(57)【要約】【課題】自然光や照明光を光源として用いている反射型液晶表示パネルの観察者に対して、明るい画面を提供することが可能な散乱フィルムを提供すること。【解決手段】本発明は、光入射面に入射された光ｉを散乱し、散乱した光ｓを光出射面から出射させる散乱フィルム２０であって、光入射面から光出射面に向かって光入射面に対する法線方向に沿って延びるように分布し、光入射面および光出射面から露出する、拡散フィルム自体の材質とは屈折率の異なる領域２２（＃１〜＃ｎ）を複数備えている。そして、光入射面および光出射面から露出している各領域（＃１〜＃ｎ）は、それぞれ短軸および長軸を持つ扁平形状であり、各扁平形状は、それぞれ不規則なサイズでありかつ短軸および長軸の方向をそれぞれほぼ同一としている。【選択図】    図２
2005024602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面に入射された光を散乱し、前記散乱した光を光出射面から出射させる散乱フィルムであって、
前記光入射面から前記光出射面に向かって前記光入射面に対する法線方向に沿って延びるように分布し、前記光入射面および前記光出射面から露出する、拡散フィルム自体の材質とは屈折率の異なる領域を複数備えており、
前記光入射面および前記光出射面から露出している前記各領域は、それぞれ短軸および長軸を持つ扁平形状であり、前記各扁平形状は、それぞれ不規則なサイズでありかつ前記短軸および前記長軸の方向をそれぞれほぼ同一としている散乱フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載の散乱フィルムにおいて、
前記法線方向を除く入射方向から前記光入射面に対して光が入射した場合には、前記入射方向に沿って多くの光が出射されるように、前記入射方向を中心とした非対称な散乱分布になるように前記入射した光を散乱し、前記散乱した光を前記光出射面から出射させるようにした散乱フィルム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の散乱フィルムの前記光入射面側に液晶パネルを、前記光出射面側に反射体をそれぞれ配置してなる反射型液晶表示パネル。
【請求項４】
請求項３に記載の反射型液晶表示パネルにおいて、
前記入射した光は、前記液晶パネルを透過して前記光入射面から前記散乱フィルムに入射し、この散乱フィルムによって前記非対称となるような散乱分布で前記光出射面から前記反射体へと出射され、前記反射体では、正反射されることによって前記光出射面を介して散乱フィルムに再入射され、前記正反射された光が発せられた側に向けて光量が多くなるように正反射方向を中心とした非対称となるような散乱分布で前記光入射面から出射され、前記液晶パネルを照明するようにした反射型液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光を非等方的に散乱する散乱フィルム、およびこのような散乱フィルムを用いることによって表示画面を明るく表示する反射型液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、反射型液晶表示パネル１０は、図１２の断面図に示すように、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１２と反射体１４とを重ね合わせることによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。そして、照明光や自然光を入射光ｉとしてＬＣＤ１２を介して取り込み、この取り込んだ入射光ｉを反射体１４で反射させて得られる反射光ｒによってＬＣＤ１２が照明されている。
【０００３】
一方、通常、観察者１６は図１３に示すように、このような反射型液晶表示パネル１０の中央部を観察するが、明るい画面は得られない。このように反射型液晶表示パネル１０を観察している観察者１６に対して最も明るく画面が表示されるのは、図１４に示すように、観察者１６の視点が反射光ｒの進行方向にある場合である。
【０００４】
しかしながら、この場合、入射光ｉは反射体１４によって正反射されて反射光ｒとなるのに加え、最表面における正反射ｒ’も生じるために、観察画面に照明の映り込みが生じてしまうので、見辛い画面となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３１６８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、照明光や自然光は、図１５に示すように観察者１６の上方側から入射すると、観察者１６が反射型液晶表示パネル１０を観察するため、正反射方向から観察をせず、映り込みがない正反射方向からずれて、正面部から観察することができる。したがって、上述したように、明るい画面は得られない。
【０００７】
そのため、表示画面であるＬＣＤ１２を正面近辺から見ている限り、観察者１６は、なかなか明るい画面を見ることができないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、自然光や照明光を光源として用いている反射型液晶表示パネルの観察者に対して、明るい画面を提供することが可能な散乱フィルムを提供することにある。
【０００９】
また、その第２の目的は、このような散乱フィルムを用いることによって、自然光や照明光を光源として用いても、観察者に対して明るい画面を提供することが可能な反射型液晶表示パネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明は、光入射面に入射された光を散乱し、散乱した光を光出射面から出射させる散乱フィルムであって、光入射面から光出射面に向かって光入射面に対する法線方向に沿って延びるように分布し、光入射面および光出射面から露出する、拡散フィルム自体の材質とは屈折率の異なる領域を複数備えている。そして、光入射面および光出射面から露出している各領域は、それぞれ短軸および長軸を持つ扁平形状であり、各扁平形状は、それぞれ不規則なサイズでありかつ短軸および長軸の方向をそれぞれほぼ同一としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明の散乱フィルムにおいて、法線方向を除く入射方向から光入射面に対して光が入射した場合には、入射方向に沿って多くの光が出射されるように、入射方向を中心とした非対称な散乱分布になるように入射した光を散乱し、散乱した光を光出射面から出射させるようにしている。
【００１３】
従って、請求項１および請求項２の発明の散乱フィルムにおいては、以上のような手段を講じることにより、自然光や照明光のように光入射面に対して斜めの方向から入射する入射光を散乱させ、この散乱光の一部を観察者側である散乱フィルム中心側に向けて出射することができる。その結果、観察者に対してより明るい画面を提供することが可能となる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の散乱フィルムの光入射面側に液晶パネルを、光出射面側に反射体をそれぞれ配置してなる反射型液晶表示パネルである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明の反射型液晶表示パネルにおいて、入射した光は、液晶パネルを透過して光入射面から散乱フィルムに入射し、この散乱フィルムによって非対称となるような散乱分布で光出射面から反射体へと出射され、反射体では、正反射されることによって光出射面を介して散乱フィルムに再入射され、正反射された光が発せられた側に向けて光量が多くなるように正反射方向を中心とした非対称となるような散乱分布で光入射面から出射され、液晶パネルを照明するようにしている。
【００１６】
従って、請求項３および請求項４の発明の反射型液晶表示パネルにおいては、以上のような手段を講じることにより、自然光や照明光のように光入射面に対して斜め方向から入射する入射光を散乱フィルムによって散乱し、その散乱光の一部を観察者側である散乱フィルム中心側に向けて出射することができる。この場合、散乱フィルムでは、液晶パネルを透過した入射光を散乱し、更に、この散乱光が反射体によって反射されてなる光もまた散乱するという２重散乱効果によって、観察者に対してより明るい画面を提供することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図１２から図１５と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図６を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る散乱フィルムの構成例を示す斜視図および断面図である。
【００２０】
図１（ａ）が散乱フィルム２０の主面を示す平面図であり、図１（ｂ）は同立断面図の一例である。図１では、屈折率の違う領域を模式的に黒／白で表現しているが、実際には透明である。
【００２１】
本実施の形態に係る散乱フィルム２０は、薄膜状であり、図１（ａ）に示されるように、主面に対して、露出する屈折率の異なる部分は不規則な形状であるが、それらは短軸および長軸を持つ偏平形状で、それぞれサイズは不規則に、短軸および長軸の方向をほぼ揃えて分布した構成である。
【００２２】
また、図１（ｂ）に示しているように、散乱フィルム２０の断面では、ほぼ棒状をなす屈折率を異なる棒状領域２２（＃１〜＃ｎ）が方向を揃えて延びるように分布している。
【００２３】
例えば、もしおのおのの棒状領域２２（＃１〜＃ｎ）の短辺方向ｘの長さがそれぞれ等しいと、散乱フィルム２０が回折格子として作用し、散乱光が着色してしまうなどの弊害をもたらす。したがって、着色が生じない程度に、おのおのの棒状領域２２（＃１〜＃ｎ）の短辺方向ｘの長さについては不規則性をもたせるようにしている。そして、隣接する棒状領域２２同士では、互いに異なる屈折率としている。
【００２４】
以上のように構成した本実施の形態に係る散乱フィルムの作用について説明する。
【００２５】
図２に示すように、散乱フィルム２０の表面に対して垂直方向から入射光ｉが入射した場合には、この入射光ｉは、棒状領域２２の深さ方向に沿って等しい屈折率の領域に入射することになるので、散乱光ｓは、入射方向に沿って一定の割合で散乱され、図２および図３に示すように、入射方向を中心として、図２中の角度θに示すように対称となるような散乱分布で他端面から出射される。
【００２６】
一方、図４に示すように、散乱フィルム２０の表面に対して垂直以外の方向であるθ１の角度から入射光ｉが入射した場合には、この入射光ｉは、図４に示すように入射光ｉが発せられた側に向けて光量が多くなるように入射方向を中心とした非対称となるような散乱分布で他面側から出射させる。この原理は以下の通りである。
【００２７】
すなわち、入射光ｉは、図４に示すように、棒状領域２２の深さ方向に対して斜めに入射することになるので、隣接する棒状領域２２同士の境界領域に衝突する。すると、入射光ｉは、その大部分が入射方向を中心として対称となるような散乱分布を形成するものの、一部が棒状領域２２同士の境界領域に衝突し、入射光ｉが発せられた側に向けて反射する。これによって、入射方向を中心とした対称性が崩れ、図４および図５に示すように、入射方向を中心として、入射光ｉが発せられた側に向けて光量が多くなるような非対称な散乱分布となる。
【００２８】
すなわち、本実施の形態に係る散乱フィルム２０の面に対して斜めから入射光ｉが入射すると、この入射光ｉが入射方向を中心として、入射光ｉが発せられた側に向けて多く分布するような非対称になるように散乱される。
【００２９】
したがって、図６に示すように、散乱フィルム２０の出射面側にＬＣＤ１２を配置することによって液晶表示パネル２４を構成した場合、入射光ｉの一部が、入射光ｉが発せられた側に向けて散乱されＬＣＤ１２を照明するので、観察者１６に対してより明るい画面を提供することが可能となる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図７から図１１を用いて説明する。
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。
すなわち、本実施の形態に係る反射型液晶表示パネル１０は、図７に示すように、第１の実施の形態に係る散乱フィルム２０の両側にＬＣＤ１２と反射体１４とを配置することによって構成している。そして、ＬＣＤ１２側から入射光ｉを受けると、入射光ｉは、ＬＣＤ１２を介して散乱フィルム２０によって散乱されるようにしている。そして、その散乱光は、反射体１４によって反射され、反射光ｒとして散乱フィルム２０に再入射されるようにしている。
【００３１】
散乱フィルム２０は、この反射光ｒを再び散乱させ、しかる後にＬＣＤ１２を介して観察者１６側に出射させる。
【００３２】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る反射型液晶表示パネルの作用について説明する。
【００３３】
すなわち、図８に示すように、反射型液晶表示パネル１０のＬＣＤ１２に対して垂直以外の方向から入射光ｉが入射した場合には、この入射光ｉは、図８に示すように入射光ｉが発せられた側に向けて光量が多くなるように入射方向を中心とした非対称となるような散乱分布で他面側から出射させる。ここでは、その散乱された光の成分を、図８中に示すように、散乱光ａ〜散乱光ｅとして示す。すなわち、散乱光ａは、入射方向に対して直進する最も強度の強い散乱光である。また、散乱光ｂと散乱光ｄ、および散乱光ｃと散乱光ｅとはそれぞれ入射方向を中心として対称方向に直進する散乱光である。散乱光ｂは散乱光ｄよりも、また散乱光ｃは散乱光ｅよりもそれぞれ強度は強い。また、散乱光ｂは散乱光ｃよりも、散乱光ｄは散乱光ｅよりもそれぞれ強度は強い。その原理については、第１の実施の形態で説明した通りである。
【００３４】
散乱光ａは、図９に示すように、反射体１４によって反射され、反射光として散乱フィルム２０に再入射する。そして、散乱フィルム２０では、この反射光もまた、入射光ｉと同様に、反射光の入射方向側に強度が強められて散乱される。同様に、散乱光ｃもまた、図１０に示すように、反射体１４によって反射され、反射光として散乱フィルム２０側に再入射し、散乱フィルム２０では、反射光の入射方向側に強度が強められて散乱される。同様に、散乱光ｅもまた、図１１に示すように、反射体１４によって反射され、反射光として散乱フィルム２０側に再入射し、散乱フィルム２０では、反射光の入射方向側に強度が強められて散乱される。
【００３５】
このようにして反射型液晶表示パネル１０のＬＣＤ１２の表面に対して斜め方向から入射した入射光ｉを光源として、ＬＣＤ１２の中央部側からより光強度が強くなるように反射光ｒを出射させることができる。これによって、観察者１６に対してより明るい画面を提供することが可能となる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自然光や照明光を光源として用いている反射型液晶表示パネルの観察者に対して、明るい画面を提供することが可能な散乱フィルムを実現することができる。
【００３８】
また、このような散乱フィルムを用いることによって、自然光や照明光を光源として用いても、観察者に対して明るい画面を提供することが可能な反射型液晶表示パネルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る散乱フィルムの構成例を示す斜視図および断面図
【図２】第１の実施の形態に係る散乱フィルムにおける入射光の散乱作用を説明するための図（散乱フィルム面に対して入射光ｉが垂直に入射した場合）
【図３】第１の実施の形態に係る散乱フィルムによる入射光の散乱分布を示す図（散乱フィルム面に対して入射光ｉが垂直に入射した場合）
【図４】第１の実施の形態に係る散乱フィルムにおける入射光の散乱作用を説明するための図（散乱フィルム面に対して入射光が斜めに入射した場合）
【図５】第１の実施の形態に係る散乱フィルムによる入射光の散乱分布を示す図（散乱フィルム面に対して入射光が斜めに入射した場合）
【図６】第１の実施の形態に係る散乱フィルムの出射面側にＬＣＤを配置してなる液晶表示パネルの構成例を示す断面図
【図７】第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルの構成例を示す断面図
【図８】第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルにおける入射光の散乱作用を説明するための図（散乱フィルム面に対して入射光が斜めに入射した場合）
【図９】第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルにおける反射光の散乱作用を説明するための図（散乱光ａに対応する反射光の場合）
【図１０】第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルにおける反射光の散乱作用を説明するための図（散乱光ｃに対応する反射光の場合）
【図１１】第２の実施の形態に係る反射型液晶表示パネルにおける反射光の散乱作用を説明するための図（散乱光ｅに対応する反射光の場合）
【図１２】一般的な反射型液晶表示パネルの構成を示す断面図
【図１３】一般的な反射型液晶表示パネルと観察者との位置関係を示す図
【図１４】観察者に対して最も強度が強い反射光が得られる状態を示す図
【図１５】上方側から入射した入射光とその反射光との関係を示す図
【符号の説明】
ｉ…入射光、ａ〜ｅ，ｓ…散乱光、ｒ…反射光、１０…反射型液晶表示パネル、１２…ＬＣＤ、１４…反射体、１６…観察者、２０…散乱フィルム、２２…棒状領域、２４…液晶表示パネル
【図１】
2005024602.tif 000003
【図２】
2005024602.tif 000004
【図３】
2005024602.tif 000005
【図４】
2005024602.tif 000006
【図５】
2005024602.tif 000007
【図６】
2005024602.tif 000008
【図７】
2005024602.tif 000009
【図８】
2005024602.tif 000010
【図９】
2005024602.tif 000011
【図１０】
2005024602.tif 000012
【図１１】
2005024602.tif 000013
【図１２】
2005024602.tif 000014
【図１３】
2005024602.tif 000015
【図１４】
2005024602.tif 000016
【図１５】
2005024602.tif 000017