(57)【要約】【課題】  反射型表示において、表示を明るくした上で、白黒表示の場合にはパララックスを低減し、カラー表示の場合には鮮明なカラー表示を実現する。【解決手段】  ＴＮ液晶パネル１４０の上側には、上側偏光板１３０を設け、下側には、カラーフィルタ１５０、下側偏光板１６０、光偏光板１７０、反射偏光板１８０、バックライト１９０、光反射板２００を順に設ける。そして、光拡散板１７０のヘイズ値Ｈと、光拡散板１７０と光反射板２００との離間寸法ｄとの関係を、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０となるように設定する。これにより、光拡散板１７０を通過して光反射板２００に達する入射光１１１を十分に拡散でき、白黒表示の場合にはパララックスを低減し、カラー表示の場合には、反射光を白色にすることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板間に液晶を挟んでなる液晶パネルと、前記液晶パネルの一方の側に設けられた第１の偏光手段と、前記液晶パネルの他方の側に設けられた光反射手段と、前記液晶パネルと前記光反射手段との間に配置された光拡散手段と、を有する表示装置において、
前記光拡散手段は前方散乱特性を有しており、
前記光拡散手段と前記光反射手段との離間寸法をｄ（ｍｍ）とした場合に、前記光拡散手段のヘイズ値Ｈ（％）が、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０の関係を満たすことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記第１の偏光手段と前記光反射手段との間にはカラーフィルターが設けられており、該カラーフィルターは複数の着色層を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記カラーフィルターは、赤色系、緑色系および青色系の着色層を有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置において、  前記液晶パネルと、前記光拡散手段との間には入射光をその偏光成分に応じて分離する第２の偏光手段が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記第２の偏光手段は、第１の直線偏光成分の光をほぼ透過させ、前記一方の直線偏光成分とほぼ直交する第２の直線偏光成分の光をほぼ吸収することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の表示装置において、
透光性の導光体及び該導光体に光を導入可能な光源を有する照明装置を更に備えており、前記照明装置は、前記光拡散手段と前記光反射手段との間に配置されてなることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表示装置において、
前記液晶パネルと、前記照明装置との間には入射光をその偏光成分に応じて分離する第２の偏光手段が設けられており、
前記第２の偏光手段と、前記照明装置との間に設けられ第１の直線偏光成分の光をほぼ透過させ、前記一方の直線偏光成分とほぼ直交する第２の直線偏光成分の光をほぼ反射する反射偏光子を有し、
前記反射偏光子の透過軸と前記第２の偏光手段の透過軸とがほぼ一致してなることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
基板間に液晶を挟んでなる液晶パネルと、前記液晶パネルの一方の側に設けられており入射光をその偏光成分に応じて分離する第１の偏光手段と、前記液晶パネルの他方の側に設けられた光反射手段と、前記液晶パネルと前記光反射手段との間に配置された光拡散手段と、を有する表示装置を備える電子機器において、
前記光拡散手段は前方散乱特性を有しており、
前記光拡散手段と前記光反射手段との離間寸法をｄ（ｍｍ）とした場合に、前記光拡散手段のヘイズ値Ｈ（％）が、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０の関係を満たすことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びそれを用いた電子機器に関し、特に外光を反射して表示を行う反射型の液晶表示装置、及び、外光を反射して表示を行う反射型と、光源光を透過して表示を行う透過型との両用可能な半透過反射型の表示装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルを用いた表示装置には、外光を用いて表示を行う反射型表示装置と、液晶パネルの背面から光を照射する透過型表示装置とがある。
【０００３】
ここで、反射型表示装置の場合には、暗所では外光の光量が減少するため、表示が見え難くなってしまう。一方、透過型表示装置の場合には、明所、暗所によらずに光源の分だけ電力消費量が大きくなり、特に電池によって動作される携帯用の表示装置等には適していない。
【０００４】
そこで、反射型と透過型との両用可能な半透過反射型の表示装置がある。この表示装置では、明所で使用する場合、表示画面から入射する外光を装置内部に設けられた光反射板で反射しつつ、その光路上に配置された液晶、偏光板等の光学素子を用いて表示画面から出射する光量を画素毎に制御し、反射型表示を行っている。
【０００５】
一方、当該表示装置を暗所で使用する場合には、液晶パネルの裏面側からバックライト等の内蔵光源により光源光を照射しつつ、前述した液晶、偏光板等の光学素子を用いて、表示画面から出射する光量を画素毎に制御し、透過型表示を行っている。
【０００６】
また、反射型、透過型の両用可能な表示装置では、液晶パネル内に充填された液晶に、ＴＮ（Twisted Nematic)液晶やＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）液晶等を使用して、画素に印加する電圧の有無によって、液晶の偏光軸を回転させて透過偏光軸を可変にしている。
【０００７】
また、前記偏光板は、所定方向の直線偏光成分を有する光を透過するものである。
【０００８】
ここで、従来技術による半透過反射型の表示装置について、図１０を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１０において、５１１０はＴＮ液晶パネルの電圧印加領域、５１２０はＴＮ液晶パネルの電圧無印加領域である。
【００１０】
５１３０は上側偏光板、５３０２は上側ガラス板、５３０４は下側ガラス板、５１６０は反射偏光板、５３０７は半透過光吸収板、５２１０は光源をそれぞれ示している。
【００１１】
まず、反射型表示によって白黒表示を行う場合について述べる。
【００１２】
表示装置の外部から入射した入射光５６０１は、上側偏光板５１３０で紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、ＴＮ液晶パネルの電圧無印加領域５１２０で偏光方向がほぼ９０°ねじられた紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光となり、反射偏光板５１６０で紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光のまま反射され、再びＴＮ液晶パネルの電圧無印加領域５１２０で偏光方向がほぼ９０°ねじられて紙面に平行な直線偏光成分を有する光となり、上側偏光板５１３０から出射される。従って、ＴＮ液晶パネルに電圧が印加されていないときは白色表示となる。
【００１３】
一方、表示装置の外部から入射した入射光５６０３は、上側偏光板５１３０で紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、ＴＮ液晶パネルの電圧印加領域５１１０で偏光方向を変えずに紙面に平行な直線偏光成分を有する光のまま透過し、その後半透過光吸収板５３０７で吸収されるので、黒色表示となる。
【００１４】
次に、透過型表示によって白黒表示を行う場合について述べる。
【００１５】
光源５２１０からの光５６０２は、半透過光吸収板５３０７に形成した開口部を透過し、反射偏光板５１６０で紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、ＴＮ液晶パネルの電圧無印加領域５１２０で偏光方向がほぼ９０°ねじれて紙面に垂直な直線偏光成分を有する光となり、上側偏光板５１３０で吸収され、黒色表示となる。
【００１６】
一方、光源５２１０からの光５６０４は、半透過光吸収板５３０７に形成した開口部を透過し、反射偏光板５１６０で紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、ＴＮ液晶パネルの電圧印加領域５１１０でも偏光方向を変えずに紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光のまま透過し、白色表示となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
一般に、液晶パネルを用いた表示装置においては液晶層の厚みは概ね５μｍ乃至１０μｍと非常に小さい。その一方で、基板厚は０．３ｍｍ乃至０．７ｍｍであるので液晶層に比して非常に厚い。
【００１８】
それ故、上記した従来の表示装置を用いて反射型表示を行うと、図１１に示すように、液晶パネル上側から入射した外光の液晶層中における光路が往路と復路とで著しく異なる場合がある。そのため、液晶パネルに入射する外光の入射角度によっては、外光が往路において通過する画素と復路において通過する画素とが異なってしまう。そして、この光路差を観測者が斜めから見た場合、カラーフィルターを用いない白黒表示の場合にあっては表示に影が生じてしまう現象、いわゆるパララックス（視差）の原因となっていた。また、複数色を有するカラーフィルターを用いた表示装置においては、光の往路と復路とで通過する色が異なってしまい混色という問題も生じる。
【００１９】
なお、上記従来技術においては半透過反射型の表示装置のみ示したがこれらの課題は、図１１の表示装置から光源５２１０を除き、半透過光吸収板５３０７を光吸収板に置換した構造の反射型の表示装置においても同様に生じる。
【００２０】
本発明の、第１の目的は、反射型表示の際に生じるパララックス、及び混色を低減した反射型或いは半透過反射型の表示装置を提供することにある。
【００２１】
また、図１０に示した従来の半透過反射型の表示装置にあっては、半透過光吸収板５３０７を採用しているため、透過型の表示を行う際に光源５２１０からの出射光のうちの一部又は大部分が半透過光吸収板５３０７によって吸収されてしまうため、光源５２１０からの出射光を充分には有効活用できず、表示が暗くなってしまうという課題がある。
【００２２】
本発明の第２の目的は、光源からの出射光を有効に活用し、明るい透過型表示が可能な表示装置を実現することにある。
【００２３】
また、上記した反射偏光子を用いた表示装置にあっては上記表示原理に基づき、反射型の表示時にポジ表示、透過型の表示時にネガ表示となり、いわゆるポジネガ反転が生じていた。
【００２４】
本発明の第３の目的は反射偏光子を用いた半透過反射型の表示装置においてこのポジネガ反転を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために本発明の表示装置は、基板間に液晶を挟んでなる液晶パネルと、前記液晶パネルの一方の側に設けられた第１の偏光手段と、前記液晶パネルの他方の側に設けられた光反射手段と、前記液晶パネルと前記光反射手段との間に配置された光拡散手段と、を有する表示装置において、前記光拡散手段は前方散乱特性を有しており、前記光拡散手段と前記光反射手段との離間寸法をｄ（ｍｍ）とした場合に、前記光拡散手段のヘイズ値Ｈ（％）が、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０の関係を満たすことを特徴とする。
【００２６】
本発明の表示装置によれば、液晶パネルの上側から入射した外光は、前方散乱特性を有する光拡散手段によって充分に拡散された後、該光拡散手段から所定距離離間して設けられている光反射手段によって反射され、その後、光拡散手段によって充分に拡散され、液晶パネルを背面側から照射することとなる。そのため、外光がどのような入射角で液晶パネルに入射したとしても、光反射手段で反射され液晶パネルを背面側から照射する光は充分に拡散さた光となるので、パララックスは生じない。
【００２７】
また、本発明の一の態様においては、前記第１の偏光手段と前記光拡散手段との間にはカラーフィルターが設けられており、該カラーフィルターは複数の着色層を具備することを特徴とする。
【００２８】
本態様の表示装置によれば、液晶パネルに入射した外光は、一旦カラーフィルターによって複数色に着色されるものの、その後前方散乱特性を有する光拡散手段によって充分に拡散され該複数色が混じりあう。そして、光反射手段によって反射され液晶パネルを背面側から照射する。この液晶パネルを背面側から照射する光は、複数色が交じり合った白色に近い光となので、外光がどのような入射角で液晶パネルに入射したとしても、混色は生じない。
【００２９】
また、本発明の他の態様においては、前記カラーフィルターは、赤色系、緑色系および青色系の着色層を有することを特徴とする。
【００３０】
本態様の表示装置によれば、液晶パネルに入射した外光は、赤色系、緑色系および青色系の着色層を有するカラーフィルターによって複数色に着色されその後、光拡散手段によって拡散される。その際、赤、青及び緑が混じり合うため、拡散光は極めて白色に近くなる。そしてその白色光を液晶パネルを背面側から照射するので色バランスに優れた表示が得られる。
【００３１】
また、本発明の他の態様においては、前記液晶パネルと、前記光反射手段との間には入射光をその偏光成分に応じて分離する第２の偏光手段が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
本態様の表示装置によれば、液晶パネルを透過してきた外光を第２の偏光手段によって偏光分離することによって明暗表示を行う。
【００３３】
第２の偏光手段としては、第１の直線偏光成分の光をほぼ透過させ、前記一方の直線偏光成分とほぼ直交する第２の直線偏光成分の光をほぼ吸収する偏光手段を採用することが好ましい。
【００３４】
このような偏光手段を採用することにより、液晶パネルを透過した外光を第２の偏光手段によって吸収させることにより暗表示を行い、第２の偏光手段にを透過させその後反射させることにより明表示ができるため、非常にコントラスト特性に優れた反射型の表示が実現する。
【００３５】
また、本発明の他の態様によれば、透光性の導光体及び該導光体に光を導入可能な光源を有する照明装置を更に備えており、前記照明装置は、前記光拡散手段と前記光反射手段との間に配置されてなることを特徴とする。
【００３６】
本態様による表示装置は、暗いときには光源光による透過表示を行い、明るいときには外光による反射型表示を行うことが可能である、いわゆる半透過反射型の表示装置に係わるものである。本態様の表示装置によれば、パララックス、或いは混色が生じない反射型表示が可能な半透過反射型の表示装置が実現する。更には、透過型表示の際にも前方散乱特性を有する光拡散手段によって光源からの出射光が充分に拡散されるため、液晶パネルに均一に光を照射できるという効果もある。また、導光体の厚みによって光散乱手段と光反射手段との間が離間されるので、前述の離間寸法ｄが確保される。
【００３７】
また、本発明の他の態様によれば、前記液晶パネルと、前記照明装置との間には入射光をその偏光成分に応じて分離する第２の偏光手段が設けられており、前記第２の偏光手段と、前記照明装置との間に設けられ第１の直線偏光成分の光をほぼ透過させ、前記一方の直線偏光成分とほぼ直交する第２の直線偏光成分の光をほぼ反射する反射偏光子を有し、前記反射偏光子の透過軸と前記第２の偏光手段の透過軸とがほぼ一致してなることを特徴とする。
【００３８】
本態様による表示装置によれば、照明装置から出射した光のうち反射偏光子の透過軸方向と等しい偏光方向の光は反射偏光子を透過する。一方、反射偏光子の反射軸と等しい偏光方向の光は反射偏光子によって反射される。そして光反射手段により反射され再び反射偏光子に戻ってくる。そしてこの反射を繰り返すうちにいずれは反射偏光子を透過する。つまり、照明装置から出射した光はのほとんどが反射偏光子の透過軸方向と等しい偏光方向の光として第２の偏光手段に向けて出射されることとなる。そして、この光は、反射偏光子の透過軸と、透過軸が平行に設定された第２の偏光手段を透過して液晶パネルに向けて出射することとなる。そのため、照明装置から出射する光の利用効率が非常に優れた明るい透過型表示が実現する。なお、反射偏光子の透過軸と第２の偏光手段の透過軸とが揃っているために、液晶パネル上側から入射する外光は反射偏光子によって何らの悪影響も与えられず、このため、いわゆるポジネガ反転が生じない。
【００３９】
また、本発明の電子機器は、基板間に液晶を挟んでなる液晶パネルと、前記液晶パネルの一方の側に設けられており入射光をその偏光成分に応じて分離する第１の偏光手段と、前記液晶パネルの他方の側に設けられた光反射手段と、前記液晶パネルと前記光反射手段との間に配置された光拡散手段と、を有する表示装置を備える電子機器において、 前記光拡散手段は前方散乱特性を有しており、 前記光拡散手段と前記光反射手段との離間寸法をｄ（ｍｍ）とした場合に、前記光拡散手段のヘイズ値Ｈ（％）が、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０の関係を満たすことを特徴とする。
【００４０】
本発明の電子機器によれば、パララックス、或いは混色が生じない電子機器が実現する。
【００４１】
次に、図２、図３を参照しつつ、本発明による表示装置の表示原理について詳細な説明を行う。なお、以下には半透過反射型の表示装置を例示するが、反射の表示原理は、反射型の表示装置でも変わらない。
【００４２】
この液晶表示装置には、透過偏光軸可変光学素子としてＴＮ液晶パネル１４０を使用している。また、ＴＮ液晶パネル１４０の上側には、上側偏光板１３０が設けられ、ＴＮ液晶パネル１４０の下側には、ＲＧＢ（赤、緑、青）からなるカラーフィルタ１５０、下側偏光板１６０、光拡散板１７０および反射偏光板１８０が順次設けられている。さらに、反射偏光板１８０の下側には、光源となるバックライト１９０、光反射板２００が順に設けられている。
【００４３】
なお、上側偏光板１３０の透過軸と下側偏光板１６０の透過軸とはほぼ直交する関係となり、下側偏光板１６０の透過軸と反射偏光板１８０の透過軸とは平行関係にある。また、光拡散板１７０はヘイズ値Ｈを有する前方散乱を行うものである。
【００４４】
また、左側の１４１はＴＮ液晶パネル１４０に電圧を印加していない電圧無印加領域を示し、右側の１４２は電圧を印加する電圧印加領域を示している。
【００４５】
このように構成される表示装置について、次に反射型表示の動作について図２を参照しつつ説明する。
【００４６】
始めに、外部から入射した光がＴＮ液晶パネル１４０の電圧無印加領域１４１を通る場合について述べる。
【００４７】
表示装置の外部から入射される入射光１１１は、上側偏光板１３０によって紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光のみが透過され、その後この光はＴＮ液晶パネル１４０の電圧無印加領域１４１によって偏光方向がほぼ９０゜ねじられた紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光となり、カラーフィルタ１５０、下側偏光板１６０、光拡散板１７０および反射偏光板１８０を紙面に垂直な方向の直線偏光成分として透過し、透明なバックライト１９０を通過し光反射板２００に達して反射する。そして、光反射板２００で反射した光のうち、紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１１２のみが再びバックライト１９０、反射偏光板１８０、光拡散板１７０、下側偏光板１６０、カラーフィルタ１５０を透過し、電圧無印加領域１４１によって偏光方向がほぼ９０°ねじられて紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、この光が出射光１１３として出射される。
【００４８】
また、光反射板２００で反射する光には、紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１１２ばかりでなく、紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光１１４も含まれている。このため、この光１１４は、反射偏光板１８０によって反射され、再び光反射板２００で反射されて偏光方向が変えられ、一部が紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１１５となって反射偏光板１８０を通過する。
これを繰り返すことにより、光を有効利用することができ、上側偏光板１３０から出射される出射光１１３は、反射偏光板１８０を使用しない場合に比べて約１．６倍程度明るくすることができる。
【００４９】
ここで、入射光１１１と出射光１１３とでは色の異なったカラーフィルタ１５０を通過するように見えるが、下側偏光板１６０と反射偏光板１８０との間に光拡散板１７０を設けているため、該光拡散板１７０を通過する際に各色のカラーフィルタ１５０を通過した光が拡散される。このため、光反射板２００で反射した光は、赤、緑、青が混ざり合って特定の色が強く着色することはない。この結果、上側偏光板１３０から出射される光１１３は、光反射板２００で反射した光が通過するカラーフィルタ１５０の色に着色される。
【００５０】
次に、外部から入射した光がＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加領域１４２を通る場合について述べる。
【００５１】
表示装置の外部から入射した入射光１１６のうち、上側偏光板１３０によって紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光のみが透過され、その後この光はＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加領域１４２によって偏光方向を変えずに通過し、カラーフィルタ１５０を通過し、下側偏光板１６０によって吸収されて暗くなる。
【００５２】
このように、電圧無印加領域１４１においては、反射偏光板１８０によって表示装置に入射される光を有効的に利用でき、光反射板２００によって反射された光がカラーフィルタ１５０にて着色した出射光１１３となって出射される。一方、電圧印加領域１４２においては、下側偏光板１６０によって光が吸収され暗くなる。
【００５３】
次に、透過型表示の動作について図３を参照しつつ説明する。
【００５４】
始めに、バックライト１９０から出射した光がＴＮ液晶パネル１４０の電圧無印加領域１４１を通る場合について述べる。
【００５５】
バックライト１９０から発生する光源光のうち、紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１２１は、反射偏光板１８０、光拡散板１７０、下側偏光板１６０、カラーフィルタ１５０を通過し、ＴＮ液晶パネル１４０の電圧無印加領域１４１によって偏光方向がほぼ９０°ねじられた紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光となり、この光が上側偏光板１３０から出射光１２２として出射される。
【００５６】
また、バックライト１９０からの光源光には、紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１２１のみでなく、紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光１２３も含まれている。このため、この光１２３は、反射偏光板１８０によって反射され、光反射板２００で反射されて偏光方向が変えられ、一部が紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１２４となって反射偏光板１８０を通過する。これを繰り返すことにより、光を有効利用することができ、出射光１２２を明るくすることができる。
【００５７】
次に、バックライト１９０からの光源光がＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加領域１４２を通る場合について述べる。
【００５８】
バックライト１９０の光源光のうち、紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１２５は、反射偏光板１８０、光拡散板１７０、下側偏光板１６０、カラーフィルタ１５０を通過し、その後この光はＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加領域１４２によって偏光方向を変えずに通過し、上側偏光板１３０によって吸収され暗くなる。
【００５９】
また、バックライト１９０からの光源光のうち、紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光１２６は、反射偏光板１８０によって反射され、光反射板２００で反射されて偏光方向が変えられ、一部が紙面に垂直な方向の直線偏光成分を有する光１２７となって反射偏光板１８０を通過する。しかし、この光１２７もＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加領域１４２によって偏光方向を変えずに通過し、上側偏光板１３０によって吸収され暗くなる。
【００６０】
このように、ＴＮ液晶パネル１４０の電圧印加・無印加の組み合わせにより、カラーフィルタ１５０によって着色された出射光１１３，１２２を出射する。
【００６１】
しかも、本発明による表示装置では、光拡散板１７０と光反射板２００とを設けているから、図２に示す入射光１１１のように、紙面に平行な方向の直線偏光成分を有する光は、カラーフィルタ１５０の例えば赤を通過することにより、赤に着色されて下側偏光板１６０、光拡散板１７０、反射偏光板１８０およびバックライト１９０を通って光反射板２００に達する。この赤色の光は、光拡散板１７０を通過する際に、前方散乱されているから、光反射板２００に達する光は、赤のカラーフィルタ１５０を通過した光のみでなく、緑、青を通過した緑、青の着色を受けた光が混じり合うこととなり、白色光に近づく。このため、光反射板２００で反射される光１１２は、図２では赤色であるように思われるが、実質的には光拡散板１６０で拡散された他色（緑、青）の着色を受けた光も同様にして反射するため、反射光は白色となる。そして、この白色光は、再びバックライト１９０、反射偏光板１８０、光拡散板１７０および下側偏光板１６０を通ってカラーフィルタ１５０のうち特定の色（例えば、緑）を通過して液晶パネル１４０、上側偏光板１３０を透過して出射される光は緑に着色される。
【００６２】
さらに、本発明者は、前記構成による表示装置において、反射型表示によって白黒表示を行う場合に発生するパララックス（視差）等を低減するために、鋭利実験を行った。そして、この実験方法は、図４に示すように、表示装置を３０度傾斜させた上で、入射光を表示装置に対して４５度傾けた方向から入射し、観測者が真上からパララックスを観測するもので、表１の実験結果を得た。なお、表１中のヘイズ値Ｈは光拡散板１７０の拡散率（５〜９５％）、離間寸法ｄは光拡散板１７０と光反射板２００との離間寸法（ｍｍ）をそれぞれ示している。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
但し、表１中の◎：影がぼやけて表示が分かり易い
〇：影がぼやけて写っている
△：やや気になる影が写っている
×：影がはっきりと写っている
また、この表１によりヘイズ値Ｈと離間寸法ｄとの関係を数式として表すと、下記の数式（１）のようになる。
【００６５】
Ｈ≧−２００ｄ＋１４０・・・（１） 
そこで、この数式（１）を満足するように表示装置を構成する。
【００６６】
これにより、光拡散板１７０は、該光拡散板１７０から出射された光を十分に拡散させた状態で光反射板２００に当てることができ、パララックスの発生を低減することができる。
【００６７】
一方、反射型表示によってカラー表示を行う場合には、入射された光がカラーフィルタ１５０を通過する際に着色され、光拡散板１７０によって不十分な拡散状態で光反射板２００で反射した場合には、再びＴＮ液晶パネル１４０に入射される光が予め着色された色に基色として混合され、色むらのある表示となってしまう。
【００６８】
そこで、前記数式（１）を満足するように表示装置を設定することにより、光反射板２００に到達するそれぞれ赤・緑・青に着色された光を十分に拡散させた状態とすることができる。これにより、光反射板２００で反射する光を赤・緑・青を均一に混合した白色光とすることができる。この結果、反射型表示時に液晶パネル１４０の背面側から照射される光を白色とすることにより、色むらのない鮮明なカラー表示を実現することができる。
【００６９】
また、カラーフィルタ１５０が赤、緑、青からなるドットマトリックス表示であれば、マルチカラー表示、さらにはフルカラー表示が可能となる。
【００７０】
なお、上記説明では、ノーマリーホワイトモードについて説明したが、ノーマリーブラックモードでも良い。しかも、ノーマリーホワイトモードにおいては、反射型表示、透過型表示のいずれの場合であっても、反射偏光板１８０と光反射板２００によって表示が明るくなるという効果を奏する。
【００７１】
また、上記構成においては、ＴＮ液晶パネル１４０を例にとって説明したが、ＴＮ液晶パネル１４０に代えてＳＴＮ液晶パネルやＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）液晶パネル等の他の透過偏光軸を電圧等によって変えられるものを用いても基本的な動作原理は同一である。
【００７２】
また、前記表示装置では、出射光１１３，１２２を明るくするために、光拡散板１７０とバックライト１９０との間に反射偏光板１８０を設けるようにしたが、当該反射偏光板１８０は省略してもよい。
【００７３】
さらに、バックライト１９０を省略した反射型の表示装置として構成することも可能である。
【００７４】
次に、図１ないし図３を用いて、反射偏光板の原理について説明する。図１は反射偏光手段となる反射偏光板の概略斜視図であり、図２、図３はこの反射偏光板を用いた表示装置の概略図である。
【００７５】
まず、図１を参照しつつ反射偏光板１８０の構造について述べる。反射偏光板１８０は、異なる２つの層１（Ａ層）と２（Ｂ層)とが交互に複数積層された積層体構造を有している。ここで、層１，２では、Ａ層１のＸ方向の屈折率（ｎAX）とＹ方向の屈折率（ｎAY）とは異なり、Ａ層１のＹ方向の屈折率（ｎAY）とＢ層２のＹ方向の屈折率（ｎBY）とは実質的に等しくなるように形成されている。
【００７６】
従って、この反射偏光板１８０の上面５に垂直な方向から反射偏光板１８０に入射した光のうちＹ方向の直線偏光成分を有する光は、この反射偏光板１８０を透過し下面６からＹ方向の直線偏光成分を有する光として出射される。また、逆に反射偏光板１８０の下面６に垂直な方向から反射偏光板１８０に入射した光のうちＹ方向の直線偏光成分を有する光は、この反射偏光板１８０を透過し上面５からＹ方向の直線偏光成分を有する光として出射される。ここで、光が透過する方向（Ｙ方向）を透過軸と呼ぶ。
【００７７】
一方、Ａ層１のＺ方向における厚みをｔA、Ｂ層２のＺ方向における厚みをｔBとし、入射光の波長をλとした場合、
ｔA・ｎAX＋ｔB・ｎBX＝λ／２・・・（２）
を満足するように反射偏光板１８０を形成する。
【００７８】
これにより、反射偏光板１８０の上面５に垂直な方向から反射偏光板１８０に入射される波長λを有する光のうちＸ方向の直線偏光成分を有する光は、この反射偏光板１８０によって反射される。また、反射偏光板１８０の下面６に垂直な方向から反射偏光板１８０に入射される光のうちＸ方向の直線偏光成分を有する光は、この反射偏光板１８０によって反射する。ここで、光が反射する方向（Ｘ方向）を反射軸と呼ぶ。
【００７９】
そして、反射偏光板１８０は、Ａ層１のＺ方向における厚みｔAおよびＢ層２のＺ方向における厚みｔBを種々変化させて、可視光の全波長範囲に亘って前記数式（２）を成立させることにより、単一色だけでなく、白色光全部に亘ってＸ方向の直線偏光を有する光をＸ方向の直線偏光を有する光として反射し、Ｙ方向の直線偏光を有する光をＹ方向の直線偏光を有する光として透過させるものとなる。
【００８０】
この反射偏光板１８０のＡ層には例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ; polyethylene naphthalate）を延伸したものを用い、Ｂ層には、ナフサレン・ジ・カルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル（ｃｏＰＥＮ；copolyester of naphthalene dicarboxylic acid and terephthalic or isothalic acid）を用いることができる。なお、本発明に用いられる反射偏光板１８０の材質は、これに限定されるものではなく、適宜その材質を選択できる。また、このような反射偏光板は、例えば特表平９−５０６９８５号公報等に反射偏光子としてその詳細が開示されている。
【発明の効果】
【００８１】
上述したように本発明による表示装置では、光拡散手段のヘイズ値Ｈと、光拡散手段と光反射手段との離間寸法ｄとの関係を、Ｈ≧−２００ｄ＋１４０に設定したから、反射型表示を用いて白黒表示を行う場合、光拡散手段から光反射手段に向けて出射される光を十分に拡散させた状態で光反射手段に到達させることができ、表示を明るくした上で、パララックスを低減させることができる。
【００８２】
また、カラー表示を行う場合には、赤・緑・青に着色された入射光を十分に拡散させた状態で光反射手段に到達させることができ、光反射手段ではこれらの光を均一に混合させた白色光として反射し、鮮明なカラー表示を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
次に、本発明による実施形態を図面を参照して説明する。
【００８４】
１、実施形態
〈第１の実施形態〉
図５は、第１の実施形態によるカラー表示装置１０の概略構成図である。表示装置１０は、透過偏光軸可変手段としてＳＴＮセル２０を使用している。また、ＳＴＮセル２０の上側には、位相差フィルム１４および上側偏光板１２が順次設けられ、ＳＴＮセル２０の下側には、光拡散板３０および下側偏光板１５が順次設けられている。また、下側偏光板１５の下側には反射偏光板４０、光源７０および光反射板８０が順に設けられている。
【００８５】
ここで、光源７０はＬＥＤ（Light Emitting Diode）７１を用い、導光体７２にて上方に光を出射している。導光体７２は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体によって、厚さ０．３ｍｍ〜２ｍｍ程度に形成されている。また、導光体７２の表面には小さな突起が複数個形成され、該各突起の大きさは、可視光の波長が約３８０ｎｍ〜７００ｎｍ程度であることから、回折による影響を発生させないために、５μｍ程度以上必要であり、突起が肉眼視で気にならない程度の大きさであるためには３００μｍ以上が望ましい。
【００８６】
また、光反射板８０は、ＰＥＴフィルム上にアルミニウム蒸着、銀蒸着されたものや、アルミニウム箔等が用いられる。
【００８７】
さらに、ＳＴＮセル２０は、２枚のガラス基板２１，２２と、シール部材２３とからなるセル内にＳＴＮ液晶２６が封入されることによって液晶パネルを構成している。また、ガラス基板２１の下面には透明電極２４が形成され、ガラス基板２２の上面には透明電極２５が設けられており、ドットマトリックスを構成している。透明電極２４，２５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や酸化錫等によって形成されている。さらに、透明電極２４の下面には赤２７Ｒ・緑２７Ｇ・青２７Ｂからなるカラーフィルタ２７が形成され、透明電極２５の電極パターンと一致している。なお、カラーフィルタ２７は透明電極２４の下面でなく、ガラス基板２１と透明電極２４の間に形成しても良い。
【００８８】
位相差フィルム１４は、色補償用の光学異方体として用いられており、ＳＴＮセル２０で発生する着色を補正して白黒表示を可能にしている。
【００８９】
なお、本実施形態における反射偏光板４０は、図１を用いて説明した反射偏光板１８０を使用し、該反射偏光板４０の透過軸の方向と下側偏光板１５の透過軸の方向とはほぼ一致している。
【００９０】
さらに、本実施形態による表示装置１０では、前記数２を満足するように設定されている。表示装置１０では、前記数式（１）を満足するように、光拡散板３０のヘイズ値Ｈを例えば８２％とし、光拡散板３０と光反射板８０との離間寸法ｄを例えば０．７ｍｍとしたものである。
【００９１】
次に、本実施形態による表示装置１０の動作を説明する。
【００９２】
まず、反射型表示におけるＳＴＮセル２０の電圧無印加領域では、外部から入射した光は、上側偏光板１２によって所定方向の直線偏光成分を有する光となり、その後ＳＴＮセル２０によって偏光方向が所定角度ねじられた直線偏光成分を有する光となり、光拡散板３０、下側偏光板１５および反射偏光板４０を透過し、さらに導光体７２を通過して光反射板８０で反射される。反射された光は、再び導光体７２、反射偏光板４０、下側偏光板１５および光拡散板３０を通過し、ＳＴＮセル２０によって偏光方向が所定角度ねじらた直線偏光成分を有する光が上側偏光板１２から出射される。
【００９３】
しかも、光反射板８０で反射した光のうち、偏光方向が変わった光であっても、反射偏光板４０と光反射板８０との間で反射を繰り返し、やがて反射偏光板４０からＳＴＮセル２０に向けて出射されるため、明るい表示を得ることができる。その際、反射した光がカラーフィルタ２７を通過すれば、該光を赤・緑・青のいずれかの色に着色することができる。
【００９４】
また、ＳＴＮセル２０の電圧印加領域では、外部から入射した光は、上側偏光板１２によって所定方向の直線偏光成分を有する光となり、その後ＳＴＮセル２０をこの直線偏光成分を有する光のまま通過し、下側偏光板１５によって吸収され暗くなる。
【００９５】
次に、透過型表示におけるＳＴＮセル２０の電圧無印加領域では、光源７０から出射した光は、反射偏光板４０により所定方向の直線偏光成分を有する光となって透過し、ＳＴＮセル２０によって偏光方向が所定角度ねじられた直線偏光成分を有する光となり、上側偏光板１２を介して出射される。この際、出射光は通過するカラーフィルタ２７の色に着色される。
【００９６】
一方、ＳＴＮセル２０の電圧印加領域では、光源７０から出射した光は、反射偏光板４０により所定方向の直線偏光成分を有する光となって透過し、ＳＴＮセル２０をこの直線偏光成分を有する光のまま通過し、上側偏光板１２によって吸収され暗くなる。
【００９７】
このように、本実施形態による表示装置１０では、反射型表示、透過型表示の両方で赤・緑・青の３色からなるカラーフィルタ２７によって明るいカラー表示を実現することができる。
【００９８】
さらに、本実施形態による表示装置１０では、光拡散板３０の拡散率（ヘイズ値Ｈ）と、光拡散板３０と光反射板８０との離間寸法ｄとの関係を、前記数式（１）を満足するように形成している。これにより、光拡散板３０は、該光拡散板３０から既にカラーフィルタ２７によって赤・緑・青のそれぞれに着色された光を十分に拡散させた状態で光反射板８０に均一に当てることができ、光反射板８０で反射する光を赤・緑・青を混合した白色光とすることができる。
【００９９】
例えば、入射された光のうち、カラーフィルタ２７の赤２７Ｒを通過する際に赤色に着色された光は光拡散板３０で十分に拡散された状態で光反射板８０に達する。また、カラーフィルタ２７の緑２７Ｇを通過する際に緑色に着色された光は光拡散板３０によって十分に拡散された状態で光反射板８０に達する。さらに、カラーフィルタ２７の青２７Ｂを通過する際に青色に着色された光は光拡散板３０によって十分に拡散された状態で光反射板８０に達する。ここで、光反射板８０では、これらの３色の光が均一に混合された白色光となって反射して再び反射偏光板４０、光偏光板３０および下側偏光板１５を通してＳＴＮセル２０に入射される。このとき、ＳＴＮセル２０に入射される光は、光反射板８０で反射されたときの白色となっているから、表示装置１０から出射される光は、通過するカラーフィルタ２７の色によってのみ着色される。
【０１００】
この結果、反射型表示時に液晶パネル１４０の背面側から照射される光を白色光にすることにより、色むらとなってカラー表示されるのを防止し、鮮明なカラー表示を実現することができる。
【０１０１】
〈第２の実施形態〉
図６は、第２の実施形態による白黒表示を行う表示装置の概略図である。即ち、表示装置１０では、カラーフィルタ２７を有するＳＴＮセル２０に変えて、カラーフィルタ２７を備えていないＳＴＮセル２０´を用いている。また、ＳＴＮセル２０´の下側には下側偏光板１５、光拡散板３０、反射偏光板４０、光源７０および光反射板８０が順次設けられている。
【０１０２】
このように構成される第２の実施形態による表示装置１０においても、前述した第１の実施形態による表示装置１０と同様に、反射偏光板４０と光反射板８０との間で光を順次反射させ、所定方向の直線偏光成分を有する光のみを反射偏光板４０からＳＴＮセル２０´に向けて照射させるようにしている。これにより、反射型の表示において、画面を明るくすることができる。
【０１０３】
しかも、光拡散板３０のヘイズ値Ｈと、該光拡散板３０と光反射板８０との離間寸法ｄとの関係を、前記数式（１）を満足させて設計することにより、光拡散板３０から光反射板８０に向けて照射される光が光反射板８０に達するときには十分に拡散させた状態にでき、白黒表示時に発生するパララックスを低減し、画面表示を鮮明にすることができる。
【０１０４】
〈第３の実施形態〉
図７は、第３の実施形態による表示装置の概略図である。この実施形態では、第１の実施形態による表示装置１０において、下側偏光板１５と光拡散板３０との位置を変え、ＳＴＮセル２０の下側に下側偏光板１５および光拡散板３０の順に配置したものである。
【０１０５】
〈第４の実施形態〉
図８は、第４の実施形態による表示装置の概略図である。この実施形態では、第３の実施形態による表示装置１０において、下側偏光板１５と光拡散板３０との間に反射偏光板４０を配置し、ＳＴＮセル２０の下側に下側偏光板１５、光反射板４０および光拡散板３０を順次配置したものである。
【０１０６】
〈第５の実施形態〉
図９は、第５の実施形態による表示装置の概略図である。この実施形態では、第４の実施形態による表示装置において、下側偏光板１５を省略したものである。このように、本実施形態による表示装置では、光が通過する部材を少なくすることにより、表示を明るくすることができる。
【０１０７】
２、変形例
なお、前記各実施形態では、液晶パネルにＳＴＮセル２０を例示して述べたが、本発明はこれに限らず、ＴＮ液晶パネル、ＥＣＢ液晶パネル等の他に透過偏光軸を電圧等によって変えるものであればよい。
【０１０８】
また、前記第３から第６の実施形態は、カラー表示装置について述べたが、第２の実施形態で述べた白黒表示を行う表示装置に用いてもよいことは勿論である。
【０１０９】
さらに、前述した表示装置１０は、パーソナルコンピュータ、ページャ、液晶テレビや、ビューファインダ型，モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置の電子機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明による表示装置に用いられる反射偏光板を示す斜視図である。
【図２】本発明による反射型表示の原理を示す説明図である。
【図３】本発明による透過型表示の原理を示す説明図である。
【図４】パララックスの計測実験を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態による表示装置を示す概略構成図である。
【図６】第２の実施形態による表示装置を示す概略構成図である。
【図７】第３の実施形態による表示装置を示す概略構成図である。
【図８】第４の実施形態による表示装置を示す概略構成図である。
【図９】第５の実施形態による表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来技術による表示装置を示す概略構成図である。
【図１１】従来技術による表示装置にパララックスが発生している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０・・・表示装置
１２、１３０・・・上側偏光板
１５、１６０・・・下側偏光板
２０・・・ＳＴＮセル（液晶パネル）
２６・・・液晶
２７、１５０・・・カラーフィルタ
３０、１７０・・・光拡散板
４０、１８０・・・反射偏光板
７０・・・光源
８０、２００・・・光反射板
１４０・・・ＴＮ液晶パネル
１９０・・・バックライト
【図１】
2004246383.tif 000004
【図２】
2004246383.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004246383.tif 000008
【図６】
2004246383.tif 000009
【図７】
2004246383.tif 000010
【図８】
2004246383.tif 000011
【図９】
2004246383.tif 000012
【図１０】
2004246383.tif 000013
【図１１】
2004246383.tif 000014