(57)【要約】      （修正有） 【課題】広視野角の半透過半反射形液晶表示装置を提供する。【解決手段】半透過半反射型液晶表示装置１は、 光源側偏光板１８０及び観察者側偏光板１００と、光源側偏光板１８０と観察者側偏光板１００との間に設けられた液晶層１４０と、光源側偏光板１８０の後方に設けられた光源１９０と、光源側偏光板１８０と液晶層１４３との間に設けられた半透過反射層１５０と、観察者側偏光板１００と半透過反射層１５０との間に設けられた観察者側位相差板１２０と、光源側偏光板１８０と半透過反射層１５０との間に設けられた光源側位相差板１７０と、観察者側偏光板１００と半透過反射層１５０との間に設けられ、反射表示モードのときに、半透過反射層１５０で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層１５０を透過して液晶層１４３及び観察者側位相差板１００を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層１１０と、を備えている。【選択図】図１
2005241802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射表示モードと透過表示モードとを切り替えて画像表示する液晶表示装置であって、
光源側偏光板及び観察者側偏光板と、
上記光源側偏光板と上記観察者側偏光板との間に設けられた液晶層と、
上記光源側偏光板の後方に設けられた光源と、
上記光源側偏光板と上記液晶層との間に設けられ、上記観察者側偏光板から入射して上記液晶層を通過した光を反射する一方、上記光源から出射して上記光源側偏光板を通過した光を透過する半透過反射層と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層で反射して上記液晶層を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する観察者側位相差板と、
上記光源側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する光源側位相差板と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層と、
を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層が、ポリマー分散型液晶層で構成されている液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層である上記ポリマー分散型液晶層が、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過するように、該光拡散透過層に所定の電圧を印加して、該光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路を有する液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層である上記ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能に構成されている液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過半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、携帯電話等の普及に伴い、色再現性がよく、消費電力の少ない半透過半反射型液晶表示装置の需要が増大している。
【０００３】
図７は、従来の半透過半反射型液晶表示装置２の断面図である。
【０００４】
半透過半反射型液晶表示装置２は、観察者側偏光板２００と、光源側偏光板２８０とを有する。
【０００５】
光源側偏光板２８０の後方には、光源２９０が設けられている。光源２９０は、例えば、直下式バックライトや、エッジライト式バックライト等により構成され、半透過半反射型液晶表示装置２を透過表示モードにより画像表示させるときに、ＳＴＮ液晶セル２４０全体に均一に光を供給する機能を有する。
【０００６】
観察者側偏光板２００と光源側偏光板２８０との間には、画像を表示するためのＳＴＮ液晶セル２４０が設けられている。
【０００７】
観察者側偏光板２００とＳＴＮ液晶セル２４０との間には、観察者側位相差板２２０と、基板２３０が設けられている。
【０００８】
観察者側位相差板２２０は、半透過反射層２５０で反射され、ＳＴＮ液晶セル２４０を通過した光が観察者側偏光板２００から出射されるように位相変調する機能を有する。
【０００９】
ＳＴＮ液晶セル２４０と光源側偏光板２８０との間には、半透過反射層２５０が設けられている。半透過反射層２５０は、例えば、例えば、アルミニウムや銀等からなる金属全反射層に金属全反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口を設けたものや、アルミニウムや銀等の金属薄膜ハーフミラー等により形成されている。従って、半透過反射層２５０は、観察者側偏光板２００から入射し、ＳＴＮ液晶セル２４０を通過した光を反射する一方、光源２９０から出射して光源側偏光板２８０を透過した光を透過する機能を有する。
【００１０】
半透過反射膜２５０と光源側偏光板２８０との間には、基板２６０と、光源側位相差板２７０が設けられている。光源側位相差板２７０は、光源２９０から出射され、半透過反射層２５０を透過し、ＳＴＮ液晶セル２４０と観察者側位相差板２２０とを透過した光を観察者側偏光板２００から出射されるように位相変調する機能を有する。
【００１１】
従って、半透過半反射型液晶表示装置２は、その周囲が明るく、観察者側偏光板２００から入射する外部光が豊富な場合には、光源２９０を点灯せず、観察者側偏光板２００から入射する外部光を半透過反射層２５０により反射することで画像表示する反射表示モードにより画像表示を行うことができる。
【００１２】
また、半透過半反射型液晶表示装置２は、その周囲が暗く、観察者側偏光板２００から入射する外部光が少ない場合には、光源２９０を点灯し、光源２９０から出射され半透過反射層２５０を透過した光により画像表示する透過表示モードにより画像表示を行うことができる。
【００１３】
半透過半反射型液晶表示装置２を反射表示モードにより画像表示する場合には、観察者側偏光板２００から入射する外部光は、位相差板２２０と、基板２３０と、ＳＴＮ液晶セル２４０とを透過し、半透過反射層２５０により観察者側に反射される。半透過反射層２５０により反射された光は、再度ＳＴＮ液晶セル２４０と、基板２３０と、位相差板２２０とを透過し、観察者側偏光板２００から観察者側に出射する。
【００１４】
半透過反射層２５０の観察者側の表面が鏡面に構成されている場合は、観察者側偏光板２００から入射した光は、半透過反射層２５０によりほとんどの光が正面反射方向のみに反射され、観察者側偏光板２００から出射される。よって、半透過反射層２５０により反射される光は強い指向性を示す。従って、半透過半反射型液晶表示装置２の視野角は非常に狭いという問題がある。
【００１５】
このような問題に鑑み、半透過反射層と観察者側偏光板との間に、半透過反射層により反射された光を拡散する光拡散層を備えた半透過半反射型液晶表示装置（例えば、特許文献１）や、半透過反射層の観察者側の表面に凹凸形状を形成し、観察者側偏光板から入射した光を拡散反射する機能を付与した半透過反射層を備えた半透過半反射型液晶表示装置が提案されている。
【００１６】
これらの半透過半反射型液晶表示装置のうち、光拡散層を備えた液晶表示装置は、光拡散機能を付与した半透過反射層を有する液晶表示装置よりシンプルな構造であり、安価に製造することができるため、特に研究開発が盛んに行われている。
【００１７】
図８は、特許文献１に記載された光拡散層３０４を有する半透過半反射型液晶表示装置３の断面図である。
【００１８】
半透過半反射型液晶表示装置３は、液晶セル３０３と、光源３０８とを有する。
【００１９】
光源３０８の上には、光源３０８から出射される光を拡散する機能を有するプリズムシート３０６と光拡散シート３０７とが設けられている。
【００２０】
液晶セル３０３の上には、光吸収型偏光フィルム３０１と、液晶セル３０３を透過し光吸収型偏光フィルム３０１から光が出射されるように位相変調する機能を有する位相差板３０２とが設けられている。
【００２１】
さらに光吸収型偏光フィルム３０１の上には、反射防止処理付きハードコート保護フィルム３００が設けられている。
【００２２】
光源３０８と液晶セル３０３との間には、反射型偏光層３０５が設けられている。反射型偏光層３０５は、観察者側から入射する光を反射する一方、光源３０８から出射される光を透過する機能を有する。
【００２３】
プリズムシート３０６と反射型偏光層３０５との間には、光拡散層３０４が設けられている。光拡散層３０４は、観察者側から入射する光と、光源３０８から出射される光の双方を拡散する機能を有する。
【００２４】
半透過半反射型液晶表示装置３を反射表示モードにより画像表示する場合には、光源３０８から出射された光は、光拡散シート３０７とプリズムシート３０６により拡散された後、反射型偏光層３０５に入射する。反射型偏光層３０５に入射した光は、反射型偏光層３０５によって直線偏光にされ、前方散乱性の光拡散層３０４によって散乱出射光となって、液晶セル３０３に入射する。液晶セル３０３に入射した光は、位相差板３０２と、光吸収型偏光フィルム３０１と、反射防止処理付きハードコート保護フィルム３００とを透過して、観察者側に出射しる。従って、半透過半反射型液晶表示装置３からの出射光は強い指向性を示さず、半透過半反射型液晶表示装置３は広い視野角を実現することができると記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２３５６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、半透過半反射型液晶表示装置３を透過表示モードにより画像表示する場合には、光源３０８から出射され、拡散シート３０７とプリズムシート３０６とによって拡散された光は、前方散乱性の光拡散層３０４によってさらに拡散され、液晶セル３０３に入射する。従って、半透過半反射型液晶表示装置３は、透過表示モードにより画像表示する場合、正面輝度が低く、コントラストが小さいという問題がある。
【００２６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードとにより画像表示することができる半透過型半反射型液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、反射表示モードと透過表示モードとを切り替えて画像表示する液晶表示装置であって、
光源側偏光板及び観察者側偏光板と、
上記光源側偏光板と上記観察者側偏光板との間に設けられた液晶層と、
上記光源側偏光板の後方に設けられた光源と、
上記光源側偏光板と上記液晶層との間に設けられ、上記観察者側偏光板から入射して上記液晶層を通過した光を反射する一方、上記光源から出射して上記光源側偏光板を通過した光を透過する半透過反射層と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層で反射して上記液晶層を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する観察者側位相差板と、
上記光源側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する光源側位相差板と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層と、
を備えていることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、半透過反射層と観察者側偏光板との間に、反射表示モードのときに、半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層を透過して液晶層及び観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層が設けられている。
【００２９】
従って、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置で反射表示モードにより画像表示する場合は、観察者側偏光板から入射した光は、光拡散透過層により拡散された後、観察者側位相差板と、液晶層とを透過し、半透過反射層で反射される。半透過反射層で反射された光は、液晶層と、観察者側位相差板とを透過した後、光拡散透過層によってさらに拡散され、観察者側偏光板から出射する。よって、観察者側偏光板から出射する光は指向性を示さず、視野角が広く視認性が良好な反射表示が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００３０】
また、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置で透過モードにより画像表示する場合は、光源から出射した光は、光源側偏光板と、光源側位相差板と、半透過反射層と、液晶層と、観察者側位相差板とを透過した後、光拡散透過層に入射する。光拡散透過層に入射した光は、光拡散透過層により拡散されることなく光拡散透過層を透過する。よって、光源からの出射光は過剰に拡散されることなく、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００３１】
また、本発明においては、光拡散透過層が、ポリマー分散型液晶層で構成されているものであっても構わない。
【００３２】
この構成によれば、透過表示モードと反射表示モードとの切り替えをポリマー分散型液晶層への印加電圧の制御により容易に行うことができる。従って、光拡散透過層の制御に複雑な機構を必要とせず、製造が容易であり、操作性の良好な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００３３】
また、本発明においては、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶層が、反射表示モードのときに、半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層を透過して液晶層及び観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過するように、光拡散透過層に所定の電圧を印加して、光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路を有するものであることが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、表示用液晶の駆動とは独立して、光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路が設けられている。
【００３５】
そのため、表示用液晶を駆動している最中においても、ポリマー分散型液晶層を表示用液晶の駆動とは独立して駆動することができる。よって、表示用液晶の表示状態に関わらず、半透過半反射型液晶表示装置の反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを任意に行うことができる。
【００３６】
また、本発明においては、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能に構成されていても構わない。
【００３７】
この構成によれば、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能することにより、ポリマー分散型液晶層の光の拡散度合いを連続的に調整することができる。
【００３８】
ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向が無秩序になるにつれて、半透過反射層により反射され観察者側偏光板から出射する光の拡散度合いが強くなる。よって、半透過半反射型液晶表示装置の視野角は広く、正面輝度は小さくなる。一方、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子が配向するに従って、半透過反射層により反射され観察者側偏光板から出射する光の拡散度合いが弱くなる。よって、半透過半反射型液晶表示装置の視野角は狭く、正面輝度は大きくなる。
【００３９】
従って、この構成によれば、視野角や正面輝度を任意に調整することができる半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上のとおり、本発明によれば、反射表示モードにより画像表示するときは半透過反射膜により反射された光を拡散し、一方、透過表示モードにより画像表示するときには光源から出射された光の拡散を防止して透過する機能を有する半透過反射層を有するので、製造が容易であり、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードとにより画像表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係る半透過半反射型液晶表示装置１の断面図である。
【００４３】
図２は、半透過半反射型液晶表示装置１を反射表示モードで画像表示する場合の観察者側偏光板１００から入射する光の光路を示す断面図である。
【００４４】
図３は、半透過半反射型液晶表示装置１を透過表示モードで画像表示する場合の光源１９０から出射される光の光路を示す断面図である。
【００４５】
半透過半反射型液晶表示装置１は、観察者側偏光板１００と、光源側偏光板１８０とを有する。観察者側偏光板１００と、光源側偏光板１８０とは、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する。
【００４６】
観察者側偏光板１００と、光源側偏光板１８０との間には、画像を表示するためのＳＴＮ液晶セル１４０が設けられている。ＳＴＮ液晶セル１４０は、基板１３０と、透明電極１４１と、配向膜１４２と、ＳＴＮ液晶層１４３と、配向膜１４４と、透明電極１４５と、オーバーコート層１４６と、カラーフィルタ１４７と、半透過反射膜１５０と、基板１６０と、を備えている。
【００４７】
透明電極１４１と透明電極１４５とは、配向膜１４２と配向膜１４４とにより狭持されたＳＴＮ液晶層１４３を狭持するように設けられている。透明電極１４１と透明電極１４５とは、例えば、酸化インジウムに１〜５重量パーセントの酸化スズを添加したインジウムスズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略することがある。）等からなり、ＳＴＮ液晶層１４３に電圧を印加する機能を有する。
【００４８】
配向膜１４２と配向膜１４４とは、ＳＴＮ液晶層１４３を狭持するように設けられている。配向膜１４２と配向膜１４４とは、例えば、布などで一定方向に擦ること等によりラビング処理したポリイミド等の薄膜により構成されており、棒状の液晶分子をラビング方向に配向させる機能を有する。
【００４９】
ＳＴＮ液晶セル１４０は、配向膜１４２と配向膜１４４とは、約１８０〜２７０°ねじれたラビング方向を持つように構成されている。従って、ＳＴＮ液晶層１４３中に分散された液晶分子は、約１８０〜２７０°ねじれ構造を有する。
【００５０】
オーバーコート層１４６は、例えば、アクリル系樹脂等からなり、カラーフィルタ１４７の表面に存在する凹凸を平坦化し、液晶表示の立ち上がりを均一にする効果を奏する。
【００５１】
光源側偏光板１８０の後方には、光源１９０が設けられている。光源１９０は、例えば、直下式バックライトや、エッジライト式バックライト等により構成され、半透過半反射型液晶表示装置１を透過表示モードにより画像表示させるときに、ＳＴＮ液晶セル１４０全体に均一に光を供給する機能を有する。
【００５２】
光源側偏光板１８０とＳＴＮ液晶層１４３との間には、半透過反射層１５０と、基板１６０と、位相差板１７０とが設けられている。
【００５３】
位相差板１７０は、光源１９０から出射されてＳＴＮ液晶セル１４０を透過した光を観察者側偏光板１００から出射されるように位相変調する機能を有する。
【００５４】
半透過反射層１５０は、例えば、例えば、アルミニウムや銀等からなる金属全反射層に金属全反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口を設けたものや、アルミニウムや銀等の金属薄膜ハーフミラー等により形成されている。
【００５５】
従って、半透過反射層１５０は、観察者側偏光板１００から入射し、ＳＴＮ液晶層１４３を通過した光を反射する一方、光源１９０から出射して光源側偏光板１８０を透過した光を透過する。
【００５６】
よって、半透過反射層１５０を用いることにより、透過表示モードと反射表示モードとを切り替えて画像表示することができる半透過半反射型液晶表示装置１を実現することができる。
【００５７】
観察者側偏光板１００とＳＴＮ液晶セル１４０との間には、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル１１０と、位相差板１２０とが設けられている。
【００５８】
位相差板１２０は、半透過反射層１５０で反射されＳＴＮ液晶層１４３を透過した光を観察者側偏光板１００から出射されるように位相変調する機能を有する。
【００５９】
ポリマー分散型液晶セル１１０は、光拡散透過層としての機能を有し、基板１１１と、基板１１５と、基板１１１と基板１１５との間に設けられたポリマー分散型液晶層１１３と、ポリマー分散型液晶層１１３を狭持するように設けられた透明電極１１２と透明電極１１４と、を備えている。
【００６０】
基板１１１と、基板１１５と、上述の、基板１３０と、基板１６０とは、例えば、ガラス基板や樹脂製の基板等の透光性基板からなる。樹脂製の基板を用いた場合は、薄く、フレキシブルな半透過半反射液晶表示装置１を実現することができる。
【００６１】
ポリマー分散型液晶層１１３は、一軸性を持つポリマー１１７中に、液晶分子１１６を分散した層である。
【００６２】
液晶分子１１６は、電極方向に配向した場合、ポリマー１１７と同一の屈折率を有し、電極方向に配向していない場合は、ポリマー１１７と異なる屈折率を有するように形成されている。
【００６３】
電圧無印加状態では、ポリマー１１７中に液晶分子１１６がランダムな方向を向いて存在しており、ポリマー１１７と液晶分子１１６との屈折率が異なる。そのため、ポリマー分散型液晶層１１３は入射した光を拡散する機能を有する。
【００６４】
一方、所定の電圧を印加した状態では、液晶分子１１６が電極方向に配向し、ポリマー１１７の屈折率と液晶分子１１６の屈折率とが等しくなる。そのため、ポリマー分散型液晶層１１３に入射した光は、ポリマー分散型液晶層１１３により拡散されることなく透過する。
【００６５】
従って、ポリマー分散型液晶セル１１０は、反射表示モードのときは、図２に示すように、ポリマー分散型液晶セル１１０に電圧を印加しないことにより、半透過反射層１５０で反射された光を拡散することができ、一方、透過表示モードのときは、図３に示すように、ポリマー分散型液晶セル１１０に所定の電圧を印加することにより、半透過反射層１５０とＳＴＮ液晶セル１４０と観察者側位相差板１２０とを透過した光を拡散を阻止して透過することができる。
【００６６】
よって、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル１１０を用いることにより、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードにより画像表示することができる半透過型半反射型液晶表示装置１を提供することができる。
【００６７】
上述のように、ポリマー分散型液晶セル１１０は、印加電圧を制御することにより、半透過半反射型液晶表示装置１の反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを容易に行うことができる。
【００６８】
従って、光拡散透過層としてポリマー分散型液晶セル１１０を用いることにより、反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを容易に行うことができる半透過半反射型液晶表示装置１を実現することができる。
【００６９】
また、ポリマー分散型液晶セル１１０には、表示用液晶であるＳＴＮ液晶セル１４０の駆動回路１０２とは独立した駆動回路１０１が設けられている。
【００７０】
よって、ポリマー分散型液晶セル１１０は、表示用液晶であるＳＴＮ液晶セル１４０とは別個に制御することができる。従って、ＳＴＮ液晶セル１４０の表示状態に関わらず、任意に反射表示モードと透過表示モードとを切り替えることができる半透過半反射型液晶表示装置１を実現することができる。
【００７１】
また、駆動回路１０１は、ポリマー分散型液晶セル１１０に印加する電圧を連続的に制御可能に構成されており、半透過半反射型液晶表示装置１は、拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル１１０に含まれる液晶分子１１６の配向方向を連続的に制御可能に構成されている。
【００７２】
液晶分子１１６の配向方向を連続的に制御することにより、ポリマー分散型液晶セル１１０による光の拡散度合いを調整することができ、半透過半反射型液晶表示装置１の視野角や正面輝度を連続的に調整することができる半透過半反射型液晶表示装置１を実現することができる。
【００７３】
以下に、ポリマー分散型液晶セル１１０に印加する電圧を連続的に制御し、液晶分子１１６の配向方向を連続的に制御することにより、半透過半反射型液晶表示装置１の視野角や正面輝度を任意に調整することができる原理について説明する。
【００７４】
図４は、駆動回路１０１に電圧を印加していない状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【００７５】
図５は、駆動回路１０１に電圧Ｖ１を印加した状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【００７６】
図６は、駆動回路１０１に電圧Ｖ０を印加した状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【００７７】
ポリマー分散型液晶層１１３に電圧を印加しない状態では、図４に示すように、ポリマー分散型液晶層１１３内の液晶分子１１６は、無秩序に分散している。このため、液晶分子１１６とポリマー１１７との間に屈折率差が生じる。よって、ポリマー分散型液晶セル１１０に入射した光は、ポリマー分散型液晶層１１３によって拡散される。従って、電圧無印加時における半透過半反射型液晶表示装置１は広い視野角を有する。
【００７８】
ポリマー分散型液晶層１１３に、印加する電圧を徐々に大きくしていくと、液晶分子１１６は、電極方向に徐々に配向していく。このため、液晶分子１１６とポリマー１１７との間の屈折率差が、電圧無印加時よりも小さくなる。
【００７９】
よって、ポリマー分散型液晶層１１３に、印加する電圧を徐々に大きくしていくにつれ、ポリマー分散型液晶セル１１０に入射した光の拡散度合いは減少する。それに伴い半透過半反射型液晶表示装置１の視野角は、電圧無印加時よりも小さくなり、正面輝度は電圧無印加時よりも大きくなる。
【００８０】
例えば、図５に示すように、ポリマー分散型液晶層１１３に電圧Ｖ１（電圧Ｖ１は、液晶分子１１６が配向するのに十分な電圧Ｖ０よりも小さい。）を印加した場合の視野角θｂは、図４に示す、電圧無印加時の視野角θａよりも小さい。
【００８１】
ポリマー分散型液晶層１１３への印加電圧を、液晶分子１１６が配向するのに十分な電圧Ｖ０まで高くすると、図６に示すように、液晶分子１１６は電極方向に完全に配向し、液晶分子１１６とポリマー１１７との屈折率が等しくなる。このため、ポリマー分散型液晶セル１１０は、ポリマー分散型液晶セル１１０に入射する光を拡散を阻止して透過する。
【００８２】
上述のように、ポリマー分散型液晶層１１３に印加する電圧を連続的に制御し、液晶分子１１６の配向状態を連続的に制御することにより、視野角や正面輝度を任意に制御することができる半透過半反射型液晶表示装置１を実現することができる。
【００８３】
以下に、半透過半反射型液晶表示装置１の製造方法について説明する。
【００８４】
まず、例えばガラス又は樹脂等からなる透光性の基板１６０の上に、例えば、アルミニウム又は銀等からなる金属薄膜をスパッタ法等の成膜方法により形成することにより半透過反射層１５０を作成する。
【００８５】
次に、半透過反射層１５０を形成した基板１６０の上に、例えば、電着法等によりカラーフィルタ層１４７を形成し、続いて、例えば、アクリル樹脂等からなるオーバーコート層１４６を形成する。
【００８６】
次にオーバーコート層１４６の上に、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物)等からなる透明導電膜を、スパッタ法等の成膜方法により成膜し、フォトリゾグラフィー技術等によりパターン加工することにより透明電極１４５を形成する。
【００８７】
次に、透明電極１４５の上に、例えば、ロールコーター法等により配向膜１４４を形成し、ラビング処理を行う。
【００８８】
次に、例えば、ガラス又は樹脂等からなる透光性の基板１３０の上に、基板１６０と同様に、透明電極１４１と配向膜１４２とを順に形成し、その後、ラビング処理を行う。
【００８９】
次に、透明電極等を構成した基板１３０と基板１６０とを、互いに対向させて張り合わせ、配向膜１４２と配向膜１４４との間にＳＴＮ液晶を真空注入することにより、ＳＴＮ液晶層１４３を形成する。
【００９０】
次に、ポリマー分散型液晶セル１１０の製造方法について説明する。
【００９１】
まず、例えば、ガラス又は樹脂等からなる基板１１１の上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物)等の透明導電膜を、スパッタ法等の成膜方法により成膜し、フォトリゾグラフィー技術等によりパターン加工することにより、透明電極１１２を形成する。
【００９２】
次に、同様の方法により、例えば、ガラス又は樹脂等からなる基板１１５の上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物)等からなる透明電極１１４を形成する。
【００９３】
次に、透明電極を形成した基板１１１と基板１１５とを、互いに対向させて張り合わせ、透明電極１１２と透明電極１１４との間に紫外線硬化ポリマー１１７と液晶分子１１６とからなるポリマー分散型液晶の溶液を真空注入し、その後、紫外線を照射し、ポリマー分散型液晶層１１３を形成することにより、ポリマー分散型液晶セル１１０を作成する。
【００９４】
上述のように作成したポリマー分散型液晶セル１１０と、ＳＴＮ液晶セル１４０とからなる積層体と、観察者側偏光板１００と、光源側偏光板１８０と、観察者側位相差板１２０及び１７０と、光源１９０と、を図１に示す順に張り合わせることにより半透過半反射型液晶表示装置１を作成する。
【００９５】
尚、本実施形態では、光拡散透過層をポリマー分散型液晶セル１１０により構成したが、光拡散透過層は、反射表示モードのときに、半透過反射層１５０で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層１５０を透過してＳＴＮ液晶層１４３及び観察者側位相差板１２０を通過した光の拡散を阻止して透過することができるものであれば、なんら限定されるものではない。
【００９６】
また、本実施形態では、ポリマー分散型液晶セル１１０とＳＴＮ液晶セル１４０との間に観察者側位相差板１２０を設けたが、なんらこの構成に限定されるものではなく、観察者側位相差板１２０を観察者側偏光板１００とポリマー分散型液晶セル１１０との間に設けても構わない。
【００９７】
また、その場合に、基板１１５と基板１３０とを共通化し、１枚の基板としても構わない。これにより、基板厚による視差の影響を抑制することができ、より鮮明な画像表示することができる半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、ポリマー分散型液晶セル１１０を観察者側偏光板１００と観察者側位相差板１２０との間に設けたが、なんらこの構成に限定されるものではなく、ポリマー分散型液晶セル１１０は、半透過反射層１５０と観察者側偏光板１００との間であればどこに介設してもよく、例えば、基板１３０と透明電極１４１との間に介設しても勿論構わない。
【００９９】
また、本実施形態は、表示用液晶層として、ＳＴＮ液晶セル１４０を有するカラー半透過半反射型液晶表示装置１に関するものであるが、なんらこれに限定されるものではなく、本発明は、白黒ＳＴＮ液晶層を有する半透過反射方液晶表示装置や、ＴＦＴやＭＩＭ等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の表示用液晶層を有する半透過半反射型液晶表示装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態に係る半透過半反射型液晶表示装置１の断面図である。
【図２】半透過半反射型液晶表示装置１を反射表示モードで画像表示する場合の観察者側偏光板１００から入射する光の光路を示す断面図である。
【図３】半透過半反射型液晶表示装置１を透過表示モードで画像表示する場合の光源１９０から出射される光の光路を示す断面図である。
【図４】駆動回路１０１に電圧を印加していない状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【図５】駆動回路１０１に電圧Ｖ１を印加した状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【図６】駆動回路１０１に電圧Ｖ０を印加した状態のポリマー分散型液晶セル１１０の断面図である。
【図７】従来の半透過半反射型液晶表示装置２の断面図である。
【図８】従来の光拡散層３０４を有する半透過半反射型液晶表示装置３の断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１、２、３  半透過半反射型液晶表示装置
１００、２００  観察者側偏光板
１０１、１０２  駆動回路
１１０  ポリマー分散型液晶セル
１１１、１１５、１３０、１６０、２３０、２６０  基板
１１２、１１４、１４１、１４５  透明電極
１１３  ポリマー分散型液晶層
１１６  液晶分子
１１７  ポリマー
１２０  観察者側位相差板
１４０、２４０  ＳＴＮ液晶セル
１４２、１４４  配向膜
１４３  ＳＴＮ液晶層
１４６  オーバーコート層
１４７  カラーフィルタ層
１５０、２５０  半透過反射層
１７０  光源側位相差板
１８０、２８０  光源側偏光板
１９０、２９０、３０８  光源
２２０、２７０、３０２  位相差板
３００  反射防止処理付きハードコート保護フィルム
３０１  光吸収型偏光フィルム
３０３  液晶セル
３０４  光拡散層
３０５  反射型偏光層
３０６  プリズムシート
３０７  光拡散シート
【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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