(57)【要約】【課題】  複数の光源を用いることが可能であり、かつ光源からの光の利用効率の高いマイクロプリズムアレイ方式の照明装置を実現する。また、プリズムシートを用いることなく、この方式の照明装置に液晶パネルを搭載した際に発生するモワレ（干渉）を防ぐ。【解決手段】  複数の光源を有する照明装置であって、導光板２の対向面上に三角錐形状のマイクロプリズム４を設け、該マイクロプリズム４の反射面の底辺がいずれかの光源の光路に対してほぼ９０度になるように配置した。また、この照明装置により照明される液晶パネルを備える表示装置において、マイクロプリズム４を、液晶パネルの開口部と重なるエリアに最低でも２個以上配置した。【選択図】    図１
2011014520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、前記複数の光源からの光が入射する入射面と、照明光が出射する出射面と、前記出射面の反対側の対向面を有する導光板を備える照明装置であって、
前記対向面には複数のマイクロプリズムが形成され、前記マイクロプリズムは光源からの光を反射する１つ反射面とそれ以外の複数の側面を持ち、
前記反射面の底辺は前記複数の光源のいずれかの光源からの光路に対して９０度の角度で配置され、前記側面の底辺は前記複数の光源のからの全ての光路に対して９０度以外の角度で配置されたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記マイクロプリズムが前記対向面に凹形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記マイクロプリズムの形状が三角錐であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記マイクロプリズムの反射面とそれ以外の側面とでは形状が異なることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記マイクロプリズムは、前記反射面以外の側面が曲面であ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】
前記マイクロプリズムは、前記反射面の反対側に突起物を備えることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記マイクロプリズムの高さは１〜１０μｍであり、前記マイクロプリズムの反射面と底面がなす角度が４０〜５０度であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記出射面には前記入射面に対して垂直になるように縦プリズムが形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記縦プリズムは頂角が１２０〜１７０度であり、ピッチが１５μｍ〜１００μｍで配置されたことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記出射面には縦プリズムが前記入射面に対して２種類以上の角度で形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記出射面がブラスト加工されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記出射面には拡散層が形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記入射面には、半円形状の凹部により形成される入光部が、前記光源に対応して設けられ、
前記マイクロプリズムの反射面の底辺が前記入光部からの光の光路に対して垂直になるように配置されることを特徴とする請求項１〜１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記入光部には、前記半円形状の凹部が、複数個隣接して形成されることを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記半円形状の凹部は奇数個隣接して形成され、かつ前記隣接する半円形状の凹部のうち中央に配置される凹部が、他の凹部よりも大きいことを特徴とする請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記入射面には、複数の半円形状の凸部により形成される入光部が、前記光源に対応して設けられ、
前記マイクロプリズムの反射面の底辺が前記入光部からの光の光路に対して垂直になるように配置されることを特徴とする請求項１〜１２に記載の照明装置。
【請求項１７】
複数の光源と、前記複数の光源からの光が入射する入射面と、照明光が出射する出射面と、前記出射面の反対側の対向面を有する導光板と、前記出射面の上方に配置され、前記照明光により照明される表示素子と、を備え、
前記対向面には複数のマイクロプリズムが形成され、前記マイクロプリズムは光源からの光を反射する１つ反射面とそれ以外の複数の側面を有し、
前記反射面の底辺は前記複数の光源のいずれかの光源からの光路に対して９０度の角度で配置され、前記側面の底辺は前記複数の光源からの全ての光路に対して９０度以外の角度で配置されたことを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
前記表示素子は前記照明光を通過させる開口部を有し、
前記開口部に配置された前記マイクロプリズムは、重心のピッチが前記開口部のピッチと同等、もしくは１／２以下になるように配列された前記マイクロプリズムの中心のピッチは前記開口部のピッチと同等、もしくは１／２以下になるように配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やモバイルコンピュータなどの携帯情報機器に用いられる表示装置や、その表示装置に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やモバイルコンピュータなどの携帯情報機器に用いられるカラー画像表示装置として、小型薄型で低消費電力の液晶表示装置が多く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は照明装置を備える。照明装置の種類では、エッジライト方式が広く知られている。エッジライト方式の照明装置は、光源からの光を導光板の側面から入射して、導光板の上面（以下、出射面と称す）から出射する。光源には冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源が用いられる。導光板の出射面とは反対側の面（以下、対向面と称す）には、多数の溝部やドットパターンが形成されている。また、出射面には光を拡散させる効果をもつ拡散パターンが形成されていることが多い。導光板の入光面（すなわち、光源と対向して、光源の光が入光する面）にはプリズムが形成されており、点光源からの光を拡散して面発光させる機能を持つ。この導光板の材料として、空気よりも屈折率の高いポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂が使用される。一般に、導光板の出射面側には拡散シートやプリズムシートが配置され、導光板の下部には反射シートが配置される。
【０００４】
また、ＬＥＤ等の点光源に特化し、かつプリズムシートがなくても輝度が保たれるように、マイクロプリズムアレイを使用した導光板の開発も進んでいる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８０９５２号公報（第１２頁、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の照明装置の構成では、プリズムシートを使用するため厚み、輝度効率、コストに限界が生じていた。特許文献１に開示されるマイクロプリズムアレイ方式の照明装置の場合、四角錘形拡散パターンが基本的に同じ方向を向いているため、点光源の光が十分に活用されにくい。このような照明装置では、輝度効率がプリズムシートを使用した場合とほぼ同等レベルとなり、光源からの光の利用効率が非常に低い照明装置になってしまう。
【０００７】
更に、従来のマイクロプリズムアレイ方式の照明装置は、ひとつの点光源にしか対応しておらず、光源を二つ以上に増やすことが困難だった。
【０００８】
また、プリズムシートを使用しない構成の照明装置では、液晶パネルを載せた場合に、モワレ（干渉）が発生しやすいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の照明装置は、複数の光源を備え、導光板の出射面とは反対の対向面に、複数のマイクロプリズムが凹形状に形成された構成である。このマイクロプリズムは、光源からの光を反射する１つ反射面とそれ以外の複数の側面を有する。さらに、マイクロプリズムは、反射面の底辺が複数の光源のいずれかの光源の光路に対してほぼ９０度の角度になるように配置され、かつ側面の底辺が複数の光源の光路に対して９０度以外の角度になるように配置される。
【００１０】
さらに、マイクロプリズムの形状を三角錐、または正三角錐とし、高さを１〜１０μｍ、マイクロプリズムの反射面と底面がなす角度が４０〜５０度になるようにしてもよい。これにより、マイクロプリズムが、光源からの光とほぼ９０度をなす底辺を複数本有することがなくなり、ひとつの反射面のみ備えるため、輝度ムラのない照明装置を実現できる。
【００１１】
あるいは、マイクロプリズムの形状を、反射面とそれ以外の側面とでは形状が異なるようにし、マイクロプリズムが光源からの光とほぼ９０度をなす底辺を複数本持たないようにしてもよい。
【００１２】
あるいは、マイクロプリズムの形状を、反射面を挟む２つの側面を曲面にすることで拡散面となるようにし、マイクロプリズムが光源からの光とほぼ９０度をなす底辺を複数本持たないようにしてもよい。
【００１３】
あるいは、マイクロプリズムの反射面と反対側に突起物を設けてもよい。
【００１４】
さらに、導光板の出射面に、導光板の入射面に対して垂直になるように縦プリズムを形成することができる。これにより、照明装置の輝線の発生を軽減することができる。
【００１５】
さらに、縦プリズムは頂角が１２０〜１７０度でピッチが１５μｍ〜１００μｍで配置されてもよい。ピッチを細かくすることにより、照明装置のモワレを防止できる。
【００１６】
あるいは、出射面にブラスト加工もしくは、拡散層を形成してもよい。このような構成により、縦プリズムを形成したのと同じ効果を得ることができる。
【００１７】
あるいは、導光板の出射面に、導光板の入射面に対して縦プリズムを複数の角度をもたせて形成しクロスするように配置してもよい。
【００１８】
さらに、入射面には、光源に対応した半円形状の凹部から形成される入光部が設けられ、マイクロプリズムの反射面の底辺が入光部からの光の光路に対して垂直になるように配置することができる。入光部をこのような形状にすることで、光源からの光を導光板の端部まで行き渡らせることが可能となる。
【００１９】
さらに、入光部には複数の半円形状の凹部が隣接して形成されてもよい。
【００２０】
あるいは、入光部に奇数個の半円形状の凹部を隣接して形成し、中央に位置する半円形状の凹部が他の凹部よりも大きくなるようにした。
【００２１】
あるいは、入射面に、光源に対応した複数の半円形状の凸部から形成される入光部を設け、マイクロプリズムの反射面の底辺が入光部からの光の光路に対して垂直になるように配置することとした。
【００２２】
また、本発明の表示装置は、上述の照明装置の出射面上に表示素子を備える。さらに、表示素子は照明光を通過させる開口部を有し、マイクロプリズムの中心のピッチがこの開口部のピッチと同等、もしくは１／２以下になるように配置される。このような構成により、液晶パネルのドット間の輝度差を緩和し、モワレの発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によって、光源の光利用効率が非常に高く安価で薄型な照明装置が実現できる。また、複数の光源に対応する照明装置が可能となる。さらに液晶パネルと組み合わせた場合に、モワレが発生しない表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による照明装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明による照明装置のプリズムを模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明による照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明による照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明による表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明による照明装置のプリズムを模式的に示す正面図である。
【図７】本発明による照明装置のプリズムを模式的に示す正面図である。
【図８】本発明による照明装置のプリズムを模式的に示す正面図である。
【図９】本発明による照明装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図１０】本発明による照明装置の構成を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の照明装置は複数の光源を備えており、導光板の出射面と反対側の対向面には、複数のマイクロプリズムが形成されている。マイクロプリズムは、光源からの光を反射する１つ反射面とそれ以外の複数の側面を有する。マイクロプリズムの反射面の底辺は、複数の光源のいずれかの光源の光路に対してほぼ９０度の角度で配置され、反射面以外の側面の底辺は複数の光源の光路に対して９０度以外の角度で配置されている。
【００２６】
さらに、このマイクロプリズムは、導光板の対向面に凹形状に形成されている。マイクロプリズムの形状は三角錐や三角錐台にすることができるが、マイクロプリズムが光源からの光とほぼ９０度をなす底辺を複数本持たなければ、マイクロプリズムの形状はこれに限らない。例えば、マイクロプリズムは、反射面とそれ以外の側面とでは形状が異なるように形成されてもよいし、反射面以外の側面が曲面となるように形成されてもよい。または、反射面の反対側に突起を設けてもよい。このような構成により、光源から導光板に入射した光が、マイクロプリズムにあたって導光板の出射面から出射する際に、光の利用効率を最も上げることができる。
【００２７】
さらに、導光板の出射面は、拡散機能を持つように加工されてもよい。出射面は、縦プリズム、あるいは拡散層が形成されてもよいし、ブラスト加工されてもよい。このように出射面を加工することにより、照明装置の輝線を軽減させることができる。
【００２８】
さらに、入射面には半円形状の凹部が形成された入光部が設けられ、入光部からの光を高い効率で出射できるように、マイクロプリズムが配置される。入光部は、一つの半円形状の凹部により形成されてもよいし、隣接する複数の小さな半円形状の凹部により形成されてもよい。また、入光部が、隣接する奇数個の半円形状の凹部により形成される場合には、中央に配置される凹部を他の凹部より大きく形成することで、光の利用効率をあげることができる。
【００２９】
あるいは、入射面に、複数の半円形状の凸部が隣接して形成された入光部を形成してもよい。
【００３０】
以下に本発明の照明装置及び表示装置に関して、図面を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００３１】
本実施例の照明装置の構成を図１から図４を用いて説明する。図１は、本実施例の照明装置の構成を模式的に示す正面図である。光源１ａと光源１ｂの前方に、光源１ａと光源１ｂから出射した光を導光する導光板２が配置されている。導光板２の入光面には光源１ａと１ｂに対応してそれぞれ半円形状の凹部が設けられた入光部が形成されている。光源１ａと光源１ｂから出射された光は、透明な導光板２の内部を伝播して、液晶側表面である光出射面から液晶パネル側に照射される。導光板２の入光面に対向するように光源１ａと光源１ｂが配置されている。
【００３２】
導光板２の光出射面の対向面には、無数のマイクロプリズム４ａと４ｂが形成されている。マイクロプリズム４ａとマイクロプリズム４ｂはそれぞれ光源１ａと光源１ｂに対応している。さらにマイクロプリズム４ａと４ｂは交互に配列されている。これらのマイクロプリズム４ａと４ｂは正三角錐形状であり、光源からの光を反射する反射面を備えている。本実施例では光源からの光を反射する面をマイクロプリズムの反射面とする。マイクロプリズム４ａとマイクロプリズム４ｂは正面から見ると反射面の向きが場所によって異なるように配置されている。マイクロプリズム４ａの反射面の底辺は、光源１ａとマイクロプリズム４ａを結ぶ直線を光路３ａとすると、光路３ａに対しておおよそ９０度になるように配置されている。また、マイクロプリズム４ｂの反射面の底辺も、光源１ｂとマイクロプリズム４ｂを結ぶ直線を光路３ｂとすると、光路３ｂに対しておおよそ９０度で配置されている。
【００３３】
マイクロプリズムをこのように配置することにより、複数の光源からそれぞれ出光された光は、各光源に対応するマイクロプリズムの反射面にあたり導光板の出射面から垂直方向に出射する。そのため、光の利用効率をあげることができる。本実施例では、光源の数は２つであるが、３つ以上の場合でも、マイクロプリズムがそれぞれの光源に対応して配置されていれば、本実施例と同等の機能を発揮することができる。
【００３４】
図２は、本実施例のマイクロプリズム４の構成を示す斜視図である。図示するようにマイクロプリズム４は正三角錐で、高さが１〜１０μｍ程度である。底辺と頂点を結ぶ直線と底面の角度は４０〜６０度程度である。
【００３５】
本実施例のように、マイクロプリズムの形状が三角錐であれば、マイクロプリズムは、光路と９０度を成す底辺を複数本有することはなく、ひとつの反射面のみ備える。そのため、輝度ムラのない照明装置を実現することができる。
【００３６】
図３に本実施例の照明装置の断面図を示す。光源１からの光は導光板２に入光し、マイクロプリズム４の反射面に当たって出射面から垂直に出射する。マイクロプリズム４は導光板２の対向面に凹形状で形成される。マイクロプリズム４に当たった光は、その全てが反射面で反射されて出射面から出射するわけではなく、一部の光はマイクロプリズム４の反射面を透過して、マイクロプリズム４の反射面以外の側面で屈折して再度導光板２に入射する。その際に、反射面以外の側面と底面とが形成する角度と、反射面と底面が形成する角度とを同じにすることが好ましい。本実施例では、反射面と底面がなす角度は、およそ４５度である。
【００３７】
図４は、本実施例の照明装置の構成を示す斜視図である。光源１から導光板２に入射した光は、導光板２の内部を導波し、マイクロプリズム４の反射面で反射されて出射する。この出射面には複数の縦プリズム１８が、光源の光の進行方向と平行に形成されている。縦プリズム１８は導光板２の入射面に対して垂直に形成されている。縦プリズム１８の頂角の角度は１２０〜１７０度程度である。モワレ防止のためピッチは細かいほど好ましいが、製法の限界上１５〜１００μｍ程度となる。本発明のようにプリズムシートを使用しない構成の照明装置では、光源１から直線状にどの角度からも見える「輝線」と呼ばれる現象が発生しやすい。縦プリズム１８を配置することで、輝線の発生を軽減することが可能である。また、縦プリズム１８ではなく、ブラスト工法等で出射面を部分的もしくは全面を荒らしたり、印刷工法等で拡散層を形成したりしても縦プリズム１８と同様に輝線軽減の効果が得られる。
【００３８】
次に、図５（ａ）に本実施例の表示装置の構成を模式的に示す。本実施例の表示装置は、上述の照明装置と、照明装置の上方に設置された液晶パネルを備えている。ここでは、導光板２から漏れた光を反射して導光板２へ戻すために、照明装置の導光板２の対向面の背面に反射シート１５が配置される。図示するように、液晶パネル１６は、ガラス基板５ａと対向基板５ｂの間隙に液晶層８が封入された構成である。ガラス基板５ａには透明電極７ａとＴＦＴエリア６が形成されており、その上に更に下配向膜９ａが形成されている。一方、対向する対向基板５ｂ上には赤色カラーフィルター１０Ｒと緑色カラーフィルター１０Ｇと青色カラーフィルター１０Ｂが形成されている。これらカラーフィルターの間隙にはブラックマトリックス１１が形成されている。各色のカラーフィルター１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂとブラックマトリックス１１の形成領域は、平坦化層１４によって平坦化されている。平坦化層１４の上には、透明電極７ａに対向して画素を構成する対向電極７ｂが設けられている。そして、対向電極７ｂの上にも上配向膜９ｂが形成されている。このような表面構造のガラス基板５ａと対向基板５ｂは、成膜面が向き合うようにしてシール１２を介して所定の間隙で接合されている。図示されていないが、この間隙を均一に形成するために、シールの内部や基板間に所定の粒径のビーズを散布する場合が多い。そして、この間隙に液晶層８を設ける。この液晶層８の液晶分子の初期配向は、上下配向膜９ａ、９ｂによって規制されている。ガラス基板５ａ上には下偏光板１３ａ，対向基板５ｂ上には上偏光板１３ｂが配置されている。液晶パネル１６の画素領域には、ブラックマトリックス１１とＴＦＴエリア６に対応する表示に寄与できない領域と、表示に有効な領域が設けられており、本発明では、この表示に有効な領域を開口部とする。なお、この開口部は液晶パネル１６上の各ドット（画素）に対応している。
【００３９】
各開口部は、マイクロプリズム４によって反射された光源１からの光によって照明される。そのため、各開口部に対応するマイクロプリズムの数に差が生じると、液晶パネルのドット間に輝度差が発生する。この輝度差は開口部のピッチ（液晶パネルのドットピッチ）と導光板２に隣接するマイクロプリズム４の配列ピッチが異なることからも生じる。この輝度差が著しいと、モワレや干渉縞と呼ばれる現象が発生する。そのため、各開口部に対応するマイクロプリズムの数を同等にすることが望ましい。また、隣接するマイクロプリズム４の重心間のピッチを液晶パネル１６のドットピッチとまったく同じ、もしくは液晶パネル１６のドットピッチの１／２以下としてもよい。
【００４０】
以下に図５（ｂ）を用いて図５（ａ）の開口部に配列されたマイクロプリズム４について詳しく説明する。開口部には、各プリズムが、それぞれ対応する各光源からの光の光路（図中の矢印）に対して、反射面１７aの底辺が垂直になるように配置されている。さらに開口部に対応するマイクロプリズム４は直線Ｌ上に配置される。本実施例ではマイクロプリズムは横列に配置されているが、縦列でもマトリクス配列でもよい。このとき、隣接するマイクロプリズムの重心Ｇ間の距離を１ピッチ（＝ｐ）とすると、開口部に対応する各マイクロプリズムは、直線上に同ピッチで配列される。配列された複数のマイクロプリズムのピッチが液晶パネルのドットピッチとまったく同じ場合は、１つの開口部（液晶パネル１ドット）に対し、１つのみマイクロプリズムが配置されることとなる。また、配列された複数のマイクロプリズムのピッチが液晶パネルのドットピッチの１／２以下となる場合は、１つの開口部（液晶パネル１ドット）に対し、１つ以上のマイクロプリズムが配置されることとなる。このように配列することにより、各開口部に対応するマイクロプリズムの数を同等にして、液晶パネルのドット間の輝度差を緩和しモワレの発生を防止できる。
【００４１】
さらに、導光板２の背面に反射シート１５を設けることにより、対向面から漏れた光を反射し、導光板２へ戻すことができる。
【００４２】
さらに、光拡散シートを導光板と液晶素子の間に設けてもよい。光拡散シートは表面に微細な凹凸形状が形成されたり、ビーズが塗布されたりしており、これによって光を拡散する作用が得られている。
【実施例２】
【００４３】
図６は、本実施例のマイクロプリズムを模式的に示す正面図である。本実施例のマイクロプリズム２４は、反射面とそれ以外の側面とで形状が異なる。図６（ａ）に示したマイクロプリズム２４は正面から見ると長方形と半円を組み合わせたような形状をしている。長方形の短辺の側面は直角三角形となり底角は４５度である。長辺の側面は四角形の傾斜面でマイクロプリズム２４の反射面として機能する。光源からの光はこの反射面によって反射され、導光板の出射面から出射する。図６（ｂ）に示したマイクロプリズム２４は、正面から見ると第一の長方形とその長方形の長手方向に第二の長方形の短辺が配置され、第二の長方形を挟み込むようにして台形が二つ配置された形状である。第一の長方形の短辺の側面は直角三角形となり底角は４５度である。第一の長辺の側面は四角形の傾斜面であり、この面がマイクロプリズム２４の反射面となり、光源からの光を反射して出射面へ出射させる。図６（ａ）と図６（ｂ）のマイクロプリズム２４では、反射面とそれ以外の側面とでは形状が異なる。このような構造では、マイクロプリズムの反射面の底辺は、複数の光源のいずれかの光源の光路に対してほぼ９０度の角度を形成するが、反射面以外の側面の底辺は、複数の光源からの全ての光路に対して９０度の角度を形成しない。すなわち、図６（ａ）と図６（ｂ）のマイクロプリズム２４は反射面をひとつしか持たないこととなり、三角錐形状のプリズムと同様に照明装置の輝度ムラを防ぐことができる。
【実施例３】
【００４４】
次に図７（ａ）〜（ｃ）を用いて本実施例のマイクロプリズムについて説明する。図７（ａ）は実施例１のマイクロプリズム４を、図７（ｂ）と図７（ｃ）は本実施例のマイクロプリズム３４を模式的に示す正面図である。マイクロプリズムは光源からの光を反射する反射面１７ａと、拡散面１７ｂを備える。本実施例では、反射面１７ａ以外の側面を拡散面１７ｂとする。
【００４５】
実施例１では、図７（ａ）に示すようにマイクロプリズム４の形状を三角錐にすることで、ひとつの底辺のみが光路に対し９０度の角度を形成するため、輝度ムラのない照明装置を提供できることを説明した。さらに、本実施例では、図７（ｂ）と図７（ｃ）に示すように、マイクロプリズム３４の反射面以外の側面が曲面となっている。これにより、ＬＥＤの配置位置や導光板サイズ等の条件によって側面に光が照射されることがあっても、曲面が光を拡散するため、マイクロプリズム３４の反射面を完全にひとつにすることができる。そのため、ＬＥＤの配置位置や導光板サイズの影響をうけることなく、輝度ムラの非常に小さな照明装置を提供することが可能となる。
【００４６】
具体的には、マイクロプリズム３４の底辺が１０μｍ〜３０μｍ程度で、高さが３μｍ〜５μｍ程度の場合、拡散面１７ｂの曲面のＲが１０μｍ〜５０μｍ程度であれば、拡散面１７ｂの拡散効果が得られる。また、マイナス方向にＲをつけて、へこませるような形状にしても同様の効果が得られる。また、拡散面１７ｂは曲面に限らず、凸凹をつけて表面を荒すことでも同様の効果が得られる。
【００４７】
図７（ｂ）のマイクロプリズム３４は、反射面１７ａが平面で、それ以外の側面が曲面により形成される三角錐である。図７（ｃ）のマイクロプリズム３４は三角錐ではなく三角錐台で、三角錐の頂点付近の三角錐を取り去った形状となっている。形状が三角錐台のマイクロプリズム３４は、同じ反射面積を有する三角錐のマイクロプリズムと比較して、底辺が長く、かつ高さが低くなる。例えば化学エッチング等の方式でマイクロプリズムを作製する場合、平面を狙って反射面を作製しても若干曲面になってしまう。このような場合には、底辺が短いと非常に微妙な曲面であっても光学的に影響を受けやすい。また、マイクロプリズムの高さが高いと、射出成形を行う時にマイクロプリズムが樹脂の流動を阻害するため望む形状ができにくい。このように、マイクロプリズム３４の形状を三角錐台とすることで、大きい反射面積のマイクロプリズムを、射出成形でも容易に作製できる。
【実施例４】
【００４８】
図８は、本実施例のマイクロプリズムを模式的に示す正面図である。本実施例のマイクロプリズム４４は、反射面の反対側に突起物が設けられる。なお、本実施例でもマイクロプリズムの反射面を反射面１７ａ、反射面１７ａ以外の側面を拡散面１７ｂとする。
【００４９】
図８（ａ）のマイクロプリズム４４は、図７（ｂ）のマイクロプリズム３４の反射面１７ａの反対側、つまりマイクロプリズム３４の頂点から反射面１７ａとは反対に伸びる辺の延長上にツノ状の突起物を設けた形状となっている。この突起物を設けることにより、射出成型の際に凹凸の差が減少して樹脂の充填が容易になる。そのため、マイクロプリズム４４が作りやすくなる。また、図８（ｂ）のマイクロプリズム４４は、図８（ａ）のマイクロプリズム４４を形成する辺のうちいずれか３辺が集結する頂点部分をそぎ落としたような形状となっている。すなわち、図８（ｂ）のマイクロプリズム４４は、反射面１７ａと、曲面により形成される５つの側面を有し、これら５つの側面の外形は１７ａに類似している。本実施例に示すような形状にすることで、マイクロプリズム４４のプリズムサイズ（高さ）を小さくすることが可能になる。マイクロプリズム４４のサイズを小さくすることによって、成形の信頼性を向上させるとともに、光がより導光板の奥まで進みやすくなるため、光の利用効率を向上させることができる。
【００５０】
図８（ｃ）に、図８（ｂ）のマイクロプリズム４４の反射面１７ａを挟む２つの拡散面１７ｂを波状表面としたマイクロプリズム４４を示す。拡散面の表面を波状とすることによって、これら２つの拡散面１７ｂの拡散効果をさらに高めることができる。
【００５１】
図８（ｄ）のマイクロプリズム４４は、図８（ｂ）のマイクロプリズムの反射面１７ａを挟む２つの拡散面１７ｂの向きを反射面１７ａの方向に回転させ、外形を錨のような形状とした。錨形状とすることで、反射面１７ａを挟む２つの拡散面１７ｂの方向が反射面１７ａに近づくため、これら２つの拡散面１７ｂの拡散効果をより高めることができる。
【００５２】
なお、マイクロプリズムの形状を、図８（ｂ）や図８（ｃ）のマイクロプリズム４４のツノ状の突起物を排除した形状にすることもできる。ただし、この場合、突起物がなくなるため、反射面の反対側の面からも光が反射されやすくなる。図８（ｂ）や図８（ｃ）のマイクロプリズム４４のように突起物を設けたほうが、マイクロプリズムの輝度ムラ削減の効果を高めることができる。
【実施例５】
【００５３】
図９（ｂ）に本実施例の導光板２を模式的に示す正面図を記す。図９（ａ）は実施例１の導光板２の正面図で、複数の縦プリズム１８が平行に配置されている。本実施例では、縦プリズム１８は平行に配置されず、２種類の角度を持って配置されているため、縦プリズム１８がクロスしている。実施例１のように縦プリズム１８が平行に配置される場合、モワレを防止するためにプリズムピッチを非常に小さくする必要があった。一方で、液晶パネルのドットピッチは非常に小さくなってきているため、それに合わせて縦プリズムピッチを小さくすることは、加工上の限界に近づいている。また、縦プリズム１８が平行の場合、液晶パネルの角度が導光板に対して少しでもずれた場合、モワレが発生する可能性がある。本実施例のように、縦プリズム１８をクロスすることによって、拡散効果を高め、大きめのプリズムピッチであってもモワレが発生しない表示装置用の照明装置の提供が可能となる。また、液晶パネルの角度がずれた場合でもモワレが発生しにくい。
【００５４】
縦プリズム１８をクロスする角度は５度程度でもモワレ対策の効果があるが、最大４５度までクロスさせてもよい。また、縦プリズム１８を２種類以上の角度で配置しても同様の効果が得られる。
【実施例６】
【００５５】
図１０に本実施例の照明装置の構成を模式的に示す。本実施例では、他の実施例と入光部の形状が異なる。前述の実施例では入光部はひとつの半円形状の凹部から形成されている。図１０（ａ）に示す入光部は、隣接する３つの小さな半円形状の凹部から形成され、中央の半円が両脇の半円よりも大きくなるようにした。このように、隣接する３つの半円形状の凹部により形成された入光部は、ひとつの大きな半円形状の凹部によって形成された入光部に比べ、入光時の光のロスを減少でき、かつ目玉やホットスポットと呼ばれる入光部ムラを解消することができる。
【００５６】
さらに、図１０（ｂ）のように、入光部が隣接する５つの小さな半円形状の凹部により形成された場合、半円のサイズが更に小さくなるため、光利用効率は増加する。半円形状の凹部の数は３つや５つに限らず、２つ以上の半円形状の凹部を並べることによって本実施例の入光部と同等の性能を得ることができる。最適な半円形状の凹部のサイズや数量は、光源１の配光やサイズによって異なる。
【００５７】
また、図１０（ｃ）のように、入光部に隣接する半円形状の凸部を設けてもよい。入光部の半円形状を凸形状とすることにより、目玉を低減したり、光の入光効率を向上したりすることができる。図１０（ｂ）と同様に半円形状の凸部の数は２つ以上であればよい。凸部の最適数量は光源１のサイズ、配光により変化する。ただし、半円のサイズが小さすぎると、拡散効果が低減したり、金型加工が困難になったりするため、半円の直径は５０μｍ以上が望ましい。また、本実施例では入光部に複数の半円形状の凹部または凸部が並べられる構造としたが、光源１の配光によっては、入光部にプリズムを設けてもよい。その場合のプリズムピッチも５０μｍ以上が好ましい。
【００５８】
なお、上述の各実施例では、光源１は点光源であり、サイドビュータイプの白色ＬＥＤを想定しているが、トップビューでも砲弾型でも白色以外の色であってもかまわない。また、照明装置の光源１として青色ＬＥＤに黄色の蛍光体をポッティングした白色ＬＥＤパッケージを用いることができる。また、導光板２は透明樹脂の成形品であり、透明樹脂の材料として、ゼオノア（シクロオレフィンポリマー）、ＰＭＭＡ、ＰＣ等が例示できる。
【符号の説明】
【００５９】
１  光源
２  導光板
３  光路
４、２４、３４、４４  マイクロプリズム
５ａ  ガラス基板
５ｂ  対向基板
６  ＴＦＴエリア
７ａ  透明電極
７ｂ  対向電極
８  液晶層
９  配光膜
１０Ｒ  赤色カラーフィルター
１０Ｇ  緑色カラーフィルター
１０Ｂ  青色カラーフィルター
１１  ブラックマトリックス
１２  スペーサ
１３ａ  上偏光板
１３ｂ  下偏光板
１４  平坦化層
１５  反射シート
１６  液晶パネル
１７ａ  反射面
１７ｂ  拡散面
１８  縦プリズム
【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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