(57)【要約】【課題】１個の面光源により一方の面と他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なえる表示装置を得るために、前側と後側の両方に光を出射することができる面光源を提供する。【解決手段】発光素子１１からの出射光を端面２１ａから入射させ、その光を前面１２ｂ及び後面１２ｃで内面反射しながら導いてその大部分を前面１２ａから出射するとともに、前面１２ｂ及び後面１２ｃから入射した光を透過させる導光板１２の前側に、この導光板１２の前面１２ｂから出射した光のうち、一部の光を透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子１４を配置し、前記導光板１２の後側に、この導光板１２の後面１２ｃから出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子１５を配置した。【選択図】　　図１
2004022347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、該発光素子に一つの端面を対向させて配置され、前記発光素子からの出射光を前記端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光をそれぞれ反対側の面へ透過させる導光板と、前記導光板の前面側に配置され、前記導光板の前面から出射した光のうち、一部の光を前側に透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子と、前記導光板の後側に配置され、前記導光板の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子とを備えたことを特徴とする面光源。
【請求項２】
導光板の前側に配置された第１の光学素子は、入射光を拡散し、その拡散光を一方の面と他方の面の両方から出射する拡散層からなっており、前記導光板の後側に配置された第２の光学素子は、白色の半透過反射層からなっていることを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項３】
導光板の前側に配置された第１の光学素子と前記導光板の後側に配置された第２の光学素子はそれぞれ、入射光の異なる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層からなっており、これらの偏光分離層が、その一方の偏光分離層により反射された光が他方の偏光分離層を透過するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源。
【請求項４】
導光板の後面が、この後面での内面反射光を拡散させる拡散面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面光源。
【請求項５】
導光板の前側に配置された第１の光学素子の前側に、前記第１の光学素子の前側に出射した光を前記導光板の前面の法線方向に大略沿った方向に向けて屈折させる屈折層が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の面光源。
【請求項６】
導光板の後面が、この後面で内面反射する光を前記導光板の前面の法線に対する角度が前記前面に平行な面で正反射させた場合よりも小さくなる方向に屈折させる反射屈折面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面光源。
【請求項７】
発光素子と、該発光素子に一つの端面を対向させて配置され、前記発光素子からの出射光を前記端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光をそれぞれ反対側へ透過させる導光板と、前記導光板の前側に配置され、前記導光板の前面から出射した光のうち、一部の光を前側に透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子と、前記導光板の後側に配置され、前記導光板の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子とからなる面光源と、
前記面光源の前側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第１の表示素子と、
前記面光源の後側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第２の表示素子と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
第１と第２の表示素子の少なくとも一方は、前記面光源から出射された光の透過を制御して得られる透過表示と観察側から入射する外光の透過を制御して得られる反射表示の双方が可能な半透過反射型表示素子であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平面状の出射面を有する面光源及びそれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面状の出射面を有する面光源として、発光素子と、前記発光素子からの出射光を端面から入射させ、その光を前面から出射する導光板とを備えたものがある。
【０００３】
この種の面光源は、従来、アクリル系樹脂板等の透明板からなり、一端面が入射端面とされ、前面が出射面とされるとともに、後面全体に反射膜が形成された導光板の側方に、その入射端面に対向させて、ＬＥＤ（発光ダイオード）または冷陰極管等からなる発光素子を配置した構成となっている。
【０００４】
この面光源は、前記発光素子から出射し、前記導光板にその入射端面から入射した光を、導光板前面での内面反射と、導光板後面に形成された反射膜による反射とを繰り返しながら導光板内を導いて前記前面から出射させる。
【０００５】
前記面光源は、例えば液晶表示装置等の表示装置の照明用光源に用いられており、この種の表示装置は、前記面光源の前側に、光の透過を制御して表示する表示素子を、その表示の観察面を前記面光源とは反対側に向けて配置した構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、機器本体に対して開閉可能な蓋を有する携帯電話機や携帯端末機等の電子機器として、その蓋を開いた状態でも、閉じた状態でも、情報を表示できるように、前記蓋の内面（蓋を閉じたときに機器本体に対向する面）と、外面とに、それぞれ表示部を設けたものが見られるようになってきている。
【０００７】
しかし、従来の面光源は、前側の一方にのみ光を出射させるものであるため、両面に表示部を有する電子機器を製造するには、各表示部に対してそれぞれ面光源を配置しなければならなかった。
【０００８】
この発明は、前側と後側の両方に光を出射することができる面光源を提供するとともに、１個の面光源により一方の面と他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができるようにした表示装置を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の面光源は、発光素子と、該発光素子に一つの端面を対向させて配置され、前記発光素子からの出射光を前記端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光をそれぞれ反対側へ透過させる導光板と、前記導光板の前側に配置され、前記導光板の前面から出射した光のうち、一部の光を前側に透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子と、前記導光板の後側に配置され、前記導光板の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この面光源は、前記発光素子から出射して前記導光板にその端面から入射した光の大部分をこの導光板の前面から出射させ、その光の一部を、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子を透過させて前側に出射するとともに、他の光を、前記第１の光学素子により後側に戻し、その戻り光を、前記導光板を透過させてその後面から出射し、その光の少なくとも一部を、前記導光板の後側に配置された第２の光学素子を透過させて後側に出射するものであり、この面光源によれば、前側と後側の両方に光を出射することができる。
【００１１】
このように、この発明の面光源は、発光素子からの出射光を端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光をそれぞれ反対側へ透過させる導光板の前側に、前記導光板の前面から出射した光のうち、一部の光を透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子を配置し、前記導光板の後側に、前記導光板の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子を配置することにより、前側と後側の両方に光を出射することができるようにしたものである。
【００１２】
この発明の面光源において、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子は、入射光を拡散し、その拡散光を一方の面と他方の面の両方から出射する拡散層からなっており、前記導光板の後側に配置された第２の光学素子は、白色の半透過反射層からなっているのが好ましい。
【００１３】
また、この発明の面光源は、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子と前記導光板の後側に配置された第２の光学素子をそれぞれ、入射光の異なる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層とし、これらの偏光分離層を、その一方の偏光分離層により反射された光が他方の偏光分離層を透過するように配置した構成としてもよい。
【００１４】
さらに、前記導光板は、その後面を、この後面での内面反射光を拡散させる拡散面に形成した構成とするのが望ましい。
【００１５】
その場合、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子の前側に、前記第１の光学素子の前側に出射した光を前記導光板の前面の法線方向に大略沿った方向に向けて屈折させる屈折層を配置するのが好ましい。
【００１６】
また、前記導光板は、その後面を、この後面で内面反射する光を前記導光板の前面の法線に対する角度が前記前面に平行な面で正反射させた場合よりも小さくなる方向に屈折させる反射屈折面に形成した構成としてもよい。
【００１７】
また、この発明の表示装置は、上述したこの発明の面光源と、前記面光源の前側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第１の表示素子と、前記面光源の後側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第２の表示素子とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
すなわち、この表示装置は、前側と後側の両方に光を出射する前記面光源の前側と後側とに第１の表示素子と第２の表示素子とを配置し、前記面光源の前側への出射光を前記第１の表示素子に入射させてこの第１の表示素子に表示を行なわせるとともに、前記面光源の後側への出射光を前記第２の表示素子に入射させてこの第２の表示素子に表示を行なわせるようにしたものであり、この表示装置によれば、前記第１の表示素子が配置された一方の面と、前記第２の表示素子が配置された他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができる。
【００１９】
このように、この発明の表示装置は、上述したこの発明の面光源の前側に、第１の表示素子をその表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置し、前記面光源の後側に、第２の表示素子をその表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置することにより、一方の面と他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができるようにしたものである。
【００２０】
この発明の表示装置において、前記第１と第２の表示素子の少なくとも一方は、前記面光源から出射された光の透過を制御して得られる透過表示と観察側から入射する外光の透過を制御して得られる反射表示の双方が可能な半透過反射型表示素子であることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図５はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は面光源の側面図である。
【００２２】
この実施例の面光源１０は、発光素子１１と、この発光素子１１に一つの端面を対向させて配置され、前記発光素子１１からの出射光を前記端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射させながら導いてその大部分を前記前面から出射させるとともに、前記前面及び後面から入射した光をそれぞれ反対側に透過させる導光板１２と、前記導光板１２の前側に配置され、前記導光板１２の前面から出射した光のうち、一部の光を透過させ、他の光を後側（導光板１２側）に戻す第１の光学素子１４と、前記導光板１２の後側に配置され、前記導光板１２の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子１５とを備えている。
【００２３】
前記発光素子１１は、例えば、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤとを備え、これらを光散乱性樹脂によりモールドしてなる固体発光素子であり、前記各色のＬＥＤを同時に点灯させることにより、これらのＬＥＤが発する赤、緑、青の３色の光を混色させた白色光を出射する。
【００２４】
この固体発光素子からなる発光素子１１は、前記導光板１２の側方に、この導光板１２の一端面に対向させて１個または複数個配置されている。
【００２５】
なお、この実施例では、発光素子１１からの出射光を直接導光板１２に入射させるようにしているが、前記発光素子１１からの出射光は拡散層により拡散して導光板に入射させるようにしてもよく、さらに、前記発光素子１１を他の向きで配置し、この発光素子１１からの出射光をミラー等の導光手段により導いて導光板１２に入射させるようにしてもよい。また、前記発光素子２は冷陰極管等でもよい。
【００２６】
前記導光板１２は、例えばアクリル系樹脂等からなる透明板であり、その一端面が、前記発光素子１１からの出射光を入射させる入射端面１２ａとされている。また、この導光板１２の前面１２ｂは平坦面に形成されており、後面１２ｃは、この後面１２ｃでの内面反射光を拡散させる拡散面に形成されている。なお、この実施例では、前記導光板１２の後面１２ｃを、微小な凸部１３が極く小さいピッチで形成されたシボ面からなる拡散面としている。
【００２７】
また、前記導光板１２の前側に配置された第１の光学素子１４は、一方の面から入射した光を拡散し、その拡散光を前記一方の面と他方の面の両方から出射する拡散層、例えば、光散乱粒子を分散させた透明樹脂フィルムからなっている。以下、この第１の光学素子１４を拡散層と言う。
【００２８】
一方、前記導光板１２の後側に配置された第２の光学素子１５は、白色の半透過反射層、例えば、白色顔料を含有させたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる０．０５〜０．０７５ｍｍの厚さの極薄白色フィルムであり、その一方の面から入射した光を、前記白色顔料の添加量に応じた反射率及び透過率で反射及び透過させる。以下、この第２の光学素子１５を白色半透過反射層と言う。
【００２９】
そして、前記拡散層１４は、前記導光板１２の前側に、この導光板１２の前面１２ｂとの間に空気層を介在させて配置されており、前記白色半透過反射層１５は、前記導光板１２の後側に、この導光板１２の後面１２ｃとの間に空気層を介在させて配置されている。
【００３０】
さらに、この実施例の面光源１０は、前記導光板１２の前側に配置された拡散層１４の前側に配置され、前記拡散層１４の前側に出射した光を前記導光板１２の前面１２ｂの法線方向に大略沿った方向（以下、法線付近の方向という）に向けて屈折させる屈折層１６を備えている。
【００３１】
この屈折層１６は、例えば、アクリル系樹脂等からなる透明樹脂フィルムの一方の面に、その全域にわたって、極く小さい幅の横長プリズム部１６ａが密に並んで互いに平行に形成されたプリズムシートからなっている。以下、この屈折層１６をプリズムシートと言う。
【００３２】
このプリズムシート１６は、前記横長プリズム部１６ａが形成された面を前記拡散層１４の前面に対向させ、その複数の横長プリズム部１６ａの稜線を前記拡散層１４の前面に近接または当接されて配置されている。
【００３３】
この面光源１０は、前記発光素子１１から出射して前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光の大部分をこの導光板１２の前面１２ｂから出射させ、その光の一部を、前記導光板１２の前側に配置された拡散層１４を透過させて前に出射するとともに、他の光を、前記拡散層１４により後側に戻し、その戻り光を、前記導光板１２を透過させてその後面１２ｃから出射し、その光の少なくとも一部を、前記導光板１２の後側に配置された白色半透過反射層１５を透過させて後側に出射する。
【００３４】
すなわち、前記発光素子１１から出射した光は、前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射し、図１に矢線で示したように、前記導光板１２の前面１２ｂ及び後面１２ｃで内面反射しながら導光板１２内を導かれる。
【００３５】
前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光の導光板前面１２ｂ及び後面１２ｃでの内面反射は、前記導光板前面１２ｂ及び後面１２ｃと、外気である空気層との界面での全反射によるものであり、前記界面に対して全反射臨界角以上の入射角で入射した光が反射され、前記界面に対して全反射臨界角よりも小さい入射角で入射した光が、その界面を透過して出射する。
【００３６】
そして、この実施例では、前記導光板１２の後面１２ｃを、上述したシボ面からなる拡散面としているため、この後面１２ｃでの内面反射光が拡散され、その拡散反射光が導光板前面１２ｂと空気層との界面に入射する。
【００３７】
そのため、前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光の大部分が、この導光板１２の前面１２ｂ及び後面１２ｃで内面反射しながら導光板１２内を導かれる過程で、その前面１２ｂと空気層との界面に全反射臨界角よりも小さい入射角で入射し、その界面を透過して導光板前面１２ｂから出射する。
【００３８】
なお、前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光のうち、この導光板１２の後面１２ｃと空気層との界面に全反射臨界角よりも小さい入射角で入射した光は、その界面を透過して導光板１２の後側に漏れるが、その漏れ光は極く僅かである。
【００３９】
前記導光板１２の前面１２ｂから出射した光は、この導光板１２の前側に配置された拡散層１４に入射して拡散され、その光のうち、前記拡散層１４の前面方向に向かう拡散光が、この拡散層１４を透過してその前面から出射する。
【００４０】
そして、前記拡散層１４の前面から出射した拡散光は、この拡散層１４の前側に配置されたプリズムシート１６に入射し、その複数の横長プリズム部１６ａにより前記導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向に向けて屈折されて前記プリズムシート１６の前面から前側に出射する。
【００４１】
この前側に出射する光は、前記拡散層１４により拡散され、さらに前記プリズムシート１６により前記導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向に向けて屈折された、輝度分布が均一で、しかも正面方向（導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向）に指向性をもった光である。
【００４２】
一方、前記導光板１２の前面１２ｂから出射し、前記拡散層１４により拡散された光のうち、この拡散層１４の後面方向に向かう拡散光は、前記拡散層１４の後面から出射して後側に戻る。
【００４３】
この戻り光は、前記導光板１２にその前面１２ｂから入射し、この導光板１２を透過してその後面１２ｃから後側に出射する。
【００４４】
前記導光板１２を透過してその後側に出射した前記戻り光と、前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光のうちの導光板１２の後側に出射した前記漏れ光は、前記導光板１２の後側に配置された白色半透過反射層１５に入射し、その光のうち、白色半透過反射層１５の反射率に応じた量の光が、この白色半透過反射層１５により反射され、前記白色半透過反射層１５の透過率に応じた量の光が、この白色半透過反射層１５を透過して後側に出射する。
【００４５】
この後側に出射する光は、前記拡散層１４により拡散され、さらに前記白色半透過反射層１５を帯色を生じること無く透過した、輝度分布が均一な白色光である。
【００４６】
また、前記白色半透過反射層１５により反射された光は、前記導光板１２にその後面１２ｃから入射してこの導光板１２を透過し、その前面１２ｂから出射して前記拡散層１４に再入射する。
【００４７】
そして、前記拡散層１４に再入射した光は、上述したように、この拡散層１４により再び拡散され、その光のうち、前記拡散層１４の前面方向に向かう拡散光が、この拡散層１４の前面から出射し、前記プリズムシート１６により前記導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向に向けて屈折されて、このプリズムシート１６の前面から前側に出射する。
【００４８】
また、前記拡散層１４に再入射して再び拡散された光のうち、この拡散層１４の後面から出射した戻り光は、上述したように前記導光板１２を透過して前記白色半透過反射層１５に入射し、その光のうち、前記白色半透過反射層１５の反射率に応じた量の光が、この白色半透過反射層１５により反射され、前記白色半透過反射層１５の透過率に応じた量の光が、この白色半透過反射層１５を透過して後側に出射する。
【００４９】
このように、前記面光源１０は、発光素子１１から出射して導光板１２にその入射端面１２ａから入射し、この導光板１２の前面１２ｂから出射した光を拡散層１４により拡散し、その一部の拡散光を前記拡散層１４の前側に出射するとともに、他の拡散光を後側に戻し、その戻り光を、前記導光板１２を透過させて白色半透過反射層１５に入射させ、その一部の光を前記白色半透過反射層１５を透過させて後側に出射するものであり、この面光源１０によれば、前側と後側の両方に光を出射することができる。
【００５０】
また、この実施例の面光源１０は、発光素子１１から出射して導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光の大部分をこの導光板１２の前面１２ｂから出射させ、前記拡散層１４により拡散された光の一部を前記拡散層１４の前側に出射し、他の拡散光を後側に戻すとともに、前記導光板１２を透過して前記白色半透過反射層１５に入射した前記戻り光のうち、一部の光を前記白色半透過反射層１５を透過させて後側に出射し、他の光を前記白色半透過反射層１５により反射して前記拡散層１４により再び拡散させ、その拡散光の一部を前記拡散層１４の前側に出射するようにしているため、前側への出射光の輝度を後側への出射光の輝度よりも高くすることができる。
【００５１】
なお、この面光源１０の前側への出射光と後側への出射光の輝度比は、前記拡散層１４の前後それぞれの方向への各拡散度と、前記白色半透過反射層１５の反射率及び透過率を選択することにより任意に設定することができる。
【００５２】
しかも、この実施例では、前記導光板１２の前側に、この導光板１２の前面１２ｂから出射した光のうちの一部の光を透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子として、入射光を拡散し、その拡散光を一方の面と他方の面の両方から出射する拡散層１４を配置し、前記導光板１２の後側に、前記導光板１２の後面１２ｃから出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子として、白色半透過反射層１５を配置しているため、前側に、輝度分布が均一な光を出射するとともに、後側に、輝度分布が均一でしかも帯色の無い白色光を出射することができる。
【００５３】
また、この実施例では、前記導光板１２の後面１２ｃを、この後面１２ｃでの内面反射光を拡散させる拡散面に形成しているため、前記導光板１２にその入射端面１２ａから入射した光の大部分を、この導光板１２の前面１２ｂから出射することができる。
【００５４】
さらに、この実施例では、前記導光板１２の前側に配置された拡散層１４の前側に、前記拡散層１４の前側に出射した光を前記導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向に向けて屈折させる屈折層としてプリズムシート１６を配置しているため、前側に、正面方向に指向性をもった光を出射することができる。
【００５５】
図２は前記面光源１０を備えた表示装置の側面図、図３及び図４は前記表示装置の第１及び第２の表示素子の一部分の断面図、図５は前記表示装置を備えた電子機器の一例を示す斜視図である。
【００５６】
まず、図５に示した電子機器について説明すると、この電子機器は携帯電話機であり、前面に複数のキー２を備えた機器本体１と、一端を前記機器本体１の上縁部に枢支され、前記機器本体１に対して開閉回動可能に設けられた蓋体３とからなっており、前記蓋体３の前面、つまり蓋体３を図５（ａ）のように開いたときに機器本体１の前面と同じ向きの前向きになり、図５（ｂ）のように閉じたときに機器本体１に対向する面に、電話番号、電子メール等の主要情報を表示するためのメイン表示部Ａが設けられ、前記蓋体３の後面に、時刻、着信等を表示するための小画面のサブ表示部Ｂが設けられている。
【００５７】
次に、図２に示した表示装置について説明すると、この表示装置は、上述した面光源１０と、前記面光源１０の前側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源１０に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第１の表示素子１７ａと、前記面光源１０の後側に、表示の観察側とは反対側の面を前記面光源１０に対向させて配置され、光の透過を制御して表示する第２の表示素子１７ｂとを備えている。
【００５８】
前記第１と第２の表示素子１７ａ，１７ｂは、例えば液晶表示素子であり、第１の液晶表示素子１７ａはメイン表示素子、第２の液晶表示素子１７ｂはサブ表示素子である。
【００５９】
なお、この表示装置は、図５に示した電子機器（携帯電話機）の蓋体３内に、メイン表示素子である第１の液晶表示素子（以下、メイン表示素子と言う）１７ａを前記蓋体３の前面のメイン表示部Ａに対向させ、サブ表示素子である第２の液晶表示素子（以下、サブ表示素子と言う）１７ｂを前記蓋体３の後面のサブ表示部Ｂに対向させて実装されるものであり、前記メイン表示素子１７ａは、前記蓋体３のメイン表示部Ａに対応する画面サイズの液晶表示素子、サブ表示素子１７ｂは、前記蓋体３の小画面のサブ表示部Ｂに対応する画面サイズの液晶表示素子である。また、前記面光源１０の導光板１２と拡散層１４とプリズムシート１６及び白色半透過反射層１５は、前記メイン表示素子１７ａの画面全域に対向する面積を有している。
【００６０】
図３は前記メイン表示素子１７ａの一部分の断面図、図４は前記サブ表示素子１７ｂの一部分の断面図である。
【００６１】
前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂは、いずれも、表示の観察側とは反対側に半透過反射膜２１を備えた反射／透過型表示素子であり、図３及び図４に示したように、表示の観察側である前側の透明基板１８と、この前側基板１８に対向する後側の透明基板１９との間に液晶層２０が設けられ、前記液晶層２０よりも後側に半透過反射膜２１が設けられるとともに、前記液晶層２０よりも前側と、前記半透過反射膜２１よりも後側とにそれぞれ偏光板２８，２９が配置された構成となっている。
【００６２】
前記半透過反射膜２１は、例えば多孔質の金属膜からなっており、この半透過反射膜２１は、後側基板１９の内面（前側基板１８に対向する面）に形成されている。
【００６３】
なお、前記前側基板１８と後側基板１９は、その周縁部において図示しない枠状のシール材を介して接合されており、前記液晶層２０は、前後の基板１８，１９間の前記のシール材により囲まれた領域に設けられている。
【００６４】
前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂはそれぞれ、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型の単純マトリックス液晶表示素子であり、一方の基板、例えば前側基板１８の内面（後側基板１９に対向する面）に、行方向（図３及び図４において左右方向）に沿う複数の透明な走査電極２３が設けられ、他方の後側基板１９の内面に、列方向（図３及び図４において紙面に垂直な方向）に沿う複数の透明な信号電極２４が設けられている。
【００６５】
なお、前記後側基板１９の内面には、前記半透過反射膜２１を覆って透明な絶縁膜２２が設けられており、前記信号電極２４は、前記絶縁膜２２の上に形成されている。
【００６６】
さらに、前記前側基板１８と後側基板１９の最も内面にはそれぞれ、前記電極２３，２４を覆って配向膜２５，２６が形成されており、前記液晶層２０の液晶分子は、前記配向膜２５，２６により前後の基板１８，１９の近傍における配向方向を規定され、前後の基板１８，１９間において２２０〜２６０度のツイスト角でツイスト配向している。
【００６７】
また、前記偏光板２８，２９は、入射光の互いに直交する２つの直線偏光成分のうち、一方の偏光成分を吸収し、他方の偏光成分を透過させる吸収偏光板であり、前側の偏光板２８は、その透過軸を所定の方向に向けて前側基板１８の外面に貼付けられ、後側の偏光板２９は、その透過軸を所定の方向に向けて後側基板１９の外面に貼付けられている。
【００６８】
さらに、前記メイン表示素子１７ａは、カラー画像表示素子であり、その一方の基板、例えば前側基板１８の内面に、前記複数の走査電極２３と信号電極２４とが互いに対向する複数の画素部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２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂが設けられている。なお、このカラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂは前側基板１８の基板面に形成されており、その上に前記走査電極２３が形成されている。
【００６９】
一方、前記サブ表示素子１７ｂは、カラーフィルタを備えない白黒画像表示素子である。
【００７０】
そして、前記メイン表示素子１７ａは、前記面光源１０の前側に、このメイン表示素子１７ａの後面（後側偏光板２９の外面）を前記面光源１０の導光板１２の前面１２ｂにおける光出射領域に対向させて配置され、前記サブ表示素子１７ｂは、前記面光源１０の後側に、このサブ表示素子１７ｂの後面（後側偏光板２９の外面）を前記面光源１０の導光板１２の後面１２ｃにおける光出射領域の中央付近に対向させて配置されている。
【００７１】
この表示装置は、前記メイン表示素子１７ａが配置された一方の面と、前記サブ表示素子１７ｂが配置された他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうものであり、前記メイン表示素子１７ａは、その配置側を表示面とするときに表示駆動され、前記サブ表示素子１７ｂは、その配置側を表示面とするときに表示駆動される。
【００７２】
また、この表示装置は、充分な明るさの外光が得られない環境下では前記面光源１０からの光を利用する透過表示を行ない、充分な明るさの外光が得られる環境下では外光を利用する反射表示を行なうものであり、前記面光源１０の発光素子１１は、反射表示のときは消灯され、透過表示のときに点灯される。
【００７３】
この表示装置の表示を、前記メイン表示素子１７ａによる表示について説明すると、前記面光源１０からの光を利用する透過表示のときは、前記面光源１０の前側に出射し、前記メイン表示素子１７ａにその後側から入射した光が、このメイン表示素子１７ａの後側偏光板２９によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されてこの後側偏光板２９の透過軸に沿った直線偏光光となり、半透過反射膜２１を透過して液晶層２０に入射する。
【００７４】
前記液晶層２０に入射した直線偏光光は、この液晶層２０を透過する過程で、各画素部の電極２３，２４間への印加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旋光され、さらにカラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂによりその吸収波長帯域の波長光を吸収されて着色光となって前側偏光板２８に入射する。この前側偏光板２８に入射する直線偏光光が、前記前側偏光板２８の吸収軸に沿った直線偏光光である場合に、この偏光板２８により吸収されてその画素部の表示が暗表示（黒）になり、前記前側偏光板２８の透過軸に沿った直線偏光光である場合に、偏光板２８を透過して前側に出射し、その画素部の表示が着色された明表示になる。
【００７５】
また、外光を利用する反射表示のときは、前記メイン表示素子１７ａにその表示の観察面側である前側から入射した光が、このメイン表示素子１７ａの前側偏光板２８によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されてこの前側偏光板２２８の透過軸に沿った直線偏光光となり、カラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを透過して着色光となって液晶層２０に入射する。
【００７６】
前記液晶層２０に入射した光は、この液晶層２０を透過する過程で、各画素部の液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受け、後側基板１９の内面に設けられた前記半透過反射膜２１により反射される。
【００７７】
前記半透過反射膜２１により反射された光は、前記液晶層２０とカラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂとを再び透過して前側偏光板２８に再入射し、この前側偏光板２８に再入射する直線偏光光が、前記前側偏光板２８の吸収軸に沿った直線偏光光である場合に偏光板２８により吸収されてその画素部の表示が暗表示（黒）になり、前記前側偏光板２８の透過軸に沿った直線偏光光である場合に偏光板２８を透過して前側に出射し、その画素部の表示が着色された明表示になる。
【００７８】
なお、ここではメイン表示素子１７ａによる表示について説明したが、サブ表示素子１７ｂによる透過表示と反射表示も、基本的には前記メイン表示素子１７ａによる表示と同じであり、このメイン表示素子１７ａはカラーフィルタを備えていないため、明表示は非着色の白表示である。
【００７９】
すなわち、この表示装置は、前側と後側の両方に光を出射する前記面光源１０の前側と後側とに前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂとを配置し、前記面光源１０の前側への出射光を前記メイン表示素子１７ａに入射させてこのメイン表示素子１７ａに表示を行なわせるとともに、前記面光源１０の後側への出射光を前記サブ表示素子１７ｂに入射させてこのサブ表示素子１７ｂに表示を行なわせるようにしたものであり、この表示装置によれば、１個の面光源１０により、前記メイン表示素子１７ａが配置された一方の面と、前記サブ表示素子１７ｂが配置された他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができる。
【００８０】
この表示装置において、前記メイン表示素子１７ａは、カラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを備えたカラー画像表示素子であるが、前記面光源１０は、上述したように、前側に、後側への出射光よりも高輝度の光を出射するため、前記メイン表示素子１７ａに充分な輝度の光を入射させ、このメイン表示素子１７ａに充分な明るさのカラー画像を表示させることができる。
【００８１】
また、前記サブ表示素子１７ｂはカラーフィルタを備えない白黒画像表示素子であるため、カラーフィルタによる光の吸収が無く、したがって、前記面光源１０の後側への出射光の輝度が低くても、このサブ表示素子１７ｂに充分な明るさの白黒画像を表示させることができる。
【００８２】
しかも、前記面光源１０は、前側に、前記拡散層１４により拡散され、さらにプリズムシート１６により屈折された光を出射するため、前記メイン表示素子１７ａに、輝度むらの無い充分な正面輝度の表示を行なわせることができる。
【００８３】
また、前記面光源１０は、後側に、前記拡散層１４により拡散されて後側に戻り、さらに白色半透過反射層１５を透過した光を出射するため、前記サブ表示素子１７ｂに、輝度むらや帯色の無い表示を行なわせることができる。
【００８４】
さらに、この実施例の表示装置は、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂをそれぞれ、表示の観察側とは反対側に半透過反射膜２１を備え、前記面光源１０からの出射光を利用する透過表示と、表示の観察面側から入射する外光を利用する反射表示との両方の表示を行なう反射／透過型表示素子としているため、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂにそれぞれ、前記面光源１０からの光を利用する透過表示と、外光を利用する反射表示の両方の表示を行なわせることができる。
【００８５】
また、この実施例では、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂをそれぞれ、液晶層２０と後側偏光板２９との間に前記半透過反射膜２１を設けた構成とし、外光を利用する反射表示を、前側の１枚の偏光板２８だけを利用して行なうようにしているため、前記半透過反射膜２１を後側偏光板２９の後側に配置する場合に比べて、反射表示のときの偏光板による光の吸収を少なくし、反射表示の明るさをより明るくすることができる。
【００８６】
しかも、この実施例では、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂをそれぞれ、その後側基板１９の内面に前記半透過反射膜２１を設けた構成としているため、これらの表示素子１７ａ，１７ｂの表示面（前側偏光板２８の前面）から前記半透過反射膜２１までの距離が小さく、したがって、実際の表示と前記半透過反射膜２１上に映った表示の影とがずれて見える二重像の発生を無くし、高品質の画像を表示することができる。
【００８７】
図６及び図７はこの発明の第２の実施例を示しており、図６は面光源の側面図、図７は前記面光源を備えた表示装置の側面図である。
【００８８】
この実施例の面光源３０は、図６に示したように、発光素子３１と、前記発光素子３１からの出射光を端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光を透過させる導光板３２と、前記導光板３２の前側に配置され、前記導光板３２の前面から出射した光のうち、一部の光を透過させ、他の光を後側（導光板３２側）に戻す第１の光学素子３４と、前記導光板３２の後側に配置され、前記導光板３２の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子３５とを備えている。
【００８９】
なお、前記発光素子３１は、上述した第１の実施例の面光源１０の発光素子１１と同じものであるから、その説明は省略する。
【００９０】
前記導光板３２は、例えばアクリル系樹脂等からなる透明板であり、その一端面が、前記発光素子３１からの出射光を入射させる入射端面３２ａとされている。また、この導光板３２の前面３２ｂは平坦面に形成されており、後面３２ｃは、この後面３２ｃで内面反射する光を導光板３２の前面３２ｂの法線に対する角度が前記前面３２ｂに平行な面で正反射させた場合よりも小さくなる方向（以下、単に法線に対する角度が小さくなる方向という）に屈折させる反射屈折面に形成されている。
【００９１】
なお、この実施例では、前記導光板３２の後面３２ｃを、その全域にわたって、極く小さい幅の横長プリズム部３４が密に並べて互いに平行に形成されたプリズムシート状の反射屈折面としている。
【００９２】
また、前記導光板３２の前側に配置された第１の光学素子３４と、前記導光板３２の後側に配置された第２の光学素子３５はそれぞれ、入射光の互いに直交する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反射偏光層であり、例えば、互いに直交する方向に反射軸と透過軸をもった反射偏光板である。以下、前記導光板３２の前側の第１の光学素子３４を前側反射偏光板と言い、前記導光板３２の後側の第２の光学素子３５を後側反射偏光板と言う。
【００９３】
そして、前記前側反射偏光板３４と後側反射偏光板３５は、その一方の反射偏光板により反射された光が他方の反射偏光板を透過するように、それぞれの反射光の振動面に平行な方向（反射軸方向）を実質的に直交させるとともに、これらの反射偏光板３４，３５と前記導光板３２の前面３２ｂ及び後面３２ｃとの間に空気層を介在させて配置されている。
【００９４】
この実施例の面光源３０は、前記発光素子３１から出射して前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光の大部分をこの導光板３２の前面３２ｂから出射させ、その光の一部を、前記導光板３２の前側に配置された前側反射偏光板３４を透過させて前に出射するとともに、他の光を、前記前側反射偏光板３４により反射して後側に戻し、その戻り光を、前記導光板３２を透過させてその後面３２ｃから出射し、その光の少なくとも一部を、前記導光板３２の後側に配置された後側反射偏光板３５を透過させて後側に出射する。
【００９５】
すなわち、前記発光素子３１から出射した光は、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射し、図６に矢線で示したように、前記導光板３２の前面３２ｂ及び後面３２ｃで内面反射しながら導光板３２内を導かれる。
【００９６】
前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光の導光板前面３２ｂ及び後面３２ｃでの内面反射は、前記導光板前面３２ｂ及び後面３２ｃと、外気である空気層との界面での全反射によるものであり、前記界面に対して全反射臨界角以上の入射角で入射した光が反射され、前記界面に対して全反射臨界角よりも小さい入射角で入射した光が、その界面を透過して出射する。
【００９７】
そして、この実施例では、前記導光板３２の後面３２ｃを、上述したプリズムシート状の反射屈折面としているため、この後面３２ｃでの内面反射光が、前記導光板３２の前面３２ｂの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折され、その反射光が導光板前面３２ｂと空気層との界面に入射する。
【００９８】
そのため、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光の大部分が、この導光板３２の前面３２ｂ及び後面３２ｃで内面反射しながら導光板３２内を導かれる過程で、その前面３２ｂと空気層との界面に全反射臨界角よりも小さい入射角で入射し、その界面を透過して導光板前面３２ｂから出射する。
【００９９】
なお、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光のうち、この導光板３２の後面３２ｃと空気層との界面に全反射臨界角よりも小さい入射角で入射した光は、その界面を透過して導光板３２の後側に漏れるが、その漏れ光は極く僅かである。
【０１００】
前記導光板３２の前面３２ｂから出射した光は、この導光板３２の前側に配置された前側反射偏光板３４に入射し、その光のうち、前記前側反射偏光板３４の透過軸に沿った偏光成分の光が、この前側反射偏光板３４を透過してその前面から前側に出射する。
【０１０１】
この前側に出射する光は、前記導光板３２の前面３２ｂからの出射光が、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射し、プリズムシート状の反射屈折面に形成された導光板後面３２ｃにより導光板前面３２ｂの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させて内面反射された光であるため、正面方向（導光板３２の前面３２ｂの法線付近の方向）に指向性をもった光である。
【０１０２】
一方、前記導光板３２の前面３２ｂから出射して前記前側反射偏光板３４に入射した光のうち、前記前側反射偏光板３４の反射軸に沿った偏光成分の光は、この前側反射偏光板３４により反射されて後側に戻る。
【０１０３】
この戻り光は、前記導光板３２を透過してその後側に出射し、さらに、前記導光板３２の後側に配置された後側反射偏光板３５を透過して後側に出射する。
【０１０４】
すなわち、前記前側反射偏光板３４と後側反射偏光板３５は、それぞれの反射軸を実質的に直交させて配置されているため、前記反射偏光板３４により反射された戻り光は、前記後側反射偏光板３５の透過軸に沿った偏光成分の直線偏光光であり、したがって、この戻り光のほとんどが、前記後側反射偏光板３５を透過して後側に出射する。
【０１０５】
この後側に出射する光は、前記導光板３２の前面３２ｂから正面方向に指向性をもって出射して前記前側反射偏光板３４により反射された光の一部であるため、前記正面方向と反対方向に指向性をもった光である。
【０１０６】
なお、上述したように、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光の一部は前記導光板３２の後側に漏れるが、その漏れ光は、前記後側反射偏光板３５に入射し、その光のうち、前記後側反射偏光板３５の透過軸に沿った偏光成分の光が、この後側反射偏光板３５を透過して後側に出射し、前記後側反射偏光板３５の反射軸に沿った偏光成分の光が、この後側反射偏光板３５により反射され、前記前側反射偏光板３４を透過して前側に出射する。
【０１０７】
このように、前記面光源３０は、発光素子３１から出射して導光板３２にその入射端面３２ａから入射し、この導光板３２の前面３２ｂから出射した光の一部をを前記前側反射偏光板３４を透過させて前側に出射するとともに、他の光を前記前側反射偏光板３４により反射して後側に戻し、その戻り光を、前記導光板３２を透過させ、さらに前記後側反射偏光板３５を透過させて後側に出射するものであり、この面光源３０によれば、前側と後側の両方に光を出射することができる。
【０１０８】
また、この実施例の面光源３０は、前記導光板３２の前側に配置する第１の光学素子と、前記導光板３２の後側に配置する第２の光学素子とをそれぞれ、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板３４，３５とし、これらの反射偏光板３４，３５をそれぞれの反射軸を実質的に直交させて配置しているため、前記発光素子３１から出射して前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光のほとんどを、ロスすること無く前側と後側とに実質的に均等に配分して出射することができる。
【０１０９】
しかも、この実施例では、前記導光板３２の後面３２ｃを、この後面３２ｃでの内面反射光を前記導光板３２の前面３２ｂの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させる反射屈折面に形成しているため、前記導光板３２にその入射端面３２ａから入射した光の大部分を、前記導光板３２の前面３２ｂからその前面３２ｂの法線付近の方向に出射させ、前側と後側の両方に、正面方向またはその反対方向に指向性をもった光を出射することができる。
【０１１０】
次に、図７に示した表示装置について説明すると、この表示装置は、上述した第２の実施例の面光源３０の前側に、図３に示したカラー画像を表示する反射／透過型のメイン表示素子（第１の表示素子）１７ａを、その表示の観察側とは反対側の面を前記面光源３０に対向させるとともに、その後側偏光板２９の透過軸を前記面光源３０の前側反射偏光板３４の透過軸とを実質的に平行にして配置し、前記面光源３０の後側に、図４に示した白黒画像を表示する反射／透過型のサブ表示素子（第２の表示素子）１７ｂを、その表示の観察側とは反対側の面を前記面光源３０に対向させるとともに、その後側偏光板２９の透過軸を前記面光源３０の後側反射偏光板３５の透過軸とを実質的に平行にして配置した構成のものである。
【０１１１】
すなわち、この表示装置は、前側と後側の両方に光を出射する前記面光源３０の前側と後側とに前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂとを配置し、前記面光源３０の前側への出射光を前記メイン表示素子１７ａに入射させてこのメイン表示素子１７ａに表示を行なわせるとともに、前記面光源３０の後側への出射光を前記サブ表示素子１７ｂに入射させてこのサブ表示素子１７ｂに表示を行なわせるようにしたものであり、この表示装置によれば、前記メイン表示素子１７ａが配置された一方の面と、前記サブ表示素子１７ｂが配置された他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができる。
【０１１２】
また、この実施例の表示装置は、上述したように、前記面光源３０の前側に配置したメイン表示素子１７ａの後側偏光板２９の透過軸を前記面光源３０の前側反射偏光板３４の透過軸とを実質的に平行にし、前記面光源３０の後側に配置したサブ表示素子１７ｂの後側偏光板２９の透過軸を前記面光源３０の後側反射偏光板３５の透過軸とを実質的に平行にして配置しているため、前記面光源３０の前側に出射した光、つまり前記前側反射偏光板３４の透過軸に沿った直線偏光光を、効率良く前記メイン表示素子１７ａの後側偏光板２９を透過させて前記メイン表示素子１７ａの液晶層２０に入射させるとともに、前記面光源３０の後側に出射した光、つまり前記後側反射偏光板３５の透過軸に沿った直線偏光光を、効率良く前記サブ表示素子１７ｂの後側偏光板２９を透過させて前記サブ表示素子１７ｂの液晶層２０に入射させることができる。
【０１１３】
しかも、この実施例の表示装置は、前記面光源３０が、上述したように、発光素子３１からの出射光を前側と後側とに実質的に均等に配分して出射するとともに、前側と後側の両方に、正面方向またはその反対方向に指向性をもった光を出射するため、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂの両方に、充分な明るさで、しかも充分な正面輝度の表示を行なわせることができる。
【０１１４】
さらに、この実施例の表示装置は、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂをそれぞれ、表示の観察側とは反対側に半透過反射膜２１を備えた反射／透過型表示素子としているため、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂにそれぞれ、前記面光源３０からの光を利用する透過表示と、外光を利用する反射表示の両方の表示を行なわせることができる。
【０１１５】
なお、この実施例では、第１実施例と同様の構成の半透過反射膜を有する反射／透過型表示素子をメイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂに用いているが、これに限らず、反射表示を行うための反射板として導光板３２の前後に配置した反射偏光板３４，３５を各表示素子１７ａ，１７ｂの反射板として利用し、それぞれの半透過反射膜を省略することも可能である。
【０１１６】
また、この実施例の表示装置では、前記面光源３０の前側と後側とに、前後に偏光板（吸収偏光板）２８，２９を備えたメイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂを配置しているが、前記面光源３０は、前側に前記前側反射偏光板３４の透過軸に沿った直線偏光光を出射し、後側に前記後側反射偏光板３５の透過軸に沿った直線偏光光を出射するため、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂからその後側の偏光板２９を省略しても、これらの表示素子１７ａ，１７ｂに表示を行なわせることができる。
【０１１７】
ただし、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂは、図３及び図４に示したような前後に偏光板２８，２９を備えたものが好ましく、このようにすることにより、前記面光源３０の前側及び後側に出射した前記直線偏光光を、前記表示素子１７ａ，１７ｂの後側偏光板２９により偏光度の高い直線偏光として液晶層２０に入射させ、これらの表示素子１７ａ，１７ｂの表示のコントラストを高くすることができる。
【０１１８】
また、この実施例の表示装置では、前記面光源３０の前側に配置するメイン表示素子１７ａをカラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを備えたカラー画像表示素子とし、前記面光源３０の前側に配置するサブ表示素子１７ｂをカラーフィルタを備えない白黒画像表示素子としているが、前記面光源３０は、発光素子３１からの出射光を前側と後側とに実質的に均等に配分して出射するため、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂの両方を、カラーフィルタを備えたカラー画像表示素子としてもよい。
【０１１９】
さらに、上記第１及び第２の実施例の表示装置では、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂを、後側基板１９の内面に半透過反射膜２１を設け、その上に絶縁膜２２を介して透明電極２４を形成しているが、前記電極２４を多孔質の金属膜により形成し、この電極２４を半透過反射膜としてもよい。
【０１２０】
なお、前記半透過反射膜２１は、表示の観察側とは反対側、つまり液晶層２０よりも後側であれば、前記後側基板１９の外面に配置しても、後側の偏光板２９の後側に配置してもよい。
【０１２１】
また、上記実施例の表示装置は、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂをそれぞれ反射／透過型表示素子としているが、これらの表示素子１７ａ，１７ｂの一方または両方は、前記半透過反射膜２１を備えない、透過表示のみを行なう透過型表示素子でもよい。
【０１２２】
さらにまた、上記実施例の表示装置では、前記メイン表示素子１７ａとサブ表示素子１７ｂの両方を、ＳＴＮ型の単純マトリックス液晶表示素子としているが、これらの表示素子１７ａ，１７ｂは、ＴＮ（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、またアクティブマトリックス液晶表示素子でもよく、さらに液晶表示素子以外の表示素子でもよい。
【０１２３】
また、図１に示した第１の実施例の面光源１０では、導光板１２の後面１２ｃを、この後面１２ｃでの内面反射光を拡散させる拡散面に形成し、前記導光板１２の前側に配置された第１の光学素子（拡散層）１４の前側に、前記第１の光学素子１４の前側に出射した光を前記導光板１２の前面１２ｂの法線付近の方向に向けて屈折させる屈折層（プリズムシート）１６を配置しているが、前記導光板１２の後面１２ｃを、この後面１２ｃでの内面反射光を前記導光板１２の前面１２ｂの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させる反射屈折面に形成し、前記第１の光学素子１４の前側の屈折層１６を省略してもよい。
【０１２４】
さらに、図６に示した第２の実施例の面光源３０では、導光板３２の後面３２ｃを、この後面３２ｃでの内面反射光を前記導光板３２の前面３２ｂの法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させる反射屈折面（プリズムシート状の面）に形成ししているが、前記導光板３２の後面３２ｃを、この後面３２ｃでの内面反射光を拡散させる拡散面に形成し、前記導光板３２の前側に配置された第１の光学素子（前側反射偏光板）３４の前側に、前記第１の光学素子３４の前側に出射した光を前記導光板３２の前面３２ｂの法線付近の方向に向けて屈折させる屈折層を配置してもよい。
【０１２５】
また、前記第２の実施例の面光源３０では、導光板３２の前側と後側に配置された第１の光学素子３４と第２の光学素子３５をそれぞれ、互いに直交する方向に反射軸と透過軸をもった反射偏光板としているが、この第１の光学素子３４と第２の光学素子３５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ものであれば、他の反射偏光層でもよい。
【０１２６】
すなわち、前記第１の光学素子３４と第２の光学素子３５として用いる反射偏光層は、例えば、入射光の互いに異なる２つの円偏光成分（右回りの円偏光成分と左回りの円偏光成分）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偏光分離フィルム（例えばコレステリック液晶フィルム）等でもよく、その場合は、前記第１の光学素子３４として用いる偏光分離フィルムと、前記第２の光学素子３５として用いる偏光分離フィルムとを、その一方に対して他方を裏返し、その一方の偏光分離フィルムにより反射された光が他方の偏光分離フィルムを透過するように配置すればよい。
【０１２７】
さらに、前記反射偏光層は、前記偏光分離フィルムの導光板３２に対向する側とは反対側の面に、前記偏光分離フィルムから出射した円偏光光を直線偏光光にして出射する位相差板（λ／４板）を積層したものでも、前記偏光分離フィルムを挟んで、入射する直線偏光光を円偏光光にして前記偏光分離フィルムに入射させ、前記偏光分離フィルムから出射した円偏光光を直線偏光光にして出射する一対の位相差板を積層したものでもよい。
【０１２８】
また、図１に示した第１の実施例の面光源１０では、導光板１２の後側に配置された第２の光学素子１５を白色の半透過反射層とし、図６に示した第２の実施例の面光源３０は、導光板３２の後側に配置された第２の光学素子３５を反射偏光層としているが、前記第２の光学素子１５，３５は、多孔質の金属膜等からなる半透過反射層でもよい。
【０１２９】
【発明の効果】
この発明の面光源は、発光素子からの出射光を端面から入射させ、その光を前面及び後面で内面反射しながら導いてその大部分を前記前面から出射するとともに、前記前面及び後面から入射した光を透過させる導光板の前側に、前記導光板の前面から出射した光のうち、一部の光を透過させ、他の光を後側に戻す第１の光学素子を配置し、前記導光板の後側に、前記導光板の後面から出射した光の少なくとも一部を透過させる第２の光学素子を配置したものであるため、前側と後側の両方に光を出射することができる。
【０１３０】
この発明の面光源において、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子は、入射光を拡散し、その拡散光を一方の面と他方の面の両方から出射する拡散層からなっており、前記導光板の後側に配置された第２の光学素子は、白色の半透過反射層からなっているのが好ましく、このようにすることにより、前側に、輝度分布が均一な光を出射するとともに、後側に、輝度分布が均一でしかも帯色の無い白色光を出射することができる。
【０１３１】
また、この発明の面光源は、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子と前記導光板の後側に配置された第２の光学素子をそれぞれ、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反射偏光層とし、これらの反射偏光層を、その一方の反射偏光板により反射された光が他方の反射偏光板を透過するように配置した構成としてもよく、このような構成とすることにより、前記発光素子から出射して前記導光板にその端面から入射した光のほとんどを、ロスすること無く前側と後側とに実質的に均等に配分して出射することができる。
【０１３２】
さらに、前記導光板は、その後面を、この後面での内面反射光を拡散させる拡散面に形成した構成とするのが望ましく、このようにすることにより、前記導光板にその端面から入射した光の大部分を、この導光板の前面から出射することができる。
【０１３３】
その場合、前記導光板の前側に配置された第１の光学素子の前側に、前記第１の光学素子の前側に出射した光を前記導光板の前面の法線付近の方向に向けて屈折させる屈折層を配置するのが好ましく、このようにすることにより、前側に、正面方向に指向性をもった光を出射することができる。
【０１３４】
また、前記導光板は、その後面を、この後面での内面反射光を前記導光板の前面の法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させる反射屈折面に形成した構成としてもよく、このようにすることにより、前側と後側の両方に、正面方向またはその反対方向に指向性をもった光を出射することができる。
【０１３５】
また、この発明の表示装置は、上述したこの発明の面光源の前側に、第１の表示素子をその表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置し、前記面光源の後側に、第２の表示素子をその表示の観察側とは反対側の面を前記面光源に対向させて配置したものであるため、１個の面光源により一方の面と他方の面の両方をそれぞれ表示面とする表示を行なうことができる。
【０１３６】
この発明の表示装置において、前記第１と第２の表示素子の少なくとも一方は、前記面光源から出射された光の透過を制御して得られる透過表示と観察側から入射する外光の透過を制御して得られる反射表示の双方が可能な半透過反射型表示素子とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す面光源の側面図。
【図２】前記面光源を備えた表示装置の側面図。
【図３】前記表示装置の第１の表示素子の一部分の断面図。
【図４】前記表示装置の第２の表示素子の一部分の断面図。
【図５】前記表示装置を備えた電子機器の一例を示す斜視図。
【図６】この発明の第２の実施例を示す面光源の側面図。
【図７】前記面光源を備えた表示装置の側面図。
【符号の説明】
１０…面光源
１１…発光素子
１２…導光板
１２ａ…入射端面
１２ｂ…前面
１２ｃ…後面（拡散面）
１４…拡散層（第１の光学素子）
１５…白色半透過反射層（第２の光学素子）
１６…プリズムシート（屈折層）
１７ａ…メイン表示素子
１７ｂ…サブ表示素子
１８，１９…基板
２０…液晶層
２１…半透過反射膜
２２…絶縁膜
２３，２４…電極
２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ…カラーフィルタ
３０…面光源
３１…発光素子
３２…導光板
３２ａ…入射端面
３２ｂ…前面
３２ｃ…後面（反射屈折面）
３４…反射偏光板（第１の光学素子）
３５…反射偏光板（第２の光学素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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