JP2010078795A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光方向を保持したレーザ光を液晶パネルのＲＧＢ画素のそれぞれに効率よく入射させ、かつ液晶パネルの液晶部を挟んだ１組の光学シートにより互いに直交する方向にレーザ光を拡散することにより薄型、低消費電力かつ一様でむらのない大画面表示の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１０は、レーザ光１１を出射するレーザ光源１２と、レーザ光１１を側面１３ａから入射し、レーザ光１１の偏光方向を保持して一方の主面１３ｂから出射する導光板１３と、導光板１３から出射するレーザ光１１を変調する液晶パネルと、液晶パネル１４の液晶部１４ａを挟んで配置され、互いに直交する方向にレーザ光１１を拡散する１組の光学シート１５と、を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光源を使用した高輝度で薄型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶分子の配向による電気光学効果を利用して背面から照射される光の透過量を制御することにより画像を表示する方式であり、一般的には蛍光表示管などにより構成されるバックライトユニットと呼ばれる面状の照明装置を必要とする。近年、このような液晶表示装置は大画面化が進み、５０型サイズ以上のテレビジョン用のディスプレイ装置まで実用化されてきている。しかしながら、大型化に伴い消費電力も増加してきていることから、大画面表示の全体において一様でむらのない画面表示や低消費電力化を実現する技術開発が望まれているとともに設置する室内での占有空間をできるだけ少なくするために薄型化も強く望まれている。

このような要望のうち低消費電力化および薄型化に対応するため、いわゆる導光板の側面から光を入射させ一方の主面から光を出射させるエッジライト方式と呼ばれる薄型の構成に、光源として発光効率の良い発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）やレーザを使用することが検討され、ＬＥＤを光源とする面状照明装置およびこれを用いた液晶表示装置は、すでに実用化もされている。

また、低消費電力を実現させるため、液晶パネルの光利用効率を向上させる検討もされており、偏光および波長を用いた方法が検討されている。

偏光を利用する構成として、液晶パネルとバックライトユニットの間に偏光反射シートを挿入し、必要な偏光成分を透過させ、不要な偏光成分を反射させるとともに、反射した光の偏光を回転させ有効な偏光成分に変換してリサイクルする構成が実用化されている。

また、導光板にレーザ光を入射させ、レーザ光を直線偏光のまま面状の照明に変換することにより、さらに高い光利用効率を実現する構成も検討されている。

また、波長を利用する構成として、回折格子等の波長分離手段により分離した照射光を、液晶パネルの所定の画素に効率よく集光させる液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

さらに、波長を利用する構成としては、各画素に入射する所定の波長以外は反射させてリサイクルさせる構成が考えられる。このような反射型カラーフィルタとしては、誘電体多層膜を用いることができる（例えば、特許文献４参照）。
特開２０００−２４１８１２号公報 特開平１０−２５３９５５号公報 特開平９−１１３９０３号公報 特開２００８−１７０９７９号公報

しかしながら、液晶パネルの光利用効率を向上させるための上記構成では、液晶表示装置の視野角を確保するための構成が十分に検討されていないという課題がある。

上記の導光板から偏光を揃えて出射させる構成では、導光板と液晶パネルの間に視野角を広げるための拡散素子を挿入すると偏光が乱れて効率が低下してしまうという課題があり、効率と視野角を両立させることが難しい。また、上記の特許文献１、２、３に開示された従来技術、および反射型カラーフィルタを用いる構成においても、波長分離した光を効率良く液晶パネルの各画素に集光させるためには、バックライト側で照射光を拡散させて視野角を広げることはできない。

したがって、このようなこのような従来技術を用いた構成では、液晶パネルの出射面にヘーズの高い拡散シートを配置して視野角を広げることが考えられるが、そのように構成すると、外光が拡散シート表面および内部で反射して明所コントラストを低減させる白浮きの課題や、液晶パネルの出射面で重なった各画素からの光がさらに拡散されて混じり合い、画像がぼけるという課題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、光源の偏光あるいは波長を有効に用いて液晶パネルの光利用効率を向上させるとともに広い視野角を実現し、さらに白浮きや画像のぼけも抑制した、薄型、低消費電力かつ均一な大画面表示の液晶表示装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、少なくとも３つの異なる波長の光を発する光源を有し、上記光源から発する光を平面領域から照射する面状照明装置と、上記面状照明装置からの照射光を変調する液晶パネルと、上記液晶パネルの少なくとも液晶部を挟んで配置された拡散素子と、を備え、上記拡散素子は、上記液晶パネルの液晶部より面状照明装置側に配置された第１の拡散素子と、上記液晶パネルの液晶部より上記液晶パネルの画像表示側に配置された第２の拡散素子から成り、上記第１の拡散素子と前記第２の拡散素子は、互いに直交する一次元方向に前記照射光を拡散させる構成から成る。

このような構成とすることにより、照射光の液晶部への入射角を小さくすることができるため、斜め方向から見たコントラストを向上させることができる。また、液晶パネルの出射面側で全方位に拡散させる構成と比べると、外光の反射による白浮きを抑えながら広い視野角を実現できる。これにより、視野角の広い画像が表示でき、広範囲でコントラストの良い液晶表示装置が実現できる。

このとき、上記面状照明装置は、上記光源から出射する光を側面から入射し、一方の主面から出射する導光板を有することが望ましい。

このような構成とすることにより、薄型の液晶表示装置が実現できる。

また、上記第１の拡散素子は、直線偏光の照射光が入射するように構成され、上記照射光の偏光方向は、上記照射光が上記第１の拡散素子に入射する方向と、上記第１の拡散素子により拡散される方向を含む仮想面に対して平行あるいは垂直となるように構成され、上記液晶パネルの面状照明装置側の偏光板の透過軸と一致するように構成するのが望ましい。

このような構成とすることにより、偏光を保持したまま拡散させて液晶パネルに入射させることができるため、液晶パネルの偏光板での偏光ロスを抑えつつ、広い視野角が実現できる。これにより、さらに低消費電力かつ高輝度で視野角の広い画像が表示できる液晶表示装置が実現できる。

このとき、上記面状照明装置と上記第１の拡散素子の間に、所定の偏光成分は透過し、それと直交する偏光成分は反射する偏光反射シートをさらに備え、上記偏光反射シートで反射した光が上記面状照明装置で反射され、再び上記偏光反射シートに戻るように構成するのが望ましい。

このような構成とすることにより、簡単な構成で偏光を揃えて出射する面状照明装置が実現できる。

あるいは、上記面状照明装置は、上記光源から出射する光を側面から入射し、一方の主面から出射する導光板をさらに備え、上記導光板は、直線偏光の光が入射するように構成され、上記導光板から直線偏光の光が出射するように構成するのが望ましい。

このような構成とすることにより、偏光を揃えて出射する面状照明装置において、偏光を揃える過程での効率のロスを低減できるので、さらに高い光利用効率で実現できる。

また、上記光源は、少なくとも赤色光、緑色光および青色光を出射するＲＧＢ光源からなり、上記第１の拡散素子は、波長ごとに空間的に分離された照射光が入射するように構成され、上記第１の拡散素子の拡散方向は、上記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向と直交するように構成するのが望ましい。

このような構成とすることにより、空間的に分離したＲＧＢ光を分離したまま拡散させて効率よく各画素に導くことができるため、液晶パネルのカラーフィルタでのロスを抑えつつ広い視野角が実現できる。これにより、さらに低消費電力かつ高輝度で視野角の広い画像が表示できる液晶表示装置が実現できる。

このとき、上記面状照明装置と上記第１の拡散素子の間に、反射型のカラーフィルタをさらに備え、上記反射型のカラーフィルタは、緑色光、青色光を反射し赤色光を透過するＲ領域と、赤色光、青色光を反射し緑色光を透過するＧ領域と、赤色光、緑色光を反射し青色光を透過するＢ領域が形成され、上記Ｒ領域、Ｇ領域、Ｂ領域は、上記液晶パネルのＲＧＢ画素に対応するように配置され、上記反射型カラーフィルタで反射した光が上記面状照明装置で反射され、再び前記反射型カラーフィルタに戻るように構成するのが望ましい。

このような構成とすることにより、ＲＧＢ光を効率良く分離する導光板が実現できる。

あるいは、上記光源と上記第１の拡散素子の間に配置された、回折あるいは屈折を用いて波長ごとに進行方向を分離する波長分離素子と、上記波長分離素子と上記液晶パネルの間に配置された、シリンドリカルレンズと、をさらに備え、上記波長分離素子は、上記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に、波長ごとに出射角を分離するように構成され、上記シリンドリカルレンズは、上記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に曲率を有する構成とするのが望ましい。

このように構成しても、ＲＧＢ光を効率良く分離する導光板が実現できる。

なお、上記導光板は、上記照射光が一次元方向にのみ拡散されて出射するように構成され、上記導光板に上記照射光が入射する方向と、上記導光板からの出射光が拡散される方向と、上記第１の拡散素子で拡散される方向が同一の仮想面内にあることが望ましい。

このような構成とすることにより、一次元方向に拡散させるとともに、拡散させない方向においては、平行度を高めることができるため、偏光を揃えて出射する導光板、あるいは、空間的にＲＧＢ光を分離できる導光板と組み合わせると、より効率を高めることができる。これにより、さらに低消費電力かつ高輝度の液晶表示装置が実現できる。

ここで、上記導光板は、上記一方の主面に対向する対向面に上記側面と平行に形成された溝を有し、上記溝の底面および側面の断面形状は曲面からなり、上記側面から入射した上記照射光の一部が、上記溝を反射面として１次元方向に拡散して上記一方の主面から出射している構成としてもよい。

このような構成とすることにより、導光板に入射したレーザ光を溝の反射面により１次元方向にのみ拡散させることができ、広い視野角を実現できるとともに均一性を向上させた液晶表示装置が実現できる。

また、上記液晶パネルの液晶部と上記導光板の間に、入射光の一部を透過し、一部を反射する半透過フィルタをさらに備え、上記第１の拡散素子は、上記導光板の上記一方の主面に対向する対向面に形成された傾きの異なる複数の傾斜面で構成され、上記複数の傾斜面と上記半透過フィルタとの間で反射を繰り返すことにより一次元方向に拡散するように構成してもよい。

このような構成とすることにより、第１の拡散素子として別途、光学シートを用いなくてもよいので低コスト化が図れる。

このとき、上記半透過フィルタは、所定の偏光成分は透過し、それと直交する偏光成分は反射する偏光反射シートで構成されていてもよい。

あるいは、上記半透過フィルタは、緑色光、青色光を反射し赤色光を透過するＲ領域と、赤色光、青色光を反射し緑色光を透過するＧ領域と、赤色光、緑色光を反射し青色光を透過するＢ領域を有する反射型カラーフィルタで構成されていてもよい。

このような構成とすることにより、効率を向上させるとともに低コスト化が図れる。

また、上記第１および第２の拡散素子は、片面あるいは両面にレンチキュラーレンズまたは不等ピッチ回折格子が形成された光学シートで構成してもよい。

このような構成とすることにより、拡散ビーズ等を含有した拡散シートと比べて白浮きを抑制した一次元の拡散素子が実現できる。

また、上記第２の拡散素子は、上記液晶パネルのＲＧＢ画素を構成するＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素のうちの少なくともいずれか１画素に対応する対応領域内に複数のレンズからなるレンズアレイ構造を有する構成とするのが望ましい。

このような構成とすることにより、レーザ光の輝度の角度分布をさらに均一化することができる。

また、上記第２の拡散素子は、上記液晶パネルの画像表示側のガラス基板と偏光板との間に配置された構成とするのが望ましい。

このような構成とすることにより、第２の拡散素子に外光が入射する前に偏光板で外光の約半分は吸収されるので、正面方向から見た白浮きを低減することができる。

また、上記第２の拡散素子は、画像表示側かつ隣接するＲＧＢ画素の境界領域の上方に、ブラックストライプを配置した構成としてもよい。

あるいは、上記第２の拡散素子は、画像表示側かつＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に沿って、ブラックストライプを配置した構成としてもよい。

このような構成とすることにより、外光はブラックストライプで吸収されるため、さらに正面方向から見た白浮きを低減することができる。

また、上記第１の拡散素子は、片面にレンチキュラーレンズまたは不等ピッチ回折格子が形成され、透過光を一次元方向に拡散させるとともに、もう一方の面には、一次元方向に拡散させる方向と直交する方向に液晶パネルの出射面付近で集光させる配光パターンが形成された光学シートで構成してもよい。

このような構成とすることにより、液晶パネルから出射する光はブラックストライプで吸収されることなく、高効率を実現できる。これにより、さらに明所コントラストを改善した液晶表示装置を実現することができる。

本発明の液晶表示装置は、照明光の偏光を揃えて出射する面状照明装置、あるいは、照明光を波長ごとに分離して出射する面状照明装置を用いる液晶表示装置において、面状照明装置から出射する光が効率よく液晶パネルの偏光板、あるいは、各画素のカラーフィルタを通過するように光を導くと共に、直交する２方向に大きく拡散させることができる。これにより、極めて低消費電力、かつ、高輝度で視野角の広い液晶表示装置が実現できる。さらに、斜め方向からみた場合のコントラストが高く、薄型、大画面表示を実現することができる。

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。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）は液晶表示装置の全体の斜視図、（ｂ）は液晶表示装置の全体の平面図を示している。なお、図１（ａ）および（ｂ）においては液晶表示装置の各部分はそれぞれの構成を理解しやすくするために分離して配置しているように示しているが、実際の構成においては図示しないベースプレート上や縁枠内などに設置して全体を一体的に固定している。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように本実施の形態１にかかる液晶表示装置１０は、赤色レーザ光（以下、Ｒ光とする）を出射する赤色レーザ光源（以下、Ｒ光源とする）１１ａ、緑色レーザ光（以下、Ｇ光とする）を出射する緑色レーザ光源（以下、Ｇ光源とする）１１ｂ、および、青色レーザ光（以下、Ｂ光とする）を出射する青色レーザ光源（以下、Ｂ光源とする）１１ｃの３つの光源から構成されたレーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射するＲ光、Ｇ光およびＢ光をまとめてレーザ光１２とするダイクロイックミラー１３と、ミラー１４と、レーザ光１２を複数のハーフミラー１５ａにより、線状に並んだ平行光に変換して出射する線状導光部１５と、線状導光部１５から出射したレーザ光１２を側面１６ａから入射し、一方の主面１６ｂから出射する導光板１６と、導光板１６から出射するレーザ光１２を変調する液晶パネル１７と、液晶パネル１７の液晶部１７ａを挟んで配置され、互いに直交する方向にレーザ光１２を拡散する１組の光学シート１８と、配線１９ａを介してレーザ光源１１に接続された制御部１９と、を備えて構成されている。

ここで、各光源１１ａ、１１ｂ、１１ｃにはコリメートレンズがそれぞれ含まれ、平行光が出射するように構成されており、Ｒ光源１１ａおよびＢ光源１１ｃには、例えば波長６４０ｎｍおよび波長４４５ｎｍのＲ光およびＢ光を出射する高出力半導体レーザ、Ｇ光源１２ｂには波長５３５ｎｍのＧ光を出射する半導体レーザ励起の高出力ＳＨＧレーザが用いられる。

また、レーザ光源１１から出射するＲ光、Ｇ光およびＢ光は偏光方向が揃うように構成され、導光板１６の主面１６ｂに対して平行あるいは垂直な偏光で導光板１６に入射するように構成されている。

図２は本実施の形態１の液晶表示装置１０の概略構成を示す断面図で、図２（ａ）は図１（ｂ）に示す液晶表示装置１０の２Ａ−２Ａ線から見た断面図、図２（ｂ）は２Ｂ−２Ｂ線から見た断面図を示している。

図２において、液晶パネル１７は、液晶層１７ｂおよびカラーフィルタ１７ｃを入射側および出射側のガラス基板１７ｄ、１７ｅで挟んだ構成からなる液晶部１７ａと、これを入射側および出射側から挟む偏光板１７ｆ、１７ｇとからなり、導光板１６に入射するレーザ光１２の偏光方向１２ａは、導光板１６の主面１６ｂと平行となるように構成されている。

ここで、導光板１６の主面１６ｂの対向面１６ｃには、導光板１６に入射したレーザ光１２を主面１６ｂに向けて偏向する多数の偏光溝が側面１６ａに平行に形成されており、側面１６ａに垂直に入射したレーザ光１２を、側面１６ａと主面１６ｂに垂直な仮想面（以下、伝搬面とする）に対して平行に出射するように構成されている。

また、１組の光学シート１８は、例えば、図１（ａ）に示すようにレンチキュラーレンズ１８ａ、１８ｂからなる１次元拡散素子で構成され、導光板１６側のレンチキュラーレンズ１８ａは、伝搬面に対して平行な方向にレーザ光１２を拡散するように構成されている。なお、この１次元拡散素子は、不等ピッチ回折格子等、一方向にのみ拡散させる機能を持つものであれば、レンチキュラーレンズ以外の構成でもよい。

また、この構成において、導光板１６から出射し、液晶パネル１７に入射するレーザ光１２の偏光方向は伝搬面に対して垂直であり、液晶パネル１７の偏光板１７ｆの透過軸は、導光板１６から出射するレーザ光１２の偏光方向と一致するように構成されている。

次に、このように構成された本実施の形態１の液晶表示装置１０の動作について具体的に説明する。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、Ｒ光源１１ａ、Ｇ光源１１ｂおよびＢ光源１１ｃから偏光が揃って出射したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、光源ごとにコリメートされ、ダイクロイックミラー１３によりレーザ光１２としてまとめられ、ミラー１４を介して線状導光部１５に入射し、偏光を保持したまま、複数のハーフミラー１５ａにより導光板１６の側面１６ａに対して垂直に出射する。

線状導光部１５を出射したレーザ光１２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、導光板１６の側面１６ａから入射し、導光板１６の対向面１６ｃで図示していない偏向溝により反射され、主面１６ｂに向かって進行し、この主面１６ｂから出射する。導光板１６から出射したレーザ光１２は、１次元拡散素子であるレンチキュラーレンズ１８ａにより１次元方向１８ｃに拡散されて液晶パネル１７に入射する。

このとき、図２（ａ）に示すように、レーザ光１２の導光板１６の対向面１６ｃでの反射、および、レンチキュラーレンズ１８ｂでの拡散は同じ面内（伝搬面）で行われ、かつ、この面に対してレーザ光１２の偏光方向１２ａは常に直交しているため、レーザ光１２の偏光は保持される。したがって、レーザ光１２は、偏光の揃った状態で液晶パネル１７に入射し、この偏光方向１２ａと偏光板１７ｆの透過軸は一致するように構成されているため、レーザ光１２の大部分が偏光板１７ｆを透過し、高い光利用効率が得られる。

液晶パネル１７の偏光板１７ｆから高効率で入射したレーザ光１２は、液晶層１７ｂで変調され、カラーフィルタ１７ｃにおいて領域ごとにＲ光、Ｇ光およびＢ光のうち所定の光が透過するように進行したのち、出射側の偏光板１７ｇから出射し、シート状のレンチキュラーレンズ１８ｂにより１次元方向１８ｄに拡散される。

ここで、レンチキュラーレンズ１８ａ、１８ｂは互いに直交する方向にレーザ光１２を拡散するように構成されているので、広い視野角が実現できる。

このとき、図２（ｂ）に示すように、導光板１６から出射したレーザ光１２は伝搬面に対して略平行であり、一次元方向１８ｄにおいて異なる画素を透過した光はレンチキュラーレンズ１８ｂ上では殆ど重ならないため、一次元方向１８ｄでは像が重なって見えるような画質劣化は生じない。

また、図２（ａ）に示すように、レーザ光１２はレンチキュラーレンズ１８ａにより伝搬面内で拡散されるため、一次元方向１８ｃにおいて異なる画素を透過した光はレンチキュラーレンズ１８ｂ上で重なるが、レンチキュラーレンズ１８ｂでは、レンチキュラーレンズ１８ａと同じ方向には拡散させないため、レンチキュラーレンズ１８ｂ上で重なった光が同じ方向に出射することは無く、この方向でも像が重なって見えるような画質劣化は生じない。

このような構成とすることにより、本実施の形態の液晶表示装置１０では、レーザ光１２の偏光を保持して効率よく液晶パネル１７に入射させることができるため、高輝度かつ低消費電力の液晶表示装置が実現できる。また、同時に、レーザ光１２は互いに直交する方向に十分に拡散されるので視野角の広い画像が表示できるとともに、画像がぼける等の画質劣化が少なく、さらに、液晶層１７ｂを通過するときの入射角を通常より小さくできるので、斜め方向から見た場合でも、正面方向から見た場合と同等の高いコントラストを実現できる。

また、内部に拡散ビーズ等を含むヘーズの高い拡散シートを液晶パネルの出射側に配置すると白浮きが課題となるが、レンチキュラーレンズは反射面が少なく、ＡＲコートも可能であるため、白浮きを抑制することができる。

また、図２（ｂ）に示すようにレンチキュラーレンズ１８ｂは、ＲＧＢ画素２１を構成するＲ画素２１ｒ、Ｇ画素２１ｇおよびＢ画素２１ｂの各画素に対して、１画素内に複数のレンズからなるレンズアレイ構造を有するように構成している。ここでは、１画素に対応してバー状の単一のレンチキュラーレンズが２から３バーの単位で配置した構成を例示している。

このような構成とすることにより、レーザ光１２の輝度の角度分布をさらに均一化することができるので、さらに広い視野角を持ち一様でむらのない大画面表示の液晶表示装置を実現することができる。

なお、本実施の形態では、導光板１６に入射するレーザ光１２の偏光方向１２ａを導光板１６の主面１６ｂと平行としたが、主面１６ｂに垂直、すなわち伝搬面内の偏光方向としても偏光を保持したまま拡散できるため、偏光板１７ｆの透過軸をこの偏光方向に設定すれば、同様に高い光利用効率が得られる。

また、導光板１６に入射するレーザ光１２は側面１６ａに垂直としたが、導光板１６の厚み方向、すなわち、伝搬面内では拡散していても、同様に偏光は保持され、高い光利用効率が得られる。

また、一般的なテレビジョン用のディスプレイ装置では、ＲＧＢ画素２１が繰り返し配列される方向１８ｅに沿った方向が水平方向となるように構成されるが、本発明の液晶表示装置１０は方向１８ｅが水平方向であっても、垂直方向であってもよい。

図３は本発明の実施の形態１にかかる他の液晶表示装置２０の概略構成を示す図で、（ａ）は液晶表示装置２０の断面図、（ｂ）は導光板２６の側面２６ａおよび対向面２６ｃを模式的に示した斜視図を示している。

本実施の形態１の液晶表示装置２０は、図１および図２に示す液晶表示装置１０とは導光板２６の構造のみが異なり、他は同様の構成となっている。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、導光板２６は、一方の主面２６ｂに対向する対向面２６ｃに側面２６ａと平行に形成された偏向溝２６ｄを有し、この偏向溝２６ｄの底面および側面の形状が曲面で構成されている。

このように構成された液晶表示装置２０において、導光板２６の側面２６ａからレーザ光１２が入射すると、レーザ光１２は偏向溝２６ｄを反射面として１次元方向１８ｃに拡散して反射され、主面２６ｂから一次元方向１８ｃに広がって出射する。

このような構成とすることにより、液晶表示装置１０と同様に高い光利用効率と広い視野角が実現できるとともに、より均一でむらのない液晶表示装置が実現できる。

なお、図２（ａ）および図３（ａ）において、レンチキュラーレンズ１８ａは導光板１６、２６と少し離して配置しているが、レンチキュラーレンズ１８ａは導光板１６、２６の主面１６ｂ、２６ｂに隣接して配置してもよく、レンチキュラーレンズ１８ａを主面１６ｂ、２６ｂ上に一体に形成してもよい。

このような構成とすることにより、レンチキュラーレンズ１８ａと導光板１６、２６は一体成形が可能となるので、低コスト化が図れる。

また、本実施の形態では、レーザ光源を用いる構成としたが、光源にＬＥＤを用いることもできる。図９は本発明の実施の形態１にかかる他の液晶表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）は液晶表示装置の全体の斜視図、（ｂ）は液晶表示装置の全体の平面図を示している。

図９（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示装置７０は、赤色ＬＥＤ７１ａ、緑色ＬＥＤ７１ｂ、および、青色ＬＥＤ７１ｃから構成されたＬＥＤ光源７１と、ＬＥＤ光源７１から出射するＲ光、Ｇ光およびＢ光をコリメートするコリメートレンズ７２と、照射光７３を側面１６ａから入射させ、主面１６ｂから出射する導光板１６と、特定の偏光成分を透過し、それと直交する偏光成分を反射する偏光反射シート７４と、この偏光反射シート７４を透過する照射光７３を変調する液晶パネル１７を備え、液晶パネル１７は、少なくとも液晶部１７ａを挟んで配置され、互いに直交する方向に照射光７３を拡散する１組の光学シート１８をさらに備えている。

ここで、偏光反射シート７４は、液晶パネル１７の導光板側の偏光板の透過軸と同じ方向の偏光を透過するように構成されている。

また図示していないが、導光板１６の対向面１６ｃに隣接して反射シートが配置されている。また、偏光反射シート７４の導光板側の面には反射した光の偏光を回転させる位相差シートが配置されている。

このように構成された液晶表示装置７０において、赤色ＬＥＤ７１ａ、緑色ＬＥＤ７１ｂおよび青色ＬＥＤ７１ｃから出射した照射光７２は、ＬＥＤごとにコリメートされ、導光板１６の側面１６ａから入射し、導光板１６の対向面１６ｃで図示していない偏向溝により反射されて主面１６ｂから出射し、偏光反射シート７４に到達する。ここで、特定の偏光成分は透過し、それと直交する方向の偏光成分は反射する。偏光反射シート７４で反射した光は、位相差シートにより偏光が回転し、導光板１６を通過して導光板１６の対向面１６ｃに隣接した反射シートで反射して、再び偏光反射シート７４に到達する。このように偏光反射シート７４で反射した光はリサイクルされ、いずれ偏光反射シートを透過する。

偏光反射シート７４を透過した照射光７３は、レンチキュラーレンズ１８ａにより偏光を保持したまま１次元方向に拡散されて液晶パネル１７に入射する。このとき、照射光７３の偏光方向は液晶パネル１７の導光板側の偏光板の透過軸と一致するため、照射光７３の大部分が偏光板で吸収されずに液晶パネル１７に入射し、高い光利用効率が得られる。

液晶パネル１７に高効率で入射した照射光７３は、液晶層で変調され、出射側の偏光板から出射し、シート状のレンチキュラーレンズ１８ｂにより１次元方向に拡散される。

ここで、レンチキュラーレンズ１８ａ、１８ｂは互いに直交する方向に照射光７３を拡散するように構成されているので、広い視野角が実現できる。

このとき、図１、図２、図３に示した構成と同様に画像のぼけによる画質劣化や、白浮きは十分に抑制されている。

このような構成とすることにより、本実施の形態の液晶表示装置７０でも、高輝度かつ低消費電力の液晶表示装置が実現でき、同時に、視野角の広い画像が表示できるとともに、画像がぼける等の画質劣化が少なく、さらに、高いコントラストを実現できる。

また、本実施の形態では、線状光源部の光学系を簡略化したことにより低コスト化が図れる。

なお、ＬＥＤ光源を用いる別の構成として、ＬＥＤを平面上に多数配列して面状の照明装置とする構成としてもよい。このように構成すると、いわゆるローカルディミング技術を利用できるのでさらに光利用効率を向上させることができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置を示す概略構成図で、（ａ）は液晶表示装置の構成全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の４Ｂ−４Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図、（ｃ）は（ａ）の矢印４Ｃから導光板のみを見た平面図を示している。なお、図４（ａ）および（ｂ）においては面状照明装置の各部分はそれぞれの構成を理解しやすくするために分離して配置しているように示しているが、実際の構成においては図示しないベースプレート上や縁枠内などに設置して全体を一体的に固定している。

図４に示す本実施の形態２の液晶表示装置３０は、実施の形態１において示した液晶表示装置１０、２０とは、導光板１６と液晶パネル１７の間に反射型カラーフィルタ３１が配置されているところ、および、反射シート３２を具備しているところが異なっている。

すなわち、液晶表示装置３０は、少なくとも、レーザ光１２を出射する図１（ａ）および（ｂ）に示すレーザ光源１１と、レーザ光１２を側面１６ａから入射させ、レーザ光１２の偏光方向を保持して主面１６ｂから出射する導光板１６と、この導光板１６から出射するレーザ光１２を変調する液晶パネル１７を備え、液晶パネル１７は、少なくとも液晶部１７ａを挟んで配置され、互いに直交する方向にレーザ光１２を拡散する１組の光学シート１８をさらに備えている。

反射型カラーフィルタ３１は、Ｒ光フィルタ３１ｒ、Ｇ光フィルタ３１ｇおよびＢ光フィルタ３１ｂから成る、分光特性の異なる３つの領域を有しており、図４（ｃ）に示すように各フィルタがストライプ状に配置されている。また各フィルタは、液晶パネル１７のＲ画素２１ｒ、Ｇ画素２１ｇおよびＢ画素２１ｂに対応して配置されている。

また、この反射型カラーフィルタ３１の各フィルタの長手方向はレンチキュラーレンズ１８ａによりレーザ光１２が拡散する一次元方向１８ｃと同一の方向となるように構成されている。

図８は反射型カラーフィルタ３１の構造および特性を示した説明図で、（ａ）は反射型カラーフィルタの概略構造図、（ｂ）は反射型カラーフィルタの分光特性を示した図を示している。

図８（ａ）において、反射型カラーフィルタ３１は例えばＴｉＯ２等の高屈折材料８２、８４、８６、８８、９０、９２とＳｉＯ２等の低屈折材料８１、８３、８５、８７、８９、９１、９３を積層して形成されており、各フィルタの領域ごとに分光特性の異なる膜構造が形成されている。

図８（ｂ）において、９５はＲ光フィルタ３１ｒの分光特性、９６はＧ光フィルタ３１ｇの分光特性、９７はＢ光フィルタ３１ｂの分光特性を示しており、Ｒ光フィルタ３１ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光およびＢ光を反射、Ｇ光フィルタ３１ｇはＧ光を透過し、Ｒ光およびＢ光を反射、Ｂ光フィルタ３１ｂはＢ光を透過し、Ｒ光およびＧ光を反射するように構成されている。

このように構成された液晶表示装置３０において、導光板１６に入射したレーザ光１２は導光板１６内を伝搬し、導光板１６の対向面１６ｃで図示していない偏向溝により反射して主面１６ｂに向けて偏向され、主面１６ｂから出射する。このとき、レーザ光１２は導光板１６の側面１６ａに垂直に入射し、かつ、導光板１６の偏向溝は側面１６ａに平行に設けられているので、レーザ光１２は側面１６ａと主面１６ｂに垂直な伝搬面に対して平行に伝搬する。

導光板１６から伝搬面に対して平行に出射したレーザ光１２は、反射型カラーフィルタ３１に入射し、Ｒ光フィルタ３１ｒでＲ光、Ｇ光フィルタ３１ｇでＧ光、Ｂ光フィルタ３１ｂでＢ光がそれぞれ透過し、それ以外の光は反射する。

反射型カラーフィルタ３１で反射したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、導光板１６を通過し、反射シート３２で反射され、再び導光板１６を通過して反射型カラーフィルタ３１に戻り、再び所定のフィルタに入射した所定の光のみ透過し、それ以外の光は反射する。反射型カラーフィルタ３１で再び反射した光は、反射型カラーフィルタ３１と反射シート３２の間で反射を繰り返す間に、Ｒ光フィルタ３１ｒ、Ｇ光フィルタ３１ｇおよびＢ光フィルタ３１ｂのうち所定のフィルタに入射した際に透過する。

反射型カラーフィルタ３１を透過して、領域毎にＲ光、Ｇ光およびＢ光に分離されて導光板１６から出射したレーザ光１２は、１次元拡散素子であるレンチキュラーレンズ１８ａにより１次元方向１８ｃに拡散されて液晶パネル１７に入射し、ＲＧＢ画素２１に向かう。

このとき、導光板１６を出射するレーザ光１２は伝搬面に対して平行に進行するため、領域毎に分離されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、ストライプ状に構成されたＲＧＢ画素２１の各画素に効率よく入射し、大部分の光がカラーフィルタ１７ｃを透過する。

カラーフィルタ１７ｃを透過したレーザ光１２は、出射側の偏光板１７ｇから出射し、シート状のレンチキュラーレンズ１８ｂにより１次元方向１８ｄに拡散される。

このように構成することにより、本実施の形態の液晶表示装置３０では、視野角の広い画像が表示できるとともに、画像がぼける等の画質劣化が少なく、斜め方向から見た場合でも高いコントラストを実現できる。

さらに、液晶パネル１７の各画素にそれぞれＲ光、Ｇ光およびＢ光を効率よく入射させることができ、また、反射型カラーフィルタ３１を反射した光もリサイクルして利用できるため、光利用効率が向上し、より低消費電力の液晶表示装置が実現できる。

なお、本実施の形態の反射型カラーフィルタは図８に示したような構造としたが、同様の分光特性が実現できるものであれば、別の構造であってもよい。また、この反射型カラーフィルタは２次元あるいは３次元のフォトニック結晶構造で実現することも可能であり、例えば、波長以下の微細な周期構造からなるサブ波長格子であってもよい。サブ波長格子はナノインプリントを用いて導光板の主面１６ｂ、あるいは、レンチキュラーレンズ１８ａの裏面に形成することも可能であり、量産性に優れ、低コスト化が図れる。

図５は本発明の実施の形態２にかかる他の液晶表示装置を示す概略構成図で、（ａ）は液晶表示装置の構成全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の５Ｂ−５Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図を示している。

図５に示す液晶表示装置４０は、図４に示した液晶表示装置３０と異なり、反射型カラーフィルタ４１がガラス基板１７ｄの下部に形成されて配置されている。また、導光板４６は、対向面４６ｃが傾きの異なる複数の傾斜面の組み合わせから構成されており、この対向面４６ｃの全面には反射コートが形成されている。また、導光板４６に入射するレーザ光１２は、導光板４６の厚み方向に拡散されて入射するように構成されている。なお、この液晶表示装置４０では、液晶表示装置３０で具備していた反射シート３２、レンチキュラーレンズ１８ａおよび偏光板１７ｆを用いていない。

このように構成された液晶表示装置４０において、導光板３６の厚み方向に拡散された状態で導光板３６に入射したレーザ光１２は、対向面４６ｃで反射する度に伝搬面内で進行方向が変わり、主面４６ｂへの入射角が臨界角以下になると導光板４６を出射して反射型カラーフィルタ４１に入射する。ここで、Ｒ光フィルタ４１ｒでＲ光、Ｇ光フィルタ４１ｇでＧ光、Ｂ光フィルタ４１ｂでＢ光がそれぞれ透過し、それ以外の光は反射する。反射したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、反射型カラーフィルタ４１と導光板４６の対向面４６ｃの間で反射を繰り返す間に一次元方向１８ｃの方向に拡散され、Ｒ光フィルタ４１ｒ、Ｇ光フィルタ４１ｇおよびＢ光フィルタ４１ｂのうち所定のフィルタに入射した際に透過する。

反射型カラーフィルタ４１を透過して、領域毎にＲ光、Ｇ光およびＢ光に分離されたレーザ光１２は、ＲＧＢ画素２１の各画素に効率よく入射し、大部分の光がカラーフィルタ１７ｃを透過し、出射側の偏光板１７ｇから出射してシート状のレンチキュラーレンズ１８ｂにより１次元方向１８ｄに拡散される。

このように構成することにより、液晶パネル１７に入射するレーザ光１２をレンチキュラーレンズ等の一次元拡散素子を別途設けることなく一次元方向に拡散できるので、低コスト化が図れる。また、対向面４６ｃおよび反射型カラーフィルタ４１における反射で偏光が保持されることから、液晶パネル１７の入射側の偏光板を不要とすることができ、さらに低コスト化が図れる。

なお、図５に示した本実施の形態では、反射型カラーフィルタ４１と導光板４６の対向面４６ｃの間で反射を繰り返すことにより、一次元方向に拡散させる構成としたが、反射型カラーフィルタ４１の代わりに一部を透過し、一部を反射する半透過フィルタあるいは、偏光反射シートを本実施の形態の導光板４６と組み合わせてもよい。

例えば、図２の構成でレンチキュラーレンズ１８ａの導光板側の面を半透過面とし、図５に示した導光板４６と組み合わせることにより、広い視野角が得られるとともに、均一性を向上させることができる。また、偏光反射シートを用いる図９の構成で、導光板を本実施の形態の導光板４６とすると、レンチキュラーレンズ１８ａが不要になるため、低コスト化が図れる。

なお、図４および図５に示した本実施の形態においても、図９に示したように光源にＬＥＤを用いることができる。また、導光板を用いる代わりに、ＬＥＤを平面上に並べる構成とすることもできる。

また、本実施の形態では、空間的にＲ光、Ｇ光およびＢ光を分離するのに反射型カラーフィルタを用いる構成としたが、反射型カラーフィルタの代わりに回折素子、ホログラム、プリズム等で構成された波長分離素子を用いてもよい。図１０は本発明の実施の形態２にかかる他の液晶表示装置の概略構成を示す図で、（ａ）は液晶表示装置の構成全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図を示している。

図１０に示す液晶表示装置８０は、図４に示す液晶表示装置３０とほぼ同じ構成であるが、導光板１６にレーザ光１２を入射させる方向、反射型カラーフィルタの代わりに波長分離素子１０１を設けたこと、波長分離素子１０１と液晶パネル１７の間にレンチキュラーレンズ１０２を設けたことが異なる。

ここで、波長分離素子１０１は、例えば回折角の波長分散を利用して一次元方向１８ｄにおいて波長ごとに進行方向を分離するように構成されており、レンチキュラーレンズ１０２は同じく一次元方向１８ｄの方向に曲率を持つように構成されている。

このように構成することにより、波長分離素子１０１で波長ごとに分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光をレンチキュラーレンズ１０２により、入射角に応じた画素に効率よく入射させることができ、高い光利用効率が得られる。

このように構成した場合も、レンチキュラーレンズ１８ａでは波長分離を行う方向と直交する方向にのみ拡散するので、高い効率を実現するとともに広い視野角が得られる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置を示す概略構成図で、（ａ）は液晶表示装置の構成全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の６Ｂ−６Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図を示している。図６に示す液晶表示装置５０は、実施の形態１の図２に示す液晶表示装置１０とほぼ同じ構成であるが、光学シート１８ａのレンチキュラーレンズが形成された面の裏側に配光パターンを形成したこと、光学シート１８ｂにブラックストライプ５１を設けたこと、および光学シート１８ｂと偏光板１７ｇとの位置関係が異なる。

すなわち、液晶表示装置５０は、少なくとも、レーザ光１２を出射する図１（ａ）および（ｂ）に示すレーザ光源１１と、レーザ光１２を側面１６ａから入射させ、レーザ光１２の偏光方向を保持して主面１６ｂから出射する導光板１６と、この導光板１６から出射するレーザ光１２を変調する液晶パネル１７を備え、液晶パネル１７は、少なくとも液晶部１７ａを挟んで配置され、互いに直交する方向にレーザ光１２を拡散する１組の光学シート１８をさらに備えている。

ここで、例えばレンチキュラーレンズからなる光学シート１８ｂは、少なくとも液晶パネル１７の出射側のガラス基板１７ｅと偏光板１７ｇとの間に配置され、偏光板１７ｇ側にＲＧＢ画素に対応したブラックストライプ５１が設けられている。

また、光学シート１８ａのレンチキュラーレンズが形成された面の裏側には、図６（ｂ）に示すように、ＲＧＢ画素２１の各画素を透過した光が、光学シート１８ｂ上でＲＧＢ画素ごとに集まるように偏向する配光パターンが形成されている。

このように構成された液晶表示装置５０において、導光板１６に入射したレーザ光１２は導光板１６内を伝搬し、導光板１６の対向面１６ｃで図示していない偏向溝により反射して主面１６ｂに向けて偏向され、主面１６ｂから伝搬面に平行に出射する。

導光板１６から出射したレーザ光１２は光学シート１８ａに入射し、入射面に形成された配光パターンにより、伝搬面と直交する仮想面内で偏向され、出射面のレンチキュラーレンズにより一次元方向１８ｃに拡散されて液晶パネル１７に入射し、ＲＧＢ画素２１を経由して光学シート１８ｂに到達する。このとき、図６（ｂ）に示すように、ＲＧＢ画素２１の各画素を通過したレーザ光１２は、ＲＧＢ画素ごとに集光している。

光学シート１８ｂに入射したレーザ光１２は、レンチキュラーレンズにより１次元方向１８ｄに拡散され、偏光板１７ｇを通過して液晶パネル１７から出射する。

また、このように構成された液晶表示装置５０において、画像の表示側から液晶パネル１７に入射する外光は、偏光板１７ｇおよびブラックストライプ５１により吸収される。

このような構成とすることにより、本実施の形態の液晶表示装置では、実施の形態１と同様に、低消費電力で高輝度かつ視野角の広い画像が表示できる液晶表示装置が実現できる。

さらに、本実施の形態では、光学シート１８ｂを偏光板１７ｇとガラス基板１７ｅの間に配置し、さらにブラックストライプを設けることにより、外光の反射を抑え、白浮きを低減することができる。このとき、図６（ｂ）に示すように、レーザ光１２を出射側の光学シート１８ｂ上でＲＧＢ画素毎に集光しているので、レーザ光１２がブラックストライプ５１で遮られて効率を落とすことはない。これにより、出射する光の効率を落とさずに明所コントラストを改善した液晶表示装置が実現できる。

なお、本実施の形態では、ＲＧＢ画素の境界に沿ってブラックストライプを設ける構成としているが、図７に示すようにＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に沿ってブラックストライプを設ける構成としてもよい。

図７は本発明の実施の形態３にかかる他の液晶表示装置を示す概略構成図で、（ａ）は液晶表示装置の構成全体を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の７Ｂ−７Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図を示している。図７に示す液晶表示装置６０は、図６に示す液晶表示装置５０とほぼ同じ構成であるが、導光板１６へのレーザ光１２の入射方向、光学シート１８ａ、１８ｂのレンチキュラーレンズの拡散方向、光学シート１８ａの裏側の配光パターンの集光方向、および、ブラックストライプの方向が図６に示す構成と比べて９０°回転した構成となっている。

このような構成とすると、実施の形態１と同様の高い光利用効率が得られ、さらに、白浮きを大幅に抑えることができる。

本発明の液晶表示装置は、光源のレーザ光を効率よく液晶パネルの液晶部に到達させることができるとともに、均一で広い視野角を実現でき、構成上懸念される明所コントラストの悪化を抑え、かつ薄型化も可能である。これにより、薄型で、高輝度かつ低消費電力の大画面表示を実現することができ、しかも、均一でむらが無く、視野角の広い液晶表示装置が実現できるので有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示す図で、液晶表示装置の全体の斜視図（ｂ）液晶表示装置の全体の平面図 （ａ）本実施の形態の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成を示す断面図で、図１（ｂ）に示す液晶表示装置の２Ａ−２Ａ線から見た断面図（ｂ）同じく２Ｂ−２Ｂ線から見た断面図 （ａ）本発明の実施の形態１にかかる他の液晶表示装置の概略構成を示す図で、液晶表示装置の断面図（ｂ）導光板の側面および対向面を模式的に示した斜視図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置を示す概略構成図で、液晶表示装置の構成全体を示す断面図（ｂ）（ａ）の４Ｂ−４Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図（ｃ）（ａ）の矢印４Ｃから導光板のみを見た平面図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかる他の液晶表示装置を示す概略構成図で、液晶表示装置の構成全体を示す断面図（ｂ）（ａ）の５Ｂ−５Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図 （ａ）本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置を示す概略構成図で、液晶表示装置の構成全体を示す断面図（ｂ）（ａ）の６Ｂ−６Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図 （ａ）本発明の実施の形態３にかかる他の液晶表示装置を示す概略構成図で、液晶表示装置の構成全体を示す断面図（ｂ）（ａ）の７Ｂ−７Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかる反射型カラーフィルタの構造および特性を示した説明図で、反射型カラーフィルタの概略構造図（ｂ）反射型カラーフィルタの分光特性を示した図 （ａ）本発明の形態の形態１にかかる他の液晶表示装置の概略構成を示す図で、液晶表示装置の全体の斜視図（ｂ）液晶表示装置の全体の平面図 （ａ）本発明の実施の形態２にかかる他の液晶表示装置の概略構成を示す図で、液晶表示装置の構成全体を示す断面図（ｂ）（ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線から見た液晶表示装置の断面図

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 液晶表示装置
１１ レーザ光源
１１ａ Ｒ光源（赤色レーザ光源）
１１ｂ Ｇ光源（緑色レーザ光源）
１１ｃ Ｂ光源（青色レーザ光源）
１２ レーザ光
１２ａ 偏向方向
１３ ダイクロイックミラー
１４ ミラー
１５ 線状導光部
１５ａ ハーフミラー
１６，２６，４６ 導光板
１６ａ，２６ａ，４６ａ 側面
１６ｂ，２６ｂ，４６ｂ 主面
１６ｃ，２６ｃ，４６ｃ 対向面
１７ 液晶パネル
１７ａ 液晶部
１７ｂ 液晶層
１７ｃ カラーフィルタ
１７ｄ，１７ｅ ガラス基板
１７ｆ，１７ｇ 偏光板
１８ 光学シート
１８ａ，１８ｂ レンチキュラーレンズ（光学シート）
１８ｃ，１８ｄ １次元方向
１８ｅ 方向
１９ 制御部
１９ａ 配線
２１ ＲＧＢ画素
２１ｒ Ｒ画素
２１ｇ Ｇ画素
２１ｂ Ｂ画素
３１，４１ 反射型カラーフィルタ
３１ｒ，４１ｒ Ｒ光フィルタ
３１ｇ，４１ｇ Ｇ光フィルタ
３１ｂ，４１ｂ Ｂ光フィルタ
３２ 反射シート
５１ ブラックストライプ
７１ ＬＥＤ光源
７１ａ 赤色ＬＥＤ
７１ｂ 緑色ＬＥＤ
７１ｃ 青色ＬＥＤ
７２ コリメートレンズ
７３ 照射光
７４ 偏光反射シート
８１，８３，８５，８７，８９，９１，９３ 低屈折材料
８２，８４，８６，８８，９０，９２ 高屈折材料
９５ Ｒ光フィルタの分光特性
９６ Ｇ光フィルタの分光特性
９７ Ｂ光フィルタの分光特性
１０１ 波長分離素子
１０２ レンチキュラーレンズ

Claims (19)

1. 少なくとも３つの異なる波長の光を発する光源を有し、前記光源から発する光を平面領域から照射する面状照明装置と、
   前記面状照明装置からの照射光を変調する液晶パネルと、
   前記液晶パネルの少なくとも液晶部を挟んで配置された拡散素子と、を備え、
   前記拡散素子は、前記液晶パネルの液晶部より面状照明装置側に配置された第１の拡散素子と、前記液晶パネルの液晶部より前記液晶パネルの画像表示側に配置された第２の拡散素子から成り、前記第１の拡散素子と前記第２の拡散素子は、互いに直交する一次元方向に前記照射光を拡散させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記面状照明装置は、前記光源から出射する光を側面から入射し、一方の主面から出射する導光板を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の拡散素子は、直線偏光の照射光が入射するように構成され、
   前記照射光の偏光方向は、前記照射光が前記第１の拡散素子に入射する方向と、前記第１の拡散素子により拡散される方向を含む仮想面に対して平行あるいは垂直となるように構成され、前記液晶パネルの面状照明装置側の偏光板の透過軸と一致することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記面状照明装置と前記第１の拡散素子の間に、所定の偏光成分は透過し、それと直交する偏光成分は反射する偏光反射シートをさらに備え、前記偏光反射シートで反射した光が前記面状照明装置で反射され、再び前記偏光反射シートに戻るように構成されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記面状照明装置は、前記光源から出射する光を側面から入射し、一方の主面から出射する導光板をさらに備え、前記導光板は、直線偏光の光が入射するように構成され、前記導光板から直線偏光の光が出射するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
6. 前記光源は、少なくとも赤色光、緑色光および青色光を出射するＲＧＢ光源からなり、
   前記第１の拡散素子は、波長ごとに空間的に分離された照射光が入射するように構成され、
   前記第１の拡散素子の拡散方向は、前記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向と直交するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記面状照明装置と前記第１の拡散素子の間に、反射型のカラーフィルタをさらに備え、
   前記反射型のカラーフィルタは、緑色光、青色光を反射し赤色光を透過するＲ領域と、赤色光、青色光を反射し緑色光を透過するＧ領域と、赤色光、緑色光を反射し青色光を透過するＢ領域が形成され、
   前記Ｒ領域、Ｇ領域、Ｂ領域は、前記液晶パネルのＲＧＢ画素に対応するように配置され、前記反射型カラーフィルタで反射した光が前記面状照明装置で反射され、再び前記反射型カラーフィルタに戻るように構成されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 前記光源と前記第１の拡散素子の間に配置された、回折あるいは屈折を用いて波長ごとに進行方向を分離する波長分離素子と、前記波長分離素子と前記液晶パネルの間に配置された、シリンドリカルレンズと、をさらに備え、
   前記波長分離素子は、前記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に、波長ごとに出射角を分離するように構成され、
   前記シリンドリカルレンズは、前記液晶パネルのＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に曲率を有することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
9. 前記導光板は、前記照射光が一次元方向にのみ拡散されて出射するように構成され、
   前記導光板に前記照射光が入射する方向と、前記導光板からの出射光が拡散される方向と、前記第１の拡散素子で拡散される方向が同一の仮想面内にあることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
10. 前記導光板は、前記一方の主面に対向する対向面に前記側面と平行に形成された溝を有し、
    前記溝の底面および側面の断面形状は曲面からなり、前記側面から入射した前記照射光の一部が、前記溝を反射面として１次元方向に拡散して前記一方の主面から出射していることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶パネルの液晶部と前記導光板の間に、入射光の一部を透過し、一部を反射する半透過フィルタをさらに備え、
    前記第１の拡散素子は、前記導光板の前記一方の主面に対向する対向面に形成された傾きの異なる複数の傾斜面で構成され、
    前記複数の傾斜面と前記半透過フィルタとの間で反射を繰り返すことにより一次元方向に拡散するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
12. 前記半透過フィルタは、所定の偏光成分は透過し、それと直交する偏光成分は反射する偏光反射シートであることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記半透過フィルタは、緑色光、青色光を反射し赤色光を透過するＲ領域と、赤色光、青色光を反射し緑色光を透過するＧ領域と、赤色光、緑色光を反射し青色光を透過するＢ領域を有する反射型カラーフィルタであることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１および第２の拡散素子は、片面あるいは両面にレンチキュラーレンズまたは不等ピッチ回折格子が形成された光学シートであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
15. 前記第２の拡散素子は、前記液晶パネルのＲＧＢ画素を構成するＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素のうちの少なくともいずれか１画素に対応する対応領域内に複数のレンズからなるレンズアレイ構造を有することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記第２の拡散素子は、前記液晶パネルの画像表示側のガラス基板と偏光板との間に配置されたことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
17. 前記第２の拡散素子は、画像表示側かつ隣接するＲＧＢ画素の境界領域の上方に、ブラックストライプを配置したことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
18. 前記第２の拡散素子は、画像表示側かつＲＧＢ画素が繰り返し配列される方向に沿って、ブラックストライプを配置したことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
19. 前記第１の拡散素子は、片面にレンチキュラーレンズまたは不等ピッチ回折格子が形成され、透過光を一次元方向に拡散させるとともに、もう一方の面には、一次元方向に拡散させる方向と直交する方向に液晶パネルの出射面付近で集光させる配光パターンが形成された光学シートであることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。

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