(57)【要約】【課題】Ｐ偏光とＳ偏光とを分離し、その一方を照明光として使用し、他方を導光板に戻すことによって光源から投射された光を無駄なく使用するとともに、簡単な構造にして部品点数を減少させて製造や組立のためのコストを安くし、更に全体の厚さを薄くして、液晶表示装置全体を薄型化することを可能にする液晶表示装置の平面照明装置を提供する。【解決手段】 液晶表示装置の平面照明装置において、導光板が内部に光を導光する導光体３と、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離膜１１と、この偏光分離膜を透過し、又は反射した光の偏光方向を変更する偏光方向変更部材１３とを一体に成型して構成したことによって達成される。【選択図】  図２
2008047543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を一端面から入射し、上面と下面との間で全反射して内部に導光するとともに、上面又は下面のいずれか一面に形成された反射体によって反射した光を液晶表示パネルに向かって照射する導光板とを有する液晶表示装置の平面照明装置であって、前記導光板が、前記光源からの光を一端面から入射して内部に光を導光する導光体と、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離膜と、該偏光分離膜を透過し、又は反射した光の偏光方向を変更する偏光方向変更部材とを有し、前記導光体と前記偏光分離膜と前記偏光方向変更部材とを一体に成型して構成したことを特徴とする液晶表示装置の平面照明装置。
【請求項２】
前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の下部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光方向変更部材が前記導光体の下面に位置し、その下側に前記反射体を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の平面照明装置。
【請求項３】
前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の上部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光分離膜は前記導光体の下面に形成された前記反射体の下面に一体となって形成されており、前記偏光方向変更部材は前記反射体の下側に前記導光体と一体に成型されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の平面照明装置。
【請求項４】
前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の上部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光方向変更部材が前記導光体の上面に位置し、前記導光板の下面に前記反射体を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の平面照明装置。
【請求項５】
前記偏光方向変更部材がλ／４位相フィルムであることを特徴とする請求項１ないし４に記載の液晶表示装置の平面照明装置。
【請求項６】
前記偏光分離膜が表面プラズモンの偏光特性を利用したフィルムであることを特徴とする請求項１ないし５に記載の液晶表示装置の平面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に使用される液晶表示パネルを照明する平面照明装置に関するものであり、特に、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ
Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｔａｎｔ）等の携帯可能な小型の液晶表示装置において液晶表示パネルを照明するのに好適に採用することができる液晶表示装置の平面照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の液晶表示パネルを照明する平面照明装置として、光源と、この光源からの光を一端面から入射し、上面と下面との間で全反射して内部に導光するとともに、上面又は下面のいずれか一面に形成された反射体によって反射した光を液晶表示パネルに向かって照射する導光板とを有する液晶表示装置の平面照明装置が広く使用されている。
【０００３】
携帯電話やＰＤＡ等の携帯可能な小型の液晶表示装置は、カラー表示が一般的となり、更に動画化することが求められており、これに伴って、液晶表示装置の照明装置を高輝度化することが当面の課題として要求されている。一方、電源として使用する電池の寿命を長くするために、消費電力を低減することも要求されており、この相反する要求を満たす高輝度でかつ消費電力が低い高効率の照明装置を開発することが望まれている。
【０００４】
液晶表示装置の液晶表示パネルは、直線偏光を利用して図形や文字などの画像を表示するものである。しかし、従来技術の照明装置は、自然光と同様のランダム偏光の光によって照明するものであり、液晶表示パネルを照明するときには、照明装置と液晶表示パネルとの間に偏光フィルタを配置して不要な偏光成分を吸収する必要があり、理想的な場合でも５０％、実際には６０％程度の光束を偏光フィルタで吸収して無駄にしていた。
【０００５】
この欠点を解消するために、特許文献１には、このような液晶表示装置の平面照明装置において、少なくとも光源と、この光源からの光を一側面から入射し、この入射光を前記一側面と直角でかつ互いに平行な上面と下面間に導光する導光体と、この導光体の下面側に配置されて導光光を反射する反射板と、この導光体の上面側に配置されて導光光中のある偏光方向の成分を透過し、このある偏光方向の成分と直角方向の成分を反射する偏光分離板を具備した偏光照明装置において、前記導光体の下面に、前記一側面と平行に断面逆Ｖ字型の溝部を複数形成したことを特徴とする偏光照明装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−９６８１９号公報
【０００６】
しかしながら、この発明では、従来技術の導光体を有する液晶表示装置の平面照明装置に、偏光分離板や断面逆Ｖ字型の溝部、偏光ビームスプリッタ等の部品を追加して設けるものなので、必然的に部品点数が増加して、平面照明装置の構造が複雑になるとともに、製造や組立のためのコストが高くなることは避けられないものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、これらの従来技術の問題点を解消して、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明するために必要な方向の直線偏光となるようにＰ偏光とＳ偏光とを分離し、Ｐ偏光成分又はＳ偏光成分の一方を照明光として使用して、他方を導光板に戻した後、偏光方向を変更して所要の偏光方向の光のみとすることによって光源から投射された光を無駄なく使用するとともに、簡単な構造にして部品点数を減少させることによって、製造や組立のためのコストを安くし、更に全体の厚さを薄くして、液晶表示装置全体を薄型化することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために、光源と、該光源からの光を一端面から入射し、上面と下面との間で全反射して内部に導光するとともに、上面又は下面のいずれか一面に形成された反射体によって反射した光を液晶表示パネルに向かって照射する導光板とを有する液晶表示装置の平面照明装置であって、前記導光板が、前記光源からの光を一端面から入射して内部に光を導光する導光体と、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離膜と、該偏光分離膜を透過し、又は反射した光の偏光方向を変更する偏光方向変更部材とを有し、前記導光体と前記偏光分離膜と前記偏光方向変更部材とを一体に成型して構成したことを特徴とする液晶表示装置の平面照明装置を提供するものである。
【０００９】
また、この平面照明装置においては、前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の下部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光方向変更部材が前記導光体の下面に位置し、その下側に前記反射体を形成することが望ましい。
又は、前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の上部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光分離膜は前記導光体の下面に形成された前記反射体の下面に一体となって形成されており、前記偏光方向変更部材は前記反射体の下側に前記導光体と一体に成型されていることが望ましい。
【００１０】
或いは、前記導光板は前記偏光分離膜によって上下２つの領域に分割されており、前記光源は前記導光板の上部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、前記偏光方向変更部材が前記導光体の上面に位置し、前記導光体の下面に前記反射体を形成することが望ましい。そして、前記偏光方向変更部材がλ／４位相フィルムであることが望ましく、又は、前記偏光分離膜が表面プラズモンの偏光特性を利用したフィルムであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液晶表示装置の平面照明装置は、光源と、該光源からの光を一端面から入射し、上面と下面との間で全反射して内部に導光するとともに、上面又は下面のいずれか一面に形成された反射体によって反射した光を液晶表示パネルに向かって照射する導光板とを有する液晶表示装置の平面照明装置であって、前記導光板が、前記光源からの光を一端面から入射して内部に光を導光する導光体と、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する偏光分離膜と、該偏光分離膜を透過し、又は反射した光の偏光方向を変更する偏光方向変更部材とを有し、前記導光体と前記偏光分離膜と前記偏光方向変更部材を一体に成型して構成したものであって、液晶表示装置の液晶表示パネルを照明するために必要な方向の直線偏光となるようにＰ偏光とＳ偏光とを分離し、Ｐ偏光成分又はＳ偏光成分の一方を照明光として使用して、他方を導光板に戻し、偏光方向を変更させて所要の偏光方向とすることによって、光源から投射された光を無駄なく使用するとともに、簡単な構造にして部品点数を減少させることによって、製造や組立のためのコストを安くし、更に全体の厚さを薄くして、液晶表示装置全体を薄型化することを可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の詳細について、以下に実施例を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係わる液晶表示装置の平面照明装置の一般的な構造を概念的に示した断面図、図２は本発明の導光板の第１実施例を示す断面図、図３は本発明の導光板の第２実施例を示す断面図、図４は本発明の導光板の第３実施例を示す断面図、図５はＳ偏光の反射率が高くなるように構成した多層膜の反射率を示すグラフ、図６は表面プラズモンを利用した偏光分離膜の反射率を示すグラフである。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係わる液晶表示装置の平面照明装置１は、一般的に、光源となる発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載する）２と、このＬＥＤ２から投射された光をＬＥＤ２に対向する端面から入射して上面と下面との間で全反射を繰り返して内部に導光するとともに、下面に設けられたマイクロプリズム（図示しない）などの反射体で光を上方に反射させて上面から投射する導光板３と、この導光板３の上面から上方に投射された光の投射方向を整えるプリズムシート４及び拡散シート５と、導光板３の下側に配置され、導光板３の下面から透過又は漏洩した光を再び導光板３に戻すための反射板６等を有しており、平面照明装置１から矢印の方向に光を投射することによって、上方に配置された液晶表示パネル（図示しない）を照明するように構成されている。
【００１４】
本発明は、この導光板３を改良して、上方に投射される光を液晶表示装置の液晶表示パネルを照明するために必要な方向の直線偏光となるようにＰ偏光とＳ偏光とを分離して、Ｐ偏光成分又はＳ偏光成分の一方を照明光として使用するとともに、他方を導光板に戻して偏光方向を変更することによってＬＥＤ２から投射された光を無駄なく使用するものである。
【００１５】
本発明の導光板３の第１実施例では、図２に示すように、導光板３は、偏光分離膜１１によって上下２つの領域に分割されており、光源となるＬＥＤ２は導光板３の下部の領域に位置する導光体１０の一端面に対向して配置されており、偏光方向変更部材１３が導光体１０の下面に位置し、その下側に反射体となるマイクロプリズム１４が形成されている。
【００１６】
すなわち、この実施例における導光板３は、ＬＥＤ２に一端面が対向して配置された導光体１０と、導光体１０の上面に配置された偏光分離膜１１と、この偏光分離膜１１の上面に配置された上面カバー１２と、導光体１０の下面に配置された偏光方向変更部材１３と、この偏光方向変更部材１３の更に下方に配置されたマイクロプリズム１４とからなっており、偏光分離膜１１によって上部の領域である上面カバー１２と、下部の領域である導光体１０、偏光方向変更部材１３及びマイクロプリズム１４に分割されている。
【００１７】
そして、導光体１０の上面に配置された偏光分離膜１１、上面カバー１２、及び下面に配置された偏光方向変更部材１３、マイクロプリズム１４は、一体に成型されて導光板３を構成している。この導光板３の最下部を構成するマイクロプリズム１４の下方には、導光板３から透過又は漏洩した光を導光板３に戻す反射板６が配置されている。ここで、偏光方向変更部材１３はマイクロプリズム１４の下方に配置しても良く、或いは反射板６の上面に配置することもできる。
【００１８】
偏光分離膜１１は、図に示すように、ＬＥＤ２から投射された全ての方向にランダムに振動するランダム偏光の光Ｒのうち、入射面に平行なＰ偏光成分の光Ｐのみを透過し、入射面に垂直なＳ偏光成分の光Ｓを反射するものであって、ブリュスター角が４０°のとき、例えば、屈折率１．７５のＭｇＯで膜厚が９５．６ｎｍの膜を屈折率１．２４のＣａＦ2 で膜厚が１８６ｎｍの膜で挟んだ３層膜とすることができる。この３層膜の場合には、図５に示すような反射率を示し、後述するように、光の入射角が約３６°〜約４０°となるので、Ｐ偏光成分の光ＰとＳ偏光成分の光Ｓとを分離することができる。
【００１９】
偏光方向変更部材１３は光の偏光方向を変更するものであって、直交する偏光成分の間に光学的な厚さにおいてλ／４の差を生じる僅かな複屈折性を有するλ／４位相フィルムや拡散フィルムなどが好適に使用される。また、偏光分離膜１１の上面に配置された上面カバー１２は、偏光分離膜１１を成膜するフィルムをそのまま表面を保護するカバーフィルムとして使用するものであって、導光体１０と同じ材質とすることが望ましい。
【００２０】
このように構成した導光板３では、ＬＥＤ２から投射されたランダム偏光の光Ｒは、偏光分離膜１１でＰ偏光成分の光Ｐのみが透過してＳ偏光成分の光Ｓは反射する。そして、この偏光分離膜１１を透過したＰ偏光成分の光Ｐは、導光板３の上面への入射角が臨界角より小さいときには導光板３の上面（上面カバー１２の上面）から上方に投射される。一方、導光板３の上面への入射角が臨界角より大きくて全反射したランダム偏光の光と偏光分離膜１１で反射したＳ偏光成分の光Ｓは、偏光方向変更部材としてλ／４位相フィルムを使用したときには、偏光方向変更部材１３を透過することによって直交する偏光成分間の位相差がπ／２となり円偏光の光となる。
【００２１】
この円偏光の光のマイクロプリズム１４への入射角が臨界角より小さくなったときには、図示のように、マイクロプリズム１４を透過し、反射板６で反射して再び導光板３に戻され、再び偏光方向変更部材１３を透過することによって、Ｓ偏光成分の光Ｓから偏光面の向きが９０°回転したＰ偏光成分の光Ｐとなり、ランダム偏光の光のＰ偏光成分の光とこのＰ偏光成分となった光Ｐとが偏光分離膜１１を透過して、導光板３の上面（上面カバー１２の上面）から照明光として上方に投射される。
【００２２】
もし、偏光分離膜１１で反射したＳ偏光成分の光Ｓのマイクロプリズム１４への入射角が臨界角より大きなときには、Ｓ偏光成分の光Ｓは、マイクロプリズム１４で全反射して再び導光体１０に戻るが、マイクロプリズム１４は階段状の傾斜した面となっているので、後述するように、マイクロプリズム１４で光を反射するたびに反射光の角度が変わり、導光板３の上面に対する入射角度が小さくなって、導光板３の上面から上方に投射されることになる。そして、このマイクロプリズム１４で反射した光は、偏光方向変更部材１３を２回透過するので、Ｓ偏光成分の光ＳからＰ偏光成分の光Ｐに変わり、偏光分離膜１１を透過して導光板３の上面から上方に投射される。
【００２３】
この実施例においては、導光板３の下面に形成された反射体として階段状のマイクロプリズム１４が例示されているが、反射体は階段状のマイクロプリズムに限定されるものではなく、周知のように、Ｖ字状の溝を形成したマイクロプリズム等の線状の反射体や、シボやドット等の点状の反射体などの任意の反射体を採用することができる。
【００２４】
しかし、この実施例のように、例えばマイクロプリズム１４のピッチが０．３ｍｍ、高さが０．０１ｍｍの階段状のマイクロプリズムを採用するときには、マイクロプリズム１４の反射体の傾斜した面の傾斜角が約２°となり、反射体で光が反射するたびに光の導光板３の上面の法線に対する入射角度が約４°ずつ減少するので、反射を繰り返すたびに導光板３の上面に対する入射角が約４°ずつ小さくなって、臨界角以下となった光が導光板３の上面から上方に投射されるようになる長所を有している。
【００２５】
ここで、導光板３として屈折率が１．５５のポリカーボネートを使用すると、導光板３と空気との臨界角が約４０°となり、入射角が約４０°以下の光が導光板３の上面から上方に投射され、約４０°を超える入射角の光が導光板３の上面で反射する。そして、マイクロプリズム１４で反射する際に導光板３の上面への入射角が約４°ずつ小さくなるので、次に導光板３の上面から上方に投射される光は導光板３の上面への入射角が約３６°〜約４０°の光となる。そして、図５に示すように、入射角が約３６°〜約４０°の光のときには、Ｐ偏光の光はほとんど反射せずに透過し、Ｓ偏光の光は６０〜７０％が反射するので、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とを分離することができる。
【００２６】
この実施例では、導光板３の上面と偏光分離膜１１とは平行に構成されているので、偏光分離膜１１に入射してＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離される光も、約３６°〜約４０°の光について考慮すれば良いことになる。このように、入射角の範囲が制限されている光に対する偏光分離膜１１は、全ての入射角の光に対応する偏光分離膜に比べると、容易に設計、製作することが可能で、通常は数十層の膜を重ねて構成するのに対して、本実施例の偏光分離膜の場合には、前述したように、最低では３層膜の偏光分離膜を形成するのみで目的を達成することができる。そして、波長特性を可視域でフラットにする工夫を加えても、通常よりはるかに少ない膜の層数で偏光分離膜を構成することができる。
【００２７】
また、偏光分離膜１１として、表面プラズモンを利用した３層薄膜構成を採用することができる。この薄膜構成は、金属薄膜を低屈折率透明媒質でサンドイッチにした構成であり、高屈折率透明媒質である導光板と低屈折率薄膜との境界で光を全反射させ、このときに生じるエバネッセント波で金属薄膜に表面プラズモンを励起する。表面プラズモンを励起できるのはＰ偏光成分の光のみであり、出射側を入射側と同じ構成（高屈折率透明媒質と低屈折率薄膜）にすることによって、Ｐ偏光成分の光を透過し、Ｓ偏光成分の光を反射する偏光分離膜を形成することができる。
【００２８】
本発明の導光板３の第２実施例では、図３に示すように、導光板３は、導光体１５の下部のマイクロプリズム１６に形成された偏光分離膜１７によって上下２つの領域に分割されており、光源となるＬＥＤ２は導光板３の上部の領域に位置する導光体１５の一端面に対向して配置されている。そして、導光板３を上下２つの領域に分割する偏光分離膜１７はマイクロプリズム１６として形成された反射体の下面に一体となって形成されており、偏光分離膜１７の下面に配置された中間部材１９を介して偏光方向変更部材１８が導光体１５の下面に一体に成型されている。
【００２９】
すなわち、導光板３はＬＥＤ２に一端面が対向して配置された導光体１５と、導光体１５の下面に形成されたマイクロプリズム１６と、このマイクロプリズム１６の下面に配置された偏光分離膜１７と、この偏光分離膜１７の更に下方に配置された中間部材１９と、この中間部材１９の下面に配置された偏光方向変更部材１８とからなっており、導光体１５、マイクロプリズム１６、偏光分離膜１７及び中間部材１９は一体に成型されている。そして、導光板３から透過又は漏洩した光を導光板３に戻す反射板６が導光板３の下方に配置されている。ここで、この反射板６は、図から明らかなように、導光板３と一体に形成することができることは明らかである。
【００３０】
このように構成した導光板３では、ＬＥＤ２から投射されたランダム偏光の光Ｒは、導光体１５（マイクロプリズム１６）の下面に配置された偏光分離膜１７でＰ偏光成分の光Ｐのみが透過し、Ｓ偏光成分の光Ｓは反射する。そして、この偏光分離膜１７で反射したＳ偏光成分の光Ｓは、照明光として導光板３の上面から上方に投射される。一方、偏光分離膜１７を透過したＰ偏光成分の光Ｐは、反射板６で反射して再び導光板３に戻される。この過程で偏光方向変更部材１８を２回透過するので、Ｐ偏光成分の光と偏光面が９０°回転したＳ偏光成分の光となる。
【００３１】
そして、この光は、マイクロプリズム１６を透過して導光板３に戻される。導光板３に戻されたＳ偏光成分の光Ｓは、導光板３の上面への入射角が臨界角より小さなときにはそのまま導光板３の上面から上方に投射され、入射角が臨界角より大きなときには、図示のように、導光板３の上面で全反射し、次にマイクロプリズム１６の傾斜した面で反射することによって導光板３の上面に対する入射角が減少するので、導光板３の上面への入射角が臨界角より小さくなった光が導光板３の上面から上方に投射される。
【００３２】
Ｓ偏光成分の光Ｓは、図５から明らかなように、反射率があまり高くないので偏光分離膜１７を透過する光も生じる。しかし、この光は、Ｐ偏光成分の光Ｐと混合して進み、偏光方向変更部材１８を透過することによって偏光方向が変更され、再び偏光分離部材１７で反射して導光板３の上面から上方に投射され、或いは透過して更に導光板３の内部を導光されることになるので、全体としての光のロスにはならない。また、偏光分離膜１７を形成する膜の層数を増加させることによってＳ偏光成分の光Ｓの反射率を高くすることも可能であり、偏光分離能力の高い導光板を得ることも可能である。
【００３３】
本発明の導光板３の第３実施例では、図４に示すように、導光板３は偏光分離膜２３によって上下２つの領域に分割されており、光源となるＬＥＤ２は導光板３の上部の領域に位置する導光体２０の一端面に対向して配置され、偏光方向変更部材２１が導光体２０の上面に位置し、導光体２０の下面に反射体を形成するマイクロプリズム２４が配置されている。
【００３４】
すなわち、導光板３はＬＥＤ２に一端面が対向して配置された導光体２０と、この導光体２０の上面に配置された偏光方向変更部材２１と、偏光方向変更部材２１の上面に配置された上面カバー２２と、更にその上方に配置された第２の偏光方向変更部材２５とその上面カバー２６とを有しており、導光体２０の下面には偏光分離膜２３と、この偏光分離膜２３の更に下方に配置されたマイクロプリズム２４とを有している。そして、導光体２０、偏光方向変更部材２１、偏光分離膜２３及びマイクロプリズム２４は一体に成型されている。そして、マイクロプリズム２４の下方には、導光板３から透過又は漏洩した光を導光板３に戻す反射板６が配置されている。
【００３５】
このように構成した導光板３では、ＬＥＤ２から投射されたランダム偏光の光Ｒは、導光体２０の下面に配置された偏光分離膜２３でＰ偏光成分の光Ｐのみが透過し、Ｓ偏光成分の光Ｓは反射される。この偏光分離膜２３で反射したＳ偏光成分の光Ｓは、導光体２０の上面に配置された偏光方向変更部材２１を透過することによって円偏光の光となり、導光板３の上面（上面カバー２２の上面）に達するが、入射角が臨界角より大きいので、導光板３の上面で反射して再び偏光方向変更部材２１を透過してＰ偏光成分の光Ｐとなる。この光はＰ偏光成分の光Ｐなので、再度偏光分離膜２３を透過する際にはそのまま偏光分離膜２３を透過してマイクロプリズム２４で反射し、三たび偏光分離膜２３を透過した後、偏光方向変更部材２１を透過することによって、円偏光の光となって導光板３の上面から照明光として上方に投射される。
【００３６】
一方、偏光分離膜２３を透過したＰ偏光成分の光Ｐは、マイクロプリズム２４で全反射して再び偏光分離膜２３に入射する。この光は、前に偏光分離膜２３を透過したＰ偏光成分の光Ｐなので、そのまま偏光分離膜２３を透過して、導光体２０の上面に形成された偏光方向変更部材２１を透過することによって、Ｐ偏光成分の光Ｐから円偏光の光となって導光板３の上面から上方に投射される。マイクロプリズム２４への入射角が臨界角より小さいために透過したときには、反射板６の傾斜した面で反射して導光板３に戻されるので、入射角が小さくなって、同様の経路を経て導光板３の上面から上方に投射される。
【００３７】
この導光板３の上面から上方に投射される光は、液晶表示パネルで必要とする偏光方向とは異なっている。このため、この実施例では、導光板３の上方に第２の偏光方向変更部材２５とその上面カバー２６を配置することによって、液晶表示パネルで必要とする偏光方向の光とすることができる。
【００３８】
また、上面カバー２２及び上面カバー２６は、第１の実施例と同様に、偏光方向変更部材２１，２５を成膜する基板をそのまま使用することができ、屈折率が導光体２０とほぼ同じ材質とすることが望ましい。もちろん、何らかの手段で偏光方向変更部材２１，２５の表面を保護することができるならば、この上面カバー２２及び上面カバー２６は省略することができることは当然である。
【００３９】
ここで、第２及び第３実施例に記載した導光体１５，２０、偏光分離膜１７，２３、偏光方向変更部材１８，２１，２５及びマイクロプリズム１６，２４は、前に第１実施例で説明した導光体１０、偏光分離膜１１、偏光方向変更部材１３及びマイクロプリズム１４と同様の構成であり、同様に作用するものなので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４０】
このようにして、本発明の実施例１の発明ではＰ偏光成分の光Ｐのみが、実施例２の発明ではＳ偏光成分の光Ｓのみが、実施例３の発明ではＰ偏光成分の光Ｐ或いはＳ偏光成分の光Ｓのみが、導光板３の上面から照明光として上方に投射されることになる。従って、プリズムシート４で光の方向を垂直に近い方向に変えて、必要に応じて拡散シート５を使用して液晶表示パネルに投射することによって直線偏光の光で液晶表示パネルを照射することができる。
【００４１】
そして、この直線偏光の偏光方向に液晶表示パネルの偏光フィルタの偏光軸を一致させることによって、偏光フィルタで吸収される光のほとんどない効率の高い液晶表示装置の平面照明装置を得ることができる。更に、導光板３を構成する導光体１０，１５，２０と偏光分離膜１１，１７，２３、偏光方向変更部材１３，１８，２１，２５及びマイクロプリズム１４，１６，２４と上面カバー１２，２２が一体に形成されているので、簡単な構造となり、部品点数は従来技術と同数の導光板３と反射板６のみとなって、製造や組立のためのコストを安価にし、更に全体の厚さを薄くして、液晶表示装置を薄型化することができる。
【００４２】
ここで、以上に述べた本発明の液晶表示装置の平面照明装置１の構成は、バックライトの構成を例に示して述べたものであって、フロントライトでは、導光板３と液晶表示パネルとの関係位置が逆に配置されることは周知となっている。そして、本発明の液晶表示装置の平面照明装置１は、バックライトのみに適用されるものではなく、フロントライトにも同様に適用できるものである。そのため、フロントライトに適用するときには、特許請求の範囲に記載された本発明の導光板３の構成は、上下の関係を逆転して解されなければならない。
【００４３】
例えば、請求項４の「前記光源は前記導光板の下部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、」の語は、本発明をフロントライトに適用するときには、「前記光源は前記導光板の上部の領域に位置する前記導光体の一端面に対向して配置され、」と読み替えるものである。更に、本発明は、以上に述べた実施例に示した構成や方法に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各種の変更や改良を行うことができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係わる液晶表示装置の平面照明装置の一般的な構造を概念的に示した断面図である。
【図２】本発明の導光板の第１実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の導光板の第２実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の導光板の第３実施例を示す断面図である。
【図５】Ｓ偏光の反射率が高くなるように構成した多層膜（屈折率１．７５で厚さ９５．６ｎｍの膜を屈折率１．２４で厚さ１８６ｎｍの挟んだ３層膜）の反射率を示すグラフである。
【図６】表面プラズモンを利用した偏光分離膜の反射率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１ 平面照明装置
２ ＬＥＤ
３ 導光板
４ プリズムシート
５ 拡散シート
６ 反射板
１０，１５，２０ 導光体
１１，１７，２３ 偏光分離膜
１２，２２，２６ 上面カバー
１３，１８，２１，２５ 偏光方向変更部材
１４，１６，２４ マイクロプリズム
１９ 中間部材
【図１】
2008047543.tif 000003
【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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