(57)【要約】本発明による照明装置は、光源（１０）と、光源（１０）から出射された光を受ける入射面（２０ａ）および入射面（２０ａ）から入射した光を出射する出射面（２０ｃ）を有する導光体（２０）とを備える。導光体（２０）は、入射面（２０ａ）から入射した光のうちの特定の偏光方向の光（第１偏光）を選択的に出射面（２０ｃ）から出射させる偏光選択層（２２）と、第１偏光とは偏光方向が異なる第２偏光を第１偏光に変換する偏光変換層（２４）とを有する。偏光選択層（２２）は、第１偏光を実質的に出射面（２０ｃ）側にのみ反射する。
2004042273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、
前記偏光選択層は、前記特定の偏光方向の光を実質的に前記出射面側にのみ反射する照明装置。
【請求項２】
前記偏光選択層は、前記出射面に対して所定の角度をなす複数の誘電体膜を含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
光源と、
前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、
前記偏光選択層は、前記出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記入射面から遠ざかるほど密に配置されている照明装置。
【請求項４】
前記導光体は、前記出射面に対して傾斜した複数の傾斜面および前記出射面に略平行な複数の平行面を含む主面を有する第１の部材と、前記第１の部材の前記主面上に設けられ、前記主面を平坦化する第２の部材とを含んで構成されており、
前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記主面の前記複数の傾斜面に形成され、
前記主面の前記複数の平行面は前記入射面から遠ざかるほど疎に配置されている請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記偏光選択層は、前記主面の前記複数の平行面に形成された複数のさらなる誘電体膜を含む請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記偏光選択層は、前記出射面近傍に配置され、且つ、前記偏光変換層よりも前記出射面側に位置している請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の平行面は、前記複数の傾斜面よりも前記出射面側に位置している請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光体は、前記出射面に対向する対向面をさらに有し、前記偏光選択層は、前記対向面近傍に配置され、且つ、前記偏光変換層よりも前記対向面側に位置している請求項５に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の平行面は、前記複数の傾斜面よりも前記対向面側に位置している請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１の部材は、前記主面に複数のプリズムが配列されたプリズムシートである請求項４から９のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第２の部材は、透明な樹脂材料から形成された透明樹脂層である請求項４から１０のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記偏光変換層は、複屈折性を有する透明材料から形成されている請求項１から１１のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１３】
前記偏光変換層は、射出成形された透明樹脂層である請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記偏光変換層は位相差板である請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しない請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
光源と、
前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、
前記偏光変換層は、射出成形された、複屈折性を有する透明樹脂層である照明装置。
【請求項１７】
光源と、
前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、
前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、
前記偏光変換層は位相差板であり、
前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しない照明装置。
【請求項１８】
前記位相差板は一軸性の屈折率異方性を有する請求項１５または１７に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０および０＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜λと、１０°＜α＜３０°または４０°＜α＜６０°の関係を満足する請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および１０°＜α＜３０°の関係を満足する請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜５λ／４および２０°＜α＜９０°の関係を満足する請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および２０°＜α＜８０°の関係を満足する請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記位相差板は二軸性の屈折率異方性を有する請求項１５または１７に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜３λ／４および６０°＜α＜８０°の関係を満足する請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の遅相軸とがなす角度αが、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および６０°＜α＜８０°の関係を満足する請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記偏光変換層は、前記偏光選択層に対して前記出射面とは反対側に配置されている請求項１、４および１６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項２７】
前記偏光変換層は、前記偏光選択層に対して前記出射面側に配置されている請求項１、４および１７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項２８】
請求項１から２７のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置が有する前記導光体の前記出射面側に設けられ、少なくとも１つの偏光子を備えた表示パネルと、を有する画像表示装置。
【請求項２９】
前記照明装置は、前記導光体の前記対向面に形成された透明入力装置をさらに備えている請求項２８に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
前記表示パネルは基板を含み、
前記照明装置が有する前記導光体が前記基板を兼ねている請求項２９に記載の画像表示装置。
【請求項３１】
光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、
前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、
前記偏光選択層は、前記特定の偏光方向の光を実質的に前記出射面側にのみ反射する導光体。
【請求項３２】
光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、
前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、
前記偏光選択層は、前記出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記入射面から遠ざかるほど密に配置されている導光体。
【請求項３３】
光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、
前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、
前記偏光変換層は、射出成形された、複屈折性を有する透明樹脂層である導光体。
【請求項３４】
前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、
前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、
前記偏光変換層は位相差板であり、
前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しない導光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、照明装置およびそれを備えた画像表示装置ならびに導光体に関し、特に、光の利用効率の高い照明装置およびそれを備えた画像表示装置ならびに導光体に関する。
【背景技術】  近年、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに広く用いられている。
液晶表示装置に代表される非発光型の表示装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）およびＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの自発光型の表示装置とは異なり、自らは発光せずに、外部から照射された光の透過光量や反射光量を制御することによって文字や画像を表示する。
上述した液晶表示装置は、透過型と反射型に大別される。
透過型の液晶表示装置は、液晶表示パネルの背後に配置された照明装置（いわゆるバックライト）の光を用いて表示を行い、反射型の液晶表示装置は、周囲光を用いて表示を行う。ただし、反射型液晶表示装置のなかには、十分な強度の周囲光が得られない場合の表示品位を向上するための照明装置を備えたものが知られており、この照明装置は、透過型液晶表示装置の照明装置が「バックライト」と称されるのに対して、「フロントライト」と称される。
現在実用化されている透過型の液晶表示装置の多くは、液晶セルを介して対向する一対の偏光子を備えており、また、現在実用化されている反射型の液晶表示装置の多くは、液晶セルの観察者側に配置された偏光子を備えている。そのため、照明装置（バックライトやフロントライト）から出射される照明光がランダムな偏光状態の光である場合には、照明光は液晶セルに入射する前にその約５０％を偏光子で吸収されてしまう。
そこで、偏光子での光の吸収を少なくして光の利用効率を向上するために、所定の偏光方向の光を選択的に出射する照明装置が提案されている。
例えば、特開平９−５７３９号公報およびＴａｎａｓｅ、他五名，「Ａ  Ｎｅｗ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｉｐｅ  ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  ｆｒｏｍ  ＬＣＤｓ」，ＳＩＤ９７ＤＩＧＥＳＴ，ｐ．３６５−３６８には、屈折率が互いに異なる透明媒質間の界面での反射率が偏光依存性を持つことを利用して特定の偏光方向の光を出射する照明装置が開示されている。図４３および図４４に、特開平９−５７３９号公報に開示されている照明装置７４０とそれをバックライトとして備えた液晶表示装置７００を模式的に示す。
液晶表示装置７００は、透過型の液晶表示パネル７１０と、液晶表示パネル７１０の背面側に配置された照明装置（バックライト）７４０とを有している。
液晶表示パネル７１０は、一対の基板７１１および７１２と、一対の基板７１１および７１２間に設けられた液晶層７１３と、一対の基板７１１および７１２の外側に設けられた一対の偏光子７１５ａおよび７１５ｂとを有する。液晶表示パネル７１０は、照明装置７４０から出射されて偏光子７１５ｂを介して液晶表示パネル７１０に入射した光を、液晶層７１３で変調して偏光子７１５ａを透過する光量を制御することによって表示を行う。
照明装置７４０は、光源７４１と、導光体７２０と、光源を囲むように設けられた反射フィルム７４２とを有している。
導光体７２０は、光源７４１側の第１側面（入射面）７２０ａと、第１側面７２０ａに対向する第２側面７２０ｂと、光源７４１から入射した光を出射する出射面７２０ｃと、出射面７２０ｃに対向する対向面７２０ｄとを有している。また、導光体７２０の第２側面７２０ｂ近傍にλ／４板（１／４波長板）７３２と反射板７３４とが配置され、導光体７２０の対向面７２０ｄ近傍に反射板７３６が配置されている。
導光体７２０は、導光板７２１と、導光シート７２３とが貼り合わされて形成されており、導光シート７２３は、互いに屈折率の異なる透明なアモルファス層７２３ａおよび７２３ｂが所定の角度をなして交互に積層されて構成されている。
光源７４１から出射されて入射面７２０ａから導光体７２０内部に入射した光は、出射面７２０ｃと対向面７２０ｄとで全反射を繰り返しながら第２側面７２０ｂに向けて伝搬する。導光体７２０内部を伝搬する光の一部は、導光シート７２３を構成するアモルファス層７２３ａおよび７２３ｂ間の界面で反射され、出射面７２０ｃから液晶表示パネル７１０に向けて出射される。
互いに屈折率の異なるアモルファス層間の界面では、偏光方向によって反射率が異なることが知られており、特に、ブルースター角と呼ばれる特定の入射角で界面に光が入射すると、Ｐ偏光の反射率がゼロとなり、Ｓ偏光のみが反射される。
従って、導光シート７２３を構成するアモルファス層７２３ａおよび７２３ｂを、導光体７２０の出射面７２０ｃに対してブルースター角に近い角度をなすように積層することによって、アモルファス層７２３ａおよび７２３ｂの繰り返し方向に直交する方向（図４４の紙面に垂直な方向）に振動する第１偏光の反射率を高く、アモルファス層７２３ａおよび７２３ｂの繰り返し方向に平行な方向（図４４の紙面に平行な方向）に振動する第２偏光の反射率を低くすることができ、導光体７２０から出射される照明光に偏光特性を持たせることができる。
導光体７２０の第２側面７２０ｂ近傍に設けられたλ／４板７３２と反射板７３４とは、導光体７２０の出射面７２０ｃから出射されずに第２側面７２０ｂに到達した光の偏光方向を回転させて再び導光体７２０内部に入射させることによって光の利用効率の向上を図るために設けられている。また、導光体７２０の対向面７２０ｄ近傍に設けられた反射板７３６は、液晶表示パネル７１０によって導光体７２０側に反射された照明光を再び液晶表示パネル７１０側に反射させるために設けられている。
液晶表示装置７００においては、上述したように照明装置７４０から特定の偏光が選択的に出射するので、液晶表示パネル７１０が備える偏光子７１５ｂでの光の吸収を抑制することができ、光の利用効率が向上する。
また、特表平１０−５０８１５１号公報、特表２００１−５０７４８３号公報、Ｓ．Ｍ．Ｐ．Ｂｌｏｍ、他二名，「Ｔｏｗａｒｄｓ  Ｐｏｌａｒｉｓｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｂａｃｋ  Ｌｉｇｈｔｓ：Ｍｉｃｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｌａｙｅｒｓ」，Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１，ｐ．５２５−５２８およびＨｅｎｒｉ  Ｊ．Ｂ．Ｊａｇｔ、他三名，「Ｍｉｃｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｌｉｎｅａｒｌｙ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔｇｕｉｄｅ  ｆｏｒ  ＬＣＤ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」，ＳＩＤ０２ＤＩＧＥＳＴ，ｐ．１２３６−１２３９には、屈折率が等方的である材料と屈折率が異方的である材料との界面での反射率が偏光依存性を持つことを利用して特定の偏光方向の光を出射する照明装置が開示されている。図４５（ａ）および（ｂ）と図４６とに、Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１，ｐ．５２５−５２８に開示されている照明装置８００を模式的に示す。
照明装置８００は、光源８１０と、導光体８２０と、光源８１０を囲むように設けられた反射フィルム８１２とを有している。
導光体８２０は、光源８１０側の第１側面（入射面）８２０ａと、第１側面８２０ａに対向する第２側面８２０ｂと、光源８１０から入射した光を出射する出射面８２０ｃと、出射面８２０ｃに対向する対向面８２０ｄとを有している。
導光体８２０は、屈折率が等方的な材料から形成された等方性層８２１と、屈折率が異方的な材料から形成された異方性層８２３とが積層されて構成されている。等方性層８２１の異方性層８２３側の表面に一定のピッチで断面形状がＶ字状の溝が形成されているとともに、異方性層８２３の等方性層８２１側の表面にこのＶ字状の溝に嵌合する凸部が形成されており、等方性層８２１と異方性層８２３との界面の断面形状は波状である。異方性層８２３は、特定の方向に沿った屈折率ｎｅのみが等方性層８２１の屈折率ｎと異なり、その他の方向に沿った屈折率ｎｏが等方性層８２１の屈折率ｎとほぼ同じであるように設計されている。
光源８１０から出射されて入射面８２０ａから導光体８２０内部に入射した光は、出射面８２０ｃと対向面８２０ｄとで全反射を繰り返しながら第２側面８２０ｂに向けて伝搬する。導光板８２０内部を伝搬する光の一部は、異方性層８２３と等方性層８２１との界面のうち出射面８２０ｃに対して傾斜した部分で反射され、出射面８２０ｃから出射される。
異方性層８２３と等方性層８２１との界面では、互いの屈折率が異なる方向に振動する第１偏光のみが反射され、互いの屈折率がほぼ一致する方向に振動する第２偏光は反射されない。そのため、導光体８２０から出射される照明光に偏光特性を持たせることができる。
照明装置８００においては、上述したように出射面８２０ｃから特定の偏光が選択的に出射するので、光の利用効率を向上することができる。
特表平１０−５０８１５１号公報にも、図４５（ａ）、（ｂ）および図４６に示した照明装置８００と同様に等方性層と異方性層との界面での反射率が偏光依存性を持つことを利用して特定の偏光方向の光を選択的に出射する照明装置が開示されており、さらに、図４５（ａ）および図４６に示すように、導光体８２０の第２側面８２０ｂ近傍に偏光解消反射板８３２を設けることによって、光の利用効率のいっそうの向上が図れることを開示している。偏光解消反射板８３２は、異方性層８２３と等方性層８２１との界面で反射されない第２偏光を偏光解消してその一部を第１偏光として導光体８２０に再び入射させるので、第２偏光を照明光として利用することができる。
また、特開平９−２１８４０７号公報には、等方性層（屈折率が等方的な材料から形成された層）と異方性層（屈折率が異方的な材料から形成された層）との界面に形成された配列格子における回折の偏光依存性を利用して特定の偏光方向の光を出射する照明装置が開示されている。図４７（ａ）および（ｂ）と図４８とに、特開平９−２１８４０７号公報に開示されている照明装置９００を模式的に示す。
照明装置９００は、光源９１０と、導光体９２０と、光源９１０を囲むように設けられた反射フィルム９１２とを有している。
導光体９２０は、光源９１０側の第１側面（入射面）９２０ａと、第１側面９２０ａに対向する第２側面９２０ｂと、光源９１０から入射した光を出射する出射面９２０ｃと、出射面９２０ｃに対向する対向面９２０ｄとを有している。
導光体９２０は、屈折率が等方的な材料から形成された等方性層９２１と、屈折率が異方的な材料から形成された異方性層９２３とが積層されて構成されている。異方性層９２３は、特定の方向に沿った屈折率ｎｅのみが等方性層９２１の屈折率ｎと異なり、その他の方向に沿った屈折率ｎｏが等方性層９２１の屈折率ｎとほぼ同じであるように設計されている。等方性層９２１と異方性層９２３との界面の断面形状は矩形波状であり、等方性層９２１と異方性層９２３との界面が配列格子として機能する。また、導光体９２０の対向面９２０ｄ側に、位相差板９３２および反射板９３４が設けられている。
光源９１０から出射されて入射面９２０ａから導光体９２０内部に入射した光は、出射面９２０ｃと対向面９２０ｄとで全反射を繰り返しながら第２側面９２０ｂに向けて伝搬する。導光体９２０内部を伝搬する光の一部は、異方性層９２３と等方性層９２１との界面に形成された配列格子で回折され、出射面９２０ｃから出射される。
異方性層９２３と等方性層９２１との界面に形成された配列格子では、互いの屈折率が異なる方向に振動する第１偏光のみが回折され、互いの屈折率がほぼ一致する方向に振動する第２偏光は回折されない。そのため、導光体９２０から出射される照明光に偏光特性を持たせることができる。
照明装置９００においては、上述したように出射面９２０ｃから特定の偏光が選択的に出射するので、光の利用効率を向上することができる。
また、特開平９−２１８４０７号公報には、配列格子で回折されない第２偏光は、導光体９２０の内部を第２側面９２０ｂに向けて伝搬する過程で、異方性層９２３および位相差板９３２によって第１偏光に変換されるので、第２偏光をも照明光として利用することができることが記載されている。
しかしながら、上述した照明装置は、いずれも以下のような問題を有している。
図４３および図４４に示した照明装置７４０、図４５および図４６に示した照明装置８００においては、アモルファス層７２３ａおよび７２３ｂ間の界面や等方性層８２１と異方性層８２３との界面で直接反射されない第２偏光は、導光体７２０の第２側面７２０ｂ近傍に設けられたλ／４板７３２および反射板７３４や、導光体８２０の第２側面８２０ｂ近傍に設けられた偏光解消反射板８３２によって、第１偏光に変換される。
一般に導光体の材料として用いられるポリメチルメタクリレートやポリカーボネートなどの透明樹脂はわずかな複屈折性を有しているが、導光体７２０，８２０の第２側面７２０ａ，８２０ａに到達した第２偏光を、λ／４板７３２と反射板７３４、あるいは偏光解消反射板８３２によって第１偏光に変換するには、導光体７２０，８２０の複屈折性を十分に小さく抑える必要がある。導光体７２０，８２０が大きな複屈折性を有していると、導光体７２０，８２０の内部を伝搬する第２偏光の一部が偏光解消されて第１偏光として第２側面に到達するので、λ／４板７３２と反射板７３４、あるいは偏光解消反射板８３２によって第２偏光に変換されてしまい、再び導光体７２０，８２０に入射しても出射面７２０ｃ，８２０ｃに向けて出射されないからである。
従って、照明装置７４０および８００においては、導光体７２０，８２０を、複屈折性が十分に小さな材料を用いて形成する必要があり、材料の選択肢が限定されてしまう。
また、近年、液晶表示装置の薄型化が著しく、導光体７２０，８２０の第２側面７２０ｂ，８２０ｂにおける厚さは、０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ程度になることもある。このような導光体７２０，８２０の第２側面７２０ｂ，８２０ｂの近傍に、λ／４板７３２と反射板７３４、あるいは偏光解消反射板８３２を精度よく配置することは、生産上非常に困難であり、また、今後、液晶表示装置のさらなる薄型化が進むことを考慮するとこのような構成は実用性に乏しいと考えられる。
一方、図４７および図４８に示した照明装置９００において、第２偏光が異方性層９２３によって第１偏光に変換されることが特許文献４に記載されてはいるが、この照明装置９００において第１偏光と第２偏光とは、異方性層９２３に対してそれぞれ常光と異常光とに相当するため、第２偏光が異方性層９２３の複屈折性によって第１偏光に変換されることは原理的にありえない。そのため、照明装置９００においては、専ら位相差板９３２によって第２偏光の第１偏光への変換が行われる。
しかしながら、特開平９−２１８４０７号公報には、位相差板９３２の具体的な仕様、例えば、屈折率の異方性、厚さおよび光学軸（遅相軸や進相軸）の方向などについて全く記載されておらず、第２偏光を第１偏光に効率よく変換するための知見は何ら開示されていない。
また、この照明装置９００においては、等方性層９２１と異方性層９２３との界面に形成された配列格子によって、出射面９２０ｃ側のみならず、対向面９２０ｄ側にも光が回折され、対向面９２０ｄからも光が少なからず出射してしまう。そのため、光の利用効率が低下してしまう。また、この照明装置９００をフロントライトとして用いると、観察者側にも光が出射されるので、表示品位が低下してしまう。
上述したように、光源からの光を特定の偏光方向の光として十分に効率よく出射することができる照明装置がいまだ開発されていないのが現状である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの光を特定の偏光方向の光として十分に効率よく出射することができる照明装置およびそれを備えた画像表示装置ならびに導光体を提供することにある。
【発明の開示】
本発明による第１の照明装置は、光源と、前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、前記偏光選択層は、前記特定の偏光方向の光を実質的に前記出射面側にのみ反射し、そのことによって上記目的が達成される。
前記偏光選択層は、前記出射面に対して所定の角度をなす複数の誘電体膜を含んでもよい。
本発明による第２の照明装置は、光源と、前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、前記偏光選択層は、前記出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記入射面から遠ざかるほど密に配置されており、そのことによって上記目的が達成される。
前記導光体は、前記出射面に対して傾斜した複数の傾斜面および前記出射面に略平行な複数の平行面を含む主面を有する第１の部材と、前記第１の部材の前記主面上に設けられ、前記主面を平坦化する第２の部材とを含んで構成されており、前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記主面の前記複数の傾斜面に形成され、前記主面の前記複数の平行面は前記入射面から遠ざかるほど疎に配置されている構成としてもよい。
前記偏光選択層は、前記主面の前記複数の平行面に形成された複数のさらなる誘電体膜を含んでもよい。
前記偏光選択層は、前記出射面近傍に配置され、且つ、前記偏光変換層よりも前記出射面側に位置していてもよい。このとき、前記複数の平行面は、前記複数の傾斜面よりも前記出射面側に位置していることが好ましい。
前記導光体は、前記出射面に対向する対向面をさらに有し、前記偏光選択層は、前記対向面近傍に配置され、且つ、前記偏光変換層よりも前記対向面側に位置していてもよい。このとき、前記複数の平行面は、前記複数の傾斜面よりも前記対向面側に位置していることが好ましい。
前記第１の部材は、例えば、前記主面に複数のプリズムが配列されたプリズムシートである。
前記第２の部材は、例えば、透明な樹脂材料から形成された透明樹脂層である。
前記偏光変換層は、複屈折性を有する透明材料から形成されていてもよい。
前記偏光変換層は、射出成形された透明樹脂層であってもよい。
前記偏光変換層は位相差板であってもよい。
前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しないことが好ましい。
本発明による第３の照明装置は、光源と、前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、前記偏光変換層は、射出成形された、複屈折性を有する透明樹脂層であり、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による第４の照明装置は、光源と、前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体と、を備え、前記導光体は、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層と、を有し、前記偏光変換層は位相差板であり、前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しない構成を有しており、そのことによって上記目的が達成される。
前記位相差板が一軸性の屈折率異方性を有する構成としてもよい。
前記位相差板が一軸性の屈折率異方性を有する場合、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０および０＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜λと、１０°＜α＜３０°または４０°＜α＜６０°の関係を満足することが好ましく、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および１０°＜α＜３０°の関係を満足することがさらに好ましい。
あるいは、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜５λ／４および２０°＜α＜９０°の関係を満足することが好ましく、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および２０°＜α＜８０°の関係を満足することがさらに好ましい。
また、前記位相差板が二軸性の屈折率異方性を有する構成としてもよい。
前記位相差板が二軸性の屈折率異方性を有する場合、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜３λ／４および６０°＜α＜８０°の関係を満足することが好ましく、前記位相差板の前記遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、前記位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、前記位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および前記特定の偏光方向と前記位相差板の前記遅相軸とがなす角度αが、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および６０°＜α＜８０°の関係を満足することがさらに好ましい。
前記偏光変換層は、前記偏光選択層に対して前記出射面とは反対側に配置されていてもよい。
前記偏光変換層は、前記偏光選択層に対して前記出射面側に配置されていてもよい。
本発明による画像表示装置は、上記の構成を有する照明装置と、前記照明装置が有する前記導光体の前記出射面側に設けられ、少なくとも１つの偏光子を備えた表示パネルと、を有し、そのことによって上記目的が達成される。
前記照明装置は、前記導光体の前記対向面に形成された透明入力装置をさらに備えていてもよい。
前記表示パネルは基板を含み、前記照明装置が有する前記導光体が前記基板を兼ねていてもよい。
本発明による第１の導光体は、光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、前記偏光選択層は、前記特定の偏光方向の光を実質的に前記出射面側にのみ反射し、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による第２の導光体は、光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、前記偏光選択層は、前記出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、前記傾斜した複数の誘電体膜は、前記入射面から遠ざかるほど密に配置されており、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による第３の導光体は、光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、前記偏光変換層は、射出成形された、複屈折性を有する透明樹脂層であり、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による第４の導光体は、前記光源から出射された光を受ける入射面および前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光体であって、前記入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に前記出射面から出射させる偏光選択層と、前記特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光を前記特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とをさらに有し、前記偏光変換層は位相差板であり、前記位相差板が前記出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、前記特定の偏光方向とが一致しない構成を有しており、そのことによって上記目的が達成される。
以下、本発明の作用を説明する。
本発明による第１の照明装置においては、導光体が、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。さらに、偏光選択層は特定の偏光方向の光を実質的に出射面側にのみ反射するので、対向面側（フロントライトにおいては観察者側）に光が反射することによる光の利用効率の低下や表示品位（コントラスト比）の低下を抑制できる。
偏光選択層が出射面に対して所定の角度をなす複数の誘電体膜を含んでいる構成とすることによって、偏光選択層は特定の偏光方向の光を実質的に出射面側にのみ反射し得る。
本発明による第２の照明装置においては、導光体が、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。偏光選択層は、出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、これらの傾斜した誘電体膜が特定の偏光方向の光を出射面側に反射する。本発明による第２の照明装置においては、傾斜した複数の誘電体膜が、入射面から遠ざかるほど密に配置されているので、出射面から出射する光の強度の均一性が向上する。
本発明による第２の照明装置は、例えば、導光体を、出射面に対して傾斜した複数の傾斜面および出射面に対して略平行な複数の平行面を含む主面を有する第１の部材と、第１の部材の主面上に設けられ、主面を平坦化する第２の部材とを含むように構成するとともに、傾斜した複数の誘電体膜を主面の複数の傾斜面に形成し、さらに、主面の複数の平行面を入射面から遠ざかるほど疎に配置することによって容易に作製できる。
偏光選択層が、主面の複数の平行面に形成された複数のさらなる誘電体膜（すなわち出射面に略平行な誘電体膜）を有する構成においては、偏光変換層への光の入射がこれらの平行な誘電体膜によって妨げられないような構成を採用することが好ましく、傾斜した誘電体膜への光の入射が平行な誘電体膜によって妨げられないような構成を採用することが好ましい。具体的には、以下の構成を採用することが好ましい。
まず、偏光選択層が出射面近傍に配置される場合には、偏光選択層が偏光変換層よりも出射面側に位置していると、偏光変換層への光の入射が平行な誘電体膜によって妨げられることがないので、特定の偏光方向への偏光方向の変換を好適に行うことができる。また、このとき、第１の部材の平行面が傾斜面よりも出射面側に位置していると、すなわち、平行な誘電体膜が傾斜した誘電体膜よりも出射面側に位置していると、傾斜した誘電体膜への光の到達が平行な誘電体膜によって妨げられることがなく、出射面からの光の出射を好適に行うことができる。
また、導光体が出射面に対向する対向面をさらに有し、偏光選択層が対向面近傍に配置される場合には、偏光選択層が偏光変換層よりも対向面側に位置していると、偏光変換層への光の入射が平行な誘電体膜によって妨げられることがないので、特定の偏光方向への偏光方向の変換を好適に行うことができる。また、このとき、第１の部材の平行面が傾斜面よりも対向面側に位置していると、すなわち、平行な誘電体膜が傾斜した誘電体膜よりも対向面側に位置していると、傾斜した誘電体膜への光の到達が平行な誘電体膜によって妨げられることがなく、出射面からの光の出射を好適に行うことができる。
上記の第１の部材としては、例えば、主面に複数のプリズムが配列されたプリズムシートを用いることができる。また、第２の部材としては、例えば、透明な樹脂材料から形成された透明樹脂層を用いることができる。
偏光変換層は、典型的には、複屈折性を有する透明材料から形成されている。
偏光変換層が、射出成形された透明樹脂層であると、偏光変換層が厚く、導光体の多くの領域を占める構成とすることが容易であり、そのため、多くの光を偏光変換層中を伝搬させ、光を特定の偏光方向の光に効率よく変換することが可能になる。また、偏光変換層が位相差板であると、その遅相軸が出射面に平行な面内でほぼそろっている（一致している）ので、光が特定の偏光方向の光に変換される効率が出射面に平行な面内でほぼ一様である。そのため、出射面から均一に特定の偏光方向の光が出射するような設計を施しやすい。
位相差板が出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、上記特定の偏光方向とが一致しないことによって、位相差板は偏光変換層として好適に機能する。
本発明による第３の照明装置においては、導光体が、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。さらに、偏光変換層が、射出成形された複屈折性を有する透明樹脂層であるので、偏光変換層が厚く、導光体の多くの領域を占める構成とすることが容易である。そのため、多くの光を偏光変換層中を伝搬させ、光を特定の偏光方向の光に効率よく変換することが可能になる。
本発明による第４の照明装置においては、導光体が、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。また、偏光変換層が位相差板であるので、その遅相軸が出射面に平行な面内でほぼそろっている（一致している）。従って、光が特定の偏光方向の光に変換される効率が出射面に平行な面内でほぼ一様である。そのため、出射面から均一に特定の偏光方向の光が出射するような設計を施しやすい。さらに、この位相差板が出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、上記特定の偏光方向とが一致しないので、この位相差板は偏光変換層として好適に機能する。
位相差板としては、一軸性の屈折率異方性を有するものを用いてもよい。
位相差板が一軸性である場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および上記特定の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０および０＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜λと、１０°＜α＜３０°または４０°＜α＜６０°の関係を満足していると、特定の偏光方向の光への変換を効率よく行うことができる。特に、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および１０°＜α＜３０°の関係を満足していると、変換効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
また、位相差板が一軸性である場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および上記特定の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜５λ／４および２０°＜α＜９０°の関係を満足することによっても、特定の偏光方向の光への変換を効率よく行うことができる。特に、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および２０°＜α＜８０°の関係を満足していると、変換効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
また、位相差板として、二軸性の屈折率異方性を有するものを用いてもよい。位相差板が二軸性である場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および上記特定の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜３λ／４および６０°＜α＜８０°の関係を満足すると、広い角度範囲（伝搬角度の範囲）で特定の偏光方向の光への変換を効率よく行うことができる。特に、０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９、（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２および６０°＜α＜８０°の関係を満足していると、変換効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
偏光変換層は、偏光選択層に対して出射面とは反対側（出射面に対向する対向面側）に配置されていてもよいし、出射面側に配置されていてもよい。
ただし、偏光変換層が射出成形された透明樹脂層である場合には、偏光変換層は偏光選択層に対して出射面とは反対側（対向面側）に配置されていることが好ましい。偏光変換層が射出成形された透明樹脂層である場合には、偏光変換層の遅相軸は出射面に平行な面内でばらついているが、偏光変換層が偏光選択層に対して出射面とは反対側（対向面側）に配置されていると、偏光選択層によって出射面に向けられた特定の偏光方向の光が、出射面から出射される前に偏光変換層を通過することがなく、偏光変換層によって偏光解消されることがない。
また、偏光変換層が位相差板である場合、偏光変換層の遅相軸は出射面に平行な面内でほぼ一致しているので、偏光変換層が偏光選択層に対して出射面側に配置されていると、偏光選択層によって出射面に向けられた特定の偏光方向の光の偏光状態（例えば偏光方向）をこの偏光変換層（位相差板）によって制御することができる。
本発明による照明装置は、画像表示装置に好適に用いられる。本発明による照明装置と、照明装置が有する導光体の出射面側に設けられ、少なくとも１つの偏光子を備えた表示パネルとを有する画像表示装置は、光の利用効率が高く、明るい表示を行うことができる。
このような画像表示装置において、照明装置が有する導光体の対向面に透明入力装置（いわゆるタッチパネル）が形成されていると、透明入力装置、照明装置および表示パネルが単純に積層されている場合に比べ、画像表示装置の薄型化を図ることができる。対向面に透明入力装置が形成された導光体は、例えば、公知の透明入力装置に偏光選択層と偏光変換層とを付加することによって得られる。
また、このような画像表示装置において、表示パネルが基板を含む場合、照明装置が有する導光体がこの基板を兼ねていると、照明装置と表示パネルとが単純に積層されているときよりも、画像表示装置の薄型化を図ることができる。
本発明による第１の導光体は、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。さらに、偏光選択層は特定の偏光方向の光を実質的に出射面側にのみ反射するので、対向面側（フロントライトにおいては観察者側）に光が反射することによる光の利用効率の低下や表示品位（コントラスト比）の低下を抑制できる。
本発明による第２の導光体は、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。偏光選択層は、出射面に対して傾斜した複数の誘電体膜を含み、これらの傾斜した誘電体膜が特定の偏光方向の光を出射面側に反射する。本発明による第２の導光体では、傾斜した複数の誘電体膜が、入射面から遠ざかるほど密に配置されているので、出射面から出射する光の強度の均一性が向上する。
本発明による第３の導光体は、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。さらに、偏光変換層が、射出成形された複屈折性を有する透明樹脂層であるので、偏光変換層が厚く、導光体の多くの領域を占める構成とすることが容易である。そのため、多くの光を偏光変換層中を伝搬させ、光を特定の偏光方向の光に効率よく変換することが可能になる。
本発明による第４の導光体は、入射面から入射した光のうちの特定の偏光方向の光を選択的に出射面から出射させる偏光選択層と、この特定の偏光方向とは異なる偏光方向の光をこの特定の偏光方向の光に変換する偏光変換層とを有しているので、光源から入射面を介して導光体内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。また、偏光変換層が位相差板であるので、その遅相軸が出射面に平行な面内でほぼそろっている（一致している）。従って、光が特定の偏光方向の光に変換される効率が出射面に平行な面内でほぼ一様である。そのため、出射面から均一に特定の偏光方向の光が出射するような設計を施しやすい。さらに、この位相差板が出射面に平行な面内に有する遅相軸および進相軸と、上記特定の偏光方向とが一致しないので、この位相差板は偏光変換層として好適に機能する。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明による実施形態１の照明装置１２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）１００を模式的に示す断面図である。
図２は、照明装置１２０の導光体２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、実施形態１の照明装置１２０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
図４は、実施形態１の照明装置１２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。
図５は、本発明による実施形態２の照明装置２２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）２００を模式的に示す断面図である。
図６は、照明装置２２０の導光体２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）は、実施形態２の照明装置２２０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
図８は、実施形態２の照明装置２２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。
図９は、照明装置２００における、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、および第１偏光の偏光方向Ｐと位相差板の遅相軸とがなす角度αの関係を模式的に示す斜視図である。
図１０（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／４板（Ｎｚ＝０かつ一軸性）を用いた場合における、第２偏光が位相差板を２回通過した後に第１偏光に変換される効率（割合）と、光が位相差板内部を伝搬する角度（°）との関係を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、このλ／４板をα＝５０°となるように配置した場合における、第１偏光への変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１１（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝０かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、このλ／２板をα＝２０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１２（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する３λ／４板（Ｎｚ＝０かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１２（ｂ）は、この３λ／４板をα＝２０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１３（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ板（Ｎｚ＝０かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１３（ｂ）は、このλ板をα＝４０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１４は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／４板（Ｎｚ＝１かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１５（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝１かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１５（ｂ）は、このλ／２板をα＝７０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１６（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する３λ／４板（Ｎｚ＝１かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、この３λ／４板をα＝８０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１７（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ板（Ｎｚ＝１かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１７（ｂ）は、このλ板をα＝８０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１８（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する５λ／４板（Ｎｚ＝１かつ一軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図１８（ｂ）は、この５λ／４板をα＝６０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図１９は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／４板（Ｎｚ＝０．５かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２０は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝０．９かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２１（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝０．８かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図２１（ｂ）は、このλ／２板をα＝７０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２２（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝０．７かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図２２（ｂ）は、このλ／２板をα＝７０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２３は、λ＝５５０ｎｍの光に対するλ／２板（Ｎｚ＝０．６かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２４（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する３λ／４板（Ｎｚ＝０．２かつ二軸性）を用いた場合における、第１偏光への変換効率（割合）と、伝搬角度（°）との関係を示すグラフであり、図２４（ｂ）は、このλ／２板をα＝２０°となるように配置した場合における、変換効率（割合）と伝搬角度（°）との関係を示すグラフである。
図２５は、本発明による実施形態３の照明装置３２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）３００を模式的に示す断面図である。
図２６は、照明装置３２０の導光体２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
図２７は、入射面２０ａから遠ざかるほど誘電体膜２２ａが密に配置されている導光体２０において出射面２０ｃから光が出射する様子を模式的に示す断面図である。
図２８は、誘電体膜２２ａが一様に配置されている導光体２０において出射面２０ｃから光が出射する様子を模式的に示す断面図である。
図２９（ａ）、図２９（ｂ）および図２９（ｃ）は、実施形態３の照明装置３２０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
図３０（ａ）および図３０（ｂ）は、偏光選択層２２および偏光変換層２４の配置の態様を示す断面図である。
図３１は、実施形態３の照明装置３２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。
図３２は、照明装置３２０における、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、および第１偏光の偏光方向Ｐと位相差板の遅相軸とがなす角度αの関係を模式的に示す斜視図である。
図３３（ａ）および図３３（ｂ）は、偏光選択層２２および偏光変換層２４の配置の態様を示す断面図である。
図３４（ａ）および図３４（ｂ）は、傾斜誘電体膜２２ａおよび平行誘電体膜２２ｂの配置の態様を示す断面図である。
図３５（ａ）および図３５（ｂ）は、傾斜誘電体膜２２ａおよび平行誘電体膜２２ｂの配置の態様を示す断面図である。
図３６は、本発明による実施形態４の照明装置４２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）４００を模式的に示す断面図である。
図３７は、実施形態４の照明装置４２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示すグラフである。
図３８は、照明装置４２０における、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、および第１偏光の偏光方向Ｐと位相差板の遅相軸とがなす角度αの関係を模式的に示す斜視図である。
図３９は、本発明による実施形態５の照明装置５２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）５００を模式的に示す断面図である。
図４０（ａ）、図４０（ｂ）および図４０（ｃ）は、実施形態５の照明装置５２０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
図４１は、本発明による実施形態６の照明装置６２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）６００を模式的に示す断面図である。
図４２（ａ）、図４２（ｂ）および図４２（ｃ）は、実施形態６の照明装置６２０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
図４３は、従来の照明装置７４０およびそれを備えた液晶表示装置７００を模式的に示す断面図である。
図４４は、照明装置７４０の導光体７２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
図４５（ａ）は従来の照明装置８００を模式的に示す断面図であり、図４５（ｂ）は図４５（ａ）中の破線で囲まれた領域４５Ｂの拡大図である。
図４６は、照明装置８００の導光体８２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
図４７（ａ）は従来の照明装置９００を模式的に示す断面図であり、図４７（ｂ）は図４７（ａ）中の破線で囲まれた領域４７Ｂの拡大図である。
図４８は、照明装置９００の導光体９２０内部を光が伝搬する様子を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
まず、図１を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置１２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）１００の構造を説明する。
液晶表示装置１００は、図１に示すように、反射型液晶表示パネル１１０と、照明装置（フロントライト）１２０とを有する反射型の液晶表示装置である。
反射型液晶表示パネル１１０は、公知の反射型液晶表示パネルであり、ここでは、一対の基板（例えばガラス基板）１１１および１１２と、これらの間に設けられた液晶層１１３とを有する。背面側の基板１１１の液晶層１１３側に反射電極１１４が設けられており、観察者側の基板１１２の液晶層１１３側に透明電極（不図示）が設けられている。また、基板１１２の観察者側に偏光子（典型的には偏光板）１１５およびλ／４板（４分の１波長板）１１６が設けられている。
照明装置１２０は、光源１０と、導光体２０とを有する。典型的には、光源１０を囲むように、反射部材１２が設けられている。反射部材１２は、光源１０から出射された光を導光体２０に効率よく入射させる。
導光体２０は、本実施形態では略直方体状であり、光源１０から出射された光を受ける第１側面（入射面）２０ａと、第１側面２０ａに対向する第２側面２０ｂと、第１側面２０ａと第２側面２０ｂとの間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面（いずれも不図示）と、これら４つの側面を介して互いに対向する出射面２０ｃおよび対向面２０ｄとを有している。
この導光体２０は、出射面２０ｃの法線方向に所定の厚さを有する偏光選択層２２および偏光変換層２４を有している。
偏光選択層２２は、入射面（第１側面）２０ａから入射した光のうちの特定の偏光方向の光（以下、便宜的に「第１偏光」とも呼ぶ。）を選択的に出射面２０ｃから出射させる。
本実施形態では、偏光選択層２２は、出射面２０ｃに対して所定の角度をなす複数の誘電体膜２２ａを含んでいる。誘電体膜２２ａは、所定の間隔（ピッチ）で配列されており、その周囲の材料とは屈折率が異なっている。また、誘電体膜２２ａは、典型的には厚さが数十ｎｍ〜百数十ｎｍ程度の誘電体薄膜である。
誘電体膜２２ａの屈折率が周囲の材料の屈折率と異なっているので、誘電体膜２２ａと周囲の材料との界面では、光の反射率が偏光依存性を有する。より具体的には、Ｓ偏光の反射率が高く、Ｐ偏光の反射率が低い。特に、ブルースター角に近い角度の入射光については、Ｐ偏光の反射率がほぼゼロとなり、ほぼＳ偏光のみが反射する。従って、誘電体膜２２ａとその周囲の材料との界面においては、誘電体膜２２ａの繰り返し方向に直交する方向（図１においては紙面に垂直な方向）に振動する光の反射率が高く、この特定の光（第１偏光）とは異なる方向に振動する光の反射率が低い。そのため、出射面２０ｃ側には第１偏光が選択的に反射され、出射面２０ｃからは第１偏光が選択的に出射する。
なお、本実施形態のように、出射面２０ｃに対して所定の角度をなす（所定の角度で傾斜した）複数の誘電体薄膜２２ａを含む偏光選択層２２では、誘電体薄膜２２ａは、入射面２０ａから導光体２０内部に入射した光に含まれる第１偏光を、実質的に出射面２０ｃ側にのみ反射し、対向面２０ｄ側にはほとんど反射しない。従って、第１偏光は主に出射面２０ｃから出射し、対向面２０ｄからはほとんど出射しない。
一方、偏光変換層２４は、上述の第１偏光とは偏光方向が異なる光（例えば第１偏光に直交する光であり、以下、便宜的に「第２偏光」とも呼ぶ。）を第１偏光に変換する。
本実施形態では、偏光変換層２４は、複屈折性を有する透明材料から形成されている。より具体的には、偏光変換層２４は、射出成形された透明樹脂層である。
射出成形された透明樹脂層、すなわち、射出成形法によって形成された透明樹脂層は、その遅相軸が出射面２０ｃに平行な面内で一様ではなく、ばらついている。従って、第１偏光とは異なる第２偏光は、偏光変換層２４を伝搬する過程で透明樹脂層が有する複屈折性によって偏光解消され、その一部が第１偏光に変換される。
図２を参照しながら、導光体２０内部における光の伝搬の様子を説明する。なお、図２中、黒丸を含む二重丸は光の偏光方向が紙面に垂直であることを示し、破線の矢印は光の偏光方向が紙面に平行であることを示している。
光源１０から出射された光は、第１側面２０ａから導光板２０内部に入射し、第２側面２０ｂに向けて伝搬する。第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、誘電体膜２２ａの繰り返し方向（ここでは入射面２０ａの法線方向）に直交する方向に振動する第１偏光は、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。また、第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、第１偏光に偏光方向が直交する第２偏光は、偏光変換層２４で第１偏光に変換された後に、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。なお、本実施形態では、偏光選択層２２として複数の誘電体膜２２ａを含むものを用いるが、この誘電体膜２２ａと周囲の材料との界面には、実際にはブルースター角近傍以外の角度でも光が入射する。そのため、この界面では、厳密には第１偏光以外の光も反射され、出射面２０ｃからは、厳密には第１偏光以外の光も出射される。従って、「出射面から第１偏光を選択的に出射させる」とは、「出射面から第１偏光が支配的な光を出射させる」ことを意味し、必ずしも「出射面から第１偏光のみを出射させる」ことを意味しない。
反射型液晶表示パネル１１０の偏光子１１５は、本実施形態では、その透過軸が出射面２０ｃから出射される第１偏光の偏光方向と略平行になるように配置されている。従って、照明装置１２０から出射された第１偏光は、偏光子１１５でほとんど吸収されることなく液晶層１１３に入射する。なお、第１偏光の偏光方向と偏光子１１５の透過軸とが必ずしも平行である必要はなく、偏光子１１５と出射面２０ｃとの間に、第１偏光の偏光方向を偏光子１１５の透過軸に一致させるための位相差板を設けてもよい。
上述したように、本発明による照明装置１２０においては、導光体２０が、出射面２０ｃから第１偏光を選択的に出射させる偏光選択層２２と、第１偏光とは偏光方向が異なる第２偏光を第１偏光に変換する偏光変換層２４とを有しているので、光源１０から入射面２０ａを介して導光体２０内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。
また、本実施形態の照明装置１２０では、偏光選択層２２は第１偏光を実質的に出射面２０ｃ側にのみ反射するので、対向面２０ｄ側（観察者側）に光が反射することによる光の利用効率の低下や表示品位（コントラスト比）の低下を抑制できる。
さらに、本実施形態の照明装置１２０では、偏光変換層２４は射出成形された透明樹脂層である。そのため、偏光変換層２４が厚く、導光体２０の多くの領域を占める構成とすることが容易であり、多くの光を偏光変換層２４中を伝搬させ、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することが可能になる。
本実施形態の照明装置１２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、図３（ａ）に示すように、屈折率が１．４９で等方性のポリメチルメタクリレートを用いて厚さが０．２ｍｍのプリズムシート２５を作製する。プリズムシート２５は、断面形状が鋸波状である表面２５ａと、ほぼ平坦な裏面２５ｂとを有し、裏面２５ｂが後に出射面２０ｃとなる。表面２５ａは、裏面２５ｂに対して傾斜した傾斜領域２５ａ１とほぼ垂直な垂直領域２５ａ２とが交互に配置されて構成されている。
次に、図３（ｂ）に示すように、このプリズムシート２５の表面２５ａの傾斜領域２５ａ１上に、屈折率が２．１０のＺｒＯ２を蒸着することによって厚さ７５ｎｍの誘電体膜（誘電体薄膜）２２ａを形成する。
続いて、図３（ｃ）に示すように、このプリズムシート２５と、屈折率が１．４９のポリメチルメタクリレートを用いて射出成形法によって形成した厚さ０．８ｍｍの透明樹脂シート２６とを、屈折率が１．４９の透明接着剤２７を介して貼り合わせる。このようにして、偏光選択層２２と偏光変換層２４とを有する導光体２０が得られる。
その後、光源（例えば冷陰極管）１０を導光体２０の入射面２０ａ側に配置し、光源１０を囲むように反射部材（例えば反射フィルム）１２を配置することによって、図１および図２に示した照明装置１２０が完成する。
図４に、このようにして製造された照明装置１２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示す。なお、図４には、比較のために、押出し成形法によって透明樹脂シートを形成したこと以外は同様にして製造した照明装置における輝度も併せて示している。
図４からわかるように、射出成形法によって形成された透明樹脂シートを用いて製造された照明装置１２０は、押出し成型法によって形成された透明樹脂シートを用いて製造された照明装置よりも出射光の輝度が向上している。これは、押出し成型法によって形成された透明樹脂シートでは、第２偏光が第１偏光に効率よく変換されないのに対して、射出成形法によって形成された透明樹脂シート２６では、第２偏光が効率よく第１偏光に変換されるからである。
透明樹脂を用いて形成された透明樹脂層（例えば上述した透明樹脂シート）が有する複屈折性の大きさは、その成形方法によって異なることが知られている。例えば、「最新光学用樹脂の開発，特性と高精度部品の設計，成型技術」（発行所：株式会社技術情報協会）の第８ページには、射出成形法、押出し成形法、圧縮成型法および注型成形法の順で複屈折性が大きくなることが記載されている。
従って、射出成形法を用いると、透明樹脂層の複屈折性を十分に大きくすることができる。そのため、射出成形法によって形成された透明樹脂層を偏光変換層２４として用いることによって、導光体２０内部を伝搬する第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができる。
なお、偏光変換層２４として、遅相軸が出射面２０ｃに平行な面内でばらついているもの（例えば本実施形態のような射出成形された透明樹脂層）を用いる場合には、偏光変換層２４は、本実施形態のように、偏光選択層２２に対して対向面２０ｄ側に配置されていることが好ましい。
偏光変換層２４が偏光選択層２２に対して対向面２０ｄ側に配置されていると、偏光選択層２２によって出射面２０ｃに向けられた（反射された）第１偏光が、出射面２０ｃから出射される前に偏光変換層２４を通過することがなく、偏光変換層２４によって偏光解消されることがない。
また、ここでは、導光体２０の材料（プリズムシート２５や透明樹脂シート２６の材料）としてポリメチルメタクリレートを用いたが、これに限定されず、ポリカーボネートなどの種々の透明材料を用いることができる。
また、偏光選択層２４として、ここでは、複数の誘電体膜２２ａを含むものを例示したが、これに限定されず、特定の偏光方向の光を選択的に出射面２０ｃから出射させることができるものであればよく、例えば出射面２０ｃに対して所定の角度をなす複数の誘電体多層膜を含むものを用いてもよい。光の利用効率の向上および表示品位の向上の観点からは、特定の偏光方向の光を実質的に出射面２０ｃ側にのみ反射できるものを用いることが好ましい。
（実施形態２）
図５を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置２２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）２００の構造を説明する。なお、以降の図面においては、説明の簡単さのために、実施形態１の照明装置１２０および液晶表示装置１００と実質的に同様の機能を有する構成要素を同じ参照符号を用いて示し、その説明を一部省略する。
液晶表示装置２００は、図５に示すように、反射型液晶表示パネル２１０と、照明装置（フロントライト）２２０とを有する反射型の液晶表示装置である。
反射型液晶表示パネル２１０は、公知の反射型液晶表示パネルであり、例えば実施形態１の液晶表示装置１００が有する反射型液晶表示パネル１１０と同じ構成を有している。
照明装置２２０は、導光体２０が偏光変換層２４として位相差板を備えている点において、実施形態１の照明装置１２０と異なっている。
図１に示した照明装置１２０では、偏光変換層２４は、射出成形された透明樹脂層であり、その遅相軸は出射面２０ｃに平行な面内で一様ではなく、ばらついている。
これに対して、本実施形態の照明装置２２０では、偏光変換層２４は、いわゆる位相差板であり、その遅相軸は出射面２０ｃに平行な面内でほぼそろっている（一致している）。位相差板である偏光変換層２４は、その遅相軸および進相軸（典型的には遅相軸と直交する）が、第１偏光の偏光方向と一致しないように構成されており、第１偏光とは異なる第２偏光は、偏光変換層２４が有する複屈折性（直線複屈折性）によって第１偏光に変換される。位相差板である偏光変換層２４としては、例えばλ／２板（２分の１波長板）を用いることができる。勿論、λ／２板には限定されず、後述するようにλ／２板以外の位相差板を用いてもよい。
図６を参照しながら、導光体２０内部における光の伝搬の様子を説明する。
光源１０から出射された光は、第１側面２０ａから導光板２０内部に入射し、第２側面２０ｂに向けて伝搬する。第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、誘電体膜２２ａの繰り返し方向（ここでは入射面２０ａの法線方向）に直交する方向に振動する第１偏光は、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。また、第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、第１偏光に偏光方向が直交する第２偏光は、偏光変換層２４で第１偏光に変換された後に、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。
上述したように、本実施形態の照明装置２２０においても、導光体２０が、出射面２０ｃから第１偏光を選択的に出射させる偏光選択層２２と、第１偏光とは偏光方向が異なる第２偏光を第１偏光に変換する偏光変換層２４とを有しているので、光源１０から入射面２０ａを介して導光体２０内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。
また、本実施形態の照明装置２２０では、偏光変換層２４が位相差板であるので、その遅相軸は出射面２０ｃに平行な面内でほぼそろっている（一致している）。従って、第２偏光が第１偏光に変換される効率が出射面２０ｃに平行な面内でほぼ一様であり、そのため、出射面２０ｃから均一に第１偏光が出射するような設計を施しやすいという利点が得られる。
本実施形態の照明装置２２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、図７（ａ）に示すように、屈折率が１．４９で等方性のポリメチルメタクリレートを用いて厚さが１．０ｍｍのプリズムシート２５を作製する。プリズムシート２５は、断面形状が鋸波状である表面２５ａと、ほぼ平坦な裏面２５ｂとを有している。表面２５ａは、裏面２５ｂに対して傾斜した傾斜領域２５ａ１とほぼ垂直な垂直領域２５ａ２とが交互に配置されて構成されている。
次に、図７（ｂ）に示すように、このプリズムシート２５の表面２５ａの傾斜領域２５ａ１上に、屈折率が２．１０のＺｒＯ２を蒸着することによって厚さ７５ｎｍの誘電体膜（誘電体薄膜）２２ａを形成する。
続いて、図７（ｃ）に示すように、このプリズムシート２５の表面２５ａを屈折率が１．４９の透明樹脂２９で平坦化するとともに、プリズムシート２５の裏面２５ｂに屈折率が１．５１のアートン（登録商標）からなるλ／２板（日東電工株式会社製）２８を貼り付ける。このようにして、偏光選択層２２と偏光変換層２４とを有する導光体２０が得られる。
その後、光源（例えば冷陰極管）１０を導光体２０の入射面２０ａ側に配置し、光源１０を囲むように反射部材（例えば反射フィルム）１２を配置することによって、図５および図６に示した照明装置２２０が完成する。
図８に、このようにして製造された照明装置２２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示す。なお、図８では、図９中に示す、λ／２板２８の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、λ／２板２８の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、λ／２板２８の厚さ方向の屈折率ｎｚ、λ／２板２８の厚さｄ、可視光の波長λ（これは不図示）、第１偏光の偏光方向Ｐとλ／２板２８の遅相軸とがなす角度αが、以下の関係を満足する場合の輝度を示している。
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝２７０ｎｍ
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１．０
α＝６５°
また、図８には、比較のために、λ／２板（位相差板）を備えていない点以外は上記と同じようにして製造した照明装置における輝度も併せて示している。
図８からわかるように、位相差板である偏光変換層２４を有する照明装置２２０は、位相差板、すなわち偏光変換層を備えていない照明装置よりも出射光の輝度が向上している。つまり、位相差板である偏光変換層２４によって、第２偏光が効率よく第１偏光に変換されていることがわかる。
なお、偏光変換層２４としての位相差板の仕様は、ここで例示したものに限定されない。以下、位相差板の好ましい仕様について説明する。具体的には、位相差板の遅相軸（出射面２０ｃに平行な面内に有する遅相軸）に沿った方向の屈折率ｎｘ、位相差板の進相軸（出射面２０ｃに平行な面内に有する進相軸）に沿った方向の屈折率ｎｙ、位相差板の厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、第１偏光の偏光方向Ｐと位相差板の遅相軸とがなす角度αの好ましい関係について説明する。
まず、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０すなわちｎｘ＝ｎｚの一軸性の位相差板について説明する。図１０、図１１、図１２および図１３に、この一軸性の屈折率異方性を有する位相差板について、第２偏光が位相差板を２回通過した後に第１偏光に変換される効率（割合）を計算した結果を示す。図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）および図１３（ａ）は、第１偏光への変換効率と、光が位相差板内部を伝搬する角度（°）との関係を、αの値を変化させて示すグラフであり、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）および図１３（ｂ）は、第１偏光への変換効率と、光が位相差板内部を伝搬する角度（°）との関係を、λの値を変化させて示すグラフである。なお、図１０〜図１３に示した位相差板の位相差（ｎｘ−ｎｙ）・ｄは、表１に示す通りである。
2004042273.tif 000003
ここで、導光体２０の内部を伝搬する光は、出射面２０ｃと対向面２０ｄとで全反射を繰り返して伝搬するので、位相差板内部を伝搬する光も、出射面２０ｃに平行な面内に対して全反射角θｃ以上の角度をなす。従って、第２偏光が位相差板によって第１偏光に変換される効率は、全反射角θｃ以上の範囲について考慮すればよい。導光体や位相差板の材料として一般的に用いられるポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートおよびアートン（登録商標）などの透明樹脂を用いる場合、全反射角θｃは約４０°である。
図１０（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてλ／４板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１０（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示している。図１０（ａ）からわかるように、λ／４板を例えばα＝５０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができる。特に、λ／４板内部を約６０°の角度で伝搬する第２偏光の９割程度が第１偏光に変換される。また、図１０（ｂ）は、α＝５０°の場合の変換効率を示している。図１０（ｂ）からわかるように、λ／４板内部を約６０°の角度で伝搬する第２偏光に対する変換効率は、可視光の波長域で概ね一定であり、このことは、変換後に出射面２０ｃから出射される第１偏光の色づきの発生が抑制されることを意味する。
図１１（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてλ／２板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１１（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示している。図１１（ａ）からわかるように、λ／２板を例えばα＝２０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができる。特に、λ／２板内部を約８０°の角度で伝搬する第２偏光の９割程度が第１偏光に変換される。また、図１１（ｂ）は、α＝２０°の場合の変換効率を示している。図１１（ｂ）からわかるように、λ／２板内部を約８０°の角度で伝搬する第２偏光に対する変換効率は、可視光の波長域でほぼ一致している。
図１２（ａ）および（ｂ）は、位相差板として３λ／４板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１２（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示している。図１２（ａ）からわかるように、３λ／４板を例えばα＝２０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができる。特に、λ／２板内部を約４５°の角度で伝搬する第２偏光の９割程度が第１偏光に変換される。また、図１２（ｂ）は、α＝２０°の場合の変換効率を示している。図１２（ｂ）からわかるように、３λ／４板内部を約４５°の角度で伝搬する第２偏光に対する変換効率は、可視光の波長域で概ね一定である。
図１３（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてλ板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１３（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示している。図１３（ａ）からわかるように、λ板を例えばα＝１０°あるいは４０°〜６０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、変換効率は、λ板内部を伝搬する光の角度によっては９割以上に達する。ただし、例えば、α＝４０°の場合には、図１３（ｂ）からわかるように、第１偏光への変換効率は、可視光の波長域で大きく変化する。そのため、波長によって出射面２０ｃから出射される第１偏光の光量が異なり、色づきが発生することがある。
上述した結果を踏まえて本願発明者が詳細な検討を行った結果、位相差板が一軸性の屈折率異方性を有する場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および第１偏光の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、下記（１）の関係を満足すると、第２偏光を効率よく第１偏光に変換できることがわかった。
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０
０＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜λ                    ・・・（１）
１０°＜α＜３０°または４０°＜α＜６０°
特に、下記（２）の関係を満足すると、第２偏光が第１偏光に変換される効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒０
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２                    ・・・（２）
１０°＜α＜３０°
次に、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１すなわちｎｙ＝ｎｚの一軸性の位相差板について説明する。図１４、図１５、図１６、図１７および図１８に、この一軸性の屈折率異方性を有する位相差板について、第２偏光が位相差板を２回通過した後に第１偏光に変換される効率（割合）を計算した結果を示す。なお、図１４〜図１８に示した位相差板の位相差（ｎｘ−ｎｙ）・ｄは、表２に示す通りである。
2004042273.tif 000004
図１４は、位相差板としてλ／４板を用いた場合のλ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示すグラフである。図１４からわかるように、λ／４板を用いることによって、第２偏光を第１偏光に変換することができるものの、変換効率は最大で７割程度にとどまる。
図１５（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてλ／２板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１５（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図１５（ａ）からわかるように、λ／２板を例えばα＝３０°〜７０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、その変換効率は光の伝搬角度によっては９割以上に達する。また、図１５（ｂ）は、α＝７０°の場合の変換効率を示している。図１５（ｂ）からわかるように、変換効率は可視光の波長域で波長に応じてはほとんど変化しない。
図１６（ａ）および（ｂ）は、位相差板として３λ／４板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１６（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図１６（ａ）からわかるように、３λ／４板を例えばα＝８０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができる。特に、３λ／４板内部を約６０°の角度で伝搬する第２偏光についてはその９割以上が第１偏光に変換される。また、図１６（ｂ）は、α＝８０°の場合の変換効率を示している。図１６（ｂ）からわかるように、３λ／４板内部を約６０°の角度で伝搬する第２偏光に対する変換効率は、可視光の波長域で概ね一定である。
図１７（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてλ板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１７（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図１７（ａ）からわかるように、λ板を例えばα＝４０°〜５０°あるいは８０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、変換効率は、λ板内部を伝搬する光の角度によっては９割以上に達する。また、図１７（ｂ）は、α＝８０°の場合の変換効率を示している。図１７（ｂ）からわかるように、λ板内部を約６５°の角度で伝搬する第２偏光に対する変換効率は、可視光の波長域で概ね一定である。
図１８（ａ）および（ｂ）は、位相差板として５λ／４板を用いた場合の結果を示すグラフである。図１８（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図１８（ａ）からわかるように、５λ／４板を例えばα＝３０°〜６０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、変換効率は、５λ／４板内部を伝搬する光の角度によっては９割以上に達する。ただし、例えば、α＝６０°の場合には、図１８（ｂ）からわかるように、第１偏光への変換効率は可視光の波長域で大きく変化する。そのため、波長によって出射面２０ｃから出射される第１偏光の光量が異なり、色づきが発生することがある。
上述した結果を踏まえて本願発明者が詳細な検討を行った結果、位相差板が一軸性の屈折率異方性を有する場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および第１偏光の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、下記（３）の関係を満足することによっても、第２偏光を効率よく第１偏光に変換できることがわかった。
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１
λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜５λ／４          ・・・（３）
２０°＜α＜９００°
特に、下記（４）の関係を満足すると、第２偏光が第１偏光に変換される効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２                    ・・・（４）
２０°＜α＜８０°
ここまでは、一軸性の位相差板について説明したが、一軸性の位相差板を用いると、図１０〜図１８に示したように、変換効率が高い伝搬角度の範囲が十分に広いとはいえないことがある。
本願発明者は、二軸性の屈折率異方性を有する位相差板を用いることにより、変換効率が高い伝搬角度の範囲をより広くすることができることを見出した。以下、より詳しく説明する。
具体的に、０＜Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜１すなわちｎｘ≠ｎｚかつｎｙ≠ｎｚの二軸性の位相差板について説明する。図１９、図２０、図２１、図２２、図２３および図２４に、この二軸性の屈折率異方性を有する位相差板について、第２偏光が位相差板を２回通過した後に第１偏光に変換される効率（割合）を計算した結果を示す。なお、図１９〜図２４に示した位相差板の位相差（ｎｘ−ｎｙ）・ｄは、表３に示す通りである。
2004042273.tif 000005
図１９は、位相差板としてＮｚ＝０．５のλ／４板を用いた場合のλ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示すグラフである。図１９からわかるように、Ｎｚ＝０．５のλ／４板を用いることによって、第２偏光を第１偏光に変換することができるものの、変換効率は最大で７割程度にとどまる。また、本願発明者が検討したところ、０＜Ｎｚ＜１のλ／４板については、伝搬角度の広い角度範囲で９割以上の高い変換効率を得ることはできなかった。
図２０は、位相差板としてＮｚ＝０．９のλ／２板を用いた場合のλ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示すグラフである。図２０からわかるように、Ｎｚ＝０．９のλ／２板を用いることによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、その変換効率は光の伝搬角度によっては９割以上に達するが、変換効率が高い伝搬角度の範囲は十分に広いとはいえない。
図２１（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてＮｚ＝０．８のλ／２板を用いた場合の結果を示すグラフである。図２１（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図２１（ａ）からわかるように、Ｎｚ＝０．８のλ／２板を例えばα＝７０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、伝搬角度が約４０°〜８０°の広い範囲で変換効率が９割以上に達する。また、図２１（ｂ）は、α＝７０°の場合の変換効率を示している。図２１（ｂ）からわかるように、Ｎｚ＝０．８のλ／２板をα＝７０°となるように配置した場合の変換効率は、可視光の波長域で概ね一定である。
図２２（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてＮｚ＝０．７のλ／２板を用いた場合の結果を示すグラフである。図２２（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図２２（ａ）からわかるように、Ｎｚ＝０．７のλ／２板を例えばα＝７０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、伝搬角度が約４０°〜７０°の広い範囲で変換効率が９割以上に達する。また、図２２（ｂ）は、α＝７０°の場合の変換効率を示している。図２２（ｂ）からわかるように、Ｎｚ＝０．７のλ／２板をα＝７０°となるように配置した場合の変換効率は、可視光の波長域で概ね一定である。
図２３は、位相差板としてＮｚ＝０．６のλ／２板を用いた場合のλ＝５５０ｎｍの光に対する変換効率を示すグラフである。図２３からわかるように、Ｎｚ＝０．６のλ／２板を用いることによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、その変換効率は光の伝搬角度によっては９割以上に達するが、変換効率が高い伝搬角度の範囲は十分に広いとはいえない。
図２４（ａ）および（ｂ）は、位相差板としてＮｚ＝０．２の３λ／４板を用いた場合の結果を示すグラフである。図２４（ａ）は、λ＝５５０ｎｍの場合の変換効率を示している。図２４（ａ）からわかるように、Ｎｚ＝０．２の３λ／４板を例えばα＝２０°となるように配置することによって、第２偏光を効率よく第１偏光に変換することができ、伝搬角度が約５０°〜７０°の広い範囲で変換効率が９割以上に達する。ただし、Ｎｚ＝０．２の３λ／４板を用いた場合
例えばα＝２０°のときに、図２４（ｂ）からわかるように、第１偏光への変換効率が可視光の波長域で大きく変化する。そのため、波長によって出射面２０ｃから出射される第１偏光の光量が異なり、色づきが発生することがある。
上述した結果を踏まえて本願発明者が詳細な検討を行った結果、位相差板が二軸性の屈折率異方性を有する場合、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、厚さ方向の屈折率ｎｚ、位相差板の厚さｄ、可視光の波長λ、および第１偏光の偏光方向と位相差板の遅相軸とがなす角度αが、下記（５）の関係を満足すると、第２偏光を広い角度範囲（伝搬角度の範囲）で効率よく第１偏光に変換できることがわかった。
０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９
λ／４＜（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＜３λ／４          ・・・（５）
６０°＜α＜８０°
特に、下記（６）の関係を満足すると、第２偏光が第１偏光に変換される効率が可視光の波長域で波長に応じてほとんど変化しないので、色づきの発生が抑制される。
０．６＜（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．９
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝λ／２                    ・・・（６）
６０°＜α＜８０°
なお、本実施形態では、位相差板である偏光変換層２４が偏光選択層２２に対して対向面２０ｄ側に配置されているが、勿論これに限定されず、出射面２０ｃ側に配置してもよい。
本実施形態のように、偏光変換層２４が位相差板である場合、偏光変換層２４の遅相軸は出射面２０ｃに平行な面内でほぼ一致しているので、偏光変換層２４（位相差板）が偏光選択層２２に対して出射面側に配置されていると、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けられた第１偏光の偏光状態（例えば偏光方向）をこの位相差板によって制御して出射面２０ｃから出射させることができる。
（実施形態３）
図２５を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置３２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）３００の構造を説明する。
液晶表示装置３００は、図２５に示すように、反射型液晶表示パネル３１０と、照明装置（フロントライト）３２０とを有する反射型の液晶表示装置である。
反射型液晶表示パネル３１０は、公知の反射型液晶表示パネルであり、例えば、実施形態１の液晶表示装置１００が有する反射型液晶表示パネル１１０と同じ構成を有している。
照明装置３２０の導光体２０は、出射面２０ｃ近傍に配置された偏光選択層２２と、対向面２０ｄ側に配置された偏光変換層２４とを備えている。本実施形態では、偏光変換層２４は位相差板である。
偏光選択層２２は、出射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜した誘電体膜（以下、「傾斜誘電体膜」ともよぶ。）２２ａと、出射面２０ｃに略平行な誘電体膜（以下、「平行誘電体膜」ともよぶ。）２２ｂとを含んでいる。
傾斜誘電体膜２２ａは、入射面（第１側面）２０ａの近傍では比較的疎に配置され、第２側面２０ｂの近傍では比較的密に配置されている。つまり、傾斜誘電体膜２２ａは、入射面２０ａから遠ざかるほど密に配置されている。
これに対して、平行誘電体膜２２ｂは、入射面（第１側面）２０ａの近傍では比較的密に配置され、第２側面２０ｂの近傍では比較的疎に配置されている。つまり、傾斜誘電体膜２２ａは、入射面２０ａから遠ざかるほど疎に配置されている。
平行誘電体膜２２ｂおよび傾斜誘電体膜２２ａは、出射面２０ｃ側からこの順で配置されている。つまり、平行誘電体膜２２ｂは、傾斜誘電体膜２２ａよりも出射面２０ｃ側に位置している。したがって、偏光選択層２２が含む傾斜誘電体膜２２ａおよび平行誘電体膜２２ｂと、偏光変換層２４とは、出射面２０ｃ側から、平行誘電体膜２２ｂ、傾斜誘電体膜２２ａ、偏光変換層２４の順で配置されている。
図２６を参照しながら、導光体２０内部における光の伝搬の様子を説明する。
光源１０から出射された光は、第１側面２０ａから導光板２０内部に入射し，第２側面２０ｂに向けて伝搬する。第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、誘電体膜２２ａの繰り返し方向（ここでは入射面２０ａの法線方向）に直交する方向に振動する第１偏光は、偏光選択層２２に含まれる傾斜誘電体膜２２ａで出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。
また、第２側面２０ｂに向けて伝搬する光のうち、第１偏光に偏光方向が直交する第２偏光は、偏光変換層２４で第１偏光に変換された後に、偏光選択層２２で出射面２０ｃに向けて反射され、出射面２０ｃから出射される。
なお、第２側面２０ｂに向けて伝搬する光の一部は、平行誘電体膜２２ｂによって対向面２０ｄ側に反射されるものの、そのほとんどは対向面２０ｄに臨界角以上の角度（すなわち全反射条件を満足しない角度）で入射するので対向面２０ｄから出射しない。
上述したように、本実施形態の照明装置３２０においても、導光体２０が、出射面２０ｃから第１偏光を選択的に出射させる偏光選択層２２と、第１偏光とは偏光方向が異なる第２偏光を第１偏光に変換する偏光変換層２４とを有しているので、光源１０から導光体２０内に入射した光を効率よく特定の偏光方向の光として出射することができる。そのため、光の利用効率が向上する。
また、照明装置３２０では、偏光変換層２４が位相差板であるので、その遅相軸は出射面２０ｃに平行な面内でほぼそろっている（一致している）。したがって、第２偏光が第１偏光に変換される効率が出射面２０ｃに平行な面内でほぼ一様であり、そのため、出射面２０ｃから均一に第１偏光が出射するような設計を施しやすいという利点が得られる。
さらに、照明装置３２０では、偏光選択層２２に含まれる傾斜誘電体膜２２ａが、入射面２０ａから遠ざかるほど（すなわち光源１０から遠ざかるほど）密に配置されているので、図２７に示すように、出射面２０ｃから出射する第１偏光の強度の均一性をいっそう高くすることができる。
これに対して、図５に示す照明装置２２０（あるいは図１に示す照明装置１２０）では、出射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜した誘電体膜２２ａが入射面２０ａからの距離によらず一様な割合で形成されているので、図２８に示すように、入射面２０ａ近傍で第１偏光が多く出射されてしまい、入射面２０ａから遠ざかるほど出射する第１偏光が減少してしまうことがある。そのため、出射面２０ａから出射する光の均一性が低くなることがある。
本実施形態の照明装置３２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、図２９（ａ）に示すように、屈折率が１．４９で等方性のポリメチルメタクリレートを用いて厚さが１．０ｍｍのプリズムシート２５を作製する。プリズムシート２５は、断面形状が鋸波状である主面（表面）２５ａと、ほぼ平坦な裏面２５ｂとを有している。主面２５ａは、裏面２５ｂに対して傾斜した複数の傾斜面（傾斜領域）２５ａ１と、裏面２５ｂにほぼ垂直な複数の垂直面（垂直領域）２５ａ２と、裏面２５ｂにほぼ平行な複数の平行面（平行領域）２５ａ３とを有している。また、複数の傾斜面２５ａ１は、プリズムシート２５の一端から他端に向かうにつれ（後に入射面２０ａとなる側面から遠ざかるほど）密になるように配置されている。
次に、図２９（ｂ）に示すように、プリズムシート２５の主面２５ａの傾斜面２５ａ１上に、屈折率が２．３のＴｉＯ２を厚さ６５ｎｍで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜）２２ａを形成する。このとき、プリズムシート２５の主面２５ａの平行面２５ａ３上にも誘電体膜２２ｂが形成される。なお、図２９（ｂ）中の矢印は、誘電体材料（ここではＴｉＯ２）が蒸着される様子を模式的に示している。
続いて、図２９（ｃ）に示すように、プリズムシート２５の主面２５ａを屈折率が１．４９の透明な樹脂材料からなる透明樹脂層２９で平坦化するとともに、プリズムシート２５の裏面２５ｂに屈折率が１．５１のアートン（登録商標）からなる一軸性のλ／２板（日東電工株式会社製）２８を貼り付けることによって、偏光選択層２２と偏光変換層２４とを有する導光体３０が得られる。
その後、光源（例えば冷陰極管）１０を導光体２０の入射面２０ａ側に配置し、光源１０を囲むように反射部材（例えば反射フィルム）１２を配置することによって、図２５および図２６に示した照明装置３２０が完成する。
このように、照明装置３２０は、導光体２０を、複数の傾斜面２５ａ１および複数の平行面２５ａ３を含む主面２５ａを有する第１の部材（プリズムシート２５）と、主面２５ａ上に設けられて主面２５ａを平坦化する第２の部材（透明樹脂層２９）とを含むように構成し、複数の傾斜面２５ａ１に誘電体膜２２ａを形成することによって得られる。複数の平行面２５ａ３を、入射面２０ａから遠ざかるほど疎に配置することによって、複数の傾斜面２５ａ１を入射面２０ａから遠ざかるほど密に配置することができ、傾斜誘電体膜２２ａが入射面２０ａから遠ざかるほど密に配置された構成を容易に実現できる。製造段階で、平行面２５ａ３にも誘電体膜２２ｂが形成される工程を採用しても、平行面２５ａ３に形成された平行誘電体膜２２ｂは、導光体２０内を伝搬する光を対向面２０ｄから出射するような角度で対向面２０ｄ側に反射することはないので、光の利用効率や表示品位の低下は発生しない。
なお、本実施形態では、偏光選択層２２が出射面２０ｃ近傍に配置され、偏光変換層２４が対向面２０ｄ側に配置されている場合を例示したが、偏光選択層２２および偏光変換層２４の配置はこれに限定されない。例えば、偏光選択層２２を対向面２０ｄ近傍に配置してもよいし、偏光変換層２４を出射面２０ｃ側に配置してもよい。
ただし、偏光選択層２２が出射面２０ｃ近傍に配置されている場合には、図３０（ａ）に示すように偏光変換層２４が偏光選択層２２より出射面２０ｃ側に位置する配置よりも、図３０（ｂ）に示すように偏光選択層２２が偏光変換層２４より出射面２０ｃ側に位置する配置の方が好ましい。
本実施形態における導光体２０は、出射面２０ｃに対して傾斜した誘電体膜２２ａだけでなく、出射面２０ｃに略平行な誘電体膜２２ｂも有しているので、導光体２０内部を伝搬する光の一部は、ブルースター角から外れるような大きな入射角で平行誘電体膜２２ｂに入射し、第２偏光が平行誘電体膜２２ｂによって反射されてしまう。
そのため、図３０（ａ）に示すように、偏光変換層２４が偏光選択層２２より出射面２０ｃ側に位置していると、偏光変換層２４に第２偏光が到達しにくく、第１偏光への変換効率が低くなってしまう。これに対して、図３０（ｂ）に示すように偏光選択層２２が偏光変換層２４より出射面２０ｃ側に位置していると、偏光変換層２４への第２偏光の入射が平行誘電体膜２２ｂによって妨げられることがないので、第２偏光の第１偏光への変換を好適に行うことができる。
図３１に、偏光変換層２４としてのλ／２板２８を対向面２０ｄ側に配置した照明装置３２０（図３０（ｂ）の構成）における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示す。なお、図３１では、図２９を参照しながら説明したようにして製造した照明装置３２０について輝度を示している。また、図３１では、図３２中に示す、λ／２板２８の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、λ／２板２８の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、λ／２板２８の厚さ方向の屈折率ｎｚ、λ／２板２８の厚さｄ、可視光の波長λ（これは不図示）、第１偏光の偏光方向Ｐとλ／２板２８の遅相軸とがなす角度αが、以下の関係を満足する場合の輝度を示している。
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝２７０ｎｍ
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１．０
α＝７０°
また、図３１には、比較のために、λ／２板（位相差板）２８を導光体２０の出射面２０ｃ側に配置した照明装置（図３０（ａ）の構成）における輝度も併せて示している。
図３１からわかるように、偏光変換層２４を導光体２０の出射面２０ｃ側に備えた照明装置よりも、偏光変換層２４を導光体２０の対向面２０ｄ側に備えた照明装置３２０の方が出射光の輝度が高い。つまり、偏光変換層２４を配置する位置によって第２偏光が第１偏光に変換される効率が異なっている。したがって、平行誘電体膜２２ｂを含む偏光選択層２２が出射面３０ｃの近傍に配置されている場合には、図３０（ｂ）に示すように、偏光選択層２２が偏光変換層２４よりも出射面２０ｃ側に位置することが好ましい。
また、同じ理由から、偏光選択層２２が対向面２０ｃ近傍に配置されている場合には、図３３（ａ）に示すように偏光変換層２４が偏光選択層２２より対向面２０ｄ側に位置する配置よりも、図３３（ｂ）に示すように偏光選択層２２が偏光変換層２４より対向面２０ｄ側に位置する配置の方が好ましい。
図３３（ａ）に示すように、偏光変換層２４が偏光選択層２２より対向面２０ｄ側に位置していると、平行誘電体膜２２ｂによって第２偏光が反射されるので、偏光変換層２４に第２偏光が到達しにくく、第１偏光への変換効率が低くなってしまう。これに対して、図３３（ｂ）に示すように偏光選択層２２が偏光変換層２４より対向面２０ｄ側に位置していると、偏光変換層２４への第２偏光の入射が平行誘電体膜２２ｂによって妨げられることがないので、第２偏光の第１偏光への変換を好適に行うことができる。
また、偏光選択層２２が出射面２０ｃの近傍に配置され、且つ、偏光選択層２２が偏光変換層２４よりも出射面２０ｃ側に位置している場合には、図３４（ａ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａより対向面２０ｄ側に位置する配置よりも、図３４（ｂ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａよりも出射面２０ｃ側に位置する配置、すなわち、プリズムシート２５の平行面２５ａ３が傾斜面２５ａ１よりも出射面２０ｃ側に位置する配置が好ましい。
図３４（ａ）に示すように、平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａより対向面２０ｄ側に位置していると、導光体２０内部を伝搬する光の一部が平行誘電体膜２２ｂで反射されることによって、傾斜誘電体膜２２ａに光が到達しにくくなるので、出射面２０ｃから第１偏光が出射されにくくなる。これに対して、図３４（ｂ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａよりも出射面２０ｃ側に位置していると、導光体２０内部を伝搬する光は、傾斜誘電体膜２２ａに直接到達するか、あるいは、平行誘電体膜２２ｂによって反射された後に到達するので、傾斜誘電体膜２２ａへの光の到達が平行誘電体膜２２ｂによって妨げられることがない。そのため、出射面２０ｃからの第１偏光の出射を好適に行うことができる。
また、同様の理由から、偏光選択層２２が対向面２０ｄの近傍に配置され、且つ、偏光選択層２２が偏光変換層２４よりも対向面２０ｄ側に位置している場合には、図３５（ａ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａより出射面２０ｄ側に位置する配置よりも、図３５（ｂ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａよりも対向面２０ｄ側に位置する配置、すなわち、プリズムシート２５の平行面２５ａ３が傾斜面２５ａ１よりも対向面２０ｃ側に位置する配置が好ましい。
図３５（ａ）に示すように、平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａより出射面２０ｃ側に位置していると、導光体２０内部を伝搬する光の一部が平行誘電体膜２２ｂで反射されることによって、傾斜誘電体膜２２ａに光が到達しにくくなるので、出射面２０ｃから第１偏光が出射されにくくなる。これに対して、図３５（ｂ）に示すように平行誘電体膜２２ｂが傾斜誘電体膜２２ａよりも対向面２０ｄ側に位置していると、導光体２０内部を伝搬する光は、傾斜誘電体膜２２ａに直接到達するか、あるいは、平行誘電体膜２２ｂによって反射された後に到達するので、傾斜誘電体膜２２ａへの光の到達が平行誘電体膜２２ｂによって妨げられることがない。そのため、出射面２０ｃからの第１偏光の出射を好適に行うことができる。
なお、上述した実施形態１〜３では、フロントライトとして照明装置１２０、２２０、３２０を備える反射型の液晶表示装置１００、２００、３００を例示したが、本発明はこれに限定されず、バックライトとしての照明装置を備える透過型の液晶表示装置にも好適に用いられる。
（実施形態４）
図３６を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置４２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）４００の構造を説明する。
液晶表示装置４００は、図３６に示すように、透過型液晶表示パネル４１０と、照明装置（バックライト）４２０とを有する透過型の液晶表示装置である。
透過型液晶表示パネル４１０は、公知の透過型液晶表示パネルであり、ここでは、一対の基板（例えばガラス基板）４１１および４１２と、これらの間に設けられた液晶層４１３とを有する。基板４１１および４１２のそれぞれの液晶層４１３側に透明電極（不図示）が設けられており、基板４１１の観察者側と基板４１２の照明装置４２０側に偏光子（典型的には偏光板）４１５ａおよび４１５ｂが設けられている。
照明装置４２０は、図２５および図２６に示す照明装置３２０と実質的に同じ構成を有しているが、導光体２０が備える偏光変換層２４が二軸性のλ／２板である点が異なっている。つまり、図２９に示す製造工程において、プリズムシート２５の裏面２５ｂに屈折率が１．５１のアートン（登録商標）からなる二軸性のλ／２板２８が貼り付けられる。
図３７に、照明装置４２０における、出射面２０ｃからの光の出射角（°）と相対輝度（任意単位；ａ．ｕ．）との関係を示す。なお、図３７では、図３８中に示す、二軸性λ／２板２８の遅相軸に沿った方向の屈折率ｎｘ、二軸性λ／２板２８の進相軸に沿った方向の屈折率ｎｙ、二軸性λ／２板２８の厚さ方向の屈折率ｎｚ、二軸性λ／２板２８の厚さｄ、可視光の波長λ（これは不図示）、第１偏光の偏光方向Ｐと二軸性λ／２板２８の遅相軸とがなす角度αが、以下の関係を満足する場合の輝度を示している。
（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ＝２７０ｎｍ
（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．８
α＝７０°
また、図３７には、比較のために、偏光変換層２４としてのλ／２板（位相差板）が一軸性である実施形態３の照明装置３２０における輝度も併せて示している。
図３７からわかるように、偏光変換層２４として二軸性のλ／２板を有する照明装置４２０は、偏光変換層２４として一軸性のλ／２板を有する照明装置３２０よりも出射光の輝度が向上している。つまり、二軸性のλ／２板である偏光変換層２４によって、第２偏光がより効率よく第１偏光に変換されていることがわかる。
なお、本実施形態の照明装置４２０では、導光体２０の対向面２０ｄ側に反射部材（例えば反射フィルム）を配置してもよく、導光体２０の出射面２０ｃ側に光拡散部材（例えば光拡散フィルム）を配置してもよい。
また、本実施形態では、バックライトとして照明装置４２０を備える透過型の液晶表示装置４００を例示したが、照明装置４２０を反射型の液晶表示装置のフロントライトとして用いてもよい。
（実施形態５）
図３９を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置５２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）５００の構造を説明する。
液晶表示装置５００は、図３９に示すように、反射型液晶表示パネル５１０と、照明装置（フロントライト）５２０とを有する反射型の液晶表示装置である。
反射型液晶表示パネル５１０は、公知の反射型液晶表示パネルであり、例えば、実施形態１の液晶表示装置１００が有する反射型液晶表示パネル１１０と同じ構成を有している。
照明装置５２０は、導光体２０Ａの対向面２０ｄに透明入力装置（タッチパネル）５３０が形成されている点において、上述した照明装置１２０、２２０、３２０および４２０と異なっている。導光体２０Ａが有する偏光選択層２２および偏光変換層２４として、図３９では、照明装置３２０、４２０の導光体２０が有する偏光選択層２２および偏光変換層２４と同じ構成のものを例示しているが、照明装置１２０、２２０の導光体２０が有する偏光選択層２２および偏光変換層２４と同じ構成のものを用いてもよい。
タッチパネル５３０は、導光体２０Ａの対向面２０ｄ上に形成された下部電極（典型的には透明導電膜；不図示）およびスペーサ５３１と、導光体２０Ａ側の表面に上部電極（典型的には透明導電膜；不図示）が形成され、接着剤５３１によって導光体２０Ａの対向面２０ｄに貼付された上部電極フィルム５３２とによって構成される。この透明入力装置５３０においては、上部電極フィルム５３２を押圧することによる変形に応じて上部電極と下部電極とが導通し、情報が入力される。
本実施形態における照明装置５２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、図４０（ａ）に示すように、屈折率が１．５１でアートン（登録商標）からなる位相差板２８上に、屈折率が１．５１の透明樹脂２９でプリズムを形成し、厚さが０．２ｍｍのプリズムシート２５’を作製する。プリズムシート２５’は、断面形状が鋸波状である主面（表面）２５ａ’と、ほぼ平坦な裏面２５ｂ’とを有している。主面２５ａ’は、裏面２５ｂ’に対して傾斜した傾斜面（傾斜領域）２５ａ１’と、ほぼ垂直な垂直面（垂直領域）２５ａ２’と、ほぼ平行な平行面（平行領域）２５ａ３’とを有しており、傾斜面２５ａ１’は、プリズムシート２５’の一端から他端に向かうにつれ（後に入射面２０ａとなる側面から遠ざかるほど）密になるように配置されている。
次に、図４０（ｂ）に示すように、プリズムシート２５’の主面２５ａ’の傾斜面２５ａ１’上に、屈折率が２．３のＴｉＯ２を厚さ６５ｎｍで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜）２２ａを形成する。なお、この際に、主面２５ａ’の平行面２５ａ３’上にも誘電体膜２２ｂが形成される。
続いて、図４０（ｃ）に示すように、プリズムシート２５’の主面２５ａ’を屈折率が１．５１の透明樹脂２９で平坦化するとともに、プリズムシート２５’の裏面２５ｂ’に、上記の透明入力装置（タッチパネル）５３０が形成された厚さが０．７ｍｍの透明基板（例えばガラス基板）２６を貼り付ける。
その後、光源（例えば冷陰極管）１０を導光体２０Ａの入射面２０ａ側に配置し、光源１０を囲むように反射部材（例えば反射フィルム）１２を配置することによって、図３９に示した照明装置５２０が完成する。
本実施形態における反射型の液晶表示装置５００では、フロントライトである照明装置５２０の導光体２０Ａと、透明入力装置５３０とが一体化されているので、厚さをそれほど増加させずに入力機能を付加することができる。
（実施形態６）
図４１を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置６２０およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置）６００の構造を説明する。
液晶表示装置６００は、図４１に示すように、透過型液晶表示パネル６１０と、照明装置（バックライト）６２０とを有する透過型の液晶表示装置である。
透過型液晶表示パネル６１０は、実施形態４の液晶表示装置４００が有する透過型液晶表示パネル４１０とほぼ同様の構成を有している。ただし、透過型液晶表示パネル６１０は、基板４１２上に偏光子ではなく、偏光選択層２２と偏光変換層２４とが設けられている点において、上述した透過型液晶表示パネル４１０と異なっている。
また、本実施形態における偏光選択層２２および偏光変換層２４は、図３３（ｂ）および図３５（ｂ）に示す偏光選択層２２および偏光変換層２４とほぼ同じ構造を有しているが、透過型液晶表示パネル６１０の基板４１２上に配置されている点において異なっている。
このように、本実施形態では、基板４１２、偏光選択層２２、偏光変換層２４が照明装置６２０の導光体２０Ｂを構成しており、導光体２０Ｂが透過型液晶表示パネル４１０の基板を兼ねている。
本実施形態における照明装置６２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、図４２（ａ）に示すように、屈折率が１．５３でゼオノア（登録商標）からなる位相差板２８上に、屈折率が１．５３の透明樹脂２９でプリズムを形成し、厚さが０．２ｍｍのプリズムシート２５”を作製する。プリズムシート２５”は断面形状が鋸波状である主面（表面）２５ａ”と、ほぼ平坦な裏面２５ｂ”とを有している。主面２５ａ”は、裏面２５ｂ”に対して傾斜した傾斜面（傾斜領域）２５ａ１”と、ほぼ垂直な垂直面（垂直領域）２５ａ２”と、ほぼ平行な平行面（平行領域）２５ａ３”とを有しており、傾斜面２５ａ１”は、プリズムシート２５”の一端から多端に向かうにつれて（後に入射面２０ａとなる側面から遠ざかるほど）密になるように配置されている。
次に、図４２（ｂ）に示すように、プリズムシート２５”の主面２５ａ”の傾斜面２５ａ１”上に、屈折率が２．３のＴｉＯ２を厚さ６５ｎｍで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜）２２ａを形成する。なお、この際に主面２５ａ”の平行面２５ａ３”上にも誘電体膜２２ｂが形成される。
続いて、図４２（ｃ）に示すように、プリズムシート２５”の主面２５ａ”を屈折率が１．５３の透明樹脂２９で平坦化するとともに、プリズムシート２５”の裏面２５ｂ”を、透過型液晶表示パネル６１０の基板４１２に貼り合わせる。
その後、光源（例えば冷陰極管）１０を導光体２０Ｂの入射面２０ａ側に配置し、光源１０を囲むように反射部材（例えば反射フィルム）１２を配置することによって、図４１に示した照明装置６２０が完成する。
本実施形態における透過型の液晶表示装置６００では、バックライトである照明装置６２０が備える導光体２０Ｂが、透過型液晶表示パネル６１０の基板を兼ねており、照明装置６２０と透過型液晶表示パネル６１０とが一体化されているので、表示装置の薄型化が実現される。
透過型液晶表示パネル６１０の基板４１２と液晶層４１３の間に、基板４１２と屈折率の異なる異屈折率層を形成すると、光源１０から導光体２０Ｂの内部に入射した光が基板４１２とこの異屈折率層との界面で反射して導光体２０Ｂの内部を効率よく伝搬するため、光源１０からの光を照明光として有効に利用することができる。
また、透過型液晶表示パネル６１０の基板４１２と液晶層４１３の間に偏光子を設けると、液晶層４１３に入射する光の偏光方向をいっそう揃えることができるので、表示品位を向上することができる。
なお、本実施形態では、バックライトとしての照明装置６２０が透過型液晶表示パネル６１０に一体化された透過型の液晶表示装置６００を例示したが、本発明はこれに限定されず、フロントライトとしての照明装置が反射型液晶表示パネルに一体化された反射型の液晶表示装置にも好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】  本発明によると、光源からの光を特定の偏光方向の光として十分に効率よく出射することができる照明装置が提供され、この照明装置を用いると、光の利用効率が高く、明るい表示が可能な画像表示装置が提供される。
本発明による照明装置は、特に、液晶表示装置のバックライトまたはフロントライトとして好適に用いることができる。
【図１】
2004042273.tif 000006
【図２】
2004042273.tif 000007
【図３】
2004042273.tif 000008
【図４】
2004042273.tif 000009
【図５】
2004042273.tif 000010
【図６】
2004042273.tif 000011
【図７】
2004042273.tif 000012
【図８】
2004042273.tif 000013
【図９】
2004042273.tif 000014
【図１０】
2004042273.tif 000015
【図１１】
2004042273.tif 000016
【図１２】
2004042273.tif 000017
【図１３】
2004042273.tif 000018
【図１４】
2004042273.tif 000019
【図１５】
2004042273.tif 000020
【図１６】
2004042273.tif 000021
【図１７】
2004042273.tif 000022
【図１８】
2004042273.tif 000023
【図１９】
2004042273.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2004042273.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
2004042273.tif 000029
【図２５】
2004042273.tif 000030
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2004042273.tif 000034
【図３０】
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【図３１】
2004042273.tif 000036
【図３２】
2004042273.tif 000037
【図３３】
2004042273.tif 000038
【図３４】
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【図３５】
2004042273.tif 000040
【図３６】
2004042273.tif 000041
【図３７】
2004042273.tif 000042
【図３８】
2004042273.tif 000043
【図３９】
2004042273.tif 000044
【図４０】
2004042273.tif 000045
【図４１】
2004042273.tif 000046
【図４２】
2004042273.tif 000047
【図４３】
2004042273.tif 000048
【図４４】
2004042273.tif 000049
【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【国際調査報告】
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