JP4032661B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型あるいは半透過反射型液晶表示装置に適用することで表示のにじみ（ボケ）を解消し、明るく鮮明な表示を得ることができるとともに、そのような明るく鮮明な表示が可能な液晶装置を備えた電子機器を提供できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部として消費電力の少ない液晶表示装置が多用されている。特に近年は表示内容の多用化に伴って、カラー表示が可能な液晶表示装置の需要が高まっている。また、前記電子機器のバッテリー駆動時間を長くしたいという要求から、バックライト装置を必要としない反射型のカラー液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
以下に従来の反射型のカラー液晶表示装置の構成例の概要を図面を参照して説明する。
【０００４】
図１５（ａ）、（ｂ）は、従来の反射型カラー液晶表示装置の要部を示す拡大概略断面図である。これらの内、図１５（ａ）は前方散乱板タイプの反射型液晶表示装置を示し、図１５（ｂ）は内面散乱反射板タイプの液晶表示装置を示している。
【０００５】
図１５（ａ）に示した前方散乱板タイプの液晶表示装置は、一対のガラス基板１００、１０１間に液晶層１０２が挟持され、一方（図面では上側）のガラス基板１０１の液晶層１０２側の表面部分には、カラーフィルタ１０４が設けられている。また、ガラス基板１０１の上面側には、例えば厚さ５０〜２００μｍのトリアリルシアネートなどからなる基材に金属酸化物粒子をフィラーとして分散させた前方散乱フィルム１０５が透明な粘着材または粘着シート（図示略）を介して貼付され、その上に偏光板１０６が設けられている。
【０００６】
このような前方散乱タイプの反射型液晶装置において入射光Ｌ１は、偏光板１０６、前方散乱フィルム１０５、ガラス基板１０１、液晶層１０２、カラーフィルタ１０４を通過後、駆動電極を兼ねる光反射層１０３の表面で反射され、反射された光が液晶層１０２、カラーフィルタ１０４、ガラス基板１０１、前方散乱フィルム１０５、偏光板１０６を介して液晶装置から出射され、観察者Ｅに反射光Ｌ２として視認される。ここで液晶装置を出射する光は液晶層１０２の状態によって制御される、即ち、液晶層１０２における液晶分子の配列状態により反射光の偏光状態が制御され、反射光の偏光状態が偏光板１０６の偏光軸と一致した場合には偏光板１０６を透過して所望の色表示がなされることとなる。
【０００７】
また、図１５（ｂ）の内面散乱反射板タイプの液晶装置は、一対のガラス基板１００、１０１、液晶層１０２を備え、ガラス基板１００の液晶層１０２側の表面には、光反射層を兼ねるＡｌ薄膜等からなる画素電極１０７が表面に光を乱反射する凹凸部を設けた状態で形成されている。
【０００８】
ここで光入射側のガラス基板１０１の液晶層１０２側の表面には、カラーフィルタ１０４が形成され、ガラス基板１０１の上面側には偏光板１０６が設けられている。このような内面散乱板タイプの反射型液晶表示装置において、入射光Ｌ１は、偏光板１０６、ガラス基板１０１、カラーフィルタ１０４、液晶層１０２を通過後、画素電極を兼ねる凹凸型の光反射層１０７の表面で乱反射され、液晶層１０２の状態によって偏光が変化された後、反射光はカラーフィルタ１０４とガラス基板１０１と偏光板１０６を通過し、偏光板１０６において、反射光の偏光状態により透過、不透過とされ、透過した場合には散乱光Ｌ３として観察者の肉眼Ｅに入射することによりカラー表示として視認される。
【０００９】
ところで、前記図１５（ａ）に示す従来構造において前方散乱フィルム１０５は、光反射層１０３が鏡面反射層である場合に、鏡面独特の特定の方向での強いミラー反射（正反射）を弱め、できるだけ広い範囲で明るい表示を可能とする目的で用いられている。
【００１０】
この種の前方散乱フィルム１０５は、一般的には厚さ２５〜３０μｍ（２５〜３０×１０-6ｍ）程度のアクリル系の樹脂層（例えば屈折率ｎ＝１.４８〜１.４９程度）の内部に粒径４μｍ（４×１０-6ｍ）程度のビーズ（例えば屈折率ｎ＝１.４）を多数分散させてなる構造を有するもので、携帯電話用の反射型液晶表示装置、携帯型情報機器等の反射型液晶表示装置には広く用いられているものである。
【００１１】
なお、携帯機器の液晶表示装置には、反射型の他にバックライトを備えた半透過反射型の液晶表示装置も知られている。この種従来の半透過反射型液晶表示装置は、反射層を半透過反射層として構成し、透過表示の場合にバックライトの光を半透過反射層を介して観察者側に到達させることで透過表示を行い、バックライトを使用していない状態では反射型液晶表示装置として反射光を有効利用することができるように構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の前方散乱フィルム１０５は、異なる各画素での異なる情報が使用者の目に認識されるまでの間に混在されてしまう傾向があり、表示のにじみ（ボケ）が発生し易いという問題点を有していた。これは、図１５（ａ）に示すように反射型液晶表示装置において、入射光が反射層１０３で反射されてから使用者の目に届くまでに生じる前方散乱フィルム１０５による散乱に起因し、隣り合う画素で白表示と黒表示を行っていたとすると、前方散乱フィルム１０５の散乱作用のために、白表示と黒表示の境界がわかり難くなり易く、表示がにじんでしまう（ボケる）ことに起因していると、本発明者は考えている。また、カラーフィルタ１０４を設けてなる液晶装置について表示のにじみ（ボケ）について考察すると、色表示の境界が判別し難くなる傾向にあり、混色を生じるおそれがあり、良好な発色性を得られなくなるおそれがある。
【００１３】
また、このような表示がにじむこと、あるいは十分な発色性が得られないという事情は、半透過反射型液晶表示装置において反射表示を行っている場合にも該当することである。
【００１４】
次に、図１５（ｂ）に示すような凹凸を設けた光反射性の画素電極１０７を備えた構成（内面散乱構造）では、前方散乱フィルムにおける上述のような表示のにじみを生じるおそれは少ないが、凹凸を有する画素電極１０７を製造するために特別の加工工程と工数が必要になるので、製造コストが高くなってしまう問題を有している。
【００１５】
さらに、図１５（ａ）（ｂ）の場合とも、入射光の正反射方向が最も明るい反射表示を得ることができる。しかし、この正反射方向は液晶装置表面反射方向でもあるので、通常、観察者はこの方向から少しずれた方向で反射表示を観察する（理由：正反射方向は照明が映り込んでしまうため）。この場合は、十分に明るい表示を得ることが困難であった。
【００１６】
以上のような背景から本発明者らは、前方散乱フィルムに着目して更に研究を重ねた結果、前方散乱フィルムの散乱性に指向性を持たせるようにすることで液晶表示装置の表示のにじみ（ぼけ）を解消できることを知見し、本願発明に到達した。また、本発明者らが前方散乱フィルムについて研究を重ねた結果、図１５（ａ）に示す構造の液晶表示装置に前方散乱フィルム１０５を配置した場合、入射光Ｌ１が１回目に前方散乱フィルム１０５を通過する場合に発生する散乱光は表示のにじみ（ぼけ）に大きな影響を与えるおそれは少ないが、反射光となって再度前方散乱フィルム１０５を通過する際に生じる拡散は観察者Ｅに観察され易く、この反射光が散乱フィルム１０５を通過する場合の散乱光が表示のにじみ（ぼけ）に対して影響が大きいことを知見している。
【００１７】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、表示のにじみを低減して表示品質を向上させることができ、鮮明な表示が可能であることと、内面散乱板を備えた液晶装置に対して構成を単純化することができ、鮮明な表示を備えつつ製造コストを低減できる液晶装置およびその液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的の１つとする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、第１の基板と、第１の基板と対となる第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶層と、第２の基板におけるいずれかの面に設けられた反射層または半透過反射層と、第１の基板における液晶層と反対側の面に設けられた指向性前方散乱フィルムとを含んで構成され、外部から指向性前方散乱フィルムに入射する光である採光による反射表示が可能な液晶装置であって、指向性前方散乱フィルムに対してその一面側に配置した光源から光を入射し、指向性前方散乱フィルムの他面側に配置した受光部において、指向性前方散乱フィルムを透過した全透過光のうち、拡散透過光を除いた平行線透過光を観測した際、指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度を極角θnと定義し、指向性前方散乱フィルムの面内方向の入射光角度を方位角φmと定義し、平行線透過光の最大透過率をＴmax（φ１，θ１）と定義し、平行線透過光の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）と定義した場合、指向性散乱フィルムは最小透過率Ｔmin（φ２，θ２）を示す方位角側からの入射光を散乱かつ回折させる機能を有し、指向性前方散乱フィルムに正対する方向を観察方向とするとともに、指向性前方散乱フィルムにおける最小透過率を示す極角と方位角とが採光方向となり、最大透過率を示す極角と方位角とが観察方向となるように、第１の基板に対して指向性前方散乱フィルムが配置されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、指向性前方散乱フィルムに正対する方向を観察方向とするとともに、指向性前方散乱フィルムにおける最小透過率を示す極角と方位角とが採光方向となり、最大透過率を示す極角と方位角とが観察方向となるように、第１の基板に対して指向性前方散乱フィルムが配置されていることにより、入射する光は入射時に強く散乱されるが、反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを通過する光は散乱される量が少なくなるので、表示のにじみを低減して鮮明な表示を可能とし、表示品質を向上させることができる。
さらに、指向性散乱フィルムは最小透過率Ｔ min （φ２，θ２）を示す方位角側からの入射光を散乱かつ回折させる機能を有していることから、入射光を散乱させながら、同時に回折もさせることができるので、入射光の正反射方向以外に明るい反射表示を得ることができる。
【００２０】
本発明は前記課題を解決するために、前述の構造の液晶装置の反射層に代えて半透過反射層を備えた構造の半透過反射型の液晶装置にも本発明構造を適用することができる。
【００２１】
半透過反射層を備えた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ２は入射角方向側となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ１は観察者方向側になる。このように配置された指向性前方散乱フィルムを有するならば、指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱されるが、液晶パネル内部の反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを通過する光は散乱される量が少なくなるので、表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【００２２】
次に本発明は前述の課題を解決するために、先の反射層あるいは半透過反射層を備えた液晶装置において、平行線透過光の最大透過率をＴmax（φ１，θ１）とし、平行線透過光の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）とした場合、φ１＝φ２±１８０°の関係にしたことを特徴とする。
【００２３】
指向性前方散乱フィルムを備えた反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置において、φ１＝φ２±１８０°の関係にすることで、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ２は液晶パネルの正面入射角方向となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ１は観察者中心方向になるが、この関係が１８０゜の場合に最も理想的な配置関係となる。指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱され、液晶パネル内部の反射層または半透過反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを２回目に通過する光は散乱される量が少ないので、表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が確実に得られる。
【００２４】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、平行線透過光の最大透過率Ｔmaxと最小透過率Ｔminとを、（Ｔmax／Ｔmin）≧２の関係にすることができる。
【００２５】
（Ｔmax／Ｔmin）≧２の関係を満たすことで、指向性前方散乱フィルムにおいて光の入射時に十分な散乱が得られるので、従来の等方性前方散乱フィルムを備えた液晶装置よりも明るく表示の鮮明な（クリアな）表示が得られる。
【００２６】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ１又はθ２を、−４０°≦θ１（又はθ２）≦０°あるいは０°≦θ１（又はθ２）≦４０°の範囲とした。
【００２７】
極角θ１又はθ２を前述の範囲とすることで、実際の使用環境下で従来の等方性の指向性散乱フィルムを有する液晶パネルよりも明るく表示の鮮明な液晶パネルが得られる。
【００２８】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ１又はθ２を、−３０°≦θ１（又はθ２）≦−１０°あるいは１０°≦θ１（又はθ２）≦３０°の範囲とすることができる。
【００２９】
極角θ１又はθ２を前述の範囲とすることで、実際の使用環境下で従来の等方性の指向性散乱フィルムを有する液晶パネルよりもより明るく表示の鮮明な表示が得られる。
【００３０】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をＴ（０，０）と定義すると、３％≦Ｔ（０，０）≦５０％の関係を満足するようにできる。また、前述の範囲について、５％≦Ｔ（０，０）≦４０％の関係を満足するようにすることもできる。
【００３１】
これらの場合、実際の使用環境下で従来の等方性前方散乱フィルムを備えた液晶装置よりも明るく表示の鮮明な表示が得られる。
【００３２】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、常にθ１において平行線透過率の極大を示し、θ２において平行線透過率の極小を示すようにすることができる。
【００３３】
このような方位角の範囲で極大と極小を示すならば、φ２の一方向のみではなく、このような方位角の範囲（±６０゜の範囲）で光を散乱できるので、種々の環境下に対応することができ、明るい反射表示を広い範囲で実現できる。
【００３４】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°、かつ、φ２±６０°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比を１.５以上とすることができる。
【００３５】
平行線透過率の極大値と極小値の比を大きくすることで、指向性前方散乱フィルムに入射する際の散乱性を高くとることができ、指向性前方散乱フィルムを通過した後の散乱性を低く抑制できるので、表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示を得ることができる。
【００３６】
本発明は前記課題を解決するために、平行線透過光の最大透過率を示す方位角φ１および平行線透過光の最小透過率を示す方位角φ２と直交する方向の極角を−４０°〜＋４０°まで変化させた際の平行線透過率を、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向透過率以上とした。
【００３７】
このようにすることで、液晶装置の液晶パネルを横方向から観察しても表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な反射表示形態が得られる。
【００３８】
本発明は前記課題を解決するために、前記極角θを−６０°≦θ≦＋６０°の範囲とした際、平行線透過率Ｔ（φ，θ）を２％以上、５０％以下とすることができる。
【００３９】
この範囲においてＴ（φ，θ）を２％以上、５０％以下とすることで明るく、表示のにじみ（ボケ）のない、鮮明な表示が得られる。
【００４０】
本発明は前記課題を解決するために、前記一方の基板の液晶層と前記他方の基板の液晶層側に液晶駆動用の電極が設けられてなることを特徴とする。
【００４１】
液晶層を挟む電極により液晶の配向状態を制御し、表示、非表示、中間調表示の切り替えを行うことができる。
【００４２】
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記一対の基板のどちから一方の液晶層側にカラーフィルタを設けてなるものでも良い。
【００４３】
カラーフィルタを設けることでカラー表示が可能となり、先のいずれかの構造を採用することで表示のにじみの少ない、鮮明なカラー表示を有するものが得られる。
【００４４】
本発明は前記反射層または前記半透過反射層が微細な凸凹を有している場合には、入射光を強く散乱し、反射層または半透過反射層へと導くので、反射層または半透過反射層が微細な凸凹を有しているために生じるぎらつき感を緩和させることができ、さらに、反射層または半透過反射層による反射光は指向性前方散乱フィルムで強い散乱を受けないので表示のにじみの少ない、鮮明な表示を得ることができる。
【００４５】
また、前記指向性散乱フィルムは最小透過率Ｔmin（φ２，θ２）を示す方位角側からの入射光を散乱かつ回折させる機能を有していることを特徴とする。
【００４６】
この手段によれば、入射光を散乱させながら、同時に回折もさせることができるので、入射光の正反射方向（表面反射方向）以外に明るい反射表示を得ることができる。また、液晶装置の観察側に透明な保護板、フロントライト照明装置の導光体、タッチキーのうち少なくとも１つが配置されている場合には、これらの表面または裏面で生じる表面反射があるので、反射表示が見にくくなる。しかし、本発明は指向性前方散乱フィルムが回折機能を有しているので、表面反射方向以外で明るく見やすい反射表示を得ることができる。
【００４７】
本発明の電子機器は前記課題を解決するために、前記いずれかに記載の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする。
【００４８】
前述の優れた表示形態の液晶装置を備えた電子機器であるならば、表示のにじみの少ない、鮮明な表示を有する表示形態を備えたものを得ることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５０】
（液晶装置の第１実施形態）
本発明による液晶装置の第１実施形態の液晶パネルについて、図１〜図３を参照して以下に説明する。図１は、本発明を単純マトリクス型の反射型液晶パネルに適用した第１実施形態を示した平面図であり、図２は図１に示した液晶パネルのＡ−Ａ線に沿う部分断面図、図３は前記液晶表示装置に内蔵されたカラーフィルタ部分の拡大断面図である。この実施形態の液晶パネル１０に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶表示装置（液晶装置）が構成される。
【００５１】
この実施形態の液晶パネル１０は、平面視略矩形状、かつ環状のシール材１２を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板ユニット１３、１４と、これらの間に前記シール材１２とともに囲まれて挟持された液晶層１５と、一方（図２の上側）の基板ユニット１３の上面側に設けられた指向性前方散乱フィルム１８と位相差板１９と偏光板１６を主体として構成されている。基板ユニット１３、１４のうち、基板ユニット１３は観測者側に向いて設けられる表側（上側）の基板ユニットであり、基板ユニット１４はその反対側、換言すると裏側（下側）に設けられる基板ユニットである。
【００５２】
前記上側の基板ユニット１３は、例えばガラス等の透明材料からなる基板１７と、基板１７の表側（図２では上面側、観測者側）に順次設けられた指向性前方散乱フィルム１８、位相差板１９及び偏光板１６と、基板１７の裏側（換言すると液晶層１５側）に順次形成されたカラーフィルタ層２０、オーバーコート層２１と、該オーバーコート層２１において液晶層１５側の面に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極層２３を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極層２３の液晶層１５側と、後述する下基板側のストライプ状の電極層３５の液晶層１５側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図２ではこれらの配向膜を省略し説明も略するとともに、以下に順次説明する他の実施形態においても配向膜の図示と説明は省略する。また、図２および以下の各図に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
【００５３】
前記上基板側の駆動用の各電極層２３は本実施形態ではＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネル１０の表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５４】
前記カラーフィルタ層２０は、本実施形態では図３に拡大して示すように、上側の基板１７の下面（換言すると液晶層１５側の面）に、光遮断用のブラックマスク２６、カラー表示用のＲＧＢの各パターン２７を形成することにより構成されている。また、ＲＧＢのパターン２７を保護する透明な保護平坦化膜としてオーバーコート層２１が被覆されている。
【００５５】
このようなブラックマスク２６は例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚さ１００〜２００ｎｍ程度のクロム等の金属薄膜をパターニングして形成されている。ＲＧＢの各パターン２７は、赤色パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン（Ｂ）が、所望のパターン形状で配列され、例えば、所定の着色材を含有する感光性樹脂を使用した顔料分散法、各種印刷法、電着法、転写法、染色法等の種々の方法で形成されている。
【００５６】
一方、下側の基板ユニット１４は、ガラスなどの透明材料あるいはその他の不透明材料からなる基板２８と、基板２８の表面側（図２では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成された反射層３１、オーバーコート層３３と、該オーバーコート層３３の液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極層３５とから構成されている。これらの電極層３５においても先の電極層２３と同様に液晶パネル１０の表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５７】
次に、本実施形態の反射層３１は、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性かつ導電性の優れた金属材料からなり、基板２８上に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。ただし、反射層３１が導電材料からなることは必須ではなく、反射層３１とは別に導電材料製の駆動用電極層を設け、反射層３１と駆動電極を別個に設けた構造を採用して差し支えない。
【００５８】
次に、上述の上側の基板ユニット１３に付設されている指向性前方散乱フィルム１８について以下に詳細に説明する。
【００５９】
本実施形態において用いられる指向性前方散乱フィルム１８とは、基本構造の面から見れば、特開２０００−０３５５０６、特開２０００−０６６０２６、特開２０００−１８０６０７等に開示されている指向性を有す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を持たせたもの、あるいは、特開２０００−０６６０２６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。
【００６０】
ここで本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム１８は、以下に説明する平行線透過率等の各種パラメータを液晶表示装置に好適な特定の位置関係としたものである。
【００６１】
まず、図４に示すように平面視矩形状の指向性前方散乱フィルム１８を水平に設置するものとする。なお、図４では水平設置状態が説明し易いので水平設置状態で説明するが、指向性前方散乱フィルム１８を設置する方向は水平方向に限らず、どの方向でも良く、要は以下に説明する光源Ｋと受光部Ｊと指向性前方散乱フィルム１８の位置関係（後述の極角θ、方位角φ）を明確に定めることができれば良い。本実施形態では説明の際に方向の理解が容易な方向として指向性前方散乱フィルム１８の水平方向設置を一例にして説明する。
【００６２】
図４において、指向性前方散乱フィルム１８の右斜め上方奥側から指向性前方散乱フィルム１８の中央部の原点Ｏに向けて、光源Ｋからの入射光Ｌ１を入射する場合を想定する。そして、指向性前方散乱フィルム１８の原点Ｏを通過させて指向性前方散乱フィルム１８を透過して直進する透過光を光センサ等の受光部Ｊにて受光する測定系を想定する。
【００６３】
ここで、指向性前方散乱フィルム１８への入射光Ｌ１の方向を特定するため、図４に示すように０°、９０°、１８０°、２７０°の座標軸によって指向性前方散乱フィルム１８を矩形状に４等分して中央部の原点Ｏを通過する座標を想定し、（換言すると、指向性前方散乱フィルム１８の各辺の中心を座標軸の一端が通過するように４等分し）、この指向性前方散乱フィルム１８の表面上に垂直投影される入射光Ｌ１の水平方向回転角度（０°の座標軸からの右回りの角度を＋、０°の座標軸から左回りの角度を−とする。）を方位角φと定義する。次に、０°の座標軸と１８０°の座標軸を含む垂直面（図４に符号Ｍ１で示す面）に水平投影される入射光Ｌ１の方向に対して指向性前方散乱フィルムの法線Ｈとのなす角度を入射光Ｌ１の極角θと定義する。換言すると、極角θとは水平設置した指向性前方散乱フィルム１８に対する鉛直面内の入射光Ｌ１の入射角度を示し、方位角φとは入射光Ｌ１の水平面内回転角に相当する。
【００６４】
この状態において、例えば、入射光Ｌ１の極角を０°、方位角を０°とした場合は、入射光Ｌ１が指向性前方フィルム１８に対して図５に示すように直角に入射する（法線Ｈの方向からの入射する）ことになり、指向性前方散乱フィルム１８は図５の符号１８に示す状態となり、極角θを＋６０°とした場合に光源Ｋと受光部Ｊと指向性前方フィルム１８との位置関係は図５の符号１８Ａに示すように指向性前方散乱フィルム１８を配置した状態となり、極角θを−６０°とした場合に光源Ｋと受光部Ｊと指向性前方散乱フィルム１８との位置関係は符号１８Ｂに示すように指向性前方散乱フィルム１８を配置した状態となることを意味する。
【００６５】
次に、指向性前方散乱フィルム１８の一面側（図６（Ａ）では左側）に設置された光源から発せられた入射光Ｌ１が図６（Ａ）に示すように指向性前方散乱フィルム１８を透過して指向性前方散乱フィルム１８の他面側（図６（Ａ）では右側）に抜ける場合、指向性前方散乱フィルム１８の一面側（左側）において散乱する光を後方散乱光ＬＲと称し、指向性前方散乱フィルム１８を透過する光を前方散乱光と称することとする。そして、指向性前方散乱フィルム１８を透過した前方散乱光に関し、入射光Ｌ１の進行方向に対して±２°以内の角度誤差で同じ方向に直進する前方散乱光Ｌ３の光強度について、入射光Ｌ１の光強度に対する割合を平行線透過率と定義し、更に、±２゜を越えて周囲側に斜めに拡散する前方散乱光ＬＴの光強度について、入射光Ｌ１の光強度に対する割合を拡散透過率と定義し、透過光全体の入射光に対する割合を全光線透過率と定義する。以上の定義から、全光線透過率から拡散透過率を差し引いたものが平行線透過率であると定義することができる。以上の説明を更に理解し易くするために、図１にも入射光Ｌ１と方位角φと平行線透過光Ｌ３の関係を示した。
【００６６】
なお、光学の分野においてヘイズ（Haze）と称される透過率尺度も一般的には知られているが、ヘイズとは拡散透過率を全光線透過率で除算して％表示した値であり、本実施形態において用いる平行線透過率とは全く異なる概念の定義である。
【００６７】
次に、先の極角θと方位角φを用いて平行線透過率の最大透過率を標記する場合、Ｔmax（φ１，θ１）と標記することと定義し、平行線透過率の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）と標記することと定義する。また、換言すると、指向性前方散乱フィルムの性質から、最大透過率を示す条件においては最も散乱が弱い条件であり、最小透過率を示す条件においては最も散乱が強い条件である。
【００６８】
例えば、仮に極角θ＝０°、方位角＝０°の時に最大透過率を示す場合に、Ｔmax（０，０）と標記する。（これは、指向性前方散乱フィルムの法線方向に沿う平行線透過率が最大であることを意味する。換言すると、指向性前方散乱フィルムの法線Ｈの方向に沿う散乱が最も弱いことを意味する。）また、極角θ＝１０°、方位角＝４５°の時に最小透過率を示す場合に、Ｔmin（１０，４５）と標記し、この場合はこの方向の散乱が最も強いことを意味する。
【００６９】
以上の定義に基づき、液晶表示装置に適用して好ましい指向性前方散乱フィルム１８の各特性について以下に説明する。
【００７０】
前述したように指向性前方散乱フィルム１８において、平行線透過率が最大透過率を示す角度は、最も散乱が弱い角度であり、最小透過率を示す角度は、最も散乱が強い角度である。
【００７１】
よって換言すると、図２に示すように反射型液晶表示装置においては、液晶パネル１０に対する周囲光を入射光Ｌ１として利用し、反射層３１にて反射した光を観察者が反射光として認識すると考えると、図４の座標軸において、光の入射時に散乱が強い方向（換言すると平行線透過率の低い方向）から液晶パネル１０に入射光を入れ、観察者が反射光を観察する場合に散乱が弱い方向（換言すると平行線透過率の高い方向）から見れば、表示のにじみ（ボケ）の少ない状態を得ることができると考えられる。これは、本発明者らが知見した、指向性前方散乱フィルム１８に対する入射時の１回目の散乱は表示のにじみ（ボケ）に影響が出にくいが、反射光として指向性前方散乱フィルム１８を２回目に通過する際の散乱が表示のにじみ（ボケ）に影響が大きいという知見に基づくものである。
【００７２】
即ち、本実施形態では入射光Ｌ１が１回目に指向前方性散乱フィルム１８を通過する場合には光を散乱した方が、反射層３１の正反射（ミラー反射）を防止して広い視野角で明るい表示を得ようとする目的のためには好ましく、更に、液晶装置の内部の反射層３１で反射した光が２回目に指向性前方散乱フィルム１８を通過する場合には散乱が少ない方が表示のにじみ（ボケ）を少なくする上で好ましいと考えられるからである。従って、指向性前方散乱フィルム１８の特性において、最小透過率を示す極角と方位角、換言すると最も散乱が強い入射光の極角と方位角方向を液晶パネル１０の採光側に向けること、換言すると観察者側と反対側に向けることが好ましく、平行線透過率が最大透過率を示す極角と方位角、換言すると最も散乱が弱い入射光角度と入射方向を液晶パネル１０の観察者側に向けることが必要である。
【００７３】
ここで図６（Ｂ）に、本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム１８の断面構造を示し、以上のような極角と方位角の状態について説明する。
【００７４】
本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム１８の断面構造モデルは図６（Ｂ）に示すように、屈折率がｎ１の部分と屈折率がｎ２の部分が指向性前方散乱フィルム１８の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造である。この構造の指向性前方散乱フィルム１８に斜め方向から適切な極角を有して入射光Ｌ１が入射されるとすると、屈折率の異なる各層の境界部分において散乱されるとともに、散乱光の一部が液晶層１５を通過して反射層３１において反射されるとこの反射光Ｒ１が再度液晶層１５を通過して指向性前方散乱フィルム１８を先程の入射光Ｌ１とは異なる極角にて通過しようとするがここでの反射光Ｒ１は散乱の少ない状態で指向性前方散乱フィルム１８を通過することができる。
【００７５】
そして、このような関係を満足させるためには、方位角φ１とφ２の関係として、φ１＝φ２±１８０°であることが最も好ましい。これは、φ２を入射角方向、φ１を観察方向とすることを意味し、実際の液晶装置で適用する場合にこれらの角度が１８０°異なる。この場合、液晶装置に入射された光は入射時に強く散乱され、反射層３１で反射された光は散乱され難いので、表示のにじみ（ボケ）の無い鮮鋭な表示形態が得られる。ただし、前述のような所定の角度を有して斜め方向に層状に交互に屈折率の異なる層が配置される指向性前方散乱フィルム１８が組織的に完全に均一ではないことを考慮すると、方位角φ１とφ２の関係としては、φ１＝φ２±１８０°で理想的ではあるが、φ１＝φ２±１８０°の関係を基にして、その角度から±１０°程度ずれたものまで本発明では包含するものとする。この角度が±１０゜を超えてずれたものでは表示のにじみ（ボケ）の無い鮮鋭な表示形態が得られ難くなる。
【００７６】
次に、先の（Ｔmax／Ｔmin）の値が（Ｔmax／Ｔmin）≧２の関係を満足することが好ましい。この関係とすることで、入射時に十分な散乱が得られ、明るく鮮鋭な反射表示が得られる。また、この関係を満足させることで、従来から知られている等方性散乱フィルムを用いた場合よりも明るい反射表示を実現できる。
【００７７】
次に、極角θ１とθ２を個々に見ると、等方性の散乱フィルムよりも明るい表示を得るためには、−４０°≦θ１＜０°、かつ、０°＜θ２≦４０°の範囲、より好ましくは−３０°≦θ１≦−１０°、かつ、１０°≦θ２≦３０°の範囲とすることが好ましい。
【００７８】
次に、指向性前方散乱フィルム１８の法線方向の（真正面）の平行線透過率をＴ（０，０）と定義すると、従来から知られている等方性の散乱フィルムよりも明るい表示を得るためには、θ１＝θ２＝２０°の場合に、Ｔ（０，０）が３％以上、５０％以下であることが好ましく、Ｔ（０，０）が５％以上、４０％以下であることがより好ましい。Ｔ（０，０）が３％を下回ると、散乱が強すぎて表示がぼけることとなり、Ｔ（０，０）が４０％を超えると正面の散乱が弱すぎてミラー反射に近くなる。
【００７９】
次に、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°（φ２±６０°）の範囲と規定した場合、常にθ１で平行線透過率の極大（最大）をとり、θ２で平行線透過率の極小値（最小値）をとるとともに、極大値（最大値）と極小値（最小値）の比を１.５以上とすることが好ましい。このような特徴を有しているならば、φ２の一方向のみならず、方位角で±６０°までの光を散乱させることができるので、個々の環境下に対応することが容易になり、明るい表示を実現できる。
【００８０】
次に、最大透過率を示す方位角φ１および最小透過率を示す方位角φ２と直交する方向の極角θを−４０°〜＋４０°まで変化させた場合、この範囲において平行線透過率が指向性前方散乱フィルムの法線方向の透過率と同等か、あるいは高ければ、液晶装置を横方向から観察しても表示のにじみ（ボケ）の無い鮮鋭な表示を得ることができる。即ち、Ｔ（０，０）≦Ｔ（φ１±９０，θ）の関係を満足し、Ｔ（０，０）≦Ｔ（φ２±９０，θ）の関係を満足するものとすることが好ましい。
【００８１】
次に、極角θが−６０°≦θ≦＋６０°の範囲において、平行線透過率Ｔ（φ，θ）が２％以上であり、５０％以下であることが好ましい。即ち、２％≦Ｔ（φ，θ）≦５０％、但し−６０°≦θ≦＋６０°の関係を満足することが好ましい。
【００８２】
このような関係とすることで、明るく、表示のにじみ（ボケ）の無い鮮鋭な表示を得ることができる。
【００８３】
（液晶装置の第２実施形態）
図７に示すものは、本発明に係る液晶装置の第２実施形態の液晶パネル４０を示す部分断面図である。
【００８４】
この実施形態の液晶パネル４０は先の図１〜図３を基に説明した第１実施形態の液晶パネル１０と同様に指向性前方散乱フィルム１８を備えた反射型の単純マトリクス構造のものであり、基本的な構造は第１実施形態と同様であるので同一構成要素には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００８５】
本実施形態の液晶パネル４０は対向された基板ユニット４１と基板ユニット４２の間にシール材１２に囲まれて液晶層１５を挟持して構成されている。前記上側の基板ユニット４１は先の第１実施形態の基板ユニット１３において、カラーフィルタ層２０が省略されたもので、カラーフィルタ層２０は対向側の下側の基板ユニット４２の反射層３１の上に積層されていて、この部分の構成が先の第１実施形態の構造と異なっている。即ち、図４に示す液晶パネル４０は、先の第１実施形態では上側（観察者側）の基板ユニット１３側に設けられていたカラーフィルタ層２０を液晶層１５の下側（観察者側と反対側）の基板ユニット４２側に設けた構造である。カラーフィルタ層２０の構造は第１実施形態の構造と同等であるが、カラーフィルタ層２０が基板２８の上面側に形成されているので、図３に示すカラーフィルタ層２０の積層構造が図３の状態に対して上下逆とされている。
【００８６】
この第２実施形態の構造においても、指向性前方散乱フィルム１８は先の第１実施形態の構造と同様に設けられているので、反射表示のにじみ（ボケ）に関して先の第１実施形態の構造と同等の効果を得ることができる。
【００８７】
また、図４に示す液晶装置４０では、反射層３１の直上にカラーフィルタ層２０が形成されているので、液晶装置４０に入射された光が液晶層１５を介して反射層３１に至り、反射されてから直ちにカラーフィルタ３２を通過するので、色ずれの問題が起こりにくい特徴を有する。
【００８８】
本実施形態では、反射層３１はミラー（鏡面）状態であるが、１〜２０μm程度の微細な凸凹を有していても構わない。
【００８９】
（液晶装置の第３実施形態）
図８に示すものは、本発明に係る液晶装置の第３実施形態の液晶パネル５０を示す断面図である。
【００９０】
この実施形態の液晶パネル５０は先の図１〜図３を基に説明した第１実施形態の液晶パネル１０に設けられていた反射層３１に代えて、半透過反射層５２を設けた基板ユニット５５を備えた半透過反射型の単純マトリクス構造のものであって、その他の基本的な構造において第１実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００９１】
なお、透過型として液晶表示装置を用いる場合に下側の基板２８’はガラス等の透明基板からなることを必要とする。
【００９２】
液晶パネル５０において第１実施形態の構造と異なるのは、半透過反射層５２が設けられた点であり、更に液晶パネル５０の背後側（図８の下側）にはバックライトなどの光源６０が配置されている点と、位相差板５６、偏光板５７が追加された点である。
【００９３】
半透過反射層５２は、背後側（図８の下側）のバックライトなどの光源６０が発した透過光を通過させるために十分な厚さの半透過反射層（例えば、数百オングストロームの膜厚の薄膜Ａｌや薄膜Ａｇなど）、あるいは、反射膜の一部に多数の微細な透孔を形成して光透過性を高めた構造など、半透過反射型の液晶表示装置に広く用いられているものを適宜採用することができる。
【００９４】
この第３実施形態の液晶装置では、バックライトなどの光源６０からの透過光を利用する際には透過型の液晶表示形態をとり、光源からの光を利用しない場合は周囲光を用いた反射表示を行うことで反射型液晶表示装置として利用することができる。そして、反射型液晶表示装置としての表示形態を採用する場合、先の第１実施形態の場合と同様に、指向性前方散乱フィルム１８の存在により、表示のにじみ（ボケ）を解消した鮮鋭な反射型の表示形態を得ることができる。
【００９５】
なお、これまで説明した第１、第２、第３実施形態においては、単純マトリクス型の反射型液晶表示装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を２端子型スイッチング素子あるいは３端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置あるいは半透過反射型液晶表示装置に適用しても良いのは勿論である。
【００９６】
それらのアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合、図２、図７、図８に示すストライプ状の電極に代えて、一方の基板側に共通電極を設け、他方の基板側に多数の画素電極を画素毎に設け、各画素電極を個々に３端子型のスイッチング素子である薄膜トランジスタで駆動する型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動型の構造、一方の基板側にストライプ状の電極を設け、他方の基板側に画素毎に画素電極を設け、これらの画素電極を個々に２端子型の線形素子である薄膜ダイオードで駆動する２端子型線形素子駆動型の液晶表示装置などに適用できるのは勿論であり、これらのいずれの型の液晶表示装置に対しても、本発明は液晶パネル上に指向性前記散乱フィルムを前述した特定の方向に配置するのみで適用可能であるので、極めて容易に種々の形態の液晶表示装置に適用することができる特徴を有する。
【００９７】
（液晶装置の第４実施形態）
図１６に示すものは、本発明に係る液晶装置の第４実施形態の液晶パネルを示す断面図である。
【００９８】
この実施形態の液晶パネルは、平面視略矩形状、かつ環状のシール材１２を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板１７、１８と、これらの間に前記シール材１２とともに囲まれて挟持された液晶層１５と、一方の基板１７の上面側に設けられた指向性前方散乱フィルム１８と位相差板１９と偏光板１６を主体として構成されている。
【００９９】
前記上側の基板ユニットは、例えばガラス等の透明材料からなる基板１７と、基板１７の表側（図１６では上面側、観測者側）に順次設けられた指向性前方散乱フィルム１８、位相差板１９及び偏光板１６と、基板１７の裏側（換言すると液晶層１５側）に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極層２３を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極層２３の液晶層１５側と、後述する下基板側のストライプ状の電極層３５の液晶層１５側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図１６ではこれらの配向膜を省略し説明も略する。下側基板２８の液晶層１５側には、順次凸凹を付与された反射層３１カラーフィルタ層２０、オーバーコート層３３、電極層３５が形成されている。また、図１６に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
【０１００】
前記上基板側の駆動用の各電極層２３は本実施形態ではＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネルの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【０１０１】
本実施形態の反射層３１は、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性かつ導電性の優れた金属材料からなり、基板２８上に凸凹をアクリル樹脂で形成またはフッ酸でガラス基板をエッチングした後に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。この反射層３１を駆動電極として採用しても差し支えない。
【０１０２】
図１６の実施形態の場合には、液晶装置の観察者１６０３側にフロントライト導光板１６０２とタッチキー入力装置１６０１を配置した。
【０１０３】
フロントライト導光板１６０２やタッチキー入力装置１６０１の表面では、図１６中に示したように表面反射Ｌ１６１、Ｌ１６２が存在するので、通常、この方向からは液晶装置を観察しない。本発明の液晶装置は、入射光Ｌ１６３を図６（ｂ）に示したように回折散乱させる機能を有しているので、表面反射Ｌ１６１、Ｌ１６２に関係なく、観察者１６０３は明るい表示を得ることができる。
【０１０４】
さらに、光が入射時には強く散乱され、出射時には強く散乱されないので、クリアな表示が得られた。凸凹を有する反射層のぎらつき感を入射時の散乱で緩和させることができた。
【０１０５】
（電子機器の実施形態）
次に、前記の第１〜第３の実施形態の液晶パネル１０、４０、５０のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【０１０６】
図９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【０１０７】
図９（ａ）において、符号２００は携帯電話本体を示し、符号２０１は前記の液晶パネル１０、４０、５０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１０８】
図９（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【０１０９】
図９（ｂ）において、符号３００は情報処理装置、符号３０１はキーボードなどの入力部、符号３０３は情報処理装置本体、符号３０２は前記の液晶パネル１０、４０、５０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１０】
図９（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【０１１１】
図９（ｃ）において、符号４００は時計本体を示し、符号４０１は前記の液晶パネル１０、４０、５０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１２】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶パネル１０、４０、５０のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであるので、表示にじみ（ボケ）を有しない鮮鋭な表示品質の優れたものとなる。
【０１１３】
【実施例】
「試験例１」
透過型のホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを用いて透過率の測定試験を行った。
【０１１４】
水平に設置した５０×４０ｍｍの平面視長方形状の指向性前方散乱フィルムの表面中心部にハロゲンランプの光源（指向性前方散乱フィルムから３００ｍｍ離れた位置に設置）から光を入射し、指向性前方散乱フィルムの裏面側にＣＣＤからなる受光素子を有する受光部（指向性前方散乱フィルムから３００ｍｍ離れた位置に設置）を、光源からの入射光に対して正視対向する方向に各々設置し、光源の極角と方位角を図４に示すように規定し、受光部において２度視野で平行線透過率を測定した。
【０１１５】
光源の極角θ（指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度）を±６０゜の範囲で調整し、極角の角度毎の平行線透過率（％）を測定した結果を図１０に示す。また、方位角については、０゜、＋３０゜、＋６０°、＋９０°、＋１８０°（いずれも図４に示す右回り方向）と、−３０゜、−６０°、−９０°（いずれも図４に示す左回り方向）のいずれのデータについても計測し、図１０にまとめて記載した。
【０１１６】
図１０に示す結果から、０°と１８０°の場合の測定結果が全く同一曲線になり、平行線透過光の最大透過率Ｔmaxと最小透過率Ｔminとの関係は、（Ｔmax／Ｔmin）≒５０：６≒８.３３となり、本発明で望まれる２を超える値を示した。
【０１１７】
次に、透過型のホログラム技術で作成した別の指向性前方散乱フィルムを用いて同様の透過率の測定試験を行った結果を図１１に示し、さらに別の透過型ホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを用いて同様の透過率の測定試験を行った結果を図１２に示す。
【０１１８】
図１１に示す特性を見ると、平行線透過光の最大透過率Ｔmaxと最小透過率Ｔminとの関係は、（Ｔmax／Ｔmin）≒１２：３≒４であり、本発明で望まれる２を超える値を示した。
【０１１９】
図１２に示す特性を見ると、平行線透過光の最大透過率Ｔmaxと最小透過率Ｔminとの関係は、（Ｔmax／Ｔmin）≒５２：２６≒２であり、本発明で望まれる値の２を示した。
【０１２０】
また、図１０と図１１と図１２に示すいずれの例の指向性前方散乱フィルムにおいても、±６０°の範囲において、概ね、極大と極小の数値がほぼ同じ角度に存在することが明らかになった。例えば、図１０に示す結果から、極大値は極角−３０°の場合、極小値は極角＋２３゜の場合、図１１に示す結果から、極大値は極角−２０°の場合、極小値は極角＋１８゜の場合、図１２に示す結果から、極大値は極角−３０°の場合、極小値は極角＋２５゜の場合であった。
【０１２１】
次に、図１０、図１１、図１２に示す例の指向性前方散乱フィルムにおいて、φが±９０°の場合、いずれの例においても極角θが０の場合に一番透過率が低いことも判明した。また、図１０、図１１、図１２に示す例の指向性前方散乱フィルムにおいて、全ての条件の場合の透過率においていずれも２〜５０％の範囲に入っていることも明らかである。
【０１２２】
次に、極角θを固定して方位角φを変化させた際に、換言すると、指向性前方散乱フィルムのみを水平面内で回転させた場合に、指向性前方散乱フィルムの透過率を測定した結果を図１３に示す。
【０１２３】
図１３に示す結果によれば、θ＝０°の条件では指向性前方散乱フィルムの法線方向に光を入射した状態を示すが、ほぼ一定の透過率を示し、θ＝−２０°、−４０°、−６０°の場合に方位角は０±９０°の範囲で透過率が上側に凸の極大をとる曲線を示し、θ＝＋２０°、＋４０°、＋６０°の場合に方位角０±９０°の範囲で透過率が下側に凸（上側には凹）の極小をとる曲線を示す傾向を示した。このことから、本実施例で用いた指向性前方散乱フィルムは極角と方位角に応じて透過率の極大と極小を示すことが明瞭に示された。
【０１２４】
なお、図１３に示す透過率の関係を解析すると、負の極角θ（−２０°、−４０°、−６０°）において方位角φ＝±３０°以内、即ち、φ＝−３０°〜＋３０゜の範囲において透過率の最大値が５％以内の変動に抑えられており、正の極角θ（＋２０°、＋４０°、＋６０°）において方位角φ＝±３０°以内、即ちφ＝−３０°〜＋３０゜の範囲において透過率の最小値が５％以内の変動に抑えられている。
【０１２５】
図１４は、従来の等方性前方散乱フィルム（大日本印刷（株）製商品名：ＩＤＳ−１６Ｋ）を用いて構成された液晶装置の試料において、極角と透過率の関係を方位角毎に測定した結果を示すものである。試験に際し、先の第１の試験例と同じ液晶装置を用い、異方性前方散乱フィルムを今回使用の等方性散乱フィルムに変更して測定した結果である。
【０１２６】
図１４に示す結果から、平行線透過光の透過率はいずれの方位角でもほとんど変化が見られず、ほぼ１つの曲線に重なるとともに、極角が０°の場合を最大として極角を＋領域か−領域に変化させても数％程度しか変化しないことが明らかである。この結果から、等方性前方散乱フィルムを液晶装置に用いても、本発明の効果が得られないことが明らかである。
【０１２７】
「試験例２」
次に、先の試験の極角θ１と極角θ２を種々変化させた場合の反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。明るさとしては、従来品の等方性前方散乱フィルムを用いた反射型カラー液晶表示装置（先の図１４に示す測定に用いた等方性散乱フィルムを用いた反射型カラー液晶表示装置）と比較し、従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表１に示した。
【０１２８】
「表１」
θ１（°） -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ２（°） 0 0 0 0 0 0 0 0 0
評価結果 × × × × × △ △ △ ×
θ１（°） -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ２（°） 10 10 10 10 10 10 10 10 10
評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 ×
θ１（°） -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ２（°） 20 20 20 20 20 20 20 20 20
評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 ×
θ１（°） -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ２（°） 30 30 30 30 30 30 30 30 30
評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 ×
θ１（°） -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ２（°） 40 40 40 40 40 40 40 40 40
評価結果 × × × × × △ △ △ ×
表１に示す測定結果から明らかなように、平行線透過光が最大となる場合の極角θ１が、−４０°≦θ１≦０°の範囲、０°≦θ２≦４０°の範囲であれば従来品と同程度の明るさを確保でき、−３０°≦θ１≦−１０°の範囲、１０°≦θ２≦３０°の範囲であれば従来品よりも明るさに優れている液晶表示装置が得られることがわかる。
【０１２９】
「試験例３」
指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率Ｔ（０，０）を種々の値に変えた指向性前方散乱フィルムを用意し、この指向性前方散乱フィルムを備えた液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表２に示した。
【０１３０】
「表２」
Ｔ（０，０） 3％ 5％ 10％ 20％ 30％ 40％ 50％ 60％
評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ ×
表２に示す結果から明らかなように、３％≦Ｔ（０，０）≦６０％、より好ましくは５％≦Ｔ（０，０）≦４０％の範囲であれば、実際の使用環境下において従来よりも明るい反射型カラー液晶表示装置を提供できることが明らかである。
【０１３１】
次に、図１０、図１１、図１２に示す結果から、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、常にθ１において平行線透過率の極大を示し、θ２において平行線透過率の極小を示すことも明らかである。
【０１３２】
「試験例４」
次に、透過型ホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを多数枚用意し、（Ｔmax／Ｔmin）の値を種々の値に調整した場合の反射型カラー表示装置の明るさを先の従来品の液晶表示装置と比較した結果を以下の表３に記載した。従来品の液晶表示装置に比べて２倍以上明るく認識できた場合は◎、従来品よりも明るく認識できたものは〇、同等の場合は△、暗い場合は×とした。
【０１３３】

Figure 0004032661
表３に示す結果から、先に説明した平行線透過率の極小値と極大値の比が２以上である場合に特に明るく認識できたことが明らかである。
【０１３４】
「試験例５」
平行線透過率が最小値または最大値をとる時の方位角をφ２またはφ１とすると、φ２±６０°、φ１±６０°の範囲で極角θを変化させて測定した透過光特性の極大値と極小値の比を測定した。この比を変化させて反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表４に示した。
【０１３５】
Figure 0004032661
表４に示す結果から、極大値／極小値の値は１.５以上が好ましいことが明らかになった。即ち、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比が１.５以上であることが明らかである。
【０１３６】
「試験例６」
極角θを−６０°≦θ≦＋６０°としたとき、平行線透過率Ｔの最大値と最小値を変化させて、反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表５に示した。
【０１３７】
「表５」
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin １％ １％ １％ １％ １％ １％
評価結果 × × △ △ △ ×
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin ２％ ２％ ２％ ２％ ２％ ２％
評価結果 × 〇 〇 〇 〇 〇
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin ５％ ５％ ５％ ５％ ５％ ５％
評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 〇
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin １０％ １０％ １０％ １０％ １０％ １０％
評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 △
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin ２０％ ２０％ ２０％ ２０％ ２０％ ２０％
評価結果 × 〇 〇 △ △ ×
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin ３０％ ３０％ ３０％ ３０％ ３０％ ３０％
評価結果 × △ △ × × ×
最大透過率Ｔmax ６０％ ５０％ ４０％ ３０％ ２０％ １０％
最小透過率Ｔmin ４０％ ４０％ ４０％ ４０％ ４０％ ４０％
評価結果 × × × × × ×
表５に示す結果から、最大値／最小値≧２を満足し、かつ、２％以上、５０％以下の透過率が必要であることがわかる。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、指向性前方散乱フィルムを備えた反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置において、最小透過率を示す極角方向を採光側になるように、最大透過率を示す極角方向を観察方向側になるように指向性前方散乱フィルムを液晶パネルに配置してなることで、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ２は入射角方向となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ１は観察者方向になる。指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱されるが、液晶パネル内部の反射層または半透過反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを再度通過する光は散乱される量が少なくなるので、結果的に表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１３９】
更に本発明において、平行線透過光の最大透過率をＴmax（φ１，θ１）、平行線透過光の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）とした場合、φ１＝φ２±１８０°の関係を満足させることでも表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１４０】
また、（Ｔmax／Ｔmin）≧２の関係にすること、極角θ１を、−４０°≦θ１≦０°あるいは０°≦θ１≦４０°の範囲とすること、θ１を、−３０°≦θ１≦−１０°あるいは１０°≦θ１≦３０°の範囲とすることでも表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１４１】
更に本発明は、指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をＴ（０，０）と定義すると、３％≦Ｔ（０，０）≦５０％の関係を満足すること、あるいは、５％≦Ｔ（０，０）≦４０％の関係を満足することによって表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１４２】
更に本発明において、φ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、常にθ１において平行線透過率の極大を示し、θ２において平行線透過率の極小を示すこと、φ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比が１.５以上であることによっても表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１４３】
更に本発明において、φ１およびφ２と直交する方向の極角を−４０°〜＋４０°まで変化させた際の平行線透過率を、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向透過率以上とすること、極角θを−６０°≦θ≦＋６０°の範囲とした際、透過率Ｔ（φ，θ）を２％以上、５０％以下とすることによっても表示のにじみ（ボケ）の少ない鮮明な表示形態が得られる。
【０１４４】
更に、前述の種々構造の液晶装置を有する電子機器であるならば、表示のにじみ（ボケ）を有しない、鮮鋭な高品位の画像表示を行うことができる電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明に係る第１実施形態の液晶パネルの平面図である。
【図２】 図１に示す液晶パネルのＡ−Ａ線に沿う部分断面略図である。
【図３】 図３は図２に示す液晶パネルのカラーフィルタ部分を示す拡大断面図である。
【図４】 図４は指向性前方散乱フィルムと光源と受光部と極角と方位角と平行線透過光の位置関係を示す説明図である。
【図５】 図５は指向性前方散乱フィルムと光源と受光部の位置関係を示す説明図である。
【図６】 図６（Ａ）は指向性前方散乱フィルムに対する入射光と平行線透過光、拡散透過光、並びに後方散乱光と前方散乱光の関係を示す説明図、図６（Ｂ）は指向性前方散乱フィルムの断面構造の一例と入射光及び反射光の関係を示す説明図である。
【図７】 図７は本発明に係る第２実施形態の液晶パネルの断面図である。
【図８】 図８は本発明に係る第３実施形態の液晶パネルの断面図である。
【図９】 本発明の電子機器の応用例を示すもので、図９（ａ）は携帯型電話機を示す斜視図、図９（ｂ）は携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図、図９（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１０】 図１０は実施例において測定された極角と透過率の関係の第１の例を方位角毎に測定した結果を示す図である。
【図１１】 図１１は実施例において測定された極角と透過率の関係の第２の例を方位角毎に測定した結果において、平行線透過率の極小値と極大値の比が４の場合の測定結果を示す図である。
【図１２】 図１２は実施例において測定された極角と透過率の関係の第３の例を方位角毎に測定した結果において、平行線透過率の極小値と極大値の比が２の場合の測定結果を示す図である。
【図１３】 図１３は実施例において測定された方位角と透過率の関係を極角毎に測定した結果を示す図である。
【図１４】 図１４は比較例において測定された極角と透過率の関係を方位角毎に測定した結果を示す図である。
【図１５】 図１５は従来の反射型液晶装置を示すもので、図１５（ａ）は散乱フィルムを備えた反射型液晶装置の一例を示す断面略図、図１５（ｂ）は内面拡散板を備えた反射型液晶装置の一例を示す断面略図である。
【図１６】 図１６は本発明に係る第４実施形態の液晶パネルの断面図である。
【符号の説明】
θ…極角、
φ…方位角、
Ｋ…光源、
Ｊ…受光部、
ＬＴ…拡散透過光、
Ｌ３…平行線透過光、
Ｔmax（φ１，θ１）…最大透過率、
Ｔmin（φ２，θ２）…最小透過率、
１０、４０、５０…液晶パネル、
１５…液晶層、
１７、２８、２８’…基板、
１８…指向性前方散乱フィルム、
２０…カラーフィルタ層、
２３、３５…電極層、
３１…反射層、
５２…半透過反射層、
２００…携帯電話本体、
３００…携帯型情報処理機器、
４００…腕時計型電子機器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
By applying the present invention to a reflective or transflective liquid crystal display device, blurring of display can be eliminated to obtain a bright and clear display, and such a bright and clear display is possible. The present invention relates to a technology capable of providing an electronic device including a liquid crystal device.
[0002]
[Prior art]
In various electronic devices such as notebook personal computers, portable game machines, and electronic notebooks, liquid crystal display devices with low power consumption are often used as display units. Particularly in recent years, with the diversification of display contents, the demand for liquid crystal display devices capable of color display is increasing. In addition, in order to increase the battery driving time of the electronic device, a reflective color liquid crystal display device that does not require a backlight device has been developed.
[0003]
An outline of a configuration example of a conventional reflective color liquid crystal display device will be described below with reference to the drawings.
[0004]
FIGS. 15A and 15B are enlarged schematic cross-sectional views showing a main part of a conventional reflective color liquid crystal display device. Among these, FIG. 15A shows a front scattering plate type reflection type liquid crystal display device, and FIG. 15B shows an inner surface scattering reflection plate type liquid crystal display device.
[0005]
In the forward scattering plate type liquid crystal display device shown in FIG. 15A, a liquid crystal layer 102 is sandwiched between a pair of glass substrates 100 and 101, and one of the glass substrates 101 on the liquid crystal layer 102 side (the upper side in the drawing). A color filter 104 is provided on the surface portion. Further, on the upper surface side of the glass substrate 101, a forward scattering film 105 in which metal oxide particles are dispersed as a filler in a base material made of, for example, 50 to 200 μm thick triallyl cyanate is a transparent adhesive material or adhesive sheet ( The polarizing plate 106 is provided thereon.
[0006]
In such a forward scattering type reflective liquid crystal device, incident light L1 passes through the polarizing plate 106, the forward scattering film 105, the glass substrate 101, the liquid crystal layer 102, and the color filter 104, and then enters the light reflecting layer 103 that also serves as a drive electrode. The light reflected by the surface is emitted from the liquid crystal device through the liquid crystal layer 102, the color filter 104, the glass substrate 101, the forward scattering film 105, and the polarizing plate 106, and is visually recognized by the observer E as reflected light L2. . Here, the light emitted from the liquid crystal device is controlled by the state of the liquid crystal layer 102, that is, the polarization state of the reflected light is controlled by the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 102, and the polarization state of the reflected light is If it coincides with the polarization axis, it passes through the polarizing plate 106 and a desired color display is made.
[0007]
15B includes a pair of glass substrates 100 and 101 and a liquid crystal layer 102, and the surface of the glass substrate 100 on the liquid crystal layer 102 side also serves as a light reflection layer. A pixel electrode 107 made of an Al thin film or the like is formed in a state in which an uneven portion for irregularly reflecting light is provided on the surface.
[0008]
Here, a color filter 104 is formed on the surface of the glass substrate 101 on the light incident side on the liquid crystal layer 102 side, and a polarizing plate 106 is provided on the upper surface side of the glass substrate 101. In such an internal scattering plate type reflective liquid crystal display device, the incident light L1 passes through the polarizing plate 106, the glass substrate 101, the color filter 104, and the liquid crystal layer 102, and then the concave-convex light reflecting layer 107 that also serves as a pixel electrode. After the light is irregularly reflected on the surface of the liquid crystal layer and the polarization is changed depending on the state of the liquid crystal layer 102, the reflected light passes through the color filter 104, the glass substrate 101, and the polarizing plate 106, and is transmitted through the polarizing plate 106 depending on the polarization state of the reflected light. When the light is transmitted, it is visually recognized as a color display by entering the observer's naked eye E as scattered light L3.
[0009]
By the way, in the conventional structure shown in FIG. 15A, the forward scattering film 105 weakens strong mirror reflection (regular reflection) in a specific direction unique to the mirror surface when the light reflection layer 103 is a mirror reflection layer. It is used for the purpose of enabling bright display in as wide a range as possible.
[0010]
This type of forward scattering film 105 is generally made of an acrylic resin layer (for example, refractive index n = 1.48 to 1.49) having a thickness of about 25 to 30 μm (25 to 30 × 10 −6 m). It has a structure in which a large number of beads (for example, refractive index n = 1.4) having a particle size of about 4 μm (4 × 10 −6 m) are dispersed therein, a reflective liquid crystal display device for mobile phones, and portable information It is widely used in reflective liquid crystal display devices such as equipment.
[0011]
As a liquid crystal display device for a portable device, a transflective liquid crystal display device having a backlight in addition to the reflective type is also known. In this type of conventional transflective liquid crystal display device, the reflective layer is configured as a transflective layer, and in the case of transmissive display, the light from the backlight reaches the viewer side through the transflective layer. In a state where display is performed and a backlight is not used, the reflective liquid crystal display device is configured so that reflected light can be used effectively.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned forward scattering film 105 tends to be mixed before different information for each different pixel is recognized by the user's eyes, and display blurring (blur) is likely to occur. Had a point. As shown in FIG. 15 (a), this is due to scattering by the forward scattering film 105 that occurs between the time when the incident light is reflected by the reflective layer 103 and reaches the eyes of the user in the reflective liquid crystal display device. If white display and black display are performed with matching pixels, the boundary between the white display and the black display becomes difficult to understand due to the scattering action of the forward scattering film 105, and the display is blurred (blurred). The inventor believes that this is the case. Further, when considering the blurring of the display of the liquid crystal device provided with the color filter 104, the boundary of the color display tends to be difficult to distinguish, and there is a possibility that color mixing may occur, so that good color development cannot be obtained. There is a fear.
[0013]
Further, such a situation that the display is blurred or a sufficient color developability cannot be obtained also corresponds to a case where reflective display is performed in a transflective liquid crystal display device.
[0014]
Next, in the configuration (inner surface scattering structure) provided with the light-reflective pixel electrode 107 provided with unevenness as shown in FIG. 15B, there is little possibility of causing the above-described display blur in the front scattering film. However, since a special processing step and man-hours are required to manufacture the pixel electrode 107 having unevenness, there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0015]
Further, also in the cases of FIGS. 15A and 15B, it is possible to obtain a reflective display in which the regular reflection direction of incident light is brightest. However, since this regular reflection direction is also the liquid crystal device surface reflection direction, the observer usually observes the reflective display in a direction slightly deviated from this direction (reason: illumination is reflected in the regular reflection direction). In this case, it has been difficult to obtain a sufficiently bright display.
[0016]
From the background as described above, the present inventors have conducted further research focusing on the forward scattering film, and as a result, the scattering of the liquid crystal display device is blurred by providing directivity to the scattering property of the forward scattering film. It was found that (blur) can be eliminated, and the present invention was reached. In addition, as a result of the inventors' research on the forward scattering film, when the forward scattering film 105 is arranged in the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 15A, the incident light L1 is first forward scattered film 105. Scattered light generated when passing through the screen is less likely to have a significant effect on display blur (blur), but the diffused light generated when passing through the forward scattering film 105 again as reflected light is observed by the observer E. It is easy to find out that the scattered light when the reflected light passes through the scattering film 105 has a great influence on blurring of display.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, can reduce display blur and improve display quality, and can display clear images, and a liquid crystal device including an internal scattering plate An object of the present invention is to provide a liquid crystal device capable of simplifying the configuration and reducing the manufacturing cost while providing a clear display and an electronic device including the liquid crystal device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention is sandwiched between a first substrate, a second substrate paired with the first substrate, and the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer, a reflective layer or a transflective layer provided on any surface of the second substrate, and a directional forward scattering film provided on a surface opposite to the liquid crystal layer of the first substrate. This is a liquid crystal device that can be reflected and reflected by daylighting, which is light incident on the directional forward scattering film from the outside, and receives light from a light source disposed on one side of the directional forward scattering film. In the light receiving unit arranged on the other side of the directional forward scattering film, when the parallel line transmitted light excluding the diffuse transmitted light is observed among the total transmitted light transmitted through the directional forward scattering film, the directional forward Incident angle of incident light with respect to scattering film normal The polar angle θn is defined, the incident light angle in the in-plane direction of the directional forward scattering film is defined as the azimuth angle φm, and the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is defined as Tmax (φ1, θ1). When the minimum transmittance of light is defined as Tmin (φ2, θ2), the directional scattering film has a function of scattering and diffracting incident light from the azimuth side indicating the minimum transmittance Tmin (φ2, θ2). The direction facing the directional forward scattering film is the observation direction, and the polar angle and azimuth indicating the minimum transmittance in the directional forward scattering film are the daylighting direction, and the polar angle and azimuth indicating the maximum transmittance are A directional forward scattering film is arranged with respect to the first substrate so as to be in an observation direction.
[0019]
  According to this configuration,The direction facing the directional forward scattering film is the observation direction, and the polar angle and azimuth indicating the minimum transmittance in the directional forward scattering film are the daylighting direction, and the polar angle and azimuth indicating the maximum transmittance are By arranging the directional forward scattering film with respect to the first substrate so as to be in the observation direction,Incident light is strongly scattered when incident, but the amount of light that is reflected by the reflective layer and passes through the directional forward scattering film is less scattered, reducing display blur and enabling clear display. , Display quality can be improved.
  further,Directional scattering film has minimum transmittance T min It has a function to scatter and diffract incident light from the azimuth side indicating (φ2, θ2)Therefore, the incident light can be scattered and simultaneously diffracted, so that a bright reflective display can be obtained in directions other than the regular reflection direction of the incident light.
[0020]
In order to solve the above problems, the present invention can be applied to a transflective liquid crystal device having a transflective layer in place of the reflective layer of the liquid crystal device having the structure described above. .
[0021]
Even in a liquid crystal device having a transflective layer, the present invention is effective when performing reflective display, and the azimuth angle φ2 in the case where the minimum transmittance of parallel-line transmitted light is shown is the same as in the previous structure. The azimuth angle φ1 on the incident angle direction side and the maximum transmittance of parallel-line transmitted light is on the viewer direction side. If the directional forward scattering film is arranged in this manner, the light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, but is reflected by the reflective layer inside the liquid crystal panel and is directed forward. Since the amount of light passing through the scattering film is reduced, a clear display form with little blurring of display can be obtained.
[0022]
Next, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a liquid crystal device having the above-described reflective layer or semi-transmissive reflective layer, wherein Tmax (φ1, θ1) is the maximum transmittance of parallel-line transmitted light, and parallel-line transmission is performed. When the minimum light transmittance is Tmin (φ2, θ2), the relationship is φ1 = φ2 ± 180 °.
[0023]
In a reflective or transflective liquid crystal display device having a directional forward scattering film, the azimuth angle φ2 in the case where the minimum transmittance of parallel line transmitted light is shown by the relationship of φ1 = φ2 ± 180 ° is The azimuth angle φ1 in the front incidence angle direction of the liquid crystal panel and showing the maximum transmittance of parallel-line transmitted light is in the center direction of the observer, but this relationship is the most ideal arrangement relationship when 180 °. Light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, and the light that is reflected by the reflective layer or transflective layer inside the liquid crystal panel and passes through the directional forward scattering film for the second time is scattered. Since the amount is small, a clear display form with less blurring of display can be obtained with certainty.
[0024]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention can make the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of parallel-line transmitted light in a relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2 in the liquid crystal device.
[0025]
By satisfying the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2, sufficient scattering can be obtained at the time of incidence of light in the directional forward scattering film, so that the display is brighter than a liquid crystal device having a conventional isotropic forward scattering film. A clear (clear) display can be obtained.
[0026]
In order to solve the above problems, the present invention provides the liquid crystal device in which the polar angle θ1 or θ2 when the parallel-line transmitted light is maximum is −40 ° ≦ θ1 (or θ2) ≦ 0 ° or 0 ° ≦ The range was θ1 (or θ2) ≦ 40 °.
[0027]
By setting the polar angle θ1 or θ2 in the above-described range, a liquid crystal panel brighter and clearer than a liquid crystal panel having a conventional isotropic directional scattering film in an actual use environment can be obtained.
[0028]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the liquid crystal device in which the polar angle θ1 or θ2 when the parallel-line transmitted light is maximum is −30 ° ≦ θ1 (or θ2) ≦ −10 ° or 10 °. ≦ θ1 (or θ2) ≦ 30 ° can be set.
[0029]
By setting the polar angle θ1 or θ2 in the above-described range, a brighter and clearer display can be obtained in a practical use environment than a liquid crystal panel having a conventional isotropic directional scattering film.
[0030]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a liquid crystal device in which the parallel line transmittance in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), and 3% ≦ T (0,0). ) ≦ 50% of the relationship can be satisfied. In the above-described range, the relationship of 5% ≦ T (0,0) ≦ 40% can be satisfied.
[0031]
In these cases, a brighter and clearer display can be obtained in a practical use environment than a liquid crystal device having a conventional isotropic forward scattering film.
[0032]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a liquid crystal device in which the directional angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, and the parallel transmittance is always at θ1. The maximum value can be shown, and the minimum of the parallel line transmittance can be shown at θ2.
[0033]
If the maximum and minimum are shown in such an azimuth angle range, light can be scattered not only in one direction of φ2 but also in such an azimuth angle range (± 60 ° range). Therefore, a bright reflective display can be realized in a wide range.
[0034]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a liquid crystal device in which the directional forward scattering film has an azimuth angle φ in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °. The ratio between the minimum value and the maximum value can be 1.5 or more.
[0035]
By increasing the ratio between the maximum value and minimum value of the parallel line transmittance, it is possible to increase the scattering property when entering the directional forward scattering film, and to improve the scattering property after passing through the directional forward scattering film. Since it can be suppressed to a low level, a clear display with little blurring of display can be obtained.
[0036]
In order to solve the above problems, the present invention sets polar angles in a direction orthogonal to an azimuth angle φ1 indicating the maximum transmittance of parallel line transmitted light and an azimuth angle φ2 indicating the minimum transmittance of parallel line transmitted light to −40 ° to The parallel line transmittance when changed to + 40 ° was set to be equal to or higher than the normal direction transmittance of the directional forward scattering film.
[0037]
By doing so, a clear reflective display form with little display blur is obtained even when the liquid crystal panel of the liquid crystal device is observed from the lateral direction.
[0038]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sets the parallel line transmittance T (φ, θ) to 2% or more and 50% or less when the polar angle θ is in the range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °. be able to.
[0039]
In this range, T (φ, θ) is 2% or more and 50% or less, and a bright display with no blurring (blurring) of display can be obtained.
[0040]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that an electrode for driving a liquid crystal is provided on the liquid crystal layer of the one substrate and the liquid crystal layer side of the other substrate.
[0041]
The alignment state of the liquid crystal can be controlled by electrodes sandwiching the liquid crystal layer, and switching between display, non-display, and halftone display can be performed.
[0042]
In order to solve the above problems, the present invention may be configured such that in the liquid crystal device, a color filter is provided on one liquid crystal layer side from either of the pair of substrates.
[0043]
By providing a color filter, color display becomes possible, and by adopting any of the structures described above, a display having a clear color display with little display blur is obtained.
[0044]
In the present invention, when the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer has fine irregularities, the incident light is strongly scattered and guided to the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer. The glare that occurs because the layer has fine irregularities can be mitigated, and the reflected light from the reflective layer or transflective layer is not strongly scattered by the directional forward scattering film. A clear display with little blurring can be obtained.
[0045]
Further, the directional scattering film has a function of scattering and diffracting incident light from the azimuth angle side indicating the minimum transmittance Tmin (φ2, θ2).
[0046]
According to this means, incident light can be scattered and simultaneously diffracted, so that a bright reflective display can be obtained in addition to the regular reflection direction (surface reflection direction) of incident light. In addition, when at least one of a transparent protective plate, a light guide of a front light illumination device, and a touch key is disposed on the observation side of the liquid crystal device, there is surface reflection that occurs on the front surface or the back surface thereof, The reflection display is difficult to see. However, in the present invention, since the directional forward scattering film has a diffraction function, it is possible to obtain a bright and easy-to-see reflective display other than the surface reflection direction.
[0047]
In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the liquid crystal devices described above as display means.
[0048]
If the electronic apparatus includes the above-described liquid crystal device having an excellent display form, an electronic apparatus having a display form having a clear display with little display blur can be obtained.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0050]
(First Embodiment of Liquid Crystal Device)
A liquid crystal panel according to a first embodiment of the liquid crystal device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment in which the present invention is applied to a simple matrix type reflective liquid crystal panel, and FIG. 2 is a partial sectional view taken along line AA of the liquid crystal panel shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a color filter portion built in the liquid crystal display device. A liquid crystal display device (liquid crystal device) as a final product is configured by mounting auxiliary elements such as a liquid crystal driving IC and a support on the liquid crystal panel 10 of this embodiment.
[0051]
The liquid crystal panel 10 of this embodiment has a substantially rectangular shape in plan view, and a pair of rectangular plan view substrate units 13 and 14 attached so as to face each other with a cell gap therebetween via an annular sealing material 12. A liquid crystal layer 15 surrounded and sandwiched together with the sealing material 12 therebetween, a directional forward scattering film 18 and a retardation plate provided on the upper surface side of one (upper side in FIG. 2) substrate unit 13 19 and the polarizing plate 16 are mainly used. Of the substrate units 13 and 14, the substrate unit 13 is a front (upper) substrate unit provided toward the observer side, and the substrate unit 14 is provided on the opposite side, in other words, on the back side (lower). It is.
[0052]
The upper substrate unit 13 includes, for example, a substrate 17 made of a transparent material such as glass, a directional forward scattering film 18 provided on the front side of the substrate 17 (the upper surface side and the observer side in FIG. 2), and a retardation plate. 19 and the polarizing plate 16, the color filter layer 20 and the overcoat layer 21 sequentially formed on the back side of the substrate 17 (in other words, the liquid crystal layer 15 side), and the overcoat layer 21 formed on the surface on the liquid crystal layer 15 side. In addition, a plurality of striped electrode layers 23 for driving the liquid crystal are provided. In an actual liquid crystal device, alignment films are formed on the liquid crystal layer 15 side of the electrode layer 23 and the liquid crystal layer 15 side of the striped electrode layer 35 on the lower substrate side, which will be described later. Then, while omitting these alignment films and abbreviate | omitting description, illustration and description of an alignment film are abbreviate | omitted also in other embodiment demonstrated sequentially below. The cross-sectional structure of the liquid crystal device shown in FIG. 2 and the following drawings is shown by adjusting the thickness of each layer to a thickness different from that of an actual liquid crystal device so that the layers can be easily seen in the illustrated case.
[0053]
In the present embodiment, each electrode layer 23 for driving on the upper substrate side is formed from a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) in a stripe shape in plan view. The required number is formed according to the area and the number of pixels.
[0054]
In the present embodiment, the color filter layer 20 is enlarged on the lower surface of the upper substrate 17 (in other words, the surface on the liquid crystal layer 15 side), as shown in FIG. Each of the RGB patterns 27 is formed. The overcoat layer 21 is covered as a transparent protective flattening film for protecting the RGB pattern 27.
[0055]
Such a black mask 26 is formed by patterning a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 100 to 200 nm by, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method or the like. Each of the RGB patterns 27 has a red pattern (R), a green pattern (G), and a blue pattern (B) arranged in a desired pattern shape. For example, a pigment using a photosensitive resin containing a predetermined colorant It is formed by various methods such as a dispersion method, various printing methods, electrodeposition methods, transfer methods, and dyeing methods.
[0056]
On the other hand, the lower substrate unit 14 is sequentially formed on a substrate 28 made of a transparent material such as glass or other opaque material, and on the surface side of the substrate 28 (the upper surface side in FIG. 2, in other words, the liquid crystal layer 15 side). The reflective layer 31, the overcoat layer 33, and a plurality of striped driving electrode layers 35 formed on the surface of the overcoat layer 33 on the liquid crystal layer 15 side. In these electrode layers 35, the required number is formed in accordance with the display area and the number of pixels of the liquid crystal panel 10 as in the case of the previous electrode layer 23.
[0057]
Next, the reflective layer 31 of the present embodiment is made of a metal material having excellent light reflectivity and conductivity such as Ag or Al, and is formed on the substrate 28 by vapor deposition or sputtering. However, it is not essential that the reflective layer 31 is made of a conductive material, and a structure in which a drive electrode layer made of a conductive material is provided separately from the reflective layer 31 and the reflective layer 31 and the drive electrode are provided separately may be employed. Absent.
[0058]
Next, the directional forward scattering film 18 attached to the upper substrate unit 13 will be described in detail below.
[0059]
The directional forward scattering film 18 used in the present embodiment has the directivity disclosed in JP 2000-035506, JP 2000-066066, JP 2000-180607, etc. from the viewpoint of the basic structure. A front scattering film can be used as appropriate. For example, as disclosed in JP-A-2000-035506, a resin sheet that is a mixture of two or more kinds of photopolymerizable monomers or oligomers having different refractive indexes is irradiated with ultraviolet rays from a specific direction. As an on-line holographic diffusion sheet having a function of efficiently scattering only in a wide direction, or as an on-line holographic diffusion sheet disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-0666026, the hologram photosensitive material is irradiated with a laser so that the refractive index is partially What manufactured the different area | region so that it might become a layer structure etc. can be used suitably.
[0060]
Here, the directional forward scattering film 18 used in the present embodiment has various parameters such as parallel line transmittance described below in a specific positional relationship suitable for a liquid crystal display device.
[0061]
First, as shown in FIG. 4, the directional forward scattering film 18 having a rectangular shape in plan view is installed horizontally. In FIG. 4, since the horizontal installation state is easy to explain, the horizontal installation state will be described. However, the direction in which the directional front scattering film 18 is installed is not limited to the horizontal direction, and may be any direction. It suffices if the positional relationship (polar angle θ, azimuth angle φ, which will be described later) of K, light receiving portion J, and directional forward scattering film 18 can be clearly defined. In the present embodiment, the horizontal direction installation of the directional forward scattering film 18 will be described as an example as a direction in which the direction can be easily understood in the description.
[0062]
In FIG. 4, it is assumed that incident light L <b> 1 from the light source K enters from the diagonally upper right rear side of the directional forward scattering film 18 toward the origin O at the center of the directional forward scattering film 18. A measurement system is assumed in which transmitted light that passes through the origin O of the directional forward scattering film 18 and passes through the directional forward scattering film 18 and travels straight is received by the light receiving unit J such as an optical sensor.
[0063]
Here, in order to specify the direction of the incident light L1 to the directional forward scattering film 18, the directional forward scattering film 18 is rectangular with the coordinate axes of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° as shown in FIG. Is divided into four equal parts and passes through the center origin O (in other words, the center of each side of the directional forward scattering film 18 is divided into four parts so that one end of the coordinate axis passes) The horizontal rotation angle of the incident light L1 vertically projected onto the surface of the directional forward scattering film 18 (a clockwise angle from the 0 ° coordinate axis is +, and a counterclockwise angle from the 0 ° coordinate axis is −). ) Is defined as the azimuth angle φ. Next, the normal H of the directional forward scattering film with respect to the direction of the incident light L1 that is horizontally projected onto a vertical plane (a plane indicated by reference numeral M1 in FIG. 4) including the coordinate axes of 0 ° and 180 °. The angle formed is defined as the polar angle θ of the incident light L1. In other words, the polar angle θ indicates the incident angle of the incident light L1 in the vertical plane with respect to the directional forward scattering film 18 installed horizontally, and the azimuth angle φ corresponds to the rotation angle of the incident light L1 in the horizontal plane.
[0064]
In this state, for example, when the polar angle of the incident light L1 is 0 ° and the azimuth angle is 0 °, the incident light L1 enters the directional front film 18 at a right angle as shown in FIG. The directional forward scattering film 18 is in the state indicated by reference numeral 18 in FIG. 5, and when the polar angle θ is + 60 °, the light source K, the light receiving part J, and the directional front The positional relationship with the film 18 is a state in which the directional forward scattering film 18 is arranged as shown by reference numeral 18A in FIG. 5, and the light source K, the light receiving portion J, and the directional forward scattering when the polar angle θ is −60 °. The positional relationship with the film 18 means that the directional forward scattering film 18 is disposed as indicated by reference numeral 18B.
[0065]
Next, the incident light L1 emitted from the light source installed on one side of the directional forward scattering film 18 (left side in FIG. 6A) is applied to the directional forward scattering film 18 as shown in FIG. 6A. When passing through the other side of the directional front scattering film 18 (right side in FIG. 6A), the light scattered on one side (left side) of the directional front scattering film 18 is referred to as backscattered light LR. Light that passes through the directional forward scattering film 18 is referred to as forward scattered light. With respect to the forward scattered light transmitted through the directional forward scattered film 18, the incident light L1 is the light intensity of the forward scattered light L3 that travels straight in the same direction with an angle error within ± 2 ° with respect to the traveling direction of the incident light L1. The ratio of the light intensity to the light intensity of the incident light L1 is defined as the parallel light transmittance, and the ratio of the light intensity of the forward scattered light LT that is diffused obliquely to the surrounding side exceeding ± 2 ° is the diffuse light transmittance. And the ratio of the entire transmitted light to the incident light is defined as the total light transmittance. From the above definition, it can be defined that the parallel light transmittance is obtained by subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. In order to make the above explanation easier to understand, FIG. 1 also shows the relationship between the incident light L1, the azimuth angle φ, and the parallel-line transmitted light L3.
[0066]
In addition, in the field of optics, a transmittance scale called “haze” is also generally known. However, haze is a value obtained by dividing diffuse transmittance by total light transmittance and expressing it in%. The definition of the concept is completely different from the parallel line transmittance used in the present embodiment.
[0067]
Next, when the maximum transmittance of the parallel line transmittance is marked using the previous polar angle θ and the azimuth angle φ, it is defined as Tmax (φ1, θ1), and the minimum transmittance of the parallel line transmittance is defined. Is defined as Tmin (φ2, θ2). In other words, due to the nature of the directional forward scattering film, the conditions for the maximum transmittance are the weakest conditions for scattering and the conditions for the minimum transmittance are the conditions for strongest scattering.
[0068]
For example, if the maximum transmittance is shown when the polar angle θ = 0 ° and the azimuth angle = 0 °, it is denoted as Tmax (0, 0). (This means that the parallel transmission along the normal direction of the directional forward scattering film is maximum. In other words, the scattering along the direction of the normal H of the directional forward scattering film is the weakest. In addition, when the minimum transmittance is shown when the polar angle θ = 10 ° and the azimuth angle = 45 °, it is denoted as Tmin (10, 45), and in this case, the scattering in this direction is the strongest. means.
[0069]
Based on the above definition, each characteristic of the directional forward scattering film 18 that is preferably applied to the liquid crystal display device will be described below.
[0070]
As described above, in the directional forward scattering film 18, the angle at which the parallel line transmittance exhibits the maximum transmittance is the angle at which the scattering is the weakest, and the angle at which the minimum transmittance is exhibited is the angle at which the scattering is strongest.
[0071]
Therefore, in other words, as shown in FIG. 2, in the reflective liquid crystal display device, it is considered that the ambient light with respect to the liquid crystal panel 10 is used as the incident light L1, and the light reflected by the reflective layer 31 is recognized as reflected light. 4, the incident light enters the liquid crystal panel 10 from a direction in which scattering is strong when light is incident (in other words, a direction having a low parallel-line transmittance), and the scattering is weak when an observer observes the reflected light. When viewed from the direction (in other words, the direction of high parallel line transmittance), it is considered that a state with little blurring of display can be obtained. This is because the first scattering upon incidence on the directional forward scattering film 18 found by the present inventors hardly affects the blurring of the display, but the directional forward scattering film 18 is reflected as reflected light. This is based on the knowledge that the scattering when passing through the second time has a large effect on the blurring of the display.
[0072]
That is, in the present embodiment, when the incident light L1 passes through the directional forward scattering film 18 for the first time, the light is scattered to prevent regular reflection (mirror reflection) of the reflection layer 31 with a wide viewing angle. It is preferable for the purpose of obtaining a bright display. Further, when the light reflected by the reflection layer 31 inside the liquid crystal device passes through the directional forward scattering film 18 for the second time, the light is less scattered. This is because it is considered preferable for reducing blur. Therefore, in the characteristics of the directional forward scattering film 18, the polar angle and azimuth angle indicating the minimum transmittance, in other words, the polar angle and azimuth direction of the incident light having the strongest scattering are directed to the daylighting side of the liquid crystal panel 10. Then, it is preferably directed to the side opposite to the viewer side, and the polar angle and azimuth angle at which the parallel line transmittance shows the maximum transmittance, in other words, the incident light angle and the incident direction with the weakest scattering are on the viewer side of the liquid crystal panel 10. It is necessary to turn.
[0073]
Here, FIG. 6B shows a cross-sectional structure of the directional forward scattering film 18 used in the present embodiment, and the state of the polar angle and the azimuth as described above will be described.
[0074]
As shown in FIG. 6B, the cross-sectional structure model of the directional forward scattering film 18 used in the present embodiment is the cross-sectional structure of the directional forward scattering film 18 where the refractive index is n1 and the refractive index is n2. It is a structure in which layers are arranged alternately in a slanting direction at a predetermined angle. If the incident light L1 is incident on the directional forward scattering film 18 having this structure with an appropriate polar angle from an oblique direction, the incident light L1 is scattered at the boundary portion of each layer having a different refractive index and a part of the scattered light. Passes through the liquid crystal layer 15 and is reflected by the reflective layer 31, the reflected light R1 passes through the liquid crystal layer 15 again and passes through the directional forward scattering film 18 at a polar angle different from the incident light L1. However, the reflected light R1 here can pass through the directional forward scattering film 18 with little scattering.
[0075]
In order to satisfy such a relationship, the relationship between the azimuth angles φ1 and φ2 is most preferably φ1 = φ2 ± 180 °. This means that φ2 is the incident angle direction and φ1 is the viewing direction, and these angles differ by 180 ° when applied in an actual liquid crystal device. In this case, the light incident on the liquid crystal device is strongly scattered at the time of incidence, and the light reflected by the reflective layer 31 is not easily scattered, so that a sharp display form without blurring (blur) of the display can be obtained. However, in consideration of the fact that the directional forward scattering film 18 in which layers having different refractive indexes are alternately arranged in an oblique direction and having a predetermined angle as described above is not systematically completely uniform. The ideal relationship between the angles φ1 and φ2 is φ1 = φ2 ± 180 °, but based on the relationship φ1 = φ2 ± 180 °, the present invention includes even a deviation of about ± 10 ° from the angle. It shall be. If this angle deviates by more than ± 10 °, it becomes difficult to obtain a sharp display form without blurring (blur) of display.
[0076]
Next, it is preferable that the value of (Tmax / Tmin) satisfies the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2. With this relationship, sufficient scattering can be obtained at the time of incidence, and a bright and sharp reflective display can be obtained. Further, by satisfying this relationship, it is possible to realize a reflective display that is brighter than when a conventionally known isotropic scattering film is used.
[0077]
Next, when the polar angles θ1 and θ2 are individually viewed, in order to obtain a brighter display than the isotropic scattering film, the range of −40 ° ≦ θ1 <0 ° and 0 ° <θ2 ≦ 40 ° More preferably, the range is −30 ° ≦ θ1 ≦ −10 ° and 10 ° ≦ θ2 ≦ 30 °.
[0078]
Next, when the parallel line transmittance in the normal direction of the directional front scattering film 18 is defined as T (0, 0), a brighter display than the conventionally known isotropic scattering film is obtained. In order to obtain, when θ1 = θ2 = 20 °, T (0,0) is preferably 3% or more and 50% or less, and T (0,0) is 5% or more and 40% or less. More preferably. If T (0, 0) is less than 3%, the scattering is too strong and the display is blurred. If T (0, 0) exceeds 40%, the front scattering is too weak and the mirror reflection is close.
[0079]
Next, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined as the range of φ1 ± 60 ° (φ2 ± 60 °), the maximum (maximum) of the parallel line transmittance is always taken at θ1, and the parallel line is transmitted at θ2. It is preferable to take the minimum value (minimum value) of the rate and to set the ratio between the maximum value (maximum value) and the minimum value (minimum value) to 1.5 or more. If it has such a feature, it is possible to scatter light up to ± 60 ° not only in one direction of φ2 but also in an azimuth angle, so it is easy to cope with each environment. Bright display can be realized.
[0080]
Next, when the polar angle θ in the direction orthogonal to the azimuth angle φ1 indicating the maximum transmittance and the azimuth angle φ2 indicating the minimum transmittance is changed from −40 ° to + 40 °, the parallel line transmittance is directed in this range. If the transmittance is equal to or higher than the transmittance of the normal forward scattering film in the normal direction, a sharp display without blurring of display can be obtained even when the liquid crystal device is observed from the lateral direction. That is, it is preferable to satisfy the relationship of T (0,0) ≦ T (φ1 ± 90, θ) and satisfy the relationship of T (0,0) ≦ T (φ2 ± 90, θ).
[0081]
Next, when the polar angle θ is in the range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °, the parallel line transmittance T (φ, θ) is 2% or more and preferably 50% or less. That is, it is preferable to satisfy the relationship of 2% ≦ T (φ, θ) ≦ 50%, but −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °.
[0082]
With such a relationship, it is possible to obtain a bright and sharp display with no blurring of display.
[0083]
(Second Embodiment of Liquid Crystal Device)
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a liquid crystal panel 40 of a second embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
[0084]
The liquid crystal panel 40 of this embodiment has a reflective simple matrix structure having a directional forward scattering film 18 as in the liquid crystal panel 10 of the first embodiment described with reference to FIGS. Since the basic structure is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different components will be mainly described below.
[0085]
The liquid crystal panel 40 of the present embodiment is configured by sandwiching the liquid crystal layer 15 between the substrate unit 41 and the substrate unit 42 opposed to each other, surrounded by the sealing material 12. The upper substrate unit 41 is obtained by omitting the color filter layer 20 from the substrate unit 13 of the first embodiment, and the color filter layer 20 is formed on the reflective layer 31 of the lower substrate unit 42 on the opposite side. The structure of this portion is different from the structure of the first embodiment. That is, in the liquid crystal panel 40 shown in FIG. 4, the color filter layer 20 provided on the upper (observer side) substrate unit 13 side in the first embodiment is arranged below the liquid crystal layer 15 (the observer side). This is a structure provided on the substrate unit 42 side on the opposite side. The structure of the color filter layer 20 is the same as that of the first embodiment. However, since the color filter layer 20 is formed on the upper surface side of the substrate 28, the laminated structure of the color filter layer 20 shown in FIG. The state is upside down.
[0086]
Also in the structure of the second embodiment, since the directional forward scattering film 18 is provided in the same manner as the structure of the first embodiment, the structure of the first embodiment with respect to blurring of the reflective display (blur). The same effect can be obtained.
[0087]
In the liquid crystal device 40 shown in FIG. 4, since the color filter layer 20 is formed immediately above the reflective layer 31, the light incident on the liquid crystal device 40 reaches the reflective layer 31 via the liquid crystal layer 15 and is reflected. Since it passes through the color filter 32 immediately after being done, it has a feature that the problem of color misregistration hardly occurs.
[0088]
In the present embodiment, the reflective layer 31 is in a mirror (mirror surface) state, but may have fine irregularities of about 1 to 20 μm.
[0089]
(Third embodiment of liquid crystal device)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a liquid crystal panel 50 of a third embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
[0090]
The liquid crystal panel 50 of this embodiment is a substrate unit provided with a transflective layer 52 in place of the reflective layer 31 provided in the liquid crystal panel 10 of the first embodiment described with reference to FIGS. 55 having a translucent reflection type simple matrix structure provided with 55, and in the other basic structure, the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description of those components is omitted. Hereinafter, different components will be mainly described.
[0091]
When the liquid crystal display device is used as the transmission type, the lower substrate 28 ′ needs to be made of a transparent substrate such as glass.
[0092]
The liquid crystal panel 50 is different from the structure of the first embodiment in that a transflective layer 52 is provided, and a light source 60 such as a backlight is provided behind the liquid crystal panel 50 (lower side in FIG. 8). And a phase difference plate 56 and a polarizing plate 57 are added.
[0093]
The transflective layer 52 is a transflective layer (for example, a film having a thickness of several hundred angstroms) having a thickness sufficient to pass transmitted light emitted from a light source 60 such as a backlight on the back side (lower side in FIG. 8). Widely used in transflective liquid crystal display devices, such as thick thin film Al and thin film Ag), or a structure in which a large number of fine holes are formed in a part of the reflective film to enhance light transmission. Can be used as appropriate.
[0094]
The liquid crystal device according to the third embodiment takes a transmissive liquid crystal display form when using light transmitted from a light source 60 such as a backlight, and reflects using ambient light when light from the light source is not used. By performing display, it can be used as a reflective liquid crystal display device. When the display form as the reflective liquid crystal display device is employed, the sharp reflection that eliminates the blurring of the display due to the presence of the directional forward scattering film 18 as in the case of the first embodiment. A display form of the mold can be obtained.
[0095]
In the first, second, and third embodiments described so far, the example in which the present invention is applied to the simple matrix reflective liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to a two-terminal switching element or 3 Of course, the present invention may be applied to an active matrix reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device having a terminal type switching element.
[0096]
When applied to these active matrix liquid crystal display devices, a common electrode is provided on one substrate side instead of the striped electrodes shown in FIGS. 2, 7, and 8, and a large number of pixels are provided on the other substrate side. An electrode is provided for each pixel, and each pixel electrode is individually driven by a thin film transistor that is a three-terminal switching element. A TFT (thin film transistor) drive type structure, a striped electrode is provided on one substrate side, and the other Needless to say, the present invention can be applied to a liquid crystal display device of a two-terminal type linear element driving type in which a pixel electrode is provided for each pixel on the substrate side, and these pixel electrodes are individually driven by a thin film diode that is a two-terminal type linear element. Yes, for any of these types of liquid crystal display devices, the present invention can be applied only by arranging the directional scattering film on the liquid crystal panel in the specific direction described above. It has a feature that can be easily applied to a liquid crystal display device of various forms Te fit.
[0097]
(Fourth Embodiment of Liquid Crystal Device)
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a liquid crystal panel of a fourth embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
[0098]
The liquid crystal panel of this embodiment includes a pair of rectangular substrates 17 and 18 in plan view, which are attached in a substantially rectangular shape in plan view and are opposed to each other with a cell gap therebetween via an annular sealing material 12; The liquid crystal layer 15 sandwiched between the sealing material 12 and the directional forward scattering film 18, the phase difference plate 19, and the polarizing plate 16 provided on the upper surface side of one of the substrates 17. Has been.
[0099]
The upper substrate unit includes, for example, a substrate 17 made of a transparent material such as glass, a directional forward scattering film 18 and a retardation plate 19 which are sequentially provided on the front side (the upper surface side and the observer side in FIG. 16) of the substrate 17. And a polarizing plate 16 and a plurality of striped electrode layers 23 for driving liquid crystal formed on the back side of the substrate 17 (in other words, on the liquid crystal layer 15 side). In the actual liquid crystal device, alignment films are formed on the liquid crystal layer 15 side of the electrode layer 23 and the liquid crystal layer 15 side of the stripe-shaped electrode layer 35 on the lower substrate side, which will be described later. Then, these alignment films are omitted and the description is omitted. On the liquid crystal layer 15 side of the lower substrate 28, a reflective layer 31, a color filter layer 20, an overcoat layer 33, and an electrode layer 35 that are sequentially provided with irregularities are formed. Further, the cross-sectional structure of the liquid crystal device shown in FIG. 16 is shown by adjusting the thickness of each layer to a thickness different from that of an actual liquid crystal device so that each layer can be easily seen in the drawing.
[0100]
In the present embodiment, each driving electrode layer 23 on the upper substrate side is formed from a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) in a stripe shape in a plan view, and is a display area of a liquid crystal panel. The required number is formed according to the number of pixels.
[0101]
The reflective layer 31 of the present embodiment is made of a metal material having excellent light reflectivity and conductivity such as Ag or Al, and is formed by forming an irregularity on the substrate 28 with an acrylic resin or etching a glass substrate with hydrofluoric acid, followed by a vapor deposition method. Alternatively, it is formed by sputtering or the like. The reflective layer 31 may be used as a drive electrode.
[0102]
In the embodiment of FIG. 16, the front light guide plate 1602 and the touch key input device 1601 are arranged on the viewer 1603 side of the liquid crystal device.
[0103]
Since there are surface reflections L161 and L162 on the surface of the front light guide plate 1602 and the touch key input device 1601, as shown in FIG. 16, the liquid crystal device is not normally observed from this direction. Since the liquid crystal device of the present invention has the function of diffracting and scattering the incident light L163 as shown in FIG. 6B, the observer 1603 can obtain a bright display regardless of the surface reflections L161 and L162. Can do.
[0104]
Furthermore, since light is strongly scattered when incident, and not strongly scattered when emitted, a clear display can be obtained. The glare of the reflective layer having irregularities could be alleviated by scattering upon incidence.
[0105]
(Embodiment of electronic device)
Next, a specific example of an electronic device including any one of the liquid crystal panels 10, 40, and 50 according to the first to third embodiments will be described.
[0106]
FIG. 9A is a perspective view showing an example of a mobile phone.
[0107]
In FIG. 9A, reference numeral 200 denotes a mobile phone body, and reference numeral 201 denotes a liquid crystal display unit using any one of the liquid crystal panels 10, 40, and 50.
[0108]
FIG. 9B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer.
[0109]
In FIG. 9B, reference numeral 300 denotes an information processing apparatus, reference numeral 301 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 303 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 302 denotes a liquid crystal using any one of the liquid crystal panels 10, 40, and 50. The display part is shown.
[0110]
FIG. 9C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device.
[0111]
In FIG. 9C, reference numeral 400 denotes a watch body, and reference numeral 401 denotes a liquid crystal display unit using any one of the liquid crystal panels 10, 40, and 50.
[0112]
Each of the electronic devices shown in FIGS. 9A to 9C includes a liquid crystal display unit using any one of the liquid crystal panels 10, 40, and 50, and therefore has display blur. The sharp display quality is excellent.
[0113]
【Example】
“Test Example 1”
A transmittance measurement test was conducted using a directional forward scattering film prepared by a transmission hologram technique.
[0114]
Light is incident from the light source of a halogen lamp (installed at a position 300 mm away from the directional forward scattering film) into the center of the surface of a rectangular directional forward scattering film of 50 × 40 mm installed in a horizontal plane. A light receiving portion (installed at a position 300 mm away from the directional front scattering film) having a light receiving element composed of a CCD on the back side of the scattering film is installed in each direction facing the incident light from the light source. The polar angle and the azimuth angle were defined as shown in FIG.
[0115]
Fig. 3 shows the result of measuring the parallel line transmittance (%) for each polar angle by adjusting the polar angle θ of the light source (incident angle of incident light with respect to the normal of the directional forward scattering film) within a range of ± 60 °. 10 shows. As for the azimuth angle, 0 °, + 30 °, + 60 °, + 90 °, + 180 ° (all in the clockwise direction shown in FIG. 4), −30 °, −60 °, −90 ° (all in FIG. 4). All the data in the counterclockwise direction shown in Fig. 10 were measured and collectively shown in Fig. 10.
[0116]
From the results shown in FIG. 10, the measurement results at 0 ° and 180 ° are exactly the same curve, and the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of parallel-line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≈50. : 6≈8.33, indicating a value exceeding 2 that is desired in the present invention.
[0117]
Next, FIG. 11 shows the result of a similar transmittance measurement test using another directional forward scattering film created by the transmission type hologram technology, and the directivity created by another transmission type hologram technology. The result of the same transmittance measurement test using the forward scattering film is shown in FIG.
[0118]
Looking at the characteristics shown in FIG. 11, the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of parallel-line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≈12: 3≈4, which exceeds 2 as desired in the present invention. The value is shown.
[0119]
Looking at the characteristics shown in FIG. 12, the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of parallel-line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≈52: 26≈2, which is 2 which is the value desired in the present invention. showed that.
[0120]
Also, in any of the example directional forward scattering films shown in FIGS. 10, 11, and 12, it is clear that the maximum and minimum values exist at substantially the same angle in the range of ± 60 °. It was. For example, from the results shown in FIG. 10, when the local maximum is −30 °, the local minimum is + 23 °, and from the results shown in FIG. 11, the local maximum is when the local angle is −20 °. In the case of a polar angle of + 18 °, the results shown in FIG.
[0121]
Next, in the directional forward scattering films of the examples shown in FIGS. 10, 11, and 12, when φ is ± 90 °, the transmittance is lowest when the polar angle θ is 0 in any example. Also turned out. Moreover, in the directional front scattering film of the example shown in FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, it is also clear that the transmittances under all conditions are all in the range of 2 to 50%.
[0122]
Next, when the polar angle θ was fixed and the azimuth angle φ was changed, in other words, when only the directional forward scattering film was rotated in the horizontal plane, the transmittance of the directional forward scattering film was measured. The results are shown in FIG.
[0123]
According to the results shown in FIG. 13, under the condition of θ = 0 °, the light is incident in the normal direction of the directional forward scattering film, but shows a substantially constant transmittance, θ = −20 °, − In the case of 40 ° and −60 °, the azimuth angle is in the range of 0 ± 90 °, and the transmittance has a convex maximum curve upward, and in the case of θ = + 20 °, + 40 °, + 60 °, the azimuth angle is 0 ±. In the range of 90 °, the transmittance showed a tendency to show a curve having a minimum convex on the lower side (concave on the upper side). From this, it was clearly shown that the directional forward scattering film used in the present example exhibits maximum and minimum transmittances according to the polar angle and the azimuth angle.
[0124]
13 is analyzed, the azimuth angle φ is within ± 30 ° at the negative polar angle θ (−20 °, −40 °, −60 °), that is, φ = −30 ° to In the range of + 30 °, the maximum transmittance is suppressed within 5%, and the azimuth angle φ is within ± 30 ° at the positive polar angle θ (+ 20 °, + 40 °, + 60 °), that is, φ = In the range of −30 ° to + 30 °, the minimum value of the transmittance is suppressed within 5%.
[0125]
FIG. 14 shows the relationship between polar angle and transmittance for each azimuth angle in a sample of a liquid crystal device formed using a conventional isotropic forward scattering film (trade name: IDS-16K, manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd.). Shows the measurement results. In the test, the same liquid crystal device as in the first test example was used, and the anisotropic forward scattering film was changed to the isotropic scattering film used this time.
[0126]
From the results shown in FIG. 14, the transmittance of parallel-line transmitted light hardly changes at any azimuth, almost overlaps with one curve, and the polar angle is + region with the maximum when the polar angle is 0 °. It is clear that even if it is changed to a region, it changes only about several percent. From this result, it is clear that the effect of the present invention cannot be obtained even when an isotropic front scattering film is used in a liquid crystal device.
[0127]
"Test Example 2"
Next, the brightness of the reflection type color liquid crystal display device when the polar angle θ1 and the polar angle θ2 of the previous test were changed in various ways was compared in an office under a fluorescent lamp. As the brightness, a reflective color liquid crystal display device using a conventional isotropic forward scattering film (a reflective color liquid crystal display device using an isotropic scattering film used for the measurement shown in FIG. 14) and In comparison, Table 1 below shows the results that were recognized brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device, ◯, equivalent ones, and dark ones.
[0128]
"Table 1"
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Evaluation result × × × × × △ △ △ ×
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Evaluation result × × × × △ ○ ○ ○ ×
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Evaluation result × × × × △ ○ ○ ○ ×
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Evaluation result × × × × △ ○ ○ ○ ×
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 40 40 40 40 40 40 40 40 40
Evaluation result × × × × × △ △ △ ×
As is apparent from the measurement results shown in Table 1, if the polar angle θ1 when the parallel-line transmitted light is maximum is in the range of −40 ° ≦ θ1 ≦ 0 ° and 0 ° ≦ θ2 ≦ 40 °. A liquid crystal display device that can ensure the same level of brightness as that of the conventional product and is superior to the conventional product in the range of −30 ° ≦ θ1 ≦ −10 ° and 10 ° ≦ θ2 ≦ 30 °. It turns out that it is obtained.
[0129]
“Test Example 3”
A directional forward scattering film is prepared in which the parallel line transmittance T (0, 0) in the normal direction of the directional forward scattering film is changed to various values, and the brightness of a liquid crystal display device including the directional forward scattering film is improved. This was compared in offices under fluorescent lighting. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. Table 2 below shows that the ones that can be recognized brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device are indicated by ◯, the equivalent ones by Δ, and the dark ones by x.
[0130]
"Table 2"
T (0.0) 3% 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
Evaluation result △ ○ ○ ○ ○ ○ △ ×
As is apparent from the results shown in Table 2, if 3% ≦ T (0,0) ≦ 60%, more preferably 5% ≦ T (0,0) ≦ 40%, the actual usage environment It is apparent that a brighter reflective color liquid crystal display device can be provided.
[0131]
Next, from the results shown in FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, the parallel transmittance is always in θ1. It is also clear that it shows a maximum and shows a minimum of parallel line transmittance at θ2.
[0132]
“Test Example 4”
Next, a number of directional forward scattering films prepared by transmission hologram technology are prepared, and the brightness of the reflective color display device when the value of (Tmax / Tmin) is adjusted to various values is compared with the previous product. Table 3 below shows the result of comparison with the liquid crystal display device. ◎ if it was recognized more than twice as bright as the conventional liquid crystal display device, ○ if it was recognized brighter than the conventional product, △ if it was equivalent, × if it was dark.
[0133]
Figure 0004032661
From the results shown in Table 3, it is clear that recognition was particularly bright when the ratio between the minimum value and maximum value of the parallel line transmittance described above was 2 or more.
[0134]
"Test Example 5"
If the azimuth angle when the parallel line transmittance takes the minimum or maximum value is φ2 or φ1, the maximum value of the transmitted light characteristic measured by changing the polar angle θ in the range of φ2 ± 60 °, φ1 ± 60 ° And the ratio of the minimum values. By changing this ratio, the brightness of the reflection type color liquid crystal display device was compared in an office under a fluorescent lamp. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. Table 4 below shows the products that can be recognized brighter than the conventional reflective type color liquid crystal display device, ◯, the equivalent ones, and the dark ones.
[0135]
Figure 0004032661
From the results shown in Table 4, it was revealed that the maximum / minimum value is preferably 1.5 or more. That is, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, it is clear that the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 1.5 or more. It is.
[0136]
"Test Example 6"
When the polar angle θ is set to −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °, the maximum value and the minimum value of the parallel line transmittance T are changed, and the brightness of the reflective color liquid crystal display device is compared in an office under a fluorescent lamp. did. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. Table 5 below shows the results that were recognized brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device, ◯ for the equivalent, Δ for the equivalent, and × for the dark.
[0137]
"Table 5"
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 1% 1% 1% 1% 1% 1%
Evaluation result × × △ △ △ ×
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 2% 2% 2% 2% 2% 2%
Evaluation result × ○ ○ ○ ○ ○
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 5% 5% 5% 5% 5% 5%
Evaluation result △ 〇 〇 〇 〇
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 10% 10% 10% 10% 10% 10%
Evaluation result △ 〇 〇 〇 △
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 20% 20% 20% 20% 20% 20%
Evaluation result × ○ ○ △ △ ×
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 30% 30% 30% 30% 30% 30%
Evaluation result × △ △ × × ×
Maximum transmittance Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Minimum transmittance Tmin 40% 40% 40% 40% 40% 40%
Evaluation result × × × × × ×
From the results shown in Table 5, it can be seen that the maximum value / minimum value ≧ 2 is satisfied and the transmittance of 2% or more and 50% or less is necessary.
[0138]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid crystal device of the present invention, in the reflective or transflective liquid crystal display device including the directional forward scattering film, the polar angle direction indicating the minimum transmittance is set to the daylighting side. By arranging the directional forward scattering film on the liquid crystal panel so that the polar angle direction showing the maximum transmittance is on the observation direction side, the azimuth angle φ2 in the case of showing the minimum transmittance of parallel-line transmitted light is incident The azimuth angle φ1 in the case of the angular direction and indicating the maximum transmittance of parallel-line transmitted light is the observer direction. Light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, but light reflected by the reflective layer or transflective layer inside the liquid crystal panel and again passing through the directional forward scattering film is scattered. Since the amount is reduced, as a result, a clear display form with less blurring of display can be obtained.
[0139]
Further, in the present invention, when the maximum transmittance of parallel line transmitted light is Tmax (φ1, θ1) and the minimum transmittance of parallel line transmitted light is Tmin (φ2, θ2), the relationship of φ1 = φ2 ± 180 ° is satisfied. By doing so, a clear display form with less blurring of display can be obtained.
[0140]
Further, the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2 is set, the polar angle θ1 is set to −40 ° ≦ θ1 ≦ 0 ° or 0 ° ≦ θ1 ≦ 40 °, and θ1 is set to −30 ° ≦ θ1. Even in the range of ≦ −10 ° or 10 ° ≦ θ1 ≦ 30 °, a clear display form with less display blur (blur) can be obtained.
[0141]
Furthermore, the present invention satisfies the relationship of 3% ≦ T (0,0) ≦ 50% when the parallel transmittance in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), or By satisfying the relationship of 5% ≦ T (0,0) ≦ 40%, a clear display form with less display blur (blur) can be obtained.
[0142]
Further, in the present invention, when it is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, it always shows the maximum of the parallel line transmittance at θ1, and shows the minimum of the parallel line transmittance at θ2, φ1 ± 60 ° and When it is defined in the range of φ2 ± 60 °, a clear display form with less blurring of display can be obtained even if the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 1.5 or more.
[0143]
Furthermore, in the present invention, the parallel line transmittance when the polar angle in the direction orthogonal to φ1 and φ2 is changed from −40 ° to + 40 ° is equal to or greater than the normal direction transmittance of the directional forward scattering film. When the polar angle θ is in the range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °, the transmittance T (φ, θ) is 2% or more and 50% or less, and the display is not blurred (blurred). A display form is obtained.
[0144]
Furthermore, if the electronic device has the liquid crystal device having the various structures described above, it is possible to provide an electronic device that can display sharp and high-quality images without blurring of display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal panel according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic partial cross-sectional view taken along line AA of the liquid crystal panel shown in FIG.
3 is an enlarged sectional view showing a color filter portion of the liquid crystal panel shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship among a directional forward scattering film, a light source, a light receiving unit, a polar angle, an azimuth angle, and parallel-line transmitted light.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positional relationship among a directional forward scattering film, a light source, and a light receiving unit.
FIG. 6A is an explanatory diagram showing the relationship between incident light, parallel-line transmitted light, diffuse transmitted light, and backscattered light and forward scattered light with respect to the directional forward scattering film, and FIG. It is explanatory drawing which shows the relationship between an example of the cross-sectional structure of a property front scattering film, and incident light and reflected light.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B show application examples of the electronic device of the present invention, in which FIG. 9A is a perspective view showing a portable telephone, FIG. 9B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus, and FIG. FIG. 9C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a result of measurement of a first example of a relationship between polar angle and transmittance measured in each example for each azimuth angle.
FIG. 11 is a result of measuring a second example of the relationship between the polar angle and the transmittance measured in each example for each azimuth angle, and the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 4. It is a figure which shows the measurement result in a case.
FIG. 12 is a result of measuring a third example of the relationship between the polar angle and the transmittance measured in each example for each azimuth, and the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 2; It is a figure which shows the measurement result in a case.
FIG. 13 is a diagram showing the results of measuring the relationship between the azimuth angle and the transmittance measured in each example for each polar angle.
FIG. 14 is a diagram showing the results of measuring the relationship between polar angle and transmittance measured in a comparative example for each azimuth angle.
15 shows a conventional reflective liquid crystal device. FIG. 15 (a) is a schematic cross-sectional view showing an example of a reflective liquid crystal device provided with a scattering film, and FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a reflective liquid crystal device provided.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
θ ... polar angle,
φ ... azimuth,
K ... light source,
J: Light receiving part,
LT: Diffuse transmitted light,
L3 ... Parallel line transmitted light,
Tmax (φ1, θ1) ... maximum transmittance,
Tmin (φ2, θ2) ... minimum transmittance,
10, 40, 50 ... Liquid crystal panel,
15 ... Liquid crystal layer,
17, 28, 28 '... substrate,
18: Directional forward scattering film,
20 Color filter layer,
23, 35 ... electrode layer,
31 ... reflective layer,
52 ... a transflective layer,
200 ... mobile phone body,
300 ... portable information processing device,
400: A wristwatch type electronic device.

Claims (18)

第１の基板と、前記第１の基板と対となる第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶層と、前記第２の基板におけるいずれかの面に設けられた反射層または半透過反射層と、前記第１の基板における前記液晶層と反対側の面に設けられた指向性前方散乱フィルムとを含んで構成され、
外部から前記指向性前方散乱フィルムに入射する光である採光による反射表示が可能な液晶装置であって、
前記指向性前方散乱フィルムに対してその一面側に配置した光源から光を入射し、前記指向性前方散乱フィルムの他面側に配置した受光部において、前記指向性前方散乱フィルムを透過した全透過光のうち、拡散透過光を除いた平行線透過光を観測した際、前記指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度を極角θnと定義し、
前記指向性前方散乱フィルムの面内方向の入射光角度を方位角φmと定義し、平行線透過光の最大透過率をＴmax（φ１，θ１）と定義し、平行線透過光の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）と定義した場合、
前記指向性散乱フィルムは最小透過率Ｔ min （φ２，θ２）を示す方位角側からの入射光を散乱かつ回折させる機能を有し、
前記指向性前方散乱フィルムに正対する方向を観察方向とするとともに、
前記指向性前方散乱フィルムにおける最小透過率を示す極角と方位角とが前記採光方向となり、最大透過率を示す極角と方位角とが前記観察方向となるように、前記第１の基板に対して前記指向性前方散乱フィルムが配置されていることを特徴とする液晶装置。 A first substrate, a second substrate paired with the first substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, and any of the second substrates A reflective layer or a transflective layer provided on the surface, and a directional forward scattering film provided on a surface opposite to the liquid crystal layer in the first substrate,
A liquid crystal device capable of reflective display by daylighting, which is light incident on the directional forward scattering film from the outside,
Light is incident from a light source arranged on one side of the directional forward scattering film, and is totally transmitted through the directional forward scattering film in a light receiving unit arranged on the other side of the directional forward scattering film. Of the light, when observing parallel transmitted light excluding diffuse transmitted light, the incident angle of the incident light with respect to the normal of the directional forward scattering film is defined as a polar angle θn,
The incident light angle in the in-plane direction of the directional forward scattering film is defined as an azimuth angle φm, the maximum transmittance of parallel line transmitted light is defined as Tmax (φ1, θ1), and the minimum transmittance of parallel line transmitted light is defined as When defined as Tmin (φ2, θ2),
The directional scattering film has a function of scattering and diffracting incident light from the azimuth side showing the minimum transmittance T min (φ2, θ2),
With the direction facing the directional forward scattering film as the observation direction,
In the first substrate, the polar angle and the azimuth indicating the minimum transmittance in the directional forward scattering film are the lighting direction, and the polar angle and the azimuth indicating the maximum transmittance are the observation direction. On the other hand, the directional forward scattering film is disposed . 前記指向性前方散乱フィルムの前記観察方向において、In the observation direction of the directional forward scattering film,
透明な導光板を含むフロントライト照明装置と、  A front light illumination device including a transparent light guide plate;
透明なタッチキー入力装置とのうち少なくとも１つが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。  The liquid crystal device according to claim 1, wherein at least one of the transparent touch key input device is disposed. 前記平行線透過光の最大透過率をＴmax（φ１，θ１）、前記平行線透過光の最小透過率をＴmin（φ２，θ２）とした場合、φ１＝φ２±１８０°の関係を満足させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。  When the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is Tmax (φ1, θ1) and the minimum transmittance of the parallel line transmitted light is Tmin (φ2, θ2), the relationship of φ1 = φ2 ± 180 ° is satisfied. The liquid crystal device according to claim 1 or 2. 前記平行線透過光の最大透過率Ｔmaxと最小透過率Ｔminの比を、（Ｔmax／Ｔmin）≧２の関係にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶装置。  4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a ratio of the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of the parallel-line transmitted light is in a relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2. 前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ１を、−４０°≦θ１≦０°あるいは０°≦θ１≦４０°の範囲としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶装置。  5. The polar angle θ <b> 1 when the parallel-line transmitted light is maximized is in a range of −40 ° ≦ θ1 ≦ 0 ° or 0 ° ≦ θ1 ≦ 40 °. The liquid crystal device described. 前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ１を、−３０°≦θ１≦−１０°あるいは１０°≦θ１≦３０°の範囲としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶装置。  5. The polar angle θ <b> 1 when the parallel-line transmitted light is maximized is in a range of −30 ° ≦ θ1 ≦ −10 ° or 10 ° ≦ θ1 ≦ 30 °. The liquid crystal device according to 1. 前記平行線透過光が最小となる場合の極角θ２を、−４０°≦θ２≦０°あるいは０°≦θ２≦４０°の範囲としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶装置。  7. The polar angle θ <b> 2 when the parallel-line transmitted light is minimized is in a range of −40 ° ≦ θ2 ≦ 0 ° or 0 ° ≦ θ2 ≦ 40 °. The liquid crystal device described. 前記平行線透過光が最小となる場合の極角θ２を、−３０°≦θ２≦−１０°あるいは１０°≦θ２≦３０°の範囲としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶装置。  The polar angle θ2 when the parallel-line transmitted light is minimized is set in a range of −30 ° ≦ θ2 ≦ −10 ° or 10 ° ≦ θ2 ≦ 30 °. The liquid crystal device according to 1. 前記指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をＴ（０，０）と定義すると、３％≦Ｔ（０，０）≦５０％の関係を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶装置。  The parallel transmission in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), and satisfies a relationship of 3% ≦ T (0,0) ≦ 50%. The liquid crystal device according to any one of 1 to 8. 前記指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をＴ（０，０）と定義すると、５％≦Ｔ（０，０）≦４０％の関係を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶装置。  The parallel transmission in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), and satisfies a relationship of 5% ≦ T (0,0) ≦ 40%. The liquid crystal device according to any one of 1 to 8. 前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、常にθ１において平行線透過率の極大を示し、常にθ２において平行線透過率の極小を示すことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶装置。  When the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, the maximum of the parallel line transmittance is always shown at θ1, and the minimum of the parallel line transmittance is always shown at θ2. The liquid crystal device according to claim 1. 前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ１±６０°かつφ２±６０°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比が１.５以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶装置。  When the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, the ratio between the minimum value and the maximum value of parallel line transmittance is 1.5 or more. The liquid crystal device according to claim 1. 平行線透過光の最大透過率を示す方位角φ１および平行線透過光の最小透過率を示す方位角φ２と直交する方向の極角を−４０°〜＋４０°まで変化させた際の平行線透過率を、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向透過率以上としたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶装置。  Parallel line transmission when the polar angle in the direction orthogonal to the azimuth angle φ1 indicating the maximum transmittance of parallel line transmitted light and the azimuth angle φ2 indicating the minimum transmittance of parallel line transmitted light is changed from −40 ° to + 40 °. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a rate is equal to or higher than a normal direction transmittance of the directional forward scattering film. 前記極角θを−６０°≦θ≦＋６０°の範囲とした際、透過率Ｔ（φ，θ）を２％以上、５０％以下としたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶装置。  14. The transmittance T (φ, θ) is 2% or more and 50% or less when the polar angle θ is in a range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °. The liquid crystal device according to 1. 前記第１の基板の液晶層側と、前記第２の基板の液晶層側とに、液晶駆動用の電極がそれぞれ設けられてなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶装置。A liquid crystal layer side of the first substrate, the liquid crystal layer side of the second substrate, according to any of claims 1 to 14, electrodes for driving the liquid crystal is characterized by comprising respectively provided Liquid crystal device. 前記第１の基板と、前記第２の基板とのうち、いずれか一方の基板における液晶層側にカラーフィルタが設けられてなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の液晶装置。 The liquid crystal according to any one of claims 1 to 15, wherein a color filter is provided on a liquid crystal layer side of one of the first substrate and the second substrate. apparatus. 前記反射層または前記半透過反射層が微細な凸凹を有していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の液晶装置。  The liquid crystal device according to claim 1, wherein the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer has fine irregularities. 前記請求項１から請求項１７のいずれかに記載の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1 as a display unit.
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