(57)【要約】【課題】出光面における色味の分布の均一性を高めることができる導光板を提供する。【解決手段】端面から光を入射させて導光し、出光面から光を出射する導光板であって、板状である基部（２２）と、入光面となる面から導光方向に１０ｍｍの範囲内において、出光面とは反対側の面である裏面側に全反射によらない反射部を有する光散乱部材（２５）が配置されている。【選択図】図４
2017059365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面から光を入射させて導光し、出光面から光を出射する導光板であって、
板状である基部と、
入光面となる面から導光方向に１０ｍｍの範囲内において、前記出光面とは反対側の面である裏面側に全反射によらない反射部を有する光散乱部材が配置されている、導光板。
【請求項２】
前記基部のうち、前記光散乱部材が配置されている部位に溝が形成されている請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記光散乱部材の表裏に粘着剤層が形成されている、請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板と、
前記導光板の端面に沿って配置された光源と、
前記導光板を収納する筐体と、を備える面光源装置。
【請求項５】
下偏光板、上偏光板、及び前記下偏光板と前記上偏光板との間に配置された液晶層を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルより前記下偏光板側に配置された請求項４に記載の面光源装置と、を備える映像源ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の映像源ユニットが、筐体に納められた、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源光を導いて面光源を得るための導光板、該導光板を備える面光源装置、映像源ユニット、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等の液晶表示装置は、映像情報を有する液晶パネルに対してその背面側から面光源装置で照明する。これにより、照明光が液晶パネルを透過して映像情報を得て観察者側に出射され、観察者が映像を視認できるようになる。
【０００３】
特許文献１、２には、導光板を備える面光源装置が開示されている。これはいわゆるエッジライト型の面光源装置であり、板状の導光板の端面に配置された光源から導光板に光を入射させ、この導光板により光を均一化して面光源を得るものである。
【０００４】
このようなエッジライト型の面光源装置において、導光板のうち光源に隣接する部位である入光部近傍で輝度斑（輝度むら）が生じたり、輝度低下が生じる問題があった。これに対して特許文献１、２に記載の発明では導光板の入光部近傍にいわゆるドットパターンを設けて光を全反射で散乱させることで、輝度斑の発生、及び、輝度低下を抑制していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８６４８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２７９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来の技術において入光部近傍で黄色味を帯びた光が出光されることがあり、導光板の出光面内における色分布が問題となっていた。そしてこのような色分布の問題に対しては特許文献１、２に記載の発明では解決することができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題に鑑み、出光面における色味の分布の均一性を高めることができる導光板を提供することを課題とする。また、この導光板を備える面光源装置、映像源ユニット、及び表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは上記問題の原因を鋭意検討した結果、次のような知見を得た。すなわち、導光板（アクリルなどの樹脂）内を進行する光は波長の短い光の方が直進性が強く、及び、全反射は波長によって臨界角が異なるため、波長が長い光の方が導光板の出光面で全反射することなく出光し易い傾向にある。この性質が光源に近い導光板入光面において特に顕著に色味の違いとして顕在化してしまい。面内の色分布の原因になっている。
【０００９】
発明者は、以上の知見を得て、上記問題を解決すべく本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、端面から光を入射させて導光し、出光面から光を出射する導光板であって、板状である基部（２２）と、入光面となる面から導光方向に１０ｍｍの範囲内において、出光面とは反対側の面である裏面側に全反射によらない反射部を有する光散乱部材（２５）が配置されている、導光板（２１）である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導光板（２１）において、基部（２２）のうち、光散乱部材（２５）が配置されている部位に溝（２４）が形成されている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の導光板（２１）において、光散乱部材（２５）の表裏に粘着剤層が形成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の導光板（２１）と、導光板の端面に沿って配置された光源（３０）と、導光板を収納する筐体（２６）と、を備える面光源装置（２０）である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、下偏光板、上偏光板、及び下偏光板と上偏光板との間に配置された液晶層を有する液晶パネル（１５）と、液晶パネルより下偏光板側に配置された請求項４に記載の面光源装置（２０）と、を備える映像源ユニット（１０）である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の映像源ユニット（１０）が、筐体に納められた、表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導光板の出光面における面内の色分布の均一性を高めることができ、輝度ムラ及び輝度低下も併せて改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】映像源ユニット１０を説明する分解斜視図である。
【図２】映像源ユニット１０の１つの断面を示す分解図である。
【図３】映像源ユニット１０の他の断面を示す分解図である。
【図４】図２の一部を拡大した図である。
【図５】光散乱部材２５の配置を説明する図である。
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）は、従来の接着手段による輝度低下の理由を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。また、当該図面においては、見易さのために各要素の形態を誇張したり拡大したりして表している。
【００１９】
図１は１つの形態を説明する図であり、表示装置に含まれる映像源ユニット１０を示した分解斜視図である。また図２には、図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿って切断したときの映像源ユニット１０の分解断面図の一部、図３には、図１にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿って切断したときの映像源ユニット１０の分解断面図の一部をそれぞれ表した。表示装置には映像源ユニット１０の他、説明は省略するが、映像源ユニットを納める筐体、映像源ユニットを作動させる電源、及び映像源ユニットを制御する電子回路等、表示装置として動作するために必要とされる通常の機器を具備している。以下映像源ユニット１０について説明する。
【００２０】
映像源ユニット１０は、液晶パネル１５、面光源装置２０、及び機能性フィルム４０を備えている。図１では紙面上方が観察者側となる。
【００２１】
液晶パネル１５は、機能性フィルム４０側（観察者側）に配置された上偏光板１３と、面光源装置２０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１２と、を有している。偏光板１３、１４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（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。
【００２２】
液晶層１２は、複数の画素が層面に沿った方向に縦横に配列されており、一つの画素を形成する領域毎に電界印加できる。そして電界印加された画素の配向が変化する。これにより、面光源装置２０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１４を透過した透過軸に平行な偏光成分（例えばＰ波）は、電界印加された画素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画素を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、画素への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した偏光成分（例えばＰ波）が、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。
【００２３】
このようにして液晶パネル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して映像を表現する構造を有している。
【００２４】
液晶パネルはこのような原理により観察者に対して映像を提供することができるように構成されている。従って、液晶パネルの背面側から照明をする際には下偏光板の透過軸に平行な偏光成分を有する光を多く到達させることにより下偏光板を透過させて光の利用効率を高めることができる。
さらには液晶パネルは、その性質上、該液晶パネルの法線方向からの入射光に対しては、出射光のコントラスト、及び効率（透過率）は優れている。しかしながら、液晶パネルの法線方向に対して斜めからの入射光、および観察者による斜め方向からの観察についてはコントラストの低下や効率（透過率）の低さが問題となる。すなわち、光の利用効率を高めるためには液晶パネルの法線方向からの入射光を多くすることも有効である。
【００２５】
液晶パネルの種類は特に限定されることはなく、公知の型の液晶パネルを挙げることができる。これには例えばＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、ＯＣＢ等がある。
【００２６】
また、上偏光板及び下偏光板は公知の構造のものを用いることができ、通常はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層の表裏をトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）による層にて挟むようにして構成されている。
【００２７】
次に面光源装置２０について説明する。
面光源装置２０は、液晶パネル１５に対して観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１５に面状の光を出射する照明装置である。図４には図２にＩＶで示した部位の拡大図を表した。
図１、図２からわかるように、本形態の面光源装置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２１、光源３０、筐体２６、光拡散板３１、光学要素層３２、プリズムシート３５、及び反射型偏光板３９を有している。
【００２８】
導光板２１は、図１〜図４よりわかるように、基部２２、裏面光学要素２３、入光部溝２４、及び光散乱部材２５を有している。導光板２１は透光性を有する材料により形成された、全体として板状の部材である。本形態で導光板２１の観察者側となる一方の板面側は平滑面とされ、これとは反対側である他方の板面側は裏面とされ、当該裏面には複数の裏面光学要素２３が配列されているとともに裏面の入光側端部には入光部溝２４、及び光散乱部材２５が配置されている。
【００２９】
基部２２、裏面光学要素２３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を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、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）等を挙げることができる。
【００３０】
基部２２は、その内部を光が導光されるとともに、裏面光学要素２３、及び入光部溝２４のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状である。
【００３１】
裏面光学要素２３は、基部２２の裏面側（液晶パネル１５が配置されるべき側とは反対側、観察者側とは反対側）に形成される突出した要素であり、本形態では断面が台形である。すなわち、長い下底が基部２２の裏面側に配置され、短い上底がそれとは反対側に突出して配置される台形である。
より詳しくは、裏面光学要素２３は、頂部の稜線が図１の紙面左右方向に延びる柱状であり、複数の裏面光学要素２３が当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の裏面光学要素２３は断面が台形であるがこれに限定されることはなく、多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状の断面であってもよい。
複数の裏面光学要素２３の配列方向は導光方向であることが好ましい。すなわち、光源３０から離隔する方向に配列され、光源３０が配列される方向、又は１つの長い光源であれば該光源が延びる方向に平行に各裏面光学要素２３の稜線が延びている。
【００３２】
また、台形断面における脚部の傾斜の角度は、特に限定されることなく、公知の導光板と同様の考え方に基づいて形態を適用することができる。
【００３３】
なお、本件明細書における「台形」とは、厳密な意味での台形のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略台形を含む。また同様に、本件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」、「楕円」、「円」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。
【００３４】
入光部溝２４は、図４に良く表れているように、導光板２１のうち光源３０が配置される側の端部の裏面に設けられる溝である。入光部溝２４は後述するように光散乱部材２５が導光板の２１の裏面と接触する面積を調整するための溝である。図４にＡで示した入光面からの導光方向距離が１０ｍｍ以内に光散乱部材２５が配置されるが、この光散乱部材２５が配置される範囲で必要な大きさ、本数、及び形態の入光部溝２４を形成することができる。本形態では、入光部溝２４は、台形断面を有して光源３０の配列方向に延び、複数の入光部溝２４が導光方向に配列されている。
これにより、入光部溝２４が形成された部分は光散乱部材２５と離隔され、光散乱部材２５が導光板２１の裏面に接触する面積を減らすことができる。
【００３５】
上記説明からもわかるように、入光部溝２４は光散乱部材２５との接触面積を調整するためのものである。従って、光散乱部材２５と導光板２１の裏面との接触面積を調整する必要がなければ、必ずしも入光部溝２４を設ける必要はない。
【００３６】
以上のような構成を有する基部２２、裏面光学要素２３、及び入光部溝２４は、押し出し成型により、又は、入光部溝２４を形成した基部２２上に裏面光学要素２３を賦型することにより製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板２１においては、基部２２、裏面光学要素２３、及び入光部溝２４が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板２１を製造する場合、裏面光学要素２３が、基部２２と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。
【００３７】
光散乱部材２５は、光拡散性を有する反射層（反射部）を備えるシート状の部材である。これにより光を散乱反射させることができる。反射層としては、全反射ではない態様による拡散反射を生じる層であればよく、これには例えば光散乱粒子を含有する層や、微小凹凸（いわゆるマット面）を具備する銀反射面や白色の反射面を備える層を挙げることができる。
【００３８】
さらに本形態では、反射層の表裏に粘着剤層が形成されており、いわゆる両面テープとしても機能するように構成されている。本形態ではこれにより導光板２１を筐体２６に固定する機能も有している。
【００３９】
図５に、本形態の光散乱部材２５の配置に関する説明のための図を示した。図５は面光源装置２０を観察者側から見た図であり、必要に応じて部材及び部位を省略して表している。図５では基部２２を破線で示した。
図４、図５からわかるように、本形態で光散乱部材２５は、基部２２の入光面側端部に設けられた入光部溝２４、又は入光部溝２４が設けられていない場合には基部２２の入光面側端部の裏面と、筐体２６の底部２６ａとの間に挟まれるように配置される。そして本形態で光散乱部材２５は帯状とされ、その長手方向が光源３０の配列方向に延びるように位置づけられている。これにより後述するように光を散乱させ混色により色の均一化を高めることができる。
一方、光散乱部材２５の導光方向の大きさ（図４にＡで示した大きさ）は、入光面から１０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００４０】
本形態では、上記したように光散乱部材２５の表裏には粘着剤層が形成されているので、これにより導光板２１と筐体２６との固定も行われる。導光板２１と筐体２６とをこの部位で固定することにより、高温高湿環境での使用に対しても輝度の低下を抑制することができる。これは次の理由による。図６は従来の面光源装置における導光板１２１と筐体１２６とを両面テープ１２５で固定した場面において、輝度低下が生じる理由を説明する図である。図６（ａ）はある一つの場面を表す図、図６（ｂ）は他の場面を表す図である。
【００４１】
従来より、導光板１２１はその位置を固定するために、筐体１２６やその他の安定した部材に両面テープ１２５で留め付けられているが、この両面テープ１２５は図６（ａ）のように、両面テープ１２５が導光板１２１の下面のうち光源１２５が配列された入光面とは反対側の面側に沿って設けられることが多い。
【００４２】
ところが図６（ａ）、図６（ｂ）のようにテープを配置すると高温高湿試験を経ることにより、導光板から出射される光の輝度の低下があった。すなわち、導光板１２１は高温及び／又は高湿環境になることで膨張する。このとき、導光板のうち光源１３０が配置されている側は光源１３０に接触しているので、移動することができず、図６（ａ）に矢印ＶＩａで示したように光源１２５とは反対側に向けて延びるように膨張する。そしてその後、導光板１２１が通常の環境に戻ると導光板１２１は縮む。このとき、導光板１２１のうち光源１３０が配置されている側とは反対側が両面テープ１２５により固定されているので、図６（ｂ）に矢印ＶＩｂで示したように、今度は導光板１２１のうち光源１３０が配置されている側の端部が移動する。
これにより、光源１３０と導光板１２１の入光面との間の間隙が広がり、光源１３０からの光が導光板１２１内に入る量が減ってしまうため出光する光の輝度が低下してしまう。
【００４３】
これに対して本形態のように光散乱部材２５の位置で、導光板２１と筐体２６とを固定すれば、熱や湿度により導光板が膨張した場合であっても上記したような導光板の移動がなく、輝度低下を抑制することができる。
【００４４】
図１、図２に戻って、光源３０について説明する。光源３０は、導光板２１の基部２２が有する端面のうち、複数の裏面光学要素２３が配列される方向の一方側の端面に配置される。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成できる。本形態では光源３０は複数のＬＥＤが所定の間隔を有して配列されてなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの点灯および消灯、並びに／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを個別に独立して調節できるように構成されている。
【００４５】
次に筐体２６について説明する。筐体２６は光源３０及び導光板２１を収納することができる浅い箱状の部材であり、一方（底部２６ａとは反対側）が開放されている。図１〜図４よりわかるように、筐体２６は、底部２６ａ、側部２６ｂ、及び天部２６ｃを具備して形成されている。
【００４６】
底部２６ａは、その内側の面に導光板２１の裏面光学要素２６が対向するように配置される。そしてこの面は、導光板２１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板２１内に光を入射させるような反射を可能とすることが好ましい。従って、底部２６ａのうち少なくとも導光板２１に対向して配置される側の面は、高い反射率を有する面（金属や白色の面）、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）が積層された面等を好ましく適用することができる。
【００４７】
側部２６ｂは、底部２６ａの外周の縁から立設するように設けられた部位である。図２、図３からわかるように、側部２６ｂは導光板２１の端面が対向するように形成される部位であり、当該端面が隠蔽される高さを有している。
側部２６ｂもその内面で光を反射させて導光板２１側に光を戻すことが好ましい。従って、側部２６ｂも導光板２１に対向する側の面について底部２６ａと同様の反射面とすることができる。
【００４８】
天部２６ｃは、図１、図２、図４からわかるように、底部２６ａとは反対側のうち、光源３０が配置される部分のみに設けられ、光源３０を底部２６ａとの間に挟むように構成されている部位である。これにより、光源３０からの光をさらに効率よく導光板２１に入射させることができる。
従って、天部２６ｃもその内面で光を反射させて導光板２１側に光を戻すことが好ましい。従って、側部２６ｂも光源３０に対向する側の面について底部２６ａと同様の反射面とすることができる。
【００４９】
このような筐体２６に対して、図２からわかるように、底部２６ａ、１つの側部２６ｂ、及び天部２６ｃにより囲まれる部位に光源３０が配列されている。そして、導光板２１が筐体２６の内側に配置されている。このとき、裏面光学要素２３が底部２６ａの内面に対向し、導光板２１の裏面光学要素２３とは反対側の面（出光面）が筐体２６の開放部側となるように配置される。
【００５０】
次に図１〜図３に戻り光拡散板３１について説明する。光拡散板３１は、導光板２１の出光側に配置され、ここに入射した光を拡散させて出射する機能を有する層である。これにより、導光板２１から出射した光をさらに均一性を高め、例えば導光板２１に存在する傷を目立たなくすることができる。
光拡散板の具体的態様は、公知の光拡散板を用いることができ、例えば母材の中に光拡散剤を分散させた形態を挙げることができる。
なお、光拡散板の拡散層の拡散性については必要とする光学特性に応じて適宜選択される。また、集光性が求められる場合には光拡散板を用いなくてもよい。
【００５１】
光学要素層３２は、図１〜図３よりわかるように、光拡散層３１よりも液晶パネル１５側に設けられ、該液晶パネル１５側に向けて凸である単位光学要素３２ａを具備する層である。単位光学要素３２ａは、所定の断面を有して導光板２１の導光方向に沿って延びる形態を有している。そして、複数の単位光学要素３２ａが導光方向とは異なる方向（本形態では平面視で導光方向に直交する方向）に配列されている。
このような光学要素層の単位光学要素の断面形状は、必要とする機能に応じて公知の形状を適用することができる。当該形状により光をさらに拡散させることもできるし、集光させることもできる。
なお、この光学要素層は導光板と一体形成することも可能である。これにより部品点数を削減することができる。
【００５２】
次にプリズムシート３５について説明する。図１〜図３よりわかるように、プリズムシート３５は、シート状に形成された基材層３６と、基材層３６の面のうち、導光板２１に対向する面、すなわち入光側面に設けられたプリズム層３７と、を備えている。
【００５３】
このプリズムシート３５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（法線方向）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。
【００５４】
図２、図３に示すように、基材層３６はプリズム層３７を支持する平板状のシート状部材である。
基材層３６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を用いることができる。これには例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、メタクリル樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。この中でも面光源装置２０と下偏光板１４との組み合わせを考慮して複屈折の少ないＴＡＣ、メタクリル樹脂、ポリカーボネートを用いることが好ましい。さらに、車載など高い耐熱性が求められる用途では、ガラス転移点が高いポリカーボネートを用いることが更に望ましい。具体的にはポリカーボネートのガラス転移点は１４３℃であり、一般に１０５℃での耐久性が求められる車載用途に適している。
【００５５】
プリズム層３７は複数の単位プリズム３７ａが基材層３６の入光面側に沿って並べられるように配置されている。より具体的には、単位プリズム３７ａは、当該並べられる方向に直交する方向に、導光板２１側とはは反対側に凸となる所定の断面形状を維持して延びるように形成された柱状の部材である。その延びる方向は、裏面光学要素２３が延びる方向と同じであり、プリズムシート３５の正面視で導光板２１の導光方向に直交する方向である。従って、複数の単位プリズム３７ａは導光方向に配列されている。
本形態では単位プリズムの断面が三角形であるが、必ずしもプリズム形状である必要はなく、一部又は全部に曲面を有する任意の形状であってもよい。
【００５６】
また、単位プリズム３７ａが延びる方向である長手方向は、表示装置を正面から観察した場合に（正面視で）、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と交差している。好ましくは、プリズムシート３５の単位プリズム３７ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して、当該正面視で４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差していることが好ましい。なお、ここでいう角度は、単位プリズム３７ａの長手方向と下偏光板１４の透過軸とによってなされる角度のうちの、小さい方の角度、すなわち、１８０°以下の角度のことを意味している。とりわけ、プリズムシート３５の単位プリズム３７ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して直交し、プリズムシート３５の単位プリズム３７ａが並べられる方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と平行になっていることが好ましい。
【００５７】
図２からわかるように、本形態では、単位プリズム３７ａは、基材層３６の導光板２１側面が突出した二等辺三角形の断面を有している。これにより一方の面が入光面として作用し、他方の面が全反射面として作用して光の方向を変えることができる。
【００５８】
本形態では上記のように断面形状が三角形である単位光学要素を単位プリズムとして説明したが、単位光学要素はこれに限定されるものでなく、当該三角形の頂点部が短い上底となる台形や、斜面の形状が折れ線状である多角形であってもよい。またはプリズム形状でなく、斜面の部分が凸状の曲線、又は凹状の曲線であってもよい。
また、複数の単位プリズムは、断面形状が全て同じで同じであってもよいし、１ピッチ置き、その他の規則性を有して異なる断面形状となるように配列されてもよい。
【００５９】
単位プリズムを構成する材料は基材層と同様のものを適用することができる。ここで、斜面において適切に光を全反射して観察者側に向ける観点から屈折率は１．５５以上であることが好ましい。ただし、屈折率が高すぎる材料は割れやすい場合が多いので屈折率は１．６１以下であることが好ましい。より好ましくは１．５８以下である。
【００６０】
次に反射型偏光板３９について説明する。反射型偏光板３９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（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（反射軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を反射する機能を有している。このような反射型偏光板の構造は公知のものを適用することができる。
【００６１】
機能性フィルム４０は、液晶パネル１５の出光側に配置され、映像光の質を向上させたり、映像源ユニット１０を保護したりする機能を有する層である。これには例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、ハードコートフィルム、色調補正フィルム、光拡散フィルム等を挙げることができ、これらが単独又は複数組み合わされて構成されている。
【００６２】
次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただし当該光路例は説明のための概念的なものであり、反射や屈折の程度を厳密に表したものではない。
【００６３】
まず、図２に示すように、光源３０から出射した光は、導光板２１の端面の入光面を介して導光板２１内に入射する。図２には、一例として、光源３０から導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２の光路例が示されている。
図２に示すように、導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側面及びその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、導光方向（図２の紙面右方向）へ進んでいく。
【００６４】
導光板２１の裏面には裏面光学要素２３が配置されている。このため、図２に示すように、導光板２１内を進む光Ｌ２１、Ｌ２２は、裏面光学要素２３によって進行方向が変わり、全反射臨界角未満の入射角度で出光面、及び裏面に入射することもある。この場合に当該光は、導光板２１の出光面及びその反対側の裏面から出射し得る。
【００６５】
出光面から出射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側に配置された光拡散板３１へと向かう。一方、裏面から出射した光は、導光板２１の背面に配置された筐体２６の底面２６ａの内面で反射され、再び導光板２１内に入射して導光板２１内を進むことになる。
【００６６】
導光板２１内を進行する光と、裏面光学要素２３で向きを変えられて全反射臨界角未満の入射角度で出光面に達する光は、導光板２１内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板２１内を進んでいる光は、少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板２１の出光面から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。
【００６７】
導光板２１から出射した光は、その後、光拡散層３１に達し均一性が高められる。そして光学要素層３２により必要に応じて拡散又は集光され光学要素層３２を出光した光は、プリズム層３７に達する。
プリズム層３７に達した光は入光面から入射して単位プリズム３７ａの中に入り、全反射面で全反射して反射型偏光板３９に向かう。このとき全反射面により光の向きが正面方向となるように変えられている。
【００６８】
反射型偏光板３９に達した光のうち、反射型偏光板３９の透過軸に沿った偏光方向の光は反射型偏光板３９を透過して下偏光板１４に向かう。一方、反射型偏光板３９の反射軸に沿った偏光方向の光は図２に点線矢印Ｌ２１’、Ｌ２２’で示したように反射して導光板２１側に戻される。戻された光は、導光板２１、裏面光学要素２３、又は筐体２６で反射して再び反射型偏光板３９の側に進行する。この反射の際に一部の光の偏光方向が変化しておりその一部は反射型偏光板３９を透過する。他の光は再び導光板側に戻される。このように反射型偏光板３９で反射した光も反射を繰り返すことで反射型偏光板３９を透過できるようになる。これにより光源３０からの光の利用率が高められる。
ここで、反射型偏光板３９を出射した光は、その偏光方向が下偏光板１４の透過軸に沿った方向になっており、下偏光板１４を透過する偏光光となっている。
【００６９】
反射型偏光板３９を出射した光、すなわち面光源装置２０を出射した光は、液晶パネル１５の下偏光板１４に入射する。下偏光板１４は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。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、液晶表示装置の観察者が、映像を観察することができるようになる。その際、映像光は機能性フィルム４０を介して観察者に提供され、映像の質が高められている。
【００７０】
一方、入光面から大きな角度で導光板に入光し、大きな角度で屈折及び全反射した光は波長による光の分散が起こり易く、波長の長い光が導光板から出光し易くなってしまう。これにより出光面内の色の分布の均一性が低下してしまっていた。これに対して図４に光路例Ｌ４１、Ｌ４２で示したように、光散乱部材２５を設けることにより導光板２１の裏面側で散乱反射が生じて混色される。これにより出光面内の色の分布の均一性を高めることができる。また、これに伴って輝度ムラ及び輝度低下も併せて改善することが可能である。
【００７１】
また、このときに入光部溝２４が設けられていれば、必要に応じて、散乱反射の程度を調節することができる。すなわち、入光部溝２４の底部に相当する面では全反射が生じて導光板から出光しないため、その分の光については光散乱部材２５に光が達することがなく、散乱反射の程度を調整することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  映像源ユニット
１５  液晶パネル
２０  面光源装置
２１  導光板
２５  光源
２６  筐体
３０  光散乱手段
３１  光拡散層
３２  光学要素層
３５  プリズムシート
３９  反射型偏光板
【図１】
2017059365.tif 000003
【図２】
2017059365.tif 000004
【図３】
2017059365.tif 000005
【図４】
2017059365.tif 000006
【図５】
2017059365.tif 000007
【図６】
2017059365.tif 000008