JP2002169149A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射型液晶表示装置Info
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不要光があっても高いコントラストを得るこ
とができる反射型液晶表示装置を得る。 【解決手段】 光源からの光を入射面１５ｃから取り入
れ、下面１５ａから出射する導光板１５の下面１５ａと
対向して反射型液晶表示パネル１１を配置し、この液晶
表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ側に、上
面１２ｃに対して略垂直な面１７ａと、略垂直な面１７
ａの頂線Ｔ２を通り上面１２ｃに平行な仮想面Ｆ３に対
して頂線Ｔ２から光源と反対側に傾き角δをなす傾斜面
１７ｂとを有するプリズム１７を設ける。
とができる反射型液晶表示装置を得る。 【解決手段】 光源からの光を入射面１５ｃから取り入
れ、下面１５ａから出射する導光板１５の下面１５ａと
対向して反射型液晶表示パネル１１を配置し、この液晶
表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ側に、上
面１２ｃに対して略垂直な面１７ａと、略垂直な面１７
ａの頂線Ｔ２を通り上面１２ｃに平行な仮想面Ｆ３に対
して頂線Ｔ２から光源と反対側に傾き角δをなす傾斜面
１７ｂとを有するプリズム１７を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶表示
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、太陽光や室内光
などの外光を反射させることにより画面の明るさを得て
いる。しかし、外光による反射光だけでは、外光の少な
いところで画面に十分な明るさが得られない場合は、外
光による反射光量を補うために、液晶表示パネルの表示
面側に透明板を用いた面状光源装置（以下、フロントラ
イトと称す）が設けられている。
などの外光を反射させることにより画面の明るさを得て
いる。しかし、外光による反射光だけでは、外光の少な
いところで画面に十分な明るさが得られない場合は、外
光による反射光量を補うために、液晶表示パネルの表示
面側に透明板を用いた面状光源装置（以下、フロントラ
イトと称す）が設けられている。
【０００３】図１７は、フロントライトを用いた従来の
反射型液晶表示装置の概略構成を示す説明図で、これと
同様な構成は、例えば、特開平８−９４８４４号公報に
示されている。図１７において、１は反射型液晶表示パ
ネル、１ａは表示面で、液晶表示パネル１による画像を
観測者が見る面である。２は導光板で、液晶表示パネル
１の表示面１ａ側に配置され、液晶表示パネル１の表示
面１ａと対向する下面２ａの反対側にプリズムアレイ２
ｂが形成されている。このプリズムアレイ２ｂは、紙面
垂直方向に延びた互いに平行な頂線Ｔと谷線Ｖとが交互
に存在しており、プリズムアレイ２ｂの一方の傾斜面Ｓ
１の傾き角αを例えば約４５°にし、また、他方の傾斜
面Ｓ２の傾き角βを例えば１０°以下にしている。
反射型液晶表示装置の概略構成を示す説明図で、これと
同様な構成は、例えば、特開平８−９４８４４号公報に
示されている。図１７において、１は反射型液晶表示パ
ネル、１ａは表示面で、液晶表示パネル１による画像を
観測者が見る面である。２は導光板で、液晶表示パネル
１の表示面１ａ側に配置され、液晶表示パネル１の表示
面１ａと対向する下面２ａの反対側にプリズムアレイ２
ｂが形成されている。このプリズムアレイ２ｂは、紙面
垂直方向に延びた互いに平行な頂線Ｔと谷線Ｖとが交互
に存在しており、プリズムアレイ２ｂの一方の傾斜面Ｓ
１の傾き角αを例えば約４５°にし、また、他方の傾斜
面Ｓ２の傾き角βを例えば１０°以下にしている。
【０００４】３は導光板２の入射面２ｃに並設した光
源、４は光源３から発せられた光を反射させて効率よく
入射面２ｃから導光板２に入射させるリフレクタ。５は
反射板で、光源３からの光を下面２ａおよびプリズムア
レイ２ｂ以外の導光板２の面から出射しないように設置
しており、導光板２、光源３、リフレクタ４および反射
板５でフロントライトを構成している。
源、４は光源３から発せられた光を反射させて効率よく
入射面２ｃから導光板２に入射させるリフレクタ。５は
反射板で、光源３からの光を下面２ａおよびプリズムア
レイ２ｂ以外の導光板２の面から出射しないように設置
しており、導光板２、光源３、リフレクタ４および反射
板５でフロントライトを構成している。
【０００５】次に、光源３から発せられた光が液晶表示
装置の表示面から出射するまでの光路について説明す
る。光源３から発せられた光は、直接またはリフレクタ
４により反射され入射面２ｃから導光板２に入射する。
入射面２ｃに入射する光は、導光板２と空気との屈折率
の違いにより全反射を繰り返しながら導光板内部をラン
プ３と反対側へ伝播されていく。プリズムアレイ２ｂの
傾斜面Ｓ１にあたると、下面２ａに対してほぼ垂直の方
向に反射され、導光板２内部での光の全反射条件が破ら
れて下面２ａから出射する。下面２ａから出射された光
は、液晶表示パネル１に入射し、液晶表示パネルの液晶
層（図示せず）によって変調および反射面（図示せず）
によって反射された後に、再び導光板２を透過して、表
示面側である観察者の方向に出射される。なお、導光板
２の下面２ａあるいは液晶表示パネル１の表示面１ａに
おいて反射光を生じている。
装置の表示面から出射するまでの光路について説明す
る。光源３から発せられた光は、直接またはリフレクタ
４により反射され入射面２ｃから導光板２に入射する。
入射面２ｃに入射する光は、導光板２と空気との屈折率
の違いにより全反射を繰り返しながら導光板内部をラン
プ３と反対側へ伝播されていく。プリズムアレイ２ｂの
傾斜面Ｓ１にあたると、下面２ａに対してほぼ垂直の方
向に反射され、導光板２内部での光の全反射条件が破ら
れて下面２ａから出射する。下面２ａから出射された光
は、液晶表示パネル１に入射し、液晶表示パネルの液晶
層（図示せず）によって変調および反射面（図示せず）
によって反射された後に、再び導光板２を透過して、表
示面側である観察者の方向に出射される。なお、導光板
２の下面２ａあるいは液晶表示パネル１の表示面１ａに
おいて反射光を生じている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射型液晶表示
装置では、外光および光源３による光は、反射型液晶表
示パネル１に形成された反射面のみならず、導光板２の
下面２ａや液晶表示パネル１の表示面１ａにおいても反
射してしまうために、液晶表示パネル１の液晶層を透過
せず、画像情報をもたない不要な反射光（以下、不要光
と称す）となってコントラストを低下させるという問題
点があった。
装置では、外光および光源３による光は、反射型液晶表
示パネル１に形成された反射面のみならず、導光板２の
下面２ａや液晶表示パネル１の表示面１ａにおいても反
射してしまうために、液晶表示パネル１の液晶層を透過
せず、画像情報をもたない不要な反射光（以下、不要光
と称す）となってコントラストを低下させるという問題
点があった。
【０００７】上記のような課題を解決する方法として、
例えば特開平１１−２４２２２０号公報では、導光板の
下面２ａに反射防止膜を設けることにより、導光板２か
ら光が出射される際に、下面２ａでの反射によって表示
のコントラストが低下することを防ぐという提案がなさ
れている。しかしながら、反射防止膜を設けても、０．
５％程度の不要光の反射が残るために、十分なコントラ
ストが得られないという問題点があった。
例えば特開平１１−２４２２２０号公報では、導光板の
下面２ａに反射防止膜を設けることにより、導光板２か
ら光が出射される際に、下面２ａでの反射によって表示
のコントラストが低下することを防ぐという提案がなさ
れている。しかしながら、反射防止膜を設けても、０．
５％程度の不要光の反射が残るために、十分なコントラ
ストが得られないという問題点があった。
【０００８】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、不要光があっても高いコントラ
ストを得ることができる反射型液晶表示装置を得るもの
である。
ためになされたもので、不要光があっても高いコントラ
ストを得ることができる反射型液晶表示装置を得るもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る反射型液
晶表示装置においては、光源と、光源からの光を側面か
ら取り入れ下面より出射する導光板と、導光板の下面と
平行に対向して設けられ、上側基板および下側基板で狭
持された液晶層を有する反射型液晶表示パネルとを備え
た反射型液晶表示装置であって、導光板の下面より出射
された光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネル
の上側基板の上面側に設けたものである。
晶表示装置においては、光源と、光源からの光を側面か
ら取り入れ下面より出射する導光板と、導光板の下面と
平行に対向して設けられ、上側基板および下側基板で狭
持された液晶層を有する反射型液晶表示パネルとを備え
た反射型液晶表示装置であって、導光板の下面より出射
された光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネル
の上側基板の上面側に設けたものである。
【００１０】また、偏向素子は、反射型液晶表示パネル
の上側基板の上面に対して１個の略垂直な面を光源側に
形成し、略垂直な面の頂線を通り上側基板の上面に平行
な仮想面に対して頂線から光源と反対側に所定の傾き角
をなす傾斜面を形成したものである。
の上側基板の上面に対して１個の略垂直な面を光源側に
形成し、略垂直な面の頂線を通り上側基板の上面に平行
な仮想面に対して頂線から光源と反対側に所定の傾き角
をなす傾斜面を形成したものである。
【００１１】さらに、偏向素子は、反射型液晶表示パネ
ルの上側基板の上面に対して複数個の略垂直な面を光源
側に形成し、略垂直な複数個の面のそれぞれの頂線を通
り上側基板の上面に平行な仮想面に対してそれぞれの頂
線から光源と反対側に所定の傾き角をなす傾斜面を形成
したものである。
ルの上側基板の上面に対して複数個の略垂直な面を光源
側に形成し、略垂直な複数個の面のそれぞれの頂線を通
り上側基板の上面に平行な仮想面に対してそれぞれの頂
線から光源と反対側に所定の傾き角をなす傾斜面を形成
したものである。
【００１２】さらにまた、偏向素子の傾斜面の傾き角
は、導光板の下面から出射される光の輝度がピークとな
る垂直方向に対してなす出射角と略同じとしたものであ
る。
は、導光板の下面から出射される光の輝度がピークとな
る垂直方向に対してなす出射角と略同じとしたものであ
る。
【００１３】また、偏向素子の傾斜面の傾き角を３°〜
４５°としたものである。
４５°としたものである。
【００１４】さらにまた、偏向素子として配設されるプ
リズムアレイの各プリズムの間隔は、反射型液晶パネル
の画素の間隔よりも狭くしたものである。
リズムアレイの各プリズムの間隔は、反射型液晶パネル
の画素の間隔よりも狭くしたものである。
【００１５】また、偏向素子に無反射膜が被膜されたも
のである。
のである。
【００１６】さらに、上側基板および下側基板で狭持さ
れた液晶層を有する反射型液晶表示パネルを備えた反射
型液晶表示装置であって、上側基板の上面側から入射す
る光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面側に設けたものである。
れた液晶層を有する反射型液晶表示パネルを備えた反射
型液晶表示装置であって、上側基板の上面側から入射す
る光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面側に設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１である反射型液晶表示装置の概略構成を
示す斜視図、図２は図１に示す反射型液晶表示装置の矢
視ＩＩ−ＩＩ線からみた部分断面図である。図１および
図２において、１１は反射型液晶表示パネル、１２ａ，
１２ｂはアクリル、ガラスなどからなる透明な上側基板
および下側基板で、下側基板１２ｂには上側基板１２ａ
と対向する面に反射面１３が形成されている。１４は液
晶層で、上側基板１２ａと下側基板１２ｂの間に狭持さ
れており、上側基板１２ａ、下側基板１２ｂ、反射面１
３および液晶層１４で反射型液晶表示パネル１１を構成
している。
の実施の形態１である反射型液晶表示装置の概略構成を
示す斜視図、図２は図１に示す反射型液晶表示装置の矢
視ＩＩ−ＩＩ線からみた部分断面図である。図１および
図２において、１１は反射型液晶表示パネル、１２ａ，
１２ｂはアクリル、ガラスなどからなる透明な上側基板
および下側基板で、下側基板１２ｂには上側基板１２ａ
と対向する面に反射面１３が形成されている。１４は液
晶層で、上側基板１２ａと下側基板１２ｂの間に狭持さ
れており、上側基板１２ａ、下側基板１２ｂ、反射面１
３および液晶層１４で反射型液晶表示パネル１１を構成
している。
【００１８】なお、液晶表示パネル１１は、上側または
下側基板上に図示しないカラーフィルタ、トランジス
タ、画素電極等の電極および配線が形成されたアレイ基
板および対向基板、二枚の基板１２ａ，１２ｂを等間隔
に保持するスペーサ、二枚の基板１２ａ，１２ｂを貼り
合わせるシール材、二枚の基板１２ａ，１２ｂとの間に
液晶を注入した後に封止する封止材、液晶に初期配向を
もたせる配向膜および光を偏光させる偏光板などにより
構成されるが、本発明においては、既存の反射型液晶表
示装置を用いるのでここでの説明は省略する。
下側基板上に図示しないカラーフィルタ、トランジス
タ、画素電極等の電極および配線が形成されたアレイ基
板および対向基板、二枚の基板１２ａ，１２ｂを等間隔
に保持するスペーサ、二枚の基板１２ａ，１２ｂを貼り
合わせるシール材、二枚の基板１２ａ，１２ｂとの間に
液晶を注入した後に封止する封止材、液晶に初期配向を
もたせる配向膜および光を偏光させる偏光板などにより
構成されるが、本発明においては、既存の反射型液晶表
示装置を用いるのでここでの説明は省略する。
【００１９】１５は導光板で、上側基板１２ａの上面１
２ｃ側に配置され、液晶表示パネル１１と対向する下面
１５ａの反対側にプリズムアレイ１５ｂが形成されてい
る。このプリズムアレイ１５ｂは、紙面垂直方向に延び
た互いに平行な頂線Ｔ１と谷線Ｖ１とが交互に存在して
おり、全ての頂線Ｔ１を同一平面内に含むような面を仮
想面Ｆ１、また全ての谷線Ｖ１を同一平面内に含むよう
な面を仮想面Ｆ２と定義する。Ｓ１は、仮想面Ｆ１に対
して角度αをなして形成された反射面、また、Ｓ２は、
仮想面Ｆ１に対して角度βをなして形成された透過面で
ある。１５ｃは、後述する入光部導光体に対向している
入射面で、入光部導光体から光を取り入れる。なお、傾
き角α，βは導光板１５内を伝播する光の全反射条件を
破る角度で、αが４８°未満、例えば４５°、βが１０
°以下としている。１６ａは導光板１５の入射面１５ｃ
に対向して設けられた入光部導光体で、その両端に光源
となる発光ダイオード１６ｂ（以下、ＬＥＤと称す）が
配置されている。導光板１５、入光部導光体１６ａおよ
びＬＥＤ１６ｂでフロントライトを構成している。
２ｃ側に配置され、液晶表示パネル１１と対向する下面
１５ａの反対側にプリズムアレイ１５ｂが形成されてい
る。このプリズムアレイ１５ｂは、紙面垂直方向に延び
た互いに平行な頂線Ｔ１と谷線Ｖ１とが交互に存在して
おり、全ての頂線Ｔ１を同一平面内に含むような面を仮
想面Ｆ１、また全ての谷線Ｖ１を同一平面内に含むよう
な面を仮想面Ｆ２と定義する。Ｓ１は、仮想面Ｆ１に対
して角度αをなして形成された反射面、また、Ｓ２は、
仮想面Ｆ１に対して角度βをなして形成された透過面で
ある。１５ｃは、後述する入光部導光体に対向している
入射面で、入光部導光体から光を取り入れる。なお、傾
き角α，βは導光板１５内を伝播する光の全反射条件を
破る角度で、αが４８°未満、例えば４５°、βが１０
°以下としている。１６ａは導光板１５の入射面１５ｃ
に対向して設けられた入光部導光体で、その両端に光源
となる発光ダイオード１６ｂ（以下、ＬＥＤと称す）が
配置されている。導光板１５、入光部導光体１６ａおよ
びＬＥＤ１６ｂでフロントライトを構成している。
【００２０】１７は液晶表示パネル１１の上側基板１２
ａの上面１２ｃ側に設けた偏向素子であるプリズムで、
液晶表示パネル１の上側基板１２ａまたは図示しない偏
向板と同程度の屈折率を持つ材料で構成され、導光板１
５の下面１５ａより出射された光を偏向する。１７ａは
光源側に形成され、液晶表示パネルの上側基板１２ａの
上面１２ｃ対して略垂直な面、１７ｂは傾斜面で、略垂
直な面１７ａの頂線Ｔ２を通り上側基板１２ａの上面１
２ｃに平行な仮想面Ｆ３に対して頂線Ｔ２から光源と反
対側に傾き角δをなして形成されている。１８は導光板
１５の下面１５ａおよびプリズム１７の傾斜面１７ｂに
被膜された無反射膜で、真空蒸着法、ディップ法、熱転
写法などにより反射防止処理が施されている。
ａの上面１２ｃ側に設けた偏向素子であるプリズムで、
液晶表示パネル１の上側基板１２ａまたは図示しない偏
向板と同程度の屈折率を持つ材料で構成され、導光板１
５の下面１５ａより出射された光を偏向する。１７ａは
光源側に形成され、液晶表示パネルの上側基板１２ａの
上面１２ｃ対して略垂直な面、１７ｂは傾斜面で、略垂
直な面１７ａの頂線Ｔ２を通り上側基板１２ａの上面１
２ｃに平行な仮想面Ｆ３に対して頂線Ｔ２から光源と反
対側に傾き角δをなして形成されている。１８は導光板
１５の下面１５ａおよびプリズム１７の傾斜面１７ｂに
被膜された無反射膜で、真空蒸着法、ディップ法、熱転
写法などにより反射防止処理が施されている。
【００２１】次に、ＬＥＤ１６ｂから発せられた光が液
晶表示パネル１１を通過し導光板１５のプリズムアレイ
１５ｂから出射するまでの光路について説明する。な
お、（）内は光路の符号を示す。ＬＥＤ１６ｂから発せ
られた光は、入光部導光体１６ａに入射する。入光部導
光体１６ａに入射する光は、入光部導光体１６ａと空気
との屈折率の違いにより全反射を繰り返しながら入光部
導光体１６ａ内部を伝播していく。入光部導光体１６ａ
に入射する光はすべて全反射条件を満たすこととなり、
入光部導光体１６ａから出ることはない。しかし、入光
部導光体１６ａのうち、導光板１５の入射面１５ｃと対
向する面と反対側の面に凹凸を形成した光取り出し部
（図示せず）を設けることにより、入光部導光体１６ａ
内部での光の全反射条件が破られて入光部導光体１６ａ
から光が出射され入射面１５ｃに入射する。
晶表示パネル１１を通過し導光板１５のプリズムアレイ
１５ｂから出射するまでの光路について説明する。な
お、（）内は光路の符号を示す。ＬＥＤ１６ｂから発せ
られた光は、入光部導光体１６ａに入射する。入光部導
光体１６ａに入射する光は、入光部導光体１６ａと空気
との屈折率の違いにより全反射を繰り返しながら入光部
導光体１６ａ内部を伝播していく。入光部導光体１６ａ
に入射する光はすべて全反射条件を満たすこととなり、
入光部導光体１６ａから出ることはない。しかし、入光
部導光体１６ａのうち、導光板１５の入射面１５ｃと対
向する面と反対側の面に凹凸を形成した光取り出し部
（図示せず）を設けることにより、入光部導光体１６ａ
内部での光の全反射条件が破られて入光部導光体１６ａ
から光が出射され入射面１５ｃに入射する。
【００２２】導光板１５の入射面１５ｃに入射する光
は、導光板１５と空気との屈折率の違いにより全反射を
繰り返しながら導光板１５の内部を入射面１５ｃと反対
側へ伝播（１９ａ）されていくが、導光板１５のプリズ
ムアレイ１５ｂのうち、例えば角度αが４５°近い角度
を有する導光板１５の反射面Ｓ１にあたると、導光板１
５の下面１５ａに対してほぼ垂直の方向に反射され、導
光板内部での光の全反射条件が破られて導光板１５の下
面１５ａから出射（１９ｂ）する。
は、導光板１５と空気との屈折率の違いにより全反射を
繰り返しながら導光板１５の内部を入射面１５ｃと反対
側へ伝播（１９ａ）されていくが、導光板１５のプリズ
ムアレイ１５ｂのうち、例えば角度αが４５°近い角度
を有する導光板１５の反射面Ｓ１にあたると、導光板１
５の下面１５ａに対してほぼ垂直の方向に反射され、導
光板内部での光の全反射条件が破られて導光板１５の下
面１５ａから出射（１９ｂ）する。
【００２３】なお、導光板１５は、ポリメチルメタクレ
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはガ
ラスなどの光透過率の高い透明材料から作製される。導
光板１５がアクリル樹脂である場合、その屈折率は１．
４９２であり、プリズムアレイ１５ｂの反射面Ｓ１、透
過面Ｓ２が仮想面Ｆ１となす角度α、βの範囲は、全反
射を破る条件としてαは４８°未満、また、実用的な範
囲としてβは１０°以下が理想的である。
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはガ
ラスなどの光透過率の高い透明材料から作製される。導
光板１５がアクリル樹脂である場合、その屈折率は１．
４９２であり、プリズムアレイ１５ｂの反射面Ｓ１、透
過面Ｓ２が仮想面Ｆ１となす角度α、βの範囲は、全反
射を破る条件としてαは４８°未満、また、実用的な範
囲としてβは１０°以下が理想的である。
【００２４】導光板１５の下面１５ａからの出射光（１
９ｂ）は、プリズム１７の傾斜面１７ｂに入射（１９
ｃ）する。その際、空気とプリズム１７の屈折率の違い
により傾斜面１７ｂで屈折が起こり光の向きが変化す
る。その後、傾斜面１７ｂより入射した光は、液晶表示
パネル１１の上側基板１２ａを透過（１９ｃ）して液晶
層１４で空間的に変調されるとともに、下側基板１２ｂ
に形成された反射面１３において反射され、再び液晶層
１４および上側基板１２ａを透過した光（１９ｄ）は、
傾斜面１７ｂによって屈折されて液晶表示パネル１１か
ら出射（１９ｅ）し、導光板１５を透過して液晶表示パ
ネル１１で得られた画像を仮想面Ｆ１側である観測者の
方向に表示させる。
９ｂ）は、プリズム１７の傾斜面１７ｂに入射（１９
ｃ）する。その際、空気とプリズム１７の屈折率の違い
により傾斜面１７ｂで屈折が起こり光の向きが変化す
る。その後、傾斜面１７ｂより入射した光は、液晶表示
パネル１１の上側基板１２ａを透過（１９ｃ）して液晶
層１４で空間的に変調されるとともに、下側基板１２ｂ
に形成された反射面１３において反射され、再び液晶層
１４および上側基板１２ａを透過した光（１９ｄ）は、
傾斜面１７ｂによって屈折されて液晶表示パネル１１か
ら出射（１９ｅ）し、導光板１５を透過して液晶表示パ
ネル１１で得られた画像を仮想面Ｆ１側である観測者の
方向に表示させる。
【００２５】この実施の形態１においては、液晶表示パ
ネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ側にプリズム１
７を形成することにより、プリズム１７の傾斜面１７ｂ
における反射光を上面１２ｃと垂直な方向に対して角度
をもたせて反射（１９ｇ）させている。また、液晶表示
パネル１１の反射面１３で反射された光のプリズム１７
からの出射方向を、上側基板１２ａの上面１２ｃに対し
て垂直近くに偏向（１９ｅ）させる機能を与えた。これ
により、液晶表示パネル１１の表面における反射光（１
９ｇ）と反射面１３における反射光（１９ｄ）との分離
を行うことができる。すなわち、不要光である画像情報
をもたない反射光（１９ｇ）と画像情報をもつ反射光
（１９ｄ）とを分離することができ、高いコントラスト
を得ることが可能となる。
ネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ側にプリズム１
７を形成することにより、プリズム１７の傾斜面１７ｂ
における反射光を上面１２ｃと垂直な方向に対して角度
をもたせて反射（１９ｇ）させている。また、液晶表示
パネル１１の反射面１３で反射された光のプリズム１７
からの出射方向を、上側基板１２ａの上面１２ｃに対し
て垂直近くに偏向（１９ｅ）させる機能を与えた。これ
により、液晶表示パネル１１の表面における反射光（１
９ｇ）と反射面１３における反射光（１９ｄ）との分離
を行うことができる。すなわち、不要光である画像情報
をもたない反射光（１９ｇ）と画像情報をもつ反射光
（１９ｄ）とを分離することができ、高いコントラスト
を得ることが可能となる。
【００２６】なお、光源として、例えば携帯電話および
携帯情報端末（ＰＤＡ）等のモバイルに使用されるＬＥ
Ｄを用いて説明しているが、この発明に用いられる光源
にはＬＥＤに限られるものではなく、熱陰極管、冷陰極
管等の蛍光灯、白熱灯または有機発光材料を線状に形成
したもの等を光源として用いてもよい。
携帯情報端末（ＰＤＡ）等のモバイルに使用されるＬＥ
Ｄを用いて説明しているが、この発明に用いられる光源
にはＬＥＤに限られるものではなく、熱陰極管、冷陰極
管等の蛍光灯、白熱灯または有機発光材料を線状に形成
したもの等を光源として用いてもよい。
【００２７】また、反射型液晶表示パネルの製作を容易
にするため、プリズム１７は、別な部材として反射型液
晶表示パネル１１の表面に貼り付けてもよく、例えばプ
リズム１７は紫外線硬化樹脂による成形を用いてフィル
ム上に製作することができるため、それを粘着材により
液晶表示パネルに表面に貼り付けることもできる。この
場合、フィルム製作の際の基材や粘着材が、液晶表示パ
ネルの表面の材質と、大きく屈折率の異なるものだと、
界面で反射を生じるため、屈折率差はなるべく小さくす
る必要がある。
にするため、プリズム１７は、別な部材として反射型液
晶表示パネル１１の表面に貼り付けてもよく、例えばプ
リズム１７は紫外線硬化樹脂による成形を用いてフィル
ム上に製作することができるため、それを粘着材により
液晶表示パネルに表面に貼り付けることもできる。この
場合、フィルム製作の際の基材や粘着材が、液晶表示パ
ネルの表面の材質と、大きく屈折率の異なるものだと、
界面で反射を生じるため、屈折率差はなるべく小さくす
る必要がある。
【００２８】さらに、導光板１５の下面１５ａおよび傾
斜面１７ｂに無反射膜１８を施さない場合においても、
従来の反射型液晶表示装置と比較して、不要光による影
響が小さいコントラストの高い表示が得られるが、両面
に無反射膜１８を施すことにより、両面における不要光
の反射率を小さく抑えることができる。
斜面１７ｂに無反射膜１８を施さない場合においても、
従来の反射型液晶表示装置と比較して、不要光による影
響が小さいコントラストの高い表示が得られるが、両面
に無反射膜１８を施すことにより、両面における不要光
の反射率を小さく抑えることができる。
【００２９】また、液晶を狭持するために下側基板１２
ａおよび上側基板１２ｂで構成したが、二枚の基板はガ
ラス基板に限られるものではなく、上側基板１２ａは透
光性を有するものであればよい。また、下側基板１２ｂ
は透光性を有する基板に限られるのではなく、非透光性
の基板であってもよい。
ａおよび上側基板１２ｂで構成したが、二枚の基板はガ
ラス基板に限られるものではなく、上側基板１２ａは透
光性を有するものであればよい。また、下側基板１２ｂ
は透光性を有する基板に限られるのではなく、非透光性
の基板であってもよい。
【００３０】さらにまた、反射型液晶表示パネルの画面
に十分な明るさを外光から得られるのであれば、フロン
トライトを反射型液晶表示装置に設けなくてもよい。
に十分な明るさを外光から得られるのであれば、フロン
トライトを反射型液晶表示装置に設けなくてもよい。
【００３１】実施例１．次に実施の形態１の反射型液晶
表示装置の実施例について説明する。図３は、フロント
ライトからの光が下面１５ａに垂直な線に対して１０°
の傾き角をなして出射される場合について、プリズム１
７の傾き角δをなして形成された傾斜面１７ｂにおける
反射光（１９ｇ）の反射角度、反射面１３における反射
光（１９ｄ）の反射角度および両反射光（１９ｄ，１９
ｇ）の分離角度を計算しプロットした説明図である。
表示装置の実施例について説明する。図３は、フロント
ライトからの光が下面１５ａに垂直な線に対して１０°
の傾き角をなして出射される場合について、プリズム１
７の傾き角δをなして形成された傾斜面１７ｂにおける
反射光（１９ｇ）の反射角度、反射面１３における反射
光（１９ｄ）の反射角度および両反射光（１９ｄ，１９
ｇ）の分離角度を計算しプロットした説明図である。
【００３２】図４は、導光板１５の反射面Ｓ１の角度α
を４０°とした場合、導光板の反射面Ｓ１で反射し導光
板の下面１５ａから出射する出射光の角度分布をシミュ
レーションした結果をプロットした説明図である。図４
において、横軸は出射光の角度で、図２における紙面で
の鉛直下向きを基準にして、導光板１５の入射面１５ｃ
側を負の領域として座標を定めている。図５は、プリズ
ム１７の傾斜面１７ｂの傾き角δにおける、反射面１３
での反射光が垂直方向となるようなフロントライトから
の出射角度をプロットした説明図である。
を４０°とした場合、導光板の反射面Ｓ１で反射し導光
板の下面１５ａから出射する出射光の角度分布をシミュ
レーションした結果をプロットした説明図である。図４
において、横軸は出射光の角度で、図２における紙面で
の鉛直下向きを基準にして、導光板１５の入射面１５ｃ
側を負の領域として座標を定めている。図５は、プリズ
ム１７の傾斜面１７ｂの傾き角δにおける、反射面１３
での反射光が垂直方向となるようなフロントライトから
の出射角度をプロットした説明図である。
【００３３】図６は、プリズム１７の傾斜面１７ｂの傾
き角δを３°とした場合、フロントライトからの出射光
（１９ｂ）の出射角度における、プリズム１７の傾斜面
１７ｂでの反射光（１９ｇ）の反射角度および反射面１
３での反射光（１９ｄ）の反射角度、ならびに両反射光
（１９ｄ，１９ｇ）の分離角度をプロットした説明図で
ある。図７は、導光板１５の下面１５ａから反射される
反射光（１９ｈ）の角度分布をシミュレーションした結
果をプロットした説明図である。図８は、プリズム１７
の傾斜面１７ｂから反射される反射光（１９ｇ）の角度
分布をシミュレーションした結果をプロットした説明図
である。図７および図８において、横軸は角度で、図２
における紙面での鉛直上向きを基準にして、入射面１５
ｃ側を負の領域として座標を定めている。
き角δを３°とした場合、フロントライトからの出射光
（１９ｂ）の出射角度における、プリズム１７の傾斜面
１７ｂでの反射光（１９ｇ）の反射角度および反射面１
３での反射光（１９ｄ）の反射角度、ならびに両反射光
（１９ｄ，１９ｇ）の分離角度をプロットした説明図で
ある。図７は、導光板１５の下面１５ａから反射される
反射光（１９ｈ）の角度分布をシミュレーションした結
果をプロットした説明図である。図８は、プリズム１７
の傾斜面１７ｂから反射される反射光（１９ｇ）の角度
分布をシミュレーションした結果をプロットした説明図
である。図７および図８において、横軸は角度で、図２
における紙面での鉛直上向きを基準にして、入射面１５
ｃ側を負の領域として座標を定めている。
【００３４】図３により、傾き角δが０°、すなわちプ
リズム１７が形成されていない場合には、プリズム１７
の傾斜面１７ｂでの反射光（１９ｇ）および反射面１３
での反射光（１９ｄ）は、ともに整反射の同じ方向に反
射されているが、傾き角δが大きくなるにしたがって、
両反射光の反射方向は分離されていくことがわかる。ま
た、傾き角δがほぼ１０°の場合、反射面１３での反射
光（１９ｄ）は上面１２ｃに対してほぼ垂直な方向（反
射面での反射光の反射角度が０°）に反射される。
リズム１７が形成されていない場合には、プリズム１７
の傾斜面１７ｂでの反射光（１９ｇ）および反射面１３
での反射光（１９ｄ）は、ともに整反射の同じ方向に反
射されているが、傾き角δが大きくなるにしたがって、
両反射光の反射方向は分離されていくことがわかる。ま
た、傾き角δがほぼ１０°の場合、反射面１３での反射
光（１９ｄ）は上面１２ｃに対してほぼ垂直な方向（反
射面での反射光の反射角度が０°）に反射される。
【００３５】これにより、１０°傾いて出射されるフロ
ントライトからの光に対して、傾き角δが１０°のプリ
ズム１７を組み合わせれば、液晶層１４を通り画像情報
を含んだ反射面１３での反射光は視認方向である垂直方
向に反射され、プリズム１７の傾斜面１７ｂでの反射光
（１９ｇ）は、視認方向から大きくずれた３０°の方向
に反射されて、視認方向においてはほとんど影響を及ぼ
さなくなることがわかる。また、導光板１５の下面１５
ａでの反射光（１９ｈ）は、傾いていない鏡面で整反射
されるため１０度°の方向に反射されることになり、こ
れも視認方向とずれた方向になって、視認方向には影響
を及ぼさない。すなわち、プリズム１７を設けることに
よって、不要光があっても視認方向では高いコントラス
トを得ることができる。
ントライトからの光に対して、傾き角δが１０°のプリ
ズム１７を組み合わせれば、液晶層１４を通り画像情報
を含んだ反射面１３での反射光は視認方向である垂直方
向に反射され、プリズム１７の傾斜面１７ｂでの反射光
（１９ｇ）は、視認方向から大きくずれた３０°の方向
に反射されて、視認方向においてはほとんど影響を及ぼ
さなくなることがわかる。また、導光板１５の下面１５
ａでの反射光（１９ｈ）は、傾いていない鏡面で整反射
されるため１０度°の方向に反射されることになり、こ
れも視認方向とずれた方向になって、視認方向には影響
を及ぼさない。すなわち、プリズム１７を設けることに
よって、不要光があっても視認方向では高いコントラス
トを得ることができる。
【００３６】また、図５により、プリズム１７の傾斜面
１７ｂの傾き角δとほぼ一致する導光板１５ａから出射
される出射光（１９ｂ）の出射角度を有する光が液晶層
１４を通って反射面１３で垂直方向に反射されることが
わかる。このため、導光板１５の下面１５ａから出射さ
れ反射型液晶表示パネル１１で偏向した光の輝度がピー
クとなるように、導光板１５の下面１５ａから出射され
る出射光（１９ｂ）の出射角度と傾き角δとを一致させ
ておくことにより、効率よくフロントライトからの出射
光を視認方向である垂直方向に反射させ、高いコントラ
ストを得ることができる。さらに、図６により、傾き角
δが一定の場合には、フロントライトからの出射光の角
度が変化しても分離角度はほぼ一定であることがわか
る。
１７ｂの傾き角δとほぼ一致する導光板１５ａから出射
される出射光（１９ｂ）の出射角度を有する光が液晶層
１４を通って反射面１３で垂直方向に反射されることが
わかる。このため、導光板１５の下面１５ａから出射さ
れ反射型液晶表示パネル１１で偏向した光の輝度がピー
クとなるように、導光板１５の下面１５ａから出射され
る出射光（１９ｂ）の出射角度と傾き角δとを一致させ
ておくことにより、効率よくフロントライトからの出射
光を視認方向である垂直方向に反射させ、高いコントラ
ストを得ることができる。さらに、図６により、傾き角
δが一定の場合には、フロントライトからの出射光の角
度が変化しても分離角度はほぼ一定であることがわか
る。
【００３７】また、鏡面である導光板１５の下面１５ａ
には無反射膜１８が施されているうえ、図４により、導
光板１５の反射面Ｓ１による反射光のピークが垂直方向
から１０°傾いた方向に出射されるため、視認方向であ
る垂直方向から１０°傾いた方向に、図７のような角度
分布で下面１５ａにおいて反射される。従って、光源か
らの光が、下面１５ａにおいて反射された画像情報をも
たない不要光となって、画像のコントラストを低下させ
ることはなく、視認方向に対しては大きな悪影響を及ぼ
さない。
には無反射膜１８が施されているうえ、図４により、導
光板１５の反射面Ｓ１による反射光のピークが垂直方向
から１０°傾いた方向に出射されるため、視認方向であ
る垂直方向から１０°傾いた方向に、図７のような角度
分布で下面１５ａにおいて反射される。従って、光源か
らの光が、下面１５ａにおいて反射された画像情報をも
たない不要光となって、画像のコントラストを低下させ
ることはなく、視認方向に対しては大きな悪影響を及ぼ
さない。
【００３８】さらに、図４により、導光板１５の反射面
Ｓ１による反射光のピークが垂直方向から１０°傾いた
方向に出射され、プリズム１７の傾斜面１７ｂで光が反
射されるため、反射光（１９ｇ）は視認方向である垂直
方向から大きく傾いた方向に図８のような角度分布で反
射され、そのうえ反射率も無反射膜１８によって小さく
抑えられているので、視認方向に対する影響はきわめて
小さく抑えることができる。
Ｓ１による反射光のピークが垂直方向から１０°傾いた
方向に出射され、プリズム１７の傾斜面１７ｂで光が反
射されるため、反射光（１９ｇ）は視認方向である垂直
方向から大きく傾いた方向に図８のような角度分布で反
射され、そのうえ反射率も無反射膜１８によって小さく
抑えられているので、視認方向に対する影響はきわめて
小さく抑えることができる。
【００３９】以上のように、この発明の実施の形態１の
反射型液晶表示装置によれば、視認方向に反射される画
像情報を含んだ液晶表示パネル１１の反射面１３での反
射光１９ｄと、画像情報を含まない表示に対して不要光
となる導光板１５の下面１５ａでの反射光（１９ｈ）と
プリズム１７の傾斜面１７ｂでの反射光（１９ｇ）と
が、いずれも異なった方向へ反射されるため、視認方向
においては、不要光による影響を小さくすることがで
き、高いコントラストを得ることが可能となる。
反射型液晶表示装置によれば、視認方向に反射される画
像情報を含んだ液晶表示パネル１１の反射面１３での反
射光１９ｄと、画像情報を含まない表示に対して不要光
となる導光板１５の下面１５ａでの反射光（１９ｈ）と
プリズム１７の傾斜面１７ｂでの反射光（１９ｇ）と
が、いずれも異なった方向へ反射されるため、視認方向
においては、不要光による影響を小さくすることがで
き、高いコントラストを得ることが可能となる。
【００４０】実施の形態２．図９は、この発明の実施の
形態２である反射型液晶表示装置の概略構成を示す斜視
図、図１０は図９に示す反射型液晶表示装置の矢視Ｘ−
Ｘ線からみた部分断面図である。図９および図１０にお
いて、図１および図２と同じ符号は、同一または相当を
示し、その説明を省略する。２１は液晶表示パネル１１
の上側基板１２ａの上面１２ｃ側に設けられた偏向素子
であるプリズムアレイで、上側基板１２ａまたは図示し
ない偏向板と同程度の屈折率を持つ材料で構成され、導
光板１５の下面１５ａより出射された光を偏向する。
形態２である反射型液晶表示装置の概略構成を示す斜視
図、図１０は図９に示す反射型液晶表示装置の矢視Ｘ−
Ｘ線からみた部分断面図である。図９および図１０にお
いて、図１および図２と同じ符号は、同一または相当を
示し、その説明を省略する。２１は液晶表示パネル１１
の上側基板１２ａの上面１２ｃ側に設けられた偏向素子
であるプリズムアレイで、上側基板１２ａまたは図示し
ない偏向板と同程度の屈折率を持つ材料で構成され、導
光板１５の下面１５ａより出射された光を偏向する。
【００４１】２１ａは光源側に複数個形成され、液晶表
示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃに対して略
垂直な面、２１ｂは傾斜面で、略垂直な面２１ａのそれ
ぞれの頂線Ｔ２を通り上側基板１２ａの上面１２ｃに平
行な仮想面Ｆ３に対してそれぞれの頂線Ｔ２から光源と
反対側に傾き角δをなして形成されており、この実施の
形態２では角度δを１０°としている。なお、このプリ
ズムアレイ２１は紙面垂直方向に延びた互いに平行な頂
線Ｔ２と谷線Ｖ２とが交互に形成されている。なお、こ
のプリズムアレイ２１を構成しているところのみが実施
の形態１と異なるところであり、後述するプリズムアレ
イ２１による作用効果以外は、実施の形態１と同様の作
用効果を奏する。
示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃに対して略
垂直な面、２１ｂは傾斜面で、略垂直な面２１ａのそれ
ぞれの頂線Ｔ２を通り上側基板１２ａの上面１２ｃに平
行な仮想面Ｆ３に対してそれぞれの頂線Ｔ２から光源と
反対側に傾き角δをなして形成されており、この実施の
形態２では角度δを１０°としている。なお、このプリ
ズムアレイ２１は紙面垂直方向に延びた互いに平行な頂
線Ｔ２と谷線Ｖ２とが交互に形成されている。なお、こ
のプリズムアレイ２１を構成しているところのみが実施
の形態１と異なるところであり、後述するプリズムアレ
イ２１による作用効果以外は、実施の形態１と同様の作
用効果を奏する。
【００４２】実施の形態１においては、図２のように単
一のプリズム１７で構成しているので、十分な傾き角δ
を得るためにプリズム１７の厚さが厚くなり、装置とし
て小型化・軽量化が難しくなる。しかし、この実施の形
態２においては、図９、図１０に示すように、多数のプ
リズムを繰り返し配置したプリズムアレイ２１を有した
構成とすることにより、プリズムアレイ２１を薄くする
ことができ、装置として小型化・軽量化が可能になる。
一のプリズム１７で構成しているので、十分な傾き角δ
を得るためにプリズム１７の厚さが厚くなり、装置とし
て小型化・軽量化が難しくなる。しかし、この実施の形
態２においては、図９、図１０に示すように、多数のプ
リズムを繰り返し配置したプリズムアレイ２１を有した
構成とすることにより、プリズムアレイ２１を薄くする
ことができ、装置として小型化・軽量化が可能になる。
【００４３】なお、この実施の形態２においては、液晶
表示パネル１１の表面にプリズムアレイ２１を配置する
構成としているため、フロントライトからの光がプリズ
ムアレイ２１の略垂直な面２１ａに入射すると、傾斜面
２１ｂに入射する場合とは異なった方向へ反射されるた
めに損失となる。この損失をなるべく小さく抑えるた
め、略垂直な面２１ａに入射する光を減らすように、導
光板１５の下面１５ａと対向する傾斜面２１ｂの面積を
大きくする。すなわち略垂直な面２１ａは垂直に近い角
度γとしている。
表示パネル１１の表面にプリズムアレイ２１を配置する
構成としているため、フロントライトからの光がプリズ
ムアレイ２１の略垂直な面２１ａに入射すると、傾斜面
２１ｂに入射する場合とは異なった方向へ反射されるた
めに損失となる。この損失をなるべく小さく抑えるた
め、略垂直な面２１ａに入射する光を減らすように、導
光板１５の下面１５ａと対向する傾斜面２１ｂの面積を
大きくする。すなわち略垂直な面２１ａは垂直に近い角
度γとしている。
【００４４】ここで、図１１は、プリズムアレイ２１の
傾斜面２１ｂの傾き角δにおける、傾き角δと等しい出
射角を有するフロントライトからの出射光が入射した場
合の略垂直な面２１ａによる損失の割合をプロットした
説明図である。図１１により、傾き角δが増えるにつれ
て損失が増加し、傾き角δが４５°になると、プリズム
アレイ２１への入射光がすべて損失となってしまうため
に、傾き角δは４５°以下でなければならない。また、
損失を抑制するため、フロントライトからの出射光（１
９ｂ）の傾斜面２１ｂに入射する割合を高くするには、
高いコントラストが得られる範囲内で、傾き角δはでき
るだけ小さな角度に設定することが好ましい。
傾斜面２１ｂの傾き角δにおける、傾き角δと等しい出
射角を有するフロントライトからの出射光が入射した場
合の略垂直な面２１ａによる損失の割合をプロットした
説明図である。図１１により、傾き角δが増えるにつれ
て損失が増加し、傾き角δが４５°になると、プリズム
アレイ２１への入射光がすべて損失となってしまうため
に、傾き角δは４５°以下でなければならない。また、
損失を抑制するため、フロントライトからの出射光（１
９ｂ）の傾斜面２１ｂに入射する割合を高くするには、
高いコントラストが得られる範囲内で、傾き角δはでき
るだけ小さな角度に設定することが好ましい。
【００４５】また、プリズムアレイ２１の隣接する複数
個のプリズムの間隔は、液晶表示パネル１１における隣
接する画素間の間隔や、導光板１５のプリズムアレイ１
５ｂの隣接するプリズムの間隔と干渉して、表示むらを
おこす可能性があるので、画素間の間隔以下、できれば
５０ミクロン以下の間隔が望ましい。
個のプリズムの間隔は、液晶表示パネル１１における隣
接する画素間の間隔や、導光板１５のプリズムアレイ１
５ｂの隣接するプリズムの間隔と干渉して、表示むらを
おこす可能性があるので、画素間の間隔以下、できれば
５０ミクロン以下の間隔が望ましい。
【００４６】次に、この発明の実施の形態である反射型
液晶表示装置と従来の反射型液晶表示装置との差異を明
確にするために、以下に比較例を用いて説明する。
液晶表示装置と従来の反射型液晶表示装置との差異を明
確にするために、以下に比較例を用いて説明する。
【００４７】比較例１．図１２は従来の他の反射型液晶
表示装置の概略構成を示す斜視図、図１３は図１２に示
す反射型液晶表示装置の矢視ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線から
みた部分断面図であり。フロントライトからの反射型液
晶表示パネルへ垂直に光が出射されるように導光板の反
射面の角度αを４５〜４６°に形成している。図１２お
よび図１３において、図１および図２と同じ符号は、同
一または相当を示し、その説明を省略する。３１はアン
チグレア処理で、上側基板１２ａの上面１２ｃに凹凸な
どを設けることにより、鏡面反射を低減させている。
表示装置の概略構成を示す斜視図、図１３は図１２に示
す反射型液晶表示装置の矢視ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線から
みた部分断面図であり。フロントライトからの反射型液
晶表示パネルへ垂直に光が出射されるように導光板の反
射面の角度αを４５〜４６°に形成している。図１２お
よび図１３において、図１および図２と同じ符号は、同
一または相当を示し、その説明を省略する。３１はアン
チグレア処理で、上側基板１２ａの上面１２ｃに凹凸な
どを設けることにより、鏡面反射を低減させている。
【００４８】この比較例１における従来の反射型液晶表
示装置を垂直方向から視認する場合、導光板１５の下面
１５ａおよび液晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上
面１２ｃにおいて鏡面反射方向に反射した光が、視認方
向と同じ垂直方向に反射される。下面１５ａは導光板と
しての機能上鏡面が求められるうえ、上面１２ｃも散乱
性を強くすると表示ボケなどの問題が生じるので、鏡面
に近い面となっている。つまり、導光板１５の下面１５
ａと液晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ
とも鏡面反射方向に反射する光の割合は多く、視認方向
でのコントラストを極めて低下させる。これらの面に無
反射膜１８を施した場合であっても、一般的に１つの面
に対して０．５％程度の反射が残るので、２つの面で１
％の反射光が生じる。つまり、一般的な反射型液晶表示
パネルの反射率１０％程度と比較すると、最大でも１０
程度の低いコントラストしか得られない。
示装置を垂直方向から視認する場合、導光板１５の下面
１５ａおよび液晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上
面１２ｃにおいて鏡面反射方向に反射した光が、視認方
向と同じ垂直方向に反射される。下面１５ａは導光板と
しての機能上鏡面が求められるうえ、上面１２ｃも散乱
性を強くすると表示ボケなどの問題が生じるので、鏡面
に近い面となっている。つまり、導光板１５の下面１５
ａと液晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃ
とも鏡面反射方向に反射する光の割合は多く、視認方向
でのコントラストを極めて低下させる。これらの面に無
反射膜１８を施した場合であっても、一般的に１つの面
に対して０．５％程度の反射が残るので、２つの面で１
％の反射光が生じる。つまり、一般的な反射型液晶表示
パネルの反射率１０％程度と比較すると、最大でも１０
程度の低いコントラストしか得られない。
【００４９】比較例２．図１４は図１２に示す反射型液
晶表示装置の矢視ＸＩＶ−ＸＩＶからみた部分断面図
で、フロントライトから反射型液晶表示パネル出射光を
垂直方向から傾くように、反射型液晶表示パネル１１の
反射面１３に散乱性を与えている。図１４において、図
１、図２および図１３と同じ符号は、同一または相当を
示し、その説明を省略する。
晶表示装置の矢視ＸＩＶ−ＸＩＶからみた部分断面図
で、フロントライトから反射型液晶表示パネル出射光を
垂直方向から傾くように、反射型液晶表示パネル１１の
反射面１３に散乱性を与えている。図１４において、図
１、図２および図１３と同じ符号は、同一または相当を
示し、その説明を省略する。
【００５０】この比較例２の他の従来の反射型液晶表示
装置においては、フロントライトからの出射光を垂直方
向から傾けることにより、導光板１５の下面１５ａや液
晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃでの反
射光を、視認方向である垂直方向から傾いた向きに反射
させ、視認方向での影響を低減することができる。ま
た、図４に示すようにフロントライトからの出射光の角
度分布を考慮すると、角度分布は導光板１５の入射面１
５ｃ側で急峻に輝度が低下していることがわかる。視認
方向に反射される光を効率よく減少させるためには、入
射面１５ｃと反対の方向すなわち導光板１５の反射面Ｓ
１の角度αをさらに小さく傾けて出射させることによ
り、輝度のピークを視認方向から傾けることができる。
装置においては、フロントライトからの出射光を垂直方
向から傾けることにより、導光板１５の下面１５ａや液
晶表示パネル１１の上側基板１２ａの上面１２ｃでの反
射光を、視認方向である垂直方向から傾いた向きに反射
させ、視認方向での影響を低減することができる。ま
た、図４に示すようにフロントライトからの出射光の角
度分布を考慮すると、角度分布は導光板１５の入射面１
５ｃ側で急峻に輝度が低下していることがわかる。視認
方向に反射される光を効率よく減少させるためには、入
射面１５ｃと反対の方向すなわち導光板１５の反射面Ｓ
１の角度αをさらに小さく傾けて出射させることによ
り、輝度のピークを視認方向から傾けることができる。
【００５１】しかし、液晶表示パネル１１の反射面１３
が散乱性のほとんどない鏡面に近い面である場合に、反
射面１３で反射する画像情報を与えられた光も、視認方
向にはほとんど反射されなくなり、視認方向での表示の
輝度が極めて低下し、暗いものとなってしまう。輝度を
高めるためには、液晶表示パネル１１の反射面１３に散
乱性を与え、上側基板１２ａの上面１２ｃに対して垂直
な方向にも反射光が反射されるように構成する必要があ
る。しかし、通常の散乱反射面では、整反射方向を中心
に光が散乱するので、垂直方向に光を反射させるために
は、反射面１３で大きな散乱性が必要となってくる。こ
の結果、上面１２ｃに対して垂直な方向以外への散乱反
射される光の成分も大きくなり、輝度が低下するほか、
輝度角度分布のピークも垂直方向とはならず、暗い表示
となってしまう。
が散乱性のほとんどない鏡面に近い面である場合に、反
射面１３で反射する画像情報を与えられた光も、視認方
向にはほとんど反射されなくなり、視認方向での表示の
輝度が極めて低下し、暗いものとなってしまう。輝度を
高めるためには、液晶表示パネル１１の反射面１３に散
乱性を与え、上側基板１２ａの上面１２ｃに対して垂直
な方向にも反射光が反射されるように構成する必要があ
る。しかし、通常の散乱反射面では、整反射方向を中心
に光が散乱するので、垂直方向に光を反射させるために
は、反射面１３で大きな散乱性が必要となってくる。こ
の結果、上面１２ｃに対して垂直な方向以外への散乱反
射される光の成分も大きくなり、輝度が低下するほか、
輝度角度分布のピークも垂直方向とはならず、暗い表示
となってしまう。
【００５２】ここで、図１５は、図１４における液晶表
示パネル１１の反射面１３にそれぞれ整反射方向を中心
に±１０°，±２０°，±３０°の範囲に均一に光を散
乱させるような散乱板を用いた場合に、フロントライト
からの出射光の角角における、視認方向である垂直方向
の輝度相対値をシミュレーションにより計算しプロット
した説明図、図１６は、図１４における液晶表示パネル
１１の反射面１３にそれぞれ整反射方向を中心に±１０
°，±２０°，±３０°の範囲に均一に光を散乱させる
ような散乱板を用いた場合に、フロントライトからの出
射光の角度における、視認方向である垂直方向のコント
ラストをシミュレーションにより計算しプロットした説
明図である。
示パネル１１の反射面１３にそれぞれ整反射方向を中心
に±１０°，±２０°，±３０°の範囲に均一に光を散
乱させるような散乱板を用いた場合に、フロントライト
からの出射光の角角における、視認方向である垂直方向
の輝度相対値をシミュレーションにより計算しプロット
した説明図、図１６は、図１４における液晶表示パネル
１１の反射面１３にそれぞれ整反射方向を中心に±１０
°，±２０°，±３０°の範囲に均一に光を散乱させる
ような散乱板を用いた場合に、フロントライトからの出
射光の角度における、視認方向である垂直方向のコント
ラストをシミュレーションにより計算しプロットした説
明図である。
【００５３】前述した比較例および図１５、図１６のシ
ミュレーション結果を鑑み、以下の結論に想達した。図
１５および図１６により、フロントライトからの出射角
度が５°以上になるとコントラストが向上する効果が現
れ、出射角度が１０°程度になると上側基板１２ａの上
面１２ｃで反射された光のうち上面１２ｃに対して垂直
な方向に反射される光が十分に小さくなるため、十分な
コントラスト向上効果があることがわかる。つまり、上
面１２ｃでの反射光の向きと、視認方向とが１０°以上
分離されれば、十分なコントラストが得られる。この効
果は、液晶表示パネル１１の反射面１３の散乱性が強い
ほど、大きなフロントライトからの出射角度まで有効に
なっており、散乱幅１０°の散乱反射面に対しては出射
角度１０°程度、２０°の散乱反射面については出射角
度２０°程度と散乱反射面の散乱幅とほぼ同じ出射角度
を有した場合にコントラストが最大になっていることが
わかる。
ミュレーション結果を鑑み、以下の結論に想達した。図
１５および図１６により、フロントライトからの出射角
度が５°以上になるとコントラストが向上する効果が現
れ、出射角度が１０°程度になると上側基板１２ａの上
面１２ｃで反射された光のうち上面１２ｃに対して垂直
な方向に反射される光が十分に小さくなるため、十分な
コントラスト向上効果があることがわかる。つまり、上
面１２ｃでの反射光の向きと、視認方向とが１０°以上
分離されれば、十分なコントラストが得られる。この効
果は、液晶表示パネル１１の反射面１３の散乱性が強い
ほど、大きなフロントライトからの出射角度まで有効に
なっており、散乱幅１０°の散乱反射面に対しては出射
角度１０°程度、２０°の散乱反射面については出射角
度２０°程度と散乱反射面の散乱幅とほぼ同じ出射角度
を有した場合にコントラストが最大になっていることが
わかる。
【００５４】その反面、輝度はフロントライトからの出
射角度を大きくするほど、散乱性のつよい反射板を用い
ても低下することがわかる。そこで、明るくコントラス
トの高い表示を得るためには、液晶表示パネル１１の上
側基板１２ａの上面１２ｃや導光板１５の下面１５ａに
よって反射される画像情報を含まない不要光と、液晶表
示パネル１１の液晶層１４を透過し反射面１３で反射さ
れる画像情報を含んだ光の反射方向とを１０度以上分離
するとともに、液晶表示パネル１１の反射面１３で反射
される光の反射方向を垂直方向近くに向けておく必要が
ある。
射角度を大きくするほど、散乱性のつよい反射板を用い
ても低下することがわかる。そこで、明るくコントラス
トの高い表示を得るためには、液晶表示パネル１１の上
側基板１２ａの上面１２ｃや導光板１５の下面１５ａに
よって反射される画像情報を含まない不要光と、液晶表
示パネル１１の液晶層１４を透過し反射面１３で反射さ
れる画像情報を含んだ光の反射方向とを１０度以上分離
するとともに、液晶表示パネル１１の反射面１３で反射
される光の反射方向を垂直方向近くに向けておく必要が
ある。
【００５５】以上のように、この実施の形態１および２
における反射型液晶表示装置においては、コントラスト
向上のためには１０°以上の分離角度が必要であり、ま
た、図３により、分離角度がほぼ１０°以上得られる傾
き角δとして３°以上であることが好ましい。
における反射型液晶表示装置においては、コントラスト
向上のためには１０°以上の分離角度が必要であり、ま
た、図３により、分離角度がほぼ１０°以上得られる傾
き角δとして３°以上であることが好ましい。
【００５６】また、この実施の形態２における反射型液
晶表示装置においては、前述した図１１に示すように、
プリズムアレイ２１の傾斜面２１ｂの傾き角δを４５°
以下にする場合、プリズムアレイ２１への入射光がすべ
て損失となることはなく、さらに、傾き角δをできるだ
け小さな角度に設定することにより、フロントライトか
らの出射光（１９ｂ）の傾斜面２１ｂに入射する割合が
高くなる。すなわち、画像情報をもつ反射面１３での反
射光（１９ｄ）を上側基板１２ａの上面１２ｃに対して
垂直な方向に出射させることができる割合が増し、光の
利用効率が高い反射型液晶表示装置を得ることができ
る。従って、プリズムアレイ２１の傾斜面２１ｂの傾き
角δを３°〜４５°にすることにより、高いコントラス
トを得るとともに光の利用効率が高い反射型液晶表示装
置を得ることができる。
晶表示装置においては、前述した図１１に示すように、
プリズムアレイ２１の傾斜面２１ｂの傾き角δを４５°
以下にする場合、プリズムアレイ２１への入射光がすべ
て損失となることはなく、さらに、傾き角δをできるだ
け小さな角度に設定することにより、フロントライトか
らの出射光（１９ｂ）の傾斜面２１ｂに入射する割合が
高くなる。すなわち、画像情報をもつ反射面１３での反
射光（１９ｄ）を上側基板１２ａの上面１２ｃに対して
垂直な方向に出射させることができる割合が増し、光の
利用効率が高い反射型液晶表示装置を得ることができ
る。従って、プリズムアレイ２１の傾斜面２１ｂの傾き
角δを３°〜４５°にすることにより、高いコントラス
トを得るとともに光の利用効率が高い反射型液晶表示装
置を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【００５８】この発明に係る反射型液晶表示装置におい
ては、光源と、光源からの光を側面から取り入れ下面よ
り出射する導光板と、導光板の下面と平行に対向して設
けられ、上側基板および下側基板で狭持された液晶層を
有する反射型液晶表示パネルとを備えた反射型液晶表示
装置であって、導光板の下面より出射された光を偏向さ
せる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上側基板の上面
側に設けることにより、導光板の下面より出射する光源
からの光が偏向素子で反射する反射光を、視認方向であ
る垂直方向から傾いた方向に反射でき、高いコントラス
トを得ることが可能となる。
ては、光源と、光源からの光を側面から取り入れ下面よ
り出射する導光板と、導光板の下面と平行に対向して設
けられ、上側基板および下側基板で狭持された液晶層を
有する反射型液晶表示パネルとを備えた反射型液晶表示
装置であって、導光板の下面より出射された光を偏向さ
せる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上側基板の上面
側に設けることにより、導光板の下面より出射する光源
からの光が偏向素子で反射する反射光を、視認方向であ
る垂直方向から傾いた方向に反射でき、高いコントラス
トを得ることが可能となる。
【００５９】また、偏向素子は、反射型液晶表示パネル
の上側基板の上面に対して１個の略垂直な面を光源側に
形成し、略垂直な面の頂線を通り上側基板の上面に平行
な仮想面に対して頂線から光源と反対側に所定の傾き角
をなす傾斜面を形成することにより、導光板の下面より
出射する光源からの光が偏向素子の傾斜面で反射する反
射光を、視認方向である垂直方向から傾いた方向に反射
でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
の上側基板の上面に対して１個の略垂直な面を光源側に
形成し、略垂直な面の頂線を通り上側基板の上面に平行
な仮想面に対して頂線から光源と反対側に所定の傾き角
をなす傾斜面を形成することにより、導光板の下面より
出射する光源からの光が偏向素子の傾斜面で反射する反
射光を、視認方向である垂直方向から傾いた方向に反射
でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
【００６０】さらに、偏向素子は、反射型液晶表示パネ
ルの上側基板の上面に対して複数個の略垂直な面を光源
側に形成し、略垂直な複数個の面のそれぞれの頂線を通
り上側基板の上面に平行な仮想面に対してそれぞれの頂
線から光源と反対側に所定の傾き角をなす傾斜面を形成
することにより、導光板の下面より出射する光源からの
光が偏向素子の傾斜面で反射する反射光を、視認方向で
ある垂直方向から傾いた方向に反射でき、高いコントラ
ストを得ることが可能になるとともに、複数個の偏向素
子の略垂直な面である高さを低くでき、装置として小型
化・軽量化が可能になる。
ルの上側基板の上面に対して複数個の略垂直な面を光源
側に形成し、略垂直な複数個の面のそれぞれの頂線を通
り上側基板の上面に平行な仮想面に対してそれぞれの頂
線から光源と反対側に所定の傾き角をなす傾斜面を形成
することにより、導光板の下面より出射する光源からの
光が偏向素子の傾斜面で反射する反射光を、視認方向で
ある垂直方向から傾いた方向に反射でき、高いコントラ
ストを得ることが可能になるとともに、複数個の偏向素
子の略垂直な面である高さを低くでき、装置として小型
化・軽量化が可能になる。
【００６１】さらにまた、偏向素子の傾斜面の傾き角
は、導光板の下面から出射される光の輝度がピークとな
る垂直方向に対してなす出射角と略同じとすることによ
り、反射型液晶表示パネルで偏向した光は、偏向素子に
よる屈折によって垂直方向に輝度がピークとなり、高い
コントラストを得ることができる。
は、導光板の下面から出射される光の輝度がピークとな
る垂直方向に対してなす出射角と略同じとすることによ
り、反射型液晶表示パネルで偏向した光は、偏向素子に
よる屈折によって垂直方向に輝度がピークとなり、高い
コントラストを得ることができる。
【００６２】また、偏向素子の傾斜面の傾き角を３°〜
４５°とすることにより、偏向素子で反射された不要光
と反射型液晶表示パネルで偏向した光とを１０°以上分
離させ、高いコントラストを得ることができる。
４５°とすることにより、偏向素子で反射された不要光
と反射型液晶表示パネルで偏向した光とを１０°以上分
離させ、高いコントラストを得ることができる。
【００６３】さらにまた、偏向素子として配設されるプ
リズムアレイの各プリズムのの間隔は、反射型液晶パネ
ルの画素の間隔よりも狭くすることにより、隣接するプ
リズムの間隔と隣接する画素間の間隔による光の干渉を
なくし、表示むらを抑制することができる。
リズムアレイの各プリズムのの間隔は、反射型液晶パネ
ルの画素の間隔よりも狭くすることにより、隣接するプ
リズムの間隔と隣接する画素間の間隔による光の干渉を
なくし、表示むらを抑制することができる。
【００６４】また、偏向素子に無反射膜が被膜されるこ
とにより、偏向素子で反射する不要光の反射率を小さく
抑えることができ、高いコントラストを得ることができ
る。
とにより、偏向素子で反射する不要光の反射率を小さく
抑えることができ、高いコントラストを得ることができ
る。
【００６５】さらに、上側基板および下側基板で狭持さ
れた液晶層を有する反射型液晶表示パネルを備えた反射
型液晶表示装置であって、上側基板の上面側から入射す
る光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面側に設けることにより、偏向素子で反射す
る外光を、視認方向である垂直方向から傾いた方向に反
射でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
れた液晶層を有する反射型液晶表示パネルを備えた反射
型液晶表示装置であって、上側基板の上面側から入射す
る光を偏向させる偏向素子を反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面側に設けることにより、偏向素子で反射す
る外光を、視認方向である垂直方向から傾いた方向に反
射でき、高いコントラストを得ることが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１である反射型液晶表
示装置の概略構成を示す斜視図である。
示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す反射型液晶表示装置の矢視ＩＩ−
ＩＩ線からみた部分断面図である。
ＩＩ線からみた部分断面図である。
【図３】 プリズムの傾き角δにおける、反射面での反
射角度、傾斜面での反射角度および両反射光の分離角度
と示す説明図である。
射角度、傾斜面での反射角度および両反射光の分離角度
と示す説明図である。
【図４】 フロントライトからの出射光の角度分布を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】 プリズムの傾き角δにおける、反射面での反
射方向が垂直となるフロントライトからの出射角度を示
す説明図である。
射方向が垂直となるフロントライトからの出射角度を示
す説明図である。
【図６】 プリズムの傾き角δが一定の場合に、フロン
トライトからの出射角度における反射面での反射角度、
傾斜面での反射角度および両反射光の分離角度を示す説
明図である。
トライトからの出射角度における反射面での反射角度、
傾斜面での反射角度および両反射光の分離角度を示す説
明図である。
【図７】 導光板の下面で反射される反射光の角度分布
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図８】 プリズムの傾斜面で反射される反射光の角度
分布を示す説明図である。
分布を示す説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態２である反射型液晶表
示装置の概略構成を示す斜視図である。
示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】 図９に示す反射型液晶表示装置の矢視Ｘ−
Ｘ線からみた部分断面図である。
Ｘ線からみた部分断面図である。
【図１１】 プリズムアレイの傾斜面の傾き角における
光の損失の関係を示す説明図である。
光の損失の関係を示す説明図である。
【図１２】 従来の他の反射型液晶表示装置の概略構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１３】 図１２に示す反射型液晶表示装置の矢視Ｘ
ＩＩＩ−ＸＩＩＩ線からみた部分断面図である。
ＩＩＩ−ＸＩＩＩ線からみた部分断面図である。
【図１４】 図１２に示す反射型液晶表示装置の反射面
に散乱性を与えた矢視ＸＩＶ−ＸＩＶ線からみた部分断
面図である。
に散乱性を与えた矢視ＸＩＶ−ＸＩＶ線からみた部分断
面図である。
【図１５】 フロントライトからの出射角度と、視認方
向での輝度の関係を示す説明図である。
向での輝度の関係を示す説明図である。
【図１６】 フロントライトからの出射角度と、視認方
向でのコントラストの関係を示す説明図である。
向でのコントラストの関係を示す説明図である。
【図１７】 従来の反射型液晶表示装置の概略構成を示
す説明図である。
す説明図である。
１１ 反射型液晶表示パネル、 １２ａ 上側基板、
１２ｂ 下側基板、１２ｃ 上面、 １４ 液晶層、
１５ 導光板、 １５ａ 下面、 １５ｃ入射面、 １
６ｂ ＬＥＤ（光源）、 １７ プリズム（偏向素
子）、 １７ａ，２１ａ 略垂直な面、 １７ｂ，２１
ｂ 傾斜面、 １８ 無反射膜、 ２１プリズムアレイ
（偏向素子）、 Ｔ２ 頂線、 Ｆ３ 仮想面、 δ
傾き角
１２ｂ 下側基板、１２ｃ 上面、 １４ 液晶層、
１５ 導光板、 １５ａ 下面、 １５ｃ入射面、 １
６ｂ ＬＥＤ（光源）、 １７ プリズム（偏向素
子）、 １７ａ，２１ａ 略垂直な面、 １７ｂ，２１
ｂ 傾斜面、 １８ 無反射膜、 ２１プリズムアレイ
（偏向素子）、 Ｔ２ 頂線、 Ｆ３ 仮想面、 δ
傾き角
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１３ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｃ ３３６ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 飛田 敏男 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 AA03 AA18 AA26 BA04 BA12 BA14 BA20 2H091 FA07X FA14Y FA21X FA23X FA37X FA41X FD08 KA10 LA03 LA17 5G435 AA02 AA18 BB12 BB16 EE23 EE33 FF05 FF08 GG03 GG24
Claims (8)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの光を側面から取り
入れ下面より出射する導光板と、該導光板の下面と平行
に対向して設けられ、上側基板および下側基板で狭持さ
れた液晶層を有する反射型液晶表示パネルとを備えた反
射型液晶表示装置であって、 上記導光板の下面より出射された光を偏向させる偏向素
子を上記反射型液晶表示パネルの上側基板の上面側に設
けたことを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項２】 偏向素子は、反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面に対して１個の略垂直な面を光源側に形成
し、該略垂直な面の頂線を通り上記上側基板の上面に平
行な仮想面に対して上記頂線から上記光源と反対側に所
定の傾き角をなす傾斜面を形成したことを特徴とする請
求項１記載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】 偏向素子は、反射型液晶表示パネルの上
側基板の上面に対して複数個の略垂直な面を光源側に形
成し、該略垂直な複数個の面のそれぞれの頂線を通り上
記上側基板の上面に平行な仮想面に対して上記それぞれ
の頂線から上記光源と反対側に所定の傾き角をなす傾斜
面を形成したことを特徴とする請求項１記載の反射型液
晶表示装置。 - 【請求項４】 偏向素子の傾斜面の傾き角は、導光板の
下面から出射される光のうち輝度がピークとなる垂直方
向に対してなす出射角と略同じとしたことを特徴とする
請求項２または３記載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項５】 偏向素子の傾斜面の傾き角を３°〜４５
°としたことを特徴とする請求項３または４記載の反射
型液晶表示装置。 - 【請求項６】 偏向素子として配設されるプリズムアレ
イの各プリズムの間隔は、反射型液晶パネルの画素の間
隔よりも狭くしたことを特徴とする請求項３〜５のいず
れか１項に記載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項７】 偏向素子に無反射膜が被膜されたことを
特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の反射型
液晶表示装置。 - 【請求項８】 上側基板および下側基板で狭持された液
晶層を有する反射型液晶表示パネルを備えた反射型液晶
表示装置であって、 上記上側基板の上面側から入射する光を偏向させる偏向
素子を上記反射型液晶表示パネルの上側基板の上面側に
設けたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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