JP2000021225A

JP2000021225A - 表示装置

Info

Publication number: JP2000021225A
Application number: JP10191593A
Authority: JP
Inventors: Masaru Higuchi; 勝樋口
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型表示と透過型表示との両方を充分に明る
くするとともに、点灯画素の欠け落ちのない良好な画像
を表示する。【解決手段】表示素子１の背後に、光源部１４からの光
と外光とをそれぞれ前方に出射する機能をもった照明手
段１０を配置することにより、半透過反射板を用いずに
２ウエイ表示を行なうようにし、さらに、前記照明手段
１０を、光源部１４からの光を端面から取り込んで各段
差１２ｂ面から出射するとともに、前方からの入射光を
各段面上の反射膜１３により反射する第１の導光体１１
と、背面に前記段差面１２ｂからの出射光を取り込む第
１の光学界面１８ａおよびその界面からの入射光を前方
に向けて屈折させる第２の光学界面１８ｂとを有する入
射部１８を備えた第２の導光体１７とにより構成し、前
記第２の導光体１７の入射部のピッチＰ２を、前記表示
素子１の画素ピッチＰａ以下にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型表示と透
過型表示との両方の表示を行なう表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば液晶表示装置等の表示装置とし
て、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、
一般にバックライトと呼ばれる照明手段が備えている光
源部からの光（以下、光源光という）を利用する透過型
表示との両方の表示を行なう、いわゆる２ウエイ表示型
のものがある。

【０００３】この２ウエイ表示装置は、従来、例えば液
晶表示素子等のような、所定ピッチで配列する複数の画
素部を有し、これらの画素部の光の透過を制御して表示
する透過型表示手段の背後に照明手段を配置するととも
に、この照明手段と前記表示手段との間に半透過反射板
を配置した構成となっている。

【０００４】前記照明手段としては、サイドライト型と
呼ばれるものが一般に用いられており、従来のサイドラ
イト型照明手段は、少なくとも一端面を光の入射面と
し、前面を前記端面から取り込んだ光の出射面とした導
光体と、その導光体の一端面に対向させて配置した光源
部とから構成されている。

【０００５】前記導光体には、一般に、アクリル系樹脂
等からなる平板状の透明板が用いられており、前記光源
部には、直管状の蛍光ランプや、複数のＬＥＤ（発光ダ
イオード）を整列したＬＥＤアレイ等が用いられてい
る。

【０００６】この照明手段は、光源部からの光を導光体
で導いてその前面のほぼ全域から出射するものであり、
前記光源部からの光を導光体内にその端面から取り込
み、その光を導光体の前面および背面での反射の繰り返
しにより導いて、導光体前面から出射する。

【０００７】前記２ウエイ表示装置は、充分な明るさの
外光が得られるときは外光を利用する反射型表示を行な
い、充分な明るさの外光が得られないときは、前記照明
手段の光源部を点灯させて、光源光を利用する透過型表
示を行なうものであり、外光を利用する反射型表示のと
きは、表示手段の前方から入射する外光を半透過反射板
で反射させ、再び前記表示手段を透過させて前方に出射
することにより表示が行なわれる。

【０００８】また、光源光を利用する透過型表示のとき
は、前記照明手段からの出射光のうち、前記半透過反射
板を透過した光が前記表示手段への入射光となり、その
光が表示手段を透過して前方に出射することにより表示
が行なわれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の２
ウエイ表示装置は、外光を利用するときも、光源光を利
用するときも、明るい表示が得られないという問題をも
っている。これは、前記半透過反射板が、その反射／透
過率特性に応じて入射光を反射および透過させるため、
外光を利用する反射型表示では、入射した外光のうちの
半透過反射板の透過率に対応した量の光が半透過反射板
を透過してロス光となり、また、光源光を利用する透過
型表示では、前記照明手段からの出射光のうちの前記半
透過反射板の反射率に対応した量の光が半透過反射板を
透過せず反射されてロス光となってしまうためである。

【００１０】そのため、従来の２ウエイ表示装置は、外
光を利用するときも、光源光を利用するときも、光の利
用効率が低く、したがって、外光を利用する表示と、光
源光を利用する表示との両方の表示が暗い。

【００１１】この発明は、外光を利用する反射型表示
と、光源光を利用する透過型表示との両方の表示を充分
に明るくするとともに、そのいずれの表示においても、
表示手段の全ての点灯画素部から光を出射させて点灯画
素の欠け落ちのない良好な画像を表示することができる
２ウエイ表示型の表示装置を提供することを目的とした
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の表示装置は、
所定ピッチで配列する複数の画素部を有し、これらの画
素部の光の透過を制御して表示する透過型表示手段と、
前記表示手段の背後に配置された照明手段とを備え、前
記照明手段は、光源部と、前記光源部からの照明光を導
いて前記表示手段に向けて出射する複数の出射面と前記
表示手段の前方から入射する外光を前記表示手段に向け
て反射させるための前記出射面とは異なる複数の反射面
とが形成された第１の導光体と、前記第１の導光体の前
面側に配置され、前記第１の導光体の前記複数の出射面
から出射する光を取り込んでその光を前方に出射すると
ともに、前方からの入射光を背面から出射し、前記第１
の導光体の前記複数の反射面により反射させて前方に出
射する第２の導光体とからなり、前記第２の導光体は、
光を出射する前面と、前記第1 の導光体の前記出射面か
ら出射する光を取り込む第１の光学界面および前記第１
の光学界面から取り込んだ光を前方に向けて屈折させる
第２の光学界面とを有する複数の入射部を備えた背面と
を有しており、前記複数の入射部が、前記表示手段の画
素部の配列ピッチ以下のピッチで設けられていることを
特徴とするものである。

【００１３】この表示装置は、充分な明るさの外光が得
られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、充分
な明るさの外光が得られないときは、前記照明手段の光
源部を点灯させて、光源光を利用する透過型表示を行な
うものであり、光源光を利用するときは、前記照明手段
からの出射光が表示手段にその背面側から入射し、その
光が前記表示手段を透過して前方に出射する。

【００１４】また、外光を利用するときは、前記表示手
段の前方から入射する外光が前記表示手段を透過してそ
の背後の前記照明手段により反射され、その反射光が再
び前記表示手段を透過して前方に出射する。

【００１５】すなわち、前記照明手段は、光源部からの
光を前方に出射するだけでなく、前方から入射する外光
を反射させて前方に出射する機能をもっているものであ
り、光源光を利用する透過型表示を行なうときは、前記
光源部からの照明光が前記第１の導光体により導かれて
その複数の出射面から出射し、その光が前記第２の導光
体に取り込まれ、この第２の導光体の前面から前方に出
射する。

【００１６】そして、このときは、前記第1 の導光体の
複数の出射面から出射する光が前記第２の導光体の背面
の複数の入射部にその第１の光学界面から取り込まれ、
その光が前記入射部の第２の光学界面により前方に向け
て屈折されて、所定方向に高い輝度で出射する指向性を
もった輝度分布の光となって前記第２の導光体の前方に
出射するため、前記光源部からの光を効率良く前方に出
射することができる。

【００１７】また、外光を利用する反射型表示を行なう
ときは、前記表示手段の前方から入射し、この表示手段
を透過してその背後の前記照明手段に入射する外光が、
前記第２の導光体を透過して前記第１の導光体の前記複
数の出射面とは異なる反射面により反射され、その反射
光が前記第２の導光体を透過してその前面から前方に出
射する。

【００１８】つまり、この表示装置は、表示手段の背後
に、光源部からの光と前記表示手段の前方から入射する
外光とをそれぞれ前方に出射する機能をもった前記照明
手段を配置することにより、半透過反射板を用いずに２
ウエイ表示を行なうようにしたものであり、したがっ
て、半透過反射板による光のロスがなく、また、前記照
明手段が、光源部からの光も、表示手段の前方から入射
する外光も効率良く前方に出射するため、外光を利用す
る反射型表示と、光源光を利用する透過型表示との両方
の表示を充分に明るくすることができる。

【００１９】一方、前記光源光を利用する透過型表示の
ときは、前記照明手段の第１の導光体の複数の出射面か
ら出射する光が前記第２の導光体の背面に形成された前
記複数の入射部にその第１の光学界面から取り込まれ、
その光が前記入射部の第２の光学界面により前方に向け
て反射されて前記第２の導光体の前面から出射するた
め、前記第２の導光体の前方に出射する光は、前記複数
の入射部のピッチに応じた輝度分布の光である。

【００２０】また、前記外光を利用する反射型表示のと
きは、前記表示手段の前方から入射した外光が、前記第
２の導光体を透過して前記第１の導光体の前記複数の出
射面とは異なる反射面により反射され、その反射光が前
記第２の導光体を透過してその前面から前方に出射する
が、このときも、前記第２の導光体の前面から前方に出
射する光は、この第２の導光体の前記複数の入射部のピ
ッチに対応した輝度分布の光である。

【００２１】しかし、前記複数の入射部は、前記表示手
段の画素部の配列ピッチ以下のピッチで設けられている
ため、前記表示手段の全ての画素部にそれぞれ、前記第
２の導光体の複数の入射部に対応する領域のうちの少な
くとも１つの領域からの出射光が必ず入射し、前記表示
手段の全ての点灯画素部から光が出射する。

【００２２】したがって、この発明の表示装置によれ
ば、外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透
過型表示との両方の表示を充分に明るくするとともに、
そのいずれの表示においても、表示手段の全ての点灯画
素部から光を出射させて点灯画素の欠け落ちのない良好
な画像を表示することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】この発明の表示装置は、上記のよ
うに、透過型表示手段の背後に、光源部からの光と前記
表示手段の前方から入射する外光とをそれぞれ前方に出
射する機能をもった照明手段を配置することにより、半
透過反射板を用いずに２ウエイ表示を行なうようにし、
さらに、前記照明手段を、光源部と、前記光源部からの
照明光を導いて前記表示手段に向けて出射する複数の出
射面と前記表示手段の前方から入射する外光を前記表示
手段に向けて反射させるための前記出射面とは異なる複
数の反射面とが形成された第１の導光体と、背面に前記
第1 の導光体の前記段差面から出射する光を取り込む第
１の光学界面および前記第１の光学界面から取り込んだ
光を前方に向けて屈折させる第２の光学界面とを有する
突起状の複数の入射部を備え前記第１の導光体の前記複
数の出射面から出射する光を前記複数の入射部から取り
込んでその光を前方に出射するとともに、前方からの入
射光を背面から出射し、前記第１の導光体の前記複数の
反射面により反射させて前方に出射する第２の導光体と
により構成し、前記第２の導光体の前記複数の入射部の
ピッチを、前記表示手段の画素部の配列ピッチ以下にす
ることにより、外光を利用する反射型表示と、光源光を
利用する透過型表示との両方の表示を充分に明るくする
とともに、そのいずれの表示においても、表示手段の全
ての点灯画素部から光を出射させて点灯画素の欠け落ち
のない良好な画像を表示することができるようにしたも
のである。

【００２４】この発明の表示装置において、前記第１の
導光体は、前記光源部からの光を取り込む少なくとも１
つの入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつな
ぐ複数の段差面とからなる階段形状の前面を有し、前記
複数の段面上に反射膜を設けて前記反射面を形成し、前
記複数の段差面を前記出射面とした構成のものが望まし
い。

【００２５】前記第１の導光体をこのような構成とすれ
ば、この第１の導光体に入射端面から取り込んだ前記光
源部からの光を前記階段形状面の複数の段差面から出射
し、前方からの入射光を前記階段形状面の複数の段面上
の反射膜より前方に反射させることができる。

【００２６】また、この第１の導光体は、その階段形状
面を前方から見た形状が、前記複数の段面１２ａが連続
して見える形状であり、したがって、この第１の導光体
は、前方から入射する外光に対して、平板状の反射板と
ほとんど変わらない反射特性を示すため、前方から入射
した外光を効率良く反射させることができる。

【００２７】また、前記照明手段の前記第２の導光体の
前記複数の入射部のピッチは、そのピッチをＰ２、前記
表示手段の画素部の配列ピッチをＰａとすると、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｐ２＝５〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｐ２＝２０〜１０
０μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｐ２＝５０〜３
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｐ２＝１００〜５００μｍの範囲で、且つＰａ≧Ｐ２の関係を満足するように設定
するのが望ましい。

【００２８】すなわち、前記第２の導光体の前記入射部
のピッチは、使用する表示手段の画素部の配列ピッチ、
つまり解像度に応じて、その表示手段に点灯画素の欠け
落ちのない良好な画像を表示させることができる範囲に
設定するのが望ましく、このように前記入射部のピッチ
を設定することにより、前記第２の導光体を、使用する
表示手段の解像度に見合ったコストで製作することがで
きる。

【００２９】また、前記第２の導光体は、前記複数の入
射部を間隔を存して設け、この導光体の背面の前記入射
部の間の領域を、前記第２の導光体の前方から入射した
光を背面側に出射し、前記第１の導光体の前記段面上の
反射膜により反射された光を前記第２の導光体に入射さ
せる第３の光学界面とした構成とするのが好ましく、前
記第２の導光体をこのような構成とすることにより、そ
の前方から入射した外光を、この導光体の背面の前記複
数の入射部およびその間の前記第３の光学界面から出射
させるとともに、前記第１の導光体の複数の段面上の反
射膜で反射された光を、前記複数の入射部およびその間
の第３の光学界面から第２の導光体に取り込んで、その
光を前方に出射することができる。

【００３０】前記入射部の第１の光学界面と前記第２の
導光体の前面の法線とのなす角度は５〜１５度の範囲が
好ましく、このように前記第１の光学界面の角度を設定
することにより、前記第１の導光体の複数の段差面から
出射する光のほとんどを、前記第１の光学界面を透過さ
せて前記入射部に取り込むことができる。

【００３１】また、前記３の光学界面と前記第２の導光
体の前面の法線とのなす角度は７０〜９０度の範囲が好
ましく、このように前記第３の光学界面の角度を設定す
ることにより、前記第２の導光体の前方から入射し、前
記第１の導光体の複数の段面上の反射膜で反射されて前
記第２の導光体の前方に出射する外光のうちの前記第３
の光学界面を通る光を、この第３の光学界面で全反射さ
せることなく高い透過率で透過させることができる。

【００３２】さらに、前記第２の導光体の前記入射部の
第２の光学界面は、前記第１の光学界面から取り込んだ
光を前方に向けて屈折させる面であれば、例えば、前記
第２の導光体の前面の垂線に対して所定角度傾いた傾斜
面でもよい。

【００３３】このように、前記第２の光学界面を傾斜面
とする場合は、この第２の光学界面と前記第２の導光体
の前面の法線とのなす角度を３０〜５０度の範囲にする
のが好ましく、このような角度に前記第２の光学界面を
形成することにより、前記第１の光学界面から取り込ん
だ光を前記第２の導光体の前面の法線に近い方向に向け
て屈折させ、前記第２の導光体の前面から、正面輝度の
高い光を出射することができる。

【００３４】また、前記第２の導光体の前記入射部の第
２の光学界面は、曲面からなる集光面としてもよく、こ
のように、前記第２の光学界面を集光面とすることによ
り、前記第１の光学界面から取り込まれた光を、前記第
２の光学界面により所定の方向に集光させ、前記第２の
導光体の前面から、より強い指向性をもった輝度分布の
光を出射することができる。

【００３５】このように前記第２の光学界面を曲面から
なる集光面とする場合、この第２の光学界面は、その曲
面の半径をＲとすると、前記表示手段の画素部の配列ピ
ッチＰａに対し、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｒ＝３０〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｒ＝８０〜５００
μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｒ＝１５０〜８
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｒ＝２００〜１５００μｍの範囲で、且つＲ≧１．５Ｐａの関係を満足するように
形成するのが好ましく、前記第２の光学界面の半径を前
記範囲に設定することにより、前記第１の光学界面から
取り込まれた光を、前記第２の光学界面により所定の方
向に集光させて前方に出射することができる。

【００３６】また、この発明の表示装置において、前記
照明手段の第1 の導光体の複数の段差面のピッチと、第
２の導光体の複数の入射部のピッチとは、互いに異なら
せることが望ましく、このようにすることにより、前記
照明手段からモアレ縞の無い光を出射させ、前記表示手
段に良好な品質の画像を表示させることができる。

【００３７】さらに、前記第２の導光体の複数の入射部
のピッチは、前記表示手段の画素部の配列ピッチよりも
小さくするのが好ましく、このようにすることにより、
前記第２の導光体から出射し前記表示手段を透過してそ
の前方に出射する光にモアレ縞が生じるのを防ぐことが
でき、また、このように前記第２の導光体の入射部のピ
ッチを前記表示手段の画素部の配列ピッチよりも小さく
するとともに、上記のように前記第1 の導光体の段差面
のピッチと第２の導光体の入射部のピッチとを互いに異
ならせれば、モアレ縞をより効果的に無くして、良好な
品質の画像を表示することができる。

【００３８】また、前記照明手段からモアレ縞の無い光
を出射させるには、前記第1 の導光体の複数の段差面の
長さ方向と、第２の導光体の複数の入射部の長さ方向と
を、互いに斜めにずらしてもよい。

【００３９】さらに、前記第２の導光体から出射し前記
表示手段を透過してその前方に出射する光にモアレ縞が
生じるのを防ぐには、前記第２の導光体の複数の入射部
の長さ方向を、前記表示手段の画素部の配列方向に対し
て斜めにずらしてもよく、また、このように前記第２の
導光体の複数の入射部の長さ方向を前記表示手段の画素
部の配列方向に対して斜めにずらすとともに、上記のよ
うに前記第1 の導光体の複数の段差面の長さ方向と第２
の導光体の複数の入射部の長さ方向とを互いに斜めにず
らせば、モアレ縞をより効果的に無くして、良好な品質
の画像を表示することができる。

【００４０】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す表示装
置の側面図であり、図２はその一部分の拡大図である。
この実施例の表示装置は、所定ピッチで配列する複数の
画素部を有し、これらの画素部の光の透過を制御して表
示する透過型表示手段として液晶表示素子を用いたもの
であり、図１および図２に示すように、液晶表示素子１
と、この液晶表示素子１の背後に配置された照明手段１
０とからなっている。

【００４１】前記液晶表示素子１は、その内部構造は図
示しないが、一対の透明基板２，３を枠状のシール材４
を介して接合し、その両基板２，３間の前記シール材４
で囲まれた領域に液晶を封入したものであり、両基板
２，３の内面にはそれぞれ液晶層に電界を印加するため
の透明な電極が設けられている。

【００４２】なお、前記液晶表示素子１は、例えばＴＮ
（ツイステッドネマティック）型のものであり、図では
省略しているが、両基板１，２の外面にはそれぞれ偏光
板が設けられ、両基板２，３間に封入された液晶の分子
は、両基板２，３の内面に設けられた配向膜によりそれ
ぞれの基板の近傍における配向方向を規制され、両基板
２，３間において所定のツイスト角でツイスト配向して
いる。

【００４３】この実施例で用いた液晶表示素子１は、ア
クティブマトリックス型液晶表示素子であり、一方の基
板、例えば背面側の基板３の内面には、マトリックス状
に配列する複数の画素電極と、これらの画素電極にそれ
ぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）から
なるアクティブ素子と、各行のＴＦＴにゲート信号を供
給するゲートラインと、各列のＴＦＴにデータ信号を供
給するデータラインとが設けられ、他方の基板（前面側
基板）２の内面には、前記各画素電極の全てに対向する
対向電極が設けられており、前記複数の画素電極と前記
対向電極とが互いに対向する領域により、これらの電極
間に印加する電圧に応じて光の透過を制御する複数の画
素部Ａが形成されている。

【００４４】また、この液晶表示素子１は、フルカラー
画像等の多色カラー画像を表示するものであり、前記一
対の基板２，３のうちのいずれかの基板、例えば前面側
基板２の内面に、前記複数の画素部にそれぞれ対応させ
て交互に配列された複数の色（例えば赤、緑、青）のカ
ラーフィルタが設けられている。

【００４５】次に、前記照明手段１０について説明する
と、この照明手段１０は、第１の導光体１１と、この第
１の導光体１１の側方に配置された光源部１４と、前記
第１の導光体１１の前面側に配置された第２の導光体１
７と、前記第１の導光体１１の背面に対向させて配置さ
れた平板状の鏡面反射板２０とからなっている。

【００４６】前記第１の導光体１１は、アクリル系樹脂
等からなる透明板であり、この導光体１１の背面は前記
鏡面反射板２０と対向する平坦面となっており、一端面
が、前記光源部１４からの光を取り込む入射端面１１ａ
となっている。

【００４７】また、この第１の導光体１１の前面は、互
いにほぼ平行で、前記入射端面１１ａから遠ざかる方向
に向かって前記背面との間隔を狭めるように順次高さを
変える複数の平坦な段面１２ａと、これらの段面１２ａ
をつなぐ段差面１２ｂとからなる、所定のピッチＰ１の
階段形状面１２に形成されている。

【００４８】そして、この階段形状面１２の前記複数の
段面１２ａの上にはそれぞれ、その段面全体にわたっ
て、アルミニウム等の高反射率金属の蒸着膜からなる反
射膜１３が設けられ、この反射膜１３により外光の反射
面が形成されている。

【００４９】また、前記複数の段面１２ａをつなぐ前記
複数の段差面１２ｂは、各段面１２ａの基端縁からそれ
ぞれほぼ垂直に立ち上がるように形成された、極く小さ
な高さの横長面であり、これらの段差面１２ｂはいずれ
も、反射膜を形成しない光出射面とされている。

【００５０】この第１の導光体１１は、その側方に配置
された光源部１４からの光を前記入射端面１１ａから取
り込み、その光を導光体前面の階段形状面１２の複数の
段差面１２ｂから出射するとともに、前方から前記階段
形状面１２の複数の段面１２ａに入射する光を、これら
の段面１２ａ上に形成された反射膜１３により前方に向
けて反射する。

【００５１】前記光源部１４は、例えば、第１の導光体
１１の入射端面１１ａの全長にわたる長さの直管状蛍光
ランプ１５と、この蛍光ランプ１５からの放射光を反射
させるリフレクタ１６とからなっており、この光源部１
４は、第１の導光体１１の側方に、その入射端面１１ａ
に対向させて配置されている。なお、前記光源部１４
は、蛍光ランプ１５を用いるものに限らず、例えば複数
のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ
等を用いるものでもよい。

【００５２】一方、前記第２の導光体１７は、前記第１
の導光体１１の前記複数の段差面１２ｂから出射する光
を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前方か
らの入射光を背面から出射し、前記第１の導光体１１の
前記複数の段面１２ａ上の反射膜１３により反射されて
前記背面から再び第２の導光体１７に入射する光を前方
に出射する。

【００５３】この第２の導光体１７は、前記第1 の導光
体１１とほぼ同じ横幅を有するアクリル系樹脂等からな
る透明板であり、その前面、つまり光を出射する面は平
坦面となっており、背面に、前記第1 の導光体１１の階
段形状面１２の各段差面１２ｂから出射する光を取り込
むための複数の入射部１８が、所定のピッチＰ２で一体
に突設されている。

【００５４】これらの入射部１８は、第２の導光体１７
の横幅全長にわたる長さの横長な突起状に形成されてお
り、前記第２の導光体１７は、その背面の各入射部１８
の長さ方向を前記第1 の導光体１１の各段差面１２ｂの
長さ方向と平行にするとともに、前記複数の入射部１８
の頂部をそれぞれ、前記第1 の導光体１１の複数の段面
１２ａ上の反射膜１３の表面またはその延長面上に近接
または一致させて第1の導光体１１の前面側に配置され
ている。

【００５５】なお、前記第１の導光体１１は、その全て
の段面１２ａ上の反射膜１３に対して前記第２の導光体
１７の各入射部１８の頂部が近接または一致するよう
に、すなわち、前記複数の段面１２ａの先端縁を通る仮
想線が、前記第２の導光体１７の複数の入射部１８の頂
部を通る仮想線とほぼ平行になるように、長さ方向に傾
けて配置されている。

【００５６】そのため、前記第１の導光体１１の段面１
２ａ上の反射膜１３と、前記第２の導光体１７の入射部
１８の頂部との間隔ｄは、前記段面１２ａに対する前記
入射部１８の対向位置によって異なり、前記入射部１８
の対向位置が前記段面１２ａの基端側（図において左
側）に近づくほど前記間隔ｄが大きくなり、前記入射部
１８の対向位置が前記段面１２ａの先端側（図において
右側）に近づくほど前記間隔ｄが小さくなる。

【００５７】前記反射膜１３と前記入射部１８の頂部と
の間隔ｄは、小さいほど良く、好ましくは５ｍｍ以下、
より好ましくは１ｍｍ以下である。この実施例では、前
記間隔ｄの最小値、つまり前記段面１２ａの先端に最も
近い位置にある入射部１８の頂部と前記反射膜１３との
間隔をほぼ０ｍｍ（入射部１８の頂部が反射膜１３の表
面にほぼ一致）とし、前記間隔ｄの最大値、つまり前記
段面１２ａの基端に最も近い位置にある入射部１８の頂
部と前記反射膜１３との間隔をほぼ０．３ｍｍとしてい
る。

【００５８】また、前記第１の導光体１１と第２の導光
体１７との間には、これらの導光体１１，１７よりも屈
折率が極く小さい低屈折率層２１が介在されている。な
お、この実施例では、前記低屈折率層２１を空気層と
し、第１の導光体１１と第２の導光体１７とを、それぞ
れの周縁部において図示しないスペーサを介して接合し
ている。

【００５９】前記第２の導光体１７の複数の入射部１８
はそれぞれ、三角形状の断面形状を有しており、その高
さは、これらの入射部１８の配列ピッチＰ２の１／５〜
１／１に設定されている。

【００６０】そして、前記入射部１８の両側面のうち、
前記第１の導光体１１の段差面１２ｂと対向する一方の
側面と前記導光体１１，１７間の低屈折率層２１（この
実施例では空気層）との界面は、前記段差面１２ｂから
の出射光を取り込む第１の光学界面１８ａとなってお
り、他方の側面と前記低屈折率層２１との界面は、前記
第１の光学界面１８ａから取り込んだ光をこの導光体１
７の前面方向（照明手段１０の前方）に向けて屈折させ
る第２の光学界面１８ｂになっている。

【００６１】前記第１の光学界面１８ａは、前記第２の
導光体１７の前面の法線ｈに対し、前記入射部１８の頂
部から基部に向かって前記第１の導光体１１の段差面１
２ｂに向き合う方向に僅かな傾き角度で傾斜する面であ
り、この第１の光学界面１８ａと前記法線ｈとのなす角
度θ１は、５〜１５度の範囲に設定されている。

【００６２】なお、前記第１の導光体１１は、上述した
ように、その複数の段面１２ａの先端縁を通る仮想線が
前記第２の導光体１７の複数の入射部１８の頂部を通る
仮想線とほぼ平行になるように長さ方向に傾けて配置さ
れており、したがって、前記第１の光学界面１８ａは、
前記第１の導光体１１の段差面１２ｂに対して、ほぼ平
行またはそれに近い状態で対向している。

【００６３】前記第１の導光体１１の段差面１２ｂに対
する前記第１の光学界面１８ａの角度は、前記第１の導
光体１１の長さ方向の傾き角度によって異なるが、ほぼ
０度（平行）〜５度の範囲である。

【００６４】また、前記第２の導光体１７の前記入射部
１８の第２の光学界面１８ｂは、前記第２の導光体１７
の前面の法線ｈに対して、前記第１の光学界面１８ａと
は反対方向に傾いた傾斜面であり、この第２の光学界面
１８ｂと前記法線ｈとのなす角度θ２は、３０〜５０度
の範囲に設定されている。

【００６５】さらに、前記複数の入射部１８は、所定の
間隔を存して設けられており、前記第２の導光体１７の
背面の前記入射部１８の間の領域、つまり、前記第２の
導光体１７の各入射部１８の間の領域の背面と前記低屈
折率層２１との界面は、前記第２の導光体１７の前方か
ら入射した光を背面側に出射し、前記第１の導光体１１
の前記段面１２ａ上の反射膜１３により反射された光を
前記第２の導光体１７に入射させる第３の光学界面１９
となっている。この第３の光学界面１９と前記第２の導
光体１７の前面の法線ｈとのなす角度θ３は７０〜９０
度の範囲に設定されている。

【００６６】また、前記第２の導光体１７の前記複数の
入射部１８は、前記第1 の導光体１１の複数の段差面１
２ｂのピッチＰ１とは異なるピッチＰ２で設けられてい
る。この実施例では、図１および図２に示したように、
第２の導光体１７の複数の入射部１８を、第1 の導光体
１１の複数の段差面１２ｂのピッチＰ１よりも小さく、
かつ、前記複数の段差面１２ｂのピッチＰ１の１／２よ
りも大きいピッチで設けており、したがって、第１の導
光体１１の各段差面１２ｂは、それぞれが、第２の導光
体１７の少なくとも１つの入射部１８に必ず対向してい
る。

【００６７】さらに、前記第２の導光体１７の入射部１
８のピッチＰ２は、前記液晶表示素子１の画素部Ａの配
列ピッチ（以下、画素ピッチという）Ｐａ以下に設定さ
れている。

【００６８】なお、図では、便宜上、前記液晶表示素子
１の画素部Ａと、第１の導光体１１の階段形状面１２お
よび第２の導光体１７の各入射部１８とその間の第３の
光学界面１９を大きく誇張して示しているが、前記液晶
表示素子１の各画素部Ａの面積は極く小さく、これらの
画素部Ａが、その幅および隣り合う画素部の間の間隙の
幅に応じたピッチＰａで配列しており、この液晶表示素
子１の画素ピッチＰａに応じて前記第２の導光体１７の
入射部１８のピッチＰ２が設定され、この入射部１８の
ピッチＰ２に応じて前記第１の導光体１１の段差面１２
ｂのピッチＰ１が設定されている。

【００６９】そして、この実施例の表示装置では、上記
照明手段１０を、その光源部１４の配置側を外光の主な
取り込み方向に向けて、液晶表示素子１の背後に配置し
ている。

【００７０】すなわち、２ウエイ表示装置は、外光を利
用するときは通常の反射型表示装置と同様に、画面の法
線に対して画面の上縁側に傾いた方向から主に外光を取
り込むように画面の向きを選んで使用されるため、この
実施例では、上記照明手段１０を、外光の主な取り込み
方向である画面の上縁側、つまり液晶表示素子１の上縁
側（図１において左側）に光源部１４の配置側を向けて
配置している。

【００７１】上記表示装置は、充分な明るさの外光が得
られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、充分
な明るさの外光が得られないときは、照明手段１０の光
源部１４を点灯させて、光源光を利用する透過型表示を
行なうものであり、光源光を利用するときは、前記照明
手段１０からの出射光が液晶表示素子１にその背面側か
ら入射し、その光が前記液晶表示素子１を透過して前方
に出射する。

【００７２】また、外光を利用するときは、液晶表示素
子１の前方から入射する外光が前記液晶表示素子１を透
過してその背後の前記照明手段１０により反射され、そ
の反射光が再び前記液晶表示素子１を透過して前方に出
射する。

【００７３】まず、前記照明手段１０からの光を利用す
る透過型表示について説明すると、前記照明手段１０の
光源部１４は、この照明手段１０を使用するときに点灯
される。

【００７４】この光源部１４からの光は、第１の導光体
１１にその入射端面１１ａから取り込まれてこの導光体
１１内を導かれ、図２に実線矢印で示した経路のよう
に、階段形状面１２の複数の段差面１２ｂから出射す
る。

【００７５】なお、前記第１の導光体１１にその入射端
面１１ａから取り込まれた光のうち、前記複数の段差面
１２ｂに向かう光以外の光、つまり前記階段形状面１２
の各段面１２ａや導光体１１の背面に向かって進む光
は、前記各段面１２ａでその上の反射膜１３により反射
されるか、あるいは導光体１１の背面と外気（空気）と
の界面により全反射され、これらの面での反射を繰り返
しながら導光体１１内をその長さ方向に導かれて、その
過程でいずれかの段差面１２ｂの方向に向きを変え、そ
の段差面１２ｂから出射する。

【００７６】ただし、前記第１の導光体１１内をその背
面に向かって進む光のうち、前記界面に全反射臨界角よ
り小さい（前記界面に対して垂直に近い）入射角で入射
した光は、この界面を透過して第１の導光体１１の背面
側に漏れるが、その漏れ光は、前記導光体１１の背面に
対向する鏡面反射板２０により反射されて再び前記導光
体１１にその背面から入射する。

【００７７】そして、この背面からの再入射光は、前記
各段面１２ａ上の反射膜１３で反射され、そのうちの導
光体背面と外気との界面で反射されて前記段差面１２ｂ
に向かう光がその段差面１２ｂから出射し、また前記背
面の界面を透過した漏れ光は、前記反射板２０により反
射されて再び第１の導光体１１にその背面から入射する
ため、その繰り返しにより、第１の導光体１１の背面側
に漏れる光も、無駄なく前記段差面１２ｂから出射させ
ることができる。

【００７８】前記第１の導光体１１の複数の段差面１２
ｂから出射した光はそれぞれ、第２の導光体１７の背面
に形成された突起状の複数の入射部１８のいずれかに入
射する。

【００７９】すなわち、上述したように、前記第１の導
光体の各段差面１２ｂはそれぞれ、第２の導光体１７の
複数の入射部１８のうち少なくとも１つに必ず対向して
いるため、第１の導光体１１の各段差面１２ｂから出射
した光は、ほとんどロス光となることなく前記第２の導
光体１７のいずれかの入射部１８に必ず入射する。

【００８０】なお、図２に示したように、前記第１の導
光体１１の複数の段差面１２ｂからの出射光のなかに
は、次の段面１２ａに向かって出射する光もあるが、そ
の光は、前記次の段面１２ａ上の反射膜１３により反射
されて第２の導光体１７の入射部１８に入射する。

【００８１】前記第２の導光体１７の各入射部１８に入
射した光はそれぞれ、これらの入射部１８の第１の光学
界面１８ａから前記入射部１８内に取り込まれる。この
実施例では、上述したように、前記入射部１８の第１の
光学界面１８ａを、前記第２の導光体１７の前面の法線
ｈとのなす角度θ１が５〜１５度の範囲の面とし、この
第１の光学界面１８ａを、前記第１の導光体１１の段差
面１２ｂに対してほぼ平行またはそれに近い状態で対向
させているため、前記第１の導光体１１の段差面１２ｂ
から出射する光のほとんどが前記第１の光学界面１８ａ
に対して垂直に近い入射角で入射し、この第１の光学界
面１８ａを透過して前記入射部１８に取り込まれる。

【００８２】前記第１の光学界面１８ａから入射部１８
内に取り込まれた光は、反対側の第２の光学界面１８ｂ
に入射し、この光学界面１８ｂで全反射して前方（第２
の導光体１７の前面方向）に向けて屈折され、第２の導
光体１７の前面から前方に出射する。

【００８３】この実施例では、上述したように、前記入
射部１８の第２の光学界面１８ｂと前記第２の導光体１
７の前面の法線ｈとのなす角度θ２を３０〜５０度の範
囲に設定しているため、前記第１の光学界面１８ａから
入射部１８内に取り込まれた光が、前記第２の光学界面
１８ｂにより、前記第２の導光体１７の前面の法線ｈに
近い方向に向けて屈折され、前記第２の導光体の前面か
ら、正面輝度の高い光が出射する。

【００８４】そして、前記第２の導光体１７の前方に出
射した光、つまり照明手段１０からの出射光は、液晶表
示素子１にその背面から入射し、この液晶表示素子１の
各画素部Ａを透過して前方に出射する。

【００８５】次に、外光を利用する表示について説明す
ると、このときは、外光が液晶表示素子１にその前面か
ら様々な入射角で入射し、この液晶表示素子１を透過し
た光が、前記照明手段１０の第２の導光体１７にその前
面から入射角で入射する。

【００８６】前記第２の導光体１７にその前方から入射
した光は、図２に破線矢印で示した経路のように、この
第２の導光体１７内を厚さ方向に導かれてその背面から
出射し、第１の導光体１１の複数の段面１２ａ上の反射
膜１３により反射される。

【００８７】すなわち、この実施例では上述したよう
に、前記照明手段１０を、その光源部１４の配置側を表
示装置の外光の主な取り込み方向である画面の上縁側に
向けて配置しているため、前記第２の導光体１７にその
前方から入射する外光は、主に、この第２の導光体１７
の背面の各入射部１８の第２の光学界面１８ｂおよび隣
接する入射部１８の間の第３の光学界面１９に向かう光
である。

【００８８】そして、これらの入射光は、前記第２の光
学界面１８ｂおよび第３の光学界面１９に対して全反射
臨界角より小さい入射角で入射するため、この界面１８
ｂ，１９を透過して背面側に出射し、第１の導光体１１
の複数の段面１２ａ上の反射膜１３により反射される。

【００８９】なお、外光は、その主な取り込み方向であ
る画面の上縁側からだけでなく、他の方向からも入射す
るため、前記第２の導光体１７にその前方から入射する
外光のなかには、前記各入射部１８の第１の光学界面１
８ａに向かう光もあるが、その光は、前記第１の光学界
面１８ａに全反射臨界角より大きい入射角で入射して、
この界面１８ａで全反射されて向きを変え、前記第２の
光学界面１８ｂから背面側に出射して、第１の導光体１
１の各段面１２ａ上の反射膜１３により反射される。

【００９０】前記第１の導光体１１の複数の段面１２ａ
上の反射膜１３により反射された反射光は、前記第２の
導光体１７にその背面から取り込まれ、この第２の導光
体１７内を厚さ方向に導かれてその前面から前方に出射
する。

【００９１】なお、前記第１の導光体１１の各段面１２
ａ上の反射膜１３で反射された光は、前記第２の導光体
１７の背面に形成された複数の入射部１８と、これらの
入射部１８の間の第３の光学界面１９から第２の導光体
１７に入射するが、前記入射部１８の第１の光学界面１
８ａは、前記第２の導光体１７の前面の法線ｈとのなす
角度θ１が５〜１５度の範囲の面であり、この第１の光
学界面１８ａは前記反射膜１３に対して垂直に近いた
め、前記反射膜１３で反射された光は、そのほとんど
が、第２の導光体１７の入射部１８の第２の光学界面１
８ｂおよび前記第３の光学界面１９から取り込まれる。

【００９２】そして、前記入射部１８の第２の光学界面
１８ｂから取り込まれた光のうちの反対側の第１の光学
界面１８ａに向かう光以外の光（導光体１７の前面方向
に向かう光）と、前記第３の光学界面１９から取り込ま
れた光は、直接第２の導光体１７の前面から出射し、ま
た、前記第２の光学界面１８ｂから取り込まれた光のう
ちの前記第１の光学界面１８ａに向かう光は、この第１
の光学界面１８ａで全反射されて前方に向きを変え、第
２の導光体１７の前面から出射する。

【００９３】また、この実施例では、前記第３の光学界
面１９と前記第２の導光体１７の前面の法線ｈとのなす
角度θ３を７０〜９０度の範囲に設定しているため、こ
の第３の光学界面１９は、前記第1 の導光体１１の各段
面１２ａ上の反射膜１３に対して平行に近い状態で対向
しており、したがって、前記第２の導光体１７の前方か
ら入射し、前記第１の導光体１１の各段面１２ａ上の反
射膜１３で反射されて前記第２の導光体１７の前方に出
射する外光のうちの前記第３の光学界面１９を通る光
を、この第３の光学界面１９で全反射させることなく高
い透過率で透過させることができる。

【００９４】そのため、前記第２の導光体１７の前方に
出射する反射光は、この第２の導光体１７にその前方か
ら様々な入射角で入射した外光が集光された高輝度の光
であり、また、この出射光も、正面方向に出射する光の
輝度が高い輝度分布の光である。

【００９５】そして、前記第２の導光体１７の前方に出
射した反射光は、前記液晶表示素子１にその背面から入
射し、この液晶表示素子１の各画素部Ａを透過して前方
に出射する。

【００９６】すなわち、前記照明手段１０は、光源部１
４からの光を前方に出射するだけでなく、前方から入射
する外光を反射させて前方に出射する機能をもっている
ものであり、光源部１４を点灯させて透過型表示を行な
うときは、前記光源部１４からの光が、前記第１の導光
体１１にその入射端面１１ａから取り込まれて前記階段
形状面１２の複数の段差面１２ｂから出射し、その光が
前記第２の導光体１７に取り込まれ、この第２の導光体
１７の前面から前方に出射する。

【００９７】そして、このときは、前記第1 の導光体１
１の複数の段差面１２ｂから出射する光のほとんどがロ
スなく前記第２の導光体１７の背面の複数の入射部１８
にその第１の光学界面１８ａから取り込まれ、その光が
前記入射部１８の第２の光学界面１８ｂにより全反射さ
れて前方に屈折し、所定方向に高い輝度で出射する指向
性をもった輝度分布の光となって前記第２の導光体１７
の前方に出射する。そのため、前記光源部１４からの光
を効率良く前方に出射することができる。

【００９８】また、外光を利用する反射型表示を行なう
ときは、前記液晶表示素子１の前方から入射し、この液
晶表示素子１を透過してその背後の前記照明手段１０に
入射する外光が、前記第２の導光体１７を透過して前記
第１の導光体１１の階段形状面１２の複数の段面１２ａ
上に形成された反射膜１３により反射され、その反射光
が前記第２の導光体１７を透過してその前面から前方に
出射する。

【００９９】この場合、前記第１の導光体１１の階段形
状面１２は、前記複数の段面１２ａと、これらの段面１
２ａをつなぐ複数の段差面１２ｂとからなっているが、
前記階段形状面１２を前方から見た形状は、前記複数の
段面１２ａが連続して見える形状であり、したがって、
前記第１の導光体１１は、前方から入射する外光に対し
て、平板状の反射板とほとんど変わらない反射特性を示
すため、前方から入射した外光を効率良く反射させるこ
とができる。

【０１００】また、上記実施例では、前記第２の導光体
１７を、前記複数の入射部１８を間隔を存して設け、導
光体後面の前記各入射部１８の間の領域を、前記第２の
導光体１７の前方から入射した光を背面側に出射し、前
記第１の導光体１１の各段面１２ａ上の反射膜１３によ
り反射された光を前記第２の導光体１７に入射させる第
３の光学界面１９とした構成としているため、この第２
の導光体１７の前方から入射した外光を、この導光体１
７の背面の前記複数の入射部１８およびその間の前記第
３の光学界面１９から出射させるとともに、前記第１の
導光体１１の各段面１２ａ上の反射膜１３で反射された
光を、前記複数の入射部１８およびその間の第３の光学
界面１９から第２の導光体１７に取り込んで、その光を
前方に出射することができる。

【０１０１】さらに、上記実施例では、前記第２の導光
体１７の前記入射部１８の第１の光学界面１８ａと前記
第２の導光体１７の前面の法線ｈとのなす角度θ１を５
〜１５度の範囲に設定しているため、前記第１の導光体
１１の各段差面１２ｂから出射する光のほとんどを、前
記第１の光学界面１８ａを透過させて前記入射部１８に
取り込むことができる。

【０１０２】また、上記実施例では、前記第２の導光体
１７の前記３の光学界面１９と前記第２の導光体１７の
前面の法線ｈとのなす角度θ３を７０〜９０度の範囲に
設定しているため、前記第２の導光体１７の前方から入
射し、前記第１の導光体１１の各段面１２ａ上の反射膜
１３で反射されて前記第２の導光体１７の前方に出射す
る外光のうちの前記第３の光学界面１９を通る光を、こ
の第３の光学界面で全反射させることなく高い透過率で
透過させることができる。

【０１０３】さらにまた、上記実施例では、前記第２の
導光体１７の前記入射部１８の第２の光学界面１８ｂ
を、前記第２の導光体１７の前面の法線ｈとのなす角度
θ２が３０〜５０度の範囲の傾斜面としているため、前
記第１の光学界面１８ａから取り込んだ光を前記法線ｈ
に近い方向に向けて屈折させ、前記第２の導光体１７の
前面から、正面輝度の高い光を出射することができる。

【０１０４】すなわち、上記照明手段１０は、原理的に
は、光源部１４からの光をほぼ１００％前方に出射し、
前方から入射した外光もほぼ１００％反射させて前方に
出射するとともに、前記光源部１４からの光も、また前
記外光の反射光も、正面輝度の高い光として出射するも
のである。

【０１０５】しかも、上記照明手段１０は、第1 の導光
体１１の前面の階段形状面１２と、第２の導光体１７の
複数の入射部１８を形成した背面とを対向させて配置し
たものであるが、前記第1 の導光体１１の複数の段差面
１２ｂと第２の導光体１７の複数の入射部１８とを、互
いに異なるピッチで設けているため、第1 の導光体１１
の複数の段差面１２ｂと第２の導光体１７の複数の入射
部１８との相対的なピッチのずれを非周期的にするか、
あるいはその周期を大きくし、モアレ縞の無い良好な光
を出射することができる。

【０１０６】すなわち、前記第1 の導光体１１の複数の
段差面１２ｂのピッチと第２の導光体１７の複数の入射
部１８のピッチとを同じにする場合、それぞれの導光体
１１，１８の加工精度に全く誤差がなければ、出射光に
モアレ縞が生ずることはないが、現実には、ある程度の
誤差は避けられず、前記導光体１１，１８の加工精度に
誤差があると、第1 の導光体１１の複数の段差面１２ｂ
のピッチと第２の導光体１７の複数の入射部１８のピッ
チとが周期的にずれるため、光源部１４からの光の出射
させるときも、外光の反射光を出射させるときも、出射
光にモアレ縞が発生する。

【０１０７】しかし、上記実施例のように、第1 の導光
体１１の複数の段差面１２ｂのピッチＰ１と、第２の導
光体１７の複数の入射部１８のピッチＰ２とを、互いに
異なるピッチになるように設計すれば、導光体１１，１
８の加工精度の誤差の有無にかかわらず、第1 の導光体
１１の段差面１２ｂと第２の導光体１７の入射部１８と
の相対的なピッチのずれが非周期的になるか、あるいは
周期的であってもその周期が大きくなるため、出射光に
モアレ縞が生じることはない。

【０１０８】そして、上記表示装置は、液晶表示素子１
の背後に、光源部１４からの光と前記液晶表示素子１の
前方から入射する外光とをそれぞれ前方に出射する機能
をもった前記照明手段１０を配置したものであるため、
半透過反射板を用いずに２ウエイ表示を行なうことがで
き、したがって、この表示装置によれば、半透過反射板
による光のロスがなく、また、前記照明手段１０が、光
源部からの光も、表示手段の前方から入射する外光も効
率良く前方に出射するため、外光を利用する反射型表示
と、光源光を利用する透過型表示との両方の表示を充分
に明るくすることができる。

【０１０９】また、この表示装置によれば、上記照明手
段１０が、光源部１４からの光も、外光の反射光も、正
面輝度が高くしかもモアレ縞のない光として出射するた
め、前記液晶表示素子１に、正面輝度が高く、またモア
レ縞の無い良好な画像を表示させることができる。

【０１１０】一方、前記光源光を利用する透過型表示の
ときは、前記照明手段１０の第１の導光体１１の複数の
段差面１２ｂから出射する光が前記第２の導光体１７の
背面に形成された複数の入射部１８にその第１の光学界
面１８ａから取り込まれ、その光が前記入射部１８の第
２の光学界面１８ｂにより前方に向けて屈折されて、前
記第２の導光体１７の前面から出射するため、前記第２
の導光体１７の前方に出射する光は、前記複数の入射部
１８のピッチに応じた輝度分布の光である。

【０１１１】すなわち、透過型表示のときの前記第２の
導光体１７の前方に出射する光は、前記入射部１８に対
応する領域からの出射光の輝度が高く、前記入射部１８
の間の部分（第３の光学界面１９）に対応する領域から
の出射光の輝度が極く低い輝度分布の光である。

【０１１２】また、前記外光を利用する反射型表示のと
きは、前記液晶表示素子１の前方から入射した外光が、
前記第２の導光体１７を透過して前記第１の導光体１１
の複数の段面１２ａ上の反射膜１３により反射され、そ
の反射光が前記第２の導光体１７を透過してその前面か
ら前方に出射するが、前記第１の導光体１１の複数の段
面１２ａ上の反射膜１３により反射されて前記第２の導
光体１７にその背面から入射する光のうちの前記入射部
１８からの入射光の屈折状態と、前記入射部１８の間の
第３の光学界面１９からの入射光の屈折状態とが異なる
ため、この外光を利用する反射型表示のときも、前記第
２の導光体の前面から前方に出射する光は、この第２の
導光体の前記複数の入射部のピッチに対応した輝度分布
の光である。

【０１１３】なお、前記第１の導光体１１は、上述した
ように、前方から入射する外光に対しては平板状の反射
板とほとんど変わらない反射特性を示すため、前記第１
の導光体１１の複数の段面１２ａ上の反射膜１３により
反射された反射光は、ほぼ均等な輝度分布の光であり、
したがって、反射型表示のときの前記第２の導光体１７
の前記入射部１８に対応する領域からの出射光の輝度
と、前記入射部１８の間の部分（第３の光学界面１９）
に対応する領域からの出射光との輝度の差は、前記透過
型表示のときに比べれば小さい。

【０１１４】しかし、この表示装置では、第２の導光体
１７の複数の入射部１８を、前記液晶表示素子１の画素
ピッチＰａ以下のピッチＰ２で設けているため、前記液
晶表示素子１の全ての画素部Ａにそれぞれ、前記第２の
導光体１７の複数の入射部１８に対応する領域のうちの
少なくとも１つの領域からの出射光が必ず入射し、前記
液晶表示素子１の全ての点灯画素部（光が透過する状態
に駆動される画素部）から光が出射する。

【０１１５】したがって、外光を利用する反射型表示の
ときも、光源光を利用する透過型表示のときも、点灯画
素の欠け落ちのない良好な画像を表示することができ
る。すなわち、図３は、前記第２の導光体１７の入射部
１８のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素ピッチＰａよ
りも大きいときと、前記第２の導光体１７の入射部１８
のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素ピッチＰａよりも
小さいときの、液晶表示素子１に対する光源光の入射状
態を示している。

【０１１６】なお、前記液晶表示素子１の各画素部Ａ
は、複数の画素電極と前記対向電極とが互いに対向する
領域により形成されているが、図３では、液晶表示素子
１を簡略化して示している。また、図３において、前記
液晶表示素子１の各画素部Ａのうち、Ｒは赤のカラーフ
ィルタを備えた画素部、Ｇは緑のカラーフィルタを備え
た画素部、Ｂは青のカラーフィルタを備えた画素部であ
る。

【０１１７】図３の（ａ）は、前記第２の導光体１７の
入射部１８のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素ピッチ
Ｐａよりも大きいときの液晶表示素子１に対する光源光
の入射状態を示しており、このときは、液晶表示素子１
の各画素部Ａのうち、前記第２の導光体１７の複数の入
射部１８に対応する領域（以下、光源光出射領域とい
う）に対向している画素部Ａ（図では、緑および青のカ
ラーフィルタを備えた画素部Ｇ，Ｂ）には、図３に実線
矢印で示したように充分な輝度の光が入射するが、前記
第２の導光体１７の光源光出射領域に対向していない画
素部Ａ（図では、赤のカラーフィルタを備えた画素部
Ｒ）にはほとんど光が入射しない。

【０１１８】なお、図３には、前記第２の導光体１７の
各光源光出射領域の中央部から出射する光を示したが、
前記第１の導光体１１の段差面１２ｂから出射した光は
様々な入射角で前記入射部１８にその第１の光学界面１
８ａから入射し、その光が前記第２の光学界面１８ｂへ
の入射角に応じた方向に全反射されるため、前記第２の
導光体１７の各光源光出射領域から出射する光は、ある
程度の広がり幅をもった光である。

【０１１９】したがって、前記第２の導光体１７の入射
部１８の間の部分（第３の光学界面１９）に対応する領
域からも僅かながら光が出射光するが、その光は上述し
たように極く低い輝度分布の光であるため、前記液晶表
示素子１の前記第２の導光体１７の光源光出射領域に対
向していない画素部Ａには、極く僅かな光しか入射しな
い。

【０１２０】そのため、前記液晶表示素子１の各画素部
Ａを光が透過する状態に駆動しても、前記第２の導光体
１７からの出射光がほとんど入射しない画素部からはほ
とんど光が出射せず、そのため、点灯画素に欠け落ちの
ある品質の悪い画像が表示される。

【０１２１】一方、図３の（ｂ）は、前記第２の導光体
１７の入射部１８のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素
ピッチＰａよりも小さいときの液晶表示素子１に対する
光源光の入射状態を示しており、このときは、液晶表示
素子１の全ての画素部Ａが、前記第２の導光体１７の複
数の光源光出射領域（入射部１８に対応する領域）のう
ちの少なくとも１つの領域に対向しているため、液晶表
示素子１の全ての画素部Ａにそれぞれ、前記第２の導光
体１７の複数の光源光出射領域のうちの少なくとも１つ
の領域からの出射光が必ず入射し、前記液晶表示素子１
の全ての点灯画素部から光が出射して、点灯画素の欠け
落ちのない良好な画像が表示される。

【０１２２】なお、前記第２の導光体１７の入射部１８
のピッチＰ２は、液晶表示素子１の画素ピッチＰａ以下
であればよく、例えば前記入射部１８のピッチＰ２が前
記画素ピッチＰａと同じである場合は、液晶表示素子１
の全ての画素部Ａにそれぞれ、前記第２の導光体１７の
いずれか１つの光源光出射領域からの出射光が必ず入射
し、点灯画素の欠け落ちのない良好な画像が表示され
る。

【０１２３】また、前記第２の導光体１７の入射部１８
のピッチＰ２を、液晶表示素子１の画素ピッチＰａより
も充分に小さくすれば、液晶表示素子１の全ての画素部
Ａにそれぞれ、前記第２の導光体１７の複数の光源光出
射領域からの出射光を入射させることができる。

【０１２４】ただし、前記液晶表示素子１の画素ピッチ
Ｐａは、液晶表示素子の解像度によって異なり、高解像
度の画像を表示する液晶表示素子の画素ピッチＰａは１
０〜５０μｍと極く小さいが、高い解像度を要求されな
い画像を表示する液晶表示素子には、画素ピッチＰａが
３００μｍ以上のものもある。

【０１２５】一方、前記第２の導光体１７は、アクリル
系樹脂等の成形または切削加工により製作するが、前記
入射部１８のピッチＰ２が小さいものほど製作コストが
高くなる。

【０１２６】そのため、前記第２の導光体１７の入射部
１８のピッチＰ２は、前記液晶表示素子１の画素ピッチ
Ｐａに応じて、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｐ２＝５〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｐ２＝２０〜１０
０μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｐ２＝５０〜３
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｐ２＝１００〜５００μｍの範囲で、且つＰａ≧Ｐ２の関係を満足するように設定
するのが望ましい。

【０１２７】すなわち、前記第２の導光体１７の入射部
１８のピッチＰ２は、使用する液晶表示素子１の画素ピ
ッチ、つまり解像度に応じて、その液晶表示素子に点灯
画素の欠け落ちのない良好な画像を表示させることがで
きる範囲に設定するのが望ましく、このように前記入射
部１８のピッチＰ２を設定することにより、前記第２の
導光体を、使用する液晶表示素子の解像度に見合ったコ
ストで製作することができる。

【０１２８】なお、前記第２の導光体１７の入射部１８
のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素ピッチＰａ以下で
あれば、前記液晶表示素子１に点灯画素の欠け落ちのな
い良好な画像を表示させることができるが、前記入射部
１８のより好ましいピッチＰ２は、液晶表示素子１の画
素ピッチＰａより小さいピッチであり、このように前記
入射部のピッチＰ２を液晶表示素子１の画素ピッチＰａ
とを異ならせれば、前記第２の導光体１７から出射し前
記液晶表示素子１を透過してその前方に出射する光にモ
アレ縞が生じるのを防ぐことができる。

【０１２９】また、このように前記第２の導光体１７の
入射部１８のピッチＰ２を前記液晶表示素子１の画素ピ
ッチＰａよりも小さくするとともに、上述したように第
1 の導光体１１の段差面１２ｂのピッチＰ１と第２の導
光体１７の入射部１８のピッチＰ２とを互いに異ならせ
れば、モアレ縞をより効果的に無くして、良好な品質の
画像を表示することができる。

【０１３０】図４はこの発明の第２の実施例を示す照明
手段の一部分の拡大側面図であり、この実施例は、照明
手段１０の前面（第２の導光体１７の前面）に、光拡散
部材３０を配置したものである。なお、前記照明手段１
０は、上記第1 の実施例で用いたものと同じものである
から、その説明は図に同符号を付して省略する。

【０１３１】前記光拡散部材３０は、拡散板または、板
面に垂直で特定の方向に沿った面に対して所定角度以上
傾いた角度範囲の入射角で入射した光に対して散乱性を
示し、前記所定角度より小さい角度範囲の入射角で入射
した光に対してはほとんど散乱性を示さない選択散乱特
性を有する散乱板である。

【０１３２】この実施例のように、照明手段１０の前面
に光拡散部材３０を配置すれば、外光を利用する反射型
表示のときも、光源光を利用する透過型表示のときも、
前記照明手段１０の第２の導光体１７の前面から前方に
出射する光が、図に破線矢印および実線矢印で示したよ
うに前記光拡散部材３０により拡散されるため、表示装
置の表示の視野角を広げることができる。

【０１３３】また、この実施例によれば、外光を利用す
る反射型表示のときに、前記照明手段１０から輝度分布
がより均等な反射光を出射するとともに、光源光を利用
する透過型表示のときに、前記照明手段１０の第２の導
光体１７の各入射部１８に対応する領域から出射する光
の輝度を平均化することができる。

【０１３４】しかも、この実施例によれば、前記照明手
段１０に対してかなり小さい入射角で入射する外光も、
前記光拡散部材３０で拡散されて図に破線矢印で示した
ように入射するため、より多くの外光を取り込み、さら
に高輝度の反射光を出射することができる。

【０１３５】図５はこの発明の第３の実施例を示す照明
手段の一部分の拡大側面図であり、この実施例は、照明
手段１０の第２の導光体１７の各入射部１８の第２の光
学界面を１８ｂ′を、曲面からなる集光面としたもので
ある。

【０１３６】なお、この照明手段１０は、前記第２の導
光体１７の複数の入射部１８の第２の光学界面１８ｂ′
を集光面としたものであるが、前記入射部１８の第１の
光学界面１８ａの角度θ１および各入射部１８の間の第
３の光学界面１９の角度θ３（いずれも第２の導光体１
７の前面の法線ｈに対する角度）は、上述した第１の実
施例と同じ（θ１＝５〜１５度、θ３＝７０〜９０度）
であり、また、他の構成も前記第1 の実施例と同じであ
るから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１３７】この照明手段１０によれば、第1 の導光体
１１の複数の段差面１２ｂから出射して第２の導光体１
７の複数の入射部１８にその第１の光学界面１８ａから
取り込まれ、反対側の曲面からなる第２の光学界面１８
ｂ′により全反射されて前方に向けて屈折される光が、
図に実線矢印で示したように、前記第２の光学界面（曲
面からなる集光面）１８ｂ′の集光作用により所定の方
向（図では正面方向）に集光されるため、前記第２の導
光体１７の前面から、より強い指向性をもった輝度分布
の光を出射することができる。なお、図５には外光の経
路は示していないが、外光も、前記第２の光学界面１８
ｂ′の集光作用により所定方向に集光して出射する。

【０１３８】したがって、この実施例の照明手段１０を
用いれば、例えば前記第２の光学界面１８ｂ′を正面方
向に光を集光させるように設計することにより、表示装
置の表示画像の照明輝度をさらに高くすることができ
る。

【０１３９】このように前記第２の導光体１７の各入射
部１８の第２の光学界面を１８ｂ′を曲面からなる集光
面とする場合、前記第２の光学界面１８ｂ′の曲面の半
径は、液晶表示素子１の画素ピッチＰａ（図１参照）に
応じて設定する。

【０１４０】すなわち、前記第２の導光体１７の入射部
１８のピッチＰ２は、液晶表示素子１の画素ピッチＰａ
以下に設定され、その入射部１８のピッチＰ２により前
記入射部１８の大きさ、つまり幅と高さ（入射部１８の
配列ピッチＰ２の１／５〜１／１）が決まる。

【０１４１】そして、前記入射部１８の第１の光学界面
１８ａの角度θ１は、入射部１８の高さに関係なく５〜
１５度の範囲に設定すればよいが、入射部１８の高さが
変われば、第１の光学界面１８ａからの光の取り込み幅
が変わるため、この第１の光学界面１８ａから取り込ん
だ光のほとんどをロスなく所定の方向に集光させて前方
に出射するには、前記入射部１８の第２の光学界面１８
ｂ′を、第１の光学界面１８ａからの光の取り込み幅に
応じた半径の曲面とすることが望まれる。

【０１４２】前記第２の光学界面１８ｂ′を曲面からな
る集光面とする場合、この第２の光学界面１８ｂ′は、
その曲面の半径をＲとすると、前記液晶表示素子１の画
素ピッチＰａに対し、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｒ＝３０〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｒ＝８０〜５００
μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｒ＝１５０〜８
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｒ＝２００〜１５００μｍの範囲で、且つＲ≧１．５Ｐａの関係を満足するように
形成するのが好ましく、前記第２の光学界面１８ｂ′の
半径Ｒを前記範囲に設定することにより、前記第１の光
学界面１８ａから取り込まれた光のほとんどを、前記第
２の光学界面１８ｂ′により所定の方向（例えば正面方
向）に集光させて前方に出射することができる。

【０１４３】なお、この実施例のように、照明手段１０
の第２の導光体１７の各入射部１８の第２の光学界面を
１８ｂ′を曲面からなる集光面とする場合も、前記第1
の導光体１１の複数の段差面１２ａのピッチと、前記第
２の導光体１７の複数の入射部１８のピッチとを互いに
異ならせれば、照明手段１０から、モアレ縞の無い光を
出射させることができ、また、前記第２の導光体１７の
入射部１８のピッチを液晶表示素子の画素ピッチよりも
小さくすれば、前記第２の導光体１７から出射し前記液
晶表示素子を透過してその前方に出射する光にモアレ縞
が生じるのを防ぐことができる。

【０１４４】図６はこの発明の第４の実施例を示す表示
装置の分解斜視図であり、この実施例の表示装置は、上
述した実施例とは異なるモアレ縞防止対策を講じたもの
である。

【０１４５】すなわち、この実施例の表示装置は、照明
手段１０の第２の導光体１７の背面に形成する複数の入
射部１８を、この第２の導光体１７の幅方向に対して所
定角度斜めにずれた方向に沿わせて設け、この第２の導
光体１７の前記入射部１８の長さ方向を、第１の導光体
１１の段差面１２ｂの長さ方向および液晶表示素子１の
画素部Ａの配列方向（この例では画面の横軸に沿った方
向）Ｌに対して、それぞれ所定角度α，βずつ斜めにず
らしたものである。

【０１４６】なお、前記第２の導光体１７は、その入射
部１８を斜め方向に形成した点を除けば、他の構成は上
述した第１の実施例で用いたものと同じであり、また、
前記第１の導光体１１と液晶表示素子１はいずれも前記
第１の実施例で用いたものと同じものであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１４７】前記第２の導光体１７の入射部１８の長さ
方向と、前記第１の導光体１１の段差面１２ｂの長さ方
向および液晶表示素子１の画素部Ａの配列方向Ｌに対す
るずれ角α，βはそれぞれ、０度＜α≦２５度，０度＜
β≦２５度の範囲が好ましいが、この実施例では、前記
ずれ角α，βをそれぞれ、α＝１２度，β＝１２度とし
ている。

【０１４８】この実施例の表示装置によれば、照明手段
１０を構成する第1 の導光体１１の複数の段差面１２ｂ
の長さ方向と、第２の導光体１７の複数の入射部１８の
長さ方向とを互いに斜めにずらしているため、例えば前
記第２の導光体１７の前記複数の入射部１８のピッチＰ
２が前記第1 の導光体１１の複数の段差面１２ｂのピッ
チＰ１と同じであっても、前記照明手段１０からモアレ
縞の無い光を出射させることができる。

【０１４９】しかも、この表示装置では、第２の導光体
１７の複数の入射部１８の長さ方向を、液晶表示素子１
の画素部Ａの配列方向Ｌに対しても斜めにずらしている
ため、例えば前記第２の導光体１７の入射部のピッチＰ
２が液晶表示素子１の画素ピッチＰａと同じであって
も、前記第２の導光体１７から出射し前記液晶表示素子
１を透過してその前方に出射する光にモアレ縞が生じる
のを防ぐことができ、したがって、モアレ縞をより効果
的に無くして、良好な品質の画像を表示することができ
る。

【０１５０】なお、この実施例では、前記第２の導光体
１７の入射部１８の長さ方向を、前記第１の導光体１１
の段差面１２ｂの長さ方向と液晶表示素子１の画素部Ａ
の配列方向Ｌとの両方に対して斜めずらしているが、前
記照明手段１０だけを、前記第1 の導光体１１の段差１
２ｂ面の長さ方向と前記第２の導光体１７の入射部１８
の長さ方向とを互いに斜めにずらした構成とし、前記第
２の導光体１７の入射部１８の長さ方向と液晶表示素子
１の画素部Ａの配列方向Ｌとは互いにほぼ平行にしても
よく、その場合でも、前記照明手段１０からモアレ縞の
無い光が出射するため、前記液晶表示素子１に良好な品
質の画像を表示させることができる。

【０１５１】この場合、前記第２の導光体１７の入射部
１８のピッチＰ２を液晶表示素子１の画素ピッチＰａよ
りも小さくすれば、前記第２の導光体１７から出射し前
記液晶表示素子１を透過してその前方に出射する光にモ
アレ縞が生じるのも防ぐことができる。

【０１５２】また、上記と逆に、前記第２の導光体１７
の入射部１８の長さ方向と液晶表示素子１の画素部Ａの
配列方向Ｌとを互いに斜めにずらし、前記照明手段１０
は、前記第1 の導光体１１の段差１２ｂ面の長さ方向と
前記第２の導光体１７の入射部１８の長さ方向とを互い
にほぼ平行にした構成としてもよく、その場合でも、前
記第２の導光体１７から出射し前記液晶表示素子１を透
過してその前方に出射する光にモアレ縞が生じるのを防
いで、良好な品質の画像を表示することができる。

【０１５３】なお、この実施例では、前記第２の導光体
１７に、その入射部１８の第２の光学界面１８ｂが傾斜
面であるものを用いているが、この第２の導光体１７
は、上述した第３の実施例で用いたような、各入射部１
８の第２の光学界面を１８ｂ′を曲面からなる集光面と
したものでもよい。

【０１５４】また、上記各実施例の表示装置は、アクテ
ィブマトリックス方式のＴＮ型液晶表示素子１を用いた
ものであるが、前記液晶表示素子は、単純マトリックス
方式やセグメント方式などのものでもよく、また、ＴＮ
型に限らず、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティッ
ク）型、ＥＣＢ（複屈折効果）型、動的散乱効果型、強
誘電性液晶を用いる液晶表示素子などであってもよい。

【０１５５】また、上記実施例の表示装置は、表示手段
に液晶表示素子１を用いたものであるが、この発明は、
液晶表示装置に限らず、他の電気光学表示素子や、透光
性の画像印刷フィルムなどを表示手段とする表示装置に
も適用することができる。

【０１５６】

【発明の効果】この発明の表示装置は、透過型表示手段
の背後に、光源部からの光と前記表示手段の前方から入
射する外光とをそれぞれ前方に出射する機能をもった照
明手段を配置することにより、半透過反射板を用いずに
２ウエイ表示を行なうようにし、さらに、前記照明手段
を、光源部と、前記光源部からの照明光を導いて前記表
示手段に向けて出射する複数の出射面と前記表示手段の
前方から入射する外光を前記表示素子に向けて反射させ
るための前記出射面とは異なる複数の反射面とが形成さ
れた第１の導光体と、背面に前記第1 の導光体の前記段
差面から出射する光を取り込む第１の光学界面および前
記第１の光学界面から取り込んだ光を前方に向けて屈折
させる第２の光学界面とを有する突起状の複数の入射部
を備え、前記第１の導光体の前記複数の出射面から出射
する光を前記複数の入射部から取り込んでその光を前方
に出射するとともに、前方からの入射光を背面から出射
し、前記第１の導光体の前記複数の反射面により反射さ
せて前方に出射する第２の導光体とにより構成し、前記
第２の導光体の前記複数の入射部のピッチを、前記表示
手段の画素部の配列ピッチ以下にしたものであるから、
外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透過型
表示との両方の表示を充分に明るくするとともに、その
いずれの表示においても、表示手段の全ての点灯画素部
から光を出射させて点灯画素の欠け落ちのない良好な画
像を表示することができる。

【０１５７】この発明の表示装置において、前記第１の
導光体は、前記光源部からの光を取り込む少なくとも１
つの入射端面と、複数の段面およびこれらの段面をつな
ぐ複数の段差面とからなる階段形状の前面を有し、前記
複数の段面上に反射膜を設けて前記反射面を形成し、前
記複数の段差面を前記出射面とした構成のものが望まし
いく、この第１の導光体によれば、前記入射端面より取
り込んだ前記光源部からの光を前記階段形状面の複数の
段差面から出射し、前方からの入射光を前記階段形状面
の複数の段面上の反射膜より前方に反射させることがで
きる。

【０１５８】また、前記照明手段の前記第２の導光体の
前記複数の入射部のピッチは、そのピッチをＰ２、前記
表示手段の画素部の配列ピッチをＰａとすると、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｐ２＝５〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｐ２＝２０〜１０
０μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｐ２＝５０〜３
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｐ２＝１００〜５００μｍの範囲で、且つＰａ≧Ｐ２の関係を満足するように設定
するのが望ましく、このように前記入射部のピッチを設
定することにより、前記第２の導光体を、使用する表示
手段の解像度に見合ったコストで製作することができ
る。

【０１５９】また、前記第２の導光体は、前記複数の入
射部を間隔を存して設け、この導光体の背面の前記入射
部の間の領域を、前記第２の導光体の前方から入射した
光を背面側に出射し、前記第１の導光体の前記段面上の
反射膜により反射された光を前記第２の導光体に入射さ
せる第３の光学界面とした構成とするのが好ましく、前
記第２の導光体をこのような構成とすることにより、そ
の前方から入射した外光を、この導光体の背面の前記複
数の入射部およびその間の前記第３の光学界面から出射
させるとともに、前記第１の導光体の複数の段面上の反
射膜で反射された光を、前記複数の入射部およびその間
の第３の光学界面から第２の導光体に取り込んで、その
光を前方に出射することができる。

【０１６０】前記入射部の第１の光学界面と前記第２の
導光体の前面の法線とのなす角度は５〜１５度の範囲が
好ましく、このように前記第１の光学界面の角度を設定
することにより、前記第１の導光体の複数の段差面から
出射する光のほとんどを、前記第１の光学界面を透過さ
せて前記入射部に取り込むことができる。

【０１６１】また、前記３の光学界面と前記第２の導光
体の前面の法線とのなす角度は７０〜９０度の範囲が好
ましく、このように前記第３の光学界面の角度を設定す
ることにより、前記第２の導光体の前方から入射し、前
記第１の導光体の複数の段面上の反射膜で反射されて前
記第２の導光体の前方に出射する外光のうちの前記第３
の光学界面を通る光を、この第３の光学界面で全反射さ
せることなく高い透過率で透過させることができる。

【０１６２】さらに、前記第２の導光体の前記入射部の
第２の光学界面は、前記第１の光学界面から取り込んだ
光を前方に向けて屈折させる面であればよいが、例え
ば、前記第２の導光体の前面の法線に対して所定角度傾
いた傾斜面とする場合、この第２の光学界面と前記第２
の導光体の前面の法線とのなす角度を３０〜５０度の範
囲にすることにより、前記第１の光学界面から取り込ん
だ光を前記第２の導光体の前面の法線に近い方向に向け
て屈折させ、前記第２の導光体の前面から、正面輝度の
高い光を出射することができる。

【０１６３】また、前記第２の導光体の前記入射部の第
２の光学界面を、曲面からなる集光面とすれば、前記第
１の光学界面から取り込まれた光を、前記第２の光学界
面により所定の方向に集光させ、前記第２の導光体の前
面から、より強い指向性をもった輝度分布の光を出射す
ることができる。

【０１６４】このように前記第２の光学界面を曲面から
なる集光面とする場合、この第２の光学界面は、その曲
面の半径をＲとすると、前記表示手段の画素部の配列ピ
ッチＰａに対し、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｒ＝３０〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｒ＝８０〜５００
μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｒ＝１５０〜８
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｒ＝２００〜１５００μｍの範囲で、且つＲ≧１．５Ｐａの関係を満足するように
形成するのが好ましく、前記第２の光学界面の半径を前
記範囲に設定することにより、前記第１の光学界面から
取り込まれた光を、前記第２の光学界面により所定の方
向に集光させて前方に出射することができる。

【０１６５】また、この発明の表示装置において、前記
照明手段の第1 の導光体の複数の段差面のピッチと第２
の導光体の複数の入射部のピッチとを互いに異ならせれ
ば、前記照明手段からモアレ縞の無い光を出射させ、前
記表示手段に良好な品質の画像を表示させることができ
る。

【０１６６】その場合、前記第２の導光体の複数の入射
部のピッチを、前記表示手段の画素部の配列ピッチより
も小さくすれば、前記第２の導光体から出射し前記表示
手段を透過してその前方に出射する光にモアレ縞が生じ
るのを防ぐことができ、また、このように前記第２の導
光体の入射部のピッチを前記表示手段の画素部の配列ピ
ッチよりも小さくするとともに、上記のように前記第1
の導光体の段差面のピッチと第２の導光体の入射部のピ
ッチとを互いに異ならせれば、モアレ縞をより効果的に
無くして、良好な品質の画像を表示することができる。

【０１６７】また、この発明の表示装置において、前記
第1 の導光体の複数の段差面の長さ方向と第２の導光体
の複数の入射部の長さ方向とを互いに斜めにずらせば、
前記照明手段からモアレ縞の無い光を出射させ、前記表
示手段に良好な品質の画像を表示させることができる。

【０１６８】その場合、前記第２の導光体の複数の入射
部の長さ方向を、前記表示手段の画素部の配列方向に対
して斜めにずらせば、前記第２の導光体から出射し前記
表示手段を透過してその前方に出射する光にモアレ縞が
生じるのを防ぐことができ、また、このように前記第２
の導光体の複数の入射部の長さ方向を前記表示手段の画
素部の配列方向に対して斜めにずらすとともに、上記の
ように前記第1 の導光体の複数の段差面の長さ方向と第
２の導光体の複数の入射部の長さ方向とを互いに斜めに
ずらせば、モアレ縞をより効果的に無くして、良好な品
質の画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す表示装置の側面
図。

【図２】図１の一部分の拡大図。

【図３】前記表示装置における、第２の導光体の入射部
のピッチが液晶表示素子の画素ピッチよりも大きいとき
と小さいときの液晶表示素子に対する光源光の入射状態
を示す面図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す照明手段の一部
分の拡大側面図。

【図５】この発明の第３の実施例を示す照明手段の一部
分の拡大側面図。

【図６】この発明の第４の実施例を示す表示装置の分解
斜視図。

【符号の説明】

１…液晶表示素子（表示手段）Ａ…画素部１０…照明手段１１…第1 の導光体１１ａ…入射端面１２…階段形状面１２ａ…段面１２ｂ…段差面１３…反射膜１４…光源部１７…第２の導光体１８…入射部１８ａ…第１の光学界面１８ｂ…第２の光学界面（傾斜面）１８ｂ′…第２の光学界面（曲面からなる集光面）１９…第３の光学界面２０…鏡面反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定ピッチで配列する複数の画素部を有
し、これらの画素部の光の透過を制御して表示する透過
型表示手段と、前記表示手段の背後に配置された照明手
段とを備え、前記照明手段は、光源部と、前記光源部からの照明光を導いて前記表示手段に向けて
出射する複数の出射面と前記表示手段の前方から入射す
る外光を前記表示手段に向けて反射させるための前記出
射面とは異なる複数の反射面とが形成された第１の導光
体と、前記第１の導光体の前面側に配置され、前記第１の導光
体の前記複数の出射面から出射する光を取り込んでその
光を前方に出射するとともに、前方からの入射光を背面
から出射し、前記第１の導光体の前記複数の反射面によ
り反射させて前方に出射する第２の導光体とからなり、前記第２の導光体は、光を出射する前面と、前記第1 の
導光体の前記出射面から出射する光を取り込む第１の光
学界面および前記第１の光学界面から取り込んだ光を前
方に向けて屈折させる第２の光学界面とを有する複数の
入射部を備えた背面とを有しており、前記複数の入射部
が、前記表示手段の画素部の配列ピッチ以下のピッチで
設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記第１の導光体は、前記光源部からの光
を取り込む少なくとも１つの入射端面と、複数の段面お
よびこれらの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段
形状の前面を有し、前記複数の段面上に反射膜を設けて
前記反射面が形成され、前記複数の段差面により前記出
射面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の表示装置。
【請求項３】前記第２の導光体の前記複数の入射部のピ
ッチは、そのピッチをＰ２、前記表示手段の画素部の配
列ピッチをＰａとすると、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｐ２＝５〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍとき、Ｐ２＝２０〜１００
μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｐ２＝５０〜３
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｐ２＝１００〜５００μｍの範囲で、且つＰａ≧Ｐ２の関係を満足するように設定
されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装
置。
【請求項４】前記第２の導光体の前記複数の入射部は間
隔を存して配置された複数の突起状に形成されており、
前記第２の導光体の背面の前記入射部の間の領域が、前
記第２の導光体の前方から入射した光を背面側に出射
し、前記第１の導光体の前記段面上の反射膜により反射
された光を前記第２の導光体に入射させる第３の光学界
面となっていることを特徴とする請求項１に記載の表示
装置。
【請求項５】前記入射部の第１の光学界面と前記第２の
導光体の前面の法線とのなす角度が５〜１５度の範囲で
あり、前記第３の光学界面と前記第２の導光体の前面の
法線とのなす角度が７０〜９０度の範囲であることを特
徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】前記第２の導光体の前記入射部の第２の光
学界面は、前記第２の導光体の前面の法線に対して所定
角度傾いた傾斜面であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項７】前記第２の光学界面と前記第２の導光体の
前面の垂線とのなす角度が３０〜５０度の範囲であるこ
とを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】前記第２の導光体の前記入射部の第２の光
学界面は、曲面からなる集光面であることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項９】前記第２の光学界面は、その曲面の半径を
Ｒとすると、前記表示手段の画素部の配列ピッチＰａに
対し、１０μｍ≦Ｐａ≦５０μｍのとき、Ｒ＝３０〜５０μｍ５０μｍ＜Ｐａ≦１００μｍのとき、Ｒ＝８０〜５００
μｍ１００μｍ＜Ｐａ≦３００μｍのとき、Ｒ＝１５０〜８
００μｍＰａ＞３００μｍのとき、Ｒ＝２００〜１５００μｍの範囲で、且つＲ≧１．５Ｐａの関係を満足するように
形成されていることを特徴とする請求項８に記載の表示
装置。
【請求項１０】前記第1 の導光体の複数の段差面のピッ
チと、前記第２の導光体の複数の入射部のピッチとが互
いに異なることを特徴とする請求項２に記載の表示装
置。
【請求項１１】前記第２の導光体の複数の入射部のピッ
チが前記表示手段の画素部の配列ピッチよりも小さいこ
とを特徴とする請求項１または１０に記載の表示装置。
【請求項１２】前記第1 の導光体の複数の段差面の長さ
方向と、前記第２の導光体の複数の入射部の長さ方向と
が互いに斜めにずれていることを特徴とする請求項２に
記載の表示装置。
【請求項１３】前記第２の導光体の複数の入射部の長さ
方向が、前記表示手段の画素部の配列方向に対して斜め
にずれていることを特徴とする請求項２または１２に記
載の表示装置。