(57)【要約】【課題】小型化を実現させると同時に、輝度を確保できる反射型液晶表示装置構造を提供する。【解決手段】反射型液晶表示パネル２と、導光体１０の間に、導光体１０から反射型液晶表示パネル２の方向に光を入光させるための回折素子１１が構成されており、その下方に偏光板６が配置され、さらに偏光板６の下方には、偏光板６を通過した直線偏光光の角度を回転させるλ／４板１２が配置された反射型液晶表示装置とする。【選択図】図１
2017146403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示面を有する反射型液晶表示パネルと、
光源と、
前記反射型液晶表示パネルの表示面の上方に配置され、前記光源から出射された０次光を導光する導光体と、
前記導光体内で反射拡散した光を前記反射型液晶表示パネルに向けて回折させる回折素子と、
前記回折素子で回折された一次回折光のうち、一方の直線偏光のみ透過させる偏光板と、
前記偏光板を透過した偏光光の偏光軸を１／４回転させ、前記反射型液晶表示パネルに照射するλ／４板とを備えることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記反射型液晶表示パネルと前記導光体との間に、前記反射型液晶表示パネル側から、前記λ／４板、前記偏光板、前記回折素子の順で配置されることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記導光体の前記反射型液晶表示パネルに面する下面部に前記回折素子を一体形成したこと特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
前記導光体は、楔形状を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項５】
前記光源を、ライトバーなどの光学部品を介して、前記導光体の側面に配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の反射型液晶表示装置。
【請求項６】
前記反射型液晶表示パネルは、回路基板に実装され、
前記光源は、フレキシブル基板を介して、前記回路基板と電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、反射型液晶表示装置における低背化は、例えば、反射型液晶表示装置の小型化や、観察者と液晶表示パネルの距離を近づけることで、液晶表示パネルの視認性や集光効率を向上させるために必要な技術とされている。
【０００３】
図４は、従来の反射型液晶表示装置を示す縦断面図である。従来の反射型液晶表示装置では、回路基板１の同一面上に反射型液晶表示パネル２と光源３が配置されており、光源３の上方には、光源３から出射する光が反射型液晶表示パネル２の上方に筐体８で保持された湾曲板状の偏光ビームスプリッター７へ向かって出射するように、反射板４が傾斜して配置されている。反射板４から偏光ビームスプリッター７へと進む光路上には、光を拡散させる拡散板５と、互いに偏光軸が直交する二種類の直線偏光のうち一方の直線偏光（以下Ｓ波という）のみを通過させる偏光板６が配置されている。偏光ビームスプリッター７は、Ｓ波を反射し、それと偏光軸が直交する直線偏光（以下Ｐ波という）を透過させるもので、偏光板６から偏光ビームスプリッター７に入射したＳ波を反射型液晶表示パネル２へ垂直に入射させるように傾斜角と傾斜面の曲率が決められ、筐体８に保持されている。
【０００４】
反射型液晶表示パネル２は、電源オフ状態でＳ波がそのまま液晶を通過するように構成されており、偏光ビームスプリッター７側から垂直に入射したＳ波はそのまま液晶を通過し、反射型液晶表示パネル２の裏面側に設けられた反射要素（反射電極等）で垂直に反射され、反射されたＳ波は再び偏光ビームスプリッター７に向かって進む。偏光ビームスプリッター７はＳ波を透過しない状態に配置されているので、反射型液晶表示パネル２で反射されたＳ波は遮断され、電源オフ状態では黒表示状態となる。
【０００５】
一方、反射型液晶表示パネル２は、電源オン状態では液晶がＳ波をＰ波へと変換し、Ｐ波はＳ波と同様に反射型液晶表示パネル２の裏面側に設けられた反射要素（反射電極）で垂直に反射され、偏光ビームスプリッター７へ向かって進む。偏光ビームスプリッター７はＰ波を透過する状態に配置されているので、電源オン状態では白表示となる。
【０００６】
以上のプロセスは反射型液晶表示パネル２の画素毎に行われ、偏光ビームスプリッター７を透過したＰ波が観察者の目９へと到達し、映像として視認される。（例えば、特許文献１、２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６１６９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７４５３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３４９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、液晶表示装置は高輝度、高画質を実現するために、観察者の目へ垂直に光が入るように設計される。従来の反射型液晶表示装置では、反射型液晶表示パネルでＳ波が垂直に反射するように偏光ビームスプリッターの傾斜角が決定されているため、最低でもそれを許容するだけの筐体の高さが必要であった。近年、反射型液晶表示装置の小型化が求められているが、そのために単に筐体の高さを低くすると、以下のような問題が生じる。
【０００９】
図５は、従来の反射型液晶表示装置において筐体の高さを低くした状態を示す縦断面図である。従来の反射型液晶表示装置において筐体８の高さを低くすると、筐体８で保持されている偏光ビームスプリッター７の傾斜角も小さくなる。この状態で、偏光板６を通過して偏光ビームスプリッター７へ入射したＳ波は反射型液晶表示パネル２側に反射されるが、偏光ビームスプリッター７の傾斜角が小さいため、Ｓ波は反射型液晶表示パネル２の画像表示面へ斜めに入射し、反射型液晶表示パネル２からの反射光も観察者の目９から逸れる方向へ斜めに進む。つまり、観察者の目９に届く光は減少し、その分、画像の輝度が低下することとなる。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みたもので、画像の輝度を確保しつつ小型化することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
画像表示面を有する反射型液晶表示パネルと、光源と、反射型液晶表示パネルの表示面の上方に配置され、光源から出射された０次光を導光する導光体と、導光体内で反射拡散した光を反射型液晶表示パネルに向けて回折させる回折素子と、回折素子で回折された一次回折光のうち、一方の直線偏光のみ透過させる偏光板と、偏光板を透過した偏光光の偏光軸を１／４回転させ、反射型液晶表示パネルに照射するλ／４板とを備える反射型液晶表示装置とする。
【００１２】
反射型液晶表示パネルと導光体との間に、反射型液晶表示パネル側から、λ／４板、偏光板、回折素子の順で配置された反射型液晶表示装置とする。
【００１３】
または、反射型液晶表示パネルに面する導光体の下面部に回折素子を一体形成した反射型液晶表示装置とする。
【００１４】
さらに、導光体は、楔形状を備える反射型液晶表示装置とする。
【００１５】
さらに、光源を、ライトバーなどの光学部品を介して、導光体の側面に配置する反射型液晶表示装置とする。
【００１６】
さらに、反射型液晶表示パネルは、回路基板に実装され、光源は、フレキシブル基板を介して、回路基板と電気的に接続される反射型液晶表示装置とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、今まで使用していた偏光ビームスプリッターを使わず、導光体、回折素子を利用することにより、光源からの光を反射型液晶表示パネルに垂直に入光させることができるため、反射型液晶表示装置を小型化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による反射型液晶表示装置の第一の実施形態を示す縦断面図
【図２】本発明における楔形状の導光体を説明する図
【図３】本発明による反射型液晶表示装置の第二の実施形態を示す縦断面図
【図４】従来の反射型液晶表示装置を示す縦断面図
【図５】従来の反射型液晶表示装置において、筐体の高さを低くした状態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を以下に説明する。図１は、本発明による反射型液晶表示装置の第一の実施形態を示す縦断面図である。図２は、本発明における楔形状の導光体を説明する図である。図３は、本発明による反射型液晶表示装置の第二の実施形態を示す縦断面図である。
【実施例１】
【００２０】
図１に示すように、第一の実施形態の反射型液晶表示装置波は、回路基板１の面上に、画像表示面を上方に向けて反射型液晶表示パネル２が配置されている。反射型液晶表示パネル２の上方には、導光体１０が配置されている。導光体１０の側面には光源３が配置されている。反射型液晶表示パネル２と導光体１０の間には、導光体１０から反射型液晶表示パネル２の方向に光を入光させるための回折素子１１が配置されており、回折素子１１の下方には、導光体１０から反射型液晶表示パネル２の方向へ入光してきた光を直線偏光へと変える偏光板６が配置され、さらに偏光板６の下方には、偏光板６を通過した直線偏光光の角度を回転させるλ／４板１２が配置されている。
【００２１】
光源３から出射された０次光は、導光体１０を伝わり、例えば、ホログラムや回折格子などの回折素子１１で一次回折光に回折され、反射型液晶表示パネル２に向かって出射される。一次回折光のうち、ある一方向の直線偏光（Ｐ波）のみ、回折素子１１の下方に配置された偏光板６を通過し、λ／４板１２でその偏光軸を１／４回転させ、反射型液晶表示パネル２に入光する。
【００２２】
反射型液晶表示パネル２の電源オン時には、反射型液晶表示パネル２に入光した光は、偏光軸が１／２回転して反射され、再度、λ／４板１２を通過し、その偏光軸が１／４回転し、Ｐ波となり、偏光板６を透過する。反射型液晶表示パネル２の電源オフ時には、反射型液晶表示パネル２に入光した光は、反射型液晶表示パネルで偏光軸が回転することなく反射され、再度、λ／４板１２を通過し、偏光軸を１／４回転させ、Ｓ波となり、偏光板６で遮断される。
【００２３】
反射型液晶表示パネル２の電源オン時に反射され、偏光板６を透過したＰ波は、回折素子１１、導光体１０を透過し、観察者の目９へと到達し、映像として認識される。
【００２４】
また、図２に示すように、導光体を楔形状とすることで、光源３から入光した光を均一にできるという効果を得られる。
【００２５】
また、導光体１０の側面に配置する光源３は、導光体の特性に応じて、ＬＥＤなどの点光源を直接配置するほか、ライトバーなどの光学部品を介して配置しても良い。光源３を配置する上では、フレキシブル基板１３に光源３を実装し、回路基板などと電気的に接続することが好ましい。
【００２６】
以上の構成により、輝度を確保しつつ、小型化（特に低背化）を可能とした反射型液晶表示装置となる。
【実施例２】
【００２７】
第二の実施形態の反射型液晶表示装置は、図３に示すように、導光体１０に回折素子１１が一体形成されている点で、第一の実施形態と異なる。共通部分の説明は省略する。
【００２８】
導光体１０には、回折素子１１として回折格子が、一体に形成されている。回折格子は、例えば、射出成形・ＵＶ効果樹脂などにより、一体成形が可能である。
【００２９】
回折素子１１を導光体１０と一体化することにより、部品点数の削減となり、組み込み工数・部品コストなどの削減効果が期待できる。
【符号の説明】
【００３０】
１    回路基板
２    反射型液晶表示パネル
３    光源
４    反射板
５    拡散板
６    偏光板
７    偏光ビームスプリッター
８    筐体
９    観察者の目
１０  導光体
１１  回折素子
１２  λ／４板
１３  フレキシブル基板
１４  コネクタ
【図１】
2017146403.tif 000003
【図２】
2017146403.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017146403.tif 000006
【図５】
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