(57)【要約】  本発明の目的は、薄く、かつ、高い耐熱温度を実現するとともに光利用効率の高い照明装置および液晶表示装置を提供することである。  本発明の照明装置（１００）は、互いに直交する偏光方向を有する第１および第２偏光成分を含む光を出射するバックライト（１１０）と、第１偏光成分の反射率が第１偏光成分の透過率よりも高く、第２偏光成分の透過率が第２偏光成分の反射率よりも高い選択反射偏光板（ワイヤーグリッド）（１２０）とを備える。  選択反射偏光板（ワイヤーグリッド）（１２０）は、透明基板（１２２）と、透明基板（１２２）上に配列された複数の金属ワイヤー（１２４）とを有しており、金属ワイヤー（１２４）のピッチに対する金属ワイヤー（１２４）の幅の比は３０％よりも大きく４２％以下である。バックライト（１１０）の反射率は０．６以上である。  本発明の照明装置は、液晶表示装置に好適に用いられる。液晶表示装置（１５０）は、照明装置（１００）に加えて液晶パネル（２００）を備えている。
2009101797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する偏光方向を有する第１および第２偏光成分を含む光を出射するバックライトと、
前記第１偏光成分の反射率が前記第１偏光成分の透過率よりも高く、前記第２偏光成分の透過率が前記第２偏光成分の反射率よりも高い選択反射偏光板と
を備える照明装置であって、
前記選択反射偏光板は、透明基板と、前記透明基板上に配列された複数の金属ワイヤーとを有しており、
前記金属ワイヤーのピッチに対する前記金属ワイヤーの幅の比は３０％よりも大きく４２％以下であり、前記バックライトの反射率は０．６以上である、照明装置。
【請求項２】
前記バックライトの反射率は０．６以上０．８以下である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記金属ワイヤーのピッチは２００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記金属ワイヤーの厚さはほぼ１００ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
液晶パネルと、
互いに直交する偏光方向を有する第１および第２偏光成分を含む光を出射するバックライトと、
前記液晶パネルと前記バックライトとの間に配置された選択反射偏光板であって、前記第１偏光成分の反射率が前記第１偏光成分の透過率よりも高く、前記第２偏光成分の透過率が前記第２偏光成分の反射率よりも高い、選択反射偏光板と
を備える液晶表示装置であって、
前記選択反射偏光板は、透明基板と、前記透明基板上に配列された複数の金属ワイヤーとを有しており、
前記金属ワイヤーのピッチに対する前記金属ワイヤーの幅の比は３０％よりも大きく４２％以下であり、前記バックライトの反射率は０．６以上である、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型および低消費電力等の利点を有している。このため、液晶表示装置は、テレビ、コンピュータ、携帯端末等の表示部に利用されている。液晶表示装置の液晶パネルは、ブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）やプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）などの自発光型パネルとは異なり、それ自体は発光しない。このため、透過型液晶表示装置および透過反射両用型液晶表示装置では、液晶パネルの裏面にバックライトを配置し、バックライトから出射して液晶パネルを通過した光により、表示が行われる。【０００３】
バックライトから出射される光は非偏光である。透過型液晶表示装置および透過反射両用型液晶表示装置には、液晶層を挟むように偏光板が設けられている。偏光板は、透過軸に平行な偏光方向の偏光成分を透過し、透過軸に直交する偏光方向の偏光成分を吸収する。このため、バックライトから出射された光のうちバックライトに近い偏光板を透過するのは略半分であり、バックライトからの光の略半分は利用されない。【０００４】
そこで、選択反射偏光板を用いることにより、光の利用効率を増大させることが知られている。選択反射偏光板は、偏光方向の直交する２つの偏光成分のうちの一方を透過し、他方を反射する。選択反射偏光板は、例えば、バックライトを備える照明装置の出射面に配置される。選択反射偏光板は、透過軸に平行な偏光方向の偏光成分のほとんどを透過するが、一般的な偏光板では吸収される偏光成分のほとんどをバックライトに向けて反射する。バックライトに戻った光の一部は、バックライトにおいて反射されるとともに偏光状態が変化し、再びバックライトの出射面から選択反射偏光板に向かって出射される。バックライトの出射面から出射された光の一部は選択反射偏光板を透過する。以上のように、選択反射偏光板を設けることにより、光利用効率が増大し、液晶表示装置の輝度が１．２〜１．４倍ほど増加する。【０００５】
選択反射偏光板は３つのタイプに分類される。第１のタイプの選択反射偏光板は誘電体の多層膜から形成される（例えば、特許文献１参照）。このタイプの選択反射偏光板は、面内に屈折率異方性を有する材料と等方性の材料とを多層重ねた構造（誘電体積層構造）を有しており、誘電体多層膜とも呼ばれている。【０００６】
第２のタイプは液晶のような複屈折性材料を使用したものである（特許文献２参照）。このタイプの選択反射偏光板は液晶性材料を面内に配向させて形成されている。【０００７】
そして、第３のタイプは、透明基板上に複数の金属ワイヤーを配列したものである。金属ワイヤーは、反射率の高い金属から形成されている。このタイプの選択反射偏光板は、ワイヤーグリッドとも呼ばれている。複数の金属ワイヤーは、金属薄膜をパターニングすることにより、対象となる光の波長以下のピッチで平行に配列されている。【０００８】
これらの選択反射偏光板は、基本的に同様な機能を有しているが、それぞれに特徴がある。第１のタイプの選択反射偏光板は、誘電体ミラーと同様に、各層間における屈折率異方性に起因した屈折率差によって偏光の透過および反射が行われる。例えば、隣接する２つの層における入射面に垂直方向の屈折率の差がゼロである場合に光が透過する一方で、隣接する２つの層において入射面に平行方向の屈折率の差が大きい場合に２つの層の境界において光が反射し、結果として、選択反射が行われる。このため、第１のタイプの選択反射偏光板は、高い透過率および反射率を有している。しかしながら、誘電体積層構造の各層の厚さに応じて透過および反射に最適な波長が決まり、透過および反射の波長依存性が大きいため、波長分散が発生することがある。そこで、可視光全域で所望の性能を得るためには、バックライトの光源のＲ，Ｇ，Ｂ波長それぞれに対して最適となるように略２００層程度の誘電体多層膜を形成し、さらにそれらを貼り合せる必要がある。この場合、簡便に製造することができないだけでなく、貼り合わされた層は１５０μｍ程度まで厚くなる。また、選択反射偏光板の偏光度は、各層の厚さ、屈折率および異方性のバラツキに応じて決定され、一般に、９０％位である。【０００９】
第２のタイプの選択反射偏光板は複屈折材料を利用するため、誘電体多層膜と比べて簡単な構造であり、容易に製造可能である。しかしながら、複屈折層によって透過および反射が行われるため、波長依存性が大きく、波長分散が発生し、選択反射偏光板の主面の法線方向に対して斜めの方向からの光に対して色が付くことがある。第２のタイプの選択反射偏光板の複屈折材料として、配向方向の制御し易い液晶材料が好適に用いられる。この場合、コレステリック液晶が使用されることが多く、その厚さは液晶パネルの液晶層と同等で４〜６μｍ程度である。また、この選択反射偏光板も偏光度を高くすることができず、第１のタイプの選択反射偏光板と同等程度である。【００１０】
第３のタイプの選択反射偏光板は、可視光領域のうちの短波長である青の４００ｎｍと比べて金属ワイヤーのピッチを約１／２以下にすることにより、可視光領域の波長分散を抑制できる。また、一層の金属薄膜をパターニングした金属ワイヤーによって特性が決定され、上述した２つのタイプよりも薄く、０．１μｍ程度にすることが可能である。さらに、このタイプの偏光板の偏光度は金属ワイヤー間のスペースと金属ワイヤーのピッチに依存し、例えば金属ワイヤーのピッチ１５０ｎｍで金属ワイヤーの幅が７５ｎｍである場合、偏光度は９９．９％以上となり、高い偏光度を実現することができる。【００１１】
近年、液晶表示装置の応用用途が広がりつつあり、車載用表示装置のように使用温度が高い場所でも安定に動作することが要求されている。また、画質を向上させるために、液晶表示装置の解像度および輝度を向上させることが要求されており、そのために、液晶表示装置内での画像信号処理の高速化によるドライバの周波数の増大やバックライトの光源の高出力が必要とされ、使用時の温度が上昇する傾向にある。【００１２】
一方、液晶表示装置のデザインまたはコンパクト化の観点から、液晶表示装置を薄くすることが要求されている。このため、液晶表示装置に用いられる部材を薄くすることが要求されている。例えば、透明基板として、厚さ０．２ｍｍ程度のガラス基板、または、厚さ０．１ｍｍ程度のプラスチック基板が用いられている。また、液晶表示装置に使用される光学フィルムを１０ミクロン単位で薄くするような設計が行われている。【００１３】
このような液晶表示装置を実現するために、薄く且つ耐熱性に優れた選択反射偏光板が要求されている。第１のタイプは積層される層の数が多いこと、第２のタイプの選択反射偏光板は液晶層を２枚のフィルム等で挟んで形成されることに対して、第３のタイプの選択反射偏光板（ワイヤーグリッド）は、透明基板の片面上に金属ワイヤーを形成しているため、薄くできるとともに高い耐熱温度を実現することができる。
【特許文献１】特表平１０−５１１３２２号公報
【特許文献２】特開平６−２８１８１４号公報
【特許文献３】特開２００６−４７８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、ワイヤーグリッドは、薄く且つ耐熱性に優れている、しかしながら、ワイヤーグリッドは、金属から形成された金属ワイヤーを備えており、必然的に金属による光吸収が発生する。このため、ワイヤーグリッドを備える照明装置の光利用効率は他のタイプの選択反射偏光板を備える照明装置と比べて低い場合がある。【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、薄く、かつ、高い耐熱温度を実現するとともに光利用効率の高い照明装置および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による照明装置は、互いに直交する偏光方向を有する第１および第２偏光成分を含む光を出射するバックライトと、前記第１偏光成分の反射率が前記第１偏光成分の透過率よりも高く、前記第２偏光成分の透過率が前記第２偏光成分の反射率よりも高い選択反射偏光板とを備える照明装置であって、前記選択反射偏光板は、透明基板と、前記透明基板上に配列された複数の金属ワイヤーとを有しており、前記金属ワイヤーのピッチに対する前記金属ワイヤーの幅の比は３０％よりも大きく４２％以下であり、前記バックライトの反射率は０．６以上である。【００１７】
ある実施形態において、前記バックライトの反射率は０．６以上０．８以下である。【００１８】
ある実施形態において、前記金属ワイヤーのピッチは２００ｎｍ以下である。【００１９】
ある実施形態において、前記金属ワイヤーの厚さはほぼ１００ｎｍである。【００２０】
本発明による液晶表示装置は、液晶パネルと、互いに直交する偏光方向を有する第１および第２偏光成分を含む光を出射するバックライトと、前記液晶パネルと前記バックライトとの間に配置された選択反射偏光板であって、前記第１偏光成分の反射率が前記第１偏光成分の透過率よりも高く、前記第２偏光成分の透過率が前記第２偏光成分の反射率よりも高い、選択反射偏光板とを備える液晶表示装置であって、前記選択反射偏光板は、透明基板と、前記透明基板上に配列された複数の金属ワイヤーとを有しており、前記金属ワイヤーのピッチに対する前記金属ワイヤーの幅の比は３０％よりも大きく４２％以下であり、前記バックライトの反射率は０．６以上である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、薄く、かつ、高い耐熱温度を実現するとともに光利用効率の高い照明装置および液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による照明装置の実施形態を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態の照明装置における選択反射偏光板の模式的な斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った模式的な側面図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明による照明装置における透過率および反射率を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、バックライトの反射率を測定する反射率測定システムの模式図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、比較例１および比較例２の照明装置の模式図である。
【図７】比較例１および比較例２の照明装置における波長に対する光束比を表すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、バックライトの反射率が７６％、６８％、１００％、５０％であるときのメタル比（定義は後述）に対する光利用効率の変化を表すグラフである。
【図９】バックライトの反射率とメタル比との関係を表すグラフである。
【図１０】バックライトの反射率と効率との関係を表すグラフである。
【図１１】（ａ）は、波長に対する垂直反射率（定義は後述）のピッチ依存性を表すグラフであり、（ｂ）は、波長に対する平行透過率（定義は後述）のピッチ依存性を表すグラフである。
【図１２】（ａ）は、波長に対する垂直反射率のメタル比依存性を表すグラフであり、（ｂ）は、波長に対する平行透過率のメタル比依存性を表すグラフである。
【図１３】（ａ）は、波長に対する垂直反射率のメタル厚依存性を表すグラフであり、（ｂ）は、波長に対する平行透過率のメタル厚依存性を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１００  照明装置
１１０  バックライト
１２０  選択反射偏光板
１２２  透明基板
１２４  金属ワイヤー
１５０  液晶表示装置
２００  液晶パネル
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明による照明装置および液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。【００２５】
図１に、本発明による照明装置の実施形態の模式図を示す。本実施形態の照明装置１００は、バックライト１１０と、選択反射偏光板１２０とを備えている。選択反射偏光板１２０はある方向の直線偏光を透過する透過軸を有しており、選択反射偏光板１２０は、バックライト１１０から出射された光のうち透過軸に平行な偏光方向の偏光成分を主に透過し、バックライト１１０から出射された光のうち透過軸に直交する偏光方向の偏光成分を主に反射する。【００２６】
図２（ａ）に、選択反射偏光板１２０の模式的な斜視図を示し、図２（ｂ）に、図２（ａ）の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った模式的な断面図を示す。選択反射偏光板１２０は、透明基板１２２と、透明基板１２２上に配列された複数の金属ワイヤー１２４とを備えている。選択反射偏光板１２０はワイヤーグリッドとも呼ばれる。複数の金属ワイヤー１２４は互いに平行に配置されている。金属ワイヤー１２４の幅Ｗおよびピッチ（周期）Ｐは一定であり、金属ワイヤー１２４のＷ／Ｐは３０％より大きく４２％以下である。なお、本明細書において、このＷ／Ｐをメタル比とも呼ぶ。例えば、金属ワイヤー１２４の幅Ｗは４５ｎｍであり、金属ワイヤー１２４のピッチＰは１５０ｎｍである。例えばワイヤーグリッド１２０が形成された基板全体の幅（図２（ａ）に示した長さＬに垂直な方向の一辺の幅）が１５０ｍｍである場合、約１００万本の金属ワイヤー１２４が配列される。また、金属ワイヤー１２４の長さＬはピッチＰと比べて十分に大きく、例えば１５０μｍである。また、金属ワイヤー１２４の長さＬが透明基板１２２の一辺の長さ程度となるように金属ワイヤー１２４は透明基板１２２の一辺にわたって設けられていてもよい。金属ワイヤー１２４の厚さＴは例えば、１００ｎｍである。金属ワイヤー１２４の幅Ｗ、ピッチＰ、厚さＴ、長さＬ等は、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて測定できる。【００２７】
図１に示したバックライト１１０から出射された光のうち、金属ワイヤー１２４の延びている方向に直交する偏光方向の偏光成分は主に選択反射偏光板１２０を透過し、金属ワイヤー１２４の延びている方向に平行な偏光方向の偏光成分は主に選択反射偏光板１２０において反射される。このように、選択反射偏光板１２０の透過軸は金属ワイヤー１２４の延びている方向と直交しており、選択反射偏光板１２０の反射軸は、金属ワイヤー１２４の延びている方向と平行である。本実施形態の照明装置１００は液晶表示装置に好適に用いられる。【００２８】
図３に、本発明による液晶表示装置の実施形態の模式図を示す。本実施形態の液晶表示装置１５０は、照明装置１００に加えて液晶パネル２００を備えており、選択反射偏光板１２０は、バックライト１１０と液晶パネル２００との間に配置されている。【００２９】
バックライト１１０は、光を出射する光源１１２と、出射面１１４ａおよび裏面１１４ｂを有する導光板１１４と、導光板１１４の裏面１１４ｂと対向する反射シート１１６と、導光板１１４の出射面１１４ａと対向する拡散シート１１７と、集光フィルム１１８とを有している。光源１１２は例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。光源１１２から出射された光は非偏光である。光源１１２からの光は導光板１１４を伝達し、導光板１１４の出射面１１４ａから拡散シート１１７に向かって出射する。拡散シート１１７は導光板１１４の出射面１１４ａから出射された光を拡散し、集光フィルム１１８は、液晶パネル２００の主面に垂直な成分が増大するように光を集光する。また、導光板１１４の裏面１１４ｂから出射された光は反射シート１１６において反射され、導光板１１４の出射面１１４ａから出射される。【００３０】
バックライト１１０からの光は選択反射偏光板１２０に向けて出射される。この光は非偏光である。バックライト１１０から出射された光のうち選択反射偏光板１２０の透過軸と平行な偏光方向の偏光成分のほとんどは選択反射偏光板１２０を透過し、液晶パネル２００の表示に用いられる。【００３１】
液晶パネル２００は、第１偏光板２１２と、第１透明基板２２０と、画素電極２２２と、液晶層２３０と、第２透明基板２４０と、対向電極２４２と、第２偏光板２５２とを有している。第１偏光板２１２の透過軸は第２偏光板２５２の透過軸と直交するようにクロスニコルに配置されている。第１偏光板２１２の透過軸は選択反射偏光板１２０の透過軸と平行である。選択反射偏光板１２０を透過した光の偏光成分は主に選択反射偏光板１２０の透過軸に平行であるが、選択反射偏光板１２０よりも液晶層２３０の近くに選択反射偏光板１２０よりも偏光度の高い第１偏光板２１２が設けられている。選択反射偏光板１２０の偏光度は、例えば９９．６％であり、第１偏光板２１２の偏光度は例えば９９．９９％である。【００３２】
一方、出射光のうち選択反射偏光板１２０の反射軸に平行な偏光方向の偏光成分のほとんどは、選択反射偏光板１２０において反射されてバックライト１１０に戻る。バックライト１１０に戻った光は、バックライト１１０において反射され、選択反射偏光板１２０に向かって進行する。バックライト１１０に戻った光のうち、選択反射偏光板１２０に再び向かう光の割合をバックライト１１０の反射率と呼ぶ。本実施形態の照明装置１００においてバックライト１１０の反射率は０．６〜０．８である。ここでバックライトの反射率とは、完全拡散面である白い平面による反射光の光束量の総和に対する、完全拡散面の一部を置き換えたバックライトによる反射光の光束量の総和の比率を意味する。なお、バックライトの反射率測定方法は後述する。バックライト１１０において反射され選択反射偏光板１２０に再び到達する光の一部は選択反射偏光板１２０を透過し、液晶パネル２００の表示に用いられる。このように、選択反射偏光板１２０は、最初に選択反射偏光板１２０に入射したときに透過軸と直交する成分のほとんどをバックライト１１０に向けて反射し、最終的に、この光の一部を透過させて液晶パネル２００の表示に用いている。このように、選択反射偏光板１２０を備える照明装置１００の光利用効率は、透過軸と直交する偏光方向の偏光成分を吸収する一般的な偏光板を備える照明装置よりも向上している。【００３３】
以下に、図４を参照して、照明装置１００の光利用効率のさらなる向上を検討するにあたって、本願発明者が考え出したモデルを説明する。図４において、ワイヤーグリッド１２０の反射軸を紙面に平行に示している。【００３４】
バックライト１１０から出射される光は非偏光であり、ワイヤーグリッド１２０の反射軸に直交する偏光方向の偏光成分および平行な偏光方向の偏光成分の両方を有している。ワイヤーグリッド１２０の反射軸と直交する偏光方向の偏光成分のほとんどはワイヤーグリッド１２０を透過する。ワイヤーグリッド１２０の反射軸と直交する偏光方向の偏光成分のうちワイヤーグリッド１２０を透過する割合を示す透過率をａとする。なお、厳密には、ワイヤーグリッド１２０の反射軸と直交する偏光方向の偏光成分の光も幾分かはワイヤーグリッド１２０において反射される。ワイヤーグリッド１２０の反射軸と直交する偏光方向の偏光成分のうちワイヤーグリッド１２０において反射される割合を示す反射率をｂとする。この場合、ａ＞ｂである。【００３５】
一方、バックライト１１０から出射される光のうちワイヤーグリッド１２０の反射軸と平行な成分のほとんどはワイヤーグリッド１２０において反射される。ワイヤーグリッド１２０の反射軸と平行な偏光方向の偏光成分のうちワイヤーグリッド１２０において反射される割合を示す反射率をｂ’とする。また、厳密には、この偏光成分の幾分かはワイヤーグリッド１２０において反射されることなくワイヤーグリッド１２０を透過する。ワイヤーグリッド１２０の反射軸と平行な偏光方向の偏光成分のうちワイヤーグリッド１２０を透過する割合を示す透過率をａ’とする。この場合、ａ’＜ｂ’である。【００３６】
また、ワイヤーグリッド１２０の透過率ａ、ａ’および反射率ｂ、ｂ’を比較すると、ａ＞ａ’、  ｂ＜ｂ’である。なお、ａ＋ｂ＜１、ａ’＋ｂ’＜１であり、１−ａ＝ｂ、１−ａ’＝ｂ’とはならない。なぜならワイヤーグリッド１２０は金属ワイヤー１２４を有しており、光の幾分かは金属ワイヤー１２４に吸収されるからである。これは、光を透過しないアルミニウム（Ａｌ）膜の反射率が１にならないのと同様の理由である。【００３７】
反射率ｂおよび反射率ｂ’で反射された光はともにバックライト１１０に戻る方向に進行する。この光は、図３に示した集光フィルム１１８、拡散シート１１７を通って導光板１１４、さらにその下方の反射シート１１６において反射し、その後、その一部は再びバックライト１１０の出射面からワイヤーグリッド１２０に向けて出射される。このように、一旦ワイヤーグリッド１２０において反射された後、再びワイヤーグリッド１２０に向けて出射される光は再帰光と呼ばれる。ここで、ワイヤーグリッド１２０において反射されてバックライト１１０に戻る光のうち、再帰光となる割合をαとする。このαは、バックライト１１０の反射率を示す。反射率αはバックライト１１０に含まれる光学素子（図３に示した反射シート１１６、拡散シート１１７、集光フィルム１１８など）の光学特性および配置等に依存する。バックライト１１０に戻った光は、集光フィルム１１８や拡散シート１１７等を通過し、ワイヤーグリッド１２０において反射されたときの偏光方向は維持されない。ここでは、再帰光は非偏光とする。再帰光は、上述したのと同様に、反射率ｂ、ｂ’で再び反射され、透過率ａ、ａ’で透過する。再帰光のうち反射率ｂ、ｂ’で再び反射された光は再度バックライト１１０に戻る。このような透過および反射が理論的には無限回繰り返される。【００３８】
ワイヤーグリッド１２０を透過した光には、ワイヤーグリッド１２０の反射軸に直交する偏光方向の偏光成分だけでなく、ワイヤーグリッド１２０の反射軸に平行な偏光方向の偏光成分も含まれている。しかしながら、ワイヤーグリッド１２０によって本来的に選択された偏光成分は、ワイヤーグリッド１２０の反射軸に直交する偏光方向の偏光成分であり、ワイヤーグリッド１２０の反射軸に平行な偏光方向の偏光成分ではない。図３に示した液晶表示装置１５０においてワイヤーグリッド１２０を透過した光のうちワイヤーグリッド１２０の反射軸に平行な偏光方向の偏光成分は、第１偏光板２１２に吸収される。【００３９】
また、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光（すなわち、ワイヤーグリッド１２０を透過した光のうちワイヤーグリッド１２０の反射軸に直交する偏光方向の光）の光束量は、ワイヤーグリッド１２０において１度も反射されることなく透過した光の光束量、および、ワイヤーグリッド１２０において１回以上反射された後にワイヤーグリッド１２０を透過した光の光束量の合計である。ワイヤーグリッド１２０によって選択された光の光束量を合計すると、
Ｉ＝Ｉ0／２＊（ａ／（１−α（（ｂ＋ｂ’）／２）））    （式１）
となる。ここで、Ｉ0はバックライト１１０から最初にワイヤーグリッド１２０に向けて出射された光の光束量を示す。また、光束量Ｉは再帰回数無限回までの光束を含んでいる。【００４０】
なお、理想的には、透過率ａ＝１．０、透過率ａ’＝０．０、反射率ｂ＝０．０、反射率ｂ’＝１．０であり、バックライト１１０の反射率α＝１．０である。これらを（式１）に代入すると、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光の光束量ＩはＩ0となり、ワイヤーグリッド１２０に入射した光の全てがワイヤーグリッド１２０によって選択された光となる。【００４１】
また、仮想的に、透過率ａ＝０．８、透過率ａ’＝０．２、反射率ｂ＝０．２、反射率ｂ’＝０．８とし、ワイヤーグリッド１２０の反射率α＝１．０として（式１）に代入すると、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光の光束量Ｉは０．８Ｉ0となる。なお、この仮想的なケースでは、ワイヤーグリッド１２０による光の吸収を無視しており、バックライト１１０から最初にワイヤーグリッド１２０に向けて出射された光の光束量Ｉ0のうち、透過率ａ’でワイヤーグリッド１２０を透過した光は液晶パネルの入射側偏光板で吸収されるためこれを除く光の総和は、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光となる。ここで、光の利用効率を計算すると、本来、液晶パネルで使用される光は液晶パネルの入射側偏光板の透過軸に平行な偏光方向を有する偏光成分だけなので、その光束量は０．５Ｉ0であるが、上述したように、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光の光束量Ｉは０．８Ｉ0であり、光の利用効率は１．６（＝０．８Ｉ0÷０．５Ｉ0）となる。【００４２】
このモデルに従えば、（式１）から理解されるように、ワイヤーグリッド１２０によって選択された光の光束量は、Ｉ0、透過率ａ、ａ’、反射率ｂ、ｂ’、および、バックライト１１０の反射率αの関数である。透過率ａ、ａ’および反射率ｂ、ｂ’は、金属ワイヤー１２４のピッチＰ、幅Ｗ、厚さＴ、メタル比（Ｗ／Ｐ）に応じて変化する。なお、一般に、メタル比（Ｗ／Ｐ）が増大するほど、透過率ａが減少し、反射率ｂ’が増大する。【００４３】
また、上述したように、光束量Ｉは、ワイヤーグリッド１２０において反射されることなくワイヤーグリッド１２０を透過した光の光束量と、ワイヤーグリッド１２０において１回以上反射された後にワイヤーグリッド１２０を透過した光の光束量との和である。ここで、ワイヤーグリッド１２０において反射されることなくワイヤーグリッド１２０を透過した光の光束量をＩ1と示し、ワイヤーグリッド１２０において１回以上反射された後にワイヤーグリッド１２０を透過した光の光束量をＩ2と示す。光束量Ｉ1は、ワイヤーグリッド１２０の透過率ａと関連性が強く、光束量Ｉ2は、ワイヤーグリッド１２０の透過率ａだけでなく反射率ｂ、ｂ’およびバックライト１１０の反射率αとも関連性が強い。ワイヤーグリッド１２０の透過率ａが大きいほど、光束量Ｉ1が大きい。また、ワイヤーグリッド１２０の反射率ｂ、ｂ’およびバックライト１１０の反射率αが大きいほど、光束量Ｉ2が大きい。【００４４】
本願発明者は、ワイヤーグリッドを備える照明装置の光利用効率を向上させるためには、ワイヤーグリッドにおける金属ワイヤーのピッチ、幅、メタル比を変化させるだけでなく、バックライトの反射率を考慮することが重要であるという知見を見出した。【００４５】
以下、図５を参照して、バックライトの反射率を測定する反射率測定システムを説明する。図５（ａ）に、反射率測定システム５１０の模式図を示す。反射率測定システム５１０は、バックライトを支持する支持台５１２と、支持台５１２の上方に配置された光源５１４と、輝度計５１６とを有している。バックライトを支持台５１２に配置すると、光源５１４は、バックライトの中心の上方に位置している。輝度計５１６は、例えば、ＢＭ−５（トプコン製）の輝度計が用いられる。輝度計５１６は光源５１４に近いところから極角方向に移動可能である。【００４６】
反射率測定システム５１０は、以下に示すように、バックライトの反射率を測定する。バックライトを非点灯にし、光源５１４からバックライトに向けて光を照射する。輝度計５１６は、非点灯のバックライトにおいて反射された光の光束量を測定する。また、輝度計５１６を光源５１４に近いところから極角方向に移動させて、極角ごとに光束量を測定する。その後、極角に対する輝度を積分し、出射光量に対して反射率を計算する。この場合、光源５１４は、発散光源よりも、平行度の高い光束を出射する光源が望ましい。光源からの光が発散すると、出射光量に対する反射の程度を想定しにくいためである。平行度は５°程度が望ましい。反射率測定システム５１０は、バックライトのサイズが大きい場合に好適に用いられる。【００４７】
なお、反射率測定システムは、図５（ａ）に示した反射率測定システム５１０に限定されない。図５（ｂ）に、別の反射率測定システム５２０の模式図を示す。【００４８】
反射率測定システム５２０は、バックライトを支持する支持台５２２と、積分球をもった反射率測定器５２４とを有している。反射率測定器５２４にはランプ５２５および光束計５２６が設けられている。この反射率測定器５２４は、例えば、ミノルタ社製の反射率測定器を用いることができる。バックライトを支持台５２２に配置すると、ランプ５２５は、バックライトの上方に位置している。光束計５２６を傾けて測定し積分することを、積分球で行う。結果的に、反射率測定システム５２０も反射率測定システム５１０と同様の測定を行っている。反射率測定システム５２０は、バックライトのサイズが小さい場合に好適に用いられる。【００４９】
ここで、本実施形態の照明装置１００と比較する目的で、図６および図７を参照して、比較例１および比較例２の照明装置を説明する。【００５０】
図６（ａ）に、比較例１の照明装置６００Ａの構成を示し、図６（ｂ）に、比較例２の照明装置６００Ｂの構成を示す。比較例１の照明装置６００Ａでは、選択反射偏光板６２０Ａとして市販のワイヤーグリッド（ＭＯＸＴＥＫ社製）を用いている。このワイヤーグリッドの金属ワイヤーはＡｌ（アルミニウム）から形成されており、金属ワイヤーのピッチは１５０ｎｍ、金属ワイヤーの幅は７５ｎｍ、金属ワイヤーのメタル比は５０％であり、金属ワイヤーの厚さは１００ｎｍである。また、比較例２の照明装置６００Ｂでは、選択反射偏光板６２０Ｂとして、第１のタイプの選択反射偏光板であるＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍｓ）（３Ｍ社製）を用いている。なお、比較例２の照明装置６００Ｂは、選択反射偏光板６２０Ｂを除いて比較例１の照明装置６００Ａと同様の構成を有している。なお、比較例１および比較例２の照明装置６００Ａ、６００Ｂには、選択反射偏光板６２０Ａ、６２０Ｂによって選択された偏光成分以外の成分を除去するために、選択反射偏光板６２０Ａ、６２０Ｂの透過軸と平行な透過軸を有する偏光板６２２を配置している。【００５１】
図７を参照して、比較例１および比較例２の照明装置の光利用効率を説明する。図７に、比較例１および比較例２の照明装置の光利用効率の測定結果を示している。比較例１および比較例２の照明装置の光利用効率の測定は以下のように行った。比較例１および比較例２の照明装置を積分球内に配置し、比較例１および比較例２の照明装置の出射全光束を測定した。また、比較例１および比較例２の照明装置から選択反射偏光板を取り除いてバックライトから偏光板を通過する出射全光束を測定した。また、選択反射偏光板を備えた照明装置の出射全光束の値を、選択反射偏光板を備えない照明装置の出射全光束の値で除算して、光利用効率とした。【００５２】
図７のグラフから理解されるように、選択反射偏光板としてワイヤーグリッドおよび誘電体多層膜のいずれを用いても、光利用効率は向上する。また、ワイヤーグリッドを備えた比較例１の照明装置の光利用効率はＤＢＥＦを備えた比較例２の照明装置よりも低い。これは、ワイヤーグリッドの偏光に対する透過率および反射率がＤＢＥＦのそれよりも低いからである。具体的には、ＤＢＥＦの透過率および反射率はともに９０％くらいであるのに対して、上記のワイヤーグリッドの透過率および反射率はともに８５％くらいである。ワイヤーグリッドを備える比較例１の照明装置において波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍにわたる平均利用効率は１．２３であるのに対して、ＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置において平均利用効率は１．３９である。このように、一般的には、選択反射偏光板としてワイヤーグリッドを用いた照明装置の光利用効率は、誘電体多層膜を用いた照明装置よりも低い。なお、図５に示した反射率測定システム５１０または反射率測定システム５２０を用いて比較例１および２の照明装置に用いたバックライトの反射率αを測定したところ、バックライトの反射率αは可視光領域の平均で０．６５〜０．７５であった。【００５３】
ここで、図４を参照して上述したモデルに基づいて照明装置およびワイヤーグリッドの特性を説明する。まず、シミュレーションでメタル比Ｗ／Ｐを変化させてワイヤーグリッドの透過率および反射率を計算する。この透過率および反射率から、モデルにおける透過率ａ、ａ’、反射率ｂ、ｂ’を求めて、（式１）に代入して光束量を求める。なお、上述したようにメタル比Ｗ／Ｐが増大するほど、透過率ａが減少し、反射率ｂ’が増大する。【００５４】
以下、図８を参照して、照明装置の光利用効率に対するバックライトの反射率の影響を説明する。図８（ａ）〜図８（ｄ）に、それぞれ、バックライトの反射率７６％、６８％、１００％、５０％であるときのメタル比に対する効率の変化を示す。縦軸は、（式１）に従った結果をＩ0／２で割った値を効率と示している。このＩ0／２は、光束量Ｉ0の非偏光が理想的な偏光板を透過すると光束量Ｉ0が１／２になることに対応している。【００５５】
ワイヤーグリッドがない場合、または、メタル比が０（すなわち、金属ワイヤーの幅Ｗが０）であり、金属ワイヤーが存在せず、透明基板のみが存在している場合、効率は１．０である。これは、（式１）の右辺かっこ内が１．０ということを意味している。したがって、効率が１．０の場合、仮に選択反射偏光板があったとしても、その効果が得られていないともいえる。一方、効率が１．０よりも大きい場合、液晶パネルの入射側偏光板において吸収される偏光成分の一部が再利用されることを意味しており、選択反射偏光板の効果が得られたといえる。なお、図８のグラフには示していないが、メタル比１００％は金属膜に相当しており、この場合、光は透過せず、効率は０となる。ここでは、金属ワイヤーのピッチは１５０ｎｍである。【００５６】
図８において、白丸は、比較例１の照明装置における実測値である。上述したように、比較例１の照明装置では、メタル幅５０％、ピッチ１５０ｎｍの金属ワイヤーを有するワイヤーグリッドを用いている。また、図８（ａ）および図８（ｂ）においてＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置の実測値を太線で示す。なお、ＤＢＥＦではメタル幅の概念がないため、線状に示している。【００５７】
まず、図８（ａ）を参照する。ここでは、バックライトの反射率αが７６％である。【００５８】
上述したように、光束量Ｉは、ワイヤーグリッドにおいて反射することなくワイヤーグリッドを透過した光の光束量Ｉ1と、ワイヤーグリッドにおいて１回以上反射された後にワイヤーグリッドを透過した光の光束量Ｉ2との和である。メタル比が小さいほど、光束量Ｉ1が増大し、光束量Ｉ2が減少する。反対に、メタル比が大きいほど、光束量Ｉ1が減少し、光束量Ｉ2が増大する。【００５９】
図８（ａ）に示すように、０からある程度までの範囲においてメタル比が増大するとともに効率が増大する。これは、メタル比の増大とともに光束量Ｉ1は減少するが、光束量Ｉ1の減少分よりも光束量Ｉ2の増加分が大きくなり、全体として、光束量Ｉすなわち効率が増大しているからである。一方、メタル比が増大しすぎると、効率が低下し始める。これは、メタル比が増大しすぎると、光束量Ｉ1の減少分が光束量Ｉ2の増加分よりも大きくなり、全体として、光束量Ｉすなわち効率が低下するからである。このため、メタル比に対して効率は極大をとる。以下の説明において、効率が極大となるメタル比を「極大メタル比」と呼ぶ。極大メタル比は５０％よりも低い。図８（ａ）に示すように、効率の極大値は約１．４である。なお、この値は、ＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置と近い。ワイヤーグリッドを用いても、メタル比を効果的に変えることにより、ＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置とほぼ同等になるように効率を向上させることができる。なお、ＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置の効率がわずかながら高いのは、ＤＢＥＦの透過率および反射率がワイヤーグリッドよりも高いからである。【００６０】
次に、図８（ｂ）を参照する。ここでは、バックライトの反射率を６８％としている。この場合、効率の極大値は、ＤＢＥＦを備える比較例２の照明装置の値には及ばないものの、１．３よりも大きい。極大メタル比は約３０％である。【００６１】
以上のように、耐熱性および厚さに対して有利なワイヤーグリッドを選択反射偏光板として用いても、メタル幅（Ｗ）をピッチ（Ｐ）に対して３０％程度にすることで効率を向上させることが可能である。このため、光利用効率を実質的に低減させることなく従来よりも耐熱性の優れた薄い照明装置を作製することができる。なお、一般的なバックライトと市販のワイヤーグリッドとを備える比較例１の照明装置の実測値がほぼ計算値と一致しているので、図４を参照して説明したモデルおよび（式１）は基本的に妥当であると考えられる。【００６２】
また、バックライトの反射率と効率との関係をさらに検討するために、バックライトの反射率αが１．０および０．５としたときの効率の変化を説明する。図８（ｃ）に示すように、バックライトの反射率が１．０の場合、バックライトに戻った光は完全反射する。この場合、極大メタル比は４０％程度であり、極大値は１．６よりも大きい。なお、実際には、反射率１．０のバックライトを作製することは困難であり、これは仮想的なケースである。また、図８（ｄ）に示すように、バックライトの反射率が０．５の場合、極大メタル比は２５％程度であり、極大値は約１．２である。【００６３】
図８（ａ）〜図８（ｄ）の比較から理解されるように、メタル比が等しい場合、バックライトの反射率が高いほど、光の利用効率が増大する。これは、メタル比が等しい場合、光束量Ｉ1は等しいが、バックライトの反射率が高いほど、光束量Ｉ2が大きいからである。【００６４】
図９に、バックライトの反射率と極大メタル比との関係を示す。極大メタル比はバックライトの反射率に対して略リニアな相関関係を有している  図９に示すように、バックライトの反射率を求めれば、極大メタル比を求めることができる。【００６５】
バックライトの反射率αが比較的低い場合、ワイヤーグリッドにおいて反射されてもバックライトに反射されてワイヤーグリッドに戻る光が少ない。この場合、極大メタル比は比較的低い。ワイヤーグリッドの反射率ｂ’が多少低くても、ワイヤーグリッドの透過率ａが高ければ、最初にワイヤーグリッドの透過軸に平行な偏光方向の偏光成分が高い割合でワイヤーグリッドを透過するからである。このように、バックライトの反射率αが比較的低い場合、反射率ｂ’の増大よりも透過率ａの減少の抑制を優先させること、すなわち、光束量Ｉ2の増大よりも光束量Ｉ1の低下の抑制を優先させることが有効である。【００６６】
一方、バックライトの反射率αが比較的高い場合、ワイヤーグリッドにおいて反射された光のほとんどがワイヤーグリッドに戻る。この場合、極大メタル比は比較的高い。ワイヤーグリッドの透過率ａが多少低くても、ワイヤーグリッドの反射率ｂ’が高ければ、最初ワイヤーグリッドの透過軸に直交する偏光方向の偏光成分は偏光方向が変化してワイヤーグリッドに戻る。このように、バックライトの反射率αが比較的高い場合、透過率ａの減少よりも反射率ｂ’の増大を優先させること、すなわち、光束量Ｉ1の低下よりも光束量Ｉ2の増大を優先させることが有効である。【００６７】
なお、バックライトの反射率が１００％であれば、ワイヤーグリッドにおいて反射された光はすべてワイヤーグリッドに戻る。このときの極大メタル比は４２％となり、極大メタル比は５０％までは達しない。これは、ワイヤーグリッドにおいて光の吸収が発生し、光束量Ｉ2が光束量Ｉ1よりも大きくなることはないからである。以上から、バックライトの反射率が低いほど、極大メタル比は低いほうにシフトする。なお、バックライトの反射率が０の場合（すなわち、再帰光が無い場合）、極大メタル比は０であり、その効率が１．０となる。【００６８】
図１０に、バックライトの反射率αに対する効率の極大値（最大効率）の変化を示す。丸印は、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示したバックライトの反射率に対する照明装置の最大効率を示している。なお、金属ワイヤーのピッチは１５０ｎｍである。【００６９】
図１０に示すように、バックライトの反射率αが高いほど、最大効率も高い。これは、少なくとも同じメタル比である場合、バックライトの反射率αが高くなると、光束量Ｉ1が変化することなく光束量Ｉ2が増大することから説明できる。【００７０】
なお、図１０のグラフには、参考のために、ワイヤーグリッドに代えてＤＢＥＦを備える照明装置の最大効率の値を四角印で示している。この照明装置は、ｘ軸に示した反射率を有するバックライトとともに選択反射偏光板として上述したＤＢＥＦを備えている。【００７１】
なお、図９を参照して上述したように、ワイヤーグリッドを備える照明装置では、極大メタル比はバックライトの反射率に応じて変化しており、最大効率となるときのワイヤーグリッドの透過率および反射率はバックライトの反射率に応じて変化する。一方、ＤＢＥＦには、ワイヤーグリッドのメタル比のように開口という概念がなく、ＤＢＥＦの透過率および反射率は一定である。したがって、ＤＢＥＦを備える照明装置の効率の変化は、バックライトの反射率の変化に起因する光束量Ｉ2の変化に基づいている。【００７２】
上述したように、ＤＢＥＦの透過率および反射率はワイヤーグリッドよりも高い値を有しているため、ＤＢＥＦを備える照明装置の効率はワイヤーグリッドを備える照明装置の効率よりも高い。また、図１０から理解されるように、バックライトの反射率αが０．５である場合、ＤＢＥＦを備える照明装置の効率は、ワイヤーグリッドを備える照明装置の効率とほぼ等しい。バックライトの反射率αが０．５よりも大きくなるほど、ＤＢＥＦを備える照明装置の効率とワイヤーグリッドを備える照明装置の効率との差が大きくなる。ワイヤーグリッドを備える照明装置では、図９を参照して上述したように、バックライトの反射率が大きいほど、極大メタル比が大きい。この結果、ワイヤーグリッドの透過率が低下するとともにワイヤーグリッドの反射率が増大し、光束量Ｉ1が減少して光束量Ｉ2が増大する。一方、上述したように、ＤＢＥＦの透過率および反射率は一定であり、バックライトの反射率が０．５から１．０に変化した場合、光束量Ｉ1が減少することなく、光束量Ｉ2が増大する。したがって、ＤＢＥＦを備える照明装置の効率の増加分は、ワイヤーグリッドを備える照明装置よりも大きい。なお、これは、ワイヤーグリッドに吸収される成分があることも寄与している。【００７３】
ただし、現実的には、バックライトの反射率αが１．０となることはない。図１０のグラフから理解されるように、バックライトの反射率が０．６〜０．８であれば、ワイヤーグリッドを備える照明装置の最大効率を、ＤＢＥＦを備える照明装置の最大効率とほぼ同等にすることができる。【００７４】
以下、図１１〜図１３を参照してワイヤーグリッド自体の特性を説明する。【００７５】
まず、図１１を参照して、金属ワイヤーのピッチ依存性を説明する。図１１（ａ）に、波長に対する垂直反射率のピッチ依存性を示しており、図１１（ｂ）に、波長に対する平行透過率のピッチ依存性を示している。垂直反射率は、ワイヤーグリッドの透過軸に対してクロスニコルの関係にある直線偏光を照射したときのワイヤーグリッドの反射率を示しており、図４に示した反射率ｂ’に対応している。また、平行透過率はワイヤーグリッドの透過軸に対して平行ニコルの関係にある直線偏光を照射したときのワイヤーグリッドの透過率を示しており、図４に示した透過率ａに対応している。ここでは、ピッチ（Ｐ）を１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍおよび２５０ｎｍと変化させている。なお、メタル比は５０％であり、メタル幅（Ｗ）は、それぞれ、５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍおよび１２５ｎｍである。【００７６】
図１１（ａ）に示すように、ピッチが大きいほど垂直反射率（選択反射偏光板の透過軸に直交する偏光方向の偏光成分の反射率）は低下する。これは、金属ワイヤーの設けられていない幅が波長に対して大きいほど、透過成分が増大し、反射成分が減少するからである。このため、波長が短いほど、垂直反射率は低い。また、ピッチが２００ｎｍ以下であれば、可視光領域に相当する４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて垂直反射率はほぼ一定となる。【００７７】
また、図１１（ｂ）に示すように、ピッチが大きいほど、平行透過率（選択反射偏光板の透過軸に平行な偏光方向の偏光成分の透過率）は低下する。これは、ピッチの増大に対して偏光選択性が低下するためであり、ワイヤーグリッドの開口幅比率を極値としてそれに近づくからである。また、金属ワイヤーのピッチが波長の１／２に相当する場合、光はワイヤーグリッドを透過しないため、特に低波長において透過率が急激に低下する。ピッチが２００ｎｍ以下であると、可視光領域に相当する波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において平行透過率はほぼ一定となる。以上から、金属ワイヤーのピッチは２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。【００７８】
次に、図１２を参照して、メタル比依存性を説明する。図１２（ａ）に、波長に対する垂直反射率のメタル比依存性を示しており、図１２（ｂ）に、波長に対する平行透過率のメタル比依存性を示している。ここでは、金属ワイヤーのピッチは１５０ｎｍであり、メタル比を１０％、３０％、５０％および８０％に変化させている。【００７９】
図１２（ａ）に示すように、メタル比が小さいほど垂直反射率は低い。これは、金属ワイヤーの設けられていない幅が波長に対して大きいほど、透過成分が増大し、反射成分が減少するからである。したがって、光の波長が短いほど、垂直反射率は低い。また、メタル比が３０％よりも大きければ、可視光領域に相当する波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲にわたって垂直反射率は８０％以上でほぼ一定である。このため、メタル比は３０％よりも大きいことが好ましい。なお、メタル比が高くなるほど反射率が増大しており、反射率のみの観点からみると、メタル比は高いほど好ましい。【００８０】
また、図１２（ｂ）に示すように、メタル比が高いほど平行透過率は低い。これは、金属ワイヤーの設けられている幅が大きいほど、反射成分が増大し、透過成分が減少するからである。メタル比は５０％以下であることが好ましい。なお、メタル比が３０％以下であるとき、透過率は９０％を超え、可視光領域に相当する波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、波長の変化に応じてメタル比はほぼ一定である。このように、透過率のみの観点からはメタル比は５０％以下であることが好ましく、さらに、メタル比が３０％以下であることにより、波長依存性のない特性が得られる。以上から、メタル比が５０％以下であることが好ましい。【００８１】
なお、図１１および図１２を参照して上述したように、金属ワイヤーのピッチを１５０ｎｍ以下、メタル比を３０％よりも大きくすることが望ましい。メタル比を３０％よりも大きくするためには、金属ワイヤーのピッチが１５０ｎｍであるとき金属ワイヤーのメタル幅を５０ｎｍよりも大きくし、金属ワイヤーのピッチが１００ｎｍであるとき金属ワイヤーのメタル幅を３０ｎｍよりも大きくする。図１１に示すように、ピッチ１００ｎｍのときの透過率および反射率はピッチ１５０ｎｍのときよりも高い。しかし、実際には、メタル幅３０ｎｍ程度の金属ワイヤーを形成することはかなり困難である。【００８２】
また、仮に、金属ワイヤーのメタル幅を比較的形成しやすいように５０ｎｍに固定し、金属ワイヤーのピッチが１００ｎｍであるときと１５０ｎｍであるときを比較する。この場合、金属ワイヤーのピッチが１５０ｎｍであるときの反射率は金属ワイヤーのピッチが１００ｎｍであるときの反射率とほぼ等しい一方、金属ワイヤーのピッチが１５０ｎｍであるときの透過率は金属ワイヤーのピッチが１００ｎｍであるときよりも高いため、幅の小さい金属ワイヤーの形成の困難さを考慮すると金属ワイヤーのピッチは１００ｎｍよりも１５０ｎｍであることが好ましい。【００８３】
次に、図１３を参照して、メタル厚依存性を説明する。図１３（ａ）に、波長に対する垂直反射率のメタル厚依存性を表すグラフを示しており、図１３（ｂ）に、波長に対する平行透過率のメタル厚依存性を示している。ここでは、金属ワイヤーのピッチは１５０ｎｍであり、メタル比は５０％である。【００８４】
また、ここでは、金属ワイヤーの材料としてＡｌ（アルミニウム）を用いている。Ａｌは、銀（Ａｇ）の次に反射率の高い金属であり、また、Ａｇよりも可視光に対する波長依存性がフラットであり、経時変化（曇り）に対して反射率を維持し易い。このため、Ａｌは金属ワイヤーの材料として好適に用いられる。【００８５】
図１３（ａ）に示すように、メタル厚が小さいほど垂直反射率は低い。これは、メタル厚が薄いと、光の一部はワイヤーグリッドを透過するからである。また、メタル厚が１００ｎｍ、３００ｎｍ、５００ｎｍであるとき、垂直反射率はほぼ等しいが、メタル厚が５０ｎｍであるときの垂直反射率は、メタル厚が１００ｎｍ、３００ｎｍ、５００ｎｍであるときの垂直反射率よりも低い。したがって、メタル厚は１００ｎｍ以上あることが好ましい。【００８６】
図１３（ｂ）に示すように、メタル厚を５０ｎｍ、１００ｎｍ、３００ｎｍおよび５００ｎｍと変化させたところ、図１３（ｂ）から理解されるように、メタル厚が１００ｎｍであるとき、平行透過率が最も高く、メタル厚が１００ｎｍよりも薄くなっても厚くなっても平行透過率は低下する。したがって、メタル厚はほぼ１００ｎｍ（具体的には、８０ｎｍ〜１２０ｎｍ）であることが好ましい。【００８７】
以上から、バックライトと組み合わせて使用されるワイヤーグリッドは高い透過率を有していることが好ましい。また、メタル比は３０％よりも大きいことが好ましい。透過率および反射率の観点からワイヤーグリッド１２０において金属ワイヤー１２４のピッチは１５０ｎｍ以下であることが好ましいが、加工の観点からみると、１００ｎｍ以下のピッチで金属ワイヤーを形成することは困難であることから、ピッチを１５０ｎｍとし、メタル比を大きくして透過率を増大させることが好ましい。また、金属ワイヤー１２４の厚さは１００ｎｍであることが好ましい。【００８８】
なお、上述した説明では、集光フィルムおよび拡散フィルムは導光板と一体的に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。集光フィルムおよび拡散フィルムは導光板と一体的に設けられていなくてもよく、バックライト１１０の構成要素でなくてもよい。また、照明装置１００は、集光フィルムおよび拡散フィルムを有していなくてもよい。【００８９】
また、上述した液晶表示装置１５０は、偏光度の高い第１偏光板２１２を有していたが、本発明はこれに限定されない。ワイヤーグリッド１２０によって偏光が選択されるため、第１偏光板２１２を設けなくてもよい。【００９０】
また、上述した液晶表示装置１５０では、選択反射偏光板１２０は、バックライト１１０と一体的に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。選択反射偏光板１２０は、液晶パネル２００と一体的に設けられていてもよい。【００９１】
また、上述した説明では、液晶表示装置は透過型液晶表示装置であったが、本発明はこれに限定されない。透過反射両用型液晶表示装置であってもよい。【００９２】
なお、参考のために、本願の基礎出願である特願２００８−３１９４１号の開示内容を本明細書に援用する。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明による照明装置は、薄く、かつ、耐熱性が優れているとともに高い光利用効率を実現することができる。このような照明装置は、液晶表示装置に好適に用いられる。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2009101797.tif 000016
2009101797.tif 000017
2009101797.tif 000018