(57)【要約】【課題】光源光の利用効率に優れた面光源装置を提供する。【解決手段】  光源２４からの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度に関する、導光板の法線方向ｎｄおよび第１方向の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ〔ｃｄ／ｍ２〕、ピーク輝度が得られる方向が導光板の法線方向から第１方向における他側に傾斜した角度θｘ〔°〕、角度θｘの半分の角度だけ導光板の法線方向から第１方向における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ）及び（ｂ）の両方を満たす。       ６５°  ＜  θｘ        ・・・（ａ）       ５０  ＜  ｌｘ／ｌｙ    ・・・（ｂ）【選択図】図１
2016024994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出光面と、第１方向に対向する一対の側面と、を有する導光板と、
前記導光板の前記第１方向における一側に位置する側面に光を投射する光源と、
前記導光板の前記出光面に対面して配置され、量子ドットを含む量子ドットシートと、を備え、
前記光源からの光に起因した前記導光板の前記出光面上での輝度に関する、前記導光板の法線方向および前記第１方向の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ〔ｃｄ／ｍ２〕、前記ピーク輝度が得られる方向が前記導光板の法線方向から前記第１方向における他側に傾斜した角度θｘ〔°〕、前記角度θｘの半分の角度だけ前記導光板の法線方向から前記第１方向における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ）及び（ｂ）の両方を満たす、面光源装置。
６５°  ＜  θｘ          ・・・（ａ）
５０  ＜  ｌｘ／ｌｙ      ・・・（ｂ）
【請求項２】
前記量子ドットシートの前記導光板とは反対側に配置されたプリズムシートを、さらに備え、
前記プリズムシートは、シート状の本体部と、前記本体部の前記量子ドットシートとは反対側に設けられた複数の単位プリズムと、を有し、
前記複数の単位プリズムは、前記第１方向に配列され、各単位プリズムは、前記第１方向と非平行な方向に線状に延びている、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記量子ドットシートの前記導光板とは反対側に配置された第１プリズムシート及び第２プリズムシートを、さらに備え、
第１プリズムシート及び前記第２プリズムシートは、それぞれ、シート状の本体部と、前記本体部の前記量子ドットシートとは反対側に設けられた複数の単位プリズムと、を有し、
前記第１プリズムシートの前記複数の単位プリズムは、前記第１方向に配列され、各単位プリズムは、前記第１方向と非平行な方向に線状に延び、
前記第２プリズムシートの前記複数の単位プリズムは、前記第１方向と非平行な配列方向に配列され、各単位プリズムは、前記配列方向と非平行な方向に線状に延びている、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記輝度角度分布において、前記導光板の法線方向と前記ピーク輝度が得られる方向との間に位置するピーク輝度の半分の輝度が得られる方向がピーク輝度が得られる方向から第１方向に沿って一側へ傾斜した角度θαが、次の条件（ｃ）をみたす、請求項１〜３のいずれか一項に記載の面光源装置。
０°  ≦  θα  ≦  １５°      ・・・（ｃ）
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置に対面して配置された表示パネルと、を備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットを含む量子ドットシートを有した面光源装置に係り、とりわけ光源光の利用効率に優れた面光源装置に関する。また、本発明は、光の利用効率に優れた面光源装置を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状に発光する面光源装置が、例えば液晶表示装置に組み込まれ液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトとして、広く普及している（例えば、特許文献１）。液晶表示装置用の面光源装置は、大別すると、光学部材の直下に光源を配置する直下型と、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型（サイドライト型とも呼ぶ）と、に分類される。エッジライト型の面光源装置は、直下型の面光源装置と比較して、薄型化が可能となる点において優れている。
【０００３】
今般、量子ドット含んだ量子ドットシートを面光源装置や表示装置に組み込むことが検討されている。量子ドットは、蛍光体として機能し、光を吸収して異なる波長の光を放出することができる。量子ドットが放出する光の波長は、主として量子ドットの粒径に依存する。したがって、量子ドットシートが組み込まれた面光源装置では、単一の波長域の光を投射する光源を用いながら、種々の色を再現することができる。例えば、光源が青色光を投射し、且つ、量子ドットシートが青色光を吸収して赤色光および緑色光を放出することもできる。このような面光源装置は色純度に優れることから、この面光源装置を用いた表示装置は優れた色再現性を有することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５３９１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本件発明者らは、量子ドットシートを含むエッジライト型面光源装置について鋭意検討を繰り返したところ、導光板の出光面上での輝度角度分布が、この面光源装置における光源光の利用効率に大きな影響を与え得ることを見出した。具体的には、本件発明者らは、導光板の出光面上での輝度角度分布が所定の条件を満たす場合に、面光源装置における光源光の利用効率を著しく上昇させ得ることを確認した。本発明は、本件発明者らのこのような知見に基づくものであり、光源光の利用効率に優れた面光源装置、及び、この面光源装置を有する表示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】
【０００６】
本発明による面光源装置は、
出光面と、第１方向に対向する一対の側面と、を有する導光板と、
前記導光板の前記第１方向における一側に位置する側面に光を投射する光源と、
前記導光板の前記出光面に対面して配置され、量子ドットを含む量子ドットシートと、を備え、
前記光源からの光に起因した前記導光板の前記出光面上での輝度に関する、前記導光板の法線方向および前記第１方向の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ〔ｃｄ／ｍ２〕、前記ピーク輝度が得られる方向が前記導光板の法線方向から前記第１方向における他側に傾斜した角度θｘ〔°〕、前記角度θｘの半分の角度だけ前記導光板の法線方向から前記第１方向における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ）及び（ｂ）の両方を満たす。
６５°  ＜  θｘ          ・・・（ａ）
５０  ＜  ｌｘ／ｌｙ      ・・・（ｂ）
【０００７】
本発明による面光源装置において、
前記量子ドットシートの前記導光板とは反対側に配置されたプリズムシートを、さらに備え、
前記プリズムシートは、シート状の本体部と、前記本体部の前記量子ドットシートとは反対側に設けられた複数の単位プリズムと、を有し、
前記複数の単位プリズムは、前記第１方向に配列され、各単位プリズムは、前記第１方向と非平行な方向に線状に延びていてもよい。
【０００８】
本発明による面光源装置において、
前記量子ドットシートの前記導光板とは反対側に配置された第１プリズムシート及び第２プリズムシートを、さらに備え、
第１プリズムシート及び前記第２プリズムシートは、それぞれ、シート状の本体部と、前記本体部の前記量子ドットシートとは反対側に設けられた複数の単位プリズムと、を有し、
前記第１プリズムシートの前記複数の単位プリズムは、前記第１方向に配列され、各単位プリズムは、前記第１方向と非平行な方向に線状に延び、
前記第２プリズムシートの前記複数の単位プリズムは、前記第１方向と非平行な配列方向に配列され、各単位プリズムは、前記配列方向と非平行な方向に線状に延びていてもよい。
【０００９】
本発明による面光源装置において、前記輝度角度分布において、前記導光板の法線方向と前記ピーク輝度が得られる方向との間に位置するピーク輝度の半分の輝度が得られる方向がピーク輝度が得られる方向から第１方向に沿って一側へ傾斜した角度θαが、次の条件（ｃ）をみたすようにしてもよい。
０°  ≦  θα  ≦  １５°      ・・・（ｃ）
【００１０】
本発明による表示装置は、
上述した本発明による面光源装置のいずれかと、
前記面光源装置に対面して配置された表示パネルと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、量子ドットシートが組み込まれた面光源装置の光源光の利用効率を効果的に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、表示装置および面光源装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の面光源装置の作用を説明するための図である。
【図３】図３は、図１の面光源装置に組み込まれた導光板を出光面の側から示す斜視図である。
【図４】図４は、図１の面光源装置に組み込まれた導光板を裏面の側から示す斜視図である。
【図５】図５は、導光板の作用を説明するための図であって、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面において導光板を示す図である。
【図６】図６は、図１の面光源装置に組み込まれたプリズムシートを示す斜視図である。
【図７】図７は、図６のプリズムシートをその主切断面（図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面）において示す部分断面図である。
【図８】図８は、正面方向及び第１方向の両方に平行な面内における、導光板の出光面上での輝度角度分布を示すグラフである。
【図９】図９は、正面方向及び第１方向の両方に平行な面内及び正面方向及び第２方向の両方に平行な面内における、量子ドットシートの出光側面上での輝度角度分布を示すグラフである。
【図１０】図１０は、面光源装置の発光面上での輝度角度分布を示すグラフである。
【図１１】図１１は、図１に対応する図であって、面光源装置の一変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１４】
図１〜図１０は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、液晶表示装置および面光源装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は面光源装置の作用を説明するための断面図である。図３及び図４は面光源装置に含まれた導光板を示す斜視図であり、図５は導光板の主切断面において導光板を示す断面図である。図６及び図７は、面光源装置に含まれたプリズムシートを示す斜視図または断面図である。図８〜図１０は、面光源装置に関連した輝度角度分布の一例を示すグラフである断面図である。  
【００１５】
図１に示すように、表示装置１０は、液晶表示パネル１５と、液晶表示パネル１５の背面側に配置され液晶表示パネル１５を背面側から面状に照らす面光源装置２０と、を備えている。表示装置１０は、画像を表示する表示面１１を有している。液晶表示パネル１５は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、表示面１１に像を表示するように構成されている。
【００１６】
図示された液晶表示パネル１５は、出光側に配置された上偏光板１３と、入光側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶層セル１２と、を有している。偏光板１４，１３は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。
【００１７】
液晶層１２には、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加の有無によって液晶層１２中の液晶分子の配向方向が変化するようになる。一例として、入光側に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分は、電界印加された液晶層１２を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶層１２を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶層１２への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向に振動する偏光成分が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
【００１８】
このようにして液晶パネル（液晶表示部）１５では、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るようになっている。なお、液晶表示パネル１５の詳細については、種々の公知文献（例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典（内田龍男、内池平樹監修）」２００１年工業調査会発行）に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
【００１９】
次に、面光源装置２０について説明する。面光源装置２０は、面状に光を発光する発光面２１を有し、本実施の形態では、液晶表示パネル１５を背面側から照明する装置として用いられている。
【００２０】
図２に示すように、面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板３０と、導光板３０の一方の側（図１に於いては左側）の側方に配置された光源２４と、導光板３０にそれぞれ対面するようにして配置された量子ドットシート６０、二枚のプリズムシート７１，７２及び反射シート２８と、を有している。図示された例では、第２プリズムシート７２が、液晶表示パネル１５に直面して配置されている。そして、二枚のプリズムシート７１，７２のうちの出光側に配置された第２プリズムシート７２の出光側面７０ａによって、面光源装置２０の発光面２１が画成されている。
【００２１】
図示する例において、導光板３０の出光面３１は、液晶表示装置１０の表示面１１および面光源装置２０の発光面２１と同様に、平面視形状（図１に於いては、上方から見下ろして見た形状）が四角形形状に形成されている。この結果、導光板３０は、全体的に、一対の主面（出光面３１および裏面３２）を有する相対的に厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状の部材として構成されており、一対の主面間に画成される側面は四つの面を含んでいる。同様に、量子ドットシート６０、プリズムシート７１，７２及び反射シート２８は、全体的に、相対的に厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状の部材として構成されている。
【００２２】
導光板３０は、液晶表示パネル１５側の一方の主面によって構成された出光面３１と、出光面３１に対向するもう一方の主面からなる裏面３２と、出光面３１および裏面３２の間を延びる側面と、を有している。側面のうちの第１方向ｄ１に対向する二つの面のうちの一方の側面が、入光面３３をなしている。図１に示すように、入光面３３に対面して光源２４が設けられている。入光面３３から導光板３０内に入射した光は、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３３に対向する反対面３４に向け、概ね第１方向（導光方向）ｄ１に沿って導光板３０内を導光されるようになる。図１および図２に示すように、量子ドットシート６０は、導光板３０の出光面３１に対面するようにして配置され、反射シート２８は、導光板３０の裏面３２に対面するようにして配置されている。また、量子ドットシート６０の導光板３０に対面する側とは反対側に、第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２が順に配置されている。
【００２３】
光源は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態において、光源２４は、入光面３３の長手方向（図１に於いては、紙面に直交する方向、即ち、紙面の表裏方向）に沿って、並べて配置された多数の点状発光体２５、具体的には、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって、構成されている。なお、図３及び図４に示された導光板３０には、光源２４をなす多数の点状発光体２５の配置位置が示されている。ここで説明する面光源装置２０では、後述する量子ドットシート６０が設置されていることにともない、光源２４は、単一の波長域の光を放出する発光体２５のみを有することができる。例えば、発光体２５は、色純度の高い青色光を放出する発光ダイオードのみを発光体２５として有することができる。
【００２４】
反射シート２８は、導光板３０の裏面３２から漏れ出した光を反射して、再び導光板３０内に入射させるための部材である。反射シート２８は、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等から、構成され得る。反射シート２８での反射は、正反射（鏡面反射）でもよく、拡散反射でもよい。反射シート２８での反射が拡散反射の場合には、当該拡散反射は、等方性拡散反射であってもよいし、異方性拡散反射であってもよい。
【００２５】
ところで、本明細書において、「出光側」とは、光源２４、導光板３０、量子ドットシート６０、第１プリズムシート７１、第２プリズムシート７２、液晶表示パネル１５と、表示装置１０の構成要素間を逆戻りすることなく進んで、表示装置１０から出射して観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側、例えば図１における紙面の上側）のことであり、「入光側」とは、光源２４、導光板３０、量子ドットシート６０、第１プリズムシート７１、第２プリズムシート７２、液晶表示パネル１５と、表示装置１０の構成要素間を逆戻りすることなく進んで、表示装置１０から出射して観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。
【００２６】
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００２７】
さらに、本明細書において「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態においては、導光板３０の板面、導光板３０の後述する基部４０のシート面（板面）、量子ドットシート６０のシート面、第１プリズムシート７１のシート面、第２プリズムシート７２のシート面、反射シート２８のシート面、液晶表示パネルのパネル面、表示装置１０の表示面１１、および、面光源装置２０の発光面２１は、互いに平行となっている。
【００２８】
さらに、本明細書において、シート状の部材の法線方向とは、対象となるシート状の部材のシート面への法線方向のことを指す。さらに、本明細書において「正面方向」とは、面光源装置２０の発光面２１への法線方向のことであり、本実施の形態においては、面光源装置２０の発光面２１への法線方向、導光板３０の板面への法線方向、量子ドットシート６０のシート面への法線方向、第１プリズムシート７１のシート面への法線方向、第２プリズムシート７２のシート面への法線方向、表示装置１０の表示面１１への法線方向等にも一致する（例えば、図２参照）。
【００２９】
次に、図２〜図５を主に参照して、導光板３０についてさらに詳述する。図２〜図５によく示されているように、導光板３０は、板状に形成された基部４０と、基部４０の一側の面（観察者側を向く面、出光側面）４０ａ上に形成された複数の単位光学要素５０と、を有している。基部４０は、一対の平行な主面を有する平板状の部材として構成されている。そして、反射シート２８に対面している側に位置する基部４０の裏側面４０ｂによって、導光板３０の裏面３２が構成されている。
【００３０】
なお、本明細書における「単位プリズム」、「単位形状要素」、「単位光学要素」および「単位レンズ」とは、屈折や反射等の光学的作用を光に及ぼして、当該光の進行方向を変化させる機能を有した要素のことを指し、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。
【００３１】
図４によく示されているように、導光板３０の裏面３２をなす基部４０の裏側面４０ｂは凹凸面として形成されている。具体的な構成として、基部４０の裏側面４０ｂの凹凸によって、裏面３２が、傾斜面３７と、導光板３０の法線方向ｎｄに延びる段差面３８と、導光板３０の板面方向に延びる接続面３９と、を有している。導光板３０内での導光は、導光板３０の一対の主面３１，３２での全反射作用によっている。その一方で、傾斜面３７は、入光面３３側から反対面３４側へ向かうにつれて出光面３１に接近するよう、導光板３０の板面に対して傾斜している。したがって、傾斜面３７で反射した光については、一対の主面３１，３２に入射する際の入射角度は小さくなる。傾斜面３７で反射することにより、一対の主面３１，３２への入射角度が全反射臨界角度未満になると、当該光は、導光板３０から出射するようになる。すなわち、傾斜面３７は、導光板３０から光を取り出すための要素として機能する。
【００３２】
導光方向である第１方向ｄ１に沿った傾斜面３７の分布を裏面３２内で調節することにより、導光板３０からの出射光量の第１方向ｄ１に沿った分布を調整することができる。図２〜図５に示された例では、導光方向に沿って入射面３３から反対面３４に接近するにつれて、裏面３２内の傾斜面３７が占める割合が高くなっている。このような構成によれば、導光方向に沿って入射面３３から離間した領域での導光板３０からの光の出射が促進され、入射面３３から離間するにつれて出射光量が低下してしまうことを効果的に防止することができる。
【００３３】
次に、基部４０の出光側面４０ａ上に設けられた単位光学要素５０について説明する。図３によく示されているように、複数の単位光学要素５０は、第１方向ｄ１に交差し且つ基部４０の出光側面４０ａと平行な配列方向（図３に於いては左右方向）に並べられて、基部４０の出光側面４０ａ上に、配列されている。各単位光学要素５０は、基部４０の出光側面４０ａ上を、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。
【００３４】
とりわけ本実施の形態では、図３及び図５に示すように、複数の単位光学要素５０は、基部４０の出光側面４０ａ上に、第１方向ｄ１と直交する第２方向（配列方向）ｄ２に隙間無く並べて配列されている。したがって、導光板３０の出光面３１は、単位光学要素５０の表面によってなされる傾斜面３５，３６として、構成されている。また、各単位光学要素５０は、配列方向と直交する第１方向ｄ１に沿って、直線状に延びている。さらに、各単位光学要素５０は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。また、本実施の形態において、複数の単位光学要素５０は、互いに同一に構成されている。この結果、本実施の形態における導光板３０は、第１方向ｄ１に沿った各位置において、一定の断面形状を有するようになっている。
【００３５】
次に、図５に示された断面、すなわち、単位光学要素の配列方向（第２方向）ｄ２および基部４０の出光側面４０ａ（導光板３０の板面）への法線方向ｎｄの両方向に平行な断面（以下においては、単に導光板の主切断面とも呼ぶ）における、各単位光学要素５０の断面形状について説明する。図５に示すように、図示された例において、導光板の主切断面における各単位光学要素５０の断面形状は、出光側に向けて先細りしていく形状となっている。つまり、導光板の主切断面において、導光板３０の板面と平行な単位光学要素５０の幅は、導光板３０の法線方向ｎｄに沿って基部４０から離間するにつれて小さくなっていく。
【００３６】
また、本実施の形態において、単位光学要素５０の主切断面における外輪郭（出光側面３１に対応する）５１は、当該外輪郭が基部４０の出光側面４０ａに対してなす角度である出光面角度θａが、基部４０から最も離間した単位光学要素５０の外輪郭５１上の先端部５２ａから基部４０に最も接近した単位光学要素５０の外輪郭５１上の基端部５２ｂへ向けて大きくなるよう、変化している。この出光面角度θａについては、例えば特開２０１３−５１１４９に開示されたように設定することができる。
【００３７】
なお、ここでいう出光面角度θａとは、上述したように、導光板の主切断面において、単位光学要素５０の出光側面（外輪郭）５１が基部４０の出光側面４０ａに対してなす角度である。図５に示す例のように、単位光学要素５０の主切断面における外輪郭（出光側面）５１が折れ線状に形成されている場合には、折れ線を構成する各直線部と基部４０の出光側面４０ａとの間に形成される角度（厳密には、形成される二つの角のうちの小さい方の角度（劣角の角度））が出光面角度θａとなる。一方、単位光学要素５０の主切断面における外輪郭（出光側面）５１が曲面によって構成される場合には、当該外輪郭への接線と基部４０の出光側面４０ａとの間に形成される角度（厳密には、形成される二つの角のうちの小さい方の角度（劣角の角度））を、出光面角度θａとして特定することとする。
【００３８】
図５に示された一具体例としての単位光学要素５０は、導光板３０の主切断面において、基部４０の出光側面４０ａ上に一辺が位置するとともに外輪郭５１上における先端部５２ａと各基端部５２ｂとの間に二辺が位置する五角形形状、或いは、この五角形形状の一以上の角を面取りしてなる形状となっている。また、図示する例においては、正面方向輝度を効果的に上昇させること、および、第２方向ｄ２に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することを目的として、単位光学要素５０の主切断面における断面形状は、正面方向ｎｄを中心として、対称性を有している。すなわち、図５によく示されているように、各単位光学要素５０の出光側面５１は、正面方向を中心として対称的に構成された一対の折れ面３５，３６によって構成されている。一対の折れ面３５，３６は、互いに接続されて先端部５２ａを画成している。各折れ面３５，３６は、先端部５２ａを画成する第１面３５ａ，３６ａと、第１面３５ａ，３６ａへ基部４０の側から接続する第２面３５ｂ，３６ｂと、を有している。一対の第１傾斜面３５ａ，３６ａは正面方向ｎｄを中心として対称的な構成を有するとともに、一対の第２傾斜面３５ｂ，３６ｂも正面方向ｎｄを中心として対称的な構成を有している。
【００３９】
単位光学要素５０の全体的な構成として、導光板３０の主切断面における単位光学要素５０の配列方向への幅Ｗａに対する、導光板３０の主切断面における単位光学要素５０の基部４０からの正面方向に沿った突出高さＨａの比（Ｈａ／Ｗａ）が、０．３以上０．４５以下となっていることが好ましい。このような単位光学要素５０によれば、出光側面５１での屈折および反射により、単位光学要素５０の配列方向（第２方向）に沿った光の成分に対して優れた集光機能を発揮することが可能となり且つサイドローブの発生を効果的に抑制することも可能となる。
【００４０】
なお、本件明細書における「五角形形状」とは、厳密な意味での五角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略五角形形状を含む。また同様に、本明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」および「対称」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
【００４１】
ここで、導光板３０の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位光学要素５０の具体例として、幅Ｗａ（図５参照）を１０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。一方、基部４０の厚みは、０．２ｍｍ〜６ｍｍとすることができる。
【００４２】
以上のような構成からなる導光板３０は、基材上に単位光学要素５０を賦型することにより、あるいは、押し出し成型により、作製することができる。導光板３０の基部４０及び単位光学要素５０をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。尚、必要に応じて、導光板３０中に光を拡散させる機能を有する拡散性分を添加することもできる。拡散成分は、一例として、平均粒径が０．５〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を、用いることができる。
【００４３】
電離放射線硬化型樹脂を基材上に硬化させることによって導光板３０を作製する場合、単位光学要素５０とともに、単位光学要素５０と基材との間に位置するようになるシート状のランド部を、基材上に形成するようにしてもよい。この場合、基部４０は、基材と電離放射線硬化型樹脂によって形成されたランド部とから構成されるようになる。また、基材として、光拡散粒子とともに押し出し成型された樹脂材料からなる板材を、用いることができる。一方、押し出し成型で作製された導光板３０においては、基部４０と、基部４０の出光側面４０ａ上の複数の単位光学要素５０と、が一体的に形成され得る。
【００４４】
量子ドットシート６０は、透過光の波長を変換する層として機能する。すなわち、量子ドットシート６０は、光源２４が単一の波長域の光を放出する発光体２５のみを有する場合においても、当該発光体２５からの光の波長を異なる波長に変換する。したがって、面光源装置２０は、光源２４の発光体２５が発光する光とは異なる色にて発光することが可能となる。
【００４５】
ここで説明する量子ドットシート６０は、バインダー樹脂６２と、バインダー樹脂６２中に分散した量子ドット６１と、を有している。量子ドット６１は、量子閉じ込め効果（quantum confinement effect）を有する所定のサイズの半導体粒子である。量子ドット６１は、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドット６１のエネルギーバンドギャップに該当するエネルギーを放出する。よって、量子ドット６１のサイズ又は物質の組成を調節すると、エネルギーバンドギャップを調節することができ、様々なレベルの波長帯のエネルギーを得ることができる。とりわけ、量子ドット６１は、狭い波長帯で強い蛍光を発生することができる。
【００４６】
したがって、光源２４が単一の波長域の光を放出する発光体２５のみを有する場合においても、量子ドット６１を用いることによって、量子サイズ効果（quantum size effect）による赤色、緑色、青色を含む様々な色を容易に得ることができる。例えば、量子ドットのサイズが５．５〜６．５ｎｍ(ナノメートル)の場合は赤色系の色を発し、量子ドットのサイズが４．０〜５．０ｎｍの場合は緑色系の色を発し、量子ドットのサイズが２．０〜３．５ｎｍの場合は青色系の色を発し、黄色は赤色を発する量子ドットと緑色を発する量子ドットの中間サイズを有する。
【００４７】
発光体２５から投射される光が青色光の場合、量子ドットシート６０は、赤色量子ドット及び緑色量子ドットを含むようにすることができる。量子ドットシート６０内の赤色量子ドットは、青色光の一部を６２０〜７５０ｎｍの波長域を有する赤色光に変換し、緑色量子ドットは、青色光の一部を４９５〜５７０ｎｍの波長域を有する緑色光に変換する。そして、赤色光と緑色光に変換されない青色光が、そのまま量子ドットシート６０を透過する。この例によれば、青色光、赤色光及び緑色光の混合により、面光源装置２０を用いた白色光での照明が実現され得る。とりわけ、量子ドット６１は、所望の狭い波長域で強い蛍光を発生することができる。このため、面光源装置２０は、色純度の優れた三原色の光で、液晶表示パネル１５を照明することができる。この場合、液晶表示パネル１５は、優れた色再現性を有することになる。
【００４８】
量子ドット６１は、約２〜１０ｎｍサイズの中心体とＺｎＳ(硫化亜鉛)からなる殻で構成され得る。通常、殻の外表面に高分子コーティングをするので、量子ドット６１は１０〜１５ｎｍサイズのナノ粒子となる。量子ドット６１の中心体として、ＣｄＳｅ(セレン化カドミウム)、ＣｄＴｅ(テルル化カドミウム)、ＣｄＳ(硫化カドミウム)が用いられ得る。一方、バインダー樹脂６２は、シリコン(ｓｉｌｉｃｏｎ)樹脂、エポキシ(ｅｐｏｘｙ)樹脂、アクリル(ａｃｒｙｌａｔｅ)樹脂をそれぞれ単独若しくは一つ以上混合して構成され得る。
【００４９】
次に、第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２について説明する。第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２は、透過光の進行方向を変化させて、輝度分布を調整する機能を有している。図示された第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ正面方向の輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有している。なお、第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２は、配置が異なるだけであって、互いに同様の構成を有することができる。したがって、第１プリズムシート７１及び第２プリズムシート７２について共通する説明については、「第１」及び「第２」を区別することなく、符号「７１，７２」を用いて説明する。以下、各構成要素の構成について説明する。
【００５０】
プリズムシート７１，７２は、シート状の本体部７３と、本体部７３のシート面に平行となる方向（配列方向）に並べられて本体部７３の出光側面７３ａ上に配置された多数の単位プリズム７５と、を有している。上述したように、第２プリズムシート７２は、面光源装置２０の最も出光側に配置され、発光面２１を形成している。
【００５１】
本体部７３は、単位プリズム７５を支持するシート状部材として機能する。図６に示すように、本実施の形態において、本体部７３の出光側面７３ａ上には、単位プリズム７５が隙間をあけることなく並べられている。したがって、プリズムシート７１，７２の出光側面７０ａは、単位プリズム７５のプリズム面７６によって形成されている。その一方で、図６に示すように、本実施の形態において、本体部７３は、出光側面７３ａに対向する入光側面７３ｂとして、プリズムシート７１，７２の入光側面７０ｂをなす平滑な面を有している。
【００５２】
次に、単位プリズム７５について説明する。上述したように、単位プリズム７５は、本体部７３の出光側面７３ａ上に並べて配列されている。図６に示すように、単位プリズム７５は、単位プリズム７５の配列方向ｄａと交差する方向に線状、とりわけ本実施の形態においては直線状に、延びている。また本実施の形態において、一つのプリズムシート７１，７２に含まれる多数の単位プリズム７５は、互いに平行に延びている。また、プリズムシート７１，７２の単位プリズム７５の長手方向ｄｂは、当該プリズムシートにおける単位プリズム７５の配列方向ｄａと直交している。
【００５３】
図１及び図２から理解され得るように、第１プリズムシート７１の配列方向と第２プリズムシート７２の単位プリズム４５の配列方向とは交差、さらに限定的には直交している。本体部７３のシート面の法線方向ｎｄからプリズムシート７１，７２を観察した場合、第１プリズムシート７１の単位プリズム７５の長手方向ｄｂは、第２方向ｄ２と平行となっており、第２プリズムシート７２の単位プリズム７５の長手方向ｄｂは、第１方向ｄ１と平行となっている。
【００５４】
図７は、本体部７３のシート面の法線方向ｎｄおよび単位プリズム７５の配列方向ｄｂの両方に平行な断面（プリズムシートの主切断面とも呼ぶ）において、プリズムシート７１，７２を示している。本実施の形態において、各単位プリズム７５の主切断面における断面形状は、当該単位プリズム７５の長手方向に沿って、概ね一定となっている。すなわち、各単位プリズム７５は、概ね、柱体によって構成されている。
【００５５】
図７に示すように、本実施の形態における各単位プリズム７５の主切断面における断面形状は、出光側に突出する略三角形形状となっている。とりわけ、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、主切断面における単位プリズム７５の断面形状は二等辺三角形形状であるとともに、等辺の間に位置する頂角が本体部７３の出光側面７３ａから出光側に突出するように、各単位プリズム７５が構成されている。そして、典型的には、主切断面における単位プリズム７５の断面形状は、直角の頂角が本体部７５から突出するとともに正面方向を中心として対称的に配置された直角二等辺三角形形状である。
【００５６】
また、プリズムシート７１，７２の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、以上のような構成からなる単位プリズム７５の具体例として、単位プリズム７５の配列ピッチ（図示された例では、単位プリズム７５の幅Ｗｂに相当）を１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。ただし、昨今においては、単位プリズム７０の配列の高精細化が急速に進んでおり、単位プリズム７５の配列ピッチを１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。また、プリズムシート７１，７２のシート面への法線方向ｎｄに沿った本体部７３からの単位プリズム７５の突出高さＨｂを５μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。さらに、単位プリズム７５の頂角θｂを６０°以上１２０°以下とすることができる。
【００５７】
以上のような構成からなるプリズムシート７１，７２は、基材上に単位プリズム７５を賦型することにより、あるいは、押し出し成型により、作製することができる。単位プリズム７５の本体部７３及び単位プリズム７５をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。
【００５８】
電離放射線硬化型樹脂を基材上に硬化させることによってプリズムシート７１，７２を作製する場合、単位プリズム７５とともに、単位プリズム７５と基材との間に位置するようになるシート状のランド部を、基材上に形成するようにしてもよい。この場合、本体部７３は、基材と電離放射線硬化型樹脂によって形成されたランド部とから構成されるようになる。一方、押し出し成型で作製されたプリズムシート７１，７２においては、本体部７３と、本体部７３の出光側面７３ａ上の複数の単位プリズム７５と、が一体的に形成され得る。
【００５９】
次に、以上のような構成からなる表示装置１０及び面光源装置２０の作用について説明する。
【００６０】
まず、図１及び図２に示すように、光源２４をなす発光体２５が光を発光する。本実施の形態では、量子ドットシート６０が設けられていることに対応して、発光体２５は、青色波長域の光のみを発光する。発光体２５で発光された光は、入光面３３を介し、導光板３０に入射する。図２に示すように、導光板３０へ入射した光Ｌ２１，Ｌ２２は、導光板３０の出光面３１および裏面３２において、反射、とりわけ導光板３０をなす材料と空気との屈折率差に起因して全反射を繰り返し、導光板３０の入光面３３と反対面３４とを結ぶ第１方向（導光方向）ｄ１へ進んでいく。
【００６１】
導光板３０の裏面３２は、入光面３３から反対面３４に向かうにつれて、出光面３１に対して接近するように傾斜した傾斜面３７を有している。傾斜面３７は段差面３８及び接続面３９を介して連結されている。このうち段差面３８は、導光板３０の板面の法線方向ｎｄに延びている。したがって、導光板３０内を入光面３３の側から反対面３４の側へと進む光の殆どは、裏面３２のうち、段差面３８に入射することなく、傾斜面３７又は接続面３９にて反射するようになる。そして、裏面３２のうちの傾斜面３７で反射すると、図２に示された断面における当該光の進行方向は、導光板３０の板面に対する傾斜角度を増大させる。すなわち、裏面３２のうちの傾斜面３７で反射すると、以降における、当該光の出光面３１及び裏面３２への入射角度が小さくなる。したがって、導光板３０内を進む光の出光面３１及び裏面３２への入射角度は、裏面３２のうちの傾斜面３７での一回以上の反射によって、次第に小さくなっていき、全反射臨界角未満となる。この場合、当該光は、導光板３０の出光面３１および裏面３２から、出射し得るようになる。出光面３１から出射した光Ｌ２１，Ｌ２２は、導光板３０の出光側に配置された量子ドットシート６０へと向かう。一方、裏面３２から出射した光は、導光板３０の背面に配置された反射シート２８で反射され再び導光板３０内に入射して導光板３０内を進むことになる。
【００６２】
とりわけ、図示された例においては、導光方向に沿って入射面３３から反対面３４に接近するにつれて、裏面３２うちの傾斜面３７が占める割合が高くなっている。これにより、出射光量が少なくなってしまう傾向がある入光面３３から離間した領域において、導光板３０の出光面３１からの出射光量を十分に確保し、導光方向に沿った出射光量の均一化を図ることができる。
【００６３】
ところで、図示する導光板３０の出光面３１は複数の単位光学要素５０によって構成され、各単位光学要素５０の主切断面における断面形状は、正面方向を中心として対称的に配置された五角形形状または当該五角形形状の一以上の角を面取りしてなる形状となっている。より詳細には上述したように、導光板３０の出光面３１は、導光板３０の裏面３２に対して傾斜した折れ面として、構成されている（図５参照）。この折れ面は、基部４０の出光側面４０ａへの法線方向ｎｄを挟んで互いに逆側に傾斜した傾斜面３５，３６となっている。そして、この傾斜面３５，３６で全反射して導光板３０内を進む光およびこの傾斜面３５，３６を通過して導光板３０から出射する光は、この傾斜面３５，３６から、以下に説明する作用を及ぼされるようになる。まず、傾斜面３５，３６で全反射して導光板３０内を進む光に対して及ぼされる作用について説明する。
【００６４】
図５には、出光面３１および裏面３２において全反射を繰り返しながら導光板３０内を進む光Ｌ５１，Ｌ５２の光路が、導光板の主切断面内に示されている。上述したように、導光板３０の出光面３１をなす傾斜面３５，３６は、基部４０の出光側面４０ａへの法線方向ｎｄを挟んで互いに逆側に傾斜した二種類の面を含んでいる。また、互いに逆側に傾斜した二種類の傾斜面３５，３６は、第２方向ｄ２に沿って、交互に並べられている。そして、図５に示すように、導光板３０内を出光面３１に向けて進み出光面３１に入射する光Ｌ５１，Ｌ５２は、多くの場合、二種類の傾斜面３５，３６のうちの、導光板の主切断面において基部４０の出光側面４０ａへの法線方向ｎｄを基準として当該光の進行方向とは逆側に傾斜した傾斜面へ入射する。
【００６５】
この結果、図５に示すように、導光板３０内を進む光Ｌ５１，Ｌ５２は、出光面３１の傾斜面３５，３６で全反射する多くの場合、第２方向ｄ２に沿った成分を低減されるようになり、さらには、主切断面においてその進行方向は正面方向ｎｄを中心として逆側に向くようにもなる。このようにして、導光板３０の出光面３１をなす傾斜面３５，３６によって、ある発光点で放射状に発光された光が、そのまま第２方向ｄ２に拡がり続けることが規制される。すなわち、光源２４の発光体２５から第１方向ｄ１に対して大きく傾斜した方向に発光され導光板３０内に入射した光も、第２方向ｄ２への移動を規制されながら、主として第１方向ｄ１へ進むようになる。これにより、導光板３０の出光面３１から出射する光の第２方向ｄ２に沿った光量分布を、光源２４の構成（例えば、発光体２５の配列）や、発光体２５の出力によって、調節するといったことが可能となる。
【００６６】
次に、出光面３１を通過して導光板３０から出射する光に対して及ぼされる作用について説明する。図５に示すように、出光面３１を介し導光板３０から出射する光Ｌ５１，Ｌ５２は、導光板３０の出光面３１をなす単位光学要素５０の出光側面において屈折する。この屈折により、主切断面において正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌ５１，Ｌ５２の進行方向（出射方向）は、主として、導光板３０内を通過している際における光の進行方向と比較して、正面方向ｎｄに対してなす角度が小さくなるように、曲げられる。このような作用により、単位光学要素５０は、導光方向と直交する第２方向ｄ２に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向ｎｄ側に絞り込むことができる。すなわち、単位光学要素５０は、導光方向と直交する第２方向ｄ２に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。このようにして、導光板３０から出射する光の出射角度は、導光板３０の単位光学要素５０の配列方向と平行な面内において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。
【００６７】
以上のようにして、導光板３０から出射する光の出射角度は、導光板３０の単位光学要素５０の配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。その一方で、導光板３０から出射する光の出射角度は、それまで、導光板３０内を主として第１方向ｄ１に進んでいたことに起因して、図２に示すように、第１方向（導光方向）ｄ１と平行な面において、正面方向ｎｄから比較的大きく傾斜した比較的に大きな出射角度θｋとなる。つまり、導光板３０から出射する光の第１方向成分ｄ１の出射角度（出射光の第１方向成分と導光板３０の板面への法線方向ｎｄとがなす角度θｋ（図２参照））は、比較的大きな角度となる狭い角度範囲内に偏る、傾向が生じる。
【００６８】
なお、図８は、導光板３０の出光面３１で測定された輝度の角度分布の一例を示している。図８に示された輝度分布は、導光板３０の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内の各方向からの輝度について実際に調べた結果である。図８に示されたグラフにおいて、正面方向から第１方向ｄ１に沿って他側に傾斜した角度の値を正としている。図８のサンプル１として実線で示された輝度角度分布が、上述した本実施の形態と同様の構成を有する導光板についての測定結果である。一方、サンプル２として点線で示された輝度角度分布は、一対の平行主面を有する透明樹脂板の一方の面に多数の拡散用凹部を形成してなる導光板についての結果である。
【００６９】
導光板３０から出射した光は、その後、量子ドットシート６０へ入射する。量子ドットシート６０は、蛍光材料として機能し得る量子ドット６１を含んでいる。したがって、量子ドットシート６０は、光源２４からの光の波長を変換する色変換層として機能する。具体的には、光源２４が、青色波長域の光を発光する発光体２５のみを有している。このような光源２４に対応して、量子ドットシート６０は、青色光の一部を６２０〜７５０ｎｍの波長域を有する赤色光に変換する赤色量子ドットと、青色光の一部を４９５〜５７０ｎｍの波長域を有する緑色光に変換する緑色量子ドットと、を含んでいる。したがって、量子ドットシート６０内を透過する青色光の一部が緑色光に変換され、青色光の他の一部が赤色光に変換され、その一方で、量子ドット６１によって赤色光と緑色光に変換されない青色光が、そのまま量子ドットシート６０を透過する。
【００７０】
なお、量子ドットシート６０は、光拡散粒子が混入される等して、光拡散機能を有している。量子ドットシート６０内を透過する光の量子ドット６１への入射確率は、量子ドットシート６０内部で拡散されることによって、大幅に上昇する。
【００７１】
以上のようにして、量子ドットシート６０を透過した青色、緑色及び赤色の光は、量子ドットシート６０の出光側に配置されたプリズムシート７１，７２に向かう。図７に示すように、プリズムシート７１，７２を透過する光Ｌ７１，Ｌ７２は、単位プリズム（単位形状要素）７５のプリズム面７６において屈折する。この屈折により、正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌ７１，Ｌ７２の進行方向（出射方向）は、主として、当該プリズムシート７１，７２へ入射する際における光の進行方向と比較して、プリズムシート７１，７２のシート面への法線方向ｎｄに対する角度が小さくなる側へ曲げられる。このような作用により、単位プリズム７５は、透過光の進行方向を正面方向ｎｄ側に絞り込むことができる。すなわち、単位プリズム７５は、透過光に対して集光作用を及ぼすようになる。この集光機能により正面方向輝度を効果的に向上させることができる。
【００７２】
なお、単位プリズム７５による集光機能は、主として、単位プリズム７５の配列方向（図７で言えば左右方向）ｄａにおいて発揮される。そして、第１プリズムシート７１の単位プリズム７５の配列方向は、第２プリズムシート７２の単位プリズム７５の配列方向と非平行、とりわけ第２プリズムシート７２の単位プリズム７５の配列方向と直交の関係にある。したがって、二枚のプリズムシート７１，７２を透過する光の出射方向は、異なる二方向において正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれることになる。
【００７３】
その一方で、正面方向ｎｄに対する進行方向の傾斜角度が小さい光Ｌ７３は、単位プリズム７５のプリズム面７６において全反射を繰り返し、その進行方向を入光側（光源側）へ転換する。特に、単位プリズム７５の（主切断面内における）頂角が９０°乃至はその近傍の場合は、図示の如く再帰反射となる。光路を折り返した光Ｌ７３は、量子ドットシート６０、導光板３０、反射シート２８のいずれか一以上での反射により、再び出光側に進むようになる。すなわち、このような光Ｌ７３は、再利用され得る。
【００７４】
プリズムシート７１，７２で光路を反転させた光Ｌ７３は、再び量子ドットシート６０に入射して、量子ドット６１による波長変換作用を及ぼされることになる。すなわち、量子ドットシート６０の出光側にプリズムシート７１，７２を配置することにより、量子ドットシート６０に含まれた量子ドット６１を有効利用して、色変換効率を大幅に向上することができる。この結果、量子ドット６１の充填量を低減することや、量子ドットシート６０の厚みを薄くすることが可能となる。
【００７５】
なお、上述したように、導光板３０から出射する光は、正面方向ｎｄから大きく傾斜した方向に進むようになる。しかしながら、量子ドットシート６０が光拡散機能を有していることにより、単位プリズム７５で全反射し得る光Ｌ７３、言い換えると、正面方向に対して大きく傾斜しない方向へ進む光Ｌ７３が、或る程度の光量で安定して確保される。このため、プリズムシート７１，７２での光路折り返しにより、量子ドットシート６０の色変換機能がより効率的に発揮されるようになる。
【００７６】
面光源装置２０の発光面２１を形成する第２プリズムシート７２から出射した光は、その後、液晶表示パネル１５へ入射して下偏光板１４を透過する。下偏光板１４を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶表示パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。
【００７７】
以上のような面光源装置２０では、量子ドット６１を含む量子ドットシート６０が設けたれている。量子ドット６１は、所望の狭い波長域で強い蛍光を発生することができる。このため、面光源装置２０は、色純度の優れた三原色の光によって、液晶表示パネル１５を照明することができる。この結果、液晶表示パネル１５は、優れた色再現性で映像を表示することができる。
【００７８】
ところで、本件発明者らは、量子ドットシートを含む面光源装置について鋭意検討を繰り返したところ、導光板の出光面上での輝度角度分布が、面光源装置における光源光の利用効率に影響を与え得ることを見出した。本件発明者らが確認したところ、導光板３０の法線方向ｎｄに対して大きく傾斜した狭い角度範囲の方向に向けて、導光板３０の出光面３１から多量の光が出射する場合、面光源装置２０における光源光の利用効率を著しく上昇させることができた。具体的には、第１方向ｄ１に一側に位置する入光面３３に対面する光源２４からの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度に関する、導光板３０の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ〔ｃｄ／ｍ２〕、ピーク輝度が得られる方向が導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した角度θｘ〔°〕、角度θｘの半分の角度θｙ〔°〕だけ導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ）及び（ｂ）の両方を満たすように調整されている場合、面光源装置２０における光源光の利用効率を著しく上昇させることができた。
６５°  ＜  θｘ  ＜  ９０・・・（ａ）
５０  ＜  ｌｘ／ｌｙ      ・・・（ｂ）
【００７９】
加えて、この輝度角度分布において、導光板３０の法線方向ｎｄとピーク輝度が得られる方向との間に位置するピーク輝度の半分の輝度が得られる方向が、ピーク輝度が得られる方向から第１方向ｄ１に沿って一側へ傾斜した角度θαが、次の条件（ｃ）をみたす場合、より面光源装置２０における光源光の利用効率を著しく上昇させることができた。
０°  ≦  θα  ≦  １５°      ・・・（ｃ）
【００８０】
ここで上述した図８に加え、図９及び図１０は、本件発明者らが、市販されている面光源装置の各構成要素を利用してサンプル１に係る面光源装置およびサンプル２に係る面光源装置を作製し、作製された各面光源装置の輝度特性を評価した結果を示すグラフである。
【００８１】
サンプル２は、実際に市販されている表示装置の構成要素を利用して作製した。サンプル２の面光源装置は、上述した実施の形態と同様に、導光板、量子ドットシート、第１プリズムシート、第２プリズムシート、ＬＥＤ光源、及び、銀蒸着膜を含む反射シートを有していた。第１及び第２プリズムシートは、共に、二等辺直角三角形となる断面形状を有した単位プリズムが出光側に隙間無く配列されてなるシート状部材とした。ＬＥＤ光源は、青色光を発光する発光ダイオードとした。このＬＥＤ光源を、導光板３０の第１方向ｄ１における一側側面に対面して配置し、導光板３０の第１方向ｄ１における他側側面に対面する位置には光源を配置しなかった。導光板は、実際に市販されている表示装置に組み込まれていたものを利用した。この導光板は、一対の平行主面を有し、且つ，一方の主面に多数の拡散用凹部が形成されていた。拡散用凹部の配置密度は、光源から離間するにつれて上昇していた。
【００８２】
一方、サンプル１は、導光板以外において、サンプル２と同様に構成した。サンプル１の導光板は、上述した実施の形態と同様の構成とした。すなわち、導光板３０の裏面３２は、傾斜面３７、段差面３８、接続面３９によって形成されていた。また、導光板３０の出光面３１は、単位光学要素５０の傾斜面３５及び傾斜面３６によって形成されていた。
【００８３】
サンプル１の導光板の出光面上での輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘは２０３０〔ｃｄ／ｍ２〕となり、ピーク輝度が得られる方向が導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した角度θｘは８１．５〔°〕となり、角度θｘの半分の角度θｙだけ導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙは１５．０〔ｃｄ／ｍ２〕となり、ピーク輝度の半分の輝度が得られる方向がピーク輝度が得られる方向から第１方向ｄ１に沿って一側へ傾斜した角度θαは１３．５〔°〕となった。したがって、サンプル１の面光源装置では、上述の条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）がすべて満たされていた。
【００８４】
一方、サンプル２の導光板の出光面上での輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘは３９１〔ｃｄ／ｍ２〕となり、角度θｘは８０．５〔°〕となり、輝度ｌｙは６９．８〔ｃｄ／ｍ２〕となり、角度θαは１８．５〔°〕となった。したがって、サンプル２の面光源装置では、上述の条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）がすべて満たされなかった。
【００８５】
図９は、サンプル１及びサンプル２の面光源装置について、量子ドットシートの出光面上で測定した輝度角度分布を示している。図９の「サンプル１（第１方向）」は、サンプル１の面光源装置に関し、量子ドットシートの法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示しており、図９の「サンプル１（第２方向）」は、サンプル１の面光源装置に関し、量子ドットシートの法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示している。同様に、図９の「サンプル２（第１方向）」は、サンプル２の面光源装置に関し、量子ドットシートの法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示しており、図９の「サンプル２（第２方向）」は、サンプル２の面光源装置に関し、量子ドットシートの法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示している。図９に示された結果によれば、サンプル１の量子ドットシート上での明るさは、サンプル２の量子ドットシート上での明るさよりも、いずれの方向においても１５〜２０％程度明るくなった。
【００８６】
図１０は、サンプル１及びサンプル２の面光源装置について、発光面上で測定した輝度角度分布を示している。図１０の「サンプル１（第１方向）」は、サンプル１の面光源装置に関し、発光面の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示しており、図１０の「サンプル１（第２方向）」は、サンプル１の面光源装置に関し、発光面の法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示している。同様に、図１０の「サンプル２（第１方向）」は、サンプル２の面光源装置に関し、発光面の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示しており、図１０の「サンプル２（第２方向）」は、サンプル２の面光源装置に関し、発光面の法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２の両方に平行な面内の各方向での輝度の角度分布を示している。図１０では、各輝度角度分布のプロファイルを比較することができるよう、各輝度角度分布のピーク輝度に対する輝度比を縦軸にとっている。図１０の結果が示すように、サンプル１の面光源装置とサンプル２の面光源装置とで、輝度角度分布が同様の傾向を有していた。言い換えると、サンプル１の面光源装置とサンプル２の面光源装置とで、配光特性が同様であった。
【００８７】
その一方で、正面方向輝度、すなわち発光面への法線方向への輝度を発光面上で測定したところ、サンプル１の正面方向輝度は３２９０〔ｃｄ／ｍ２〕となり、サンプル２の正面方向輝度は２８９０〔ｃｄ／ｍ２〕となった。すなわち、サンプル１の正面方向輝度は、サンプル２の正面方向輝度に対して１１４％となった。また、ｘｙＹ表色系のｘ及びｙの色座標を発光面上で測定したところ、サンプル１の色座標は（ｘ：０．２４３９、ｙ：０．２２００）となり、サンプル２の色座標は（ｘ：０．２４２３、ｙ：０．２１７４）となった。
【００８８】
以上の結果からすれば、サンプル１の面光源装置は、サンプル２の面光源装置と比較して、同様の配光特性且つ同様の白さで、格段に明るい照明を実現することができた。このような作用効果は、導光板での配光特性と量子ドットシートでの色変換効率との関係について何ら言及がなされていない従来の技術水準から予測し得る範囲を超える効果であり、且つ、顕著または異質な効果でもある。
【００８９】
このような作用効果が奏される理由の詳細は不明であるが、次のことが理由にあると推測される。まず第１に、上述した条件を満たす導光板３０の出光面３１からの出射光は、出光面３１への法線方向に対して大きく傾斜した方向に進みでる。したがって、当該光は、量子ドットシート６０内において、比較的に長い光路長を確保することができる。このため、量子ドットシート６０内において、量子ドット６１による色変換機能が極めて効率的に発揮されるようになる。このことが、量子ドットシートが組み込まれた面光源装置２０の光源光の利用効率を大幅に改善し得る理由の一つと推定されるが、本発明はこの推定に拘束されない。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、量子ドットシート６０での光路長を長く確保することができるため、量子ドットシート６０の厚みを薄くすることも可能である。この点は、面光源装置２０の製造コストの低減、及び、面光源装置２０の薄型軽量化においても有利である。
【００９１】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、導光板３０の第１方向ｄ１における一側に配置された光源２４からの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度に関する、導光板３０の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ〔ｃｄ／ｍ２〕、ピーク輝度が得られる方向が導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した角度θｘ〔°〕、角度θｘの半分の角度だけ導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ）及び（ｂ）の両方を満たす。
６５°  ＜  θｘ＜  ９０°      ・・・（ａ）
５０  ＜  ｌｘ／ｌｙ            ・・・（ｂ）
このような面光源装置２０によれば、量子ドットシート６０が組み込まれた面光源装置２０の光源光の利用効率を効果的に改善することができる。
【００９２】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００９３】
まず、上述した実施の形態において、導光板３０の一例について説明したが、この例に限られず、種々の変更が可能である。例えば、導光板３０に含まれる複数の単位光学要素５０が、互いに異なる構成を有していてもよい。また、単位光学要素５０の主切断面における断面形状が、図５に示された具体例に限られず、例えば三角形形状や半円状であってもよい。
【００９４】
また、図１１に示すように、導光板３０の入光面３３に対面する位置に第１光源２４ａが設けられるとともに、導光板３０の反対面３４に対面する位置に第２光源２４ｂが設けられるようにしてもよい。第１光源２４ａ及び第２光源２４ｂとも、発光体２５を有し、上述した実施の形態の光源２４と同様に構成され得る。
【００９５】
このような例においては、導光板３０の第１方向ｄ１における一側に配置された第１光源２４ａからの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度に関する、導光板３０の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ１〔ｃｄ／ｍ２〕、ピーク輝度が得られる方向が導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した角度θｘ１〔°〕、角度θｘ１の半分の角度だけ導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における他側に傾斜した方向での輝度ｌｙ１〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ１）及び（ｂ１）の両方を満たす場合、量子ドットシート６０が組み込まれた面光源装置２０の光源光の利用効率を効果的に改善することができる。加えて、この輝度角度分布において、導光板３０の法線方向ｎｄとピーク輝度が得られる方向との間に位置するピーク輝度の半分の輝度が得られる方向が、ピーク輝度が得られる方向から第１方向ｄ１に沿って一側へ傾斜した角度θα１が、次の条件（ｃ１）をみたす場合、より面光源装置２０における光源光の利用効率を著しく上昇させることができる。
６５°  ＜  θｘ１＜  ９０°      ・・・（ａ１）
５０  ＜  ｌｘ１／ｌｙ１          ・・・（ｂ１）
０°  ≦  θα１  ≦  １５°      ・・・（ｃ１）
【００９６】
同様に、導光板３０の第１方向ｄ１における他側に配置された第２光源２４ｂからの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度に関する、導光板３０の法線方向ｎｄ及び第１方向ｄ１の両方に平行な面内における各方向への輝度角度分布において、ピーク輝度ｌｘ２〔ｃｄ／ｍ２〕、ピーク輝度が得られる方向が導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における一側に傾斜した角度θｘ２〔°〕、角度θｘ２の半分の角度だけ導光板３０の法線方向ｎｄから第１方向ｄ１における一側に傾斜した方向での輝度ｌｙ２〔ｃｄ／ｍ２〕が、次の条件（ａ２）及び（ｂ２）の両方を満たす場合にも、量子ドットシート６０が組み込まれた面光源装置２０の光源光の利用効率を効果的に改善することができる。加えて、この輝度角度分布において、導光板３０の法線方向ｎｄとピーク輝度が得られる方向との間に位置するピーク輝度の半分の輝度が得られる方向が、ピーク輝度が得られる方向から第１方向ｄ１に沿って他側へ傾斜した角度θα２が、次の条件（ｃ２）をみたす場合、より面光源装置２０における光源光の利用効率を著しく上昇させることができる。
６５°  ＜  θｘ２  ＜  ９０°      ・・・（ａ２）
５０  ＜  ｌｘ２／ｌｙ２            ・・・（ｂ２）
０°  ≦  θα２  ≦  １５°        ・・・（ｃ２）
【００９７】
なお、条件（ａ１）及び（ｂ１）とともに条件（ａ２）及び（ｂ２）が満たされることが好ましく、条件（ａ１）〜（ｃ１）とともに条件（ａ２）〜（ｃ２）が満たされることがより好ましい。
【００９８】
なお、第１光源２４ａからの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度は、第１光源２４ａを点灯し且つ第２光源２４ｂを消灯した状態にて、測定することができる。同様に、第２光源２４ｂからの光に起因した導光板３０の出光面３１上での輝度は、第２光源２４ｂを点灯し且つ第１光源２４ａを消灯した状態にて、測定することができる。
【００９９】
さらに、図示は略すが、面光源裝置２０または表示装置１０が、液晶表示パネル１５の入光側となる位置に、公知の反射型偏光子（偏光分離膜とも呼称される）を有するようにしてもよい。反射型偏光子は、第２プリズムシート７２から出光する光のうち、特定偏光成分のみ透過し、該特定偏光成分と直交する偏光成分は吸収せずに反射する。該反射型偏光子から反射された偏光成分は反射シート２８等によって反射して偏光解消（特定偏光成分と該特定偏光成分と直交する偏光成分とを両方含んだ状態）した上で、再度、反射型偏光子に入射する。よって、再度入射する光のうち特定偏光成分に変換されていた偏光成分は反射型偏光子を透過し、該特定偏光成分と直交する偏光成分は再度反射される。以下、同上の過程を繰り返す事により、当初第２プリズムシート７２から出光した光の７０〜８０％程度が該特定偏光成分となった光源光として出光される。従って、該反射型偏光子の特定偏光成分（透過軸成分）の偏光方向と液晶表示パネル１５の下偏光板１４の透過軸方向とを一致させることにより、面光源裝置２０からの出射光は全て液晶表示パネル１５で画像形成に利用可能となる。其の為、光源２４から投入される光エネルギーが同じであっても、該反射型偏光子を未配置の場合に比べて、より高輝度の画像形成が可能となり、又光源２４（更には其の電源の）エネルギー利用効率も向上する。とりわけ、反射型偏光子で反射された光は、量子ドットシート６０の量子ドット６１から色変換機能を発揮され得る。すなわち、この変形例によれば、量子ドットシート６０の色変換効率がさらに上昇させることができる。したがって、更なる光源光の利用効率の改善を期待することができる。
【０１００】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０   表示装置
１１   表示面
１２   液晶層
１３   上偏光板
１４   下偏光板
１５   液晶表示パネル
２０   面光源装置
２１   発光面
２４   光源
２４ａ 第１光源
２４ｂ 第２光源
２５   発光体
２８   反射シート
３０   導光板
３１   出光面
３２   裏面
３３   入光面
３４   反対面
３５   傾斜面
３５ａ 第１面
３５ｂ 第２面
３６   傾斜面
３６ａ 第１面
３６ｂ 第２面
３７   傾斜面
３８   段差面
３９   接続面
４０   基部
４０ａ 出光側面
４０ｂ 裏側面
５０   単位光学要素
５１   外輪郭
５２ａ 先端部
５２ｂ 基端部
６０   量子ドットシート
６１   量子ドット
６２   バインダー樹脂
７０ａ 出光側面
７０ｂ 入光側面
７１   第１プリズムシート
７２   第２プリズムシート
７３   本体部
７３ａ 出光側面
７３ｂ 入光側面
７５   単位プリズム
７６   プリズム面
【図１】
2016024994.tif 000003
【図２】
2016024994.tif 000004
【図３】
2016024994.tif 000005
【図４】
2016024994.tif 000006
【図５】
2016024994.tif 000007
【図６】
2016024994.tif 000008
【図７】
2016024994.tif 000009
【図８】
2016024994.tif 000010
【図９】
2016024994.tif 000011
【図１０】
2016024994.tif 000012
【図１１】
2016024994.tif 000013