JP4623815B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、フロントライト型の光源装置を備えた反射型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、暗所等においても液晶表示装置の表示部分（以下、表示面とする）の視認性を向上させる構造として、フロントライト構造を採用した反射型液晶表示装置の開発が進んでいる。
この反射型液晶表示装置は、従来のバックライト型液晶表示装置とは異なる構成をなし、液晶表示素子の表示面と使用者との間に光源を備えた透明の導光板が設置されることによって、導光板の照光面から出射される光が前記表示面を照らすと共に、前記導光板を介して液晶表示素子の表示面が使用者に視認されるものである。
【０００３】
反射型液晶表示装置の具体的な構成として以下に、従来の反射型液晶表示装置について図面を用いて説明する。
図４は、反射型液晶表示装置の従来の構成を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、従来の反射型液晶表示装置１は、光源装置２と係る光源装置２に設けられた導光板２２の照光面に対向するように設置された液晶表示素子３とから構成されていた。
前記導光板２２はほぼ平板形状をなし、その一の端面には光源２１が設置され、係る光源２１から発せられる光が前記導光板２２の他の端面を照光面として照光対象である液晶表示素子３を照射すると共に、従来は前記照光対象となる液晶表示素子３と光源装置２との間には空気層４が存在していた。
なお、反射型液晶表示装置１の従来の構成の説明においては、液晶表示装置としての主要部分のみを図示し、液晶表示装置の筐体及び光源を覆う反射板等の図示は省略する。
ここで、前記空気層４が導光板２２と液晶表示素子３との間に介在することにより、導光板２２の厚さ方向から入射する光が対向電極兼反射板３５にて反射する光路ｂ１と、前記照光面及び空気層４及び第一の基板のそれぞれの層の界面で表面反射する光路ｂ２とに別れ、反射型液晶表示装置１としてのコントラストを低下させるという問題が生じていた。
また、導光板２２の経時的な劣化によって、導光板２２が液晶表示素子３に対して曲率を有するようになり、導光板２２と第一の基板の表面が接触することによるニュートンリング発生等による表示ムラ等、反射型液晶表示装置１としての信頼性を低下させるという問題が生じていた。
係る問題を解決する反射型液晶表示装置として、図４（ｂ）に示すように、特開平１１−３２６９０３号公報によれば、前記空気層４のかわりに１．４０〜１．５５の屈折率をの接着層５を設け、全光線の透過率９０％以上とした反射型液晶表示装置１が開示されている。
このような構成をなすことによって、導光板２２と空気層４との境界面における表面反射を防ぐと共に、導光板２２の経時的な劣化による表示ムラ等の不具合を解消することができるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の反射型液晶表示装置、特に特開平１１−３２９６０３号公報の反射型液晶表示装置においては、光源装置、特に導光板と液晶表示素子のガラス基板との間に空気層を介在させずに、導光板及び液晶表示素子のガラス基板とほぼ同じ屈折率を有する接着層を備えることにより、導光板の厚さ方向から入射する光の表面反射を防ぐことはできても光源からの光を有効に液晶表示素子に光を到達せしめることができないという問題があった。
すなわち、導光板の照光面から液晶表示素子の表面までの間の屈折率が小さいため、導光板の内部での多重反射が生じることがなく、液晶パネル面に輝度ムラを生じさせると共に、光源と反対側の面へ十分な光量を提供することができなかった。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、光源装置の外部への光量の損失を抑えて光量の向上を達成すると共に、表示面における映り込み等を可及的に防ぐことができる反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する本発明に係る反射型液晶表示装置は、側面部に光源を備え、係る光源から発せられる光を液晶表示素子に対して照射する照光面を有する導光板と、前記照光面から入射した光を反射する反射構造を備えた液晶表示素子と、係る液晶表示素子と前記導光板との間に密着して設置され、屈折率の異なる二以上の薄膜が積層されてなる光学多層膜とからなり、係る光学多層膜が導光板に直接設置されることによって導光板の厚さ方向から入射する光の前記照光面における反射を防止する反射防止膜と、前記反射防止膜に積層されて前記光源から発せられる光を導光板の内部において多重反射させる多重反射作用膜とを備え、導光板の屈折率をｎ ０ 、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ ２ としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ にほぼ等しく設定されたことを特徴とする
【０００７】
係る構成とすることにより、導光板の内部において光源から発せられる光を多重反射せしめ、液晶表示装置素子の方向に効率よく光を照射すると共に、導光板と多重反射作用膜との組合せによる多重反射構造によって副次的に生じる導光板の厚さ方向からの光の反射を抑制することができる。
ここで、前記導光板の厚さ方向から入射する光とは、光源装置を構成する光源の光ではなく、導光板を介して液晶表示素子に入射する外光を指す。
従って、前記光源から発せられる光の導光板内における多重反射を促進させると共に、外光に対しては前記照光面における反射を抑制することができ、表示面に写り込みが少なく、高輝度の液晶表示装置を提供することができる。
導光板の屈折率をｎ ０ 、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ ２ としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ にほぼ等しく設定された構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましく、例えば導光板の屈折率が１．５〜１．６であるとき、２．０以上の屈折率を有する薄膜を多重反射作用膜として採用することが望ましい。
すなわち、多重反射作用膜の屈折率は、それによって設定される反射防止膜の屈折率が導光板の屈折率に近似となる屈折率とならないように、導光板の屈折率よりも大に設定される必要がある。
また、前記前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ とほぼ等しく設定されたとは、反射防止膜の機能を損なわない程度の誤差であればよく、具体的な誤差の範囲としては、±０．２（屈折率）が好ましい。
【０００８】
前記多重反射作用膜は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有する一以上の薄膜であり、前記反射防止膜は、前記多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有し、前記導光板と前記多重反射膜に介在する一以上の薄膜である様にすることができる。
【０００９】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００１０】
前記多重反射作用膜の屈折率は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有し、前記反射防止膜の屈折率は、多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有する様にすることができる。
【００１１】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましい。
【００１４】
前記液晶表示素子に光を導光する導光膜が多重反射作用膜と液晶表示素子との間に一以上設けられる様にすることができる。。
【００１５】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を液晶表示素子に有効に到達させることができる。
【００１６】
前記導光膜は、その屈折率ｎ３が多重反射作用膜の屈折率をｎ２、係る多重反射作用膜と密着せしめられる前記液晶表示素子の基板の屈折率をｎｇとしたとき、
ｎ２＜ｎ３＜ｎｇ
と設定された薄膜である様にすることができる。
【００１７】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を少ない損失で液晶表示素子に到達させることができる。
【００１８】
前記反射防止膜及び多重反射作用膜が積層された領域が所定の間隔を有して前記導光膜に覆われて形成される様にすることができる。
【００１９】
係る構成とすることにより、導光板の厚さ方向から入射する外光を導光板の照光面で反射させることなく選択的に液晶表示素子へ取り入れると共に、光源からの光を導光板の内部で多重反射させることができる。
【００２０】
前記所定の間隔は液晶表示素子の画素ピッチとほぼ等しい様にすることができる。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する本願第九の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、側面部に光源を備え、係る光源から発せられる光を液晶表示素子に対して照射する照光面を有する導光板と、前記照光面から入射した光を反射する反射構造を備えた液晶表示素子との間に密着して設置され、前記光源から発せられる光を導光板の内部において多重反射させる一以上の多重反射作用膜と、係る多重反射作用膜と前記導光板との間に介在し、導光板の厚さ方向から入射する光の前記照光面における反射を防止する一以上の反射防止膜とからなることを特徴とする。
【００２２】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する本願第十の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記多重反射作用膜の屈折率は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有し、前記反射防止膜の屈折率は、多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有すること特徴とする。
【００２４】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する本願第十一の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９又は請求項１０に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、導光板の屈折率をｎ０、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ２としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ１が、（ｎ０×ｎ２）１／２とほぼ等しく設定されたことを特徴とする。
【００２６】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましく、例えば導光板の屈折率が１．５〜１．６であるとき、２．０以上の屈折率を有する薄膜を多重反射作用膜として採用することが望ましい。
すなわち、多重反射作用膜の屈折率は、それによって設定される反射防止膜の屈折率が導光板の屈折率に近似となる屈折率とならないように、導光板の屈折率よりも大に設定される必要がある
また、前記前記反射防止膜の屈折率ｎ１が、（ｎ０×ｎ２）１／２とほぼ等しく設定されたとは、反射防止膜の機能を損なわない程度の誤差であればよく、具体的な誤差の範囲としては、±０．２（屈折率）が好ましい。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する本願第十二の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９乃至請求項１１の何れか一に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、液晶表示素子に光を導光する導光膜が多重反射作用膜と液晶表示素子との間に一以上設けられたことを特徴とする。
【００２８】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を液晶表示素子に有効に到達させることができる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する本願第十三の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１１に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記導光膜は、その屈折率ｎ３が多重反射作用膜の屈折率をｎ２、係る多重反射作用膜と密着せしめられる前記液晶表示素子の基板の屈折率をｎｇとしたとき、
ｎ２＜ｎ３＜ｎｇ
と設定された薄膜であることを特徴とする。
【００３０】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を少ない損失で液晶表示素子に到達させることができる。
【００３１】
前記課題を解決するために提供する本願第十四の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１２又は請求項１３に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記反射防止膜及び多重反射作用膜が積層された領域が所定の間隔を有して前記導光膜に覆われて形成されたことを特徴とする。
【００３２】
係る構成とすることにより、導光板の厚さ方向から入射する外光を導光板の照光面で反射させることなく選択的に液晶表示素子へ取り入れると共に、光源からの光を導光板の内部で多重反射させることができる。
【００３３】
前記課題を解決するために提供する本願第十五の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１４に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記所定の間隔は液晶表示素子の画素ピッチとほぼ等しいことを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成を示す断面図である。
なお、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成の説明においては、前述の従来の構成と同様に、液晶表示装置としての主要部分のみを図示し、筐体及び光源を覆う反射板等の図示は省略して説明する。
図１（ａ）に示すように、本発明に係る反射型液晶表示装置１は、光源装置２と、係る光源装置２に対向するように位置された液晶表示素子３と、係る液晶表示素子３及び前記光源装置２に挟まれるように密着され、三層の薄膜よりなる光学多層膜１００とからなる。
前記光源装置２は、光源２１と、係る光源２１を一端面に備え、ほぼ平板形状をなす導光板２２とからなり、前記光源２１から発せられる光が前記導光板２２の他の端面を照光面として照光対象を照射する。
ここで、本発明に係る反射型液晶表示装置における照光面とは、特に断りがない限り導光板２２の照光面、すなわち光学多層膜１００に密着される面若しくは液晶表示素子３を照射するべく対向する面を指す。
前記液晶表示素子３は、ガラスよりなるほぼ平板形状の第一の基板３１及び第二の基板３２が対向して設置され、前記第一の基板３１の対向面に透明電極３４が設けられると共に前記第二の基板３２の対向面に対向電極兼反射板３５が設けられ、前記第一の基板３１及び第二の基板３２の間に液晶層３３が介在されてなる。
すなわち、この第一の基板３１と導光板２２の照光面とに挟まれる態様で光学多層膜１００が密着して設置されている。
また、図１（ｂ）に示すように、前記光学多層膜１００は屈折率の異なる三の薄膜が積層されてなる。
この積層された薄膜は、導光板２２に設置される側から第一の薄膜１０１及び第二の薄膜１０２及び第三の薄膜１０３とし、第一の薄膜１０１の屈折率をｎ１、第二の薄膜１０２の屈折率をｎ２、第三の薄膜１０３の屈折率をｎ３とすると、ｎ２＞ｎ１＞ｎ３が成り立つ。
すなわち、種々の屈折率の薄膜をこのように積層することによって、第二の薄膜１０２は導光板から出射した光を導光板２２の内部で多重反射させる機能を備えた多重反射作用膜としてはたらく。
また、第一の薄膜１０１は、多重反射作用膜としてはたらく第二の薄膜１０２が導光板２２に直接設置されることによって生じる表示面における写り込みを解消するために設けられた反射防止膜である。
さらに、第三の薄膜１０３は、第二の薄膜１０２からの光を第二の薄膜１０２から入射した光を第三の薄膜１０３と第二の薄膜１０２との間にある屈折率の差を用いて、界面付近において反射させ、多重反射を起こさせることを目的として形成されている。
この場合、第二の薄膜１０２側から入射した光が第三の薄膜１０３の屈折率差によって反射するため、第三の薄膜１０３の膜厚は、波長λの入射光の第三の薄膜１０３の内部における実効的な波長λ３程度（λ３＝λ／ｎ３）以上の膜厚を有する薄膜である。
【００３５】
ここで、導光板２２の屈折率をｎ０とし、前記液晶表示素子３の第一の基板３１の屈折率をｎｇとすると、ｎ０及びｎｇの相関関係を考慮し、前記ｎ２はｎ０に対して所定の程度高い屈折率が要求される。
この所定の程度高い屈折率とは例えば、導光板２２の照光面上に第二の薄膜１０２が形成されたと仮定した場合、入射光に対して望ましい反射光を得るために設定される屈折率であって、第二の薄膜１０２の材料としてはそのように設定された屈折率を有する材料が選択される。
また、第一の薄膜１０１の屈折率ｎ１は、
ｎ１＝（ｎ０・ｎ２）１／２……………………………………………………式（１）
で求められる屈折率にほぼ等しいことが望ましい。
すなわち、第一の薄膜１０１は、前記第二の薄膜１０２の設置によって反射される光を担保するために設けられる薄膜層であるため、第二の薄膜１０２の機能を損なわない程度に液晶表示素子３の方向に導光せしめる屈折率を有しなければならない。
但し、式（１）を厳密に成立させようとした場合、ｎ１を完全に満たす光透過性の物質を入手することは難しい場合がある。
そのため、数％の反射を許容することでｎ１に近い屈折率を有する物質を用いても構わない。
また、このような第一の薄膜１０１においてｎ１に近い屈折率を有する物質を適用したとしても本発明の本質を何らはずれるものではないことは言うまでもない。
従って、前記式（１）によって得られた屈折率を呈する材料が第一の薄膜１０１の材料として採用される。
さらに、第三の薄膜１０３の屈折率ｎ３は、
（ｎａｉｒ＝１．０）＜ｎ３＜ｎ１………………………………………………式（２）
（ｎａｉｒは、空気中における屈折率とする。）
を満たす屈折率にほぼ等しいことが望ましい。
すなわち、第三の薄膜１０３は、前記第二の薄膜１０２及び第一の基板３１の間にあって、液晶表示素子３が位置する方向に十分に導光せしめる屈折率を有しなければならない。
従って、前記式（２）によって得られた屈折率を呈する材料が第三の薄膜１０３の材料として採用される。
ここで、第三の薄膜１０３は、代替手段として第二の薄膜１０２と第一の基板３１とを接着する接着層として採用しても良く、選択された第一の薄膜１０１及び第二の薄膜１０２のみで、導光板２２の内部における多重反射効果及び反射防止の効果がなされれば設置されなくてもよい。
【００３６】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光源から発せられる光の挙動について図面を参照して以下に説明する。
図２は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光の挙動を示す断面図である。
図２に示すように、導光板２２の屈折率と第一の薄膜１０１の屈折率の差とにより、光源２１から発せられた光は導光板２２の内部を多重反射する（光路ａ）。
ここで、導光板２２の内部で反射せずに第一の薄膜１０１へ入射した光、すなわち導光板２２の内部における損失光は、第一の薄膜１０１の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との間に生じる有効な屈折率差により反射することによって担保される。
一方、導光板２２の厚さ方向から導光板２２に入射する光は、導光板２２の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との差に比べて、導光板２２の屈折率との差を小に設定された第一の薄膜１０１が設置されていることにより、反射光量よりも屈折しながら液晶表示素子３の方向へ進入し、液晶表示素子３内に設けられた対向電極兼反射板３５にて反射され、外部へ出射する（光路ｂ）。
【００３７】
次に、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施の形態における製造方法について説明する。
本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施の形態における製造方法は、ゾル−ゲル法や蒸着法等が挙げられる。
例えば、印刷法を用いて、光源装置２の導光板２２の照光面上及び液晶表示素子３の第一の基板３１上の何れかに各薄膜溶液若しくはゾルを塗布し、加熱することによって各薄膜が得られる。
また、蒸着法による薄膜形成は、ＣＶＤ法又はスパッタ法によって各膜を積層し、光学多層膜１００を形成することができる。
このとき、光学多層膜１００に所定の形状を与える場合には、薄膜形成後に、ドライエッチング法や弗酸等によるエッチングで所定の形状に形成することができる。
さらに、前述したように、例えば光学多層膜１００が反射防止膜及び多重反射膜の二層と導光膜と同様の接着層とからなる場合には、予め導光板２２に反射防止膜及び多重反射膜を順次積層し、前記第一の基板３１若しくは前記多重反射膜に前記接着層を貼付することによって、本発明に係る反射型液晶表示装置を製造する。
【００３８】
（実施例）
ここで、以上説明した本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施例について説明する。、
まず、一般的なガラスの屈折率を１．５〜１．６、すなわち液晶表示素子３の第一の基板３１及び第二の基板３２の屈折率を１．５〜１．６とし、これに伴い、導光板２２の屈折率ｎ０も１．５〜１．６と設定する。
導光板２２の屈折率ｎ０に対して第二の薄膜１０２の屈折率ｎ２は、光源２１から発せられる光が導光板２２の内部で十分に多重反射しうる数値に設定する必要があるため、ｎ２＝２．０〜２．３に設定する。
また、第一の薄膜１０１の屈折率ｎ１は、前述した式（１）に従って求められるため、ｎ１＝１．７〜１．９と設定することができる。
さらに、第三の薄膜１０３の屈折率ｎ３についても、前述した式（２）に従って求められるため、ｎ３＝１．３〜１．６と設定することができる。
【００３９】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置を有効に機能させ得るために、各薄膜が形成されるべき厚さについて説明する。
各薄膜の厚さは、入射する光の波長に基づいて設定することが望ましく、特に第三の薄膜１０３の厚さについては、入射光を有効に反射させるために入射する光の波長より大に設定する必要がある。
従って、入射する光の第一の薄膜１０１中における光の波長をλ１とすると、第一の薄膜１０１の厚さｄ１は、
ｄ１＝λ１／４＋ｍλ１／２
と設定することができ、例えば、ｎ１≒１．７であるＣｅＦ３を第一の薄膜１０１として採用した場合、中心の波長λ＝５５０ｎｍとすれば、ｄ１＝４７ｎｍと設定することができる。
次に、真空中における波長λである光の第二の薄膜１０２内部での波長をλ２とした場合、第二の薄膜１０２の厚さｄ２は、
ｄ２＝λ２／２＋ｍλ２／２
と設定することができ、例えば、ｎ２≒２．２であるＣｅＯ２を第二の薄膜１０２として採用した場合、中心の波長λ＝５５０ｎｍとすれば、ｄ２＝５７ｎｍと設定することができる。
このＣｅＯ２を以外にも、ＺｎＯ２やＺｎＳやＴｉＯ２等の材料を採用することもでき、ＩＴＯを用いてもよい。
さらに、第三の薄膜１０３の厚さｄ３は、真空中（＝空気中）における波長λである光の第三の薄膜１０３内部での波長をλ３とした場合、前述したように有効に反射させるために、
ｄ３＞λ３／ｎ３
を満たすことが必要であるため、波長λが４００ｎｍ＜λ＜７００ｎｍとすれば、第三の薄膜１０３としてＭｇＦ（屈折率１．３８）を利用した場合、ｄ３＞５０７ｎｍと設定することができる。
この第三の薄膜１０３の材料としては、氷晶石や、ＭｇＦやＣａＦ等の材料を採用することができる。
これらの数値は、あくまでも一例ではあるが、各薄膜の厚さの設定においては、少なくとも±１０％以下が望ましく、±５％以下であればさらに望ましい。
【００４０】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光源から発せられる光の挙動について図面を参照して以下に説明する。
図２は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光の挙動を示す断面図である。
図２に示すように、導光板２２の屈折率と第一の薄膜１０１の屈折率の差とにより、光源２１から発せられた光は導光板２２の内部を多重反射する（光路ａ）。
ここで、導光板２２の内部で反射せずに第一の薄膜１０１へ入射した光、すなわち導光板２２の内部における損失光は、第一の薄膜１０１の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との間に生じる有効な屈折率差により反射することによって担保される。
一方、導光板２２の厚さ方向から導光板２２に入射する光は、導光板２２の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との差に比べて、導光板２２の屈折率との差を小に設定された第一の薄膜１０１が設置されていることにより、反射光量よりも屈折しながら液晶表示素子３の方向へ進入し、液晶表示素子３内に設けられた対向電極兼反射板３５にて反射され、外部へ出射する（光路ｂ）。
【００４１】
（他の実施の形態）
ここで、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の他の実施の形態について説明する。
図３は、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の他の実施の形態における構造を示す断面図である。
図３（ａ）に示すように、前述した本発明の一実施の形態における構造のように、光学多層膜１００がほぼ同じ大きさの反射防止膜と多重反射作用膜と導光膜とからなるものではなく、所定の大きさで積層された二以上の反射防止膜及び多重反射作用膜が前記反射防止膜が導光板に密接するように、かつ導光膜に覆われるように形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、前記所定の大きさで積層された二以上の反射防止膜及び多重反射作用膜は、それぞれの間隔が液晶表示素子３の画素ピッチとほぼ同じ長さに設定されて光学多層膜１００中に形成されていることが望ましい。
このような構造をなすことによって、導光板２２の内部における多重反射を促進し、外光を選択的に液晶表示素子３内に導光することができる。
また、導光板２２の表示面を平坦にし、そこにコーティング加工等を容易に行うといった自由度が上がる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜によれば、導光板と係る導光板の屈折率に基づいた屈折率を有する多重反射作用膜との組合せ構造により導光板の内部における光源からの光の多重反射を促進すると共に、前記導光板と多重反射作用膜との間に反射防止膜を介在させることによって導光板の照光面における外光の反射を防ぐことができる。
すなわち、十分に多重反射された導光板内の光を効率よく液晶表示素子に導光する導光膜を前記多重反射作用膜と液晶表示素子との間に介在させることによって、光源からの光を液晶表示素子に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光路を示す図である。
【図３】本発明に係る反射型液晶表示装置の他の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図４】反射型液晶表示装置の従来の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１．反射型液晶表示装置
２．光源装置
３．液晶表示素子
４．空気層
５．接着層
２１．光源
２２．導光板
３１．第一の基板
３２．第二の基板
３３．液晶層
３４．透明電極
３５．対向電極兼反射板
１００．光学多層膜
１０１．第一の薄膜（反射防止膜）
１０２．第二の薄膜（多重反射作用膜）
１０３．第三の薄膜（導光膜）
【発明の属する分野】
本発明は、フロントライト型の光源装置を備えた反射型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、暗所等においても液晶表示装置の表示部分（以下、表示面とする）の視認性を向上させる構造として、フロントライト構造を採用した反射型液晶表示装置の開発が進んでいる。
この反射型液晶表示装置は、従来のバックライト型液晶表示装置とは異なる構成をなし、液晶表示素子の表示面と使用者との間に光源を備えた透明の導光板が設置されることによって、導光板の照光面から出射される光が前記表示面を照らすと共に、前記導光板を介して液晶表示素子の表示面が使用者に視認されるものである。
【０００３】
反射型液晶表示装置の具体的な構成として以下に、従来の反射型液晶表示装置について図面を用いて説明する。
図４は、反射型液晶表示装置の従来の構成を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、従来の反射型液晶表示装置１は、光源装置２と係る光源装置２に設けられた導光板２２の照光面に対向するように設置された液晶表示素子３とから構成されていた。
前記導光板２２はほぼ平板形状をなし、その一の端面には光源２１が設置され、係る光源２１から発せられる光が前記導光板２２の他の端面を照光面として照光対象である液晶表示素子３を照射すると共に、従来は前記照光対象となる液晶表示素子３と光源装置２との間には空気層４が存在していた。
なお、反射型液晶表示装置１の従来の構成の説明においては、液晶表示装置としての主要部分のみを図示し、液晶表示装置の筐体及び光源を覆う反射板等の図示は省略する。
ここで、前記空気層４が導光板２２と液晶表示素子３との間に介在することにより、導光板２２の厚さ方向から入射する光が対向電極兼反射板３５にて反射する光路ｂ１と、前記照光面及び空気層４及び第一の基板のそれぞれの層の界面で表面反射する光路ｂ２とに別れ、反射型液晶表示装置１としてのコントラストを低下させるという問題が生じていた。
また、導光板２２の経時的な劣化によって、導光板２２が液晶表示素子３に対して曲率を有するようになり、導光板２２と第一の基板の表面が接触することによるニュートンリング発生等による表示ムラ等、反射型液晶表示装置１としての信頼性を低下させるという問題が生じていた。
係る問題を解決する反射型液晶表示装置として、図４（ｂ）に示すように、特開平１１−３２６９０３号公報によれば、前記空気層４のかわりに１．４０〜１．５５の屈折率をの接着層５を設け、全光線の透過率９０％以上とした反射型液晶表示装置１が開示されている。
このような構成をなすことによって、導光板２２と空気層４との境界面における表面反射を防ぐと共に、導光板２２の経時的な劣化による表示ムラ等の不具合を解消することができるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の反射型液晶表示装置、特に特開平１１−３２９６０３号公報の反射型液晶表示装置においては、光源装置、特に導光板と液晶表示素子のガラス基板との間に空気層を介在させずに、導光板及び液晶表示素子のガラス基板とほぼ同じ屈折率を有する接着層を備えることにより、導光板の厚さ方向から入射する光の表面反射を防ぐことはできても光源からの光を有効に液晶表示素子に光を到達せしめることができないという問題があった。
すなわち、導光板の照光面から液晶表示素子の表面までの間の屈折率が小さいため、導光板の内部での多重反射が生じることがなく、液晶パネル面に輝度ムラを生じさせると共に、光源と反対側の面へ十分な光量を提供することができなかった。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、光源装置の外部への光量の損失を抑えて光量の向上を達成すると共に、表示面における映り込み等を可及的に防ぐことができる反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する本発明に係る反射型液晶表示装置は、側面部に光源を備え、係る光源から発せられる光を液晶表示素子に対して照射する照光面を有する導光板と、前記照光面から入射した光を反射する反射構造を備えた液晶表示素子と、係る液晶表示素子と前記導光板との間に密着して設置され、屈折率の異なる二以上の薄膜が積層されてなる光学多層膜とからなり、係る光学多層膜が導光板に直接設置されることによって導光板の厚さ方向から入射する光の前記照光面における反射を防止する反射防止膜と、前記反射防止膜に積層されて前記光源から発せられる光を導光板の内部において多重反射させる多重反射作用膜とを備え、導光板の屈折率をｎ ０ 、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ ２ としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ にほぼ等しく設定されたことを特徴とする
【０００７】
係る構成とすることにより、導光板の内部において光源から発せられる光を多重反射せしめ、液晶表示装置素子の方向に効率よく光を照射すると共に、導光板と多重反射作用膜との組合せによる多重反射構造によって副次的に生じる導光板の厚さ方向からの光の反射を抑制することができる。
ここで、前記導光板の厚さ方向から入射する光とは、光源装置を構成する光源の光ではなく、導光板を介して液晶表示素子に入射する外光を指す。
従って、前記光源から発せられる光の導光板内における多重反射を促進させると共に、外光に対しては前記照光面における反射を抑制することができ、表示面に写り込みが少なく、高輝度の液晶表示装置を提供することができる。
導光板の屈折率をｎ ０ 、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ ２ としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ にほぼ等しく設定された構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましく、例えば導光板の屈折率が１．５〜１．６であるとき、２．０以上の屈折率を有する薄膜を多重反射作用膜として採用することが望ましい。
すなわち、多重反射作用膜の屈折率は、それによって設定される反射防止膜の屈折率が導光板の屈折率に近似となる屈折率とならないように、導光板の屈折率よりも大に設定される必要がある。
また、前記前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ とほぼ等しく設定されたとは、反射防止膜の機能を損なわない程度の誤差であればよく、具体的な誤差の範囲としては、±０．２（屈折率）が好ましい。
【０００８】
前記多重反射作用膜は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有する一以上の薄膜であり、前記反射防止膜は、前記多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有し、前記導光板と前記多重反射膜に介在する一以上の薄膜である様にすることができる。
【０００９】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００１０】
前記多重反射作用膜の屈折率は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有し、前記反射防止膜の屈折率は、多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有する様にすることができる。
【００１１】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましい。
【００１４】
前記液晶表示素子に光を導光する導光膜が多重反射作用膜と液晶表示素子との間に一以上設けられる様にすることができる。。
【００１５】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を液晶表示素子に有効に到達させることができる。
【００１６】
前記導光膜は、その屈折率ｎ３が多重反射作用膜の屈折率をｎ２、係る多重反射作用膜と密着せしめられる前記液晶表示素子の基板の屈折率をｎｇとしたとき、
ｎ２＜ｎ３＜ｎｇ
と設定された薄膜である様にすることができる。
【００１７】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を少ない損失で液晶表示素子に到達させることができる。
【００１８】
前記反射防止膜及び多重反射作用膜が積層された領域が所定の間隔を有して前記導光膜に覆われて形成される様にすることができる。
【００１９】
係る構成とすることにより、導光板の厚さ方向から入射する外光を導光板の照光面で反射させることなく選択的に液晶表示素子へ取り入れると共に、光源からの光を導光板の内部で多重反射させることができる。
【００２０】
前記所定の間隔は液晶表示素子の画素ピッチとほぼ等しい様にすることができる。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する本願第九の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、側面部に光源を備え、係る光源から発せられる光を液晶表示素子に対して照射する照光面を有する導光板と、前記照光面から入射した光を反射する反射構造を備えた液晶表示素子との間に密着して設置され、前記光源から発せられる光を導光板の内部において多重反射させる一以上の多重反射作用膜と、係る多重反射作用膜と前記導光板との間に介在し、導光板の厚さ方向から入射する光の前記照光面における反射を防止する一以上の反射防止膜とからなることを特徴とする。
【００２２】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する本願第十の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記多重反射作用膜の屈折率は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有し、前記反射防止膜の屈折率は、多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有すること特徴とする。
【００２４】
係る構成とすることにより、導光板と液晶表示素子との間に密着されてなる光学多層膜が、導光板側に位置する反射防止膜と液晶表示素子側に位置する多重反射作用膜とからなり、導光板の内部における多重反射と、照光面における外光の反射、すなわち表示面における写り込みの防止とを達成することができる。
ここで、前記前記照光面において反射する所定の光量とは、導光板の屈折率と多重反射作用膜との屈折率の差によって割合が決定される屈折する光量及び反射する光量のうちの反射する光量を指す。
すなわち、多重反射作用膜が設けられることによって、その屈折率は導光板の屈折率よりもある程度大であることが要求される。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する本願第十一の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９又は請求項１０に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、導光板の屈折率をｎ０、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ２としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ１が、（ｎ０×ｎ２）１／２とほぼ等しく設定されたことを特徴とする。
【００２６】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜の機能を損なうことなく、反射防止膜としての機能を発揮しうる屈折率を設定し、その屈折率を有する反射防止膜を採用することによって、導光板の内部における多重反射と照光面における外光の反射防止とを確実に達成することができる。
ここで、前記多重反射作用膜の屈折率は導光板の屈折率に比べて大とすることが好ましく、例えば導光板の屈折率が１．５〜１．６であるとき、２．０以上の屈折率を有する薄膜を多重反射作用膜として採用することが望ましい。
すなわち、多重反射作用膜の屈折率は、それによって設定される反射防止膜の屈折率が導光板の屈折率に近似となる屈折率とならないように、導光板の屈折率よりも大に設定される必要がある
また、前記前記反射防止膜の屈折率ｎ１が、（ｎ０×ｎ２）１／２とほぼ等しく設定されたとは、反射防止膜の機能を損なわない程度の誤差であればよく、具体的な誤差の範囲としては、±０．２（屈折率）が好ましい。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する本願第十二の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項９乃至請求項１１の何れか一に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、液晶表示素子に光を導光する導光膜が多重反射作用膜と液晶表示素子との間に一以上設けられたことを特徴とする。
【００２８】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を液晶表示素子に有効に到達させることができる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する本願第十三の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１１に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記導光膜は、その屈折率ｎ３が多重反射作用膜の屈折率をｎ２、係る多重反射作用膜と密着せしめられる前記液晶表示素子の基板の屈折率をｎｇとしたとき、
ｎ２＜ｎ３＜ｎｇ
と設定された薄膜であることを特徴とする。
【００３０】
係る構成とすることにより、多重反射作用膜によって得られた光量を少ない損失で液晶表示素子に到達させることができる。
【００３１】
前記課題を解決するために提供する本願第十四の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１２又は請求項１３に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記反射防止膜及び多重反射作用膜が積層された領域が所定の間隔を有して前記導光膜に覆われて形成されたことを特徴とする。
【００３２】
係る構成とすることにより、導光板の厚さ方向から入射する外光を導光板の照光面で反射させることなく選択的に液晶表示素子へ取り入れると共に、光源からの光を導光板の内部で多重反射させることができる。
【００３３】
前記課題を解決するために提供する本願第十五の発明に係る反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜は、請求項１４に記載の反射型液晶表示装置に用いられる光学多層膜において、前記所定の間隔は液晶表示素子の画素ピッチとほぼ等しいことを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成を示す断面図である。
なお、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成の説明においては、前述の従来の構成と同様に、液晶表示装置としての主要部分のみを図示し、筐体及び光源を覆う反射板等の図示は省略して説明する。
図１（ａ）に示すように、本発明に係る反射型液晶表示装置１は、光源装置２と、係る光源装置２に対向するように位置された液晶表示素子３と、係る液晶表示素子３及び前記光源装置２に挟まれるように密着され、三層の薄膜よりなる光学多層膜１００とからなる。
前記光源装置２は、光源２１と、係る光源２１を一端面に備え、ほぼ平板形状をなす導光板２２とからなり、前記光源２１から発せられる光が前記導光板２２の他の端面を照光面として照光対象を照射する。
ここで、本発明に係る反射型液晶表示装置における照光面とは、特に断りがない限り導光板２２の照光面、すなわち光学多層膜１００に密着される面若しくは液晶表示素子３を照射するべく対向する面を指す。
前記液晶表示素子３は、ガラスよりなるほぼ平板形状の第一の基板３１及び第二の基板３２が対向して設置され、前記第一の基板３１の対向面に透明電極３４が設けられると共に前記第二の基板３２の対向面に対向電極兼反射板３５が設けられ、前記第一の基板３１及び第二の基板３２の間に液晶層３３が介在されてなる。
すなわち、この第一の基板３１と導光板２２の照光面とに挟まれる態様で光学多層膜１００が密着して設置されている。
また、図１（ｂ）に示すように、前記光学多層膜１００は屈折率の異なる三の薄膜が積層されてなる。
この積層された薄膜は、導光板２２に設置される側から第一の薄膜１０１及び第二の薄膜１０２及び第三の薄膜１０３とし、第一の薄膜１０１の屈折率をｎ１、第二の薄膜１０２の屈折率をｎ２、第三の薄膜１０３の屈折率をｎ３とすると、ｎ２＞ｎ１＞ｎ３が成り立つ。
すなわち、種々の屈折率の薄膜をこのように積層することによって、第二の薄膜１０２は導光板から出射した光を導光板２２の内部で多重反射させる機能を備えた多重反射作用膜としてはたらく。
また、第一の薄膜１０１は、多重反射作用膜としてはたらく第二の薄膜１０２が導光板２２に直接設置されることによって生じる表示面における写り込みを解消するために設けられた反射防止膜である。
さらに、第三の薄膜１０３は、第二の薄膜１０２からの光を第二の薄膜１０２から入射した光を第三の薄膜１０３と第二の薄膜１０２との間にある屈折率の差を用いて、界面付近において反射させ、多重反射を起こさせることを目的として形成されている。
この場合、第二の薄膜１０２側から入射した光が第三の薄膜１０３の屈折率差によって反射するため、第三の薄膜１０３の膜厚は、波長λの入射光の第三の薄膜１０３の内部における実効的な波長λ３程度（λ３＝λ／ｎ３）以上の膜厚を有する薄膜である。
【００３５】
ここで、導光板２２の屈折率をｎ０とし、前記液晶表示素子３の第一の基板３１の屈折率をｎｇとすると、ｎ０及びｎｇの相関関係を考慮し、前記ｎ２はｎ０に対して所定の程度高い屈折率が要求される。
この所定の程度高い屈折率とは例えば、導光板２２の照光面上に第二の薄膜１０２が形成されたと仮定した場合、入射光に対して望ましい反射光を得るために設定される屈折率であって、第二の薄膜１０２の材料としてはそのように設定された屈折率を有する材料が選択される。
また、第一の薄膜１０１の屈折率ｎ１は、
ｎ１＝（ｎ０・ｎ２）１／２……………………………………………………式（１）
で求められる屈折率にほぼ等しいことが望ましい。
すなわち、第一の薄膜１０１は、前記第二の薄膜１０２の設置によって反射される光を担保するために設けられる薄膜層であるため、第二の薄膜１０２の機能を損なわない程度に液晶表示素子３の方向に導光せしめる屈折率を有しなければならない。
但し、式（１）を厳密に成立させようとした場合、ｎ１を完全に満たす光透過性の物質を入手することは難しい場合がある。
そのため、数％の反射を許容することでｎ１に近い屈折率を有する物質を用いても構わない。
また、このような第一の薄膜１０１においてｎ１に近い屈折率を有する物質を適用したとしても本発明の本質を何らはずれるものではないことは言うまでもない。
従って、前記式（１）によって得られた屈折率を呈する材料が第一の薄膜１０１の材料として採用される。
さらに、第三の薄膜１０３の屈折率ｎ３は、
（ｎａｉｒ＝１．０）＜ｎ３＜ｎ１………………………………………………式（２）
（ｎａｉｒは、空気中における屈折率とする。）
を満たす屈折率にほぼ等しいことが望ましい。
すなわち、第三の薄膜１０３は、前記第二の薄膜１０２及び第一の基板３１の間にあって、液晶表示素子３が位置する方向に十分に導光せしめる屈折率を有しなければならない。
従って、前記式（２）によって得られた屈折率を呈する材料が第三の薄膜１０３の材料として採用される。
ここで、第三の薄膜１０３は、代替手段として第二の薄膜１０２と第一の基板３１とを接着する接着層として採用しても良く、選択された第一の薄膜１０１及び第二の薄膜１０２のみで、導光板２２の内部における多重反射効果及び反射防止の効果がなされれば設置されなくてもよい。
【００３６】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光源から発せられる光の挙動について図面を参照して以下に説明する。
図２は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光の挙動を示す断面図である。
図２に示すように、導光板２２の屈折率と第一の薄膜１０１の屈折率の差とにより、光源２１から発せられた光は導光板２２の内部を多重反射する（光路ａ）。
ここで、導光板２２の内部で反射せずに第一の薄膜１０１へ入射した光、すなわち導光板２２の内部における損失光は、第一の薄膜１０１の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との間に生じる有効な屈折率差により反射することによって担保される。
一方、導光板２２の厚さ方向から導光板２２に入射する光は、導光板２２の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との差に比べて、導光板２２の屈折率との差を小に設定された第一の薄膜１０１が設置されていることにより、反射光量よりも屈折しながら液晶表示素子３の方向へ進入し、液晶表示素子３内に設けられた対向電極兼反射板３５にて反射され、外部へ出射する（光路ｂ）。
【００３７】
次に、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施の形態における製造方法について説明する。
本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施の形態における製造方法は、ゾル−ゲル法や蒸着法等が挙げられる。
例えば、印刷法を用いて、光源装置２の導光板２２の照光面上及び液晶表示素子３の第一の基板３１上の何れかに各薄膜溶液若しくはゾルを塗布し、加熱することによって各薄膜が得られる。
また、蒸着法による薄膜形成は、ＣＶＤ法又はスパッタ法によって各膜を積層し、光学多層膜１００を形成することができる。
このとき、光学多層膜１００に所定の形状を与える場合には、薄膜形成後に、ドライエッチング法や弗酸等によるエッチングで所定の形状に形成することができる。
さらに、前述したように、例えば光学多層膜１００が反射防止膜及び多重反射膜の二層と導光膜と同様の接着層とからなる場合には、予め導光板２２に反射防止膜及び多重反射膜を順次積層し、前記第一の基板３１若しくは前記多重反射膜に前記接着層を貼付することによって、本発明に係る反射型液晶表示装置を製造する。
【００３８】
（実施例）
ここで、以上説明した本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の一実施例について説明する。、
まず、一般的なガラスの屈折率を１．５〜１．６、すなわち液晶表示素子３の第一の基板３１及び第二の基板３２の屈折率を１．５〜１．６とし、これに伴い、導光板２２の屈折率ｎ０も１．５〜１．６と設定する。
導光板２２の屈折率ｎ０に対して第二の薄膜１０２の屈折率ｎ２は、光源２１から発せられる光が導光板２２の内部で十分に多重反射しうる数値に設定する必要があるため、ｎ２＝２．０〜２．３に設定する。
また、第一の薄膜１０１の屈折率ｎ１は、前述した式（１）に従って求められるため、ｎ１＝１．７〜１．９と設定することができる。
さらに、第三の薄膜１０３の屈折率ｎ３についても、前述した式（２）に従って求められるため、ｎ３＝１．３〜１．６と設定することができる。
【００３９】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置を有効に機能させ得るために、各薄膜が形成されるべき厚さについて説明する。
各薄膜の厚さは、入射する光の波長に基づいて設定することが望ましく、特に第三の薄膜１０３の厚さについては、入射光を有効に反射させるために入射する光の波長より大に設定する必要がある。
従って、入射する光の第一の薄膜１０１中における光の波長をλ１とすると、第一の薄膜１０１の厚さｄ１は、
ｄ１＝λ１／４＋ｍλ１／２
と設定することができ、例えば、ｎ１≒１．７であるＣｅＦ３を第一の薄膜１０１として採用した場合、中心の波長λ＝５５０ｎｍとすれば、ｄ１＝４７ｎｍと設定することができる。
次に、真空中における波長λである光の第二の薄膜１０２内部での波長をλ２とした場合、第二の薄膜１０２の厚さｄ２は、
ｄ２＝λ２／２＋ｍλ２／２
と設定することができ、例えば、ｎ２≒２．２であるＣｅＯ２を第二の薄膜１０２として採用した場合、中心の波長λ＝５５０ｎｍとすれば、ｄ２＝５７ｎｍと設定することができる。
このＣｅＯ２を以外にも、ＺｎＯ２やＺｎＳやＴｉＯ２等の材料を採用することもでき、ＩＴＯを用いてもよい。
さらに、第三の薄膜１０３の厚さｄ３は、真空中（＝空気中）における波長λである光の第三の薄膜１０３内部での波長をλ３とした場合、前述したように有効に反射させるために、
ｄ３＞λ３／ｎ３
を満たすことが必要であるため、波長λが４００ｎｍ＜λ＜７００ｎｍとすれば、第三の薄膜１０３としてＭｇＦ（屈折率１．３８）を利用した場合、ｄ３＞５０７ｎｍと設定することができる。
この第三の薄膜１０３の材料としては、氷晶石や、ＭｇＦやＣａＦ等の材料を採用することができる。
これらの数値は、あくまでも一例ではあるが、各薄膜の厚さの設定においては、少なくとも±１０％以下が望ましく、±５％以下であればさらに望ましい。
【００４０】
次に、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光源から発せられる光の挙動について図面を参照して以下に説明する。
図２は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光の挙動を示す断面図である。
図２に示すように、導光板２２の屈折率と第一の薄膜１０１の屈折率の差とにより、光源２１から発せられた光は導光板２２の内部を多重反射する（光路ａ）。
ここで、導光板２２の内部で反射せずに第一の薄膜１０１へ入射した光、すなわち導光板２２の内部における損失光は、第一の薄膜１０１の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との間に生じる有効な屈折率差により反射することによって担保される。
一方、導光板２２の厚さ方向から導光板２２に入射する光は、導光板２２の屈折率と第二の薄膜１０２の屈折率との差に比べて、導光板２２の屈折率との差を小に設定された第一の薄膜１０１が設置されていることにより、反射光量よりも屈折しながら液晶表示素子３の方向へ進入し、液晶表示素子３内に設けられた対向電極兼反射板３５にて反射され、外部へ出射する（光路ｂ）。
【００４１】
（他の実施の形態）
ここで、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の他の実施の形態について説明する。
図３は、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜の他の実施の形態における構造を示す断面図である。
図３（ａ）に示すように、前述した本発明の一実施の形態における構造のように、光学多層膜１００がほぼ同じ大きさの反射防止膜と多重反射作用膜と導光膜とからなるものではなく、所定の大きさで積層された二以上の反射防止膜及び多重反射作用膜が前記反射防止膜が導光板に密接するように、かつ導光膜に覆われるように形成されている。
また、図３（ｂ）に示すように、前記所定の大きさで積層された二以上の反射防止膜及び多重反射作用膜は、それぞれの間隔が液晶表示素子３の画素ピッチとほぼ同じ長さに設定されて光学多層膜１００中に形成されていることが望ましい。
このような構造をなすことによって、導光板２２の内部における多重反射を促進し、外光を選択的に液晶表示素子３内に導光することができる。
また、導光板２２の表示面を平坦にし、そこにコーティング加工等を容易に行うといった自由度が上がる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示装置及びそれに用いられる光学多層膜によれば、導光板と係る導光板の屈折率に基づいた屈折率を有する多重反射作用膜との組合せ構造により導光板の内部における光源からの光の多重反射を促進すると共に、前記導光板と多重反射作用膜との間に反射防止膜を介在させることによって導光板の照光面における外光の反射を防ぐことができる。
すなわち、十分に多重反射された導光板内の光を効率よく液晶表示素子に導光する導光膜を前記多重反射作用膜と液晶表示素子との間に介在させることによって、光源からの光を液晶表示素子に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施の形態における光路を示す図である。
【図３】本発明に係る反射型液晶表示装置の他の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図４】反射型液晶表示装置の従来の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１．反射型液晶表示装置
２．光源装置
３．液晶表示素子
４．空気層
５．接着層
２１．光源
２２．導光板
３１．第一の基板
３２．第二の基板
３３．液晶層
３４．透明電極
３５．対向電極兼反射板
１００．光学多層膜
１０１．第一の薄膜（反射防止膜）
１０２．第二の薄膜（多重反射作用膜）
１０３．第三の薄膜（導光膜）
Claims (7)
- 側面部に光源を備え、係る光源から発せられる光を液晶表示素子に対して照射する照光面を有する導光板と、前記照光面から入射した光を反射する反射構造を備えた液晶表示素子と、係る液晶表示素子と前記導光板との間に密着して設置され、屈折率の異なる二以上の薄膜が積層されてなる光学多層膜とからなり、係る光学多層膜が導光板に直接設置されることによって導光板の厚さ方向から入射する光の前記照光面における反射を防止する反射防止膜と、前記反射防止膜に積層されて前記光源から発せられる光を導光板の内部において多重反射させる多重反射作用膜とを備え、導光板の屈折率をｎ ０ 、前記多重反射作用膜の屈折率をｎ ２ としたとき、前記反射防止膜の屈折率ｎ １ が、（ｎ ０ ×ｎ ２ ） １／２ にほぼ等しく設定されたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
- 前記多重反射作用膜は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有する一以上の薄膜であり、前記反射防止膜は、前記多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有し、前記導光板と前記多重反射膜に介在する一以上の薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記多重反射作用膜の屈折率は、導光板の屈折率及び前記照光面において反射する所定の光量に基づいて設定された屈折率を有し、前記反射防止膜の屈折率は、多重反射作用膜の屈折率と前記導光板の屈折率とに基づいて設定された屈折率を有すること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反射型液晶表示装置。
- 液晶表示素子に光を導光する導光膜が多重反射作用膜と液晶表示素子との間に一以上設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記導光膜は、その屈折率ｎ３が多重反射作用膜の屈折率をｎ２、係る多重反射作用膜と密着せしめられる前記液晶表示素子の基板の屈折率をｎｇとしたとき、
ｎ２＜ｎ３＜ｎｇ
と設定された薄膜であることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置。 - 前記反射防止膜及び多重反射作用膜が積層された領域が所定の間隔を有して前記導光膜に覆われて形成されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記所定の間隔は液晶表示素子の画素ピッチとほぼ等しいことを特徴とする請求項６に記載の反射型液晶表示装置。
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