JP2003279950A

JP2003279950A - 表示装置

Info

Publication number: JP2003279950A
Application number: JP2002083747A
Authority: JP
Inventors: Takashi Masuda; 岳志増田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02
Also published as: US6832840B2; US20030179563A1

Abstract

(57)【要約】【課題】明るく、且つ、コントラスト比の高い表示が
可能な表示装置を提供する。【解決手段】光源１１１と、光源１１１からの光を受
ける入射面１１３ａおよび入射面１１３ａから入射した
光を出射する出射面１１３ｃを有する導光体１１３と、
導光体１１３の出射面１１３ｃ側に配置された反射型表
示素子１２０と、導光体１１３と反射型表示素子１２０
との間に設けられ、導光体１１３の屈折率と異なる屈折
率を有する異屈折率層１３１とを有する表示装置であ
る。導光体１１３と反射型表示素子１２０とは、異屈折
率層１３１を介して貼り合わされており、導光体１１３
と異屈折率層１３１との界面および異屈折率層１３１と
反射型表示素子１２０との界面の少なくとも一方に、界
面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置に関し、
特に、フロントライトを備えた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置（Liquid Crystal D
isplay）は、薄型で低消費電力であるという特徴を生か
して、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなど
のＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液
晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに広く用い
られている。

【０００３】液晶表示装置に代表される非発光型の表示
装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma
Display Panel）およびＥＬ（Electro Luminescence）
などの自発光型の表示装置とは異なり、自らは発光せず
に、外部から照射された光の透過光量や反射光量を制御
することによって文字や画像を表示する。

【０００４】上述した液晶表示装置は、透過型と反射型
に大別される。

【０００５】透過型の液晶表示装置においては、液晶表
示素子の背後に配置された照明装置（いわゆるバックラ
イト）からの照明光を液晶表示素子の液晶層で変調する
ことにより表示が行われる。

【０００６】一方、反射型の液晶表示装置は、周囲光
（外光）を用いて表示を行うので、バックライトを必要
とせず、そのため、軽量、薄型、低消費電力という利点
を有しており、さらに、非常に明るい使用環境において
視認性が低下することもなく、より鮮明に画像の視認を
行うことができる。しかしながら、反射型液晶表示装置
は、表示の明るさやコントラスト比が周囲の明るさなど
の使用環境によって大きく左右されるという問題を有し
ており、特に、暗い使用環境においては視認性が極端に
低下するという欠点を有している。

【０００７】そのため、反射型液晶表示装置のなかに
は、十分な強度の周囲光が得られない場合の表示品位を
向上するための照明装置を備えたものもあり、液晶表示
素子の前面に配置されるこの照明装置は、透過型液晶表
示装置の照明装置が「バックライト」と称されるのに対
して、「フロントライト」と称される。

【０００８】図７に、月刊ディスプレイ２００１年１１
月号（テクノタイムズ株式会社）、ｐ．５６〜ｐ．６
２、「フロントライトの技術動向」に開示されている反
射型液晶表示装置６００Ａを模式的に示す。

【０００９】反射型液晶表示装置６００Ａは、図７に示
したように、反射型液晶表示素子６２０と、反射型液晶
表示素子６２０の観察者側に配置されたフロントライト
６１０とを有している。

【００１０】フロントライト６１０は、光源６１１と、
導光体６１３とを有しており、光源６１１を囲むように
反射フィルム６１２が設けられている。

【００１１】導光体６１３は、光源６１１からの光を受
ける入射面６１３ａと、入射面６１３ａに略直交するよ
うに設けられた出射面６１３ｂと、出射面６１３ｂに対
向する対向面６１３ｃとを有する。導光体６１３の出射
面６１３ｂ側に反射型液晶表示素子６２０が配置され
る。対向面６１３ｃは、伝搬面６１３ｃ１と反射面６１
３ｃ２とを有し、鋸歯状の断面構造を有する。

【００１２】光源６１１から出射され入射面６１３ａか
ら導光体６１３内部に入射した光は、出射面６１３ｂと
伝搬面６１３ｃ１とで全反射を繰り返しながら伝搬す
る。導光体６１３内部を伝搬する光の一部は、反射面６
１３ｃ２で反射され、出射面６１３ｂから反射型液晶表
示素子６２０に向けて出射される。

【００１３】反射型液晶表示素子６２０は、一対のガラ
ス基板６２１ａおよび６２１ｂと、これらの間に設けら
れた液晶層６２２および反射板６２３とを有している。
観察者側（フロントライト６１０側）のガラス基板６２
０ａ上には、偏光子６２４ａとλ／４フィルム６２４ｂ
とが設けられている。

【００１４】反射型液晶表示装置６００Ａにおいては、
偏光子６２４ａおよびλ／４フィルム６２４ｂを介して
液晶層６２２に入射した円偏光が、液晶層６２２を通過
して反射板６２３で反射され、再び液晶層６２２を通過
する課程で、その偏光状態を液晶層６２２によって変調
されることによって光量が制御され、そのことによって
画像の表示が行われる。

【００１５】導光体６１３の出射面６１３ｂおよび反射
型液晶表示素子６２０の偏光子６２４ａには、反射防止
膜６３１ａおよび６３１ｂを蒸着することによって空気
界面反射抑制処理が施されている。従って、出射面６１
３ｂと空気との界面および偏光子６２４ａと空気との界
面での空気界面反射が抑制されるので、これらの界面で
反射された光が観察者側に出射することによるコントラ
スト比の低下が抑制される。

【００１６】また、上記文献（月刊ディスプレイ２００
１年１１月号（テクノタイムズ株式会社）、ｐ．５６〜
ｐ．６２、「フロントライトの技術動向」）には、図８
に示す反射型液晶表示装置６００Ｂも開示されている。

【００１７】反射型液晶表示装置６００Ｂにおいては、
図８に示したように、偏光子６２４ａおよびλ／４フィ
ルム６２４ｂが、導光体６１３の出射面６１３ｂに接着
層６３１を介して貼り合わされており、導光体６１３の
出射面６１３ｂから出射した光は接着層６３１を介して
偏光子６２４ａおよびλ／４フィルム６２４ｂを通過し
て円偏光となる。λ／４フィルム６２４ｂと空気との界
面および反射型液晶表示素子６２０の観察者側のガラス
基板６２０ａと空気との界面で反射された光は、再びλ
／４フィルム６２４ｂを通過した後に偏光子６２４ａで
吸収されるので、界面で反射された光によるコントラス
ト比の低下が抑制される。

【００１８】また、特開平１１−１４９２５２号公報に
は、図９に示すように、導光体６１３と反射型液晶表示
素子６２０とが接着層６３１を介して貼り合わされた構
成を有する反射型液晶表示装置６００Ｃが開示されてい
る。

【００１９】反射型液晶表示装置６００Ｃにおいては、
図９に示したように、導光体６１３と反射型液晶表示素
子６２０とが接着層６３２を介して貼り合わされている
ので、導光体６１３と反射型液晶表示素子６２０との間
には、空気と部材との界面が存在しない。そのため、不
要な空気界面反射が発生することがなく、コントラスト
比の高い表示が実現される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者が詳細な検討を行った結果、上述した反射型液晶表
示装置６００Ａ、６００Ｂおよび６００Ｃには、以下の
ような問題があることがわかった。

【００２１】まず、図７に示したように、反射防止膜を
形成することによって施された空気界面反射抑制処理で
は、空気界面反射を十分に抑制できない。例えば、反射
防止膜として透明材料からなる干渉膜を形成する場合、
一般に、５層から６層の干渉膜を積層しても空気界面反
射を０．１〜０．３％程度にしか低減できない。そのた
め、反射型液晶表示装置６００Ａにおいては、コントラ
スト比の低下が十分に抑制されない。また、上述の空気
界面反射防止処理は、空気界面反射を可視光領域の全域
で効果的に低減できるわけではなく、光の波長に対する
依存性を有しているので、特定の波長領域での空気界面
反射により光に色づきが生じ、そのため、表示品位が低
下してしまうという問題もある。

【００２２】図８に示したように、偏光子６２４ａおよ
びλ／４フィルム６２４ｂを導光体６１３に貼り付ける
ことによる空気界面反射の抑制の効果は、反射防止膜に
よる空気界面反射抑制処理の効果に比べて非常に大き
い。従って、反射型液晶表示装置６００Ｂでは、コント
ラスト比が著しく向上する。しかしながら、導光体６１
３の出射面６１３ｂが空気層ではなく接着層６３１と隣
接するため、出射面６１３ｂでの全反射が効率よく起こ
らない。つまり、導光体６１３内部を伝搬する光の一部
は、伝搬面６１３ｃ１で反射した後出射面６１３ｂに到
達したときに全反射せず、接着層６３１を介して偏光子
６２４ａに入射してその一部が吸収されてしまう。従っ
て、導光体６１３内部を伝搬する光は減少し、対向面６
１３ｃの反射面６１３ｃ２で反射されて出射面６１３ｂ
から出射する光も減少するので、表示の明るさが低下し
てしまう。

【００２３】このような明るさの低下を抑制するため
に、特開２０００−１５５３１５号公報には、導光体６
１３の出射面６１３ｂと偏光子６２４ａとの間に設けら
れる接着層６３１の屈折率を導光体６１３の屈折率と異
なるように設定する（例えば接着層６３１の屈折率を導
光体６１３の屈折率よりも小さくする）ことによって出
射面６１３ｂでの全反射を効率よく発生させ、明るさを
向上する方法が開示されている。

【００２４】しかしながら、接着層６３１の屈折率を導
光体６１３の屈折率と異なるように設定すると、導光体
６１３と接着層６３１との界面や接着層６３１と偏光子
６２４ａとの界面において、これらの屈折率差に起因し
た界面反射が発生するので、コントラスト比が低下す
る。すなわち、反射型液晶表示装置６００Ｂにおいて接
着層６３１の屈折率をどのように設定しても、明るさと
コントラスト比の両方を向上することは難しい。

【００２５】また、図９に示した反射型液晶表示装置６
００Ｃにおいても、導光体６１３の出射面６１３ｂが空
気層ではなく接着層６３２と隣接するため、出射面６１
３ｂでの全反射が効率よく起こらず、表示の明るさが低
下する。

【００２６】このような明るさの低下を抑制するため
に、特開平１１−２１９６１０号公報、特開平１１−３
２６９０３号公報および特開平１１−３３９５２８号公
報には、導光体６１３の出射面６１３ｂと反射型液晶表
示素子６２０との間に設けられる接着層６３２の屈折率
を導光体６１３の屈折率と異なるように設定する（例え
ば接着層６３２の屈折率を導光体６１３の屈折率よりも
小さくする）ことによって出射面６１３ｂでの全反射を
効率よく発生させ、明るさを向上する方法が開示されて
いる。

【００２７】しかしながら、接着層６３２の屈折率を導
光体６１３の屈折率と異なるように設定すると、導光体
６１３と接着層６３２との界面や接着層６３１と反射型
液晶表示素子６２０との界面において、これらの屈折率
差に起因した界面反射が発生するので、コントラスト比
が低下する。すなわち、反射型液晶表示装置６００Ｃに
おいて接着層６３１の屈折率をどのように設定しても、
明るさとコントラスト比の両方を向上することは難し
い。

【００２８】上述したように、明るさおよびコントラス
ト比の両方が良好な表示装置がいまだ実現されていない
のが現状である。

【００２９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、明るく、且つ、コントラスト比
の高い表示が可能な表示装置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、光源と、前記光源からの光を受ける入射面および前
記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光
体と、前記導光体の前記出射面側に配置された反射型表
示素子と、前記導光体と前記反射型表示素子との間に設
けられ、前記導光体の屈折率と異なる屈折率を有する異
屈折率層とを有し、前記導光体と前記反射型表示素子と
は、前記異屈折率層を介して貼り合わされており、前記
導光体と前記異屈折率層との界面および前記異屈折率層
と前記反射型表示素子との界面の少なくとも一方に、界
面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施さ
れており、そのことによって上記目的が達成される。

【００３１】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と前
記異屈折率層との間および前記異屈折率層と前記反射型
表示素子との間の少なくとも一方に、透明材料からなる
干渉膜を形成することによって施されていてもよい。

【００３２】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と前
記異屈折率層との界面および前記異屈折率層と前記反射
型表示素子との界面の両方に施されていることが好まし
い。

【００３３】前記異屈折率層は、前記導光体と前記反射
型表示素子とを互いに貼り合わせる接着層として機能し
てもよい。

【００３４】本発明による他の表示装置は、光源と、前
記光源からの光を受ける入射面および前記入射面から入
射した光を出射する出射面を有する導光体と、前記導光
体の前記出射面側に配置された反射型表示素子と、前記
導光体と前記反射型表示素子との間に設けられた偏光子
と、前記導光体と前記偏光子との間に設けられ、前記導
光体の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率層とを有
し、前記導光体と前記偏光子とは、前記異屈折率層を介
して貼り合わされており、前記導光体と前記異屈折率層
との界面および前記異屈折率層と前記偏光子との界面の
少なくとも一方に、界面における光の反射を抑制する界
面反射抑制処理が施されており、そのことによって上記
目的が達成される。

【００３５】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と前
記異屈折率層との間および前記異屈折率層と前記偏光子
との間の少なくとも一方に、透明材料からなる干渉膜を
形成することによって施されていてもよい。

【００３６】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と前
記異屈折率層との界面および前記異屈折率層と前記偏光
子との界面の両方に施されていることが好ましい。

【００３７】前記異屈折率層は、前記導光体と前記偏光
子とを互いに貼り合わせる接着層として機能してもよ
い。

【００３８】前記異屈折率層の屈折率は、前記導光体の
屈折率よりも小さいことが好ましい。

【００３９】前記異屈折率層の屈折率の値は、１を超え
１．４以下であることが好ましい。

【００４０】以下、本発明の作用を説明する。

【００４１】本発明による表示装置においては、導光体
と反射型表示素子との間に、導光体の屈折率と異なる屈
折率を有する異屈折率層が設けられているので、導光体
の出射面で光の全反射が効率よく発生する。従って、導
光体内部を伝搬する光の減少が抑制されるので、明るい
表示が実現される。また、導光体と異屈折率層との界面
および異屈折率層と反射型表示素子との界面の少なくと
も一方に、界面における光の反射を抑制する界面反射抑
制処理が施されているので、これらの界面での光の反射
が抑制され、コントラスト比の高い表示が実現される。

【００４２】界面反射抑制処理は、例えば、導光体と異
屈折率層との間および異屈折率層と反射型表示素子との
間の少なくとも一方に、透明材料からなる干渉膜を形成
することによって施される。

【００４３】界面反射抑制処理が、導光体と異屈折率層
との界面および異屈折率層と反射型表示素子との界面の
両方に施されていると、コントラスト比の一層の向上を
図ることができる。

【００４４】本発明による他の表示装置においては、導
光体と偏光子との間に、導光体の屈折率と異なる屈折率
を有する異屈折率層が設けられているので、導光体の出
射面で光の全反射が効率よく発生する。従って、導光体
内部を伝搬する光の減少が抑制されるので、明るい表示
が実現される。また、導光体と異屈折率層との界面およ
び異屈折率層と偏光子との界面の少なくとも一方に、界
面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施さ
れているので、これらの界面での光の反射が抑制され、
コントラスト比の高い表示が実現される。

【００４５】界面反射抑制処理は、例えば、導光体と異
屈折率層との間および異屈折率層と偏光子との間の少な
くとも一方に、透明材料からなる干渉膜を形成すること
によって施される。

【００４６】界面反射抑制処理が、導光体と異屈折率層
との界面および異屈折率層と偏光子との界面の両方に施
されていると、コントラスト比の一層の向上を図ること
ができる。

【００４７】導光体の出射面で光の全反射を効率よく発
生させるためには、異屈折率層の屈折率が導光体の屈折
率よりも小さいことが好ましく、異屈折率層の屈折率の
値が、１を超え１．４以下であると、十分な明るさを得
ることができる。

【００４８】異屈折率層が、導光体と反射型表示素子、
あるいは導光体と偏光子とを互いに貼り合わせる接着層
としても機能すると、表示装置の製造が簡便になる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態の表示装置（画像表示装置）を説明す
る。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるもので
はない。

【００５０】（実施形態１）本発明による実施形態１の
表示装置１００の断面構造を図１に模式的に示す。

【００５１】表示装置１００は、反射型液晶表示素子１
２０と、反射型液晶表示素子１２０の観察者側に設けら
れた照明装置（フロントライト）１１０とを有する反射
型液晶表示装置である。

【００５２】反射型液晶表示素子１２０は、一対の基板
（例えばガラス基板）１２１ａおよび１２１ｂと、これ
らの間に設けられた液晶層１２２とを有する。観察者側
（照明装置１１０側）に配置された基板１２１ａの観察
者側表面上に、λ／４フィルム１２４ｂおよび偏光子
（例えば偏光板や偏光フィルム）１２４ａがこの順に設
けられている。また、背面側（観察者とは反対側）に配
置された基板１２１ｂの液晶層１２２側の表面上に、反
射電極１２３が設けられている。

【００５３】照明装置１１０は、光源１１１と、導光体
１１３とを有する。光源１１１としては、冷陰極管、Ｌ
ＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬなどの種々の発光素子を
用いることができる。光源１１１を囲むように、反射部
材（例えば反射フィルム）１１２が設けられており、光
源１１１から出射された光は導光体１１３に効率的に入
射する。

【００５４】導光体１１３は、光源１１１からの光を受
ける入射面（第１側面）１１３ａと、入射面１１３ａに
対向する第２側面１１３ｂと、入射面１１３ａと第２側
面１１３ｂとの間に位置し互いに対向する第３側面およ
び第４側面（不図示）と、反射型液晶表示素子１２０側
に配置された出射面１１３ｃと、出射面１１３ｃに対向
するプリズム面１１３ｄとを有する。出射面１１３ｃ
は、ここでは、入射面１１３ａに略直交するように配置
されている。プリズム面１１３ｄは、伝搬面１１３ｄ１
と反射面１１３ｄ２とを有し、鋸歯状の断面構造を有す
る。本実施形態では、導光体１１３として、ポリメチル
メタクリレートを射出成形することにより形成された屈
折率が１．４９の導光体を用いる。

【００５５】照明装置１１０の導光体１１３と反射型表
示素子１２０との間（導光体１１３の出射面１１３ｃと
偏光子１２４ａとの間）には、導光体１１３の屈折率と
異なる屈折率を有する異屈折率層１３１が設けられてお
り、導光体１１３と反射型表示素子１２０とは、この異
屈折率層１３１を介して貼り合わせられている。本実施
形態では、異屈折率層１３１は、導光体１１３と反射型
表示素子１２０とを互いに貼り合わせる接着層としても
機能する。

【００５６】典型的には、異屈折率層１３１の屈折率
は、導光体１１３の屈折率よりも小さく設定され、異屈
折率層１３１は低屈折率層として機能する。本実施形態
では、異屈折率層１３１は、紫外線硬化樹脂（例えば大
日本インキ化学工業株式会社製ディフェンサ７７０２Ａ
Ｚ−７０）を硬化させることによって形成され、その屈
折率は１．３８である。

【００５７】導光体１１３と異屈折率層１３１との界面
（より厳密には導光体１１３の出射面１１３ｃと異屈折
率層１３１との界面）および異屈折率層１３１と反射型
表示素子１２０との界面（より厳密には異屈折率層１３
１と偏光子１２４ａとの界面）の両方に、界面における
光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施されている。

【００５８】界面反射抑制処理は、具体的には、導光体
１１３と異屈折率層１３１との間（出射面１１３ｃと異
屈折率層１３１との間）および異屈折率層１３１と反射
型表示素子１２０との間（異屈折率層１３１と偏光子１
２４ａとの間）に、透明材料からなる干渉膜１３２ａお
よび１３２ｂを形成することによって施されている。干
渉膜１３２ａおよび１３２ｂは、可視光の干渉現象を利
用して界面反射を抑制する。

【００５９】本実施形態では、導光体１１３の出射面１
１３ｃ上に、誘電体であるＳｉＯ₂を蒸着することによ
って厚さ９０ｎｍ、屈折率が１．４６の干渉膜１３２ａ
を形成する。また、偏光子１２４ａの表面に、ＳｉＯ₂
を蒸着することによって厚さ９０ｎｍ、屈折率が１．４
６の干渉膜１３２ｂを形成する。

【００６０】光源１１１から出射され入射面１１３ａか
ら導光体１１３内に入射した光は、伝搬面１１３ｄ１と
出射面１１３ｃとで全反射を繰り返しながら、第２側面
１１３ｂに向けて伝搬する。導光体１１３内を伝搬する
光の一部は、反射面１１３ｄ２で反射され、出射面１１
３ｃから反射型液晶表示素子１２０に向けて出射され
る。

【００６１】反射型液晶表示素子１２０に向けて出射さ
れた光は、干渉膜１３２ａ、異屈折率層１３１および干
渉膜１３２ｂを介して反射型液晶表示素子１２０に入射
する。

【００６２】反射型液晶表示素子１２０によって反射さ
れた光は、干渉膜１３２ｂ、異屈折率層１３１および干
渉膜１３２ａを介して出射面１１３ｃから再び導光体１
１３に入射し、導光体１１３内を通過した後、プリズム
面１１３ｄから観察者側に出射され、表示に用いられ
る。

【００６３】本発明による実施形態１の表示装置１００
においては、導光体１１３と反射型表示素子１２０との
間に、導光体１１３の屈折率と異なる屈折率を有する異
屈折率層１３１が設けられているので、導光体１１３の
出射面１１３で光の全反射が効率よく発生する。従っ
て、導光体１１３内部を伝搬する光の減少が抑制される
ので、明るい表示が実現される。

【００６４】本実施形態では、異屈折率層１３１を、屈
折率が１．３８の紫外線硬化樹脂を用いて形成するが、
異屈折率層１３１の材料および屈折率の値はこれに限定
されない。

【００６５】異屈折率層１３１の材料としては、導光体
の屈折率と異なる屈折率を有する透明材料であればよ
く、フッ素樹脂などの低屈折率樹脂を用いることが好ま
しい。また、ＭｇＦ₂などの屈折率が１．４以下の誘電
体を蒸着することで形成することもできる。

【００６６】また、異屈折率層１３１の屈折率の値は、
１を超え１．４以下であることが好ましい。図２に、導
光体１１３がポリメチルメタクリレート（屈折率が１．
４９）で形成されている場合と、ポリカーボネイト（屈
折率が１．５９）で形成されている場合とについて、異
屈折率層１３１の屈折率と表示装置１００の明るさとの
関係を示す。なお、表示装置１００の明るさは、導光体
の出射面が空気（屈折率が１．００）と界面を構成する
従来の表示装置６００Ａ（図６参照）の明るさで規格化
して示している。

【００６７】図２に示したように、屈折率１．４を境と
して表示装置１００の明るさが大きく変化し、屈折率が
１．４以下であれば、従来の表示装置６００の明るさの
約９０％以上の明るさが実現される。従って、異屈折率
層１３１の屈折率の値が、１を超え１．４以下である
と、十分明るい表示を行うことができる。

【００６８】また、本発明による実施形態１の表示装置
１００では、導光体１１３と異屈折率層１３１との界面
および異屈折率層１３１と反射型表示素子１２０との界
面に、界面における光の反射を抑制する界面反射抑制処
理が施されているので、これらの界面での光の反射が抑
制され、コントラスト比の高い表示が実現される。

【００６９】界面反射抑制処理は、例えば、透明材料か
らなる干渉膜を形成することによって実現される。透明
材料からなる干渉膜は、例えば、本実施形態のように誘
電体を蒸着することによって形成される。本実施形態で
は、単層の干渉膜を形成するが、勿論、２層以上の多層
の干渉膜を形成してもよい。単層または多層の干渉膜
は、導光体１１３、反射型液晶表示素子１２０、偏光子
１２４ａおよび異屈折率層１３１の屈折率をパラメータ
として公知の手法を用いて形成することができ、例え
ば、「光・薄膜技術マニュアル増補改訂版」（（株）
オプトロニクス社）のｐ．２７６〜ｐ．２８３に記載さ
れている手法に基づいて形成することができる。

【００７０】図３を参照しながら、界面反射抑制処理の
効果についてさらに詳細に説明する。

【００７１】屈折率が１．４９のポリメチルメタクリレ
ートからなる導光体と、屈折率が１．３８の異屈折率層
との界面における反射率は、図３中に破線Ａで示すよう
に、約０．１５％である。これに対して、これらの間、
つまり、ポリメチルメタクリレートからなる導光体（屈
折率１．４９）と異屈折率層（屈折率１．３８）との間
に、ＳｉＯ₂からなり屈折率が１．４６、厚さが９０ｎ
ｍの干渉膜が形成されていると、図３中に実線Ｂで示す
ように、可視光の界面反射を０．０３〜０．０６％に低
減することができる。従って、本発明による表示装置１
００は、図７や図８に示した従来の反射型液晶表示装置
６００Ｂおよび６００Ｃに比べて、コントラスト比の高
い表示を行うことができる。

【００７２】また、図７に示した従来の反射型液晶表示
装置６００Ａにおいては、導光体６１３と空気層との間
に空気界面反射抑制処理として５層から６層の干渉膜を
積層しても、界面における反射率は、図３中に実線Ｃで
示すように、０．１〜０．３％程度であり、また、この
反射率は波長依存性を示すので色づきが発生する。これ
に対して、本実施形態のように、導光体１１３と異屈折
率層１３１との間に単層のＳｉＯ₂膜を形成することに
よって界面反射抑制処理を施した場合には、図３中に実
線Ｂで示したように界面反射を抑制する効果が大きく、
また、可視光領域の全域で界面反射を抑制できるので、
色づきの発生も抑制される。従って、高コントラスト比
で、且つ、表示品位の高い表示が実現される。

【００７３】ここでは、導光体１１３と異屈折率層１３
１との界面を例に本発明の界面反射抑制処理を説明した
が、異屈折率層１３１と反射型液晶表示素子１２０との
界面においても、界面反射抑制処理によって界面反射を
大きく抑制できることはいうまでもない。

【００７４】上述したように、本発明の表示装置１００
では、明るく、且つ、コントラスト比の高い表示が可能
となる。表１に、実施形態１の表示装置１００、比較例
１としての従来の反射型液晶表示装置６００Ａ、比較例
２としての従来の反射型液晶表示装置６００Ｃ（接着層
６３１の屈折率が１．３８）および比較例３としての従
来の反射型液晶表示装置６００Ｃ（接着層６３１の屈折
率が１．４８）の明るさとコントラスト比とを示す。

【００７５】（表１）実施形態１比較例１比較例２比較例３明るさ０．９１．００．９０．６５コントラスト比２０９１２２０表１からわかるように、比較例１、比較例２および比較
例３では、明るさが十分であるもののコントラスト比が
低いか、あるいは、コントラスト比は十分高いものの明
るさが十分でない。これに対して、実施形態１の表示装
置１００では、十分明るく、且つ、コントラスト比の高
い表示が実現されている。

【００７６】なお、本実施形態では、界面反射抑制処理
は、導光体１１３と異屈折率層１３１との界面および異
屈折率層１３１と反射型表示素子１２０との界面の両方
に施されているが、界面反射抑制処理がこれら界面の一
方のみに施されていてもよい。本実施形態のように、界
面反射抑制処理が導光体１１３と異屈折率層１３１との
界面および異屈折率層１３１と反射型表示素子１２０と
の界面の両方に施されていると、コントラスト比の一層
の向上を図ることができる。

【００７７】また、本実施形態では、反射型表示素子１
２０が偏光子１２４ａを備えている場合について説明し
たが、勿論、偏光子を備えていない反射型液晶表示素子
を用いてもよく、種々の反射型液晶表示素子を用いるこ
とができる。

【００７８】（実施形態２）本発明による実施形態２の
表示装置２００の断面構造を図４に模式的に示す。

【００７９】表示装置２００は、反射型液晶表示素子２
２０と、反射型液晶表示素子２２０の観察者側に設けら
れた照明装置（フロントライト）２１０とを有する反射
型液晶表示装置である。

【００８０】反射型液晶表示素子２２０は、一対の基板
（例えばガラス基板）２２１ａおよび２２１ｂと、これ
らの間に設けられた液晶層２２２とを有する。また、背
面側（観察者とは反対側）に配置された基板２２１ｂの
液晶層２２２側の表面上に、反射電極２２３が設けられ
ている。

【００８１】照明装置２１０は、光源２１１と、導光体
２１３とを有する。光源２１１としては、冷陰極管、Ｌ
ＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬなどの種々の発光素子を
用いることができる。光源２１１を囲むように、反射部
材（例えば反射フィルム）２１２が設けられており、光
源２１１から出射された光は導光体２１３に効率的に入
射する。

【００８２】導光体２１３は、光源２１１からの光を受
ける入射面（第１側面）２１３ａと、入射面２１３ａに
対向する第２側面２１３ｂと、入射面２１３ａと第２側
面２１３ｂとの間に位置し互いに対向する第３側面およ
び第４側面（不図示）と、反射型液晶表示素子２２０側
に配置された出射面２１３ｃと、出射面２１３ｃに対向
するプリズム面２１３ｄとを有する。出射面２１３ｃ
は、ここでは、入射面２１３ａに略直交するように配置
されている。プリズム面２１３ｄは、伝搬面２１３ｄ１
と反射面２１３ｄ２とを有し、鋸歯状の断面構造を有す
る。本実施形態では、導光体２１３として、ポリカーボ
ネイトを射出成形することにより形成された屈折率が
１．５９の導光体を用いる。

【００８３】導光体２１３と反射型液晶表示素子２２０
との間には、偏光子（例えば偏光板や偏光フィルム）２
２４ａおよびλ／４フィルム２２４ｂが設けられてい
る。

【００８４】導光体２１３と偏光子２２４ａとの間に
は、導光体２１３の屈折率と異なる屈折率を有する異屈
折率層２３１が設けられており、導光体２１３と偏光子
２２４ａとは、この異屈折率層２３１を介して貼り合わ
せられている。本実施形態では、異屈折率層２３１は、
導光体２１３と偏光子２２４ａとを互いに貼り合わせる
接着層としても機能する。偏光子２２４ａおよびλ／４
フィルム２２４ｂは、図４に示したように、反射型液晶
表示素子２２０とは離間して配置されている。

【００８５】典型的には、異屈折率層２３１の屈折率
は、導光体２１３の屈折率よりも小さく設定され、異屈
折率層２３１は低屈折率層として機能する。本実施形態
では、異屈折率層２３１は、紫外線硬化樹脂（例えば大
日本インキ化学工業株式会社製ディフェンサ７７０２Ａ
Ｚ−７０）を硬化させることによって形成され、その屈
折率は１．３８である。

【００８６】導光体２１３と異屈折率層２３１との界面
（より厳密には導光体２１３の出射面２１３ｃと異屈折
率層２３１との界面）および異屈折率層２３１と偏光子
２２４ａとの界面の両方に、界面における光の反射を抑
制する界面反射抑制処理が施されている。

【００８７】界面反射抑制処理は、具体的には、導光体
２１３と異屈折率層２３１との間（出射面２１３ｃと異
屈折率層２３１との間）および異屈折率層２３１と偏光
子２２４ａとの間に、透明材料からなる干渉膜２３２ａ
および２３２ｂを形成することによって施されている。
干渉膜２３２ａおよび２３２ｂは、可視光の干渉現象を
利用して界面反射を抑制する。

【００８８】本実施形態では、導光体２１３の出射面２
１３ｃ上に、誘電体であるＳｉＯ₂を蒸着することによ
って厚さ９０ｎｍ、屈折率が１．４６の干渉膜２３２ａ
を形成する。また、偏光子２２４ａの表面に、ＳｉＯ₂
を蒸着することによって厚さ９０ｎｍ、屈折率が１．４
６の干渉膜２３２ｂを形成する。

【００８９】光源２１１から出射され入射面２１３ａか
ら導光体２１３内に入射した光は、伝搬面２１３ｄ１と
出射面２１３ｃとで全反射を繰り返しながら、第２側面
２１３ｂに向けて伝搬する。導光体２１３内を伝搬する
光の一部は、反射面２１３ｄ２で反射され、出射面２１
３ｃから反射型液晶表示素子２２０に向けて出射され
る。

【００９０】反射型液晶表示素子２２０に向けて出射さ
れた光は、干渉膜２３２ａ、異屈折率層２３１、干渉膜
２３２ｂ、偏光子２２４ａおよびλ／４フィルム２２４
ｂを通過した後、反射型液晶表示素子２２０に入射す
る。

【００９１】反射型液晶表示素子２２０によって反射さ
れた光は、λ／４フィルム２２４ｂ、偏光子２２４ａ、
干渉膜２３２ｂ、異屈折率層２３１および干渉膜２３２
ａを介して出射面２１３ｃから再び導光体２１３に入射
し、導光体２１３内を通過した後、プリズム面２１３ｄ
から観察者側に出射され、表示に用いられる。

【００９２】本発明による実施形態２の表示装置２００
においては、導光体２１３と偏光子２２４ａとの間に、
導光体２１３の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率
層２３１が設けられているので、導光体２１３の出射面
２１３で光の全反射が効率よく発生する。従って、導光
体２１３内部を伝搬する光の減少が抑制されるので、明
るい表示が実現される。

【００９３】また、本発明による実施形態２の表示装置
２００では、導光体２１３と異屈折率層２３１との界面
および異屈折率層２３１と偏光子２２４ａとの界面に、
界面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施
されているので、これらの界面での光の反射が抑制さ
れ、コントラスト比の高い表示が実現される。

【００９４】図５を参照しながら、界面反射抑制処理の
効果についてさらに詳細に説明する。

【００９５】屈折率が１．５９のポリカーボネイトから
なる導光体と、屈折率が１．３８の異屈折率層との界面
における反射率は、図５中に破線Ｄで示すように、約
０．５０％である。これに対して、これらの間、つま
り、ポリカーボネイトからなる導光体（屈折率１．５
９）と異屈折率層（屈折率１．３８）との間に、ＳｉＯ
₂からなり屈折率が１．４６、厚さが９０ｎｍの干渉膜
が形成されていると、図５中に実線Ｅで示すように、可
視光の界面反射を０．０２〜０．１３％に低減すること
ができる。従って、本発明による表示装置２００は、図
８や図９に示した従来の反射型液晶表示装置６００Ｂお
よび６００Ｃに比べて、コントラスト比の高い表示を行
うことができる。

【００９６】また、図７に示した従来の反射型液晶表示
装置６００Ａにおいては、導光体６１３と空気層との間
に空気界面反射防止処理として５層から６層の干渉膜を
積層しても、界面における反射率は、図５中に実線Ｆで
示すように、０．１〜０．３％程度であり、また、この
反射率は波長依存性を示すので色づきが発生する。これ
に対して、本実施形態のように、導光体２１３と異屈折
率層２３１との間に単層のＳｉＯ₂膜を形成することに
よって界面反射抑制処理を施した場合には、図５中に実
線Ｅで示したように界面反射を抑制する効果が大きく、
また、可視光領域の全域で界面反射を抑制できるので、
色づきの発生も抑制される。従って、高コントラスト比
で、且つ、表示品位の高い表示が実現される。

【００９７】ここでは、導光体２１３と異屈折率層２３
１との界面を例に本発明の界面反射抑制処理を説明した
が、異屈折率層２３１と偏光子２２４ａとの界面におい
ても、界面反射抑制処理によって界面反射を大きく抑制
できることはいうまでもない。

【００９８】上述したように、本発明の表示装置２００
では、明るく、且つ、コントラスト比の高い表示が可能
となる。表２に、実施形態２の表示装置２００、比較例
１としての従来の反射型液晶表示装置６００Ａ、比較例
４としての従来の反射型液晶表示装置６００Ｂ（接着層
６３１の屈折率が１．３８）および比較例５としての従
来の反射型液晶表示装置６００Ｂ（接着層６３１の屈折
率が１．４８）の明るさとコントラスト比とを示す。

【００９９】（表２）実施形態２比較例１比較例４比較例５明るさ０．９１．００．９０．６５コントラスト比１２９６１１表２からわかるように、比較例１、比較例４および比較
例５では、明るさが十分であるもののコントラスト比が
低いか、あるいは、コントラスト比は十分高いものの明
るさが十分でない。これに対して、実施形態２の表示装
置２００では、十分明るく、且つ、コントラスト比の高
い表示が実現されている。

【０１００】なお、本実施形態では、界面反射抑制処理
は、導光体２１３と異屈折率層２３１との界面および異
屈折率層２３１と偏光子２２４ａとの界面の両方に施さ
れているが、界面反射抑制処理がこれら界面の一方のみ
に施されていてもよい。本実施形態のように、界面反射
抑制処理が導光体２１３と異屈折率層２３１との界面お
よび異屈折率層２３１と偏光子２２４ａとの界面の両方
に施されていると、コントラスト比の一層の向上を図る
ことができる。

【０１０１】また、上述の実施形態１および２では、導
光体と反射型表示素子との間、あるいは導光体と偏光子
との間に設けられた異屈折率層が、導光体と反射型表示
素子、あるいは導光体と偏光子とを互いに貼り合わせる
接着層としても機能する場合について説明したが、異屈
折率層は接着層として機能しなくてもよい。例えば、図
６に示す表示装置２００’のように、接着層として機能
しない異屈折率層（例えば導光体２１３の屈折率よりも
低い屈折率を有するフッ素樹脂フィルム）２３１’を用
い、この異屈折率層２３１’の両面に干渉膜２３２ａお
よび２３２ｂを蒸着したものが、導光体２１３と干渉膜
２３２ａとの間および偏光子２２４ａと干渉膜２３２ｂ
との間に設けられた接着層２３３ａおよび２３３ｂを介
して、導光体２１３および偏光子２２４ａに貼り合わさ
れた構成を採用してもよい。このとき、導光体２１３と
干渉膜２３２ａとの間に設けられる接着層２３３ａの屈
折率を導光体２１３の屈折率と一致させ、偏光子２２４
ａと干渉膜２３２ｂとの間に設けられる接着層２３３ｂ
の屈折率を偏光子２２４ａの屈折率と一致させることが
好ましい。

【０１０２】また、照明装置が備える導光体の構造は、
上述の実施形態１および２で例示したものに限定されな
い。導光体は、光源からの光を受けて反射型表示素子に
向けて出射する機能を有すればよく、種々の構造の導光
体を用いることができる。また、導光体の材料も、例示
したポリメチルメタクリレートやポリカーボネイトに限
定されず、ＪＳＲ株式会社製のアートンや日本ゼオン株
式会社製のゼオノアなどの種々の透明材料を用いること
ができる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明によると、明るく、且つ、コント
ラスト比の高い表示が可能な表示装置が提供される。

【０１０４】本発明による表示装置においては、導光体
と反射型表示素子との間に、導光体の屈折率と異なる屈
折率を有する異屈折率層が設けられているので、導光体
の出射面で光の全反射が効率よく発生する。従って、導
光体内部を伝搬する光の減少が抑制されるので、明るい
表示が実現される。また、導光体と異屈折率層との界面
および異屈折率層と反射型表示素子との界面の少なくと
も一方に、界面における光の反射を抑制する界面反射抑
制処理が施されているので、これらの界面での光の反射
が抑制され、コントラスト比の高い表示が実現される。

【０１０５】本発明による他の表示装置においては、導
光体と偏光子との間に、導光体の屈折率と異なる屈折率
を有する異屈折率層が設けられているので、導光体の出
射面で光の全反射が効率よく発生する。従って、導光体
内部を伝搬する光の減少が抑制されるので、明るい表示
が実現される。また、導光体と異屈折率層との界面およ
び異屈折率層と偏光子との界面の少なくとも一方に、界
面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施さ
れているので、これらの界面での光の反射が抑制され、
コントラスト比の高い表示が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１の表示装置１００を模
式的に示す断面図である。

【図２】導光体がポリメチルメタクリレート（屈折率が
１．４９）で形成されている場合と、ポリカーボネイト
（屈折率が１．５９）で形成されている場合とについ
て、異屈折率層の屈折率と表示装置１００の明るさとの
関係を示すグラフである。

【図３】導光体（屈折率１．４９）と異屈折率層（屈折
率１．３８）との界面に界面反射抑制処理が施されてい
ない場合、導光体と異屈折率層との界面に界面反射抑制
処理が施されている場合および導光体と空気層との間に
空気界面反射抑制処理が施されている場合について、光
の波長（ｎｍ）と反射率（％）との関係を示すグラフで
ある。

【図４】本発明による実施形態２の表示装置２００を模
式的に示す断面図である。

【図５】導光体（屈折率１．５９）と異屈折率層（屈折
率１．３８）との界面に界面反射抑制処理が施されてい
ない場合、導光体と異屈折率層との界面に界面反射抑制
処理が施されている場合および導光体と空気層との間に
空気界面反射抑制処理が施されている場合について、光
の波長（ｎｍ）と反射率（％）との関係を示すグラフで
ある。

【図６】本発明による実施形態２の他の表示装置２０
０’を模式的に示す断面図である。

【図７】従来の反射型液晶表示装置６００Ａを模式的に
示す断面図である。

【図８】従来の反射型液晶表示装置６００Ｂを模式的に
示す断面図である。

【図９】従来の反射型液晶表示装置６００Ｃを模式的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１００、２００、２００’ 表示装置１１０、２１０照明装置（フロントライト）１１１、２１１光源１１２、２１２反射部材１１３、２１３導光体１１３ａ、２１３ａ入射面（第１側面）１１３ｂ、２１３ｂ第２側面１１３ｃ、２１３ｃ出射面１１３ｄ、２１３ｄプリズム面１１３ｄ１、２１３ｄ１伝搬面１１３ｄ２、２１３ｄ２反射面１２０、２２０反射型液晶表示素子１２１ａ、１２１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ基板１２２、２２２液晶層１２３、２２３反射電極１２４ａ、２２４ａ偏光子１２４ｂ、２２４ｂ λ／４フィルム１３１、２３１、２３１’ 異屈折率層１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ干渉膜２３３ａ、２３３ｂ接着層

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光を受ける入射面および前記入射面から
入射した光を出射する出射面を有する導光体と、前記導光体の前記出射面側に配置された反射型表示素子
と、前記導光体と前記反射型表示素子との間に設けられ、前
記導光体の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率層と
を有し、前記導光体と前記反射型表示素子とは、前記異屈折率層
を介して貼り合わされており、前記導光体と前記異屈折率層との界面および前記異屈折
率層と前記反射型表示素子との界面の少なくとも一方
に、界面における光の反射を抑制する界面反射抑制処理
が施されている、表示装置。
【請求項２】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と
前記異屈折率層との間および前記異屈折率層と前記反射
型表示素子との間の少なくとも一方に、透明材料からな
る干渉膜を形成することによって施されている、請求項
１に記載の表示装置。
【請求項３】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と
前記異屈折率層との界面および前記異屈折率層と前記反
射型表示素子との界面の両方に施されている、請求項１
または２に記載の表示装置。
【請求項４】光源と、前記光源からの光を受ける入射面および前記入射面から
入射した光を出射する出射面を有する導光体と、前記導光体の前記出射面側に配置された反射型表示素子
と、前記導光体と前記反射型表示素子との間に設けられた偏
光子と、前記導光体と前記偏光子との間に設けられ、前記導光体
の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率層とを有し、前記導光体と前記偏光子とは、前記異屈折率層を介して
貼り合わされており、前記導光体と前記異屈折率層との界面および前記異屈折
率層と前記偏光子との界面の少なくとも一方に、界面に
おける光の反射を抑制する界面反射抑制処理が施されて
いる、表示装置。
【請求項５】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と
前記異屈折率層との間および前記異屈折率層と前記偏光
子との間の少なくとも一方に、透明材料からなる干渉膜
を形成することによって施されている、請求項４に記載
の表示装置。
【請求項６】前記界面反射抑制処理は、前記導光体と
前記異屈折率層との界面および前記異屈折率層と前記偏
光子との界面の両方に施されている、請求項４または５
に記載の表示装置。
【請求項７】前記異屈折率層の屈折率は、前記導光体
の屈折率よりも小さい、請求項１から６のいずれかに記
載の表示装置。
【請求項８】前記異屈折率層の屈折率の値は、１を超
え１．４以下である請求項７に記載の表示装置。