(57)【要約】【課題】  フロントライト使用時のパネルの正面輝度を高めることを目的とする。【解決手段】  フロントライト２０と液晶パネル１０との間に軸外し異方性散乱層３０を設ける。この軸外し異方性散乱層３０は、その層内において屈折率の異なる部位３０ａ，３０ｂが不規則な形状，厚さで概ね帯状に分布され、特定の断面において上記帯状の部位３０ａ，３０ｂの延びる方向が層の主面に対して傾斜した構造を有する。本発明では、この特定の断面においてフロントライト２０の光源２１をその導光体２２の左側に配置したときに、軸外し異方性光散乱層３０の帯状部位３０ａ，３０ｂの延びる方向を概ね右上から左下に向かう方向に規定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板に液晶を挟持してなる液晶パネルと、
一方の前記基板の液晶側または液晶に対して反対側に配置されてなる反射層と、
前記他方の基板の液晶に対して反対側に配置されてなるフロントライトと、
前記フロントライトと前記反射層との間に配置されてなり、前記フロントライトから出射された後に前記反射層で反射された光が所定の角度で入射する光学手段と、
を備え、
前記光学手段は、前記所定の角度で入射した光を入射時の角度からずらして出射させることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記光学手段は、前記所定の角度で入射した光を散乱させるとともに入射時の角度からずらして出射させ、前記所定の角度以外の角度で入射した光を透過させ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】
上記光学手段は、その層内において屈折率の異なる部位が不規則な形状と厚さで概ね帯状に分布され、上記部位が層の主面に対して傾斜した構造をなすことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記液晶パネルは他方の基板の外面側に偏光板を有し、上記光学手段は上記偏光板と上記他方の基板との間に配置されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記液晶パネルの前記他方の基板と上記フロントライトとの間に前方散乱層が配置されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
上記液晶パネルは前記他方の基板の外面側に偏光板を有し、上記前方散乱層は上記偏光板と上記上基板との間に配置されたことを特徴とする、請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記反射層が拡散反射層からなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ等の携帯用途として、外光反射を利用して表示を行なう反射型の液晶表示装置が普及している。この種の液晶表示装置では、暗所での利用を可能とするために、パネルの前面にフロントライトを備えた構造のものが広く採用されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−１５８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶パネルをフロントライトで照明する場合、パネルからの反射光が鉛直方向に揃っていると、正面での輝度が明るくなり、表示が見やすくなる。しかし、実際の光はフロントライトから出てきた時点でいくらかの角度がついており、従って反射光もパネル正面以外の斜め方向にかなりの量が出て行く。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、斜め方向に出て行く光を少なくして正面輝度を高めるようにした液晶表示装置、及びこの液晶表示装置を備えた電子機器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】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、一対の基板に液晶を挟持してなる液晶パネルと、一方の前記基板の液晶側または液晶に対して反対側に配置されてなる反射層と、前記他方の基板の液晶に対して反対側に配置されてなるフロントライトと、前記フロントライトと前記反射層との間に配置されてなり、前記フロントライトから出射された後に前記反射層で反射された光が所定の角度で入射する光学手段と、を備え、前記光学手段は、前記所定の角度で入射した光を入射時の角度からずらして出射させることを特徴とする。
本構成では、反射層で斜め方向に反射された光を観察方向（例えばパネルに垂直な方向）にずらして出射させることができるため、明るい表示が可能となる。
【０００５】
前記光学手段は、前記所定の角度で入射した光を散乱させるとともに入射時の角度からずらして出射させ、前記所定の角度以外の角度で入射した光を透過させることが好ましい。このように光学手段に光散乱機能をもたせることで、表示の視認性を高めることができる。また本構成では、反射層で反射される前の光（即ち、フロントライトから入射された直後の光）ではなく、反射後の光を散乱させるため、拡散反射層を用いなくても外光の映り込みを防止することができる。つまり、反射前の光を散乱させた場合には、外光の映り込みを防ぐために反射層を拡散反射層とする必要があるが、この場合、フロントライトから入射された光は光学手段と反射層によって計２回散乱されることとなるため、表示輝度は小さくなってしまう。これに対して、本構成では反射後の光を散乱しているので拡散反射層が不要になり、光の散乱回数を１回で済ますことができる。
【０００６】
なお、上記光学手段としては、その層内において屈折率の異なる部位が不規則な形状と厚さで概ね帯状に分布され、上記部位が層の主面に対して傾斜した構造をなすフィルムを用いることができる。このようなフィルムとしては、例えば特開２００１−１２４９０６号公報に記載の軸外し異方性光散乱フィルム等がある。この軸外し異方性散乱フィルムは、所定角度で入射した光の軸を入射時の角度からずらして透過させる機能（軸外し機能）を有する。すなわち、その帯状部分の延在方向に概ね平行な方向に入射した光に対しては光散乱層として機能し、しかも、その散乱光の光軸方向を正反射方向からずらして透過する。一方、これとは異なる方向から入射された光については光散乱を生じることなくそのまま透過させる。本構成では、例えばフロントライトの光源を導光体の左側に配置したときに、この軸外し異方性散乱フィルムを、その帯状部位の延在方向が概ね右側から左下に向かう方向となるように配置することで、これを上述の光学手段として機能させることができる。つまり、フロントライトの光源を導光体の左側端部に配置した場合、光源から入射された光は導光体の左側から右側に伝播していくため、この光が導光体の下面側から出射される際には、その光の出射方向は左上から右下に向かう方向となる。このため、上記帯状部分が右上から左下に延びていた場合には、軸外し異方性散乱フィルムは、フロントライトからの入射光に対しては散乱性を示さず、反射層からの反射光に対してのみ散乱性を示すこととなる。
【０００７】
なお、上述の光学手段の設置位置は、フロントライトと液晶パネルの反射層との間の位置であれば特に限定されない。例えば上記他方の基板の外面側（液晶層と反対側）に偏光板がある場合には、上記光学手段を、この偏光板の上（即ち、上記一方の基板とフロントライトとの間）、或いは、上記一方の基板と偏光板との間に配置することができる。
【０００８】
また、光学手段による散乱（例えば、光学手段として軸外し異方性散乱フィルムを用いた場合等）が弱い場合には、フロントライトと反射層との間に前方散乱層を設けてもよい。前方散乱層は散乱強度の向上によって視野角を広げるだけでなく、導光体の持つ周期的なパターンと液晶パネルの周期的な画素構造によるモアレを見えにくくする効果も持つ。この前方散乱層は、表示ボケを防ぐために、なるべく反射層に近づけて配置することが好ましい。例えば、上記光学手段を偏光板の上に配置した場合には前方散乱層を偏光板と上記他方の基板との間に配置し、上記光学手段を偏光板と上記他方の基板との間に配置した場合には前方散乱層をこの光学手段と上記他方の基板との間に配置することが好ましい。また同様の理由で、前方散乱層を設けない場合には、光散乱機能を有する光学手段（例えば軸外し異方性散乱フィルム）を偏光板と上記他方の基板との間に設け、この光学手段と反射層とをなるべく近づけることが望ましい。なお、視野角を広げる手段としては、上述のように前方散乱層を設ける以外に、上記反射層を拡散反射層とした構成を用いることも可能である。
【０００９】
また、本発明の電子機器は、上述の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。これにより、明るい表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。図１において、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶パネル１０の前面にフロントライト２０を備えた反射型の液晶表示装置である。
【００１１】
液晶パネル１０は、対向して配置された下基板１１と上基板１２との間に液晶層１３を挟持しており、上基板１２の外面側（液晶層１３と反対側）に偏光板１４が設けられており、下基板１１の内面側（液晶層１３側）には反射層１１ａが形成されている。また、図示を省略したが、下基板１１及び上基板１２の内面側には、液晶層１３の配向状態を制御するための電極や配向膜が設けられており、場合によってはカラー表示を行なうためのカラーフィルタ層を設けてもよい。
フロントライト２０は、導光体２２と、導光体２２の側端面に配設された光源２１とを備えている。
【００１２】
本実施形態では、このフロントライト２０と液晶パネル１０との間に軸外し異方性散乱層（光学手段）３０が設けられている。この軸外し異方性散乱層３０は、所定角度で入射した光を散乱させるとともに、入射時の光軸とずれた方向の光軸を有する透過光として出射させる機能（軸外し機能）を有するものである。この軸外し異方性光散乱層３２としては、例えば特開２００１−１２４９０６号公報に記載の軸外し異方性光散乱フィルムを使用することができる。すなわち、軸外し異方性光散乱層３０は、その層内において屈折率の異なる部位３０ａ，３０ｂが不規則な形状，厚さで分布され、特定の断面においてこの帯状の部位３０ａ，３０ｂの延びる方向が層の主面に対して傾斜し且つその傾斜方向が層厚方向で徐々に変化した構造を有している。
【００１３】
図５はこの軸外し異方性散乱層３０の作用を説明するための模式図である。
図５（ａ）に示すように、この軸外し異方性散乱層３０に対して、光が上記帯状部分３０ａ，３０ｂの延在方向に概ね沿う方向（即ち、層３０の法線方向に対して角度φ１をなす方向）に入射されると、この入射光は屈折率の異なる部位同士の界面で順次屈折され、入射方向とは異なる方向（層３０の法線方向に対して角度φ２をなす方向）に出射される。この際、屈折率の異なる部位３０ａ，３０ｂが不規則な形状，厚さで分布しているので、出射方向には大きな分布ができ、光はこの方向で強く散乱されることとなる。
一方、光が上記帯状部位３０ａ，３０ｂの延在方向に対して概ね垂直に入射されると、この入射光は屈折率の異なる部位同士の界面に垂直に入射されることから、層３０によって殆ど屈折（即ち、散乱）されずに、そのまま透過することとなる。
【００１４】
本実施形態の液晶表示装置では、軸外し異方性散乱層３０において光散乱を生じさせる方向と、反射表示において高輝度が得られる視角方向とが一致するように設計されている。具体的には、散乱光の中心軸の方向が液晶パネル１０の法線方向と一致する（即ち、φ２＝０°）ように軸外し異方性光散乱層３０の特性が調整されている。このため、本構成では、反射層１１ａによって反射された光を、その正反射方向であるパネル斜め方向ではなく、主としてパネル１０の鉛直方向に出射させることができる。よって、正面輝度の高い明るい表示が可能となる。
【００１５】
なお、本実施形態では、軸外し異方性散乱層３０の設置位置を偏光板３０とフロントライト２０との間としたが、この代わりに、図２のように、軸外し異方性散乱層３０を上基板１２と偏光板１４との間に配置することもできる。軸外し異方性散乱層３０は光散乱性を有することから表示ボケの原因となるが、これを反射層１１ａになるべく近づけることで、このような表示ボケを極力防ぐことができる。
【００１６】
また、軸外し異方性散乱層３０の散乱が弱い場合には、図３のように、フロントライト２０と反射層１１ａとの間に前方散乱層１５を設けてもよい。この前方散乱層１５は、散乱能を高めるために配置するものであって、軸外し異方性散乱層３０のように散乱方向に指向性を持たせる必要はない。この前方散乱層１５は、表示ボケを防ぐために、なるべく反射層１１ａに近づけて配置することが好ましい。図３では、軸外し異方性散乱層３０を偏光板１４とフロントライト２０との間に配置し、この軸外し異方性散乱層３０よりも散乱性能の高い前方散乱層１５を上基板１２と偏光板１４との間に配置している。なお、前方散乱層１５は、散乱強度の向上によって視野角を広げるだけでなく、導光体２２の持つ周期的なパターンと液晶パネル１０の周期的な画素構造によるモアレを見えにくくする効果も持っている。
【００１７】
また、同様の趣旨で表示の視野角を広げる場合には、上述のように前方散乱層１５を設ける代わりに、図４に示すように、液晶パネル１０の反射層を拡散反射層１１ｂとしてもよい。勿論、前方散乱層と拡散反射層とを併用することも可能である。
【００１８】
［電子機器］
次に、上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。
本例の電子機器は表示部に上記液晶表示装置を備えているので、明るい表示が可能となる。
【００１９】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は１ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とを備えた半透過反射型の液晶表示装置に対して適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面構造を示す模式図。
【図２】同、液晶表示装置の他の構成例を示す断面模式図。
【図３】同、液晶表示装置の他の構成例を示す断面模式図。
【図４】同、液晶表示装置の他の構成例を示す断面模式図。
【図５】同、液晶表示装置に備えられる軸外し異方性散乱層の作用を説明するための図。
【図６】本発明の電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・液晶表示装置、１０・・・液晶パネル、１１・・・下基板（一方の基板）、１１ａ・・・反射層、１１ｂ・・・拡散反射層、１２・・・上基板（他方の基板）、１３・・・液晶層、１４・・・偏光板、１５・・・前方散乱層、２０・・・フロントライト、２１・・・光源、２２・・・導光体、３０・・・軸外し異方性散乱層（光学手段）、３０ａ，３０ｂ・・・帯状部位、１０００・・・電子機器
【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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