WO2023286113A1 - 面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

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WO2023286113A1
WO2023286113A1 PCT/JP2021/026100 JP2021026100W WO2023286113A1 WO 2023286113 A1 WO2023286113 A1 WO 2023286113A1 JP 2021026100 W JP2021026100 W JP 2021026100W WO 2023286113 A1 WO2023286113 A1 WO 2023286113A1
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WO
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light
light source
source device
emitted
guide plate
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PCT/JP2021/026100
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English (en)
French (fr)
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智彦 澤中
栄二 新倉
俊輔 曽山
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices

Definitions

  • the present disclosure relates to surface light source devices and liquid crystal display devices.
  • the display blocks information other than the information necessary for driving so that the driver can concentrate on driving, while providing visual information, etc. to the passenger in the front passenger seat. must be viewed. Therefore, there is a need for a design that limits the viewing angle of the display.
  • a known method for narrowing the viewing angle is to use a louver film, which is a peep prevention film that covers the monitor of a computer or mobile phone.
  • the louver film blocks light with a predetermined incident angle or more, the light utilization efficiency is lowered. Therefore, in a surface light source device (that is, a backlight unit) of a display, it is necessary to narrow the angular distribution of luminance on the light emitting surface of the light guide plate.
  • Patent Documents 1 to 3 propose a design for adjusting the inclination of a light control sheet arranged on the exit surface side in a surface light source device. Specifically, in Patent Documents 1 to 3, the angle of peak light in the angular distribution of luminance on the exit surface of the light guide plate (hereinafter referred to as "peak angle") is adjusted to an angle different from 0 degrees. ing. Further, in Patent Document 2, the light control sheet has a plurality of prism surfaces with different tilt angles, thereby improving the utilization efficiency of light having directivity.
  • Patent Documents 1 to 3 adjust the viewing angle characteristics of the light emitting surface of the display by synthesizing two light components whose peak angles are different from 0 degrees.
  • there has been an increasing demand for blocking out video information that is, for reducing the black level perceived by a viewer (for example, a driver) when the display is viewed obliquely.
  • the angle at which the viewer sees the front side of the display differs from the angle at which the viewer sees the back side of the display. Therefore, when the distance between the viewer and the display is short, the viewer perceives the front side of the display to be bright. Therefore, it is necessary to increase the distance between the viewer and the display, which reduces the degree of freedom in arranging the display (hereinafter also referred to as a "liquid crystal display device").
  • An object of the present disclosure is to improve the degree of freedom of arrangement of a liquid crystal display device while narrowing the viewing angle characteristics.
  • a surface light source device includes a first light source, a front surface that extends in a first direction and a second direction that are orthogonal to each other, and a first surface that intersects the front surface and extends in the second direction.
  • a light guide plate through which light emitted from the first light source and incident from the first side is guided and emitted from the front surface; an incident surface and an exit surface;
  • the direction of emitted light which is the light emitted from the light guide plate and incident on the incident surface, is brought closer to a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, and the emitted light is directed to the emitted light.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1;
  • FIG. 2A is a side view showing an example of a configuration of a light guide plate of the surface light source device shown in FIG. 1 and an optical path of light incident on the light guide plate;
  • FIG. (B) is a diagram of the first side surface shown in FIG. 2(A) viewed in the +X-axis direction.
  • FIG. 2 is a plan view showing a part of the configuration of the light guide plate shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a perspective view showing part of the configuration of the light control sheet shown in FIG. 1;
  • 4A and 4B are diagrams illustrating an example of a configuration around a first side surface of the light guide plate illustrated in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the angular intensity distribution of light incident on the first side surface of the light guide plate shown in FIG. 1 and the angular intensity distribution of light incident on the first side surface of the light guide plate according to the comparative example;
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the light control sheet shown in FIGS. 1 and 4 and an optical path of emitted light incident on the light control sheet;
  • FIG. 3 is a graph showing the angular intensity distribution of light emitted from the edge in the ⁇ X-axis direction of the front surface of the light guide plate shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a graph showing the angular intensity distribution of light emitted from the central portion of the front surface of the light guide plate shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a graph showing the angular intensity distribution of light emitted from the +X-axis direction end of the front surface of the light guide plate shown in FIG. 2 ;
  • FIG. 10 is a diagram showing how an image displayed on a liquid crystal display of a liquid crystal display device according to a comparative example looks.
  • FIG. 4 is a diagram showing how an image displayed on the liquid crystal display of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 looks.
  • (A) is a partial side view showing a part of the structure of the light guide plate of the surface light source device according to Embodiment 2.
  • FIG. 13B is an enlarged side view showing a part of the configuration of the first side surface shown in FIG. 13A;
  • FIG. FIG. 11 is a side view showing the configuration of a light guide plate of a surface light source device according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a side view showing the configuration of a light guide plate of a surface light source device according to Embodiment 4;
  • a surface light source device and a liquid crystal display device will be described below with reference to the drawings.
  • the following embodiments are merely examples, and the embodiments can be combined as appropriate and each embodiment can be modified as appropriate.
  • the X-axis and the Y-axis are coordinate axes parallel to the display surface (specifically, the light emitting surface 2a shown in FIG. 2) of the liquid crystal display panel of the liquid crystal display device.
  • the X-axis direction is parallel to the long sides of the display surface
  • the Y-axis direction is parallel to the short sides of the display surface. parallel direction.
  • the Z-axis is a coordinate axis perpendicular to the display surface. Further, in the following description, the X-axis direction may be called "first direction”, the Y-axis direction may be called “second direction”, and the Z-axis direction may be called "third direction”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 100 according to Embodiment 1.
  • the liquid crystal display device 100 is, for example, an image display device for a vehicle mounted on a vehicle such as an automobile.
  • the liquid crystal display device 100 has a surface light source device 1 and a liquid crystal display panel 2 .
  • the surface light source device 1 irradiates the back surface 2c of the liquid crystal display panel 2 with illumination light L4, which is planar light.
  • illumination light L4 which is planar light. The configuration of the surface light source device 1 will be described later.
  • the liquid crystal display panel 2 converts the illumination light L4 emitted from the surface light source device 1 into image light L10.
  • the liquid crystal display panel 2 has a liquid crystal layer 2b.
  • the liquid crystal layer 2b is arranged parallel to the XY plane.
  • the liquid crystal display panel 2 changes the light transmittance of the liquid crystal layer 2b for each pixel based on a control signal output from a control section (not shown). Thereby, the liquid crystal display panel 2 spatially modulates the illumination light L4 to generate the image light L10.
  • the image light L10 is emitted from the light emitting surface 2a.
  • the surface light source device 1 includes a first light source 10 , a second light source 20 , a light guide plate 30 , a light control sheet 40 as an optical sheet, and a light reflection sheet 50 .
  • the first light source 10 and the second light source 20 are, for example, light emitting diodes.
  • the optical axis of the first light source 10 is C1 and the optical axis of the second light source 20 is C2
  • the optical axis C1 and the optical axis C2 are parallel to the X-axis.
  • the first light source 10 and the second light source 20 are arranged to face the first side surface 32 and the second side surface 33 of the light guide plate 30, respectively.
  • the light guide plate 30 is a plate-like member made of a transparent optical material.
  • the light guide plate 30 is made of acrylic resin such as PMMA, for example.
  • FIG. 2A is a side view showing an example of the configuration of the light guide plate 30 shown in FIG. 1 and the optical paths of the lights L1 and L2 incident on the light guide plate 30.
  • the light guide plate 30 has a front surface 31, a first side surface 32, a second side surface 33, and a rear surface .
  • the front surface 31 extends in a first direction (ie, the X-axis direction) and a second direction (ie, the Y-axis direction) that are orthogonal to each other.
  • the first side surface 32 intersects the end of the front surface 31 in the -X-axis direction and extends in the Y-axis direction.
  • the second side surface 33 intersects the end of the front surface 31 in the +X-axis direction and extends in the Y-axis direction.
  • the light guide plate 30 guides the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 .
  • the light guide direction of the light L1 is the +X-axis direction.
  • the light guide plate 30 guides the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 .
  • the light guide direction of the light L2 is the -X-axis direction.
  • the light beams L1 and L2 travel in the light guide direction while being repeatedly reflected within the light guide plate 30 by total reflection at the interface between the light guide plate 30 and the air layer (specifically, the front surface 31 and the rear surface 34).
  • FIG. 2(B) is a diagram of the first side surface 32 shown in FIG. 2(A) viewed in the +X-axis direction.
  • the first side surface 32 has a first uneven shape including a plurality of grooves 61 (hereinafter also referred to as "first grooves 61").
  • the multiple grooves 61 extend in the Y-axis direction.
  • the plurality of grooves 61 are arranged along the Z-axis direction.
  • the plurality of grooves 61 have the same shape.
  • the first uneven shape of the first side surface 32 is a single shape.
  • the groove portion 61 includes a first top portion 61a, a first bottom portion 61b, and a first inclined surface 61c.
  • the first top portion 61a and the first bottom portion 61b extend in the Y-axis direction.
  • the first inclined surface 61c connects the first top portion 61a and the first bottom portion 61d.
  • the shape of the groove portion 61 when viewed in the Y-axis direction is V-shaped.
  • the first inclined surface 61c has a first surface 61e that approaches the first bottom portion 61b as it approaches the light control sheet 40 (see FIG. 1), and a first surface 61e that approaches the first bottom portion 61b as it moves away from the light control sheet 40. and an approaching second surface 61f.
  • the apex angle of the groove 61 that is, the angle formed by the first surface 61e and the second surface 61f is, for example, within the range of 70° to 90°.
  • the second side surface 33 has a second uneven shape including a plurality of grooves 71 as a plurality of second grooves.
  • the multiple grooves 71 extend in the Y-axis direction.
  • the plurality of grooves 71 are arranged along the Z-axis direction.
  • the plurality of grooves 71 have the same shape.
  • the second uneven shape of the second side surface 33 is a single shape.
  • the shape of the groove portion 71 when viewed in the Y-axis direction is V-shaped.
  • the apex angle of the groove portion 71 is, for example, within the range from 70° to 90°.
  • the front surface 31 has a plurality of fine optical elements 35 arranged in the X-axis direction.
  • each micro optical element 35 of the plurality of micro optical elements 35 is hemispherical.
  • the cross-sectional shape of the fine optical element 35 taken along a plane including the X-axis direction and the Z-axis direction is semicircular.
  • the fine optical element 35 is a hemispherical convex lens.
  • the ground plane angle of the micro optical element 35 with respect to the flat area 36 of the front surface 31, that is, the inclination angle of the tangent line of the curved surface 35a of the micro optical element 35 with respect to the flat area 36 is within the range of 70° to 90°. The closer the tilt angle is to 90°, the more efficiently the micro optical element 35 can emit the emitted light L3.
  • the fine optical element 35 is not limited to a hemispherical shape, and may be a semi-ellipsoidal shape.
  • FIG. 3 is a plan view showing part of the configuration of the light guide plate 30 shown in FIG.
  • the arrangement density of the plurality of fine optical elements 35 on the front surface 31 changes in the light guiding directions of the lights L1 and L2 (that is, the ⁇ X-axis directions).
  • the luminance distribution in the XY plane of the emitted light L3 emitted from the light guide plate 30 toward the light control sheet 40 can be controlled.
  • the arrangement density of the fine optical elements 35 is the ratio of the area occupied by the fine optical elements 35 per unit area.
  • the arrangement density is adjusted by changing the number of fine optical elements 35 per unit area. Specifically, the arrangement density of the microscopic optical elements 35 decreases as the center of the front surface 31 in the X-axis direction approaches the end on the side of the first side surface 32 and the end on the side of the second side surface 33 . there is The arrangement density may be adjusted by changing the size of the fine optical elements 35 per unit area.
  • the angular distribution of luminance on the front surface 31 of the light guide plate 30 will be described.
  • the first side surface 32 side with respect to the normal line N is the negative direction.
  • the maximum point of the angular distribution of luminance of the front surface 31 based on the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 is (that is, maximum luminance)
  • the first peak angle is 65° or more and 80° or less.
  • the second peak angle which is the angle at the maximum point of the angular distribution of the brightness of the front surface 31 based on the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33, is ⁇ 80° or more and ⁇ 65°. ° or less.
  • the light control sheet 40 is arranged between the back surface 2 c of the liquid crystal display panel 2 and the light guide plate 30 .
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the light control sheet 40 shown in FIG. 1.
  • the light control sheet 40 has an entrance surface 41 and an exit surface 42 .
  • the light control sheet 40 directs the emitted light L3, which is the light emitted from the light guide plate 30 and incident on the incident surface 41, closer to the Z-axis direction, and emits the emitted light L3 from the emission surface 42 as the illumination light L4. do.
  • the entrance surface 41 and the exit surface 42 are provided on the sheet body portion 40 a of the light control sheet 40 .
  • the incident surface 41 has a plurality of prisms 43 arranged in the X-axis direction and having vertices (in other words, ridge lines) 43a extending in the Y-axis direction.
  • Each prism 43 of the plurality of prisms 43 is, for example, a triangular pyramid.
  • the shape of the prism 43 when viewed in the Y-axis direction is an isosceles triangle.
  • the prism 43 has a side surface 43b facing the ⁇ X axis direction and a side surface 43c facing the +X axis direction.
  • the apex angle of the prism 43 that is, the angle formed by the side surface 43b and the side surface 43c is, for example, within the range of 65° to 75°.
  • the light reflecting sheet 50 is arranged on the -Z-axis side of the light guide plate 30 .
  • the light reflecting sheet 50 faces the rear surface 34 of the light guide plate 30 .
  • the light emitted from the rear surface 34 of the light guide plate 30 is reflected by the light reflecting sheet 50, enters the light guide plate 30 from the rear surface 34, and then exits from the front surface 31 as emitted light L3.
  • the emitted light L3 illuminates the rear surface 2c of the liquid crystal display panel 2.
  • the shape of the light reflecting sheet 50 when viewed in the Y-axis direction is rectangular.
  • a light reflecting sheet using a resin such as polyethylene terephthalate as a base material can be used.
  • a light reflecting sheet obtained by vapor-depositing metal on the surface of a substrate may be used.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration around the first side surface 32 of the light guide plate 30 shown in FIG.
  • the light L1 emitted from the first light source 10 is emitted with a Lambertian distribution.
  • the “Lambertian distribution” is a distribution in which the luminance of the light emitting surface of the first light source 10 is constant regardless of the viewing direction.
  • the first side surface 32 has a first uneven shape including a plurality of grooves 61 extending in the Y-axis direction. Therefore, of the light L1 emitted from the first light source 10, the light L11 traveling parallel to the optical axis C1 is refracted by the second surface 61f of the first groove portion 61 and travels toward the front surface 31 or the rear surface 34. .
  • the first side surface 32 has the first concave-convex shape including the plurality of grooves 61, so that the light component parallel to the optical axis C1 in the light L1 incident on the first side surface 32 can be reduced. can. Therefore, it is possible to increase the number of reflections of the light L1 inside the light guide plate 30 while narrowing the angle intensity distribution of the light L1 propagating inside the light guide plate 30 (for example, the angle intensity distribution D1 shown in FIG. 6 which will be described later). can. Therefore, the light guide plate 30 can efficiently emit the light L1 from the front surface 31 as the emitted light L3. Note that, of the light L1, the light L12 traveling at an angle to the optical axis C1 is refracted by the first surface 61e of the first groove 61 and propagates inside the light guide plate 30, for example.
  • FIG. 6 is a graph showing the angular intensity distribution of light L1 incident on the first side surface 32 shown in FIG. 1 and the angular intensity distribution of light incident on the first side surface of the light guide plate according to the comparative example.
  • the horizontal axis indicates the emission angle [°] of the light L1 with respect to the optical axis C1
  • the vertical axis indicates the intensity ratio.
  • the solid line indicates the angular intensity distribution D1 of the light L1 immediately after entering the first side surface 32 of the light guide plate 30 of the first embodiment.
  • the dashed line indicates the angular intensity distribution D2 of the light immediately after entering the first side surface of the light guide plate according to the comparative example.
  • the first side surface of the light guide plate according to the comparative example is different from the first side surface 32 of the first embodiment in that it is a flat surface that does not have an uneven shape.
  • the angle at the maximum point (that is, the intensity ratio peak) A2 of the angular intensity distribution D2 is 0°.
  • the angular intensity distribution D1 has two maximum points A11 and A12. Since the first side surface 32 has an uneven shape, the absolute value of the angles at the maximum points A11 and A12 can be set to 10° or more and 30° or less. That is, the absolute value of the difference between the angle at the maximum point A2 of the angular intensity distribution D2 and the angles at the maximum points A11 and A12 of the angular intensity distribution D1 is 10° or more and 30° or less.
  • the angular intensity distribution (not shown) of the light L2 (see FIG. 1) emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 is obtained by inverting the positive/negative of the angular intensity distribution D1. Since the second side surface 33 has the second uneven shape including the plurality of grooves 71, the light component parallel to the optical axis C2 in the light L2 incident on the second side surface 33 can be reduced. . Therefore, the number of reflections of the light L2 inside the light guide plate 30 can be increased while narrowing the angular intensity distribution of the light L2 propagating inside the light guide plate 30 . Therefore, the light guide plate 30 can efficiently emit the light L2 from the front surface 31 as the emitted light L3.
  • the absolute angle at the maximum point of the angular intensity distribution of the light L2 immediately after being incident on the second side surface 33 is The value can be greater than or equal to 10° and less than or equal to 30°.
  • the critical angle in the light guide plate 30 is 42.1° because the refractive index of PMMA is 1.49. Therefore, when the incident angle of light incident on the interface between the light guide plate 30 and the air layer (that is, the front surface 31 and the rear surface 34) is 42.1° or more, the light is totally reflected inside the light guide plate 30. Propagate while repeating. For example, a ray that travels in the direction of the peak of the angular intensity distribution of the light L1 that has entered the light guide plate 30 through the first surface 61e travels in the direction that satisfies the total reflection condition on the planar region 36 of the front surface 31 and the rear surface 34. FIG.
  • part of the lights L1 and L2 reaching the micro-optical element 35 on the front surface 31 while repeating total reflection no longer satisfies the conditions for total reflection part of the lights L1 and L2 is emitted from the front surface 31 as light L3 emitted as
  • the angular intensity distribution of the emitted light L3 emitted from the light guide plate 30 has a peak within the range of 60° to 80° when the Z-axis direction is 0°.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the light control sheet 40 shown in FIGS. 1 and 4 and the optical path of the emitted light L3 incident on the light control sheet 40.
  • FIG. 7 emitted light L 3 emitted from the front surface 31 of the light guide plate 30 enters the prism 43 .
  • the prism 43 converts the light component parallel to the light guide direction (that is, the ⁇ X-axis direction) out of the emitted light L3 to the Z-axis direction (hereinafter referred to as , also referred to as the “front direction”) and emerge from the exit surface 42 .
  • the ⁇ X-axis direction the light guide direction
  • the emitted light L3 is refracted at the interface between the side surface 43b of the prism 43 and the air layer, and reflected by the side surface 43c of the prism 43. is emitted in the Z-axis direction.
  • the prism 43 has the function of condensing the light component parallel to the light guiding direction in the emitted light L3.
  • the emission angle of the emitted light L3 emitted from the light guide plate 30 is narrowed down to a narrow angle range centered on the front direction within the XY plane parallel to the arrangement direction of the plurality of prisms 43 of the light control sheet 40.
  • FIG. 8 to 10 are graphs showing angular luminance distributions on the light emitting surface 2a of the liquid crystal display panel 2 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the angular luminance distribution E1 on the end of the light emitting surface 2a on the side of the first light source 10 (that is, on the ⁇ X axis side).
  • FIG. 9 is a graph showing the angular luminance distribution E2 on the central portion of the light emitting surface 2a in the X-axis direction.
  • FIG. 8 to 10 are graphs showing angular luminance distributions on the light emitting surface 2a of the liquid crystal display panel 2 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the angular luminance distribution E1 on the end of the light emitting surface 2a on the side of the first light source 10 (that is, on the ⁇ X axis side).
  • FIG. 9 is a graph showing the angular luminance distribution E2 on the central portion of the light emitting surface 2a in the X-
  • 10 is a graph showing the angular luminance distribution E3 on the end of the light emitting surface 2a on the side of the second light source 20 (that is, on the +X axis side). 8 to 10, the horizontal axis is the angle [°] and the vertical axis is the luminance ratio. 8 to 10, the direction parallel to the normal N (see FIG. 1) is 0°.
  • the angular luminance distribution E1 is an asymmetric distribution with peak luminance in the front direction of the light emitting surface 2a. Further, the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 has strong directivity in the +X-axis direction, which is the light guiding direction of the light L1. Therefore, the angular luminance distribution E1 shown in FIG. 8 has a distribution center of gravity in a positive direction from 0°.
  • the solid line indicates the angular luminance distribution E2 of all emitted light emitted from the central portion of the light emitting surface 2a in the X-axis direction.
  • the dashed line indicates the angular luminance distribution E21 based on the component of the light L1 at the center of the light emitting surface 2a in the X-axis direction
  • the dashed line indicates the component of the light L2 at the center of the light emitting surface 2a in the X-axis direction.
  • the angular luminance distribution E21 has the distribution center of gravity in the direction positive from 0°
  • the angular luminance distribution E22 has the distribution center of gravity in the direction negative from 0°.
  • the angular luminance distribution E2 is obtained by synthesizing the angular luminance distribution E21 and the angular luminance distribution E22. Therefore, the angular luminance distribution E2 is a symmetrical distribution with peak luminance in the front direction.
  • the angular luminance distribution E3 is an asymmetric distribution with peak luminance in the front direction. Also, the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the light guide plate 30 has strong directivity in the -X-axis direction, which is the direction in which the light L2 is guided. Therefore, the angular luminance distribution E3 shown in FIG. 10 has the distribution center of gravity in the negative direction from 0°.
  • FIG. 11 is a diagram showing how an image displayed on the liquid crystal display panel 102 of the liquid crystal display device according to the comparative example looks.
  • the liquid crystal display device according to the comparative example differs from the liquid crystal display device according to the first embodiment in that each of the first side surface and the second side surface of the light guide plate does not have an uneven shape. Therefore, the angular luminance distribution of the light emitting surface 102a of the liquid crystal display panel 102 of the comparative example becomes a symmetrical distribution centered on the peak luminance.
  • the liquid crystal display device according to the comparative example When the liquid crystal display device according to the comparative example is arranged at a position close to the viewer 90 and the viewer 90 tilts the liquid crystal display panel 2, the viewing angle of the viewer 90 on the front side of the liquid crystal display panel 102 and the liquid crystal The peeking angle on the far side of the display panel 102 is different. Therefore, the front part of the image displayed on the liquid crystal display panel 102 is viewed by the viewer 90 . Therefore, in the configuration according to the comparative example, it is necessary to increase the distance between the liquid crystal display device and the viewer, and the degree of freedom in arranging the liquid crystal display device is reduced.
  • FIG. 12 is a diagram showing how an image displayed on the liquid crystal display panel 2 of the liquid crystal display device 100 according to Embodiment 1 looks.
  • the liquid crystal display panel 2 has a uniform dark area. It is possible to prevent the viewer 90 from viewing the front part of the image displayed on the liquid crystal display panel 2 . Therefore, for example, when the liquid crystal display device 100 according to Embodiment 1 is used as an in-vehicle display, there is no need to increase the distance between the liquid crystal display device 100 and the viewer 90 (for example, the driver). The degree of freedom of arrangement of the display device 100 can be improved.
  • the first side surface 32 of the light guide plate 30 has the first uneven shape including the plurality of grooves 61 extending in the Y-axis direction. This increases the number of times the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 is reflected inside the light guide 30, so that the light L1 is easily emitted from the front surface 31 as emitted light L3. Become.
  • the direction of the emitted light L3 is brought closer to the Z-axis direction (that is, the direction in which the liquid crystal display panel 2 is viewed from the front) by the light control sheet 40 . Therefore, the viewing angle characteristic of the surface light source device 1 can be narrowed.
  • the light emitting surface 2a of the liquid crystal display panel 2 has an edge portion on the first side surface 32 side.
  • the center of gravity of the luminance distribution can be shifted to the side opposite to the first side surface 32 (that is, the second side surface 33 side). Therefore, when a viewer positioned on the side of the first side surface 32 of the liquid crystal display device 100 views the liquid crystal display device 100 in an oblique direction, the end portion of the light emitting surface 2a on the side of the first side surface 32, that is, For the viewer, the luminance in the front portion of the light emitting surface 2a can be darkened. Therefore, since it is not necessary to increase the distance between the viewer and the liquid crystal display device 100 more than necessary, the viewing angle characteristics can be narrowed, and the degree of freedom of arrangement of the liquid crystal display device 100 can be improved.
  • the second side surface 33 of the light guide plate 30 has the second uneven shape including the plurality of grooves 71 extending in the Y-axis direction. This increases the number of times the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 is reflected inside the light guide 30, so that the light L2 is more likely to be emitted from the front surface 31 as emitted light L3. Become. The direction of the emitted light L3 is brought closer to the Z-axis direction by the light control sheet 40. FIG. Therefore, the viewing angle characteristic of the surface light source device 1 can be narrowed.
  • the light emitting surface 2a of the liquid crystal display panel 2 has an edge portion on the second side surface 33 side.
  • the center of gravity of the luminance distribution can be shifted to the first side surface 32 side. Therefore, when a viewer positioned on the side of the second side surface 33 of the liquid crystal display device 100 views the liquid crystal display device 100 in an oblique direction, the end of the light emitting surface 2a on the side of the second side surface 33, that is, For the viewer, the luminance in the front portion of the light emitting surface 2a can be darkened. Therefore, since it is not necessary to increase the distance between the viewer and the liquid crystal display device 100 more than necessary, the viewing angle characteristics can be narrowed, and the degree of freedom of arrangement of the liquid crystal display device 100 can be improved.
  • the micro-optical elements 35 of the light guide plate 30 are hemispherical or semi-ellipsoidal. As a result, the light L1 incident from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 and the light L2 incident from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 are efficiently emitted from the front surface 31. can do.
  • the plurality of first grooves 61 have the same shape. As a result, the luminous flux of the light L1 incident from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 of the light guide plate 30 can be made thinner. Therefore, the light L1 can be emitted from the front surface 31 efficiently.
  • the plurality of second grooves 71 have the same shape. As a result, the luminous flux of the light L2 incident from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 of the light guide plate 30 can be made thinner. Therefore, the light L1 can be emitted from the front surface 31 efficiently.
  • FIG. 13A is a partial side view showing the configuration of the light guide plate 230 of the surface light source device according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 13B is an enlarged side view showing part of the configuration of the first side surface 232 shown in FIG. 13A.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 2A are attached to the constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 2A.
  • the surface light source device according to Embodiment 2 differs from the surface light source device according to Embodiment 1 in the shape of first side surface 232 of light guide plate 230 . Except for this point, the surface light source device according to the second embodiment is the same as the surface light source device 1 according to the first embodiment. Therefore, FIG. 1 will be referred to in the following description.
  • the surface light source device includes a light guide plate 230 .
  • the light guide plate 230 has a front surface 31 and a first side surface 232 that intersects the end of the front surface 31 in the -X-axis direction and extends in the Y-axis direction.
  • the first side surface 232 has a first uneven shape having a plurality of first grooves 61 and a plurality of second grooves 62 .
  • the plurality of first grooves 61 and the plurality of second grooves 62 extend in the Y-axis direction.
  • the plurality of first grooves 61 and the plurality of second grooves 62 are alternately arranged along the Z-axis direction.
  • each of the first groove portion 61 and the second groove portion 62 when viewed in the Y-axis direction is polygonal.
  • the first groove portion 61 has a triangular shape when viewed in the Y-axis direction
  • the second groove portion 62 has a pentagonal shape when viewed in the Y-axis direction. That is, the number of vertices of the second grooves 62 is greater than the number of vertices of the first grooves 61 .
  • Each of the plurality of second grooves 62 includes a second bottom 62b and a second inclined surface 62c.
  • the second bottom portion 62b extends in the Y-axis direction.
  • the second inclined surface 62c connects the first top portion 61a and the second bottom portion 62b.
  • the second inclined surface 62c has a third surface 62e and a fourth surface 62f.
  • the third surface 62e approaches the second bottom portion 62b with distance from the light control sheet 40 (see FIG. 1).
  • the third face 62e includes a first portion 62g near the second bottom portion 62b and a second portion 62h.
  • the second portion 62h connects the first portion 62g and the first top portion 61a closest to the first portion 62g.
  • the second portion 62h has a different tilt angle than the first portion 62g.
  • the fourth face 62f includes a third portion 62j near the second bottom portion 62b and a fourth portion 62k.
  • the fourth portion 62k connects the third portion 62j and the first top portion 61a closest to the third portion 62j.
  • the fourth portion 62k has a different tilt angle than the third portion 62j.
  • the inclination angle ⁇ 1 ranges from 45° to 55°. Within range. Further, when the inclination angle of the first portion 62g and the third portion 62j with respect to the X - axis is ⁇ 2, the inclination angle ⁇ 2 is within the range of 45° to 55°. Assuming that the inclination angle of the second portion 62h and the fourth portion 62k with respect to the X-axis is ⁇ 3 , the inclination angle ⁇ 3 is within the range of 80° to 89°.
  • the first grooves 61 are formed by the light from the first light source 10 out of the light L1 emitted from the first light source 10 (see FIG. 1) and incident on the first grooves 61. Light components parallel to the axis C1 (see FIG. 1) can be reduced. Further, the first groove portion 61 emits light from the first light source 10 to the first portion 62g of the third surface 62e of the second groove portion 62 (or the third portion 62j of the fourth surface 62f). A light component parallel to the optical axis C1 in the incident light L1 can be reduced.
  • the second groove portion 62 directs the light L12 largely refracted by the first inclined surface 61c of the first groove portion 61 to the second portion 62h of the third surface 62e (or the fourth portion of the fourth surface 62f). Reflected at portion 62k).
  • the light L1 emitted from the first light source 10 and refracted by the first groove 61 can have a smaller emission angle with respect to the X-axis (that is, the optical axis C1 shown in FIG. 1).
  • the angular intensity distribution of the light L1 propagating inside can be further narrowed. Therefore, the viewing angle characteristic of the light emitting surface 2a (see FIG. 1) can be further narrowed.
  • the second side surface 33 shown in FIG. 1 may employ the configuration shown in FIGS. 13(A) and 13(B).
  • the first concave-convex shape of the first side surface 232 is formed by the plurality of second grooves 62 having a depth Hb deeper than the depth Ha of the plurality of first grooves 61 .
  • the plurality of first groove portions 61 and the plurality of second groove portions 62 are alternately arranged along the Z-axis direction.
  • FIG. 14 is a side view showing the configuration of the light guide plate 330 of the surface light source device according to Embodiment 3.
  • FIG. 14 the same reference numerals as those shown in FIG. 2(A) are attached to the constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 2(A).
  • the surface light source device according to Embodiment 3 differs from the surface light source device 1 according to Embodiment 1 in the shape of the micro-optical elements 335 of the light guide plate 330 . Except for this point, the surface light source device according to the third embodiment is the same as the surface light source device 1 according to the first embodiment. Therefore, FIG. 1 will be referred to in the following description.
  • a surface light source device includes a light guide plate 330 .
  • the light guide plate 330 has a front surface 331 , a first side surface 32 and a second side surface 33 .
  • the front surface 331 has a plurality of fine optical elements 335 arranged in the X-axis direction.
  • the plurality of micro optical elements 335 has a first micro optical element 336 and a second micro optical element 337 arranged symmetrically with respect to the central portion 331 a of the front surface 331 of the light guide plate 330 .
  • the first micro-optical element 336 includes a first hemispherical portion 336a and a first inclined portion 336b.
  • the first hemispherical portion 336a is a portion of the first micro-optical element 336 on the side closer to the central portion 331a of the front surface 331.
  • the first hemispherical portion 336 a is the portion of the first micro-optical element 336 farther from the first side surface 32 .
  • the first inclined body portion 336b is a portion of the first micro optical element 336 farther from the central portion 331a.
  • the first slope portion 336 b is the portion of the first micro-optical element 336 that is closer to the first side surface 32 .
  • the first ramp portion 336 b has a first ramp surface 336 c that approaches the planar area 36 of the front surface 331 as it approaches the first side surface 32 .
  • the second micro-optical element 337 includes a second hemispherical portion 337a and a second inclined portion 337b.
  • the second hemispherical portion 337a is a portion of the second micro-optical element 337 on the side closer to the central portion 331a of the front surface 331.
  • the second hemispherical portion 337a is the portion of the second micro-optical element 337 closer to the first side surface 32 (that is, the side farther from the second side surface 33).
  • the second inclined body portion 337b is a portion of the second micro optical element 337 farther from the central portion 331a.
  • the second inclined body portion 337b is the portion of the second micro-optical element 337 farther from the first side surface 32 (that is, closer to the second side surface 33).
  • the second ramp portion 337b has a second ramp surface 337c that approaches the planar area 36 of the front surface 331 the further it is from the first side surface 32 .
  • each tilt angle is in the range from 70° to 90°. As the tilt angle approaches 90°, the first micro optical element 336 and the second micro optical element 337 can efficiently emit the output light L3 from the front surface 331 .
  • the first micro-optical element 336 and the second micro-optical element 337 include the above-described first ramp portion 336b and second ramp portion 337b, respectively.
  • the emitted light L3 emitted from each of the first micro-optical element 336 and the second micro-optical element 337 of the light guide plate 330 can be prevented from entering another adjacent micro-optical element again. Therefore, the light L1 emitted from the first light source 10 (see FIG. 1) and incident on the first side surface 32 and the light L1 emitted from the second light source 20 (see FIG. 1) and incident on the second side surface 33 The light L2 can be efficiently emitted from the front surface 331 as emitted light L3.
  • the plurality of microscopic optical elements 335 includes the first microscopic optical element 336 and the second microscopic optical element 336 which are arranged symmetrically with respect to the central portion 331 a of the front surface 331 of the light guide plate 330 . and an optical element 337 .
  • the first micro-optical element 336 includes the above-described first hemispherical portion 336a and the first ramp portion 336b
  • the second micro-optical element 337 includes the above-described second hemispherical portion 337a and It includes a second ramp portion 337b.
  • the emitted light L3 emitted from the first micro-optical element 336 and the second micro-optical element 337 from the light guide plate 30 can be prevented from re-entering another adjacent micro-optical element. Therefore, the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 and the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 are emitted from the front surface 331 as light L3. Efficient emission is possible.
  • FIG. 15 is a side view showing the configuration of the light guide plate 430 of the surface light source device according to the fourth embodiment.
  • the same reference numerals as those shown in FIG. 2(A) are attached to the constituent elements that are the same as or correspond to the constituent elements shown in FIG. 2(A).
  • the surface light source device according to Embodiment 4 differs from the surface light source device 1 according to Embodiment 1 in the shape of the micro-optical elements 435 of the light guide plate 430 . Except for this point, the surface light source device according to the fourth embodiment is the same as the surface light source device 1 according to the first embodiment. Therefore, FIG. 1 will be referred to in the following description.
  • a surface light source device includes a light guide plate 430 .
  • the light guide plate 430 has a front surface 431 , a first side surface 32 and a second side surface 33 .
  • the front surface 431 has a plurality of fine optical elements 435 arranged in the X-axis direction.
  • Each micro-optical element 435 of the plurality of micro-optical elements 435 is spherical. That is, in Embodiment 4, the fine optical element 435 has a shape obtained by cutting the upper part of a hemisphere along the XY plane.
  • the micro optical element 435 includes a hemispherical portion 435a which is a portion of the front surface 431 closer to the planar region 36, and an end portion of the hemispherical portion 435a on the side of the light control sheet 40 (see FIG. 1). (that is, the end on the +Z-axis side).
  • the ground plane angle of the micro-optical element 435 with respect to the planar region 36 that is, the inclination angle of the hemispherical portion 435a with respect to the planar region 36 is within the range of 70° to 90°. The closer the tilt angle is to 90°, the more efficiently the micro optical element 435 can emit the output light L3 from the front surface 431 .
  • the micro-optical element 435 includes the planar portion 435b described above. As a result, it is possible to prevent the emitted light L3 emitted from the microscopic optical element 435 of the light guide plate 430 from entering another adjacent microscopic optical element 435 again.
  • the light L2 can be efficiently emitted from the front surface 431 as emitted light L3.
  • the micro optical element 435 of the light guide plate 430 is spherical.
  • the emitted light L3 emitted from the microscopic optical element 435 can be prevented from entering another adjacent microscopic optical element 435 again. Therefore, the light L1 emitted from the first light source 10 and incident on the first side surface 32 and the light L2 emitted from the second light source 20 and incident on the second side surface 33 are emitted from the front surface 431 as light L3. Efficient emission is possible.
  • all the fine optical elements 435 have the same shape on the front surface 431 of the light guide plate 430 . Accordingly, in the fourth embodiment, the processing of the light guide plate 430 is easier than the light guide plate 330 of the third embodiment.

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Abstract

面光源装置（１）は、第１の光源（１０）と、導光板（３０）と、光学シート（４０）とを備える。導光板（３０）は、互いに直交する第１の方向及び第２の方向に広がる前面（３１）と前面（３１）に交差し第２の方向に延在する第１の側面（３２）とを有し、第１の光源（１０）から出射して第１の側面（３２）から入射した光（Ｌ１）が導光して前面（３１）から出射する。光学シート（４０）は、入射面（４１）と出射面（４２）とを有し、導光板（３０）から出射して入射面（４１）に入射した光である出射光（Ｌ３）の向きを第１の方向及び第２の方向の両方に直交する第３の方向に近づけて、出射光（Ｌ３）を出射面（４２）から出射させる。第１の側面（３２）は、第２の方向に延在する複数の第１の溝部（６１）を含む第１の凹凸形状を有する。

Description

面光源装置及び液晶表示装置
　本開示は、面光源装置及び液晶表示装置に関する。
　車載ディスプレイの分野では、インストルメントパネルのデジタル化又は電子ミラー化が進んでいる。また、後部座席用のディスプレイに限らず、助手席用のディスプレイ又は操作スイッチを表示するディスプレイが車両に搭載されることで、ディスプレイの多数化が進んでいる。
　助手席用のディスプレイが車両に搭載されている場合、当該ディスプレイは、ドライバーが運転に集中するため運転に必要な情報以外を遮断しつつ、助手席に搭乗している同乗者に、映像情報などを視聴させる必要がある。そのため、ディスプレイの視野角を制限する設計が求められている。
　視野角を狭くする方法として、コンピュータ又は携帯電話のモニター等を被覆する覗き見防止フィルムであるルーバーフィルムを用いる方法が知られている。しかしながら、ルーバーフィルムは所定の入射角以上の光を遮光するため、光の利用効率が低下する。そのため、ディスプレイの面光源装置（すなわち、バックライトユニット）において、導光板のうち光を出射面上における輝度の角度分布を狭くする構成が必要である。
　特許文献１から３では、面光源装置において、出射面側に配置された光制御シートの傾きを調整する設計が提案されている。具体的には、特許文献１から３では、導光板の出射面上の輝度の角度分布におけるピーク光の角度（以下、「ピーク角度」と呼ぶ。）を、０度とは異なる角度に調整されている。また、特許文献２では、光制御シートが傾斜角の異なる複数のプリズム面を有することで、指向性を有する光の利用効率を向上させている。
特許第５８０３３２０号 特許第４３２３１８９号 特開２０００－１２２０５４号公報
　しかしながら、特許文献１から３の面光源装置は、ピーク角度が０度とは異なる角度である２つの光成分を合成することで、ディスプレイの発光面の視野角特性を調整しているため、極端に狭い視野角特性を実現することが困難である。近年では、映像情報を遮断する要求、すなわち、ディスプレイを斜め方向に見た場合に視聴者（例えば、運転者）が視認する黒レベルを低減する要求が高まっている。
　また、発光面の視野角特性を狭くしたディスプレイを斜め方向に見た場合、視聴者がディスプレイの手前側の部分を見る角度とディスプレイの奥側の部分を見る角度とが異なる。そのため、視聴者とディスプレイとの間の距離が近い場合、視聴者はディスプレイの手前側の部分を明るく感じる。よって、視聴者とディスプレイとの間の距離を長くする必要があり、ディスプレイ（以下、「液晶表示装置」とも呼ぶ。）の配置自由度が低減する。
　本開示は、視野角特性を狭くしつつ、液晶表示装置の配置自由度を向上させることを目的とする。
　本開示の一態様に係る面光源装置は、第１の光源と、互いに直交する第１の方向及び第２の方向に広がる前面と前記前面に交差し前記第２の方向に延在する第１の側面とを有し、前記第１の光源から出射して前記第１の側面から入射した光が導光して前記前面から出射する導光板と、入射面と出射面とを有し、前記導光板から出射して前記入射面に入射した光である出射光の向きを前記第１の方向及び前記第２の方向の両方に直交する第３の方向に近づけて、前記出射光を前記出射面から出射させる光学シートとを備え、前記第１の側面は、前記第２の方向に延在する複数の第１の溝部を含む第１の凹凸形状を有する、ことを特徴とする。
　本開示によれば、視野角特性を狭くしつつ、液晶表示装置の配置自由度を向上させることができる。
実施の形態１に係る液晶表示装置の概略的な構成を示す断面図である。 （Ａ）は、図１に示される面光源装置の導光板の構成及び導光板に入射した光の光路の一例を示す側面図である。（Ｂ）は、図２（Ａ）に示される第１の側面を＋Ｘ軸方向に見た図である。 図１に示される導光板の構成の一部を示す平面図である。 図１に示される光制御シートの構成の一部を示す斜視図である。 図３に示される導光板の第１の側面の周辺の構成及び第１の側面に入射した光の光路の一例を示す図である。 図１に示される導光板の第１の側面に入射した光の角度強度分布と、比較例に係る導光板の第１の側面に入射した光の角度強度分布とを示すグラフである。 図１及び４に示される光制御シート及び光制御シートに入射した出射光の光路の一例を示す図である。 図２に示される導光板の前面の－Ｘ軸方向の端部から出射した光の角度強度分布を示すグラフである。 図２に示される導光板の前面の中央部から出射した光の角度強度分布を示すグラフである。 図２に示される導光板の前面の＋Ｘ軸方向の端部から出射した光の角度強度分布を示すグラフである。 比較例に係る液晶表示装置の液晶表示ディスプレイに表示された画像の見え方を示す図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の液晶表示ディスプレイに表示された画像の見え方を示す図である。 （Ａ）は、実施の形態２に係る面光源装置の導光板の構成の一部を示す部分側面図である。（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示される第１の側面の構成の一部を示す拡大側面図である。 実施の形態３に係る面光源装置の導光板の構成を示す側面図である。 実施の形態４に係る面光源装置の導光板の構成を示す側面図である。
　以下に、本開示の実施の形態に係る面光源装置及び液晶表示装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
　図面には、説明の理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸とＹ軸は、液晶表示装置の液晶表示パネルの表示面（具体的には、図２に示される発光面２ａ）に平行な座標軸である。言い換えれば、Ｘ軸方向とＹ軸方向は、表示面に表示面が長方形状である場合、Ｘ軸方向は表示面の長辺に平行な方向であり、Ｙ軸方向は表示面の短辺に平行な方向である。Ｚ軸は、表示面に直交する座標軸である。また、以下の説明において、Ｘ軸方向を「第１の方向」と呼び、Ｙ軸方向を「第２の方向」と呼び、Ｚ軸方向を「第３の方向」と呼ぶ場合がある。
　《実施の形態１》
　〈液晶表示装置１００の構成〉
　図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置１００の概略的な構成を示す断面図である。液晶表示装置１００は、例えば、自動車等の車両に搭載される車両用の画像表示装置である。液晶表示装置１００は、面光源装置１と、液晶表示パネル２とを有する。
　面光源装置１は、液晶表示パネル２の背面２ｃに向けて面状の光である照明光Ｌ４を照射する。面光源装置１の構成については、後述する。
　液晶表示パネル２は、面光源装置１から出射された照明光Ｌ４を、画像光Ｌ１０に変換する。液晶表示パネル２は、液晶層２ｂを有する。液晶層２ｂは、Ｘ－Ｙ平面に平行に配置されている。液晶表示パネル２は、図示しない制御部から出力された制御信号に基づいて、液晶層２ｂの光透過率を画素単位で変化させる。これにより、液晶表示パネル２は、照明光Ｌ４を空間的に変調して画像光Ｌ１０を生成する。画像光Ｌ１０は、発光面２ａから出射される。
　〈面光源装置１の構成〉
　面光源装置１は、第１の光源１０と、第２の光源２０と、導光板３０と、光学シートとしての光制御シート４０と、光反射シート５０とを備える。
　第１の光源１０及び第２の光源２０は、例えば、発光ダイオードである。第１の光源１０の光軸をＣ１、第２の光源２０の光軸をＣ２としたとき、光軸Ｃ１及び光軸Ｃ２は、Ｘ軸に平行である。第１の光源１０及び第２の光源２０は、導光板３０の第１の側面３２及び第２の側面３３にそれぞれ対向して配置されている。
　導光板３０は、透明な光学材料から形成された板状の部材である。導光板３０は、例えば、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂から形成されている。
　図２（Ａ）は、図１に示される導光板３０の構成及び導光板３０に入射した光Ｌ１、Ｌ２の光路の一例を示す側面図である。図１及び図２（Ａ）に示されるように、導光板３０は、前面３１と、第１の側面３２と、第２の側面３３と、背面３４とを有する。前面３１は、直交する第１の方向（すなわち、Ｘ軸方向）及び第２の方向（すなわち、Ｙ軸方向）に広がる。第１の側面３２は、前面３１の－Ｘ軸方向の端部に交差しＹ軸方向に延在する。第２の側面３３は、前面３１の＋Ｘ軸方向の端部に交差しＹ軸方向に延在する。
　導光板３０は、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１を導光する。実施の形態１では、光Ｌ１の導光方向は、＋Ｘ軸方向である。また、導光板３０は、第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を導光する。実施の形態１では、光Ｌ２の導光方向は、－Ｘ軸方向である。光Ｌ１、Ｌ２は、導光板３０と空気層との界面（具体的には、前面３１及び背面３４）における全反射により導光板３０内を、反射を繰り返しながら、導光方向に進行する。
　図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示される第１の側面３２を＋Ｘ軸方向に見た図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第１の側面３２は、複数の溝部６１（以下、「第１の溝部６１」とも呼ぶ。）を含む第１の凹凸形状を有する。複数の溝部６１は、Ｙ軸方向に延在している。また、複数の溝部６１は、Ｚ軸方向に沿って並んでいる。複数の溝部６１は、互いに同じ形状である。言い換えれば、第１の側面３２の第１の凹凸形状は、単一形状である。
　溝部６１は、第１の頂部６１ａと、第１の底部６１ｂと、第１の傾斜面６１ｃとを含む。第１の頂部６１ａ及び第１の底部６１ｂは、Ｙ軸方向に延在している。第１の傾斜面６１ｃは、第１の頂部６１ａと第１の底部６１ｄとを繋ぐ。Ｙ軸方向に見たときの溝部６１の形状は、Ｖ字状である。言い換えれば、第１の傾斜面６１ｃは、光制御シート４０（図１参照）に近づくほど第１の底部６１ｂに近づく第１の面６１ｅと、光制御シート４０から遠くなるほど第１の底部６１ｂに近づく第２の面６１ｆとを含む。溝部６１の頂角、すなわち、第１の面６１ｅと第２の面６１ｆとがなす角度は、例えば、７０°から９０°までの範囲内である。
　図２（Ａ）に示されるように、第２の側面３３は、複数の第２の溝部としての複数の溝部７１を含む第２の凹凸形状を有する。複数の溝部７１は、Ｙ軸方向に延在している。また、複数の溝部７１は、Ｚ軸方向に沿って並んでいる。複数の溝部７１は、互いに同じ形状である。言い換えれば、第２の側面３３の第２の凹凸形状は、単一形状である。Ｙ軸方向に見たときの溝部７１の形状は、Ｖ字状である。溝部７１の頂角は、例えば、７０°から９０°までの範囲内である。
　前面３１は、Ｘ軸方向に配列された複数の微細光学素子３５を有する。実施の形態１では、複数の微細光学素子３５の各微細光学素子３５は、半球体状である。言い換えれば、微細光学素子３５をＸ軸方向及びＺ軸方向を含む平面で切る断面形状は、半円形状である。微細光学素子３５は、半球体状の凸レンズである。前面３１の平面領域３６に対する微細光学素子３５の接地面角度、すなわち、平面領域３６に対する微細光学素子３５の曲面３５ａの接線の傾斜角度は、７０°から９０°までの範囲内である。当該傾斜角度が９０°に近づくほど、微細光学素子３５は、出射光Ｌ３を効率良く出射することができる。なお、微細光学素子３５は、半球体状に限らず、半楕円球体状であってもよい。
　図３は、図１に示される導光板３０の構成の一部を示す平面図である。図１から３に示されるように、前面３１における複数の微細光学素子３５の配置密度は、光Ｌ１、Ｌ２の導光方向（すなわち、±Ｘ軸方向）において変化している。これにより、導光板３０から光制御シート４０に向けて出射される出射光Ｌ３のＸ－Ｙ平面内の輝度分布を制御することができる。ここで、微細光学素子３５の配置密度とは、単位面積当たりに微細光学素子３５が占める面積の割合である。
　実施の形態１では、上記配置密度は、単位面積当たりの微細光学素子３５の数を変えることによって調整されている。具体的には、前面３１のＸ軸方向の中央部から第１の側面３２側の端部及び第２の側面３３側の端部にそれぞれ近づくほど、微細光学素子３５の配置密度は低くなっている。なお、配置密度は、単位面積当たりの微細光学素子３５の大きさを変えることによって調整されていてもよい。
　次に、導光板３０の前面３１における輝度の角度分布について説明する。ここで、図１に示される液晶表示パネル２の発光面２ａの法線Ｎに平行な方向を０度とし、法線Ｎに対して第１の側面３２と反対側を正の方向とする。また、法線Ｎに対して第１の側面３２側を負の方向とする。前面３１のＸ軸方向の中央部における輝度の角度分布を測定した場合、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１に基づく前面３１の輝度の角度分布の極大点（すなわち、最高輝度）における角度である第１のピーク角度は、６５°以上８０°以下である。また、第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２に基づく前面３１の輝度の角度分布の極大点における角度である第２のピーク角度は、－８０°以上－６５°以下である。
　図１に戻って、光制御シート４０及び光反射シート５０の構成について説明する。光制御シート４０は、液晶表示パネル２の背面２ｃと導光板３０との間に配置されている。
　図４は、図１に示される光制御シート４０の構成を示す斜視図である。図１及び４に示されるように、光制御シート４０は、入射面４１と出射面４２とを有する。光制御シート４０は、導光板３０から出射して入射面４１に入射した光である出射光Ｌ３の向きを、Ｚ軸方向に近づけて、出射面４２から当該出射光Ｌ３を照明光Ｌ４として出射する。
　入射面４１及び出射面４２は、光制御シート４０のシート本体部４０ａに備えられている。入射面４１は、Ｘ軸方向に配列され、Ｙ軸方向に延在する頂点（言い換えれば、稜線）４３ａを有する複数のプリズム４３を有する。複数のプリズム４３の各プリズム４３は、例えば、三角錐である。図１及び４に示す例では、Ｙ軸方向に見たときのプリズム４３の形状は、二等辺三角形状である。プリズム４３は、－Ｘ軸方向を向く側面４３ｂと、＋Ｘ軸方向を向く側面４３ｃとを有する。プリズム４３の頂角、すなわち、側面４３ｂと側面４３ｃとがなす角度は、例えば、６５°から７５°までの範囲内である。
　図１に示されるように、光反射シート５０は、導光板３０より－Ｚ軸側に配置されている。光反射シート５０は、導光板３０の背面３４と対向している。導光板３０の背面３４から出射した光は、光反射シート５０で反射され、背面３４から導光板３０内に入射した後、前面３１から出射光Ｌ３として出射する。出射光Ｌ３は、液晶表示パネル２の背面２ｃを照明する。Ｙ軸方向に見たときの光反射シート５０の形状は、矩形である。光反射シート５０としては、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シートを用いることができる。また、光反射シート５０としては、基板の表面に金属を蒸着した光反射シートを用いてもよい。
　次に、図２（Ａ）、５及び７を用いて、面光源装置１における光の伝搬について説明する。図５は、図３に示される導光板３０の第１の側面３２の周辺の構成及び第１の側面３２に入射した光Ｌ１の光路の一例を示す図である。
　第１の光源１０から出射した光Ｌ１は、ランバーシアン分布で出射される。ここで、「ランバーシアン分布」とは、第１の光源１０の発光面の輝度が見る方向によらずに一定となる分布である。図５に示されるように、第１の側面３２は、Ｙ軸方向に延在する複数の溝部６１を含む第１の凹凸形状を有する。そのため、第１の光源１０から出射した光Ｌ１のうち光軸Ｃ１と平行に進む光Ｌ１１は、第１の溝部６１の第２の面６１ｆで屈折して前面３１又は背面３４に向けて進行する。
　このように、第１の側面３２が複数の溝部６１を含む第１の凹凸形状を有することにより、第１の側面３２に入射した光Ｌ１のうち光軸Ｃ１に平行な光成分を減らすことができる。よって、導光板３０内部を伝搬する光Ｌ１の角度強度分布（例えば、後述する図６に示される角度強度分布Ｄ１）を狭めつつ、導光板３０内部での光Ｌ１の反射回数を増加させることができる。したがって、導光板３０は、光Ｌ１を出射光Ｌ３として前面３１から効率良く出射することができる。なお、光Ｌ１のうち光軸Ｃ１に対して傾斜して進む光Ｌ１２は、例えば、第１の溝部６１の第１の面６１ｅで屈折して導光板３０内部を伝搬する。
　図６は、図１に示される第１の側面３２に入射した光Ｌ１の角度強度分布と、比較例に係る導光板の第１の側面に入射した光の角度強度分布とを示すグラフである。図６において、横軸は、光軸Ｃ１に対する光Ｌ１の出射角［°］を示し、縦軸は、強度比を示す。図６において、実線は、実施の形態１の導光板３０の第１の側面３２に入射した直後の光Ｌ１の角度強度分布Ｄ１を示す。また、破線は、比較例に係る導光板の第１の側面に入射した直後の光の角度強度分布Ｄ２を示す。比較例に係る導光板の第１の側面は、凹凸形状を有さない平面である点で、実施の形態１の第１の側面３２と相違する。第１の側面が凹凸形状を有さない平面である場合、角度強度分布Ｄ２の極大点（すなわち、強度比のピーク）Ａ２における角度は、０°である。
　一方、第１の側面３２がＹ軸方向に延在する複数の溝部６１を有する場合、上述した通り、第１の側面３２に入射した光Ｌ１のうち光軸Ｃ１に平行な光成分を減らすことができる。そのため、角度強度分布Ｄ１の広がりは、角度強度分布Ｄ２の広がりより狭い。図６に示す例では、角度強度分布Ｄ１は、２つの極大点Ａ１１、Ａ１２を有する。第１の側面３２が凹凸形状を有することにより、極大点Ａ１１、Ａ１２における角度の絶対値を、１０°以上３０°以下とすることができる。すなわち、角度強度分布Ｄ２の極大点Ａ２における角度と、角度強度分布Ｄ１の極大点Ａ１１、Ａ１２における角度との差の絶対値は、１０°以上３０°以下である。
　第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２（図１参照）の角度強度分布（図示せず）については、角度強度分布Ｄ１を正負反転させた分布である。第２の側面３３が複数の溝部７１を含む第２の凹凸形状を有していることにより、第２の側面３３に入射した光Ｌ２のうち光軸Ｃ２に平行な光成分を減らすことができる。よって、導光板３０内部を伝搬する光Ｌ２の角度強度分布を狭めつつ、導光板３０内部での光Ｌ２の反射回数を増加させることができる。したがって、導光板３０は、光Ｌ２を出射光Ｌ３として前面３１から効率良く出射することができる。また、第２の側面３３が複数の溝部７１を含む第２の凹凸形状を有していることにより、第２の側面３３に入射した直後の光Ｌ２の角度強度分布の極大点における角度の絶対値を１０°以上３０°以下とすることができる。
　ここで、導光板３０の材質が上述したＰＭＭＡである場合、ＰＭＭＡの屈折率は１．４９であるため、導光板３０における臨界角は、４２．１°となる。よって、導光板３０と空気層との界面（すなわち、前面３１及び背面３４）に入射する光の入射角が４２．１°以上である場合、当該光は、導光板３０の内部で全反射を繰り返しながら伝搬する。例えば、第１の面６１ｅを通して導光板３０内に入射した光Ｌ１の角度強度分布のピークの方向に進む光線は、前面３１の平面領域３６及び背面３４で全反射条件を満たす方向に進む。また、第２の面６１ｆを通して導光板３０内に入射した光Ｌ１の角度強度分布のピークの方向に進む光線は、前面３１の平面領域３６及び背面３４で全反射条件を満たす方向に進む。
　全反射を繰り返しながら前面３１の微細光学素子３５に到達した光Ｌ１、Ｌ２の一部は、全反射条件を満たさなくなった場合に、当該光Ｌ１、Ｌ２の一部は、前面３１から出射光Ｌ３として出射する。導光板３０から出射される出射光Ｌ３の角度強度分布は、Ｚ軸方向を０°とした場合に、６０°から８０°までの範囲内にピークを有する。
　図７は、図１及び４に示される光制御シート４０及び光制御シート４０に入射した出射光Ｌ３の光路の一例を示す図である。図７に示されるように、導光板３０の前面３１から出射した出射光Ｌ３は、プリズム４３に入射する。プリズム４３は、出射光Ｌ３のうち導光方向（すなわち、±Ｘ軸方向）に平行な光成分を、発光面２ａの法線Ｎ（図１参照）に平行な方向であるＺ軸方向（以下、「正面方向」とも呼ぶ。）に近づけて出射面４２から出射する。図７に示す例では、出射光Ｌ３は、プリズム４３の側面４３ｂと空気層との界面で屈折して、プリズム４３の側面４３ｃで反射した後、光制御シート４０の出射面４２から照明光Ｌ４としてＺ軸方向に出射される。このように、プリズム４３は、出射光Ｌ３のうち導光方向に平行な光成分を集光させる機能を有する。これにより、導光板３０から出射した出射光Ｌ３の出射角度は、光制御シート４０の複数のプリズム４３の配列方向に平行なＸ－Ｙ平面内において、正面方向を中心とした狭い角度範囲に絞り込まれる。
　次に、実施の形態１の液晶表示パネル２の発光面２ａ上の角度輝度分布について説明する。図８から１０は、図１に示される液晶表示パネル２の発光面２ａ上の角度輝度分布を示すグラフである。図８は、発光面２ａの第１の光源１０側（すなわち、－Ｘ軸側）の端部上の角度輝度分布Ｅ１を示すグラフである。図９は、発光面２ａのＸ軸方向中央部上の角度輝度分布Ｅ２を示すグラフである。図１０は、発光面２ａの第２の光源２０側（すなわち、＋Ｘ軸側の）端部上の角度輝度分布Ｅ３を示すグラフである。図８から１０において、横軸は、角度［°］、縦軸は、輝度比である。図８から１０において、法線Ｎ（図１参照）に平行な方向を０°とする。
　図８に示されるように、角度輝度分布Ｅ１は、発光面２ａの正面方向にピーク輝度を持つ非対称な分布となる。また、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１は、当該光Ｌ１の導光方向である＋Ｘ軸方向に強い指向性を持つ。そのため、図８に示される角度輝度分布Ｅ１は、０°より正の方向に分布重心を持つ。
　図９において、実線は、発光面２ａのＸ軸方向中央部から出射される全出射光の角度輝度分布Ｅ２を示す。また、図７において、一点鎖線は、発光面２ａのＸ軸方向中央部における光Ｌ１の成分に基づく角度輝度分布Ｅ２１を示し、破線は、発光面２ａのＸ軸方向中央部における光Ｌ２の成分に基づく角度輝度分布Ｅ２２を示す。角度輝度分布Ｅ２１は、０°より正の方向に分布重心を持ち、角度輝度分布Ｅ２２は、０°より負の方向に分布重心を持つ。角度輝度分布Ｅ２は、角度輝度分布Ｅ２１及び角度輝度分布Ｅ２２を合成することで得られる。そのため、角度輝度分布Ｅ２は、正面方向にピーク輝度を持つ対称な分布となる。
　図１０に示されるように、角度輝度分布Ｅ３は、正面方向にピーク輝度を持つ非対称な分布となる。また、第２の光源２０から出射して導光板３０に入射した光Ｌ２は、光Ｌ２の導光方向である－Ｘ軸方向に強い指向性を持つ。そのため、図１０に示される角度輝度分布Ｅ３は、０°より負の方向に分布重心を持つ。
　図１１は、比較例に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１０２に表示された画像の見え方を示す図である。比較例に係る液晶表示装置は、導光板の第１の側面及び第２の側面のそれぞれが凹凸形状を有さない点で、実施の形態１に係る液晶表示装置と相違する。そのため、比較例の液晶表示パネル１０２の発光面１０２ａの角度輝度分布は、ピーク輝度を中心にした対称な分布となる。比較例に係る液晶表示装置が視聴者９０に近い位置に配置されて且つ視聴者９０が液晶表示パネル２を斜め方向に場合、視聴者９０による液晶表示パネル１０２の手前側の覗き見角度と液晶表示パネル１０２の奥側の覗き見角度とが異なる。そのため、液晶表示パネル１０２に表示された画像の手前部分が、視聴者９０によって視認される。よって、比較例に係る構成では、液晶表示装置と視聴者との間の距離を長くする必要があり、液晶表示装置の配置自由度が低下する。
　図１２は、実施の形態１に係る液晶表示装置１００の液晶表示パネル２に表示された画像の見え方を示す図である。図１２に示されるように、実施の形態１では、視聴者９０が液晶表示パネル２を斜め方向に見た場合であっても、液晶表示パネル２には暗部が均一に確保されているため、視聴者９０が液晶表示パネル２に表示された画像の手前部分を視認することを防止できる。よって、例えば、実施の形態１に係る液晶表示装置１００を車載ディスプレイとして用いた場合、液晶表示装置１００と視聴者９０（例えば、運転者）との間の距離を長くする必要がないため、液晶表示装置１００の配置自由度を向上させることができる。
　〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１によれば、導光板３０の第１の側面３２は、Ｙ軸方向に延在する複数の溝部６１を含む第１の凹凸形状を有する。これにより、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１の導光体３０内部での反射回数が増加するため、光Ｌ１が前面３１から出射光Ｌ３として出射し易くなる。出射光Ｌ３の向きは、光制御シート４０によって、Ｚ軸方向（すなわち、液晶表示パネル２を正面から見る方向）に近づけられる。よって、面光源装置１の視野角特性を狭くすることができる。
　また、実施の形態１によれば、第１の側面３２が第１の凹凸形状を有さない構成と比較して、液晶表示パネル２の発光面２ａの第１の側面３２側の端部における輝度分布の重心を、第１の側面３２と反対側（すなわち、第２の側面３３側）にずらすことができる。よって、液晶表示装置１００の第１の側面３２側に位置する視聴者が、当該液晶表示装置１００を斜め方向に見た場合に、発光面２ａの第１の側面３２側の端部、すなわち、当該視聴者にとって、発光面２ａの手前部分における輝度を暗くすることができる。したがって、視聴者と液晶表示装置１００との間の距離を必要以上に離す必要がなくなるため、視野角特性を狭くしつつ、液晶表示装置１００の配置自由度を向上させることができる。
　また、実施の形態１によれば、導光板３０の第２の側面３３は、Ｙ軸方向に延在する複数の溝部７１を含む第２の凹凸形状を有する。これにより、第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２の導光体３０内部での反射回数が増加するため、光Ｌ２が前面３１から出射光Ｌ３として出射し易くなる。出射光Ｌ３の向きは、光制御シート４０によって、Ｚ軸方向に近づけられる。よって、面光源装置１の視野角特性を狭くすることができる。
　また、実施の形態１によれば、第２の側面３３が第２の凹凸形状を有さない構成と比較して、液晶表示パネル２の発光面２ａの第２の側面３３側の端部における輝度分布の重心を、第１の側面３２側にずらすことができる。よって、液晶表示装置１００の第２の側面３３側に位置する視聴者が、当該液晶表示装置１００を斜め方向に見た場合に、発光面２ａの第２の側面３３側の端部、すなわち、当該視聴者にとって、発光面２ａの手前部分における輝度を暗くすることができる。したがって、視聴者と液晶表示装置１００との間の距離を必要以上に離す必要がなくなるため、視野角特性を狭くしつつ、液晶表示装置１００の配置自由度を向上させることができる。
　また、実施の形態１によれば、導光板３０の微細光学素子３５は、半球体状又は半楕円球体状である。これにより、第１の光源１０から入射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１、及び第２の光源２０から入射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を前面３１から効率良く出射することができる。
　また、実施の形態１によれば、複数の第１の溝部６１は、互いに同じ形状である。これにより、第１の光源１０から入射して導光板３０の第１の側面３２に入射した光Ｌ１の光束を細くすることができる。よって、光Ｌ１を前面３１から効率良く出射することができる。
　また、実施の形態１によれば、複数の第２の溝部７１は、互いに同じ形状である。これにより、第２の光源２０から入射して導光板３０の第２の側面３３に入射した光Ｌ２の光束を細くすることができる。よって、光Ｌ１を前面３１から効率良く出射することができる。
　《実施の形態２》
　図１３（Ａ）は、実施の形態２に係る面光源装置の導光板２３０の構成を示す部分側面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示される第１の側面２３２の構成の一部を示す拡大側面図である。図１３（Ａ）及び（Ｂ）において、図２（Ａ）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２（Ａ）に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る面光源装置は、導光板２３０の第１の側面２３２の形状の点で、実施の形態１に係る面光源装置と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る面光源装置は、実施の形態１に係る面光源装置１と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　図１３(Ａ)に示されるように、実施の形態２に係る面光源装置は、導光板２３０を備える。導光板２３０は、前面３１と、前面３１の－Ｘ軸方向の端部に交差しＹ軸方向に延在する第１の側面２３２とを有する。
　第１の側面２３２は、複数の第１の溝部６１と、複数の第２の溝部６２とを有する第１の凹凸形状を有する。複数の第１の溝部６１と複数の第２の溝部６２は、Ｙ軸方向に延在している。複数の第１の溝部６１と複数の第２の溝部６２は、Ｚ軸方向に沿って交互に並んでいる。
　第１の溝部６１の深さをＨａ、第２の溝部６２の深さをＨｂとしたとき、深さＨｂは、深さＨａより深い。深さＨａ及び深さＨｂは、以下の式（１）を満たす。
　Ｈｂ／Ｈａ＞２　　　　　（１）
　Ｙ軸方向に見たときの第１の溝部６１及び第２の溝部６２の各々の形状は、多角形状である。具体的には、Ｙ軸方向に見たときの第１の溝部６１の形状は、三角形状であり、Ｙ軸方向に見たときの第２の溝部６２の形状は、五角形状である。すなわち、第２の溝部６２の頂点の数は、第１の溝部６１の頂点の数より多い。
　複数の第２の溝部６２の各々は、第２の底部６２ｂと、第２の傾斜面６２ｃとを含む。第２の底部６２ｂは、Ｙ軸方向に延在する。第２の傾斜面６２ｃは、第１の頂部６１ａと第２の底部６２ｂとを繋ぐ。
　第２の傾斜面６２ｃは、第３の面６２ｅと、第４の面６２ｆとを有する。
　図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第３の面６２ｅは、光制御シート４０（図１参照）から遠くなるほど第２の底部６２ｂに近づく。第３の面６２ｅは、第２の底部６２ｂに近い第１の部分６２ｇと、第２の部分６２ｈとを含む。第２の部分６２ｈは、第１の部分６２ｇと第１の部分６２ｇに最も近い第１の頂部６１ａとを繋ぐ。第２の部分６２ｈは、第１の部分６２ｇと異なる傾斜角を持つ。
　第４の面６２ｆは、光制御シート４０に近くなるほど第２の底部６２ｂに近づく。第４の面６２ｆは、第２の底部６２ｂに近い第３の部分６２ｊと、第４の部分６２ｋとを含む。第４の部分６２ｋは、第３の部分６２ｊと第３の部分６２ｊに最も近い第１の頂部６１ａとを繋ぐ。第４の部分６２ｋは、第３の部分６２ｊと異なる傾斜角を持つ。
　第１の溝部６１の第１の傾斜面６１ｃのＸ軸（すなわち、図１に示される光軸Ｃ１）に対する傾斜角をθ１としたとき、傾斜角θ１は、４５°から５５°までの範囲内である。また、第１の部分６２ｇ及び第３の部分６２ｊのそれぞれのＸ軸に対する傾斜角をθ２としたとき、傾斜角θ２は、４５°から５５°までの範囲内である。第２の部分６２ｈ及び第４の部分６２ｋのそれぞれのＸ軸に対する傾斜角をθ３としたとき、傾斜角θ３は、８０°から８９°までの範囲内である。
　第１の溝部６１は、実施の形態１の溝部と同様に、第１の光源１０（図１参照）から出射して第１の溝部６１に入射した光Ｌ１のうち第１の光源１０の光軸Ｃ１（図１参照）に平行な光成分を減らすことができる。また、第１の溝部６１は、第１の光源１０から出射して第２の溝部６２の第３の面６２ｅの第１の部分６２ｇ（又は第４の面６２ｆの第３の部分６２ｊ）に入射した光Ｌ１のうち光軸Ｃ１に平行な光成分を減らすことができる。また、第２の溝部６２は、第１の溝部６１の第１の傾斜面６１ｃで大きく屈折した光Ｌ１２を第３の面６２ｅの第２の部分６２ｈ（又は第４の面６２ｆの第４の部分６２ｋ）で反射させる。これにより、第１の光源１０から出射して第１の溝部６１で屈折した光Ｌ１のＸ軸（すなわち、図１に示される光軸Ｃ１）に対する出射角を小さくすることができ、導光板３０内を伝搬する光Ｌ１の角度強度分布を一層狭くすることができる。よって、発光面２ａ（図１参照）における視野角特性を一層狭くすることができる。なお、図１に示される第２の側面３３が、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示される構成を採用してもよい。
　〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、第１の側面２３２の第１の凹凸形状は、複数の第１の溝部６１の深さＨａより深い深さＨｂを持つ複数の第２の溝部６２を更に有し、複数の第１の溝部６１と複数の第２の溝部６２は、Ｚ軸方向に沿って交互に並んでいる。これにより、第１の光源１０から出射して第１の側面２３２に入射した光Ｌ１の角度強度分布を一層狭くすることができる。よって、実施の形態２では、発光面２ａにおける視野角特性を一層狭くすることができる。
　《実施の形態３》
　図１４は、実施の形態３に係る面光源装置の導光板３３０の構成を示す側面図である。図１４において、図２（Ａ）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２（Ａ）に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３に係る面光源装置は、導光板３３０の微細光学素子３３５の形状の点で、実施の形態１に係る面光源装置１と相違する。これ以外の点については、実施の形態３に係る面光源装置は、実施の形態１に係る面光源装置１と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　実施の形態３に係る面光源装置は、導光板３３０を備える。導光板３３０は、前面３３１と、第１の側面３２と、第２の側面３３とを有する。
　前面３３１は、Ｘ軸方向に配列された複数の微細光学素子３３５を有する。複数の微細光学素子３３５は、導光板３３０の前面３３１の中央部３３１ａに対して対称に配置された第１の微細光学素子３３６と第２の微細光学素子３３７とを有する。
　第１の微細光学素子３３６は、第１の半球体状部分３３６ａと、第１の傾斜体部分３３６ｂとを含む。
　第１の半球体状部分３３６ａは、第１の微細光学素子３３６のうち前面３３１の中央部３３１ａに近い側の部分である。言い換えれば、第１の半球体状部分３３６ａは、第１の微細光学素子３３６のうち第１の側面３２から遠い側の部分である。第１の傾斜体部分３３６ｂは、第１の微細光学素子３３６のうち中央部３３１ａから遠い側の部分である。言い換えれば、第１の傾斜体部分３３６ｂは、第１の微細光学素子３３６のうち第１の側面３２に近い側の部分である。第１の傾斜体部分３３６ｂは、第１の側面３２に近づくほど、前面３３１の平面領域３６に近づく第１の傾斜面３３６ｃを有する。
　第２の微細光学素子３３７は、第２の半球体状部分３３７ａと、第２の傾斜体部分３３７ｂとを含む。
　第２の半球体状部分３３７ａは、第２の微細光学素子３３７のうち前面３３１の中央部３３１ａに近い側の部分である。言い換えれば、第２の半球体状部分３３７ａは、第２の微細光学素子３３７のうち第１の側面３２に近い側（すなわち、第２の側面３３から遠い側）の部分である。第２の傾斜体部分３３７ｂは、第２の微細光学素子３３７のうち中央部３３１ａから遠い側の部分である。言い換えれば、第２の傾斜体部分３３７ｂは、第２の微細光学素子３３７のうち第１の側面３２から遠い側（すなわち、第２の側面３３に近い側）の部分である。第２の傾斜体部分３３７ｂは、第１の側面３２から遠くなるほど、前面３３１の平面領域３６に近づく第２の傾斜面３３７ｃを有する。
　平面領域３６に対する第１の微細光学素子３３６及び第２の微細光学素子３３７のそれぞれの接地面角度、すなわち、平面領域３６に対する第１の半球体状部分３３６ａ及び第２の半球体状部分３３７ａのそれぞれの傾斜角度は、７０°から９０°までの範囲内である。当該傾斜角度が９０°に近づくほど、第１の微細光学素子３３６及び第２の微細光学素子３３７は、出射光Ｌ３を前面３３１から効率良く出射することができる。
　実施の形態１において、前面３１の平面領域３６（図２（Ａ）参照）に対する光Ｌ１、Ｌ２の入射角が大きい場合、当該光Ｌ１、Ｌ２の一部は微細光学素子３５で屈折して空気層に出射光Ｌ３として出射された後、隣接する他の微細光学素子３５に再度入射して導光板３０内に戻る場合がある。実施の形態３では、第１の微細光学素子３３６及び第２の微細光学素子３３７は、上述した第１の傾斜体部分３３６ｂ及び第２の傾斜体部分３３７ｂをそれぞれ含む。これにより、導光板３３０の第１の微細光学素子３３６及び第２の微細光学素子３３７からそれぞれ出射した出射光Ｌ３が、隣接する他の微細光学素子に再度入射することを抑制できる。よって、第１の光源１０（図１参照）から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１、及び第２の光源２０（図１参照）から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を、前面３３１から出射光Ｌ３として効率良く出射することができる。
　〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、複数の微細光学素子３３５は、導光板３３０の前面３３１の中央部３３１ａに対して対称に配置された第１の微細光学素子３３６と第２の微細光学素子３３７とを有する。第１の微細光学素子３３６は、上述した第１の半球体状部分３３６ａ及び第１の傾斜体部分３３６ｂを含み、第２の微細光学素子３３７は、上述した第２の半球体状部分３３７ａ及び第２の傾斜体部分３３７ｂを含む。これにより、導光板３０のから第１の微細光学素子３３６及び第２の微細光学素子３３７からそれぞれ出射した出射光Ｌ３が、隣接する他の微細光学素子に再度入射することを抑制できる。よって、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１及び第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を、前面３３１から出射光Ｌ３として効率良く出射することができる。
　《実施の形態４》
　図１５は、実施の形態４に係る面光源装置の導光板４３０の構成を示す側面図である。図１５において、図２（Ａ）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２（Ａ）に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４に係る面光源装置は、導光板４３０の微細光学素子４３５の形状の点で、実施の形態１に係る面光源装置１と相違する。これ以外の点については、実施の形態４に係る面光源装置は、実施の形態１に係る面光源装置１と同じである。そのため、以下の説明では、図１を参照する。
　実施の形態４に係る面光源装置は、導光板４３０を備える。導光板４３０は、前面４３１と、第１の側面３２と、第２の側面３３とを有する。
　前面４３１は、Ｘ軸方向に配列された複数の微細光学素子４３５を有する。複数の微細光学素子４３５の各微細光学素子４３５は、球台状である。すなわち、実施の形態４では、微細光学素子４３５は、半球体の上部をＸ－Ｙ平面で切断した形状を有する。具体的には、微細光学素子４３５は、前面４３１の平面領域３６に近い側の部分である半球体状部分４３５ａと、半球体状部分４３５ａの光制御シート４０（図１参照）側の端部（すなわち、＋Ｚ軸側の端部）に設けられた平面部分４３５ｂとを含む。
　平面領域３６に対する微細光学素子４３５の接地面角度、すなわち、平面領域３６に対する半球体状部分４３５ａの傾斜角度は、７０°から９０°までの範囲内である。当該傾斜角度が９０°に近づくほど、微細光学素子４３５は、出射光Ｌ３を前面４３１から効率良く出射することができる。
　実施の形態１において、前面３１の平面領域３６（図２（Ａ）参照）に対する光Ｌ１、Ｌ２の入射角が大きい場合、当該光Ｌ１、Ｌ２の一部は微細光学素子３５で屈折して空気層に出射光Ｌ３として出射された後、隣接する他の微細光学素子３５に再度入射して導光板３０内に戻る場合がある。実施の形態４では、微細光学素子４３５は、上述した平面部分４３５ｂを含む。これにより、導光板４３０の微細光学素子４３５から出射した出射光Ｌ３が、隣接する他の微細光学素子４３５に再度入射することを抑制できる。よって、第１の光源１０（図１参照）から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１、及び第２の光源２０（図１参照）から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を、前面４３１から出射光Ｌ３として効率良く出射することができる。
　〈実施の形態４の効果〉
　以上に説明した実施の形態４によれば、導光板４３０の微細光学素子４３５は、球台状である。これにより、微細光学素子４３５から出射した出射光Ｌ３が、隣接する他の微細光学素子４３５に再度入射することを抑制できる。よって、第１の光源１０から出射して第１の側面３２に入射した光Ｌ１及び第２の光源２０から出射して第２の側面３３に入射した光Ｌ２を、前面４３１から出射光Ｌ３として効率良く出射することができる。また、実施の形態４では、導光板４３０の前面４３１において微細光学素子４３５の形状が全て同じである。これにより、実施の形態４では、実施の形態３の導光板３３０と比べて、導光板４３０の加工が容易である。
　１　面光源装置、　２　液晶表示パネル、　２ａ　発光面、　２ｂ　液晶層、　２ｃ　背面、　１０　第１の光源、　２０　第２の光源、　３０、２３０、３３０、４３０　導光板、　３１、３３１、４３１　前面、　３２、２３２　第１の側面、　３５ａ　曲面、　３２ａ　頂部、　３３　第２の側面、　３４　背面、　３５、３３５、４３５　微細光学素子、　３６　平面領域、　４０　光制御シート、　４０ａ　シート本体部、　４３　プリズム、　４３ａ　頂点、　４３ｂ、４３ｃ　側面、　５０　光反射シート、　６１　第１の溝部、　６１ａ　第１の頂部、　６１ｂ　第１の底部、　６１ｃ　第１の傾斜面、　６１ｅ　第１の面、　６１ｆ　第２の面、　６２　第２の溝部、　６２ｂ　第２の底部、　６２ｃ　第２の傾斜面、　６２ｅ　第３の面、　６２ｆ　第４の面、　６２ｇ　第１の部分、　６２ｈ　第２の部分、　６２ｊ　第３の部分、　６２ｋ　第４の部分、　７１　第３の溝部、　９０　視聴者、　１００　液晶表示装置、　３３１ａ　中央部、　３３６　第１の微細光学素子、　３３６ａ　第１の半球体状部分、　３３６ｂ　第１の傾斜体部分、　３３６ｃ　第１の傾斜面、　３３７　第２の微細光学素子、　３３７ａ　第２の半球体状部分、　３３７ｂ　第２の傾斜体部分、　３３７ｃ　第２の傾斜面、　４３５ａ　半球体状部分、　４３５ｂ　平面部分、　Ａ１１、Ａ１２　極大点、　Ｃ１、Ｃ２　光軸、　Ｄ１、Ｄ２　角度強度分布、　Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ２１、Ｅ２２　角度輝度分布、　Ｈａ、Ｈｂ　深さ、　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２　光、　Ｌ３　出射光、　Ｌ４　照明光、　Ｌ１０　画像光。

Claims (21)

  1. 　第１の光源と、
    　互いに直交する第１の方向及び第２の方向に広がる前面と前記前面に交差し前記第２の方向に延在する第１の側面とを有し、前記第１の光源から出射して前記第１の側面から入射した光が導光して前記前面から出射する導光板と、
    　入射面と出射面とを有し、前記導光板から出射して前記入射面に入射した光である出射光の向きを前記第１の方向及び前記第２の方向の両方に直交する第３の方向に近づけて、前記出射光を前記出射面から出射させる光学シートと
    　を備え、
    　前記第１の側面は、前記第２の方向に延在する複数の第１の溝部を含む第１の凹凸形状を有する、
    　ことを特徴とする面光源装置。
  2. 　前記複数の第１の溝部は、前記第３の方向に沿って並ぶ、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
  3. 　前記複数の第１の溝部の各々は、前記第２の方向に延在する第１の頂部及び第１の底部と、前記第１の頂部と前記第１の底部とを繋ぐ第１の傾斜面とを含む、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の面光源装置。
  4. 　前記第１の傾斜面は、
    　前記光学シートに近づくほど前記第１の底部に近づく第１の面と、
    　前記光学シートから遠くなるほど前記第１の底部に近づく第２の面と
    　を含む、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の面光源装置。
  5. 　前記第１の面を通して前記導光板内に入射した前記光の角度強度分布のピークの方向に進む光線は、前記導光板の前面側の平面領域及び背面で全反射条件を満たす方向に進み、
    　前記第２の面を通して前記導光板内に入射した前記光の角度強度分布のピークの方向に進む光線は、前記導光板の前面側の平面領域及び背面で全反射条件を満たす方向に進む、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。
  6. 　前記複数の第１の溝部は、互いに同じ形状である、
    　ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の面光源装置。
  7. 　前記第１の凹凸形状は、前記複数の第１の溝部の深さより深い深さを持つ複数の第２の溝部を更に有し、
    　前記複数の第１の溝部と前記複数の第２の溝部は、前記第３の方向に沿って交互に並ぶ、
    　ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の面光源装置。
  8. 　前記第２の方向に見たときの前記第１の溝部及び前記第２の溝部の各々の形状は、多角形状であり、
    　前記第２の溝部の頂点の数は、前記第１の溝部の頂点の数より多い、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
  9. 　前記複数の第２の溝部の各々は、前記第２の方向に延在する第２の底部と、前記第１の頂部と前記第２の底部とを繋ぐ第２の傾斜面とを含む、
    　ことを特徴とする請求項７又は８に記載の面光源装置。
  10. 　前記第２の傾斜面は、
    　前記光学シートから遠くなるほど前記第２の底部に近づく第３の面と、
    　前記光学シートに近づくほど前記第２の底部に近づく第４の面と
    　を含み、
    　前記第３の面は、前記第２の底部に近い第１の部分と、前記第１の部分と前記第１の部分に最も近い前記第１の頂部とを繋ぎ前記第１の部分と異なる傾斜角を持つ第２の部分とを含み、
    　前記第４の面は、前記第２の底部に近い第３の部分と、前記第３の部分と前記第３の部分に最も近い前記第１の頂部とを繋ぎ前記第３の部分と異なる傾斜角を持つ第４の部分とを含む、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の面光源装置。
  11. 　前記第１の光源は、前記第１の側面と対向する位置に配置されている、
    　ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の面光源装置。
  12. 　前記第１の光源から出射して前記第１の側面に入射した前記光の角度強度分布の極大点における角度は、１０°以上３０°以下である、
    　ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の面光源装置。
  13. 　前記前面の法線に対して前記第１の側面と反対側を正の方向とした場合に、前記第１の光源から出射して前記第１の側面から入射した光に基づく前記前面における輝度の角度分布の極大点における角度である第１のピーク角度は、６５°以上８０°以下である、
    　ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の面光源装置。
  14. 　第２の光源を更に備え、
    　前記導光板は、前記前面に交差し前記第２の方向に延在する第２の側面を更に有し、
    　前記第２の側面は、前記第２の方向に延在する複数の第３の溝部を含む第２の凹凸形状を有する、
    　ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の面光源装置。
  15. 　前記前面の法線に対して前記第１の側面側を負の方向とした場合に、前記第２の光源から出射して前記第２の側面から入射した光に基づく前記前面における輝度の角度分布の極大点における角度である第２のピーク角度は、－８０°以上－６５°以下である、
    　ことを特徴とする請求項１４に記載の面光源装置。
  16. 　前記導光板の前記前面は、前記第１の方向に配列された複数の微細光学素子を有する、
    　ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の面光源装置。
  17. 　前記複数の微細光学素子の各微細光学素子は、半球体状又は半楕円球体状である、
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の面光源装置。
  18. 　前記複数の微細光学素子は、前記導光板の前記前面の中央部に対して対称に配置された第１の微細光学素子と第２の微細光学素子とを有し、
    　前記第１の微細光学素子は、前記中央部に近い側の部分である第１の半球体状部分と、前記中央部から遠い側の部分であって前記第１の側面に近づくほど前記前面の平面領域に近づく傾斜面を有する第１の傾斜体部分とを含み、
    　前記第２の微細光学素子は、前記中央部に近い側の部分である第２の半球体状部分と、前記中央部から遠い側の部分であって前記第１の側面から遠くなるほど前記前面の平面領域に近づく傾斜面を有する第２の傾斜体部分とを含む、
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の面光源装置。
  19. 　前記複数の微細光学素子の各微細光学素子は、球台状である、
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の面光源装置。
  20. 　前記光学シートの前記入射面は、前記第１の方向に配列され、前記第２の方向に延在する複数のプリズムを有し、
    　前記複数のプリズムを前記第１の方向及び前記第３の方向を含む平面で切る断面形状は、二等辺三角形状であり、
    　前記プリズムの頂角は、６５°から７５°までの範囲内である、
    　ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の面光源装置。
  21. 　請求項１から２０のいずれか１項に記載の面光源装置と、
    　前記光学シートから出射した光を画像光に変換する液晶表示パネルと
    　を有する、
    　ことを特徴とする液晶表示装置。
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