WO2004042273A1

WO2004042273A1 - 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

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Publication number: WO2004042273A1
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Inventors: Takeshi Masuda
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Abstract

　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。

Description

明細書

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

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、ヮ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一体型 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、 C R T (Cathode Ray Tube) , P D P (Plasma Display Panel) および E L (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 5 0 % 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 一 5 7 3 9号公報および Tanase、他五名， ΓΑ New Backlighting System with a Polarizer Light Pipe for Enhanced Light Output from LCDs J , 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 4 3および図 44に、特開平 9一 5 7 3 9号公報に開示されている照明装置 7 4 0とそれをパックライトとして備えた液晶表示装置 7 0 0を模式的に示す。液晶表示装置 7 0 0は、透過型の液晶表示パネル 7 1 0と、液晶表示パネル 7 1 0の背面側に配置された照明装置（バックライト） 7 4 0とを有している。

液晶表示パネル 7 1 0は、一対の基板 7 1 1および 7 1 2と、一対の基板 7 1 1および 7 1 2間に設けられた液晶層 7 1 3と、一対の基板 7 1 1および 7 1 2の外側に設けられた一対の偏光子 7 1 5 aおよび 7 1 5 bとを有する。液晶表示パネル 7 1 0は、照明装置 7 4 0から出射されて偏光子 7 1 5 bを介して液晶表示パネル 7 1 0に入射した光を、液晶層 7 1 3で変調して偏光子 7 1 5 a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 7 4 0は、光源 7 4 1と、導光体 7 2 0と、光源を囲むように設けられた反射フィルム 7 4 2とを有している。

導光体 7 2 0は、光源 7 4 1側の第 1側面（入射面） 7 2 0 aと，第 1側面 7 2 0 aに対向する第 2側面 7 2 0 bと、光源 7 4 1から入射した光を出射する出射面 7 2 0 cと、出射面 7 2 0 cに対向する対向面 7 2 0 dとを有している。また、導光体 7 2 0の第 2側面 7 2 0 b近傍に λ Ζ 4板（ 1 / 4波長板） 7 3 2と反射板 7 3 4とが配置され、導光体 7 2 0の対向面 7 2 0 d近傍に反射板 7 3 6が配置されている。

導光体 7 2 0は、導光板 7 2 1 と、導光シート 7 2 3とが貼り合わされて形成されており、導光シート 7 2 3は、互いに屈折率の異なる透明なアモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 b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 7 4 1から出射されて入射面 7 2 0 aから導光体 7 2 0内部に入射した光は、出射面 7 2 0 cと対向面 7 2 0 dとで全反射を繰り返しながら第 2側面 7 2 0 bに向けて伝搬する。導光体 7 2 0内部を伝搬する光の一部は、導光シート 7 2 3を構成するァモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 b間の界面で反射され、出射面 7 2 0 c から液晶表示パネル 7 1 0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、ブルース夕一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 7 2 3を構成するアモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 bを、導光体 7 2 0の出射面 7 2 0 c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、ァモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 bの繰り返し方向に直交する方向（図 4 4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、ァモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 bの繰り返し方向に平行な方向 (図 4 4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 7 2 0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 7 2 0の第 2側面 7 2 0 b近傍に設けられた λ / 4板 7 3

2と反射板 7 3 4とは、導光体 7 2 0の出射面 7 2 0 cから出射されずに第 2側面 7 2 0 bに到達した光の偏光方向を回転させて再び導光体 7 2 0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 7 2 0の対向面 7 2 0 d 近傍に設けられた反射板 7 3 6は、液晶表示パネル 7 1 0によって導光体 7 20側に反射された照明光を再び液晶表示パネル 7 1 0側に反射させるために設けられている。

液晶表示装置 7 0 0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 7 1 0が備える偏光子 7 1 5 b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 1 0— 5 0 8 1 5 1号公報、特表 2 0 0 1 - 5 0 7 4 8 3号公報、 S.M.P. Blom、他二名，「Towards Polarised Light Emitting Back Lights : Micro-structured Anisotropic Layers」， Asia Displayノ 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 Π luminat ion」， S ID02DIGEST， 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 4 5 (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 8 0 0を模式的に示す。

照明装置 8 0 0は、光源 8 1 0と、導光体 8 2 0と、光源 8 1 0 を囲むように設けられた反射フィルム 8 1 2とを有している。

導光体 8 2 0は、光源 8 1 0側の第 1側面（入射面） 82 0 aと，第 1側面 8 2 0 aに対向する第 2側面 8 2 0 bと、光源 8 1 0から入射した光を出射する出射面 8 2 0 cと、出射面 8 2 0 cに対向する対向面 8 2 0 dとを有している。

導光体 8 2 0は、屈折率が等方的な材料から形成された等方性層

8 2 1と、屈折率が異方的な材料から形成された異方性層 8 2 3とが積層されて構成されている。等方性層 8 2 1の異方性層 8 2 3側の表面に一定のピツチで断面形状が V字状の溝が形成されているとともに、異方性層 8 2 3の等方性層 8 2 1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 8 2 1と異方性層 8

2 3との界面の断面形状は波状である。異方性層 8 2 3は、特定の方向に沿った屈折率 n eのみが等方性層 8 2 1の屈折率 nと異なり , その他の方向に沿った屈折率 n oが等方性層 8 2 1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 8 1 0から出射されて入射面 8 2 0 aから導光体 8 2 0内部に入射した光は、出射面 8 2 0 cと対向面 8 2 0 dとで全反射を繰り返しながら第 2側面 8 2 0 bに向けて伝搬する。導光板 8 2 0内部を伝搬する光の一部は、異方性層 8 2 3と等方性層 8 2 1との界面のうち出射面 8 2 0 cに対して傾斜した部分で反射され、出射面

8 2 0 cから出射される。

異方性層 8 2 3と等方性層 8 2 1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 8 2 0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 8 0 0においては、上述したように出射面 S 2 0 c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 1 0— 5 0 8 1 5 1号公報にも、図 4 5 ( a )、（b ) および図 4 6に示した照明装置 8 0 0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 4 5 ( a ) および図 4 6に示すように、導光体 8 2 0の第 2側面 8 2 0 b近傍に偏光解消反射板 8 3 2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 8 3 2は、異方性層 8 2 3と等方性層 8 2 1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 8 2 0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 9一 2 1 8 4 0 7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 4 7 ( a ) および（b ) と図 4 8とに、特開平 9 - 2 1 8 4 0 7号公報に開示されている照明装置 9 0 0を模式的に示す。

照明装置 9 0 0は、光源 9 1 0と、導光体 9 2 0と、光源 9 1 0 を囲むように設けられた反射フィルム 9 1 2とを有している。導光体 9 2 0は、光源 9 1 0側の第 1側面（入射面） 9 2 0 aと. 第 1側面 9 2 0 aに対向する第 2側面 9 2 0 bと、光源 9 1 0から入射した光を出射する出射面 9 2 0 cと、出射面 9 2 0 cに対向する対向面 9 2 0 dとを有している。

導光体 9 2 0は、屈折率が等方的な材料から形成された等方性層

9 2 1と、屈折率が異方的な材料から形成された異方性層 9 2 3とが積層されて構成されている。異方性層 9 2 3は、特定の方向に沿つた屈折率 n eのみが等方性層 9 2 1の屈折率 nと異なり、その他の方向に沿った屈折率 n oが等方性層 9 2 1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 9 2 1と異方性層 9 2 3との界面の断面形状は矩形波状であり、等方性層 9 2 1と異方性層 9 2 3との界面が配列格子として機能する。また、導光体 9 2 0の対向面 9 2 0 d側に、位相差板 9 3 2および反射板 9 3 4が設けられている。

光源 9 1 0から出射されて入射面 9 2 0 aから導光体 9 2 0内部に入射した光は、出射面 9 2 0 cと対向面 9 2 0 dとで全反射を繰り返しながら第 2側面 9 2 0 bに向けて伝搬する。導光体 9 2 0内部を伝搬する光の一部は、異方性層 9 2 3と等方性層 9 2 1との界面に形成された配列格子で回折され、出射面 9 2 0 cから出射される。

異方性層 9 2 3と等方性層 9 2 1 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 9 2 0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 9 0 0においては、上述したように出射面 9 2 0 c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 9一 2 1 840 7号公報には、配列格子で回折されない第 2偏光は、導光体 9 2 0の内部を第 2側面 9 2 0 bに向けて伝搬する過程で、異方性層 9 2 3および位相差板 9 3 2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 4 3および図 44に示した照明装置 740、図 45および図 4 6に示した照明装置 80 0においては、アモルファス層 7 2 3 aおよび 7 2 3 b間の界面や等方性層 8 2 1 と異方性層 8 2 3との界面で直接反射されない第 2偏光は、導光体 7 2 0の第 2側面 7 20 b 近傍に設けられた λΖ4板 7 3 2および反射板 7 34や、導光体 8 2 0の第 2側面 8 2 0 b近傍に設けられた偏光解消反射板 8 32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 7 2 0， 8 2 0の第 2側面 7 2 0 a, 8 2 0 aに到達した第 2偏光を、 λΖ4板 7 3 2と反射板 7 34、あるいは偏光解消反射板 8 3 2によって第 1偏光に変換するには、導光体 7 2 0， 8 2 0の複屈折性を十分に小さく抑える必要がある。導光体 7 2 0， 8 2 0が大きな複屈折性を有していると、導光体 7 2 0， 8 2 0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 Ζ 4板 7 3 2と反射板 7 3 4、あるいは偏光解消反射板 8 3 2によって第 2偏光に変換されてしまい、再び導光体 7 2 0， 8 2 0に入射しても出射面 7 2 0 c， 8 2 0 cに向けて出射されないからである。

従って、照明装置 7 4 0および 8 0 0においては、導光体 7 2 0， 8 2 0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 7 2 0， 8 2 0の第 2側面 7 2 0 b， 8 2 0 bにおける厚さは、 0 . 7 mm〜 0 . 8 mm程度になることもある。このよ.うな導光体 7 2 0 , 8 2 0の第 2側面 7 2 0 b， 8 2 O bの近傍に、ぇ/ 4板7 3 2と反射板 7 3 4、あるいは偏光解消反射板 8 3 2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 4 7および図 4 8に示した照明装置 9 0 0において、第

2偏光が異方性層 9 2 3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 9 0 0において第 1偏光と第 2偏光とは、異方性層 9 2 3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 9 2 3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 9 0 0においては、専ら位相差板 9 3 2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 - 2 1 8 4 0 7号公報には、位相差板 9

3 2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 9 0 0においては、等方性層 9 2 1と異方性層 9 2 3との界面に形成された配列格子によって、出射面 9 2 0 c 側のみならず、対向面 9 2 0 d側にも光が回折され、対向面 9 2 0 d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 9 0 0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ー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ー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 n _x、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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、（η _χ— η _ζ) （η_χ— n _y) 0および 0 < (η _χ— n _y) · ά<λと、 1 0 ° < α< 3 0 ° または 40 ° < α< 6 0 ° 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 η _χ, 前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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ひが、（η _χ— η _ζ) Ζ (η _χ— n _y) 0、（n _x— n_y) · d = i/ 2および 1 0 ° < α< 3 0 ° 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 η _χ，前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、前記位相差板の厚さ d、可視光の波長入、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が、（n _x_ n _z) / (n _x— n _y) = 1 , λ 4< (η _χ - η _y) · d< 5 λ Ζ4および 2 0 ° < α< 9 0 ° 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 η _χ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 a;が、（n_x— n _z) （n_x— n_y) = l、（n _x— n _y) · (1 = λΖ 2および 2 0 ° < α< 8 0 ° 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 η _χ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、前記位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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 0；が、 0. 6 < (n _x_ n _z) / ( n _x - n _y) < 0. 9、 λ / 4< (n _x— n _y) · d< 3 AZ4および 6 0 ° < α< 8 0 ° 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 η _χ、前記位相差板の前記進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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< (n _x— n _z) Z (n _x— n _y) く 0. 9、 (n _x - n _y) · (1 = λΖ2および 6 0 ° < ひ < 8 0 ° 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、そのことによつ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、そのことによつて上記目的が達成ざれる。

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ー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つ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つている（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ー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ー致しないので、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 n _x、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、位相差板の厚さ方向の屈折率 _{n z}、位相差板の厚さ d、可視光の波長入、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、 (η _χ— n _z) / (n _x— n _y) = 0および 0 < (n _x_ n _y) * d< λと、 1 0 ° <α< 3 0 ° または 4 0 ° <α< 6 0 ° 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、（η _χ— η _ζ) ノ（n_x— n _y) 0、 ( n _x - n _y) · <1 =ぇ 2ぉょび 1 0 ° < < 3 0 ° 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 n _x、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 a ifi ( n _x - n _z ) / ( n _x - n _y ) = 1、 λ / 4 < ( n _x - n _y) · d < 5 λ 4および 2 0 ° < a < 9 0 ° 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、（n _x— n J Z C ri x— n _y) 1 、 ( n _x - n _y) ' d = A Z 2および 2 0 ° < a < 8 0 ° 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つた方向の屈折率 n _x、位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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ひが、 0. 6 < ( η _χ - η _ζ ) / ( η _χ— n _y) < 0. 9、 λ / 4く (η _χ— n _y) · d < 3 A /4および 6 0 ° くひ < 8 0 ° 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く（η _χ _ n _z) Z (n _x— n _y) く 0. 9、（n _x— n _y) · ά = λ Ζ 2および 6 0 ° < α < 8 0 ° 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甩いられる。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 _c 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（いわゆる夕ツチパネル）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ー致しないので、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 1 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 1 0 0を模式的に示す断面図である。

図 2は、照明装置 1 2 0の導光体 2 0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 1 2 0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 1 2 0における、出射面 2 0 c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 2 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 2 0 0を模式的に示す断面図である。

図 6は、照明装置 2 2 0の導光体 2 0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 2 2 0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 2 2 0における、出射面 2 0 c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 20 0における、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 _{n χ}、 λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 η _y、位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 1 0 (a) は、 λ = 5 50 nmの光に対する λ Z4板（Ν ζ =

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 1 0 (b) は、このぇ 4板を α= 5 0 ° 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 1 1 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ 2板（Ν ζ = 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 1 1 (b) は、この λΖ2板を α= 2 0 ° 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 1 2 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する 3 λ Z 4板（Ν ζ = 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 1 2

(b) は、この 3 λΖ4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（° ) との関係を示すダラフである。図 1 3 (a) は、 λ = 5 50 nmの光に対する λ板（Ν ζ = 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 1 3 (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 1 4は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ Ζ4板（Ν ζ = 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 1 5 (a) は、 λ = 5 50 nmの光に対する λ Z 2板（Ν ζ = 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 1 5 (b) は、このん/ 2板を α = 7 0 ° 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 1 6 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する 3 λ 4板（Ν ζ

= 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 1 6 (b) は、この 3 λΖ4板を α= 8 0 ° 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（° ) との関係を示すダラフである。

図 1 7 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ板（Ν ζ = 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 1 7 (b) は、この λ板を Q!= 8 0 ° 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 1 8 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する 5 λΖ4板（Ν ζ = 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 1 8

(b) は、この 5 λΖ4板を α= 6 0 ° 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（° ) との関係を示すダラフである。 · 図 1 9は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ/4板（N z = 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 2 0は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ 2板（N z = 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 2 1 ( a ) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ Z 2板（Ν ζ =

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 2 1 (b) は、この λΖ 2板を α = 7 0 ° 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 2 2 (a) は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λΖ2板（Ν ζ = 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 2 2 (b) は、この λ Z 2板をひ = 7 0 ° 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 2 3は、 λ = 5 5 0 nmの光に対する λ 2板（N z = 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 = 5 5 0 n mの光に対する 3 λ 4板（Ν ζ = 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 2 4 (b) は、この λΖ2板を α= 2 0 ° 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（° ) との関係を示すダラフである。

図 2 5は、本発明による実施形態 3の照明装置 3 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 30 0を模式的に示す断面図である。

図 2 6は、照明装置 3 2 0の導光体 2 0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 2 7は、入射面 2 0 aから遠ざかるほど誘電体膜 2 2 aが密に配置されている導光体 2 0において出射面 2 0 cから光が出射する様子を模式的に示す断面図である。

図 2 8は、誘電体膜 2 2 aがー様に配置されている導光体 2 0において出射面 2 0 cから光が出射する様子を模式的に示す断面図である。図 2 9 ( a)、図 2 9 (b) および図 2 9 (c ) は、実施形態 3 の照明装置 3 2 0の製造工程を模式的に示す工程断面図である。図 3 0 ( a) および図 3 0 (b) は、偏光選択層 2 2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 3 1は、実施形態 3の照明装置 3 2 0における、出射面 2 0 c 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 3 2は、照明装置 3 2 0における、位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、 λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y，位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 3 3 (a) および図 3 3 (b) は、偏光選択層 2 2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 2 2 aおよび平行誘電体膜 2 2 bの配置の態様を示す断面図である。

図 3 5 (a) および図 3 5 (b) は、傾斜誘電体膜 2 2 aおよび平行誘電体膜 2 2 bの配置の態様を示す断面図である。

図 3 6は、本発明による実施形態 4の照明装置 42 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 40 0を模式的に示す断面図である。

図 3 7は、実施形態 4の照明装置 42 0における、出射面 2 0 c 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 3 8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 η _χ、 λ位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y. 位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 3 9は、本発明による実施形態 5の照明装置 5 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 5 0 0を模式的に示す断面図である。

図 40 ( a)、図 4 0 (b) および図 4 0 ( c ) は、実施形態 5 の照明装置 5 2 0の製造工程を模式的に示す工程断面図である。図 4 1は、本発明による実施形態 6の照明装置 6 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 60 0を模式的に示す断面図である。

図 4 2 ( a)、図 4 2 (b) および図 4 2 (c ) は、実施形態 6 の照明装置 6 2 0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 7 40およびそれを備えた液晶表示装置 7 0 0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 7 2 0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 4 5 (a) は従来の照明装置 8 0 0を模式的に示す断面図であり、図 4 5 (b) は図 45 ( a) 中の破線で囲まれた領域 4 5 Bの拡大図である。 . 図 4 6は、照明装置 8 0 0の導光体 8 2 0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 4 7 ( a ) は従来の照明装置 9 0 0を模式的に示す断面図であり、図 4 7 ( b ) は図 4 7 ( a ) 中の破線で囲まれた領域 4 7 Bの拡大図である。

図 4 8は、照明装置 9 0 0の導光体 9 2 0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 1 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 1 0 0の構造を説明する。

液晶表示装置 1 0 0は、図 1に示すように、反射型液晶表示パネル 1 1 0と、照明装置（フロントライト） 1 2 0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 1 1 0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） 1 1 1および 1 1 2と、これらの間に設けられた液晶層 1 1 3とを有する。背面側の基板 1 1 1の液晶層 1 1 3側に反射電極 1 1 4が設けられており、観察者側の基板 1 1 2の液晶層 1 1 3側に透明電極（不図示）が設けられている。また、基板 1 1 2の観察者側に偏光子（典型的には偏光板） 1 1 5および λ Ζ 4板（4分の 1波長板） 1 1 6が設けられている。

照明装置 1 2 0は、光源 1 0と、導光体 2 0とを有する。典型的には、光源 1 0を囲むように、反射部材 1 2が設けられている。反射部材 1 2は、光源 1 0から出射された光を導光体 2 0に効率よく入射させる。

導光体 2 0は、本実施形態では略直方体状であり、光源 1 0から出射された光を受ける第 1側面（入射面） 2 0 aと、第 1側面 2 0 aに対向する第 2側面 2 0 bと、第 1側面 2 0 aと第 2側面 2 0 b 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 2 0 cおよび対向面 2 0 dとを有している。

この導光体 2 0は、出射面 2 0 cの法線方向に所定の厚さを有する偏光選択層 2 2および偏光変換層 2 4を有している。

偏光選択層 2 2は、入射面（第 1側面） 2 0 a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 2 0 cから出射させる。

本実施形態では、偏光選択層 2 2は、出射面 2 0 cに対して所定の角度をなす複数の誘電体膜 2 2 aを含んでいる。誘電体膜 2 2 a 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 2 2 aは、典型的には厚さが数十 n m〜百数十 n m程度の誘電体薄膜である。誘電体膜 2 2 a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 2 2 a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 2 2 aとその周囲の材料との界面においては, 誘電体膜 2 2 a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 2 0 c側には第 1偏光が選択的に反射され、出射面 2 0 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 2 0 c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 2 2 aを含む偏光選択層 2 2では、誘電体薄膜 2 2 aは、入射面 2 0 aから導光体 2 0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 2 0 c 側にのみ反射し、対向面 2 0 d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 2 0 cから出射し、対向面 2 0 dからはほとんど出射しない。

一方、偏光変換層 2 4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 2 4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 2 4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 2 0 c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 2 4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 2 0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 1 0から出射された光は、第 1側面 2 0 aから導光板 2 0内部に入射し、第 2側面 2 0 bに向けて伝搬する。第 2側面 2 0 に向けて伝搬する光のうち、誘電体膜 2 2 aの繰り返し方向（ここでは入射面 2 0 a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 2 2で出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 じから出射される。また、第 2側面 2 0 b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 2 4で第 1 偏光に変換された後に、偏光選択層 2 2で出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 cから出射される。なお、本実施形態では、偏光選択層 2 2として複数の誘電体膜 2 2 aを含むものを用いるが、この誘電体膜 2 2 a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 2 0 c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 1 1 0の偏光子 1 1 5は、本実施形態では、その透過軸が出射面 2 0 c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 1 2 0から出射された第 1偏光は、偏光子 1 1 5でほとんど吸収されることなく液晶層 1 1 3に入射する。なお、第 1偏光の偏光方向と偏光子 1 1 5の透過軸とが必ずしも平行である必要はなく、偏光子 1 1 5と出射面 2 0 cとの間に、第 1偏光の偏光方向を偏光子 1 1 5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 1 2 0においては、導光体 2 0が、出射面 2 0 cから第 1偏光を選択的に出射させる偏光選択層 2 2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 2 4とを有しているので、光源 1 0から入射面 2 0 aを介して導光体 2 0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 1 2 0では、偏光選択層 2 2は第 1 偏光を実質的に出射面 2 0 c側にのみ反射するので、対向面 2 0 d 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 1 2 0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 1 2 0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夕クリレートを用いて厚さが 0. 2 mmのプリズムシ一ト 2 5を作製する。プリズムシート 2 5は、断面形状が鋸波状である表面 2 5 aと、ほぼ平坦な裏面 2 5 bとを有し、裏面 2 5 bが後に出射面 2 0 cとなる。表面 2 5 aは、裏面 2 5 bに対して傾斜した傾斜領域 2 5 a 1 とほぼ垂直な垂直領域 2 5 a 2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 2 5の表面

2 5 aの傾斜領域 2 5 a 1上に、屈折率が 2. 1 0の Z r 02を蒸着することによって厚さ 7 5 nmの誘電体膜（誘電体薄膜） 2 2 a 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 2 5と、屈折率が 1. 4 9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. 8 mmの透明樹脂シート 2 6とを、屈折率が 1. 4 9の透明接着剤 2 7を介して貼り合わせる。このようにして、偏光選択層 2 2と偏光変換層 24とを有する導光体 2 0が得られる。

その後、光源（例えば冷陰極管） 1 0を導光体 2 0の入射面 2 0 a側に配置し、光源 1 0を囲むように反射部材（例えば反射フィルム） 1 2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 1 2 0が完成する。

図 4に、このようにして製造された照明装置 1 2 0における、出射面 2 0 c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 1 2 0は、押出し成型法によつ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一ト 2 6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 2 4として用いることによって、導光体 2 0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 2 4として、遅相軸が出射面 2 0 c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 2 4は、本実施形態のように、偏光選択層 2 2に対して対向面 2 0 d側に配置されていることが好ましい。

偏光変換層 2 4が偏光選択層 2 2に対して対向面 2 0 d側に配置されていると、偏光選択層 2 2によって出射面 2 0 cに向けられた (反射された）第 1偏光が、出射面 2 0 cから出射される前に偏光変換層 2 4を通過することがなく、偏光変換層 2 4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 2 0の材料（プリズムシート 2 5や透明樹脂シ一ト 2 6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 2 4として、ここでは、複数の誘電体膜 2 2 a 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 2 0 c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 2 0 c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 2 0 c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 2 2 0およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 2 0 0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 1 2 0および液晶表示装置 1 0 0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 2 0 0は、図 5に示すように、反射型液晶表示パネル 2 1 0と、照明装置（フロントライト） 2 2 0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 2 1 0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 1 0 0が有する反射型液晶表示パネル 1 1 0と同じ構成を有している。

照明装置 2 2 0は、導光体 2 0が偏光変換層 2 4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 1 2 0と異なっている。

図 1に示した照明装置 1 2 0では、偏光変換層 2 4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 2 0 c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 2 2 0では、偏光変換層 2 4は、いわゆる位相差板であり、その遅相軸は出射面 2 0 c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 2 4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 2 4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 2 4としては、例えば λ Ζ 2板（2分の 1波長板）を用いることができる。勿論、 λノ 2板には限定されず、後述するように λ Ζ 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 2 0内部における光の伝搬の様子を説明する。

光源 1 0から出射された光は、第 1側面 2 0 aから導光板 2 0内部に入射し、第 2側面 2 0 bに向けて伝搬する。第 2側面 2 0 に向けて伝搬する光のうち、誘電体膜 2 2 aの繰り返し方向（ここでは入射面 2 0 a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 2 2で出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 cから出射される。また、第 2側面 2 0 b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 2 4で第 1 偏光に変換された後に、偏光選択層 2 2で出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 cから出射される。

上述したように、本実施形態の照明装置 2 2 0においても、導光体 2 0が、出射面 2 0 cから第 1偏光を選択的に出射させる偏光選択層 2 2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 2 4とを有しているので、光源 1 0から入射面 2 0 aを介して導光体 2 0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 2 2 0では、偏光変換層 2 4が位相差板であるので、その遅相軸は出射面 2 0 c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 2 0 cに平行な面内でほぼ一様であり、そのため、出射面 2 0 c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 2 2 0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 . 4 9で等方性のポリメチルメタクリレ一トを用いて厚さが 1 . 0 mmのプリズムシ一ト 2 5を作製する。プリズムシート 2 5は、断面形状が鋸波状である表面 2 5 aと、ほぼ平坦な裏面 2 5 bとを有している。表面 2 5 aは、裏面 2 5 bに対して傾斜した傾斜領域 2 5 a 1 とほぼ垂直な垂直領域 2 5 a 2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 2 5の表面 2 5 aの傾斜領域 2 5 a 1上に、屈折率が 2 . 1 0の Z r〇₂を蒸着することによって厚さ 7 5 n mの誘電体膜（誘電体薄膜） 2 2 a 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 2 5の表面 2 5 aを屈折率が 1. 4 9の透明樹脂 2 9で平坦化するとともにプリズムシート 2 5の裏面 2 5 bに屈折率が 1. 5 1のァートン (登録商標）からなるノ 2板（日東電工株式会社製） 2 8を貼り付ける。このようにして、偏光選択層 2 2と偏光変換層 2 4とを有する導光体 2 0が得られる。

その後、光源（例えば冷陰極管） 1 0を導光体 2 0の入射面 2 0 a側に配置し、光源 1 0を囲むように反射部材（例えば反射フィルム） 1 2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 2 2 0が完成する。

図 8に、このようにして製造された照明装置 22 0における、出射面 2 O c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、 AZ2板 2 8の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、 λ 2板 2 8の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、ぇ 2板 2 8の厚さ方向の屈折率 n ₂、 ΛΖ2板 2 8の厚さ（1、可視光の波長 λ (これは不図示）、第 1偏光の偏光方向 Ρと λ/ 2板 2 8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。

(n _x— n _y) · d = 2 7 0 n m

、n _x— n _z) / n _x - n _y ) = 1. 0

a = 6 5 °

また、図 8には、比較のために、 λΖ2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 2 2 0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 2 4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 2 0 cに平行な面内に有する遅相軸）に沿った方向の屈折率 n _x、位相差板の進相軸 (出射面 2 0 cに平行な面内に有する進相軸）に沿った方向の屈折率 n_y、位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、位相差板の厚さ d、可視光の波長 λ、第 1偏光の偏光方向 Ρ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、 Ν ζ = ( η _χ - η _ζ) / ( η _χ - η _y) = 0すなわち η_χ = η _ζの一軸性の位相差板について説明する。図 1 0、図 1 1、図 1 2 および図 1 3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 1 0 ( a ) 、図 1 1 (a) 、図 1 2 ( a) および図 1 3 ( 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、 Q!の値を変化させて示すグラフであり、図 1 0 (b) 、図 1 1 (b) 、図 1 2 (b) および図 1 3 (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 1 0〜図 1 3に示した位相差板の位相差（n _x— n_v) · dは、表 1に示す通りである。

ここで、導光体 2 0の内部を伝搬する光は、出射面 2 0 c と対向面 2 0 d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 2 0 cに平行な面内に対して全反射角 6> c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 0 c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、ポリ力一ポネートおよびァ一トン（登録商標）などの透明樹脂を用いる場合、全反射角 0 cは約 40 ° である。

図 1 0 (a) および（b) は、位相差板として λΖ4板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 0 (a) は、 A = 5 5 0 nm の光に対する変換効率を示している。図 1 0 ( a) からわかるように、 λΖ4板を例えば α = 50 ° となるように配置することによつて、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、 λΖ4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 1 0 (b) は、 α= 5 0 ° の場合の変換効率を示している。図 1 0 (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 20 c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 1 1 (a) および（b) は、位相差板として λΖ2板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 1 (a) は、 λ = 550 ηπι の光に対する変換効率を示している。図 1 1 (a) からわかるように、 λ Z 2板を例えば α = 20 ° となるように配置することによつて、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ノ 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 1 1 (b) は、 α = 20 ° の場合の変換効率を示している。図 1 1 (b) からわかるように、 λΖ2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 1 2 (a) および（b) は、位相差板として 3 λΖ4板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 2 (a) は、 λ = 5 50 η mの光に対する変換効率を示している。図 1 2 (a) からわかるように、 3 λ 4板を例えばひ = 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、ぇノ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 1 2 (b) は、ひ = 20 ° の場合の変換効率を示している。図 1 2 (b) からわかるように、 3 λ ノ 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 1 3 (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 1 3 ( a ) は、 A = 5 5 0 nmの光に対する変換効率を示している。図 1 3 ( a) からわかるように、 λ板を例えば α= 1 0 ° あるいは 4 0 ° 〜 6 0 ° 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 = 4 0 ° の場合には、図 1 3 (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 2 0 c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 n _x、進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、厚さ方向の屈折率 n _z、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。

、η _χ - n _z) / n _x— n _y) = 0

0く（n _x - n_y) · dく λ · · · ( 1 )

1 0 ° <ひ< 30 ° または 40 ° <α<6 0 °

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。

( n _x - n _z ) / ( n _x - n _y ) = 0

(n_x- n _y) · d = A/2 · · · (2)

1 0 ° < a < 3 0 °

次に、 N z = (n_x— n _z) / ( n _x - n _y) = 1すなわち n _y = n _zの一軸性の位相差板について説明する。図 1 4、図 1 5、図 1 6. 図 1 7および図 1 8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 1 4〜図 1 8に示した位相差板の位相差（n _x— n _y) · dは、表 2に示す通りである。

表 2

図 1 4は、位相差板として 4板を用いた場合の λ = 5 5 0 η mの光に対する変換効率を示すグラフである。図 1 4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 1 5 ( a) および（b) は、位相差板として λΖ2板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 5 (a) は、 A = 5 5 0 nm の場合の変換効率を示している。図 1 5 (a) からわかるように、 λΖ2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 1 5 (b) は、ひ = 7 0 ° の場合の変換効率を示している。図 1 5 (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 1 6 (a) および（b) は、位相差板として 3 λ/4板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 6 ( a ) は、 λ = 5 50 η mの場合の変換効率を示している。図 1 6 (a) からわかるように, 3 λ Z 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、 3 λ Ζ4板内部を約 6 0 ° 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 1 6 (b) は、ひ = 8 0 ° 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、 3 λΖ4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 1 7 (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 1 7 (a) は、 A = 550 nmの場合の変換効率を示している。図 1 7 (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 1 7 (b) は、 α= 8 0 ° の場合の変換効率を示している。図 1 7 ( b) からわかるように、 λ板内部を約 6 5 ° 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 1 8 (a) および（b) は、位相差板として 5 λΖ4板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 1 8 ( a) は、 λ = 5 5 0 η mの場合の変換効率を示している。図 1 8 ( a) からわかるように, 5 λ 4板を例えば α = 3 0 ° 〜 6 0 ° 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、 5 Α Ζ4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 = 6 0 ° の場合には、図 1 8 ( 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 2 0 c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 n _x、進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、厚さ方向の屈折率 n _z、位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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ひが、下記 ( 3) の関係を満足することによつても、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。

、n_x - n _z) / n_x_ n_y) = 1

λ/4< (n _x- n _y) - d< 5 λ/4 · · · ( 3) 2 0 ° くひ < 9 0 °

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。

(n _x - n _y) - ά = λ / 2 · · · ( 4 )

2 0 ° < a < 8 0 °

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 1 0〜図 1 8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く N z - ( n _x _ n _z) / ( n _x— n _y) く 1すなわち n _x≠ n _zかつ n _y≠ n _zの二軸性の位相差板について説明する。図 1 9、図 2 0、図 2 1、図 2 2、図 2 3および図 2 4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 1 9〜図 2 4に示した位相差板の位相差 (n - n J · dは、表 3に示す通りである。表 3

図 1 9は、位相差板として N z = 0. 5の λΖ4板を用いた場合の λ = 550 nmの光に対する変換効率を示すグラフである。図 1 9からわかるように、 Nz = 0. 5の λΖ4板を用いることによつて、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ぐ Ν ζ< 1の λΖ4板についてば、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 Ν ζ = 0. 9のえノ 2板を用いた場合の λ = 5 50 nmの光に対する変換効率を示すグラフである。図 2 0からわかるように、 Nz = 0. 9の λΖ2板を用いることによつて、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 2 1 ( a) および（b) は、位相差板として N z = 0. 8の λ Ζ2板を用いた場合の結果を示すグラフである。図 21 (a) は、 λ = 5 50 nmの場合の変換効率を示している。図 2 1 (a) からわかるように、 N z = 0. 8の 2板を例えば《 = 7 0 ° 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 ° 〜 8 0 ° の広い範囲で変換効率が 9割以上に達する。また、図 2 1 (b) は、 α= 7 0 ° の場合の変換効率を示している。図 2 1 (b) からわかるように、 N z = 0. 8の λ/2板を α= 7 0 ° 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 2 2 ( a ) および（ b) は、位相差板として N z = 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 2 2 ( a) は、 λ = 5 5 0 nmの場合の変換効率を示している。図 2 2 ( a) からわかるように、 N z = 0. 7の 2板を例えばひ = 7 0 ° 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 4 0 ° 〜 7 0 ° の広い範囲で変換効率が 9割以上に達する。また、図 2 2 (b) は、 α= 7 0 ° の場合の変換効率を示している。図 2 2 (b) からわかるように、 N z = 0. 7の λΖ2板を α= 7 0 ° 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 2 3は、位相差板として N z = 0. 6の 2板を用いた場合の λ = 5 5 0 nmの光に対する変換効率を示すグラフである。図 2 3からわかるように、 N z = 0. 6の ΛΖ 2板を用いることによつて、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 N z = 0. 2の 3 入 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 = 5 5 0 n m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、 N z = 0. 2の 3 ノ4板を例えば α= 2 0 ° 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 5 0 ° 〜 7 0 ° の広い範囲で変換効率が 9割以上に達する。ただし、 N z = 0. 2の 3 4板を用いた場合

例えば α = 2 0 ° 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 2 0 c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 n _x、進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、厚さ方向の屈折率 n _z、位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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 < (η _χ - η _ζ) Ζ (η _χ - η _y) < 0. 9

λ/4< (n_x- n _y) - d< 3 λ/4 · · · ( 5 )

6 0 ° ぐ α < 8 0 °

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 < (n_x_ n _z) / (n_x— n_y) < 0. 9

(n_x- n_y) - d = A/ 2 · · · ( 6 ) 6 0 ° < α< 8 0 °

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 2 2に対して対向面 2 0 d側に配置されているが、勿論これに限定されず、出射面 2 0 c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 2 0 c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 2 2に対して出射面側に配置されていると、偏光選択層 2 2で出射面 2 0 c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 2 0 cから出射させることができる。

(実施形態 3)

図 2 5を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置 3 2 0 およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 3 0 0の構造を説明する。

液晶表示装置 3 0 0は、図 2 5に示すように、反射型液晶表示パネル 3 1 0と、照明装置（フロントライト） 3 2 0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 3 1 0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 1 0 0が有する反射型液晶表示パネル 1 1 0と同じ構成を有している。

照明装置 3 2 0の導光体 2 0は、出射面 2 0 c近傍に配置された偏光選択層 2 2と、対向面 2 0 d側に配置された偏光変換層 2 4とを備えている。本実施形態では、偏光変換層 2 4は位相差板である < 偏光選択層 2 2は、出射面 2 0 c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。） 2 2 aと、出射面 2 0 cに略平行な誘電体膜（以下、「平行誘電体膜」ともよぶ。） 2 2 bとを含んでいる。

傾斜誘電体膜 2 2 aは、入射面（第 1側面） 2 0 aの近傍では比較的疎に配置され、第 2側面 2 0 b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 2 2 aは、入射面 2 0 a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 2 2 bは、入射面（第 1側面） 2 0 aの近傍では比較的密に配置され、第 2側面 2 0 b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 2 2 aは、入射面 2 0 aから遠ざかるほど疎に配置されている。、

平行誘電体膜 2 2 bおよび傾斜誘電体膜 2 2 aは、出射面 2 0 c 側からこの順で配置されている。つまり、平行誘電体膜 2 2 bは、傾斜誘電体膜 2 2 aよりも出射面 2 0 c側に位置している。したがつて、偏光選択層 2 2が含む傾斜誘電体膜 2 2 aおよび平行誘電体膜 2 2 bと、偏光変換層 2 4とは、出射面 2 0 c側から、平行誘電体膜 2 2 b、傾斜誘電体膜 2 2 a、偏光変換層 2 4の順で配置されている。図 2 6を参照しながら、導光体 2 0内部における光の伝搬の様子を説明する。

光源 1 0から出射された光は、第 1側面 2 0 aから導光板 2 0内部に入射し，第 2側面 2 0 bに向けて伝搬する。第 2側面 2 0 bに向けて伝搬する光のうち、誘電体膜 2 2 aの繰り返し方向（ここでは入射面 2 0 a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 2 2に含まれる傾斜誘電体膜 2 2 aで出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 cから出射される。

また、第 2側面 2 0 b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 2 4で第 1偏光に変換された後に、偏光選択層 2 2で出射面 2 0 cに向けて反射され、出射面 2 0 cから出射される。

なお、第 2側面 2 0 bに向けて伝搬する光の一部は、平行誘電体膜 2 2 bによって対向面 2 0 d側に反射されるものの、そのほとんどは対向面 2 0 d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 2 0 dから出射しない。

上述したように、本実施形態の照明装置 3 2 0においても、導光体 2 0が、出射面 2 0 cから第 1偏光を選択的に出射させる偏光選択層 2 2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 2 4とを有しているので、光源 1 0から導光体 2 0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 3 2 0では、偏光変換層 2 4が位相差板であるので、その遅相軸は出射面 2 0 cに平行な面内でほぼそろっている (」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 2 0 cに平行な面内でほぼ一様であり、そのため、出射面 2 0 c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 3 2 0では、偏光選択層 2 2に含まれる傾斜誘電体膜 2 2 aが、入射面 2 0 aから遠ざかるほど（すなわち光源 1 0から遠ざかるほど）密に配置されているので、図 2 7に示すように、出射面 2 0 cから出射する第 1偏光の強度の均一性をいつ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 2 2 0 (あるいは図 1に示す照明装置 1 2 0 ) では、出射面 2 0 cに対して所定の角度で傾斜した誘電体膜 2 2 aが入射面 2 0 a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 2 8に示すように、入射面 2 0 a近傍で第 1偏光が多く出射されてしまい、入射面 2 0 a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 2 0 a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 3 2 0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 2 9 ( a ) に示すように、屈折率が 1 . 4 9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 . O mmのプリズムシ —ト 2 5を作製する。プリズムシート 2 5は、断面形状が鋸波状である主面（表面） 2 5 aと、ほぼ平坦な裏面 2 5 bとを有している _c 主面 2 5 aは、裏面 2 5 bに対して傾斜した複数の傾斜面（傾斜領域） 2 5 a l と、裏面 2 5 bにほぼ垂直な複数の垂直面（垂直領域） 2 5 a 2と、裏面 2 5 bにほぼ平行な複数の平行面（平行領域） 2 5 a 3とを有している。また、複数の傾斜面 2 5 a 1は、プリズムシート 2 5の一端から他端に向かうにつれ（後に入射面 2 0 a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 2 9 (b) に示すように、プリズムシート 2 5の主面 2 5 aの傾斜面 2 5 a 1上に、屈折率が 2. 3の T i O 2を厚さ 6 5 nmで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜） 2 2 aを形成する。このとき、プリズムシート 2 5の主面 2 5 aの平行面 2 5 a 3上にも誘電体膜 2 2 bが形成される。なお、図 2 9 (b) 中の矢印は、誘電体材料（ここでは T i 〇 2) が蒸着される様子を模式的に示している。

続いて、図 2 9 ( c ) に示すように、プリズムシート 2 5の主面 2 5 aを屈折率が 1. 4 9の透明な樹脂材料からなる透明樹脂層 2 9で平坦化するとともに、プリズムシ一ト 2 5の裏面 2 5 bに屈折率が 1. 5 1のアートン（登録商標）からなる一軸性の λ Z 2板 (日東電工株式会社製） 2 8を貼り付けることによって、偏光選択層 2 2と偏光変換層 24とを有する導光体 3 0が得られる。

その後、光源（例えば冷陰極管） 1 0を導光体 2 0の入射面 2 0 a側に配置し、光源 1 0を囲むように反射部材（例えば反射フィルム） 1 2を配置することによって、図 2 5および図 2 6に示した照明装置 3 2 0が完成する。このように、照明装置 3 2 0は、導光体 2 0を、複数の傾斜面 2 5 a 1および複数の平行面 2 5 a 3を含む主面 2 5 aを有する第 1 の部材（プリズムシート 2 5 ) と、主面 2 5 a上に設けられて主面 2 5 aを平坦化する第 2の部材（透明樹脂層 2 9 ) とを含むように構成し、複数の傾斜面 2 5 a 1に誘電体膜 2 2 aを形成することによって得られる。複数の平行面 2 5 a 3を、入射面 2 0 a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 2 5 a 1を入射面 2 0 a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 2 2 aが入射面 2 0 a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 2 5 a 3にも誘電体膜 2 2 が形成される工程を採用しても、平行面 2 5 a 3に形成された平行誘電体膜 2 2 bは、導光体 2 0内を伝搬する光を対向面 2 0 dから出射するような角度で対向面 2 0 d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 2 2が出射面 2 0 c近傍に配置され、偏光変換層 2 4が対向面 2 0 d側に配置されている場合を例示したが、偏光選択層 2 2および偏光変換層 2 4の配置はこれに限定されない。例えば、偏光選択層 2 2を対向面 2 0 d近傍に配置してもよいし、偏光変換層 2 4を出射面 2 0 c側に配置してもよいただし、偏光選択層 2 2が出射面 2 0 c近傍に配置されている場合には、図 3 0 ( a ) に示すように偏光変換層 2 4が偏光選択層 2 2より出射面 2 0 c側に位置する配置よりも、図 3 0 ( b ) に示すように偏光選択層 2 2が偏光変換層 2 4より出射面 2 0 c側に位置 200

する配置の方が好ましい。

本実施形態における導光体 2 0は、出射面 2 0 cに対して傾斜した誘電体膜 2 2 aだけでなく、出射面 2 0 cに略平行な誘電体膜 2 2 bも有しているので、導光体 2 0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 2 2 b に入射し、第 2偏光が平行誘電体膜 2 2 bによって反射されてしまラ。

そのため、図 3 0 ( a ) に示すように、偏光変換層 2 4が偏光選択層 2 2より出射面 2 0 c側に位置していると、偏光変換層 2 4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つてしまう。これに対して、図 3 0 ( b ) に示すように偏光選択層 2 2が偏光変換層 2 4より出射面 2 0 c側に位置していると、偏光変換層 2 4への第 2偏光の入射が平行誘電体膜 2 2 b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さる。

図 3 1に、偏光変換層 2 4としてのノ2板 2 8を対向面 2 0 d 側に配置した照明装置 3 2 0 (図 3 0 ( b ) の構成）における、出射面 2 0 c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 3 1では、図 2 9を参照しながら説明したようにして製造した照明装置 3 2 0について輝度を示している。また、図 3 1では、図 3 2中に示す、入 2板2 8の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、 λ Z 2 板 2 8の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、 λ Z 2板 2 8の厚さ方向の屈折率 η _ζ、 λ / 2板 2 8 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 Ρと λΖ2板 2 8の遅相軸とがなす角度が、以下の関係を満足する場合の輝度を示している。

(n_x_ n _y) · d = 2 7 0 n m

n_x- n _z) / (n _x-n_y) = 1. 0

a = 7 0 °

また、図 3 1には、比較のために、 λΖ2板（位相差板） 2 8を導光体 2 0の出射面 2 0 c側に配置した照明装置（図 3 0 (a) の構成）における輝度も併せて示している。

図 3 1からわかるように、偏光変換層 24を導光体 2 0の出射面

2 0 c側に備えた照明装置よりも、偏光変換層 2 4を導光体 2 0の対向面 2 0 d側に備えた照明装置 3 2 0の方が出射光の輝度が高い _c 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 2 2 bを含む偏光選択層 2 2が出射面 3 0 cの近傍に配置されている場合には、図 3 0 (b) に示すように、偏光選択層 2 2が偏光変換層 24よりも出射面 2 0 c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 2 2が対向面 2 0 c近傍に配置されている場合には、図 3 3 (a) に示すように偏光変換層 24が偏光選択層 2 2より対向面 20 d側に位置する配置よりも、図 3 3 (b) に示すように偏光選択層 2 2が偏光変換層 24より対向面 2 0 d側に位置する配置の方が好ましい。

図 3 3 ( a) に示すように、偏光変換層 2 4が偏光選択層 2 2より対向面 2 0 d側に位置していると、平行誘電体膜 2 2 bによって第 2偏光が反射されるので、偏光変換層 2 4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つてしまう。これに対して、図 3 3 ( b ) に示すように偏光選択層 2 2が偏光変換層 2 4より対向面 2 0 d側に位置していると、偏光変換層 2 4への第 2偏光の入射が平行誘電体膜 2 2 b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 2 2が出射面 2 0 cの近傍に配置され、且つ、偏光選択層 2 2が偏光変換層 2 4よりも出射面 2 0 c側に位置している場合には、図 3 4 ( a ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aより対向面 2 0 d側に位置する配置よりも、図 3 4 ( b ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aよりも出射面 2 0 c側に位置する配置、すなわち、プリズムシート 2 5の平行面 2 5 a 3が傾斜面 2 5 a 1よりも出射面 2 0 c側に位置する配置が好ましい。

図 3 4 ( a ) に示すように、平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aより対向面 2 0 d側に位置していると、導光体 2 0内部を伝搬する光の一部が平行誘電体膜 2 2 bで反射されることによって、傾斜誘電体膜 2 2 aに光が到達しにくくなるので、出射面 2 0 じから第 1偏光が出射されにくくなる。これに対して、図 3 4 ( b ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aよりも出射面 2 0 c側に位置していると、導光体 2 0内部を伝搬する光は、傾斜誘電体膜 2 2 aに直接到達するか、あるいは、平行誘電体膜 2 2 b によって反射された後に到達するので、傾斜誘電体膜 2 2 aへの光の到達が平行誘電体膜 2 2 bによって妨げられることがない。そのため、出射面 2 0 c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 2 2が対向面 2 0 dの近傍に配置され、且つ、偏光選択層 2 2が偏光変換層 2 4よりも対向面 2 0 d側に位置している場合には、図 3 5 ( a ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aより出射面 2 0 d側に位置する配置よりも、図 3 5 ( b ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aよりも対向面 2 0 d側に位置する配置、すなわち、プリズムシ一卜 2 5の平行面 2 5 a 3が傾斜面 2 5 a 1よりも対向面 2 0 c側に位置する配置が好ましい。

図 3 5 ( a ) に示すように、平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aより出射面 2 0 c側に位置していると、導光体 2 0内部を伝搬する光の一部が平行誘電体膜 2 2 bで反射されることによって、傾斜誘電体膜 2 2 aに光が到達しにくくなるので、出射面 2 0 cから第 1偏光が出射されにくくなる。これに対して、図 3 5 ( b ) に示すように平行誘電体膜 2 2 bが傾斜誘電体膜 2 2 aよりも対向面 2 0 d側に位置していると、導光体 2 0内部を伝搬する光は、傾斜誘電体膜 2 2 aに直接到達するか、あるいは、平行誘電体膜 2 2 b によって反射された後に到達するので、傾斜誘電体膜 2 2 aへの光の到達が平行誘電体膜 2 2 bによって妨げられることがない。そのため、出射面 2 0 c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 1 2 0 、 2 2 0 、 3 2 0を備える反射型の液晶表示装置 1 0 0 , 2 0 0 、 3 0 0を例示したが、本発明はこれに限定されず、バックライ卜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 3 6を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置 4 2 0 およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 4 0 0の構造を説明する。

液晶表示装置 4 0 0は、図 3 6に示すように、透過型液晶表示パネル 4 1 0と、照明装置（バックライト） 4 2 0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 4 1 0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） 4 1 1および 4 1 2と、これらの間に設けられた液晶層 4 1 3とを有する。基板 4 1 1および 4 1 2のそれぞれの液晶層 4 1 3側に透明電極（不図示）が設けられており、基板 4 1 1の観察者側と基板 4 1 2の照明装置 4 2 0側に偏光子（典型的には偏光板） 4 1 5 aおよび 4 1 5 bが設けられている。

照明装置 4 2 0は、図 2 5および図 2 6に示す照明装置 3 2 0と実質的に同じ構成を有しているが、導光体 2 0が備える偏光変換層 2 4が二軸性の λ Ζ 2板である点が異なっている。つまり、図 2 9 に示す製造工程において、プリズムシ一ト 2 5の裏面 2 5 bに屈折率が 1 . 5 1のァートン（登録商標）からなる二軸性の λ Ζ 2板 2 8が貼り付けられる。

図 3 7に、照明装置 4 2 0における、出射面 2 0 c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 3 7では、図 3 8中に示す、二軸性 λノ 2板 2 8の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、二軸性 λ 2板 2 8の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、二軸性 λ Z 2板 2 8の厚さ方向の屈折率 n _z、二軸性 λ Ζ 2板 2 8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 Ρと二軸性 λ 2板 2 8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。

( n _x - n _y ) · d = 2 7 0 n m

( n _x - n _z ) / ( n _x - n _y ) = 0 . 8

= 7 0 °

また、図 3 7には、比較のために、偏光変換層 2 4としての λ Ζ

2板（位相差板）がー軸性である実施形態 3の照明装置 3 2 0における輝度も併せて示している。

図 3 7からわかるように、偏光変換層 2 4として二軸性の λ / 2 板を有する照明装置 4 2 0は、偏光変換層 2 4として一軸性の入 2板を有する照明装置 3 2 0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 2 4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 4 2 0では、導光体 2 0の対向面 2 0 d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 2 0の出射面 2 0 c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 42 0を備える透過型の液晶表示装置 40 0を例示したが、照明装置 4 2 0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 3 9を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置 5 2 0 およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 5 0 0の構造を説明する。

液晶表示装置 5 0 0は、図 3 9に示すように、反射型液晶表示パネル 5 1 0と、照明装置（フロントライト） 5 2 0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 5 1 0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 1 0 0が有する反射型液晶表示パネル 1 1 0と同じ構成を有している。

照明装置 5 2 0は、導光体 2 O Aの対向面 2 0 dに透明入力装置 (夕ツチパネル） 5 3 0が形成されている点において、上述した照明装置 1 2 0、 2 2 0、 3 20および 4 2 0と異なっている。導光体 2 O Aが有する偏光選択層 2 2および偏光変換層 2 4として、図 3 9では、照明装置 3 2 0、 42 0の導光体 2 0が有する偏光選択層 2 2および偏光変換層 2 4と同じ構成のものを例示しているが、照明装置 1 2 0、 2 2 0の導光体 2 0が有する偏光選択層 2 2および偏光変換層 24と同じ構成のものを用いてもよい。

夕ツチパネル 5 3 0は、導光体 2 O Aの対向面 2 0 d上に形成された下部電極（典型的には透明導電膜；不図示）およびスぺ一サ 5 3 1 と、導光体 2 0 A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 5 3 1によって導光体 2 0 Aの対向面 2 0 dに貼付された上部電極フィルム 5 3 2とによって構成される。この透明入力装置 5 3 0においては、上部電極フィルム 5 3 2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 5 2 0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. 5 1でァートン (登録商標）からなる位相差板 2 8上に、屈折率が 1. 5 1の透明樹脂 2 9でプリズムを形成し、厚さが 0. 2 mmのプリズムシート 2 5 ' を作製する。プリズムシート 2 5 ' は、断面形状が鋸波状である主面（表面） 2 5 a ' と、ほぼ平坦な裏面 2 5 b ' とを有している。主面 2 5 a ' は、裏面 2 5 b ' に対して傾斜した傾斜面（傾斜領域） 2 5 a 1 ' と、ほぼ垂直な垂直面（垂直領域） 2 5 a 2 ' と、ほぼ平行な平行面（平行領域） 2 5 a 3 ' とを有しており、傾斜面 2 5 a 1，は、プリズムシート 2 5 ' の一端から他端に向かうにつれ（後に入射面 2 0 a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 2 5 ' の主面 2 5 a ' の傾斜面 2 5 a 1，上に、屈折率が 2. 3の T i O 2を厚さ 6 5 nmで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜） 2 2 a を形成する。なお、この際に、主面 2 5 a ' の平行面 2 5 a 3，上にも誘電体膜 2 2 b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 2 5 ' の主面 2 5 a ' を屈折率が 1. 5 1の透明樹脂 2 9で平坦化するとともに、プリズムシート 2 5，の裏面 2 5 b ' に、上記の透明入力装置

(夕ツチパネル） 5 3 0が形成された厚さが 0. 7 mmの透明基板

(例えばガラス基板） 2 6を貼り付ける。

その後、光源（例えば冷陰極管） 1 0を導光体 2 0 Aの入射面 2

0 a側に配置し、光源 1 0を囲むように反射部材（例えば反射フィルム） 1 2を配置することによって、図 3 9に示した照明装置 5 2 0が完成する。

本実施形態における反射型の液晶表示装置 5 0 0では、フロントライトである照明装置 5 2 0の導光体 2 O Aと、透明入力装置 5 3 0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 4 1を参照しながら、本発明による実施形態の照明装置 6 2 0 およびそれを備えた液晶表示装置（画像表示装置） 6 0 0の構造を説明する。

液晶表示装置 6 0 0は、図 4 1に示すように、透過型液晶表示パネル 6 1 0と、照明装置（バックライト） 6 2 0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 6 1 0は、実施形態 4の液晶表示装置 40 0が有する透過型液晶表示パネル 4 1 0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 6 1 0は、基板 4 1 2上に偏光子ではなく、偏光選択層 2 2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 4 1 0と異なっている。

また、本実施形態における偏光選択層 2 2および偏光変換層 24 は、図 3 3 (b) および図 3 5 (b) に示す偏光選択層 2 2および偏光変換層 2 4とほぼ同じ構造を有しているが、透過型液晶表示パネル 6 1 0の基板 4 1 2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 4 1 2、偏光選択層 2 2、偏光変換層 2 4が照明装置 6 2 0の導光体 2 0 Bを構成しており、導光体 2 0 Bが透過型液晶表示パネル 4 1 0の基板を兼ねている。本実施形態における照明装置 6 2 0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 4 2 ( a) に示すように、屈折率が 1. 5 3でゼォノア (登録商標）からなる位相差板 2 8上に、屈折率が 1. 5 3の透明樹脂 2 9でプリズムを形成し、厚さが 0. 2 mmのプリズムシート 2 5 " を作製する。プリズムシート 2 5" は断面形状が鋸波状である主面（表面） 2 5 a" と、ほぼ平坦な裏面 2 5 b" とを有している。主面 2 5 a" は、裏面 2 5 b" に対して傾斜した傾斜面（傾斜領域） 2 5 a 1 " と、ほぼ垂直な垂直面（垂直領域） 2 5 a 2 " とほぼ平行な平行面（平行領域） 2 5 a 3 " とを有しており、傾斜面 2 5 a 1 " は、プリズムシ一ト 2 5 " の一端から多端に向かうにつれて（後に入射面 2 0 a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 4 2 ( b ) に示すように、プリズムシート 2 5 " の主面 2 5 a " の傾斜面 2 5 a 1 " 上に、屈折率が 2 . 3の T i O ₂を厚さ 6 5 n mで蒸着することによって誘電体膜（誘電体薄膜） 2 2 a を形成する。なお、この際に主面 2 5 a " の平行面 2 5 a 3 " 上にも誘電体膜 2 2 bが形成される。

続いて、図 4 2 ( c ) に示すように、プリズムシ一ト 2 5 " の主面 2 5 a " を屈折率が 1 . 5 3の透明樹脂 2 9で平坦化するとともに、プリズムシート 2 5 " の裏面 2 5 b " を、透過型液晶表示パネル 6 1 0の基板 4 1 2に貼り合わせる。

その後、光源（例えば冷陰極管） 1 0を導光体 2 0 Bの入射面 2

0 a側に配置し、光源 1 0を囲むように反射部材（例えば反射フィルム） 1 2を配置することによって、図 4 1に示した照明装置 6 2 0が完成する。

本実施形態における透過型の液晶表示装置 6 0 0では、バックライトである照明装置 6 2 0が備える導光体 2 0 Bが、透過型液晶表示パネル 6 1 0の基板を兼ねており、照明装置 6 2 0と透過型液晶表示パネル 6 1 0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 6 1 0の基板 4 1 2と液晶層 4 1 3の間に基板 4 1 2と屈折率の異なる異屈折率層を形成すると、光源 1 0から導光体 2 0 Bの内部に入射した光が基板 4 1 2とこの異屈折率層との界面で反射して導光体 2 0 Bの内部を効率よく伝搬するため、光源 1 0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 6 1 0の基板 4 1 2と液晶層 4 1 3 の間に偏光子を設けると、液晶層 4 1 3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 6 2 0が透過型液晶表示パネル 6 1 0に一体化された透過型の液晶表示装置 6 0 0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。

Claims

請求の範囲

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。

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。

3 . 光源と、

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

1 0 . 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一トである請求項 4から 9のいずれかに記載の照明装

1 1 . 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 1 0のいずれかに記載の照明装置。

1 2 . 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 1 1のいずれかに記載の照明装置。

1 3 . 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 1 2に記載の照明装置。

1 4 . 前記偏光変換層は位相差板である請求項 1 2に記載の照明

1 5 . 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ー致しない請求項 1 4に記載の照明装置。

1 6 . 光源と、

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。

1 7. 光源と、

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ー致しない照明装置。

1 8. 前記位相差板は一軸性の屈折率異方性を有する請求項 1 5 または 1 7に記載の照明装置。

1 9. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 n _x、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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、 (η _χ_ η _ζ) Ζ (η _χ— n _y) 0および 0 < (n _x— n _y) · dくえと、 1 0 ° く α < 3 0 ° または 40。く αく 6 0 ° の関係を満足する請求項 1 8に記載の照明装置。

2 0. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 n _x、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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ひが、 η _χ - η _ζ ) / ( η _χ - η _y ) = 0 , ( η _χ - η _y ) - d = λ / 2 ¾ よび 1 0 ° <α< 3 0 ° の関係を満足する請求項 1 8に記載の照明装置。

2 1. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、前記位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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ひが、 ( n _x - n _z ) / 、n_x— n _y) = 1 , λ / 4< ( n _x - n _y ) · dく 5入 4ぉょび2 0 ° < 0!< 9 0 ° の関係を満足する請求項 1 8に記載の照明装置。

2 2. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 n_x、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、前記位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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、

(n _x- n _z) / (n_x- n _y) = 1 ( n _x - n _y ) - d = λ / 2 ¾ よび 2 0 ° <ひ< 8 0 ° の関係を満足する請求項 1 8に記載の照明

2 3. 前記位相差板は二軸性の屈折率異方性を有する請求項 1 5 または 1 7に記載の照明装置。

2 4. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 n _x、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、前記位相差板の厚さ d、可視光の波長え、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（¾が、 0. 6 < (n _x— n _z) / ( n _x— n _y) < 0. 9、 λ / < ( η _χ - η _y) · d < 3 λ Ζ4および 6 0 ° < ひ < 8 0 ° の関係を満足する請求項 2 3に記載の照明装置。

2 5. 前記位相差板の遅相軸に沿った方向の屈折率 η _χ、前記位相差板の進相軸に沿った方向の屈折率 n _y、前記位相差板の厚さ方向の屈折率 n _z、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 < (n _x - n ₂) / (n _x- n _y) < 0. 9、 ( n _x - n _y ) - d = λ Ζ 2および 6 0 ° <ひ<8 0 ° の関係を満足する請求項 2 3に記載の照明装置。

2 6. 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 1 6のいずれかに記載の照明装置。

2 7. 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 1 7のいずれかに記載の照明

2 8 . 請求項 1から 2 7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

2 9 . 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 2 8に記載の画像表示装置。

3 0 . 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

2 9に記載の画像表示装置。

3 1 . 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。

3 2 . 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。

3 3 . 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。

3 4 . 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ー致しない導光体。