(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に隣接し、前記光源が発した光が入射する光源光入射面及び、面状光を出射する面状光出射面を有する導光板と、
前記導光板の前記面状光出射面に対向して配置され、前記面状光が入射する面状光入射面を有し、前記面状光入射面から入射する光を出射する出光側が、前記光源光入射面に略平行に延びる複数の柱状のプリズムが複数並置された形状であることにより、前記導光板から出射された前記面状光の進行方向を変える光学シートと、を備え、
前記プリズムの各々は、２以上の稜線を有し、プリズムの稜線から見た際に相対的に前記光源から遠い側の面（遠位面）が、少なくとも異なる２種類の傾斜の角度を有し、
前記導光板からの出射光は、前記光源光入射面に対して垂直となる方位において、前記面状光出射面の法線方向を基準として６０度以上８５度以下の角度が傾いた方向にて輝度または光度が最大値となり、
プリズムの稜線から見て相対的に前記光源に近い側の面（近位面）のそれぞれの傾斜角度は、全ての遠位面の傾斜角度よりも大きく、
前記近位面は、前記光源から離れるにつれて前記面状光入射面から遠ざかるように傾斜し、前記遠位面は、前記光源から離れるにつれて前記面状光入射面に近づくように傾斜する、
こと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、前記柱状のプリズムは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）のそれぞれが前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度は、前記複数の遠位面のうち、前記面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対して、０°以上１０°以下の範囲で大きい、ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれか一項に記載の照明装置において、前記複数の遠位面の前記少なくとも異なる２種類の傾斜の角度の差Δφは、
４°≦Δφ≦２０°
である、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、前記複数の遠位面の前記少なくとも異なる２種類の傾斜の角度の差Δφは、
５°≦Δφ≦１５°
である、ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載のいずれか一項の照明装置において、前記柱状のプリズムは、異なる３種類の傾斜角を有する３つの遠位面を有し、
前記３つの遠位面のうち、傾斜角度が近い２つの傾斜角度の差Δφ１３およびΔφ３５は、
４°≦Δφ１３≦２０°  かつ  ４°≦Δφ３５≦２０°
である、ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記柱状のプリズムは、異なる３種類の傾斜角度を有する３つの遠位面を有し、
前記３つの遠位面のうち、傾斜角度が近い２つの傾斜角度の差Δφ１３およびΔφ３５は、
５°≦Δφ１３≦１５°  かつ  ５°≦Δφ３５≦１５°
である、ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置において、前記複数の遠位面が前記面状光入射面へ投影された場合に、前記投影されたいずれかの遠位面が占める面積の割合は１０〜３０％であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置において、前記複数の遠位面が前記面状光入射面へ投影された場合に、前記投影されたいずれかの遠位面が占める面積の割合は２０〜２５％であることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載された照明装置と、
前記照明装置から出射された光の進行方向に配置された表示パネルとを備える表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載された照明装置と、
前記照明装置から出射された光の進行方向に配置された液晶表示パネルとを備え、
前記液晶表示パネルは、液晶層を挟んで配置される一対の偏光板を有し、
前記一対の偏光板のうち、前記照明装置から近い位置に配置される偏光板の吸収軸の方向は、前記稜線方向となす角が、前記稜線方向と直交する方向となす角よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルは、前記照明装置側に反射型偏光板を更に有し、
前記反射型偏光板の反射軸は、前記照明装置から近い位置に配置される偏光板の吸収軸と略平行である、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルは、前記照明装置に近い位置に配置される偏光板と前記反射型偏光板との間に拡散粘着剤を更に有する、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、照明装置ならびにこれを用いる表示装置及び液晶表示装置に関し、特に、導光板を用いることで面状の光源を実現する照明装置及び当該照明装置をバックライトとして用いる表示装置、特に液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
【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ており、携帯電話端末に搭載される表示装置、パーソナルコンピューターに接続して使用する表示装置、大画面テレビ等の表示装置として採用されている。これらの液晶表示装置は、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）とを有する。
【０００３】
バックライトを有する液晶表示装置（以下、単に「液晶表示装置」と呼ぶ。）は、バックライトから出射する光が液晶表示パネルを透過する量を各画素において独立して調節することで映像や画像を表示する。このとき、液晶表示パネルとしては一対の偏光板を有し、これら一対の偏光板の間に液晶層を配置して、液晶層を通過する光の偏光状態を制御することで表示を行うものが、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の表示方式としては、たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＥＣＢ（Electrical Controlled Birefringence）方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Aligned）方式等が知られている。いずれの表示方式であっても、液晶表示パネルは、通常、一対の基板と、これらの基板の間に挟持される液晶層と、一対の基板および液晶層を挟んで配置され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各画素における光の透過光量を制御して映像や画像を表示する。
【０００４】
液晶表示パネルに用いる偏光板は、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。そのため、液晶表示パネルに照射されるバックライトからの光（以下、バックライト光と呼ぶ。）が無偏光の場合には、液晶表示パネルに設けた偏光板がバックライト光の少なくとも５０％を吸収する。すなわち、液晶表示装置では、バックライト光が無偏光の場合には、バックライト光の約半分が偏光板で吸収され損失となっている。したがって、液晶表示パネルに設けた偏光板において吸収されるバックライト光の割合を減らし、バックライト光の利用効率を向上させることが、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】
ところで、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）、面状光源方式等があり、液晶表示装置の用途等に応じて使い分けられている。このうちのエッジライト方式のバックライトは、他の方式に比べて薄型化、軽量化、低消費電力化が容易であり、たとえば、携帯型電子機器に搭載する液晶表示装置等に多く用いられている。エッジライト方式のバックライトは、線状または点状の光源、光源からの光を面状に広げて液晶表示パネル側に出射させる導光板、プリズムシートや拡散シートなどの光学シート、及び反射シート等から構成される。
【０００６】
エッジライト方式のバックライト（以下、単に「バックライト」と呼ぶ。）において導光板から出射する光は、一般に、導光板における出光面の垂線（法線）方向に対し、５０度から８０度傾いた方向に輝度または光度の最大値（ピーク）を有する。このため、導光板と液晶表示パネルとの間には、導光板から出射した光の進行方向を調整し、輝度または光度が最大となる方向が正面方向（つまり、導光板における出光面の垂線方向）またはその近傍の方向になるように拡散シートやプリズムシートなどの光学シートが配置される。
【０００７】
バックライトの一般的な構成は、導光板の裏面側に反射シートを配置し、導光板の表面である面状光出射面側に拡散シートと２枚のプリズムシートを、この順に配置するものである。この場合、拡散シートは導光板から出射する光を拡散し、光の進行範囲を広げる作用をする。さらに拡散シートは導光板から出射する光のピーク角度（輝度または光度が最大となる角度）を正面方向（導光板における出光面の垂線方向）に近づける作用もする。一方、プリズムシートは光透過性の光学部材であり、複数のプリズムをシート状の基材の上に連続的に配置したものである。プリズムの断面形状は頂角が９０度の三角形状であることが一般的であり、このような２枚のプリズムシートを互いのプリズムの稜線が直交するように配置することが一般的である。
【０００８】
このようなバックライトの出射光はほぼ無偏光である。このためバックライトから出射する光の少なくとも５０％は液晶表示パネルに設けた偏光板に吸収され損失となる。バックライトから出射する光の偏光板での吸収損失を抑制するために、主に２つの方法が提案されている。ひとつは反射型偏光板をバックライトと液晶パネルの間に配置する方法、もうひとつは所定の直線偏光成分の割合が多い光を出射するバックライトを用いる方法である。
【０００９】
反射型偏光板は以下のように作用する。バックライトから出射し、液晶パネルに向かう光のうち、偏光板で吸収され損失となる偏光成分は偏光板で吸収される前に反射型偏光板で反射する。反射型偏光板で反射した光はバックライトでも反射し、再び液晶パネルに向かう。このときバックライトで反射する光はその偏光状態が変化するため、再び液晶パネルに向かう光の一部は反射型偏光板及び偏光板を通過して表示に利用される。つまり、反射型偏光板を備えることで偏光板における光の吸収損失が低下するため、液晶表示装置の輝度を高くできる。
【００１０】
一方、所定の直線偏光成分の割合が多い光を出射するバックライトとしては例えば特許文献１に記載のバックライトがある。特許文献１に記載のバックライトは導光板から出射する光のうち、導光板の出光面の垂線方向に対し、６０度から８０度程度の傾き角度で出射する光ではｓ偏光成分よりもｐ偏光成分のほうが多くなることを利用するものである。導光板の出光面側には導光板から出射するｐ偏光成分の多い光を正面方向に優先的に導くように構成したプリズムシートを用いる。この際、プリズムシートと空気との界面における透過率の偏光依存性をも利用することで、所定の直線偏光成分の光量が多いバックライトを実現するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−２６２８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本願発明者らは、導光板の光源光入射面に発光ダイオードからなる複数の光源を線状に配置した構成のバックライトについて鋭意検討した。その結果、従来技術の改良によりバックライトの正面方向（出光面に垂直な方向）の輝度を向上するには、以下の２点が有効であることを見出した。
１．導光板の出光面（面状光出射面）に配置していた拡散シートを除去する、或いはヘイズ値の低いものに交換する。
２．プリズムシートのプリズム稜線の方向を下側のプリズムシートは導光板の端面のうち光源を配置した端面（以下、光源光入射面と称する）の長手方向と略直交する方向とし、上側のプリズムシートは光源光入射面の長手方向と略平行な方向とする。
【００１３】
ただし、この条件では、以下に示す２つの課題が生じることが判明した。
課題１：プリズムシートとしてプリズムの断面形状が頂角９０度、底角４５度の二等辺三角形のものを用いると、輝度が最大値となる角度（以下、ピーク角度とも呼ぶ）が正面方向から約１０度ずれてしまう。
課題２：光源に近い領域において、光源の配置位置に依存する輝度むらが視認しやすくなる。
【００１４】
課題１については２つのプリズムシートのうち、少なくとも上側に配置するプリズムシートにおいてプリズムの断面形状を変更することで対応が可能である。具体的にはプリズムの断面形状を底角が４５度よりも大きな三角形に変更することでピーク角度を正面方向に補正することができる。しかし、この場合は新たな課題３が生じる。
課題３：バックライトから出射する光の色が観察する方向によって大きく変化する。
【００１５】
課題３はプリズムシートを構成する透明体の波長分散（屈折率の波長依存性）に起因するものであり、光の波長によってプリズムにおける屈折角度が異なるために生じる。課題３については特許文献１に記載されているプリズムシートの適用により緩和することが可能である。図１９は従来のプリズムシートに用いられているプリズムの断面形状の一例を示す模式図であり、見る角度の違いによる色の変化を抑制する原理の説明図である。図１９に例示するように導光板から出射してプリズムシートに入射する光のうち、プリズムの傾斜面ＳＳ１及びＳＳ３に入射した光は空気との界面で屈折した際、波長が短いほど光源側（図面上は左側）により大きく屈折する。一方、導光板から出射してプリズムシートに入射する光のうちプリズムの傾斜面ＳＳ２に入射した光は空気との界面で屈折した際、波長が短いほど光源側と反対の方向（図面上は右側）により大きく屈折する。つまり、従来技術では屈折する方向が異なる傾斜面をプリズムに設けることで波長分散に起因する色の変化を抑制している。
【００１６】
ただし、このような断面形状のプリズムを備えるプリズムシートを用いる場合、例えば傾斜面ＳＳ２に入射する光は正面方向とは異なる方向へ屈折するため、その分、正面方向の輝度が低下する。さらに、この場合は以下に述べる別の課題４を有する。
課題４：バックライトと液晶表示パネルとの間に反射型偏光板を設けた場合、反射型偏光板による輝度向上の効果が特に正面方向で低くなる。
【００１７】
バックライトと液晶表示パネルとの間に反射型偏光板を設けた場合、バックライトから出射する光のうち、反射型偏光板で反射してバックライト側に戻る光はバックライトで反射した後、再び液晶表示パネル側へ向かう。このため、バックライトの反射率、特にバックライトの正面方向の反射率が高い程、反射型偏光板を設けたことによる輝度の向上効果が高くなる。従来技術では液晶表示パネル側からバックライトに向かう光に対するバックライトの反射率に関する考慮はなされていない。例えば図１９に例示するプリズムシートを用いる場合、バックライトの正面方向の反射率が低いため反射型偏光板を設けた場合の輝度向上の効果が低くなってしまう。
【００１８】
本発明の目的は新規な光学シートにより上述の課題を解決して高輝度なバックライト（照明装置）を実現することにある。つまり、本発明の目的はエッジライト方式のバックライト（照明装置）において、輝度が最大となる角度がほぼ正面方向であり、光源近傍の輝度むらと観察する方向による色の変化が小さく、さらに輝度を高めることが可能な技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、エッジライト方式のバックライトを有する液晶表示装置において、特に反射型偏光板を設ける場合に正面方向の輝度を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源に隣接し、前記光源が発した光が入射する光源光入射面及び、面状光を出射する面状光出射面を有する導光板と、前記導光板の前記面状光出射面に対向して配置され、前記面状光が入射する面状光入射面を有し、前記面状光入射面から入射する光を出射する出光側が、前記光源光入射面に略平行に延びる複数の柱状のプリズム、換言するとその稜線が前記光源光入射面の長手方向に略平行であるプリズム列が複数並置された形状であることにより、前記導光板から出射された前記面状光の進行方向を変える光学シートと、を備え、前記プリズム列を形成するプリズムは、プリズムの稜線から見た際に相対的に前記光源から遠い側の面（遠位面）が、少なくとも異なる２種類の傾斜の角度を有している、こと特徴とする照明装置である。
【００２２】
また、本発明の照明装置において、前記柱状のプリズムは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される傾斜の角度が、前記複数の遠位面のうちの一の遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度と略一致する、とすることができる。
【００２３】
また、本発明の照明装置において、前記柱状のプリズムは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度が、前記複数の遠位面のうちのいずれの遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度よりも大きい、とすることができる。
【００２４】
あるいは、本発明の照明装置において、前記柱状のプリズムは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度は、前記複数の遠位面のうち、前記面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対して、０°以上１０°以下の範囲で大きい、とすることができる。
【００２５】
また、本発明の照明装置においては、前記複数の遠位面の前記少なくとも異なる２種類の傾斜の角度の差Δφを、４°≦Δφ≦２０°とすることができ、更に、５°≦Δφ≦１５°としてもよい。
【００２６】
また、本発明の照明装置において、前記柱状のプリズムは、異なる３種類の傾斜角を有する３つの遠位面を有し、前記３つの遠位面のうち、傾斜角度が近い２つの傾斜角度の差Δφ１３およびΔφ３５を、４°≦Δφ１３≦２０°、かつ、４°≦Δφ３５≦２０°とすることができ、更に、５°≦Δφ１３≦１５°、かつ、５°≦Δφ３５≦１５°としてもよい。
【００２７】
また、本発明の照明装置においては、、前記柱状のプリズムは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表されるすべての角度は、前記複数の遠位面のうち、前記面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度と略一致する、こととしてもよい。
【００２８】
また、本発明の照明装置においては、前記複数の遠位面を前記面状光入射面へ投影した場合に、前記面状光入射面において、いずれかの遠位面が占める面積の割合は１０〜３０％であるとすることができ、更に、２０〜２５％であるとしてもよい。
【００２９】
本発明の表示装置は、上述の照明装置のうちのいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置から出射された光の進行方向に配置された表示パネルとを備える表示装置である。
【００３０】
本発明の液晶表示装置は、上述の照明装置のうちのいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置から出射された光の進行方向に配置された液晶表示パネルとを備え、前記液晶表示パネルは、液晶層を挟んで配置される一対の偏光板を有し、前記一対の偏光板のうち、前記照明装置から近い位置に配置される偏光板の吸収軸の方向は、前記稜線方向となす角が、前記稜線方向と直交する方向となす角よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置である。
【００３１】
本発明の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、前記照明装置側に反射型偏光板を更に有し、前記反射型偏光板の反射軸は、前記照明装置から近い位置に配置される偏光板の吸収軸と略平行とすることができる。
【００３２】
本発明の液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、前記照明装置に近い位置に配置される偏光板と前記反射型偏光板との間に拡散粘着剤を更に有することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の照明装置では、光源近傍の輝度むらや観察する方向による色の変化が小さく、さらに正面方向の輝度が高い照明装置を実現できる。
【００３４】
また、本発明の液晶表示装置によれば、バックライトからの光を有効利用して、正面方向の輝度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による実施例１の照明装置における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。
【図２】照明装置の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図３】実施例１の照明装置における導光板の断面構成の一例を示す概略断面図である。
【図４】実施例１の導光板における光取り出し構造の形状を説明するための模式側断面図である。
【図５】本発明による実施例１の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図６】本発明による実施例１のプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【図７】本発明による実施例１のプリズムシートにおけるプリズムの作用を説明するための模式断面図である。
【図８】本発明による実施例２の照明装置における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。
【図９】実施例２の導光板における光取り出し構造の形状を説明するための模式側断面図である。
【図１０】本発明による実施例２の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図１１】本発明による実施例２のプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【図１２】本発明による実施例３の照明装置における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。
【図１３】本発明による実施例３の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図１４】本発明による実施例３のプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【図１５】本発明による実施例４の表示装置の断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図１６】本発明による実施例４の表示装置の照明装置から出射する光と液晶表示パネルにおける偏光板の透過軸との関係の一例を示す模式平面図である。
【図１７】本発明による実施例５の表示装置の断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図１８】本発明による実施例５の表示装置の照明装置から出射する光と液晶表示パネルにおける偏光板および反射型偏光板の透過軸との関係の一例を示す模式平面図である。
【図１９】従来のプリズムシートのプリズムの断面形状を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
まず、本発明に係る照明装置（バックライト）が備える主な構成について、各実施例を説明する前に、その概略を説明する。本発明に係る照明装置は、少なくとも、点状または線状の光を発する光源と、当該光源が発した光（以下、光源光と呼ぶ。）を面状光に変換して出射させる導光板と、導光板から出射した光の進行方向を変える光学シートと、を備える。
【００３７】
光源は導光板の一端面である光源光入射面に配置する。光学シートは導光板の表面である面状光出射面側に設けられ、導光板とは反対側の面に複数のプリズム列を有する。プリズム列の稜線の方向は光源が配置された導光板の光源光入射面の長手方向と略平行であり、プリズム列を形成するプリズムの断面形状は、プリズムの稜線からみて相対的に光源から遠い側の遠位面が少なくとも２種類の傾斜角度から構成されている。
【００３８】
また、望ましくはプリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の近位面の傾斜角度は、光源から遠い側の２つの遠位面のうち、いずれか一方の傾斜角度と略一致させる。
【００３９】
もしくは、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の面（近位面）が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度は、前記複数の遠位面のうち、前記面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対して、０°以上１０°以下の範囲で大きい角度とする。
【００４０】
上述の構成は、本発明に係る照明装置において以下のように作用する。光源から出射し、導光板の光源光入射面に入射した光は導光板内を導波しつつ、面状の光として導光板の表面側から出射する。導光板から出射する光は、輝度または光度が最大となる角度（ピーク角度）が導光板の面状光出射面に対して垂直な方向、即ち、正面方向からずれる。具体的には光源から出射し、導光板に入射した光が導光板内を進む主たる方向に向かって、輝度または光度が最大となる角度が６０〜８０度程度傾いた状態となる。このため、導光板から出射して、光学シートに入射する光は光学シートの裏面、すなわち面状光入射面に斜め方向から入射する。光学シートに入射した光は光学シートの面状光入射面および表面側（出光面側）に形成されたプリズムで屈折し、より正面方向に近い方向にその進行方向が変わる。
【００４１】
この際、導光板から出射し、輝度や光度が最大となる角度及びその近傍の角度の光は、その大部分がプリズムシートの表面側、すなわち出光側において、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面に入射して、正面方向に近い方向に屈折する。本発明ではプリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面は少なくとも２種類の異なる傾斜角度を有する。この場合、プリズムシートの表面側において正面方向及びその近傍の方向に屈折する光は、少なくとも２種類の屈折角度が混じり合った光となる。つまり、屈折の際に生じる異なる色の変化が混合し平均化されることでプリズムの波長分散に起因する色の変化が抑制される。
【００４２】
尚、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度の差Δφには最適な範囲が存在する。
【００４３】
ここで、プリズムの断面形状がプリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面が傾斜角度の異なる２種類の遠位面Ａ及び遠位面Ｂから構成される場合について説明する。傾斜角度の差Δφが小さい場合、プリズムシートに入射した光が遠位面Ａで屈折する方向と遠位面Ｂで屈折する方向の差が小さくなる。つまり、傾斜角度が異なる２つの遠位面で屈折する光の屈折角度の差は小さくなるため、異なる屈折角度の光が混じり合うことで得られる色変化の抑制効果が小さくなる。厳密にはプリズムを構成する透明材料の屈折率や波長分散に依存するが、概ね傾斜角度の差Δφが４°より小さい場合、観察する方向を変えたときの色の変化が明らかに認められるレベルとなる。このため、傾斜角度の差Δφは少なくとも４°以上とする必要がある。色の変化抑制の観点では、傾斜角度の差Δφは５°〜１０°以上とすることが望ましい。
【００４４】
一方、傾斜角度の差Δφが大きい場合は、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に進む光が、プリズムシートに入射して遠位面Ａで屈折する方向と、遠位面Ｂで屈折する方向の違いが大きくなる。つまり、プリズムシートを通過する光は大きく広がり、正面方向またはその近傍の方向の輝度が低下する。極端な場合には輝度が極大値となる角度が２つ生じて正面方向またはその近傍の方向の輝度は著しく低下してしまう。厳密にはプリズムを構成する透明材料の屈折率や波長分散に依存するが、概ね、傾斜角度の差Δφが２０°より大きい場合、輝度が極大値となる角度が明確に２つ現れ、正面方向またはその近傍の方向の輝度が大きく低下してしまう。このため、傾斜角度の差Δφは２０°以下とする必要がある。正面方向またはその近傍の方向の輝度を高めるという観点では、傾斜角度の差Δφは１５°以下とすることが望ましい。
【００４５】
以上からプリズムシートを構成するプリズムの断面形状は、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面が傾斜角度の異なる２種類の遠位面から構成される場合、その遠位面の傾斜角度の差Δφは以下の関係を満足することが望ましい。
【００４６】
４°≦Δφ≦２０°
【００４７】
観察する方向の違いによる色の変化の抑制と、正面方向またはその近傍の方向における輝度を高めるため、傾斜角度の差Δφはより望ましくは以下の関係を満足することが望ましい。
【００４８】
５°≦Δφ≦１５°
【００４９】
一方、プリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の近位面の傾斜角度は、光源から遠い側の２つの遠位面のうち、いずれか一方の傾斜角度と略一致させることが望ましい。あるいは、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の近位面が面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度は、複数の遠位面のうち、面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対して、０°以上１０°以下の範囲で大きい角度とすることが望ましい。これは、本照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合に正面方向の輝度を向上するためである。
【００５０】
液晶表示装置ではバックライトから出射する光の一部は液晶表示パネルの配線などにより反射してバックライト側に戻る。バックライトと液晶表示パネルとの間に反射型偏光板を用いる場合は特に液晶表示パネルの反射に加え、反射型偏光板の作用でより多くの光が反射してバックライト側に戻る。バックライト側に戻った光はバックライトで反射して再び液晶表示パネルに向かい再利用されて液晶表示装置の輝度に寄与する。
【００５１】
この際、バックライトの反射率、特に正面方向やその近傍の方向へ向かって反射する光が大きければ大きい程、液晶表示装置の正面方向やその近傍の方向における輝度は高くなる。
【００５２】
バックライトの正面方向の反射率には、液晶表示パネルに近い位置に配置するプリズムシートのプリズムの形状が関与する。具体的にはプリズムの断面形状をプリズムの稜線から見て相対的に光源に近い側の近位面の角度を、相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度と同じ値（但し、傾斜の方向は逆方向）で高められることを見出した。つまり、プリズムの稜線から導光板の面状光出射面に引いた垂線を仮定すると、プリズムの断面形状は、この線に対して、プリズムの稜線から見て相対的に光源に近い側の近位面の角度と、相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度が対称の関係にすることが望ましい。この場合、バックライトの正面方向の反射率が向上するため、このバックライトを用いる液晶表示装置ではより高い正面輝度を得ることができるようになる。
【００５３】
このようなバックライトの反射率が高まるという効果はプリズムを構成する近位面と遠位面が完全に対称な関係になっていなくても、この関係に近い条件にすることである程度は得ることができる。例えば、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の近位面が面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度を、複数の遠位面のうち、面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対し、０°以上１０°以下の範囲で大きい角度とすることでも得られる。
【００５４】
尚、上述の構成のプリズムシートの場合、プリズムシートを通過する光はプリズムシートの裏面及び表面の２箇所において、空気との界面で屈折する。この屈折におけるｐ偏光成分の透過率はｓ偏光成分の透過率よりも高いため、プリズムシートを通過する光はｐ偏光成分の光量が多くなる。このため、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。
【００５５】
なお、プリズムシートを構成するプリズムの断面形状については、必要に応じて以下の構造を採用することが望ましい場合がある。具体的にはプリズムの稜線からみて相対的に前記光源に近い側の近位面の傾斜角度は、光源から遠い側の２つの遠位面のうち、いずれの傾斜角度よりも大きくすることが望ましい。これは、照明装置から出射する光自体の正面方向の輝度を向上するためである。この場合、プリズムシートに入射した光がプリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の近位面に入射して屈折あるいは反射により正面以外の方向へ散逸する光の割合が減少し、結果として正面方向の輝度を高められる。
【００５６】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００５７】
図１および図２は、本発明による実施例１の照明装置の概略構成を示す模式図である。図１は、本発明による実施例１の照明装置における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。図２は、照明装置の平面構成の一例を示す模式平面図である。図１および図２に示すように、実施例１の照明装置１００は、導光板２０、複数の光源３０、反射シート４０、プリズムシート５０を有し、必要に応じて拡散シート６０を備えても良い。
【００５８】
導光板２０は、光源３０が発した光Ｌを面状光線に変換する透明な板状の光学部品である。導光板２０は反射シート４０とプリズムシート５０との間に配置されており、光源３０から発した光Ｌを主としてプリズムシート５０と対向する面状光出射面２２の領域ＡＲから出射させる構成になっている。以下の説明では、導光板２０においてプリズムシート５０と対向している面を面状光出射面２２と呼び、反射シート４０と対向している面を裏面と呼ぶ。
【００５９】
導光板２０は、面状光出射面の平面形状が照射対象物である液晶表示パネルの表示領域と同様の長方形とする。尚、本明細書では、導光板２０において光源３０が近接配置される光源光入射面２１の長手方向をｘ軸方向、これと直交する方向をｙ軸とする。また、本明細書では、面状光出射面の垂線方向をｚ軸方向とし、かつ、面状光出射面（出光面）からプリズムシート５０に向かうｚ軸方向を＋ｚ方向とする。導光板２０の具体的な構成については、後述する。
【００６０】
光源３０は、小型、高発光効率、低発熱といった条件を満たすものが望ましく、このような光源としては、たとえば、冷陰極蛍光管や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diodes）が挙げられる。実施例１では、光源３０として発光ダイオードを用いた場合を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではないことはもちろんである。
【００６１】
光源３０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、たとえば、図１および図２に示したように、導光板２０の光源光入射面２１に沿って複数個（図１および図２では４個）の光源３０を並べて配置する。なお、光源３０の数および配置する側面が適宜変更可能であることはもちろんである。
【００６２】
また、光源３０としては、たとえば、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としては、たとえば、青色の光を発する発光ダイオードチップと、当該発光ダイオードチップが発した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ものが知られている。また、白色の光を発する発光ダイオードには、たとえば、青色の光または紫外線を発する発光ダイオードチップと、当該発光ダイオードチップが発した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、および赤色に発光ピーク波長を有する白色発光を実現するものもある。
【００６３】
また、実施例１の照明装置１００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り、液晶表示装置のバックライトとして好適である。例えば、光源３０として、白色発光の発光ダイオードを用い、カラーフィルターを備えたカラー液晶表示パネルと組み合わせることでカラー表示に対応した液晶表示装置を実現できる。また、光源３０は白色発光の代わりに赤色、緑色、および青色の三原色を発光する発光ダイオードを組み合わせて用いても良い。この場合、液晶表示パネルにおける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３０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。
【００６４】
或いは、フィールドシーケンシャルカラーによりカラー表示を実現する表示パネルと実施例１の照明装置を組み合わせることでカラー表示装置を実現しても良い。この場合、光損失の原因となるカラーフィルタを設ける必要がないため、赤色、緑色、および青色の三原色を発光する発光ダイオードを光源３０として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。
【００６５】
また、図示は省略しているが、光源３０は、配線を通じて電源および点灯／消灯を制御する制御手段に接続されている。
【００６６】
導光板２０の裏面側に配置された反射シート４０は、導光板２０の裏面から出射した光を導光板２０に戻して有効利用するためのものである。反射シート４０としては、たとえば、高い反射率を有する反射層を、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。反射層は、たとえば、支持基材上にアルミニウムや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する、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する、あるいは支持基材上に光反射性の塗料をコートするなどの方法で形成することができる。また、反射層は、たとえば、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。
【００６７】
導光板２０の面状光出射面側に配置されたプリズムシート５０は、導光板２０の面状光出射面（領域ＡＲ）から出射した光の進行方向を変える機能を備える光学シートである。プリズムシート５０は、複数のプリズムからなるプリズム列を備えており、図１および図２に示したように、それぞれのプリズム５１における稜線は、導光板２０の光源３０を近接配置した光源光入射面２１の長手方向と平行な方向に延びている。プリズムシート５０は、本発明において最も重要な部材であり、その詳細については後述する。
【００６８】
導光板２０から見てプリズムシート５０の上側に配置する拡散シート６０は、プリズムシート５０により進行方向が変わった光を拡散させて、たとえば、照明装置１００から出射する光Ｌの出射角度の分布を広げたり、照明装置１００の光出射面内の輝度分布の均一性を向上するためである。拡散シート６０は、必要に応じて設けるものであり、従来の照明装置において用いられているものでよいので、具体的な説明は省略する。
【００６９】
また、図２には以下の説明で用いる方位角θの定義を併記した。方位角θは、導光板２０の光源３０が近接配置される光源光入射面２１の長手方向を０度とし、導光板２０を出光面の上から見たときの反時計回り方向を正とする。
【００７０】
図３は、実施例１の照明装置における導光板の断面構成の一例を示す概略断面図である。
【００７１】
なお、図３には、図１に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面で見た断面構成、および当該断面の奥行き方向に見える構成を示している。導光板２０の材料としては、可視光に対して透明で光の損失が少ないものを用いればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。
【００７２】
導光板２０は、たとえば、図３に示すように、光源３０から出射し、光源光入射面２１から入射した光Ｌを導波させつつ、その一部を面状光出射面２２から出射させることで、光Ｌを面状に変換する機能を有するものである。このとき、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、かつ、光源光入射面２１から入射して導光板２０を導波する光Ｌを面状光出射面２２から出射させるための構造２３（以下、光取り出し構造と呼ぶ。）を有する。実施例１では、光取り出し構造２３の一例として、図３に示したように、導光板２０の裏面に設けたＶ字型の構造を挙げる。
【００７３】
なお、光取り出し構造２３は公知技術を用いればよく、たとえば、導光板２０の裏面に微細な段差や、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、導光板２０を導波する光Ｌの進行角度（面状光出射面への入射角度）を変える構造により実現することができる。なお、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の裏面に導波する光の進行角度を変化させる微細な形状を形成することが望ましい。微細な形状は、導光体内を導波する光の進行角度を変えることができる傾斜面を備えるものであれば良く、段差、凹凸、レンズ状などの形状により実現できる。
【００７４】
光源光入射面２１から導光板２０に入射した光Ｌは、面状光出射面２２および裏面で全反射をしながら、主としてｙ軸方向に導波する。このとき、光Ｌが光取り出し構造２３で反射すると、反射した後の進行角度β（面状光出射面２２への入射角度）は反射前よりも小さくなる。またこのとき、進行角度βが臨界角、すなわち全反射条件を満たす最小の角度よりも小さくなると、光Ｌの一部（光Ｌ１）は面状光出射面２２で屈折して導光板２０から出射角度αで出射する。このとき、導光板２０から出射した光Ｌ１は、ｐ偏光成分およびｓ偏光成分を有する。ここで、導光板２０における面状光出射面２２の垂線と光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偏光成分、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偏光成分と定義される。すなわち、図３では、光Ｌ１に付している太い実線の両矢印がｐ偏光成分の電気ベクトルの振動方向を示しており、中に黒丸がある丸印がｓ偏光成分の電気ベクトルの振動方向を示している。
【００７５】
また、光源３０から出射して導光板２０に入射する光Ｌには、図２に例示したように、進行方向がｙ軸方向と平行でない成分も含まれている。しかしながら、大部分の光は光源３０が近接配置される導光板の光源光入射面２１から、光源光入射面２１に対向する端面の方向に向かって進行する。すなわち、本明細書における導光板２０を導波する光の主たる進行方向は、導光板２０の光源光入射面２１に直交する方向（ｙ軸方向）である。
【００７６】
図４は、導光板における光取り出し構造の形状を説明するための模式側断面図であり、図１に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２０を導波する光の主たる進行方向と平行な断面で見た断面構成、および当該断面の奥行き方向に見える構成を示している。
【００７７】
実施例１では、光取り出し構造２３の一例としてＶ字型の構造を挙げている。導光板２０の裏面に設ける光取り出し構造２３としては、たとえば、図４に示すように、２つの傾斜面で構成されたＶ字型の構造を用いることができる。光取り出し構造２３を構成するＶ字型構造の稜線は方位角θがほぼ０度の方向に延びている。また、隣接する２つの光取り出し構造２３の間にある領域２４は、導光板２０の面状光出射面２２がなす平面と略平行な平坦面である。このとき、光源３０は導光板２０の左手側に配置されており、２つの傾斜面のうちの光源３０から近い方の傾斜面の角度η１と遠い方の傾斜面の角度η２とは異なり、かつ、角度η１の方が大きい。なお、傾斜面の角度η１，η２は、それぞれ、導光板２０の面状光出射面と平行な面に対する傾斜角度である。
【００７８】
実施例１の照明装置１００における導光板２０は、導光板２０の面状光出射面２２から出射する光の量に関する指標値（たとえば輝度や光度）が最大値となる方向が、方位角θがほぼ９０度の方位において、導光板２０の面状光出射面２２の垂線方向からずれた方向となるように構成する。ここで、導光板２０の面状光出射面２２から出射する光の出射角度αを導光板２０の面状光出射面２２の垂線に対する角度として定義する。また、導光板２０内を進む光の進行角度βも同様に、導光板２０の面状光出射面２２の垂線に対する角度として定義する。
【００７９】
本発明の照明装置では導光板２０の面状光出射面２２から出射する光の指標値が、方位角θが略９０度、出射角度αが６５度から８５度の方向において最大値となるように構成する。このような導光板２０は、たとえば、光取り出し構造２３を構成する傾斜面の角度η２を０．５度から１５度程度にすることで実現できる。一方、光取り出し構造２３を構成する傾斜面の角度η１は導光板２０を導波する光の損失が小さくなるような角度を選択すればよく、具体的には２０度から９０度の範囲から適切な角度を選択すればよい。
【００８０】
尚、光取り出し構造２３は、導光板２０から出射する光が面状光出射面２２の面内で略均一となるようにその配列ピッチＰや構造の大きさ（高さ）ｈを定めればよい。例えばピッチＰは数十μｍから百数十μｍ、高さｈは数μｍから数百μｍの範囲から選択することが現実的であり、導光板２０の位置によりそれらを適切に変化させるようにしても良い。
【００８１】
導光板２０から出射する光のうちの輝度または光度が最大値となる光の出射角度αが導光板２０における面状光出射面２２の垂線（法線）方向に対して傾いている場合、当該出射角度αで出射する光は、ｐ偏光成分の割合が大きくなる。このように、導光板２０の面状光出射面２２の垂線方向に対して傾いた方向に出射する光Ｌ１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の面状光出射面２２と空気層との界面で光が屈折する際の透過率がｐ偏光とｓ偏光とで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。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が９０度の場合なので、以下ではこの方向に進む光に着目することにし、特にことわりが無い限り、導光板２０の面状光出射面２２の垂線（法線）と方位角θが９０度の方向（ｙ軸方向）を含む平面内に電気ベクトルの振動方向を有する直線偏光を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偏光と呼ぶこととする。
【００８２】
ここで、導光板２０やプリズムシート５０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は下記数式１で表される。
【００８３】
ρ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）・・・（数式１）
【００８４】
また、本明細書では、前述のように、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を下記数式２で定義する。
【００８５】
ρｐ＝（Ｉｐｍａｘ−Ｉｐｍｉｎ）／（Ｉｐｍａｘ＋Ｉｐｍｉｎ）・・・（数式２）
【００８６】
例えば、ポリカーボネートを材料とし、η２を約２°とした導光板２０では、出射する光は輝度が最大値となる角度がα＝７４°、その角度におけるｐ偏光に対する偏光度がρｐ＝１０％程度となり、ｐ偏光成分の割合が高い光を出射する導光板を実現できる。
【００８７】
次に、本発明のプリズムシート５０の構造について詳細に述べる。図５は、本発明による実施例１の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図である。なお、図５には、図１に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２０を導波する光の主たる進行方向と平行な断面で見た断面構成を示している。
【００８８】
プリズムシート５０は、図５に例示する様に、面状光入射面５３を有する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。但し、本発明はプリズムの断面形状を規定するものであり、その構造や製法を限定するものではない。例えば基材部分とプリズム部分が不可分な一体成型されたものでも良い。
【００８９】
プリズムシート５０として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とき、基材５２及びプリズム５１には、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とが望ましい。これは、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し、プリズムシート５０からｐ偏光成分の割合がより大きい光を出射させるためである。
【００９０】
基材５２には、たとえば、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。また、基材５２には、たとえば、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もできる。なお、屈折率の一軸異方性を持つ透明体を基材５２として用いる場合は、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に、プリズムシート５０を配置する際に、基材５２の遅相軸の方向を方位角θが０度の方向または９０度の方向とすることが重要である。
【００９１】
また、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フィルムは二軸異方性を有するので、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は特別の配慮が必要となる。
基材５２として二軸異方性の透明体を用いる場合、その遅相軸を方位角θが０度または９０度とすることで、方位角θが９０度の方向に進むｐ偏光に対しては、位相差が生じ、ｐ偏光成分が少なくなることを防止できる。さらに、遅相軸の方位角θを０度とすることで、方位角９０度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るため、より広い角度範囲においてｐ偏光の損失が抑制できるという効果がある。
【００９２】
ところで、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が０度±１５度、入射角度αが６０度から８５度の範囲である。そのため、プリズムシート５０の基材５２としてＰＥＴフィルムのような二軸異方性の透明体を用いる場合は、その遅相軸の方位角を０度または９０度とする、すなわち遅相軸の方向をプリズム５１の稜線方向と平行または直交にすることが望ましい。またさらに、上述のように遅相軸の方位角を０度とすれば、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ので、透明体（基材５２）の遅相軸の方向はプリズム５１の稜線方向と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５１の稜線方向と基材５２の遅相軸の方向とは上述の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度程度の変動であれば許容される。
【００９３】
このようにプリズムシート５０の基材５２として二軸異方性の透明体を用いる場合に、遅相軸の方位角を０度にしたときと９０度にしたときとで効果に大きな差が生じることは、基材５２として一軸異方性の透明体を用いた場合の遅相軸の方位角が９０度であっても０度のときと同様にｐ偏光の損失が抑制されることと対照的である。
【００９４】
図６は、プリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図であり、図５に示したプリズムシート５０におけるプリズム５１部分を拡大して示している。ここで、本発明に係る照明装置１００におけるプリズムシート５０は、その表面側に形成されたプリズム列を構成しているプリズムの断面形状が、プリズムの稜線ＲＬからみて相対的に光源から遠い側の傾斜面である遠位面ＤＳが少なくとも２種類の傾斜角度から構成されていることを特徴とする。さらに望ましくはプリズムの断面形状は、プリズムの稜線ＲＬからみて相対的に前記光源に近い側の傾斜面である近位面ＰＳの傾斜角度が、遠位面ＤＳの傾斜角度のうち、いずれかひとつの傾斜角度と略一致していることを特徴とする。
【００９５】
実施例１はこの構造を２種類のプリズム列を組み合わせることで実現している。具体的には、プリズムの断面形状を底角が異なる２種類の二等辺三角形を並置した形状で実現している。
【００９６】
実施例１のプリズムシート５０におけるプリズム５１は２つの稜線ＲＬ１と稜線ＲＬ２を有し、それぞれの稜線からみて相対的に光源３０から遠い側の遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２の傾斜角度φ１及びφ３を互いに異ならせている。プリズム５１の断面形状を構成している遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２は共に、導光板から出射する光のうち輝度あるいは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際に、この光を正面或いはその近傍の方向（＋ｚ方向）へ屈折させる機能を有し、そのための傾斜角度を備える。
【００９７】
一方、プリズム５１を構成する２つの稜線ＲＬ１と稜線ＲＬ２からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１及び近位面ＰＳ２の傾斜角度φ２及びφ４は、それぞれ傾斜角度φ１及びφ３と略等しいか、或いは傾斜角φ１またはφ３のどちらか一方と略等しい角度である。
【００９８】
次に、図７を参照して実施例１のプリズムシート５０の作用について説明する。図７はプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。導光板２０から出射し、プリズムシート５０に入射する光Ｌ１の大部分はプリズムの遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する。遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する光は空気との界面で屈折して、正面またはその近傍の方向（図中＋ｚ軸方向）へ向かう。
【００９９】
この際、遠位面ＤＳ１を通過する光Ｌ１１と遠位面ＤＳ２を通過するは光Ｌ１２は各遠位面の傾斜角度が異なることから、プリズムシート５０を通過後に同じ方向に進む光であっても、通過する傾斜面が異なればプリズムでの屈折角度が異なることになる。ここで、プリズムで屈折する光はプリズムを構成する透明材料の屈折率の波長依存性（波長分散）のため、屈折角度に応じて波長（色）が異なる。このため、異なる屈折角度の光が混合されると、屈折の際に生じる色の変化が平均化されて観察する方向による色の変化が抑制されるという効果が得られる。
【０１００】
尚、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度の差Δφ（＝｜φ１-φ３｜）には最適な範囲が存在する。傾斜角度の差Δφが小さい場合、プリズムシートに入射した光が遠位面ＤＳ１で屈折する方向と遠位面ＤＳ２で屈折する方向の差が小さくなる。つまり、傾斜角度が異なる２つの遠位面で屈折する光の屈折角度の差が小さくなるため、異なる屈折角度の光が混じり合うことで得られる色変化の抑制効果が小さくなる。
【０１０１】
厳密にはプリズムを構成する透明材料の屈折率の絶対値や波長分散に依存するが、概ね傾斜角度の差Δφが４°より小さい場合、観察する方向を変えたときの色の変化が明らかに認識できる。このため、傾斜角度の差Δφは少なくとも４°以上とする必要がある。色の変化抑制の観点では、傾斜角度の差Δφは５°以上とすることが望ましい。
【０１０２】
一方、傾斜角度の差Δφが大きい場合は、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に進む光が、プリズムシートに入射して遠位面ＤＳ１で屈折する方向と、遠位面ＤＳ２で屈折する方向の違いが大きくなる。つまり、プリズムシートを通過する光は大きく広がり、正面方向またはその近傍の方向の輝度が低下する。特に傾斜角度の差Δφが２０°より大きい場合には輝度が極大値となる角度が２つ生じて正面方向またはその近傍の方向の輝度は著しく低下してしまう。
【０１０３】
このため厳密にはプリズムを構成する透明材料の屈折率や波長分散に依存するが、傾斜角度の差Δφは２０°以下とする必要がある。正面方向またはその近傍の方向の輝度を高めるという観点では、傾斜角度の差Δφは１５°以下とすることが望ましい。
【０１０４】
以上からプリズムシート５０を構成するプリズム５１の断面形状は、傾斜角度の差Δφが以下の関係を満足する必要がある。
【０１０５】
４°≦Δφ≦２０°
【０１０６】
観察する方向の違いによる色の変化の抑制と、正面方向またはその近傍の方向における輝度を高めるため、傾斜角度の差Δφはより望ましくは以下の関係を満足することが望ましい。
【０１０７】
５°≦Δφ≦１５°
【０１０８】
一方、プリズムの稜線ＲＬ１及びＲＬ２からみて相対的に光源に近い側の近位面ＰＳ１およびＰＳ２の傾斜角度φ２及びφ４は、遠位面ＤＳ１及びＤＳ２のうち、いずれか一方の傾斜角度と略一致させる。これは、本照明装置を表示装置のバックライトとして用いる場合に正面方向の輝度を向上するためである。
【０１０９】
表示装置ではバックライトから出射する光の一部は表示パネルの配線などにより反射してバックライト側に戻る。また、バックライトと表示パネルとの間に必要に応じて反射型偏光板を設ける場合は特に表示パネルの反射に加え、反射型偏光板の作用でより多くの光が反射してバックライト側に戻る。バックライト側に戻った光はバックライトで反射して再び表示パネルに向かい再利用されて表示装置の輝度に寄与する。
【０１１０】
この際、バックライトの反射率、特に正面方向やその近傍の方向へ向かって反射する光が大きければ大きい程、表示装置の正面方向やその近傍の方向における輝度は高くなる。バックライトの正面方向の反射率には、表示パネルに近い位置に配置するプリズムシートのプリズムの形状が関与する。具体的にはプリズムの断面形状をプリズムの稜線ＲＬから見て相対的に光源に近い側の近位面ＰＳの角度を、相対的に光源から遠い側の遠位面ＤＳの傾斜角度と同じ値にすること（但し、傾斜の方向は逆方向）で高められる。つまり、プリズムの稜線ＲＬから面状光出射面２２に引いた垂線を仮定すると、プリズムの断面形状は、この線に対して、近位面ＰＳの傾斜角度と、遠位面ＤＳの傾斜角度とが対称の関係になるようにすることが望ましい。
【０１１１】
実施例１ではプリズムの稜線ＲＬ１及びＲＬ２からみて、それぞれ相対的に光源に近い側の近位面ＰＳ１およびＰＳ２の傾斜角度φ２およびφ４は、相対的に光源から遠い側の遠位面ＤＳ１およびＤＳ２の傾斜角度φ１およびφ３とそれぞれ略等しくする。この場合、図７に例示するように、例えばプリズムシート５０の光出射方向（＋ｚ軸方向）側から近位面ＰＳ１に入射する光ＬＲ１がプリズムシート５０の裏面（導光板側の面）などで反射して、再びプリズム５１に戻った際、その光の一部は遠位面ＤＳ１に入射して、光出射方向（＋ｚ軸方向）へ向かう。このため、照明装置１００の正面またはその近傍の方向へ向かう光の反射率が向上する。
【０１１２】
このように反射率が高い照明装置をバックライトとして用いる液晶表示装置では、液晶表示パネルまたは反射型偏光板で反射して、バックライト側へ戻る光は再び正面もしくはその近傍の方向へ反射し再利用されることで正面またはその近傍の方向において輝度がより高い液晶表示装置を実現できるという効果が得られる。
【０１１３】
尚、実施例１のプリズムシート５０の場合、プリズムシート５０を通過する光はプリズムシートの裏面及び表面の２箇所において、空気との界面で屈折する。この屈折におけるｐ偏光成分の透過率はｓ偏光成分の透過率よりも高いため、プリズムシートを通過する光はｐ偏光成分の光量が多くなる。このため、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。
【０１１４】
なお、プリズム列のピッチ（全体の幅Ｗ１）およびプリズム５１の高さｈ１は、数十μｍ程度が実用的である。プリズム５１の具体的な寸法および傾斜角度は、プリズムシート５０において基材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よい。
【０１１５】
プリズム５１の寸法および傾斜角度の一例を挙げると、以下の通りである。まず、プリズム５１における全体の幅Ｗ１は３５μｍ、高さｈ１は約３６．７μｍとし、遠位面ＤＳ１および近位面ＰＳ１の傾斜角度φ１および傾斜角度φ２は６９．１°、遠位面ＤＳ２および近位面ＰＳ２の傾斜角度φ３および傾斜角度φ４は６４°とする。この場合、傾斜角度の差Δφは５．１°であり上述の条件を満足する。また、遠位面ＤＳ１に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸、すなわち面状光入射面へ投影される幅）Ｗ２は２８μｍ、遠位面ＤＳ２に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸、すなわち面状光入射面へ投影される幅）Ｗ３は７μｍとする。また、遠位面ＤＳ２および近位面ＰＳ２の高さ（ｚ軸へ投影される高さ）ｈ２は約７．１８μｍである。
【０１１６】
尚、遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合は各遠位面に対応する幅Ｗ２とＷ３の比に相当する。本実施例ではＷ２：Ｗ３＝４：１（Ｗ３の割合が２０％）としている。Ｗ２の割合を増やすと正面またはその近傍の方向における輝度は高くなるが、観察する方向を変えたときの色の変化は大きくなる。一方、Ｗ２の割合を減らすと観察する方向を変えたときの色の変化が小さくなるが、正面またはその近傍の方向における輝度は低くなる。つまり、観察する方向を変えたときの色の変化と、正面またはその近傍の方向における輝度は遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合に対してトレードオフの関係にある。このため、遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合は本発明を適用する製品に求められる性能と、プリズムシート５０において基材５２やプリズム５１を構成する透明体の屈折率や波長分散に応じて、光学シミュレーション等を駆使して最適な条件を選択すればよい。
【０１１７】
具体的には、プリズムの稜線からみて、相対的に光源から遠い側の遠位面が２つの異なる傾斜角度から構成される場合、一方の遠位面の占める割合が１０〜３０％であれば、観察する方向を変えたときの色の変化の抑制と、正面またはその近傍の方向における輝度の向上のバランスが保たれる。より望ましくは、一方の遠位面の占める割合を２０〜２５％とすることで観察する方向を変えたときの色の変化の抑制と、正面またはその近傍の方向における輝度の高さをより高いレベルで両立できる。
【０１１８】
プリズム５１の形状を上述のようにした場合、プリズムシート５０の屈折率を１．６とすると、上述の導光板２０（出射光の輝度が最大となる角度が約７８°）から出射する光はプリズムシート５０を通過する際、その作用を受けて正面またはその近傍の方向へ屈折し、輝度が最大値となる角度が１０°以下の正面またはその近傍の方向となる。
【０１１９】
導光板２０から出射してプリズムシート５０に入射した光の大部分は、遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する。遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２はその傾斜角度が５度程度異なる。このため、プリズムシート５０を通過して同じ方向に進む光は、プリズムにおいて異なる屈折角度で屈折した光が混合した光となる。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ため、観察する方向を変えたときの色の変化を抑制することができる。
【０１２０】
また、プリズムシート５０には、上述のように、透明で光学的に等方な透明体、または通過するｐ偏光に対して有害な位相差を生じさせない透明体を用いることが望ましい。これは導光板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し、プリズムシート５０からよりｐ偏光成分の割合の大きい光を出射するためである。この場合、導光板２０から出射する光がｐ偏光成分が多いことも寄与し、プリズムシート５０を通過後の光ではｐ偏光の偏光度ρｐが約３０％と高偏光度の照明光を得ることができる。
【０１２１】
尚、本発明に係る照明装置１００では、図１や図５に示したように、導光板２０から見たプリズムシート５０の上に、必要に応じて拡散シート６０を配置しても良い。拡散シート６０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６０としては、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や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、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、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、アクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させたもの、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６０をプリズムシート５０の保護層として機能させても良い。
【０１２２】
なお、拡散シート６０としてＰＥＴフィルムやＰＣフィルム等の光学異方性を有するフィルムを使用する場合は、その遅相軸の方向を方位角θが０度または９０度の方向とすることで、プリズムシート５０を出射した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。
【０１２３】
また、拡散シート６０は、その表面にマイクロレンズを形成することで、これを通過する光の指向性を変えるようにしても良い。また、拡散シート６０は、その表面に微細な構造を形成し、これを通過する光の指向性を回折効果を利用して変えるようにしてもよい。
【実施例２】
【０１２４】
図８は、本発明による実施例２の照明装置２００における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。実施例１で挙げた照明装置１００ではプリズムシートを１枚使用していたのに対し、実施例２の構成ではプリズムシートを２枚使用する例について説明する。また、導光板の構造についても一部変更した例について説明する。尚、その他の構成については基本的に実施例１と同様なため詳細な説明は省略する。また、以後の説明においても実施例１の説明（図１や図２など）で用いた座標系や方位角、極角を利用する。つまり、図８に示したｘｙｚ座標系におけるｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向は、それぞれ、図１に示したｘｙｚ座標系におけるｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向と同じ方向である。
【０１２５】
実施例２の照明装置２００は、図８に示すように、導光板２２０、複数の光源３０、反射シート４０、プリズムシート２５０及びプリズムシート７０を有し、必要に応じて拡散シート６０を備えても良い。
【０１２６】
導光板２２０の面状光出射面側に配置されたプリズムシート２５０およびプリズムシート７０は、導光板２２０の面状光出射面（領域ＡＲ）から出射した光の進行方向を変える機能を備える光学シートである。プリズムシート２５０及びプリズムシート７０は、ともに複数のプリズムからなるプリズム列を備えている。図８に示すように、プリズムシート２５０を構成するプリズムの稜線の方向は、導光板２２０の光源３０を近接配置した光源光入射面２２１の長手方向と平行な方向に延びている。即ちプリズムの稜線方向はｘ軸と略平行である。一方、プリズムシート２５０と導光板２２０の間に配置するプリズムシート７０のプリズムの稜線の方向はプリズムシート２５０のプリズムの稜線方向と直交する方向に延びている。すなわち、プリズムシート７０のプリズムの稜線の方向は導光板２２０の光源３０を近接配置した光源光入射面２２１の長手方向と直交する方向（ｙ軸方向）に延びている。
【０１２７】
プリズムシート７０はプリズムの断面形状が頂角９０°、底角が４５°の二等辺三角形のものを用いる。プリズムシート７０は広く一般に使用されているものであり説明は省略する。プリズムシート２５０は、本発明において最も重要な部材であり、その詳細については後述する。
【０１２８】
導光板２２０は、上述の実施例で説明したように光源３０から出射され、一方の光源光入射面２２１から入射した光Ｌを導波させつつ、その一部を面状光出射面２２２から出射することで、光Ｌを面状に変換する機能を有するものである。導光板２２０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、かつ、光源光入射面２２１から入射して導光板２２０を導波する光Ｌを面状光出射面２２２から出射させるための光取り出し構造２２３を有する。
【０１２９】
実施例２では、光取り出し構造２２３の一例として、図９に示したように、導光板２２０の面状光出射面２２２に設けたＶ字型の構造を挙げる。図９は、導光板における光取り出し構造２２３の形状を説明するための模式側断面図である。なお、図９には、図８に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２２０を導波する光の主たる進行方向と平行な断面で見た断面構成を示している。光取り出し構造２２３を構成するＶ字型構造の稜線は方位角θがほぼ０度の方向に延びている。また、隣接する２つの光取り出し構造２２３の間にある領域２２４は、導光板２２０の面状光出射面２２２がなす平面と略平行な平坦面である。
【０１３０】
このとき、光源３０は導光板２２０の左手側に配置されており、２つの傾斜面のうちの光源３０から近い方の傾斜面の角度η３と遠い方の傾斜面の角度η４とは異なり、かつ、角度η３の方が大きい。なお、傾斜面の角度η３，η４は、それぞれ、導光板２２０の面状光出射面が成す平面と平行な面に対する傾斜角度である。
【０１３１】
実施例２の照明装置２００における導光板２２０は、導光板２２０の面状光出射面２２２側から出射する光の量に関する指標値（たとえば輝度や光度）が最大値となる方向が、方位角θがほぼ９０度の方位において、導光板２２０の面状光出射面２２２の垂線方向からずれた方向となるように構成する。
【０１３２】
本発明の照明装置では導光板２２０の面状光出射面２２２から出射する光の指標値が、方位角θが略９０度、出射角度αが６５度から８５度の方向において最大値となるように構成する。このような導光板２２０は、たとえば、光取り出し構造２２３を構成する傾斜面の角度η４を０．５度から１５度程度にすることで実現できる。一方、光取り出し構造２２３を構成する傾斜面の角度η３は導光板２２０を導波する光の損失が小さくなるような角度を選択すればよく、具体的には２０度から９０度の範囲から適切な角度を選択すればよい。
【０１３３】
例えば、導光板２２０の材料としてポリカーボネートを用いる場合は、η４を約５°、η３を約４０°とすることで導光板２２０から効率よく光を取り出すことができる。なお、光取り出し構造２２３は、導光板２２０から出射する光が面状光出射面２２２の面内で略均一となるようにその配列ピッチＰや構造の大きさ（高さ）ｈを定めればよい。例えばピッチＰは数十μｍから百数十μｍ、高さｈは数μｍから数百μｍの範囲から選択することが現実的であり、導光板２２０の位置によりそれらを適切に変化させるようにしてもよい。
【０１３４】
次に、本発明のプリズムシート２５０の構造について詳細に述べる。図１０は、本発明による実施例２の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図であり、図８に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２２０を導波する光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な断面で見た断面構成を示している。
【０１３５】
プリズムシート２５０は、実施例１で説明したプリズムシート５０と基本的には同じ思想で構成される。但し、実施例２ではプリズムシート２５０と導光板２２０の間に、基材７２とその上のプリズム７１により構成される別のプリズムシート７０が配置され、プリズムシート２５０に入射する光の状態が実施例１とは異なる。つまり、実施例１では導光板２２０から出射角度αで出射する光Ｌはプリズムシート２５０に角度αで入射するが、実施例２では導光板２２０から出射角度αで出射する光Ｌはプリズムシート７０の作用を受けて、角度αよりも小さな角度γでプリズムシート２５０に入射する。このため、実施例２のプリズムシート２５０ではそのプリズムの断面形状を変化させている。
【０１３６】
実施例２のプリズムシート２５０は図１０に例示する様に、その裏面が面状光入射面２５３となる透明なフィルムを基材２５２とし、その表面にプリズム２５１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。但し、本発明はプリズムの断面形状を規定するものであり、その構造や製法を限定するものではない。例えば基材部分とプリズム部分が不可分な一体成型されたものでも良い。
【０１３７】
尚、プリズムシート２５０として透明なフィルムを基材２５２とし、その表面にプリズム２５１を列状に形成したものを用いるとき、実施例１のプリズムシート５０では導光板２０から出射するｐ偏光成分の割合が大きい光の偏光状態を維持し有効利用するため、基材２５２はｐ偏光成分に位相差が生じない透明体を用いることが望ましかった。これに対し、実施例２のプリズムシート２５０では基材２５２として、プリズムシート２５０を通過する光の偏光状態が変化するような透明体を用いても良い。
【０１３８】
これは、実施例２の照明装置１００では、プリズムシート２５０と導光板２２０の間にプリズムシート７０を配置しており、導光板２２０から出射する光の偏光状態がプリズムシート７０によって変化し、格別に維持されないからである。
【０１３９】
図１１は、プリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図であり、図１０に示したプリズムシート２５０におけるプリズム２５１部分を拡大して示している。ここで、本発明に係る照明装置におけるプリズムシートは、その表面側に形成されたプリズム列を構成しているプリズムの断面形状が、プリズムの稜線からみて相対的に光源から遠い側である遠位面が少なくとも２種類の傾斜角度から構成されていることを特徴とする。このため、本実施例のプリズムシート２５０もこの特徴を備える。
【０１４０】
ただし、実施例２では、実施例１のように断面形状が２つの３角形を並置した構造ではなく、２つの三角形の一部を互いに重ねた様な断面形状により、上述の特徴を実現している。
【０１４１】
また、本発明に係る照明装置２００のプリズムシートでは、より望ましくはプリズムの断面形状が、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の傾斜面の傾斜角度が、光源から遠い側の２つの傾斜面のうち、いずれか一方の傾斜角度と略一致していることを特徴とする。この特徴については本実施例では、照明装置２００から出射する光の正面またはその近傍の方向における輝度の高さを、照明装置の反射率の高さよりも優先させるために採用していない。これはプリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の傾斜面の傾斜角度を、光源から遠い側の傾斜面と一致させた場合、導光板２２０やプリズムシート７０の状況によっては、プリズムシート２５０に入射した光の一部が相対的に光源に近い側の傾斜面にも入射し、屈折あるいは反射することで正面またはその近傍の方向以外に散逸し、結果として正面またはその近傍の方向の輝度が低下するためである。
【０１４２】
このため、実施例２では特に相対的に光源に近い側の傾斜面の傾斜角度を光源から遠い側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくしている。この場合、プリズムシート２５０に入射した光が相対的に光源に近い側の傾斜面に入射する割合が下がり、正面またはその近傍の方向の輝度を高められる。
【０１４３】
実施例２のプリズムシート２５０におけるプリズム２５１は２つの稜線、稜線ＲＬ１と稜線ＲＬ２を有し、それぞれの稜線からみて相対的に光源３０から遠い側の遠位面ＤＳ１及び傾斜面ＤＳ２の傾斜角度φ１及びφ３を互いに異ならせている。
【０１４４】
プリズム２５１の断面形状を構成している遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２は共に、導光板から出射する光のうち輝度あるいは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際に、この光を正面或いはその近傍の方向（＋ｚ方向）へ屈折させる機能を有し、そのための傾斜角度を備える。
【０１４５】
一方、プリズム２５１を構成する２つの稜線ＲＬ１と稜線ＲＬ２からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１及び近位面ＰＳ２の傾斜角度φ２及びφ４は傾斜角度φ１及びφ３のいずれよりも大きな角度としている。つまり、φ２＞φ１，φ２＞φ３，φ４＞φ１、φ４＞φ３の関係を満たす。この角度は導光板２２０から出射して、プリズムシート７０を通過する光のうち輝度あるいは光度が最大となる角度の光がプリズムシート２５０に入射した際に、この光が直接入射しない傾斜角度である。
【０１４６】
次に、プリズムシート２５０の作用について説明する。導光板２２０から出射し、プリズムシート７０を通過してプリズムシート２５０に入射する光の大部分は近位面ＰＳ１およびＰＳ２に入射することなく、遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する。遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する光は空気との界面で屈折して、正面またはその近傍の方向（図中＋ｚ軸方向）へ向かう。
【０１４７】
この際、遠位面ＤＳ１を通過する光と遠位面ＤＳ２を通過する光は各傾斜面の傾斜角度が異なることから、プリズムシート２５０を通過後に同じ方向に進む光であっても、通過する傾斜面が異なればプリズムでの屈折角度が異なることになる。このため、観察する方向による色の変化が抑制されるという効果が得られる。
【０１４８】
尚、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の傾斜面の傾斜角度の差Δφ（＝｜φ１-φ３｜）には最適な範囲が存在する。この条件は実施例１と同様である。すなわちプリズムシート２５０を構成するプリズム２５１の断面形状は、傾斜角度の差Δφが以下の関係を満足する必要がある。
【０１４９】
４°≦Δφ≦２０°
【０１５０】
また、観察する方向の違いによる色の変化の抑制と、正面方向またはその近傍の方向における輝度を高めるため、傾斜角度の差Δφはより望ましくは以下の関係を満足することが望ましい。
【０１５１】
５°≦Δφ≦１５°
【０１５２】
一方、プリズム２５１を構成する２つの稜線ＲＬ１と稜線ＲＬ２からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１及び近位面ＰＳ２の傾斜角度φ２及びφ４は傾斜角度φ１及びφ３のいずれよりも大きな角度としている。つまり、φ２＞φ１，φ２＞φ３，φ４＞φ１、φ４＞φ３の関係を満たす。これにより照明装置から出射する光自体の輝度が向上する。
【０１５３】
尚、実施例２のプリズムシート２５０においても、プリズムシート２５０を通過する光はプリズムシートの裏面及び表面の２箇所において、空気との界面で屈折する。この屈折におけるｐ偏光成分の透過率はｓ偏光成分の透過率よりも高いため、プリズムシートを通過する光はｐ偏光成分の光量が多くなる。このため、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。
【０１５４】
なお、プリズム列のピッチ（全体の幅Ｗ１）およびプリズム２５１の高さｈ１は、数十μｍ程度が実用的である。プリズム２５１の具体的な寸法および傾斜角度は、プリズムシート２５０において基材２５２やプリズム２５１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。
【０１５５】
プリズム２５１の寸法および傾斜角度の一例を挙げると、以下の通りである。まず、プリズム２５１における全体の幅Ｗ１は３５μｍ、高さｈ１は約２６．７μｍとし、遠位面ＤＳ１の傾斜角度φ１は５７．７°、近位面ＰＳ１の傾斜角度φ２は６９．１°、遠位面ＤＳ２の傾斜角度φ３は４７．６°、近位面ＰＳ２の傾斜角度φ４は６９．１°とする。この場合、傾斜角度の差Δφは１０．１°であり上述の条件を満足する。また、遠位面ＤＳ１に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸へ投影される幅）Ｗ２は１６．９μｍ、遠位面ＤＳ２に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸へ投影される幅）Ｗ３は５・６μｍとする。また、近位面ＰＳ２の高さ（ｚ軸へ投影される高さ）ｈ２は１３．９μｍである。
【０１５６】
尚、遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合は各傾斜面が含まれるＷ２とＷ３の比に相当する。本実施例ではＷ２：Ｗ３＝約３：１（全遠位面がｙ軸へ投影される幅におけるＷ３の割合が約２５％）としている。Ｗ２の割合を増やすと正面またはその近傍の方向における輝度は高くなるが、観察する方向を変えたときの色の変化が大きくなる。一方、Ｗ２の割合を減らすと観察する方向を変えたときの色の変化が小さくなるが、正面またはその近傍の方向における輝度は低くなる。つまり、観察する方向を変えたときの色の変化と、正面またはその近傍の方向における輝度は遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合に対してトレードオフの関係にある。このため、遠位面ＤＳ１と遠位面ＤＳ２の割合は本発明を適用する製品に求められる性能と、プリズムシート２５０において基材２５２やプリズム２５１を構成する透明体の屈折率や波長分散に応じて、光学シミュレーション等を駆使して最適な条件を選択すれば良い。
【０１５７】
具体的には、プリズムの稜線からみて、相対的に光源から遠い側の傾斜面が２つの異なる傾斜角度から構成される場合、一方の傾斜面の占める割合が１０〜３０％であれば、観察する方向を変えたときの色の変化の抑制と、正面またはその近傍の方向における輝度の向上のバランスが保たれる。より望ましくは、一方の傾斜面の占める割合を２０〜２５％とすることで観察する方向を変えたときの色の変化の抑制と、正面またはその近傍の方向における輝度の高さをより高いレベルで両立できる。プリズム２５１の形状をこのようにした場合、プリズムシート２５０の屈折率を１．６、プリズムシート７０の屈折率を１．６５とすると、プリズムシート２５０を通過後の光は輝度が最大値となる角度が１０°以下の正面またはその近傍の方向となる。
【０１５８】
導光板２２０から出射してプリズムシート２５０に入射した光の大部分は、遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２に入射する。遠位面ＤＳ１及び遠位面ＤＳ２はその傾斜角度が１０度程度異なる。このため、プリズムシート２５０を通過して同じ方向に進む光は、プリズム２５１において異なる屈折角度で屈折した光が混合した光となる。この場合、プリズムシート２５０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ため、観察する方向を変えたときの色の変化を抑制することができる。
【０１５９】
また、プリズムシート２５０を通過する光は、プリズムシート２５０の表面および裏面における屈折の際の反射率の偏光依存性によってｐ偏光の偏光度ρｐが約２０％と偏光度が高い照明光を得ることができる。
【０１６０】
尚、本実施例とは異なる設計思想として、正面またはその近傍の方向における輝度の高さと照明装置の反射率の高さの両立を考慮すると、プリズムシート２５０を構成するプリズム２５１の断面形状はプリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の面（近位面）が面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度は、複数の遠位面のうち、面状光入射面へ投影されたときに占める割合が最も高い遠位面が前記面状光入射面となす０°〜９０°の範囲で表される角度に対して、０°以上１０°以下の範囲とすることが望ましい。近位面の傾斜角度をこの条件にすると、正面またはその近傍方向における輝度は実施例２に劣ることになるが、照明装置の反射率は実施例２よりも高くなる。この場合、照明装置単体の輝度は低くなるが、表示パネルとしてその裏面反射率が高いものを用いると、表示パネルの裏面で反射する光のリサイクル効果によって表示装置全体としては高い輝度を得ることができる。
【実施例３】
【０１６１】
図１２は、本発明による実施例３の照明装置における主要部の概略構成を示す模式斜視図である。実施例３は実施例２の照明装置２００において、プリズムシート２５０のプリズムの断面形状を変更したものである。その他の構成については基本的には実施例２と同様なため詳細な説明は省略する。実施例３の照明装置３００は、図１２に示すように、導光板２０、複数の光源３０、反射シート４０、プリズムシート３５０及びプリズムシート７０を有し、必要に応じて拡散シート６０を備えてもよい。
【０１６２】
導光板２０の面状光出射面側に配置されたプリズムシート３５０およびプリズムシート７０は、導光板２０の面状光出射面（領域ＡＲ）から出射した光の進行方向を変える機能を備える光学シートである。プリズムシート３５０及びプリズムシート７０は、ともに複数のプリズムからなるプリズム列を備えている。図１２に示すように、プリズムシート３５０を構成するプリズムの稜線の方向は、導光板２０の光源３０を近接配置した光源光入射面２１の長手方向と平行な方向に延びている。即ちプリズムの稜線方向はｘ軸方向と略平行である。一方、プリズムシート３５０と導光板２０の間に配置するプリズムシート７０のプリズムの稜線の方向はプリズムシート３５０のプリズムの稜線方向と直交する方向に延びている。すなわち、プリズムシート７０のプリズムの稜線の方向は導光板２０の光源３０を近接配置した光源光入射面２１の長手方向と直交する方向（ｙ軸方向）に延びている。
【０１６３】
プリズムシート７０はプリズムの断面形状が頂角９０°、底角が４５°の二等辺三角形のものを用いる。プリズムシート７０は広く一般に使用されているものであり説明は省略する。
【０１６４】
次に、本発明のプリズムシート３５０の構造について詳細に述べる。図１３は、本発明による実施例３の照明装置におけるプリズムシートの概略構成の一例を示す模式断面図であり、図１２に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２０を導波する光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な断面で見た断面構成を示している。
【０１６５】
プリズムシート３５０は、実施例１で説明したプリズムシート５０と基本的には同じ思想で構成される。ただし、実施例１では導光板２０から出射角度αで出射する光Ｌはプリズムシート５０に角度αで入射するが、実施例３では導光板２０から出射角度αで出射する光Ｌはプリズムシート７０の作用を受けて、角度αよりも小さな角度γでプリズムシート３５０に入射する。このため、実施例２のプリズムシート３５０ではそのプリズムの断面形状を実施例１とは異ならせている。
【０１６６】
実施例３のプリズムシート３５０は図１３に例示する様に、面状光入射面３５３を有する透明なフィルムを基材３５２とし、その表面にプリズム３５１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。但し、本発明はプリズムの断面形状を規定するものであり、その構造や製法を限定するものではない。例えば基材部分とプリズム部分が不可分な一体成型されたものでも良い。
【０１６７】
図１４は、プリズムシート３５０におけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図であり、図１３に示したプリズムシート３５０におけるプリズム３５１部分を拡大して示している。ここで、本発明に係る照明装置におけるプリズムシートは、その表面側に形成されたプリズム列を構成しているプリズムの断面形状が、プリズムの稜線からみて相対的に光源から遠い側の傾斜面が少なくとも２種類の傾斜角度から構成されていることを特徴とする。このため、本実施例のプリズムシート３５０もこの特徴を備える。
【０１６８】
また、本発明に係る照明装置のプリズムシートでは、より望ましくはプリズムの断面形状が、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の傾斜面の傾斜角度が、光源から遠い側の傾斜面のうち、いずれかひとつの傾斜面の傾斜角度と略一致していることを特徴とする。本実施例ではこの特徴も備える。具体的には、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の傾斜面の傾斜角度を全て、相対的に光源から遠い側の傾斜面のうち最もその面積割合が大きい傾斜面の傾斜角度と一致させている。
【０１６９】
これは、照明装置の反射率を高めるためである。本照明装置を表示装置のバックライトとして用いる場合、バックライトの反射率が高くなれば、表示パネル側からバックライト側へ戻る光が再利用される割合が向上し、表装置の正面方向の輝度を向上できる。
【０１７０】
照明装置（バックライト）の正面方向の反射率には、表示パネルに近い位置に配置するプリズムシートのプリズムの形状が関与する。基本的にはプリズムの断面形状をプリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の傾斜面（近位面）の傾斜角度を、相対的に光源から遠い側の傾斜面（遠位面）の傾斜角度と同じ値にすること（但し、傾斜の方向は逆）で反射率を高めることができる。
【０１７１】
つまり、プリズムの稜線から導光板の面状光出射面に引いた垂線を仮定すると、プリズムの断面形状は、この線に対して対称な関係になるようにすることが望ましい。
【０１７２】
これは、プリズムシートの表面側（導光板とは反対側）から入射した光がプリズムシートの裏面などで反射して再びプリズムシートの表面側へ向かう場合、例えばプリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の面から入射した光が、相対的に光源から遠い側の面から出射する場合に再帰反射しやすくなるからである。
【０１７３】
実施例３のプリズムシート３５０では上述の特徴を備えるプリズム３５１の断面形状を３つの３角形がその一部を互いに重ねた様な形状により実現している。このため、実施例３ではプリズムが複数の稜線を有し、複数の傾斜面を有する。このような場合、プリズム３５１の各稜線からみて相対的に光源に近い側の近位面の傾斜角度を全て、相対的に光源から遠い側の遠位面のうち面積比率が最も高い遠位面の傾斜角度と一致させることで再帰反射の割合が高くなり、照明装置の反射率を高くすることができる。
【０１７４】
このように反射率が高い照明装置をバックライトとして用いる表示装置では、表示パネルまたは必要に応じて配置する反射型偏光板で反射して、バックライト側へ戻る光は再び正面もしくはその近傍の方向へ反射し再利用されることでより正面またはその近傍の方向においてより輝度が高い表示装置を実現できるという効果が得られる。
【０１７５】
実施例３のプリズムシート３５０におけるプリズム３５１は３つの稜線、稜線ＲＬ１、稜線ＲＬ２および稜線ＲＬ３を有し、それぞれの稜線からみて相対的に光源３０から遠い側の遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３の傾斜角度φ１、φ３およびφ５を互いに異ならせている。
【０１７６】
プリズム３５１の断面形状を構成している遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３はいずれも、導光板から出射する光のうち輝度あるいは光度が最大となる角度の光がプリズムシート３５０に入射した際に、この光を正面或いはその近傍の方向（＋ｚ方向）へ屈折させる機能を有し、そのための傾斜角度を備える。
【０１７７】
一方、プリズム３５１を構成する３つの稜線、稜線ＲＬ１、稜線ＲＬ２および稜線ＲＬ３からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１、近位面ＰＳ２および近位面ＰＳ３の傾斜角度φ２、φ４およびφ６は傾斜角度φ１と一致させている。つまり、φ２＝φ４＝φ６＝φ１の関係を満たす。傾斜角度φ１は、プリズム３５１の各稜線からみて相対的に光源から遠い側の遠位面のうち最も面積比率が大きな遠位面ＤＳ１の傾斜角度である。
【０１７８】
次に、プリズムシート３５０の作用について説明する。導光板２０から出射し、プリズムシート７０を通過してプリズムシート３５０に入射する光の大部分は遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３に入射する。遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３に入射する光は空気との界面で屈折して、正面またはその近傍の方向（図中＋ｚ軸方向）へ向かう。
【０１７９】
この際、遠位面ＤＳ１を通過する光、遠位面ＤＳ２を通過する光および遠位面ＤＳ３を通過する光は各遠位面の傾斜角度が異なることから、プリズムシート３５０を通過後に同じ方向に進む光であっても、通過する傾斜面が異なればプリズム３５１での屈折角度が異なることになる。つまり、屈折角度が異なる光が平均化された光が観察されるため、観察する方向による色の変化が抑制されるという効果が得られる。
【０１８０】
実施例１および実施例２ではプリズムの各稜線からみて相対的に光源から遠い側の遠位面は２種類の傾斜角度から構成されていたが、実施例３では３種類の傾斜角度から構成される。このため実施例３では、プリズムシート３５０を通過後に同じ方向に進む光は、より多くの屈折角度を経た光が平均化された光となるため、観察する方向による色の変化の抑制効果がより高くなる。
【０１８１】
また、導光板２０から出射する光に観察する方向に依存して変化するような輝度のむらがある場合には、本発明のプリズムシート３５０を用いるとプリズムシート３５０を通過後に同じ方向に進む光は複数の屈折角度を経た光が平均化された光となるため、輝度のむらが緩和される。尚、プリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度の差には最適な範囲が存在する。ここで、実施例３ではプリズムの稜線から見て相対的に光源から遠い側の遠位面の傾斜角度が３種類存在する。この場合は、傾斜角度が近い２つの傾斜角度の差Δφ１３（＝｜φ１−φ３｜）およびΔφ３５（＝｜φ３−φ５｜）を考慮すれば良い。この場も傾斜角度の差の最適な範囲は実施例１や実施例２と同様である。
【０１８２】
すなわちプリズムシート３５０を構成するプリズム３５１の断面形状は、傾斜角度の差Δφ１３及びΔφ３５が以下の関係を満足する必要がある。
【０１８３】
４°≦Δφ１３≦２０°，  ４°≦Δφ３５≦２０°
【０１８４】
また、観察する方向の違いによる色の変化の抑制と、正面方向またはその近傍の方向における輝度を高めるため、傾斜角度の差Δφはより望ましくは以下の関係を満足することが望ましい。
【０１８５】
５°≦Δφ１３≦１５°，  ５°≦Δφ３５≦１５°
【０１８６】
一方、プリズム３５１を構成する３つの稜線ＲＬ１、稜線ＲＬ２及び稜線ＲＬ３からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１、近位面ＰＳ２及び近位面ＰＳ３の傾斜角度φ２、φ４及びφ６は傾斜角度φ１と等しくしている。つまり、φ２＝φ４＝φ６＝φ１の関係を満たす。これにより照明装置の反射率が向上する。
【０１８７】
尚、実施例２のプリズムシート３５０においても、プリズムシート３５０を通過する光はプリズムシートの裏面及び表面の２箇所において、空気との界面で屈折する。この屈折におけるｐ偏光成分の透過率はｓ偏光成分の透過率よりも高いため、プリズムシートを通過する光はｐ偏光成分の光量が多くなる。このため、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。
【０１８８】
なお、プリズム列のピッチ（全体の幅Ｗ１）およびプリズム３５１の高さｈ１は、数十μｍ程度が実用的である。プリズム３５１の具体的な寸法および傾斜角度は、プリズムシート３５０において基材３５２やプリズム３５１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。
【０１８９】
プリズム３５１の寸法および傾斜角度の一例を挙げると、以下の通りである。まず、プリズム３５１における全体の幅Ｗ１は３５μｍ、高さｈ１は約１６μｍとし、遠位面ＤＳ１の傾斜角度φ１、近位面ＰＳ１の傾斜角度φ２、近位面ＰＳ２の傾斜角度φ４および近位面ＰＳ３の傾斜角度φ６はいずれも５７．７°とし、遠位面ＤＳ２の傾斜角度φ３は４８°、遠位面ＤＳ３の傾斜角度φ５は３３°とする。この場合、傾斜角度の差Δφ１３は９．７°、Δφ３５は１５°であり上述の条件を満足する。また、遠位面ＤＳ１に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸へ投影される幅）Ｗ２は８．７５μｍ、遠位面ＤＳ２に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸へ投影される幅）Ｗ３は７．３７μｍ、遠位面ＤＳ３に対応するｘｙ平面内における幅（ｙ軸へ投影される幅）Ｗ４は３．５２μｍ、とする。また、遠位面ＤＳ１の高さ（ｚ軸へ投影される高さ）ｈ２は１３．８μｍ、近位面ＰＳ３の高さ（ｚ軸へ投影される高さ）ｈ３は６．４μｍ、である。
【０１９０】
尚、遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３の割合は各遠位面が含まれるＷ２とＷ３とＷ４の比に相当する。本実施例では遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２および遠位面ＤＳ３が占める割合はそれぞれ４４．６％、３７．４％、１８．０％であり、遠位面ＤＳ１が最も大きい。このため、プリズムの稜線からみて相対的に光源に近い側の近位面の傾斜角度を全て遠位面ＤＳ１の傾斜角度と一致させた。
【０１９１】
本実施例では導光板２０から出射して、プリズムシート７０を通過後にプリズムシート３５０に入射する光の大部分は、遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２及び遠位面ＤＳ３に入射する。遠位面ＤＳ１、遠位面ＤＳ２及び遠位面ＤＳ３はその傾斜角度が異なる。このため、プリズムシート３５０を通過して同じ方向に進む光は、プリズムにおいて異なる屈折角度で屈折した光が混合した光となる。従って、プリズムシート３５０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は平均化され、観察する方向を変えたときの色の変化を抑制することができる。
【０１９２】
また、本実施例ではプリズム３５１を構成する３つの稜線、稜線ＲＬ１、稜線ＲＬ２および稜線ＲＬ３からみて相対的に光源３０に近い側の近位面ＰＳ１、近位面ＰＳ２および近位面ＰＳ３の傾斜角度φ２、φ４およびφ６を傾斜角度φ１と一致させている。傾斜角度φ１はプリズムの各稜線からみて相対的に光源から遠い側の遠位面のうち最も面積比率が大きな遠位面ＤＳ１の傾斜角度である。
【０１９３】
この場合、上述のとおり、照明装置の反射率を高めることができる。このように反射率が高い照明装置をバックライトとして用いる表示装置では、表示パネルまたは必要に応じて配置する反射型偏光板で反射して、バックライト側へ戻る光は再び正面もしくはその近傍の方向へ反射し再利用されることでより正面またはその近傍の方向においてより輝度が高い表示装置を実現できるという効果が得られる。
【０１９４】
また、プリズムシート３５０を通過する光は、プリズムシート３５０の表面および裏面における屈折の際の反射率の偏光依存性によってｐ偏光成分が多い照明光を得ることができる。
【０１９５】
尚、プリズムの稜線からみて相対的に光源に遠い側の遠位面の傾斜角度を４種類以上にすると正面方向の輝度を高め難くなる。このため、プリズムの稜線からみて相対的に光源に遠い側の遠位面の傾斜角度は２または３種類とすることが望ましい。
【実施例４】
【０１９６】
図１５および図１６は、本発明による実施例４の表示装置の概略構成の一例を説明するための模式図である。
【０１９７】
図１５は、本発明による実施例４の表示装置の断面構成の一例を示す模式断面図である。図１６は、照明装置から出射する光と液晶表示パネルにおける偏光板の透過軸との関係の一例を示す模式平面図である。なお、図１５には、図１もしくは図８もしくは図１２に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２０における光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な断面で見た断面構成を示している。
【０１９８】
実施例１乃至実施例３で挙げた照明装置１００、２００及び３００は、当該照明装置から出射する面状光線が、ｐ偏光成分が多い光となっている。このような照明装置は、たとえば、液晶パネルを用いた表示装置である液晶表示装置のバックライトとして用いるのが好適である。そこで、実施例４では、実施例１で挙げた照明装置１００を有する液晶表装置の概略構成および作用効果について簡単に説明する。
【０１９９】
実施例４の液晶表示装置は、たとえば、図１５に示すように、液晶表示パネル８０と、照明装置１００とを有する。このとき、液晶表示パネル８０は、照明装置１００における光の出射方向、すなわち導光板２０からみてプリズムシート５０の上方に配置される。
【０２００】
液晶表示パネル８０は、液晶層の配向状態を制御することで入射する光の透過光量を調節し、画像を表示する表示パネルであり、一対の基板８１，８２と、当該一対の基板８１，８２の間に挟持された液晶層８３、およびこれらを挟んで配置される一対の偏光板８４，８５を有する。実施例４の液晶表示装置における液晶表示パネル８０は、たとえば、従来のバックライトを有する液晶表示装置に用いられている液晶表示パネルのいずれかであればよい。そのため、実施例４では、液晶表示パネル８０の構成や動作に関する詳細な説明を省略する。
【０２０１】
また、照明装置は、上記のように実施例１乃至実施例３で挙げた照明装置１００、２００及び３００のいずれかを用いることができる。このとき、照明装置から出射して液晶表示パネル８０に入射する光は、前述のように、ｐ偏光成分の非常に多い光である。すなわち、本実施例で説明に用いる照明装置１００から液晶表示パネル８０側に出射する光は、たとえば、図１６に示すように、振動面ＯＳの方向の方位角が９０度、すなわち導光板２０における光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な直線偏光成分が多い光である。
【０２０２】
このとき、照明装置１００から出射した光（バックライト光）の利用効率を高めるには、液晶表示パネル８０が有する一対の偏光板８４，８５のうちの照明装置１００から近い位置にある偏光板８４における透過軸ＡＸ１の方向が照明装置１００から出射する光における振動面ＯＳの方向と概ね平行になるようにすればよい。このとき、偏光板８４は、たとえば、吸収軸ＡＸ２の方向が、照明装置１００が有するプリズムシート５０におけるプリズム５１の稜線の方向（導光板２０における光源３０が配置された光源光入射面の長手方向）と平行になるようにすればよい。
【０２０３】
一方、照明装置１００から遠い位置にある偏光板８５は、例えば吸収軸ＡＸ３の方向を、照明装置１００が有するプリズムシート５０のプリズム５１の稜線の方向（偏光板８４における吸収軸ＡＸ２の方向）と直交させる。
【０２０４】
なお、図１６に示した例では、偏光板８５における吸収軸ＡＸ３を偏光板８４における吸収軸ＡＸ２と直交させているが、液晶表示パネル８０における画素の構成（表示モード）によっては、これに限らず、偏光板８５における吸収軸ＡＸ３を偏光板８４における吸収軸ＡＸ２と平行になるようにしてもよいことはもちろんである。
【０２０５】
照明装置１００から出射する光は、上述の通り、照明装置１００が有するプリズムシート５０におけるプリズム５１の稜線方向（図１６におけるｘ軸方向）に対し、直交する方向（図１６におけるｙ軸方向）に電気ベクトルの振動面ＯＳを有する直線偏光（ｐ偏光）が多い光である。そのため、液晶表示パネル８０において照明装置１００側に配置される偏光板８４の吸収軸ＡＸ２をプリズム５１の稜線方向と平行にすると、偏光板８４で吸収されて損失となる光の量を小さくすることができる。すなわち、実施例４の液晶表示装置では、照明装置１００から出射する光に対する液晶表示パネル８０の透過率が向上するので、バックライト光の利用効率が向上し、より明るい画像表示を実現できるという効果がある。また、実施例４の液晶表示装置では、バックライト光の利用効率が向上するので、たとえば、従来の液晶表示装置と同じ明るさの画像表示を行う場合には、照明装置１００（バックライト）の消費電力を下げられるという効果がある。
【０２０６】
なお、図１６に示した例では、偏光板８４における吸収軸ＡＸ２が端辺と平行になっているが、液晶表示パネル８０における画素の構成によっては、吸収軸ＡＸ２が偏光板８４の端辺に対して斜めになることがある。その場合は、偏光板８４の吸収軸ＡＸ２の方向は、プリズム５１の稜線方向（導光板２０における光源光入射面２１の長手方向）となす角が当該稜線方向と直交する方向となす角よりも小さくなるようにすればよい。液晶表示パネル８０において偏光板８４の吸収軸ＡＸ２が端辺に対して斜めになる場合、吸収軸ＡＸ２の方向と端辺とのなす角は、たとえば、５度から１５度程度である。そのため、上述の条件を満たすように配置すればバックライト光の利用効率が向上する。
【実施例５】
【０２０７】
図１７および図１８は、本発明による実施例５の液晶表示装置の概略構成の一例を説明するための模式図である。図１７は、本発明による実施例５の液晶表示装置の断面構成の一例を示す模式断面図である。図１８は、照明装置から出射する光と液晶表示パネルにおける偏光板の透過軸と反射型偏光板の透過軸との関係の一例を示す模式平面図である。
【０２０８】
なお、図１７には、図１もしくは図８もしくは図１２に示したｘｙｚ座標系におけるｙｚ平面と平行な断面、すなわち導光板２０における光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な断面で見た断面構成を示している。
【０２０９】
なお、本実施例は実施例４で説明した液晶表示パネル８０において、さらに反射型偏光板８６と必要に応じて拡散粘着層８７を配置したものである。このため、実施例４と共通な部分については詳細な説明は省略する。
【０２１０】
実施例５の液晶表示装置は、液晶表示パネル８０の照明装置１００側に反射型偏光板８６を有する。また、必要に応じて反射型偏光板８６と液晶表示パネル８０を構成する偏光板８４との間に拡散粘着層８７を備える。
【０２１１】
拡散粘着層８７は例えば透明な粘着剤中に粘着剤とは屈折率が異なる微粒子を分散させることで実現するものを用いることができる。拡散粘着層８７は照明装置１００から出射する光の出射角度の分布を広げたり、輝度分布の面内の均一性を向上するために備えるものである。このため、液晶表示装置として拡散粘着層８７を備える場合には、照明装置１００には同様の機能を有する拡散シート６０は使用しないことが望ましい。
【０２１２】
反射型偏光板８６は所定の直線偏光成分は反射し、これと直交する直線偏光成分は透過する機能を有するものである。このような反射型偏光板８６としては例えばコレステリック液晶と位相差フィルムの積層体、屈折率異方性が異なるフィルムを多層積層したフィルム、または、ワイヤーグリッド偏光子を利用することができる。
【０２１３】
反射型偏光板８６は照明装置１００から出射する光が、液晶表示パネル８０が備える一対の偏光板８４，８５のうちの照明装置１００から近い位置にある偏光板８４で吸収されて損失となる光を低減するために配置する。
【０２１４】
このため、図１８に示すように反射型偏光板８６の透過軸ＡＸ４は偏光板８４の透過軸ＡＸ１と一致させる。換言すれば反射型偏光板８６の反射軸ＡＸ５は偏光板８４の吸収軸ＡＸ２と一致させる。
【０２１５】
本実施例の表示装置においても照明装置として、実施例１乃至実施例３で挙げた照明装置のいずれかを用いることができる。このとき、照明装置から出射して液晶表示パネル８０に入射する光は、前述のように、ｐ偏光成分の非常に多い光である。すなわち、本実施例において説明に用いる照明装置１００から液晶表示パネル８０側に出射する光は、図１８に示すように、振動面ＯＳの方向の方位角が９０度、すなわち導光板２０における光の主たる進行方向（ｙ軸方向）と平行な直線偏光成分が多い光である。
【０２１６】
このとき、照明装置１００から出射した光（バックライト光）の利用効率を高めるには、液晶表示パネル８０が有する一対の偏光板８４，８５のうちの照明装置１００から近い位置にある偏光板８４における透過軸ＡＸ１と反射型偏光板８６の透過軸ＡＸ４の方向を共に照明装置１００から出射する光における振動面ＯＳの方向と概ね平行になるようにすればよい。
【０２１７】
なお、図１８に示した例では、偏光板８５における吸収軸ＡＸ３を偏光板８４における吸収軸ＡＸ２と直交させているが、液晶表示パネル８０における画素の構成（表示モード）によっては、これに限らず、偏光板８５における吸収軸ＡＸ３を偏光板８４における吸収軸ＡＸ２と平行になるようにしてもよいことはもちろんである。
【０２１８】
照明装置１００から出射する光は、上述の通り、照明装置１００が有するプリズムシート５０におけるプリズム５１の稜線方向（図１８におけるｘ軸方向）に対し、直交する方向（図１８におけるｙ軸方向）に電気ベクトルの振動面ＯＳを有する直線偏光（ｐ偏光）が多い光である。そのため、液晶表示パネル８０において照明装置１００側に配置される偏光板８４の吸収軸ＡＸ２および反射型偏光板８６の反射軸ＡＸ５をプリズム５１の稜線方向と平行にすると、偏光板８４で吸収されて損失となる光の量を小さくすることができる。
【０２１９】
また、照明装置１００から出射する光のうち、偏光板８４で吸収される偏光成分は偏光板８４で吸収される前に反射型偏光板８６で反射して、照明装置１００に戻る。
【０２２０】
照明装置１００に戻った光は照明装置１００で反射して再び液晶表示パネル８０の方向へ向かう。この際、照明装置１００で反射した光はその偏光状態が変化しており、その一部は反射型偏光板８６および偏光板８４を透過して表示光として有効利用される。
【０２２１】
特に実施例１や実施例３で説明した照明装置ではプリズムシート５０、或いはプリズムシート３５０を構成するプリズムの断面形状を工夫することで照明装置の正面方向の反射率を高くすることができる。この場合、反射型偏光板８６で反射して、照明装置側へ戻る光は、再び正面もしくはその近傍の方向へ高い効率で反射し再利用できる。このため正面またはその近傍の方向においてより輝度が高い液晶表示装置を実現できるという効果が得られる。
【０２２２】
なお、液晶表示パネル８０側から照明装置側へ向かう光の正面方向の反射率を高めるには、液晶表示パネル８０と照明装置の最表面に配置するプリズムシート５０の間に光を拡散する部材を設けないことが望ましい。すなわち、液晶表示パネル８０の裏面に備える反射型偏光板８６と照明装置のプリズムシート５０との間には光拡散性の部材は何も設けないことが望ましい。
【０２２３】
本実施例では照明装置１００から出射する光の輝度の均一性を高めるための光拡散性の部材は偏光板８４と反射型偏光板８６の間に設けた拡散粘着層８７により実現する。このため、反射型偏光板８６で反射した光が照明装置１００に戻ったときの、正面方向の反射率を高くできる。
【０２２４】
つまり、実施例５の液晶表示装置では、照明装置１００から出射する光に対する液晶表示パネル８０の透過率の向上と、反射型偏光板８６の作用効果が高まる。このため、バックライト光の利用効率が向上し、より明るい画像表示を実現できるという効果がある。
【０２２５】
換言すると、実施例５の液晶表示装置では、バックライト光の利用効率が向上するので、たとえば、従来の液晶表示装置と同じ明るさの画像表示を行う場合には、照明装置１００（バックライト）の消費電力を下げられるという効果がある。
【０２２６】
なお、図１８に示した例では、偏光板８４における吸収軸ＡＸ２が端辺と平行になっているが、液晶表示パネル８０における画素の構成によっては、吸収軸ＡＸ２が偏光板８４の端辺に対して斜めになることがある。その場合は、偏光板８４の吸収軸ＡＸ２の方向は、プリズム５１の稜線方向（導光板２０における光源光入射面２１の長手方向）となす角が当該稜線方向と直交する方向となす角よりも小さくなるようにすればよい。液晶表示パネル８０において偏光板８４の吸収軸ＡＸ２が端辺に対して斜めになる場合、吸収軸ＡＸ２の方向と端辺とのなす角は、たとえば、５度から１５度程度である。そのため、上述の条件を満たすように配置すればバックライト光の利用効率が向上する。
【０２２７】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【０２２８】
また、前記実施例１乃至実施例３では、導光板２０の構成例として、導波する光の主たる進行方向における厚さが概ね均一である平板状の基材に光取り出し構造２３を設けた構成を挙げている。しかしながら、導光板２０の構成は、これに限らず、導波する光の主たる進行方向における厚さが光源３０から遠ざかるにつれて薄くなるくさび状であっても良いし、導光板の面状光出射面である表面、あるいは裏面に光取り出し構造とは異なる構造、例えば導波する光の主たる進行方向と平行な方向に稜線を有するＶ字状あるいは半円状の構造を設けた構成でもよいことはもちろんである。
【０２２９】
また、上述の実施形態において本発明の照明装置が利用される表示装置を液晶表示装置としたが、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）シャッター表示装置等の照明装置を要する他の表示装置であってもよい。
【符号の説明】
【０２３０】
２０  導光板、２１  光源光入射面、２２  面状光出射面、２３  光取り出し構造、２４  領域、３０  光源、４０  反射シート、５０  プリズムシート、５１  プリズム、５２  基材、５３  面状光入射面、６０  拡散シート、７０  プリズムシート、７１  プリズム、７２  基材、８０  液晶表示パネル、８１  基板、８２  基板、８３  液晶層、８４  偏光板、８５  偏光板、８６  反射型偏光板、８７  拡散粘着層、１００  照明装置、２００  照明装置、  ２２０  導光板、２２１  光源光入射面、２２２  面状光出射面、２２３  光取り出し構造、２２４  領域、２５０  プリズムシート、２５１  プリズム、２５２  基材、２５３  面状光入射面、３００  照明装置、３５０  プリズムシート、３５１  プリズム、３５２  基材、３５３  面状光入射面。
【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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