JP2002072195A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光散乱型液晶を用いた反射型液晶表示装置に
おいて、白表示時における前方散乱光の利用効率を上げ
て明度の向上を図ると共に、視差の問題による画質劣化
や、コントラストの低下を防止できる反射型液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】 液晶パネルの表示面側から順に、液晶パ
ネルの表示面から入射される光を透過させる際に、表示
面法線とのなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が
小さい光に変換し、表示面法線とのなす角が小さい光を
表示面法線とのなす角が大きい光に変換するプリズムシ
ート６と、上記プリズムシート６を透過した後の光に対
し、表示面法線とのなす角が大きい光を吸収する吸収層
４と、液晶層１よりも背面側に配置され、上記吸収層４
を透過した入射光を表示面側に反射する反射板５とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光板を用いず、
白表示の明度が高く、且つ、コントラスト比の高い良好
な表示を行う反射型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、反射型液晶表示装置は携帯電話等
のモバイル機器や携帯型ゲーム機を中心として、各種分
野に用途が拡大している。

【０００３】反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装
置に対して、バックライトを必要としないため光源用電
力が削減可能であり、さらに、バックライトのスペース
や重量が節約できる等の特徴を有している。すなわち、
表示装置全体として、消費電力の低減が実現でき、小型
のバッテリを用いることが可能になり、軽量薄型を目的
とする機器に適している。また、機器の大きさまたは重
量を同一にするように作製すれば、大型のバッテリを用
いることが可能になり、動作時間の飛躍的な拡大が期待
できる。

【０００４】また、表示面のコントラスト特性の面から
も、自発光型のＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や透過型液
晶表示装置では、日中の屋外で大幅なコントラスト比の
低下が見られるのに対し、反射型液晶表示装置は、周囲
光量に比例した表示光が得られ、屋外での使用時には特
に好適である。

【０００５】上述のような非常に有望な応用分野を有し
ながら、十分なコントラスト比や反射率、フルカラー
化、高精細表示や動画への対応等の性能が不十分なた
め、現在まで十分な実用性を有する反射型カラー液晶表
示装置は得られていない。

【０００６】以下、従来の反射型液晶表示装置につい
て、さらに詳細に説明する。

【０００７】現在、偏光板を二枚もしくは一枚用いた反
射型液晶表示装置が広く使用されており、電界により液
晶層の旋光性を制御して表示を行うツイステッドネマテ
ィックモード（以下、「ＴＮモード」という）、電界に
より液晶層の複屈折を制御して表示を行う複屈折モード
（以下、「ＥＣＢモード」という）、または、ＴＮモー
ドとＥＣＢモードとを組み合わせたミックスモードなど
が主に使用されている。

【０００８】これに対し、偏光板を用いない方式で、染
料を液晶に添加したゲストホスト型液晶素子が開発され
てきたが、二色性染料を添加しているために信頼性に欠
け、また、染料の二色性比が低いため、高いコントラス
ト比が得られないといった問題がある。特に、コントラ
ストの不足は、カラーフィルタを用いるカラー表示にお
いては、色純度を大幅に低下させるため、色純度の高い
カラーフィルタと組み合わせる必要があり、色純度の高
いカラーフィルタのために明度が低下し、偏光板を用い
ないことによる本方式の高明度という利点が損なわれる
という問題を有している。

【０００９】これらを背景に、偏光板や染料を用いずに
高明度、高コントラスト表示の期待ができる方式とし
て、高分子分散型液晶、コレステリック液晶等を利用し
た方式の液晶表示素子の開発がなされている。これらの
方式は、液晶層に印加する電圧を制御することにより、
液晶層が光学的に透過状態と散乱状態との間で、もしく
は透過状態と反射状態との間で切り替わる特性を利用し
たものである。

【００１０】液晶層における光散乱作用を利用した上記
方式では、偏光板を用いないことから、光の利用効率を
上げることができるのみでなく、色味の観点から評価を
行った場合においても、上記ＴＮモードやＥＣＢモード
と比べ波長依存性が小さいこと、さらに、偏光板自体の
吸収プロファイル、すなわち、偏光板が青色の光を吸収
し、入射光が黄色味を帯びるといった問題点から解放さ
れることから、良好な白表示を実現することが期待され
る。

【００１１】このような散乱型の液晶を用いた反射型液
晶表示装置では、通常、液晶層を透過状態とした時に黒
表示を行い、液晶層を散乱状態とした時に該液晶層にて
散乱される光によって白表示を行っている。

【００１２】例えば特開平３−１８６８１６号公報に
は、黒表示の動作時において、表示面から入射されて液
晶層を透過した光を液晶パネルの背面に配置された吸収
体にて吸収することで黒表示を行う技術が開示されてい
る。

【００１３】しかしながら、この場合、上記吸収体が液
晶層を透過した全ての光を吸収するように設定すること
で、白表示動作時において、液晶層に入射した光の前方
散乱光まで吸収体によって吸収されることとなる。この
ため、白表示に使用されるのは後方散乱光のみとなり、
白表示の明度が十分に得られない。

【００１４】また、ＵＳ３，９０５，６８２には、白表
示の明度を向上させるために、液晶層の背面側に吸収体
でなく再帰性反射板を配置する構成が開示されている。
この構成では、液晶層が散乱状態にある時に、前方散乱
光を上記再帰性反射板にて反射し、白表示に利用するこ
とで白表示の明度を向上させることができる。また、液
晶層が透過状態にある時には、液晶層を透過した光を再
帰性反射板によって反射し、その反射光を視認されない
方向へ出射させることにより黒表示を行う。

【００１５】しかし、一般的な再帰性反射板の再帰性能
は完全ではなく、該公報には不完全な再帰性能を補う具
体的な構造は開示されていないため、黒表示時において
観察者に視認される出射光を無くすためには表示面に入
射される光の入射方向を限定する必要がある。すなわ
ち、表示面に対して観察者側から入射される光を考えた
場合、その出射方向から逆にたどった入射光は、観察者
側に出射されることとなる。したがって、このような入
射光の存在しない特定の使用環境でなければ十分な黒表
示を行うことが困難となる。

【００１６】これらの問題を解決するものとしては、特
開昭５４−１０５９９８号公報や特開平６−２５８６３
８号公報に開示された技術がある。

【００１７】特開昭５４−１０５９９８号公報には、光
散乱型液晶あるいはゲストホスト液晶を用いた光変調層
とルーバーと再帰性反射体とから構成される反射形式液
晶表示装置が開示されている。

【００１８】すなわち、特開昭５４−１０５９９８号公
報に記載の反射形式液晶表示装置は、図１５に示すよう
に、基板１０１・１０２の間に光変調層（液晶層）１０
３が形成されており、基板１０２のさらに背面側にルー
バー１０４および再帰性反射板１０５が配置されてい
る。また、上記ルーバー１０４の吸収部位は、表示面法
線方向に対して傾斜して形成されている。

【００１９】上記構成において、光変調層１０３が透過
状態（黒表示）にある場合、表示面法線に近い方向から
入射される光１０６や、ルーバー１０４の吸収部位の傾
斜面法線に近い方向から入射される光１０７は、ルーバ
ー１０４にて吸収される。また、ルーバー１０４の吸収
部位の傾斜面に平行に近い方向から入射される光１０８
は、ルーバー１０４を透過して再帰性反射板１０５によ
って反射される。再帰性反射板１０５によって反射され
た光１０８は、入射光路を逆にたどって表示面から比較
的大きな出射角にて出射されるが、この出射光は、表示
面法線に近い方向にいる観察者には視認されない。

【００２０】一方、光変調層１０３が散乱状態（白表
示）にある場合には、入射光１０６ないし１０８の後方
散乱光が白表示に利用されるのみでなく、さらにこれら
の入射光の前方散乱光のうちのルーバー１０４を透過す
る光も利用できるため、白表示の明度が向上する。

【００２１】また、特開平６−２５８６３８号公報に
は、光散乱型液晶層とプリズムシートと光吸収手段を有
する部材とから構成される液晶表示装置が開示されてい
る。この公報の方式では、後方散乱光と前方散乱光の一
部とを利用することによって白表示の輝度を向上させて
いる。

【００２２】すなわち、特開平６−２５８６３８号公報
に記載の液晶表示装置は、図１６に示すように、基板１
１１・１１２の間に液晶層１１３が形成されており、基
板１１２のさらに背面側にプリズムアレイシート１１４
および光吸収手段１１５が配置されている。また、上記
プリズムアレイシート１１４の前面側および背面側に
は、低屈折率層として空気層１１６・１１７が形成され
ている。

【００２３】上記構成において、液晶層１１３が透過状
態（黒表示）にある場合、表示面法線に近い方向から入
射される光１１８は、プリズムアレイシート１１４を透
過した後、光吸収手段１１５にて吸収される。また、表
示面に平行に近い方向から入射される光１１９は、プリ
ズムアレイシート１１４と空気層１１６との界面は透過
するが、プリズムアレイシート１１４と空気層１１７と
の界面（平坦面）によって全反射を受けることにより、
表示面から比較的大きな出射角にて出射される。この出
射光は表示面法線に近い方向にいる観察者には視認され
ない。

【００２４】一方、液晶層１１３が散乱状態（白表示）
にある場合には、入射光１１８および１１９の後方散乱
光が白表示に利用されるのみでなく、さらにこれらの入
射光の前方散乱光のうちのプリズムアレイシート１１４
と空気層１１７との界面にて反射される光も利用できる
ため、白表示の明度が向上する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、以下に示すような問題が生じる。

【００２６】しかしながら、特開昭５４−１０５９９８
号公報に開示された反射形式液晶表示装置は、黒表示の
際に観察者側（表示面法線方向）に出射される光を吸収
するために、ルーバー１０４の吸収部位が傾斜して形成
されており、これによって白表示時には、表示面から入
射した光の前方散乱光のうち、上記ルーバー１０４の傾
斜面に平行に近い方向の光しか利用できないといった問
題がある。すなわち、上記構成では、前方散乱光の多く
はルーバー１０４にて吸収されてしまい、前方散乱光の
十分な利用効率を達成しているとは言えない。

【００２７】また、特開平６−２５８６３８号公報に開
示された液晶表示装置は、プリズムアレイシート１１４
において屈折・反射作用を与えるため、該プリズムアレ
イシート１１４の前面および背面に十分に低い屈折率を
有する空気層１１６・１１７を設けている。このため、
上記プリズムアレイシート１１４および空気層１１６・
１１７を液晶セル内部に作ることは困難であり、よっ
て、プリズムアレイシート１１４および空気層１１６・
１１７は液晶セルに対して外付けされることとなり、こ
の外付けによって視差の問題が生じる。

【００２８】すなわち、上記プリズムアレイシート１１
４を液晶セルに対して外付けした場合には、該プリズム
アレイシート１１４における反射面（すなわち、プリズ
ムアレイシート１１４と空気層１１７との界面）と液晶
層１１３との距離が大きくなることから、図１６に示す
入射光１１９が、プリズムアレイシート１１４での反射
前と反射後とで異なる画素に入射され画質品位の低下を
招来する虞がある。

【００２９】また、黒表示における明度を十分に低下さ
せるために吸収体を設けると共に、前方散乱光の一部を
反射させて白表示の明度向上を図る構成では、表示面に
対して小さな入射角にて入射される光を上記吸収体にて
吸収し、表示面に対して大きな入射角にて入射される光
を反射する構成とする必要がある。

【００３０】ここで、上記特開平６−２５８６３８号公
報の液晶表示装置では、このような入射光の吸収および
反射の選択を、プリズムアレイシート１１４と空気層１
１７との界面における選択的透過／反射によって行って
いる。この場合、光吸収手段１１５にて吸収させるべき
光は上記界面を透過させることになるが、実際には全て
の光を透過させることは困難であり、一部反射も生じ
る。この反射光は、液晶パネルの表示面から観察者側に
出射されるため、これによって黒表示の明度が増加し、
コントラストの低下が発生するといった問題も生じる。

【００３１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、光散乱型液晶を用いた反
射型液晶表示装置において、白表示時における前方散乱
光の利用効率を上げて明度の向上を図ると共に、視差の
問題による画質劣化や、コントラストの低下を防止でき
る反射型液晶表示装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、上記の課題を解決するために、一対の基板と、
該一対の基板の間に挟持された光散乱型の液晶層とを備
え、液晶パネルの表示面側から入射される外部光を利用
して表示を行う反射型液晶表示装置において、上記液晶
パネルの表示面側から順に、液晶パネルの表示面から入
射される光を透過させる際に、表示面法線とのなす角が
大きい光を表示面法線とのなす角が小さい光に変換し、
表示面法線とのなす角が小さい光を表示面法線とのなす
角が大きい光に変換する光線変換層と、上記光線変換層
を透過した後の光に対し、表示面法線とのなす角が大き
い光を吸収する吸収層と、上記液晶層よりも背面側に配
置され、上記吸収層を透過した入射光を表示面側に反射
する反射層とを備えていることを特徴としている。

【００３３】上記の構成によれば、液晶パネルの表示面
法線とのなす角が大きい光（すなわち、表示面に対して
大きな入射角にて入射される光）は、上記光線変換層を
透過することにより、表示面法線とのなす角が小さい光
に変換される。逆に、表示面法線とのなす角が小さい光
（すなわち、表示面に対して小さな入射角にて入射され
る光）は、上記光線変換層を透過することにより、表示
面法線とのなす角が大きい光に変換される。

【００３４】尚、上記光線変換層において、液晶パネル
の表示面法線とのなす角が大きい光を表示面法線とのな
す角が小さい光に変換する前者の作用と、表示面法線と
のなす角が小さい光を表示面法線とのなす角が大きい光
に変換する後者の作用とは、ある所定値以上の入射角を
有する入射光に対しては前者の作用を行い、所定値以下
の入射角を有する入射光に対しては後者の作用を行うと
いった明確な閾値でもって分けられるものとは限らな
い。

【００３５】言い換えれば、上記光線変換層において、
例えば、プリズムシートを用いた場合には、ある特定の
入射角を有する入射光に関して前者の作用を受ける光の
割合を考えた場合、上記入射角と前者の作用を受ける光
の割合とは関数的な関係となる。すなわち、入射角が大
きな入射光については前者の作用を受ける光の割合が高
く、入射角が小さな入射光については前者の作用を受け
る光の割合が低くなるが、この割合は、ある入射角の閾
値の前後で１００％と０％とに分けられるものではな
い。また、上記光線変換層においては、同時に、入射角
が大きな入射光については後者の作用を受ける光の割合
が低く、入射角が小さな入射光については後者の作用を
受ける光の割合が高くなる。

【００３６】上記光線変換層を透過した光に関して、上
記吸収層は、液晶パネルの表示面法線とのなす角が大き
い光、すなわち、表示面に対して小さな入射角にて入射
された光を吸収する。また、上記吸収層への入射時にお
いて表示面法線とのなす角が小さい光は、一部は該吸収
層にて吸収されるものの、多くは該吸収層を透過して反
射層にて反射される。上記反射層にて反射された光は、
液晶層が透過状態にある時は光線変換層にて表示面法線
とのなす角が大きい光（すなわち、表示面に対して大き
な出射角にて出射される光）に変換されて表示面から出
射されるため、観察者に視認されることがなく、また、
液晶層が散乱状態にある時には、該液晶層の散乱作用に
よって白表示の明度向上に寄与する。

【００３７】ここで、上記吸収層は、光吸収作用によっ
て表示面の法線方向に出射される光を無くし良好な黒表
示を与えるものであるが、このためには、表示面に対し
小さな入射角で入射される光を吸収する必要がある。一
方で、上記吸収層には、壁状の構造を持つ吸収部位と透
過部位とからなるルーバーを用いることが好適である
が、上記ルーバーは、吸収層への入射時に表示面法線と
のなす角が大きい光を吸収する。これは、上記光線変換
層にて、表示面法線とのなす角が小さい光を表示面法線
とのなす角が大きい光に変換することによって可能とな
る。

【００３８】また、上記構成では、黒表示における観察
者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上のた
めの反射の選択は、上記吸収層における選択的透過／吸
収作用によって行われる。このような選択的透過／吸収
による方法は、特開平６−２５８６３８号公報のような
選択的透過／反射による方法に比べ、表示面からの出射
を許容すべきでない光が確実にカットされるので、明度
が十分に抑えられた良好な黒表示を得ることができる。

【００３９】さらに、上記光線変換層は、表示面法線と
のなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が小さい光
に変換するため、上記吸収層の透過方向、および上記反
射層の反射面法線方向を、表示面法線方向と一致させれ
ば、表示面に対して所定値以上の入射角を有する入射光
に対し、その入射される向きに関係なくこれを反射させ
て白表示の明度向上に寄与させることが可能となる。す
なわち、液晶層での前方散乱光の利用効率を上げて、白
表示の明度を向上させることが可能となる。

【００４０】また、上記特開平６−２５８６３８号公報
の課題として挙げた視差の問題に関しては、上記光線変
換層を液晶層の前面側に配置するか、上記反射層を再帰
性反射板とすることによって解決できる。

【００４１】すなわち、上記光線変換層を液晶層の前面
側に配置した場合、表示面に対して大きな入射角で入射
された光は、光線変換層を通過することによって、表示
面法線とのなす角が小さい光となって液晶層を通過す
る。そして、反射層にて反射された後、再度液晶層を通
過して表示面から出射される。この場合、上記液晶層を
通過する光は、表示面法線とのなす角が小さい光線とな
っているため、反射層における反射前と反射後とで液晶
層における通過位置が大きくずれることなく、視差の問
題を低減することができる。

【００４２】また、上記光線変換層には例えばプリズム
シートが用いられ、該光線変換層は、屈折および反射作
用によって光線の進行方向の変換を行うため空気層との
接触を必要とする。このため、上記光線変換層を液晶セ
ル内部に作り込むことは困難となる。したがって、上記
光線変換層を液晶セルに外付けされる（基板の外側に配
置される）が、該光線変換層を液晶層の背面側に設置す
ると、反射層も液晶セルに対して外付けされることとな
る。この場合、上記液晶層と反射層との間には、背面側
基板が存在し、液晶層と反射層との距離が遠くなること
によって視差の問題が顕著化する。

【００４３】しかしながら、上記光線変換層を液晶層の
前面側に設置すると、反射層は液晶セル内部に作り込む
ことが可能となり、この場合には、上記液晶層と反射層
とを近接して配置することが可能となるため、視差の問
題をより低減することが可能となる。

【００４４】一方、上記反射層を再帰性反射板とする場
合には、上記反射層によって反射された光は、反射前と
ほぼ同じ光路を逆にたどるため、この場合も、反射層に
おける反射前と反射後とで液晶層における通過位置が大
きくずれることなく、視差の問題を低減することができ
る。

【００４５】また、本発明の他の反射型液晶表示装置
は、上記の課題を解決するために、一対の基板と、該一
対の基板の間に挟持された光散乱型の液晶層とを備え、
液晶パネルの表示面側から入射される外部光を利用して
表示を行う反射型液晶表示装置において、上記液晶層の
背面側に、上記液晶パネルの表示面側から順に、特定範
囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射する透過反
射層と、上記透過反射層のさらに背面側に、入射角に依
存して吸収率が変化する吸収層と、上記吸収層を透過し
た入射光を入射光と平行な方向に反射する再帰性反射板
とを備えていることを特徴としている。

【００４６】上記の構成において、液晶パネルの表示面
上方から入射される光は、上記透過反射層の反射面によ
って表示面側に反射され、液晶パネルの表示面法線に近
い方向、もしくは表示面下方から入射される光は、上記
透過反射層を透過して吸収層に到達するものとする。

【００４７】また、上記吸収層は、上記透過反射層を透
過した光のうち、液晶パネルの表示面法線に近い方向か
ら入射される光を吸収し、表示面下方から入射される光
を透過させる。そして、上記吸収層を透過した光は、再
帰性反射板によって反射され、入射時と同一の経路を逆
にたどって表示面から出射される。

【００４８】上記透過反射層または再帰性反射板によっ
て反射された光は、液晶層が透過状態にある時は光線変
換層にて表示面法線とのなす角が大きい光（すなわち、
表示面に対して大きな出射角にて出射される光）に変換
されて表示面から出射されるため、観察者に視認される
ことがなく、また、液晶層が散乱状態にある時には、該
液晶層の散乱作用によって白表示の明度向上に寄与す
る。

【００４９】また、上記構成では、黒表示における観察
者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上のた
めの反射の選択は、上記透過反射層における選択的透過
／反射作用によって行われる。尚、ここでの選択的透過
／反射は、特開平６−２５８６３８号公報のような選択
的透過／反射による方法とは異なり、屈折率の異なる媒
質の境界面における透過／反射作用を利用していないた
め、表示面からの出射を許容すべきでない光が確実にカ
ットされるので、明度が十分に抑えられた良好な黒表示
を得ることができる。

【００５０】さらに、表示面に対して大きな入射角にて
入射される光のうち、表示面上方から入射される光は上
記透過反射層によって反射され、表示面下方から入射さ
れる光は再帰性反射板によって反射されるため、表示面
に対して所定値以上の入射角を有する入射光に対し、そ
の入射される向きに関係なくこれを反射させて白表示の
明度向上に寄与させることが可能となる。すなわち、液
晶層での前方散乱光の利用効率を上げて、白表示の明度
を向上させることが可能となる。

【００５１】また、上記再帰性反射板によって反射され
た光は、反射前とほぼ同じ光路を逆にたどるため、反射
層における反射前と反射後とで液晶層における通過位置
が大きくずれることなく、視差の問題を低減することが
できる。

【００５２】また、本発明のさらに他の反射型液晶表示
装置は、上記の課題を解決するために、一対の基板と、
該一対の基板の間に挟持された光散乱型の液晶層とを備
え、液晶パネルの表示面側から入射される外部光を利用
して表示を行う反射型液晶表示装置において、上記液晶
層の背面側に、上記液晶パネルの表示面側から順に、表
示面の上下方向について特定範囲の入射角を有する光を
透過し、残りを反射する透過反射層と、上記透過反射層
のさらに背面側に、表示面の上下方向の入射角に依存し
て吸収率が変化する第１の吸収層と、上記第１の屈折層
から入射される光を透過させる際に、表示面の左右方向
について、表示面法線とのなす角が大きい光を表示面法
線とのなす角が小さい光に変換し、表示面法線とのなす
角が小さい光を表示面法線とのなす角が大きい光に変換
する光線変換層と、上記光線変換層のさらに背面側に、
表示面の左右方向の入射角に依存して吸収率が変化する
第２の吸収層と、上記第２の吸収層を透過した入射光を
入射光と平行な方向に反射する再帰性反射板とを備えて
いることを特徴としている。

【００５３】上記の構成において、液晶パネルの表示面
上方から入射される光は、上記透過反射層の反射面によ
って表示面側に反射され、液晶パネルの表示面法線に近
い方向、もしくは表示面下方から入射される光は、上記
透過反射層を透過して第１の吸収層に到達するものとす
る。

【００５４】また、上記第１の吸収層は、上記透過反射
層を透過した光のうち、液晶パネルの表示面法線に近い
方向から入射される光を透過させ、表示面下方から入射
される光を吸収する。そして、上記第１の吸収層を透過
した光は、光線変換層にて、表示面の左右方向につい
て、進行方向を代えられることになり、表示面の左右方
向から入射された光は、表示面法線とのなす角が小さく
なるように変換されるため、この光は、該光線変換層の
背面側にある第２の吸収層を透過する。逆に、表示面法
線に近い方向から入射された光は、上記光線変換層にて
表示面法線とのなす角が大きくなるように変換されるた
め、この光は第２の吸収層によって吸収される。

【００５５】また、上記構成では、黒表示における観察
者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上のた
めの反射の選択は、上記第２の吸収層における選択的透
過／吸収作用によって行われるため、表示面からの出射
を許容すべきでない光が確実にカットされ、明度が十分
に抑えられた良好な黒表示を得ることができる。

【００５６】さらに、表示面に対して大きな入射角にて
入射される光のうち、表示面上方から入射される光は上
記透過反射層によって反射され、表示面左右方向から入
射される光は再帰性反射板によって反射される。このよ
うな、表示面左右方向から入射される光は、表示面下方
から入射される光のように観察者の体によって遮られる
ことがないため、このような表示面左右方向から入射光
を効率よく使用することで、液晶層での前方散乱光の利
用効率を上げて、白表示の明度を向上させることが可能
となる。

【００５７】また、上記再帰性反射板によって反射され
た光は、反射前とほぼ同じ光路を逆にたどるため、反射
層における反射前と反射後とで液晶層における通過位置
が大きくずれることなく、視差の問題を低減することが
できる。

【００５８】また、上記反射型液晶表示装置において、
特定範囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射する
透過反射層としては、その前面および背面側に水平基板
面を備え、その内部に埋設された反射面と透過面とから
なるプリズム面を備えた傾斜反射部材等を使用すること
ができる。

【００５９】上記傾斜反射部材を用いた構成では、大気
中の屈折率をｎ０、反射面上に隣接する物質の屈折率を
ｎ１とし、 θ＝１／２ × ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１） の式を満たすθを定義した時、上記透過反射層の反射面
は、該透過反射層の水平基板面に対して、θ以上、２×
θ未満の角度を成して配置されている構成とすることが
好ましい。

【００６０】上記構成によれば、表示面法線に対して傾
斜した反射面と基板水平面とがなす傾斜角の最適化を行
うことにより、散乱状態もしくは反射状態で明度が高
く、かつ色付きの少ない良好な白表示を実現することが
できる。

【００６１】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図９に基づいて説明すれば、
以下の通りである。

【００６２】本実施の形態１に係る液晶表示装置の表示
パネルは、図１に示すように、液晶層１が、透明なガラ
ス板や高分子フィルム等の材料からなる前面側基板２お
よび背面側基板３によって挟持された構成である。背面
側基板３上には、角度に依存して吸収率が変化する吸収
層４および反射板５が形成されている。上記液晶パネル
の最前面側にはプリズムシート６が設けられている。

【００６３】吸収層４は、壁状の構造を持つ吸収部位４
ａおよび透過部位４ｂからなるものを使用している。ま
た、上記反射板５は、上記吸収層４の背面側に配置され
ており、例えば、反射面にＡｇ膜等を蒸着によって２０
００Åの膜厚に形成したものを使用している。

【００６４】上記前面側基板２および背面側基板３に
は、それぞれ液晶層１に電圧を印加するための電極７お
よび８が所定パターンにて形成されている。尚、これら
の電極対への電圧印加手段としては、例えばアクティブ
素子等を用いることができるが、本発明における該電圧
印加手段の種類は特に限定されるものではない。

【００６５】さらに、上記電極７および８の上には、水
平配向膜９および１０が塗布により形成されており、上
記液晶層１が電圧無印加状態で水平配向状態となる。ま
た、上記図１では水平配向膜を用いているが、本発明の
液晶表示装置にて用いられる配向膜の種類は特に限定さ
れるものではない。

【００６６】本実施の形態１では、液晶層１には、光散
乱型液晶の一例として、高分子分散型液晶を用いてい
る。但し、本発明はこれに限定されず、以下に列挙する
何れの液晶を用いても同様な効果が得られる。

【００６７】すなわち、本発明の液晶表示装置の液晶層
には、光散乱型液晶として、高分子分散型液晶、ネマテ
ィック−コレステリック相転移型液晶、液晶ゲル等の何
れを用いてもよい。さらに、液晶層が透過状態と、少な
くとも散乱作用が含まれる状態との間で変調されるモー
ド、具体的には、例えば、液晶分子のドメインサイズを
制御して拡散性を付与した透過−反射状態でスイッチン
グするコレステリック液晶、拡散光による露光により拡
散性を付与した透過−反射状態でスイッチングするホロ
グラフィック機能を有する高分子分散型液晶等を用いて
もよい。

【００６８】上記高分子分散型液晶は、低分子液晶組成
物と未重合プレポリマーの混合物を相溶させて基板間に
配置し、プレポリマーを重合させることによって得られ
るものであり、本発明において使用されるプレポリマー
の種類は特に限定されるものではない。ここでは、液晶
性を示す紫外線硬化性プレポリマーと液晶組成物との混
合物を紫外線等の活性光線の照射により光硬化させるこ
とにより得られる硬化物（紫外線硬化液晶）を用いてい
る。高分子分散型液晶として紫外線硬化液晶を用いるこ
とにより、重合性液晶の重合を行う際に加熱を行う必要
がなくなり、他の部材への悪影響を防止できる。

【００６９】上記のプレポリマー液晶混合物としては、
例えば、紫外線硬化材料と液晶（メルク社製：商品名
“ＴＬ２１３”、Δｎ＝0.238)とを２０：８０の重量比
にて混合した混合物に対して少量の重合開始剤（チバ・
ガイギー社製）を添加することによって得られた、常温
でネマティック液晶層を示すプレポリマー液晶混合物を
用いることができる。

【００７０】以上のようにして、作製された液晶層に入
射する光は、印加された電圧に対応して配向した液晶層
の散乱・透過状態にしたがって変調される。尚、本実施
の形態１における液晶層１は、電圧無印加時に透過状態
に、電圧印加時に散乱状態になるように設定されてい
る。

【００７１】ここで、本実施の形態１に係る液晶表示装
置の表示原理を図２および図３を用いて説明する。但
し、上記図２および図３においては、図１における前面
側基板２、液晶層１、電極７・８、および水平配向膜９
・１０の詳細な図示を省略し、これらをスイッチング層
１１（図中、斜線ハッチングにて示す）として記載して
いる。

【００７２】先ず、黒表示の動作について、図２を参照
して説明する。黒表示を行う場合には、電圧が印加され
ない液晶層１は透過状態となっている。この透過状態の
液晶層１に外部光が入射すると、表示面法線に平行もし
くは平行に近い方向からの入射光（すなわち、表示面に
対する入射角が小さい光）１２については、プリズムシ
ート６で屈折作用を受け、屈折作用を受けた後の入射光
１２は、スイッチング層１１と吸収層４との界面に対し
て比較的大きい入射角にて入射される。このため、上記
入射光１２は、吸収層４への入射後、直接、または反射
板５によって反射された後、吸収部位４ａにて吸収され
る。

【００７３】一方、表示面に平行に近い方向からの入射
光（すなわち、表示面に対する入射角が大きい光）１３
は、プリズムシート６で屈折作用を受け、表示面の法線
に対する角度がより大きくなるように屈折される。上記
屈折作用を受けた後の入射光１３は、プリズムシート１
１の入射面に対向する面に到達する。すなわち、上記入
射光１３は、プリズムシート６の面６ａに入射して屈折
された後、面６ｂに到達する。この時、上記入射光１３
は、面６ｂに対する入射角が大きいために面６ｂにて全
反射されることとなり、スイッチング層１１と吸収層４
との界面に対しては比較的小さい入射角にて入射する。
このため、上記入射光１３は、吸収層４において吸収部
位４ａにて確実に吸収されるとは限らず、一部の光は反
射板５にて反射された後、吸収層４から表示面側へ出射
する。上記吸収層４から出射した入射光１３は、プリズ
ムシート６と空気との境界面への到達時において、該境
界面に対して大きな入射角にて入射するため該境界面に
て全反射され、液晶パネルの表示面に対しては大きな出
射角にて出射される。

【００７４】尚、上記プリズムシート６の作用におい
て、液晶パネルの表示面法線とのなす角が大きい光（表
示面に対する入射角が大きい光）を表示面法線とのなす
角が小さい光に変換する前者の作用と、表示面法線との
なす角が小さい光（表示面に対する入射角が小さい光）
を表示面法線とのなす角が大きい光に変換する後者の作
用とは、ある所定値以上の入射角を有する入射光に対し
ては前者の作用を行い、所定値以下の入射角を有する入
射光に対しては後者の作用を行うといった明確な閾値で
もって分けられるものでなくてもよい。

【００７５】言い換えれば、上記プリズムシート６にお
いて、ある特定の入射角を有する入射光に関して前者の
作用を受ける光の割合を考えた場合、通常、上記入射角
と前者の作用を受ける光の割合とは関数的な関係とな
る。すなわち、入射角が大きな入射光については前者の
作用を受ける光の割合が高く、入射角が小さな入射光に
ついては前者の作用を受ける光の割合が低くなるが、こ
の割合は、ある入射角の閾値の前後で１００％と０％と
に分けられるものではない。また、上記プリズムシート
６においては、同時に、入射角が大きな入射光について
は後者の作用を受ける光の割合が低く、入射角が小さな
入射光については後者の作用を受ける光の割合が高くな
る。

【００７６】上記液晶パネルの黒表示においては、外部
からの入射光は、吸収層４にて吸収されるか、もしくは
該液晶パネルの表示面から出射される場合であっても該
表示面に対する出射角が大きくなる。したがって、観察
者が液晶パネルの表示面法線に平行もしくは平行に近い
方向から観察している条件のもとでは、この観察者によ
って液晶パネルの表示面から出射された光が視認される
ことはなく、良好な黒表示が実現される。

【００７７】尚、上記説明にて、入射光１２は表示面法
線に平行もしくは平行に近い方向からの入射光（すなわ
ち、表示面に対する入射角が小さい光）としているが、
上記入射光１２とすべき光の表示面に対する入射角は、
液晶パネルからの出射が許容されるべきでない光の出射
角を基に設定することが必要である。

【００７８】すなわち、本液晶表示装置の出射光のう
ち、観察者が観察する光を観察者側から逆にたどって考
えた時に、その光路が全て吸収部位４ａに到達していれ
ば、そのような出射光は実際に発生しないものと考えら
れる。言い換えれば、入射角がある範囲内にある入射光
について、その入射光が全て吸収部位４ａに吸収される
のであれば、上記入射角と同一の範囲の出射角となるよ
うな出射光は発生しないこととなる。また、任意の入射
角で入射される光を吸収層４において確実に吸収するこ
とは、吸収層４における吸収部位４ａの間隔を適切に設
定することで可能となる。

【００７９】次に、白表示の動作について、図３を参照
して説明する。白表示を行う場合には、電圧が印加され
た液晶層１は散乱状態となっている。この散乱状態の液
晶層１に外部光が入射すると、表示面法線に平行もしく
は平行に近い方向からの入射光１２’は、液晶層１にお
いて散乱作用を受け、後方散乱（図示せず）または前方
散乱した光の一部が観察者側へ出射される。すなわち、
前方散乱光の一部は、吸収層４に対し小さな入射角にて
入射されるため、反射板５にて反射されることによって
た液晶層１に戻り、白表示に寄与する。

【００８０】また、表示面に平行に近い方向からの入射
光１３’についても、上記入射光１２’と同様に、液晶
層１の散乱作用によって後方散乱または前方散乱した光
の一部が観察者方向へ出射する。

【００８１】これにより、白表示に効率のわるい後方散
乱光のみでなく、前方散乱光をも効率よく利用できるた
め良好な白表示が実現される。

【００８２】以上のようにして作製した本実施の形態１
に係る反射型液晶表示装置、および比較用に作製した２
種類の反射型液晶表示装置の反射率およびコントラスト
比を測定した。尚、以下の説明では、本実施の形態１に
係る装置をサンプルＡ、比較用の装置をサンプルＲ１，
Ｒ２と称する。

【００８３】サンプルＡの構造は図１に示すものとし、
サンプルＲ１およびサンプルＲ２の構造はそれぞれ図４
および図５に示すものとする。また、サンプルＲ１およ
びサンプルＲ２の構造は、それぞれ特開平３−１８６８
１６号公報および特開平６−２５８６３８号公報に記載
された反射型液晶表示装置の構造に相当するものであ
る。

【００８４】サンプルＲ１は、図４に示すように、図１
に示すサンプルＡの構造と比較すると、吸収層４および
反射板５が配置される代わりに液晶パネルの最背面側に
吸収層１４が配置されており、他はサンプルＡと同条件
にて作製されている。また、サンプルＲ２は、図５に示
すように、サンプルＡの構造と比較すると、吸収層４お
よび反射板５が配置されておらず、背面側基板３のさら
に背面側にプリズムシート１５および光吸収手段１６が
配置されている。また、上記プリズムシート１５の前面
側および背面側には、空気層１７が設けられている。サ
ンプルＲ２についても、他はサンプルＡと同条件にて作
製されている。

【００８５】ここで、上記測定において使用された測定
装置の構成を図６に示す。上記測定装置では、測定され
るサンプル１８の測定面上に球面体１９を配置し、該球
面体１９の側方に設けられた開口１９ａから測定光を投
光する。上記球面体１９の内周面には等方散乱体が形成
されており、上記測定光は上記等方散乱体による散乱作
用を受けることによって、球面体１９の内周面の全ての
方向から等しい輝度にて上記サンプル１８の測定面へ照
射される。そして、上記サンプル１８の測定面における
反射光が、測定面法線方向から８°傾いた方向に設置さ
れた受光器２０によって受光され測定される。

【００８６】但し、上記受光器２０によって測定される
反射光の正反射成分は遮光板２１によって除外される。
また、上記測定装置における測定値は、サンプル１８に
完全拡散反射板を用いた時の反射率を１００％としてい
る。

【００８７】上記サンプルＡ，Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに
ついて、白表示における反射率、およびコントラスト比
の測定結果を以下の表１に示す。

【００８８】

【表１】

【００８９】上記表１に示した結果においてサンプルＡ
とサンプルＲ１とを比較した場合、サンプルＡにおける
反射率、すなわち白表示の明度がサンプルＲ１に比べて
著しく向上していることが分かる。また、上記サンプル
Ｒ１においては、白表示の明度が低いため、コントラス
ト比に関してもサンプルＡのコントラスト比よりも低い
値となっている。

【００９０】次に、サンプルＡとサンプルＲ２とを比較
した場合、白表示の反射率についてはほぼ同レベルの値
が得られているが、コントラスト比についてはサンプル
Ｒ２の結果が低くなっている。

【００９１】以上のように、本実施の形態１にかかる反
射型液晶表示装置は、前面側基板２及び背面側基板３の
一対の基板の間に挟持された光散乱型の液晶層１とを備
え、液晶パネルの表示面側から入射される外部光を利用
して表示を行うものである。そして、上記液晶パネルの
表示面側から順に、液晶パネルの表示面から入射される
光を透過させる際に、表示面法線とのなす角が大きい光
を表示面法線とのなす角が小さい光に変換し、表示面法
線とのなす角が小さい光を表示面法線とのなす角が大き
い光に変換するプリズムシート６と、上記プリズムシー
ト６を透過した後の光に対し、表示面法線とのなす角が
大きい光を吸収する吸収層４と、上記液晶層１よりも背
面側に配置され、上記吸収層４を透過した入射光を表示
面側に反射する反射板５とをが備えている。

【００９２】上記の構成では、液晶パネルの表示面法線
とのなす角が大きい光（すなわち、表示面に対して大き
な入射角にて入射される光）は、上記プリズムシート６
を透過することにより、表示面法線とのなす角が小さい
光に変換される。逆に、表示面法線とのなす角が小さい
光（すなわち、表示面に対して小さな入射角にて入射さ
れる光）は、上記プリズムシート６を透過することによ
り、表示面法線とのなす角が大きい光に変換される。

【００９３】上記プリズムシート６を透過した光に関し
て、上記吸収層４は、液晶パネルの表示面法線とのなす
角が大きい光、すなわち、表示面に対して小さな入射角
にて入射された光を吸収する。また、上記吸収層４への
入射時において表示面法線とのなす角が小さい光は、一
部は該吸収層４にて吸収されるものの、多くは該吸収層
４を透過して反射板５にて反射される。上記反射板５に
て反射された光は、液晶層１が透過状態にある時はプリ
ズムシート６にて表示面法線とのなす角が大きい光（す
なわち、表示面に対して大きな出射角にて出射される
光）に変換されて表示面から出射されるため、観察者に
視認されることがなく、また、液晶層１が散乱状態にあ
る時には、該液晶層１の散乱作用によって白表示の明度
向上に寄与する。

【００９４】ここで、上記吸収層４は、光吸収作用によ
って表示面の法線方向に出射される光を無くし良好な黒
表示を与えるものであるが、このためには、表示面に対
し小さな入射角で入射される光を吸収する必要がある。
一方で、上記吸収層４には、壁状の構造を持つ吸収部位
と透過部位とからなるルーバーを用いることが好適であ
るが、上記ルーバーは、吸収層４への入射時に表示面法
線とのなす角が大きい光を吸収する。これは、上記プリ
ズムシート６にて、表示面法線とのなす角が小さい光を
表示面法線とのなす角が大きい光に変換することによっ
て可能となる。

【００９５】また、上記構成では、黒表示における観察
者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上のた
めの反射の選択は、上記吸収層４における選択的透過／
吸収作用によって行われる。このような選択的透過／吸
収による方法は、特開平６−２５８６３８号公報のよう
な選択的透過／反射による方法に比べ、表示面からの出
射を許容すべきでない光が確実にカットされるので、明
度が十分に抑えられた良好な黒表示を得ることができ
る。

【００９６】さらに、上記プリズムシート６は、表示面
法線とのなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が小
さい光に変換するため、上記吸収層４の透過方向、およ
び上記反射板５の反射面法線方向を、表示面法線方向と
一致させれば、表示面に対して所定値以上の入射角を有
する入射光に対し、その入射される向きに関係なくこれ
を反射させて白表示の明度向上に寄与させることが可能
となる。すなわち、液晶層１での前方散乱光の利用効率
を上げて、白表示の明度を向上させることが可能とな
る。

【００９７】また、上記特開平６−２５８６３８号公報
の課題として挙げた視差の問題に関しては、上記プリズ
ムシート６を液晶層１の前面側に配置していることで解
決している。

【００９８】すなわち、上記プリズムシート６を液晶層
１の前面側に配置した場合、表示面に対して大きな入射
角で入射された光は、プリズムシート６を通過すること
によって、表示面法線とのなす角が小さい光となって液
晶層１を通過する。そして、反射板５にて反射された
後、再度液晶層１を通過して表示面から出射される。こ
の場合、上記液晶層１を通過する光は、表示面法線との
なす角が小さい光線となっているため、反射板５におけ
る反射前と反射後とで液晶層１における通過位置が大き
くずれることなく、視差の問題を低減することができ
る。

【００９９】また、上記プリズムシート６には例えばプ
リズムシートが用いられ、該プリズムシート６は、屈折
および反射作用によって光線の進行方向の変換を行うた
め空気層との接触を必要とする。このため、上記プリズ
ムシート６を液晶セル内部に作り込むことは困難とな
る。したがって、上記プリズムシート６を液晶セルに外
付けされる（基板の外側に配置される）が、該プリズム
シート６を液晶層１の背面側に設置すると、反射板５も
液晶セルに対して外付けされることとなる。この場合、
上記液晶層１と反射板５との間には、背面側基板が存在
し、液晶層１と反射板５との距離が遠くなることによっ
て視差の問題が顕著化する。

【０１００】しかしながら、上記プリズムシート６を液
晶層１の前面側に設置すると、反射板５は液晶セル内部
に作り込むことが可能となり、この場合には、上記液晶
層１と反射板５とを近接して配置することが可能となる
ため、視差の問題をより低減することが可能となる。

【０１０１】また、本実施の形態における変形例として
は、図７ないし９に示すような構造の液晶パネルが考え
られる。

【０１０２】図７に示す液晶パネルは、図１に示す液晶
パネルの構造と比較して、吸収層４が省略されると共
に、液晶層１の代わりに液晶層２２が形成されている。
他の構成は、図１の液晶パネルと同一である。

【０１０３】上記液晶層２２には、吸収部位２２ａが形
成されており、すなわち、上記液晶層２２は、図１にお
ける液晶層１と吸収層４との両方の役割を兼ね備えた層
として形成されている。このように、本実施の形態１に
おける吸収層は、少なくとも、プリズムシートと反射板
との間に形成されていれば、その配置箇所は特に限定さ
れず、また、液晶層に吸収層の機能を兼ね備える構成と
することも可能である。

【０１０４】また、図８に示す液晶パネルは、図１に示
す液晶パネルの構造と比較して、パネル前面のプリズム
シート６が無く、代わりに液晶層１の背面側にプリズム
シート２３が設けられている。このようにプリズムシー
ト２３を液晶層１の背面側に配置する場合には、該プリ
ズムシート２３に接して空気層２４を設ける必要があ
り、この場合、プリズムシート２３および空気層２４を
液晶セル内部に作り込むことができないため、図８の液
晶パネルでは、中間基板２５を設け、該中間基板２５の
背面側にプリズムシート２３および空気層２４を外付け
している。また、上記プリズムシート２３の背面側に吸
収層４が配置され、該吸収層４のさらに背面側には反射
板５の代わりに再帰性反射板２６が配置されている。他
の構成は、図１の液晶パネルと同一である。尚、上記再
帰性反射板２６としては、例えば、コーナーキューブ、
微小ビーズ、またはマイクロレンズアレイを用いたもの
が使用できる。

【０１０５】このように、本実施の形態１におけるプリ
ズムシートは、液晶層１の前面側ではなく背面側に配置
することも可能であるが、この場合、吸収層４の背面側
における反射板を通常の平坦な反射面を備えたものとす
ると、視差の問題が発生する。

【０１０６】すなわち、図８の構成において、反射板２
６によって反射され表示面から出射される光は、プリズ
ムシート２３が液晶層１の背面側にあることから、液晶
層１の通過時には表示面法線とのなす角が大きい光とな
っている。このため、上記反射板２６が再帰性を有する
ものでなければ、上記光は反射板２６による反射前と反
射後とで液晶層１の大きく離れた位置を通過することに
なり視差が生じる。

【０１０７】しかしながら、実際には、上記反射板２６
は再帰性を有するものであり、この場合には、上記反射
板２６による反射前と反射後との光線は液晶層１のほぼ
同じ位置を通ることになるため、上記視差の問題が解消
できる。

【０１０８】また、プリズムシートを液晶層の背面側に
配置する場合には再帰性反射板を用いる必要があるが、
逆に、再帰性反射板を用いる場合に必ずしもプリズムシ
ートを液晶層の背面側に配置する必要はない。すなわ
ち、図１の構成において反射板５を再帰性反射板２６に
代えた図９に示すような構成とすることも可能である。
さらに、図９の構成において、再帰性反射板を２６を背
面側基板３に対して外付けし、プロセスの付加を低減す
る構成とすることも可能である。

【０１０９】尚、以上の図７ないし９に示した変形例で
は、白表示における反射率およびコントラスト比におい
て、図１に示す構造のサンプルＡとほぼ同程度の結果が
得られることを確認している。

【０１１０】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の一形
態について図１０および図１１に基づいて説明すれば、
以下の通りである。

【０１１１】本実施の形態２に係る液晶表示装置の表示
パネルは、図１の液晶パネルと同様に、図１０に示すよ
うに、液晶層１が透明なガラス板や高分子フィルム等の
材料からなる前面側基板２および背面側基板３によって
挟持された構成である。背面側基板３上には、傾斜反射
板２７と、角度に依存して吸収率が変化する吸収層２８
とが形成されている。上記傾斜反射板２７と吸収層２８
とでは、吸収層２８が背面側に位置する。

【０１１２】さらに、上記前面側基板２および背面側基
板３には、それぞれ液晶層１に電圧を印加するための電
極７および８、さらに、上記液晶層１を電圧無印加状態
で水平配向状態とするための水平配向膜９および１０が
図１の液晶パネルと同様に形成されている。

【０１１３】吸収層２８は、傾斜した壁状の構造を持つ
吸収部位２８ａおよび透過部位２８ｂからなるものを使
用している。また、傾斜反射板２７は、傾斜面２７ｂと
垂直面２７ｃとを有する透明体２７ａが連続して配置さ
れた構成であり、上記傾斜面２７ｂは反射面であり、上
記垂直面２７ｃは透過面として形成されている。上記傾
斜面２７ｂは、該面にＡｇ等を斜方蒸着することにより
反射面とすることができる。さらに、上記透明体２７ａ
上には平坦化膜２７ｄが形成されており、上記傾斜反射
板２７は該平坦化膜２７ｄの形成された側にて上記電極
８の形成層と接するように配置される。

【０１１４】また、上記傾斜面２７ｂの傾斜方向は、表
示面の上方から下方にかけて表示面側に突出するように
設定されている（この理由については後述する）。ま
た、上記吸収層２８における吸収部位２８ａの傾斜方向
も、上記傾斜反射板２７における傾斜面２７ｂの傾斜方
向とほぼ同方向に設定される。すなわち、上記吸収層２
８は、斜め下方から入射され特定範囲の入射角を有する
光のみを透過するように設定されている。

【０１１５】さらに、上記吸収層２８のさらに背面側に
は、再帰性反射板２６が配置されている。

【０１１６】ここで、本実施の形態２に係る液晶表示装
置の黒表示の表示原理を図１１を用いて説明する。但
し、図１１においては、図１０における前面側基板２、
液晶層１、電極７・８、および水平配向膜９・１０の詳
細な図示を省略し、これらをスイッチング層２９（図
中、斜線ハッチングにて示す）として記載している。

【０１１７】黒表示を行う場合には、電圧が印加されな
い液晶層１は透過状態となっている。この透過状態の液
晶層１に外部光が入射すると、表示面法線に平行もしく
は平行に近い方向からの入射光（すなわち、表示面に対
する入射角が小さい光）３０については、スイッチング
層２９を透過後、スイッチング層２９と平坦化膜２７ｄ
との界面から傾斜反射板２７に到達し、該傾斜面２７ｂ
にて反射される。傾斜面２７ｂにて反射された入射光３
０の一部は、隣接する透明体２７ａの垂直面２７ｃを透
過して、該透明体２７ａの傾斜面２７ｂにて反射される
ことによって吸収層２８に入射し吸収部位２８ａにて吸
収される。また、傾斜面２７ｂにて反射された入射光３
０の残りの光は、前面側基板２と空気層との界面におけ
る全反射を介して、吸収層２８に入射し吸収部位２８ａ
にて吸収される。

【０１１８】また、表示面に平行に近い方向からの入射
光（すなわち、表示面に対する入射角が大きい光）であ
り、かつ表示面の上方から入射される入射光３１は、前
面側基板２と空気層との界面に入射する時に屈折作用を
受け、傾斜反射板２７の傾斜面２７ｂに到達する。この
時、上記入射光３１は、傾斜面２７ｂに対して比較的小
さな入射角にて入射するため、その反射方向は入射光と
ほぼ同方向、すなわち、表示面に対して上方へ向けて反
射される。上記傾斜面２７ｂにて反射された光は、前面
側基板２と空気層との界面から出射する際に屈折作用を
受け、表示面に平行に近い方向、かつ表示面の上方へ向
けて出射する。

【０１１９】また、表示面に平行に近い方向からの入射
光（すなわち、表示面に対する入射角が大きい光）であ
り、かつ表示面の下方から入射される入射光３２は、傾
斜反射板２７の傾斜面２７ｂにて２回の反射を受けた
後、吸収層２８へ至るが、この時、その光線の進行方向
が吸収層２８における吸収部位２８ａの傾斜方向と近く
なるため、一部の光は上記吸収層２８を通過し、再帰性
反射板２６によって反射される。再帰性反射板２６によ
って反射された光線３２は、入射経路と同一の光路を通
って表示面から出射される。

【０１２０】すなわち、上記液晶パネルの黒表示におい
ては、外部からの入射光は、吸収層２８にて吸収される
か、もしくは該液晶パネルの表示面から出射される場合
であっても該表示面に対する出射角が大きくなる。した
がって、観察者が液晶パネルの表示面法線に平行もしく
は平行に近い方向から観察している条件のもとでは、こ
の観察者によって液晶パネルの表示面から出射された光
が視認されることはなく、良好な黒表示が実現される。

【０１２１】次に、白表示を行う場合には、電圧が印加
された液晶層１は散乱状態となっており、散乱状態の液
晶層１に外部光が入射すると、その後方散乱光が白表示
に用いられる。さらに、前方散乱光については、図１１
に示した光線３１のように、傾斜反射板２７の傾斜面２
７ｂによって反射され表示面側に向かう光や、光線３２
のように、吸収層２８を透過して再帰性反射板２６によ
って反射される光が液晶層１にて再度散乱作用を受けて
白表示に寄与する。

【０１２２】尚、上記傾斜反射板２７において、傾斜面
２７ｂの傾斜方向を、表示面の上方から下方にかけて表
示面側に突出するように設定する構成は、特に、表示面
に平行に近い方向からの入射光であり、かつ表示面の上
方から入射される入射光３１’の利用効率を高めること
を目的とするものである。

【０１２３】すなわち、表示面の斜め上方から入射され
る入射光の液晶層１への最初の入射時における前方散乱
光は、上記傾斜反射板２７の傾斜面２７ｂにて表示面側
に反射されることによって白表示に寄与する。この時、
上記傾斜面２７ｂは、上述のような傾斜方向を有するこ
とにより、表示面の斜め上方からの入射光を観察者側に
より多く反射し、これによって白表示の明度が増す。こ
こで、反射型液晶表示方式（以下、反射モード）で用い
られる外部光は、それが日光であるにしろ、室内の照明
光であるにしろ、殆どの場合、表示面の斜め上方から入
射されることとなる。したがって、このような表示面の
斜め上方からの入射光の利用効率を高める上記構成で
は、実質的に白表示の明度を向上させることが可能とな
る。

【０１２４】また、上記反射型液晶表示装置において、
特定範囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射する
傾斜反射板２７としては、その前面および背面側に水平
基板面を備え、その内部に埋設された反射面２７ｂと透
過面２７ｃとからなるプリズム面を備えた傾斜反射部材
２７を使用している。

【０１２５】また、上記傾斜反射部材２７においては、
大気中の屈折率をｎ０、反射面上に隣接する物質の屈折
率をｎ１とし、 θ＝１／２ × ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１）・・・・（１） の式（１）を満たすθを定義した時、上記傾斜面２７ｂ
は、該傾斜反射板２７の水平基板面に対して、θ以上、
２×θ未満の角度を成して配置されている構成とするこ
とが好ましい。

【０１２６】すなわち、上記傾斜反射板２７では、黒表
示の動作時において、電源オフ時（電圧無印加時）、入
射光が透過状態の液晶層１を傾斜面２７ｂに対して法線
方向から入射する光よりも観察者から遠い側（液晶パネ
ルの上側）から入射すると、前面側基板２に入射した際
に屈折作用を受け、スイッチング層２９、平坦化膜２７
ｄを透過し、またそれぞれの層における屈折率の違いに
応じた屈折作用を受け、傾斜面２７ｂに達する。その
後、傾斜面２７ｂ上で正反射され、同様に平坦化膜２７
ｄ、スイッチング層２９を透過し、前面側基板２から出
射される際に、屈折作用を受け出射する。この際、傾斜
面２７ｂの傾斜角（傾斜面２７ｂと表示面とが成す角
度）を、式（１）で決定されるθよりも大きい値（但
し、２×θ未満）に設定しておけば、出射光は基板法線
方向から観察者側から遠い方向（液晶パネルの上側）へ
出射されることになり、この場合は観察者の目に観察さ
れることはない。

【０１２７】また、傾斜面２７ｂと表示面とが成す角度
の上限については、２×θ未満であることが好ましい。
実用的な液晶層１の散乱効率を考慮すると、散乱光は該
液晶層１を透過する光線の近傍で得られるため、十分な
明度の白表示を得るには、本反射型液晶表示装置に入射
し、液晶層１を透過した光線が、黒表示を損なわない範
囲で本液晶表示装置外に出射するような条件に設定する
ことが望ましい。そのためには、反射面が境界面に対し
て成す角度は式（１）で定義される２×θよりも小さい
ことが必要である。

【０１２８】ここで、傾斜面２７ｂの傾斜角θ（上記の
式１を満たす値）は、前面側基板２に液晶パネル上側か
ら水平に入射してくる光があると仮定したときの入射光
が、基板に垂直方向に出射されるように決定したもので
ある。ただし、ｎ０は大気中の屈折率の大きさであり、
ｎ１は傾斜面２７ａを平坦化する物質（ここでは、平坦
化膜２７ｄ）の屈折率の大きさである。

【０１２９】これにより、表示面法線に対して傾斜した
反射面となる傾斜面２７ｂと基板水平面とがなす傾斜角
の最適化を行うことにより、散乱状態もしくは反射状態
で明度が高く、かつ色付きの少ない良好な白表示を実現
することができる。

【０１３０】以上のようにして作製した本実施の形態２
に係る反射型液晶表示装置（図１０の構成）をサンプル
Ｂとして、反射率を図６に示す計測装置で計測し、実施
の形態１で用いたサンプルＲ１の結果と比較した。結果
を以下の表２に示す。

【０１３１】

【表２】

【０１３２】上記表２に示した結果においてサンプルＢ
とサンプルＲ１とを比較した場合、サンプルＢにおける
反射率、すなわち白表示の明度がサンプルＲ１に比べて
著しく向上していることが分かる。また、上記サンプル
Ｒ１においては、白表示の明度が低いため、コントラス
ト比に関してもサンプルＢのコントラスト比よりも低い
値となっている。

【０１３３】〔実施の形態３〕本発明の他の実施の一形
態について図１２および図１３に基づいて説明すれば、
以下の通りである。

【０１３４】本実施の形態３に係る液晶表示装置の表示
パネルは、実施の形態２の液晶パネルと類似した構成で
あり、図１２（ａ）に示すように、前面側基板２から傾
斜反射板２７までの構成は図１０の液晶パネルと同一の
構成である。そして、上記図１２の液晶パネルでは、傾
斜反射板２７の背面側に、第１の吸収層３３、第１の中
間基板３４、空気層３５、プリズムシート３６、第２の
吸収層３７、再帰性反射板２６、および背面側基板３が
配置されている。

【０１３５】上記第１の吸収層３３は、壁状の構造を持
つ吸収部位３３ａおよび透過部位３３ｂからなるものを
使用しており、その構造は、図１に示した吸収層４と同
じである。

【０１３６】空気層３５およびプリズムシート３６は、
図８に示す空気層２４およびプリズムシート２３と同様
に、これらの層を透過する光に対してその進行方向を変
える作用を与えるものであるが、プリズムシート３６の
配置方向はプリズムシート２３の配置方向と面内にて９
０°異なっている。すなわち、上記プリズムシート３６
は、複数のリニアプリズムが、表示面の左右方向に沿っ
て連続的に配置された構造となっている（各リニアプリ
ズムの長手方向が、表示面上下方向と一致する）。ま
た、上記プリズムシート３６は、その前面側にて空気層
３５が設けられているため液晶セル内部に作り込むこと
ができず、このため上記液晶パネルでは中間基板３４を
設けて上記プリズムシート３６を中間基板３４に外付け
している。

【０１３７】また、第２の吸収層３７は、上記第１の吸
収層３３と同様に、壁状の構造を持つ吸収部位３７ａお
よび透過部位３７ｂからなるものを使用しているが、上
記吸収部位３７ａの配列方向は、第１の吸収層３３にお
ける吸収部位３３ａの配列方向とは、面内にて９０°異
なっている。

【０１３８】上記第２の吸収層３７の背面側には、再帰
性反射板２６が配置され、さらにその背面側に背面側基
板３が配置される。

【０１３９】本実施の形態３に係る構造、すなわち図１
２に示す液晶パネルの構造は、実施の形態２に係る構造
の液晶パネル（図１０に示す構造）と比較し、３次元的
な観念において、より周囲外光の効率的利用を図ってい
るものである。

【０１４０】具体的に説明すると、実施の形態２におい
ての説明は、液晶パネルの表示面の上下方向のみを考慮
しての２次元平面内での議論であったため、表示面に入
射される光について、その表示面左右方向からの入射成
分は考慮されていなかった。すなわち、図１０に示す構
造の液晶パネルにおいて、３次元立体的に周囲外光の利
用効率を反射率のダイアグラムにて表したところ、図１
４（ｂ）に示すようなものとなっていた。

【０１４１】尚、図１４（ｂ）のダイアグラムは、図１
４（ａ）に示すように円グラフの円周方向が表示面に入
射する光の方位角方向を示しており、これは表示面の上
下左右に合わせて表されている。また、円の径方向は表
示面に入射する光の極角を示している。

【０１４２】図１０の構造の液晶パネルでは、図１４
（ｂ）に示すように、パネルの上方から入射される光に
ついては、傾斜反射板２７によって反射されることによ
りほぼ１００％の反射率が達成されている。そして、パ
ネル表示面の上下方向の中心付近から入射される光につ
いては、吸収層２８にて吸収されることにより０％の反
射率となっている。さらに、パネルの下方から入射され
る光については、傾斜反射板２７および吸収層２８を透
過して再帰性反射板２６によって反射される。この時、
一部の光は吸収層２８にて吸収されるため、反射率は約
７５％程度となっている。

【０１４３】上記図１０の構造の液晶パネルでは、パネ
ルの下方から入射される光を反射することで、白表示の
明度向上を図るものであるが、実際には、パネル下方か
らの入射光は観察者の体によって遮られることが多く、
白表示の明度向上に寄与する部分は他の方位から入射さ
れる光に比べて小さいと言える。

【０１４４】これに対して、本実施の形態３に係る構造
の液晶パネル（図１２の構造）では、パネルの下方では
なく、パネルの左右方向から入射される光の反射効率を
高め、より明度の高い白表示を行おうとするものであ
る。

【０１４５】ここで、本実施の形態３に係る液晶表示装
置の黒表示の表示原理を図１３を用いて説明する。但
し、図１３においては、図１２における前面側基板２、
液晶層１、電極７・８、および水平配向膜９・１０の詳
細な図示を省略し、これらをスイッチング層２９（図
中、斜線ハッチングにて示す）として記載している。

【０１４６】黒表示を行う場合には、電圧が印加されな
い液晶層１は透過状態となっている。この透過状態の液
晶層１に外部光が入射すると、表示面の上下方向に関し
て、表示面法線に平行もしくは平行に近い方向からの入
射光（すなわち、表示面に対する入射角が小さい光）３
８，３８’，３８”については、スイッチング層２９を
透過後、スイッチング層２９と平坦化膜２７ｄとの界面
から傾斜反射板２７に到達し、該傾斜面２７ｂにて反射
される。傾斜面２７ｂにて反射された入射光のうち、入
射光３８は、前面側基板２と空気層との界面における全
反射を介して、吸収層２８に入射し吸収部位２８ａにて
吸収される。また、入射光３８’，３８”は、隣接する
透明体２７ａの垂直面２７ｃを透過して、該透明体２７
ａの傾斜面２７ｂにて反射されることによって吸収層２
８に入射するが、この入射角が表示面法線と近い方向と
なるため該吸収層２８を透過する。

【０１４７】ここで、上記吸収層２８を透過した光線３
８’は、表示面の左右方向に関しても表示面法線に平行
もしくは平行に近い方向からの入射光であるとする。こ
のような入射光３８’は、観察者側からの入射光である
ため、この光を表示面から出射させる黒表示の明度上昇
を招くこととなり好ましくない。したがって、上記入射
光３８’は、吸収層２８の透過後、空気層３５とプリズ
ムシート３６との界面にて屈折を受けることにより、吸
収層３７の吸収部位３７ａにより吸収される。

【０１４８】一方、上記吸収層２８を透過した光線３
８”は、表示面の左右方向に関しては、表示面法線との
なす角が大きい入射光であるとする。上記入射光３８”
は、吸収層２８の透過後、空気層３５とプリズムシート
３６との界面にて屈折を受け、吸収層３７を透過して、
再帰性反射板２６にて反射される。上記再帰性反射板２
６にて反射された光線３８”は、該再帰性反射板２６へ
の入射前と同一の光路を逆にたどって表示面から出射さ
れるが、その出射方向は、表示面の左右方向の何れかに
傾いた光であるため、黒表示時には観察者には視認され
ない。

【０１４９】また、表示面の上方から入射される入射光
３９は、前面側基板２と空気層との界面に入射する時に
屈折作用を受け、傾斜反射板２７の傾斜面２７ｂに到達
する。この時、上記入射光３１は、傾斜面２７ｂに対し
て比較的小さな入射角にて入射するため、その反射方向
は入射光とほぼ同方向、すなわち、表示面に対して上方
へ向けて反射される。上記傾斜面２７ｂにて反射された
光は、前面側基板２と空気層との界面から出射する際に
屈折作用を受け、表示面に平行に近い方向、かつ表示面
の上方へ向けて出射する。

【０１５０】また、表示面の下方から入射される入射光
４０は、傾斜反射板２７の傾斜面２７ｂにて２回の反射
を受けた後、吸収層２８へ至り、吸収部位２８ａによっ
て吸収される。

【０１５１】次に、白表示を行う場合には、電圧が印加
された液晶層１は散乱状態となっており、散乱状態の液
晶層１に外部光が入射すると、その後方散乱光が白表示
に用いられる。さらに、前方散乱光については、図１３
に示した光線３９のように、傾斜反射板２７の傾斜面２
７ｂによって反射され表示面側に向かう光や、光線３
８”のように、吸収層３３および３７を透過して再帰性
反射板２６によって反射される光が液晶層１にて再度散
乱作用を受けて白表示に寄与する。

【０１５２】ここで、図１２に示す構造の液晶パネルに
おいて、周囲外光の反射率を３次元立体的に示したダイ
アグラムを図１４（ｃ）に示す。

【０１５３】上記液晶パネルでは、図１４（ｃ）に示す
ように、パネルの上方から入射される光については、傾
斜反射板２７によって反射されることによりほぼ１００
％の反射率が達成されている。そして、パネルの下方か
ら入射される光については、吸収層３３にて吸収される
ことにより０％の反射率となっている。さらに、パネル
表示面の上下方向の中心付近から入射される光について
は、パネル表示面の左右方向についても中心付近からの
入射となる光が吸収層３７にて吸収されることにより０
％の反射率となっている。一方、パネル表示面の左右方
向からの入射となる光は、傾斜反射板２７および吸収層
３３・３７を透過して再帰性反射板２６によって反射さ
れる。この時、一部の光は吸収層３３・３７にて吸収さ
れるため、反射率は約７５％程度となっている。

【０１５４】このように、上記図１２の構造の液晶パネ
ルでは、パネルの左右方向から入射される光を反射する
ことで、白表示の明度向上を図るものである。ここで、
図１４（ｂ）および図１４（ｃ）のダイアグラムを比較
すると、分布形状が異なるのみで、反射率と領域面積
（正確には立体角）との積分値は大きく異ならない。し
かしながら、実際には、パネル下方からの入射光よりも
パネルの左右方向からの入射光の方が観察者の体によっ
て遮られない分、白表示の明度向上に寄与する部分が大
きく、本実施の形態３に係る液晶パネルは、実施の形態
２に係る液晶パネルよりも外部光の利用効率が高いと言
える。

【０１５５】以上のようにして作製した本実施の形態３
に係る反射型液晶表示装置（図１２の構成）をサンプル
Ｃとして、反射率を図６に示す計測装置で計測し、実施
の形態１で用いたサンプルＲ１の結果と比較した。結果
を以下の表３に示す。

【０１５６】

【表３】

【０１５７】上記表３に示した結果においてサンプルＣ
とサンプルＲ１とを比較した場合、サンプルＣにおける
反射率、すなわち白表示の明度がサンプルＲ１に比べて
著しく向上していることが分かる。また、上記サンプル
Ｒ１においては、白表示の明度が低いため、コントラス
ト比に関してもサンプルＣのコントラスト比よりも低い
値となっている。

【０１５８】

【発明の効果】本発明の反射型液晶表示装置は、以上の
ように、上記液晶パネルの表示面側から順に、液晶パネ
ルの表示面から入射される光を透過させる際に、表示面
法線とのなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が小
さい光に変換し、表示面法線とのなす角が小さい光を表
示面法線とのなす角が大きい光に変換する光線変換層
と、上記光線変換層を透過した後の光に対し、表示面法
線とのなす角が大きい光を吸収する吸収層と、上記液晶
層よりも背面側に配置され、上記吸収層を透過した入射
光を表示面側に反射する反射層とを備えている構成であ
る。

【０１５９】それゆえ、上記構成では、黒表示における
観察者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上
のための反射の選択が、上記吸収層における選択的透過
／吸収作用によって行われ、表示面からの出射を許容す
べきでない光が確実にカットされるので、明度が十分に
抑えられた良好な黒表示を得ることができるという効果
を奏する。

【０１６０】さらに、上記光線変換層は、表示面法線と
のなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が小さい光
に変換するため、上記吸収層の透過方向、および上記反
射層の反射面法線方向を、表示面法線方向と一致させれ
ば、表示面に対して所定値以上の入射角を有する入射光
に対し、その入射される向きに関係なくこれを反射させ
て白表示の明度向上に寄与させることができるという効
果を奏する。

【０１６１】また、上記光線変換層を液晶層の前面側に
配置した場合には、表示面に対して大きな入射角で入射
された光は、光線変換層を通過することによって、表示
面法線とのなす角が小さい光となって液晶層を通過す
る。そして、反射層にて反射された後、再度液晶層を通
過して表示面から出射される。この場合、上記液晶層を
通過する光は、表示面法線とのなす角が小さい光線とな
っているため、反射層における反射前と反射後とで液晶
層における通過位置が大きくずれることなく、視差の問
題を低減することができるという効果を奏する。

【０１６２】さらに、上記反射層を再帰性反射板とする
場合には、上記反射層によって反射された光は、反射前
とほぼ同じ光路を逆にたどるため、この場合も、反射層
における反射前と反射後とで液晶層における通過位置が
大きくずれることなく、視差の問題を低減することがで
きるという効果を奏する。

【０１６３】また、本発明の他の反射型液晶表示装置
は、以上のように、上記液晶層の背面側に、上記液晶パ
ネルの表示面側から順に、特定範囲の入射角を有する光
を透過し、残りを反射する透過反射層と、上記透過反射
層のさらに背面側に、入射角に依存して吸収率が変化す
る吸収層と、上記吸収層を透過した入射光を入射光と平
行な方向に反射する再帰性反射板とを備えている構成で
ある。

【０１６４】それゆえ、上記構成では、黒表示における
観察者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上
のための反射の選択は、上記透過反射層における選択的
透過／反射作用によって行われる。尚、ここでの選択的
透過／反射は、特開平６−２５８６３８号公報のような
選択的透過／反射による方法とは異なり、屈折率の異な
る媒質の境界面における透過／反射作用を利用していな
いため、表示面からの出射を許容すべきでない光が確実
にカットされるので、明度が十分に抑えられた良好な黒
表示を得ることができるという効果を奏する。

【０１６５】さらに、表示面に対して大きな入射角にて
入射される光のうち、表示面上方から入射される光は上
記透過反射層によって反射され、表示面下方から入射さ
れる光は再帰性反射板によって反射されるため、表示面
に対して所定値以上の入射角を有する入射光に対し、そ
の入射される向きに関係なくこれを反射させて白表示の
明度向上に寄与させることができるという効果を奏す
る。

【０１６６】また、上記再帰性反射板によって反射され
た光は、反射前とほぼ同じ光路を逆にたどるため、反射
層における反射前と反射後とで液晶層における通過位置
が大きくずれることなく、視差の問題を低減することが
できるという効果を奏する。

【０１６７】また、本発明のさらに他の反射型液晶表示
装置は、以上のように、上記液晶層の背面側に、上記液
晶パネルの表示面側から順に、表示面の上下方向につい
て特定範囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射す
る透過反射層と、上記透過反射層のさらに背面側に、表
示面の上下方向の入射角に依存して吸収率が変化する第
１の吸収層と、上記第１の屈折層から入射される光を透
過させる際に、表示面の左右方向について、表示面法線
とのなす角が大きい光を表示面法線とのなす角が小さい
光に変換し、表示面法線とのなす角が小さい光を表示面
法線とのなす角が大きい光に変換する光線変換層と、上
記光線変換層のさらに背面側に、表示面の左右方向の入
射角に依存して吸収率が変化する第２の吸収層と、上記
第２の吸収層を透過した入射光を入射光と平行な方向に
反射する再帰性反射板とを備えていることを特徴として
いる。

【０１６８】それゆえ、上記構成では、黒表示における
観察者方向への出射光の吸収、および白表示の明度向上
のための反射の選択は、上記第２の吸収層における選択
的透過／吸収作用によって行われるため、表示面からの
出射を許容すべきでない光が確実にカットされ、明度が
十分に抑えられた良好な黒表示を得ることができるとい
う効果を奏する。

【０１６９】さらに、表示面に対して大きな入射角にて
入射される光のうち、表示面上方から入射される光は上
記透過反射層によって反射され、表示面左右方向から入
射される光は再帰性反射板によって反射される。このよ
うな、表示面左右方向から入射される光は、表示面下方
から入射される光のように観察者の体によって遮られる
ことがないため、このような表示面左右方向から入射光
を効率よく使用することで、液晶層での前方散乱光の利
用効率を上げて、白表示の明度を向上させることができ
るという効果を奏する。

【０１７０】また、上記再帰性反射板によって反射され
た光は、反射前とほぼ同じ光路を逆にたどるため、反射
層における反射前と反射後とで液晶層における通過位置
が大きくずれることなく、視差の問題を低減することが
できるという効果を奏する。

【０１７１】また、上記反射型液晶表示装置において、
特定範囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射する
透過反射層としては、その前面および背面側に水平基板
面を備え、その内部に埋設された反射面と透過面とから
なるプリズム面を備えた傾斜反射部材等を使用すること
ができる。

【０１７２】上記傾斜反射部材を用いた構成では、大気
中の屈折率をｎ０、反射面上に隣接する物質の屈折率を
ｎ１とし、 θ＝１／２ × ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１） の式を満たすθを定義した時、上記透過反射層の反射面
は、該透過反射層の水平基板面に対して、θ以上、２×
θ未満の角度を成して配置されている構成とすることが
好ましい。このように、表示面法線に対して傾斜した反
射面と基板水平面とがなす傾斜角の最適化を行うことに
より、散乱状態もしくは反射状態で明度が高く、かつ色
付きの少ない良好な白表示を実現することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、液晶パ
ネルの構成を示す断面図である。

【図２】上記液晶パネルの黒表示の表示原理を示す説明
図である。

【図３】上記液晶パネルの白表示の表示原理を示す説明
図である。

【図４】上記液晶パネルの反射率の計測において、比較
例として用いられた液晶パネルの構成を示す断面図であ
る。

【図５】上記液晶パネルの反射率の計測において、比較
例として用いられた他の液晶パネルの構成を示す断面図
である。

【図６】上記液晶パネルの反射率の計測において用いら
れた計測装置を示す説明図である。

【図７】実施の形態１に示す液晶パネルの、図１とは異
なる変形例を示す断面図である。

【図８】実施の形態１に示す液晶パネルの、図１とは異
なる他の変形例を示す断面図である。

【図９】実施の形態１に示す液晶パネルの、図１とは異
なる更に他の変形例を示す断面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態を示すものであり、液
晶パネルの構成を示す断面図である。

【図１１】図１０の上記液晶パネルの黒表示の表示原理
を示す説明図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施形態を示すものであ
り、液晶パネルの構成を示す断面図である。

【図１３】図１２の上記液晶パネルの黒表示の表示原理
を示す説明図であり、（ａ）は上記液晶パネルを横から
見た図、（ｂ）は上記液晶パネルをうえから見た図であ
る。

【図１４】液晶パネルの表示面に入射される周囲が以降
の反射率を示す説明図であり、（ａ）はダイアグラムの
説明図、（ｂ）は図１０の構成の液晶パネルにおける反
射率を示す説明図、（ｃ）は図１２の構成の液晶パネル
における反射率を示す説明図である。

【図１５】従来の液晶パネルの構成を示す断面図であ
る。

【図１６】従来の液晶パネルの構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 液晶層 ２ 前面側基板（基板） ３ 背面側基板（基板） ４，２８ 吸収層 ５ 反射板（反射層） ６，２３，３６ プリズムシート（光線変換層） ２２ 液晶層（液晶層，吸収層） ２６ 再帰性反射板（反射層） ２７ 傾斜反射板（透過反射層） ３３ 吸収層（第１の吸収層） ３７ 吸収層（第２の吸収層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富川 昌彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 CA12 CA17 2H091 FA14Y FA14Z FA21X FA21Z FA34Y FA34Z FD04 FD05 FD06 JA02 KA01 KA10 LA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板と、該一対の基板の間に挟持さ
   れた光散乱型の液晶層とを備え、液晶パネルの表示面側
   から入射される外部光を利用して表示を行う反射型液晶
   表示装置において、 上記液晶パネルの表示面側から順に、 液晶パネルの表示面から入射される光を透過させる際
   に、表示面法線とのなす角が大きい光を表示面法線との
   なす角が小さい光に変換し、表示面法線とのなす角が小
   さい光を表示面法線とのなす角が大きい光に変換する光
   線変換層と、 上記光線変換層を透過した後の光に対し、表示面法線と
   のなす角が大きい光を吸収する吸収層と、 上記液晶層よりも背面側に配置され、上記吸収層を透過
   した入射光を表示面側に反射する反射層とを備えている
   ことを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記光線変換層が液晶層の前面側に配置さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】上記反射層が、上記吸収層を透過した入射
   光を入射光と平行な方向に反射する再帰性反射板である
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装
   置。
4. 【請求項４】一対の基板と、該一対の基板の間に挟持さ
   れた光散乱型の液晶層とを備え、液晶パネルの表示面側
   から入射される外部光を利用して表示を行う反射型液晶
   表示装置において、 上記液晶層の背面側に、上記液晶パネルの表示面側から
   順に、 特定範囲の入射角を有する光を透過し、残りを反射する
   透過反射層と、 上記透過反射層のさらに背面側に、入射角に依存して吸
   収率が変化する吸収層と、 上記吸収層を透過した入射光を入射光と平行な方向に反
   射する再帰性反射板とを備えていることを特徴とする反
   射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】一対の基板と、該一対の基板の間に挟持さ
   れた光散乱型の液晶層とを備え、液晶パネルの表示面側
   から入射される外部光を利用して表示を行う反射型液晶
   表示装置において、 上記液晶層の背面側に、上記液晶パネルの表示面側から
   順に、 表示面の上下方向について特定範囲の入射角を有する光
   を透過し、残りを反射する透過反射層と、 上記透過反射層のさらに背面側に、表示面の上下方向の
   入射角に依存して吸収率が変化する第１の吸収層と、 上記第１の屈折層から入射される光を透過させる際に、
   表示面の左右方向について、表示面法線とのなす角が大
   きい光を表示面法線とのなす角が小さい光に変換し、表
   示面法線とのなす角が小さい光を表示面法線とのなす角
   が大きい光に変換する光線変換層と、 上記光線変換層のさらに背面側に、表示面の左右方向の
   入射角に依存して吸収率が変化する第２の吸収層と、 上記第２の吸収層を透過した入射光を入射光と平行な方
   向に反射する再帰性反射板とを備え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】上記透過反射層は、その前面および背面側
   に水平基板面を備え、その内部に埋設された反射面と透
   過面とからなるプリズム面を備えた傾斜反射部材である
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の反射型液晶
   表示装置。
7. 【請求項７】大気中の屈折率をｎ０、反射面上に隣接す
   る物質の屈折率をｎ１とし、 θ＝１／２ × ａｒｃｓｉｎ（ｎ０／ｎ１） の式を満たすθを定義した時、 上記透過反射層の反射面は、該透過反射層の水平基板面
   に対して、θ以上、２×θ未満の角度を成して配置され
   ていることを特徴とする請求項６に記載の反射型液晶表
   示装置。