JP2010107584A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】反射／透過型液晶表示装置において、反射表示の輝度を高くして、明るい射表示と透過表示とを行う。
【解決手段】液晶表示素子１と、液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置された面光源１８と、透明なフィルム状部材からなり、一方のフィルム面が平坦面２８成され、他方のフィルム面が、細長形状の微小プリズム３０の長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列した形状の凹凸面２９が形成され、液晶表示素子１と面光源１８間に、前記平坦面２８を液晶表示素子１向けて配置された光学フィルム２７と、この光学フィルム２７の液晶表示素子１と対向する平坦面２８側に配置された拡散部材３１とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、反射／透過型の液晶表示装置に関する。
外光を利用する反射表示と、観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを行う反射／透過型液晶表示装置としては、液晶表示素子の観察側とは反対側に面光源を配置し、前記液晶表示素子の液晶層よりも後側（面光源側）に半透過反射膜を配置したもの（特許文献１参照）と、液晶表示素子の観察側とは反対側に面光源を配置し、且つ前記液晶表示素子の複数の画素をそれぞれ２つの領域に区分し、その一方の領域の液晶層よりも後側に反射膜を設けることにより、前記複数の画素毎に反射表示部と透過表示部とを形成したもの（特許文献１参照）とがある。
特開２００２−１０７７２５号公報 特開２００４− ９３７１５号公報
上述した従来の反射／透過型液晶表示装置は、反射表示が暗いという問題があった。
この発明は、反射表示の輝度を高くして、明るい反射表示と透過表示とを行うことができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
この発明の請求項１に記載の液晶表示装置は、
間隔を設けて対向配置され、互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の電極が形成された一対の基板と、これらの基板間の間隙に封入された液晶層と、前記一対の基板を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、光の透過を制御して表示を行う液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子へ向けて照明光を照射する面光源と、
透明なフィルム状部材からなり、互いに対向する２つのフィルム面のうちの一方のフィルム面が平坦面に形成され、他方のフィルム面が、細長形状の微小プリズムをその長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列した形状の凹凸面に形成され、前記液晶表示素子と前記面光源との間に、前記平坦面を前記液晶表示素子に向けて配置された光学フィルムと、
前記光学フィルムの前記液晶表示素子と対向する平坦面側に配置された拡散部材と、
を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光学フィルムは、前記液晶表示素子の法線方向を中心とする二等辺三角形状の断面形状を有する細長形状の微小プリズムが複数配列された凹凸面を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光学フィルムは、前記複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光学フィルムは、前記複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位に対して実質的に直交させて配置されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子と、光学フィルムの平坦面側に配置された拡散部材との間に配置され、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を透過させる透過軸と他方の直線偏光を反射する反射軸とを有し、前記透過軸を、前記液晶表示素子の前記光学フィルム側の偏光板の透過軸と実質的に平行にして配置された反射偏光板をさらに備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記面光源は、透明な板状部材からなり、その端面に光が入射する入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射面が形成され、前記出射面を前記液晶表示素子に向けて配置された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記導光板の出射面側に配置され、前記導光板の出射面から出射した光を集光して前記液晶表示素子へ照射するための細長形状の微小プリズムがその長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列された少なくとも１枚のプリズムアレイとを備え、前記導光板と隣接する前記プリズムアレイは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の液晶表示装置において、前記導光板の出射面側に配置された前記少なくとも１枚のプリズムアレイは、前記導光板と対向する側に平坦面が形成され、その反対側に複数の微小プリズムを配置したプリズム面が形成された透明部材からなっており、前記光学フィルムと隣接する前記プリズムアレイは、このプリズムアレイの複数の微小プリズムの長手方向を、前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、前記請求項６または７に記載の液晶表示装置において、前記導光板は、その入射端面の法線方向を前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置されており、前記導光板の出射面側に、前記複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向及び光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行に配置した１枚のプリズムアレイを備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、前記請求項６または７に記載の液晶表示装置において、前記導光板は、その入射端面の法線方向を前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に直交させて配置されており、前記導光板の出射面側に、前記複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行に配置した第１のプリズムアレイと、前記第１のプリズムアレイと光学フィルムとの間に、前記複数の微小プリズムの長手方向を前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行に配置した第２のプリズムアレイとを備えることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、前記請求項６または７に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子は、上下方向の幅が左右方向の幅よりも大きい縦長の矩形形状に形成された画面エリアを有し、前記画面エリアの上下方向に視角の方位をもっており、前記光学フィルムは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置され、前記面光源の導光板は、前記液晶表示素子の画面エリアに対応した縦長の矩形形状に形成され、且つ前記縦長の矩形形状の短辺に対応する端面に入射端面が形成された板状部材からなり、前記導光板の出射面側に、前記複数の微小プリズムの長手方向を、前記導光板の入射端面の法線方向及び前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置した１枚のプリズムアレイを備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、前記請求項６または７に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子は、左右方向の幅が上下方向の幅よりも大きい横長の矩形形状に形成された画面エリアを有し、前記画面エリアの上下方向に視角の方位をもっており、前記光学フィルムは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置され、前記面光源の導光板は、前記液晶表示素子の画面エリアに対応した横長の矩形形状に形成され、且つ前記横長の矩形形状の短辺に対応する端面に入射端面が形成された板状部材からなり、前記導光板の出射面側に、前記複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行にして配置した第１のプリズムアレイと、前記第１のプリズムアレイと前記光学フィルムとの間に、前記複数の微小プリズムの長手方向を前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置した第２のプリズムアレイとを備えることを特徴とする。
この発明の液晶表示装置によれば、明るい反射表示と透過表示とを行うことができる。
（第１の実施形態）
図１はこの発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図である。この液晶表示装置は、反射表示と透過表示とを行うものであり、液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側（以下、後側という）に配置され、前記液晶表示素子１へ向けて照明光を照射する面光源１８と、前記液晶表示素子１と面光源１８との間に、前記観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射するための反射手段として配置された光学フィルム２７と、前記光学フィルム２７の前記液晶表示素子１と対向する側に配置された拡散部材３１とを備えている。
図２は前記液晶表示素子１の一部分の拡大断面図であり、この液晶表示素子１は、予め定めた間隙を設けて対向配置され、互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の透明電極６，４が形成された一対の透明基板２，３と、これらの基板２，３間の間隙に封入された液晶層１２と、前記一対の基板２，３を挟んで配置された一対の偏光板１３，１４とを有しており、前記電極６，４間への電界の印加によって液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過を制御して表示を行う。
この液晶表示素子１は、例えばアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一対の基板２，３の一方、例えば観察側とは反対側の基板（以下、後基板という）３の内面に、行及び列方向にマトリックス状に配列された複数の画素電極４と、これらの画素電極４にそれぞれ対応させて配置された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５と、各行の複数のＴＦＴ５にゲート信号を供給する複数の走査線及び各列の複数のＴＦＴ５にデータ信号を供給する複数の信号線（いずれも図示せず）とが設けられ、他方の基板、つまり観察側の基板（以下、前基板という）２の内面に、前記複数の画素電極４と対向する一枚膜状の対向電極６が設けられている。
なお、図２では前記ＴＦＴ５を簡略化しているが、このＴＦＴ５は、前記後基板３の基板面上に形成されたゲート電極と、前記基板面上の略全体に前記ゲート電極を覆って設けられた透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にそれぞれｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とからなっており、前記複数の画素電極４は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、これらの画素電極４にそれぞれ対応するＴＦＴ５のソース電極に接続されている。
また、前記複数の走査線は、前記後基板３の板面上に、各画素電極行毎にその一側に沿わせて形成され、各行の複数のＴＦＴ５のゲート電極にそれぞれ接続されており、前記複数の信号線は、前記ゲート絶縁膜の上に、各画素電極列毎にその一側に沿わせて形成され、各列の複数のＴＦＴのドレイン電極にそれぞれ接続されている。
さらに、この液晶表示素子１は、前記複数の画素電極４と対向電極６とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて設けられた赤、緑、青の３色のフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを備えている。このカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、前記一対の基板のいずれか一方、例えば観察側基板２の内面に設けられており、前記対向電極６は、前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの上に形成されている。
また、前記一対の基板２，３の内面にはそれぞれ、前記電極４，６を覆って配向膜８，９が形成されており、前記一対の基板２，３の内面は、前記配向膜８，９の膜面をそれぞれ予め定めた方向にラビングすることによって配向処理されている。
そして、前記一対の基板２，３は、前記複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリア１０を囲む枠状のシール材１０（図１参照）を介して接合されており、これらの基板２，３間の間隙の前記シール材１０で囲まれた領域に液晶層１２が封入されている。
前記液晶層１２の液晶分子は、前記配向膜８，９の配向処理によって規定される配向状態に配向しており、前記一対の基板２，３を挟んで配置された一対の偏光板１３，１４は、これらの偏光板１３，１４の透過軸の向きを、無電界時と電界印加時の表示のコントラストが充分に高くすることができる方向に向けて、前記一対の偏光板１３，１４の外面にそれぞれ貼り付けられている。なお、前記一対の偏光板１３，１４のうちの後側（観察側）の偏光板１３は、その外面に外光の反射防止処理が施されたアンチグレア偏光板からなっている。
また、前記液晶表示素子１は、例えば上下方向の幅が左右方向の幅よりも大きい縦長の矩形形状に形成された画面エリア１０を有しており、予め定めた方向、例えば前記画面エリア１０の上下方向に、表示を最も高いコントラストで観察できる視角の方位Ａをもつように設計されている。
なお、前記液晶表示素子１は、前記液晶層１２の液晶分子を一対の基板２，３間においてツイスト配向させたＴＮ型またはＳＴＮ型、液晶分子を基板２，３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子を分子長軸を一方向に揃えて基板２，３面と実質的に平行に配向させた非ツイストの水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子のいずれでもよい。
また、前記液晶表示素子１は、一対の基板２，３の内面それぞれに複数の画素を形成するための電極６，４を形成したものに限らず、一対の基板２，３のいずれか一方、例えば後基板３の内面に、複数の画素を形成するための第１の電極と、それよりも液晶層側に前記第１の電極と絶縁して形成された複数の細長電極部を有する第２の電極とを設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
さらに、前記液晶表示素子１の後基板３は、図１及び図２に示したように、前基板２の外方に突出する張出部３ａを有しており、前記後基板３の内面に設けられた複数の走査線及び信号線は、前記張出部３ａに搭載された表示ドライバ１５に接続されている。
一方、前記面光源１８は、図１のように、前記液晶表示素子１の画面エリア１０の全体に対応する面積を有する透明な板状部材、つまり前記液晶表示素子１の画面エリア１０の形状に対応した縦長の矩形形状に形成された板状部材からなり、その矩形形状の２つの短辺の一方、例えば前記画面エリア１０の下辺に対応する側の短辺に対応する端面に光が入射する入射端面２０が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面２０から入射した光の出射面２１が形成され、前記出射面２１とは反対側の板面に前記入射端面２０から入射した光を前記出射面２１へ向けて反射する反射膜２２が設けられ、前記出射面２１を前記液晶表示素子１に向けて配置された導光板１９と、前記導光板１９の入射端面２０に対向させて配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる複数の発光素子２３と、前記導光板１９の出射面側に配置された拡散層２４及び１枚のプリズムアレイ２５とを備えている。
前記拡散層２４は、例えば散乱粒子が分散された透明な樹脂フィルムからなっており、前記導光板１９とプリズムアレイ２５との間に配置され、前記導光板１９の出射面２１上に貼り付けられている。
また、前記プリズムアレイ２５は、前記導光板１９と対向する側の面が平坦面に形成され、その反対側の面、つまり前記液晶表示素子１と対向する側の面に、前記導光板１９の出射面２１から出射した光を集光して前記液晶表示素子１へ照射するための細長形状の微小プリズム２６がその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配列された透明部材からなっており、その複数の微小プリズム２６の長手方向を、前記導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈと実質的に平行にして配置され、前記平坦面を前記拡散層２４の上に貼り付けられている。
このプリズムアレイ２５の複数の微小プリズム２６は、前記液晶表示素子１の法線方向（基板１，２の板面に対して垂直な方向）を中心とする二等辺三角形状の断面形状を有しており、前記導光板１９の出射面２１から出射し、前記拡散層２４によって拡散された光を、前記法線方向に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記液晶表示素子１へ向けて出射する。
前記面光源１８は、前記複数の発光素子２３が発する光を前記導光板１９により導いて前記液晶表示素子１へ向けて照射するものであり、前記複数の発光素子２３は、前記面光源１８からの照明光を利用する透過表示を行うときに点灯される。
前記面光源１８は、前記複数の発光素子２３から出射し、前記導光板１９にその入射端面２０から入射した光を、前記反射膜２２による反射と前記導光板１９の出射面２１による内面反射とを繰り返しながら前記導光板１９内をその全域に導いて前記導光板１６の出射面２１の全体から出射し、その光を前記拡散層２４によって拡散し、さらに前記プリズムアレイ２５の複数の微小プリズム２６により集光して前記液晶表示素子１へ向けて出射する。
前記面光源１８は、前記プリズムアレイ２５を、その複数の微小プリズム２６の長手方向を、前記導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈと実質的に平行にして配置しているため、前記導光板１９の入射端面２０から入射し、この導光板１６の出射面２１から出射して前記拡散層２４により拡散された光を高い透過率で透過させ、また、前記導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈと直交する方向において前記液晶表示素子１の法線方向に集光し、正面輝度の高い照明光（液晶表示素子１の法線付近の方向に出射する光の強度が高い強度分布の光）を前記液晶表示素子１へ向けて照射することができる。
なお、この実施形態の面光源１８は、前記導光板１９の出射面２１とは反対側の板面に反射膜２２を設けたものであるが、前記反射膜２２を前記導光板１９との間に間隙を設けて配置し、前記導光板１９にその入射端面２０から入射した光を、前記導光板１９の出射面２１とは反対側の板面で前記出射面２１へ向けて内面反射し、前記反対側の板面と前記間隙内の空気層との界面を透過した漏れ光を前記反射膜２２で反射して前記導光板１９内に戻すようにしてもよい。
また、前記光学フィルム２７は、透明なフィルム状部材からなり、その２つのフィルム面の一方が平坦面２８に形成され、他方のフィルム面が、細長形状の微小プリズム３０をその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配列した凹凸面２９に形成されたプリズムシートであり、この光学フィルム２７は、前記液晶表示素子１と前記面光源１８との間に、前記平坦面２８を前記液晶表示素子１に向けるとともに、前記平坦面２８の法線方向を前記液晶表示素子１の法線方向と一致させて配置されている。
図３は前記光学フィルム２７の一部分のハッチングを省略した拡大断面図であり、この光学フィルム２７は、前記液晶表示素子１の法線方向を中心とする二等辺三角形状の断面形状を有する細長形状の微小プリズム３０が複数配列された形状の凹凸面２９を有している。この微小プリズム３０の頂角θは、８０°〜１００°、好ましくは実質的に９０°に設定されている。
この光学フィルム２７は、前記液晶表示素子１にその観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過して前記平坦面２８側から入射した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射し、前記面光源１８から照射され、前記凹凸面２９側から入射した光を透過させて前記液晶表示素子１側に出射する。
すなわち、図３に示したように、観察側から前記液晶表示素子１を透過して前記光学フィルム２７にその平坦面２８側から入射した光Ｉａは、前記平坦面２８で反射されるか、あるいは前記平坦面２８から光学フィルム２７内に入射し、前記複数の微小プリズム３０の２つの傾斜面３０ａ，３０ｂのいずれかで、この傾斜面３０ａ，３０ｂとは反対側の傾斜面３０ｂ，３０ａへ向けて反射され、さらに前記反対側の傾斜面３０ｂ，３０ａで反射されて前記平坦面２８から出射する。
図３において、Ｉａ１は、前記平坦面２８で反射された光であり、この反射光Ｉａ１は、前記平坦面２８側からの入射光Ｉａの入射角に対応した反射角（図では９０°）で反射される。
また、Ｉａ２は、前記平坦面２８から光学フィルム２７内に入射した光、Ｉａ３は、前記光学フィルム２７内に入射し、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面、例えば図において左側の傾斜面３０ａから面光源１８側に出射した光、Ｉａ４は、前記光学フィルム２７内に入射し、前記微小プリズム３０の左側傾斜面３０ａで他方の傾斜面（右側傾斜面）３０ｂに向けて反射された光、Ｉａ５は、前記右側傾斜面３０ｂから前記面光源１８側に出射した光、Ｉａ６は、前記他方の傾斜面３０ｂで前記平坦面２８へ向けて反射された光、Ｉａ７は、前記平坦面２８から出射した光であり、前記平坦面２８で反射された光Ｉａ１と、前記微小プリズム３０の左側傾斜面３０ａと右側傾斜面３０ｂとで反射されて前記平坦面２８から出射した光Ｉａ７とが、前記液晶表示素子１にその後側（観察側とは反対側）から入射する。
なお、前記微小プリズム３０の頂角θは、８０°〜１００°（好ましくは実質的に９０°）に設定されているため、前記平坦面２８側からの光Ｉａの入射角が９０°であるときの、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面３０ａと他方の傾斜面３０ｂとで反射されて前記平坦面２８から出射した光Ｉａ７の出射角は９０°である。
また、前記面光源１８から照射され、前記光学フィルム２７に前記複数の微小プリズム３０が形成された凹凸面２９側から入射した光Ｉｂは、前記複数の微小プリズム３０の２つの傾斜面３０ａ，３０ｂのいずれかに入射し、その光Ｉｂのうちの微小プリズム３０内に入射した光が、前記光学フィルム２７を透過して前記平坦面２８から出射する。
図３において、Ｉｂ１は、前記微小プリズム３０の右側傾斜面３０ｂから微小プリズム３０内に入射した光、Ｉｂ２は、前記微小プリズム３０の右側傾斜面３０ｂでこの微小プリズム３０の右側の隣り合う微小プリズム３０へ向けて反射された光であり、この反射光Ｉｂ２は、前記隣り合う微小プリズム３０内にその左側傾斜面３０ａから入射するか、あるいは前記隣接する微小プリズム３０の前記左側傾斜面３０ａで反射される。Ｉｂ３は、前記隣接する微小プリズム３０内に入射した光、Ｉｂ４は、前記隣接する微小プリズム３０の傾斜面３０ｂで反射された光である。
一方、前記微小プリズム３０の右側傾斜面３０ｂから微小プリズム３０内に入射した光Ｉｂ１は、前記光学フィルム２７をその平坦面２８側に向かって透過し、その光Ｉｂ１のうちの前記平坦面２８を透過した光Ｉｂ５が、前記平坦面２８から前記液晶表示素子１に向かって出射する。
なお、前記光学フィルム２７を透過した光Ｉｂ１のうちの前記平坦面２８で反射された光Ｉｂ６は、前記微小プリズム３０の２つの傾斜面３０ａ，３０ｂのいずれかから面光源１８側に出射する。
また、前記光学フィルム２７の前記液晶表示素子１と対向する側に設けられた拡散部材３１は、例えば拡散粒子が分散された透明な樹脂フィルムからなっており、前記光学フィルム２７の平坦面２８上に貼り付けて配置されている。
そして、前記光学フィルム２７と前記拡散部材３１の積層体は、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向を、前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置され、前記拡散部材３１の液晶表示素子１と対向する面を、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられる。
また、前記面光源１８の導光板１９は、その入射端面２０の法線方向２０ｈを前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置され、この導光板１９の出射面側に備えられた前記プリズムアレイ２５は、その複数の微小プリズム２６の長手方向を、前記導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈ及び前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向と実質的に平行にして配置され、前記複数の微小プリズム２６の頂部が、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の頂部に近接または当接している。
この液晶表示装置は、液晶表示素子１とその観察側とは反対側に配置された面光源１８との間に、前記液晶表示素子１にその観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過して前記平坦面２８側から入射した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射し、前記面光源１８から照射され、前記凹凸面２９側から入射した光を透過させて前記液晶表示素子１へ向けて出射する光学フィルム２７を配置しているため、従来の反射／透過型液晶表示装置のように半透過反射膜を用いること無く、また、液晶表示素子の複数の画素毎に反射表示部と透過表示部を形成すること無く、明るい反射表示と透過表示とを行うことができる。
しかも、前記光学フィルム２７は、一方のフィルム面が平坦面２８に形成され、他方のフィルム面が、細長形状の微小プリズム３０をその長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列した形状の凹凸面２９に形成されたものであり、前記平坦面２８を前記液晶表示素子１に向けて配置されているため、前記液晶表示素子１にその観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光を、前記光学フィルム２７によって高い反射率で反射させることができ、この反射光の輝度を高くし、前記反射表示を明るくすることができる。
図４及び図５は、前記光学フィルム２７にその平坦面２８側から入射した光のうちの前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の長手方向に傾いた方向から入射した光の反射光線を示す平面図及び斜視図である。
図５のように、前記液晶表示素子１の法線方向及び前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の長手方向と平行で、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面３０ａを通る面を第１の垂直面３２とすると、前記平坦面２８側から前記第１の垂直面３２に沿って前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記微小プリズム３０の一端方向に傾いた方向から入射した光Ｉａ１０は、その一部が前記光学フィルム２７の平坦面２８で反射され、その反射光Ｉａ１１が、図４及び図５のように前記第１の垂直面３２上を、前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記微小プリズム３０の他端方向に前記入射光Ｉａ１０の入射角に対応した角度で傾いた方向（正反射方向）に出射する。
また、前記平坦面２８側から入射した光Ｉａ１０のうちの前記平坦面２８から前記光学フィルム２７内に入射した光Ｉａ１２は、前記平坦面２８で屈折して前記第１の垂直面３２上を進み、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面３０ａで反射された光Ｉａ１４として前記微小プリズム３０の他方の傾斜面３０ｂへ向けて進み、さらに前記他方の傾斜面３０ｂで反射された光Ｉａ１６として前記平坦面２８に向かって進み、この平坦面２８でさらに屈折されて出射する光Ｉａ１７として液晶表示素子１に向かって出射する。
尚、図４及び図５において、Ｉａ１３（図４では省略している）は、前記平坦面２８から光学フィルム２７内に入射し、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面３０ａから面光源１８側に出射した出射光、Ｉａ１５（図４では省略している）は、前記他方の傾斜面３０ｂから前記面光源１８側に出射した出射Ｉａ１７である。
ここで、前記微小プリズム３０の一方の傾斜面３０ａで反射された光Ｉａ１４は、前記一方の傾斜面３０ａにより第１の垂直面３２から傾いた方向に反射され、前記微小プリズム３０の他方の傾斜面３０ｂでさらに反射される。
また、前記他方の傾斜面３０ｂで反射された光Ｉａ１６は、前記微小プリズム３０内を前記平坦面２８に向かって進み、前記平坦面２８で屈折された光Ｉａ１７として、前記平坦面２８から出射する。この前記平坦面２８から出射する光Ｉａ１７は、前記液晶表示素子１の法線方向及び前記微小プリズム３０の長手方向と平行で、前記微小プリズム３０の他方の傾斜面３０ｂを通る第２の垂直面３３上を、前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記微小プリズム３０の他端方向に前記入射光Ｉａ１０の入射角に対応した角度で傾いた方向（正反射方向）に出射する。
そのため、前記光学フィルム２７の平坦面２８で反射された光Ｉａ１１と、前記光学フィルム２７内に入射し、前記微小プリズム３０の一方と他方の傾斜面３０ａ，３０ｂで反射されて前記平坦面２８から出射した光Ｉａ１７とは、それぞれ互いに平行な第１の垂直面３２と第２の垂直面３３に沿い、かつ実質的に互いに平行な方向に、向かって進む。
そのため、前記液晶表示素子１にその観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過して前記光学フィルム２７に入射した光は、前記光学フィルム２７の平坦面２８で反射された光Ｉａ１１と、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の一方と他方の傾斜面３０ａ，３０ｂで反射されて前記平坦面２８から出射した光Ｉａ１７とが加算された高輝度の光として、前記光学フィルム２７によって反射されるのである。
これに対して、前記光学フィルム２７を、複数の微小プリズム３０が形成された凹凸面２９を前記液晶表示素子１に向けて配置した場合は、前記光学フィルム２７による反射光の輝度が低くなる。
図６は、前記光学フィルム２７を前記凹凸面２９を液晶表示素子１に向けて配置したときの、前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の長手方向に傾いた方向から入射した光の反射光線を示す斜視図である。
図６のように、前記液晶表示素子１の法線方向及び前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の長手方向と平行で、隣り合う２つの微小プリズム３０，３０の一方、例えば左側の微小プリズム（以下、左側プリズムという）３０の右側の傾斜面３０ｂを通る面を第１の垂直面３４とすると、前記光学フィルム２７を、複数の微小プリズム３０が形成された凹凸面２９を液晶表示素子１に向けて配置したときは、前記第１の垂直面３４上を前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記微小プリズム３０の一端方向に傾いた方向から入射した光Ｉａ２０は、その一部が前記左側プリズム３０の右側傾斜面３０ｂで反射された光Ｉａ２１となって右側プリズム３０へ向けて進み、さらに前記右側プリズム３０の左側傾斜面３０ａで反射されて出射する光Ｉａ２２となって液晶表示素子１側へ進む。この液晶表示素子１へ向かって進む光Ｉａ２２は、前記液晶表示素子１の法線方向及び前記微小プリズム３０の長手方向と平行で、他方の微小プリズム、つまり右側の微小プリズム（以下、右側プリズムという）３０の左側の傾斜面３０ａを通る第２の垂直面３５に沿い、且つ前記液晶表示素子１の法線方向に対して前記微小プリズム２６の他端方向に前記入射光Ｉａ２０の入射角に対応した角度で傾いた方向に進む。
なお、図６において、Ｉａ２３は、前記左側プリズム３０の右側傾斜面３０ｂで右側プリズム３０へ向けて反射され、前記右側プリズム３０内に入射した光である。
一方、前記左側プリズム３０の右側傾斜面３０ｂに入射した光Ｉａ２０のうちの前記左側プリズム３０内に入射した光は、その左側の傾斜面３０ａによって屈折された光Ｉａ２４として前記光学フィルム２７を進み、反対側の平坦面２８で反射された光Ｉａ２６となって、前記右側プリズム３０の左側傾斜面３０ａによって屈折された光Ｉａ２７となって前記左側プリズム３０から出射する。
尚、図６において、Ｉａ２５は、前記左側プリズム３０内に入射し、前記平坦面２８から面光源１８側に出射した光である。
前記左側プリズム３０の左側傾斜面３０ａから出射した光Ｉａ２７は、図のように、前記第２の垂直面３５と交差する方向に出射され、第２の垂直面３５上を進む前記プリズムの表面で反射された光Ｉａ２２とは異なる方向に向かって進む。したがって、前記プリズムの表面で反射された光Ｉａ２２と前記プリズム内に入射して反射された光Ｉａ２７との出射方向が分散される。
そのため、前記光学フィルム２７をその凹凸面２９を液晶表示素子１に向けて配置したのでは、この光学フィルム２７によって液晶表示素子１へ向けて反射される反射光の輝度が低くなる。
このように、前記光学フィルム２７をその平坦面２８を液晶表示素子１に向けて配置した上記液晶表示装置は、前記光学フィルム２７をその凹凸面２９を液晶表示素子１に向けて配置した場合に比べて、前記液晶表示素子１側への反射光の輝度が高く、したがって、前記反射表示の輝度を高くすることができる。
また、上記液晶表示装置は、前記光学フィルム２７の液晶表示素子１と対向する平坦面２８側に拡散部材３１を配置しているため、前記反射表示のときに、前記光学フィルム２７により液晶表示素子１側へ反射された光を前記拡散部材３１により拡散して前記液晶表示素子１に入射させ、また、透過表示のときに、前記面光源１８から照射された照明光を前記拡散部材３１により拡散して前記液晶表示素子１に入射させることができ、したがって、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画像を表示することができる。
さらに、上記液晶表示装置は、前記光学フィルム２７を、その複数の微小プリズム３０の長手方向を、前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置しているため、反射表示のときの前記光学フィルム２７によって反射された光の広がり方向及び透過表示のときの前記光学フィルム２７を透過した光を、前記視角の方位Ａに対して実質的に直交する方向に広げて出射するので、反射表示のときも透過表示のときも、前記視角の方位Ａに対して直交する方向の視野角を広くすることができる。
この実施形態では、前記液晶表示素子１が、画面エリア１０の上下方向に視角の方位Ａをもっており、前記光学フィルム２７が、その複数の微小プリズム３０の長手方向を前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置されているため、前記画面エリア１０の左右方向の視野角を広くすることができる。
図７は上記実施形態の液晶表示装置における反射表示のときの白表示の等輝度線図であり、図において、１２時及び６時の方向は、前記画面エリア１０の上方向及び下方向の方位（視角の方位Ａと同じ）、９時及び３時の方向は、前記画面エリア１０の左方向及び右方向の方位、破線で示した複数の同心円は、前記液晶表示素子１の法線方向（０°の方向）に対する観察方向の傾き角を示している。
図７のように、上記実施形態の液晶表示装置は、反射表示のときの白表示の輝度分布が、１００以上の輝度の白表示を観察できる観察角が左方向及び右方向にそれぞれ約７０°の角度範囲に大きく広がった分布であり、したがって、前記画面エリア１０の左右方向の視野角を広くすることができる。
また、上記実施形態の液晶表示装置は、前記面光源１８の導光板１９の出射側に配置されたプリズムアレイ２５と、光学フィルム２７とが、プリズムアレイ２５の複数の微小プリズム２６が形成された面と、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０が形成された凹凸面２９とを互いに対向させて隣接しているが、前記プリズムアレイ２５は、その複数の微小プリズム２６の長手方向を、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向と実質的に平行にして配置されているため、前記プリズムアレイ２５の微小プリズム２６の頂部と前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の頂部とが接触しても、その接触は、前記微小プリズム２６，３０の長手方向に沿った線接触であり、したがって、前記微小プリズム２６，３０がその頂部同士の接触によって損傷することは無い。
（第２の実施形態）
図８はこの発明の第２の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図である。なお、この実施形態において、上記第１の実施形態に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
この実施形態は、上記第１の実施形態の液晶表示装置において、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルムの平坦面２８側に配置された前記拡散部材３１との間に、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を透過させる透過軸１６ａと他方の直線偏光を反射する反射軸１６ｂ（図９参照）とを有する反射偏光板１６をさらに配置し、この反射偏光板１６と前記液晶表示素子１との間に拡散層１７を設けたものであり、他の構成は第１の実施形態と同じである。
図９は前記液晶表示素子１の一対の偏光板１３，１４のうちの前記光学フィルム２７側の偏光板である後側偏光板１４の透過軸１４ａの向きと、前記反射偏光板１６の透過軸１６ａ及び反射軸１６ｂの向きを示しており、前記反射偏光板１６は、その透過軸１６ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の透過軸１４ａと実質的に平行にして配置されている。
なお、前記拡散層１７は、例えば散乱粒子が分散された透明な樹脂フィルムからなっており、この拡散層１７は、その一方の面を前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けて配置され、前記反射偏光板１６は、前記拡散層１７の他方の面に貼り付けて配置され。前記光学フィルム２７とその平坦面２８側に配置された拡散部材３１との積層体は、前記拡散部材３１を前記反射偏光板１６に貼り付けて配置される。
この実施形態の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルムの平坦面２８側に配置された拡散部材３１との間に、前記反射偏光板１６をさらに配置しているため、反射表示のときの観察側から入射した光の利用効率及び透過表示のときの面光源から照射された照明光の利用効率を高くし、反射表示及び透過表示の明るさを向上させることができる。
すなわち、図１０は、前記反射偏光板１６の透過及び反射光線図であり、この実施形態の液晶表示装置においては、前記反射偏光板１６がその透過軸１６ａを前記液晶表示素子の後側偏光板１４の透過軸１４ａと実質的に平行にして配置されているため、反射表示のときに、観察側から前記液晶表示素子１を透過し、前記拡散層１７により拡散されて前記反射偏光板１６に入射した光Ｉａ１００、つまり前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の透過軸１４ａと平行な直線偏光が、前記反射偏光板１６を透過して前記拡散部材３１により拡散され、前記光学フィルム２７で反射される。
そして、前記光学フィルム２７で反射された光Ｉａ１０１は、前記拡散部材３１によりさらに拡散されて前記反射偏光板１６に入射し、この光Ｔａ１０１のうちの前記反射偏光板１６の透過軸１６ａと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６を透過し、前記拡散層１７により拡散されて前記液晶表示素子１に入射する。
また、前記光学フィルム２７で反射されて前記反射偏光板１６に入射した光Ｔａ１０１のうちの前記反射偏光板１６の反射軸１６ｂと平行な直線偏光成分は、前記反射偏光板１６で反射されて前記光学フィルム２７側に戻り、前記拡散部材３１により拡散され、前記光学フィルム２７で再び反射される。
前記光学フィルム２７で再反射された光Ｉａ１０２は、前記拡散部材３１によりさらに拡散されて前記反射偏光板１６に入射し、この光Ｔ１０２のうちの前記反射偏光板１６の透過軸１６ａと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６を透過し、前記拡散層１７により拡散されて前記液晶表示素子１に入射し、前記反射偏光板１６の反射軸１６ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６で反射され、前記光学フィルム２７で再び反射される。
以下はその繰り返しであり、したがって、反射表示のときに、観察側から入射して前記液晶表示素子１を透過した光を、前記反射偏光板１６と前記光学フィルム２７とによって効率良く前記液晶表示素子１に再入射させ、明るい反射表示を行うことができる。
一方、透過表示のときは、前記面光源１８から照射され、前記光学フィルム２７を透過した照明光Ｉｂ１００が、前記拡散部材３１により拡散されて前記反射偏光板１６に入射し、この光Ｔｂ１００のうちの前記反射偏光板１６の透過軸１６ａと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６を透過し、前記拡散層１７により拡散されて液晶表示素子１に入射する。
また、前記面光源１８から照射され、前記光学フィルム２７を透過して前記反射偏光板１６に入射した光Ｔｂ１００のうちの前記反射偏光板１６の反射軸１６ｂと平行な直線偏光成分は、前記反射偏光板１６で反射されて前記光学フィルム２７側に戻り、前記拡散部材３１により拡散され、前記光学フィルム２７で反射される。
前記光学フィルム２７で反射された光Ｉｂ１０１は、前記拡散部材３１によりさらに拡散されて前記反射偏光板１６に入射し、この光Ｔｂ１０１のうちの前記反射偏光板１６の透過軸１６ａと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６を透過し、前記拡散層１７により拡散されて前記液晶表示素子１に入射し、前記反射偏光板１６の反射軸１６ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光板１６で反射され、前記光学フィルム２７で再び反射される。
以下はその繰り返しであり、したがって、透過表示のときに、前記面光源１８から照射された照明光を、前記反射偏光板１６と前記光学フィルム２７とによって効率良く前記液晶表示素子１に入射させ、明るい透過表示を行うことができる。
（第３の実施形態）
図１１はこの発明の第３の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図である。なお、この実施形態において、上記第１の実施形態に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。
この実施形態は、上記第１の実施形態の液晶表示装置において、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルム２７の平坦面２８側に配置された前記拡散部材３１との間に、上記第２の実施形態と同様に反射偏光板１６と拡散層１７とを配置し、さらに前記面光源１８の導光板１９の出射面２１側に配置された第１のプリズムアレイ２５ａと、この第１のプリズムアレイ２５ａと前記光学フィルム２７との間に配置された第２のプリズムアレイ２５ｂとを互いに積層して備えたものであり、他の構成は第１の実施形態と同じである。
前記第１と第２のプリズムアレイ２５ａ，２５ｂはそれぞれ、前記導光板１９と対向する側の面が平坦面に形成され、その反対側の面、つまり前記液晶表示素子１と対向する側の面に、前記導光板１９の出射面２１から出射した光を集光して前記液晶表示素子１へ照射するための細長形状の微小プリズム２６ａ，２６ｂをその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配置したプリズム面が形成された透明部材からなっている。
これらのプリズムアレイ２５ａ，２５ｂのうちの拡散層２４を挟んで前記導光板１９と隣接する第１のプリズムアレイ２５ａは、その複数の微小プリズム２６ａの長手方向を、前記導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈと実質的に平行にして配置され、その平坦面を前記拡散層２４の上に貼り付けられている。
また、第２のプリズムアレイ２５ｂは、その複数の微小プリズム２６ｂの長手方向を任意の方向に向けて配置され、その平坦面を、前記第１のプリズムアレイ２５ａの複数の微小プリズム２６ａの頂部に近接または当接されている。
この実施形態では、前記第２のプリズムアレイ２５ｂを、その複数の微小プリズム２６ｂの長手方向を、前記第１のプリズムアレイ２５ａの複数の微小プリズム２６ａの長手方向（導光板１９の入射端面２０の法線方向２０ｈ）と実質的に直交する方向に向けて配置している。
なお、このように前記第２のプリズムアレイ２５ｂの複数の微小プリズム２６ｂの長手方向と前記第１のプリズムアレイ２５ａの複数の微小プリズム２６ａの長手方向とを実質的に直交させると、前記第２のプリズムアレイ２５ｂの複数の微小プリズム２６ｂの長手方向と、この第２のプリズムアレイ２５ｂと隣接する光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向とが交差するため、前記第２のプリズムアレイ２５ｂを、前記光学フィルム２７との間に間隙を設けて配置し、前記第２のプリズムアレイ２５ｂの微小プリズム２６ｂの頂部と前記光学フィルム２７の微小プリズム３０の頂部とが相互の接触によって損傷しないようにするのが望ましい。
この実施形態の液晶表示装置は、前記面光源１８の導光板１９の出射面２１側に、第１と第２の２枚のプリズムアレイ２５ａ，２５ｂを互いに積層して配置しているため、前記導光板１６の出射面２１から出射して前記拡散層２４により拡散された光を、前記２枚のプリズムアレイ２５ａ，２５ｂによって前記液晶表示素子１の法線方向に集光し、より正面輝度の高い照明光を前記液晶表示素子１へ向けて照射することができる。
（電子機器に実装する液晶表示装置の構成例）
図１２及び図１３は電子機器に実装する液晶表示装置の構成例を示しており、図１２は液晶表示装置の斜視図、図１３は前記液晶表示装置の側面図である。
この液晶表示装置は、例えば携帯電話機のような、上下方向の幅が左右方向の幅よりも大きい縦長の矩形形状に形成された表示部を有する電子機器に実装するものであり、液晶表示素子１は、前記縦長の矩形形状に形成された画面エリア１０を有し、前記画面エリア１０の上下方向に視角の方位Ａをもっており、光学フィルム２７は、その複数の微小プリズム３０の長手方向を、前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置されている。
また、面光源１８の導光板１９は、前記液晶表示素子１の画面エリア１０に対応した縦長の矩形形状に形成され、その２つの短辺の一方に対応する端面に入射端面２０が形成された板状部材からなっており、この導光板１９は、その入射端面２０の法線方向を前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にし、且つ、前記入射端面２０が形成された短辺を、前記液晶表示素子１の画面エリア１０の下辺側に対応させて配置されている。
さらに、前記面光源１８は、前記導光板１９の出射面側に配置された１枚のプリズムアレイ２５を備えており、このプリズムアレイ２５は、その複数の微小プリズム２６の長手方向を前記導光板１９の入射端面２０の法線方向及び前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向と実質的に平行にして配置されている。
この液晶表示装置は、図８に示した第２の実施形態の液晶表示装置に対応するものであり、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルム２７の平坦面２８側に配置された拡散部材３１との間に配置された反射偏光板１６は、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられた拡散層１７の他方の面に貼り付けられている。
また、前記面光源１８のプリズムアレイ２５は、前記導光板１９の出射面２１上に貼り付けられた拡散層２４の上に貼り付けられており、前記光学フィルム２７の平坦面２８側に配置された拡散部材３１は、前記光学フィルム２７の平坦面２８上に貼り付けられている。
なお、図１２及び図１３では、前記反射偏光板１６と前記拡散部材３１との間、及び前記光学フィルム２７と前記面光源１８のプリズムアレイ２５との間に間隙を設けているが、前記拡散部材３１は、前記反射偏光板１６に貼り付けて配置され、前記光学フィルム２７と前記拡散部材３１との積層体は、前記拡散部材３１を前記反射偏光板１６に貼り付けて配置され、前記面光源１８は、前記プリズムアレイ２５の複数の微小プリズム２６の頂部を前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の頂部に近接または当接させて配置されている。
この液晶表示装置は、上記のような構成であるため、携帯電話機のような縦長の矩形形状に形成された表示部を有する電子機器に実装することにより、前記縦長の矩形形状の表示部に、この表示部の上下方向に対して直交する方向の視野角が広い画像を表示することができる。
（電子機器に実装する液晶表示装置の他の構成例）
図１４及び図１５は電子機器に実装する液晶表示装置の他の構成例を示しており、図１４は液晶表示装置の斜視図、図１５は前記液晶表示装置の側面図である。
この液晶表示装置は、例えばデジタルカメラのような、左右方向の幅が上下方向の幅よりも大きい横長の矩形形状に形成された表示部を有する電子機器に実装するものであり、液晶表示素子１は、前記横長の矩形形状に形成された画面エリア１０を有し、前記画面エリア１０の上下方向に視角の方位Ａをもっており、光学フィルム２７は、その複数の微小プリズム３０の長手方向を、前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に平行にして配置されている。
また、面光源１８の導光板１９は、前記液晶表示素子１の画面エリア１０に対応した縦長の矩形形状に形成され、その２つの短辺の一方に対応する端面に入射端面２０が形成された板状部材からなっており、この導光板１９は、その入射端面２０の法線方向を前記液晶表示素子１の視角の方位Ａと実質的に直交させ、且つ、前記入射端面２０が形成された短辺を、前記液晶表示素子１の画面エリア１０の左右いずれか一方の辺側に対応させて配置されている。
さらに、前記面光源１８は、前記導光板１９の出射面側に、複数の微小プリズム２６ａの長手方向を前記導光板１９の入射端面２０の法線方向と実質的に平行に配置した第１のプリズムアレイ２５ａと、前記第１のプリズムアレイ２５ａと前記光学フィルム２７との間に、複数の微小プリズム２６ｂの長手方向を前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向と実質的に平行に配置した第２のプリズムアレイ２５ｂとを備えている。
この液晶表示装置は、図１１に示した第３の実施形態の液晶表示装置を観察側から見て９０°回転させ、さらに、前記液晶表示素子１の視野の方位Ａを画面エリア１０の上下方向に設定し、前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の長手方向を前記第３の実施形態とは直交する方向にしたものであり、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルム２７の平坦面２８側に配置された拡散部材３１との間に配置された反射偏光板１６は、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられた拡散層１７の他方の面に貼り付けられている。
また、前記面光源１８の第１のプリズムアレイ２５ａは、前記導光板１９の出射面２１上に貼り付けられた拡散層２４の上に貼り付けられ、第２のプリズムアレイ２５ｂは、その平坦面を、前記第１のプリズムアレイ２５ａの複数の微小プリズム２６ａの頂部に近接または当接させて配置されており、前記光学フィルム２７の平坦面２８側に配置された拡散部材３１は、前記光学フィルム２７の平坦面２８上に貼り付けられている。
なお、図１４及び図１５では、前記反射偏光板１６と前記拡散部材３１との間、及び前記光学フィルム２７と前記面光源１８の第２のプリズムアレイ２５ｂとの間に間隙を設けているが、前記拡散部材３１は、前記反射偏光板１６に貼り付けて配置され、前記光学フィルム２７と前記拡散部材３１との積層体は、前記拡散部材３１を前記反射偏光板１６に貼り付けて配置され、前記面光源１８は、前記第２のプリズムアレイ２５ｂの複数の微小プリズム２６ｂの頂部を前記光学フィルム２７の複数の微小プリズム３０の頂部に近接または当接させて配置されている。
この液晶表示装置は、上記のような構成であるため、デジタルカメラのような横長の矩形形状に形成された表示部を有する電子機器に実装することにより、前記横長の矩形形状の表示部に、この表示部の上下方向に対して直交する方向の視野角が広い画像を表示することができる。
（第４の実施形態）
図１６はこの発明の第４の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図であり、この液晶表示装置は、前記光学フィルム２７を、その複数の微小プリズム３０の長手方向を、液晶表示素子１の視角の方位Ａに対して実質的に直交させて配置したものである。
この実施形態において、前記液晶表示素子１は、上下方向の幅が左右方向の幅よりも大きい縦長の矩形形状に形成された画面エリア１０を有しており、前記画面エリア１０の左右方向に視角の方位Ａをもつように設計されている。
なお、この実施形態の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１と、前記光学フィルム２７の平坦面側に配置された拡散部材３１との間に、反射偏光板１６と、この反射偏光板１６の前記液晶表示素子１と対向する面側に配置された拡散層１７とを配置し、面光源１８の導光板１９の出射面側に１枚のプリズムアレイ２５を備えたものであり、前記液晶表示素子１の視角の方位Ａ以外は、図８に示した第２の実施形態の液晶表示装置と同じ構成となっている。
この液晶表示装置は、縦長の矩形形状に形成された画面エリア１０を有し、前記画面エリア１０の左右方向に視角の方位Ａをもった液晶表示素子１を備え、前記光学フィルム２７を、その複数の微小プリズム３０の長手方向を前記液晶表示素子１の視角の方位Ａに対して実質的に直交させて配置しているため、前記視角の方位Ａに対して直交する方向、つまり前記画面エリア１０の上下方向の視野角が広い画像を表示することができる。
この発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図。 液晶表示素子１の一部分の拡大断面図。 光学フィルムの一部分のハッチングを省略した拡大断面図。 前記光学フィルムにその平坦面側から入射した光のうちの液晶表示素子の法線方向に対して微小プリズムの長手方向に傾いた方向から入射した光の反射光線を示す平面図。 前記光学フィルムにその平坦面側から入射した光のうちの液晶表示素子の法線方向に対して微小プリズムの長手方向に傾いた方向から入射した光の反射光線を示す斜視図。 前記光学フィルムをその凹凸面を液晶表示素子に向けて配置したときの、前記液晶表示素子の法線方向に対して微小プリズムの長手方向に傾いた方向から入射した光の反射光線を示す斜視図。 第１の実施形態の液晶表示装置における反射表示のときの白表示の等輝度線図。 この発明の第２の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図。 第２の実施形態における液晶表示素子の後側偏光板の透過軸の向きと反射偏光板の透過軸及び反射軸の向きを示す図。 反射偏光板の透過及び反射光線図。 この発明の第３の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図。 電子機器に実装する液晶表示装置の構成例を示す斜視図。 図１２の液晶表示装置の側面図。 電子機器に実装する液晶表示装置の他の構成例を示す斜視図。 図１４の液晶表示装置の側面図。 この発明の第４の実施形態を示す液晶表示装置の分解斜視図。
符号の説明
１…液晶表示素子、Ａ…視角の方位、２，３…基板、４…画素電極、５…ＴＦＴ、６…対向電極、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…カラーフィルタ、８，９…配向膜、１０…画面エリア、１２…液晶層、１３，１４…偏光板、１１４ａ…後側偏光板の透過軸、１６…反射偏光板、１６ａ…透過軸、１６ｂ…反射軸、１７…拡散層、１８…面光源、１９…導光板、２０…入射端面、２０ｈ…入射端面の法線方向、２１…出射面、２２…反射膜、２３…発光素子、２４…拡散層、２５，２５ａ，２５ｂ…プリズムアレイ、２６，２６ａ，２６ｂ…微小プリズム、２７…光学フィルム、２８…平坦面、２９…凹凸面、３０…微小プリズム、３１…拡散部材。

Claims (11)

  1. 間隔を設けて対向配置され、互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の電極が形成された一対の基板と、これらの基板間の間隙に封入された液晶層と、前記一対の基板を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、光の透過を制御して表示を行う液晶表示素子と、
    前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子へ向けて照明を光照射する面光源と、
    透明なフィルム状部材からなり、互いに対向する２つのフィルム面のうちの一方のフィルム面が平坦面に形成され、他方のフィルム面が、細長形状の微小プリズムをその長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列した形状の凹凸面に形成され、前記液晶表示素子と前記面光源との間に、前記平坦面を前記液晶表示素子に向けて配置された光学フィルムと、
    前記光学フィルムの前記液晶表示素子と対向する平坦面側に配置された拡散部材と、
    を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 光学フィルムは、液晶表示素子の法線方向を中心とする二等辺三角形状の断面形状を有する細長形状の微小プリズムが複数配列された凹凸面を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 光学フィルムは、複数の微小プリズムの長手方向を、液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 光学フィルムは、複数の微小プリズムの長手方向を、液晶表示素子の視角の方位に対して実質的に直交させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 液晶表示素子と、光学フィルムの平坦面側に配置された拡散部材との間に配置され、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を透過させる透過軸と他方の直線偏光を反射する反射軸とを有し、前記透過軸を、前記液晶表示素子の前記光学フィルム側の偏光板の透過軸と実質的に平行にして配置された反射偏光板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 面光源は、透明な板状部材からなり、その端面に光が入射する入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射面が形成され、前記出射面を前記液晶表示素子に向けて配置された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置された発光素子と、前記導光板の出射面側に配置され、前記導光板の出射面から出射した光を集光して前記液晶表示素子へ照射するための細長形状の微小プリズムがその長手方向と直交する方向に互いに平行に複数並べて配列された少なくとも１枚のプリズムアレイとを備え、前記導光板と隣接する前記プリズムアレイは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  7. 導光板の出射面側に配置された少なくとも１枚のプリズムアレイは、前記導光板と対向する側に平坦面が形成され、その反対側に複数の微小プリズムを配置したプリズム面が形成された透明部材からなっており、光学フィルムと隣接する前記プリズムアレイは、このプリズムアレイの複数の微小プリズムの長手方向を、前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 導光板は、その入射端面の法線方向を液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置されており、前記導光板の出射面側に、複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向及び光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行に配置した１枚のプリズムアレイを備えることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
  9. 導光板は、その入射端面の法線方向を液晶表示素子の視角の方位と実質的に直交させて配置されており、前記導光板の出射面側に、複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行に配置した第１のプリズムアレイと、前記第１のプリズムアレイと光学フィルムとの間に、複数の微小プリズムの長手方向を前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行に配置した第２のプリズムアレイとを備えることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
  10. 液晶表示素子は、上下方向の幅が左右方向の幅よりも大きい縦長の矩形形状に形成された画面エリアを有し、前記画面エリアの上下方向に視角の方位をもっており、光学フィルムは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置され、面光源の導光板は、前記液晶表示素子の画面エリアに対応した縦長の矩形形状に形成され、且つ前記縦長の矩形形状の短辺に対応する端面に入射端面が形成された板状部材からなり、前記導光板の出射面側に、複数の微小プリズムの長手方向を、前記導光板の入射端面の法線方向及び前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置した１枚のプリズムアレイを備えることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
  11. 液晶表示素子は、左右方向の幅が上下方向の幅よりも大きい横長の矩形形状に形成された画面エリアを有し、前記画面エリアの上下方向に視角の方位をもっており、光学フィルムは、その複数の微小プリズムの長手方向を、前記液晶表示素子の視角の方位と実質的に平行にして配置され、面光源の導光板は、前記液晶表示素子の画面エリアに対応した横長の矩形形状に形成され、且つ前記横長の矩形形状の短辺に対応する端面に入射端面が形成された板状部材からなり、前記導光板の出射面側に、複数の微小プリズムの長手方向を前記導光板の入射端面の法線方向と実質的に平行にして配置した第１のプリズムアレイと、前記第１のプリズムアレイと前記光学フィルムとの間に、複数の微小プリズムの長手方向を前記光学フィルムの複数の微小プリズムの長手方向と実質的に平行にして配置した第２のプリズムアレイとを備えることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
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