(57)【要約】【課題】正面輝度が高く、低コスト化を実現できる面光源装置、表示装置を提供する。【解決手段】面光源装置１０は、光を発する光源１２と、光源が発する光を導波する導光板１３と、導光板１３の透過型表示部１１側に配置され、透過型表示部１１側の面に複数の単位プリズム１５１がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート１５とを備え、光源１２は、導光板１３の１つの端面に面する位置又は対向する２つの端面に面する位置に設けられ、プリズムシート１５は、ポリカーボネート樹脂製であり、単位プリズム１５１は、この面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されているのもとした。また、表示装置１は、透過型表示部１１が一対の偏光板１１２，１１３を備え、入射側の偏光板１１２の透過軸の方向が、単位プリズム１５１の配列方向と略平行であるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向において一対の偏光板を備える透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
光を発する光源と、
前記光源が発する光を導波する導光板と、
前記導光板の前記透過型表示部側に配置され、前記透過型表示部側の面に複数の単位プリズムがシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシートと、
を備え、
前記光源は、前記導光板の１つの端面に面する位置又は対向する２つの端面に面する位置に設けられ、
前記プリズムシートは、ポリカーボネート樹脂製であり、
前記単位プリズムは、該面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源装置において、
前記単位プリズムは、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、前記断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の面光源装置において、
前記単位プリズムの配列方向は、前記光源から前記導光板に入射して前記導光板内を導波する光の主たる方向と略直交すること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
前記プリズムシートは、単層であり、押出形成により形成されること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
前記プリズムシートの前記単位プリズムと同形状の第２単位プリズムを有し、前記第２単位プリズムの配列方向が前記単位プリズムの配列方向と直交する方向である第２プリズムシートを備えること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面から照明される透過型表示部と、
を備える表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において
前記透過型表示部は、一対の偏光板と前記偏光板の間に設けられる液晶層とを備える液晶透過型表示部であり、
前記一対の偏光板のうち、前記面光源装置側に位置する偏光板の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であること、
を特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置、これを備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源として、各種方式の面光源装置が提案され実用化されている。面光源装置には、主として、面光源ではない光源を面光源に変換する方式により、エッジライト型と直下型とに分類される。
この面光源装置等において、所望の正面輝度及び所望の視野角を得るために、様々な光学作用を有する光学シートが用いられている。例えば、片面又は両面に規則的なピッチで単位レンズや単位プリズム等が配列された光学シート等である。これらの光学シートは、所望する光の集光性や拡散性を発揮するために、その単位レンズ等の形状等には様々な工夫が施されている。
【０００３】
例えば、シート面に沿って一方向に単位プリズムが配列されたプリズムシート（例えば、特許文献１参照）は、長手方向に直交する断面が、頂角を９０°とする二等辺三角形状の単位プリズムを備えており、高い集光性を発揮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１０−５０６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような単位プリズムを備えたプリズムシートは、高い集光性を有しているが、現状では、面光源装置には更なる正面輝度の向上が要求されている。
また、面光源装置の生産コストを低減することは、常々要求されることである。
【０００６】
本発明の課題は、正面輝度が高く、低コスト化を実現できる面光源装置、表示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】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、厚み方向において一対の偏光板を備える透過型表示部（１１）を背面から照明する面光源装置であって、光を発する光源（１２）と、前記光源が発する光を導波する導光板（１３）と、前記導光板の前記透過型表示部側に配置され、前記透過型表示部側の面に複数の単位プリズム（１５１）がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート（１５）と、を備え、前記光源は、前記導光板の１つの端面（１３ａ）に面する位置又は対向する２つの端面に面する位置に設けられ、前記プリズムシートは、ポリカーボネート樹脂製であり、前記単位プリズムは、該面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されていること、を特徴とする面光源装置（１０，２０，３０，４０，５０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の面光源装置において、前記単位プリズム（１５１）は、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、前記断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であること、を特徴とする面光源装置（１０，２０，３０，４０，５０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の面光源装置において、前記単位プリズム（１５１）の配列方向は、前記光源（１２）から前記導光板（１３）に入射して前記導光板内を導波する光の主たる方向と直交すること、を特徴とする面光源装置（１０，２０，３０，４０，５０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート（１５）は、単層であり、押出形成により形成されること、を特徴とする面光源装置（１０，２０，３０，４０，５０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート（１５）の前記単位プリズム（１５１）と同形状の第２単位プリズム（２５１）を有し、前記第２単位プリズムの配列方向が前記単位プリズムの配列方向と直交する方向である第２プリズムシート（２５）を備えること、を特徴とする面光源装置（２０，３０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の面光源装置（１０，２０，３０，４０，５０）と、前記面光源装置によって背面から照明される透過型表示部（１１）と、を備える表示装置（１，２，３，４，５）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の表示装置において、前記透過型表示部（１１）は、厚み方向において一対の偏光板（１１２，１１３）と前記偏光板の間に設けられる液晶層（１１１）とを備える液晶透過型表示部であり、前記一対の偏光板のうち、前記面光源装置側に位置する偏光板（１１２）の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であること、を特徴とする表示装置（１，２，３，４，５）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による面光源装置は、光源が導光板の１つの端面に面する位置又は対向する２つの端面に面する位置に設けられ、ポリカーボネート樹脂製であって単位プリズムが面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されるプリズムシートを備えているので、一般的な透過型表示部の偏光板の透過軸とプリズムシートの配列方向が略平行となり、面光源装置としての輝度を上昇させることができる。また、他の光学製品用の樹脂に比べて、ポリカーボネート樹脂は、比較的安価であり、生産コストを低減できる。
【００１０】
（２）単位プリズムは、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、この断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であるので、集光性を高めることができる。
【００１１】
（３）単位プリズムの配列方向は、光源から導光板に入射して導光板内を導波する光の主たる方向と直交するので、プリズムシートによる輝度上昇効果を高めることができる。
【００１２】
（４）プリズムシートは、単層であり、押出形成により形成されるので、製造が容易であり、大量生産可能である。
【００１３】
（５）プリズムシートの単位プリズムと同形状の第２単位プリズムを有し、第２単位プリズムの配列方向が単位プリズムの配列方向と直交する方向である第２プリズムシートを備えるので、直交する２方向において、光線制御が可能である。
【００１４】
（６）本発明による面光源装置と、面光源装置によって背面から照明される透過型表示部とを備える表示装置であるので、正面輝度が高く、安価に製造できる。
【００１５】
（７）透過型表示部は、一対の偏光板と前記偏光板の間に設けられる液晶層とを備える液晶透過型表示部であり、一対の偏光板のうち、面光源装置側に位置する偏光板の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であるので、透過型表示を透過する光量が増加し、正面輝度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の面光源装置１０及び表示装置１を示す図である。
【図２】プリズムシート１５を説明する図である。
【図３】第２実施形態の面光源装置２０及び表示装置２を示す図である。
【図４】第３実施形態の面光源装置３０及び表示装置３を示す図である。
【図５】第４実施形態の面光源装置４０及び表示装置４と、第３プリズムシート３５とを示す図である。
【図６】第５実施形態の面光源装置５０及び表示装置５を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の面光源装置１０及び表示装置１を示す図である。
図１に示す表示装置１は、ＬＣＤパネル１１、光源１２、導光板１３、反射板１４、プリズムシート１５等を備えた液晶透過型表示装置である。
表示装置１は、ＬＣＤパネル１１に表示される映像を背面から照明して表示する。
面光源装置（バックライト）１０は、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する装置である。本実施形態の面光源装置１０は、光源１２、導光板１３、反射板１４、プリズムシート１５を備え、エッジライト型の面光源装置である。
【００１９】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子を備える透過型表示部であり、一対の偏光板１１２，１１３とその偏光板１１２，１１３間に設けられる液晶層１１１とを備えている。本実施形態のＬＣＤパネル１１は、対角３２インチ（有効画面サイズ：６９８ｍｍ×３９３ｍｍ）であり、解像度１９２０×１０８０ドットの表示を行うことができる。以下の明細書において、表示装置１の使用状態における観察画面（ＬＣＤパネル１１）の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向とする。以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置１の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
【００２０】
一対の偏光板１１２，１１３のうち、ＬＣＤパネル１１の厚み方向において光の入射側（導光板１３側）となる偏光板を下側偏光板１１２とし、出射側（観察者側）となる偏光板を上側偏光板１１３とする。これらの偏光板１１２，１１３は、入射した光を直交する２つの偏光成分（Ｐ波及びＳ波）に分け、透過軸と平行な方向となる位置方向の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、一方向に直交する他の方向（吸収軸に平行な方向）の偏光成分は（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。本実施形態では、下側偏光板１１２の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行な方向であり、上側偏光板１１３の透過軸の方向は、画面上下方向に平行又は略平行な方向である。
液晶層１１１は、１つ１つの画素を形成する領域ごとに電界を印加可能であり、電界が印加されることにより、その領域の液晶の配向が変化する。
【００２１】
ＬＣＤパネル１１は、一対の偏光板１１２，１１３及び液晶層１１１を備えることにより、以下のように光の透過及び遮断を制御する。
下側偏光板１１２を透過した特定方向の偏光（例えば、Ｐ波）は、液晶層１１１の電界が印加された領域を通過することにより、その偏光方向が９０°回転する。一方、液晶層１１１の電界が印加されていない領域を、下側偏光板１１２を透過した特定方向の偏光が透過する場合、その偏光方向は、維持される。
従って、液晶層１１１への電界の印加の有無によって、下側偏光板１１２を透過した特定方向の偏光が、液晶層１１１の出射側に位置する上側偏光板１１３を透過するか、上側偏光板１１３で吸収されて遮断されるかを制御できる。
本実施形態のＬＣＤパネル１１は、下側偏光板１１２を透過した特定方向の偏光が電界の印加された領域を透過可能である、所謂、ノーマリブラック型である。
【００２２】
光源１２は、ＬＣＤパネル１１を照明する光を発する。本実施形態の光源１２は、線光源の冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）であり、導光板１３の画面上下方向の一方の端面１３ａに面する位置に設けられている。なお、光源１２は、導光板１３の画面上下方向の両端面に面する位置にそれぞれ設けてもよい。また、光源種は、冷陰極管に限らず、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源等を用いることもできる。
導光板１３は、光源１２が発した光を導波する部材である。本実施形態では、アクリル系樹脂製であり、反射板１４側となる背面には、印刷等によりドット（不図示）が形成されている。この導光板１３は、その背面（反射板１４側の面）や出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板１３は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
反射板１４は、光を反射可能であり、プリズムシート１５等により導光板１３側へ反射された光を、反射して再度プリズムシート１５側へ向ける部材である。
【００２３】
プリズムシート１５は、その出射側（ＬＣＤパネル１１側）の面に、単位プリズム１５１がシート面に沿って一方向（画面左右方向）に配列された光学シートである。このプリズムシート１５は、入射側（導光板１３側）の面１５２から入射した光を、単位プリズム１５１が形成された出射側の面から出射し、単位プリズム１５１の形状により集光作用を奏する。
ここで、シート面とは、プリズムシート１５等の各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、プリズムシート１５のシート面は、プリズムシート１５全体として見たときにおける、プリズムシート１５の平面方向となる面であり、プリズムシート１５の入射側（導光板１３側）の面と平行な面であり、ＬＣＤパネル１１の観察面と平行な面である。
【００２４】
図２は、プリズムシート１５を説明する図である。図２では、プリズムシート１５の単位プリズム１５１の配列方向に平行であってシート面に直交する断面の一部を拡大して示している。
単位プリズム１５１は、プリズムシート１５の出射側の面に、配列ピッチＰで画面左右方向に複数配列されている。つまり、単位プリズム１５１の配列方向は、下側偏光板１１２の透過軸の方向と平行又は略平行であり、また、シート面の法線方向から見て、光源１２から導光板１３の端面１３ａに入射し、導光板１３内を導波する光の主たる導波方向である画面上下方向と直交している。
この単位プリズム１５１は、略三角柱形状であり、その長手方向が画面上下方向に平行となっている。また、単位プリズム１５１は、図２に示す断面での断面形状が、底角がαであり、その高さ（隣接する単位プリズムとの間の谷の谷底となる点ｖと頂点ｔとの厚み方向における距離）がｈである略二等辺三角形形状となっている。
プリズムシート１５は、単層であり、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂を用いて押出成形により形成されている。このプリズムシート１５は、色ムラ防止等の観点から、面内における位相差のばらつきが小さい方が好ましい。
【００２５】
ここで、冷陰極管やＬＥＤ等のように現状の面光源装置に用いられる各種光源が発する光は、特定の方向の偏光成分を強く有する部分偏光となっている場合が多い。特に、エッジライト型の面光源装置の場合、光源の種類や導光板の種類を問わず、導光板から出射した光は、必ず特定の方向の偏光成分を強く有する部分偏光であり、その特定方向の偏光成分は、導光板から出射する光全体に対して５〜１０％の割合を占めている。従って、その特定方向の偏光成分を有効に利用することにより、面光源装置及び表示装置の輝度上昇効果を得ることができる。
また、光の界面への入射角（界面の法線と入射光とがなす角度）に依存して、その界面における反射率や透過率が変化することが広く知られている（例えば、共立出版社発行の「屈折率（山口重雄著）」）。このとき、偏光成分であるＰ波及びＳ波は異なる透過率（反射率）を呈する。また、入射角に応じた透過率（反射率）の変動の挙動は、界面の両側における屈折率にも依存する。
さらに、本件発明者らは、種々の実験及び検討の結果、上述のようなＰ波とＳ波の透過率等の変動に起因して、プリズムシートは、単位プリズムの配列方向に対して平行な偏光成分は透過しやすく、単位プリズムの配列方向に対して直交する偏光成分は透過しにくいという偏光制御作用を有することを見出した。
加えて、紫外線硬化樹脂等により基材上にプリズム形状を形成したプリズムシートでは、その基材となる二軸延伸ＰＥＴフィルムの高複屈折性（２０００〜８０００ｎｍ程度の非常に高い位相差を生じさせる）及び旋光性等により、単位プリズムの配列方向を画面左右方向として用いた場合、押出成形によるプリズムシートに比べ、輝度が低いことを見出した。
【００２６】
そこで、本件発明者らは、上述のような特性を利用して表示装置１及び面光源装置１０における正面輝度を向上させることを検討した。
その結果、導光板１３より出射側に、ＰＣ樹脂製の単層のプリズムシート１５を、シート面の法線方向から見て、単位プリズム１５１の配列方向が画面左右方向となるように配置することによって、表示装置１の正面方向の輝度が向上すること、そして、この輝度上昇効果は、上述のようなプリズムシート１５を導光板１３上に配置することにより、他の光学シートをプリズムシート１５の入射側又は出射側に配置することに依らず、得られるものであることを知見した。さらに、この輝度上昇効果は、導光板１３内を導波する光の主たる方向（即ち、画面上下方向）と単位プリズム１５１の配列方向とが直交又は略直交する場合に、さらに高められること、プリズムシート１５は、押出成形により形成されることが輝度上昇の観点から好ましいことを見出した。
なお、液晶テレビ等の透過型液晶表示装置では、特殊な使用目的で作製された場合を除いて、ＬＣＤパネル１１の下側偏光板１１２の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行な方向として作製されるため、単位プリズム１５１の配列方向が画面左右方向に平行又は略平行となるように配置することとした。
【００２７】
従って、本実施形態では、単位プリズム１５１の形状による集光効果に加えて、単位プリズム１５１の配列方向が、下側偏光板１１２の透過軸と平行である、即ち、プリズムシート１５を透過しやすい偏光の偏光方向と、下側偏光板１１２の透過軸とが略一致するので、ＬＣＤパネル１１を透過する光量を増やし、明るい映像を提供することができる。
また、本実施形態では、単位プリズム１５１の配列方向が、導光板１３内を導波する光の主たる方向（即ち、画面上下方向）と直交するので、輝度向上効果をさらに高めることができる。
さらに、プリズムシート１５は、押し出し成形により作製可能であり、また、ＰＣ樹脂は、光学部材に用いられる樹脂においては比較的安価な材料である。従って、安価かつ容易にプリズムシート１５を製造することができ、面光源装置１０及び表示装置１の生産コストを低減できる。
【００２８】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の面光源装置２０及び表示装置２を示す図である。
第２実施形態の面光源装置２０及び表示装置２は、第２プリズムシート２５をプリズムシート１５の入射側（導光板１３とプリズムシート１５との間）に備える点が異なる以外は、前述の第１実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置２は、ＬＣＤパネル１１と、面光源装置２０とを備えている。面光源装置２０は、光源１２、導光板１３、反射板１４、プリズムシート１５、第２プリズムシート２５等を備えている。
第２プリズムシート２５は、プリズムシート１５の入射側（導光板１３側）に設けられている。この第２プリズムシート２５は、プリズムシート１５と略同様の形態であり、単位プリズム１５１と同形状の単位プリズム２５１（第２単位プリズム）がＬＣＤパネル１１側の面に配列されているが、その配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート１５と異なる。即ち、第２プリズムシート２５は、プリズムシート１５を、シート面に直交する直線を軸として９０°回転させた形態といえる。従って、プリズムシート１５と第２プリズムシート２５とは、面光源装置２０として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、その単位プリズム１５１，２５１の配列方向が直交している。
【００２９】
このように、プリズムシート１５の入射側に第２プリズムシート２５を配置した場合にも、プリズムシート１５の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート１５の単位プリズム１５１による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第２プリズムシート２５の単位プリズム２５１による画面上下方向の光線制御作用も得られ、２方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、プリズムシート１５をＬＣＤパネル１１側に配置しているので、プリズムシート１５によって下側偏光板１１２の透過軸を透過する偏光量が増えるので、輝度上昇効果をより高めることができる。
【００３０】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の面光源装置３０及び表示装置３を示す図である。
第３実施形態の面光源装置３０及び表示装置３は、第２プリズムシート２５をプリズムシート１５出射側（プリズムシート１５とＬＣＤパネルの間）に備える点が異なる以外は、前述の第１実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置３は、ＬＣＤパネル１１と、面光源装置３０とを備えている。面光源装置３０は、光源１２、導光板１３、反射板１４、第２プリズムシート２５、プリズムシート１５等を備えている。
第２実施形態に示したように、第２プリズムシート２５は、単位プリズム２５１の配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート１５と異なる以外は、プリズムシート１５と略同様の形態である。本実施形態では、この第２プリズムシート２５が、プリズムシート１５の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に配置されている。そして、プリズムシート１５と第２プリズムシート２５とは、面光源装置３０として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム１５１，２５１の配列方向が直交している。
【００３１】
このように、第２プリズムシート２５をプリズムシート１５の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に配置した場合にも、プリズムシート１５の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、前述の第２実施形態と同様に、プリズムシート１５の単位プリズム１５１による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第２プリズムシート２５の単位プリズム２５１による画面上下方向の光線制御作用も得られ、２方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、第２プリズムシート２５をＬＣＤパネル１１側に配置しているので、第２プリズムシート２５によって画面上下方向の視野角を絞ることができ、輝度上昇効果を高めることができる。
【００３２】
（第４実施形態）
図５は、第４実施形態の面光源装置４０及び表示装置４と、第３プリズムシート３５とを示す図である。図４（ａ）は、第４実施形態の面光源装置４０及び表示装置４を示し、図４（ｂ）は、第３プリズムシート３５の画面上下方向に平行であってシート面に直交する断面の一部を拡大して示している。
第４実施形態の面光源装置４０及び表示装置４は、第３プリズムシート３５をプリズムシート１５の入射側（導光板１３とプリズムシート１５との間）に備える点が異なる以外は、前述の第１実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置４は、ＬＣＤパネル１１と、面光源装置４０とを備えている。面光源装置４０は、光源１２、導光板１３、反射板１４、第３プリズムシート３５、プリズムシート１５等を備えている。
【００３３】
第３プリズムシート３５は、プリズムシート１５の入射側（導光板１３側）に設けられたプリズムシートであり、単位プリズム３５１を有するプリズム層３５２と、このプリズム層３５２の基材となる基材層３５３とを有する。
プリズム層３５２は、基材層３５３の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に設けられ、紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、プリズム層３５２は、紫外線硬化型樹脂に限らず、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。このプリズム層３５２の出射側には、単位プリズム３５１がシート面に沿って画面上下方向に複数配列されている。
【００３４】
単位プリズム３５１は、略三角柱形状であり、前述の単位プリズムと同様に、その断面形状は略二等辺三角形形状である。この単位プリズム３５１は、配列ピッチがＰ３であり、高さがｈ３であり、底角がα３である。
本実施形態の単位プリズム３５１は、紫外線硬化型樹脂等を用いて紫外線成形により形成されるので、賦形性が高く、一般的に、押出成形による単位プリズム１５１よりもその配列ピッチを細かくすることができる。本実施形態では、単位プリズム１５１の配列ピッチＰと単位プリズム３５１の配列ピッチＰ３とは、Ｐ３＜Ｐを見たすものとする。
また、単位プリズム３５１は、その配列方向が画面上下方向であるので、面光源装置４０としてプリズムシート１５と第３プリズムシート３５とが積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム１５１の配列方向と単位プリズム３５１の配列方向とは直交する。
【００３５】
このように、プリズムシート１５の入射側（導光板１３側）に紫外線硬化型樹脂により形成された単位プリズム３５１を有する第３プリズムシート３５を配置した場合にも、プリズムシート１５の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート１５の単位プリズム１５１による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第３プリズムシート３５の単位プリズム３５１による画面上下方向の光線制御作用も得られ、２方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
さらに、単位プリズム３５１の配列ピッチＰ３は、単位プリズム１５１の配列ピッチＰよりも小さいので、例えば、導光板１３の出射側面にプリズム形状やレンズ形状等が複数配列されて形成されていた場合に、導光板１３のプリズム形状等と単位プリズム１５１とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
【００３６】
（第５実施形態）
図６は、第５実施形態の面光源装置５０及び表示装置５を示す図である。
第５実施形態の面光源装置５０及び表示装置５は、第３プリズムシート３５をプリズムシート１５の出射側（プリズムシート１５とＬＣＤパネル１１との間）に備える点が異なる以外は、前述の第１実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置５は、ＬＣＤパネル１１と、面光源装置５０とを備えている。面光源装置５０は、光源１２、導光板１３、反射板１４、プリズムシート１５、第３プリズムシート３５等を備えている。
【００３７】
第３プリズムシート３５は、前述の第４実施形態に示したように、単位プリズム３５１を有するプリズム層３５２と、このプリズム層３５２の基材となる基材層３５３とを有する。この第３プリズムシート３５は、プリズムシート１５の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に設けられている。
単位プリズム３５１は、その配列方向が画面上下方向であり、面光源装置５０としてプリズムシート１５と第３プリズムシート３５とを積層した状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム１５１の配列方向と単位プリズム３５１の配列方向とは直交する。
【００３８】
このように、プリズムシート１５の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に第３プリズムシート３５を配置した場合にも、プリズムシート１５の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
このような配置とすることにより、前述の第４実施形態同様に、プリズムシート１５の単位プリズム１５１による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第３プリズムシート３５の単位プリズム３５１による画面上下方向の光線制御作用も得られ、２方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
また、単位プリズム３５１の配列ピッチＰ３は、単位プリズム１５１の配列ピッチＰよりも小さいので、例えば、ＬＣＤパネル１１にマトリクス状に形成された画素のピッチと単位プリズム１５１とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
【００３９】
（正面輝度の評価）
ここで、第１実施形態〜第５実施形態の実施例に相当する実施例１〜２０の表示装置と、比較例に相当する比較例１〜１０の表示装置とを用意し、その正面輝度を測定し、プリズムシート１５による輝度上昇効果を評価した。
また、プリズムシートのリタデーション（位相差）が正面輝度に与える影響を調べるために、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５に相当するプリズムシートは、その単位プリズム１５１，２５１の形状は略同様であるが、面内のリタデーションの平均値が異なる４種類の（６６．２ｎｍ、１２５．４ｎｍ、２０５．１ｎｍ、７９０．７ｎｍ）ものを用意した。なお、ここでいう面内リタデーションの平均値とは、プリズムシートの面を画面上下方向及び画面左右方向においてそれぞれ３分割することにより形成される計９つの領域におけるリタデーションを測定し、９つの領域の平均値を算出したものである。
【００４０】
各実施例の表示装置に用いたプリズムシート１５及び第２プリズムシート２５に相当する実施例のプリズムシートの単位プリズム１５１は、底角α＝４５°、頂角９０°であり、配列ピッチＰ＝１３８μｍ、高さｈ＝６４μｍである。また、プリズムシートの総厚ｄは２８０μｍ、屈折率は１．５８５である。
実施例１３〜２０及び比較例１，６〜８の表示装置に用いた第３プリズムシート３５に相当するプリズムシートの単位プリズム３５１は、底角β＝４５°、頂角９０°であり、平均配列ピッチＰ３＝約５０μｍ、平均高さｈ３＝約２５μｍである。また、第３プリズムシート３５に相当するプリズムシートは、基材層３５３がポリエチレンテレフタレート製のシート状の部材（二軸延伸、屈折率約１．６１〜１．６６）であり、プリズム層３５２が紫外線硬化型のアクリル系樹脂製（屈折率１．５６）である。この第３プリズムシート３５に相当するプリズムシートとして、本測定では、ＢＥＦ３（住友スリーエム株式会社製）を用いている。
【００４１】
実施例１〜４の表示装置は、前述の第１実施形態の実施例に相当する。実施例１〜４の表示装置は、プリズムシート１５の面内リタデーションの平均値が異なる（６６．２ｎｍ、１２５．４ｎｍ、２０５．１ｎｍ、７９０．７ｎｍ）以外は、略同様の形態である。
実施例５〜８の表示装置は、前述の第２実施形態の実施例に相当し、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、それぞれ略同様の形態である。なお、実施例５〜８の各表示装置において、第２プリズムシート２５は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート１５の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例９〜１２の表示装置は、第３実施形態の実施例に相当し、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。なお、実施例９〜１２の各表示装置において、第２プリズムシート２５は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート１５の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例１３〜１６の表示装置は、第４実施形態の実施例に相当し、プリズムシート１５の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
実施例１６〜２０の表示装置は、第５実施形態の実施例に相当し、プリズムシート１５の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
【００４２】
比較例１の表示装置は、前述の第１実施形態の比較例に相当し、プリズムシート１５ではなく、紫外線硬化型樹脂により形成されたプリズム層を備え、単位プリズムの配列方向が画面上下方向であるプリズムシート（即ち、第３プリズムシート３５）を用いている点以外は、第１実施形態の表示装置１と同様である。
比較例２〜５の表示装置は、前述の第１実施形態の比較例に相当し、プリズムシート１５ではなく、単位プリズム１５１の配列方向が画面上下方向となるプリズムシート（第２プリズムシート２５に相当）を用いている点以外は、第１実施形態の表示装置１と同様である。また、比較例２〜４の表示装置は、プリズムシート１５の面内リタデーションの平均値がそれぞれ異なる（６６．２ｎｍ、１２５．４ｎｍ、２０５．１ｎｍ、７９０．７ｎｍ）。
比較例６の表示装置は、前述の第１実施形態の比較例に相当し、プリズムシート１５ではなく、第３プリズムシート３５と同様の形態であるが、単位プリズムの配列方向が画面左右方向（第３プリズムシート３５の単位プリズム３５１の配列方向と直交する方向）である不図示の第４プリズムシートを用いている点以外は、第１実施形態の表示装置１と同様である。
【００４３】
比較例７の表示装置は、前述の第２実施形態及び第４実施形態の比較例に相当し、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５を用いておらず、第３プリズムシート３５の出射側（ＬＣＤパネル１１側）に、第３プリズムシート３５と同様の形態であるが単位プリズムの配列方向が画面左右方向（第３プリズムシート３５の単位プリズム３５１の配列方向と直交する方向）である第４プリズムシート（不図示）が配置されている点以外は、第２実施形態の表示装置２又は第４実施形態の表示装置４と同様である。この第４プリズムシートは、第３プリズムシート３５を、シート面に直交する直線を軸として９０°回転させた形態といえる。
比較例８の表示装置は、前述の第３実施形態及び第５実施形態の比較例に相当し、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５を用いておらず、第３プリズムシートの入射側（導光板１３側）に、第４プリズムシート（不図示）が配置されている点以外は、第３実施形態の表示装置３又は第５実施形態の表示装置５と同様である。
【００４４】
正面輝度は、各実施例及び比較例の表示装置を、暗室環境下において実際に光源１２を点灯して白色画面を表示させた状態とし、画面の中央を通りＬＣＤパネル１１の観察面に直交する直線上に位置し、ＬＣＤパネル１１の観察面から８００ｍｍ離れた位置において輝度計（ＢＭ−９  株式会社トプコン製）を用いて測定した。
なお、実施例１〜４は、比較例６の正面輝度を基準（１００％）とし、比較例６に対する正面輝度の比（％）を算出し、輝度上昇の大きさを評価した。同様に、実施例５〜８は、比較例７の正面輝度を基準（１００％）として比較例７に対する正面輝度の比（％）を算出し、実施例９〜１２は、比較例８の正面輝度を基準（１００％）として比較例８に対する正面輝度の比（％）を算出した。実施例１３〜１６は、比較例７の正面輝度を基準（１００％）として比較例７に対する正面輝度の比（％）を算出し、実施例１７〜２０は、比較例８の正面輝度を基準（１００％）として比較例８に対する正面輝度の比（％）を算出した。なお、比較例１，６〜８の表示装置は、略同等の輝度である。
また、比較例２〜４は、比較例１の正面輝度を基準とし、比較例１に対する正面輝度の比を算出して輝度上昇の大きさを評価し、これと比較例６に対する実施例１〜４の正面輝度の上昇度合いとを比較した。
【００４５】
【表１】
2011247948.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、比較例１と比較例２〜５、比較例６と実施例１〜４とを比較すると、ＰＣ樹脂製のプリズムシートを用いた表示装置（実施例１〜４、比較例２〜５）の方がが、紫外線硬化型樹脂製のプリズムシートを用いた表示装置（比較例１，６）よりも高い輝度が得られた。また、実施例１〜４と比較例２〜５とを比較して、同じＰＣ樹脂製のプリズムシートであっても、プリズムシート１５のように、単位プリズム１５１の配列方向が画面左右方向のものを用いた実施例１〜４の表示装置のほうが、単位プリズムの配列方向が画面上下方向のプリズムシートのみを用いた比較例２〜５の表示装置よりも、高い輝度が得られた。さらに、実施例１〜４は、用いたプリズムシート１５の面内リタデーションの平均値に依らず、比較例６よりも高い輝度が得られた。
【００４７】
比較例７と実施例５〜８とを比較し、比較例８と実施例９〜１２とを比較すると、ＰＣ樹脂製のプリズムシート１５及び第２プリズムシート２５を単位プリズムの配列方向が直交となるように配置した実施例５〜８，９〜１２の表示装置は、紫外線硬化型樹脂製の第３プリズムシート３５及び第４プリズムシートを単位プリズムの配列方向が直交するように配置した比較例７，８の表示装置に比べて、高い輝度が得られた。
また、実施例５〜８と実施例９〜１２とを比較して、単位プリズム１５１の配列方向が画面左右方向であるプリズムシート１５をＬＣＤパネル１１側に配置する実施例５〜８の表示装置の方が、単位プリズム２５１の配列方向が画面上下方向である第２プリズムシート２５をＬＣＤパネル１１側に配置する実施例９〜１２の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
【００４８】
次に、比較例７と実施例１３〜１６とを比較し、比較例８と実施例１７〜２０とを比較すると、ＰＣ樹脂製のプリズムシート１５と紫外線硬化型樹脂製の第３プリズムシート３５を用いた実施例１３〜１６，１７〜２０の表示装置は、紫外線硬化型樹脂製の第３プリズムシート３５及び第４プリズムシートを単位プリズムの配列方向が直交するように配置した比較例７，８の表示装置に比べて、高い輝度が得られた。
また、実施例１３〜１６と実施例１７〜２０とを比較して、プリズムシート１５をＬＣＤパネル１１側に配置する実施例１３〜１６の表示装置の方が、単位プリズム３５１の配列方向が画面上下方向である第３プリズムシート３５をＬＣＤパネル１１側に配置する実施例１７〜２０の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
【００４９】
さらに、実施例５〜８と実施例１３〜１６とを比較し、実施例９〜１２と実施例１７〜２０とを比較すると、ＰＣ樹脂製のプリズムシート１５及び第２プリズムシート２５とを用いた実施例５〜８，９〜１２の表示装置に比べて、プリズムシート１５と紫外線硬化型樹脂製の第３プリズムシート３５とを用いた実施例１３〜１６，１７〜２０の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
さらにまた、実施例１〜２０の表示装置の正面輝度の上昇効果の結果から、プリズムシート１５や第２プリズムシートの面内リタデーションの平均値に依存せず、プリズムシート１５による輝度上昇効果が得られた。
【００５０】
以上のことから、前述の各実施形態に示すように、プリズムシート１５を用いることにより、面光源装置１０及び表示装置１の輝度上昇効果が得られる。
また、この輝度上昇効果は、プリズムシート１５及び第２プリズムシート２５のリタデーション値に依らず、得ることができる。従って、低リタデーションなプリズムシートを作製する必要がなく、また、光学製品等に用いられる樹脂のなかでも比較的安価なＰＣ樹脂によって作製できるので、安価でかつ容易に高い輝度上昇効果を有するプリズムシートを作製でき、面光源装置及び表示装置の低コスト化を図ることができる。
さらに、プリズムシート１５の出射側や入射側に他のプリズムシート等を積層した場合にも、プリズムシート１５による輝度上昇効果は有効であるので、組み合わせる光学シートによって面光源装置や表示装置の光学性能をさらに高めることができる。
【００５１】
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、面光源装置１０は、導光板１３以外にプリズムシート１５のみを備え、面光源装置２０，３０は、導光板１３以外にプリズムシート１５及び第２プリズムシート２５を備え、面光源装置４０，５０は、導光板１３以外にプリズムシート１５及び第３プリズムシート３５を備える例を示した。しかし、これに限らず、例えば、各面光源装置において、ＬＣＤパネル１１の導光板１３側にマイクロレンズシートや拡散シート、偏光反射シート等を配置してもよい。また、各面光源装置において、導光板１３のＬＣＤパネル１１側に、拡散シート等を配置してもよい。
【００５２】
（２）各実施形態において、単位プリズム１５１，２５１は、図１〜４等に示すようにその頂部が頂角９０°をなす角部である例を示したが、これに限らず、単位プリズム１５１，２５１は、その頂部がＬＣＤパネル１１側に凸となる曲面によって形成されていてもよい。このような形態とする場合には、頂部から出射される光は拡散されるので、集光性に加えて拡散性も奏することができる。なお、このような形状とする場合、単位プリズムの側面部と頂部とが滑らかに繋げられていることが好ましい。
また、各実施形態において、単位プリズム１５１，２５１は、略三角柱形状であり、その断面形状が底角α＝４５°である略二等辺三角形形状である例を示した。しかし、これに限らず、例えば、単位プリズムではなく、断面形状が円形の一部形状となる略円柱形状の一部や断面形状が楕円形の一部形状となる楕円柱形状の一部である単位レンズを用いてもよい。また、底角αは、４５°に限らず、所望する光学特性等に応じて適宜角度を選択してよい。さらに、単位プリズム１５１，２５１は、その断面形状が略二等辺三角形状に限らず、他の三角形形状や多角形形状等としてもよい。
【００５３】
（３）各実施形態において、プリズムシート１５の入射面１５２は、略平滑面である例を支援したが、これに限らず、例えば、入射面の表面に微細な凹凸形状を形成し、輝度ムラの解消等を図ってもよい。これは、第２プリズムシート２５においても同様である。
【００５４】
（４）各実施形態において、第２プリズムシート２５の単位プリズム２５１とプリズムシート１５の単位プリズム１５１とは、その配列方向が異なる以外は略同様の形状である例を示したが、これに限らず、例えば、第２プリズムシート２５の単位プリズム２５１の配列ピッチ等が、プリズムシート１５の単位プリズム１５１の配列ピッチよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。所望する光学性能や、モアレ解消等の観点から、適宜その配列ピッチ等の大きさを選択してよい。
【００５５】
（５）各実施形態において、プリズムシート１５は、単層である例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズムの表層に拡散材を含有する拡散層等を備えた２層構造としてもよい。
【００５６】
（６）各実施形態において、ＬＣＤパネル１１は、下側偏光板１１２と上側偏光板１１３との透過軸が直交しており、電界がかかった液晶層に入射した偏光のみがＬＣＤパネル１１を透過するノーマリブラック型である例を示したが、これに限らず、例えば、下側偏光板１１２と上側偏光板１１３との透過軸が略平行であり、電界がかかっていない液晶層に入射した偏光のみがＬＣＤパネル１１を透過するノーマリホワイト型としてもよい。
また、各実施形態において、ＬＣＤパネル１１の下側偏光板１１２の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行であるとしたが、画面左右方向に対して数度の角度をなすものとしてもよい。そのとき、プリズムシート１５の配列方向は、下側偏光板１１２の透過軸の方向に対して略平行となるように配置することが好ましい。
【００５７】
（７）各実施形態において、表示装置は、ＬＣＤパネル１１の観察面の短辺に平行な方向を画面上下方向とし、長辺に平行な方向を画面左右方向とする例を示したが、これに限らず、観察面の短辺に平行な方向を画面左右方向とし、長辺に平行な方向を画面上下方向とする表示装置としてもよい。
【００５８】
（８）各実施形態において、面光源装置１０，２０，３０，４０，５０は、導光板１３の一端面に光源１２が配置されたエッジライト型である例を示したが、これに限らず、例えば、直下型の面光源装置に適用してもよい。直下型の面光源装置の場合、光源として冷陰極管を用い、かつ、冷陰極管の直上（ＬＣＤパネル１１側）に表面形状等を有しない拡散板を配置した場合は、拡散板から出射する光は略自然光（無偏光）となる。しかし、直下型の面光源装置であって、光源にＬＥＤ光源を用いた場合や、表面に単位レンズが複数配列されて形成されたレンズ付拡散板を光源の直上に配置した場合等では、拡散板から出射した光は、特定の偏光線分を強く有する部分偏光となる。従って、上述の各実施形態のプリズムシート１５を用いることにより、輝度上昇効果を得ることができる。
【００５９】
（９）各実施形態において、光源１２は、線光源の冷陰極管であり、導光板１３の一方の端面に対向する位置に設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、導光板の他方の端面にも線光源の冷陰極管を配置してもよいし、光源１２として冷陰極管ではなく、点光源であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源を導光板１３の一方の端面に面する位置又は両端面に面する位置に複数配列してもよい。ＬＥＤ光源を用いる場合、ＬＥＤ光源が発する光は部分偏光を有しているので、本発明の効果がより効果的となる。
【００６０】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６１】
１，２，３，４，５    表示装置
１０，２０，３０，４０，５０    面光源装置
１１    ＬＣＤパネル
１２    光源
１３    導光板
１４    反射板
１５    プリズムシート
２５    第２プリズムシート
【図１】
2011247948.tif 000004
【図２】
2011247948.tif 000005
【図３】
2011247948.tif 000006
【図４】
2011247948.tif 000007
【図５】
2011247948.tif 000008
【図６】
2011247948.tif 000009