JP2000035763A - 表示装置 - Google Patents

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が無く、またモア
レ縞の無い良好な品質の画像を表示する。 【解決手段】表示素子１の背後に、光源部１５からの光
と前方から入射する外光をそれぞれ前方に出射する機能
をもった照明手段１０を配置し、前記照明手段１０を、
光源部１５からの光を端面から取り込んで各段差１３ｂ
面から出射するとともに、前方からの入射光を各段面１
３ａ上の反射膜１４により反射する第１の導光体１１
と、背面に前記段差面１３ｂからの出射光を取り込む第
１の光学界面１９ａ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１９ｂを有する入射
部１９を備えた第２の導光体１８とにより構成し、前記
第２の導光体１８の入射部１９のピッチＰ２を、表示素
子１の画素部Ａの配列ピッチＰａと第1 の導光体１１の
段差面１３ｂのピッチＰ１の両方よりも小さくした。

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
に明るくすることができ、しかも、そのいずれの表示に
おいても、点灯画素の欠け落ちが無く、またモアレ縞の
無い良好な品質の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、前記第２の導光体の前記複数の入射部の
ピッチが、前記表示手段の画素部の配列ピッチと、前記
第1 の導光体の前記複数の出射面のピッチのいずれより
も小さい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
にその背面の前記複数の入射部から取り込まれる。

【００１６】このとき、前記第２の導光体の前記複数の
入射部のピッチは、前記第1 の導光体の前記複数の出射
面のピッチよりも小さいため、前記第1 の導光体の各出
射面に対してそれぞれ前記第２の導光体の１つ以上の入
射部が必ず対向しており、したがって、前記第1 の導光
体の複数の出射面から出射する光のほとんどが、ロス光
となることなく前記第２の導光板の複数の入射部にその
第１の光学界面から取り込まれる。

【００１７】そして、前記入射部にその第１の光学界面
から取り込まれた光は、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、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。そのため、前記照明手段は、前
記光源部からの光を効率良く前方に出射する。

【００１８】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。そのため、前記照明手段は、外光も効率良く反
射させて前方に出射する。

【００１９】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無く、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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】しかし、前記第２の導光体の前記複数の入
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。したがって、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】また、この表示装置は、前記第1 の導光体
の前記複数の出射面のピッチと、前記第２の導光体の前
記複数の入射部のピッチとが互いに異なっている（第２
の導光体の入射部のピッチが、第1 の導光体の出射面の
ピッチよりも小さい）ため、前記第1 の導光体の前記複
数の出射面から出射し、光源光を利用する透過型表示の
ときも、また外光を利用する反射型表示のときも、前記
照明手段からの出射光は、モアレ縞の無い光である。

【００２４】さらに、前記第２の導光体の前記複数の入
射部のピッチと、前記表示手段の画素部の配列ピッチと
が互いに異なっている（第２の導光体の入射部のピッチ
が、表示手段の画素部の配列ピッチよりも小さい）た
め、前記第２の導光体の前面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もモアレ縞の無い光であ
る。

【００２５】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ことがで
き、しかも、そのいずれの表示においても、点灯画素の
欠け落ちが無く、またモアレ縞の無い良好な品質の画像
を表示することができる。

【００２６】

【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と、前
記第1 の導光体の前記複数の出射面のピッチのいずれよ
りも小さくすることにより、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
に明るくすることができ、しかも、そのいずれの表示に
おいても、全ての画素部に光源光を入射させることがで
き点灯画素の欠け落ちが無く、またモアレ縞の無い良好
な品質の画像を表示することができるようにしたもので
ある。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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の導光体の前記反射面に
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の導光体の前記反射面で反射された光
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。

【００３１】さらに、この発明の表示装置においては、
前記表示手段の画素部の配列ピッチと、前記第1 の導光
体の前記複数の出射面のピッチとを互いに異ならせるの
が好ましく、上述したように前記第1 の導光体の出射面
のピッチと前記第２の導光体の入射部のピッチとを互い
に異ならせ、前記第２の導光体の前記入射部のピッチと
前記表示手段の画素部の配列ピッチとを互いに異なせる
ともに、前記表示手段の画素部の配列ピッチと前記第1
の導光体の出射面のピッチも互いに異ならせれば、前記
モアレ縞をより効果的に無くし、さらに良好な品質の画
像を表示することができる。

【００３２】その場合、前記第1 の導光体の前記複数の
出射面のピッチは、前記表示手段の画素部の配列ピッチ
よりも大きくしても、小さくしてもよい。すなわち、前
記表示手段の画素部の配列ピッチをＰａ、前記第1 の導
光体の前記複数の出射面のピッチをＰ１、前記第２の導
光体の前記複数の入射部のピッチをＰ２としたとき、こ
れらのピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２は、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の
関係に設定しても、Ｐａ＞Ｐ１＞Ｐ２の関係に設定して
もよい。

【００３３】前記各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２をＰ１＞Ｐ
ａ＞Ｐ２の関係に設定するとき、つまり前記表示手段の
画素部の配列ピッチよりも前記第1 の導光体の前記複数
の出射面のピッチを大きくするとき、これらのピッチＰ
ａ，Ｐ１，Ｐ２の比を、 Ｐ１／Ｐａ＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【００３４】また、前記各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２をＰ
ａ＞Ｐ１＞Ｐ２の関係に設定するとき、つまり前記表示
手段の画素部の配列ピッチよりも前記第1 の導光体の前
記複数の出射面のピッチを小さくするときは、これらの
ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を、 Ｐａ／Ｐ１＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【００３５】

【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はその表示装置に用いた照明手
段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１０とからなっている。

【００３６】前記液晶表示素子１は、アクティブマトリ
ックス方式または単純マトリックス方式のものであり、
光の透過を制御する複数の画素部Ａがマトリックス状に
配列している。

【００３７】なお、図１では前記液晶表示素子１を簡略
化して示したが、この液晶表示素子１は、一方の面に前
記画素部を形成するための透明電極および配向膜等を形
成した一対の透明基板を、それぞれの電極形成面を互い
に対向させて枠状シール材を介して接合し、これらの基
板間の前記シール材で囲まれた領域に液晶を封入したも
のであり、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示す
る液晶表示素子の場合は、そのいずれか一方の基板の内
面に、複数の色の着色膜、例えば赤、緑、青の３色のカ
ラーフィルタが、各画素部Ａにそれぞれ対応させて設け
られている。

【００３８】また、液晶表示素子には、ＴＮ（ツイステ
ッド・ネマティック）型、ＳＴＮ（スーパー・ツイステ
ッド・ネマティック）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、種々の表示モードのもの
があるが、前記液晶表示素子１は、そのいずれの表示モ
ードのものでもよい。

【００３９】前記照明手段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１
５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１８とからなっている。

【００４０】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の背面は平坦
面とされており、その背面全体に反射膜１２が設けられ
ている。

【００４１】また、この第１の導光体１１の一端面は、
光源部１５からの光を取り込む入射端面１１ａとなって
おり、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平坦な複数の段面１３ａと、こ
れらの段面１３ａをつなぐ段差面１３ｂとからなる階段
形状面１３に形成されている。

【００４２】そして、この階段形状面１３の前記複数の
段面１３ａ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
１４が設けられており、この反射膜１４により外光の反
射面が形成されている。

【００４３】また、前記複数の段面１３ａをつなぐ前記
複数の段差面１３ｂは、各段面１３ａ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１３ｂはいずれ
も、反射膜を形成しない光出射面とされている。

【００４４】この第１の導光体１１は、その側方に配置
された光源部１５からの光を前記入射端面１３ａから取
り込み、その光を導光体前面の階段形状面１３の複数の
段差面１３ｂから出射するとともに、前方から前記階段
形状面１３の複数の段面１３ａに入射する光を、これら
の段面１３ａ上に形成された反射膜１４により前方に向
けて反射する。

【００４５】前記光源部１５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１６と、この蛍光ランプ１６からの照明光を反射
させるリフレクタ１７とからなっており、この光源部１
５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１５
は、蛍光ランプ１６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。

【００４６】一方、前記第２の導光体１８は、前記第１
の導光体１１の前記複数の段差面１３ｂ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１３ａ上の反射膜１４により反射されて
前記背面から再び第２の導光体１８に入射する光を前方
に出射する。

【００４７】この第２の導光体１８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１３の各段差面１３ｂから出射する光を取り込
むための複数の入射部１９が、所定のピッチで一体に突
設されている。

【００４８】これらの入射部１９は、第２の導光体１８
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１８は、その背面の各入射部１９
の長さ方向を前記第1 の導光体１１の各段差面１３ｂの
長さ方向と平行にするとともに、前記複数の入射部１９
の頂部をそれぞれ、前記第1 の導光体１１の複数の段面
１３ａ上の反射膜１４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。

【００４９】なお、前記第１の導光体１１は、その複数
の段面１３ａの先端縁を通る仮想線が、前記第２の導光
体１８の複数の入射部１９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。

【００５０】そのため、前記第１の導光体１１の段面１
３ａ上の反射膜１４と、前記第２の導光体１８の入射部
１９の頂部との間隔は、前記段面１３ａに対する前記入
射部１９の対向位置によって異なり、前記入射部１９の
対向位置が前記段面１３ａの基端側（図において左側）
に近づくほど前記間隔が大きくなり、前記入射部１９の
対向位置が前記段面１３ａの先端側（図において右側）
に近づくほど前記間隔が小さくなっている。

【００５１】前記反射膜１４と前記入射部１９の頂部と
の間隔は小さいほど良く、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
隔の最小値、つまり前記段面１３ａの先端に最も近い位
置にある入射部１９の頂部と前記反射膜１４との間隔を
ほぼ０ｍｍ（入射部１９の頂部が反射膜１４の表面にほ
ぼ一致）とし、前記間隔の最大値、つまり前記段面１３
ａの基端に最も近い位置にある入射部１９の頂部と前記
反射膜１４との間隔をほぼ０．３ｍｍとしている。

【００５２】また、前記第１の導光体１１と第２の導光
体１８との間には、これらの導光体１１，１８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１８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。

【００５３】前記第２の導光体１８の複数の入射部１９
はそれぞれ、三角形状の断面形状を有しており、その両
側面のうち、前記第１の導光体１１の段差面１３ｂと対
向する一方の側面（図において左側の側面）と前記導光
体１１，１８間の低屈折率層２１（この実施例では空気
層）との界面が、前記段差面１３ｂからの出射光を取り
込む第１の光学界面１９ａとされ、他方の側面（図にお
いて右側の側面）と前記低屈折率層２１との界面が、前
記第１の光学界面１９ａから取り込んだ光をこの導光体
１８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１９ｂとされている。

【００５４】前記第１の光学界面１９ａは、前記第２の
導光体１８の前面の法線ｈに対し、前記入射部１９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
３ｂ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１９ａ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。

【００５５】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１３ａの先端縁を通る仮想線が
第２の導光体１８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１９ａは、前記
第１の導光体１１の段差面１３ｂ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。

【００５６】前記第１の導光体１１の段差面１３ｂに対
する前記第１の光学界面１９ａ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。

【００５７】また、前記第２の導光体１８の前記入射部
１９の第２の光学界面１９ｂは、前記第２の導光体１８
の前面の法線ｈに対して、前記第１の光学界面１９ａ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
１９ｂ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。

【００５８】さらに、前記複数の入射部１９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１８の
背面の前記複数の入射部１９の間の領域、つまり、前記
第２の導光体１８の各入射部１９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１８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１３ａ上の反射膜１４により反射され
た光を前記第２の導光体１８に入射させる第３の光学界
面２０となっている。この第３の光学界面２０と前記第
２の導光体１８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。

【００５９】前記第２の導光体１８の前記複数の入射部
１９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）と、前記第1 の導光体１１
の複数の段差面１３ｂのピッチのいずれよりも小さいピ
ッチで設けられており、また、前記第1 の導光体１１の
複数の段差面１３ｂのピッチは、前記液晶表示素子１の
画素部Ａの画素ピッチとは異なるピッチに設定されてい
る。

【００６０】すなわち、前記液晶表示素子１の画素ピッ
チをＰａ、前記第1 の導光体１１の複数の段差面（出射
面）のピッチをＰ１、前記第２の導光体１８の複数の入
射部１９のピッチをＰ２とすると、この実施例では、こ
れらのピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２を、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の
関係に設定している。

【００６１】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１３お
よび第２の導光体１８の各入射部１９とその間の第３の
光学界面２０を大きく誇張して示しているが、前記液晶
表示素子１の画素部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（図
１において黒く塗りつぶした部分）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１２ｂのピッチＰ１が
設定されている。

【００６２】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１５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。

【００６３】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１５の配置側を向けて
配置している。

【００６４】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、照明手段１０の光
源部１５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。

【００６５】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。

【００６６】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１５は、この照明手段１０を使用するときに点灯
される。

【００６７】この光源部１５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に実線で示した経路のように、前
記導光体１１の階段形状面１３の複数の段差面１３ｂか
ら出射する。

【００６８】このとき、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１３ｂに向かう光以外の光、つまり前記階段形状面
１３の各段面１３ａおよび導光体１１の背面に向かって
進む光は、前記各段面１３ａ上の反射膜１４および導光
体背面の反射膜１２により反射されて導光体１１内をそ
の長さ方向に導かれ、その過程でいずれかの段差面１３
ｂの方向に向きを変えて、その段差面１３ｂから出射す
る。

【００６９】なお、前記反射膜１２は、第１の導光体１
１の背面に対して隙間を存して対向していてもよく、そ
の場合は、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の導光体背面に向かって進む光
が、第１の導光体１１の背面と前記間隙の空気層との界
面で反射される。

【００７０】ただし、前記導光体背面に向かって進む光
のうち、前記導光体背面と外気との界面に対して全反射
臨界角より小さい（垂直に近い）入射角で入射する光
は、前記界面を透過して背面側に漏れるが、その漏れ光
は、前記反射膜１２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。

【００７１】そして、この背面側からの再入射光は、前
記各段面１３ａ上の反射膜１４で反射され、そのうちの
前記導光体背面と外気との界面で反射されて前記段差面
１３ｂに向かう光がその段差面１３ｂから出射し、また
前記界面を透過した漏れ光は、前記反射板１２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１３ｂから出射させ
ることができる。

【００７２】前記第１の導光体１１の複数の段差面１３
ｂから出射した光はそれぞれ、第２の導光体１８の背面
に形成された突起状の複数の入射部１９のいずれかに入
射する。

【００７３】すなわち、上述したように、前記第２の導
光体１８の複数の入射部１９のピッチＰ２は、前記第1
の導光体１１の複数の段差面（出射面）１３ｂのピッチ
Ｐ１よりも小さいため、前記第1 の導光体１１の各段差
面１３ｂに対してそれぞれ前記第２の導光体１８の１つ
以上の入射部１９が必ず対向しており、したがって、前
記第1 の導光体１１の複数の段差面１３ｂから出射する
光のほとんどが、ロス光となることなく、前記第２の導
光板１８の複数の入射部１９のいずれかに、その第１の
光学界面１９ａから取り込まれる。

【００７４】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１３ｂからの出射光のなかに
は、次の段面１３ａに向かって出射する光もあるが、そ
の光は、前記次の段面１３ａ上の反射膜１４により反射
されて第２の導光体１８の入射部１９に入射する。

【００７５】前記第２の導光体１８の各入射部１９に入
射した光はそれぞれ、これらの入射部１９の第１の光学
界面１９ａから前記入射部１９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１９の第１の
光学界面１９ａを、前記第２の導光体１８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１９ａを、前記第１の導光体１１の段差
面１３ｂ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１３ｂ
から出射する光のほとんどが前記第１の光学界面１９ａ
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１９ａを透過して前記入射部１９に取り込まれる。

【００７６】前記第１の光学界面１９ａから入射部１９
内に取り込まれた光は、反対側の第２の光学界面１９ｂ
に入射し、この光学界面１９ｂで全反射して前方（第２
の導光体１８の前面方向）に向けて屈折され、第２の導
光体１８の前面から前方に出射する。

【００７７】この実施例では、上述したように、前記入
射部１９の第２の光学界面１９ｂ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１９ａから
入射部１９内に取り込まれた光が、前記第２の光学界面
１９ｂにより、前記第２の導光体１８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１８の前
面から、正面輝度の高い光が出射する。

【００７８】そして、前記第２の導光体１８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。

【００７９】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１８にその前
面から入射角で入射する。

【００８０】前記第２の導光体１８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１８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１３ａ上の反射
膜１４により反射される。

【００８１】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１５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１８にその前方から入射
する外光は、主に、この第２の導光体１８の背面の各入
射部１９の第２の光学界面１９ｂおよび隣接する入射部
１９の間の第３の光学界面２０に向かう光である。

【００８２】そして、これらの入射光は、前記第２の光
学界面１９ｂおよび第３の光学界面２０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１９
ｂ，２０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１３ａ上の反射膜１４により反射される。

【００８３】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１８にその前方から入射する
外光のなかには、前記各入射部１９の第１の光学界面１
９ａに向かう光もあるが、その光は、前記第１の光学界
面１９ａに全反射臨界角より大きい入射角で入射して、
この界面１９ａで全反射して向きを変え、前記第２の光
学界面１９ｂから背面側に出射して、第１の導光体１１
の各段面１３ａ上の反射膜１４により反射される。

【００８４】前記第１の導光体１１の複数の段面１３ａ
上の反射膜１４により反射された反射光は、前記第２の
導光体１８にその背面から取り込まれ、この第２の導光
体１８内を厚さ方向に導かれてその前面から前方に出射
する。

【００８５】なお、前記第１の導光体１１の各段面１３
ａ上の反射膜１４で反射された光は、前記第２の導光体
１８の背面に形成された複数の入射部１９と、これらの
入射部１９の間の第３の光学界面２０から第２の導光体
１８に入射するが、前記入射部１９の第１の光学界面１
９ａは、前記第２の導光体１８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１９ａは前記反射膜１４に対して垂直に近いた
め、前記反射膜１４で反射された光は、そのほとんど
が、第２の導光体１８の各入射部１９の第２の光学界面
１９ｂおよび前記第３の光学界面２０から取り込まれ
る。

【００８６】そして、前記入射部１９の第２の光学界面
１９ｂから取り込まれた光のうちの反対側の第１の光学
界面１９ａに向かう光以外の光（第２の導光体１８の前
面方向に向かう光）と、前記第３の光学界面２０から取
り込まれた光は、直接第２の導光体１８の前面から出射
し、また、前記第２の光学界面１９ｂから取り込まれた
光のうちの前記第１の光学界面１９ａに向かう光は、こ
の第１の光学界面１９ａで全反射して前方に向きを変
え、第２の導光体１８の前面から出射する。

【００８７】また、この実施例では、前記第３の光学界
面２０と前記第２の導光体１８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２０は、前記第1 の導光体１１の各段
面１３ａ上の反射膜１４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１８の前方か
ら入射し、前記第１の導光体１１の各段面１３ａ上の反
射膜１４で反射されて前記第２の導光体１８の前方に出
射する外光のうちの前記第３の光学界面２０を通る光
を、この第３の光学界面２０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。

【００８８】そのため、前記第２の導光体１８の前方に
出射する反射光は、この第２の導光体１８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。

【００８９】そして、前記第２の導光体１８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。

【００９０】すなわち、前記照明手段１０は、光源部１
５からの照明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１５を点灯させて透過型表示を
行なうときは、前記光源部１５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１３の複数の段差面１３ｂから出射し、その
光が前記第２の導光体１８に取り込まれ、この第２の導
光体１８の前面から前方に出射する。

【００９１】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１３ｂ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１８の背面の複数の入射部１９
にその第１の光学界面１９ａから取り込まれ、その光が
前記入射部１９の第２の光学界面１９ｂ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１８
の前方に出射する。そのため、前記光源部１５からの光
を効率良く前方に出射することができる。

【００９２】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１８を透過して前記
第１の導光体１１の階段形状面１３の複数の段面１３ａ
上の反射膜１４により反射され、その反射光が前記第２
の導光体１８を透過してその前面から前方に出射する。

【００９３】この場合、前記第１の導光体１１の階段形
状面１３は、前記複数の段面１３ａと、これらの段面１
３ａをつなぐ複数の段差面１３ｂとからなっているが、
前記階段形状面１３を前方から見た形状は、前記複数の
段面１３ａがほとんど隙間なく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。

【００９４】また、上記実施例では、前記第２の導光体
１８を、前記複数の入射部１９を間隔を存して設け、導
光体後面の前記各入射部１９の間の領域を、前記第２の
導光体１８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１３ａ上の反射膜１４によ
り反射された光を前記第２の導光体１８に入射させる第
３の光学界面２０とした構成としているため、この第２
の導光体１８の前方から入射した外光を、この導光体１
８の背面の前記複数の入射部１９およびその間の前記第
３の光学界面２０から出射させるとともに、前記第１の
導光体１１の各段面１３ａ上の反射膜１４で反射された
光を、前記複数の入射部１９およびその間の第３の光学
界面２０から第２の導光体１８に取り込んで、その光を
前方に出射することができる。

【００９５】さらに、上記実施例では、前記第２の導光
体１８の前記入射部１９の第１の光学界面１９ａと前記
第２の導光体１８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１３ｂから出射する光のほとんどを、前
記第１の光学界面１９ａを透過させて前記入射部１９に
取り込むことができる。

【００９６】また、上記実施例では、前記第２の導光体
１８の前記３の光学界面２０と前記第２の導光体１８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１８の前方から入
射し、前記第１の導光体１１の各段面１３ａ上の反射膜
１４で反射されて前記第２の導光体１８の前方に出射す
る外光のうちの前記第３の光学界面２０を通る光を、こ
の第３の光学界面２０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。

【００９７】さらにまた、上記実施例では、前記第２の
導光体１８の前記入射部１９の第２の光学界面１９ｂ
を、前記第２の導光体１８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１９ａ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１８の
前面から、正面輝度の高い光を出射することができる。

【００９８】そのため、上記照明手段１０は、原理的に
は、光源部１５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１５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。

【００９９】すなわち、この表示装置は、液晶表示素子
１の背後に、光源部１５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
が無く、また、前記照明手段１０が、光源部１５からの
光も、前記液晶表示素子１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。

【０１００】一方、この表示装置においては、前記光源
光を利用する透過型表示のときに、前記照明手段１０の
第１の導光体１１の複数の段差面１３ｂから出射する光
が前記第２の導光体１８の背面に形成された複数の入射
部１９にその第１の光学界面１９ａから取り込まれ、そ
の光が前記入射部１９の第２の光学界面１９ｂにより前
方に向けて屈折されて、前記第２の導光体１８の前面か
ら出射するため、前記第２の導光体１８の前方に出射す
る光は、前記複数の入射部１９のピッチＰ２に応じた輝
度分布の光である。

【０１０１】すなわち、透過型表示のときの前記第２の
導光体１８の前方に出射する光は、前記入射部１９に対
応する領域からの出射光の輝度が高く、前記入射部１９
の間の部分（第３の光学界面２０）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。

【０１０２】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１８を透過して前記第１の導光体１１
の複数の段面１３ａ上の反射膜１４により反射され、そ
の反射光が前記第２の導光体１８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１３ａ上の反射膜１４により反射されて前記第２の導
光体１８にその背面から入射する光のうちの前記入射部
１９からの入射光の屈折状態と、前記入射部１９の間の
第３の光学界面２０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１８の前面から前方に出射する光は、この第
２の導光体１８の前記複数の入射部１９のピッチＰ２に
対応した輝度分布の光である。

【０１０３】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１３ａ上の反射膜１４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１８
の前記入射部１９に対応する領域からの出射光の輝度
と、前記入射部１９の間の部分（第３の光学界面２０）
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。

【０１０４】しかし、この表示装置では、第２の導光体
１８の複数の入射部１９を、前記液晶表示素子１の画素
ピッチＰａよりも小さいピッチ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１８の複数の入射部１９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。した
がって、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。

【０１０５】すなわち、前記第２の導光体１８の入射部
１９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、液晶表示素子１の各画素部Ａのうち、前
記第２の導光体１８の複数の入射部１９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には充分な輝度の光が入射するが、前記第２の導光体
１８の光源光出射領域に対向していない画素部Ａには充
分な輝度の光が入射しない。

【０１０６】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、これらの画素部Ａ
のうちの充分な輝度の光が入射しない画素部からは充分
な輝度の光が出射せず、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。

【０１０７】これに対して、前記第２の導光体１８の入
射部１９のピッチＰ２が液晶表示素子１の画素ピッチＰ
ａよりも小さければ、液晶表示素子１の全ての画素部Ａ
が、前記第２の導光体１８の複数の光源光出射領域（入
射部１９に対応する領域）のうちの少なくとも１つの領
域に必ず対向するため、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１８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。

【０１０８】しかも、上記照明手段１０は、前記第1 の
導光体１１と第２の導光体１８とを、前記第1 の導光体
１１の前面の階段形状面１３と、第２の導光体１８の複
数の入射部１９を形成した背面とを互いに対向させて配
置したものであるが、前記第1 の導光体１１の前記階段
形状面１３の複数の段差面１３ｂのピッチＰ１と、前記
第２の導光体１８の前記複数の入射部１９のピッチＰ２
とが互いに異なっている（第２の導光体１８の入射部１
９のピッチＰ２が、第1 の導光体１１の段差面１３ｂの
ピッチＰ１よりも小さい）ため、光源光を利用する透過
型表示のときも、また外光を利用する反射型表示のとき
も、前記照明手段１０からの出射光は、モアレ縞の無い
光である。

【０１０９】すなわち、例えば前記第1 の導光体１１の
複数の段差面１３ｂのピッチＰ１と第２の導光体１８の
複数の入射部１９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、前記照明手段１０からの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（出射面）１３ｂのピ
ッチＰ１と第２の導光体１８の複数の入射部１９のピッ
チＰ２とが周期的にずれるため、光源部１５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。

【０１１０】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１３ｂのピッチＰ１と、第２の導
光体１８の複数の入射部１９のピッチＰ２とを互いに異
ならせれば、導光体１１，１８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１３ｂと第２
の導光体１８の入射部１９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。

【０１１１】また、上記表示装置では、前記第２の導光
体１８の前記複数の入射部１９のピッチＰ２と、前記液
晶表示素子１の画素ピッチＰａとが互いに異なっている
（第２の導光体１９の入射部１９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）ため、前記
第２の導光体１８の前面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も、モアレ縞の無い光
である。

【０１１２】さらに、上記表示装置では、上述したよう
に前記第1 の導光体１１の段差面（出射面）１３ｂのピ
ッチＰ１と前記第２の導光体１８の入射部１９のピッチ
Ｐ２とを互いに異ならせ、前記第２の導光体１８の前記
入射部１９のピッチＰ２と前記液晶表示素子１の画素ピ
ッチＰａとを互いに異なせるともに、前記液晶表示素子
１の画素ピッチＰａと、前記第1 の導光体１１の前記複
数の段差面１３ｂのピッチＰ１も互いに異ならせている
ため、前記モアレ縞をより効果的に無くし、さらに良好
な品質の画像を表示することができる。

【０１１３】なお、この実施例では、前記第1 の導光体
１１の前記複数の段差面１３ｂのピッチＰ１を、前記液
晶表示素子１の画素ピッチＰａよりも大きくしており、
したがって、前記第1 の導光体１１の階段形状面１３の
加工を容易に行なうことができる。

【０１１４】この実施例のように、前記液晶表示素子１
の画素ピッチＰａと、前記第1 の導光体１１の複数の段
差面１３ｂのピッチＰ１と、前記第２の導光体１８の複
数の入射部１９のピッチＰ２とを、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の
関係に設定する場合、これらのピッチの比は、 Ｐ１／Ｐａ＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【０１１５】すなわち、前記各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２
を、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の関係に設定する場合、これらの
ピッチは、前記第２の導光体１８の入射部１９の各ピッ
チＰ２毎に前記第1 の導光体１１の1 ．３〜1 ．７個も
しくは２．１〜２．８個もしくは３．５個以上の段差面
１３ｂが対応し、前記第1 の導光体１１の段差面１３ｂ
の各ピッチＰ１毎に前記第２の導光体１８の1 ．３〜1
．７個もしくは２．１〜２．８個もしくは３．５個以
上の入射部が対応し、前記第1 の導光体１１の段差面１
３ｂの各ピッチＰ１毎に前記液晶表示素子１の1 ．３〜
1 ．７行もしくは２．１〜２．８行もしくは３．５行以
上の画素部Ａが対応するように設定するのが好ましい。

【０１１６】その一例をあげると、前記液晶表示素子１
の画素ピッチＰａが１００μｍであるときは、前記第２
の導光体１８の入射部１９の望ましいピッチＰ２は例え
ば４０μｍ、前記第1 の導光体１１の段差面１３ｂの望
ましいピッチＰ１は例えば１５０μｍであり、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を設定すれば、モアレ
縞が全く無い画像を表示することができる。

【０１１７】したがって、上記表示装置によれば、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ことができ、しか
も、そのいずれの表示においても、点灯画素の欠け落ち
が無く、またモアレ縞の無い良好な品質の画像を表示す
ることができる。

【０１１８】なお、上記第１の実施例では、前記照明手
段１０の第1 の導光体１１の複数の段差面（出射面）１
３ｂのピッチＰ１を、液晶表示素子１の画素ピッチＰａ
よりも大きくしたが、前記第1 の導光体１１の段差面１
３ｂのピッチＰ１は、前記液晶表示素子１の画素ピッチ
Ｐａよりも小さくしてもよい。

【０１１９】ただし、その場合も、前記第1 の導光体１
１の段差面１３ｂのピッチＰ１と第２の導光体１８の入
射部１９のピッチＰ２は、Ｐ１＞Ｐ２の関係に設定し、
前記第２の導光体１８の入射部１９のピッチＰ２と前記
液晶表示素子１の画素ピッチＰａは、Ｐａ＞Ｐ２の関係
に設定する。

【０１２０】図３はこの発明の第２の実施例を示す表示
装置の側面図であり、この実施例は、液晶表示素子１の
画素ピッチＰａと、照明手段１０の第1 の導光体１１の
段差面（出射面）１３ｂのピッチＰ１および第２の導光
体１８の入射部１９のピッチＰ２とを、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ
２の関係に設定したものである。

【０１２１】なお、この実施例の表示装置は、液晶表示
素子１の画素ピッチＰａが上述した第１の実施例よりも
大きく、また、前記液晶表示素子１の画素ピッチＰａと
前記第1 の導光体１１の複数の段差面１３ｂのピッチＰ
１とが、第１の実施例とは逆の関係（Ｐ１＞Ｐａ）にな
っているが、表示装置の基本的な構成は前記第１の実施
例のものと同じでとあり、また作用および効果も同じで
あるから、図に同符号を付して重複する説明を省略す
る。

【０１２２】この実施例のように、前記液晶表示素子１
の画素ピッチＰａと、前記第1 の導光体１１の複数の段
差面１３ｂのピッチＰ１と、前記第２の導光体１８の複
数の入射部１９のピッチＰ２とを、Ｐａ＞Ｐ１＞Ｐ２の
関係に設定する場合、これらのピッチの比は、 Ｐａ／Ｐ１＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【０１２３】すなわち、前記各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２
を、Ｐａ＞Ｐ１＞Ｐ２の関係に設定する場合、これらの
ピッチは、前記第２の導光体１８の入射部１９の各ピッ
チＰ２毎に前記第1 の導光体１１の1 ．３〜1 ．７個も
しくは２．１〜２．８個もしくは３．５個以上の段差面
１３ｂが対応し、前記第1 の導光体１１の段差面１３ｂ
の各ピッチＰ１毎に前記第２の導光体１８の1 ．３〜1
．７個もしくは２．１〜２．８個もしくは３．５個以
上の入射部が対応し、前記液晶表示素子１の各画素ピッ
チＰａ毎に前記第1 の導光体１１の1 ．３〜1 ．７個も
しくは２．１〜２．８個もしくは３．５個以上の段差面
１３ｂが対応するように設定するのが好ましい。

【０１２４】その一例をあげると、前記液晶表示素子１
の画素ピッチＰａが１５０μｍであるときは、前記第２
の導光体１８の入射部１９の望ましいピッチＰ２は例え
ば４０μｍ、前記第1 の導光体１１の段差面１３ｂの望
ましいピッチＰ１は例えば１００μｍであり、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を設定すれば、モアレ
縞が全く無い画像を表示することができる。

【０１２５】図４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１８の各入射部１９の第２の光
学界面を１９ｂ′を、曲面からなる集光面としたもので
ある。

【０１２６】なお、この照明手段１０は、前記第２の導
光体１８の複数の入射部１９の第２の光学界面１９ｂ′
を集光面としたものであるが、前記入射部１９の第１の
光学界面１９ａの角度および各入射部１９の間の第３の
光学界面２０の角度は、上述した第１の実施例と同じで
あり、また、他の構成も第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。

【０１２７】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１３ｂから出射して第２の導光体１
８の複数の入射部１９にその第１の光学界面１９ａから
取り込まれ、反対側の曲面からなる第２の光学界面１９
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）１９ｂ′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１８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４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１９
ｂ′の集光作用により所定方向に集光して出射する。

【０１２８】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１９ｂ′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。

【０１２９】なお、上記各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。

【０１３０】

【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と、前記第1 の導光体の前記
複数の出射面のピッチのいずれよりも小さくしたもので
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こと
ができ、しかも、そのいずれの表示においても、点灯画
素の欠け落ちが無く、またモアレ縞の無い良好な品質の
画像を表示することができる。

【０１３１】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
く、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。

【０１３２】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。

【０１３３】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の導光体の前記反射面に
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の導光体の前記反射面で反射された光
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。

【０１３４】さらに、この発明の表示装置においては、
前記表示手段の画素部の配列ピッチと、前記第1 の導光
体の前記複数の出射面のピッチとを互いに異ならせるの
が好ましく、上述したように前記第1 の導光体の出射面
のピッチと前記第２の導光体の入射部のピッチとを互い
に異ならせ、前記第２の導光体の前記入射部のピッチと
前記表示手段の画素部の配列ピッチとを互いに異なせる
ともに、前記表示手段の画素部の配列ピッチと前記第1
の導光体の出射面のピッチも互いに異ならせれば、前記
モアレ縞をより効果的に無くし、さらに良好な品質の画
像を表示することができる。

【０１３５】その場合、前記表示手段の画素部の配列ピ
ッチＰａと、前記第1 の導光体の前記複数の出射面のピ
ッチＰ１と、前記第２の導光体の前記複数の入射部のピ
ッチＰ２とを、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の関係に設定すると
き、つまり前記表示手段の画素部の配列ピッチよりも前
記第1 の導光体の前記複数の出射面のピッチを大きくす
るときは、これらのピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を、 Ｐ１／Ｐａ＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【０１３６】また、前記各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２をＰ
ａ＞Ｐ１＞Ｐ２の関係に設定するとき、つまり前記表示
手段の画素部の配列ピッチよりも前記第1 の導光体の前
記複数の出射面のピッチを小さくするときは、これらの
ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を、 Ｐａ／Ｐ１＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすのが好ましく、このよう
に各ピッチＰａ，Ｐ１，Ｐ２の比を選ぶことにより、前
記モアレ縞を最も効果的に無くすことができる。

【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】この発明の第２の実施例を示す表示装置の側面
図。

【図４】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。

【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 １３…階段形状面 １３ａ…段面 １３ｂ…段差面（出射面） １４…反射膜 １５…光源部 １８…第２の導光体 １９…入射部 １９ａ…第１の光学界面 １９ｂ…第２の光学界面（傾斜面） １９ｂ′…第２の光学界面（曲面からなる集光面） ２０…第３の光学界面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA14Z FA23Z FA41Z FA42Z FA45Z FB02 FD01 FD04 FD06 GA13 HA02 HA07 HA10 HA12 LA13 LA16 LA21 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 CC09 EE27 FF08 GG07 GG24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記第２の導光体の前記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と、前記第1 の導光体の
   前記複数の出射面のピッチのいずれよりも小さいことを
   特徴とする表示装置。
2. 【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
   形状の前面とを有し、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。
3. 【請求項３】前記第２の導光体の前記複数の入射部は間
   隔を存して設けられており、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
   反射面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または２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】前記表示手段の画素部の配列ピッチと、前
   記第1 の導光体の前記複数の出射面のピッチとが互いに
   異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに
   記載の表示装置。
5. 【請求項５】前記表示手段の画素部の配列ピッチをＰ
   ａ、前記第1 の導光体の前記複数の段差面のピッチをＰ
   １、前記第２の導光体の前記複数の入射部のピッチをＰ
   ２としたとき、これらのピッチが、Ｐ１＞Ｐａ＞Ｐ２の
   関係で、それらの比が、 Ｐ１／Ｐａ＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項
   ４に記載の表示装置。
6. 【請求項６】前記表示手段の画素部の配列ピッチをＰ
   ａ、前記第1 の導光体の前記複数の出射面のピッチをＰ
   １、前記第２の導光体の前記複数の入射部のピッチをＰ
   ２としたとき、これらのピッチが、Ｐａ＞Ｐ１＞Ｐ２の
   関係で、それらの比が、 Ｐａ／Ｐ１＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 Ｐ１／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 Ｐａ／Ｐ２＝1 ．３〜1 ．７もしくは２．１〜２．８も
   しくは３．５以上 のうち少なくとも１つを満たすことを特徴とする請求項
   ４に記載の表示装置。