(57)【要約】【課題】薄型化に適しかつ安価に製造可能であるとともに、輝度の均一性に優れた面状照明装置を提供する。【課題を解決するための手段】面状照明装置が備える導光板１２の裏面２０に、複数の線状プリズム３２からなる光路変更手段３１が設けられており、複数の線状プリズム３２のそれぞれの頂角は、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズムの頂角ほど大きく、かつ、各線状プリズム３２において、導光方向の中心ｍを向く第２の傾斜面３４の傾斜角は、入光面１３、１５のいずれか一方を向く第１の傾斜面３３の傾斜角よりも大きく、かつ、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ａの一対の傾斜面の傾斜角ｅと、入光面１３、１５に最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｂ、３２Cの第１の傾斜面の傾斜角ｃ及び第２の傾斜面の傾斜角ｄとが、２×ｃ＜ｅ１≦ｅ２＜d／２の関係を満たしている。【選択図】図２
2013069498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側端面から入射した光を一主面である出射面から出射させる導光板と、該導光板の対向する２つの側端面に沿って配置される光源と、前記導光板の前記出射面側に配置される両面プリズムシートとを備える面状照明装置において、
前記導光板の前記出射面と反対側の面に、導光方向に繰り返し形成された複数の線状プリズムからなり、前記導光方向の中心に対して対称な形状を有するように形成された光路変更手段を有しており、前記複数の線状プリズムのそれぞれは三角形状の断面を有するとともに、前記複数の線状プリズムのそれぞれの頂角は、前記導光方向の中心に近い位置に形成された線状プリズムの頂角ほど大きく、かつ、前記複数の線状プリズムのそれぞれが備える一対の傾斜面が、前記光源が配置される側端面のいずれか一方を向く第１の傾斜面と前記導光方向の中心を向く第２の傾斜面から構成される場合、前記第２の傾斜面の傾斜角は前記第１の傾斜面の傾斜角よりも大きく、かつ、前記複数の線状プリズムのうち、前記導光方向の中心に最も近い位置に形成される線状プリズムの一対の傾斜面の傾斜角ｅ１、ｅ２と、前記光源が配置される側端面に最も近い位置に形成される線状プリズムの前記第１の傾斜面の傾斜角ｃ及び前記第２の傾斜面の傾斜角ｄとが、
２×ｃ＜ｅ１≦ｅ２＜d／２
の関係を満たすことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記導光板の２つの側端面のうちの一方に沿って配置された前記光源と他方に沿って配置された前記光源とが、繰り返し交互に点灯されることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記導光板は、前記光源が配置される２つの側端面のうちの一方から他方にわたって、略一定の厚みを有することを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライト、特に、裸眼３Ｄ表示システムに用いられる液晶表示装置用のバックライトとして好適な面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、観察者が、眼鏡等の専用の器具を使用することなく、立体（３Ｄ）画像を視認することが可能な裸眼３Ｄ表示システムが注目されている。従来、このような裸眼３Ｄ表示システムにおいて、液晶表示装置に表示される左眼用画像及び右眼用画像を、バックライトからの照明光の配光制御によって、それぞれ左眼のみ及び右眼のみに供給し、それによって、裸眼３Ｄ表示を実現する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような表示装置１１０は、図７に示すように、液晶ディスプレイパネル１２０、液晶ディスプレイパネル１２０に光を供給するバックライト１３０、液晶ディスプレイパネル１２０とバックライト１３０との間に配置された両面プリズムフィルム１４０を含む。バックライト１３０は、導光板１２５と、導光板１２５の第１の光入力面１３１に配置された右眼用画像固体光源１３２と、第２の光入力面１３３に配置された左眼用画像固体光源１３４を含む。また、導光板１２５の裏面１３６には、その全面に光路変更手段としてリニアプリズムが形成されている。
【０００４】
両面プリズムフィルム１４０は、導光板１２５の光出力面１３５側の面に、第１、第２の光入力面１３１、１３３と略平行に延びる三角プリズム列を備え、ディスプレイパネル１２０側の面に、第１、第２の光入力面１３１、１３３と略平行に延びる円筒レンズ列を備えており、この構成をもって、第１の光入力面１３１から導光板１２５に入射して光出力面１３５から出射した光の方向を、観察者の右眼方向に変換し、第２の光入力面１３３から導光板１２５に入射して光出力面１３５から出射した光の方向を、観察者の左眼方向に変換するように機能する。
【０００５】
そして、表示装置１１０は、ディスプレイパネル１２０に右眼用画像と左眼用画像を交互に表示するとともに、右眼用画像の表示時には、右眼用画像固体光源１３２を点灯（同時に、左眼用画像固体光源１３４を消灯）し、左眼用画像の表示時には、左眼用画像固体光源１３４を点灯（同時に、右眼用画像固体光源１３２を消灯）することによって、観察者の右眼及び左眼に、それぞれ右眼用画像及び左眼用画像を選択的に供給するものである。尚、表示システム１１０は、このような動作を可能にするための同期駆動素子１５０及び画像ソース１６０を備えている。
【０００６】
このようなバックライト１３０において、右眼用画像固体光源１３２の点灯時、及び、左眼用画像固体光源１３４の点灯時において、導光方向（第１及び第２の光入力面１３１、１３３のうちの一方から他方に向かう方向）の輝度の均一性は、表示装置１１０の表示品位を向上させるための重要な因子の一つである。
【０００７】
従来、このような輝度の均一性の向上を目的として、図８に示すバックライト２００のように、導光板２２５の形状を樽型としたバックライトが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このバックライト２００では、導光板２２５の下面２３６を円柱面状の曲面とすることにより、導光板２２５が、その周辺部（光源２３２、２３４が配置される入射端面２３１、２３３側）よりも中央部が厚い樽型に形成されており、下面２３６には散乱面が形成されている。
【０００８】
バックライト２００では、これによって、一方の光源２３２、２３４から入射端面２３１、２３３を通じて導光板２２５に入射した光の、出光面２３５からの取り出し効率が、その光源２３２、２３４が配置された入射端面２３１、２３３側よりも他方の入射端面２３３、２３１側で高くなることにより、導光方向の輝度の均一性を向上させることが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２０１０−５４１０２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図８に示すようなバックライト２００のように、導光板２２５の形状を樽型とした構成は、バックライト２００の薄型化には不利な構成であり、加えて、下面２３６を曲面状とすることにより、例えば線状プリズム等からなる散乱面の形成に高度な加工技術を要するものとなり、製造コストが高騰するという問題もある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、裸眼３Ｄ表示システムのバックライトとして好適な面状照明装置であって、薄型化に適しかつ安価に製造可能であるとともに、輝度の均一性に優れた面状照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【００１３】
（１）側端面から入射した光を一主面である出射面から出射させる導光板と、該導光板の対向する２つの側端面に沿って配置される光源と、前記導光板の前記出射面側に配置される両面プリズムシートとを備える面状照明装置において、前記導光板の前記出射面と反対側の面に、導光方向に繰り返し形成された複数の線状プリズムからなり、前記導光方向の中心に対して対称な形状を有するように形成された光路変更手段を有しており、前記複数の線状プリズムのそれぞれは三角形状の断面を有するとともに、前記複数の線状プリズムのそれぞれの頂角は、前記導光方向の中心に近い位置に形成された線状プリズムの頂角ほど大きく、かつ、前記複数の線状プリズムのそれぞれが備える一対の傾斜面が、前記光源が配置される側端面のいずれか一方を向く第１の傾斜面と前記導光方向の中心を向く第２の傾斜面から構成される場合、前記第２の傾斜面の傾斜角は前記第１の傾斜面の傾斜角よりも大きく、かつ、前記複数の線状プリズムのうち、前記導光方向の中心に最も近い位置に形成される線状プリズムの一対の傾斜面の傾斜角ｅ１、ｅ２と、前記光源が配置される側端面に最も近い位置に形成される線状プリズムの前記第１の傾斜面の傾斜角ｃ及び前記第２の傾斜面の傾斜角ｄとが、
２×ｃ＜ｅ１≦ｅ２＜d／２
の関係を満たすことを特徴とする面状照明装置（請求項１）。
【００１４】
本項に記載の面状照明装置によれば、側端面から入射した光を一主面である出射面から出射させる導光板と、該導光板の対向する２つの側端面に沿って配置される光源とを備える面状照明装置において、導光方向（言い換えれば、光源が配置される２つの側端面の一方から他方に向かう方向）の輝度の均一性を向上させることが可能となる。
【００１５】
（２）（１）項に記載の面状照明装置において、前記導光板の２つの側端面のうちの一方に沿って配置された前記光源と他方に沿って配置された前記光源とが、繰り返し交互に点灯されることを特徴とする面状照明装置（請求項２）。
【００１６】
本項に記載の面状照明装置は、裸眼３Ｄ表示システムにおける液晶パネルのバックライトとして、好適に用いられるものである。
【００１７】
（３）（１）または（２）項に記載の面状照明装置において、前記導光板は、前記光源が配置される２つの側端面のうちの一方から他方にわたって、略一定の厚みを有することを特徴とする面状照明装置（請求項３）。
【００１８】
本項に記載の面状照明装置によれば、導光方向の輝度の均一性を向上させた面状照明装置を、導光板の厚みを増大させることなく、安価に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る面状照明装置は、以上のように構成したことにより、裸眼３Ｄ表示システムのバックライトとして好適な面状照明装置であって、薄型化に適しかつ安価に製造可能であるとともに、輝度の均一性に優れた面状照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図である。
【図２】図１に示す面状照明装置の導光板を示す側面図である。
【図３】図１に示す導光板の別の例の一部を拡大して示す側面図である。
【図４】８．４インチのサイズの導光板を備えた本発明の一実施形態における面状照明装置と比較例の面状照明装置について、導光方向の輝度分布を示すグラフであり、（ａ）は、一方の入光面側の光源のみを点灯させたときの輝度分布、（ｂ）は、両方の入光面側の光源を点灯させたときの輝度分布である。
【図５】４．３インチのサイズの導光板を備えた本発明の一実施形態における面状照明装置と比較例の面状照明装置について、導光方向の輝度分布を示すグラフであり、（ａ）は、一方の入光面側の光源のみを点灯させたときの輝度分布、（ｂ）は、両方の入光面側の光源を点灯させたときの輝度分布である。
【図６】本発明の一実施形態における面状照明装置が備える導光板の別の例を示す側面図である。
【図７】従来の裸眼３D表示システムの一例を示す側面図である。
【図８】従来の裸眼３Ｄ表示システム用バックライトに使用される導光板の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、面状照明装置の全体または部分を示す各図は、いずれも説明のために特徴を強調して示す模式図であって、図示された各部分の相対的な寸法は、必ずしも実際の縮尺を反映するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図である。
図１に示す面状照明装置１０は、導光板１２と、光源１７、１８とを備えるサイドライト型の面状照明装置である。導光板１２は、メタクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂材料を成形してなる平板状の導光体であり、光源１７、１８は、導光板１２の対向する２つの側端面（以下、入光面ともいう）１３、１５に沿って配置されている。ここで、光源１７、１８は、例えば、入光面１３、１５の長手方向（図１において、紙面に直交する方向）に沿って配列された複数の発光ダイオードからなる。
【００２３】
面状照明装置１０において、光源１７、１８から入光面１３、１５を通じて導光板１２へと入射した光は、導光板１２の一主面である出射面１９と出射面１９とは反対側の面（以下、裏面ともいう）２０との間で全反射を繰返しつつ、それぞれ対向する入光面１５、１３側へ向けて伝播し、その過程で、裏面２０に設けられた光路変更手段３１（その構成の詳細については、図２を参照して後述する）によって、裏面２０に入射した光の一部が反射され、臨界角以下の入射角でもって出射面１９に到達することにより、伝播光が出射面１９からの出射光として均一に取り出されるものである。
【００２４】
ここで、以下の説明において、導光板１２の入光面１３、１５の一方から他方に向かう方向（図１において、紙面左右方向）を導光方向という。導光板１２において、入光面１３、１５は互いに平行に対向する平面であるため、この場合、導光方向は、入光面１３、１５に直交する方向ともいえる。また、導光板１２の各構成要素について、出射面１９と平行な平面内において導光方向に直交する方向（図１において、紙面と直交する方向）を幅方向、出射面１９に直交する方向（図１において、紙面上下方向）を厚み方向ともいい、導光方向の長さを単に「長さ」、幅方向及び厚み方向の長さをそれぞれ「幅」及び「厚み」ともいう。
【００２５】
面状照明装置１０において、導光板１２の出射面１９側には、両面プリズムシート１４が配置され、導光板１２の裏面２０側には、光学シート１６が配置されている。また、一般に、出射面１９は、導光方向中央部の有効出射領域と、有効出射領域の外側（入光面１３側及び入光面１５側）の非有効出射領域からなり、有効出射領域からの出射光のみが照明光として利用される。面状照明装置１０では、出射面１９側（図１の例では、両面プリズムシート上）の入光面１３、１５近傍に、非有効出射領域を覆うように、光吸収部材である遮光シート４２、４４が配置される。
【００２６】
面状照明装置１０は、図７を参照して上述したような裸眼３Ｄ表示システムにおける液晶パネルのバックライトとして好適に用いられるものであり、その両面プリズムシート１４は、例えば、図７に示す両面プリズムフィルム１４０と同様の構成を備えるものである。但し、本発明は、両面プリズムシート１４の構成によって限定されるものではなく、両面プリズムシート１４は、両面プリズムフィルム１４０と同様の機能を果たす限り、任意の適切な構成とすることができる。
【００２７】
また、面状照明装置１０において、導光板１２の裏面２０側に配置される光学シート１６は、反射シート（例えば、反射率９８％以上）であってもよく、あるいは、光吸収部材を含んでなり、これによって、光学シート１６に入射した光の反射（ひいては、この反射光の導光板１２への入光）を防止するもの（例えば、反射率３０％以下）であってもよい。
【００２８】
面状照明装置１０において、導光板１２の裏面２０には、図２に示すように、導光方向に繰り返し形成された複数の線状プリズム３２からなる光路変更手段３１が設けられている。線状プリズム３２のそれぞれは導光板１２の幅方向に延在し、延在方向に直交する断面の形状は、三角形である。そして、光路変更手段３１は、全体として、導光方向の中心ｍに対して対称な形状を有するように形成される。
【００２９】
各線状プリズム３２は、一対の傾斜面を有しており、これらの傾斜面は、導光板１２の導光方向の中心ｍ上に形成された線状プリズム３２Ａ（拡大図Ａ）を除いて、入光面１３、１５のいずれか一方を向く第１の傾斜面３３と、導光方向の中心ｍを向く第２の傾斜面３４からなる（例えば、拡大図Ｂ、Ｃ）。線状プリズム３２Ａの一対の傾斜面は、入光面１３を向く第１の傾斜面３３ａと、入光面１５を向く第１の傾斜面３３ｂからなる。
【００３０】
以下、各線状プリズム３２の断面を構成する三角形の３つの内角のうち、これらの一対の傾斜面３３、３４または３３ａ、３３ｂで定まる角度を、その線状プリズム３２の頂角（例えば、拡大図Ａに示す角ｂ、拡大図Ｂ、Ｃに示す角ａ）といい、三角形の仮想底面３５と一対の傾斜面３３、３４または３３ａ、３３ｂのそれぞれとで定まる角度を、その傾斜面３３、３４または３３ａ、３３ｂの傾斜角（例えば、拡大図Ａに示す角ｅ、拡大図B、Ｃに示す角ｃ、ｄ）という。
【００３１】
尚、光路変更手段３１は、上述したように、導光方向の中心ｍに対して対称な形状を有するように形成されるものであるため、導光方向の中心ｍ上に形成された線状プリズム３２Ａ（拡大図Ａ）の断面形状は、中心ｍによって頂角ｂが二等分される二等辺三角形をなすものであり、２つの第１の傾斜面３３ａ、３３ｂの傾斜角ｅは互いに等しい。
【００３２】
同様に、光路変更手段３１に含まれる複数の線状プリズム３２のうち、中心ｍに対して対称の位置に形成された２つの線状プリズム３２(例えば、拡大図Ｂに示す線状プリズム３２Ｂと、拡大図Ｃに示す線状プリズム３２Ｃ）において、互いの頂角（例えば、線状プリズム３２B及び線状プリズム３２Cの角ａ）、一方の線状プリズム３２の入光面１３を向く第１の傾斜面３３の傾斜角(例えば、線状プリズム３２Bの角ｃ）と他方の線状プリズム３２の入光面１５を向く第１の傾斜面３３の傾斜角（例えば、線状プリズム３２Ｃの角ｃ）、及び、互いの第２の傾斜面３４の傾斜角（線状プリズム３２B及び線状プリズム３２Cの角ｄ）は、それぞれ等しい。
【００３３】
そして、光路変更手段３１に含まれる複数の線状プリズム３２は、その断面形状が、さらに次のような条件を満たすように形成される。
まず、光路変更手段３１において、複数の線状プリズム３２のそれぞれの頂角は、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズム３２の頂角ほど大きい。
【００３４】
図２に示す例では、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成された線状プリズム３２は、中心ｍ上に形成された線状プリズム３２Ａであり、その頂角ｂは、複数の線状プリズム３２の最大の頂角となる。また、それぞれ入光面１３及び入光面１５に最も近い位置（すなわち、導光方向の中心ｍから最も離れた位置）に形成された線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの頂角ａは、複数の線状プリズム３２の最小の頂角である。そして、複数の線状プリズム３２の頂角は、線状プリズム３２Ｂから線状プリズム３２Ａに向かう方向、及び、線状プリズム３２Cから線状プリズム３２Ａに向かう方向に、線状プリズム３２毎に増大する。
【００３５】
また、光路変更手段３１において、線状プリズム３２Ａを除いた複数の線状プリズム３２のそれぞれにおいて、第２の傾斜面３４の傾斜角は、第１の傾斜面３３の傾斜角よりも大きい。
【００３６】
さらに、光路変更手段３１において、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ａの一対の傾斜面３３ａ、３３ｂの傾斜角ｅは、入光面１３、１５に最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第１の傾斜面３３の傾斜角ｃの２倍よりも大きく、かつ、第２の傾斜面の傾斜角度ｄの２分の１よりも小さい。すなわち、各傾斜角ｃ、ｅ、ｄは、
２×ｃ＜ｅ＜d／２・・・・（１）
の関係を満たすものである。
【００３７】
ここで、図２に示す光路変更手段３１では、導光方向の中心ｍ上に線状プリズム３２Ａが形成されており、この線状プリズム３２Ａが、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成された線状プリズム３２に相当する。但し、本実施形態における面状照明装置１０において、その導光板１２が備える光路変更手段３１は、図３に示すように、導光方向の中心ｍを挟んで対称な位置に線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌが形成され、これらの線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌが導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成された線状プリズム３２に相当するものであってもよい。
【００３８】
この場合、線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌは、光路変更手段３１に含まれる他の全ての線状プリズム３２と同様に、第１の傾斜面３３と第２の傾斜面３４からなる一対の傾斜面を有している。そして、線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌは、それぞれ互いに等しい頂角ｆ、第１の傾斜面３３の傾斜角ｅ１、及び第２の傾斜面３４の傾斜角ｅ２を有しており、その頂角ｆは、光路変更手段３１に含まれる複数の線状プリズム３２の最大の頂角である。また、線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌにおいて、第２の傾斜面３４の傾斜角ｅ２は、第１の傾斜面３３の傾斜角ｅ１よりも大きい。
【００３９】
また、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｒ、３２Ｌの一対の傾斜面３３、３４の第１の傾斜面３３の傾斜角ｅ１及び第２の傾斜面３４の傾斜角ｅ２は、入光面１３、１５に最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第１の傾斜面３３の傾斜角ｃの２倍よりも大きく、かつ、第２の傾斜面の傾斜角度ｄの２分の１よりも小さい。すなわち、各傾斜角ｃ、ｅ１、ｅ２、ｄは、
２×ｃ＜ｅ１＜ｅ２＜d／２・・・（２）
の関係を満たすものである。
【００４０】
一般には、光路変更手段３１において、導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ａ、または、３２R、３２Lの一対の傾斜面の傾斜角をｅ１、ｅ２（但し、ｅ１≦ｅ２とする）とすれば、各傾斜角ｃ、ｅ１、ｅ２、ｄは、
２×ｃ＜ｅ１≦ｅ２＜d／２・・・（３）
（導光方向の中心ｍに最も近い位置に形成される線状プリズムが、線状プリズム３２Ａの場合には、ｅ１＝ｅ２＝ｅ）
の関係を満たしている。
【００４１】
ここで、導光板１２の厚みは、複数の線状プリズム３２によって裏面２０に形成される凹凸に応じたごく僅かな変動を除いて、２つの入光面１３、１５の一方から他方にわたって略一定である。例えば、図２に示す例において、複数の線状プリズム３２の仮想底面３５は、全て出射面１９と平行な一平面上にあり、出射面１９と仮想底面３５との間の距離（図２に示す例では、入光面１３、１５における導光板１２の厚みに相当）は、典型的には、０．２−５．０ｍｍ（好ましくは０．４−３．０ｍｍ）程度であるのに対して、仮想平面３５からの線状プリズム３２の高さの最大値は、典型的には、０．１−１０．０μｍ（好ましくは０．５−５．０μｍ）程度である。導光板１２は、この意味で、平行に対向する一対の主面（出射面１９及び裏面２０）を有する平板状をなすものである。
【００４２】
面状照明装置１０は、導光板１２の入光面１３に沿って配置された光源１７と入光面１５に沿って配置された光源１８とを、繰り返し交互に点灯させることによって、裸眼３Ｄ表示システムにおける液晶パネルのバックライトとして好適に用いられるものであり、次に、図４及び図５を参照して、その作用効果について説明する。
【００４３】
図４は、面状照明装置のサンプルS１〜S４について、導光方向の輝度分布を示すグラフである。ここで、サンプルＳ１及びサンプルＳ２は、図１に示す面状照明装置１０に相当し、図２にその詳細を示す導光板１２を備えるものである。また、サンプルＳ３及びＳ４は比較例である。但し、サンプルＳ３及びＳ４は、その導光板の裏面に設けられた光路変更手段の構成が、後述する点のみで相違するものであるため、以下の記載では、サンプルＳ３及びＳ４についても、サンプルＳ１及びＳ２と共通または対応する構成要素には、同一の符号を付して説明する。
【００４４】
サンプルS１〜S４で用いられた導光板１２のサイズは８．４インチであり、その導光方向の全長は、１９６mm、有効出射領域は、−８７mm〜８７mmの範囲である。そして、いずれのサンプルS１〜S４についても、その導光板１２の裏面２０には、図２に示すような、複数の線状プリズム３２から構成される光路変更手段３１が設けられている。
【００４５】
ここで、それぞれのサンプルS１〜S４の複数のプリズム３２について、入光面１３、１５に最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの頂角ａ、及び、第１及び第２の傾斜面３３、３４の傾斜角ｃ、ｄ、並びに、導光方向の中心ｍ上に形成される線状プリズム３２Ａの頂角ｂ、及び、一対の第１の傾斜面３３ａ、３３ｂの傾斜角ｅを、下表に示す。
【００４６】
【表１】
2013069498.tif 000003
【００４７】
サンプルS１、S２の導光板１２が備える光路変更手段３１は、上表に示したような、その線状プリズム３２の断面形状を規定する角度に関する条件を含めて、図２を参照して上述した全ての条件を満たすものである。
これに対して、サンプルＳ３の導光板が備える光路変更手段３１は、上表に示すように、線状プリズム３２Ａの頂角ｂと線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの頂角ａが実質的に同一であり、複数の線状プリズム３２のそれぞれの頂角について、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズム３２の頂角ほど大きい構成となっていない点、及び、線状プリズム３２Ａの傾斜角ｅと、線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第２の傾斜面３４の傾斜角ｄとが、「ｅ＜ｄ／２」の関係を満たさない点で、本発明に係る光路変更手段３１とは異なるものである。
【００４８】
また、サンプルＳ４の導光板が備える光路変更手段３１は、上表に示すように、線状プリズム３２Ａの傾斜角ｅと、線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第１の傾斜面３３の傾斜角ｃとが、「２×ｃ＜ｅ」の関係を満たさない点で、本発明に係る光路変更手段３１とは異なるものである。
尚、サンプルＳ３及びＳ４のいずれについても、線状プリズム３２の断面形状に関する上述した相違点以外の構成については、本発明の実施形態に相当するサンプルＳ１及びＳ２と同様のものである。
【００４９】
以上のように構成されたサンプルＳ１〜Ｓ４について、一方の入光面（例えば、入光面１５）に配置される光源（例えば、光源１８）のみを点灯したとき（以下、片側光源点灯時ともいう）の導光方向の輝度分布を図４（ａ）に、両方の入光面１３、１５に配置される光源１７、１８を点灯したとき（以下、両側光源点灯時ともいう）の導光方向の輝度分布を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）において、横軸である導光方向位置の０mmは、導光板１２の導光方向の中心ｍに相当する。また、横軸の負方向は、例えば、中心ｍから入光面１５に向かう方向であり、この場合、正方向は、中心ｍから入光面１３に向かう方向である。
【００５０】
図４（ａ）、（ｂ）から、本発明の実施形態の１つであるサンプルＳ１は、片側光源点灯時及び両側光源点灯時の両方において、導光方向の輝度について良好な均一性を示すことが分かる。ここで、輝度均一性を評価するための指標値として、「有効出射領域内の輝度の最小値／有効出射領域内の輝度の最大値」を用いた場合、サンプルＳ１の輝度均一性の指標値は、片側光源点灯時で８５％、両側光源点灯時では９２％である。
【００５１】
一方、本発明の実施形態の１つであるサンプルＳ２については、図４（ａ）から、片側光源点灯時に、有効出射領域において、光源１８が配置されている入光面１５側から他方の入光面１５側に向かって輝度がほぼ単調に減少することが分かる。そして、この場合のサンプルＳ２の輝度均一性は指標値は５２％であり、この結果だけを見れば、あまり良好なものではない。
【００５２】
しかしながら、一般に、面状照明装置１０を、裸眼３Ｄ表示システムの液晶パネル用バックライトとして用いる場合、光源１７と光源１８とを繰り替えし交互に点灯する際の切換が十分高速に実施されることから、片側光源点灯時の導光方向の輝度分布が、光源１８が配置されている入光面１５側から他方の入光面１３側に向かってほぼ単調に減少するような特性を示す場合には、両側光源点灯時の輝度均一性が良好（例えば、指標値が７０％以上）である限り、片側点灯時の輝度分布は、指標値が５０％以上となる程度の均一性を有していれば、実用上問題がないことが知られている。しかるに、サンプルＳ２は、図４（ｂ）に示すように、両側光源点灯時において良好な輝度均一性を示すものであり、その指標値は８３％である。したがって、サンプルＳ２は、実用上十分に良好な輝度均一性を有するものである。
【００５３】
次に、比較例であるサンプルＳ３は、図４（ａ）に示すように、片側光源点灯時の輝度分布が、有効出射領域内で極大値を有するような特性を有しており、図４（ｂ）に示すように、サンプルＳ３の両側光源点灯時の輝度分布は、片側光源点灯時の輝度分布がそのまま反映された非均一性を示すものである。そして、サンプルＳ３の輝度均一性の指標値は、片側光源点灯時で２１％、両側光源点灯時で５１％である。この結果は、サンプルＳ３が、導光方向の輝度分布に関して、実用可能なレベルの均一性を有していないことを示すものである。
【００５４】
また、もう１つの比較例であるサンプルＳ４は、図４（ａ）に示すように、片側光源点灯時の輝度分布が、有効出射領域内で極小値を有するような特性を有しており、図４（ｂ）に示すように、サンプルＳ４の両側光源点灯時の輝度分布は、片側光源点灯時の輝度分布がそのまま反映された非均一性を示すものである。そして、サンプルＳ４の輝度均一性の指標値は、片側光源点灯時で５３％、両側光源点灯時で６６％である。この結果は、サンプルＳ４が、サンプルＳ３と同様に、導光方向の輝度分布に関して、実用可能なレベルの均一性を有していないことを示すものである。
【００５５】
ここで、サンプルＳ１〜Ｓ４について、上述したような導光方向の輝度均一性の評価を要約すれば、下表の通りである。
【００５６】
【表２】
2013069498.tif 000004
【００５７】
次に、図５を参照して、面状照明装置のサンプルS５〜S８について、導光方向の輝度均一性について説明する。ここで、サンプルS５〜S８で用いられた導光板１２のサイズは４．３インチであり、その導光方向の全長は、１０８．１mm、有効出射領域は、−４８mm〜４８mmの範囲である。
【００５８】
そして、サンプルＳ５及びサンプルＳ６は、図１に示す面状照明装置１０に相当し、サンプルＳ７及びＳ８は比較例である。但し、サンプルＳ７及びＳ８についても、サンプルＳ５及びＳ６と共通または対応する構成要素には、同一の符号を付して説明する点については、上述したサンプルＳ３及びＳ４と同様である。
【００５９】
また、サンプルS１〜S４と同様に、サンプルＳ５〜Ｓ８の導光板１２の裏面２０には、図２に示すような、複数の線状プリズム３２から構成される光路変更手段３１が設けられており、それぞれのサンプルS１〜S４の複数のプリズム３２について、入光面１３、１５に最も近い位置に形成される線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの頂角ａ、及び、第１及び第２の傾斜面３３、３４の傾斜角ｃ、ｄ、並びに、導光方向の中心ｍ上に形成される線状プリズム３２Ａの頂角ｂ、及び、一対の第１の傾斜面３３ａ、３３ｂの傾斜角ｅを、下表に示す。
【００６０】
【表３】
2013069498.tif 000005
【００６１】
サンプルS５、S６の導光板１２が備える光路変更手段３１は、上表に示したような、その線状プリズム３２の断面形状を規定する角度に関する条件を含めて、図２を参照して上述した全ての条件を満たすものである。
これに対して、サンプルＳ７の導光板が備える光路変更手段３１は、上述したサンプルＳ３と同様に、線状プリズム３２Ａの頂角ｂと線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの頂角ａが同一であり、複数の線状プリズム３２のそれぞれの頂角について、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズム３２の頂角ほど大きい構成となっていない点、及び、線状プリズム３２Ａの傾斜角ｅと、線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第２の傾斜面３４の傾斜角ｄとが、「ｅ＜ｄ／２」の関係を満たさない点で、本発明に係る光路変更手段３１とは異なるものである。
【００６２】
また、サンプルＳ８の導光板が備える光路変更手段３１は、上述したサンプルＳ４と同様に、線状プリズム３２Ａの傾斜角ｅと、線状プリズム３２Ｂ、３２Ｃの第１の傾斜面３３の傾斜角ｃとが、「２×ｃ＜ｅ」の関係を満たさない点で、本発明に係る光路変更手段３１とは異なるものである。
尚、サンプルＳ７及びＳ８のいずれについても、線状プリズム３２の断面形状に関する上述した相違点以外の構成については、本発明の実施形態に相当するサンプルＳ５及びＳ６と同様のものである。
【００６３】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）から分かるように、サンプルＳ５〜Ｓ８の導光方向の輝度分布は、その均一性について、図４（ａ）、（ｂ）に示すサンプルＳ１〜Ｓ４とほぼ同様の特性を示すものであるため、重複する説明は省略して、導光方向の輝度均一性の評価の要約のみを、下表に示すこととする。
【００６４】
【表４】
2013069498.tif 000006
【００６５】
上表に示すように、本発明の実施形態に相当するサンプルＳ５及びＳ６は、導光方向の輝度分布について、少なくとも実用上十分なレベルの良好な均一性を示すものであり、一方、比較例のサンプルＳ７及びＳ８は、いずれも、実用可能なレベルの均一性を有していないものである。
【００６６】
以上のように、本実施形態における面状照明装置１０では、その導光板１２の裏面２０に、図２及び図３を参照して上述したような光路変更手段３１を設けることによって、導光方向の輝度分布について、少なくとも実用上十分なレベルの均一性を達成することが可能となる。
【００６７】
その際、面状照明装置１０では、平行に対向する一対の主面（出射面１９及び裏面２０）を有する平板状の導光板１２を用いるものであるため、例えば、図８に示す従来の導光板２２５のように導光板を樽型に形成する場合と比較して、導光板１２、ひいては面状照明装置１０の薄型化を阻害することも、また、裏面２０を曲面状に形成することに伴う製造コストの増大等も生じることなく、面状照明装置１０の導光方向の輝度均一性を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、裸眼３D表示システムでは、一般に、右眼用画像表示時に点灯される光源（例えば、光源１７）からの光の一部が左眼に供給され、また、左眼用画像表示時に点灯される光源（例えば、光源１８）からの光の一部が右眼に供給されることにより、右眼用画像と左眼用画像の分離が完全に行われない、所謂クロストークの問題があることが知られており、本発明者等は、本実施形態における面状照明装置１０によれば、このクロストークも低減されることを確認した。
【００６９】
尚、面状照明装置１０において、クロストークを低減させるためには、導光板１２の裏面２０側に配置される光学シート１６を、光学シート１６に入射した光の反射（ひいては、この反射光の導光板１２への入光）を防止するもの（例えば、反射率３０％以下）とした構成が有利であり、面状照明装置１０の輝度向上のためには、光学シート１６を反射シート（例えば、反射率９８％以上）とした構成が有利なものである。
【００７０】
ここで、面状照明装置１０において、図２に示す導光板１２では、その裏面２０全体に光路変更手段３１が設けられるものとしたが、本実施形態における面状照明装置１０が備える導光板は、必ずしもその裏面２０の全体に光路変更手段３１が設けられるものでなくともよい。次に、図６を参照して、このような場合の導光板１２の構成の例について説明する。
【００７１】
導光板１２の出射面１９は、上述したように、導光方向の中央部に設けられる有効出射領域２８（長さをYとする）と、それぞれ有効出射領域２８の外側（入光面１３側及び入光面１５側）に設けられる非有効出射領域２６（長さをそれぞれZとする）からなる。
【００７２】
ここで、導光板１２の全長をＸとすると、非有効出射領域２６の長さＺは、「（Ｘ−Ｙ）／２」であり、有効出射領域２８は、出射面１９の非有効出射領域２６（すなわち、各入光面１３、１５から長さＺの範囲）を覆うように配置された遮光シート４２、４４（図１参照）によって区画される。尚、遮光シート４２、４４は、導光板１２の出射面１９の非有効出射領域２６だけでなく、光源１７、１８も覆うように配置されることが好ましい。
【００７３】
そして、導光板１２は、その裏面２０についても、導光方向中央部のセンター領域２４（長さをＡとする）と、それぞれセンター領域２８の外側（入光面１３側及び入光面１５側）のサイド領域２２（それぞれ長さをBとする）とに区分して、図２（及び図３）に示すような光路変換手段３１をセンター領域２８に設けるともに、サイド領域２２の一部または全部を、光路変換手段３１を設けない平坦面として構成するものであってもよい。
【００７４】
この際、サイド領域２２は、好ましくは、その長さＢが非有効領域２６の長さＺよりも短くなるように構成されるものである。言い換えれば、導光板１２の裏面２０において、２つのサイド領域２２とセンター領域２４の境界は、それぞれ非有効領域２６に対応する領域内にあり、サイド領域２２は、有効出射領域２８の外側に設けられる。
【００７５】
このように、面状照明装置１０において、サイド領域２２の一部または全部を平坦面として構成した場合、各入光面１３、１５から導光板１２に入射した光のうち、その入光面１３、１５近傍から出射する光が低減するため、このような出射光により出射面１９の入光面１３、１５近傍の輝度が著しく高くなることを抑制し、出射面１９の輝度の均一性がさらに向上する。これによって、導光板１２の全長Ｘに対して、有効出射領域２８として使用可能な輝度が均一な領域の長さを延長し、かつ、輝度が均一な領域の平均輝度も増大させることができる。
【００７６】
また、面状照明装置１０において、光路変更手段３１に含まれる複数の線状プリズム３２は、さらに、第１の傾斜面３３の傾斜角が、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズム３２の第１の傾斜面３３の傾斜角ほど大きいという条件、及び、第２の傾斜面３４の傾斜角が、導光方向の中心ｍに近い位置に形成された線状プリズム３２の第２の傾斜面３４の傾斜角ほど小さいという条件の、いずれか一方または両方が成立するように形成されるものであってもよい。
【００７７】
以上、本発明を好ましい実施形態を用いて説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、導光板１２は、略一定の厚みを有する平板状のものとしたが、本発明に係る面状照明装置は、その導光板を、平坦な出射面と曲面からなる裏面とを有して、周辺部（光源が配置される側端面側）よりも中央部が厚い樽型に形成し、その裏面に、上述した光路変換手段３１を設けるものであってもよい。この場合には、面状照明装置の薄型化には不利な構成ではあるものの、導光方向の輝度均一性を、さらに向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
１０：面状照明装置、１２：導光板、１３，１５：入光面、１４：両面プリズムシート、１６：光学シート、１７，１８：光源、１９：出射面、２０：裏面、３１：光路変更手段、３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ：線状プリズム、３３：第１の傾斜面、３４：第２の傾斜面
【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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