(57)【要約】【課題】表示面の法線を基準として任意の方向に任意の角度傾いた方向における輝度を他の方向における輝度よりも高くできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル８の表示面８２と面発光素子１の光射出面１１とが略並行になるように配置される。面発光素子１は、光源と導光板と輝度向上シートとを有する。導光板は、発射面と、当該面に対向する反射面と、両面を結ぶ側面とを有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされる。光源は、光入射面と対向して設けられる。輝度向上シートは、発射面よりも上側に設けられ、光出射面側の任意に設定された方向Ａの輝度が一番高くなるように導光板から入射された光を集光するシートである。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光板と輝度向上シートとを備え、光源から出射された光を光出射面から出射する面発光素子であって、
前記導光板は、発射面と、当該面の反対側に設けられた反射面と、両面を結ぶ側面とを有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、
前記光源は、前記光入射面と対向して設けられ、
前記輝度向上シートは、前記発射面側のいずれかの位置に設けられ、前記光出射面側の任意に設定された方向の輝度が一番高くなるように導光板から入射された光を集光するシートであることを特徴とする面発光素子。
【請求項２】
光源と導光板と輝度向上シートとを備え、光源から出射された光を光出射面から出射する面発光素子であって、
前記導光板は、発射面と、当該面の反対側に設けられた反射面と、両面を結ぶ側面とを有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、
前記光源は、前記光入射面と対向して設けられ、
前記輝度向上シートは、前記発射面側のいずれかの位置に設けられ、前記光出射面の法線と前記光出射面とで規定される座標系において、輝度が最大になる方向に対応するベクトルが、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように導光板から入射された光を集光するシートであることを特徴とする面発光素子。
【請求項３】
前記導光板の形状は、反射面と発射面との距離が光入射面から遠くなるにつれて近くなる形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の面発光素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の面発光素子上に液晶パネルが設けられた液晶表示装置であって、前記素子の光射出面と前記パネルの表示面とが略並行になるようにされたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
面発光素子上に液晶パネルが設けられた液晶表示装置であって、
前記面発光素子は、導光板及び光源を有し、
前記導光板は、発射面、当該面の反対側に設けられた反射面、及び両面を結ぶ側面を有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、前記反射面は、液晶パネルの表示面側の任意に設定された方向の輝度が一番高くなるように入射光を反射し、
前記光源は、前記光入射面と対向して設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
面発光素子上に液晶パネルが設けられた液晶表示装置であって、
前記面発光素子は、導光板及び光源を有し、
前記導光板は、
発射面、当該面の反対側に設けられた反射面、及び両面を結ぶ側面を有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、
入射光を、液晶パネルの表示面の法線と表示面とで規定される座標系において、輝度が最大になる方向に対応するベクトルが、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように光を発射し、
前記光源は、前記光入射面と対向して設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記導光板は、反射面と発射面との距離が光入射面から遠くなるにつれて近くなる形状であることを特徴とする請求項５又は６記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面発光素子及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、可変イメージとして情報表示を視認させる液晶ディスプレイパネル（液晶パネル）と、このパネルの背面（表示面とは反対側の面、非表示面）から照明するための面光源素子とを備えたものが広く利用されている。面光源素子としては、導光板の端部に光源が配置された構造をとり、導光板が、光源から入射された光を液晶パネル側に発散するものが広く利用されている。
【０００３】
しかし、上記液晶表示装置では、液晶パネルの表示面の正面方向（法線方向）のみならず、側面方向（法線よりも表示面側に傾いた方向、いわゆる斜め方向）にもこの液晶パネルを透過した光が射出されてしまうという問題があった。
この技術的な問題により、例えば、自動車に搭載される場合、表示がウィンドウに映り込んでしまうおそれがあるという問題も指摘されている。すなわち、前述したように液晶表示装置からは斜め方向にも光が出射されるため、この方向（斜め方向）にウィンドウがあれば、このウィンドウに表示が映り込んでしまう可能性がある。
【０００４】
また、表示面側における任意の方向の輝度が他の方向の輝度よりも高い液晶表示装置も求められている。
したがって、任意に設定された方向（表示面の法線を基準として任意の方向に任意の角度傾いた方向）における輝度が一番高くなる液晶表示装置が求められている。すなわち、表示面側の任意に設定された方向に光を出射する液晶表示装置が求められている。
【０００５】
これらの技術的な問題を解決するため、例えば、特開２００１−３０５３１２号公報「光学積層体」では、いわゆるルーバーフィルム（視野角調整フィルム）に関する従来技術が開示されている。ルーバーフィルムは、ルーバーと呼ばれる、光を吸収若しくは反射する材料で形成された薄い板若しくは棒、又はこのような材料が被覆された薄い板又は棒が、光透過性のフィルムの内部に配置されているフィルムのことをいう。ルーバーは、ルーバーフィルムを透過する光の進行方向を所定の射出角度範囲に制御する効果（方向制御効果）を持つ。したがって、このフィルムは、面発光素子（バックライト）の光射出面と液晶パネルの間に配置されることで、上記光出射面から出射された光の内、設定された方向に向かう光以外を抑制する。つまり、出射帯域を狭くする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、ルーバーと液晶の画素の並びとが平行に近くなると干渉ムラが生じてしまう。したがってこれらを平行でなくす必要がある。そこで、通常、干渉ムラを防止するために、使用者がいる方向又は使用者がいると想定される方向などのいわゆる使用方向における輝度が一番高くなるようには設定できない。
このように、上記従来技術では、液晶パネルの表示面の法線を基準として輝度のピークを任意の方向に設定することは事実上できなかった。
【０００７】
また、導光板から出射された光はルーバーフィルムを介して液晶パネルに入射されるため、ルーバーフィルム内で光が減衰する。そのため、ルーバーフィルムを介さずに光を出射する場合に比べて液晶パネルに入射される光の輝度が低くなる。その結果、液晶表示装置の輝度が低くなってしまう。
【０００８】
さらに、ルーバーフィルムを用いると、視野角が極めて狭くなるために色反転が起こりやすい。なお、色反転とは、明るさが急激に変化するため、白が黒っぽく、黒が白っぽく目視される、いわゆる明暗視とよく似た現象である。
【０００９】
なお、最近の照明分野でも、上記面光源素子の光出射方向を任意の方向にずらすことが要求されることもある。つまり、素子の光出射面の法線を基準として任意の方向における輝度が他の方向における輝度よりも高く設定できる面発光素子が要求されている。また、このような面光源素子であっても、従来の面光源素子と同等の輝度が、特別な部材や層等を設けることなく得られることが当然に求められる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、表示面の法線を基準として任意の方向に任意の角度傾いた方向における輝度を他の方向における輝度よりも高くでき、かつ、ルーバーフィルムを用いない場合と同等の輝度が得られる液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記液晶表示装置のバックライトとしても好適に用いることができる、光射出面の法線を基準として任意の方向に任意の角度傾いた方向における輝度を他の方向における輝度よりも高くでき、かつ、ルーバーフィルムを用いない場合と同等の輝度が得られる面発光素子を提供することを他の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的に鑑み成されたものであり、本発明に係る面発光素子は、光源と導光板と輝度向上シートとが設けられた面発光素子であって、導光板は、発射面と、発光面と向かい合う反射面と、両面を結ぶ側面とを有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、光源は、光入射面と対向した位置に配置され、輝度向上シートは、発射面よりも上側に（発射面から出射された光の一部又は全部を入光できる位置に）設けられ、光出射面よりも上側に任意に設定された方向の輝度が一番高くなるように導光板から入射された光を集光することを特徴とする。
なお、輝度向上シートは、発射面よりも上側に（発射面から出射された光の一部又は全部を入光できる位置に）設けられ、光出射面よりも上側に任意に設定された方向の輝度が一番高くなるように導光板から入射された光を出射する、言うなれば光路変更シートであってもよい。したがって、輝度を向上させる性能は必ずしも必要ではない。ただし、この性質があれば、輝度が高くなるため好ましい。
【００１２】
上記面発光素子は、発射面側の任意の方向における輝度を他の方向における輝度よりも高くできる。また、上記任意の方向に光を出射するので、この方向を基準としていわゆる斜め方向へ出射する光の量を極めて少なくできる。
さらに、ルーバーフィルム等の部材を設けることなく上記作用が得られるので、ルーバーフィルム等の部材を設けた場合と比べて輝度が高くなる。
【００１３】
また、光出射面の法線と光出射面とで規定される座標系において、輝度が最大になる方向に対応するベクトルが、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように設定された面発光素子が好ましく用いられる。
この面発光素子は、光出射面において、例えば左右方向（一の方向）０度で上下方向（一の方向と垂直な方向）のいずれかの方向の輝度を一番高くできる。
【００１４】
また、上記面発光素子は、反射面と発射面との距離が光入射面から遠くなるごとに小さくなるようにされた導光板が好ましく用いられる。このような導光板は光出射方向の制御能が高いため、上記任意の方向における輝度をさらに高くできる。また、発射面以外から光が射出される割合を低くできる（又はゼロにできる）。すなわち面発光素子の輝度をより高くできる。
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置は、上記面発光素子上に液晶パネルが設けられ、液晶パネルの表示面と面発光素子の光射出面とが略並行にされたことを特徴とする。
したがって、この液晶表示装置は、表示面から任意に設定された方向へ光を射出することができる。また、この方向における輝度が、他の方向、特にいわゆる斜め方向における輝度よりも高くできる。
さらに、ルーバーフィルム等の部材を設けることなく上記作用が得られるので、そのような部材を設けた場合と比べて輝度が高くなる。つまり、上記構成だけで充分な（従来品と同等の）輝度が得られる。
【００１６】
本発明に係る別の液晶表示装置は、面発光素子上に液晶パネルが設けられた液晶表示装置であって、面発光素子は、導光板及び光源を有し、導光板は、発射面、当該面と向かい合う反射面、及び両面を結ぶ側面を有し、側面の少なくとも一つの面が光入射面とされ、反射面は、液晶パネルの表示面側から任意に設定された方向へ出射される光が一番多くなるように入射光を反射し、光源は、光入射面と対向して設けられたことを特徴とする。
したがって、この液晶表示装置は、表示面側の任意に設定された方向へ光を射出することができる。また、この方向における輝度が、他の方向、特にいわゆる斜め方向における輝度よりも高くできる。
さらに、ルーバーフィルム等の部材を設けることなく上記作用が得られるので、そのような部材を設けた場合と比べて輝度が高くなる。つまり、上記構成だけで充分な（従来品と同等の）輝度が得られる。
なお、表示面とは、液晶パネルにおける表示を正常に見ることができる側（面）のことを言う。つまり、液晶パネルは、表示面側（上）から眺めた場合に正常に（正常方向に）見えるように表示を制御する。
【００１７】
また、好ましくは、入射光を、液晶パネルの表示面の法線と表示面とで規定される座標系において、輝度が最大になる方向に対応するベクトルが、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように光を発射する。
この液晶表示装置は、表示面において、例えば左右方向（一の方向）０度で上下方向（一の方向と垂直な方向）のいずれかの方向の輝度を一番高くできる。
【００１８】
また、上記液晶表示装置は、反射面と出射面との距離が光入射面から遠くなるごとに小さくなるようにされた導光板が好ましく用いられる。このような導光板を用いれば、導光板の光出射方向の制御能が高くなる。つまり、表示面の法線を基準として任意の方向に任意の角度傾いた方向へ多くの光を出射できる。また、液晶パネルを通過する光の量をより多くできる。すなわち液晶表示装置の輝度をより高くできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る面発光素子及び液晶表示装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、第一の面発光素子を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２０】
〈第一の面発光素子１〉
本発明に係る第一の面発光素子１は、導光板２の少なくとも一側方２１に光源４が配設され、導光板２の光発射方向２３に輝度向上シート３が設けられている。輝度向上シート３は、光出射面（導光板と対向する面（光入面）３１と反対側の面）３２の法線に対して任意に設定された方向に光を出射させる。すなわち、この角度における輝度が一番高くなるようにする。
【００２１】
したがって、第一の面発光素子１は、光射出面（本構成では光出射面３２）の法線に対して任意の方向における輝度が、他の方向における輝度よりも高くなる。また、これにより、この任意の方向を基準としていわゆる斜め方向へ射出する光の量を極めて少なくできる。
また、ルーバーフィルム等を用いていないため、上記構成を採用したことによって輝度が低下することはない（又は輝度の低下は極めて小さい）。すなわち、輝度が高い。干渉ムラが発生するおそれも当然ない。ルーバーフィルムを用いた面発光素子に比べて薄型化も可能となる。
【００２２】
なお、光出射面の法線と光出射面とで規定される座標系において、輝度が最大になる方向に対応するベクトルは、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように設定されるのが好ましい。また、上記方向は、出射面の法線と、光源４に平行な線とを含む平面を基準として光源４が含まれない領域（光源４とは反対側）で、かつ、光出射面よりも上側（導光板３が設けられていない側）に設定されることもある。
このような面発光素子は、例えばルーバーフィルムを採用した面発光素子では実現できなかった、光出射面における左右方向（一の方向）０度で上下方向（前記一の方向に垂直な方向）のいずれかの方向の輝度を一番高くすることも可能となる。
以下にさらに詳細に説明する。
【００２３】
〈導光板２〉
導光板２は、発射面２３並びに当該面と反対側の（向かい合った）反射面２２との二つの主要面と、二つの主要面を結ぶ一又は複数の側面（導光板の主要面を横切る方向における端、いわゆる側面）とを有する。なお、本明細書では、側面の内、光源４が配置される面（光源と対向する面）を光入射面２１と表記する。
【００２４】
（形状）
導光板２は、上記二つの主要面及び少なくとも一つの光入射面２１を有していれば良く、例えば直方体の導光板も採用できる。
導光板２のサイズは特に制限はないが、軽量化の点で薄いほど好ましい。また、導光板２全体の厚さは、通常０．１〜２０ｍｍ、好適には０．３〜１０ｍｍである。
【００２５】
（形成物質）
導光板２は、透明又は半透明の材料を主成分とする。このような材料としては、ガラス、酸化珪素等の無機材料、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等の有機材料などが採用できる。これらの材料は単独であるいは混合して用いることができる。
【００２６】
以上のような材料の粒子を分散媒に分散させて導光板２を作成することもできる。この分散媒としては、光学的に透明又は半透明な樹脂であれば特に制約なく、例えばポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂などを採用できる。また、シクロオレフィンポリマー（商品名ＺＥＯＮＥＸ，商品名ＺＥＯＮＯＲ等、日本ゼオン株式会社製）や、アートン（商品名、ＪＳＲ株式会社製）も好適に用いることができる。
上記粒子の形状に制限はないが、平均粒子径は０．１〜５０μｍ、さらに好ましくは５〜２０μｍである。平均粒子径がこの範囲外であると光拡散性能が低下する可能性がある。
【００２７】
（溝、パターン）
なお、反射面２２の一部又は全部に溝などのパターンが好ましく設けられる。パターンは、反射面２２に入射された光を所定の方向に反射するために設けられる。この所定の方向とは、輝度向上シート３が、上記設定された方向へ光を出射するための光の入射方向である。
つまり、パターンを設けることで、上記入射方向（角度）で輝度向上シート３に入射する光をより多くし、当該シートから上記設定された方向へ出射される光の量をより多くする。
このようにパターンを設けられた面発光素子１は、上記設定された方向に極めて多くの光を照射できる。
以下、図２を用いて詳細に説明する。
【００２８】
反射面２２に上記パターンを形成すると、反射面２２に入射された光の多くはパターンで規定された角度で反射される。すなわち、パターンが形成されていない導光板２を採用した場合と比べて、輝度向上シート３には所定の角度φで入射される光の量が多くなる。一方、輝度向上シート３は、入光面３１へ入射された光を、その入射角φに応じた角度θで光出射面から出射する。
つまり、輝度向上シート３が所定の方向（設定された方向）θへ光を出射するための入射角φになるようにパターンを設定すれば、パターンが設けられていない面発光素子１と比べて上記設定された方向へ出射する光の量をさらに多くできる。
【００２９】
反射面２２に溝を設ける場合、この溝の方向はどのような方向としても良い。例えば、反射面２２に、光源４とは垂直の方向（いわゆる縦方向）に、多数の連続した溝を互いに所定間隔で並列形成してもよい。この場合、これら溝は、その長さ方向が光入射面２１に対して６０°〜１２０°、より好ましくは７０°〜１１０°、最も好ましくは８０°〜１００°の角度をなすように（つまり、光入射面２１に対してほぼ直角方向に沿って）形成することが推奨される。このように光入射面２１に対して９０°方向に溝を形成すると、導光板１の導光作用が妨げられず、均一発光かつ高輝度化することが可能である。
上記溝をＶ字にする場合、Ｖ字状溝のサイズは特に制限されないが、頂角αは４５°〜１３５°がよく、好ましくは７０°〜１１０°、更に好ましくは８０°〜１００°がよい。Ｖ字状溝の間隔は、加工の精度やバックライトとしての品位を考えると１０〜２００μｍが適当であるが、好ましくは２０〜１００μｍ、更に好ましくは３０〜７０μｍがよい。このように、光入射面２１に対して略９０度方向の多数のＶ字溝を形成すれば、導光板２内の下に向かう散乱光がＶ字溝面で全反射し、光が発光面方向に向く。
【００３０】
なお、光入射面２１に対して略並行な多数の連続した溝を反射面に設けても良い。また、他の形状の模様、パターン、連続していない溝等を反射面２２に設けても良い。
【００３１】
〈光源４〉
光源４は、通常用いられているものを使用でき、例えば、蛍光管、熱陰極管、冷陰極管、ネオン管等の線状光源が利用できる。管径等のサイズについても特に制限はないが、導光板の入光面の厚さより小さいほうが好ましい。また、側面発光型の光ファイバーと、光ファイバーの端部からこの光ファイバーに光を供給する光源とを組合せ、線状光源として用いることもできる。
光源４の出力は、通常０．１〜２００Ｗ、好適には０．２〜１５０Ｗである。
【００３２】
光源４は、一つだけ設けても複数設けても良いが、複数の光源を設ける場合には、導光板２において互いに向かい合う面それぞれに光が入射しないように各光源４を配置することが好ましい。導光板２において互いに向かい合う面のそれぞれから光が入射するようにすると、導光板２の発射面２３の法線を基準とする一つの平面座標において、二つの位置に輝度のピークが現れる場合（二つの方向に光が照射される可能性）がある。したがって、これらの光が輝度光源シート３に入射された場合、輝度光源シート３の光出射面（すなわち面発光素子の光射出面）の法線を基準とする一つの平面座標において、二つの方向に輝度のピークが現れてしまう場合がある。
そこで、任意の方向にのみ光を出射するために、導光板２を挟んで向かい合う側面のそれぞれに光源４を配置しないようにすることが好ましい。
なお、上記一つの側面と向かい合わない（反対側の）面側には光源を設けても良い。同様に、いわゆるＬ字型光源を用いることもできる。
【００３３】
〈輝度向上シート３〉
輝度向上シート３は、導光板２の発射面２３の上側（発射面２３から出射される光を遮るいずれかの位置）に設けられ、導光板２から入射された光を所定の方向に集光する部材である。つまり、入光面３１に入射された光を、光出射面（面発光素子の光射出面）３２の法線から任意の一方向に任意の角度ずれた方向に出射／集光する。
このようなシートとしては、コリメータ、プリズムシート、レンチキュラーシートなどが好適に用いられる。これらのシートは、単独で用いても良く、また、同種の又は異なるシートを複数組み合わせて用いても良い。なお、プリズムシートを用いる場合、凹凸面を光が入射される側、すなわち導光板側にすると、凹凸面を光が出射される側に設けた場合に比べて集光力を高くできる。
なお、輝度向上シート３は、前記した性能を有していればよく、輝度向上性能は有していなくてもよい。すなわち、光路を前記した方向に変更できればよい。
【００３４】
〈第一の面発光素子１の製造方法〉
第一の面発光素子１は、光学的に上記した位置関係になるように各構成要素を配置して製造できる。例えば、導光板２と輝度向上シート３とは、界面反射による光学的損失を効果的に防止するために、それぞれの主要面のほぼ全面において接着して製造してもよい。
しかし、本発明の効果を損なわない限り、それぞれの周縁部においてのみ接着してもよい。要は、互いに固定され、１つの部品として扱うことが可能であればよい。また、公知の溝形成法を採用して導光板に溝を形成しても良い。
光源４は、導光板２に対して上記した位置に配置する。
次に、第一の面発光素子１が光を出射する様子を説明する。
【００３５】
〈光の出射方向制御〉
光源４を発した光は、光入射面２１から導光板２に入る。導光板２は、図２に示すように、入射された光を反射面２２で反射して発射面２３から出射する。また、反射面２２を介さずに発射面２３から直接出射される光もある。導光板２の発射面２３から出射された光は、輝度向上シート３に入り、当該シートの光出射面の法線に対して任意の方向に任意の角度傾いた方向に射出される。
以上の構成では、輝度向上シート３の光出射面３２が面発光素子１の光射出面であるので、面発光素子１は、任意に設定された方向に極めて多くの光を射出できる。
【００３６】
〈その他の部材〉
なお、上記面発光素子１には、導光板２、輝度向上シート３及び光源４以外の部材（層、フィルム、シート等）を適宜設けることができる。例えば、偏光フィルム（反射型偏光フィルム）、表面保護層、帯電防止層、透明支持層（強度の補強が目的）、電磁シールド層、接着層、プライマー層等の面発光素子に用いることができるフィルムもしくは層を含んでいてもよい。このような構成要素を固定するフレームなどの部品を備えてもよい。また、好ましくは、拡散シート、反射部材及び／又はリフレクタが採用される。
なお、第一の面発光素子では、輝度向上シート３上にその他の部材が設けられた場合であっても、光出射面３２を面発光素子の光出射面と規定する。
【００３７】
（拡散シート）
拡散シートは、導光板２の発射面２３より上側のいずれかの位置に、例えば積層固着されて面発光素子１に組み込まれる。導光板２と輝度向上シート３との間に設けられれば、導光板２から出射された光の分布を均一化できる。また、輝度向上シート３の光出射面３２上に設けられれば、出射光の分布を均一化でき、また、全体的に光を拡散して微小な欠点などをカバーし、さらに、正面輝度も向上させることができるため好ましい。なお、拡散シートは、一枚だけでなく複数枚組み込まれても良い。複数枚用いる場合には、それぞれのシートは同一であっても良く、互いに異なっていても良い。
【００３８】
拡散シートは、通常、ポリマーシート（フィルム）の表面にマット加工やシボ加工による光拡散表面処理を施されたシートであり、入射された光を拡散する。また、ポリマーフィルムの表面にサンドブラスト加工施したり、光透過性樹脂を含む微小突起を複数配置したりして光拡散表面処理を施したシートを用いても良い。光拡散表面処理は、シートの一方の面にのみ施されていてもよく、両面に施されていても良い。光拡散性能は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、通常４０〜９０％、好適には４５〜８７％、特に好適には５０〜８５％のヘイズのものが採用される。なお、本明細書における「ヘイズ」は、ＪＩＳＫ７１０５６．４に準拠し、ヘイズメーターを用いて測定した値である。また、光拡散表面の粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）は、通常３０μｍ未満、好適には２０μｍ未満である。
【００３９】
拡散シートの材料は、以上のような性質を有するシートであればどのようなものでも採用できるが、その内部での吸収による光伝達損失を効果的に防止し、十分な輝度を得るため、光透過率が通常８５％以上、好適には９０％以上、特に好適には９５％以上の材料が採用される。
このような材料としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等のポリマー材料が使用できる。
【００４０】
拡散シート全体の厚みは、得られる面発光素子１がかさばらないように選択されるべきであり、通常５〜２０００μｍである。
【００４１】
（反射部材）
反射部材は、導光板２の反射面２２上、及び／又は、光入射面２１以外の側面に設けられる、光を反射する部材である。つまり、導光板２の、光入射面２１及び／又は発射面２３以外の面の一部又は全部に設けられ、入射された光を導光板２内に反射する。これにより、発射面２３から射出される光の量を、反射部材が設けられていない場合と比べて多くできる。
【００４２】
反射部材は、例えば、以下のようにして設けることができる。
・上記性能を有するフィルム（シート）を上記した位置に貼り合わせるなどして配置する手法。
このようなフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートフィルムなどの透明フィルムに金属などの光反射材料をコーティングした光反射用フィルム；チタン白、炭カル、亜鉛華、白艶華ＣＣ等の白色顔料を添加した光反射用白フィルム；ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどの透明材料を発泡させてフィルム化した白色フィルム等が採用できる。
・上記性能を有する層を上記した位置に設ける手法。
例えば、銀やアルミなどの光反射材料を上記位置に蒸着させるなどして光反射層を設ける。
【００４３】
（リフレクタ）
光源４として蛍光管を採用する場合には、蛍光管の導光板２に面していない側（いわゆる裏面）にリフレクタを設けても良い。リフレクタを設けることで、蛍光管から射出される光を、リフレクタが設けられていない場合と比べてより多く導光板２に入射できる。リフレクタは、公知のものを使用でき、例えば、内表面に高反射性材料がコ―ティングされた金属シートも採用できる。
次に、本発明に係る第二の面発光素子を、図３を用いて説明する。なお、図３において、図１と同じ構成要素には同一の符号を付している。
【００４４】
〈第二の面発光素子〉
第二の面発光素子５は、二つの主要面が光入射面から離れるに従って近づく、例えばくさび形の導光板６を採用する点で第一の面発光素子と異なる。なお、第二の面発光素子も、第一の面発光素子と同様に、輝度向上シート３の光出射面３２を面発光素子の光出射面と規定する。
このような導光板６を採用することで、側面から出射される光の量を第一の面発光素子よりも極めて少なくできる。つまり、側面と向かい合う面の面積が小さくなる又はゼロになる。
また、面発光素子５は、上記任意に設定された方向へ、第一の面発光素子１よりも多くの光を出射することが可能となる。これは、発射面６３に反射面が近づく割合、すなわち発射面６３に対する反射面６２の傾斜を適当に設定することで、輝度向上シート３に、当該シートが上記任意に設定された方向へ光を出射するための入射角で光を入射できるからである。つまり、図２において、輝度向上シート３に、当該シートが角度θで出射するための入射角φで光を入射するように、主要面の位置関係を設定することができるからである。
次に、本発明に係る第一の液晶表示装置を、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図１及び図３と同じ構成要素については同一の符号を付した。
【００４５】
〈第一の液晶表示装置〉
本発明に係る第一の液晶表示装置７は、（１）液晶パネル８の非表示面（表示が視認される面とは反対側の面）８１と第一の面発光素子１の光射出面１１（輝度向上シート３の光出射面３２）とが対向し、（２）液晶パネル８の表示面８２と面発光素子１の光射出面１１とが略並行になるように、液晶パネル８と面発光素子１とが配置されている。これにより、液晶表示装置は、任意の設定された方向における輝度が一番高くなる。
なお、液晶パネル８は、表示面８２側から（表示面８２の上から）眺めた場合に画像が正常に表示されるようにする。したがって、非表示面８１側から眺めた場合には表示が逆さまになる。
【００４６】
すなわち、図５に示すように、第一の液晶表示装置７は、第一の面発光素子１の光射出面１１における光の出射方向が前記したように制御されているため、液晶パネル８の表示面８２の法線Ｂに対して任意の方向Ａに極めて多くの光を出射できる。また、この方向Ａを基準としていわゆる斜め方向に出射される光の量を極めて少なくできる。
したがって、例えば第一の液晶表示装置を車に搭載した場合には、車載用の表示装置として好ましい位置に輝度のピークを設定でき、かつ、ウィンドウガラス等への表示の映り込みを極めて少なくする又はなくすことができる。
【００４７】
液晶パネル８は、通常のものを採用でき、一般に、第１及び第２の２つの偏光板と、これらの間に挟まれた液晶層とを有する。このようなパネルとしては、例えば、ツイスティッドネマティック（ＴＮ）液晶パネルや、スーパーツイスティッドネマチック（ＳＴＮ）液晶パネルなどがある。
【００４８】
なお、第一の液晶表示装置７は、第一の面発光素子１に代えて第二の面発光素子５を採用しても良い。このような構成は、表示面８２から任意の方向へ照射する光の量をさらに多くでき、また、いわゆる斜め方向に出射される光の量をさらに少なくできるため好ましい。
次に第二の液晶表示装置について説明する。
【００４９】
〈第二の液晶表示装置〉
第二の液晶表示装置は、面発光素子として第二の面発光素子５から輝度向上シートを省いたものを用いた点で一の液晶表示装置とは異なる。
なお、第二の液晶表示装置では、導光板の発射面を面発光素子の光出射面と規定する。
また、面発光素子の導光板は、発射面から任意の方向の輝度が一番高くなるように反射面の形状、傾き、パターン有無が選択される。これにより、輝度向上シートを省くことができ、例えば装置の薄型化が可能になる。
【００５０】
また、前記したような理由により、入射光を、液晶パネルの表示面の法線と表示面とで規定される座標系において、輝度が細大になる方向に対応するベクトルが、前記法線を含み光源に垂直な平面内にあるように光を発射すると好ましい。このような制御は、例えばくさび型形状のような導光板を用いたり、反射面にパターンを付すことでも実現できる。
【００５１】
以上の説明は本発明の一実施形態を説明したにすぎず、本発明の技術的思想において変更・追加は適宜可能である。
例えば、上記実施の形態では、面発光素子の光出射面を輝度向上シートの光出射面又は導光板の発射面と規定したが、本発明の要旨を変更しない限り他の面を面発光素子の光出射面と規定しても良い。つまり、光出射面は、輝度向上シートにおける光が照射される面、又は当該面よりも上側に設けられたいずれかの部材における光が照射される面のことを言う。要は、面発光素子における光が出射される面を光出射面という。また、当該面上に、光路を変えない（光を屈折させない／ほとんど屈折させない）部材が設けられていてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、表示面の法線を基準として任意の方向の輝度を極めて高くできる液晶表示装置を提供できる。また、上記液晶表示装置のバックライトとしても好適に用いることができる、光射出面の法線を基準として任意の方向の輝度を極めて高くできる面発光素子を提供できる。さらに、本構成を採用することにより輝度が低下することは極めて少ない（又はない）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る第一の面発光素子の断面構成図。
【図２】第一の面発光素子における光路を示す。
【図３】本実施の形態に係る第二の面発光素子の断面構成図。
【図４】本実施の形態に係る第一の液晶表示装置の断面構成図。
【図５】第一の液晶表示装置における光路を示す。
【符号の説明】
１　第一の面発光素子（バックライト）
１１　光出射面
２　導光板（光拡散板）
２１　光入射面（光源４から光が入射される導光板の側面）
２２　反射面（主に光入射面２１から入射された光を反射面２３へ反射する導光板の主要面の一つ）
２３　発射面（入射された光を輝度向上シート３へ出射する反射面２２と対向する側に設けられた面）
３　輝度向上シート（プリズムフィルム）
３１　入光面（導光板２から光が入射される、輝度向上シートの主要面の一つ）
３２　出射面（入光面に対向する輝度向上シートの主要面の一つ、光出射面）
４　光源
５　第二の面発光素子（バックライト）
６　導光板（くさび形導光板）
６１　光入射面
６２　反射面
６３　発射面
７　第一の液晶表示装置
８　液晶パネル
８１　非表示面
８２　表示面
【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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