(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基体中に入射光を散乱する散乱体が分散された導光板の製造方法であって、
上記基体の材料を加熱して溶融するステップと、
該溶融された基体の材料に上記散乱体を混入するステップと、
該溶融された基体の材料を板状に保持しつつ部位によって温度が異なるように加熱し、その後これを硬化させるステップとを含み、それによって、上記散乱体を部位によって密度が変化するように上記基体中に分散させる導光板の製造方法。
【請求項２】
透明な基体中に入射光を散乱する散乱体が分散された導光板の製造方法であって、光反応性の発泡剤を基体材料中に分散させ、その後、部位によって光照射強度が異なるよう光を照射し、それにより上記散乱体としての気泡を部位によって密度が変化するように上記基体中に発生させ、それにより上記散乱体を部位によって密度が変化するように上記基体中に分散させる導光板の製造方法。
【請求項３】
光源と、該光源からの光が出射する光出射面とを備えた照明装置であって、上記光源からの光を上記光出射面へ導く導光板と上記光出射面の輝度分布を変化させる輝度分布変更手段とを有し、上記光源からの光が端面から入射するよう上記導光板が配置されるとともに該導光板の一方の主面から出射する光が該一方の主面に戻るように反射面が形成されることによって、該導光板の他方の主面が上記光出射面を構成し、
上記輝度分布変更手段が、上記導光板によって導かれる光の上記光出射面から見た散乱割合の分布を変化させる散乱割合分布変更手段で構成されてなり、上記散乱割合分布変更手段が、上記導光板の一方の主面に分布するように形成された第１の散乱領域と、上記導光板の一方の主面と上記反射面との間を通過する光を切替により散乱又は透過する散乱制御構造と、上記反射面に分布するように形成された第２の散乱領域とを備えてなる照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末、及び導光板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、例えば、透明導電性薄膜からなる電極及び配向膜等が積層された２枚の透明なガラス基板をその積層面が対向するように所定の間隔を隔てて重ね合わせ、両ガラス基板間に液晶を封止し、さらに両ガラス基板の外側に偏光板を設けて成る液晶表示素子と、液晶表示素子の下方に配置され、液晶表示素子に光を供給するバックライトと、液晶表示素子を駆動する回路基板等とを含んで構成されている。
【０００３】
図３２(a)に従来の液晶表示装置及びこれに用いるバックライトを、図３３及び図３４に従来の他のバックライトを示す。
【０００４】
図３２(a)、図３３、及び図３４に示すように、バックライトは、例えば発光体1001から発せられる光を該発光体1001から離れた方へ導き、液晶表示素子1006の全体に光を均一に照射するための透明の合成樹脂板から成る導光板1003と、導光板1003の端面近傍に該端面に沿って該端面とほぼ平行に配置された発光体1001である蛍光管と、蛍光管とともに光源を構成し、該蛍光管をそのほぼ全長にわたって覆うリフレクタ1002とを有している。また、バックライト1000は、導光板1003の上に配置され導光板1003からの光を拡散する拡散シート（図示せず）と、導光板1003の下に配置され、導光板1003から出射した光を反射して再び導光板1003内に戻す反射板1005等をさらに有している。
【０００５】
導光板1003の下面にはいわゆる散乱ドット1004が所定のパターンで形成されており、該散乱ドット1004の表面は散乱面となっている。この散乱ドット1004のパターンの一例を図３２(b)に示す。従って、散乱ドット1004に入射した光は散乱され、その散乱光の一部は導光板1003の上面から出射する。また、導光板1003の下面の散乱ドット1004以外の部分に入射した光は、その入射角度に応じた内部反射作用による多重反射を繰り返しながら導光板1003の内部を進んでいく。
【０００６】
この散乱ドット1004の分布を変えることによって、導光板1003の光出射面（上面）の輝度分布を変化させることができる。光源から導光板1003内に入射した光は、一定の割合で外部に出射するようにして内部反射を繰り返しながら該導光板1003中を進行するため、その光量は、通常、光源近傍で大きく光源から離れるに連れて小さくなる。従って、実開昭６０−７６３８７号公報に示すように、光源側では、例えば、導光板1003の下面に対する散乱ドット1004の面積比率を小さくする。すると、導光板1003の下面に向かう光のうち、散乱ドット1004で散乱されて導光板1003の上面から出射するものの割合が小さくなる。一方、光源から離れるに従ってこの面積比率を大きくすると、光源から離れた位置では散乱ドット1004で散乱されて導光板1003の上面から出射する光の割合が増加する。その結果、導光板1003の上面において、全体から出射する光量に対する各部分から出射する光量の割合（以下、光強度分布という）が等しくなり、輝度の均一性を向上させることができる。
【０００７】
また、このようなバックライト1000を用いた液晶表示装置では、液晶表示素子1006の表示画面の輝度の均一性を向上させることができる。
【０００８】
ところで、現在主流の透過型液晶表示装置においては、上述のようにバックライトを用いた背後からの照明を必要とする。しかし、入射光は偏光方向が不揃いなランダム光であるために、入射側の偏光板によって約半分の光が吸収されてしまい、光の利用効率が低くなる。このため、バックライトの拡散光を効率よく視野角内に集光させて正面輝度を高めるプリズムシートが使用されている。
【０００９】
図３５にこのようなプリズムシートを用いた液晶表示装置を示す。図３５において、上下に配置された光源1002からの光は導光板1003に入射する。反射シート1005は導光板1003から漏れた光を導光板1003に戻して有効利用するために用いられる。拡散シート1031によって散乱された光はプリズムシート1033によって集光されて液晶セル1035に入射する。この液晶セル1035の前後には互いに偏光軸が直交して配置された偏光板1034,1035が配置されている。プリズムシート1033は入射する光の偏光方向によって透過率が異なる。これはプリズムシート1033の表面の凹凸の角度と入射光の振動方向との関係により定まるものであり、この特性は図２６に示されるようなものとなっている。図２６(a)はプリズムシート1033に対し上下方向、つまりプリズムシート1033の稜線方向1045に対し直交する方向における入射角度に対する透過率の変化を示している。一方図２６(b)はプリズムシート1033の稜線方向1045における入射角度に対する透過率を示している。図２６の結果から、Ｐ偏光とＳ偏光において透過率が異なり、正面方向、すなわち視野角が−１０度〜＋１０度程度の範囲の方向ではＰ偏光の透過率がいずれの方向でも高くなっているのがわかる。従って、正面輝度を重視する場合にはＰ偏光を優先的に利用した方が輝度を高めることができる。このようにプリズムシートを透過する特定の振動方向の光に合わせて入射側の偏光板の透過軸を設定して、液晶パネルでの光利用効率を上げようとする試みが特開２０００−１２２０４６公報に開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のバックライトでは、図３４に点線で示すように、光源1002から照射された光の一部には、散乱ドット1004に当たらず反対側の端面から出射するものが生じる。この光は導光板1003の外側に漏れた損失光となる。この場合、反対側の端面に反射テープを設けて再び導光板1003内に戻すことも考えられるが、近年は高輝度化のために、図３２、図３３に示すように、光源1002を導光板1003の両端に設ける場合が多い。このような場合には反射テープを設けることはできず、その反対側の端面に到達した光の一部はそこの蛍光管1001及びリフレクタ1002で反射され導光板1003内に再入射して利用されるが、再入射せずに消失してしまうものも存在する。本件発明者が行った実験及びシミュレーション結果では、導光板1003の反対側の端面に到達した光の約半分が損失してしまう。また、蛍光管1001から出射された光のうち、反対側に突き抜ける光が約１８％あり、そのうちの約半分が損失となっていた。この導光板の突き抜け光を減らすには、散乱ドット1004を密に配置すればよい。一般に散乱ドット1004は、印刷により形成される。しかし、散乱ドット1004の密度には、製造上の安定性から上限が存在する。つまり、散乱ドット1004を密に形成しようとすると、印刷時に隣接する散乱ドット1004同士がくっついてしまい、設計通りの面積のものに印刷できない。また、このくっつき度合いは印刷する度に異なり、安定して製造できない。このため、隣接する散乱ドット1004の間にはある程度の間隔が必要になる。これを、散乱ドット1004が形成される面の面積に対する該散乱ドット1004の面積の比率（以下、面積比率という）で示すと、８０％が上限であった。また、安定して印刷できる散乱ドット1004の面積にも下限があり、この下限値は、面積比率で示すと２０％であった。上記バックライト1000では、このように散乱ドット1004の面積比率に上限が存在することから、上述のような導光板1003の突き抜け光が発生するのである。そのため、光源1002の光を十分に利用できていない。
【００１１】
一方、この課題に対し、特開平８−１４６２３１号公報には、導光板に拡散材を混入し、これにより光を散乱させて表示に利用する構成が開示されている。
しかし、このような導光板内に拡散材を混入して散乱させる方式では導光板内での散乱効率は向上できるが導光板の光出射面における輝度分布を同時に制御することは難しい。
【００１２】
また、近年、液晶表示装置はＰＣ(personal computer)用のモニタとして広く普及しつつある。さらに、映画の動画表示を行うような液晶テレビとしての用途への展開も進んでいる。モニタ用などの液晶表示装置では、高精細化や高輝度化が進んでいる。モニタは、文字や図面の表示を主とするため、表示画面の全域に渡って輝度の均一性が求められる。実際、表示画面の全域に渡る輝度分布も、周辺部の輝度が低い部分で中央部に対し８０％以上となる高い均一性を有している。
【００１３】
これに対し、従来のＣＲＴを用いたテレビ（以下、ＴＶと記載する）では、一般に表示画面の中央における輝度が高く、周辺部はその５０％程度まで輝度が低下しているものもある。これは、映画のような動画面においては、観察者が中央部分を注視する傾向があり、表示画面の輝度分布における輝度差が大きくても不自然な感じを覚えることはほとんない。むしろ、周辺部分の輝度を低下させても中央部分の輝度を大きくした方が明るく感じられる。
【００１４】
このように、ディスプレイには、モニタやＴＶといった用途によって輝度分布等の表示特性についてそれに適した設定がいくつか存在する。また、液晶表示装置の分野では、モニタとＴＶの両方に使えるＡＶＰＣ(audio video personal computer)対応のものが最近開発されている。液晶表示装置は、バックライトからの照明によって画像の表示を行っている。従って、輝度分布を変化させるにはこのバックライトの光出射特性を変化させて、その輝度に分布を持たせることが必要となる。
【００１５】
通常よく使用されている導光板を用いたエッジライトタイプのバックライトでは、上述のように、導光板の下面に形成された散乱ドットにより、その輝度の分布を制御している。しかしながら、この散乱ドットのパターンは印刷により形成された固定のものであるため、バックライトの輝度分布の設定を任意に変化させることはできない。従って、従来のバックライトを用いた液晶表示装置では、用途に応じて、その輝度分布の設定を変化させることができない。
【００１６】
さらに、上記従来の液晶表示装置は、ＣＲＴなどに較べてまだ一般的に輝度が低く、現状よりもさらなる高輝度化が求められている。高輝度化のためには光源の出力を高める必要がある。この時、図３５に示すような従来の液晶パネル1006の構成では入射側偏光板1034で光源1002からの光の半分は吸収されてしまう。光源1002の出力が大きくなればこの吸収量も増すため、偏光板1034は吸収された光による熱収縮等で均一性が損なわれ、黒表示におけるムラ等が発生するという問題が生じる。
【００１７】
また、プリズムシート1033に対しても偏光されてないランダム光が入射するため、Ｐ偏光、Ｓ偏光における透過率の低いものが吸収等される割合は無視できなくなる。その結果、熱の発生によるプリズムシート1033の変形等による集光特性劣化等が問題となる。
【００１８】
さらに、図３５において、偏光板の偏光軸を液晶セル1035に対して斜め４５度程度に配置しているのは以下の理由によるものである。すなわち、液晶表示素子1006に広く使われているＴＮ型の液晶は、コントラスト視角特性に偏りがあり、左右方向に広く、上下方向に狭い。そのため、偏光板の透過軸方向を斜め４５度に傾けてコントラスト視角特性の調整を行っているものである。従って、プリズムシートを透過する特定の振動方向の光に合わせて入射側の偏光板の透過軸を設定すると、コントラスト視角特性を損なうという問題が生じる。
【００１９】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高輝度化が可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末、及びこれらに用いる導光板の製造方法を提供することを第1の目的としている。
【００２０】
また、本発明は、導光板の突き抜け光の低減及び輝度分布の制御が可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末、及びこれらに用いる導光板の製造方法を提供することを第２の目的としている。
【００２１】
また、本発明は、輝度分布を変化させることが可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することを第３の目的としている。
【００２２】
また、本発明は、集光手段における光の損失を低減可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することを第４の目的としている。
【００２３】
また、本発明は、液晶表示素子の偏光板における光の損失を低減可能な画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することを第５の目的としている。
【００７６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る導光板の製造方法は、透明な基体中に入射光を散乱する散乱体が分散された導光板の製造方法において、上記基体の材料を加熱して溶融するステップと、該溶融された基体の材料に上記散乱体を混入するステップと、該溶融された基体の材料を板状に保持しつつ部位によって温度が異なるように加熱し、その後これを硬化させるステップとを含み、それによって、上記散乱体を部位によって密度が変化するように上記基体中に分散させるものである。
【００７７】
かかる構成とすると、部位によって散乱率が変化する導光板を容易に得ることができる。  また、溶融された基体材料の粘度が温度によって変化し、それに応じて散乱体の密度が変化するので、部位によって散乱体の分散密度が変化する導光板を容易に製造することができる。
【００８０】
また、透明な基体中に入射光を散乱する散乱体が分散された導光板の製造方法において、光反応性の発泡剤を基体材料中に分散させ、その後、部位によって光照射強度が異なるよう光を照射し、それにより上記散乱体としての気泡を部位によって密度が変化するように上記基体中に発生させ、それにより上記散乱体を部位によって密度が変化するように上記基体中に分散させるようにしてもよい。
【００８２】
かかる構成とすると、発泡剤を混入した溶融基体材料に、照射面内で強度分布を持たせるようにして光を照射することにより、部位によって密度が変化するように発泡させることができるので、部位によって散乱体の分散密度が変化する導光板を容易に製造することができる。
【００８３】
また、本発明の一態様に係る照明装置は、光源と、該光源からの光が出射する光出射面とを備えた照明装置において、上記光源からの光を上記光出射面へ導く導光板と上記光出射面の輝度分布を変化させる輝度分布変更手段とを有し、上記光源からの光が端面から入射するよう上記導光板が配置されるとともに該導光板の一方の主面から出射する光が該一方の主面に戻るように反射面が形成されることによって、該導光板の他方の主面が上記光出射面を構成し、上記輝度分布変更手段が、上記導光板によって導かれる光の上記光出射面から見た散乱割合の分布を変化させる散乱割合分布変更手段で構成されてなり、上記散乱割合分布変更手段が、上記導光板の一方の主面に分布するように形成された第１の散乱領域と、上記導光板の一方の主面と上記反射面との間を通過する光を切替により散乱又は透過する散乱制御構造と、上記反射面に分布するように形成された第２の散乱領域とを備えてなるものである。
【００８４】
かかる構成とすると、用途に応じて、光出射面の輝度分布を所要のものに変えることができる。ひいては、高輝度化を図ることが可能になる。また、散乱割合の分布を変化させることにより、光出射面の輝度分布が変化するので、エッジライト型の照明装置において、用途に応じて、光出射面の輝度分布を所要のものに変えることができる。また、第１,第２の散乱領域は例えばドットを印刷することで形成可能であり、かつ散乱制御構造も入射光を一律に散乱又は透過するようモード切替するものであることから簡単な構成で済むため、散乱割合分布変更手段を簡単にかつ低コストで構成することができる。
【０１１４】
かかる構成とすると、表示画面の輝度分布が照明装置の光出射面の輝度分布に対応したものとなるので、照明装置の光出射面の輝度分布を変えることにより、表示画面の輝度分布を、用途に応じたものに変えることができる。その結果、高輝度化を図ることが可能になる。また、上記ヒストグラムを演算してその演算結果から画面の明るさを判定することは容易であるので、上記光出射面の輝度分布を容易に映像信号に対応させることができる。
【０１６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
本発明の実施の形態１は、輝度分布を任意に設定可能な照明装置の一構成例を示したものである。
【０１６４】
図１は本実施の形態に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は(a)の分散液晶素子のドットパターンを示す平面図、図２は図１(a)の画像表示装置の制御系統の構成を示すブロック図である。なお、図１(a)では、便宜上、Ｘ方向を画像表示装置の上方向とした。
【０１６５】
図１(a)において、本実施の形態では、画像表示装置として液晶表示装置１を、また、照明装置として液晶表示装置用のバックライト100を例示している。
【０１６６】
バックライト100は、共に液晶表示素子１を構成する液晶パネル（以下、液晶表示素子という）106の下方に配置される。バックライト100は、透明な矩形の合成樹脂板からなる導光板103と、該導光板103の一対の端面103a近傍に該端面103aに沿って該端面103aと略平行にそれぞれ配置された一対の発光体たる冷陰極管101と、該一対の冷陰極管101をその略全長に渡ってそれぞれ覆う一対のリフレクタ102と、導光板103の下面に配設された分散液晶素子104と、分散液晶素子104の下方に配設された反射板105とを含んで構成されている。この冷陰極管101とリフレクタ102とが光源151を構成している。なお、図１(a)では、説明の便宜上、反射板105が分散液晶素子104から離れて位置するように示しているが、通常、これは分散液晶素子104の下面に接するように配置される。
【０１６７】
分散液晶素子104は、ドットマトリクスからなる電極を備えており、この電極に、図１(b)に示すような所定のドットパターンを発生させる駆動信号が入力されるように構成されている。詳しく説明すると、分散液晶素子104は、液晶セルと同様の構造を有しており、内面に共通電極が形成された基板と内面に画素電極が形成された基板とが液晶を挟んで対向するように配置されて構成されている。そして、図２に示すように、この分散液晶素子104に、輝度分布設定回路32から駆動信号35が入力される。輝度分布設定回路32は、例えばＣＰＵ34と主メモリ33とを有しており、該主メモリ33に、予め、複数のドットパターンが記憶されている。そして、ＣＰＵ34には操作スイッチ31が接続されており、操作スイッチ31からドットパターンの選択指令が入力されると、ＣＰＵ34は、その選択されたドットパターンを主メモリ33から読み出して、その読み出したドットパターンに対応する駆動信号35を生成し、これを分散液晶素子104に入力する。すると、その入力された駆動信号35に応じた電圧が各画素の液晶に印加され、その印加された電圧に応じて各画素の液晶分子の配向が変化する。その結果、分散液晶素子104に選択されたドットパターンが発生する。
【０１６８】
このドットパターンは、図１(b)に示すように、円形のドット41とそれ以外の部分42とで構成されている。そして、分散液晶素子104のドット41の部分は、電圧が印加されていない部分であり、各画素の液晶分子の配向がランダムとなっており、一方、分散液晶素子104のドット41以外の部分42は、電圧が印加されている部分であり、各画素の液晶分子の配向が一方向に揃って透明となっている。このため、ドット41の部分に入射した光は散乱し、その散乱した光が反射板105によって散乱反射され、その散乱反射した光の一部は導光板103を通過してその上面から出射する。一方、ドット41以外の部分42に入射した光は透過し、反射板105によってその入射角度に応じて反射され、再び導光板103の内部に戻される。そして、上記ドットパターンは、分散液晶素子104の主面（液晶表示素子の表示画面に相当する）に対するその面積比率が該主面の光源151の近傍部分で小さく、その中央部分に近づくに連れて大きくなるように形成されたものとなっている。このため、このドットパターンによれば、導光板103の上面全体から出射する光量に対する各部位から出射する光量の割合（光強度分布）が中央部分で大きくなり、従って、中央部分で輝度が高くなる。なお、分散液晶素子104は、光の吸収特性を殆ど有しないため、導光板から出射する光量を減じることはなく、従来の導光板に形成する散乱ドットと同様の散乱機能を有している。
【０１６９】
そして、上記輝度分布設定回路32の主メモリ33に記憶された複数のドットパターンは、液晶表示装置１の所定の複数の用途に応じて、バックライト100がその用途に適した輝度分布を有するものとなるようにそれぞれ設定されている。本実施の形態では、例えば、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が比較的小さい輝度分布が要求されるモニタ用のドットパターンと、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が比較的大きい輝度分布が要求されるＴＶ用のドットパターンとが主メモリ33に記憶されている。
【０１７０】
次に、以上のように構成されたバックライト100の動作を説明する。
【０１７１】
図１、図２において、まず、操作スイッチ31を操作して、所望のドットパターンを選択する。ここでは、モニタ用のドットパターンを選択したとする。すると、その選択されたモニタ用のドットパターンに対応する駆動信号35を輝度分布設定回路32が出力し、その出力された駆動信号35に応じたモニタ用のドットパターンを分散液晶素子104が発生する。一方、冷陰極管101から発せられた光が、直接又はリフレクタ102で反射されて端面103aから導光板103に入射する。この入射した光のうち分散液晶素子104のドット41に入射した光は散乱され、その散乱光の一部は導光板103の上面から出射する。一方、上記入射した光のうち分散液晶素子104のドット41以外の部分42に入射した光は透過し、反射板105によってその入射角度に応じて反射されて導光板103の内部に戻される。それにより、導光板103の上面から出射される光の光強度分布がモニタ用のドットパターンに対応するものとなり、その結果、バックライト100の輝度分布が、光出射面103bの周辺部及び中央部間の輝度差が比較的小さい輝度分布となる。また、操作スイッチ31でＴＶ用のドットパターンを選択すると、同様の動作により、バックライト100の輝度分布が、光出射面103bの周辺部及び中央部間の輝度差が比較的大きい輝度分布となる。
【０１７２】
このように、本実施の形態に係る照明装置では、導光板103の下面に分散液晶素子104を配設し、この分散液晶素子104に輝度分布設定回路32で設定及び選択されたドットパターンを発生可能なように構成したので、用途に応じた任意の輝度分布を得ることができる。例えば、ＴＶの動画等の表示用に輝度分布を大きくしたり、文字表示のためのモニタ用に輝度分布を均一にするという設定が任意にできる。
［実施例１］
図１(a),(b)において、分散液晶素子104に発生させるドットパターンを以下のようなものに設定した。すなわち、ドット41を格子状に配置し、ドット41の直径をｙとしたとき、該直径ｙが導光板103の左右両端に配置された発光体101からの距離ｒに線形に比例する関数「ｙ＝ａ×ｒ」（ａ：比例係数）に対応して変化するものとした。そして、比例係数ａを、直径が最大となる中央のドット41の直径が２ｍｍ程度となるように設定するとともに、ドット41のピッチを１．５〜３ｍｍ程度に設定した。
【０１７３】
そして、導光板103として、対角線の長さが７インチ（以下、対角線の長さが○インチであることを○インチのサイズと表現する）で厚さが１０ｍｍ程度の矩形のものを用いた。また、発光体101として、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。
【０１７４】
そして、光出射面103bたる導光板103上面の輝度分布を測定したところ、その全面に渡って輝度が４５００〜５０００カンデラ程度であり、均一な輝度分布が得られた。
［実施例２］
本実施例では、ドット41の直径をｙが導光板103の左右両端に配置された発光体101からの距離ｒの２乗に比例する関数「ｙ＝ａ×ｒ×ｒ」に対応して変化するものとした。これ以外の点は実施例１と同様である。そして、導光板103上面の輝度分布を測定したところ、その中央における輝度が６０００カンデラ程度、隅から対角線方向に０．９インチ入った位置における輝度が３０００カンデラ程度となり、周辺輝度が中央輝度の５０％程度という、周辺と中央との輝度差が大きな輝度分布が得られた。
【０１７５】
この実施例１，２により、分散液晶素子104に印加する電界により特定の散乱パターンを形成することで輝度分布を任意に変化できることが判明した。なお、実施例１、２のドットパターンは、それぞれ、モニタ用、ＴＶ用として好適である。
【０１７６】
次に、本実施の形態の変形例を説明する。上記構成例では、分散液晶素子104にドットマトリックスを形成してドットパターンを発生するようにしているが、他の構成例として、図１、図２のバックライト100において、分散液晶素子104のＩＴＯ(Indiumu Tin Oxide)電極を、所定のドットパターン状に形成し、該分散液晶素子104に印加する電圧をオン／オフするように構成してもよい。この場合、図１(b)のドット41以外の部分42に対応する形状にＩＴＯ電極を形成する。そして、導光板103の下面に必要な輝度分布に対応するパターンを有する散乱ドットを予め印刷により形成しておく。
【０１７７】
このような構成とすると、分散液晶素子104に電圧を印加しないときは、該分散液晶素子104に入射した光は、その全面に渡って一様に散乱する。その散乱した光は反射板105で反射されて導光板103の内部に戻り、印刷された散乱ドットで散乱されて導光板103の上面から出射される。一方、分散液晶素子104に電圧を印加すると、該分散液晶素子104に所定のドットパターンが発生し、それにより、導光板103に入射した光は、最終的に、この所定のドットパターンに、印刷された散乱ドットによる散乱特性が乗算された形で該導光板103の上面から出射される。
【０１７８】
従って、分散液晶素子104に印加する電圧をオン／オフすることにより２つの輝度分布を選択することができる。しかも、分散液晶素子104はＩＴＯを所定のドットパターンに対応するように形成するだけでよく、電圧の印加はオン／オフ操作だけでよい。このため、ドットマトリックス状に電極を形成する場合に比べて分散液晶素子104を安価に構成することが可能となる。
【０１７９】
なお、分散液晶素子104と導光板103との間、又は分散液晶素子104と反射板105との間に双方の屈折率の等しい屈折率を有する液体等を封入する光学的マッチングを施すのが望ましい。
【０１８０】
また、反射板105を省略し、その代わりに分散液晶素子104の下側基板に例えばアルミ等の金属からなる反射膜を形成して反射面としての機能を持たせてもよい。
【０１８１】
また、上記構成例では、分散液晶素子104の液晶として高分子分散液晶を用いたが、これに代えて、例えばネマティック液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いてもよい。
【０１８２】
また、上記構成例では、導光板103に入射された光の散乱特性切替手段として、分散液晶素子104を用いたが、これに代えて、光の透過率を電気的に変化可能なニオブ酸リチウムやＢＳＯ結晶等を用いてもよい。
実施の形態２
本発明の実施の形態２は、輝度分布を任意に設定可能な照明装置の他の構成例を示したものである。
【０１８３】
図３は本実施の形態に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図３において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０１８４】
図３に示すように、本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、導光板103の下面に印刷による散乱ドット114が形成され、該散乱ドット114の下方に散乱制御板107が配設され、該散乱制御板107の下方に散乱反射板201が配設されている。その他の点は実施の形態１と同様である。なお、図３では、説明の便宜上、導光板103、制御板107、及び散乱反射板201が互いに離れて位置するように示しているが、通常、これらは互いに接するように配置される。
【０１８５】
詳しく説明すると、散乱制御板107は、内面にＩＴＯ電極が形成された１対のガラス基板を対向配置し、両ガラス基板間に高分子分散液晶を封止して構成されている。散乱制御板107には、上記ＩＴＯ電極間に１０〜３０Ｖ程度の電圧を印加してこれを駆動する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、この電圧をオン／オフすると、それに応じて散乱制御板107の液晶分子の配向状態が「揃った状態」／「ランダムな状態」に切り替わる。
【０１８６】
導光板103の下面には、図１(b)に示すようなドットパターンが形成されている。
【０１８７】
散乱反射板201は、反射板201aの反射面に図３に示すような散乱ドット201bが形成されて構成されている。この散乱ドット201bのパターンは、導光板103に形成された散乱ドット114のパターンとは異なるものとなっている。
【０１８８】
以上の構成によれば、発光体01から出射した光が、直接又はリフレクタ102で反射されて導光板103に入射する。その入射した光は、導光板103の内部で多重反射を繰り返しながら導光板103の下面の散乱ドット114で散乱される。
【０１８９】
ここで、散乱制御板107に上記電圧印加回路によって電圧が印加されていない場合には、散乱制御板107の液晶分子の配向がランダムな状態になっているので、導光板103の下面から散乱制御板107に入射した光はその全面に渡って散乱され、そのため、散乱反射板201の反射面に形成された散乱ドット201bの影響を受けずに該散乱反射板107で反射されて導光板103内に戻る。それにより、導光板103の光出射面103bの輝度分布が、該導光板103の下面に形成された散乱ドット114のパターンに応じたものとなる。
【０１９０】
一方、散乱制御板107に上記電圧印加回路によって電圧が印加されている場合には、散乱制御板107の液晶分子の配向が揃った状態になっているので、導光板103の下面から散乱制御板107に入射した光はこれを透過し、散乱反射板201の反射面に形成された散乱ドット201bのパターンに応じた態様で該散乱反射板107で反射されて導光板103内に戻る。それにより、導光板103の光出射面103bの輝度分布が、該導光板103の下面に形成された散乱ドット114と散乱反射板201の散乱ドット201bとの双方のパターンの影響を重畳して受け、該双方のパターンの特性が乗算されたものになる。
【０１９１】
以上のように、本実施の形態によれば、散乱制御板107における入射光の散乱／透過を切り替えることにより、導光板103の光出射面103bの輝度分布を２種類のものの間で切り替えることができる。そこで、例えば、その２種類の輝度分布のうちの一方を均一性の高いものに設定することにより、液晶表示装置１をモニタとして使用する場合に用いることができる。また、他方を周辺部と中央部との輝度差が大きいものに設定することにより、液晶表示装置１をＴＶとして使用する場合に用いることができる。
【０１９２】
しかも、散乱制御板107を、互いの間に高分子分散液晶を封止したガラス基板で構成し、かつその駆動回路を所定電圧をオン／オフするという簡単な回路で構成することができるため、非常に安価に２つの輝度分布を切り替える構成を実現することができる。
［実施例３］
導光板103として、実施の形態１の実施例１と同様に７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。また、発光体101として、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。さらに、散乱反射板201は、散乱ドット201bの面積比率が中央部において非常に大きく周辺部において小さなものとした。そして、散乱制御板107に印加する電圧をオン／オフして導光板103の光出射面103bにおける輝度分布を測定した。その結果、電圧を印加しない場合には、該光出射面103bの全域に渡って輝度が４０００〜５０００カンデラ程度となる均一な輝度分布が得られた。一方、散乱制御板107に電界を印加した場合には、上記光出射面103bの中央における輝度が６０００〜６５００カンデラで、その周辺部における輝度が３０００〜３５００カンデラ程度であった。すなわち、この場合には、散乱反射板201の、中央部において散乱ドット201bの面積比率が非常に大きいという構成の影響を受けて、輝度が中央部で大きく周辺部で小さいという輝度分布が得られた。
【０１９３】
以上のように、本実施例によれば、散乱制御板107の光学特性を切り替えることで２つの輝度分布が得られる照明装置を実現可能なことが判明した。
【０１９４】
なお、上記構成例では、散乱制御板107の光学特性可変体として高分子分散液晶を用いたが、これは液晶に限られず、光の透過率を切り替えられるものであればよい。また、液晶を用いた場合には、高分子分散液晶に限られず、実施の形態１で述べたようなツイストネマティック液晶等の他の液晶を用いることができることはいうまでもない。
実施の形態３
図４は本発明の実施の形態３に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図４において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０１９５】
図４に示すように、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、導光板103の光出射面103bの上方に、第１の反射型偏光板301a、偏光変調素子302、及び第２の反射型偏光板301bがこの順で配置されている。これら第１,第２の反射型偏光板301a,301b及び偏光変調素子302が光量変調構造305を構成している。また、導光板103の下面には印刷によって散乱ドット（図示せず）が形成され、さらに該下面に接するように反射板105が配置されている。散乱ドットのドットパターンは図１(b)に示すようなものである。これ以外の点は実施の形態１と同様である。
【０１９６】
詳しく説明すると、第１,第２の反射型偏光板301a,301bは、カイラル液晶で構成され、該液晶のらせんのピッチに依存して、入射光をその偏光方向によって透過又は反射する特性を有する。ここでは、第１の反射型偏光板301aが、導光板103から出射される光に含まれるＰ偏光及びＳ偏光のうち、Ｐ偏光のみを透過し、Ｓ偏光を反射するよう構成されている。そして、第１,第２の反射型偏光板301a,301bは、互いに偏光軸が一致するように配置されている。
【０１９７】
偏光変調素子302は、例えば、実施の形態１の分散液晶素子104において、高分子分散液晶に代えてツイストネマティック液晶を用いてなる構成を有している。そして、この偏光変調素子302に、図２に示す輝度設定回路32及び操作スイッチ31によって、所定の領域に電圧を印加する駆動信号が入力されるよう構成されている。ここでは、図４中の光量変調構造の拡大図に示すように、偏光変調素子302の中央部303に電圧が印加され、それ以外の部分、すなわち周辺部304には電圧が印加されないような駆動信号が出力される。
【０１９８】
以上のように構成されたバックライト100では、導光板103の下面で反射され散乱して該導光板103の上面103bから出射した光は、光量変調構造305によって光量の変調を受ける。つまり、図４中の光量変調構造305の拡大図に示ように、第１の反射型偏光板301aは、導光板103の上面103bから出射した光のうち、Ｐ偏光のみを透過せしめ、Ｓ偏光を反射する。ここで、偏光変調素子302では、上述の駆動信号が入力され、中央部303に電圧が印加され周辺部304には電圧が印加されていないものとする。すると、上記透過したＰ偏光のうち、中央部303に入射したものはその偏光方向を維持したままこれを透過し、第２の反射型偏光板301bを通過して、液晶表示素子106に入射する。一方、周辺部304に入射したものは、その偏光方向が概ね９０度ねじられて出射し、そのため、第２の反射型偏光板301bによって反射される。この反射された光は、偏光変調素子302を再び通過して、その偏光方向が９０度ねじられ、次いで、第１の反射型偏光板301aを通過して導光板103に戻る。この戻った光は、導光板103内で散乱反射されその偏光方向も変調されて、図４に示すリサイクル光として導光板103の上面103bから再び出射する。
【０１９９】
このリサイクル光が、例えば図４で示すように、第１の反射型偏光板301aを通過して偏光変調素子302の電圧が印加された部分303に入射すれば、偏光変調素子302及び第２の反射型偏光板301bを順次通過して、液晶表示素子106に入射する。つまり、光量変調構造305により、導光板103の上面103bから出射する光に対し、その中央部で光量が大きくその周辺部で光量が小さくなるような光強度分布を持せることができる。その結果、バックライト100が、その中央部で輝度が大きくその周辺部で輝度が小さくなるような輝度分布を有するものとなる。しかも、導光板103から出射する光を、元の光量をほとんど損失することなくその偏光方向を揃えて液晶表示素子106に入射させることができる。さらに、その液晶表示素子106に入射する光の偏光方向が揃っているため、従来、液晶表示素子106の入射側に配置されている偏光板を省くことができる。
【０２００】
なお、偏光変調素子302に、その全域に渡って電圧が印加されるような駆動信号を入力すると、導光板103から出射された光はそのまま偏光変調302を通過して液晶表示素子106に入射され、従って、バックライト100の輝度分布は導光板103の下面に印刷された散乱ドットに対応したものになり、その全面に渡って略均一な輝度分布となる。このように、偏光変調素子302に入力する駆動信号を切り替えることにより、２種類の輝度分布を得ることが可能なのは、実施の形態１と同様である。
［実施例４］
本実施例では、実施の形態１の実施例と同様に、導光板103として、７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度の矩形のものを用い、発光体101として、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。また、偏光変調素子302において、中央部に電圧を印加し周辺部に電圧を印加しないようにした。そして、第２の反射型偏光板301bの出射面におけける輝度分布を測定したところ、中央部では６０００カンデラ程度であり、周辺部では３０００カンデラ程度であった。また、そのトータルの光量を、光量変調構造305を設けない場合と比較した結果、ほとんど同じであり、このことから、光量変調構造305を設けることによる光量の損失は、ほとんど生じていないことが判った。
【０２０１】
以上のように、本実施の形態によれば、光量変調構造305を設けて、その偏光変調素子302の中央部に電圧を印加するよう構成することにより、中央部で輝度が高く周辺部で輝度が低い輝度分布を、光量をほとんど損失することなく得られることが判明した。
【０２０２】
なお、上記構成例では、偏光変調素子302の液晶としてツイストネマティック液晶を用いたが、これ以外に強誘電性液晶や反強誘電性液晶等を用いることができる。また、偏光変調素子302の偏光変調体は、液晶には限られず、液晶以外の偏光変調可能な材料や構成を用いることができる。
実施の形態４
上記実施の形態１乃至３では、液晶表示素子にその背後から光を当てるよう構成されているが、反射型の液晶表示素子を用いるフロントライトタイプの液晶表示装置にも実施の形態１乃至３で説明した構成を適用し、その効果を得ることが可能である。本発明の実施の形態４は、そのような構成とし、実施の形態１乃至３と同じ効果を得るようにしたものである。
【０２０３】
本実施の形態では、５インチ程度のサイズの反射型の液晶表示素子を用いた。この液晶表示素子は液晶セルの背後（下方）に反射板が配置されており、その液晶セルと反射板との間に、実施の形態３で述べた反射型偏光板と偏光変調素子とからなる光量変調構造を配置した。そして、上記液晶表示素子の前面（上面）の縁部に光源を配置した。その結果、液晶表示素子の表示画面において、中央部の輝度に対し周辺部の輝度が８０％以上である均一な輝度分布と、中央部の輝度に対し周辺部の輝度が５０％程度まで落ちる輝度差の大きい輝度分布との２種類のものが得られた。従って、フロントライトタイプにも、本発明の輝度分布を任意に変える構成を適用可能であることが判明した。
実施の形態５
図５は本発明の実施の形態５に係る照明装置の構成を模式的に示す平面図である。図５において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２０４】
図５に示すように、本実施の形態では、発光体として、冷陰極管に代えて複数のＬＥＤ401を用いている。これ以外の点は実施の形態と同様である。
【０２０５】
詳しく説明すると、発光体として冷陰極管を用いた場合は、その輝度が導光板103の端の入射面103aの全長に渡って概ね均一になるが、複数のＬＥＤ401を発光体として用いた場合は、上記入射面103aの長手方向において、ＬＥＤ401の密度を変化させることにより、発光体全体の輝度を変化させることができる。そこで、本実施の形態では、例えば、ＬＥＤ401を、上記入射面103aの長手方向において、中央部で密度が大きく両端部で密度が小さくなるよう配設し、それにより、複数のＬＥＤ401からなる発光体全体の輝度が、該入射面103aの長手方向において、中央部で大きく両端部で小さくなるよう設定している。
【０２０６】
このような構成とすると、導光板103の入射面103において、その中央部分で入射光量が増加しその両端部で入射光量が減少する。その結果、導光板103の光出射面において、その中央部分で輝度が増加し、逆にその周辺部で輝度が減少することになる。従って、実施の形態１の構成に、導光板103の入射面103の長手方向において発光体自体の輝度を変化させる構成及びその作用が付加されるため、バックライト100の光出射面の輝度分布のパターンの作成自由度をより増加することができる。
［実施例５］
本実施例では、発光体として、冷陰極管の代わりに、白色ＬＥＤ401をそれぞれ片側１０個程度使用した。そして、その白色ＬＥＤ401を、実施の形態１の実施例１,２にそれぞれ対応させて、導光板103の入射面103aの長手方向において、密度が均一となるように及び密度が変化するように設定した。そして、バックライト100の輝度分布を測定したところ、白色ＬＥＤ401の密度を均一に設定した場合には、その全面に渡って輝度が２０００カンデラ程度であり、白色ＬＥＤ401の密度を変化するように設定した場合には、中央部で輝度が５０００カンデラで周辺部で輝度が１０００カンデラ程度であった。
【０２０７】
これにより、発光体として複数のＬＥＤを用い、そのＬＥＤの密度を、導光板103の入射面103aの長手方向において変化させることで、より輝度差の大きな輝度分布を設定することができることが判明した。
実施の形態６
本発明の実施の形態６は、実施の形態１〜５の照明装置を用いて画像表示装置を構成したものである。
【０２０８】
まず、実施の形態１の照明装置を用いた場合を説明する。
【０２０９】
図１、図２に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置としての液晶表示装置１では、液晶表示素子106の下方にバックライト100が配置されている。液晶表示素子106は、ここでは周知のＴＦＴ(Thin Film Transistor)タイプのもので構成され、内面に共通電極（図示せず）が形成された対向基板111と、内面に図示されない画素電極、ゲート線、ソース線及びスイッチング素子が形成されたＴＦＴ基板112とが液晶113を挟んで対向するように配置され、さらにその対向配置された対向基板111及びＴＦＴ基板112の両側に偏光板(図示せず）等が貼り付けられて構成されている。ＴＦＴ基板では、ゲート線及びソース線がマトリクス状に配設されるとともにそのゲート線及びソース線で区画された各画素毎に、画素電極及びスイッチング素子が形成されている。そして、この液晶表示素子106のソース線及びゲート線をそれぞれソースドライバ及びゲートドライバよって駆動し、そのソースドライバ及びゲートドライバをコントローラによって制御するよう構成されている。以下、このソースドライバ、ゲートドライバ及びコントローラを駆動回路36と総称する。
【０２１０】
このように構成された液晶表示素子１では、駆動回路36において、コントローラが、外部から入力される映像信号25に応じて、ゲートドライバ及びソースドライバにそれぞれ制御信号を出力する。すると、ゲートドライバがゲート線にゲート信号を出力して各画素のスイッチング素子を順次オンさせ、一方、ソースドライバが、それにタイミングを合わせてソース線を通じて映像信号含むソース信号を各画素の画素電極に順次入力する。それにより、液晶が変調され、バックライト100から出射される光の透過率が変化して、液晶表示装置１を観察する人の目に、映像信号25に対応する映像が映る。以下、このゲート信号及びソース信号を駆動信号37と総称する。
【０２１１】
そして、この際、液晶表示素子106の表示画面の輝度分布が、バックライト100の輝度分布に対応したものとなる。よって、バックライト100の輝度分布を実施の形態１で述べたように液晶表示素子１の用途に応じて切り替えることにより、その用途に最適な表示画面の輝度分布を得ることができる。また、図２の輝度分布設定回路32に所望のドットパターンを設定することにより、液晶表示素子106に入力された映像信号25に対応する画像を所望の輝度分布で表示画面に表示することができる。
【０２１２】
なお、図２に点線で示すように、映像合成回路901を設け、該映像合成回路901に複数の映像信号25を入力し、それらを、各映像信号25に対応する複数の映像を１つの画面内においてマルチ画面で表示するよう合成し、その合成した映像信号を駆動回路36に入力するよう構成してもよい。このような構成とすると、マルチ画面による表示を行うことができ、しかも、輝度分布設定回路32のドットパターンを適宜設定することにより、表示画面のマルチ画面を構成する各領域毎に好ましい輝度分布となるように表示画面の輝度分布を設定することができる。
【０２１３】
次に、実施の形態２〜５の照明装置を用いる場合を説明する。
【０２１４】
これらの場合には、上記構成において、実施の形態１のバックライト100に代えて、それぞれ、図３のバックライト100（実施の形態２）、図４のバックライト100(実施の形態３）、フロントライト（実施の形態４）、図５のバックライト100（実施の形態５）を用いることにより、画像表示装置としての液晶表示装置を構成することができる。そして、いずれの液晶表示装置においても、上記構成と同様に、照明装置の輝度分布を液晶表示素子の用途に応じて切り替えることにより、その用途に最適な表示画面の輝度分布を得ることができる。
［実施例６］
本実施例では、実施の形態１の実施例１,２と同様に、発光体として１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。また、液晶表示素子として１０インチ程度のサイズのものを使用した。そして、液晶表示素子106を介して輝度分布を測定したところ、モニタ用途として輝度の均一性を高めた設定では、表示画面の全域に渡って輝度が２００カンデラ程度であった。
【０２１５】
一方、ＴＶ用途として、中央部と周辺部との輝度差を大きくした設定では、中央部の輝度が３００カンデラ程度で周辺部の輝度が１５０カンデラ程度であった。そして、トータルの光量は、いずれの輝度分布設定においても概ね同じであった。また、発光体全体の消費電力も、いずれの輝度分布設定においてもほぼ同じであった。さらに、中央部と周辺部との輝度差を大きく設定した場合の画像を観察したところ、ＴＶの動画においては、輝度分布を均一に設定した場合に比べて明るく感じられた。これにより、表示画面の中央を明るくする設定の有効性が確認できた。
【０２１６】
また、中央部と周辺部との輝度差を大きく設定した場合、中央の輝度を、輝度分布を均一に設定した場合と同様にするのであれば、その分発光体の消費電力を抑えることができる。
【０２１７】
以上のように、本実施の形態によれば、本発明の照明装置を用いて画像表示装置を構成し、用途に応じた輝度分布を任意に設定可能なことが判明した。
実施の形態７
図６は本発明の実施の形態７に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。図６において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２１８】
図６に示すように、本実施の形態では、いわゆる直下型バックライトの構成が採用され、液晶表示素子106の背後（下方）に、バックライト100として、該液晶表示素子106を直接照射する複数の発光体501が配置されている。そして、複数の発光体501の背後にこれらを囲うようにリフレクタ（図示せず）が配設されている。従って、この複数の発光体501とレフレクタとが光源を構成し、液晶表示素子106の背面が該光源の光出射面を構成している。なお、発光体501と液晶表示素子106との間に輝度を均一にするための散乱フィルム等を配設してもよい。本実施の形態では、発光体501が冷陰極管で構成され、該冷陰極管501が液晶表示素子106の背面（下面）に、所定の辺に平行に一定のピッチで複数本配置されている。そして、実施の形態１と同様に、図２に示すような輝度分布設定回路32及び操作スイッチ31が設けられている。輝度分布設定回路32は、本実施の形態では複数の冷陰極管501の出力パターンを予め設定することができ、かつ、操作スイッチ31により出力パターンが選択されると、複数の冷陰極管501の出力がその選択された出力パターンに応じたものとなるような電圧を、駆動信号35として、各冷陰極管501に出力するように構成されている。ここでは、実施の形態１と同様に、均一な輝度分布と、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が大きい輝度分布とが輝度分布設定回路32に設定されている。これにより、均一な輝度分布が選択されると、複数の冷陰極管501の出力（輝度）は、全て同じになり、一方、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が大きい輝度分布が選択されると、複数の冷陰極管501の出力は、中央に配置さらたもの程大きく、周辺に配置されたもの程小さくなる。
［実施例７］
本実施例では、冷陰極管501として、実施の形態１と同様の１００Ｗ程度のものを用いた。また、液晶表示素子106として、１０インチ程度のサイズのものを使用した。そして、液晶表示素子106の表示画面の輝度を測定したところ、均一な輝度分布を選択した場合には、表示画面の全域に渡って輝度が２００カンデラ程度であった。一方、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が大きい輝度分布を選択した場合には、中央部での輝度が３００カンデラ程度であり、周辺部の輝度が１５０カンデラ程度であった。また、この時の冷陰極管501全体の消費電力は、均一な輝度分布を選択した場合とほぼ同じであった。また、この時の画像を観察したところ、ＴＶの動画においては、均一な輝度分布を選択した場合に比べて明るく感じられた。中央を明るくするよう輝度分布を設定することにより、見た目において明るさ感が向上したものと思われる。
【０２１９】
また、表示画面の中央における輝度を、均一な輝度分布の場合と同じにするのであれば、その分、冷陰極管501の消費電力を抑えることができる。
【０２２０】
以上のように、本実施の形態によれば、直下型バックライトの構成において、配置位置に応じて発光体の輝度を変えることにより、表示画面の輝度分布を任意に設定することが可能となった。
【０２２１】
また、本実施の形態の他の構成例として、冷陰極管501の出力を変化させず、該冷陰極管501と液晶表示素子106との間に実施の形態３の光量変調構造305を配設するように構成してもよい。
実施の形態８
図７は本発明の実施の形態８に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。図７において図６と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２２２】
図７に示すように、本実施の形態では、複数の冷陰極管501が、その配列方向において、中央部で密度が大きく両端部（周辺部）で密度が小さくなるように配置され、かつ全ての冷陰極管501の出力が一定となるよう構成されている。これ以外の点は実施の形態７と同様である。
【０２２３】
このような構成とすると、液晶表示素子106の表示画面において、冷陰極管501が密に配置された中央部は光出力が相対的に大きくなって輝度が高くなり、逆に、冷陰極管501が疎らに配置された周辺部は光出力が相対的に小さくなって輝度が低くなる。つまり、冷陰極管501の配置密度に分布をつけることで、液晶表示装置の輝度に分布を持たせることが可能となる。
【０２２４】
そして、実際に実施の形態７と同様の冷陰極管及び液晶表示素子を使用して輝度を測定したところ、概ね、実施の形態７と同様の結果が得られた。従って、図７の構成においても、任意の輝度分布を設定することが可能であることが判明した。
【０２２５】
なお、本実施の形態の構成において、実施の形態７のように配置位置に応じて発光体の出力を変化させるように構成することが可能なことはいうまでもない。
実施の形態９
図８は本発明の実施の形態９に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。図８において図６と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２２６】
図８に示すように、本実施の形態では、直下型バックライト100として、面光源502が液晶表示素子106の背後に配設されている。そして、実施の形態６と同様に、図２に示すような輝度分布設定回路32及び操作スイッチ31が設けられている。輝度分布設定回路32は、面光源501の輝度パターンを予め設定することができ、かつ、操作スイッチ31により輝度パターンが選択されると、面光源501の輝度分布がその選択された輝度パターンに応じたものとなるような制御信号を、駆動信号35として、面光源501に出力するように構成されている。ここでは、実施の形態６と同様に、均一な輝度分布と、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が大きい輝度分布とが輝度分布設定回路32に設定されている。これにより、均一な輝度分布が選択されると、面光源501の輝度分布は均一なものになり、一方、表示画面の周辺部及び中央部間の輝度差が大きい輝度分布が選択されると、面光源501の輝度分布は、中央部で輝度が大きく周辺部で輝度が小さなものになる。
実施の形態１０
本発明の実施の形態１０は、外部から入力される映像信号の画面に応じて照明装置の輝度分布を制御する画像表示装置を例示したものである。
【０２２７】
図９は本実施の形態に係る画像表示装置の制御系統の構成を示すブロック図である。図９において、図２と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２２８】
図９に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置たる液晶表示装置１は、実施の形態１とは異なり、液晶表示素子106を駆動する駆動回路36に入力される映像信号25に基づいて画面（コマ）の明るさを判定する信号処理回路38と、その判定された画面の明るさに応じて照明装置100に駆動信号35を出力してその輝度分布を制御する輝度分布設定回路32とを備えている。また、照明装置100として、実施の形態１〜５，７〜９の照明装置100を用いることができる。その他の点は実施の形態１と同様である。
【０２２９】
以上のように構成された液晶表示装置１では、映像信号25が入力されると、信号処理回路38は、その映像信号25の画面毎に画素の輝度のヒストグラムを計算し、その分布からその画像が明るい場面（画面）であるか暗い場面であるかを判定して、その判定結果を輝度分布設定回路32に出力する。この判定結果を受け、輝度分布設定回路32は、以下のように動作する。すなわち、輝度分布設定回路32は、主メモリ33に、例えば、通常のＴＶ用の輝度分布と中央部の輝度をより高めた輝度分布とを記憶しており、明るい場面であるとの判定結果を受けると、中央の輝度を高めた輝度分布を選択し、それに応じた駆動信号35を出力して照明装置100がそのような輝度分布となるようこれを制御する。これにより、液晶表示素子106の表示画面が中央の輝度を高めた輝度分布になる。一方、暗い場面であるとの判定結果を受けると、照明装置100が通常の輝度分布となるような駆動信号35を出力してこれを制御する。これにより、液晶表示素子106の表示画面が通常のＴＶ用の輝度分布になる。
［実施例８］
実際に、上記のように構成された液晶表示装置を用いて表示を行ったところ、人物が中央に表示されるような映画の画面においてはその中央における輝度を高める効果でより明るく感じられた。
【０２３０】
このように、本実施の形態によれば、表示する画像に応じて照明装置の輝度分布を制御することにより、表示するシーンに応じた最適な設定を行うことが可能となる。その結果、視認性を向上可能なことが判明した。
実施の形態１１
本発明の実施の形態１１は、図９の液晶表示装置１において、信号処理回路38及び輝度分布設定回路32が以下の動作を行うように構成され、かつ照明装置100が、実施の形態１のバックライト100で構成されている。
【０２３１】
すなわち、信号処理回路38は、入力される映像信号25の画面を複数のブロックに分割し、そのブロック毎に画素の輝度のヒストグラムを求める。そして、その求めたヒストグラムから各ブロックの輝度を求め、それにより、その画面の概観的な輝度分布を得る。このブロック毎の画素の輝度のヒストグラムは、ここでは画面毎に求めているが、連続する複数の画面に渡って求めるようにしてもよい。その場合には、その概観的な輝度分布はその複数の画面を総合したものとなる。そして、その概観的な輝度分布から輝度がピークとなるブロック、つまり、輝度のピークが存在する画面上の位置を検出し、これを輝度分布設定回路32に出力する。輝度分布設定回路32は、この出力を受け、照明装置100に対し、その光出射面の輝度分布が、その検出したピークに対応する位置の近傍における輝度が高くなるようなものとなるように駆動信号を出力する。図１、図２をも併せて参照して、照明装置100は、実施の形態１のバックライト100で構成されており、従って分散液晶素子104のドットパターンが駆動信号に応じて時間的に任意のパターンに変化可能であるので、駆動信号35が入力されると、分散液晶素子104のドットパターンが駆動信号35に応じて変化する。これにより、液晶表示素子１の輝度分布がその駆動信号35に応じたものとなり、その結果、液晶表示装置１の輝度分布が、映像信号の画面における輝度のピーク位置の近傍においてより輝度が高くなるようなものになる。
［実施例９］
以上のように構成された液晶表示装置１を用いて、実際に、映像を表示したところ、人物の顔が表示されるような画面において、人物の顔が移動する位置が常に明るく表示された。人物が表示されるような画面においては、人間は人物の顔を注視するような傾向があり、しかも本実施例ではこの注視する領域に対応する部分が常に明るく表示されるので、結果として、非常に明るい画像として認識された。
【０２３２】
以上のように、本実施の形態では、映像信号の画面上の輝度分布に対応させて照明装置の輝度分布を制御した結果、液晶表示装置の観察者にとっての明るさ感などにおいて、優れた表示効果が得られることが判明した。
実施の形態１２
本発明の実施の形態１２は、導光板突き抜け光量を低減可能な照明装置の一構成例を示したものである。
【０２３３】
図１０は本実施の形態に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図１０において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２３４】
図１０に示すように、本実施の形態では、導光板103の下面103aに、入射光を所定の率で散乱するようにして透過する定散乱層（以下、半透過層という）121が形成され、該半透過層121の下面に散乱ドット（分布散乱構造）114が所定のパターンで形成されている。そして、半透過層121の下方に反射板105が配設されている。なお、半透過層121は、全領域に渡って略一様な透過率を有している。また、発光体101は、ここでは、冷陰極管で構成され、導光板103の厚み方向に２本並ぶように配設されている。その他の点は実施の形態１と同様である。
【０２３５】
詳しく説明すると、導光板103は、例えば、アクリル等の合成樹脂で構成されている。
【０２３６】
半透過層121は、例えば、合成樹脂中にＳｉＯ2微粒子が分散されて構成されている。この半透過層121の合成樹脂は、ＳｉＯ2と屈折率が異なり、かつ導光板103の材料と屈折率が略等しいことが必要である。ＳｉＯ2微粒子が半透過層121中で散乱機能を発揮するためには、その屈折率が該半透過層121の合成樹脂の屈折率と異なっていることが必要であり、また、導光板13と半透過層121との界面で反射を生じないようにするためには、半透過層121の合成樹脂の屈折率が導光板103の屈折率と略等しいことが必要であるからである。半透過層121は、ＳｉＯ2微粒子を合成樹脂中に混合してなるインクを、導光板103の下面103cに印刷することにより形成される。また、半透過層121の透過率は、その厚みを制御することにより調節される。
【０２３７】
散乱ドット114は、従来例と同様のものであり、顔料や硝子などを含んだ樹脂を印刷等することによりて形成される。散乱ドット114のパターンは、例えば、導光板103の上面103bから出射する光が均一な強度分布を持つように、半透過層121の下面において、該散乱ドット114が中央部で密で周辺に向かって疎になるように形成される。
【０２３８】
次に、以上のように構成された照明装置の動作を説明する。光源151から発せられた光は導光板103の内部に入射する。この入射光は、導光板103の内部を伝搬するが、この際、半透過層121に入射すると、その透過率に応じて、一部がＳｉＯ２微粒子で散乱され、残りのものがこれを透過する。この透過光のうち、散乱ドット114に入射したものはそこで散乱され、残りのものは半透過層121の下面（空気との界面）で全反射されて導光板103内に戻る。なお、正確には、半透過層121を透過した光の中には、該半透過層121の下面で全反射されないものも存在するが、これは反射板107で反射されて導光板103の内部に戻される。
【０２３９】
そして、半透過層121及び散乱ドット114のいずれかで散乱された光は導光板103の上面103bから出射する。一方、半透過層121及び散乱ドット114のいずれでも散乱されない光は、導光板103の上面103bと半透過層121の下面との間で全反射を繰り返しながら伝搬していき、その一部は散乱することなく対向する光源151まで達する。ここで、片側の光源151から出射される光に注目すると、半透過層121がない場合に比べて、半透過層121及び散乱ドット114によって散乱される光が多くなるため、その分、導光板の光出射面103bから出射する光が増加し、反対側の光源151にまで達する光が減少する。そのため、反対側の光源151の近傍における光損失が減少し、光利用効率が高くなる。その結果、光出射面の輝度が高い照明装置を得ることができる。また、半透過層121は、印刷等で一度に形成できるため、その光利用効率を高める構成を、簡易な方法で安価に得ることができる。
【０２４０】
また、半透過層121が導光板103の下面103cの全面に渡って形成されているので、該下面103cのいずれの箇所においても散乱ドット114に入射する光量が減少するため、光の損失を更に低減することができる。
【０２４１】
なお、導光板103中を伝搬する光は、中央部ほど散乱ドット114によって散乱されるものの割合が増加し、逆に導光板103の上面103bと半透過層121の下面との間で全反射されるものの割合が減少するので、該導光板103板の上面103bから出射する光の強度分布、すなわち該上面103bの輝度分布が是正される。
【０２４２】
次に、導光板を突き抜ける光量（以下、導光板突き抜け光量という）と半透過層121の透過率との関係を説明する。
【０２４３】
図１１は半透過層の透過率に対する導光板突き抜け光量の変化を示すグラフである。図１１に示すグラフは、本件発明者がシミュレーションより、半透過層の透過率を変化させた時の突き抜け光量を算出して得たものである。このシミュレーションにおいて、導光板突き抜け光量は、２つの光源151がそれぞれ配設された導光板103の端面103aから外部へ漏れた（損失した）光量であり、該２つの光源151から出力された光量に対する百分率で表されている。図５に示すように、導光板突き抜け光量は、半透過層が存在しない（透過率１００％）場合は、約１８％であるが、半透過層の透過率を５０％まで下げることによりゼロになる。すなわち、光の損失がなくなる。このように、半透過層が一定以下の透過率となる、換言すれば一定以上の散乱率を持つことにより、対向する２つの光源151,151から導光板103内にそれぞれ入射した光が反対側の光源まで突き抜けることがなくなり、それにより、光利用効率を１００％にすることが可能となる。
【０２４４】
なお、上記構成例では、導光板103の下面に、半透過層121及び散乱ドット114がこの順で配置されているが、これを逆の順序で配置してもよい。
【０２４５】
また、半透過層121内に分散させるものは、ＳｉＯ2微粒子に限らず、ＴｉＯ2などの顔料でもよく、また、複数の材料で構成されるものでもよい。
【０２４６】
また、半透過層121は、入射光を部分的に反射する機能を有すればよく、回折格子、ホログラムフィルム、散乱異方性フィルムなどで構成されていてもよい。
【０２４７】
また、半透過層121は、複数層からなっていてもよく、また、導光板103の下面に部分的に配設されていてもよい。
実施の形態１３
図１２は本発明の実施の形態１３に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図１２において図１０と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２４８】
図１２に示すように、本実施の形態では、実施の形態の１０のように導光板103板の下面103cに半透過層121が設けられるのではなく、導光板103中に散乱体122が分散せしめられている。その他の点は実施の形態１０と同様である。
【０２４９】
導光板103は、例えば、アクリル材料からなり、その中に多数の散乱体（散乱体）122が混入されている。散乱体122は、例えば、空気、アルゴンＡｒ、酸素Ｏ2、窒素Ｎ2等のガス又は真空の気泡でもよいし、導光板103と屈折率が異なる硝子や白色顔料等の材料を含む樹脂でもよい。
【０２５０】
以上の構成によれば、光源151から導光板103に入射した光は、導光板103内の散乱体２０５に当たると拡散（散乱）し、その散乱した光の一部が導光板103の上面103bに出射する。これにより、片側の光源151から反対側の光源151への突き抜け光量が減少し、導光板103の光出射面103bへ効率よく光を伝搬させることができるため、明るい照明装置が得られる。
【０２５１】
なお、導光板103中に分散せしめる散乱体122は、拡散機能を有すればよく、材料にはこだわらない。また、散乱体122の分散は、均一及び不均一のいずれであってもよい。
実施の形態１４
図１３は本発明の実施の形態１４に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図１３において図１０と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２５２】
図１３に示すように、本実施の形態では、実施の形態の１０のように導光板103板の下面103cに半透過層121が設けられるのではなく、導光板103の下面103cに形成される散乱ドット123が２種類の散乱ドット123a,123bで構成されている。その他の点は実施の形態１０と同様である。
【０２５３】
散乱ドット123は、実施の形態１と同様のパターン、すなわち、中央部で密で周辺に向かって疎になるように形成されている。そして、この散乱ドット123は、中央部に配置された第１の散乱ドット123aと周辺部、すなわち光源151に近い部分に配置された第２の散乱ドット123bとで構成されている。第１の散乱ドットはＳｉＯ2微粒子を含んで構成され、第２の散乱ドット123bはＴｉＯ2微粒子を含んで構成されている。これにより、第１の散乱ドット123aの方が第２の散乱ドット123bに比べて散乱性が高くなっている。このような構成としたのは、導光板103内を伝搬する光の均一性と散乱性とを両立させるためである。つまり、照明装置１を明るくするためには、散乱性を高めた散乱ドットを用いた方が有利であるが、あまり散乱性が高いと、散乱ドットの印刷可能なサイズに下限が存在することから、低い散乱性が必要な部分であるにも関わらずその散乱性を一定以下にすることができず、その結果、光出射面における輝度分布の均一性が損なわれてしまう場合がある。そこで、このような場合には、少なくとも２種類の散乱性の異なる散乱ドットを組み合わせることにより、光出射面における輝度分布の均一性を保ちつつ散乱性を高めるようにしたものである。
【０２５４】
第１,第２の散乱ドット123a,123bは、それぞれ、ＳｉＯ2微粒子、ＴｉＯ2微粒子を樹脂に混ぜ合わせたインクを用意し、導光板103の下面103bにＳｉＯ2微粒子を含むインクを先に印刷し、次いで、ＴｉＯ2微粒子を含むインクを印刷することにより容易に形成することができる。また、ＴｉＯ2微粒子を含むインクを先に印刷し、ＳｉＯ2微粒子を含むインクを後に印刷するようにしてもよい。
【０２５５】
以上のように構成された照明装置１では、光源151から導光板103に光が入射すると、その入射光は、散乱ドット123に入射したものは散乱し、散乱ドット123に入射しないものは導光板103の下面103cで全反射するようにして伝搬する。この際、導光板103の下面103cの光源に近い部分には相対的に散乱性の低い第２の散乱ドット123bが疎に形成され、逆に中央部には相対的に散乱性の高い第１の散乱ドット123bが密に形成されているので、導光板103中を伝搬する光は、導光板の光源151に近い部分より中央部の方が散乱される割合が高くなる。その結果、導光板103の光出射面103bの輝度分布が均一なものとなる。しかも、この場合、中央部に形成される散乱ドットの、光源151に近い部分に形成されるもに対する相対的な散乱性を、散乱ドット123を１種類のもので構成した場合に比べて、高く設定することができる。よって、より明るい照明装置１を得ることができる。
実施の形態１５
図１４は本発明の実施の形態１５に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図１４において図１３と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２５６】
図１４に示すように、本実施の形態では、実施の形態の１４のように２種類の散乱ドット123a,123bの散乱性を材料によって異ならしめるのではなく、２種類の散乱ドット1234,124bの散乱性を該散乱ドット234,124b中の散乱材料の分散密度によって異ならしめている。つまり、第１の散乱ドット124aはＳｉＯ2微粒子を密に含み、第２の散乱ドット124bはＳｉＯ2微粒子を疎に含んでおり、それによって、第１の散乱ドット124aの方が、第２の散乱ドット124bに比べて散乱性が高くなっている。その他の点は実施の形態１４と同様である。
【０２５７】
第１,第２の散乱ドット124a,124bは、ＳｉＯ2微粒子を異なる混合比でそれぞれ樹脂に混ぜ合わせたインクを導光板103の下面103cに印刷することにより形成される。
【０２５８】
以上の構成によれば、２種類の散乱ドット124a,124bに同じ材料を用いて、光出射面103cにおける輝度分布の均一性を保ちつつ散乱性を高め、その結果、より明るい照明装置を得ることができる。
実施の形態１６
図１５は本発明の実施の形態１６に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。図１５において図１３と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２５９】
図１３に示すように、本実施の形態では、実施の形態の１４の散乱ドット123に代えて、散乱領域125が形成されている。散乱領域125は、導光板103板の下面103cに微小な凹凸を多数設けることにより形成されている。そして、第１の散乱領域125aと第２の散乱領域125bとは、凹凸の密度等を異ならしめることにより、散乱性を異ならしめられている。散乱領域125は、導光板103の下面の所定の領域に機械的処理、化学的処理を施して凹凸を形成することにより形成される。その他の点は実施の形態１０と同様である。
【０２６０】
このような構成としても、実施の形態１４と同様の効果を得ることができる。
【０２６１】
また、実施の形態１２〜１５において、散乱ドットに代えて、本実施の形態の散乱領域を形成してもよいことは言うまでもない。
【０２６２】
なお、実施の形態１２〜１６では、導光板103の下面103が平坦であるように図示してあるが凹凸があってもよい。
【０２６３】
また、発光体101の位置はリフレクタ102内であればどこでもよく、発光体101の数も幾つでもよい。
【０２６４】
また、光源151は１つでもよく、輝度分布を有するものであってもよい。
実施の形態１７
本発明の実施の形態１７は、実施の形態１２〜１６の照明装置を用いて画像表示装置を構成したものである。本実施の形態に係る画像表示装置を得るには、図１０、図１２、図１３、図１４、図１５の照明装置100の上方に、図１に示すように液晶表示素子106を配置し、この液晶表示素子106を図２に示す駆動回路36で駆動するようにすればよい。
【０２６５】
このような構成とすることにより、実施の形態１２〜１６で述べたような効果を奏する画像表示装置を得ることができる。
実施の形態１８
本発明の実施の形態１８は、導光板の突き抜け光を低減するとともに光出射面における輝度分布を制御可能な照明装置の構成例を示したものである。
【０２６６】
図１６は、本実施の形態に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１６において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２６７】
図１６に示すように、本実施の形態に係る照明装置としてのバックライト100では、導光板103中に多数の散乱体126が分散せしめられ、導光板103の下面103bに所定のパターンを有する散乱ドット（分布散乱構造）104が形成されている。
【０２６８】
散乱体126は、導光板103を構成する材料中に在って入射光に対し反射又は屈折作用を及ぼすような材料で構成される。散乱ドット104は、図１(b)に示すパターンと同様のパターンを有し、導光板103の光源に近い部分から中央部に向かってその面積比率が大きくなるように形成されている。
【０２６９】
そして、導光板103の散乱率と散乱ドット104のトータルの散乱率とは、散乱ドット104による散乱作用が、導光板103の上面103bから出射される光量に対する寄与度において導光板103による散乱作用より大きくなるように設定される。具体的には、散乱ドット104による散乱作用が、上記寄与度において導光板103による散乱作用の略２倍以上であることが望ましい。これは、導光板103による散乱作用が大きいほど導光板の突き抜け光の低減効果が大きくなるが、そうすると、散乱ドット104による散乱作用の影響力が相対的に低下して、光出射面103bにおける輝度分布を制御する能力が低下するからである。
【０２７０】
次に、以上のように構成された照明装置の動作を説明する。光源151から導光板103内に入射した光は、該導光板103中に分散された散乱体126で効率よく散乱される。そのため、従来例のように導光板中を通過して反対側の端面から出射して損失する光がほとんどなくなる。
【０２７１】
さらに、導光板103中を伝搬する光のうち、散乱ドット104に入射したものはそこで散乱され、導光板103の上面103bから出射される。一方、散乱ドット104に入射しなかったものは該導光板103内部で全反射を繰り返しながら該導光板103中を伝搬する。従って、導光板103内に光が入射すると、光源151に近い部分から中央部に向かうに連れてそこまで到達する光が少なくなり、そのため、導光板103中を伝搬する光の強度は、光源151に近い部分で大きく中央部に向かうに連れて小さくなる。
【０２７２】
一方、散乱ドット104は、導光板103の光源151に近い部分で面積比率が小さく、中央部に向かうに連れて面積比率が大きくなるように形成されている。従って、導光板103中を伝搬する光のうち、導光板103の上面103bから出射する光の割合は、光源151に近い部分で小さく、中央部に向かうに連れて大きくなる。よって、散乱ドット104で散乱されて導光板103の上面103bから出射する光の強度は導光板103全体で均一になる。
【０２７３】
また、散乱ドット104を、中央部における面積比率に比べて光源151近傍における面積比率がより小さなものとなるように形成することにより、中央部に光をより多く集めて、中央の輝度をより大きくすることも可能となる。具体的には、例えば、散乱ドット104の面積比率が、光源151からの距離に対し、指数関数、ガウス関数、正弦関数等に従って変化するように設定することができる。
【０２７４】
以上のように、本実施の形態によれば、導光板103の内部に散乱体126を分散せしめることで、光源151から導光板103内に入射した光の散乱効率を向上させることができる。その結果、導光板の突き抜け光を低減することができる。さらに、導光板103の光出射面103bにおける輝度分布を、導光板103の下面103cに形成された散乱ドット104によって任意に制御することができる。つまり、光源151からの光を導光板103中で漏れなく利用して光利用率を向上するとともに、光出射面の輝度分布をも所望のものに設定することが可能となる。
［実施例１０］
本実施例では、導光板103として、アクリル樹脂からなる７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。導光板103には、後述する方法により散乱体126としての散乱体を混入するとともに、その下面に散乱ドット104を形成した。アクリル樹脂からなる導光板103に混入する散乱体としては、入射光に対し反射又は屈折作用を及ぼし、かつ吸収特性をほとんど示さないものが好ましい。具体的には、例えば、金属粉やガラスビーズ等を用いることができる。本実施の形態では、０．５μｍ程度の波長の可視光を対象とするため、散乱体126が散乱を生じさせるためには、該散乱体126がこの可視光の波長よりも大きいものである必要がある。また、散乱体126の大きさは、導光板103の厚みを超えることはできないため、最大でも数ｍｍから十数ｍｍ程度であり、混入時の均一性も考慮すると、数μｍから数十μｍ程度であることが望ましい。
【０２７５】
また、気泡をアクリル板の内部に分散させると、該アクリル板との屈折率の相違によって散乱作用を生じさせるため、このアクリル板及び気泡を、それぞれ、導光板103及び散乱体126として用いてもよい。さらに、導光板103に通常よく使われるアクリル板は、１．５程度の屈折率を有することから、散乱体126は、この部材に対し、屈折率の相違による散乱特性を発揮させるために概ね０．１以上の屈折率差を有することが好ましい。本実施例では、散乱体126として、１０μｍ程度の大きさで屈折率が１．７程度のビーズを用いた。なお、図１６では、散乱体126をランダムに分散させているが、これを規則的に分散させてもよい。また、散乱体126の形状は、図１６では球状のものが示されているが、任意のものでよく、例えば、楕円、長方形、三角形等やこれら組み合わせた断面形状を有するものを用いることができる。
【０２７６】
散乱ドット104のパターンは、散乱ドット104を格子状に配置し、１．５ｍｍ〜３ｍｍ程度のピッチで、その径が０．５ｍｍから２ｍｍ程度となるように形成した。そして、発光体101として、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。
【０２７７】
また、比較例（従来例）として、本実施例と同一サイズのアクリル板からなる導光板を用い、その下面に散乱ドットを本実施例と同一のパターンで形成した照明装置を作成した。
【０２７８】
そして、両者について、導光板の上面から出射する光強度を比較した。この比較は、導光板の上面における輝度を該面上の９個所で測定することにより行った。その結果、本実施例では、比較例に比べて、９個所の平均で５〜１０％程度輝度（出射光強度）が増加した。また、この９個所についての輝度の分布は両者間でほぼ等しく、従って、本実施例は、輝度の分布については従来例と変わりがないと言える。
【０２７９】
以上のように、本実施例によれば、導光板103内に散乱体を分散せしめて散乱ドットと併用することで、散乱効率を向上して導光板の光出射面における輝度を増加させるとともに所望の輝度分布を得ることが可能になることが判明した。
実施の形態１９
図１７は、本発明の実施の形態１９に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１７において図１６と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２８０】
図１７に示すように、本実施の形態では、実施の形態１８と異なり、導光板203の下面に散乱ドットが形成されておらず、かつ導光板203が、散乱体126が分散された第１の単位導光部材204と散乱体が分散されていない第２の単位導光部材205とからなる複合導光板（以下、単に導光板という）で構成されている。その他の点は実施の形態１８と同様である。
【０２８１】
第１の単位導光部材204及び第２の単位導光部材205は、両者を組み合わせて丁度矩形の板状の導光板203を形成するように構成されている。つまり、第１の単位導光部材及び第２の単位導光部材は、矩形の板状の導光板203の光源151が配設される端面に垂直な断面において、上辺の中点と左右の下側の角とを結ぶ直線で該断面を２分して形成される第１，第２の領域204,205をそれぞれ構成するように形成されている。そして、この第１の単位導光部材204と第２の単位導光部材205とが接合されて、導光板203が形成されている。第１の単位導光部材204と第２の単位導光部材205との接合部には、後述する方法によって光学的な屈折率整合処理が施されており、従って、この接合面では光が反射されないようになっている。従ってまた、図１７において両単位導光部材204,205の界面が示されているが、これは構造の説明の便宜上示したに過ぎず、実際にはこの界面は見えないものである。また、第１，第２の単位導光部材204,305は、１枚の矩形の導光板を図１７に示すような形状に切り出すことにより作成することができる。
【０２８２】
そして、第１の単位導光部材204中には実施の形態１８の導光板と同様に散乱体126が分散せしめられている。一方、第２の単位導光部材205には散乱体は分散されていない。
【０２８３】
以上のように構成された照明装置100では、光源151から出射した光は端面203aから導光板203に入射する。この入射光は、散乱体が分散されていない第2の単位導光部材205内ではこれを透過する一方、散乱体126が分散された第１の単位導光部材204内では該散乱体126に当たるとその表面で散乱される。そして、その散乱された光が導光板203の上面203bから出射される一方、散乱体126に当たらなかった光は該導光板203の上下の内面（空気との界面）で全反射されながら該導光板203中を伝搬する。ところが、第２の単位導光部材205と第１の単位導光部材205との界面は、導光板203中の光の伝搬方向に対し傾斜するように形成されているため、第１の単位導光部材204の導光板203に対する容積比率は、光源102に近い部分では小さく、中央部に向かうに連れて大きくなっている。従って、導光板203に入射した光は、光源に近い部分では散乱体126で散乱される割合が小さく、中央部に向かうに連れて散乱体126で散乱される割合が大きくなる。その一方、導光板203に入射した光は、光源に近い部分ではそこまで到達する割合が大きく、中央部に向かうに連れてそこまで到達する割合が小さくなる。その結果、導光板203の上面203bから出射する光の強度は導光板203全体でほぼ均一になる。
［実施例１１］
本実施例では、導光板203として、実施の形態１８と同様に、アクリルからなる７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。第１の単位導光部材204の散乱体126としては、１０μｍ程度の大きさで屈折率が１．７程度のビーズを用いた。また、発光体101としては、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。
【０２８４】
そして、導光板203の上面203bの中央と４隅を結ぶ線上の９個所で輝度を測定し、該面内における輝度の均斉度を調べた。その結果、導光板203の上面203bの中央付近における輝度を１００％とした場合、他の個所の輝度は８５％〜９５％程度の範囲に分布していた。また、全ての個所における輝度の総和は、実施の形態１８の実施例１0による照明装置と同様であった。よって、本実施例によれば、光利用率を向上するとともに輝度の均斉度を高められることが判明した。
実施の形態２０
図１８は、本発明の実施の形態２０に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１８において図１７と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２８５】
図１８に示すように、本実施の形態では、実施の形態１９と異なり、導光板203が、散乱体126の分散密度が異なる第１,第２,第３の単位導光部材206,207,208からなる複合導光板で構成されている。その他の点は実施の形態１９と同様である。
【０２８６】
第１,第２,第３の単位導光部材は、矩形の板状の導光板203の光源151が配設される端面に垂直な断面を左右方向に３分して形成される第１,第２,第３の領域206,207,208をそれぞれ構成するように形成されている。そして、第１,第３の導光板206,208は、散乱体126の分散密度が互いに等しくなっている。第２の単位導光部材207は、第１,第３の導光板206,208に比べて、散乱体126の分散密度が高くなっている。また、散乱体126は、ここでは、各単位導光部材206,207,208内に均一にかつ規則的に分散されている。
【０２８７】
以上のように構成された照明装置100では、導光板203内に入射した光は、散乱体126に当たると散乱されて導光板203の上面203bから出射し、散乱体126に当たらない場合には導光板203の上下の内面で全反射されながら該導光板203中を伝搬する。ところが、散乱体126の分散密度が、光源151に近い第１,第３の単位導光部材206,208で低く、中央部に位置する第２の単位導光部材208で高くなっている。そのため、導光板203中を伝搬する光が散乱される割合は、光源151に近い第１,第３の単位導光部材206,208で小さく、中央部に位置する第２の単位導光部材208で高くなる一方、導光板203に入射した光が到達する割合は、光源151に近い第１,第３の単位導光部材206,208で大きく、中央部に位置する第２の単位導光部材208で小さくなる。その結果、導光板203の上面203bから出射する光の強度は導光板203全体でほぼ均一になる。
【０２８８】
なお、上記構成例では、導光板203を、散乱体の分散密度が異なる３つのパートに分割しているが、これを散乱体の分散密度が異なる多数のパートに分割してもよい。そのようにパート数を増加することにより、導光板203内の各位置における散乱割合を光源102からの距離に応じてより細かく設定することができるため、光出射面における輝度分布をより精度よく制御することができる。
【０２８９】
また、上記構成例では、散乱体126を規則的に分散せしめているが、ランダムに分散せしめてもよい。
［実施例１２］
本実施例では、実施の形態１９の実施例１１と同様に、導光板203として、アクリルからなる７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。また、散乱体126として、１０μｍ程度の大きさで屈折率が１．７程度のビーズを用いた。そして、第２の単位導光部材207のビーズの添加量を第１,第３の単位導光部材206,208のそれの２倍とした。また、発光体101としては出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。
【０２９０】
そして、導光板203の上面203bにおける輝度を各単位導光部材206,207,208につき３個所ずつ計９個所で測定し、該上面203bにおける輝度の均斉度を調べた。その結果、中央に位置する単位導光部材207の中央付近における輝度を１００％とした場合、両端に位置する単位導光部材206,208における輝度は７０〜８５％程度の範囲に分布していた。また、各測定個所における輝度の総和は、実施の形態１８の実施例１０による照明装置と同様であった。従って、本実施例によれば、光利用率を向上するとともに輝度の分布を制御できることが判明した。
実施の形態２１
図１９は、本発明の実施の形態２１に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１９において図１６と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２９１】
図１９に示すように、本実施の形態では、実施の形態１８と異なり、導光板103内に散乱体126が、その密度が光源151に近い部分で低く中央部に向かうに連れて高くなるように分散せしめられている。また、導光板103の下面に散乱ドットが印刷されてはいない。その他の点は実施の形態１８と同様である。
【０２９２】
以上のように構成された照明装置100では、導光板103内に入射した光は、散乱体126に当たると散乱されて導光板103の上面103bから出射し、散乱体126に当たらない場合には導光板103の上下の内面で全反射されながら該導光板103中を伝搬する。ところが、散乱体126の分散密度が、光源151に近い部分で低く、中央部で高くなっている。そのため、導光板103中を伝搬する光が散乱される割合は、光源151に近い部分で小さく、中央部で高くなる一方、導光板103に入射した光が到達する割合は、光源151に近い部分で大きく、中央部で小さくなる。その結果、導光板103の上面103bから出射する光の強度は導光板103全体でほぼ均一になる。
【０２９３】
なお、上記構成例では、散乱体126を規則的に分散させているが、これを不規則に分散させてもかまわない。
［実施例１３］
本実施例では、実施の形態１８の実施例１０と同様に導光板103として、アクリルからなる７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。散乱体126としては、１０μｍ程度の大きさで屈折率が１．７程度のビーズを用いた。散乱体126は、後述する製造方法によって、導光板103の端面から中央部へ向かう距離に対しその密度が概ね線形に増大するように分散させた。発光体101としては、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。
【０２９４】
そして、導光板103の上面103bの中央と４隅を結ぶ線上の９個所で輝度を測定し、該面内における輝度の均斉度を調べた。その結果、導光板103の上面103bの中央付近における輝度を１００％とした場合、他の個所の輝度は８５％〜９５％程度の範囲に分布していた。また、全ての個所における輝度の総和は、実施の形態１８の実施例１０による照明装置と同様であった。従って、本実施例によれば、光利用率を向上するとともに輝度の均斉度を高められることが判明した。
実施の形態２２
図２０は、本発明の実施の形態２２に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図２０において図１９と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０２９５】
図２０に示すように、本実施の形態２２では、導光板203が第１,第２の単位導光部材210,211を接合してなる複合導光板で構成されている。第１,第２の単位導光部材は、図１９（実施の形態２１）の導光板103を左右方向の中央で２分して形成される各パート210,211でそれぞれ構成されており、互いの接合面209が反射面として形成されている。この反射面209は、各単位導光部材210,211の接合面に反射テープを貼着したりアルミニウムＡｌ等の反射用材料を蒸着することにより形成される。この反射面209は、入射光を反射又は散乱する機能を有し、ここでは散乱反射する機能を有している。その他の点は実施の形態２１と同様である。
【０２９６】
以上のように構成された照明装置100では、実施の形態２１と同様に散乱体126の作用により、導光板203の上面203bから出射する光の強度が導光板203全体でほぼ均一になる。
【０２９７】
そして、さらに、２つの単位導光部材210,211同士の接合面に反射面209が設けられているので、光源151から導光板203に入射した光がその内部で十分散乱されずに反対側の端面から出射してしまう損失光を減少させることができる。つまり、導光板203の中央部に設けられた反射面209では入射光の一部又は全てが散乱反射される。そして、この散乱反射された光は元の単位導光部材210,211中に分散された散乱体126で再度散乱される。従って、導光板203内で十分散乱されずに反対側の端面に突き抜けて損失となる光がより抑制される。なお、反射面209が散乱透過する機能を有するよう構成された場合には、該反射面209を透過して散乱された光が他方の単位導光部材単位導光部材210,211中に分散された散乱体126でさらに散乱される。従って、導光板203に入射した光が十分散乱されるため、反対側の端面に突き抜けて損失となるものがより抑制される。
［実施例１４］
本実施例では、実施の形態１８の実施例１０と同様に導光板203として、アクリルからなる７インチのサイズで厚さ１０ｍｍ程度のものを用いた。散乱体126としては、１０μｍ程度の大きさで屈折率が１．７程度のビーズを用いた。散乱体126は、後述する製造方法によって、導光板203の端面から中央部へ向かう距離に対しその密度が概ね線形に増大するように分散させた。発光体101としては、出力１００Ｗ程度の冷陰極管を用いた。また、反射面209は、各単位導光部材210,211の接合面に反射テープを貼着して散乱反射機能を有するものとした。
【０２９８】
そして、導光板203の上面203bの中央と４隅を結ぶ線上の９個所で輝度を測定し、該面内における輝度の均斉度を調べた。その結果、導光板203の上面203bの中央付近における輝度を１００％とした場合、他の個所の輝度は８０％〜９５％程度と実施の形態２１と同様であった。また、各測定個所における輝度の総和は、実施の形態２１と比較して５％程度増大した。従って、本実施例によれば、光利用率を向上するとともに輝度の均斉度を高められることが判明した。
実施の形態２３
本発明の実施の形態２３は、図２０（実施の形態２２）の第１の単位導光部材210と第２の単位導光部材211との接合面を屈折率整合面としたものである。その他の点は実施の形態２２と同様である。本実施の形態では、第１,第２の単位導光部材210,211をアクリル板で構成し、これらの接合面同士をこれらと屈折率が概ね等しい接着剤を用いて接着した。アクリルは１．５程度の屈折率を有するので、接着剤として、屈折率１．５程度のエポキシ系のものを用いた。
【０２９９】
このような構成とすると、上記接合面は、光を反射するような境界面としては働かず、光学的なマッチングが施されたのと同様に機能する。
【０３００】
また、実施の形態１９又は２０において、単位導光部材同士の接合面にこの屈折率整合処理を適用することにより、散乱シート等を用いなくても、接合面が透過率や反射率の相違によって境界線等として見えるのが防止できると考えられる。なお、上記構成例では接着剤を用いたが、単位導光部材210,211と屈折率が等しい液体を互いの接合面に塗布し、その接合面同士を密着させるだけでも同様の効果が得られる。
【０３０１】
実際に、上記構成において、導光板203の光出射面203aにおける輝度を測定した結果、実施の形態２２における測定結果と概ね同様の結果が得られた。また、散乱シートを用いずに、導光板203の光出射面203bを観測した場合でも、線のような不自然な境界は観測されなかった。従って、本実施の形態によれば、光利用率を向上するとともに輝度の均斉度を高められることが判明した。
実施の形態２４
図２１は、本発明の実施の形態２４に係る照明装置の構成を模式的に示す平面図である。図２１において図１７と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０３０２】
図２１は、導光板の光出射面側から見た図である。図２１に示すように、本実施の形態では、実施の形態１９と異なり、導光板203が、平面視において２分された各パートからなる第１,第２の単位導光部材204,205で構成されており、かつ発光体101が導光板203の４つの端面に配置されている。その他の点は実施の形態１９と同様である。なお、図２１は、リフレクタを省略して描いてある。
【０３０３】
散乱体126が分散された第１の単位導光部材は、矩形の導光板203の各辺の中点を直線で結んでなる菱形のパート204からなり、散乱体が分散されていない第２の単位導光部材は、矩形の導光板203の残りのパート205からなっている。これにより、散乱体126が分散された第１の単位導光部材204の導光板203に対する占有割合は、該導光板203の発光体101に近い部分から中央部に向かうに連れて大きくなっている。また、第１,第２の単位導光部材204,205は、実施の形態２３で述べた屈折率整合処理を施すことにより互いに接着されている。散乱体126の態様は実施の形態１９と同様である。
【０３０４】
なお、第１の単位導光部材204の形状は、第１の単位導光部材204の導光板203に対する占有割合が、発光体101に近い部分から中央部に向かうに連れて大きくなるようなものであればよく、菱形には限られない。また、発光体101の構成は、２つのＬ字型の発光体101を導光板203の４つの端面に配置するようにしてもよく、また、Ｕ字型の発光体101と直線状の発光体101とを導光板203の４つの端面に配置するようにしてもよい。
［実施例１５］
本実施例では、実施の形態１８の実施例１０と同様に、導光板の材質及び形状、発光体等を構成した。また、予め散乱体126を分散させた矩形のアクリル板から図２１に示すような菱形の部分を切り出して、これを第１の単位導光部材204とした。さらに、その第１の単位導光部材204用のアクリル板と同一形状で散乱体が分散されていないアクリル板から図２１に示すような４つの直角三角形の部分を切り出して、これを第２の単位導光部材205とした。そして、この第１,第２の単位導光部材204,205の接合面同士を、エポキシの接着剤を用いて接着した。
【０３０５】
そして、導光板203の光出射面203bにおける輝度を、実施の形態１８の実施例１０と同様に測定した結果、該光出射面203bの中央付近における輝度を１００％とした場合、他の個所における輝度は８０％〜９５％程度であった。従って、本実施例によって光出射面の輝度分布を制御できることが判明した。
実施の形態２５
本発明の実施の形態２５は、実施の形態１８乃至２４に係る照明装置を用いて画像表示装置を構成したものである。具体的には、実施の形態６で述べた画像表示装置の構成において、実施の形態１のバックライト100に代えて、それぞれ、図１６のバックライト100（実施の形態１８）、図１７のバックライト100(実施の形態１９）、図１８のバックライト100（実施の形態２０）、図１９のバックライト100(実施の形態２１）、図２０のバックライト100（実施の形態２２,２３）、及び図２１のバックライト100（実施の形態２４）を用いることにより、画像表示装置としての液晶表示装置１を構成することができる。そして、液晶素子106としては７型程度のサイズでツイストネマテックタイプのものを使用した。また、液晶素子106の両側には偏光板（図示せず）をクロスニコルに配設した。
【０３０６】
そして、液晶素子106を介して表示画面の輝度分布を測定したところ、照明装置100のみで測定したときの輝度に対し液晶素子106の透過率５〜７％程度が乗算された結果となった。従って、実施の形態１８乃至２４に係る照明装置を用いて画像表示装置を構成した場合においても、光利用率を向上するとともに輝度分布を制御することが可能なことが判明した。
実施の形態２６
本発明の実施の形態２６は散乱体が内部に分散された導光板の製造方法を例示したものである。
【０３０７】
図２２は本実施の形態に係る導光板の製造方法を示す断面図である。図２２において、符号702は、導光板を加熱溶融により形成するための型枠を示す。型枠702の表面には、所望の導光板の平面形状と略同じ平面形状を有しかつ所定の深さを有する凹部702が形成されている。型枠702は、アルミニウムＡｌ等の金属で構成されている。
【０３０８】
本実施の形態では、製品はアクリル樹脂中に散乱体が分散された導光板である。散乱体としては、入射光に対し反射、屈折作用を有し、吸収特性をほとんど示さないものが好ましい。具体的には、金属粉やガラスビーズ等を散乱体として用いることができる。散乱対象は、０．５μｍ程度の波長の可視光であるため、散乱を生じさせるためには散乱体がこの波長よりも大きいことが必要である。また、散乱体の大きさは、導光板の厚さを越えることはできないため、最大でも数ｍｍから十数ｍｍ程度である。従って、混入時の均一性も考慮すると散乱体の大きさは、数μｍから数十μｍ程度であることが望ましい。
【０３０９】
導光板を製造するには、まず、アクリル樹脂を加熱して溶融し、それに屈折率１．７程度のビーズを添加する。次いで、このビーズとアクリル樹脂との混合物（以下、単に混合物という）701を型枠702の凹部702aに注入する。次いで、型枠702の両端部ａ,ｃの温度をその中央部ｂの温度に比べて５０〜１００℃程度高く設定する。すると、混合物701の温度が高い部分は粘性が低くなり、添加物たるビーズの拡散の度合いが大きくなる。このため、温度の高い両端部ａ,ｃではビースの分散密度が低くなり、中央部に向かうに連れて分散密度が高くなる。次いで、この状態で混合物701を急冷する。すると、両端部でビースの分散密度が低く、中央部に向かうに連れてビースの分散密度が高くなった導光板が得られる。
【０３１０】
なお、予め混合物701に光硬化剤を添加しておき、該混合物701を光照射により硬化させるようにしてもよい。
【０３１１】
また、型枠702の加熱温度を均一にすれば、散乱体の分散密度が均一な導光板を得ることが可能である。
【０３１２】
以上のようにして作成した、場所により分散密度を異ならしめた導光板を、実施の形態２１における導光板103として用いた。この導光板103を用いた照明装置100の光学特性については、実施の形態２１で述べたように、光利用率の向上及び輝度分布の制御を図ることが可能であり、本実施の形態により作成した導光板103の有効性を確認することができた。
実施の形態２７
図２３は本発明の実施の形態２７に係る導光板の製造方法を示す断面図である。図２３において、図２２と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０３１３】
本実施の形態では、製品はアクリル樹脂中に散乱体として気泡が分散された導光板である。気泡は空気からなり、その屈折率は１．０である。一方、アクリル樹脂の屈折率は１．５程度である。従って、アクリル樹脂からなる基体中に分散された空気からなる気泡は互いの屈折率の差異により入射光を散乱し、それにより散乱体として機能する。
【０３１４】
導光板を製造するには、まず、アクリル樹脂を加熱して溶融し、それに発泡剤を添加する。次いで、図２３に示すように、この発泡剤が添加された溶融アクリル樹脂703を型枠702の凹部702aに注入する。次いで、この状態で、溶融アクリル樹脂703に光704を照射する。
【０３１５】
ここで、発泡剤は照射された光の強度に応じて気泡を発生させる性質を有している。従って、照射する光704の強度をその照射面において分布するように設定することにより、溶融アクリル樹脂703中における気泡の分散密度を場所によって変化させることができる。そこで、本実施の形態では、例えば、照射光704の強度を、溶融アクリル樹脂703の表面の両端部で小さく、その中央部に向かうに連れて大きくなるように設定している。
【０３１６】
よって、この光照射により、溶融アクリル樹脂703中に、両端部で分散密度が低く、中央部に向かうに連れて分散密度が高くなるように気泡が発生する。
【０３１７】
次いで、この状態で溶融アクリル樹脂703を急冷する。すると、両端部で気泡の分散密度が低く、中央部に向かうに連れて気泡の分散密度が高くなった導光板が得られる。
【０３１８】
なお、予め溶融アクリル樹脂703に紫外線に反応する硬化剤を添加しておき、該溶融アクリル樹脂703に紫外線を照射することによりこれを硬化させるようにしてもよい。
【０３１９】
また、照射光704の照射面内における強度分布を均一にすれば、気泡の分散密度が均一な導光板を得ることが可能である。さらに、照射光704の照射面内における強度分布を選択することにより、導光板中の気泡の分散密度を任意に制御することができる。
【０３２０】
以上のようにして作成した導光板を、実施の形態２１における導光板103として用いた。この導光板103を用いた照明装置100の光学特性については、実施の形態２１で述べたように、光利用率の向上及び輝度分布の制御を図ることが可能であり、本実施の形態により作成した導光板103の有効性を確認することができた。
実施の形態２８
本発明の実施の形態２８は、反射型偏光板を用いて光利用率向上及び高輝度化を図った照明装置及び画像表示装置を例示したものである。
【０３２１】
図２４は本実施の形態に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図、図２５は図２４の反射型偏光板の作用を示す模式図であって、(a)は反射型偏光板が多層膜構造を有する場合を示す断面図、(b)は反射型偏光板がコレステリック液晶からなる場合を示す図、図２６は図２４のプリズムシートの視野角に対する透過率の変化を示すグラフであって、(a)はプリズムシートの稜線方向に垂直な方向における変化を示す図、(b)はプリズムシートの稜線方向における変化を示す図である。図２４において図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、図２４においては、便宜上、Ｙ方向を前方向とした。
（照明装置）
図２４に示すように、本実施の形態に係る照明装置100では、矩形の導光板103の上端面及び下端面に光源102,102がそれぞれ配設されている。また、導光板103の背後には反射シート105が配設され、さらに、導光板103の前方に、拡散シート131、反射型偏光板132、及びプリズムシート133がこの順に配設されている。プリズムシート133は、その稜線方向145が水平方向となるように配置されている。
【０３２２】
図２５(a)に示すように、反射型偏光板132は、その断面において左右方向に三角波状に延びるように界面が形成され、該界面に互いに屈折率が異なる多数の膜からなる多層膜が形成されている。このような界面は偏光ビームスプリッタと同様の機能を有するため、この界面では、入射光137のうち、Ｐ偏光はこれを透過し、Ｓ偏光は反射される。この反射されたＳ偏光は、入射側すなわち導光板103へ戻される。そして、反射型偏光板132は、その出射する偏光（ここでは「反射型偏光板132におけるＰ偏光」）が、「プリズムシート133におけるＰ偏光」として該プリズムシート133に入射するように配置されている。つまり、プリズムシート133におけるＰ偏光の偏光軸（偏波面）はその稜線方向145に垂直な方向、すなわち鉛直方向である。そこで、反射型偏光板132は、その出射するＰ偏光の偏光軸が鉛直方向となるように構成されている。具体的には、上記界面が鉛直に形成されている。
【０３２３】
次に、以上のように構成された照明装置100の動作を説明する。光源102から出射された光は、導光板103に入射し、内部反射を繰り返しながら該導光板103の背面に形成された散乱ドット（図示せず）により散乱されて導光板103の前面から出射する。この際、導光板103の背面から漏れた光は反射シート105によって導光板103の内部に戻される。そして、導光板103から出射した光は散乱シート131を散乱されつつ通過した後、反射型偏光板132に入射する。すると、該入射光のうち、Ｐ偏光は反射型偏光板132を透過し、Ｓ偏光は反射型偏光板132で反射される。この反射されたＳ偏光は、導光板103の散乱ドット又は反射シート105によって反射され、再び反射型偏光板132に入射する。その際、上記反射過程において偏光方向も変調される。従って、再入射した光の一部はそのまま反射型偏光板132を通過することができる。この過程を繰り返すことで光源102から出射した光は反射型偏光板132によってＰ偏光に偏光方向が揃えられる。
【０３２４】
このＰ偏光は、プリズムシート133に、該プリズムシート133におけるＰ偏光として入射し、視野角における中心方向に集光される。
【０３２５】
ここで、図２６(a),(b)に示すように、プリズムシート133では、垂直に近い角度で出射する光においては、Ｐ偏光の透過率141の方がＳ偏光の透過率142に比べて高くなっている。具体的には、概ね、−１０度〜＋１０度の視野角の範囲内ではＰ偏光の透過率141がＳ偏光の透過率142に比べて６．５％程度高くなっている。一方、プリズムシート133に入射する光は、反射型偏光板132によってＰ偏光に揃えられているため、従来例のようにＳ偏光をも通過させる場合に比べて、入射光の透過率が向上し、その結果、光の有効利用を図ることができる。
【０３２６】
次に、本実施の形態の変形例として、図２４において、反射型偏光板132の光入射側に１／４波長板のような位相板を配設し、反射型偏光板132で反射されたＳ偏光を往復２回通過させるようにしてもよい。これにより、その反射されたＳ偏光の偏光方向が９０゜回転されて、反射型偏光板132を透過することが可能となる。そのため、上記構成例に比べてより容易に偏光方向を揃えることができる。
【０３２７】
また、反射型偏光板132を、図２５(b)に示すように、コレステリック液晶を含む膜構造を有するように構成してもよい。このような反射型偏光板132では、そのコレステリック液晶のらせんピッチ等に応じて、入射光137のうち、右回り偏光はこれを透過し、左回り偏光は反射される。この場合、反射型偏光板132を通過した光は、直線偏光とはならないため、１／４波長板のような位相板を併用する必要がある。
（画像表示装置）
図２７は図２４の液晶セルの構成を示す断面図であって、(a)は電圧が印加されていない状態を示す図、(b)は電圧が印加された状態を示す図である。図２７において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、図２７(a),(b)は、１つの画素を示している。
【０３２８】
図２４に示すように、本実施の形態に係る画像表示装置１は、照明装置100の前方に液晶表示素子106が配設され、さらに該液晶表示素子106を駆動する駆動回路（図示せず）が配設されて構成されている。駆動回路の構成及び動作は実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０３２９】
液晶表示素子106は、液晶セル135と、液晶セル135の背面側に配設された入射側偏光板134と、液晶セル135の前面側に配設された出射側偏光板136とで構成されている。入射側偏光板134は、その偏光軸（透過軸）146が反射型偏光板132を透過するＰ波の偏光軸に対応して鉛直になるように配置され、出射側偏光板136は、その偏光軸147が入射側偏光板134の偏光軸146に垂直になるように配置されている。
【０３３０】
液晶セル135は、図２７(a)に示すように、画素139毎の液晶分子113aの配向方向が電圧を印加しない状態で画素の中心面139aを境に異なったプレティルト角を有するような液晶モードを有している。ここでは、プレティルト角は画素の中心面139aに対して略対称になっている。そして、この液晶モードでは、電源148によって電圧を印加した場合、図２７(b)に示すように、液晶分子113aが基板111,112に対して垂直な方向に立ち上がる。このような液晶モードにおいては、基板111,112の法線に対し反対に傾斜した２方向（図２７(a)中に矢印Ａ，Ｂで示す）から液晶セル135を見た場合、図２７(a)から明らかなように、いずれの方向においても見かけ状の屈折率が略同じになる。従って、どちらの方向から見てもコントラストが等しく、広い視野角特性が得られることになる。
【０３３１】
このような液晶モードは、基板111,112を、図２７(a)に示す画素139の中心面139aで２分された各領域について、相手側をマスクした状態で互いに反対の方向にそれぞれラビング処理することにより、実現することができる。また、液晶層が配置される基板111,112の間の空間に、画素139を複数の領域に区画するように高分子材料からなる隔壁を形成し、電圧のオン／オフ時に、その隔壁に沿って液晶分子の移動が生じるように構成してもよい。この隔壁は、液晶と光硬化性の高分子材料との混合物に所定のパターンを有するフォトマスクを用いて光を照射することにより形成することができる。このような構成によっても上記液晶モードを実現することが可能である。さらに、これ以外に以下の構成によっても上記液晶モードを実現することが可能である。すなわち、対向する一つの基板111,112のうちの一方の基板の内面に、例えば櫛形のパターンで凹凸を形成し、この凹凸に沿って液晶分子が互いに異なる方向に配向するよう構成してもよい。また、液晶の配向のスイッチングを相対向する基板間に電圧を印加して行うのではなく、一方の基板に上記スイッチング用電極を形成し、基板に平行な方向に液晶の配向をスイッチングするよう構成してもよい。この場合、上記スイッチング用電極のパターンを櫛形状に形成してもよい。
【０３３２】
次に、上記のように、液晶セル135はどちらの方向から見てもコントラストが等しいので、従来例のように偏光板134の軸方向をパネルの長手方向に対して４５度傾けなくても、良好な視野角特性が得られる。そこで、本実施の形態では、入射側偏光板134の偏光軸146を、反射型偏光板132が透過するＰ波の偏光軸と同じ鉛直方向とし、これに伴って出射側偏光板136の偏光軸147を水平としている。
【０３３３】
以上のように構成された画像表示装置１では、照明装置100のプリズムシート133から出射される光が入射側偏光板134、液晶セル106、及び出射側偏光板136を順次通過し、それにより、駆動回路に入力される映像信号に応じた画像が表示画面に表示される。この際、入射側偏光板134の偏光軸が上記Ｐ偏光の偏光軸と一致していることから、該入射側偏光板134では、入射光の大部分がこれを通過するため吸収損失が生じない。そのため、高出力の光源を用いた場合でも、入射側偏光板134での光吸収による発熱が防止され、かつ上述のようにプリズムシート133における発熱が低減されるので、入射側偏光板134及びプリズムシート133の熱収縮及び光学特性の不均一化などの劣化が防止される。よって、本実施の形態によれば、光利用率が向上しかつ高輝度化が可能な画像表示装置が得られる。
【０３３４】
なお、上記構成例では、画像表示装置がモノクロ画像を表示する場合を説明したが、画像表示装置がカラー画像を表示する場合には、画素を構成する各色の絵素（ドット）を、上記画素と同様に構成すればよい。
【０３３５】
また、上記構成例では、集光手段としてプリズムシートを用いたが、これは界面の屈折又は反射を利用して入射光を所定の方向に集光するものであればよく、例えば、プリズムシートのように扁平な部材の主面に複数の稜部を並ぶように形成し、その稜部の断面を三角形以外の形状にしてもよい。
実施の形態２９
図２８は、本発明の実施の形態２９に係る照明装置の構成を模式的に示す分解斜視図であって、(a)は点状発光体を光源として用いた場合を示す図、(b)は線状発光体を直下型の光源として用いた場合を示す図、(c)は面状発光体を光源として用いた場合を示す図である。図２８において、図２７と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０３３６】
本実施の形態は、実施の形態２８において、光源102の具体的な構成例を示したものである。
【０３３７】
第１の構成例では、図２８(a)に示すように、例えばＬＥＤ(lighte emitting diode)のような点状発光体101が導光板103の上端面及び下端面にそれぞれ多数配置されている。
【０３３８】
第２の構成例では、図２８(b)に示すように、例えば冷陰極管のような線状発光体101が導光板103の背後にそれぞれ複数数配置されている。すなわち、直下型の照明装置として構成されている。
【０３３９】
第３の構成例では、図２８(c)に示すように、導光板に代えて、面状発光体10が配置されている。
【０３４０】
なお、上記構成を互いに組み合わせて新規な構成を得ることも可能である。例えば、導光板103の背後に複数の冷陰極管を配置して直下型とするとともに、導光板103の上下の端面に数種類の色を発光するＬＥＤを複数配置することにより、輝度をさらに高めることができる。また、例えば、冷陰極管の発光スペクトル中の発光度が少ない色の部分をＬＥＤによって補うように構成することにより、色バランスを向上することが可能である。
［実施例１６］
本実施例では、上記第２の構成例と同様に直下型の照明装置とした。冷陰極管としては、出力が１００Ｗ程度のものを用いた。導光板は１０インチ程度のサイズのものを用いた。
【０３４１】
そして、プリズムシート133の出射面における輝度を測定したところ、１００００ｃｄ／ｍｍ2程度の高輝度な出力が得られた。また、その状態で、１００時間以上連続して照明しも、プリズムシート132の熱変形等による輝度分布の不均一化等は生じなかった。このことから、本実施例による照明装置では、高輝度で動作させても安定した性能が得られることが判明した。
【０３４２】
なお、本実施の形態に係る照明装置に、液晶表示素子及び駆動回路を実施の形態２８と同様に組み合わせて画像表示装置を得ることが可能なことはいうまでもない。
実施の形態３０
図２９は本発明の実施の形態３０に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。図２９において、図２４と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０３４３】
図２９に示すように、本実施の形態では、入射側偏光板134の偏光軸146が水平方向に対し４５度斜めになりかつ出射側偏光板136の偏光軸147が入射側偏光板134の偏光軸146に垂直になるように設定され、プリズムシート133A,133Bの稜線方向145A,145B及びＰ波の偏光軸がそれに応じた方向に設定されている。また、液晶セル135は、ＴＮ型の液晶モードものが用いられている。その他の点は、実施の形態２８と同様である。
［実施例１７］
本実施例では、図２９において、プリズムシート133Aのみが配置され、該プリズムシート133Aが、その稜線方向145Aが入射側偏光板134の偏光軸146に垂直になるように、斜めに配置されている。また、反射型偏光板132はその透過軸たるＰ波の偏光軸が入射側偏光板134の偏光軸146に一致するように構成されている。そして、発光体として、１００Ｗ程度の冷陰極管を導光板103の上下の端面に配置した。また、比較例(従来例）として、本実施例の構成において、プリズムシート133Aの稜線方向133Aを水平方向とし、さらに反射型偏光板132を撤去したものを作成した。
【０３４４】
そして、表示画面における正面輝度を測定した結果、本実施例では、比較例に比べて、正面輝度が５〜１０％程度向上した。
【０３４５】
以上の結果から、現在広く使われているＴＮモードの液晶に適用可能なように偏光板を配置する構成としても、プリズムシート及び反射型偏光板をその構成に適合するよう配置することにより、正面輝度を向上できることが判明した。
［実施例１８］
実施例１７では、上記のように正面輝度向上効果が得られたが、プリズムシート133Aを斜めに配置したため、左右方向の視野角特性（コントラスト視角特性）に不均一性が生じた。そこで、本実施例では、これを解消すべく、さらにプリズムシート133Aの前方にプリズムシート133Bを追加し、これを、その稜線方向145Bが入射側偏光板134の偏光軸146に一致するように配置した。
【０３４６】
そして、表示用画面の輝度を測定した結果、左右の視野角特性はほぼ対称となった。また、正面輝度については、２枚のプリズムシートの内、液晶セル135に近いもの133Bの稜線方向145Bを入射側偏光板134の偏光軸146に対して垂直にする方が、その逆の場合（図２９に示す構成）よりも輝度が数％程度増加することが確認された。プリズムシートを２枚用い、それらを稜線方向が互いに垂直になるように配置すれば、偏光による透過率は等しくなるはずである。しかしながら、実際はプリズムシートの媒質自身が多少の屈折率異方性を有しているため、その配置と入射側偏光板134との組み合わせが液晶セル135の透過率に影響するものと考えられる。
【０３４７】
以上のように、本実施例によれば、２枚のプリズムシート133A,133Bを用い、双方の稜線方向が互い垂直でかつ一方の稜線方向が入射側偏光板134の偏光軸146の方向に平行となるよう構成することにより、正面輝度を向上させながら左右の視野角特性を対称にできることが確認できた。
実施の形態３１
上記実施の形態２８、３０に係る発明は、照明装置の光路上に反射型偏光板を挿入し、その透過軸たるＰ波の偏光軸にプリズムシートの稜線方向及び液晶表示素子の偏光板の偏光軸を対応させることを本質的構成とするものである。従って、本発明は、この本質的構成を付加するようにして、種々のタイプの照明装置に適用することができる。そこで、本実施の形態は、実施の形態２８、３０において、照明装置100の反射型偏光板132及びプリズムシート133を除く構成を、実施の形態１〜２７の照明装置にそれぞれ置き換えたものである。このような構成とすることにより、実施の形態２８、３０の効果に加えて、実施の形態１〜２７の効果を併せて得ることができる。
【０３４８】
なお、本実施の形態に係る照明装置に、液晶表示素子及び駆動回路を実施の形態２８と同様に組み合わせて画像表示装置を得ることが可能なことはいうまでもない。
実施の形態３２
本発明の実施の形態３２は、実施の形態６乃至１１、１７、２５、２８乃至３１の画像表示装置（液晶表示装置）を表示部として用いた液晶モニタ、液晶テレビ、及び液晶情報端末装置を例示したものである。
【０３４９】
図３０は本実施の形態に係る液晶モニタの構成を示す外観図である。図２をも併せて参照して、液晶モニタ601は、実施の形態１の照明装置100を用いた液晶表示装置１からなる表示部と、外部から入力されるモニタ信号を処理する信号処理部（図示せず）とを備え、該信号処理部から出力されるモニタ映像信号が液晶表示装置１の駆動回路36に映像信号25として入力されるように構成されている。このような構成とすると、輝度分布が制御可能な液晶モニタを得ることができる。
【０３５０】
ここで、液晶表示装置として、実施の形態６の他の液晶表示装置、実施の形態７乃至１１、１７、２５の液晶表示装置を用いてもよく、各実施の形態に対応した効果を奏する液晶モニタを得ることができる。
【０３５１】
図３１は本実施の形態に係る液晶テレビの構成を示す外観図である。図２をも併せて参照して、液晶テレビ602は、実施の形態１の照明装置100を用いた液晶表示装置１からなる表示部と、外部から入力されるテレビ放送信号のチャネルを選択するチューナ部603とを備え、該チューナ部603で選択されたチャネルのテレビ映像信号が液晶表示装置１の駆動回路36に映像信号25として入力されるように構成されている。なお。図３１では、液晶表示装置１とチューナ部603との間の配線を省略して描いてある。このような構成とすると、輝度分布が制御可能な液晶テレビを得ることができる。
【０３５２】
ここで、液晶表示装置として、実施の形態６の他の液晶表示装置、実施の形態７乃至１１、１７、２５の液晶表示装置を用いてもよく、各実施の形態に対応した効果を奏する液晶テレビを得ることができる。
【０３５３】
本実施の形態に係る液晶情報端末装置は、上記液晶テレビ602において、チューナ部603に代えて通信情報を送受信する送受信手段を備え、該送受信手段から出力される所要の情報を含む画像信号が液晶表示装置１の駆動回路36に映像信号25として入力されるように構成されている。このような構成とすると、輝度分布が制御可能な情報端末装置を得ることができる。
【０３５４】
ここで、液晶表示装置として、実施の形態６の他の液晶表示装置、実施の形態７乃至１１、１７、２５の液晶表示装置を用いてもよく、各実施の形態に対応した効果を奏する情報端末装置を得ることができる。
【０３５５】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態１〜３２に限定されるものではなく、これらを改良又は変形する構成を利用できることはいうまでもない。また、画像表示装置として、液晶表示素子を用いる構成例を示したが、これは液晶表示素子には限られず、バックライトあるいはフロントライトを用いて表示する方式の素子であればよい。
【０３５６】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような形態で実施され、以下の効果を奏する。
（１）高輝度化が可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末、及びこれらに用いる導光板の製造方法を提供することできる。
（２）導光板の突き抜け光の低減及び輝度分布の制御が可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末、及びこれらに用いる導光板の製造方法を提供することができる。
（３）輝度分布を変化させることが可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することができる。
（４）集光手段における光の損失を低減可能な照明装置、画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することができる。
（５）液晶表示素子の偏光板における光の損失を低減可能な画像表示装置、液晶モニタ、液晶テレビ、液晶情報端末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は(a)の分散液晶素子のドットパターンを示す平面図である。
【図２】図１(a)の画像表示装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る照明装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態７に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態８に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態９に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１０に係る画像表示装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１２に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０の半透過層の透過率に対する導光板突き抜け光量の変化を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態１３に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１４に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１５に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１６に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１８に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１９に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２０に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態２１に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２２に係る照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２４に係る照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２６に係る導光板の製造方法を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２７に係る導光板の製造方法を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２８に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２５】図２４の反射型偏光板の作用を示す模式図であって、(a)は反射型偏光板が多層膜構造を有する場合を示す断面図、(b)は反射型偏光板がコレステリック液晶からなる場合を示す図である。
【図２６】図２４のプリズムシートの視野角に対する透過率の変化を示すグラフであって、(a)はプリズムシートの稜線方向に垂直に方向における変化を示す図、(b)はプリズムシートの稜線方向における変化を示す図である。
【図２７】図２４の液晶セルの構成を示す断面図であって、(a)は電圧が印加されていない状態を示す図、(b)は電圧が印加された状態を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の実施の形態２９に係る照明装置の構成を模式的に示す分解斜視図であって、(a)は点状発光体を光源として用いた場合を示す図、(b)は線状発光体を直下型の光源として用いた場合を示す図、(c)は面状発光体を光源として用いた場合を示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態３０に係る照明装置及び画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３０】本発明の実施の形態３１に係るモニタ装置の構成を示す外観図である。
【図３１】本発明の実施の形態３１に係るテレビ装置の構成を示す外観図である。
【図３２】従来の照明装置及びこれを用いた画像表示装置の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は(a)の分散液晶素子のドットパターンを示す平面図である。
【図３３】従来の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３４】従来の照明装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３５】従来の画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  液晶表示装置
25  映像信号
31  操作ＳＷ
32  輝度分布設定回路
33  主メモリ
34  ＣＰＵ
35,37  駆動信号
36  駆動回路
38  信号処理回路
41  ドット
42  ドット以外の領域
100  照明装置（バックライト）
101  発光体（冷陰極管）
102  リフレクタ
103  導光板
103a  端面
103b  上面
103c  下面
104  分散液晶素子
105  反射板（反射シート）
106  液晶表示素子
107  散乱制御板
111  対向基板
112  ＴＦＴ基板
113  液晶
114  散乱ドット
121  半透過層
122  散乱体
123,124  散乱ドット
123a,124a  第１の散乱ドット
123b,124b  第２の散乱ドット
125  散乱領域
125a  第１の散乱領域
125b  第２の散乱領域
126  散乱体
131  拡散シート
132  反射型偏光板
133,133A,133B  プリズムシート
134  入射側偏光板
135  液晶表示素子
136  出射側偏光板
137  入射光
139  画素
139a  画素中心面
141  Ｐ偏光の透過率
142  Ｓ偏光の透過率
145,145A,145B  プリズムシートの稜線方向
146  入射側偏光板の偏光軸
147  出射側偏光板の偏光軸
151  光源
201  散乱反射板
203  導光板
204〜208,210,211  単位導光部材
209  反射面
301  反射型偏光板
302  偏光変調素子
305  光量変調構造
401  ＬＥＤ
501  発光体
502  面状発光体
601  液晶モニタ
602  液晶テレビ
603  チューナ部
701  混合物
702  型枠
702a  凹部
703  溶融アクリル樹脂
901  映像信号合成回路
1000  バックライト
1001  発光体
1002  リフレクタ
1003  導光板
1004  散乱ドット
1005  反射板
1006  液晶表示素子
【図１】
0004467840.tif 000002
【図２】
0004467840.tif 000003
【図３】
0004467840.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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