JP2002014336A - 反射／透過素子及び反射／透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方の面側からの入射光を高い反射率で反射
し、他方の面側からの入射光を十分な透過率で透過させ
ることができる反射／透過素子を提供する。 【解決手段】前面に断面三角形状の凹部１７が形成され
た透明板１６と、それよりも大きい屈折率を有し、前記
凹部１７内に設けられた透明物質層１８と、前記凹部１
７の一方の傾斜面１７ａと透明物質層１８との間に設け
られた反射膜１９とを備え、前側から透明物質層１８に
入射した光のうち、一方の傾斜面１９ａに向かって入射
した光を反射膜１９により反射し、その反射光を凹部１
７の他方の傾斜面１７ｂと透明物質層１８との界面で反
射して前側に出射し、他方の傾斜面１７ｂに向かって入
射した光を前記界面で反射し、その反射光を反射膜１９
により反射して前側に出射するとともに、後側から透明
板１６に入射した光のうち、一方の傾斜面１７ａに向か
って入射した光を反射膜１９により反射して前記界面を
透過させて透明物質層１９に入射し、その光を反射膜１
９により反射して前側に出射するようにした。

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／透過素子
及び反射／透過型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置として、十分な明るさの外
光が得られる環境下では、外光を利用する反射表示を行
ない、十分な明るさの外光が得られないときに、バック
ライトから照明光を出射させることにより、その照明光
を利用して反射表示を行なうようにした、反射／透過型
の液晶表示装置が知られている。

【０００３】この反射／透過型液晶表示装置は、従来、
表示の観察側である前側の基板と、この前側基板に対向
する後側基板との間に、印加される電界に応じて透過光
の偏光状態を制御する液晶層が設けられてなる液晶素子
を挟んで、前側偏光板と後側偏光板とを配置するととも
に、前記後側偏光板の後側に半透過反射板を配置し、こ
の半透過反射板の背後にバックライトを配置した構成と
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記半透過反射板は、
その反射率と透過率とが反比例の関係にあり、反射率が
高いものは透過率が低く、透過率が高いものは反射率が
低い。

【０００５】そのため、従来の反射／透過型液晶表示装
置では、透過率に比べて反射率が高い半透過反射板を用
いることにより、外光を利用する反射表示をできるだけ
明るくし、バックライトからの照明光を利用する透過表
示の明るさは、前記照明光の輝度を高くすることにより
確保しているが、照明光の輝度を高くすることは、バッ
クライトの消費電力や発熱の面で好ましくないため、照
明光の輝度には制約がある。

【０００６】したがって、前記半透過反射板は、照明光
の輝度をあまり高くしなくても十分な明るさの透過表示
を得ることができる透過率を有していることが必要であ
り、そのためには、前記半透過反射板の反射率をあまり
高くすることができない。

【０００７】そのため、前記半透過反射板を用いた従来
の反射／透過型液晶表示装置は、外光を利用する反射表
示の明るさが十分とは言えなかった。

【０００８】この発明は、一方の面側からの入射光を高
い反射率で反射し、他方の面側からの入射光を十分な透
過率で透過させることができる反射／透過素子を提供す
るとともに、外光を利用する反射表示のときも、バック
ライトからの照明光を利用する透過表示のときも、十分
な明るさの表示を得ることができる反射／透過型液晶表
示装置を提供することを目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の反射／透過素
子は、前面に互いに反対の傾きで傾斜する２つの傾斜面
を有する断面三角形状の複数の凹部が形成された透明板
と、前記透明板の屈折率よりも大きい屈折率を有し、前
記複数の凹部内に設けられた透明物質層と、前記凹部の
一方の傾斜面と前記透明物質層との間に設けられた反射
膜とからなり、前記反射膜は、前側から前記透明物質層
に入射した光のうち、前記凹部の一方の傾斜面に向かっ
て入射した光を反射し、その反射光を前記凹部の他方の
傾斜面と前記透明物質層との界面で反射させて前側に出
射するとともに、前記他方の傾斜面に向かって入射し、
この傾斜面と前記透明物質層との界面で反射した光を反
射させて前側に出射する一方の反射面と、前記透明板の
後側から前記凹部の一方の傾斜面に向かって入射した光
を反射して前記凹部の他方の傾斜面と前記透明物質層と
の界面を透過させて前記透明物質層に入射し、その光を
前記一方の反射面により反射して前側に出射させる他方
の反射面とを備えることを特徴とするものである。

【００１０】この反射／透過素子は、その前側から前記
透明物質層に入射した光のうち、前記透明板の凹部の一
方の傾斜面に向かって入射した光を、前記一方の傾斜面
と前記透明物質層との間に設けられた反射膜により反射
し、その反射光を前記凹部の他方の傾斜面と前記透明物
質層との界面で反射して前側に出射し、前記他方の傾斜
面に向かって入射した光を、この傾斜面と前記透明物質
層との界面で反射し、その反射光を前記反射膜により射
して前側に出射するため、前側からの入射光を高い反射
率で反射することができる。

【００１１】しかも、この反射／透過素子は、その後側
から前記透明板に入射した光のうち、前記凹部の一方の
傾斜面に向かって入射した光を、前記反射膜により反射
して前記凹部の他方の傾斜面と前記透明物質層との界面
を透過させて前記透明物質層に入射し、その光を前記反
射膜により拡散反射して前側に出射するため、後側から
の入射光を十分な透過率で透過させることができる。

【００１２】このように、この発明の反射／透過素子
は、その一方の面側、つまり前側からの入射光を高い反
射率で反射し、他方の面側、つまり後側からの入射光を
十分な透過率で透過させることができる。

【００１３】また、この発明の反射／透過液晶表示装置
は、表示の観察側である前側の基板とこの前側基板に対
向する後側基板との間に、印加される電界に応じて透過
光の偏光状態を制御する液晶層が設けられてなる液晶素
子と、前記液晶素子の前側に配置された前側偏光板と、
前記液晶素子の後側に配置された後側偏光板と、前記後
側偏光板の後側に配置されたバックライトと、前記液晶
素子と前記後側偏光板との間、または前記後側偏光板と
前記バックライトとの間に配置された反射／透過素子と
を備え、前記反射／透過素子は、前面に互いに反対の傾
きで傾斜する２つの傾斜面を有する断面三角形状の複数
の凹部が形成された透明板と、前記透明板の屈折率より
も大きい屈折率を有し、前記複数の凹部内に設けられた
透明物質層と、前記凹部の一方の傾斜面と前記透明物質
層との間に設けられた反射膜とからなり、前記反射膜
は、前側から前記透明物質層に入射した光のうち、前記
凹部の一方の傾斜面に向かって入射した光を反射し、そ
の反射光を前記凹部の他方の傾斜面と前記透明物質層と
の界面で反射させ前側に出射するとともに、前記他方の
傾斜面に向かって入射し、この傾斜面と前記透明物質層
との界面で反射した光を反射して前側に出射する一方の
反射膜と、前記透明板の後側から前記凹部の一方の傾斜
面に向かって入射した光を反射して前記凹部の他方の傾
斜面と前記透明物質層との界面を透過させて前記透明物
質層に入射し、その光を前記一方の反射面により反射し
て前側に出射させる他方の反射面とを備えるすることを
特徴とするものである。

【００１４】この反射／透過液晶表示装置は、十分な明
るさの外光が得られる環境下では、外光を利用する反射
表示を行ない、十分な明るさの外光が得られないとき
に、前記バックライトから照明光を出射させることによ
り、その照明光を利用して反射表示を行なうものであ
り、反射表示のときは、液晶表示装置の前側から入射し
た外光が前記液晶素子に入射し、この液晶素子を透過し
た光が前記反射／透過素子により反射されて前側に出射
し、透過表示のときは、前記バックライトからの照明光
が前記反射／透過素子を透過して前記液晶素子に入射
し、この液晶素子を透過して液晶表示装置の前側に出射
する。

【００１５】この反射／透過型液晶表示装置によれば、
前記反射／透過素子が、上述したように、前側からの入
射光を高い反射率で反射し、後側からの入射光を十分な
透過率で透過させるため、外光を利用する反射表示のと
きも、バックライトからの照明光を利用する透過表示の
ときも、十分な明るさの表示を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の反射／透過素子は、上
記のように、前面に互いに反対方向に傾斜する傾きが互
いに異なる２つの傾斜面を有する断面三角形状の複数の
凹部が形成された透明板と、前記透明板の屈折率よりも
大きい屈折率を有し、前記複数の凹部内に設けられた透
明物質層と、前記凹部の一方の傾斜面と前記透明物質層
との間に設けられた反射膜とからなるものであり、前側
からの入射光を高い反射率で反射し、後側からの入射光
を十分な透過率で透過させるようにしたものである。

【００１７】この発明の反射／透過素子において、その
透明板の前側には、前記透明板の法線に対して一方の方
向に傾いた入射方向に光強度の極大値を持った光が入射
され、前記透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物質層と
の間に設けられた反射膜の前記透明物質層に対向する反
射面は、前記入射方向に対向しているのが望ましい。

【００１８】また、前記透明板の凹部の一方の傾斜面の
透明板の法線に対する傾き角は、前記他方の傾斜面の前
記法線に対する傾き角よりも大きいのが好ましい。

【００１９】さらに、この反射／透過素子においては、
前記透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物質層との間に
設けられた反射膜の前記透明板に対向する反射面を鏡面
反射面とし、前記透明物質層に対向する反射面を拡散反
射面とするか、あるいは、前記反射膜の前記透明板に対
向する反射面と前記透明物質層に対向する反射面とをそ
れぞれ鏡面とし、前記透明物質層に光拡散性をもたせる
のが好ましい。

【００２０】また、この発明の反射／透過型液晶表示装
置は、上記のように、液晶素子の前側と後側とに前側偏
光板と後側偏光板とを配置し、前記後側偏光板の後側に
バックライトを配置するとともに、前記液晶素子と前記
後側偏光板との間、または前記後側偏光板と前記バック
ライトとの間に、前側からの入射光を高い反射率で反射
し、後側からの入射光を十分な透過率で透過させる前記
反射／透過素子を配置することにより、外光を利用する
反射表示のときも、バックライトからの照明光を利用す
る透過表示のときも、十分な明るさの表示を得ることが
できるようにしたものである。

【００２１】この発明の反射／透過型液晶表示装置にお
いて、前記反射／透過素子は、その透明板の凹部の一方
の傾斜面と透明物質層との間に設けられた反射膜の前記
透明物質層に対向する反射面を、画面の法線に対して前
記画面の上縁方向に傾いた方向に対向させて配置するの
が好ましい。

【００２２】また、この反射／透過型液晶表示装置は、
前記反射／透過素子を、前記液晶素子と後側偏光板との
間に配置し、前記外光を利用する反射表示を、前記液晶
素子の前側に配置された前側偏光板を偏光子および検光
子とする１枚偏光板による表示方式とし、前記バックラ
イトからの照明光を利用する透過表示を、前記後側偏光
板を偏光子とし、前記前側偏光板を検光子とする２枚偏
光板による表示方式とするのが好ましい。

【００２３】その場合、例えば前記液晶素子の液晶層の
液晶分子の初期配向状態を、一方向に沿ったホモジニア
ス配向とするときは、この液晶素子と前側偏光板との間
に前側位相板を配置し、前記反射／透過素子と後側偏光
板との間に後側位相板を配置するのが望ましい。

【００２４】このような構成とする場合は、前側位相板
と後側位相板を、透過する光の常光と異常光との間に１
／４波長の位相差を与えるλ／４位相板とし、前側位相
板と後側位相板とをそれぞれ、その遅相軸を液晶素子の
液晶分子のホモジニアス配向方向とほぼ平行にして配置
し、前側偏光板と後側偏光板とを、それぞれの透過軸を
互いにほぼ平行にするとともに、前記透過軸を前記前側
および後側位相板の遅相軸に対しほぼ４５°の角度で交
差させて配置するのが望ましい。

【００２５】

【実施例】図１〜図４はこの発明の第１の実施例を示し
ており、図１は反射／透過型液晶表示装置の側面図であ
る。

【００２６】この実施例の反射／透過型液晶表示装置
は、液晶分子が一方向に沿ってホモジニアス配向した液
晶素子を用いたものであり、図１のように、液晶素子１
と、この液晶素子１の前側（図１において上側）に配置
された前側偏光板１０と、前記液晶素子１の後側（図１
において下側）に配置された後側偏光板１１と、前記液
晶素子１と前側偏光板１０との間に配置された前側位相
板１２と、前記液晶素子１と後側偏光板１１との間に配
置された後側偏光板１３と、前記後側偏光板１１の後側
に配置されたバックライト１４と、前記液晶素子１と前
記後側位相板１３との間に配置された反射／透過素子１
５とを備えている。

【００２７】図２は前記液晶素子１の一部分の拡大断面
図であり、この液晶素子１は、表示の観察側である前側
の透明基板２と、この前側基板２に対向する後側の透明
基板３との間に、これらの基板２，３の内面にそれぞれ
設けられた透明電極４，５の間に印加される電界に応じ
て透過光の偏光状態を制御する液晶層９が設けられた構
成のものである。

【００２８】この液晶素子１は、例えばアクティブマト
リックス方式のものであり、前後一対の基板２，３のう
ちの後側基板３の内面に設けられた電極５は、行方向お
よび列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電
極、前側基板２の内面に設けられた電極４は、前記複数
の画素電極５に対向する一枚膜状の対向電極である。

【００２９】なお、図２では省略しているが、前記後側
基板３の内面には、前記複数の画素電極５にそれぞれ接
続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行の
ＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給するための複数のゲ
ート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれデータ信号を供給
するための複数のデータ配線とが設けられている。

【００３０】さらに、この液晶素子１の前側基板２の内
面には、前記複数の画素電極５と前記対向電極４とが互
いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応させて、複
数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂが設けられており、前記対向電極４は、
前記カラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの上に形成されて
いる。

【００３１】そして、前記前側基板２と後側基板３は、
その周縁部において図示しない枠状のシール材を介して
接合されており、これらの基板２，３間の前記シール材
により囲まれた領域に液晶層９が設けられている。

【００３２】この液晶層９の液晶分子は、前記一対の基
板２，３の内面に前記電極４，５を覆って設けられた配
向膜７，８によりそれぞれの基板２，３の近傍における
配向方向を規制され、一方向に沿ってホモジニアス配向
している。

【００３３】また、前記前側偏光板１０と後側偏光板１
１は、いずれも、入射光の互いに直交する２つの偏光成
分のうち、一方の偏光成分の光を透過させ、他方の偏光
成分の光を吸収する吸収偏光板であり、前記前側位相板
１２と後側位相板１３は、いずれも、透過する光の常光
と異常光との間に１／４波長の位相差を与えるλ／４位
相板である。

【００３４】図３は、前記液晶素子１の前側基板２およ
び後側基板３の配向処理方向（配向膜７，８の配向処理
方向）２ａ，３ａと、前側および後側偏光板１０，１１
の透過軸１０ａ，１１ａの向きと、前側および後側位相
板１２，１３の遅相軸１２ａ，１３ａの向きを示してい
る。

【００３５】図３のように、前記液晶素子１の前側基板
２の配向処理方向２ａと、後側基板３の配向処理方向３
ａとは、互いにほぼ平行で逆向きであり、この液晶素子
１の液晶層９の液晶分子は、前記配向処理方向２ａ，３
ａに沿ってホモジニアス配向している。

【００３６】そして、前側位相板１２と後側位相板１３
はそれぞれ、その遅相軸１２ａ，１３ａを前記液晶素子
１の液晶分子のホモジニアス配向方向とほぼ平行にして
配置されており、前側偏光板１０と後側偏光板１１は、
それぞれの透過軸１０ａ，１１ａを互いにほぼ平行にす
るとともに、前記透過軸１０ａ，１１ａを前記前側およ
び後側位相板１２，１３の遅相軸１２ａ，１３ａに対し
ほぼ４５°の角度で交差させて配置されている。

【００３７】一方、前記バックライト１４は、例えばＥ
Ｌ（エレクトロルミネセンス）パネル等のような、垂直
方向に照明光を出射する指向性をもった面光源であり、
このバックライト１４は、十分な明るさの外光が得られ
ない環境下で液晶表示装置を使用する際に駆動されて照
明光を出射する。

【００３８】また、前記反射／透過素子１５は、その一
方の面側からの入射光を高い反射率で反射し、他方の面
側からの入射光を十分な透過率で透過させる特性を有し
ている。

【００３９】図４は前記反射／透過素子１５の一部分の
拡大側面図であり、この反射／透過素子１５は、前面に
互いに反対傾きで傾斜する２つの傾斜面１７ａ，１７ｂ
を有する断面三角形状の複数の凹部１７が形成された透
明板１６と、前記透明板１６の屈折率よりも大きい屈折
率を有し、前記複数の凹部１７内に設けられた透明物質
層１８と、前記凹部１７の一方の傾斜面１７ａと前記透
明物質層１８との間に設けられた反射膜１９とからなっ
ている。この反射膜１９は、その両面に反射面を持つ両
面反射膜ある。

【００４０】なお、図１では、便宜上、前記透明板１６
の凹部１７を拡大して示したが、前記凹部１７は、２５
μｍ〜５０μｍ程度の幅で、前記透明板１６の全幅にわ
たる長さの細長凹部であり、前記透明板１６の前面は、
複数の凹部１７がその幅方向に連続させて互いに平行に
形成され、ピッチが２５μｍ〜５０μｍ程度の鋸歯状断
面を持つ鋸歯形状面となっている。

【００４１】前記透明板１６は、例えばアクリル樹脂か
らなっており、その屈折率は１．５である。また、前記
透明物質層１８は、例えば酸化チタン（Ｔi Ｏ_２または
ＴiＯ）からなっており、その屈折率は２．８である。

【００４２】また、前記透明板１６の前面の複数の凹部
１７はそれぞれ、前記反射膜１９が設けられる一方の傾
斜面１７ａの透明板１６の法線ｈに対する傾き角θ１
を、他方の傾斜面１７ｂの前記法線ｈに対する傾き角θ
２よりも大きくした形状に形成されており、前記反射膜
１９は、前記一方の傾斜面１７ａと前記透明物質層１８
との間に、その全域にわたって設けられている。

【００４３】さらに、この実施例では、前記反射膜１９
の透明板１６に対向する反射面を鏡面反射面１９ａと
し、前記透明物質層１８に対向する反射面を拡散反射面
１９ｂとしている。

【００４４】なお、前記反射膜１９は、前記透明板１６
の複数の凹部１７の一方の傾斜面１７ａに蒸着されたア
ルミニウム等の高反射率金属膜からなっており、その拡
散反射面１９ｂは、蒸着条件を制御して前記金属膜の表
面を荒らすことにより形成されるか、あるいは、前記金
属膜の表面に、この金属膜とは屈折率が異なる酸化珪素
（Ｓi Ｏ_２）等の微粒子を分散状態で付着させて形成さ
れている。

【００４５】また、前記透明板１６の複数の凹部１７内
に設けられた透明物質層１８は、例えば、前記凹部１７
内に酸化チタン等の透明物質と有機又は無機物質からな
る樹脂或いは溶媒との混合物を密に充填して焼成するこ
とにより形成されており、この透明物質層１８の前面
は、前記透明板１６の後面と平行な平坦面に仕上げられ
ている。

【００４６】なお、図に示した反射／透過素子１５は、
前記透明物質層１８を、その前面が前記透明板１６の前
面（凹部１７の開放面）と面一になるように設けたもの
であるが、前記透明物質層１８は、隣り合う透明物質層
１８の前面部分が前記透明板１６の前面の外側に互いに
連続するように形成してもよい。

【００４７】そして、前記反射／透過素子１５は、その
前面（透明物質層１８の前面）を前記液晶素子１の後面
に対向させるとともに、前記透明板１６の凹部１７の一
方の傾斜面１７ａと透明物質層１８との間に設けられた
反射膜１９の前記透明物質層１８に対向する散乱反射面
１９ｂを、反射／透過型液晶表示装置に外光を利用する
反射表示を行なわせるときの外光の光強度が極大値を示
す入射方向に対向させて、前記液晶素子１と前記後側位
相板１３との間に配置されている。

【００４８】すなわち、反射／透過型液晶表示装置に外
光を利用する反射表示を行なわせる場合、この液晶表示
装置は、その画面の法線に対して前記画面の上縁方向に
３０°程度傾いた方向を、前記液晶表示装置に入射され
る外光のうち、その光強度が極大値を示す方向に向けて
使用される。

【００４９】したがって、前記反射表示のときに、液晶
表示装置の前側から前側偏光板１０と前側位相板１２と
液晶素子１とを透過して反射／透過素子１５にその前側
から入射する光は、前記透明板１６の法線ｈ（液晶表示
装置の画面の法線と同じ）に対し、前記画面の上縁方向
（図１および図４において左方向）にある程度傾いた方
向から主に入射する。

【００５０】そのため、この実施例では、前記反射／透
過素子１５を、前記反射膜１９の透明物質層１８に対向
する散乱反射面１９ａを前記画面の上縁方向に対向させ
て配置している。

【００５１】前記反射／透過素子１５は、その前側から
入射した光（液晶表示装置の前側から前側偏光板１０と
前側位相板１２と液晶素子１とを透過して反射／透過素
子１５に入射した光）を反射して前側に出射し、後側か
ら入射した光（バックライト１４から出射し、後側偏光
板１１と後側位相板１３とを透過して反射／透過素子１
５に入射した光）を透過させて前側に出射する。

【００５２】すなわち、前記反射／透過素子１５は、そ
の前側から前記透明物質層１８に入射した光のうち、前
記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａに向かっ
て入射した光を、図４に実線矢印ａで示したように、前
記反射膜１９の透明物質層１８に対向する拡散反射面１
９ｂにより拡散反射し、その拡散反射光を前記凹部１７
の他方の傾斜面１７ｂと前記透明物質層１８との界面で
反射して透明物質層１８の前面から前側に出射するとと
もに、前記他方の傾斜面１７ｂに向かって入射した光
を、図４に実線矢印ｂで示したように、前記傾斜面１７
ｂと前記透明物質層１８との界面で反射し、その反射光
を前記反射膜１９の拡散反射面１９ｂにより拡散反射し
て透明物質層１８の前面から前側に出射する。

【００５３】前記凹部１７の他方の傾斜面１７ｂと透明
物質層１８との界面での反射は、全反射による反射であ
り、一方の傾斜面１７ａに向かって入射し、前記反射膜
１９により散乱反射されて前記界面に入射した拡散反射
光のうち、前記界面に対して全反射臨界角以上の入射角
で入射した光が、この界面で全反射して前側に出射する
とともに、前記他方の傾斜面１７ｂに向かって入射した
光のうち、前記界面に対して全反射臨界角以上の入射角
で入射した光が、この界面で全反射して前側に出射す
る。

【００５４】例えば、上述してように、前記透明板１６
が屈折率が１．５のアクリル樹脂、前記透明物質層１８
が屈折率が２．８の酸化チタンからなっている場合、前
記界面の全反射臨界角（前記界面の法線に対する角度）
は、３２．４°であり、したがって、前記界面に対して
３２．４°以上の入射角（前記界面の法線に対する角
度）で入射した光が、この界面で全反射して前側に出射
する。

【００５５】また、前記反射／透過素子１５は、その後
側から前記透明板１６に入射した光のうち、前記透明板
１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａに向かって入射し
た光を、図４に破線矢印ｃで示したように、前記反射膜
１９の前記透明板１７に対向する鏡面反射面１９ａによ
り鏡面反射して前記の凹部１７の他方の傾斜面１７ｂと
透明物質層１８との界面を透過させて前記透明物質層１
８に入射し、その光を前記反射膜１９の透明物質層１８
に対向する拡散反射面１９ｂより拡散反射して前記透明
物質層１８の前面から前側に出射するとともに、前記他
方の傾斜面１７ｂに向かって入射した光を、図４に破線
矢印ｄで示したように、前記他方の傾斜面１７ｂと透明
物質層１８との界面を透過させて前記透明物質層１８の
前面から前側に出射する。

【００５６】なお、前記透明物質層１８の屈折率は前記
透明板１６の屈折率よりも大きいため、後側から前記他
方の傾斜面１７ｂに向かって入射した光は、この傾斜面
１７ｂと透明物質層１８との界面で全反射することなく
前記界面を透過し、前記界面の法線に対する角度が小さ
くなる方向に屈折して前記透明物質層１８に入射し、こ
の前記透明物質層１８の前面から前側に出射する。

【００５７】このように、前記反射／透過素子１５は、
その前側から透明物質層１８に入射した光のうち、前記
透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａに向かって
入射した光を、前記一方の傾斜面１７ａと前記透明物質
層１８との間に設けられた反射膜１９により反射し、そ
の反射光を前記凹部１７の他方の傾斜面１７ｂと前記透
明物質層１８との界面で反射して前側に出射するととも
に、前記他方の傾斜面１７ｂに向かって入射した光を、
この傾斜面１７ｂと透明物質層１８との界面で反射し、
その反射光を前記反射膜１９により反射して前側に出射
するため、前側からの入射光を高い反射率で反射するこ
とができる。

【００５８】しかも、この反射／透過素子１５は、その
後側から前記透明板１６に入射した光のうち、前記凹部
１７の一方の傾斜面１７ａに向かって入射した光を、前
記反射膜１９により反射して前記凹部の他方の傾斜面１
７ｂと透明物質層１８との界面を透過させて前記透明物
質層１８に入射し、その光を前記反射膜１９により反射
して前側に出射するとともに、前記他方の傾斜面１７ｂ
に向かって入射した光を、前記他方の傾斜面１７ｂと透
明物質層１８との界面を透過させて前側に出射するた
め、後側からの入射光を十分な透過率で透過させること
ができる。

【００５９】また、前記反射／透過素子１５は、上述し
たように、前記反射膜１９の透明物質層１８に対向する
反射面（散乱反射面）１９ｂが、液晶表示装置の前側か
ら前側偏光板１０と前側位相板１２と液晶素子１とを透
過して反射／透過素子１５にその前側から入射する光の
主な入射方向に対向しているため、前側からの入射光
を、より高い反射率で反射することができる。

【００６０】すなわち、この反射／透過素子１５は、前
側からの入射光を、前記透明板１６の凹部１７の一方の
傾斜面１７ａと透明物質層１８との間に設けられた反射
膜１９による反射と、前記凹部１７の他方の傾斜面１７
ｂと前記透明物質層１８との界面での反射とにより前側
に出射するものであるが、前記界面での反射は全反射に
よる反射であり、前記界面に対して全反射臨界角以上の
入射角で入射した光が全反射するため、前記界面の反射
率は、前記反射膜１９の反射に比べて低い。

【００６１】一方、前記透明板１６の法線ｈに対して一
方の方向に傾いた方向から主に入射する光は、前記反射
膜１９と前記界面とのうち、前記主な入射方向に対向し
ている方により多く入射する。

【００６２】したがって、上記のように前記反射膜１９
の透明物質層１８に対向する反射面（拡散反射面）１９
ｂが前記主な入射方向に対向していれば、前側からの入
射光がより多く前記反射膜１９に入射して高い反射率で
反射され、その光のうち、前記界面に対して全反射臨界
角以上の入射角で入射した光が全反射するため、前側か
らの入射光を、より高い反射率で反射することができ
る。

【００６３】しかも、この反射／透過素子１５は、上述
したように、前記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面
１７ａの透明板１６の法線ｈに対する傾き角θ１を、前
記凹部１７の他方の傾斜面１７ｂの前記法線ｈに対する
傾き角θ２よりも大きくしているため、前記一方の傾斜
面１７ａと透明物質層１８との間に設けられた反射膜１
９の傾斜方向の幅を、前記他方の傾斜面１７ｂと前記透
明物質層１８との界面の幅よりも大きくし、前側からの
入射光をさらに高い反射率で反射することができるとと
もに、後側からの入射光をより多く前記反射膜１９によ
り反射して、効率良く前記凹部１７の他方の傾斜面１７
ｂと透明物質層１８との界面を透過させて前記透明物質
層１８に入射し、より高い透過率で透過させることがで
きる。

【００６４】なお、上述したように、反射／透過型液晶
表示装置は、外光を利用する反射表示のときに、画面の
法線に対して前記画面の上縁方向に３０°程度傾いた方
向を明るい外光が得られる方向に向けて使用されるた
め、液晶表示装置への外光の主な入射方向は、画面の法
線に対して前記画面の上縁方向に３０°程度傾いた方向
であるが、その入射光は、前側偏光板１０と前側位相板
１２と液晶素子１とを透過する過程で前記法線に対する
角度が小さくなる方向に屈折し、前記法線に対し画面の
上縁方向に１９°〜２０°程度傾いた方向から主に前記
反射／透過素子１５に入射する。

【００６５】したがって、前記透明板１６の凹部１７の
一方の傾斜面１７ａの前記法線ｈに対する傾き角θ１
と、前記他方の傾斜面１７ｂの前記法線ｈに対する傾き
角θ２は、θ１＝３５°〜５５°、θ２＝１３°〜３３
°の範囲、より好ましくは、θ１＝約４５°、θ２＝約
２３°とするのが望ましく、このように前記傾斜面１７
ａ，１７ｂの傾き角θ１，θ２を選ぶことにより、前記
前側偏光板１０と前側位相板１２と液晶素子１とを透過
して前記反射／透過素子１５の透明物質層１８に入射
し、前記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａに
向かって入射した光のほとんどを、前記一方の傾斜面１
７ａと透明物質層１８との間に設けられた前記反射膜１
９により前記凹部１７の他方の傾斜面１７ｂと前記透明
物質層１８との界面に向けて反射し、その光を前記界面
により反射して前側に出射することができる。

【００６６】さらに、この反射／透過素子１５は、前記
透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと透明物質
層１８との間に設けられた前記反射膜１９の透明板１６
に対向する反射面を鏡面反射面１９ａとし、前記透明物
質層１８に対向する反射面を拡散反射面１９ｂとしてい
るため、後側からの入射光を前記反射膜１９により鏡面
反射して、より効率良く前記凹部１７の他方の傾斜面１
７ｂと透明物質層１８との界面を透過させて前記透明物
質層１８に入射し、さらに高い透過率で透過させること
ができるとともに、前記反射膜１９の透明板１６に対向
する拡散反射面１９ａでの拡散反射により、前側に出射
する反射光および透過光の輝度分布をほぼ均一にするこ
とができる。

【００６７】次に、図１に示した反射／透過液晶表示装
置について説明すると、この反射／透過液晶表示装置
は、十分な明るさの外光が得られる環境下では、外光を
利用する反射表示を行ない、十分な明るさの外光が得ら
れないときに、バックライト１４から照明光を出射させ
ることにより、その照明光を利用して反射表示を行なう
ものであり、反射表示のときは、液晶表示装置の前側か
ら液晶素子１に入射し、この液晶素子１を透過した光
が、図１に実線矢印で示したように反射／透過素子１５
により反射されて前側に出射し、透過表示のときは、前
記バックライト１４からの照明光が、図１に破線矢印で
示したように前記反射／透過素子を透過して前記液晶素
子１に入射し、この液晶素子１を透過して液晶表示装置
の前側に出射する。

【００６８】なお、この実施例の反射／透過型液晶表示
装置は、前記反射／透過素子１５を、前記液晶素子１と
後側偏光板１１との間に配置したものであるため、外光
を利用する反射表示は、前記液晶素子１の前側に配置さ
れた前側偏光板１０を偏光子および検光子とする１枚偏
光板による表示方式であり、バックライト１４からの照
明光を利用する透過表示は、前記後側偏光板１１を偏光
子とし、前記前側偏光板１０を検光子とする２枚偏光板
による表示方式である。

【００６９】この実施例の反射／透過型液晶表示装置
は、前記液晶素子１の液晶層９の液晶分子を一方向に沿
ってホモジニアス配向させるとともに、前記液晶素子１
と前側偏光板１０との間に前側位相板１２を配置し、前
記反射／透過素子１５と後側偏光板１１との間に後側位
相板１３を配置したものであるため、次のような表示を
行なうことができる。

【００７０】すなわち、外光を利用する反射表示のとき
は、前側から入射した外光が、前側偏光板１０を透過し
てその透過軸１０ａに沿った直線偏光となり、その光
が、前側位相板１２と液晶素子１とを透過して前記反射
／透過素子１５により反射され、その反射光が前記液晶
素子１と前側位相板１２とを再び透過して前記前側偏光
板１０に入射し、その光のうち、前記前側偏光板１０の
透過軸１０ａに沿った偏光成分の光が、この前側偏光板
１０を透過して前側に出射する。

【００７１】一方、前記液晶素子１の液晶層９は、オフ
時、つまり液晶分子が初期のホモジニアス配向状態にあ
るときは、透過する光の常光と異常光との間に１／４波
長の位相差を与え、オン時、つまり電極４，５間へのオ
ン電圧の印加により液晶分子が基板２，３面に対してほ
ぼ垂直に立上がり配向したときは、透過する光を前記位
相差を与えること無く出射する。

【００７２】また、前記前側位相板１２と後側位相板１
３は、λ／４位相板であるため、この前側位相板１２と
後側位相板１３はそれぞれ、透過する光の常光と異常光
との間に１／４波長の位相差を与える。

【００７３】そして、この実施例では、図３に示したよ
うに、前記前側位相板１２と後側位相板１３の遅相軸１
２ａ，１３ａを液晶素子１の液晶分子のホモジニアス配
向方向とほぼ平行にし、前側偏光板１０と後側偏光板１
１の透過軸１０ａ，１１ａを互いにほぼ平行にするとと
もに、その透過軸１０ａ，１１ａを前側および後側位相
板１２，１３の遅相軸１２ａ，１３ａに対しほぼ４５°
の角度で交差させているため、オフ時（液晶素子１の液
晶分子が初期のホモジニアス配向状態にあるとき）は、
前側偏光板１０を透過して入射した直線偏光が、前側位
相板１２と液晶素子１とを透過して前記反射／透過素子
１５により反射され、前記液晶素子１と前側位相板１２
とを再び透過する過程で、前側位相板１２によるλ／４
の位相差と、前記液晶素子１の液晶層９によるλ／４の
位相差とを２回ずつ与えられ、常光と異常光との間に
（λ／４＋λ／４）×２＝λの位相差を生じた光（前側
偏光板１０を透過して入射した直線偏光に対して偏光の
振動面がほぼ１８０°回転した光）、つまり、前側偏光
板１０の透過軸１０ａに沿った直線偏光となって前記前
側偏光板１０に入射し、この前側偏光板１０を透過して
前側に出射する。

【００７４】また、オン時（液晶素子１の液晶分子がオ
ン電圧の印加により基板２，３面に対してほぼ垂直に立
上がり配向したとき）は、前側偏光板１０を透過して入
射した直線偏光が、前側位相板１２と液晶素子１とを透
過して前記反射／透過素子１５により反射され、前記液
晶素子１と前側位相板１２とを再び透過する過程で、前
側位相板１２によるλ／４の位相差を２回与えられ、常
光と異常光との間にλ／４×２＝λ／２の位相差を生じ
た光（前側偏光板１０を透過して入射した直線偏光に対
して偏光の振動面がほぼ９０°回転した光）、つまり、
前側偏光板１０の透過軸１０ａに沿った直線偏光となっ
て前記前側偏光板１０に入射し、この前側偏光板１０に
より吸収される。

【００７５】そのため、反射表示のときは、オフされた
画素領域の表示が、その画素領域に対応するカラーフィ
ルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの色に着色した明表示になり、オ
ンされた画素領域の表示が黒の暗表示になる。

【００７６】また、バックライト１４からの照明光を利
用する透過表示のときは、後側から入射した照明光が、
後側偏光板１１を透過してその透過軸１１ａに沿った直
線偏光となり、その光が、後側位相板１２と反射／透過
素子１５と液晶素子１と前側位相板１２とを透過して前
側偏光板１０に入射し、その光のうち、前記前側偏光板
１０の透過軸１０ａに沿った偏光成分の光が、この前側
偏光板１０を透過して前側に出射する。

【００７７】そして、オフ時（液晶素子１の液晶分子が
初期のホモジニアス配向状態にあるとき）は、後側偏光
板１１を透過して入射した直線偏光が、後側位相板１２
と液晶素子１と前側位相板１２とを透過する過程で、前
記後側位相板１２によるλ／４の位相差と、前記液晶素
子１の液晶層９によるλ／４の位相差と、前側位相板１
２によるλ／４の位相差とを１回ずつ与えられ、常光と
異常光との間に３λ／４の位相差を生じた光、つまり、
円偏光となって前側偏光板１０に入射し、その光のう
ち、前記前側偏光板１０の透過軸１０ａに沿った偏光成
分の光が前記前側偏光板１０を透過して前側に出射す
る。

【００７８】また、オン時（液晶素子１の液晶分子がオ
ン電圧の印加により基板２，３面に対してほぼ垂直に立
上がり配向したとき）は、後側偏光板１０を透過して入
射した直線偏光が、後側位相板１３と液晶素子１と前側
位相板１２とを透過する過程で、前記後側位相板１３に
よるλ／４の位相差と、前側位相板１２によるλ／４の
位相差とを１回ずつ与えられ、常光と異常光との間にλ
／２の位相差を生じた光（後側偏光板１１を透過して入
射した直線偏光に対して偏光の振動面がほぼ９０°回転
した光）、つまり、前側偏光板１０の透過軸１０ａに対
してほぼ直交する偏光成分の直線偏光となって前側偏光
板１０に入射し、この前側偏光板１０により吸収され
る。

【００７９】そのため、透過表示のときは、オフされた
画素領域の表示が、その画素領域に対応するカラーフィ
ルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの色に着色した明表示になり、オ
ンされた画素領域の表示が、黒の暗表示になる。

【００８０】このように、この実施例の反射／透過型液
晶表示装置は、液晶素子１の液晶層９の液晶分子を一方
向に沿ってホモジニアス配向させ、前記液晶素子１と前
側偏光板１０との間に前側位相板１２を配置し、前記反
射／透過素子１５と後側偏光板１１との間に後側位相板
１３を配置するとともに、前記前側位相板１２と後側位
相板１３をλ／４位相板とし、この前側位相板１２と後
側位相板１３の遅相軸１２ａ，１３ａを前記液晶素子１
の液晶分子のホモジニアス配向方向とほぼ平行にし、前
記前側偏光板１０と後側偏光板１１の透過軸１０ａ，１
１ａを互いにほぼ平行にするとともに、その透過軸１０
ａ，１１ａを前記前側および後側位相板１２，１３の遅
相軸１２ａ，１３ａに対しほぼ４５°の角度で交差させ
ているため、反射表示のときも、透過表示のときも、オ
フ時の表示が明表示で、オン時の表示が暗表示であり、
しかも、反射表示と透過表示のいずれのときも、液晶層
を透過して前側偏光板１０に入射する光が、その前側偏
光板の透過軸と直交する振動面を持った直線偏光となる
ので、反射表示と透過表示におけるオフ時の透過特性を
揃えることが出来る。

【００８１】したがって、この反射／透過型液晶表示装
置によれば、反射表示のときと透過表示のときとで明暗
が反転することの無い表示を行なうことができるととも
に、反射表示のときの暗表示と、透過表示のときの暗表
示とを、同じ黒の表示にし、いずれの表示のときも良好
なコントラストを得ることができる。

【００８２】また、この反射／透過型液晶表示装置は、
前記反射／透過素子１５を、前記液晶素子１と後側偏光
板１１との間に配置し、前記外光を利用する反射表示
を、前記液晶素子１の前側に配置された前側偏光板１０
を偏光子および検光子とする１枚偏光板による表示方式
とし、前記バックライト１４からの照明光を利用する透
過表示を、前記後側偏光板１１を偏光子とし、前記前側
偏光板１０を検光子とする２枚偏光板による表示方式と
したものであり、反射表示ときに、前側からの入射光が
後側偏光板１１を通らずに前側に出射するため、反射表
示をさらに明るくすることができる。

【００８３】さらに、この反射／透過型液晶表示装置
は、前記反射／透過素子１５が、上述したように、前側
からの入射光を高い反射率で反射し、後側からの入射光
を十分な透過率で透過させるため、外光を利用する反射
表示のときも、バックライト１４からの照明光を利用す
る透過表示のときも、十分な明るさの表示を得ることが
できる。

【００８４】しかも、この反射／透過型液晶表示装置
は、上述したように、前記反射／透過素子１５を、その
透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと透明物質
層１８との間に設けられた反射膜１９の前記透明物質層
１８に対向する反射面（拡散反射面）１９ｂを、画面の
法線に対して前記画面の上縁方向に傾いた方向、つま
り、反射表示のときの主な外光の入射方向に対向させて
配置しているため、前側からの入射光を、前記反射／透
過素子１５により高い反射率で反射させ、反射表示をよ
り明るくすることができる。

【００８５】また、前記反射／透過素子は、上述したよ
うに、透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと透
明物質層１８との間に設けられた反射膜１９の前記透明
物質層１８に対向する反射面を拡散反射面１９ｂとした
ものであり、ほぼ均一な輝度分布の反射光および透過光
を出射するため、前記反射表示のときも、透過表示のと
きも、輝度むらの無い良好な品質の表示を得ることがで
きる。

【００８６】なお、前記反射／透過素子１５は、図５に
示した第２の実施例のように、前記透明板１６の凹部１
７の一方の傾斜面１７ａと透明物質層１８との間に設け
られた反射膜１９の前記透明物質層１８に対向する反射
面を拡散反射面１９ｂとするとともに、前面（透明物質
層１８の前面）に拡散層２０を設けた構成としてもよ
く、このような構成とすることにより、さらに均一な輝
度分布の反射光および透過光を出射することができる。

【００８７】この実施例の反射／透過素子１５におい
て、前記拡散層２０は、図５のように、前記透明物質層
１８の前面に拡散フィルム２１を貼り付けて形成して
も、あるいは、前記透明物質層１８の前面を粗面化する
ことにより形成してもよい。

【００８８】また、上記実施例の反射／透過素子１５
は、前記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと
透明物質層１８との間に設けられた反射膜１９の前記透
明物質層１８に対向する反射面を拡散反射面１９ｂとし
たものであるが、前記反射／透過素子１５は、図６に示
した第３の実施例のように、前記反射膜１９の透明板１
６に対向する反射面と透明物質層１８に対向する反射面
とをそれぞれ鏡面反射面１９ａとし、前記透明物質層１
８に光拡散性をもたせた構成としてもよい。

【００８９】この光拡散性を有する透明物質層１８は、
例えば、前記透明物質層１８を形成する酸化チタン中に
光散乱微粒子を分散状態で混入させるか、酸化チタンを
多結晶化して光拡散性をもたせたるか、あるいは、酸化
チタンを微粒子化し、その酸化チタン微粒子を透明樹脂
等のバインダにより結合することにより得ることができ
る。

【００９０】この実施例の反射／透過素子１５は、前記
反射膜１９の透明板１６に対向する反射面と透明物質層
１８に対向する反射面とをそれぞれ鏡面反射面１９ａと
したものであるが、前記透明物質層１８が光拡散性を有
しているため、ほぼ均一な輝度分布の反射光および透過
光を出射することができる。

【００９１】なお、前記第５図に示した第３の実施例の
反射／透過素子１５は、その前面（透明物質層１８の前
面）に拡散層を設けた構成としてもよく、このような構
成とすることにより、さらに均一な輝度分布の反射光お
よび透過光を出射することができる。

【００９２】さらに、上記第１〜第３の実施例の反射／
透過素子１５は、前記透明板１６をアクリル樹脂により
形成し、前記透明物質層１８を酸化チタン（Ｔi Ｏ_２ま
たはＴi Ｏ）により形成したものであるが、前記透明板
１６と透明物質層１８は、他の透明材料により形成して
もよく、その場合でも、前記透明物質層１８の屈折率を
前記透明板１６の屈折率よりも大きくすることにより、
前記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと透明
物質層１８との間に設けられた反射膜１９の前記透明物
質層１８に対向する反射面で反射された光のうち、前記
凹部１７の他方の傾斜面１７Ｂと透明物質層１８との界
面に対して全反射臨界角以上の入射角で入射した光を前
記界面で全反射し、前記透明物質層１８の前面から前側
に出射することができる。

【００９３】ただし、前記透明板１６と透明物質層１８
との屈折率の差は、上記実施例のように前記透明板１６
を屈折率が１．５のアクリル樹脂により形成し、前記透
明物質層１８を屈折率が２．８の酸化チタンにより形成
したときの屈折率差（２．８−１．５＝１．３）以上が
好ましく、このように透明板１６と透明物質層１８との
屈折率差を選ぶことにより、前記透明板１６の凹部１７
の他方の傾斜面１７Ｂと透明物質層１８との界面での全
反射臨界角（前記界面の法線に対する角度）を小さく
し、前記透明板１６の凹部１７の一方の傾斜面１７ａと
透明物質層１８との間に設けられた反射膜１９の前記透
明物質層１８に対向する反射面で反射された光を、より
効率良く前記界面で反射して前側に出射することができ
る。

【００９４】例えば、前記透明板１６を屈折率が１．５
のアクリル樹脂とする場合、このアクリルより屈折率が
大きい透明物質層１８の透明材料としては、屈折率が
１．７６〜１．７７の酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、
屈折率が２．０９の塩化銀、屈折率１．７３の酸化マグ
ネシウム、屈折率２．３７の硫化亜鉛（ＺｎＳ）、屈折
率２．４のダイヤモンド、屈折率１．９１のフリットガ
ラス等、或いは所定の方向に配向させた高分子液晶等が
あり、これらの透明材料を用いることにより、前記透明
板１６の凹部１７の他方の傾斜面１７Ｂと透明物質層１
８との界面での全反射臨界角を小さくすることができ
る。

【００９５】また、上記実施例の反射／透過型液晶表示
装置は、バックライト１４として、ＥＬパネル等のよう
な垂直方向に照明光を出射する指向性をもった面光源を
用いてたものであるが、前記バックライト１４は、例え
ば、端面から光を取り込んで前面全体から出射する導光
板と、この導光板の前記端面に対向させて配置された冷
陰極管等の光源ランプからなる、サイドランプ型の面光
源でもよい。

【００９６】このサイドランプ型の面光源からなるバッ
クライトは、その前面（導光板の前面）から出射する照
明光は、前記導光板の前面の法線に対して前記光源ラン
プの配置端側とは反対方向に若干傾いた出射方向に出射
光強度のピークを有する指向性を持っている。

【００９７】そのため、前記サイドランプ型の面光源か
らなるバックライトを用いる場合は、このバックライト
を、その照明光の出射方向が、前記反射／透過素子１５
の透明板１６の凹部１７の他方の傾斜面１７ｂに向き合
うようにして配置するのが好ましく、このようにするこ
とにより、バックライトから出射し、前記反射／透過素
子１５の後側から前記透明板１６に入射した照明光のほ
とんどを、前記透明板１６の凹部１７の他方の傾斜面１
７ｂと透明物質層１８との界面に対して全反射臨界角以
下の入射角で入射させて前記界面を透過させ、効率良く
透明物質層１８の前面から前側に出射することができ
る。

【００９８】さらに、上記実施例の反射／透過型液晶表
示装置は、液晶素子１と後側偏光板との間に反射／透過
素子１５を配置し、外光を利用する反射表示を、前記液
晶素子１の前側に配置された前側偏光板１０を偏光子お
よび検光子とする１枚偏光板による表示方式とし、バッ
クライト１４からの照明光を利用する透過表示を、後側
偏光板１１を偏光子とし、前側偏光板１０を検光子とす
る２枚偏光板による表示方式としたものであるが、前記
反射／透過素子を後側偏光板１１とバックライト１４と
の間に配置し、外光を利用する反射表示と、バックライ
ト１４からの照明光を利用する透過表示との両方を、２
枚偏光板による表示方式としてもよい。

【００９９】また、上記実施例の反射／透過型液晶表示
装置は、カラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを備えた液晶
素子１を用いたものであるが、液晶素子は、カラーフィ
ルタを備えないものでもよく、また、アクティブマトリ
ックス方式のものに限らず、単純マトリックス方式やセ
グメント方式のものでもよい。

【０１００】さらに、この発明は、上記実施例の反射／
透過型液晶表示装置は、液晶素子１の液晶分子の初期配
向状態をほぼ９０度のツイスト角のツイスト配向とした
ＴＮ型のものに限らず、液晶素子の液晶分子を１８０°
〜２７０°のツイスト角のツイスト配向させたＳＴＮ型
の反射／透過型液晶表示装置、液晶素子の液晶分子をホ
メオトロピック配向またはハイブリッド配向させた反射
／透過型液晶表示装置、強誘電性または反強誘電性を用
いた反射／透過型液晶表示装置、液晶素子の一対の基板
のうちの一方の基板の内面に複数のセグメント電極とそ
れに対向する複数のコモン電極とを配列形成した横電界
駆動方式の反射／透過型液晶表示装置などにも適用する
ことができる。

【０１０１】また、この発明の反射／透過素子は、反射
／透過型液晶表示装置に限らず、一方の面側からの入射
光を反射し、他方の面側からの入射光を透過させる素子
として、広い用途に利用することができる。

【０１０２】

【発明の効果】この発明の反射／透過素子は、前面に互
いに反対方向に傾斜する２つの傾斜面を有する断面三角
形状の複数の凹部が形成された透明板と、前記透明板の
屈折率よりも大きい屈折率を有し、前記複数の凹部内に
設けられた透明物質層と、前記凹部の一方の傾斜面と前
記透明物質層との間に設けられた反射膜とからなり、前
側から前記透明物質層に入射した光のうち、前記凹部の
一方の傾斜面に向かって入射した光を、前記反射膜によ
り反射し、その反射光を前記凹部の他方の傾斜面と前記
透明物質層との界面で反射して前側に出射し、前記他方
の傾斜面に向かって入射した光を、この傾斜面と前記透
明物質層との界面で反射し、その反射光を前記反射膜に
より反射して前側に出射するとともに、後側から前記透
明板に入射した光のうち、前記凹部の一方の傾斜面に向
かって入射した光を、前記反射膜により反射して前記凹
部の他方の傾斜面と前記透明物質層との界面を透過させ
て前記透明物質層に入射し、その光を前記反射膜により
反射して前側に出射するものであるため、前側からの入
射光を高い反射率で反射し、後側からの入射光を十分な
透過率で透過させることができる。

【０１０３】この発明の反射／透過素子において、その
前側から入射する光の、その光強度の極大値を示す入射
方向が、前記透明板の法線に対して一方の方向に傾いた
方向であり、前記透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物
質層との間に設けられた反射膜の前記透明物質層に対向
する反射面は、前記入射方向に対向しているのが望まし
く、このようにすることにより、前側からの入射光を、
より高い反射率で反射することができる。

【０１０４】また、前記透明板の凹部の一方の傾斜面の
透明板の法線に対する傾き角は、前記凹部の他方の傾斜
面の前記法線に対する傾き角よりも大きいのが好まし
く、このようにすることにより、前記一方の傾斜面と透
明物質層との間に設けられた前記反射膜の傾斜方向の幅
を、前記他方の傾斜面と前記透明物質層との界面の幅よ
りも大きくし、前側からの入射光をさらに高い反射率で
反射するとともに、後側からの入射光をより多く前記反
射膜により反射して、効率良く前記凹部の他方の傾斜面
と前記透明物質層との界面を透過させて前記透明物質層
に入射し、より高い透過率で透過させることができる。

【０１０５】さらに、この反射／透過素子においては、
前記透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物質層との間に
設けられた反射膜の前記透明板に対向する反射面を鏡面
反射面とし、前記透明物質層に対向する反射面を拡散反
射面とするか、あるいは、前記反射膜の前記透明板に対
向する反射面と前記透明物質層に対向する反射面とをそ
れぞれ鏡面とし、前記透明物質層に光拡散性をもたせる
のが好ましく、このようにすることにより、後側からの
入射光を前記反射膜により鏡面反射して、より効率良く
前記凹部の他方の傾斜面と透明物質層との界面を透過さ
せて前記透明物質層に入射し、さらに高い透過率で透過
させることができるとともに、前記反射膜の透明板に対
向する拡散反射面での拡散反射により、前側に出射する
反射光および透過光の輝度分布をほぼ均一にすることが
できる。

【０１０６】また、この発明の反射／透過型液晶表示装
置は、上記のように、液晶素子の前側と後側とに前側偏
光板と後側偏光板とを配置し、前記後側偏光板の後側に
バックライトを配置するとともに、前記液晶素子と前記
後側偏光板との間、または前記後側偏光板と前記バック
ライトとの間に、前側からの入射光を高い反射率で反射
し、後側からの入射光を十分な透過率で透過させる前記
反射／透過素子を配置したものであるため、外光を利用
する反射表示のときも、バックライトからの照明光を利
用する透過表示のときも、十分な明るさの表示を得るこ
とができる。

【０１０７】この発明の反射／透過型液晶表示装置にお
いて、前記反射／透過素子は、その透明板の凹部の一方
の傾斜面と透明物質層との間に設けられた反射膜の前記
透明物質層に対向する反射面を、画面の法線に対して前
記画面の上縁方向に傾いた方向、つまり、反射表示のと
きの外光の入射方向に対向させて配置するのが好まし
く、このようにすることにより、前側からの入射光を前
記反射／透過素子により高い反射率で反射させ、反射表
示をより明るくすることができる。

【０１０８】また、この反射／透過型液晶表示装置は、
前記反射／透過素子を、前記液晶素子と後側偏光板との
間に配置し、前記外光を利用する反射表示を、前記液晶
素子の前側に配置された前側偏光板を偏光子および検光
子とする１枚偏光板による表示方式とし、前記バックラ
イトからの照明光を利用する透過表示を、前記後側偏光
板を偏光子とし、前記前側偏光板を検光子とする２枚偏
光板による表示方式とするのが好ましく、このようにす
ることにより、反射表示をさらに明るくすることができ
る。

【０１０９】その場合、例えば前記液晶素子の液晶層の
液晶分子の初期配向状態を、一方向に沿ったホモジニア
ス配向とするときは、この液晶素子と前側偏光板との間
に前側位相板を配置し、前記反射／透過素子と後側偏光
板との間に後側位相板を配置配置するとともに、前記前
側位相板と後側位相板をλ／４位相板とし、この前側位
相板と後側位相板の遅相軸を前記液晶素子の液晶分子の
ホモジニアス配向方向とほぼ平行にし、前記前側偏光板
と後側偏光板の透過軸を互いにほぼ平行にするととも
に、その透過軸を前記前側および後側位相板の遅相軸に
対しほぼ４５°の角度で交差させるのが望ましく、この
ようにすることにより、反射表示のときと透過表示のと
きとで明暗が反転することの無い表示を行なうことがで
きるとともに、反射表示のときの暗表示と、透過表示の
ときの暗表示とを、同じ黒の表示にし、いずれの表示の
ときも良好なコントラストを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す反射／透過型液
晶表示装置の側面図。

【図２】前記液晶表示装置に用いた液晶素子の一部分の
拡大断面図。

【図３】前記液晶素子の前側基板および後側基板の配向
処理方向と、前側および後側偏光板の透過軸の向きと、
前側および後側位相板の遅相軸の向きを示す図。

【図４】前記液晶表示装置に用いた反射／透過素子の一
部分の拡大側面。

【図５】この発明の第２の実施例を示す反射／透過素子
の一部分の拡大側面。

【図６】この発明の第３の実施例を示す反射／透過素子
の一部分の拡大側面。

【符号の説明】

１…液晶素子 ２，３…基板 ２ａ…前側基板の近傍における液晶分子の配向方向 ３ａ…後側基板の近傍における液晶分子の配向方向 ４，５…電極 ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…カラーフィルタ ７，８…配向膜 ９…液晶層 １０，１１…偏光板 １０ａ，１１ａ…透過軸 １２，１３…位相板 １２ａ，１３ａ…遅相軸 １４…バックライト １５…反射／透過素子 １６…透明板 １７…凹部 １７ａ，１７ｂ…傾斜面 １８…透明物質層 １９…反射膜 １９ａ…鏡面反射面 １９ｂ…拡散反射面

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13363 1/13363 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA12 BA14 BA20 DA02 DA11 DA14 DA21 DA22 DB08 DC02 DE00 2H049 BA02 BA07 BA22 BB03 BB63 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA41Z FA44Z GA01 HA07 LA17 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 EE25 FF03 FF05 GG12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面に互いに反対の傾きで傾斜する２つの
   傾斜面を有する断面三角形状の複数の凹部が形成された
   透明板と、前記透明板の屈折率よりも大きい屈折率を有
   し、前記複数の凹部内に設けられた透明物質層と、前記
   凹部の一方の傾斜面と前記透明物質層との間に設けられ
   た反射膜とからなり、 前記反射膜は、前側から前記透明物質層に入射した光の
   うち、前記凹部の一方の傾斜面に向かって入射した光を
   反射し、その反射光を前記凹部の他方の傾斜面と前記透
   明物質層との界面で反射させて前側に出射するととも
   に、前記他方の傾斜面に向かって入射し、この傾斜面と
   前記透明物質層との界面で反射した光を反射させて前側
   に出射する一方の反射面と、前記透明板の後側から前記
   凹部の一方の傾斜面に向かって入射した光を反射して前
   記凹部の他方の傾斜面と前記透明物質層との界面を透過
   させて前記透明物質層に入射し、その光を前記一方の反
   射面により反射して前側に出射させる他方の反射面とを
   備えることを特徴とする反射／透過素子。
2. 【請求項２】透明板の前側には、その透明板の法線に対
   して一方の方向に傾いた入射方向に光強度の極大値を持
   った光が入射され、前記透明板の凹部の一方の傾斜面と
   透明物質層との間に設けられた反射膜の前記透明物質層
   に対向する一方の反射面が、前記入射方向に対向してい
   ることを特徴とする請求項１に記載の反射／透過素子。
3. 【請求項３】透明板の凹部の一方の傾斜面の透明板の法
   線に対する傾き角が、他方の傾斜面の前記法線に対する
   傾き角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の
   反射／透過素子。
4. 【請求項４】透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物質層
   との間に設けられた反射膜の前記透明板に対向する一方
   の反射面が鏡面反射面であり、前記透明物質層に対向す
   る他方の反射面が拡散反射面であることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の反射／透過素子。
5. 【請求項５】透明板の凹部の一方の傾斜面と透明物質層
   との間に設けられた反射膜の前記透明板に対向する一方
   の反射面と前記透明物質層に対向する他方の反射面とが
   それぞれ鏡面反射面であり、前記透明物質層が光拡散性
   を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の反射／透過素子。
6. 【請求項６】表示の観察側である前側の基板と、この前
   側基板に対向する後側基板との間に、印加される電界に
   応じて透過光の偏光状態を制御する液晶層が設けられて
   なる液晶素子と、 前記液晶素子の前側に配置された前側偏光板と、 前記液晶素子の後側に配置された後側偏光板と、 前記後側偏光板の後側に配置されたバックライトと、 前記液晶素子と前記後側偏光板との間、または前記後側
   偏光板と前記バックライトとの間に配置された反射／透
   過素子とを備え、 前記反射／透過素子は、前面に互いに反対傾きで傾斜す
   る２つの傾斜面を有する断面三角形状の複数の凹部が形
   成された透明板と、前記透明板の屈折率よりも大きい屈
   折率を有し、前記複数の凹部内に設けられた透明物質層
   と、前記凹部の一方の傾斜面と前記透明物質層との間に
   設けられた反射膜とからなり、前記反射膜は、前側から
   前記透明物質層に入射した光のうち、前記凹部の一方の
   傾斜面に向かって入射した光を反射し、その反射光を前
   記凹部の他方の傾斜面と前記透明物質層との界面で反射
   させて前側に出射するとともに、前記他方の傾斜面に向
   かって入射し、この傾斜面と前記透明物質層との界面で
   反射した光を反射して前側に出射する一方の反射面と、
   前記透明板の後側から前記凹部の一方の傾斜面に向かっ
   て入射した光を反射して前記凹部の他方の傾斜面と前記
   透明物質層との界面を透過させて前記透明物質層に入射
   し、その光を前記一方の反射面により反射して前側に出
   射させる他方の反射面とを備えることを特徴とする反射
   ／透過型液晶表示装置。
7. 【請求項７】反射／透過素子は、その透明板の凹部の一
   方の傾斜面と透明物質層との間に設けられた反射膜の前
   記透明物質層に対向する一方の反射面を、液晶素子の画
   面の法線に対して前記画面の上縁方向に傾いた方向に対
   向させて配置されていることを特徴とする請求項６に記
   載の反射／透過型液晶表示装置。
8. 【請求項８】反射／透過素子が、液晶素子と後側偏光板
   との間に配置されていることを特徴とする請求項６また
   は７に記載の反射／透過型液晶表示装置。
9. 【請求項９】液晶素子の液晶層の液晶分子が一方向に沿
   ってホモジニアス配向しており、前記液晶素子と前側偏
   光板との間に前側位相板が配置され、反射／透過素子と
   後側偏光板との間に後側位相板が配置されていることを
   特徴とする請求項８に記載の反射／透過型液晶表示装
   置。
10. 【請求項１０】前側位相板と後側位相板は、透過する光
    の常光と異常光との間に１／４波長の位相差を与えるλ
    ／４位相板であり、前側位相板と後側位相板とがそれぞ
    れ、その遅相軸を液晶素子の液晶分子のホモジニアス配
    向方向とほぼ平行にして配置され、前側偏光板と後側偏
    光板とが、それぞれの透過軸を互いにほぼ平行にすると
    ともに、前記透過軸を前記前側および後側位相板の遅相
    軸に対しほぼ４５°の角度で交差させて配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の反射／透過型液晶表
    示装置。