JP4905438B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、反射／透過型の液晶表示装置に関する。

観察側から入射した外光を利用する反射表示と、観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを行う反射／透過型液晶表示装置としては、液晶表示素子の観察側とは反対側に面光源を配置し、前記液晶表示素子の液晶層よりも後側（面光源側）に半透過反射膜を配置したもの（特許文献１参照）と、液晶表示素子の観察側とは反対側に面光源を配置し、且つ前記液晶表示素子の複数の画素をそれぞれ２つの領域に区分し、その一方の領域の液晶層よりも後側に反射膜を設けることにより、前記複数の画素毎に反射表示部と透過表示部とを形成したもの（特許文献１参照）とがある。
特開２００２−１０７７２５号公報 特開２００４− ９３７１５号公報

上述した従来の反射／透過型液晶表示装置は、反射表示が暗いという問題があった。

この発明は、観察側から入射した外光を利用する反射表示と、観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを行い、しかも前記反射表示を明るくすることができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の請求項１に記載の液晶表示装置は、
間隙を設けて対向配置されるとともに互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の電極が形成された一対の基板と、これらの基板間の間隙に封入された液晶層と、前記一対の基板を互いの間に挟むように配置された一対の偏光板とを有し、光の透過光量を制御して表示を行う液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子へ向けて照明光を照射するとともに、前記液晶表示素子を介して前記観察側から入射された光を前記液晶表示素子へ向けて反射させる面光源と、
光の振動面が互いに直交する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を反射する反射軸と他方の直線偏光を透過させる透過軸とを有した第１及び第２の光学部材と、を備え、
前記第１の光学部材は、前記一対の偏光板のうちの前記面光源側に位置する偏光板の吸収軸に対して前記反射軸が平行になるように、前記液晶表示素子と前記面光源との間に配置され、
前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材における前記反射軸に対して該第２の光学部材における前記反射軸が４５°から９０°の範囲の角度で交差するように、前記第１の光学部材と前記面光源との間に配置されていて、
前記第２の光学部材は、反射偏光フィルムの前記液晶表示素子と対向する面に該反射偏光フィルムにおける反射軸に対して直交する方向に延伸された微小プリズムが複数配列されたプリズム付き反射偏光フィルムからなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記プリズム付き反射偏光フィルムにおける微小プリズムの延伸方向に対して直交する方向に延伸する微小プリズムが複数配列されたプリズムアレイを備え、前記プリズムアレイは、前記プリズム付き反射偏光フィルムと前記面光源との間に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材との間に配置された第１の拡散層を備え、前記第１の光学部材は、前記第１の拡散層を介して前記第２の光学部材に貼り付けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１から３の何れかに記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子と前記第１の光学部材との間に配置された第２の拡散層を備え、前記第１の光学部材は、前記第２の拡散層を介して前記液晶表示素子に貼り付けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１から４の何れかに記載の液晶表示装置において、前記面光源は、板状部材からなる導光板と、前記導光板の端面に対向するように配置された発光素子と、前記第２の光学部材との間に前記導光板が介在するように配置された反射膜と、を有していることを特徴とする。

この発明の液晶表示装置によれば、観察側から入射した外光を利用する反射表示と、観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを行い、しかも前記反射表示を明るくすることができる。

（第１の実施形態）
図１〜図４はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の側面図である。

この液晶表示装置は、図１及び図２のように、光の透過を制御して表示を行う液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子１に向けて照明光を照射し、前記観察側から入射して前記液晶表示素子１を透過した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射する面光源１６と、前記液晶表示素子１と前記面光源１６との間に配置された光学部材２５とを備えている。

図３は前記液晶表示素子１の一部分の拡大断面図であり、この液晶表示素子１は、予め定めた間隙を設けて対向配置され、互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の透明電極４，６が形成された一対の透明基板２，３と、これらの基板２，３間の間隙に封入された液晶層１２と、前記一対の基板２，３を挟んで配置された一対の偏光板１３，１４とを有している。

この液晶表示素子１は、例えばアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一対の基板２，３の一方、例えば観察側とは反対側の基板（以下、後基板という）３の内面に、行及び列方向にマトリックス状に配列された複数の画素電極４と、これらの画素電極４にそれぞれ対応させて配置された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５と、各行の複数のＴＦＴ５にゲート信号を供給する複数の走査線及び各列の複数のＴＦＴ５にデータ信号を供給する複数の信号線（いずれも図示せず）とが設けられ、他方の基板、つまり観察側の基板（以下、前基板という）２の内面に、前記複数の画素電極４と対向する一枚膜状の対向電極６が設けられている。

なお、図２では前記ＴＦＴ５を簡略化しているが、このＴＦＴ５は、前記後基板３の基板面上に形成されたゲート電極と、前記基板面上の略全体に前記ゲート電極を覆って設けられた透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にそれぞれｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とからなっており、前記複数の画素電極４は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、これらの画素電極４にそれぞれ対応するＴＦＴ５のソース電極に接続されている。

また、前記複数の走査線は、前記後基板３の板面上に、各画素電極行毎にその一側に沿わせて形成され、各行の複数のＴＦＴ５のゲート電極にそれぞれ接続されており、前記複数の信号線は、前記ゲート絶縁膜の上に、各画素電極列毎にその一側に沿わせて形成され、各列の複数のＴＦＴのドレイン電極にそれぞれ接続されている。

さらに、この液晶表示素子１は、前記複数の画素電極４と対向電極６とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて設けられた赤、緑、青の３色のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを備えている。このカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、前記一対の基板のいずれか一方、例えば観察側基板２の内面に設けられており、前記対向電極６は、前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの上に形成されている。

また、前記一対の基板２，３の内面にはそれぞれ、前記電極４，６を覆って配向膜８，９が形成されており、前記一対の基板２，３の内面は、前記配向膜８，９の膜面をそれぞれ予め定めた方向にラビングすることによって配向処理されている。

そして、前記一対の基板２，３は、前記複数の画素がマトリックス状に配列した画面エリアを囲む枠状のシール材１０（図１及び図２参照）を介して接合されており、これらの基板２，３間の間隙の前記シール材１０で囲まれた領域に液晶層１２が封入されている。

前記液晶層１２の液晶分子は、前記配向膜８，９の配向処理によって規定される配向状態に配向しており、前記一対の基板２，３を挟んで配置された一対の偏光板１３，１４は、これらの偏光板１３，１４の吸収軸１３ａ，１４ａの向きを、前記電極４，６間に電界を印加しない無電界時と電界印加時との表示のコントラストが充分に高くすることができる方向に向けて、前記一対の偏光板１３，１４の外面にそれぞれ貼り付けられている。

なお、前記一対の偏光板１３，１４はそれぞれ、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を透過させる透過軸（図示せず）と他方の直線偏光を吸収する吸収軸１３ａ，１４ａとを有する吸収偏光板であり、これらの偏光板１３，１４のうちの観察側の偏光板１３は、その外面に外光の反射防止処理が施されたアンチグレア偏光板からなっている。

また、この液晶表示素子１は、例えばＴＮ型液晶表示素子であり、前記一対の基板２，３の内面それぞれに形成された配向膜８，９は、互いに直交する方向に配向処理され、前記液晶層１２の液晶分子は、前記一対の基板２，３間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向している。

そして、前記一対の偏光板１３，１４のうちの観察側の偏光板１３は、その吸収軸１３ａを前記前基板２の内面の配向膜８の配向処理方向と実質的に直交させるか、或いは実質的に平行にして配置され、後側（観察側とは反対側）の偏光板１４は、その吸収軸１４ａを前記観察側偏光板１３の吸収軸１３ａに対して実質的に直交させるか、或いは実質的に平行にして配置されている。

この実施例では図１のように、観察側偏光板１３を、その吸収軸１３ａを画面の横軸ｘに対して観察側から見て左回りに４５°の角度方向に向けて配置し、後側偏光板１４を、その吸収軸１４ａを前記画面の横軸ｘに対して観察側から見て右回りに４５°の角度方向に向けて配置している。

なお、前記液晶表示素子１は、前記ＴＮ型液晶表示素子に限らず、液晶分子を一対の基板２，３間において１８０°〜２７０°の範囲の捩れ角でツイスト配向させたＳＴＮ型、液晶分子を基板２，３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子を分子長軸を一方向に揃えて基板２，３面と実質的に平行に配向させた非ツイストの水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子のいずれでもよい。

さらに、前記液晶表示素子１は、一対の基板２，３の内面それぞれに複数の画素を形成するための電極６，４を形成したものに限らず、一対の基板２，３のいずれか一方、例えば後基板３の内面に、複数の画素を形成するための第１の電極と、それよりも液晶層側に前記第１の電極と絶縁して形成された複数の細長電極部を有する第２の電極とを設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。

前記液晶表示素子１の後基板３は、図１及び図２に示したように、前基板２の外方に突出する張出部３ａを有しており、前記後基板３の内面に設けられた複数の走査線及び信号線は、前記張出部３ａに搭載された表示ドライバ１５に接続されている。

一方、前記面光源１６は、図１及び図２のように、前記液晶表示素子１の画面エリアの全体に対応する面積を有する透明な板状部材、例えば矩形形状に形成された板状部材からなり、その矩形形状の２つの短辺の一方に対応する端面に光が入射する入射端面１８が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面１８から入射した光の出射面１９が形成され、前記出射面１９を前記液晶表示素子１に向けて配置された導光板１７と、前記導光板１７の出射面１９とは反対側に設けられ、前記導光板１７に前記入射端面１８から入射した光及び前記出射面１９から入射した光を前記出射面１９へ向けて反射する反射膜２０と、前記導光板１７の入射端面１８に対向させて配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる複数の発光素子２１と、前記導光板１７の出射面側に配置された拡散シート２２及び少なくとも１枚（この実施例では１枚）のプリズムアレイ２３とを備えている。

前記拡散シート２２は、散乱粒子が分散された樹脂フィルムからなっており、前記導光板１７とプリズムアレイ２３との間に配置され、前記導光板１７の出射面１９上に貼り付けられている。

また、前記プリズムアレイ２３は、前記導光板１７と対向する側の面が平坦面に形成され、その反対側の面、つまり前記液晶表示素子１と対向する側の面に、前記導光板１７の出射面１９から出射した光を集光して前記液晶表示素子１へ照射するための細長形状の微小プリズム２４がその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配列された透明部材からなっており、その複数の微小プリズム２４の長手方向を予め定めた方向、例えば前記導光板１７の入射端面１８の法線方向（導光板１７の長手方向）と実質的に平行にして配置され、前記平坦面を前記拡散シート２２の上に貼り付けられている。

前記面光源１６は、前記面光源１６からの照明光を利用する透過表示を行うときに前記複数の発光素子２１を点灯され、これらの発光素子２１から出射し、前記導光板１７にその入射端面１８から入射した光を、前記反射膜２０による反射と前記導光板１７の出射面１９による内面反射とを繰り返しながら前記導光板１７内をその全域に導いて前記導光板１７の出射面１９の全体から出射し、その光を前記拡散シート２２によって拡散し、さらに前記プリズムアレイ２３の複数の微小プリズム２４により、これらの微小プリズム２４の長手方向に対して直交する方向に集光して、正面輝度（液晶表示素子１の法線付近の方向に出射する光の輝度）の高い輝度分布の照明光を前記液晶表示素子１へ向けて出射する。

また、前記面光源１６は、前記液晶表示素子１にその観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射する機能を有しており、前記液晶表示素子１を透過し、前記光学部材２５、前記プリズムアレイ２３及び拡散シート２２を観察側に反射されずに透過して前記導光板１７にその出射面１９から入射した光を、前記反射膜２０により反射して前記導光板１７の出射面１９の全体から出射し、その光を前記拡散シート２２によって拡散し、さらに前記プリズムアレイ２３の複数の微小プリズム２４より集光して、正面輝度の高い輝度分布の反射光を前記液晶表示素子１へ向けて出射する。

なお、この実施例の面光源１６は、前記導光板１７の出射面１９とは反対側の板面に前記反射膜２０を設けたものであるが、前記反射膜２０を前記導光板１７との間に間隙を設けて配置し、前記導光板１７にその入射端面１８から入射した光を、前記導光板１７の出射面１９とは反対側の板面で前記出射面１９へ向けて内面反射し、前記反対側の板面と前記間隙内の空気層との界面を透過した漏れ光を前記反射膜２０で反射して前記導光板１７内に戻すようにしてもよい。

また、前記光学部材２５は、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を反射する反射軸２５ａと他方の直線偏光を透過させる透過軸２５ｂとを有しており、液晶表示素子１と前記面光源１６との間に、前記反射軸２５ａを、前記液晶表示素子１の面光源１６側の偏光板、つまり後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して予め定めた角度で交差する方向に向けて配置されている。

この光学部材２５は、互いに直交する方向に反射軸２５ａと透過軸２５ｂとをもった反射偏光フィルムからなっており、この反射偏光フィルム２５は、その反射軸２５ａを、前記液晶表示素子１の面光源１６側の偏光板、つまり後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して１５°〜９０°の範囲の角度で交差する方向に向けて配置されている。

さらに、前記液晶表示素子１と前記反射偏光フィルム２５との間には、前記面光源１６側から照射され、前記反射偏光フィルム２５を透過した光、及び観察側から入射し、前記反射偏光フィルム２５により反射された光をそれぞれ拡散して前記液晶表示素子１の後側偏光板１４に入射させ、この後側偏光板１４を透過する光の輝度を高くすると共に、前記液晶表示素子１に視野角が広く且つ輝度むらの無い画像を表示させるための拡散層２６が配置されている。この拡散層２６は、散乱粒子が分散された粘着剤からなっており、前記反射偏光フィルム２５は、前記粘着剤からなる拡散層２６によって前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられている。

前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角（以下、交差角αという）は、４５°〜９０°の範囲、より好ましくは５５°〜６５°の範囲の角度に設定するのが望ましい。

この実施例では、図１のように、前記反射偏光フィルム２５を、その反射軸２５ａを前記画面の横軸ｘに対して観察側から見て左回りに１０°の角度方向に向けて配置し、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αを５５°に設定している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子１へ向けて照明光を照射し、前記観察側から入射して前記液晶表示素子１を透過した光を前記液晶表示素子１へ向けて反射する面光源１６を配置し、さらに前記液晶表示素子１と前記面光源１６との間に、前記観察側から入射して前記液晶表示素子１を透過した光の一部を前記液晶表示素子１へ向けて反射する反射偏光フィルム２５を、その反射軸２５ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して予め定めた角度（この実施例では１５°〜９０°の範囲の角度）で交差する方向に向けて配置しているため、観察側から入射した外光を利用する反射表示と、観察側とは反対側に配置された前記面光源１６からの照明光を利用する透過表示とを行い、しかも前記反射表示を明るくすることができる。

すなわち、反射表示のときは、観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光、つまり前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光が、前記反射偏光フィルム２５に入射する。

そして、前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａは、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して予め定めた角度で交差しているため、前記液晶表示素子１を透過した光（後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光）のうちの前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａと平行な直線偏光成分が前記反射偏光フィルム２５で反射される。この反射光は前記拡散層２６によって一部が拡散され、その光のうちの前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光成分が、前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する。

一方、前記観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分は、前記反射偏光フィルム２５を透過して面光源１６側に出射する。

前記反射偏光フィルム２５を透過して面光源１６側に出射した光は、前記面光源１６の出射側に配置されたプリズムアレイ２３によりその光の一部が観察側に反射され、前記プリズムアレイ２３を透過した光は、さらに前記拡散シート２２により拡散され、その光の一部が反射され、前記拡散シート２２を透過した光は、前記導光板１７にその出射面１９から入射し、前記導光板１７の出射面１９とは反対側に設けられた反射膜２０により反射される。

この反射光は、前記導光板１７の出射面１９から出射して前記拡散シート２２により拡散され、前記プリズムアレイ２３により集光されて前記反射偏光フィルム２５に入射し、その光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光フィルム２５を透過し、その光が拡散層２６によって一部が拡散され、この拡散層された光のうちの前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光が、前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する。

また、透過表示のときは、前記面光源１６から照射された照明光、つまり導光板１７の出射面１９から出射して拡散シート２２により拡散され、さらにプリズムアレイ２３により集光された光が、前記反射偏光フィルム２５に入射し、その光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光フィルム２５を透過し、拡散層２６によって一部が拡散されて液晶表示素子１側に出射する。

そして、前記液晶表示素子１側に出射した光は、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４に入射し、その光のうちの前記後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光が、前記後側偏光板１４を透過して液晶表示素子１に入射し、その入射光のうちの前記液晶表示素子１を透過した光が観察側に出射する。

この液晶表示装置において、観察側から入射した光に対する、前記反射偏光フィルム２５及び面光源１６により反射され、前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する光の比率（以下、反射率という）と、前記面光源１６から照射された光に対する、前記反射偏光フィルム２５及び液晶表示素子１を透過して観察側に出射する光の比率（以下、透過率という）は、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αに依存する。

ここで、前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと平行（後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する交差角αを０°）にしたときの反射率に対する、任意の交差角αにおける反射率の比を反射率相対比とし、また、前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと平行（交差角αが０゜）にしたときの透過率に対する、任意の前記交差角αにおける透過率の比を透過率相対比として、これらの反射率相対比と透過率相対比の前記交差角αに対する変化を図４に示した。

すなわち、図４は、前記交差角α（吸収軸-反射軸交差角）が０゜のときの反射率と透過率をそれぞれ「１」としたとき、前記交差角α毎の反射率と透過率の比率を示している。この図４から明らかなように、前記交差角αが１５゜を越えると、反射率相対比が透過率相対比より大きくなり、前記交差角αが４５゜を越えると反射率相対比が減少から増加に転じ、その増加率が大きくなる。

すなわち、この実施例においては、前記交差角αが１５゜より大きい範囲で、透過表示の輝度が低下し、反射表示の輝度が上昇する。

尚、前記透過率相対比は、前記後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αが０°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって小さくなる。

図４のように、この実施例の液晶表示装置では、前記交差角αが０°よりも大きく９０°以下の範囲で、透過率相対比と反射率相対比が、前記交差角αが０°〜１５°の範囲では殆んど差が無く、前記交差角αが１５°以上になると、反射率相対比が透過率相対比よりも大きくなり、その差が、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に前記交差角αが４５°以上になると、前記反射率相対比と透過率相対比との差がさらに大きくなる。

そのため、前記液晶表示装置は、前記交差角αを１５°〜９０°の範囲に設定することにより、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくし、前記反射表示を明るくすることができる。

この液晶表示装置において、前記交差角αは、前記反射率相対比が下降から上昇に転じる角度である４５°〜９０°の範囲に設定することが望ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を、前記透過率相対比よりも充分に大きくすることができる。

さらに、前記交差角αは、より好ましくは５５°〜６５°の範囲の角度に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を１．０よりも大きくし、より明るい反射表示を行うことができるとともに、０．３〜０．２の透過率相対比を確保することができる。

なお、透過表示の明るさは、前記面光源１６からの照明光の輝度と透過率相対比とに対応するため、前記透過率相対比に応じて前記照明光の輝度を設定することにより、充分な明るさの透過表示を行うことができる。

（第２の実施形態）
図５はこの発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図である。なお、この実施例において、上記第１の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、上記第１の実施例の液晶表示装置において、面光源１６の出射側（導光板１７の出射面側）に、第１と第２の２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂとを互いに積層して配置したものであり、他の構成は第１の実施例と同じである。

この実施例において、前記面光源１６の２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂはそれぞれ、導光板１７と対向する側の面が平坦面に形成され、その反対側の面、つまり液晶表示素子１と対向する側の面に、前記導光板１７の出射面１９から出射した光を集光して前記液晶表示素子１へ照射するための細長形状の微小プリズム２４ａ，２４ｂがその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配列された透明部材からなっている。

そして、前記導光板１７側の第１のプリズムアレイ２３ａは、その複数の微小プリズム２４ａの長手方向を予め定めた方向、例えば前記導光板１７の入射端面１８の法線方向（導光板１７の長手方向）と実質的に平行にして配置され、前記導光板１７の出射面１９上に貼り付けられた拡散シート２２の上に貼り付けられており、第２のプリズムアレイ２３ｂは、その複数の微小プリズム２４ｂの長手方向を、前記第１のプリズムアレイ２３ａの複数の微小プリズム２４ａの長手方向と実質的に直交させて配置され、前記第１のプリズムアレイ２３ａの上に当接または近接されている。

この実施例の液晶表示装置は、面光源１６の出射側に、２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂを、それぞれの微小プリズム２４ａ，２４ｂの長手方向を互いに直交させて配置しているため、観察側から入射して前記面光源１６により反射された光及び前記面光源１６から照射された照明光を、前記第１のプリズムアレイ２３ａの複数の微小プリズム２４ａの長手方向に対して直交する方向と、前記第２のプリズムアレイ２３ｂの複数の微小プリズム２４ｂの長手方向に対して直交する方向とに集光し、より正面輝度の高い輝度分布の光を前記液晶表示素子１へ向けて出射することができ、したがって、より明るい反射表示と透過表示を行うことができる。

（第３の実施形態）
図６〜図８はこの発明の第３の実施例を示しており、図６は液晶表示装置の分解斜視図、図７は前記液晶表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第１の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、上記第１の実施例の液晶表示装置において、前記液晶表示素子１と前記反射偏光フィルム２５との間に、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を反射する反射軸２７ａと他方の直線偏光を透過させる透過軸２７ｂとを有する反射偏光板２７を、前記反射軸２７ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと実質的に平行にしてさらに配置し、さらに、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間に、１０〜９０％のヘイズ値を有する拡散層２８を配置したものであり、他の構成は上記第１の実施例と同じである。

前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間に配置された拡散層２８は、散乱粒子が分散された粘着剤により形成されており、前記反射偏光板２７は、散乱粒子が分散された粘着剤からなる拡散層（前記液晶表示素子１の後側偏光板１４を透過する光の輝度を高くすると共に、液晶表示素子１に視野角が広く且つ輝度むらの無い画像を表示させるための拡散層）２６によって前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられ、前記反射偏光フィルム２５は、前記拡散層２８によって前記反射偏光板２７に貼り付けられている。

この液晶表示装置において、前記反射偏光フィルム２５は、その反射軸２５ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して、０°を除く９０°以下の角度で交差する方向に向けて配置されている。

前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αは、２０°〜９０°の範囲、より好ましくは２０°〜８５°の範囲、さらに好ましくは４５°〜８５°の範囲の角度に設定するのが望ましい。

この実施例では、図６のように、前記反射偏光フィルム２５を、その反射軸２５ａを画面の横軸ｘに対して観察側から見て左回りに１０°の角度方向に向けて配置し、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αを５５°に設定している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１と前記反射偏光フィルム２５との間に、前記反射偏光板２７を、その反射軸２７ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと実質的に平行にして配置しているため、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αが０°よりも大きく９０°以下の範囲において、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくすることができる。

すなわち、この液晶表示装置においては、反射表示のときに、観察側から入射し、前記液晶表示素子１を透過した光、つまり前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して直交する直線偏光が、前記反射偏光板２７を透過し、さらに拡散層２８を透過して前記反射偏光フィルム２５に入射する。

そして、前記反射偏光フィルム２５は、その反射軸２５ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａ及び前記反射偏光板２７の反射軸２７ａに対して９０°以下の角度で交差する方向に向けて配置されているため、前記反射偏光板２７を透過した光のうちの前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光フィルム２５で反射され、拡散層２８により一部が拡散された反射光のうちの前記反射偏光板２７の透過軸２７ｂと平行な直線偏光が、前記反射偏光板２７を再び透過し、さらに前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する。

また、前記反射偏光板２７を透過して前記反射偏光フィルム２５に入射し、この反射偏光フィルム２５で反射され、拡散層２８により一部が拡散された光のうちの前記反射偏光板２７の反射軸２７ａと平行な直線偏光は、前記反射偏光板２７で反射されて再び前記拡散層２８により一部が拡散されて前記反射偏光フィルム２５に入射し、その光のうちの前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａと平行な直線偏光成分が前記反射偏光フィルム２５で反射され、拡散層２８により一部が拡散された反射光のうちの前記反射偏光板２７の透過軸２７ｂと平行な直線偏光が、前記反射偏光板２７を透過し、さらに前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射し、前記反射偏光板２７の反射軸２７ａと平行な直線偏光は、前記反射偏光板２７で反射されて再び前記反射偏光フィルム２５に入射する。

以下はその繰り返しであり、したがって、観察側から入射し、前記液晶表示素子１と前記反射偏光板２７とを透過して前記反射偏光フィルム２５で反射された光を、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間での反射の繰り返しによるリサイクル効果によって効率良く前記反射偏光板２７及び前記液晶表示素子１を透過させて観察側に出射することができる。

一方、観察側から入射し、前記液晶表示素子１と前記反射偏光板２７とを透過して前記反射偏光フィルム２５に入射した光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分は、前記反射偏光フィルム２５を透過して面光源１６側に出射し、上記第１の実施例の液晶表示装置と同様に、前記面光源１６で反射される。

前記面光源１６で反射された光は、前記反射偏光フィルム２５に入射し、その光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光フィルム２５を透過して前記反射偏光板２７に入射する。

そして、前記面光源１６で反射され、前記反射偏光フィルム２５を透過して前記反射偏光板２７に入射した反射光のうちの前記反射偏光板２７の透過軸２７ｂと平行な直線偏光は、前記反射偏光板２７を透過し、さらに前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射し、前記反射偏光板２７の反射軸２７ａと平行な直線偏光は、前記反射偏光板２７で反射されて再び前記反射偏光フィルム２５に入射する。

そのため、前記面光源１６で反射され、前記反射偏光フィルム２５を透過した光も、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間での反射の繰り返しによるリサイクル効果によって効率良く前記反射偏光板２７及び前記液晶表示素子１を透過させて観察側に出射することができる。

さらに、この実施例の液晶表示装置は、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間に、１０〜９０％のヘイズ値を有する拡散層２８を配置し、前記反射偏光フィルム２５で反射された光を、前記拡散層２８により拡散して前記反射偏光板２７に入射させるようにしているため、前記リサイクル効果をより高くし、前記反射偏光板２７を再び透過し、さらに前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する光の比率を高くすることができる。

また、透過表示のときは、前記面光源１６から照射された照明光が、前記反射偏光フィルム２５に入射し、その光のうちの前記反射偏光フィルム２５の透過軸２５ｂと平行な直線偏光成分が、前記反射偏光フィルム２５を透過して前記反射偏光板２７に入射し、その光のうちの前記反射偏光板２７の透過軸２７ｂと平行な直線偏光が、前記反射偏光板２７を透過し、さらに前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する。

また、前記反射偏光フィルム２５を透過して前記反射偏光板２７に入射した光のうちの前記反射偏光板２７の反射軸２７ａと平行な直線偏光は、前記反射偏光板２７で反射されて再び前記反射偏光フィルム２５に入射し、前記リサイクル効果により、前記反射偏光板２７及び前記液晶表示素子１を透過して観察側に出射する。

この液晶表示装置において、前記反射表示のときの反射率と、前記透過表示のときの透過率は、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αに依存する。

この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１と前記反射偏光フィルム２５の間に前記反射偏光板２７を配置しているため、前記反射偏光板２７を備えない第１の実施例の液晶表示装置に比べて、前期反射率を最大で１．７２倍まで向上させることができる。また、この実施例の液晶表示装置は、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間に前記拡散層２８を配置しているため、この拡散層２８を備えない場合に比べて、前記反射表示のときの反射率が１．０２倍程度高くなり、前記透過表示のときの透過率が０．９８倍程度低くなる。

図８は前記液晶表示装置における液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する反射偏光フィルム２５の反射軸２５ａの交差角αに対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示している。

図８のように、前記液晶表示装置は、前記透過率相対比が、前記交差角αが０°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって小さくなるのに対して、前記反射率相対比が、前記交差角αが０°〜１５°の範囲において、略変化が無く、１５°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に、４５°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって前記反射率相対比がより大きくなる。

また、前記交差角αが０°のときの反射率相対比及び透過率相対比をそれぞれ１．０としたときの０°よりも大きく９０°以下の範囲の各交差角α毎の透過率相対比と反射率相対比は、前記０°よりも大きく９０°以下の範囲の全ての交差角αにおいて、反射率相対比が透過率相対比よりも大きくなり、その差が、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に前記交差角αが４５°以上になると、前記反射率相対比と透過率相対比との差がさらに大きくなる。

そのため、前記液晶表示装置は、前記交差角αを、０°を除く９０°以下の範囲に設定することにより、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくし、前記反射表示を明るくすることができる。

この液晶表示装置において、前記交差角αは、２０°〜９０°の範囲の角度に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を１．０よりも大きくし、より明るい反射表示を行うことができる。

前記交差角αは、２０°〜８５°の範囲の角度に設定するのが好ましく、このようにすることにより、０．９〜０．２の透過率相対比を確保し、充分な明るさの透過表示を行うことができる。

さらに、前記交差角αは、４５°〜８５°の範囲の角度に設定するのがより好ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を、前記透過率相対比よりも充分に大きくすることができる。

なお、上記第３の実施例では、前記反射偏光フィルム２５と前記反射偏光板２７との間に前記拡散層２８を配置しているが、この拡散層２８は備えなくても良く、その場合も、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくし、前記反射表示を明るくすることができる。

また、上記第３の実施例では、面光源１６に１枚のプリズムアレイ２３を備えさせているが、上記第２の実施例と同様に、前記面光源１６に２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂを備えさせてもよい。

（第４の実施形態）
図９〜図１１はこの発明の第４の実施例を示しており、図９は液晶表示装置の分解斜視図、図１０は前記液晶表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第１の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子１と面光源１６との間に、第１の実施例における反射偏光フィルム２５に代わる光学部材として、互いに直交する方向に反射軸２９ａと透過軸２９ｂとをもち、且つ前記液晶表示素子１と対向する面に、前記反射軸２９ａと実質的に直交する方向に沿った細長形状の複数の微小プリズム３０が互いに平行に配列形状されたプリズム付き反射偏光フィルム２９を配置したものであり、第１の実施例における拡散層２６は備えていない。

なお、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９は、互いに直交する方向に反射軸２９ａと透過軸２９ｂとをもった反射偏光フィルムと、前記複数の微小プリズム３０が互いに平行に配列形状されたプリズムシートとを一体的に形成したものであり、前記微小プリズム３０が形成された面とは反対側の平坦面を、面光源１６の出射側に配置された１枚のプリズムアレイ２３の複数の微小プリズム２４の頂部に近接または当接させて配置されている。

この液晶表示装置において、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９は、その反射軸２９ａを、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して、０°を除く９０°以下の角度で交差する方向に向けて配置されている。

前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２９ａの交差角αは、４５°〜９０°の範囲、より好ましくは５５°〜６５°の範囲の角度に設定するのが望ましい。

この実施例では、図９のように、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９を、その反射軸２９ａを画面の横軸ｘに対して観察側から見て左回りに１０°の角度方向に向けて配置し、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２９ａの交差角αを５５°に設定している。

さらに、この実施例では、前記面光源１６の前記プリズム付き反射偏光フィルム２９と隣接するプリズムアレイ２３を、このプリズムアレイ２３の複数の微小プリズム２４の長手方向を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の微小プリズム３０の長手方向と実質的に直交させて配置している。

この液晶表示装置は、液晶表示素子１と面光源１６との間に、前記液晶表示素子１と対向する面に複数の微小プリズム３０が互いに平行に配列形状されたプリズム付き反射偏光フィルム２９を配置しているため、反射表示のときの観察側から入射して前記プリズム付き反射偏光フィルム２９及び面光源１６で反射された光、及び透過表示のときの面光源１６から照射されて前記プリズム付き反射偏光フィルム２９を透過した光を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の複数の微小プリズム３０により、これらの微小プリズム３０の長手方向に対して直交する方向に拡散して前記液晶表示素子１にその後側から入射させることができ、したがって、反射表示のときも透過表示のときも、前記液晶表示素子１に、視野角が広く且つ輝度むらの無い画像を表示させることができる。

また、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９は、その反射軸２９ａと実質的に直交する方向に沿った細長形状の複数の微小プリズム３０を互いに平行に配列形状したものであるため、前記反射表示のときの前記プリズム付き反射偏光フィルム２９で反射された光（反射軸２９ａと平行な直線偏光成分）をより効果的に拡散することができ、また前記リサイクル効果も高くなる。

さらに、この実施例では、前記面光源１６のプリズムアレイ２３の微小プリズム２４の長手方向と、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の微小プリズム３０の長手方向とを実質的に直交させているため、反射表示のときの前記面光源１６で反射され、前記プリズムアレイ２３により集光された光、及び透過表示のときの前記面光源１６から前記プリズムアレイ２３により集光されて照射された光のうちの前記プリズム付き反射偏光フィルム２９を透過した光を、プリズム付き反射偏光フィルム２９の複数の微小プリズム３０により効果的に拡散することができる。

図１１は前記液晶表示装置における液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２９ａの交差角αに対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示している。

図１１のように、前記液晶表示装置は、前記透過率相対比が、前記交差角αが０°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって小さくなるのに対して、前記反射率相対比が、前記交差角αが０°〜９０°の範囲において、前記透過率相対比よりも大きくなり、特に、４５°〜９０°の範囲において、前記交差角αの増加に伴う前記反射率相対比の増加率が大きくなる。

すなわち、前記交差角αが０°よりも大きく９０°以下の範囲の各交差角α毎の透過率相対比と反射率相対比は、前記０°よりも大きく９０°以下の範囲の全ての交差角αにおいて、反射率相対比が透過率相対比よりも大きくなり、その差が、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に前記交差角αが４５°以上になると、前記反射率相対比と透過率相対比との差がさらに大きくなる。

そのため、前記液晶表示装置は、前記交差角αを、０°を除く９０°以下の範囲に設定することにより、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくし、前記反射表示を明るくすることができる。

この液晶表示装置において、前記交差角αは、５５°〜６５°の範囲の角度に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を１．０よりも大きくし、より明るい反射表示を行うことができるとともに、０．３〜０．２の透過率相対比を確保し、充分な明るさの透過表示を行うことができる。

（第５の実施形態）
図１２はこの発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図である。なお、この実施例において、上記第４の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、上記第４の実施例の液晶表示装置において、面光源１６の出射側（導光板１７の出射面側）に、第１と第２の２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂとを互いに積層して配置したものであり、他の構成は第５の実施例と同じである。

この実施例において、前記面光源１６の２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂはそれぞれ、導光板１７と対向する側の面が平坦面に形成され、その反対側の面、つまり液晶表示素子１と対向する側の面に、前記導光板１７の出射面１９から出射した光を集光して前記液晶表示素子１へ照射するための細長形状の微小プリズム２４ａ，２４ｂがその長手方向と直交する方向に並べて互いに平行に複数配列された透明部材からなっており、これらのプリズムアレイ２３ａ，２３ｂのうちの前記プリズム付き反射偏光フィルム２９と隣接する第２のプリズムアレイ２３ｂは、このプリズムアレイ２３ｂの複数の微小プリズム２４ｂの長手方向を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の微小プリズム３０の長手方向と実質的に直交させて配置され、導光板１７側の第１のプリズムアレイ２３ａは、その複数の微小プリズム２４ａの長手方向を、前記第２のプリズムアレイ２３ｂの微小プリズム２４ｂの長手方向と実質的に直交させて配置されている。

なお、前記導光板１７側の第１のプリズムアレイ２３ａは、前記導光板１７の出射面１９上に貼り付けられた拡散シート２２の上に貼り付けられており、第２のプリズムアレイ２３ｂは、前記第１のプリズムアレイ２３ａの上に当接または近接されている。

この実施例の液晶表示装置は、面光源１６の出射側に、２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂを、それぞれの微小プリズム２４ａ，２４ｂの長手方向を互いに直交させて配置しているため、観察側から入射して前記面光源１６により反射された光及び前記面光源１６から照射された照明光を、前記第１のプリズムアレイ２３ａの複数の微小プリズム２４ａの長手方向に対して直交する方向と、前記第２のプリズムアレイ２３ｂの複数の微小プリズム２４ｂの長手方向に対して直交する方向とに集光し、より正面輝度の高い輝度分布の光を前記液晶表示素子１へ向けて出射することができ、したがって、より明るい反射表示と透過表示を行うことができる。

（第６の実施形態）
図１３〜図１５はこの発明の第６の実施例を示しており、図１３は液晶表示装置の分解斜視図、図１４は前記液晶表示装置の側面図である。なお、この実施例において、上記第４の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、上記第４の実施例の液晶表示装置において、前記液晶表示素子１と前記プリズム付き反射偏光フィルム２９との間に、互いに直交する方向に光の振動面を有する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を反射する反射軸２７ａと他方の直線偏光を透過させる透過軸２７ｂとを有する反射偏光板２７を、前記反射軸２７ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと実質的に平行にしてさらに配置したものであり、他の構成は上記第４の実施例と同じである。

なお、前記反射偏光板２７は、上記第３の実施例における反射偏光板と同じものであり、この反射偏光板２７は、第３の実施例と同様に、散乱粒子が分散された粘着剤からなる拡散層２６によって前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の外面に貼り付けられている。

この液晶表示装置において、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９は、その反射軸２９ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対して、０°を除く９０°以下の角度で交差する方向に向けて配置されている。

前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２５ａの交差角αは、３０°〜９０°の範囲、より好ましくは３０°〜８５°の範囲、さらに好ましくは４５°〜８５°の範囲の角度に設定するのが望ましい。

この実施例では、図１３のように、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９を、その反射軸２９ａを画面の横軸ｘに対して観察側から見て左回りに１０°の角度方向に向けて配置し、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２５ａの交差角αを５５°に設定している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１と前記プリズム付き反射偏光フィルム２９との間に、前記反射偏光板２７を、その反射軸２７ａを前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａと実質的に平行にして配置しているため、前記液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対する前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２９ａの交差角αが０°よりも大きく９０°以下の範囲において、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくすることができる。

すなわち、この液晶表示装置は、上記第３の実施例の液晶表示装置と同様な反射表示と透過表示を行うものであり、反射表示のときは、観察側から入射し、前記液晶表示素子１及び前記反射偏光板２７を透過した光を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９と面光源１６とにより反射し、その反射光を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の複数の微小プリズム３０により拡散し、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９と前記反射偏光板２７との間での反射の繰り返しによるリサイクル効果によって効率良く前記反射偏光板２７及び前記液晶表示素子１を透過させて観察側に出射する。

また、透過表示のときは、前記面光源１６から照射され、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９を透過した光を、前記プリズム付き反射偏光フィルム２９の複数の微小プリズム３０により拡散し、前記リサイクル効果によって効率良く前記反射偏光板２７及び前記液晶表示素子１を透過させて観察側に出射する。

図１５は前記液晶表示装置における液晶表示素子１の後側偏光板１４の吸収軸１４ａに対するプリズム付き反射偏光フィルム２９の反射軸２９ａの交差角αに対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示している。

図１１のように、前記液晶表示装置は、前記透過率相対比が、前記交差角αが０°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって小さくなるのに対して、前記反射率相対比が、前記交差角αが１５°〜９０°の範囲において、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に、４５°〜９０°の範囲において、前記交差角αの変化に対する前記反射率相対比の増加率が大きくなる。

また、前記交差角αが０°よりも大きく９０°以下の範囲の各交差角α毎の透過率相対比と反射率相対比は、反射率相対比が透過率相対比よりも大きくなり、その差が、前記交差角αが大きくなるのにともなって大きくなり、特に前記交差角αが４５°以上になると、前記反射率相対比と透過率相対比との差がさらに大きくなる。

そのため、前記液晶表示装置は、前記交差角αを、０°を除く９０°以下の範囲に設定することにより、前記反射率相対比を前記透過率相対比よりも大きくし、前記反射表示を明るくすることができる。

この液晶表示装置において、前記交差角αは、３０°〜９０°の範囲の角度に設定するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を１．０よりも大きくし、より明るい反射表示を行うことができる。

前記交差角αは、３０°〜８５°の範囲の角度に設定するのが好ましく、このようにすることにより、０．７５〜０．２の透過率相対比を確保し、充分な明るさの透過表示を行うことができる。

さらに、前記交差角αは、４５°〜８５°の範囲の角度に設定するのがより好ましく、このようにすることにより、前記反射率相対比を、前記透過率相対比よりも充分に大きくすることができる。

なお、上記第６の実施例では、面光源１６に１枚のプリズムアレイ２３を備えさせているが、上記第５の実施例と同様に、前記面光源１６に２枚のプリズムアレイ２３ａ，２３ｂを備えさせてもよい。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 第１の実施例の液晶表示装置の側面図。 液晶表示素子の一部分の拡大断面図。 第１の実施例の液晶表示装置における液晶表示素子の後側偏光板の吸収軸に対する反射偏光フィルムの反射軸の交差角に対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示す図。 この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 第３の実施例の液晶表示装置の側面図。 第３の実施例の液晶表示装置における液晶表示素子の後側偏光板の吸収軸に対する反射偏光フィルムの反射軸の交差角に対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示す図。 この発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 第４の実施例の液晶表示装置の側面図。 第４の実施例の液晶表示装置における液晶表示素子の後側偏光板の吸収軸に対するプリズム付き反射偏光フィルムの反射軸の交差角に対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示す図。 この発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 この発明の第６の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 第６の実施例の液晶表示装置の側面図。 第６の実施例の液晶表示装置における液晶表示素子の後側偏光板の吸収軸に対するプリズム付き反射偏光フィルムの反射軸の交差角に対応した反射率相対比及び透過率相対比の変化を示す図。

符号の説明

１…液晶表示素子、２，３…基板、４…画素電極、５…ＴＦＴ、６…対向電極、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…カラーフィルタ、８，９…配向膜、１２…液晶層、１３，１４…偏光板、１３ａ，１４ａ…吸収軸、１６…面光源、１７…導光板、１８…入射端面、１９…出射面、２０…反射膜、２１…発光素子、２２…拡散シート、２３，２３ａ，２３ｂ…プリズムアレイ、２４，２４ａ，２４ｂ…微小プリズム、２５…反射偏光フィルム（光学部材）、２５ａ…反射軸、２５ｂ…透過軸、２７…反射偏光板、２７ａ…反射軸、２７ｂ…透過軸、２８…拡散層、２９…プリズム付き反射偏光フィルム（光学部材）、２９ａ…反射軸、２９ｂ…透過軸、３１…微小プリズム。

Claims (5)

1. 間隙を設けて対向配置されるとともに互いに向き合う面の少なくとも一方に複数の電極が形成された一対の基板と、これらの基板間の間隙に封入された液晶層と、前記一対の基板を互いの間に挟むように配置された一対の偏光板とを有し、光の透過光量を制御して表示を行う液晶表示素子と、
   前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子へ向けて照明光を照射するとともに、前記液晶表示素子を介して前記観察側から入射された光を前記液晶表示素子へ向けて反射させる面光源と、
   光の振動面が互いに直交する２つの直線偏光のうちの一方の直線偏光を反射する反射軸と他方の直線偏光を透過させる透過軸とを有した第１及び第２の光学部材と、を備え、
   前記第１の光学部材は、前記一対の偏光板のうちの前記面光源側に位置する偏光板の吸収軸に対して前記反射軸が平行になるように、前記液晶表示素子と前記面光源との間に配置され、
   前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材における前記反射軸に対して該第２の光学部材における前記反射軸が４５°から９０°の範囲の角度で交差するように、前記第１の光学部材と前記面光源との間に配置されていて、
   前記第２の光学部材は、反射偏光フィルムの前記液晶表示素子と対向する面に該反射偏光フィルムにおける反射軸に対して直交する方向に延伸された微小プリズムが複数配列されたプリズム付き反射偏光フィルムからなることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記プリズム付き反射偏光フィルムにおける微小プリズムの延伸方向に対して直交する方向に延伸する微小プリズムが複数配列されたプリズムアレイを備え、
   前記プリズムアレイは、前記プリズム付き反射偏光フィルムと前記面光源との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の光学部材と前記第２の光学部材との間に配置された第１の拡散層を備え、
   前記第１の光学部材は、前記第１の拡散層を介して前記第２の光学部材に貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶表示素子と前記第１の光学部材との間に配置された第２の拡散層を備え、
   前記第１の光学部材は、前記第２の拡散層を介して前記液晶表示素子に貼り付けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の液晶表示装置。
5. 前記面光源は、板状部材からなる導光板と、前記導光板の端面に対向するように配置された発光素子と、前記第２の光学部材との間に前記導光板が介在するように配置された反射膜と、を有していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の液晶表示装置。

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