JP2006099975A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆プリズム型の照明装置を有する電気光学装置において、逆プリズム型のプリズムシートのプリズム稜線角度と偏光板の吸収軸角度を最適化することにより高輝度を実現することを可能とする。
【解決手段】 電気光学装置の一例としての液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの下面側に偏光板と、バックライト部を有し、そのバックライト部は、光源を有する導光板と、導光板の出光面に対向するようにプリズム形状面が配置されているプリズムシートとから構成されている。光源から出射された光は、導光板を経由してプリズムシートから出射し、偏光板を透過して、液晶パネルに入射する。このプリズムシートには、光のモアレを防ぐために稜線に一定の角度が設けられている。この稜線の回転角を時計回りにｘとし、偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとするとき、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を満たすようにそれぞれの回転角ｘ、ｙを設定することにより、常に光を最大輝度で偏光板から液晶パネルに出射することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられる高輝度の電気光学装置に関する。

液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶パネルなどの背面側にバックライトユニットが設けられる。一般的には、バックライトユニットは、光源と、光源からの光を平面状の光として出射する導光板と、導光板から出射した光を液晶表示パネルなどの被照明物の方向にむけるプリズムシートなどを備えて構成される。一般的に液晶パネルの上下面には偏光板が設けられているので、プリズムシートから出射された光は、液晶パネルに入射する前に偏光板を透過する。即ち、導光板から出射した光は、プリズムシート及び偏光板を順に通過して液晶パネルに入射することとなる。

プリズムシートの配置としては、プリズムシートのプリズム形状（凹凸形状）が被照明物側に向けて配置されるもの（以下、説明の便宜上「正プリズム型」と呼ぶ。）と、プリズムシートのプリズム形状が導光板側に向けて配置されるもの（以下、説明の便宜上「逆プリズム型」と呼ぶ。）が知られている。

逆プリズム型のバックライトユニット上に液晶パネルを載置すると、逆プリズム型のプリズムシートのプリズム、及び液晶パネルのパターンなどにより光の干渉（モアレ）が発生することがある。そのため、逆プリズム型のバックライトユニットでは、逆プリズム型のプリズムシートの線状プリズムの方向、即ち、プリズムシートのプリズム形状の稜線の方向を導光板の方向に対して所定角度だけ回転させて配置することにより、この光のモアレを抑制している。

しかし、偏光板の透過軸（又は吸収軸）の方向と、逆プリズム型のプリズムシートの稜線の方向との角度に依存してプリズムシート及び偏光板を透過する光量が変化し、液晶表示装置の画面の明るさに差異が生じる。そのため、この角度を適切に設定しないと、高輝度な液晶表示装置を実現することができない。

なお、液晶表示装置などに用いられる照明装置の例として、特許文献１では、偏光板の透過軸の回転角が４５°となるときに、このような液晶表示パネルなどのバックライトとして十分な輝度を得ることができる逆プリズム型のプリズムシートを用いた照明装置を提案している。

特開２００１−１６６３０２号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、逆プリズム型の照明装置を有する電気光学装置において、逆プリズム型のプリズムシートのプリズム形状の稜線角度と偏光板の吸収軸角度を最適化することにより、高輝度な電気光学装置を提供することを課題とする。

本発明の一つの観点では、照明装置は、複数の点状光源と、前記点状光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、を有し、前記出向面側から観察したときに、前記複数の点状光源の整列方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする。

上記の照明装置は、複数の点状光源と、前記点状光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、を有する。点状光源としては例えばＬＥＤなどが用いられる。また、プリズムシートはいわゆる「逆プリズム型」のプリズムシートである。

光源から出射された光は、導光板を経由してプリズムシートから出射し、偏光板を透過して、液晶パネルに入射する。導光板及びプリズムシートの出向面側から見て、複数の点状光源の整列方向に対して、プリズムシートの稜線の回転角を時計回りにｘと規定し、偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙと規定する。回転角ｘの値を段階的に変化させ、それぞれの回転角ｘの値について、光が最大輝度となるときの回転角ｙの測定を行った結果、光が最大輝度となるときの回転角ｙと回転角ｘの関係は、変数をＡとすると、式ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係で表される。よって、この式で表される関係を満たすように、プリズムシートの稜線の回転角ｘと偏光板の吸収軸の回転角ｙを設定することにより、常に液晶パネルへ出射する光が最大輝度となるようにすることができ、高輝度の照明装置を得ることができる。

本発明の他の観点では、照明装置は、線状光源と、前記線状光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、を有し、前記出向面側から観察したときに、前記線状光源の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする。即ち、光源としては、ＬＥＤなどの点状光源に限らず、冷陰極管などの線状光源であっても同様に、高輝度の照明装置を得ることができる。

本発明の他の観点では、電気光学装置は、電気光学パネルと、電気光学パネルのバックライトとして用いられる上記の照明装置と、を有する。電気光学装置は、例えば液晶表示装置であり、電気光学パネルは、例えば液晶パネルである。上記の照明装置をバックライトとして用いることにより、高輝度の電気光学装置を得ることができる。

また、本発明の他の観点では、電気光学装置は、複数の点状光源と、前記点状光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、前記偏光板の出光面側に配置された電気光学パネルと、を有し、前記出向面側から観察したときに、前記電気光学パネルの基板の光源側端辺の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする。

また、本発明のさらに他の観点では、電気光学装置は、線状光源と、前記線状光源からの光を出光面から出射する導光板と、前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、前記偏光板の出光面側に配置された電気光学パネルと、を有し、前記出向面側から観察したときに、前記電気光学パネルの基板の光源側端辺の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする。

プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角ｘ、及び偏光板の球主軸の回転角ｙの基準として、ＬＥＤなどの点状光源の整列方向や、冷陰極管などの線状光源の延在方向に限らず、電気光学パネルを構成する基板の光源側端辺の延在方向を基準としても、同様に回転角ｘ、ｙついての上記の関係を有することができる。また、電気光学パネルを構成する基板の光源側端辺の延在方向に限らず、当該基板の他の端辺の延在方向や、導光板、プリズムシート、偏光板などの他の要素の端辺の延在方向を基準としてもよい。

また、上記の電気光学装置を表示部として使用することにより高輝度の電子機器を構成することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

（液晶表示装置）
まず、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。図１は、本発明の液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図１では説明の便宜上、各構成要素の間隔を開けて図示しているが、実際には、それらは図中の上下方向に重ねられた状態で表示装置１００を構成している。

図１において、液晶表示装置１００は、液晶パネル１３と、偏光板１２および１４と、バックライト部５０とを備える。バックライト部５０は、プリズムシート１１と、導光板１０と、光源１５と、反射シート１７から構成される。

光源１５は、導光板１０の端面に設置される。光源１５は例えば点状光源として複数のＬＥＤ１６を備え、光源と対向する導光板１０の端面１０ｂの方向に光を出射する。導光板１０は平面形状が矩形であり、アクリル樹脂などの透明樹脂から構成される。導光板１０は、たとえば図示のようにいわゆる楔形の断面形状を有しており、ＬＥＤ１６から出射された光が入射する端面１０ａ（以下、「入光端面」と称す）から遠ざかるにつれて板厚が減少していく断面形状を有している。ＬＥＤ１６から出射した光Ｌは、入光端面１０ａから導光板１０の内部に入り、導光板１０の下面１０ｃ（以下、「反射面」と称す）と上面１０ｄ（以下、「出光面」と称す）とで反射を繰り返す。そして、光Ｌは、出光面１０ｄと光のなす角が臨界角を超えると、出光面１０ｄを透過して外部へ出光する。なお、反射シート１７は、反射面における反射効率を高める役割を有する。

導光板１０の上面側には、プリズムシート１１が設けられる。プリズムシート１１は、その片面に断面が略三角形の線状の凹凸を形成したシートであり、導光板１０の出光面１０ｄから出光した光Ｌを効率的に液晶パネル１３側へ向ける役割を有する。本実施形態のプリズムシート１１は、「逆プリズム型」とも呼ばれ、凹凸形状が導光板１０と対向するように配置されるものである。図に示すように、導光板１０の出光面１０ｄから出射した光Ｌはプリズムシート１１により略垂直方向へ向けられる。

液晶パネル１３は、ガラスなどの上側基板１８ａ及び下側基板１８ｂを、シール材１９を介して貼り合わせてセル構造を形成し、その内部に液晶２０を封入して構成される。さらに、液晶パネル１３には、他にも、例えばブラックマトリクス、カラーフィルタ、電極その他の多くの構成要素がマトリクス状（格子状）又はストライプ状（線状）に形成されている。これらの構成要素（以下、「線状要素」と呼ぶ）は、通常矩形の液晶パネル１３の４辺に略並行に形成されている。なお、本発明では液晶パネル１３の構成は特定のものに限定されない。

液晶パネル１３の下側基板１８ｂの外面上には偏光板１２が配置されており、上側基板１の外面上には偏光板１４が配置されている。これらの偏光板は、一定方向に振動している光を吸収し、その一定方向と垂直に振動している光を透過する。この吸収される光の振動方向を吸収軸といい、透過される光の振動方向を透過軸という。よって、吸収軸と透過軸は、互いに垂直となる関係を有する。

プリズムシート１１により略垂直方向に向けられた光Ｌは、偏光板１２に入射し、透過軸の方向に振動している光のみを通過させることにより直線偏光される。直線偏光された光Ｌは、液晶パネル１３に入射し、液晶２０の配向によって偏光面を回転させられ、偏光板１４に入射する。偏光板１４も偏光板１２と同様の透過軸と吸収軸を有するので、光Ｌは、偏光面を回転させられた後の偏光方向と偏光板１４の透過軸が一致するときのみ、偏光板１４を透過することができる。この偏光板１４を透過した光Ｌが、観察者によって視認されることとなる。

次に、図２に、液晶表示装置１００の偏光板１２及びバックライト部５０の平面図を示す。図２では、説明の便宜のために各構成要素をずらして書いてあるが、実際には、各構成要素は、それぞれの各構成要素の辺と辺を一致させるように重ね合わされる。

図２に示すようにプリズムシート１１には、導光板１０と対向する面に形成された断面が略三角形の凹凸形状の稜線１１ａが形成されている。ＬＥＤ１６が整列して配置されている方向を整列方向Ａとすると、プリズムシート１１の稜線１１ａは、ＬＥＤ１６の整列方向Ａに対し、上面から見て時計回りに回転角「ｘ」を有する。

プリズムシート１１の稜線１１ａを傾斜させる理由は以下の通りである。先にも述べたように、液晶パネル１３には、マトリクス状又はストライプ状となる線状要素が形成されている。プリズムシート１１の稜線１１ａをＬＥＤ１６の整列方向Ａと平行に形成すると、液晶パネル１３のいくつかの線状要素と平行となり、両者の間に干渉（モアレ）が生じる。そこで、プリズムシート１１の稜線１１ａはＬＥＤ１６の整列方向Ａに対して、所定の回転角ｘだけ回転させる。これにより、プリズムシート１１の稜線１１ａと液晶パネル１３の線状要素とが平行でなくなり、モアレの発生を抑制することができる。

一方、偏光板１２は、図２に示すように透過軸Ｐと吸収軸Ｇを有する。透過軸Ｐ及び吸収軸Ｇの矢印の方向は光の振動方向を示す。先にも述べたように、この透過軸Ｐと吸収軸Ｇは互いに垂直となる。この吸収軸Ｇは、ＬＥＤ１６の整列方向Ａに対し、上方から見て時計回りに回転角「ｙ」を有する。

プリズムシート１１から出射し、偏光板１２を透過した光は、観察者が液晶パネルを見やすいようになるべく大きな輝度を有することが望まれる。よって、偏光板１２を透過した光の輝度が最も大きくなるように設定することができるように、偏光板１２の吸収軸Ｇの整列方向Ａに対する回転角ｙ、および、プリズムシート１１の稜線１１ａの整列方向Ａに対する回転角ｘ（以下、単に「プリズムシートの回転角ｘ」と略す）の関係を求めることが必要となる。

（輝度測定装置による測定方法）
まず、プリズムシートの回転角ｘを所定の角度としたときの、光の輝度と偏光板の吸収軸Ｇの回転角ｙとの関係について述べる。この関係を求めるために、偏光板の吸収軸Ｇの回転角ｙを徐々に変化させ、プリズムシートから出射され偏光板を透過した光の輝度を測定機器で測定する。これにより、偏光板の吸収軸Ｇの回転角ｙ、即ち、偏光板の吸収軸角度に対する光の輝度変化を測定する。

図３は、偏光板１２を透過するバックライト部５０からの光の輝度の変化を測定する輝度測定装置２００の模式的な断面図である。導光板１０、光源１５、プリズムシート１１から構成されるバックライト部５０の上面側に偏光板１２が設置され、さらにその上方に光の輝度を測定する測定機器３０が設置される。なお、この偏光板１２は液晶パネル１３に設けられるものと同一である。

まず、偏光板１２は、偏光板１２の吸収軸ＧがＬＥＤ１６の整列方向Ａと平行、即ち吸収軸Ｇの回転角ｙ＝０°となるように設置される。その後、偏光板１２は、偏光板１２の中心となる軸Ｍを中心として時計回りに所定角度ずつ回転される。偏光板１２が時計回りに回転するので、吸収軸Ｇもそれに伴って時計回りに回転する。こうして偏光板の吸収軸Ｇの回転角ｙを変化させては光の輝度を測定することを繰り返す。なお、測定中を通して、導光板１０およびプリズムシート１１の位置は固定されている。

光源１５に備えられたＬＥＤ１６から出射された光Ｌは、導光板１０の入光端面１０ａに入射し、導光板１０の内部において、出光面１０ｄと反射面１０ｃで反射を繰り返す。光Ｌは、出光面１０ｄに対して入射する角度が臨界角を超えたとき、出光面１０ｄより導光板１０の外部へ出射し、プリズムシート１１に入射する。プリズムシート１１は、光Ｌを偏光板１２に向かって略垂直に出射する。偏光板１２は、入射する光Ｌののうち、透過軸Ｐ方向に振動している光のみを透過する。偏光板１２で直線偏光され、偏光板１２を透過した光Ｌは測定機器３０に入射する。測定機器３０では、偏光板１２で直線偏光された光Ｌの輝度が測定される。

このようにして測定された光Ｌの輝度について、図４を参照して説明する。図４は、輝度測定装置２００によって測定された光Ｌの輝度と偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとの関係を示す一例の特性図である。図４では、横軸は偏光板１２の吸収軸Ｇの、整列方向Ａに対する回転角、即ち、吸収軸Ｇの回転角ｙを示し、縦軸は測定された光の輝度を示す。

図４のグラフが示すように、光Ｌの輝度は、吸収軸Ｇの回転角ｙの増加に伴い、周期的に上下に変化する。具体的には、偏光板１２が１回転（回転角ｙ＝３６０°）する間に、偏光板１２により直線偏光された光Ｌの輝度の大きさについて、山（最大）となるところと谷（最小）となるところが２回ずつ周期的に存在し、それぞれ場合における振幅の大きさは同じ大きさとなる。このことから、バックライト部５０から偏光板１２に入射する光Ｌは完全な全方位光ではなく、一定方向の振動の振幅が大きい偏光光であることが分かる。言い換えれば、プリズムシート１１から出射された光Ｌは、偏光板１２に入射する前に、既に、導光板１０とプリズムシート１１において偏光されている。よって、偏光板１２の透過軸Ｐの方向と、既に偏光された状態でプリズムシート１１から出射した光Ｌの振幅の最も大きい方向とが一致しているところで、光Ｌの輝度は周期的に最大となるので、そのときの吸収軸Ｇの回転角ｙの値が最大輝度の光Ｌを得るのに好適である。

図４では、光Ｌの輝度は、周期的に値「Ｋｍａｘ」で最大となる。よって、光Ｌの輝度が値「Ｋｍａｘ」となるときの吸収軸Ｇの回転角ｙの値「ｈ」が、偏光板１２における好適な吸収軸Ｇの回転角ｙとなる。このようにして、光が最大輝度となるときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを求めることができる。なお、この吸収軸Ｇの回転角が値「ｈ」となるときに、吸収軸Ｇと垂直な透過軸Ｐと、プリズムシート１１から出射された光Ｌの振幅の最も大きい方向とが一致している。

次に、上記で述べた、光が最大輝度となるときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙの測定を、さらにプリズムシート１１の回転角ｘを段階的に変化させて行う。具体的には、プリズムシート１１を回転角ｘの異なったものに替えるか、偏光板１２と同様に回転させるなどして、回転角ｘを変化させ、それぞれのプリズムシートの回転角ｘの値について、光が最大輝度となる偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを求める。これにより、光が最大輝度となるときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙと、プリズムシート１１の回転角ｘとの関係を求めることができる。

要約すると、輝度測定装置２００において、光Ｌは、導光板１０およびプリズムシート１１を経由する過程で偏光したのち、回転している偏光板１２に対して略垂直に入射する。光Ｌは、この偏光板１２で直線偏光された後、測定機器３０に入射する。測定機器３０では、この直線偏光された光Ｌの輝度が測定される。この測定結果から吸収軸Ｇの回転角と光の輝度との関係を求める。光Ｌは周期的に最大輝度となり、そのときの吸収軸Ｇの回転角ｙを求めることができる。さらに、プリズムシート１１の回転角ｘを段階的に変化させて、それぞれの回転角ｘの値について、上記の測定を繰り返すことにより、光が最大輝度となるときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとプリズムシート１１の回転角ｘとの関係を求めることができる。

（輝度測定装置２００による測定結果）
次に、実際に、上記で述べた手法を用いて、偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとプリズムシート１１の回転角ｘとの関係について測定した結果を具体的に述べる。

実際の測定は、プリズムシート１１として、プリズムシートＡおよびプリズムシートＢを用いた２つの場合について行われた。このプリズムシートＡとプリズムシートＢは、プリズムシートの厚さや凹凸形状のピッチなどの特性値において違いがあり、よく一般的に用いられるプリズムシートの特性値は、このプリズムシートＡおよびプリズムシートＢの特性値の間に含まれる。

このプリズムシートＡおよびプリズムシートＢを用いて測定した結果について図５に示す。図５（ａ）は、プリズムシートＡについての結果を、図５（ｂ）は、プリズムシートＢについての結果を、それぞれ図表として示す。ここで、図５（ａ）および（ｂ）ではそれぞれ、測定をおこなったときのプリズムシート１１の回転角ｘをプリズムシート回転角として、そのときに光が最大輝度となるときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを最適偏光軸回転角として表し、さらにそのときの光の最大輝度も表している。なお、最適偏光軸回転角は、吸収軸Ｇの回転角ｙを−９０°から９０°の範囲に計算し直して表されている。

図５の図表について、図５（ａ）におけるプリズムシート傾斜角の値が−５°の場合を一例として説明する。図５（ａ）の場合、輝度測定装置２００のプリズムシート１１として、プリズムシートＡが用いられる。このプリズムシートＡの回転角ｘを−５°と設定し、偏光板１２を回転させて、プリズムシートＡおよび偏光板１２を透過してきた光の輝度を測定し、この測定値を基に図３に示した吸収軸Ｇの回転角ｙと光の輝度のグラフを作成する。このグラフにおいて、光の輝度は、周期的に最大輝度８５０[ｃｄ／ｍ^２]となるので、そのときの偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙをグラフより求め、その求められた回転角ｙを−９０°から９０°の範囲に変換することにより、最適偏光軸角度−２５°を求めることができる。よって、プリズムシートの回転角ｘが−５°のときは、偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを−２５°に設定することで、光を最大輝度たる８５０[ｃｄ／ｍ^２]で、偏光板１２から出射することができる。

図５（ａ）および（ｂ）が示すように、光の最大輝度の大きさは、プリズムシート１１の回転角ｘが０°のときに最も大きく、０°から離れるにつれて減少している。これは、プリズムシート１１が偏光特性を有し、さらに、導光板１０からプリズムシート１１に向かって出射される光も全方位光ではなく、偏光光となっているからである。導光板１０からプリズムシート１１に向かって出射される光が偏光光となる理由は、導光板１０の反射面の反射特性により、光の反射のばらつきが生じるためである。図５の場合、光の最大輝度が最も大きくなる回転角ｘが０°のときに、偏光特性を有するプリズムシート１１の光の透過方向と、導光板１０から出射された光の最大となる振幅の方向とが一致している。
但し、このプリズムシートの回転角ｘが０°のときは、先に述べたように光のモアレが発生する可能性がある。

図５（ａ）および（ｂ）における最適偏光軸回転角およびプリズムシート回転角の値をまとめてプロットしたものを図６に示す。図６では、横軸はｘ軸としてプリズムシート回転角、即ち、プリズムシート１１の回転角ｘを示し、縦軸はｙ軸として最適偏光軸回転角、即ち、偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを示す。

図６のプロットされた点を見ると、ｘの値が増減すると、ｙの値も略比例して増減する関係となることが分かる。よって、回転角ｘと回転角ｙの関係を近似的に直線の式で表すことができる。これらのプロットされたすべての点から線形近似により近似直線を求めると直線２０１となる。この直線２０１の式はｙ＝０．９６ｘ−２２．３である。

次に、この直線２０１の傾きである０．９６を基に、今回測定されたすべてのデータが確実に包含されるようにｙ切片の範囲を決めると、直線２０２および直線２０３となる。直線２０２の式はｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋３であり、直線２０３の式はｙ＝０．９６ｘ−２２．３−３である。この直線２０２および直線２０３の式は、測定されたすべてのデータが確実に包含されるように、直線２０２の式のｙ切片の範囲を−２２．３−３から−２２．３＋３の間に設定することにより決められたものである。即ち、光が最大輝度となるのに好適なプリズムシート１１の回転角ｘと偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとの関係式は、変数をＡとして、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）と表すことができる。

なお、今回の測定では測定しなかったデータの値について、直線２０２および直線２０３の間の範囲外にある可能性を考慮し所定のマージンを確保してｙ切片の範囲を決めるとすれば、直線２０４および直線２０５となる。直線２０４の式はｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋５であり、直線２０５の式はｙ＝０．９６ｘ−２２．３−５である。直線２０４および直線２０５の式は、このような可能性に対しても、十分なｙ切片の範囲を設定するために、直線２０２の式のｙ切片を−２２．３−５から−２２．３＋５の間の範囲に設定することにより決められたものである。この場合、光が最大輝度となるのに好適なプリズムシート１１の回転角ｘと偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとの関係式は、変数をＡとして、ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−５≦Ａ≦５）と表すことができる。

以上より、本実施形態においては、導光板１０を経由してプリズムシート１１から出射される光を、回転角を変化させつつ偏光板１２に透過し、その偏光板１２を透過した光の輝度の測定を行うことにより、その光が最大輝度となる偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙを求めた。さらに、このプリズムシート１１の回転角ｘを段階的に変化させて、同様の測定を繰り返すことにより、光が最大輝度となるのに好適なプリズムシート１１の回転角ｘと偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角ｙとの関係を求めた。その結果、変数をＡとして、この好適な関係を満たす式ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａを得ることができた。ここでＡの範囲としては、−５≦Ａ≦５が好ましく、−３≦Ａ≦３がより好適である。よって、モアレ対策をなすために回転させたプリズムシート１１の稜線の回転角ｘに対し、偏光板１２の吸収軸の回転角ｙを上記の関係式を満たすように設定することにより、常に最大輝度となるような光を偏光板１２から出射することが可能となり、高輝度な電気光学装置を得ることができる。

［変形例］
上記の実施形態では、光源として点状光源であるＬＥＤを複数個整列させたものを使用しているが、その代わりに、冷陰極管などの線状光源を使用することも可能である。

また、上記の実施形態では、導光板１０に対する偏光板１２の角度を偏光板１２の吸収軸を用いて規定したが、その代わりに透過軸を用いて規定することも可能である。透過軸と吸収軸は相互に垂直であるので、その場合には、上記の式のｙ切片に９０度を加算した式により偏光板の角度を決定すればよい。

さらにまた、上記の実施形態では、プリズムシート１１のプリズム形状の稜線１１ａの回転角を、ＬＥＤ１６の整列方向Ａに対して所定の回転角ｘだけ回転させるとともに、偏光板１２の吸収軸Ｇの回転角をＬＥＤ１６の整列方向Ａに対して、所定の回転角ｙだけ回転させている。即ち、プリズムシートの回転角ｘと、偏光板の吸収軸の回転角ｙの基準を点状光源であるＬＥＤの整列方向に規定している。しかし、本発明の適用はこれには限定されず、回転角ｘ及びｙの基準方向を以下のように規定することも可能である。

例えば光源として冷陰極管などの線状光源を使用する場合には、プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角ｘ及び偏光板の吸収軸の回転角ｙを、当該線状光源の延在方向を基準として規定してもよい。

また、液晶パネルなどの電気光学パネルを上記のバックライト部と一体化して電気光学装置を構成する場合には、回転角ｘ及びｙの基準方向を、電気光学パネルと構成する基板の光源側端辺の延在方向とすることができ、さらに電気光学パネルの基板光源側以外の端辺の延在方向とすることもできる。なお、電気光学パネルとして液晶パネルを使用する場合には、一対の基板のいずれの端辺の延在方向を基準として用いてもよい。

さらには、上記の液晶表示装置を構成する他の要素、例えば導光板、プリズムシート、偏光板などの端辺の延在方向を上記の回転角ｘ及びｙの基準として用いても構わない。即ち、液晶表示装置を構成する特定の要素の形状などに基づいて、ある１つの基準方向を規定し、それに対して回転方向ｘ及びｙを設定すれば、本発明の効果を得ることができる。

[電子機器]
次に、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図７を参照して説明する。

まず、本発明に係る液晶表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図７（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、本発明に係る液晶表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図７（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図７（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図７（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

液晶表示装置の構成を示す断面図である。 液晶表示装置の構成を示す平面図である。 輝度測定装置の構成を示す断面図である。 偏光板の回転角と光の最大輝度との関係を示す特性図である。 プリズムシートの傾斜角および偏光板の回転角などを示す図表である プリズムシートの傾斜角と偏光板の回転角との関係を示す図である。 本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の例。

符号の説明

１０ 導光板、 １１ プリズムシート、 １５ 光源、 １６ ＬＥＤ、 １２ 偏光板、 ３０ 測定機器

Claims (6)

1. 複数の点状光源と、
   前記点状光源からの光を出光面から出射する導光板と、
   前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、
   前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、を有し、
   前記出向面側から観察したときに、前記複数の点状光源の整列方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、
   ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする照明装置。
2. 線状光源と、
   前記線状光源からの光を出光面から出射する導光板と、
   前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、
   前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、を有し、
   前記出向面側から観察したときに、前記線状光源の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、
   ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする照明装置。
3. 電気光学パネルと、請求項１又は２に記載の照明装置と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
4. 複数の点状光源と、
   前記点状光源からの光を出光面から出射する導光板と、
   前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、
   前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、
   前記偏光板の出光面側に配置された電気光学パネルと、を有し、
   前記出向面側から観察したときに、前記電気光学パネルの基板の光源側端辺の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、
   ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする電気光学装置。
5. 線状光源と、
   前記線状光源からの光を出光面から出射する導光板と、
   前記導光板の出光面側に、プリズム形状が前記導光板の出光面と対向するように対向配置されたプリズムシートと、
   前記プリズムシートの出光面側に配置された偏光板と、
   前記偏光板の出光面側に配置された電気光学パネルと、を有し、
   前記出向面側から観察したときに、前記電気光学パネルの基板の光源側端辺の延在方向に対して、前記プリズムシートのプリズム形状の稜線の回転角を時計回りにｘとし、前記偏光板の吸収軸の回転角を時計回りにｙとし、変数をＡとしたとき、
   ｙ＝０．９６ｘ−２２．３＋Ａ（−３≦Ａ≦３）の関係を有することを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
   

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