專利名稱：：導光板、面光源裝置以及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及導光板、面光源裝置以及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
：作為液晶顯示器等的液晶顯示裝置，已知具有在液晶單元等液晶顯示元件的上下兩面設置一對偏光板的液晶顯示部、并且在該液晶顯示部的背面?zhèn)?下側(cè))配置有作為背光源的面光源裝置的結(jié)構(gòu)。在許多液晶顯示裝置中，特別是在如筆記本電腦等移動用裝置中利用的液晶顯示裝置中，根據(jù)薄型化等的觀點，作為面光源裝置，使用邊緣光(edgelight)型面光源裝置。邊緣光型面光源裝置具有能夠傳播光的板狀導光板和配置在該導光板的一側(cè)面的側(cè)部的光源，使從光源輸出且通過上述一側(cè)面導入到導光板內(nèi)、且通過全反射進行傳播的光從導光板的上表面(液晶面板側(cè)的表面)作為面光束出射。并且，已知作為導光板，為了將在導光板內(nèi)傳播的光引出到導光板外部，具備衍射光柵部。作為具備衍射光柵部的導光板，有在專利文獻l中記栽的所謂的全息(Holographic)導光板。在該導光板中，在導光板上制作了衍射光柵部，利用衍射光柵部的衍射，使在導光板內(nèi)傳播的光出射到外部。在全息(Holographic)導光板中，衍射光柵部的周期變大為產(chǎn)生高次衍射光的程度。這樣，在產(chǎn)生高次的衍射光的周期中，通過調(diào)整周期，從而可以控制在導光板內(nèi)傳播的光的出射角，所以，可以使光在液晶顯示元件側(cè)以所希望的角度出射。此外，作為使用了衍射光柵部的其他導光板，例如，如在專利文獻2中記載的那樣，存在利用作為所謂的線柵(wiregrid)而公知的衍射光柵部的導光板。作為這樣的線柵(wiregrid)的衍射光柵部，以與波長相比充分小的周期平行配置金屬線而構(gòu)成，具有偏振光分離功能。因此，可以對在導光板內(nèi)傳播的光進行偏振光分離，使所希望的偏振光成分的光出射。因此，例如，即使不使用以3M公司制造的DBEF(DualBrightnessEnhancementFilm)為代表的反射偏光板，也可以將在液晶顯示部的下層偏光板中吸收的光再循環(huán)(recycle),提高背光源的利用效率。專利文獻1:美國專利申請公開2004/0246743號說明書專利文獻2:美國專利申請公開2003/0210369號說明書如上所述，在專利文獻l中記栽的全息(Holographic)導光板中，控制從衍射光柵部的出射角，能夠以所希望的角度出射到液晶顯示部側(cè)。但是，從導光板出射的光的偏振狀態(tài)與在導光板內(nèi)傳播的光的偏振狀態(tài)相同，通常導入到導光板內(nèi)的光是無偏振狀態(tài)的光，所以，從全息(Holographic)導光板利用衍射光柵部出射的光也是無偏振狀態(tài)。因此，在使用全息(Holographic)導光板的情況下，為了使由液晶顯示元件的下層偏光板吸收的光再循環(huán)，需要在導光板和液晶顯示部之間設置使無用偏振光從出射光中分離、并且返回到導光板側(cè)的反射偏光板(例如，3M公司制造的DBEF等)。另一方面，在具備作為專利文獻2記栽的線柵(wiregrid)的衍射光柵部的導光板的情況下，被偏振分離后的光從導光板出射。因此，不需要象專利文獻1記載的導光板的情況那樣使用反射偏光板。但是，對于作為專利文獻2記栽的線柵(wiregrid)的衍射光柵部來說，為了具有偏振光分離功能，衍射光柵部的周期與波長相比充分小。其結(jié)果是，主要產(chǎn)生0次衍射光。因此，不能控制出射角。因此，在與液晶顯示部之間，需要用于使從導光板出射的光朝向液晶顯示部聚光的其他結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠進行偏振光分離且能夠在所希望的方向使光出射的導光板、面光源裝置以及液晶顯示裝置。本發(fā)明的導光板的特征在于，具備導光板主體，具有入射從光源部輸出的光的第一面、與第一面鄰接的第二面、與第一面對置并且與第二面鄰接的第三面、與第二面對置并且與第三面鄰接的第四面；設置在第二面上的衍射光柵部，衍射光柵部是以周期A沿著從第一面朝向第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為X時，周期A滿足1>A/a>0.5,使導光板主體的折射率為iis、光柵的折射率為rig時，折射率ng滿足ng-ns>0.15。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從光源部輸出的光從第一面入射到導光板主體內(nèi)。并且，使入射到導光板內(nèi)的光朝向第三面在導光板主體內(nèi)傳播。此時，由于在第二面上設置有衍射光柵部，所以可從第二面?zhèn)热〕鲈趯Ч獍逯黧w內(nèi)傳播的光。并且，對于光具有的波長X,衍射光柵部的周期A滿足上述關(guān)系，所以能夠控制從導光板的出射角。此外，由于構(gòu)成衍射光柵部的光柵的折射率和導光板主體的折射率滿足上述關(guān)系，所以能夠利用衍射光柵部進行偏振光分離，能夠使S偏振光成分為支配性的光從導光板出射。因此，在例如將上述導光板應用于液晶顯示裝置的情況下，不需要設置使出射光的傳播方向一致用的元件和從出射光使無用偏振光再循環(huán)的元件。結(jié)果，能夠謀求液晶顯示裝置的小型化和薄型化。在本發(fā)明的導光板中，優(yōu)選衍射光柵部沿著預定方向具有來自衍射光柵部的光的取出效率不同的多個衍射區(qū)域，多個衍射區(qū)域的取出效率在預定方向上在第三面?zhèn)茸兏摺Ｔ谏鲜鰧Ч獍逯?，從導光板主體的第一面入射的光一邊向第三面?zhèn)葌鞑?，一邊由設置在第二面上的衍射光柵部從第二面?zhèn)热〕鯯偏振光成分的光。因此，隨著從第一面?zhèn)认虻谌鎮(zhèn)鞑サ墓饨咏谌?，P偏振光成分的比例變多。如上所述，若衍射光柵部具有多個衍射區(qū)域，并且隨著接近第三面?zhèn)?，衍射區(qū)域的取出效率高，則在第三面?zhèn)扔行У厝〕龉獾腟偏振光成分。因此，隨著向第三面?zhèn)葌鞑ィ琍偏振光成分的比例變高，也可以,人第二面大致均勻地取出光。此外，在本發(fā)明的導光板中，優(yōu)選還具備偏振光變換元件，該偏振光變換元件設置在導光板主體的第三面上，變換所述光的偏振狀態(tài)并反射到所迷第一面?zhèn)?。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從第一面入射并達到第三面的光的偏振狀態(tài)被偏光變換元件變換，從第三面再次返回到導光板主體內(nèi)。在上述導光板中，從導光板主體的第一面入ft的光一邊向笫三面?zhèn)葌鞑?，一邊由設置在第二面上的衍射光柵部從第二面?zhèn)热〕鯯偏振光成分的光。因此，隨著從第一面?zhèn)认虻谌鎮(zhèn)鞑サ墓饨咏谌?，P偏振光成分的比例變多。因此，P偏振光成分比例高的光入射到偏光變換元件，所以，S偏振光成分比例高的光從偏光變換元件返回到導光板主體中。其結(jié)果是，也可以從第三面?zhèn)瓤煽康貐^(qū)出光，可以從第二面大致均勻地使光出射。此外，在本發(fā)明的導光板中，優(yōu)選在導光板主體的第四面上設置有對所述光進行反射的反射鏡。當上述光入射到衍射光柵部時，其一部分如上所述地從第二面?zhèn)热〕龅綄Ч獍逯黧w的外部，其他部分衍射到導光板主體內(nèi)。此時，衍射到度入射到第四面的高次衍射光。在具備上述反射鏡的導光板中，在第四面設置有反射鏡，所以可以將以接近大致垂直入射的角度入射到第四面的衍射光反射到第二面?zhèn)?，并且作為o次衍射光從衍射光柵部出射到導光板主體外部。并且，在光柵的折射率相對于導光板主體的折射率滿足上述關(guān)系的導光板中，衍射光柵部的高次衍射光的s偏振光成分的比例變高，所以，被反射鏡反射并從第二面?zhèn)瘸錾涞綄Ч獍逋獠康墓?，作為s偏振光成分為支配性的光而出射。本發(fā)明的面光源裝置的特征在于，具備(A)輸出包含可見區(qū)域的光的光源部，(B)導光板，具有導光板主體以及設置在導光板主體的第二面上的衍射光柵部，該導光板主體具有入射從光源部輸出的光的第一面、與第一面鄰接的第二面、與第一面對置并且與第二面鄰接的第三面、與第二面對置并且與第三面鄰接的第四面；衍射光柵部是以周期A沿著從第一面朝向第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為X時，周期A滿足1>A/A>0.5,使所述導光板主體的折射率為ns、光柵的折射率為ng時，折射率ng滿足ng-nsXU5。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從光源部輸出的光從第一面入射到導光板主體內(nèi)。并且，入射到導光板內(nèi)的光在導光板主體內(nèi)朝向第三面?zhèn)鞑?。此時，由于在第二面上設置有衍射光柵部，所以可以從第二面?zhèn)热〕鲈趯Ч獍逯黧w內(nèi)傳播的光。并且，對于光具有的波長X,衍射光柵部的周期A滿足上述關(guān)系，所以可以控制從導光板的出射角。此外，由于構(gòu)成衍射光柵部的光柵的折射率和導光板主體的折射率滿足上述關(guān)系，所以可以通過衍射光柵部進行偏振光分離，并且可以將S偏振光成分為支配性的光從導光板出射。因此，在,如將上述面光源裝置應用于液晶顯示裝置的情況下，不需要設置用于使出射光的傳送方向一致的元件或用于由出射光使無用偏振光再循環(huán)的元件。其結(jié)果是，能夠謀求液晶顯示裝置的小型化和薄型化。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選衍射光柵部沿著預定方向具有來自衍射光柵部的光的取出效率不同的多個衍射區(qū)域，多個衍射區(qū)域的取出效率在預定方向上在第三面?zhèn)茸兏摺Ｔ诿婀庠囱b置具有的導光板中，從導光板主體的第一面入射的光向第三面?zhèn)葌鞑ゲ⑶矣稍O置在第二面上的衍射光柵部從第二面?zhèn)热〕鰏偏振光成分的光。因此，隨著從第一面?zhèn)认虻谌鎮(zhèn)鞑サ墓饨咏谌?，p偏振光成分的比例變多。如上所迷，如果衍射光柵部具有多個衍射區(qū)域，并且隨著接近第三面?zhèn)?，衍射區(qū)域的取出效率較高，則在第三面?zhèn)扔行У厝〕龉獾腟偏振光成分。因此，即使隨著向第三面?zhèn)葌鞑ィ琍偏振光成分的比例變高，也可以從第二面大致均勻地取出光。此外，在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選還具備偏振光變換元件，該偏振光變換元件設置在第三面的側(cè)部，變換從第三面輸出的光的偏振狀態(tài)并反射到笫一面?zhèn)?。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從第一面入射并達到第三面的光的偏振狀態(tài)被偏振光變換元件變換、并從第三面再次返回到導光板主體內(nèi)。在上述導光板中，從導光板主體的第一面入射的光一邊向第三面?zhèn)葌鞑?，一邊由設置在笫二面上的衍射光柵部從第二面?zhèn)热〕鰏偏振光成分的光。因此，隨著從第一面?zhèn)认虻谌鎮(zhèn)鞑サ墓饨咏谌妫琾偏振光成分的比例變多。因此，P偏振光成分比例高的光射入到偏光變換元件，所以，s偏振光成分比例高的光從偏振光變換元件返回到導光板主體中。結(jié)果，也可以從第三面?zhèn)瓤煽康厝〕龉?，能夠從笫二面大致均勻地使光出射。此外，在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選還具備反射鏡，對于第四面設置在第二面?zhèn)鹊南喾磦?cè)，將光反射到第二面?zhèn)?。當上述光射入衍射光柵部時，其一部分如上所述地從第二面?zhèn)热〕龅綄Ч獍逯黧w的外部，其他部分衍射到導光板主體內(nèi)。此時，衍射到導光板主體中的光的高次衍射光中還包含以接近大致垂直入射的角度入射到第四面的高次衍射光。在具備上述反射鏡的面光源裝置中，以接近大致垂直入射的角度入射到第四面的衍射光由反射鏡反射到第二面?zhèn)?，并且作為o次衍射光從衍射光柵部出射到導光板主體外部。并且，在光柵的折射率對于導光板主體的折射率滿足上述關(guān)系的導光板中，衍射光柵部的高次衍射光的s偏振光成分的比例變高，所以，由反射鏡反射且從第二面?zhèn)瘸錾涞綄Ч獍逋獠康墓?，作為s偏振光成分為支配性的光而出射。此外，本發(fā)明的透過型圖像顯示裝置的特征在于，具備(l)面光源裝置，(2)入射從面光源裝置輸出的光的液晶顯示部；所述面光源裝置具備(a)輸出包含可見區(qū)域的光的光源部，(b)導光板，具有導光板主體以及設置在導光板主體的第二面上的衍射光柵部，該導光板主體具有入射從光源部輸出的光的第一面、與第一面鄰接的第二面、與笫一面對置并且與第二面鄰接的第三面、與第二面對置并且與第三面鄰接的第四面；衍射光柵部是以周期A沿著從第一面朝向第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為人時，周期A滿足1>A/a>0.5,使導光板主體的折射率為ns、光柵的折射率為ng時，折射率ng滿足ng-ns》0.15。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從面光源裝置具有的光源部輸出的光從導光板具有的導光板主體的第一面入射到導光板主體內(nèi)。并且，入射到導光板內(nèi)的光在導光板主體內(nèi)朝向第三面?zhèn)鞑ァ４藭r，由于在第二面上設置有衍射光柵部，所以可以從第二面?zhèn)热〕鲈趯Ч獍逯黧w內(nèi)傳播的光。并且，對于光具有的波長入，衍射光柵部的周期A滿足上述關(guān)系，所以可以控制從導光板的出射角。此外，由于構(gòu)成衍射光柵部的光柵的折射率和導光板主體的折射率滿足上述關(guān)系，所以能夠利用衍射光柵部進行偏光分離，并且可以將S偏振光成分為支配性的光從導光板出射。因此，可以從面光源裝置朝向液晶顯示元件輸出S偏振光成分為支配性且沿預定方向聚光的面光束。因此，在液晶顯示裝置中，不需要設置用于聚集來自面光源裝置的輸出光且使光的傳播方向一致用的元件或由出射光使無用偏振光再循環(huán)的元件。其結(jié)果是，能夠謀求液晶顯示裝置的小型化和薄型化。圖1是本發(fā)明的液晶顯示裝置的一實施方式的側(cè)面圖。圖2是在圖1中示出的導光板的側(cè)面圖。圖3是示出針對于入射角ein的衍射光柵部的衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖4是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為1.60時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖5是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率為1.65時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖6是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率iig為1,70時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖7是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為1.75時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖8是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為1.90時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖9是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為2.05時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖10是示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為2.50時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖11是為了比較而示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為1.50時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。圖12是為了比較而示出使衍射光柵部具有的光柵的折射率ng為1.55時的S/P比以及全衍射效率的計算結(jié)果的圖。的計算結(jié)果的圖。圖14是示出在圖13中示出的計算結(jié)果的出射角分布的圖。圖15是簡要地示出本發(fā)明的導光板的另一實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。圖16是簡要地示出本發(fā)明的導光板的又一實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。/圖17是用于說明在圖16中示出的衍射光柵部的結(jié)構(gòu)的導光板的示意圖。具體實施例方式下面，參考附圖，說明本發(fā)明的導光板、面光源裝置以及液晶顯示裝置的實施方式。并且，在附圖的說明中，對同一要素給出相同的符號，并且省略重復的說明。此外，附圖的尺寸比不一定與說明的相一致。并且，本說明書中的表示"上"、"下"等方向的用語是基于附圖中示出的狀態(tài)的方便用語。(第一實施方式)圖l是簡要地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置的一實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。液晶顯示裝置1具備液晶顯示元件10和本發(fā)明的面光源裝置的一實施方式即面光源裝置40，優(yōu)選應用于筆記本電腦等可移動裝置。在下面的說明中，如圖1所示，將面光源裝置40和液晶顯示元件IO的排列方向稱為z軸方向，將與z軸方向大致正交的兩個方向稱為x軸方向和y軸方向。液晶顯示元件IO是通過在液晶單元11的上下表面層疊偏光板12、13而構(gòu)成的。在下面的說明中，使偏光板12、液晶單元11和偏光板13的層疊方向為z軸方向，如圖l所示，將與z軸方向大致正交的兩個方向稱為x軸方向和y軸方向。液晶單元11以及偏光板12、13能夠使用在現(xiàn)有的液晶顯示裝置等透過型圖像顯示裝置中所使用的液晶單元和偏光板。作為液晶單元ll,示例了TFT型、STN型等公知的液晶單元。此外，上下一對偏光板12、13配置為其透過軸彼此正交的狀態(tài)，這些偏光板12、13的透過軸以與液晶單元11中的液晶分子的取向方向平行的方式配置。面光源裝置40配置在液晶顯示元件IO的背面?zhèn)?下側(cè))，用于對液晶顯示元件IO提供背光。面光源裝置40是如下邊緣光型裝置具有光源部20和導光板30,光源部20配置在導光板30的側(cè)面。光源部20具有使光100出射的光源21,該光100包含可見區(qū)域的光。作為光源21,示例了LD(LaserDiode)、LED(LightEmittingDevice)、或CCFL(ColdCathodeFIuorescentLamp)等，但是，若是出射包含波長為400nm700nm可見光的光100的光源，不特別地限定。此外，根椐有效地利用從光源21輸出的光100的觀點，如圖1所示，優(yōu)選光源部20具有反射構(gòu)件22。對于反射構(gòu)件22來說，以對內(nèi)表面進行鏡面加工或白色反射加工后的板狀的反射板覆蓋光源21的周圍的方式彎曲為筒狀而構(gòu)成，在導光板30側(cè)具有開口。在該光源部20的結(jié)構(gòu)中，例如，即使利用CCFL這樣不具有方向性的光源，也能夠使從光源21輸出的光100由反射部22反射而從開口輸出到導光板30側(cè)。導光板30配置在光源部20的側(cè)面。對于導光板30來說，包含能夠使光100傳播的導光板主體31、對于導光板主體31設置的衍射光柵部32、反射鏡34以及偏振光變換元件35而構(gòu)成。作為導光板主體31的材料，示例出對于光100特別是在光100中包含的可見區(qū)域的光吸收較小的材料，例如，丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯系等樹脂、石英或氣化鉭。導光板主體31是大致長方體形狀，具有與光源21對置的入射面(第一面)31a、與入射面31a大致正交的出射面(第二面)31b、與出射面31b對置并且與入射面3la大致正交的背面(第四面)31c、與入射面3la對置并且與出射面31b以及背面31c大致正交的側(cè)面(第三面)31d。入射面31a、出射面31b、背面31c和側(cè)面31d都是平坦的。導光板主體31的x軸方向的寬度wl、即入射面31a和側(cè)面31d之間的距離例如是10mm，y軸方向的寬度W2(未圖示)例如也是10mm。此外，導光板主體31的厚度D、即背面31c和出射面31b之間的距離例如是lmm。在通過入射面31a將光100入射到導光板主體31中的情況下，由于從入射面31a入射到導光板主體31內(nèi)的光100與入射面31a的法線Na所成的角度a比臨界角小，所以，對于光100來說，主要利用全反射而在導光板主體31內(nèi)傳播。衍射光柵部32為層狀，并且設置在出射面31b上。衍射光柵部32用于將在導光板主體31內(nèi)傳播的光100取出到導光板主體31的外側(cè)，使光100中的S偏振光成分的一部分朝向液晶顯示元件10衍射，生成出射光101。該衍射光柵部32的結(jié)構(gòu)將在下面詳細描述。反射鏡(反射單元)34設置在背面31c的大致整個面上，反射鏡34例如由電介質(zhì)多層膜以及蒸鍍了金屬等的金屬薄膜等構(gòu)成。此外，偏振光變換元件35設置在側(cè)面31d上，并且包含從側(cè)面31d側(cè)依次配置的入/4板36和反射鏡37而構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，從側(cè)面31d出射的光100通過入/4板36,由反射鏡37反射到側(cè)面31d側(cè)(或入射面31a側(cè))之后，再次通過X/4板36返回到導光板主體31內(nèi)。由此，在從入射面31a入射、并且在導光板主體31內(nèi)傳播之后到達側(cè)面31d的光100,偏振狀態(tài)被偏振光變換元件35變換，并且返回到導光板主體31內(nèi)。在上述導光板30的結(jié)構(gòu)中，從光源部20輸出的光IOO通過入射面31a入射到導光板主體31內(nèi)，并且朝向側(cè)面31d側(cè)，即，沿x軸方向(預定方向)在導光板主體31內(nèi)傳播。在導光板主體31內(nèi)傳播的光100中的S偏振光成分的一部分，由設置在出射面31b上的衍射光對冊部32從出射面31b側(cè)取出。從該出射面31b側(cè)取出的光作為出射光101入射到液晶顯示元件IO。另一方面，沒有由衍射光柵部32取出到導光板30外部的光100返回到導光板主體31內(nèi)。此時，由于衍射光柵部32的衍射，還存在產(chǎn)生不滿足導光板主體31內(nèi)的全反射條件而返回的光的情況，但是，在背面31c設置反射鏡34，由此，能夠不改變偏振狀態(tài)地將不滿足上述全反射條件的龍向出射面31b側(cè)反射，并且從出射面31b出射。如上所述，在導光板30中，從入射面31a入射的光100—邊向側(cè)面31d側(cè)傳播，一邊將S偏振光成分的一部分作為出射光101取出到導光板主體31的外部。因此，隨著光100向側(cè)面31d側(cè)傳播，光100中的P偏振光成分的比例變多。因此，P偏振光成分的比例較高的光100通過側(cè)面31d向偏振光變換元件35入射。其結(jié)果是，S偏振光成分比例較高的光從偏振光變換元件35返回到導光板主體31,所以，在側(cè)面31d側(cè)，出光射101也從出射面31b可靠地出射。因此，能夠使S偏振光成分為支配性的出射光101從出射面31b大致均勻地出射，能夠由面光源裝置40輸出S偏振光成分為支配性的面光束。接下來，詳細地說明作為導光板30的一個特征的衍射光柵部32。圖2是在圖1中示出的導光板的側(cè)面圖。在圖2中，示出在光100一次入射到在折射率約為1.45的導光板主體31的出射面31b上設置的衍射光柵部32的情況下，衍射光柵部32產(chǎn)生的衍射光的一例。在下面的說明中，將衍射到導光板主體31的外側(cè)即液晶顯示元件IO側(cè)(在圖2中為上側(cè))的m次衍射光稱為透過衍射光100Tm，將衍射到導光板主體31的背面31c側(cè)的m次衍射光稱為反射衍射光100Rm。并且，透過衍射光100Tm為來自導光板30的出射光IOI，反射衍射光100Rm在導光板主體31內(nèi)傳播。在導光板主體31內(nèi)傳播的光包含光100以及反射衍射光100Rm，但是，反射衍射光100Rm是從光IOO產(chǎn)生的，所以，只要沒有特別說明，將在導光板主體31內(nèi)傳播的光稱為光IOO。衍射光柵部32是將多個光柵33以周期A在x軸方向上排列構(gòu)成的衍射光柵。光柵33是在一個方向(y軸方向)延伸、并且由電介質(zhì)構(gòu)成的線狀體。與光柵33的長度方向大致正交的光柵33的截面形狀示例為正方形，但是也可以是矩形。例如，光柵33的寬度w以及高度(z軸方向的長度)d示例為65nm。將光100中的可見區(qū)域內(nèi)的波長作為X時，衍射光柵部32的周期A滿足(公式1)1>A/P0.5…(1)。換句話說，將光柵33以滿足式(1)的周期A在x軸方向上離散地配置，構(gòu)成衍射光柵部32。作為周期A,示例為420nm。當將m次衍射光的衍射角作為cpm時，具有波長X的光的由衍射光柵部32進行的衍射表示為(公式2)ngsin<i>m—n，sin6in-又'm/八..(2)例如，周期A相對于波長X充分小時，m=0,即，只存在O次衍射光，但是，周期A滿足式(l),從而衍射光柵部32具有比0次大的次數(shù)的衍射光。其結(jié)果是，如圖1所示，朝向?qū)Ч獍逯黧w31外側(cè)和背面31c側(cè)產(chǎn)生透過衍射光100Tm以及反射衍射光100Rm。如圖2所示，導光板主體31的折射率大約是1.45，在以光柵33和空氣的折射率差形成衍射光柵部32的情況下，在式(1)的條件下允許的衍射光的次數(shù)為至±2次。其中，由于1次反射衍射光100R和-2次透過衍射光100R—2的強度非常小，所以沒有在圖2中示出。此外，在導光板主體31內(nèi)傳播的光100以比臨界角大的角度入射到出射面31b,所以，如下所述地幾乎不產(chǎn)生O次透過衍射光100T0,所以沒有在圖2中示出。因此，如圖2所示，在光100—次入射到在折射率為1.45的導光板主體31上設置、并且滿足式(1)的衍射光柵部32上的情況下所產(chǎn)生的主要的衍射光，是-1次反射衍射光100R—!、0次反射衍射光100RG、-2次反射衍射光100R-2、-1次透過衍射光100"。并且，作為針對導光板主體31的外側(cè)、在圖1中針對液晶顯示元件IO側(cè)的衍射光的透過衍射光100T-i，成為來自導光板主體31的出射光101,作為向?qū)Ч獍逯黧w31內(nèi)的衍射光的反射衍射光100Ro、100R-2成為在導光板主體31內(nèi)傳播的光100。此外，在反射衍射光100R-,由反射鏡34反射之后，從出射面31b側(cè)出射，成為出射光IOI。出射光101的出射角e。ut與衍射角(pm對應，所以，在滿足式(2)的范圍內(nèi)調(diào)整周期A,由此，可以生成朝向液晶顯示元件10的出射光101,衍射光柵部32具有出射角控制功能。并且，在圖2中示出的情況下，-1次透過衍射光100T-,的出射角e。ut(或衍射角cp-,)能夠大致以出射面31b的法線Nb方向例如法線Nb為基準在-30°~30°的范圍內(nèi)出射。此外，反射衍射光IOOR-與—1次透過衍射光100T-,的情況相同地，可以使衍射角cp"為例如-30。-30。的范圍，所以，由反射鏡34反射而大致垂直入射到出射面31b上的衍射光柵部32。其結(jié)果是，作為0次透過衍射光100T0,以法線Nb為基準以-30。~30。出射。如式(1)所示，相對于一個波長？i決定周期A，所以，例如當設計衍射光柵部32時，根據(jù)在設計用中假定的波長人和與可見區(qū)域內(nèi)的其他波長之差，衍射角,cpm'也產(chǎn)生差異，其結(jié)果是，出射角e。ut產(chǎn)生幅度。但是，如果在可見區(qū)域的波長范圍內(nèi)，相對于一個波長X進行設定即可。作為設計用的波長X,示例為藍色系的470nm、綠色系的555nm、紅色系的640nm。但是，從可見區(qū)域內(nèi)的出射角e。ut的變動幅度變小的觀點來看，優(yōu)選是作為400nm~700nm的中心波長的550nm附近。在從藍色系、綠色系、紅色系的波長中選擇的情況下，優(yōu)選是綠色系的555nm。此外，對于光柵33來說，使其折射率為ng、導光板主體31的折射率為iis時，折射率差nd(=ng-ns)滿足(公式3)nd>0.15...(3)。換句話說，光柵33由如下電介質(zhì)材料構(gòu)成相對于導光板主體31具有的折射率ns,具有滿足式(3)的折射率ng。例如，在由折射率為大約1.45的石英構(gòu)成導光板主體31的情況下，光柵33可以由折射率為大約1.60以上的電介質(zhì)材料構(gòu)成。作為折射率為1,60以上的電介質(zhì)材料，例如是折射率為2.05的氧化鉭或折射率為2.5的氧化鈦(Ti02)等。在使用氧化鉭或氧化鈦作為光柵33的材料的情況下，例如，作為導光板主體31的材料，也可以使用折射率為1.49的丙烯。衍射光柵部32滿足式(3),由此，可以主要使S偏振光成分衍射到導光板主體31的外側(cè)，具有偏振光分離功能。基于衍射光柵部32的光100的衍射效率的計算結(jié)果，具體地說明通過滿足式(3)而使衍射光柵部32具有偏振光分離功能。作為計算模型，如圖2所示，假定如下情況光100以入射角e,n—次入射到衍射光柵部32。計算條件如下并且滿足式(1)以及式(3)。'導光板主體31的材料石英(折射率1.45)-衍射光柵部32的周期A:420rnn.光柵33的材料氧化鉭(折射率2.05).光柵33的寬度w:65nm-光柵33的高度d:65nm-波長X:555細在導光板主體31的折射率為1.45的情況下，如上所述，作為高次的衍射光，容許為至土2次的衍射光。并且，因為幾乎不產(chǎn)生2次透過衍射光100T-2，所以不考慮。圖3是示出針對入射角9in的衍射光柵部32的衍射效率的計算結(jié)果的圖，圖3(a)是示出針對S偏振光成分的計算結(jié)果的圖，圖3(b)是示出針對P偏振光成分的計算結(jié)果的圖。在圖3示出的結(jié)果中，作為入射角0in,對比全反射角小的角度進行示出，但是，如圖1所示，在來自光源21的光100通過入射面31a入射到導光板主體31內(nèi)的情況下，從入射面31a入射的光100和入射面31a的法線Na所成的角度a,比作為全反射角的43.6°的小。其結(jié)果是，具有入射角0m為90°-a與90。之間的傾向。即，在圖3示出的結(jié)果中，針對比大于臨界角的約46.4。還大的入射角0m的衍射特性是重要的。如圖3(a)和圖3(b)所示可知，S偏振光成分和P偏振光成分都在大于46.4°的入射角6in下產(chǎn)生0次反射衍射光100R0,另一方面，幾乎不產(chǎn)生0次透過衍射光100To，在光100中，S偏振光成分和P偏振光成分的很多大致與全反射相同地被反射。這樣，衍射光柵部32滿足式(1)。另一方面，由于衍射光柵部32的影響，對于S偏振光成分，如圖3(a)所示，產(chǎn)生-1次透過衍射光100Tm、-1次反射衍射光100R-,和-2次反射衍射光100R-2這樣的高次衍射光。與此相對，如圖3(b)所示，對于P偏振光成分，幾乎不產(chǎn)生-1次透過衍射光100T-!、-1次反射衍射光lOOR-！和-2次反射衍射光100R-2。即，可知衍射光柵部32的衍射特性在P偏振光成分和S偏振光成分中不同，與P偏振光成分相比，衍射光柵部32對于S偏振光成分更好地作為衍射光柵進行作用。其結(jié)果是，S偏振光成分的光可以主要從導光板30的出射面31b側(cè)出射，衍射光柵部32起到偏振光分離元件的作用。接下來，基于計算結(jié)果說明折射率差nd和偏振光分離度的關(guān)系。在該情況下，也對光100以入射角0m—次入射到衍射光柵部32的情況進行計算。用于計算的假定各條件中的導光板主體31的材料以及折射率ns、衍射光柵部32的周期A以及光100的波長X與在圖3中示出的計算情況相同。在這種情況下，A/X是大約0.757,滿足式(l)。此外，光源21作成具有預定配光特性、換句話說具有方向性的光源，將光100中的入射角6in為50°、60°、70°、80。的光成分的強度有i定為3、16、14、11(a.u)。在計算中，一邊適當?shù)馗淖儗挾葁和高度d，一邊計算作為表示偏振光分離度的指標的S/P比和全衍射效率T)。S/P比和全衍射效率Tl定義為式(4)和式(5)。(公式4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(4)(公式5)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(5)在式(4)和式(5)中，ES—2R、Es—!r和ES—汀分別表示針對S偏振光成分的-2次反射衍射光100R-2的衍射效率、針對-1次反射衍射光IOORM的衍射效率和針對-1次透過衍射光IOOTm的衍射效率。同樣地，EP-2R、EP-m和EPnT分別表示針對P偏振光成分的-2次反射衍射光100R-2的衍射效率、針對-1次反射衍射光IOORm的衍射效率以及針對-1次透過衍射光IOOTm的衍射效率。并且，不包含S偏振光成分以及P偏振光成分的-2次透過衍射光100丁-2是因為在上述計算條件下，幾乎不產(chǎn)生-2次透過衍射光100T-2。此外，O次反射衍射光100Ro在上述入射角e,n的范圍內(nèi)能夠?qū)嵸|(zhì)上看作導光板主體31的內(nèi)部反射，所以，不包含在全衍射效率ii和S/P比的定義中。此外，使計算用的寬度w的最小值為25nm(w/X=0.05)，最大值為420nm(w/X=0.757)，高度d的最小值為Onm，最大值為420nm(d/純757)。圖4~圖10是對于光柵33的折射率ng分別為1.60、1.65、1.70、1.75、1.90、2.05以及2.50時的寬度w以及高度d而示出S/P比以及全衍射效率T]的圖。在圖4~圖10的各圖中，對于由波長X將寬度w以及高度d標準化后的值，對S/P比以及全衍射效率ii進行繪圖。此外，在圖4~圖IO的各圖中，(a)示出針對w/a以及d/人的S/P比的分布，(b)示出針對w/X以及da的全衍射效率Ti的分布?；谠趫D4中示出的結(jié)果，在表1中示出w/人以及dA、S/P比以及全衍射效率T]的對應關(guān)系。在表l中省略，但是，在折射率為1.60的情況下，得到作為最大S/P比的9。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>此外，基于圖5所示的計算結(jié)果，在表2中示出w從以及da、S/P比以及全衍射效率T]的對應關(guān)系。在表2中省略，但是，在折射率為1.65的情況下，得到作為最大S/P比的10。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>基于在圖6中示出的結(jié)果，在表3中示出wA以及d/X、S/P比以及全衍射效率T)的對應關(guān)系。在表3中省略，但是，在折射率為1.70的情況下，得到作為最大S/P比的U。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>基于在圖8中示出的結(jié)果，在表5中示出w/a以及d/X、S/P比以及全衍射效率Ti的對應關(guān)系。在表5中省略，但是，在折射率為1.90的情況下，得到作為最大S/P比的17。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>基于在圖10中示出的結(jié)果，在表7中示出w/i以及d/人、S/P比以及全衍射效率T]的對應關(guān)系。在表7中省略，但是，在折射率為2.50的情況下，得到作為最大S/P比的50。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>并且，為了進行比較，在圖11和圖12中示出光柵33的折射率為1.50以及1.55時的計算結(jié)果。在圖11和圖1'2中，與圖4圖10的情況相同地，對于以波長人將寬度w和高度d標準化后的值，對S/P比和全衍射效率Ti進行繪圖。此外，在圖11和圖12中，(a)示出針對w/入以及d/X的s/p比的分布，(b)示出針對wA以及d/X的全衍射效率ti的分布?；谠趫D11中示出的結(jié)果，在表8中示出w/X以及d/X、S/P比以及全衍射效率ti的對應關(guān)系。在表8中省略，但是，在折射率為1.50的情況下，得到作為最大s/p比的8。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>此外，基于在圖12中示出的結(jié)果，在表9中示出w/a以及da、s/p比以及全衍射效率ti的對應關(guān)系。在表9中省略，但是，在折射率為1.55的情況下，得到作為最大s/p比的8。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>如圖4~圖10以及表1~表7所示，可知光柵33和導光板主體31的折射率差tid滿足式(3),由此，能夠進行偏振光分離。并且，隨著折射率差nd變大，能夠?qū)崿F(xiàn)更大的S/P比以及全衍射效率ti。并且，在為了進行比較而示出折射率ng為1.50以及1.55的情況下，即折射率差nd為0.05以及O.IO的情況下，也可以實現(xiàn)S/P比為3以上，所以，能夠進行偏振光分離。但是，在折射率差為1.50以及1.55的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)全衍射效率，例如，為了用作液晶顯示裝置1的背光源是不實用的。因此，如上所述，需要折射率差nd為0.15以上。并且，使折射率差nd為0.15以上，由此，各S/P比的全衍射效率Ti的調(diào)整幅度變寬。由此，全衍射效率ri的調(diào)整變得容易。此外可知，在比較用而示出的折射率ng為1.50以及1.55的情況下，最大S/P比都是3左右，相對于折射率差na的變動的S/P比的變動幅度小(例如，最大S/P比幾乎沒有變化)，但是，通過使折射率ng為1.60即折射率差nd為0.15以上，由此，能夠使最大S/P比為9以上，并且，與折射率差nd的變化對應地，能夠可靠地使S/P比更大。因此，使折射率差nd為0.15以上，由此，S/P比的調(diào)整幅度變大。并且，折射率差nd為0.15以上即可，但是，從實現(xiàn)更高的S/P比以及較寬的衍射效率的調(diào)整范圍的觀點來看，更優(yōu)選為0.50以上。此外可知，根據(jù)表1~表7所示的結(jié)果，使寬度w變大時，S/P比變小，另一方面，存在全衍射效率T]變大的傾向，當使衍射光柵部32的高度d變大時，存在S/P比以及全衍射效率ri這二者變大的傾向。因此，考慮這樣的傾向，選擇寬度w以及高度d,由此，可以實現(xiàn)所希望的S/P比以及全衍射效率"。并且，從實現(xiàn)^高的S/P比、并且擴大全衍射效率Ti的調(diào)整幅度的觀點來看，優(yōu)選w/入為0.13~0.17，優(yōu)選d/人為0.08~0.16。具有該范圍內(nèi)的w/人以及d/人，由此，折射率差為0.50以上，能夠使S/P比為7以上，并且，能夠在更寬的范圍內(nèi)調(diào)整全衍射效率"。上述折射率差nd和偏振光分離度的關(guān)系的計算中，作為波長X,假定555nm,但是，在使波長X為藍色系的470nm以及紅色系的630nm的情況下，也滿足式(3)，從而能夠進行偏振光分離。在表10以及表11中，示出采用與上迷計算條件相同的420nm作為周期A、使波長X為470nm的情況下的計算結(jié)果的一例。對于計算條件來說，作為波長X,采用470nm來代替555nm，表10示出折射率ng為1.60時的結(jié)果，表11示出折射率ng為2.05時的結(jié)果。表10和表11的制作方法與波長X為555nm的情況相同。即，一邊改變w/X以及d/入一邊計算S/P比以及全衍射效率之后，對于w從以及da,對計算結(jié)果進行繪圖，將wA以及d/人和s/p比以及全衍射效率ti的對應關(guān)系歸納為表lO和表ll。在表10以及表11中沒有示出，但是，在折射率ng為1.60的情況以及折射率為2.05的情況下，分別得到作為最大S/P比的8以及11。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在表12和表13中示出采用與上迷計算條件相同的420nm作為周期A、使波長人為640nm的情況下的計算結(jié)果的一例。表12示出折射率ng為1.60時的結(jié)果，表13示出折射率ng為2.05時的結(jié)果。表12、13的制作方法與波長人為555nm的情況相同。在表12以及表13中沒有示出，但是，在折射率ng為1.60的情況以及折射率ng為2.05的情況下，分別得到作為最大S/P比的12以及17。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>根據(jù)表10~表13所示的結(jié)果可知，即使波長X不同的光入射到具有相同周期A的衍射光柵部32上，折射率差na也為0.15以上，由此，也能夠進行偏振光分離。因此，通過滿足式(3),由此，能夠進行偏振光分離。如以上所說明那樣，衍射光柵部32滿足式(1)以及式(3)，由此，具有出射角控制功能和偏振光分離功能，能夠由一個衍射光柵部32實現(xiàn)現(xiàn)有的全息(Holographic)導光板具有的衍射光柵部和線柵(wiregrid)這兩者的功能。這樣的衍射光柵部32能夠如下所述地制造。即，首先，在導光板主體31的出射面31b上，以厚度為d方式，形成由滿足式(3)地所選擇的光柵33的材料構(gòu)成的層。接下來，例如，使用光刻技術(shù)等去除出射面31b上的層的一部分，使得以滿足式(1)的方式所設定的周期A排列寬度w的光柵33。對于寬度w和高度d來說，如上所述，根據(jù)所希望的偏振光分離度和衍射效率預先設定即可。并且，在以滿足式(1)的方式設定周期A的情況下，對所使用的波長人來說，優(yōu)選可見區(qū)域的波長中的中心(550nm)附近的波長。相對于該波長設定周期A，從而可以減少設計用波長X和可見區(qū)域的其他波長的差導致的出射角e。w與設計值的偏差。并且，考慮在這樣設計中使用的波長X和可見區(qū)域的其他波長的差導致的出射角e。ut與設計值的偏差，優(yōu)選在可見區(qū)域內(nèi)出射角e。ut將法線Nb方向作為基準為-30^30°范圍。如上所述，導光板30是如下的多功能光學片在導光板主體31的出射面31b上具備衍射光柵部32，該衍射光柵部32滿足式(1)和式(3),并具有偏振光分離功能和出射角控制功能。導光板30具備滿足式(1)和式(3)的衍射光柵部32，所以，能夠從出射面31b朝向液晶顯示元件10輸出S偏振光成分更為支配性的出射光101。其結(jié)果是，可以從具備導光板30的面光源裝置40輸出以朝向液晶顯示元件10側(cè)傳播的方式聚光后的S偏振光成分更為支配性的面光束。如現(xiàn)有技術(shù)那樣，在從面光源裝置僅作為背光從出射面向各方向出射無偏振狀態(tài)的光的情況下，需要在面光源裝置和透過型圖像顯示元件整用的棱鏡片、為了再利用由透過^！圖像顯示元件的偏光板i掉的無用偏振光而從出射光中將無用偏光分離用的偏振光分離元件等。與此相對，在本實施方式的導光板30以及具備該導光板的面光源裝置40中，能夠朝向液晶顯示元件.10輸出S偏振光成分比例較高的面光束，所以，如圖1所示，可以使來自導光板30的出射光101直接入射到液晶顯示元件10。這樣，可以不使用以往配置在導光板30和液晶顯示元件IO之間的棱鏡片等，所以，能夠謀求液晶顯示裝置1的小型化、薄型化。此外，導光板30在導光板主體31的背面31c上具有反射鏡34,所以，如由衍射光柵部32衍射到導光板主體31內(nèi)的反射衍射光100Rm中的例如圖2所示的反射衍射光100R-,那樣，使以比臨界角小的角度對背面31c入射的衍射光從出射面31b側(cè)出射。其結(jié)果是，可以有效地利用從入射面31a入射的光100。以在圖2中示出的情況為例具體地說明。如圖2所示，反射衍射光100Rm中的0次反射衍射光lOORo以及-2次反射衍射光100R-2大致滿足全反射條件，所以，即使不設置反射鏡34，也可以在導光板主體,31內(nèi)傳播。該反射衍射光100Ro以及反射衍射光100R-2以比全反射角大的入射角9in入射到出射面31b,所以，與產(chǎn)生衍射之前的光100入射到衍射光柵部32的情況相同地，產(chǎn)生透過衍射光100Tm以及反射衍射光100Rm。另一方面，圖2所示的-1次反射衍射光100R-t不滿足全反射條件，所以，如果不設置反射鏡34,就會從背面31c泄漏到外部。但是，導光板30具備反射鏡34，所以，-1次反射衍射光IOOR-由反射鏡34反射而再入射到衍射光柵部32。由于再入射的反射衍射光100R-!的入射角0m比全反射角小，所以，成為出射到導光板30外部的出射光101，作為0次透過衍射光。這樣，即使反射衍射光100Rm出射，如圖3所示，對于反射衍射光100R-!來說，S偏振光成分是支配性的，所以，也可以優(yōu)選利用為背光。并且，S偏振光成分為支配性的-1次反射AT射光IOOR叫如上所述地，從出射面31b側(cè)出射，作為0次透過衍射光100T0,所以，優(yōu)選反射鏡34的反射是不使偏振狀態(tài)改變的鏡面反射。并且，在導光板主體31的側(cè)面31d上設置有偏振光變換元件35,所以，如上所述，可以變換朝向側(cè)面31d側(cè)傳播的以P偏振光成分更為支配性的光100的偏振而返回到導光板主體31內(nèi)。由此，利用衍射光柵部32的衍射，可以更有效地利用返回到導光板主體31內(nèi)的P偏振光成分的光100?；谟嬎憬Y(jié)杲，具體地說明能夠利用上述導光板30使出射光101從出射面31b側(cè)出射。圖13是示出由光源追蹤法得到的來自導光板的出射光的照度分布的計算結(jié)果的圖。在圖13中，也考慮來自偏振光變換元件35的再入射。光線追蹤用的計算條件如下。-導光板主體31的大小(WlxW2xD):10mmxl0mmxlmm'波長X:555nm-導光板主體31的折射率ns:1.45-周期A:420nm'光柵33的折射率ng:2.05-光柵33的高度d:65nm-光柵33的寬度w:65nm在上述計算條件下，算出從入射面31a入射的光100—次入射到衍射光柵部32上的情況下的S/P比、全衍射效率以及出射光101的偏光度時，得到下面的結(jié)果。，S/P比22.56-全衍射效率Tl:0.110'出射光的偏光度約0.89并且，對于出射光101的偏光度來說，使S偏振光成分和P偏振光成分的強度為S、P時，偏光度是(S-P)/(S+P)。例如可知，通過現(xiàn)有的反射偏光板(例如3M公司制造DBEF)后的光的偏光度是約0.6左右，所以能夠生成具有比以往高的偏光度的光，作為出射光101。并且，如圖2所示，可知利用包含上述寬度w和高度d的光柵33而構(gòu)成的4汙射光柵部32，由此，出射光101也在側(cè)面31d側(cè)可靠地出射。圖14是示出圖13所示的計算結(jié)果的出辨角分布的圖。在圖14中，橫軸表示出射角e。ut,縱紳表示發(fā)光強度。如圖14所示，在上述條件中，能夠相對于出射面31b的法線Nb方南在大約-10°~10°的范圍內(nèi)使出射光101出射，能夠沿大致法線Nb方向使出射光101出射。在與圖14中出的情況的除了波長以外的條件相同，代替波長555nm使用藍色系波長470nm進行計算的情況下，出射范圍是-5。~25°，在采用紅色系波長630nm進行計算的情況下，出射范圍是-30°~-5°。因此，使用相對于波長555nm設定的周期A,由此，對于紅色系、綠色系的光，也以法線Nb為基準，使光在大約-10。10。的范圍內(nèi)出射。(第二實施方式)圖15是簡要地示出本發(fā)明的導光板的另一實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。對于導光板30A來說，與導光板30的不同點在于，具備衍射光柵部32A來代替衍射光柵部32。除了此不同點以外的導光板30A的結(jié)構(gòu)與在圖1和圖2中示出的導.光板30的結(jié)構(gòu)相同。該導光板30A與導光板30的情況相同地，能夠優(yōu)選用于液晶顯示裝置1和應用于該液晶顯示裝置1的面光源裝置40中。下面，以與導光板30的不同點即衍射光柵部32A的結(jié)構(gòu)為中心說明導光板30A。對于衍射光柵部32A來說，以滿足式(1)的周期A配置由滿足式(3)的折射率ng的電介質(zhì)材料構(gòu)成的光柵33而構(gòu)成。因此，衍射光柵部32A也與衍射光柵部32的情況相同地，能夠使在導光板主體31內(nèi)傳播的光100中的S偏振光成分的光主要朝向液晶顯示元件10出射。換句話說，衍射光柵部32也具有偏振光分離功能以及出射角控制功能。其結(jié)果是，衍射光柵部32A也起到與圖1所示的衍射光柵部32相同的作用效果。此外，衍射光柵部32A包含光柵33的寬度w以及高度d不同的第一~第M衍射區(qū)域38廣38m。在這點上，衍射光柵部32A的結(jié)構(gòu)與在圖1以及圖2中示出的衍射光柵部32的結(jié)構(gòu)不同。此處，將第一~第M衍射區(qū)域38,38M內(nèi)的光柵的寬度w稱為w,-wM,將第一~第M衍射區(qū)域38,38M內(nèi)的光柵的高度d稱為山dM。在圖15中，作為一例，示出了M-3的情況。第一~第M衍射區(qū)域38i~38M分別包括以周期A配置的光柵33,所以，各第一~第M衍射區(qū)域3838M起到滿足式(1)和式(3)的衍射光柵部的功能。此外，第一~第M衍射區(qū)域38。38m內(nèi)的光柵33的寬度w-WM以及高度d廣cW以如下方式設定在笫一~第M衍射區(qū)域3838m,隨著接近側(cè)面31d，光100的取出效率變高。若衍射光柵部32A的全衍射效率較高，其結(jié)果是，取出效率變高，所以，使各第一~第M衍射區(qū)域38！38m的全衍射效率隨著接近側(cè)面31d而變高。如上所述，在衍射光柵部32A，主要使S偏振光成分的光衍射到液晶顯示元件10側(cè)。因此，隨著從入射面31a入射的光100向側(cè)面31d側(cè)傳播，在導光板主體31內(nèi)傳播的光100中，P偏振光成分變多。換句話說，S偏振光成分減少。因此，為了填補該S偏振光成分的減少部分，使第一~第M衍射區(qū)域38!38M的全衍射效率變高，由此，使出射光在x軸方向從出射面31b大致均勻地出射。例如，對寬度WiWM和高度d,~dM的至少一方進行調(diào)整，實施全衍射效率的調(diào)整即可。這樣，在導光板30A具備具有第一第M衍射區(qū)域38,38m的衍射光柵部32A的情況下，根椐笫一~第M衍射區(qū)域38,~38m的全衍射效率的不同，校正S偏振光成分的減少部分，..所以，例如，也能夠作成不設置偏振光變換元件35的結(jié)構(gòu)。但是，在不設置偏振光變換元件35的情況下，從有效地利用入射到導光板主體31內(nèi)的光100的觀點來看，優(yōu)選在側(cè)面31d設置反射鏡，使得不從側(cè)面31d漏光。并且，如圖15所示，為了能夠更可靠地謀求沿x軸方向的照度的均勻性，優(yōu)選組合衍射光柵部32A和偏振光變換元件35。(第三實施方式)圖16是簡要地示出本發(fā)明的導光板的又一實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。導光板30B與導光板30的結(jié)構(gòu)的主要不同點在于，具備衍射光柵部32B來代替衍射光柵部32。該不同點以外的導光板30B的結(jié)構(gòu)與導光板30的結(jié)構(gòu)相同。并且，在圖16中，省略了反射鏡34以及偏振光變換元件35的記載。該導光板30B與導光板30的情況相同地，可以優(yōu)選用于液晶顯示裝置1以及應用于該液晶顯示裝置1的面光源裝置40。下面，以與導光板30的不同點即衍射光柵部32B的結(jié)構(gòu)為中心，對導光板30B進行說明。衍射光柵部32B包含具有滿足式(3)的折射率ng的多個光柵33而構(gòu)成。多個光柵33能夠分為以周期A1配置的光柵組、以周期A2配置的光柵組和以周期A3配置的光柵組。換句話說，衍射光柵部32B對應于分別以周期A1、A2、A3配置光柵33而成的三個衍射光柵部重疊的結(jié)構(gòu)。利用圖17更具體地說明衍射光柵部32B。圖17是用于說明在圖16中示出的衍射光柵部的結(jié)構(gòu)的導光板的示意圖。圖17(a)是具備包含分別以周期Al-A3配置的光柵33的衍射光柵部的導光板的示意圖。圖17(b)是從在圖17(a)中示出的衍射光柵部抽出周期A1的光柵組的情況下的導光板的示意圖。圖17(c)是從在圖17(a)中示出的衍射光柵部抽出周期A2的光柵組的情況下的導光板的示意圖。同樣地，圖17(d)是從在圖17(a)中示出的衍射光柵部抽出周期A3的光柵組的情況下的導光板的示意圖。圖17(b)~圖17(d)所示的導光板30B1、30B2、30B3對應于具備由分別以對于波長X1、X2、X3滿足式(1)的方式規(guī)定的周期A1、A2、A3配置光柵33而成的衍射光柵部32B1~32B3的結(jié)構(gòu)。因此，各導光板30B130B3起到與導光板30相同的作用效果。并且，作為波長？J,示例藍色系的420nm，作為波長X2，示例綠色系的555nm,作為波長X3，示例藍色系的630nm。周期A1、A2、A3與上述示例的波長X1、X2、對應地示例360nm、420腦、480nm。并且，在一個出射面31b上重疊由構(gòu)成圖17(b)~圖17(d)所示的衍射光柵部32B1-32B3的多個光柵33構(gòu)成的光柵組，從而構(gòu)成圖17(a)所示的導光板30B所具有的衍射光柵部32B。因此，從入射面31a入射的光100中所包含的波長入l、入2、X3的光由衍射光柵部32B的以周期A1、A2、A3分別配置的光柵組衍射。換句話說，與波長X1、X2、X3的光分別入射到圖17(b)~圖17(d)所示的各導光板30B1~30B3上的情況幾乎相同地被衍射。其結(jié)果是，由導光板30B能夠更可靠地將波長X1、X2、？i3的光中包含的S偏振光成分衍射到導光板主體31的外側(cè)、即顯示元件10側(cè)。這樣，在導光板30B中，重疊對于從可見區(qū)域選擇的三個波長X1、X2、？3所設計的光柵組而形成衍射光柵部32B,所以，對于包含在可見區(qū)域中的各波長的光，能夠?qū)崿F(xiàn)栗高的偏振光分離度，并且，在至少光100包含的可見區(qū)域的波長范圍能夠出射離法線Nb方向的寬度被抑制的面光束。因此，在液晶顯示裝置1中顯示彩色的情況下，能夠抑制顏色的不均等。此外，如上所述，能夠看作分別構(gòu)成衍射光柵部32B1~32B3的光柵33在出射面31b上重疊從而構(gòu)成衍射光柵部32B。各衍射光柵部32B1~32B3與在滿足式(1)以及式(3)的第一實施方式中說明的衍射光柵部32對應。并且，衍射光柵部32中，具有偏振光分離功能，在實現(xiàn)更高的S/P比的情況下，如表1~表7所示，存在光柵33的寬度w變得更小的傾向。因此，在出射面31b上重疊構(gòu)成滿足式(1)以及式(3)的各衍射光柵部32B1~32B3的光柵組，形成一個衍射光柵部32B變得容易。如上所示，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，在導光板30、30A、30B中，與背面31c接觸地設置作為光的路徑變換單元的反射鏡34，與側(cè)面31d接觸地設置偏振光變換元件35,^E是在導光板30、30A、30B中，也可以不具備反射鏡34和偏振光變換元件35。例如，面光源裝置40也可以在背面31c的下側(cè)具有與背面31c隔離配置的反射鏡34。同樣地，面光源裝置40也可以在側(cè)面31d的側(cè)部具有與側(cè)面31d隔離配置的偏振光變換元件35。此外，從有效利用入射到導光板30的光100的觀點來看，優(yōu)選利用反射鏡34，但是在導光板主體31內(nèi)，光100的很多利用全反射傳播，所以，能夠作成導光板30、30A、30B以及面光源裝置40的任何一個都不具備反射鏡34的結(jié)構(gòu)。并且，例如，如第二實施方式所示，通過調(diào)整x軸方向的光的取出效率，由此，作成不設置偏振光變換元件35的結(jié)構(gòu)。此外，說明了導光板30、30A、30B以及面光源裝置40應用于液晶顯示裝置1，但是，若是液晶顯示裝置1這樣的透過型圖像顯示裝置，導光板30、30A、30B以及面光源裝置40都能夠優(yōu)選地應用。此外，入射面31a、出射面31b、背面31c和側(cè)面31d中的對置的面平行，但是不限于此。只要可以將從入射面31a入射的光100在導光板主體31內(nèi)傳播，并且從出射面31b取出S偏振光成分是支配性的光作為出射光10，例如，入射面31a以及側(cè)面31d中的至少一個相對于出射面31b傾斜也可以。這樣，也可以使入射面3la以及側(cè)面31d傾斜，從而調(diào)整入射角ein。權(quán)利要求1.一種導光板，其特征在于，具備導光板主體，具有入射從光源部輸出的光的第一面、與所述第一面鄰接的第二面、與所述第一面對置并且與所述第二面鄰接的第三面、與所述第二面對置并且與所述第三面鄰接的第四面；設置在所述第二面上的衍射光柵部，所述衍射光柵部是以周期∧沿著從所述第一面朝向所述第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為λ時，所述周期∧滿足1≥∧/λ≥0.5，使所述導光板主體的折射率為ns、所述光柵的折射率為ng時，所述折射率ng滿足ng-ns≥0.15。2.根據(jù)權(quán)利要求l的導光板，其特征在于，所述衍射光柵部沿著所述預定方向具有來自所述衍射光柵部的光的取出效率不同的多個衍射區(qū)域，多個所述衍射區(qū)域的所述取出效率在所述預定方向上在第三面?zhèn)茸兏摺?.根據(jù)權(quán)利要求1或2的導光板，其特征在于，還具備偏振光變換元件，該偏振光變換元件設置在所述導光板主體的所述第三面上，變換所述光的偏振狀態(tài)并反射到所迷第一面?zhèn)取?.根據(jù)權(quán)利要求1~3的任意一項的導光板，其特征在于，在所述導光板主體的所述第四面上設置有對所述光進行反射的反射鏡。5.—種面光源裝置，其特征在于，具備光源部，輸出包含可見區(qū)域的光；導光板，具有導光板主體以及設置在導光板主體的第二面上的衍射光柵部，該導光板主體具有入射從所述光源部輸出的所述光的第一面、與所述第一面鄰接的第二面、與所述第一面對置并且與所述第二面鄰接的第三面、與所述第二面對置并且與所述第三面鄰接的第四面，所述衍射光柵部是以周期A沿著從所述第一面朝向所述第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為X時，所述周期A滿足1>A/X>0.5,使所述導光板主體的折射率為ns、所述光柵的折射率為ng時，所述折射率ng滿足ng-ns>0.15。6.根據(jù)權(quán)利要求5的面光源裝置，其特征在于，所述衍射光柵部沿著所述預定方向具有來自所述衍射光柵部的光的取出效率不同的多個衍射區(qū)域，變高。''，、''，'《''、口7.根據(jù)權(quán)利要求6的面光源裝置，其特征在于，還具備偏振光變換元件，該偏振光變換元件設置在所述第三面的側(cè)部，變換從所述第三面輸出的所述光的偏振狀態(tài)并反射到所述第一面?zhèn)取?.根據(jù)權(quán)利要求5~7的任意一項的導光板，其特征在于，還具備反射鏡，對于所述第四面設置在所述第二面?zhèn)鹊南喾磦?cè)，將所述光反射到所述第二面?zhèn)取?.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具備面光源裝置；液晶顯示部，入射從所迷面光源裝置輸出的光，所述面光源裝置具備光源部，輸出包含可見區(qū)域的光；導光板，具有導光板主體以及設置在導光板主體的第二面上的衍射光柵部，該導光板主體具有入射從所述光源部輸出的所述光的第一面、與所述第一面鄰接的第二面、與所述第一面對置并且與所述第二面鄰接的第三面、.與所述第二面對置并且與所述第三面鄰接的第四面，所述衍射光柵部是以周期A沿著從所述第一面朝向所述第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵而構(gòu)成的，使所述光具有的可見區(qū)域的波長為X時，所迷周期A滿足1>A/X>0.5,使所迷導光板主體的折射率為ns、所述光柵的折射率為ng時，所迷折射率ng滿足ng-ns》0.15。全文摘要本發(fā)明提供能夠進行偏振光分離并且能夠在所希望的方向使光出射的導光板、面光源裝置以及液晶顯示裝置。導光板(30)包括具有入射從光源部(20)出射的光(100)的第一面(31a)、與第一面鄰接的第二面(31b)、與第一面對置且與第二面鄰接的第三面(31d)、與第二面對置且與第三面鄰接的第四面(31c)的導光板主體(31)和設置在第二面(31b)上的衍射光柵部(32)，衍射光柵部(32)是以周期∧沿著從第一面朝向第三面的預定方向平行配置由電介質(zhì)構(gòu)成的多個光柵(33)而構(gòu)成的，使光(100)具有的可見區(qū)域的波長為λ時，周期∧滿足1≥∧/λ≥0.5，使導光板主體(31)的折射率為n_s、光柵(33)的折射率為n_g時，折射率n_g滿足n_g-n_s≥0.15。文檔編號F21V8/00GK101435893SQ20081017827公開日2009年5月20日申請日期2008年11月17日優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日發(fā)明者洼田雅明,金起滿申請人:住友化學株式會社