JP3571190B2 - 照明装置およびこれを備えた反射型液晶表示装置 - Google Patents
照明装置およびこれを備えた反射型液晶表示装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被照明物と観察者との間に配置されて使用され、被照明物に光を照射するとともに、被照明物からの反射光を観察者が視認できるように該反射光を透過させるべく構成された照射手段と、この照明手段を備える反射型液晶表示装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、反射型液晶表示装置は、周囲光を光源として利用するため、低消費電力であるとともに、透過型液晶表示装置など他の表示装置と比較して薄型化が可能であるというメリットを有している。しかしながら、反面、光源として周囲光を利用しているため、その表示品位は、周辺環境に対して大きな依存性を有している。特に、周囲が暗く周囲光を十分に取り入れることができないような状態では、表示の確認さえもできないという不都合を生じている。
【０００３】
上記の不都合を解消するために、たとえば、腕時計などに対しては、近年様々な手法が採用されて、実用化されている。このような手法としては、具体的には、補助光源などを設ける手法が知られている。たとえば、図２６に示すように、補助光源として、腕時計の液晶表示部１０１の側面に電球１０２が設置されている。このような補助光源を設ける手法は、上記の不都合を解決するには、最も簡便かつ低コストな手法である。
【０００４】
また、上記補助光源を用いる手法以外に、液晶表示装置に対して、くさび型状の断面を有する導光体を備える照明手段を設ける手法（たとえば、特開昭５７−１４４５８１号公報や、ＵＳＰ４，４５３，２００号公報など）も考案されている。この手法では、上記導光体によって、光源からの光を液晶パネルに導くことにより、該液晶パネルの表示面全体に対して、従来よりも均一に照明を行うことが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現在、携帯情報端末などに用いられている高精細の反射型の液晶表示装置に対して、上記補助光源を設ける手法を採用すると、以下の問題点を招来することになる。
【０００６】
（１）液晶表示装置の表示面が大きくなるために、該表示面全体を均一に照明することが困難である。
（２）液晶表示装置における液晶パネル前面の透光性基板内に入射した光により、表示面上の画素を横断して進行する迷光が発生する。この迷光の発生は、上記表示面において、中間調の表示特性を著しく劣化させる。
【０００７】
さらに、光源を液晶パネル上部に設置することにより、液晶パネル前面の透光性基板内への光を入射を防止して上記（２）の問題点を回避することは可能である。しかしながら、光源を液晶パネルの上部に設置しても、表示面全体を均一に照明することは困難であり、（２）の問題点を解消することはできても、上記（１）の問題点を回避することはできない。
【０００８】
一方、上記特開昭５７−１４４５８１号公報やＵＳＰ４，４５３，２００号公報などのくさび型状の断面を有する導光体を用いる照明手段の場合は、表示面全体に均一な照明を行うことは可能ではあるが、該照明手段を製造するために、非常に複雑な光学設計や非常に精密な製造工程が要求されることになる。それゆえ、製造工程の煩雑化と製造コストの上昇とを招来することになる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、反射型の液晶表示装置など、光を照射してその反射光を観察する表示体に対して、その表示面全体に、均一で、かつ、表示特性の劣化を回避し得る照明をより簡素な構成によって行うことのできる照明手段を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体の前面に、該表示体の表示面に対して傾斜した状態で設けられており、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源とを備えており、上記屈折率体と、光源と、表示体の表示面とで囲まれることにより、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面を有する空間部が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の請求項１記載の構成によれば、光源からの光は、まず、上記空間部に達し、その後、屈折率体と空間部との界面にまで達する。この界面では、上記屈折率体の屈折率が１より大きく、かつ、該屈折率体よりも空間部である空気層の屈折率の方が小さいことから、照射された光が反射する成分（以下、反射光とする）と透過する成分（以下、透過光とする）とに分解される。
【００１２】
ここで、上記空間部は、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面、すなわち、くさび型状や台形状の断面を有している。そのため、上記反射光は、断面の厚さが連続的に小さくなっていく側の表示体の表示面に照射される。
【００１３】
また、この反射光は、表示体の表示面上で反射され、その後、再び上記界面まで達し、反射光と透過光とに分解される。このような過程を繰り返すことによって、表示体の表示面全体に光源からの光が均一に照射されることになる。すなわち、上記照明手段では、光源から直接照射される光に加えて、上記反射光によって表示体を照射することになる。しかも、上記透過光は、空間部における断面の厚さが連続的に小さくなっていく側に向かって直進するため、表示体の表示に影響を及ぼすことがない。
【００１４】
そのため、周囲光の反射を利用して表示を行う表示体、たとえば、紙面や反射型液晶表示装置などに上記照明手段を備えることによって、該表示体への周囲光が不足している場合に、表示に悪影響を及ぼすことなく、光源からの光を表示体上に導くことができる。
【００１５】
しかも、上記空間部には、従来の照明手段のように、特別な媒質を充填する必要がない。また、上記空間部である空気層は、特別な媒質を充填する場合と比較して、屈折率体との屈折率差を最も大きくすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【００１６】
その結果、上記照明手段を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる表示体を得ることができるとともに、照明手段の製造工程を簡素化して、製造コストを低減することができる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の構成に加えて、上記屈折率体は、その表面が平滑であることを特徴としている。
【００１８】
上記の請求項２記載の構成によれば、上記屈折率体の表面は平滑となっているため、従来の照明手段において用いられている屈折率体のような特別な表面加工を施す必要がない。それゆえ、製造方法を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することができる。また、上記屈折率体においては、表示体側の界面が照明に重要な役割を果たしているため、観察者側表面が平滑であれば、表示体の表示を損なうことがない限り様々な機能を付加することもできる。
【００１９】
本発明の請求項３記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１または２記載の構成に加えて、上記屈折率体が入力手段を備えていることを特徴としている。
【００２０】
上記の請求項３記載の構成によれば、屈折率体が入力手段を備えているため、入力手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。
【００２１】
本発明の請求項４記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１、２または３記載の構成に加えて、上記屈折率体が上記表示体を保護する保護手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の請求項４記載の構成によれば、上記屈折率体が保護手段を備えているため、保護手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。また、上記屈折率体として、従来用いられている保護板を用いることもできるため、より部材点数の増加を防止することができる。さらに、屈折率体の観察者側の表面に反射防止機能を付加することもできる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から４の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲内であることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項５記載の構成によれば、屈折率体の屈折率が上記の範囲内であれば、光源からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体における光の吸収の波長依存性を小さくすることができる。
【００２５】
本発明の請求項６記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から５の何れか１項記載の構成に加えて、上記空間部は、上記光源の周囲を覆うように配置される反射板によって形成される領域を含んでいることを特徴としている。
【００２６】
上記請求項６の構成によれば、上記空間部と上記反射板により形成される光源の周囲の領域との間には屈折率差がない、すなわち界面が生じない。そのため、界面における光の反射などによる光のロスを抑制し、光源からの光の利用効率を上昇させることができる。
【００２７】
本発明の請求項７記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から６の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源が、表示体上の、表示面全体を見渡す位置に設置されていることを特徴としている。
【００２８】
上記請求項７記載の構成によれば、光源を上記位置に設置することによって、光源からの光が表示体の表示面全体に行き渡ることになる。そのため、上記表示体上において、照射される光にムラが生じることをより効果的に抑制することができるとともに、表示体の表示をより明るくすることができる。
【００２９】
本発明の請求項８記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から７の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が５０°以下であることを特徴としている。
【００３０】
上記請求項８記載の構成によれば、上記屈折率体の傾斜角は、くさび型状の断面を有する上記空間部において、該くさび型の頂角となる。あるいは、上記断面が台形状である場合でも、台形の上底で止まっている側辺を延長してくさび型状とした際に、上記傾斜角は、該くさび型の頂角となる。
【００３１】
そのため、上記光源からの光の広がりの角度をδとし、上記頂角（傾斜角）をαとすると、上記界面へ入射する光の入射角θは、次式によって表される。
【００３２】
θ＝９０°−α±δ
上記界面では、入射角θが約４０°から反射光が増加する。その結果、上記頂角αは５０°以下であれば、光源からの光をより多く反射することができる。
【００３３】
本発明の請求項９記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項８記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が、１０°未満であることを特徴としている。
【００３４】
上記請求項９記載の構成によれば、上記界面では、上記入射角を表す式における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。その結果、上記頂角αは１０°未満であれば、光源からの光をより一層多く反射することができる。
【００３５】
本発明の請求項１０記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項８または９記載の構成に加えて、上記空間部の断面において、傾斜している上記屈折率体の表示体側表面と一致する第１線と、上記屈折率体の上方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と垂直に交差する第２線と、上記屈折率体の下方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形に対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ
Ｌ：第３線の長さ
ｈ：第２線の長さ
α：屈折率体の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立することを特徴としている。
【００３６】
上記請求項１０記載の構成によれば、たとえば、上記表示体として反射型液晶表示装置を用いるとすると、通常、反射型液晶表示装置ではバックライトを用いないため、透過型液晶表示装置よりも薄型化が可能であるという利点を有している。
【００３７】
ここで、上記バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。そのため、上記空間部の断面における厚さの大きい側の側面の厚さである、上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とすることによって、上記照明手段を反射型液晶表示装置に備える場合に、反射型液晶表示装置の薄型化を抑制することを回避できる。したがって、光源からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型が可能である照明手段を実現することができる。
【００３８】
本発明の請求項１１記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１０の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源からの光が表示体の側面から直接入射することを防止する遮光手段を備えていることを特徴としている。
【００３９】
上記請求項１１記載の構成によれば、たとえば、上記表示体として反射型液晶表示装置を用いるとすると、通常、反射型液晶表示装置では、液晶層を挟持している透光性基板に直接光源からの光が入射した場合、表示面上の複数の画素を横切って進行する迷光が発生する。この迷光は、液晶表示装置の表示品位を著しく低下させる。
【００４０】
しかしながら、上記遮光手段によって、光源からの光が上記透光性基板の側面から入射することを防止できるため、全ての光源からの光を上記空間部に入射させることができる。そのため、上記迷光の発生を防止できるとともに、光源からの光の利用効率を上昇させることができる。
【００４１】
本発明の請求項１２記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１１の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源は、表示体の外側となり、かつ、該光源の上端が上記屈折率体における観察者側の表面よりも下方となる位置に配置されていることを特徴としている。
【００４２】
上記請求項１２記載の構成によれば、光源を上記の位置に設けることによって、上記照明手段を備える表示体の厚さを薄型化することができる。また、上記光源が屈折率体における観察者側の表面よりも上方にある場合、光源から直接表示体を照明する光は、表示体の光源近傍領域のみを極端に明るく照明することになるが、上記のような位置に光源を設けることによって、光源からの光を表示体全体により均一に照明することができる。
【００４３】
本発明の請求項１３記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１２記載の構成に加えて、上記光源の上端が上記表示体の表示面よりも下方となることを特徴としている。
【００４４】
上記請求項１３記載の構成によれば、光源を上記の位置に設けることによって、光源からの光が屈折率体に達した際に、該屈折率体内を伝搬する光を大幅に減少させることができる。そのため、照明をより均一な明るさとすることができるとともに、光源からの光の利用効率をより一層向上することができる。
【００４５】
本発明の請求項１４記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなる第１屈折率部と、上記光源近傍に位置し、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっている屈折率体と、上記光源近傍に位置し、上記第２屈折率部における接続部とは反対側となる辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴としている。
【００４６】
上記請求項１４記載の構成によれば、屈折率体の接続部により、第１屈折率部を可動させて傾斜させることによって、表示体の表示面と第１屈折率部との間に前記請求項１における空間部と同様の断面を有する空間部が形成される。また、上記第２屈折率部も同様に可動させて傾斜させることによって、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射することができる。さらに、第１屈折率部の傾斜状態は上記支持手段によって支持されるため、上記空間部を安定した状態で維持することができる。
【００４７】
その結果、上記構成の照明手段は、前記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合は、第１屈折率部を傾斜状態からもとの状態へ戻すことによって、上記屈折率体は、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。また、上記屈折率体は、上記接続手段により光源近傍で装置本体と接続されているため、表示体を使用する際に照明手段が必要ない場合、屈折率体そのものを接続手段の可動によって表示体前面からはね上げるなどして移動させ、直接表示体を観察することができる。
【００４８】
したがって、上記構成では、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することが可能であるとともに、照明手段そのものが必要ない場合は、該照明手段を表示体の前面から移動させることができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができる。
【００４９】
本発明の請求項１５記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１４記載の構成に加えて、上記接続手段により屈折率体と同様に装置本体と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体および表示体を覆う位置に配置されている蓋部を備えていることを特徴としている。
【００５０】
上記請求項１５記載の構成によれば、表示体を観察しないときには、上記蓋部により、表示体および屈折率体を覆ってこれらを保護することができる。また、表示体を観察するときに照明手段を用いる場合は、蓋部のみを表示体上から移動させることができる。さらに、照明手段を用いない場合は、接続部により平板状とした屈折率体の背面に蓋部を隣接させ、蓋部と屈折率体とを一体として表示体の前面から移動させることが可能となる。それゆえ、上記蓋部は、表示体の観察の妨げになることなしに、表示体および屈折率体を保護することができる。
【００５１】
本発明の請求項１６記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に設けられている、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記光源とは表示体を挟んで対向する位置に配置され、上記屈折率体の一辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記光源からの光を、反射によって表示体および屈折率体側へ照射する反射手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴としている。
【００５２】
上記請求項１６記載の構成によれば、接続手段によって屈折率体を傾斜させることにより、表示体の表示面と屈折率体との間に前記請求項１における空間部と同様の断面を有する空間部が形成される。また、この屈折率体の傾斜状態は支持手段によって支持される。さらに、反射手段によって、光源からの光を反射して形成された空間部に対して照射することができる。
【００５３】
その結果、上記構成の照明手段は、前記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合は、屈折率体を傾斜状態からもとの状態へ戻すことによって、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。したがって、上記構成では、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができる。
【００５４】
本発明の請求項１７記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１６記載の構成に加えて、上記屈折率体が、表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなっている第１屈折率部と、上記光源近傍に位置する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっているとともに、上記第２屈折率部が、光源からの光を反射して、第１屈折率部および表示体側へ照射する反射手段であり、かつ、該第２屈折率部が傾斜することにより、第１屈折率部を傾斜した状態で支持する支持手段であることを特徴としている。
【００５５】
上記請求項１７記載の構成によれば、上記第２屈折率部が支持手段および反射手段として機能するため、上記空間部を形成するための構成は、屈折率体１つのみでよい。それゆえ、照明手段の構成を簡素化することができるとともに、照明手段全体をコンパクトなものにすることができる。
【００５６】
本発明の請求項１８記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１７記載の構成に加えて、上記第２屈折率部を所定の傾斜状態に固定する固定手段を備えていることを特徴としている。
【００５７】
上記請求項１８記載の構成によれば、上記固定手段により、上記第２屈折率部によって第１屈折率部の傾斜が支持される際に、上記接続部が、光源の中心部と表示体における光源側の端部との中間点よりも表示体側となる位置とすることができる。そのため、光源から観察者へ直接照射される光の発生を抑制することができる。したがって、光源からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子の表示品位を向上させることができる。
【００５８】
また、第１屈折率部を傾斜させて空間部を形成した際に、該空間部における光源側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、第１屈折率部が傾斜しているために、表示体の第１方向の長さに対して第１屈折率部の第１方向の長さが不足するおそれがある。しかしながら、上記固定手段は、第２屈折率部の傾斜状態を適宜変化させることも可能であるため、固定手段の位置を変化させることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【００５９】
さらに、必要であれば、固定手段の固定位置を移動させることにより、第２屈折率部の傾斜状態を変化させて、第１屈折率部の傾斜角、すなわち、上記空間部の頂角を十分大きくすることもできる。
【００６０】
本発明の請求項１９記載の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１８の何れか１項に記載の照明手段と、反射型液晶表示素子とを備えていることを特徴としている。
【００６１】
上記請求項１９記載の構成によれば、上記照明手段を備えることにより、反射型液晶表示素子は、周囲光が少ない場合でも明るい表示が可能となる。そのため、周辺環境にほとんど依存することがない反射型液晶表示装置を得ることができる。
【００６２】
本発明の請求項２０記載の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記請求項１９記載の構成に加えて、上記反射型液晶表示素子が、上記空間部に接する側の表面上に偏光板を１枚のみ備えていることを特徴としている。
【００６３】
上記請求項２０記載の構成によれば、通常、偏光板を利用する反射型液晶表示装置では、視差の影響を回避する点、および表示を明るくする点から、反射板を１枚のみ使用した表示方式が有効である。この場合、偏光板を液晶表示素子上の屈折率体の上に配置すると、周囲光を用いる場合は問題ないが、照明手段における光源からの光を偏光する手段がなく、液晶層によるスイッチングが原理上不可能となる。
【００６４】
そこで、光源からの光を偏光させる手段が必要となるが、仮に、光源を配置する位置に偏光板を配置すると、新たに、光源からの光の反射による偏光解消や該光の入射角による偏光状態の変化などの問題が生じる。
【００６５】
しかしながら、反射型液晶表示素子における表示面上に偏光板を配置することによって、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、上記偏光板を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができる。
【００６６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図６に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００６７】
本実施の形態においては、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及し、本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられているものであるとする。
【００６８】
つまり、本実施の形態における反射型液晶表示装置１は、図２に示すように、反射型液晶表示素子（以下、特に限定のない限り、反射型液晶表示素子は、単に液晶表示素子と略する）２と、照明装置（照明手段）３を備えている。
【００６９】
まず、上記反射型液晶表示装置１の構成について説明する。
上記液晶表示素子２は、対向する一対の透光性基板１１ａ・１１ｂの間に液晶層１４を封入してなっている。上記透光性基板１１ａ・１１ｂにおけるそれぞれの対向面には、少なくとも透明電極層１２および配向膜１３が、この順で形成されている。
【００７０】
さらに、上記液晶表示素子２における照明装置３に接する側の透光性基板１１ａと該照明装置３との間に偏光板１６が介在している。一方、照明装置３と接しない側の透光性基板１１ｂにおいて、該透光性基板１１ｂにおける透光性基板１１ａとの対向面の反対側となる面、すなわち、反射型液晶表示装置１において、表示体である液晶表示素子２の表示面とは反対側となる面には、偏光板１６と同一の図示しない偏光板をその表面に備えている反射板１５が備えられている。
【００７１】
なお、以下の発明の実施の形態における表示体の説明においては、該表示体の前面である表示面の形成されている側の面、すなわち、照明手段が配置されている側の面を表示面と称する。同様に、表示体において、該表示体の表示面とは反対側となる面、すなわち、照明手段が配置されていない側の面を背面と称する。
【００７２】
つまり、上記液晶表示素子２においては、照明装置３と接する側である表示面には、偏光板１６が備えられており、照明装置３と接しない側である背面には、図示しない偏光板を備える反射板１５が備えられている。したがって、液晶層１４は、一対の偏光板の間に存在していることになる。
【００７３】
上記透光性基板１１ａ・１１ｂとしては、たとえば、ガラス基板（コーニング社製：商品番号７０５９）が用いられる。上記透明電極層１２としては、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が用いられる。上記配向膜１３としては、たとえば、高分子膜（日本合成ゴム社製：商品名ＡＬ−４５５２）が用いられ、スピンコーターにより透明電極層１２上に形成される。
【００７４】
上記透光性基板１１ａ・１１ｂの間には、図示しないスペーサが予め散布されており、このスペーサの散布の後に、液晶層１４が封入される。上記スペーサは、対向する上記透光性基板１１ａ・１１ｂの間に形成される空隙部（セル）の間隙を均一にするために用いられている。このスペーサとしては、たとえば、粒径４．５μｍのガラスビーズが用いられる。
【００７５】
上記液晶層１４は、透光性基板１１ａ・１１ｂの間に上記スペーサが散布され、図示しない接着剤にて該透光性基板１１ａ・１１ｂが貼り合わせられて、空隙部が形成された後に、真空脱気によって液晶材が導入されて形成される。上記液晶材としては、たとえば、メルク社製：商品名ＺＬＩ−３９２６（複屈折Δｎ＝０．２０３０）が用いられる。
【００７６】
上記反射板１５は、液晶層１４が形成された後に、透光性基板１１ｂの背面にエポキシ系の接着剤により接着される。この反射板１５としては、たとえば、ヘアーライン加工を施したアルミニウム製の反射板が用いられる。また、上記偏光板１６は、図示しないが、液晶層１４の液晶分子における配向方向と４５°の角度をなすように偏光軸を設定しており、透光性基板１１ａの表示面側に備えられている。
【００７７】
ここで、本実施の形態において、液晶表示素子２の反射板１５の設置位置については、図２に示すように、透光性基板１１ｂの背面に限定されるものではない。たとえば、図３に示すように、上記反射板１５に相当する反射電極１５ａと液晶層１４とを隣接させる、すなわち、液晶層１４の背面側に反射電極１５ａが配置されるような構成を有する液晶表示素子２ａであってもよい。
【００７８】
この液晶表示素子２ａの構成について詳しく説明すると、上記液晶表示素子２と同様に、対向する一対の透光性基板１１ａ・１１ｂの間に液晶層１４を封入してなっている。上記透光性基板１１ａは、照明装置３側に配置されている。この透光性基板１１ａの透光性基板１１ｂへの対向面には、少なくとも透明電極層１２および配向膜１３が、この順で形成されている。また、この透光性基板１１ａには、該照明装置３と透光性基板１１ａとの間に偏光板１６が１枚のみ介在している。
【００７９】
一方、照明装置３と接しない側の透光性基板１１ｂにおける透光性基板１１ａへの対抗面には、上記透明電極層１２と反射板１５との機能を兼ねる反射電極１５ａが形成され、その上層に配向膜１３が形成されている。
【００８０】
上記構成の液晶表示素子２ａでは、後述する空間部２２に接する側の表面上に偏光板１６を１枚のみ備えていることから、次のような利点がある。
【００８１】
通常、偏光板を利用する反射型液晶表示装置では、視差の影響を回避する点、および表示を明るくする点から、偏光板を１枚のみ使用した表示方式が有効である。ところが、上記の構成では、偏光板を液晶表示素子上の屈折率体の上に配置すると、周囲光を用いる場合は問題ないが、照明手段における光源からの光を偏光する手段がなく、液晶層による光のスイッチングが原理上不可能となる。
【００８２】
そこで、上記のような液晶表示素子では、光源からの光を偏光させる手段が必要となる。しかしながら、仮に、光源を配置する位置に偏光板を配置すると、新たに、光源からの光の反射による偏光解消や、光源からの光の入射角による偏光状態の変化などが発生するという不都合が生じる。
【００８３】
しかしながら、上記液晶表示素子２ａのように、光源からの光が入射する側の面（液晶表示素子２ａの表示面）上に偏光板１６を配置することによって、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、液晶表示素子２ａは、偏光板１６を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができる。
【００８４】
なお、反射板（あるいは反射電極）と液晶層とを隣接して形成する手法については、特開平６−２７４８１号公報に詳細に記載されているため、本実施の形態ではその説明を省略する。
【００８５】
上記照明装置３は、屈折率体２１、光源２３および反射板としてのリフレクタ２４を備えている。この照明装置３には、屈折率体２１、光源２３、および表示体（液晶表示素子２）とで囲まれた空間部２２が形成されている。上記光源２３としては、筒状のライトが用いられている。上記リフレクタ２４は、この光源２３からの光を反射して一方向に照射できるように、該光源２３を覆うようにして形成されている。なお、この光源２３を覆う領域を領域２４ａとする。
【００８６】
上記屈折率体２１は、液晶表示素子２の表示面に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図２に示すような構造では、透光性基板である屈折率体２１は、長方形または正方形状の形状を有しており、一方の辺が、リフレクタ２４の上端に接している。そして、この辺に対向する側の辺は、液晶表示素子２の表示面に接している。
【００８７】
また、上記リフレクタ２４は、その上端が屈折率体２１の一方の辺と接しているとともに、下端が液晶表示素子２の表示面と接している。それゆえ、屈折率体２１、液晶表示素子２、およびリフレクタ２４に覆われている光源２３によって、断面積が略３角形状となった空間部２２が形成される。
【００８８】
上記屈折率体２１は、空間部２２との接触面（以下、界面とする）において、光が界面反射できるように屈折率が１よりも大きい材質からなっている必要がある。ここで、上記屈折率体２１の屈折率は１．４以上１．６以下の範囲内であることが好ましい。これは、屈折率体２１の屈折率がこの範囲内であれば、光源２３からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体２１における光の吸収の波長依存性を小さくすることができるためである。
【００８９】
この屈折率体２１としては、たとえば、透光性基板１１ａ・１１ｂと同様にガラス基板（コーニング社製：商品番号７０５９）が用いられる。なお、屈折率体２１の材質は、透光性を有しており、かつ屈折率が１より大きい材質であればよく、上記ガラス基板のみに限定されるものではない。たとえば、屈折率体２１としては、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アクリル樹脂などの材質からなる透光性基板を用いてもよい。
【００９０】
上記空間部２２は、屈折率体２１、光源２３、および表示体である液晶表示素子２とによって囲まれた領域である。そして、屈折率体２１は、上述したように、光源２３側（リフレクタ２４側）の辺を上方となるように、液晶表示素子２の表示面に対して傾斜している。それゆえ、空間部２２の断面の形状は、略３角形状の断面、換言すれば、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面となっている。
【００９１】
図２に示すような場合では、空間部２２は、光源２３側の側面から、その厚さが連続的に減少するような略３角形のくさび型状の断面となっている。なお、空間部２２の断面は、上記くさび型状に限定されるものではなく、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化していればよい。たとえば、光源２３側の側面を下底とし、光源２３とは反対側の側面を上底とするような台形状の断面であってもよい。
【００９２】
上記空間部２２は、屈折率体２１、光源２３、および液晶表示素子２とによって囲まれた領域であるため、光源２３を覆うリフレクタ２４によって囲まれた領域２４ａと隣接している。このとき、この領域２４ａと空間部２２とは、連続した一つの空間部となっていることが好ましい。つまり、空間部２２は、上記領域２４ａを含んでいることが好ましい。
【００９３】
これは、上記空間部２２と領域２４ａとの間に屈折率差がない、すなわち界面が生じないことが好ましいためである。この界面が生じなければ、該界面における光の反射などによる光源２３からの光のロスを抑制し、光の利用効率を上昇することができる。
【００９４】
また、上記領域２４ａを含む空間部２２は空気層であるため、該空間部２２に特別な媒体を充填する従来の照明手段よりも、上記屈折率体２１と空間部２２との屈折率差を最も大きくすることができる。また、上記空間部２２と領域２４ａとに特別な媒質を充填する必要がないということは、照明装置３の製造工程を簡素化することができるとともに、製造コストも低減することができる。
【００９５】
上記光源２３は、空間部２２を介して表示体（液晶表示素子２）の表示面全体が見渡される位置に設置されていることが好ましい。これは、光源２３からの光を表示面全体に行き渡らせ、表示体上に照射される光が不均一となることをより効果的に抑制するためである。また、上記の位置に光源２３が配置されていれば、光源２３からの光が直接液晶表示素子２の表示面全体に照射されるため、後述するように、より表示体の表示を明るくすることもできる。
【００９６】
次に、上記反射型液晶表示装置１の備える照明装置３が表示体である液晶表示素子２を照明する方法について説明する。
上記反射型液晶表示装置１では、図１に示すように、リフレクタ２４で覆われている領域２４ａ中に配置されている光源２３から空間部２２に入射光３１が入射する。この入射光３１は、空気層である空間部２２を透過して、該空間部２２とガラス基板である屈折率体２１との界面３０に達する。
【００９７】
この界面３０では、屈折率体２１の屈折率が１より大きく、かつ、該屈折率体２１よりも空間部２２の屈折率の方が小さくなっている。そのため、図４（ａ）に示すように、入射光３１が、界面３０によって反射する成分（以下、反射光とする）３２と界面３０を透過する成分（以下、透過光とする）３３とに分解される。
【００９８】
ここで、空間部２２は、上述したように、くさび型状や台形状の断面を有している。そのため、反射光３２は、図１に示すように、断面の厚さが連続的に小さくなっていく側の液晶表示素子２の表示面に照射される。したがって、反射光３２は、液晶表示素子２の表示面（本実施の形態では、偏光板１６）と、屈折率体２１の界面３０との間で反射を繰り返して、光源２３とは反対側の側面に向かって空間部２２中を伝搬する（図１では、伝搬光３４として示す）。
【００９９】
また、空間部２２中を伝搬している伝搬光３４が、液晶表示素子２の表示面にて反射される際に、該液晶表示素子２の表示面から液晶層１４に入射する成分である液晶入射光３５が発生する。
【０１００】
この液晶入射光３５は、液晶表示素子２における反射板１５で反射されて液晶層１４を透過した後、出力光３６となる。この出力光３６は、液晶表示素子２の表示面を透過した後、照明装置３も透過して観察者３７に達する。すなわち、出力光３６は反射型液晶表示装置１の表示に用いられる光として機能する。
【０１０１】
さらに、光源２３は、液晶表示素子２の表示面全体を見渡すことのできる位置に配置されているため、光源２３からの光は、屈折率体２１および空間部２２全体に照射することが可能である。したがって、本実施の形態の照明装置３では、伝搬光３４による照明と光源２３からの入射光３１による直接の照明とによって、液晶表示素子２の表示面に対する二重の照明がなされている。それゆえ、液晶表示素子２に対してより均一かつより明るい照明が可能となる。
【０１０２】
加えて、上記界面３０を透過した透過光３３は、そのまま液晶表示素子２の表示面と略平行の方向に直進するため、観察者３７へ到達することがない。それゆえ、透過光３３によって、反射型液晶表示装置１の表示に悪影響が及ぼされることはなく、表示品位の劣化が生じることがない。
【０１０３】
ところで、通常、空気とガラスとの界面などといった、異なる屈折率を有する媒体間の界面に入射する入射光において、その透過率Ｔおよび反射率Ｒは、次の式（１）ないし式（４）で表される。なお、入射光は屈折率ｎ１ の媒質Ａから屈折率ｎ２ の媒質Ｂへ入射するものとし、上記媒質Ａ・Ｂ間の界面における入射角をθ１ 、界面からの出射角をθ２ とする。また、添字のｐ、ｓは、反射光または透過光の偏光を示し、ｐは、入射面（光の入射する界面の法線と光の進行方向とにより決定される面）に平行な成分についてであり、ｓは垂直な成分についてである。
【０１０４】
まず、θ１ ≠０°のときは、
Ｔｐ ＝ｓｉｎ２θ１ ・ｓｉｎ２θ２／｛ｓｉｎ２（θ１ ＋θ２ ）・ｃｏｓ２（θ１ −θ２ ）｝
Ｔｓ ＝ｓｉｎ２θ１ ・ｓｉｎ２θ２／ｓｉｎ２（θ１ ＋θ２ ）
Ｔ＝（Ｔｐ ＋Ｔｓ ）／２ …（１）
Ｒｐ ＝｛ｔａｎ（θ１ −θ２）｝２／｛ｔａｎ（θ１ ＋θ２）｝２
Ｒｓ ＝｛ｓｉｎ（θ１ −θ２）｝２／｛ｓｉｎ（θ１ ＋θ２）｝２
Ｒ＝（Ｒｐ ＋Ｒｓ ）／２ …（２）
となる。
【０１０５】
一方、θ１ ＝０°のときは、
Ｒ＝｛（ｎ−１）／（ｎ＋１）｝２ …（３）
Ｔ＝４ｎ／（ｎ＋１）２ …（４）
ここで、ｎ＝ｎ２／ｎ１
となる。
【０１０６】
上記の式（１）ないし式（４）を図４（ａ）に示すような、本実施の形態の照明装置３における界面３０での入射光３１に当てはめて、透過率Ｔと反射率Ｒとをシュミレートする。その結果、図４（ｂ）に示すように、入射光３１がどの入射角であっても、上記界面３０では、入射光３１は反射され、界面反射成分としての反射光３２が発生している。なお、図４（ａ）において、ｐは、上述した通り、入射面に平行な成分についてであり、ｓは垂直な成分についてである。また、ｉは上記入射面を示し、ｎは、入射光３１が界面３０に達した点における法線を示す。
【０１０７】
特に、入射光３１の入射角が４０°以上となる場合は、図４（ｂ）に示すように、反射光３２の発生は急激に上昇している。たとえば、入射角が８０°の場合では、６０％の入射光３１が反射することになる。それゆえ、本実施の形態の照明装置３では、上記界面３０において、入射光３１を反射光３２と透過光３３とに分離する際に、反射光３２の光量を多くすることができる。
【０１０８】
このように、上記照明装置３では、上記界面３０において、光源２３からの入射光３１の大部分を反射光３２とすることによって、最終的に表示に用いられる出力光３６の光量を増大させることができる。しかも、光源２３は、上述したように、空間部２２を介して液晶表示素子２の表示面全体が見渡される位置に設置されているため、光源２３からの入射光３１は、液晶表示素子２の表示面に対して直接照射される。
【０１０９】
したがって、上記照明装置３では、光源２３から直接液晶表示素子２の表示面に到達する入射光３１と、該入射光３１のうち界面３０に到達して反射された反射光３２から生ずる伝搬光３４とによって、２重に表示面が照明されることになる。それゆえ、照明装置３は、高い利用効率で、光源２３からの光を表示体である液晶表示素子２の表示面全体に照明することができる。
【０１１０】
そのため、本実施の形態の反射型液晶表示装置１では、液晶表示素子２への周囲光が不足している場合に、液晶表示素子２の表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２上に導くことができる。したがって、上記照明手段３を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる反射型液晶表示装置１を得ることができる。
【０１１１】
ここで、上記空間部２２の断面は、くさび型状または台形状となっているが、このくさび型状の断面における頂角、または、台形状の断面を該台形の上底で止まっている側辺を延長してくさび型状とした際の頂角は、上記屈折率体２１における液晶表示素子２の表示面に対する傾斜角と同じ大きさとなる。このとき、上記空間部２２の頂角、すなわち屈折率体２１の傾斜角の範囲としては、５０°以下であることが好ましく、１０°未満であることがより好ましい。
【０１１２】
これは、次の理由による。つまり、上記照明装置３において、光源２３から空間部２２へ入射する光が、屈折率体２１の界面３０に達したとする。このときに、図５に示すように、上記光源２３からの光の広がりの角度をδとし、上記頂角（傾斜角）をαとすると、界面３０への入射光３１の入射角θは、次式（５）によって表される。
【０１１３】
θ＝９０°−α±δ …（５）
上記界面３０では、入射角θが約４０°から反射光３２が増加する。その結果、上記頂角αは５０°以下であれば、光源２３からの入射光３１をより多く反射することができる。また、図４（ｂ）に示すように、上記界面３０では、上記式（５）における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。その結果、上記頂角αは１０°未満であれば、光源２３からの入射光３１をより一層多く反射することができる。
【０１１４】
さらに、上記屈折率体２１の傾斜角αは、次式（６）で表される範囲内であることが好ましい。つまり、上記空間部２２の断面において、図５に示すように、傾斜している屈折率体２１の表示体（液晶表示素子２）側表面（界面３０）と一致する第１線と、屈折率体２１の上方側となる辺と一致する点Ａを通り、液晶表示素子２の表示面と垂直に交差する第２線と、屈折率体２１の下方側となる辺と一致する点Ｂを通り、液晶表示素子２の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形ＡＢＣに対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ …（６）
Ｌ：第３線ＢＣの長さ
ｈ：第２線ＡＣの長さ
α：屈折率体２１の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立することが好ましい。なお、上記点Ｃは第２線と第３線との交点である。
【０１１５】
上記式（６）について説明する。本実施の形態では、表示体として液晶表示素子２を用いて、反射型液晶表示装置１を構成している。通常、反射型液晶表示装置ではバックライトを用いないため、透過型液晶表示装置よりも薄型化が可能であるという利点を有している。
【０１１６】
ここで、上記バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。そのため、上記空間部２２の断面における厚さの大きい側の側面（光源２３側の側面）の厚さである上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とする。すなわち、上記空間部２２が、上記３角形ＡＢＣとなる断面を有する場合、上記第３線は底辺となり、第１線は斜辺となる。このとき傾斜角αは、上記式（６）が成立する範囲内、つまり、第２線である光源２３側の側面の長さが３ｍｍ以下となるような範囲内であればよい。
【０１１７】
これによって、上記照明装置３を反射型液晶表示装置１に備える場合に、反射型液晶表示装置１の薄型化を抑制することがない。したがって、光源２３からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型化が可能である照明装置３を実現することができる。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１は、上記構成を有する照明装置３を備えているため、周囲光が不足しているような状態であっても、液晶表示素子２の表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２上に導くことができる。しかも、上記反射型液晶表示装置１では、通常の透過型液晶表示装置と比較しても、次のような利点を有する。
【０１１９】
つまり、図６（ａ）に示すように、通常の透過型液晶表示装置やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）などの自発光型の表示装置におけるディスプレイ４１からの出力光４２は、周辺環境からの周囲光４３と進行方向が逆になる。それゆえ、上記各表示装置においては、最終的に観察者３７に到達する到達光４４は、上記出力光４２と周囲光４３との差分となる。
【０１２０】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１では、上記照明装置３を備えているため、該照明装置３からの出力光５２と周囲光５３とが、液晶表示素子２の表示面によって反射される。それゆえ、観察者３７に到達する到達光５４は、出力光５２と周囲光５３との和となる。したがって、上記照明装置３を備える反射型液晶表示装置１では、周囲が暗い場所だけでなく、周囲が明るい場所であっても、明るい表示面を実現することが可能となっている。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、反射型液晶表示装置１に用いられる液晶表示素子２としては特に限定されるものではなく、最も単純な構成である１ドットの液晶表示素子や、単純マトリクス型の液晶表示素子、アクティブマトリクス型の液晶表示素子などであってもよい。すなわち、反射型液晶表示素子であれば、上記照明装置３を設置することによって、周囲の光量に左右されない明るい表示面を実現できる高表示品位の反射型液晶表示装置を提供することができる。
【０１２２】
また、液晶表示素子２の表示モードについても特に限定されるものではなく、本実施の形態のように、液晶層１４を挟持するように一対の偏光板が配置されている（偏光板１６および反射板１５に備えられている偏光板）ツイステッドネマティック（ＴＮ）表示モードであってもよく、２色性色素を用いるゲスト・ホスト（ＧＨ）表示モードや、偏光板を１枚のみ使用した複屈折（ＥＣＢ）表示モード（単偏光板モード）であってもよい。
【０１２３】
さらに、上記照明装置３は、反射型液晶表示装置１から取外し可能となっていてもよい。また、取外した照明装置３は、他の表示体、たとえば、照明手段を備えていない従来の反射型液晶表示装置に適用することもできる。
【０１２４】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図７ないし図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態１において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１２５】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられている。さらに、本実施の形態では、上記照明手段が、反射型液晶表示装置を薄型化する構成と、光の利用効率を向上させる構成とを備えているものとなっている。
【０１２６】
本実施の形態における反射型液晶表示装置１ａでは、図７および図８に示すように、表示体として、前記実施の形態１における液晶表示素子２ａを用いている。この反射型液晶表示装置１ａでは、照明装置３ａが備えているリフレクタ（反射板）２４を含む光源２３が、空間部２２の断面における厚さの大きい側の側面、すなわち、光源２３が接している側の側面の厚さよりも大きいとする。
【０１２７】
この場合、図８に示すように、上記照明装置３ａにおいて、光源２３を、表示体である液晶表示素子２ａの外側となる位置に配置する。すなわち、光源２３は、空間部２２の側面と液晶表示素子２ａの側面とで形成される一つの側面に接して配置される。リフレクタ２４を含む光源２３の上端は、屈折率体２１に接している。一方、光源２３の下端は、液晶表示素子２ａの透光性基板１１ｂの側面に接している。光源２３をこの位置に配置することによって、照明装置３ａを備える反射型液晶表示装置１ａの厚さが増大することは回避できる。
【０１２８】
ところが、この図８に示すような構成を有する照明装置３ａでは、光源２３からの光が液晶表示素子２ａの側面から直接入射する。この液晶表示素子２ａの側面へ直接入射した側面入射光３８は、表示面上の複数の画素を横切って進行する迷光３９ａとなり、液晶表示装置の表示品位を著しく低下させる。
【０１２９】
特に、上記液晶表示素子２ａのような偏光板１６を１枚のみしか備えていない単偏光板型の液晶表示素子や偏光板１６を使用しない液晶表示素子では、上記の迷光３９ａの発生が顕著であることを、本発明者らは実験的に確認している。
【０１３０】
さらに、図８に示す液晶表示素子２ａでは、反射板１５の背面に透光性基板１１ｂが配置されているので、この透光性基板１１ｂを伝搬する基板伝搬光３９ｂは、液晶表示素子２ａを照明することに全く用いられることがない。したがって、照明装置３ａの光の利用効率を低下させることにもなる。
【０１３１】
そこで、照明装置３ａにおいて、液晶表示素子２ａの側面部と接する面に、図７に示すように、遮光手段としての遮光部２８を形成する。この遮光部２８は、光源２３からの光が液晶表示素子２ａの側面から入射することを防止する。そのため、上記迷光３９ａおよび基板伝搬光３９ｂの発生を防止し、光源２３からの全ての光を空間部２２に入射させることができる。このとき、遮光部２８が光反射機能を有していることが好ましい。これによって、光源２３から遮光部２８に照射された光が反射されて、リフレクタ２４内からリフレクタ２４で囲まれる領域２４ａを介して、空間部２２へと照射することができる。
【０１３２】
光源２３から空間部２２へ入射した入射光３１は、屈折率体２１と空間部２２の界面３０において、前記実施の形態１で説明したように、反射光３２と透過光３３とに分解される。この反射光３２が伝搬光となって、液晶入射光３５として、液晶表示素子２ａに入射する。そして、液晶入射光３５は、反射電極１５ａで反射されて、出力光３６となり観察者３７に達することになる。
【０１３３】
このように、照明装置３ａに対して、液晶表示素子２ａの側面と接する部分に遮光部２８を形成することで、液晶表示素子２ａにおける上記迷光３９ａの発生を防止できるとともに、光源２３からの光の利用効率を上昇させることができる。
【０１３４】
さらに、上記照明装置３ａでは、反射型液晶表示装置１ａにおいて、液晶表示素子２ａの外側となる領域に、リフレクタ２４を含む光源２３が形成されている。そのため、リフレクタ２４を含む光源２３が、空間部２２の側面よりも大きい場合でも、反射型液晶表示装置１ａの厚さを増大させることがなく、より薄型化された反射型液晶表示装置１ａを実現することができる。
【０１３５】
また、上記遮光手段を備える照明装置としては、図９（ａ）または図１０（ａ）に示すように、筒状となって光源２３を覆うリフレクタ２４ｂを備える照明装置３ｂであってもよい。この場合、リフレクタ２４ｂが遮光手段となる。このリフレクタ２４ｂは、空間部２２の側面に接する領域のみに光を照射するための間隙を設けている。そのため、光源２３からの光はこのリフレクタ２４ｂによって、空間部２２にのみ入射することになる。
【０１３６】
なお、照明装置３ｂが上記のような構成を有している場合、筒状のリフレクタ２４ｂで囲まれる領域２４ａ内において、光源２３の配置される位置としては、図９（ａ）に示すような、その上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも上方となっている構成よりも、図１０（ａ）に示すように、その上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となっている構成のほうが好ましい。
【０１３７】
つまり、光源２３を図９（ａ）に示すような位置に設けることによって、照明装置３ｂを備える反射型液晶表示装置１ａの厚さを薄型化することができるとともに、液晶表示素子２ａへ照明される光が全体的に均一にすることができる。
【０１３８】
たとえば、図９（ａ）に示すように、光源２３の上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも上方にある場合、光源２３から直接、液晶表示素子２ａを照明する光は、図９（ｂ）に示すように、液晶表示素子２ａの光源２３近傍領域を極端に明るく（図９（ｂ）において矢印Ａで示す領域）照明することになる。一方、光源２３から離れた領域（図９（ｂ）において矢印Ｂで示す領域）は暗く照明されることになる。このため、反射型液晶表示装置１として、表示面全体に均一に光を照明することができなくなる。
【０１３９】
これに対して、図１０（ａ）に示すように、光源２３の上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となる位置にあると、図１０（ｂ）に示すように、光源２３からの光を反射型液晶表示装置１ａの表示面全体により均一に照明することができる。
【０１４０】
しかも、リフレクタ２４ｂを含む光源２３が、図１０（ａ）に示すような位置に形成されておれば、リフレクタ２４ｂの上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となる。そのため、反射型液晶表示装置１ａとしての厚さを増大させることを回避することができる。したがって、より反射型液晶表示装置１ａを薄型化することができる。
【０１４１】
さらに、照明装置３ｂにおいて、上記領域２４ａ内において、リフレクタ２４ｂを含む光源２３の配置される位置としては、図１１に示すように、光源２３の上端が、表示体である液晶表示素子２ａの表示面よりも下方となることが好ましい。
【０１４２】
上記光源２３の上端が液晶表示素子２ａの表示面よりも上方となっていると、屈折率体２１の光源２３側の側面から入射する入射光３１によって、透光性基板である屈折率体２１中を伝搬する基板伝搬光３９ｃの発生が顕著になる（図１１に例示）。この基板伝搬光３９ｃは、表示面の照明に関与しないうえに、表示面における表示に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１４３】
これに対して、上記光源２３が図１１に示すような位置に配置されることによって、入射光３１が屈折率体２１の光源２３側の側面に入射することを抑制することができる。そのため、図１１に示されている基板伝搬光３９ｃの発生を大幅に減少させることができる。それゆえ、液晶表示素子２ａの表示面をより均一に照明することができるとともに、光源２３からの光の利用効率をより一層向上することができる。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１ａは、光源２３からの光の利用効率を向上させるとともに、反射型液晶表示装置１ａを薄型化する構成を備えている。そのため、周囲光が不足しているような状態であっても、液晶表示素子２ａの表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２ａ上に導くことができ、かつ、反射型液晶表示装置１ａをより薄型化して携帯し易くするなどの効果を得ることができる。
【０１４５】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の他の形態について、図１２ないし図１５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態１において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１４６】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられている。本実施の形態では、さらに、上記構成に加えて、照明手段に対して様々の機能を別途付加している構成である。
【０１４７】
前記実施の形態１における照明装置３や、実施の形態２における照明装置３ａ・３ｂでは、屈折率体２１であるガラス基板において、空間部２２側との接触面、すなわち、界面３０で生ずる光の反射を照明に利用している。これに対して、観察者側の表面は照明に関与していない。それゆえ、この観察者側の表面には、様々な機能を付加することが可能である。なお、この場合、付加される機能は、反射型液晶表示装置１または反射型液晶表示装置１ａの表示面に極端な悪影響を与えないことが前提である。
【０１４８】
まず、照明手段に対して、入力機能を入力手段として付加する場合について説明する。
本実施の形態における入力機能を付加した反射型液晶表示装置４ａは、前記実施の形態１における反射型液晶表示装置１ａと同様に、表示体である液晶表示素子２ａの前面に、照明手段としての照明装置３ｃが配置されている構成であり、さらに、入力手段としてペン入力装置５を別途付加している構成である。
【０１４９】
なお、入力手段としては、上記ペン入力装置５に限定されるものではない。しかしながら、一般に、携帯情報端末においては、操作性および携帯性の観点から入力手段としてペン入力が用いられることが多いため、本実施の形態ではペン入力装置５を備える反射型液晶表示装置４ａについて説明する。
【０１５０】
上記反射型液晶表示装置４ａは、図１２に示すように、その基本構成については、前記実施の形態１において、反射電極１５ａと液晶層１４とが隣接している液晶表示素子２ａを備えている反射型液晶表示装置１ａと同一である。すなわち、反射型液晶表示装置４ａは、液晶表示素子２ａと、照明装置（照明手段）３ｃとを備えている構成を有している。
【０１５１】
このような基本構成に対して、図１３に示すように、照明装置３ｃにおける屈折率体２５上に、ペン入力装置５（タッチパネル機能を有する入力装置）を形成する。このペン入力装置５は、屈折率体２５とこれに対向するプラスティック板５５からなっている。上記プラスティック板５５上には、図１５（ａ）に示すように、複数の信号検出用配線５６…が形成されている。一方、上記屈折率体２５における上記プラスティック板５５の対抗面上には、上記信号検出用配線５６…と互いに直交してマトリクスを形成するような位置に、複数の信号検出用配線５７…が形成されている。
【０１５２】
上記信号検出用配線５６・５７は透明な導電膜、たとえば、ＩＴＯからなっている。また、上記プラスティック板５５も透明なプラスティックからなっており、本実施の形態では厚さが約０．５ｍｍとなっている。このプラスティック板５５を屈折率体２５上に貼り合わせる際には、プラスティック板５５と屈折率体２５との間に、図１３に示すように、一定の空隙５５ａを設け、それぞれの対抗面上に形成されている信号検出用配線５６・５７が接触しないようにする。上記空隙５５ａの間隔は、たとえば、約５０μｍ程度である。
【０１５３】
このような構成を有するペン入力装置５に対して、その表面をペンなどで押さえると、図１５（ｂ）に示すように、プラスティック板５５上に形成されている信号検出用配線５６と屈折率体２５上に形成されている信号検出用配線５７とが互いに接触し接触点５８となる。
【０１５４】
したがって、プラスティック板５５の観察者側表面上でペンを動かすことにより、プラスティック板５５と屈折率体２５との対抗面上にそれぞれ形成されている信号検出用配線５６・５７が互いに接触して上記接触点５８が次々と形成されていく。このとき、たとえば、図１５（ｂ）に示すように、信号検出用配線５６をＹ軸座標検出用の配線とし、信号検出用配線５７をＸ軸座標検出用の配線とすると、上記信号検出用配線５６・５７をそれぞれ信号走査することにより、接触点５８のＸ座標およびＹ座標を検出することが可能となる。
【０１５５】
ここで、上記ペン入力装置５では、上述したように、座標検出用の配線である信号検出用配線５６・５７が透明電極からなっているとともに、屈折率体２５上に貼り合わせられているプラスティック板５５が透明な素材からなっている。それゆえ、上記ペン入力装置５を照明装置３ｃ上に設けても、該照明装置３ｃの動作を妨げることなく、また液晶表示素子２ａの表示面に悪影響を与えることなく入力機能を付加することが可能となる。
【０１５６】
なお、上記ペン入力装置５は、タッチパネル方式であるが、このタッチパネルの手法については、上述した手法に限定されるものではない。たとえば、上記座標の検出方法としては、容量を検出する方法などを用いてもよい。
【０１５７】
次に、照明手段に対して、表示体（本実施の形態の場合、液晶表示素子２ａ）の保護機能を付加する場合について説明する。
本実施の形態における表示体の保護機能を付加した反射型液晶表示装置４ｂは、上記反射型液晶表示装置４ａと同様に、表示体である液晶表示素子２ａの前面に、照明手段としての照明装置３ｄが配置されている構成であり、さらに、照明装置３ｄに表示体の保護機能として保護板が備えられている構成である。
【０１５８】
上記反射型液晶表示装置４ｂは、上記反射型液晶表示装置４ａと同様に、その基本構成については、図１２に示すように、前記反射型液晶表示装置１ａと同一である。加えて、上記反射型液晶表示装置４ｂは、図１４に示すように、前記実施の形態１では、照明装置３において屈折率体２１として用いられているガラス基板に代えて、液晶表示素子２ａを保護するために通常用いられている保護板２６を屈折率体として用いている構成である。
【０１５９】
上記保護板２６は、たとえば、自動車に搭載されている液晶表示装置やＳＳＦ−ＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｏｒｉｃ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）のように、液晶表示装置のパネルの汚れを防止したり、液晶表示装置に対する衝撃を防止したりする目的で液晶表示装置に対して設けられているものである。この保護板２６を屈折率体として用いられているガラス基板の代わりに用いる。
【０１６０】
この保護板２６は、反射型液晶表示装置４ｂの表示面上に通常設けられているものであるため、表示面の表示に悪影響を及ぼすことがない。また、この保護板２６の屈折率が１よりも大きければ屈折率体の代わりに用いることが十分可能である。このとき、上記反射型液晶表示装置４ｂでは、保護板２６は前記屈折率体としての機能を兼ねているが、保護板２６と屈折率体とをそれぞれ別の部材として設けてもかまわない。
【０１６１】
なお、この保護板２６の観察者側表面に対して、図１４に示すように、反射防止膜２７を形成してもよい。これは、保護板２６の観察者側表面、すなわち、保護板２６と周囲の空気との界面にて発生する観察者側における光の表面反射を防止するためである。
【０１６２】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置４ａ・４ｂは、照明手段（照明装置３ｃ・３ｄ）の屈折率体（屈折率体２５・保護板２６）に対して、ペン入力装置５などの入力機能や、表示体である液晶表示素子２ａの保護機能などを付加することによって、周辺環境に依存しない表示を可能とする反射型液晶表示装置４ａ・４ｂを実現するとともに、該反射型液晶表示装置４ａ・４ｂをさらに使いやすくすることができる。
【０１６３】
なお、本実施の形態では、付加される機能として、入力手段や液晶表示装置の保護手段などについて説明を行ったが、上記機能としては、反射型液晶表示装置の表示面や照明手段の照明効率などを著しく低下させることなしに付加できる機能であれば、特に限定されるものではない。また、付加される機能は、上述したように１つのみとは限らず、たとえば、入力機能と保護機能との両方を付加してもよい。
【０１６４】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の他の形態について、図１６ないし図１９に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１６５】
本実施の形態では、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。ここで、本発明の照明手段は上記表示体に対する補助的な照明手段であるため、周辺環境が暗い場合には有効であるけれども、周辺環境が十分に明るい場合には必要ないだけでなく、上記反射型液晶表示装置の薄型化を損なうことになる。
【０１６６】
そこで、本実施の形態では、上記照明手段は、周辺環境が十分に明るい場合には、上記反射型液晶表示装置における薄型化の利点を損なうことがないような構成を有している。
【０１６７】
本実施の形態における反射型液晶表示装置６は、図１６に示すように、装置本体６１に、表示体である液晶表示素子６２と照明手段としての照明装置６３とが組み込まれ、さらに、反射型液晶表示装置６を覆う蓋部６４が備えられている構成である。
【０１６８】
より詳しく説明すると、上記照明装置６３は、光源６８と、リフレクタ６９と、表示体（液晶表示素子６２）上の第１屈折率部６７ａおよび光源６８上の第２屈折率部６７ｂからなる屈折率体６７と、拡散板６０とを備えている。上記屈折率体６７は、第１屈折率部６７ａと第２屈折率部６７ｂとの間に接続部６７ｃを備えている。また、屈折率体６７における第２屈折率部６７ｂと装置本体６１とは、接続手段である可動／固定部６５により接続されている。
【０１６９】
上記蓋部６４は、屈折率体６７と同様に可動／固定部６５により装置本体６１と接続されている。この蓋部６４と屈折率体６７とは、可動／固定部６５により同様の軌跡を描くことができるとともに、それぞれ独立した動きをとることも可能となっている。この蓋部６４は、液晶表示素子６２や屈折率体６７を保護する機能を有している。
【０１７０】
つまり、上記蓋部６４は、可動／固定部６５で屈折率体６７と同様に装置本体６１と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体６７とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体６７および液晶表示素子６２を覆う位置に配置されていることになる。
【０１７１】
上記のような構成を有する反射型液晶表示装置６では、周辺環境が十分に明るく照明装置６３を必要としない場合は、図１７に示すように、蓋部６４と屈折率体６７とを一体として動かし、液晶表示素子６２の前面から照明装置６３をはね上げて移動させることができる。それゆえ、反射型液晶表示装置６における薄型化の阻害を回避することができる。
【０１７２】
これに対して、周辺環境が暗く、照明装置６３による照明を必要とする場合には、図１９に示すように、まず、屈折率体６７と蓋部６４とを別々にはね上げて移動させる。そして、図１８に示すように、屈折率体６７における接続部６７ｃを可動させて、屈折率体６７を次のように変形させる。
【０１７３】
上記接続部６７ｃは当初は拡散板６０の表面に密接した状態となっている。この接続部６７ｃを可動させて、第１屈折率部６７ａと第２屈折率部６７ｂとの接続部６７ｃ側の辺が拡散板６０から離れた上方の位置となるように移動させる。この状態では、第１屈折率部６７ａおよび第２屈折率部６７ｂの接続部６７ｃ側の辺は、他方の辺よりも上方となる位置に設定される。すなわち、第１屈折率部６７ａは、接続部６７ｃ側の辺が上方となり、反対側の辺が装置本体６１に接するように傾斜する。一方、第２屈折率部６７ｂも、接続部６７ｃ側の辺が可動／固定部６５側の辺よりも上方となるように傾斜する。
【０１７４】
第１屈折率部６７ａが上述するように傾斜すると、該第１屈折率部６７ａと液晶表示素子６２（図１８では、拡散板６０の表面も含む）との間にくさび型状の空間部６６が形成される。また、拡散板６０の上方で傾斜している第２屈折率部６７ｂと拡散板６０との間には、略３角形状の領域６０ａが形成されている。
【０１７５】
この第１屈折率部６７ａの傾斜状態は、上記可動／固定部６５による固定と、第２屈折率部６７ｂの傾斜状態とによって支持される。すなわち、上記可動／固定部６５と第２屈折率部６７ｂとは支持手段として機能する。なお、本実施の形態の照明装置６３では、支持手段として別の構成が備えられていてもよい。
【０１７６】
上記第２屈折率部６７ｂは、拡散板６０により拡散される光源６８からの光を空間部６６側に照射できるように、光反射機能を備えている。それゆえ、リフレクタ６９を含む光源６８からの光は、拡散板６０にて拡散されて第２屈折率部６７ｂに到達し、この第２屈折率部６７ｂの表面で反射され、空間部６６側に入射する。したがって、上記領域６０ａと光源６８を含むリフレクタ６９に覆われた領域とは、前記実施の形態１の反射型液晶表示装置１における領域２４ａに相当することになる。
【０１７７】
そのため、本実施の形態における照明装置６３は、この上記領域６０ａから空間部６６に対して光が入射することによって、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０１７８】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置６では、表示体を観察する際に、照明装置６３が必要ない場合は、表示体である液晶表示素子６２の前面から照明装置６３をはね上げて移動させることにより、反射型液晶表示装置６としての厚さの増大を抑制することができる。
【０１７９】
また、照明装置６３が必要な場合は、屈折率体６７を変形させることによって、前記実施の形態１の空間部２２のような空間部６６を適宜形成することができる。さらに、反射型液晶表示装置６を使用しない場合には、蓋部６４で液晶表示素子６２前面を覆うことにより、液晶表示素子６２を保護することができる。
【０１８０】
なお、拡散板６０は、空間部６６と光源６８の周辺領域との間に形成されているが、これは光学的な界面として機能するものではない。また、この拡散板６０は、照明装置６３において絶対必要な構成ではなく、特になくてもかまわないが、光源６８からの光の利用効率を上昇させるためには、設置することが好ましい。
【０１８１】
また、反射型液晶表示装置６の構成については、上述してきた構成に限定されるものではなく、たとえば、光源６８を装置本体６１に埋め込むか否かなどについては、反射型液晶表示装置６の使用状況に応じて適宜選択することができる。さらに、蓋部６４自身が透光性を有し、かつ表示体（液晶表示素子６２）の表示を損なわない限り、蓋部６４と屈折率体６７とを一体化しても構わない。
【０１８２】
〔実施の形態５〕
本発明の実施の他の形態について、図２０ないし図２３に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態４において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１８３】
本実施の形態では、前記実施の形態４と同様に、表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。また、本発明の照明手段は、周辺環境が十分に明るい場合には上記反射型液晶表示装置における薄型化の利点を損なうことのない構成を有しているものである。
【０１８４】
本実施の形態における反射型液晶表示装置７は、図２０に示すように、装置本体７１に、表示体である液晶表示素子６２と照明手段としての照明装置７３とが組み込まれている構成である。
【０１８５】
より詳しく説明すると、上記照明装置７３は、光源６８と、リフレクタ６９と、表示体（液晶表示素子６２）上の第１屈折率部７７ａおよび光源６８上の第２屈折率部７７ｂからなる屈折率体７７と、拡散板７０とを備えている。上記屈折率体７７は、第１屈折率部７７ａと第２屈折率部７７ｂとの間に接続部７７ｃを備えている。加えて、上記第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側の辺には、後述する固定手段としての固定部７７ｄが備えられている。また、屈折率体７７における屈折率部７７ａと装置本体７１とは、接続手段である可動／固定部７５により接続されている。
【０１８６】
上記のような構成を有する反射型液晶表示装置７では、前記実施の形態４の反射型液晶表示装置６とは異なり、屈折率体７７は、常に液晶表示素子６２の前面に存在する構成となっている。
【０１８７】
すなわち、上記反射型液晶表示装置７では、前記実施の形態４における反射型液晶表示装置６とは異なり、照明装置７３をはね上げて液晶表示素子６２前面から移動させる構成とはなっていない。反射型液晶表示装置７では、照明装置７３が必要ない場合は、屈折率体７７における接続部７７ｃを可動させて、該屈折率体７７を変形させて液晶表示素子６２に密接した平板状にする構成となっている。
【０１８８】
上記のような構成の反射型液晶表示装置７では、周辺環境が十分に明るく照明装置７３を必要としない場合や携帯時には、図２０に示すように、屈折率体７７と液晶表示素子６２とが接した状態とすることによって、反射型液晶表示装置７における不必要な厚さの招来を回避することができる。このとき、屈折率体７７は、液晶表示素子６２の表示に悪影響を及ぼしたりすることのない透明性・透光性を有している。
【０１８９】
これに対して、周辺環境が暗く、照明装置７３による照明を必要とする場合には、図２１に示すように、接続部７７ｃを可動させ、第１屈折率部７７ａと第２屈折率部７７ｂとの接続部７７ｃ側の辺を表示体法線方向、すなわち表示面から見て上方向へ可動させる。
【０１９０】
このように、接続部７７ｃを可動させた後、固定部７７ｄで固定することによって、第１屈折率部７７ａの接続部７７ｃ側の辺を適当な高さに設定する。これによって、第１屈折率部７７ａは、可動／固定部７５側の辺よりも接続部７７ｃ側の辺の方が上方となるように傾斜する。同時に、第２屈折率部７７ｂも、接続部７７ｃ側の辺が上方となり、光源６８側の辺が下方となるように傾斜する。
【０１９１】
第１屈折率部７７ａが上述するように傾斜すると、該第１屈折率部７７ａと液晶表示素子６２（図２０では、拡散板７０の表面も含む）との間にくさび型状の空間部７６が形成される。また、拡散板７０の上方で傾斜している第２屈折率部７７ｂと拡散板７０との間には、略３角形状の領域７０ａが形成されている。
【０１９２】
この第１屈折率部７７ａの傾斜状態は、上記可動／固定部７５による固定と、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態と、接続部７７ｃの固定とによって支持される。すなわち、上記可動／固定部７５、第２屈折率部７７ｂ、および接続部７７ｃとは支持手段として機能する。なお、本実施の形態の照明装置７３では、支持手段として別の構成が備えられていてもよい。
【０１９３】
上記第２屈折率部７７ｂは、拡散板７０により拡散される光源６８からの光を空間部７６側に照射できるように、光反射機能を備えている。すなわち、第２屈折率部７７ｂは反射手段として機能することになる。それゆえ、リフレクタ６９を含む光源６８からの光は、拡散板７０にて拡散されて第２屈折率部７７ｂに到達し、この第２屈折率部７７ｂの表面で反射され、空間部７６側に入射する。したがって、上記領域７０ａと光源６８を含むリフレクタ６９に覆われた領域とは、前記実施の形態１の反射型液晶表示装置１における領域２４ａに相当することになる。
【０１９４】
そのため、本実施の形態における照明装置７３は、この上記領域７０ａから空間部７６に対して光が入射することによって、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０１９５】
ここで、上記第２屈折率部７７ｂでは、光源６８側の辺、すなわち、接続部７７ｃ側とは反対側となる辺が、前記実施の形態４における反射型液晶表示装置６の場合のように装置本体７１に固定されていない。それゆえ、図２１に示すように、第２屈折率部７７ｂの光源６８側の辺は、光源６８上の拡散板７０上に固定されて、固定部７７ｄを形成することになる。その結果、上記第２屈折率部７７ｂの傾斜した状態が安定して維持されることになる。
【０１９６】
なお、上記第２屈折率部７７ｂによって第１屈折率部７７ａの傾斜が支持されている状態では、上記接続部７７ｃは、光源６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点よりも液晶表示素子６２側に位置していることが好ましい。
【０１９７】
たとえば、図２２（ａ）に示すように、接続部７７ｃが、光源６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点５０よりも、光源６８側となる位置にある場合、光源６８から空間部７６に照射されずに直接観察者３７に到達する出射光７８ａが発生することになる。そのため、光源６８からの光の利用効率を低下させるうえに、上記出射光７８ａが直接観察者３７の目に入ることになるため、液晶表示素子６２の表示を阻害することにもなる。
【０１９８】
そこで、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺に備えられている固定部７７ｄを用いて、図２２（ｂ）に示すように、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定する。これによって、接続部７７ｃは、光源の６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点５０よりも、液晶表示素子６２側となる位置に設定される。それゆえ、上記出射光７８ａの発生を抑制することができるとともに、光源６８からの光の大部分を空間部７６に入射する入射光７８ｂ（前記実施の形態１における入射光３１と同じ）とすることができる。そのため、光源６８からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子６２の表示品位を向上させることができる。
【０１９９】
上記固定部７７ｄとしては、具体的には、図２３（ａ）に示すように、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺を挟持する一対のレール部７９ａ・７９ａを備えている構成を挙げることができる。この固定部７７ｄにおけるレール部７９ａ・７９ａは、装置本体７１に固定されている。なお、図２３（ａ）では、固定部７７ｄを説明するために、第１屈折率部７７ａの大部分を省略している。
【０２００】
１つのレール部７９ａには、図２３（ｂ）に示すように、中央部の長手方向に沿って溝部７９ｂが形成されている。一方、レール部７９ａに対応する第２屈折率部７７ｂの辺の端部には、上記溝部７９ｂに嵌合する凸部７９ｃが形成されている。すなわち、第２屈折率部７７ｂは、接続部７７ｃとは反対側となる辺の両端部に形成されている凸部７９ｃ・７９ｃが溝部７９ｂ・７９ｂに嵌合した状態で該レール部７９ａ・７９ａにより挟持されて、固定されている。
【０２０１】
上記第２屈折率部７７ｂにおける凸部７９ｃの形成されている辺は、図２３（ｃ）に示すように、溝部７９ｂに嵌合した状態でレール部７９ａの長手方向に沿ってスライドさせることができる。さらに、上記凸部７９ｃの形成されている辺は、スライドさせた位置で適宜固定することができる。このように、上記辺をスライドさせることにより、第２屈折率部７７ｂの傾斜角は適宜変化することになり、その状態で上記辺を固定することで、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定することができる。
【０２０２】
この固定部７７ｄの構成としては上記の構成に限定されるものではない。また、この固定手段が備えられる位置としても、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺に限定されるものではない。この固定部７７ｄは、拡散板７０上で、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定できる構成であればよい。また、図２０ないし図２２においては、上記図２３（ａ）ないし図２３（ｃ）に示したレール部７９ａ、溝部７９ｂ、凸部７９ｃからなる固定部７７ｄは、大幅に省略して、３角形状に簡素化して記載している。
【０２０３】
ところで、第１屈折率部７７ａを傾斜させて空間部７６を形成した際に、該空間部７６における光源６８側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、図２１に示すように、液晶表示素子６２の第１方向の長さＬ１ に対して第１屈折率部７７ａの第１方向の長さＬ２ が不足するおそれがある。これは、第１屈折率部７７ａが、液晶表示素子６２の表示面に対して傾斜しているためである。
【０２０４】
しかしながら、上記第２屈折率部７７ｂにおける光源６８側の辺は、上述したように、装置本体７１に固定されておらず、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を所定の傾斜となるように適宜変化させて固定することが可能な固定部７７ｄとなっている。そのため、上記固定部７７ｄの固定位置を液晶表示素子６２側へスライドさせることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【０２０５】
このように第１屈折率部７７ａを傾斜させると、この第１屈折率部７７ａと液晶表示素子６２との間に、前記実施の形態１における空間部２２と同様の空間部７６が形成される。また、光源６８からの光は、拡散板７０により拡散され、第２屈折率部７７ｂにおいて空間部７６側に反射される。したがって、本実施の形態の照明装置７３は、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０２０６】
しかも、本実施の形態の照明装置７３では、必要であれば、上記固定部７７ｄの固定位置を変化させて第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を変化させることにより、第１屈折率部７７ａの傾斜角、すなわち、くさび型状の断面を有する空間部７６の頂角を十分大きくすることも可能である。
【０２０７】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置７では、照明装置７３が必要ない場合は、屈折率体７７を変形させることによって、液晶表示素子６２前面に平板状にして厚さの増大を抑制することができる。また、照明装置７３を必要とする場合は、屈折率体７７を変形させることによって、前記実施の形態１のような空間部７６を適宜形成することができる。なお、屈折率体７７としては、前記実施の形態３のように、保護機能を有する透光性基板を用いてもよい。これによって、液晶表示素子６２を保護することもできる。
【０２０８】
〔実施の形態６〕
本発明の実施の他の形態について、図２４および図２５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【０２０９】
本実施の形態では、表示体の例として、通常用いられている書籍や書類などの紙面について言及する。すなわち、本実施の形態における照明手段としての照明装置８０は、図２４に示すように、屈折率体８１と、リフレクタ付きの光源８３とを備えている。
【０２１０】
この照明装置８０を、たとえば書籍８４の紙面８４ａ上に設置すると、上記屈折率体８１と光源８３と紙面８４ａとによって、前記実施の形態１における空間部２２に相当するくさび型状の断面を有する空間部８２が形成される。このような空間部８２が形成されることによって、光源８３からの光は、屈折率体８１と空間部８２との界面において、透過光と反射光とに分解される。そして、これら光は、前記実施の形態１と同様に紙面８４ａを照明することになり、観察者３７が紙面８４ａを観察し易くすることができる。
【０２１１】
本実施の形態の照明装置８０は、書籍８４の上部に配置した場合、図２５に示すように、該照明装置８０の直下の紙面８４ａのみを照明することになる。それゆえ、たとえば、寝室などにおいて読書をする際に、書籍８４を照明する光が周囲に漏れて、周囲で就寝している人に迷惑をかけることがない。
【０２１２】
ここで、上記屈折率体８１としては、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、またはポリエステルなどからなる透光性基板を好適に用いることができる。このような樹脂製の透光性基板を屈折率体８１として用いると、照明装置８０が軽量なものとなるため、携帯性が向上することになる。
【０２１３】
また、上記屈折率体８１として、前記実施の形態１などのようにガラス製の透光性基板を用いる場合、照明装置８０全体の重量は増加する。しかしながら、上記樹脂製の透光性基板に比べて観察者３７側の表面に傷が付きにくいため、耐久性に優れた照明装置８０を実現することができる。したがって、屈折率体８１の材質は、照明装置８０が使用される状況に応じて適宜選択することが可能であり、表示体の表示に悪影響を及ぼさない限り、上記樹脂やガラスなどに限定されるものではない。
【０２１４】
さらに、上記屈折率体８１に対しては、前記実施の形態３のように、表示に悪影響を及ぼさない限り、入力機能などの様々な機能を付加することができる。加えて、このように、表示体に対して取外しが可能な照明装置８０は、照明手段を備えていない既存の反射型液晶表示装置に対しても好適に用いることができるものとなっている。
【０２１５】
以上のように、本実施の形態の照明装置８０では、反射型液晶表示装置に限らず、書籍８４など、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体に対して好適に用いることができるものとなっている。しかも、照明装置８０として表示体からの取外しが可能であり、携帯性にも優れたものとすることも可能であるため、周囲光が少ない状況において、表示体の表示面を観察する場合に好適に用いることができる。
【０２１６】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体の前面に、該表示体表示面に対して傾斜した状態で設けられており、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源とを備えており、上記屈折率体と、光源と、表示体の表示面とで囲まれることにより、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面を有する空間部が形成されている構成である。
【０２１７】
それゆえ、上記構成では、光源から直接照射される光に加えて、上記反射光によって表示体を照射することになる。そのため、周囲光の反射を利用して表示を行う表示体、たとえば、紙面や反射型液晶表示装置などに上記照明手段を備えることによって、該表示体への周囲光が不足している場合に、表示に悪影響を及ぼすことなく、光源からの光を表示体上に導くことができる。
【０２１８】
しかも、空間部には、従来の照明手段のように、特別な媒質を充填する必要がない。また、上記空間部である空気層は、特別な媒質を充填する場合と比較して、屈折率体との屈折率差を最も大きくすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【０２１９】
その結果、上記照明手段を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる表示体を得ることができるとともに、照明手段の製造工程を簡素化して、製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【０２２０】
本発明の請求項２記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１記載の構成に加えて、上記屈折率体は、その表面が平滑である構成である。
【０２２１】
それゆえ、上記構成では、従来の照明手段において用いられている屈折率体のような特別な表面加工を施す必要がない。そのため、製造方法を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することができるとともに、観察者側表面に、表示体の表示を損なうことがない限り様々な機能を付加することもできるという効果を奏する。
【０２２２】
本発明の請求項３記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１または２記載の構成に加えて、上記屈折率体が入力手段を備えている構成である。
【０２２３】
それゆえ、上記構成では、屈折率体が入力手段を備えているため、入力手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができるという効果を奏する。
【０２２４】
本発明の請求項４記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１、２または３記載の構成に加えて、上記屈折率体が上記表示体を保護する保護手段を備えている構成である。
【０２２５】
それゆえ、上記構成では、保護手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。また、上記屈折率体として、従来用いられている保護板を用いることもできるため、より部材点数の増加を防止し、さらに、屈折率体の観察者側の表面に反射防止機能を付加することもできるという効果を奏する。
【０２２６】
本発明の請求項５記載の照明手段は、以上のように、記請求項１から４の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲内である構成である。
【０２２７】
それゆえ、上記構成では、光源からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体における光の吸収の波長依存性を小さくすることができるという効果を奏する。
【０２２８】
本発明の請求項６記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から５の何れか１項記載の構成に加えて、上記空間部は、上記光源の周囲を覆うように配置される反射板によって形成される領域を含んでいる構成である。
【０２２９】
それゆえ、上記構成では、上記空間部と上記反射板により形成される光源の周囲の領域との間に屈折率差がない、すなわち界面が生じない。そのため、界面における光の反射などによる光のロスを抑制し、光源からの光の利用効率を上昇することができるという効果を奏する。
【０２３０】
本発明の請求項７記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から６の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源が、表示体上の、表示面全体を見渡す位置に設置されている構成である。
【０２３１】
それゆえ、上記構成では、光源からの光が表示体の表示面全体に行き渡ることになる。そのため、上記表示体上において、照射される光にムラが生じることをより効果的に抑制することができるとともに、表示体の表示をより明るくすることができるという効果を奏する。
【０２３２】
本発明の請求項８記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から７の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が５０°以下である構成である。
【０２３３】
上記光源からの光の広がりの角度をδとし、屈折率体の傾斜角をαすると、上記界面へ入射する光の入射角θは、次式によって表される。
【０２３４】
θ＝９０°−α±δ
上記界面では、入射角θが約４０°から反射光が増加する。それゆえ、上記頂角αは５０°以下であれば、光源からの光をより多く反射することができるという効果を奏する。
【０２３５】
本発明の請求項９記載の照明手段は、以上のように、上記請求項８記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が、１０°未満である構成である。
【０２３６】
上記界面では、上記入射角を表す式における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。それゆえ、上記傾斜角αは１０°未満であれば、光源からの光をより一層多く反射することができるという効果を奏する。
【０２３７】
本発明の請求項１０記載の照明手段は、以上のように、上記請求項８または９記載の構成に加えて、上記空間部の断面において、傾斜している上記屈折率体の表示体側表面と一致する第１線と、上記屈折率体の上方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と垂直に交差する第２線と、上記屈折率体の下方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形に対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ
Ｌ：第３線の長さ
ｈ：第２線の長さ
α：屈折率体の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立する構成である。
【０２３８】
たとえば、上記表示体としてバックライトを用いない反射型液晶表示装置を用いる場合、該バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。それゆえ、上記空間部の断面における厚さの大きい側の側面の厚さである、上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とすることによって、上記照明手段を備える反射型液晶表示装置の薄型化を抑制することを回避できる。したがって、光源からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型が可能である照明手段を実現することができるという効果を奏する。
【０２３９】
本発明の請求項１１記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から１０の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源からの光が表示体の側面から直接入射することを防止する遮光手段を備えている構成である。
【０２４０】
それゆえ、上記構成では、全ての光源からの光を上記空間部に入射させることができる。そのため、光源からの光が空間部以外に照射されることによる表示体の表示の阻害を防止できるとともに、光源からの光の利用効率を上昇させることができるという効果を奏する。
【０２４１】
本発明の請求項１２記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から１１の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源は、表示体の外側となり、かつ、該光源の上端が上記屈折率体における観察者側の表面よりも下方となる位置に配置されている構成である。
【０２４２】
それゆえ、上記構成では、上記照明手段を備える表示体の厚さを薄型化することができるとともに、光源からの光を表示体全体により均一に照明することができるという効果を奏する。
【０２４３】
本発明の請求項１３記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１２記載の構成に加えて、上記光源の上端が上記表示体の表示面よりも下方となる構成である。
【０２４４】
それゆえ、上記構成では、光源からの光が屈折率体に達した際に、該屈折率体内を伝搬する光を大幅に減少させることができる。そのため、照明をより均一な明るさとすることができるとともに、光源からの光の利用効率をより一層向上することができるという効果を奏する。
【０２４５】
本発明の請求項１４記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなる第１屈折率部と、上記光源近傍に位置し、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっている屈折率体と、上記光源近傍に位置し、上記第２屈折率部における接続部とは反対側となる辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えている構成である。
【０２４６】
それゆえ、上記構成では、請求項１の照明手段と同様の空間部が形成できるため、上記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合、上記屈折率体は、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。また、上記屈折率体は、上記接続手段により光源近傍で装置本体と接続されているため、表示体を使用する際に照明手段が必要ない場合、屈折率体そのものを接続手段の可動によって表示体前面からはね上げるなどして移動させ、直接表示体を観察することができるという効果を奏する。
【０２４７】
さらに、上記構成では、必要に応じて上記空間部を形成することが可能であるとともに、照明手段そのものが必要ない場合は、該照明手段を表示体の前面から移動させることができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができるという効果も奏する。
【０２４８】
本発明の請求項１５記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１４記載の構成に加えて、上記接続手段により屈折率体と同様に装置本体と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体および表示体を覆う位置に配置されている蓋部を備えている構成である。
【０２４９】
それゆえ、上記構成では、表示体を観察しないときには、上記蓋部により、表示体および屈折率体を覆ってこれらを保護することができる。また、表示体を観察するときに照明手段を用いる場合は、蓋部のみを表示体上から移動させることができる。さらに、照明手段を用いない場合は、接続部により平板状とした屈折率体の背面に蓋部を隣接させ、蓋部と屈折率体とを一体として表示体上から外すことが可能となる。その結果、上記蓋部は、表示体の観察の妨げになることなしに、表示体および屈折率体を保護することができるという効果を奏する。
【０２５０】
本発明の請求項１６記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に設けられている、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記光源とは表示体を挟んで対向する位置に配置され、上記屈折率体の一辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記光源からの光を、反射によって表示体および屈折率体側へ照射する反射手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えている構成である。
【０２５１】
それゆえ、上記構成では、請求項１の照明手段と同様の空間部が形成できるため、上記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することができるため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができるという効果を奏する。
【０２５２】
本発明の請求項１７記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１６記載の構成に加えて、上記屈折率体が、表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなっている第１屈折率部と、上記光源近傍に位置する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっているとともに、上記第２屈折率部が、光源からの光を反射して、第１屈折率部および表示体側へ照射する反射手段であり、かつ、該第２屈折率部が傾斜することにより、第１屈折率部を傾斜した状態で支持する支持手段である構成である。
【０２５３】
それゆえ、上記構成では、上記第２屈折率部が支持手段および反射手段として機能するため、空間部を形成するための構成は、屈折率体１つのみでよい。それゆえ、照明手段の構成を簡素化することができるとともに、照明手段全体をコンパクトなものにすることができるという効果を奏する。
【０２５４】
本発明の請求項１８記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１７記載の構成に加えて、上記第２屈折率部を所定の傾斜状態に固定する固定手段を備えている構成である。
【０２５５】
それゆえ、上記構成では、光源から観察者へ直接照射される光の発生を抑制することができる。そのため、光源からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子の表示品位を向上させることができる。
【０２５６】
また、第１屈折率部を傾斜させて空間部を形成した際に、該空間部における光源側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、第１屈折率部が傾斜しているために、表示体の第１方向の長さに対して第１屈折率部の第１方向の長さが不足するおそれがある。しかしながら、上記固定手段は、第２屈折率部の傾斜状態を適宜変化させることが可能であるため、固定手段の位置を変化させることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【０２５７】
さらに、必要であれば、固定手段の固定位置を移動させることにより、第２屈折率部の傾斜状態を変化させて、第１屈折率部の傾斜角、すなわち、上記空間部の頂角を十分大きくこともできるという効果を奏する。
【０２５８】
本発明の請求項１９記載の液晶表示装置は、以上のように、上記請求項１から１８の何れか１項に記載の照明手段と、反射型液晶表示素子とを備えていることを特徴としている。
【０２５９】
それゆえ、上記構成では、上記照明手段を備えることにより、反射型液晶表示素子は、周囲光が少ない場合でも明るい表示が可能となる。そのため、周辺環境にほとんど依存することがない反射型液晶表示装置を得ることができるという効果を奏する。
【０２６０】
本発明の請求項２０記載の液晶表示装置は、以上のように、上記請求項１９記載の構成に加えて、上記反射型液晶表示素子が、上記空間部に接する側の表面上に偏光板を１枚のみ備えている構成である。
【０２６１】
それゆえ、上記構成では、反射型液晶表示素子における表示面上に偏光板を配置することによって、通常の反射型液晶表示装置と同様に、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、上記偏光板を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る照明手段を反射型液晶表示装置に適応した場合の表示面を照明する動作を示す説明図である。
【図２】図１の反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の反射型液晶表示装置の他の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、図１の照明手段における屈折率体と空間部との界面において生ずる光の反射および透過の状態を示す模式図であり、（ｂ）は、上記界面における光の反射／透過率と入射角との関係を示すグラフである。
【図５】図１の照明手段において、光源から屈折率体と空間部との界面に入射する光の入射角と、上記屈折率体の傾斜角との関係を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、発光型表示装置のディスプレイからの出射光と周囲光との関係を示す説明図であり、（ｂ）は、図２の反射型液晶表示装置からの出射光と周囲光との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図８】図７の反射型液晶表示装置において、遮光手段を備えていない場合の光源からの光の挙動を示す説明図である。
【図９】（ａ）は、図７の反射型液晶表示装置の他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、図７の反射型液晶表示装置のさらに他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【図１１】図７の反射型液晶表示装置のさらに他の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
【図１３】図１２の反射型液晶表示装置が入力手段を備えている場合の構成を示す断面図である。
【図１４】図１２の反射型液晶表示装置が表示面の保護機能を有している場合の構成を示す断面図である。
【図１５】（ａ）は、図１３の反射型液晶表示装置が備えている入力手段に設けられている信号検出用配線の配置を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の入力手段において、信号検出用配線が接触する接触点を検出するための構成を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１７】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いない際の動作を示す説明図である。
【図１８】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図１９】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図２０】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２１】図２０の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図２２】（ａ）は、図２０の反射型液晶表示装置において、第１屈折率部と第２屈折率部との接続部の位置が光源側であるときの光源からの光の状態を示す説明図であり、（ｂ）は、図２０の反射型液晶表示装置において、上記接続部の位置が液晶表示素子側であるときの光源からの光の状態を示す説明図である。
【図２３】（ａ）は、図２０の反射型液晶表示装置における第２屈折率部を固定する固定部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の固定部における溝部と凸部との嵌合状態を示す説明図であり、（ｃ）は、（ａ）の固定部における溝部のスライド状態を示す説明図である。
【図２４】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段の使用例を示す斜視図である。
【図２５】図２３の照明手段の使用例を示す平面図である。
【図２６】従来の補助照明手段を備える反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 反射型液晶表示装置
２ 液晶表示素子（表示体）
２ａ 液晶表示素子（表示体）
３ 照明装置（照明手段）
４ａ 反射型液晶表示装置
４ｂ 反射型液晶表示装置
５ ペン入力装置（入力手段）
６ 反射型液晶表示装置
７ 反射型液晶表示装置
１６ 偏光板
２１ 屈折率体
２２ 空間部
２３ 光源
２４ａ 領域
２５ 屈折率体
２６ 保護板（屈折率体／保護手段）
２８ 遮光部（遮光手段）
６３ 照明装置（照明手段）
６６ 空間部
６７ 屈折率体
６７ａ 第１屈折率部
６７ｂ 第２屈折率部
６７ｃ 接続部
６８ 光源
７３ 照明装置（照明手段）
７６ 空間部
７７ 屈折率体
７７ａ 第１屈折率部
７７ｂ 第２屈折率部
７７ｃ 接続部
７７ｄ 固定部（固定手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、被照明物と観察者との間に配置されて使用され、被照明物に光を照射するとともに、被照明物からの反射光を観察者が視認できるように該反射光を透過させるべく構成された照射手段と、この照明手段を備える反射型液晶表示装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、反射型液晶表示装置は、周囲光を光源として利用するため、低消費電力であるとともに、透過型液晶表示装置など他の表示装置と比較して薄型化が可能であるというメリットを有している。しかしながら、反面、光源として周囲光を利用しているため、その表示品位は、周辺環境に対して大きな依存性を有している。特に、周囲が暗く周囲光を十分に取り入れることができないような状態では、表示の確認さえもできないという不都合を生じている。
【０００３】
上記の不都合を解消するために、たとえば、腕時計などに対しては、近年様々な手法が採用されて、実用化されている。このような手法としては、具体的には、補助光源などを設ける手法が知られている。たとえば、図２６に示すように、補助光源として、腕時計の液晶表示部１０１の側面に電球１０２が設置されている。このような補助光源を設ける手法は、上記の不都合を解決するには、最も簡便かつ低コストな手法である。
【０００４】
また、上記補助光源を用いる手法以外に、液晶表示装置に対して、くさび型状の断面を有する導光体を備える照明手段を設ける手法（たとえば、特開昭５７−１４４５８１号公報や、ＵＳＰ４，４５３，２００号公報など）も考案されている。この手法では、上記導光体によって、光源からの光を液晶パネルに導くことにより、該液晶パネルの表示面全体に対して、従来よりも均一に照明を行うことが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現在、携帯情報端末などに用いられている高精細の反射型の液晶表示装置に対して、上記補助光源を設ける手法を採用すると、以下の問題点を招来することになる。
【０００６】
（１）液晶表示装置の表示面が大きくなるために、該表示面全体を均一に照明することが困難である。
（２）液晶表示装置における液晶パネル前面の透光性基板内に入射した光により、表示面上の画素を横断して進行する迷光が発生する。この迷光の発生は、上記表示面において、中間調の表示特性を著しく劣化させる。
【０００７】
さらに、光源を液晶パネル上部に設置することにより、液晶パネル前面の透光性基板内への光を入射を防止して上記（２）の問題点を回避することは可能である。しかしながら、光源を液晶パネルの上部に設置しても、表示面全体を均一に照明することは困難であり、（２）の問題点を解消することはできても、上記（１）の問題点を回避することはできない。
【０００８】
一方、上記特開昭５７−１４４５８１号公報やＵＳＰ４，４５３，２００号公報などのくさび型状の断面を有する導光体を用いる照明手段の場合は、表示面全体に均一な照明を行うことは可能ではあるが、該照明手段を製造するために、非常に複雑な光学設計や非常に精密な製造工程が要求されることになる。それゆえ、製造工程の煩雑化と製造コストの上昇とを招来することになる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、反射型の液晶表示装置など、光を照射してその反射光を観察する表示体に対して、その表示面全体に、均一で、かつ、表示特性の劣化を回避し得る照明をより簡素な構成によって行うことのできる照明手段を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体の前面に、該表示体の表示面に対して傾斜した状態で設けられており、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源とを備えており、上記屈折率体と、光源と、表示体の表示面とで囲まれることにより、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面を有する空間部が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の請求項１記載の構成によれば、光源からの光は、まず、上記空間部に達し、その後、屈折率体と空間部との界面にまで達する。この界面では、上記屈折率体の屈折率が１より大きく、かつ、該屈折率体よりも空間部である空気層の屈折率の方が小さいことから、照射された光が反射する成分（以下、反射光とする）と透過する成分（以下、透過光とする）とに分解される。
【００１２】
ここで、上記空間部は、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面、すなわち、くさび型状や台形状の断面を有している。そのため、上記反射光は、断面の厚さが連続的に小さくなっていく側の表示体の表示面に照射される。
【００１３】
また、この反射光は、表示体の表示面上で反射され、その後、再び上記界面まで達し、反射光と透過光とに分解される。このような過程を繰り返すことによって、表示体の表示面全体に光源からの光が均一に照射されることになる。すなわち、上記照明手段では、光源から直接照射される光に加えて、上記反射光によって表示体を照射することになる。しかも、上記透過光は、空間部における断面の厚さが連続的に小さくなっていく側に向かって直進するため、表示体の表示に影響を及ぼすことがない。
【００１４】
そのため、周囲光の反射を利用して表示を行う表示体、たとえば、紙面や反射型液晶表示装置などに上記照明手段を備えることによって、該表示体への周囲光が不足している場合に、表示に悪影響を及ぼすことなく、光源からの光を表示体上に導くことができる。
【００１５】
しかも、上記空間部には、従来の照明手段のように、特別な媒質を充填する必要がない。また、上記空間部である空気層は、特別な媒質を充填する場合と比較して、屈折率体との屈折率差を最も大きくすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【００１６】
その結果、上記照明手段を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる表示体を得ることができるとともに、照明手段の製造工程を簡素化して、製造コストを低減することができる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１記載の構成に加えて、上記屈折率体は、その表面が平滑であることを特徴としている。
【００１８】
上記の請求項２記載の構成によれば、上記屈折率体の表面は平滑となっているため、従来の照明手段において用いられている屈折率体のような特別な表面加工を施す必要がない。それゆえ、製造方法を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することができる。また、上記屈折率体においては、表示体側の界面が照明に重要な役割を果たしているため、観察者側表面が平滑であれば、表示体の表示を損なうことがない限り様々な機能を付加することもできる。
【００１９】
本発明の請求項３記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１または２記載の構成に加えて、上記屈折率体が入力手段を備えていることを特徴としている。
【００２０】
上記の請求項３記載の構成によれば、屈折率体が入力手段を備えているため、入力手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。
【００２１】
本発明の請求項４記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１、２または３記載の構成に加えて、上記屈折率体が上記表示体を保護する保護手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の請求項４記載の構成によれば、上記屈折率体が保護手段を備えているため、保護手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。また、上記屈折率体として、従来用いられている保護板を用いることもできるため、より部材点数の増加を防止することができる。さらに、屈折率体の観察者側の表面に反射防止機能を付加することもできる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から４の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲内であることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項５記載の構成によれば、屈折率体の屈折率が上記の範囲内であれば、光源からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体における光の吸収の波長依存性を小さくすることができる。
【００２５】
本発明の請求項６記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から５の何れか１項記載の構成に加えて、上記空間部は、上記光源の周囲を覆うように配置される反射板によって形成される領域を含んでいることを特徴としている。
【００２６】
上記請求項６の構成によれば、上記空間部と上記反射板により形成される光源の周囲の領域との間には屈折率差がない、すなわち界面が生じない。そのため、界面における光の反射などによる光のロスを抑制し、光源からの光の利用効率を上昇させることができる。
【００２７】
本発明の請求項７記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から６の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源が、表示体上の、表示面全体を見渡す位置に設置されていることを特徴としている。
【００２８】
上記請求項７記載の構成によれば、光源を上記位置に設置することによって、光源からの光が表示体の表示面全体に行き渡ることになる。そのため、上記表示体上において、照射される光にムラが生じることをより効果的に抑制することができるとともに、表示体の表示をより明るくすることができる。
【００２９】
本発明の請求項８記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から７の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が５０°以下であることを特徴としている。
【００３０】
上記請求項８記載の構成によれば、上記屈折率体の傾斜角は、くさび型状の断面を有する上記空間部において、該くさび型の頂角となる。あるいは、上記断面が台形状である場合でも、台形の上底で止まっている側辺を延長してくさび型状とした際に、上記傾斜角は、該くさび型の頂角となる。
【００３１】
そのため、上記光源からの光の広がりの角度をδとし、上記頂角（傾斜角）をαとすると、上記界面へ入射する光の入射角θは、次式によって表される。
【００３２】
θ＝９０°−α±δ
上記界面では、入射角θが約４０°から反射光が増加する。その結果、上記頂角αは５０°以下であれば、光源からの光をより多く反射することができる。
【００３３】
本発明の請求項９記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項８記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が、１０°未満であることを特徴としている。
【００３４】
上記請求項９記載の構成によれば、上記界面では、上記入射角を表す式における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。その結果、上記頂角αは１０°未満であれば、光源からの光をより一層多く反射することができる。
【００３５】
本発明の請求項１０記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項８または９記載の構成に加えて、上記空間部の断面において、傾斜している上記屈折率体の表示体側表面と一致する第１線と、上記屈折率体の上方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と垂直に交差する第２線と、上記屈折率体の下方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形に対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ
Ｌ：第３線の長さ
ｈ：第２線の長さ
α：屈折率体の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立することを特徴としている。
【００３６】
上記請求項１０記載の構成によれば、たとえば、上記表示体として反射型液晶表示装置を用いるとすると、通常、反射型液晶表示装置ではバックライトを用いないため、透過型液晶表示装置よりも薄型化が可能であるという利点を有している。
【００３７】
ここで、上記バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。そのため、上記空間部の断面における厚さの大きい側の側面の厚さである、上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とすることによって、上記照明手段を反射型液晶表示装置に備える場合に、反射型液晶表示装置の薄型化を抑制することを回避できる。したがって、光源からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型が可能である照明手段を実現することができる。
【００３８】
本発明の請求項１１記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１０の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源からの光が表示体の側面から直接入射することを防止する遮光手段を備えていることを特徴としている。
【００３９】
上記請求項１１記載の構成によれば、たとえば、上記表示体として反射型液晶表示装置を用いるとすると、通常、反射型液晶表示装置では、液晶層を挟持している透光性基板に直接光源からの光が入射した場合、表示面上の複数の画素を横切って進行する迷光が発生する。この迷光は、液晶表示装置の表示品位を著しく低下させる。
【００４０】
しかしながら、上記遮光手段によって、光源からの光が上記透光性基板の側面から入射することを防止できるため、全ての光源からの光を上記空間部に入射させることができる。そのため、上記迷光の発生を防止できるとともに、光源からの光の利用効率を上昇させることができる。
【００４１】
本発明の請求項１２記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１１の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源は、表示体の外側となり、かつ、該光源の上端が上記屈折率体における観察者側の表面よりも下方となる位置に配置されていることを特徴としている。
【００４２】
上記請求項１２記載の構成によれば、光源を上記の位置に設けることによって、上記照明手段を備える表示体の厚さを薄型化することができる。また、上記光源が屈折率体における観察者側の表面よりも上方にある場合、光源から直接表示体を照明する光は、表示体の光源近傍領域のみを極端に明るく照明することになるが、上記のような位置に光源を設けることによって、光源からの光を表示体全体により均一に照明することができる。
【００４３】
本発明の請求項１３記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１２記載の構成に加えて、上記光源の上端が上記表示体の表示面よりも下方となることを特徴としている。
【００４４】
上記請求項１３記載の構成によれば、光源を上記の位置に設けることによって、光源からの光が屈折率体に達した際に、該屈折率体内を伝搬する光を大幅に減少させることができる。そのため、照明をより均一な明るさとすることができるとともに、光源からの光の利用効率をより一層向上することができる。
【００４５】
本発明の請求項１４記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなる第１屈折率部と、上記光源近傍に位置し、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっている屈折率体と、上記光源近傍に位置し、上記第２屈折率部における接続部とは反対側となる辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴としている。
【００４６】
上記請求項１４記載の構成によれば、屈折率体の接続部により、第１屈折率部を可動させて傾斜させることによって、表示体の表示面と第１屈折率部との間に前記請求項１における空間部と同様の断面を有する空間部が形成される。また、上記第２屈折率部も同様に可動させて傾斜させることによって、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射することができる。さらに、第１屈折率部の傾斜状態は上記支持手段によって支持されるため、上記空間部を安定した状態で維持することができる。
【００４７】
その結果、上記構成の照明手段は、前記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合は、第１屈折率部を傾斜状態からもとの状態へ戻すことによって、上記屈折率体は、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。また、上記屈折率体は、上記接続手段により光源近傍で装置本体と接続されているため、表示体を使用する際に照明手段が必要ない場合、屈折率体そのものを接続手段の可動によって表示体前面からはね上げるなどして移動させ、直接表示体を観察することができる。
【００４８】
したがって、上記構成では、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することが可能であるとともに、照明手段そのものが必要ない場合は、該照明手段を表示体の前面から移動させることができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができる。
【００４９】
本発明の請求項１５記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１４記載の構成に加えて、上記接続手段により屈折率体と同様に装置本体と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体および表示体を覆う位置に配置されている蓋部を備えていることを特徴としている。
【００５０】
上記請求項１５記載の構成によれば、表示体を観察しないときには、上記蓋部により、表示体および屈折率体を覆ってこれらを保護することができる。また、表示体を観察するときに照明手段を用いる場合は、蓋部のみを表示体上から移動させることができる。さらに、照明手段を用いない場合は、接続部により平板状とした屈折率体の背面に蓋部を隣接させ、蓋部と屈折率体とを一体として表示体の前面から移動させることが可能となる。それゆえ、上記蓋部は、表示体の観察の妨げになることなしに、表示体および屈折率体を保護することができる。
【００５１】
本発明の請求項１６記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に設けられている、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記光源とは表示体を挟んで対向する位置に配置され、上記屈折率体の一辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記光源からの光を、反射によって表示体および屈折率体側へ照射する反射手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴としている。
【００５２】
上記請求項１６記載の構成によれば、接続手段によって屈折率体を傾斜させることにより、表示体の表示面と屈折率体との間に前記請求項１における空間部と同様の断面を有する空間部が形成される。また、この屈折率体の傾斜状態は支持手段によって支持される。さらに、反射手段によって、光源からの光を反射して形成された空間部に対して照射することができる。
【００５３】
その結果、上記構成の照明手段は、前記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合は、屈折率体を傾斜状態からもとの状態へ戻すことによって、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。したがって、上記構成では、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができる。
【００５４】
本発明の請求項１７記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１６記載の構成に加えて、上記屈折率体が、表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなっている第１屈折率部と、上記光源近傍に位置する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっているとともに、上記第２屈折率部が、光源からの光を反射して、第１屈折率部および表示体側へ照射する反射手段であり、かつ、該第２屈折率部が傾斜することにより、第１屈折率部を傾斜した状態で支持する支持手段であることを特徴としている。
【００５５】
上記請求項１７記載の構成によれば、上記第２屈折率部が支持手段および反射手段として機能するため、上記空間部を形成するための構成は、屈折率体１つのみでよい。それゆえ、照明手段の構成を簡素化することができるとともに、照明手段全体をコンパクトなものにすることができる。
【００５６】
本発明の請求項１８記載の照明手段は、上記の課題を解決するために、上記請求項１７記載の構成に加えて、上記第２屈折率部を所定の傾斜状態に固定する固定手段を備えていることを特徴としている。
【００５７】
上記請求項１８記載の構成によれば、上記固定手段により、上記第２屈折率部によって第１屈折率部の傾斜が支持される際に、上記接続部が、光源の中心部と表示体における光源側の端部との中間点よりも表示体側となる位置とすることができる。そのため、光源から観察者へ直接照射される光の発生を抑制することができる。したがって、光源からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子の表示品位を向上させることができる。
【００５８】
また、第１屈折率部を傾斜させて空間部を形成した際に、該空間部における光源側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、第１屈折率部が傾斜しているために、表示体の第１方向の長さに対して第１屈折率部の第１方向の長さが不足するおそれがある。しかしながら、上記固定手段は、第２屈折率部の傾斜状態を適宜変化させることも可能であるため、固定手段の位置を変化させることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【００５９】
さらに、必要であれば、固定手段の固定位置を移動させることにより、第２屈折率部の傾斜状態を変化させて、第１屈折率部の傾斜角、すなわち、上記空間部の頂角を十分大きくすることもできる。
【００６０】
本発明の請求項１９記載の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記請求項１から１８の何れか１項に記載の照明手段と、反射型液晶表示素子とを備えていることを特徴としている。
【００６１】
上記請求項１９記載の構成によれば、上記照明手段を備えることにより、反射型液晶表示素子は、周囲光が少ない場合でも明るい表示が可能となる。そのため、周辺環境にほとんど依存することがない反射型液晶表示装置を得ることができる。
【００６２】
本発明の請求項２０記載の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上記請求項１９記載の構成に加えて、上記反射型液晶表示素子が、上記空間部に接する側の表面上に偏光板を１枚のみ備えていることを特徴としている。
【００６３】
上記請求項２０記載の構成によれば、通常、偏光板を利用する反射型液晶表示装置では、視差の影響を回避する点、および表示を明るくする点から、反射板を１枚のみ使用した表示方式が有効である。この場合、偏光板を液晶表示素子上の屈折率体の上に配置すると、周囲光を用いる場合は問題ないが、照明手段における光源からの光を偏光する手段がなく、液晶層によるスイッチングが原理上不可能となる。
【００６４】
そこで、光源からの光を偏光させる手段が必要となるが、仮に、光源を配置する位置に偏光板を配置すると、新たに、光源からの光の反射による偏光解消や該光の入射角による偏光状態の変化などの問題が生じる。
【００６５】
しかしながら、反射型液晶表示素子における表示面上に偏光板を配置することによって、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、上記偏光板を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができる。
【００６６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図６に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００６７】
本実施の形態においては、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及し、本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられているものであるとする。
【００６８】
つまり、本実施の形態における反射型液晶表示装置１は、図２に示すように、反射型液晶表示素子（以下、特に限定のない限り、反射型液晶表示素子は、単に液晶表示素子と略する）２と、照明装置（照明手段）３を備えている。
【００６９】
まず、上記反射型液晶表示装置１の構成について説明する。
上記液晶表示素子２は、対向する一対の透光性基板１１ａ・１１ｂの間に液晶層１４を封入してなっている。上記透光性基板１１ａ・１１ｂにおけるそれぞれの対向面には、少なくとも透明電極層１２および配向膜１３が、この順で形成されている。
【００７０】
さらに、上記液晶表示素子２における照明装置３に接する側の透光性基板１１ａと該照明装置３との間に偏光板１６が介在している。一方、照明装置３と接しない側の透光性基板１１ｂにおいて、該透光性基板１１ｂにおける透光性基板１１ａとの対向面の反対側となる面、すなわち、反射型液晶表示装置１において、表示体である液晶表示素子２の表示面とは反対側となる面には、偏光板１６と同一の図示しない偏光板をその表面に備えている反射板１５が備えられている。
【００７１】
なお、以下の発明の実施の形態における表示体の説明においては、該表示体の前面である表示面の形成されている側の面、すなわち、照明手段が配置されている側の面を表示面と称する。同様に、表示体において、該表示体の表示面とは反対側となる面、すなわち、照明手段が配置されていない側の面を背面と称する。
【００７２】
つまり、上記液晶表示素子２においては、照明装置３と接する側である表示面には、偏光板１６が備えられており、照明装置３と接しない側である背面には、図示しない偏光板を備える反射板１５が備えられている。したがって、液晶層１４は、一対の偏光板の間に存在していることになる。
【００７３】
上記透光性基板１１ａ・１１ｂとしては、たとえば、ガラス基板（コーニング社製：商品番号７０５９）が用いられる。上記透明電極層１２としては、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が用いられる。上記配向膜１３としては、たとえば、高分子膜（日本合成ゴム社製：商品名ＡＬ−４５５２）が用いられ、スピンコーターにより透明電極層１２上に形成される。
【００７４】
上記透光性基板１１ａ・１１ｂの間には、図示しないスペーサが予め散布されており、このスペーサの散布の後に、液晶層１４が封入される。上記スペーサは、対向する上記透光性基板１１ａ・１１ｂの間に形成される空隙部（セル）の間隙を均一にするために用いられている。このスペーサとしては、たとえば、粒径４．５μｍのガラスビーズが用いられる。
【００７５】
上記液晶層１４は、透光性基板１１ａ・１１ｂの間に上記スペーサが散布され、図示しない接着剤にて該透光性基板１１ａ・１１ｂが貼り合わせられて、空隙部が形成された後に、真空脱気によって液晶材が導入されて形成される。上記液晶材としては、たとえば、メルク社製：商品名ＺＬＩ−３９２６（複屈折Δｎ＝０．２０３０）が用いられる。
【００７６】
上記反射板１５は、液晶層１４が形成された後に、透光性基板１１ｂの背面にエポキシ系の接着剤により接着される。この反射板１５としては、たとえば、ヘアーライン加工を施したアルミニウム製の反射板が用いられる。また、上記偏光板１６は、図示しないが、液晶層１４の液晶分子における配向方向と４５°の角度をなすように偏光軸を設定しており、透光性基板１１ａの表示面側に備えられている。
【００７７】
ここで、本実施の形態において、液晶表示素子２の反射板１５の設置位置については、図２に示すように、透光性基板１１ｂの背面に限定されるものではない。たとえば、図３に示すように、上記反射板１５に相当する反射電極１５ａと液晶層１４とを隣接させる、すなわち、液晶層１４の背面側に反射電極１５ａが配置されるような構成を有する液晶表示素子２ａであってもよい。
【００７８】
この液晶表示素子２ａの構成について詳しく説明すると、上記液晶表示素子２と同様に、対向する一対の透光性基板１１ａ・１１ｂの間に液晶層１４を封入してなっている。上記透光性基板１１ａは、照明装置３側に配置されている。この透光性基板１１ａの透光性基板１１ｂへの対向面には、少なくとも透明電極層１２および配向膜１３が、この順で形成されている。また、この透光性基板１１ａには、該照明装置３と透光性基板１１ａとの間に偏光板１６が１枚のみ介在している。
【００７９】
一方、照明装置３と接しない側の透光性基板１１ｂにおける透光性基板１１ａへの対抗面には、上記透明電極層１２と反射板１５との機能を兼ねる反射電極１５ａが形成され、その上層に配向膜１３が形成されている。
【００８０】
上記構成の液晶表示素子２ａでは、後述する空間部２２に接する側の表面上に偏光板１６を１枚のみ備えていることから、次のような利点がある。
【００８１】
通常、偏光板を利用する反射型液晶表示装置では、視差の影響を回避する点、および表示を明るくする点から、偏光板を１枚のみ使用した表示方式が有効である。ところが、上記の構成では、偏光板を液晶表示素子上の屈折率体の上に配置すると、周囲光を用いる場合は問題ないが、照明手段における光源からの光を偏光する手段がなく、液晶層による光のスイッチングが原理上不可能となる。
【００８２】
そこで、上記のような液晶表示素子では、光源からの光を偏光させる手段が必要となる。しかしながら、仮に、光源を配置する位置に偏光板を配置すると、新たに、光源からの光の反射による偏光解消や、光源からの光の入射角による偏光状態の変化などが発生するという不都合が生じる。
【００８３】
しかしながら、上記液晶表示素子２ａのように、光源からの光が入射する側の面（液晶表示素子２ａの表示面）上に偏光板１６を配置することによって、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、液晶表示素子２ａは、偏光板１６を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができる。
【００８４】
なお、反射板（あるいは反射電極）と液晶層とを隣接して形成する手法については、特開平６−２７４８１号公報に詳細に記載されているため、本実施の形態ではその説明を省略する。
【００８５】
上記照明装置３は、屈折率体２１、光源２３および反射板としてのリフレクタ２４を備えている。この照明装置３には、屈折率体２１、光源２３、および表示体（液晶表示素子２）とで囲まれた空間部２２が形成されている。上記光源２３としては、筒状のライトが用いられている。上記リフレクタ２４は、この光源２３からの光を反射して一方向に照射できるように、該光源２３を覆うようにして形成されている。なお、この光源２３を覆う領域を領域２４ａとする。
【００８６】
上記屈折率体２１は、液晶表示素子２の表示面に対して傾斜した状態で配置されている。具体的には、図２に示すような構造では、透光性基板である屈折率体２１は、長方形または正方形状の形状を有しており、一方の辺が、リフレクタ２４の上端に接している。そして、この辺に対向する側の辺は、液晶表示素子２の表示面に接している。
【００８７】
また、上記リフレクタ２４は、その上端が屈折率体２１の一方の辺と接しているとともに、下端が液晶表示素子２の表示面と接している。それゆえ、屈折率体２１、液晶表示素子２、およびリフレクタ２４に覆われている光源２３によって、断面積が略３角形状となった空間部２２が形成される。
【００８８】
上記屈折率体２１は、空間部２２との接触面（以下、界面とする）において、光が界面反射できるように屈折率が１よりも大きい材質からなっている必要がある。ここで、上記屈折率体２１の屈折率は１．４以上１．６以下の範囲内であることが好ましい。これは、屈折率体２１の屈折率がこの範囲内であれば、光源２３からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体２１における光の吸収の波長依存性を小さくすることができるためである。
【００８９】
この屈折率体２１としては、たとえば、透光性基板１１ａ・１１ｂと同様にガラス基板（コーニング社製：商品番号７０５９）が用いられる。なお、屈折率体２１の材質は、透光性を有しており、かつ屈折率が１より大きい材質であればよく、上記ガラス基板のみに限定されるものではない。たとえば、屈折率体２１としては、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アクリル樹脂などの材質からなる透光性基板を用いてもよい。
【００９０】
上記空間部２２は、屈折率体２１、光源２３、および表示体である液晶表示素子２とによって囲まれた領域である。そして、屈折率体２１は、上述したように、光源２３側（リフレクタ２４側）の辺を上方となるように、液晶表示素子２の表示面に対して傾斜している。それゆえ、空間部２２の断面の形状は、略３角形状の断面、換言すれば、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面となっている。
【００９１】
図２に示すような場合では、空間部２２は、光源２３側の側面から、その厚さが連続的に減少するような略３角形のくさび型状の断面となっている。なお、空間部２２の断面は、上記くさび型状に限定されるものではなく、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化していればよい。たとえば、光源２３側の側面を下底とし、光源２３とは反対側の側面を上底とするような台形状の断面であってもよい。
【００９２】
上記空間部２２は、屈折率体２１、光源２３、および液晶表示素子２とによって囲まれた領域であるため、光源２３を覆うリフレクタ２４によって囲まれた領域２４ａと隣接している。このとき、この領域２４ａと空間部２２とは、連続した一つの空間部となっていることが好ましい。つまり、空間部２２は、上記領域２４ａを含んでいることが好ましい。
【００９３】
これは、上記空間部２２と領域２４ａとの間に屈折率差がない、すなわち界面が生じないことが好ましいためである。この界面が生じなければ、該界面における光の反射などによる光源２３からの光のロスを抑制し、光の利用効率を上昇することができる。
【００９４】
また、上記領域２４ａを含む空間部２２は空気層であるため、該空間部２２に特別な媒体を充填する従来の照明手段よりも、上記屈折率体２１と空間部２２との屈折率差を最も大きくすることができる。また、上記空間部２２と領域２４ａとに特別な媒質を充填する必要がないということは、照明装置３の製造工程を簡素化することができるとともに、製造コストも低減することができる。
【００９５】
上記光源２３は、空間部２２を介して表示体（液晶表示素子２）の表示面全体が見渡される位置に設置されていることが好ましい。これは、光源２３からの光を表示面全体に行き渡らせ、表示体上に照射される光が不均一となることをより効果的に抑制するためである。また、上記の位置に光源２３が配置されていれば、光源２３からの光が直接液晶表示素子２の表示面全体に照射されるため、後述するように、より表示体の表示を明るくすることもできる。
【００９６】
次に、上記反射型液晶表示装置１の備える照明装置３が表示体である液晶表示素子２を照明する方法について説明する。
上記反射型液晶表示装置１では、図１に示すように、リフレクタ２４で覆われている領域２４ａ中に配置されている光源２３から空間部２２に入射光３１が入射する。この入射光３１は、空気層である空間部２２を透過して、該空間部２２とガラス基板である屈折率体２１との界面３０に達する。
【００９７】
この界面３０では、屈折率体２１の屈折率が１より大きく、かつ、該屈折率体２１よりも空間部２２の屈折率の方が小さくなっている。そのため、図４（ａ）に示すように、入射光３１が、界面３０によって反射する成分（以下、反射光とする）３２と界面３０を透過する成分（以下、透過光とする）３３とに分解される。
【００９８】
ここで、空間部２２は、上述したように、くさび型状や台形状の断面を有している。そのため、反射光３２は、図１に示すように、断面の厚さが連続的に小さくなっていく側の液晶表示素子２の表示面に照射される。したがって、反射光３２は、液晶表示素子２の表示面（本実施の形態では、偏光板１６）と、屈折率体２１の界面３０との間で反射を繰り返して、光源２３とは反対側の側面に向かって空間部２２中を伝搬する（図１では、伝搬光３４として示す）。
【００９９】
また、空間部２２中を伝搬している伝搬光３４が、液晶表示素子２の表示面にて反射される際に、該液晶表示素子２の表示面から液晶層１４に入射する成分である液晶入射光３５が発生する。
【０１００】
この液晶入射光３５は、液晶表示素子２における反射板１５で反射されて液晶層１４を透過した後、出力光３６となる。この出力光３６は、液晶表示素子２の表示面を透過した後、照明装置３も透過して観察者３７に達する。すなわち、出力光３６は反射型液晶表示装置１の表示に用いられる光として機能する。
【０１０１】
さらに、光源２３は、液晶表示素子２の表示面全体を見渡すことのできる位置に配置されているため、光源２３からの光は、屈折率体２１および空間部２２全体に照射することが可能である。したがって、本実施の形態の照明装置３では、伝搬光３４による照明と光源２３からの入射光３１による直接の照明とによって、液晶表示素子２の表示面に対する二重の照明がなされている。それゆえ、液晶表示素子２に対してより均一かつより明るい照明が可能となる。
【０１０２】
加えて、上記界面３０を透過した透過光３３は、そのまま液晶表示素子２の表示面と略平行の方向に直進するため、観察者３７へ到達することがない。それゆえ、透過光３３によって、反射型液晶表示装置１の表示に悪影響が及ぼされることはなく、表示品位の劣化が生じることがない。
【０１０３】
ところで、通常、空気とガラスとの界面などといった、異なる屈折率を有する媒体間の界面に入射する入射光において、その透過率Ｔおよび反射率Ｒは、次の式（１）ないし式（４）で表される。なお、入射光は屈折率ｎ１ の媒質Ａから屈折率ｎ２ の媒質Ｂへ入射するものとし、上記媒質Ａ・Ｂ間の界面における入射角をθ１ 、界面からの出射角をθ２ とする。また、添字のｐ、ｓは、反射光または透過光の偏光を示し、ｐは、入射面（光の入射する界面の法線と光の進行方向とにより決定される面）に平行な成分についてであり、ｓは垂直な成分についてである。
【０１０４】
まず、θ１ ≠０°のときは、
Ｔｐ ＝ｓｉｎ２θ１ ・ｓｉｎ２θ２／｛ｓｉｎ２（θ１ ＋θ２ ）・ｃｏｓ２（θ１ −θ２ ）｝
Ｔｓ ＝ｓｉｎ２θ１ ・ｓｉｎ２θ２／ｓｉｎ２（θ１ ＋θ２ ）
Ｔ＝（Ｔｐ ＋Ｔｓ ）／２ …（１）
Ｒｐ ＝｛ｔａｎ（θ１ −θ２）｝２／｛ｔａｎ（θ１ ＋θ２）｝２
Ｒｓ ＝｛ｓｉｎ（θ１ −θ２）｝２／｛ｓｉｎ（θ１ ＋θ２）｝２
Ｒ＝（Ｒｐ ＋Ｒｓ ）／２ …（２）
となる。
【０１０５】
一方、θ１ ＝０°のときは、
Ｒ＝｛（ｎ−１）／（ｎ＋１）｝２ …（３）
Ｔ＝４ｎ／（ｎ＋１）２ …（４）
ここで、ｎ＝ｎ２／ｎ１
となる。
【０１０６】
上記の式（１）ないし式（４）を図４（ａ）に示すような、本実施の形態の照明装置３における界面３０での入射光３１に当てはめて、透過率Ｔと反射率Ｒとをシュミレートする。その結果、図４（ｂ）に示すように、入射光３１がどの入射角であっても、上記界面３０では、入射光３１は反射され、界面反射成分としての反射光３２が発生している。なお、図４（ａ）において、ｐは、上述した通り、入射面に平行な成分についてであり、ｓは垂直な成分についてである。また、ｉは上記入射面を示し、ｎは、入射光３１が界面３０に達した点における法線を示す。
【０１０７】
特に、入射光３１の入射角が４０°以上となる場合は、図４（ｂ）に示すように、反射光３２の発生は急激に上昇している。たとえば、入射角が８０°の場合では、６０％の入射光３１が反射することになる。それゆえ、本実施の形態の照明装置３では、上記界面３０において、入射光３１を反射光３２と透過光３３とに分離する際に、反射光３２の光量を多くすることができる。
【０１０８】
このように、上記照明装置３では、上記界面３０において、光源２３からの入射光３１の大部分を反射光３２とすることによって、最終的に表示に用いられる出力光３６の光量を増大させることができる。しかも、光源２３は、上述したように、空間部２２を介して液晶表示素子２の表示面全体が見渡される位置に設置されているため、光源２３からの入射光３１は、液晶表示素子２の表示面に対して直接照射される。
【０１０９】
したがって、上記照明装置３では、光源２３から直接液晶表示素子２の表示面に到達する入射光３１と、該入射光３１のうち界面３０に到達して反射された反射光３２から生ずる伝搬光３４とによって、２重に表示面が照明されることになる。それゆえ、照明装置３は、高い利用効率で、光源２３からの光を表示体である液晶表示素子２の表示面全体に照明することができる。
【０１１０】
そのため、本実施の形態の反射型液晶表示装置１では、液晶表示素子２への周囲光が不足している場合に、液晶表示素子２の表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２上に導くことができる。したがって、上記照明手段３を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる反射型液晶表示装置１を得ることができる。
【０１１１】
ここで、上記空間部２２の断面は、くさび型状または台形状となっているが、このくさび型状の断面における頂角、または、台形状の断面を該台形の上底で止まっている側辺を延長してくさび型状とした際の頂角は、上記屈折率体２１における液晶表示素子２の表示面に対する傾斜角と同じ大きさとなる。このとき、上記空間部２２の頂角、すなわち屈折率体２１の傾斜角の範囲としては、５０°以下であることが好ましく、１０°未満であることがより好ましい。
【０１１２】
これは、次の理由による。つまり、上記照明装置３において、光源２３から空間部２２へ入射する光が、屈折率体２１の界面３０に達したとする。このときに、図５に示すように、上記光源２３からの光の広がりの角度をδとし、上記頂角（傾斜角）をαとすると、界面３０への入射光３１の入射角θは、次式（５）によって表される。
【０１１３】
θ＝９０°−α±δ …（５）
上記界面３０では、入射角θが約４０°から反射光３２が増加する。その結果、上記頂角αは５０°以下であれば、光源２３からの入射光３１をより多く反射することができる。また、図４（ｂ）に示すように、上記界面３０では、上記式（５）における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。その結果、上記頂角αは１０°未満であれば、光源２３からの入射光３１をより一層多く反射することができる。
【０１１４】
さらに、上記屈折率体２１の傾斜角αは、次式（６）で表される範囲内であることが好ましい。つまり、上記空間部２２の断面において、図５に示すように、傾斜している屈折率体２１の表示体（液晶表示素子２）側表面（界面３０）と一致する第１線と、屈折率体２１の上方側となる辺と一致する点Ａを通り、液晶表示素子２の表示面と垂直に交差する第２線と、屈折率体２１の下方側となる辺と一致する点Ｂを通り、液晶表示素子２の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形ＡＢＣに対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ …（６）
Ｌ：第３線ＢＣの長さ
ｈ：第２線ＡＣの長さ
α：屈折率体２１の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立することが好ましい。なお、上記点Ｃは第２線と第３線との交点である。
【０１１５】
上記式（６）について説明する。本実施の形態では、表示体として液晶表示素子２を用いて、反射型液晶表示装置１を構成している。通常、反射型液晶表示装置ではバックライトを用いないため、透過型液晶表示装置よりも薄型化が可能であるという利点を有している。
【０１１６】
ここで、上記バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。そのため、上記空間部２２の断面における厚さの大きい側の側面（光源２３側の側面）の厚さである上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とする。すなわち、上記空間部２２が、上記３角形ＡＢＣとなる断面を有する場合、上記第３線は底辺となり、第１線は斜辺となる。このとき傾斜角αは、上記式（６）が成立する範囲内、つまり、第２線である光源２３側の側面の長さが３ｍｍ以下となるような範囲内であればよい。
【０１１７】
これによって、上記照明装置３を反射型液晶表示装置１に備える場合に、反射型液晶表示装置１の薄型化を抑制することがない。したがって、光源２３からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型化が可能である照明装置３を実現することができる。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１は、上記構成を有する照明装置３を備えているため、周囲光が不足しているような状態であっても、液晶表示素子２の表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２上に導くことができる。しかも、上記反射型液晶表示装置１では、通常の透過型液晶表示装置と比較しても、次のような利点を有する。
【０１１９】
つまり、図６（ａ）に示すように、通常の透過型液晶表示装置やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）などの自発光型の表示装置におけるディスプレイ４１からの出力光４２は、周辺環境からの周囲光４３と進行方向が逆になる。それゆえ、上記各表示装置においては、最終的に観察者３７に到達する到達光４４は、上記出力光４２と周囲光４３との差分となる。
【０１２０】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１では、上記照明装置３を備えているため、該照明装置３からの出力光５２と周囲光５３とが、液晶表示素子２の表示面によって反射される。それゆえ、観察者３７に到達する到達光５４は、出力光５２と周囲光５３との和となる。したがって、上記照明装置３を備える反射型液晶表示装置１では、周囲が暗い場所だけでなく、周囲が明るい場所であっても、明るい表示面を実現することが可能となっている。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、反射型液晶表示装置１に用いられる液晶表示素子２としては特に限定されるものではなく、最も単純な構成である１ドットの液晶表示素子や、単純マトリクス型の液晶表示素子、アクティブマトリクス型の液晶表示素子などであってもよい。すなわち、反射型液晶表示素子であれば、上記照明装置３を設置することによって、周囲の光量に左右されない明るい表示面を実現できる高表示品位の反射型液晶表示装置を提供することができる。
【０１２２】
また、液晶表示素子２の表示モードについても特に限定されるものではなく、本実施の形態のように、液晶層１４を挟持するように一対の偏光板が配置されている（偏光板１６および反射板１５に備えられている偏光板）ツイステッドネマティック（ＴＮ）表示モードであってもよく、２色性色素を用いるゲスト・ホスト（ＧＨ）表示モードや、偏光板を１枚のみ使用した複屈折（ＥＣＢ）表示モード（単偏光板モード）であってもよい。
【０１２３】
さらに、上記照明装置３は、反射型液晶表示装置１から取外し可能となっていてもよい。また、取外した照明装置３は、他の表示体、たとえば、照明手段を備えていない従来の反射型液晶表示装置に適用することもできる。
【０１２４】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図７ないし図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態１において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１２５】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられている。さらに、本実施の形態では、上記照明手段が、反射型液晶表示装置を薄型化する構成と、光の利用効率を向上させる構成とを備えているものとなっている。
【０１２６】
本実施の形態における反射型液晶表示装置１ａでは、図７および図８に示すように、表示体として、前記実施の形態１における液晶表示素子２ａを用いている。この反射型液晶表示装置１ａでは、照明装置３ａが備えているリフレクタ（反射板）２４を含む光源２３が、空間部２２の断面における厚さの大きい側の側面、すなわち、光源２３が接している側の側面の厚さよりも大きいとする。
【０１２７】
この場合、図８に示すように、上記照明装置３ａにおいて、光源２３を、表示体である液晶表示素子２ａの外側となる位置に配置する。すなわち、光源２３は、空間部２２の側面と液晶表示素子２ａの側面とで形成される一つの側面に接して配置される。リフレクタ２４を含む光源２３の上端は、屈折率体２１に接している。一方、光源２３の下端は、液晶表示素子２ａの透光性基板１１ｂの側面に接している。光源２３をこの位置に配置することによって、照明装置３ａを備える反射型液晶表示装置１ａの厚さが増大することは回避できる。
【０１２８】
ところが、この図８に示すような構成を有する照明装置３ａでは、光源２３からの光が液晶表示素子２ａの側面から直接入射する。この液晶表示素子２ａの側面へ直接入射した側面入射光３８は、表示面上の複数の画素を横切って進行する迷光３９ａとなり、液晶表示装置の表示品位を著しく低下させる。
【０１２９】
特に、上記液晶表示素子２ａのような偏光板１６を１枚のみしか備えていない単偏光板型の液晶表示素子や偏光板１６を使用しない液晶表示素子では、上記の迷光３９ａの発生が顕著であることを、本発明者らは実験的に確認している。
【０１３０】
さらに、図８に示す液晶表示素子２ａでは、反射板１５の背面に透光性基板１１ｂが配置されているので、この透光性基板１１ｂを伝搬する基板伝搬光３９ｂは、液晶表示素子２ａを照明することに全く用いられることがない。したがって、照明装置３ａの光の利用効率を低下させることにもなる。
【０１３１】
そこで、照明装置３ａにおいて、液晶表示素子２ａの側面部と接する面に、図７に示すように、遮光手段としての遮光部２８を形成する。この遮光部２８は、光源２３からの光が液晶表示素子２ａの側面から入射することを防止する。そのため、上記迷光３９ａおよび基板伝搬光３９ｂの発生を防止し、光源２３からの全ての光を空間部２２に入射させることができる。このとき、遮光部２８が光反射機能を有していることが好ましい。これによって、光源２３から遮光部２８に照射された光が反射されて、リフレクタ２４内からリフレクタ２４で囲まれる領域２４ａを介して、空間部２２へと照射することができる。
【０１３２】
光源２３から空間部２２へ入射した入射光３１は、屈折率体２１と空間部２２の界面３０において、前記実施の形態１で説明したように、反射光３２と透過光３３とに分解される。この反射光３２が伝搬光となって、液晶入射光３５として、液晶表示素子２ａに入射する。そして、液晶入射光３５は、反射電極１５ａで反射されて、出力光３６となり観察者３７に達することになる。
【０１３３】
このように、照明装置３ａに対して、液晶表示素子２ａの側面と接する部分に遮光部２８を形成することで、液晶表示素子２ａにおける上記迷光３９ａの発生を防止できるとともに、光源２３からの光の利用効率を上昇させることができる。
【０１３４】
さらに、上記照明装置３ａでは、反射型液晶表示装置１ａにおいて、液晶表示素子２ａの外側となる領域に、リフレクタ２４を含む光源２３が形成されている。そのため、リフレクタ２４を含む光源２３が、空間部２２の側面よりも大きい場合でも、反射型液晶表示装置１ａの厚さを増大させることがなく、より薄型化された反射型液晶表示装置１ａを実現することができる。
【０１３５】
また、上記遮光手段を備える照明装置としては、図９（ａ）または図１０（ａ）に示すように、筒状となって光源２３を覆うリフレクタ２４ｂを備える照明装置３ｂであってもよい。この場合、リフレクタ２４ｂが遮光手段となる。このリフレクタ２４ｂは、空間部２２の側面に接する領域のみに光を照射するための間隙を設けている。そのため、光源２３からの光はこのリフレクタ２４ｂによって、空間部２２にのみ入射することになる。
【０１３６】
なお、照明装置３ｂが上記のような構成を有している場合、筒状のリフレクタ２４ｂで囲まれる領域２４ａ内において、光源２３の配置される位置としては、図９（ａ）に示すような、その上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも上方となっている構成よりも、図１０（ａ）に示すように、その上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となっている構成のほうが好ましい。
【０１３７】
つまり、光源２３を図９（ａ）に示すような位置に設けることによって、照明装置３ｂを備える反射型液晶表示装置１ａの厚さを薄型化することができるとともに、液晶表示素子２ａへ照明される光が全体的に均一にすることができる。
【０１３８】
たとえば、図９（ａ）に示すように、光源２３の上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも上方にある場合、光源２３から直接、液晶表示素子２ａを照明する光は、図９（ｂ）に示すように、液晶表示素子２ａの光源２３近傍領域を極端に明るく（図９（ｂ）において矢印Ａで示す領域）照明することになる。一方、光源２３から離れた領域（図９（ｂ）において矢印Ｂで示す領域）は暗く照明されることになる。このため、反射型液晶表示装置１として、表示面全体に均一に光を照明することができなくなる。
【０１３９】
これに対して、図１０（ａ）に示すように、光源２３の上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となる位置にあると、図１０（ｂ）に示すように、光源２３からの光を反射型液晶表示装置１ａの表示面全体により均一に照明することができる。
【０１４０】
しかも、リフレクタ２４ｂを含む光源２３が、図１０（ａ）に示すような位置に形成されておれば、リフレクタ２４ｂの上端が屈折率体２１の観察者側表面よりも下方となる。そのため、反射型液晶表示装置１ａとしての厚さを増大させることを回避することができる。したがって、より反射型液晶表示装置１ａを薄型化することができる。
【０１４１】
さらに、照明装置３ｂにおいて、上記領域２４ａ内において、リフレクタ２４ｂを含む光源２３の配置される位置としては、図１１に示すように、光源２３の上端が、表示体である液晶表示素子２ａの表示面よりも下方となることが好ましい。
【０１４２】
上記光源２３の上端が液晶表示素子２ａの表示面よりも上方となっていると、屈折率体２１の光源２３側の側面から入射する入射光３１によって、透光性基板である屈折率体２１中を伝搬する基板伝搬光３９ｃの発生が顕著になる（図１１に例示）。この基板伝搬光３９ｃは、表示面の照明に関与しないうえに、表示面における表示に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１４３】
これに対して、上記光源２３が図１１に示すような位置に配置されることによって、入射光３１が屈折率体２１の光源２３側の側面に入射することを抑制することができる。そのため、図１１に示されている基板伝搬光３９ｃの発生を大幅に減少させることができる。それゆえ、液晶表示素子２ａの表示面をより均一に照明することができるとともに、光源２３からの光の利用効率をより一層向上することができる。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置１ａは、光源２３からの光の利用効率を向上させるとともに、反射型液晶表示装置１ａを薄型化する構成を備えている。そのため、周囲光が不足しているような状態であっても、液晶表示素子２ａの表示に悪影響を及ぼすことなく、光源２３からの光を液晶表示素子２ａ上に導くことができ、かつ、反射型液晶表示装置１ａをより薄型化して携帯し易くするなどの効果を得ることができる。
【０１４５】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の他の形態について、図１２ないし図１５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態１において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１４６】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。本発明にかかる照明手段は、この反射型液晶表示装置に備えられている。本実施の形態では、さらに、上記構成に加えて、照明手段に対して様々の機能を別途付加している構成である。
【０１４７】
前記実施の形態１における照明装置３や、実施の形態２における照明装置３ａ・３ｂでは、屈折率体２１であるガラス基板において、空間部２２側との接触面、すなわち、界面３０で生ずる光の反射を照明に利用している。これに対して、観察者側の表面は照明に関与していない。それゆえ、この観察者側の表面には、様々な機能を付加することが可能である。なお、この場合、付加される機能は、反射型液晶表示装置１または反射型液晶表示装置１ａの表示面に極端な悪影響を与えないことが前提である。
【０１４８】
まず、照明手段に対して、入力機能を入力手段として付加する場合について説明する。
本実施の形態における入力機能を付加した反射型液晶表示装置４ａは、前記実施の形態１における反射型液晶表示装置１ａと同様に、表示体である液晶表示素子２ａの前面に、照明手段としての照明装置３ｃが配置されている構成であり、さらに、入力手段としてペン入力装置５を別途付加している構成である。
【０１４９】
なお、入力手段としては、上記ペン入力装置５に限定されるものではない。しかしながら、一般に、携帯情報端末においては、操作性および携帯性の観点から入力手段としてペン入力が用いられることが多いため、本実施の形態ではペン入力装置５を備える反射型液晶表示装置４ａについて説明する。
【０１５０】
上記反射型液晶表示装置４ａは、図１２に示すように、その基本構成については、前記実施の形態１において、反射電極１５ａと液晶層１４とが隣接している液晶表示素子２ａを備えている反射型液晶表示装置１ａと同一である。すなわち、反射型液晶表示装置４ａは、液晶表示素子２ａと、照明装置（照明手段）３ｃとを備えている構成を有している。
【０１５１】
このような基本構成に対して、図１３に示すように、照明装置３ｃにおける屈折率体２５上に、ペン入力装置５（タッチパネル機能を有する入力装置）を形成する。このペン入力装置５は、屈折率体２５とこれに対向するプラスティック板５５からなっている。上記プラスティック板５５上には、図１５（ａ）に示すように、複数の信号検出用配線５６…が形成されている。一方、上記屈折率体２５における上記プラスティック板５５の対抗面上には、上記信号検出用配線５６…と互いに直交してマトリクスを形成するような位置に、複数の信号検出用配線５７…が形成されている。
【０１５２】
上記信号検出用配線５６・５７は透明な導電膜、たとえば、ＩＴＯからなっている。また、上記プラスティック板５５も透明なプラスティックからなっており、本実施の形態では厚さが約０．５ｍｍとなっている。このプラスティック板５５を屈折率体２５上に貼り合わせる際には、プラスティック板５５と屈折率体２５との間に、図１３に示すように、一定の空隙５５ａを設け、それぞれの対抗面上に形成されている信号検出用配線５６・５７が接触しないようにする。上記空隙５５ａの間隔は、たとえば、約５０μｍ程度である。
【０１５３】
このような構成を有するペン入力装置５に対して、その表面をペンなどで押さえると、図１５（ｂ）に示すように、プラスティック板５５上に形成されている信号検出用配線５６と屈折率体２５上に形成されている信号検出用配線５７とが互いに接触し接触点５８となる。
【０１５４】
したがって、プラスティック板５５の観察者側表面上でペンを動かすことにより、プラスティック板５５と屈折率体２５との対抗面上にそれぞれ形成されている信号検出用配線５６・５７が互いに接触して上記接触点５８が次々と形成されていく。このとき、たとえば、図１５（ｂ）に示すように、信号検出用配線５６をＹ軸座標検出用の配線とし、信号検出用配線５７をＸ軸座標検出用の配線とすると、上記信号検出用配線５６・５７をそれぞれ信号走査することにより、接触点５８のＸ座標およびＹ座標を検出することが可能となる。
【０１５５】
ここで、上記ペン入力装置５では、上述したように、座標検出用の配線である信号検出用配線５６・５７が透明電極からなっているとともに、屈折率体２５上に貼り合わせられているプラスティック板５５が透明な素材からなっている。それゆえ、上記ペン入力装置５を照明装置３ｃ上に設けても、該照明装置３ｃの動作を妨げることなく、また液晶表示素子２ａの表示面に悪影響を与えることなく入力機能を付加することが可能となる。
【０１５６】
なお、上記ペン入力装置５は、タッチパネル方式であるが、このタッチパネルの手法については、上述した手法に限定されるものではない。たとえば、上記座標の検出方法としては、容量を検出する方法などを用いてもよい。
【０１５７】
次に、照明手段に対して、表示体（本実施の形態の場合、液晶表示素子２ａ）の保護機能を付加する場合について説明する。
本実施の形態における表示体の保護機能を付加した反射型液晶表示装置４ｂは、上記反射型液晶表示装置４ａと同様に、表示体である液晶表示素子２ａの前面に、照明手段としての照明装置３ｄが配置されている構成であり、さらに、照明装置３ｄに表示体の保護機能として保護板が備えられている構成である。
【０１５８】
上記反射型液晶表示装置４ｂは、上記反射型液晶表示装置４ａと同様に、その基本構成については、図１２に示すように、前記反射型液晶表示装置１ａと同一である。加えて、上記反射型液晶表示装置４ｂは、図１４に示すように、前記実施の形態１では、照明装置３において屈折率体２１として用いられているガラス基板に代えて、液晶表示素子２ａを保護するために通常用いられている保護板２６を屈折率体として用いている構成である。
【０１５９】
上記保護板２６は、たとえば、自動車に搭載されている液晶表示装置やＳＳＦ−ＬＣ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｏｒｉｃ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）のように、液晶表示装置のパネルの汚れを防止したり、液晶表示装置に対する衝撃を防止したりする目的で液晶表示装置に対して設けられているものである。この保護板２６を屈折率体として用いられているガラス基板の代わりに用いる。
【０１６０】
この保護板２６は、反射型液晶表示装置４ｂの表示面上に通常設けられているものであるため、表示面の表示に悪影響を及ぼすことがない。また、この保護板２６の屈折率が１よりも大きければ屈折率体の代わりに用いることが十分可能である。このとき、上記反射型液晶表示装置４ｂでは、保護板２６は前記屈折率体としての機能を兼ねているが、保護板２６と屈折率体とをそれぞれ別の部材として設けてもかまわない。
【０１６１】
なお、この保護板２６の観察者側表面に対して、図１４に示すように、反射防止膜２７を形成してもよい。これは、保護板２６の観察者側表面、すなわち、保護板２６と周囲の空気との界面にて発生する観察者側における光の表面反射を防止するためである。
【０１６２】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置４ａ・４ｂは、照明手段（照明装置３ｃ・３ｄ）の屈折率体（屈折率体２５・保護板２６）に対して、ペン入力装置５などの入力機能や、表示体である液晶表示素子２ａの保護機能などを付加することによって、周辺環境に依存しない表示を可能とする反射型液晶表示装置４ａ・４ｂを実現するとともに、該反射型液晶表示装置４ａ・４ｂをさらに使いやすくすることができる。
【０１６３】
なお、本実施の形態では、付加される機能として、入力手段や液晶表示装置の保護手段などについて説明を行ったが、上記機能としては、反射型液晶表示装置の表示面や照明手段の照明効率などを著しく低下させることなしに付加できる機能であれば、特に限定されるものではない。また、付加される機能は、上述したように１つのみとは限らず、たとえば、入力機能と保護機能との両方を付加してもよい。
【０１６４】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の他の形態について、図１６ないし図１９に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１６５】
本実施の形態では、前記実施の形態１と同様に、周囲光を利用した表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。ここで、本発明の照明手段は上記表示体に対する補助的な照明手段であるため、周辺環境が暗い場合には有効であるけれども、周辺環境が十分に明るい場合には必要ないだけでなく、上記反射型液晶表示装置の薄型化を損なうことになる。
【０１６６】
そこで、本実施の形態では、上記照明手段は、周辺環境が十分に明るい場合には、上記反射型液晶表示装置における薄型化の利点を損なうことがないような構成を有している。
【０１６７】
本実施の形態における反射型液晶表示装置６は、図１６に示すように、装置本体６１に、表示体である液晶表示素子６２と照明手段としての照明装置６３とが組み込まれ、さらに、反射型液晶表示装置６を覆う蓋部６４が備えられている構成である。
【０１６８】
より詳しく説明すると、上記照明装置６３は、光源６８と、リフレクタ６９と、表示体（液晶表示素子６２）上の第１屈折率部６７ａおよび光源６８上の第２屈折率部６７ｂからなる屈折率体６７と、拡散板６０とを備えている。上記屈折率体６７は、第１屈折率部６７ａと第２屈折率部６７ｂとの間に接続部６７ｃを備えている。また、屈折率体６７における第２屈折率部６７ｂと装置本体６１とは、接続手段である可動／固定部６５により接続されている。
【０１６９】
上記蓋部６４は、屈折率体６７と同様に可動／固定部６５により装置本体６１と接続されている。この蓋部６４と屈折率体６７とは、可動／固定部６５により同様の軌跡を描くことができるとともに、それぞれ独立した動きをとることも可能となっている。この蓋部６４は、液晶表示素子６２や屈折率体６７を保護する機能を有している。
【０１７０】
つまり、上記蓋部６４は、可動／固定部６５で屈折率体６７と同様に装置本体６１と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体６７とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体６７および液晶表示素子６２を覆う位置に配置されていることになる。
【０１７１】
上記のような構成を有する反射型液晶表示装置６では、周辺環境が十分に明るく照明装置６３を必要としない場合は、図１７に示すように、蓋部６４と屈折率体６７とを一体として動かし、液晶表示素子６２の前面から照明装置６３をはね上げて移動させることができる。それゆえ、反射型液晶表示装置６における薄型化の阻害を回避することができる。
【０１７２】
これに対して、周辺環境が暗く、照明装置６３による照明を必要とする場合には、図１９に示すように、まず、屈折率体６７と蓋部６４とを別々にはね上げて移動させる。そして、図１８に示すように、屈折率体６７における接続部６７ｃを可動させて、屈折率体６７を次のように変形させる。
【０１７３】
上記接続部６７ｃは当初は拡散板６０の表面に密接した状態となっている。この接続部６７ｃを可動させて、第１屈折率部６７ａと第２屈折率部６７ｂとの接続部６７ｃ側の辺が拡散板６０から離れた上方の位置となるように移動させる。この状態では、第１屈折率部６７ａおよび第２屈折率部６７ｂの接続部６７ｃ側の辺は、他方の辺よりも上方となる位置に設定される。すなわち、第１屈折率部６７ａは、接続部６７ｃ側の辺が上方となり、反対側の辺が装置本体６１に接するように傾斜する。一方、第２屈折率部６７ｂも、接続部６７ｃ側の辺が可動／固定部６５側の辺よりも上方となるように傾斜する。
【０１７４】
第１屈折率部６７ａが上述するように傾斜すると、該第１屈折率部６７ａと液晶表示素子６２（図１８では、拡散板６０の表面も含む）との間にくさび型状の空間部６６が形成される。また、拡散板６０の上方で傾斜している第２屈折率部６７ｂと拡散板６０との間には、略３角形状の領域６０ａが形成されている。
【０１７５】
この第１屈折率部６７ａの傾斜状態は、上記可動／固定部６５による固定と、第２屈折率部６７ｂの傾斜状態とによって支持される。すなわち、上記可動／固定部６５と第２屈折率部６７ｂとは支持手段として機能する。なお、本実施の形態の照明装置６３では、支持手段として別の構成が備えられていてもよい。
【０１７６】
上記第２屈折率部６７ｂは、拡散板６０により拡散される光源６８からの光を空間部６６側に照射できるように、光反射機能を備えている。それゆえ、リフレクタ６９を含む光源６８からの光は、拡散板６０にて拡散されて第２屈折率部６７ｂに到達し、この第２屈折率部６７ｂの表面で反射され、空間部６６側に入射する。したがって、上記領域６０ａと光源６８を含むリフレクタ６９に覆われた領域とは、前記実施の形態１の反射型液晶表示装置１における領域２４ａに相当することになる。
【０１７７】
そのため、本実施の形態における照明装置６３は、この上記領域６０ａから空間部６６に対して光が入射することによって、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０１７８】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置６では、表示体を観察する際に、照明装置６３が必要ない場合は、表示体である液晶表示素子６２の前面から照明装置６３をはね上げて移動させることにより、反射型液晶表示装置６としての厚さの増大を抑制することができる。
【０１７９】
また、照明装置６３が必要な場合は、屈折率体６７を変形させることによって、前記実施の形態１の空間部２２のような空間部６６を適宜形成することができる。さらに、反射型液晶表示装置６を使用しない場合には、蓋部６４で液晶表示素子６２前面を覆うことにより、液晶表示素子６２を保護することができる。
【０１８０】
なお、拡散板６０は、空間部６６と光源６８の周辺領域との間に形成されているが、これは光学的な界面として機能するものではない。また、この拡散板６０は、照明装置６３において絶対必要な構成ではなく、特になくてもかまわないが、光源６８からの光の利用効率を上昇させるためには、設置することが好ましい。
【０１８１】
また、反射型液晶表示装置６の構成については、上述してきた構成に限定されるものではなく、たとえば、光源６８を装置本体６１に埋め込むか否かなどについては、反射型液晶表示装置６の使用状況に応じて適宜選択することができる。さらに、蓋部６４自身が透光性を有し、かつ表示体（液晶表示素子６２）の表示を損なわない限り、蓋部６４と屈折率体６７とを一体化しても構わない。
【０１８２】
〔実施の形態５〕
本発明の実施の他の形態について、図２０ないし図２３に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態４において説明した構成と同様の機能を有する構成については、説明の便宜上、同一の符号を付記し、その説明を省略する。また、これによって本発明が限定されるものではない。
【０１８３】
本実施の形態では、前記実施の形態４と同様に、表示体の例として、反射型液晶表示装置について言及する。また、本発明の照明手段は、周辺環境が十分に明るい場合には上記反射型液晶表示装置における薄型化の利点を損なうことのない構成を有しているものである。
【０１８４】
本実施の形態における反射型液晶表示装置７は、図２０に示すように、装置本体７１に、表示体である液晶表示素子６２と照明手段としての照明装置７３とが組み込まれている構成である。
【０１８５】
より詳しく説明すると、上記照明装置７３は、光源６８と、リフレクタ６９と、表示体（液晶表示素子６２）上の第１屈折率部７７ａおよび光源６８上の第２屈折率部７７ｂからなる屈折率体７７と、拡散板７０とを備えている。上記屈折率体７７は、第１屈折率部７７ａと第２屈折率部７７ｂとの間に接続部７７ｃを備えている。加えて、上記第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側の辺には、後述する固定手段としての固定部７７ｄが備えられている。また、屈折率体７７における屈折率部７７ａと装置本体７１とは、接続手段である可動／固定部７５により接続されている。
【０１８６】
上記のような構成を有する反射型液晶表示装置７では、前記実施の形態４の反射型液晶表示装置６とは異なり、屈折率体７７は、常に液晶表示素子６２の前面に存在する構成となっている。
【０１８７】
すなわち、上記反射型液晶表示装置７では、前記実施の形態４における反射型液晶表示装置６とは異なり、照明装置７３をはね上げて液晶表示素子６２前面から移動させる構成とはなっていない。反射型液晶表示装置７では、照明装置７３が必要ない場合は、屈折率体７７における接続部７７ｃを可動させて、該屈折率体７７を変形させて液晶表示素子６２に密接した平板状にする構成となっている。
【０１８８】
上記のような構成の反射型液晶表示装置７では、周辺環境が十分に明るく照明装置７３を必要としない場合や携帯時には、図２０に示すように、屈折率体７７と液晶表示素子６２とが接した状態とすることによって、反射型液晶表示装置７における不必要な厚さの招来を回避することができる。このとき、屈折率体７７は、液晶表示素子６２の表示に悪影響を及ぼしたりすることのない透明性・透光性を有している。
【０１８９】
これに対して、周辺環境が暗く、照明装置７３による照明を必要とする場合には、図２１に示すように、接続部７７ｃを可動させ、第１屈折率部７７ａと第２屈折率部７７ｂとの接続部７７ｃ側の辺を表示体法線方向、すなわち表示面から見て上方向へ可動させる。
【０１９０】
このように、接続部７７ｃを可動させた後、固定部７７ｄで固定することによって、第１屈折率部７７ａの接続部７７ｃ側の辺を適当な高さに設定する。これによって、第１屈折率部７７ａは、可動／固定部７５側の辺よりも接続部７７ｃ側の辺の方が上方となるように傾斜する。同時に、第２屈折率部７７ｂも、接続部７７ｃ側の辺が上方となり、光源６８側の辺が下方となるように傾斜する。
【０１９１】
第１屈折率部７７ａが上述するように傾斜すると、該第１屈折率部７７ａと液晶表示素子６２（図２０では、拡散板７０の表面も含む）との間にくさび型状の空間部７６が形成される。また、拡散板７０の上方で傾斜している第２屈折率部７７ｂと拡散板７０との間には、略３角形状の領域７０ａが形成されている。
【０１９２】
この第１屈折率部７７ａの傾斜状態は、上記可動／固定部７５による固定と、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態と、接続部７７ｃの固定とによって支持される。すなわち、上記可動／固定部７５、第２屈折率部７７ｂ、および接続部７７ｃとは支持手段として機能する。なお、本実施の形態の照明装置７３では、支持手段として別の構成が備えられていてもよい。
【０１９３】
上記第２屈折率部７７ｂは、拡散板７０により拡散される光源６８からの光を空間部７６側に照射できるように、光反射機能を備えている。すなわち、第２屈折率部７７ｂは反射手段として機能することになる。それゆえ、リフレクタ６９を含む光源６８からの光は、拡散板７０にて拡散されて第２屈折率部７７ｂに到達し、この第２屈折率部７７ｂの表面で反射され、空間部７６側に入射する。したがって、上記領域７０ａと光源６８を含むリフレクタ６９に覆われた領域とは、前記実施の形態１の反射型液晶表示装置１における領域２４ａに相当することになる。
【０１９４】
そのため、本実施の形態における照明装置７３は、この上記領域７０ａから空間部７６に対して光が入射することによって、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０１９５】
ここで、上記第２屈折率部７７ｂでは、光源６８側の辺、すなわち、接続部７７ｃ側とは反対側となる辺が、前記実施の形態４における反射型液晶表示装置６の場合のように装置本体７１に固定されていない。それゆえ、図２１に示すように、第２屈折率部７７ｂの光源６８側の辺は、光源６８上の拡散板７０上に固定されて、固定部７７ｄを形成することになる。その結果、上記第２屈折率部７７ｂの傾斜した状態が安定して維持されることになる。
【０１９６】
なお、上記第２屈折率部７７ｂによって第１屈折率部７７ａの傾斜が支持されている状態では、上記接続部７７ｃは、光源６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点よりも液晶表示素子６２側に位置していることが好ましい。
【０１９７】
たとえば、図２２（ａ）に示すように、接続部７７ｃが、光源６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点５０よりも、光源６８側となる位置にある場合、光源６８から空間部７６に照射されずに直接観察者３７に到達する出射光７８ａが発生することになる。そのため、光源６８からの光の利用効率を低下させるうえに、上記出射光７８ａが直接観察者３７の目に入ることになるため、液晶表示素子６２の表示を阻害することにもなる。
【０１９８】
そこで、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺に備えられている固定部７７ｄを用いて、図２２（ｂ）に示すように、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定する。これによって、接続部７７ｃは、光源の６８の中心部と液晶表示素子６２における光源６８側の端部との中間点５０よりも、液晶表示素子６２側となる位置に設定される。それゆえ、上記出射光７８ａの発生を抑制することができるとともに、光源６８からの光の大部分を空間部７６に入射する入射光７８ｂ（前記実施の形態１における入射光３１と同じ）とすることができる。そのため、光源６８からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子６２の表示品位を向上させることができる。
【０１９９】
上記固定部７７ｄとしては、具体的には、図２３（ａ）に示すように、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺を挟持する一対のレール部７９ａ・７９ａを備えている構成を挙げることができる。この固定部７７ｄにおけるレール部７９ａ・７９ａは、装置本体７１に固定されている。なお、図２３（ａ）では、固定部７７ｄを説明するために、第１屈折率部７７ａの大部分を省略している。
【０２００】
１つのレール部７９ａには、図２３（ｂ）に示すように、中央部の長手方向に沿って溝部７９ｂが形成されている。一方、レール部７９ａに対応する第２屈折率部７７ｂの辺の端部には、上記溝部７９ｂに嵌合する凸部７９ｃが形成されている。すなわち、第２屈折率部７７ｂは、接続部７７ｃとは反対側となる辺の両端部に形成されている凸部７９ｃ・７９ｃが溝部７９ｂ・７９ｂに嵌合した状態で該レール部７９ａ・７９ａにより挟持されて、固定されている。
【０２０１】
上記第２屈折率部７７ｂにおける凸部７９ｃの形成されている辺は、図２３（ｃ）に示すように、溝部７９ｂに嵌合した状態でレール部７９ａの長手方向に沿ってスライドさせることができる。さらに、上記凸部７９ｃの形成されている辺は、スライドさせた位置で適宜固定することができる。このように、上記辺をスライドさせることにより、第２屈折率部７７ｂの傾斜角は適宜変化することになり、その状態で上記辺を固定することで、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定することができる。
【０２０２】
この固定部７７ｄの構成としては上記の構成に限定されるものではない。また、この固定手段が備えられる位置としても、第２屈折率部７７ｂの接続部７７ｃとは反対側となる辺に限定されるものではない。この固定部７７ｄは、拡散板７０上で、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を固定できる構成であればよい。また、図２０ないし図２２においては、上記図２３（ａ）ないし図２３（ｃ）に示したレール部７９ａ、溝部７９ｂ、凸部７９ｃからなる固定部７７ｄは、大幅に省略して、３角形状に簡素化して記載している。
【０２０３】
ところで、第１屈折率部７７ａを傾斜させて空間部７６を形成した際に、該空間部７６における光源６８側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、図２１に示すように、液晶表示素子６２の第１方向の長さＬ１ に対して第１屈折率部７７ａの第１方向の長さＬ２ が不足するおそれがある。これは、第１屈折率部７７ａが、液晶表示素子６２の表示面に対して傾斜しているためである。
【０２０４】
しかしながら、上記第２屈折率部７７ｂにおける光源６８側の辺は、上述したように、装置本体７１に固定されておらず、第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を所定の傾斜となるように適宜変化させて固定することが可能な固定部７７ｄとなっている。そのため、上記固定部７７ｄの固定位置を液晶表示素子６２側へスライドさせることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【０２０５】
このように第１屈折率部７７ａを傾斜させると、この第１屈折率部７７ａと液晶表示素子６２との間に、前記実施の形態１における空間部２２と同様の空間部７６が形成される。また、光源６８からの光は、拡散板７０により拡散され、第２屈折率部７７ｂにおいて空間部７６側に反射される。したがって、本実施の形態の照明装置７３は、前記実施の形態１における照明装置３と同様の照明を液晶表示素子６２に対して行うことができる。
【０２０６】
しかも、本実施の形態の照明装置７３では、必要であれば、上記固定部７７ｄの固定位置を変化させて第２屈折率部７７ｂの傾斜状態を変化させることにより、第１屈折率部７７ａの傾斜角、すなわち、くさび型状の断面を有する空間部７６の頂角を十分大きくすることも可能である。
【０２０７】
以上のように、本実施の形態の反射型液晶表示装置７では、照明装置７３が必要ない場合は、屈折率体７７を変形させることによって、液晶表示素子６２前面に平板状にして厚さの増大を抑制することができる。また、照明装置７３を必要とする場合は、屈折率体７７を変形させることによって、前記実施の形態１のような空間部７６を適宜形成することができる。なお、屈折率体７７としては、前記実施の形態３のように、保護機能を有する透光性基板を用いてもよい。これによって、液晶表示素子６２を保護することもできる。
【０２０８】
〔実施の形態６〕
本発明の実施の他の形態について、図２４および図２５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【０２０９】
本実施の形態では、表示体の例として、通常用いられている書籍や書類などの紙面について言及する。すなわち、本実施の形態における照明手段としての照明装置８０は、図２４に示すように、屈折率体８１と、リフレクタ付きの光源８３とを備えている。
【０２１０】
この照明装置８０を、たとえば書籍８４の紙面８４ａ上に設置すると、上記屈折率体８１と光源８３と紙面８４ａとによって、前記実施の形態１における空間部２２に相当するくさび型状の断面を有する空間部８２が形成される。このような空間部８２が形成されることによって、光源８３からの光は、屈折率体８１と空間部８２との界面において、透過光と反射光とに分解される。そして、これら光は、前記実施の形態１と同様に紙面８４ａを照明することになり、観察者３７が紙面８４ａを観察し易くすることができる。
【０２１１】
本実施の形態の照明装置８０は、書籍８４の上部に配置した場合、図２５に示すように、該照明装置８０の直下の紙面８４ａのみを照明することになる。それゆえ、たとえば、寝室などにおいて読書をする際に、書籍８４を照明する光が周囲に漏れて、周囲で就寝している人に迷惑をかけることがない。
【０２１２】
ここで、上記屈折率体８１としては、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、またはポリエステルなどからなる透光性基板を好適に用いることができる。このような樹脂製の透光性基板を屈折率体８１として用いると、照明装置８０が軽量なものとなるため、携帯性が向上することになる。
【０２１３】
また、上記屈折率体８１として、前記実施の形態１などのようにガラス製の透光性基板を用いる場合、照明装置８０全体の重量は増加する。しかしながら、上記樹脂製の透光性基板に比べて観察者３７側の表面に傷が付きにくいため、耐久性に優れた照明装置８０を実現することができる。したがって、屈折率体８１の材質は、照明装置８０が使用される状況に応じて適宜選択することが可能であり、表示体の表示に悪影響を及ぼさない限り、上記樹脂やガラスなどに限定されるものではない。
【０２１４】
さらに、上記屈折率体８１に対しては、前記実施の形態３のように、表示に悪影響を及ぼさない限り、入力機能などの様々な機能を付加することができる。加えて、このように、表示体に対して取外しが可能な照明装置８０は、照明手段を備えていない既存の反射型液晶表示装置に対しても好適に用いることができるものとなっている。
【０２１５】
以上のように、本実施の形態の照明装置８０では、反射型液晶表示装置に限らず、書籍８４など、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体に対して好適に用いることができるものとなっている。しかも、照明装置８０として表示体からの取外しが可能であり、携帯性にも優れたものとすることも可能であるため、周囲光が少ない状況において、表示体の表示面を観察する場合に好適に用いることができる。
【０２１６】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体の前面に、該表示体表示面に対して傾斜した状態で設けられており、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源とを備えており、上記屈折率体と、光源と、表示体の表示面とで囲まれることにより、一方の側面から他方の側面に向かって厚さが連続的に変化する断面を有する空間部が形成されている構成である。
【０２１７】
それゆえ、上記構成では、光源から直接照射される光に加えて、上記反射光によって表示体を照射することになる。そのため、周囲光の反射を利用して表示を行う表示体、たとえば、紙面や反射型液晶表示装置などに上記照明手段を備えることによって、該表示体への周囲光が不足している場合に、表示に悪影響を及ぼすことなく、光源からの光を表示体上に導くことができる。
【０２１８】
しかも、空間部には、従来の照明手段のように、特別な媒質を充填する必要がない。また、上記空間部である空気層は、特別な媒質を充填する場合と比較して、屈折率体との屈折率差を最も大きくすることができ、光の利用効率をより向上させることができる。
【０２１９】
その結果、上記照明手段を用いれば、周辺環境による依存性の少ない明るい表示を行うことのできる表示体を得ることができるとともに、照明手段の製造工程を簡素化して、製造コストを低減することができるという効果を奏する。
【０２２０】
本発明の請求項２記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１記載の構成に加えて、上記屈折率体は、その表面が平滑である構成である。
【０２２１】
それゆえ、上記構成では、従来の照明手段において用いられている屈折率体のような特別な表面加工を施す必要がない。そのため、製造方法を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することができるとともに、観察者側表面に、表示体の表示を損なうことがない限り様々な機能を付加することもできるという効果を奏する。
【０２２２】
本発明の請求項３記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１または２記載の構成に加えて、上記屈折率体が入力手段を備えている構成である。
【０２２３】
それゆえ、上記構成では、屈折率体が入力手段を備えているため、入力手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができるという効果を奏する。
【０２２４】
本発明の請求項４記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１、２または３記載の構成に加えて、上記屈折率体が上記表示体を保護する保護手段を備えている構成である。
【０２２５】
それゆえ、上記構成では、保護手段を上記照明手段に備える際に、部品点数の増加を防止し、かつ製造コストを低減させることができる。また、上記屈折率体として、従来用いられている保護板を用いることもできるため、より部材点数の増加を防止し、さらに、屈折率体の観察者側の表面に反射防止機能を付加することもできるという効果を奏する。
【０２２６】
本発明の請求項５記載の照明手段は、以上のように、記請求項１から４の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲内である構成である。
【０２２７】
それゆえ、上記構成では、光源からの光における可視光領域の吸収を少なくすることができるとともに、屈折率体における光の吸収の波長依存性を小さくすることができるという効果を奏する。
【０２２８】
本発明の請求項６記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から５の何れか１項記載の構成に加えて、上記空間部は、上記光源の周囲を覆うように配置される反射板によって形成される領域を含んでいる構成である。
【０２２９】
それゆえ、上記構成では、上記空間部と上記反射板により形成される光源の周囲の領域との間に屈折率差がない、すなわち界面が生じない。そのため、界面における光の反射などによる光のロスを抑制し、光源からの光の利用効率を上昇することができるという効果を奏する。
【０２３０】
本発明の請求項７記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から６の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源が、表示体上の、表示面全体を見渡す位置に設置されている構成である。
【０２３１】
それゆえ、上記構成では、光源からの光が表示体の表示面全体に行き渡ることになる。そのため、上記表示体上において、照射される光にムラが生じることをより効果的に抑制することができるとともに、表示体の表示をより明るくすることができるという効果を奏する。
【０２３２】
本発明の請求項８記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から７の何れか１項に記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が５０°以下である構成である。
【０２３３】
上記光源からの光の広がりの角度をδとし、屈折率体の傾斜角をαすると、上記界面へ入射する光の入射角θは、次式によって表される。
【０２３４】
θ＝９０°−α±δ
上記界面では、入射角θが約４０°から反射光が増加する。それゆえ、上記頂角αは５０°以下であれば、光源からの光をより多く反射することができるという効果を奏する。
【０２３５】
本発明の請求項９記載の照明手段は、以上のように、上記請求項８記載の構成に加えて、上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が、１０°未満である構成である。
【０２３６】
上記界面では、上記入射角を表す式における入射角θが８０°付近から、５０％以上の高い反射率を示すことになる。それゆえ、上記傾斜角αは１０°未満であれば、光源からの光をより一層多く反射することができるという効果を奏する。
【０２３７】
本発明の請求項１０記載の照明手段は、以上のように、上記請求項８または９記載の構成に加えて、上記空間部の断面において、傾斜している上記屈折率体の表示体側表面と一致する第１線と、上記屈折率体の上方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と垂直に交差する第２線と、上記屈折率体の下方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形に対して、次式、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎ α≦３ｍｍ
Ｌ：第３線の長さ
ｈ：第２線の長さ
α：屈折率体の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立する構成である。
【０２３８】
たとえば、上記表示体としてバックライトを用いない反射型液晶表示装置を用いる場合、該バックライトは約３ｍｍ程度の厚さを有している。それゆえ、上記空間部の断面における厚さの大きい側の側面の厚さである、上記第２線の長さｈを３ｍｍ以下とすることによって、上記照明手段を備える反射型液晶表示装置の薄型化を抑制することを回避できる。したがって、光源からの光をより一層多く反射するとともに、より薄型が可能である照明手段を実現することができるという効果を奏する。
【０２３９】
本発明の請求項１１記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から１０の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源からの光が表示体の側面から直接入射することを防止する遮光手段を備えている構成である。
【０２４０】
それゆえ、上記構成では、全ての光源からの光を上記空間部に入射させることができる。そのため、光源からの光が空間部以外に照射されることによる表示体の表示の阻害を防止できるとともに、光源からの光の利用効率を上昇させることができるという効果を奏する。
【０２４１】
本発明の請求項１２記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１から１１の何れか１項に記載の構成に加えて、上記光源は、表示体の外側となり、かつ、該光源の上端が上記屈折率体における観察者側の表面よりも下方となる位置に配置されている構成である。
【０２４２】
それゆえ、上記構成では、上記照明手段を備える表示体の厚さを薄型化することができるとともに、光源からの光を表示体全体により均一に照明することができるという効果を奏する。
【０２４３】
本発明の請求項１３記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１２記載の構成に加えて、上記光源の上端が上記表示体の表示面よりも下方となる構成である。
【０２４４】
それゆえ、上記構成では、光源からの光が屈折率体に達した際に、該屈折率体内を伝搬する光を大幅に減少させることができる。そのため、照明をより均一な明るさとすることができるとともに、光源からの光の利用効率をより一層向上することができるという効果を奏する。
【０２４５】
本発明の請求項１４記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなる第１屈折率部と、上記光源近傍に位置し、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっている屈折率体と、上記光源近傍に位置し、上記第２屈折率部における接続部とは反対側となる辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えている構成である。
【０２４６】
それゆえ、上記構成では、請求項１の照明手段と同様の空間部が形成できるため、上記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、表示体を使用しない場合、上記屈折率体は、平板状のまま表示体の前面に設置しておくことができる。また、上記屈折率体は、上記接続手段により光源近傍で装置本体と接続されているため、表示体を使用する際に照明手段が必要ない場合、屈折率体そのものを接続手段の可動によって表示体前面からはね上げるなどして移動させ、直接表示体を観察することができるという効果を奏する。
【０２４７】
さらに、上記構成では、必要に応じて上記空間部を形成することが可能であるとともに、照明手段そのものが必要ない場合は、該照明手段を表示体の前面から移動させることができる。そのため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができるという効果も奏する。
【０２４８】
本発明の請求項１５記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１４記載の構成に加えて、上記接続手段により屈折率体と同様に装置本体と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体および表示体を覆う位置に配置されている蓋部を備えている構成である。
【０２４９】
それゆえ、上記構成では、表示体を観察しないときには、上記蓋部により、表示体および屈折率体を覆ってこれらを保護することができる。また、表示体を観察するときに照明手段を用いる場合は、蓋部のみを表示体上から移動させることができる。さらに、照明手段を用いない場合は、接続部により平板状とした屈折率体の背面に蓋部を隣接させ、蓋部と屈折率体とを一体として表示体上から外すことが可能となる。その結果、上記蓋部は、表示体の観察の妨げになることなしに、表示体および屈折率体を保護することができるという効果を奏する。
【０２５０】
本発明の請求項１６記載の照明手段は、以上のように、周囲光の反射を用いて表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、上記表示体近傍となる位置に配置される光源と、上記表示体の前面に設けられている、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、上記光源とは表示体を挟んで対向する位置に配置され、上記屈折率体の一辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、上記光源からの光を、反射によって表示体および屈折率体側へ照射する反射手段と、上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えている構成である。
【０２５１】
それゆえ、上記構成では、請求項１の照明手段と同様の空間部が形成できるため、上記請求項１の照明手段と同様の照明を表示体に対して行うことができる。しかも、必要に応じて、照明手段における空間部を適宜形成することができるため、上記照明手段を備える表示体では、表示体を照明することに加えて、上記空間部による表示体の厚さの増大を抑制することができるという効果を奏する。
【０２５２】
本発明の請求項１７記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１６記載の構成に加えて、上記屈折率体が、表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなっている第１屈折率部と、上記光源近傍に位置する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっているとともに、上記第２屈折率部が、光源からの光を反射して、第１屈折率部および表示体側へ照射する反射手段であり、かつ、該第２屈折率部が傾斜することにより、第１屈折率部を傾斜した状態で支持する支持手段である構成である。
【０２５３】
それゆえ、上記構成では、上記第２屈折率部が支持手段および反射手段として機能するため、空間部を形成するための構成は、屈折率体１つのみでよい。それゆえ、照明手段の構成を簡素化することができるとともに、照明手段全体をコンパクトなものにすることができるという効果を奏する。
【０２５４】
本発明の請求項１８記載の照明手段は、以上のように、上記請求項１７記載の構成に加えて、上記第２屈折率部を所定の傾斜状態に固定する固定手段を備えている構成である。
【０２５５】
それゆえ、上記構成では、光源から観察者へ直接照射される光の発生を抑制することができる。そのため、光源からの光の利用効率を上昇させるとともに、液晶表示素子の表示品位を向上させることができる。
【０２５６】
また、第１屈折率部を傾斜させて空間部を形成した際に、該空間部における光源側から連続的に厚さが減少していく側の方向を第１方向とすると、第１屈折率部が傾斜しているために、表示体の第１方向の長さに対して第１屈折率部の第１方向の長さが不足するおそれがある。しかしながら、上記固定手段は、第２屈折率部の傾斜状態を適宜変化させることが可能であるため、固定手段の位置を変化させることによって、上記長さの不足を補うことができる。
【０２５７】
さらに、必要であれば、固定手段の固定位置を移動させることにより、第２屈折率部の傾斜状態を変化させて、第１屈折率部の傾斜角、すなわち、上記空間部の頂角を十分大きくこともできるという効果を奏する。
【０２５８】
本発明の請求項１９記載の液晶表示装置は、以上のように、上記請求項１から１８の何れか１項に記載の照明手段と、反射型液晶表示素子とを備えていることを特徴としている。
【０２５９】
それゆえ、上記構成では、上記照明手段を備えることにより、反射型液晶表示素子は、周囲光が少ない場合でも明るい表示が可能となる。そのため、周辺環境にほとんど依存することがない反射型液晶表示装置を得ることができるという効果を奏する。
【０２６０】
本発明の請求項２０記載の液晶表示装置は、以上のように、上記請求項１９記載の構成に加えて、上記反射型液晶表示素子が、上記空間部に接する側の表面上に偏光板を１枚のみ備えている構成である。
【０２６１】
それゆえ、上記構成では、反射型液晶表示素子における表示面上に偏光板を配置することによって、通常の反射型液晶表示装置と同様に、周囲光を利用した場合と同様のスイッチングを行うことができる。また、上記偏光板を配置するために余分な部材を必要としないため、製造コストの上昇や製造方法の煩雑化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る照明手段を反射型液晶表示装置に適応した場合の表示面を照明する動作を示す説明図である。
【図２】図１の反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の反射型液晶表示装置の他の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、図１の照明手段における屈折率体と空間部との界面において生ずる光の反射および透過の状態を示す模式図であり、（ｂ）は、上記界面における光の反射／透過率と入射角との関係を示すグラフである。
【図５】図１の照明手段において、光源から屈折率体と空間部との界面に入射する光の入射角と、上記屈折率体の傾斜角との関係を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、発光型表示装置のディスプレイからの出射光と周囲光との関係を示す説明図であり、（ｂ）は、図２の反射型液晶表示装置からの出射光と周囲光との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図８】図７の反射型液晶表示装置において、遮光手段を備えていない場合の光源からの光の挙動を示す説明図である。
【図９】（ａ）は、図７の反射型液晶表示装置の他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、図７の反射型液晶表示装置のさらに他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【図１１】図７の反射型液晶表示装置のさらに他の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の基本構成を示す断面図である。
【図１３】図１２の反射型液晶表示装置が入力手段を備えている場合の構成を示す断面図である。
【図１４】図１２の反射型液晶表示装置が表示面の保護機能を有している場合の構成を示す断面図である。
【図１５】（ａ）は、図１３の反射型液晶表示装置が備えている入力手段に設けられている信号検出用配線の配置を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の入力手段において、信号検出用配線が接触する接触点を検出するための構成を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１７】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いない際の動作を示す説明図である。
【図１８】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図１９】図１６の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図２０】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段を備える反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２１】図２０の反射型液晶表示装置において、照明手段を用いる際の動作を示す説明図である。
【図２２】（ａ）は、図２０の反射型液晶表示装置において、第１屈折率部と第２屈折率部との接続部の位置が光源側であるときの光源からの光の状態を示す説明図であり、（ｂ）は、図２０の反射型液晶表示装置において、上記接続部の位置が液晶表示素子側であるときの光源からの光の状態を示す説明図である。
【図２３】（ａ）は、図２０の反射型液晶表示装置における第２屈折率部を固定する固定部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の固定部における溝部と凸部との嵌合状態を示す説明図であり、（ｃ）は、（ａ）の固定部における溝部のスライド状態を示す説明図である。
【図２４】本発明の実施のさらに他の形態に係る照明手段の使用例を示す斜視図である。
【図２５】図２３の照明手段の使用例を示す平面図である。
【図２６】従来の補助照明手段を備える反射型液晶表示装置において表示面が照明される状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 反射型液晶表示装置
２ 液晶表示素子（表示体）
２ａ 液晶表示素子（表示体）
３ 照明装置（照明手段）
４ａ 反射型液晶表示装置
４ｂ 反射型液晶表示装置
５ ペン入力装置（入力手段）
６ 反射型液晶表示装置
７ 反射型液晶表示装置
１６ 偏光板
２１ 屈折率体
２２ 空間部
２３ 光源
２４ａ 領域
２５ 屈折率体
２６ 保護板（屈折率体／保護手段）
２８ 遮光部（遮光手段）
６３ 照明装置（照明手段）
６６ 空間部
６７ 屈折率体
６７ａ 第１屈折率部
６７ｂ 第２屈折率部
６７ｃ 接続部
６８ 光源
７３ 照明装置（照明手段）
７６ 空間部
７７ 屈折率体
７７ａ 第１屈折率部
７７ｂ 第２屈折率部
７７ｃ 接続部
７７ｄ 固定部（固定手段）
Claims (20)
- 紙面や反射型液晶表示装置に代表される周囲光の反射を利用して表示を行う表示体の表示面側から光を照射する光源と、
上記表示体の表示面に対して傾斜した状態で設けられ、屈折率が１よりも大きい透光性基板からなる屈折率体とを備え、
上記光源は、上記表示体の外側となる位置で、且つ、上記屈折率体と上記表示体の表示面との間に形成される空間部の厚さが連続的に小さくなる方向に向かって光を照射することが可能な位置に配置されていることを特徴とする照明装置。 - 上記屈折率体は、その表面が平滑であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
- 上記屈折率体が入力手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
- 上記屈折率体が上記表示体を保護する保護手段を備えていることを特徴とする請求項１、２または３記載の照明装置。
- 上記屈折率体の屈折率が１．４以上１．６以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記空間部は、上記光源の周囲を覆うように配置される反射板によって形成される領域を含んでいることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記光源が、表示体上の、表示面全体を見渡す位置に設置されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が５０°以下であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記屈折率体における表示体の表示面に対する傾斜角が、１０°未満であることを特徴とする請求項８記載の照明装置。
- 上記空間部の断面において、傾斜している上記屈折率体の表示体側表面と一致する第１線と、
上記屈折率体の上方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と垂直に交差する第２線と、
上記屈折率体の下方側となる辺と一致する点を通り、表示体の表示面と平行となる第３線とで形成される３角形に対して、次式、
ｈ＝Ｌ・tan α≦３ｍｍ
Ｌ：第３線の長さ
ｈ：第２線の長さ
α：屈折率体の傾斜角（第１線と第３線とで形成される角度）
が成立することを特徴とする請求項８または９記載の照明装置。 - 上記光源からの光が表示体の側面から直接入射することを防止する遮光手段を備えていることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記光源は、該光源の上端が上記屈折率体における観察者側の表面よりも下方となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の照明装置。
- 上記光源は、該光源の上端が上記表示体の表示面よりも下方となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の照明装置。
- 紙面や反射型液晶表示装置に代表される周囲光の反射を利用して表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、
上記表示体の外側になる位置に配置され、且つ、該表示体の表示面側から光を照射する光源と、
上記表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなる第１屈折率部と、上記光源近傍に位置し、光源からの光を反射して第１屈折率部および表示体側に照射する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっている屈折率体と、
上記光源近傍に位置し、上記第２屈折率部における接続部とは反対側となる辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、
上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴とする照明装置。 - 上記接続手段により屈折率体と同様に装置本体と可動できる状態で接続され、かつ、屈折率体とは互いに独立して可動できるとともに、上記屈折率体および表示体を覆う位置に配置されている蓋部を備えていることを特徴とする請求項１４記載の照明装置。
- 紙面や反射型液晶表示装置に代表される周囲光の反射を利用して表示を行う表示体を内包するように形成される装置本体と、
上記表示体の外側になる位置に配置され、且つ、該表示体の表示面側から光を照射する光源と、
上記表示体の前面に設けられている、屈折率が１より大きい透光性基板からなる屈折率体と、
上記光源とは表示体を挟んで対向する位置に配置され、上記屈折率体の一辺と装置本体の端部とを可動できるように接続する接続手段と、
上記光源からの光を、反射によって表示体および屈折率体側へ照射する反射手段と、
上記屈折率体を表示体の表示面に対して傾斜した状態で支持する支持手段とを備えていることを特徴とする照明装置。 - 上記屈折率体が、表示体の前面に位置し、屈折率が１より大きい透光性基板からなっている第１屈折率部と、上記光源近傍に位置する第２屈折率部と、これら各屈折率部の辺同士を互いに可動できるように接続している接続部とからなっているとともに、
上記第２屈折率部が、光源からの光を反射して、第１屈折率部および表示体側へ照射する反射手段であり、かつ、該第２屈折率部が傾斜することにより、第１屈折率部を傾斜した状態で支持する支持手段であることを特徴とする請求項１６記載の照明装置。 - 上記第２屈折率部を所定の傾斜状態に固定する固定手段を備えていることを特徴とする請求項１７記載の照明装置。
- 上記請求項１から１８の何れか１項に記載の照明装置と、反射型液晶表示素子とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
- 上記反射型液晶表示素子が、上記空間部に接する側の表面上に偏光板を１枚のみ備えていることを特徴とする請求項１９記載の液晶表示装置。
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