CN102829390A - 照明装置、显示装置及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置、显示装置及液晶显示装置。照明装置具有：光源(30)；导光板(20)，其与光源(30)相邻，具有供所述光源(30)发出的光入射的光源光入射面(21)及射出面状光的面状光出射面(22)；光学片(50)，其与面状光出射面(22)相对地配置，具有供面状光入射的面状光入射面(53)，通过使用于射出从面状光入射面(53)入射的光的出光侧为并置多个与光源光入射面(21)平行地延伸的多个柱状的棱镜(51)的形状，来改变从导光板(20)射出的面状光的行进方向，各个棱镜(51)，从棱镜(51)的棱线看时相对远离所述光源一侧的面即远位面具有至少两种倾斜的角度。

Description

照明装置、显示装置及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及照明装置及使用该照明装置的显示装置及液晶显示装置，尤其涉及通过使用导光板实现面状光源的照明装置及将该照明装置作为背光源使用的显示装置，特别涉及应用于液晶显示装置有效的技术。

背景技术

显示装置是将信息视觉上传递给人的介质，在成为高度信息社会的现代，对于人、社会来说显示装置是重要的存在。特别是，近年来液晶显示装置的性能显著提高，被采用为搭载于便携电话终端的显示装置、与个人计算机相连接地使用的显示装置、大画面电视等显示装置。这些液晶显示装置通常具有液晶显示面板和配置于液晶显示面板的背面、向液晶显示面板照射光的背光源(照明装置)。

具有背光源的液晶显示装置(以下，简称作“液晶显示装置”)通过在各像素独立地调节从背光源射出的光透过液晶显示面板的量来显示影像、图像。此时，作为液晶显示面板，具有一对偏振片，在这一对偏振片之间配置有液晶层，通过控制透过液晶层的光的偏振状态来进行显示，这样能以比较低的驱动电压获得对比度较高的影像，因此优选。作为这样的液晶显示面板的显示方式，例如公知有TN(Twisted Nematic，扭曲向列)方式、STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)方式、ECB(Electrical Controlled Birefringence，电控双折射)方式、IPS(In-Plane Switching，平面开关)方式、VA(VerticalAligned，垂直对齐)方式等。无论哪种显示方式，液晶显示面板通常具有一对基板、夹持在上述基板之间的液晶层和夹着一对基板及液晶层地配置的一对偏振片，通过使入射到液晶层的光的偏振状态变化来控制各像素的光的透过光量，从而显示影像、图像。

液晶显示面板所使用的偏振片具有吸收规定的直线偏振光成分、使与振动面正交的直线偏振光透过的功能。因此，在照射到液晶显示面板的来自背光源的光(以下称作背光源光)无偏振的情况下，设于液晶显示面板的偏振片吸收背光源光的至少50％。即，就液晶显示装置而言，在背光源光无偏振的情况下，背光源光的大约一半被偏振片吸收而损失。因此，减少在设于液晶显示面板的偏振片被吸收的背光源光的比例、提高背光源光的利用效率，在实现更清晰的图像或低功耗的液晶显示装置方面很重要。

此外，液晶显示装置的背光源有边缘照明方式(导光体方式)、直下方式(反射板方式)、面状光源方式等，根据液晶显示装置的用途等灵活使用。其中的边缘照明方式的背光源与其他方式相比，容易薄型化、轻量化、低功耗化，例如多用于搭载于便携式电子设备的液晶显示装置等。边缘照明方式的背光源由线状或点状的光源、将来自光源的光扩展成面状使其向液晶显示面板侧射出的导光板、棱镜片、扩散片等光学片、及反射片等构成。

在边缘照明方式的背光源(以下简称作“背光源”。)中，从导光板射出的光通常在相对于导光板的出光面的垂线(法线)方向倾斜50度到80度的方向上具有亮度或光度的最大值(峰值)。因此，在导光板和液晶显示面板之间配置扩散片、棱镜片等光学片，以使得调整从导光板射出的光的行进方向，使亮度或光度为最大的方向是正面方向(即导光板的出光面的垂线方向)或其附近的方向。

背光源的通常的构成为：在导光板的背面侧配置反射片，在导光板的表面即面状光出射面侧依次配置扩散片和两张棱镜片。在该情况下，扩散片起到将从导光板射出的光扩散、扩大光的行进范围的作用。另外，扩散片也具有使从导光板射出的光的峰值角度(亮度或光度为最大的角度)与正面方向(导光板的出光面的垂线方向)相接近的作用。另一方面，棱镜片是光透过性的光学构件，是将多个棱镜连续地配置在片状的基材上而成的。棱镜的截面形状通常是顶角90度的三角形状，通常将这样的两张棱镜片以彼此的棱镜的棱线正交的方式配置。

这样的背光源的射出光几乎是无偏振。因此，从背光源射出的光的至少50％被设于液晶显示面板的偏振片吸收而损失。为了抑制从背光源射出的光由于偏振片的吸收而损失，主要提出有两个方法。一个是在背光源和液晶面板之间配置反射型偏振片的方法，另一个是使用射出规定的直线偏振光成分的比例较大的光的背光源的方法。

反射型偏振片如以下所述地起作用。从背光源射出、朝向液晶面板的光中的、被偏振片吸收而损失的偏振成分在被偏振片吸收之前被反射型偏振片反射。被反射型偏振片反射的光在背光源也反射，再次朝向液晶面板。此时，被背光源反射的光的偏振状态发生变化，因此，再次朝向液晶面板的光的一部分通过反射型偏振片及偏振片后被利用于显示。即，通过设置反射型偏振片，偏振片的光的吸收损失降低，因此，能提高液晶显示装置的亮度。

另一方面，作为射出规定的直线偏振光成分的比例较大的光的背光源，例如有专利文献1所记载的背光源。专利文献1所记载的背光源是：在从导光板射出的光中的、以相对于导光板的出光面的垂线方向倾斜60度到80度左右的角度射出的光中，与s偏振光成分相比，多利用p偏振光成分。在导光板的出光面侧使用棱镜片，该棱镜片构成为将从导光板射出的p偏振光成分较多的光优先向正面方向引导。此时，通过也利用棱镜片和空气的界面的透过率的偏振依赖性，来实现规定的直线偏振光成分的光量较多的背光源。

专利文献1：日本特开2010-262813号公报

发明内容

本发明人对在导光板的光源光入射面以线状配置由发光二极管构成的多个光源的构成的背光源进行了仔细研究。结果，在利用以往技术的改良提高背光源的正面方向(与出光面垂直的方向)的亮度时，发现以下两点有效。

1.去掉配置于导光板的出光面(面状光出射面)的扩散片或将扩散片替换为浊度值较低的片。

2.使下侧的棱镜片的棱镜棱线的方向为与导光板的端面中的配置了光源的端面(以下称作光源光入射面)的长度方向大致正交的方向，使上侧的棱镜片的棱镜棱线的方向为与光源光入射面的长度方向大致平行的方向。

但是，可知在该条件下产生以下所示的两个课题。

课题1：在使用棱镜的截面形状为顶角90度、底角45度的等腰三角形的棱镜作为棱镜片时，亮度为最大值的角度(以下也称作峰值角度)从正面方向偏离约10度。

课题2：在接近光源的区域，容易看到依存于光源的配置位置的亮度不均。

关于课题1，能通过改变两个棱镜片中的、至少配置于上侧的棱镜片的棱镜的截面形状来应对。具体而言，通过将棱镜的截面形状改变为底角大于45度的三角形能将峰值角度校正为正面方向。但是，该情况下会产生新的课题3。

课题3：从背光源射出的光的颜色因观察的方向不同而有较大变化。

课题3是由构成棱镜片的透明体的波长分散(折射率的波长依赖性)引起的，是由于棱镜的折射角度根据光的波长而不同所产生的。关于课题3，能利用专利文献1所记载的棱镜片来缓和。图19是表示以往的棱镜片所用的棱镜的截面形状的一例的示意图，是抑制由于观看角度不同引起的颜色的变化的原理的说明图。如图19例示，从导光板射出后入射到棱镜片的光中的、入射到棱镜的倾斜面SS1及SS3的光在与空气的界面折射时，波长越短，向光源侧(图中左侧)折射越大。另一方面，从导光板射出后入射到棱镜片的光中的、入射到棱镜的倾斜面SS2的光在与空气的界面折射时，波长越短，向与光源侧相反的方向(图中右侧)折射越大。即，在以往技术中，通过在棱镜上设置折射的方向不同的倾斜面来抑制由波长分散引起的颜色的变化。

但是，在使用具有这样的截面形状的棱镜的棱镜片的情况下，由于例如入射到倾斜面SS2的光向与正面方向不同的方向折射，因此，相应地正面方向的亮度降低。另外，该情况下具有以下所述的另外的课题4。

课题4：在背光源与液晶显示面板之间设置了反射型偏振片的情况下，利用反射型偏振片提高亮度的效果特别是在正面方向上变低。

在背光源与液晶显示面板之间设置了反射型偏振片的情况下，从背光源射出的光中的、被反射型偏振片反射后返回到背光源侧的光被背光源反射之后再次朝向液晶显示面板侧。因此，背光源的反射率、特别是背光源的正面方向的反射率越高，通过设置反射型偏振片提高亮度的效果越高。在以往技术中，关于背光源对从液晶显示面板侧朝向背光源的光的反射率没有考虑。例如，在使用图19所例示的棱镜片的情况下，由于背光源的正面方向的反射率较低，因此，设置了反射型偏振片的情况下的提高亮度的效果变低。

本发明的目的在于利用新的光学片解决上述的课题而实现高亮度的背光源(照明装置)。即，本发明的目的在于提供在边缘照明方式的背光源(照明装置)中，亮度为最大的角度为大致正面方向，减小由光源附近的亮度不均和观察的方向的不同引起的颜色的变化，能进一步提高亮度的技术。

本发明的另一目的在于提供在具有边缘照明方式的背光源的液晶显示装置中，特别是在设置反射型偏振片的情况下，能提高正面方向的亮度的技术。

本发明的上述及其它目的和新的特征根据本说明书的记载及附图而得以明确。

本发明的照明装置的特征在于，其具有：光源；导光板，其与上述光源相邻，具有供上述光源发出的光入射的光源光入射面及射出面状光的面状光出射面；光学片，其与上述导光板的上述面状光出射面相对地配置，具有供上述面状光入射的面状光入射面，通过使用于射出从上述面状光入射面入射的光的出光侧为并置多个与上述光源光入射面平行地延伸的多个柱状的棱镜、换言之是其棱线与上述光源光入射面的长度方向大致平行的棱镜列的形状，来改变从上述导光板射出的上述面状光的行进方向，形成上述棱镜列的棱镜，从棱镜的棱线看时相对远离上述光源一侧的面即远位面具有至少两种倾斜的角度。

另外，在本发明的照明装置中，上述柱状的棱镜可以为：从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的面即近位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的倾斜的角度与上述多个远位面中的一个远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大致一致。

另外，在本发明的照明装置中，上述柱状的棱镜可以为：从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的面即近位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大于上述多个远位面中的任一远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度。

或者，在本发明的照明装置中，上述柱状的棱镜可以为：从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的面即近位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度相对于上述多个远位面中的、向上述面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大0°～10°的范围。

另外，在本发明的照明装置中，上述多个远位面的上述至少不同的两种倾斜的角度的差Δφ可以为4°≤Δφ≤20°，还可以为5°≤Δφ≤15°。

另外，在本发明的照明装置中，上述柱状的棱镜具有3个远位面，3个远位面具有不同的3种倾斜角，上述3个远位面中的、倾斜角度接近的两个倾斜角度的差Δφ13及Δφ35为4°≤Δφ13≤20°、且4°≤Δφ35≤20°，还可以为5°≤Δφ13≤15°、且5°≤Δφ35≤15°。

另外，在本发明的照明装置中，上述柱状的棱镜可以：从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的面(近位面)与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的所有的角度与上述多个远位面中的、向上述面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大致一致。

另外，在本发明的照明装置中，在将上述多个远位面向上述面状光入射面投影的情况下，在上述面状光入射面中，能使任一个远位面所占的面积的比例为10～30％，还可以为20～25％。

本发明的显示装置具有上述的照明装置中的任一个所记载的照明装置和配置在从上述照明装置射出的光的行进方向上的显示面板。

本发明的液晶显示装置的特征在于，具有上述的照明装置中的任一个所记载的照明装置和配置在从上述照明装置射出的光的行进方向上的液晶显示面板，上述液晶显示面板具有夹着液晶层地配置的一对偏振片，上述一对偏振片中的、配置于接近上述照明装置的位置的偏振片的吸收轴的方向与上述棱线方向所成的角小于该偏振片的吸收轴的方向与和上述棱线方向正交的方向所成的角。

在本发明的液晶显示装置中，上述液晶显示面板在上述照明装置侧还具有反射型偏振片，上述反射型偏振片的反射轴能与配置于接近上述照明装置的位置的偏振片的吸收轴大致平行。

在本发明的液晶显示装置中，上述液晶显示面板能在配置于接近上述照明装置的位置的偏振片和上述反射型偏振片之间还具有扩散粘着剂。

在本发明的照明装置中，能减小光源附近的亮度不均、由观察的方向的不同引起的颜色的变化、实现正面方向的亮度更高的照明装置。

另外，采用本发明的液晶显示装置，有效利用来自背光源的光，能提高正面方向的亮度。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的照明装置的主要部分的概略构成的示意立体图。

图2是表示照明装置的平面构成的一例的示意俯视图。

图3是表示实施例1的照明装置的导光板的截面构成的一例的概略剖视图。

图4是用于说明实施例1的导光板的光提取构造的形状的示意侧剖视图。

图5是表示本发明的实施例1的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图。

图6是表示本发明的实施例1的棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图。

图7是用于说明本发明的实施例1的棱镜片的棱镜的作用的示意剖视图。

图8是表示本发明的实施例2的照明装置的主要部分的概略构成的示意立体图。

图9是用于说明实施例2的导光板的光提取构造的形状的示意侧剖视图。

图10是表示本发明的实施例2的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图。

图11是表示本发明的实施例2的棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图。

图12是表示本发明的实施例3的照明装置的主要部分的概略构成的示意立体图。

图13是表示本发明的实施例3的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图。

图14是表示本发明的实施例3的棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图。

图15是表示本发明的实施例4的显示装置的截面构成的一例的示意剖视图。

图16是表示本发明的实施例4的显示装置的从照明装置射出的光和液晶显示面板的偏振片的透过轴的关系的一例的示意俯视图。

图17是表示本发明的实施例5的显示装置的截面构成的一例的示意剖视图。

图18是表示本发明的实施例5的显示装置的从照明装置射出的光和液晶显示面板的偏振片及反射型偏振片的透过轴的关系的一例的示意俯视图。

图19是表示以往的棱镜片的棱镜的截面形状的示意剖视图。

附图标记的说明

20导光板、21光源光入射面、22面状光出射面、23光提取构造、24区域、30光源、40反射片、50棱镜片、51棱镜、52基材、53面状光入射面、60扩散片、70棱镜片、71棱镜、72基材、80液晶显示面板、81基板、82基板、83液晶层、84偏振片、85偏振片、86反射型偏振片、87扩散粘着层、100照明装置、200照明装置、220导光板、221光源光入射面、222面状光出射面、223光提取构造、224区域、250棱镜片、251棱镜、252基材、253面状光入射面、300照明装置、350棱镜片、351棱镜、352基材、353面状光入射面

具体实施方式

首先，关于本发明的照明装置(背光源)所具有的主要的构成，在说明各实施例之前，说明其概略。本发明的照明装置至少具有发出点状或线状的光的光源、将该光源发出的光(以下称作光源光。)变换为面状光后射出的导光板和改变从导光板射出的光的行进方向的光学片。

光源配置于作为导光板的一端面的光源光入射面。光学片设于作为导光板的表面的面状光出射面侧，在光学片的与导光板相反一侧的面具有多个棱镜列。棱镜列的棱线的方向与配置有光源的导光板的光源光入射面的长度方向大致平行，关于形成棱镜列的棱镜的截面形状，从棱镜的棱线看，相对远离光源一侧的远位面至少由两种倾斜角度构成。

另外，期望为，从棱镜的棱线看，使相对接近上述光源一侧的近位面的倾斜角度与远离光源一侧的两个远位面中的、某一个远位面的倾斜角度大致一致。

或者，从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的面(近位面)与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，相对于上述多个远位面中的、向上述面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，大0°～10°的范围。

上述的构成在本发明的照明装置中具有以下所述的作用。从光源射出、入射到导光板的光源光入射面的光一边在导光板内导波一边作为面状的光从导光板的表面侧射出。从导光板射出的光中，亮度或光度为最大的角度(峰值角度)相对于与导光板的面状光出射面垂直的方向、即正面方向偏离。具体而言，成为如下状态：朝向从光源射出、入射到导光板的光在导光板内行进的主要的方向，亮度或光度为最大的角度倾斜了60～80度左右。因此，从导光板射出、入射到光学片的光从斜向入射到光学片的背面、即面状光入射面。入射到光学片的光由形成于光学片的面状光入射面及表面侧(出光面侧)的棱镜折射，其行进方向改变为更接近正面方向的方向。

此时，从导光板射出、亮度或光度为最大的角度及其附近的角度的光的大部分在棱镜片的表面侧、即出光侧从棱镜的棱线看向相对远离光源一侧的远位面入射，向接近正面方向的方向折射。在本发明中，从棱镜的棱线看，相对远离光源一侧的远位面至少具有两种不同的倾斜角度。在该情况下，在棱镜片的表面侧向正面方向及其附近的方向折射的光为至少混合了两种折射角度的光。即，通过将折射时产生的不同的颜色的变化混合而平均化，能抑制由棱镜的波长分散引起的颜色的变化。

另外，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度的差Δφ存在最佳的范围。

在此，说明棱镜的截面形状从棱镜的棱线看为相对远离光源一侧的远位面由倾斜角度不同的两种远位面A及远位面B构成的情况。在倾斜角度的差Δφ较小的情况下，入射到棱镜片的光在远位面A折射的方向和在远位面B折射的方向的差变小。即，在倾斜角度不同的两个远位面折射的光的折射角度的差变小，因此，通过不同的折射角度的光混合而得到的颜色变化的抑制效果变小。严格来讲，依赖于构成棱镜的透明材料的折射率、波长分散，但一般在倾斜角度的差Δφ小于4°的情况下，处于改变了观察的方向时的颜色的变化能明显看到的水平。因此，倾斜角度的差Δφ需要至少为4°以上。从抑制颜色的变化观点出发，期望倾斜角度的差Δφ为5°～10°以上。

另一方面，在倾斜角度的差Δφ较大的情况下，从导光板射出的光中的以亮度或光度为最大的角度行进的光入射到棱镜片后在远位面A折射的方向和在远位面B折射的方向的差异变大。即，通过棱镜片的光较大扩展，正面方向或其附近的方向的亮度降低。在极端的情况下，亮度为极大值的角度产生两个，正面方向或其附近的方向的亮度显著降低。严格来讲，依赖于构成棱镜的透明材料的折射率、波长分散，但一般在倾斜角度的差Δφ大于20°的情况下，亮度为极大值的角度明确出现两个，正面方向或其附近的方向的亮度较大降低。因此，倾斜角度的差Δφ需要为20°以下。从提高正面方向或其附近的方向的亮度的观点出发，期望倾斜角度的差Δφ为15°以下。

综上，关于构成棱镜片的棱镜的截面形状，期望为，在从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面由倾斜角度不同的两种远位面构成的情况下，其远位面的倾斜角度的差Δφ满足以下的关系。

4°≤Δφ≤20°

为了抑制由观察的方向的不同引起的颜色的变化和提高正面方向或其附近的方向的亮度，更期望为倾斜角度的差Δφ满足以下的关系。

5°≤Δφ≤15°

另一方面，期望为，从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的近位面的倾斜角度与远离光源一侧的两个远位面中的、某一个远位面的倾斜角度大致一致。或者，期望为，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面与面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，相对于多个远位面中的、向面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，大0°～10°的范围。这是为了在将本照明装置作为液晶显示装置的背光源使用的情况下提高正面方向的亮度。

在液晶显示装置中，从背光源射出的光的一部分被液晶显示面板的布线等反射而返回背光源侧。在背光源与液晶显示面板之间使用反射型偏振片的情况下，特别是除了液晶显示面板的反射之外，在反射型偏振片的作用下更多的光反射而返回背光源侧。返回到背光源侧的光在背光源反射后再次朝向液晶显示面板而被再利用，有助于液晶显示装置的亮度。

此时，背光源的反射率、特别是朝向正面方向、其附近的方向反射的光越大，液晶显示装置的正面方向、其附近的方向的亮度越高。

背光源的正面方向的反射率与配置于接近液晶显示面板的位置的棱镜片的棱镜的形状有关。具体而言，发现了通过使棱镜的截面形状为从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面的角度与相对远离光源的一侧的远位面的倾斜角度为相同的值(但是倾斜的方向为相反方向)能提高背光源的正面方向的反射率。即，期望为，在假定从棱镜的棱线向导光板的面状光出射面引的垂线时，棱镜的截面形状为从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面的角度和相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度相对于该线对称的关系。在该情况下，由于提高了背光源的正面方向的反射率，因此，使用该背光源的液晶显示装置能获得更高的正面亮度。

这样的背光源的反射率提高的效果，即使构成棱镜的近位面和远位面不成完全对称的关系，接近该关系的条件的程度也能获得。例如，通过使从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面与面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，比多个远位面中的、向面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大0°～10°的范围也能获得上述效果。

另外，在上述构成的棱镜片的情况下，通过棱镜片的光在棱镜片的背面及表面的两个部位在与空气的界面折射。该折射的p偏振光成分的透过率高于s偏振光成分的透过率，因此，通过棱镜片的光中的p偏振光成分的光量变多。因此，能获得规定的直线偏振光成分(p偏振光成分)的光量较大的照明光。

另外，关于构成棱镜片的棱镜的截面形状，有时根据需要期望采用以下的构造。具体而言，期望为，从棱镜的棱线看相对接近上述光源一侧的近位面的倾斜角度大于远离光源一侧的两个远位面中的、任一远位面的倾斜角度。这是为了提高从照明装置射出的光自身的正面方向的亮度。在该情况下，入射到棱镜片的光入射到从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面后被折射或反射而向正面以外的方向散逸的光的比例减少，结果能提高正面方向的亮度。

以下，参照附图连同实施方式(实施例)一起详细地说明本发明。另外，在用于说明实施例的全部图中，具有相同功能的构件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

[实施例1]

图1及图2是表示本发明的实施例1的照明装置的概略构成的示意图。图1是表示本发明的实施例1的照明装置的主要部分的概略构成的示意立体图。图2是表示照明装置的平面构成的一例的示意俯视图。如图1及图2所示，实施例1的照明装置100具有导光板20、多个光源30、反射片40、棱镜片50，根据需要还可以具有扩散片60。

导光板20是用于将光源30发出的光L变换为面状光线的透明的板状的光学部件。导光板20配置在反射片40和棱镜片50之间，使从光源30发出的光L主要从与棱镜片50相对的面状光出射面22的区域AR射出。在以下的说明中，将导光板20的与棱镜片50相对的面称作面状光出射面22，将导光板20的与反射片40相对的面称作背面。

导光板20的面状光出射面的平面形状为与作为照射对象物的液晶显示面板的显示区域相同的长方形。另外，在本说明书中，将导光板20的接近配置有光源30的光源光入射面21的长度方向称作x轴方向，将与该x轴方向正交的方向称作y轴。另外，在本说明书中，将面状光出射面的垂线方向作为z轴方向，且将从面状光出射面(出光面)朝向棱镜片50的z轴方向作为+z方向。关于导光板20的具体的构成后述。

光源30期望为满足小型、高发光效率、低发热这些条件的光源，作为这样的光源，例如可举出冷阴极荧光管、发光二极管(LED：LightEmitting Diodes)。在实施例1中，举出了使用发光二极管作为光源30的情况，但本发明当然不限定于此。

在使用发光二极管作为光源30的情况下，发光二极管是点状的光源，因此，例如，如图1及图2所示，沿导光板20的光源光入射面21排列配置多个(在图1及图2中为4个)光源30。另外，光源30的数量及所配置的侧面当然能适当改变。

另外，作为光源30，例如能使用发出白色的光的发光二极管。作为这样的发光二极管，例如公知有通过组合发出蓝色的光的发光二极管芯片和由该发光二极管芯片发出的蓝色的光激发而发出黄色的光的荧光体来实现白色发光的发光二极管。另外，发出白色的光的发光二极管也有例如组合发出蓝色的光或紫外线的发光二极管芯片和由该发光二极管芯片发出的光激发而发光的荧光体来实现在蓝色、绿色及红色具有发光峰值波长的白色发光的发光二极管。

另外，实施例1的照明装置100是薄型能射出规定的偏振成分的比例较大的照明光的照明装置，作为液晶显示装置的背光源合适。例如，作为光源30，使用白色发光的发光二极管，通过与具有滤色器的彩色液晶显示面板组合能实现与彩色显示相对应的液晶显示装置。另外，光源30也可以代替白色发光而使用组合发出红色、绿色及蓝色的三原色的发光二极管。在该情况下，通过使用具有与液晶显示面板的滤色器的透过光谱相对应的发光峰值波长的光源30，能实现颜色再现范围较宽的显示装置。

或者，也可以通过组合利用场序彩色实现彩色显示的显示面板和实施例1的照明装置来实现彩色显示装置。在该情况下，不需要设置成为光损失的原因的滤色器，因此，通过使用发出红色、绿色及蓝色的三原色的发光二极管作为光源30能实现光的损失较少、颜色再现范围较宽的显示装置。

另外，虽省略图示，但光源30通过布线与用于控制电源及点亮/灭灯的控制部件相连接。

配置于导光板20的背面侧的反射片40有效地利用于使从导光板20的背面射出的光返回导光板20。作为反射片40，例如可以使用在树脂板或高分子薄膜等支承基材上形成具有较高的反射率的反射层而成的片。反射层例如能通过下述方法形成：利用蒸镀法、阴极溅射法等在支承基材上成膜铝、银等反射率较高的金属薄膜的方法；在支承基材上以增反射膜的形式形成电介体多层膜的方法；或者在支承基材上涂覆光反射性的涂料等的方法。另外，反射层例如也可以通过层叠多层折射率不同的透明介质来作为反射部件发挥功能。

配置于导光板20的面状光出射面侧的棱镜片50是具有改变从导光板20的面状光出射面(区域AR)射出的光的行进方向的功能的光学片。棱镜片50具有由多个棱镜构成的棱镜列，如图1及图2所示，各个棱镜51的棱线沿与导光板20的接近地配置有光源30的光源光入射面21的长度方向平行的方向延伸。棱镜片50在本发明中是最重要的构件，其详细后述。

从导光板20看，配置于棱镜片50上侧的扩散片60使利用棱镜片50改变了行进方向的光扩散，例如使从照明装置100射出的光L的射出角度的分布扩宽或提高照明装置100的光出射面内的亮度分布的均匀性。扩散片60根据需要设置，在以往的照明装置中使用的扩散片即可，因此省略具体的说明。

另外，图2中一并记载了在以下的说明中使用的方位角θ的定义。方位角θ在导光板20的接近地配置有光源30的光源光入射面21的长度方向上为0度，将从出光面上看导光板20时的逆时针方向作为正方向。

图3是表示实施例1的照明装置的导光板的截面构成的一例的概略剖视图。

另外，图3表示在与图1所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面看到的截面构成及在该截面的进深方向上能看到的构成。作为导光板20的材料，使用相对于可见光透明、光的损失较少的材料即可，例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、环状聚烯烃系树脂、丙烯系树脂等。

例如，如图3所示，导光板20具有通过一边引导从光源30射出、从光源光入射面21入射的光L一边使光L的一部分从面状光出射面22射出来将光L变换为面状的功能。此时，导光板20由相对于可见光透明的大致矩形的板状构件构成，且具有用于使从光源光入射面21入射后在导光板20中引导的光L从面状光出射面22射出的构造23(以下称作光提取构造)。在实施例1中，作为光提取构造23的一例，如图3所示，可举出设于导光板20的背面的V字型的构造。

另外，光提取构造23使用公知技术即可，例如利用在导光板20的背面形成微小的台阶、凹凸形状、透镜形状等或利用白色颜料实施点阵印刷等的、改变在导光板20中引导的光L的行进角度(向面状光出射面入射的入射角度)的构造来实现。另外，在考虑导光板20的制造成本、从导光板20射出的光的效率时，期望在导光板20的背面形成使引导的光的行进角度变化的微细的形状。微细的形状具有能改变在导光体内引导的光的行进角度的倾斜面即可，能利用台阶、凹凸、透镜形状等的形状来实现。

从光源光入射面21入射到导光板20的光L一边在面状光出射面22及背面进行全反射一边主要沿y轴方向引导。此时，光L在光提取构造23反射时，反射后的行进角度β(向面状光出射面22入射的入射角度)小于反射前。另外，此时，若行进角度β小于临界角、即满足全反射条件的最小的角度，则光L的一部分(光L1)在面状光出射面22折射后从导光板20以射出角度α射出。此时，从导光板20射出的光L1具有p偏振光成分及s偏振光成分。在此，在包含导光板20的面状光出射面22的垂线和光L1的行进方向的面内，将包含光的电矢量的振动方向的直线偏振光成分定义为p偏振光成分，将与电矢量的振动方向正交的直线偏振光成分定义为s偏振光成分。即，在图3中，标注于光L1的粗实线的两个箭头表示p偏振光成分的电矢量的振动方向，其中有黑圆的圆标记表示s偏振光成分的电矢量的振动方向。

另外，如图2例示，从光源30射出后入射到导光板20的光L也包含行进方向不与y轴方向平行的成分。但是，大部分的光从导光板的接近地配置有光源30的光源光入射面21朝向与光源光入射面21相对的端面的方向行进。即，本说明书中的在导光板20中引导的光的主要的行进方向是与导光板20的光源光入射面21正交的方向(y轴方向)。

图4是用于说明导光板的光提取构造的形状的示意侧剖视图，表示在与图1所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与在导光板20中引导的光的主要的行进方向平行的截面看到的截面构成及在该截面的进深方向上能看到的构成。

在实施例1中，作为光提取构造23的一例，举出V字型的构造。作为设于导光板20的背面的光提取构造23，例如，如图4所示，可以使用由两个倾斜面构成的V字型的构造。构成光提取构造23的V字型构造的棱线沿方位角θ为大致0度的方向延伸。另外，位于相邻的两个光提取构造23之间的区域24是与导光板20的面状光出射面22所成的平面大致平行的平坦面。此时，光源30配置于导光板20的左手侧，两个倾斜面中的接近光源30的倾斜面的角度η1和远离光源30的倾斜面的角度η2不同，且角度η1较大。另外，倾斜面的角度η1、η2分别是相对于与导光板20的面状光出射面平行的面的倾斜角度。

实施例1的照明装置100的导光板20构成为：使从导光板20的面状光出射面22射出的光的量的指标值(例如亮度、光度)为最大值的方向在方位角θ为大致90度的方位上为相对于导光板20的面状光出射面22的垂线方向偏离的方向。在此，将从导光板20的面状光出射面22射出的光的射出角度α定义为相对于导光板20的面状光出射面22的垂线的角度。另外，在导光板20内行进的光的行进角度β也同样，定义为相对于导光板20的面状光出射面22的垂线的角度。

在本发明的照明装置中，从导光板20的面状光出射面22射出的光的指标值在方位角θ为大致90度、射出角度α为从65度到85度的方向上为最大值。这样的导光板20例如通过使构成光提取构造23的倾斜面的角度η2为0.5度到15度左右能实现。另一方面，构成光提取构造23的倾斜面的角度η1选择在导光板20中引导的光的损失变小那样的角度即可，具体而言，从20度到90度的范围内选择适当的角度即可。

另外，光提取构造23的排列间距P、构造的大小(高度)h规定为使从导光板20射出的光在面状光出射面22的面内大致均匀即可。例如，间距P从几十μm到几百μm的范围内选择，高度h从几μm到几百μm的范围内选择是现实的，也可以根据导光板20的位置使它们适当地变化。

在从导光板20射出的光中的、亮度或光度为最大值的光的射出角度α相对于导光板20的面状光出射面22的垂线(法线)方向倾斜的情况下，以该射出角度α射出的光的p偏振光成分的比例变大。这样，在向相对于导光板20的面状光出射面22的垂线方向倾斜的方向射出的光L1中p偏振光成分多于s偏振光成分是由于，光在导光板20的面状光出射面22和空气层的界面折射时的透过率因p偏振光和s偏振光不同引起的，通常是公知的。另外，如前所述，从导光板20射出的光L1的亮度、光度为最大值是光L1的行进方向的方位角θ为90度的情况，以下着眼于沿该方向行进的光，没有特别说明的情况下，在包含导光板20的面状光出射面22的垂线(法线)和方位角θ为90度的方向(y轴方向)的平面内，将具有电矢量的振动方向的直线偏振光称作p偏振光，将与电矢量的振动方向正交的直线偏振光称作s偏振光。

在此，使一边使检偏振器(偏振片)旋转一边通过检偏振器测量从导光板20、棱镜片50等射出的光的亮度时的最大亮度为Imax、最小亮度为Imin时，偏振度ρ以下述数学式1表示。

ρ＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)...(数学式1)

另外，在本说明书中，如前所述，使检偏振器的吸收轴和p偏振光彼此正交时的亮度为Ipmax，使检偏振器的吸收轴和p偏振光彼此平行时的光的亮度为Ipmin，相对于p偏振光的偏振度(p偏振光的偏振度)ρp以下述数学式2定义。

ρp＝(Ipmax-Ipmin)/(Ipmax+Ipmin)...(数学式2)

例如，在聚碳酸酯为材料、η2为约2°的导光板20中，射出的光的亮度为最大值的角度α＝74°，该角度的相对于p偏振光的偏振度ρp＝10％左右，能实现射出p偏振光成分的比例较高的光的导光板。

下面，详细说明本发明的棱镜片50的构造。图5是表示本发明的实施例1的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图。另外，图5表示在与图1所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与在导光板20中引导的光的主要的行进方向平行的截面中看到的截面构成。

如图5例示，在考虑生产率等工业上的有用性时，棱镜片50使用将具有面状光入射面53的透明的薄膜作为基材52、在基材52的表面以列状形成棱镜51而成的片。但是，本发明限定棱镜的截面形状，并不限定其构造、制法。例如也可以做成为基材部分和棱镜部分为不可分的一体成型。

在使用将透明的薄膜作为基材52、在基材52的表面以列状形成棱镜51而成的片作为棱镜片50时，基材52及棱镜51期望使用通过棱镜片50的光的p偏振光成分不产生相位差的透明体。这是为了抑制从导光板20射出后通过棱镜片50的p偏振光产生变化而导致p偏振光成分损失、从棱镜片50射出p偏振光成分的比例更大的光。

基材52可以使用例如三醋酸纤维素薄膜、无延伸的聚碳酸酯薄膜等至少面内的折射率各向异性几乎没有的光学上等方的透明体。另外，基材52也可以使用例如通过使由聚碳酸酯系树脂、聚烯烃系树脂等构成的薄膜沿一方向延伸而在面内具有折射率的单轴各向异性的透明体。另外，在使用具有折射率的单轴各向异性的透明体作为基材52的情况下，为了避免通过棱镜片50的p偏振光产生相位差，在配置棱镜片50时，基材52的延迟轴的方向为方位角θ为0度的方向或90度的方向很重要。

另外，作为基材52，使用比较便宜且容易处理的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜在工业上极其有用。但是，PET薄膜由于具有双轴各向异性，因此，在使用PET薄膜作为基材52的情况下，为了避免通过棱镜片50的p偏振光产生相位差，需要特别考虑。在使用双轴各向异性的透明体作为基材52的情况下，通过其延迟轴为方位角θ为0度或90度，能防止朝方位角θ为90度的方向行进的p偏振光产生相位差而导致p偏振光成分减少。另外，通过使延迟轴的方位角θ为0度，在包含方位角90度的更宽的方位角的范围内p偏振光产生的相位差减小，因此，具有能抑制在更宽的角度范围内p偏振光的损失的效果。

但是，在使用透明体作为棱镜片50的基材52的情况下，考虑从导光板20射出的光的角度分布时，作为通过棱镜片50的光应特别研究的角度范围是方位角θ为0度±15度、入射角度α为60度到85度的范围。因此，在使用PET薄膜这样的双轴各向异性的透明体作为棱镜片50的基材52的情况下，期望其延迟轴的方位角为0度或90度、即延迟轴的方向与棱镜51的棱线方向平行或正交。另外，若如上所述地延迟轴的方位角为0度，则能使更多的p偏振光从棱镜片50射出，因此，更期望透明体(基材52)的延迟轴的方向与棱镜51的棱线方向平行。另外，为了获得更高的效果，期望棱镜51的棱线方向和基材52的延迟轴的方向与上述的条件一致，但考虑实际的制品产生偏差而角度偏离，该情况下若是±5度左右的变动能容许。

这样，在使用双轴各向异性的透明体作为棱镜片50的基材52的情况下，延迟轴的方位角为0度时和为90度时的效果产生较大差异，在使用单轴各向异性的透明体作为基材52的情况下，即使延迟轴的方位角为90度，也与为0度时同样地能抑制p偏振光的损失，两者形成鲜明对比。

图6是表示棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图，扩大表示图5所示的棱镜片50的棱镜51的部分。在此，本发明的照明装置100的棱镜片50的特征在于：关于构成形成在棱镜片50的表面侧的棱镜列的棱镜的截面形状，从棱镜的棱线RL看相对远离光源一侧的倾斜面即远位面DS至少由两种倾斜角度构成。更期望，棱镜的截面形状是，从棱镜的棱线RL看相对接近上述光源一侧的倾斜面即近位面PS的倾斜角度与远位面DS的倾斜角度中的某一个倾斜角度大致一致。

实施例1通过组合两种该构造的棱镜列来实现。具体而言，以并置棱镜的截面形状为底角不同的两种等腰三角形的形状来实现。

实施例1的棱镜片50的棱镜51具有两个棱线RL1和棱线RL2，从各个棱线看，相对远离光源30一侧的远位面DS1及远位面DS2的倾斜角度φ1及φ3彼此不同。在从导光板射出的光中的亮度或光度为最大的角度的光入射到棱镜片时，构成棱镜51的截面形状的远位面DS1和远位面DS2均具有使该光向正面或其附近的方向(+z方向)折射的功能，具有用于实现此功能的倾斜角度。

另一方面，从构成棱镜51的两个棱线RL1和棱线RL2看，相对接近光源30一侧的近位面PS1及近位面PS2的倾斜角度φ2及φ4分别与倾斜角度φ1及φ3大致相等或与倾斜角φ1或φ3的其中一方大致相等的角度。

下面，参照图7说明实施例1的棱镜片50的作用。图7是表示棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图。从导光板20射出、入射到棱镜片50的光L1的大部分入射到棱镜的远位面DS1及远位面DS2。入射到远位面DS1及远位面DS2的光在与空气的界面折射，朝向正面或其附近的方向(图中+z轴方向)。

此时，通过远位面DS1的光L11和通过远位面DS2的光L12由于各远位面的倾斜角度不同，因此即使是通过棱镜片50之后向相同方向行进的光，若通过的倾斜面不同，则在棱镜的折射角度不同。在此，在棱镜折射的光由于构成棱镜的透明材料的折射率的波长依赖性(波长分散)，波长(颜色)根据折射角度而不同。因此，不同的折射角度的光混合时，折射时产生的颜色的变化被平均化，能获得抑制由观察的方向引起的颜色的变化的效果。

另外，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度的差Δφ(＝|φ1-φ3|)存在最佳的范围。在倾斜角度的差Δφ较小的情况下，入射到棱镜片的光在远位面DS1折射的方向和在远位面DS2折射的方向的差变小。即，在倾斜角度不同的两个远位面折射的光的折射角度的差变小，因此，通过混合不同的折射角度的光而获得的颜色变化的抑制效果变小。

严格来讲，依赖于构成棱镜的透明材料的折射率的绝对值、波长分散，但一般在倾斜角度的差Δφ小于4°的情况下，能明确地认识到改变了观察的方向时的颜色的变化。因此，倾斜角度的差Δφ至少需要为4°以上。从抑制颜色的变化的观点出发，期望倾斜角度的差Δφ为5°以上。

另一方面，在倾斜角度的差Δφ较大的情况下，从导光板射出的光中的沿亮度或光度为最大的角度行进的光入射到棱镜片后在远位面DS1折射的方向和在远位面DS2折射的方向的差异变大。即，通过棱镜片的光较大扩展，正面方向或其附近的方向的亮度降低。特别是在倾斜角度的差Δφ大于20°的情况下，亮度为极大值的角度产生两个，正面方向或其附近的方向的亮度显著降低。

因此，虽然严格来讲依赖于构成棱镜的透明材料的折射率、波长分散，但倾斜角度的差Δφ需要为20°以下。从提高正面方向或其附近的方向的亮度的观点出发，期望倾斜角度的差Δφ为15°以下。

综上，关于构成棱镜片50的棱镜51的截面形状，倾斜角度的差Δφ需要满足以下的关系。

4°≤Δφ≤20°

为了抑制由观察的方向的不同引起的颜色的变化和提高正面方向或其附近的方向的亮度，更期望倾斜角度的差Δφ满足以下的关系。

5°≤Δφ≤15°

另一方面，使从棱镜的棱线RL1及RL2看相对接近光源一侧的近位面PS1及PS2的倾斜角度φ2及φ4与远位面DS1及DS2中的其中一方的倾斜角度大致一致。这是为了在将本照明装置作为显示装置的背光源使用的情况下提高正面方向的亮度。

在显示装置中，从背光源射出的光的一部分被显示面板的布线等反射而返回背光源侧。另外，在背光源和显示面板之间根据需要设置反射型偏振片的情况下，特别是除了显示面板的反射之外，在反射型偏振片的作用下更多的光反射而返回背光源侧。返回背光源侧的光在背光源反射后再次朝向显示面板被再利用而有助于显示装置的亮度。

此时，背光源的反射率、特别是朝向正面方向、其附近的方向反射的光越大，显示装置的正面方向、其附近的方向的亮度越高。背光源的正面方向的反射率与配置于接近显示面板的位置的棱镜片的棱镜的形状有关。具体而言，通过将棱镜的截面形状做成为使从棱镜的棱线RL看相对接近光源一侧的近位面PS的角度与相对远离光源一侧的远位面DS的倾斜角度为相同的值(但是，倾斜的方向是反方向)来提高背光源的正面方向的反射率。即，期望为，在假定从棱镜的棱线RL向面状光出射面22引的垂线时，棱镜的截面形状为近位面PS的倾斜角度和远位面DS的倾斜角度相对于该线成对称的关系。

在实施例1中，从棱镜的棱线RL1及RL2看分别相对接近光源一侧的近位面PS1及PS2的倾斜角度φ2及φ4与相对远离光源一侧的远位面DS1及DS2的倾斜角度φ1及φ3分别大致相等。在该情况下，如图7例示，例如从棱镜片50的光射出方向(+z轴方向)侧入射到近位面PS1的光LR1被棱镜片50的背面(导光板侧的面)等反射后再次返回棱镜51时，该光的一部分入射到远位面DS1，朝向光射出方向(+z轴方向)。因此，提高了朝向照明装置100的正面或其附近的方向的光的反射率。

在这样地将反射率较高的照明装置作为背光源使用的液晶显示装置中，由液晶显示面板或反射型偏振片反射后返回背光源侧的光再次向正面或其附近的方向反射而被再利用，从而能获得能实现在正面或其附近的方向上亮度更高的液晶显示装置的效果。

另外，在实施例1的棱镜片50的情况下，通过棱镜片50的光在棱镜片的背面及表面的两个部位在与空气的界面折射。该折射的p偏振光成分的透过率高于s偏振光成分的透过率，因此，通过棱镜片的光中的p偏振光成分的光量较多。因此，能获得规定的直线偏振光成分(p偏振光成分)的光量较大的照明光。

另外，棱镜列的间距(整体的宽度W1)及棱镜51的高度h1为几十μm左右是实用的。棱镜51的具体的尺寸及倾斜角度根据构成棱镜片50的基材52、棱镜51的透明体的折射率通过运用光学模拟等进行选择即可。

例举棱镜51的尺寸及倾斜角度的一例，如以下所述。首先，棱镜51的整体的宽度W1为35μm，高度h1为约36.7μm，远位面DS1及近位面PS1的倾斜角度φ1及倾斜角度φ2为69.1°，远位面DS2及近位面PS2的倾斜角度φ3及倾斜角度φ4为64°。在该情况下，倾斜角度的差Δφ为5.1°，满足上述的条件。另外，与远位面DS1相对应的xy平面内的宽度(y轴、即向面状光入射面投影的宽度)W2为28μm，与远位面DS2相对应的xy平面内的宽度(y轴、即向面状光入射面投影的宽度)W3为7μm。另外，远位面DS2及近位面PS2的高度(向z轴投影的高度)h2为约7.18μm。

另外，远位面DS1与远位面DS2的比例相当于与各远位面相对应的宽度W2和W3之比。在本实施例中，W2∶W3＝4∶1(W3的比例为20％)。增加W2的比例时，正面或其附近的方向的亮度变高，但改变观察的方向时的颜色的变化变大。另一方面，减小W2的比例时，改变观察的方向时的颜色的变化变小，但正面或其附近的方向的亮度变低。即，改变观察的方向时的颜色的变化和正面或其附近的方向的亮度相对于远位面DS1和远位面DS2的比例处于折衷的关系。因此，远位面DS1和远位面DS2的比例根据应用本发明的制品所要求的性能和构成棱镜片50的基材52、棱镜51的透明体的折射率、波长分散，通过运用光学模拟等选择最合适的条件即可。

具体而言，在从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面由两个不同的倾斜角度构成的情况下，若一方的远位面所占的比例为10～30％，则能保持抑制改变观察的方向时的颜色的变化和提高正面或其附近的方向的亮度的平衡。更期望，通过使一方的远位面所占的比例为20～25％，能以更高水平使抑制改变观察的方向时的颜色的变化和提高正面或其附近的方向的亮度同时成立。

在棱镜51的形状为如上所述的情况下，棱镜片50的折射率为1.6时，从上述的导光板20(射出光的亮度为最大的角度为约78°)射出的光通过棱镜片50时受棱镜片50的作用向正面或其附近的方向折射，亮度为最大值的角度为10°以下的正面或其附近的方向。

从导光板20射出后入射到棱镜片50的光的大部分入射到远位面DS1及远位面DS2。远位面DS1及远位面DS2的倾斜角度有5度左右的不同。因此，通过棱镜片50后向相同方向行进的光为在棱镜以不同的折射角度折射的光混合后的光。在该情况下，由构成棱镜片50的透明体的折射率的波长依赖性引起的光折射时产生的颜色的变化的一部分被平均化，因此，能抑制改变观察的方向时的颜色的变化。

另外，如上所述，棱镜片50期望使用透明且光学等方的透明体或相对于通过的p偏振光不产生有害的相位差的透明体。这是为了抑制从导光板20射出后通过棱镜片50的p偏振光产生变化而导致p偏振光成分损失、从棱镜片50射出p偏振光成分的比例较大的光。在该情况下，也有助于从导光板20射出的光中的p偏振光成分较多，在通过棱镜片50后的光中，p偏振光的偏振度ρp为约30％时，能获得高偏振度的照明光。

另外，在本发明的照明装置100中，如图1、图5所示，也可以在从导光板20看到的棱镜片50上根据需要配置扩散片60。扩散片60通过将棱镜片50射出的光扩散而具有扩展射出角度的分布或提高亮度的面内均匀性的功能。作为扩散片60，例如可以使用在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)等的透明的高分子薄膜的表面形成凹凸的片、在高分子薄膜的表面形成在透明介质中混合折射率与该透明介质不同的透光性的微粒子而成的扩散层而成的片、在板或薄膜内部混入气泡而使其具有扩散性的片、在丙烯树脂等的透明构件中分散白色颜料而成的片等。另外，棱镜片50的棱镜形成面容易受伤，因此，扩散片60也可以起到棱镜片50的保护层的功能。

另外，在使用PET薄膜、PC薄膜等具有光学各向异性的薄膜作为扩散片60的情况下，为了实现规定的直线偏振光成分的光量较大的照明光，通过使其延迟轴的方向为方位角θ为0度或90度的方向，维持棱镜片50射出的p偏振光的状态是很重要的。

另外，扩散片60也可以通过在表面形成微透镜来改变通过扩散片60的光的指向性。另外，扩散片60也可以通过在其表面形成微细的构造而利用衍射效果来改变通过扩散片60的光的指向性。

[实施例2]

图8是表示构成本发明的实施例2的照明装置200的主要部分的概略构成的示意立体图。在实施例1中举出的照明装置100中，使用1张棱镜片，而在实施例2的构成中，对于使用两张棱镜片的例子进行说明。另外，也对改变导光板的构造的一部分的例子进行说明。另外，其它的构成基本与实施例1相同，因此省略详细的说明。另外，在以后的说明中，也使用在实施例1的说明(图1、图2中)中使用的坐标系、方位角、极角。即，图8所示的xyz坐标系的x轴方向、y轴方向及z轴方向分别是与图1所示的xyz坐标系的x轴方向、y轴方向及z轴方向相同的方向。

如图8所示，实施例2的照明装置200具有导光板220、多个光源30、反射片40、棱镜片250及棱镜片70，根据需要也可以具有扩散片60。

配置于导光板220的面状光出射面侧的棱镜片250及棱镜片70是具有能改变从导光板220的面状光出射面(区域AR)射出的光的行进方向的功能的光学片。棱镜片250及棱镜片70都具有由多个棱镜构成的棱镜列。如图8所示，构成棱镜片250的棱镜的棱线的方向沿与导光板220的接近地配置有光源30的光源光入射面221的长度方向平行的方向延伸。即，棱镜的棱线方向与x轴大致平行。另一方面，配置于棱镜片250和导光板220之间的棱镜片70的棱镜的棱线的方向沿与棱镜片250的棱镜的棱线方向正交的方向延伸。即，棱镜片70的棱镜的棱线的方向沿与导光板220的接近地配置有光源30的光源光入射面221的长度方向正交的方向(y轴方向)延伸。

棱镜片70使用棱镜的截面形状为顶角90°、底角45°的等腰三角形的棱镜。棱镜片70是广泛使用的，省略说明。棱镜片250在本发明中是最重要的构件，其详细后述。

如在上述的实施例中说明的那样，导光板220具有一边引导从光源30射出、从一方的光源光入射面221入射的光L一边将其一部分从面状光出射面222射出而将光L变换为面状的功能。导光板220由相对于可见光透明的大致矩形的板状构件构成，且具有使从光源光入射面221入射后在导光板220中引导的光L从面状光出射面222射出的光提取构造223。

在实施例2中，作为光提取构造223的一例，如图9所示，举出设于导光板220的面状光出射面222的V字型的构造。图9是用于说明导光板的光提取构造223的形状的示意侧剖视图。另外，图9表示在与图8所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与在导光板220中引导的光的主要的行进方向平行的截面看到的截面构成。构成光提取构造223的V字型构造的棱线沿方位角θ为大致0度的方向延伸。另外，位于相邻的两个光提取构造223之间的区域224是与导光板220的面状光出射面222所成的平面大致平行的平坦面。

此时，光源30配置于导光板220的左手侧，两个倾斜面中的接近光源30的倾斜面的角度η3和远离光源30的倾斜面的角度η4不同，且角度η3较大。另外，倾斜面的角度η3、η4分别是相对于与导光板220的面状光出射面所成的平面平行的面的倾斜角度。

实施例2的照明装置200的导光板220构成为：从导光板220的面状光出射面222侧射出的光的量的指标值(例如亮度、光度)为最大值的方向在方位角θ为大致90度的方位上为相对于导光板220的面状光出射面222的垂线方向偏离的方向。

在本发明的照明装置中，从导光板220的面状光出射面222射出的光的指标值构成为方位角θ为大致90度、射出角度α在从65度到85度的方向上为最大值。这样的导光板220例如能通过使构成光提取构造223的倾斜面的角度η4为0.5度到15度左右来实现。另一方面，构成光提取构造223的倾斜面的角度η3选择在导光板220中引导的光的损失变小这样的角度即可，具体而言，从20度到90度的范围内选择适当的角度即可。

例如，在使用聚碳酸酯作为导光板220的材料的情况下，通过使η4为约5°、使η3为约40°，能从导光板220高效率地提取光。另外，光提取构造223的排列间距P、构造的大小(高度)h规定为使从导光板220射出的光在面状光出射面222的面内大致均匀即可。例如，间距P从几十μm到几百μm的范围内选择、高度h从几μm到几百μm的范围内选择是现实的，也可以根据导光板220的位置使它们适当地变化。

下面，详细说明本发明的棱镜片250的构造。图10是表示本发明的实施例2的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图，表示在与图8所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与在导光板220中引导的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的截面中看到的截面构成。

棱镜片250以与实施例1中说明的棱镜片50基本相同的思想构成。但是，在实施例2中，在棱镜片250与导光板220之间配置有由基材72和基材72上的棱镜71构成的另外的棱镜片70，入射到棱镜片250的光的状态与实施例1不同。即，在实施例1中，以射出角度α从导光板220射出的光L以角度α入射到棱镜片250，但在实施例2中，以射出角度α从导光板220射出的光L受到棱镜片70的作用以小于角度α的角度γ入射到棱镜片250。因此，在实施例2的棱镜片250中，使该棱镜的截面形状发生变化。

如图10例示，在考虑生产率等工业上的有用性时，实施例2的棱镜片250使用将其背面为面状光入射面253的透明的薄膜作为基材252、在基材52的表面以列状形成棱镜251而成的片是现实的。但是，本发明限定棱镜的截面形状，并不限定其构造、制法。例如也可以做成基材部分和棱镜部分不可分的一体成型。

另外，在使用将透明的薄膜作为基材252、在基材252的表面以列状形成棱镜251而成的片作为棱镜片250时，在实施例1的棱镜片50中，为了维持并有效利用从导光板20射出的p偏振光成分的比例较大的光的偏振状态，期望基材252使用p偏振光成分不产生相位差的透明体。相对于此，在实施例2的棱镜片250中，也可以使用通过棱镜片250的光的偏振状态发生变化那样的透明体作为基材252。

这是由于：在实施例2的照明装置100中，在棱镜片250与导光板220之间配置有棱镜片70，从导光板220射出的光的偏振状态根据棱镜片70变化，不能特别维持。

图11是表示棱镜片的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图，扩大表示图10所示的棱镜片250的棱镜251的部分。在此，本发明的照明装置的棱镜片的特征在于：构成在其表面侧形成的棱镜列的棱镜的截面形状为，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面至少由两种倾斜角度构成。因此，本实施例的棱镜片250也具有该特征。

但是，在实施例2中，不是如实施例1那样并置两个截面形状为三角形的构造，而是利用两个三角形的一部分彼此重合的截面形状实现上述的特征。

另外，在本发明的照明装置200的棱镜片中，更期望棱镜的截面形状的特征在于，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的倾斜面的倾斜角度与远离光源一侧的两个倾斜面中的其中一方的倾斜角度大致一致。关于该特征，在本实施例中，为了使从照明装置200射出的光的正面或其附近的方向的亮度的高度优先于照明装置的反射率的高度，而不采用。这是由于：在使从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的倾斜面的倾斜角度与远离光源一侧的倾斜面一致的情况下，根据导光板220、棱镜片70的状况，入射到棱镜片250的光的一部分也入射到相对接近光源一侧的倾斜面，通过折射或反射向正面或其附近的方向以外散逸，结果正面或其附近的方向的亮度降低。

因此，在实施例2中，特别是相对接近光源一侧的倾斜面的倾斜角度大于远离光源一侧的倾斜面的倾斜角度。在该情况下，入射到棱镜片250的光低于入射到相对接近光源一侧的倾斜面的比例，能提高正面或其附近的方向的亮度。

实施例2的棱镜片250的棱镜251具有两个棱线、棱线RL1和棱线RL2，从各个棱线看相对远离光源30一侧的远位面DS1及倾斜面DS2的倾斜角度φ1及φ3彼此不同。

在从导光板射出的光中的亮度或光度为最大的角度的光入射到棱镜片时，构成棱镜251的截面形状的远位面DS1和远位面DS2均具有使该光向正面或其附近的方向(+z方向)折射的功能，具有用于实现该功能的倾斜角度。

另一方面，从构成棱镜251的两个棱线RL1和棱线RL2看相对接近光源30一侧的近位面PS1及近位面PS2的倾斜角度φ2及φ4为大于倾斜角度φ1及φ3的任一个的角度。即，满足φ2＞φ1、φ2＞φ3、φ4＞φ1、φ4＞φ3的关系。该角度是从导光板220射出、通过棱镜片70的光中的亮度或光度为最大的角度的光入射到棱镜片250时不直接入射的倾斜角度。

下面，说明棱镜片250的作用。从导光板220射出、通过棱镜片70后入射到棱镜片250的光的大部分不入射到近位面PS1及PS2，而入射到远位面DS1及远位面DS2。入射到远位面DS1及远位面DS2的光在与空气的界面折射，朝向正面或其附近的方向(图中+z轴方向)。

此时，通过远位面DS1的光和通过远位面DS2的光由于各倾斜面的倾斜角度不同，因此，即使是通过棱镜片250后向相同方向行进的光，若通过的倾斜面不同，则在棱镜的折射角度也不同。因此，能获得抑制由观察的方向引起的颜色的变化的效果。

另外，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的倾斜面的倾斜角度的差Δφ(＝|φ1-φ3|)存在最佳范围。该条件与实施例1相同。即，构成棱镜片250的棱镜251的截面形状的倾斜角度的差Δφ需要满足以下的关系。

4°≤Δφ≤20°

另外，为了抑制由观察的方向的不同引起的颜色的变化和提高正面方向或其附近的方向的亮度，更期望倾斜角度的差Δφ满足以下的关系。

5°≤Δφ≤15°

另一方面，从构成棱镜251的两个棱线RL1和棱线RL2看相对接近光源30一侧的近位面PS1及近位面PS2的倾斜角度φ2及φ4は为大于倾斜角度φ1及φ3的任一个的角度。即，满足φ2＞φ1、φ2＞φ3、φ4＞φ1、φ4＞φ3的关系。由此，提高了从照明装置射出的光自身的亮度。

另外，在实施例2的棱镜片250中，通过棱镜片250的光在棱镜片的背面及表面的两个部位在与空气的界面折射。该折射的p偏振光成分的透过率高于s偏振光成分的透过率，因此，通过棱镜片的光的p偏振光成分的光量变多。因此，能获得规定的直线偏振光成分(p偏振光成分)的光量较大的照明光。

另外，棱镜列的间距(整体的宽度W1)及棱镜251的高度h1是几十μm左右是实用的。棱镜251的具体的尺寸及倾斜角度根据构成棱镜片250的基材252、棱镜251的透明体的折射率运用光学模拟等进行选择即可。

举棱镜251的尺寸及倾斜角度的一例，如以下所述。首先，棱镜251的整体的宽度W1为35μm，高度h1为约26.7μm，远位面DS1的倾斜角度φ1为57.7°，近位面PS1的倾斜角度φ2为69.1°，远位面DS2的倾斜角度φ3为47.6°，近位面PS2的倾斜角度φ4为69.1°。在该情况下，倾斜角度的差Δφ为10.1°，满足上述的条件。另外，与远位面DS1相对应的xy平面内的宽度(向y轴投影的宽度)W2为16.9μm，与远位面DS2相对应的xy平面内的宽度(向y轴投影的宽度)W3为5.6μm。另外，近位面PS2的高度(向z轴投影的高度)h2为13.9μm。

另外，远位面DS1和远位面DS2的比例相当于包含各倾斜面的W2和W3之比。在本实施例中，W2∶W3＝约3∶1(全远位面向y轴投影的宽度的W3的比例为约25％)。在增加W2的比例时，正面或其附近的方向的亮度变高，但改变观察的方向时的颜色的变化变大。另一方面，在减小W2的比例时，改变观察的方向时的颜色的变化减小，但正面或其附近的方向的亮度变低。即，改变观察的方向时的颜色的变化和正面或其附近的方向的亮度相对于远位面DS1和远位面DS2的比例处于折衷的关系。因此，远位面DS1和远位面DS2的比例根据应用本发明的制品所要求的性能和构成棱镜片250的基材252、棱镜251的透明体的折射率、波长分散运用光学模拟等选择最佳的条件即可。

具体而言，在从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的倾斜面由两个不同的倾斜角度构成的情况下，若一方的倾斜面所占的比例为10～30％，则能确保抑制改变观察的方向时的颜色的变化和提高正面或其附近的方向的亮度的平衡。更期望，通过使一方的倾斜面所占的比例为20～25％，能以更高的水平使抑制改变观察的方向时的颜色的变化和提高正面或其附近的方向的亮度的高度同时成立。在棱镜251的形状为这样的情况下，在棱镜片250的折射率为1.6、棱镜片70的折射率为1.65时，通过棱镜片250后的光的亮度为最大值的角度为10°以下的正面或其附近的方向。

从导光板220射出后入射到棱镜片250的光的大部分入射到远位面DS1及远位面DS2。远位面DS1及远位面DS2的倾斜角度有10度左右的不同。因此，通过棱镜片250后向相同方向行进的光为在棱镜251以不同的折射角度折射的光混合而成的光。在该情况下，由构成棱镜片250的透明体的折射率的波长依赖性引起的光折射时产生的颜色的变化的一部分被平均化，因此，能抑制改变观察的方向时的颜色的变化。

另外，通过棱镜片250的光根据棱镜片250的表面及背面的折射时的反射率的偏振依赖性，在p偏振光的偏振度ρp为约20％时，能获得偏振度较高的照明光。

另外，作为与本实施例不同的设计思想，考虑正面或其附近的方向的亮度的高度和照明装置的反射率的高度同时成立时，构成棱镜片250的棱镜251的截面形状期望为，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的面(近位面)与面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，相对于多个远位面中的、向面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与上述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，二者之差在0°～10°的范围。在近位面的倾斜角度为该条件时，正面或其附近方向的亮度低于实施例2，但照明装置的反射率高于实施例2。在该情况下，照明装置单体的亮度变低，在作为显示面板使用其背面反射率较高的面板时，利用在显示面板的背面反射的光的循环效果作为显示装置整体能获得较高的亮度。

[实施例3]

图12是表示本发明的实施例3的照明装置的主要部分的概略构成的示意立体图。实施例3在实施例2的照明装置200中改变了棱镜片250的棱镜的截面形状。其它的构成基本与实施例2相同，因此省略详细的说明。如图12所示，实施例3的照明装置300具有导光板20、多个光源30、反射片40、棱镜片350及棱镜片70，根据需要也可以具有扩散片60。

配置于导光板20的面状光出射面侧的棱镜片350及棱镜片70是具有改变从导光板20的面状光出射面(区域AR)射出的光的行进方向的功能的光学片。棱镜片350及棱镜片70均具有由多个棱镜构成的棱镜列。如图12所示，构成棱镜片350的棱镜的棱线的方向沿与导光板20的接近地配置有光源30的光源光入射面21的长度方向平行的方向延伸。即，棱镜的棱线方向与x轴方向大致平行。另一方面，配置于棱镜片350和导光板20之间的棱镜片70的棱镜的棱线的方向沿与棱镜片350的棱镜的棱线方向正交的方向延伸。即，棱镜片70的棱镜的棱线的方向沿与导光板20的接近地配置有光源30的光源光入射面21的长度方向正交的方向(y轴方向)延伸。

棱镜片70使用棱镜的截面形状为顶角90°、底角45°的等腰三角形的棱镜。棱镜片70被广泛使用，省略说明。

下面，详细说明本发明的棱镜片350的构造。图13是表示本发明的实施例3的照明装置的棱镜片的概略构成的一例的示意剖视图，表示在与图12所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与在导光板20中引导的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的截面中看到截面构成。

棱镜片350以与实施例1中说明的棱镜片50基本相同的思想构成。但是，在实施例1中，以射出角度α从导光板20射出的光L以角度α入射到棱镜片50，而在实施例3中，以射出角度α从导光板20射出的光L受到棱镜片70的作用以小于角度α的角度γ入射到棱镜片350。因此，在实施例2的棱镜片350中，其棱镜的截面形状与实施例1不同。

如图13例示，考虑生产率等工业上的有用性时，实施例3的棱镜片350使用将具有面状光入射面353的透明的薄膜作为基材352、在基材352的表面以列状形成棱镜351而成的片是现实的。但是，本发明限定棱镜的截面形状，并不限定其构造、制法。例如也可以做成基材部分和棱镜部分不可分的一体成型。

图14是表示棱镜片350的棱镜的截面形状的一例的示意剖视图，放大表示图13所示的棱镜片350的棱镜351的部分。在此，本发明的照明装置的棱镜片的特征在于：构成在其表面侧形成的棱镜列的棱镜的截面形状为，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的倾斜面至少由两种倾斜角度构成。因此，本实施例的棱镜片350也具有该特征。

另外，在本发明的照明装置的棱镜片中，更期望棱镜的截面形状的特征在于，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的倾斜面的倾斜角度与远离光源一侧的倾斜面中的其中一个倾斜面的倾斜角度大致一致。在本实施例中也具有该特征。具体而言，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的倾斜面的倾斜角度都与相对远离光源一侧的倾斜面中的面积比例最大的倾斜面的倾斜角度一致。

这是为了提高照明装置的反射率。在使用本照明装置作为显示装置的背光源的情况下，若背光源的反射率变高，则提高了从显示面板侧向背光源侧返回的光被再利用的比例，能提高显示装置的正面方向的亮度。

照明装置(背光源)的正面方向的反射率与配置于接近显示面板的位置的棱镜片的棱镜的形状有关。基本上，通过使棱镜的截面形状为从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的倾斜面(近位面)的倾斜角度与相对远离光源一侧的倾斜面(远位面)的倾斜角度为相同的值(但是倾斜的方向相反)，能提高反射率。

即，在假定从棱镜的棱线向导光板的面状光出射面引的垂线时，棱镜的截面形状期望为相对于该线成对称的关系。

这是由于：在从棱镜片的表面侧(与导光板相反的一侧)入射的光在棱镜片的背面等反射后再次朝向棱镜片的表面侧的情况下，例如从棱镜的棱线看从相对接近光源一侧的面入射的光从相对远离光源一侧的面射出的情况下，容易发生递推反射。

在实施例3的棱镜片350中，通过使3个具有上述特征的棱镜351的截面形状的三角形的一部分彼此重叠那样的的形状来实现。因此，在实施例3中，棱镜具有多个棱线，具有多个倾斜面。在这样的情况下，从棱镜351的各棱线看相对接近光源一侧的近位面的倾斜角度均与相对远离光源一侧的远位面中的面积比率最高的远位面的倾斜角度一致，从而递推反射的比例变高，能提高照明装置的反射率。

在这样地将反射率较高的照明装置作为背光源使用的显示装置中，在显示面板或根据需要配置的反射型偏振片反射后向背光源侧返回的光再次向正面或其附近的方向反射而被再利用，从而能获得能实现在更正面或其附近的方向亮度更高的显示装置的效果。

实施例3的棱镜片350的棱镜351具有3个棱线、棱线RL1、棱线RL2及棱线RL3，从各个棱线看相对远离光源30一侧的远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3的倾斜角度φ1、φ3及φ5彼此不同。

在从导光板射出的光中的亮度或光度为最大的角度的光入射到棱镜片350时，构成棱镜351的截面形状的远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3均具有使该光向正面或其附近的方向(+z方向)折射的功能，具有用于实现该功能的倾斜角度。

另一方面，从构成棱镜351的3个棱线、棱线RL1、棱线RL2及棱线RL3看，相对接近光源30一侧的近位面PS1、近位面PS2及近位面PS3的倾斜角度φ2、φ4及φ6与倾斜角度φ1一致。即，满足φ2＝φφ4＝φ6＝φ1的关系。倾斜角度φ1是从棱镜351的各棱线看相对远离光源一侧的远位面中的面积比率最大的远位面DS1的倾斜角度。

下面，说明棱镜片350的作用。从导光板20射出、通过棱镜片70后入射到棱镜片350的光的大部分入射到远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3。入射到远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3的光在与空气的界面折射，朝向正面或其附近的方向(图中+z轴方向)。

此时，通过远位面DS1的光、通过远位面DS2的光及通过远位面DS3的光由于各远位面的倾斜角度不同，因此，即使是通过棱镜片350后向相同的方向行进的光，若通过的倾斜面不同，则在棱镜351的折射角度也不同。即，由于观察到折射角度不同的光被平均化的光，因此，能获得能抑制由观察的方向不同引起的颜色的变化的效果。

在实施例1及实施例2中，从棱镜的各棱线看相对远离光源一侧的远位面由两种倾斜角度构成，但在实施例3中，从棱镜的各棱线看相对远离光源一侧的远位面由3种倾斜角度构成。因此，在实施例3中，通过棱镜片350后向相同方向行进的光为经由了更多的折射角度的光被平均化后的光，因此，抑制由观察的方向不同引起的颜色的变化的效果进一步提高。

另外，在从导光板20射出的光存在依存于观察的方向变化的亮度的不均的情况下，在使用本发明的棱镜片350时，通过棱镜片350之后向相同方向行进的光为经由多个折射角度的光被平均化后的光，因此，能缓和亮度的不均。另外，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度的差存在最佳的范围。在此，在实施例3中，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度存在3种。在该情况下，考虑倾斜角度相近的两个倾斜角度的差Δφ13(＝|φ1-φ3|)及Δφ35(＝|φ3-φ5|)即可。该情况下，倾斜角度的差的最佳范围也与实施例1、实施例2相同。

即，关于构成棱镜片350的棱镜351的截面形状，需要使倾斜角度的差Δφ13及Δφ35满足以下的关系。

4°≤Δφ13≤20°，4°≤Δφ35≤20°

另外，为了抑制由观察的方向不同引起的颜色的变化和提高正面方向或其附近的方向的亮度，更期望倾斜角度的差Δφ满足以下的关系。

5°≤Δφ13≤15°，5°≤Δφ35≤15°

另一方面，从构成棱镜351的3个棱线RL1、棱线RL2及棱线RL3看相对接近光源30一侧的近位面PS1、近位面PS2及近位面PS3的倾斜角度φ2、φ4及φ6与倾斜角度φ1相等。即，满足φ2＝φ4＝φ6＝φ1的关系。由此，提高了照明装置的反射率。

另外，在实施例2的棱镜片350中，通过棱镜片350的光在棱镜片的背面及表面的两个部位在与空气的界面折射。该折射的p偏振光成分的透过率高于s偏振光成分的透过率，因此，通过棱镜片的光的p偏振光成分的光量变多。因此，能获得规定的直线偏振光成分(p偏振光成分)的光量较大的照明光。

另外，棱镜列的间距(整体的宽度W1)及棱镜351的高度h1是几十μm左右是实用的。棱镜351的具体的尺寸及倾斜角度根据构成棱镜片350的基材352、棱镜351的透明体的折射率运用光学模拟等选择即可。

举棱镜351的尺寸及倾斜角度的一例，如以下所述。首先，棱镜351的整体的宽度W1为35μm，高度h1为约16μm，远位面DS1的倾斜角度φ1、近位面PS1的倾斜角度φ2、近位面PS2的倾斜角度φ4及近位面PS3的倾斜角度φ6均为57.7°，远位面DS2的倾斜角度φ3为48°，远位面DS3的倾斜角度φ5为33°。在该情况下，倾斜角度的差Δφ13为9.7°，Δφ35为15°，满足上述的条件。另外，与远位面DS1相对应的xy平面内的宽度(向y轴投影的宽度)W2为8.75μm，与远位面DS2相对应的xy平面内的宽度(向y轴投影的宽度)W3为7.37μm，与远位面DS3相对应的xy平面内的宽度(向y轴投影的宽度)W4为3.52μm。另外，远位面DS1的高度(向z轴投影的高度)h2为13.8μm，近位面PS3的高度(向z轴投影的高度)h3为6.4μm。

另外，远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3的比例相当于包含各远位面的W2和W3和W4之比。在本实施例中，远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3所占的比例分别为44.6％、37.4％、18.0％，远位面DS1最大。因此，从棱镜的棱线看相对接近光源一侧的近位面的倾斜角度均与远位面DS1的倾斜角度一致。

在本实施例中，从导光板20射出、通过棱镜片70后入射到棱镜片350的光的大部分入射到远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3。远位面DS1、远位面DS2及远位面DS3的倾斜角度不同。因此，通过棱镜片350后向相同方向行进的光为在棱镜以不同的折射角度折射的光混合而成的光。因此，由构成棱镜片350的透明体的折射率的波长依赖性引起的光折射时产生的颜色的变化被平均化，能抑制改变观察的方向时的颜色的变化。

另外，在本实施例中，从构成棱镜351的3个棱线、棱线RL1、棱线RL2及棱线RL3看相对接近光源30一侧的近位面PS1、近位面PS2及近位面PS3的倾斜角度φ2、φ4及φ6与倾斜角度φ1一致。倾斜角度φ1是从棱镜的各棱线看相对远离光源一侧的远位面中的面积比率最大的远位面DS1的倾斜角度。

在该情况下，如上所述，能提高照明装置的反射率。在这样地将反射率较高的照明装置作为背光源使用的显示装置中，由显示面板或根据需要配置的反射型偏振片反射、向背光源侧返回的光再次向正面或其附近的方向反射而被再利用，从而能获得能实现在更正面或其附近的方向亮度更高的显示装置的效果。

另外，通过棱镜片350的光利用棱镜片350的表面及背面的折射时的反射率的偏振依赖性，能获得p偏振光成分较多的照明光。

另外，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度为4种以上时，难以提高正面方向的亮度。因此，从棱镜的棱线看相对远离光源一侧的远位面的倾斜角度期望为2或3种。

[实施例4]

图15及图16是用于说明本发明的实施例4的显示装置的概略构成的一例的示意图。

图15是表示本发明的实施例4的显示装置的截面构成的一例的示意剖视图。图16是表示从照明装置射出的光和液晶显示面板的偏振片的透过轴的关系的一例的示意俯视图。另外，图15表示在与图1、图8或图12所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与导光板20的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的截面看到的截面构成。

实施例1至实施例3举出的照明装置100、200及300为从该照明装置射出的面状光线中p偏振光成分较多的光。这样的照明装置例如适合作为使用液晶面板的显示装置即液晶显示装置的背光源使用。因此，在实施例4中，简单说明具有实施例1中举出的照明装置100的液晶显示装置的概略构成及作用效果。

例如，如图15所示，实施例4的液晶显示装置具有液晶显示面板80和照明装置100。此时，液晶显示面板80从照明装置100的光的射出方向、即导光板20看配置于棱镜片50的上方。

液晶显示面板80是通过控制液晶层的取向状态来调节入射的光的透过光量从而显示图像的显示面板，具有一对基板81、82、夹持在该一对基板81、82之间的液晶层83及夹着一对基板81、82和液晶层配置的一对偏振片84、85。实施例4的液晶显示装置的液晶显示面板80例如是具有以往的背光源的液晶显示装置所用的液晶显示面板的任一个即可。因此，在实施例4中，省略液晶显示面板80的构成、动作的详细的说明。

另外，照明装置可以使用上述实施例1至实施例3中举出的照明装置100、200及300的任一个。此时，从照明装置射出后入射到液晶显示面板80的光如前所述是p偏振光成分非常多的光。即，例如，如图16所示，从在本实施例中说明使用的照明装置100射出到液晶显示面板80侧的光是振动面OS的方向的方位角为90度、即与导光板20的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的直线偏振光成分较多的光。

此时，为了提高从照明装置100射出的光(背光源光)的利用效率，使液晶显示面板80所具有的一对偏振片84、85中的位于接近照明装置100的位置的偏振片84的透过轴AX1的方向与从照明装置100射出的光的振动面OS的方向大致平行即可。此时，偏振片84例如使吸收轴AX2的方向与照明装置100所具有的棱镜片50的棱镜51的棱线的方向(导光板20的配置有光源30的光源光入射面的长度方向)平行即可。

另一方面，位于远离照明装置100的位置的偏振片85例如使吸收轴AX3的方向与照明装置100所具有的棱镜片50的棱镜51的棱线的方向(偏振片84的吸收轴AX2的方向)正交。

另外，在图16所示的例子中，使偏振片85的吸收轴AX3与偏振片84的吸收轴AX2正交，但根据液晶显示面板80的像素的构成(显示模式)，并不限于此，当然也可以使偏振片85的吸收轴AX3与偏振片84的吸收轴AX2平行。

从照明装置100射出的光如上所述是在相对于照明装置100所具有的棱镜片50的棱镜51的棱线方向(图16的x轴方向)正交的方向(图16的y轴方向)上具有电矢量的振动面OS的直线偏振光(p偏振光)较多的光。因此，在液晶显示面板80中配置于照明装置100侧的偏振片84的吸收轴AX2与棱镜51的棱线方向平行时，能减小由偏振片84吸收后损失的光的量。即，在实施例4的液晶显示装置中，由于提高了液晶显示面板80相对于从照明装置100射出的光的透过率，因此，具有能提高背光源光的利用效率、能实现更清晰的图像显示显示的效果。另外，在实施例4的液晶显示装置中，由于提高了背光源光的利用效率，因此，例如在进行与以往的液晶显示装置相同的清晰度的图像显示的情况下，具有降低照明装置100(背光源)的功耗的效果。

另外，在图16所示的例子中，偏振片84的吸收轴AX2与端边平行，但根据液晶显示面板80的像素的构成，吸收轴AX2有时相对于偏振片84的端边倾斜。在该情况下，偏振片84的吸收轴AX2的方向与棱镜51的棱线方向(导光板20的光源光入射面21的长度方向)所成的角小于与和该棱线方向正交的方向所成的角即可。在液晶显示面板80中，在偏振片84的吸收轴AX2相对于端边倾斜的情况下，吸收轴AX2的方向与端边所成的角例如是5度到15度左右。因此，若满足上述的条件地配置，则提高了背光源光的利用效率。

[实施例5]

图17及图18是用于说明本发明的实施例5的液晶显示装置的概略构成的一例的示意图。图17是表示本发明的实施例5的液晶显示装置的截面构成的一例的示意剖视图。图18是表示从照明装置射出的光、液晶显示面板的偏振片的透过轴和反射型偏振片的透过轴的关系的一例的示意俯视图。

另外，图17表示在与图1或图8或图12所示的xyz坐标系的yz平面平行的截面、即与导光板20的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的截面中看到的截面构成。

另外，本实施例在实施例4中说明的液晶显示面板80中还配置了反射型偏振片86，根据需要还配置了扩散粘着层87。因此，对于与实施例4共通的部分省略详细的说明。

实施例5的液晶显示装置在液晶显示面板80的照明装置100侧具有反射型偏振片86。另外，根据需要在反射型偏振片86和构成液晶显示面板80的偏振片84之间具有扩散粘着层87。

扩散粘着层87例如可以通过在透明的粘着剂中分散折射率与粘着剂不同的微粒子来实现。扩散粘着层87是为了扩展从照明装置100射出的光的射出角度的分布或提高亮度分布的面内的均匀性而设置的。因此，在作为液晶显示装置具有扩散粘着层87的情况下，期望照明装置100不使用具有同样的功能的扩散片60。

反射型偏振片86具有使规定的直线偏振光成分反射、使与其正交的直线偏振光成分透过的功能。作为这样的反射型偏振片86，例如可以使用胆留醇型液晶和相位差薄膜的层叠体、层叠多层折射率各向异性不同的薄膜的薄膜或线栅偏振子。

反射型偏振片86是为了降低从照明装置100射出的光被液晶显示面板80所具有的一对偏振片84、85中的位于接近照明装置100的位置的偏振片84吸收而损失的光而配置的。

因此，如图18所示，使反射型偏振片86的透过轴AX4与偏振片84的透过轴AX1一致。换言之，使反射型偏振片86的反射轴AX5与偏振片84的吸收轴AX2一致。

在本实施例的显示装置中，作为照明装置，也可以使用实施例1至实施例3中举出的照明装置的任一个。此时，从照明装置射出后入射到液晶显示面板80的光如前所述是p偏振光成分非常多的光。即，从本实施例中说明所用的照明装置100射出到液晶显示面板80侧的光如图18所示是振动面OS的方向的方位角为90度、即与导光板20的光的主要的行进方向(y轴方向)平行的直线偏振光成分较多的光。

此时，为了提高从照明装置100射出的光(背光源光)的利用效率，液晶显示面板80所具有的一对偏振片84、85中的位于接近照明装置100的位置的偏振片84的透过轴AX1和反射型偏振片86的透过轴AX4的方向均与从照明装置100射出的光的振动面OS的方向大致平行即可。

另外，在图18所示的例子中，使偏振片85的吸收轴AX3与偏振片84的吸收轴AX2正交，但根据液晶显示面板80的像素的构成(显示模式)，并不限定于此，当然也可以使偏振片85的吸收轴AX3与偏振片84的吸收轴AX2平行。

从照明装置100射出的光如上所述是在相对于照明装置100所具有的棱镜片50的棱镜51的棱线方向(图18的x轴方向)正交的方向(图18的y轴方向)上具有电矢量的振动面OS的直线偏振光(p偏振光)较多的光。因此，在液晶显示面板80中配置于照明装置100侧的偏振片84的吸收轴AX2及反射型偏振片86的反射轴AX5与棱镜51的棱线方向平行时，能减小被偏振片84吸收而损失的光的量。

另外，从照明装置100射出的光中的被偏振片84吸收的偏振成分在被偏振片84吸收之前被反射型偏振片86反射，返回到照明装置100。

返回到照明装置100的光被照明装置100反射后再次朝向液晶显示面板80的方向。此时，由照明装置100反射的光的偏振状态发生变化，其一部分透过反射型偏振片86及偏振片84而被作为显示光有效利用。

特别是在实施例1、实施例3中说明的照明装置中，通过设计构成棱镜片50或棱镜片350的棱镜的截面形状，能提高照明装置的正面方向的反射率。在该情况下，被反射型偏振片86反射后向照明装置侧返回的光再次以高效率向正面或其附近的方向反射而能再利用。因此，能获得能实现在正面或其附近的方向亮度更高的液晶显示装置的效果。

另外，为了提高从液晶显示面板80侧向照明装置侧的光的正面方向的反射率，期望在液晶显示面板80和配置于照明装置的最表面的棱镜片50之间设置用于扩散光的构件。即，期望在设于液晶显示面板80的背面的反射型偏振片86和照明装置的棱镜片50之间设置任意的光扩散性的构件。

在本实施例中，用于提高从照明装置100射出的光的亮度的均匀性的光扩散性的构件通过设于偏振片84和反射型偏振片86之间的扩散粘着层87来实现。因此，能提高由反射型偏振片86反射的光返回到照明装置100时的、正面方向的反射率。

即，在实施例5的液晶显示装置中，若提高液晶显示面板80相对于从照明装置100射出的光的透过率，则提高了反射型偏振片86的作用效果。因此，具有能提高背光源光的利用效率、能实现更清晰的图像显示的效果。

换言之，在实施例5的液晶显示装置中，由于提高了背光源光的利用效率，因此，例如在进行与以往的液晶显示装置相同的清晰度的图像显示的情况下，具有降低照明装置100(背光源)的功耗的效果。

另外，在图18所示的例子中，偏振片84的吸收轴AX2与端边平行，但根据液晶显示面板80的像素的构成，吸收轴AX2有时相对于偏振片84的端边倾斜。在该情况下，偏振片84的吸收轴AX2的方向与棱镜51的棱线方向(导光板20的光源光入射面21的长度方向)所成的角小于与和该棱线方向正交的方向所成的角即可。在液晶显示面板80中偏振片84的吸收轴AX2相对于端边倾斜的情况下，吸收轴AX2的方向与端边所成的角例如是5度到15度左右。因此，若满足上述的条件地配置，则提高了背光源光的利用效率。

以上，基于上述实施例具体地说明了本发明，但本发明不限定于上述实施例，在不脱离其要旨的范围内，当然能进行各种变更。

另外，在上述实施例1至实施例3中，作为导光板20的构成例，举出了在所引导的光的主要的行进方向上的厚度大致均匀的平板状的基材上设置光提取构造23的构成。但是，导光板20的构成不限于此，所引导的光的主要的行进方向上的厚度也可以是随着远离光源30变薄的楔子状，当然也可以在导光板的面状光出射面即表面或背面设置与光提取构造不同的构造，例如在与所引导的光的主要的行进方向平行的方向上具有棱线的V字状或半圆状的构造的构成。

另外，在上述的实施方式中，利用本发明的照明装置的显示装置是液晶显示装置，但也可以是归纳MEMS(Micro Electro MechanicalSystems，微机电系统)快门显示装置等的照明装置的其它的显示装置。

此外，虽然说明了上述实施方式，但应理解到，本发明不限于此，可以在不脱离其宗旨的范围内基于本领域技术人员知识进行各种改良、修正以及变更方式实施。

Claims (16)

1.一种照明装置，其特征在于，该照明装置具有：

光源；

导光板，与所述光源相邻，具有供所述光源发出的光入射的光源光入射面及射出面状光的面状光出射面；

光学片，与所述导光板的所述面状光出射面相对地配置，具有供所述面状光入射的面状光入射面，通过使射出从所述面状光入射面入射的光的出光侧成为并置多个与所述光源光入射面平行地延伸的多个柱状的棱镜的形状，来改变从所述导光板射出的所述面状光的行进方向，

所述棱镜的每一个中，从棱镜的棱线看时相对远离所述光源一侧的面即远位面具有至少两种倾斜的角度。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜中，从棱镜的棱线看相对接近所述光源一侧的面即近位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的倾斜的角度，与所述多个远位面中的一个远位面同所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内的角度大致一致。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜中，从棱镜的棱线看相对接近所述光源一侧的面即近位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大于所述多个远位面中的任一远位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内的角度。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜中，从棱镜的棱线看相对接近所述光源一侧的面即近位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，相对于所述多个远位面中的、向所述面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度，前者比后者大0°～10°的范围。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述多个远位面的所述至少不同的两种倾斜的角度的差Δφ为4°≤Δφ≤20°。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述多个远位面的所述至少不同的两种倾斜的角度的差Δφ为5°≤Δφ≤15°。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜具有3个远位面，3个远位面具有不同的3种倾斜角，

所述3个远位面中的、倾斜角度接近的两个倾斜角度的差Δφ13及Δφ35为

4°≤Δφ13≤20°、且4°≤Δφ35≤20°。

8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜具有3个远位面，3个远位面具有不同的3种倾斜角，

所述3个远位面中的、倾斜角度接近的两个倾斜角度的差Δφ13及Δφ35为

5°≤Δφ13≤15°、且5°≤Δφ35≤15°。

9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

包含所述柱状的棱镜的所述棱线的、相对接近所述光源光入射面一侧的面即近位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的所有的角度，与所述多个远位面中的一个远位面同所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内的角度大致一致。

10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述柱状的棱镜中，从棱镜的棱线看相对接近所述光源一侧的面即近位面与所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的所有的角度，与所述多个远位面中的、向所述面状光入射面投影时所占的比例最高的远位面同所述面状光入射面所成的0°～90°的范围内显现的角度大致一致。

11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

在将所述多个远位面向所述面状光入射面投影的情况下，所述投影的任一个远位面所占的面积的比例为10～30％。

12.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

在将所述多个远位面向所述面状光入射面投影的情况下，所述投影的任一个远位面所占的面积的比例为20～25％。

13.一种显示装置，其具有权利要求1所述的照明装置和配置在从所述照明装置射出的光的行进方向上的显示面板。

14.一种液晶显示装置，其特征在于，

该液晶显示装置具有权利要求1所述的照明装置和配置在从所述照明装置射出的光的行进方向上的液晶显示面板，

所述液晶显示面板具有夹着液晶层地配置的一对偏振片，

所述一对偏振片中的、配置于接近所述照明装置的位置的偏振片的吸收轴的方向与所述棱线方向所成的角，小于所述偏振片的吸收轴的方向与和所述棱线方向正交的方向所成的角。

15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述液晶显示面板在所述照明装置侧还具有反射型偏振片，

所述反射型偏振片的反射轴与配置于接近所述照明装置的位置的偏振片的吸收轴大致平行。

16.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，

所述液晶显示面板在配置于接近所述照明装置的位置的偏振片和所述反射型偏振片之间还具有扩散粘着剂。

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