JPH11109345A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外光を利用する表示と光源からの光を利用する
表示ととの、両方の表示を明るくし、しかも外景の映り
込みを生じることをなくした２ウエイ表示型の液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】後面側に高反射率の反射板１９を備えた液
晶表示素子１０の前面側に、光散乱ポリマーからなり、
その散乱性により前面からの入射光と端面からの入射光
とをそれぞれ後面に出射し前記後面からの入射光を前面
に出射する導光板２０を配置し、この導光板２０の端面
に対向させて光源２１を配置することにより、外光を利
用するときも光源２１からの光を利用するときも前記高
反射率の反射板１９で光を反射させる反射型表示を行な
うようにするとともに、入射光および反射光を前記導光
板２０により散乱させて外景の映り込みを防いだ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外光を利用する
表示と、光源からの光を利用する表示との両方を行なう
液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置として、自然光や室内照明
光等の外光を利用する表示と、表示装置が備えている光
源からの光を利用する表示との両方を行なう、いわゆる
２ウエイ表示型のものがある。

【０００３】この２ウエイ表示型の液晶表示装置として
は、従来、液晶表示素子の後面側に半透過反射板を設
け、この半透過反射板の背後にバックライトを配置した
ものがあり、前記バックライトとしては一般に、端面か
らの入射光を前面に出射する導光板を備え、この導光板
の端面に対向させて蛍光ランプ等の光源を配置したもの
が利用されている。

【０００４】この液晶表示装置は、充分な明るさの外光
が得られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、
充分な明るさの外光が得られないときはバックライトを
点灯させて透過型表示を行なうものであり、外光を利用
する反射型表示では、液晶表示素子の前面から入射した
外光のうちの半透過反射板で反射された光が再び液晶表
示素子を透過してその前面に出射する。また、バックラ
イトの光を利用する透過型表示では、バックライトから
の光のうちの半透過反射板を透過した光が液晶表示素子
への入射光となり、その光が液晶表示素子を透過してそ
の前面に出射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の２
ウエイ表示型液晶表示装置は、外光を利用する表示にお
いても、またバックライトからの光を利用する表示にお
いても、光の利用効率が悪く、したがって、外光を利用
するときもバックライトからの光を利用するときも表示
が暗いという問題をもっている。

【０００６】これは、半透過反射板が、入射光をその特
性に応じた反射／透過率で反射および透過させるもので
あるため、外光を利用する反射型表示では、前側偏光板
と液晶表示素子と後側偏光板とを順に透過して半透過反
射板に入射した光のうち、この半透過反射板の透過率に
応じた量の光が後面側に透過してロス光となり、またバ
ックライトの光を利用する透過型表示では、バックライ
トからの光のうちの半透過反射板の反射率に応じた量の
光が半透過反射板で反射されてロス光となってしまうた
めである。

【０００７】この発明は、外光を利用する表示と光源か
らの光を利用する表示との両方の光を高い効率で利用し
て、外光を利用する表示と光源からの光を利用する表示
との両方を明るくすることができる２ウエイ表示型の液
晶表示装置を提供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、後面側に高反射率の反射手段を備えた液晶表示素子
の前面側に、光散乱ポリマーからなり、その散乱性によ
り前面からの入射光と端面からの入射光とをそれぞれ後
面に出射し前記後面からの入射光を前面に出射する導光
板を配置し、この導光板の端面に対向させて光源を配置
したことを特徴とするものである。

【０００９】この液晶表示装置は、外光を利用する表示
と、光源からの光を利用する表示との両方を行なう２ウ
エイ表示型のものであり、外光を利用するときは、表示
装置の前面側から入射する外光が、液晶表示素子の前面
に配置された光散乱ポリマーからなる導光板にその前面
から入射し、この導光板により散乱されてその後面に出
射し、その光が前記液晶表示素子に入射する。そして、
前記液晶表示素子に入射した光は、その後面側の反射手
段で反射されて前記液晶表示素子の前面に出射し、前記
導光板にその後面から入射して、この導光板により散乱
されて表示装置の前面に出射する。

【００１０】また、光源からの光を利用するときは、光
源からの光が前記導光板にその端面から取り込まれ、こ
の導光板により散乱されてその後面に出射し、その光が
前記液晶表示素子に入射する。そして、前記液晶表示素
子に入射した光は、その後面側の反射手段で反射されて
前記液晶表示素子の前面に出射し、前記導光板にその後
面から入射して、この導光板により散乱されて表示装置
の前面に出射する。

【００１１】すなわち、この液晶表示装置は、外光を利
用するときも光源からの光を利用するときも反射型表示
を行なうものであり、したがって、前記反射手段は、入
射光を高い反射率で反射させるものでよい。

【００１２】このため、この液晶表示装置によれば、外
光も光源からの光も高い効率で利用することができるか
ら、外光を利用して表示するときも、前記光源からの光
を利用して表示するときも、充分に明るい表示を得るこ
とができる。

【００１３】しかも、この液晶表示装置によれば、外光
を利用するときも、光源からの光を利用するときも、入
射光および反射光が前記導光板により散乱されるため、
前記反射手段として反射性に優れた鏡面反射体を用いて
も、表示観察者の顔やその背後の物体などの外景が反射
手段の反射面に映って見える、いわゆる外景の映り込み
を生じることはなく、したがって、前記外景の映り込み
を防ぐための手段を別に講じる必要がないから、表示装
置の製造コストを低く抑えることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、後面
側に高反射率の反射手段を備えた液晶表示素子の前面側
に、光散乱ポリマーからなり、その散乱性により前面か
らの入射光と端面からの入射光とをそれぞれ後面に出射
し前記後面からの入射光を前面に出射する導光板を配置
し、この導光板の端面に対向させて光源を配置したもの
であって、外光を利用する表示と光源からの光を利用す
る表示との両方を明るくし、しかも、前記反射手段が鏡
面反射体であっても外景の映り込みが生じないようにし
たものである。

【００１５】この発明の液晶表示装置においては、前記
導光板と前記反射手段との間に、透過光を前記液晶表示
素子の前面に垂直な方向への出射光の輝度分布が高い光
として出射する光学部材を設けてもよく、このようにす
れば、正面輝度の高い表示を得ることができる。

【００１６】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例による液晶表
示装置の断面図であり、図において左側が画面の上縁
側、右側が画面の下縁側である。この液晶表示装置は、
後面側に高反射率の反射手段を備えた液晶表示素子１０
と、この液晶表示素子１０の前面側に配置され、前面か
らの入射光と端面からの入射光とをそれぞれ後面に出射
して前記液晶表示素子１０に入射させるとともに前記後
面に入射する前記液晶表示素子１０からの出射光を前面
に出射する導光板２０と、この導光板２０の端面に対向
させて配置された光源２１とからなっている。

【００１７】前記液晶表示素子１０は、ＴＮ（ツイステ
ッドネマティック）モードの反射型液晶表示素子であ
り、液晶セル１１と、この液晶セル１１をはさんで配置
された前側偏光板１８ａおよび後側偏光板１８ｂと、前
記後側偏光板１８ｂの背後に反射手段として配置された
反射板１９とからなっている。

【００１８】前記液晶セル１１は、例えばアクティブマ
トリックス方式のものであり、前後一対の透明基板（ガ
ラス基板）１１ａ，１１ｂのうち、後面側の基板１１ｂ
の内面には、マトリックス状に配列する複数の透明な画
素電極１２が形成され、その上に配向膜１３ｂが設けら
れている。

【００１９】なお、図では省略しているが、この後面側
基板１１ｂの内面には、各画素電極１２にそれぞれ対応
させてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなる能動素子が
設けられるとともに、各画素電極行のＴＦＴにゲート信
号を供給するためのゲートラインと、各画素電極列のＴ
ＦＴにデータ信号を供給するためのデータラインとが配
線されており、前記各画素電極１２は、その電極に対応
するＴＦＴに接続されている。

【００２０】一方、前面側の基板１１ａの内面には、前
記各画素電極１２にそれぞれ対応させて赤、緑、青のカ
ラーフィルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが交互に並べて設
けられるとともに、これらのカラーフィルタ１４Ｒ，１
４Ｇ，１４Ｂの上に前記画素電極１３の全てに対向する
一枚膜状の透明な対向電極１５が形成されており、その
上に配向膜１３ａが設けられいる。前記カラーフィルタ
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは図示しない透明な保護膜（絶
縁膜）で覆われており、対向電極１５は前記保護膜の上
に形成されている。なお、前記対向電極１５は、前記透
明な保護膜（絶縁膜）を設けることなく、カラーフィル
ター１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ上に直接形成しても良い。

【００２１】そして、前記一対の基板１１ａ，１１ｂ
は、枠状のシール材１６を介して接合されており、その
両基板１１ａ，１１ｂ間の前記シール材１６で囲まれた
領域に液晶層１７が設けられている。

【００２２】この液晶層１７の液晶の分子は、両基板１
１ａ，１１ｂの近傍における配向方向を前記配向膜１３
ａ，１３ｂでそれぞれ規制され、両基板１１ａ，１１ｂ
間において所定のツイスト角（例えばほぼ９０°）でツ
イスト配向しており、上記前側偏光板１８ａと後側偏光
板１８ｂは、それぞれの透過軸の方向を互いにほぼ直交
させるか、あるいは互いにほぼ平行にして液晶セル１１
の前後面に貼り付けられている。

【００２３】また、前記後側偏光板１８ｂの背後に配置
された反射板１９は、入射光を高い反射率で反射させる
反射板であり、この実施例では、最も反射性に優れた鏡
面反射板を用いている。

【００２４】一方、上記液晶表示素子１０の前面側に配
置された導光板２０は、光散乱ポリマーからなる平板状
の散乱板であり、その光散乱性により前面からの入射光
と端面からの入射光とをそれぞれ後面に出射し前記後面
からの入射光を前面に出射する。

【００２５】この導光板２０の板厚は、この導光板２０
をその厚さ方向に透過して出射する散乱光の拡散状態
が、液晶表示素子１０によって表示される画像を充分な
鮮明さで視認できる範囲であるように設定されている。

【００２６】すなわち、前記光散乱ポリマーからなる導
光板２０は、いずれの方向からの入射光に対しても、そ
の入射光を散乱させながら導く導光性をもっており、そ
の散乱の度合は導光距離に対応するため、この導光板２
０を厚さ方向に透過して出射する散乱光の拡散状態は、
導光板２０の板厚を選択することにより任意に設定する
ことができる。

【００２７】この導光板２０は、図示しない透明な粘着
剤（両面粘着シートでもよい）により液晶表示素子１０
の前面に貼り付けられている。なお、前記粘着剤には、
導光板２０と液晶表示素子１０の前面部材である前側偏
光板１８ａとの両方の屈折率に近い屈折率を有するもの
を用いるのが望ましく、このような屈折率の粘着剤を用
いれば、導光板２０と液晶表示素子１０の一方から他方
への光透過経路を、両者の界面での光の反射がほとんど
ない良好な光伝達経路とすることができる。

【００２８】また、上記光源２１は、上記導光板２０の
全幅にわたる長さの直管状蛍光ランプ２２と、この蛍光
ランプ２２からその周囲に放射される光を前記導光板２
０の端面に向けて反射するリフレクタ２３とからなって
おり、前記リフレクタ２３は、一側に光の出射口を有す
る楕円筒状をなしている。

【００２９】この光源２１は、上記導光板２０の側方
に、前記リフレクタ２３の出射口を導光板２０の端面に
対向させて配置されている。なお、この実施例では、前
記導光板２０の周縁部のうち、外光の主な取り込み方向
と同じ側の縁部の端面を光源光取り込み端面とし、その
端面に対向させて前記光源２１を配置している。

【００３０】すなわち、２ウエイ表示型の液晶表示装置
は、外光を利用するときは通常の反射型液晶表示装置と
同様に、画面に垂直な方向に対して画面の上縁側に傾い
た方向から主に外光を取り込むように、明るい外光が得
られる方向に画面を向けて使用される。そのため、この
実施例では、上記導光板２０の周縁のうちの画面の上縁
側（図１において左側）に向いている縁部の端面を光源
光取り込み端面としている。

【００３１】この液晶表示装置は、外光を利用する表示
と、光源２１からの光を利用する表示との両方を行なう
２ウエイ表示型のものであり、前記光源２１は、充分な
明るさの外光が得られないときに使用される。

【００３２】まず、光源２１からの光を利用する表示に
ついて説明すると、光源２１からの光は、図１に矢線Ｌ
１で示すように、液晶表示素子１０の前面側に配置され
た導光板２０にその光源光取り込み端面から取り込まれ
て、この導光板２０内を散乱を繰り返しながら導かれ、
導光板２０の後面全体から出射して液晶表示素子１０に
入射する。

【００３３】この場合、前記導光板２０内を導かれる光
は様々な方向に散乱するが、導光板２０の前面に向かう
散乱光は、そのほとんどが導光板２０の前面と外気（空
気）との界面で全反射されるため、導光板２０内を導か
れた光のほとんどが導光板２０の後面に出射して液晶表
示素子１０に入射する。

【００３４】液晶表示素子１０に入射した光は、まず前
側偏光板１８ａによりその吸収軸に沿った偏光成分の光
を吸収され、直線偏光光となって液晶セル１１に入射し
て、カラーフィルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１４ｂＢによりそ
の吸収波長域の光を吸収されて赤、緑、青に着色すると
ともに、液晶層１７を透過する過程でその複屈折性に応
じて偏光状態を変え、液晶セル１１の後面に出射する。

【００３５】この液晶セル１１を透過した光は、後側偏
光板１８ｂに入射し、その光のうち、前記後側偏光板１
８ｂの透過軸に沿った偏光成分の光がこの後側偏光板１
８ｂを透過して画像光となり、この画像光が反射板１９
で反射され、前記後側偏光板１８ｂと液晶セル１１と表
側偏光板１８ａとを透過して液晶表示素子１０の前面に
出射して前記導光板２０にその後面から入射し、この導
光板２０により散乱されて表示装置の前面に出射する。

【００３６】次に、外光を利用する表示について説明す
ると、このときは、液晶表示装置に外光の主な取り込み
方向（画面に垂直な方向に対して画面の上縁側に傾いた
方向）から図１に矢線Ｌ２で示すように入射する光が、
導光板２０にその前面から入射し、この導光板２０内を
散乱を繰り返しながらその厚さ方向に導かれ、導光板２
０の後面全体から出射して液晶表示素子１０に入射す
る。

【００３７】この後は、上述した光源２１からの光を利
用するときと同様であり、液晶表示素子１０に入射した
光は、前側偏光板１８ａを透過して液晶セル１１に入射
し、この液晶セル１１の後面に出射した光のうちの後側
偏光板１８ｂの透過軸に沿った偏光成分の光がこの後側
偏光板１８ｂを透過して画像光となり、この画像光が反
射板１９で反射され、前記後側偏光板１８ｂと液晶セル
１１と表側偏光板１８ａとを透過して液晶表示素子１０
の前面に出射する。

【００３８】そして、液晶表示素子１０の前面に出射し
た光は、前記導光板２０にその後面から入射し、この導
光板２０により散乱されて表示装置の前面に出射する。
すなわち、上記液晶表示装置は、外光を利用するときも
光源２１からの光を利用するときも反射型表示を行なう
ものであり、したがって、前記反射板１９は、入射光を
高い反射率で反射させるものでよい。

【００３９】このため、この液晶表示装置によれば、外
光も光源２１からの光も高い効率で利用することができ
るから、外光を利用して表示するときも、光源２１から
の光を利用して表示するときも、充分に明るい表示を得
ることができる。

【００４０】しかも、この液晶表示装置によれば、外光
を利用するときも、光源２１からの光を利用するとき
も、入射光および反射光が前記光散乱ポリマーからなる
導光板２０により散乱されるため、前記液晶表示素子１
０に備えさせる反射手段として反射性に優れた鏡面反射
板１９を用いても、表示観察者の顔やその背後の物体な
どの外景が前記反射板１９の反射面に映って見える、い
わゆる外景の映り込みを生じることはない。

【００４１】このため、この液晶表示装置によれば、前
記外景の映り込みを防ぐための手段を別に講じる必要が
なく、したがって、表示装置の製造コストを低く抑える
ことができる。

【００４２】なお、前記導光板２０の板厚は、上述した
ように、導光板２０をその厚さ方向に透過して出射する
散乱光の拡散状態が、液晶表示素子１０によって表示さ
れる画像を充分な鮮明さで視認できる範囲であるように
設定されているため、液晶表示装置の前面に出射する光
が導光板２０により散乱された拡散光であって、ぼけが
極く少ない良好な画質の画像が観察される。

【００４３】さらに、上記液晶表示装置は、外光を利用
するときも光源２１からの光を利用するときも反射型表
示を行なうものであるため、従来の２ウエイ表示型液晶
表示装置に比べて、液晶表示素子１０の設計の自由度が
高くなり、容易に設計することができる。

【００４４】すなわち、従来の２ウエイ表示型液晶表示
装置は、外光を利用する表示が反射型表示であり、バッ
クライトの光を利用する表示が透過型表示であって、外
光を利用する反射型表示の場合は、前面側からの入射光
が液晶表示装置を透過して反射され、その光が再び前記
液晶表示装置を透過して前面側に出射するのに対し、バ
ックライトの光を利用する透過型表示では、後面側から
の入射光が液晶表示装置を透過して前面側に出射するた
め、反射型表示と透過型表示との光の透過経路の違いに
より生じる表示色の相違等を補償するように液晶表示装
置を設計する必要がある。

【００４５】この点、上記実施例の液晶表示装置は、外
光を利用する表示も光源２１からの光を利用する表示も
反射型表示であり、いずれの表示でも光の透過経路はほ
とんど同じであるから、液晶表示素子１０の設計は容易
である。

【００４６】図２はこの発明の第２の実施例による液晶
表示装置の断面図であり、図において左側が画面の上縁
側、右側が画面の下縁側である。この実施例の液晶表示
装置は、液晶表示素子１０を、液晶セル１１の後面側に
反射手段を設け、前記液晶セル１１の前面側だけに偏光
板１８ａを配置した構成としたものであり、その他の構
成は上述した第１の実施例と同じである。

【００４７】なお、この実施例では、液晶セル１１の後
面側基板１１ｂの内面に設ける電極（ここでは画素電
極）を高反射率の鏡面金属膜からなる反射電極１２ａと
し、この電極１２ａに反射手段を兼ねさせている。

【００４８】この液晶表示装置においては、外光を利用
するときも、光源２１からの光を利用するときも、図２
に矢線Ｌ１，Ｌ２で示すように導光板２０を経て液晶表
示素子１０に入射し、前記偏光板１８ａを透過して液晶
セル１１に入射した光が、カラーフィルタ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４ｂＢおよび液晶層１７を透過して前記反射電極
１２ａで反射され、その光のうちの前記偏光板１８ａの
透過軸に沿った偏光成分の光がこの偏光板１８ａを透過
して、画像光となって液晶表示素子１０の前面に出射す
る。

【００４９】そして、液晶表示素子１０の前面に出射し
た光は、導光板２０にその後面から入射し、この導光板
２０により散乱されて、拡散光となって表示装置の前面
に出射する。

【００５０】すなわち、この実施例の液晶表示装置も、
外光を利用するときも光源２１からの光を利用するとき
も反射型表示を行なうものであり、したがって、液晶セ
ル１１の後面側基板１１ｂの内面に設ける電極１２ａは
入射光を高い反射率で反射させるものでよく、したがっ
て、外光を利用して表示するときも、光源２１からの光
を利用して表示するときも、充分に明るい表示を得るこ
とができる。

【００５１】また、この実施例の液晶表示装置において
も、入射光（外光および光源２１からの光）とその反射
光が前記光散乱ポリマーからなる導光板２０により散乱
されるため、前記反射手段が反射性に優れた鏡面反射電
極１２ａであっても外景の映り込みを生じることはな
く、したがって、前記外景の映り込みを防ぐための手段
を別に講じる必要がないから、表示装置の製造コストを
低く抑えることができる。

【００５２】しかも、この実施例では、液晶表示素子１
０を、液晶セル１１の前面側だけに偏光板１８ａを配置
した構成としているため、外光を利用するときも光源２
１からの光を利用するときも、入射光が装置前面に出射
するまでの間に偏光板を透過する回数が、入射経路で１
回、出射経路で１回だけであり、したがって、上述した
第１の実施例に比べて偏光板による光の吸収を軽減し、
光の利用効率をより高くして、表示をさらに明るくする
ことができる。

【００５３】さらに、この実施例の液晶表示装置は、液
晶表示素子１０の前面側に第１の実施例で用いたものと
同じ導光板２０を配置したものであるが、前記液晶表示
素子１０を後側偏光板を備えないものとし、また液晶セ
ル１１の後面側基板１１ｂの内面に設ける電極を反射電
極１２ａとして、この電極１２ａに反射膜を兼ねさせて
いるため、第１の実施例のものよりもさらに装置全体の
厚さを薄くするとともに、製造コストを低減することが
できる。

【００５４】なお、上記第２の実施例では、液晶セル１
１の後面側基板１１ｂの内面に設ける電極を反射電極１
２ａとしているが、前記電極１２ａを透明電極とし、後
面側基板１１ｂの外面に反射板等の反射手段を配置して
もよい。

【００５５】図３はこの発明の第３の実施例による液晶
表示装置の断面図であり、図において左側が画面の上縁
側、右側が画面の下縁側である。この実施例の液晶表示
装置は、２枚の偏光板１８ａ，１８ｂを備えたものであ
り、液晶表示素子１０を、液晶セル１１と、その後面側
に配置した裏側偏光板１８ｂと、その背後に配置した反
射板１９とで構成し、前側偏光板１８ａを、前記液晶表
示素子１０の前面側に配置した導光板２０の前面側に配
置したものである。なお、他の構成は上述した第１の実
施例と同じである。

【００５６】この実施例においては、前記前側偏光板１
８ａを、図３に示したように導光板２０の前面との間に
間隙（空気層）を存して配置するか、あるいは、導光板
２０の前面にこの導光板２０の屈折率よりも充分小さい
屈折率を有する粘着剤により貼り付けるのが望ましく、
このようにすれば、導光板２０内を様々な方向に散乱し
ながら導かれる光のうちの導光板２０の前面に向かう光
のほとんどを導光板２０の前面と前記間隙または粘着剤
との界面で全反射させ、導光板２０内を導かれた光のほ
とんどを導光板２０の後面に出射させて液晶表示素子１
０に入射させることができる。

【００５７】この実施例の液晶表示装置では、前側偏光
板１８ａが導光板２０の前面側にあるため、光源２１か
らの光を利用するときは、図３に矢線Ｌ１で示すように
導光板２０を経て液晶表示素子１０に入射する光が、偏
光板による偏光作用を受けずに液晶セル１１に入射す
る。

【００５８】そのため、光源２１からの光を利用すると
きは、液晶セル１１に入射した光が、カラーフィルタ１
４Ｒ，１４Ｇ，１４ｂＢによりその吸収波長域の光吸収
されて赤、緑、青に着色するだけで、液晶層１７の複屈
折性による光学的な変化は起こさずに無偏光光のまま液
晶セル１１の後面に出射する。

【００５９】そして、この光は、後側偏光板１８ｂによ
りその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されて直線偏
光光となり、反射板１９で反射されて前記後側偏光板１
８ｂを再び透過して液晶セル１１にその後面側から入射
する。

【００６０】このときは、液晶セル１１に入射する光が
直線偏光光であるため、この光は、液晶層１７の複屈折
性に応じて偏光状態を変え、液晶表示素子１０の前面に
出射する。

【００６１】そして、液晶表示素子１０の前面に出射し
た光は、導光板２０により散乱されたこの導光板２０の
前面に出射し、その光のうち、前側偏光板１８ａの透過
軸に沿った偏光成分の光がこの偏光板１８ａを透過して
画像光となり、表示装置の前面に出射する。

【００６２】また、外光を利用するときは、図３に矢線
Ｌ２で示すように入射する外光が、前側偏光板１８ａに
よりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されて透過
軸に沿った偏光成分の直線偏光光となり、その光が導光
板２０を経て液晶表示素子１０に入射する。

【００６３】このため、外光を利用するときは、液晶表
示素子１０に入射した光が、液晶セル１１を透過する過
程でカラーフィルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１４ｂＢによりそ
の吸収波長域の光吸収されて赤、緑、青に着色するとと
もに、液晶層１７の複屈折性に応じて偏光状態を変え、
その光のうちの後側偏光板１８ｂの透過軸に沿った偏光
成分の光がこの後側偏光板１８ｂを透過して画像光とな
る。

【００６４】そして、この画像光は、反射板１９で反射
され、前記後側偏光板１８ｂと液晶セル１１とを透過し
て液晶表示素子１０の前面に出射し、その光が導光板２
０により散乱され、前側偏光板１８ａを透過して表示装
置の前面に出射する。

【００６５】すなわち、この実施例の液晶表示装置も、
外光を利用するときも光源２１からの光を利用するとき
も反射型表示を行なうものであり、したがって、液晶表
示素子１０に備えさせる反射板１９は入射光を高い反射
率で反射させるものでよく、したがって、外光を利用し
て表示するときも、光源２１からの光を利用して表示す
るときも、充分に明るい表示を得ることができる。

【００６６】また、この実施例の液晶表示装置において
も、入射光（外光および光源２１からの光）とその反射
光が前記光散乱ポリマーからなる導光板２０により散乱
されるため、反射手段が反射性に優れた鏡面反射板１９
であっても外景の映り込みを生じることはなく、したが
って、前記外景の映り込みを防ぐための手段を別に講じ
る必要がないから、表示装置の製造コストをく抑えるこ
とができる。

【００６７】しかも、この実施例では、液晶表示素子１
０を、液晶セル１１の後面側だけに偏光板１８ｂを配置
した構成とし、前側偏光板１８ａを導光板２０の前面側
に配置しているため、入射光が装置前面に出射するまで
の間に偏光板を透過する回数が、外光を利用するときは
４回（前側偏光板１８ａと後側偏光板１８ｂとをそれぞ
れ２度ずつ透過）であるが、光源２１からの光を利用す
るときは、後側偏光板１８ｂを２度、前側偏光板１８ａ
を１度透過するだけであり、したがって、上述した第１
の実施例に比べて光源２１からの光を利用するときの偏
光板による光の吸収を軽減し、光源２１からの光を利用
する表示をさらに明るくすることができる。

【００６８】図４はこの発明の第４の実施例による液晶
表示装置の断面図であり、図において左側が画面の上縁
側、右側が画面の下縁側である。この実施例の液晶表示
装置は、光散乱ポリマーからなる導光板２０のと液晶表
示素子１０との間に、透過光を前記液晶表示素子１０の
前面に垂直な方向への出射光の輝度分布が高い光として
出射する光学部材を配置したものであり、この実施例で
は、前記光学部材としてプリズムシート２４を用いてい
る。なお、他の構成は上述した第１の実施例と同じであ
る。

【００６９】前記プリズムシート２４は、透明板の一方
の面に、その幅方向に沿う複数の横長なプリズム部２４
ａをその幅方向に連続させて互いに平行に形成したもの
であり、これらのプリズム部２４ａはそれぞれ、一側面
が垂直で他側面が傾斜した直角三角形状の断面形状を有
している。

【００７０】なお、このプリズムシート２４の各プリズ
ム部２４ａの配列ピッチは、液晶表示素子１０の画素領
域の配列ピッチとほぼ等しいか、あるいはそれより小さ
く設定されている。図４に示した例では、各プリズム部
２１ａの配列ピッチを、液晶表示素子１０の画素領域の
配列ピッチのほぼ１／１．５としている。

【００７１】このプリズムシート２４は、そのプリズム
形成面とは反対側の平坦面を上記導光板２０の後面に向
き合わせ、各プリズム部２４ａの長さ方向を導光板２０
の光源光取り込み端面と平行にするとともに、各プリズ
ム部２４ａの垂直な側面を導光板２０の光源光取り込み
端面の方向に向けて、図示しない透明な粘着剤（両面粘
着シートでもよい）により導光板２１の後面に貼り付け
られている。

【００７２】なお、前記導光板２０とプリズムシート２
４を貼り付ける前記粘着剤は、導光板２０とプリズムシ
ート２４の両方の屈折率に近い屈折率を有するものが望
ましく、このような屈折率の粘着剤を用いれば、導光板
２０とプリズムシート２４の一方から他方への光の透過
経路を、両者の界面での光の屈折や反射及び散乱がほと
んどない直線的な経路にすることができる。

【００７３】そして、上記導光板２０とプリズムシート
２４は、導光板２０の光源光取り込み端面およびプリズ
ムシート２４の各プリズム部２４ａの垂直な側面を、外
光の主な取り込み方向である画面の上縁側に向けて液晶
表示素子１０の前面側に配置され、プリズムシート２４
の各プリズム部２４ａの頂部を液晶表示素子１０の前面
（前側偏光板１８ａの外面）に当接または近接させた状
態で図示しない支持手段に支持されている。

【００７４】この実施例の液晶表示装置によれば、前記
導光板２０と液晶表示素子１０との間に上記プリズムシ
ート２４を介在させているため、外光を利用するとき
も、光源２１からの光を利用するときも、図４に矢線Ｌ
１，Ｌ２で示すように導光板２０の後面に出射する散乱
光が、プリズムシート２４の各プリズム部２４ａにより
屈折され、液晶表示素子１０の前面に垂直な方向に対す
る角度が小さくなった方向の光、つまり、垂直方向に出
射する光の輝度が高い輝度分布の光となって液晶表示素
子１０に入射する。

【００７５】この場合、外光は、画面に垂直な方向に対
して画面の上縁側に傾いた方向から主に入射し、また光
源２１からの光も、導光板２０の光源光取り込み端面が
向いている画面の上縁側から入射するため、外光を利用
するときも、光源２１からの光を利用するときも、導光
板２０で散乱されてその後面に出射する光は、プリズム
シート２４に対して画面の上縁側から入射する光量が多
い光であるが、前記プリズムシート２４はその各プリズ
ム部２４ａの垂直な側面を画面の上縁側に向けて設けら
れているため、前記導光板２０の後面に出射した光が前
記各プリズム部２４ａにより効果的に液晶表示素子１０
の前面に垂直な方向に対する角度が小さくなる方向に屈
折される。

【００７６】この液晶表示素子１０に入射した光は、前
側偏光板１８ａによりその吸収軸に沿った偏光成分の光
を吸収されて透過軸に沿った偏光成分の直線偏光光とな
り、その光が液晶セル１１を透過する過程でカラーフィ
ルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１４ｂＢによりその吸収波長域の
光吸収されて赤、緑、青に着色するとともに、液晶層１
７の複屈折性に応じて偏光状態を変え、その光のうちの
後側偏光板１８ｂの透過軸に沿った偏光成分の光がこの
後側偏光板１８ｂを透過して画像光となる。

【００７７】この画像光は、反射板１９で反射され、前
記液晶表示素子１０を透過してその前面に出射する。そ
して、この光は、前記プリズムシート２４によりさらに
垂直方向に近くなる方向に屈折されて、垂直方向に出射
する光の輝度がより高くなった輝度分布の光となり、そ
の光が導光板２０により散乱されて、拡散光となって表
示装置の前面に出射する。

【００７８】すなわち、この実施例の液晶表示装置も、
外光を利用するときも光源２１からの光を利用するとき
も反射型表示を行なうものであり、したがって、液晶表
示素子１０に備えさせる反射板１９は入射光を高い反射
の度合で反射させるものでよく、したがって、外光を利
用して表示するときも、光源２１からの光を利用して表
示するときも、充分に明るい表示を得ることができる。

【００７９】また、この実施例の液晶表示装置において
も、入射光（外光および光源２１からの光）とその反射
光が前記光散乱ポリマーからなる導光板２０により散乱
されるため、前記反射板１９が反射性に優れた鏡面反射
板であっても外景の映り込みを生じることはなく、した
がって、前記外景の映り込みを防ぐための手段を別に講
じる必要がないから、表示装置の製造コストを低く抑え
ることができる。

【００８０】そして、この実施例の液晶表示装置では、
前記導光板２０と液晶表示素子１０との間に、透過光を
液晶表示素子１０の前面に垂直な方向に出射する光の輝
度が高い輝度分布の光として出射するプリズムシート２
４を設けているため、外光を利用するときも光源２１か
らの光を利用するときも、入射光を前記輝度分布の光と
して液晶表示素子１０に入射させるとともに、反射板１
９で反射されて前記液晶表示素子１０の前面に出射する
光を、垂直方向に出射する光の輝度がより高くなった輝
度分布の光とすることができ、したがって、前記導光板
２０で散乱されてその前面に出射する光の輝度分布を垂
直方向に出射する光の輝度が高い分布とし、正面輝度の
高い表示を得ることができる。

【００８１】なお、上記第４の実施例の液晶表示装置
は、液晶表示素子１０として、液晶セル１１の前面側と
後面側にそれぞれ偏光板１８ａ，１８ｂを配置するとと
もに、後側偏光板１８ｂの背後に反射板１９を配置した
ものを用いたが、この液晶表示素子１０は、その後面側
（後面側基板１１ｂの内面または外面）に反射手段を備
え、前面側だけに偏光板１８ａを配置したものでもよ
い。

【００８２】さらに、前記液晶表示素子１０は、前側偏
光板１８ａを備えず、液晶セル１１の後面側に偏光板１
８ｂと反射板１９を配置した構成ものでもよく、その場
合は、タッチ入力パネル３０の前面シート３２を前側偏
光板１８ａとすればよい。

【００８３】また、上記第４の実施例では、透過光を液
晶表示素子１０の前面に垂直な方向に出射する光の輝度
が高い輝度分布の光として出射するための光学部材とし
てプリズムシート２４を用いたが、この光学部材は、例
えばシリンドリカルレンズからなる複数の集光レンズ部
をその幅方向に連続させて互いに平行に形成したレンズ
シートや、板面に垂直で特定の方向に沿った面に対して
所定角度以上傾いた角度範囲の入射角で入射した光に対
して散乱性を示し、前記所定角度より小さい角度範囲の
入射角で入射した光に対してはほとんど散乱性を示さな
い選択散乱特性を有する散乱シートを用いてもよい。

【００８４】なお、前記光学部材は、導光板２０と液晶
表示素子１０の反射手段との間であれば、液晶セル１１
と表側偏光板１８ａとの間、液晶セル１１と後側偏光板
１８ｂとの間、または後側偏光板１８ｂと反射手段との
間に配置してもよい。

【００８５】また、上述した第１〜第４の各実施例の液
晶表示装置では、導光板２０の周縁部のうち、外光の主
な取り込み方向である画面の上縁側の縁部の端面を光源
光取り込み端面としたが、この導光板２０の光源光取り
込み端面は、他の縁部の端面でもよく、また複数の縁部
の端面を光源光取り込み端面とし、これらの端面にそれ
ぞれ対向させて光源２１を配置してもよい。

【００８６】また、前記光源２１は、直管状の蛍光ラン
プ２２を用いるものに限らず、例えば複数のＬＥＤ（発
光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ等を用いるも
のでもよい。

【００８７】さらに、上記各実施例で用いた液晶表示素
子１０は、アクティブマトリックス方式のものである
が、この液晶表示素子１０は単純マトリックス方式のも
のであってもよく、さらにこの発明は、ＴＮ方式のもの
に限らず、液晶表示素子の液晶分子を１８０°〜２７０
°のツイスト角でツイスト配向させたＳＴＮ（スーパー
ツィステッドネマティック）方式の液晶表示装置や、液
晶の複屈折効果を利用してカラーフィルタを用いずに着
色した表示を得る複屈折効果方式の液晶表示装置などに
も適用することができる。

【００８８】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置は、後面側に高
反射率の反射手段を備えた液晶表示素子の前面側に、光
散乱ポリマーからなり、その散乱性により前面からの入
射光と端面からの入射光とをそれぞれ後面に出射し前記
後面からの入射光を前面に出射する導光板を配置し、こ
の導光板の端面に対向させて光源を配置することによ
り、外光を利用するときも光源からの光を利用するとき
も反射型表示を行なうようにしたものであるから、前記
反射手段は入射光を高い反射率で反射させるものでよ
く、したがって、外光を利用する表示と光源からの光を
利用する表示との両方を明るくすることができるととも
に、入射光および反射光が前記導光板により散乱される
ため、前記反射手段として反射性に優れた鏡面反射体を
用いても、外景の映り込みを生じることはない。

【００８９】この発明の液晶表示装置において、前記導
光板と前記反射手段との間に、透過光を前記液晶表示素
子の前面に垂直な方向への出射光の輝度分布が高い光と
して出射する光学部材を設ければ、正面輝度の高い表示
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による液晶表示装置の
断面図。

【図２】この発明の第２の実施例による液晶表示装置の
断面図。

【図３】この発明の第３の実施例による液晶表示装置の
断面図。

【図４】この発明の第４の実施例による液晶表示装置の
断面図。

【符号の説明】

１０…液晶表示素子 １１…液晶セル １２，１３…透明電極 １２ａ…反射電極 １７…液晶層 １８ａ…前側偏光板 １８ｂ…後側偏光板 １９…反射板 ２０…光散乱ポリマーからなる導光板 ２１…光源 ２４…プリズムシート（光学部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後面側に高反射率の反射手段を備えた液晶
   表示素子の前面側に、光散乱ポリマーからなり、その散
   乱性により前面からの入射光と端面からの入射光とをそ
   れぞれ後面に出射し前記後面からの入射光を前面に出射
   する導光板を配置し、この導光板の端面に対向させて光
   源を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記導光板と前記反射手段との間に、透過
   光を前記液晶表示素子の前面に垂直な方向への出射光の
   輝度分布が高い光として出射する光学部材が設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。