JP2002109925A - 照明装置およびそれを備える液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】指向性の高い照明光を出射できる照明装置およ
びそれを用いた表示装置を提供する。 【解決手段】照明装置１００は、光源１０と導光板２０
とを備える。導光板２０は、光源１０から出射された光
を受ける第１側面２２ａと、プリズム面２４と、対向面
２６とを有する。対向面２６は、第１側面２２ａにほぼ
垂直な平坦な面であって、プリズム面２４は、対向面２
６とのなす角αの絶対値が８０°から９０°の範囲内に
ある出射領域２４ａと、対向面２６とのなす角βの絶対
値が１２°以下の伝搬領域２４ｂとから形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置およびそ
れを用いた表示装置に関し、特に、液晶表示装置のバッ
クライトとして好適に用いられる照明装置およびそれを
用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と称す
る。）は、ＣＲＴ、ＰＤＰあるいはＥＬなどの自発光型
の表示装置ではなく、液晶パネルを後方から照明する面
状の照明装置（いわゆる、バックライト）が配置され
る。液晶パネルがバックライトから照射された照明光の
透過光量を制御することによって画像を表示する。

【０００３】現在、ツイステッドネマティック（ＴＮ）
型およびスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）
型のＬＣＤが広く利用されている。しかしながら、これ
らのＬＣＤは、画像を見る角度（視角）によって表示品
位（例えば、コントラスト比や中間調表示の輝度や色
調）が変化するという問題を有している。すなわち、Ｔ
Ｎ型ＬＣＤやＳＴＮ型ＬＣＤは、良好な表示を提供でき
る視角範囲が狭いという問題を有している。

【０００４】この問題を解決する１つの方法として、液
晶表示パネルに入射するバックライトの照明光の指向性
を高めるとともに、液晶表示パネルから出射される表示
光の角度分布を広げる方法がある。液晶表示パネルに入
射する照明光の角度分布を狭くする（すなわち指向性を
高める）ことによって、ある一定の高いコントラスト
比、中間調の輝度および色調を有する良好な表示が得ら
れる。液晶表示パネルの観察者側に光学素子（例えばレ
ンチキュラーレンズ）を設けて、液晶表示パネルから出
射された表示光の角度分布を広げることによって、広い
視角範囲に亘って良好な表示が実現される。

【０００５】例えば、特開昭６０−２０２４６４号公報
に開示されているＬＣＤ３１０は、図１５に模式的に示
すように、ライトコントロールフィルム（住友スリーエ
ム社製）とルーバーとで構成された光角度制御部材３１
２によって、面状光源３１１から出射された光の指向性
を高めて液晶セル３１３に入射させ、液晶セル３１３を
通過した光をレンチキュラーレンズ（一方向性拡散板）
３１４を用いて拡散させることによって、特定の方向に
の視野角を広げている。

【０００６】なお、本願明細書においては、上記公報に
記載されているレンチキュラーレンズ（狭義の光発散素
子）およびすりガラス板（狭義の光拡散素子）を含む、
光の配向分布を広げる機能を有する光学素子を「光拡散
素子」と称することにする。

【０００７】指向性の高い照明光を出射するバックライ
トについても、種々の提案がなされている。

【０００８】例えば、特公平７−２７１３６号公報に開
示されているバックライト３２０は、図１６（ａ）に示
すように、光源３２２と、光源３２２の周囲に設けられ
た光源用反射シート３２３と、導光板３２４と、導光板
３２４の出射面に対向する対向面側に配置された導光板
用反射シート３２５と、導光板３２４の出射面側に配置
されたプリズムシート３２６とを備えている。

【０００９】導光板３２４の出射面には、多数のレンズ
３２４ａが形成されており、出射角（出射面法線からの
角）が大きい方向へ指向性の高い光が出射される。な
お、出射角を規定するための基準となる「出射面」と
は、導光板の出射面（導光板の出射側の表面）の物理的
な形状とは無関係に、導光板の出射面が規定する平面を
指す。例えば、導光板３２４の出射面は多数のレンズ３
２４ａの全ての頂点を含む平面として規定され、出射角
はこの出射面の法線からの角度として規定される。

【００１０】導光板３２４の出射面に形成されたレンズ
３２４ａは、曲面または多数の平面で構成される近似曲
面を有している。プリズムシート３２６は、導光板３２
４の出射面に対向するように配置されたプリズム面で導
光板３２４から出射された光を受け、この光をプリズム
面で屈折または反射することによって所望の方向に照明
光を出射する。導光板３２４に形成されたレンズ３２４
ａの形状によって、出射光の主出射角（出射光の強度が
最も強い方向）や指向性を制御することができる。この
公報には、導光板１２４からの出射光を所望の方向に屈
折または反射させるプリズムシート３２６のプリズムの
形状についても記載されている。

【００１１】また、特公平７−２７１３７号公報には、
図１７に示すように、導光板３３４の出射面を梨地加工
（粗面加工）を施すことによって出射角が大きい方向へ
指向性の高い光を出射させ、プリズムシート３３６を用
いて所望の方向に照明光を出射するバックライト３３０
が開示されている。図１７に示したバックライト３３０
の構成要素のうち、図１６（ａ）のバックライト３２０
と実質的に同じ機能を有する構成要素には同じ参照符号
を付し、ここではその説明を省略する。図１７中の参照
符号３３４ａは梨地加工された表面を模式的に示してい
る。

【００１２】特開平８−３０４６０７号公報に開示され
ているバックライトは、図１８に示すように、光源３４
２と、光源用反射シート３４３と、導光板３４４と、導
光板用反射シート３４５と、プリズムシート３４６とを
備え、指向性の高い照明光を照射する。導光板３４４の
出射面に形成された三角プリズム状の微少な突起３４４
ａで光を屈折させることによって、出射角が大きい方向
へ指向性の高い光が出射される。プリズムシート３４６
は、上述したプリズムシート３２６と同様に機能する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者が検討した結果、上述した従来の照明装置では、指
向性が十分に高い照明光を得ることが困難であった。

【００１４】上記特公平７−２７１３６号公報に記載さ
れているバックライト３２０の導光板３２４から出射さ
れる光は以下の理由で指向性が低く、その結果、バック
ライト３２０の照明光の指向性も低い。すなわち、バッ
クライト３２０の照明光は、サイドローブ光（意図した
出射角よりも大きな出射角で出射される光、迷光とも言
う。）を含む。

【００１５】光源３２２から導光板３２４の内部に入射
した光のうち、レンズ３２４ａの中央部に入射した光
は、レンズ３２４ａと周囲の媒体（典型的には空気）と
の界面で全反射され、導光板３２４の内部を伝搬する。
一方、レンズ３２４ａの端部に入射した光は、レンズ３
２４ａと周囲の媒体との界面で屈折して、導光板３２４
の外部に出射される。このレンズ３２４ａの端部から出
射された光の出射角は大きいため、図１６（ｂ）に示す
ように、一部が隣接するレンズ３２４ａに入射し、レン
ズ３２４ａの表面で出射角が小さい方向へ反射される。
その結果、導光板３２４から出射される光は、広い角度
範囲に分布するので、バックライト３２０から出射され
る照明光の指向性が低く、サイドローブ光を含む。

【００１６】また、上記特公平７−２７１３７号公報に
記載されているバックライト３３０の導光板３３４は、
梨地加工されたランダムな形状を有する表面３３４ａが
光を拡散することを利用している。このような拡散作用
を有する表面３３４ａから出射される光は、ランダムな
方向に屈折および／または反射されるので、出射角の小
さい方向にも出射される。その結果、バックライト３３
０の照明光の指向性は低く、サイドローブ光を含むこと
になる。

【００１７】また、上記特開平８−３０４６０７号公報
に開示されているバックライト３４０は、以下に説明す
る問題を有している。図１８（ｂ）を参照しながら、こ
の問題を説明する。

【００１８】図１８（ｂ）に示したように、導光板３４
４の突起３４４ａから出射された出射角の大きな光の一
部は、隣接する突起３４４ａの表面で反射され、出射角
の小さな方向に進行する。従って、導光板３４４からの
出射光は、出射角の大きな光に出射角の小さな光を含ん
でいるので、この出射光の進行方向をプリズムシート３
４６で変換して得られる照明光の出射角度の範囲が広
く、多くのサイドローブ光を含む。

【００１９】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、指向性の高い照明光を出射で
きる照明装置およびそれを用いた表示装置を提供するこ
とにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、光
源と、前記光源から出射された光を受ける第１側面と、
前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第
２側面との間に位置し、互いに対向する第３側面および
第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介
して互いに対向するプリズム面と対向面とを有する導光
板と、前記対向面は、前記第１側面にほぼ垂直な平坦な
面であって、前記プリズム面は、前記対向面とのなす角
αの絶対値が８０°から９０°の範囲内にある出射領域
と、前記対向面とのなす角βの絶対値が１２°以下の伝
搬領域とから形成されており、そのことによって上記目
的が達成される。

【００２１】前記出射領域と前記伝搬領域とは交互に配
置されており、前記プリズム面の断面形状は凹部と凸部
とが交互に配置された形状としてもよい。

【００２２】前記第１側面と前記第２側面とは互いに平
行で、前記出射領域および前記伝搬領域は、前記対向面
に対する角度が＋α°の第１出射領域と、前記対向面に
対する角度が＋β°の第１伝搬領域と、前記対向面に対
する角度が−α°の第２出射領域と、前記対向面に対す
る角度が−β°の第２伝搬領域とを有する構成としても
よい。

【００２３】前記プリズム面は、前記凹部および前記凸
部の稜線に垂直な方向に沿って、一定のピッチＰで前記
凹部と前記凸部とを周期的に有し、前記凹部と前記凸部
との高さの差ｈは、０．０２≦ｈ／Ｐ≦０．２の関係を
満足することが好ましい。

【００２４】前記プリズム面は、前記凹部および前記凸
部の稜線に垂直な方向に沿って、一定のピッチＰで前記
凹部と前記凸部とを周期的に有し、同一周期内に含まれ
る前記凹部の前記稜線に垂直な方向に沿った長さＰ１と
前記凸部の前記稜線に垂直な方向に沿った長さＰ２と
が、０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５の関係を満足するこ
とが好ましい。

【００２５】前記第１側面に対する前記第１出射領域お
よび第１伝搬領域の配置と、前記第２側面に対する前記
第２出射領域および第２伝搬領域の配置は、互いに等価
である構成としてもよい。このような構成は、前記導光
板の前記第２側面側に設けられたさらなる光源を有する
構成において好ましい。

【００２６】前記導光板の前記第１側面側にのみ光源を
配置する構成においては、前記凹部と前記凸部との高さ
の差ｈは、前記第１側面から前記第２側面に向かうにつ
れて大きくなっている構成とすることが好ましい。

【００２７】前記導光板の前記プリズム面および前記対
向面のいずれか一方の側に反射層をさらに有する構成と
してもよい。

【００２８】前記導光板を間に介して前記反射層に対向
するように設けられた方向変換素子をさらに有する構成
としてもよい。

【００２９】前記方向変換素子は、前記導光板から出射
された光の指向性を実質的に維持し、前記導光板から出
射された光の出射方向だけを変換することが好ましい。

【００３０】本発明の液晶表示装置は、上記の照明装置
と、上記の照明装置の前記導光板の前記反射板とは反対
側に設けられた液晶表示パネルとを備え、そのことによ
って上記目的が達成される。

【００３１】前記液晶パネルの観察者側に光拡散素子を
さらに有する構成としてもよい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。

【００３３】まず、図１（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、本発明による実施形態の照明装置１００の構造と
機能を説明する。図１（ａ）は照明装置１００の模式的
な断面図であり、図１（ｂ）は照明装置１００の模式的
な上面図である。

【００３４】図１（ａ）に示したように、照明装置１０
０は、光源１０と、導光板２０と、方向変換素子３０
と、導光板用反射シート４０とを有している。図１
（ｂ）においては、方向変換素子３０および導光板用反
射シート４０を省略し、光源１０と導光板２０との相対
配置を示している。図１（ａ）は、図１（ｂ）の１Ａ−
１Ａ’線に沿った断面図に相当する。

【００３５】図１（ａ）および（ｂ）に示したように、
導光板２０は、光源１０から出射された光を受ける第１
側面２２ａと、第１側面２２ａに対向する第２側面２２
ｂと、第１側面２２ａと第２側面２２ｂとの間に位置
し、互いに対向する第３側面２２ｃおよび第４側面２２
ｄと、これら４つの側面を介して互いに対向するプリズ
ム面２４と対向面２６とを有している。典型的には、第
１側面２２ａと第２側面２２ｂとが互いに平行で、第３
側面２２ｃと第４側面２２ｄとが互いに平行である。ま
た、第１側面２２ａおよび第２側面２２ｂと、第３側面
２２ｃおよび第４側面２２ｄは互いに直交している。対
向面２６は、典型的には、第１側面２２ａにほぼ垂直な
平面であるが、導光板２０から出射される光の強度分布
（第１側面２２ａから第２側面２２ｂに向かう方向にお
ける強度分布）を均一にするために、導光板２０の厚さ
が第２側面２２ｂに向かうにつれて徐々に薄くなるよう
に、わずかに傾斜させてもよい。

【００３６】プリズム面２４は、対向面２６とのなす角
αの絶対値が８０°から９０°の範囲内にある出射領域
２４ａと、対向面２６とのなす角βの絶対値が１２°以
下の伝搬領域２４ｂとを有しており、交互に周期的に配
列された凹部２０ａと凸部２０ｂとを形成している。凹
部２０ａおよび凸部２０ｂの稜線（すなわち、プリズム
面２４の出射領域２４ａと伝搬領域２４ｂとが交わる
線）２４ｒは、互いに平行に延びており、典型的には図
１（ｂ）に示したように、第１側面２２ａおよび第２側
面２２ｂと平行である。なお、液晶表示装置のバックラ
イトととして用いる場合に、液晶表示パネルの画素配列
との干渉によるモアレを防止するために、稜線２４ｒを
第１側面２２ａに対して傾斜させてもよい。いずれの場
合においても、第１側面２２ａから導光板２０に入射し
た光の主光線は、プリズム面２４の稜線２４ｒに垂直な
方向に伝搬する。すなわち、図１（ａ）は、導光板２０
の主光線方向に沿った断面図である。なお、図１（ａ）
および（ｂ）中の矢印は主光線方向を示している。

【００３７】光源１０から出射され導光板２０の第１側
面２２ａから導光板２０内に入射した光は、導光板２０
のプリズム面２４の伝搬領域２４ｂと対向面２６とに臨
界角以上の角度で入射し、全反射を繰り返しながら、第
２側面２２ｂに向かって伝搬する。導光板２０内に入射
した光の一部は、プリズム面２４の出射領域２４ａに臨
界角未満の角度で入射し、導光板２０と周囲の媒体（典
型的には空気）との界面で屈折し、出射領域２４ａから
出射される。図１（ａ）に例示したように、光源１０を
導光板２０の第１側面２２ａ側にのみ配置した構成にお
いては、導光板２０内を伝播する主光線は、第１側面２
２ａから第２側面２２ｂに向かって、一方向にのみ伝搬
するので、それぞれの凹部２０ａ（または凸部２０ｂ）
の互いに対向する一対の出射領域２４ａのうちの一方だ
けから光が出射する。勿論、光源を導光板２０の第２側
面２２ｂ側にも設けた構成においては、一対の出射領域
２４ａから光が出射する。

【００３８】ここで、図２（ａ）および（ｂ）を参照し
ながら、本発明による照明装置１００に好適に用いられ
る導光板２０のプリズム面２４の構造と機能を詳細に説
明する。

【００３９】出射領域２４ａは、対向面２６に対する角
度αの絶対値が８０°から９０°となる平面で構成され
ている。ここでは、角度αが９０°の出射領域２４ａを
例示する。出射領域２４ａは平面で構成されているの
で、出射領域２４ａに入射する平行光は、出射領域２４
ａ内の位置に関係なく同じ角度で入射し、平行光は全て
同様に屈折され、全て同じ出射角度で（平行光のまま
で）出射される。すなわち、図１６（ｂ）に示したよう
に、出射領域が曲面で構成されている場合には、出射領
域に入射する平行光の出射領域に対する入射角度は出射
領域内の位置によって異なり、また、出射領域ａから出
射される光の出射角度も出射領域内の位置によって異な
るので、出射角度分布が広がるが、出射領域２４ａを平
面とすることによって、この出射角度の広がりを防止す
ることができる。また、角度αの絶対値が８０°から９
０°の範囲（ここでは、９０°）にあるので、出射領域
２４ａから出射される光の出射角は大きい。

【００４０】さらに、プリズム面２４の伝搬領域２４ｂ
は、対向面２６となす角度βが０°から１２°（ここで
は０°、すなわち対向面２６に平行）の範囲内にあるの
で、図２（ｂ）に示すように、ある凸部２０ｂの出射領
域２４ａから出射され光は、隣接する凸部２０ｂの出射
領域２４ａの表面で反射されることなく、隣接する凸部
２０ｂから再び導光板２０内に入射する。従って、図１
８（ｂ）を参照しながら説明したように、出射角の小さ
な方向に進行する光が生成されることが無い。このよう
にして、導光板２０は、大きな出射角方向に、指向性の
高い光を出射する。特に、隣接する出射領域２４ａが互
いに平行であると、隣接する出射領域２４ａから再入射
しやすい（反射され難い）。勿論、例示したように、角
度αが９０°の出射領域２４ａおよび角度βが０°の伝
搬領域２４ｂから形成されたプリズム面２４において、
この効果が最も顕著に得られる。

【００４１】本発明による照明装置１００に好適に用い
られる導光板２０の他の構造を図３（ａ）〜（ｄ）を参
照しながら説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、導光板２
０のプリズム面２４の他の断面形状を模式的に示してい
る。なお、図３（ａ）〜（ｄ）においては、プリズム面
２４のそれぞれの領域および面は、実質的に同じ機能を
有するので同じ参照符号を付して説明を省略する。

【００４２】図３（ａ）〜（ｄ）においては、伝搬領域
２４ｂのうち、それぞれの凹部２０ａを構成する伝搬領
域２４ｂを第１伝搬領域２４ｂ１とし、凸部２０ｂを構
成する伝搬領域２４ｂを第２伝搬領域２４ｂ２とする。
また、出射領域２４ａのうち、それぞれの凹部２０ａの
第１側面２２ａ側に位置する出射領域２４ａを第１出射
領域２４ａ１とし、第２側面２２ｂ側に位置する出射領
域２４ａを第２出射領域２４ａ２とする。また、第１出
射領域２４ａ１と対向面とのなす角をα１、第２出射領
域２４ａ２と対向面とのなす角をα２とする。さらに、
第１伝搬領域２４ｂ１と対向面（不図示）との成す角を
β１、第２伝搬領域２４ｂ２と対向面とのなす角をβ２
とする。いずれの角（αおよびβ）も絶対値が９０°以
下角度で、第１側面２２ａを９時方向に見て、対向面を
基準に時計回りを正、反時計回りを負とする。図１およ
び図２では、α（＝α１＝α２）が９０°、β（＝β１
＝β２）が０°の構成を例示したのに対し、図３（ａ）
〜（ｃ）には、８０°≦｜α１｜＝｜α２｜＜９０°
で、且つ、｜β１｜＝｜β２｜＝０°の例を示してい
る。

【００４３】図３に示したプリズム面２４は、図１およ
び図２に示したプリズム面２４と同様に、第１側面２２
ａ側から順に、第２伝搬領域２４ｂ２／第１出射領域２
４ａ１／第１伝播領域２４ｂ１／第２出射領域２４ａ２
をこの順で周期的に有している。図１に示したような第
１側面２２ａ側にのみ光源１０を設けた構成において、
光源１０から導光板（２０、または２０Ａおよび２０
Ｂ）に入射した光は、第１出射領域２４ａ１だけから光
が出射されるが、第２側面２２ｂ側に更なる光源を設け
た構成においては、更なる光源から導光板に入射した光
は第２出射領域２４ａ２のみから出射される。

【００４４】図３（ａ）および（ｂ）に示した導光板２
０Ａおよび２０Ｂのプリズム面２４の第１出射領域２４
ａ１および第２出射領域２４ａ２は、対向面に対して、
８０°≦｜α１｜＝｜α２｜＜９０°の角度で傾斜して
おり、α１とα２とが同符号で、第１出射領域２４ａ１
と第２出射領域２４ａ２とは互いに平行である。この様
に、第１出射領域２４ａ１と第２出射領域２４ａ２とが
互いに平行であると、第１出射領域２４ａ１から出射し
た光が第２出射領域２４ａで反射されること無く、導光
板２０内に再び入射しやすいので、サイドローブ光の発
生が抑制される。α１とα２の絶対値は等しいことが好
ましいが、異なってもよい。

【００４５】一方、図３（ｃ）および（ｄ）に示した導
光板２０Ｃおよび２０Ｄのプリズム面２４の第１出射領
域２４ａ１は、対向面に対して８０°≦｜α１｜＝｜α
２｜＜９０°の角度で傾斜しており、α１とα２とは異
符号である。第１出射領域２４ａ１と第２出射領域２４
ａ２とは平行では無いので、第１出射領域２４ａ１から
出射された光は、図３（ａ）および（ｂ）に示した導光
板２０Ａや２０Ｂよりも、第２出射領域２４ａ２に入射
し難いが、８０°≦｜α１｜、｜α２｜＜９０°の関係
を満足する限り、第１出射領域２４ａ１から出射された
光が第２出射領域２４ａ２で反射されることを十分に抑
制することができる。α１とα２の絶対値は異なっても
よい。

【００４６】次に、図４を参照しながら、本発明による
照明装置１００に好適に用いられる導光板２０のさらに
他の構造を説明する。

【００４７】これまでは、図１〜図３を参照しながら、
第１出射領域／第１伝搬領域／第２出射領域／第２伝搬
領域が交互に形成されたプリズム面２４の例を説明した
が、光源１０を第１側面２２ａ側に配置する構成におい
ては、第２出射領域２４ａ２は実質的に出射領域として
機能しないので、不要である。そこで、図４（ａ）〜
（ｄ）に示したように、出射領域２４ａと傾斜した伝搬
領域２４ｂ’とから構成される導光板２０Ｅを用いるこ
ともできる。図４（ａ）および（ｂ）は、導光板２０Ｅ
のプリズム面２４を模式的に示している。

【００４８】導光板２０Ｅのプリズム面２４は、対向面
（不図示）と９０°の角度αをなす出射領域２４ａと、
対向面（不図示）に対して０＜β＜１２°の角度で傾斜
した伝搬面２４ｂ’とから構成されている。第２出射面
（第２側面２２ｂ側から入射した光を出射する機能を備
える面）を有しない構成においては、プリズム面２４の
最も高い位置と最も低い位置との差を凹凸の高さｈと
し、最も低い位置からの高さがｈ／２である平面を基準
面（図４中に出射領域２４ａと交差する点線で示す。）
として、プリズム面２４のうち、この基準面よりも低い
領域を凹部２０ａとし、高い領域を凸部２０ｂとする。
また、上記の例と同様に、凹部２０ａを構成する伝搬領
域２４ｂ’を第１伝搬領域２４ｂ’１とし、凸部２０ｂ
を構成する伝搬領域２４ｂ’を第２伝搬領域２４ｂ’２
とする。この様に構成されたプリズム面２４は、第１側
面２２ａ側から順に、第２伝搬領域２４ｂ’２／出射領
域２４ａ／第１伝搬領域２４ｂ’１／を周期的に有して
いる。第１伝搬領域２４ｂ’１と第２伝搬領域２４ｂ’
２とは連続している。

【００４９】このようなプリズム面２４では、図４
（ｂ）に示したように、出射領域２４ａから出射された
光は傾斜した伝搬領域２４ｂに入射するが、伝搬領域２
４ｂ’に対する入射角は非常に大きい（臨界角以上）の
で、伝搬領域２４ｂ’の表面で反射されるが、伝搬領域
２４ｂ’の対向面に対する角度はさほど大きくないの
で、出射角が大きく変化することなく、導光板２０Ｅか
ら出射される。従って、導光板２０Ｅから出射される光
は、従来よりも指向性が高く、且つ、サイドローブ光を
殆ど含まない。

【００５０】勿論、出射領域２４ａと対向面とが成す角
αは、９０°に限られず、図４（ｃ）および（ｄ）にそ
れぞれ示す導光板２０Ｆおよび２０Ｇのように、８０°
≦｜α｜＜９０°であれば、αの符号は正でも負でもよ
い。但し、第１伝搬領域２４ｂ’１と第２伝搬領域２４
ｂ’２との間に第２出射領域を有しない構成において
は、βは必ず正である。

【００５１】本発明の照明装置の導光板として好適に用
いられる更に他のプリズム面２４の構造を図５（ａ）〜
（ｊ）に示す。図５（ａ）〜（ｊ）に示したプリズム面
はいずれも、対向面（不図示）に対して、８０°≦｜α
１｜、｜α２｜≦９０°の角度α１およびα２をなす第
１出射領域２４ａ１および第２出射領域２４ａ２と、対
向面に対して、０°≦｜β１｜、｜β２｜≦１２°の角
度β１およびβ２をなす第１伝搬領域２４ｂ１および第
２伝搬領域２４ｂ２とを有している。図５（ａ）〜図５
（ｅ）はβ１およびβ２が正の構造を、図５（ｆ）〜図
５（ｊ）はβ１が正でβ２が負の構造をそれぞれ示して
いる。いずれも、｜α１｜＝｜α２｜、｜β１｜＝｜β
２｜の場合を例示しているが、｜α１｜≠｜α２｜、｜
β１｜≠｜β２｜であってもよい。また、図５（ａ）〜
（ｊ）に示した断面形状と紙面に対して鏡像の関係にあ
る断面形状のプリズム面を用いることもできる。

【００５２】なお、導光板２０をプラスチック成型技術
を用いて製造する場合には、 成型の容易な断面形状の
プリズム面２４を有する導光板２０が好ましく、例え
ば、図５（ｅ）や（ｊ）に示した断面形状を有するプリ
ズム面２４は好ましくない。

【００５３】上述したように、本発明による照明装置１
００の導光板２０のプリズム面２４は種々の断面形状を
有し得る。上述したように、プリズム面２４は、対向面
２６とのなす角αの絶対値が８０°から９０°の範囲内
にある出射領域２４ａと、対向面２６とのなす角βの絶
対値が１２°以下の伝搬領域２４ｂとを有するので、従
来の導光板よりもサイドローブ光が少なく、指向性の高
い光を出射することができる。

【００５４】典型的には、出射領域２４ａと伝搬領域２
４ｂとは交互に配置されており、プリズム面２４の断面
形状は凹部２０ａと凸部２０ｂとが交互に配置された形
状である。

【００５５】導光板２０に入射した光の主光線は、凹部
２０ａと凸部２０ｂとの稜線に垂直な方向に伝搬する。
第１側面２２ａ側だけでなく、第２側面２２ｂ側にも光
源を配置する構成を採用する場合には、特に、第１側面
２２ａと第２側面２２ｂとは互いに平行で、出射領域２
４ａおよび伝搬領域２４ｂは、対向面２６に対する角度
が＋α°の第１出射領域２４ａ１と、対向面２６に対す
る角度が＋β°の第１伝搬領域２４ｂ１と、対向面２６
に対する角度が−α°の第２出射領域２４ａ２と、対向
面に対する角度が−β°の第２伝搬領域２４ｂ２とを有
することが好ましい。さらに、第１側面２２ａに対する
第１出射領域２４ａ１および第１伝搬領域２４ｂ１の配
置と、第２側面２２ｂに対する第２出射領域２４ａ２お
よび第２伝搬領域２４ｂ２の配置は互いに等価とするこ
とによって、第１側面２２ａから第２側面２２ｂに亘る
領域における出射光の強度分布を均一にできる。

【００５６】なお、導光体２０から十分な量の光を出射
させるためには、導光板２０に交互に形成された凹部２
０ａおよび凸部２０ｂのピッチＰ（稜線２４ｒに垂直な
方向におけるピッチ）と、凹部２０ａと凸部２０ｂとの
高さの差ｈ（同一周期内の凸部２０ｂの最高点と凹部２
０ａの最低点との高さの差とする。単に「凹凸の高さ」
ということもある。）とが、０．０２≦ｈ／Ｐ≦０．２
の関係を満足することが好ましい。また、プリズム面２
４は、同一周期（ピッチＰ）内に含まれる凹部２０ａの
稜線２４ｒに垂直な方向に沿った長さＰ１と凸部２０ｂ
の稜線２４ｒに垂直な方向に沿った長さＰ２とが、０．
２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５の関係を満足することが、導
光体２０から十分な量の光を出射させるために好まし
い。

【００５７】さらに、第１側面２２ａ側に設けられた光
源の光を導光体２０から均一な強度分布で出射させるた
めには、凹部２０ａと凸部２０ｂとの高さの差ｈを第１
側面２２ａから第２側面２２ｂに向かうに連れて大きく
することが好ましい。勿論、第１側面２２ａ側と第２側
面２２ｂ側の両方に光源を配置する構成においては、凹
部２０ａと凸部２０ｂとの高さの差ｈが、導光板２０の
第１側面２２ａと第２側面２２ｂとの間の中央で最も大
きくなる構造の導光板２０を用いることが好ましい。

【００５８】次に、再び図１（ａ）を参照しながら、照
明装置１００が有する方向変換素子３０の構造と機能を
説明する。照明装置１００が有する方向変換素子３０
は、導光板２０から出射された指向性の高い光の進行方
向を変換する。勿論、導光板２０から出射された光の方
向を変換する必要がない用途に用いる場合には、方向変
換素子３０を省略することができる。後に例示するよう
に、照明装置１００を液晶表示装置のバックライトとし
て用いる場合などでは、照明装置１００から出射される
光は、出射面の法線方向で最も強度が強いことが好まし
く、そのために方向変換素子３０を用いる。

【００５９】この方向変換素子３０は、高い指向性を維
持しつつ、光の方向だけを変換する。方向変換素子３０
としては、例えば、断面が三角のプリズム３０ｂを平行
に配列した構成を備えるプリズムシートを用いることが
できる。プリズムシートのプリズム面（凹凸が形成され
ている方の面）３０ａが、導光板２０から出射された光
を受けるように配置されている。プリズムシートの稜線
は、導光板２０の凹凸の角の線と平行に配置される。プ
リズム面３０ａに形成される凹凸の形状を変更すること
によって、出射角を制御することができる。導光板２０
から出射される光の出射方向および最終的に出射する方
向（照明装置１００の出射方向）に応じて適宜設定すれ
ばよい。また、プリズムシートのプリズム面３０ａを観
察者側に配置してもよい。

【００６０】導光板２０の対向面２６側には、導光板２
０からより効率よく光が出射されるように導光板用反射
シート４０を配置することが好ましい。導光板用反射シ
ート４０は、サイドローブ光（迷光）の発生を抑制する
ために正反射シート（鏡面反射シート）であることが好
ましい。なお、対向面２６と周囲の媒体との界面で十分
な反射率が得られる場合には、導光板用反射シート４０
を省略しても良い。

【００６１】上述した照明装置１００は、サイドローブ
光が少なく、指向性の高い照明光を出射するので、液晶
表示装置のバックライトとして好適に用いられる。特
に、液晶表示パネルの前面（観察者側）に光拡散素子を
設けた構成と組み合わせることによって、高品位の表示
が可能な、広視野角の液晶表示装置を実現することがで
きる。

【００６２】本発明による他の照明装置１１０を図６を
参照しながら説明する。図６に示した照明装置１１０
は、２つの光源１０ａおよび１０ｂを有する点および導
光板２０の対向面２６を出射面とし、対向面２６側に方
向変換素子３０が配置され、プリズム面２４側に導光板
用反射シート４０が配置されている点において、図１
（ａ）および（ｂ）に示した照明装置１００と異なって
いる。照明装置１１０の各構成要素は照明装置１００の
対応する構成要素と実質的に同じ機能を有するので、共
通の参照符号を付し、その説明を省略する。照明装置１
１０も照明装置１００と同様に、サイドローブ光の少な
い、指向性の高い照明光を出射することができる。

【００６３】以下に、本発明による液晶表示装置の実施
形態を説明する。本発明による液晶表示装置は、以下に
例示する照明装置に限られず、上述した照明装置を広く
用いることができる。

【００６４】（実施形態１）実施形態１の液晶表示装置
２００の断面構造を図７に模式的に示す。

【００６５】図７に示したように、液晶表示装置２００
は、液晶パネル１４０と、液晶パネル１４０の背面に配
置された上述の照明装置１００とを有している。液晶表
示装置２００は、液晶パネル１４０の観察者側にさらに
光拡散素子５０を有している。

【００６６】照明装置１００の光源１０として冷陰極管
を使用し、光源１０から出射された光を効率良く導光板
２０の第１側面２２ａに入射させるために、光源用反射
シート１４を光源１０の外周に設けてある。導光板２０
としては、ここでは、図３（ｃ）に示した断面形状を有
する導光板２０を用いる。

【００６７】凹凸のピッチＰと高さｈの関係が導光板２
０からの出射光の強度分布に及ぼす影響を図８（ａ）お
よび（ｂ）を参照しながら説明する。プリズム面２４の
断面形状は、β１＝β２＝０°として、｜α１｜＝｜α
２｜は７５°〜９０°の範囲で検討した。典型的な結果
を図８に示す。

【００６８】図８（ａ）から分かるように、ｈ／Ｐ＝
０．０５のときに出射光量（相対輝度）が最大であり、
ｈ／Ｐが小さくなるに従って出射光量が減少していき、
ｈ／Ｐ＝０．０２では出射光輝度のピーク値がｈ／Ｐ＝
０．０５のときの８０％以下となってしまう。また、図
８（ｂ）から分かるように、ｈ／Ｐが０．０５より大き
くなっても出射光量は減少し、ｈ／Ｐ＝０．２では出射
光輝度のピーク値がｈ／Ｐ＝０．０５のときの８０％程
度となってしまう。従って、約８０％以上の出射光量を
得るためには、凹凸のピッチＰと高さｈは、０．０２≦
ｈ／Ｐ≦０．２の関係を満足することが好ましい。

【００６９】次に、プリズム面２４の断面形状をβ１＝
β２＝０°として、｜α｜（＝｜α１｜＝｜α２｜）を
変化させて、出射光量に対する影響を検討した結果を図
９に示す。

【００７０】図９から分かるように、α＝９０°のとき
に出射光量が最も多く、αの絶対値が大きくなるに従っ
て出射光量が減少し、出射角が負の方向にサイドローブ
光が発生する。例えば、｜α｜＝８０°では、出射光量
の最大値はα＝９０°のときの８０％程度あるが、｜α
｜＝７５°では、出射光量の最大値はα＝９０°のとき
の約７０％程度まで低下し、出射角が−３０°〜−６０
°付近で迷光が発生している。従って、約８０％の出射
光量を得るためには、出射領域２４ａが対向面２６とな
す角αの絶対値｜α｜は、８０°≦｜α｜≦９０°の範
囲内にあることが好ましい。なお、ここでは角度β（＝
β１＝β２）＝０°としたが、角度βの絶対値が１２°
であればよい。但し、プリズムの断面形状によらず、角
度βの絶対値が大きくなるとサイドローブ光が増える傾
向があるので、サイドローブ光を減少させるためには、
角度βの絶対値は５°以下がさらに好ましく、０°であ
ることが最も好ましい。

【００７１】次に、図１０（ａ）および（ｂ）を参照し
ながら、一周期内の凹部２０ａの幅Ｐ１と凸部２０ｂの
幅Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２の出射光量に対する影響を説明す
る。

【００７２】まず、図１０（ａ）からわかるように、
０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦１の関係を満足すれば、出射光
量の最大値および出射光量の角度依存性はほとんど変化
しない。しかしながら、Ｐ１／Ｐ２が０．２５より小さ
くなると出射光量は減少し、Ｐ１／Ｐ２＝０．１のとき
には、出射光量の最大値は、Ｐ１／Ｐ２＝０．２５のと
きの約８０％以下となる。

【００７３】また、図１０（ｂ）から分かるように、Ｐ
１／Ｐ２が１より大きくなると、出射光量の最大値は減
少し、Ｐ１／Ｐ２＝２．５では、出射光量の最大値はＰ
１／Ｐ２＝１のときの約８０％以上あるが、Ｐ１／Ｐ２
＝４では、出射光量の最大値はＰ１／Ｐ２＝１のときの
７０％程度となる。

【００７４】以上のことから、８０％程度の出射光量を
得るためには、凹部２０ａの幅Ｐ１と凸部２０ｂの幅Ｐ
２との比Ｐ１／Ｐ２は、０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５
の範囲内にあることが好ましい。

【００７５】実施形態１の液晶表示装置２００に用いる
照明装置１００の導光板２０を、プリズム面２４の凹凸
形状が上記の条件を満足するように設計した。具体的に
は各パラメータを以下の様に設定した。

【００７６】β＝０° α＝９０° ｈ／Ｐ＝０．０５ Ｐ１／Ｐ２＝１ さらに、具体的には、導光板２０のサイズを２１０ｍｍ
×１５５ｍｍ×４ｍｍ（厚さ）で、Ｐ＝５００μｍとす
る。また、凹凸の高さｈは、第１側面２２ａに最も近い
凹凸のｈ（ｈの最大値）を２５μｍとし、第２側面２２
ｂに向かって徐々に大きく設定し、出射光量の分布が一
定となるようにした。但し、第２側面２２ｂに最も近い
凹凸の高さｈ（ｈの最小値）がｈ／Ｐ≧０．０２となる
ようにした。このように、凹凸の高さｈに傾斜を持たせ
る場合にも、全てのｈに対して、０．０２≦ｈ／Ｐ≦
０．２の関係を満足することが好ましい。

【００７７】また、導光板２０は、ポリメチルメタクリ
レートを射出成形することによって作製した。導光板２
０の対向面２６には、導光板２０からより効率よく光が
出射されるように導光板用反射シート５０を配置した。
導光板用反射シート５０には迷光の発生を抑制するため
に正反射シートを用いた。

【００７８】方向変換素子３０には、多数のプリズム３
０ｂがそれぞれの稜線が互いに平行になるように配列さ
れたプリズムシート（例えば、住友スリーエム（株）製
の「ＴＲＡＦＩＩ」）を使用した。ここでは、プリズム
面３０ａを導光板２０側に配置した。なお、ＴＲＡＦＩ
Ｉはアクリル系樹脂で形成されている。

【００７９】図１１に断面構造を模式的に示したよう
に、この方向変換素子３０が有する複数のプリズム３０
ｂのそれぞれは、頂角が７０°の二等辺三角形のプリズ
ムである。導光板２０のプリズム面２４の出射領域２４
ｂから主として約８０°の出射角で出射された光は、方
向変換素子３０のプリズム３０ｂに入射し、プリズム３
０ｂと周囲の媒体（ここでは空気）との界面で屈折し、
プリズム３０ｂ内を伝搬し、プリズム３０ｂと空気との
界面で反射され、プリズムシート３０の対向面（平面）
３０ｃから、約０°の出射角で出射される。このよう
に、方向変換素子３０は、導光板２０から出射された出
射角の大きな光の指向性を維持したままで、その進行方
向だけを変換する。

【００８０】この照明装置１００から出射された照明光
の強度（相対輝度）の角度分布を図１２に示す。図１２
から分かるように、照明装置１００から出射された照明
光は、出射角が０°付近に強度のピークを有し、半値角
（強度が最大強度の半分になる出射角度と最大強度を与
える出射角度との差）は１０°程度であり、指向性が高
い。また、出射角が大きな方向へのサイドローブ光が少
ない。これは、導光板２０が、出射角が大きい方向に指
向性の高い光を出射しており、且つ、サイドローブ光の
原因となる小さい出射角の方向へは、ほとんど光を出射
していないからである。

【００８１】この照明装置１００と、公知の透過型液晶
パネル１４０と、光拡散素子５０とを組み合わせた液晶
表示装置２００は、高品位の表示が可能で、広い視野角
特性を有していた。なお、光拡散素子５０としては、例
えばレンチキュラーレンズを用いることができる。ま
た、光拡散素子５０を省略すれば、視野角は狭いもの
の、非常に明るい液晶表示装置が得られる。

【００８２】上記の例では、方向変換素子３０のプリズ
ム面３０ａを導光板２０側に配置したが、方向変換素子
３０の対向面３０ｃを導光板２０側に配置すると、約３
５°の出射角に最大強度を有する照明光を得ることがで
きる。方向変換素子３０の構造は上記の例に限られず、
用途に応じて適宜変更される。導光板２０から出射され
る光の角度、導光板２０の屈折率、周囲の媒体の屈折
率、方向変換素子３０の屈折率、所望の出射角などを考
慮して、種々の形状のプリズムシートを用いることがで
きる。

【００８３】（実施形態２）実施形態２の液晶表示装置
２１０の断面構造を図１３に模式的に示す。

【００８４】図１３に示したように、液晶表示装置２１
０は、液晶パネル１４０と、液晶パネル１４０の背面に
配置された上述の照明装置１１０とを有している。液晶
表示装置２００は、液晶パネル１４０の観察者側にさら
に光拡散素子５０を有している。

【００８５】照明装置１１０の光源１０ａおよび１０ｂ
として冷陰極管を使用し、光源１０ａおよび１０ｂから
出射された光を効率良く導光板２０の第１側面２２ａお
よび第２側面２ｂにそれぞれ入射させるために、光源用
反射シート１４ａおよび１４ｂをそれぞれ光源１０ａお
よび１０ｂの外周に設けてある。導光板２０としては、
実施形態１と同様に、図３（ｃ）に示した断面形状を有
する導光板２０を用いる。

【００８６】実施形態２の液晶表示装置２１０に用いた
照明装置１１０についても、実施形態１の液晶表示装置
２００に用いた照明装置１００について説明したのと同
様に、 凹凸の高さｈと凹凸のピッチＰとが０．０２≦
ｈ／Ｐ≦０．２の関係を満足することが好ましい。ま
た、凹部の幅Ｐ１と凸部の幅Ｐ２との比Ｐ１／Ｐ２は
０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５の関係を満足することが
好ましく、角度αの絶対値｜α｜は８０°≦｜α｜≦９
０°の範囲内に、角度の絶対値｜β｜は０°≦｜β｜≦
１２°の範囲内にあることが好ましい。さらに、一周期
内の凹部２０ａの幅Ｐ１と凸部２０ｂの幅Ｐ２の比Ｐ１
／Ｐ２は０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５の範囲内にある
ことが好ましい。

【００８７】実施形態２の液晶表示装置２１０に用いる
照明装置１１０の導光板２０を、プリズム面２４の凹凸
形状が上記の条件を満足するように設計した。具体的に
は各パラメータを以下の様に設定した。

【００８８】β＝０° α＝９０° ｈ／Ｐ＝０．０５ Ｐ１／Ｐ２＝１ さらに、具体的には、導光板２０のサイズを４２０ｍｍ
×３１５ｍｍ×８ｍｍ（厚さ）で、Ｐ＝１０００μｍと
する。また、凹凸の高さｈは、第１側面２２ａおよび第
２側面２２ｂに最も近い凹凸のｈ（ｈの最大値）を５０
μｍとし、導光板２０の中央に向かって徐々に大きく設
定し、出射光量の分布が一定となるようにした。但し、
中央（第１側面２２ａと第２側面２２ｂとの丁度真中）
に位置する凹凸の高さｈ（ｈの最小値）がｈ／Ｐ≧０．
０２となるようにした。このように、凹凸の高さｈに傾
斜を持たせる場合にも、全てのｈに対して、０．０２≦
ｈ／Ｐ≦０．２の関係を満足することが好ましい。

【００８９】また、導光板２０は、ポリメチルメタクリ
レートの板を熱プレス成形することによって作製した。
導光板２０の対向面２６には、導光板２０からより効率
よく光が出射されるように導光板用反射シート５０を配
置した。導光板用反射シート５０には迷光の発生を抑制
するために正反射シートを用いた。

【００９０】方向変換素子３０には、実施形態１の液晶
表示装置１００と同様に、プリズムシート（例えば、住
友スリーエム（株）製の「ＴＲＡＦＩＩ」）を使用し
た。ここでも、プリズム面３０ａを導光板２０側に配置
した。なお、方向変換素子３０の種類や配置を適宜変更
できるのは、実施形態１の液晶表示装置２００と同様で
ある。

【００９１】図１４に、導光体２０から出射された光の
強度（相対輝度）の角度分布および照明装置１１０から
出射された照明光の強度（相対輝度）の角度分布を示
す。図１４から分かるように、導光体２０から出射され
た光は、出射角が±７５°付近に強度のピークを有して
いる。導光体２０から出射された光の進行方向が方向変
換素子３０によって変換された、照明装置１１０からの
照明光は、出射角が０°付近に強度のピークを有し、半
値角は１０°程度であり、指向性が高い。また、出射角
が大きな方向へのサイドローブ光が少ない。

【００９２】このように、小さい出射角の光をほとんど
出射せず、出射角が大きい方向に指向性の高い光を出射
する導光板２０と、光の指向性を維持したまま進行方向
だけを変換する方向変換素子３０とを組み合わせること
によって、サイドローブ光が少なく、指向性の高い照明
光を得ることができる。

【００９３】この照明装置１１０と、公知の透過型液晶
パネル１４０と、光拡散素子５０とを組み合わせた液晶
表示装置２１０は、高品位の表示が可能で、広い視野角
特性を有していた。なお、光拡散素子５０としては、例
えばレンチキュラーレンズを用いることができる。ま
た、光拡散素子５０を省略すれば、視野角は狭いもの
の、非常に明るい液晶表示装置が得られる。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、指向性の高い照明光を
出射できる照明装置が提供される。導光板に形成された
凹凸を適切に設計することで、導光板から光が効率よく
出射し、かつ狭い角度範囲内で光が出射するため、明る
く、指向性の高い照明光を出射できる照明装置を実現で
きる。この導光板と方向変換素子と組み合わせることに
よって、照明光の出射方向を任意に制御でき、所望の方
向に指向性が高く、サイドローブ光の小さい照明光を得
ることができる。

【００９５】本発明の照明装置を液晶表示素子のバック
ライトとして用いることによって、明るい液晶表示装置
が実現できる。さらに、前面に光拡散素子を備えた液晶
パネルと組み合わせることによって、高品位の表示が可
能で、広い視野角特性を有する液晶表示装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の照明装置１００を模式
的に示す図であり、（ａ）は照明装置１００の模式的な
断面図であり、（ｂ）は照明装置１００の模式的な上面
図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、照明装置１００に好適
に用いられる導光板２０のプリズム面２４の構造と機能
を説明するための模式図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、照明装置１００に好適に用
いられる導光板２０の他の構造を模式的に示す図であ
る。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、照明装置１００に好適
に用いられる導光板２０の他の構造と機能を説明するた
めの模式図であり、（ｃ）および（ｄ）は、照明装置１
００に好適に用いられる導光板２０のさらに他の構造を
示す模式図である。

【図５】（ａ）〜（ｊ）は、照明装置１００に好適に用
いられる導光板２０のさらに他の構造を示す模式図であ
る。

【図６】本発明による実施形態の他の照明装置１１０を
模式的に示す図である。

【図７】本発明による実施形態１の液晶表示装置２００
を模式的に示す図である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は、凹凸のピッチＰと高さ
ｈの関係が導光板２０からの出射光の強度分布に及ぼす
影響を示す図である。

【図９】出射領域と対向面とのなす角度αが導光板２０
からの出射光の強度分布に及ぼす影響を示す図である。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は、一周期内の凹部２０
ａの幅Ｐ１と凸部２０ｂの幅Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２が導光
板２０からの出射光の強度分布に及ぼす影響を示す図で
ある。

【図１１】方向変換素子３０の構造と機能を説明するた
めの模式図である。

【図１２】実施形態１の液晶表示装置２００が有する照
明装置１００から出射された照明光の強度（相対輝度）
の角度分布を示す図である。

【図１３】本発明による実施形態２の液晶表示装置２１
０を模式的に示す図である。

【図１４】実施形態２の液晶表示装置２１０が有する照
明装置１１０の導光体２０から出射された光の強度（相
対輝度）の角度分布および照明装置１１０から出射され
た照明光の強度（相対輝度）の角度分布を示す図であ
る。

【図１５】従来の液晶表示装置３１０を示す模式図であ
る。

【図１６】（ａ）は従来のバックライト３２０を示す模
式図であり、（ｂ）はその問題点を説明するための模式
図である。

【図１７】従来の他のバックライト３３０を示す模式図
である。

【図１８】（ａ）は従来のさらに他のバックライト３４
０を示す模式図であり、（ｂ）はその問題点を説明する
ための模式図である。

【符号の説明】

１０ 光源 ２０ 導光板 ２０ａ 凹部 ２０ｂ 凸部 ２２ａ 第１側面 ２２ｂ 第２側面 ２２ｃ 第３側面 ２２ｄ 第４側面 ２４ プリズム面 ２４ａ、２４ａ１、２４ａ２ 出射領域 ２４ｂ、２４ｂ１、２４ｂ２ 伝搬領域 ２４ｒ 稜線 ２６ 対向面 ３０ 方向変換素子（プリズムシート） ３０ａ プリズム面 ３０ｂ プリズム ４０ 導光板用反射シート ５０ 光拡散素子 １００、１１０ 照明装置 １４０ 液晶パネル ２００、２１０ 液晶表示装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H042 CA12 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA32X FB02 FC19 FD06 FD22 LA16 LA19 5G435 BB12 BB15 EE27 FF03 FF05 FF06 GG24 LL07 LL08

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から出射された光を受ける第１側面と、前記第
   １側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面
   との間に位置し、互いに対向する第３側面および第４側
   面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互
   いに対向するプリズム面と対向面とを有する導光板と、 前記対向面は、前記第１側面にほぼ垂直な平坦な面であ
   って、前記プリズム面は、前記対向面とのなす角αの絶
   対値が８０°から９０°の範囲内にある出射領域と、前
   記対向面とのなす角βの絶対値が１２°以下の伝搬領域
   とから形成されている、照明装置。
2. 【請求項２】 前記出射領域と前記伝搬領域とは交互に
   配置されており、前記プリズム面の断面形状は凹部と凸
   部とが交互に配置された形状である、請求項１に記載の
   照明装置。
3. 【請求項３】 前記第１側面と前記第２側面とは互いに
   平行で、前記出射領域および前記伝搬領域は、前記対向
   面に対する角度が＋α°の第１出射領域と、前記対向面
   に対する角度が＋β°の第１伝搬領域と、前記対向面に
   対する角度が−α°の第２出射領域と、前記対向面に対
   する角度が−β°の第２伝搬領域とを有する、請求項２
   に記載の照明装置。
4. 【請求項４】 前記プリズム面は、前記凹部および前記
   凸部の稜線に垂直な方向に沿って、一定のピッチＰで前
   記凹部と前記凸部とを周期的に有し、前記凹部と前記凸
   部との高さの差ｈは、０．０２≦ｈ／Ｐ≦０．２の関係
   を満足する、請求項２または３のいずれかに記載の照明
   装置。
5. 【請求項５】 前記プリズム面は、前記凹部および前記
   凸部の稜線に垂直な方向に沿って、一定のピッチＰで前
   記凹部と前記凸部とを周期的に有し、同一周期内に含ま
   れる前記凹部の前記稜線に垂直な方向に沿った長さＰ１
   と前記凸部の前記稜線に垂直な方向に沿った長さＰ２と
   が、０．２５≦Ｐ１／Ｐ２≦２．５の関係を満足する請
   求項２から４のいずれかに記載の照明装置。
6. 【請求項６】 前記第１側面に対する前記第１出射領域
   および第１伝搬領域の配置と、前記第２側面に対する前
   記第２出射領域および第２伝搬領域の配置は、互いに等
   価である、請求項３から５のいずれかに記載の照明装
   置。
7. 【請求項７】 前記導光板の前記第２側面側に設けられ
   たさらなる光源を有する、請求項６に記載の照明装置。
8. 【請求項８】 前記凹部と前記凸部との高さの差ｈは、
   前記第１側面から前記第２側面に向かうにつれて大きく
   なっている、請求項４に記載の照明装置。
9. 【請求項９】 前記導光板の前記プリズム面および前記
   対向面のいずれか一方の側に反射層をさらに有する請求
   項１から８のいずれかに記載の照明装置。
10. 【請求項１０】 前記導光板を間に介して前記反射層に
    対向するように設けられた方向変換素子をさらに有す
    る、請求項１から９のいずれかに記載の照明装置。
11. 【請求項１１】 前記方向変換素子は、前記導光板から
    出射された光の指向性を実質的に維持し、前記導光板か
    ら出射された光の出射方向だけを変換する、請求項１０
    に記載の照明装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から９のいずれかに記載の照
    明装置と、前記照明装置の前記導光板の前記反射板とは
    反対側に設けられた液晶表示パネルとを備える液晶表示
    装置。
13. 【請求項１３】 前記液晶パネルの観察者側に光拡散素
    子をさらに有する請求項１２に記載の液晶表示装置。