JPH10326515A

JPH10326515A - 前方照明装置およびこれを備えた反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10326515A
Application number: JP35179497A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sawayama; 豊澤山; Yukihiro Tsunoda; 行広角田; Takashi Masuda; 岳志増田; Takeshi Ebi; 毅海老
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: JP3573938B2; CN1126982C; KR100336602B1; CN1195118A; TW505812B; KR100399201B1; KR100312275B1; CN100340905C; CN1492266A; KR19980080826A

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型ＬＣＤ等の被照明物の前面に配置して
使用する前方照明装置において、光源光の利用効率を向
上させる。【解決手段】フロントライト２０の導光体２４の界面
２３を、界面２８に対して略平行な平坦部２１と、この
平坦部２１に対して同方向にほぼ等しい角度で傾斜する
傾斜部２２とが交互に配置された階段状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
と共に、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前方照明装置
と、この前方照明装置を補助光源として備えた反射型液
晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、ＣＲＴ(Cathode Ray T
ube)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、あるいはＥＬ(E
lectro Luminescence)といった他のディスプレイとは異
なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光
の透過光量を調節することによって文字や画像を表示す
る。

【０００３】従来の液晶表示装置（以下、ＬＣＤ：Liqu
id Crystal Displayと称する）は、透過型ＬＣＤと、反
射型ＬＣＤとに大別することが可能である。透過型ＬＣ
Ｄは、液晶セルの背面に、光源（バックライト）として
の、蛍光管やＥＬ等の面発光光源が配置される。

【０００４】一方、反射型ＬＣＤは、周囲光を利用して
表示を行うため、バックライトを必要とせず、消費電力
が少ないという利点がある。さらに、直射日光の当たる
ような非常に明るい場所では、発光型ディスプレイや透
過型ＬＣＤは表示がほとんど見えなくなるのに対し、反
射型ＬＣＤではより鮮明に見える。このため、反射型Ｌ
ＣＤは、近年益々需要が高まっている携帯情報端末やモ
バイルコンピュータに適用されている。

【０００５】ただし、反射型ＬＣＤは、以下のような問
題点を有している。つまり、反射型ＬＣＤは周囲光を利
用するので、表示輝度が周辺環境へ依存する度合いが非
常に高く、特に、夜間などの暗闇では、表示が全く認識
できないこともある。特に、カラー化のためにカラーフ
ィルタを用いた反射型ＬＣＤや、偏光板を用いた反射型
ＬＣＤにおいて、上述の問題は大きく、十分な周囲光が
得られない場合に備えて補助照明が必要となる。

【０００６】しかし、反射型ＬＣＤは液晶セルの背面に
反射板が設置されており、透過型ＬＣＤのようなバック
ライトを用いることはできない。反射板としてハーフミ
ラーを用いた半透過型ＬＣＤと呼ばれる装置も提案され
ているが、その表示特性は透過型とも反射型ともいえな
い中途半端なものとなり、実用化は難しいと考えられ
る。

【０００７】そこで、周囲が暗い場合の反射型ＬＣＤの
補助照明として、液晶セルの前面に配置するためのフロ
ントライトシステムが、従来から提案されている。この
フロントライトシステムは、一般的に、導光体と、導光
体の側面に配置された光源とを備える。導光体側面から
入射した光源光は導光体内部を進行し、導光体表面につ
くられた形状で反射して液晶セル側へ出射する。出射し
た光は、液晶セルを透過しながら表示情報に応じて調光
され、液晶セルの背面側に配置された反射板で反射され
ることによって、再び導光体を透過して観察者側へ出射
される。これにより、観察者は、周囲光量が不十分なと
きでも、表示の認識が可能となる。

【０００８】なお、このようなフロントライトは、例え
ば特開平５−１５８０３４号公報、SID DIGEST P.375(1
995)等に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、SID DIGEST
P.375(1995)に開示されたフロントライトシステムの動
作原理について、図５１を参照しながら簡単に説明す
る。上記フロントライトシステムにおいて、平坦部１０
１ａおよび傾斜部１０１ｂから形成される界面１０１を
有する導光体１０４の一方の側面を、光源１０６からの
光が入射する入射面１０５とする。すなわち、光源１０
６は、導光体１０４の入射面１０５に対向する位置に配
置されている。

【００１０】光源１０６から入射面１０５を通って導光
体１０４に入射した光のうち、あるものは直進し、ある
ものは導光体１０４とその周辺媒質との界面１０１・１
０８に入射する。このとき、導光体１０４の周辺媒質が
空気であるものとし、導光体１０４の屈折率が１．５程
度であるとすると、スネルの法則（式１）から、界面１
０１・１０８に対する入射角が約４１．８°以上の光
は、界面１０１・１０８で全反射することが分かる。

【００１１】ｎ₁・ｓｉｎθ₁＝ｎ₂・ｓｉｎθ₂ θ_c＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ₂／ｎ₁）・・・（式１）ただし、ｎ₁は第１の媒質（ここでは導光体１０４）の
屈折率、ｎ₂は第２の媒質（ここでは空気）の屈折率、
θ₁は導光体１０４から界面１０１への入射角、θ₂は
界面１０１から第２の媒質への出射角、θ_cは臨界角、
である。

【００１２】界面１０１・１０８に入射した光の中で、
反射面である傾斜部１０１ｂで全反射した光と、界面１
０８で全反射した後、界面１０１の傾斜部１０１ｂで反
射した光は、液晶セル１１０に入射する。液晶セル１１
０に入射した光は、図示しない液晶層により調光された
後、液晶セル１１０の背面に設けられた反射板１１１に
より反射され、導光体１０４に再び入射して平坦部１０
１ａを透過し、観察者１０９側へ出射される。

【００１３】また、光源１０６から入射面１０５を通
り、傾斜部１０１ｂではなく平坦部１０１ａに入射した
光は、界面１０１と界面１０８との間で、傾斜部１０１
ｂに到達するまで全反射を繰り返しつつ伝搬する。な
お、観察者１０９側から見た傾斜部１０１ｂの面積は、
平坦部１０１ａの面積に比べて、十分に小さく形成され
ている。

【００１４】上記従来のフロントライトシステムは、以
下の問題を有する。（１）図５２に示すように、全反射を繰り返しても傾斜
部１０１ｂに到達できない光や、入射面１０５に対して
略垂直に入射した光は、入射面１０５に対向する面１０
７から導光体１０４の外へ出射する光１１４となり、表
示に利用され得ない。すなわち、光の利用効率が悪い。（２）傾斜部１０１ｂと平坦部１０１ａとから構成され
る界面１０１の形状は、ちょうどプリズムシートの頂点
を平らにした形状に似ており、図５２に示すように、周
囲光１１５が観察者１０９側へ反射され易く、表示品位
の低下につながる。

【００１５】これらの問題は、従来のフロントライトシ
ステムの大半に共通しており、光源光の利用効率の向上
が望まれている。

【００１６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、光源光の利用効率を向上させ
るとともに、被照明物に対して均一且つより明るい照明
を可能とする前方照明装置と、この前方照明装置を用い
た反射型の液晶表示装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の前方照明装置は、光源および導光
体を備え、被照明物の前方に配置されて使用される前方
照明装置において、上記導光体が、光源から光を入射す
る入射面と、被照明物へ向けて光を出射する第１の出射
面と、上記第１の出射面に対向し、被照明物からの反射
光を出射する第２の出射面とを備え、上記第２の出射面
が、主として光源からの光を第１の出射面へ向けて反射
する傾斜部と、主として被照明物からの反射光を透過す
る平坦部とが交互に配置された階段状に形成されている
ことを特徴とする。

【００１８】上記の構成では、第１の出射面から被照明
物へ照明光が出射され、被照明物からの反射光は、上記
第１の出射面から再び導光体内へ戻り、第２の出射面の
平坦部を透過して観察者側へ到達する。上記の構成の導
光体は、第１の出射面に対向する第２の出射面が、傾斜
部および平坦部が交互に配置された階段状に形成され、
さらに、平坦部と平坦部との間に位置する傾斜部が主と
して光源からの光を第１の出射面へ向けて反射するの
で、光源から入射した光のうち、平坦部に平行な成分の
すべてが、上記傾斜部にて反射して第１の出射面から被
照明物へ照射されることとなる。これにより、略平板状
に形成された導光体を有する従来の構成と比較すると、
本発明の前方照明装置では、平坦部に平行に進行する光
の成分が導光体の外へ漏れることなく、被照明物へ照射
される。従って、光源光の利用効率が向上し、より明る
い前方照明装置を提供できる。

【００１９】請求項２記載の前方照明装置は、請求項１
記載の構成において、上記導光体を第１の導光体とする
と、上記第１の出射面からの出射光の輝度分布を平均化
する第２の導光体をさらに備えたことを特徴とする。

【００２０】本発明の前方照明装置は、第１の導光体が
階段状に形成されていることから、第２の出射面の傾斜
部から第１の出射面までの距離が、光源からの距離に比
例して小さくなる。それゆえ、第１の出射面から出射す
る光の輝度分布が均一でないことがある。上記の構成
は、第２の導光体を備えたことにより、被照明物への出
射光の輝度分布が平均化される。この結果、輝度むらの
ない面光源として機能する前方照明装置を提供できる。

【００２１】請求項３記載の前方照明装置は、請求項２
記載の構成において、第２の導光体が、第１の導光体の
第１の出射面に対向する第１の表面と、上記第１の表面
に対向し、第１の導光体から上記第１の表面を通って入
射した光を被照明物へ出射する第２の表面とを備えると
共に、上記第１の表面と第２の表面とが、第１の導光体
の第２の出射面における各傾斜部から上記第２の表面ま
での距離が略均一になるように形成されていることを特
徴とする。

【００２２】上記の構成では、第２の導光体を備えたこ
とにより、第１の導光体において光源からの光が反射す
る第２の出射面の傾斜部のそれぞれから、被照明物への
出射面となる第２の導光体の第２の表面までの距離が均
一化され、上記第２の表面からの出射光の輝度分布が平
均化される。この結果、輝度むらのない面光源として機
能する前方照明装置が実現される。

【００２３】請求項４記載の前方照明装置は、請求項３
記載の構成において、第１の導光体の屈折率と、第２の
導光体の屈折率とがほぼ等しいことを特徴とする。

【００２４】上記の構成によれば、第１の導光体の屈折
率と第２の導光体の屈折率とがほぼ等しいことにより、
第１の導光体において第２の斜面の傾斜部で反射した光
が、そのままの角度で被照明物に向かって出射すること
となる。この結果、第２の導光体への入射時または第２
の導光体からの出射時の屈折による光の軌跡の変化を考
慮しなくて済み、設計が容易となるという利点がある。

【００２５】請求項５記載の前方照明装置は、請求項３
記載の構成において、第１の導光体と第２の導光体とが
一体に形成されていることを特徴とする。

【００２６】上記の構成によれば、第１の導光体と第２
の導光体とが一体に形成されたことにより、製造が容易
であるという利点がある。

【００２７】請求項６記載の前方照明装置は、請求項
３、４または５記載の構成において、上記第２の導光体
における第２の表面には、第１の導光体における第２の
出射面からの光が該第２の表面で反射されることを抑制
する光学手段を、第３の導光体として備えていることを
特徴とする。

【００２８】通常、第２の導光体における第２の表面で
は、第１の導光体の第２の出射面に形成されている傾斜
部からの光の一部が反射されて反射光となる。この反射
光の発生により、第１の導光体における第１の出射面か
ら第２の出射面へ反射像が形成される。その結果、この
反射像と、上記傾斜部における像とが互いに干渉または
回折し、観察者から見て、被照明物の表面に輝度分布の
ムラや虹色の分光が生じることになる。

【００２９】しかしながら、上記の構成によれば、前方
照明装置が第３の導光体として上記光学手段を備えてい
るため、傾斜部からの入射光が第２の表面で反射されて
生ずる反射光の発生を抑制することができる。それゆ
え、微小光源部として作用する傾斜部における像と、反
射光による反射像との干渉または回折を防止することが
できる。そのため、観察者側（第２の出射面）にて観察
される表示上の輝度分布のムラや虹色の分光の発生を防
止することができる。

【００３０】請求項７記載の前方照明装置は、請求項６
記載の構成において、上記光学手段が反射防止膜である
ことを特徴とする。

【００３１】上記の構成によれば、光学手段として、市
販されている反射防止膜（反射防止フィルム）をそのま
ま用いることができるため、前方照明装置の製造コスト
の上昇を抑制することができる。そのため、安価な前方
照明装置を提供することができる。

【００３２】請求項８記載の前方照明装置は、請求項６
または７記載の構成において、上記光学手段は、上記第
２の導光体が有する屈折率とほぼ等しい屈折率を有する
接着剤により第２の導光体と接着されていることを特徴
とする。

【００３３】上記の構成によれば、光学手段は、第２の
導光体の屈折率とほぼ等しい屈折率の接着剤にて接着さ
れているため、第２の導光体内の光の入出力条件をほぼ
変えることなく反射防止効果を向上することができる。

【００３４】請求項９記載の前方照明装置は、請求項２
記載の構成において、第２の導光体が、第１の導光体に
おける第１の出射面からの出射光を散乱させる光散乱体
であることを特徴とする。

【００３５】上記の構成では、第２の導光体としての光
散乱体が、第１の導光体からの出射光を散乱させること
により、被照明物への出射光の輝度分布が平均化され
る。この結果、輝度むらのない面光源として機能する前
方照明装置が実現される。

【００３６】請求項１０記載の前方照明装置は、請求項
９記載の構成において、上記光散乱体が、所定の角度範
囲から入射した光のみを散乱する異方性散乱体であり、
第１の導光体からの出射光が第２の導光体へ入射する角
度範囲の少なくとも一部が、上記所定の角度範囲に含ま
れることを特徴とする。

【００３７】上記の構成によれば、例えば観察者の方向
へ出力する光など、上記所定の角度範囲以外の入射光に
は、上記光散乱体としての異方性散乱体は作用しないの
で、不要な散乱光によって被照明物の像が劣化すること
が抑制される。また、第２の導光体としての光散乱体が
散乱させる入射光の角度範囲に、第１の導光体からの出
射光が入射することにより、効率的に入射光を散乱させ
ることができる。この結果、輝度むらがなく明るい面光
源として機能すると共に、被照明物の鮮明な像が得られ
る前方照明装置が実現される。

【００３８】請求項１１記載の前方照明装置は、請求項
９記載の構成において、上記光散乱体が、前方散乱体で
あることを特徴とする。

【００３９】上記の構成によれば、第２の導光体として
の光散乱体が、第１の導光体から入射した光を、この光
の進行方向側へのみ散乱させる前方散乱体であることに
より、第１の導光体から入射した光の後方散乱がなくな
る。これにより、光の利用効率がさらに向上すると共
に、後方散乱光によって被照明物の像が劣化することが
防止される。この結果、輝度むらがなく明るい面光源と
して機能すると共に、被照明物の鮮明な像が得られる前
方照明装置が実現される。

【００４０】請求項１２記載の前方照明装置は、請求項
２記載の構成において、上記第２の導光体は、第１の導
光体における第２の出射面からの光が該第１の導光体に
おける第１の出射面で反射することを抑制する光学手段
であることを特徴とする。

【００４１】通常、第１の導光体における第１の出射面
では、第２の出射面に形成されている傾斜部からの光が
反射されて反射光となる。この反射光の発生により、第
１の導光体における第１の出射面から第２の出射面へ反
射像が形成される。その結果、この反射像と、上記傾斜
部における像とが互いに干渉または回折し、観察者から
見て、被照明物の表面に輝度分布のムラや虹色の分光が
生じることになる。

【００４２】しかしながら、上記の構成によれば、前方
照明装置が第２の導光体として、上記光学手段を備えて
いるため、傾斜部からの入射光が第１の出射面で反射さ
れて生ずる反射光の発生を抑制することができる。それ
ゆえ、微小光源部として作用する傾斜部における像と、
反射光による反射像との干渉または回折を防止すること
ができる。そのため、観察者側（第２の出射面）にて観
察される表示上の輝度分布のムラや虹色の分光の発生を
防止することができる。

【００４３】請求項１３記載の前方照明装置は、請求項
１２記載の構成において、上記光学手段が反射防止膜で
あることを特徴とする。

【００４４】上記の構成によれば、光学手段として、市
販されている反射防止膜（反射防止フィルム）をそのま
ま用いることができるため、前方照明装置の製造コスト
の上昇を抑制することができる。そのため、安価な前方
照明装置を提供することができる。

【００４５】請求項１４記載の前方照明装置は、請求項
１２または１３記載の構成において、上記光学手段は、
第１の導光体が有する屈折率とほぼ等しい屈折率を有す
る接着剤により第１の導光体と接着されていることを特
徴とする。

【００４６】上記の構成によれば、光学手段は、第１の
導光体の屈折率とほぼ等しい屈折率の接着剤にて接着さ
れているため、第１の導光体内の光の入出力条件をほぼ
変えることなく反射防止効果を向上することができる。

【００４７】請求項１５記載の前方照明装置は、請求項
２記載の構成において、第１の導光体と第２の導光体と
の間に、これらの導光体の間に存在する光学的界面での
屈折率差を緩和する充填剤が導入されていることを特徴
とする。

【００４８】上記の構成によれば、第１の導光体と第２
の導光体との間に空気層が存在する場合と比較して、第
１の導光体と第２の導光体との間に存在する光学的界面
での反射による光の減衰が抑制される。この結果、光源
光の利用効率がさらに向上し、より明るい面光源として
の前方照明装置が実現される。なお、第１の導光体およ
び第２の導光体の少なくとも一方の屈折率と、充填剤の
屈折率とを等しくすれば、第１の導光体と第２の導光体
との間の光学的界面の数を減らすことができるので、よ
り効果的である。

【００４９】請求項１６記載記載の前方照明装置は、請
求項１５記載の構成において、光源と入射面との間に、
入射面から第１の導光体における第１の出射面へ直接入
射する成分がほぼなくなる範囲に光源からの光の広がり
を制限する光制御手段をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００５０】上記の構成では、第１の導光体と第２の導
光体との間に存在する光学的界面での屈折率差を緩和す
る充填剤が導入されていることにより、第１の導光体と
第２の導光体との間に空気層が存在する場合と比較し
て、光源から第１の出射面へ直接入射する光のうち、第
１の出射面を透過して第２の導光体へ入射する成分が多
くなる。この成分の中には、比較的大きな入射角で第２
の導光体へ入射し、被照明物の照明に寄与し得ないもの
も存在する。このため、上記の構成は、光制御手段が光
源からの光の広がりを制限することにより、入射面から
導光体へ入射する光のうち、第１の出射面へ直接入射す
る成分をほとんどなくすことができる。これにより、第
１の出射面から第２の導光体へ比較的大きな入射角で入
射する成分を少なくすることができる。この結果、光の
利用効率がさらに向上され、明るい前方照明装置が実現
される。

【００５１】請求項１７記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、上記入射面が、導光体の側面に
存在することを特徴とする。

【００５２】上記の構成によれば、導光体の側面から光
が入射することにより、観察者からは光源が直接見えな
いという利点がある。これにより、光源からの直接光が
被照明物の像に影響を及ぼさず、鮮明な被照明物像が得
られる前方照明装置が実現される。

【００５３】請求項１８記載の前方照明装置は、請求項
１７記載の構成において、第１の出射面に垂直な平面へ
の上記傾斜部の射影の総和が、上記平面への入射面の射
影にほぼ等しいことを特徴とする。

【００５４】上記の構成によれば、導光体の入射面から
入射した光のうち、第１の出射面に平行な成分のすべて
が傾斜部へ入射し、第１の出射面へ向けて反射する。こ
れにより、光源光の利用効率がさらに向上し、より明る
い前方照明装置を提供することができる。

【００５５】請求項１９記載の前方照明装置は、請求項
１７記載の構成において、上記入射面と上記第１の出射
面とが鈍角をなして配されていることを特徴とする。

【００５６】上記の構成によれば、入射面と第１の出射
面とが鈍角をなして配されていることにより、入射面か
ら入射した光源光のうち、第１の出射面へ直接入射する
成分が少なくなる。これにより、光源光の利用効率がさ
らに向上し、より明るい前方照明装置が実現される。

【００５７】請求項２０記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、光源からの光を上記入射面のみ
に入射させる集光手段をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００５８】上記の構成によれば、光源光の損失をさら
に少なくできるので、光源光の利用効率がさらに向上
し、より明るい面光源としての前方照明装置が実現され
る。

【００５９】請求項２１記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、上記傾斜部の上記第１の出射面
への射影の総和が、上記平坦部の上記第１の出射面への
射影の総和よりも面積が小さいことを特徴とする。

【００６０】第１の出射面へ入射する被照明物からの反
射光は、第２の出射面における平坦部を通って観察者側
へ出射するので、明るく鮮明な像を得るためには、傾斜
部の射影の総和が平坦部の射影の総和よりも極力小さい
ことが好ましい。上記の構成によれば、主として被照明
物の像の表示に寄与する平坦部の面積が見かけ上増加す
る。この結果、明るく鮮明な像が得られる前方照明装置
が実現される。

【００６１】請求項２２記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、上記平坦部が、上記第１の出射
面と平行であるか、あるいは、上記第１の出射面に対し
て１０°以下の傾斜角度を有することを特徴とする。

【００６２】被照明物の像の表示品位に対する影響を考
慮すれば、第２の出射面における平坦部の、第１の出射
面に対する傾斜角度を０〜１０°の範囲とすることが好
ましい。

【００６３】請求項２３記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、導光体の屈折率をｎ₂、上記傾
斜部に接する外部媒質の屈折率をｎ₁とすると、光源か
ら傾斜部へ入射する光の入射角θが下記の不等式を満足
することを特徴とする。

【００６４】θ≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）光源から第２の出射面の傾斜部へ入射する光は、この傾
斜部で全反射することが好ましい。傾斜部への入射角θ
が上記の条件を満たせば、傾斜部への入射光は全反射す
る。これにより、光源からの光が傾斜部から観察者側へ
漏れることがなく、光の利用効率がさらに向上する。こ
の結果、明るい面光源として機能する前方照明装置が実
現される。

【００６５】請求項２４記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、上記傾斜部の表面に、光を反射
させる反射部材が設けられたことを特徴とする。

【００６６】光源から第２の出射面の傾斜部へ入射する
光は、この傾斜部で全反射することが好ましい。上記傾
斜部に反射部材を設けることにより、傾斜部への入射光
は、その入射角に関わらず全反射する。これにより、光
源からの光が傾斜部から観察者側へ漏れることがなく、
光の利用効率がさらに向上する。この結果、明るい面光
源として機能する前方照明装置が実現される。

【００６７】請求項２５記載の前方照明装置は、請求項
２４記載の構成において、導光体の屈折率をｎ₂、上記
傾斜部に接する外部媒質の屈折率をｎ₁とすると、光源
から傾斜部へ入射する光の入射角θが下記の不等式を満
足することを特徴とする。

【００６８】θ＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）光源から傾斜部へ入射する光の入射角θは、平坦部に対
する傾斜部の傾斜角度が大きくなるほど小さくなる。第
２の出射面の傾斜部に反射部材を設ければ、傾斜部への
入射光は、その入射角に関わらず全反射し、傾斜部を透
過して観察者側へ出射することはない。これにより、光
源から傾斜部へ入射する光の入射角θが上記の不等式を
満たす範囲まで、平坦部に対する傾斜部の傾斜角度を大
きく設計することが可能となる。この結果、平坦部の法
線方向から見た場合に、被照明物の像の表示に寄与しな
い傾斜部が視認されにくくなり、被照明物の像の表示品
位の向上が図れる。

【００６９】請求項２６記載の前方照明装置は、請求項
２４記載の構成において、上記反射部材の表面に、遮光
部材が設けられたことを特徴とする。

【００７０】上記の構成では、傾斜部の表面に反射部材
が設けられているので、周囲光がこの反射部材で反射し
て観察者の目に入り、被照明物の像の表示品位を劣化さ
せるおそれがある。このため、上記反射部材の表面に、
周囲光が観察者へ向けて反射することを防止する遮光部
材を設けたことにより、鮮明な被照明物像が得られる前
方照明装置を提供することができる。

【００７１】請求項２７記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、第２の出射面における平坦部か
らの出射光と傾斜部からの出射光との出射方向をそろえ
る補償手段をさらに備えたことを特徴としている。

【００７２】第２の出射面は、平坦部および傾斜部が交
互に配置された階段状に形成されているので、第１の出
射面から導光体へ入射した被照明物からの反射光は、第
２の出射面の平坦部および傾斜部のそれぞれから互いに
異なる方向へ出射することとなり、被照明物の像のにじ
みやボケを招来するおそれがある。このため、第２の出
射面の平坦部からの出射光と、傾斜部からの出射光との
出射方向をそろえる補償手段を備えることにより、被照
明物の鮮明な像を得ることが可能となる。

【００７３】請求項２８記載の前方照明装置は、請求項
２７記載の構成において、上記補償手段が、導光体の第
２の出射面に対向する第１の表面と、上記第１の表面に
対向する第２の表面とを備えると共に、補償手段の第１
の表面が、導光体の第２の出射面の傾斜部と略平行な傾
斜面と、上記第２の出射面の平坦部と略平行な平坦面と
が交互に配置されて、上記第２の出射面と相補する階段
状に形成され、上記補償手段の第２の表面が、導光体の
第１の出射面と略平行に配置されていることを特徴とす
る。

【００７４】上記の構成によれば、導光体の第１の出射
面から被照明物へ向けて出射した光は、被照明物で反射
して、上記第１の出射面から再び導光体内部へ戻り、図
２１に示すように、第２の出射面の平坦部（２１）およ
び傾斜部（２２）のそれぞれから、互いに異なる方向へ
出射する。ここで、上記第２の出射面に対向する位置に
配置された補償手段（６４）の第１の表面（６４ａ）
が、導光体の第２の出射面と相補する階段状に形成され
ていることにより、平坦部（２１）から出射する光（６
９ａ）は補償手段の第１の表面の平坦面へ入射し、傾斜
部（２２）から出射する光（６８ａ）は第１の表面の傾
斜面へ入射し、ほぼ等しい方向へ出射する光（６８ｂ・
６９ｂ）となって第２の表面から出射する。このよう
に、平坦部からの出射光の出射方向と、傾斜部からの出
射光の出射方向とがそろえられることにより、にじみや
ボケのない鮮明な被照明物像を得ることが可能となる。

【００７５】請求項２９記載の前方照明装置は、請求項
２７記載の構成において、上記補償手段において、主と
して第２の出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域
と、主として第２の出射面の平坦部からの出射光が入射
する領域とが、互いに異なる屈折率を有することを特徴
とする。

【００７６】上記の構成では、主として傾斜部からの出
射光が入射する領域と、主として平坦部からの出射光が
入射する領域とが、互いに異なる屈折率を有する補償手
段によって、傾斜部および平坦部のそれぞれからの出射
方向がそろえられる。この結果、にじみやボケのない鮮
明な被照明物像が得られる前方照明装置を提供すること
が可能となる。

【００７７】請求項３０記載の前方照明装置は、請求項
２７記載の構成において、上記補償手段において、主と
して第２の出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域
に、回折素子が設けられたことを特徴とする。

【００７８】上記の構成では、主として傾斜部からの出
射光が入射する領域に回折素子が設けられたことによっ
て、傾斜部および平坦部のそれぞれからの出射方向が揃
えられる。この結果、にじみやボケのない鮮明な被照明
物像が得られる前方照明装置が実現される。

【００７９】請求項３１記載の前方照明装置は、請求項
２７記載の構成において、上記補償手段において、主と
して第２の出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域
に、遮光部材が設けられたことを特徴とする。

【００８０】上記の構成では、主として傾斜部からの出
射光が入射する領域に、光を透過させない遮光部材が設
けられたことによって、導光体の第２の出射面から出射
する光は、平坦部からの出射光のみとなる。これによ
り、にじみやボケのない鮮明な被照明物像が得られる前
方照明装置が実現される。

【００８１】請求項３２記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、光源と入射面との間に光源から
の光の広がりを制限する光制御手段をさらに備えたこと
を特徴とする。

【００８２】光源からの光は、主として第２の出射面の
傾斜部にて反射するが、傾斜部にて全反射せずに導光体
外部へ漏れる成分を少なくするためには、光源からの光
にある程度の指向性を持たせて、上記傾斜部に臨界角よ
りも小さい角度で入射する成分を少なくすることが好ま
しい。このため、上記の構成は、光源からの光の広がり
を制限する光制御手段を備えたことにより、傾斜部から
の漏れ光が少なくなり、光の利用効率がさらに向上する
と共に、被照明物の像のにじみやボケが防止される。こ
の結果、明るく且つ鮮明な被照明物像が得られる面光源
としての前方照明装置が実現される。

【００８３】請求項３３記載の前方照明装置は、請求項
３２記載の構成において、光制御手段が、入射面から第
２の出射面の傾斜部へ直接入射する光の入射角が臨界角
よりも大きくなる範囲に光源からの光の広がりを制限す
ることを特徴とする。

【００８４】上記の構成によれば、光制御手段が光源か
らの光の広がりを制限することにより、入射面から傾斜
部へ直接入射する光のうち、臨界角よりも小さい入射角
で入射する成分をなくすことができる。これにより、傾
斜部からの漏れ光が少なくなり、光の利用効率がさらに
向上すると共に、被照明物の像のにじみやボケが防止さ
れる。この結果、明るく且つ鮮明な被照明物像が得られ
る面光源としての前方照明装置が実現される。

【００８５】請求項３４記載の前方照明装置は、光源お
よび導光体を備え、被照明物の前方に配置されて使用さ
れる前方照明装置において、上記導光体が、平面状の底
面と、上記底面に対向する表面と、光源からの光が入射
する入射面とを備え、上記表面が、底面に対して略平行
な平坦部と、上記平坦部に対して同方向に傾斜した傾斜
部とが交互に配置された階段状に形成されていることを
特徴とする。

【００８６】上記の構成によれば、導光体の表面が、傾
斜部および平坦部が交互に配置された階段状に形成され
ている。これにより、本発明の前方照明装置では、平坦
部に平行に進行する光の成分が導光体の外へ漏れること
がなく、傾斜部で反射して被照明物へ照射される。それ
ゆえ、略平板状に形成された導光体を有する従来の構成
と比較して、光源光の利用効率が向上する。この結果、
明るい前方照明装置が実現される。

【００８７】請求項３５記載の前方照明装置は、請求項
１記載の構成において、上記導光体に形成されている平
坦部のピッチと傾斜部のピッチとの和は、上記入射面か
ら遠ざかるに伴い小さくなっていることを特徴とする。

【００８８】上記の構成によれば、平坦部のピッチと傾
斜部のピッチとの和が光源から遠ざかるに伴って小さく
なっているため、上記傾斜部の単位面積当たりの数が光
源から遠ざかるに伴い増加することになる。この傾斜部
の増加に伴い、被照明物の表面における輝度は、光源か
ら遠ざかる位置ほど向上する。通常、光源から遠い位置
ほど輝度は低下する傾向にあるので、上記の構成では、
この傾斜部の増加によって、光源からの遠ざかることに
よる被照明物の輝度の低下を相殺し、光源からの光を高
角度で効率よく被照明物全体に導くことができる。その
結果、被照明物の表面における輝度分布を平均化するこ
とができる。

【００８９】請求項３６記載の反射型液晶表示装置は、
反射板を有する反射型液晶素子を備えると共に、上記反
射型液晶素子の前面に、請求項１記載の前方照明装置が
配置されたことを特徴とする。

【００９０】これにより、例えば日中の屋外等のように
十分な周囲光量がある場合には、前方照明装置を消灯し
た状態で使用する一方、十分な周囲光量が得られないと
きには、前方照明装置を点灯して使用することができ
る。この結果、周囲環境に関わらず、常に明るい高品位
な表示を実現し得る反射型液晶表示装置を提供すること
が可能となる。

【００９１】請求項３７記載の反射型液晶表示装置は、
請求項３６記載の構成において、反射型液晶素子が走査
線を備え、上記走査線のピッチと、前方照明装置の第２
の出射面における平坦部のピッチとがほぼ等しく、走査
線の上方に平坦部が配置されていることを特徴とする。

【００９２】上記の構成によれば、液晶素子で実際に表
示が行われる画素領域上に平坦部を配置することができ
る。この結果、画素領域からの反射光が平坦部へ無駄な
く入射するので、光の利用効率がさらに向上し、高品位
な表示を実現し得る反射型液晶表示装置を提供すること
が可能となる。

【００９３】請求項３８記載の反射型液晶表示装置は、
請求項３６記載の構成において、反射型液晶素子が走査
線を備え、上記走査線のピッチよりも、前方照明装置の
第２の出射面における平坦部のピッチと傾斜部のピッチ
との和の方が小さいことを特徴とする。

【００９４】上記の構成によれば、上記平坦部と傾斜部
とのピッチの和が走査線のピッチの和よりも小さいこと
から、前方照明装置の傾斜部のピッチと反射型液晶素子
の画素の周囲に形成されているブラックマトリクスのピ
ッチとがずれることになる。その結果、ブラックマトリ
クスと傾斜部との干渉によるモアレ縞の発生を抑制する
ことができるため、得られる反射型液晶表示装置の表示
品位を向上させることができる。

【００９５】請求項３９記載の反射型液晶表示装置は、
請求項３６記載の構成において、反射型液晶素子が走査
線を備え、上記走査線のピッチよりも、前方照明装置の
第２の出射面における平坦部のピッチと傾斜部のピッチ
との和の方が大きいことを特徴とする。

【００９６】上記の構成によれば、前方照明装置の傾斜
部のピッチと反射型液晶素子の画素の周囲に形成されて
いるブラックマトリクスのピッチとがずれることにな
る。その結果、ブラックマトリクスと傾斜部との干渉に
よるモアレ縞の発生を抑制することができるため、得ら
れる反射型液晶表示装置の表示品位を向上させることが
できる。

【００９７】請求項４０記載の反射型液晶表示装置は、
請求項３６から３９の何れか１項に記載の構成におい
て、上記反射型液晶素子が、表面に凹凸部を有する反射
板を備えていることを特徴とする。

【００９８】上記の構成によれば、反射板が凹凸部を有
しているため、液晶分子の配向および液晶素子のセル厚
とに影響を及ぼすことなく入射光を拡散する。そのた
め、正反射方向以外から光が入射しても、画像の観察が
可能となる。

【００９９】請求項４１記載の反射型液晶表示装置は、
請求項４０記載の構成において、上記反射板は、反射型
液晶素子の液晶層を駆動する液晶駆動電極を兼ねた反射
電極であり、該液晶層に隣接して設けられていることを
特徴とする。

【０１００】上記の構成によれば、反射板が液晶層に隣
接して設けられていない場合と比較して、反射型液晶素
子を構成する電極基板による視差の発生を解消できる。
そのため、得られる反射型液晶表示装置において、画像
の２重写りを抑制することができる。さらに、反射板が
液晶駆動電極を兼ねていることから、反射型液晶表示装
置の構成を簡素化することもできる。

【０１０１】請求項４２記載の反射型液晶表示装置は、
請求項３６記載の構成において、前方照明装置が、反射
型液晶素子に対して開閉自在に設けられたことを特徴と
している。

【０１０２】上記の構成によれば、前方照明装置を点灯
した状態でこの反射型液晶表示装置を用いる場合は、液
晶素子に前方照明装置を被せた状態で使用し、前方照明
装置を必要としない場合は、液晶素子に対して前方照明
装置を開いた状態で使用することができる。これによ
り、前方照明装置を必要としない場合に、前方照明装置
によって周囲光の入射が妨げられることがなく、常に明
るい表示を実現し得る反射型液晶表示装置を提供するこ
とが可能となる。

【０１０３】請求項４３記載の反射型液晶表示装置は、
反射板を有する反射型液晶素子の前面に、請求項２７記
載の前方照明装置を備えた反射型液晶表示装置であっ
て、上記補償手段が、所定の圧力に対して可撓性を有す
ると共に、上記補償手段および第２の出射面のそれぞれ
に、互いに接触することによって圧力が加えられた位置
を検出する一対の位置検出手段が設けられたことを特徴
とする。

【０１０４】上記の構成では、前方照明装置がいわゆる
タッチパネルとして機能する。すなわち、例えばペン等
によって補償手段の表面のある位置を押圧すると、補償
手段が撓むことによって、補償手段および第２の出射面
にそれぞれ設けられた一対の位置検出手段が上記の位置
において互いに接触する。この位置を上記位置検出手段
が座標として認識すれば、液晶素子に表示された内容に
対してペン入力が可能な反射型液晶表示装置が実現され
る。

【０１０５】請求項４４記載の反射型液晶表示装置は、
請求項４３記載の構成において、反射型液晶素子が走査
線を備え、上記位置検出手段が第２の出射面の平坦部に
形成された透明電極を含み、上記走査線のピッチと、上
記透明電極のピッチとがほぼ等しく、走査線の上方に透
明電極が配置されていることを特徴とする。

【０１０６】上記の構成では、液晶素子で実際に表示が
行われる画素領域上に、位置検出手段の透明電極を配置
することができる。この結果、タッチパネルの解像度と
液晶素子の解像度とがほぼ等しくなる。これにより、タ
ッチパネルで入力を行う際の、入力像と表示像との一体
感が向上するという効果がある。

【０１０７】

【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７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【０１０８】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、図１
に示すように、反射型液晶セル１０（反射型液晶素子）
の前面に、フロントライト２０（前方照明装置）を備え
た構成である。

【０１０９】フロントライト２０は、主として光源２６
および導光体２４によって構成されている。光源２６
は、例えば蛍光管等の線状光源であり、導光体２４の側
面（入射面２５）に沿って配置される。導光体２４は、
液晶セル１０側の界面２８（第１の出射面）が平坦に形
成されている。一方、導光体２４において上記界面２８
と対向する界面２３（第２の出射面）は、界面２８と平
行あるいは略平行に形成された平坦部２１と、平坦部２
１に対して同方向に一定の角度で傾斜した傾斜部２２と
が、交互に配置されて形成されている。すなわち、導光
体２４は、図１から明らかなように、光源２６の長手方
向を法線とする断面において、光源２６から遠ざかるほ
ど下がってゆく階段状に形成されている。

【０１１０】傾斜部２２は、主として、光源２６からの
光を界面２８へ向けて反射する面として作用する。一
方、平坦部２２は、主として、フロントライト２０から
の照明光が、液晶セル１０から反射光として戻ってきた
ときに、この反射光を観察者側へ透過させる面として作
用する。

【０１１１】ここで、図２（ａ）ないし（ｃ）を参照し
ながら、導光体２４の形状について、さらに詳細に説明
する。図２（ａ）は、導光体２４を平坦部２１の法線方
向上方から見た平面図、図２（ｂ）は、導光体２４を入
射面２５の法線方向から見た側面図、図２（ｃ）は、導
光体２４を、入射面２５および界面２８の双方に対して
垂直な面で切断した断面図である。

【０１１２】導光体２４は、例えばＰＭＭＡ(polymethy
lmetacrylate) 等を用い、射出成形により形成すること
ができる。この実施形態に係る導光体２４は、幅Ｗ＝１
１０．０ｍｍ、長さＬ＝８０．０ｍｍ、入射面２５部分
の厚みｈ₁＝２．０ｍｍ、平坦部２１の幅ｗ₁＝１．９
ｍｍとする。また、傾斜部２２の段差ｈ₂＝５０μｍ、
平坦部２１に対する傾斜部２２の傾斜角α＝３０°とす
ることにより、傾斜部２２の幅ｗ₂は約８７μｍであ
る。

【０１１３】導光体２４が階段状に形成されていること
により、フロントライト２０は下記の利点を有する。ま
ず、図２（ｂ）に示すように、入射面２５の法線方向か
ら見た場合、平坦部２１が界面２８に対して完全に平行
に形成されていれば、この平坦部２１は視認されず、傾
斜部２２のみが視認される。すなわち、傾斜部２２の入
射面２５への射影の総和が、入射面２５に等しい。

【０１１４】このような場合、入射面２５から入射した
光源光のうち、入射面２５に垂直な成分は、すべて、傾
斜部２２に直接入射して界面２８へ向けて反射する。こ
れにより、前述した従来のフロントライトシステムで見
られるような、入射面に対向する面から多量の光が導光
体外部へ出射してしまうという問題は発生しない。すな
わち、フロントライト２０は、階段状の導光体２４を備
えたことにより、光の利用効率が従来の構成よりも大幅
に向上する。

【０１１５】次に、液晶セル１０の構成およびその製造
方法について説明する。液晶セル１０は、図１に示すよ
うに、基本的に、一対の電極基板１１ａ・１１ｂが液晶
層１２を挟持した構成である。電極基板１１ａは、光透
過性を有するガラス基板１４ａ上に、透明電極１５ａ
（走査線）が設けられ、この透明電極１５ａを覆うよう
に液晶配向膜１６ａが形成されてなる。

【０１１６】上記ガラス基板１４ａは、例えばコーニン
グ社製のガラス基板（商品名：７０５９）で実現され
る。透明電極１５ａは、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxid
e)を材料とする。液晶配向膜１６ａは、例えば、日本合
成ゴム社製の配向膜材料（商品名：ＡＬ−４５５２）
を、透明電極１５ａが形成されたガラス基板１４ａの上
にスピンコータで塗布し、配向処理としてラビング処理
を施すことにより作成される。

【０１１７】電極基板１１ｂも、上記電極基板１１ａと
同様に、ガラス基板１４ｂ、透明電極１５ｂ、および液
晶配向膜１６ｂを順次積層することにより作成される。
なお、電極基板１１ａ・１１ｂに対し、必要に応じて絶
縁膜等を形成しても良い。

【０１１８】電極基板１１ａ・１１ｂは、液晶配向膜１
６ａ・１６ｂが対向するように、且つ、ラビング処理の
方向が平行且つ逆向き（いわゆる反平行）になるように
配置され、接着剤を用いて貼り合わされる。このとき、
電極基板１１ａ・１１ｂの間には、粒径４．５μｍのガ
ラスビーズスペーサ（図示せず）が予め散布されたこと
により、均一な間隔で空隙が形成されている。

【０１１９】この空隙に、真空脱気により液晶を導入す
ることにより、液晶層１２が形成される。なお、液晶層
１２の材料としては、例えばメルク社製の液晶材料（商
品名：ＺＬＩ−３９２６）を用いることができる。な
お、この液晶材料のΔｎは０．２０３０である。ただ
し、液晶材料はこれに限られるものではなく、種々の液
晶を用いることができる。

【０１２０】さらに、ガラス基板１４ｂの外面に、反射
板１７として、ヘアーライン加工を施したアルミ板を、
例えばエポキシ系の接着剤により接着すると共に、ガラ
ス基板１４ａの外面に、液晶層１２の液晶の配向方向と
４５°をなすように偏光軸が設定された偏光板１８を設
置する。

【０１２１】以上の工程により、反射型の液晶セル１０
が製造される。この液晶セル１０に、下記のとおりにフ
ロントライト２０を組み合わせることにより、前方照明
装置付の反射型ＬＣＤが製造される。まず、液晶セル１
０の偏光板１８上に、導光体２４を積層する。なお、液
晶セル１０の偏光板１８と導光体２４との間には、粒径
５０μｍのスペーサ（図示せず）が予め散布されること
により、このスペーサの粒径にほぼ等しい均一な厚みで
空隙２９が形成されている。つまり、導光体２４の界面
２８は、光学的には、ＰＭＭＡと空気層との界面に相当
する。なお、この空隙２９は、光の波長の約１００倍程
度の厚みを持つため、空隙２９による干渉等の発生は抑
えられている。

【０１２２】次に、導光体２４の入射面２５に対向する
ように、光源２６として蛍光管を設置し、光源２６と入
射面２５とを反射鏡２７（集光手段）で囲む。反射鏡２
７は、光源２６からの光を入射面２５のみに集光させ
る。なお、反射鏡２７としては、例えばアルミテープ等
を用いることができる。以上の工程により、補助照明と
してのフロントライト２０を備えた反射型ＬＣＤが完成
する。

【０１２３】この反射型ＬＣＤは、周囲光が不十分なと
きは、フロントライト２０を点灯した照明モードで使用
し、十分な周囲光が得られるときは、フロントライト２
０を消灯した反射モードで使用することができる。

【０１２４】ここで、フロントライト２０の動作原理に
ついて、図３（ａ）ないし（ｃ）を参照しながら説明す
る。前述したように、導光体２４は、入射面２５への傾
斜部２２の射影の総和が、入射面２５と等しい。このた
め、光源２６からの入射光のうち、入射面２５に垂直な
成分は、図３（ａ）に示すように、傾斜部２２により反
射され、界面２８から、図３（ａ）中には図示しない液
晶セル１０へ向けて出力される。

【０１２５】また、図３（ｂ）に示すように、光源２６
からの入射光のうち、まず界面２３に入射する成分は、
導光体２４内での挙動により、二通りに分類される。一
つは、図３（ｂ）に示す光３１ａのように、傾斜部２２
へ直接入射して反射され、液晶セル１０への出力光３１
ｂとなる光である。二つめは、図３（ｂ）に示す光３２
ａのように、平坦部２１と界面２８との間で全反射しつ
つ導光体２４内を伝搬し、最終的に傾斜部２２へ到達し
て反射され、出力光３２ｂとなる光である。

【０１２６】また、図３（ｃ）に示すように、光源２６
からの入射光のうち、まず界面２８に入射する成分は、
界面２８と界面２３の平坦部２１との間で全反射しつつ
導光体２４内を伝搬し、最終的に傾斜部２２へ到達して
反射され、界面２８から液晶セル１０へ向けて出力す
る。

【０１２７】以上の説明から分かるように、光源２６か
ら導光体２４への入射光のほとんどすべての成分は、傾
斜部２２で反射され、界面２８を通って液晶セル１０へ
出射する。すなわち、本実施形態のフロントライト２０
は、階段状の界面２３を持つ導光体２４を備えたことに
より、光源２６からの光の損失が極めて少なく、光源光
の利用効率が向上されている。

【０１２８】次に、光源光の利用効率をさらに向上させ
るための傾斜部２２または平坦部２１の条件１．〜３．
について説明する。

【０１２９】１．傾斜部２２について導光体２４において、界面２３の傾斜部２２は、主とし
て、光源２６からの入射光を反射する反射面として機能
する。一方、界面２３の平坦部２１は、主として、液晶
セル１０の背面に設けられた反射板１７にて反射した
光、および周囲光を透過する透過面として機能する。

【０１３０】傾斜部２２にて光源２６からの入射光が全
反射するためには、次のような条件が満たされる必要が
ある。つまり、異なる屈折率を有する物質が接する面
（界面）に入射した光は、入射角が臨界角以上のときに
界面で全反射する。このため、傾斜部２２に入射する光
が傾斜部２２で全反射するためには、 θ₁≧θ_c＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ₂／ｎ₁）・・・（式２）で表される入射角θ₁で傾斜部２２へ入射すればよい。

【０１３１】ただし、上記式２において、 θ₁：傾斜部２２への入射角、ｎ₁：導光体２４の屈折率ｎ₂：傾斜部２２において導光体２４と接する物質の屈
折率 θ_c：傾斜部２２の臨界角、である。

【０１３２】以上のように、傾斜部２２への光の入射角
θ₁が式２を満たすように傾斜部２２を形成すれば、傾
斜部２２から導光体２４の外部への光の漏れが抑制さ
れ、光の利用効率をさらに向上させることができる。

【０１３３】２．平坦部２１について平坦部２１が主として光を透過させる領域であることは
先に述べたが、平坦部２１を透過する光としては、
（イ）液晶セル１０からの反射光、（ロ）反射モードで
使用する場合の周囲光、が存在する。

【０１３４】上記（イ）の出力光は、液晶セル１０の液
晶層１２で調光され、反射板１７で反射されて再度導光
体２４へ入射した後に界面２３から観察者側へ出射する
が、このとき、主として平坦部２１から出力される。な
お、反射板１７で反射される光は拡散光となる。この拡
散光は、平坦部２１において反射することが極めて少な
く透過するためには、平坦部２１に臨界角以下で入射す
ることが好ましい。臨界角は、導光体２４の屈折率によ
り変化するが、導光体２４の材料としてＰＭＭＡを用い
た場合はおよそ４２°前後である。つまり、液晶セル１
０からの出力光は、導光体２４の平坦部２１に約４０°
以下で入射することが好ましい。

【０１３５】また、平坦部２１は、必ずしも界面２８と
平行でなくても良い。平坦部２１への入射角は、反射板
１７における光の散乱範囲にも依存する。このため、反
射板１７の特性についても考慮すれば、図４に示すよう
に、例えば、反射板１７において光が散乱する主な範囲
が、反射板１７の法線に対して±３０°程度であるとす
ると、平坦部２１の反射板１７に対する傾斜角度δをお
よそ±１０°以内とすれば、平坦部２１で反射される光
の成分３３を極めて少なくできる。なお、図４では、平
坦部２１が界面２８に対して傾斜していることを分かり
やすくするため、傾斜角度δを上記の好ましい範囲より
も大きく示した。

【０１３６】このように、平坦部２１が界面２８に対し
て平行または±１０°以内の傾きで形成されていれば、
光源２６からの入射光は、傾斜部２２への入射角よりも
大きな入射角で平坦部２１に入射するので、光源２６か
ら平坦部２１へ入射する光が外部へ漏れにくく、平坦部
２１で反射する光の量が多くなる。これにより、光源光
のロスが抑えられる。

【０１３７】さらに、上記（ロ）の反射モードで使用す
る場合の周囲光を考慮すれば、本反射型ＬＣＤをフロン
トライト２０を消灯した反射モードで使用する場合に、
十分な周囲光を液晶セル１０へ取り込むためには、平坦
部２１の面積は大きければ大きいほど好ましい。

【０１３８】３．界面２３における傾斜部２２と平坦部
２１との配置界面２３の傾斜部２２と平坦部２１との配置について
は、（ａ）使用者が界面２３側から反射型ＬＣＤを見た
ときに、傾斜部２２の面積が小さく、平坦部２１の面積
が大きいこと、（ｂ）入射面２５に対する傾斜部２２の
射影の総和が大きく、平坦部２１の射影の総和が小さい
こと、の二つの条件が重要である。

【０１３９】上記（ａ）の条件は、すなわち、界面２８
への平坦部２１の射影の総和が、傾斜部２２の射影の総
和よりも大きいことを意味する。界面２８への傾斜部２
２の射影の大きさは、図２（ｃ）に示す傾斜部２２の界
面２８に対する傾斜角αによって決まる。従って、傾斜
角αの大きさを調整することにより、使用者から見た傾
斜部２２の面積を、平坦部２１の面積に比べて非常に小
さくすることが可能である。

【０１４０】さらに、傾斜部２２および平坦部２１のピ
ッチを液晶セル１０の走査線の抜きまたはバスラインに
合わせることによって、液晶セル１０で実際に表示が行
われる領域上全体に平坦部２１を配置することができ、
光の利用効率がさらに向上する。

【０１４１】上記（ｂ）の条件は、前述のように、光源
２６からの入射光を有効利用するためには、入射面２５
を法線方向から見た場合に界面２３の傾斜部２２のみが
視認されることが好ましい、ということを意味する。

【０１４２】次に、フロントライト２０の照明光強度の
測定結果について説明する。フロントライト２０の照明
光強度を測定するために、図５に示すような測定系を用
いた。つまり、フロントライト２０の界面２８の法線方
向を０°とし、０°から±９０°の範囲における光強度
を、検出器３４にて測定した。

【０１４３】この結果を図６に示す。図６から明らかな
ように、フロントライト２０において、光源２６から入
射面２５を通って導光体２４へ入射した光は、導光体２
４の作用により、界面２８の略法線方向へ出射されてい
ることが分かる。すなわち、フロントライト２０は、導
光体２４の側面に配置された光源２６からの光を液晶セ
ル１０に対して略垂直に入射させることができ、明るい
補助照明として機能する。

【０１４４】さらに、本実施形態の反射型ＬＣＤは、透
過型ＬＣＤやＣＲＴ、ＰＤＰ等の自発光型のディスプレ
イと比較して、より明るい表示が可能であるという利点
がある。すなわち、図７（ａ）に示すように、自発光型
のディスプレイ３５からの光３６ａは、周囲光３７に対
して進行方向が逆向きとなる。このため、光３６ａから
周囲光３７を差し引いた成分３６ｂが、観察者に認識さ
れる。

【０１４５】これに対して、本実施形態の反射型ＬＣＤ
では、照明モードで使用する場合、図７（ｂ）に示すよ
うに、フロントライト２０からの補助光３９ａと、周囲
光３７とが、液晶セル１０の反射板（図示せず）にて反
射され、補助光３９ａと周囲光３７との和に相当する成
分３９ｂが、観察者に認識される。これにより、暗い場
所だけでなく例えば日中の屋外のような明るい場所で
も、より明るい表示が実現される。

【０１４６】以上のように、本実施の形態に係る構成
は、フロントライト２０が階段状の導光体２４を備えた
ことによって、光源２６から出射される光の利用効率が
向上されている。これにより、周囲光が十分でない場合
に、液晶セル１０に十分な照明光を与えることができ、
周囲環境によらず常に明るい表示が可能な反射型ＬＣＤ
を提供することが可能となる。

【０１４７】〔実施の形態２〕本発明の他の実施形態に
ついて、図８ないし図１１に基づいて説明すれば以下の
とおりである。なお、前述の実施の形態１にて説明した
構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付記
し、その説明を省略する。

【０１４８】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、図８
に示すように、液晶セル１０の前面に、実施の形態１で
説明したフロントライト２０（第１の導光体）と楔型の
第２の導光体４０とによって構成されるフロントライト
システム５１を備えたことを特徴とする。

【０１４９】上記第２の導光体４０は、フロントライト
２０の導光体２４と液晶セル１０との間に配置され、導
光体２４の界面２８に対して平行な斜面４１と、液晶セ
ル１０の表面に対して平行な底面４２とを有する。底面
４２に対する斜面４１の傾斜角は、図９（ａ）に示すよ
うに、導光体２４の界面２３において傾斜部２２と平坦
部２１とが尾根状に接する部分を互いに結ぶ線４９が、
底面４２と平行になるように設計することが好ましい。

【０１５０】また、第２の導光体４０は、第１の導光体
である導光体２４と少なくとも屈折率が等しい材質で形
成することが好ましい。言うまでもなく、第２の導光体
４０を導光体２４と全く同じ材質で形成しても良い。ま
た、導光体２４と第２の導光体４０とを、例えば射出成
形等によって一体的に形成するように構成すれば、製造
工程を簡略化することができる。

【０１５１】導光体２４と第２の導光体４０との間隙に
は、粒径５０μｍのスペーサ（図示せず）が予め散布さ
れる。これにより、導光体２４と第２の導光体４０との
間隙には、上記スペーサの粒径にほぼ等しい空隙４３が
形成される。

【０１５２】第２の導光体４０の底面４２と、液晶セル
１０の偏光板１８との間は、両者の屈折率を一致させる
充填剤（図示せず）で満たされている。これにより、第
２の導光体４０と偏光板１８との界面での反射による光
の減衰が防止され、光源光の損失がさらに抑制される。
なお、上記充填剤としては、例えばＵＶ硬化性樹脂また
はサリチル酸メチル等を用いることができる。

【０１５３】ここで、導光体２４と液晶セル１０との間
に第２の導光体４０を設けたことによる効果について説
明する。図９（ｂ）に示すように、第２の導光体４０が
設けられていない構成（実施の形態１）では、傾斜部２
２から、液晶セル１０への出射面としての界面２８まで
の距離ｌ_n（図中ｌ₁、ｌ₂）は、光源２６からの距離
ｘ_n（図中ｘ₁、ｘ₂）が大きくなるほど小さくなる。
これに対して、本実施形態のフロントライトシステム５
１では、図９（ａ）に示すように、第２の導光体４０を
備えたことにより、傾斜部２２から、液晶セル１０への
出射面である第２の導光体４０の底面４２までの距離ｌ
_nは、光源２６からの距離ｘ_nに関わらず、ほぼ等し
い。

【０１５４】すなわち、第２の導光体４０が、フロント
ライト２０の傾斜部２２から液晶セル１０までの距離を
一定にする役割を果たすことにより、フロントライトシ
ステム５１は、光源２６からの距離によらず一定の輝度
で光を出射する面光源として作用する。

【０１５５】ここで、第２の導光体４０による効果を確
かめるために、図１０（ａ）に示すように、検出器４４
を、第２の導光体４０の底面４２に対して平行に移動さ
せながら、フロントライトシステム５１の出力光の輝度
分布を測定した。なお、入射面２５の近傍を測定開始位
置Ｐ_Sとし、底面４２において光源２６から最も遠い位
置を測定終了位置Ｐ_Eとした。測定の結果は、図１１
（ａ）に示すとおりである。

【０１５６】同様に、比較のために、第２の導光体４０
が設けられていない構成（実施の形態１）の出力光の輝
度分布を測定するために、図１０（ｂ）に示すように、
検出器４４を、フロントライト２０の界面２８に対して
平行に移動させながら、測定を行った。なお、入射面２
６の近傍を測定開始位置Ｐ_Sとし、界面２８において光
源２６から最も遠い位置を測定終了位置Ｐ_Eとした。測
定結果は、図１１（ｂ）に示すとおりである。

【０１５７】図１１（ａ）および（ｂ）を比較すること
から明らかなように、第２の導光体４０が設けられてい
ない場合、図１１（ｂ）に示すように、輝度のピークの
ピッチｐが、光源２６に近いほど大きく、光源２６から
遠ざかるほど小さくなるのに対し、本実施形態のフロン
トライトシステム５１は、図１１（ａ）に示すように、
輝度のピークのピッチｐが第２の導光体４０の底面４２
全体にわたってほぼ等しく、輝度のピークも一様であ
る。

【０１５８】以上のように、本実施形態の反射型ＬＣＤ
は、液晶セル１０の前面にフロントライトシステム５１
を備え、このフロントライトシステム５１が、第１の導
光体としての導光体２４と、液晶セル１０との間に、導
光体２４の傾斜部２２から液晶セル１０までの距離を一
定にするための第２の導光体４０を備えたことにより、
フロントライトシステム５１が液晶セル１０をむらなく
照明し、十分な周囲光が得られない場合でも、明るく且
つむらのない高品位な表示が実現されるという効果を奏
する。

【０１５９】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
形態について、図５、図１２ないし図１４に基づいて説
明すれば以下のとおりである。なお、前記した各実施の
形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同
一の符号を付記し、その説明を省略する。

【０１６０】本実施形態の反射型ＬＣＤは、図１２に示
すように、液晶セル１０の前面に、フロントライト２０
と第２の導光体４５とによって構成されるフロントライ
トシステム５２が配置された構成である。

【０１６１】上記第２の導光体４５は、図１３に示すよ
うに、導光体２４からの入射光を、その進行方向側への
み散乱させる機能を有する前方散乱板であると共に、所
定の角度範囲から入射した光のみを散乱させ、上記所定
の角度範囲以外からの入射光を透過する性質を有する異
方性散乱板である。このような条件を満たす第２の導光
体４５としては、例えば住友化学株式会社製の視角制御
板（商品名：ルミスティー）等が、市販品として入手可
能である。

【０１６２】なお、第２の導光体４５が入射光を散乱さ
せる角度範囲は、導光体２４からの出射光が入射する角
度範囲を完全に含むことが好ましい。これにより、導光
体２４からの出射光をむだなく散乱させることができ、
光源光の利用効率を向上させることができる。また、第
２の導光体４５が、所定の角度範囲から入射した光のみ
を散乱させ、上記所定の角度範囲以外からの入射光を透
過する性質を有する異方性散乱であることにより、上記
所定の角度範囲以外からの入射光には、第２の導光体４
５が作用しないので、不要な散乱光によって表示品位が
劣化することが防止される。

【０１６３】導光体２４と第２の導光体４５との間隙に
は、粒径５０μｍのスペーサ（図示せず）が予め散布さ
れる。これにより、図１２に示すように、導光体２４と
第２の導光体４５との間隙には、上記スペーサの粒径に
ほぼ等しい空隙４６が形成される。

【０１６４】第２の導光体４５と液晶セル１０の偏光板
（図示せず）との間は、両者の屈折率を一致させる充填
剤（図示せず）で満たされている。これにより、第２の
導光体４５と液晶セル１０との界面での反射による光の
減衰が防止され、光源光の損失がさらに抑制される。

【０１６５】ここで、フロントライトシステム５２の照
明光強度の測定結果について説明する。フロントライト
システム５２の照明光強度を測定するために、前記した
実施の形態１で用いた測定系（図５参照）と同様の測定
系を使用した。ここでは、フロントライトシステム５２
の第２の導光体４５の法線方向を０°とし、０°から±
９０°の範囲において、第２の導光体４５の液晶セル１
０側に位置する面からの光強度を、検出器３４にて測定
した。測定の結果を図１４に示す。

【０１６６】図１４から明らかなように、本実施形態の
フロントライトシステム５２は、第２の導光体４５によ
って第１の導光体としての導光体２４からの出射光が散
乱することにより、実施の形態１に比較して、フラット
な角度特性を有していることが分かる。

【０１６７】以上のように、本実施形態で説明した構成
は、導光体２４からの出射光を散乱させる第２の導光体
４５を備えたことにより、液晶セル１０へ出射する光の
輝度分布が平均化され、液晶セル１０をむらなく照射す
ることが可能となる。

【０１６８】なお、上記第２の導光体４５として、異方
性散乱板の他に、ホログラム等を使用することも可能で
ある。

【０１６９】〔実施の形態４〕本発明のさらに他の実施
形態について、図１５ないし図１９に基づいて説明すれ
ば以下のとおりである。なお、前記した各実施の形態で
説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０１７０】前述の実施の形態１で説明したように、導
光体２４の観察者側の界面２３が、傾斜部２２および平
坦部２１によって形成されている場合、液晶セル１０に
て反射されて再び導光体２４へ入射した光が界面２３を
透過する際に、像のにじみやボケが生じることがある。

【０１７１】つまり、図１５に示すように、液晶セル１
０からの出力光４８ａは、必ずしも平坦部２１のみから
でなく、傾斜部２２からも観察者側へ透過する。このと
き、傾斜部２２からの出射光４８ｂと、平坦部２１から
の出射光４８ｃとが、互いに異なる方向へ出射して交差
することにより、表示すべき像ににじみやボケが表れる
ことがある。

【０１７２】このような問題を解決するために、本実施
形態の反射型ＬＣＤは、図１６に示すように、導光体２
４の界面２３において、傾斜部２２の表面に、光を反射
する金属反射膜４７（反射部材）が付加された構成であ
る。上記金属反射膜４７は、図１６に示すように、傾斜
部２２へ入射する光のすべてを、その入射角に関わらず
反射する。これにより、界面２３から観察者側へ出射す
る光は、平坦部２１を透過した光のみとなる。この結
果、にじみやボケのない鮮明な表示像を得ることができ
る。

【０１７３】以下に、上記金属反射膜４７を製造する方
法の一例について、アルミニウムを材料とする場合を例
に挙げて説明する。なお、金属反射膜４７の材料は、ア
ルミニウムに限らず、例えば銀等の金属を用いても良
い。

【０１７４】まず、図１７（ａ）に示すように、導光体
２４の界面２３の表面全体に、スパッタリングによって
アルミニウム膜６１を成膜する。さらに、図１７（ｂ）
に示すように、アルミニウム膜６１の表面にフォトレジ
スト６２を塗布する。次に、露光工程を経て、図１７
（ｃ）に示すように、フォトレジスト６２をパターニン
グする。そして、図１７（ｄ）に示すように、パターニ
ングされたフォトレジスト６２をマスクとして、アルミ
ニウム膜６１のエッチングを行う。その後、フォトレジ
スト６２を剥離することにより、図１７（ｅ）に示すよ
うに、界面２３の傾斜部２２の表面に、アルミニウムか
らなる金属反射膜４７が形成される。

【０１７５】以上のように、傾斜部２２の表面に金属反
射膜４７が設けられたことにより、図１６に示すよう
に、平坦部２１に対する傾斜部２２の傾斜角度αを大き
くとることが可能である。例えば、図１８に示すよう
に、傾斜部２２に金属反射膜４７を設けない構成では、
傾斜角度αを６０°と大きくとった場合、臨界角θ_cよ
りも小さい入射角で傾斜部２２へ入射した光４９ａが、
傾斜部２２を通って観察者側へ透過する光４９ｂとな
る。このような光４９ｂは、表示品位を劣化させるので
好ましくない。

【０１７６】これに対して、本実施形態の構成では、傾
斜部２２に金属反射膜４７が形成されたことにより、傾
斜角度αを大きくとったとしても、上記の光４９ｂのよ
うに傾斜部２２を透過する光は存在せず、傾斜部２２に
おいてすべての光が反射される。

【０１７７】このように、傾斜部２２の傾斜角度αを大
きくとることができることにより、平坦部２１の法線方
向から見た場合に、傾斜部２２が視認されにくくなり、
表示品位の向上が図れるという利点がある。

【０１７８】なお、図１９に示すように、上記金属反射
膜４７の表面に、周囲光の反射を防止するブラックマト
リクス４７ｂ（遮光部材）を積層すれば、周囲光が観察
者側へ反射されることを防止できる。これにより、周囲
光が観察者側へ反射することによる表示品位の劣化が防
止されるので、さらに好ましい。

【０１７９】以上のように、本実施形態に係るフロント
ライト２０は、傾斜部２２から観察者側への透過光を無
くすための金属反射膜４７が、傾斜部２２に形成されて
いることを特徴としている。これにより、界面２３から
観察者側へ出射する光は、平坦部２１からの出射光のみ
となるので、このフロントライト２０を液晶セル１０の
前面に備えた反射型ＬＣＤにおいて、にじみやボケのな
い鮮明な表示像を得ることが可能となる。

【０１８０】〔実施の形態５〕本発明のさらに他の実施
形態について、図１５、および図２０ないし図２２に基
づいて説明すれば以下のとおりである。なお、前記した
各実施の形態で説明した構成と同様の機能を有する構成
には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【０１８１】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、図２
０に示すように、液晶セル１０の前面に、実施の形態１
で説明したフロントライト２０と、このフロントライト
２０の界面２３上に設けられた光学補償板６４（補償手
段）とによって構成されるフロントライトシステム５３
を備えたことを特徴とする。

【０１８２】上記光学補償板６４において、フロントラ
イト２０の導光体２４に対向する面である底面６４ａ
は、図２０に示すように、導光体２４の界面２３と相補
する階段形状をなす。すなわち、底面６４ａは、導光体
２４の傾斜部２２に対向する位置に、傾斜部２２に平行
な傾斜部６５が形成され、導光体２４の平坦部２１に対
向する位置に、平坦部２１に平行な平坦部６６が形成さ
れている。一方、光学補償板６４において、観察者側に
位置する面である表面６４ｂは、導光体２４の界面２８
に平行な平面として形成されている。

【０１８３】光学補償板６４は、導光体２４と同様に、
例えば、ＰＭＭＡを用いて射出成形にて作成できる。光
学補償板６４と導光体２４とは、上述のように、それぞ
れの傾斜部および平坦部が対向するように配置され、粒
径約２０μｍのスペーサ（図示せず）を介して接着され
る。これにより、光学補償板６４の底面６４ａと、導光
体２４の界面２３との間には、略均一な厚みの空気層６
７が介在することとなる。

【０１８４】このように、導光体２４の前面に光学補償
板６４を設け、導光体２４と光学補償板６４との間に空
気層６７が存在することにより、下記のような効果が得
られる。

【０１８５】すなわち、前記実施の形態４において図１
５を参照しながら説明したように、液晶セル１０から導
光体２４へ再び入射した光４８ａ・４８ａは、導光体２
４内部で同じ方向に進んだとしても、界面２３の傾斜部
２２または平坦部２１をそれぞれ透過することにより、
導光体の界面２３から互いに異なる方向へ出射し、像の
にじみやボケを招来する。

【０１８６】これに対して、本実施形態のフロントライ
トシステム５３では、図２１に示すように、液晶セル１
０から導光体２４へ同じ方向へ入射した光６８ａ・６９
ａは、導光体２４から出射した後に、空気層６７と光学
補償板６４との界面としての底面６４ａで屈折すること
で、再び同じ方向へ進む光となり、光６８ｂ・６９ｂと
して示すように、光学補償板６４の表面６４ｂから同じ
方向へ出射する。これにより、観察者側から見たとき
に、にじみやボケのない鮮明な像が得られる。

【０１８７】なお、上述の光学補償板６４の他に、図２
２（ａ）に示すように、平板状に形成された光学補償板
７１を導光体２４の前面に配置しても良い。この場合、
上記光学補償板７１は、図２２（ｂ）に示すように、導
光体２４の傾斜部２２から出射した光が入射する領域７
１ａと、導光体２４の平坦部２１から出射した光が入射
する領域７１ｂとが、互いに異なる屈折率を有すること
により、領域７１ａ・７１ｂのそれぞれの表面から観察
者側への光の出射角θ_a・θ_bがほぼ等しくなる。また
は、領域７１ａを、この領域７１ａを透過する光を、領
域７１ｂを透過する光と同じ方向へ回折するために、回
折機能を有する部材（例えば回折素子）で形成しても良
い。

【０１８８】あるいは、図２２（ｃ）に示すように、光
学補償板７１において、導光体２４の傾斜部２２から出
射した光が入射する領域を、光を遮るブラックマスク７
１ｃで形成することにより、傾斜部２２から出射した光
が観察者側へ届かないようにしても良い。

【０１８９】以上のように、本実施形態の構成によれ
ば、光学補償板６４（または光学補償板７１）によっ
て、導光体２４の界面２３の傾斜部２２および平坦部２
１のそれぞれからの光の出射方向をそろえることによ
り、にじみやボケのない鮮明な表示が可能な反射型ＬＣ
Ｄが実現される。

【０１９０】〔実施の形態６〕本発明のさらに他の実施
形態について、図２０、図２３ないし図２６に基づいて
説明すれば以下のとおりである。なお、前記した各実施
の形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、
同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【０１９１】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、前記
した実施の形態５で説明した反射型ＬＣＤのフロントラ
イトシステム５３（図２０参照）に、タッチパネル機能
を付加したものである。

【０１９２】上記のタッチパネル機能を実現するため
に、本実施形態の反射型ＬＣＤは、図２３に示すよう
に、光学補償板６４の底面６４ａに、例えばＩＴＯから
なる透明電極７２を備えると共に、導光体２４の傾斜部
２２に、例えばアルミニウムのように、光を反射し且つ
導電性を有する材料からなる反射電極７３が設けられて
いる。上記透明電極７２および反射電極７３が、位置検
出手段を構成する。

【０１９３】図２４の下部に示す図は、導光体２４の平
坦部２１の法線方向から見た場合の上記反射電極７３の
形状を示す平面図である。図２４に示すように、反射電
極７３は、導光体２３の傾斜部２２の全面に設けられて
いるので、導光体２４の平坦部２１の法線方向から見る
とストライプ状である。また、光学補償板６４に形成さ
れた透明電極７２も、図２５に示すように、ストライプ
状に形成され、反射電極７３および透明電極７２は、互
いに直交してマトリクスをなす。

【０１９４】なお、導光体２４の反射電極７３と、光学
補償板６４の透明電極７２との間には、粒径１０μｍ程
度のプラスチックビーズスペーサ（図示せず）が散布さ
れており、この粒径にほぼ等しい空隙が形成されてい
る。

【０１９５】この光学補償板６４は可撓性を有し、図２
６に示すように、ペン７４で押圧されることにより、透
明電極７２と反射電極７３とが接触する。ペン７４で押
された座標の認識は、下記のとおりに行われる。図２５
に示すように、透明電極７２および反射電極７３のそれ
ぞれに、線順次で信号を走査することにより、接触点７
５のＸ座標およびＹ座標が検出され、タッチパネルの平
面内において、ペン７４で押された位置の座標を特定す
ることができる。

【０１９６】なお、ここでは、光学補償板６４にストラ
イプ状の透明電極７２を形成した構成を例に挙げて説明
したが、光学補償板６４の底面６４ａの全面に透明電極
を形成しても良い。しかしながら、上述のように、透明
電極７２をストライプ状に形成した方が、光の利用効率
が高いという利点がある。

【０１９７】以上のように、本実施形態の構成によれ
ば、光学補償板６４がタッチパネルとして機能するの
で、液晶セル１０に表示された内容に対してペン入力が
可能な反射型ＬＣＤを提供することが可能となる。

【０１９８】〔実施の形態７〕本発明のさらに他の実施
形態について、図２７ないし図３０に基づいて説明すれ
ば以下のとおりである。なお、前記した各実施の形態で
説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【０１９９】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤが備える
フロントライトは、図２７に示すように、前記した実施
の形態１で説明した構成にさらに加えて、光源２６と導
光体２４の入射面２５との間に、光源２６から入射面２
５へ入射する光の広がり角を制御するための光制御手段
として、プリズムシート８１および拡散板８２を備えた
ことを特徴とする。なお、ここでは、プリズムシート８
１のプリズムの頂角は１００°とする。また、導光体２
４と液晶セル１０の偏光板１８との間には、屈折率差を
緩和するための充填剤８４が導入されている。

【０２００】光源２６は、例えば蛍光管にて実現される
が、蛍光管からの出力光は、特に指向性を持つわけでな
く、ランダムに発生する。このため、導光体２４の傾斜
部２２へ臨界角よりも大きい角度で入射する光が存在
し、傾斜部２２からの漏れ光となって表示品位の低下を
招く恐れがある。

【０２０１】導光体２４の材料として好適に用いられる
ＰＭＭＡの屈折率が約１．５であることを考慮すると、
傾斜部２２への入射角が臨界角（約４２°）以下の光
は、漏れ光となる。このような漏れ光をなくすために
は、漏れ光成分となる入射光が導光体２４へ入射しない
ように、光源２６からの出力光の広がり角を予め制御す
れば良い。

【０２０２】ここで、図２８に示すように、界面２８に
対する傾斜部２２の傾斜角をαとする。なお、図２８
は、説明の便宜上、導光体２４における傾斜部２２、界
面２８、および入射面２５の位置関係を抽出して示した
ものであり、導光体２４が実際にこのような形状をなし
ているわけではない。

【０２０３】また、導光体２４の入射面２５から入射す
る光の広がり角を±βとし、傾斜部２２の臨界角をθ_c
とすると、上記の光の傾斜部２２への入射角θは、 θ＝９０°−α−β で表される。

【０２０４】従って、入射面２５から傾斜部２２へ入射
した光が傾斜部２２を透過しないための条件は、 θ_c＜θ＝９０°−α−β すなわち、 β＜９０°−（θ_c＋α）・・・（式３）で表される。

【０２０５】なお、この実施形態では、傾斜部２２の傾
斜角αを１０°とする。これと、臨界角θ_cが４２°で
あることから、上記の式３に基づいて、β＜３８°が導
かれる。

【０２０６】光源２６からの出力光は、拡散板８２で一
旦拡散されてプリズムシート８１へ入射する。プリズム
シート８１は、拡散光を特定の角度範囲に集光する機能
を有し、プリズムの頂角が１００°の場合、図２９に示
すように、約±４０°の角度範囲内に拡散光を集光させ
る。約±４０°の角度範囲に集光された光は、導光体２
４へ入射するときに、入射面２５での屈折によってさら
に集光されることにより、約±２５．４°の範囲の広が
り光となる。すなわち、入射面２５から入射する光の広
がり角は、上記のβ＜３８°の範囲に十分に収まり、傾
斜部２２からの漏れ光が生じないことが分かる。

【０２０７】以上のように、本実施形態に係る反射型Ｌ
ＣＤは、光源光の広がりを抑制するために、光源２６と
導光体２４の入射面２５との間にプリズムシート８１を
設置したことにより、傾斜部２２からの漏れ光がなくな
り、表示品位がさらに向上される。

【０２０８】なお、本実施形態では、プリズムシート８
１の頂角を１００°としたが、必ずしもこの角度に限定
されるものではない。また、光源光の広がりを制限する
光制御手段として、プリズムシート８１を用いたが、同
様の効果が得られるのであればこれに限定されず、例え
ばコリメータ等を用いても良い。また、図３０（ａ）に
示すように、光源２６の周囲を楕円体ミラー９８で覆
い、この楕円体ミラー９８の焦点に光源２６を設置した
構成によっても同様の効果が得られる。さらに、SID DI
GEST P.375(1995)に記載されているように、図３０
（ｂ）に示すライトパイプ９９を用いて、光源２６から
の入射光の広がりを制御しても良い。

【０２０９】〔実施の形態８〕本発明のさらに他の実施
形態について、図１、図３、および、図３１ないし図３
３に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、前
記した各実施の形態で説明した構成と同様の機能を有す
る構成には、同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。

【０２１０】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、前記
した各実施の形態で説明した反射型ＬＣＤにおいて、フ
ロントライト（またはフロントライトシステム）と液晶
セル１０との間が、屈折率の差による光の減衰を防ぐ充
填剤（マッチング剤）で満たされている。

【０２１１】ここで、実施の形態１で説明した反射型Ｌ
ＣＤに上記の充填剤を適用した構成を例に挙げて説明す
る。実施の形態１では、図１を参照しながら説明したよ
うに、フロントライト２０の導光体２４は、液晶セル１
０の偏光板１８上に、粒径約５０μｍのスペーサを介し
て積層されている。これにより、液晶セル１０と導光体
２４との間には、上記スペーサの粒径にほぼ等しい均一
な厚みで空隙２９が形成されている。

【０２１２】本実施の形態の反射型ＬＣＤは、上記の空
隙２９に、図３２に示すように、充填剤８４を満たした
ものである。なお、充填剤８４としては、例えばＵＶ硬
化性樹脂や、サリチル酸メチル等を用いることができ
る。これにより、導光体２４の界面２８は、空気ではな
く、空気よりも高い屈折率を有する充填剤８４に接する
こととなる。上記の充填剤８４は、導光体２４の屈折率
とほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。

【０２１３】このように、導光体２４の界面２８が充填
剤８４に接している場合と、前記した各実施の形態のよ
うに導光体２４の界面２８が空気に接している場合と
は、界面２８における光の挙動が異なる。

【０２１４】光源２６からの入射光のうち、図３１
（ａ）に示すように、入射面２５へ略垂直入射する成分
は、入射面２５から傾斜部２２へ直接入射して反射した
後、界面２８および充填剤８４を通って、液晶セル１０
へ入射する。このときの界面２８における光の挙動は、
界面２８が空気に接している場合（図３（ａ）参照）と
同様である。

【０２１５】一方、光源２６からの入射光のうち、図３
１（ｂ）に示すように、入射面２５からまず界面２３へ
入射する成分の中には、光８５ａのように、平坦部２１
で反射した後に界面２８へ入射するものもある。このよ
うな光８５ａや、光源２６からの入射光のうち、図３１
（ｃ）に示すように、入射面２５からまず界面２８へ入
射する成分は、界面２８が導光体２４とほぼ等しい屈折
率を有する充填剤８４に接しているので、界面２８にお
いて何の作用も受けずに透過する。

【０２１６】これらの光は、液晶セル１０の液晶層１２
に対して非常に大きな入射角で入射することとなるが、
反射板１７で反射され、導光体２４の界面２８に対して
上記の大きな入射角で再び入射するので、観察者へ届く
ことはない。

【０２１７】しかしながら、光源光の利用効率を向上さ
せるためには、光源２６から界面２８へ直接入射する成
分をなくすことが好ましい。このため、図３２に示すよ
うに、入射面２５を、この入射面２５と界面２８とが鈍
角をなすように傾けることにより、入射面２５から界面
２８へ直接入射する成分をなくすことができる。

【０２１８】なお、入射面２５と界面２８とがなす角γ
の大きさは、図３３に示すように、光源２６からの光が
入射面２５へ入射した後の広がり角βを考慮すれば、 γ≧９０°＋β であることがより好ましい。これにより、入射面２５か
ら入射した光源光のほとんどすべてが界面２３方向へ入
射することとなり、光源光の利用効率をさらに向上させ
ることができる。

【０２１９】〔実施の形態９〕本発明のさらに他の実施
形態について、図３４に基づいて説明すれば以下のとお
りである。なお、前記した各実施の形態で説明した構成
と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付記し、
その説明を省略する。

【０２２０】本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、フロ
ントライト２０が、液晶セル１０に対して開閉自在な蓋
状に形成されていることを特徴とする。

【０２２１】前記した各実施の形態において、前方照明
装置としてのフロントライトまたはフロントライトシス
テムの種々の形態を説明したが、特に実施の形態４に記
載した構成のように、導光体２４の傾斜部２２に金属反
射膜４７を設けたような場合、金属反射膜４７が導光体
２４への周囲光の入射を妨げる。このため、周囲環境
が、反射型ＬＣＤを照明モードで使用する必要がある程
暗くはないが、反射モードで使用するに十分な周囲光量
が得られないような状況において特に、反射モードでの
表示が暗くなってしまう場合がある。

【０２２２】このため、図３４に示すように、本実施の
形態の反射型ＬＣＤ９１は、フロントライト２０が、そ
の一辺が例えば蝶番（図示せず）等で固定されたことに
より、液晶セル１０に対して開閉自在に設けられてい
る。このフロントライト２０は、液晶セル１０およびフ
ロントライト２０を覆う蓋９２とは独立に開閉できる内
蓋として形成されている。

【０２２３】従って、反射型ＬＣＤ９１を照明モードで
用いる場合は、液晶セル１０の表面にフロントライト２
０を被せた状態、すなわち蓋９２のみを開けた状態で使
用し、反射型ＬＣＤ９１を反射モードで用いる場合は、
液晶セル１０に対してフロントライト２０を開いた状態
で使用することができる。

【０２２４】これにより、反射モードで使用する場合
に、フロントライト２０によって光のロスが生じること
がなく、常に明るい表示を実現し得る反射型ＬＣＤが実
現される。

【０２２５】なお、上記では、フロントライト２０の少
なくとも一部が液晶表示装置に対して固定された構成を
説明したが、フロントライト２０を完全にユニット化
し、液晶セル１０に対して脱着自在な構成としても良
い。ただし、この場合には、液晶セル１０から取り外し
たときのフロントライト２０の保管方法について考慮す
る必要は生じる。

【０２２６】なお、ここでは、フロントライト２０を内
蓋状に備えた反射型ＬＣＤについて説明したが、前記し
た各実施の形態で説明したフロントライトシステムが内
蓋状に設けられた構成としても良い。

【０２２７】〔実施の形態１０〕本発明のさらに他の実
施形態について、図３５および図３６に基づいて説明す
れば以下のとおりである。なお、前記した各実施の形態
で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

【０２２８】前記した各実施の形態では、前方照明装置
としてのフロントライトまたはフロントライトシステム
と、被照明物としての反射型液晶セルを組み合わせた構
成としての反射型ＬＣＤについて説明した。しかし、本
発明の前方照明装置としてのフロントライトまたはフロ
ントライトシステムは、反射型液晶セルとの組合せのみ
で使用されるものではない。例えば、図３５に示すよう
に、本実施形態に係る照明装置９５は、前記した各実施
形態で説明したフロントライトまたはフロントライトシ
ステムが、独立したユニットとして形成されたものであ
り、種々の対象物を照明することが可能である。

【０２２９】例えば、上記の照明装置９５は、図３５に
示すように、本９６の上に配置して使用することができ
る。これにより、図３６に示すように、照明装置９５の
略直下の領域のみを照明することができるので、例えば
寝室などでの読書の際に、周囲の人に迷惑をかけること
がないという効果がある。

【０２３０】なお、上記した各実施の形態は本発明を限
定するものではなく、発明の範囲で種々の変更が可能で
ある。例えば、導光体の材料として、具体的にＰＭＭＡ
を例示したが、均一に減衰無く導光でき、屈折率が適当
な値であれば、例えばガラス、ポリカーボネイト、ポリ
塩化ビニル、またはポリエステル等の材料を用いても構
わない。また、上記した導光体の傾斜部および平坦部の
寸法等は、あくまでも一例であり、同等の効果が得られ
る範囲で自由に設計することができる。

【０２３１】さらに、液晶セルとしては、単純マトリク
ス型ＬＣＤ、アクティブマトリクス型ＬＣＤ等の種々の
ＬＣＤを用いることができる。また、上記では、偏光子
と検光子とを兼ねた偏光板を一枚使用したＥＣＢモード
（単偏光板モード）の液晶セルを使用したが、その他
に、偏光板を使用しないＰＤＬＣやＰＣ−ＧＨ等を適用
しても良い。

【０２３２】〔実施の形態１１〕本発明のさらに他の実
施形態について、図３７ないし図４８に基づいて説明す
れば以下のとおりである。なお、前記した各実施の形態
で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

【０２３３】本実施の形態の反射型ＬＣＤは、図３７に
示すように、反射型液晶セル１０ａの前面にフロントラ
イト２０ａを備えている構成については、前記実施の形
態１と同様であるが、反射型液晶セル１０ａとフロント
ライト２０ａとの間に第２の導光体（光学手段）である
反射防止フィルム（反射防止膜）１３を配置している
点、導光体２４ａに形成されている平坦部２１および傾
斜部２２の幅（ピッチ）が異なっている点、および、反
射型液晶セル１０ａ内部に反射電極（反射板）１７ａを
形成している点が前記実施の形態１とは異なっている。

【０２３４】まず、フロントライト２０ａについて具体
的に説明すると、このフロントライト２０ａは、前記実
施の形態１と同様に主として光源２６および導光体２４
ａによって構成されており、導光体２４ａの入射面２５
に接するように反射鏡２７で覆われた線状光源としての
光源２６が設けられている。

【０２３５】導光体２４ａの液晶セル１０ａ側の界面
（第１の出射面）２８は平坦に形成されており、この界
面に対向する界面（第２の出射面）２３は、界面２８と
平行あるいは略平行に形成された平坦部２１と、平坦部
２１に対して同方向に一定の角度で傾斜した傾斜部２２
とが、交互に配置されて形成されている。

【０２３６】このように、導光体２４ａは、前記実施の
形態１における導光体２４と同様に、図３７に示すよう
に、光源２６の長手方向を法線とする断面において、光
源２６から遠ざかるほど下がってゆく階段状に形成され
ている。

【０２３７】ここで、図３８（ａ）ないし（ｃ）を参照
しながら、導光体２４ａの形状について、さらに詳細に
説明する。図３８（ａ）は、導光体を平坦部の法線方向
上方から見た平面図であり、図３８（ｂ）は、導光体を
入射面の法線方向から見た側面図であり、図３８（ｃ）
は、導光体を入射面および界面の双方に対して垂直な面
で切断した断面図である。

【０２３８】導光体２４ａの材質としては、本実施の形
態ではアクリル板を用いており、このアクリル板を金型
成形することで導光体２４ａを階段状に加工することが
できる。この導光体２４ａは、本実施の形態では、幅Ｗ
＝７５ｍｍ、長さＬ＝１７０ｍｍ、入射面２５部分の厚
みｈ₁＝２．０ｍｍ、平坦部２１の幅ｗ₁＝０．２ｍｍ
とする。また、傾斜部２２の段差ｈ₂＝１０μｍ、平坦
部２１に対する傾斜各α＝４５°とすることにより、傾
斜部の幅ｗ₂は約１０μｍである。

【０２３９】さらに、本実施の形態では、導光体２４ａ
は、入射面２５、すなわち光源２６から遠ざかる方向に
おいて、平坦部２１の幅ｗ₁と傾斜部２２の幅ｗ₂との
和ｗ₃＝０．２１ｍｍが徐々に小さくなるような構成を
有している。この平坦部２１および傾斜部２２の構成に
ついて、図３８（ａ）ないし（ｃ）に加えて、図３９に
基づいてさらに具体的に説明する。なお、導光体２４ａ
において、光源２６から遠ざかる側の方向である光源２
６の長手方向を法線とする方向を、以下、第１方向と
し、図３８・図３９中に矢印Ａで示す。

【０２４０】図３９に示すように、平坦部２１と傾斜部
２２とを１本ずつ組み合わせて１組とし、光源２６に最
も近い側からの平坦部２１と傾斜部２２の１００組を第
１ブロックＢ₁とする。そして、この第１ブロックＢ₁
における第１方向に沿った方向の間隔ｗ₄を２１ｍｍと
なるように形成する。

【０２４１】次の１００組のブロックである第２ブロッ
クＢ₂における上記間隔ｗ₄は２０ｍｍとなるように形
成する。さらに、次の第３ブロックＢ₃における間隔ｗ
₄は１９ｍｍとなるように形成し、第４ブロックＢ₄に
おける間隔ｗ₄を１８ｍｍとなるように形成し、第５ブ
ロックＢ₅における間隔ｗ₄を１７ｍｍとなるように形
成する。

【０２４２】従って、本実施の形態では、導光体２４ａ
において、光源２６側の端面から第１方向に沿って光源
２６が配置されていない側の端面まで１ブロック毎に、
各ブロックの間隔ｗ₄が１ｍｍずつ減少するようになっ
ている。すなわち、光源２６から遠ざかるに伴って、平
坦部２１および傾斜部２２の１００組毎に、平坦部２１
のピッチおよび傾斜部２２のピッチの和（平坦部２１の
幅ｗ₁と傾斜部２２の幅ｗ₂との和ｗ₃）が、１０μｍ
（１／１００ｍｍ）ずつ減少していくように形成されて
いる。なお、図３８（ａ）ないし（ｃ）では、説明の便
宜上、平坦部２１および傾斜部２２のピッチの減少につ
いては図示していない。

【０２４３】上記導光体２４ａにおいては、上記傾斜部
２２は、主として、光源２６からの光を界面２８へ向け
て反射する面である微小光源部として作用する。一方、
平坦部２１は、主として、フロントライト２０ａからの
照明光が、液晶セル１０ａから反射光として戻ってきた
ときに、この反射光を観察者側へ透過させる面として作
用する。これら各部の作用については、前記実施の形態
１と同様である。

【０２４４】さらに、上記フロントライト２０ａにおけ
る導光体２４ａは、この階段状の構成に加えて、平坦部
２１および傾斜部２２の１００組毎に、１組のピッチを
たとえば１０μｍずつ小さくする、すなわち、階段のピ
ッチを光源２６から遠ざかるに伴って小さくする構成を
備えている。そのため、図４０（ａ）に示すように、傾
斜部２２の単位面積当たりの数が光源２６から遠ざかる
に伴い増加することになる。

【０２４５】光源２６から入射面２５した入射光は、微
小光源部として作用する傾斜部２２によって反射される
が、傾斜部２２の単位面積当たりの数は光源２６から遠
ざかるに伴い増加しているため、フロントライト２０ａ
で照明される被照明物である反射型液晶セル１０ａは、
光源２６から遠ざかる位置ほど輝度が向上することにな
る。通常、光源２６から遠い位置であるほど輝度は低下
する傾向にあるので、本実施の形態の導光体２４ａの構
成であれば、界面２８（第１の出射面）において、光源
２６からの遠ざかることによる輝度の低下を相殺し、光
源２６からの光を高角度で効率よく被照明物全体に導く
ことができる。その結果、被照明物側の界面（第１の出
射面）である界面２８側におけるの輝度分布を平均化す
ることができる。

【０２４６】これに対して、図４０（ｂ）に示すよう
な、導光体１２４が楔型平板状に形成されている従来の
フロントライト１２０では、光源２６から入射面１２５
に入射した入射光は、そのまま界面１２３によって反射
されることになる。それゆえ、第１の出射面（フロント
ライト１２０では界面１２８）における輝度は、光源２
６から遠ざかるほど低下する。

【０２４７】さらに、第１の出射面における輝度の分布
状態は、図４１に示すように、従来のフロントライト１
２０の輝度分布を示すグラフＦに比べて、本実施の形態
のフロントライト２０ａの輝度分布を示すグラフＥの方
が、光源２６からの距離が大きい位置でも略一定となっ
ている。そのため、本実施の形態のフロントライト２０
ａの方が、第１の出射面（界面２８）における輝度分布
の均一性において優れていることがわかる。

【０２４８】また、上記構成の導光体２４ａでは、階段
のピッチが０．２１ｍｍであるために、導光体２４ａに
対応する反射型液晶セル１０ａの画素の周囲に形成され
ているブラックマトリクスのピッチと上記傾斜部２２の
溝のピッチがずれることになる。その結果、ブラックマ
トリクスと傾斜部２２との干渉によるモアレ縞の発生を
抑制することができるため、得られる反射型ＬＣＤの表
示品位を向上させることができる。なお、この点につい
ては後述する。

【０２４９】上記導光体２４ａの出射角度特性について
の結果を示すと、図４２に示すように、被照明物である
反射型ＬＣＤ側（界面２８側）のグラフＧでは、受光角
が−１０°から−５°の間をピークとして２，０００ｃ
ｄ／ｍ²に達する程度までに輝度が上昇している。これ
に対して、観察者側（界面２３側）のグラフＨでは、受
光角が−６０°のときに最高５００ｃｄ／ｍ²の輝度と
なる程度で、反射型ＬＣＤを観察する角度である０°近
傍では輝度は１００ｃｄ／ｍ²以下となっている。

【０２５０】このように、導光体２４ａの端面に配置さ
れた光源２６からの光は、界面２８から被照明物（反射
型ＬＣＤ）に対して略垂直な角度で出射できる。同時
に、界面２３側である観察者側には光の漏れがほとんど
なく、光源２６からの光を高角度で効率よく被照明物に
導くことができる。

【０２５１】なお、本実施の形態では、光源２６として
蛍光管を用いているが、光源２６としてはこれに限定さ
れるものではなく、たとえば、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）、ＥＬ素子、またはタングステンランプを用いるこ
とができる。

【０２５２】次に、液晶セル１０ａについて説明する
と、この液晶セル１０ａは、図３７に示すように、基本
的な構成としては前記実施の形態１の液晶セル１０と同
様であるが、反射板１７ａを液晶セル１０ａ内に形成し
ている点が異なっている。

【０２５３】この液晶セル１０ａは、図４３にも示すよ
うに、一対の電極基板１１ａ・１１ｃにより液晶層１２
を挟持し、さらに、表示面側である電極基板１１ａ側に
位相差板４９と偏光板１８とを備えている構成である。
なお、位相差板４９（図３７には図示せず）は図４３で
は１枚のみ備えられているが、２枚以上であってもよ
く、また、備えられていなくてもよい。

【０２５４】上記電極基板１１ａは、光透過性を有する
ガラス基板１４ａ上に、カラーフィルタ３８が設けら
れ、その上に透明電極１５ａ（走査線）が設けられ、こ
の透明電極１５ａを覆うように液晶配向膜１６ａが形成
されてなっている。なお、電極基板１１ａに対し、必要
に応じて絶縁膜等を形成しても良い。なお、カラーフィ
ルタ３８は、図３７には図示していない。

【０２５５】一方、電極基板１１ｃは、ガラス基板１４
ｂ上に絶縁膜１９が形成され、さらにその上に反射電極
（反射板）１７ａが形成され、この反射電極１７ａを覆
うように液晶配向膜１６ｂが形成されてなっている。上
記絶縁膜１９の表面には複数の凹凸部が形成されてお
り、この絶縁膜１９を覆っている反射電極１７ａの表面
にも複数の凹凸部が形成されている。

【０２５６】上記反射電極１７ａは、液晶層１２を駆動
する液晶駆動電極と反射板とを兼ねている。この反射電
極１７ａとしては、反射特性の優れたアルミニウム（Ａ
ｌ）反射電極が用いられている。また、上記絶縁膜１９
は有機レジストにて形成されており、この絶縁膜１９に
おけるコンタクトホールや凹凸部は後述するフォトリソ
グラフィーにより形成される。上記ガラス基板１４ａ・
１４ｂ、透明電極１５ａ・１５ｂ、および液晶配向膜１
６ａ・１６ｂの材質や形成方法などは、前記実施の形態
１と同様である。

【０２５７】上記電極基板１１ｃの形成方法について、
図４４（ａ）〜（ｅ）に基づいて、さらに詳しく説明す
る。まず、図４４（ａ）に示すように、ガラス基板１４
ｂ上に有機レジストを全面に塗布し、焼成することに絶
縁膜１９を形成する。この後、図４４（ｂ）に示すよう
に、マスク３０を介して絶縁膜１９に紫外線３０ａを照
射する。これによって、絶縁膜１９における紫外線３０
ａの照射部を除去し、図４４（ｃ）に示すように、紫外
線３０ａの被照射部を所定のパターンに形成する。

【０２５８】次に、図４４（ｄ）に示すように、所定の
パターンに形成された絶縁膜１９に対して、１８０°で
加熱処理を施して焼成することにより、有機レジストに
熱だれを生じさせる。この熱だれにより、凹凸部１９ａ
を形成する。

【０２５９】最後に、図４４（ｅ）に示すように、この
凹凸部１９ａを覆うように、アルミニウム（Ａｌ）を真
空蒸着させる。これによって、凹凸部１９ａに沿ってそ
の表面に凹凸部が形成された反射電極１７ａが形成され
る。なお、図４４（ａ）〜図４４（ｅ）では、絶縁膜１
９は所定のパターンとなる凹凸部１９ａとして形成され
ているが、図３７や図４３に示すように、絶縁膜１９の
表面のみに凹凸部が形成されているような構成であって
もよい。

【０２６０】このようにして得られる電極基板１１ｃと
上記電極基板１１ａとは、互いの液晶配向膜１６ａ・１
６ｂが対向するように、且つ、ラビング処理の方向が反
平行になるように配置され、接着剤を用いて貼り合わさ
れる。また、電極基板１１ａ・１１ｃの間には、この電
極基板１１ａ・１１ｃにより形成される空隙の間隔を均
一にするために、粒径４．５μｍのガラスビーズスペー
サ（図示せず）が予め散布されている。そして、この空
隙に、真空脱気により液晶を導入することによって、液
晶層１２が形成される。なお、液晶層１２の材料も前記
実施の形態１と同様である。

【０２６１】上記のようにして本実施の形態の反射型液
晶セル１０ａが製造されるが、上記の説明以外の製造工
程や製造条件などは、前記実施の形態１における反射型
液晶セル１０と同様であるため省略する。

【０２６２】上記電極基板１１ｃにおける反射電極１７
ａ上に形成されている凹凸部のパターン（すなわち、絶
縁膜１９の凹凸部１９ａのパターン）は、不規則に形成
することによって、反射型液晶セル１０ａに入射する入
射光を特定方向に拡散反射するように形成している。

【０２６３】上記絶縁膜１９における凹凸部は、凸部の
頂点と凹部の底面との差が０．１μｍないし２μｍの範
囲内であることが好ましい。凹凸部における凸部の頂点
と凹部の底面との差がこの範囲内であれば、液晶分子の
配向および液晶セルのセル厚とに影響を及ぼすことなく
入射光を拡散することができる。

【０２６４】このように形成された上記反射電極１７ａ
の反射特性をほぼ紙と同様の拡散反射特性を示す標準白
色板（ＭＧＯ）の反射特性と比較した場合について図４
５に基づいて説明する。上記ＭＧＯ（および紙など）
は、図中破線のグラフＭで示すように等方性を示す反射
特性を示している。これに対して、上記反射電極１７ａ
（ＭＲＳ）は、図中実線のグラフＮで示すように±３０
°の角度に指向性を示す拡散反射特性を有している。

【０２６５】このような反射電極１７ａを備えている反
射型液晶セル１０ａに対して、正反射方向以外から光が
入射しても、画像の観察が可能となる。なお、上記反射
電極１７ａの反射特性は、図４５に示すような特性に限
定されるものではなく、反射電極１７ａの設計を適宜変
更することによって、反射型ＬＣＤの使用される機器の
種類に応じた特性に対応させることが可能である。

【０２６６】また、上記反射電極１７ａは、反射型液晶
セル１０ａ内の液晶層１２に隣接するように形成されて
いるため、反射板が反射型液晶セル１０ａの背面側（導
光体２４ａと接する側の面に対向する側の面）に形成さ
れている場合と比較して、ガラス基板１４ｂによる視差
の発生を解消できる。そのため、得られる反射型ＬＣＤ
において、画像の２重写りを抑制することができる。ま
た、反射型液晶セル１０ａの構成を簡素化することもで
きる。

【０２６７】なお、本実施の形態における反射電極１７
ａは、図３７および図４３に示すように、反射型液晶セ
ル１０ａの表示モードが偏光板１８を備えている偏光モ
ードであってもよく、また、図４６に示すように、ゲス
トホストモード（偏光板なし）の反射型液晶セルであっ
てもよい。なお、この反射型液晶セルについては、基本
的な構成が反射型液晶セル１０ａとほとんど同一である
ため、詳しい説明については省略する。

【０２６８】次に、上記液晶セル１０ａに配置されてい
る画素構造について説明すると、図４７に示すように、
上記反射型液晶セル１０ａは、該反射型液晶セル１０ａ
の長手方向に沿って複数の走査線５４…が形成されてお
り、この走査線５４…が形成されている方向に直交する
方向に複数の信号線５５…が形成されている。そして、
この走査線５４…と信号線５５…とによって形成される
格子状のパターンに対応するように、複数の画素５６…
が形成されている。

【０２６９】１つの画素５６は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・
青（Ｂ）の３つのカラーフィルタに対応した画素電極５
６ａからなっている。これら画素電極５６ａは、走査線
５４…が形成されている方向に沿って、Ｒ・Ｇ・Ｂの順
に配置されている。

【０２７０】上記反射型液晶セル１０ａの形状として
は、本実施の形態では、対角６．５型サイズ（縦Ｗ_L＝
５８ｍｍ、横Ｌ_L＝１５４．５ｍｍ）、走査線５４数Ｘ
ｍ＝２４０本、信号線５５数Ｙｎ＝６４０本となってい
る。また、反射型液晶セル１０ａに配置されている画素
５６のピッチＰ_L＝０．２４ｍｍ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）であ
る。上記画素５６…の周辺には図示しないブラックマト
リクス（以下、ＢＭと略す）が幅８μｍとなるように形
成されている。

【０２７１】本実施の形態にかかる反射型ＬＣＤでは、
上述した反射型液晶セル１０ａとフロントライト２０ａ
とを組み合わせてなっている。ここで、フロントライト
２０ａにおいて、導光体２４ａの平坦部２１および傾斜
部２２のピッチが、上述したように０．２１ｍｍで、走
査線５４…、すなわちＢＭのピッチよりも小さくなって
いる。そのため、上記反射型液晶セル１０ａにおけるＢ
Ｍのピッチと上記傾斜部２２の溝のピッチとをずらすこ
とができる。これら各ピッチがずれると、ＢＭと傾斜部
２２との干渉によるモアレ縞の発生を抑制することがで
きる。そのため、得られる反射型ＬＣＤの表示品位を向
上させることができる。

【０２７２】上述した導光体２４ａの構成では、平坦部
２１および傾斜部２２のピッチが走査線５４…のピッチ
よりも小さくなっているが、上記ピッチを走査線５４…
のピッチよりも大きくしてもよい。すなわち、モアレ縞
の発生を抑制するためには、傾斜部２２の溝のピッチと
ＢＭのピッチとがずれておればよい。

【０２７３】ここで、平坦部２１の幅ｗ₁と傾斜部２２
の幅ｗ₂との和ｗ₃を傾斜部２２の溝のピッチとする。
また、上記ＢＭは、走査線５４…および信号線５５…を
遮蔽するように形成されているが、傾斜部２２の溝と平
行となるのは走査線５４…であるため、走査線５４…の
ピッチＰ₁をＢＭのピッチとする。

【０２７４】上記傾斜部２２の溝のピッチとＢＭのピッ
チとがずれるためには、上記ｗ₃とＰ₁とが一致しない
（ｗ₃≠Ｐ₁）状態であればよいが、このｗ₃とＰ₁と
の関係としては、ｗ₃がＰ₁の２倍よりも大きい幅であ
るか（ｗ₃＞２Ｐ₁）、あるいは、ｗ₃がＰ₁の半分よ
りも小さい幅である（ｗ₃＜１／２Ｐ₁）ことが特に好
ましい。

【０２７５】上記ｗ₃とＰ₁との関係が上記の範囲より
外れる場合は、傾斜部２２の溝のピッチとＢＭのピッチ
とがずれるといっても、光学的に判断した場合、概ね一
致すると見なすことが可能である。そのため、モアレ縞
の発生を効果的に抑制することができなくなるため好ま
しくない。

【０２７６】なお、本実施の形態における平坦部２１の
幅ｗ₁と傾斜部２２の幅ｗ₂や、これらｗ₁とｗ₂との
和ｗ₃、傾斜部２２の角度などは、上記の数値に限定さ
れるものではなく、使用される反射型液晶セル１０ａの
画素構造に合わせて形成すればよい。

【０２７７】また、本実施の形態では、輝度分布を平均
化するために、光源２６から遠ざかる方向（第１方向）
に平坦部２１のピッチを減少させることで対応している
が、ピッチの代わりに傾斜部２２の角度を変化させるこ
とで、平坦部２１と傾斜部２２とのピッチの和を減少さ
せてもよい。たとえば、平坦部２１を小さくするととも
に、平坦部２１と傾斜部２２とのなす角度αを光源２６
から遠ざかる方向（第１方向）に小さくすることで平坦
部２１と傾斜部２２とのピッチの和を小さくできる。こ
の場合でも、傾斜部２２に対して進入光を光源２６から
遠ざかる方向（第１方向）に効率良く出射できるため輝
度分布を平均化できる。

【０２７８】さらに、本実施の形態にかかる反射型ＬＣ
Ｄは、上記構成のフロントライト２０ａおよび上記構成
の反射型液晶セル１０ａに加えて、該フロントライト２
０ａと反射型液晶セル１０ａとの間に、第２の導光体と
しての反射防止膜が配置されている構成である。

【０２７９】この反射防止膜について説明すると、上記
反射型ＬＣＤでは、図３７に示すように、反射型液晶セ
ル１０ａに配置された偏光板１８と導光体２４ａの界面
（第１の出射面）に、上記反射防止膜としての反射防止
フィルム１３が接着される。

【０２８０】この反射防止フィルム１３は、本実施の形
態では、日東電工株式会社製の反射防止フィルム（商品
名：ＴＡＣ−ＨＣ／ＡＲ）を用いている。この反射防止
フィルム１３は４層の構成を有する多層構造膜となって
いる。具体的には、基材層としてトリアセチルセルロー
ス（ＴＡＣ）フィルムを用い、その上に、第１層として
ＭｇＦ₂層、第２層としてＣｅＦ₃層、第３層としての
ＴｉＯ₂層、第４層としてＭｇＦ₂層をそれぞれ形成し
た反射防止フィルム１３となっている。

【０２８１】上記ＴＡＣフィルムは、屈折率ｎ_t＝１．
５１で厚さ１００μｍとなっている。また、第１層のＭ
ｇＦ₂層は、屈折率ｎ_m＝１．３８で厚さ約１００ｎ
ｍ、第２層のＣｅＦ₃層は、屈折率ｎ_C＝２．３０で厚
さ約１２０ｎｍ、第３層のＴｉＯ₂層は、屈折率ｎ_ti＝
１．６３で厚さ約１２０ｎｍ、第４層のＭｇＦ₂層は、
屈折率ｎ＝１．３８で厚さ約１００ｎｍとなっている。
これら第１層ないし第４層は、基材層のＴＡＣフィルム
上に順次、真空蒸着法によって形成される。

【０２８２】さらに、フロントライト２０ａとの接着の
際には、導光体２４ａに用いられているアクリル材の屈
折率ｎ₂と略同一の屈折率ｎ₁を有するアクリル系の接
着剤の層を形成している。そのため、導光体２４ａ内の
光の入出力条件をほぼ変えることなしに反射防止効果を
向上することができるとともに、輝度分布のムラや虹色
の分光の発生も防止することができる。

【０２８３】なお、上記第１層のＴＡＣフィルムは、反
射防止フィルム１３の構成としては必須の構成ではな
く、たとえば、第１層を除いて、第２層ないし第４層を
導光体２４ａに直接積層してもよい。ただし、この場合
には、製造コストが若干上昇するおそれがある。

【０２８４】上記多層構造膜の反射防止フィルム１３
は、波長λ＝５５０ｎｍの入射光に対して、λ／４−λ
／２−λ／４−λ／４波長板となる構成となっている。
そのため、該反射防止フィルム１３は、広波長帯域で反
射防止フィルム１３として作用することができる。

【０２８５】上述した導光体２４ａでは、該導光体２４
ａの表面（界面２３）に形成されている傾斜部２２は、
反射型液晶セル１０ａに対する微小光源部として機能す
ることになる。そのため、傾斜部２２から反射型液晶セ
ル１０ａに対して光が照射されることになるが、導光体
２４ａと反射型液晶セル１０ａとの界面、すなわち、界
面２３に対向する面である界面２８において、傾斜部２
２からの光のうちの約４％程度が反射されて反射光とな
る。

【０２８６】この反射光の発生により、界面２８から界
面２３側へ反射像が形成されることになる。そのため、
この反射像と、上記傾斜部２２における像とが互いに干
渉または回折し、観察者から見て、反射型ＬＣＤの表面
に輝度分布のムラや虹色の分光が生じることになる。

【０２８７】しかしながら、本実施の形態にかかる反射
型ＬＣＤでは、反射型液晶セル１０ａとフロントライト
２０ａとの間、すなわち、導光体２４ａの界面２８側
に、上記反射防止膜（反射防止フィルム１３）を配置し
ているため、傾斜部２２からの入射光が界面２８で反射
されて生ずる反射光の発生を抑制することができる。

【０２８８】それゆえ、微小光源部として作用する傾斜
部２２における像と、界面２８側で反射された反射像と
の干渉または回折を防止することができる。そのため、
観察者側（界面２３側）にて観察される表示上の輝度分
布のムラや虹色の分光の発生を防止することができる。

【０２８９】この反射防止フィルム１３を配置している
場合と配置していない場合とについて、本実施の形態の
反射型ＬＣＤにおける表示の輝度分布を比較すると、図
４８に示すように、反射防止フィルム１３を配置してい
ない場合のグラフＤよりも反射防止フィルム１３を配置
している場合のグラフＣの方が、輝度分布にムラがなく
一定であり、且つ、輝度そのものも向上していることが
わかる。

【０２９０】また、上記構成の反射防止フィルム１３
は、市販されているものをそのまま用いることができる
ため、フロントライト２０ａの製造コストの上昇を抑制
することができる。そのため、安価なフロントライト２
０ａおよびこれを備えた反射型ＬＣＤを得ることができ
る。

【０２９１】さらに、第１の導光体である導光体２４ａ
の屈折率ｎ₂とほぼ等しい屈折率ｎ₁を有する接着剤に
て上記反射防止フィルム１３を接着しているため、導光
体２４ａ内の光の入出力条件をほぼ変えることなく反射
防止効果を向上することができる。

【０２９２】なお、上記反射防止フィルム１３の構成お
よび材質に関しては、上記の構成および材質に限定され
るものではない。たとえば、波長板の構成として、λ／
４−λ／２−λ／２−λ／２−λ／４の構成となっても
よい。このような波長板の構成とすることで、さらに広
い波長帯域で反射防止効果が得られる。また、λ／４波
長板の単層構成の反射防止フィルムであってもよい。た
だし、この場合は、反射防止効果の得られる波長帯域が
狭くなるおそれがある。

【０２９３】以上のように、導光体２４ａの表面（界面
２３）に形成されている平坦部２１と傾斜部２２とのピ
ッチを、光源２６から遠ざかる方向（第１方向）に向か
うに伴って小さくなるように形成することによって、上
記傾斜部２２で反射される反射光量を、従来よりも光源
から遠ざかる方向へ増加させることができる。そのた
め、導光体２４ａの界面２３（第１の出射面）における
輝度分布を平均化することができる。

【０２９４】また、フロントライト２０ａにおける導光
体２４ａの界面２３に形成された平坦部２１と傾斜部２
２とのピッチを反射型液晶セル１０ａのピッチよりも小
さく形成することにより、画素５６…の周囲に形成され
ているＢＭと上記傾斜部２２の溝とによる光の干渉のた
めに生ずるモアレ縞の発生を抑制できる。そのため、反
射型ＬＣＤの表示品位の劣化を防止することができる。

【０２９５】さらに、反射型液晶セル１０ａとフロント
ライト２０ａとの間に、反射防止膜（反射防止フィルム
１３）を設けることによって、導光体２４ａの界面２３
における輝度分布のムラや虹色の分光の発生を防止する
ことができる。そのため、より明るく、且つより表示品
位の高い反射型液晶ＬＣＤを得ることができる。

【０２９６】加えて、反射型液晶セル１０ａにおける反
射電極１７ａに凹凸部を形成することにより、液晶分子
の配向およびセル厚に影響を及ぼすことなく入射光を拡
散する。そのため、正反射方向以外から反射型液晶セル
１０ａに光が入射しても画像の観察が可能となる。

【０２９７】〔実施の形態１２〕本発明のさらに他の実
施形態について、図４９および図５０に基づいて説明す
れば以下のとおりである。なお、前記した各実施の形態
で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

【０２９８】本実施の形態の反射型ＬＣＤは、図４９に
示すように、基本的な構成は前記実施の形態２と同様で
あるが、反射型液晶セル１０とフロントライトシステム
５１との間に第３の導光体（光学手段）である反射防止
フィルム（反射防止膜）１３を配置している点が異なっ
ている。

【０２９９】上記反射防止フィルム１３は、前記実施の
形態１で用いたものと同一である。なお、反射防止フィ
ルム１３、反射型液晶セル１０、およびフロントライト
システム５１の説明については、前記実施の形態２およ
び１１において行っているため省略する。

【０３００】本実施の形態では、上記反射防止フィルム
１３は、第１の導光体である導光体２４および第２の導
光体である導光体４０に加えて、第３の導光体として機
能している。

【０３０１】この反射防止フィルム１３が形成されてい
ない場合、第１の導光体２４の界面２３（第１の出射
面）に形成されている傾斜部２２からの光が第２の導光
体４０の底面（第２の表面）４２で４％程度反射されて
反射光となる。この反射光により形成される傾斜部２２
の像と上記導光体２４における傾斜部２２とは互いに干
渉することになり、その結果、導光体２４の界面２８
（第２の出射面）で輝度分布のムラが生じることにな
る。

【０３０２】そこで、本実施の形態にかかる反射型ＬＣ
Ｄでは、第２の導光体４０の底面４２と反射型液晶セル
１０の表示面側の面との間に、前記実施の形態１１にお
けるものと同一の反射防止フィルム１３を配置してい
る。この反射防止フィルム１３の配置によって、上記反
射光の発生を効果的に抑制することができる。それゆ
え、界面２８における輝度分布のムラを抑制し、高品位
の表示を実現可能とする反射型ＬＣＤを実現することが
できる。

【０３０３】上記反射防止フィルム１３を反射型ＬＣＤ
に配置した場合と、配置しなかった場合とを比較する
と、図５０（ａ）・（ｂ）に示すように、配置しなかっ
た場合における輝度分布を示す図５０（ｂ）に比べて、
上記反射防止フィルム１３を配置した場合における輝度
分布を示す図５０（ａ）の方が、輝度のピークのピッチ
ｐが第２の導光体４０の底面４２全体にわたってほぼ等
しい上に、輝度のピークがなだらかで輝度分布のムラが
少なくなっている。それゆえ、輝度分布の状態が向上し
ていることがわかる。なお、このときの測定条件は、前
記実施の形態２において、図１０に基づいて説明してい
るので省略する。

【０３０４】また、上記反射防止フィルム１３は、第２
の導光体４０の屈折率ｎ₃とほぼ等しい屈折率ｎ₄の接
着剤にて上記反射防止フィルム１３を接着している。そ
のため、第２の導光体４０内の光の入出力条件をほぼ変
えることなく反射防止効果を向上することができる。

【０３０５】さらに、上記構成の反射防止フィルム１３
としては、市販されているものをそのまま用いることが
できるため、フロントライトシステム５１の製造コスト
の上昇を抑制することができる。そのため、安価なフロ
ントライトシステム５１およびこれを備えた反射型ＬＣ
Ｄを得ることができる。

【０３０６】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る前方照明装置は、導光体が、光源から光を入射する入
射面と、被照明物へ向けて光を出射する第１の出射面
と、上記第１の出射面に対向し、被照明物からの反射光
を出射する第２の出射面とを備え、上記第２の出射面
が、主として光源からの光を第１の出射面へ向けて反射
する傾斜部と、主として被照明物からの反射光を透過す
る平坦部とが交互に配置された階段状に形成されている
構成である。

【０３０７】これにより、平坦部に平行に進行する光の
成分が導光体の外へ漏れることなく、無駄なく被照明物
へ照射される。従って、略平板状に形成された導光体を
有する従来の構成と比較して、光源光の利用効率が向上
し、より明るい前方照明装置が実現されるという効果を
奏する。

【０３０８】請求項２記載の発明に係る前方照明装置
は、上記導光体を第１の導光体とすると、上記第１の出
射面からの出射光の輝度分布を平均化する第２の導光体
をさらに備えた構成である。

【０３０９】これにより、被照明物への出射光の輝度分
布が平均化される。この結果、輝度むらのない面光源と
して機能する前方照明装置を提供することができるとい
う効果を奏する。

【０３１０】請求項３記載の発明に係る前方照明装置
は、第２の導光体が、第１の導光体の第１の出射面に対
向する第１の表面と、上記第１の表面に対向し、第１の
導光体から上記第１の表面を通って入射した光を被照明
物へ出射する第２の表面とを備えると共に、上記第１の
表面と第２の表面とが、第１の導光体の第２の出射面に
おける各傾斜部から上記第２の表面までの距離が略均一
になるように形成された構成である。

【０３１１】これにより、第１の導光体において光源か
らの光が反射する第２の出射面の傾斜部のそれぞれか
ら、被照明物への出射面となる第２の導光体の第２の表
面までの距離が均一化されるので、上記第２の表面から
の出射光の輝度分布が平均化される。この結果、輝度む
らのない面光源として機能する前方照明装置が実現され
るという効果を奏する。

【０３１２】請求項４記載の発明に係る前方照明装置
は、第１の導光体の屈折率と、第２の導光体の屈折率と
がほぼ等しい構成である。

【０３１３】これにより、第１の導光体において第２の
斜面の傾斜部で反射した光が、そのままの角度で被照明
物に向かって出射することとなる。この結果、第２の導
光体への入射時または第２の導光体からの出射時の屈折
による光の軌跡の変化を考慮しなくて済み、設計が容易
となるという効果を奏する。

【０３１４】請求項５記載の発明に係る前方照明装置
は、第１の導光体と第２の導光体とが一体に形成された
構成である。

【０３１５】これにより、製造工程が簡略化されるとい
う効果を奏する。

【０３１６】請求項６記載の発明に係る前方照明装置
は、第２の導光体における第２の表面には、第１の導光
体における第２の出射面からの光が該第２の表面で反射
されることを抑制する光学手段を、第３の導光体として
備えている構成である。

【０３１７】これにより、第１の導光体の傾斜部からの
入射光が第２の表面で反射されて生ずる反射光の発生を
抑制することができる。それゆえ、傾斜部における像と
反射光による反射像との干渉または回折を防止すること
ができる。その結果、表示上の輝度分布のムラや虹色の
分光の発生を防止することができるという効果を奏す
る。

【０３１８】請求項７の発明に係る前方照明装置は、上
記光学手段が反射防止膜である構成である。

【０３１９】これにより、市販の反射防止膜を用いるこ
とができるので、前方照明装置の製造コストの上昇を抑
制することができるという効果を奏する。

【０３２０】請求項８の発明に係る前方照明装置は、上
記光学手段は、上記第２の導光体が有する屈折率とほぼ
等しい屈折率を有する接着剤により第２の導光体と接着
されている構成である。

【０３２１】これにより、第２の導光体内の光の入出力
条件をほぼ変えることなく反射防止効果を向上すること
ができる効果を奏する。

【０３２２】請求項９記載の発明に係る前方照明装置
は、第２の導光体が、第１の導光体における第１の出射
面からの出射光を散乱させる光散乱体である構成であ
る。

【０３２３】これにより、第１の導光体からの出射光が
散乱され、被照明物への出射光の輝度分布が平均化され
る。この結果、輝度むらのない前方照明装置を提供でき
るという効果を奏する。

【０３２４】請求項１０記載の発明に係る前方照明装置
は、光散乱体が、所定の角度範囲から入射した光のみを
散乱する異方性散乱体であり、第１の導光体からの出射
光が第２の導光体へ入射する角度範囲の少なくとも一部
が、上記所定の角度範囲に含まれる構成である。

【０３２５】これにより、第１の導光体からの出射光が
無駄なく散乱されると共に、不要な散乱光によって被照
明物の像が劣化することが防止される。この結果、光の
利用効率がさらに向上し、被照明物の鮮明な像が得られ
る前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３２６】請求項１１記載の発明に係る前方照明装置
は、光散乱体が、前方散乱体である構成である。

【０３２７】これにより、第１の導光体から入射した光
の後方散乱がなくなるので、光の利用効率がさらに向上
すると共に、後方散乱光によって被照明物の像が劣化す
ることが防止される。この結果、被照明物の鮮明な像が
得られる前方照明装置を提供できるという効果を奏す
る。

【０３２８】請求項１２記載の発明にかかる前方照明装
置は、上記第２の導光体が、第１の導光体における第２
の出射面からの光が該第１の導光体における第１の出射
面で反射することを抑制する光学手段である構成であ
る。

【０３２９】これにより、第１の導光体の傾斜部からの
入射光が第１の出射面で反射されて生ずる反射光の発生
を抑制することができる。それゆえ、傾斜部における像
と反射光による反射像との干渉または回折を防止するこ
とができる。その結果、表示上の輝度分布のムラや虹色
の分光の発生を防止することができるという効果を奏す
る。

【０３３０】請求項１３の発明に係る前方照明装置は、
上記光学手段が反射防止膜である構成である。

【０３３１】これにより、市販の反射防止膜を用いるこ
とができるので、前方照明装置の製造コストの上昇を抑
制することができるという効果を奏する。

【０３３２】請求項１４の発明に係る前方照明装置は、
上記光学手段は、上記第１の導光体が有する屈折率とほ
ぼ等しい屈折率を有する接着剤により第１の導光体と接
着されている構成である。

【０３３３】これにより、第１の導光体内の光の入出力
条件をほぼ変えることなく反射防止効果を向上すること
ができるという効果を奏する。

【０３３４】請求項１５記載の発明に係る前方照明装置
は、第１の導光体と第２の導光体との間に、これらの導
光体の間に存在する光学的界面での屈折率差を緩和する
充填剤が導入された構成である。

【０３３５】これにより、第１の導光体と第２の導光体
との間に存在する光学的界面での反射による光の減衰が
抑制される。この結果、光源光の利用効率がさらに向上
し、より明るい前方照明装置を提供できるという効果を
奏する。

【０３３６】請求項１６記載記載の発明に係る前方照明
装置は、光源と入射面との間に、入射面から第１の導光
体における第１の出射面へ直接入射する成分がほぼなく
なる範囲に光源からの光の広がりを制限する光制御手段
を備えた構成である。

【０３３７】これにより、入射面から導光体へ入射する
光のうち、第１の出射面へ直接入射する成分をほとんど
なくすことができるので、第１の出射面から第２の導光
体へ比較的大きな入射角で入射する成分を少なくするこ
とができる。この結果、光の利用効率をさらに向上する
ことができ、明るい前方照明装置を提供できるという効
果を奏する。

【０３３８】請求項１７記載の発明に係る前方照明装置
は、入射面が、導光体の側面に存在する構成である。

【０３３９】これにより、観察者からは光源が直接見え
ないので、光源からの直接光が被照明物の像に影響を及
ぼさない。この結果、鮮明な被照明物像が得られる前方
照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３４０】請求項１８記載の前方照明装置は、請求項
１１記載の構成において、第１の出射面に垂直な平面へ
の上記傾斜部の射影の総和が、上記平面への入射面の射
影にほぼ等しい構成である。

【０３４１】上記の構成によれば、導光体の入射面から
入射した光のうち、第１の出射面に平行な成分のすべて
が傾斜部へ入射し、第１の出射面へ向けて反射する。こ
れにより、光源光の利用効率がさらに向上し、より明る
い面光源としての前方照明装置を提供できるという効果
を奏する。

【０３４２】請求項１９記載の発明に係る前方照明装置
は、入射面と上記第１の出射面とが鈍角をなして配され
ている構成である。

【０３４３】これにより、入射面から入射した光源光の
うち、第１の出射面へ直接入射する成分が少なくなる。
この結果、光源光の利用効率がさらに向上し、より明る
い前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３４４】請求項２０記載の発明に係る前方照明装置
は、光源からの光を上記入射面のみに入射させる集光手
段をさらに備えた構成である。

【０３４５】これにより、光源光の損失をさらに少なく
できる。この結果、光源光の利用効率がさらに向上し、
明るい前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３４６】請求項２１記載の発明に係る前方照明装置
は、傾斜部の上記第１の出射面への射影の総和が、上記
平坦部の上記第１の出射面への射影の総和よりも面積が
小さい構成である。

【０３４７】これにより、主として被照明物の像の表示
に寄与する平坦部の面積が見かけ上増加する。この結
果、明るく鮮明な像が得られる前方照明装置を提供でき
るという効果を奏する。

【０３４８】請求項２２記載の発明に係る前方照明装置
は、上記平坦部が、上記第１の出射面と平行であるか、
あるいは、上記第１の出射面に対して１０°以下の傾斜
角度を有する構成である。

【０３４９】これにより、被照明物の像の表示品位に対
する影響を与えず、明るく鮮明な像が得られる前方照明
装置を提供できるという効果を奏する。

【０３５０】請求項２３記載の発明に係る前方照明装置
は、導光体の屈折率をｎ₂、上記傾斜部に接する外部媒
質の屈折率をｎ₁とすると、光源から傾斜部へ入射する
光の入射角θが下記の不等式を満足する構成である。

【０３５１】θ≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）これにより、光源からの光が傾斜部から観察者側へ漏れ
ることがなく、光の利用効率がさらに向上する。この結
果、明るい前方照明装置を提供できるという効果を奏す
る。

【０３５２】請求項２４記載の発明に係る前方照明装置
は、傾斜部の表面に、光を反射させる反射部材が設けら
れた構成である。

【０３５３】これにより、光源からの光が傾斜部から観
察者側へ漏れることがなく、光の利用効率がさらに向上
する。この結果、明るい前方照明装置を提供できるとい
う効果を奏する。

【０３５４】請求項２５記載の発明に係る前方照明装置
は、導光体の屈折率をｎ₂、上記傾斜部に接する外部媒
質の屈折率をｎ₁とすると、光源から傾斜部へ入射する
光の入射角θが下記の不等式を満足する構成である。

【０３５５】θ＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）これにより、光源から傾斜部へ入射する光の入射角θが
上記の不等式を満たす範囲まで、平坦部に対する傾斜部
の傾斜角度を大きくすることが可能となる。この結果、
平坦部の法線方向から見た場合に、被照明物の像の表示
に寄与しない傾斜部が視認されにくくなり、被照明物の
像の表示品位の向上が図れるという効果を奏する。

【０３５６】請求項２６記載の発明に係る前方照明装置
は、上記反射部材の表面に、遮光部材が設けられた構成
である。

【０３５７】これにより、周囲光が反射部材で反射して
観察者の目に入ることがない。この結果、鮮明な被照明
物像が得られる前方照明装置を提供できるという効果を
奏する。

【０３５８】請求項２７記載の発明に係る前方照明装置
は、第２の出射面における平坦部からの出射光と傾斜部
からの出射光との出射方向をそろえる補償手段をさらに
備えた構成である。

【０３５９】これにより、被照明物の像のにじみやボケ
がなく、鮮明な像を得ることが可能となるという効果を
奏する。

【０３６０】請求項２８記載の発明に係る前方照明装置
は、補償手段が、導光体の第２の出射面に対向する第１
の表面と、上記第１の表面に対向する第２の表面とを備
えると共に、補償手段の第１の表面が、導光体の第２の
出射面の傾斜部と略平行な傾斜面と、上記第２の出射面
の平坦部と略平行な平坦面とが交互に配置されて、上記
第２の出射面と相補する階段状に形成され、上記補償手
段の第２の表面が、導光体の第１の出射面と略平行に配
置されている構成である。

【０３６１】これにより、平坦部から観察者側へ出射す
る光の出射方向と、傾斜部から観察者側へ出射する光の
出射方向とがそろえられる。この結果、被照明物の鮮明
な像を得ることが可能となるという効果を奏する。

【０３６２】請求項２９記載の発明に係る前方照明装置
は、補償手段において、主として第２の出射面の傾斜部
からの出射光が入射する領域と、主として第２の出射面
の平坦部からの出射光が入射する領域とが、互いに異な
る屈折率を有する。

【０３６３】これにより、導光体の第２の出射面の平坦
部から観察者側へ出射する光の出射方向と、傾斜部から
観察者側へ出射する光の出射方向とがそろえられる。こ
の結果、にじみやボケのない鮮明な被照明物像が得られ
る前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３６４】請求項３０記載の発明に係る前方照明装置
は、補償手段において、主として第２の出射面の傾斜部
からの出射光が入射する領域に、回折素子が設けられた
構成である。

【０３６５】これにより、導光体の第２の出射面の平坦
部から観察者側へ出射する光の出射方向と、傾斜部から
観察者側へ出射する光の出射方向とがそろえられる。こ
の結果、にじみやボケのない鮮明な被照明物像が得られ
る前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３６６】請求項３１記載の発明に係る前方照明装置
は、補償手段において、主として第２の出射面の傾斜部
からの出射光が入射する領域に、遮光部材が設けられた
構成である。

【０３６７】これにより、導光体の第２の出射面から観
察者側へ出射する光が、平坦部からの出射光のみとなる
この結果、にじみやボケのない鮮明な被照明物像が得ら
れる前方照明装置を提供できるという効果を奏する。

【０３６８】請求項３２記載の発明に係る前方照明装置
は、光源と入射面との間に光源からの光の広がりを制限
する光制御手段をさらに備えた構成である。

【０３６９】これにより、傾斜部からの漏れ光が少なく
なり、光の利用効率がさらに向上すると共に、被照明物
の像のにじみやボケが防止される。この結果、明るく且
つ鮮明な被照明物像が得られる面光源としての前方照明
装置を提供できるという効果を奏する。

【０３７０】請求項３３記載の発明に係る前方照明装置
は、光制御手段が、入射面から第２の出射面の傾斜部へ
直接入射する光の入射角が臨界角よりも大きくなる範囲
に光源からの光の広がりを制限する構成である。

【０３７１】これにより、傾斜部からの漏れ光が少なく
なり、光の利用効率がさらに向上すると共に、被照明物
の像のにじみやボケが防止される。この結果、明るく且
つ鮮明な被照明物像が得られる面光源としての前方照明
装置を提供できるという効果を奏する。

【０３７２】請求項３４記載の発明に係る前方照明装置
は、導光体が、平面状の底面と、上記底面に対向する表
面と、光源からの光が入射する入射面とを備え、上記表
面が、底面に対して略平行な平坦部と、上記平坦部に対
して同方向に傾斜した傾斜部とが交互に配置された階段
状に形成された構成である。

【０３７３】これにより、本発明の前方照明装置では、
平坦部に平行に進行する光の成分が導光体の外へ漏れる
ことがなく、傾斜部で反射して被照明物へ照射される。
それゆえ、略平板状に形成された導光体を有する従来の
構成と比較して、光源光の利用効率が向上する。この結
果、明るい前方照明装置が実現されるという効果を奏す
る。

【０３７４】請求項３５記載の発明にかかる前方照明装
置は、導光体に形成されている平坦部のピッチと傾斜部
のピッチとの和が上記入射面から遠ざかるに伴い小さく
なっている構成である。

【０３７５】これにより、光源から遠ざかることによる
被照明物の輝度の低下を相殺し、光源からの光を高角度
で効率よく被照明物全体に導くことができる。その結
果、被照明物の表面における輝度分布を平均化すること
ができるという効果を奏する。

【０３７６】請求項３６記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射板を有する反射型液晶素子を備えると共
に、上記反射型液晶素子の前面に、請求項１記載の前方
照明装置が配置された構成である。

【０３７７】これにより、例えば日中の屋外等のように
十分な周囲光量がある場合には、前方照明装置を消灯し
た状態で使用する一方、十分な周囲光量が得られないと
きには、前方照明装置を点灯して使用することができ
る。この結果、周囲環境に関わらず、常に明るい高品位
な表示を実現し得る反射型液晶表示装置を提供できると
いう効果を奏する。

【０３７８】請求項３７記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射型液晶素子が走査線を備え、上記走査線
のピッチと、前方照明装置の第２の出射面における平坦
部のピッチとがほぼ等しく、走査線の上方に平坦部が配
置された構成である。

【０３７９】これにより、液晶素子の画素領域からの反
射光が平坦部へ無駄なく入射するので、光の利用効率が
さらに向上する。この結果、高品位な表示を実現し得る
反射型液晶表示装置を提供できるという効果を奏する。

【０３８０】請求項３８記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射型液晶表示装置が走査線を備え、上記走
査線のピッチよりも、前方照明装置の第２の出射面にお
ける平坦部のピッチと傾斜部のピッチとの和の方が小さ
い構成である。

【０３８１】これにより、ブラックマトリクスと傾斜部
との干渉によるモアレ縞の発生を抑制することができる
ため、得られる反射型液晶表示装置の表示品位を向上さ
せることができるという効果を奏する。

【０３８２】請求項３９記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射型液晶表示装置が走査線を備え、上記走
査線のピッチよりも、前方照明装置の第２の出射面にお
ける平坦部のピッチと傾斜部のピッチとの和の方が大き
い構成である。

【０３８３】これにより、ブラックマトリクスと傾斜部
との干渉によるモアレ縞の発生を抑制することができる
ため、得られる反射型液晶表示装置の表示品位を向上さ
せることができるという効果を奏する。

【０３８４】請求項４０記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、上記反射型液晶素子が、表面に凹凸部を有す
る反射板を備えている構成である。

【０３８５】これにより、液晶分子の配向および反射型
液晶素子のセル厚とに影響を及ぼすことなく入射光を拡
散する。そのため、正反射方向以外から光が入射して
も、画像の観察が可能となるという効果を奏する。

【０３８６】請求項４１記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、上記反射板は、反射型液晶素子の液晶層を駆
動するための液晶駆動電極を兼ねた反射電極であり、該
液晶層に隣接して設けられている構成である。

【０３８７】これにより、反射型液晶素子を構成する電
極基板による視差の発生を解消できる。そのため、得ら
れる反射型液晶表示装置において、画像の２重写りを抑
制することができる。また、反射型液晶表示装置の構成
を簡素化することができるという効果を奏する。

【０３８８】請求項４２記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、前方照明装置が、反射型液晶素子に対して開
閉自在に設けられた構成である。

【０３８９】これにより、前方照明装置を必要としない
場合に、前方照明装置によって周囲光の入射が妨げられ
ることがない。この結果、常に明るい表示を実現し得る
反射型液晶表示装置を提供できるという効果を奏する。

【０３９０】請求項４３記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射板を有する反射型液晶素子の前面に、請
求項２７記載の前方照明装置を備えた反射型液晶表示装
置であって、上記補償手段が、所定の圧力に対して可撓
性を有すると共に、上記補償手段および第２の出射面の
それぞれに、互いに接触することによって圧力が加えら
れた位置を検出する一対の位置検出手段が設けられた構
成である。

【０３９１】これにより、前方照明装置がいわゆるタッ
チパネルとして機能する。この結果、液晶素子に表示さ
れた内容に対してペン入力が可能な反射型液晶表示装置
を提供できるという効果を奏する。

【０３９２】請求項４４記載の発明に係る反射型液晶表
示装置は、反射型液晶素子が走査線を備え、上記位置検
出手段が第２の出射面の平坦部に形成された透明電極を
含み、上記走査線のピッチと、上記透明電極のピッチと
がほぼ等しく、走査線の上方に透明電極が配置された構
成である。

【０３９３】これにより、タッチパネルの解像度と液晶
素子の解像度とがほぼ等しくなる。この結果、タッチパ
ネルで入力を行う際の、入力像と表示像との一体感が向
上し、操作性に優れた反射型液晶表示装置を提供できる
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反射型ＬＣＤの構
成を示す断面図である。

【図２】上記反射型ＬＣＤが備えるフロントライトの導
光体の形状を示すものであり、同図（ａ）は、導光体を
平坦部の法線方向上方から見た平面図、同図（ｂ）は、
導光体を入射面の法線方向から見た側面図、同図（ｃ）
は、導光体を、光源の長手方向を法線とする断面で切断
した断面図である。

【図３】同図（ａ）ないし（ｃ）は、光源からの光の導
光体内での挙動を示す説明図である。

【図４】反射型ＬＣＤの反射板で反射した光の挙動を示
す説明図である。

【図５】上記フロントライトの光強度を測定するための
測定系の説明図である。

【図６】上記フロントライトの光強度の測定結果を示す
グラフである。

【図７】同図（ａ）は、発光型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、同図（ｂ）
は、上記反射型ＬＣＤからの出射光と周囲光との関係を
示す説明図である。

【図８】本発明の実施の他の形態に係る反射型ＬＣＤの
構成を示す断面図である。

【図９】同図（ａ）は、図８に示す反射型ＬＣＤが備え
るフロントライトシステムにおいて、導光体の傾斜部か
ら、上記フロントライトシステムの出射面となる面まで
の距離が均一であることを示す断面図、同図（ｂ）は、
比較のために、前記した実施形態の反射型ＬＣＤが備え
るフロントライトにおいて、傾斜部からフロントライト
の出射面となる面までの距離が均一でないことを示す断
面図である。

【図１０】同図（ａ）および（ｂ）は、図９（ａ）およ
び（ｂ）にそれぞれ示した構成による照明光の輝度分布
を測定するための測定系をそれぞれ示す説明図である。

【図１１】同図（ａ）および（ｂ）は、図９（ａ）およ
び（ｂ）にそれぞれ示した構成による照明光の輝度分布
の測定結果をそれぞれ示すグラフである。

【図１２】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図１３】図１２に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトシステムにおける光の挙動を示す模式図である。

【図１４】図１２に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトシステムの照明光の輝度分布の測定結果を示すグ
ラフである。

【図１５】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤにおいて、像のにじみやボケが生じる原理
を示す説明図である。

【図１６】上記反射型ＬＣＤの導光体の傾斜部の一部を
拡大して示す断面図であり、上記傾斜部に金属反射膜が
設けられた構成を示す。

【図１７】同図（ａ）ないし（ｅ）は、上記金属反射膜
を形成する工程を示す断面図である。

【図１８】上記金属反射膜がない場合の光の挙動を示す
模式図である。

【図１９】図１６に示した構成の変形例を示す断面図で
ある。

【図２０】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図２１】上記反射型ＬＣＤにおける導光体と光学補償
板との間の光の挙動を示す模式図である。

【図２２】図２０に示した構成の変形例としての反射型
ＬＣＤの構成を示すものであり、同図（ａ）は、この反
射型ＬＣＤの断面図、同図（ｂ）および（ｃ）は、この
反射型ＬＣＤの光学補償板の構成例をそれぞれ示す断面
図である。

【図２３】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤが備えるタッチパネルの構成を示す断面図
である。

【図２４】上記タッチパネルの断面図、およびこのタッ
チパネルに設けられた反射電極の平面図である。

【図２５】上記タッチパネルにおいて、ペンで押圧され
た位置の座標を検出するための構成を示す平面図であ
る。

【図２６】上記タッチパネルの一部が、ペンで押圧され
ているときの状態を示す断面図である。

【図２７】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図２８】図２７に示す反射型ＬＣＤの導光体におい
て、入射面から入射した光が傾斜部で全反射されるため
の条件を説明するための説明図である。

【図２９】図２７に示す反射型ＬＣＤが備えるプリズム
シートの集光特性を示すグラフである。

【図３０】同図（ａ）および（ｂ）は、図２７に示す反
射型ＬＣＤに対して、入射光の広がりを制限するために
適用できる他の構成例を示す説明図である。

【図３１】同図（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の実施に
係るさらに他の形態としての反射型ＬＣＤが備える導光
体の構成と共に、この導光体内の光の挙動を示す断面図
である。

【図３２】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図３３】図３２に示す反射型ＬＣＤのフロントライト
の入射面の傾き角の条件を説明するための説明図であ
る。

【図３４】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す斜視図である。

【図３５】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
照明装置の使用例を示す斜視図である。

【図３６】図３５に示す照明装置の使用例を示す平面図
である。

【図３７】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図３８】図３７に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトの導光体の形状を示すものであり、同図（ａ）
は、導光体を平坦部の法線方向上方から見た平面図、同
図（ｂ）は、導光体を入射面の法線方向から見た断面
図、同図（ｃ）は、導光体を、光源の長手方向を法線と
する断面で切断した断面図である。

【図３９】図３８に示す導光体における平坦部および傾
斜部の構成を説明する説明図である。

【図４０】同図（ａ）および（ｂ）は、光源からの光の
導光体内での挙動を示す説明図である。

【図４１】図３７に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトにおける光源からの距離と輝度との関係を示すグ
ラフである。

【図４２】図３７に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトにおける出射光の角度の特性を示すグラフであ
る。

【図４３】図３７に示す反射型ＬＣＤが備える反射型液
晶セルの構成を示す断面図である。

【図４４】同図（ａ）ないし（ｅ）は、図４３に示す反
射型液晶セルにおける反射電極の形成方法を示す工程図
である。

【図４５】図４３に示す反射型液晶セルにおける反射電
極の反射率角度依存性を示すグラフである。

【図４６】図４３に示す反射型液晶セルの他の例を示す
断面図である。

【図４７】図４３に示す反射型液晶セルにおける画素、
走査線および信号線の構成を示す平面図である。

【図４８】図３７に示す反射型ＬＣＤが備えるフロント
ライトにおける出射光の輝度および輝度分布特性を示す
グラフである。

【図４９】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
反射型ＬＣＤの構成を示す断面図である。

【図５０】同図（ａ）および（ｂ）は、図４９に示す反
射型ＬＣＤが備えるフロントライトおよび従来のフロン
トライトにおける照明光の輝度分布を測定結果をそれぞ
れ示すグラフである。

【図５１】従来の補助照明付き反射型ＬＣＤの概略構成
と共に、この反射型ＬＣＤにおける光の挙動を示す断面
図である。

【図５２】上記従来の反射型ＬＣＤにおける光の挙動を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０液晶セル（反射型液晶素子）１２液晶層１３反射防止フィルム（反射防止膜、光学手段）１７反射板１８偏光板１９絶縁膜２０フロントライト（前方照明装置）２１平坦部２２傾斜部２３界面（第２の出射面）２４導光体（第１の導光体）２５入射面２６光源２７反射鏡（集光手段）２８界面（第１の出射面）４５第２の導光体６４光学補償板（補償手段）７２透明電極（位置検出手段）７３反射電極（位置検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者海老毅大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源および導光体を備え、被照明物の前方
に配置されて使用される前方照明装置において、上記導光体が、光源から光を入射する入射面と、被照明
物へ向けて光を出射する第１の出射面と、上記第１の出
射面に対向し、被照明物からの反射光を出射する第２の
出射面とを備え、上記第２の出射面が、主として光源からの光を第１の出
射面へ向けて反射する傾斜部と、主として被照明物から
の反射光を透過する平坦部とが交互に配置された階段状
に形成されていることを特徴とする前方照明装置。
【請求項２】上記導光体を第１の導光体とすると、上記
第１の出射面からの出射光の輝度分布を平均化する第２
の導光体をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載
の前方照明装置。
【請求項３】第２の導光体が、第１の導光体の第１の出
射面に対向する第１の表面と、上記第１の表面に対向
し、第１の導光体から上記第１の表面を通って入射した
光を被照明物へ出射する第２の表面とを備えると共に、上記第１の表面と第２の表面とが、第１の導光体の第２
の出射面における各傾斜部から上記第２の表面までの距
離が略均一になるように形成されていることを特徴とす
る請求項２記載の前方照明装置。
【請求項４】第１の導光体の屈折率と、第２の導光体の
屈折率とがほぼ等しいことを特徴とする請求項３記載の
前方照明装置。
【請求項５】第１の導光体と第２の導光体とが一体に形
成されていることを特徴とする請求項３記載の前方照明
装置。
【請求項６】上記第２の導光体における第２の表面に
は、第１の導光体における第２の出射面からの光が該第
２の表面で反射されることを抑制する光学手段を、第３
の導光体として備えていることを特徴とする請求項３、
４または５記載の前方照明装置。
【請求項７】上記光学手段は反射防止膜であることを特
徴とする請求項６記載の前方照明装置。
【請求項８】上記光学手段は、上記第２の導光体が有す
る屈折率とほぼ等しい屈折率を有する接着剤により第２
の導光体と接着されていることを特徴とする請求項６ま
たは７記載の前方照明装置。
【請求項９】第２の導光体が、第１の導光体における第
１の出射面からの出射光を散乱させる光散乱体であるこ
とを特徴とする請求項２記載の前方照明装置。
【請求項１０】上記光散乱体が、所定の角度範囲から入
射した光のみを散乱する異方性散乱体であり、第１の導
光体からの出射光が第２の導光体へ入射する角度範囲の
少なくとも一部が、上記所定の角度範囲に含まれること
を特徴とする請求項９記載の前方照明装置。
【請求項１１】上記光散乱体が、前方散乱体であること
を特徴とする請求項９記載の前方照明装置。
【請求項１２】上記第２の導光体は、第１の導光体にお
ける第２の出射面からの光が該第１の導光体における第
１の出射面で反射することを抑制する光学手段であるこ
とを特徴とする請求項２記載の前方照明装置。
【請求項１３】上記光学手段は反射防止膜であることを
特徴とする請求項１２記載の前方照明装置。
【請求項１４】上記光学手段は、上記第２の導光体が有
する屈折率とほぼ等しい屈折率を有する接着剤により第
２の導光体と接着されていることを特徴とする請求項１
２または１３記載の前方照明装置。
【請求項１５】第１の導光体と第２の導光体との間に、
これらの導光体の間に存在する光学的界面での屈折率差
を緩和する充填剤が導入されていることを特徴とする請
求項２記載の前方照明装置。
【請求項１６】光源と入射面との間に、入射面から第１
の導光体における第１の出射面へ直接入射する成分がほ
ぼなくなる範囲に光源からの光の広がりを制限する光制
御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載
の前方照明装置。
【請求項１７】上記入射面が、導光体の側面に存在する
ことを特徴とする請求項１記載の前方照明装置。
【請求項１８】第１の出射面に垂直な平面への上記傾斜
部の射影の総和が、上記平面への入射面の射影にほぼ等
しいことを特徴とする請求項１７記載の前方照明装置。
【請求項１９】上記入射面と上記第１の出射面とが鈍角
をなして配されていることを特徴とする請求項１７記載
の前方照明装置。
【請求項２０】光源からの光を上記入射面のみに入射さ
せる集光手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１
記載の前方照明装置。
【請求項２１】上記傾斜部の上記第１の出射面への射影
の総和が、上記平坦部の上記第１の出射面への射影の総
和よりも面積が小さいことを特徴とする請求項１記載の
前方照明装置。
【請求項２２】上記平坦部が、上記第１の出射面と平行
であるか、あるいは、上記第１の出射面に対して１０°
以下の傾斜角度を有することを特徴とする請求項１記載
の前方照明装置。
【請求項２３】導光体の屈折率をｎ₂、上記傾斜部に接
する外部媒質の屈折率をｎ₁とすると、光源から傾斜部
へ入射する光の入射角θが下記の不等式を満足すること
を特徴とする請求項１記載の前方照明装置。 θ≧ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）
【請求項２４】上記傾斜部の表面に、光を反射させる反
射部材が設けられたことを特徴とする請求項１記載の前
方照明装置。
【請求項２５】導光体の屈折率をｎ₂、上記傾斜部に接
する外部媒質の屈折率をｎ₁とすると、光源から傾斜部
へ入射する光の入射角θが下記の不等式を満足すること
を特徴とする請求項２４記載の前方照明装置。 θ＜ａｒｃｓｉｎ（ｎ₁／ｎ₂）
【請求項２６】上記反射部材の表面に、遮光部材が設け
られたことを特徴とする請求項２４記載の前方照明装
置。
【請求項２７】第２の出射面における平坦部からの出射
光と傾斜部からの出射光との出射方向をそろえる補償手
段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の前方
照明装置。
【請求項２８】上記補償手段が、導光体の第２の出射面
に対向する第１の表面と、上記第１の表面に対向する第
２の表面とを備えると共に、補償手段の第１の表面が、導光体の第２の出射面の傾斜
部と略平行な傾斜面と、上記第２の出射面の平坦部と略
平行な平坦面とが交互に配置されて、上記第２の出射面
と相補する階段状に形成され、上記補償手段の第２の表面が、導光体の第１の出射面と
略平行に配置されていることを特徴とする請求項２７記
載の前方照明装置。
【請求項２９】上記補償手段において、主として第２の
出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域と、主とし
て第２の出射面の平坦部からの出射光が入射する領域と
が、互いに異なる屈折率を有することを特徴とする請求
項２７記載の前方照明装置。
【請求項３０】上記補償手段において、主として第２の
出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域に、回折素
子が設けられたことを特徴とする請求項２７記載の前方
照明装置。
【請求項３１】上記補償手段において、主として第２の
出射面の傾斜部からの出射光が入射する領域に、遮光部
材が設けられたことを特徴とする請求項２７記載の前方
照明装置。
【請求項３２】光源と入射面との間に光源からの光の広
がりを制限する光制御手段をさらに備えたことを特徴と
する請求項１記載の前方照明装置。
【請求項３３】光制御手段が、入射面から第２の出射面
の傾斜部へ直接入射する光の入射角が臨界角よりも大き
くなる範囲に光源からの光の広がりを制限することを特
徴とする請求項３２記載の前方照明装置。
【請求項３４】光源および導光体を備え、被照明物の前
方に配置されて使用される前方照明装置において、上記導光体が、平面状の底面と、上記底面に対向する表
面と、光源からの光が入射する入射面とを備え、上記表面が、底面に対して略平行な平坦部と、上記平坦
部に対して同方向に傾斜した傾斜部とが交互に配置され
た階段状に形成されていることを特徴とする前方照明装
置。
【請求項３５】上記導光体に形成されている平坦部のピ
ッチと傾斜部のピッチとの和は、上記入射面から遠ざか
るに伴い小さくなっていることを特徴とする請求項１記
載の前方照明装置。
【請求項３６】反射板を有する反射型液晶素子を備える
と共に、上記反射型液晶素子の前面に、請求項１記載の前方照明
装置が配置されたことを特徴とする反射型液晶表示装
置。
【請求項３７】反射型液晶素子が走査線を備え、上記走査線のピッチと、前方照明装置の第２の出射面に
おける平坦部のピッチとがほぼ等しく、走査線の上方に
平坦部が配置されていることを特徴とする請求項３６記
載の反射型液晶表示装置。
【請求項３８】反射型液晶素子が走査線を備え、上記走査線のピッチよりも、前方照明装置の第２の出射
面における平坦部のピッチと傾斜部のピッチとの和の方
が小さいことを特徴とする請求項３６記載の反射型液晶
表示装置。
【請求項３９】反射型液晶素子が走査線を備え、上記走査線のピッチよりも、前方照明装置の第２の出射
面における平坦部のピッチと傾斜部のピッチとの和の方
が大きいことを特徴とする請求項３６記載の反射型液晶
表示装置。
【請求項４０】上記反射型液晶素子が表面に凹凸部を有
する反射板を備えていることを特徴とする請求項３６か
ら３９の何れか１項に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４１】上記反射板は、反射型液晶素子の液晶層
を駆動する液晶駆動電極を兼ねた反射電極であり、該液
晶層に隣接して設けられていることを特徴とする請求項
４０記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４２】前方照明装置が、反射型液晶素子に対し
て開閉自在に設けられたことを特徴とする請求項３６記
載の反射型液晶表示装置。
【請求項４３】反射板を有する反射型液晶素子の前面
に、請求項２７記載の前方照明装置を備えた反射型液晶
表示装置であって、上記補償手段が、所定の圧力に対して可撓性を有すると
共に、上記補償手段および第２の出射面のそれぞれに、互いに
接触することによって圧力が加えられた位置を検出する
一対の位置検出手段が設けられたことを特徴とする反射
型液晶表示装置。
【請求項４４】反射型液晶素子が走査線を備え、上記位置検出手段が第２の出射面の平坦部に形成された
透明電極を含み、上記走査線のピッチと、上記透明電極のピッチとがほぼ
等しく、走査線の上方に透明電極が配置されていること
を特徴とする請求項４３記載の反射型液晶表示装置。