JP2000330110A - 反射型液晶表示装置及びそれを備えた機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示の劣化、タッチパネル使用時の視差、及び
光源や照明装置の映り込みがなく、明るく、均一な表示
が得られる反射型液晶表示装置及びそれを備えた機器を
提供する。 【解決手段】所定の間隙を介して接合された少なくとも
一方が透明な一対の基板110、120と、前記一対の基板間
に備えられた液晶層130と、液晶層130の背面側に設けら
れた反射部190とを有する反射型液晶表示装置100の反射
部190を、外部から入射する光の入射角度及び強さに応
じて、その反射角度及び指向性を表示面の光の入射する
それぞれの位置で異なるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置及びそれを備えた携帯ゲーム機、携帯情報端末、モバ
イルコンピュータなどの機器に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathod
e Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の自
発光型のディスプレイと異なり、光の透過光量を調節す
ることで画像を表示する非発光型のディスプレイであ
る。液晶表示装置は、大別すると透過型と反射型とに分
類できる。

【０００３】透過型の液晶表示装置は、表示面の背面側
に照明装置を備え、照明装置からの照明光により、その
表示画像の視認性を高めている。

【０００４】一方、反射型の液晶表示装置は、液晶層の
裏面側に反射部を設け、周囲光を利用して表示を行うも
のであり、明るい環境下では特定の光源を必要とせず、
消費電力を小さくできるという特長がある。特に直射日
光の当たるような非常に明るい場所では、発光型ディス
プレイや透過型液晶表示装置では表示面表面での外光反
射等により表示がほとんど見えなくなるのに対して反射
型液晶表示装置ではより鮮明に見えるといった利点もあ
る。

【０００５】このため、反射型液晶表示装置は、低消費
電力化が望まれる携帯情報端末やモバイルコンピュータ
ー等の携帯機器、或いは野外での使用が想定されるデジ
タルカメラ等へ採用されている。

【０００６】しかし、反射型液晶表示装置は、周囲光を
利用して表示を行うため、暗い環境下ではその視認性が
悪くなり、特に夜間などの暗闇では表示が全く認識でき
なくなるという課題を有する。このため、反射型液晶表
示装置、及び表示部として反射型液晶表示装置を備える
機器では十分な周囲光が得られない場合に備えて何らか
の補助照明装置が望まれる。

【０００７】このような照明装置として従来から様々な
照明装置が提案されている。従来から提案されている照
明装置は、大別すると、反射型液晶表示装置の表示面全
面を覆うように配置した透明な導光体と導光体の端部に
配置した光源とから構成され光源からの出射光を導光体
を介して表示面に照射するようにした照明装置（以下、
導光体式前方照明装置）と、反射型液晶表示装置の前方
であって表示面から離れた場所に光源を配置して光源光
を直接表示面に照射するようにした照明装置（以下、投
射式前方照明装置）とがある。

【０００８】導光体式前方照明装置は、例えばSID 95 D
IGEST p375-378、特開平5-158034号公報、特開平10-142
601号公報等に開示されている。いずれも、導光体の端
部に配置した光源からの出射光を導光体に導入し、導光
体内を伝播する光のうち導光体の表面、もしくは裏面に
形成した突起部、或いはプリズム部（傾斜部）に入射し
た光が液晶表示装置の表示面に向かって出射し、照明す
るように構成したものである。

【０００９】また、投射式前方照明装置を備える表示装
置、或いは機器は例えば特開平4-70626号公報、特開平9
-211448号公報、特開平10-246886号公報等に開示されて
いる。いずれも反射型液晶表示装置を備える機器本体、
或いは機器本体に設けられた支柱、或いは表示部を覆う
ための蓋部等に光源を設け、前方から表示部を直接照明
するようにしたものである。

【００１０】このような照明装置を有する反射型液晶表
示装置を備えた機器では、明るい環境下では照明装置を
使用せずに外光のみで表示をみることができ、周囲の照
明が暗い場合には照明装置を使用することで良好な視認
性を確保するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】導光体式前方照明装置
は、光源からの出射光を導光体に入射させる際の光損失
や、導光体内を伝播する光の反射型液晶表示装置と異な
る方向への漏れ等により光源光の利用効率が６０％以下
と低く、照明装置利用時に消費電力が大きくなるという
問題がある。

【００１２】さらに導光体内を伝播する光を液晶表示装
置側へ向かわせる為の溝やマイクロプリズムといった構
造体が表示面上に存在することになるため表示を劣化さ
せるといった問題もある。

【００１３】また、反射型液晶表示装置の前面にタッチ
パネルを設けた機器では表示面上に導光体があると、そ
の厚みのために入力用ペンで指示した位置と、液晶表示
装置の表示との間に大きな視差（ずれ）が生じて使い勝
手が悪くなるといった問題がある。

【００１４】一方、投射式前方照明装置では導光体等の
光損失の原因となるような複雑な光学系を必要としない
ため効率の良い照明が期待できる。さらに表示面上に導
光体等の付加部材を配置しないため、表示の劣化や、タ
ッチパネル使用時の視差といった導光体式前方照明装置
特有の課題が回避できる。

【００１５】しかし、投写式前方照明装置では照明装置
を機器本体に備える場合、照明装置と反射型液晶表示装
置との距離が十分に離せないため、反射型液晶表示装置
の表示面を均一に照明することが困難である。つまり、
表示面の位置により光源（或いは光出射部）からの距離
や、光源と表示面との成す角度（光源と表示面とを結ぶ
線の角度）が異なるので照明装置からの照明光の強さ
や、光入射角度は液晶表示装置の表示面の位置毎に異な
り、表示面を均一に照明することができず、表示面内で
均一な明るさの表示を得ることが困難という課題があ
る。

【００１６】また、投写式前面照明装置では明るい表示
が得られる方向と照明光の反射型液晶表示装置の表示部
表面での界面反射の方向とが一致するため、明るい表示
を得ようとすると照明装置の光出射部が映り込んで表示
が見にくくなるという課題がある。

【００１７】さらに、反射型液晶表示装置として偏光板
を２枚用い、反射部をその裏面に外付けした場合は照明
光が斜めに入射すると「暗表示部の影」が生じるという
課題がある。ここで、「暗表示部の影」とは 暗表示部
と隣接する明表示部の輝度が低下する現象で、あたかも
暗表示部の影が写っているように見える現象をいう。

【００１８】本発明の目的は、表示の劣化、タッチパネ
ル使用時の視差、及び光源や照明装置の映り込みがな
く、明るく、かつ均一な表示が得られる反射型液晶表示
装置及びそれを備えた機器を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、所定の間隙を介して接合され少なくとも
一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に備えら
れた液晶層と、該液晶層の背面側に設けられた反射手段
とを有する反射型液晶表示装置において、前記反射手段
は、外部から前記反射型液晶表示装置の表示面に入射す
る光の入射角度及び強さに応じて、前記光の反射角度及
び指向性が、前記表示面の前記光が入射するそれぞれの
位置で異なるように構成されていることを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、所定の間隙を介して接合
され少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の
基板間に備えられた液晶層と、該液晶層の背面側に設け
られた反射手段とを有し、かつ表示面に照明光を照射す
る照明装置を備えた反射型液晶表示装置において、前記
照明装置は、前記表示面の前方に配置され、かつ前記表
示面の垂線方向と異なる方向から前記表示面を照明する
光出射部を有し、前記反射手段は、前記表示面を照明す
る前記光の入射角度及び強さに応じて、前記光の反射角
度及び指向性が前記表示面の前記光が入射するそれぞれ
の位置で異なるように構成されていることを特徴とす
る。

【００２１】上記構成により、本発明の反射型液晶表示
装置は、導光体等の光損失の原因となるような複雑な光
学系を必要としないため、光損失の少ない効率の良い照
明ができる。

【００２２】また、反射型液晶表示装置の表示面上に導
光体等の付加部材を配置しないため、付加部材による表
示の劣化のない見やすい画像が得られ、視差の少ない自
然なペン入力が可能になる。

【００２３】さらに、反射型液晶表示装置の反射手段は
その反射角度や、指向性を表示面の各位置における照明
光の光入射角度や、強さに応じて最適化しており、所定
の位置に配置した照明装置から出射し、表示面に斜めに
入射する照明光を観察者側へ均一に反射するように構成
するので、明るく面内の均一性が高い表示が得られる。
この際、反射型液晶表示装置の表面等の界面での正反
射光の方向と、画像光の方向は異なるため、照明装置の
像が観察されて画質が劣化することがない。

【００２４】前記反射型液晶表示装置の反射手段として
は、大別して以下の３つの反射手段を用いることができ
る。

【００２５】表示面に対して傾斜した複数の反射面
と、反射面で反射した光を拡散させる光拡散手段とから
構成する反射手段。

【００２６】複数の凹部、または複数の凸部、または
複数の凹凸部が形成された反射面を有し、各凹部、また
は前記各凸部、または前記各凹凸部は、少なくとも一つ
の非対称軸を有する断面形状と、一つの対称軸を有する
平面形状とを有し、対称軸を、入射する光の主光束の方
位角方向と平行となるように設定した反射手段。

【００２７】ホログラムからなる反射手段。

【００２８】また、本発明の他の特徴は、前記照明装置
から斜めに入射する照明光に対して、暗表示の透過率が
高くなるように、前記表示面側の基板の前面に偏光板と
位相差板とを配置し、前記反射手段と前記反射手段側の
基板との間に、偏光板を配置することにある。

【００２９】上記構成により、表示面に斜めに入射する
照明光が暗表示部を通過しても、透過率が高いため、隣
接する明表示部に現れる「暗表示部の影」の発生が解消
され、視認性のよい画像が得られる。

【００３０】また、本発明の他の特徴は、前記一対の基
板のうち前記液晶層の背面側に位置する基板と、前記液
晶層との間に、前記反射手段を備えたことにある。

【００３１】この場合は、反射型液晶表示装置に入射し
た照明光が液晶層を通過し、反射手段で反射して再び液
晶層を通過して反射型液晶表示装置から出射する際の往
路復路での位置のずれが小さいので、照明光が斜め入射
するために生じる画質の劣化が抑えられて、明るく、色
純度の高い表示ができる。

【００３２】また、本発明の他の特徴は、前記表示面側
の基板の前面に偏光板が配置され、前記反射型液晶表示
装置が高い反射率、高いコントラスト比が得られる光の
入射方向と、前記照明装置からの照明光の入射方向とが
略一致するように構成されていることにあるつまり、前
記単偏光板の反射型液晶表示装置は、所定の位置に配置
した照明装置からの照明光に対して、反射率や、コント
ラスト比が高くなる表示モードや条件とすることで、照
明装置使用時には外光を利用する場合よりも高品位な画
質が得られる。

【００３３】また、本発明の他の特徴は、前記照明装置
の光出射部を、前記反射型液晶表示装置の上方に配置さ
れることにある。

【００３４】これにより、以下の効果が得られる。つま
り、反射型液晶表示装置は周囲が明るい環境下では照明
装置を使用することなく外光のみでの使用が可能であ
る。この際、外光の大部分は反射型液晶表示装置の上方
から入射する。特にキーボードを有する機器では反射型
液晶表示装置の下方から外光が入射することは少なく、
外光の大部分は液晶表示装置の上方から入射する。

【００３５】従って、照明装置使用時の照明装置の配置
位置を液晶表示装置の上部とし、上方から入射する光に
対応した反射部を構成することで照明装置不使用時に反
射型液晶表示装置の上方から入射する外光が効率よく観
察者側へ反射されるので明るい画像が得られるという効
果がある。

【００３６】さらに暗闇の中で作業する場合は、上部に
配置した照明装置からの照明光のうち反射型液晶表示装
置の表面等で反射した光がキーボードや手元を照明する
ことになり作業性が上がるという効果もある。

【００３７】また、本発明の他の特徴は、前記光出射部
は、前記反射型液晶表示装置の横幅と同等、或いはそれ
以上の横幅を有し、前記表示面の前方で、かつ上方、或
いは下方に配置されることにある。

【００３８】また、本発明の他の特徴は、前記表示面側
の基板と前記液晶層との間にカラーフィルタを配置し、
前記前記照明装置からの照明光の主光束の方位角方向と
平行となる方向へ連続的に形成したことにある。

【００３９】ここで、照明装置から出射した照明光は、
さまざまな角度で反射型液晶表示装置に入射する。そこ
で、照明光の強度がもっとも強い方向の光をここでは以
下、照明光の主光束（の方向）と呼ぶことにする。

【００４０】上記の通り、反射型液晶表示装置に配置さ
れるカラーフィルタを、照明装置からの照明光の主光束
の入射方向の方位角方向と平行となる方向に連続的に形
成すれば、照明光は反射型液晶表示装置に斜めに入射
し、反射手段で反射する照明光の一部が往路復路の行程
で異なる色のカラーフィルターを通過し、吸収されるこ
とが抑制されるので、より明るく、色純度の高い画像が
得られるという効果がある。

【００４１】また、本発明は、入射する光の反射光量を
変調し画像として出力する反射型液晶表示装置と、該反
射型液晶表示装置の表示面に照明光を照射する照明装置
と、前記反射型液晶表示装置及び前記照明装置を制御す
る機器本体と、該機器本体に設けられ前記照明装置を支
持する可動支持部とを備えた機器において、前記反射型
液晶表示装置は、所定の間隙を介して接合され少なくと
も一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に備え
られた液晶層と、該液晶層の背面側に設けられた反射手
段とを有し、前記反射手段は、前記表示面を照明する前
記光の入射角度及び強さに応じて、前記光の反射角度及
び指向性が前記表示面の前記光が入射するそれぞれの位
置で異なるように構成されており、前記照明装置は、前
記表示面の垂線方向と異なる方向から前記表示面を照明
する光出射部を有し、かつ前記可動支持部を介して前記
表示面の前方に可動可能に配置されることを特徴とす
る。

【００４２】また、本発明は、入射する光の反射光量を
変調し画像として出力する反射型液晶表示装置と、該反
射型液晶表示装置の表示面に照明光を照射する照明装置
と、前記反射型液晶表示装置及び前記照明装置を制御す
る機器本体とを備えた機器において、前記反射型液晶表
示装置は、所定の間隙を介して接合され少なくとも一方
が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に備えられた
液晶層と、該液晶層の背面側に設けられた反射手段とを
有し、前記反射手段は、前記表示面を照明する前記光の
入射角度及び強さに応じて、前記光の反射角度及び指向
性が前記表示面の前記光が入射するそれぞれの位置で異
なるように構成されており、前記照明装置は、前記表示
面の垂線方向と異なる方向から前記表示面を照明する光
出射部を有し、かつ前記機器本体に着脱可能に配置され
ることを特徴とする。

【００４３】上記構成により、明るい環境下では機器に
備える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみること
ができ、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明装
置を使用することで良好な視認性を確保できる。このた
め、周囲の環境によらずいつでも良好な視認性を確保で
きるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いること
で機器全体の消費電力が低減できるという効果がある。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に
係わる反射型液晶表示装置及びそれを備えた機器を、図
面を参照しながら説明する。

【００４５】図１は、本発明の一実施の形態例に係わる
反射型液晶表示装置、およびそれを備えた携帯情報機器
の斜視図である。この機器１は、キーボード等の入力手
段や、ＣＰＵ、信号処理回路等を筐体内に備える本体部
３００と、本体部３００に蝶番構造により取付けられた
開閉自在な蓋部５００と、蓋部５００に備えられた反射
型液晶表示装置１００と、本体部３００に可動支持部４
００を介して備え付けられた照明装置２００とから構成
される。

【００４６】反射型液晶表示装置１００の表面には図示
しないタッチパネルを備えるようにしても良い。タッチ
パネルとしては抵抗膜タイプのタッチパネルを用いるこ
とができる。抵抗膜タイプのタッチパネルは、表面に透
明な導電加工を施した透明な高分子フィルムからなる上
部電極基板と、同様な導電加工を施した透明基板からな
る下部電極基板とを導電面側を対向するようにスペーサ
ーを介して貼りあわせた構造となっており、上部電極の
上からポリアセタール等からなる入力用ペンで押すと２
枚の電極基板の電極が接触してスイッチがＯＮとなる仕
組みのものである。

【００４７】このタイプのタッチパネルには、マトリク
スタイプとアナログタイプとがある。マトリクスタイプ
は、上部電極基板及び下部電極基板に形成されたストラ
イプ状の透明電極を互いに直交するように配置し、その
交差部を独立したスイッチとして機能させるものであ
る。このタイプでは電極パターンと反射型液晶表示装置
１００の画素との関係でモアレが生じ易いので、電極の
ピッチや、ストライプ電極の方向等に工夫が必要であ
る。

【００４８】アナログタイプは、上下電極基板の表示部
全面に一様な透明電極を形成し、この電極面に電位分布
を形成しておき、２枚の電極が接触したときの電圧を検
出してその入力位置を検出するものである。

【００４９】照明装置２００は、反射型液晶表示装置１
００の前方であり、かつその表示面からは離れた位置に
光出射部を備えた照明装置であり、必要に応じて機器使
用者が表示部を観察する際に邪魔にならない所定の位置
から反射型液晶表示装置１００の表示面を照明するよう
配置される。つまり、照明装置２００は、反射型液晶表
示装置１００の表示面直上部を除く位置で、表示面垂線
方向からずれた斜めの方向から表示面を照明するように
構成する。

【００５０】図２は、図１の機器１の略側面図であり、
携帯可能状態から使用可能状態への形態の変化を説明す
るための図である。

【００５１】機器１は、携帯可能状態（図２（ａ）参
照）では薄い箱型をしており、持ち運びに便利な形態と
なっている。使用する場合には、まず蓋部５００を開
き、蓋部５００に備えられた反射型液晶表示装置１００
を観察可能とする（図２（ｂ）参照）。 周囲が明るい
環境下であれば、この状態で、画像は、十分に観察でき
るので本機器は使用可能となる。暗い環境下であれば、
機器１に備えられた照明装置２００を所定の位置に移動
して、反射型液晶表示装置１００を前方から照明するこ
とになる。

【００５２】本実施例では、照明装置２００は、本体部
３００の両サイドに備えられた２本の棒状の可動支持部
４００を介して本体部３００に備えつけられている。可
動支持部４００と本体部３００、及び可動支持部４００
と照明装置２００とはそれぞれ回転軸部４０１、及び回
転軸部４０５において回転可能に接続されている。ま
た、可動支持部４００は中空構造をした２つの棒状部４
００ａと４００ｂとをスライド可能に接続して伸縮可
能、つまり長さが変えられる構造としている（図２
（ｃ）〜（ｅ）参照）。

【００５３】携帯可能状態、もしくは明るい環境下で照
明装置２００を必要としない場合、照明装置２００は本
体部３００と一体化し、収納した状態となるため携帯性
や操作性を阻害しない構成となっている（図２（ａ）、
（ｂ）参照）。

【００５４】照明装置２００を使用する場合は、まず、
回転軸部４０１を中心に可動支持部４００を回転して、
照明装置２００を反射型液晶表示装置の前方に移動する
（図２（ｃ）参照）。さらに、可動支持部４００を長く
伸ばし、回転軸部４０５を中心に照明装置２００を回転
して、照明装置２００の光出射部を反射型液晶表示装置
に向けることで反射型液晶装置の表示面を照明すること
が可能となる（図２（ｄ）、（ｅ）参照）。

【００５５】つまり、照明装置２００は、可動支持部４
００によって反射型液晶表示装置前方の所定位置に配置
したり、本体部３００と一体化した収納状態とすること
を必要に応じて行うことができる構造となっている。

【００５６】照明装置２００は、光源として小型、高発
光効率、低発熱といった条件を満たすものを用い、光源
からの出射光を効率よく反射型液晶表示装置１００に照
射する構成とする。

【００５７】光源としては、冷陰極管や熱陰極管等の蛍
光灯、あるいはＬＥＤ（Light Emitting Diodes）、Ｅ
Ｌ（Electroluminescence）等の発光素子を用いること
ができる。

【００５８】図３は、照明装置２００の一例の概略構成
を示す一部斜視図である。また、図４は、図３の照明装
置２００の一部断面図である。本実施の形態例の照明装
置２００は、円筒状の冷陰極管からなる光源２１０と、
光源２１０を包み込むように配置した開口部を有する反
射板２２０と、光源２１０からの出射光を照射対象に導
くためのガイド部２４０と、反射板２２０の開口部の前
方に配置した拡散板２３０とで構成される。

【００５９】ここで、本実施の形態例では表示部の大き
さが１９２ｍｍ×７２ｍｍ（横方向長さ×縦方向長さ）
の反射型液晶表示装置１００を用いる。これに対応して
光源２１０は反射型液晶表示装置表示部の横幅よりも発
光部長さがやや長い、発光部長さ２００ｍｍ、直径２.0
ｍｍの円筒状の冷陰極管を用いた。

【００６０】反射板２２０は、光源２１０からの出射光
を効率良く照射対象方向へ反射するためのもので、円筒
形、或いは楕円筒形等の一部に開口部を有する形状の反
射板、或いは反射フィルムを使用することができる。具
体的には、反射板２２０は、高分子フィルムの表面に銀
や、アルミニウム等の金属薄膜層を蒸着法、或いはスパ
ッタリング法により成膜し、高分子フィルムシートやア
ルミニウム板等の支持板にラミネートしたものを用いる
ことができる。ここでは商品名：LU-０２-AM５０（三井
化学製）の銀反射板を用いた。

【００６１】拡散板２３０は、光源光の角度分布や、光
量分布を均一化する機能を有するものである。拡散板と
してはポリエチレンテレフタレート等の高分子フィルム
の表面に凹凸を形成したもの、或いはフィルム内部に気
泡を混入して光拡散性を持たせたもの、或いはアクリル
等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等を
使用することができる。

【００６２】ガイド部２４０は、光源からの出射光を照
射対象である反射型液晶表示装置１００の表示面にでき
るだけ過不足なく照明するための補助部材であり、内面
が鏡面反射面、或いは拡散反射面で構成される枠状の部
材である。また、ガイド部２４０は、照明装置２００か
らの出射光が直接観察者へ向かうことを防ぐための遮光
部材としての機能も有する。

【００６３】光源２１０への電力供給は、本体部３００
に内蔵する電源から可動支持部４００内を通した配線、
及びインバーターを介して行なわれる。

【００６４】上記構成により、光源２１０から出射する
光は直接、或いは反射板２２０で反射した後、拡散板２
３０に入射し、角度分布や光量分布が均一化された後、
カイド部２４０を介して照射対象である反射型液晶表示
装置１００に向かう。この際、照明装置２００は、反射
型液晶表示装置表示面１００の横幅よりも長い面光源と
して作用し、少なくとも液晶表示装置表示面の左右方向
に関しては入射光の角度分布が対称で、均一な照明が可
能となる。

【００６５】なお、照明装置２００は、照明装置２００
を支持する可動支持部４００を回転軸部４０１を中心に
回転させた際、その位置により自動で点灯、消灯するよ
うにしても差し支えない。しかし、不要な点灯による電
力消費を押さえるために、スイッチを設けて照明装置２
００の点灯消灯を任意に行えるようにするとよい。

【００６６】反射型液晶表示装置（以下、液晶表示装置
と略す）１００としては、ＴＦＴ（Thin Film Transist
or）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリク
ス駆動による液晶表示装置や、マルチプレックス駆動の
液晶表示装置を用いることができる。

【００６７】また、表示モードとしてはＴＮ（Twisted
Nematic）型やＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型、Ｅ
ＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）型、
ＶＡ（Vertical Aligned）型、HAN（Hybrid Aligned Ne
matic）型 等の偏光状態を変調して表示を行うモード
と、ＧＨ（Guest Host）型のように２色性色素により光
の吸収制御を行う表示モード等を使用することができ
る。さらに、偏光状態を変調する表示モードとしては偏
光板を２枚使用し、反射部を外付けするタイプと、反射
部を内蔵して１枚の偏光板で表示を行う単偏光板タイプ
を用いることができる。

【００６８】ここでは初めに、偏光板を２枚使用するST
Nモードを使ったモノクロ液晶表示装置の場合について
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００６９】なお、上述の構成により本発明の表示装置
では照明装置からの照明光の主光束は液晶表示装置に対
して、その表示面垂線方向から傾いた所定の方向、つま
り斜め方向から入射するよう構成される。このため、本
発明に係る液晶表示装置は照明装置から出射し、所定の
斜め方向から表示面に入射する光に対し、高い反射率、
及びより高いコントラスト比が得られる構成とすること
が画質向上の面から必要である。

【００７０】図５は、図１の液晶表示装置１００の概略
構成を示す一部断面図である。液晶表示装置１００は、
画像形成部１０１、及びその背面に配置した反射部１９
０とから構成される。

【００７１】画像形成部１０１は、絶縁性の透明基板か
らなる第１の透明基板１１０、及び第２の透明基板１２
０と、これら２枚の基板をビーズ等のスペーサを介して
張り合わせ、枠状のシール材によりシールして形成した
２枚の基板の間隙に封入、封止した液晶層１３０と、第
１の透明基板１１０上に積層配置された位相差板１６０
及び偏光板１７０と、第２の透明基板の背面に配置した
偏光板１８０とから構成される。

【００７２】ここで、本実施の形態例の液晶表示装置１
００、及びそれを備えた機器１では、照明装置２００
を、液晶表示装置１００の前方であって、表示面の直上
部を除いた所定の位置に配置し、表示面垂線方向からず
れた方向、つまり斜め方向から表示面を照明するように
構成する。

【００７３】従って、本実施の形態例の液晶表示装置１
００の反射部１９０は、液晶表示装置１００に斜めに入
射する照明装置２００からの照明光８００を観察者７０
０の方向へ反射する機能を有するものとすることが重要
である。

【００７４】この際、照明装置２００と液晶表示装置１
００とが十分に離れていれば、液晶表示装置１００の表
示面を均一に照明することは比較的容易である。

【００７５】しかし、本実施の形態例の液晶表示装置１
００、およびそれを備えた機器１では、照明装置２００
を本体部３００に備えるため、照明装置２００と液晶表
示装置１００との間に十分な距離を確保することは難し
い。このため、照明装置２００からの照明光の強さや、
光入射角度が、液晶表示装置１００の表示面の位置毎に
異なり、表示面を均一に照明することは困難である。

【００７６】そこで、本実施の形態例の液晶表示装置１
００の反射部１９０は、照明装置２００から出射し、所
定の斜め方向から表示面に入射する光を観察者方向へ反
射するような指向性を有し、この指向性を表示面の各位
置における照明光の光入射角度や、強さに応じて最適化
することで表示面内で均一な表示を得るようにしたもの
である。

【００７７】本実施の形態例では、照明装置２００から
液晶表示装置１００の表示面に斜めに入射する照明光８
００を観察者７００の方向へ反射する機能を、表示面に
対して傾斜した非対称な３角溝（柱）状の複数の微細構
造からなる鏡面反射面１９１（以下、微小傾斜反射面１
９１と称す）と、光拡散層１９２とから構成する反射部
１９０で実現した。

【００７８】微小傾斜反射面１９１の傾き角度α（以
下、微小傾斜角度αと称す）は、照明光の主光束を観察
者７００の方向へ反射する角度に設定する。ここでは、
観察者７００が通常、液晶表示装置１００の表示を表示
面垂線方向、もしくはその近傍から観察することが多い
ことを鑑み、表示面に斜めに入射する照明光８００を表
示面垂線方向へ反射するように構成した。

【００７９】なお、上述の通り本実施の形態例では、照
明装置２００は、液晶表示装置１００の表示面の横幅よ
りも長い面光源として作用し、液晶表示装置表示面の左
右方向に関しては照明光の入射角度の分布はほぼ対称と
なるので、反射部１９０には表示面の左右方向に対して
格別な指向性は付与しない。つまり、微小傾斜反射面１
９１を成す微細な３角溝構造は、その長手方向を表示面
左右方向と平行となるよう構成して、表示部上下方向に
格別な指向性を付与するようにした。

【００８０】図６は、照明光の表示面への入射角度と、
微小傾斜角度αの関係を説明するための図である。ここ
で、微少傾斜角度αは、表示面に対して傾斜した非対称
な３角溝を成す微細な２つの反射面のうち、有効反射面
となる微少傾斜反射面が表示面と平行な面と成す角度で
ある。

【００８１】外界（空気）の屈折率をｎ₁、鏡面反射面
１９１を覆う光拡散層１９２の屈折率をｎ₂とし、照明
光の表示面への入射角度をθ₁とすると、微小傾斜角度
αは概ね α＝（sin^-1（sinθ₁・n₁/n₂））／２ ……… （数１） とすればよい。

【００８２】図７は、図１の携帯情報機器の側面図であ
る。図７に示す通り、液晶表示装置１００の表示面の上
部に入射する照明光８００の主光束の入射角度は約３５
°なので、 表示面上部に対応する反射部１９０の鏡面
反射面１９１の微小傾斜角度αは１１°とし、表示面の
下部に入射する照明光の主光束の入射角度は約６３°な
ので表示面下部に対応する反射部１９０の鏡面反射面１
９１の微小傾斜角度αは１８°とした。また、表示面上
部から下部へかけて反射部１９０の鏡面反射面１９１の
微小傾斜角度αを１１°から１８°へ照明光が表示面垂
線方向へ反射されるように連続的に増加させた。

【００８３】なお、角度β、すなわち微小傾斜反射面１
９１のうち、無効反射面となる面が表示面と平行な面と
なす角度（図６参照）は、鏡面反射面１９１に至る照明
光の入射角度よりも大きくなると鏡面反射面１９１に影
が生じ、小さくなると観察者側へ反射されない光成分が
増えて表示の明るさが減少する。

【００８４】このため、角度βは、鏡面反射面１９１に
至る照明光の主光束の角度と実質的に同じとすることが
望ましく、 β＝sin^-1（sinθ₁・n₁/n₂） ……… （数２） とした。

【００８５】また、微小傾斜反射面１９１を構成する微
小三角溝のピッチＰは３０μｍとした（図６参照）。

【００８６】微小傾斜反射面１９１は、以下の通り作成
した。まず、機械加工により微少な傾斜部を構成する３
角溝からなる微小傾斜反射面の金型を作成する。次に、
この金型を用いて熱硬化性樹脂に微小傾斜反射面を転写
し、その表面にアルミニウム或いは銀といった反射率の
高い金属膜を蒸着して微小傾斜反射面を形成する。

【００８７】光拡散層１９２は、鏡面反射面１９１に照
明装置の像が形成され、視認されることの防止、及び規
則的なパターンである微小傾斜反射面１９１での干渉に
よる色付き防止、及び反射光の拡散性（ゲイン）の調整
手段として機能するものである。

【００８８】光拡散層１９２は、以下の通り作成した。
まず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ８２７、
エポキシ当量１８０）を重量比で５０、メチルヘキサヒ
ドロ無水フタル酸（ＮＨ８２１０、酸当量１６２）を重
量比で５０混合して透明媒体を得る。次に、この透明媒
体に硬化剤として２−エチル−４メチルイミダゾールを
少量加え、さらに、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）からなる平均粒径７μｍの透明体を平均重量比で２
０混合し、これを微小傾斜反射面１９１に塗布し、さら
に偏光板１８０を積層して約３０μｍの膜厚としたの
ち、加熱（約１００℃で2時間）して硬化した。

【００８９】偏光板１８０と光拡散層１９２の屈折率差
は小さいので、これにより偏光板１８０と反射部１９０
との界面反射は減る。

【００９０】ここで、ＥＰ８２７及びＮＨ８２１０から
なる透明媒体１９４の屈折率は１.５３であり、透明媒
体中に分散したＰＭＭＡからなる透明粒子１９３の屈折
率は１.４９であるため、光拡散層１９２はこの屈折差
により光散乱手段として機能する。

【００９１】従って、透明媒体１９４に分散する透明粒
子１９３の混合比を変えることで光散乱性が変化し、反
射光の拡散性を変えることができる。すなわち、透明媒
体１９４に対する透明粒子１９３の混合比を大きくすれ
ば拡散性が上がり、微小傾斜反射面１９１での正反射方
向の光量は減り、透明粒子１９３の混合比を小さくすれ
ば微小傾斜反射面１９１での正反射方向の光量は増え
る。

【００９２】ここで、本実施の形態例では、液晶表示装
置１００の表示面はその位置毎に照明装置２００からの
距離が異なる。つまり、照明装置２００との距離は、表
示面下部では長く、表示面上部では短いため、照明装置
からの照明光の強さが表示面下部から表示面上部に向か
って連続的に強くなる。

【００９３】そこで、本実施の形態例では、液晶表示装
置１００の表示面上部に相当する光拡散層１９２には透
明粒子１９３を重量比で２２混合し、表示面下部に向か
って連続的にその混合比を減少させ、表示面下部に相当
する拡散層１９２には透明粒子１９３を重量比で１８混
合した。

【００９４】上記構成の反射部１９０によれば、照明光
の弱い表示面下部に比べて、照明光の強い表示面上部で
は光拡散層１９２の拡散性が連続的に高くなり微小傾斜
反射面１９１での正反射成分も連続的に減るため観察者
には均一な明るさの表示（反射光）が得られる。

【００９５】次に、液晶表示装置１００の画像形成部１
０１について説明する。第１の透明基板１１０、及び第
２の透明基板１２０は、ガラス、或いは高分子フィルム
等の透明で平坦な光学的に等方な基板を用いることがで
きる。ここでは両透明基板として厚さが0.7ｍｍのガラ
ス基板を使用し、それぞれの表面にＩＴＯ（インジウム
ティン オキサイド）から成るストライプ状の透明電
極１１３、１２１をパターニングした。さらに、両透明
基板の透明電極形成面側の表示領域に配向膜１１２、１
２２としてポリイミド系配向膜LQ-1800（日立化成製）
を厚みが約５００Åとなるように塗布し、ラビング法に
より表面処理を行った。

【００９６】２枚の透明基板１１０、１２０は、ストラ
イプ状にパターニングされた透明電極１１３、及び透明
電極１２１が行列状となるように対向配置し、その交差
部にマトリクス状の画素部を形成して単純マトリクス方
式の液晶表示装置として機能するように構成した。

【００９７】透明電極１１３及び透明電極１２１は、本
体部３００、或いは蓋部５００に備えるドライバ用ＩＣ
に接続され、画像情報に応じた電圧を各画素部に選択的
に印加できるよう構成した。

【００９８】貼り合わせた２枚の透明基板の間隙は、透
明基板間に分散配置したジビニルベンゼンからなるビー
ズスペーサーにより形成した。この際、間隙は5.７μｍ
とした。

【００９９】２枚の透明基板間には誘電異方性が正のネ
マチック液晶MJ63928（メルク社製）にカイラル剤S-811
（メルク社製）を少量添加した液晶組成物を封入、封止
して液晶層１３０を構成した。この場合の液晶層１３０
のΔｎdは0.83μｍであった。ここで、Δｎは液晶の複
屈折、ｄは液晶層の厚さである。

【０１００】液晶層１３０の液晶分子は、配向膜１１
２、１２２に行う表面処理によって透明基板間で約２４
０度ねじれるように構成した。また、この際のプレチル
ト角は約４度とした。

【０１０１】偏光板１７０及び１８０としては、延伸さ
せたポリビニルアルコールにヨウ素を吸収させて偏光機
能を付与した膜の両面にトリアセチルセルロースの保護
層を施したものを用いた。それぞれ位相差板１６０及び
第２の透明基板１２０にアクリル系の接着剤によって光
学的に結合するよう、すなわち各層での屈折率差が小さ
くなるように接着した。

【０１０２】位相差板１６０としては、例えばポリカー
ボネート、ポリサルホン、ポリビニルアルコール等の一
軸延伸した高分子フィルムを用いることができる。ここ
では波長550nmにおけるΔｎdが0.63μｍのポリカーボネ
ートからなる位相差板を用いた。ここでΔｎは位相差板
の複屈折、ｄは位相差板の厚さである。

【０１０３】位相差板１６０の遅相軸、偏光板１７０及
び偏光板１８０の直線偏光の吸収軸、及び液晶分子の配
向軸は、照明装置２００から出射し、液晶表示装置１０
０に斜めに入射する照明光を効率よく利用できる条件と
することが必要である。

【０１０４】本実施の形態例では、以下に示す条件で液
晶表示装置１００を構成した。図８は、図１の液晶表示
装置１００の構成条件を示す図であり、観察者から見た
際の液晶表示装置各部の軸の方向を示す図である。

【０１０５】また、図９は、本明細書における方位角φ
と、仰角ζの定義の説明図である。図９に示す通り、本
明細書では方位角φを液晶表示装置表示面の左右方向の
軸上であって、時計における３時の位置を0°とし、反
時計回りに定義する。また、仰角ζは液晶表示装置表示
面の垂線に対する傾き角度として定義する。

【０１０６】図８に示す通り、液晶表示装置１００は、
偏光板１７０の吸収軸の方位角は２５５°、位相差板１
６０の遅相軸の方位角は１８５°、透明基板１１０側の
液晶配向軸の方位角は１０５°、透明基板１２０側の液
晶配向軸の方位角は１６５°、偏光板１８０の吸収軸の
方位角は１２０°とした。

【０１０７】本構成の液晶表示装置１００に入射した照
明光のうち偏光板１７０を透過した直線偏光は、位相差
板１６０、液晶層１３０を通過して偏光板１８０に入射
する。この際、液晶層１３０を透過する光の偏光状態は
液晶層１３０に印加する電圧によって変化させることが
できる。

【０１０８】このため、画像情報に対応した電圧を透明
電極１１３、及び透明電極１２１に印加し、液晶層１３
０に電圧を印加することで、液晶層１３０を通過する光
の偏光状態を変え、偏光板１８０を透過する光量を制御
して光学画像を形成することができる。

【０１０９】また、液晶表示装置１００に入射し、偏光
板１８０を透過した光は、反射部１９０で反射して、再
び偏光板１８０、液晶層１３０、位相差板１６０を通過
して偏光板１７０に入射する。このときも液晶層１３０
に印加される電圧により偏光板１７０を透過する光量は
制御され光学画像が形成される。

【０１１０】上記構成により、本液晶表示装置１００は
ノーマリーオープン特性が得られる。ノーマリーオープ
ン特性とは液晶層に印加される電圧が小さい時の透過率
が高く、電圧を高くすると透過率が低下する特性のこと
である。

【０１１１】図１０は、上記構成による液晶表示装置１
００の画像形成部１０１の光入射角度と、透過率の関係
を明表示と暗表示の場合について示した図である。光入
射角度は、正の角度が方位角９０°における仰角を表
し、負の角度が方位角２７０°における仰角を表す。

【０１１２】本実施の形態例では、照明装置２００から
の照明光は液晶表示装置１００の上方、つまり方位角９
０°方向から入射することになるので、図中、正の光入
射角度が照明装置２００からの照明光の光入射角度に相
当する。

【０１１３】図示の通り、本液晶表示装置１００の画像
形成部１０１は斜め方向から光が入射しても明表示の透
過率は大きく低下せず、明るい表示が得られる。

【０１１４】また、暗表示の場合は液晶表示装置１００
の画像形成部１０１に垂直に入射する光に対しては低い
透過率となり十分な暗表示が得られ、斜め方向から入射
する光に対しては高い透過率が得られる。

【０１１５】この特性は、本発明の機器１のように、照
明装置２００からの照明光が液晶表示装置１００に斜め
に入射する際に懸念される「暗表示部の影」発生の抑制
に有効である。

【０１１６】ここで、「暗表示部の影」について、図面
をもとに説明する。図１１は、「暗表示部の影」の説明
図である。暗表示画素部と明表示画素部とが隣接する場
合を考えると、液晶表示装置１００には照明光８００が
斜めに入射するため、暗表示画素部の影が、隣接する明
表示画素部の真下の反射部１９０に生じる。この影は、
透明基板１２０や偏光板１８０の厚み、すなわち液晶層
１３０と反射部１９０との距離が長いために生じる。反
射部１９０はこれに斜めに入射する照明光を観察者７０
０の方向へ反射するため、明表示画素部の表示には隣接
する暗表示画素部の影が写り、いわゆる「暗表示部の
影」が生じて画質が著しく低下する。

【０１１７】本実施の形態例の液晶表示装置では、図１
０に示す通り、照明装置２００から出射し、液晶表示装
置１００に斜めに入射する光は暗表示画素部であっても
高い透過率となり、影ができにくいので「暗表示部の
影」の発生が抑制されるという効果がある。

【０１１８】上記の通り、本実施の形態例では、補助照
明装置として液晶表示装置１００の前方であり、かつそ
の表示面からは離れた位置に光出射部を備えた照明装置
２００を移動可能に備え、機器使用者が表示部を観察す
る際に邪魔にならない位置から液晶表示装置１００の表
示面を照明するように構成した。つまり、照明装置２０
０は、液晶表示装置１００の表示面直上部を除く位置
で、表示面垂線方向からずれた斜めの方向から表示面を
照明するように構成した。

【０１１９】このため、導光体式前方照明装置のように
導光体等の光損失の原因となるような複雑な光学系を必
要としないため効率の良い照明ができる。また、液晶表
示装置の表示面上に導光体等の付加部材を配置しないた
め、付加部材による表示の劣化や、タッチパネル使用時
の視差といった導光体式前方照明装置特有の課題が回避
できる。

【０１２０】なお、投写式前方照明装置では照明光の強
さや照明光の入射角度が表示面の位置により異なり、表
示面内で均一な明るさの表示を得ることが困難である。

【０１２１】しかし、本実施の形態例の液晶表示装置１
００の反射部１９０は、その反射角度や指向性を表示面
の各位置における照明光の光入射角度や、強さに応じて
最適化して、所定の位置に配置した照明装置２００から
の照明光を観察者側へ均一に反射するように構成したの
で、反射部１９０を従来の拡散反射板とする場合に比べ
て約２倍明るく、面内の均一性が高い表示が得られた。

【０１２２】さらに、図７に例示するとおり、液晶表示
装置１００の表面等の界面での正反射光１０００の方向
と、画像光９００の方向は異なるため、照明装置２００
の像が観察されて画質が劣化することがないという効果
もある。

【０１２３】さらに、液晶表示装置１００は、所定の位
置に配置した照明装置から出射し、斜めに入射する照明
光に対し、高い反射率となる表示モードを選択したの
で、より高品位な画質が得られるという効果もある。

【０１２４】さらに、本実施の形態例の通り、照明装置
２００を液晶表示装置１００の上部に配置するように構
成することで、以下の効果も得られる。

【０１２５】液晶表示装置１００は、周囲が明るい環境
下では照明装置２００を使用することなく外光のみでの
使用が可能である。この際、外光の大部分は液晶表示装
置１００の上方から入射する。特に本実施の形態例のよ
うに、キーボードを有する機器では液晶表示装置１００
の下方から外光が入射することは少なく、外光の大部分
は液晶表示装置１００の上方から入射する。

【０１２６】従って、照明装置使用時の照明装置２００
の配置位置を液晶表示装置１００の上部とし、上方から
入射する光に対応した指向性反射機能を有する反射部１
９０を構成することで照明装置不使用時に液晶表示装置
１００の上方から入射する外光が効率よく観察者側へ反
射できるので、より明るい画像が得られるという効果が
ある。

【０１２７】また、暗闇の中で作業する場合は、図７に
例示するとおり、上部に配置した照明装置２００からの
照明光のうち液晶表示装置１００の表面等で正反射した
光がキーボードや手元を照明することになり、作業性が
上がるといった効果もある。

【０１２８】さらに、このような照明装置２００と液晶
表示装置１００とを備える機器１は、明るい環境下では
機器１に備える照明装置２００を使用せずに外光のみで
表示をみることができ、周囲の照明が暗い場合には機器
１に備えた照明装置２００を使用することで良好な視認
性を確保できる。

【０１２９】このため、周囲の環境によらずいつでも良
好な視認性を確保できるとともに、必要な場合にのみ照
明装置２００を用いることで機器全体の消費電力が低減
できるという効果がある。

【０１３０】なお、上記実施の形態例では、モノクロ表
示の液晶表示装置の場合について説明したが、透明基板
１１０、或いは透明基板１２０のいずれかに赤色、緑
色、青色の3原色に相当するマイクロカラーフィルタを
形成してカラー表示を行うようにしてもよい。

【０１３１】例えば、透明基板１１０上に上下方向に伸
びるストライプ状のカラーフィルタを形成し、オーバー
コート層を介してカラーフィルタに対応する位置にITO
からなる透明電極を形成する。この際、カラーフィルタ
の画素間に相当する位置にはブラックマトリクスを形成
するようにしてもよい。

【０１３２】ここで、上記実施の形態例のように、照明
装置２００が液晶表示装置１００の上方に備えられる場
合は、照明装置２００からの照明光の主光束は方位角９
０°から所定の仰角をもって入射するため、図１２に示
す通り、反射部の微小傾斜反射面を成す微細な３角溝構
造の長手方向（以下、微小傾斜反射面の長手方向）は表
示面左右方向に平行となるように構成される。これに対
して、ストライプ状のカラーフィルタは、その長手方向
を微小傾斜反射面の長手方向と直交する方向、すなわち
表示面の上下方向に平行とすることが重要である。

【０１３３】これは、もしストライプ状のカラーフィル
タの長手方向が左右方向、或いはカラーフィルタがデル
タ配置であれば、上下方向で隣接した画素間でカラーフ
ィルタの色が異なるため方位角９０°の方向から所定の
仰角をもって斜めに入射し、反射する光の一部は往路復
路の行程で異なる色のカラーフィルターを通過するため
吸収されて有効に光が利用できなくなるからである。

【０１３４】つまり、カラーフィルタは照明装置２００
からの照明光の主光束の方向に平行となる方向に連続的
に形成することが効率の面から重要である。

【０１３５】ところで、上記実施の形態例では、微小傾
斜反射面の長手方向を表示面左右方向と平行となるよう
構成した。これは、観察者７００が通常、液晶表示装置
１００の表示を表示面垂線方向、もしくはその近傍から
観察することが多いことを鑑み、表示面に斜めに入射す
る照明光を表示面垂線方向へ反射するよう構成したため
である。

【０１３６】しかし、液晶表示装置１００のサイズが大
きくなると、照明光を表示面垂線方向へ反射する構成で
は表示面の周辺部が観察者７００に暗く見えるようにな
る。この場合は、図１３に例示するように、微小傾斜反
射面を構成する微細な三角溝構造を直線的ではなく、曲
線的にし、所定の方向から入射する照明光を観察者７０
０の方向へ反射、集光するような指向性を反射部に付与
することで、周辺部も明るく均一な表示を実現するよう
にしても良い。

【０１３７】また、本実施の形態例では、微小傾斜反射
面の上に光拡散層を形成することで照明装置の像が視認
されることの防止、干渉による色付き防止、及び反射光
の拡散性の調整を行ったが、本発明は、これに限定され
るものではなく微小傾斜反射面の上に微少な凹凸部から
なる拡散部を形成することで光拡散性を付与するように
しても良いし、或いは前方散乱性のフィルムを第１の透
明基板の上層に配置するようにしても良い。

【０１３８】次に、本発明の他の実施の形態例に係わる
液晶表示装置について説明する。

【０１３９】図１４は、本発明の他の実施の形態例に係
わる液晶表示装置の一部概略断面図である。本実施の形
態例は、反射部１９０にホログラムを使用したこと以外
は上記実施の形態例と同様の構成である。よって、上記
実施の形態例と共通な部分については詳しい説明は省略
し、変更部分について詳述する。

【０１４０】上述の通り、本発明の要点の一つは、照明
装置から斜めに入射する照明光を観察者方向に均一に反
射する反射部１９０を有することにある。本実施の形態
例はこれをホログラムで実現するものである。即ち、反
射部１９０として斜め方向から入射する照明光を観察者
７００の方向へ回折反射するホログラム反射板を用い
る。

【０１４１】反射部１９０は、ホログラム１１１０と反
射板１１２０とから構成される。

【０１４２】ホログラム１１１０は、照明装置から出射
し、表示面の位置毎に異なる角度で入射する照明光８０
０に対し、観察者７００が表示面全体から均一な反射光
８００を得られるようにするために、各位置で異なる角
度へ回折反射が起こるように作成したホログラムを用い
る。

【０１４３】ホログラム１１１０としては高い回折効率
が得られるという点では体積位相型のホログラムが望ま
しい。また、ホログラムの作成は２光束干渉によって記
録する公知の技術を用いればよく、例えば特開平9−138
396号公報、特開平9−152586号公報等に記載の方法を用
いることができる。また、所望のホログラムパターンを
計算機によって算出し、電子ビーム等によって描画，作
製するＣＧＨ(Computer Generated Hologram）を用いて
もよい。

【０１４４】ホログラム材料としては、アクリル系のフ
ォトポリマーを用いることが耐久性等の面から望まし
い。

【０１４５】フルカラー表示に対応する場合は、ホログ
ラムの中心回折波長を３原色に対応させればよく、例え
ば光源として赤色用にはＨｅ−Ｎｅレーザー(６３３ｎ
ｍ)、緑色用にはＡｒ＋Ｄｙｅレーザー（５７０ｎ
ｍ）、青色用にはＡｒレーザー（４５８ｎｍ）を用いて
露光，作製したホログラムを用いればよい。この際、各
波長で個別に露光した複数のホログラムを積層して用い
てもよいが、１枚に複数の波長で多重露光したものを用
いてもよい。

【０１４６】このように作製したホログラムは、設計角
度で入射する光に対しては回折反射を起こすが、設計角
度と異なる角度で入射した光に対しては回折反射を起さ
ず略透過する。このため、ホログラム１１１０の背面に
は反射板１１２０を配置して、ホログラム１１１０を透
過する光も利用するようにすると良い。

【０１４７】反射板１１２０としては、ポリエステルフ
ィルムにアルミニウム或いは銀を蒸着し、表面を多少荒
らすことで拡散性を付与した反射板を用いるようにする
とよい。

【０１４８】本実施の形態例においても、上記実施の形
態例と同様、液晶表示装置１００の反射部１９０は、そ
の反射角度と指向性を表示面の各位置における照明光の
光入射角度や、強さに応じて最適化し、所定の位置に配
置した照明装置から出射し、表示面に斜めに入射する照
明光８００を観察者側へ均一に反射するように構成され
るので、明るく面内の均一性が高い表示が得られるとい
う効果がある。

【０１４９】この際、液晶表示装置１００の表面での正
反射光１０００の方向と、画像光９００の方向は異なる
ため、照明装置の像が観察されて画質が劣化することが
ないという効果もある。

【０１５０】図１５は、本発明の更に他の実施の形態例
に係わる液晶表示装置の一部概略断面図である。本実施
の形態例は、液晶表示装置１００の構成以外は上記実施
の形態例と同様な構成としたため、上記実施の形態例と
同様な部分については詳しい説明は省略し、液晶表示装
置１００について詳述することとする。

【０１５１】本実施の形態例の液晶表示装置１００は、
反射部を内蔵した単偏光板タイプのＳＴＮ型液晶表示装
置である。

【０１５２】本液晶表示装置１００は、透明基板２０４
０、及び反射部２２１１を備える反射基板２２００と、
これら２枚の基板をビーズ等のスペーサを介して張り合
わせ、枠状のシール材によりシールして形成した２枚の
基板の間隙に封入、封止した液晶層２０８０と、透明基
板２０４０上に積層配置された２枚の位相差板２０３
０、位相差板２０２０、及び偏光板２０１０とから構成
される。

【０１５３】ここで、上述の通り、本実施の形態例の液
晶表示装置１００及びそれを備えた機器１では、照明装
置２００は液晶表示装置表示部の直上部とは異なる所定
の位置に配置され、その照明光８００は液晶表示装置に
斜めに入射するよう構成される。

【０１５４】従って、液晶表示装置１００の反射部２２
１１は、液晶表示装置１００に斜めに入射する照明光８
００を観察者７００の方向へ反射する指向性反射機能を
有するものとする。さらに、反射部２２１１での反射の
指向性を表示面の各位置での照明光８００の光入射角度
や、強さに応じて最適化して表示面内で均一な明るさが
得られるように構成することが重要である。

【０１５５】本実施の形態例では、照明装置から液晶表
示装置１００の表示面に斜めに入射する照明光８００を
観察者７００の方向へ反射する機能を、反射基板２２０
０に形成した表示面に対して傾斜した複数の非対称な３
角溝状の微細構造からなる鏡面反射面２２１０（以下、
微小傾斜反射面２２１０と称す）と、光拡散層２２２１
とから構成される反射部２２１１で実現した。

【０１５６】微小傾斜反射面２２１０の構成は、図５、
及び図６を用いて説明した上記実施の形態例と基本的に
同様の構成とすればよい。すなわち、微小傾斜角度αは
前記実施の形態例と同様に照明光８００の主光束を観察
者７００の方向へ反射する角度に設定する。ここでは観
察者７００が通常、液晶表示装置１００の表示を表示面
垂線方向、もしくはその近傍から観察することが多いこ
とを鑑み、表示面に斜めに入射する照明光８００を表示
面垂線方向へ反射するよう構成した。

【０１５７】また、上述の通り、本実施の形態例では、
照明装置２００は、液晶表示装置１００の表示面横幅よ
りも長い面光源として作用し、液晶表示装置表示面の左
右方向に関しては照明光の入射角度の分布はほぼ対称と
なるので、反射部２２１１では表示面の左右方向には格
別な指向性は付与せず、微小傾斜反射面２２１０を成す
微細な３角溝状の構造はその長手方向を表示面左右方向
と平行となるよう構成することで、表示面の上下方向に
は格別な指向性を付与するようにした。

【０１５８】微小傾斜角度αは、概ね式（数１）から算
出される値とすれば良く、表示面のどの位置であっても
照明光８００が表示面垂線方向へ反射されるように表示
面上部から下部にかけて微小傾斜角度の値を連続的に変
化させた。また、微小傾斜反射面２２１０の角度βも式
（数２）で算出される値とし、微小傾斜反射面２２１０
を構成する微小な三角溝のピッチＰは３０μｍとした。

【０１５９】微小傾斜反射面２２１０は、反射基板２２
００上に以下の通り作成する。まず、機械加工により微
少な傾斜部を構成する３角溝からなる微小傾斜反射面の
金型を作成する。次に、ガラス、或いは高分子フィルム
といった平坦な絶縁性基板からなる反射基板２２００上
に熱硬化性樹脂を成膜し、これに金型を用いて微小傾斜
反射面を転写し、硬化する。次に、微小傾斜反射面が転
写された熱硬化性樹脂の表面にアルミニウム 、或いは
銀といった反射率の高い金属膜を蒸着して微小傾斜反射
面を形成する。

【０１６０】本実施の形態例では、反射基板２２００と
して厚さ０.７ｍｍのガラス基板を用い、微小傾斜反射
面形状を転写して硬化した熱硬化性樹脂の表面に銀を蒸
着して微小傾斜反射面２２１０を得た。

【０１６１】微小傾斜反射面２２１０の上には、さらに
光拡散層２２１０が形成される。光拡散層２２１０は、
微小傾斜反射面２２１０に照明装置の像が形成され、視
認されることの防止、及び微小傾斜反射面２２１０での
干渉による色付き防止、及び反射光の拡散性の調整手段
として機能するものである。

【０１６２】光拡散層２２１０も、図５を用いて説明し
た上記実施の形態例と同様に形成すれば良い。この際、
以下の理由から液晶表示装置１００の表示部上部に相当
する光拡散層２２１０には透明媒体２２３０に混合する
透明粒子２２２０をやや多めにし、表示部下部に向かっ
て連続的にその混合比を減少させることで表示部下部か
ら上部にかけて光拡散性が連続的に高くなるようにする
と良い。

【０１６３】つまり、本液晶表示装置１００を備えた機
器では照明装置が液晶表示装置１００の上部に配置され
るので、照明光の強さは液晶表示装置１００の表示面上
部の方が下部に比べて強い。

【０１６４】このため、光拡散層２２２１の光拡散性を
表示面下部から表示面上部に向かって連続的に高くすれ
ば微小傾斜反射面２２１０での正反射成分は表示面下部
から表示面上部にむかって連続的に減り、観察者８００
には均一な明るさの反射光が得られる。

【０１６５】光拡散層２２２１は、以下の通り作成し
た。硬化剤を少量加えた透明媒体に、ポリスチレンから
なる平均粒径４μｍの透明粒子２２２０を平均重量比で
１０混合し、これを微小傾斜反射面２２１０に厚さ約９
μｍの膜厚となるように塗布し、硬化した。

【０１６６】この際、透明媒体２２３０の屈折率は１.
５３であり、透明粒子２２２０の屈折率は１.５９であ
るため、光拡散層２２２１はこの屈折差により光散乱手
段として機能する。

【０１６７】本実施の形態例では、表示面上部に相当す
る光拡散層２２２１には透明粒子２２２０を重量比で１
２混合し、表示部下部に向かって連続的にその混合比を
減少させ、表示部下部に相当する光拡散層２２２１には
透明粒子２２２０を重量比で８混合した。

【０１６８】反射部２２１１の光拡散層２２２１の上に
は絶縁層２３００を形成する。この際、ＳＴＮ表示モー
ドは液晶層の厚さの変動が表示のむらになり易いため、
絶縁層２３００は、反射部２２１１の凹凸を平坦化する
機能を有することが必要である。

【０１６９】このため、絶縁層２３００としては、スピ
ンコート法等により成膜が可能で凹凸部の平坦化が容易
なアクリル系樹脂、カルド系樹脂、ベンゾシクロブテン
樹脂、ポリイミド系樹脂等の有機材料を用いることが望
ましい。より高い平坦性が必要な場合は有機材料膜の上
にさらに酸化シリコンや、窒化シリコン等の無機絶縁膜
を形成し、さらにこの表面をＣＭＰ（化学機械研磨）等
の表面研磨により平坦化するようにしてもよい。

【０１７０】平坦化された絶縁層２３００の上にはＩＴ
Ｏからなるストライプ状の透明電極２１００をパターニ
ングする。さらに、その上には表示面に相当する部分へ
全面的にポリイミド系の配向膜２０９０を塗布して、ラ
ビング法により表面処理を行う。

【０１７１】一方、透明基板２０４０としてはガラス、
或いは高分子フィルム等の光学的に等方で平坦な透明基
板を用いることができる。

【０１７２】ここでは、透明基板２０４０として厚さが
0.7ｍｍのガラス基板を使用し、その表面にマイクロカ
ラーフィルタ２０５０を形成した。カラーフィルタ２０
５０の上層には図示しないオーバーコート層を介してIT
Oからなるストライプ状の透明電極２０７０を形成し、
さらに表示面に相当する部分には全面的にポリイミド系
の配向膜２０６０を塗布して、ラビング法により表面処
理を行った。

【０１７３】カラーフィルタ２０７０は、それぞれ赤
色、緑色、青色の３原色に対応した透過スペクトルを有
する３種類のストライプ状のカラーフィルターを交互に
繰り返し配置したもので、ストライプの方向は以下の理
由から表示面に対して上下方向とした。

【０１７４】本実施の形態例のように、照明装置２００
液晶表示装置１００の上方に備えられる場合には、照明
装置２００からの照明光の主光束は方位角９０°から所
定の仰角をもって斜めに入射するので、もし、上下方向
に隣接した画素のカラーフィルタの色が異なれば液晶表
示装置１００に入射し、反射する光の一部が往路復路の
行程で異なる色のカラーフィルターを通過することにな
る。この場合、異なる色のカラーフィルタを通過する光
はほとんど吸収されて有効に利用できないので暗くなっ
てしまう。

【０１７５】従って、カラーフィルタは、照明装置２０
０からの照明光の主光束の方位角と平行となる方向に連
続的に形成するようにし、往路復路の行程で同じ色のカ
ラーフィルターを通過するようにしてカラーフィルタで
の光の吸収を少なくなるようにするようにした。

【０１７６】なお、カラーフィルタの画素間に相当する
位置にはブラックマトリクスを形成して画素間からの漏
れ光を抑えることで、より高いコントラスト比を実現す
るようにしてもよい。

【０１７７】また、照明装置２００の光源の発光スペク
トルのピーク波長をカラーフィルタの透過スペクトルと
一致するようにし、カラーフィルタでの光の吸収を減ら
すようにするとよい。

【０１７８】透明基板２０４０と反射基板２２００は、
ストライプ状にパターニングされた透明電極２０７０、
及び透明電極２１００が行列状となるように対向配置
し、その交差部にマトリクス状の画素部を形成して単純
マトリクス方式の液晶表示装置として機能するように構
成した。

【０１７９】透明電極２０７０及び透明電極２１００
は、本体部３００、或いは蓋部５００に備えるドライバ
用ＩＣに接続され、画像情報に応じた電圧を各画素部に
選択的に印加できるよう構成した。

【０１８０】貼り合わせた２枚の透明基板には透明基板
間に分散配置したビーズスペーサーにより間隙が形成さ
れる。２枚の透明基板の間隙には誘電異方性が正のネマ
チック液晶にカイラル剤を少量添加した液晶組成物を封
入、封止して液晶層２０８０を構成した。この場合の液
晶層２０８０のΔｎdは０.８１μｍであった。

【０１８１】液晶層２０８０の液晶分子は、配向膜２０
６０、２０９０に行った表面処理によって透明基板間で
約２４０度ねじれるように構成した。

【０１８２】偏光板２０１０としては、延伸させたポリ
ビニルアルコールにヨウ素を吸収させて偏光機能を付与
した膜の両面にトリアセチルセルロースの保護層を施し
たものを用いた。

【０１８３】位相差板２０２０と位相差板２０３０とし
ては、例えばポリカーボネート、ポリサルホン、ポリビ
ニルアルコール等の一軸延伸した高分子フィルムを用い
ることができる。ここでは、位相差板２０２０としてΔ
ｎdが０.４３μｍのポリカーボネートからなる位相差板
を用い、位相差板２０３０としてΔｎｄが０.１９μｍ
のポリカーボネートからなる位相差板を用いた。

【０１８４】偏光板２０１０、位相差板２０２０、位相
差板２０３０及び透明基板２０４０は、それぞれアクリ
ル系の接着剤により光学的に結合するように接着した。

【０１８５】図１６は、図１５の液晶表示装置１００の
構成条件を説明するための図であり、観察者の方向から
見た際の液晶表示装置各部の軸の方向を示す図である。

【０１８６】図１６に示す通り、本実施の形態例の液晶
表示装置１００は、偏光板２０１０の吸収軸の方位角を
４０°、位相差板２０２０の遅相軸の方位角を１１０
°、位相差板２０３０の遅相軸の方位角を８０°、透明
基板２０４０側の液晶配向軸の方位角を３３０°、反射
基板２２００側の液晶配向軸の方位角を３０°とした。

【０１８７】上記構成により、本液晶表示装置１００は
ノーマリークローズ特性が得られる。ノーマリークロー
ズ特性とは液晶層に印加される電圧が小さい時に暗表示
となり、電圧を高くすると明表示となる特性のことで、
斜めから入射する光に対してのコントラスト比の低下が
ノーマリーオープンの場合よりも少ない。

【０１８８】上記構成により、本実施の形態例において
も、液晶表示装置１００の反射部２２１１はその反射角
度や、指向性を表示面の各位置における照明光の光入射
角度や、強さに応じて最適化して、所定位置に配置した
照明装置からの照明光を観察者側へ均一に反射するよう
に構成したので、明るく面内の均一性が高い表示が得ら
れるという効果がある。

【０１８９】この際、液晶表示装置１００の表面等の界
面での正反射光の方向と、画像光の方向が異なるため、
照明装置２００の像が観察されて画質が劣化することが
ないという効果もある。

【０１９０】また、カラーフィルタを照明装置２００か
らの照明光の主光束の方向に平行となる方向に連続的に
形成したので、液晶表示装置１００に入射し、反射する
光の一部が往路復路の行程で異なる色のカラーフィルタ
ーを通過し、吸収されることが抑えられるのでより明る
い画像が得られ、色純度の低下が小さいという効果があ
る。

【０１９１】さらに、このような照明装置２００と液晶
表示装置１００とを備える機器１は明るい環境下では機
器１に備える照明装置２００を使用せずに外光のみで表
示をみることができ、周囲の照明が暗い場合には機器１
に備えた照明装置２００を使用することで良好な視認性
を確保できる。このため、周囲の環境によらずいつでも
良好な視認性を確保できるとともに、必要な場合にのみ
照明装置２００を用いることで機器全体の消費電力が低
減できるという効果がある。

【０１９２】また、本実施の形態例特有の効果として、
以下の効果が得られる。本発明の液晶表示装置及びそれ
を備えた機器では照明装置からの照明光は液晶表示装置
に斜めに入射するので、液晶表示装置に入射し、出射す
る光は往路復路の行程で異なる位置を通過することにな
る。この位置のずれは、液晶表示装置の液晶層と反射部
との距離が長いと大きくなる。

【０１９３】このため、反射部が背面側の基板のさらに
背面に外付けされている場合は背面側の基板等の厚みの
分だけ光の往路復路での位置のずれが大きくなり、照明
光が往路復路の行程に於いて異なる画素を通過して明る
さや色純度が低下したり、「暗表示部の影」といった問
題を生じる。

【０１９４】しかし、本実施の形態例では、反射部を背
面側の基板と液晶層との間に内蔵したため、液晶層と反
射部の距離が極めて短くなり光の往路復路での位置のず
れが小さくなって照明光が斜め入射するために生じる画
質の劣化が抑えられて、明るく、色純度の高い高品位な
表示が得られるという効果がある。

【０１９５】図１７は、本発明の更に他の実施の形態例
に係わる液晶表示装置の一部概略断面図である。本実施
の形態例は、液晶表示装置１００以外は上記実施の形態
例と同様な構成としたため、上記実施の形態例と同様な
部分については詳しい説明は省略し、液晶表示装置１０
０について詳述することとする。

【０１９６】本実施の形態例の液晶表示装置１００は、
反射部を背面側の基板と液晶層との間に内蔵した、単偏
光板タイプのＴＮモードの反射型液晶表示装置である。

【０１９７】本液晶表示装置１００は、透明基板３０３
０、及び反射部を備える反射基板３１００と、これら２
枚の基板をビーズ等のスペーサを介して張り合わせ、枠
状のシール材によりシールして形成した２枚の基板の間
隙に封入、封止した液晶層３１３０と、透明基板３０３
０に積層配置した位相差板３０２０、及び偏光板３０１
０とから構成される。

【０１９８】反射基板３１００としては、ガラスや高分
子フィルム等の平坦な絶縁基板をもちいればよく、ここ
では厚さ０.７ｍｍのガラス基板を用いた。反射基板３
１００には、走査電極と信号電極、及びこれらの交差部
に備えられた例えばTFT（Thin Film Transistor）等か
らなるスイッチング素子３１１０と、これらの上部に形
成した絶縁層３０９０と、絶縁層の上に形成され、絶縁
層３０９０に開けられたスルーホール３１２０を介して
スイッチング素子と電気的に接続されたマトリクス状に
細分化された画素電極３０７０とが備えられる。

【０１９９】画素電極３０７０は、アルミニウム、銀と
いった反射率の高い金属からなり、絶縁層３０９０上に
形成された微細な凹部または凸部形状により、指向性の
ある反射部として機能するものである。画素電極３０７
０の上層にはポリイミド系高分子からなる配向膜３０６
０が全面的に形成され、その表面はラビング法等により
表面処理がなされる。

【０２００】透明基板３０３０としては、ガラス、高分
子フィルムなどの光学的に等方で平坦な透明絶縁基板を
用いることができ、ここでは厚さ０.７ｍｍのガラス基
板を用いた。

【０２０１】透明基板３０３０には、反射基板３１００
の画素電極３０７０に対応する位置にカラーフィルタ３
０４０を形成する。カラーフィルタ３０４０はそれぞれ
赤色、緑色、青色の３原色に対応した透過スペクトルを
有する３種類のストライプ状のカラーフィルターを交互
に繰り返し配置したもので、ストライプの方向は以下の
理由から表示面に対して上下方向とした。

【０２０２】本実施の形態例のように、照明装置２００
が液晶表示装置１００の上方に備えられる場合には、照
明装置２００からの照明光８００の主光束は方位角９０
°から斜めに入射するので、上下方向に隣接した画素の
カラーフィルタの色が異なれば液晶表示装置１００に入
射し、反射する光の一部が往路復路の行程で異なる色の
カラーフィルターを通過することになる。この場合、異
なる色のカラーフィルタを通過する光はほとんど吸収さ
れて有効に利用できない。

【０２０３】従って、カラーフィルタは、照明装置２０
０からの照明光８００の主光束の方位角と平行となる方
向に連続的に形成し、往路復路の行程で同じ色のカラー
フィルターを通過するようにしてカラーフィルタでの光
の吸収損失を少なくなるようにした。

【０２０４】なお、カラーフィルタの画素間に相当する
位置にはブラックマトリクスを形成して画素間からの漏
れ光を抑えることで、より高いコントラスト比を実現す
るようにしてもよい。

【０２０５】さらに、照明装置２００の光源の発光スペ
クトルのピーク波長をカラーフィルタの透過スペクトル
と一致するようにし、カラーフィルタでの光の吸収を減
らすようにすると良い。

【０２０６】カラーフィルタ３０４０の上層には、図示
しないオーバーコート層を介してITOからなる透明電極
３０５０を全面的に形成し、さらに透明電極３０５０の
上層にポリイミド系高分子からなる配向膜３２１０を全
面的に形成して、その表面をラビング法等により表面処
理を行う。

【０２０７】透明基板３０３０と反射基板３１００は、
透明電極３０５０形成面及び反射電極３０７０形成面が
対向するよう貼り合せる。この際、両基板間にビーズス
ペーサを分散配置し、両基板の表示面相当部分の周囲を
枠状のシール材によりシールすることで一定の間隙を有
する空間が形成される。

【０２０８】両基板の間隙には、誘電異方性が正のネマ
チック液晶にカイラル剤を少量（０.１〜０.２％）添加
した液晶組成物を封入、封止して液晶層３１３０を構成
した。液晶層３１３０のΔｎdは0.365μｍとした。

【０２０９】液晶層３１３０の液晶分子長軸の方向は、
透明基板３０３０、及び反射基板３１００上に形成され
た配向膜３２１０、及び配向膜３０６０に行なわれた表
面処理（配向処理）によって配向方向が規定され、２枚
の基板間で連続的に所定の角度だけねじれた状態とな
る。

【０２１０】透明基板３０３０には、位相差板３０２０
と偏光板３０１０とが積層される。

【０２１１】位相差板３０２０としては、例えばポリカ
ーボネート、ポリサルホン、ポリビニルアルコール等の
一軸延伸した高分子フィルムを用いることができる。こ
こでは位相差板３０２０としてΔｎdが0.18μｍのポリ
カーボネートからなる位相差板を用いた。

【０２１２】偏光板３０１０としては、延伸させたポリ
ビニルアルコールにヨウ素を吸収させて偏光機能を付与
した膜の両面にトリアセチルセルロースの保護層を施し
たものを用いた。

【０２１３】偏光板３０１０、位相差板３０２０、及び
透明基板３０３０は、それぞれアクリル系の接着剤によ
り光学的に結合するように接着した。

【０２１４】上記構成により、液晶表示装置１００に入
射した光のうち偏光板３０１０を透過した直線偏光は、
位相差板３０２０、液晶層３１３０を通過し、画素電極
３０７０で反射して、再び液晶層３１３０、位相差板３
０２０を通過して偏光板３０１０に入射する。この際、
液晶層３１３０を透過する光の偏光状態は液晶層３１３
０に印加する電圧によって変化する。

【０２１５】ここで、スイッチング素子３１１０は画素
電極３０７０にスルーホール３１２０を介して接続され
ており、画素電極３０７０に印加する電圧をスイッチン
グすることで、透明電極３０５０と画素電極３０７０と
に挟まれた液晶層３１３０に印加する電圧を画素毎に制
御することができる。

【０２１６】従って、画像情報に対応した電圧を透明電
極３０５０と画素電極３０７０とに印加し、液晶層３１
３０に所定の電圧を印加することで、液晶層３１３０を
通過する光の偏光状態を制御し、偏光板３０１０を透過
する光量を制御して光学画像を形成することができる。

【０２１７】ところで、本実施の形態例の液晶表示装置
１００及びこれを備えた機器１では照明装置２００から
の照明光８００は液晶表示装置１００に斜めに入射する
よう構成される。従って、液晶表示装置１００の反射部
は、液晶表示装置１００に斜めに入射する照明光８００
を観察者７００の方向へ反射する機能（指向性反射機
能）を有するものとする。この際、反射部での反射の指
向性を表示面の各位置での照明光の光入射角度や、強さ
に応じて最適化して表示面内で均一な明るさが得られる
ように構成することが重要である。

【０２１８】本実施の形態例では、反射率の高い金属膜
で構成される画素電極３０７０に非対称な傾斜角度分布
を有する複数の凸部を形成することで指向性反射機能を
有する反射部を実現した。

【０２１９】画素電極３０７０の複数の微小な凸部は、
以下の通り作成する。

【０２２０】まず、反射基板３１００上にスイッチング
素子３１１０、走査電極、信号電極等を形成し、その上
に絶縁層３０９０を形成する。絶縁層としてはアクリル
系樹脂、カルド系樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリ
イミド系樹脂等の有機材料や、酸化シリコン、窒化シリ
コン等の無機材料を用いることができる。

【０２２１】この際、スピンコート法等による成膜技術
でスイッチング素子等の凹凸形状を容易に平坦化できる
ことから絶縁層としては有機材料を用いることが望まし
い。より高い平坦性が必要な場合は、有機材料膜の上に
さらに酸化シリコン等の無機絶縁層を形成し、さらにこ
の表面をＣＭＰ（化学機械研磨）等の表面研磨により平
坦化してもよい。

【０２２２】本実施の形態例では、絶縁層としてアクリ
ル系樹脂を塗布し、その膜厚を２μｍとした。また、絶
縁層３０９０には２０μｍ□のコンタクトホール３１２
０を形成した。

【０２２３】図１８は、微細な凸部を備えた反射機能を
有する画素電極の製造工程を説明するための一部断面図
である。

【０２２４】図１８（a）に示す通り、絶縁層を形成
し、平坦化した反射基板３２００の上に凸部形成材料と
なる有機系のメルトフローフォトレジスト３０８０をス
ピンコート法により０．８μｍの厚さに塗布する。

【０２２５】これを８０℃で３０分プリベークした後、
図１９に例示するようなランダム配置した半円形の開口
部を有するフォトマスク３０００を、図１８（ｂ）に示
す通り、反射基板３２００の上に平行に配置して、露光
する。

【０２２６】次に、これを現像剤によって現像すると、
フォトマスクにより遮光された部分は除去されて、複数
の微細な半円柱状のレジストからなる凸部３０８０が形
成される（図１８（ｃ）参照）。

【０２２７】次に、反射基板３２００を半円柱状の凸部
の円弧部分が上方となるように傾斜して、２３０℃で５
０分間、加熱処理する。すると、半円柱状だった凸部３
０８０は角がとれて、滑らかなり、傾斜角度の分布に偏
りがある非対称な凸形状となる（図１８（ｄ）参照）。

【０２２８】次に、自然冷却などにより凸部３０８０を
硬化させた後、図１８（ｅ）に示す通りアルミニウム、
銀等の反射率の高い材料からなる金属薄膜３０７０を真
空蒸着等により形成する。

【０２２９】さらに、この金属薄膜３０７０を露光、現
像といった工程により島状とすることで、独立した画素
電極３０７０とする。

【０２３０】図２０は、以上の工程で得られた画素電極
３０７０の凸部の形状を例示した図である。図２０
（ａ）は、凸部を形成するレジストを露光する際に使用
するフォトマスク３０００の開口部形状を示す図であ
り、図２０（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、このフォトマス
クを用いて形成した凸部の平面図と断面図である。

【０２３１】図２０に示す通り、現像工程により得られ
るレジストの平面形状を半円形のような対称軸を有する
形状とし、対称軸３０８０Ａに平行な方向に重力がかか
るように、すなわち、半円形の円弧部を上にした状態で
加熱処理することで、加熱処理後に円弧部と直線部とで
傾斜角度分布が異なる非対称な断面形状が得られる。

【０２３２】図２１も、上記工程で得られた画素電極３
０７０の凸部の形状を例示した図であり、図２０に例示
した凸部とはフォトマスク３０００の開口部形状が異な
る。具体的には開口部の直線部の長さＬ２は等しいまま
で、円弧部の長さＬ１を図２０に例示した場合に比べて
小さくした場合を例示する。

【０２３３】図２１（ａ）は、凸部を形成するレジスト
を露光する際に使用するフォトマスク３０００の開口部
形状を示す図であり、図２１（ｂ）、（ｃ）はそれぞ
れ、このフォトマスクを用いて形成した凸部の平面図と
断面図である。

【０２３４】この場合も、現像工程により得られるレジ
ストの断面形状を円弧部と直線部とで囲まれた非対称軸
を有する形状とし、その対称軸３０８０Ａに平行な方向
に重力がかかるように、すなわち、半円形の円弧部を上
にした状態で加熱処理することで、加熱処理後に円弧部
と直線部とで傾斜角度分布が異なる断面形状が非対称な
形状が得られる。

【０２３５】この際、図２０に例示した凸部とは、円弧
部、直線部ともに傾斜角度の分布が異なり、傾斜角度は
大きくなる。つまり、フォトマスクの開口部形状を変え
て加熱処理する前の凸部の形状を変えることで、同じ条
件で製造（加熱処理）しても円弧部の傾斜角度を同一面
内で任意に変えることができる。

【０２３６】なお、これら凸部の形状は、液晶表示装置
１００に斜めに入射する照明光８００を観察者７００の
方向へ反射する形状とする必要がある。ここでは観察者
７００が通常、液晶表示装置１００の表示を表示面垂線
方向、もしくはその近傍から観察することが多いことを
鑑み、表示面に斜めに入射する照明光８００を表示面垂
線方向へ反射するよう構成した。

【０２３７】また、上述の通り、本実施の形態例では照
明装置２００が液晶表示装置１００の表示部横幅よりも
長い面光源として作用し、液晶表示装置表示部の左右方
向に関しては照明光の入射角度の分布はほぼ対称とな
る。

【０２３８】従って、画素電極３０７０の凸部の対称軸
が表示面上下方向と平行となるよう構成して表示面の左
右方向には格別な指向性を付与しないようにした。つま
り、凸部を成す半円形の対称軸を液晶表示装置の表示面
上下方向と平行となるようにし、その円弧部が表示面上
部を向くようにした。

【０２３９】なお、本実施の形態例では加熱処理時の重
力の方向を工夫することで、自重により円弧部の傾斜面
面積を、直線部に比べて広くなるようにした。これは、
照明装置からの照明光に対して有効な指向性反射面とな
る円弧部の傾斜面を、直線部に比べて広くして、明るさ
を向上する為である。

【０２４０】図２２は、画素電極３０７０の凸部形状を
説明するための断面図である。この断面図は、画素電極
３０７０の凸部の平面図における対称軸の位置での断面
図である。

【０２４１】ここで、照明光の表示面への入射角度をθ
₁、外界（空気）の屈折率をｎ₁、液晶層３１３０と配向
膜３０６０の屈折率差が小さくほぼ等しいとしてその屈
折率をｎ₂とし、円弧部の傾斜角度γの平均値をγｍと
した場合、γｍは概ね γｍ＝（sin^-1（sinθ₁・n₁/n₂））／２ ………（数３） となるように構成すればよい。

【０２４２】本実施の形態例の機器では、図７に示す通
り、液晶表示装置１００表示面の上部に入射する照明光
８００の主光束の入射角度は約３５°であり、表示面の
下部に入射する照明光の主光束の入射角度は約６３°と
なる。そこで、画素電極の凸部を形成する際に、露光工
程で使用するフォトマスクの開口部の形状を表示面上部
に相当する領域と、表示面下部に相当する領域とで連続
的に変化させ、現像工程後、すなわち加熱処理前のレジ
ストからなる複数の凸部の形状が表示面内で連続的に変
化するようにして最終的に得られる画素電極の平均傾斜
角度γｍも表示面内で連続的に変化するようにした。

【０２４３】つまり、表示部上部に対応する画素電極の
凸部の平均傾斜角度γｍは１１°とし、表示面の下部の
平均傾斜角度γｍは１８°として、表示面上部から下部
へかけての画素電極の凸部の平均傾斜角度γｍを１１°
から１８°へ連続的に増加させることで表示面のどの位
置であっても照明光が表示面垂線方向へより多く反射さ
れるように構成した。

【０２４４】なお、画素電極の凸部の高さは２μｍ以上
とすると、これに入射する光の偏光状態の変化が大きく
なり、表示のコントラスト比が下がることが実験から明
らかとなった。そこで、画素電極の凸部の高さは２μｍ
より低くすることが望ましく、ここでは画素電極の凸部
の高さを約１μｍとし、直線部長さＬ２は１０μｍ、円
弧部の長さＬ１を表示面内で４〜１０μｍと変化させ
た。

【０２４５】ところで、反射型液晶表示装置は照明装置
から出射し、所定の斜め方向から表示面に入射する光に
対し、高い反射率、及びより高いコントラスト比が得ら
れる構成とすることが画質向上の面から重要である。

【０２４６】そこで、本実施の形態例では液晶表示装置
を以下の条件で作成した。液晶層３１３０は、上述の通
り、誘電異方性が正のネマチック液晶にカイラル剤を0.
1〜0.2％添加した液晶組成物で構成した。液晶層３１３
０の厚さｄは５μｍとし、Δｎdを0．365μｍとした。
液晶層３１３０の液晶分子長軸は配向膜３２１０、及び
３０６０に行った表面処理によって２枚の基板間で連続
的に５０°ねじれるように構成した。

【０２４７】位相差板３０２０としては、Δｎdが０.１
８μｍのポリカーボネートからなる位相差板を用いた。

【０２４８】図２３は、図１７の液晶表示装置１００の
構成条件を説明するための図であり、観察者の方向から
見た際の液晶表示装置各部の軸の方向を示す図である。

【０２４９】図２３に示す通り、本実施の形態例の液晶
表示装置１００は、偏光板３０１０の吸収軸の方位角を
１２０°、位相差板３０２０の遅相軸の方位角を１３５
°、透明基板３０３０側の液晶配向軸の方位角を６５
°、反射基板３１００側の液晶配向軸の方位角を２９５
°とした。

【０２５０】上記構成により、本液晶表示装置１００
は、ノーマリーオープン特性が得られる。

【０２５１】図２４に、従来の指向性のない拡散反射部
を備えた場合の、図２３に示す構成条件で作成した液晶
表示装置の特性を示す。図２４は、液晶表示装置に異な
る方位角から仰角４５°で光を入射した際に、仰角０°
方向、すなわち表示面垂線方向で得られる反射率と液晶
層への印加電圧の関係を示した図である。

【０２５２】図２４から明らかな通り、本液晶表示装置
の条件では照明装置からの照明光、すなわち方位角９０
°から斜めに入射する光に対して、最も高い反射率、及
び最も高いコントラスト比が得られる。具体的にはコン
トラスト比は全方位から光が入射する場合に比べて２倍
となり、反射率も１割弱向上する。

【０２５３】本発明の液晶表示装置では、さらに反射部
に指向性を付与することで、照明装置からの照明光に対
しては観察者の方向により高い反射率が得られるので、
従来の指向性のない拡散反射部を備える場合に比べて輝
度が約３倍と飛躍的に明るい画像が得られる。

【０２５４】すなわち、本発明の液晶表示装置では所定
の位置に配置した照明装置からの照明光に対して、反射
率や、コントラスト比が高くなる表示モード、及び条件
を選択するようにしたので、照明装置使用時に外光を利
用する場合よりも高品位な画質が得られるという効果が
ある。

【０２５５】また、上記構成により、本実施の形態例に
おいても、液晶表示装置の反射部は、その反射の指向性
を表示面の各位置における照明光の光入射角度や、強さ
に応じて最適化して、所定位置に配置した照明装置から
の照明光を観察者側へ均一に反射するように構成したの
で、明るく面内の均一性が高い表示が得られるという効
果がある。

【０２５６】この際、液晶表示装置の表面等の界面での
正反射光の方向と、画像光の方向は異なるため、照明装
置の像が観察されて画質が劣化することがないという効
果もある。

【０２５７】また、カラーフィルタを照明装置からの照
明光の主光束の方位角に平行となる方向に連続的に形成
したので、液晶表示装置に入射し、反射する光の一部が
往路復路の行程で異なる色のカラーフィルターを通過し
て、吸収されることが抑えられるのでより明るい画像が
得られるという効果がある。

【０２５８】さらに、このような照明装置を設けた反射
型液晶表示装置を備える機器は、明るい環境下では機器
に備える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみるこ
とができ、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明
装置を使用することで良好な視認性を確保できる。この
ため、周囲の環境によらずいつでも良好な視認性を確保
できるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いるこ
とで機器全体の消費電力が低減できるという効果があ
る。

【０２５９】また、本実施の形態例では、反射部を背面
側の基板と液晶層との間に内蔵したため光の往路復路で
の位置のずれが小さくなり照明光が斜め入射するために
生じる画質の劣化が抑えられて、明るく、色純度の高い
表示ができるという効果がある。

【０２６０】なお、本実施の形態例ではメルトフローレ
ジストをパーターニングし、加熱処理することで指向性
反射機能を実現する凹凸部を形成した。すなわち、フォ
トマスクの開口部形状と、加熱処理時の重力の方向を工
夫して所望の形状の凸部を得た。しかし、本発明は、こ
れに限定されるものではなく加熱処理時に重力を用いる
変わりに、反射基板を回転させるなどして遠心力を加
え、所望の凹凸部を形成するようにしても良いし、送風
により所望の凹凸部を形成するようにしてもよい。或い
は、スイッチング素子等を形成し、絶縁膜を塗布して表
面を平坦化した反射基板に熱硬化樹脂を成膜し、前もっ
て凹凸のパターンを形成した金型により凹凸形状を転写
して、指向性反射機能を有する凹凸部を形成するように
してもよい。

【０２６１】上記実施の形態例では、照明装置の光源と
して冷陰極管を用いる場合を示したが、この他に小型、
高発光効率、低発熱といった条件を満たす光源としてＬ
ＥＤ（Light Emitting Diodes）を用いても良い。図２
５は、照明装置２００の他の例の一部断面図である。ま
た、図２６は、図２５の照明装置の概略構成を示す一部
斜視図である。

【０２６２】本照明装置２００は、発光部であるＬＥＤ
チップ４０１０と、これを覆う透明な樹脂からなるレン
ズ部４０２０とから構成される複数の整列配置されたＬ
ＥＤランプ４０００と、ＬＥＤランプ４０００からの出
射光を照射対象に導くためのガイド部４０４０と、ＬＥ
Ｄランプ４０００の前方に配置した拡散板４０３０とか
ら構成される。

【０２６３】ＬＥＤランプ４０００としては、青色発光
ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて白色発光を実現したＬ
ＥＤランプを用いることができる。例えば、商品名：Ｎ
ＳＰＷ３１０ＡＳ（日亜化学工業製）を複数個、液晶表
示装置表示面の横幅と同等、或いは長くなるように一列
に整列配置して用いるとよい。

【０２６４】拡散板４０３０は、複数のＬＥＤランプ４
０００から出射する光の角度分布や、光量分布を均一化
する機能を有するもので、ポリエチレンテレフタレート
等の高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、或い
はフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたも
の、或いはアクリル等の透明部材中に白色顔料を分散さ
せた乳白色部材等を使用することができる。

【０２６５】ガイド部４０４０は、ＬＥＤランプ４００
０からの出射光を照射対象である液晶表示装置表示面に
できるだけ過不足なく照明するための補助部材であり、
内面が鏡面反射面、或いは拡散反射面で構成される枠状
の部材である。また、ガイド部４０４０は照明装置２０
０からの出射光が直接観察者へ向かうことを防ぐための
遮光部材としての機能も有する。

【０２６６】ＬＥＤランプ４０００への電力供給は、機
器本体部３００に内蔵する電源から配線を介して供給さ
れる。

【０２６７】上記構成により、複数のＬＥＤランプ４０
００から出射した光は拡散板２３０に入射し、角度分布
や光量分布が均一化された後、カイド部４０４０を介し
て照射対象である液晶表示装置１００に向かう。この
際、照明装置２００は、液晶表示装置表示面の横幅と同
等、或いは表示面横幅よりも長い面光源として作用し、
少なくとも液晶表示装置表示面の左右方向に関しては入
射角度の分布が対称で均一な照明が可能となる。

【０２６８】本照明装置では光源としてＬＥＤを用いる
ことで、冷陰極管では必要となるインバーターが不要と
なり、機器本体の小型化に有利である。また、ＬＥＤは
冷陰極管のように水銀を含有していないので環境にやさ
しいという特長もある。

【０２６９】次に、本発明の他の実施の形態例に係わる
反射型液晶表示装置、及びこれを備えた機器を、図面を
参照しながら説明する。

【０２７０】なお、前述した図１の実施の形態例と共通
となる部分については詳しい説明は省略し、本実施の形
態例の特有部分について詳述する。

【０２７１】図２７は、本発明の他の実施の形態例に係
わる反射型液晶表示装置、およびそれを備えた情報機器
の斜視図である。この機器２は、キーボード等の入力手
段や、ＣＰＵ及び信号処理回路等を筐体内に備えた本体
部４００１と、本体部４００１を覆うことができ、蝶番
構造を介して本体部４００１に取付けられた開閉自在な
蓋部４００２と、蓋部４００２に備えられた反射型液晶
表示装置（以下、液晶表示装置と略す）４００３と、蓋
部４００２に可動支持部４００５を介して備え付けられ
た照明装置４００４とから構成される。

【０２７２】照明装置４００４は、液晶表示装置４００
３の前方であり、かつその表示面からは離れた位置に光
出射部を備えた照明装置であり、機器使用者が表示部を
観察する際に邪魔にならない所定の位置から液晶パネル
４００３の表示面を照明するよう移動可能に配置され
る。

【０２７３】つまり、照明装置４００４は、液晶表示装
置４００３の表示面を表示面垂線方向からずれた斜めの
方向から照明するように構成する。

【０２７４】照明装置４００４は、前述した照明装置２
００と同様の照明装置を用いればよい。つまり、光源と
して小型、高発光効率、低発熱といった条件を満たすも
のを用い、光源からの出射光を効率よく液晶表示装置４
００３に照射する構成とする。

【０２７５】光源としては、冷陰極管や熱陰極管等の蛍
光灯、或いはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅｓ）、ＥＬ（Electroluminescence）等の発
光素子を用いることができる。この際、照明装置４００
４は、液晶表示装置４００３表示部の横幅よりも長い幅
を有する面光源となるように構成し、少なくとも液晶表
示装置表示部の左右方向に関しては光入射角度が対称
で、均一な照明が可能となる照明装置を用いる。

【０２７６】液晶表示装置４００３も、前述した反射型
液晶表示装置１００と同様の構造の反射型液晶表示装置
を使用し、その表面側に図示しないタッチパネルを備え
て、ペン入力が可能となるようにしても良い。

【０２７７】液晶表示装置４００３は、照明装置４００
４から出射し、所定の斜め方向から表示面に入射する光
に対し、高い反射率、及びより高いコントラスト比が得
られる表示モード及び構成を選択する。

【０２７８】さらに、液晶表示装置４００３の反射部は
照明装置４００４から出射し、斜め方向から表示面に入
射する光を観察者の方向へ反射するような指向性を有
し、この指向性を表示面の各位置における照明光の光入
射角度や、強さに応じて最適化することで表示面内で均
一な表示を得るようにしたものを使用する。

【０２７９】図２８は、機器２の概略を示す側面図であ
り、携帯可能状態から使用可能状態への形態の変化を説
明するための図である。図示の通り、機器２は携帯可能
状態（図２８（ａ）参照）では薄い箱型をしており、持
ち運びに便利な形態となっている。

【０２８０】使用する場合には、まず蓋部４００２を開
き、画像表示部である反射型液晶表示装置を観察可能と
する（図２８（ｂ）参照）。周囲が明るい環境下であれ
ばこの状態で画像は十分に観察できるので本機器は使用
可能である。暗い環境下であれば機器２の蓋部４００２
に備えられた照明装置４００４を所定の位置に移動し
て、液晶表示装置４００３を前方から照明することにな
る。

【０２８１】本実施の形態例では、照明装置４００４
は、蓋部４００２の両サイドに備えられた2本の棒状の
可動支持部４００５を介して機器に備えつけられてい
る。可動支持部４００５と蓋部４００２、及び可動支持
部４００５と照明装置４００４とはそれぞれ回転軸部４
００６、及び回転軸部４００７において回転可能に接続
されている。また、可動支持部４００５は、回転軸部４
００６を軸として蓋部４００２に対してスライド可能な
構造となっている。

【０２８２】携帯可能状態、もしくは明るい環境下で照
明装置４００２を必要としない場合、照明装置４００４
は本体部４００１、或いは蓋部４００２と一体化し、収
納された状態であるため携帯性や操作性を阻害しない構
成となっている（図２８（ａ）、（ｂ）参照）。

【０２８３】照明装置４００４を使用する場合は、ま
ず、回転軸部４００６を中心に可動支持部４００５をス
ライドさせ、さらに回転して、照明装置４００４を液晶
表示装置前方に移動する。さらに、回転軸部４００７を
中心に照明装置４００４を回転して、照明装置４００４
の光出射部を液晶表示装置４００３に向ければ反射型液
晶表示装置を照明することが可能となる（図２（ｃ）参
照）。この際、照明装置４００４は、可動支持部４００
５、及び回転軸部４００６、回転軸部４００７に備えら
れる位置決め機構により液晶表示装置４００３に対して
所定の位置に固定される。

【０２８４】上記構成により、照明装置４００４は、液
晶表示装置前方の所定位置に配置したり、本体部４００
１、或いは蓋部４００２と一体化した収納状態とするこ
とを必要に応じて行うことができる構造となっている。

【０２８５】本実施の形態例においても、前述した実施
の形態例と同様、照明装置４００４として液晶表示装置
４００３の前方であり、かつその表示面からは離れた位
置に光出射部を備えた照明装置４００４を移動可能に備
え、機器使用者が表示部を観察する際に邪魔にならない
位置から液晶表示装置４００３の表示面を照明するよう
に構成した。つまり、照明装置４００４は、液晶表示装
置４００３の表示面直上部を除く位置で、表示面垂線方
向からずれた斜めの方向から表示面を照明するように構
成した。

【０２８６】このため、導光体式前方照明装置のように
導光体等の光損失の原因となるような複雑な光学系を必
要としないため損失の少ない効率の良い照明ができる。
また、液晶表示装置の表示面上に導光体等の付加部材を
配置しないため、付加部材による表示の劣化や、タッチ
パネル使用時の視差といった導光体式前方照明装置特有
の課題が回避できる。

【０２８７】また、投写式前方照明装置では照明光の強
さや照明光の入射角度が表示面の位置により異なり、表
示面内で均一な明るさの表示を得ることが困難である。

【０２８８】しかし、本実施の形態例に係る液晶表示装
置４００３の反射部は、その反射の指向性を表示面の各
位置における照明光の光入射角度や、強さに応じて最適
化することで、所定の位置に配置した照明装置４００４
から出射し、表示面に斜めに入射する照明光を観察者側
へ均一に反射するように構成したので、明るく面内の均
一性が高い表示が得られるという効果がある。

【０２８９】この際、図２８（ｃ）に例示する通り、液
晶表示装置４００３の表面等の界面での正反射光１００
０の方向と、画像光９００の方向が異なるため、照明装
置４００４の正反射像が観察されて画質が劣化すること
がない。

【０２９０】さらに、液晶表示装置４００３は、所定の
位置に配置した照明装置４００４からの照明光に対し
て、反射率や、コントラスト比が高くなる表示モードや
条件を選択することで、照明装置使用時には外光を利用
する場合よりも高品位な画質が得られるという効果もあ
る。

【０２９１】また、照明装置４００４を、液晶表示装置
４００３の上部に配置するように構成することで、以下
の効果も得られる。

【０２９２】液晶表示装置４００３は、周囲が明るい環
境下では照明装置４００４を使用することなく外光のみ
での使用が可能である。この際、外光の大部分は液晶表
示装置４００３の上方から入射する。特に、本実施の形
態例のように、キーボードを有する機器では液晶表示装
置４００３の下方から外光が入射することは少なく、外
光の大部分は液晶表示装置４００３の上方から入射す
る。

【０２９３】従って、照明装置使用時の照明装置４００
４の配置位置を液晶表示装置４００３の上部とし、上方
から入射する光を観察者側へ反射する指向性の反射部を
構成する。これにより、液晶表示装置４００３の上方か
ら入射する外光を効率よく観察者側へ反射できるので、
照明装置不使用時にも明るい画像が得られるという効果
がある。

【０２９４】また、暗闇の中で作業する場合は、本実施
の形態例の通り、上部に配置した照明装置４００４から
の照明光のうち液晶表示装置４００３の表面等で正反射
した光がキーボードや手元を照明することになり、作業
性が上がるといった効果もある。

【０２９５】さらに、このような照明装置を設けた反射
型液晶表示装置を備える機器は、明るい環境下では機器
に備える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみるこ
とができ、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明
装置を使用することで良好な視認性を確保できる。この
ため、周囲の環境によらず、いつでも良好な視認性を確
保できるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いる
ことで機器全体の消費電力が低減できるという効果があ
る。

【０２９６】本実施の形態例では、特に、照明装置４０
０４を可動支持部４００５を介して液晶表示装置４００
３を備える蓋部４００２に設け、照明装置４００４使用
時の照明装置４００４の位置を固定するようにした。

【０２９７】このため、機器使用者が液晶表示装置４０
０３の角度を変えたるために蓋部４００２の角度を変え
ても、液晶表示装置４００３と照明装置４００４との相
対的な位置関係は変わらないので、良好な画質を得るた
めの照明装置４００４の位置の調整が容易になり、使い
勝手が向上するという効果がある。

【０２９８】次に、本発明の更に他の実施の形態例に係
わる反射型液晶表示装置、及びこれを備えた機器を、図
面を参照しながら説明する。

【０２９９】なお、前述した実施の形態例と共通となる
部分については詳しい説明は省略し、本実施の形態例の
特有部分について詳述する。

【０３００】図２９は、本発明の更に他の実施の形態例
に係わる反射型液晶表示装置、およびそれを備えた情報
機器の斜視図である。この機器３は、ＣＰＵ、信号処理
回路等を筐体内部に実装した本体部５００２と、本体部
５００２に蝶番構造を介して取り付けられた本体部５０
０２を覆うことができる開閉可能な蓋部５００３と、本
体部５００２に備え付けられた反射型液晶表示装置（以
下、液晶表示装置と略す）５００１と、蓋部５００３に
備え付けられた照明装置５００４とから構成される。

【０３０１】液晶表示装置５００１の表面には図示しな
いタッチパネルを備え、液晶表示装置５００１に表示さ
れるボタン等の画像の位置を専用の入力用ペン等により
押さえることで処理内容等の入力ができる構成とする。

【０３０２】照明装置５００４は蓋部５００３に備えら
れ、液晶表示装置５００１の前方であり、かつその表示
面からは離れた位置に光出射部を備え、機器使用者が表
示部を観察する際に邪魔にならない位置から反射型液晶
表示装置５００１の表示面を照明するよう配置される。

【０３０３】照明装置５００４の光源としては前述と同
様の光源、つまり小型、高発光効率、低発熱といった条
件を満たすものを用いればよく、冷陰極管や熱陰極管等
の蛍光灯、或いはＬＥＤ（Light Emitting Diodes）、
ＥＬ（Electroluminescence）等の発光素子を用いるこ
とができる。

【０３０４】また、照明装置５００４としては、液晶表
示装置５００１の表示部の横幅よりも長い幅の光出射部
を有する面光源を構成し、少なくとも液晶表示装置表示
部の左右方向に関しては略均一な照明が可能となる照明
装置を用いる。

【０３０５】液晶表示装置５００１としては、前述した
液晶表示装置と同様の構成の反射型液晶表示装置を使用
すれば良い。すなわち、液晶表示装置５００１は照明装
置５００４から出射し、所定の斜め方向から表示面に入
射する光に対し、高い反射率、及びより高いコントラス
ト比が得られる構成とする。

【０３０６】さらに、液晶表示装置５００１の反射部
は、照明装置５００４から出射し斜め方向から表示面に
入射する光を観察者の方向へ反射するような指向性を有
し、この指向性を表示面の各位置における照明光の光入
射角度や、強さに応じて最適化することで表示面内で均
一な表示を得るようにしたものを使用する。

【０３０７】本実施の形態例においても、上記実施の形
態例と同様、液晶表示装置５００１の表示面上に導光体
等の付加部材を配置しないため、付加部材による表示の
劣化のない見やすい画像が得られ、視差の小さい自然な
ペン入力が実現できる。

【０３０８】また、液晶表示装置５００１の反射部は、
その反射の指向性を表示面の各位置における照明光の光
入射角度や、強さに応じて最適化することで、所定の位
置に配置した照明装置５００４からの照明光を観察者側
へ均一に反射するように構成したので、明るく面内の均
一性が高い表示が得られるという効果がある。

【０３０９】さらに、液晶表示装置５００１は、所定の
位置に配置した照明装置５００４からの照明光に対し
て、反射率や、コントラスト比が高くなる表示モードや
条件を選択したので、外光を利用する場合よりも高品位
な画質が得られるという効果もある。

【０３１０】さらに、このような照明装置を設けた反射
型液晶表示装置を備える機器は明るい環境下では機器に
備える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみること
ができ、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明装
置を使用することで良好な視認性を確保できる。このた
め、周囲の環境によらず、いつでも良好な視認性を確保
できるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いるこ
とで機器全体の消費電力が低減できるという効果があ
る。

【０３１１】本実施の形態例では、特に照明装置５００
４が蓋部５００３に内蔵されており、蓋部５００３を開
けるという動作のみで、照明装置５００４を所定位置に
配置できるため使い勝手が向上するという効果がある。

【０３１２】図３０は、本発明の更に他の実施の形態例
に係わる反射型液晶表示装置、およびそれを備えた情報
機器の斜視図である。この機器４は、信号処理回路等を
筐体内部に実装した本体部６００１と、本体部６００１
に備え付けられた反射型液晶表示装置（以下、液晶表示
装置と略す）６００２と、本体部６００１に着脱可能な
照明装置５とから構成される。

【０３１３】照明装置５は、光源と光出射部６００３と
支柱６００４と支柱台座部６００５等から構成される。
支柱台座６００５には例えば凹形状の溝が設けられてお
り、これを本体部６００１に設けられた凸部にはめ込む
ことで本体部６００１の所定位置に固定できる構成とす
る。また、支柱台座部６００５には電極部が設けられ、
本体部６００１に装着した際、照明装置５を点灯するた
めの電力を本体部６００１から受け取ることができる構
成とする。

【０３１４】支柱６００４は、照明装置５の光出射部が
液晶表示装置６００２の前方であり、かつその表示面か
ら離れた所定の位置に配置されるように構成する。

【０３１５】照明装置５の光源としては前述と同様の光
源、つまり小型、高発光効率、低発熱といった条件を満
たすものを用いればよく、ここでは小さな光出射部を低
コストで実現できるＬＥＤ（Light Emitting Diodes）
を用いた。

【０３１６】なお、一般的には照明装置５の光出射部を
大きく構成すれば、照射対称である液晶表示装置６００
２を均一に照明することが容易になるため、より均一な
明るさの表示が得られる。しかし、例えば携帯用のゲー
ム機器等のように、軽量、低コストといった要求を重視
する場合には、本実施の形態例のように光出射部の小さ
な照明装置５を選択してもよい。

【０３１７】液晶表示装置６００２としては、前述した
実施の形態例と同様の反射型液晶表示装置を使用すれば
良い。すなわち、液晶表示装置６００２は照明装置５か
ら出射し、所定の斜め方向から表示面に入射する光に対
し、高い反射率、及びより高いコントラスト比が得られ
る表示モード及び構成を選択する。

【０３１８】さらに、液晶表示装置６００２の反射部
は、照明装置５から出射し斜め方向から表示面に入射す
る光を観察者の方向へ反射するような指向性を有し、こ
の指向性を表示面の各位置における照明光の光入射角度
や、強さに応じて最適化することで表示面内で均一な表
示を得るようにしたものを使用する。

【０３１９】本実施の形態例では、照明装置が小さく、
表示面左右方向でも位置毎に光入射角度が異なるので、
反射部は前述した実施の形態例の様に表示面の上下方向
でのみその反射の指向性を変えるのではなく、左右方向
も考慮して２次元的に反射の指向性を制御する必要があ
る。

【０３２０】例えば、反射部を液晶表示装置６００２に
内蔵した複数のランダム配置した凸部、或いは凹部を有
する反射体で構成し、凸部、或いは凹部の平面形状を半
円形などの対称軸を有する形状とし、その対称軸を表示
面の各位置における照明光の主光束が入射する方位角と
平行とし、円弧部を照明光の入射方向に向けるようにす
ればよい。

【０３２１】本実施の形態例においても、前述した実施
の形態例と同様、液晶表示装置６００２の反射部は、そ
の反射の指向性を表示面の各位置における照明光の光入
射角度や、強さに応じて最適化することで、所定の位置
に配置した照明装置からの照明光を観察者側へ均一に反
射するように構成したので、明るく面内の均一性が高い
表示が得られるなどの効果がある。

【０３２２】また、このような照明装置を設けた反射型
液晶表示装置を備える機器は明るい環境下では機器に備
える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみることが
でき、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明装置
を使用することで良好な視認性を確保できる。このた
め、周囲の環境によらずいつでも良好な視認性を確保で
きるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いること
で機器全体の消費電力が低減できるという効果がある。

【０３２３】本実施の形態例では、特に照明装置５を着
脱可能としたため、照明装置５が不要な場合に照明装置
５を取り外すことで、機器が小型、軽量となり、持ち運
びや、手に持っての使用が容易になるという効果があ
る。

【０３２４】

【発明の効果】上述の通り本発明の反射型液晶表示装置
及びそれを備えた機器では、反射型液晶表示装置の前方
で、かつその表示面から離れた位置に光出射部を備えた
照明装置を移動可能に備え、機器使用者が表示部を観察
する際に邪魔にならない位置から反射型液晶表示装置の
表示面を照明するように構成した。

【０３２５】つまり、照明装置は、反射型液晶表示装置
の表示面直上部を除く位置で、表示面垂線方向からずれ
た斜めの方向から表示面を照明するように構成した。

【０３２６】このため、導光体等の光損失の原因となる
ような複雑な光学系を必要としないため、光損失の少な
い効率の良い照明ができる。さらに、液晶表示装置の表
示面上に導光体等の付加部材を配置しないため、付加部
材による表示の劣化のない見やすい画像が得られ、視差
の少ない自然なペン入力が可能になる。

【０３２７】また、照明装置を機器本体に備え、反射型
液晶表示装置との位置関係を固定することで、反射型液
晶表示装置表示面の各位置に入射する照明光の強度や入
射角度が定まる。これに対応して反射型液晶表示装置の
反射手段は、その反射特性（反射角度、指向性）を表示
面の各位置における照明光の入射角度や、強さに応じて
最適化し、その反射特性を表示面内で異なるよう構成す
る。つまり、反射手段の反射特性を照明光の入射角度
や、強さに応じて最適化し、照明装置からの照明光を観
察者側へ均一に反射するように構成することで、明るく
面内の均一性が高い表示が得られるという効果がある。

【０３２８】この際、液晶表示装置の表面等の界面での
正反射光の方向と、画像光の方向は異なるため、照明装
置の像が観察されて画質が劣化することがない。

【０３２９】さらに、液晶表示装置は所定の位置に配置
した照明装置からの照明光に対して、反射率や、コント
ラスト比が高くなる表示モードや条件を選択すること
で、照明装置使用時に外光を利用する場合よりも高品位
な画質が得られるという効果もある。

【０３３０】また、照明装置を液晶表示装置の上部に配
置するように構成することで以下の効果も得られる。

【０３３１】反射型液晶表示装置は、周囲が明るい環境
下では照明装置を使用することなく外光のみでの使用が
可能である。この際、外光の大部分は液晶表示装置の上
方から入射する。特にキーボードを有する機器では液晶
表示装置の下方から外光が入射することはなく、外光の
大部分は液晶表示装置の上方から入射する。

【０３３２】従って、照明装置使用時の照明装置の配置
位置を液晶表示装置の上部とし、上方から入射する光に
対応した反射特性（指向性）の反射部を構成すること
で、照明装置不使用時に液晶表示装置の上方から入射す
る外光が効率よく観察者側へ反射され、明るい画像が得
られるという効果がある。

【０３３３】さらに、暗闇の中で作業する場合は、上部
に配置した照明装置からの照明光のうち液晶表示装置の
表面等で正反射した光がキーボードや手元を照明するこ
とになり作業性が上がるという効果もある。

【０３３４】また、このような照明装置を設けた反射型
液晶表示装置を備える機器は、明るい環境下では機器に
備える照明装置を使用せずに外光のみで表示をみること
ができ、周囲の照明が暗い場合には機器に備えた照明装
置を使用することで良好な視認性を確保できる。このた
め、周囲の環境によらず、いつでも良好な視認性を確保
できるとともに、必要な場合にのみ照明装置を用いるこ
とで機器全体の消費電力が低減できるという効果があ
る。

【０３３５】また、液晶表示装置に備えるカラーフィル
タを、照明装置からの照明光の主光束の方位角に平行と
なる方向に連続的に形成したことで、液晶表示装置に入
射し、反射する光の一部が往路復路の行程で異なる色の
カラーフィルターを通過し、吸収されることが抑制され
てより明るく、色純度の高い画像が得られるという効果
がある。

【０３３６】また、液晶表示装置の反射手段を、背面側
の基板と液晶層との間に内蔵した場合は、光の往路復路
での位置のずれが小さくなり照明光が斜め入射するため
に生じる画質の劣化が抑えられて、明るく、色純度の高
い表示ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例に係わる反射型液晶表
示装置及びそれを備えた携帯情報機器の斜視図である。

【図２】図１の機器の略側面図である。

【図３】図１の照明装置の一例の概略構成を示す一部斜
視図である。

【図４】図３の照明装置の一部断面図である。

【図５】図１の液晶表示装置の一例の概略構成を示す一
部断面図である。

【図６】図５の液晶表示装置の反射部をなす微小傾斜反
射面の説明図である。

【図７】図１の携帯情報機器の側面図である。

【図８】図５の液晶表示装置の構成条件の説明図であ
る。

【図９】本明細書における方位角と仰角の定義の説明図
である。

【図１０】図５の液晶表示装置の画像形成部の特性を示
す図である。

【図１１】液晶表示装置における「暗表示部の影」の説
明図である。

【図１２】図５の液晶表示装置のカラーフィルタの配置
の説明図である。

【図１３】図５の液晶表示装置の反射部の一例の概略構
成を示す正面図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態例に係る液晶表示装
置の一部概略断面図である。

【図１５】本発明の更に他の実施の形態例に係る液晶表
示装置の一部概略断面図である。

【図１６】図１５の液晶表示装置の構成条件の説明図で
ある。

【図１７】本発明の更に他の実施の形態例に係る液晶表
示装置の一部概略断面図である。

【図１８】図１７の液晶表示装置の微細な凸部を備えた
画素電極の製造工程を説明するための一部断面図であ
る。

【図１９】図１８の画素電極の凸部の製造に使用するフ
ォトマスクの一例を示す一部正面図である。

【図２０】図１８の画素電極の凸部の形状の一例を示す
図である。

【図２１】図１８の画素電極の凸部の形状の他の例を示
す図である。

【図２２】図１８の画素電極の凸部形状の説明図であ
る。

【図２３】図１７の液晶表示装置の構成条件の説明図で
ある。

【図２４】図１７の液晶表示装置の特性を示す図であ
る。

【図２５】図１の照明装置の他の例の一部断面図であ
る。

【図２６】図２５の照明装置の概略構成を示す一部斜視
図である。

【図２７】本発明の他の実施の形態例に係わる反射型液
晶表示装置、およびそれを備えた情報機器の斜視図であ
る。

【図２８】図２７の機器の概略構成を示す側面図であ
る。

【図２９】本発明の更に他の実施の形態例に係わる反射
型液晶表示装置、およびそれを備えた情報機器の斜視図
である。

【図３０】本発明の更に他の実施の形態例に係わる反射
型液晶表示装置、およびそれを備えた情報機器の斜視図
である。

【符号の説明】

１,２,３,４…機器、５,２００,４００４,５００４…照
明装置、１００,４００３,５００１,６００２…反射型
液晶表示装置、１０１…画像形成部、１１０…第１の透
明基板、１１２,１２２,２０６０,２０９０,３０６０,
３２１０…配向膜、１１３,１２１,２０７０,２１００,
３０５０…透明電極、１２０…第２の透明基板、１３
０,２０８０,３１３０…液晶層、１７０,１８０,２０１
０,３０１０…偏光板、１６０２０２０,２０３０,３０
２０…位相差板、１９０,２２１１…反射部、１９１,２
２１０…微小傾斜反射面、１９２,２２２１…光拡散
層、１９３,２２２０…透明粒子、１９４,２２３０…透
明媒体、２１０…光源、３００,４００１,５００２,６
００１…本体部、４００,４００５…可動支持部、５０
０,４００２,５００３…蓋部、７００…観察者、９００
…画像光、１０００…正反射光、１１１０…ホログラ
ム、２０４０,３０３０…透明基板、２０５０,３０４０
…カラーフィルタ、２２００,３１００…反射基板、２
３００,３０９０…絶縁層、３０７０…画素電極、３２
００…絶縁層を形成し平坦化した反射基板、４０１,４
０５,４００６,４００７…回転軸部、６００３…光出射
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊東 理 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 檜山 郁夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA32Z FA42X FA44X FA45X FB02 FB08 FC02 FD09 FD10 GA13 HA07 HA08 HA09 HA10 KA01 KA02 LA17 LA18 LA20 5G435 AA01 BB12 BB16 DD11 EE22 FF03 FF13 GG17 LL07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の間隙を介して接合され少なくとも一
   方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に備えられ
   た液晶層と、該液晶層の背面側に設けられた反射手段と
   を有する反射型液晶表示装置において、 前記反射手段は、外部から前記反射型液晶表示装置の表
   示面に入射する光の入射角度及び強さに応じて、前記光
   の反射角度及び指向性が、前記表示面の前記光が入射す
   るそれぞれの位置で異なるように構成されていることを
   特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】所定の間隙を介して接合され少なくとも一
   方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に備えられ
   た液晶層と、該液晶層の背面側に設けられた反射手段と
   を有し、かつ表示面に照明光を照射する照明装置を備え
   た反射型液晶表示装置において、 前記照明装置は、前記表示面の前方に配置され、かつ前
   記表示面の垂線方向と異なる方向から前記表示面を照明
   する光出射部を有し、 前記反射手段は、前記表示面を照明する前記光の入射角
   度及び強さに応じて、前記光の反射角度及び指向性が前
   記表示面の前記光が入射するそれぞれの位置で異なるよ
   うに構成されていることを特徴とする反射型液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記一
   対の基板のうち前記液晶層の背面側に位置する基板と、
   前記液晶層との間に、前記反射手段を備えたことを特徴
   とする反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかにおい
   て、前記反射手段は、前記表示面に対して傾斜させた複
   数の反射面と、該反射面で反射した光を拡散させる光拡
   散手段とを有することを特徴とする反射型液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかにおい
   て、前記反射手段は、複数の凹部、または複数の凸部、
   または複数の凹凸部が形成された反射面を有し、前記各
   凹部、または前記各凸部、または前記各凹凸部は、少な
   くとも一つの非対称軸を有する断面形状と、一つの対称
   軸を有する平面形状とを有し、前記対称軸は、前記入射
   する光の主光束の方位角方向と平行となるように設定さ
   れていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項３のいずれかにおい
   て、前記反射手段が、ホログラムからなることを特徴と
   する反射型液晶表示装置。
7. 【請求項７】請求項２または請求項３において、前記表
   示面側の基板の前面に偏光板が配置され、前記反射型液
   晶表示装置が高い反射率、高いコントラスト比が得られ
   る光の入射方向と、前記照明装置からの照明光の入射方
   向とが略一致するように構成されていることを特徴とす
   る反射型液晶表示装置。
8. 【請求項８】請求項２において、前記照明装置から斜め
   に入射する照明光に対して、暗表示の透過率が高くなる
   ように、前記表示面側の基板の前面に偏光板と位相差板
   とを配置し、前記反射手段と前記反射手段側の基板との
   間に、偏光板を配置することを特徴とする反射型液晶表
   示装置。
9. 【請求項９】請求項２において、前記光出射部は、前記
   反射型液晶表示装置の横幅と同等、或いはそれ以上の横
   幅を有し、前記表示面の前方で、かつ上方、或いは下方
   に配置されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】請求項２において、前記表示面側の基板
    と前記液晶層との間にカラーフィルタを配置し、前記カ
    ラーフィルタは、前記前記照明装置からの照明光の主光
    束の方位角方向と平行となる方向へ連続的に形成されて
    いることを特徴とする反射型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】入射する光の反射光量を変調し画像とし
    て出力する反射型液晶表示装置と、該反射型液晶表示装
    置の表示面に照明光を照射する照明装置と、前記反射型
    液晶表示装置及び前記照明装置を制御する機器本体と、
    該機器本体に設けられ前記照明装置を支持する可動支持
    部とを備えた機器において、 前記反射型液晶表示装置は、所定の間隙を介して接合さ
    れ少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基
    板間に備えられた液晶層と、該液晶層の背面側に設けら
    れた反射手段とを有し、前記反射手段は、前記表示面を
    照明する前記光の入射角度及び強さに応じて、前記光の
    反射角度及び指向性が前記表示面の前記光が入射するそ
    れぞれの位置で異なるように構成されており、 前記照明装置は、前記表示面の垂線方向と異なる方向か
    ら前記表示面を照明する光出射部を有し、かつ前記可動
    支持部を介して前記表示面の前方に可動可能に配置され
    ることを特徴とする機器。
12. 【請求項１２】入射する光の反射光量を変調し画像とし
    て出力する反射型液晶表示装置と、該反射型液晶表示装
    置の表示面に照明光を照射する照明装置と、前記反射型
    液晶表示装置及び前記照明装置を制御する機器本体とを
    備えた機器において、 前記反射型液晶表示装置は、所定の間隙を介して接合さ
    れ少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基
    板間に備えられた液晶層と、該液晶層の背面側に設けら
    れた反射手段とを有し、前記反射手段は、前記表示面を
    照明する前記光の入射角度及び強さに応じて、前記光の
    反射角度及び指向性が前記表示面の前記光が入射するそ
    れぞれの位置で異なるように構成されており、 前記照明装置は、前記表示面の垂線方向と異なる方向か
    ら前記表示面を照明する光出射部を有し、かつ前記機器
    本体に着脱可能に配置されることを特徴とする機器。