JPH10253833A

JPH10253833A - 導光板、面光源装置、偏光光源装置及び液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10253833A
Application number: JP9081830A
Authority: JP
Inventors: Seiji Umemoto; 清司梅本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】発散型光源からの入射光を効率よく伝送し底
面からの漏れ光を再入射させて有効利用でき、出射面全
面より明るさの均等性よく、かつ視認に有利な方向に光
を出射し、偏光分離手段を介した再入射光も初期出射光
との方向の一致性よく再出射し、総じて光の利用効率に
優れる導光板の開発。【解決手段】出射面（１１）、それに対向する底面
（１２）、及び出射面と底面間の側端面からなる入射面
（１３）を有する板状物からなり、その底面に入射面に
沿う方向のプリズム状凹部と底面からなる伝送面を周期
的に有し、そのプリズム状凹部の底面における開口幅の
出射面に対する投影面積が伝送面のそれの１／５以下で
あり、前記のプリズム状凹部が出射面を基準に３０〜４
８度の角度で頂点より入射面側に傾斜した光取出斜面
と、６０度以上の角度で傾斜した背面からなり、かつ前
記伝送面の出射面に対する傾斜角が８度以下である導光
板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、光の利用効率に優れる導
光板、及びそれを用いた面光源装置と偏光光源装置、並
びにそれらを利用した明るさに優れる液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【発明の背景】従来、側面よりの入射光を上面より出射
するようにしたサイドライト型の導光板としては、底面
に４５度傾斜面と出射面平行面を交互に配置したものが
知られていた（特開平７−２０４６２号公報）。これに
よれば、出射面に平行な伝送光が４５度傾斜面を介した
反射で出射面より垂直に出射され、出射面に平行でない
伝送光は出射面平行面を介し全反射されて後端に伝送さ
れつつ４５度傾斜面に入射して種々の方向に出射され
る。

【０００３】しかしながら、前記導光板の入射面に発散
型光源を配置して面光源装置を形成した場合に、入射面
側が明るくて後端側が暗く、明暗差が大きくて輝度の均
一性に乏しく、４５度傾斜面を透過して漏れ光となりロ
ス光となる成分が多い問題点があった。また出射面に平
行でない伝送光の出射面よりの出射方向が不揃いで拡散
性が大きく、出射方向の制御性に乏しい問題点もあっ
た。従って従来技術では、光源よりの入射光を平行光化
して出射面に平行に入射させた場合にのみ光利用効率の
向上を図りうるが、入射光の平行光化には特殊な光源な
いし装置を要し、面光源装置も大型化する難点があっ
た。

【０００４】また従来技術では、４５度傾斜面と出射面
平行面の出射面に対する投影面積の比は、導光板の厚さ
と入射面・後端面間の距離（長さ）で一義的に決まるた
め設計の自由度が小さく、かつ投影面積比が一定では入
射面側が明るくなる。そのため明るさの均一化を目的に
投影面積比を変えて出射面平行面／４５度傾斜面の面積
比を高めた場合（大面積化）には、４５度傾斜面ピッチ
の拡大により疎らな輝線状発光となって表示品位を低下
させるか、４５度傾斜面の面積の微小化で製造の困難化
や回折による表示品位の低下を招くかして、薄型で大面
積の導光板を形成しにくい問題点もあった。

【０００５】さらに従来技術では、出射面よりの出射方
向の制御が困難な問題点もあった。すなわち例えば、対
角１２インチの液晶表示装置を３０〜４０cm離れて画面
中央より見た場合、画面の上下で２４〜３４度の視角差
が生じ、出射方向が一定では視角の変化で光強度が変化
して画面位置で明るさが大きく変化する。従って、画面
位置での明るさの変化を抑制する点よりは、出射方向の
制御が望まれるが従来技術ではそれが困難であった。ま
た出射方向の制御が困難なため、偏光状態の光の利用効
率の向上を目的に導光板の出射面に偏光分離手段を配置
した場合に、光利用効率の向上を図りにくい問題点もあ
った。

【０００６】

【発明の技術的課題】本発明は、発散型光源からの入射
光を効率よく伝送し、光取出斜面を透過した漏れ光を再
入射させ、かつ効率的に平行光化して伝送して有効利用
でき、光取出斜面を介し出射面に出射方向の制御性よく
供給して、出射面全面より明るさの均等性よく、かつ視
認に有利な方向に光を出射し、偏光分離手段を介した再
入射光も散乱等のロスの少ない状態で、かつ初期出射光
との方向の一致性よく再出射して有効に再利用でき、総
じて光の利用効率に優れる導光板の開発を課題とする。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は、出射面、それに対向する
底面、及び出射面と底面間の側端面からなる入射面を有
する板状物からなり、その底面に入射面に沿う方向のプ
リズム状凹部と底面からなる伝送面を周期的に有し、そ
のプリズム状凹部の底面における開口幅の出射面に対す
る投影面積が伝送面のそれの１／５以下であり、前記の
プリズム状凹部が出射面を基準に３０〜４８度の角度で
頂点より入射面側に傾斜した光取出斜面と、６０度以上
の角度で傾斜した背面からなり、かつ前記伝送面の出射
面に対する傾斜角が８度以下であることを特徴とする導
光板を提供するものである。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、発散型光源からの入射
光を効率よく伝送し、光取出斜面を透過した漏れ光を背
面より再入射させて出射面に平行化して伝送し、その伝
送光を光取出斜面に直接入射した光と共に平行光性よ
く、かつ液晶表示装置等の視認に有利な方向に出射方向
を制御した状態で出射面より供給でき、光取出斜面より
の漏れ光も視認等に有効利用できる導光板を得ることが
できる。また液晶表示装置等に容易に適用できる大型サ
イズで薄型の導光板も容易に得ることができる。

【０００９】従って前記の導光板を用いて、指向性に優
れて視認に有利な方向に光を出射し、光利用効率に優れ
て明るい面光源装置や偏光光源装置、さらには明るくて
見やすく低消費電力の直視型等の液晶表示装置を形成す
ることができる。特に、偏光分離手段と組合せて偏光光
源装置とした場合には、平行光性に優れる出射光に基づ
いて偏光分離手段を介した再入射光も散乱等によるロス
や角度変化の少ない状態で、かつ初期出射光との方向の
一致性よく再出射させることができ、偏光として有効に
利用できる光を入射伝送光の利用効率よく得ることがで
きる。

【００１０】

【発明の実施形態】本発明の導光板は、出射面、それに
対向する底面、及び出射面と底面間の側端面からなる入
射面を有する板状物からなり、その底面に入射面に沿う
方向のプリズム状凹部と底面からなる伝送面を周期的に
有し、そのプリズム状凹部の底面における開口幅の出射
面に対する投影面積が伝送面のそれの１／５以下であ
り、前記のプリズム状凹部が出射面を基準に３０〜４８
度の角度で頂点より入射面側に傾斜した光取出斜面と、
６０度以上の角度で傾斜した背面からなり、かつ前記伝
送面の出射面に対する傾斜角が８度以下のものである。

【００１１】本発明による導光板の例を、図１〜図４に
示した。また底面の構造例を図５（ａ）〜（ｃ）に示
し、図６に入射伝送光の光路例を示した。図１〜図４に
おいて、１１が出射面、１２，１６，１７，１８が底
面、１３が入射面、１４が側面、１５が入射面１３に対
向する後端部である。また図５において、２１，２２，
２３が底面に入射面に沿う方向に形成したプリズム状凹
部、３１，３４，３７がプリズム状凹部の光取出斜面、
３２，３５，３８がプリズム状凹部の背面、３３，３
６，３９が底面からなる伝送面である。

【００１２】本発明の導光板は、出射面、それに対向す
る底面、及び出射面と底面間の側端面からなる入射面を
有する板状物からなる。その板状物は、限定するもので
はないが図１，３，４の如く、入射面に対向する後端部
の厚さが入射面のそれよりも薄いもの、就中５０％以下
の厚さであるものが好ましい。後端部の薄型化は、入射
面より入射した光（図５の太矢印）が伝送端としての当
該後端部に至るまでに、底面に効率よく入射して後端部
からの漏れ光を低減できる利点がある。またかかる薄型
化構造とすることで導光板を軽量化できる利点もある。

【００１３】前記板状物の底面は、入射面に沿う方向の
プリズム状凹部と底面からなる伝送面を周期的に有する
ものとされる。すなわち、例えば図５に基づく場合、図
１に示した矢印の如く入射面１３に沿う方向のプリズム
状凹部２１，２２，２３と、底面１２，１６，１８を形
成する伝送面３３，３６，３９を周期的に有する底面と
される。なおプリズム状凹部の方向は、入射面に平行で
ある必要はなく、全体として入射面方向にあればよく、
従って蛇行やジグザグや斜行などの状態にあってもよ
い。

【００１４】プリズム状凹部は、出射面を基準に３０〜
４８度の角度で頂点より入射面側に傾斜した光取出斜面
と、６０度以上の角度で傾斜した背面により形成され
る。すなわち図５に例示のものに基づく場合、出射面１
１を基準としてその出射面に平行な仮想面２０に基づ
き、θ₁が３０〜４８度の角度で頂点より入射面側に傾
斜した光取出斜面３１，３４，３７と、θ₂が６０度以
上の角度で傾斜した背面３２，３５，３８により形成さ
れる。なお図例では背面が頂点より反入射面側に傾斜し
たものを例示したが、プリズム状凹部における背面の角
度θ₂は、９０度や頂点より入射面側に傾斜したもの
（θ₂＞９０度）であってもよい。

【００１５】前記の光取出斜面は、入射面より入射した
伝送光を出射面に向けて反射する機能を担うものであ
り、そのために頂点より入射面側に傾斜したものとされ
る。光取出斜面に入射する光には、図６に例示の如く、
入射面より入射した伝送光が直接入射するものα₁、入
射面側の光取出斜面３１を透過（γ）して直接又は底面
に配置した反射層等を介し背面３２より再入射して直接
入射するもの、又は伝送面３３に入射して反射光α₃，
α₄として入射するものα₂などがある。

【００１６】また前記の直接入射光α₁には、光取出斜
面３１で全反射されるものと、図例の如く光取出斜面を
透過してプリズム状凹部２１の中に漏れ、その漏れ光γ
が直接又は底面に配置した反射層等を介し背面３２より
再入射して再入射光α₃となり、伝送面３３に入射して
反射されるものα₄と、伝送面には入射せずに導光板内
で伝送されるものがある。なお図例の如く、全反射角を
満足せずに光取出斜面に入射した光α₁の一部は、透過
光（漏れ光）γとならずに反射光となりうるがその成分
は透過光γに比べて少ないものと考えられる。

【００１７】前記において光取出斜面の反射機能として
は、一般には、入射光α₁，α₂を全反射して出射面１１
に対し可及的に垂直な方向に反射β₁，β₂する斜面が視
認等における光の有効利用などの点より好ましい。この
点より、光取出斜面に高密度で入射する光の全反射条件
等も考慮して本発明における光取出斜面の傾斜角θ
₁は、前記の通り３０〜４８度とされるが、より好まし
い傾斜角は３５〜４５度、就中４０〜４４度の範囲であ
る。

【００１８】光取出斜面の傾斜角を前記範囲とすること
により、直接又は背面や伝送面を介して入射する伝送光
の光取出斜面への入射角を制御して、その光取出斜面を
介し出射面に対して垂直方向やそれに近い角度方向等の
目的とする出射方向に反射して、液晶表示装置等の視認
性の向上に有効に作用する方向の光を効率よく出射させ
ることができる。光取出斜面の傾斜角が前記範囲外では
出射方向が垂直方向と大きくずれることとなり、出射光
に指向性をもたせることも困難となって伝送光の出射効
率（利用効率）も低下する。

【００１９】一方、液晶表示装置等においては、例えば
大画面などの場合、表示光が視認者に向かって出射する
ことが視認上有利な場合がある。すなわち前記した垂直
制御は、図８（ｂ）に矢印で示した如く出射光の垂直
化、平行光化を目的としたものであるが、使用目的によ
っては図８（ａ）の矢印例の如く、出射光が視点等の一
点に向かうよう制御することが有利な場合がある。なお
図８は、最も強く出射する方向を示している。

【００２０】本発明においては出射光が一点等に向かう
ように制御することも可能であり、その達成は光取出斜
面の傾斜角を上記の範囲で入射面を基準に変化させるこ
とにより行うことができる。ちなみに当該傾斜角を入射
面を基準に徐々に増大させることにより、図８（ａ）の
如き出射特性をもたせることができる。

【００２１】前記のように本発明においては、光取出斜
面の傾斜角を制御することにより、出射光の均一化や集
光化、光利用効率の向上や面内輝度の均一化、出射方向
の視認最適化などを図ることができる。かかる出射特性
の制御は、伝送光の光取出斜面への入射密度において多
くを占めることとなる、特に入射面の近傍では５０％以
上を占めることとなる出射面に非平行な伝送光を供給す
る発散型の光源では有利に機能する。従来技術の４５度
傾斜面、特に入射面の近傍では４５度傾斜面に入射した
光の殆どが全反射条件を満足できずに４５度傾斜面を透
過して漏れ光となり、仮に出射面平行面に再入射したと
しても出射方向の視認最適化をはかることは困難であ
る。

【００２２】すなわち発散型光源の場合、仮に導光板の
厚さに対する、入射面・後端部間の長さを２０倍以上と
し、後端部の厚さを０として導光板底面に全入射光が入
射するようにしても、底面全体の各光取出斜面に入射す
る光の密度は均等でなく、入射面側に近いほど入射密度
は高くなり、またその入射角も大きくなる。ちなみに入
射面の厚さが３mmで屈折率約１．５（アクリル樹脂）の
導光板に入射角３０度で入射したとき、入射面で屈折し
て約１９度の角度で導光板内を伝送することとなるか
ら、入射角３０度以上の全入射光は入射面から約２０mm
の距離内の底面に集中入射することとなり、従って入射
密度は入射面側が高くなる。

【００２３】前記において、屈折率１．５の光取出斜面
における全反射角は４１．８度であるから、入射角が４
１．８度未満の光は光取出斜面で全反射されず、出射面
への光の反射強度が急激に減少すると共に、従来技術の
４５度傾斜面（光取出斜面）では全反射される入射角範
囲は３．２度と僅かな範囲でしかない。仮に光取出斜面
の角度を４２度としても全反射の入射角範囲は６．２度
の範囲となるだけで、その全反射光強度の割合は、入射
伝送光の強度が入射面に対する入射角θに基づいてｃｏ
ｓ²θで表されることから１６．５％となり、これは全
入射光の９％でしかない。

【００２４】従って上記した光取出斜面の傾斜角の制御
は、各光取出斜面に入射する光、就中、高い入射密度と
なる入射角範囲の光束群に対して全反射条件を可及的に
満足させることを目的とし、その入射密度に基づく光量
が出射面に平行な伝送光によるものよりも非平行な伝送
光によるものの方が大きいこともあることから、光利用
効率の点より出射面に非平行な伝送光も有効利用できる
ようにするためのものである。ただし、光取出斜面の傾
斜角の制御による光利用効率の向上には限界があること
から、本発明にては後述の背面や伝送面を介在させて光
利用効率のより向上を図ったものである。

【００２５】また上記した光取出斜面の傾斜角における
入射面を基準とした増大変化、すなわち入射面より遠く
なるほど傾斜角を大きくすることは、前記の高密度で入
射する伝送角度に有利に対処するために光取出斜面の傾
斜角を同一導光板内で最適化するためのものであるが、
その光取出斜面に最高密度で入射する伝送角度は光取出
斜面の傾斜角や伝送面との面積比、板形状などによって
変化する。

【００２６】前記した光取出斜面の傾斜角の増大変化
は、連続的変化や漸増変化、平均変化（角度差／光取出
斜面数）など適宜に決定してよい。液晶表示装置等にお
いては画面の大型化に伴って画面に対する視認角度、特
に長手方向(左右方向)における視認角度が大きくなるこ
とより、その視認性等の点よりは画像光の主流が視認者
に向かうように当該傾斜角を制御することが好ましい。

【００２７】ちなみに、対角１２インチの液晶表示装置
の画面中央より４０cm離れた位置を視点とした場合、画
面の上下方向で±１３度の見込み角となり、仮に出射方
向が一定とすると視角の変化で光強度が大きく変化して
明暗差を生じることとなる。従って視角による明暗差の
抑制には、画面の上側では下方向、下側では上方向の視
点方向に出射方向を制御することが必要となり、図８
（ａ）の例の如く視認角度に応じて入射面側ほど低角度
（反垂直）の出射方向に制御されていることが好まし
い。

【００２８】なお図８（ａ）に例示のものは、その２枚
を薄厚側を対面させて前記の出射方向制御を達成するよ
うにしたものであり、発散型光源の場合、光取出斜面に
直接入射する出射面に非平行な伝送光は、その入射角が
入射面に近いほど大きく、入射面より遠くなるほど小さ
くなることより、光取出斜面の傾斜角を入射面より遠く
なるほど大きくしたものである。

【００２９】図５に例示の背面３２，３５，３８の如
く、プリズム状凹部の背面は、６０度以上の傾斜角θ₂
に形成される。これにより、光取出斜面で全反射せずに
透過した光が背面から再入射する際にその伝送角度を効
率よく出射面に平行化でき、光取出斜面を介した出射方
向の制御精度を高めることができる。また全反射条件を
満足せずに光取出斜面を透過した光の殆どを底面を経ず
に直接背面に再入射させることができる。

【００３０】すなわち図６に例示の如く光取出斜面３１
を透過して底面を経ずに背面３２に直接入射する光α₃
に対しては、低屈折率層（空気層）への出射と、その出
射光γの高屈折率層（導光板）への再入射による凹レン
ズ効果で入射光を出射面に平行化することができる。ま
た底面に配置した反射層等を介して背面に入射する光に
対しては、前記の凹レンズ効果と共に、６０度以上の傾
斜角θ₂による高垂直性面での屈折効果により入射光を
出射面に平行化することができる。前記した背面への直
接入射光の増加は、上記したように発散型光源では光取
出斜面に全反射条件を満足しない伝送光が多く入射する
場合があり、反射回数が多いと反射ロスも大きくなるの
で、反射ロスを低減する点よりも有利である。

【００３１】前記のように本発明における背面は、出射
面に非平行な伝送光も考慮して光取出斜面を出射方向や
明るさの均一化や光利用効率等の点で有利となるように
設定した場合に、光取出斜面を透過することとなる光を
再入射させ、かつ導光板内における伝送角度を透過前よ
りも小さくして出射面に平行化し、光取出斜面を介して
出射面に反射する光を集光化してピーク方向の出射強度
を高める機能を担うものである。

【００３２】前記において、背面の傾斜角θ₂が６０度
未満では、有効面積の減少で光取出斜面より背面に直接
入射する光量が減少し、底面の反射層等を介して背面に
再入射する光が多くなり、その場合、６０度未満の背面
では垂直入射に近づくため当該平行化効果に乏しくな
る。その結果、光取出斜面に入射できない伝送角度の光
が多くなり、後端部よりの漏れ光となるか、出射面の正
面方向より約４０度以上ズレた方向に出射して視認等に
有効利用できない光などとなってロス光となる。

【００３３】背面から再入射する光の出射面に対する平
行化効果や、光取出斜面から直接背面に入射する光量の
向上化、導光板の薄型化等の点より、プリズム状凹部に
おける背面の好ましい傾斜角θ₂は、７０度以上であ
り、上記したように９０度以上であってもよく、出射面
に対して垂直性に優れることが好ましい。また前記の点
より、光取出斜面と背面の交差角であるプリズム状凹部
の頂角（図５ａ：θ₃）は、７０度以下、就中６０度以
下が好ましい。さらに背面の高さは、光の入射光率等の
点より底面を基準に光取出斜面の６０％以上、就中６５
％以上であることが好ましい。その高さが低いと、背面
より直接入射する光量が減少し、また底面の反射層等を
介して背面に反射入射する光量も減少して、伝送面に入
射しやすくなる。さらに底面に反射シートを配置する場
合に、反射シートが変形しやすくなり、反射光が伝送面
に入射しやすくなるなど、光路の制御性が低下する。

【００３４】ちなみに光取出斜面の傾斜角θ₁が４５
度、背面の傾斜角θ₂が７１．５度、光取出斜面と背面
が同じ高さであるプリズム状凹部を有する屈折率が１．
５の導光板の入射面に、入射角３０度で入射して１９．
５度で伝送される光にあっては、その光取出斜面に入射
する光の９５％は、全反射条件を満足せずに光取出斜面
を透過する。その場合、透過光の殆どは直接、又は底面
の反射層等を介して背面より再入射し、導光板内での伝
送角度は約９度となって平行光化が達成される。しかし
背面の傾斜角θ₂が４５度となると、当該伝送角度は約
２５．５度となり平行光化が充分に達成されない。

【００３５】従って、底面に拡散ドットやランダムな凹
凸を設けた従来の導光板における出射光の無指向性を改
善したものとして提案されている、頂角が８０度以上の
プリズム構造や、背面を１０度以下等に形成して伝送面
を兼ねさせたプリズム構造として、光取出斜面を透過し
て底面に達した光を反射層等を介し再入射させる方式の
導光板にあっても、その再入射光が出射面に対する平行
性に劣り、出射面からの出射角度が大きくて視認等に有
効利用できず、光の利用効率の点で充分なものではな
い。導光板の出射面にプリズムシートを配置しても、導
光板そのものの出射効率は改善されない。

【００３６】プリズム状凹部間に配置する伝送面は、導
光板の底面の一部を形成するものであるが、これは入射
面より入射した伝送光が直接入射したり、光取出斜面を
透過して背面より再入射した光を全反射して後続の光取
出斜面に供給すると共に、偏光分離手段を配置して偏光
光源装置とした場合に、偏光分離手段を介した戻り光を
効率よく受け入れて反射層等を介し出射面に効率よく戻
すためのものである。

【００３７】前記の場合に、全反射を介して後続の光取
出斜面に供給する機能では、その全反射を介して伝送角
度を出射面に平行化することが好ましく、偏光分離手段
を介した戻り光の受入かつ戻しの機能では、初期出射光
と可及的に平行に戻すことが好ましい。かかる点より本
発明にては出射面に対する傾斜角（図５ａ：θ₄）が８
度以下、就中５度以下、特に１〜３度とされる。なお本
発明にては底面が放物面形のこともあるので、前記の傾
斜角には出射面を基準に±の両方が含まれる。

【００３８】伝送面の傾斜角は、光取出斜面の場合と同
様に、導光板の入射面側又は後端側等の位置に基づいて
想定される、伝送光の伝送面への入射角に応じてその反
射光が出射面により平行化するように前記した範囲内で
変化させることもできる。光取出斜面に入射する光を可
及的に平行化して出射方向を出射面に垂直化すること
は、上記したように輝度や視認性の向上に有利であり、
また偏光分離手段を介した戻り光の垂直性も高めて伝送
面を介した角度変化の少ない反射、及び出射面より出射
する際の屈折角の僅少化等を達成して再出射方向と初期
出射方向の違いを少なくすることができる。

【００３９】前記において、伝送面の傾斜角が８度を超
えると、伝送面を経由して光取出斜面に入射した伝送光
と、光取出斜面に直接入射した伝送光との反射角のバラ
ツキが大きくなり、出射光を平行光化する制御性が低下
して出射光の指向性に乏しくなる。また伝送面の出射面
に対する投影面積の割合も減少して、伝送面を介し出射
方向を制御しうる伝送光の割合が低下する。反射を介し
た角度変化による平行光化の点よりは、伝送面の傾斜角
を１度以上とすることが好ましい。なお前記した伝送面
の傾斜角の変化は通例、伝送光の入射角が入射面側ほど
大きいことから、入射面を基準に後端側に小さくなる変
化とされる。

【００４０】伝送面は、上記したようにそれに入射する
伝送光を視認性の向上等に有効な状態でその利用効率を
高める面として機能する点より、図５（ａ）に基づい
て、その出射面に対する投影面積ｙがプリズム状凹部の
底面における開口幅のそれｘの５倍以上となるように形
成することが好ましい。すなわちプリズム状凹部の底面
における開口幅の出射面に対する投影面積を伝送面のそ
れの１／５以下とすることが好ましい。また伝送面は、
偏光光源装置とした場合に偏光分離手段で反射された再
入射光を再出射させるために機能する部分でもあること
より、前記ｙ／ｘの好ましい投影面積比は、１０倍以
上、特に１５〜１００倍である。なお前記したｙ／ｘが
５倍以上の条件は、底面のプリズム状凹部を形成した全
部分で維持されていることが好ましい。また伝送面は、
前記のｙ／ｘ比が異なる状態で形成されていてもよい。

【００４１】本発明において導光板の底面形状は、適宜
に決定することができる。図２に例示の如く出射面１１
に平行な面１６とすることもできが、好ましくは上記し
たように傾斜面として後端部１５を入射面１３よりも薄
型化したものである。その場合、傾斜面の形状は任意に
決定してよく、図１に例示の如き直線面や、図３、図４
に例示の如き曲面などのように適宜な面形状とすること
ができる。

【００４２】好ましい底面形状は、図３や図４に例示し
た如く下に凸の放物面に基づく曲面を有するものであ
る。特に放物面の頂点１９が図３の如く入射面１３、又
は図４の如く入射面１３と後端部１５の間の入射面側に
ある形状である。かかる放物面状の底面は、入射面側よ
り後端部に向かって入射角度を減じる（出射面に平行
化）伝送光の特性に対し、その放物面による傾斜形状を
介し光取出斜面や伝送面等への入射角度を制御して反射
角ないし出射方向を均一化しつつ、従って光取出斜面の
配置密度や大きさを出射効率の向上に有利な状態に設定
して出射光を視認に有利な方向に集束させつつ、前記し
た後端部の薄型化と共に後端部よりの光の漏れ損失を少
なくして光利用効率の向上をはかり、かつ出射面上での
平均的な明るさの均一化をはかることができる。さらに
導光板の大面積化や薄型化で視認性が低下しにくい利点
なども有している。

【００４３】特に図４の如く放物面の頂点１９が入射面
と後端部の間の入射面側にある形状では、底面の傾斜に
したがって膨らんだ部分での出射面に平行な伝送光の入
射が制限され、その傾斜角よりも大きい角度で伝送する
光が入射し、後端部側に向かって入射する伝送光が出射
面に平行化するため視認等に有利な方向への出射特性に
優れており、視点等の一方向への出射特性の制御性に優
れている。

【００４４】なお、放物面の頂点が入射面と後端部の間
の後端部側にあると出射面に平行な光の利用効率が低下
し、体積の増加で重量も大きくなる。当該頂点が図４の
如く入射面側にあることで、入射面に対向する側端面の
薄型化や体積の減量による軽量化が可能となる。その軽
量化の点よりは、最厚部（頂点）の厚さが入射面のそれ
の１．５倍以下、就中１．３倍以下であることが好まし
い。また出射面よりの出射方向を均一化する点などよ
り、底面の変化角度は底面形状の平均角度より、５度以
内、就中２度以内にあることが好ましい。

【００４５】底面に設けるプリズム状凹部の形状は、直
線状の斜面で形成されている必要はなく、屈折面や湾曲
面等を含む斜面にて形成されていてもよく、また底面の
全体で同じである必要はない。プリズム状凹部の周期
は、本発明による光取出斜面を介した出射光がストライ
プ状となるため小さいほど好ましい。その周期が大きい
と明暗ムラが著しくて面全体における明るさの均等性が
低下しやすくなる。

【００４６】明暗ムラの防止による明るさの均等性に優
れる出射面を得る点より好ましい周期は、５００μm以
下、就中４００μm以下、特に５〜３００μmである。な
お当該周期が、５μm未満では回折による分散が大きく
て液晶表示装置用のバックライトに不向きとなる。また
光取出斜面の周期が液晶セルのピッチと等しい場合やそ
の整数倍又は１／整数であるときも、モアレが顕著に現
れて液晶表示装置用のバックライトに不向きとなる。従
って液晶表示装置に用いる場合には、モアレも考慮した
周期とすることが好ましい。

【００４７】導光板の入射面の形状については、特に限
定はなく、適宜に決定することがでる。一般には、出射
面に対して垂直な面とされるが、例えば湾曲凹形などの
光源の外周等に応じた形状として、入射光の入射効率の
向上をはることもできる。また、光源との間に介在する
導入部を有する入射面構造などとすることもでき、その
導入部は光源などに応じて適宜な形状とすることができ
る。

【００４８】また出射面の形状は、フラット面などが一
般的であるが、必要に応じて散乱目的の拡散層を表面に
有する構造などとすることもできる。ただし偏光光源装
置を形成する場合には、底面や出射面、あるいは導光板
の中間層を含む入射面以外の部分に、偏光状態を変化さ
せる拡散層の配置は好ましくない。従って、出射面や底
面の伝送面は滑らかであることが好ましいが、偏光状態
を変化させない拡散層の配置はむしろ好ましい。

【００４９】なお後端部は、その厚さを０とした形状が
光学的には理想であるが機械的強度や成形性等の点より
それが困難で、一般には０．５mm以上とされる。その場
合、入射面の厚さが３mmでは、出射面に平行な光の１７
％が光取出斜面に入射しないこととなる。従って平行光
の利用を主目的とした従来の４５度傾斜面では、平行で
ない光の利用効率に乏しい上に、平行光の利用効率も減
じたものとなり、全体としての光利用効率の向上を図り
にくい。

【００５０】導光板は、光源の波長領域に応じてそれに
透明性を示す適宜な材料にて形成することができる。ち
なみに可視光域では、例えばポリメチルメタクリレート
の如きアクリル系樹脂、ポリカーボネートやポリカーボ
ネート・ポリスチレン共重合体の如きポリカーボネート
系樹脂、エポキシ系樹脂等で代表される透明樹脂やガラ
スなどがあげられる。なお後記する偏光光源装置を形成
する場合には、複屈折を示さないか、複屈折の小さい材
料で形成した導光板が好ましく用いうる。

【００５１】量産性等の点より導光板の好ましい製造方
法は、熱や紫外線ないし放射線等で重合処理しうる液状
樹脂を、所定の底面形状を形成しうる型に充填ないし流
延して重合処理する方法や、熱可塑性樹脂を所定の底面
形状を形成しうる金型に加熱下に押付て形状を転写する
方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を
介して流動化させた樹脂を所定の形状に成形しうる金型
に充填する方法などがあげられる。プリズム状凹部の頂
角を一定としたものが製造上は有利であるが、頂角が変
化したプリズム状凹部の形成も可能である。

【００５２】本発明の導光板においては、プリズム状凹
部や伝送面の周期や形状や面積比等の制御に基づいて出
射光の角度分布や面内分布等の特性を調節することがで
きる。底面にプリズム状凹部を設ける形態であるので、
それが導光板の薄型化や大面積化に有利に寄与し、薄型
で全面が効率よく均一発光する実用サイズの導光板を得
るうえで好ましい。

【００５３】なお本発明において導光板は、例えば光の
伝送を担う導光部に、底面形成用のシートを接着したも
のの如く、異種材料の積層体などとして形成されていて
もよく、１種の材料による一体的単層物として形成され
ている必要はない。導光板の厚さは、使用目的による導
光板のサイズや光源の大きさなどにより適宜に決定する
ことができる。ちなみに液晶表示装置等に用いる場合の
導光板の一般的な厚さは、その入射面に基づき２０mm以
下、就中０．１〜１０mm、特に０．５〜８mmである。ま
た入射面と出射面の一般的な面積比は、前者／後者に基
づき１／５〜１／１００、就中１／１０〜１／８０、特
に１／１５〜１／５０である。

【００５４】導光板の出射面には、必要に応じて拡散シ
ートやプリズムシートなどを設けることができる。拡散
シートは、液晶表示装置等に適用した場合に輝線状発光
によるモアレの発生防止に有効である。プリズムシート
は、そのプリズム方向が導光板のプリズム状凹部と交差
する方向に配置することにより、前記モアレの発生防止
と共に、プリズム状凹部と交差する方向の輝度を向上さ
せることができ、さらにプリズムの角度制御で出射方向
の制御も可能となる。

【００５５】本発明による導光板によれば、それを用い
て高精度に平行化された光を視認に有利な垂直等の方向
に出射し、光源からの光を効率よく利用して明るさに優
れる面光源装置や、偏光光源装置、さらには明るくて見
やすく低消費電力性に優れる液晶表示装置などの種々の
装置を形成することができる。

【００５６】面光源装置は、本発明による導光板の入射
面に線状光源を配置することにより形成することができ
る。その例を図７、図８に例示した。１が導光板、２が
線状光源であり、この面光源装置５はサイドライト型の
バックライトなどとして好ましく用いうる。線状光源と
しては適宜なものを用いうるが、例えば（冷，熱）陰極
管や、発光ダイオード等の線状ないし帯状のアレイ体等
からなる発散型光源などが好ましく用いうる。低消費電
力性や耐久性等の点よりは冷陰極管が特に好ましい。

【００５７】面光源装置の形成に際しては、必要に応じ
て図例の如く、線状光源からの発散光を導光板の側面に
導くために光源を包囲する光源ホルダ３や、導光板の底
面に配置した反射シート４などの適宜な補助手段を設け
た組合せ体とすることもできる。なお２４は、均等な面
発光を得るために導光板の出射面上に配置した拡散層で
ある。導光板底面の反射シートは、導光板底面に蒸着膜
等からなる反射層を付設することで代替しうるが、その
場合にはプリズム状凹部の光取出斜面や背面への反射層
の付設を光の透過や入射を可能とするために回避する必
要がある。従って反射シートを用いる方式が反射層の形
成容易性などの点より好ましい。

【００５８】反射シート等からなる反射層の配置は、プ
リズム状凹部や伝送面からの漏れ光の発生を防止して出
射効率の向上に有効である。また偏光光源装置の場合に
は、偏光変換手段としても機能する。前記の偏光変換手
段として機能させる場合には、金属等からなる鏡面反射
層が特に好ましい。鏡面反射層によれば、反射時に偏光
特性を効率的に反転させることができ、その偏光変換効
率が屈折率相違の界面を介した全反射や拡散反射による
場合よりも優れている。ちなみに鏡面反射層に概ね垂直
に円偏光等が入射すると、円偏光の左右等の変換効率は
入射角３０度位まではほぼ１００％近い値となる。

【００５９】偏光変換効率の点より好ましい鏡面反射層
は、アルミニウム、銀、金、銅又はクロムなどからなる
高反射率の金属の少なくとも１種を含有するものであ
る。反射シートは、出射方向を制御する点などより導光
板の底面に沿って配置することが好ましい。反射シート
としては、バインダ樹脂による金属粉末の混入塗工層
や、蒸着方式、メッキ方式等による金属薄膜の付設層等
として金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔などの適
宜なものを用いることができる。鏡面反射層の片面又は
両面には、必要に応じ反射率の向上や酸化防止等を目的
とした適宜なコート層を設けることもできる。

【００６０】また反射シートとしては、特に偏光光源装
置等を形成する場合の反射シートとしては、再出射光の
広がりを抑制する点などより、平行光を入射させた場合
の反射光の反射角の広がりの半値幅の半角が１０度以
内、就中５度以内のものが好ましい。従って反射シート
としては、反射率が高く、反射角の広がりが少なくて、
拡散反射を生じない適宜なものを用いうる。凹凸や圧延
ロール等による粗表面を有して反射光の反射角が若干広
がるようにしたものであってもよい。

【００６１】なお光源ホルダとしては、高反射率金属薄
膜を付設した樹脂シートや金属箔などの反射シートに準
じたものが一般に用いられる。光源ホルダを導光板の端
部に接着剤等を介して接着する場合には、その接着部分
については底面におけるプリズム状凹部の形成を省略す
ることもできる。また光源ホルダを導光板の底面に延設
して反射シートを兼ねさすこともできる。

【００６２】拡散層の配置は、明暗ムラの発生を防止し
て明るさの均等性により優れる出射面の形成に有利であ
り、微細凹凸面や拡散板などによる適宜な拡散層として
形成することができる。ただし偏光光源装置を形成する
場合には、偏光状態を変化させる拡散層の導光板への配
置は好ましくない。

【００６３】本発明による偏光光源装置は、入射光を偏
光状態の透過光と反射光に分離する偏光分離手段を併用
して、偏光特性を示さない入射光を高効率に偏光に変換
して取出すことを目的とし、その場合に本発明による導
光板は、高精度に平行化された垂直性等に優れる出射光
を提供して、偏光分離手段を介した再入射光を角度変化
の少ない状態で初期の出射光と方向の一致性よく再出射
させることを可能とする。

【００６４】図９に本発明による偏光光源装置を例示し
た。これは、上記した面光源装置５における導光板１の
出射面１１の上方に、偏光分離手段６１を配置したもの
からなる。実施例にては、自然光を透過及び反射により
左右の円偏光に分離する偏光分離手段が導光板１におけ
る出射面１１の直上に配置されている。なお図におい
て、偏光分離手段６１の上面に設けたもの６２は、円偏
光を直線偏光化する偏光変換手段である。

【００６５】前記実施例の装置によれば、導光板１の出
射面より出射した光が偏光分離手段６１に入射し、左右
の内の所定（仮に左）の円偏光は透過し、所定外（右）
の円偏光は反射され、その反射光は戻り光として導光板
に再入射する。導光板に再入射した光の殆どは、底面の
伝送面に入射しその下部の反射シート等で反射されて再
び偏光分離手段に入射し、透過光と反射光（再々入射
光）に再度分離される。

【００６６】従って、反射光としての再入射光は、偏光
分離手段を透過しうる所定の円偏光となるまで偏光分離
手段と導光板との間に閉じ込められて反射を繰返す。そ
の場合、本発明においては再入射光の利用効率等の点よ
り、可及的に少ない繰返し数で、就中、初回の再入射光
が反射の繰返しなく出射するようにしたものが好まし
い。

【００６７】前記において、本発明による導光板は高精
度に平行化された垂直性等に優れる出射光を提供するこ
とから、偏光分離手段を介した再入射光の多くが伝送面
に入射し、その緩やかな傾斜角に基づいて角度を大きく
変えることなく反射し、その角度変化の少ない反射で初
期の出射光と近似した方向に再出射させることができ、
初期出射光と再出射光の方向の一致性に優れて、偏光特
性に優れる光をロスの少ない利用効率に優れる状態で得
ることができる。その場合、反射シート等が鏡面反射層
を有する場合には、再入射光がそれによる反射反転によ
り高効率に所定の円偏光に変換され、従って光を効率よ
く取出すことができる。また垂直性に優れる出射光の場
合には、屈折率が相違する界面での屈折による光の進行
方向の変化が小さい利点も有する。さらに多重反射によ
り光利用効率も向上させうる利点なども有する。

【００６８】上記において従来のドット型やプリズム型
の導光板では、偏光分離手段を介した再入射光は、導光
板の底面を介した散乱反射（ドット）又は２回の全反射
（プリズム）を介して偏光分離手段に再入射することと
なる。しかし散乱反射式の場合には、出射光が指向性に
乏しく、また散乱光として再入射するため偏光分離手段
を介した変換効率は５０％を超え得ず、光の利用効率を
高める効果に乏しい。また全反射式の場合にも、変換効
率が低く、全反射条件を超えた入射光では殆ど反射しな
いことなどより、再入射光を再出射光として取出しにく
く光の利用効率を高める効果は生じにくい。

【００６９】加えて散乱反射式及び全反射式のいずれの
場合にも、偏光分離手段を介した出射光に指向性をもた
せることが困難で、その出射角度も垂直性等に乏しく、
液晶表示等の視認性を低下させる、表示に不都合な垂直
方向と角度が大きくずれた、例えば垂直方向に対して４
５度以上の方向の出射光成分を多く含ものとなる。導光
板の出射面にプリズムシートを配置して垂直性を高める
補正をしたとしても、導光板底面の反射面に対しては垂
直方向から大きくずれた角度で入射するため光の再利用
効率を高める効果に乏しい。

【００７０】上記のように従来の導光板では、本発明に
おける如く、導光板を介し高精度に平行化された垂直性
等に優れる出射光を形成して、それを偏光分離手段を介
し初期出射光と再入射光に分離し、その再入射光を初期
出射光と出射方向の整合性よく再出射させることは困難
である。

【００７１】本発明において偏光光源装置の形成に好ま
しく用いうる導光板は、側面よりの入射光を高い効率で
出射面より出射させ、その出射光が高い指向性、就中、
出射面に対する垂直性等に優れる指向性を示すと共に、
偏光分離手段を介した再入射光の再出射効率に優れ、そ
の再出射光の指向性と出射角度が初期出射光の指向性と
出射角度に可及的に一致しているものである。その場
合、再出射光と初期出射光の出射角度の一致性に乏し
く、出射方向が大きく異なると、それらの輝度を加成で
きず、液晶表示装置等の視認性の向上に有効利用できな
いし、むしろ角度の異なる方向に２つのピーク輝度を示
して視認性を低下させる。

【００７２】本発明において偏光光源装置を形成するた
めの偏光分離手段としては、上記した左右の円偏光に分
離するものの如く、透過と反射を介して偏光特性が相違
する状態の光に分離しうる適宜な手段を用いうる。本発
明においては、完全な分離機能を有することは要しない
が、透過又は反射により分離された偏光中に含まれる他
の状態の偏光が少ないほど好ましい。

【００７３】好ましく用いうる偏光分離手段としては、
コレステリック液晶相を有する層、就中コレステリック
相を呈する液晶ポリマーからなる層を有するシートや当
該層をガラス板等の上に展開したシート、あるいはコレ
ステリック相を呈する液晶ポリマーからなるフィルム、
平面内の一方向の主屈折率とその方向を一致させた２種
類の基本薄膜の繰返しによる多層膜からなるフィルムな
どがあげられる。

【００７４】コレステリック液晶相によれば左右の円偏
光を透過・反射によりいずれか一方に選択的に分離で
き、コレステリック液晶を含む均一配向の液晶相は散乱
のない反射光を提供する。またコレステリック液晶相
は、視角変化に対する光学特性の変化が小さくて視野角
の広さに優れ、特に斜め方向からも直接観察される直視
型液晶表示装置等の形成に適している。

【００７５】偏光分離手段は、単層物又は２層以上の重
畳物として形成することができる。重畳化は、分離機能
の広波長域化や斜め入射光の波長シフトに対処する点等
より有利であり、その場合には所定外の円偏光として反
射する光の中心波長が異なる組合せで重畳することが好
ましい。

【００７６】すなわち単層のコレステリック液晶層では
通例、選択反射性（円偏光二色性）を示す波長域に限界
があり、その限界は約１００nmの波長域に及ぶ広い範囲
の場合もあるが、その波長範囲でも液晶表示装置等に適
用する場合に望まれる可視光の全域には及ばないから、
そのような場合に選択反射性の異なるコレステリック液
晶層を重畳させて円偏光二色性を示す波長域を拡大させ
ることができる。

【００７７】ちなみにコレステリック液晶層の場合、そ
の液晶相に基づく選択反射の中心波長が３００〜９００
nmのものを同じ偏光方向の円偏光を反射する組合せで、
かつ選択反射の中心波長が異なる、就中それぞれ５０nm
以上異なる組合せで用いて、その２〜６種類を重畳する
ことで可視光域等の広い波長域をカバーできる偏光分離
手段を効率的に形成することができる。

【００７８】なお前記した、同じ偏光方向の円偏光を反
射するもの同士の組合せで重畳物とする点は、各層で反
射される円偏光の位相状態を揃えて各波長域で異なる偏
光状態となることを防止し、利用できる状態の偏光の増
量を目的とする。

【００７９】従って偏光分離手段としては、それが所定
外の円偏光として反射しうる光の波長域が導光板に基づ
く出射光の波長域と可及的に一致したものが好ましく用
いうる。当該出射光に輝線スペクトル等の主波長がある
場合には、その１種又は２種以上の主波長に対してコレ
ステリック液晶相等に基づく反射光の波長を一致させる
ことが偏光分離の効率性等の点より次善策となり、必要
重畳数の減少化等による偏光分離手段の薄層化にも有利
である。その場合、反射光の波長の一致の程度は、導光
板の１種又は２種以上の主波長光に対してそれぞれ２０
nm以内の範囲とすることが好ましい。

【００８０】なおコレステリック液晶としては、適宜な
ものを用いてよく、特に限定はない。位相差の大きいコ
レステリック液晶分子ほど選択反射の波長域が広くな
り、層数の軽減や大視野角時の波長シフトに対する余裕
などの点より好ましく用いうる。また重さや自立性等の
点よりは液晶ポリマーが好ましく用いうる。

【００８１】ちなみにコレステリック液晶系の液晶ポリ
マーとしては、例えばポリエステル等の主鎖型液晶ポリ
マー、アクリル主鎖やメタクリル主鎖、シロキサン主鎖
等からなる側鎖型液晶ポリマー、低分子カイラル剤含有
のネマチック系液晶ポリマー、キラル成分導入の液晶ポ
リマー、ネマチック系とコレステリック系の混合液晶ポ
リマーなどがあげられる。取扱い性の点より、ガラス転
移温度が３０〜１５０℃の液晶ポリマーが好ましく用い
うる。

【００８２】液晶ポリマーによるコレステリック液晶層
の形成は、従来の配向処理に準じた方法で行いうる。ち
なみにその例としては、基板上にポリイミドやポリビニ
ルアルコール等の膜を形成してレーヨン布等でラビング
処理したものやＳｉＯの斜方蒸着層等からなる適宜な配
向膜の上に液晶ポリマーを展開してガラス転移温度以
上、等方相転移温度未満に加熱し、液晶ポリマー分子が
グランジャン配向した状態でガラス転移温度未満に冷却
してガラス状態とし、当該配向が固定化された固化層を
形成する方法などがあげられる。

【００８３】前記の基板としては、例えばトリアセチル
セルロースやポリビニルアルコール、ポリイミドやポリ
アリレート、ポリエステルやポリカーボネート、ポリス
ルホンやポリエーテルスルホン、エポキシ系樹脂の如き
プラスチックからなるフイルム、あるいはガラス板など
の適宜なものを用いうる。

【００８４】基板上に形成した液晶ポリマーの固化層
は、基板との一体物としてそのまま偏光分離手段に用い
うるし、基板より剥離してフィルム等からなる偏光分離
手段として用いることもできる。フィルムからなる基板
との一体物として形成する場合には、偏光の状態変化の
防止性などの点より、位相差が可及的に小さいフィルム
を用いることが好ましい。なお偏光分離手段は、導光板
の出射面に直接設けることもできる。

【００８５】液晶ポリマーの展開は、加熱溶融方式によ
ってもよいし、溶剤による溶液として展開することもで
きる。その溶剤としては、例えば塩化メチレンやシクロ
ヘキサノン、トリクロロエチレンやテトラクロロエタ
ン、Ｎ−メチルピロリドンやテトラヒドロフランなどの
適宜なものを用いうる。展開は、バーコーターやスピナ
ー、ロールコーター、グラビア印刷方式などの適宜な塗
工機にて行うことができる。展開に際しては、必要に応
じ配向膜を介したコレステリック液晶層の重畳方式など
も採ることができる。

【００８６】コレステリック液晶層の厚さは、配向の乱
れや透過率低下の防止、選択反射性（円偏光二色性を示
す波長範囲）などの点より、０．５〜１００μm、就中
１〜７０μm、特に１〜５０μmが好ましい。コレステリ
ック液晶層、ないし偏光分離手段の形成に際しては、安
定剤や可塑剤、あるいは金属類などからなる種々の添加
剤を必要に応じて配合することができる。

【００８７】本発明において用いる偏光分離手段は、例
えば低分子量体からなるコレステリック液晶層をガラス
やフィルム等の透明基材で挾持したセル形態、液晶ポリ
マーからなるコレステリック液晶層を透明基材で支持し
た形態、コレステリック液晶層の液晶ポリマーのフィル
ムからなる形態、それらの形態物を適宜な組合せで重畳
した形態などの適宜な形態とすることができる。

【００８８】前記の場合、コレステリック液晶層をその
強度や操作性などに応じて１層又は２層以上の支持体で
保持することもできる。２層以上の支持体を用いる場合
には、偏光の状態変化を防止する点などより例えば無配
向のフィルムや、配向しても複屈折の小さいトリアセテ
ートフィルムなどの如く位相差が可及的に小さいものが
好ましく用いうる。

【００８９】なお偏光分離手段は、上記の分離性能の均
一化や斜め入射光の波長シフトに対処する点等より平坦
な層として形成されていることが好ましく、重畳物の場
合にも各層は平坦なものであることが好ましい。コレス
テリック液晶層の重畳には、製造効率や薄膜化などの点
より液晶ポリマーの使用が特に有利である。

【００９０】本発明において図９に例示の如く、偏光分
離手段６１の上方に偏光変換手段６２を有する場合、偏
光分離手段より出射した円偏光は、偏光変換手段に入射
して位相変化を受ける。その場合、位相変化が１／４波
長に相当する波長の光は直線偏光に変換され、他の波長
光は楕円偏光に変換される。変換されたその楕円偏光
は、前記の直線偏光に変換された光の波長に近いほど扁
平な楕円偏光となる。かかる結果、偏光板を透過しうる
直線偏光成分を多く含む状態の光が偏光変換手段より出
射される。

【００９１】前記の如く、偏光分離手段上に必要に応じ
て配置する偏光変換手段は、偏光分離手段より出射した
偏光を直線偏光成分の多い状態に変換することを目的と
するものである。直線偏光成分の多い状態に変換するこ
とにより、偏光板を透過しやすい光とすることができ
る。

【００９２】前記の偏光板は、例えば液晶表示装置の場
合、液晶セルに対する視野角の変化で発生する偏光特性
の低下を防止して表示品位を維持する光学素子や、より
高度な偏光度を実現してよりよい表示品位を達成する光
学素子などとして機能するものである。すなわち偏光板
を用いずに、偏光分離手段よりの出射偏光をそのまま液
晶セルに入射させて表示を達成することは可能である
が、偏光板を介することで前記した表示品位の向上等を
はかりうることから必要に応じて偏光板が用いられる場
合がある。

【００９３】前記の場合に、偏光板に対する透過率の高
いほど表示の明るさの点より有利であり、その透過率は
偏光板の偏光軸（透過軸）と一致する偏光方向の直線偏
光成分を多く含むほど高くなるので、それを目的に偏光
変換手段を介して偏光分離手段よりの出射偏光を所定の
直線偏光に変換するものである。

【００９４】ちなみに通例のヨウ素系偏光板に自然光や
円偏光を入射させた場合、その透過率は約４３％程度で
あるが、直線偏光を偏光軸を一致させて入射させた場合
には８０％を超える透過率を得ることができ、従って光
の利用効率が大幅に向上して明るさに優れる液晶表示な
どが可能となる。またかかる偏光板では、９９．９％に
達する偏光度も容易に達成でき、偏光分離手段単独では
かかる高偏光度の達成は困難で、特に斜めからの入射光
に対する偏光度が低下しやすい。

【００９５】偏光変換手段としては、その偏光特性に応
じて適宜なものを用いうる。円偏光の場合には、その位
相を変化させうる位相差層が好ましく用いうる。その位
相差層としては、偏光分離手段より出射した円偏光を、
１／４波長の位相差に相当して直線偏光を多く形成しう
ると共に、他の波長の光を前記直線偏光と可及的にパラ
レルな方向に長径方向を有し、かつ可及的に直線偏光に
近い扁平な楕円偏光に変換しうるものが好ましい。偏光
変換手段は、偏光分離手段、あるいは液晶セルの偏光板
と一体的に設けることもできる。

【００９６】前記の如き位相差層を用いることにより、
その出射光の直線偏光方向や楕円偏光の長径方向が偏光
板の透過軸と可及的に平行になるように配置して、偏光
板を透過しうる直線偏光成分の多い状態の光を得ること
ができる。位相差層は、適宜な材質で形成でき、透明で
均一な位相差を与えるものが好ましい。一般には位相差
層の形成に、位相差板が用いられる。

【００９７】位相差層にて付与する位相差は、偏光分離
手段より出射される円偏光の波長域などに応じて適宜に
決定しうる。ちなみに可視光域では波長範囲や変換効率
等の点より、殆どの位相差板がその材質特性より正の複
屈折の波長分散を示すものであることも加味して、その
位相差が小さいもの、就中２００nm以下、特に１００〜
１５０nmの位相差を与えるものが好ましく用いうる場合
が多い。

【００９８】位相差板は、１層又は２層以上の重畳層と
して形成することができる。１層からなる位相差板の場
合には、複屈折の波長分散が小さいものほど波長毎の偏
光状態の均一化をはかることができて好ましい。一方、
位相差板の重畳化は、波長域における波長特性の改良に
有効であり、その組合せは波長域などに応じて適宜に決
定してよい。

【００９９】なお可視光域を対象に２層以上の位相差板
とする場合、上記の如く２００nm以下の位相差を与える
層を１層又は３層以上の奇数層として含ませることが直
線偏光成分の多い光を得る点より好ましい。２００nm以
下の位相差を与える層以外の層は、通例２００〜４００
nmの位相差を与える層で形成することが波長特性の改良
等の点より好ましいが、これに限定するものではない。

【０１００】位相差板は、例えばポリカーボネート、ポ
リスルホン、ポリエステル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリアミド、ポリビニールアルコール等からなるフ
ィルムを延伸処理してなる複屈折性シートなどとして得
ることができる。発光強度や発光色を広い視野角で均一
に維持する点よりは、位相差層の面内における位相差の
誤差が小さいほど好ましく、就中、その誤差が±１０nm
以下であることが好ましい。

【０１０１】位相差層に設定する位相差や光学軸の方向
は、目的とする直線偏光の振動方向などに応じて適宜に
決定することができる。ちなみに１３５nmの位相差を与
える位相差層の場合、円偏光の向きに応じて光学軸に対
し振動方向が＋４５度又は−４５度の直線偏光（波長５
４０nm）が得られる。なお位相差層が２層以上からなる
場合、特にその外部側表面層を２００nm以下の位相差を
与える層が占める場合にはその層に基づいて配置角度に
設定することが好ましい。また上記した基本薄膜の繰返
しによる多層膜フィルムからなる偏光分離手段の場合、
主屈折率が一致した方向の直線偏光が透過し、それと直
交する方向の直線偏光が反射されるため、本発明の導光
板とかかる偏光分離手段との組合せで偏光光源を形成す
る場合、導光板と偏光分離手段の間に１／４波長板を配
置することで効果的に用いることができる。１／４波長
板を配置しない場合には、直線偏光が偏光変換されない
ため効率の向上は期待できない。１／４波長板を偏光分
離手段を介して戻される直線偏光に対し、その光軸が４
５度となるように配置することにより、導光板とその下
面に配置された反射板に円偏光として戻すことができ、
偏光光源の形成効率が飛躍的に向上する。

【０１０２】上記のように本発明による偏光光源装置
は、偏光分離手段による反射光（再入射光）を偏光変換
による出射光として再利用することで反射ロス等を防止
し、その出射光を必要に応じ位相差層等を介して直線偏
光成分をリッチに含む光状態に変換することで偏光板を
透過しやすくして吸収ロスを防止し、光利用効率の向上
をはかりうるようにしたものである。この方式により、
理想的には偏光板を透過する光量を約２倍に増量しうる
が、光源として利用する点よりは、偏光板を透過しうる
直線偏光成分を６５％以上、就中７０％以上含むことが
好ましい。

【０１０３】本発明による導光板、ないしそれを用いた
面光源装置や偏光光源装置は、上記の如く光の利用効率
に優れ明るくて垂直性等の出射方向制御性に優れる光を
提供し、大面積化等も容易であることより液晶表示装置
等におけるバックライトシステムなどとして種々の装置
に好ましく用いうる。その場合、偏光状態を可及的に維
持しうる拡散板などを偏光光源装置上やその導光板上等
に配置することも可能である。

【０１０４】図１０に本発明による面光源装置５をバッ
クライトシステムに用いた液晶表示装置７を例示した。
また、図１１に本発明による偏光光源装置６をバックラ
イトシステムに用いた液晶表示装置８を例示した。７１
が下側の偏光板、７２が液晶セル、７３が上側の偏光
板、７４が拡散板である。下側の偏光板７１や拡散板７
４は、必要に応じて設けられる。液晶表示装置等の形成
に特に好ましく用いうる導光板は、図８（ａ）に例示の
矢印の如く、面光源装置としたときに出射光がそれぞれ
の位置より視点（観察者）に向かって出射するようにし
たものである。

【０１０５】液晶表示装置は一般に、液晶シャッタとし
て機能する液晶セルとそれに付随の駆動装置、偏光板、
バックライト、及び必要に応じての補償用位相差板等の
構成部品を適宜に組立てることなどにより形成される。
本発明においては、上記した本発明による導光板、ない
しそれを用いた面光源装置や偏光光源装置を用いる点を
除いて特に限定はなく、従来に準じて形成することがで
き、特に直視型の液晶表示装置を好ましく形成すること
ができる。

【０１０６】従って用いる液晶セルについては特に限定
はなく、適宜なものを用いうる。偏光光源装置を用いる
場合には、偏光状態の光を液晶セルに入射させて表示を
行うものに有利に用いられ、例えばツイストネマチック
液晶やスーパーツイストネマチック液晶を用いた液晶セ
ル等に好ましく用いうるが、非ツイスト系の液晶や二色
性染料を液晶中に分散させたゲストホスト系の液晶、あ
るいは強誘電性液晶を用いた液晶セルなどにも用いう
る。液晶の駆動方式についても特に限定はない。

【０１０７】なお高度な直線偏光の入射による良好なコ
ントラスト比の表示を得る点よりは偏光板として、特に
バックライト側の偏光板として、例えばヨウ素系や染料
系の吸収型直線偏光子などの如く偏光度の高いものを用
いたものが好ましい。また液晶表示装置の形成に際して
は、例えば視認側の偏光板の上に設ける拡散板やアンチ
グレア層、反射防止膜、保護層や保護板、あるいは液晶
セルと偏光板の間に設ける補償用の位相差板などの適宜
な光学素子を適宜に配置することができる。

【０１０８】前記の補償用位相差板は、複屈折の波長依
存性などを補償して視認性の向上等をはかることを目的
とするものである。本発明においては、視認側又は／及
びバックライト側の偏光板と液晶セルの間等に必要に応
じて配置される。なお補償用の位相差板としては、波長
域などに応じて適宜なものを用いることができ、１層又
は２層以上の重畳層として形成されていてよい。

【０１０９】液晶表示装置に用いる導光板は、上記の如
く出射面より視認者の方向に光を出射するものが好まし
く用いうるが、その出射方向についてはプリズムシート
等を介して修正することもできる。その場合には、偏光
状態を可及的に変化させないプリズムシート等が好まし
く用いうる。

【０１１０】本発明において、上記した導光板や面光源
装置、あるいは偏光光源装置や液晶表示装置を形成する
光学素子ないし部品は、全体的又は部分的に積層一体化
されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置
したものであってもよい。なお面光源装置の上面には種
々の拡散板などを配置しうるが、偏光光源装置の場合に
は偏光特性を維持しうる拡散板などがその上面や導光板
上等の適宜な位置に配置しうる。

【０１１１】

【実施例】

参考例１アクリル系の主鎖を有するガラス転移温度が５７℃の側
鎖型コレステリック液晶ポリマーを、ガラス板のポリイ
ミドラビング処理面にスピンコート方式で成膜後、１３
０℃で３０秒間加熱後さらに１１０℃で２分間加熱して
急冷し、鏡面状の選択反射状態を呈する偏光分離板を得
た。これは、４５０〜５４０nmの波長範囲で良好な選択
反射性を示し、この領域で９０％以上を正反射方向に選
択反射するものであった。

【０１１２】参考例２アクリル系の主鎖を有するガラス転移温度が６４℃の側
鎖型コレステリック液晶ポリマーを、ガラス板のポリイ
ミドラビング処理面にスピンコート方式で成膜後、１５
０℃で３０秒間加熱後さらに１３０℃で２分間加熱して
急冷し、鏡面状の選択反射状態を呈する偏光分離板を得
た。これは、５３０〜６４０nmの波長範囲で良好な選択
反射性を示し、この領域で９０％以上を正反射方向に選
択反射するものであった。

【０１１３】参考例３参考例１及び参考例２で得た偏光分離板を積層して重畳
型の偏光分離板を得た。これは、４５０〜６４０nmの波
長範囲で良好な選択反射性を示し、この領域で９０％以
上を正反射方向に選択反射するものであった。

【０１１４】実施例１所定寸法の透明ポリメチルメタクリレート板の一側面を
鏡面研削して入射面を形成した後、底面を研削して楔形
とし、その底面にＮＣ工作機を用いた刃先角６０度のダ
イヤモンドバイトによる研削方式でそのバイト角度を変
えながら入射面方向のプリズム状凹部を所定周期で形成
して導光板を得た。この導光板は、幅８０mm、奥行１５
０mm、入射面の厚さ３mm、後端部の厚さ１mm、出射面が
平坦なものからなり、プリズム状凹部のピッチが２５０
μmで、入射面を基準に光取出斜面の出射面に対する傾
斜角が３８〜４３度の範囲で連続的に変化すると共に、
背面の当該傾斜角が８２〜７７度の範囲で連続的に変化
し、伝送面（底面）の出射面に対する傾斜角が３度以下
で、光取出斜面の出射面への投影面積が１０〜２０μm
の範囲で変化し、プリズム状凹部の底面での開口幅／伝
送面の出射面への投影面積比（以下同じ）が１／１０以
上のものである。

【０１１５】実施例２実施例１に準じて、底面が入射面位置に頂点を有する下
に凸の放物面からなる導光板を得た。プリズム状凹部等
の特性は実施例１と同じである。

【０１１６】実施例３実施例１に準じて、底面が入射面から３０mmの位置に頂
点を有する下に凸の放物面からなる導光板を得た。プリ
ズム状凹部等の特性は実施例１と同じである。

【０１１７】実施例４刃先角７０度のダイヤモンドバイトを用いたほかは実施
例１に準じて、プリズム状凹部のピッチ２５０μm、光
取出斜面の傾斜角変化３８〜４３度、背面の傾斜角変化
７２〜６７度、伝送面の傾斜角３度以下、光取出斜面の
投影面積変化１０〜２０μm、プリズム状凹部開口幅／
伝送面の投影面積比１／１０以上の導光板を得た。

【０１１８】実施例５実施例１に準じて、光取出斜面の傾斜角を４０度、かつ
背面の傾斜角を８０度の一定角とした導光板を得た。伝
送面等のその他の特性は、実施例１と同じである。

【０１１９】比較例１刃先角９０度のダイヤモンドバイトを用いたほかは実施
例１に準じて、プリズム状凹部のピッチ２５０μm、光
取出斜面及び背面の傾斜角４５度（一定）、伝送面の傾
斜角３度以下、光取出斜面の投影面積変化１０〜２０μ
m、プリズム状凹部開口幅／伝送面の投影面積比１／７
以上の導光板を得た。

【０１２０】比較例２刃先角９０度のダイヤモンドバイトを用いたほかは実施
例１に準じて、プリズム状凹部のピッチ２５０μm、光
取出斜面の傾斜角変化３８〜４３度、背面の傾斜角変化
５２〜４７度、伝送面の傾斜角３度以下、光取出斜面の
投影面積変化１０〜２０μm、プリズム状凹部開口幅／
伝送面の投影面積比１／７以上の導光板を得た。

【０１２１】比較例３実施例１に準じて、光取出斜面の傾斜角が４５度（一
定）で背面がなく、伝送面の傾斜角が０度、プリズム状
凹部／伝送面の投影面積比が１／１０以上の導光板を得
た。

【０１２２】比較例４実施例１に準じて、底面が入射面に頂点を有する下に凸
の放物面からなり、光取出斜面の傾斜角が４５度（一
定）で背面がなく、伝送面の傾斜角が０度で、光取出斜
面のピッチが入射面を基準に変化し、プリズム状凹部／
伝送面の投影面積比が１／１０以上の導光板を得た。

【０１２３】比較例５実施例１に準じて、底面が入射面に頂点を有する下に凸
の放物面からなり、プリズム状凹部のピッチ２５０μ
m、光取出斜面の傾斜角変化３８〜４３度、背面がなく
て伝送面の傾斜角が５度以下、光取出斜面の投影面積変
化１０〜２０μm、プリズム状凹部／伝送面の投影面積
比１／１０以上の導光板を得た。

【０１２４】比較例６メチルメタクリレート５０重量部、トリエチレングリコ
ールジメタクリレート５重量部、平均粒径１５μmの酸
化チタン粉末２５重量部、過酸化ベンゾイル１重量部、
パーロイルＴＣＰ１重量部、及び塩化メチレン１００重
量部を混合して乾燥窒素吹き込み後に脱泡し、それを幅
８０mm、奥行１４０mm、厚さ５mmのポリメチルメタクリ
レート板の片面に塗布し、塩化メチレンの揮発後に表面
をセパレータでカバーして５０℃で２時間加熱後さらに
７０℃で２時間加熱してセパレータを剥がし、その後８
０℃で２時間加熱して、完全な隠蔽性を示す拡散反射層
を有する底面からなる導光板を得た。

【０１２５】比較例７比較例６の導光板の出射面に２枚のプリズムシートを直
交状態に配置した導光板を得た。

【０１２６】比較例８実施例１に準じて、プリズム状凹部のピッチ１００μ
m、光取出斜面の投影面積変化３０〜６０μm、プリズム
状凹部開口幅／伝送面の投影面積比１／１．５〜１／３
の導光板を得た。

【０１２７】実施例６〜１０，比較例９〜１６実施例１〜５，比較例１〜８で得た導光板の入射面に直
径２．６mmの冷陰極管を配置し、銀蒸着のポリエステル
フィルムからなる光源ホルダにて冷陰極管を包囲し、導
光板の底面に銀蒸着のポリエステルフィルムからなる反
射シートを配置してサイドライト型の面光源装置を得
た。

【０１２８】評価試験１実施例６〜１０、比較例９〜１４，１６で得た面光源装
置の光源を点灯し、導光板の中央部における入射面・後
端部方向での出射角度による輝度を調べ、その結果を図
１２に示した。このとき比較例１４では導光板上に拡散
板（キモト社製、１００Ｓ）を配置した。また実施例６
〜１０、比較例９〜１６で得た面光源装置の光源を点灯
し、導光板の幅方向の中央部に沿って入射面より３０mm
の位置を開始点として４０mmずつ隔てた位置における出
射面での、最大出射方向とその輝度を調べ、その結果を
表１，表２に示した。なお角度は出射面の垂直方向を基
準に光源側をマイナス方向、その反対側をプラス方向と
した。また輝度の測定は、色彩色差計（ミノルタ社製、
ＣＳ−１００）を用いて暗室中にて行った。

【０１２９】

【表１】

【０１３０】

【表２】

【０１３１】図１２より、実施例６〜１０に対して、比
較例９〜１４では大きい出射角度、特に５０度以上での
出射光が多く、正面方向（０度）の輝度のピーク強度が
小さいことがわかる。また実施例では大きい出射角度の
出射光が少なくて正面方向に唯一のピーク強度を示すの
に対し、比較例９〜１３では正面方向と出射角度の大き
い方向の２方向にピーク強度を示し、出射角度の大きい
方向のピーク強度は出射角度が大きすぎて有効利用でき
ないことがわかる。

【０１３２】特に実施例６，９と光取出斜面と伝送面を
同じとした比較例１０では、同じ正面方向にピーク強度
を示すのに対し、出射角度の大きい方向にも明確なピー
ク強度を示し、正面方向のピーク強度も実施例に劣るこ
とがわかる。これより、本発明による背面の構成が、伝
送光の平行化や集光化を高めて光利用効率の向上に有効
であることがわかる。

【０１３３】比較例１３も比較例１０と同様の傾向を示
すが、伝送面の構成の相違が正面方向のピーク強度の違
いに現れたものと思われる。比較例９，１１，１２で
は、正面方向のピーク幅が狭く、実施例よりも光の利用
効率に劣ることがわかる。さらに比較例１４では、視認
等に有効な正面方向の輝度に劣ることがわかる。

【０１３４】一方、表１、表２より、実施例の面光源装
置は、比較例のものに比べて表面輝度とその均一性に優
れていることがわかる。また実施例６〜９、比較例１
０，１３，１６では最大出射輝度の方向が約５〜１０度
変化しており、実施例１０、比較例９，１１，１４では
最大出射輝度の方向がほぼ均一であることがわかる。さ
らに比較例１４，１６では最大出射輝度が入射面より遠
くなるほど小さくなり、明るさの均一性に劣ることがわ
かる。この場合、光取出斜面が実施例と相似形であるの
で、明るさの不均一化はプリズム状凹部開口幅／伝送面
の投影面積比の小さいことが原因であると思われる。ま
た比較例１５より、プリズムシートを配置しても実施例
に及ばないことがわかる。

【０１３５】また実施例６〜１０，比較例９〜１６の面
光源装置における明るさの均一性について１０人の観察
者による目視評価をしたところ、光取出斜面の形状を変
化させて出射方向を制御した実施例６〜９，比較例１
０，１２，１３が優れており、特に実施例７，８が優れ
るとの結果であった。また光取出斜面の傾斜角を一定に
して最大輝度の出射方向がほぼ均一な実施例１０，比較
例９は前記に次いで良好であり、比較例１１，１４，１
６は均一性に劣るとの結果であった。これらの結果は、
表１，２の結果と対応したものである。

【０１３６】前記より、光取出斜面を介した出射方向の
制御が、視認の均一化に有効であり、特に実施例７，８
の如く底面を下に凸な放射面形状とすることが均一化に
有効であることがわかる。なお比較例９〜１４では、光
が大きな出射角度で出射されていることが確認された。

【０１３７】実施例１１〜１５，比較例１７〜２４実施例６〜１０，比較例９〜１６で得た面光源装置にお
ける導光板の出射面に参考例３で得た偏光分離板と、位
相差が１２０nmの位相差板を順次配置して偏光光源装置
を得、その位相差板の上にヨウ素系偏光板（Ｇ１２２０
ＤＵ）を最大輝度を示すように回転調節して配置した。

【０１３８】評価試験２実施例１１〜１５、比較例１７〜２４で得た偏光光源装
置について、上記の面光源装置に準じて最大方向の輝度
を調べた。その結果を表３，４に示した。なお表には、
実施例１の導光板上に偏光分離板と位相差板なしに偏光
板のみを配置した場合を比較例２５として示した。

【０１３９】

【表３】

【０１４０】

【表４】

【０１４１】表３，４より、実施例の偏光光源装置は比
較例のものに比べ最大輝度に優れており、比較例１７，
１９〜２１と共に他の比較例に比べて偏光分離板を設け
た場合の輝度の向上率が高くて、比較例２３，２４では
その向上率が特に低いことがわかる。またプリズム状凹
部と伝送面が相似形の実施例１１と比較例２４の比較よ
り、プリズム状凹部開口幅／伝送面の投影面積比が輝度
に大きく影響していることがわり、比較例２４では、偏
光分離板を介した戻り光の伝送面への入射率の低いこと
が輝度向上率の低さの原因であると考えられる。

【０１４２】一方、底面に拡散ドットを設けた比較例２
２における再出射効率の低さは、偏光分離板を介した戻
り光の偏光が解消されて変換効率が低下し、また初期出
射光の拡がりや輝度ピークの低さより拡散ドットによる
乱反射で迷光が増大したものと考えられる。またプリズ
ムシートを配置した比較例２３でも、実質的な輝度の向
上が認められず、これはプリズムシートによる光路変化
で出射方向が均一化されないためと考えられる。

【０１４３】評価試験３実施例１１〜１５、比較例１７〜２４で得た偏光光源装
置の上にスーパーツイストネマチック液晶セルを配置し
て液晶表示装置を得、その非選択状態における発光状態
を調べた。なお前記の液晶表示装置は、液晶セルの両面
に位相差板を配置してノーマリーホワイトの白黒モード
に調整したものである。

【０１４４】前記において、実施例では発光の均一性に
優れる明るい表示特性が得られたが、比較例では暗くて
不均一な表示特性であった。また実施例では、面光源装
置を用いた場合よりも、その上に偏光分離板を配置した
偏光光源装置を用いた場合の方が表示の明るさに優れて
いた。

【０１４５】上記の結果より総合的に、本発明による導
光板にて側面からの入射光を効率よく、かつ方向の制御
性よく出射面より出射して光の利用効率に優れる面光源
装置を得ることができ、その光を偏光分離手段を介し偏
光化して、明るくて見やすい高表示品位の液晶表示装置
を形成できることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】導光板例の斜視説明図

【図２】他の導光板例の側面説明図

【図３】さらに他の導光板例の側面説明図

【図４】さらに他の導光板例の側面説明図

【図５】プリズム状凹部例の側面説明図

【図６】光路例の側面説明図

【図７】面光源装置例の側面説明断面図

【図８】他の面光源装置例の側面説明断面図

【図９】偏光光源装置例の側面説明断面図

【図１０】液晶表示装置例の側面説明断面図

【図１１】他の液晶表示装置例の側面説明断面図

【図１２】出射特性を示したグラフ

【符号の説明】

１：導光板１１：出射面１２，１６，１７，１８：底面２１，２２，２３：プリズム状凹部３１，３４，３７：光取出斜面３２，３５，３８：背面３３，３６，３９：伝送面１３：入射面５：面光源装置２：光源３：光源ホルダ４：反射シート２４：拡散層６：偏光光源装置６１：偏光分離手段６２：偏光変換手段７，８：液晶表示装置７１，７３：偏光板７２：液晶セル７４：拡散層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出射面、それに対向する底面、及び出射
面と底面間の側端面からなる入射面を有する板状物から
なり、その底面に入射面に沿う方向のプリズム状凹部と
底面からなる伝送面を周期的に有し、そのプリズム状凹
部の底面における開口幅の出射面に対する投影面積が伝
送面のそれの１／５以下であり、前記のプリズム状凹部
が出射面を基準に３０〜４８度の角度で頂点より入射面
側に傾斜した光取出斜面と、６０度以上の角度で傾斜し
た背面からなり、かつ前記伝送面の出射面に対する傾斜
角が８度以下であることを特徴とする導光板。
【請求項２】請求項１において、プリズム状凹部の周
期が５００μm以下であり、プリズム状凹部の頂角が７
０度以下である導光板。
【請求項３】請求項１又は２において、プリズム状凹
部の底面における開口幅の出射面に対する投影面積が伝
送面のそれの１／１０以下であり、プリズム状凹部の背
面の傾斜角が７０度以上であると共に、伝送面の出射面
に対する傾斜角が５度以下で、プリズム状凹部の頂角が
６０度以下である導光板。
【請求項４】請求項１〜３において、プリズム状凹部
の光取出斜面の傾斜角が入射面を基準に３５〜４５度の
範囲で徐々に増大する導光板。
【請求項５】請求項１〜４において、プリズム状凹部
における背面の高さが底面を基準に光取出斜面の６０％
以上であり、伝送面の出射面に対する傾斜角が３度以下
である導光板。
【請求項６】請求項１〜５において、板状物における
入射面に対向する後端部の厚さが入射面のそれの５０％
以下である導光板。
【請求項７】請求項１〜６において、底面が出射面を
基準に下に凸の放物面からなる導光板。
【請求項８】請求項７において、放物面の頂点が入射
面又は、入射面と後端部の間の入射面側にある導光板。
【請求項９】請求項７又は８において、最厚部の厚さ
が入射面のそれの１．５倍以下である導光板。
【請求項１０】請求項１〜９に記載の導光板における
入射面に線状光源を少なくとも配置してなることを特徴
とする面光源装置。
【請求項１１】請求項１０において、導光板の底面に
反射シートを有する面光源装置。
【請求項１２】請求項１１において、鏡面反射性の反
射シートを導光板の底面に沿って配置してなる面光源装
置。
【請求項１３】請求項１０〜１２に記載の面光源装置
における導光板の出射面に、入射光を偏光状態の透過光
と反射光に分離する偏光分離手段を少なくとも有するこ
とを特徴とする偏光光源装置。
【請求項１４】請求項１３において、偏光分離手段が
少なくとも液晶ポリマーのコレステリック液晶相を有し
て自然光を透過光と反射光からなる左右の円偏光に分離
するものである偏光光源装置。
【請求項１５】請求項１４において、偏光分離手段の
上側に円偏光を直線偏光化する偏光変換手段を配置して
なる偏光光源装置。
【請求項１６】請求項１５において、偏光変換手段が
１００〜１５０nmの位相差を与える位相差板を少なくと
も１層有する１層又は２層以上の位相差層からなる偏光
光源装置。
【請求項１７】請求項１０〜１２に記載の面光源装置
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】請求項１３〜１６に記載の偏光光源装
置を有することを特徴とする液晶表示装置。