JPH11287991A - 反射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定の方向から観察される表示を充分に明るく
し、しかも視野角を広くすることができる反射型表示装
置を提供する。 【解決手段】透過型液晶表示素子１０の背面に対向させ
て、前記液晶表示素子１０の前方からの入射光をその入
射角度範囲より小さい広がり角で所定の方向に反射する
指向性反射板１６を配置するとともに、前記液晶表示素
子１０の前面と、前記液晶表示素子１０の背面と前記指
向性反射板１６の前面との間とに、光拡散手段２２，２
３を設けることにより、外光の取り込み範囲を広げた。

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、反射型表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、反射型表示装置は、図８に示すよ
うに、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１と、この表示体１の背面に対
向させて配置された散乱反射板２とにより構成されてい
る。

【０００３】この反射型表示装置は、表示体１の前方か
ら入射する自然光や室内光等の外光を前記散乱反射板２
により反射し、その反射光で表示体１を背面から照明し
て表示するものであり、前方から入射した外光は、図に
矢線で示すように、表示体１を透過して散乱反射板２に
より反射され、広範囲に拡散した光となって表示体１に
その背面から入射して、この表示体１の前方に出射す
る。

【０００４】なお、反射型表示装置は、一般に、その画
面の上縁側から主に外光を取り込むように、前記画面の
垂線に対して画面の上縁側（図８において左側）に傾い
た方向を明るい外光が得られる方向に向けて使用されて
おり、その表示は、正面方向、つまり画面に垂直な方向
付近、あるいは垂直方向よりやや画面の下縁側に傾いた
方向付近から観察されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記散乱反射
板２を用いた従来の反射型表示装置は、その表示が暗い
という問題をもっている。これは、前記散乱反射板２で
反射された光が表示体１に入射しない方向にまで広く拡
散するため、照明光として利用できる反射光が、表示体
１に入射する拡散範囲の光だけであり、また、表示体１
を透過してその前方に出射する光の広がり角が大きく、
表示の観察方向に向かって出射する光の輝度が低いため
である。

【０００６】すなわち、表示装置の表示は、上述したよ
うに正面方向から観察されるのが普通であるが、従来の
反射型表示装置は、表示体１の前面に出射する光の広が
り角が大きく、その出射光のうちの一部の正面方向に向
かって出射する光が観察者に観察され、他の斜め方向に
向かって出射する光は観察者にはほとんど見えないた
め、観察される表示が暗くなってしまう。この発明は、
所定の方向から観察される表示を充分に明るくすること
ができる反射型表示装置を提供することを目的としたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の反射型表示装
置は、光の透過を制御して表示する透過型表示体と、前
記表示体の背面に対向させて配置され、前記表示体の前
方からの入射光をその入射角度範囲より小さい広がり角
で所定の方向に反射する指向性反射板と、前記表示体の
前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板の前面と
の間とのうちの少なくとも一方に設けられた光拡散手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】この反射型表示装置によれば、透過型表示
体の前方から入射し、この表示体を透過した光が、前記
指向性反射板によりこの反射板への入射角度範囲より小
さい広がり角で所定の方向に反射され、その反射光が前
記表示体を透過して前方に出射するため、所定の方向か
ら観察される表示を充分に明るくすることができる。

【０００９】しかも、この反射型表示装置は、前記表示
体の前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板の前
面との間とのうちの少なくとも一方に光拡散手段を設け
ているため、視野角（表示を充分なコントラスとで見る
ことができる観察角度範囲）を広くすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の反射型表示装置は、上
記のように、透過型表示体の背面に対向させて、前記表
示体の前方からの入射光をその入射角度範囲より小さい
広がり角で所定の方向に反射する指向性反射板を配置す
るとともに、前記表示体の前面と、前記表示体の背面と
前記指向性反射板の前面との間とのうちの少なくとも一
方に光拡散手段を設けることにより、所定の方向から観
察される表示を充分に明るくし、しかも視野角を広くす
るようにしたものである。

【００１１】この発明の反射型表示装置において、前記
指向性反射板は、平担な反射面を有する反射部材と、前
面が平坦で、背面に所定方向に沿う溝状凹部が複数列に
形成され、前記背面を前記反射部材の反射面に対向させ
て配置された第１の導光部材と、前記第１の導光部材の
各溝状凹部内を占有する前記第１の導光部材よりも屈折
率の小さい第２の導光部材とからなり、前記第１の導光
部材の溝状凹部が、前記反射部材の反射面の垂線に対す
る傾き角度が異なる少なくとも２つの傾斜面を有してお
り、前記傾斜面と前記第２の反射部材との境界面が、そ
の境界面への入射光をその入射角に応じて反射または透
過させる光学界面を形成している構成のものが望まし
い。

【００１２】前記指向性反射板がこのような構成である
ので、前記表示体を透過して前記第１の導光部材の前面
から入射した入射光が前記光学界面で屈折されて前記反
射部材に入射するとともに、前記反射部材の反射面で反
射された反射光が前記光学界面で屈折されて前記第１の
導光部材の前面から出射するため、前方からの入射光
を、その入射角度範囲より小さい広がり角で所定の方向
に反射することができる。

【００１３】この指向性反射板において、前記第１の導
光部材の前記溝状凹部は、互いに異なる向きと傾き角度
で傾斜する２つの側面を有する断面Ｖ字状の溝状凹部で
もよいが、この溝状凹部を、互いに異なる向きと傾き角
度で傾斜する２つの側面と、前記反射部材の反射面とほ
ぼ平行な底面とを有する断面台形状とし、前記２つの側
面と前記第２の導光部材との境界面を、その境界面への
入射光をその入射角に応じて反射または透過させる前記
光学界面とし、前記底面と前記第２の導光部材との境界
面を光の透過面とすることにより、前記第１の導光部材
に比較的屈折率の小さい材料を用いて、入射光を、所定
の方向に前記入射光の入射角度範囲より小さい広がり角
で出射することができる。

【００１４】また、この発明の反射型表示装置におい
て、前記光拡散手段は、少なくとも前記表示体の前面に
設けるのが好ましく、前記表示体の前面に前記光拡散手
段により、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、前記指向性反
射板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、表示をより明るくすることができる。

【００１５】さらに、前記光拡散手段は、前記表示体の
前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板の前面と
の間との両方に設けるのがより望ましい。このように、
表示体の前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板
の前面との間との両方にそれぞれ光拡散手段を設けるこ
とにより、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
充分広い視野角が得られる。そして、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。

【００１６】また、前記光拡散手段は単体の拡散板であ
ってもよいが、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
拡散手段として、粗面化膜または散乱粒子混入膜を一体
に設けるのが望ましく、このようにすれば、単体の光拡
散板を表示体の前面や前記表示体の背面と前記指向性反
射板の前面との間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。

【００１７】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す反射型
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。この実施例の反射型表示装置は、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、透過型の液
晶表示素子１０と、この液晶表示素子１０の背面に対向
させて配置された指向性反射板１６と、前記液晶表示素
子１０の前面に設けられた第１の光拡散手段２２と、前
記液晶表示素子１０の背面と前記指向性反射板１６の前
面との間に設けられた第２の光拡散手段２３とからなっ
ている。

【００１８】前記液晶表示素子１０は、その内部構造は
図示しないが、一対の透明基板１１，１２を枠状のシー
ル材１３を介して接合し、その両基板１１，１２間の前
記シール材１３で囲まれた領域に液晶を封入したもので
あり、両基板１１，１２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、また両基板
１１，１２の外面にはそれぞれ偏光板１４，１５が設け
られている。

【００１９】なお、前記液晶表示素子１０は、アクティ
ブマトリックス型、単純マトリックス型、セグメント型
などのいずれでもよく、また、その表示方式も、ＴＮ
（ツイステッドネマティック）方式、ＳＴＮ（スーパー
ツイステッドネマティック）方式、ＥＣＢ（複屈折効
果）方式、動的散乱効果方式、強誘電性液晶を用いる方
式などのいずれでもよい。

【００２０】前記指向性反射板１６は、図１および図２
に示すように、平担な反射面１７ａを有する反射部材１
７と、前面が平坦で、背面に所定方向に沿う溝状凹部１
９を互いに平行に複数列に形成し、前記背面を前記反射
部材１７の反射面１７ａに対向させて配置された第１の
導光部材１８と、この第１の導光部材１８の各溝状凹部
１９内を占有する前記第１の導光部材１８よりも屈折率
の小さい第２の導光部材２０とからなっている。

【００２１】前記反射部材１７は、例えば樹脂フィルム
の少なくとも一方の面全体に銀またはアルミニウムなど
を蒸着またはメッキした平担面状の反射膜であり、その
反射面１７ａは鏡面となっている。

【００２２】前記第１の導光部材１８は、アクリルまた
はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの透明樹脂材
料（望ましくは光学異方性を持たない透明樹脂材料）か
らなっており、その背面の全域に、その横幅（図におい
て紙面の表裏方向の幅）全長にわたる長さの溝状凹部１
９が複数列互いに平行に形成されている。

【００２３】前記第１の導光部材１８の背面に形成され
た前記溝状凹部１９は、互いに逆向きに傾斜する２つの
側面と、反射部材１７の反射面１７ａとほぼ平行な底面
とを有する断面が台形形状をなしており、これらの溝状
凹部１９の両側面は、前記第１の導光部材１８の前面の
垂線に対し、前記溝状凹部１９の深さ方向に向かって互
いに異なる傾き角度で傾斜している。

【００２４】これらの溝状凹部１９は、所定の間隔で互
いに平行に形成されており、また、前記第１の導光部材
１８の各溝状凹部１９の間の平坦な部分の背面はそれぞ
れ、この導光部材１８の前面と平行な面となっている。

【００２５】なお、図１では作図上、第１の導光部材１
８の各溝状凹部１９を大きく誇張して示しているが、前
記各溝状凹部１９の幅（導光部材１８の背面に開放する
最も広い部分の幅）は、例えば４０〜１００μｍ程度の
極く小さい幅に設定されており、そのときの各溝状凹部
１９のピッチは５０〜１５０μｍに設定され、各溝状凹
部１９の間の各背面部分（反射部材１７の反射面１７ａ
に接する部分）の幅は、前記溝状凹部１９の幅の１／４
〜１／２程度に設定されている。

【００２６】前記第１の導光部材１８は、その各溝状凹
部１９の間の背面部分を前記反射部材１７の反射面１７
ａに接面させて、この反射部材１７上に図示しない透明
な粘着剤（両面粘着テープでもよい）により貼り付けら
れている。

【００２７】また、前記第１の導光部材１８の各溝状凹
部１９内を占有するように設けられた第２の導光部材２
０は、例えば空気層である、したがって、この第２の導
光部材２０の屈折率は前記第１の導光部材１８の屈折率
よりも小さい。

【００２８】そして、前記第１の導光部材１８の各溝状
凹部１９の両側面と前記第２の導光部材２０との境界面
はそれぞれ、その境界面への入射光をその入射角に応じ
て反射または透過させる光学界面２１ａ，２１ｂとなっ
ており、前記各溝状凹部１９の底面と第２の導光部材２
０との境界面は入射光のほとんどを透過させる透過面２
１ｃとなっている。

【００２９】前記溝状凹部１９の両側の光学界面２１
ａ，２１ｂは、互いに傾き角が異なる傾斜面であり、第
１の導光部材１８の前面および反射部材１７の反射面１
７ａの垂線に対する一方の光学界面２１ａの傾き角度θ
１と、他方の光学界面２１ｂの傾き角度θ２とは、θ１
＞θ２の関係にある。

【００３０】そして、前記指向性反射板１６は、図１に
示したように、前記各溝状凹部１９の両側の光学界面２
１ａ，２１ｂのうちの反射部材１７の反射面１７ａの垂
線に対する傾き角度が大きい方（傾き角度がθ１）の光
学界面２１ａを反射型表示装置の主な外光取り込み方向
である画面（液晶表示素子１０の前面）の上縁側（図１
において左側）に向け、前記傾き角度の小さい方（傾き
角度がθ２）の光学界面２１ｂを画面の下縁側に向け
て、上記液晶１の背後に配置されている。なお、前記光
学界面２１ａ，２１ｂの向きは、溝状凹部１９内から見
た向きである。

【００３１】次に、前記液晶表示素子１０の前面に設け
られた第１の光拡散手段２２と、前記液晶表示素子１０
の背面と前記指向性反射板１６の前面との間に設けられ
た第２の光拡散手段２３について説明すると、この実施
例では、前記液晶表示素子１０の両基板１１，１２の外
面に設けられた一対の偏光板１４，１５の外表面にそれ
ぞれ前記光拡散手段２２，２３を一体に設け、これらの
偏光板１４，１５に光拡散機能をもたせている。

【００３２】すなわち、図３は、前記液晶表示素子１０
の前面側偏光板１４の一例を示すハッチングを省略した
拡大断面図であり、この偏光板１４は、その外表面全体
に、光拡散手段２２として、粗面化膜２４を一体に設け
たものである。

【００３３】前記粗面化膜２４は、例えば、一般に液晶
表示素子等の前面に施されるアンチグレア処理と同様
に、偏光板１４の外表面全体に透明樹脂２４ａを塗布
し、その膜表面全体を微小な凹凸面２４ｂに粗面化処理
して形成されたものであり、その表面の凹凸の大きさお
よびピッチは、全体にわたってほぼ均一である。

【００３４】図４は、前記前面側偏光板１４の他の例を
示すハッチングを省略した拡大断面図であり、この偏光
板１４は、その外表面全体に、光拡散手段２２として、
散乱粒子混入膜２５を一体に設けたものである。

【００３５】前記散乱粒子混入膜２５は、偏光板１４の
外表面全体に塗布される透明樹脂２５ａに、この透明樹
脂２５ａとは屈折率の異なる微小な散乱粒子２５ｂをほ
ぼ均一に分散させて混入して形成されている。

【００３６】なお、前記前面側偏光板１４の前面に形成
する光拡散手段２２は、上記２つの例のほかに、偏光板
１４の前面に、一般に液晶表示素子等の前面に施される
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、図３に示した粗面化膜２４と前記表面
反射防止処理とを併用するか、図４に示した散乱粒子混
入膜２５と前記表面反射防止処理とを併用してもよい。

【００３７】一方、前記液晶表示素子１０の背面側偏光
板１５の外表面（指向性反射板１６に対向する面）に設
ける光拡散手段２３は、散乱粒子混入タイプとするのが
好ましく、またこの拡散手段２３は、上記指向性反射板
１６の出射面である第１の導光部材１８の前面に対して
も隙間なく密接させるのが望ましい。

【００３８】図５は、前記背面側偏光板１５の一例を示
すハッチングを省略した拡大断面図であり、この偏光板
１５は、その外表面全体に、光拡散手段２３として、散
乱粒子混入膜２６を一体に設けたものである。

【００３９】前記散乱粒子混入膜２６は、透明樹脂２６
ａにこの透明樹脂２６ａとは屈折率の異なる散乱粒子２
６ｂをほぼ均一に分散させた粒子混入樹脂をフィルム状
に成形したものであり、この散乱粒子混入膜２６の両面
にはそれぞれ透明な粘着剤２７が塗布されている。

【００４０】そして、この散乱粒子混入膜２６は、その
一方の面を前記粘着剤２７により偏光板１５の外表面に
貼り付けられて前記偏光板１５と一体化されており、他
方の面は、前記粘着剤２７により前記指向性反射板１６
の第１の導光部材１８の前面に貼り付けられている。

【００４１】図６は、前記背面側偏光板１５の他の例を
示すハッチングを省略した拡大断面図であり、この偏光
板１５は、その外表面全体に、光拡散手段２３として、
粘着性の散乱粒子混入膜２８を一体に設けたものであ
る。

【００４２】前記粘着性の散乱粒子混入膜２８は、透明
な粘着性樹脂２８ａにこの粘着性樹脂２８ａとは屈折率
の異なる散乱粒子２８ｂをほぼ均一に分散させた粒子混
入接着材を、前記偏光板１５の外表面に塗布して形成さ
れており、この散乱粒子混入膜２８の他方の面は、その
粘着性により前記指向性反射板１６の第１の導光部材１
８の前面に貼り付けられている。

【００４３】この反射型表示装置は、液晶表示素子１０
の前方から入射する自然光や室内光等の外光を前記指向
性反射板１６により反射し、その反射光で液晶表示素子
１０を背面から照明して表示する。

【００４４】この反射型表示装置における外光の入射経
路およびその反射光の出射経路を説明すると、液晶表示
素子１０の前方から入射する外光は、図２に矢線で示し
たように、前記液晶表示素子１０の前面の第１の光拡散
手段２２により拡散されて液晶表示素子１０にその前面
から入射し、この液晶表示素子１０を透過した光が、前
記液晶表示素子１０と前記指向性反射板１６の前面（第
１の導光部材１８の前面）との間の第２の拡散手段２３
により拡散されて前記指向性反射板１６の第１の導光部
材１８にその前面から様々な入射角で入射する。

【００４５】この場合、反射型表示装置は、その画面に
垂直な方向に対して画面の上縁側に傾いた方向を明るい
外光が得られる方向に向けて使用され、その表示は、正
面方向、つまり画面に垂直な方向付近、あるいは垂直方
向よりやや画面の下縁側に傾いた方向付近から観察され
るのが普通であるため、外光は、主に、画面の上縁側、
つまり液晶表示素子１０の上縁側から取り込まれる。

【００４６】そして、この反射型表示装置では、上述し
たように、前記指向性反射板１６を、その各溝状凹部１
９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂのうち、反射部材１
７の反射面１７ａの垂線に対する傾き角度が大きい方
（傾き角度がθ１）の光学界面２１ａを主な外光取り込
み方向である画面の上縁側に向けて配置しているため、
液晶表示素子１０の前方から入射し、この液晶表示素子
１０を透過して前記指向性反射板１６の第１の導光部材
１８にその前面から入射する光は、前記傾き角度が大き
い方の光学界面２１ａの傾き方向に沿った方向から様々
な入射角で入射する。

【００４７】前記第１の導光部材１８にその前面から入
射した光は、この導光部材１８内をその背面方向に向か
って透過し、その光のうち、反射部材１７の反射面１７
ａに接している背面部分（各溝状凹部１９の間の部分）
に向かう光は、その背面において前記反射部材１７によ
り前面方向に反射され、この導光部材１８の前面から出
射する。

【００４８】また、前記第１の導光部材１８内をその背
面方向に向かって透過する光のうち、前記各溝状凹部１
９に向かう光は、これらの溝状凹部１９の両側の光学界
面２１ａ，２１ｂと底面の透過面２１ｃのいずれかに入
射する。

【００４９】その光のうち、前記溝状凹部１９の両側の
光学界面２１ａ，２１ｂに対して全反射臨界角より大き
い入射角で入射した光は、この光学界面２１ｂ，２１ａ
で全反射されて第１の導光部材１８内を進む。

【００５０】その光には、前記導光部材１８の背面部分
（各溝状凹部１９の間の部分）に向かう光と、隣接する
溝状凹部１９の前記光学界面２１ｂ，２１ａに向かう光
とがあり、前記導光部材１８の背面部分に向かう光は、
前記反射部材１７により反射され、導光部材１８の前面
に向かって直進してその前面から出射するか、あるいは
隣接する溝状凹部１９の前記光学界面２１ｂ，２１ａに
入射してこの光学界面２１ｂ，２１ａにより前面方向に
全反射され、前記導光部材１８の表面から出射する。

【００５１】また、前記第１の導光部材１８内をその背
面方向に向かって透過する光のうち、前記各溝状凹部１
９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂに対して全反射臨界
角より小さい（垂直に近い）入射角で入射した光は、こ
の光学界面２１ａ，２１ｂを透過し、背面方向に屈折し
て第２の導光部材２０に入射する。

【００５２】このように第２の導光部材２０に入射する
光が背面方向に屈折するのは、第１の導光部材１８の前
記光学界面２１ａ，２１ｂがそれぞれ、第１の導光部材
１８の前面の垂線に対して上述したように傾斜する面で
あり、この光学界面２１ａ，２１ｂに第１の導光部材１
８の前面方向から光が入射するとともに、第２の導光部
材２０の屈折率が第１の導光部材１８の屈折率より小さ
いためである。

【００５３】さらに、前記第１の導光部材１８内をその
背面方向に向かって透過する光のうち、前記溝状凹部１
９の底面の透過面２１ｃに入射した光は、そのほとんど
が前記透過面２１ｃを透過し、背面方向に屈折して前記
第２の導光部材２０に入射する。

【００５４】そして、前記光学界面２１ａ，２１ｂおよ
び前記透過面２１ｃを透過し、背面方向に屈折して前記
第２の導光部材２０に入射した光は、この導光部材２０
内をその背面に向かって進み、前記反射部材１７により
反射される。

【００５５】この反射部材１７で反射された光は、前記
第２の導光部材２０内を通って前記光学界面２１ｂ，２
１ａおよび前記透過面２１ｃのいずれかに入射し、その
うちの前記透過面２１ｃに入射した光は、この透過面２
１ｃを透過して第１の導光部材１８の前面の垂線に近づ
く方向に屈折し、第１の導光部材１８内をその前面方向
に向かって透過して、その前面から出射する。

【００５６】また、前記反射部材１７により反射され、
前記第２の導光部材２０内を通って前記光学界面２１
ｂ，２１ａに入射した光は、この光学界面２１ｂ，２１
ａへの入射角に応じて、前面方向に全反射されるか、あ
るいはこの光学界面２１ｂ，２１ａを透過して第１の導
光部材１８に入射する。

【００５７】その光のうち、前記光学界面２１ｂ，２１
ａで前面方向に全反射された光は、前記透過面２１ｃま
たは同じ溝状凹部１９の反対側の光学界面２１ａ，２１
ｂに入射し、これらの透過面２１ｃまたは光学界面２１
ａ，２１ｂを透過して第１の導光部材１８の前面の垂線
に近づく方向に屈折し、第１の導光部材１８内をその前
面方向に向かって透過して、その前面から出射する。

【００５８】また、前記反射部材１７により反射され、
第２の導光部材２０内を通って前記光学界面２１ｂ，２
１ａに入射した光のうち、前記光学界面２１ｂ，２１ａ
を透過した光は、第１の導光部材１８の前面の垂線に近
づく方向に屈折し、第１の導光部材１８内をその前面方
向に向かって透過して、その前面から出射する。

【００５９】このように、上記指向性反射板１６は、主
な外光の入射方向である画面の上縁側（液晶表示素子１
０の上縁側）から取り込まれ、前記液晶表示素子１０を
透過して前記第１の導光部材１８にその前面から入射し
た入射光を、前記第１の導光部材１８の各溝状凹部１９
の両側面と第２の導光部材２０との境界面である光学界
面２１ａ，２１ｂにより背面方向に屈折させて前記反射
部材１７に入射させるとともに、前記反射部材１７の反
射面１７ａで反射された反射光を、前記光学界面２１
ａ，２１ｂにより第１の導光部材１８の前面の垂線に近
づく方向に屈折させて前記第１の導光部材１８の前面か
ら出射するものであり、前記主な外光の入射方向から様
々な入射角で入射で入射する光を、その入射角度範囲よ
り小さい広がり角で所定の方向に集光させて出射する機
能をもっている。

【００６０】そして、上記様々な経路を経て第１の導光
部材１８の前面から出射した光、つまり前記指向性反射
板１６により反射された光は、前記第２の光拡散手段２
３により拡散されて前記液晶表示素子１０にその背面か
ら入射し、この液晶表示素子１０を透過した光が前記第
１の光拡散手段２２により拡散されて前方に出射する。

【００６１】この反射型表示装置によれば、液晶表示素
子１０の前方から入射し、この液晶表示素子１０を透過
した光が、前記指向性反射板１６によりこの反射板１６
への入射角度範囲より小さい広がり角で所定の方向に反
射され、その反射光が前記液晶表示素子１０を透過して
前方に出射するため、所定の方向から観察される表示を
充分に明るくすることができる。

【００６２】すなわち、前記指向性反射板１６は、その
各溝状凹部１９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂのう
ち、反射部材１７の反射面１７ａの垂線に対する傾き角
度が大きい方（傾き角度がθ１）の光学界面２１ａを主
な外光取り込み方向である画面の上縁側に向けて配置さ
れており、前記主な外光取り込み方向から様々な入射角
で入射する光をその入射角度範囲より小さい広がり角で
所定の方向に反射するため、上記反射型液晶表示装置の
前方に出射する出射光の広がり範囲は、図１に示したよ
うに、液晶表示素子１０の前方から入射する外光入射角
度範囲よりも小さい広がり角の光である。

【００６３】そして、前記主な外光取り込み方向から入
射し、前記指向性反射板１６で反射された光の出射方向
は、指向性反射板１６の第１および第２の導光部材１
８，２０の屈折率と、前記両側の光学界面２１ａ，２１
ｂの傾き角度θ１，θ２とによって決まるため、これら
を適切に選ぶことにより、正面方向、つまり液晶表示素
子１０の前面に垂直な方向の付近から観察される表示を
充分に明るくすることができる。

【００６４】図１および図２に示した指向性反射板１６
は、前記第２の導光部材２０が屈折率が１の空気層であ
り、第１の導光部材１８の屈折率が１．４９±０．０
５、前記溝状凹部１９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂ
のうちの前記第１の導光部材の前面の垂直方向に対して
傾斜した一方の光学界面２１ａの傾き角度θ１が３０°
±５°、他方の光学界面２１ａの傾き角度θ２が２０°
±５°のものであり、この指向性反射板１６は、前記傾
き角度が大きい方の光学界面２１ａの傾き方向から様々
な入射角で入射した光の反射光を正面方向に集光させて
出射する。

【００６５】しかも、この実施例では、前記指向性反射
板１６の各溝状凹部１９を、互いに異なる向きと傾き角
度で傾斜する２つの側面と、前記反射部材の反射面とほ
ぼ平行な底面とを有する断面台形状に形成しているた
め、前記溝状凹部１９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂ
だけでなく、前記溝状凹部１９の底面と第２の導光部材
２０との界面である透過面２１ｃにおいても、この面２
１ｃを透過する光が図２に矢線で示したように屈折す
る。

【００６６】そのため、前記指向性反射板１６の光の屈
折面が多くなり、したがって、前記第１の導光部材１８
に比較的屈折率の小さい材料を用いて、入射光を、所定
の方向に前記入射光の入射角度範囲より小さい広がり角
で出射することができる。

【００６７】さらに、上記反射型表示装置は、液晶表示
素子１０の前面と、前記液晶表示素子１０の背面と前記
指向性反射板１６の前面との間とにそれぞれ拡散手段２
２，２３を設けているため、外光の取り込み範囲を広く
し、表示をより明るくすることができるとともに、視野
角を広くすることができる。

【００６８】すなわち、外光は、液晶表示素子１０の前
方から様々な入射角で入射するが、液晶表示素子１０の
前面に前記光拡散手段２２があるので、液晶表示素子１
０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。

【００６９】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、前記指向性反射板１６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、表示をより明るくすることができる。

【００７０】しかも、液晶表示素子１０の前方から入射
する外光は、液晶表示素子１０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１０を透過してその背後の指向性反射板１６に入射
する際に、液晶表示素子１０の背面と前記指向性反射板
１６の前面との間に設けられた光拡散手段２３により拡
散されるとともに、前記指向性反射板１６により反射さ
れ、液晶表示素子１０を透過して前方に出射する過程で
も、前記光拡散手段２３，２２により拡散されるため、
視野角を広くすることができる。

【００７１】さらに、上記表示装置は、液晶表示素子１
０の前面と、前記液晶表示素子１０の背面と前記指向性
反射板１６の前面との間とにそれぞれ光拡散手段２２，
２３を設けたものであるため、これらの光拡散手段２
２，２３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。

【００７２】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２２のヘイズ値と、他方の光拡
散手段２３のヘイズ値は、それぞれ１０〜７０の範囲が
望ましい。

【００７３】そして、前記光拡散手段２２，２３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。

【００７４】また、前記光拡散手段２２，２３は単体の
拡散板であってもよいが、上記実施例では、図３〜図６
に示したように、液晶表示素子１０の外面に設けられる
一対の偏光板１４，１５の外表面に、前記光拡散手段２
２，２３として、粗面化膜２４または散乱粒子混入膜２
５，２６，２７を一体に設けているため、単体の光拡散
板を液晶表示素子１０の前面や前記液晶表示素子１０の
背面と指向性反射板１６の前面との間に配置する場合に
比べて、表示装置の構成を簡素化することができる。

【００７５】なお、上記第１の実施例では、液晶表示素
子１０の前面と、前記液晶表示素子１０の背面と前記指
向性反射板１６の前面との間とにそれぞれ光拡散手段２
２，２３を設けているが、これらの光拡散手段２２，２
３は、そのいずれか一方を省略してもよい。

【００７６】このように、前記光拡散手段２２，２３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１０の前面だけに光拡散手段２２を設ける場合も、ま
た前記液晶表示素子１０の背面と前記指向性反射板１６
の前面との間だけに光拡散手段２３を設ける場合も、視
野角を充分広くすることができる。

【００７７】ただし、前記光拡散手段２２，２３のいず
れか一方を省略する場合は、液晶表示素子１０の前面の
光拡散手段２２を残すのがより好ましく、液晶表示素子
１０の前面に光拡散手段２２を設ければ、視野角を充分
広くするだけでなく、上述したように外光の取り込み範
囲を広くし、型表示をより明るくすることができる。

【００７８】なお、上記第１の実施例で用いた指向性反
射板１６は、その第１の導光部材１８の背面に設ける溝
状凹部１９を、互いに逆向きに傾斜する２つの側面と、
反射部材１７の反射面１７ａとほぼ平行な底面とを有す
る断面台形状に形成したものであるが、この溝状凹部１
９は、少なくともその両側面が傾斜面であり、これらの
側面と第２の導光部材２０との界面がそれぞれ入射光を
その入射角に応じて反射または透過させる光学界面２１
ａ，２１ｂとなる多角形状であれば、どのような断面形
状であってもよい。

【００７９】図７はこの発明の第２の実施例を示す指向
性反射板１６の一部分の拡大側面図である。この実施例
の指向性反射板１６は、第１の導光部材１８の背面に設
ける溝状凹部１９を、互いに逆向きに傾斜する２つの側
面を有する断面Ｖ字状に形成し、これらの溝状凹部１９
内に、前記第１の導光部材１８よりも屈折率の小さい第
２の導光部材２０を前記凹部１９内を占有するようにを
設けて、前記第１の導光部材１８の溝状凹部１９の両側
面と前記第２の導光部材２０との境界面をそれぞれ、そ
の境界面への入射光をその入射角に応じて反射または透
過させる光学界面２１ａ，２１ｂとしたものであり、そ
の他の構成は上述した第１の実施例のものと同じであ
る。

【００８０】この指向性反射板１６は、第１の導光部材
１８にその前面から入射した所定の入射角度範囲の入射
光および反射部材１７で反射された反射光を、前記第１
の導光部材１８の溝状凹部１９の両側の光学界面２１
ａ，２１ｂで屈折させ、前記反射光を前記第１の導光部
材１８の前面から、前記入射光の入射角度範囲より小さ
い広がり角で出射するものである。

【００８１】図７に示した指向性反射板１６は、第２の
導光部材２０が屈折率が１の空気層であり、第１の導光
部材１８の屈折率が１，６３±０．０５、前記溝状凹部
１９の両側の光学界面２１ａ，２１ｂのうちの主な光の
入射方向に傾斜した一方の光学界面２１ａの傾き角度θ
１が３０°±５°、他方の光学界面２１ａの傾き角度θ
２が２０°±５°のものであり、この指向性反射板１６
は、前記傾き角度が大きい方の光学界面２１ａの傾き方
向に沿った方向から様々な入射角で入射した光の反射光
を正面方向に集光させて出射する。

【００８２】なお、上記第１および第２の実施例いずれ
の指向性反射板１６においても、第１の導光部材１８の
各溝状凹部１９内に設ける第２の導光部材２０は、空気
層に限らず、第１の導光部材１８より屈折率が小さい透
明樹脂層等であってもよく、その場合は、前記指向性反
射板１６を、反射部材１７の反射面１７ａ上に前記透明
樹脂層等からなる第２の導光部材２０を複数列に形成
し、その上に屈折率の大きい透明樹脂等を塗布して、前
記第２の導光部材２０を覆う部分が溝状凹部１９となっ
た第１の導光部材１８を形成する方法で製造することも
可能である。

【００８３】また、上記実施例では、指向性反射板１６
を、その各溝状凹部１９の両側の光学界面２１ａ，２１
ｂのうちの反射部材１７の反射面１７ａの垂線に対する
傾き角度が大きい方の光学界面２１ａを反射型表示装置
の主な外光取り込み方向である画面の上縁側に向けて配
置したが、第１の導光部材１８と第２の導光部材２０の
屈折率、前記溝状凹部１９の形状、前記光学界面２１
ａ，２１ｂの傾き角度θ１，θ２およびその向きは、表
示装置を出射する光の強度が表示の観察方向において高
くなるように設定すればよい。

【００８４】すなわち、例えば表示の観察方向が正面方
向、つまり画面に垂直な方向付近、あるいは垂直方向よ
りやや画面の下縁側に傾いた方向付近である場合でも、
前記第１の導光部材１８と第２の導光部材２０の屈折率
や溝状凹部１９の形状および前記光学界面２１ａ，２１
ｂの傾き角度θ１，θ２によっては、指向性反射板１６
を、その各溝状凹部１９の両側の光学界面２１ａ，２１
ｂのうちの反射部材１７の反射面１７ａの垂線に対する
傾き角度が小さい方の光学界面２１ｂを主な外光取り込
み方向である画面の上縁側に向けて配置してもよい。

【００８５】さらに、上記実施例の反射型表示装置は、
その表示体に液晶表示素子１０を用いたものであるが、
前記表示体は、他の電気光学表示素子や、透光性の画像
印刷フィルムなどであってもよい。

【００８６】

【発明の効果】この発明の反射型表示装置は、透過型表
示体の背面に対向させて、前記表示体の前方からの入射
光をその入射角度範囲より小さい広がり角で所定の方向
に反射する指向性反射板を配置するとともに、前記表示
体の前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板の前
面との間とのうちの少なくとも一方に光拡散手段を設け
たものであるから、所定の方向から観察される表示を充
分に明るくし、しかも視野角を広くすることができる。

【００８７】この発明の反射型表示装置において、前記
指向性反射板を、平担な反射面を有する反射部材と、前
面が平坦で、背面に所定方向に沿う溝状凹部が複数列に
形成され、前記背面を前記反射部材の反射面に対向させ
て配置された第１の導光部材と、前記第１の導光部材の
各溝状凹部内を占有する前記第１の導光部材よりも屈折
率の小さい第２の導光部材とからなり、前記第１の導光
部材の溝状凹部が、前記反射部材の反射面の垂線に対す
る傾き角度が異なる少なくとも２つの傾斜面を有してお
り、前記傾斜面と前記第２の導光部材との境界面が、そ
の境界面への入射光をその入射角に応じて反射または透
過させる光学界面を形成する構成であるので、前記表示
体を透過して前記第１の導光部材の前面から入射した入
射光が前記光学界面で屈折されて前記反射部材に入射す
るとともに、前記反射部材の反射面で反射された反射光
が前記光学界面で屈折されて前記第１の導光部材の前面
から出射するため、前方からの入射光を、その入射角度
範囲より小さい広がり角で所定の方向に反射することが
できる。

【００８８】また、この発明の反射型表示装置におい
て、前記光拡散手段を少なくとも前記表示体の前面に設
けることにより、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、前記指
向性反射板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、表示をより明るくすることがで
きる。

【００８９】さらに、前記光拡散手段を、前記表示体の
前面と、前記表示体の背面と前記指向性反射板の前面と
の間との両方に設けることにより、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
角が得られ、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。

【００９０】また、前記光拡散手段は単体の拡散板であ
ってもよいが、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、前記偏光板の外表面に、前記光拡
散手段として、粗面化膜または散乱粒子混入膜を一体に
設ければ、単体の光拡散板を表示体の前面や前記表示体
の背面と前記指向性反射板の前面との間に配置する場合
に比べて、表示装置の構成を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す反射型表示装置
の側面図。

【図２】図１の一部分の拡大図。

【図３】前記反射型表示装置における液晶表示素子の前
面側偏光板の一例を示すハッチングを省略した拡大断面
図。

【図４】前記反射型表示装置における液晶表示素子の前
面側偏光板の他の例を示すハッチングを省略した拡大断
面図。

【図５】前記反射型表示装置における液晶表示素子の背
面側偏光板の一例を示すハッチングを省略した拡大断面
図。

【図６】前記反射型表示装置における液晶表示素子の背
面側偏光板の他の例を示すハッチングを省略した拡大断
面図。

【図７】この発明の第２の実施例を示す指向性反射板の
一部分の側面図。

【図８】従来の反射型表示装置の側面図。

【符号の説明】

１０…液晶表示素子 １４，１５…偏光板 １６…指向性反射板 １７…反射部材 １８…第１の導光部材 １９…溝状凹部 ２０…第２の導光部材 ２１ａ，２１ｂ…光学界面 ２１ｃ…透過面 ２２，２３…光拡散手段 ２４…粗面化膜 ２５，２６，２７…散乱粒子混入膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光の透過を制御して表示する透過型表示体
   と、 前記表示体の背面に対向させて配置され、前記表示体の
   前方からの入射光をその入射角度範囲より小さい広がり
   角で所定の方向に反射する指向性反射板と、 前記表示体の前面と、前記表示体の背面と前記指向性反
   射板の前面との間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たことを特徴とする反射型表示装
   置。
2. 【請求項２】前記指向性反射板は、平担な反射面を有す
   る反射部材と、前面が平坦で、背面に所定方向に沿う溝
   状凹部が複数列に形成され、前記背面を前記反射部材の
   反射面に対向させて配置された第１の導光部材と、前記
   第１の導光部材の各溝状凹部内を占有する前記第１の導
   光部材よりも屈折率の小さい第２の導光部材とからな
   り、前記第１の導光部材の溝状凹部が、前記反射部材の
   反射面の垂線に対する傾き角度が異なる少なくとも２つ
   の傾斜面を有しており、前記傾斜面と前記第２の導光部
   材との境界面が、その境界面への入射光をその入射角に
   応じて反射または透過させる光学界面を形成しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
3. 【請求項３】前記表示体の前面と、前記表示体の背面と
   前記指向性反射板の前面との間との両方に、それぞれ光
   拡散手段が配置されていることを特徴とする請求項１に
   記載の反射型表示装置。
4. 【請求項４】前記表示体は外面に偏光板を備えた液晶表
   示素子であり、前記光拡散手段は、前記偏光板の外表面
   に一体に設けられた粗面化膜であることを特徴とする請
   求項１に記載の反射型表示装置。
5. 【請求項５】前記表示体は外面に偏光板を備えた液晶表
   示素子であり、前記光拡散手段は、前記偏光板の外表面
   に一体に設けられた散乱粒子混入膜であることを特徴と
   する請求項１に記載の表示装置。