(57)【要約】【課題】高画質かつ広視野角の表示が得られ、かつ低コストで製造可能な液晶表示装置、及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、互いに対向して配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層を挟んで両側に上偏光板及び下偏光板が設けられるとともに、１ドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とが設けられた液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記上基板又は下基板の液晶層側に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層が設けられ、前記上基板の外面側に光拡散層が設けられており、前記液晶パネルＡのコントラストの視角特性における半値幅α（°）と、前記光拡散層の散乱特性における半値幅β（°）とが、α≧３βなる関係を満たす構成とされている。【選択図】        図６
2004333645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層を挟んで両側に上偏光板及び下偏光板が設けられるとともに、１ドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とが設けられた液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記上基板又は下基板の液晶層側に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層が設けられ、前記上基板の外面側に光拡散層が設けられており、
前記液晶パネルのコントラストの視角特性における半値幅α（°）と、前記光拡散層の散乱特性における半値幅β（°）とが、α≧３βなる関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光拡散層のヘイズが２０％以上とされた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】
前記液晶パネルが、概ねパネル法線方向でコントラストが最大となる視角特性を有していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶パネルにおける最大コントラストが得られる視角方向と、
前記光拡散層にその法線方向から入射した光の出射光強度が最大となる方向とが、概ね一致していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの視角特性が、当該液晶パネルの正面方向を中心に概ね対称であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層が、負の誘電異方性を有する液晶を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層を挟んで上下に電極層が設けられ、前記電極層に、前記液晶の配向を規制する配向規制手段が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記上基板及び下基板に対して、円偏光を入射させる円偏光入射手段が設けられたことを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とが形成された半透過反射型液晶表示装置は、反射型と透過型の機能を兼ね備えることで、周囲の明るさに応じて表示方式を切り替えて表示を行うことができ、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも良好な表示が得られ、携帯機器の表示部として好適なものである。特に、近年では、携帯機器の普及と高機能化が進み、半透過反射型液晶表示装置においても、さらなる高画質化、低コスト化の要求が強くなってきている。
【０００３】
半透過反射型表示装置の表示のコントラストを高めるための技術として、反射表示領域と透過表示領域の液晶層厚を異ならせる「マルチギャップ構造」を採用したものが提案されている（特許文献１参照）。
また、半透過反射型液晶表示装置を低コスト化し得る技術として、光散乱機能を有する前方散乱フィルムを液晶パネルの基板外面側に設けた液晶表示装置が提案されている（特許文献２、特許文献３参照）。この前方散乱フィルムを設けることで、反射層に前記光散乱機能を付与するために凹凸形状を有する樹脂膜を形成する必要が無くなり、工程の削減による製造コスト低減と、歩留まりの向上を図ることができる。また、前記凹凸形状のピッチに起因する光学干渉による表示光の色付きも防止できるという利点を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献２】
特開平９−１１３８９３号公報
【特許文献３】
特開平１１−２３７６２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の高画質化、あるいは低コスト化の点で、先の特許文献１〜３に記載の技術は有効であり、両者を組み合わせることで、高画質の液晶表示装置を低コストで提供することが可能であると思われる。しかしながら、両者を組み合わせると、特に透過表示においてコントラストの視角特性が悪化することが分かった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、高画質かつ広視野角の表示が得られ、かつ低コストで製造可能な液晶表示装置、及びこれを備えた電子機器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記半透過反射型液晶表示装置に、前方散乱フィルムを組み合わせた構成における狭視角化の問題は、以下の原因によると考えられる。
第１に、半透過反射型液晶表示装置には、従来から透過表示の視角が狭いという問題が存在している。これは、視差が生じないように液晶パネル内面に半透過反射膜を設けている関係で、観察者側に備えた１枚の偏光板のみで反射表示を行わねばならないという制約があり、そのために光学設計の自由度が小さくならざるを得ないためである。
【０００８】
第２に、前記前方散乱フィルムを備えた半透過液晶表示装置では、反射表示では光の散乱による視認性の向上効果が得られるが、透過表示の光も同様に散乱させるため、液晶パネルに対して斜め方向から入射した光の一部が観察者方向（液晶パネル正面方向）に漏れ出て、液晶表示装置の黒レベルを上昇させる結果、コントラストが低下するという問題を有している。そのため、前方散乱フィルムを半透過反射型液晶表示装置に適用すると、元々視角の狭い透過表示において、さらにコントラストの視角特性が悪化し、表示品質を著しく低下させるものであると考えられる。
本発明者は、上記考察に基づき、液晶パネルの前面側に光拡散層を備えた半透過反射型液晶表示装置において、高コントラストかつ広視野角の表示が得られる構成について検討を重ね、本発明を完成するに至った。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、互いに対向して配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層を挟んで両側に上偏光板及び下偏光板が設けられるとともに、１ドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とが設けられた液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、前記上基板又は下基板の液晶層側に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層が設けられ、前記上基板の外面側に光拡散層が設けられており、前記液晶パネルのコントラストの視角特性における半値幅α（°）と、前記光拡散層の散乱特性における半値幅β（°）とが、α≧３βなる関係を満たすことを特徴とする。
このような構成とすることで、上記光拡散層の散乱特性と、前記液晶パネルのコントラストの視角特性とが適切な範囲に制御され、高コントラスト、広視野角の表示が得られる液晶表示装置を提供することができる。尚、上記液晶パネルの視角特性における半値幅αと、前記光拡散層の散乱特性における半値幅βとが、α≧３βなる関係を満たすという条件が適切であることについては、本発明者による検証結果とともに、後述の（発明の実施の形態）に詳しく記載する。
【００１０】
本発明の液晶表示装置では、前記光拡散層のヘイズが２０％以上とされることが好ましい。前記「ヘイズ」とは拡散透過率を全光線透過率で除算して％表示した値である。
上記光拡散層のヘイズを２０％以上とすることで、鏡面感が無く、明るい反射表示を得ることができる。尚、このヘイズの範囲が適切であることを本発明者は実際の液晶表示装置を用いて検証しており、その詳細は後段の（発明の実施の形態）に記載している。
【００１１】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶パネルが、概ねパネル法線方向でコントラストが最大となる視角特性を有している構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、最も高画質の表示が得られる視角と、観察者の視線方向とを概ね一致させることができ、表示の実質的な品質を高めることができる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶パネルにおける最大コントラストが得られる視角方向と、前記光拡散層にその法線方向から入射した光の出射光強度が最大となる方向とが、概ね一致していることが好ましい。このような構成とすることで、前記光拡散層による透過表示のコントラスト低下を抑えることができ、光拡散層を設けることによる透過表示の表示品質の低下を抑えることができる。また、コントラストが最大となる方向で表示輝度が最大となるように液晶表示装置を構成できるため、明るく、高コントラストの透過表示を得ることができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶パネルの視角特性が、当該液晶パネルの正面方向を中心に概ね対称であることが好ましい。このような構成とすることで、光拡散層により表示光が拡散されても、特定方向でコントラストが特に低下することが無くなるので、高コントラストの表示を実現できる。
【００１４】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶層が、負の誘電異方性を有する液晶を含む構成とすることができる。すなわち、初期配向が垂直配向を呈する液晶を用いた液晶表示装置とすることができる。このような構成とすることで、広視野角、高コントラストの透過表示が得られるようになるとともに、前記光拡散層による良好な反射表示が得られ、高画質の半透過反射型液晶表示装置を低コストで提供することができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶層を挟んで上下に電極層が設けられ、前記電極層に、前記液晶の配向を規制する配向規制手段が設けられた構成とすることが好ましい。
初期配向が垂直配向を呈する液晶を用いた液晶表示装置では、電圧の変化により液晶分子が倒れる際、液晶分子が無秩序な方向に倒れると、液晶分子が同一方向に配向された領域（ドメイン）の境界に生じるディスクリネーションラインが、不均一に形成され、液晶パネルを斜め方向から観察した際に、ざらざらとしたシミ状のムラが視認される場合がある。そこで、本構成によれば、上記配向規制手段を上記電極層に設けることで、前記ディスクリネーションラインをドット領域内で固定することができ、もって上記シミ状のムラの発生を防止し、高画質の表示を得ることができる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置では、前記上基板及び下基板に対して、円偏光を入射させる円偏光入射手段が設けられた構成とすることもできる。円偏光を用いれば、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を特に規定する必要がなく、液晶分子が倒れさえすれば、明るい表示を得ることができる。
【００１７】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、高画質かつ広視野角の表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例である。図１は本実施の形態の液晶表示装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図２はＴＦＴアレイ基板の１つのドットの構造を示す平面図、図３は、同、液晶表示装置の構造を示す断面図であって、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。尚、以下の各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１９】
本実施の形態の液晶表示装置において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００２０】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。なお、符号３ｂで示す配線は容量線である。
【００２１】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板（本発明における下基板）の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、画素電極９が設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施の形態において、各画素電極９および各画素電極９を囲むように配置されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域の内側が一つのドット領域であり、マトリクス状に配置された各ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。
【００２２】
データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ｆのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ｆのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。この画素電極９のほぼ中央部に、画素電極９の長辺方向（図示上下方向）に延びる略線状の開口スリット９ａが形成されている。また、半導体層１ｆと走査線３ａとが平面視において交差している領域（図中左上がりの斜線で示す領域）にＴＦＴ３０のチャネル領域１ａが形成されており、走査線３ａはチャネル領域１ａに対向する部分でゲート電極として機能する。
【００２３】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に延びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００２４】
より具体的には、第１遮光膜１１ａは、各々、半導体層１ｆのチャネル領域１ａを含むＴＦＴ３０をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に延びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（すなわち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先端と平面的に重なっている。この重なった箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられている。すなわち、本実施の形態では、第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３によって前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続されている。
【００２５】
図２に示すように、ドット領域の周縁部に沿う矩形枠状の反射膜２０が形成されており、この反射膜２０が形成された領域が反射表示領域Ｒとされ、その内側の反射膜２０が形成されていない領域が透過表示領域Ｔとされている。また、平面視した際に反射膜２０の形成領域を内部に含むドット領域内に、絶縁膜（液晶層厚調整層）が形成されている。図２に符号Ｎで示す反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界領域には、断面視において傾斜面を成す傾斜領域が形成されており、その詳細は図３に示す断面構造を参照して後述する。
【００２６】
次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、ＴＦＴアレイ基板（下基板）１０とこれに対向配置された対向基板（上基板）２５との間に初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなる液晶層５０が挟持された構成を備えた液晶パネル４０と、その背面側（図示下側）に配設されたバックライト（照明装置）６０を主体として構成されている。符号５１は、液晶層５０を構成する液晶分子を模式的に示している。
【００２７】
ＴＦＴアレイ基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａの表面にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射膜２０が部分的に形成されている。上述したように、反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、および透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体１０Ａ上に、カラーフィルターを構成する色材層２２が設けられている。この色材層２２は、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色を呈する色材層が配置されており、隣接する３つのドット領域で１つの画素を構成する。あるいは、反射表示と透過表示とで表示色の彩度が異なるのを補償すべく、反射表示領域と透過表示領域とで色純度を変えた色材層を別個に設けてもよい。
【００２８】
カラーフィルターの色材層２２の上には、ほぼ反射表示領域Ｒに対応する平面位置に絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１は例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度のアクリル樹脂等の有機膜により形成でき、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備えた傾斜領域Ｎを有している。絶縁膜２１が存在しない部分の液晶層５０の厚みが２〜６μｍ程度であるから、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となる。つまり、絶縁膜２１は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、いわゆるマルチギャップ構造を実現している。
本実施の形態の場合、絶縁膜２１の下部の端縁と反射膜２０（反射表示領域）の縁とが平面視で略一致しており、傾斜領域Ｎは反射表示領域Ｒにほぼ含まれている。これにより、前記傾斜領域Ｎにおける液晶層厚の不均一に起因する液晶配向の乱れた領域を、透過表示領域Ｔの外側に配置し、良好な透過表示が得られるように構成されている。
【００２９】
そして、絶縁膜２１の表面を含むＴＦＴアレイ基板１０の表面には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなる平面視略矩形状の画素電極９が形成されている。この画素電極９上に、ポリイミド等からなる配向膜２３が形成されている。図２に示す透過表示領域Ｔの中央部に上下に延びて形成された開口スリット９ａは、図３に示すようにＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９に形成されている。
【００３０】
一方、対向基板２５側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極３１、ポリイミド等からなる配向膜３３が順次形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２５の双方の配向膜２３，３３には、ともに垂直配向処理は施されているが、ラビングなどのプレチルトを付与する手段は施されていない。
図３に示すように、共通電極３１は、ドット領域内でその一部が開口されており、この開口部１８は図２に示す平面図においては、境界領域Ｎの図示上下方向に延びる辺とほぼ重なる位置に形成されている。この開口部１８と、先の開口スリット９ａとは、本実施形態の液晶表示装置において、垂直配向を呈する液晶からなる液晶層５０の電圧変化時の傾倒方向を規制する配向規制手段として作用する。
【００３１】
図４（ａ）は、上記開口スリット９ａと、開口部１８，１８とによる配向規制作用を説明する概略断面図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、電圧変化時に液晶分子５１は、紙面にほぼ垂直に延在する開口部１８，１８、及び開口スリット９ａの幅方向両側に向かって倒れるようになっており、これにより、液晶のドメイン境界が固定され、垂直配向の液晶層を備えた液晶表示装置において表示品質上の問題とされている、斜視時のシミ状のむらを効果的に防止することができ、広い視角範囲で良好な表示が得られるようになっている。
【００３２】
また、上記配向規制手段としては、図４（ｂ）に示すように、紙面にほぼ垂直に延在する凸条２８も適用することができ、このような凸条２８，２８を設けることによっても、良好に液晶分子５１の傾倒方向を制御でき、広い視角範囲で良好な表示が得られるようにすることができる。
さらに、本実施形態では、開口部１８，１８と、傾斜領域Ｎとが平面的に重なる位置に形成されており、このような構成とすることで、前記境界領域Ｎにおける液晶層厚の不均一に起因する表示不良部と、前記開口部１８の平面領域に生じる液晶のドメイン境界とを平面的に重ねることができ、もって液晶表示装置の開口率を高め、明るい表示が得られるようになっている。
【００３３】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側に、基板本体側から位相差板２６、偏光板２７がこの順に設けられ、対向基板２５の外面側には、基板本体側から光拡散層３８、位相差板（上位相差板）３６、偏光板３７がこの順に設けられている。位相差板２６，３６は可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つものであり、この位相差板と偏光板との組み合わせによりＴＦＴアレイ基板１０側および対向基板２５側の双方から液晶層に円偏光が入射され、直線偏光が出射されるようになっている。また、ＴＦＴアレイ基板の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト６０が設置されている。
【００３４】
本実施形態の液晶表示装置に備えられた光拡散層３８としては、その基本構造の面からみると、特開２０００−０３５５０６号公報、特開２０００−０６６０２６号公報、特開２０００−１８０６０７号公報等に開示されている前方散乱フィルムを適宜用いることができる。例えば、特開２０００−０３５５０６号公報に開示されているように、相互に屈折率の異なる２種以上の光重合可能なモノマーまたはオリゴマーの混合物である樹脂シートに、紫外線を斜め方向から照射して特定の広い方向のみを効率良く散乱させる機能と、特定の方向のみを効率良く回折させる機能を持たせたもの、あるいは、特開２０００−０６６０２６号公報に開示されているオンラインホログラフィック拡散シートとして、ホログラム用感光材料にレーザを照射して部分的に屈折率の異なる領域を層構造となるように製造したものなどを適宜用いることができる。
【００３５】
本実施形態の液晶表示装置において、前記光拡散層３８のヘイズは、２０％以上とすることが好ましい。これは、ヘイズを大きくするほど反射表示領域Ｒにおける光拡散性が良好になり、明るく、かつ鏡面感の無い良好な反射表示が得られるようになるためである。以下の表１は、本発明者が、光拡散層３８のヘイズを変えて作製した６種類の液晶パネル４０について、反射表示の明るさ（反射率（％））と、目視観察による鏡面感の有無を評価した結果を示すものである。
表１に示すように、上記光拡散層３８のヘイズを２０％以上とすることで、明るく、かつ鏡面感の無い良好な反射表示が得られることが分かる。
【００３６】
【表１】
2004333645.tif 000003
【００３７】
上記のように、光拡散層３８のヘイズを大きくするほど反射表示の明るさは向上し、鏡面感のない良好な表示が得られるようになるが、それと同時に、透過表示における黒レベル（黒表示の明るさ）は上昇し、透過表示のコントラストが低下する傾向になる。そこで本実施形態に係る液晶表示装置では、上記光拡散層３８の散乱特性と、上記液晶パネル４０の視角特性との組み合わせを最適化することにより、光拡散層を半透過反射型の液晶パネル前面側に設けた場合に生じる視角特性の低下を効果的に防止し、高画質の透過表示が得られるようになっている。
【００３８】
図５は、前記液晶パネル４０（液晶パネルＡ）の視角特性を、等コントラストカーブで示したグラフであり、図６は、前記液晶パネル４０の視角特性を左軸にとり、光拡散層３８の散乱特性を右軸にとったグラフを示している。図５において、「ＣＲ＞１０」の表記が付された領域は、コントラストが１０以上の視角範囲を示している。図６に示す液晶パネル４０のコントラスト分布は、図５の横軸に沿うコントラスト分布と対応している。また、図６において、光拡散層３８としてはヘイズ８０％の前方散乱フィルムを用いており、その散乱特性は、出射光強度の最大値を１００として規格化したものである。
尚、上記液晶パネル４０の視角特性は、光拡散層３８を設けない状態で測定したものである。また、上記光拡散層３８の散乱特性は、図１１に示すように、光拡散層３８の裏面（図示左面）側に配置された光源Ｋから光拡散層３８に光を照射し、光拡散層３８を透過した光の強度を、光拡散層３８の法線方向を中心として図示の点線に沿って移動自在とされた受光器Ｄにより測定したものである。
【００３９】
図６に示すように、本実施形態に係る液晶パネル４０のコントラストの視角特性における半値幅αは、約７０°であり、同図に示す光拡散層３８の散乱特性における半値幅βは、約１０°である。このように、本実施形態に係る液晶表示装置では、α≧３βなる関係を十分に満たし、本発明の要件を備える構成とされている。
このα≧３βなる関係を満たすように、液晶パネル４０及び光拡散層３８の特性を適切に選択することで、高画質、かつ広視野角の表示が得られることを、図７及び図８を参照して説明する。
【００４０】
図７は、上記液晶パネル４０（液晶パネルＡ）の視角特性と、比較サンプルとして用意した液晶パネルＢの視角特性と、光拡散層３８（ヘイズ８０％）の散乱特性とを併記したグラフである。上記液晶パネルＢは、液晶層を挟持する基板と平行に液晶分子が配向された、いわゆるホモジニアス配向の液晶パネルであり、上記液晶パネル４０と同様に、その前面側に光拡散層３８を配設可能に構成されている。尚、上記液晶パネルＢについても、上記視角特性は、光拡散層を備えない構成において測定されたものである。
図７に示すように、液晶パネル４０の視角特性における半値幅αは約７０°、ヘイズ８０％の光拡散層３８の散乱特性における半値幅βは約１０°であり、液晶パネルＢの視角特性における半値幅αは約２０°である。従って、液晶パネル４０とヘイズ８０％の光拡散層３８との組み合わせは、上記α≧３βなる関係を満足する構成であるが、液晶パネルＢとヘイズ８０％の光拡散層３８との組み合わせは、同関係を満足しない構成である。
【００４１】
図８は、上記液晶パネル４０（液晶パネルＡ）及び液晶パネルＢのそれぞれに対して、ヘイズ８０％の前方散乱フィルム、及びヘイズ５０％の前方散乱フィルムを組み合わせた場合の、黒表示の明るさを測定した結果を示すグラフである。尚、図８において、縦軸は、液晶パネルＡ，Ｂの、空気を基準とした透過表示モードの黒表示の明るさ（％）、横軸は視角（°）を示している。
【００４２】
図８に示すように、液晶パネルＡ、液晶パネルＢのいずれにおいても、光拡散層３８のヘイズを大きくすることで、全体的に黒表示の明るさが増加しているが、その増加率は、液晶パネルＡの方が、液晶パネルＢに比して低くなっている。すなわち、以下の表２に示すように、光拡散層を設けない状態に対するコントラストの低下率が、液晶パネルＢでは著しく大きくなっており、上記α≧３βなる関係を満足しない液晶パネルＢとヘイズ８０％の光拡散層との組み合わせでは、光拡散層３８を設けないときのコントラストの５０％以下のコントラストしか得られていない。従って、この構成では、光拡散層３８を設けることによるメリット（反射表示モードの表示品質向上、及び低コスト化）よりも透過表示の劣化によるデメリットの方が強調され好ましくない。
一方、液晶パネルＡでは、先に記載のように、ヘイズ８０％の光拡散層３８と組み合わせた場合であっても、α≧３βなる関係を満たしており、表２に示すように、ヘイズ８０％の光拡散層３８を備える構成においても、２００以上の高コントラストの透過表示が得られている。
【００４３】
【表２】
2004333645.tif 000004
【００４４】
また、本発明者は、液晶パネルの視角特性における半値幅αと、光拡散層βの散乱特性における半値幅βとが、α≧３βなる関係を満たすことで、良好なコントラストの透過表示が得られることを検証するために、液晶パネルのコントラストの視角特性における半値幅αを種々に代えた液晶パネルを作製し、ヘイズの異なる２種類の光拡散層と組み合わせた場合のコントラストの変化について調査した。表２は、上記半値幅αが、１０°〜８０°の５種類の液晶パネルと、ヘイズ３０％の光拡散層（β＝８°）とを、それぞれ組み合わせた場合の透過表示モードのコントラストの測定結果である。また、表４は、上記半値幅αが、１０°〜１００°の４種類の液晶パネルと、ヘイズ９０％の光拡散層（β＝２０°）とを、それぞれ組み合わせた場合の透過表示モードのコントラストの測定結果である。尚、表３及び表４に記載されているコントラストの値は、上記光拡散層を設けない場合の液晶パネルのコントラストを１００として規格化したものである。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
【表４】
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【００４７】
表３及び表４に示すように、本発明の要件であるα≧３βなる関係を満たす範囲（表３ではα≧３０°の範囲、表４ではα≧６０°の範囲）となるように、液晶パネルのコントラストの視角特性、及び光拡散層の散乱特性（ヘイズ）を選択するならば、光拡散層を設けることによる透過表示のコントラストの低下率を５０％以下に抑えることができ、透過表示の画質低下を抑えつつ、光拡散層を設けることによる反射表示の視認性向上効果と、液晶パネルの低コスト化というメリットを享受できる。
【００４８】
また、上記実施形態の液晶表示装置では、図６に示すように、液晶パネル４０のコントラストの視角特性において、コントラストが最大となる方向（視角）と、光拡散層３８の出射光が最大となる方向（視角）とがほぼ一致している。このような構成とすることで、光拡散層３８による透過表示のコントラスト低下を効果的に抑えることができるとともに、コントラストが最大となる方向における光を有効に利用され、高画質の表示が得られるようになる。
【００４９】
図９は、先の液晶パネルＡ（液晶パネル４０）の視角特性と、光拡散層３８（ヘイズ８０％）の散乱特性とともに、比較サンプルとして用意した液晶パネルＣの視角特性を示したグラフであり、図１０は、図９に示す液晶パネルＣの等コントラストカーブである。図１０において、「ＣＲ＞１０」の表記が付された領域は、先の図５と同様に、コントラストが１０以上の視角範囲を示している。上記液晶パネルＣは、液晶層を挟持する基板と平行に液晶分子が配向された、いわゆるホモジニアス配向の液晶パネルであり、上記液晶パネル４０と同様に、その前面側に光拡散層３８を配設可能に構成されている。尚、上記液晶パネルＣについても、上記視角特性は、光拡散層を備えない構成において測定されたものである。
【００５０】
図９及び図１０に示すように、比較サンプルの液晶パネルＣでは、コントラストが最大となる方向が、視角約１５°に位置している。このような液晶パネルＣと、図９に示す散乱特性を有する光拡散層３８を組み合わせた場合、元々コントラストが低い液晶パネル正面方向でのコントラストをさらに低下させ、またコントラストが最大となる方向では散乱光による低輝度の表示となるので、光拡散層３８による透過表示の劣化というデメリットが強調されるため好ましくない。これに対して、図９に示すように、コントラストが最大となる方向と、出射光強度が最大となる方向が一致している液晶パネルＡと、光拡散層３８とを組み合わせることで、パネル正面方向におけるコントラストの低下を最小限に抑えることができる。
【００５１】
また、図６及び図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置においては、液晶パネル４０のコントラストが最大となる方向は、パネル法線方向とすることが好ましい。このような構成とすることで、上記のように光拡散層３８と組み合わせた場合に、透過表示のコントラスト低下を効果的に抑制できるとともに、通常、観察者が配されるパネル正面方向で最大コントラストが得られるようになり、観察者に対して良好な表示を提供できる。
さらには、本実施形態の液晶表示装置に備えられた液晶パネル４０のように、パネル法線方向（視角０°）を中心としてほぼ対称な視角特性を有していることが好ましい。このような構成とすることで、前記光拡散層３８によって表示光が拡散されても、特定方向でコントラストが特に低下することが無くなるので、高コントラストの表示を実現できる。
【００５２】
（電子機器）
図１２は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいは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、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、広視野角で高コントラストの表示が可能であり、かつ低コストに製造可能な表示部を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態の液晶表示装置の回路構成図。
【図２】図２は、同、平面構成図。
【図３】図３は、同、断面構成図。
【図４】図４（ａ）は、実施形態に係る配向規制手段である開口部及び開口スリットの作用を示す説明図、図４（ｂ）は、前記配向規制手段として凸条を設けた例を示す説明図。
【図５】図５は、実施形態に係る液晶パネルの等コントラストカーブ。
【図６】図６は、液晶パネルＡのコントラストの視角特性と、光拡散層の散乱特性とを示すグラフ。
【図７】図７は、液晶パネルＡ，Ｂのコントラストの視角特性と、光拡散層の散乱特性とを示すグラフ。
【図８】図８は、液晶パネルＡ，Ｂの、光拡散層のヘイズの変化に伴う視角特性変化を示すグラフ。
【図９】図９は、液晶パネルＡ，Ｃのコントラストの視角特性と、光拡散層の散乱特性とを示すグラフ。
【図１０】図１０は、図９に示す液晶パネルＣの等コントラストカーブ。
【図１１】図１１は、光拡散層の散乱特性の測定方法の説明図。
【図１２】図１２は、電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
Ｒ  反射表示領域、  Ｔ  透過表示領域、１０  アレイ基板、  ２５  対向基板、３８  光拡散層、４０  液晶パネル（Ａ）、５０  液晶層、９ａ  開口スリット、１８  開口部、２０  反射層、２１  絶縁膜（液晶層厚調整層）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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