JP2000315413A - 照明装置及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】導光体への入射効率が高くコリメート性の高い
照明装置を得ること。また、その照明装置を用いて高輝
度な液晶表示装置を得ること、更には、液晶表示素子に
光を広げる光路変換素子を配置して広視野角な液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】導光体内を伝播した光が前記導光体の光出
射面から出射されるように構成された照明装置におい
て，前記光源と前記導光体間に前記導光体への入射光の
少なくても一軸方向の平行度を高めるコリメート手段を
配置し、前記導光体の裏面に、前記導光体へ入射した光
を光出射面へ光路変換する微細傾斜面を有する多数の凹
凸面又は段差で構成された反斜面と、前記導光体の裏面
に直接若しくは空気層を介して反射板と、前記光源と前
記導光体間に導光体への入射光の平行度を高めるコリメ
ート手段とを配置した照明装置である。更には、前記照
明装置を用いた液晶表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，液晶テレビ，コン
ピュータ用液晶ディスプレイ等に用いられる，光の状態
を変調して画像表示を行う液晶表示素子の背面に設ける
照明装置，特に、効率良くコリメート性を高めた照明装
置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置，特にカラー液晶表
示装置の技術進歩は、目覚ましく，ＣＲＴに劣らぬ表示
品質のディスプレイが数多く見られるようになった。更
に、ノートパソコンが普及し、照明装置であるバックラ
イト無しでは、ディスプレイとしての態をなさず、バッ
クライトは直視型カラー液晶表示装置における必須デバ
イスである。

【０００３】カラー液晶表示装置は、大別してＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス駆
動によるＴＮ（ツイストネマチック）液晶表示装置とマ
ルチプレックス駆動のＳＴＮ（スーパーツイステッドネ
マチック）液晶表示装置との２方式がある。いずれも液
晶層をガラス基板で保持した素子の両側に偏光板を配置
し、直線偏光の偏光状態を変調して表示を行うものであ
る。

【０００４】最近では、コレステリックの特性反射を用
いた表示方式、散乱と透過を制御する方式、吸収と透過
を制御する方式等様々な方式が提案されている。これら
のバックライトに要求される輝度レベルはその用途によ
って様々であるが、特にカラーノートパソコンでは要求
輝度だけでなく薄型、軽量、低消費電力は至上命題であ
る。更には、コンピュータの大画面ディスプレイとして
の、液晶表示装置に対する期待は高く、明るさ向上はも
ちろんのこと、広視野角表示ができるように出射特性の
広いことが要求されている。更には、液晶ＴＶとして
は、大画面、広視野角、高輝度化と液晶ディスプレイに
対する期待は高いものがある。

【０００５】そこで、ＴＦＴを用いて広視野角液晶を実
現するためにＭＶＡ（マルチドメイン垂直配向ネマチッ
ク液晶）モード、ＩＰＳ（横電界）モード等の様々な方
式が提案、実現されている。しかしながら、ＭＶＡ、Ｉ
ＰＳモードは、従来のＴＮ、ＳＴＮモードと比較すると
飛躍的に視野角が拡大したが、視野角依存の色変化、コ
ントラスト比の低下等の問題がある。

【０００６】また、視野角依存性のない広視野角技術と
してコリメート光源と液晶表示素子上に配置したスクリ
ーンによる広視野角技術がPCT/US第94/07369号、特表平
第9-500981号公報、特表平第9-505412号公報、特表平第
8-511129号公報、特表平第9-507920号公報、特表平第10
-500528号公報等に開示されている。また、これとは異
なるスクリーン技術、コリメート化技術について、それ
ぞれUSP第2378252号、PCT/US第97/07374号（特開平第6-
202107号公報）に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記コ
リメート化技術は、光の利用効率が低い課題がある。ま
た、最近利用されている反射型偏光板（USP第5486949
号、USP第5122906号、SID（ソサエテイ．フォ．インフォメ
イシヨン．デイスプレイ）92 Digest：P427、特開平第7-
36032号公報、SID95 Digest ：P735）を適用した偏光変
換技術による光利用効率向上には効率向上の割合が小さ
く適さない。また、光路変換素子としてプリズムシート
（例えばスリーエム株式会社製の商品名ＢＥＦ）を適用
し正面への指向性を向上した構成が開示されているが、
コリメート性が低い。

【０００８】特に，本発明は，液晶ディスプレイの高輝
度化、及び広視野角化を実現するための、高効率のコリ
メート性の高い照明装置及びそれを用いた液晶表示装置
に関するものである。

【０００９】そこで、本発明の主の目的は、照明装置の
導光体への入射部にコリメート化手段を設けて、導光体
への入射効率が高くコリメート性の高い照明装置を得る
こと及び、その照明装置を用いて高輝度な液晶表示装置
を得ることにある。更には、液晶表示素子に光を広げる
光路変換素子を配置して広視野角な液晶表示装置を得る
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では以下の手段を用いる。

【００１１】本発明の手段は、板状の導光体と、その周
縁に近接配置された光源を有し、前記光源からの出射光
が前記導光体へ入射するように前記光源をランプカバー
で覆い、前記導光体内を伝播した光が前記導光体の光出
射面から出射されるように構成された照明装置におい
て，前記光源と前記導光体間に前記導光体への入射光の
少なくとも一軸方向の平行度を高めるコリメート手段を
配置し、前記導光体の裏面に、前記導光体へ入射した光
を光出射面へ光路変換する微細傾斜面を有する多数の凹
凸面又は段差で構成された反斜面と、前記導光体の裏面
に直接若しくは空気層を介して反射板と、前記光源と前
記導光体間に導光体への入射光の平行度を高めるコリメ
ート手段とを配置した照明装置である。

【００１２】また、前記導光体裏面の微細傾斜面が、前
記導光体からの出射光の面内均一性を得るために、前記
微細傾斜面の密度、高さ、傾斜角の形状が前記光源から
の距離及び位置に対応して変化している。更には、前記
コリメート手段が前記導光体側及び前記光源側では広く
中間部では狭い構造である。更に好ましくは、前記光源
が円柱状の光源であり、少なくても前記光源の長手方向
には、前記コリメート手段が前記導光体側及び前記光源
側では広く中間部では狭い構造である。更に好ましく
は、前記コリメート手段と前記導光体間、若しくは前記
導光体の出射面側にに反射型偏光選択手段を配置する。

【００１３】本発明の別の手段は、上記照明装置上に偏
光若しくは散乱・吸収状態を制御して画像表示を行う液
晶表示素子を配置した液晶表示装置である。好ましく
は、液晶表示素子の表示どちらか一方に光を広げる光路
変換手段であるスクリーンを配置した液晶表示装置であ
る。更に好ましくは、前記スクリーンが、USP第2378252
号に開示されるよな外光を効率良く吸収し、液晶表示素
子からの出射光を効率良く透過する手段である。

【００１４】

【作用】ここで，本発明で使用する言葉の定義を述べ
る。偏光状態を示すＳ偏光は入射面（入射面とは，入射
光線と境界面にたてた入射法線がなす平面）に垂直な偏
光であり，Ｐ偏光は入射面に平行な偏光である。

【００１５】一般に，屈折率Ｎ0の透明媒体と屈折率Ｎ1
の透明媒体の界面において，Ｎ0媒体からＮ1媒体へ光が
入射するとき入射する光の入射角をθとすると，入射角
θの正接がＮ1／Ｎ0に等しい（tanθ＝Ｎ1／Ｎ0）と
き，Ｐ偏光の反射成分はなく，すべて反射光はＳ偏光と
なり，透過光は残りのＳ偏光とＰ偏光であることが知ら
れている。このときの入射角θをブリュースタ角とい
う。このブリュースタ角を利用して，屈折率の異なる媒
体を積層し，その積層膜厚を波長オーダーで制御するこ
とで各偏光の位相を制御し，Ｐ偏光のみを透過し，Ｓ偏
光を反射する反射偏光板を作製できる。

【００１６】反射偏光板タイプ１の作用は、Ｐ偏光成分
のみを透過し、それに直交するＳ偏光成分を反射する。
この反射されたＳ偏光は、散乱反射や、偏光解消子とし
て位相差板を使用すると，その位相差板により楕円偏光
（直線偏光，円偏光を含む）になり，再び反射偏光板に
入射しＰ偏光成分のみが透過し，Ｓ偏光成分は反射され
導光体へ戻る。これを繰り返すことにより，殆どすべて
の光がＰ偏光に変換され出射される。従って，好ましく
は、反射されたＳ偏光が、全てＰ偏光に変換されるよう
に、往復透過後１／２波長板になるように１／４波長板
として作用する位相差板を設定することが好ましい。こ
れにより、光利用効率の高い偏光照明装置を達成でき
る。

【００１７】反射偏光板タイプ２の作用は、右回り（又
は左回り）の円偏光のみを透過し、左回り（又は右回
り）の円偏光を反射し、透過した円偏光は、１／４波長
板で１方向の直線偏光となる。一方、反射された左回り
（又は右回り）円偏光は、鏡面反射板で反射されて，右
回り（又は左回り）の円偏光となり反射偏光板タイプ２
を透過し、１／４波長板で１方向の直線偏光となり全て
の光が直線偏光に変換される。反射板が鏡面反射板でな
い場合でも、反射光は、楕円偏光（直線偏光，円偏光を
含む）になり，再び反射偏光板に入射し右回り（又は左
回り）の円偏光のみが透過し，左回り（又は右回り）の
円偏光は反射され導光体へ戻る。これを繰り返すことに
より，殆どすべての光が右回り（又は左回り）の円偏光
のみに変換され、その後１／４波長板で１方向の直線偏
光となり出射される。従って，反射板には少なからず光
の吸収が存在するため、反射された左回り（又は右回
り）の円偏光が、全て右回り（又は左回り）の円偏光に
変換されるように、完全な鏡面反射板であることが好ま
しい。これにより、光利用効率の高い偏光照明装置を達
成できる。

【００１８】次に、反射型色選択手段７０の作用につい
て説明する。この反射型偏光選択手段７３としてのコレ
ステリック層を用いることは既知であり、特開平第3-45
906号公報、特開平第6-324333号公報に開示された技術
を適用することができる。コレステリック層による選択
反射波長λ＝（ｎo＋ｎe）／２Ｐはコレステリックの螺
旋ピッチＰ、材料ので常方向ｎo、異常方向屈折率ｎeで
決まり、選択反射帯域Δλ＝ΔｎＰは、屈折率異方性Δ
ｎ＝ｎe−ｎoと螺旋ピッチＰで決まる。反射型色選択手
段７０としてのコレステリック層は、反射型偏光板２４
と同様の材料を用いることができ、赤、緑、青の特性反
射をするようにそれぞれの層の螺旋ピッチを設定する。
選択反射中心波長、選択反射帯域は限定されないが、そ
れぞれの中心波長を４７０ｎｍ，５５０ｎｍ、６２０ｎ
ｍとし、特性反射帯域を±３５ｎｍ程度が好ましい。

【００１９】説明の都合上、コレステリック層７２は右
捩じれ、反射型偏光板として用いるコレステリック層２
４Ｂは左捩じれとする。従って、コレステリック層２４
Ｂは、可視領域で左円偏光を反射し、右円偏光を透過す
る。また、コレステリック層７２はそれぞれ、赤色の右
円偏光、緑色の右円偏光、青色の右円偏光を反射し、そ
れ以外の色を透過する。

【００２０】透明アクリル樹脂からなる導光体１７から
の白色無偏光である出射光１１８は、反射型偏光板であ
るコレステリック層２４Ｂに入射し、透過光は白色の右
円偏光に反射光は白色の左円偏光となる。透過光である
白色の右円偏光は、コレステリック層７２に入射し、例
えば、緑色の右円偏光が透過し、青色、赤色の右円偏光
１１８Ｂは反射される。また、透過した緑色の右円偏光
は位相差板７１により緑色の直線偏光１１８Ａになる。
反射された青色、赤色の右円偏光は反射板１６で反射さ
れ青色、赤色の左円偏光になり、コレステリック層２４
Ｂで左円偏光のまま反射され、再び反射板１６で反射さ
れ右円偏光になる。右円偏光は、コレステリック層２４
Ｂを透過し、コレステリック層７２へ入射し、青色右円
偏光のみ透過し、残りは反射される。透過した青色右円
偏光は、位相差板７１で直線偏光１１８Ａ，１１８Ｂと
同一方向の直線偏光に変換される。ここで、導光体１
７、反射板１６に散乱、複屈折等による偏光解消がない
場合を例に挙げて説明したが、偏光解消がある場合に
は、所望の偏光成分のみ透過し、不要の偏光成分は反射
されることを繰り返すことにより光の再利用が行われ
る。

【００２１】一方、反射型偏光板２４Ｂで反射された白
色の左円偏光は、導光体１７の裏面に配置された反射板
１６で反射され、左円偏光になり、コレステリック層２
４Ｂを透過する。コレステリック層２４Ｂを透過した白
色の右円偏光はコレステリック層に入射し、上記と同様
な原理により直線偏光に変換される。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明を実施例を用いて詳細に説
明する。

【００２３】

【実施例１】本発明はコリメート性の高い照明装置であ
り、図１に示す実施例で代表される。本実施例は，エッ
ジライト型照明装置であり，透明なアクリル樹脂からな
る導光体１７の側面に光源１２として導光体１７の長さ
に対応した発光長を有する冷陰極蛍光ランプとそれをカ
バーし光を導光体１７側に反射するランプカバー１１と
を端面に、導光体１７の背面には、反射板１６を配置し
た。光源１２としては、管径が２．４ｍｍで、長さが約
２９２．５ｍｍを使用した。ランプカバー１１として
は、冷陰極蛍光ランプ１２を包み込むような円筒形或い
は楕円筒形の反射板であるランプカバー１１を、導光体
１７としては、屈折率１．４９で大きさは、２９２．５
ｍｍ×２２４ｍｍ×３ｍｍ（ランプ１２側、反対側は
１．０ｍｍ）を使用した。導光体１７の裏面の微細構造
１５は、溝の深さを約１０μｍとして、溝の数はランプ
１２から離れるにしたがい多くなるようにした。

【００２４】また、詳細は後述するが、溝の平均傾き角
を約３５度とした。なお、微細溝１５の深さは、導光体
の大きさ、厚みにより変える必要があるが、溝のピッチ
は、５０μｍ〜５ｍｍ、傾き角は２５°〜５０°、深さ
は２０μｍ以下が好ましい。但し、これに限定されるも
のではない。また、本実施例では、微細構造１５は、ラ
ンプ１２に平行なストライプ溝としたが、平行であるこ
とも、ストライプ溝が連続であることも限定されいな
い。好ましくは、導光体１７周辺部の均一性を向上する
ために、周辺部及び光源１２からの距離に応じて溝の密
度を密にするか、高さを高くする等が有効である。更
に、好ましくは、傾斜角もランプ１２からの距離に応じ
て大きくする。

【００２５】コリメート化手段１４である図１に示すマ
イクロプリズムは、導光体１７と同一の透明アクリル樹
脂からなり、導光体１７の端面に接着配置した。図面で
はコリメート化手段１４の記載は４個のみであるが、実
際には光源１２の長さに対応しており、図２の幅１４Ｗ
Ａを７．５ｍｍとして３９個並べた。また、導光体１７
及びコリメート化手段１４は各面光学的に鏡面処理を施
している。また、コリメート化手段１４の側面の一部１
３は、反射板１３が配置されている。

【００２６】このコリメート化手段１４を上部から見る
と、図２に示すように、ランプ１２に対して入射部１４
ＷＣを７．５ｍｍ、中央部１４ＷＢを２．５ｍｍ、出射
部１４ＷＡを７．５ｍｍとした。また、この時、入射側
の傾き角１４ＢＵ，１４ＢＤを約２４度、出射側の傾き
角１４ＡＵ、１４ＡＤを５．３度とした。好ましくは、
傾き角１４ＢＵ，１４ＢＤは４５°以下であれば、それ
ぞれ等しい必要はない。また、好ましくは、１４ＡＵ，
１４ＡＤは、１５度以下であれば、それぞれ等しい必要
はない。逆に１４ＡＵ，１４ＡＤを変えることにより指
向性の方向を変えることができる。但し、それぞれの傾
き角は、中央部が狭い構成であればこれに限定されるも
のではない。

【００２７】本実施例では、導光体１７からの出射光の
コリメート性を、ランプ１２に平行方向１００Ｈはコリ
メート化手段１４により、ランプ１２に垂直方向１００
Ｖは導光体１７裏面の微細構造１５により実現するもの
である。上記構成とすることより、ランプ１２からの出
射光は、反斜面１３により反射され（若しくは直接）、
コリメート手段１４の側面で全反射されコリメート化さ
れた光１００となって導光体１７へ入射する。これによ
りランプ１２の長手方向のコリメート性を高めることが
できる。

【００２８】また、この構成では、コリメート化手段１
４の入射側１４ＷＣと出射側１４ＷＡが同一であるため
に、ランプからの出射光のコリメート化手段１４へ入ら
ない成分が無い（但し、ランプに戻る成分は存在する）
ために、コリメート化手段への入射効率は高い。コリメ
ート化手段１４を除いてランプカバー１１とランプ１２
を直接導光体１７に配置した場合、ランプ１２の光量に
対して導光体１７への入射効率は約７０％であったが、
本実施例では、導光体１７へ入射効率は約５５％を得る
ことができた。

【００２９】本実施例で、コリメート化手段１４の１４
ＷＢからランプ１２側を排除して１４ＷＢの隙間に反射
板を配置した場合の導光体への入射効率は約３５％であ
り、ランプ入射側を広げることで入射効率が飛躍的に向
上できた。コリメート化手段１４の入射側（１４ＷＢか
らランプ１２側）が無い場合は、コリメート化手段１４
へ入射光はすべて全反射して導光体１７内へ導入される
が、本実施例の場合、入射側を広げると全反射しない入
射角が存在するために反斜面１３を配置した。

【００３０】また、図１に示すように、側面から見たコ
リメート化手段１４は、長方形とした。この時、ランプ
１２の長手方向に垂直方向のコリメート性は低いので、
導光体１７の裏面の微細構造１５でコリメート化を図
る。勿論、特開平6-202107、特開平6-324217に開示され
るように、また、図３に示すようにコリメート化手段１
４の側面も台形状にすることも可能である。これによ
り、ランプ１２の長手方向に垂直方向のコリメート性を
高めることができる。但し、ランプ１２からの光入射効
率は、ランプ１２の直径に対してコリメート化手段１４
の入射部が大きほど高いために、側面形状が長方形のも
のと同一の入射効率を得るためには、導光体を厚くする
必要がある。従って、バックライトの厚み、重量に余裕
があれば、図３のような台形状にするとコリメート性を
高めることができる。

【００３１】本実施例は、導光体１７からの出射光は、
ランプ１２に垂直方向１００Ｖ、ランプ１２に平行方向
１００Ｈ共に半値幅（ピーク輝度に対して輝度が１/２
になる角度範囲）で、１００Ｖは、約−１０°〜約２０
°、１００Ｈは約±１５°を得ることができた。コリメ
ート性が高く、光利用効率の高い照明装置を得ることが
できた。

【００３２】本実施例では、ランプ１２を１本配置した
構成であるが、複数本配置することも可能である。複数
本配置することで導光体１７からの出射光量を増加させ
ることができる。

【００３３】

【実施例２】実施例１において、コリメート化手段１４
の側面形状は長方形であったが、本実施例では図３に示
すように台形状の形状とした。台形状の広い部分を導光
体１７の厚みと等しく、３ｍｍとして、狭い部分を２ｍ
ｍとした。ここで、コリメート化手段１４の入射側が狭
いため入射効率が低下することが考えられる。そこで、
本実施例では、光源１２であるランプの直径を２．４ｍ
ｍから１．８ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同
一である。

【００３４】その結果、実施例１と比較して、導光体１
７からの出射光の効率は低下したもので、ランプ１２に
平行方向１００Ｈの半値幅を狭くすることができコリメ
ート性が高まった。本実施例においても、ランプ１２に
垂直方向１００Ｖの指向性に傾きがあるが、微細構造１
５の傾斜角やコリメート化手段１４の傾斜角度１４Ｃ
Ｕ，１４ＣＤを非対称にすることで補正することが可能
である。

【００３５】本実施例では、ランプ１２を１本配置した
構成であるが、図３に示す構造をランプ１２の数分配置
することで複数本使用することも可能である。

【００３６】

【実施例３】本実施例においては、図４に示すように、
マイクロプリズム構造からなるコリメート化手段１４を
入射側、出射側共に広くした。また、光源１２の直径を
１．８ｍｍから２．４ｍｍとした。それ以外の構成は、
実施例１、２と同一である。

【００３７】その結果、実施例１と比較して、導光体１
７からの出射光の効率は若干低下したもので、ランプ１
２に平行方向１００Ｈの半値幅は狭くなり、コリメート
性が向上した。本実施例においても、ランプ１２に垂直
方向１００Ｖの指向性に傾きがあるが、微細構造１５の
傾斜角やコリメート化手段１４の傾斜角度１４ＣＵ，１
４ＣＤを非対称にすることで補正することが可能であ
る。実施例１、２と同様に、図４に示す構造をランプ１
２の数分配置することで複数本使用することも可能であ
る。

【００３８】

【実施例４】本実施例は、実施例１の照明装置を２個用
いて、図５に示すように、照明装置の両側にランプ１２
が配置されるようにした構成である。それ以外は実施例
１と同一の構成である。

【００３９】その結果、図面に平行方向の半値幅は約−
２０°〜２０°と広がったものの左右対称な特性とする
ことができた。図面に垂直方向の指向性は実施例１と同
様であった。本実施例では、実施例１に示した構造を採
用したが、実施例２、３の構造を適用することも可能で
ある。本実施例では、導光体２枚を組み合わせたが、明
るさを高めたい時には、交互に２枚以上重ねて使用する
ことが可能である。

【００４０】

【実施例５】本実施例は、実施例１の照明装置を２個用
いて、図６に示すように、照明装置の両側にランプ１２
が配置されるようにした構成である。また、お互いの導
光体１７が光学的に密着する配置とした。それ以外は実
施例１と同一の構成である。

【００４１】その結果、図面に平行方向の半値幅は、左
側の導光体１７では約−１０°〜２０°、右側では約−
２０°〜１０°となった。図面に垂直方向の指向性は実
施例１と同様であった。本実施例では、実施例１に示し
た構造を採用したが、実施例２、３の構造を適用するこ
とも可能である。また、本実施例では、導光体２枚を組
み合わせたが、出射面積を大きくするために、図面の奥
行き方向に複数枚配置することも可能である。更には、
明るさを高めたい時には、複数本のランプをコリメート
化手段１４の入射側に配置することができる。

【００４２】

【実施例６】本実施例は、上記実施例と導光体１７裏面
の微細構造１５が異なる構造のものである。上記実施例
においては、三角溝が非対称であったが、本実施例で
は、左右対称の三角溝を形成した。それ以外は、実施例
１と同一の構成である。本実施例では、図２２に示すよ
うに、導光体１７の裏面に傾斜面１５１Ａ、フラット面
１５１Ｂを有し、背面に反射板１６が配置されている。
ここで、ピッチ１５１Ｃを２００μｍ、高さ１５１Ｅを
１０μｍ、傾斜角１５１Ｄを４０°とした。この構造に
することで、導光１２０、１２１は、傾斜面１５１Ａに
入射した時のみコリメート性の高い出射光１２１Ａとな
り、それ以外の光１２０Ａ，１２１Ｂは導光体１７内を
全反射しながら進み傾斜面１５１Ａに入射した時のみ出
射される。

【００４３】その結果、図面に平行方向の半値幅は、約
−１０°〜２０°となった。図面に垂直方向の指向性は
実施例１と同様であった。本実施例では、コリメート化
手段として実施例１に示した構造を採用したが、実施例
２、３の構造を適用することも可能である。また、本実
施例を実施例３から５に適用することも可能である。

【００４４】また、図２３に示すように、導光体１７の
裏面に傾斜部１５２Ａ，フラット部１５２Ｂを有する階
段状の微細構造を形成した構造も適用できる。この構造
においても、図２２と同様に、導光１２０、１２１は、
傾斜面１５２Ａに入射した時のみコリメート性の高い出
射光１２１Ａ、１２１Ｂとなり、それ以外の光１２０Ａ
は導光体１７内を全反射しながら進み傾斜面１５２Ａに
入射した時のみ出射される。

【００４５】

【実施例７】本実施例では、実施例１から５に適用する
導光体１７の詳細について図８を用いて述べる。

【００４６】本実施例に用いた導光体１７は、裏面に微
細な鏡面反射の傾斜面１５Ａ（好ましくは金属反射面）
とフラットな鏡面部１５Ｂとを設け、導光体１７の裏面
に空気層を介し鏡面反射板１６を設ける。このとき、傾
斜面１５Ａはフラット部１５Ｂに比べて面積比率を小さ
くする。また、傾斜面１５Ａは導光体１７から光を出射
させるための面で、フラット部１５Ｂは、導光体１７内
を全反射して伝搬させるためのものである。フラット面
を金属反射面にしてもよいが、導光体１７内を伝搬す時
の反射回数は多数になるために、反射率の最も高い全反
射を利用することが好ましい。更に、微細な鏡面反射傾
斜面１５Ａの比率を、従来の白色インク配置と同様に光
源からの距離に併せて変化させることが好ましい。

【００４７】本実施例においては、傾斜角１５ＡＮを４
０°、傾斜角１５ＢＮを５°とした。また溝の深さを１
０μｍとした。また、面内の均一性を得るために、光源
１２に近い部分は、溝を断続的に形成し、遠い部分を連
続形成とした。

【００４８】また、光源１２からの光１１０が導光体裏
面のフラットな鏡面部に入射した場合は全反射し、導光
体中１７を伝搬し、微細な鏡面反射面１５Ａの入射した
ときのみ導光体１７より出射１１０Ａされる。この反射
面１５Ａによりコリメート性の高い出射光１１０Ａを得
ることができる。また、光源１２から導光体１７への入
射光１１０はフラットな鏡面部１５Ａに入射した透過光
１１０Ｂは、フラット面１５Ｂを透過１１０Ｃし、導光
体１７上面でも全反射１１０Ｄする。更に、この導光体
１７への入射光１１０の広がりを小さくし、導光体１７
からの出射光のコリメート性を向上させるために、導光
体１７と光源１２の間に図３、４に示すコリメート化手
段１４を適用することができる。

【００４９】導光体１７の表面において、導光体の屈折
率によって定まる全反射角θｃ以上の入射角の光が全反
射し、導光体内を伝搬する。全反射角θｃ以下の入射角
の光が導光体の上面で屈折し出射される。例えば、空気
（屈折率ｎ=１）と透明樹脂、例えば、アクリル、ポリ
カーボネート、ポリウレタン、ポリスチレン等のような
プレスチック（屈折率ｎ=1.5程度）の界面における全反
射角θｃは、θｃ=sin-1(1/n)=42°で与えられる。ここ
で、コリメート化手段がなくても、導光体へ入射した光
θは、ー（90°ーθｃ）≦θ≦＋（90°ーθｃ）内の光
となるために、導光体の上面及び下面のフラット部では
全反射する。前述のようにコリメート化手段からの導光
体への入射光の広がりを極力小さくすることで、導光体
からの出射光のコリメート性を向上させることができ
る。

【００５０】

【実施例８】本実施例では、実施例１から５に適用する
導光体１７について図９を用いて述べる。

【００５１】本実施例に用いた導光体１７は、基本的に
は実施例７と同様の形状であるが、裏面に微細な鏡面反
射の傾斜面１５Ａのみ金属反射面とする。また、金属反
斜面にすると効率良く出射させることができるので、傾
斜部１５Ａの高さを実施例７より小さくする必要があ
る。その他の構成は実施例７と同一である。

【００５２】その結果、光源１２からの光１１２が導光
体裏面のフラットな鏡面部１５Ｂに入射した場合は全反
射し、導光体中１７を伝搬１１２Ａし、微細な鏡面反射
面１５Ａの入射したときのみ導光体１７より出射１１２
Ｂされる。このように、傾斜面１５Ａを金属反斜面にす
ることにより透過光が無く効率良く出射させることがで
きる。また、この反射面１５Ａによりコリメート性の高
い出射光１１０Ａを得ることができる。

【００５３】

【実施例９】本実施例では、バックライトから偏光を出
射させるために、図１０に示すようにコリメート化手段
１４と導光体１７間に又は、図１１に示すように導光体
１７上に反射型偏光板２０を配置した。ここで、SID92
Digest p427やＵＳＰ５４８６９４９、ＵＳＰ５１２２
９０６に記載される誘電体多層膜による反射偏光板を反
射偏光板タイプ１、Asia Display 95 Digest p735に記
載されるコレステリックの特性反射を利用した反射偏光
板を反射偏光板タイプ２と呼ぶことにする。反射偏光板
タイプ１を用いた場合は、偏光方向を９０度変えるため
の位相差板、好ましくは１／４波長板（往復で１／２波
長）を反射偏光板からの主の偏光方向に４５度傾けて、
ランプ１２側に配置することが好ましい。

【００５４】更には、導光体入射側に反射偏光板を配置
しても、導光体を伝搬中に多数回反射を繰り返し反射面
が完全な鏡面でないときには、偏光状態が崩れる。従っ
て、導光体上面に上記反射偏光板を配置することが好ま
しい。また、導光体上面に反射偏光板タイプ１を配置し
たとき、導光体の上面、下面どちらか一方に偏光方向を
９０度変えるための位相差板、好ましくは１／４波長板
（往復で１／２波長）を反射偏光板からの主の偏光方向
に４５度傾けて配置する。

【００５５】反射偏光板タイプ１は，図２５に示すよう
に等方性の媒体２２Ａと一軸異方性の媒体２２Ｂを交互
に多数積層した反射型偏光板２２と図２６に示す頂角が
略９０度のプリズムアレイ上に屈折率の異なる誘電体膜
を多層積層した反射型偏光板２３がある。反射型偏光板
２２、２３共に、無偏光１４０（又は１４３）が入射す
ると、一方の直線偏光１４１（又は１４４）を透過し、
それに直交する他方の直線偏光１４２（又は１４５）を
反射する。また、反射偏光板タイプ２は、図２７に示す
コレステリック液層高分子２４Ｂを可視波長域で特性反
射を示すようにピッチの異なるコレステリック液晶高分
子を積層し、入射した無偏光１４６のうち、右回り（又
は左回り）の円偏光１４７を透過、逆回りの円偏光１４
８を反射させ、その上に１／４波長板２４Ａを積層し、
ある１方向の直性偏光を透過する反射型偏光板２４であ
る。反射型偏光板タイプ１、２共に、反射された偏光を
再利用することで光利用効率を向上することができる。

【００５６】図１０の実施例においては、反射型偏光板
２０として、図２５から図２７に示す反射型偏光板が適
用でき、ランプ１２から照射される無偏光１１３は、反
射型偏光板２０により一方の直線偏光１１３Ｂのみ透過
し、それに直交する直線偏光１１３Ａは反射される。反
射された直線偏光は、ランプ１２やランプカバー１１で
反射され再び反射型偏光板２０へ入射する。反射型偏光
板２０の偏光透過軸の偏光成分のみ透過し偏光が導光体
１７内へ入射する。入射した光１１３Ｂは、導光体１７
の上面、下面で全反射し、傾斜部へ入射した光１１３Ｃ
のみが偏光として出射１１３Ｄされる。好ましくは、図
面に平行方向若しくは垂直方向の偏光であれば、偏光を
崩さずに効率良く出射される。更に好ましくは、図面に
垂直方向の偏光であれば、溝での反射率も高く効率良く
偏光が出射される。

【００５７】図１１の実施例においては、反射型偏光板
２０として、図２５から図２７示す反射型偏光板が適用
でき、導光体１７から出射される無偏光１１４は、反射
型偏光板２０により一方の直線偏光１１４Ａのみ透過
し、それに直交する直線偏光１１４Ｂは反射される。反
射された直線偏光は、反射板１６で反射１１４Ｃされ再
び反射型偏光板２０へ入射する。反射型偏光板２０の偏
光透過軸の偏光成分のみ出射１１４Ｄする。効率良く一
回の反射で偏光変換を行うためには、反射型偏光板タイ
プ１を使用した場合、反射型偏光板２０と反射板１６の
間に１／４波長板として作用する位相差板を配置する。

【００５８】更には、図１０、１１を組み合わせて両方
に反射型偏光板を配置することもできる

【００５９】

【実施例１０】本実施例は、光源１２として円柱状の冷
陰極蛍光ランプや熱陰極蛍光ランプの使用ではなく、図
１２に示すように例えばLED光源１２Ａを多数配列し、
ＬＥＤ毎にコリメート化手段１４を配置する。図１２
は、図２に対応する図面であり、導光体の出射面側から
見た断面図である。側面から見た断面図を図１３に示
す。この構成のコリメート化手段を用いて導光体の側面
に配置することで、実施例１から９に適用することがで
きる。この時、ＬＥＤ等は点光源に近いためコリメート
性を高めることができるばかり、コリメート化手段及び
導光体への入射効率を飛躍的に向上できる。

【００６０】更には、図１４に示すように光源１２Ａの
大きさに応じて、コリメート化手段１４の入射側を広く
することで効率を向上することができる。コリメート化
手段１４の形状光源１２の大きさに合わせて図２、３、
４と同様に形状を適用できる。

【００６１】

【実施例１１】本実施例は、点光源に近いLEDのような
光源１２Ａを適用した時には、図１５に示すよな偏光変
換手段を適用できより光利用効率を向上できる。コリメ
ート化手段１４の出射側に偏光変換素子２１として、偏
光分離面を有し、無偏光１１５のうち、Ｐ偏光１１５Ａ
をそのまま透過し、Ｓ偏光１１５Ｂを反射して、偏光分
離面で再び反射１１５Ｃされ、出射側に１/２波長板と
して働く位相差板又は旋光子２１Ａを配置してＰ偏光１
１５Ｄにすることで、すべての無偏光を効率良く直線偏
光に変換できる。本実施例の偏光変換されたコリメート
化手段を実施例１から実施例９に適用すれば、光利用効
率の高い偏光を出射するコリメート照明装置を実現でき
る。

【００６２】以上の実施例１から実施例１１はサイドラ
イト方式についての実施であるが、直下型方式の照明装
置にも適用できる。

【００６３】

【実施例１２】本実施例は、実施例１から実施例１１の
照明装置を適用した液晶表示装置である。本実施例で
は、図１６に示すように液晶表示素子３０を上記実施例
の照明装置上に配置する。液晶表示素子３０は、両側に
偏光板３０Ａ、３４Ｂを配置した透明基板３１Ａ、３１
Ｂ間に液晶層３３とカラーフィルタ層３２を配置した構
成である。図面では配向膜、透明電極、ＴＦＴ等のスイ
ッチング素子は省略している。

【００６４】本実施例では、液晶層３３として９０°ツ
イストのネマチック液晶を用い、偏光板３０Ａ、３４Ｂ
をノーマリーホワイト表示になるように配置した。但
し、液晶表示モードは限定されない。また、照明装置上
に反射型偏光板２０を配置した。

【００６５】この結果、導光体１７からの出射光１１４
は偏光板３４Ｂの偏光透過軸と平行な偏光成分１１４Ａ
が透過する。それに直交する直線偏光成分１１４Ｂは反
射され、裏面の反射板１６で再び反射され、反射光１１
４Ｃを前述の実施例の技術を適用して、直線偏光１１４
Ａと同一の直線偏光として、反射型偏光板２０を透過１
１４Ｄする。これにより、原理的にすべての光を直線偏
光に変換することができる。

【００６６】また、照明装置からの出射光１１５は、コ
リメート性の高い光であり、正面輝度の高い液晶表示装
置が実現できる。また、コリメート化された出射光を広
げるために、拡散板２５を配置することもできる。この
時、拡散板２５は、反射型偏光板２０による偏光変換効
率を高く保つために、偏光が維持されることが好まし
い。

【００６７】

【実施例１３】本実施例は、実施例１から実施例１１の
照明装置を適用した液晶表示装置である。本実施例で
は、図１７に示すように、実施例１２の液晶表示素子３
０上に光路変換素子として広視野角スクリーン４０を配
置する。それ以外の構成は実施例１２と同一である。

【００６８】広視野角スクリーン４０として、図１８か
ら図２０に示すスクリーンを使用した。スクリーン４０
は、球の形状を有する屈折率１．７のビーズ４０Ａ及び
黒色吸収体４０Ｂからなる。配置は、図２０に示すよう
に最密構造になるように配置し、出射側から見ると４０
Ｃで示されるわずかな開口部を有し、その他の領域は４
０Ｂの黒色吸収体からなる。このスクリーン４０への平
行入射光１１６は、ビーズ４０Ａへの入射角及び屈折率
により、開口部４０Ｃへ集光され、スクリーン４０から
広がって出射１１６Ａされる。一方、スクリーン４０へ
の斜め入射光１１７は、黒色吸収体４０Ｂにより吸収１
１７Ａされ出射されない。従って、画像の解像度を低下
させる斜め入射光は吸収できる。

【００６９】また、ディスプレイは、オフィス環境等の
外光が存在する環境で使用されるが、本スクリーン４０
は、図１９、２０に示すように、表示面側から見た時は
ほとんどが吸収体４０Ｂで覆われているために外光１１
８はほとんどが吸収され、開口部４０Ｃの反射成分１１
８Ａがわずかに反射されるのみである。

【００７０】従って、外光の存在する環境下においても
表示の黒輝度が上昇しコントラスト比を低下させる事が
無い。本実施例では、球状ビーズを配列したスクリーン
を使用したが、半球のマイクロレンズアレイとしも良
い。更には、例えば、一方向にのみ出射特性を拡大した
い時には、ストライプ状のロッドレンズアレイを配置し
てもよい。

【００７１】その結果、本実施例の表示装置は解像度も
高く、視野角性能が従来の液晶表示素子には無い全く階
調間の反転が無く、色変化、コントラスト比変化の視野
角依存性がほとんど無い表示を得ることができた。

【００７２】

【実施例１４】本実施例は、実施例１から実施例１１の
照明装置を適用した液晶表示装置である。本実施例で
は、図２１に示すように、実施例１３の液晶表示素子３
０の背面に反射型のカラーフィルタを配置する。本実施
例は、従来のカラーフィルタによる吸収損失を無くし光
利用効率を向上させ低消費電力で明るい表示を得るため
の実施例である。

【００７３】図２１に示すように反射型偏光板タイプ２
であるコレステリック層２４Ｂ、反射型色選択層７０と
してコレステリック層２４Ｂとは逆捩じれの２層コレス
テリック層７２と１／４波長板として作用する位相差板
７１とで構成される。ここで、コレステリック層２４Ｂ
は、図２７に示す反射型偏光板２４のコレステリック層
２４Ｂと等しい。それ以外の構成は実施例１３と同一で
あるが、図２１に示すようにカラーフィルタ３２を省く
こともできる。図２１において反射型色選択層７０は、
特定波長の特定偏光を透過し、特定偏光のその他の波長
を反射する。例えば三原色（赤、緑、青）の内の一色を
透過し、他の色を反射する。また、コレステリック層２
４Ｂは、少なくても可視波長領域で、一方の円偏光を透
過し、他方の円偏光を反射する。このように照明装置上
にコレステリック層２４Ｂ、反射型色選択層７０、液晶
表示素子３０を配置することにより、反射光を再利用で
き吸収損失の少ない光利用効率の高い液晶表示装置を実
現できる。

【００７４】その結果、本実施例の表示装置は解像度も
高く、視野角性能が従来の液晶表示素子には無い全く階
調間の反転が無く、色変化、コントラスト比変化の視野
角依存性がほとんど無い表示を得ることができた。

【００７５】

【実施例１５】本実施例は、実施例１から実施例１１の
照明装置及び、実施例１２から実施例１４の技術を適用
した液晶表示装置である。本実施例は、複数枚の液晶表
示素子３１を結像系であるマイクロレンズアレイ５０、
拡大系であるフレネルレンズ５１により、光路変換素子
であるスクリーン４０に拡大投射することで薄型でつな
ぎ目の無い大画面液晶表示装置を実現するものである。
結像、拡大により隙間無く画像を合成する技術は例え
ば、特許公報２８１０５７２に開示される技術を適用す
ることができる。

【００７６】本実施例では、実施例１から実施例１４に
詳細に記述した技術により、光利用効率が高く、広視野
角な大画面液晶表示装置が実現できる。本実施例の表示
装置は解像度も高く、視野角性能が従来の液晶表示素子
には無い全く階調間の反転が無く、色変化、コントラス
ト比変化の視野角依存性がほとんど無い表示を得ること
ができた。

【００７７】

【発明の効果】本発明は、照明装置の導光体への入射部
にコリメート化手段を設けて、導光体への入射効率が高
くコリメート性の高い照明装置を得ることができる。ま
た、その照明装置を用いて高輝度な液晶表示装置を得る
ことができる。更には、液晶表示素子に光を広げる光路
変換素子を配置して広視野角な液晶表示装置を得ること
にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の照明装置の一実施例を示す図
である。

【図２】 図２は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図３】 図３は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図４】 図４は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図５】 図５は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図６】 図６は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図７】 図７は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図８】 図８は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図９】 図９は本発明の照明装置の一実施例を示す断
面図である。

【図１０】 図１０は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１１】 図１１は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１２】 図１２は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１３】 図１３は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１４】 図１４は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１５】 図１５は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図１６】 図１６は本発明の液晶表示装置の一実施例
を示す断面図である。

【図１７】 図１７は本発明の液晶表示装置の一実施例
を示す断面図である。

【図１８】 図１８は本発明の液晶表示装置に適用する
光路変換素子の一実施例を示す断面図である。

【図１９】 図１９は本発明の液晶表示装置に適用する
光路変換素子の一実施例を示す断面図である。

【図２０】 図２０は本発明の液晶表示装置に適用する
光路変換素子の一実施例を示す断面図である。

【図２１】 図２１は本発明の液晶表示装置の一実施例
を示す断面図である。

【図２２】 図２２は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２３】 図２３は本発明の照明装置の一実施例を示
す断面図である。

【図２４】 図２４は本発明の液晶表示装置の一実施例
を示す断面図である。

【図２５】 図２５は本発明の液晶表示装置に適用する
反射型偏光板の一実施例を示す断面図である。

【図２６】 図２６は本発明の液晶表示装置に適用する
反射型偏光板の一実施例を示す断面図である。

【図２７】 図２７は本発明の液晶表示装置に適用する
反射型偏光板の一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１…ランプカバー、 １２…光源、１２Ａ…点光源、
１３…反射板、 １４…コリメート化手段、 １４Ａ
Ｕ…コリメート化手段の出射側の角度、 １４ＡＵ、１
４ＡＤ…コリメート化手段の出射側の角度、 １４Ｂ
Ｕ、１４ＢＤ…コリメート化手段の入射側の角度、 １
４ＣＵ、…コリメート化手段断面の出射側の上側角度、
１４ＣＤ、…コリメート化手段断面の出射側の下側角
度、 １４ＤＵ…コリメート化手段断面の入射側の上側
角度、 １４ＤＤ…コリメート化手段断面の入射側の下
側角度、 １４ＷＡ…コリメート化手段の出射側幅、
１４ＷＣ…コリメート化手段の入射側幅、 １４ＡＵ…
コリメート化手段の出射側の角度、 １５…微細構造、
１５Ａ、１５Ｂ…微細構造の傾斜面、 １５ＡＮ、１
５ＢＮ……微細構造の傾斜角度、 １５Ｐ…微細構造の
傾斜ピッチ、 １６…反射板、 １７…導光体、 ２０
…反射型偏光板、 ２１…偏光変換手段、 ２１Ａ…位
相差板、２２、２３…反射型偏光板、２２Ａ、２２Ｂ…
透明媒体、 ２４…反射型偏光板、２４Ａ…位相差板、
２４Ｂ…反射型偏光板、 ２５…位相差板、 ３０…液
晶表示素子、３０Ａ…偏光板、 ３１Ａ、Ｂ…透明基
板、 ３２…カラーフィルタ、 ３３…液晶層、３４Ｂ
…偏光板、 ４０…光路変換素子、４０Ａ…透明体、
４０Ｂ…吸収体、 ４０Ｃ…透明媒体、 ５０…マイク
ロレンズアレイ、 ５１…フレネルレンズ、 ７０…色
変換手段、 ７１…１／４波長板、 ７２…反射型色選
択手段、 １００Ｈ…光源に平行方向、 １００Ｖ…光
源に直交方向、 １１０、１１２、１１２Ａ、１２０、
１２０Ａ、１２０Ｂ、１２１、 １２１Ｂ…導光光、
１１０Ａ…導光体からの出射光、 １１０Ｂ…伝播光、
１１０Ｃ、１１０Ｄ…導光内の伝播光、 １１２Ｂ、…
導光からの出射光、 １１３…、コリメート化手段内の
伝播光、 １１３Ａ…、コリメート化手段内の伝播光、
１１３Ｂ…、導光体内の導光光、 １１３Ｃ…、導
光内の伝播光、 １１３Ｄ、１１４…、導光体からの出
射光、 １１４Ａ、１１４Ｄ…、導光体からの出射偏
光、 １１４Ｂ…反射型偏光板からの反射偏光、 １
１４Ｃ、…反射板での反射偏光、 １１５…コリメー
ト化手段からの出射光、１１５Ａ、１１５Ｄ…偏光変換
手段での出射偏光、 １１５Ｂ、１１５Ｃ…偏光変換
手段での反射偏光、 １１６…コリメート光、 １１
６Ａ…４０による広がり光、 １１７…斜め入射光、
１１７Ａ…４０Ｂによる吸収光、 １１８、１１９、１
２１Ａ…導光体からの出射光、 １１８Ａ、１１８Ｄ…
色選択手段からの出射光、 １１８Ｂ…色選択手段から
の反射光、 １１８Ｃ、１１８Ｅ…反射板からの反射
光、 １１９Ａ、１３１Ａ…液晶表示装置からの出射
光、１２８…外光、 １２８Ａ… 外光からの反射光、
１３０…出射光、１３１…導光体からのコリメート
光、１４０、１４３、１４６…無偏光、 １４１、１４
４、１４７…偏光、 １４２、１４５、１４８…反射偏
光、１５１Ａ、１５２Ａ…微細溝、 １５１Ｂ、１５２
Ｂ…平坦部、 １５１Ｃ…微細溝のピッチ、１５１Ｄ…
微細溝の傾斜部、 １５１Ｅ…微細溝の高さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３２ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｊ ３３６ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 津村 誠 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 2H091 FA23Z FA31Z FB02 FC17 FD06 LA18 LA19 5G435 AA03 BB12 BB15 EE27 FF03 FF05 FF08 GG24

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の導光体と、その周縁に近接配置され
   た光源を有し、前記光源からの出射光が前記導光体へ入
   射するように前記光源をランプカバーで覆い、前記導光
   体内を伝播した光が前記導光体の光出射面から出射され
   るように構成された照明装置において，前記光源と前記
   導光体間に前記導光体への入射光の少なくとも一軸方向
   の平行度を高めるコリメート手段を配置し、前記導光体
   の裏面に、前記導光体へ入射した光を光出射面へ光路変
   換する面を有することを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記面が微細傾斜面で
   あることを特徴とする照明装置。
3. 【請求項３】板状の導光体と、その周縁に近接配置され
   た光源を有し、前記光源からの出射光が前記導光体へ入
   射するように前記光源をランプカバーで覆い、前記導光
   体内を伝播した光が前記導光体の光出射面から出射され
   るように構成された照明装置において，前記光源と前記
   導光体間に前記導光体への入射光の少なくとも一軸方向
   の平行度を高めるコリメート手段を配置し、前記導光体
   の裏面に、前記導光体へ入射した光を光出射面へ光路変
   換する微細傾斜面を有する多数の凹凸面又は段差で構成
   された反斜面と、前記導光体の裏面に直接若しくは空気
   層を介して反射板とを配置したことを特徴とする照明装
   置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記導光体裏面の微細
   傾斜面が、前記導光体の光出射面からの出射光の面内均
   一性を得るために、前記微細傾斜面の密度、高さ、傾斜
   角の形状が前記光源からの距離及び位置に対応して変化
   していることを特徴とする照明装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４において、前記コリメート
   手段が前記導光体側及び前記光源側では広く中間部では
   狭く、前記コリメート化手段の前記光源側の広がってい
   る側面が光反射板で覆われていることを特徴とする照明
   装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５において、前記光源が円柱
   状の光源であり、少なくても前記光源の長手方向には、
   前記コリメート手段が前記導光体側及び前記光源側では
   広く中間部では狭く、前記コリメート化手段の前記光源
   側の広がっている側面が光反射板で覆われていることを
   特徴とする照明装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至５において、前記光源が多数
   の点状光源の配列であり、少なくても前記コリメート手
   段が前記導光体側では広く、前記光源側では狭いことを
   特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】請求項１乃至７において、前記コリメート
   手段と前記導光体間が光学的に密着していることを特徴
   とする照明装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至８において、前記コリメート
   手段と前記導光体間に反射型偏光選択手段を配置したこ
   とを特徴とする照明装置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至８において、前記導光体の
    出射面側に反射型偏光選択手段を配置したことを特徴と
    する照明装置。
11. 【請求項１１】請求項９乃至１０において、前記反射型
    偏光選択手段の偏光透過軸が入射面に略平行若しくは略
    垂直であることを特徴とする照明装置。
12. 【請求項１２】偏光若しくは散乱・吸収状態を制御して
    画像表示を行う液晶表示素子と前記液晶表示素子の背面
    に配置された請求項1乃至１１の照明装置とからなるこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
13. 【請求項１３】請求項１２において、前記液晶表示素子
    の表裏どちらか一方に光を広げる光路変換手段を配置し
    たことを特徴とする液晶表示装置。
14. 【請求項１４】複数個の請求項1２の液晶表示装置を配
    置し、前記液晶表示素子の表示画像を結像光学系、拡大
    光学系を用いて継ぎ目無く合成し、表示面側に光を広げ
    流光路変換手段をスクリーンとして配置したことを特徴
    とする液晶表示装置。