JPH11352900A

JPH11352900A - 表示装置

Info

Publication number: JPH11352900A
Application number: JP10206418A
Authority: JP
Inventors: Masaru Higuchi; 勝樋口; Minoru Fujiwara; 実藤原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】外光を利用する反射型表示と、光源光を利用す
る透過型表示との両方が充分に明るく、しかも視野角が
広い２ウエイ表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示素子1 の背後に、一端面を光取り
込み端面１１ａ、前面を階段形状面１３とし、その各段
面１３ａ上に反射膜１４を設け、各段差面１３ｂを前記
端面１１ａから取り込んだ光の出射面とした第1 の導光
体１１と、その端面１１ａに対向させて配置された光源
部１５と、前記導光体１１の各段差面１３ｂから出射す
る光を背面から取り込んでその光を前面に出射するとと
もに、前面から入射する外光を背面側に出射し、前記導
光体１１の各段面１３ａ上の反射膜１４で反射された光
を背面から取り込んで前面に出射する第２の導光体１８
とからなる照明手段１０を配置し、さらに、前記液晶表
示素子１と照明手段１０との間と、前記液晶表示素子１
の前面とに光拡散手段２１，２２を設けた。

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、反射型表示と透
過型表示との両方の表示を行なう２ウエイ表示型の表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば液晶表示装置等の表示装置とし
て、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、
一般にバックライトと呼ばれる照明手段が備えている光
源部からの光（以下、光源光という）を利用する透過型
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ウエイ表示装置は、従来、例えば液
晶表示素子等のような光の透過を制御して表示する透過
型表示体の背後に前記照明手段を配置するとともに、こ
の照明手段と前記表示体との間に半透過反射板を配置し
た構成となっており、前記照明手段としては、サイドラ
イト型と呼ばれるものが一般に用いられている。

【０００４】従来、このサイドライト型の照明手段は、
少なくとも一端面を光の入射面とし、前面を前記端面か
ら取り込んだ光の出射面とした導光体と、その導光体の
一端面に対向させて配置した光源部とから構成されてい
る。

【０００５】前記導光体には、一般に、アクリル系樹脂
等からなる平板状の透明板が用いられており、前記光源
部には、直管状の蛍光ランプや、複数のＬＥＤ（発光ダ
イオード）を整列したＬＥＤアレイ等が用いられてい
る。

【０００６】この照明手段は、光源部からの光を導光体
で導いてその前面のほぼ全域から出射するものであり、
前記光源部からの光を導光体内にその端面から取り込
み、その光を導光体の前面および背面での反射の繰り返
しにより導いて、導光体前面から出射する。

【０００７】前記２ウエイ表示装置は、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、前記照明
手段の光源部を点灯させて、光源光を利用する透過型表
示を行なうものであり、外光を利用する反射型表示のと
きは、表示体の前方から入射する外光を半透過反射板で
反射させ、再び前記表示手段を透過させて前方に出射す
ることにより表示が行なわれる。

【０００８】また、光源光を利用する透過型表示のとき
は、前記照明手段からの出射光のうち、前記半透過反射
板を透過した光が前記表示体への入射光となり、その光
が表示体を透過して前方に出射することにより表示が行
なわれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の２
ウエイ表示装置は、外光を利用するときも、光源光を利
用するときも、明るい表示が得られないという問題をも
っている。これは、前記半透過反射板が、その反射／透
過率特性に応じて入射光を反射および透過させるため、
外光を利用する反射型表示では、入射した外光のうちの
半透過反射板の透過率に対応した量の光が半透過反射板
を透過してロス光となり、また、光源光を利用する透過
型表示では、前記照明手段からの出射光のうちの前記半
透過反射板の反射率に対応した量の光が半透過反射板を
透過せず反射されてロス光となってしまうためである。

【００１０】そのため、従来の２ウエイ表示装置は、外
光を利用するときも、光源光を利用するときも、光の利
用効率が低く、したがって、外光を利用する反射型表示
と、光源光を利用する透過型表示との両方の表示が暗
い。

【００１１】この発明は、外光を利用する反射型表示と
光源光を利用する透過型表示との両方が充分に明るく、
しかも視野角が広い２ウエイ表示を行なうことができる
表示装置を提供することを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の表示装置は、
光の透過を制御して表示する透過型表示体と、前記表示
体の背後に配置された照明手段と、前記表示体の背面と
前記照明手段の前面との間と、前記表示体の前面とのう
ちの少なくとも一方に設けられた光拡散手段とを備え、
前記照明手段は、光源部と、前記光源部からの照明光を
導いて前記表示手段に向けて出射する複数の出射面と前
記表示手段の前方から入射する外光を前記表示素子に向
けて反射させるための前記出射面とは異なる複数の反射
面とが形成された第１の導光体と、前記第１の導光体の
前面側に配置され、前記第１の導光体の前記複数の出射
面から出射する光を取り込んでその光を前方に出射する
とともに、前方からの入射光を背面から出射し、前記第
１の導光体の前記複数の反射面により反射されて前記背
面から入射する光を前方に出射する第２の導光体とから
なっていることを特徴とするものである。

【００１３】この表示装置は、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、前記照明手段の光
源部を点灯させて、光源光を利用する透過型表示を行な
うものであり、光源光を利用するときは、前記照明手段
からの出射光が表示体にその背面側から入射し、その光
が前記表示体を透過して前方に出射する。

【００１４】また、外光を利用するときは、前記表示体
の前方から入射する外光が前記表示体を透過してその背
後の前記照明手段により反射され、その反射光が再び前
記表示体を透過して前方に出射する。

【００１５】すなわち、前記照明手段は、光源部からの
光を前方に出射するだけでなく、前方から入射する外光
を反射させて前方に出射する機能をもっているものであ
り、光源光を利用する透過型表示を行なうときは、前記
光源部からの光が、前記第１の導光体にその入射端面か
ら取り込まれて複数の出射面から出射し、その光が前記
第２の導光体に取り込まれ、この第２の導光体の前面か
ら前方に出射する。

【００１６】また、外光を利用する反射型表示を行なう
ときは、表示体の前方から入射し、この表示体を透過し
てその背後の前記照明手段に入射する外光が、前記第２
の導光体を透過して前記第１の導光体の複数の反射面に
より反射され、その反射光が前記第２の導光体を透過し
てその前面から前方に出射する。

【００１７】したがって、前記第１の導光体に取り込ま
れた光源部からの光のほとんどが、この導光体の複数の
出射面から出射し、その光が第２の導光体に取り込まれ
てその前面から前方に出射するとともに、前方から入射
する外光のほとんどが、前記第２の導光体を透過して前
記第１の導光体の複数の反射面により反射され、その反
射光が第２の導光体を透過して前方に出射するため、前
記照明手段は、光源部からの光を出射するときも、前方
から入射する外光を反射させて出射するときも、その光
を効率良く前方に出射する。

【００１８】そして、この発明の表示装置は、表示体の
背後に、光源部からの光と表示体の前方から入射する外
光とをそれぞれ表示体の前方に出射する機能をもった前
記照明手段を配置したものであるため、半透過反射板を
用いずに２ウエイ表示を行なうことができる。

【００１９】したがって、この表示装置によれば半透過
反射板による光のロスが無く、また前記照明手段が、光
源部からの光も、表示体の前方から入射する外光も効率
良く前方に出射するため、外光を利用する反射型表示
と、光源光を利用する透過型表示との両方を充分に明る
くすることができる。

【００２０】しかも、この表示装置は、前記表示体の背
面と前記照明手段の前面との間と、前記表示体の前面と
のうちの少なくとも一方に光拡散手段を設けているた
め、外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透
過型表示との両方の表示の視野角を広くすることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の表示装置は、上記のよ
うに、透過型表示体の背後に、光源部からの光と前記表
示体の前方から入射する外光とをそれぞれ表示体の前方
に出射する機能をもった照明手段を配置することによ
り、半透過反射板を用いずに２ウエイ表示を行なうよう
にして、半透過反射板による光のロスを無くし、さら
に、前記照明手段を、光源部と、この光源部からの光を
端面から取り込んで複数の出射面から出射するととも
に、前方からの入射光を複数の反射面により前方に反射
する第１の導光体と、前記第１の導光体の前面側に配置
され、前記第１の導光体の前記複数の出射面から出射す
る光を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前
方からの入射光を背面から出射し、前記第１の導光体の
複数の反射面により反射されて前記背面から入射する光
を前方に出射する第２の導光体とで構成することによ
り、前記光源部からの光も、前記表示体の前方から入射
する外光もいずれも効率良く前方に出射させるようにし
て、外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透
過型表示との両方を充分に明るくすることができるよう
にし、また、前記表示体の前面と、前記表示体の背面と
前記照明手段の前面との間とのうちの少なくとも一方に
光拡散手段を配置することにより、視野角を広くしたも
のである。

【００２２】この発明の表示装置において、前記照明手
段の前記第１の導光体は、前記光源部からの光を取り込
む少なくとも１つの入射端面と、複数の段面およびこれ
らの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段状に形成
され、前記複数の段面上に反射膜を設けて前記反射面が
形成され、前記複数の段差面により前記複数の出射面を
形成されているものが好ましい。

【００２３】前記第１の導光体がこのような構成であれ
ば、その入射端面から取り込まれた光のほとんどを前記
複数の段差面から出射させることができるとともに、前
方から入射する外光のほとんどを前記段面上の反射膜に
より反射させることができるため、光源部からの光を出
射するときも、前方から入射する外光を反射させて出射
するときも、その光をより効率良く前方に出射すること
ができる。

【００２４】また、前記第２の導光体は、光を出射する
前面と、前記第1 の導光体の前記出射面から出射する光
を取り込む第１の光学界面および前記第１の光学界面か
ら取り込んだ光を前方に向けて屈折させる第２の光学界
面とを有する突起状の複数の入射部を備えた背面とを有
していることが望ましい。

【００２５】前記第２の導光体をこのような構成とすれ
ば、前記第1 の導光体のの複数の出射面から出射する光
のほとんどを、ロスなく前記第２の導光体に取り込んで
前方に出射することができるとともに、その出射光を所
定方向に高い輝度で出射する指向性を持った輝度分布の
光とすることができる。

【００２６】この表示装置において、前記光拡散手段
は、前記表示体の背面と前記照明手段の前面との間と、
前記表示体の前面とのうちのいずれか一方だけに設けて
もよく、そのいずれに前記光拡散手段を設けても、外光
を利用する反射型表示と、光源光を利用する透過型表示
との両方の表示の視野角を広くすることができる。

【００２７】また、前記光拡散手段を前記表示体の前面
に設ければ、前記表示体の前面に垂直な方向に対して大
きく傾いた方向から入射する外光も前記光拡散手段によ
り拡散させて取り込むことができるため、外光の取り込
み範囲を広くしてその取り込み量を多くし、前記照明手
段により反射される反射光の輝度をさらに高くして、外
光を利用する反射型表示をより明るくすることができ
る。

【００２８】さらに、前記光拡散手段を、前記表示体の
背面と前記照明手段の前面との間と、前記表示体の前面
との両方に設ければ、これらの光拡散手段に比較的ヘイ
ズ値（散乱光透過率と全光線透過率の比）の小さいもの
を用いても充分広い視野角を得ることができ、前記光拡
散手段のヘイズ値が小さければ、光の拡散による表示像
のざらつき感が目立たなくなるため、ざらつき感の無い
良好な画質の画像を表示することができる。

【００２９】前記光拡散手段は、少なくとも一方の面が
粗面化された粗面化膜、基材中に散乱物質を分散させた
散乱物質混入膜、多孔質膜、複数の境面を有する多結晶
化物質膜、あるいは複数本の光散乱性繊維からなるもの
などが好ましく、これらの光拡散手段を用いることによ
り、良好な光拡散効果を得ることができる。

【００３０】また、前記表示体が外面に偏光板を備えた
液晶表示素子である場合は、前記偏光板の外表面に前記
光拡散手段を一体に設けるのが望ましく、このようにす
れば、表示装置の構成を簡素化することができる。さら
に、前記光拡散手段は、前記照明手段の第２の導光体の
前面に一体に設けてもよく、このようにしても、表示装
置の構成を簡素化することができる。

【００３１】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す表示装
置の側面図であり、図２はその一部分の拡大図である。
この実施例の表示装置は、光の透過を制御して表示する
透過型表示体として液晶表示素子を用いたものであり、
図１および図２に示すように、液晶表示素子１と、この
液晶表示素子１の背後に配置された照明手段１０と、前
記液晶表示素子１の背面と前記照明手段１０の前面との
間に設けられた第１の光拡散手段２１と、前記液晶表示
素子１の前面に設けられた第２の光拡散手段２２とから
なっている。

【００３２】前記液晶表示素子１は、その内部構造は図
示しないが、一対の透明基板２，３を枠状のシール材４
を介して接合し、その両基板２，３間の前記シール材４
で囲まれた領域に液晶を封入したものであり、両基板
２，３の内面にはそれぞれ液晶層に電界を印加するため
の透明な電極が設けられている。

【００３３】なお、この実施例で用いた液晶表示素子１
は、カラー画像を表示するアクティブマトリックス型液
晶表示素子であり、一方の基板、例えば背面側の基板３
の内面には、マトリックス状に配列する複数の画素電極
と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦ
Ｔ（薄膜トランジスタ）からなるアクティブ素子と、各
行のＴＦＴにゲート信号を供給するゲートラインと、各
列のＴＦＴにデータ信号を供給するデータラインとが設
けられ、他方の基板（前面側基板）２の内面には、前記
各画素電極にそれぞれ対応させて交互に配列された複数
の色（例えば赤、緑、青）のカラーフィルタと、前記各
画素電極の全てに対向する対向電極とが設けられてい
る。

【００３４】さらに、この液晶表示素子１は、例えばＴ
Ｎ（ツイステッドネマティック）型のものであり、基板
２，３間に封入された液晶の分子は、両基板２，３の内
面に設けられた配向膜によりそれぞれの基板の近傍にお
ける配向方向を規制され、両基板２，３間において所定
のツイスト角でツイスト配向している。また両基板１，
２の外面にはそれぞれ偏光板５，６が設けられている。

【００３５】次に、前記照明手段１０について説明する
と、この照明手段１０は、第１の導光体１１と、この第
１の導光体１１の側方に配置された光源部１５と、前記
第１の導光体１１の前面側に配置された第２の導光体１
８とからなっている。

【００３６】前記第１の導光体１１は、アクリル系樹脂
等からなる透明板であり、この導光体１１の背面は平坦
面とされており、その背面全体に鏡面反射板１２が設け
られている。

【００３７】また、この第１の導光体１１の一端面は、
光源部１５からの光を取り込む入射端面１１ａとなって
おり、前面は、互いにほぼ平行で、前記入射端面１１ａ
から遠ざかる方向に向かって前記背面との間隔を狭める
ように順次高さを変える平坦な複数の段面１３ａと、こ
れらの段面１３ａをつなぐ段差面１３ｂとからなる微小
ピッチの階段形状面１３に形成されている。

【００３８】そして、この階段形状面１３の前記複数の
段面１３ａの上にはそれぞれ、その段面全体にわたっ
て、アルミニウム等の高反射率金属の蒸着膜からなる反
射膜１３が設けられており、この反射膜１３により外光
の反射面が形成されている。

【００３９】また、前記複数の段面１３ａをつなぐ前記
複数の段差面１３ｂは、前記各段面１３ａの基端縁から
それぞれほぼ垂直に立ち上がるように形成された、極く
小さな高さの横長面であり、これらの段差面１３ｂはい
ずれも、反射膜を形成しない光出射面とされている。

【００４０】この第１の導光体１１は、その側方に配置
された光源部１５からの光を前記入射端面１１ａから取
り込み、その光を導光体前面の階段形状面１３の複数の
段差面１３ｂから出射するとともに、前方から前記階段
形状面１３の複数の段面１３ａに入射する光を、これら
の段面１３ａ上に形成された反射膜１４により前方に反
射する。

【００４１】前記光源部１５は、例えば、第１の導光体
１１の入射端面１１ａの全長にわたる長さの直管状蛍光
ランプ１６と、この蛍光ランプ１６からの放射光を反射
させるリフレクタ１７とからなっており、この光源部１
５は、第１の導光体１１の側方に、その入射端面１１ａ
に対向させて配置されている。なお、前記光源部１５
は、蛍光ランプ１６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。

【００４２】一方、前記第２の導光体１８は、前記第１
の導光体１１の前記複数の段差面１３ｂから出射する光
を取り込んでその光を前方に出射するとともに、前方か
らの入射光を背面から出射し、前記第１の導光体１１の
前記複数の段面１３ａ上の反射膜１４により反射されて
前記背面から再び第２の導光体１８に入射する光を前方
に出射する。

【００４３】この第２の導光体１８は、前記第1 の導光
体１１とほぼ同じ横幅を有するアクリル系樹脂等からな
る透明板であり、その前面、つまり光を出射する面は平
坦面となっており、背面には、前記第1 の導光体１１の
階段形状面１３の各段差面１３から出射する光を取り込
むための複数の入射部１９が、所定のピッチで一体に突
設されている。

【００４４】これらの入射部１９は、第２の導光体１８
の横幅全長にわたる長さの横長な突起状に形成されてお
り、前記第２の導光体１８は、その背面の各入射部１９
の長さ方向を前記第1 の導光体１１の各段差面１３ｂの
長さ方向と平行にするとともに、前記複数の入射部１９
の先端をそれぞれ、前記第1 の導光体１１の各段面１３
ａ上（反射膜１４の表面）またはその延長面上に近接ま
たは一致させて第1 の導光体１１の前面側に配置されて
いる。

【００４５】また、前記第１の導光体１１の前面の階段
形状面１２と前記第２の導光体１８の背面との間の間隙
は空気層となっており、前記第１の導光体１１と第２の
導光体１８は、それぞれの周縁部において図示しないス
ペーサを介して接合されている。なお、前記第１の導光
体１１と第２の導光体１８は、これらの導光体１１，１
８よりも屈折率が極く小さい透明な接着剤を介して接着
してもよい。

【００４６】なお、前記第１の導光体１１は、その全て
の段面１３ａ上の反射膜１４に対して前記第２の導光体
１８の各入射部１９の頂部が近接または一致するよう
に、すなわち、前記複数の段面１３ａの先端縁を通る仮
想線が、前記第２の導光体１８の複数の入射部１９の頂
部を通る仮想線とほぼ平行になるように、長さ方向に傾
けて配置されている。

【００４７】そのため、前記第１の導光体１１の段面１
３ａ上の反射膜１４と、前記第２の導光体１８の入射部
１９の頂部との間隔は、前記段面１３ａに対する前記入
射部１９の対向位置によって異なり、前記入射部１９の
対向位置が前記段面１３ａの基端側（図において左側）
に近づくほど前記間隔が大きくなり、前記入射部１９の
対向位置が前記段面１３ａの先端側（図において右側）
に近づくほど前記間隔が小さくなる。

【００４８】また、前記入射部１９は、三角形状の断面
形状を有しており、その両側面のうち、前記第１の導光
体１１の段差面１３ｂと対向する一方の側面と導光体１
１，１８間の間隙（空気層または屈折率の小さい透明接
着剤）との界面が、前記段差面１３ｂからの出射光を取
り込む第１の光学界面１９ａとなり、他方の側面と導光
体１１，１８間の間隙との界面が、前記第１の光学界面
１９ａから取り込んだ光をこの導光体１８の前面方向
（照明手段１０の前方）に向けて屈折させる第２の光学
界面１９ｂとなっている。

【００４９】前記第１の光学界面１９ａは、第１の導光
体１１の段差面１３ｂとほぼ平行またはそれに近い傾き
をもち、かつ、前記第１の導光体１１の段面１３ａに対
する角度（段差面１３ｂに向き合う方向の角度）が９０
度を越えない面である。

【００５０】また、前記第２の光学界面１９ｂは、第２
の導光体１８の前面の垂線とのなす角度が、前記第１の
光学界面１９ａと前記垂線とのなす角度よりも大きな傾
斜角度をもつ傾斜面となっている。

【００５１】なお、前記入射部１９のより望ましい形状
は、第１の光学界面１９ａが前記垂線に対して前記段差
面１３ｂに向き合う方向に５〜１５度傾斜し、第２の光
学界面１９ｂが前記垂線に対して反対方向に２０〜５０
度傾斜した形状である。

【００５２】また、前記複数の入射部１９は、所定の間
隔を存して設けられており、前記第２の導光体１８の背
面の各入射部１９の間の領域の導光体背面と導光体１
１，１８間の間隙との界面は、前記第1 の導光体１１の
各段面１３ａ上の反射膜１４に対向する第３の光学界面
２０となっている。この第３の光学界面２０は、第1 の
導光体１１の各段面１３ａとほぼ平行またはそれに近い
傾きをもった面である。

【００５３】さらに、前記複数の入射部１９は、前記第
1 の導光体１１の複数の段差面１３ｂのピッチとは異な
るピッチで設けられている。この実施例では、図１およ
び図２に示したように、第２の導光体１８の複数の入射
部１９を、第1 の導光体１１の複数の段差面１３ｂのピ
ッチよりも小さく、かつ、前記複数の段差面１３ｂのピ
ッチの１／２よりも大きいピッチで設けており、したが
って、第１の導光体１１の各段差面１３ｂは、それぞれ
が、第２の導光体１８の少なくとも１つの入射部１９に
必ず対向している。

【００５４】なお、図１および図２では、便宜上、第１
および第２の導光体１１，１８の階段形状面１３および
各入射部１９を大きく拡大して示しているが、第２の導
光体１８の入射部１９のピッチは、液晶表示素子１の画
素ピッチとほぼ同じか、あるいは前記画素ピッチの整数
分の１であり、第１の導光体１１の段差面１３ｂのピッ
チは、前記第２の導光体１８の入射部１９のピッチより
も若干大きいピッチである。

【００５５】そして、この実施例の表示装置では、上記
照明手段１０を、その光源部１５の配置側を外光の主な
取り込み方向に向けて、液晶表示素子１の背後に配置し
ている。

【００５６】すなわち、２ウエイ表示装置は、外光を利
用するときは通常の反射型表示装置と同様に、画面の垂
線に対して画面の上縁側に傾いた方向（明るい外光が得
られる方向）から主に外光を取り込むように画面の向き
を選んで使用されるため、この実施例では、上記照明手
段１０を、光源部１５の配置側を外光の主な取り込み方
向である画面の上縁側、つまり液晶表示素子１の上縁側
（図１において左側）に向けて配置している。

【００５７】次に、前記液晶表示素子１の背面と前記照
明手段１０の前面との間に設ける第１の光拡散手段２１
について説明する。図３は、前記第１の光拡散手段２１
の第１の例を示すハッチングを省略した拡大断面図であ
り、この光拡散手段２１は、透光性を有するアルミナ等
の無機物または高分子材料等の有機物からなる板状また
はフィルム状基材の一方の面を、ほぼ同じ断面形状の微
小な凹凸部がほぼ均一なピッチで並ぶように規則的に粗
面化した粗面化膜２３からなっている。なお、前記凹凸
部のピッチは、液晶表示素子１の画素部の面積よりも充
分小さく設定されている。

【００５８】図４は、前記第１の光拡散手段２１の第２
の例を示すハッチングを省略した拡大断面図であり、こ
の光拡散手段２１は、前記透光性を有する無機物または
有機物からなる板状またはフィルム状基材の一方の面
を、前記図３に示した粗面化膜２３の凹凸部よりもさら
に小さい不規則な凹凸形状に粗面化した粗面化膜２４か
らなっている。

【００５９】なお、前記図３および図４に示した粗面化
膜２３，２４の粗面化は、その膜面の擦り処理またはサ
ンドブラスト処理による形成するか、あるいは、その成
形型の型面を粗面とすることにより形成することができ
る。

【００６０】前記図３および図４に示した粗面化膜２
３，２４は、いずれも、その粗面化された面（以下、粗
面化面という）からの入射光も、他方の平坦面からの入
射光も、図に矢線で示すように、前記粗面化面と、前記
第２の導光体１８の前面との間隙の空気層または透明接
着剤との界面により屈折させて拡散するものであり、い
ずれの面からの入射光も、拡散光となって他方の面から
出射する。

【００６１】前記粗面化膜２３，２４のいずれかを前記
光拡散手段２１とする場合、この光拡散手段２１は、そ
の粗面化面とは反対側の平坦面を前記液晶表示素子１の
背面側偏光板６の外表面に接着するか、あるいは前記偏
光板６の外表面上に光拡散手段２１を形成することによ
り、背面側偏光板６の外表面に一体に設けるのが望まし
い。

【００６２】その場合は、前記光拡散手段２１の粗面化
面を、前記照明手段１０の第２の導光体１８の前面に対
し、前記粗面化面の各凹凸部の頂部が前記導光体１８の
前面に近接または当接させて対向させ、この光拡散手段
２１の粗面化面を前記第２の導光体１８の前面に対して
その間に空気層を介在させて対向させるか、あるいは、
前記光拡散手段２１の粗面化面を、前記光拡散手段２１
に比べて屈折率が極く小さい透明な接着剤により前記第
２の導光体１８の前面に接着する。

【００６３】なお、前記光拡散手段２１の粗面化面を前
記第２の導光体１８の前面に透明な接着剤を介して接着
する場合でも、前記接着剤の屈折率が前記光拡散手段２
１の屈折率に比べて極く小さければ、前記光拡散手段２
１の粗面化面と前記接着剤との界面で光を屈折させて拡
散することができる。

【００６４】図５は、前記第１の光拡散手段２１の第３
の例を示すハッチングを省略した拡大断面図であり、こ
の光拡散手段２１は、透光性を有する無機物（例えばア
ルミナ）または有機物（例えば高分子材料）からなる基
材２５ａ中に、この基材２５ａとは屈折率の異なる散乱
物質２６をほぼ均一に分散させた散乱物質混入膜２５か
らなっている。なお、前記散乱物質２６は、液晶表示素
子１の画素部の面積よりも充分小さい大きさものが望ま
しい。

【００６５】前記散乱物質２６は、気体粒または、前記
基材２５ａとは屈折率の異なる無機物あるいは有機物か
らなる粒子であり、前記気体粒は、散乱物質混入膜２５
の成形時に、その基材２５ａ中に窒素、酸素、または発
泡剤を混入することにより形成される。

【００６６】また、前記気体粒以外の粒子としては、例
えば、硫酸バリウム、雲母、チタン、オキシ塩化ビスマ
ス等の無機顔料、アルミニウム、金、銀等の金属粉、ガ
ラスビーズ、ガラス繊維等の無機物、フルオロエチレ
ン、アクリル等の有機物を用いいる。

【００６７】これらの粒子を散乱物質２６とする散乱物
質混入膜２５は、その成形時に前記基材２５ａ中に前記
粒子を混入することにより形成される。なお、前記基材
２５ａ中に混入する前記粒子は一種類でも、複数種類で
もよい。

【００６８】前記散乱物質混入膜２５は、その一方の面
および他方の面からの入射光をそれぞれ、図に矢線で示
すように、前記散乱物質２６により散乱させて拡散する
ものであり、いずれの面からの入射光も、拡散光となっ
て他方の面から出射する。

【００６９】図６は前記散乱物質２６による光の拡散例
を示しており、散乱物質２６が気体粒または前記基材２
５ａとは屈折率の異なる透明粒子であるときは、図６の
（ａ）のように、前記散乱物質２６の外周面と基材２５
ａとの界面において光が屈折し、その繰り返しにより透
過光が拡散する。

【００７０】また、散乱物質２６が光散乱性を有する粒
子であるときは、図６の（ｂ）のように、前記散乱物質
２６の内部において光が散乱し、その繰り返しにより透
過光が拡散する。

【００７１】さらに、散乱物質２６が光反射性を有する
粒子であるときは、図６の（ｃ）のように、前記散乱物
質２６ｃの外周面において光が散乱反射し、その繰り返
しにより透過光が拡散する。

【００７２】前記散乱物質混入膜２５からなる光拡散手
段２１を用いる場合、この光拡散手段２１は、その一方
の面を前記液晶表示素子１の背面側偏光板６の外表面に
接着するか、あるいは前記偏光板６の外表面上に光拡散
手段２１を形成することにより、背面側偏光板６の外表
面に一体に設け、この光拡散手段２１の他方の面を、前
記照明手段１０の第２の導光体１８の前面に対向させ
て、前記第２の導光体１８の前面に透明な接着剤により
接着するのが望ましい。

【００７３】なお、前記接着剤は、前記散乱物質混入膜
２５の基材２５ａおよび前記第２の導光体１８との屈折
率の差ができるだけ小さいものを用いるのが好ましく、
それにより、前記接着剤と前記光拡散手段２１との界面
および前記接着剤と第２の導光体１８との界面での光の
屈折および反射をほとんど無くし、前記光拡散手段２１
と前記第２の導光体１８の一方から他方に光を効率良く
入射させることができる。

【００７４】図７は、前記第１の光拡散手段２１の第４
の例を示すハッチングを省略した拡大断面図であり、こ
の光拡散手段２１は、図５に示した散乱物質混入膜２５
の両面にそれぞれ透明な粘着剤２７ａ，２７ｂを塗布し
たものである。

【００７５】この光拡散手段２１は、その一方の面をそ
の面の粘着剤２７ａにより前記液晶表示素子１の背面側
偏光板６の外表面に貼り付けることにより前記偏光板６
の外表面に一体に設けられ、他方の面をその面の粘着剤
２７ｂにより前記照明手段１０の第２の導光体１８の前
面に貼り付けられる。

【００７６】なお、この例においても、前記光拡散手段
２１の前記第２の導光体１８に貼り付ける面の粘着剤２
７ｂは、前記散乱物質混入膜２５の基材２５ａおよび前
記第２の導光体１８との屈折率の差ができるだけ小さい
ものを用いるのが好ましい。

【００７７】また、前記光拡散手段２１の前記偏光板６
に貼り付ける面の粘着剤２７ａは、前記散乱物質混入膜
２５の基材２５ａおよび前記偏光板６との屈折率の差が
できるだけ小さいものを用いるのが好ましく、それによ
り、前記接着剤と前記光拡散手段２１との界面および前
記接着剤と偏光板６との界面での光の屈折および反射を
ほとんど無くし、前記散乱物質混入膜２５と前記偏光板
６の一方から他方に光を効率良く入射させることができ
る。

【００７８】なお、この例の光拡散手段２１は、前記散
乱物質混入膜２５の両面にそれぞれ透明な粘着剤２７
ａ，２７ｂを塗布したものであるが、その代わりに、前
記散乱物質混入膜２５の基材２５ａを粘着性樹脂として
もよく、その場合は、前記散乱物質混入膜２５を、その
粘着性により前記背面側偏光板６の外表面および前記第
２の導光体１８の前面に直接貼り付けることができる。

【００７９】図８は、前記第１の光拡散手段２１の第５
の例を示す一部分の平面図であり、この光拡散手段２１
は、多孔質膜２８からなっている。この多孔質膜２８
は、透光性を有する無機物（例えばアルミナ）または有
機物（例えば樹脂）を基材とし、その基材中に、多数の
孔２８ａをほぼ均一に分布させて設けたものであり、図
では、前記孔２８ａを球形に示しているが、この孔２８
ａは、例えば海綿体の孔のような様々な形状をなしてい
る。

【００８０】この多孔質膜２８は、その一方の面および
他方の面からの入射光をそれぞれ、前記基材と前記孔２
８ａとの界面で屈折させて拡散するものであり、いずれ
の面からの入射光も、拡散光となって他方の面から出射
する。

【００８１】図９は、前記第１の光拡散手段２１の第６
の例を示す一部分の平面図であり、この光拡散手段２１
は、複数の境面２９ｂを有する多結晶化物質膜２９から
なっている。

【００８２】この多結晶化物質膜２９は、アルミナセラ
ミックス、フルオロエチレンパウダー等の高分子粒子
を、加圧または加熱凝縮により多結晶化させたものであ
り、その各コア２９ａの境界２９ｂにおいて光を屈折さ
せる。

【００８３】すなわち、この多結晶化物質膜２９は、そ
の一方の面および他方の面からの入射光をそれぞれ、前
記各コア２９ａの境界２９ｂで屈折させて拡散するもの
であり、いずれの面からの入射光も、拡散光となって他
方の面から出射する。

【００８４】図１０〜図１２は、前記第１の光拡散手段
２１の第７〜第９の例を示す一部分の平面図であり、こ
れらの光拡散手段２１は、複数本の光散乱繊維３０から
なるものである。前記光散乱繊維３０は、ガラス繊維に
代表される無機物繊維、アルミニウム繊維等の金属繊
維、アクリル繊維等の高分子炭化化合物繊維、セルロー
ス等の天然繊維、半合成繊維のうちのいずれかであり、
前記光散乱手段２１は、前記光散乱繊維３０を図１０の
ように織布状あるいは網状にしたり、図１１のように基
材中に含有させたり、図１２のように不織布状にしたも
のよりなる。

【００８５】図１０に示した光拡散手段２１は、前記光
散乱繊維３０を、目の細かい網状に織ったものであり、
その網目の大きさは、液晶表示素子１の画素部よりも小
さく設定されている。

【００８６】図１１に示した光拡散手段２１は、前記光
散乱繊維３０を、極く小さい間隔でほぼ平行に並べたも
のであり、その各繊維３０の間隔は、液晶表示素子１の
画素部よりも小さく設定されている。

【００８７】図１２に示した光拡散手段２１は、前記光
散乱繊維３０を、縦、横、斜めに無作為に重ねたもので
あり、その各繊維３０の間隔は、液晶表示素子１の画素
部よりも小さく設定されている。

【００８８】これらの光散乱繊維３０からなる光拡散手
段２１は、その一方の面および他方の面からの入射光を
それぞれ、前記光散乱繊維３０の周面での屈折または反
射、あるいは繊維３０内での散乱により拡散するもので
あり、いずれの面からの入射光も、拡散光となって他方
の面から出射する。

【００８９】なお、上記図８〜図１２に示した多孔質膜
２８、多結晶化物質膜２９、光散乱繊維３０からなる光
拡散手段２１を用いる場合、この光拡散手段２１は、そ
の一方の面を前記液晶表示素子１の背面側偏光板６の外
表面に接着するか、あるいは前記偏光板６の外表面上に
光拡散手段２１を形成することにより、背面側偏光板６
の外表面に一体に設け、この光拡散手段２１の他方の面
を、前記照明手段１０の第２の導光体１８の前面に対向
させて、前記第２の導光体１８の前面に透明な接着剤に
より接着するのが望ましい。

【００９０】また、前記液晶表示素子１の前面に設けら
れた第２の光拡散手段２２は、上述した粗面化膜２３，
２４、散乱物質混入膜２５、多孔質膜２８、多結晶化物
質膜２９、光散乱繊維３０からなる拡散手段のいずれか
である。

【００９１】この第２の光拡散手段２２も、その一方の
面（図３および図４に示した粗面化膜２３，２４の場合
は、粗面化面とは反対側の平坦面）を前記前面側偏光板
５の外表面に接着するか、あるいは前記偏光板５の外表
面上に光拡散手段２２を形成することにより、前記偏光
板５の外表面に一体に設けるのが望ましい。

【００９２】上記表示装置は、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、照明手段１０の光
源部１５を点灯させて、光源光を利用する透過型表示を
行なうものであり、光源光を利用するときは、前記照明
手段１０からの出射光が液晶表示素子１にその背面側か
ら入射し、その光が前記液晶表示素子１を透過して前方
に出射する。

【００９３】また、外光を利用するときは、液晶表示素
子１の前方から入射する外光が前記液晶表示素子１を透
過してその背後の前記照明手段１０により反射され、そ
の反射光が再び前記液晶表示素子１を透過して前方に出
射する。

【００９４】まず、前記照明手段１０からの光を利用す
る透過型表示について説明すると、前記照明手段１０の
光源部１５は、この照明手段１０を使用するときに点灯
される。

【００９５】この光源部１５からの光は、第１の導光体
１１にその入射端面１１ａから取り込まれてこの導光体
１１内を導かれ、図２に実線で示した経路のように、前
記導光体１１の階段形状面１３の複数の段差面１３ｂか
ら出射する。

【００９６】このとき、前記第１の導光体１１にその入
射端面１１ａから取り込まれた光のうち、前記複数の段
差面１３ｂに向かう光以外の光、つまり前記階段形状面
１３の各段面１３ａおよび導光体１１の背面に向かって
進む光は、前記各段面１３ａ上の反射膜１４および導光
体背面の鏡面反射板１２により反射されながら導光体１
１内をその長さ方向に導かれ、その過程でいずれかの段
差面１３ｂの方向に向きを変えて、その段差面１３ｂか
ら出射する。

【００９７】なお、前記鏡面反射板１２は、第１の導光
体１１の背面に対して隙間を存して対向していてもよ
く、その場合は、第１の導光体１１にその入射端面１１
ａから取り込まれた光のうちの導光体背面に向かって進
む光が、第１の導光体１１の背面と前記間隙の空気層と
の界面で反射される。

【００９８】ただし、前記導光体背面に向かって進む光
のうち、前記導光体背面と外気との界面に対して全反射
臨界角より小さい（垂直に近い）入射角で入射する光
は、前記界面を透過して背面側に漏れるが、その漏れ光
は、前記反射板１２により反射されて再び第１の導光体
１１にその背面から入射する。

【００９９】そして、この背面側からの再入射光は、前
記各段面１３ａ上の反射膜１４で反射され、そのうちの
前記導光体背面と外気との界面で反射されて前記段差面
１３ｂに向かう光がその段差面１３ｂから出射し、また
前記界面を透過した漏れ光は、前記反射板１２により反
射されて再び第１の導光体１１にその背面から入射する
ため、その繰り返しにより、第１の導光体１１の背面側
に漏れる光も、無駄なく前記段差面１３ｂから出射させ
ることができる。

【０１００】前記第１の導光体１１の複数の段差面１３
ｂから出射した光は、第２の導光体１８の背面に形成さ
れた突起状の複数の入射部１９のいずれかに入射する。
すなわち、前記第１の導光体の各段差面１３ｂは、全て
第２の導光体１８の複数の入射部１９のうち少なくとも
１つに必ず対向しているため、第１の導光体１１の各段
差面１３ｂから出射した光は、ほとんどロス光となるこ
となく、第２の導光体１８のいずれかの入射部１９に入
射する。

【０１０１】なお、図２に示したように、前記第１の導
光体１１の複数の段差面１３ｂからの出射光のなかに
は、次の段面１３ａに向かって出射する光もあるが、そ
の光は、前記次の段面１３ａ上の反射膜１４により反射
されて第２の導光体１８の入射部１９に入射する。

【０１０２】前記複数の入射部１９に入射した光は、こ
れらの入射部１９の第１の光学界面１９ａから入射部１
９内に取り込まれ、その反対側の第２の光学界面１９ｂ
により全反射して前方（第２の導光体１８の前面方向）
に向けて屈折され、第２の導光体１８の前面から前方に
出射する。

【０１０３】すなわち、前記第２の導光体１８は、光を
出射する前面と、前記第1 の導光体１１の前記段差面１
３ｂから出射する光を取り込む第１の光学界面１９ａお
よび前記第１の光学界面１９ａから取り込んだ光を前方
に向けて屈折させる第２の光学界面１９ｂとを有する突
起状の複数の入射部１９を備えた背面とを有しているた
め、前記第1 の導光体１１の階段形状面１３の複数の段
差面１３ｂから出射する光のほとんどを、ロスなく第２
の導光体１８に取り込んで前方に出射することができる
とともに、その出射光を所定方向に高い輝度で出射する
指向性を持った輝度分布の光とすることができる。

【０１０４】この実施例では、前記複数の入射部１９の
第２の光学界面１９ｂの傾斜角を、この面で反射された
光の向きが、第２の導光体１８の前面の法線方向（正面
方向）の近傍になるように設定しており、したがって、
第２の導光体１８の前方に出射する光は、この導光体１
８の正面方向の輝度が高い指向性をもった輝度分布の光
である。

【０１０５】なお、前記第２の光学界面１９ｂの傾斜角
は、第２の導光体１８の前面の法線に対して２０〜５０
度の範囲にした場合に光を正面方向を最も集めることが
できる。

【０１０６】そして、前記第２の導光体１８の前面から
前方に出射した光、つまり照明手段１０からの出射光
は、液晶表示素子１の背面と前記照明手段１０の前面
（第２の導光体１８の前面）との間に配置された第１の
光拡散手段２１により拡散されて前記液晶表示素子１に
その背面から入射し、この液晶表示素子１を透過した光
が、その前面の第２の光拡散手段２２により拡散されて
前方に出射する。

【０１０７】次に、外光を利用する反射型表示について
説明すると、このときは、液晶表示素子１の前方から入
射する外光が、前記第２の光拡散手段２２により拡散さ
れて前記液晶表示素子１にその前面から入射し、この液
晶表示素子１を透過した光が、前記第１の拡散手段２２
により拡散されて前記照明手段１０の第２の導光体１８
にその前面から様々な入射角で入射する。

【０１０８】前記第２の導光体１８にその前方から入射
した光は、図２に破線で示した経路のように、この第２
の導光体１８をその厚さ方向に導かれてその背面から出
射し、第１の導光体１１の複数の段面１３ａ上に形成さ
れた反射膜１４により反射される。

【０１０９】すなわち、この実施例では上述したよう
に、前記照明手段１０を、その光源部１５の配置側を表
示装置の外光の主な取り込み方向である画面の上縁側に
向けて配置しているため、前記第２の導光体１８にその
前方から入射する外光は、主に、この第２の導光体１８
の背面の各入射部１９の第２の光学界面１９ｂおよび隣
接する入射部１９の間の第３の光学界面２０に向かう光
である。

【０１１０】そして、これらの入射光は、前記第２の光
学界面１９ｂおよび第３の光学界面２０に対して全反射
臨界角より小さい入射角で入射するため、これらの界面
１９ｂ，２０を透過して背面側に出射し、第１の導光体
１１の複数の段面１３ａ上の反射膜１４により反射され
る。

【０１１１】なお、外光は、その主な取り込み方向であ
る画面の上縁側からだけでなく、他の方向からも入射す
るため、前記第２の導光体１８にその前方から入射する
外光のなかには、前記各入射部１９の第１の光学界面１
９ａに向かう光もあるが、その光は、前記第１の光学界
面１９ａに全反射臨界角より大きい入射角で入射して、
この界面１９ａで全反射されて向きを変え、前記第２の
光学界面１９ｂから背面側に出射して、第１の導光体１
１の各段面１３ａ上の反射膜１４により反射される。

【０１１２】この場合、前記第１の導光体１１の階段形
状面１３は、前記複数の段面１３ａと、これらの段面１
３ａをつなぐ複数の段差面１３ｂとからなっているが、
前記階段形状面１３を前方から見た形状は、前記複数の
段面１３ａが連続して見える形状であり、したがって、
前記第１の導光体１１は、前方から入射する外光に対し
て、平板状の反射板とほとんど変わらない反射特性を示
す。そのため、外光を利用する反射型表示のときも、前
方から入射した外光を効率良く反射させることができ
る。

【０１１３】前記第１の導光体１１の複数の段面１３ａ
上の反射膜１４により反射された反射光は、前記第２の
導光体１８にその背面から取り込まれ、この第２の導光
体１８内を厚さ方向に導かれてその前面から前方に出射
する。

【０１１４】このとき、第１の導光体１１の段面１３ａ
と第２の導光体１８の入射部１９の第１の光学界面１９
ａとのなす角度が大きいため、第１の導光体１１の段面
１３ａ上の反射膜１４で反射された光は、そのほとんど
が、第２の導光体１８の入射部１９の第２の光学界面１
９ｂおよび第３の光学界面２０から取り込まれる。

【０１１５】そして、前記第２の光学界面１９ｂから取
り込まれた光のうちの反対側の第１の光学界面１９ａに
向かう光以外の光（導光体１８の前面方向に向かう光）
と、前記第３の光学界面２０から取り込まれた光は、直
接第２の導光体１８の前面から出射し、また、前記第２
の光学界面１９ｂから取り込まれた光のうちの前記第１
の光学界面１９ａに向かう光は、この第１の光学界面１
９ａで全反射されて前方に向きを変え、第２の導光体１
８の前面から出射する。

【０１１６】そのため、前記第２の導光体１８の前面か
ら前方に出射する光は、この第２の導光体１８にその前
方から様々な入射角で入射した外光が集光された高輝度
の光であり、また、この出射光も、第２の導光体１８の
正面方向に出射する光の輝度が高い輝度分布の光であ
る。

【０１１７】そして、前記第２の導光体１８の前面から
前方に出射した光、つまり前方から入射した外光が照明
手段１０により反射された光は、前記第１の光拡散手段
２１により拡散されて前記液晶表示素子１にその背面か
ら入射し、この液晶表示素子１を透過した光が前記第２
の光拡散手段２２により拡散されて前方に出射する。

【０１１８】すなわち、前記照明手段１０は、光源部１
５からの光を前方に出射するだけでなく、前方から入射
する外光を反射させて前方に出射する機能をもっている
ものであり、光源部１５を点灯させて透過型表示を行な
うときは、前記光源部１５からの光が、前記第１の導光
体１１にその入射端面１１ａから取り込まれて前記階段
形状面１３の複数の段差面１３ｂから出射し、その光が
前記第２の導光体１８に取り込まれ、この第２の導光体
１８の前面から前方に出射する。

【０１１９】また、外光を利用する反射型表示を行なう
ときは、液晶表示素子１の前方から入射し、この液晶表
示素子１を透過してその背後の照明手段１０に入射する
外光が、前記第２の導光体１８を透過して前記第１の導
光体１１の階段形状面１３の複数の段面１３ａ上に形成
された反射膜１４により反射され、その反射光が前記第
２の導光体１８を透過してその前面から前方に出射す
る。

【０１２０】したがって、前記第１の導光体１１に取り
込まれた光源部１５からの光のほとんどが、この導光体
１１の階段形状面１３の複数の段差面１３ｂから出射
し、その光が第２の導光体１８に取り込まれてその前面
から前方に出射するとともに、前方から入射する外光の
ほとんどが、前記第２の導光体１８を透過して前記第１
の導光体１１の階段形状面１３の複数の段面１３ａ上に
形成された反射膜１４により反射され、その反射光が第
２の導光体１８を透過して前方に出射するため、前記照
明手段１０は、光源部１５からの光を出射するときも、
前方から入射する外光を反射させて出射するときも、そ
の光を効率良く前方に出射する。

【０１２１】さらに、上記実施例では、前記第２の導光
体１８を、前記複数の入射部１９を間隔を存して設け、
導光体背面の前記各入射部１９の間の領域を、前記第1
の導光体１１の各段面１３ａ上の反射膜１４に対向する
第３の光学界面２０とした構成としているため、この第
２の導光体１８の前方から入射した外光を、この導光体
１８の背面の前記各入射部１９およびその間の第３の光
学界面２０から背面側出射させるとともに、前記第１の
導光体１１の各段面１３ａ上の反射膜１４により反射さ
れた光を、前記各入射部１９およびその間の第３の光学
界面２０から第２の導光体１８に取り込んで、その光を
前方に出射することができる。

【０１２２】このように、上記照明手段１０は、原理的
には、光源部１５からの光をほぼ１００％出射するとと
もに、前方から入射した外光もほぼ１００％反射させて
出射する。

【０１２３】また、上記照明手段１０は、第1 の導光体
１１の前面の階段形状面１３と、第２の導光体１８の複
数の入射部１９を形成した背面とを対向させて配置した
ものであるが、前記第1 の導光体１１の複数の段差面１
３ｂと第２の導光体１８の複数の入射部１９とを、互い
に異なるピッチで設けているため、第1 の導光体１１の
複数の段差面１３ｂと第２の導光体１８の複数の入射部
１９との相対的なピッチのずれを非周期的にするか、あ
るいはその周期を大きくし、モアレ縞の無い良好な光を
出射することができる。

【０１２４】すなわち、前記第1 の導光体１１の複数の
段差面１３ｂのピッチと第２の導光体１８の複数の入射
部１９のピッチとを同じにする場合は、それぞれの導光
体１１，１８の加工精度に全く誤差がなければ、出射光
にモアレ縞が生ずることはないが、現実には、ある程度
の誤差は避けられず、前記導光体１１，１８の加工精度
に誤差があると、第1 の導光体１１の複数の段差面１３
ｂのピッチと第２の導光体１８の複数の入射部１９のピ
ッチとが周期的にずれるため、出射光にモアレ縞が発生
する。

【０１２５】しかし、上記実施例のように、第1 の導光
体１１の複数の段差面１３ｂのピッチと第２の導光体１
８の複数の入射部１９のピッチとを互いに異なるピッチ
になるように設計すれば、導光体１１，１８の加工精度
の誤差の有無にかかわらず、第1 の導光体１１の段差面
１３ｂと第２の導光体１８の入射部１９との相対的なピ
ッチのずれが非周期的になるか、あるいは周期的であっ
てもその周期が大きくなるため、出射光にモアレ縞が生
じることはない。

【０１２６】そして、上記表示装置は、液晶表示素子１
の背後に、光源部１５からの光と前記液晶表示素子１の
前方から入射する外光とをそれぞれ前方に出射する機能
をもった照明手段１０を配置したものであるため、半透
過反射板を用いずに２ウエイ表示を行なうことができ
る。

【０１２７】したがって、この表示装置によれば、半透
過反射板による光のロスが無く、また前記照明手段１０
が、光源部１５からの光も、液晶表示素子１の前方から
入射する外光も効率良く前方に出射するため、外光を利
用する反射型表示と、光源光を利用する透過型表示との
両方を充分に明るくすることができる。

【０１２８】しかも、上記照明手段１０は、上述したよ
うに、所定方向に出射する光の輝度が高い輝度分布の光
を出射するため、この照明手段１０を、正面方向に出射
する光の輝度が高い輝度分布の光を出射するように設計
（第２の導光体１８の入射部１９の第２の光学界面１９
ｂの傾斜角を設計）することにより、正面輝度の高い画
像を表示することができる。また、上記照明手段１０
は、上述したようにモアレ縞の無い光を出射するため、
前記表示装置の表示画像は、モアレ縞の無い良好な画像
である。

【０１２９】また、上記表示装置は、前記液晶表示素子
１の背面と前記照明手段１０の前面との間と、前記液晶
表示素子１の前面とにそれぞれ光拡散手段２１，２２を
設けているため、外光の取り込み範囲を広くし、外光を
利用する反射型表示をより明るくするとともに、外光を
利用する反射型表示と、光源光を利用する透過型表示と
の両方の表示の視野角を広くすることができる。

【０１３０】すなわち、外光は、液晶表示素子１の前方
から様々な入射角で入射するが、液晶表示素子１の前面
に光拡散手段２２があれば、液晶表示素子１の前面に垂
直な方向に対して大きく傾いた方向から入射する外光も
図２に破線で示した経路のように前記光拡散手段２２に
より拡散させて取り込むことができる。

【０１３１】したがって、外光の取り込み範囲を広くし
てその取り込み量を多くし、前記照明手段１０により反
射される反射光の輝度をさらに高くすることができるた
め、外光を利用する反射型表示を、より明るくすること
ができる。

【０１３２】しかも、液晶表示素子１の前方から入射す
る外光は、図２に破線で示した経路のように、液晶表示
素子１にその前面から入射する際に前記光拡散手段２２
により拡散され、前記液晶表示素子１を透過してその背
後の照明手段２０に入射する際に、液晶表示素子１の背
面と前記照明手段１０の前面との間に設けられた光拡散
手段２１により拡散されるとともに、前記照明手段１０
により反射され、液晶表示素子１を透過して前方に出射
する過程でも、前記光拡散手段２１，２２により拡散さ
れるため、外光を利用する反射型表示の視野角を広くす
ることができる。

【０１３３】また、光源光を利用する透過型表示におい
ても、図２に実線で示した経路のように、照明手段１０
からの出射光が、液晶表示素子１の背面と前記照明手段
１０の前面との間に設けられた光拡散手段２１により拡
散され、さらに液晶表示素子１を透過してその前面に出
射する際に前記液晶表示素子１の前面に設けられた光拡
散手段２２により拡散されるため、光源光を利用する透
過型表示の視野角も、充分広くすることができる。

【０１３４】また、上記実施例では、前記光拡散手段２
１，２２として、図３および図４に示した粗面化膜２
３，２４、図５および図７に示した散乱物質混入膜２
５、図８に示した多孔質膜２８、図９に示した多結晶化
物質膜２９、あるいは図１０〜図１２に示した複数本の
光散乱性繊維３０からなる拡散手段のいずれかを用いて
いるため、良好な光拡散効果を得ることができる。

【０１３５】さらに、上記表示装置は、前記液晶表示素
子１の背面と前記照明手段１０の前面との間と、前記液
晶表示素子１の前面とにそれぞれ光拡散手段２１，２２
を設けたものであるため、これらの光拡散手段２１，２
２に比較的ヘイズ値の小さいものを用いても、充分広い
視野角が得られる。

【０１３６】なお、前記ヘイズ値は、散乱光透過率／全
光線透過率×１００で表わされる光拡散手段の曇り価で
あり、一方の光拡散手段２１のヘイズ値と、他方の光拡
散手段２２のヘイズ値は、それぞれ１０〜７０の範囲が
望ましい。

【０１３７】そして、前記光拡散手段２１，２２のヘイ
ズ値が小さければ、光の拡散による表示像のざらつき感
が目立たなくなるため、ざらつき感の無い良好な画質の
画像を表示することができる。

【０１３８】また、上記実施例では、上述したように、
液晶表示素子１の背面と照明手段１０の前面との間に配
置する第１の光拡散手段２１を、前記液晶表示素子１の
背面側偏光板６の外表面に一体に設け、前記液晶表示素
子１の前面に配置する第２の光拡散手段２２を、前記液
晶表示素子１の前面側偏光板５の外表面に一体に設けて
いるため、前記光拡散板２１，２２を別部材とし、その
光拡散板２１，２２を液晶表示素子１の背面と照明手段
１０の前面との間や前記液晶表示素子１の前面に配置す
る場合に比べて、表示装置の構成を簡素化することがで
きる。

【０１３９】なお、液晶表示素子１の背面と照明手段１
０の前面との間に配置する第１の光拡散手段２１は、そ
の一方の面（図３および図４に示した粗面化膜２３，２
４のときは、粗面化面とは反対側の平坦面）を前記照明
手段１０の第２の導光体１８の前面に接着するか、ある
いは前記導光体１８の前面に光拡散手段２１を形成する
ことにより、前記第２の導光体１８の前面に一体に設
け、この光拡散手段２１の他方の面を、前記背面側偏光
板６に対向させてもよく、このようにしても、表示装置
の構成を簡素化することができる。

【０１４０】ただし、前記第１の光拡散手段２１は、こ
れを別部材とし、液晶表示素子１の背面（背面側偏光板
６の背面）と照明手段１０の前面との間に挟持させて配
置してもよい。

【０１４１】また、図３および図４に示した粗面化膜２
３，２４は、その一方の面を粗面化したものであるが、
この粗面化膜２３，２４は、その両方の面をそれぞれ粗
面化したものでもよい。

【０１４２】さらに、液晶表示素子１の前面に設ける光
拡散手段は、前記液晶表示素子１の前面側偏光板５の前
面に、表面反射防止処理と同様な処理を施すことにより
形成してもよく、また、前面側偏光板５の前面に表面反
射防止処理を施し、さらにその前面に前記第２の光拡散
手段２２（粗面化膜２３，２４、散乱物質混入膜２５、
多孔質膜２８、多結晶化物質膜２９、光散乱性繊維３０
からなる拡散手段のうちのいずれか）を設けてもよい。

【０１４３】また、上記実施例では、液晶表示素子１の
背面と照明手段１０の前面との間と、前記液晶表示素子
１の前面とにそれぞれ光拡散手段２１，２２を設けてい
るが、これらの光拡散手段２１，２２は、そのいずれか
一方を省略してもよい。

【０１４４】このように、前記光拡散手段２１，２２の
いずれか一方を省略する場合は、使用する光拡散手段の
ヘイズ値を２０〜８０の範囲に設定するのが望ましく、
光拡散手段のヘイズ値がこの範囲であれば、液晶表示素
子１の背面と照明手段１０の前面との間だけに光拡散手
段２１を設ける場合も、また前記液晶表示素子１の前面
だけに光拡散手段２２を設ける場合も、表示の視野角を
充分広くすることができる。

【０１４５】また、上記実施例では、照明手段１０の第
２の導光体１８を、その背面に三角形状の断面形状を有
する複数の入射部１９を突設した構成としたが、前記第
２の導光体１８の背面に前記入射部１９の断面形状は三
角形状に限られるものではない。

【０１４６】図１３はこの発明の第２の実施例を示す照
明手段１０の一部分の拡大側面図である。この実施例
は、前記照明手段１０の第２の導光体１８の各入射部１
９の第１の光学界面１９ａとは反対側の第２の光学界面
を、曲面からなる集光屈折面１９ｂ′としたものであ
り、前記集光屈折面１９ｂ′は、曲率半径が数百μｍ程
度の曲面からなっている。

【０１４７】なお、この実施例は、照明手段１０の第２
の導光体１８の各入射部１９第２の光学界面を集光屈折
面１９ｂ′としたものであるが、その他の構成は図１お
よび図２に示した第1 の実施例と同じであるから、重複
する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１４８】また、図１３には示していないが、前記照
明手段１０は、第1 の実施例と同様に液晶表示素子１の
背後に配置されており、前記液晶表示素子１の背面と前
記照明手段１０の前面との間と、前記液晶表示素子１の
前面との少なくとも一方に、上述した光拡散手段２１，
２２（粗面化膜２３，２４、散乱物質混入膜２５、多孔
質膜２８、多結晶化物質膜２９、光散乱性繊維３０から
なる拡散手段のうちのいずれか）が設けられている。

【０１４９】この実施例によれば、照明手段１０の第1
の導光体１１の複数の段差面１３ｂから出射し、第２の
導光体１８の複数の入射部１９の第１の光学界面１９ａ
から取り込まれて反対側の集光屈折面１９ｂ′により前
面方向に向けて屈折される光が、図１３に実線で示した
経路のように前記集光屈折面１９ｂ′の集光作用によっ
て所定の方向により集光されるため、例えば正面方向の
輝度が高い輝度分布の光を出射することができる。

【０１５０】なお、図１３には外光の入反射経路は示し
ていないが、前方から入射する外光を前記照明手段１０
で前方に反射させるときも、前記集光屈折面１９ｂ′の
集光作用により、前記所定方向の輝度が高い輝度分布の
光を出射することができる。

【０１５１】したがって、この実施例によれば、照明手
段１０を、正面方向に出射する光の輝度が高い輝度分布
の光を出射するように設計（前記集光屈折面１９ｂ′を
設計）することにより、さらに正面輝度の高い画像を表
示することができる。

【０１５２】なお、上記第１および第２の実施例では、
照明手段１０の第２の導光体１８として、その背面に複
数の突起状の入射部１９を設けたものを用いたが、前記
第２の導光体１８は、第１の導光体１１の複数の段差面
１３ａから出射する光を取り込んでその光を前方に出射
するとともに、前方からの入射光を背面から出射し、前
記第１の導光体１１の複数の段面１３ｂ上の反射膜１４
により反射されて前記背面から再度第２の導光体１８に
入射する光を前方に出射するものであれば、どのような
構成のものでもよい。

【０１５３】さらに、上記実施例の表示装置は、アクテ
ィブマトリックス方式のＴＮ型液晶表示素子１を用いた
ものであるが、液晶表示素子は、単純マトリックス方式
やセグメント方式などのものでもよく、また、ＴＮ型に
限らず、ＳＴＮ（スパーツイステッドネマティック）
型、ＥＣＢ（複屈折効果）型、動的散乱効果型、強誘電
性液晶を用いる液晶表示素子などであってもよい。

【０１５４】また、上記実施例の表示装置は、表示体に
液晶表示素子１を用いたものであるが、この発明は、液
晶表示装置に限らず、他の電気光学表示素子や、透光性
の画像印刷フィルムなどを表示体とする表示装置にも適
用することができる。

【０１５５】

【発明の効果】この発明の表示装置は、透過型表示体の
背後に、光源部からの光と前記表示体の前方から入射す
る外光とをそれぞれ表示体の前方に出射する機能をもっ
た照明手段を配置することにより、半透過反射板を用い
ずに２ウエイ表示を行なうようにし、さらに、前記照明
手段を、光源部と、この光源部からの光を端面から取り
込んで複数の出射面から出射するとともに、前方からの
入射光を複数の反射面により前方に反射する第１の導光
体と、前記第１の導光体の前面側に配置され、前記第１
の導光体の前記複数の反射面から出射する光を取り込ん
でその光を前方に出射するとともに、前方からの入射光
を背面から出射し、前記第１の導光体の複数の反射面に
より反射されて前記背面から入射する光を前方に出射す
る第２の導光体とで構成することにより、前記光源部か
らの光も、前記表示体の前方から入射する外光もいずれ
も効率良く前方に出射させるようにしたものであるか
ら、外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透
過型表示との両方が充分に明るい２ウエイ表示を行なう
ことができる。

【０１５６】しかも、この発明の表示装置によれば、前
記表示体の背面と前記照明手段の前面との間と、前記表
示体の前面とのうちの少なくとも一方に光拡散手段を配
置しているため、表示の視野角を広くすることができ
る。

【０１５７】この発明の表示装置において、前記照明手
段の前記第１の導光体を、前記光源部からの光を取り込
む少なくとも１つの入射端面と、複数の段面およびこれ
らの段面をつなぐ複数の段差面とからなる階段状に形成
され、前記複数の段面上に反射膜を設けて前記反射面が
形成され、前記複数の段差面により前記複数の出射面を
形成された構成とすれば、その入射端面から取り込まれ
た光のほとんどを前記複数の段差面から出射させること
ができるとともに、前方から入射する外光のほとんどを
前記段面上の反射膜により反射させることができるた
め、光源部からの光を出射するときも、前方から入射す
る外光を反射させて出射するときも、その光をより効率
良く前方に出射することができる。

【０１５８】また、前記第２の導光体を、光を出射する
前面と、前記第1 の導光体の前記出射面から出射する光
を取り込む第１の光学界面および前記第１の光学界面か
ら取り込んだ光を前方に向けて屈折させる第２の光学界
面とを有する突起状の複数の入射部を備えた背面とを有
する構成とすれば、前記第1 の導光体の前記複数の出射
面から出射する光のほとんどを、ロスなく前記第２の導
光体に取り込んで前方に出射することができるととも
に、その出射光を所定方向に高い輝度で出射する指向性
を持った輝度分布の光とすることができる。

【０１５９】この発明の表示装置において、前記光拡散
手段は、前記表示体の背面と前記照明手段の前面との間
と、前記表示体の前面とのうちのいずれか一方だけに設
けてもよく、そのいずれに前記光拡散手段を設けても、
外光を利用する反射型表示と、光源光を利用する透過型
表示との両方の表示の視野角を広くすることができる。

【０１６０】また、前記光拡散手段を前記表示体の前面
に設ければ、前記表示体の前面に垂直な方向に対して大
きく傾いた方向から入射する外光も前記光拡散手段によ
り拡散させて取り込むことができるため、外光の取り込
み範囲を広くしてその取り込み量を多くし、前記照明手
段により反射される反射光の輝度をさらに高くして、外
光を利用する反射型表示をより明るくすることができ
る。

【０１６１】さらに、前記光拡散手段を、前記表示体の
背面と前記照明手段の前面との間と、前記表示体の前面
との両方に設ければ、これらの光拡散手段に比較的ヘイ
ズ値の小さいものを用いても充分広い視野角を得ること
ができ、前記光拡散手段のヘイズ値が小さければ、光の
拡散による表示像のざらつき感が目立たなくなるため、
ざらつき感の無い良好な画質の画像を表示することがで
きる。

【０１６２】前記光拡散手段は、少なくとも一方の面が
粗面化された粗面化膜、基材中に散乱物質を分散させた
散乱物質混入膜、多孔質膜、複数の境面を有する多結晶
化物質膜、あるいは複数本の光散乱性繊維からなるもの
などが好ましく、これらの光拡散手段を用いることによ
り、良好な光拡散効果を得ることができる。

【０１６３】また、前記表示体が外面に偏光板を備えた
液晶表示素子である場合は、前記偏光板の外表面に前記
光拡散手段を一体に設けるのが望ましく、このようにす
れば、表示装置の構成を簡素化することができる。さら
に、前記光拡散手段は、前記照明手段の第２の導光体の
前面に一体に設けてもよく、このようにしても、表示装
置の構成を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す表示装置の側面
図。

【図２】図１の一部分の拡大図。

【図３】光拡散手段の第１の例を示すハッチングを省略
した拡大断面図。

【図４】光拡散手段の第２の例を示すハッチングを省略
した拡大断面図。

【図５】光拡散手段の第３の例を示すハッチングを省略
した拡大断面図。

【図６】前記第３の例の光拡散手段の散乱物質による光
の拡散例を示す図。

【図７】光拡散手段の第４の例を示すハッチングを省略
した拡大断面図。

【図８】光拡散手段の第５の例を示す一部分の平面図。

【図９】光拡散手段の第６の例を示す一部分の平面図。

【図１０】光拡散手段の第７の例を示す一部分の平面
図。

【図１１】光拡散手段の第８の例を示す一部分の平面
図。

【図１２】光拡散手段の第９の例を示す一部分の平面
図。

【図１３】この発明の第２の実施例を示す照明手段の一
部分の側面図。

【符号の説明】

１…液晶表示素子５，６…偏光板１０…照明手段１１…第1 の導光体１１ａ…入射端面１２…鏡面反射板１３…階段形状面１３ａ…段面１３ｂ…段差面１４…反射膜１５…光源部１８…第２の導光体１９…入射部１９ａ…第１の光学界面１９ｂ…第２の光学界面１９ｂ′…集光屈折面２０…第３の光学界面２１，２２…光拡散手段２３，２４…粗面化膜２５…散乱粒子混入膜２６…散乱物質２７ａ，２７ｂ…粘着剤２８…多孔質膜２９…多結晶化物質膜３０…光散乱性繊維

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】