CN103309079A

CN103309079A - 液晶显示装置

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Publication number: CN103309079A
Application number: CN2013100399322A
Authority: CN
Inventors: 玉置昌哉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103309079B; US20150253619A1; JP5770127B2; US20130235301A1; TWI494651B; TW201337402A; JP2013186454A; US9069209B2; KR20130105329A

Abstract

本发明涉及作为反射型液晶显示装置的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：前基板；后基板；以及配置在前基板和后基板之间的液晶材料层，其中进行光学设计使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移，并且其中在前基板侧上设置了各向异性散射体，该各向异性散射体被设置为使得散射特性最大的方向对准通常观看方向。

Description

液晶显示装置

技术领域

本公开涉及液晶显示装置。更具体地，本公开涉及通过控制环境光的反射率来显示图像的反射型液晶显示装置。

背景技术

反射型液晶显示装置包括反射环境光的像素电极或反射膜，并且改变液晶材料层的状态从而控制环境光的反射率，以此来显示图像。反射型液晶显示装置可以实现低功耗、更薄的显示装置、轻重量，并因此被用作例如便携式电子设备的显示装置。此外例如，如同在第JP-A-2005-148424号中所公开的，提出了所谓的面积比率灰度级方法（area ratio grayscalemethod）液晶显示装置，其中每个像素（彩色显示装置中的每个子像素）具有一组像素电极，为每个像素电极控制施加至该组像素电极的电压从而改变为了显示而提供的区域的面积，以此进行灰度级显示。

在反射型液晶显示装置中，例如，如果由于长时间地暴露于环境光中等，公共电极的电位变化，那么当进行极性反转驱动时，施加至在正极性侧显示和负极性侧显示中的液晶材料层的电压（液晶施加电压）发生不同，并且因此发生闪烁。因此，存在对其中对于公共电极电位改变闪烁难以被观看到的构造的需求。为了使闪烁难以被观看到，有效地进行设计使得液晶施加电压-反射率曲线的极值附近被设置为动作点（operation point），并且因此即使发生一些电位变化，亮度的变化也不会被观看到。

发明内容

然而，通常如果液晶施加电压-反射率曲线的极值的附近被设置为动作点，那么液晶施加电压必须被设置为高，并因此增加的功耗。为了防止这种情况，可以通过改变形成在液晶显示装置中的光学构件等的设计来减少液晶施加电压；然而，在这种情况下有一个问题，就是当从通常观看方向上来观看液晶显示装置时，不会观看到闪烁，但是，当从偏离的方向观看液晶显示装置时，会观看到闪烁。

因此希望提供能够实现液晶施加电压的低电压的反射型液晶显示装置，其中在从通常观看方向观看液晶显示装置和从偏离的方向观看液晶显示装置这两种情况下都不会观看到闪烁。

本公开的实施方式涉及一种液晶显示装置，该液晶显示装置是反射型液晶显示装置，其包括前基板；后基板；以及配置在前基板和后基板之间的液晶材料层，其中进行光学设计使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移，并且其中在前基板侧上设置了各向异性散射体，该各向异性散射体被设置为使得散射特性最大的方向对准通常观看方向。

在根据本公开的实施方式的液晶显示装置中，进行光学设计使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更偏移向低电压侧，并且在前基板侧上设置了各向异性散射体，该各向异性散射体被设置为使得散射特性最大的方向对准通常观看方向。由此，可以实现用于液晶施加电压的低电压并且由此减少功耗。此外，因为在偏离通常观看方向的方向上的光的强度相对减弱，所以即使在从偏离通常观看方向的方向上来观看液晶显示装置也不会观看到闪烁。

附图说明

图1A是根据参考例的液晶显示装置的示意性透视图。

图1B是根据参考例的液晶显示装置的示意性截面视图。

图2A是示出了像素的结构的示意性平面图。

图2B是示出了控制施加至像素电极的电压的方法的示意图。

图3A是示出了根据反转驱动的在公共电极和像素电极之间的电位差的示意性波形图。

图3B是示出了在施加至液晶材料层的电压（液晶施加电压）和反射率之间的关系，以及在液晶施加电压的变化和反射率的变化之间的关系的示意图。

图4是示出了当光学构件等应用了特定设计条件的液晶显示装置被转动时，在液晶施加电压和反射率之间的关系如何变化的示意图。

图5是示出了液晶显示装置的光学设计的示意图。

图6是示出了当光学构件等应用了不同于图4的特定设计条件的液晶显示装置被转动时，在液晶施加电压和反射率之间的关系如何变化的示意图。

图7是示出了液晶显示装置的光学设计的示意图。

图8是示出了根据第一实施方式的液晶显示装置的示意性分解透视图。

图9A是示出了液晶显示装置的结构的示意性透视图。

图9B是示出了根据第一实施方式的各向异性散射体的结构的示意性截面图。

图9C和图9D是示出了在各向异性散射体中的低折射率区域和高折射率区域的设置的示意性透视图。

图10是示出了在各向异性散射体中入射光和散射光之间的关系的示意图。

图11是根据第一实施方式的液晶显示装置的示意性截面图。

图12A到图12C是示出了各向异性散射体的特性的示意图等。

图13A是示出了从通常观看方向上观看省略了各向异性散射体的液晶显示装置的情况和从另一方向上观看省略了各向异性散射体的液晶显示装置的情况之间的位置关系的示意性透视图。

图13B是在省略了各向异性散射体的液晶显示装置中的液晶施加电压-反射率曲线的示意图。

图14A是示出了从通常观看方向上观看根据第一实施方式的液晶显示装置的情况和从另一方向上观看根据第一实施方式的液晶显示装置的情况之间的位置关系的示意性透视图。

图14B是在根据第一实施方式的液晶显示装置中的液晶施加电压-反射率曲线的示意图。

图15A是根据参考例的液晶显示装置的示意性截面图。

图15B是比较在图11中所示的液晶显示装置和在图15A中所示的液晶显示装置之间的反射率特性的示图。

图16是示出了根据变形例的液晶显示装置的示意性分解透视图。

具体实施方式

在下文中，本公开将基于实施方式来描述。本公开不受实施方式的限制，并且在实施方式中的各种数值和材料都是示例。在以下描述中，同一构成要素或具有同一功能的要素给定相同的参考参考数字，并且将省略重复的描述。此外，将按照以下顺序来进行描述。

1.根据本公开的实施方式的总体液晶显示装置的描述

2.根据参考例的液晶显示装置的描述。

3.第一实施方式（和其他）

[根据本公开的实施方式的总体液晶显示装置的描述]

如上所述，在根据本公开的实施方式的液晶显示装置中，进行光学设计使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移。该光学设计例如可以通过对诸如在液晶显示装置中使用的相位差板的光学构件规格，或限定形成液晶材料层液晶分子的取向状态的取向层表面处理的规格的适当设定来实现。

在根据本公开的实施方式的液晶显示装置中，各向异性散射体的面内方向区域可以形成为其中低折射率区域和高折射率区域混合的区域。各向异性散射体的构造可以被配置为使得从外部入射的环境光在透过各向异性散射体时被散射，但是其构造优选地被配置使得在后基板侧反射的环境光入射在各向异性散射体上并且在向外部出射时被散射。由于在后者的构造中光的反射率更高，在从偏离通常观看方向的方向上观看到的图像相对变暗，并且因此当从偏离的方向进行观看时不会观看到闪烁。

在根据本公开的实施方式的包括上述优选构造的液晶显示装置中，可以通过层叠多个散射构件来形成各向异性散射体。

可选地，在根据本公开的实施方式的包括上述优选构造的液晶显示装置中，液晶显示装置可以使用面积比率灰度级方法来进行灰度级显示。例如，每个像素（在彩色显示装置中，每个子像素）可以包括面积大约增大两倍的一组像素电极，并且可以为每个像素电极控制对该组像素电极施加的电压，从而改变为了显示而提供的区域的面积。

各向异性散射体可以使用包括光反应性化合物的组成物等来形成。例如，包括在光致聚合作用之前和之后表示出某种程度上的反射率改变的组成物的基材被从预定的方向以诸如紫外线的光照射，由此获得各向异性散射体。可以从诸如具有用于基团聚合或阳离子聚合的官能团的公知材料中合适地选择以及使用在经历光反应的部分中和没有经历光反应的部分中产生某种程度上的反射率改变的材料，以作为形成该组成物的材料。

可选地，例如，包括混合了光反应化合物和非光反应聚合物的组成物的材料被从预定的方向以诸如紫外线的光照射，由此获得各向异性散射体。可以从诸如例如丙烯酸树脂或苯乙烯树脂的公知材料中来合适地选择和使用非光反应聚合物。

包括组成物的基材可以通过在由例如高分子材料制成的膜状基体上使用公知涂布方法来涂布组成物而获得。

包括上述组成物的各向异性散射体的面内方向区域可以形成为其中低折射率区域和高折射率区域被混合的区域。通常，各向异性散射体被形成为使得在低折射率区域和高折射率区域之间的边界相对于各向异性散射体的厚度方向形成预定的角度。根据情况，该角度可以在面内方向上持续变化。

在低折射率区域和高折射率区域之间的折射率差异通常优选为0.01以上、更优选为0.05以上并且最优选为0.10以上。

虽然取决于形成各向异性散射体的材料或它的制造方法，但是经历光反应的部分和没有经历光反应的部分可以分别如在以后描述的图9C中示出的那样形成例如百叶窗状区域，或如在以后描述的图9D中示出的那样形成柱状区域和包围该柱状区域的外围区域。

根据实施方式的本公开的液晶显示装置可以进行单色显示和彩色显示。像素电极本身可以作为反射电极来反射光，或反射膜可以通过透明像素电极和反射膜的组合来反射光。作为反射型，只要在显示操作中没有障碍，液晶显示装置的工作模式就不会被具体地限制。例如，可以以所谓的VA模式或ECB模式来驱动液晶显示装置。

例如，在像素中既具有反射显示区域又具有透射显示区域的透射反射型液晶显示装置是众所周知的。根据情况，液晶显示装置可以是透射反射型液晶显示装置。换言之，“反射型”也包括“透射反射型”。

液晶显示装置的形状不被具体地限制，并且可以是横向较长的矩形形状或纵向较长的矩形形状。当液晶显示装置的像素数M×N由（M，N）表示时，例如在横向较长的矩形形状的情况下，将诸如（640，480）、（800，600）和（1024，768）的几个用于图像显示的分辨率来作为（M，N）值的示例，并且，在纵向较长的矩形形状的情况下，通过互换上述值获得的分辨率作为示例，但是它们的值不限于这些值。

驱动液晶显示装置的驱动电路可以包括各种电路。它们可以使用公知的电路元件来形成。

本说明书中示出的各种条件在严格成立的情况下还有在实质成立的情况下都被满足。允许在设计中或在制造中出现多种变化。

[根据参考例的液晶显示装置的描述]

首先，为了更好地理解本公开，将描述根据参考例的液晶显示装置。

图1A是根据参考例的液晶显示装置的示意性透视图。图1B是根据参考例的液晶显示装置的示意性截面图。

根据参考例的液晶显示装置901是具有其中配置有像素12的显示区域11的反射型液晶显示装置。液晶显示装置901由驱动电路等（未示出）来驱动。诸如例如阳光或照明光的环境光入射在显示区域11上。为了方便描述，显示区域11被设定为平行于X-Y平面，观看图像的方向被设定为+Z方向。假设环境光以与90度方位角的方向成预定的极角（例如，30度）入射来进行描述，但是这仅为示例。

液晶显示装置901具有矩形形状，并且其侧边由参考数字13A、13B、13C和13D来表示。侧边13C是前侧，并且侧边13A是与侧边13C相对的侧边。例如，侧边13A和13C约为12[cm]，并且侧边13B和13D约为16[cm]。但是它们的长度不限于这些值。

如图1B中所示，液晶显示装置901包括前基板18、后基板14以及设置在前基板18和后基板14之间的液晶材料层17。参考数字17A示意性地表示形成液晶材料层17的液晶分子。使用隔离物等（未示出）以预定厚度来设置液晶材料层17。图1B中示出的参考数字10表示在液晶显示装置901中的包括前基板18、后基板14以及设置在前基板18和后基板14之间的液晶材料层17的部分。相似地，参考数字20表示在液晶显示装置901中的包括1/4波长板21、1/2波长板22和偏光板23的部分。液晶显示装置901例如以ECB模式驱动。

例如，由诸如丙烯酸树脂的高分子材料制造的平坦化膜15形成在由玻璃材料制造的后基板14上，并且由诸如铝的金属材料制造的像素电极（反射电极）16形成在平坦化膜15上。

像素电极16的表面以镜面的形式形成。例如，为了控制在用于提供图像信号的信号线和像素电极16之间的电连接，诸如TFT的元件连接至像素电极16。此外在图1B中未示出TFT、用于控制TFT的导通状态的诸如信号线或扫描线的各种配线、设置在前基板18上的公共电极或滤色器以及用于确定液晶材料层17的初始取向状态的取向层等。

从外部入射的环境光由偏光板23以预定的方向来偏振，在1/2波长板22中其偏振面转动90度，并且随后由1/4波长板21来圆偏振。已经被圆偏振的环境光透过液晶材料层17并且被像素电极16来反射。所反射的环境光透过液晶材料层17，进一步透过1/4波长板21和1/2波长板22，来到偏光板23，并且向外出射。通过控制施加至像素电极16的电压等从而控制在液晶材料层17中的液晶分子17A的取向状态，可以控制由像素电极16反射的环境光透过偏光板23的光量。

图2A是示出了像素结构的示意性平面图。图2B是示出了控制施加至像素电极的电压的方法的示意图。

如图2A中所示，像素12包括成组的红色显示子像素12R、绿色显示子像素12G和蓝色显示子像素12B。液晶显示装置901使用面积比率灰度级方法来进行灰度级显示。为了这个原因，每个子像素的像素电极16包括面积大约增大了两倍的一组电极。图2A示出了包括成组的五个电极16A、16B、16C、16D和16E的情况的示例。例如根据数字化图像信号的相应比特值来控制施加至电极16A、16B、16C、16D和16E的电压。

参考图2B，将描述在基于例如5比特的图像信号来进行控制的情况下的构造。面积最大的电极16E基于图像信号的MSB来控制，并且随着面积的减小，基于更低的比特来控制电极。面积最小的电极16A基于图像信号的LSB来控制。具体地，例如根据来自驱动电路100的图像信号的相应比特的值，与施加至公共电极的电压有相同值的电压V_com、具有正极性的电压V_com+Vd和具有负极性的电压V_com-V_d之一被施加至每个电极。由此例如对各个帧进行极性反转驱动。

控制施加至每个电极16A、16B、16C、16D和16E的电压，由此可以控制为显示而提供的区域。此外在以下描述中，在不需要将电极16A、16B、16C、16D和16E彼此区分的情况下，将它们简单地称为像素电极16。此外将假设液晶显示装置901以普通白模式驱动来描述，但是这仅为示例。

随后将参考图3A和图3B来描述液晶施加电压-反射率曲线和闪烁之间的关系。

图3A是示出了根据反转驱动的在公共电极和像素电极之间的电位差的示意性波形图。图3B是示出了施加至液晶材料层的电压（液晶施加电压）和反射率之间的关系，以及液晶施加电压的变化和反射率的变化之间的关系的示意图。

例如，如果由于液晶显示装置901长时间地暴露于环境光等，公共电极的电位从V_com变化至V_com’，则在进行显示时会出现闪烁。换言之，如图3A中所示，正极性驱动中的液晶施加电压V₁和负极性驱动中的液晶施加电压V₂具有不同的值，并因此在液晶施加电压之间出现差异ΔV。

在图3B的上部的示图是液晶施加电压-反射率曲线的示意图。由于液晶施加电压之间的差异ΔV所产生的反射率变化可以通过将电压Vd设定为接近液晶施加电压-反射率曲线的极值的值来减小。

在图3B的下部的示图中示出了在电压V_d被设定为在液晶施加电压-反射率曲线的极值附近的电压V_d_₁，以及被设定为远离极值的值V_d_₂的情况下，由差异ΔV导致的反射率变化。如在图中明确的，在电压V_d被设定为V_d_₁值的情况下的反射率变化ΔRE₁小于在电压V_d被设定为V_d_₂值的情况下的反射率变化ΔRE₂。因此，即使出现相同的差异ΔV，也可以通过将电压V_d设定为在液晶施加电压-反射率曲线的极值附近的值来减少由于反转驱动所致的闪烁的出现。特别地，在具有MIP（像素中存储器）的一般的面积比率灰度级方法中，不需要对液晶材料层17施加用于中间灰度级显示的电压，并且因此进一步地使闪烁难以被观看到。此外，根据本公开的实施方式的液晶显示装置不限于面积比率灰度级方法的液晶显示装置。

随后将描述根据参考例的液晶显示装置的光学设计。首先，将参考图4和图5来描述总体光学设计的示例，并且随后将参考图6和图7来描述用于将液晶施加电压-反射率曲线的极值偏移至低电压侧的光学设计示例。

图4是示出了当其中的光学构件等应用了特定设计条件的液晶显示装置被转动时，液晶施加电压和反射率之间的关系如何变化的示意图。图5是示出了液晶显示装置的光学设计的示意图。

将描述光学设计的细节。如图5中所示，偏光板23的偏振轴被设定为对于X轴形成35度的角度、1/2波长板22的偏振轴被设定为对于X轴形成50度的角度、并且1/4波长板21的偏振轴被设定为对于X轴形成-70度的角度。在后基板14侧上的取向层（未示出）中的摩擦方向对于X轴形成-128.5度的角度。此外在前基板18侧上的取向层（未示出）中的摩擦方向被设定为使得在由观看者观看时，液晶分子17A在顺时针方向上扭转63度。图4是关于进行了上述光学设计的液晶显示装置901的示图。

图4示出了当如图1A和图1B所示液晶显示装置901相对于Z轴转动时的液晶施加电压-反射率曲线。具体地，图4示出了当液晶显示装置901转动0度时的液晶施加电压-反射率曲线、当液晶显示装置901转动15度时的液晶施加电压-反射率曲线、当液晶显示装置901转动30度时的液晶施加电压-反射率曲线和当液晶显示装置901转动50度时的液晶施加电压-反射率曲线。

如从示图中明确的，在光学设计中，即使液晶显示装置901转动，液晶施加电压-反射率曲线变为极值处的值也不会改变很多。此外，除非液晶施加电压被设定为较高的值（在图中所示的示例中约为4.3V），否则液晶施加电压不会变成液晶施加电压-反射率曲线的极值附近的值。因此，在图4中所示的设计条件中，如果打算将Vd设定为液晶施加电压-反射率曲线的极值附近的值，则功耗会增加。此外例如，如果液晶施加电压被设定为较低的值（在图中所示的示例中约为3.3V），则由在液晶施加电压之间的差异ΔV导致的反射率变化会增加。此外，图4中所示的差异ΔV是示意性地示出的并且仅为示例。这对于随后描述的图6也是相同的。

图6是示出了当其中的光学构件等应用了不同于图4的特定设计条件的液晶显示装置被转动时，在液晶施加电压和反射率之间的关系如何变化的示意图。图7是示出了液晶显示装置的光学设计的示意图。

将描述光学设计的细节。如图7中所示，偏光板23的偏振轴被设定为对于X轴形成26度的角度，1/2波长板22的偏振轴被设定为相对于X轴形成40度的角度，并且1/4波长板21的偏振轴被设定相对于X轴形成-84度的角度。在后基板14侧上的取向层（未示出）中的摩擦方向相对于X轴形成-158.5度的角度。此外在前基板18侧上的取向层（未示出）中的摩擦方向被设定为使得在由观看者观看时，液晶分子17A在顺时针方向上扭转70度。图6是关于进行了上述光学设计的液晶显示装置901的示图。

图6还额外地示出了当液晶显示装置901相对于Z轴转动70度和转动90度时的液晶施加电压-反射曲线。

如通过比较图4中所示的特性而明确的，在图6中示出的特性中，通过改变液晶显示装置901的转动角度来变化液晶施加电压-反射率曲线变成极值处的液晶施加电压的值。此外可以看出当转动角度较小时的液晶施加电压-反射率曲线的极值偏移至低电压侧。例如，当考虑到在转动15度的角度的条件下的液晶施加电压-反射率曲线时，即使液晶施加电压被设定为较低的值（在图中所示的示例中为3.3V），由于极性反转驱动引起的液晶施加电压之间的差异ΔV所导致的反射率变化也会较小。

例如，如果光学设计被构造为全部偏移15度使得在不转动液晶显示装置的条件下，表现出图6中所示的在15度转动角条件下的由液晶施加电压-反射率曲线来表示的特性，那么可以将从通常观看方向（例如，极角0度的方向）观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值偏移至低电压。在以这种方式构造的液晶显示装置中，可以减少功耗同时将电压Vd设定为在液晶施加电压-反射率曲线的极值附近的值。然而，例如图6中所示的在70度的转动角的特性在55度的转动角被表示出。因此，存在的问题是在从不同于通常观看方向的方向（例如从倾斜的横向方向）上来观看液晶显示装置的情况下会观看到闪烁。随后将描述根据第一实施方式的用于解决上述问题的液晶显示装置。

[第一实施方式]

本公开的第一实施方式涉及显示装置。

根据第一实施方式的液晶显示装置1基本上具有将各向异性散射体添加至在参考例中描述的液晶显示装置901的构造。具体地，各向异性散射体还设置在液晶显示装置的具有这样的构造的前基板侧上，在该构造中光学设计被偏移为使得在不转动液晶显示装置的条件下示出图6中所示的由在15度转动角的情况下的液晶施加电压-反射率曲线表示的特性。

图8中所示的参考数字10A表示包括形成进行了上述光学设计的液晶显示装置的前基板18、后基板14以及设置在前基板18和后基板14之间的液晶材料层17的部分。相似地，图8中所示的参考数字20A表示包括形成进行了上述光学设计的液晶显示装置的1/4波长板21、1/2波长板22和偏光板23的部分。各向异性散射体30被设置在前基板18侧上，更具体地，如以后描述的图11中所示出的，在前基板18和1/4波长板21之间。

因此，液晶显示装置1是包括前基板18、后基板14以及设置在前基板18和后基板14之间的液晶材料层17反射型液晶显示装置。此外，其中进行光学设计使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向（例如0度极角的方向）上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移。

图9A是示出了液晶显示装置的结构的示意性透视图。图9B是示出了根据第一实施方式的各向异性散射体的结构的示意性截面图。图9C和图9D是示出了在各向异性散射体中的低折射率区域和高折射率区域的设置的示意性透视图。

图8或图9A中所示的各向异性散射体30具有厚度为，例如0.02到0.5[mm]的片状（膜状）。虽然将参考以后描述的图12A到图12C来进行详细描述，但是各向异性散射体30被设置为使得散射特性最大的方向对准通常观看方向。

如图9B中所示，各向异性散射体30的面内方向区域被形成为其中低折射率区域31和高折射率区域32在例如微米级混合的区域。此外为了说明的简单，在图9A到图9D中没有示出形成各向异性散射体30的基底的透明膜等。

使用包括光反应化合物的组成物等来形成各向异性散射体30。例如，如图9C中所示，各向异性散射体30可以具有其中低折射率区域31和高折射率区域32形成为百叶窗形状的构造，并且如图9D中所示，各向异性散射体30可以具有其中低折射率区域31和高折射率区域32形成柱状区域和围绕它们的外围区域的构造。图9D示出了例如经历了光反应的组成物在圆柱区域形式中具有高折射率的情况的示例。

图9C示出每个低折射率区域31在厚度方向上的宽度或每个高折射率区域32在厚度方向上的宽度都为常数，但这仅是示例。相似地，图9D示出圆柱区域的形状是相同的，但这也仅是示例。

如图9B到图9D中所示出的，在各向异性散射体30的内部，低折射率区域31和高折射率区域32以倾斜方向形成以使得低折射率区域31和高折射率区域32之间的边界相对于各向异性散射体30的厚度方向（Z方向）形成角度θ。根据各向异性散射体30的规格，角度θ被设定为合适的优选值。

如图9C所示，为了方便描述，这里的低折射率区域31和高折射率区域32形成百叶窗的形状，并且百叶窗的形状延伸的方向被设定为平行于X方向。此外，将假设高折射率区域32是基材产生光反应处的区域来描述，但这仅是示例。基材产生光反应的区域可以是低折射率区域31。

这里，将参考图10来描述在各向异性散射体中的入射光和散射光之间的关系。

如图10所示，在各向异性散射体30中光从基本上沿着低折射率区域31和高折射率区域32之间的边界所延伸的方向的方向上入射的情况下，光被散射并出射。另一方面，光从基本上与低折射率区域31和高折射率区域32之间的边界所延伸的方向垂直的方向上入射，光照原样透射。

此外，各向异性散射体30的散射中心轴S（入射在其中心的光的各向异性散射特性基本上对称的轴；换言之，在最被散射的光的入射方向上延伸的轴）相对于Z轴斜向倾斜，但是定性地认为其轴方向基本上是沿着低折射率区域31和高折射率区域32的延伸方向的方向。此外，在这种情况下，散射中心轴S投影在X-Y平面上的方位角所在的方向被认为与图9C中所示的情况中的百叶窗形状区域延伸的方向垂直，并且在图9D中所示的情况中，当圆柱区域投影在X-Y平面上时，该方位角被认为是在该圆柱区域的阴影延伸的方向上。包括散射中心轴S的平面平行于Y-Z平面。

各向异性散射体30被配置为使得在后基板14侧上反射的环境光入射在各向异性散射体30上并且当向外部出射时被散射（在下文中，在一些情况下称为“出射散射构造”）。

在液晶显示装置1中的光的行为将参考图11到图12C来描述。

图11是根据第一实施方式的液晶显示装置的示意性截面图。图12A到图12C是示出了各向异性散射体的特性的示意图。

各向异性散射体30示出了在光的散射中的各向异性。因此，在光入射在包括各向异性散射体的散射中心轴S的平面上的情况下和在光没有入射在其上的情况下，包括各向异性散射体30的液晶显示装置1的光反射特性显著地不同。

例如，如图12A中所示，在液晶显示装置1进行白显示的状态中，光1以90度的方位角和30度的极角来入射，并且在出射光的强度在0度极角的观看位置被观看到的情况下，示出了图12B中的特性。此外，图12B示出了标准化的值。相反，在方位角改变（例如，0度）并且光2入射的情况下，示出了图12C中的特性。

因此，使用各向异性散射体30的液晶显示装置1具有光散射特性的角度依赖性，并且因此示出了在预定方向（在图12A到图12C中所示的示例中的垂直于纸面的面内方向）上的增强光和在偏离预定方向的方向上的弱化光的特性。因此，减小了当从不同于通常观看方向的另一方向来观看液晶显示装置1时的闪烁。在后文中，将参考图13A至图14B来进行描述。

图13A是示出了从通常观看方向观看和从另一方向观看省略了各向异性散射体的液晶显示装置这两种情况之间的位置关系的示意性透视图。图13B是在省略了各向异性散射体的液晶显示装置中的液晶施加电压-反射率曲线的示意图。

在具有从液晶显示装置1中省略了各向异性散射体30的液晶显示装置1′中，在从不同于通常观看方向（例如，极角30度和方位角270度）的另一方向（例如，极角30度和方位角0度的方向）来观看的情况下，观看到闪烁。这就是说，如图13B中所示，当从另一方向来进行观看时的由于在液晶施加电压ΔV之间的差异的反射率变化ΔRE₂'要远大于当从通常观看方向来进行观看时的变化ΔRE₁'。

图14A是示出了从通常观看方向上来观看和从另一观看方向上来观看根据第一实施方式的液晶显示装置这两种情况之间的位置关系的示意性透视图。图14B是在根据第一实施方式的液晶显示装置中的液晶施加电压-反射率曲线的示意图。

各向异性散射体30示出了在朝向预定观看位置的方向上的增强光和在偏离预定观看位置的方向上的弱化光的特性。基本地，离散射中心轴S越近并且离包括散射中心轴S的平面（在图12A到图12C示出的示例中，该平面平行于Y-Z平面）越近，光的强度就越强。因此，当从另一方向（例如，横向方向）来进行观看时由于在液晶施加电压ΔV之间的差异引起的反射率变化ΔRE₂小于图14A和图14B中所示的ΔRE₂'。因此，减小了当从另一方向来进行观看时的闪烁。当从通常观测方向上进行观看时的液晶施加电压-反射率曲线比图14A和图14B中所示的液晶施加电压-反射率曲线进一步地向上偏移。因此，可以增加从预定观看位置观看的图像的亮度。

如上所述，各向异性散射体30被设置为使得在后面地板14侧反射的环境光在各向异性散射体30上入射并且当向外部出射时散射。相反，可以存在其中从外部入射的环境光在各向异性散射体30上入射并且在朝向后基板14侧时散射的构造（在本文中，在某些情况下称为“入射散射构造”），但是图像轻微地变暗。在以下将参考图15A和图15B来进行描述。

图15A是具有各向异性散射体30的设置被改变，并且当环境光在各向异性散射体30上入射时，来自外部的环境光被散射的构造的液晶显示装置1″的截面图。

在液晶显示装置1″中，散射光入射在像素电极16上并且向前基板侧反射。因此，相比于图11中所示的液晶显示装置1，光被更广泛地散射。

图15B是比较图11中所示的液晶显示装置和图15A中所示的液晶显示装置之间的反射特性的示图。

如从图中明确的，有着图11中所示的出射散射构造的液晶显示装置1具有比有着入射散射构造的液晶显示装置1″更高的反射率。因此，有着出射散射构造的液晶显示装置1具有的优点是显示图像的亮度可以被更近一步地增强。

此外，为了放大散射范围或减少彩虹色，各向异性散射体可以具有通过层叠多个散射构件而形成结构。图16示出了具有有着上述构造的各向异性散射体的液晶显示装置的示意性分解透视图。

在图16中，通过层叠散射构件30A和30B来形成各向异性散射体130。散射构件30A和30B基本上具有与各向异性散射体30相同的构造。例如，通过给出散射构件30A和30B的散射中心轴的方向上的差异，可以调整光的扩散范围。

如上，虽然本发明的实施方式被具体描述，但是本公开不受上述实施方式的限制并且可以基于本公开的技术范围来进行多种变形。

例如，虽然在上述实施方式中，各向异性散射体设置在前基板18和1/4波长板21之间，但是这仅是示例。设置各向异性散射体的位置可以基于液晶显示装置的设计或规格来合适地决定。

此外，本公开可以按照以下构造来实现。

（1）一种液晶显示装置，该液晶显示装置是反射型液晶显示装置，该液晶显示装置包括：前基板；后基板；以及液晶材料层，设置在前基板和后基板之间，其中，进行光学设计，使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移，并且其中，在前基板侧上设置各向异性散射体，各向异性散射体被设置使得散射特性最大的方向对准通常观看方向。

（2）根据（1）所述的液晶显示装置，其中，各向异性散射体的面内方向区域被形成为低折射率区域和高折射率区域相混合的区域。

（3）根据（2）所述的液晶显示装置，其中，各向异性散射体被设置为使得在后基板侧上反射的环境光入射在各向异性散射体上，并且在向外部出射时被散射。

（4）根据（3）所述的液晶显示装置，其中，在后基板侧上反射的环境光从在低折射率区域和高折射率区域之间的边界周围的反射率变化的程度较大的表面侧入射在各向异性散射体上，并且从在低折射率区域和高折射率区域之间的边界周围的反射率变化的程度较小的表面侧出射。

（5）根据（1）所述的液晶显示装置，其中，各向异性散射体通过层叠多个散射构件来形成。

（6）根据（1）所述的液晶显示装置，其中，液晶显示装置使用面积比率灰度级方法来进行灰度级显示。

本公开包括涉及于2012年3月12日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-054242号中公开的主题，将其全部内容通过引用结合于此。

本领域的技术人员应当理解，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims

1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置是反射型液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：

前基板；

后基板；以及

液晶材料层，设置在所述前基板和所述后基板之间，

其中，进行光学设计，使得相比于在从偏离通常观看方向的方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值，在从所述通常观看方向上观看的状态中的液晶施加电压-反射率曲线的极值更向低电压侧偏移，并且

其中，在所述前基板侧上设置各向异性散射体，所述各向异性散射体被设置使得散射特性最大的方向对准所述通常观看方向。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述各向异性散射体的面内方向区域被形成为低折射率区域和高折射率区域相混合的区域。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述各向异性散射体被设置为使得在所述后基板侧上反射的环境光入射在所述各向异性散射体上，并且在向外部出射时被散射。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述各向异性散射体通过层叠多个散射构件来形成。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置使用面积比率灰度级方法来进行灰度级显示。

6.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述低折射率区域和所述高折射率区域之间的边界相对于所述各向异性散射体的厚度方向形成预定的角度。