(57)【要約】【課題】  構造が簡単であって部品点数も少なく製造が容易でコストが低減されると共に、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を十分に照射することが可能な導光板等を提供する。【解決手段】  光出射面を有する導光板本体と、導光板本体における光出射面と対向する面に対して対向配置された光回折手段と、を備え、導光板本体の端面から導光板本体内に光源からの光が入射され、光回折手段は、光出射面に対して（１）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体から光回折手段に入射した光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０−ａ）°の回折角で回折する導光板である。  ０＜ａ≦ｂ＋５    …（１）  ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１、ｎ１は導光板本体の屈折率、ｎ２は導光板本体の光出射面の外側に接する媒体の屈折率である。【選択図】  図２
2005209639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射面を有する導光板本体と、前記導光板本体における前記光出射面と対向する面に対して対向配置された光回折手段と、を備え、
前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に光源からの光が入射され、
前記光回折手段は、前記光出射面に対して（１）式を満たす角度ａ°をなして前記導光板本体から前記光回折手段に入射した前記光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０−ａ）°の回折角で回折する導光板。
０＜ａ≦ｂ＋５    …    （１）
ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１、ｎ１は前記導光板本体の屈折率、ｎ２は前記導光板本体の光出射面の外側に接する媒体の屈折率である。
【請求項２】
光出射面を有する導光板本体と、前記導光板本体における前記光出射面と対向する面に対して対向配置された光回折手段と、を備え、前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に光源からの光が入射され、
前記光回折手段は、前記光出射面に対して（２）式を満たす角度ａ°をなして前記導光板本体から前記光回折手段に入射した前記光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０−ａ）°の回折角で回折する導光板。
（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２    …    （２）
ここで、前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に入射した光の強度の前記導光板本体の厚み方向における内部入射角分布の半値幅をＨＷ（°）とし、Ｂ＝ＨＷ／２である。
【請求項３】
光出射面を有する導光板本体と、前記光出射面上に配置された光回折手段と、を備え、
前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に光源からの光が入射され、
前記光回折手段は、前記光出射面に対して（１）式を満たす角度ａ°をなして前記導光板本体から前記光回折手段に入射した前記光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０＋ａ）°の回折角で回析する導光板。
０＜ａ≦ｂ＋５    …    （１）
ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１、ｎ１は前記導光板本体の屈折率、ｎ２は前記導光板本体における光出射面に対向する面の外側に接する媒体の屈折率である。
【請求項４】
光出射面を有する導光板本体と、前記光出射面上に配置された光回折手段と、を備え、
前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に光源からの光が入射され、
前記光回折手段は、前記光出射面に対して（２）式を満たす角度ａ°をなして前記導光板本体から前記光回折手段に入射した前記光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０＋ａ）°の回折角で回折する導光板。
（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２    …    （２）
ここで、前記導光板本体の端面から前記導光板本体内に入射した光の強度の前記導光板本体の厚み方向における内部入射角分布の半値幅をＨＷ（°）とし、Ｂ＝ＨＷ／２である。
【請求項５】
前記光回折手段は、前記光回折手段に入射した光のうち、複数波長の光についてその特定の偏光成分を前記回折角で回折する請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項６】
前記複数波長が３波長である請求項５に記載の導光板。
【請求項７】
前記３波長は、４２０〜４８０ｎｍから選ばれた１波長、５００〜５６０ｎｍから選ばれた１波長、及び６００〜６５０ｎｍから選ばれた１波長である請求項６に記載の導光板。
【請求項８】
前記光回折手段がホログラムである請求項１〜４の何れかに記載の導光板。
【請求項９】
前記ホログラムとしてレリーフ型ホログラムが用いられている請求項８に記載の導光板。
【請求項１０】
前記レリーフ型ホログラムは、導光板本体の端面から前記導光板本体内に入射した光源からの参照光と、前記光出射面に対して略平行に配置された拡散板から出射された物体光と、を前記レリーフ形ホログラムが設けられるべき記録面で干渉させたパターンが形成されたものであり、
前記拡散板から出射される物体光の強度の出射角分布の半値幅ｔは、あらかじめ設定された前記導光板からの出射光の強度の出射角分布の半値幅ｓに対して式（３）
ｓ−５≦ｔ≦ｓ＋５    …    （３）
を満たす請求項９に記載の導光板。
【請求項１１】
前記ホログラムの記録面と前記拡散板との間隔が０．３ｍ以上に設定されてパターンが形成された請求項１０に記載の導光板。
【請求項１２】
前記特定の偏光成分がＳ偏光成分である請求項１〜４の何れかに記載の導光板。
【請求項１３】
前記導光板の端面及び光出射面を除く残りの面のうち少なくとも一面に対向して、入射したＰ偏光成分をＳ偏光成分に変換して反射する偏光方向変換手段が配置されている請求項１２に記載の導光板。
【請求項１４】
前記偏光方向変換手段として、拡散反射板が用いられている請求項１３に記載の導光板。
【請求項１５】
前記偏光方向変換手段として、λ／４位相差板及び鏡面反射板からなる偏光方向変換手段が用いられ、前記導光板における端面及び光出射面を除く少なくとも一面側に、λ／４位相差板を介して鏡面反射板が配置されている請求項１３に記載の導光板。
【請求項１６】
前記光回折手段における前記導光板本体と反対の面は、誘電体多層膜又は金属膜の積層により鏡面に形成されている請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項１７】
前記導光板本体における前記光出射面と対向する面は、誘電体多層膜又は金属膜の積層により鏡面に形成されている請求項３又は４に記載の導光板。
【請求項１８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光板と、該導光板の端面側に配置された光源と、を備えているバックライト。
【請求項１９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光板と、
該導光板の少なくとも一つの端面側に配置された光源と、
該光源と前記導光板との間に配置されたレンズと、
前記光源のさらに外側に配置された反射板とを備えているバックライト。
【請求項２０】
請求項１８に記載のバックライトを用いて構成された液晶表示装置。
【請求項２１】
液晶セルと、
該液晶セルの上下両面側に配置された一対の偏光板と、
前記下側の偏光板の下面側に配置された請求項１８に記載のバックライトと、を備えている液晶表示装置。
【請求項２２】
前記光回折手段の回折効率が調整されることにより、前記バックライトの導光板、前記下側の偏光板を順に透過した光の該下側偏光板面内での光強度分布が実質的に均一になるように設定されている請求項２１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、均一な面光源を構成する導光板及びバックライト並びにこれらを用いて構成された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置としては、図１１に示すように、液晶表示素子１０１の上下両面に一対の偏光板１０２、１０３が配置されると共に、下側の偏光板１０３の下面側にバックライトが配置された構成のものが公知である。ノートパソコン等多くの液晶表示装置では、薄型化、低消費電力化を図るために、前記バックライトとしてエッジライト型のものが使用されている。エッジライト型のバックライトとしては、反射板１０７により集光された光源１１１からの光を導光板１０９の一端面から導光板１０９内に導入して照明する方式が一般的である。そして、前記導光板１０９の底面にシルク印刷等による拡散反射層１１０が形成されると共に、前記導光板１０９から漏れ出た光を無駄なく有効に利用するために導光板１０９の底面側等に反射板１０８が配置される。前記下側の偏光板１０３と導光板１０９の間に、光源１１１の光を有効に利用するために偏光の選択分離を行う輝度向上フィルム１０４が配置され、該輝度向上フィルム１０４の下側に、液晶表示素子の表示に有効な角度範囲内に集光または拡散するためのプリズムシート１０５が配置され、さらにこのプリズムシート１０５の下側にバックライト光のむらを低減するための拡散板１０６が配置された構成のものが用いられていた。
【０００３】
図１１に示す構成の液晶表示装置では、輝度向上フィルム及びプリズムシートを用いる構成であることから、構造が複雑化して製造効率が低下すると共に、部品点数が多くなって製造コストが高くなるという問題があった。更に耐久性能も十分ではなかった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するものとして、液晶表示素子の裏面側に、楔形の導光板、ホログラム、λ／４板、反射板がこの順に配置された構成の液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。この液晶表示装置では、光源から導光板に入射する光を平行光にし、また回折角がほぼ９０°になるように設計されている。
【特許文献１】特開平１１−２８１９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光源から導光板に入射する光を平行光にすることは非常に技術的困難を伴うものであることから、前記特許文献１に記載の技術では、十分な偏光分離機能が得られないという問題があった。更に、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を照射する機能も不十分であった。
【０００６】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、構造が簡単であって部品点数も少なく製造が容易でコストが低減されると共に、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を十分に照射することが可能な導光板及びバックライト並びに液晶表示装置を提供することを第１の目的とする。また、この発明は、光の利用効率を向上することのできる導光板及びバックライト並びに液晶表示装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］  光出射面を有する導光板本体と、導光板本体における前記光出射面と対向する面に対して対向配置された光回折手段と、を備え、導光板本体の端面から導光板本体内に光源からの光が入射される導光板である。光回折手段は、光出射面に対して（１）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体から光回折手段に入射した光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０−ａ）°の回折角で回折する。
０＜ａ≦ｂ＋５    …    （１）
ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１、ｎ１は導光板本体の屈折率、ｎ２は導光板本体の光出射面の外側に接する媒体の屈折率である。
【０００９】
［２］  光出射面を有する導光板本体と、導光板本体における光出射面と対向する面に対して対向配置された光回折手段と、を備え、導光板本体の端面から導光板本体内に光源からの光が入射される導光板である。この光回折手段は、光出射面に対して（２）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体から光回折手段に入射した光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０−ａ）°の回折角で回折する。
（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２    …    （２）
ここで、導光板本体の端面から導光板本体内に入射した光の強度の導光板本体の厚み方向における内部入射角分布の半値幅をＨＷ（°）とし、Ｂ＝ＨＷ／２である。
【００１０】
［３］  光出射面を有する導光板本体と、光出射面上に配置された光回折手段と、を備え、導光板本体の端面から導光板本体内に光源からの光が入射される導光板である。光回折手段は、光出射面に対して（１）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体から光回折手段に入射した光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０＋ａ）°の回折角で回析する。
０＜ａ≦ｂ＋５    …    （１）
ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１、ｎ１は導光板本体の屈折率、ｎ２は導光板本体における光出射面に対向する面の外側に接する媒体の屈折率である。
【００１１】
［４］  光出射面を有する導光板本体と、光出射面上に配置された光回折手段と、を備え、導光板本体の端面から導光板本体内に光源からの光が入射される導光板である。光回折手段は、光出射面に対して（２）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体から光回折手段に入射した光源からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分を（９０＋ａ）°の回折角で回折する。
（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２    …    （２）
ここで、導光板本体の端面から導光板本体内に入射した光の強度の導光板本体の厚み方向における内部入射角分布の半値幅をＨＷ（°）とし、Ｂ＝ＨＷ／２である。
【００１２】
［１］、［２］，［３］及び［４］の発明では、導光板から出射される光の拡がり角（角度範囲）を制御することができる。従って、この導光板を用いて液晶表示装置を構成すれば、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を効率良く照射することができる。また、プリズムシートを用いなくても出射光の拡がり角を制御することができるので、構造が簡単であり部品点数も少なくて済み、ひいては従来品よりもさらに薄型のバックライトを提供することが可能となり、また薄型で低消費電力の液晶表示装置を安価で提供することが可能となる。
【００１３】
なお、光源から導光板に入射される光の拡がり角が大きい場合には［１］［３］の構成でも導光板からの出射光の拡がり角を十分に制御できるが、光源から導光板に入射される光が集光されている場合には、出射光の拡がり角を十分に制御する観点から、［２］［４］の構成を採用するのが望ましい。
【００１４】
ここで、光回折手段は、光回折手段に入射した光のうち、複数波長の光についてその特定の偏光成分を光回折手段によって上述の各回折角で回折することが好ましい。これにより、複数波長の光についてその特定の偏光成分を回折するので、明瞭な液晶表示を実現できる。
【００１５】
特に、複数波長が３波長であることが好ましく、特定の３波長の光についてその特定の偏光成分を回折すると、より明瞭な液晶表示を実現できる。
【００１６】
具体的には、３波長は、４２０〜４８０ｎｍから選ばれた１波長、５００〜５６０ｎｍから選ばれた１波長、及び６００〜６５０ｎｍから選ばれた１波長であることが好ましく、上記３波長としてそれぞれ特定範囲のものを選択すると、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＦＬ（冷陰極蛍光灯）の発光波長とのマッチングが良くなり、カラー表示により適したものにできる。
【００１７】
また、光回折手段がホログラムであることが好ましく、これにより、十分な偏光分離機能が得られ、これにより光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
特に、ホログラムとしてレリーフ型ホログラムが好ましい。このレリーフ型ホログラムは例えばモールド成形やプレス成形等によって容易に製造し得るものであるから、生産性を向上することができる。
【００１９】
また、レリーフ型ホログラムは、導光板本体の端面から導光板本体内に入射した光源からの参照光と、光出射面に対して略平行に配置された拡散板から出射された物体光と、をレリーフ形ホログラムが設けられるべき記録面で干渉させたパターンが形成されたものであり、拡散板から出射される物体光の強度の出射角分布の半値幅ｔは、あらかじめ設定された導光板からの出射光の強度の出射角分布の半値幅ｓに対して式（３）
ｓ−５≦ｔ≦ｓ＋５    …    （３）
を満たすことがこのましい。
【００２０】
これによれば、導光板から出射される出射光の拡がり角度を所望の範囲に精密に設定することができるので、高品質の導光板が提供される。
【００２１】
また、ホログラムの記録面と拡散板との間隔が０．３ｍ以上に設定されてパターンが形成されていることが好ましく、この場合、光出射面における出射光の強度ムラを一層少なくすることができる。特に、局部的、短周期のムラを軽減できる。
【００２２】
また、［１］、［２］、［３］及び［４］において、特定の偏光成分がＳ偏光成分であることが好ましい。これにより、出射光の強度が高まり、また、偏光分離を容易に行うことができるので、明るく明瞭な表示が可能となる。
【００２３】
この場合、導光板の端面及び光出射面を除く残りの面のうち少なくとも一面側に、入射したＰ偏光成分をＳ偏光成分に変換して反射する偏光方向変換手段が配置されていることが好ましい。
【００２４】
この場合、Ｐ偏光成分を無駄にすることなくＳ偏光成分に変換した上で照明光として利用できるものとなり、これにより光の利用効率を顕著に向上させることができる。
【００２５】
具体的には、偏光方向変換手段として、拡散反射板を用いることができる。拡散反射板に到達したＰ偏光はその一部がＳ偏光に変換されて反射され、この反射されたＳ偏光は照明光として利用できるので光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、偏光方向変換手段として、λ／４位相差板及び鏡面反射板からなる偏光方向変換手段を用い、導光板の端面及び光出射面を除く残りの四面のうち少なくとも一面側に、λ／４位相差板を介して鏡面反射板が配置されていてもよい。
【００２７】
この場合、λ／４位相差板及び鏡面反射板の作用によって、ここに到達したＰ偏光はＳ偏光に変換されて反射されて導光板内に再入射されるものとなり、この反射されたＳ偏光は照明光として利用できるので、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００２８】
ここで［１］，［２］の場合には、光回折手段における導光板本体と反対の面は、誘電体多層膜又は金属膜の積層により鏡面に形成されていると、光の利用効率をさらに向上させることができて好ましい。
【００２９】
また、［３］，［４］の場合には、導光板本体における光出射面と対向する面が、誘電体多層膜又は金属膜の積層により鏡面に形成されていると、光の利用効率をさらに向上させることができて好ましい。
【００３０】
本発明のバックライトは、上述の導光板と、該導光板の端面側に配置された光源とを備えている。
【００３１】
また、本発明の他のバックライトは、上述の導光板と、該導光板の少なくとも一つの端面側に配置された光源と、該光源と前記導光板との間に配置されたレンズと、光源のさらに外側に配置された反射板とを備えている。
【００３２】
これらのバックライトでは、導光板の光出射面から出射される光の拡がり角（角度範囲）を制御することができる。従って、このバックライトを用いて液晶表示装置を構成すれば、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を効率良く照射することができる。また、プリズムシートを用いなくても出射光の拡がり角を制御できるので、構造が簡単であり部品点数も少なくて済む。従って、従来品よりもさらに薄型のバックライトを提供できる。
【００３３】
本発明の液晶表示装置は、上述のバックライトを用いて構成されている。
【００３４】
本発明の他の液晶表示装置は、液晶セルと、該液晶セルの上下両面側に配置された一対の偏光板と、下側の偏光板の下面側に配置された上述のバックライトとを備えている。
【００３５】
これらの液晶表示装置では、導光板の光出射面から出射される光の拡がり角（角度範囲）を制御できるので、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を効率良く照射することができる。また、プリズムシートを用いなくても出射光の拡がり角を制御できるので、構造が簡単であり部品点数も少なくて済む。また、プリズムシートと液晶セルとによるモアレの発生がないので拡散板を省略できる。従って、従来品よりもさらに薄型でかつ低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
【００３６】
ここで、前記光回折手段の回折効率が調整されることにより、バックライトの導光板、下側の偏光板を順に透過した光の該下側偏光板面内での光強度分布が実質的に均一になるように設定されていることが好ましく、これにより、光強度分布の均一性をより向上させられる。
【発明の効果】
【００３７】
上述のように、本発明によれば、導光板から出射される光の拡がり角（角度範囲）を制御することができる。従って、この導光板を用いて液晶表示装置を構成すれば、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を効率良く照射することができる。また、プリズムシートを用いなくても出射光の拡がり角を制御することができるので、構造が簡単であり部品点数も少なくて済み、ひいては従来品よりもさらに薄型のバックライトを提供することが可能となり、また薄型で低消費電力の液晶表示装置を安価で提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
＜第一実施形態＞
この発明の第一実施形態に係る液晶表示装置を図１に示す。図１において、符号１は液晶表示装置である。液晶表示装置１は、液晶表示素子６０、導光板７０、及び、光源部１６０を備える。導光板７０及び光源部１６０がエッジライト型のバックライト５を構成する。
【００３９】
液晶表示素子６０は、液晶セル２、及び偏光板３、４によって構成されている。液晶セル２の上下両側にそれぞれ偏光板３、４が配置されている。
【００４０】
液晶表示素子６０の下側の偏光板４の下面側に導光板７０が設けられている。導光板７０は、主として、導光板本体１０、光回折手段１１、及び偏光方向変換手段１２を備えている。
【００４１】
導光板本体１０は、その上面が光出射面５１とされた板状体であり、偏光板４の下に配置されている。該導光板本体１０の底面５２には光回折手段１１が積層一体化されている。本実施形態では、光回折手段１１としてホログラムが用いられている。導光板本体１０の左端面１０Ｌ側には光源部１６０が配置されている。
【００４２】
光源部１６０は、光源６、集光レンズ８、及び反射板７を有している。導光板本体１０の左端面１０Ｌに面して光源６が配置され、この光源６と導光板本体１０との間に集光レンズ８が配置され、光源６のさらに外側に反射板７が配置されている。光源部１６０からの光は左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射する。
【００４３】
更に、導光板本体１０の右端面１０Ｒ側、及び、導光板７０の底面側には、Ｐ偏光成分の少なくとも一部をＳ偏光成分に変換して反射する偏光方向変換手段１２が配置されている。本実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板が用いられている。
【００４４】
液晶セル２は、ＩＴＯ（インジウム錫の複合酸化物）、酸化錫等の透明電極の上に、配向膜が形成された上下一対の透明基板（ガラス、プラスチック等）が枠状のシール材を介して接合され、これら両透明基板間における前記枠状シール材で取り囲まれた領域内に液晶が封入されて構成されている。前記配向膜としては、従来の液晶表示装置で用いられている配向膜を使用することができ、例えばポリイミド、ポリアミド等の高分子膜の他、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機膜等が挙げられ、これら高分子膜は、例えばラビングにより配向膜とすることができる。或いは、炭化珪素を斜め蒸着することにより配向膜を形成しても良い。更に、これに酸化ケイ素、酸化チタン等の無機膜を絶縁膜として積層しても良いし、遮光膜、カラーフィルタ等を積層するようにしても良い。また、透明電極と透明基板との間に、アルカリ溶出を防止するための無機膜（酸化ケイ素、酸化アルミニウム等）を積層しても良いし、また遮光膜、カラーフィルタ等を積層するようにしても良い。本実施形態では、前記液晶セル２として、９０°ツイストのＴＮ型液晶表示素子を用いている。
【００４５】
前記上下一対の偏光板３、４は、互いにその透過軸を直交させる状態に配置され、またこれら偏光板３、４の透過軸は、液晶セル２における液晶分子の配向方向と平行になるように配置されている。
【００４６】
導光板本体１０の材質としては、例えば、アクリル系、スチレン系、ポリカーボネート系等のプラスチックやガラス等を用いることができる。
【００４７】
そして、本実施形態では、光回折手段１１は、図２に示すように、導光板本体１０の光出射面５１に対して下記（１）式を満たす角度ａ°をなして導光板本体１０から光回折手段１１に入射した光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分（本実施形態ではＳ偏光成分）を（９０−ａ）°の回折角で回折し回折光として出力する。
０＜ａ≦ｂ＋５    …    （１）
ここで、ｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１であり、ｎ１は導光板本体１０の屈折率であり、ｎ２は導光板本体１０の光出射面５１より外側の媒体の屈折率である。また、回折角は、図２に示すように、光回折手段１１に入射する入射光と、光回折手段１１から出射される回折光とのなす角により定義される。すなわち、図３で説明すると、入射光ｉが、点Ｄで回折されて回折光ｄが出射された場合、回折角は、入射光ｉと回折光ｄとのなす角γとなる。なお、角度ｂは、導光板本体１０に入射した光が導光板本体１０の表面で全反射する場合の表面への入射角度（表面と入射光とのなす角度）である。ここで、ａ≒ｂ／２とすることが好ましい。
【００４８】
しかして、液晶表示装置１において、光源６からの光は、図２に示すように、集光レンズ８によって集光されて導光板本体１０の左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射する。この時、光源６からの光の一部は、反射板７によって反射されたのち集光レンズ８によって集光されて導光板本体１０の左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射する。この入射光は、Ｓ偏光成分、Ｐ偏光成分を有する非偏光である。図２において、Ｓ偏光（偏光面が紙面に垂直）をｓで示す一方、Ｐ偏光（偏光面が紙面に平行）をｐで示している。
【００４９】
前記導光板本体１０に入射した入射光のうちＳ偏光成分は、図２に示すように、導光板本体１０内を反射して導光板本体１０の底面５２に到達して光回折手段１１に入射し、この光回折手段１１によって上方向に回折されて下側偏光板４内へ入射する。この時、導光板本体１０の光出射面５１に対してａ（°）の角度で該導光板本体１０の底面５２に到達し光回折手段１１に入射した光源６からの光のうち、特定の１ないし複数波長の光のＳ偏光成分は、光回折手段１１によって９０−ａ（°）の回折角で回折される。したがって、導光板本体１０の光出射面５１から出射される光の拡がり角（角度範囲）（β）を制御することができ（図２参照）、このように角度制御された回折光を下側偏光板４内へ入射させることができる。具体的には、角度ａで入射した光を光出射面５１に対して垂直に出射させるように回折がなされる。
【００５０】
また、下側偏光板４の透過軸はＳ偏光成分の偏光方向と合致しているので、下側偏光板４に入射されたＳ偏光は、何ら光損失を伴うことなく下側偏光板４を透過して液晶セル２内に入射して照明光として利用される。この時、導光板本体１０の光出射面５１から出射された光の拡がり角（β）を十分に制御できているので、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を十分に照射することができる。
【００５１】
なお、カラー液表表示素子として用いるためには、光回折手段１１は、三原色、すなわち、４２０〜４８０ｎｍから選ばれた１波長、５００〜５６０ｎｍから選ばれた１波長、及び６００〜６５０ｎｍから選ばれた１波長を回折することが望ましい。
【００５２】
一方、前記導光板本体１０に入射した入射光のうちＰ偏光成分（図２でｐで示す）は、図２に示すように、導光板本体１０の底面５２を通って光回折手段１１に到達してもこの光回折手段１１で回折されることなく反射され、導光板本体１０の光出射面５１と底面５２での反射が繰り返された後、導光板本体１０の右端面１０Ｒから出て、偏光方向変換手段１２で反射されて再び導光板本体１０内に入射する。本実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板が用いられているので、導光板本体１０の右端面１０Ｒから出たＰ偏光は、この拡散反射板１２で拡散反射されて、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を含む非偏光になっている。即ち、導光板本体１０の右端面から出たＰ偏光の一部が、拡散反射板１２によってＳ偏光に変換されて前記導光板本体１０内に再入射する。
【００５３】
また、光源６から導光板本体１０に入射したＰ偏光成分の一部は、光回折手段１１を透過して、導光板本体１０の下面側に配置された偏光方向変換手段１２で反射されて再び導光板本体１０内に入射する。本実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板が用いられているので、導光板本体１０の下面側から出たＰ偏光は、この拡散反射板１２で拡散反射されて、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を含む非偏光になっている。即ち、導光板本体１０の下面側から出たＰ偏光の一部は、拡散反射板１２によってＳ偏光に変換されて導光板本体１０内に再入射する。
【００５４】
こうして前記導光板本体１０内にその右端面１０Ｒ及び下面側から再入射したＳ偏光は、光回折手段１１によって上述と同様に回折されて下側偏光板４内へ入射する。このようにＰ偏光成分を無駄にすることなくＳ偏光成分に変換して照明光として利用することができるので、光の利用効率を顕著に向上させることができる。
【００５５】
＜第二実施形態＞
続いて第二実施形態の液晶表示装置について図４を参照して説明する。本実施形態の液晶表示装置が第一実施形態と異なる点は、導光板のみであるので導光板についてのみ詳細に説明する。本実施形態に係る導光板７１が、第一実施形態に係る導光板７０と異なる点は、光回折手段１１のみである。
【００５６】
具体的には、本実施形態の光回折手段１１は、図４に示すように、導光板本体１０の光出射面５１に対してａ（°）の角度をなして導光板本体１０から該導光板本体１０の底面５２に到達し光回折手段１１に入射した光源６からの光のうち、特定の１ないし複数波長の光について特定の偏光成分（本実施形態ではＳ偏光成分）を（９０−ａ）°の回折角で回折する。そして、角度をａ（°）は、左端面１０Ｌから導光板本体１０内部に入射した光源６からの光の強度の厚さ方向（導光板本体の厚さ方向）における内部入射角αの分布の半値幅を２Ｂ（°）としたときに（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２の関係式を満たす。
【００５７】
ここで内部入射角αやその半値幅について詳しく説明する。図５に示すように、導光板本体１０の左端面１０Ｌに光源６からの光が入射する場合を考える。導光板本体１０の厚み方向の座標をｈとし、原点を導光板本体１０の厚み中心に設定する。また、光源６から左端面１０Ｌまでの距離をｘとする。導光板本体１０の左端面１０Ｌにおいては、各高さｈに応じた外部入射角α’で光源６からの光が入射する。
【００５８】
ここでは、左端面１０Ｌに入射する入射光の外部入射角α’を、図５に示すように、光源６から左端面１０Ｌまで引いた垂線、すなわち、光出射面５１と入射光とがなす角とする。また、左端面１０Ｌから導光板本体１０内に光が入射すると、導光板本体１０内では屈折率差に基づいて光が屈折するため、導光板本体１０内における入射光の入射角は、外部入射角α’とは異なり、これを内部入射角αとする。内部入射角αも垂線、すなわち、光出射面５１となす角とする。
【００５９】
たとえば、図５に示す状況のときに、導光板本体１０の厚み２ｈが４．０ｍｍ、導光板本体１０の左端面１０Ｌから光源６までの距離ｘが０．７ｍｍ、導光板本体１０の屈折率が１．４９、導光板本体の外の屈折率が１．００（空気に相当）であるとし、光源６からの光が導光板本体１０の左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入るとする。そして、導光板本体１０の左端面１０Ｌに到達する光について、高さｈと光の強度と関係が標準偏差２．０ｍｍのガウス分布であるとする（図６（ａ）の実線参照）。
【００６０】
ここで、光源６からの光が導光板本体１０内部へ入射するときには、空気−導光板本体の界面にて反射損失があるため、導光板本体１０内部に入射するＰ偏光成分とＳ偏光成分で強度が互いに異なる。左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射するＰ偏光成分の強度と高さｈとの関係は図６（ａ）の点線、Ｓ偏光成分は図６（ｂ）の一点鎖線となる。
【００６１】
ここで、上述の図６（ａ）の光の強度と高さｈとの関係は、光の強度と外部入射角α’との関数として表すことができ、導光板本体１０の厚み方向における光の強度の外部入射角α’の分布は図６の（ｂ）のようになる。ここで、実線が光源６から左端面１０Ｌに到達する全光、点線が左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射するＰ偏光成分、一点鎖線が左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射するＳ偏光成分である。
【００６２】
そして、図６（ｂ）のＰ偏光成分とＳ偏光成分とについての外部入射角α’と強度との関係を、屈折率差に基づいて内部入射角αと光の強度との関係、すなわち、左端面１０Ｌから導光板本体１０に入射した光の強度の厚さ方向における内部角度分布に変換したものが図６（ｃ）である。ここで、点線がＰ偏光成分、一点鎖線がＳ偏光成分である。
【００６３】
そして、導光板本体の左端面１０Ｌから導光板本体１０内に入射する光の強度の導光板本体１０の厚み方向における内部入射角分布の半値幅ＨＷは、例えばこの図６（ｃ）のような内部入射角αと強度との関係式から図６（ｃ）のようにして求めることができる。図６（ｃ）においては、Ｓ偏光についての半値幅ＨＷの半分の量（Ｂ＝ＨＷ／２）を示している。ここでは、Ｓ偏光を取り出すので、Ｓ偏光に関する曲線に基づいて半値幅ＨＷを求める。このようにして、曲線の半値幅ＨＷ（°）を求め、ＨＷ／２としてＢを求めることができる。なお、図中のｂは、第一実施形態で既出の全反射に関する角度ｂである。
【００６４】
また、導光板本体１０の厚み２ｈが７．０ｍｍでそれ以外は上述と同じ場合における、光の強度についての外部入射角α’の分布を図６（ｄ）に示す。
【００６５】
このような導光板７１を用いても、光回折手段１１は、上述の所定の角度ａで光回折手段（１１）に入射した光を、第一実施形態と同様に光出射面５１に対して垂直に出射させるように回折するので、導光板７１からの出射光の拡がり角（β）を十分に制御することができる。
【００６６】
すなわち、角度ａが、（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２の関係式を満たしているので、光源からの光を集光して導光板本体１０内に入射した場合においても、光出射面５１から出射される光の拡がり角（β）を制御することができ（拡がり角を狭小化することも可能である）、これにより表示に有効な角度範囲の光を効率良く出射させることができる。なお、関係式（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２を満たす場合に、角度ａは、導光板本体１０の底面に対して入射角度分布を有して入射してくる下向き光の中心的な角度範囲が規定されたものとなる。
【００６７】
特に、光源６から導光板本体１０に入射される光の拡がり角が小さい、すなわち、光源から入射した光の強度の内部入射角分布が狭い場合、ａ≒ｂ／２又はａ≒Ｂ／２とするとさらに好ましい。ここで、ｂは、第一実施形態で既出のｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１により求められる角度ｂである。
【００６８】
なお、本実施形態において、角度ａはさらに、０＜ａ≦ｂ＋５の要件を備えていても良い。
【００６９】
＜第三実施形態＞
続いて、図７を参照して第三実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置が第一実施形態と異なる点は、導光板のみであるので導光板についてのみ詳細に説明する。本実施形態に係る導光板７２が、第一実施形態に係る導光板７０と異なる第一の点は、光回折手段１１が、導光板本体１０の光出射面５１上に設けられている点である。第二の点は、この光回折手段１１は、光出射面５１に対して０＜ａ≦ｂ＋５を満たす角度ａ°をなして導光板本体１０から入射した光源６からの光のうち特定の１ないし複数波長の光についての特定の偏光成分（本実施形態ではＳ偏光成分）を（９０＋ａ）°の回折角で回析する。ここで、ａ≒ｂ／２とすることが好ましい。
【００７０】
この場合も、第一実施形態と同様にして、光出射面５１に対して上述の範囲を満たすａ（°）の角度をなして光回折手段１１に入射した光源からの光のうち、特定の１ないし複数波長の光のＳ偏光成分は、光回折手段１１によって９０＋ａ（°）の回折角で回折され、光出射面５１から出射される。したがって、導光板本体１０の光出射面５１から出射される光の拡がり角（角度範囲）（β）を制御することができ、このように角度制御された回折光を下側偏光板４内へ入射させることができる。具体的には、角度ａで入射した光を光出射面５１に対して垂直に出射させるように回折がなされる。
【００７１】
さらに、下側偏光板４の透過軸はＳ偏光成分の偏光方向と合致しているので、下側偏光板４に入射されたＳ偏光は、何ら光損失を伴うことなく下側偏光板４を透過して液晶セル２内に入射して照明光として利用される。この時、導光板本体１０の光出射面５１から出射された光の拡がり角（β）を十分に制御できているので、液晶表示素子の表示面に対して表示に有効な角度範囲の光を十分に照射することができる。
【００７２】
一方、導光板本体１０に入射した入射光のうちＰ偏光成分は、導光板本体１０の光出射面５１の光回折手段１１に到達してもこの光回折手段１１で回折されることなく反射され、導光板本体１０の光出射面５１と底面５２での反射が繰り返された後、導光板本体１０の右端面１０Ｒから出て、偏光方向変換手段１２で反射されて再び導光板本体１０内に入射する。本実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板が用いられているので、導光板本体１０の右端面１０Ｒから出たＰ偏光成分は、この拡散反射板１２で拡散反射されて、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を含む非偏光になり、導光板本体１０の右端面から出たＰ偏光成分の一部が、拡散反射板１２によってＳ偏光成分に変換されて導光板本体１０内に再入射する。
【００７３】
また、光源６から導光板本体１０に入射したＰ偏光成分の一部は、底面５２を透過して導光板本体１０の下面側に配置された偏光方向変換手段１２で反射されて再び導光板本体１０内に入射する。本実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板が用いられているので、導光板本体１０の下面側から出たＰ偏光成分は、この拡散反射板１２で拡散反射されて、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を含む非偏光になり、導光板本体１０の下面側から出たＰ偏光成分の一部は、拡散反射板１２によってＳ偏光成分に変換されて導光板本体１０内に再入射する。
【００７４】
こうして前記導光板本体１０内にその右端面１０Ｒ及び下面側から再入射したＳ偏光成分は、光回折手段１１によって上述と同様に回折されて下側偏光板４内へ入射する。このようにＰ偏光成分を無駄にすることなくＳ偏光成分に変換して照明光として利用することができるので、光の利用効率を顕著に向上させることができる。
【００７５】
＜第四実施形態＞
続いて、図８を参照して第四実施形態の液晶表示装置について説明する。本実施形態の液晶表示装置が第三実施形態と異なる点は、導光板のみであるので導光板についてのみ詳細に説明する。本実施形態に係る導光板７３が、第三実施形態に係る導光板７２と異なる点は光回折手段１１である。
【００７６】
具体的には、本実施形態の光回折手段１１は、導光板本体１０の光出射面５１に対してａ（°）の角度をなして導光板本体１０から該導光板本体１０の底面５２に到達し光回折手段１１に入射した光源６からの光のうち、特定の１ないし複数波長の光について特定の偏光成分（本実施形態ではＳ偏光成分）を（９０＋ａ）°の回折角で回折する。そして、角度をａ（°）は、左端面１０Ｌから導光板本体１０内部に入射した光源６からの光の強度の厚さ方向（導光板本体の厚さ方向）における内部入射角αの分布の半値幅ＨＷを２Ｂ（°）としたときに（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２の関係式を満たす。
【００７７】
ここで内部入射角αやその半値幅ＨＷについては第二実施形態で説明したのと同様である。
【００７８】
このような導光板７３を用いても、光回折手段１１は、上述の所定の角度ａで光回折手段１１に入射した光を、第三実施形態と同様に光出射面５１に対して垂直に出射させるように回折するので、導光板７３からの出射光の拡がり角（β）を十分に制御することができる。
【００７９】
すなわち、角度ａが、（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２の関係式を満たしているので、光源からの光を集光して導光板本体１０内に入射した場合においても、光出射面５１から出射される光の拡がり角（β）を制御することができ（拡がり角を狭小化することも可能である）、これにより表示に有効な角度範囲の光を効率良く出射させることができる。なお、関係式（Ｂ−５）／２≦ａ≦（Ｂ＋５）／２を満たす場合に、角度ａは、導光板本体１０の底面に対して入射角度分布を有して入射してくる下向き光の中心的な角度範囲を規定したものとなる。
【００８０】
特に、光源６から導光板本体１０に入射される光の拡がり角が小さい、すなわち、光源から入射した光の強度の内部入射角分布が狭い場合、ａ≒ｂ／２又はａ≒Ｂ／２とするとさらに好ましい。ここで、ｂは、第一実施形態で既出のｃｏｓ（ｂ）＝ｎ２／ｎ１により求められる角度ｂである。
【００８１】
なお、本実施形態において、角度ａはさらに、０＜ａ≦ｂ＋５の要件を備えていても良い。
【００８２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、光源６あるいは光源部１６０が、導光板７０等の一つの端面（左端面１０Ｌ）のみに設けられているがこれに限られず、導光板の２つ以上の端面に光源６あるいは光源部１６０がそれぞれ設けられていても良い。例えば、上記実施形態において、さらに、導光板の右端面１０Ｒ等にも光源６や光源部１６０を設けることができる。
【００８３】
また、上記実施形態では、偏光方向変換手段１２を導光板本体１０の下面側及び右端面側に配置しているが、特にこのような配置形態に限定されるものではなく、偏光方向変換手段１２は、前記導光板の光入射面としての左端面１０Ｌ及び光出射面５１を除く残りの四面のうち少なくとも一面側に配置されていれば良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、偏光方向変換手段１２として拡散反射板を用いているが、特にこのようなものに限定されるものではない。例えば、偏光方向変換手段１２として、λ／４位相差板及び鏡面反射板を用いた構成を採用しても良い。即ち、導光板の光入射面及び光出射面５１を除く残りの四面のうち少なくとも一面側に、λ／４位相差板を介して鏡面反射板が配置された構成を採用しても良い。この場合には、例えば、上記実施形態では、導光板本体１０から出たＰ偏光成分は、まずλ／４位相差板を透過する際に左回り円偏光に変換され、この左回り円偏光が前記鏡面反射板で反射され、この反射の際に右回り円偏光に変換され、この右回り円偏光が再び前記λ／４位相差板を透過する際にＳ偏光成分に変換され、こうして前記導光板本体１０から出たＰ偏光は、λ／４位相差板及び鏡面反射板によってＳ偏光に変換されて導光板本体１０内に再入射する。再入射したＳ偏光は、前記光回折手段１１によって回折されて前記下側偏光板４内へ入射する。
【００８５】
或いはまた、第一及び第二実施形態では導光板本体１０の底面に設けられた光回折手段１１の下面に、また、第三及び第四実施形態では導光板本体１０の底面に、それぞれ誘電体多層膜または金属膜が積層されて鏡面に形成された構成を採用しても良い。この場合には、この誘電体多層膜または金属膜を透過して下面側に光が透過することはない。これによって光の利用効率を向上させることができる。
【００８６】
なお、上記実施形態では、液晶セル２としてＴＮ型液晶表示素子を用いたが、特にこのような型のものに限定されるものではなく、例えばスーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）型の液晶表示素子を用いても良い。或いは、偏光成分を直接利用するその他の動作モードの液晶表示素子を用いるようにしても良い。また、ＳＴＮ型液晶表示素子に位相差板や他の液晶セルを積層することによって色を白黒化したＦＳＴＮ型液晶表示素子、ＤＳＴＮ型液晶表示素子を用いても良い。更に、これら液晶表示素子にカラーフィルタを組み合わせてカラー化したカラーＳＴＮ型液晶表示素子を用いるようにしても良い。
【００８７】
この発明において、導光板本体１０としては、上記実施形態のように光出射面５１と底面５２とが平行状に形成されたもの（断面が矩形状のもの）を用いても良いし、光出射面５１と底面５２とが非平行状に配置されたもの、例えば、楔形に形成されたものを用いても良い。
【００８８】
また、光回折手段１１としては、特に限定されるものではないが、例えばホログラム、回折格子等を例示できる。ホログラムとしては、特に限定されないが、例えばアクリル系、ポリビニルカルバゾール系等のフォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、銀塩等、種々の感光材料を用いることができる。リップマンタイプの体積・位相型のホログラムを用いても良いが、量産性に優れる点で、レリーフ型ホログラムを用いるのが好ましい。即ち、レリーフ型ホログラムは例えばモールド成形やプレス成形等によって容易に製造し得るものであるから、生産性を向上できる。
【００８９】
言い換えると、回折手段としては、レリーフ型又は体積型のものがあり、体積型のものが性能上好適であるが、量産性の点からはレリーフ型のものが好ましい。レリーフ型の回折手段は、正弦波、矩形波、三角波等単純な形状の組合せ又は重ね合わせで作成することができるが、ホログラムを用いることにより、特に好ましいものとなる。これらは、ＦＤＴＤ（Finite-Difference Time-Domain）法、結合波（Rigorous Coupled-Wave Analysis）法などを用いて設計、解析する。このとき、回折手段の微細構造を二値又は多値の離散的な値で設計することも可能である。
【００９０】
図９に、この発明で光回折手段１１として用いるホログラム１１のパターンを作製する際の参照光と物体光の関係を示す。導光板本体１０の底面に、ホログラム形成のための感光材料１１ａを積層配置する一方、導光板本体１０の下面側に離間して拡散板２０を配置せしめる。拡散板２０の表面は、光出射面５１と略平行とする。なお、ホログラム１１を光出射面５１上に設ける場合には、感光材料１１ａを光出射面５１上に積層する。この時、感光材料（ホログラム記録面）１１ａと拡散板２０との間隔を０．３ｍ以上に設定するのが好ましい。そして、拡散板２０からの物体光と、光源６から入射して導光板本体１０内で反射を繰り返した参照光とを感光材料１１ａにおいて干渉させて干渉縞を記録せしめる。この時、拡散板２０から出射される光の強度の出射角分布（広がり角分布）の半値幅ｔ（°）を、次のように設定する。すなわち、導光板本体１０の光出射面５１からの出射光の強度の出射角分布（広がり角分布）の設定値における半値幅をｓ（°）とする時、ｔとｓとをほぼ同じくする、具体的には、ｓ−５≦ｔ≦ｓ＋５を満たす、より好ましくは、ｓ−１≦ｔ≦ｓ＋１を満たすように設定する。ここで、拡散板２０から出射される物体光の強度の出射角分布、及び、導光板本体１０の光出射面５１から出射するの出射光の強度の出射角分布は、それぞれ、光出射面５１に垂直な方向に出射される光を基準（０°）としたものである。また、図１０に、導光板本体１０の光出射面５１からの出射光の強度の出射角分布の代表的な設定値及びその半値幅ｓを図示する。このような干渉縞の設定は通常コンピュータによって行われる。
【００９１】
なお、上記実施形態のように、導光板の光入射面及び光出射面を除く残りの四面のうち少なくとも一面側に偏光方向変換手段１２を配置する構成を採用する場合には、この偏光方向変換手段１２による反射光も参照光に含めてホログラムパターンを形成するのが好ましい。通常、複数波長に対するホログラムパターンを計算して、これらを和加算することによって最終的なパターンを求める。
【００９２】
また、下側偏光板４を透過した後の光の該下側偏光板４面内での面方向の光強度分布が実質的に均一になるように光回折手段１１の回折効率を調整するために、最終的なホログラムパターンからの回折光の強度と分光特性の分布を計算して、拡散板２０の輝度および分光特性の分布を修正する。なお、この修正は、最終的なホログラムパターンで試作した導光板の実測データを用いて行うこともできる。
【００９３】
コンピュータによりホログラムパターンを計算してホログラムを作成するには、例えば特開２００１−３３７５８４号公報に記載された方法を用いることができる。計算量を低減するために、複数のホログラムに分割して計算しても良い。
【００９４】
上記実施形態においては、ホログラム１１にＳ偏光成分のみ回折する偏光特性を持たせる必要がある。一般に、ホログラムには、その内部での入射光、回折光の方向ベクトルの内積に比例してＰ偏光成分を回折し、Ｓ偏光成分はそれによらず一定の強度で回折する偏光特性がある。すなわち、入射光と回折光が平行な場合（内積が１）にはＰ偏光成分、Ｓ偏光成分ともに回折する一方、入射光と回折光が直交する場合（内積が０）にはＰ偏光成分は回折されずＳ偏光成分のみ回折する。従って、ホログラム１１にＳ偏光成分のみ回折する偏光特性を持たせるためには、ホログラム１１内部における入射光と回折光のなす角度（回折角）を９０°に設定すれば良い。これにより偏光分離機能を十分に確保することができるものとなる。
【００９５】
一方、表示に有効な角度範囲の光が効率的に得られるようにするため、上述の各回折角で回折するようになすことが必要である。このように構成することによって、偏光分離能と、表示に有効な角度範囲の光を効率的に得る機能とを両立させることができる。
【００９６】
この発明に係る導光板（７０、７１，７２，７３）、バックライト５、液晶表示装置（１）は、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、種々設計変更することができる。
【００９７】
また、導光板本体１０と、光回折手段１１とは、接触していてもよく、互いに媒体を挟んで離れていてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、光回折手段１１はＰ偏光成分ではなくＳ偏光成分を所定の回折角で回折しているが、Ｓ偏光成分ではなくＰ偏光成分を所定の回折角で回折するようにしても動作は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は、この発明に係る液晶表示装置の第一実施形態を示す模式的側面図である。
【図２】図２は、図１の導光板における光回折手段等による作用を説明する模式的側面図である。
【図３】図３は、回折角を説明する模式図である。
【図４】図４は、第二実施形態の液晶表示装置の導光板による作用を説明する模式的側面図である。
【図５】図５は、内部入射角α及び外部入射角α’等を説明するための導光板の模式的側面図である。
【図６】図６は、図５の説明に用いるグラフであり、（ａ）は所定の条件において左端面１０Ｌに到達する光及び左端面１０Ｌから入射する各偏光成分の入射高ｈと強度との関係を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）の場合の左端面１０Ｌに到達する光及び左端面１０Ｌから入射する各偏光成分の外部入射角α’と強度との関係を示すグラフ、（ｃ）は（ａ）の場合の左端面１０Ｌに到達する光及び左端面１０Ｌから入射する各偏光成分の内部入射角αと強度との関係を示すグラフ、（ｄ）は（ａ）と条件が異なる場合についての左端面１０Ｌに到達する光及び左端面１０Ｌから入射する各偏光成分の内部入射角αと強度との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、第三実施形態の液晶表示装置の導光板による作用を説明する模式的側面図である。
【図８】図８は、第四実施形態の液晶表示装置の導光板による作用を説明する模式的側面図である。
【図９】図９は、この実施形態で光回折手段として用いるホログラムの作製法を説明する模式的側面図である。
【図１０】図１０は、図９の半値幅ｓを説明するための、光出射面から出射する光の強度の出射角分布のグラフである。
【図１１】図１１は、従来の液晶表示装置の模式的側面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…液晶表示装置、２…液晶セル、３…偏光板（上側）、４…偏光板（下側）、５…バックライト、６…光源、７…反射板、８…集光レンズ、１０…導光板本体、１１…光回折手段（ホログラム等）、１２…偏光方向変換手段、２０…拡散板、５１…導光板本体の光出射面、５２…導光板本体の底面、７０，７１，７２，７３…導光板。
【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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