JP2001093321A

JP2001093321A - 照明装置、及びこれを用いた表示装置

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Publication number: JP2001093321A
Application number: JP26816399A
Authority: JP
Inventors: Masaya Adachi; 昌哉足立; Makoto Tsumura; 津村　　誠; Katsumi Kondo; 克己近藤; Sukekazu Araya; 介和荒谷; Ikuo Hiyama; 郁夫檜山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP4262368B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】大画面に対応可能で、薄型，軽量，高輝度、か
つ輝度の面内均一性の高い照明装置を提供し、大画面に
なっても明るく低消費電力で薄型軽量な表示装置を実現
する。【解決手段】一対の向かい合う端部の厚さが異なる板状
の透明体からなる複数の導光体１０３ａ〜ｃと、複数の
光源１０１ａ〜ｃとから構成され、前記複数の導光体は
厚さが大きい端部と厚さが小さい端部とを継ぎ目がない
ように光学的に結合し、前記光源は前記導光体の厚さが
大きい方の端部に近接する位置であって、かつ隣合う導
光体の裏面となる位置に配置し、さらに、前記光源から
の出射光を導光体端面へ導く光学部材を備える照明装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光の透過光量を調節
することで画像を表示する表示装置の照明に用いる照明
装置、及びこれを用いた表示装置に関し、特に大画面化
した場合にも薄型，軽量，高輝度、かつ輝度の面内均一
性が高い照明光を出射することができる照明装置、及び
これを備えた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置は情報を視覚的に人間に伝える
メディアであり、高度な情報社会となった現代では、人
間，社会にとって重要な存在となっている。

【０００３】表示装置は大別してＣＲＴ（Cathode Ray
Tube），ＰＤＰ（Plasma DisplayPanel)等発光型の表示
装置と、液晶表示装置，ＥＣＤ(Electrochromic Displa
y)，ＥＰＩＤ(Electrophoretic Image Display）等の非
発光型の表示装置とに分類できる。

【０００４】非発光型の表示装置は光の透過（或いは反
射）光量を調節することで画像を表示するものであり、
この中で特に液晶表示装置は近年性能が著しく向上し、
パーソナルコンピュータ等の表示装置として採用される
ことが多くなった。

【０００５】一般に液晶表示装置は透過型と反射型とに
分類でき、透過型の液晶表示装置では液晶パネルの背面
に照明装置を備え、照明装置から照射される光により、
その表示画面の視認性を高めている。

【０００６】液晶パネルは大別してＴＦＴ（Thin Film
Transistor）等のスイッチング素子を用いたアクティブ
マトリクス駆動による液晶パネルと、マルチプレックス
駆動の液晶パネルとの２方式がある。アクティブマトリ
クス駆動による液晶パネルとしてはＴＮ(Twisted Nemat
ic）液晶パネルや広視野角を実現したＩＰＳ(In PlanSw
itching)液晶パネル等がある。また、マルチプレックス
駆動の液晶パネルとしてはＳＴＮ(Super Twisted Nemat
ic）液晶パネル等がある。いずれも液晶層をガラス基板
で保持し、その両側に偏光板を配置し、液晶層に入射す
る直線偏光の偏光状態を変調して表示を行うものであ
る。

【０００７】このような液晶パネルには電極やスイッチ
ング素子、或いは画素間等の非表示部（非開口部）が存
在し、表示の明るさ低下の一因となっている。

【０００８】また、液晶表示装置はいずれも動画を表示
すると画像がぼけて劣化してしまうという課題を有して
いる。これは液晶表示装置が１フレーム内で同じ画像を
表示し続ける、いわゆるホールド型と呼ばれる表示方式
であるために生じるといわれている(Ishiguro et al，
信学技報、ＥＩＤ９６−４,ｐｐ.１９−２６(1996))。
ここでいう１フレームとは映像信号の１周期の時間のこ
とを意味する。このホールド型の表示による動画像劣化
のメカニズムは以下の通り説明される。すなわち、実像
では例えば動く物体は時々刻々と動き続け、同じ位置に
留まることがない。これに対してホールド型の表示では
動く物体であっても１フレームの間は同じ位置に表示さ
れ続けるため、１フレームのある瞬間には正しい位置に
ある画像を表示するが、別の瞬間には実際とは異なる画
像が表示され続けることになる。人間の目はそれらを平
均化して認知するため画像がぼけてしまう。

【０００９】この問題に対して照明装置を点滅させるこ
とである瞬間のみ画像を表示し、上記のような平均化に
よる画像のぼけをなくして動画像の画質を向上すること
が報告されている(K.Sueoka et al,ＩＤＲＣ '９７ｐ
ｐ２０３−２０６(1998))。一方、照明装置としては、
エッジライト方式（導光体方式），直下方式（反射板方
式)，面状光源方式がある(液晶ディスプレイ技術ｐ２５
２−２５６産業図書株式会社発行日１９９６年１１
月８日，フルカラー液晶表示技術ｐ２０１−２０２
株式会社トリケップス発行日１９９０年２月２６
日）。

【００１０】これらのうち中型以上の液晶表示装置には
主にエッジライト方式と、直下方式が用いられている。

【００１１】エッジライト方式は裏面を処理したアクリ
ル等の透明体からなる導光体と、導光体の端面に配置し
た例えば蛍光ランプからなる線状光源と、導光体の表面
（光出射面）に配置した拡散板から構成される。蛍光ラ
ンプ（光源）から出射した光は導光体へ入射し、導光体
内を伝播する。導光体内を伝播する光は導光体裏面に施
された処理により、進行方向が変わり、導光体表面から
出射し、拡散板により照明光の角度分布が均一化された
後、液晶パネル表示部等の照光面に照射される。

【００１２】直下方式は光源を液晶パネル表示部等の照
光面直下に配置し、光源の下部には反射板、光源の上部
には輝度の均一性を向上するために光源からの距離に応
じて透過率を変えた光スクリーンや拡散板を配置した構
成となっている。光源からの出射光は、直接、或いは光
源下部に配置した反射板で反射した後、光スクリーンや
拡散板に入射し、光量分布及び照明光の角度分布が均一
化されて、液晶パネル表示部等の照光面に照射される。

【００１３】また、実開昭63−21906 号公報では、拡散
板が配置された表面が平面で、裏面が傾斜面をなし、こ
の傾斜面に遮光兼反射部を有する透明導光体を複数個配
置し、この導光体の肉厚部の一端であって、かつ隣接す
る導光体の遮光兼反射部下面となる位置に、光源を配置
した構成の照明装置が記載されている。本構成の場合、
光源からの出射光のうち、直接導光体に入射した光は導
光体の遮光兼反射部で反射し、拡散板を介して照明光と
して出射する。また、光源からの出射光のうち、導光体
に直接入射しなかった光の一部は隣接する導光体裏面に
配置した遮光兼反射部で反射した後、導光体に入射し、
遮光兼反射部で反射した後、拡散板を介して照明光とし
て出射する。

【００１４】このような照明装置を備えた液晶表示装置
では、消費電力の大部分が照明装置の光源での消費電力
であるため、液晶表示装置の低消費電力化、或いは高輝
度化のためには光源からの出射光の利用効率を高める必
要がある。しかし、上記従来の照明装置からの出射光は
非偏光であり、液晶パネルの偏光板において５０％以上
が吸収されるため、高い光利用効率は望めなかった。

【００１５】これに対し、特許2,509,372 号公報に記載
の偏光子ではグランジャン構造を有するコレステリック
液晶層と、円偏光の回転方向を逆にするミラーとを使用
して非偏光である光源からの出射光を特定の偏光に効率
よく変換する技術が開示されている。この偏光子は光源
と、鏡面反射ミラーと、コレステリック液晶層と、これ
に積層配置した位相差板（１／４波長板）から構成され
る。

【００１６】コレステリック液晶層はヘリカルな分子配
列に基づく特異な光学特性を示すもので、ヘリカル軸に
平行に入射した光はコレステリック螺旋のピッチに対応
する波長において、螺旋の回転方向に対応した回転方向
の円偏光は反射し、他方は透過するという選択反射を示
すものである。

【００１７】従って、例えばコレステリック液晶層が右
回りの円偏光（以下、右円偏光）は透過し、左回りの円
偏光（以下、左円偏光）は反射する場合、非偏光である
光源からの出射光のうち右円偏光成分はコレステリック
液晶層を透過し、左偏光成分は反射する。コレステリッ
ク液晶層を透過した光は位相差板の作用により、所望の
直線偏光に変換される。一方、コレステリック液晶層で
反射した左円偏光は、鏡面反射ミラーで反射して再びコ
レステリック液晶層に向かうが、鏡面反射ミラーでの反
射の際、円偏光の回転方向が逆の右円偏光となるため今
度はコレステリック液晶層を透過し、位相差板の作用に
より、所望の直線偏光に変換される。すなわち、光源か
らの出射光は理想的には全て右円偏光となってコレステ
リック液晶層を透過して、さらに位相差板の作用によっ
て所望の直線偏光に変換できるので、従来、液晶パネル
の偏光板で吸収され、無駄となっていた光を有効に利用
することができるというものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記エッジライト方式
の照明装置は輝度の均一性が高く、光源（蛍光ランプ）
の直径程度の厚さの薄型化が可能であり、さらに熱が液
晶へ伝わり難いという特長がある。このため特に薄いこ
とが要求されるノート型パソコン等にはこの方式が採用
されている。しかしながら、光源光の利用効率は直下方
式よりも低く、高輝度化には不利である。また、エッジ
ライト方式の照明装置を対角２０インチを超えるような
大画面に対応させるには光源の数を増やし、導光体を厚
くする必要がある。この場合、導光体の１端面に複数の
光源を配置することで導光体への光源光の入射効率が低
下して、光源光の利用効率がさらに低下すること、及び
導光体の厚み増大により、容積が大きくなり、重量が重
くなるといった課題がある。一方、直下方式の照明装置
は大画面化への対応が光源の数を増やすといった容易な
方法で実現可能であり、光学設計を適切にすることで高
輝度が得られ、光源光の利用効率も導光体方式より高く
できる。しかし、照明装置の厚さは光源の大きさ（例え
ば蛍光ランプ直径）の数倍必要となり薄型化できないこ
と、及びエッジライト方式ほど輝度の面内均一性が良く
ないといった課題がある。

【００１９】また、実開昭63−21906 号公報に記載の照
明装置では、導光体を必要とする大きさに分割して複数
個とし、その各々に光源を配置するとともに、光源の直
接光が照明部に至らないよう構成したため、照明面積が
大きい場合でも、直下方式よりも均一な照明光が得ら
れ、さらに照光面の面積が大きくなっても、導光体の分
割数を増やすことで全体を薄型化することができるとい
うものである。

【００２０】しかし、上記公報の照明装置では、複数の
導光体の結合部についてなんら記載がないが、複数の導
光体をただ並べただけでは導光体の継ぎ目において照明
光の出射角度分布、及び輝度分布が異なり、実際には照
明装置の光出射面全面で均一な照明光を得ることが困難
であるという課題がある。さらに上記構成では光源から
の出射光の一部は直接導光体へ入射し、他の一部も、隣
接する導光体裏面に配置した遮光兼反射部で反射して導
光体へ入射するよう構成されるが、その他の光は導光体
へ入射する術がないため、有効に利用できず、光源光の
利用効率が低いという課題がある。

【００２１】本発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、その目的は、大画面液晶パネルに適用しても薄型，
軽量で、高輝度、かつ輝度の面内均一性が高い照明装置
を提供することにある。

【００２２】また、上記の通り、液晶パネルには電極や
スイッチング素子、或いは画素間等の表示に寄与しない
非開口部が存在し、これら非開口部は液晶パネルの明る
さ低下の一因となっていた。アクティブマトリクス駆動
の液晶パネルの場合は特にこの非開口部の殆どが金属電
極であるため非開口部に入射した光は反射して、照明装
置に戻っていた。照明装置に戻った光は、例えば直下方
式の照明装置であれば、拡散板、或いは光スクリーン、
或いは反射板で反射して再び液晶パネルに照射される。
しかし、液晶パネルに再照射される光は拡散板等によ
り、偏光解消、或いは偏光状態が変化するため、液晶パ
ネルの光入射側に配置された偏光板において、再び５０
％以上の光が吸収されるので、ほとんど明るさに寄与す
ることはなかった。

【００２３】そこで、本発明の他の目的は上記目的の達
成と同時に開口率の低い液晶パネルであっても液晶パネ
ルの非開口部からの反射光を、偏光を維持した状態で再
び液晶パネルに照射することで光の有効利用を図った照
明装置、及びこれを用いた液晶表示装置を提供すること
にある。

【００２４】さらに、照明装置の光源からの出射光を所
望の偏光に変換し、液晶パネルでの光吸収を低減するこ
とでより明るく低消費電力な液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００２５】ところで、上記の通り、ホールド型の表示
方式である液晶表示装置の動画像の劣化を抑制する方法
として照明装置を点滅する方法がある。しかしながら、
この方法は液晶パネルの全面を走査して、液晶パネル全
面の液晶が応答した後、照明装置を点灯するため走査時
間及び液晶の応答時間を著しく上げる必要があった。ま
た、照明装置の点灯時間が短いため従来と同等の輝度を
達成するには発光強度を上げる必要があった。

【００２６】本発明は本実状に鑑みなされたもので、そ
の目的は表示面を独立に面分割照明できる照明装置を提
供することにより、動画像を違和感なく表示できる、高
輝度な液晶表示装置を提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は、後述の実施例の説明
から明らかになるだろう。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の要旨は以下の通りである。

【００２９】本発明の照明装置は、少なくとも一対の向
かい合う端部の厚さが異なる板状の透明体からなる複数
の導光体と、前記導光体の厚さが異なる一対の端部のう
ち、厚さが大きい方の端部に近接配置した複数の光源と
から構成される照明装置であって、複数の導光体は厚さ
が異なる一対の端部のうち、厚さが大きい端部と、厚さ
が小さい端部とを、導光体と実質的に屈折率が等しい透
明体により結合し、整列配置されており、光源は前記導
光体の厚さが大きい方の端部に近接する位置であって、
かつ隣合う導光体の裏面側（照射対象とは反対側）とな
る位置に配置され、さらに、前記光源、或いは前記光源
の近傍に光源からの出射光を導光体端面へ導く光学部材
を備える。

【００３０】また、本発明の別の照明装置は、少なくと
も一対の向かい合う端部の厚さが異なる板状の透明体か
らなる複数の導光体と、導光体の厚さが異なる一対の端
部のうち、厚さが大きい方の端部に近接配置した複数の
光源とから構成される照明装置であって、導光体は厚さ
が異なる一対の端部のうち、厚さが大きい方の端部には
導光体の表面側（照射対象側）の幅より、裏面側の幅が
大きくなるような突出部を有し、複数の導光体は厚さが
異なる一対の端部のうち厚さが小さい方の端部と、厚さ
が大きい方の端部を、前記突出部が隣り合う導光体の裏
面側に配置されるよう、導光体と実質的に屈折率が等し
い透明体により結合し、整列配置されており、前記光源
は前記突出部の端面に近接する位置であって、かつ隣り
合う導光体の裏面側と成る位置に配置され、さらに、前
記光源、或いは前記光源の近傍には光源からの出射光を
導光体端面へ導く光学部材を備える。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら幾つかの実施例をもとに説明する。

【００３２】（実施例１）図１は本発明の照明装置、及
びこれを用いた表示装置の一例を示す一部概略断面図で
ある。本表示装置は光の透過光量を調節することで画像
を表示する液晶パネル２００とその背面に配置した照明
装置１００とから構成される。

【００３３】液晶パネル２００としては入射する光の透
過光量を調節することで画像を表示する表示パネルを用
いることができ、特に長寿命でマトリクス表示が可能な
液晶パネルを用いることができる。

【００３４】液晶パネル２００の表示モードとしてはＧ
Ｈ（Guest Host）モード，ＰＣ（Phase Change）モー
ド，ＴＮ（Twisted Nematic ）モード，ＳＴＮ（Super
Twisted Nematic）モード，ＥＣＢ（Electrically Cont
rolled Birefringence）モード，ＰＤＬＣ（Polymer Di
spersed Liquid Crystal）モード等を用いることができ
るが、低い駆動電圧で高いコントラスト比が得られる表
示モードとして偏光板を用い、液晶層に入射する光の偏
光状態を変調することで表示を行うモードを用いること
が画質の良い表示装置を実現する上で望ましい。

【００３５】また、液晶パネル２００は大別してＴＦＴ
（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子を用い
たアクティブマトリクス駆動による液晶パネルと、マル
チプレックス駆動の液晶パネルとの２方式があり、液晶
層に入射する光の偏光状態を変調して表示を行うものと
しては、ＴＮ（Twisted Nematic ）液晶パネルや、広視
野角を実現したＩＰＳ（In Plane Switching）液晶パネ
ル，ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Aligned)液晶パネ
ル等のアクティブマトリクス駆動による液晶パネル、或
いはＳＴＮ(Super Twisted Nematic）液晶パネル等のマ
ルチプレックス駆動の液晶パネルを用いることができ
る。

【００３６】ここでは、以下ＴＮ液晶パネルの場合につ
いて説明するが本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００３７】液晶パネル２００は、図示しないカラーフ
ィルター，透明電極及び配光膜が積層形成された第１の
透明ガラス基板２０４と、図示しない配光膜及び、画素
を形成する透明電極及びこれと接続される電極や薄膜ト
ランジスタ等のスイッチング素子を有する第２の透明ガ
ラス基板２０２と、これら２枚の透明ガラス基板204,２
０２の間に枠状のシール剤２０３を介して封入された誘
電異方性が正のネマチック液晶からなる液晶層２０８と
を有する。液晶層２０８の液晶分子長軸の方向は２枚の
透明ガラス基板２０４，２０２上に形成された配向膜に
ラビング等の配向処理を行うことで配向方向が規定さ
れ、透明ガラス基板間で連続的に９０°ねじれた状態と
なっている。透明ガラス基板２０２の照明光入射面と、
透明ガラス基板２０４の光出射面にはそれぞれ偏光板２
０１及び偏光板２０５が互いに直交する直線偏光を透過
するように配置され、透明ガラス基板２０２及び透明ガ
ラス基板２０４での液晶分子長軸の配向方向は偏光板２
０１及び偏光板２０５の直線偏光の透過軸に対して共に
平行、もしくは共に直交するように構成する。

【００３８】偏光板２０１，２０５としては例えば延伸
させたポリビニルアルコールにヨウ素を吸収させて偏光
機能を付与した膜の両面にトリアセチルセルロースの保
護層を施したものを用いることができ、それぞれ透明ガ
ラス基板２０２及び透明ガラス基板２０４にアクリル系
の接着剤により光学的に結合されるよう接着される。上
記構成により、液晶パネル２００背面から入射した光の
うち偏光板２０１を透過した直線偏光は、液晶層２０８
を通過して偏光板２０５に入射するが、この際、液晶層
２０８を透過する光の偏光状態は液晶層２０８に印加す
る電圧によって変化させることができる。このため画像
情報に対応した電圧を透明ガラス基板２０２，２０４上
の透明電極に印加し、液晶層２０８に電界を印加するこ
とで、液晶層２０８を通過する光の偏光状態を変え、偏
光板２０５を透過する光量を制御して光学画像を形成す
ることができる。

【００３９】次に照明装置１００について説明する。照
明装置１００は、整列配置した複数の導光体１０３（図
中では１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）と、複数の導光
体１０３の一側面（端面）にそれぞれ配置され、その側
面（端面）長さに対応した発光長を有する複数の光源１
０１（図中では１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ）と、複
数の光源１０１の導光体１０３方向を除く部分を覆うよ
うにそれぞれ配置した複数のランプカバー１０２（図中
では１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）と、複数の導光体
１０３の裏面（液晶パネル２００と反対側の面）に空気
層を介してそれぞれ配置した複数の反射板１０４（図中
では１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、複数の導光体
１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）の表面（液晶パネル２０
０側の面）側にその全面を覆うように配置した拡散板１
０５とから構成される。

【００４０】すなわち、照明装置１００は、導光体１０
３と、導光体１０３の一側面(端面)に配置した光源１０
１と、ランプカバー１０２と、導光体１０３の裏面に配
置した反射板１０４とから構成される単位照明装置１０
００（図中では１０００ａ，１０００ｂ，１０００ｃ）
を複数個、整列配置し、その表面側にその全面を覆うよ
うに配置した拡散板１０５とから構成される。

【００４１】ここで、照明装置１００からの照明光の面
内輝度分布の均一性を高めるために、単位照明装置は個
々の単位照明装置の照明光の面内輝度分布の均一性が高
いことはもちろんのこと、複数の単位照明装置を整列配
置した際に得られる照明光の面内輝度分布の均一性も高
いことが重要である。

【００４２】これを実現するため、本発明の照明装置は
単位照明装置を複数整列配置した際、単位照明装置を構
成する複数の導光体の表面側（液晶パネル２００側）の
段差、及び継ぎ目を実質的になくすよう構成した。

【００４３】すなわち、単位照明装置を構成する導光体
を一対の向かい合う端面の厚さが異なる板状の透明体か
ら構成し、複数の導光体を整列配置する際に、厚さが大
きい端面と厚さが小さい端面とを接合するようにする。
また、光源は導光体の厚さが異なる一対の向かい合う端
面のうち、厚さが大きい方の端面に近接する位置であっ
て、かつ隣合う導光体の裏面となる位置に配置する。こ
のようにすれば、光源は複数の導光体を整列配置する際
の障害とならないので、複数の導光体は、その表面側に
段差、及び隙間がない状態で整列配置できる。

【００４４】さらに、導光体どうしの継ぎ目は光学的に
結合するように接続する。ここで、光学的に結合すると
は、導光体どうしの界面を導光体を構成する透明体と実
質的に同じ屈折率の透明体で満たすことで界面での屈折
率差を実質的になくすことを意味し、例えばアクリル系
の接着剤により導光体どうしを接着することで実現でき
る。

【００４５】本構成によれば単位照明装置を構成する導
光体どうしの表面側（液晶パネル２００側）の段差がな
く、継ぎ目は光学的にはなくなるので面内輝度分布がよ
り均一な照明装置が実現できる。

【００４６】次に本照明装置１００を構成する単位照明
装置についてより具体的に説明する。図２は照明装置１
００を構成する単位照明装置１０００の概要を示す斜視
図である。

【００４７】単位照明装置１０００は導光体１０３と、
導光体１０３の１側面(端面)1031に配置され、その側面
（端面）長さに対応した発光長を有する光源１０１と、
光源１０１の導光体１０３端面方向を除く部分を覆うよ
うに配置したランプカバー１０２と、導光体１０３の裏
面（液晶パネル２００と反対側の面）に空気層を介して
配置した反射板１０４とから構成される。導光体１０３
は上述の通り、一対の向かい合う端面１０３１と端面１
０３２での厚さが異なる断面形状が長方形をした板状の
透明体から構成される。また、光源１０１は導光体１０
３の厚さの異なる一対の向かい合う端面のうち、厚さが
大きい方の端面１３０１に近接した位置であって、複数
の導光体１０３を接合した際、障害とならない位置、す
なわち端面１０３１の下部領域（液晶パネル２００とは
反対側の領域）に配置する。

【００４８】光源１０１は小型，高発光効率，低発熱と
いった条件を満たすものを用いるとよく、例えば冷陰極
管や熱陰極管等の蛍光ランプ、或いはＬＥＤ（Light Em
itting Diodes)を複数個整列配置したものを使用するこ
とができる。ここでは、まず管径φ２.６mm の冷陰極蛍
光ランプを用いる場合を説明する。ここで使用する冷陰
極蛍光ランプとしては、液晶パネル２００のカラーフィ
ルタの透過スペクトルに対応した発光ピーク波長を有す
る、いわゆる３波長管を用いればよく、例えば波長４５
３ｎｍ，５４４ｎｍ，６１１ｎｍに発光ピーク波長を有
する冷陰極蛍光ランプを用いることができる。

【００４９】ここで、上述の通り、光源１０１は導光体
１０３の端面１０３１の下部領域に配置する。これは、
単位照明装置１０００を複数個整列配置した際、複数の
導光体どうしの継ぎ目や、導光体表面側（液晶パネル２
００側）の段差をなくすために、光源を隣り合う単位照
明装置を構成する導光体の裏面側に配置できるようにす
るためである。

【００５０】従って、光源の大きさ（ここでは冷陰極蛍
光ランプの直径）をｄとし、導光体１０３の端面１０３
１と端面１０３２の厚さをそれぞれｔ₁，ｔ₂とする
と、以下の関係を満たすことが望ましい。

【００５１】ｔ₁＞ｄ＋ｔ₂…（数１）また、光源１０１から出射する光の導光体１０３への入
射効率を高めるには、光源発光部の大きさが導光体の光
源側の端面１３０１の断面積よりも小さいことが望まし
い。

【００５２】図３は、光源として管径２.６mm の蛍光ラ
ンプを用いた場合の、導光体の光源側端面の有効厚さｔ
（＝ｔ₁−ｔ₂）と、導光体から出射する照明光輝度との
関係の一例を示す図である。図３から明らかな通り、導
光体端面の有効厚さが光源の管径よりも大きければ大き
いほどより明るい照明光が得られる。しかしながら、導
光体を厚くすると照明装置の厚さや重量が増えるという
問題がある。そこで、導光体端面の有効厚さが光源管径
の約１.２〜１.５倍で照明光の輝度の上昇が飽和するこ
とを鑑みて、光源の大きさ（ここでは冷陰極蛍光ランプ
の直径）ｄと、導光体の端面１０３１の厚さｔ₁と、端
面１０３２の厚さｔ₂とが以下の関係を満たすようにす
ることがより望ましい。

【００５３】１.５＊ｄ＞ｔ₁−ｔ₂＞１.２＊ｄ …（数２）ここではｔ₁＝４.５mm，ｔ₂＝１mm とし、光源１０１
の中心位置が導光体の裏面からの高さ１.７５mmに位置
するように配置した。

【００５４】ランプカバー１０２は光源１０１からの出
射光を効率良く導光体１０３へ入射させるためのもの
で、光源１０１の周囲であって、導光体１０３端面部を
除く部分に、光源１０１を覆うように間隙をもって配置
した、円筒形、或いは楕円筒形等の一部に開口部を有す
る形状をした反射板、或いは反射フィルムを使用するこ
とができる。

【００５５】具体的にはランプカバー１０２として高分
子フィルムの表面に銀や、アルミニウム等の金属薄膜層
を蒸着法、或いはスパッタリング法により成膜したもの
を、高分子フィルムシートやアルミニウム板等の支持板
にラミネートしたものを用いることができる。ここで
は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に銀をスパ
ッタリングしたものを厚さ０.２mm のアルミニウム板に
接着し、成形したものを用いた。

【００５６】反射板１０４は、導光体１０３の裏面全面
を覆うように配置され、導光体103裏面からの光を導光
体１０３側へ反射する機能を有する。反射板１０４とし
ては、高い反射率を有する反射面をガラス板，金属板，
樹脂板、或いは高分子フィルム等の支持基材上に形成し
たものを用いることができる。反射面は支持基材上にア
ルミニウム，銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法、或
いはスパッタリング法等により成膜したもの、或いは支
持基材上に増反射膜となるように誘電体多層膜を形成し
たもの、或いは支持基材上に白色顔料をコートしたもの
等を用いることができる。また、屈折率の異なる透明媒
体を複数層積層することで反射板として機能するように
したものを用いてもよい。

【００５７】ここでは、装置の小型，軽量化のために、
支持基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムを用い、反射面として銀の金属薄膜を成膜した
ものを用いた。

【００５８】導光体１０３は上述の通り、一対の向かい
合う端面１０３１と端面１０３２での厚さが異なる板状
の透明なアクリル樹脂から構成され、端面１０３１から
入射した光を全反射により内部に閉じ込める構成と、内
部を伝播する光の反射角度を変えて、光を液晶パネル２
００側へ出射する構造を有するものを用いる。

【００５９】ここでは、導光体内部を伝播する光の反射
角度を変え、光を出射させる構造を、導光体の裏面側
（液晶パネル２００と反対側）の面に形成した微細な傾
斜面を有する多数の凹凸面、または段差で構成した微小
傾斜反射面で実現するものを用いた。

【００６０】図４は導光体１０３の一例を示す一部断面
図である。図４に例示する導光体１０３はその表面１０
３Ｃが平坦な面で構成され、その裏面は略平坦な主面10
3B、及び複数の三角溝の一辺に形成された平坦な微小傾
斜反射面１０３Ａとで構成される。導光体１０３の裏面
の主面１０３Ｂは光源１０１から出射し、導光体に入射
した光３００を導光体の表面１０３Ｃとの間で全反射に
より伝播し、内部に閉じこめるよう構成される。また、
導光体１０３の裏面の微小傾斜反射面103Ａは導光体１
０３内を伝播する光の一部を、その反射角度を変えるこ
とで導光体１０３の表面１０３Ｃから出射させる機能を
有する。微小傾斜反射面１０３Ａはアルミニウム，銀等
の金属薄膜、或いは誘電体多層膜により鏡面反射面を構
成してもよいが、格別な反射部材を付加して反射面を構
成しなくても、空気とアクリル樹脂との屈折率差による
反射により十分に機能を果たすことができる。

【００６１】ここでは、導光体１０３として屈折率１.
４９のアクリル樹脂を用い、導光体裏面の微小傾斜反
射面１０３Ａはその長軸方向を光源１０１の長軸方向と
平行となるように形成し、微小傾斜反射面１０３Ａの平
均ピッチＰ＝２００μｍ，平均高さｈ＝１０μｍ，導光
体１０３の表面１０３Ｃに対する平均傾斜角度θ＝40°
とした。

【００６２】また、導光体１０３裏面の主面１０３Ｂを
導光体１０３の表面１０３Ｃに対して傾斜させること
で、導光体１０３の光源１０１側の端面１０３１の厚さ
に対し、これと向かい合う端面１０３２の厚さを薄くな
るように構成した。

【００６３】尚、傾斜反射面１０３Ａの高さｈを光源１
０１に近いところでは低く、光源１０１から遠い場所で
は高くなるよう連続的に変化させる、或いは傾斜反射面
１０１ＡのピッチＰ、もしくは傾斜角度θを光源１０１
からの距離により連続的に変化させる、或いは導光体１
０３の厚さ、即ち導光体の表面１０３Ｃと裏面の主面１
０３Ｂとの距離を光源からの距離に応じて非直線的に薄
くなるよう構成するなどして、導光体１０３から出射す
る光の均一性を高めるようにすると良い。この際、複数
の導光体を接合したときに、隣り合う導光体から伝播す
る光も考慮して、輝度の面内均一性が高くなるように構
成すると良い。

【００６４】また、導光体１０３に入射した光を有効に
利用するために、導光体１０３の表面と裏面、及び光源
側の端面１０３１と、これと対向する端面１０３２を除
く側面（端面）には、図示しない反射面を形成し、導光
体内に入射した光が漏れないようにすると良い。

【００６５】本構成によれば、導光体１０３に入射した
光源１０１からの出射光３００は導光体１０３の表面１
０３Ｃ及び導光体裏面の主面１０３Ｂとの間を全反射を
繰り返しながら伝播するが、導光体内を伝播する光のう
ち、傾斜反射面１０３Ａに至った光は反射角度が変わり
導光体表面１０３Ｃで全反射条件をはずれて出射する。
導光体１０３から出射した光は傾斜反射面１０３Ａを構
成する三角溝状の傾斜部の長手方向（稜線）には広がり
を持った光になるが、傾斜反射面１０３Ａの長手方向と
垂直な方向には半値角が±１０°程度の略平行化された
光が得られる。尚、導光体１０３の形状は上記機能を満
たせば本形状に限定されるものではなく、図５、或いは
図６に例示するとおり、その裏面が表面１０３Ｃとの間
で導光体に入射した光を全反射により伝播し、閉じこめ
る構造をなす主面１０３Ｂと、複数の微小傾斜反射面１
０３Ａとからなる微細で連続的な波形、或いは階段状の
構造となっていても良い。

【００６６】拡散板１０５は複数の単位照明装置１００
０（１０００ａ〜１０００ｃ）の導光体１０３（１０３
ａ〜１０３ｃ）の表面（液晶パネル２００側の面）側に
その全面を覆うように配置する。

【００６７】拡散板１０５は導光体１０３（１０３ａ〜
１０３ｃ）から出射した光の角度分布や、輝度分布を変
えて、液晶パネル２００へ照射される照明光の角度分布
や、面内輝度分布の均一性を高める機能を有するもので
ある。

【００６８】拡散板１０５としてはＰＥＴ，ＰＣ（ポリ
カーボネート）等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸
を形成したもの、或いは高分子フィルムの表面に透明体
中に透明体とは屈折率の異なる微粒子を混合した拡散層
を形成したもの、或いはフィルム内部に気泡を混入して
拡散性を持たせたもの、或いはアクリル等の透明部材中
に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。

【００６９】尚、単位照明装置を接合した継ぎ目での照
明光の面内輝度分布の変化は、拡散板１０５と導光体表
面との距離を大きくすればするほど視認できなくなる。
具体的には拡散板１０５の拡散性にもよるが、効率を低
下させない現実的な透過率を有する拡散板であれば、拡
散板１０５と導光体１０３表面との距離を０.１mm 〜１
５mm程度とすれば、単位照明装置を接合した継ぎ目での
照明光の面内輝度分布の変化が視認できなくなり、面内
輝度分布の均一性がより高い照明光が得られる。

【００７０】尚、拡散板１０５はこれがなくても照明光
の角度分布や、面内輝度分布の均一性が高ければ必ずし
も配置する必要はないが、通常は必要となるものであ
る。

【００７１】次に本表示装置の動作を説明する。光源１
０１（１０１ａ〜１０１ｃ）から出射した光は、直接、
或いはランプカバー１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）で反
射した後、導光体１０３(１０３ａ〜１０３ｃ)に入射す
る。導光体１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）に入射した光
は導光体内を全反射を繰り返しながら伝播するが、導光
体内を伝播する光のうち、導光体裏面の傾斜反射面に至
った光は反射角度が変わり導光体表面で全反射条件をは
ずれて出射する。導光体１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）
から出射した光は、拡散板１０５で光量分布、及び照明
光の角度分布が均一化された後、液晶パネル２００に照
射される。

【００７２】液晶パネル２００に照射された光は画像情
報に応じて透過光量が制御され、画像が表示される。

【００７３】ここで、本発明の照明装置では、導光体の
幅、すなわち導光体の光源側端面と、これと対向する端
面までの距離を液晶パネル表示部の大きさによらず短く
設定することができる。一般に導光体の幅が短くなれ
ば、照明光の面内輝度分布の均一性を高くすることが容
易になり、さらに一つの導光体から出射される照明光の
輝度を高くすることができる。

【００７４】つまり、導光体の幅を小さくすることで単
位照明装置当たりの照明光の輝度を高くすれば、面内輝
度分布の均一性が高く、より高輝度な光を出射する照明
装置が実現できる。

【００７５】さらに、複数の単位照明装置１０００を整
列配置した状態、すなわち、照明装置１００としても単
位照明装置１０００（１０００ａ〜１０００ｃ）を構成
する複数の導光体の表面側の段差はなく、継ぎ目は光学
的にない状態で整列配置されているので輝度の面内均一
性が高い照明光を得ることができる。

【００７６】また、画面サイズが大きくなっても単位照
明装置の数を増やすことで対応できるため、照明装置の
厚さが厚くなることはない。

【００７７】従って、本発明の照明装置では光源，導光
体，ランプカバー，反射板からなる単位照明装置を複数
個整列配置することにより、大型化（大画面化）を図っ
た場合でも、薄型軽量で、高輝度、かつ面内輝度分布が
均一な照明光を出射することができる。さらにこの照明
装置を用いることで薄型軽量、かつ高輝度で面内輝度分
布が均一な高品位表示が得られる表示装置が実現でき
る。

【００７８】尚、本実施例に係る照明装置を用いる場合
は、以下の理由から図７に示す構成とすることが望まし
い。図７は本実施例の照明装置、及びこれを用いた表示
装置を示す概略斜視図である。本実施例に係る導光体は
微小傾斜反射面に金属薄膜等の格別な反射面を形成しな
い場合、導光体から出射する照明光の輝度が最も高くな
る方向は導光体の表面垂線方向から数度傾いた方向とな
る。すなわち、図７に示す通り、単位照明装置を構成す
る導光体と光源の位置関係が、光源からの出射光が入射
すべき導光体に対し、光源が表示面下方向に位置するよ
うに配置すると、表示輝度が最も高くなる方向が表示面
垂線２００Ａに対して上方に５〜１０°傾いた方向とな
る。このことは一般の表示装置、特にコンピュータ用の
モニターでは、下方から観察することはほとんどなく、
上方からの視認性の向上が求められている折り、限られ
た光を観察者の方向へ効率よく分配する上で非常に有効
である。つまり、本実施例では限られた光を有効に配光
し、効率良く利用できる。尚、本実施例では単位照明装
置の数が３つの場合を示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく単位照明装置の数を任意に増やすこと
で幅広い画面サイズに対応可能となることはいうまでも
ないだろう。

【００７９】また、上記実施例では導光体の裏面の構造
として、微小傾斜反射面を形成する場合を説明したが、
導光体の裏面に白色顔料インク等による拡散反射面をパ
ターニングしたものを用いても良い。この際、拡散反射
面の面積比率は液晶パネルに照射される光量の均一化の
ために、光源１０１からの距離に対応して変化させると
良い。

【００８０】この場合も上記実施例と同様な効果が得ら
れる。

【００８１】すなわち、光源，導光体，ランプカバー，
反射板からなる単位照明装置を複数整列配置することに
より、大型化（大画面化）を図った場合でも、薄型で、
かつ面内輝度分布が均一で、高輝度な光を出射する照明
装置が実現でき、より明るく、輝度の面内均一性が高い
高品位な表示ができる表示装置を実現することができ
る。

【００８２】（実施例２）図８は本発明の照明装置、及
び表示装置の他の実施例を示す一部概略断面図である。
本実施例は上記実施例の一部を変形したもので、上記実
施例と同様な機能を有する部分については同じ符号をつ
け、同一部分については詳細な説明は省略する。

【００８３】上記実施例では、単位照明装置を構成する
複数の導光体を光学的に結合するようにしたが、本実施
例では初めから単位照明装置を構成すべき複数の導光体
を一体成形した導光体を用いる。

【００８４】図９は本実施例の導光体の斜視図である。
図９に示すとおり、はじめから複数の導光体を一体成形
したような導光体１０３を用いれば、単位照明装置を実
現すべき複数の導光体の表面側の段差、及び継ぎ目は完
全になくなるため、面内輝度分布がより均一な照明光を
得ることができる。さらに、部品点数が減るため、生産
性が上がりコストが下がるといった効果も期待できる。

【００８５】（実施例３）次に本発明に係る照明装置、
及び表示装置の他の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

【００８６】図１０は本発明の照明装置、及び表示装置
の他の実施例を示す一部概略断面図であり、図１１は本
実施例の照明装置１００の一部概略断面図、図１２は本
実施例の単位照明装置１０００を構成する導光体の概略
斜視図である。

【００８７】本実施例は（実施例１）で説明した照明装
置１００の一部を変形したもので、上記実施例と同様な
機能を有する部分については同じ符号をつけ、同一部分
については詳細な説明は省略する。

【００８８】図１０、及び図１１に示すとおり、本実施
例は実施例１（図１）で説明した照明装置において、単
位照明装置１０００（１０００ａ〜１０００ｃ）を構成
する複数の導光体１０３(１０３ａ〜１０３ｃ)の光源光
が入射する部分が、導光体接合部分よりも突出し、この
突出部１０３Ｌ及び光源１０１(１０１ｂ，１０１ｃ)が
隣り合う導光体の裏面に配置される構造となっている。

【００８９】従って、単位照明装置１０００を構成する
導光体１０３は図１２に示す通り、裏面側（液晶パネル
２００と反対側）の幅Ｌｒが、表面側（液晶パネル側）
の幅Ｌｓよりも長くなっており、導光体１０３の光源光
が入射する端面１０３１１と、隣り合う導光体との接合
端面１０３１２とで段差が形成されている。

【００９０】導光体１０３の突出部１０３Ｌは表面，裏
面ともに略平坦面となっており、端面１０３１１から入
射する光源光が全反射を繰り返しながら伝播する構造と
なっている。また、突出部１０３Ｌを除いた部分は実施
例１（図４〜図６）で説明した導光体と同様、その表面
は平坦な面で構成され、裏面には複数の微小傾斜反射面
が構成される。

【００９１】ここで、一般に導光体から出射する照明光
は光源に近い部分ではその光量が多くなり、輝度の面内
分布の均一化を図る際の障害となることがある。本実施
例ではこの輝度分布不均一の原因となる導光体の光源近
傍部分を突出させ、隣り合う導光体の裏面に配置するこ
とで、実際の照明には輝度の面内均一性の高い部分のみ
を利用するようにして、輝度の面内分布の均一性がより
高い照明光を得るようにしたものである。

【００９２】上記の通り、光源１０１、及び導光体１０
３の突出部１０３Ｌは隣り合う導光体の裏面に配置す
る。これは、単位照明装置１０００を複数個整列配置し
た際、複数の導光体の継ぎ目や、導光体表面側（液晶パ
ネル２００側）の段差をなくし、さらに光源を導光体の
実際に照明に寄与する部分から隔てることでより均一な
照明光を得るためである。

【００９３】ここで、導光体１０３は光源１０１を隣り
合う導光体の裏面に配置しても、導光体表面側（液晶パ
ネル２００側）の段差が生じないようにするために、光
源光の入射側の厚さに対して、これと向かい合う端面１
０３２の厚さが薄くなるように構成する。つまり、導光
体１０３裏面の主面は導光体１０３の表面に対して傾斜
している。この端面１０３１２近傍での傾斜角度をβと
した場合、端面10312,端面１０３２の厚さをそれぞれｔ
₁₃，ｔ₂、突出部１０３Ｌの突出長さをＬ₁とすると、
導光体表面側（液晶パネル２００側）の導光体どうしの
継ぎ目に段差が生じないようにするためには以下の関係
を満たすことが望ましい。

【００９４】ｔ₁₃＞Ｌ₁＊tanβ＋ｔ₂…（数３）また、光源１０１から出射する光の導光体１０３への入
射効率を高めるには、端面１０３１１の厚さが光源の管
径よりも大きければ大きいほどより明るい照明光が得ら
れる。しかしながら、導光体を厚くすると照明装置の厚
さや重量が増えるという問題がある。そこで、導光体端
面の有効厚さが光源管径の約１.２〜1.5倍で、照明光の
輝度の上昇が飽和してくることを鑑みて、光源の大きさ
（ここでは冷陰極蛍光ランプの直径）ｄと、導光体の端
面１０３１１の厚さｔ₁₂が以下の関係を満たすようにす
ることがより望ましい。

【００９５】１.５＊ｄ＞ｔ₁₂＞１.２＊ｄ …（数４）ここでは、光源１０１として管径ｄ＝２.６mmの蛍光ラ
ンプを用い、ｔ₁₂＝3.5mm，ｔ₁₃＝１.５mm，ｔ₂＝１mm
とし、光源１０１の中心位置が導光体の裏面からの高さ
１.７５mmに位置するように配置した。

【００９６】また、突出部１０３Ｌの突出長さＬ₁は長
いほど導光体から出射される照明光の面内輝度分布の均
一性は高まるが、突出長さＬ₁が長くなると照明装置が
厚くなる等して装置が大型化するという問題が生じる。
このため本実施例ではＬ₁＝８mm以上とすれば輝度の面
内均一性がほぼ飽和してくることを鑑みて、ここではＬ
₁＝８mmとした。

【００９７】本構成によれば、導光体１０３に入射した
光源１０１からの出射光は導光体１０３の突出部１０３
Ｌを全反射を繰り返しながら通過して、さらに導光体内
を伝播していく。導光体内を伝播する光のうち、導光体
裏面の微小傾斜反射面に至った光は反射角度が変わり導
光体表面から出射する。

【００９８】この際、導光体から出射し、実際に液晶パ
ネルの照明に寄与する照明光には光源近傍の輝度が高
く、輝度分布が不均一な部分は含まれないので、面内輝
度分布が均一な照明光が得られる。

【００９９】導光体から出射した光は、拡散板１０５で
照明光の角度分布や、面内輝度分布が均一化された後、
液晶パネル２００に照射される。

【０１００】液晶パネル２００に照射された光は画像情
報に応じて透過光量が制御され、画像が表示される。

【０１０１】本実施例においても上記実施例１と同様、
光源，導光体，ランプカバー，反射板からなる単位照明
装置を複数個整列配置することにより、大型化（大画面
化）を図った場合でも、薄型，軽量で、かつ面内輝度分
布が均一で、高輝度な光を出射する照明装置が実現でき
る。また、このような照明装置を用いることで、より明
るく、輝度の面内均一性が高い高品位な表示が得られる
様々な画面サイズの表示装置を実現することができる。

【０１０２】また、本実施例では、特に導光体の輝度が
高くなってしまう光源近傍部分と、実際に液晶パネルの
表示に寄与する照明光を出射する部分とが隔てられてい
るため、単位照明装置からの照明光はより面内輝度分布
の均一性が高くなる。

【０１０３】従って、単位照明装置を接合した継ぎ目で
の照明光の面内輝度分布の変化は拡散板１０５と導光体
１０３表面との距離が上記実施例１の場合より、短くて
も視認できなくなるのでより薄型の照明装置、及び表示
装置が実現できる。

【０１０４】尚、上記説明では導光体表面側（液晶パネ
ル２００側）の導光体どうしの継ぎ目に段差が生じない
ようにするためには（数式３）の関係を満たすことが望
ましいと述べた。

【０１０５】しかし、図１３に示す通り、導光体１３０
の端面１０３１１から、端面10312へ至る面１０３１３
を、隣り合う導光体１３０裏面の傾斜形状と略等しくす
べく、以下の関係を満たせば、導光体継ぎ目の段差をな
くすことができるで、この条件を満たすようにしても良
い。

【０１０６】ｔ_l3＞ｔ_r＋ｔ₂…（数５）ここで、ｔ_rは反射板１０４の厚さである。

【０１０７】ところで、図１３に示す照明装置の導光体
として、図９を参照して説明したような複数の導光体を
はじめから一体成形した導光体を用いても良い。

【０１０８】この場合、単位照明装置を実現するべき複
数の導光体どうしの表面側の段差、及び継ぎ目は完全に
ないため、面内輝度分がより均一な照明光を得ることが
できる。さらに部品点数が減るため、コストが下がると
いった効果が期待できる。

【０１０９】しかし、図１３に示す導光体の形状の場
合、突出部や隙間を射出成形で一体成形することが難し
く、生産性が悪くなるという課題がある。

【０１１０】ここで、図１３に示した照明装置の別の実
施形態を図３２を用いて説明する。図３２に示す照明装
置は導光体が一枚の平板状導光体３２３１と、突出部32
33が付いた複数の楔状導光体３２３２から構成される。
複数の楔状導光体３２３２は突出部３２３３が隣り合う
楔状導光体の裏面に配置されるよう整列配置され、かつ
平板状導光体３２３１に例えばアクリル系の透明接着剤
により、光学的に結合されており、外観上は図１３を参
照して説明した照明装置と同じ形状となっている。

【０１１１】尚、符号３２３４は平板状導光体３２３１
と突出部付き楔状導光体３２３２の接合面である。

【０１１２】本実施の形態では、特に導光体の表面側が
一枚の平板状導光体３２３１で構成されるため、単位照
明装置を実現する複数の導光体どうしの表面側の段差、
及び継ぎ目はないので、面内輝度分がより均一な照明光
を得ることができるという効果がある。

【０１１３】また、平板状導光体３２３１、及び楔状導
光体３２３２は別個に作成すれば容易に成形できるた
め、一体成形する場合のように生産性が低下するという
ことはない。

【０１１４】（実施例４）次に本発明に係る照明装置、
及び表示装置の他の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

【０１１５】本実施例は（実施例１）で説明した照明装
置、及び表示装置の構成部材の一部の機能をより限定す
ることで新たな効果を得るもので、上記実施例と同様な
機能を有する部分については同じ符号をつけ、同一部分
については詳細な説明は省略する。

【０１１６】図１４は本発明の照明装置、及び表示装置
の他の実施例を示す一部概略断面図である。本表示装置
は光の透過光量を調節することで画像を表示する表示パ
ネル２００とその背面に配置した照明装置１００とから
構成される。

【０１１７】表示パネルとしては実施例１と同様の液晶
パネルを用いると良い。ここで、液晶パネル２００に
は、電極やスイッチング素子、或いは画素間（画素と画
素の隙間）が存在し、これらの部分は非表示部（非開口
部２０６）となり、画像の明るさに寄与しない。つま
り、このような液晶パネルでは光損失の原因となる非開
口部２０６が必然的に存在する。

【０１１８】これら非開口部２０６は画像の明るさに寄
与しないが、殆どが金属電極であるため光を反射する。
一般に金属電極としてはＣｒを用いることが多いが、本
実施例の液晶パネルではＣｒ（クロム）合金の他にＡｌ
（アルミニウム）合金を用いることで非開口部２０６で
の光の反射率を高めた。具体的には本実施例に係る液晶
パネル２００ではＣｒとＡｌの液晶パネル２００背面側
から見た際の面積比率をＣｒ：Ａｌ＝１：１.４とし
た。こうすることで金属電極としてＣｒのみを用いた場
合の反射率５４％を、反射率７４％まで高めることがで
きた。

【０１１９】照明装置１００は、（実施例１）で説明し
た照明装置と同様、整列配置した複数の導光体１０３
（図中では１０３ａ〜１０３ｃ）と、複数の導光体１０
３の一側面（端面）にそれぞれ配置され、その側面（端
面）長さに対応した発光長を有する複数の光源１０１
（図中では１０１ａ〜１０１ｃ）と、複数の光源１０１
の導光体１０３端面方向を除く部分を覆うようにそれぞ
れ配置した複数のランプカバー１０２（図中では１０２
ａ〜１０２ｃ）と、複数の導光体１０３の裏面（液晶パ
ネル２００と反対側の面）に空気層を介してそれぞれ配
置した複数の反射板１０４（図中では１０４ａ〜１０４
ｃ）と、複数の導光体１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）の
表面（液晶パネル２００側の面）側にその全面を覆うよ
うに配置した拡散板１０５とから構成される。

【０１２０】すなわち、照明装置１００は、導光体１０
３と、導光体１０３の一側面(端面)に配置した光源１０
１と、ランプカバー１０２と、導光体１０３の裏面に配
置した反射板１０４とから構成される単位照明装置１０
００（図中では１０００ａ〜１０００ｃ）を複数個、整
列配置し、その表面側にその全面を覆うように配置した
拡散板１０５とから構成される。

【０１２１】次に本実施例特有の部分について詳述す
る。

【０１２２】本実施例の反射板１０４は、実施例１と同
様、導光体１０３の裏面全面を覆うように配置され、導
光体１０３裏面からの光を導光体１０３側へ反射する機
能を有する。本実施例では特に反射光の偏光状態が維持
される反射面を有する反射板を用いる。ここで述べる偏
光状態を維持する反射面とは少なくとも垂直入射光に対
しては直線偏光は直線偏光のまま反射し、円偏光はその
回転方向が逆の円偏光として反射する反射面のことであ
る。

【０１２３】このような反射板１０４としては、ガラス
板，金属板，樹脂板、或いは高分子フィルム等の支持基
材上に偏光が維持される反射面を形成したものを用いる
ことができる。反射面は支持基材上にアルミニウム，銀
等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法、或いはスパッタリ
ング法等により成膜したもの、或いは支持基材上に増反
射膜となるように誘電体多層膜を形成したもの、或いは
屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで反射板
として機能するようにしたものを用いることができる。

【０１２４】ここでは、装置の小型，軽量化のために、
支持基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムを用い、反射面として銀の金属薄膜を成膜した
ものを用いた。

【０１２５】導光体１０３としては(実施例１)で図４〜
図６を参照して説明した導光体を用いることができる。
すなわち、一対の向かい合う端面１０３１と、端面１０
３２との厚さが異なる板状の透明体であって、端面１０
３１から入射した光を全反射により内部に閉じ込める構
成と、内部を伝播する光の方向を導光体の裏面（液晶パ
ネル２００と反対側）に形成した微細な傾斜面を有する
多数の凹凸面、または段差により構成される微小傾斜反
射面により変えて、液晶パネル２００側へ出射する構成
としたものを用いることができる。

【０１２６】この際、導光体１０３を構成する透明体は
後述の理由から光学的に等方であることが重要である。
光学的に等方な透明体としては、ガラスや、射出成形に
より形成したアクリル樹脂を用いることができる。ここ
で、ガラスは一般にアクリル樹脂よりも比重が大きいの
で、同じ体積であれば重くなり、さらに加工や成形がア
クリル樹脂ほど容易ではないので、導光体としてはアク
リル樹脂を用いるとよいだろう。

【０１２７】ここでは導光体１０３として屈折率１.４
９のアクリル樹脂を射出成形により形成したものを用
い、導光体裏面の微小傾斜反射面１０３Ａはその長軸方
向を光源１０１の長軸方向と平行となるように形成し、
微小傾斜反射面１０３Ａの平均ピッチＰ＝２００μｍ，
平均高さｈ＝１０μｍ，導光体１０３の表面１０３Ｃに
対する平均傾斜角度θ＝４０°とした。

【０１２８】また、導光体１０３裏面の主面１０３Ｂを
導光体１０３の表面１０３Ｃに対して傾斜させること
で、導光体１０３の光源１０１側の端面１０３１の厚さ
に対し、これと向かい合う端面１０３２の厚さを薄くな
るように構成した。

【０１２９】尚、微小傾斜反射面１０３Ａの高さｈを光
源１０１に近いところでは低く、光源１０１から遠い場
所では高くなるよう連続的に変化させる、或いは微小傾
斜反射面１０１ＡのピッチＰ、もしくは傾斜角度θを光
源１０１からの距離により連続的に変化させる、或いは
導光体１０３の厚さ、即ち導光体の表面１０３Ｃと裏面
の主面１０３Ｂとの距離を光源からの距離に応じて非直
線的に薄くなるよう構成するなどして、導光体１０３か
ら出射する光の均一性を高めるようにすると良い。この
際、複数の導光体を接合したときに、隣り合う導光体か
ら伝播する光も考慮して、輝度の面内均一性が高くなる
ように構成すると良い。

【０１３０】拡散板１０５は複数の単位照明装置１００
０（１０００ａ〜１０００ｃ）の導光体１０３（１０３
ａ〜１０３ｃ）の表面（液晶パネル２００側の面）側に
その全面を覆うように配置する。

【０１３１】拡散板１０５は導光体１０３（１０３ａ〜
１０３ｃ）から出射した光の角度分布や、輝度分布を変
えて、液晶パネル２００へ照射される照明光の角度分布
や、面内輝度分布の均一性を高める機能を有するもので
ある。

【０１３２】本実施例では特に、入射した光をその偏光
状態を略維持した状態で拡散する機能を有するものを使
用する。このような拡散板としては光学的に等方な透明
基材上に、例えば複数の球状透明ビーズを面状に密に並
べ、透明な樹脂で固定するなどした拡散層を形成したも
の、或いは光学的に等方な透明基材上に形成したホログ
ラム拡散板、或いはＳＰＩＥＶol.１５３６ Optical M
aterials Technologyfor Energy Efficiency and Solar
Energy Conversion X(１９９１）pp１３８−１４８に
記載のＬＣＧ(light control glass）等を使用すること
ができる。

【０１３３】図１５及び図１６に偏光維持機能を有する
拡散板１０５の一例を示す。図１５は拡散板１０５の一
部斜視図であり、図１６は拡散板１０５の一部断面図で
ある。

【０１３４】この拡散板１０５はガラス、或いはキャス
ティング法（溶液流延法）により成膜したポリカーボネ
ートフィルムや、トリアセチルセルロースフィルム等の
ポリマーフィルム、或いは射出成形により形成した脂環
式アクリル樹脂（商品名オプトレッツ：日立化成製）等
からなる光学的に等方な透明基材１５０１の一表面に、
ガラス或いは樹脂からなる光学的に等方な球状透明ビー
ズ１５０２を面状に密に一層分だけ並べ、アクリル系、
或いはポリエステル系等の透明接着樹脂1503により、固
定したものである。

【０１３５】透明ビーズ１５０２は直径数μｍ〜数百μ
ｍの物を使用することができるが、拡散性能の制御、及
び面内での均一性を図るためにできるだけ粒径の揃った
ものを使用することが望ましい。

【０１３６】図１６に示すとおり、この偏光維持拡散板
１０５は透明ビーズ１５０２に入射した光１５０４が透
明ビーズ１５０２界面での屈折作用により収束，発散す
ることで拡散板として機能するもので、その拡散性は透
明ビーズ１５０２の屈折率を変えることで任意に設計す
ることが可能である。

【０１３７】また、図示したものと異なり、透明ビーズ
１５０２全体を透明接着樹脂1503で覆ったものを使用し
ても良い。この場合、透明ビーズ１５０２と透明樹脂15
03の屈折率が異なることが必要であるが、透明ビーズ１
５０２は屈折率１.５〜２.０のものが比較的容易に入手
可能であり、透明接着樹脂１５０３は屈折率１.４〜
１.６のものが比較的容易に入手できるので、これらを
適当に組み合わせることで所望の拡散性が得られる偏光
維持拡散板を構成することができる。

【０１３８】さらに、図１７に示すように透明ビーズ１
５０２の層を複数重ねることで所望の拡散性を得るよう
にした偏光維持拡散板１０５を使用することもできる。

【０１３９】上記偏光維持拡散板は従来の多重散乱によ
る拡散板と異なり、屈折作用を利用し、少ない界面で散
乱性を得ているため、光の損失が少なく、さらに偏光状
態へ与える影響が少ないため、偏光状態を略維持する拡
散板として機能する。

【０１４０】一方、ホログラム拡散板を偏光維持拡散板
１０５として使用する場合は、ガラス、或いはキャステ
ィング法（溶液流延法）により成膜したポリカーボネー
トフィルムや、トリアセチルセルロースフィルム等の光
学的に等方な透明基材上にフォトポリマーを塗布し、公
知の技術である２光束干渉によって所望の散乱特性とな
るように記録したものを用いることができる。また、所
望のホログラムパターンを計算機によって算出し、電子
ビーム等によって描画，作製するＣＧＨ（Computer Gen
erated Hologram）を用いてもよい。

【０１４１】ホログラム材料としてはアクリル系のフォ
トポリマーを用いることが耐久性等の面から望ましく、
また、高い回折効率が得られるという点で体積位相型の
ホログラムの使用が望ましい。

【０１４２】白色光に対応するためには、光源１０１か
らの出射光の３原色に対応した輝線スペクトルにホログ
ラムの中心回折波長を対応させればよく、例えば露光光
源として赤色用にはＨｅ−Ｎｅレーザー、緑色用にはＡ
ｒ＋Ｄｙｅレーザー、青色用にはＡｒレーザーを用いて
作製したホログラムを用いればよい。この際、各波長で
個別に露光した複数のホログラムを積層して用いてもよ
いが、１枚に複数の波長で多重露光したものを用いても
よい。

【０１４３】また、光学的に等方な透明基材上に透明な
紫外線硬化樹脂等によりホログラムパターンを形成する
といった方法で作成したレリース型のホログラムにより
量産性が高い偏光維持機能を有するホログラム拡散板を
実現してもよい。

【０１４４】尚、単位照明装置を接合した継ぎ目での照
明光の面内輝度分布の変化は、拡散板１０５と導光体表
面との距離を大きくすればするほど視認できなくなる。
具体的には拡散板１０５の拡散性にもよるが、現実的な
拡散板であれば、拡散板１０５と導光体１０３表面との
距離を０．１mm 〜１５mm程度とすれば、単位照明装置
を接合した継ぎ目での照明光の面内輝度分布の変化は視
認できなくなり、面内輝度分布の均一性が高い照明光が
得られる。

【０１４５】尚、拡散板１０５はこれがなくても照明光
の角度分布や、面内輝度分布の均一性が高ければ必ずし
も配置する必要はないが、通常は必要となるものであ
る。

【０１４６】次に本表示装置の動作を図１４を参照しな
がら説明する。光源１０１(101ａ〜１０１ｃ）から出射
した光は、直接、或いはランプカバー１０２（１０２ａ
〜１０２ｃ）で反射した後、導光体１０３（１０３ａ〜
１０３ｃ）に入射する。導光体１０３（１０３ａ〜１０
３ｃ）に入射した光は導光体内を全反射を繰り返しなが
ら伝播し、導光体内を伝播する光のうち、導光体裏面の
微小傾斜反射面に至った光は反射角度が変わり導光体表
面で全反射条件をはずれて出射する。導光体１０３（１
０３ａ〜１０３ｃ）から出射した光は、拡散板１０５で
光量分布、及び照明光の角度分布が均一化された後、液
晶パネル２００に照射される。

【０１４７】液晶パネル２００に照射された光は画像情
報に応じて透過光量が制御され、画像が表示される。

【０１４８】本実施例においても上記実施例と同様の効
果が得られる。すなわち、光源，導光体，ランプカバ
ー，反射板からなる単位照明装置を複数個整列配置する
ことにより、大型化（大画面化）を図った場合でも、薄
型軽量で、かつ面内輝度分布が均一で、高輝度な光を出
射する照明装置が実現でき、より明るく、輝度の面内均
一性が高い高品位な表示ができる表示装置を実現するこ
とができる。

【０１４９】また、上記の通り、液晶パネル２００には
電極やスイッチング素子、或いは画素間等の非表示部
（非開口部）２０６が存在する。これら非開口部２０６
は画像の明るさに寄与しないが、殆どが金属電極である
ため光を反射する。

【０１５０】従って、液晶パネル２００に照射された光
のうち、その開口部２０７に入射した光３０１はそのま
ま表示に利用されるが、液晶パネル２００の非開口部２
０６に入射した光３０２は表示に寄与せず、反射して照
明装置１００に戻る。

【０１５１】照明装置１００に戻った光３０２は拡散板
１０５、及び導光体１０３を透過し、反射板１０４に向
かう。反射板１０４に向かった光は反射して、導光体１
０３、及び拡散板１０５を介して再び液晶パネル２００
に照射される。この際、本実施例では拡散板１０５，導
光体１０３の透過、及び反射板１０４での反射では光の
偏光状態は大きく変化しない。このため液晶パネル２０
０に再び照射された光３０２は、初めに液晶パネル２０
０の非開口部２０６で反射された時の偏光状態をほぼ維
持しているため、偏光板２０１で殆ど吸収されることな
く表示に寄与できる。すなわち、本実施例の表示装置で
は、従来、液晶パネル２００の非開口部２０６で遮光さ
れ表示に寄与できなかった光を大きな損失のない状態で
再利用することができるため、開口率の低い液晶パネル
であっても明るい表示が得られるという効果がある。

【０１５２】具体的には開口率７０％の液晶パネル２０
０を用いたとき、反射板１０４及び拡散板１０５に偏光
維持機能がない場合に対して約２％輝度が向上した。ま
た、開口率４０％の液晶パネル２００を用いたときは、
同じく約１５％輝度が向上した。つまり、本実施例の照
明装置及びこれを用いた表示装置では、液晶パネルとし
て開口率の低いものを用いた場合にその効果がより顕著
に現れる。

【０１５３】尚、本実施例では金属電極としてＣｒ合金
とＡｌ合金を併用したが、本発明はこれに限定されるも
のではない。即ち理想的には電極の少なくとも液晶パネ
ル２００の背面側はＡｌ，Ａｇ等の反射率の高い金属を
用いる、或いは、非開口部２０６の液晶パネル背面側に
誘電体多層膜等による反射面を形成するなどして、非開
口部２０６に入射する光を高い反射率で照明装置側へ反
射するようにして、非開口部２０６での光吸収による光
損失を最小限に留めることが望ましい。

【０１５４】（実施例５）次に本発明に係る照明装置、
及び表示装置の他の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

【０１５５】図１８は本発明の照明装置、及びこれを用
いた表示装置の他の実施例を示す一部概略断面図であ
る。

【０１５６】本実施例は（実施例４）で説明した照明装
置、及び表示装置において、液晶パネル２００と、照明
装置１００を構成する導光体１０３（１０３ａ〜１０３
ｃ）との間に、偏光分離手段としてのコレステリック液
晶層１０６と、位相差板（１／４波長板）１０７とを液
晶パネル２００側から位相差板１０７，コレステリック
液晶層１０６の順に配置したもので、上記実施例と同一
の部分には同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。

【０１５７】コレステリック液晶層１０６は配向処理さ
れた２枚のガラス基板間に低分子コレステリック液晶を
収めた液晶セルや、高分子コレステリック液晶層をガラ
ス或いは透明性樹脂等の光学的に等方で透明な基板上に
形成したものを使用する。コレステリック液晶層１０６
はヘリカルな分子配列に基づく特異な光学特性を示すも
ので、ヘリカル軸に平行に入射した光がコレステリック
螺旋の回転方向に応じて一方の回転方向の円偏光は反射
し、他方は透過するという選択反射を示すものである。
従って、コレステリック液晶層１０６に入射する主光束
がヘリカル軸と平行となるようにするため、コレステリ
ック液晶層１０６のヘリカル軸は、液晶パネル２００の
表示面に対して垂直となるように構成する。また、選択
反射の波長域は分子配列のピッチによって決るので、白
色に対応するためには可視波長域全域で選択反射が起こ
る、或いは光源１０１の３原色に対応した輝線スペクト
ルの波長において選択反射が起こるようにするためピッ
チの異なる複数のコレステリック液晶層を積層して用い
ることが必要である。尚、可視波長域全域で選択反射を
得るためにピッチの異なるコレステリック液晶層を複数
層重ねる代わりにAsia Display 95 Digest p735 に記載
されているようなピッチを連続的に変化させたコレステ
リック液晶層を用いてもよい。

【０１５８】位相差板１０７はコレステリック液晶層１
０６を透過した円偏光を、液晶パネル２００の背面側
（照明光入射側）の偏光板２０１を透過する直線偏光、
すなわち偏光板２０６の透過軸と電気ベクトルの振動方
向が一致した直線偏光に変換するもので、可視波長域に
おいて１／４波長板として機能するものを用いる。位相
差板１０７としては可視波長域において高い透過率を有
する延伸した高分子フィルム、例えばポリビニルアルコ
ール，ポリカーボネート，ポリサルフォン，ポリスチレ
ン，ポリアリレート等を用いることができる。この他に
も雲母や水晶または分子軸を一方向に揃えて配向した液
晶層等を用いることができる。

【０１５９】尚、一般に位相差板を構成する材質の屈折
率の波長依存性（波長分散）により、一種類の位相差板
で可視波長の全域に対し１／４波長板として機能する位
相差板を構成することは困難であるが、波長分散の異な
る少なくとも２種類の位相差板をその光学軸を直交する
ように貼り合わせることで広い波長域で１／４波長板と
して機能する位相差板を構成して使用するようにすれば
よい。

【０１６０】次に本実施例の照明装置、及びこれを用い
た表示装置の動作を説明する。

【０１６１】光源１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）から出
射した光は、直接、或いはランプカバー１０２（１０２
ａ〜１０２ｃ）で反射した後、導光体１０３（１０３ａ
〜１０３ｃ）に入射する。導光体１０３（１０３ａ〜１
０３ｃ）に入射した光は導光体内を全反射を繰り返しな
がら伝播し、導光体内を伝播する光のうち、導光体裏面
の微小傾斜反射面に至った光は反射角度が変わり導光体
表面で全反射条件をはずれて出射する。導光体１０３
（１０３ａ〜１０３ｃ）から出射した光は、拡散板１０
５で光量分布、及び照明光の角度分布が均一化された
後、コレステリック液晶層１０６に入射する。

【０１６２】上記の通り、コレステリック液晶層１０６
はコレステリック螺旋の回転方向に対応して一方の回転
方向の円偏光は反射し、他方は透過するという選択反射
を示すもので、ここでは右回り円偏光（以下、右円偏
光）は透過し、左回り円偏光（以下、左円偏光）は反射
する場合を説明する。

【０１６３】光源１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）から出
射し、導光体１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）を介して、
コレステリック液晶層１０６に入射した光は非偏光であ
るが、このうち、右円偏光成分はコレステリック液晶層
１０６を透過し、左円偏光成分は反射する。コレステリ
ック液晶層１０６を透過した光３０１Ａは位相差板１０
７の作用により、偏光板２０１の直線偏光透過軸と、電
気ベクトルの振動方向が一致した直線偏光に変換された
後、液晶パネル２００に入射する。一方、コレステリッ
ク液晶層１０６で反射した光３０１Ｂは拡散板１０５、
及び導光体１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）を通過し、反
射板１０４で反射して、再びコレステリック液晶層１０
６へ向かう。この際、拡散板１０５、及び導光体１０３
（１０３ａ〜１０３ｃ）を通過する光は偏光の状態に大
きな影響を受けることがなく、さらに反射板１０４で反
射した光は円偏光の回転方向が逆の円偏光となる。この
ため、初めにコレステリック液晶層１０６で反射した光
３０１Ｂは、反射板１０４での反射の際、右円偏光とな
り、今度はコレステリック液晶層３０１Ｂを透過し、位
相差板１０７の作用により、偏光板２０１の直線偏光透
過軸と、電気ベクトルの振動方向が一致した直線偏光に
変換された後、液晶パネル２００に入射する。

【０１６４】従って、光源１０１からの非偏光である出
射光は効率よく所望の直線偏光に変換された後、液晶パ
ネル２００に照射されることになる。ここで、所望の直
線偏光とは液晶パネル２００の照明光入射側の偏光板２
０１を透過する直線偏光のことをいう。

【０１６５】液晶パネル２００では画像情報に応じて照
明光の透過光量が制御され、画像が表示される。この
際、液晶パネル２００に入射した光３０１Ａ，３０１Ｂ
は偏光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与す
る。つまり、従来、液晶パネル２００の偏光板２０１で
吸収され、無駄となっていた光を有効に利用することが
できるため、明るく低消費電力な表示装置が実現でき
る。実際にはコレステリック液晶層１０６及び位相差板
１０７を有しない照明装置を用いた場合に対して、同じ
消費電力で表示面の輝度は約４５％向上した。

【０１６６】尚、言うまでもないが、本実施例において
も上記実施例と同様の効果が得られる。すなわち、光
源，導光体，ランプカバー，反射板からなる単位照明装
置を複数個整列配置することにより、大型化（大画面
化）を図った場合でも、薄型軽量で、かつ面内輝度分布
が均一で、高輝度な光を出射する照明装置が実現でき、
より明るく、輝度の面内均一性が高い高品位な表示がで
きる表示装置を実現することができる。

【０１６７】ところで、液晶パネル２００に照射された
光のうち、液晶パネル２００の非開口部２０６に入射し
た光３０２Ａは初めは表示に寄与せず、反射して照明装
置１００に向かう。照明装置１０６に向かった光は位相
差板１０７を透過する際、その作用を受けて右円偏光と
なり、コレステリック液晶層１０６を透過する。コレス
テリック液晶層１０６を透過した光は拡散板１０５及び
導光体１０３（103a〜１０３ｃ）を通過し、反射板１０
４（１０４ａ〜１０４ｃ）で反射して左円偏光となる。
左円偏光となった光３０２Ａはコレステリック液晶層１
０６で反射され、再び拡散板１０５及び導光体１０３
（１０３ａ〜１０３ｃ）を通過し、反射板１０４（１０
４ａ〜１０４ｃ）で反射して、右円偏光になる。右円偏
光となった光３０２Ａは今度はコレステリック液晶層１
０６を透過し、位相差板１０７の作用により、偏光板２
０１の直線偏光透過軸と、電気ベクトルの振動方向が一
致した直線偏光に変換された後、液晶パネル２００に再
入射する。液晶パネル200に再入射した光３０２Ａは偏
光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与する。
従って、初め液晶パネル２００の非開口部２０６で反射
して表示に寄与できなかった光も再利用できるため、開
口率の低い液晶パネルであっても明るい表示が得られる
という効果もある。

【０１６８】尚、上記説明では拡散板１０５はコレステ
リック液晶層１０６の背面に配置したが、拡散板１０５
の位置は液晶パネル２００と、導光体１０３（１０３ａ
〜１０３ｃ）との間であればどこでも良く、上記実施例
に限定されるものではない。

【０１６９】（実施例６）次に本発明に係る他の照明装
置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて説
明する。図１９は本発明の照明装置、及びこれを用いた
液晶表示装置の一例を示す一部概略断面図である。本実
施例は（実施例５）で説明した照明装置、及びこれを用
いた表示装置において、コレステリック液晶層１０６
と、位相差板１０７の代わりに、位相差板１０８と、直
線偏光分離素子１０９を液晶パネル２００側から直線偏
光分離素子１０９，位相差板１０８の順に配置したもの
で、上記実施例と同一の部分には同じ符号をつけ、詳細
な説明は省略する。

【０１７０】直線偏光分離素子１０９は、これに入射す
る光のうち特定の直線偏光成分は透過し、これと異なる
偏光成分は反射する機能を有するもので、その構成は種
々考えられる。

【０１７１】例えば、国際出願の国際公開番号：ＷＯ９
５／２７９１９に記載の異なる複屈折性高分子フィルム
を交互に複数層積層した複屈折反射型偏光フィルムや、
SID92 Digest p427 に記載の頂角が略９０度のプリズム
アレイを２枚重ね、その重ね合わせ部に誘電体多層膜に
よる偏光分離面を形成したものを使用することができ
る。

【０１７２】尚、直線偏光分離素子１０９の直線偏光の
透過軸は、液晶パネル２００の背面側の偏光板２０１の
直線偏光の透過軸と一致するように配置する。

【０１７３】位相差板１０８は直線偏光分離素子１０９
で反射、或いは透過した直線偏光を円偏光に変換する機
能を有するもので、可視波長域において１／４波長板と
して機能するものである。位相差板１０８としては可視
波長域において透明で透過率の高い延伸した高分子フィ
ルム、例えばポリビニルアルコール，ポリカーボネー
ト，ポリサルフォン，ポリスチレン，ポリアリレート等
を用いることができる。この他にも雲母や水晶または分
子軸を一方向に揃えて配向した液晶層等を用いることが
できる。

【０１７４】尚、一般に位相差板を構成する材質の屈折
率の波長依存性（波長分散）から、一種類の位相差板で
可視波長の全域に対し１／４波長板として機能する位相
差板を構成することは困難であるが、波長分散の異なる
少なくとも２種類の位相差板をその光学軸を直交するよ
うに貼り合わせることで広い波長域で１／４波長板とし
て機能する位相差板を構成することができる。

【０１７５】次に本実施例の照明装置、及びこれを用い
た表示装置の動作を説明する。

【０１７６】光源１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）から出
射した光は、直接、或いはランプカバー１０２（１０２
ａ〜１０２ｃ）で反射した後、導光体１０３（１０３ａ
〜１０３ｃ）に入射する。導光体１０３（１０３ａ〜１
０３ｃ）に入射した光は導光体内を全反射を繰り返しな
がら伝播し、導光体内を伝播する光のうち、導光体裏面
の傾斜反射面に至った光は反射角度が変わり導光体表面
で全反射条件をはずれて出射する。導光体１０３（１０
３ａ〜１０３ｃ）から出射した光は、拡散板１０５で光
量分布、及び照明光の角度分布が均一化された後、位相
差板１０８を透過して、直線偏光分離素子１０９に入射
する。上記の通り、直線偏光分離素子１０９は、液晶パ
ネル２００の背面側の偏光板２０１の直線偏光透過軸
と、電気ベクトルの振動方向が一致した直線偏光成分は
透過し、これと異なる偏光成分は反射するものである。

【０１７７】従って、導光体１０３（１０３ａ〜１０３
ｃ）から出射し、拡散板１０５及び位相差板１０８を通
過して、直線偏光分離素子１０９に入射した光のうち、
偏光板２０１の直線偏光透過軸と、電気ベクトルの振動
方向が一致した直線偏光成分は直線偏光分離素子１０９
を透過し、これと直交する直線偏光成分は反射する。直
線偏光分離素子１０９を透過した光３０１Ｃはそのまま
液晶パネル２００に照射される。一方、直線偏光分離素
子１０９で反射した光３０１Ｄは位相差板108の作用に
より円偏光（ここでは以下、左円偏光と成る場合につい
て説明する）となり、拡散板１０５、及び導光体１０３
（１０３ａ〜１０３ｃ）を通過し、反射板１０４で反射
して、再び位相差板１０８へ向かう。この際、拡散板１
０５，導光体１０３を通過する光は偏光の状態に大きな
影響を受けることがなく、さらに反射板１０４で反射し
た光は円偏光の回転方向が逆の円偏光となる。

【０１７８】このため、直線偏光分離素子１０９で反射
して、位相差板１０８を透過した光３０１Ｄ（左円偏
光）は、反射板１０４での反射の際、右円偏光となり、
再び位相差板１０８を透過する際、その作用により、直
線偏光分離素子１０９を透過する直線偏光となるため、
今度は直線偏光分離素子１０９を透過して液晶パネル２
００に照射される。

【０１７９】従って、光源１０１からの非偏光である出
射光は効率よく所望の直線偏光に変換された後、液晶パ
ネル２００に照射されることになる。ここで、所望の直
線偏光とは液晶パネル２００の照明光入射側の偏光板２
０１を透過する直線偏光のことをいう。

【０１８０】液晶パネル２００では画像情報に応じて照
明光の透過光量が制御され、画像が表示される。この
際、液晶パネル２００に入射した光３０１Ｃ，３０１Ｄ
は偏光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与す
る。つまり、従来、液晶パネル２００の偏光板２０１で
吸収され、無駄となっていた光を有効に利用することが
できるため、明るく低消費電力な表示装置が実現でき
る。実際には位相差板１０８及び直線偏光分離手段１０
９を有しない照明装置を用いた場合に対して、同じ消費
電力で表示面の輝度は約４９％向上した。

【０１８１】尚、言うまでもないが、本実施例において
も上記実施例と同様の効果が得られる。すなわち、光
源，導光体，ランプカバー，反射板からなる単位照明装
置を複数個整列配置することにより、大型化（大画面
化）を図った場合でも、薄型軽量で、かつ面内輝度分布
が均一で、高輝度な光を出射する照明装置が実現でき、
より明るく、輝度の面内均一性が高い高品位な表示がで
きる表示装置を実現することができる。

【０１８２】ところで、液晶パネル２００に照射された
光のうち、液晶パネル２００の非開口部２０６に入射し
た光３０２Ｂは初めは表示に寄与せず、反射して照明装
置１００に向かう。照明装置１００に向かった光は直線
偏光分離素子１０９を透過し、位相差板１０８を透過す
る際、その作用を受けて右円偏光となる。位相差板１０
８を透過した光は拡散板１０５及び導光体１０３（１０
３ａ〜１０３ｃ）を透過し、反射板１０４（１０４ａ〜
１０４ｃ）で反射して左円偏光となる。左円偏光となっ
た光３０２Ｂは位相差板１０８を透過する際、その作用
を受けて、直線偏光分離素子１０９で反射する直線偏光
となり、直線偏光分離素子１０９で反射する。直線偏光
分離素子１０９で反射した光３０２Ｂは、位相差板１０
８を通過する際、その作用を受けて左円偏光となり、再
び拡散板１０５、及び導光体１０３（１０３ａ〜１０３
ｃ）を透過して、反射板１０４で反射する際、右円偏光
になる。右円偏光となった光３０２Ｂは、再び導光体１
０３（１０３ａ〜103c)、及び拡散板１０５を透過し、
位相差板１０８を透過する際、その作用により、今度は
直線偏光分離素子１０９を透過する直線偏光となるた
め、直線偏光分離素子１０９を透過して液晶パネル２０
０に照射される。液晶パネル２００に再入射した光３０
２Ｂは偏光板２０１の直線偏光透過軸と、電気ベクトル
の振動方向が一致した直線偏光であるため、偏光板２０
１で殆ど吸収されることなく表示に寄与する。つまり、
液晶パネル２００の非開口部２０６で反射して表示に寄
与できなかった光を大きな損失のない状態で再利用でき
るため、開口率の低い液晶パネルであっても明るい表示
が得られるという効果もある。

【０１８３】尚、上記説明では拡散板１０５は位相差板
１０８の背面に配置したが、偏拡散板１０５の位置は液
晶パネル２００と、導光体１０３（１０３ａ〜１０３
ｃ）との間であればどこでも良く、上記実施例に限定さ
れるものではない。

【０１８４】（実施例７）次に本発明に係る他の照明装
置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて説
明する。図２０は本発明の照明装置、及びこれを用いた
表示装置の一例を示す一部概略断面図である。本実施例
は（実施例４）で説明した単位照明装置１０００を構成
する光源１０１と、光源１０１が隣接配置される導光体
１０３の端面との間に直線偏光分離素子７０１を配置し
たものであり、上記実施例と同一の部分には同じ符号を
つけ、詳細な説明は省略する。

【０１８５】照明装置１００は、（実施例４）で説明し
た照明装置と同様、整列配置した複数の導光体１０３
と、複数の導光体１０３の一側面（端面）にそれぞれ配
置され、その側面（端面）長さに対応した発光長を有す
る複数の光源１０１と、複数の光源１０１の導光体１０
３方向を除く部分を覆うようにそれぞれ配置した複数の
ランプカバー１０２と、複数の導光体１０３の裏面（液
晶パネル２００と反対側の面）に空気層を介してそれぞ
れ配置した複数の反射板１０４と、複数の導光体１０３
の表面（液晶パネル２００側の面）側にその全面を覆う
ように配置した拡散板１０５とを有する。本実施例では
さらに、光源１０１が隣接配置される導光体１０３の端
面と、光源１０１の間に直線偏光分離素子７０１を配置
した。

【０１８６】つまり、照明装置１００は、導光体１０３
と、導光体１０３の一側面（端面）に配置した光源１０
１と、ランプカバー１０２と、導光体１０３の裏面に配
置した反射板１０４と、直線偏光分離素子７０１とから
構成される単位照明装置1000を複数個整列配置し、その
表面側にその全面を覆うように配置した拡散板１０５と
から構成される。

【０１８７】単位照明装置１０００はこれを構成する導
光体を一対の向かい合う端面の厚さが異なる板状の透明
体から構成し、複数の導光体を整列配置する際には、厚
さが大きい端面と厚さが小さい端面とを表面側の段差、
及び光学的に継ぎ目がないように接合する。光源は導光
体の厚さが異なる一対の向かい合う端面のうち、厚さが
大きい方の端面に近接する位置であって、なおかつ隣合
う導光体の裏面となる位置に配置する。また、導光体１
０３の光源光が入射する端面部分、すなわち、導光体の
厚さが異なる一対の向かい合う端面のうち、厚さが大き
い方の端面であって、導光体どうしの接合部を除く部分
に直線偏光分離素子７０１を配置する。本実施例の反射
板１０４は、導光体１０３の裏面全面を覆うように空気
層を介して配置され、導光体１０３の方向から来る光を
導光体１０３側へ反射する機能を有し、さらに反射光の
偏光状態が維持される反射面を有する反射板を用いる。
ここで述べる偏光状態を維持する反射面とは少なくとも
垂直入射光に対しては直線偏光は直線偏光のまま反射
し、円偏光はその回転方向が逆の円偏光として反射する
反射面のことである。

【０１８８】反射板１０４としては（実施例４）で説明
した反射板１０４を用いることができ、例えばＰＥＴフ
ィルムからなる支持基材上に銀薄膜をスパッタリング法
により成膜したものものを用いることができる。

【０１８９】導光体１０３は（実施例４）と同様で図４
〜図６を参照して説明した導光体を用いることができ
る。すなわち、一対の向かい合う端面の厚さが異なる板
状の透明体であって、厚さが厚い端面から入射した光を
全反射により内部に閉じ込める構成と、内部を伝播する
光の方向を導光体の裏面（液晶パネル２００と反対側）
に形成した微細な傾斜面を有する多数の凹凸面、または
段差により構成される微小傾斜反射面により変えて、液
晶パネル２００側へ出射する構成としたものを用いるこ
とができる。

【０１９０】この際、導光体１０３を構成する透明体は
後述の理由から光学的に等方であることが必要である。
光学的に等方な透明体としては、ガラスや、射出成形に
より形成したアクリル樹脂を用いることができる。ここ
で、ガラスは一般にアクリル樹脂よりも比重が大きいの
で、同じ体積であれば重くなり、さらに加工や成形がア
クリル樹脂ほど容易ではないので、導光体としてはアク
リル樹脂を用いるとよい。

【０１９１】ここでは導光体１０３として、特に低複屈
折性の材料である脂環式アクリル樹脂（商品名オプトレ
ッツ：日立化成製）を射出成形により形成したものを用
いた。導光体裏面の微小傾斜反射面１０３Ａはその長軸
方向を光源１０１の長軸方向と平行となるように形成
し、微小傾斜反射面１０３Ａの平均ピッチＰ＝２００μ
ｍ，平均高さｈ＝１０μｍ，導光体１０３の表面１０３
Ｃに対する平均傾斜角度θ＝４０°とした。

【０１９２】また、導光体１０３は光源１０１側の端面
１０３１の厚さに対し、これと向かい合う端面１０３２
の厚さが連続的に薄くなるように構成した。

【０１９３】尚、微小傾斜反射面１０３Ａの高さｈを光
源１０１に近いところでは低く、光源１０１から遠い場
所では高くなるよう連続的に変化させる、或いは微小傾
斜反射面１０１ＡのピッチＰ、もしくは傾斜角度θを光
源１０１からの距離により連続的に変化させる、或いは
導光体１０３の厚さ、即ち導光体の表面１０３Ｃと裏面
の主面１０３Ｂとの距離を光源からの距離に応じて非直
線的に薄くなるよう構成するなどして、導光体１０３か
ら出射する光の均一性を高めるようにすると良い。

【０１９４】拡散板１０５は複数の単位照明装置１００
０を構成する複数の導光体１０３の表面（液晶パネル２
００側の面）側にその全面を覆うように配置する。

【０１９５】拡散板１０５は導光体１０３から出射した
光の角度分布や、輝度分布を変えて、液晶パネル２００
へ照射される照明光の角度分布や、面内輝度分布の均一
性を高める機能を有するものである。

【０１９６】本実施例では特に、入射した光をその偏光
状態を略維持した状態で拡散する機能を有するものを使
用する。このような拡散板としては（実施例４）で説明
した拡散板を用いれば良い。例えば、トリアセチルセル
ロースフィルムの上にガラス或いは樹脂からなる光学的
に等方な球状透明ビーズを面状に並べ、アクリル系の透
明接着樹脂により、固定したものを用いることができ
る。

【０１９７】尚、単位照明装置の接合部分での照明光の
面内輝度分布の変化は、拡散板105と導光体表面との距
離を大きくすればするほど視認できなくなる。具体的に
は拡散板１０５の拡散性にもよるが、現実的な拡散板で
あれば、拡散板１０５と導光体１０３表面との距離を
０.１mm 〜１５mm程度とすれば、単位照明装置を接合し
た継ぎ目での照明光の面内輝度分布の変化は視認できな
くなり、面内輝度分布の均一性が高い照明光が得られ
る。また、拡散板１０５はこれがなくても照明光の角度
分布や、面内輝度分布の均一性が高ければ必ずしも配置
する必要はないが、通常は必要となるものである。

【０１９８】直線偏光分離素子７０１は、これに入射し
た光のうち特定の直線偏光成分は透過し、これと異なる
偏光成分は反射する機能を有するものである。その構成
は種々考えられ、例えば、国際出願の国際公開番号：Ｗ
Ｏ９５／２７９１９に記載の異なる複屈折性高分子フィ
ルムを交互に複数層積層した複屈折反射型偏光フィルム
や、SID92 Digest p427 に記載の頂角が略９０度のプリ
ズムアレイを２枚重ね、その重ね合わせ部に誘電体多層
膜による偏光分離面を形成した板状のものを使用するこ
とができる。

【０１９９】また、この他に、コレステリック液晶層
と、位相差板を積層配置したものも直線偏光分離素子７
０１として使用することができる。この場合、光源１０
１側から導光体１０３の端面に向かって、コレステリッ
ク液晶層，位相差板の順に積層配置する。

【０２００】コレステリック液晶層は上述の通り、これ
に入射した光のうち一方の回転方向の円偏光は反射し、
他方は透過するという選択反射を示すものである。白色
に対応するために可視波長域全域で選択反射が起こる、
或いは光源１０１の３原色に対応した輝線スペクトルの
波長において選択反射が起こるようにするためピッチの
異なる複数のコレステリック液晶層を積層して用いる。
或いはAsia Display95 Digest p735に記載されているよ
うなピッチを連続的に変化させたコレステリック液晶層
を用いるとよい。

【０２０１】位相差板はコレステリック液晶層を透過し
た円偏光を、直線偏光に変換するもので、可視波長域に
おいて１／４波長板として機能するものを用いる。位相
差板としては可視波長域において高い透過率を有する延
伸した高分子フィルム、例えばポリビニルアルコール，
ポリカーボネート，ポリサルフォン，ポリスチレン，ポ
リアリレート等を用いることができる。この他にも雲母
や水晶または分子軸を一方向に揃えて配向した液晶層等
を用いることができる。

【０２０２】直線偏光分離素子７０１の直線偏光の透過
軸は、これを透過した直線偏光が導光体１０３の裏面に
形成された微小傾斜反射面に対してｓ偏光成分となるよ
うに配置する。すなわち、図２０において、導光体１０
３裏面の微小傾斜反射面を構成する三角溝の長手方向が
紙面垂線方向であれば、直線偏光分離素子７０１の直線
偏光の透過軸も紙面垂線方向となるように配置する。

【０２０３】次に本実施例の照明装置の動作を図２０を
参照しながら、本照明装置を構成する一単位照明装置１
００に着目して説明する。

【０２０４】光源１０１から出射した光３０００は、直
接、或いはランプカバー１０２で反射した後、直線偏光
分離素子７０１に入射する。この際、光源１０１からの
出射光３０００は非偏光であるため、直線偏光分離素子
７０１に入射した光のうち、約半分に相当する特定の直
線偏光成分は透過し、これと異なる偏光成分は反射す
る。

【０２０５】直線偏光分離素子７０１で反射した光３０
０２は、光源１０１、或いはランプカバー１０２で反射
して再び直線偏光分離素子７０１に入射する。直線偏光
分離素子７０１に再入射した光は、光源１０１、或いは
ランプカバー１０２での反射の際、偏光状態が変化、或
いは偏光が解消しているので、その約半分に相当する特
定の直線偏光成分が透過し、これと異なる偏光成分は再
び反射する。この動作を繰り返す間に光源１０１から出
射した光の６５％程度が特定の直線偏光となって直線偏
光分離素子７０１を通過する。

【０２０６】直線偏光分離素子７０１を透過した光３０
０１は導光体１０３に入射する。導光体１０３に入射し
た光３００１は導光体１０３内を全反射を繰り返しなが
ら伝播し、導光体１０３内を伝播する光のうち、導光体
１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに至った光は反射
角度が変わり導光体表面１０３Ｃで全反射条件をはずれ
て出射する。

【０２０７】この際、導光体１０３に入射する光は直線
偏光分離素子７０１を透過した光なので、その大部分が
導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対してｓ
偏光、或いはｓ偏光成分が多い光であり、さらに導光体
１０３は光学的に略等方であるため、導光体１０３内を
伝播する光は偏光状態が維持されるので、微小傾斜反射
面１０３Ａに対してｓ偏光、或いはｓ偏光成分が多い光
である。

【０２０８】ここで、一般に誘電体、或いは導体からな
る反射面に対して斜めに入射する光は、その光が反射面
に対してｓ偏光、或いはｐ偏光の直線偏光であれば、反
射光は入射光と同じ直線偏光である。

【０２０９】従って、導光体１０３内を伝播し、微小傾
斜反射面１０３Ａに至る光のうち、微小傾斜反射面に対
してｓ偏光である光は、ｓ偏光のまま光の進行方向が変
わり、導光体１０３から出射する。

【０２１０】つまり、導光体１０３から出射する光は導
光体１０３裏面の傾斜反射面103Aに対して、ｓ偏光成分
が多い光、つまり、電気ベクトルの振動方向が導光体１
０３裏面の微小傾斜面１０３Ａの長手方向と平行な略直
線偏光の照明光が得られる。ここで、導光体内を伝播す
る光を微小傾斜反射面１０３Ａに対してｓ偏光となる直
線偏光とすることで以下の効果が得られる。

【０２１１】図２１は微小傾斜反射面１０３Ａに格別な
反射面を形成しない場合の光入射角度と反射率の関係を
ｐ偏光とｓ偏光について示した図である。すなわち、微
小傾斜反射面１０３Ａでの反射が導光体と空気との屈折
率差により生じる場合を示す。

【０２１２】図２１より明らかな通り、ｐ偏光に対し
て、ｓ偏光の反射率は高く、例えば入射角度３０°では
ｓ偏光の反射率がｐ偏光の反射率に対して１０％，入射
角度４０°では３０％程度高くなる。つまり、微小傾斜
反射面１０３Ａで反射し、導光体から出射する照明光は
ｓ偏光の反射率が高いため、初めから導光体に入射する
光をｓ偏光とすることで、より効率良く特定の直線偏光
が得られる。

【０２１３】導光体１０３から出射した光は、拡散板１
０５で光量分布、及び照明光の角度分布が均一化された
後、液晶パネル２００に照射される。この際、拡散板１
０５は偏光状態を維持するため、液晶パネル２００には
所定の直線偏光が照射される。

【０２１４】尚、本実施例の照明装置では、導光体の
幅、すなわち導光体の光源側端面と、これと対向する端
面までの距離を液晶パネル表示部の大きさによらず短く
設定することができる。導光体の幅が短くなれば、導光
体内部を伝播する光の伝播距離は短くなる。このため、
アクリル樹脂のように微量の屈折率異方性がある透明体
を導光体として用いた場合でも、本発明の照明装置であ
れば光の伝播距離が短くできるため、偏光状態の変化が
小さくすみ、所定の直線偏光成分が多い照明光を効率良
く出射する照明装置が実現できる。

【０２１５】次に液晶パネル２００について説明する。
上述の通り、本実施例の照明装置では電気ベクトルの振
動方向が導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａ
（を構成する三角溝）の長手方向と平行な電気ベクトル
の振動方向を有する直線偏光成分が多い照明光が得られ
る。従って、照明装置を構成する際、光源１０１の長手
方向を液晶パネル２００の表示面左右方向と平行な方向
に配置し、導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａ
を構成する三角溝の長手方向もこれと平行となるよう構
成すると、照明装置からの照明光は表示面左右方向に平
行な方向に振動方向を有する直線偏光となる。

【０２１６】液晶パネル２００としては上記実施例と同
様、ＴＮ液晶パネルを用いることができる。しかし、一
般にＴＮ液晶パネルでは視野角の左右対称性を得るため
に、偏光板２０１、及び偏光板２０５の直線偏光の透過
軸を表示面左右方向に対し、４５°（或いは１３５°）
傾けて配置する。このため、折角特定の直線偏光、すな
わち表示面左右方向に平行な方向に振動方向を有する直
線偏光を出射する照明装置１００を用いても照明光が効
率よく利用できない。

【０２１７】従って、本実施例では偏光板２０１を直線
偏光の透過軸を表示面左右方向と一致させても視野角等
に悪影響を与えない表示モードを用いることが必要であ
る。このような表示モードを用いた液晶パネルとして
は、くの字電極により配向分割を実現するＩＰＳ(In Pl
ane Switching)液晶パネルや、ＭＶＡ（Multi-domainVe
rtical Aligned）液晶パネルを用いることができる。

【０２１８】本実施例では以下、図２０、及び図２２を
参照しながら液晶パネル２００としてＩＰＳ液晶パネル
を用いる場合を説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

【０２１９】図２２は本実施例の液晶パネル２００の１
画素の構成を示す正面図である。液晶パネル２００の１
画素は透明ガラス基板２０２上に形成したアルミナ膜が
被覆されたＡｌ合金からなる共通電極２００３及び走査
信号電極２００４と、これらの上層に図示しないＳｉＮ
からなるゲート絶縁膜を介して形成されたＡｌ／Ｃｒか
らなる映像信号電極２００１及び画素電極２００２と、
これら電極と図示しない非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）膜，ｎ
型ａ−Ｓｉ膜、等により形成したスイッチング素子とし
てのＴＦＴ（Thin Film Transistor）２００６を有す
る。

【０２２０】さらにこれらの上層にはＳｉＮからなる保
護層が形成され、その上に配向膜を介して液晶層２０８
が形成される。

【０２２１】また、画素電極２００２は共通電極２００
３と一部重なり合い、保持容量を形成する。

【０２２２】共通電極２００３、及び画素電極２００２
は一画素を４つの領域に分割しており、互いに略一定の
間隙を保ちながら、くの字型をつなげた形、すなわちジ
クザク型になっている。共通電極２００３、および画素
電極２００２の液晶パネル２００表示部上下方向に対す
るくの字の傾き角度αは＋１０°と、−１０°とする。

【０２２３】液晶層２０８を構成する液晶としては、こ
こでは正の誘電異方性を有する液晶を用い、２枚の透明
ガラス基板２０２，２０４上に形成された配向膜に配向
処理を行うことで液晶分子長軸の方向を規定した。液晶
層２０８の液晶配向方向は、２枚の透明ガラス基板２０
２，２０４間で捩じれのない、いわゆるホモジニアス配
向であり、液晶分子長軸の方向を液晶パネル２００表示
部左右方向と直交するように配向した。

【０２２４】図２３は液晶パネル２００表示部左右方向
を基準とした場合の各部材の条件を示す図であり、本実
施例の偏光板２０５，偏光板２０１の直線偏光の透過
軸，液晶層２０８の液晶分子長軸の配向方向、及び導光
体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａ（を構成する三
角溝）の長手方向を示す。

【０２２５】図示の通り、本実施例の表示装置では、液
晶パネル２００の観察者側の偏光板２０５の直線偏光の
透過軸は、表示面左右方向と９０°を成し、液晶層２０
８の液晶分子長軸の方向も表示面左右方向と９０°を成
すよう配置する。液晶パネル２００の照明光入射側の偏
光板２０１の直線偏光の透過軸は、表示面左右方向と平
行とし、照明装置を構成する導光体１０３裏面の微小傾
斜反射面１０３Ａの長手方向も表示面左右方向と平行と
なるよう構成した。

【０２２６】本構成により、本実施例の液晶パネル２０
０は、液晶層２０８へ電圧が印加されないとき、暗表示
となり、液晶層２０８への印加電圧を高くすると明表示
となる、いわゆるノーマリークローズの表示特性が得ら
れる。

【０２２７】ここで、液晶パネル２００には、電極やス
イッチング素子等が存在し、これらの部分は非表示部
（非開口部２０６）となり、画像の明るさに寄与しな
い。これら非開口部２０６は画像の明るさに寄与しない
が、殆どが金属電極であるため光を反射する。本実施例
の液晶パネルではＣｒ（クロム）合金の他にＡｌ（アル
ミニウム）合金を用いることで非開口部２０６での光の
反射率を高めた。具体的には本実施例に係る液晶パネル
２００ではＣｒとＡｌの液晶パネル２００背面側から見
た際の面積比率をＣｒ：Ａｌ＝１：１.４とした。こう
することで金属電極としてＣｒのみを用いた場合の反射
率５４％を、反射率７４％まで高めることができた。

【０２２８】次に本表示装置の動作を図２０を参照しな
がら説明する。

【０２２９】本実施例の照明装置１００では、上述の通
り、非偏光である光源１０１からの出射光の６５％程度
が特定の直線偏光となって直線偏光分離素子７０１を通
過し、導光体１０３に入射する。導光体１０３に入射し
た光は導光体内を全反射を繰り返しながら伝播し、その
うち導光体１０３裏面の傾斜反射面１０３Ａに至った光
は反射角度が変わり導光体表面１０３Ｃで全反射条件を
はずれて出射する。導光体１０３から出射した光は導光
体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対して、ｓ偏
光成分が多い光、つまり、電気ベクトルの振動方向が導
光体１０３裏面の微小傾斜面１０３Ａの長手方向と平行
な直線偏光成分の多い照明光が得られる。

【０２３０】導光体１０３から出射した光は、拡散板１
０５で光量分布、及び照明光の角度分布が均一化された
後、液晶パネル２００に照射される。この際、拡散板１
０５は偏光状態を維持するため、導光体１０３からの出
射光の偏光状態は維持されたまま液晶パネル２００に到
達する。液晶パネル２００に照射された光は画像情報に
応じて透過光量が制御され、観察者に画像が表示され
る。

【０２３１】この際、液晶パネル２００の照明光入射側
の偏光板２０１の直線偏光の透過軸は、照明装置を構成
する導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａの長手
方向と平行となるよう構成したので、照明光の大部分は
液晶パネル２００の照明装置側の偏光板２０１でほとん
ど吸収されることなく表示に寄与する。

【０２３２】つまり、光源１０１からの非偏光である出
射光は効率よく所望の直線偏光に変換された後、液晶パ
ネル２００に照射され、偏光板２０１で殆ど吸収される
ことなく表示に寄与する。従って、従来、液晶パネル２
００の偏光板２０１で吸収され、無駄となっていた光を
有効に利用することができるため、明るく低消費電力な
表示装置が実現できる。

【０２３３】尚、上記の通り、液晶パネル２００には電
極やスイッチング素子等の非開口部２０６が存在する。
これら非開口部２０６は画像の明るさに寄与しないが、
殆どが金属電極であるため光を反射する。

【０２３４】従って、液晶パネル２００に照射された光
のうち、その開口部２０７に入射した光３０００１Ａは
そのまま表示に利用されるが、液晶パネル２００の非開
口部２０６に入射した光３００１Ｂは表示に寄与せず、
反射して照明装置１００に戻る。

【０２３５】照明装置１００に戻った光３００１Ｂは拡
散板１０５、及び導光体１０３を透過し、反射板１０４
で反射して、再び導光体１０３、及び拡散板１０５を透
過して液晶パネル２００に照射される。この際、本実施
例では拡散板１０５と導光体１０３の透過、及び反射板
１０４での反射では光の偏光状態は維持され大きく変化
しない。このため液晶パネル２００に再び照射された光
３００１Ｂは、初めに液晶パネル２００の非開口部２０
６で反射された時の偏光状態をほぼ維持しているため、
偏光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与でき
る。すなわち、本実施例の表示装置では、従来、液晶パ
ネル２００の非開口部２０６で遮光され表示に寄与でき
なかった光を大きな損失のない状態で再利用することが
できるため、開口率の低い液晶パネルであっても明るい
表示が得られるという効果がある。

【０２３６】ここで、(実施例５）、及び(実施例６）で
説明した照明装置では、本実施例と同様、非偏光である
光源光を所望の直線偏光に変換する機能を有するが、液
晶パネル２００の非開口部２０６からの戻り光は、導光
体１０３裏面の反射板１０４での２回の反射、及び導光
体１０３及び拡散板１０５を２往復透過した後、液晶パ
ネルに照射される。

【０２３７】一方、本実施例では、非偏光である光源光
を所望の直線偏光に変換する機能を有するとともに、液
晶パネル２００の非開口部２０６からの戻り光は、導光
体１０３裏面の反射板１０４で一回反射した後、導光体
１０３及び拡散板１０５を１往復透過しただけで、再び
液晶パネル２００に照射される。

【０２３８】このため、非開口部２０６からの戻り光の
反射板１０４、及び導光体１０３や拡散板１０５での損
失や、偏光状態の乱れは小さくなり、非開口部２０６か
らの戻り光をより効率良く再利用することができる。

【０２３９】つまり、本実施例の照明装置及びこれを用
いた表示装置では、液晶パネルとして開口率の低いもの
を用いた場合にその効果がより顕著に現れるので、液晶
パネルとしてＩＰＳ液晶パネル等の比較的開口率の低い
液晶パネル、或いは高精細化により低開口率となった液
晶パネルとの組み合わせが好適である。

【０２４０】尚、本実施例では金属電極としてＣｒ合金
とＡｌ合金を併用したが、本発明はこれに限定されるも
のではない。即ち理想的には電極の少なくとも液晶パネ
ル２００の背面側はＡｌ，Ａｇ等の反射率の高い金属を
用いる、或いは、非開口部２０６の液晶パネル背面側に
誘電体多層膜等による反射面を形成するなどして、非開
口部２０６に入射する光を高い反射率で照明装置側へ反
射するようにして、非開口部２０６での光吸収による光
損失を最小限に留めることが望ましい。

【０２４１】ところで、（実施例６）では液晶パネル表
示部と同程度以上の面積の直線偏光分離素子が必要であ
った。これに対し、本実施例で使用する直線偏光分離素
子は、導光体の特定端面を覆う分だけで良いので、導光
体の構成にもよるが（実施例６）に比べてその使用面積
は１／５〜１／２０と少なくなる。直線偏光分離素子は
一般に高価なため、直線偏光分離素子の使用量を減らす
ことで装置が低コスト化できるといった効果もある。

【０２４２】また、述べるまでもないが、本実施例にお
いても上記実施例と同様の効果が得られる。すなわち、
光源，導光体，ランプカバー，反射板からなる単位照明
装置を複数整列配置することにより、大型化（大画面
化）を図った場合でも、薄型で、かつ面内輝度分布が均
一で、高輝度な光を出射する照明装置が実現でき、より
明るく、輝度の面内均一性が高い高品位な表示ができる
表示装置を実現することができる。

【０２４３】（実施例８）次に本発明に係る他の照明装
置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて説
明する。図２４は本発明の照明装置、及びこれを用いた
表示装置の一例を示す一部概略断面図である。

【０２４４】本実施例は（実施例７）で説明した照明装
置において、光源１０１と、これが隣接配置される導光
体１０３の端面に配置した直線偏光分離素子７０１との
間に光収束部１０３Ｍを配置したものであり、上記実施
例と同一の部分には同じ符号をつけ、詳細な説明は省略
する。

【０２４５】光収束部１０３Ｍは光源１０１からの発散
光を収束する機能を有し、光源光をより平行光に近い状
態にして直線偏光分離素子７０１に入射させるための手
段である。

【０２４６】光収束部１０３Ｍは光源１０１と直線偏光
分離素子７０１との間であって、隣合う導光体の裏面と
なる位置に配置される。光収束部１０３Ｍはアクリル樹
脂，ガラス等の透明体から構成され、光源１０１側か
ら、導光体１０３側へ向かってその断面積が大きくな
る、テーパー形状となっている。

【０２４７】また、光収束部１０３Ｍの光源側の端面
と、直線偏光分離素子７０１側の端面を除く面には空気
層を介して反射板１０４１を配置する。

【０２４８】光収束部１０３Ｍの設計は既に熟知されて
いるためその詳細は省略するが、光収束部１０３Ｍの光
源側の端面は光源光の入射効率を高くするために、光源
101の管径の１.２〜１.５倍程度の厚さとすれば良いだ
ろう。

【０２４９】次に本実施例の照明装置の動作を図２４を
参照しながら、本照明装置を構成する一単位照明装置１
００に着目して説明する。

【０２５０】光源１０１から出射した光３０００は、直
接、或いはランプカバー１０２で反射した後、光収束部
１０３Ｍに入射する。光収束部１０３Ｍに入射した光
は、光収束部１０３Ｍの表面，裏面、及び側面での反射
により収束され、直線偏光分離素子７０１に入射する。

【０２５１】ここで、直線偏光分離素子７０１は、これ
に入射した光のうち特定の直線偏光成分は透過し、これ
と異なる偏光成分は反射する機能を有するものである。
直線偏光分離素子７０１としては上記の通り、国際出願
の国際公開番号：ＷＯ９５／２７９１９に記載の異なる
複屈折性高分子フィルムを交互に複数層積層した複屈折
反射型偏光フィルムや、SID92 Digest p427 に記載の頂
角が略９０度のプリズムアレイを２枚重ね、その重ね合
わせ部に誘電体多層膜による偏光分離面を形成したも
の、或いはコレステリック液晶層と、位相差板を積層配
置したものを用いることができる。

【０２５２】これらはいずれも垂直、或いは垂直に近い
角度で入射する光に対しては効率よく機能を果すが、斜
めから入射する光に対しては機能が低下する。

【０２５３】本実施例では光源から出射した光を光収束
部１０３Ｍで収束することで、直線偏光分離素子７０１
に垂直に入射する光の割合を増やして直線偏光分離素子
701が有効に機能する光の割合を高めたものである。

【０２５４】非偏光である光源１０１からの出射光３０
００は光収束部１０３Ｍで収束された後、直線偏光分離
素子７０１に入射する。直線偏光分離素子７０１に入射
した光は、直線偏光分離素子７０１に垂直に入射する光
の割合が多いので、効率良く特定の直線偏光成分として
透過し、これと異なる偏光成分は反射する。

【０２５５】直線偏光分離素子７０１で反射した光３０
０４は、光収束部１０３Ｍの外側に配置した反射板１０
４１、或いは光源１０１やランプカバー１０２で反射し
て再び直線偏光分離素子７０１に向かう。

【０２５６】直線偏光分離素子７０１に再入射する光
は、反射板１０４１，光源１０１、或いはランプカバー
１０２での反射の際、偏光状態が変化、或いは偏光が解
消しているので、その約半分に相当する特定の直線偏光
成分は透過し、これと異なる偏光成分は再び反射する。
この動作を繰り返す間に光源１０１から出射した非偏光
の７０％程度が特定の直線偏光となって直線偏光分離素
子７０１を通過する。

【０２５７】直線偏光分離素子７０１を透過した光３０
０３は導光体１０３に入射する。導光体１０３に入射し
た光３００３は導光体１０３内を全反射を繰り返しなが
ら伝播し、導光体１０３内を伝播する光のうち、導光体
１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに至った光は反射
角度が変わり導光体表面１０３Ｃで全反射条件をはずれ
て出射する。

【０２５８】この際、導光体１０３内を伝播する光は直
線偏光分離素子７０１を透過した光なので、その大部分
が導光体１０３裏面の傾斜反射面１０３Ａに対してｓ偏
光、或いはｓ偏光成分が多い光であり、導光体１０３か
ら出射する光も導光体１０３裏面の傾斜反射面１０３Ａ
に対して、ｓ偏光成分が多い光、つまり、電気ベクトル
の振動方向が導光体１０３裏面の微小傾斜面１０３Ａの
長手方向と平行な直線偏光成分が多い光となる。

【０２５９】次に本表示装置の動作を図２４を参照しな
がら説明する。

【０２６０】本実施例の照明装置１００では、上述の通
り、非偏光である光源１０１からの出射光の７０％程度
が特定の直線偏光となって直線偏光分離素子７０１を通
過し、導光体１０３に入射する。導光体１０３に入射し
た光は導光体内を全反射を繰り返しながら伝播し、その
うち導光体１０３裏面の傾斜反射面１０３Ａに至った光
は反射角度が変わり導光体表面１０３Ｃで全反射条件を
はずれて出射する。導光体１０３から出射した光は導光
体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対して、ｓ偏
光成分が多い光なので、電気ベクトルの振動方向が導光
体１０３裏面の微小傾斜面１０３Ａの長手方向と平行な
直線偏光成分の多い照明光が得られる。導光体１０３か
ら出射した光は、拡散板１０５で光量分布、及び照明光
の角度分布が均一化された後、液晶パネル２００に照射
される。この際、拡散板１０５は偏光状態を維持するた
め、導光体１０３からの出射光の偏光状態は維持された
まま液晶パネル２００に到達する。液晶パネル２００に
照射された光は画像情報に応じて透過光量が制御され、
観察者に画像が表示される。

【０２６１】この際、液晶パネル２００の照明装置側の
偏光板２０１の直線偏光の透過軸は、照明装置を構成す
る導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａの長手方
向と平行となるよう構成したので、照明光の大部分は液
晶パネル２００の照明装置側の偏光板２０１でほとんど
吸収されることなく表示に寄与する。

【０２６２】つまり、光源１０１からの非偏光である出
射光は効率よく所望の直線偏光に変換された後、液晶パ
ネル２００に照射され、偏光板２０１で殆ど吸収される
ことなく表示に寄与する。従って、従来、液晶パネル２
００の偏光板２０１で吸収され、無駄となっていた光を
有効に利用することができるため、明るく低消費電力な
表示装置が実現できる。

【０２６３】尚、液晶パネル２００に照射された光のう
ち、その開口部２０７に入射した光３００３Ａはそのま
ま表示に利用されるが、液晶パネル２００の非開口部２
０６に入射した光３００３Ｂは表示に寄与せず、反射し
て照明装置１００に戻る。

【０２６４】照明装置１００に戻った光３００３Ｂは拡
散板１０５、及び導光体１０３を透過し、反射板１０４
で反射して、再び導光体１０３、及び拡散板１０５を透
過して液晶パネル２００に照射される。この際、本実施
例では拡散板１０５と導光体１０３の透過、及び反射板
１０４での反射では光の偏光状態は維持され大きく変化
しない。このため液晶パネル２００に再び照射された光
３００３Ｂは、初めに液晶パネル２００の非開口部２０
６で反射された時の偏光状態をほぼ維持しているため、
偏光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与でき
る。すなわち、本実施例の表示装置では、従来、液晶パ
ネル２００の非開口部２０６で遮光され表示に寄与でき
なかった光を大きな損失のない状態で再利用することが
できるため、開口率の低い液晶パネルであっても明るい
表示が得られるという効果がある。

【０２６５】本実施例においても非偏光である光源光を
所望の直線偏光に変換する機能を有するとともに、液晶
パネル２００の非開口部２０６からの戻り光は、導光体
103裏面の反射板１０４で一回反射した後、導光体１０
３及び拡散板１０５を１往復透過しただけで、再び液晶
パネル２００に照射される。このため、非開口部206か
らの戻り光の反射板１０４、及び導光体１０３や拡散板
１０５での吸収や、偏光状態の乱れが小さく、非開口部
２０６からの戻り光をより効率良く再利用することがで
きる。

【０２６６】従って、本実施例の照明装置及びこれを用
いた表示装置では、液晶パネルとして開口率の低いもの
を用いた場合にその効果がより顕著に現れるので、液晶
パネルとしてＩＰＳ液晶パネル等の比較的開口率の低い
液晶パネル、或いは高精細化により低開口率となった液
晶パネルとの組み合わせが好適である。

【０２６７】また、本実施例では特に光源と、導光体と
の間に光収束部を設けたため、以下の効果が得られる。
すなわち、光源近傍の輝度が高い部分と、液晶パネルの
表示に寄与する照明光を出射する部分とが光収束部によ
り隔てられているため、単位照明装置からの照明光の面
内輝度分布の均一性はより高くなる。

【０２６８】さらに、光収束部によって光源から出射
し、直線偏光分離素子に入射する光を収束することで、
直線偏光分離素子の機能が高められるため、所定の直線
偏光をより効率の良く出射する照明装置が実現できるの
で、より明るく低所費電力の表示装置が実現できる。

【０２６９】（実施例９）次に本発明に係る他の照明装
置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて説
明する。図２５は本発明の照明装置、及びこれを用いた
表示装置の一例を示す一部概略断面図である。

【０２７０】本実施例は（実施例７）で説明した照明装
置において、導光体１０３の近傍に配置した光源と、光
源を覆うように配置したランプカバーと、導光体１０３
の端面に配置した直線偏光分離素子７０１の代わりに、
複数の整列配置したＬＥＤ（Light Emitting Diodes)５
０１と、LED501からの出射光を収束し、平行化するレン
ズ５０２と、LED501からの出射光を所定の直線偏光に変
換する偏光変換手段５１０を配置したものであり、上記
実施例と同一の部分には同じ符号をつけ、詳細な説明は
省略する。

【０２７１】照明装置１００は、整列配置した複数の導
光体１０３と、複数の導光体１０３の裏面（液晶パネル
２００と反対側の面）に空気層を介して配置した複数の
反射板１０４と、複数の導光体１０３の表面（液晶パネ
ル２００側の面）側にその全面を覆うように配置した拡
散板１０５とを有し、さらに導光体１０３の一端面に複
数の整列配置したLED501と、LED501からの出射光を平行
化するレンズ５０２と、LED501からの出射光を所定の直
線偏光に変換する偏光変換手段５１０とを配置したもの
である。

【０２７２】図２６は照明装置を液晶パネル側から観た
ときの、複数の整列配置したLED501と、LED501からの出
射光を平行化するレンズ５０２と、LED501からの出射光
を所定の直線偏光に変換する偏光変換手段５１０の概略
構成を示す一部断面図である。

【０２７３】本実施例の照明装置では光源として白色発
光のＬＥＤを用いる。

【０２７４】白色発光のＬＥＤとしてはＧａＮ系青色発
光ＬＥＤチップの表面にＹＡＧ（イットリウム・アルミ
ニウム・ガーネット）系蛍光体を塗布し、青色発光と、
青色光により発生する蛍光とが混ざりあい白色光となる
もの、或いは、ＺｎＳｅ基板にＺｎｘＣｄ１−ｘＳを活
性層にした青色発光ＬＥＤを形成し、青色発光と青色光
によりＺｎＳｅ基板で発生する黄色の蛍光とが混ざり合
い白色光となるもの等を用いることができる。

【０２７５】或いは、赤色，緑色，青色に発光する３つ
の単色発光ＬＥＤ素子の発光色の混ざり合いにより白色
光を実現したものを用いることができる。

【０２７６】レンズ５０２はLED501から出射する拡散光
を収束し、平行化する機能を有するもので複数のLED501
に対し、１対１に対応して配置する。

【０２７７】尚、市販の透明レンズを備えたＬＥＤラン
プの中には指向性が強い、すなわち平行性の高い出射光
が得られるものがあるので、これをLED501とレンズ５０
２を一体化したものとして使用しても良い。

【０２７８】具体的には品名NSPW500BS(日亜化学工業
製）等を用いることができる。この場合、半値角が約±
１０°の指向性が高い出射光が得られる。

【０２７９】偏光変換手段５１０は、偏光分離プリズム
アレイ５０９と、偏光分離プリズムアレイ５０９から出
射する光の偏光状態を揃える位相差板５０４とから構成
される。

【０２８０】偏光分離プリズムアレイ５０９はLED501か
ら出射した光を反射と透過により電気ベクトルの振動方
向が互いに直交する２種類の直線偏光に分離する偏光分
離面５０３と、偏光分離面５０３で反射した光を偏光分
離面５０３を透過した光の方向と同じ方向へ反射する反
射面５０５とを断面形状が平行四辺形の柱状の透光性部
材５０６を介して交互に複数配列したものである。

【０２８１】透光性部材５０６は光源の発光スペクトル
に対して透明で複屈折性のない材料、例えばＢＫ−７等
の硝材、或いはアクリル樹脂等から構成される。透光性
部材５０６はその断面形状が内角４５°の平行四辺形で
ある柱状の透明体であり、これを順次接合することで板
状の外観を形成するもので、透光性部材５０６の接合界
面には偏光分離面５０３、及び反射面５０５が交互に形
成される。

【０２８２】偏光分離面５０３は透光性部材５０６に形
成した誘電体多層膜、或いは国際出願の国際公開番号：
ＷＯ９５／２７９１９に記載されている様な異なる複屈
折性高分子フィルムを交互に複数層積層した複屈折反射
型偏光フィルムを透光性部材５０６の接合界面に挟み込
むことで実現すれば良い。本実施例の偏光分離面503は
偏光分離面５０３に対してｐ偏光となる直線偏光は透過
し、ｓ偏光となる直線偏光は反射するよう構成する。

【０２８３】反射面５０５は偏光分離面５０３で反射し
た光を偏光分離面５０３を透過した光と同じ方向に反射
するもので、偏光分離面５０３と同じ誘電体多層膜、或
いはＡｌ，Ａｇ等の金属薄膜等の鏡面反射面により実現
すれば良い。

【０２８４】位相差板５０４は偏光分離プリズムアレイ
５０９から出射する光を、導光体１０３裏面の微小傾斜
反射面１０３Ａに対してｓ偏光となる直線偏光に揃える
機能を有する。本実施例では、偏光分離プリズムアレイ
５０９の偏光分離面５０３を透過した光は導光体１０３
裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対してｓ偏光であり、
偏光分離面５０３で反射し、さらに反射面５０４で反射
した光は導光体103裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対
してｐ偏光である。

【０２８５】このため、位相差板５０４として、導光体
１０３裏面の微小傾斜反射面103Ａに対してｐ偏光であ
る直線偏光をｓ偏光に変換する機能を有するものを用
い、偏光分離プリズムアレイ５０９の光出射面のうち、
偏光分離面５０３及び反射面５０５で反射した光が通過
する部分に配置する。

【０２８６】つまり、位相差板５０４としては、光源の
発光スペクトルに対し１／２波長板として機能するもの
を用いる。１／２波長位相差板としては光源の発光スペ
クトルに対して高い透過率を有する延伸した高分子フィ
ルム、例えばポリビニルアルコール，ポリカーボネー
ト，ポリサルフォン，ポリスチレン，ポリアリレート等
を用いることができる。この他にも雲母や水晶または分
子軸を一方向に揃えて配向した液晶層等を用いることが
できる。

【０２８７】尚、一般に位相差板を構成する透明体には
屈折率の波長依存性（波長分散）があり、白色光のよう
に波長帯域が広い光に対しては一種類の位相差板では十
分な性能が得られない。そこで、２種類の波長分散が異
なる位相差板をその光学軸をずらして張り合わせること
で、広い波長帯域に対応した１／２波長板を実現するよ
うにするとよい。

【０２８８】図示のとおり、LED501、及びコリメートレ
ンズ５０２は偏光分離プリズムアレイ５０９を構成する
複数の透光性部材５０６の光入射面の中心位置であっ
て、LED501から出射する光の進行方向に対応した接合界
面に偏光分離面５０３が形成されている位置に配置す
る。つまり、複数のLED501、及びコリメートレンズ502
は透光性部材５０６の光入射面の幅ひとつ分の間隔をあ
けながら列状に配置される。また、位相差板５０４は、
偏光分離プリズム５０１の光出射面のうち、偏光分離面
５０３で反射し、さらに反射面５０５で反射した光が通
過する透光性部材５０６の光出射面に透光性部材５０６
の光出射面ひとつ分の幅の間隔をあけながら配置され
る。

【０２８９】偏光変換手段５１０は導光体１０３の端面
に光学的に結合するように接続される。すなわち、偏光
変換手段５１０と導光体１０３を、導光体１０３及び偏
光分離プリズム５０１を構成する透光性部材５０６の屈
折率に近い透明接着剤により結合する。

【０２９０】液晶パネル２００は、照明光入射側の偏光
板２０１の直線偏光透過軸が導光体１０３裏面の微小傾
斜反射面１０３Ａ（を構成する三角溝）の長手方向と平
行になるように配置した液晶パネルを用いるとよい。本
実施例では（実施例７）で説明した配向分割したＩＰＳ
(In Plane Switching）液晶パネルを用いる。

【０２９１】次に図面を参照しながら本表示装置の動作
を説明する。

【０２９２】LED501から出射した発散光３００５はレン
ズ５０２の作用により収束し、平行化された後、偏光分
離プリズムアレイ５０９に入射する。偏光プリズムアレ
イ５０９に入射した光は偏光分離面５０３において、電
気ベクトルの振動方向が直交する異なる２種類の直線偏
光に、それぞれ反射光と透過光として分離される。偏光
分離面５０３を透過した光は導光体１０３裏面の微小傾
斜反射面１０３Ａに対してｓ偏光であり、偏光分離面５
０３で反射した光は導光体１０３裏面の微小傾斜反射面
１０３Ａに対してｐ偏光である。

【０２９３】偏光分離面５０３を透過した光３００５Ａ
は導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対して
ｓ偏光のまま導光体１０３に入射する。

【０２９４】一方、偏光分離面５０３で反射した光は、
さらに反射面５０５で反射して、その進行方向が偏光分
離面５０１を透過した光と同方向となり、位相差板５０
４に入射する。位相差板５０４に入射した光３００５Ｂ
は位相差板５０４を透過する際、位相差板５０４の作用
を受けて、電気ベクトルの振動方向が９０°回転した直
線偏光、すなわち導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１
０３Ａに対してｓ偏光となって導光体１０３に入射す
る。

【０２９５】つまり、光源であるLED501から出射した非
偏光は、特定の直線偏光（導光体１０３裏面の微小傾斜
反射面１０３Ａに対してｓ偏光）に変換された後、導光
体１０３に入射する。

【０２９６】導光体１０３に入射した光３００５Ａ及び
３００５Ｂは導光体１０３内を全反射を繰り返しながら
伝播し、導光体１０３内を伝播する光のうち、導光体１
０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに至った光は反射角
度が変わり導光体表面103Ｃで全反射条件をはずれて出
射する。

【０２９７】この際、導光体１０３内を伝播する光は導
光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａに対してｓ偏
光、或いはｓ偏光成分が多い光であり、微小傾斜反射面
１０３Ａに対してｓ偏光である光は、ｓ偏光のまま光の
進行方向が変わり、導光体１０３から出射する。

【０２９８】つまり、導光体１０３から出射する光は導
光体１０３裏面の傾斜反射面103Ａに対して、ｓ偏光成
分が多い光であるため、照明装置１００からは電気ベク
トルの振動方向が導光体１０３裏面の微小傾斜面１０３
Ａの長手方向と平行な直線偏光成分が多い照明光が得ら
れることになる。

【０２９９】導光体１０３から出射した光は、拡散板１
０５で光量分布、及び照明光の角度分布が均一化された
後、液晶パネル２００に照射される。この際、拡散板１
０５は偏光状態を維持するため、導光体１０３からの出
射光の偏光状態は維持されたまま液晶パネル２００に到
達する。液晶パネル２００に照射された光は画像情報に
応じて透過光量が制御され、観察者に画像が表示され
る。

【０３００】上記の通り、液晶パネル２００の照明装置
側の偏光板２０１の直線偏光の透過軸は、照明装置を構
成する導光体１０３裏面の微小傾斜反射面１０３Ａの長
手方向と平行となるよう構成したので、照明光の大部分
は液晶パネル２００の照明装置側の偏光板２０１でほと
んど吸収されることなく表示に寄与する。

【０３０１】つまり、光源５０１からの非偏光である出
射光は効率よく所望の直線偏光に変換された後、液晶パ
ネル２００に照射され、偏光板２０１で殆ど吸収される
ことなく表示に寄与する。従って、従来、液晶パネル２
００の偏光板２０１で吸収され、無駄となっていた光を
有効に利用することができるため、明るく低消費電力な
表示装置が実現できる。

【０３０２】尚、液晶パネル２００に照射された光のう
ち、その開口部２０７に入射した光３００５Ｃはそのま
ま表示に利用されるが、液晶パネル２００の非開口部２
０６に入射した光３００５Ｄは表示に寄与せず、反射し
て照明装置１００に戻る。

【０３０３】照明装置１００に戻った光３００５Ｄは拡
散板１０５、及び導光体１０３を透過し、反射板１０４
で反射して、再び導光体１０３、及び拡散板１０５を透
過して液晶パネル２００に照射される。この際、本実施
例では拡散板１０５と導光体１０３の透過、及び反射板
１０４での反射では光の偏光状態は維持され大きく変化
しない。このため液晶パネル２００に再び照射された光
３００５Ｄは、初めに液晶パネル２００の非開口部２０
６で反射された時の偏光状態をほぼ維持しているため、
偏光板２０１で殆ど吸収されることなく表示に寄与でき
る。すなわち、本実施例の表示装置では、従来、液晶パ
ネル２００の非開口部２０６で遮光され表示に寄与でき
なかった光を大きな損失のない状態で再利用することが
できるため、開口率の低い液晶パネルであっても明るい
表示が得られるという効果がある。

【０３０４】本実施例においても非偏光である光源光を
所望の直線偏光に変換する機能を有するとともに、液晶
パネル２００の非開口部２０６からの戻り光は、導光体
103裏面の反射板１０４で一回反射した後、導光体１０
３及び拡散板１０５を１往復透過しただけで、再び液晶
パネル２００に照射される。このため、非開口部206か
らの戻り光の反射板１０４、及び導光体１０３や拡散板
１０５での吸収や、偏光状態の乱れが小さく、非開口部
２０６からの戻り光をより効率良く再利用することがで
きる。

【０３０５】従って、本実施例の照明装置及びこれを用
いた表示装置では、液晶パネルとして開口率の低いもの
を用いた場合にその効果がより顕著に現れるので、液晶
パネルとしてＩＰＳ液晶パネル等の比較的開口率の低い
液晶パネル、或いは高精細化により低開口率となった液
晶パネルとの組み合わせが好適である。

【０３０６】また、本発明の照明装置では、導光体の
幅、すなわち導光体の光源側端面と、これと対向する端
面までの距離を液晶パネル表示部の大きさによらず短く
設定することができる。導光体の幅が短くなれば、導光
体内部を伝播する光の伝播距離は短くなる。このため、
アクリル樹脂のように微量の屈折率異方性がある透明体
を導光体として用いた場合でも、本発明の照明装置であ
れば光の伝播距離が短くできるため、偏光状態の変化が
小さくてすみ、所定の直線偏光成分が多い照明光を効率
良く出射する照明装置が実現できる。

【０３０７】また、本実施例では光源としてＬＥＤを用
いることで以下の効果が得られる。すなわち、ＬＥＤは
発光部の大きさが蛍光ランプに比べて極めて小さいの
で、レンズ等の光学部材により光の指向性を高めること
が容易である。ここで、一般に非偏光の光を所定の偏光
状態に変換する効率は、指向性の高い光の方が高い。つ
まり、光源としてＬＥＤを用いることで光源から出射し
た非偏光を所望の偏光（液晶パネル光入射側の偏光板で
吸収されない直線偏光）に効率良く変換できるので、光
源光の利用効率をより高めることができる。

【０３０８】また、ＬＥＤは蛍光ランプで必要となるイ
ンバーターが不要となり、機器本体の小型化に有利であ
る。さらに、ＬＥＤは水銀をほとんど使用しないので環
境にやさしいという特長もある。

【０３０９】（実施例１０）次に本発明に係る他の照明
装置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて
説明する。図２７は本発明の照明装置、及びこれを用い
た表示装置の概略構成を示す一部斜視図であり、図２８
は本実施例の表示装置の全体構成を示したものである。

【０３１０】本実施例は液晶パネル２００と、液晶パネ
ル２００の表示面を独立に面分割照明できる照明装置１
００とから構成される。すなわち、液晶パネル２００の
表示面を上下方向に３等分した領域ａ〜ｃを、照明装置
１００を構成する３つの単位照明装置１０００ａ〜１０
００ｃによりそれぞれ独立に照明するよう構成し、液晶
パネル２００の表示動作に対応して、照明装置１００を
構成する３つの単位照明装置１０００ａ〜１０００ｃの
点灯，消灯を個別に制御するように構成したものであ
る。

【０３１１】本実施例の照明装置１００は基本的に上記
実施例で説明したものを用いると良い。ここでは以下、
光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合について説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。ま
た、上記実施例と共通な部分については詳細な説明は省
略する。

【０３１２】液晶パネル２００には走査ドライバ（走査
電極駆動回路）３，映像ドライバ（画素電極駆動回路）
４が接続されており、照明装置１００には電源回路５，
照明ドライバ（照明制御回路）６が接続される。また、
走査ドライバ（走査電極駆動回路）３，映像ドライバ
（画素電極駆動回路）４、及び照明ドライバ（照明制御
回路）６には液晶コントローラ１が接続される。

【０３１３】この構成において、液晶パネル２００の表
示動作に対応して、動画像のぼけ防止を目的として照明
ドライバ６が照明装置１００を構成する複数の単位照明
装置１０００ａ〜１０００ｃを個別に制御して、液晶パ
ネル２００の表示面を面分割照明する。

【０３１４】液晶パネル２００は、液晶の応答時間が９
ｍｓ以下の応答速度の速いものを用いる。応答時間の速
い液晶パネルとしては強誘電性液晶を用いたもの、或い
はＯＣＢ(Optically Compensated Bend）モードを用い
たものなどがある。また、ＴＮ液晶パネルや、ＩＰＳ液
晶パネルといったものでも、低粘度の液晶材料を用い、
液晶層を狭ギャップ化することで、上記要件を満たすも
のが実現できる。

【０３１５】本実施例では、液晶パネル２００として液
晶層のギャップが約２μｍ、中間調での応答時間が９ｍ
ｓ、ノーマリークローズ特性のＩＰＳ液晶パネルを用い
る場合を説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【０３１６】液晶コントローラ１は外部から信号を取り
込み、液晶パネル２００に表示するデータと、水平同期
信号ＨＳＹＮＣ，垂直同期信号ＶＳＹＮＣを出力する。
液晶コントローラ１は入力される信号によってその構成
が異なる。ここではまず、液晶コントローラ１にアナロ
グ信号が入力される場合について説明する。この場合、
アナログ信号は液晶パネル２００で表示すべき信号と、
１画素毎の映像信号の開始を示す映像開始信号が重畳さ
れている。液晶コントローラ１はＡ／Ｄ変換器を内蔵
し、重畳されたアナログ信号から映像信号を取り出して
Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換してデータとして出
力する。また、アナログ信号の映像開始信号を垂直同期
信号ＶＳＹＮＣとして出力するとともに、Ａ／Ｄ変換器
でのサンプリングクロックを水平同期信号ＨＳＹＮＣと
して出力する。

【０３１７】液晶コントローラ１に入力される信号がデ
ジタル信号である場合は、この信号は外部の演算処理装
置によって生成されたデータが入力される。この場合、
外部の演算処理装置は垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同
期信号ＨＳＹＮＣに基づいて演算を実行するため、液晶
コントローラ１はデータ，水平同期信号ＨＳＹＮＣ，垂
直同期信号ＶＳＹＮＣを入力とするので、この入力した
データ，水平同期信号ＨＳＹＮＣ、垂直同期信号ＶＳＹ
ＮＣをそのまま出力する。

【０３１８】液晶コントローラ１から出力された垂直同
期信号ＶＳＹＮＣ，水平同期信号ＨＳＹＮＣは走査ドラ
イバ３に入力される。走査ドライバ３ではシフトレジス
タ８によって液晶パネル２００の走査電極毎の信号を生
成し、レベルシフト回路９によってそれぞれの走査電極
毎の信号のレベルを決定し、走査電極の信号を出力す
る。

【０３１９】映像ドライバ４は、液晶コントローラ１か
ら出力されたデータと、水平同期信号ＨＳＹＮＣ，垂直
同期信号ＶＳＹＮＣを入力する。データはシフトレジス
タ１０に入力され１ライン分のデータとしてライン目盛
り１１に入力される。次にレベルシフト回路１２によっ
てレベルが決定され、Ｄ／Ａ変換器１３によってアナロ
グ信号に変換される。変換されたアナログ信号は液晶パ
ネル２００のそれぞれの画素電極への信号として出力さ
れる。

【０３２０】次に照明装置１００を構成する単位照明装
置１０００ａ〜１０００ｃを個別に制御する照明ドライ
バ６について説明する。

【０３２１】照明ドライバ６は電源回路５、及び単位照
明装置１０００ａ〜１０００ｃの光源１０１ａ〜１０１
ｃに接続され、動画表示の場合に発生するぼけを防止す
るために、照明装置１００を構成する単位照明装置１０
００ａ〜１０００ｃの点灯，消灯を個別に制御するもの
である。

【０３２２】図２９は照明ドライバ６の構成を示したも
のである。照明ドライバ６はカウンタ６１，６２，６
３、パルス発生器６４，６５，６６、スイッチ６７，６
８，６９、インバーター７０，７１，７２から構成され
る。カウンタ６１〜６３はそれぞれ水平同期信号ＨＳＹ
ＮＣを入力し、この水平同期信号ＨＳＹＮＣのパルスの
数をカウントする。また、カウンタ６１は垂直同期信号
ＶＳＹＮＣを、カウンタ６２はカウンタ６１の出力信号
を、カウンタ６３はカウンタ６２の出力信号を、それぞ
れのカウントを開始するための信号として入力する。パ
ルス発生器６４〜６６は、それぞれカウンタ６１〜６３
の出力を受けとると予め定めた時間の間、Ｈｉレベルの
信号を出力する。スイッチ６７〜６９はパルス発生器６
４〜６６からの信号がＨｉレベルのときにＯＮ状態とな
り、これにより電源回路からの電力がインバーター７０
〜７２に入力され、光源１０１ａ〜１０１ｃが個別に点
灯する。

【０３２３】図３０は垂直同期信号ＶＳＹＮＣ，水平同
期信号ＨＳＹＮＣ，インバーター７０〜７２の出力を示
したものである。

【０３２４】ここでは、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周期
を１６.６ｍｓ、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期を１５
μｓとし、また、８００×６００画素の液晶パネル２０
０の表示面全面を走査するのに９ｍｓかかる場合につい
て説明する。

【０３２５】本実施例では照明装置１００は液晶パネル
２００の表示面を３つの照明領域に分割して照明する３
つの単位照明装置から構成されており、それぞれの照明
領域を担当する単位照明装置は対応する液晶パネル２０
０の表示面の走査が開始されてから、その領域の走査が
終了し、かつ液晶が応答した後に照明光を照射するよう
制御する。そのために液晶パネル２００の領域ｃでは走
査が開始されてから１２ｍｓ後、４．６ｍｓの間、照
明光が照射される。また、領域ｂでは１５ｍｓ後、４.
６ｍｓの間照明光が照射され、領域ａでは１８ｍｓ
後、４.６ｍｓの間照明光が照射される。

【０３２６】これを実現するためにカウンタ６１は８０
０個の水平同期信号をカウントしたときに出力信号を出
力する。同様にカウンタ６２はカウンタ６１が出力信号
を出力した後に２００個の水平同期信号をカウントした
ときに出力信号を出力し、カウンタ６３はカウンタ６２
が出力信号を出力した後に２００個の水平同期信号をカ
ウントしたときに出力信号を出力する。また、各パルス
発生器６４〜６６はそれぞれのカウンタの出力信号を受
けて４.６ｍｓの間、Ｈｉレベルの信号を出力するよう
にする。

【０３２７】図３１はこの場合の液晶パネル２００表示
面の透過率と、照明装置１００の輝度との関係を示した
ものである。液晶パネルの透過率は各領域の平均値を示
したものである。このように照明装置１００を構成する
単位照明装置１０００ａ〜１０００ｃは液晶パネルの照
明光を照射すべき領域の液晶が応答し、所望の透過率と
なった後、点灯し、一定時間照明した後、消灯するよう
に制御される。

【０３２８】このような条件で静止画を視角速度１０°
／ｓの速度で動かした動画を表示させても特に画像のぼ
けはまったく感じられないものとすることができる。す
なわち、動画を違和感なく表示できる液晶表示装置を簡
便に提供できる。

【０３２９】本実施例では特に液晶パネルの表示面が全
面応答するまでの時間だけ照明装置の点灯を待つ必要が
ない。つまり、より小さな表示領域が応答するより短い
待機時間で照明装置を点灯するため、より長い時間照明
光が照射でき、より明るい画像が得られる。

【０３３０】

【発明の効果】上記の通り、本発明によれば、大型化
（大画面化）を図った場合でも、薄型，軽量で、高輝
度、かつ面内輝度分布が均一な照明光を出射する照明装
置が実現できる。

【０３３１】従って、本発明の照明装置を用いた表示装
置では、画面サイズが大きくなっても照明装置の輝度の
低下や、厚みが増すといったことがないので、薄型軽
量、かつ高輝度で面内輝度分布が均一な高品位表示が得
られる表示装置が実現できる。また、表示パネルとして
液晶パネルを使用する場合は、液晶パネルの開口率が低
くても液晶パネルの非開口部からの反射光を効率良く再
利用することで、より明るい表示が得られる表示装置が
実現できる。

【０３３２】さらに、本発明の照明装置は光源から出射
する非偏光を所望の直線偏光に効率良く変換した後、液
晶パネルに照射できるので、光利用効率が高くなり、低
消費電力で、明るい表示が得られる表示装置が実現でき
る。

【０３３３】また、照明装置を構成する複数の光源の点
滅を制御して、液晶パネルを独立に面分割照明すること
で、動画を違和感なく表示でき、明るい液晶表示装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一実施例を示す一部概略断
面図である。

【図２】本発明の照明装置を構成する単位照明装置の概
略構成を示す一部斜視図である。

【図３】導光体の光入射部端面の有効厚さと、照明装置
の輝度との関係の一例を示す図である。

【図４】本発明に係る導光体の一例を示す部分断面図で
ある。

【図５】本発明に係る導光体の一例を示す部分断面図で
ある。

【図６】本発明に係る導光体の一例を示す部分断面図で
ある。

【図７】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置の
一実施例を示す概略斜視図である。

【図８】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置の
一実施例を示す部分断面図である。

【図９】本発明に係る導光体の一実施例を示す概略斜視
図である。

【図１０】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図１１】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図１２】本発明に係る導光体の一実施例を示す概略斜
視図である。

【図１３】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図１４】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図１５】本発明に係る偏光維持拡散板の一例を示す一
部斜視図である。

【図１６】本発明に係る偏光維持拡散板の一例を示す一
部断面図である。

【図１７】本発明に係る偏光維持拡散板の一例を示す一
部断面図である。

【図１８】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図１９】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図２０】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図２１】本発明に係る導光体の裏面に形成された微小
傾斜反射面の光入射角度と反射率の関係を示す図であ
る。

【図２２】本発明に係る液晶パネルの一画素の一例を示
す正面図である。

【図２３】本発明に係る液晶パネルの構成の説明図であ
る。

【図２４】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図２５】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す部分断面図である。

【図２６】本発明に係る偏光変換手段の一例を示す一部
断面図である。

【図２７】本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置
の一実施例を示す概略斜視図である。

【図２８】本発明の表示装置の概略構成図である。

【図２９】本発明にかかる照明ドライバの概略構成図で
ある。

【図３０】本発明にかかる照明ドライバの動作説明図で
ある。

【図３１】本発明の表示装置の液晶パネル透過率と、照
明装置の輝度の関係の一例を示す説明図である。

【図３２】本発明の照明装置の一実施例を示す部分断面
図である。

【符号の説明】

１…液晶コントローラ、３…走査ドライバ、４…映像ド
ライバ、５…電源回路、６…照明ドライバ、８，１０…
シフトレジスタ、９，１２…レベルシフト回路、１１…
ラインメモリ、１３…Ｄ／Ａ変換器、６１，６２，６３
…カウンタ、６４，６５，６６…パルス発生器、６７，
６８，６９…スイッチ、７０，７１，７２…インバー
タ、１００…照明装置、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，
１０１ｃ…光源、１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２
ｃ…ランプカバー、１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０
３ｃ…導光体、１０３Ａ…導光体裏面の微小傾斜反射
面、１０３Ｂ…導光体裏面の主面、１０３Ｃ…導光体表
面、１０３Ｌ…導光体の突出部、103M…光収束部、１０
４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ…反射板、１０５…
拡散板、１０６…コレステリック液晶層、１０７，１０
８，５０４…位相差板、１０９…直線偏光分離素子、２
００…液晶パネル、２００Ａ…液晶パネルの表示面垂
線、２０１，２０５…偏光板、２０２，２０４…透明ガ
ラス基板、２０３…シール剤、２０６…非開口部、２０
７…開口部、２０８…液晶層、５０１…ＬＥＤ、５０２
…レンズ、５０３…偏光分離面、５０５…反射面、５０
６…透光性部材、５０９…偏光分離プリズムアレイ、５
１０…偏光変換手段、７０１…直線偏光分離素子、１０
００，１０００ａ，１０００ｂ，１０００ｃ…単位照明
装置、1031，１０３２…導光体の端面、１５０１…透明
基材、１５０２…透明ビーズ、1503…透明接着樹脂、２
００１…映像信号電極、２００２…画素電極、２００３
…共通電極、２００４…走査信号電極、３２３１…平板
状導光体、３２３２…突出部付き楔状導光体、３２３３
…突出部、３２３４…接合面、１０３１１…光源光が入
射する導光体の端面、１０３１２…隣り合う導光体との
接合端面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/13363 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ＧＧ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｆ２１Ｙ 103:00 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者近藤克己茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者荒谷介和茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者檜山郁夫茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA01 2H091 FA11Z FA16Z FA23Z FB02 FB08 FC02 FC10 FC14 FC26 FD04 FD06 FD12 FD22 GA17 HA06 HA12 HA18 LA03 LA18 5G435 AA00 AA01 AA03 AA16 BB03 BB04 BB12 BB15 CC09 EE25 EE30 GG02 GG23 GG24 GG26 HH04 KK07 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一対の向かい合う端部の厚さが
異なる板状の透明体からなる複数の導光体と、前記導光
体の厚さが異なる一対の端部のうち、厚さが大きい方の
端部に近接配置した複数の光源とから構成される照明装
置であって、前記複数の導光体は厚さが異なる一対の端部のうち、厚
さが大きい端部と、厚さが小さい端部とを、導光体と実
質的に屈折率が等しい透明体により結合し、整列配置さ
れており、前記光源は前記導光体の厚さが大きい方の端部に近接す
る位置であって、かつ隣合う導光体の裏面側（照射対象
とは反対側）となる位置に配置され、さらに、前記光
源、或いは前記光源の近傍に光源からの出射光を導光体
端面へ導く光学部材を備えた照明装置。
【請求項２】少なくとも一対の向かい合う端部の厚さが
異なる板状の透明体からなる複数の導光体と、前記導光
体の厚さが異なる一対の端部のうち、厚さが大きい方の
端部に近接配置した複数の光源とから構成される照明装
置であって、前記導光体は厚さが異なる一対の端部のうち、厚さが大
きい方の端部には導光体の表面側（照射対象側）の幅よ
り、裏面側の幅が大きくなるような突出部を有し、前記複数の導光体は厚さが異なる一対の端部のうち厚さ
が小さい方の端部と、厚さが大きい方の端部を、前記突
出部が隣り合う導光体の裏面側に配置されるよう、導光
体と実質的に屈折率が等しい透明体により結合し、整列
配置されており、前記光源は前記突出部の端面に近接する位置であって、
かつ隣り合う導光体の裏面側と成る位置に配置され、さらに、前記光源、或いは前記光源の近傍には光源から
の出射光を導光体端面へ導く光学部材を備えた照明装
置。
【請求項３】請求項１及び請求項２に記載の照明装置に
おいて、前記導光体の光出射面側に、複数の導光体の光出射面全
面を覆う拡散板を設けた照明装置。
【請求項４】前記拡散板を前記導光体表面との間に０.
１〜１５mmの間隙を設けて配置した請求項３に記載の
照明装置。
【請求項５】少なくとも垂直入射した光に対しては直線
偏光は直線偏光のまま反射し、円偏光は回転方向が逆の
円偏光として反射する複数の反射板を前記複数の導光体
の裏面にそれぞれ配置し、前記拡散板として、これを通過する光の偏光状態が略維
持される偏光維持拡散板を用い、前記複数の導光体は光学的に等方な透明体からなり、そ
の表面は平坦な面で構成され、その裏面には微細な傾斜
面を有する多数の凹面，凸面または段差で構成された微
小傾斜反射面を備え、端面から入射した光を全反射によ
り内部に閉じ込める構造と、内部を伝搬する光の反射角
度を裏面に備えられた微小傾斜反射面により変え、表面
側から出射するように構成した請求項３又は４に記載の
照明装置。
【請求項６】前記反射板の反射面がＡｌ，Ａｇ等の金属
薄膜、もしくは誘電体多層膜から成る反射面である請求
項５に記載の照明装置。
【請求項７】前記偏光維持拡散板が、光学的に等方な透
明基材に、光学的に等方な透明ビーズを多数配置して透
明な樹脂により固着したもの、或いは透明で微細な凹凸
面を形成したもの、或いはホログラム拡散層を形成した
もの、或いは透明体内部に屈折率の異なる部分を分散形
成したものである請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】光の透過光量を調節することで画像を表示
する表示パネルと、前記表示パネルを背面から照明する
照明装置とから構成される表示装置において、前記照明装置が請求項１から請求項７のいずれかに記載
の照明装置である表示装置。
【請求項９】光の透過光量を調節することで画像を表示
する表示パネルと、前記表示パネルを背面から照明する
照明装置とから構成される表示装置において、前記照明
装置が請求項５から請求項７に記載の照明装置であり、
光源を、その光源からの出射光が入射すべき導光体より
も、表示面下部方向に配置されるよう構成した表示装
置。
【請求項１０】前記照明装置が請求項５から請求項７の
いずれかに記載の照明装置であり、前記表示パネルが、透明電極形成面が対向するように一
定の間隙をもって接合された一対の透明基板と、これら
透明基板間に挟持された液晶層と、前記透明基板の透明
電極により形成されるマトリクス状の画素に画像信号に
対応した電圧を印加する電圧印加手段とを有する液晶パ
ネルであり、前記液晶パネルは少なくともその光入射側
に偏光板を有し、液晶層に入射する光の偏光状態の変化
を利用して表示を行うものである表示装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の表示装置において、前記液晶パネルの非開口部に、Ａｌ，Ａｇ等を含む可視
光に対する反射率が６０％以上の金属薄膜、或いは誘電
体多層膜を用いることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】前記液晶パネルと、前記照明装置を構成
する複数の導光体との間に、コレステリック液晶層、或
いは直線偏光分離素子と位相差板を配置し、前記液晶パ
ネルの光入射側に配置した偏光板を透過する所望の直線
偏光を前記液晶パネルに照射するように構成したことを
特徴とする請求項１０及び請求項１１に記載の表示装
置。
【請求項１３】前記光源と、前記光源からの出射光が入
射する前記導光体の端面との間に、前記光源からの出射
光を前記導光体の裏面に形成した微小傾斜反射面に対し
てｓ偏光となる直線偏光に変換する偏光変換手段を有
し、前記液晶パネルは、前記照明装置からの照明光に対し
て、前記導光体の裏面に形成された微小傾斜反射面に対
してｓ偏光となる直線偏光が透過するように光入射側の
偏光板の透過軸を配置したことを特徴とする請求項１０
及び請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】請求項１３に記載の表示装置において、
前記光源が蛍光ランプであり、前記光源からの出射光を
前記導光体端面へ導く光学部材が、前記導光体端面方向
を除く光源の周囲を覆うように配置した反射板からなる
ランプカバーであり、前記偏光変換手段が、光源からの出射光が入射する前記
導光体の端面に配置した特定の直線偏光は透過し、これ
と異なる偏光成分は反射する直線偏光分離手段からなる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１５】前記偏光分離手段が、直線偏光分離素
子、もしくは光源から導光体へ向かってコレステリック
液晶層と位相差板とを積層配置したものであることを特
徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】請求項１３に記載の表示装置において、
前記光源が複数の整列配置したＬＥＤ（Light Emitting
Diodes)であり、前記光源からの出射光を前記導光体端
面へ導く光学部材が前記ＬＥＤからの出射光を収束し、
平行化する複数のレンズであり、前記偏光変換手段は前記光源（ＬＥＤ）からの出射光が
入射する前記導光体の端面に配置され、前記偏光変換手段は前記複数のレンズを通過した前記複
数のＬＥＤからの出射光を反射と透過により２つの異な
る偏光に分離する複数の偏光分離面と、前記偏光分離面
で反射した光を前記偏光分離面を透過した光と同じ方向
に反射する複数の反射面とを有し、前記複数の偏光分離
面と前記複数の反射面は交互に整列配置され、前記偏光
分裏面で分離された２つの異なる偏光のうち、少なくと
も一方の偏光状態を変えることで、偏光の状態を揃える
位相差板を備えたものであることを特徴とする表示装
置。
【請求項１７】前記表示パネル、或いは前記液晶パネル
の応答に基づいて、前記照明装置を構成する複数の導光
体の端面に配置した複数の光源の点灯，消灯を独立に制
御する制御回路を有することを特徴とする請求項８から
請求項１６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１８】前記複数の導光体が一体成形されたもの
であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいず
れかに記載の照明装置、或いは表示装置。
【請求項１９】少なくとも一対の向かい合う端部の厚さ
が異なる板状の透明体からなる複数の楔状導光体と、該
楔状導光体の厚さが異なる一対の端部のうち、厚さが大
きい方の端部に近接配置した複数の光源とから構成され
る照明装置であって、前記複数の楔状導光体は、平板状導光体と出射面側にお
いて接続されており、前記光源は前記楔状導光体の厚さが大きい方の端部に近
接する位置であって、かつ隣合う導光体の裏面側となる
位置に配置された照明装置。