(57)【要約】【課題】１つの液晶表示素子を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側から観察される画像と他方の面側から観察される画像をそれぞれ、前記面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる両面表示型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶セル２と、その液晶層５よりも後側に設けられ、前記液晶セル２の前側からその複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段１０とを有する液晶表示素子１の前側に、前記液晶表示素子１に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源２５を配置した。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された前側基板と後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する複数の電極が設けられた液晶セルと、前記液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側から前記複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段とを有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の前側に配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶表示素子の反射／透過手段は、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜からなっ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。
【請求項３】
液晶表示素子の反射／透過手段は、液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層からなっ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。
【請求項４】
液晶表示素子の反射手段は、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離素子からなっ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。
【請求項５】
互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓が設けられ、内部に、請求項１に記載の液晶表示装置が、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装されていることを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、両面表示型の液晶表示装置及び両面表示機能をもった携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば携帯電話機等の両面表示機能をもった携帯機器に用いられる両面表示型の液晶表示装置としては、２つの液晶表示素子をそれぞれの表示面を反対方向に向けて背中合わせ状態に配置し、その間に、両方の液晶表示素子に向けて照明光を出射する面光源を配置した構成のものがある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、このように２つの液晶表示素子を用いるのではコスト高となるため、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することが望まれている。
【０００４】
１つの液晶表示素子を用いて両面表示する液晶表示装置としては、従来、液晶表示素子の画面領域を第１の画面部と第２の画面部とに分割し、前記第１の画面部により前側から観察される画像を表示し、前記第２の画面部により後側から観察される画像を表示するようにしたものが提案されている（特許文献３、４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９０６７８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２９０４４５号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２０００−１９３９４６号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開２００１−３０５５２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示素子の画面領域を第１と第２の画面部に分割した両面表示型液晶表示装置は、前記液晶表示素子の表示エリアが、前側の表示画面と後側の表示画面とを横に並べた大きさであるため、液晶表示装置の占有面積が前側及び後側の表示画面に比べてはるかに大きく、したがって、液晶表示装置の実装スペースが限られた携帯電話機等の携帯機器には使用できない。
【００１０】
この発明は、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することができ、しかも占有面積を小さくすることができるとともに、一方の面側から観察される画像と他方の面側から観察される画像をそれぞれ、面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【００１１】
また、この発明は、両面表示機能をもった携帯機器として、小型化が可能で、しかも、両面から観察される画像をそれぞれ充分大きい画面サイズで表示するとともに、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源からの照明光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができるもの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】
この発明の液晶表示装置は、対向配置された前側基板と後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する複数の電極が設けられた液晶セルと、前記液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側から前記複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段とを有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の前側に配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子の前側に配置された面光源からの照明光を前記液晶表示素子に入射させ、前記液晶表示素子の前側から前記液晶セルの複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、一部の光を前記反射／透過手段により反射して前記面光源の前側に出射することにより前側から観察される画像を表示し、他の光を前記反射／透過手段を透過させて前記液晶表示素子の後側に出射することにより後側から観察される画像を表示するようにしたものである。
【００１４】
この液晶表示装置は、前記液晶表示素子の前側から前記液晶セルの複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、一部の光を反射して前側から観察される画像を表示し、他の光を透過させて後側から観察される画像を表示するため、前記前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶表示素子の表示エリア全体で表示することができ、したがって、前記液晶表示素子の表示エリアは、前側と後側の一方の表示画面に相当する大きさでよい。
【００１５】
したがって、この液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子を用いて両面表示することができるとともに、その占有面積を小さくすることができる。
【００１６】
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子を、前記液晶セルと、その液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側から前記複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段とにより構成し、この液晶表示素子の前側に、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源を配置しているため、前記面光源の前側から入射する外光（外部環境の光）を、前記面光源を透過させて液晶セルに入射させ、その光のうち、前記反射／透過手段により反射された光を前記面光源の前側に出射し、前記反射／透過手段を透過した光を前記液晶表示素子の後側に出射するとともに、前記液晶表示素子の後側から入射する外光を、前記反射／透過手段と液晶セルと面光源とを透過させて前側に出射することができ、したがって、前側から観察される画像を、前記面光源からの照明光を利用する反射表示と、前記面光源の前側から入射した外光を利用する反射表示及び前記液晶表示素子の後側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示するとともに、後側から観察される画像を、前記面光源からの照明光を利用する透過表示と、前記面光源の前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示することができる。
【００１７】
このように、この発明の液晶表示装置は、液晶セルと、その液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側からその複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段とを有する液晶表示素子の前側に、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源を配置することにより、１つの液晶表示素子を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側（前側）から観察される画像と他方の面側（後側）から観察される画像をそれぞれ、前記面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができるようにしたものである。
【００１８】
この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子の反射／透過手段は、例えば、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜が好ましい。
【００１９】
また、前記反射／透過手段は、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分にそれぞれ入射した光を透過させる部分反射／透過層でもよい。
【００２０】
さらに、前記反射／透過手段は、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離素子でもよい。
【００２１】
また、この発明の携帯機器は、互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓が設けられ、内部に、前記発明の液晶表示装置が、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装されていることを特徴とする。
【００２２】
この携帯機器によれば、前記液晶表示装置が１つの液晶表示素子を用いて両面表示するものであるため、機器内の液晶表示装置の占有面積及び体積が前記液晶表示素子の略１個分で足り、したがって、機器の小型化が可能となり、また両面の表示を充分大きい画面サイズで表示することができる。
【００２３】
しかも、この携帯機器によれば、前記液晶表示装置が前側と後側から観察される画像をそれぞれ面光源からの照明光を利用する表示と外光を利用する表示とにより表示するため、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源からの照明光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができる。
【００２４】
このように、この発明の携帯機器は、その互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓を設け、内部に、前記発明の液晶表示装置を、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装することにより、小型化を可能にし、しかも、両面から観察される画像をそれぞれ充分大きい画面サイズで表示するとともに、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源からの照明光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができるようにしたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の液晶表示装置の実施例を説明する。図１〜図５はこの発明の第１の実施例の液晶表示装置を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の一部分の断面図である。
【００２６】
この実施例の液晶表示装置は、図１及び図２に示したように、１つの液晶表示素子１と、この液晶表示素子１の前側に配置された１つの面光源２５とを備えている。
【００２７】
前記液晶表示素子１は、液晶セル２と、この液晶セル２の液晶層５よりも後側に設けられた反射／透過手段１０と、前記液晶セル２の前側と後側とに配置された前側偏光板１６及び後側偏光板１７とからなっている。
【００２８】
前記液晶セル２は、図２に示したように、対向配置された前側（図において上側）の透明基板３と後側（図において下側）の透明基板４との間に液晶層５が設けられ、前側基板３と後側基板４の対向する内面の一方に少なくとも１つの透明電極６が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極６と対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素Ａを形成する複数の透明電極７が設けられている。
【００２９】
なお、この液晶セル２は、アクティブマトリックス型のものであり、前側基板３の内面に設けられた電極６は一枚膜状の対向電極、後側基板４の内面に設けられた電極７は、行方向及び列方向にマトリックス状に配列形成された複数の画素電極である。
【００３０】
前記複数の画素電極７は、これらの画素電極７にそれぞれ対応させて前記後側基板４の内面に設けられた複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）８にそれぞれ接続されており、さらに前記複数のＴＦＴ８は、後側基板４の内面に設けられた図示しないゲート配線及びデータ配線に接続されている。
【００３１】
また、この液晶セル２は、前記複数の画素Ａにそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを備えており、これらのカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは、いずれか一方の基板、例えば前側基板３の内面に、各画素Ａの全域にそれぞれ対応させて形成され、前記対向電極６は、前記カラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂの上に形成されている。
【００３２】
一方、前記液晶セル２の液晶層５よりも後側に設けられた反射／透過手段１０は、前記液晶セル２の前側から前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させるものであり、この実施例では、前記反射／透過手段１０を、膜厚が約０．０２５μｍ以下の極薄のアルミニウム系合金膜等からなり、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜としている。以下、この反射／透過手段１０を、半透過反射膜と言う。
【００３３】
前記半透過反射膜１０は、前記液晶セル２の後側基板の内面に、前記複数の画素Ａの全域にそれぞれ対応させて形成されており、その液晶層５に対向する面が鏡面処理されている。
【００３４】
そして、前記複数の画素電極７は、前記複数の画素Ａにそれぞれ対応する複数の半透過反射膜１０の上に形成されている。
【００３５】
なお、この実施例では、図２のように画素電極７を前記半透過反射膜１０の上に直接重ねて形成しているが、前記画素電極７は、前記半透過反射膜１０を透明な絶縁膜で覆ってその上に形成してもよく、その場合は、前記半透過反射膜１０を複数の画素Ａがマトリックス状に配列した表示エリアの全域にわたって一枚膜状に形成してもよい。
【００３６】
さらに、前記液晶セル２の前側基板３と後側基板４の内面にはそれぞれ、前記電極６，７を覆って配向膜１１，１２が設けられている。
【００３７】
そして、前記前側基板３と後側基板４は、前記表示エリアを囲む枠状シール材１３（図１参照）を介して接合されており、前記前側基板３と後側基板４の間の前記枠状シール材１３により囲まれた領域に液晶層５が設けられている。
【００３８】
前記液晶層５の液晶分子は、前記配向膜１１，１２により前後の基板２，３の近傍における配向方向を規定され、前記基板２，３間において予め定められた初期配向状態に配向している。
【００３９】
また、前記液晶セル２の前側と後側に配置された偏光板１６，１７はそれぞれ、互いに直交する方向に吸収軸（図示せず）と透過軸１６ａ，１７ａを有し、入射光の互いに直交する２つの直線偏光のうち、一方の偏光成分を吸収し、他方の偏光成分を透過させる吸収偏光板である。
【００４０】
なお、この実施例の液晶表示素子１は、ノーマリーホワイトモードのＴＮ（ツイステッドネマティック）型液晶表示素子であり、前記液晶セル２の液晶層５の液晶分子は、前後の基板３，４間において実質的に９０度のツイスト角でツイスト配向しており、前側の吸収偏光板１６，１７は、それぞれの透過軸１６ａ，１７ａを実質的に互いに直交させて配置されている。
【００４１】
さらに、前記液晶表示素子１は、表示のコントラスト及び視野角を向上させるために前記液晶セル２と前側偏光板１６との間及び前記液晶セル２と後側偏光板１７との間にそれぞれ配置された位相差板１８，１９と、前記液晶セル２とその前側の位相差板１８との間に配置された光散乱層（以下、散乱層と言う）２０とを備えている。
【００４２】
一方、前記液晶表示素子１の前側（前側偏光板１５の前側）に配置された面光源２５は、前記液晶表示素子１の前記複数の画素Ａが配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させるものである。
【００４３】
図３及び図４は前記面光源２５の平面図及び側面図、図５は前記面光源２５の導光部材と位相差板と導光板からの出射光の直線偏光成分を示す模式図である。
【００４４】
この実施例の面光源２５は、図３及び図４に示したように、導光板２６と、この導光板２６の側方に配置された導光部材３１と、前記導光板２６と導光部材３１との間に配置された位相差板３６と、前記導光部材３１の側方に配置された１つの発光素子３８とを備えている。
【００４５】
前記導光板２６は、前記液晶表示素子１の表示エリアの全域に対向する面積を有するアクリル系樹脂板等の透明板からなっており、その一つの端面が光が入射される入射端面２７を形成し、前記透明板の２つの板面の一方が前記透明板に導かれた光を出射する平坦な出射面２８を、他方の板面が前記入射端面２７から入射した光を内面反射して前記出射面２８から出射させる反射面２９を形成している。
【００４６】
この導光板２６の反射面２９は、前記導光板２６の他方の板面の全域に密に並べて互いに平行に形成され、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０からなっている。
【００４７】
前記複数のプリズム部３０は、前記導光板２６の入射端面２７と平行で、且つ前記導光板２６の全幅にわたる長さを有する断面形状が台形状の細長プリズム部であり、これらのプリズム部３０の両側面のうち、前記入射端面２７側の側面は、出射面２８に対して略垂直な急角度面に形成され、他方の側面は、前記反射面２９の外面側に向かって入射端面２７の方向に前記出射面２８に対し３０〜６０度（好ましくは略４５度）の角度で傾いた傾斜面に形成されており、これらの側面（急角度面と傾斜面）の間の頂面部は、出射面２８と平行な平坦面に形成されている。
【００４８】
なお、図３及び図４では前記複数のプリズム部３０を大きく誇張して示しているが、これらのプリズム部３０は、前記液晶セル２の画素ピッチよりも小さいピッチで形成されている。
【００４９】
すなわち、前記導光板２６は、その入射端面２７から入射した光を導いて出射面２８から出射するものであり、この導光板２６に前記入射端面２７から入射した光は、図３に矢線で示したように、導光板２６内を直進するか、あるいは前記出射面２８で外気（空気）との界面での全反射により内面反射されて前記反射面２９の複数の細長プリズム部３０のいずれかの傾斜面に入射し、その傾斜面で外気との界面での全反射により出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射され、前記出射面２８から出射する。
【００５０】
一方、前記導光板２６の側方に配置された導光部材３１は、前記導光板２６の入射端面２７に対応する長さを有する角棒状の細長透明材（例えばアクリル系樹脂材）からなっており、その一つの側面が光を出射する細長出射面３３を形成し、前記細長透明材の前記細長出射面３３と交差する２つの端面の一方が光が入射される入射端面３２を、前記細長出射面３３と対峙する他の側面が前記入射端面３２から入射した光を内面反射して前記細長出射面３３から出射させる反射面３４を形成している。
【００５１】
この導光部材３１の他側面の反射面３４は、前記他側面の全域に密に並べて互いに平行に形成され、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の一側面の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５からなっている。
【００５２】
前記複数のプリズム部３５は、前記導光部材３１の入射端面３２と平行で、且つ前記導光部材３１の他側面の全幅にわたる長さを有する断面形状が三角形状の細長プリズム部であり、これらのプリズム部３５の両側面のうち、前記入射端面３２側の側面は、前記細長出射面３３に対して略垂直な急角度面に形成され、他方の側面は、前記反射面３４の外面側に向かって入射端面３２の方向に前記細長出射面３３に対し３０〜６０度（好ましくは略４５度）の角度で傾いた傾斜面に形成されている。
【００５３】
なお、図３では前記複数のプリズム部３５を大きく誇張して示しているが、これらのプリズム部３５は、前記導光板２６の反射面２６の細長プリズム部３０のピッチと同程度のピッチで形成されている。
【００５４】
すなわち、前記導光部材３１は、その入射端面３２から入射した光を導いて一側面の細長出射面３３から出射するものであり、この導光部材３１に前記入射端面３２から入射した光は、図４に矢線で示したように、導光部材３１内を直進するか、あるいは前記細長出射面３３で外気との界面での全反射により内面反射されて前記反射面３４の複数の細長プリズム部３５のいずれかの傾斜面に入射し、その傾斜面で外気との界面での全反射により前記細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射され、前記細長出射面３３の全域から均一な強度分布で出射する。
【００５５】
そして、この導光部材３１は、その細長出射面３３を前記導光板２６の入射端面２７に対向させるとともに、前記導光部材３１の細長出射面３３と前記導光板２６の入射端面２７とを互いに平行にして配置されている。
【００５６】
なお、この実施例では、前記導光部材３１の反射面３４の後側に、前記反射面３４を透過して導光部材３１の後側に漏れた光を前記導光部材３１に戻すためのリフレクタ３７を配置している。
【００５７】
また、前記導光板２６と導光部材３１との間に配置された位相差板３６は、透過光の常光と異常光との間に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板であり、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の直線偏光成分の偏光面を、実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させる。
【００５８】
このλ／２位相差板３６は、前記導光板２６の入射端面２７及び前記導光部材３１の細長出射面３３の全域に対応する細長形状を有しており、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に、一方の面を前記導光板２６の入射端面２７に透明な粘着剤により貼付けられ、他方の面を前記導光部材３１の細長出射面３３に透明な粘着剤により貼付けられて配置されている。
【００５９】
また、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて配置された発光素子３８は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる白色光を出射する固体発光素子であり、例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを透明樹脂によりモールドし、これらのＬＥＤが発する赤、緑、青の光を混色させた白色光を出射するものである。
【００６０】
この面光源２５は、前記固体発光素子３８からの出射光を前記導光部材３１にその入射端面３２から入射させ、その光を前記導光部材３１の細長出射面３３とは反対側の反射面３４により内面反射して前記導光部材３１の細長出射面３３の全域から均一な強度分布で前記導光板２６の入射端面２７に向けて出射させることにより、前記導光板２６にその入射端面２７の全域から均一な強度分布の光を入射させ、その光を前記導光板２６の反射面２９により内面反射して前記導光板２６の出射面２８の全域から出射させるようにしたものであり、この面光源２５によれば、少ない発光素子数で、前記導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布の光を出射することができる。
【００６１】
しかも、この面光源２５は、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光を、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に配置されたλ／２位相差板３６により、その光の直線偏光成分の偏光面を実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させるようにしているため、前記導光部材３１にその入射端面３２から入射してこの導光部材３１の他側面の反射面３４により内面反射され、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射して前記導光板２６にその入射端面２７から入射した光のうちの高強度の直線偏光成分を、前記導光板２６の反射面２９により高い反射強度で内面反射させ、この導光板２６の出射面２８から充分な強度の光を出射させることができる。
【００６２】
すなわち、前記導光板２６は、上述したように、その入射端面２７から入射し、導光板２６内を直進するか、あるいは出射面２８により内面反射されて反射面２９に入射した光を、この反射面２９により内面反射して出射面２８から出射させるが、前記反射面２９による反射強度は、その光に含まれる直線偏光成分によって異なるため、前記反射面３４への入射光線とその反射光線とを含む面に垂直な方向に振動する直線偏光成分（以下、Ｓ波と言う）が、前記面内で振動する直線偏光成分（以下、Ｐ波と言う）よりも高い強度で内面反射される。
【００６３】
また、前記導光部材３１は、上述したように、その入射端面３２から入射し、導光部材３１内を直進するか、あるいは一側面の細長出射面３３により内面反射されて他側面の反射面３４に入射した光を、この反射面３４により内面反射して前記細長出射面３３から出射させるが、前記反射面３４による反射強度もその光に含まれる直線偏光成分によって異なり、前記反射面３４への入射光線とその反射光線とを含む面に垂直な方向に振動する直線偏光成分のＳ波が、前記面内で振動する直線偏光成分のＰ波よりも高い強度で内面反射される。
【００６４】
そのため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射する光は、前記Ｐ波の偏光成分よりもＳ波の偏光成分の強度が高い。
【００６５】
そして、前記導光板２６の反射面２９と前記導光部材３１の反射面３４とは互いに９０度で交差する位置に配置されているため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光をそのまま前記導光板２６に入射させた場合は、その光のうち、前記導光部材３１の反射面３４で反射した反射強度の低いＰ波が、前記導光板２６の反射面２９に対して反射強度が高いＳ波として入射し、前記導光部材３１の反射面３４で反射した反射強度の高いＳ波が、前記導光板２６の反射面２９に対して反射強度が低いＰ波として入射するため、前記導光板２６の出射面２８から出射する光の強度が低い。
【００６６】
それに対し、前記面光源２５では、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間にλ／２位相差板３６を配置しているため、図５に示したように、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射したＳ波Ｓ１及びＰ波Ｐ１が前記λ／２位相差板３６により偏光面を９０度回転されて前記導光板２６にその入射端面２７から入射する。
【００６７】
そのため、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光のうち、強度の高いＳ波Ｓ１が、前記導光板２６の反射面２９に、この反射面２９による反射強度が高いＳ波Ｓ２となって入射し、強度の低いＰ波は、前記導光板２６の反射面２９に、この反射面２９による反射強度が低いＰ波となって入射する。
【００６８】
したがって、この面光源２５によれば、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の強度の高い偏光成分の光を、前記導光板２６の反射面２９により、高い反射強度で内面反射させることができ、そのために、前記導光板２６の出射面２８から充分な強度の光を出射させることができる。
【００６９】
このように、前記面光源２５は、透明板の一端面が光が入射される入射端面２７を形成し、前記透明板の２つの板面の一方が前記透明板内を導かれた光を出射する出射面２８を、他方の板面が前記入射端面２７から入射した光を内面反射して前記出射面２８から出射させる反射面２９を形成する導光板と、細長透明材の一側面が光を出射する細長出射面３３を形成し、前記細長透明材の前記細長出射面３３と交差する２つの端面の一方が光が入射される入射端面３２を、前記細長出射面３３と対峙する他側面が前記入射端面３２から入射した光を内面反射して前記細長出射面３３から出射させる反射面３４を形成してなり、前記細長出射面３３を前記導光板２６の入射端面２７に対向させて配置された導光部材３１と、前記導光板２６の入射端面２７と前記導光部材３１の細長出射面３３との間に配置され、前記導光部材３１の細長出射面３３から出射した光の直線偏光成分の偏光面を実質的に９０度回転させて前記導光板２６の入射端面２７に入射させる位相差板３６と、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて配置された固体発光素子３８とを備えたものであるため、少ない発光素子数で、導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布でしかも充分な強度の光を出射することができる。
【００７０】
この実施例の面光源２５は、発光素子として、ＬＥＤ等からなる１つの固体発光素子３８を備えたものであるため、コストを低減するとともに、消費電極も少なくすることができる。
【００７１】
また、前記固体発光素子３８は、その駆動電圧を制御することにより発光強度を変化させることができるため、前記導光板２６の出射面２８から出射する光の強度を任意に調整することができる。
【００７２】
しかも、前記面光源２５は、前記導光部材３１の他側面の反射面３４を、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５により形成しているため、この導光部材３１の細長出射面３３から出射した光を、前記導光板２６にその入射端面２７に垂直な方向の付近から入射させ、その光を前記導光板２６の全域に均等に行き渡らせて、前記導光板２６の出射面２８の全域から、より強度分布が均一な光を出射することができる。
【００７３】
さらに、前記面光源２５は、前記導光板２６の後面の反射面２９を、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記導光板２６の出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０により形成しているため、前記導光板２６の出射面２８から、正面輝度（導光板２６の出射面２８の法線付近の方向に出射する光の輝度）の高い光を出射することができる。
【００７４】
前記面光源２５は、その導光板２６の出射面２８を前記液晶表示素子１の前面（前側偏光板１６の外面）に対向させるとともに、前記導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向、つまり導光板２６の反射面２９の複数の細長プリズム部３０の長さ方向を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置されている。
【００７５】
この液晶表示装置は、前記面光源２５からの照明光を前記液晶表示素子１にその前面から入射させて表示するものであり、前記面光源２５の導光板２６の出射面２８から出射した光は、図２に矢線で示したように、前記液晶表示素子１の前側偏光板１６によりその透過軸１６ａに平行な直線偏光とされ、前側の位相差板１８を透過し、さらに散乱層２０により散乱されて液晶セル２にその前側から入射する。
【００７６】
なお、前記面光源２５の導光板２６の出射面２８から出射する光は、前記導光板２６の反射面２９の複数の細長プリズム部３０の長さ方向に平行な偏光面をもったＳ波Ｓ２の偏光強度が高く、それと直交するＰ波Ｐ２の偏光強度が弱い光であるが、この液晶表示装置では、前記面光源２５を、前記導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の偏光面に平行な方向を前記液晶表示素子１の前側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置しているため、前記面光源２５の導光板２６の出射面２８から出射した光の強度の高いＳ波Ｓ２を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１６を透過させて液晶セル２に入射させることができる。
【００７７】
前記液晶セル２にその前側から入射した光は、前記液晶セル２の各画素Ａにそれぞれ対応するカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにより着色されて液晶層５に入射し、この液晶層５を透過する間に各画素Ａの電極６，７間に印加される電界により変化する液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて前記液晶セル２の後側基板４の内面の半透過反射膜１０に入射し、その光の一部が半透過反射膜１０によりその反射率に応じて反射され、他の光が前記半透過反射膜１０を透過する。
【００７８】
そして、前記半透過反射膜１０により反射された光は、前記液晶層５とカラーフィルタ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂとを再び透過して液晶セル２の前側に出射し、前記散乱層２０により散乱され、前側の位相差板１８を透過して前側偏光板１６に入射し、その光のうち、前記前側偏光板１６の透過軸１６ａに平行な偏光成分がこの前側偏光板１６を透過するとともに前記面光源２５の導光板２６を透過して前側に出射し、前記前側偏光板１６の吸収軸に平行な偏光成分がこの前側偏光板１６により吸収されて、前側から観察される画像が表示される。
【００７９】
一方、前記液晶セル２にその前側から入射した光のうち、前記半透過反射膜１０を透過した光は液晶セル２の後側に出射する。この液晶セル２の後側に出射した光は、後側の位相差板１９を透過して後側偏光板１７に入射し、その光のうち、前記後側偏光板１７の透過軸１７ａに平行な偏光成分がこの後側偏光板１７を透過して後側に出射し、前記後側偏光板１７の吸収軸に平行な偏光成分がこの後側偏光板１７により吸収されて、後側から観察される画像が表示される。
【００８０】
この実施例では、前記液晶表示素子１がノーマリーホワイトモードであるため、前側から観察される画像も、後側から観察される画像も、前記液晶セル２の複数の画素Ａのうち、電極６，７間に電界が印加されない無電界画素（液晶分子が初期の配向状態にある画素）からの出射光が前側及び後側の偏光板１６，１７を透過して前側に出射して赤、緑、青のいずれかの色の明表示となり、前記電極６，７間に液晶分子が基板３，４面に対して実質的に垂直に立ち上がり配向する電界が印加された電界印加画素からの出射光が前記偏光板１６，１７により吸収されて黒の暗表示になったカラー画像である。
【００８１】
すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の前側に配置された面光源２５からの照明光を前記液晶表示素子１に入射させ、前記液晶表示素子１の前側から前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、一部の光を前記半透過反射膜１０により反射し、その反射光を前記面光源２５の前側に出射することにより前側から観察される画像を表示し、他の光を前記半透過反射膜１０を透過させて前記液晶表示素子１の後側に出射することにより後側から観察される画像を表示するようにしたものである。
【００８２】
この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の前側から前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、一部の光を反射して前側から観察される画像を表示し、他の光を透過させて後側から観察される画像を表示するため、前記前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶表示素子１の表示エリア（液晶セル２の複数の画素Ａがマトリックス状に配列した領域）全体で表示することができ、したがって、前記液晶表示素子１の表示エリアは、前側と後側の一方の表示画面に相当する大きさでよい。
【００８３】
したがって、この液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示することができるとともに、この液晶表示装置を機器内に実装する場合の液晶表示装置の占有面積を、いずれか一方の表示画面と同程度に小さくすることができる。
【００８４】
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の前側に１つの面光源２５を配置したものであるため、前記機器内の液晶表示装置の占有面積及び体積を、前記液晶表示素子１の略１個分と小さくすることができる。
【００８５】
また、この液晶表示装置は、上述したように導光板２６の出射面２８の全域から均一な強度分布でしかも充分な強度の光を出射する面光源２５を、その導光板２６の出射面２８から出射する光のうち、強度の高いＳ波Ｓ２の振動面に平行な方向を前記液晶表示素子１の前側偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にして配置しているため、前記面光源２５の導光板２６の出射面２８から出射した光の強度の高いＳ波Ｓ２を、前記液晶表示素子１の前側偏光板１６を透過させて液晶セル２に入射させ、前記液晶表示素子１に、明るく、しかも輝度むらの無い高品質の画像を表示させることができる。
【００８６】
しかも、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１を、前記液晶セル２と、その液晶層５よりも後側に設けられ、前記液晶セル１の前側から前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる半透過反射膜１０とにより構成し、この液晶表示素子１の前側に、前記液晶表示素子１の前記複数の画素Ａが配列する表示エリアの全域に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源２５を配置しているため、図２に破矢線で示したように、前記面光源２５の前側から入射する外光（外部環境の光）を、前記面光源２５を透過させて液晶セル２に入射させ、その光のうち、前記半透過反射膜１０により反射された光を前記面光源２５の前側に出射し、前記半透過反射膜１０を透過した光を前記液晶表示素子１の後側に出射するとともに、前記液晶表示素子１の後側から入射する外光を、前記半透過反射膜１０と液晶セル２と面光源２５とを透過させて前側に出射することができる。
【００８７】
したがって、この液晶表示装置によれば、前側から観察される画像を、前記面光源２５からの照明光を利用する反射表示と、前記面光源２５の前側から入射した外光を利用する反射表示及び前記液晶表示素子１の後側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示するとともに、後側から観察される画像を、前記面光源２５からの照明光を利用する透過表示と、前記面光源２５の前側から入射した外光を利用する透過表示とにより表示することができる。
【００８８】
なお、前記外光を利用する表示の場合、前側から観察される画像は、液晶表示装置の前側と後側の両方から外光が入射する環境下では、前側から入射した外光の反射と、後側から入射した外光の透過との両方により表示され、液晶表示装置の後側からは外光が入射しない環境下では、前側から入射した外光の反射により表示される。
【００８９】
また、前記外光を利用する表示の場合、入射する外光の強度が不足して充分な明るさの表示が得られないときは、前記面光源２５を補助光源として利用し、この面光源２５から外光の強度の不足を補う強度の照明光を出射させることにより、充分な明るさの表示を得ることができる。
【００９０】
このように、前記液晶表示装置は、液晶セル２と、その液晶層５よりも後側に設けられ、前記液晶セル２の前側からその複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる半透過反射膜１０とを有する液晶表示素子１の前側に、前記液晶表示素子１に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源２５を配置したものであり、したがって、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示し、しかも占有面積及び体積を小さくするとともに、前側から観察される画像と後側から観察される画像をそれぞれ、前記面光源２５からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【００９１】
また、前記液晶表示装置は、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜１０を設けているため、前記面光源２５からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域から前側及び後側に光を出射させ、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域を利用して画像を表示することができる。
【００９２】
さらに、前記液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の液晶セル２と前側偏光板１６との間及び前記液晶セル２と後側偏光板１７との間にそれぞれ表示のコントラスト及び視野角を向上させるための位相差板１８，１９を配置するとともに、前記液晶セル２とその前側の位相差板１８との間に散乱層２０を配置しているため、前側と後側とにそれぞれ前記散乱層２０により散乱されて輝度分布が均一になった光を出射させることができ、したがって、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、コントラスト及び視野角が充分で、しかも輝度むらの無い高品質の画像とすることができる。
【００９３】
なお、上記実施例では、液晶セル２と前側の位相差板１８との間に散乱層２０を配置しているが、前記散乱層２０は、前側偏光板１６と前側の位相差板１８との間に配置してもよい。
【００９４】
図６はこの発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子１を、液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、液晶セル１の複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１４ａを有し、前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜１４ａに入射した光を反射し、前記反射膜１４ａの無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層１４を設けたものである。
【００９５】
この実施例において、前記部分反射／透過層１４の複数の反射膜１４ａは、液晶層５に対向する面とは反対側の面に低反射処理が施され、液晶層５に対向する面が鏡面処理された片面反射膜であり、これらの反射膜１４ａは、前記液晶セル２の後側基板４の内面に、マトリックス状に配列する全ての画素Ａの略１／２の領域にそれぞれ対応させて形成され、複数の画素電極７はそれぞれ、その一部（画素電極７の略１／２の部分）を前記反射膜１４ａの上に直接重ねて形成されるか、あるいは、前記反射膜１４ａを透明な絶縁膜で覆ってその上に形成されている。
【００９６】
なお、この実施例の液晶表示装置は、液晶セル２の液晶層５よりも後側の反射／透過手段を、上述した第１の実施例の半透過反射膜１０から前記部分反射／透過層１４に置き換えたものであり、他の構成は第１の実施例の液晶表示装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００９７】
この液晶表示装置は、面光源２５からの照明光及び前記面光源２５の前側から入射した外光の一方または両方を液晶表示素子１にその前側から入射させ、前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部、つまり前記複数の画素Ａ内の前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａに対応する領域Ａ１に入射した光を前記部分反射／透過層１４により反射して前側に出射し、他の光、つまり前記複数の画素Ａ内の前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａが無い部分に対応する領域Ａ２に入射した光を前記部分反射／透過層１４を透過させて後側に出射する。
【００９８】
また、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の後側からも外光が入射するときは、後側から入射した光のうち、前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａが無い部分を透過して前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光を前側に出射する。
【００９９】
すなわち、この液晶表示装置は、液晶表示素子１の前側から液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光（面光源２５からの照明光と前記面光源２５の前側から入射した外光の一方または両方）のうち、前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａにより反射された光と、前記液晶表示素子１の後側から前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａが無い部分を透過して前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光（液晶表示素子１の後側から入射した外光）の一方または両方により前側から観察される画像を表示し、前側から前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記部分反射／透過層１０を透過した光により後側から観察される画像を表示する。
【０１００】
したがって、この液晶表示装置によれば、上述した第１の実施例の液晶表示装置と同様に、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示することができ、しかも占有面積及び体積を小さくすることができるとともに、前側から観察される画像と後側から観察される画像をそれぞれ、面光源２５からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１０１】
そして、この液晶表示装置では、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、前記液晶セル２の複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜１４ａを有し、前記複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜１４ａに入射した光を反射し、前記反射膜１４ａの無い部分に入射した光を透過させる部分反射／透過層１４を設けているため、前記面光源２５からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セル２の複数の画素Ａ内の予め定められた領域から前側に光を出射させて前側から観察される画像を表示し、前記複数の画素Ａ内の他の領域から後側に光を出射させて後側から観察される画像を表示することができる。
【０１０２】
なお、この実施例では、前記部分反射／透過層１４の複数の反射膜１４ａを、液晶セル２の複数の画素Ａ内の略１／２の領域にそれぞれ対応させて形成しているが、前記部分反射／透過層１４の反射膜１４ａに対応する反射部と前記反射膜１４ａの無い透過部の形状及びその面積比は任意でよく、また、前記反射部と透過部は、１つの画素Ａ内に複数ずつ形成してもよい。
【０１０３】
図７はこの発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子１を、液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離素子１５を設けたものである。
【０１０４】
この実施例において、前記偏光分離素子１５は、例えば、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる反射偏光素子であり、この実施例では、互いに直交する方向に透過軸と反射軸（いずれも図示せず）を有し、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、前記反射軸に平行な振動面をもった一方の偏光成分を反射し、前記透過軸に平行な振動面をもった他方の偏光成分を透過させる反射偏光板を用いている。以下、前記偏光分離素子１５を反射偏光板と言う。
【０１０５】
そして、この実施例では、前記反射偏光板１５を、前記液晶セル２の後側基板４の後側に配置し、上述した第１及び第２の実施例において液晶セル１の後側に配置した後側偏光板（吸収偏光板）１７を省略し、さらに、第１及び第２の実施例において液晶セル１の後側に配置した後側の位相差板１９も省略している。
【０１０６】
この実施例の液晶表示素子１は、前側から見た表示がノーマリーホワイトモードのＴＮ型液晶表示素子であり、前記反射偏光板１５は、その透過軸を前記液晶セル２の前側に配置された吸収偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に平行にし、反射軸を前記吸収偏光板１６の透過軸１６ａと実質的に直交させて配置されている。
【０１０７】
なお、この実施例の液晶表示装置は、液晶セル２の液晶層５よりも後側の反射／透過手段を、後側偏光板を兼ねる反射偏光板１５としたものであり、他の構成は第１の実施例の液晶表示装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【０１０８】
この液晶表示装置は、面光源２５からの照明光及び前記面光源２５の前側から入射した外光の一方または両方を液晶表示素子１にその前側から入射させ、前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光の一部、つまり前記液晶セル２の後側に配置された反射偏光板１５の反射軸に平行な偏光成分を前記反射偏光板１５により反射して前側に出射し、他の光、つまり前記反射偏光板１５の透過軸に平行な偏光成分を前記反射偏光板１５を透過させて後側に出射する。
【０１０９】
また、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の後側からも外光が入射するときは、後側から入射した光のうち、前記反射偏光板１５を透過して前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光を前側に出射する。
【０１１０】
すなわち、この液晶表示装置は、液晶表示素子１の前側から液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光（面光源２５からの照明光と前記面光源２５の前側から入射した外光の一方または両方）のうち、前記反射偏光板１５により反射された光と、前記液晶表示素子１の後側から前記反射偏光板１５を透過して前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光（液晶表示素子１の後側から入射した外光）の一方または両方により前側から観察される画像を表示し、前側から前記液晶セル２の複数の画素Ａにそれぞれ入射した光のうち、前記反射偏光板１５を透過した光により後側から観察される画像を表示する。
【０１１１】
したがって、この液晶表示装置によれば、上述した第１の実施例の液晶表示装置と同様に、１つの液晶表示素子１を用いて両面表示することができ、しかも占有面積を小さくすることができるとともに、前側から観察される画像と後側から観察される画像をそれぞれ、面光源２５からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１１２】
なお、この液晶表示装置においては、後側から入射した外光の一部が前記反射偏光板１５により反射されるため、その反射光により後側の画面全体の背景が鏡面のように見え、その鏡面背景中に、前側から入射し、前記反射偏光板１５を透過した光により後側から観察される画像が表示される。
【０１１３】
そして、この液晶表示装置では、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、入射光の互いに異なる２つの直線偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる反射偏光板１５を設けているため、前記面光源２５からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域から前側及び後側に光を出射させ、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶セル２の複数の画素Ａの全域を利用して画像を表示することができる。
【０１１４】
図８はこの発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示装置は、前記第３の実施例の反射偏光板１５の後側に光散乱層（以下、散乱層と言う）２１を配置したものである。
【０１１５】
すなわち、この液晶表示装置は、液晶表示素子１の後側から入射した外光を前記散乱層２１により散乱させて前記反射偏光板１５に入射させるとともに、前記反射偏光板１５により反射されて後側に戻る光（反射偏光板１５の反射軸に平行な振動面をもった偏光成分）と、前記液晶表示素子１の前側から入射して後側に出射する光とを、前記散乱層２１によりさらに散乱させるようにしたものである。
【０１１６】
この液晶表示装置によれば、後側から入射し、前記反射偏光板１５により反射された反射光による後側の画面の背景を、上述した第３の実施例における鏡面背景から前記反射光の散乱により白色の背景にすることができるとともに、前記反射光の散乱により後側から観察される画像の暗表示レベルの浮き上がりを抑制し、後側から観察される画像のコントラストを良くすることができる。
【０１１７】
なお、上記第３及び第４の実施例では、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶層５よりも後側に、反射／透過手段として、反射偏光板１５からなる偏光分離素子を設けているが、前記偏光分離素子は、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離特性を有するものであれば、例えば、入射光の右回りと左回りの２つの円偏光成分のうち、一方の円偏光成分を反射し、他方の円偏光成分を透過させる円偏光分離板（例えばコレステリック液晶フィルム）を挟んで、入射する直線偏光を円偏光にして前記円偏光分離板に入射させ、前記円偏光分離板から出射した円偏光を直線偏光にして出射する一対の位相差板（λ／４板）を積層したものでもよい。
【０１１８】
また、上述した第１〜第４の実施例の液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶表示素子１を備えたものであるが、液晶表示素子は、ＴＮ型に限らず、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型、非ツイストのホモジニアス配向型、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子等でもよい。
【０１１９】
さらに、前記液晶表示素子は、ノーマリーホワイトモードに限らず、ノーマリーブラックモードのものでもよく、また液晶セルは、アクティブマトリックス型に限らず、単純マトリックス型のものでもよい。
【０１２０】
また、上記各実施例の液晶表示装置の面光源２５は、導光部材３１の他側面の反射面３４を、前記導光部材３１の入射端面３２から入射した光を前記導光部材３１の一側面の細長出射面３３の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３５により形成したものであるが、前記導光部材３１の他側面の反射面は、例えば、導光部材３１の入射端面３２側から他端側に向かって前記細長出射面３３に近くなる方向に傾いた連続した傾斜面としてもよい。
【０１２１】
また、上記実施例の面光源２５は、前記導光板２６の反射面２９を、前記導光板２６の入射端面２７から入射した光を前記導光板２６の出射面２８の法線に対する角度が小さくなる方向に向けて内面反射する複数のプリズム部３０により形成したものであるが、前記導光板２６の反射面２９は、例えば、導光板２６の入射端面２７側から他端側に向かって出射面２８に近くなる方向に傾いた連続した傾斜面としてもよい。
【０１２２】
さらに、上記実施例の面光源２５は、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて１つの固体発光素子３８を配置したものであるが、前記導光部材３１の入射端面３２の面積が前記固体発光素子３８よりも大きい場合は、前記導光部材３１の入射端面３２に対向させて複数の固体発光素子３８を配置してもよい。
【０１２３】
また、上記実施例の面光源２５は、導光板２６の一端面を入射端面２７に形成し、その入射端面２７に対向させて一端面が入射端面３２に形成された導光部材３１を配置するとともに、この導光部材３１の入射端面３２に対向させて固体発光素子３８を配置したものであるが、前記導光部材３１の両端面をそれぞれ入射端面３２に形成し、その両方の入射端面３２にそれぞれ対向させて固体発光素子３８を配置してもよく、また、前記導光板２６の両端面をそれぞれ入射端面２７に形成し、その両方の入射端面２７にそれぞれ対向させてλ／２位相差板３６と導光部材３１とを配置するとともに、これらの導光部材３１の入射端面３２にそれぞれ対向させて固体発光素子３８を配置してもよい。
【０１２４】
さらに、前記液晶表示素子１の前側に配置する面光源は、前記液晶表示素子１に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させるものであれば、例えば前記導光部材３１を省略し、前記導光板２６の入射端面２７に対向させて直管状の冷陰極管等からなる発光素子を配置したものでもよい。
【０１２５】
次に、この発明の携帯機器の実施例を説明する。図９は第１の実施例の携帯機器の斜視図、図１０は第２の実施例の携帯機器の斜視図、図１１は第３の実施例の携帯機器の斜視図、図１２は第４の実施例の携帯機器の斜視図である。
【０１２６】
図９に示した携帯機器は、折りたたみ型携帯電話機４０であり、上面にキーボード４２を有する本体部４１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部４４ａ，４４ｂを有し、前記本体部４１に対して回動開閉される蓋部４３とからなっている。
【０１２７】
この携帯電話機４０は、図９（ａ）のように蓋部４３が開かれた状態で、前記蓋部４３の内面（蓋部４３を開いたときに電話機の使用者に向く面）のメイン表示部４４ａに、送信先データや送受信メール等のメイン情報を表示し、図９（ｂ）のように蓋部４３が閉じられた状態で、前記蓋部４３の外面のサブ表示部４４ｂに、時計や発信元データ等のサブ情報を表示するものであり、両面の表示部４４ａ，４４ｂは、前記蓋部４３の内面と外面とにそれぞれ表示窓４５ａ，４５ｂを設け、前記蓋部４３の内部に、上述した液晶表示装置のいずれか、例えば第１の実施例の液晶表示装置を、その前面、つまり面光源２５の導光板２６の前面を蓋部内面の表示窓４５ａに対向させ、後面、つまり液晶表示素子１の後側偏光板１７の後面を蓋部外面の表示窓４５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１２８】
なお、この携帯電話機４０は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１の液晶セル２を、前記蓋部４３が開かれたときと、閉じられたときとで、左右を反転させた画像を表示するように駆動する表示駆動手段を備えており、したがって、前記蓋部４３の内面のメイン表示部４４ａと外面のサブ表示部４４ｂとにそれぞれ、左右反転の無い正しい画像を表示することができる。
【０１２９】
図１０に示した携帯機器は、薄型デジタルカメラ５０であり、撮像レンズ５２及びファインダ５３等が設けられたカメラ本体５１の互いに逆向きの２つの外面、つまり、図１０（ａ）に示した後面（撮像者側の面）と、図１０（ｂ）に示した前面（被写体側の面）の互いに背中合わせ対応する箇所にそれぞれ表示部４４ａ，４４ｂを有している。
【０１３０】
このデジタルカメラ５０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、後面のメイン表示部５４ａと前面のサブ表示部５４ｂとに表示するものであり、両面の表示部５４ａ，５４ｂは、前記カメラ本体５１の後面と前面とにそれぞれ表示窓５５ａ，５５ｂを設け、前記カメラ本体５１の内部に、上述した液晶表示装置のいずれか、例えば第１の実施例の液晶表示装置を、その前面（面光源２５の導光板２６の前面）を前記カメラ本体５１の後面の表示窓５５ａに対向させ、後面（液晶表示素子１の後側偏光板１７の後面）を前記カメラ本体５１の前面の表示窓５５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１３１】
なお、このデジタルカメラ５０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂのいずれか一方を選択して表示することも、また、前記メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂの両方に同時に表示することもできるものであり、前記メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂのいずれか一方を選択して表示する場合は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１の液晶セル２を、メイン表示部５４ａに表示するときとサブ表示部５４ｂに表示するときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、いずれの表示部５４ａ，５４ｂにも左右反転の無い正しい画像を表示し、また、メイン表示部５４ａとサブ表示部５４ｂの両方に同時に表示するときは、両方の５４ａ，５４ｂの一方、例えばサブ表示部５４ｂに、メイン表示部５４ａの表示画像が左右反転した画像を表示することができる。
【０１３２】
図１１に示した携帯機器は、ノート型パソコン６０であり、上面にキーボード６２を有する本体部６１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部６４ａ，６４ｂを有し、前記本体部６１に対して回動開閉される蓋部６３とからなっている。
【０１３３】
このノート型パソコン６０は、図１１（ａ）のように蓋部６３が開かれた状態で、前記蓋部６３の内面（蓋部６３を開いたときにパソコンの使用者に向く面）のメイン表示部６４ａにメイン情報を表示し、図１１（ｂ）のように蓋部６３が閉じられた状態で、前記蓋部６３の外面のサブ表示部６４ｂにサブ情報を表示するものであり、両面の表示部６４ａ，６４ｂは、前記蓋部６３の内面と外面とにそれぞれ表示窓６５ａ，６５ｂを設け、前記蓋部６３の内部に、上述した液晶表示装置のいずれか、例えば第１の実施例の液晶表示装置を、その前面（面光源２５の導光板２６の前面）を蓋部内面の表示窓６５ａに対向させ、後面（液晶表示素子１の後側偏光板１７の後面）を蓋部外面の表示窓６５ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１３４】
このノート型パソコン６０は、蓋部６３を閉じた状態でも、その外面のサブ表示部６４ｂの一部に時計やイラストを部分的に表示したり、前記サブ表示部６４ｂの全体にテレビジョン画像を表示したりすることができるようにしたものであり、前記液晶表示装置の液晶表示素子１の液晶セル２を、前記蓋部６３が開かれたときと閉じられたときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、前記蓋部６３の内面のメイン表示部６４ａと外面のサブ表示部６４ｂとにそれぞれ、左右反転の無い正しい画像を表示することができる。
【０１３５】
なお、このノート型パソコン６０は、前記蓋部６３の外面のサブ表示部６４ｂに、前記液晶表示装置の後面に重ねて透明なタッチ入力パネルを配置した構成としてもよく、このようにすることにより、蓋部６３を閉じた状態でも、前記タッチ入力パネルから入力し、前記サブ表示部６４ｂに情報を表示させて使用することができる。
【０１３６】
図１２に示した携帯機器は、ビデオカメラ７０であり、撮像レンズ７２及びファインダ７３等が設けられ、一側面にモニタ格納部７４が形成されたカメラ本体７１と、互いに逆向きの２つの外面にそれぞれ表示部７６ａ，７６ｂを有し、前記カメラ本体７１のモニタ格納部７４から引き起して使用されるモニタ部７５とからなっている。
【０１３７】
このビデオカメラ７０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、図１２（ｂ）に示したモニタ部後面のメイン表示部７６ａと、図１２（ａ）に示したモニタ部前面のサブ表示部７６ｂとに表示するものであり、前記モニタ部７５の両面の表示部７６ａ，７６ｂは、前記モニタ部７５の後面と前面とにそれぞれ表示窓７７ａ，７７ｂを設け、前記モニタ部７５の内部に、上述した液晶表示装置のいずれか、例えば第１の実施例の液晶表示装置を、その前面（面光源２５の導光板２６の前面）を前記モニタ部７５の後面の表示窓７７ａに対向させ、後面（液晶表示素子１の後側偏光板１７の後面）を前記モニタ部７５の前面の表示窓７７ｂに対向させて実装することにより構成されている。
【０１３８】
このビデオカメラ７０は、撮像中の画像や撮像済みの記憶画像を、前記モニタ部７５の両面のメイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂのいずれか一方を選択して表示することも、また、前記メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂの両方に同時に表示することもできるものであり、前記メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂのいずれか一方を選択して表示する場合は、前記液晶表示装置の液晶表示素子１の液晶セル２を、メイン表示部７６ａに表示するときとサブ表示部７６ｂに表示するときとで左右を反転させた画像を表示するように駆動することにより、いずれの表示部７６ａ，７６ｂにも左右反転の無い正しい画像を表示し、また、メイン表示部７６ａとサブ表示部７６ｂの両方に同時に表示するときは、両方の７６ａ，７６ｂの一方、例えばサブ表示部７６ｂに、メイン表示部７６ａの表示画像が左右反転した画像を表示することができる。
【０１３９】
上記図９〜図１２に示した各実施例の携帯機器４０，５０，６０，７０は、その内部に実装された前記液晶表示装置が１つの液晶表示素子１を用いて両面表示するものであるため、機器内の液晶表示装置の占有面積及び体積が前記液晶表示素子１の略１個分で足り、したがって、機器の小型化が可能となり、また両面の表示を充分大きい画面サイズで表示することができるとともに、２つの液晶表示素子を備えた両面表示型液晶表示装置を実装したものに比べて、低コストに製造することができる。
【０１４０】
しかも、この携帯機器４０，５０，６０，７０によれば、前記液晶表示装置が前側と後側から観察される画像をそれぞれ面光源２５からの照明光を利用する表示と外光を利用する表示とにより表示するため、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源からの照明光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１４１】
なお、この発明は、上述した携帯電話機４０、デジタルカメラ５０、ノート型パソコン６０及びビデオカメラ７０に限らず、他の携帯機器にも適用できるものであり、その場合も、互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓を設け、内部に、上述したいずれかの液晶表示装置を、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装すればよい。
【０１４２】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、液晶セルと、その液晶層よりも後側に設けられ、前記液晶セルの前側からその複数の画素にそれぞれ入射した光の一部を反射し、他の光を透過させる反射／透過手段とを有する液晶表示素子の前側に、前記液晶表示素子に向けて照明光を出射し、且つ前側及び後側から入射した光を透過させる面光源を配置したものであるため、１つの液晶表示素子を用いて両面表示し、しかも占有面積を小さくするとともに、一方の面側（前側）から観察される画像と他方の面側（後側）から観察される画像をそれぞれ、前記面光源からの照明光を利用する表示と、外部環境の光である外光を利用する表示とにより表示することができる。
【０１４３】
この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子の反射／透過手段は、例えば、入射光を予め定められた反射率と透過率で反射及び透過させる半透過反射膜が好ましく、このようにすることにより、前記面光源からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セルの複数の画素の全域から前側及び後側に光を出射させ、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶セルの複数の画素の全域を利用して画像を表示することができる。
【０１４４】
また、前記反射／透過手段は、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応する複数の反射膜を有し、前記複数の画素にそれぞれ入射した光のうち、前記反射膜に入射した光を反射し、前記反射膜の無い部分にそれぞれ入射した光を透過させる部分反射／透過層でもよく、このようにすることにより、前記面光源からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セルの複数の画素内の予め定められた領域から前側に光を出射させて前側から観察される画像を表示し、前記複数の画素内の他の領域から後側に光を出射させて後側から観察される画像を表示することができる。
【０１４５】
さらに、前記反射／透過手段は、入射光の互いに異なる２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を反射し、他方の偏光成分を透過させる偏光分離素子でもよく、このようにすることにより、前記面光源からの照明光を利用して表示するときも、外光を利用して表示するときも、前記液晶セルの複数の画素の全域から前側及び後側に光を出射させ、前側から観察される画像と後側から観察される画像の両方を、前記液晶セルの複数の画素Ａの全域を利用して画像を表示することができる。
【０１４６】
また、この発明の携帯機器は、互いに逆向きの２つの機器外面にそれぞれ表示窓を設け、内部に、前記発明の液晶表示装置が、その前面を前記２つの機器外面の一方の表示窓に対向させ、後面を他方の表示窓に対向させて実装したものであるため、機器内の液晶表示装置の占有面積及び体積が前記液晶表示素子の略１個分で足り、したがって、機器の小型化が可能となり、また両面の表示を充分大きい画面サイズで表示することができるとともに、前記両面の表示の両方を、前記液晶表示装置の面光源からの光を利用する表示と、外光を利用する表示とにより表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記液晶表示装置の一部分の断面図。
【図３】前記液晶表示装置の面光源の平面図。
【図４】前記面光源の側面図。
【図５】前記面光源の導光部材と位相差板と導光板からの出射光の直線偏光成分を示す模式図。
【図６】この発明の第２の実施例の液晶表示装置の一部分の断面図。
【図７】この発明の第３の実施例の液晶表示装置の一部分の断面図。
【図８】この発明の第４の実施例の液晶表示装置の一部分の断面図。
【図９】この発明の第１の実施例の携帯機器の斜視図。
【図１０】この発明の第２の実施例の携帯機器の斜視図。
【図１１】この発明の第３の実施例の携帯機器の斜視図。
【図１２】この発明の第４の実施例の携帯機器の斜視図。
【符号の説明】
１…液晶表示素子
２…液晶セル
３，４…基板
５…液晶層
６，７…電極
８…ＴＦＴ
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ…カラーフィルタ
１０…半透過反射膜（反射／透過手段）
１４…部分反射／透過層（反射／透過手段）
１４ａ…反射膜
１５…反射偏光板（反射／透過手段）
Ａ…画素
１６，１７…吸収偏光板
１８，１９…位相差板
２０，２１…光散乱層
２５…面光源
【図１】
2004151217.tif 000003
【図２】
2004151217.tif 000004
【図３】
2004151217.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004151217.tif 000008
【図７】
2004151217.tif 000009
【図８】
2004151217.tif 000010
【図９】
2004151217.tif 000011
【図１０】
2004151217.tif 000012
【図１１】
2004151217.tif 000013
【図１２】
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