JPH11311782A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明装置からの照明光を有効に利用すること
ができるとともに、液晶表示装置の表示品位を低下させ
ないような電子装置の提供。 【解決手段】 光源と該光源からの光が入射する入射面
および該入射した光が出射する出射面を備える導光体と
で構成される照明装置と、該導光体の出射面から出射す
る光を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示装置と
からなる電子装置において、前記照明装置の導光体出射
面もしくは該出射面に対向する対向面には周期構造が形
成されているとともに、該照明装置の周期構造の周期を
ｐ１、前記液晶表示装置の画素のサイズをｐ２としたと
きに、１／（１／ｐ１−１／ｐ２）≦ｐ２の関係式を満
足することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報表示システム
やＯＡ機器などに用いられる液晶表示装置と照明装置と
からなる電子装置に係り、特に、液晶表示装置の表示品
位を劣化させること無く、効率良く照明するための照明
装置を備えた電子装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ
Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓ
ｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、あるいはＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）といった他のディスプ
レイとは異なり、液晶自らは発光せずに、外部の特定の
光源から照射された光の透過光量、あるいは反射光量を
制御することによって文字や画像を表示するものであ
る。

【０００３】このような液晶表示装置は、透過型の液晶
表示装置と反射型の液晶表示装置とに大別される。

【０００４】この透過型の液晶表示装置には、光の入射
側と出射側とに偏光板が配置されており、入射側の偏光
板を介して入射した直線偏光の偏光状態を液晶層で変調
し、出射側の偏光板を透過する光量を制御することによ
り画像を表示している。したがって、透過型液晶表示装
置の光の入射側には、液晶表示装置を後方（入射側）か
ら照明するバックライトと呼ばれる照明装置が配置され
て使用されるのが一般的である。

【０００５】これに対して反射型の液晶表示装置は、例
えば偏光モードの場合、１枚の偏光板と反射板とを備え
ており、この偏光板を介して入射した直線偏光が反射板
で反射され、再び偏光板に到達する過程で、前記直線偏
光の偏光状態が液晶層で変調されることによって偏光板
を出射する光量が制御されている。したがって、周囲光
を利用して表示を行うことが可能な一方で、表示輝度が
周囲環境に依存する度合いが非常に高く、特に夜間など
の暗闇では表示が全く認識できないとうい問題を有して
いる。そのため、十分な周囲光が得られない場合に備え
て、この反射型液晶表示装置を前方から照明するフロン
トライトと呼ばれる照明装置を配置することも検討され
ている。

【０００６】上述したような液晶表示装置は、出射する
光量の制御を画素毎に行い、カラー表示を行う場合には
各画素毎に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
３原色のカラーフィルタを透過させて着色している。こ
のＲ、Ｇ、Ｂの画素の配列パターンには様々なものがあ
るが、その代表例として、例えば図９（ａ）に示すデル
タ配列や、図９（ｂ）に示すストライプ配列などが挙げ
られ、画素が水平方向（Ａ）および垂直方向（Ｂ）に繰
り返されて構成されている。

【０００７】また、この画素数や画素サイズについても
様々なものがあり、例えば、デルタ配列の場合は、２．
０型の液晶表示装置では、水平画素数×垂直画素数が２
８０×２２０、画素サイズは水平方向（Ａ）が１４５．
５μｍ、垂直方向（Ｂ）が１３８．５μｍであり、２．
５型の液晶表示装置では、水平画素数×垂直画素数が２
８０×２２０、画素サイズは水平方向（Ａ）が１７９．
５μｍ、垂直方向（Ｂ）が１６８．５μｍであるといっ
た仕様が一般に採用されている。また、ストライプ配列
の場合は、６．５型ＨＶＧＡの液晶表示装置では、水平
画素数×垂直画素数が６４０×ＲＧＢ×２４０、画素サ
イズは水平方向（Ａ）が８０μｍ、垂直方向（Ｂ）が２
４０μｍなどといった仕様が一般に採用されている。

【０００８】また、液晶表示装置に備えられる偏光板の
偏光軸と画素の繰り返しの方向とは、液晶材料や配向の
方向、視野角の特性などを考慮して各々決定される。

【０００９】また、上述したバックライトあるいはフロ
ントライトに関しては、従来から様々なものが提案され
ており、例えば特開平５−１９６８２０号公報にはバッ
クライトとして次のような照明装置が開示されている。

【００１０】この照明装置について図１０を参照しなが
ら説明する。この照明装置は、図１０に示すように、光
源５１と、この光源からの光が入射する入射面５２ａ、
光が出射する出射面５２ｂ、およびこの出射面５２ｂに
対向する対向面５２ｃを備える導光体５２とにより構成
されており、この対向面５２ｃには伝搬部５２ｄと反射
部５２ｅとからなる微小な周期構造５２ｆが一体形成さ
れている。

【００１１】このような構成の照明装置では、光源５１
から導光体５２へ入射する光は、直接または出射面５２
ｂにより全反射されたり対向面５２ｃの主に伝搬部５２
ｄにより反射されたりして導光体５２の内部を伝搬し、
対向面５２ｃの主に反射部５２ｅによって導光体５２の
出射面５２ｂに向かって反射されて出射する。そして、
この出射面５２ｂから出射される照明光により透過型液
晶表示装置５３は照射されることになる。

【００１２】また、ＳＩＤ’９５Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．３
７５にはフロントライトとして次のような照明装置が開
示されている。

【００１３】この照明装置について図１１を参照しなが
ら説明する。この照明装置は、図１１に示すように、光
源６１と、この光源からの光が入射する入射面６２ａ、
光が出射する出射面６２ｂ、およびこの出射面６２ｂに
対向する対向面６２ｃを備える導光体６２とにより構成
されており、この対向面６２ｃには伝搬部６２ｄと反射
部６２ｅからなる微小な周期構造６２ｆが一体形成され
ている。

【００１４】このような構成の照明装置では、光源６２
から導光体６２へ入射する光は、直接または出射面６２
ｂにより全反射されたり対向面６２ｃの主に伝搬部６２
ｄにより反射されたりして導光体６２の内部を伝搬し、
対向面６２ｃの主に反射部６２ｅによって導光体６２の
出射面６２ｂに向かって反射されて出射する。そして、
この出射面６２ｄから出射される照明光により反射型液
晶表示装置６３は照射されることになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の照明装置は、いずれも導光体の特性によ
って以下のような大きな問題を有していた。

【００１６】まず、上述したような従来の照明装置を液
晶表示装置の後方または前方に設置すると、照明装置の
導光体に形成された周期構造と液晶表示装置の画素パタ
ーンとが干渉してモアレ縞と呼ばれる明暗縞が観察さ
れ、表示品位を著しく劣化させてしまう。

【００１７】また、上述したような照明装置は、光源か
ら入射面を介して導光体内部に入射した光を出射面と対
向面とで主に全反射を利用して伝搬させている一方で、
対向面の周期構造により反射されて出射面から出射させ
ている。ここで、全反射条件を満たさずに伝搬したり反
射したりする光は、反射率が偏光によって変化するた
め、出射面から出射する照明光には特定の偏光軸を持つ
直線偏光の割合が多くなる。しかしながら、従来の照明
装置では、照明光に含まれる前記直線偏光と液晶表示装
置に設置されている偏光板の偏光軸との関係については
一切考慮されておらず、照明光を有効に利用することが
できない。

【００１８】本発明は、以上のような従来の問題点に鑑
みなされたものであって、照明装置からの照明光を有効
に利用することができるとともに、液晶表示装置の表示
品位を低下させないような電子装置を提供することを目
的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に記載の電子装置は、光源と
該光源からの光が入射する入射面および該入射した光が
出射する出射面を備える導光体とで構成される照明装置
と、該導光体の出射面から出射する光を画素毎に制御し
て画像を表示する液晶表示装置とからなる電子装置にお
いて、前記照明装置の導光体出射面もしくは該出射面に
対向する対向面には周期構造が形成されているととも
に、該照明装置の周期構造の周期をｐ１、前記液晶表示
装置の画素のサイズをｐ２としたときに、 １／（１／ｐ１−１／ｐ２）≦ｐ２・・・・（１） の関係式を満足することを特徴としており、そのことに
より、上記目的が達成される。

【００２０】なお、前記液晶表示装置は、少なくとも１
枚の偏光板を備えるとともに、前記照明装置の導光体出
射面から出射され、該偏光板を介して入射する直線偏光
（第１の直線偏光）の偏光状態を画素毎に制御して画像
を表示するようにしてもよい。

【００２１】また、前記照明装置の周期構造の周期をｐ
１（μｍ）、前記液晶表示装置の画素のサイズをｐ２
（μｍ）としたときに、 １／（１／ｐ１−１／ｐ２）≦９０（μｍ）・・・・（２） の関係式を満足することが望ましい。

【００２２】上述したように、従来の照明装置を液晶表
示装置の後方または前方に設置すると、照明装置の導光
体に形成された周期構造と液晶表示装置の画素パターン
とが干渉してモアレ縞と呼ばれる明暗縞が観察され、表
示品位を著しく劣化させてしまうという問題を有してい
た。

【００２３】ここで、導光体の周期構造を（３）式で、
また、画素パターンを（４）式で近似すると、モアレ縞
はこれら２式の積で表すことができるため、（５）式の
ようになる。

【００２４】 ｆ１（ｘ）＝ｃｏｓ（２πｘ／ｐ１）・・・・（３） ｆ２（ｘ）＝ｃｏｓ（２πｘ／ｐ２）・・・・（４） Ｆ（ｘ）＝ｆ１（ｘ）・ｆ２（ｘ）＝｛ｃｏｓ［２πｘ（１／ｐ１＋１／ｐ２ ）］＋ｃｏｓ［２πｘ（１／ｐ１−１／ｐ２）］｝／２・・・・（５） 上記（５）式において、第１項は高周波成分となるので
人間の目には認識されず、第２項がモアレ縞として観察
される。したがって、モアレ縞の周期は（６）式で表す
ことができる。

【００２５】 Ｐ＝１／（１／ｐ１−１／ｐ２）・・・・（６） この観察されるモアレ縞の周期Ｐが液晶表示装置の表示
の分解能、つまり画素サイズｐ２以下であった場合には
表示品位の劣化は生じない。

【００２６】さらに、人間の目の分解能について考える
と、通常、視力１．０はランドル環と呼ばれる指標によ
って５ｍの距離から１．５ｍｍの切れ目が識別できるか
否かで決定される。これに基づいて観察距離が３００ｍ
ｍの場合を想定して換算すると９０μｍの切れ目を識別
できることになる。したがって、モアレ縞の周期を９０
μｍ以下とすることで表示品位を保ったまま液晶表示装
置を照明することができる。

【００２７】上記（６）式によって、液晶表示装置に
６．５型ＨＶＧＡ（画素サイズ８０μｍ×２４０μｍ）
を使用した場合を考えて、ｐ２＝２４０μｍとしたとき
の周期構造の周期ｐ１とモアレ縞の周期Ｐとの関係を計
算した結果を図１２に示す。

【００２８】この図１２によると、モアレ縞の周期が液
晶表示装置の画素サイズである２４０μｍ以下となる周
期構造の周期は１２０μｍ以下であることが分かる。し
たがって、周期構造を１２０μｍ以下の周期で形成する
ことによって表示品位を劣化させることなく液晶表示装
置を照明することができる。

【００２９】さらに、図１２によると、モアレ縞の周期
が９０μｍ以下となる周期構造の周期は７０μｍ以下で
あることが分かる。したがって、本発明では照明装置の
導光体に形成された周期構造の周期を７０μｍ以下とす
ることで、照明装置の周期構造と液晶表示装置の画素パ
ターンとの干渉によるモアレ縞が観察されず、液晶表示
装置の表示品位を低下させることがなくなる。

【００３０】次に、本発明の請求項３に記載の電子装置
は、光源と該光源からの光が入射する入射面および該入
射した光が出射する出射面を備える導光体とで構成され
る照明装置と、該導光体の出射面から出射する光を画素
毎に制御して該照明装置へ反射することにより画像を表
示する反射型液晶表示装置とからなる電子装置におい
て、前記照明装置の導光体出射面もしくは該出射面に対
向する対向面には周期構造が形成されているとともに、
該照明装置の周期構造の形成された筋の方向が前記液晶
表示装置の画素パターンの繰り返し方向と一致しないよ
うに形成されていることを特徴としており、そのことに
より、上記目的が達成される。

【００３１】ここで、反射型液晶表示装置は、上述した
ように反射板で照明光を反射して表示を行うため、フロ
ントライトとしての照明装置を設置した場合には、導光
体に形成された周期構造、反射型液晶表示装置の画素パ
ターン、再び導光体に形成された周期構造の順に干渉を
起こしてモアレ縞を発生する。すらわち、これら３つの
要因が互いに干渉しあうことでモアレ縞は発生する。し
かしながら、モアレ縞の発生を抑制するための自由度と
しては、反射型液晶表示装置の画素パターンと導光体に
形成された周期構造との２つしかない。これに対して、
透過型液晶表示装置とバックライトとして照明装置と組
み合わせにおいては、導光体に形成された周期構造と透
過型液晶表示装置の画素パターンとの２つの要因が干渉
しあうことでモアレ縞は発生し、このモアレ縞の発生を
抑制するための自由度も、導光体に形成された周期構造
と透過型液晶表示装置の画素パターンとの２つとなって
いる。

【００３２】したがって、上述したように、フロントラ
イトとしての照明装置を設置した反射型液晶表示装置の
場合には、モアレ縞が観察されないよう周期構造の周期
を調整することは、バックライトとしての照明装置を設
置した透過型液晶表示装置の場合とモアレ縞発生のメカ
ニズムが全く異なることから非常に困難である。しかし
ながら、周期構造の形成される筋の方向と画素パターン
の繰り返しの方向とに最適な角度を与えることによって
モアレ縞の周期が短くなり、やがて観察されなくなると
いう現象が生じてくる。

【００３３】このとき、前記照明装置の周期構造の形成
された筋の方向が前記液晶表示装置の画素パターンの繰
り返しの水平方向から１０゜〜８０゜の角度を有するよ
うに形成されていることが望ましい。

【００３４】また、このとき、前記液晶表示装置の画素
パターンの配列がデルタ配列であり、前記照明装置の周
期構造の形成された筋の方向が前記液晶表示装置の画素
パターンの繰り返しの水平方向から１０゜〜２５゜また
は５５°〜８０°の角度を有するように形成されている
ことが望ましい。

【００３５】また、このとき、前記液晶表示装置の画素
パターンの配列がストライプ配列であり、前記照明装置
の周期構造の形成された筋の方向が前記液晶表示装置の
画素パターンの繰り返しの水平方向から１５゜〜７５゜
の角度を有するように形成されていることが望ましい。

【００３６】液晶表示装置として、２．０型、２．５型
のデルタ配列の反射型液晶表示装置を使用し、周期構造
の形成された筋の方向と画素パターンの繰り返しの水平
方向との間に角度を与えてモアレ縞を観察し、モアレ縞
が観察されない角度範囲を見出した結果を図１３（ａ）
に示す。また、同様に、６．５型ＨＶＧＡの反射型液晶
表示装置を使用し、周期構造の形成された筋の方向と画
素パターンの繰り返しの水平方向との間に角度を与えて
モアレ縞を観察し、モアレ縞が観察されない角度範囲を
見出した結果を図１３（ｂ）に示す。

【００３７】この図１３（ａ）（ｂ）によると、周期構
造の周期によって角度範囲にバラツキがあるものの、反
射型液晶表示装置がデルタ配列であった場合は１０°か
ら２５°または５５°から８０°の角度範囲でモアレ縞
が観察されず、また、反射型液晶表示装置がストライプ
配列であった場合は１５゜から７５゜の角度範囲でモア
レ縞が観察されないことが分かる。

【００３８】したがって、本発明の反射型液晶表示装置
にフロントライトとしての照明装置を設置した電子装置
の場合には、導光体に形成された周期構造の形成された
筋の方向と液晶表示装置の画素パターンの繰り返しの水
平方向とを一致させないことでモアレ縞が観察されにく
くなり、液晶表示装置の表示品位を低下させることがな
い。特に、反射型液晶表示装置の場合には、周期構造が
形成された筋の方向と反射型液晶表示装置の画素パター
ンの繰り返しの水平方向とが１０°から８０°、さらに
具体的には、画素パターンがデルタ配列であれば１０°
から２５°または５５°から８０°の角度、画素パター
ンがストライプ配列であれば１５°から７５°の角度を
有することによって、さらにモアレ縞が観察されなくな
り、良好な表示品位を得ることが可能となる。

【００３９】なお、本発明の電子装置は、前記周期構造
は照明装置の導光体対向面に形成されているとともに、
主として前記光源から入射面を介して入射した光を伝搬
する伝搬部と、主として該光源から入射面を介して入射
した光および伝搬された光を出射面方向に反射する反射
部とが周期的に配置されて構成されていることを特徴と
している。

【００４０】このような構成とすることにより、光源か
ら導光体に入射した光は、出射面および対向面の主とし
て伝搬部で全反射して導光体内部を伝搬しつつ、反射部
に到達して反射部で全反射することによって出射面から
出射し、液晶表示装置の表示品位を低下させることなく
明るく照明することが可能となる。また、このとき、用
途によっては対向面の伝搬部や反射部にアルミニウムな
どによる反射層をコーティングしてもよく、このような
場合には、全反射を利用する場合に比べて光の利用効率
をより向上させることができ、明るい照明が可能とな
る。

【００４１】また、本発明の電子装置では、導光体の出
射面から出射した光のうち、前記周期構造の形成された
筋の方向に沿った第２の直線偏光の偏光軸と、液晶表示
装置に偏光板を介して入射する第１の直線偏光の偏光軸
とを略一致させたことも特徴としている。

【００４２】本電子装置における照明装置では、光源か
ら入射面を介して導光体内に入射した光を主に全反射を
利用して伝搬させる一方で出射面または対向面に形成さ
れた周期構造によって反射されて出射面から出射し液晶
表示装置を照明する。このとき、導光体内部を全反射条
件を満たさずに伝搬する光の反射率は光の偏光状態によ
って大きく変化することが一般に知られており（例え
ば、「応用光学Ｉ」ｐ．３７：鶴田虚夫著、培風館発
行）、したがって、導光体を出射する照明光にも特定の
偏光成分が多く含まれる。

【００４３】実際に導光体を出射する照明光の偏光成分
を測定した結果について説明する。測定に使用した導光
体は、図１４に示すような形状であり、導光体７２はそ
の対向面７２ｃに伝搬部７２ｄと反射部７２ｅとによる
周期構造７２ｆが入射面７２ａに沿った方向に形成され
ている。測定は光源７１に蛍光灯を使用し、導光体７２
の出射面７２ｂ側に液晶表示装置の偏光板に相当する偏
光板７３を設置して偏光板７３を透過する光量を輝度計
を用いて測定し、偏光板７３が無い場合の出射光量に対
する割合を計算した。

【００４４】ここで、蛍光灯などの偏光成分を持たない
光に対する偏光板７３の透過率は４４％であった。この
結果を図１５に示す。この図１５によると、周期構造７
２ｆの形成された筋の方向と偏光板７３を透過する直線
偏光の偏光軸を揃えた場合、偏光板７３を透過する割合
は４９％であるのに対し、直交させると３７％であり、
導光体７２を出射する照明光は明らかに周期構造７２ｆ
の形成された筋に沿った方向の偏光軸を持つ直線偏光の
割合が高いことが分かる。

【００４５】したがって、周期構造の形成された筋の方
向に沿った第２の直線偏光の偏光軸と液晶表示装置の入
射側に設置された偏光板を透過する第１の直線偏光の偏
光軸とを一致させることで照明光を有効に利用して表示
することができる。

【００４６】また、本発明の電子装置は、上述した照明
装置において、導光体と液晶表示装置との間に、導光体
の出射面から出射した光のうち、周期構造の形成された
筋の方向に沿った第２の直線偏光の偏光軸を回転し、液
晶表示装置に入射する第１の直線偏光の偏光軸と略一致
させる旋光手段を備えたことも特徴としている。

【００４７】このような構成では、導光体の出射面から
出射した照明光に高い割合で含まれる周期構造の形成さ
れた筋の方向に沿った第２の直線偏光の偏光軸を旋光手
段によって回転し、液晶表示装置に入射する第１の直線
偏光の偏光軸と一致させることで、照明光を有効に利用
することができる。ここで、旋光手段としては、例えば
１／２波長板を使用することができる。１／２波長板は
進相軸ｆ軸と遅相軸ｓ軸の２つの直交する固有偏光の軸
を持つ。直線偏光を１／２波長板に入射させる場合、進
相軸を直線偏光の偏光軸から角度θだけ傾けて配置する
と、出射光の偏光軸は進相軸を中心に２θだけ回転する
（例えば、「応用光学II」ｐ．１９１：鶴田虚夫著、培
風館発行）。

【００４８】したがって、１／２波長板を進相軸が第１
の直線偏光の偏光軸と第２の直線偏光の偏光軸とのなす
角度を２等分するように配置することで第２の直線偏光
の偏光軸が回転して第１の直線偏光の偏光軸と一致し、
照明装置からの照明光を有効に表示に利用することがで
き、明るい画像を表示することができる。

【００４９】なお、このとき、導光体と旋光手段との間
に、前記第２の直線偏光を透過する一方でそれに直交す
る直線偏光を反射する偏光選択反射手段を備えてもよ
い。

【００５０】このような構成によると、導光体から出射
した照明光に高い割合で含まれる周期構造の形成された
筋の方向に沿った第２の直線偏光は、偏光選択反射手段
を透過したあとに旋光手段によって偏光軸を回転され、
液晶表示装置の入射側に配置された偏光板を透過して表
示に利用される。

【００５１】一方、第２の直線偏光に直交する直線偏光
は偏光選択反射手段によって導光体に向かって反射さ
れ、さらに導光体で反射されて再び照明光として出射さ
れるが、この過程で偏光の偏波面を乱され、偏光軸が第
２の直線偏光と一致する光が生じ、偏光選択反射手段、
旋光手段、および偏光板を透過して表示に利用される。
したがって、偏光選択反射手段を備えない照明装置の場
合には偏光板に吸収されていた第２の直線偏光に直交し
た直線偏光の照明光を利用することができ、照明光の利
用効率が向上する。

【００５２】ここで、偏光選択反射手段としては、例え
ばＳＩＤ’９２ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．４２７に公開され
ているレトロリフレクティングシートポラライザーなど
を使用することができる。レトロリフレクティングシー
トポラライザーは、マイクロプリズムアレイに対して誘
電体層をコーティングすることによって偏光ビームスプ
リッタとしたシート構成を有するものである。また、導
光体の対向面側に反射シートを設置すると、偏光選択反
射手段によって反射された光を効率よく偏光選択反射手
段に戻すことができ、さらに明るい表示が可能となる。

【００５３】また、このとき、旋光手段と液晶表示装置
との間に、前記第１の直線偏光を透過する一方でそれに
直交する直線偏光を反射する偏光選択反射手段を備えて
もよい。

【００５４】このような構成によると、導光体から出射
した照明光のうち、周期構造の形成された筋の方向に沿
った第２の直線偏光は旋光手段によって偏光軸を回転さ
れ、第１の直線偏光の偏光軸と一致したあとに偏光選択
反射手段を透過し、さらに液晶表示装置の入射側に配置
された偏光板を透過して表示に利用される。

【００５５】次に、旋光手段を透過して第１の直線偏光
に直交した直線偏光は偏光選択反射手段によって反射さ
れ、旋光手段を透過して導光体に達する。そして導光体
で反射されて再び旋光手段を透過する過程で偏光の偏波
面を乱され、偏光軸が第１の直線偏光と一致する光が生
じ、偏光選択反射手段、および偏光板を透過して表示に
利用される。したがって、偏光選択反射手段を備えない
照明装置の場合には偏光板に吸収されていた第１の直線
偏光に直交した直線偏光の照明光を利用することがで
き、照明光の利用効率が向上する。

【００５６】ここで、偏光選択反射手段としてはレトロ
リフレクティングシートポラライザーなどを使用するこ
とができる。また、導光体の対向面側に反射シートを設
置すると、偏光選択反射手段によって反射された光を効
率よく偏光選択反射手段に戻すことができる。

【００５７】また、このとき、導光体に形成された周期
構造の形成された筋の方向を、前記液晶表示装置に入射
する第１の直線偏光の偏光軸と略一致させることが望ま
しい。

【００５８】このような構成によると、導光体に周期構
造が形成された照明装置では、周期構造の形成された筋
の方向に沿った第２の直線偏光が最も高い割合で出射さ
れる。したがって、周期構造を液晶表示装置の入射側に
設置された偏光板を透過する第１の直線偏光の偏光軸と
一致する方向に形成することで照明光を有効に利用して
表示することができる。

【００５９】また、このとき、導光体と液晶表示装置と
の間に、前記第１の直線偏光を透過する一方で、それに
直交する直線偏光を反射する偏光選択反射手段を備えて
もよい。

【００６０】このような構成によると、導光体から出射
した照明光のうち、周期構造の形成された筋の方向に沿
った第２の直線偏光は第１の直線偏光の偏光軸と一致し
ており、偏光選択反射手段と液晶表示装置の入射側に配
置された偏光板を透過して表示に利用される。

【００６１】一方、導光体から出射した第１の直線偏光
に直交する直線偏光は偏光選択反射手段によって導光体
に向かって反射され、さらに導光体で反射されて再び偏
光選択反射手段に達する。この過程で偏光の偏波面を乱
され、偏光軸が第１の直線偏光と一致する光が生じ、偏
光選択反射手段、および偏光板を透過して表示に利用さ
れる。したがって、偏光選択反射手段を備えない照明装
置の場合には偏光板に吸収されていた第１の直線偏光に
直交した直線偏光の照明光を利用することができ、照明
光の利用効率が向上する。

【００６２】ここで、偏光選択反射手段としてはレトロ
リフレクティングシートポラライザーなどを使用するこ
とができる。また、導光体の対向面側に反射シートを設
置すると、偏光選択反射手段によって反射された光を効
率よく偏光選択反射手段に戻すことができる。

【００６３】上述したような電子装置は、液晶表示装置
が入射側と出射側とにそれぞれ第１、第２の偏光板を備
え、第１の偏光板を介して入射した直線偏光を制御し、
第２の偏光板を介して出射することによって画像を表示
する透過型液晶表示装置、あるいは第１の偏光板と反射
板を備え、第１の偏光板を介して入射した直線偏光を制
御するとともに反射し、再び第１の偏光板を介して出射
することによって画像を表示する反射型液晶表示装置の
いずれにも適用することができる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００６５】（実施の形態１）本実施の形態１における
電子装置について、図１および図２を用いて説明する。
図１は、本実施の形態１の電子装置における照明装置お
よび液晶表示装置の構成を表した図面であり、図２
（ａ）は、本実施の形態１の電子装置における照明装置
を表した図面であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の照明
装置における周期構造を表した拡大図面である。

【００６６】図１に示すように、１は、光源２と導光体
３とで構成された照明装置であり、４は、偏光板５、
７、および液晶表示素子６を備えた透過型の液晶表示装
置である。

【００６７】次に、図２（ａ）を用いて本実施の形態１
における照明装置について説明すると、導光体３は、入
射面３ａ、出射面３ｂ、およびこの出射面３ｂに対向し
た対向面３ｃを備えて構成されており、対向面３ｃに
は、伝搬部３ｄと反射部３ｅとが構成されたプリズム状
の周期構造３ｆが入射面３ａに沿う方向に形成されてい
る。

【００６８】光源２は、導光体３の入射面３ａ近傍に配
置され、導光体３に入射した光源２からの光は、主に出
射面３ｂと伝搬部３ｄとにより全反射して内部を伝搬す
る一方、反射部３ｅに到達した光は出射面３ｂに向かっ
て反射されて照明光として出射する。このような導光体
３からの照明光を受けた透過型液晶表示装置４は、偏光
板５を介して入射した直線偏光の偏光状態を画素毎に液
晶表示素子６の液晶層で変調し、偏光板７を出射する光
量を制御して画像を表示する。

【００６９】ここで、本実施の形態１では、光源２とし
ては蛍光灯を使用し、導光体３としてはポリメチルメタ
クリレートを用いて射出成形によって作製した。また、
透過型液晶表示装置４には、６．５型のＨＶＧＡ（画素
数６４０×ＲＧＢ×２４０、画素サイズ８０μｍ×２４
０μｍ ）を使用した。そして、偏光板５は液晶材料や
配向の方向、視野角の特性などを考慮して透過する直線
偏光の偏光軸が画素パターンの繰り返しの水平方向と４
５°の角度をなすように配置した。

【００７０】本実施の形態１では、図２（ｂ）に示す導
光体３における周期構造３ｆと液晶表示素子６における
画素パターンとが干渉して生じるモアレ縞によって表示
品位が低下することがないように、周期構造３ｆの周期
ｐ１を設定した。すなわち、図１２を参照して、周期構
造３ｆの周期ｐ１と画素パターンの垂直周期ｐ２とによ
って決まるモアレ縞の周期Ｐが、人間の目によって識別
できる周期である９０μｍ以下となるように周期ｐ１を
７０μｍとした。

【００７１】この周期構造３ｆの形状は、図２（ｂ）に
示すように、光源２から入射した光を有効に出射面３ｂ
から出射できるように設定されており、具体的には７０
μｍの周期ｐ１のうち、伝搬部３ｄの長さｐｄは平均６
５μｍ、反射部３ｅの長さｐｅは平均５μｍ、伝搬部３
ｄと反射部３ｅで作られるプリズムの高さｈは５μｍと
設定した。また、反射部３ｅの長さｐｅは反射面３ｂの
面内で均一な照明光が出射されるように入射面３ａに近
いほど５μｍより短く、遠いほど５μｍより長くして設
定した。

【００７２】以上、本実施の形態１における電子装置の
構成によって、モアレ縞が観察されない、つまり液晶表
示装置の表示品位を劣化させることなく、明るく、均一
に液晶表示装置を照明することができる照明装置を実現
することができた。なお、導光体に形成される周期構造
の周期ｐ１は、液晶表示装置の画素パターンの周期ｐ２
によって設定する必要がある。また、本実施の形態１で
は導光体の周期構造はプリズム状としたが、他にも台形
状、レンチキュラー状、球状などの周期構造であっても
よく、アルミニウムなどにより反射層をコーティングし
て光の利用効率を向上させることも可能である。さら
に、入射面も１面に限らずに複数面備えることも可能で
あり、光源としては蛍光灯の他にも、ＥＬやＬＥＤ、Ｌ
ＥＤと棒状導光体の組み合わせなど、導光体の入射面に
均一に光を照射する様々な光源を使用することが可能で
ある。また、導光体としては、その材質としてポリメチ
ルメタクリレートなどのアクリル系樹脂の他にも、ポリ
カーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂などに代表される
透明樹脂やガラスなどを適宜用いることも可能である。

【００７３】（実施の形態２）本実施の形態２における
電子装置について、図３および図４を用いて説明する。
図３は、本実施の形態２の電子装置における照明装置お
よび液晶表示装置の構成を表した図面であり、図４は、
本実施の形態２の電子装置における照明装置の詳細を表
した図面である。

【００７４】図３に示すように、１１は、光源１２と導
光体１３とで構成された照明装置であり、１４は、偏光
板１５、液晶表示素子１６、および反射板１７を備えた
反射型の液晶表示装置である。

【００７５】次に、図４を用いて本実施の形態２におけ
る照明装置について説明すると、導光体１３は、入射面
１３ａ、出射面１３ｂ、およびこの出射面１３ｂに対向
した対向面１３ｃを備えて構成されており、対向面１３
ｃには、伝搬部１３ｄと反射部１３ｅとが構成されたプ
リズム状の周期構造１３ｆが形成されている。

【００７６】光源１２は、導光体１３の入射面１３ａ近
傍に配置され、導光体１３に入射した光源１２からの光
は、主に出射面１３ｂと伝搬部１３ｄとにより全反射し
て内部を伝搬する一方、反射部１３ｅに到達した光は出
射面１３ｂに向かって反射されて照明光として出射す
る。このような導光体１３からの照明光を受けた反射型
液晶表示装置１４は、偏光板１５を介して入射した直線
偏光を反射板１７で反射して再び偏光板１５を出射させ
る過程で液晶表示素子１６の液晶層によってその偏光状
態を画素毎に変調し、出射する光量を制御して画像を表
示する。

【００７７】ここで、本実施の形態２では、光源１２と
しては蛍光灯を使用し、導光体１３としてはポリメチル
メタクリレートを用いて射出成形によって作製した。ま
た、反射型液晶表示装置１４には、６．５型のＨＶＧＡ
（画素数６４０×ＲＧＢ×２４０、画素サイズ８０μｍ
×２４０μｍ ）を使用した。そして、反射型液晶表示
装置１４の偏光板１５を透過する直線偏光の偏光軸は、
液晶材料や配向の方向、視野角の特性などを考慮して画
素パターンの繰り返しの水平方向と１５°の角度をなす
方向に配置した。

【００７８】本実施の形態２では、導光体１３における
周期構造１３ｆと液晶表示素子６における画素パターン
とが干渉して生じるモアレ縞によって表示品位が低下す
ることがないように、周期構造１３ｆが形成される筋の
方向と周期ｐ１とを設定した。すなわち、図１３を参照
すると、液晶表示装置１４の画素パターンの繰り返しの
水平方向と周期構造１３ｆが形成される筋の方向とが１
５°の角度をなし、周期構造１３ｆの周期ｐ１が１６０
μｍであるとモアレ縞は観察されないことが分かる。本
実施の形態２における周期構造１３ｆはこれに基づいて
形成した。

【００７９】この周期構造１３ｆの形状は、光源１２か
ら入射した光を有効に出射面１３ｂから出射できるよう
に設定されており、具体的には１６０μｍの周期ｐ１の
うち、伝搬部１３ｄの長さｐｄは平均１５０μｍ、反射
部３ｅの長さｐｅは平均１０μｍ、伝搬部３ｄと反射部
３ｅで作られるプリズムの高さｈは１０μｍとした。ま
た、反射部３ｅの長さｐｅは反射面３ｂの面内で均一な
照明光が出射されるように入射面３ａに近いほど１０μ
ｍより短く、遠いほど１０μｍより長くして設定した。

【００８０】また、上述したように、導光体１３を出射
する照明光には、導光体１３における周期構造１３ｆの
形成された筋の方向に沿った偏光軸を持つ直線偏光が高
い割合で含まれている（図１５参照）。本実施の形態２
では、周期構造１３ｆが形成される筋の方向と液晶表示
装置１４に備えられた偏光板１５を透過する直線偏光の
偏光軸とを一致させて構成しており、このことにより、
導光体１３を出射する照明光が高い効率で偏光板１５を
透過できることになり、より明るい表示を行うことが可
能となった。

【００８１】ここで、照明装置１１の導光体１３に形成
された周期構造１３ｆの周期方向（周期構造１３ｆが形
成された筋の方向）と液晶表示装置１４の画素パターン
の繰り返しの水平方向とのなす角度についても上述した
ものに限られないが、モアレ縞の発生を防ぐためには、
１０°以上８０°以下にすることが好ましい。

【００８２】なお、画素パターンがデルタ配列の場合に
ついて、モアレ縞が観察されない角度範囲を測定した結
果を図１３（ａ）に示す。ここでは、２．０型と２．５
型のデルタ配列の液晶表示装置１４の前面に照明装置１
１を配置した場合について、その導光体１３の周期構造
の形成された筋の方向と液晶表示装置１４の画素パター
ンの繰り返しの水平方向とのなす角度を変化させてモア
レ縞を観察した。なお、この図１３（ａ）では、２．０
型の場合を実線で示し、２．５型の場合を点線で示し
た。

【００８３】この図１３（ａ）からわかるように、周期
構造１３ｆの周期によっては角度範囲にばらつきがみら
れるものの、ほぼ１０°以上２５°以下、または５５°
以上８０°以下であれば、モアレ縞は観察されない。

【００８４】同様に、画素パターンがストライプ配列の
場合について、モアレ縞が観察されない角度範囲を測定
した結果を図１３（ｂ）に示す。ここでは、６．５型の
ストライプ配列の液晶表示装置１４の前面に照明装置１
１を配置した場合について、その導光体１３の周期構造
の形成された筋の方向と液晶表示装置１４の画素パター
ンの繰り返しの水平方向とのなす角度を変化させてモア
レ縞を観察した。

【００８５】この図１３（ｂ）からわかるように、周期
構造１３ｆの周期によっては角度範囲にばらつきがみら
れるものの、ほぼ１５°以上７５°以下であれば、モア
レ縞は観察されない。

【００８６】したがって、照明装置１１の導光体１３の
周期構造の形成された筋の方向と液晶表示装置１４の画
素パターンの繰り返しの水平方向とのなす角度を上述し
た範囲になるように設計すれば、モアレ縞の発生を防ぐ
ことが可能で、表示品位の良好な電子装置を実現するこ
とが可能となる。

【００８７】以上、本実施の形態２における電子装置の
構成によって、モアレ縞が観察されない、つまり液晶表
示装置の表示品位を劣化させることなく、明るく、均一
に液晶表示装置を照明することができ、かつ照明光が有
効に表示に利用される照明装置を実現することができ
た。なお、本実施の形態２では、液晶表示装置として反
射型のものを使用したが、これを透過型の液晶表示装置
としても同様の効果を得ることが可能であり、導光体１
３に形成される周期構造の形成された筋の方向、および
周期ｐ１は、液晶表示素子の画素パターンの周期、およ
び偏光板の偏光軸を考慮して設定する必要がある。ま
た、本実施の形態２では導光体の周期構造はプリズム状
としたが、他にも台形状、レンチキュラー状、球状など
の周期構造であってもよく、アルミニウムなどにより反
射層をコーティングして光の利用効率を向上させること
も可能である。さらに、入射面も１面に限らずに複数面
備えることも可能であり、光源としては蛍光灯の他に
も、導光体の入射面に均一に光を照射する様々な光源を
使用することが可能である。また、導光体１３として
は、その材質としてアクリル系樹脂の他にも、ポリカー
ボネート系樹脂、エポキシ系樹脂などに代表される透明
樹脂やガラスなどを適宜用いることも可能である。

【００８８】（実施の形態３）本実施の形態３における
電子装置について、図５を用いて説明する。図５は、本
実施の形態３の電子装置における照明装置および液晶表
示装置の構成を表した図面である。

【００８９】図５に示すように、２１は、光源２２と導
光体２３と旋光手段２８とで構成された照明装置であ
り、２４は、偏光板２５、２７、および液晶表示素子２
６を備えた透過型の液晶表示装置である。

【００９０】なお、本実施の形態３では、光源２２、導
光体２３、透過型液晶表示装置２４は実施の形態１と同
様のものを使用しており、このため、導光体２３の周期
構造と液晶表示素子２６の画素パターンとが干渉するこ
とによって発生するモアレ縞は観察されることはなく、
液晶表示装置２４の良好な表示品位を得ることが可能と
なっている。また、透過型液晶表示装置２４の偏光板２
５は、液晶材料や配向の方向、視野角の特性などを考慮
して透過する直線偏光の偏光軸が画素パターンの繰り返
しの水平方向と４５°の角度をなすように配置されてい
る。

【００９１】本実施の形態３における導光体２３の出射
面から出射する照明光は、上述したように、導光体２３
に形成された周期構造の形成された筋の方向に沿った直
線偏光の割合が高い。本実施の形態３では、周期構造の
形成された筋の方向と液晶表示装置２４の偏光板２５を
透過する直線偏光の偏光軸とが４５°の角度をなしてい
る。したがって、旋光手段２８は、導光体２３の周期構
造の形成された筋に沿った直線偏光の偏光軸を４５°回
転させて偏光板２５の偏光軸と一致させることで照明光
を有効に表示に利用することが可能となっている。

【００９２】なお、本実施の形態３では、旋光手段２８
として１／２波長板を使用し、進相軸ｆ軸が第１の直線
偏光の偏光軸と第２の直線偏光の偏光軸とのなす角度を
２等分するように、すなわち２２．５°傾けて配置する
ことにより、第２の直線偏光の偏光軸を回転させて、第
１の直線偏光の偏光軸と一致させた。

【００９３】以上、本実施の形態３における電子装置の
構成によって、モアレ縞が観察されない、つまり液晶表
示装置の表示品位を劣化させることなく、明るく、均一
に液晶表示装置を照明することができ、かつ照明光が有
効に表示に利用される照明装置を実現することができ
た。なお、旋光手段としては１／２波長板に限らず、同
様の効果を得ることのできる光学手段であれば他のもの
を用いることも可能である。

【００９４】（実施の形態４）本実施の形態４における
電子装置について、図６を用いて説明する。図６は、本
実施の形態４の電子装置における照明装置および液晶表
示装置の構成を表した図面である。

【００９５】図６に示すように、３１は、光源３２、導
光体３３、旋光手段３８、および偏光選択反射手段３９
で構成された照明装置であり、３４は、偏光板３５、３
７、および液晶表示素子３６を備えた透過型の液晶表示
装置である。

【００９６】なお、本実施の形態４では、光源３２、導
光体３３、旋光手段３８、および液晶表示装置３４は実
施の形態３と同様であって、導光体３３の周期構造と液
晶表示素子３６の画素パターンとが干渉することによっ
て発生するモアレ縞は観察されることはなく、液晶表示
装置３４の良好な表示品位を得ることが可能となってい
る。

【００９７】また、この偏光選択反射手段３９は、導光
体３３の出射面から高い効率で出射する周期構造の形成
された筋に沿った直線偏光である偏光αを透過し、これ
に直交する直線偏光である偏光βは反射するという機能
を持つものである。本実施の形態４では、この偏光選択
反射手段３９に、レトロリフレクティングシートポララ
イザーを使用した。このレトロリフレクティングシート
ポラライザーは、マイクロプリズムアレイに対して誘電
体層をコーティングすることにより偏光ビームスプリッ
タとしたシート構成を有するものであり、ＳＩＤ’９２
Ｄｉｇｅｓｔｐ．４２７にも開示されている。

【００９８】この偏光選択反射手段３９で導光体３３に
向かって反射された偏光βは、導光体３３で反射されて
再び偏光選択反射手段３９に入射する。この過程で偏光
βの偏波面が乱され、偏光選択反射手段３９を透過する
偏光軸を持つ偏光γが生じる。つまり、旋光手段３８に
達する光は偏光αと偏光γとになり、これらは旋光手段
３８で偏光軸を４５°回転して偏光板３５を透過し、液
晶表示素子３６による表示に利用されることになる。し
たがって、偏光選択反射手段３９を用いない場合に偏光
板３５により吸収されていた偏光βが再利用されて表示
に寄与することになるため、より明るい表示を実現する
ことが可能となっている。なお、偏光βをさらに効率良
く利用するために、導光体３３の対向面側に反射シート
や拡散反射シートなどの反射手段を設けてもよい。

【００９９】また、偏光選択反射手段３９を旋光手段３
８と液晶表示素子３６との間に配置する場合には、偏光
選択反射手段３９は偏光板３５を透過する直線偏光を透
過し、これに直交する直線偏光を反射するように配置す
る必要がある。これにより、偏光板３５に吸収されてい
た直線偏光が旋光手段３８を透過して導光体３３に達
し、さらに導光体３３で反射されて再び偏光選択反射手
段３９に入射することになる。そして、この過程で偏波
面が乱されて、偏光選択反射手段３９と偏光板３５とを
透過する直線偏光が生じるため照明光の利用効率が向上
することになる。このとき、導光体３３の対向面側に反
射シートや拡散反射シートなどの反射手段を設けるとよ
り効果的である。

【０１００】以上、本実施の形態４における電子装置の
構成によって、モアレ縞が観察されない、つまり液晶表
示装置の表示品位を劣化させることなく、明るく、均一
に液晶表示装置を照明することができ、かつ照明光が有
効に表示に利用される照明装置を実現することができ
た。なお、偏光選択反射手段としてはレトロリフレクテ
ィングシートポラライザーに限らず、同様の機能を有す
る光学手段であれば他のものを用いることも可能であ
る。

【０１０１】（実施の形態５）本実施の形態５における
電子装置について、図７および図８を用いて説明する。
図７は、本実施の形態５の電子装置における照明装置お
よび液晶表示装置の構成を表した図面であり、図８は、
本実施の形態５の電子装置における照明装置を表した図
面である。

【０１０２】図７に示すように、４１は、光源４２、導
光体４３、および偏光選択反射手段４９で構成された照
明装置であり、４４は、偏光板４５、４７、および液晶
表示素子４６を備えた透過型の液晶表示装置である。

【０１０３】なお、本実施の形態５では、光源４２とし
ては蛍光灯を使用し、導光体４３としてはポリメチルメ
タクリレートを用いて射出成形によって作製した。ま
た、透過型液晶表示装置４４には、上述した実施の形態
１と同様の６．５型ＨＶＧＡを使用した。

【０１０４】また、本実施の形態５では、導光体４３に
おける周期構造４３ｆの形成に関して、液晶表示素子４
６の画素パターンと干渉して生じるモアレ縞によって表
示品位が低下しないことと、導光体４３から出射する照
明光のうち、周期構造４３ｆの形成された筋に沿う方向
の直線偏光を有効に利用するために周期構造４３ｆが形
成される筋の方向と液晶表示装置４４に備えられた偏光
板４５を透過する直線偏光の偏光軸とを一致させること
に留意した。

【０１０５】また、偏光板４５を透過する直線偏光の偏
光軸は、液晶表示素子４６の表示の特性を考慮して画素
パターンの繰り返しの水平方向と４５°の角度をなすよ
うに配置されている。これに対して、上述したように、
導光体４３を出射する照明光には、周期構造４３ｆの形
成された筋の方向に沿った偏光軸を持つ直線偏光が高い
割合で含まれる（図１５参照）。したがって、周期構造
４３ｆが形成される筋の方向を偏光板４５の偏光軸と一
致させることによって照明光が高い効率で偏光板４５を
透過できることになり、明るい表示が可能となる。この
とき、図１３を参照して、周期構造４３ｆの周期ｐ１を
２４０μｍとすれば、液晶表示素子４６における画素パ
ターンとが干渉して生じるモアレ縞が観察されることは
なく、良好な表示品位を得ることが可能となる。

【０１０６】以上の説明に基づいて周期構造を形成した
導光体４３を図８に示す。この周期構造４３ｆの形状
は、図８に示すように、光源４２から入射した光を有効
に出射面４３ｂから出射できるように設定しており、具
体的には２４０μｍの周期ｐ１のうち、伝搬部４３ｄの
長さｐｄは平均２３０μｍ、反射部４３ｅの長さｐｅは
平均１０μｍ、伝搬部４３ｄと反射部４３ｅとで作られ
るプリズムの高さｈは１０μｍと設定した。また、反射
部４３ｅの長さｐｅは反射面４３ｂの面内で均一な照明
光が出射されるように入射面４３ａに近いほど１０μｍ
より短く、遠いほど１０μｍより長くして設定した。

【０１０７】また、偏光選択反射手段４９は、導光体４
３の出射面４３ａから出射される照明光に高い割合で含
まれる周期構造４３ｆの形成された筋の方向に沿った直
線偏光である偏光αを透過し、それに直交する直線偏光
である偏光βを反射する機能を有し、本実施の形態５で
はレトロリフレクティングシートポラライザーを使用し
た。そして、この偏光選択反射手段４９によって導光体
４３に向かって反射された偏光βは、導光体４３の界面
で反射され、再び偏光選択反射手段４９に入射する。こ
の過程で偏光βの偏波面が乱され、偏光αと同じ偏光軸
を持つ偏光γが生じ、偏光γは偏光選択反射手段４９を
透過することになる。偏光選択反射手段４３を透過した
偏光αおよび偏光γは、偏光板４５を透過して表示に利
用される。

【０１０８】したがって、偏光選択反射手段４９が無い
場合には、偏光板４５に吸収されていた偏光βが反射さ
れて表示に再利用することができるため、より明るい表
示を実現することが可能となっている。なお、偏光βを
さらに効率良く利用するために、導光体４３の対向面側
に反射シートや拡散反射シートなどの反射手段を設けて
もよい。

【０１０９】以上、本実施の形態５における電子装置の
構成によって、モアレ縞が観察されない、つまり液晶表
示装置の表示品位を劣化させることなく、明るく、均一
に液晶表示装置を照明することができ、かつ照明光が有
効に表示に利用される照明装置を実現することができ
た。なお、導光体に形成される周期構造の形成された筋
の方向および周期ｐ１は、液晶表示装置の画素パターン
の周期および偏光板の偏光軸を考慮して設定する必要が
ある。また、本実施の形態５では導光体の周期構造はプ
リズム状としたが、他にも台形状、レンチキュラー状、
球状などの周期構造であってもよく、反射層をコーティ
ングして光の利用効率を向上させることも可能である。
さらに、入射面も１面に限らずに複数面備えることも可
能であり、光源としては蛍光灯の他にも、導光体の入射
面に均一に光を照射する様々な光源を使用することが可
能である。また、導光体としては、その材質としてアク
リル系樹脂の他にも、ポリカーボネート系樹脂、エポキ
シ系樹脂などに代表される透明樹脂やガラスなどを適宜
用いることができる。さらには、偏光選択反射手段とし
ても、レトロリフレクティングシートポラライザーに限
らず、同様の機能を有する光学手段を使用することが可
能である。

【０１１０】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の電子装置
によれば、導光体に形成される周期構造の周期を液晶表
示装置における画素のサイズによって設定することによ
り、照明装置の周期構造と液晶表示装置の画素パターン
との干渉によるモアレ縞が観察されることがなくなり、
電子装置としての良好な表示品位を得ることが可能とな
る。

【０１１１】同様に、周期構造の形成された筋の方向と
画素パターンとの繰り返しの方向を一致させず、好まし
くは１０°から８０°の角度をなすように構成すること
により、モアレ縞が観察されることがなくなり、電子装
置としての良好な表示品位を得ることが可能となる。

【０１１２】また、導光体を出射する周期構造の形成さ
れた筋の方向に沿った直線偏光を液晶表示装置に入射さ
せることにより、照明光を有効に利用して明るい表示を
行うことが可能となる。具体的には、旋光手段によって
導光体の周期構造の形成された筋の方向に沿った直線偏
光の偏光軸を回転し、液晶表示装置に備えられた偏光板
が透過する直線偏光の偏光軸と一致させることで照明光
を効率よく利用することができる。あるいは、周期構造
を偏光板が透過する直線偏光の偏光軸と一致する方向に
形成することにより、照明光の利用効率を向上させるこ
とができる。さらに、偏光選択反射手段によって表示に
利用されない偏光成分を反射することによってその偏光
を表示に再利用できるため、より明るい表示を行うこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本実施の形態１の電子装置における照
明装置および液晶表示装置の構成を表した図面である。

【図２】図２（ａ）は、本実施の形態１の電子装置にお
ける照明装置を表した図面であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）の照明装置における周期構造を表した拡大図面で
ある。

【図３】図３は、本実施の形態２の電子装置における照
明装置および液晶表示装置の構成を表した図面である。

【図４】図４は、本実施の形態２の電子装置における照
明装置の詳細を表した図面である。

【図５】図５は、本実施の形態３の電子装置における照
明装置および液晶表示装置の構成を表した図面である。

【図６】図６は、本実施の形態４の電子装置における照
明装置および液晶表示装置の構成を表した図面である。

【図７】図７は、本実施の形態５の電子装置における照
明装置および液晶表示装置の構成を表した図面である。

【図８】図８は、本実施の形態５の電子装置における照
明装置を表した図面である。

【図９】図９（ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素配列パターン
の代表例としてのデルタ配列を示した図面であり、図９
（ｂ）は、同じくストライプ配列を示した図面である。

【図１０】図１０は、従来の照明装置および液晶表示装
置の構成を表した図面である。

【図１１】図１１は、従来の照明装置および液晶表示装
置の構成を表した図面である。

【図１２】図１２は、導光体に形成された周期構造の周
期とモアレ縞の周期との関係を説明した図面である。

【図１３】図１３（ａ）（ｂ）は、導光体に形成された
周期構造の周期とモアレ縞との関係を説明した図面であ
る。

【図１４】図１４は、導光体の出射光の偏光特性を測定
する測定系を説明する模式図である。

【図１５】図１５は、導光体の出射光の偏光特性を説明
する図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１ 照明装置 ２、１２、２２、３２、４２ 光源 ３、１３、２３、３３、４３ 導光体 ３ａ、１３ａ、４３ａ 入射面 ３ｂ、１３ｂ、４３ｂ 出射面 ３ｃ、１３ｃ、４３ｃ 対向面 ３ｄ、１３ｄ、４３ｄ 伝搬部 ３ｅ、１３ｅ、４３ｅ 反射部 ３ｆ、１３ｆ、４３ｆ 周期構造 ４、１４、２４、３４、４４ 液晶表示装置 ５、７、１５、２５、２７、３５、４５ 偏光板 ６、１６、２６、３６、４６ 液晶表示素子 １７ 反射板 ２８ 旋光手段 ３９、４９ 偏光選択反射手段 ５１、６１ 光源 ５２、６２ 導光体 ５２ａ、６２ａ 入射面 ５２ｂ、６２ｂ 出射面 ５２ｃ、６２ｃ 対向面 ５２ｄ、６２ｄ 伝搬部 ５２ｅ、６２ｅ 反射部 ５２ｆ、６２ｆ 周期構造 ５３、６３ 液晶表示装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と該光源からの光が入射する入射面
   および該入射した光が出射する出射面を備える導光体と
   で構成される照明装置と、該導光体の出射面から出射す
   る光を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示装置と
   からなる電子装置において、 前記照明装置の導光体出射面もしくは該出射面に対向す
   る対向面には周期構造が形成されているとともに、該照
   明装置の周期構造の周期をｐ１、前記液晶表示装置の画
   素のサイズをｐ２としたときに、 １／（１／ｐ１−１／ｐ２）≦ｐ２・・・・（１） の関係式を満足することを特徴とする電子装置。
2. 【請求項２】 前記照明装置の周期構造の周期をｐ１
   （μｍ）、前記液晶表示装置の画素のサイズをｐ２（μ
   ｍ）としたときに、 １／（１／ｐ１−１／ｐ２）≦９０（μｍ）・・・・（２） の関係式を満足することを特徴とする請求項１に記載の
   電子装置。
3. 【請求項３】 光源と該光源からの光が入射する入射面
   および該入射した光が出射する出射面を備える導光体と
   で構成される照明装置と、該導光体の出射面から出射す
   る光を画素毎に制御して該照明装置へ反射することによ
   り画像を表示する反射型液晶表示装置とからなる電子装
   置において、 前記照明装置の導光体出射面もしくは該出射面に対向す
   る対向面には周期構造が形成されているとともに、該照
   明装置の周期構造の形成された筋の方向が前記液晶表示
   装置の画素パターンの繰り返し方向と一致しないように
   形成されていることを特徴とする電子装置。
4. 【請求項４】 前記照明装置の周期構造の形成された筋
   の方向が前記液晶表示装置の画素パターンの繰り返しの
   水平方向から１０゜〜８０゜の角度を有するように形成
   されていることを特徴とする請求項３に記載の電子装
   置。
5. 【請求項５】 前記液晶表示装置の画素パターンの配列
   がデルタ配列であり、前記照明装置の周期構造の形成さ
   れた筋の方向が前記液晶表示装置の画素パターンの繰り
   返しの水平方向から１０゜〜２５゜または５５°〜８０
   °の角度を有するように形成されていることを特徴とす
   る請求項３または４に記載の電子装置。
6. 【請求項６】 前記液晶表示装置の画素パターンの配列
   がストライプ配列であり、前記照明装置の周期構造の形
   成された筋の方向が前記液晶表示装置の画素パターンの
   繰り返しの水平方向から１５゜〜７５゜の角度を有する
   ように形成されていることを特徴とする請求項３または
   ４に記載の電子装置。
7. 【請求項７】 光源と該光源からの光が入射する入射面
   および該入射した光が出射する出射面を備える導光体と
   で構成される照明装置と、該導光体の出射面から出射す
   る光を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示装置と
   からなる電子装置において、 前記液晶表示装置は、少なくとも１枚の偏光板を備えて
   いるとともに、該偏光板を介して入射する第１の直線偏
   光の偏光状態を画素毎に制御して画像を表示し、前記照
   明装置は、前記導光体の出射面から出射した光のうち前
   記周期構造の形成された筋の方向に沿った第２の直線偏
   光の偏光軸を該第１の直線偏光の偏光軸に略一致させて
   いることを特徴とする電子装置。
8. 【請求項８】 前記導光体と前記液晶表示装置との間
   に、前記第２の直線偏光の偏光軸を回転し、該液晶表示
   装置に入射する第１の直線偏光の偏光軸と略一致させる
   旋光手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載
   の電子装置。
9. 【請求項９】 前記導光体の周期構造を、前記液晶表示
   装置に入射する第１の直線偏光の偏光軸と略一致する方
   向に形成したことを特徴とする請求項８に記載の電子装
   置。
10. 【請求項１０】 前記周期構造は照明装置の導光体対向
    面に形成されているとともに、主として前記光源から入
    射面を介して入射した光を伝搬する伝搬部と、主として
    該光源から入射面を介して入射した光および伝搬された
    光を出射面方向に反射する反射部とが周期的に配置され
    て構成されていることを特徴とする請求項１乃至９に記
    載の電子装置。