムシート
８ａ                          突条
【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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