(57)【要約】【課題】導光板から出射される光を所望の出射視野角に偏向制御することが可能な光制御素子を提供する。【解決手段】本発明に係る光制御素子（プリズムシート）１１は、一方の面が入光面とされ、他方の面が出光面とされており、上記入光面には、プリズム状構造体１１Ｐが多数平行に配列され、プリズム状構造体１１Ｐの各々は、光の入射面となる第１プリズム面１１ａと、第１プリズム面１１ａに入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面１１ｂとを有し、第２プリズム面１１ｂは、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されている。【選択図】図２
2008177070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面が入光面とされ、他方の面が出光面とされた光制御素子であって、
前記入光面には、プリズム状構造体が多数平行に配列され、
前記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、前記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、
前記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されている
ことを特徴とする光制御素子。
【請求項２】
前記プリズム状構造体は、１つの頂点と２つの基部を有する断面三角形状の仮想プリズム体を基準として構成され、前記第１プリズム面は前記仮想プリズム体の頂点と一方の基部を結ぶ直線状に形成されているとともに、前記第２プリズム面は前記仮想プリズム体の頂部と他方の基部を通る円弧状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光制御素子。
【請求項３】
前記第２プリズム面は一定の曲率で形成された円弧形状を有し、前記プリズム状構造体の高さをＨ［μｍ］、前記第２プリズム面の曲率半径をＲ［μｍ］としたときに、
１．１＜Ｒ／Ｈ≦５．０
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の光制御素子。
【請求項４】
前記第１プリズム面は、前記仮想プリズム体の頂点と一方の基部を通る円弧状に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の光制御素子。
【請求項５】
透光材でなる導光板と、この導光板の一側端部に配置された光源と、前記導光板の光出射面側に配置され、一方の面が入光面、他方の面が出光面とされた光制御素子とを備えた面光源装置であって、
前記光制御素子は、前記入光面にプリズム状構造体が多数平行に配列され、
前記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、前記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、
前記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されている
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項６】
液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトユニットとを備え、前記バックライトユニットが、透光材でなる導光板と、この導光板の一側端部に配置された一側端部に光源と、前記導光板の光出射面側に配置され、一方の面が入光面、他方の面が出光面とされた光制御素子とを備えた液晶表示装置であって、
前記光制御素子は、前記入光面にプリズム状構造体が多数平行に配列され、
前記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、前記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、
前記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されている
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、例えば、エッジライト方式のバックライトユニットと組み合わせて好適な光制御素子、面光源装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、家庭用の大型テレビ、デスクトップ型パーソナルコンピュータのモニタに代表される比較的表示画面の大きい据置型の機器の表示部や、ノートパソコン、携帯電話、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）、デジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）に代表される携帯用機器の表示部に広く使用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、基本的に、バックライトユニット（面光源装置）と液晶表示パネルで構成されている。バックライトユニットは、液晶表示パネルの直下に光源を配置する直下型方式と、導光板を用い、その導光板の一側端部に対向するように光源を配置するエッジライト方式のものがあり、携帯用機器においては機器の小型化のためにエッジライト方式のものが多用されている。
【０００４】
携帯用機器の表示部における表示方法として２種類の方法があり、一つは正面輝度を優先するため広角度からの観察においては光量不足による視認性の低下を容認する方法であり、他の一つは正面輝度を多少犠牲にしても視野角を広げて広角度からのムラのない視認性を求める方法である。前者はノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等に代表されるもので個人での使用を前提としている機器に適用され、後者はＤＳＣ、ＤＶＣに代表されるもので撮影した画像を多人数でいろいろな方向から見る状況が想定される機器に適用されている。
【０００５】
さて、エッジライト方式におけるバックライト光を液晶表示パネルに向けるための方法としては、三角プリズム等の構造化面を有する光制御素子を用い、この光制御素子の構造化面を導光板の光出射面側に対向して隣接配置することが行われている（例えば下記特許文献１参照）。この従来の光制御素子の構成を図１０に示す。図１０において、１は光制御素子としてのプリズムシートであり、下面側に一定ピッチでプリズム１Ｐが配列されている。２は導光板であり、図において左方側に光源（図示略）が配置されている。
【０００６】
上記構成のプリズムシート１を導光板２の上に配置する場合、導光板２は光出射面２ａから取り出される光の角度が浅く（角度αが小さく）なるように設計される。プリズムシート１の各々のプリズム１Ｐは一定の頂角θを有している。そして、導光板２の光出射面２ａから浅い角度で出射された光Ｌをプリズム１Ｐの一方のプリズム面１ａから入射させるとともに、他方のプリズム面１ｂの内面側で全反射させることで、垂直方向（液晶表示パネル正面方向）へ立ち上げる。これにより、光源光が正面方向に集光されて正面輝度の向上が図られる。
【０００７】
プリズム頂角θは、仕様により種々のものが知られており、その代表的な角度は６３°である。この場合、プリズムシートの屈折率を１．５９程度とすると、光Ｌが垂直方向に立ち上げられるための導光板２からの出射角（中心角）αは、３１°程度である。
【０００８】
一方、下記特許文献２には、導光板の出射面側に隣接配置され導光板と対向してプリズム状構造物を有するレンズシートを配置し、このプリズム単体の形状において先端部よりも基部のプリズム角が大きくなるように、断面形状においてプリズム斜面を屈曲させることが開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１８８７９号公報
【特許文献２】特開平７−３２５２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、構造化面が三角プリズム状で形成される場合、プリズム斜面角度等を検討することにより、導光板から出射した光を所望の方向に偏向させることができる。しかしながら、三角形状のプリズムでは、狭い範囲の指向性で出射される導光板からの光をそのままの角度で液晶表示パネル側に向けるため、プリズムシートから出射する光の出射角範囲すなわち出射視野角をプリズム部で制御することができない。これは、上記における個人使用の携帯機器の仕様に値するもので、多人数での広角度からの視認に適するものではない。
【００１１】
一方、上記特許文献２に記載のレンズシートでは、プリズムの先端部よりも基部のプリズム角が大きくなるように断面形状においてプリズム斜面を屈曲させることで、光の出射角度範囲を拡大させている。しかしながら、プリズム面の屈曲部を境に光反射方向が不連続に変化するので、出射光の強度分布にムラが生じやすく、液晶表示部における画像の品質低下は免れない。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、導光板から出射される光を所望の出射視野角に偏向制御することが可能な光制御素子、面光源装置および液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の光制御素子は、一方の面が入光面とされ、他方の面が出光面とされた光制御素子であって、上記入光面には、プリズム状構造体が多数平行に配列され、上記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、上記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、上記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されていることを特徴とする。
【００１４】
プリズム状構造体の第１プリズム面に入射した光は、このプリズム状構造体の第２プリズム面の内面側で全反射して光制御素子の出光面から出射される。第２プリズム面が平坦な場合、出光面から出射される光の出射角範囲は、第１プリズム面に入射する光の入射角範囲に対応する。第２プリズム面を外方側へ凸なる曲面形状とすると、一定の曲率までは出光面からの光の出射角範囲は狭まり集光性が高まる一方、上記曲面形状が一定の曲率を越えると出射角範囲が広がり、第２プリズム面が平坦な場合に比べて出射視野角が広くなる。
【００１５】
そこで、本発明に係る光制御素子は、入光面に設けられているプリズム状構造体の第２プリズム面を外方へ凸なる所定の曲面形状とすることで、当該第２プリズム面の内面側で全反射する光の出射視野角を、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出射視野角よりも広くしている。これにより、多人数での広角度からの視認に適した画像品質を提供することが可能となる。また、第２プリズム面を連続した曲面形状とすることで、出射光の強度分布にムラを生じさせることはない。
【００１６】
本発明に係る光制御素子は、プリズム状構造体の第２プリズム面を形成する曲面の曲率を任意に調整することにより、所望の出射視野角を得ることができる。なお、第２プリズム面の曲面形状は単一の曲率で形成される場合は勿論、複数の曲率をもって連続的に形成することも可能である。
【００１７】
本発明の光制御素子において、第２プリズム面が平坦面である場合の出射視野角よりも広い出射視野角となる当該第２プリズム面の具体的な形状としては、当該第２プリズム面が一定の曲率で形成された円弧形状を有するとした場合、プリズム状構造体の高さをＨ［μｍ］、第２プリズム面の曲率半径をＲ［μｍ］としたときに、１．１＜Ｒ／Ｈ≦５．０の関係を満たす形状とされる。
【００１８】
Ｒ／Ｈが１．１以下の場合、プリズム状構造体の第２プリズム面側の底角（プリズム状構造体の形成面（入光面）と第２プリズム面の内面との間のなす角）が９０°近く又は９０°以上となり、正面方向への光偏向領域が低減して輝度の向上が図れなくなる。また、このような形状のプリズム状構造体の作製が困難になる。一方、Ｒ／Ｈが５．０を越えると、逆に集光性が高まって、第２プリズム面が平坦面である場合の出射視野角よりも広い出射視野角が得られなくなる。
【００１９】
なお、プリズム状構造体の第１プリズム面の形状は特に制限されず、平坦面でもよいし、曲面形状でもよい。第１プリズム面は、第２プリズム面の形状設計とともに適宜設定することが可能であり、要求される出射視野角に基づいたプリズム状構造体の設計自由度を向上させることができる。
【００２０】
一方、本発明の面光源装置は、透光材でなる導光板と、この導光板の一側端部に配置された光源と、導光板の光出射面側に配置され、一方の面が入光面、他方の面が出光面とされた光制御素子とを備えた面光源装置であって、光制御素子は、上記入光面にプリズム状構造体が多数平行に配列され、上記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、上記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、上記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトユニットとを備え、上記バックライトユニットが、透光材でなる導光板と、この導光板の一側端部に配置された一側端部に光源と、導光板の光出射面側に配置され、一方の面が入光面、他方の面が出光面とされた光制御素子とを備えた液晶表示装置であって、光制御素子は、上記入光面にプリズム状構造体が多数平行に配列され、上記プリズム状構造体の各々は、光の入射面となる第１プリズム面と、上記第１プリズム面に入射した光を内面側で全反射させる第２プリズム面とを有し、上記第２プリズム面は、外方へ凸なる曲面形状を有するとともに、その曲率は、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出光視野角よりも広い出光視野角となる大きさで形成されていることを特徴とする。
【００２２】
上記構成により、導光板の出射面から出射される指向性の強い光を光制御素子によって広い出射視野角で偏向させることができるので、多人数での視認に適した面光源装置および液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明の光制御素子によれば、導光板から出射される指向性の強い光を所望の出射視野角に拡張することができる。また、多人数での視認に適した面光源装置および液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施形態による液晶表示装置１０の概略構成を示す分解側面図である。液晶表示装置１０は、面光源装置としてのバックライト装置１２と、液晶表示パネル１６とで構成されている。バックライト装置１２は、バックライトユニット１３と、本発明に係る光制御素子としてのプリズムシート１１とを備えている。なお、プリズムシート１１と液晶表示パネル１６との間に、拡散シートや偏光分離シート等の他の光学素子が更に配置されていてもよい。
【００２６】
バックライトユニット１３は、透光材でなる導光板２と、この導光板２の一側端部に配置された光源１５と、導光板２の背面側（図において下面側）に配置された反射板１４とを備えたエッジライト型で構成されている。本実施形態では光源１５として、ＣＣＦＬ等の線状光源やＬＥＤ等の１個又は複数個の点状光源が用いられる。
【００２７】
導光板２は、光源に使用する光の波長帯域において透光性を有する無色透明の樹脂、例えばアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の射出成形体で形成されている。導光板２の上面は光源１５からの光が出射する光出射面２ａとされており、所定の出射角範囲（中心角α）で光がプリズムシート１１側に出射されるように構成されている。
【００２８】
反射板１４はその導光板２と対向する内面側に、銀やアルミニウム等の金属箔あるいは白色塗装膜が設けられており、導光板２から漏出した光、プリズムシート１１から反射された光を正面方向（図において上方向）へ反射させる機能を有する。
【００２９】
プリズムシート１１は、バックライトユニット１３から出射される光の角度強度分布を調整し、一定の出射視野角で光を液晶表示パネル１６側へ出射する機能を有している。プリズムシート１１から出射された光は液晶表示パネル１６に入射する。液晶表示パネル１６は、画素ごとに光の変調制御を行って表示面に画像を表示する。
【００３０】
次に、本発明に係るプリズムシート１１の詳細について説明する。
【００３１】
プリズムシート１１は、導光板２と対向する一方側の面が入光面とされ、液晶表示パネル１６と対向する他方側の面が出光面とされている。プリズムシート１１の入光面には、プリズム状構造体１１Ｐが多数平行に、導光板２の光源１５が配置される一側端部からこれと対向する他の側端部に向かう方向に沿って配列されている。
【００３２】
図２は、プリズムシート１１の拡大断面図である。本実施形態のプリズム状構造体１１Ｐは、断面三角形状のプリズム体のプリズム面のひとつが曲面形状で形成された構造を有している。プリズム状構造体１１Ｐの一方のプリズム面１１ａは、導光板２の光出射面２ａから出射される光の入射面となる平坦面形状の第１プリズム面とされ、プリズム状構造体１１Ｐの他方のプリズム面１１ｂは、第１プリズム面１１ａに入射した光を内面側で全反射させる曲面形状の第２プリズム面とされている。
【００３３】
第２プリズム面１１ｂは、外方へ凸なる曲面形状とされている。第２プリズム面１１ｂが外方へ凸なる所定の曲面形状で形成されることにより、第１プリズム面１１ａに入射した光を全反射させて正面方向（液晶表示パネル１６の方向）に偏向すると同時に、所定の出射視野角φで偏向光を出光面１１Ｓから出射させる。
【００３４】
図３は、プリズム状構造体１１Ｐの形状を示す拡大図である。プリズム状構造体１１Ｐは、１つの頂点Ｏと２つの基部Ａ，Ｂを有する断面三角形ＯＡＢの仮想プリズム体を基準として構成されており、第１プリズム面１１ａは三角形ＯＡＢの一方の斜辺ＯＡに対応し、第２プリズム面１１ｂは三角形ＯＡＢの他方の斜辺ＯＢを外方に所定以上の曲率で突出させた曲面形状で形成されている。
【００３５】
より具体的に、三角形ＯＡＢは、斜辺ＯＡと、点ＯからＡＢに下ろした垂線ＯＳとの間の角度がθ１、斜辺ＯＢと線分ＯＳとの間の角度がθ２である三角形であり、ＡＳ間の距離Ｘ１は約１０μｍ、ＢＳ間の距離Ｘ２は約９μｍである。そして、プリズム状構造体１１Ｐは、線分ＯＡに対応する直線状の第１プリズム面１１ａと、点Ｏと点Ｂを通る円弧状の第２プリズム面１１ｂとを有する。図示するプリズム状構造体１１Ｐの例では、高さＨが約１６μｍ、配列ピッチが約１９μｍで形成されている。なお勿論、Ｘ１，Ｘ２，Ｈの大きさは上記の例に限定されず、例えば相似変形（相似縮小、相似拡大）により配列ピッチを調整することができる。
【００３６】
次に、第２プリズム面１１ｂを構成する曲面は、第２プリズム面が平坦面である場合の出射視野角よりも広い出射視野角となる曲率で形成されている。以下、その詳細について説明する。
【００３７】
図４は、第２プリズム面の形状を変化させたときの当該第２プリズム面の内面で全反射される光の出射角の変化を示している。図４（ａ）は第２プリズム面Ｐｂが平坦面であるプリズム状構造体Ｐ１、図４（ｂ），（ｃ）は第２プリズム面Ｐｂが曲面形状のプリズム状構造体Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ示している。
【００３８】
第１プリズム面Ｐａに入射した光（Ｌ）は、第２プリズム面Ｐｂの内面側で全反射してプリズムシートの出光面から出射される。第２プリズム面Ｐｂが平坦な場合、図４（ａ）に示すように、第２プリズム面Ｐｂで全反射される光の出射角範囲（出射視野角）φ１は、第１プリズム面Ｐａに対する光の入射角範囲に対応する。また、第２プリズム面Ｐｂを円弧形状とすると、図４（ｂ）に示すように円弧面の曲率が所定の範囲までは第２プリズム面Ｐｂで全反射される光の出射角範囲φ２は狭まり、図４（ａ）の場合に比べて集光性が高まる。一方、第２プリズム面Ｐｂの曲率を所定以上に大きしていくと、図４（ｃ）に示すように第２プリズム面Ｐｂで全反射される光の出射角範囲φ３が図４（ａ）の場合に比べて広くなる。本実施形態において、第２プリズム面Ｐｂの曲率は、図４（ｃ）に示したように、第２プリズム面Ｐｂが平坦面である場合の出射視野角よりも広い出射視野角となる大きさで形成されている。
【００３９】
図５は、第１プリズム面の形状が異なる複数のプリズム状構造体の出射視野角を比較したシミュレーション結果である。図５において横軸は、曲面形状でなる第２プリズム面の曲率半径Ｒ［μｍ］とプリズム状構造体の高さＨ［μｍ］の高さの比（Ｒ／Ｈ）を表しており、縦軸は視野角を表している。ここで、視野角は、強度ピーク値を１とし、相対強度が０．５以上の範囲の角度をいい、図２で示した出射視野角φに相当する。
【００４０】
また、サンプル１，２，４は、図３において第１プリズム面１１ａの基準斜辺とした線分ＯＡの頂点Ｏに対する傾斜角θ１がそれぞれ異なり、サンプル１はθ１＝２９°、サンプル２はθ１＝３４°、サンプル４はθ１＝３１．５°である。また、サンプル３は、サンプル４について第１プリズム面を外方へ凸なる曲面形状に形成したものである。サンプル１〜４はそれぞれ、図５の折れ線の各々のプロット点で示すように、上記θ１の条件でプリズム配列ピッチ（Ｘ１＋Ｘ２）を固定したときに得られるプリズム高さＨに対して、第２プリズム面の曲率半径Ｒをそれぞれ７通りに変化させたサンプル群からなる。これら各サンプルに入射する光の導光板からの出射角範囲は約１４°〜約４０°（ピーク角度３１°）であり、各サンプルの屈折率は１．５９とした。なお、θ１を３１°としたとき、サンプル１は低角度光源、サンプル２は高角度光源にそれぞれ対応する。
【００４１】
図５に示したように、全体的に、Ｒ／Ｈの値が大きくなるほど視野角が減少する傾向にある。これは、第２プリズム面を形成する曲面の曲率半径が大きくなることで、第２プリズム面の内面で全反射する光が正面方向に立ち上げられて集光性が高まるからである。本例の場合、第２プリズム面を平坦面（図３の直線ＯＢ）としたときの視野角は２４°である。従って、第２プリズム面が平坦な場合の出射視野角よりも広い出射視野角が得られるＲ／Ｈの範囲は、１．１＜Ｒ／Ｈ≦５．０となる。
【００４２】
なお、各サンプル群を上記θ１の条件でプリズム高さＨを固定したときに得られるプリズム高さ（Ｘ１＋Ｘ２）に対して、第２プリズム面の曲率半径Ｒをそれぞれ７通りに変化させたときも同様の結果が得られる。
【００４３】
ここで、Ｒ／Ｈ＞１．１としたのは、Ｒ／Ｈの値が１．１以下の場合、プリズム状構造体の第２プリズム面側の底角（図３において∠ＯＢＡ）が９０°近く又は９０°以上となり、正面方向への光偏向領域が低減して輝度の向上が図れなくなるからである。また、このような形状のプリズム状構造体の作製が困難になるからである。
【００４４】
図６は、視野角６０°及び５０°のプリズム状構造体の輝度分布のシミュレーション結果を示している。横軸は光の出射方向を表しており、９０°が正面方向である。縦軸は、頂角６３°の二等辺三角形状のプリズム体を用いた場合の正面方向の強度を１としたときの相対強度を表している。図７は、視野角６０°及び５０°のプリズム状構造体の第２プリズム面の形状を示している。
【００４５】
ここで、視野角６０°のプリズム状構造体は、図３を参照して、Ｒ＝３４．１μｍ、θ１＝３１．５°、θ２＝３０．３１°、ピッチ１９．５４μｍ（Ｘ１＝１０μｍ、Ｘ２＝９．５４μｍ）であり、視野角５０°のプリズム状構造体は、Ｒ＝４２．２８μｍ、θ１＝３１．５°、θ２＝２９．５７°、ピッチ１９．２６μｍ（Ｘ１＝１０μｍ、Ｘ２＝９．２６μｍ）である。なお、角度θ２の設定を変更することで、プリズム状構造体の配列ピッチを変化させることができる。
【００４６】
また、角度θ２の値を変化させることで、強度分布の重心（強度ピーク）の位置を調整することができる。図８は、プリズム状構造体のＲ／Ｈの値が異なる種々のサンプルについての角度θ２と強度重心位置（角度）の関係を示している。図８より明らかなように、角度θ２を大きくすることで、強度分布の重心位置が高角度側にシフトすることがわかる。このように、角度θ２を調整することで任意に強度分布の重心位置を変化させることができるので、機器の仕様等に応じた輝度特性の設計を容易に行うことが可能となる。
【００４７】
以上のように構成される本実施形態のプリズムシート１１は、光透過性を有する例えばポリカーボネート、ポリビニル、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリα−オレフィン、繊維素系樹脂、ガラス等の透明フィルムあるいはシートで形成されている。各プリズム状構造体１１Ｐは、これらの透明フィルムの表面に一体に形成される、あるいは、これらの透明フィルムの上にプリズム状構造体１１Ｐが形成された層を後工程で一体化してもよい。プリズムシート１１の形成方法は特に限定されず、例えば熱プレスによる金型成形加工や紫外線硬化型樹脂を用いた型成形、溶融押出し法等の連続成形が実施可能である。
【００４８】
上述した構成の本実施形態のプリズムシート１１においては、その入光面に複数配列されている各プリズム状構造体の第２プリズム面１１ｂを所定の曲面形状に形成しているので、第２プリズム面１１ｂで全反射する光の出射視野角を、当該第２プリズム面が平坦面である場合の出射視野角よりも広くすることができる。
【００４９】
また、第２プリズム面１１ｂの形状（角度θ２、曲率半径Ｒ、高さＨ）を任意に調整することにより、所望の視野角と輝度分布特性を兼ね備えた光制御素子を容易に設計、作製することが可能となる。更に、第２プリズム面が連続した曲面形状で形成されているので、出射光の強度分布にムラを生じさせることなく広角度からの視認性を高めることができる。
【００５０】
一方、本実施形態のバックライト装置１２においては、上述した構成のプリズムシート１１を導光板２の上に設置した構成であるので、従来の断面三角形状のプリズムシートを備えたバックライト装置に比べて視野角特性を改善できるとともに、所望の視野角と輝度分布特性を兼ね備えた面光源装置を構成することができる。
【００５１】
更に、本実施形態の液晶表示装置１０によれば、上記構成のバックライト装置１２を備えることにより、多人数での広角度からの視認に適した画像品質を提供することが可能となる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５３】
例えば以上の実施形態では、プリズムシート１１からの光の出射角範囲の調整を、プリズム状構造体１１Ｐの第２プリズム面１１ｂの曲率半径と高さの比（Ｒ／Ｈ）の設定で行うようにしたが、光の入射面となる第１プリズム面１１ａの傾斜角θ１を設計パラメータに加えてもよい。第１プリズム面１１ａの傾斜角θ１を調整することにより、第２プリズム面１１ｂの内面に対する光の入射角を変化するので、光の出射視野角の制御が可能となる。
【００５４】
また、以上の実施形態では、プリズム状構造体１１Ｐの第１プリズム面１１ａを直線的な平坦面で形成した例について説明したが、これに限らず曲面形状としてもよい。この場合、第１プリズム面を外方へ凸なる曲面形状に形成することで、第１プリズム面をレンズ面として機能させることが可能となり、入射光の絞り効果が得られ、第２プリズム面１１ｂに入射する光の指向性を高めることができる。
【００５５】
更に、以上の実施形態では、プリズム状構造体１１Ｐの第２プリズム面１１ｂを単一の曲率半径Ｒを有する曲面形状で形成したが、当該第２プリズム面を複数の曲率半径を有する曲面の複合形状で形成してもよい。この例は、図９に示すように、第２プリズム面１１ｂの基部Ｂ側の形状の調整に好適に用いられ、基部Ｂ側の曲面形状の適正化を図ることで出射視野角、強度分布の重心位置の設計自由度を高めることができる。具体的な設計例としては、頂点Ｏから基部Ｂに向かう斜面の中間位置まで共通の曲率半径Ｒで形成し、当該中間位置から基部Ｂに向かう斜面を上記Ｒよりも小さい曲率半径Ｒ１で形成するか、あるいは上記Ｒよりも大きな曲率半径Ｒ２で形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による液晶表示装置の概略構成を示す分解側面図である。
【図２】本発明の実施形態による光制御素子としてのプリズムシートの要部断面図である。
【図３】図２に示したプリズムシートを構成するプリズム状構造体の拡大図である。
【図４】プリズム状構造体の第２プリズム面の形状を変化させたときの当該第２プリズム面で全反射する光の出射角範囲の変化を示す図である。
【図５】第２プリズム面の形状が異なる複数のプリズム状構造体の出射視野角を比較したシミュレーション結果である。
【図６】プリズム状構造体の強度分布の例を示すシミュレーション結果である。
【図７】図６のシミュレーションに用いたサンプルの第２プリズム面の形状例を示す図である。
【図８】プリズム状構造体の第２プリズム面の基準斜辺の傾斜角θ２と強度分布の重心位置との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例を示すプリズム状構造体の拡大図である。
【図１０】従来のプリズムシートの一構成例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
２…導光板、１０…液晶表示装置、１１…プリズムシート（光制御素子）、１１Ｐ…プリズム状構造体、１１ａ…第１プリズム面、１１ｂ…第２プリズム面、１２…バックライト装置（面光源装置）、１３…バックライトユニット、１４…反射板、１５…光源、１６…液晶表示パネル。
【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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