(57)【要約】【課題】赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することが可能な薄型の液晶表示装置を提供すること。【解決手段】液晶パネル１０のバックライトである照明装置５０において、導光板５１の背面には、光源５２が出射する複合光の進行方向に沿って、複数のプリズムが形成されている。そして、各プリズムには、複合光を光出射面Ｓに反射するためのコールドミラーからなる複数の反射面が形成されている。よって、光出射面から出射される照明光は、複合光から赤外線を分離した可視光線となるため、液晶パネルの液晶が劣化することを抑制することができる。【選択図】図１
2010210738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルのバックライトとして用いられる照明装置であって、
前記液晶パネルに照明光を出射する光出射面を備えた導光板と、
前記導光板の一端面に対向して配置された光源と、を備え、
前記導光板における前記光出射面の反対側には、前記光源が出射した複合光を前記光出射面に反射するための反射面が、前記一端面から前記導光板の前記一端面に対向する他端面に向かって複数形成されてなり、
前記複数の反射面の各々は、コールドミラーからなることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記コールドミラーは、第１薄膜と、前記第１薄膜よりも屈折率の高い第２薄膜とが交互に複数層積層されて構成され、
前記コールドミラーは、前記複合光における赤外線を透過するとともに、可視光線の一部を反射する作用を有し、
前記積層数は、６層〜２０層の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光板は、前記反射面が形成される傾斜面を含む一体の透明部材からなるとともに、前記傾斜面には、前記コールドミラーが形成されて前記反射面が構成されてなり、
前記導光板における一つの前記反射面ごとに、前記反射面を含むプリズムが構成され、
断面視において、前記プリズムは略同じ大きさに設けられるとともに、前記一端面から前記他端面に向かって規則的に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源を第１光源とし、前記反射面を第１反射面としたときに、
前記他端面に対向して配置された第２光源と、
前記第２光源が出射した複合光を前記光出射面に反射するとともに、前記他端面から前記導光板の一端面に向かって複数形成されたコールドミラーからなる第２反射面とを、さらに備え、
前記第２光源および複数の前記第２反射面は、前記光出射面からの奥行き方向において、前記第１光源および複数の前記第１反射面の下層側に設けられ、
平面視において、前記第１反射面と、前記第２反射面とは、交互にストライプ状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光板は、前記第１反射面および前記第２反射面が形成される２つの傾斜面を有する一体の透明部材からなるとともに、２つの前記傾斜面には、それぞれ前記コールドミラーが形成されて前記第１反射面および前記第２反射面が構成されてなり、
前記導光板における一対の前記第１反射面および前記第２反射面ごとに、前記第１反射面および前記第２反射面を含む１つのプリズムが構成され、
断面視において、前記プリズムは略同じ大きさに設けられるとともに、前記一端面から前記他端面に向かって規則的に配列されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１薄膜は、ＳｉＯ2からなり、
前記第２薄膜は、ＴｉＯ2からなることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置の前記光出射面側に配置された液晶パネルと、を備え、
前記光出射面と前記液晶パネルとの間に、さらに拡散板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、および当該照明装置を備えた液晶表示装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルを用いた液晶表示装置は、ブラウン管などに比べて、薄型かつ軽量であるため、携帯電話や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器に多用されている。また、昨今の製造技術の進歩によって、例えば、対角４０〜５０インチといった大画面の液晶パネル（液晶表示装置）を備えた薄型テレビの普及も進んでいる。
このように、液晶表示装置に対する市場のニーズは、薄型化が一つのキーワードとなっていた。
【０００３】
また、液晶パネルに用いられる液晶は、外光の透過率を調整することによって表示を行うため、これらの液晶表示装置は、バックライトなどの照明装置を備えており、この照明装置を含めた状態での薄型化が求められていた。なお、以下の説明において、このような構成の液晶表示装置のことを一体型の液晶表示装置ともいう。また、照明装置が出射する照明光には、表示に寄与する可視光線に加えて、紫外線や、赤外線なども含まれていた。
ここで、液晶に赤外線が照射されると、有機物からなる液晶分子は赤外線を吸収し易いため、液晶が自己発熱し、液晶が劣化してしまうという課題があった。詳しくは、赤外線が液晶分子に吸収されると、液晶分子に振動エネルギーを与えて振動を活発化させるため、液晶分子間の衝突による発熱が生じていた。液晶が劣化すると、画質が劣化してしまい、信頼性に乏しかった。
【０００４】
図１０は、従来の液晶表示装置の概略構成図である。
例えば、特許文献１には、赤外線による液晶の劣化を低減するために、コールドミラーを用いて、液晶パネルに入射する光から赤外線を除去するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置３００が提案されている。従来の液晶表示装置としてのＨＵＤ装置３００は、光源部９１が出射した光を透過型の液晶パネル９２で画像信号に応じて光変調した後、変調された表示光９７をコールドミラー９３、凹面鏡９４で反射および拡大して車のフロントガラス内面に表示光９７による投射画像を表示していた。
ここで、凹面鏡９４には、フロントガラスを介して太陽光などの外部光９８が入射するため、当該外部光に含まれる赤外線をコールドミラー９３によって選択的に透過させることによって、液晶パネル９２に赤外線が入射しないようにしていた。なお、コールドミラー９３を透過した赤外線は、外気に接して設けられた放熱フィン９５を介して熱として放熱される構成となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４７６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、小型のプロジェクターともいえるＨＵＤ装置３００の構成を一体型の液晶表示装置に適応することは困難であるという課題があった。詳しくは、図１０に示すように、ＨＵＤ装置３００では、光源部９１から、液晶パネル９２と、コールドミラー９３と、凹面鏡９４とを、この順番で、かつ光学的に必要な距離を確保して配置する必要があり、とても薄型化の要求に応えられるものではなかった。
つまり、一体型の液晶表示装置において、赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することは困難であるという課題があった。換言すれば、信頼性に優れた薄型の液晶表示装置を実現することは、困難であるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例又は形態として実現することが可能である。
【０００８】
（適用例）
液晶パネルのバックライトとして用いられる照明装置であって、液晶パネルに照明光を出射する光出射面を備えた導光板と、導光板の一端面に対向して配置された光源と、を備え、導光板における光出射面の反対側には、光源が出射した複合光を光出射面に反射するための反射面が、一端面から導光板の一端面に対向する他端面に向かって複数形成されてなり、複数の反射面の各々は、コールドミラーからなることを特徴とする照明装置。
【０００９】
この照明装置によれば、導光板の裏側に、光源が出射した複合光を光出射面に反射するためのコールドミラーからなる反射面が形成されている。
これによれば、反射面に入射した複合光は、コールドミラーにおける可視光線の反射率に応じて、次の反射面にそのまま進行する複合光と、反射面で反射される可視光線と、反射面を透過して次の反射面に進行する赤外線とに分離される。
まず、反射面で反射された可視光線は、光出射面から出射されて液晶パネルを照明する照明光となる。また、この照明光は、複合光から赤外線を分離したものであるため、液晶パネルの液晶が劣化することを抑制することができる。
また、次の反射面に進行した複合光は、同様に当該反射面のコールドミラーにおける可視光線の反射率に応じて次の反射面にそのまま進行する複合光と、光出射面で反射される可視光線と、反射面を透過して次の反射面に進行する赤外線とに分離される。
次の反射面で反射された可視光線は、前段での説明と同様に、液晶パネルを照明する照明光となる。また、同様に、後段の反射面においても、可視光線が反射されて照明光となる。そして、反射面を透過して次の反射面に進行した赤外線は、後段の反射面も透過し、光出射面側には進行しない。
【００１０】
よって、コールドミラーにおける可視光線の反射率を液晶パネルのサイズ、および反射面の段数に応じて最適化することにより、液晶パネルを照明するための可視光線を主体とした照明光を得ることができる。
さらに、反射面が導光板の裏側における一端面から他端面に向かって複数形成されているため、前述したように、可視光の分離を複数の反射面によって分担することができるとともに、薄く構成することができる。
また、この照明装置を液晶パネルのバックライトとして用いることにより、一体型の液晶表示装置を構成することができる。
よって、赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することが可能な液晶パネル用の照明装置を提供することができる。従って、信頼性に優れた薄型の液晶表示装置を提供することができる。
【００１１】
また、コールドミラーは、第１薄膜と、第１薄膜よりも屈折率の高い第２薄膜とが交互に複数層積層されて構成され、コールドミラーは、複合光における赤外線を透過するとともに、可視光線の一部を反射する作用を有し、積層数は、６層〜２０層の範囲内であることが好ましい。
また、導光板は、反射面が形成される傾斜面を含む一体の透明部材からなるとともに、傾斜面には、コールドミラーが形成されて反射面が構成されてなり、導光板における一つの反射面ごとに、反射面を含むプリズムが構成され、断面視において、プリズムは略同じ大きさに設けられるとともに、一端面から他端面に向かって規則的に配列されていることが好ましい。
【００１２】
また、光源を第１光源とし、反射面を第１反射面としたときに、他端面に対向して配置された第２光源と、第２光源が出射した複合光を光出射面に反射するとともに、他端面から導光板の一端面に向かって複数形成されたコールドミラーからなる第２反射面とを、さらに備え、第２光源および複数の第２反射面は、光出射面からの奥行き方向において、第１光源および複数の第１反射面の下層側に設けられ、平面視において、第１反射面と、第２反射面とは、交互にストライプ状に配置されていることが好ましい。
また、導光板は、第１反射面および第２反射面が形成される２つの傾斜面を有する一体の透明部材からなるとともに、２つの傾斜面には、それぞれコールドミラーが形成されて第１反射面および第２反射面が構成されてなり、導光板における一対の第１反射面および第２反射面ごとに、第１反射面および第２反射面を含む１つのプリズムが構成され、断面視において、プリズムは略同じ大きさに設けられるとともに、一端面から他端面に向かって規則的に配列されていることが好ましい。
また、第１薄膜は、ＳｉＯ2からなり、第２薄膜は、ＴｉＯ2からなることが好ましい。
【００１３】
上記記載の照明装置と、照明装置の光出射面側に配置された液晶パネルと、を備え、光出射面と液晶パネルとの間に、さらに拡散板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【００１４】
上記記載の液晶表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示した斜視図。
【図２】（ａ）冷陰極管の発光スペクトルを示すグラフ、（ｂ）比較例としての蛍光灯の発光スペクトルを示すグラフ。
【図３】（ａ）図１のｕ−ｕ断面における液晶表示装置の側断面図、（ｂ）照明装置の背面側からの部分平面図。
【図４】図３のｑ−ｑ断面における拡大図。
【図５】（ａ）,（ｂ）反射面の形成方法の説明図。
【図６】実施形態２に係る液晶表示装置の斜視図。
【図７】図６のｓ−ｓ断面における液晶表示装置の側断面図。
【図８】照明装置の背面側からの部分平面図。
【図９】液晶表示装置を搭載した携帯電話を示す斜視図。
【図１０】従来の液晶表示装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００１７】
（実施形態１）
「液晶表示装置の概略構成」
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示した斜視図である。
まず、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置１００の概要構成について、図１を用いて説明する。
【００１８】
液晶表示装置１００は、液晶パネル１０と、照明装置５０とから構成された一体型の液晶表示装置である。
液晶パネル１０は、２枚の透明基板間に液晶を挟持した透過型の液晶パネルである。液晶パネル１０の表面側には、矩形をなした表示領域Ｖが形成されており、背面側には、バックライトとして照明装置５０が設けられている。なお、図１では、構成を解り易くするために、液晶パネル１０と照明装置５０との間を離して描いているが、実際は密着して構成されている。また、当該間には、拡散板などの光学フィルムが配置されているが、図１では省略している。
なお、液晶パネル１０は、背面側から入射される光を用いて表面の表示領域Ｖで表示を行う液晶パネルであれば良く、例えば、半透過反射型の液晶パネルであっても良い。
【００１９】
表示領域Ｖは、複数の画素Ｐから構成された長方形の領域である。
表示領域の一部の拡大図であるｆ部（図１右上の丸で囲った図面）に示すように、各画素Ｐは、長方形をなし、その幅（短辺）は、高さ（長辺）の約１／３に設定されている。ここで、短辺方向に並ぶ画素配列のことを画素行という、また、長辺側に並ぶ画素配列のことを画素列という。
画素行には、赤色の画素Ｐｒ、緑色の画素Ｐｇ、青色の画素Ｐｂがこの順番で、かつ、周期的に配列されている。画素列には、最上段の画素行における色調の画素が連続して配列されている。また、画素行において連続する３つの画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂにより一つのカラー画素Ｐｃが形成される。なお、画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂのことをサブ画素、カラー画素Ｐｃのことを画素と読み替えても良い。また、各画素は、モノクロ表示であっても良い。
また、図１を含む各図においては、画素行の延在方向をＸ軸とし、画素列の延在方向をＹ軸としている。また、Ｘ軸およびＹ軸を含む面からの垂線方向、換言すれば、液晶パネル１０（照明装置５０）の厚さ方向をＺ軸と定義している。
【００２０】
照明装置５０は、略板状の面光源であり、導光板５１、光源５２などから構成されている。導光板５１は、透明な板状部材から構成されており、液晶パネル１０と向い合う面には、平面からなる光出射面Ｓを備え、当該面の反対側（Ｚ軸（＋）側）の面（背面）には、反射面を含むプリズムが複数形成されている。なお、プリズムの詳細については後述する。
光出射面Ｓは、液晶パネル１０の表示領域Ｖを投影した大きさと略同じサイズに設定されている。換言すれば、光出射面Ｓは、表示領域Ｖの背面側に重なるように配置され、その大きさは表示領域Ｖと略同じである。なお、製造時における液晶パネル１０と照明装置５０との組み合せ精度を考慮すると、光出射面Ｓの方が表示領域Ｖよりも一回り大きい方が好ましい。
【００２１】
また、導光板５１において、上方（Ｙ軸（＋）側）の端面を端面５１ａ、右側（Ｘ軸（＋）側）の端面を端面５１ｂ、下方（Ｙ軸（−）側）の端面を端面５１ｃ、左側（Ｘ軸（−）側）の端面を端面５１ｄとしたとき、その一端面に対向して光源５２が配置されている。詳しくは、右側の端面５１ｂに対向して光源５２が配置されている。なお、端面を側面と読み替えても良い。
光源５２は、端面５１ｂに沿って配置された冷陰極管であり、インバーター回路を含む調光回路（図示せず）によって点灯駆動され、略白色の複合光を放射する。また、図示は省略しているが、光源５２が放つ光を有効活用するために、光源５２の右側にはリフレクターが形成されている。なお、冷陰極管に限定するものではなく、端面５１ｂに沿って複合光を供給可能な光源であれば良い。例えば、棒状の無機、または有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を用いても良い。または、端面５１ｂに沿って複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を配列した構成であっても良い。
【００２２】
図２（ａ）は、冷陰極管の発光スペクトルを示すグラフであり、（ｂ）は比較例としての蛍光灯の発光スペクトルを示すグラフである。
冷陰極管からなる光源５２は、図２（ａ）のグラフｇ１に示される光源スペクトルの複合光を放射する。また、当該図面において、横軸は光の波長を示し、縦軸は光の強さを比率（％）で示している。なお、本明細書において複合光とは、可視光線に赤外線などの光線が複合された略白色光のことを指す。
ここで、光源５２の光源スペクトル（グラフｇ１）は、図２（ｂ）のグラフｇ２に示す一般的な蛍光灯の発光スペクトルと比べて、破線で囲まれた約６５０ｎｍ以上の長波長域の光が多くなっていることが解る。換言すれば、蛍光灯の発光スペクトルと比べて、赤色光系が強調されている。これは、液晶パネル１０における色再現性を向上させるためであるが、一方で、ハッチングで示すように、約７９０ｎｍ以上の赤外線も多くなっていることが解る。
つまり、光源５２が放射する光には、液晶パネル１０の液晶を劣化させる赤外線成分が多く含まれている。
【００２３】
図１に戻る。
このため、照明装置５０は、光源５２が出射する複合光から可視光線を分離して、可視光線を主体とした照明光を光出射面Ｓから出射するための特徴ある構成を備えている。詳しくは、導光板５１の背面において、端面５１ｂから端面５１ｄに向かって複数形成されたプリズム（反射面）により、複合光から可視光線を分離している。
【００２４】
「照明装置の構成」
図３（ａ）は、図１のｕ−ｕ断面における液晶表示装置の側断面図であり、（ｂ）は照明装置の背面側（Ｚ軸（＋）側）からの部分平面図である。
続いて、液晶パネル１０の補足説明を含め、照明装置５０の詳細な構成について説明する。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、液晶パネル１０の背面側（Ｚ軸（＋）側）には、拡散板１５と、照明装置５０とが、この順番で重ねて配置されている。液晶パネル１０は、素子基板１と対向基板２とを周縁部に塗布された封止剤３で接着した構成となっており、平面視において封止剤３に囲まれた領域に液晶５が封入されている。なお、液晶パネル１０の表裏面にはそれぞれ偏光板が設けられ、また、仕様によっては位相差板や、プリズムシートなどの光学フィルムがさらに積層されるが、図３（ａ）では省略している。
拡散板１５は、例えば、光を拡散する樹脂（拡散部材）をコーティング、または添付した半透明な樹脂シートであり、光出射面Ｓから出射される照明光を散乱および拡散させて表示領域Ｖに出射する。
【００２６】
照明装置５０は、導光板５１、光源５２、リフレクター５３などから構成されている。リフレクター５３は、光源５２を覆うように配置された凹面鏡であり、光源５２が放射する光のうち、導光板５１の反対側（Ｘ軸（＋）側）に向かう光を反射、および整形し、導光板５１の端面５１ｂに入射する光束としている。リフレクター５３の内面（光源５２側の面）は、放物線状に形成されており、アルミや、クロム薄膜などの全反射膜が形成されている。
導光板５１は、好適例として透明なアクリル樹脂から構成されており、背面側には、それぞれが反射面Ｍを含む複数のプリズムＢ１，Ｂ２，Ｂ３…が形成されている。なお、複数のプリズムＢ１，Ｂ２，Ｂ３…の総称をプリズムＢともいう。導光板５１は、例えば、射出成型によって、平坦な光出射面Ｓや、背面のプリズムＢを含む透明な基体（母体）を成型した後、スパッタ法により、コールドミラーからなる反射面Ｍを形成したものである。なお、複数の反射面Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…の総称を反射面Ｍとしている。
【００２７】
導光板５１は、図３（ａ）の一点斜線を区分け線ｋとして、光出射面Ｓを含む平板部と、背面側のプリズム部とに大きく区分けされる。平板部は、文字通り薄板状の部分である。プリズム部には、複数のプリズムＢがＸ軸に沿って配置されている。
例えば、端面５１ｂを含むプリズムＢ１は、区分け線ｋに沿った部分を下底とした台形状をなしており、区分け線ｋ（光出射面Ｓ）と直交する端面５１ｂ（Ｂ１ｂ）に対して角度θをなした反射面Ｍ１を備えている。また、角度θは、約４５°に設定されている。
ここで、光源５２が出射する複合光Ｌｃは、リフレクター５３が反射した光も含んで、端面５１ｂに対して略垂直に入射するため、プリズムＢ１の端面Ｂ１ｂ（５１ｂ）から入射した複合光Ｌｃは、反射面Ｍ１に対して約４５°の角度で入射することになる。
つまり、プリズムＢ１は、複合光Ｌｃが略垂直に入射される端面Ｂ１ｂと、複合光Ｌｃに対して約４５°の角度をなした反射面Ｍ１とを備えている。
【００２８】
そして、図３（ａ）に示すように、プリズムＢ１の後段に配置された複数のプリズムＢ２，Ｂ３…も、それぞれプリズムＢ１と同様な構成となっている。換言すれば、プリズムＢ１と同様なプリズムがＸ軸（−）方向に周期的に連続して配置されている。
例えば、プリズムＢ２は、複合光Ｌｃが略垂直に入射される端面Ｂ２ｂと、複合光Ｌｃに対して約４５°の角度をなした反射面Ｍ２とを備えている。なお、ここでの複合光Ｌｃは、反射面Ｍ１を透過した複合光を指している。また、反射面Ｍ１とプリズムＢ２の端面Ｂ２ｂとの間には、空気層が介在している。
また、図３（ｂ）に示すように、各プリズムＢは、Ｙ軸方向に延在して形成されている。換言すれば、光源５２の長手方向に沿って延在している。このため、複数のプリズムＢおよび反射面Ｍは、平面視においてストライプ状に観察される。
このように、導光板５１の背面には、Ｘ軸に沿って、複数のプリズムＢが形成されている。換言すれば、導光板５１の背面には、光源５２が出射する複合光Ｌｃを光出射面Ｓ側に反射するための反射面Ｍが、端面５１ｂから端面５１ｄに向かって複数形成されている。なお、プリズムＢの形成数は、液晶パネル１０のサイズや、解像度、用途などに応じて適宜定めることができる。
【００２９】
「反射面の光学作用」
上述したように、導光板５１の背面には、光源５２が出射する複合光Ｌｃの進行方向に沿って、複数のプリズムＢ（反射面Ｍ）が形成されている。
ここでは、これらのプリズムＢ（反射面Ｍ）による光学作用について説明する。
図３（ａ）において、プリズムＢ１の反射面Ｍ１に入射した複合光Ｌｃは、反射面Ｍ１における可視光線の反射率に応じて、次のプリズムＢ２にそのまま進行する複合光と、反射面Ｍ１で反射される可視光線Ｌｒと、反射面を透過してプリズムＢ２に進行する赤外線Ｌｉとに分離される。
まず、反射面Ｍ１で反射された可視光線Ｌｒは、光出射面Ｓから出射されて液晶パネル１０を照明する照明光となる。
また、次のプリズムＢ２に進行した複合光は、プリズムＢ１の場合と同様に、反射面Ｍ２における可視光線の反射率に応じて、次のプリズムＢ３にそのまま進行する複合光と、反射面Ｍ２で反射される可視光線Ｌｒと、反射面を透過してプリズムＢ３に進行する赤外線Ｌｉとに分離される。反射面Ｍ２で反射された可視光線Ｌｒは、液晶パネルを照明する照明光となる。
【００３０】
そして、反射面Ｍ１を透過して次のプリズムＢ２に進行した赤外線Ｌｉは、プリズムＢ２の反射面Ｍ２も透過し、最終的には、導光板５１の端面５１ｄから外部に出射される。
つまり、複合光Ｌｃからの可視光線Ｌｒの分離は、１つの反射面のみによって行われるのではなく、可視光線の反射率に応じて複数の反射面で分担して行う構成となっている。換言すれば、反射面Ｍにおける可視光線の反射率は、光出射面Ｓから出射される照明光の輝度分布が略均一となるような値に設定されている。
この反射率を得るために、本実施形態では、反射面Ｍを構成するコールドミラーを次のような構成としている。
【００３１】
「反射面の詳細な構成」
図４は、図３のｑ−ｑ断面における拡大図である。なお、解り易くするため、図面に向かって下側（最下層）を導光板５１の透明部分としている。
反射面Ｍは、第１薄膜６１と、第１薄膜６１よりも屈折率の高い第２薄膜６２とが交互に複数層積層されたコールドミラーである。
第１薄膜６１、および第２薄膜６２に用いる薄膜材料としては、可視光線をその波長全域に渡って透過可能な材料が好ましい。例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化珪素（ＳｉＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ3Ｏ3）、五酸化ニオブ（Ｎｂ3Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3)などの材料の中から、上述した屈折率の高低関係を満足するように材料選択すれば良い。
本実施形態では、好適例として、第１薄膜６１にはＳｉＯ2を用い、第２薄膜６２にはＴｉＯ2を用いている。つまり、アクリル樹脂からなる導光板５１上に、ＳｉＯ2薄膜と、ＴｉＯ2薄膜とを交互に複数層積層している。
【００３２】
ここで、反射させたい可視光線の設計中心波長をλ0としたときに、第１薄膜６１、および第２薄膜６２の膜厚ｔは、数式（１）の関係を満たすように設定することが好ましい。
ｔ＝λ0／４…（１）
【００３３】
つまり、膜厚ｔが設計中心波長λ0の約１／４となるように設定することになる。例えば、可視放射の波長域３８０〜７８０ｎｍにおける設計中心波長λ0を５８０ｎｍとした場合、膜厚ｔは、約１４５ｎｍに設定すれば良い。
本実施形態では、好適例として設計中心波長λ0を５００ｎｍに設定し、基準となる膜厚ｔ（基準膜厚）を約１２５ｎｍとした。これは、発明者等が行った複数の実験結果から導出した値であり、液晶パネルにおける色再現性を確保するとともに、液晶の劣化を抑制するのに適した設定となっている。
【００３４】
他方、第１薄膜６１、および第２薄膜６２の膜厚を全て基準膜厚とすれば良い訳ではなく、複数層の中で、膜厚を変えた方が良い部分もある。
例えば、アクリル樹脂からなる導光板５１（基体）上に直に形成されるＳｉＯ2薄膜（第１薄膜６１）の膜厚は、基体との密着性を高めるために基準膜厚より厚く、例えば、約３００ｎｍ以上に設定する。好適には、約３３０ｎｍであることが好ましい。また、基体上に最初に形成する薄膜層を低屈折率の第１薄膜６１としているのも、同様の意味からである。なお、連続して積層された第１薄膜６１と第２薄膜６２とは対となるため、双方を同じ膜厚とすることが基本であるが、約３３０ｎｍの第１薄膜６１と対となる第２薄膜６２の厚さは、厚さのバランスを取るために約１００ｎｍとする。
【００３５】
このようにして、第１薄膜６１と第２薄膜６２とが交互に複数層積層されたコールドミラーは、可視光線を反射し、赤外線を透過するダイクロイックミラーとして機能する。
その原理は、各薄膜の厚さが基準膜厚に設定され、上下に形成された第２薄膜６２に挟持された第１薄膜６１において、上層の第２薄膜６２との界面（表面界面）で反射した可視光線と、下層の第２薄膜６２との界面（裏面界面）で反射した可視光線とが、同位相となって強め合うことにより可視光線が反射されるというものである。また、上下に形成された第１薄膜６１に挟持された第２薄膜６２においても、表面界面で反射した可視光線と、裏面界面で反射した可視光線とが、互いに強め合うように干渉することにより、可視光線が反射される。
ここで、第１薄膜６１と第２薄膜６２とを複数層積層するのは、表面界面および裏面界面の数を増やすためであり、原理的には界面の数を増やすと、可視光線の反射率が向上することになる。換言すれば、第１薄膜６１と第２薄膜６２との積層数を調整することによって、可視光線の反射率を調整することができる。
【００３６】
発明者等の実験結果によれば、積層数を２５〜２７層とすると、可視光線の反射率が９０％以上となることが確認されている。他方、照明装置５０は、前述したように、複合光から複数のプリズムＢ（反射面Ｍ）により分担して可視光線を反射（分離）する構成であるため、積層数は、この構成に適合したものとしている。
本実施形態では、好適例として、第１薄膜６１および第２薄膜６２の積層数を６〜２０層の範囲内で設定（調整）することにより、可視光線の反射率を最適化している。つまり、液晶パネルのサイズ、解像度、用途などに応じて、プリズムＢの形成数を定め、これらの条件に最適な積層数を６〜２０層の範囲内で設定する。
なお、第１薄膜６１および第２薄膜６２の膜厚ｔは、基準膜厚に設定することが基本であるが、約１００〜１８０ｎｍの範囲内の異なる膜厚に設定した層を適宜交えることが好ましい。例えば、積層数を１０層とした場合、２〜４層を基準膜厚とは異なる膜厚に設定する。これにより、可視光線の色域を微調整することができる。
【００３７】
「反射面の形成方法」
図５（ａ），（ｂ）は、反射面の形成方法の説明図であり、図３（ａ）に対応している。ここでは、反射面Ｍの形成方法について説明する。
反射面Ｍは、減圧環境下において導光板５１（基体）上にスパッタ法を用いて形成される。詳しくは、減圧環境下において、不活性ガスを導入しながら、導光板５１（正確には背面に設置された電極）とターゲット（薄膜材料）との間に直流高電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させて、はじき飛ばされたターゲット物質を導光板５１に成膜させる。なお、異方性を高めるためには、不活性ガスとしてクリプトンや、キセノンなどの重い元素のガスを用いること、また、ターゲットと導光板５１との距離をできるだけ離すことが好ましい。
また、このような直流スパッタ法に限定するものではなく、異方性の高いスパッタリングが可能な方法であれば良い。例えば、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法などを用いることができる。
【００３８】
図５（ａ）は、導光板５１（基体）上にスパッタ法を用いて、第１薄膜６１を形成する工程の様子を示した断面図であり、（ｂ）は、同様に、第２薄膜６２を形成する工程の様子を示した断面図である。
反射面Ｍは、第１薄膜６１を形成する第１工程と、第２薄膜６２を形成する第２工程とを薄膜の積層数分繰り返すことによって形成される。
まず、第１工程では、減圧環境に設定された成膜装置内にセットされた導光板５１（基体）に、ターゲット（ＳｉＯ2）物質をスパッタリングし、第１薄膜６１を形成する。
図５（ａ）の矢印は、ターゲット物質の動きを模式的に示しており、ターゲット物質が反射面となる傾斜面や、台形をなしたプリズムＢの上底（光出射面Ｓの背面）に堆積される様子が示されている。
ここで、異方性が高いとは、ターゲット物質が光出射面Ｓに対して略垂直に進行することを指している。つまり、プリズムＢにおける複合光の入射端面Ｂ１ｂ，Ｂ２ｂ，Ｂ３ｂ…には、できるだけターゲット物質が付着しない条件を指している。換言すれば、ステップガバレッジが悪いことを指している。
なお、通常のスパッタ条件でスパッタリングした場合であっても、端面Ｂ１ｂ，Ｂ２ｂ，Ｂ３ｂ…は、光出射面Ｓに対して略垂直に形成されているため、全面に薄膜層が形成される訳ではなく、光の利用効率が若干下がる程度であり、基本的な機能に支障はない。
【００３９】
次に、図５（ｂ）に示すように、第２工程では、第１薄膜６１が形成された導光板５１（基体）に、ターゲット（ＴｉＯ2）物質をスパッタリングし、第２薄膜６２を形成する。なお、破線の矢印は、ターゲット物質の動きを模式的に示したものである。
そして、第１工程と、第２工程とを複数回繰り返し行うことにより、所望の積層数の反射面Ｍが形成される。
【００４０】
なお、上記説明においては、アクリル樹脂を一体成型した導光板５１（基体）を用いることを前提として説明したが、この構成に限定するものではない。導光板５１は、背面に複数のプリズムを備えた透明な部材から構成されていれば良く、ガラスや、ガラスと樹脂との複合部材であっても良い。
例えば、導光板５１は、図３において、光出射面Ｓを含む平板部をガラス基板で構成し、当該ガラス基板上に、透明樹脂層をスピンコート法によって積層した後、フォトリソ法、または光造形法を用いてプリズム部を形成したものであっても良い。
【００４１】
また、透明樹脂を一体成型して導光板５１を形成する場合も、射出成型法に限定するものではなく、押出し成型法を用いても良い。この場合、図３（ａ）の導光板５１の断面形状に開口した押出し型を用いて、透明樹脂を押出し成型した後、所望の長さに切断することによって導光板５１を形成する。
また、透明樹脂の材質もアクリル樹脂に限らず、エチピオ系、ウレタン系、アリル系などの熱硬化性樹脂や、アクリル系、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂や、紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂を用いても良い。さらに、成型方法も、熱成型、切削加工、研磨加工、フォトリソ法、光造型法、インクジェット法などの加工方法、またはこれらの加工方法を組み合せても良い。
または、肉厚のガラス基板に対して、切削加工により各プリズムを区分けするクサビ状の切込みを入れた後、研磨加工により鏡面とした導光板５１を用いても良い。
【００４２】
上述した通り、本実施形態に係る照明装置５０、および液晶表示装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
導光板５１の背面には、光源５２が出射する複合光の進行方向に沿って、複数のプリズムＢが形成されている。そして、各プリズムＢには、複合光を光出射面Ｓに反射するためのコールドミラーからなる複数の反射面Ｍが形成されている。
よって、光出射面から出射される照明光は、複合光から赤外線を分離した可視光線となるため、液晶パネルの液晶が劣化することを抑制することができる。詳しくは、照明光のスペクトルは、図２（ａ）のグラフｇ１において、約７８０ｎｍ以上の波長域の光（ハッチングで示した部分）がカットされたものとなる。
従って、赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することが可能な液晶パネル用の照明装置５０を提供することができる。
【００４３】
さらに、各プリズムＢは、導光板５１の裏側において同じサイズ（高さ）に形成されている。よって、照明装置５０を薄く構成することができる。
また、各プリズムＢにおける複合光からの可視光線の分離（反射）は、可視光線の反射率に応じて複数の反射面Ｍで分担して行う構成となっている。そして、反射面Ｍにおける可視光線の反射率は、光出射面Ｓから出射される照明光の輝度分布が略均一となるような値に設定されている。
よって、照明装置５０は、略均一な輝度分布の照明光を出射することができる。
【００４４】
また、照明装置５０を液晶パネル１０のバックライトとして用いることにより、一体型の液晶表示装置１００を提供することができる。
特に、コールドミラーを含む複数の光学系が間隙を空けて配置されていた従来の液晶表示装置よりも、薄く構成することができる。
さらに、照明装置５０と、液晶パネル１０との間には、拡散板１５が入っているため、より均一化された照明光により、表示領域Ｖを照明することができる。
よって、赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することが可能な薄型の液晶表示装置１００を提供することができる。換言すれば、信頼性に優れた薄型の液晶表示装置１００を提供することができる。
【００４５】
（実施形態２）
図６は、実施形態２における液晶表示装置の斜視図であり、図１に対応している。
以下、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置１１０について説明する。
本実施形態における液晶表示装置１１０は、図１の照明装置５０とは異なる構成の照明装置７０を備えている。この点以外は、実施形態１の液晶表示装置１００と同一である。
ここでは、実施形態１における説明と重複する部分は省略し、照明装置７０の構成を中心に説明する。また、同一の構成部位については同一の番号を附して説明する。
【００４６】
「照明装置の構成」
液晶表示装置１１０は、液晶パネル１０と、照明装置７０とから構成された一体型の液晶表示装置である。
本実施形態に係る照明装置７０は、光源を２つ備えていることと、導光板の背面におけるプリズム部の構成とが、実施形態１の照明装置５０と異なる。
照明装置７０は、導光板７１、第１光源７２、第２光源７３などから構成されている。
導光板７１（基体）は、実施形態１での説明と同様に透明樹脂で一体形成されている。導光板７１における液晶パネル１０側の面には光出射面Ｓが形成され、背面には奥行き（厚さ）方向にプリズム部が形成されている。なお、詳しくは後述するが、このプリズム部における１つのプリズムは、２つの反射部を備えている。
第１光源７２は、導光板７１の右側（Ｘ軸（＋）側）の端面７１ｂに対向して配置されている。第２光源７３は、導光板７１の左側（Ｘ軸（−）側）の端面７１ｄに対向して配置されている。また、第２光源７３は、導光板７１の厚さ（Ｚ軸（＋））方向において、第１光源７２よりも奥に配置されている。
なお、第１光源７２、および第２光源７３は、好適例として冷陰極管を用いているが、実施形態１での説明と同様に、ＥＬ素子や、ＬＥＤであっても良い。
【００４７】
図７は、図６のｓ−ｓ断面における液晶表示装置の側断面図であり、図３（ａ）に対応している。図８は、照明装置の背面側からの部分平面図であり、図３（ｂ）に対応している。導光板７１は、図７の一点斜線を区分け線ｋとして、光出射面Ｓを含む平板部と、背面側のプリズム部とに大きく区分けされる。プリズム部には、ｎ個のプリズムＣがＸ軸に沿って配置されている。
第１光源７２近傍のプリズムＣ１を例にして説明する。プリズムＣ１において、区分け線ｋに沿った部分を下底とし、点線ｄを上底とした台形部分は、図３（ａ）のプリズムＢに相当している。つまり、第１光源７２が出射する複合光Ｌｃ１が略垂直に入射される端面７１ｂ（Ｃ１ｂ）と、複合光Ｌｃ１に対して約４５°の角度をなした反射面Ｍ１ｂとを備えている。また、当該台形状の下層（Ｚ軸（＋）側）に形成された三角形のプリズムは、第２光源７３からの複合光Ｌｃ２が略垂直に入射される端面Ｃ１ａと、複合光Ｌｃ２に対して約４５°の角度をなした反射面Ｍ１ａとを備えている。
つまり、プリズムＣ１は、平板部の下層に、台形状のプリズムと三角形のプリズムとをこの順番で重ねた形状となっている。また、プリズムＣ１には、複合光Ｌｃ１を光出射面Ｓ側に反射する反射面Ｍ１ｂと、複合光Ｌｃ２を光出射面Ｓ側に反射する反射面Ｍ１ａとの、２つの反射面を備えている。反射面Ｍ１ａは、反射面Ｍ１ｂに対して略直交している。
【００４８】
そして、図７に示すように、プリズムＣ１の隣に配置された複数のプリズムＣ２，Ｃ３…Ｃｎも、それぞれプリズムＣ１と同様な構成となっている。換言すれば、プリズムＣ１と同様なプリズムがＸ軸（−）方向に周期的に連続して配置されている。
また、図８に示すように、各プリズムＣは、Ｙ軸方向に延在して形成されている。換言すれば、第１光源７２の長手方向に沿って延在している。このため、複数のプリズムＣおよび反射面Ｍは、平面視においてストライプ状に観察される。
このように、導光板７１の背面には、Ｘ軸に沿って、複数のプリズムＣが形成されている。換言すれば、導光板７１の背面には、第１光源７２が出射する複合光Ｌｃ１を光出射面Ｓ側に反射するための第１反射面としての反射面Ｍが、端面７１ｂから端面７１ｄに向かって複数形成されている。また、第２光源７３が出射する複合光Ｌｃ２を光出射面Ｓ側に反射するための第２反射面としての反射面Ｍが、端面７１ｄから端面７１ｂに向かって同数形成されている。なお、プリズムＣの形成数は、液晶パネル１０のサイズや、解像度、用途などに応じて適宜定めることができる。
そして、第２光源７３および複数の第２反射面は、光出射面Ｓからの奥行き方向において、第１光源７２および複数の第１反射面の下層（Ｚ軸（＋））側、すなわち、第１反射面に対し、導光板７１における光出射面Ｓと逆側の方向に設けられている。換言すれば、光出射面Ｓからの奥行き方向（Ｚ軸（＋））方向）において、第１光源７２および複数の第１反射面と、第２光源７３および複数の第２反射面とが、この順番で配置されている。
【００４９】
第１光源７２および複数の第１反射面からなる構成（上段構成）における光学作用については、実施形態１での説明と同様である。また、第２光源７３および複数の第２反射面からなる構成における光学作用は、上段構成の光学作用を左右（Ｘ軸方向）反転させたものとなる。また、反射面Ｍにおける可視光線の反射率は、この２段構成を前提として、光出射面Ｓから出射される照明光の輝度分布が略均一となるような値に設定する。
また、反射面Ｍの詳細な構成、および形成方法についても、実施形態１での説明と同様である。
【００５０】
上述した通り、本実施形態に係る照明装置７０、および液晶表示装置１１０によれば、実施形態１の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
照明装置７０は、導光板７１の対向する端面にそれぞれ第１光源７２と第２光源７３とを配置し、２つの光源からの光を利用する構成となっている。
よって、明るい照明光を得ることができる。
さらに、対向する端面から入射される２つの複合光の輝度分布は、略左右対称となっており、この複合光を第１反射面、および第２反射面で程好く混合する構成となっている。詳しくは、各プリズムＣにおいて、照明光となる可視光線は、第１反射面で反射した可視光線と、第２反射面で反射した可視光線とを加えたものとなり、この様子が図７の可視光線Ｌｒを示す白抜きの矢印で示されている。
ここで、白抜きの矢印の大きさは、可視光線の光量を模式的に示したものであり、各プリズムＣにおける光量は、第１反射面、および第２反射面でバランス良く混合されて、略均一化されている。
従って、より均一な輝度分布の照明光を出射することが可能な照明装置７０を提供することができる。
【００５１】
また、照明装置７０を液晶パネル１０のバックライトとして用いることにより、一体型の液晶表示装置１１０を提供することができる。
また、第２光源７３および複数の第２反射面からなる下段の構成分、実施形態１の照明装置５０よりも厚くなるが、厚くなる寸法は１〜２ｍｍ程度の寸法であり、従来の液晶表示装置に比べて十分に薄い。
従って、赤外線に起因した液晶の劣化を抑制することが可能な薄型の液晶表示装置１１０を提供することができる。換言すれば、信頼性に優れた薄型の液晶表示装置１１０を提供することができる。
【００５２】
（電子機器）
図９は、上述の液晶表示装置を搭載した携帯電話を示す斜視図である。
上述した液晶表示装置１００は、例えば、電子機器としての携帯電話２００に搭載して用いることができる。
携帯電話２００は、本体部３５０と、当該本体部に対して開閉自在に設けられた表示部３７０とを備えるとともに、実施形態１に係る液晶表示装置１００を内蔵している。詳しくは、液晶表示装置１００は、表示部３７０に組み込まれており、液晶パネル１０が表示画面となっている。また、本体部３５０には、複数の操作ボタンを有する操作部３６５が設けられている。
つまり、携帯電話２００は、薄型で、信頼性に優れた液晶表示装置１００を搭載している。従って、薄型で、安定した画質を得ることができる携帯電話２００を提供することができる。
なお、液晶表示装置１００の代わりに、実施形態２に係る液晶表示装置１１０を用いても良く、この場合であっても、同様な作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、携帯電話の態様は、図９に示した折畳み式に限定するものではなく、液晶パネルを備えた携帯電話であれば良い。
例えば、本体部３５０に対して表示部３７０が折畳み、および旋回可能に設けられた携帯電話であっても良い。または、一体型の携帯電話や、一体型の本体部に操作部が収納されているスライド式の携帯電話であっても良い。
また、電子機器としては、携帯電話に限定するものではなく、液晶パネルを備えた電子機器であれば良い。
例えば、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００５５】
（変形例１）
図５を用いて説明する。
上記各実施形態において、各反射面に形成する薄膜の積層数（反射率）については、全ての反射面において同一であるものとして説明したが、積層数を異ならせても良い。
例えば、図５（ｂ）において、プリズムＢ１のみに、第２薄膜６２を形成する場合には、他のプリズムを金属板などのマスク部材によってマスキングすれば良い。このように、マスキングにより薄膜を形成したいプリズムを露出させて成膜する工程を繰り返すことによって、各反射面、または所定の領域における積層数を異ならせることができる。
前述した通り、薄膜の積層数を変更することにより、反射面における可視光線の反射率を調整することが可能であるため、照明光の輝度分布をより均一にすることができる。
従って、より均一な輝度分布の照明光を出射することが可能な照明装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…液晶パネル、１５…拡散板、５１，７１…導光板、５１ａ〜５１ｄ…端面、５２…光源、５０，７０…照明装置、６１…第１薄膜、６２…第２薄膜、７１ａ〜７１ｄ…端面、７２…第１光源、７２…第２光源、１００，１１０…液晶表示装置、Ｂ，Ｃ…プリズム、Ｍ…反射面（傾斜面）、Ｓ…光出射面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010210738.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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