JP4760761B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は面光源装置及びこの面光源装置に用いる導光板、更にはこの面光源装置を用いた表示装置に関し、特にＬＥＤ等の点光源を用いた面光源装置に関する。

従来、液晶表示素子の如き空間光変調素子を照明装置によって照明して画像表示を行うように構成された表示装置が提案されている。

図７は、従来の透過型ＴＦＴ−ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いた表示装置の構成を示す斜視図である。

図８は、従来の透過型ＴＦＴ−ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いた表示装置の構成を示す断面図である。

液晶表示素子に代表される非発光の空間光変調素子を用いた表示装置においては、図７及び図８に示すように、空間光変調素子１０１の背面側に、この空間光変調素子を照明するための照明装置（バックライトユニット）１０２が設けられている。この照明装置１０２から射出された白色の照明光は、赤色用の画素電極（透明電極）、緑色用の画素電極及び青色用の画素電極１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに入射する。各色用の画素を経た照明光は、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを透過して、赤色光、緑色光及び青色光となる。これら各色光が合成されて、カラー画像が表示される。

このような表示装置における照明装置としては、例えば、光源と、この光源に裏面部を対向させて配置された拡散板とを有する、いわゆる「直下型」の照明装置が知られている。この照明装置においては、光源から射出された照明光は、拡散板に裏面部より入射し、この拡散板の表面部より射出されて、空間光変調素子に入射する。

また、このような表示装置における照明装置としては、光源と、この光源に側面部を対向させて配置された導光板とを有する、いわゆる「エッジライト型」の照明装置が知られている。この照明装置においては、光源から射出された照明光は、導光板に側面部より入射し、この導光板の表面部より射出されて、空間光変調素子に入射する。なお、導光板の裏面部へ抜けた照明光は、この導光板の裏面側に配置された反射シートによって反射され、再ぴ導光板内に戻される。

また、これら照明装置において、拡散板または導光板の表面部（射出面）には、この表面部から射出される照明光を視野角内に集光させて輝度を向上させるためのプリズムレンズシートや、輝度を均一化させるための第２の拡散板や拡散シートを設けてもよい。

そして、このような照明装置における光源としては、線状光源となる冷陰極蛍光灯等や、点光源となる発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）等の発光素子が用いられる。光源として発光素子を用いる場合には、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、複数の発光素子は、互いに離間された状態に並べられ、拡散板または導光板の入射面（裏面部、または、側面部）に対向して配置される。

なお、特許文献１及び特許文献２に記載された照明装置においては、拡散板または導光板に対する発光素子の位置決めを容易にするため、拡散板または導光板には、発光素子が嵌合するための凹部を設けている。発光素子は、拡散板または導光板に設けられた凹部に嵌め合わされることにより、拡散板または導光板に対して位置決めされる。

実用新案登録第２５７８５２９号公報 特開平１０−８２９１５号公報

ところで、前述のような表示装置の照明装置において、複数の発光素子を並べて光源として用いるようにすると、拡散板または導光板から射出された照明光においては、発光素子からの距離に応じた輝度むらが発生し易く、特に、発光素子間の間隔が広い場合には、輝度むらが顕著になる。そのため、このような照明装置においては、発光素子間の間隔を広くすることができないため、発光素子の数を減らして製造の容易化や製造コストの低廉化を図ることは困難である。

そして、発光素子として、赤色光を発する素子、緑色光を発する素子及び青色光を発する素子を用いる場合には、これら各色光を合成して白色の照明光とするために、各発光素子からの各色光が充分に混合されるように、十分な厚みを有する拡散板または導光板を用いたり、または、光混合室を設ける必要がある。このような十分な厚みの拡散板または導光板や光混合室を用いることは、表示装置の小型化の妨げとなる。

また、十分な厚みの拡散板または導光板や光混合室を用いることによって輝度むらの少ない白色の照明光が得られたとしても、この照明光は、カラーフィルタにより、赤色成分、緑色成分、または、青色成分のみが選択されて透過される。このとき、照明光の３分の２の成分はカラーフィルタに吸収されるので、画像表示に利用される照明光は、３分の１以下の成分となる。このような照明光の損失のため、必要な輝度の表示画像を得るためには、より多くの発光素子が必要となり、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化を図ることは困難である。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、赤色光を発する発光素子、緑色光を発する発光素子及び青色光を発する発光素子を光源として用いた照明装置において、カラーフィルタを用いることによる照明光の損失が防止され、必要な照明輝度が得られながら、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化が可能となされ、また、拡散板または導光板の厚さを薄くすることによる小型化が可能となされた照明装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、このような照明装置を用いることによって、十分な輝度の表示画像が得られながら、カラーフィルタを用いないことにより良好な色再現性が得られ、小型化が可能となされた表示装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、以下の構成を有するものである。

〔構成１〕
少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、各光透過性導光体の一端部に対向して設置され各光透過性導光体ごとに異なる色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、各光透過性導光体内に形成され各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射されこれら光束を正面側に射出させる光透過性導光板とを備え、一の光透過性導光体から射出された光束は、他の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、光透過性導光板の側面部に入射されることを特徴とするものである。

また、本発明に係る表示装置は、以下の構成を有するものである。

〔構成２〕
少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、各光透過性導光体の一端部に対向して設置され各光透過性導光体ごとに異なる色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、各光透過性導光体内に形成され各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射されこれら光束を正面側に射出させる光透過性導光板と、光透過性導光板の正面側に配置された空間光変調素子とを備え、一の光透過性導光体から射出された光束は、他の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、光透過性導光板を経て、空間光変調素子に入射されることを特徴とするものである。

〔構成３〕
少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、各光透過性導光体の一端部に対向して設置され各光透過性導光体ごとに三原色のうちの異なる一の色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、各光透過性導光体内に形成され各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射されこれら光束を正面側に射出させる光透過性導光板と、光透過性導光板の正面側に配置された空間光変調素子とを備え、第１の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第１の色の光束は、第２及び第３の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して光透過性導光板を経て空間光変調素子における第１の色に対応する画素に入射され、第２の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第２の色の光束は、第３の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して光透過性導光板を経て空間光変調素子における第２の色に対応する画素に入射され、第３の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第３の色の光束は、光透過性導光板を経て空間光変調素子における第３の色に対応する画素に入射されて、カラー画像の表示を行うことを特徴とするものである。

本発明に係る照明装置においては、構成１を有することにより、複数の発光素子より光透過性導光体内に入射された各光透過性導光体ごとに異なる色の光束は、複数の反射面により進行方向を変えられて各光透過性導光体の側面部から射出され、他の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して光透過性導光板の側面部に入射され、光透過性導光板の正面側に射出される。

そのため、この照明装置においては、カラーフィルタを用いることなく、空間光変調素子の所定の画素に所定の色の照明光を入射させることができる。この照明装置においては、カラーフィルタを用いることによる照明光の損失がないので、必要な照明輝度を得ながら、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化が可能であり、また、省電力化も可能である。さらに、導光板の厚さを薄くすることによる小型化が可能である。

また、本発明に係る表示装置は、構成２を有することにより、複数の発光素子より光透過性導光体内に入射された各光透過性導光体ごとに異なる色の光束は、複数の反射面により進行方向を変えられて各光透過性導光体の側面部から射出され、他の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して光透過性導光板の側面部に入射され、光透過性導光板の正面側に射出されて、空間光変調素子に入射される。

そのため、この表示装置においては、カラーフィルタを用いることによる照明光の損失がなく、必要な輝度の表示画像を得ながら、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化が可能であり、また、省電力化も可能である。さらに、導光板の厚さを薄くすることによる小型化が可能である。

そして、本発明に係る表示装置は、構成３を有することにより、複数の発光素子より光透過性導光体内に入射された各光透過性導光体ごとに異なる三原色のうちの一の色の光束は、複数の反射面により進行方向を変えられて各光透過性導光体の側面部から射出され、他の光透過性導光体の複数の反射面が形成されていない箇所を透過して光透過性導光板の側面部に入射され、光透過性導光板の正面側に射出されて、空間光変調素子における各色に対応する画素に入射される。

そのため、この表示装置においては、カラーフィルタを用いることによる照明光の損失がなく、必要な輝度のカラー表示画像を得ながら、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化が可能であり、また、省電力化も可能である。さらに、導光板の厚さを薄くすることによる小型化が可能である。

すなわち、本発明は、赤色光を発する発光素子、緑色光を発する発光素子及び青色光を発する発光素子を光源として用いた照明装置において、カラーフィルタを用いることによる照明光の損失が防止され、必要な照明輝度が得られながら、発光素子の数を減らすことによる製造の容易化や製造コストの低廉化が可能となされると共に省電力化も可能であり、さらに、導光板の厚さを薄くすることによる小型化が可能となされた照明装置を提供することができるものである。

また、本発明は、このような照明装置を用いることによって、十分な輝度の表示画像が得られながら、カラーフィルタを用いないことにより良好な色再現性が得られ、低廉化・省電力化・小型化が可能となされた表示装置を提供することができるものである。

以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

〔照明装置の実施の形態〕
図１は、本発明に係る照明装置及び表示装置の構成を示す斜視図である。

本発明に係る照明装置は、図１に示すように、少なくとも３本の並列された棒状の複数の光透過性導光体１，２，３を有している。この実施の形態においては、第１乃至第３の光透過性導光体１，２，３が並列されており、第１の光透過性導光体１の一側面側に第２の光透過性導光体２が配置され、第２の光透過性導光体２の一側面側に第３の光透過性導光体３が配置された状態となっている。

第１乃至第３の光透過性導光体１，２，３は、透明材料により断面矩形の棒状に形成され、平行に配列されている。

そして、この照明装置は、各光透過性導光体１，２，３の一端部（入射面）に対向して設置された光源４，５，６を有している。第１乃至第３の光源４，５，６は、それぞれ発光素子からなるものである。すわなち、各光源４，５，６は、点光源である発光素子、例えば、ＬＥＤチップなどである。なお、発光素子としては、半導体レーザを用いてもよい。

図２は、本発明に係る照明装置の構成を示す正面図である。

これら光源４，５，６は、図２に示すように、各光透過性導光体１，２，３ごとに異なる色の光束（照明光）を対応する光透過性導光体１，２，３内に入射させる。すなわち、第１の光源４は、第１の光透過性導光体１の一端部（入射面）より、第１の色、例えば、赤色の光束を、第１の光透過性導光体１内に入射させる。また、第２の光源５は、第２の光透過性導光体２の一端部（入射面）より、第２の色、例えば、緑色の光束を、第２の光透過性導光体２内に入射させる。そして、第３の光源６は、第３の光透過性導光体３の一端部（入射面）より、第３の色、例えば、青色の光束を、第３の光透過性導光体３内に入射させる。

各光源４，５，６から各光透過性導光体１，２，３に入射される光束は、平行光束であり、各光透過性導光体１，２，３の一端部（入射面）に対して垂直に入射され、各光透過性導光体１，２，３の側面部に平行な方向に、これら光透過性導光体１，２，３内を進行する。

なお、これら光源４，５，６から各光透過性導光体１，２，３への一端部（入射面）と一側面部（射出面）以外は、図示しないリフレクタ、あるいは、銀色、または、白色のテープ部材等の高反射部材によって覆っておくことが望ましい。

そして、各光透過性導光体１，２，３は、各光透過性導光体１，２，３の内部を進行する光束の進行方向を変えるそれぞれ複数の反射面７，８，９を他側面に有している。各光透過性導光体１，２，３は、各光源４，５，６から入射されて内部を進行する光束を、反射面７，８，９により反射させて進行方向を変え、それぞれの一側面より射出させる。これら反射面７，８，９は、各光透過性導光体１，２，３の他側面の所定箇所が傾斜されることによって形成されている。すなわち、各光透過性導光体１，２，３の内部を進行する光束は、各反射面７，８，９において、内面反射によって進行方向を偏向される。各光透過性導光体１，２，３は、各光源４，５，６からの光束の入射面側が最も幅が広く、この光束の進行方向に沿って各反射面７，８，９を経るにつれて、順次幅が狭くなっている。

図３は、本発明に係る照明装置の光透過性導光体の要部である反射面の形状を示す正面図である。

各光透過性導光体１，２，３における複数の反射面７，８，９は、図３に示すように、複数の傾斜面１０が所定の傾斜面上に配列された形状となっている。各傾斜面１０は、各光透過性導光体１，２，３の他側面に対して４５°の傾斜面となっている。一の傾斜面１０と他の傾斜面１０との間は、各光透過性導光体１，２，３の他側面に平行、すなわち、光束の進行方向に平行な面となっている。各光源４，５，６から各光透過性導光体１，２，３に入射された光束は、各反射面７，８，９における傾斜面１０により反射され、進行方向を９０°偏向され、各光透過性導光体１，２，３の一側面（射出面）に対して垂直に射出する。

各反射面７，８，９において、各傾斜面１０の光束の射出方向への投影面積ｎｂ（ｎは、各反射面７，８，９における傾斜面１０の個数）の反射面７，８，９全体の光束の射出方向への投影面積ａに対する比率（ｎｂ／ａ）（面積占有率）は、例えば、１５％程度となっている。

図３に示すように、第１の光源４より第１の光透過性導光体１に入射され、反射面７に入射せずに第１の光透過性導光体１中を直進した光束は、他の反射面７に入射して、進行方向を９０°偏向される。このようにして、第１の光源４より入射された光束は、順次、複数の反射面７に入射して、進行方向を９０°偏向される。

同様に、第２の光源５より第２の光透過性導光体２に入射され、反射面８に入射せずに第２の光透過性導光体２中を直進した光束は、他の反射面８に入射して、進行方向を９０°偏向される。このようにして、第２の光源５より入射された光束は、順次、複数の反射面８に入射して、進行方向を９０°偏向される。

さらに、第３の光源６より第３の光透過性導光体３に入射され、反射面９に入射せずに第３の光透過性導光体３中を直進した光束は、他の反射面９に入射して、進行方向を９０°偏向される。このようにして、第３の光源６より入射された光束は、順次、複数の反射面９に入射して、進行方向を９０°偏向される。

第１の光透過性導光体１において進行方向を９０°偏向された光束は、第１の光透過性導光体１の一側面（射出面）より射出され、第２及び第３の光透過性導光体２，３を透過して、第３の光透過性導光体３の一側面より射出される。第１の光透過性導光体１より射出された光束の光路上には、第２の光透過性導光体２における反射面８及び第３の光透過性導光体３における反射面９が存在しないようになっている。すなわち、各光透過性導光体１，２，３における複数の反射面７，８，９は、それぞれが光透過性導光体１，２，３の一端部（入射面）からの距離が異なるように形成されている。

また、第２の光透過性導光体２において進行方向を９０°偏向された光束は、第２の光透過性導光体２の一側面（射出面）より射出され、第３の光透過性導光体３を透過して、第３の光透過性導光体３の一側面より射出される。第２の光透過性導光体２より射出された光束の光路上には、第３の光透過性導光体３における反射面９が存在しないようになっている。

そして、第３の光透過性導光体３において進行方向を９０°偏向された光束は、第３の光透過性導光体３の一側面（射出面）より射出される。このようにして、第３の光透過性導光体３の一側面からは、各光透過性導光体１，２，３において進行方向を９０°偏向された光束が、互いに異なる位置より射出される。

図４は、本発明に係る照明装置及び表示装置の構成を示す側面図である。

各光透過性導光体１，２，３において進行方向を９０°偏向され、第３の光透過性導光体３の一側面から射出された光束は、図４に示すように、光透過性導光板１７の側面部より、この光透過性導光板１７内に入射される。この光透過性導光板１７は、透明材料により短冊状に形成され、空間光変調素子における同一色の画素列に対応して複数が設置され、全体として板状となっている。これら光透過性導光板１７は、この照明装置と空間光変調素子とを用いて表示装置を構成する場合において、全体として、空間光変調素子の表示面と略等しい大きさ及び形状の領域に配置されている。

各光透過性導光板１７は、光透過性導光板１７の内部を進行する光束の進行方向を変える反射面１８を背面部に有している。各光透過性導光板１７は、第３の光透過性導光体３から入射されて内部を進行する光束を、反射面１８により反射させて進行方向を変え、正面側の主面部より射出させる。反射面１８は、光透過性導光板１７の背面部が傾斜されることによって形成されている。すなわち、光透過性導光板１７の内部を進行する光束は、反射面１８において、内面反射によって進行方向を偏向される。光透過性導光板１７に入射された光束は、反射面１８により反射され、進行方向を略９０°偏向され、光透過性導光板１７の正面側の主面部（射出面）に対して略垂直方向、もしくは上下方向の視野角（垂直視野角）を考慮して、ある程度の配光分布を持たせた特性を有して射出する。

ところで、この照明装置における各透過性導光体１，２，３及び透過性導光板１７は、熱可塑性樹脂を用いた押し出し成形や加圧成型、あるいは、射出成形により、容易に形成することができる。すなわち、複数の傾斜面１０からなる各反射面７，８，９を含めて、金型を用いた一般的な成形工程により、一体的に、かつ、容易に形成することができる。この場合において、各光透過性導光体１，２，３においては、複数の反射面７，８，９は、それぞれが光透過性導光体１，２，３の一端部（入射面）からの距離が異なるように形成する。このようにして形成した光透過性導光体１，２，３を一端部を揃えて並列させ、各透過性導光板１７の一端部に対向させて設置することによって、前述したような照明装置を構成することができる。

〔表示装置の実施の形態〕
前述した照明装置を用いて構成された本発明に係る表示装置においては、照明装置の光透過性導光板１７の正面側に射出された光束は、図１及び図４に示すように、空間光変調素子である液晶表示素子（透過型ＴＦＴ−ＬＣＤ）１６に入射される。なお、図１及び図４においては、液晶表示素子１６の入射側偏光フィルタ１１、光束入射側（背面側）の封止ガラス１２及び画素電極（透明電極）１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのみを示しているが、液晶表示素子１６においては、画素電極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの前面側に図示しない液晶層が形成されている。この液晶層は、光束入射側の封止ガラスと、液晶層の前面側の図示しない光束射出側（正面側）の封止ガラスとによって、封止されている。

この表示装置においてカラー表示を行うには、照明装置における第１の光源４が発する光束を三原色のうちの第１の色、例えば、赤色とし、第２の光源５が発する光束を三原色のうちの第２の色、例えば、緑色とし、第３の光源６が発する光束を三原色のうちの第３の色、例えば、青色とする。

第１の光透過性導光体１から射出された第１の色の光束は、第２及び第３の光透過性導光体２，３を透過し、光透過性導光板１７において偏向されて、偏光フィルタ１１及び光束入射側の封止ガラス１２を経て、液晶表示素子１６における第１の色に対応する画素電極（透明電極）１３Ｒに入射される。

また、第２の光透過性導光体２から射出された第２の色の光束は、第３の光透過性導光体３を透過し、光透過性導光板１７において偏向されて、偏光フィルタ１１及び光束入射側の封止ガラス１２を経て、液晶表示素子１６における第２の色に対応する画素電極１３Ｇに入射される。

そして、第３の光透過性導光体３から射出された第３の色の光束は、光透過性導光板１７において偏向されて、偏光フィルタ１１及び光束入射側の封止ガラス１２を経て、液晶表示素子１６における第３の色に対応する画素電極１３Ｂに入射される。

このようにして、各色の光束は、色ごとに対応する画素電極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに入射され、これら画素電極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに対応する液晶層を透過することによって画素ごとに偏光変調されて、光束射出側の封止ガラスより正面側に射出される。正面側に射出された光束は、光学軸方向が入射側偏光フィルタ１１に対して直交する方向となされた射出側偏光フィルタを透過し、強度変調されて射出される。各色の光束が画素ごとに強度変調されることによって、カラー表示がなされる。

入射側偏光フィルタ１１には、図４に示すように、照明装置からの光束の入射面に、光束の配光を制御する為のシリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）アレイ１４を形成しておくことが望ましい。このシリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）アレイ１４は、複数のシリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）が配列されて構成されており、各シリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）の母線が、第３の光透過性導光体３から光透過性導光板１７への光束の入射方向に対して平行または直交する方向となっている。このシリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）アレイ１４により、照明装置から入射される光束は、光透過性導光板１７への光束の入射方向に対して直交する方向または平行に一度収束された後、同方向に拡散しながら、対応する画素電極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに入射する。画素電極１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過した後の光束は、さらに拡散を続けるので、表示装置における視野角（表示画像を見ることができる範囲）を拡げることができる。

なお、シリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）アレイは、入射側偏光フィルタ１１に設けずに、光透過性導光板１７の正面部（射出側）に設けてもよいし、入射側偏光フィルタ１１及び光透過性導光板１７の両方に設けてもよい。

この表示装置において、表示画面（空間光変調素子（液晶表示素子１６）の表示面）が長方形である場合においては、図２に示すように、照明装置における各光透過性導光体１，２，３は、表示画面の長辺のいずれか一方、あるいは両方に沿って設けることが望ましい。

図５は、本発明に係る表示装置の構成の他の例を示す側面図である。

図５に示すように、この表示装置においては、照明装置における各光透過性導光体１，２，３は、表示画面の長辺両方の辺に沿って設けるようにしている。この場合には、光透過性導光板１７は、両側面（上下側面）より光束を入射されるので、前述の照明装置における光透過性導光板１７を２枚（上下）並列に配置した構成となる。

〔照明装置の他の実施の形態〕
図６は、本発明に係る照明装置の他の実施の形態における要部の構成を示す側面図である。

本発明に係る照明装置においては、図６に示すように、各光透過性導光体１，２，３の各光源４，５，６からの光束が入射される一端部（入射面）には、凸レンズ１５を形成してもよい。この凸レンズ１５により、各光源４，５，６からの光束を、各光透過性導光体１，２，３内において高精度の平行光束とすることができ、各光源４，５，６からの光束の利用効率を向上させることができ、また、各光透過性導光体１，２，３の一側面から射出され光透過性導光板１７の正面側に射出される光束の光量分布を均一化し、射出光照度ムラを低減させることができる。

この凸レンズ１５は、各光源４，５，６の発光素子からの射出配光角に合わせて最適化した非球面凸レンズとすることが望ましい。なお、各光透過性導光体１，２，３は、この凸レンズ１５を含めて、金型を用いた一般的な成形工程により、一体的に、かつ、容易に形成することができる。

〔表示装置の実施例〕
前述した本発明に係る表示装置を、各光源４，５，６としてＬＥＤチップを用いて構成した。ＬＥＤチップからの射出配光角は、水平方向（ＬＥＤチップの配列方向）で約８０°（±４０°）、垂直方向は４０°（±２０°）であった。そして、各光透過性導光体１，２，３の一端部には、凸レンズ１５を形成した。

各光源４，５，６から、各４０ｌｍ（ルーメン）の赤色、緑色及び青色の光束を射出させたところ、空間光変調素子（液晶表示素子１６）に入射される全光束量は、７９．２８ｌｍであった。すなわち、最大光利用効率〔液晶表示素子への入射全光束量／光源からの出射全光束〕＝７９．２８／（４０×３）＝０．６６１より、６６．１％であり、従来の液晶表示素子用の照明装置（エッジライト型バックライト）における光利用効率とほぼ同等であった。そして、この表示装置においては、従来の照明装置におけるようなカラーフィルタによる吸収がないので、結果として、最大光利用効率は、従来の照明装置の約３倍となる。

したがって、本発明に係る照明装置を用いて、透過型の液晶表示素子（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を照明する場合においては、所定の照度を得るために必要な発光素子の数（または光源からの出射全光束）は、従来の照明装置の約３分の１に減らすことが可能となる。これにより、消費電力も従来の照明装置の約３分の１に減らすことが可能となる。さらに、光透過性導光板１７の厚みは、従来の照明装置よりも薄くすることが可能である。

また、各光源４，５，６となる発光素子として、ＬＤチップ（半導体レーザ）を用いて構成した場合、レーザ光は一般的に偏光が揃っている為、液晶表示素子１６の入射側の偏光フィルタ１１は不要となる。これにより、部材削減できるのみならず、偏光フィルタにより液晶層に入光する光束が半減することがなくなり、さらに光利用効率を向上させることが可能となる。さらに、半導体レーザの発光スペクトルの半値幅が狭いため、さらなる色純度の向上を図ることができる。

本発明に係る照明装置及び表示装置の構成を示す斜視図である。 本発明に係る照明装置の構成を示す正面図である。 本発明に係る照明装置の光透過性導光体の要部である反射面の形状を示す正面図である。 本発明に係る照明装置及び表示装置の構成を示す側面図である。 本発明に係る表示装置の構成の他の例を示す側面図である。 本発明に係る照明装置の他の実施の形態における要部の構成を示す正面図である。 従来の透過型ＴＦＴ−ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いた表示装置の構成を示す斜視図である。 従来の透過型ＴＦＴ−ＬＣＤ（液晶表示素子）を用いた表示装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の光透過性導光体
２ 第２の光透過性導光体
３ 第３の光透過性導光体
４ 第１の光源
５ 第２の光源
６ 第３の光源
７ 反射面
８ 反射面
９ 反射面
１０ 傾斜面
１３Ｒ 赤色用画素電極
１３Ｇ 緑色用画素電極
１３Ｂ 青色用画素電極
１４ シリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）アレイ
１５ シリンドリカルレンズ（又はマイクロレンズ）
１６ 液晶表示素子

Claims (3)

1. 少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、
   前記各光透過性導光体の一端部に対向して設置され、各光透過性導光体ごとに異なる色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、
   前記各光透過性導光体内に形成され、各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、
   前記各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射され、これら光束を正面側に射出させる光透過性導光板と
   を備え、
   一の光透過性導光体から射出された光束は、他の光透過性導光体の前記複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、前記光透過性導光板の側面部に入射される
   ことを特徴とする照明装置。
2. 少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、
   前記各光透過性導光体の一端部に対向して設置され、各光透過性導光体ごとに異なる色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、
   前記各光透過性導光体内に形成され、各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、
   前記各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射され、これら光束を正面側に射出させる光透過性導光板と、
   前記光透過性導光板の正面側に配置された空間光変調素子と
   を備え、
   一の光透過性導光体から射出された光束は、他の光透過性導光体の前記複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、前記光透過性導光板を経て、前記空間光変調素子に入射される
   ことを特徴とする表示装置。
3. 少なくとも３本の並列された複数の光透過性導光体と、
   前記各光透過性導光体の一端部に対向して設置され、各光透過性導光体ごとに三原色のうちの異なる一の色の光束を対応する光透過性導光体内に入射させる複数の発光素子と、
   前記各光透過性導光体内に形成され、各光透過性導光体の内部を進行する光束の進行方向を変えて各光透過性導光体の側面部から射出させる複数の反射面と、
   前記各光透過性導光体から射出された光束が側面部から入射され、これら光束を正面側に射出させる光透過性導光板と、
   前記光透過性導光板の正面側に配置された空間光変調素子と
   を備え、
   第１の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第１の色の光束は、第２及び第３の光透過性導光体の前記複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、前記光透過性導光板を経て、前記空間光変調素子における前記第１の色に対応する画素に入射され、
   第２の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第２の色の光束は、第３の光透過性導光体の前記複数の反射面が形成されていない箇所を透過して、前記光透過性導光板を経て、前記空間光変調素子における前記第２の色に対応する画素に入射され、
   第３の光透過性導光体から射出された三原色のうちの第３の色の光束は、前記光透過性導光板を経て、前記空間光変調素子における前記第３の色に対応する画素に入射されて、
   カラー画像の表示を行う
   ことを特徴とする表示装置。

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