JP2002236290A - 液晶表示装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
の上に設けられた導光板1と、反射型液晶パネルの液晶
層と導光板との間に配された偏光板3と、導光板の側面
に配置される光源7とを備え、光源から出射され前記導
光板内を伝播する光の主方向の反射型液晶パネル上への
射影と偏光板の吸収軸との成す小さい方の角度が50度
以上である。
Description
し、特に反射型液晶表示装置に関する。
(PC)や携帯電話などの普及に伴い、反射型液晶表示
装置の開発が進められてきている。反射型液晶表示装置
は、屋外などで使用する場合には補助用照明が不要であ
ること、CMOS回路技術との整合性が良いことなどに
より、低消費電力化が容易である。地球環境の保護とい
う観点からも、将来性が高い。
しては、導光板を用いる方式が一般的である。特に、導
光板の一端面に光源を配置して導光板中に光を導入する
サイドライト方式は、薄型化・低消費電力化が可能であ
る。
ルの主なものとしては、コレステリック・ネマティック
相転移を用い、このような相転移液晶に2色性色素を添
加したゲストホスト液晶を用いて、色素の配向変化によ
る光吸収および光透過を用いる方式、高分子分散型液晶
(PDLC)を用いるPDLC方式、TN型の他、電界
制御複屈折型(ECB)やSTN、TN型などの位相変
調型液晶と偏光板とを組み合わせて表示を行う方式など
が存在する。
C方式は、偏光板を用いないため、明るい表示が可能に
なるが、光の散乱の過程で損失が生じるという問題があ
る。一方、偏光板組み合わせ方式においては、偏光板の
存在により輝度が低くなるという問題がある。
み合わせ方式による液晶表示装置において、輝度を向上
させることを目的とする。また、液晶表示装置に適した
照明装置を提供することも目的とする。
ば、反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの上に設
けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの液晶層と前
記導光板との間に配された偏光板と、前記導光板の側面
に配置される光源とを備え、前記光源から出射され前記
導光板内を伝播する光の主方向の前記反射型液晶パネル
上への射影と前記偏光板の吸収軸との成す小さい方の角
度が50度以上である反射型液晶表示装置が提供され
る。
型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの上に設けられた
導光板と、前記反射型パネルの液晶層と前記導光板との
間に配された偏光板と、前記導光板の側面に配置される
光源とを備え、前記光源から出射され前記導光板内を伝
播しつつ前記導光板から前記偏光板に向けて出射する光
の主方向の前記反射型液晶パネル上への射影と前記偏光
板の吸収軸との成す小さい方の角度が、0度よりも大き
く、かつ、40度以下である反射型液晶表示装置が提供
される。
導光板から偏光板に向けて出射される偏光のうちP偏光
を選択的に偏光板から出射させることができる。P偏光
の光強度は高いので、偏光板から液晶パネルに向かう光
の強度を高めることができる。
ネルと、該反射型液晶パネルの上に設けられた導光板
と、前記反射型液晶パネルの液晶層と前記導光板との間
に配された偏光板と、前記導光板の側面に配置される光
源とを備え、前記光源から出射され前記導光板内を伝播
しつつ前記導光板から前記偏光板に向けて出射する光の
主偏光の方向の前記反射型液晶パネル上への射影と、偏
光板の吸収軸との成す小さい方の角度が50度以上であ
る反射型液晶表示装置が提供される。
型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの上に設けられた
導光板と、前記反射型液晶パネルの液晶層と前記導光板
との間に配された偏光板と、前記導光板の側面に配置さ
れる光源とを備え、前記反射型液晶パネルに入射する光
の主偏光の方向の前記反射型液晶パネル上への射影の方
向と、偏光板の吸収軸との成す小さい方の角度が50度
以上である反射型液晶表示装置が提供される。
該導光板の側面に配置される光源とを備えた照明装置で
あって、前記導光板の平坦な一表面に、該一表面から第
1の角度で立ち上がる第1の傾斜面と、該第1の傾斜面
と隣接して形成され前記第1の角度よりも大きな第2の
角度で立ち上がる第2の傾斜面と、により形成される凸
部を複数備えており、前記第2の傾斜面上に光を透過し
ない遮光層が設置されていることを特徴とする照明装置
が提供される。
導光板から偏光板に向けて出射される偏光のうちS偏光
を選択的に偏光板から出射させることができる。S偏光
の出射角度(偏光板の表面の法線との成す角度)は大き
いので、偏光板から液晶パネルに向かう光の出射角度を
大きくすることができる。
な一表面に、該一表面から第1の角度で立ち上がる第1
の傾斜面と、該第1の傾斜面と隣接して形成され前記第
1の角度よりも大きな第2の角度で立ち上がる第2の傾
斜面と、により形成される凸部を複数備えた導光板と、
該導光板の側面に配置される光源と、を備えた照明装置
と、前記一表面と反対側の表面に対向配置される反射型
液晶パネルと、前記導光板と前記反射型液晶パネルとの
間に配置された偏光板と、該偏光板と前記導光板との間
に形成され前記導光板よりも屈折率の低い低屈折率層と
を含む反射型液晶表示装置が提供される。
中を伝播する光のうち、前記第2の傾斜面に向かう光
は、前記導光板と前記低屈折率層との界面及び前記低屈
折率層と前記反射層との界面において全反射する。従っ
て、前記第2の傾斜面を抜ける光の成分を低減すること
ができ、前記一表面とは反対側の表面から法線にほぼ水
平な角度で出射する光の成分を増大させることができ
る。上記の反射型液晶表示装置においては、照明装置か
ら出射する光が液晶パネル内に入射する際に生じる空気
層との界面での反射を抑制し、正常な像を表示すること
ができる。
第1の基板と、該第1の基板上に形成された第1の電極
と、第2の電極が形成され、光吸収能を備えた第2の基
板と、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するよ
うに前記第1の基板と前記第2の基板とを配置した状態
で前記第1の電極上に形成され、表面に凹凸を有し、ほ
ぼ均一な屈折率を有する均一屈折率層と、両基板間に挟
持され前記均一屈折率層との間に界面を形成する液晶層
と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印
加することができる電圧印加手段とを含み、前記界面の
凹凸の振幅Hが、該凹凸のピッチPの0.5倍以上であ
る反射型液晶表示装置が提供される。
からの出射角度(導光板表面の法線から測った角度)が
大きい光を導光板の表面の法線とほぼ平行な方向に集束
させることができる。
第1の電極と、該第1の電極上に形成され、表面に凹凸
を有し、ほぼ均一な屈折率を有する均一屈折率層と、該
均一屈折率層上に形成され、該均一屈折率層との間に界
面を形成するとともに、印加電圧を変化させることによ
り光散乱性を変化させることができる散乱型液晶層と、
該散乱型液晶層上に形成される第2電極と、を含む板状
部材と、該板状部材の一端に配置される発光素子と、を
含む照明装置が提供される。
域と電圧を印加しない領域とで、液晶層内での光の散乱
状態を変化されることができる。光が散乱されなければ
光は液晶層を通過する。一方、液晶層内において光が散
乱されれば、光は液晶層で反射される。
基板と、該第1の基板上に形成された透明な第1の電極
と、該第1の電極上に形成され、表面に凹凸を有し、ほ
ぼ均一な屈折率を有する均一屈折率層と、該均一屈折率
層上に形成され、該均一屈折率層との間に界面を形成す
るとともに、印加電圧を変化させることにより光散乱性
を変化させることができる散乱型液晶層と、第2の基板
と、該第2の基板上に設けられ、前記散乱型液晶層と接
して形成される第2電極と、前記第1の電極と前記第2
の電極との間に電圧を印加することができる電圧印加手
段とを含み、前記第1又は第2の電極のうちのいずれか
一方が画素領域ごとに区画されている液晶パネルと、該
液晶パネルと対向して配置される板状部材と、該板状部
材の一端に配置される発光素子とを含む照明装置と、を
含む液晶表示装置が提供される。
するか否かで、光が液晶層内で散乱されずに通過し黒表
示とするか、液晶層内において光が散乱されて白表示と
するかを切り替えることができる。
射するとき及び偏光板に入射するときに、光の振動方向
が入射光と導光板の法線方向とを含む平面内で振動する
光をP偏光(平行:paralellのP)と呼び、そ
れに垂直な面内で振動する光をS偏光(垂直:senk
rechtのS)と呼ぶ。
いた反射型液晶表示装置の概略構造を示す斜視図であ
る。
せ方式を用いた反射型液晶表示装置Aは、フロントライ
トとして液晶パネルを照射する光を出射させるための導
光板1と、偏光板3と、液晶パネル5と、を有してい
る。導光板1から出射した光は、偏光板3を通って液晶
パネル5に入射する。
いて、導光板1から出射する光および偏光板3に入射す
る光の特性を調べたところ、光は少なからず偏光してい
ることがわかった。
板を設ける場合に、光の振動方向と液晶パネル上の偏光
板の透過軸との位置関係により、P偏光とS偏光とのい
ずれかを選択的に偏光板を透過させることができる。換
言すれば、S偏光とP偏光とのいずれかを偏光板により
選択的に吸収することができる。例えば、P偏光の光の
振動方向と偏光板の透過軸の方向とをほぼ一致させれ
ば、P偏光を選択的に透過させることができる。S偏光
についても同様である。
方向と光量との関係を示す図である。縦軸は、光の強度
を任意単位で表した。横軸は、導光板からの出射光の出
射角(配光角)をθで表した。
線1−2に対して出射光1−3が成す角度である。法線
1−2と導光板1の長手方向とを含む平面内において法
線1−2を基準にして反時計周りに計った角度をプラ
ス、時計周りに測った角度をマイナスで表している。す
なわち、図に示すように光源7aを導光板1の右側端面
に配置し、かつ、側面から導光板1を見た場合に、光源
7aからの光は矢印で示す方向(図の右から左側)に向
けて導光板1中を進行する。導光板1の裏面(出射面1
−1)から光が出射する場合には、出射光1−3が、法
線1−2を基準にして反時計周りに計った角度θを有し
て出射する場合にθはプラスになり、時計回りに計った
場合にはθはマイナスの値を有する。例えば、図1
(B)中において示されるθはマイナスの値を持つこと
になる。
する光のうち、導光板1の裏面(下面)から出射する光
は光源7aから遠ざかる方向に向かう光が支配的であ
る。図1(B)中の導光板と光源とを示した図におい
て、光源を紙面左側に配置すれば、θのプラスマイナス
は逆になる。
との偏光成分は、導光板7から出射するときに、かなり
広い角度範囲にわたる角度分布を有している。S偏光
は、配光角θ=−65度付近に光強度の大きなピークを
有していることがわかった。一方、P偏光は、配光角θ
=−72度付近に光強度の大きなピークを有している。
より詳細には、P偏光のピーク光強度は、S偏光のピー
ク光強度と比べて20%ほど大きい。P偏光とS偏光の
相対強度を比べると、配光角θ=−80度から−52度
付近の範囲においては、P偏光の方が大きく、配光角θ
=−52度から−10度付近の範囲においては、S偏光
の方が大きい。
入出射面をP偏光で通過した光は光量が多く、S偏光で
通過した光は光量が少ない。但し、光が、導光板から出
射するとき及び偏光板に入射するときに、入射面と出射
面とをS偏光で通過した光は、P偏光で通過した光に比
べて導光板表面に対して垂直(θが小さい)に近い方向
に出射する成分が多い。
出射角θが−52度から−80度までの間では、P偏光
の強度はS偏光の強度を上回る。第2に、出射角θが、
少なくとも−10度から−52度の間では、S偏光の光
強度がP偏光の強度を上回る。もちろん、上記の角度は
導光板の材質、構造などにより、上記の角度に関しては
多少の変化は生じるが、定性的な傾向は変化しない。す
なわち、上記のような傾向は、フロント照明システムに
おいて、エンボスや拡散ビーズなどによる単純散乱によ
り導光板から光を取り出す方式においても、導光板表面
の反射屈折面を傾斜させて光を出射させる方式において
も同様であった。
性を利用して、導光板と液晶パネルとの間に偏光板を配
置し、かつ、導光板からの光の進行方向と偏光板の吸収
軸(透過軸)とのなす角度を調整することにより、S偏
光を主成分とする光とP偏光を主成分とする光とを選択
的に取り出すことができる。光の輝度を向上させること
も可能である。
1の実施の形態による反射型液晶表示装置について、図
2(A)から図2(C)まで及び図3を参照して説明す
る。
構造を示す斜視図であり、図2(B)は、反射型液晶表
示装置を上から見た場合の偏光板の吸収軸(透過軸と直
交する軸)と偏光板へ入射する光の主進行方向の偏光板
への射影との位置関係を示す図であり、図2(C)は、
反射型液晶表示装置を側方からみた場合の構造を示す図
である。図3は、液晶バネルの構造を示す断面図であ
る。
装置Aは,導光板1と、偏光板3と、液晶パネル5とが
上方から下方に向けて順に配置された構造を有してい
る。尚、図2(A)においては、導光板1と偏光板3と
液晶パネル5とが離れて設けられているように見える
が、実際には、これらはほぼ密着した状態で配置されて
いる。導光板1の一端面に、フロント照明装置7が配置
されている。フロント照明装置7は、光源である冷陰極
管7aと、冷陰極管7aからの光を反射させて前記一端
面に集中させるためのリフレクタ7bとを含む。
する。図3は、液晶パネルのほぼ1画素分の断面図を示
す。
な第1のガラス基板101と透明な第2のガラス基板1
03とを有している。両基板101、103が、ある間
隔を隔てて相互に平行になるように対向配置されてい
る。
板103との間に、液晶材Eが充填されている。 第1
のガラス基板101上に、例えば薄膜トランジスタ(以
下「TFT」と称す。)110が形成されている。
ネル5の走査線に接続されている。TFT110のドレ
イン電極146が液晶パネル5の信号線に接続されてい
る。TFT110のソース電極144が反射電極(画素
電極)112と接続されている。 反射電極112上を
含む全画素領域に配向膜128aが形成される。
に)透明な共通電極154が形成される。共通電極15
4上に(図では下面に)配向膜128bが形成される。
加えて、TFT110の上を覆うように第2のガラス基
板103上に遮光膜152が形成されている。
光が、反射電極112によって反射される。反射電極1
12と共通電極154との間に信号電圧を印加すると液
晶材の配向が信号に応じて変化する。反射光の強度が変
化し、液晶表示が可能となる。第2のガラス基板103
の外側(第1のガラス基板101とは反対側)に、ある
距離を隔てて、偏光板3及び導光板1(図2)とが配置
されている。
のガラス基板103側から観察すると、白黒表示(第2
のガラス基板103と共通電極154との間にカラーフ
ィルタが形成されている場合には、カラー表示)を認識
することができる。
実施の形態による反射型液晶表示装置においても、本実
施の形態による反射型液晶表示装置に含まれる液晶パネ
ルと同様の構造の液晶パネルを用いれば良い。
構成についてさらに説明を続ける。導光板1の上面に、
拡散シート1aが貼付されている。拡散シート1aは、
ヘイズ値が3程度の弱拡散性のシートを用いている。弱
拡散性の拡散シート1aを用いることにより、導光板1
を通して液晶パネル5を見た場合の解像度の低下を抑え
ることができる。
め、偏光板3の吸収軸3aと偏光板3に入射する光の偏
光板への射影3bとがなす角度α1は、例えば80度に
設定されている。すなわち、偏光板3は、光の進行方向
にほぼ直交する方向、より正確には冷陰極管7aの長手
方向(管長方向)から10度ずれた方向に吸収軸を有す
るように配置されている。光量を増加させるためには、
光の主進行方向と偏光板3の透過軸の方向とを一致させ
る、すなわち、α1をできるだけ90度に近づけるのが
好ましいが、実際には液晶パネルとの関係などの種々の
事情で、図2(B)のようにα1を80度程度に設定す
ることも多い。尚、角度α1としては、50度から90
度の間であれば充分効果が得られる。
直交する方向に、偏光板1の吸収軸が配置されるように
偏光板3を設けたので、光の主進行方向と偏光板3の透
過軸の方向とがほぼ一致する。入射面内に偏光成分4b
を有するP偏光4aが選択的に偏光板3を透過する。従
って、液晶パネル5には、光量の多いP偏光4aが入射
する。尚、この際、P偏光の偏光方向の偏光板3上への
射影と偏光板3の透過軸の方向とはほぼ一致する。
一般的な反射型液晶表示装置に比べて光量が増加する。
具体的にはα1が45度に設定された同様の構造を有す
る反射型液晶表示装置に比べて輝度が約8%向上した。
影の方向と液晶パネルの透過軸とを完全に一致させる必
要はない。透過軸とP偏光の間に角度のずれが生じた場
合、P偏光の透過率は減少するが、一般的な偏光板の構
成ではP偏光成分の透過率は50%程度であり、かつ、
例えば光の主進行方向の射影と液晶パネルの透過軸の方
向とが40度ずれた場合においても、76%以上のP偏
光成分が透過するので、液晶パネルを高輝度化する効果
は得られる。
示すように導光板から出射する光、特にP偏光を主成分
とする光は、導光板に平行な方向に大きく傾いた(θが
大きい)光であることがわかった。このような現象は、
導光板を用いて光を導入する方式の液晶表示装置におい
ては不可避的なものと考えられてきた。
射光量を増加させざるを得なかった。ところが、発光管
に投入する電力を増加する場合には、入射角の大きい斜
め方向から入射する光も増加することにより、表示のコ
ントラスト向上は実現できなかった。
1の実施の形態の第1変形例による反射型液晶表示装置
について、図4及び図5を参照して説明する。図4
(A)から図4(C)までは、図2(A)から図2
(C)までに対応する図であり、図5は、光の入射角と
垂直輝度及びコントラストの関係を示す図である。尚、
垂直輝度とは、垂直方向から見た場合の輝度を言う。
図2と対応する構成要素の符号は、図2の符号に10を
足した数字を用いて示し、各構成要素の説明については
その詳細を省略する。
に、本実施の形態による反射型液晶表示装置Bは、導光
板11を液晶パネル15に対して角度γだけ傾斜させて
いる点に特徴を有している。この際、光源17aと偏光
板との距離が大きくなる方向に導光板を傾斜させる。
尚、偏光板13と液晶パネル15とは、ほぼ平行に配置
されている。
置と同様に、この変形例による反射型液晶表示装置にお
いても、図4(B)に示すように、偏光板13の吸収軸
13aと偏光板13へ入射する光量が多い偏光の方向
(射影)13bとのなす角α2は、例えば80度に設定
されている。α2は、50度から90度の間が好まし
い。
置Bにおいても、導光板11から液晶パネル15に向か
う光は、P偏光を主成分としており、導光板11の表面
に対して平行に近い方向に向かう光が主成分となる。
一般的に光が液晶パネルの表面に対して垂直な方向から
入射した時に最大の反射率及びコントラストが得られる
ように設定されている。そこで、液晶パネルへの光の入
射角は、少しでも垂直方向に近い(θが小さい)方が望
ましい。
度と、輝度及びコントラストとの関係の概略を示す。図
5に示すように、液晶パネルへの光の入射角θ2(図4
(C):液晶パネルの表面の法線に対して成す角度)が
大きくなるにつれて、垂直方向からみた輝度及びコント
ラストが低下することがわかった。
示装置Bにおいては、図4(A)から図4(C)に示す
ように、導光板11を液晶パネル15と平行な面に対し
て角度γ=10度だけ傾斜させている。液晶パネル15
への光の入射角θ2は、配光角(導光板11からの出射
角)θ1に対して傾斜角度γ分だけ引いた角度にほぼ等
しくなる。
への光の入射角θ2は小さくなり(偏光板13の表面の
法線に平行な方向に近づき)、コントラストの低下を抑
制することができる。
和感を与えることがあるため、傾斜角度γとしては、4
5度までの間が好ましい。
の入射角θ2が小さくなり、消費電力を増加させること
なく、かつ、反射型液晶表示装置のコントラストの低下
を抑制しつつ輝度を高めることができる。
の第1の実施の形態の第1変形例による反射型液晶表示
装置を適用したノート型PCの概略構成例を示す。
型PC本体と、蓋体に含まれる反射型液晶表示装置Bと
を含む。図6(A)の構造においては、ノートPC本体
から離れた部分に形成されている回転軸22を中心とし
て導光板21と、偏光板23及び液晶パネル25とが回
動可能とされており、導光板21と偏光板23及び液晶
パネル25とを所定の所定の角度δ1だけ傾けることが
できる。図4(A)に示す角度γとδ1とをほぼ等しく
設定すればよい。
PC本体と反射型液晶表示装置との接続部近傍に回転軸
22が形成されている。このノートPCの場合でも、導
光板21と偏光板23及び液晶パネル25とを所定の所
定の角度δ2を持って傾けることができる。図4(A)
に示す角度γとδ2とをほぼ等しく設定すればよい。
Cの他の適用例を示している。この適用例によるノート
型PCにおいては、保護カバー27を有している。図6
(C)に示すように、偏光板23及び液晶パネル25に
対して導光板21を傾けた場合に、保護カバー27の裏
面27aが、導光板21、偏光板23及び液晶パネル2
5の先端部に当接している。
晶パネル25と導光板21とを密着させると、保護カバ
ー27が導光板21の表面を覆うように構成されてい
る。この状態においては、保護カバー27が導光板21
の表面を覆うことにより導光板21の表面を保護する。
ト型PCに蓋体28が設けられている。この蓋体28内
に反射型液晶表示装置Bが収容されている。ノート型P
Cの蓋体28を閉じた場合には、導光板21と偏光板2
3と液晶パネル25とが互いに密着する。偏光板23の
吸収軸と偏光板23に入射する光の、偏光板23への射
影とがなす角度は、例えば上述の場合と同様に80度に
設定されている。
て回転軸22を中心として蓋体28を例えば図では時計
周りに回動させると、導光板21と偏光板23及び液晶
パネル25も動く。図7(G)に示すように、回転軸2
2aを中心として蓋体28及び導光板21に対して、密
着状態にある偏光板23と液晶パネル25とを回動させ
る。導光板21と偏光板23及び液晶パネル25との成
す角度をδ程度に調整する。上述の第1変形例による反
射型液晶表示装置と同様の構造を有する反射型液晶表示
装置を用いているため、消費電力を増加させることな
く、反射型液晶表示装置のコントラストを低下させず輝
度を上げることができる。
2aを中心として導光板21の方向に向けて回動させる
と、偏光板23及び液晶パネル25を蓋体28内に再び
収容することができる。ノート型PCを収納し、持ち運
びをすることが容易になる。
の形態の第1変形例による反射型液晶表示装置をノート
型PCなどの液晶表示装置を有する電子機器などに適用
すれば、ディスプレイの高輝度化や高コントラスト化が
可能となる。
術についてさらに検討を加えた。
が偏光板から出射したときさらに偏光板に入射するとき
に、入出射面をS偏光で通過する光の方がP偏光で通過
する光に比べて導光板平面に平行な方向に近い方向(導
光板の表面の法線とのなす角度θが大きい方向)に向け
て出射する成分が少なく、かつ、導光板表面に垂直な方
向に近い角度領域(角度θが小さい方向)での出射成分
が多いことがわかった。
きくなる(θが大きくなる、すなわち導光板の表面に平
行な方向に近づく)に従って、コントラストは急激に低
下する。P偏光を主成分とする光は、法線に対してなす
角度θが大きく、迷光になり、光のコントラストが低下
する場合もある。そこで、P偏光の成分をカットして、
偏光板からはS偏光を選択的に出射させれば、偏光板の
表面の法線に対してなす角度θの小さい(偏光板の表面
に垂直な方向に近い)光が出射される。光の主進行方向
の射影と液晶パネル上の偏光板の吸収軸とを一致させる
ことにより、換言すればS偏光の振動方向と偏光板の透
過軸の方向とを一致させることにより、S偏光を選択的
に取り出すこともできる。
は、導光板表面に垂直な方向に近い角度領域(角度θが
小さい方向)での出射成分が多く、高コントラストの表
示が可能となる。尚、この場合も、必ずしもS偏光の方
向と偏光板の吸収軸の方向とを完全に一致させる必要は
ない。
の実施の形態の第2変形例による反射型液晶表示装置に
ついて、図8(A)から図8(C)までを参照して説明
する。図8において、図1と対応する構成要素は、図1
の対応する符号に30を足した数字を用いて示してお
り、各部材の説明の詳細は省略する。
に、第2変形例による反射型液晶表示装置Cにおいて
は、偏光板33の吸収軸33aを、光の主進行方向33
bとほぼ平行な方向に設定している。すなわち、冷陰極
管37aの管長方向から80度ずれた方向に配置してい
る。例えば、吸収軸33aと光の偏光板への射影33b
とのなす角度α2は、10度である。α2は、0度から
40度の間が好ましい。
交することになる。
記の配置にすると、P偏光35bを主成分とする光35
aは偏光板33において、ほぼ吸収され、S偏光34b
を主成分とする光34aが偏光板33から選択的に出射
する。
進行方向から45度傾いた方向に偏光板の吸収軸が形成
されるように偏光板を配置した一般的な反射型液晶表示
装置に比べて、コントラストが約11%向上した。
パネル表面に対して法線方向とは限らず使用目的などに
より変化するため、それに応じて角度α2を適宜調整す
れば良い。また、本実施の形態による反射型液晶表示装
置においても、図4に示すように偏光板に対して導光板
を傾斜させれば、さらにコントラストを向上させること
ができる。
形例による反射型液晶表示装置について図9(A)から
図9(C)までを参照して説明する。図9(A)は、反
射型液晶表示装置の全体構造を示す斜視図であり、図9
(B)は、反射型液晶表示装置を上から見た場合の偏光
板の吸収軸と偏光板へ入射する量の多い偏光の方向との
関係を示す図であり、図9(C)は、反射型液晶表示装
置を側方からみた場合の構造を示す図である。図9
(A)から図9(C)において、図2(A)から図2
(C)までに示した構成部材と同様の部材については、
図2に付した符号に60を加えた符号を付してその説明
を省略する。
は、図2(A)に示す反射型液晶表示装置に加えて、導
光板と偏光板との間に位相差板が設けられている。
導光板61と導光板61の下方に配置された位相差板6
2と、位相差板62の下に配置された偏光板63と、偏
光板63の下に配置された液晶パネル65とを有してい
る。
いや欠陥を目立たなくするために、α1を90度からず
らすようにしている。図9(B)、(C)に示すよう
に、偏光板63の吸収軸63aは、導光板61から出射
する光の成分のうち主成分となる偏光方向(この場合に
はP偏光)の射影63bに対して完全に垂直ではなく、
両方の軸の成す角度のうち小さい方の角度α1は約80
度になっている。このような場合に、導光板61から出
射した光を、直接偏光板63に入射させると、P偏光を
主成分とする透過光の選択性が弱まる。
位相差板62を配置する。位相差板62を用いて、導光
板61から出射し偏光板63に入射する光の偏光方向
を、偏光板に入射するP偏光の方向61aと偏光板の透
過軸とを一致させる(偏光板の吸収軸63aの方向とを
ほぼ直交させる)ように調整する。
向)に対して垂直な方向と位相差板62の光学軸62a
との成す角のうちの小さい方の角度α2は、例えば約1
0度程度である。位相差板62として例えば半波長板を
用いると、位相差板62への入射光と位相差板62から
の出射光のうち光軸に直交する成分の位相は180度ず
れる。この場合には、位相差板62を透過し偏光板63
に入射する光の偏光の方向63b'を、上記の垂直方向
に対して2×α2(すなわち約20度)だけずらすこと
ができる。
向63b'と偏光板63の吸収軸63aとをほぼ直交さ
せることができる。P偏光を主偏光とする光が選択的に
偏光板63を透過し、液晶パネルに入射する。
うに欠陥を目立たなくするためなどの理由により偏光板
の吸収軸と導光板から出射する光の主進行方向の射影と
を直交させない場合にも、位相差板を用いれば導光板に
入射する光の偏光方向を調整することができる。
晶表示装置の場合と同様に、一般的な反射型液晶表示装
置に比べて光量が増加する。
し、液晶パネル側に出射させる光線の配向角をほぼ垂直
にしたフロントライト導光板を用いた反射型液晶表示装
置について説明する。
造を示す図である。
1は、平板状の板体43aの一表面(出射面の反対側の
表面)に微細プリズム43bを多数形成したものであ
る。板体43aの一端面には通常の導光板と同様に、光
源45とリフレクタ47とが配置されている。導光板4
3の下方に液晶パネル46が配置される。
面に対して異なる角度を成す第1の平面48と第2の平
面49とが交互に配置され、多数のプリズムが繰り返し
配置されている構造を有している。導光板43aの表面
に対して小さな傾斜角を有する平面を第1の平面48と
定義し、導光板43aの表面に対して大きな傾斜角を有
する平面を第2の平面49と定義する。
ており、この光源45から出射する光L−0のうち、第
2の平面49により反射される光L−1と、第1の平面
48により反射される光L−3とは、図中の紙面下側に
向けて出射する。
方向が異なって導光板平面に対する角度が大きくなる
と、符号L−2で示すように、第2の平面49に向かう
光が第2の平面49を抜けて反対側に出射する場合があ
る。このような光成分が存在するのは光の有効利用とう
い観点からは好ましくない。実際上、光L−2で示され
るような第2の平面49を抜けて出射する光の成分が多
く存在することがわかった。このような光が、観察者に
向けて大量の放射されると、迷光が増大して表示の品質
を低下させることになる。
つ、観察者側に向かう光の量を少なくするためには、図
10に符号L−1で示した光の光量を維持したままで、
L−2で示したの光量を低減すれば良い。
の層と反射層と吸収層とを設ければ、液晶パネル46側
に向けられる光の特性を損なわずに、観察者側に向けら
れる光の成分をカットすることができると考えた。上記
の層のうちのいずれかを第1の平面49の内側に設けて
も良い。
の形態による反射型液晶表示装置について、図11を参
照して説明する。
の形態による反射型液晶表示装置においては、導光板4
3aとして屈折率n=1.59のポリカーボネートを用
いている。微細プリズム43bの上面上(第1の平面4
8と第2の平面49を含む)に低屈折率樹脂層50を形
成する。低屈折率樹脂層50としては、屈折率n=1.
34のフッ素樹脂サイトップ(旭硝子社製)を、ディッ
プコーティング法を用いて形成する。この低屈折率樹脂
層50は、反射防止膜として機能する。
に塗布する。塗料は、UV硬化型樹脂に白色顔料として
酸化チタン微粉末を分散させたものを用いた。塗料を全
面に塗布した後、UV露光を行う。この際、導光板43
内に光を導入すると、第2の平面49上にのみUV露光
を行うことができる。その後、導光板の全面を洗浄すれ
ば、第1の平面48上の白色樹脂層51は除去され、第
2の平面49上には低屈折率樹脂層50と白色樹脂層5
1との2層膜を形成することができる。
8との成す角度は例えば2度であり、導光板43の一表
面43cと第2の平面49との成す角度は例えば45度
である。第1の平面48と第2の平面49とが形成する
プリズムの繰り返しピッチは、約0.2mmである。
ては、第2の平面49に向かう光L−2aは、低屈折率
樹脂層50と白色樹脂層51との多層膜において反射す
る。第2の平面49に入射した成分の多くは、第2の平
面49と低屈折率樹脂層51との界面及び低屈折率樹脂
層51と白色樹脂層50との界面で反射する。界面にお
いて反射した光は、導光板43aの他の表面(裏面)4
3d側からその法線方向に近い出射角度を有して出射す
る。従って、液晶パネル46に照射される光の量が増加
する。すなわち、光源45から導光板43a中に導入さ
れた光のうち、第2の平面49に向かう光は反射される
ため、光が観察者側に向かう確率は非常に少なくなり、
ほとんどの光は液晶パネル46側に向かう。
る光の成分が低減するため、表示品質を向上させること
ができる。加えて、導光板43の下方に配置された液晶
パネルに向かう光の成分が多くなるため、導光板から出
射される光を有効に利用することができ、反射型液晶表
示装置の高輝度化が可能となる。
による反射型液晶表示装置について、図12を参照して
説明する。図12において、図10と同じ構成要素につ
いては、同じ符号を付してその説明を省略する。
の形態の変形例による反射型液晶表示装置においては、
第2の平面49のみに白色樹脂層51が形成され、さら
に白色樹脂層51上に黒色樹脂層52が形成されてい
る。黒色樹脂層52の形成方法は、白色樹脂層51の形
成方法と同様である。光L−2bの進行方向については
図11に示した光L−2aの場合と同様である。
からプリズム面を見た場合に、白色樹脂が黒色樹脂層に
覆われているため実質的には観察されない。従って、反
射型液晶表示装置の表示のコントラストを一層高めるこ
とができる。
射型液晶表示装置に用いるのに適した導光板において、
プリズムのうちの一方の表面上にのみ白色樹脂層や黒色
樹脂層を形成するための手法を例示したものである。
の技術では、基板面上にUV樹脂を形成し、傾斜角度の
小さい第1の平面48と傾斜角度がそれより大きい第2
の平面49とのうち、傾斜角度の大きい第2の平面49
にほぼ並行なUV光を照射する。すると、UV光が第1
の平面48に選択的に照射され、第2の平面49にはU
V樹脂が残る。このUV樹脂をマスクとして、白色樹脂
層や黒色樹脂層を除去する工程を行えば、第2の平面上
に上記の樹脂層を残すことができる。
導光板43aの表面にUV樹脂を形成し、導光板43a
の反対側の面側からUV露光をする。UV露光の入射角
を導光板43aの表面に対して垂直な方向から面48又
は面49に平行な方向に変化させてUV光を照射するこ
とにより、第1の平面48上又は第2の平面49上に入
射するUV光の光量を大幅に低減させ、第1の平面48
上又は第2の平面49上に白色樹脂層や黒色樹脂層を残
すこともできる。
するマスクを形成し、これによりパターニングする方法
など用いることもできる。
る反射型液晶表示装置を用いると、反射型液晶表示装置
の表示品質を向上させることができる。
射型液晶表示装置について、図13から図16を参照し
て説明する。
例を示している。図13は図10と導光板の部分に関し
ては、ほぼ同様の構造を示す図面である。そこで、図1
0の符号に30を足した符号を付してその詳細な説明を
省略する。
は、微細プリズム型の導光板73の下方に偏光板81
と、さらにその下に液晶パネル85とが配置されてい
る。液晶パネル85は、液晶層とその両側の基板(第1
の基板81と第2の基板83)と画素電極(反射電極)
87とを具備している。他の構成要素は、図3に示した
ものと同様であり、従ってここでは説明を省略する。導
光板73と液晶パネルとの配置は、フロントライト光学
系の配置である。尚、導光板73と偏光板81との間に
空気層88が介在している。
光L−10は、導光板73の表面において全反射を繰り
返して光源75から遠ざかる方向に進んでいく。光L−
11は、第1の平面78又は第2の平面79で反射し、
液晶パネル85に向かって進む。液晶パネル85中の反
射電極(画素電極)87で反射した光は、再び導光板7
3に向かって進み、第1の平面78又は第2の平面79
を抜けて観察者側に進むことにより、正規の画像が表示
できる。
aにおいては、反射電極87と液晶層との光学的界面の
他にも多数の光学的界面が存在する。例えば、導光板7
3(屈折率1.5)の裏面(液晶パネル85側の面)と
低屈折率の空気層88(屈折率1.0)との光学的界面
において反射する光L−12や、空気層88と偏光板8
1(屈折1.5)との光学的界面で反射する光L−13
も存在する。光L−12や光L−13は液晶パネル85
に到達する前に反射された光であるため、表示には寄与
しない。全面で反射される光が付加されることにより表
示がぼやける、いわゆる"白浮き"の原因となる。
光が例えば偏光板81と空気層88との界面で反射され
て戻り、反射電極87の別の場所で再度反射される光成
分L−16も存在する。正常に反射された光L−15と
再度反射された光L−16とが存在すると、像が2重に
見えるいわゆる"ゴースト"現象の原因となる。上記のよ
うな異常な光は、全光成分のうちの4%程度であるが、
表示のコントラストを低下させるものである。
と、導光板を配置した場合の表示のコントラストとを比
較して示す。液晶パネルのコントラストが高くなると、
導光板を配置した場合に、上記の問題点がコントラスト
に与える影響は大きくなっていくことがわかる。換言す
れば、表1は、液晶パネルのみのコントラストを良くし
ただけでは、導光板を配置した状態におけるコントラス
トはそれほど向上させることは難しいということを示し
ている。
形成する多層AR処理を行えば、上記のような白浮きや
ゴーストを抑えることができる。ところが、実際には、
多層AR処理はコストが高く、PC用の液晶表示装置な
どのように広い面積を必要とする場合には、コスト面か
らAR処理の採用は困難であった。
層(屈折率1.0の低屈折率層)よりは屈折率が高い
が、導光板(屈折率1.5)よりは屈折率の低い低屈折
率層を導光板の裏面と偏光板の表面に密着させて配置す
ることを考えついた。
示装置の原理を示す断面図である。
70bは、導光板73と偏光板81との間に、低屈折率
層89を導光板73の裏面と偏光板81の表面に密着さ
せて配置している。
光L−20は、導光板73の表面において全反射(L−
22)を繰り返して光源75から遠ざかる方向に進んで
いく。正規の光L−21は、第1の平面78又は第2の
平面79で反射し、液晶パネル85に向けて進む。液晶
パネル85中の反射電極(画素電極)87で反射された
光は、再び導光板73に向けて進み、第1の平面78又
は第2の平面79を抜けて観察者側に進む。正規の画像
が表示できる。
は、導光板73(屈折率1.5のアクリル板)の裏面
(液晶パネル85側の面)と偏光板81(屈折1.5の
ポリマー)との間には、低屈折率層(屈折率1.2から
1.4程度)が両者に密着するように形成されており、
空気は介在していない。光L−21は反射電極87での
み反射されるので、図13に基づき説明した白浮きやゴ
ーストの影響が低減する。
ラストの低下は約0.3%程度であり、図13に示す反
射型液晶表示装置のコントラストの低下(4%程度)に
比べて非常に小さくできる。
射率との関係を示す。表2に示すように、導光板と偏光
板との間に、屈折率が1.0の媒体、すなわち空気が介
在している場合には、1界面当たりの光の反射率は4%
と大きいが、屈折率が1.45と高い媒体を介在させる
と、1界面当たりの反射率は0.03%にまで低減す
る。
において光はL−22(図14)に示すように、導光板
中において光が全反射する必要がある。
の臨界角(表面の法線から計った角度)との関係を示
す。表3より、低屈折率材料の屈折率が低いほど、全反
射を生じさせやすい(臨界角が小さい)ことがわかる。
すると、低屈折率材料の屈折率としては、n=1.2か
ら1.4までの値であることが好ましいことがわかる。
置の構造について、図15及び図16を参照して説明す
る。
表示装置の断面図である。
単層のARコート層91が形成されている。導光板73
の裏面と偏光板81の間には光学接着剤92が配置さ
れ、導光板73と偏光板81とを接着している。
のサイトップ(屈折率1.34)が用いられる。ARコ
ート層91の形成には、ディップコート法を用いること
ができるため、一般的な蒸着法やスパッタ法による膜形
成法に比べて容易に膜形成ができる。光学接着剤92
は、一般的な屈折率1.5のものが用いられる。
反射面は、導光板73−ARコート層91間とARコー
ト層91−光学接着剤92間になる。これらの光学的界
面における屈折率は、それぞれ1.5と1.34であ
り、表2に示すように、空気との界面と比べて1/10
以下の界面反射しか起こらない。加えて、表3より、屈
折率1.34の場合の全反射角(臨界角)は約60度と
大きく、導光板中で光を全反射させる条件もそれほど厳
しくならない。
2)のうち反射電極87で反射する正規な光L31の割
合が多くなる。尚、導光板の上面にもARコート層91
を被覆するため、光量が増加する。単層のARコートで
あれば、製造コストはそれほど高くならない。
0程度、一般的な構造のフロントライトを適用した場合
には、コントラストが約5であるのに対して、本実施例
によるフロントライトを適用するとコントラストが12
と大きな値が得られた。
射型液晶表示装置の断面図である。
81との間にそれらの周囲にシール材95が配されてお
り、その間に、液状の低屈折率層97が挟持されてい
る。
リコーンオイルが用いられる。例えば、東レ・ダウコー
ニング・シリコーン社製のFS1265−300csを
用いれば良い。この材料の屈折率は1.381である。
その他、3M社製のフッ素系不活性液体であるフロリナ
ート(屈折率1.24から1.30)や、純水(屈折率
1.38)、エチルアルコール(屈折率1.35)を用
いることもできる。
源75から出射した光L40(L42)のうち反射電極
87で反射する光L41の割合が多くなる。この反射型
液晶表示装置を用いると、大きいコントラストを得るこ
とができた。
示装置について説明する。高分子分散型(PDLC)液
晶を用いる液晶表示装置は、偏光板を用いる必要がない
ため、明るい表示を実現する可能性を秘めているが、高
分子層により光の散乱性が小さい上に光の損失が大きい
という問題がある。光の散乱性については、液晶層面に
浅い凹凸をつけて増大させる技術が知られているが、正
反射方向の散乱が増大して、液晶面に垂直に出射する光
量はほとんど増えないという問題がある。発明者は、液
晶面の凹凸の度合いを大きくすることにより光の集光性
を増加させる技術を提案した。このような技術を使用す
ることにより、外光の入射方向に関係なく液晶で変調さ
れた画像光をほぼ垂直方向に集光させることができ、正
面輝度の高い液晶表示装置を製造することができるであ
ろう。
び動作について図17及び図18を参照して説明する。
図17は、配向シートの概略構造を示す図である。図1
8は、配光角と光の強度との関係を示すグラフである。
な表面を有するベース部201と、ベース部201の一
表面側に形成される配光制御部202とを有している。
配光制御部202は、平坦な表面を有する平坦部202
aと、平坦部202aからベース部201とは反対側に
突出する多数の突出部202bとを有している。突出部
202bは、平坦部202aの外周を囲むように、例え
ば規則的に設けられている。突出部202bは先端に向
けて幅が狭くなっている。配光シート200への入射光
211は、前述のように配光シート200の表面に対す
る法線方向の光成分211aと斜め方向の光成分211
bとを有している。
ち、突出部202bによって規定される所定の角度範囲
(図では0からθ11まで)内の光212aのみが突出
部202bよりも外まで出射される。θ11よりも大き
い角度を有する斜め光は、突出部202bにおいて散乱
するか透過するか反射して広い角度範囲の光213が生
成される。
2の光強度の角度分布をD212で示す。光213の光
強度の角度分布をD213で示す。
から40度の範囲の配光角を有している。光213は、
−80度から80度にかけての広い範囲の配光角を有し
ている。実際の出射光の配光角は、D212とD213
とを加えたものとなる。突出部202bを設けることに
より、配光角として−40度から40度の間の比較的垂
直に近い光を主成分として出射させることができる。
用した散乱型液晶表示装置について以下に説明する。
晶表示装置について、図19から図21までを参照して
説明する。
明する。図19に示すように、まず、第1の透明ガラス
基板301上に、例えばITO(Indium Tin
Oxide)により形成される複数の透明画素電極3
03と黒色ポリイミド305とをフォトリソグラフィ技
術を用いて形成する。黒色ポリイミド305は、隣接す
る画素の透明画素電極303間に形成される。黒色ポリ
イミド305上に、バス電極307を形成する。バス電
極307は、画素電極に信号電荷を送るための電極であ
る。
透明ポリイミド層308を形成する。透明ポリイミド層
308は、透明画素電極303領域上に形成され、多数
の突起を有する突起形成部308aと、黒色ポリイミド
305領域上に形成されている比較的平坦な上面を有す
る平端部308bとを有している。高分子分散型液晶
(PDLC)の高分子は、整列した状態の液晶ドロップ
レット中の液晶分子とほぼ等しい屈折率を有しているの
が好ましい。このようにすれば、光が界面で屈折せずに
スムーズに進行する。また、透明ポリイミド層308
は、高分子分散型液晶層中の液晶分子とほぼ等しい屈折
率を有している好ましい。このようにすれば、上記の光
が透明ポリイミド層中をもスムーズに進行できる。
基板301が配置されている方向から反対方向に向けて
先が細くなっているやや円錐状の形状を多数有してい
る。従って、突起形成部308aに形成された突起の間
に凹部308cが形成されている。凹部308は、第1
の透明ガラス基板301に向けて、先が細くなってい
る。突起は、一画素領域中に多数形成されている。
8及びバス電極307上にやや広い平坦な上面を有して
おり、バス電極307上に沿って画素領域ごとに区画す
る位置に形成されている。尚、バス電極307直下の黒
色ポリイミド305は、第1の透明ガラス基板301か
ら入射する入射光hνがバス電極307によって反射さ
れるのを防止するために設けている。
通電極315が形成され、その共通電極315の上に黒
色ポリイミド層318が形成されている。
明ガラス基板311とを透明画素電極303と共通電極
315とが向き合うように配置し、基板310及び基板
311を、例えばガラス基板の外周部に配置されたシー
ル材(図示せず)により貼り合わせ、空セルを作製す
る。
液晶組成物とからなる高分子分散液晶材を注入する。高
分子マトリックスを重合させることにより、高分子分散
液晶層(以下「散乱型液晶層」という)EMを形成し
た。
は、高分子に液晶ドロップレットを分散させた高分子分
散型液晶(PDLC)のほかに、網目構造体の隙間に液
晶を含浸させた構造物などを用いることができる。液晶
自身の散乱性をスイッチできるものであっても良い。
層の概略構造を示す。図20(A)は、散乱型液晶層E
Mを散乱型液晶表示装置の側方からみた図である。図2
0(B)は、散乱型液晶層EMを図20(A)の下方か
らみた平面図である。図20(C)は図20(B)の変
形例を示した平面図である。
EMは、多数の液晶ドロップレットEDの集合体により
形成されている。本実施の形態においては、液晶組成物
としてネマチック液晶組成物を用いた。高分子マトリッ
クス前駆体として、アクリレート系のモノマーとオリゴ
マーの混合物を用いた。高分子マトリックスは、紫外線
重合(重合開始材はチバガイギ社のダロキュア1173
を使用)により形成した。
ステリック液晶組成物やホメオトロピック液晶組成物な
ど他の液晶組成物を使用することも可能である。アクリ
レート系のモノマーとオリゴマーの混合物の代わりに、
メタクリレート系など他の高分子材料、液晶組成物に近
い光学特性(特に屈折率楕円体)をもつ液晶高分子系な
どを用いることもできる。
こともでも可能である。但し、熱重合を用いると重合の
進行が遅くなり、液晶ドロプレットの径が大きくなる傾
向がある。従って、散乱性が良好で、かつ、微細な液晶
ドロップレット(直径が1μm前後のもの)を、熱重合
により再現性よく製造するためには、重合温度を低くす
るか、又は、材料の粘度を大きくするか、又は、温度分
布を均一にする必要がある。熱重合による方法では、重
合条件を厳密に維持する必要がある。
液晶組成物に近い光学特性(特に屈折率楕円体)をもつ
液晶高分子系のモノマー及びオリゴマーを用いる場合に
は、基板に垂直方向に電界を印加して状態で光を照射す
ることにより光重合反応を行う。
による技術を用いると、多数の液晶ドロップレットED
が高分子マトリックスE1中に凝集している散乱型液晶
層EMを精度良く形成することができる。より詳細にみ
ると、液晶ドロップレットED中に多数の液晶分子E2
が内包されている。
を参照すると、透明ポリイミド層308の突起形成部3
08aの各突起の形状に沿って散乱型液晶層EMが形成
される。より詳細には、突起形成部308aの各突起の
先端部が散乱型液晶層EMの凹部350に、透明ポリイ
ミド層308の突起の基端部が散乱型液晶層EMの凸部
353に対応する。凹部350と凸部353との間に傾
斜部355が形成される。このような凹凸部を形成する
方法としては、例えば、以下の2つの方法のうちのいず
れかを用いることができる。
いで、フォトレジストを塗布する。フォトレジストを所
望の形状にパターニングした後、均一屈折率層をエッチ
ングして凹凸を形成する。次いで、空セルを形成するた
めのパネル化工程を行い、例えば光重合性のモノマー液
晶の混合物を空セル内に注入する。光重合を行うことに
より凹凸形状を有する散乱型液晶層を備えた液晶パネル
を形成することができる。
に微粒子状の液晶を混ぜて液状物を形成する。次いで、
この液状物を基板上に塗布した後、この液状物中から揮
発成分を蒸発させると、表面に凹凸が形成される。粘土
の低い揮発性の液体を使用し、電界を印加しつつ液体を
蒸発させると、凹凸の差(振幅:H)が大きくなる。こ
の方法では、液晶層を凹凸にすることができる。
幅Hと、凹部と凸部との間のピッチPとの関係は、概ね
HがPの0.5倍、或いはそれ以上であることが好まし
い。
20に示すように表面が略サインカーブを描くような形
状の他にも、例えば、断面が矩形の突出部を有する形
状、断面が三角形の突出部を有する形状、などを用いる
こともできる。凹凸形状を有していれば、特に断面の形
状は限定されない。
板上に塗布し、光硬化性材料の上面に、表面に凹凸の形
状を有する型を当てる方法で凹凸を形成することも可能
である。フォトリソグラフィ技術とエッチング(オーバ
ーエッチング)の技術を用いて凹凸を形成しても良い。
晶層EMは、凹部350が円錐の表面に沿う形状を有
し、複数配置された凹部350の周囲に凸部353が形
成される構造を有していても良い。
15と透明画素電極303との間の距離は、およそ20
μm(散乱液晶領域EMの厚さは、薄いところで10μ
m程度、厚いところでは20μm程度であり、凹凸形状
の凹部と凸部との間のピッチはおよそ10μm程度)で
ある。透明画素電極303と共通電極315の間に印加
される印加電圧を20V以内にすれば装置が正常に動作
することがわかった。
装置の動作原理について図21を参照して説明する。
簡単のため第1の画素320aと第2の画素320bと
の2つの画素のみが示されている。透明画素電極303
と共通電極315との間には、両電極303、315間
に電圧を印加するための電圧印加手段323が設けられ
ている。電圧印加手段323は、交流電源325とスイ
ッチ327とを備えている。さらに、第1の透明ガラス
基板301の裏面側から光(hv)を入射させるための
フロント照明系340を備えている。フロント照明系3
40は、第1の透明ガラス基板301に平行に配置され
た導光板341と、導光板341の一端面に配置された
光源343aと反射カバー343bとを備えている。
ガラス基板301の裏面側から光(hv)を入射させ
る。入射光hvは、第1の透明ガラス基板301側から
散乱液晶領域EM中に入射する。第2の画素320bに
示すように、スイッチ327をオンすると、透明画素電
極303と共通電極315との間に電界が印加される。
液晶ドロップレット中の液晶分子E2は基板面に対して
概ね鉛直に配列する。入射光hvは散乱されずに共通電
極315上の黒色ポリイミド318に吸収され、第2の
画素320bは黒表示となる。
327をオフすると、透明画素電極303と共通電極3
15との間に電界が印加されない。液晶分子E2は液晶
ドロプレットEDと高分子マトリックスE2の境界面に
おいて、垂直または平行に配列する。例えば液晶分子E
2がネマチック液晶の場合には境界面に平行に配列し、
液晶分子E2がホメオトロピック液晶の場合には、境界
面に垂直に配列する。いずれの配列においても、入射光
hvは上記境界面付近において散乱する。散乱光SLの
大部分は、反射される。反射されて戻ってくる反射光E
Lは、再び第1の透明ガラス基板301を透過し、観視
者の目に入る。従って第1の画素320aは白表示にな
る。散乱光SLは、散乱型液晶層EMの形状効果、すな
わち、図17及び図18を参照して説明した上述の原理
に基づき、基板に鉛直な方向を主成分とする光に変換さ
れるので、出射光の垂直方向の輝度が高まる。すなわ
ち、上記の散乱反射の過程において、散乱反射光は、図
20に示すような凹凸形状を有する散乱型液晶層EMの
谷部350から出射する確率が高くなり、かつ、凸部3
08の山部353と谷部350との間の斜面355から
出射する光は、基板301面に対して垂直方向に近い光
はそのまま出射し、基板301面に対して垂直から遠い
角度(水平に近い角度)の光は隣接する凸部308の液
晶ドロップレットEDの領域に再び侵入して散乱され
る。この過程が連続する結果として、第1の透明ガラス
基板301からの出射光ELは基板面に対して垂直方向
の光の輝度が高くなる。
乱型液晶表示装置においては、外光がいかなる方向から
入射しても、原理的にほぼ垂直な方向に集光される。
分子マトリックスと、その凹凸形状を平坦化するための
透明ポリイミド層308との屈折率の差が小さい方が望
ましい。両者の間の屈折率の差が大きいと、透明画素電
極と共通電極との間に電圧を印加した際に、高分子マト
リックスと透明ポリイミド層との境界の凹凸面で光が散
乱される。光が黒色ポリイミド層(吸収)318に到達
せずに観視者側(表示光の出射側)に散乱反射される確
率が高まり、コントラスト低下の原因になる。
率、大きさなどを調整することにより、光の散乱機能を
調整することができる。特に、液晶ドロップレットの直
径が5μm程度かそれ以下の場合には、上述のようにド
ロップレットの散乱特性が顕著になり、反射型液晶表示
装置から出射される光の光量が増加する。
下にすると、可視光の波長と液晶ドロップレットの直径
とが同程度になる。従って、光の散乱現象における波長
依存性が大きくなる。直径の異なる液晶ドロップレット
を混合して液晶層を形成することにより、表示における
色ムラが低減する。
る散乱型液晶表示装置においては、出射光が基板面に垂
直な方向に集光される。液晶パネルの観視者は散乱型液
晶表示装置をほぼ垂直に見ることができるため、表示が
明るくなる。
示装置においては、入射光を基板面に対して垂直な方向
に光を修正することにより、一般的な散乱型液晶表示装
置の数倍から数十倍の明るい表示を実現できる。
乱性液晶として、高分子に液晶ドロプレットを分散した
高分子分散型液晶(PDLC)、網目構造体の隙間に液
晶を含浸させた構造物などが可能である。液晶自身の散
乱性がスイッチできるものであっても良い。
形例による散乱型液晶表示装置について、図22を参照
して説明する。
9に示す散乱型液晶表示装置とほぼ同じ構造を有してい
るが、入射光が共通電極が形成されている基板側から入
る構造となっている点で異なる。
ラス基板401上に、画素領域を確定する黒色ポリイミ
ド407を形成する。黒色ポリイミド407は、隣接す
る画素領域間に形成される。その上に、例えばITOに
より形成される透明共通電極427を形成する。次いで
第1の透明ガラス基板401上に、透明ポリイミド層4
08を形成する。透明ポリイミド層408は、黒色ポリ
イミド層407領域上に形成されている平端部408b
とそれ以外の領域に形成され多数の突起を有する突起形
成部408aとを有している。突起形成部408aに形
成される突起は、第1の透明ガラス基板401が配置さ
れている方向から反対方向に向けて先が細くなってい
る。
画素領域の隙間にバス電極407を形成する。バス電極
407間に隙間を空けて画素電極403を多数形成す
る。その上に黒色ポリイミド層418を全面に形成す
る。
明ガラス基板411とを透明画素電極403と共通電極
415とが向き合うように配置し、基板401及び基板
411が、例えばガラス基板の外周部に配置されたシー
ルSにより貼り合わせ、空セルを作製した。次いで、高
分子マトリックスによって多数の液晶ドロップレットが
分散された分散型液晶層EMを形成する。
は、共通電極427が形成されている第1のガラス基板
401の裏面(第2のガラス基板411と反対側)から
光を入射させる。反射型液晶表示装置の動作は、図21
に示す反射型液晶表示装置の動作と基本的に同じであ
る。
る反射型液晶表示装置又はその変形例による反射型液晶
表示装置を用いて表示装置を形成した場合の全体構造を
示す概略図である。
パネルFとフロント照明装置340とを有している。
液晶パネルの主要部のみを示している。他の構成は図1
9又は図22に示す構成と同様である。
の吸収層318とその上に形成され上面に凹凸を有する
散乱型液晶層EMと、その上に形成され凹凸を平坦化す
る透明樹脂層308aと、を有している。図23に示す
液晶パネルFは、図19又は図22に示す液晶パネルと
は上下が反対に描かれている。液晶パネルFの上にギャ
ップ部Gを有してフロント照明装置340が配置されて
いる。フロント照明装置340は、例えばアクリル製の
導光板341と、その一端面に配置される発光源343
とを有している。光源343は、冷陰極管(発光素子)
343aとリフレクタ343bとを有している。
パネルF内に入射する。液晶パネルFの上面から入射し
た光は、透明樹脂膜308aを通って散乱型液晶層EM
中に入射する。ところで、フロント照明装置340から
散乱型液晶層EM中に入射する光および外光は、液晶パ
ネルFの表面の法線から0度から42度傾いた光が液晶
層に入射する。このような光hνが散乱型液晶層EM中
において散乱されると、液晶パネルFの表面の法線にほ
ぼ平行な光を主成分とする反射光となる。従って、一般
的な散乱型液晶層を有する反射型液晶表示装置の場合に
比べて垂直方向から見た場合に数倍から数十倍程度明る
い表示が可能となる。
おいては、出射光が基板面に垂直な方向に集まる。液晶
パネルの観視者は反射型液晶表示装置をほぼ垂直に見る
ため、表示が明るくなる。
層を走査型バックライトに適用した例について説明す
る。
して用いられている装置は、フレーム期間中、点灯しつ
づける必要があった。従って、液晶表示装置に動画を表
示させた場合に、画像の輪郭がぼけるように見えること
があった。このような現象を防止するためには、(1)
フレーム期間中の所定の時間だけ、液晶表示素子を黒表
示にする、いわゆる光シャッタを用いる方法、(2)フ
レーム期間中の所定の時間部分だけ、サイドライト型バ
ックライトを消灯する方法、(3)液晶の直下に多数の
冷陰極管を所定の間隔で並列に配置した構造を有するバ
ックライト(直下型バックライト)において、フレーム
期間中に冷陰極管を一端側から順番に点灯した後、消灯
していく工程を繰り返す方法などが既に考案されてい
る。
応答速度は遅いため、十分な効果を得ることができな
い。(2)の方法では、液晶表示装置の画素が上側から
順番に書き込まれるのに対して、画素全面が一度に消
灯、点灯するため効果の無い画素領域が存在すること、
輝度むらが生じやすいなどの問題が生じている。(3)
の方法は、冷陰極管の数を多くすると製造コストが上が
り、また消費電力も大きくなる点、装置が大型化してし
まう点などの問題があった。
による反射型液晶表示装置において適用された凹凸を有
する散乱型液晶層をスキャン型バックライトに適用する
ことを思い付いた。
バックライトの原理について図24(A)及び図24
(B)を参照して説明する。
の概略構成を示す図である。図24(B)は、スキャン
型バックライトの動作原理を示す図である。
ックライトSB1は、電極311と、その上に形成され
表面に凹凸を有する散乱型液晶層EMと、その上に形成
された平坦化透明樹脂層308と、その上に形成された
透明電極303とを含む板状体である。電極311と散
乱型液晶層EMとの間には、空気層又は反射層G1が形
成されている。透明樹脂層308と透明電極303との
間には、空気層又は反射層G2が形成されている。板状
体の一端面には、光源(発光素子)401aと反射板4
01bとを含むサイド照明系401が配置されている。
透明電極303の上方には、被照射体、例えば液晶パネ
ルFが配置されていても良い。電極311は、例えば一
方が紙面の表側から裏側に向けて延びる帯状の電極の組
(図では5つの電極に分割されている)で構成され、一
部領域にのみ電圧を印加しない電圧無印加領域が形成で
きる。尚、平坦化透明樹脂層308は、散乱型液晶層E
Mとほぼ同じ屈折率を有しているのが好ましい。
VAでは、散乱型液晶層EM中の液晶分子が、例えば液
晶の長軸が基板の法線に平行になるように並ぶ。サイド
ライト401から入射した光hvは、散乱型液晶層EM
中において散乱されない。従って、観察者側(図24に
おいて上側)には光が出射せず、この領域VAの液晶パ
ネルFは黒表示となる。サイドライトの代わりにバック
ライトBLを配置した場合には、電圧印加領域VAが照
明領域となる。
hvが散乱型液晶層EM中において散乱される。光hν
は観察者側に出射する。従って、この領域VNの液晶パ
ネルFは白表示となる。サイドライトの代わりにバック
ライトBLを配置した場合には、電圧無印加領域VNが
非照明領域となる。
クライトとする液晶表示装置を形成する場合には、液晶
パネルFとしては、多岐にわたる構造のものを適用する
ことができる。
いた表示装置に関して具体的に説明する。
型バックライトについて図25及び図26を参照して説
明する。
を示す断面図である。図26は、スキャン型バックライ
トを走査するのに用いる走査線駆動回路を含むスキャン
型バックライトの概略構成を示す平面図である。
イトSB1は、基板311と、その上に形成された共通
電極315とその上に形成されたフッ素系液体層309
bと、その上に形成され表面に凹凸を有する散乱型液晶
層EMと透明ポリイミド層308とを含む。透明基板3
01が、基板311と対向して配置されており、透明基
板301の下面には、多数の透明電極303が形成され
ている。透明電極303は、例えば紙面の手前側から奥
側に向けて延びる帯状の電極である。透明電極303の
間には、画素領域を画定するように黒色ポリイミド層3
05とその上に形成されるバス電極307とが形成され
ている。その上には、フッ素系液体層309aが形成さ
れている。
部材やビーズが配置されている。これらの部材を用いれ
ば、散乱型液晶層EMと透明ポリイミド層308との間
の所定のスペースを保持することができる。
ポリイミド308が上記凹凸を平坦にするように形成さ
れている。フッ素系液体層309a及び309bは、例
えば3M社製のフロリナートFC40を用いるのが好ま
しい。尚、フッ素系液体層の代わりにフッ素ポリマー層
を用いても良い。フッ素ポリマー層としては、旭硝子社
製のサイトップを用いることができる。これらの材料
は、いずれもその屈折率が1.3程度であり、散乱型液
晶層と均一な屈折率を有する透明ポリイミド308(屈
折率1.5以上)とにより形成される基板内部の領域内
に光を導くには十分な条件を有している。
ック液晶組成物を用いるとともに、高分子マトリックス
前駆体および均一屈折率領域の材料として、液晶組成物
に近い光学特性(屈折率楕円体)を有する液晶高分子を
構成することができる材料、例えばネマチック液晶組成
物に近い組成の側鎖を有するメタクリレート系モノマー
及びオリゴマーの混合物を用いることができる。
に含まれる帯状の透明電極303と、これを走査するた
めの走査線駆動回路C1との配置を示す平面図である。
図25は図26のXXV−XXV線断面図に相当する。
図26に示すように、スキャン型バックライトSB1に
は、行方向に延びるn本の透明電極303が形成されて
いる。これらの透明電極は走査線駆動回路C1により駆
動される。
流端子のうちの1つであるドレイン端子Dが接続された
トランジスタTrを含む。他方の電流端子であるソース
端子Sには、所定の電圧が印加されている。走査回路C
11により各トランジスタTrの制御端子であるゲート
端子Gに電圧を印加してトランジスタTrをオンしてお
き、1本の透明電極に接続されるトランジスタTrのゲ
ート端子Gにのみトランジスタをオフする電圧を印加す
れば、その透明電極のみに電圧が印加されなくなる。オ
フするトランジスタを順次変えていけば、電圧が印加さ
れない透明電極303を順次走査することができる。
に、STN液晶の場合と同様に単にスイッチを設けてお
き、このスイッチを順次開閉する方法を用いても良い。
対向電極には、常に電圧Vを印加しておく。(n−1)
本のライン電極(走査線)には常に0Vが印加され、残
る1本のライン電極に対しては、1/nフレームだけV
(volt)の電圧を印加すると、この1本の電極に対
応する領域の液晶層には実効的な電圧が印加されず、こ
の領域を非電圧印加領域とすることができる。対向電極
に電圧Vを印加しておく上記の方式は、ライン電極を形
成する場合の他に、例えばアクティブマトリックス型の
駆動方式にも適用可能である。
して用いることもできる。図27は、図25に示す装置
を液晶表示装置として用いた場合の構造を示す平面図で
ある。
表示装置の回路構成例を示す概略的な等価回路図であ
る。
は、横長の長方形の形状を有する表示部810と、表示
部810の周辺に配置される走査線駆動回路C1と信号
線駆動回路C2を含む周辺回路部Cとを含む。
域内において列方向に延びている。各信号線811によ
り、例えばRGB等のカラー画像情報を伝達することも
できる。多数の走査線815が、表示部810の領域内
において行方向に延びている。各走査線815は、対応
する行の画素を選択する。信号線811と走査線815
との各交点に画素821が配置される。表示部810全
体には、多数の画素がマトリックス状に配置されてい
る。画素TFTはシングルゲートTFTを用いている。
線811と接続されている。画素TFT825のゲート
電極Gは、走査線815と接続されている。画素TFT
825のドレイン電極Dには、液晶セル823と蓄積容
量827とが並列に接続されている。
対応する走査線の選択時間に、信号線811から注入さ
れた信号電荷を受け、次の選択時間まで蓄積する。蓄積
容量827は、必要に応じて設けられる。蓄積容量82
7を設けない場合、例えば画素TFT825がリークす
ると画素電極の電圧が容易に変化してしまう。蓄積容量
827は、蓄積された電圧を保持するのに有効である。
形例によるスキャン型バックライトについて図28を参
照して説明する。
2は、基板311側に透明電極303とバス電極307
とが形成され、透明基板305側に共通電極315が形
成されている点で図25に示すスキャン型バックライト
SB1と異なる。その他の構成はほぼ同じであるので、
説明は省略する。
ャン型バックライトや液晶表示装置を形成することがで
きる。
本発明はこれらに制限されるものではない。その他、種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自
明であろう。
して、特許請求の範囲に記載した発明と併せて、以下に
付記する発明についても抽出可能である。
液晶パネルの上に設けられた導光板と、前記反射型液晶
パネルの液晶層と前記導光板との間に配された偏光板
と、前記導光板の側面に配置される光源とを備え、前記
光源から出射され前記導光板内を伝播する光の主方向の
前記反射型液晶パネル上への射影と前記偏光板の吸収軸
との成す小さい方の角度が50度以上である反射型液晶
表示装置。(1) (付記2)反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの
上に設けられた導光板と、前記反射型パネルの液晶層と
前記導光板との間に配された偏光板と、前記導光板の側
面に配置される光源とを備え、前記光源から出射され前
記導光板内を伝播しつつ前記導光板から前記偏光板に向
けて出射する光の主方向の前記反射型液晶パネル上への
射影と前記偏光板の吸収軸との成す小さい方の角度が、
0度よりも大きく、かつ、40度以下である反射型液晶
表示装置。(2) (付記3)反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの
上に設けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの液晶
層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導光板
の側面に配置される光源とを備え、前記光源から出射さ
れ前記導光板内を伝播しつつ前記導光板から前記偏光板
に向けて出射する光の主偏光の方向の前記反射型液晶パ
ネル上への射影と、偏光板の吸収軸との成す小さい方の
角度が50度以上である反射型液晶表示装置。(3) (付記4)反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの
上に設けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの液晶
層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導光板
の側面に配置される光源とを備え、前記反射型液晶パネ
ルに入射する光の主偏光の方向の前記反射型液晶パネル
上への射影の方向と、偏光板の吸収軸との成す小さい方
の角度が50度以上である反射型液晶表示装置。(4) (付記5)前記主偏光は、P偏光又はS偏光である付記
3又は4に記載の反射型液晶表示装置。 (付記6)前記導光板が、前記液晶パネルに対して前記
光源に近づくにしたがって前記液晶パネルの表面から遠
ざかるように傾斜可能とされている付記1から5までの
いずれか1に記載の反射型液晶表示装置。 (付記7)さらに、前記導光板と前記偏光板との間に設
けられた位相差板を含み、前記位相差板の光学軸が、前
記射影と前記吸収軸との成す角のうち小さい方の角度と
90度との間に配置される付記1から6までのいずれか
1に記載の反射型液晶表示装置。 (付記8)前記位相差板が、半波長板である付記7に記
載の反射型液晶表示装置。 (付記9)導光板と、該導光板の側面に配置される光源
とを備えた照明装置であって、前記導光板の平坦な一表
面に、該一表面から第1の角度で立ち上がる第1の傾斜
面と、該第1の傾斜面と隣接して形成され前記第1の角
度よりも大きな第2の角度で立ち上がる第2の傾斜面
と、により形成される凸部を複数備えており、前記第2
の傾斜面上に光を透過しない遮光層が設置されているこ
とを特徴とする照明装置。(5) (付記10)前記傾斜面上に形成された遮光層と、前記
第2の傾斜面の間に、前記導光板の屈折率よりも低い屈
折率を有する低屈折率層が形成されていることを特徴と
する付記9に記載の照明装置。 (付記11)前記遮光層が、反射層であることを特徴と
する付記9又付記10に記載の照明装置。 (付記12)前記遮光層が光吸収層であることを特徴と
する付記11に記載の照明装置。 (付記13)前記遮光層が、前記第2の傾斜面の反射層
と、その上に配置される吸収層とを含むことを特徴とす
る付記9又は付記10に記載の照明装置。 (付記14)平坦な一表面に、該一表面から第1の角度
で立ち上がる第1の傾斜面と、該第1の傾斜面と隣接し
て形成され前記第1の角度よりも大きな第2の角度で立
ち上がる第2の傾斜面と、により形成される凸部を複数
備えた導光板と、該導光板の側面に配置される光源と、
を備えた照明装置と、前記一表面と反対側の表面に対向
配置される反射型液晶パネルと、前記導光板と前記反射
型液晶パネルとの間に配置された偏光板と、該偏光板と
前記導光板との間に形成され前記導光板よりも屈折率の
低い低屈折率層とを含む反射型液晶表示装置。(6) (付記15)前記低屈折率層は、フッ素系樹脂又はフッ
素系液体であることを特徴とする付記10から14まで
のいずれか1項に記載の反射型液晶表示装置。 (付記16)透明な第1の基板と、該第1の基板上に形
成された第1の電極と、第2の電極が形成され、光吸収
能を備えた第2の基板と、前記第1の電極と前記第2の
電極とが対向するように前記第1の基板と前記第2の基
板とを配置した状態で前記第1の電極上に形成され、表
面に凹凸を有し、ほぼ均一な屈折率を有する均一屈折率
層と、両基板間に挟持され前記均一屈折率層との間に界
面を形成する液晶層と、前記第1の電極と前記第2の電
極との間に電圧を印加することができる電圧印加手段と
を含み、前記界面の凹凸の振幅Hが、該凹凸のピッチP
の0.5倍以上である反射型液晶表示装置。(7) (付記17)前記液晶層が、多数の液晶分子を含む液晶
塊を高分子中に分散させた高分子分散型液晶(PDL
C)である付記16に記載反射型液晶表示装置。 (付記18)前記均一屈折率層が、整列した液晶塊の液
晶分子と略等しい屈折率異方性を有する付記16に記載
の反射型液晶表示装置。 (付記19)さらに、前記第1の基板に近接して設けら
れた照明装置を含む付記16から18までのいずれか1
に記載の反射型液晶表示装置。 (付記20)透明な第1の電極と、該第1の電極上に形
成され、表面に凹凸を有し、ほぼ均一な屈折率を有する
均一屈折率層と、該均一屈折率層上に形成され、該均一
屈折率層との間に界面を形成するとともに、印加電圧を
変化させることにより光散乱性を変化させることができ
る散乱型液晶層と、該散乱型液晶層上に形成される第2
電極と、を含む板状部材と、該板状部材の一端に配置さ
れる発光素子と、を含む照明装置。(8) (付記21)前記第1の電極又は前記第2の電極のうち
の少なくともいずれか一方は、平行に配置された複数の
ライン状電極を含み、前記電圧印加手段は、複数の前記
ライン状電極のうちのいずれかを順次選択して電圧を印
加しない状態にする選択回路を含む付記20に記載の照
明装置。 (付記22)前記第1の電極と前記散乱型液晶層又は前
記均一屈折率層との間に、前記均一屈折率層よりも低い
屈折率を有する低屈折率層が形成されている付記20又
は21に記載の照明装置。 (付記23)透明な第1の基板と、該第1の基板上に形
成された透明な第1の電極と、該第1の電極上に形成さ
れ、表面に凹凸を有し、ほぼ均一な屈折率を有する均一
屈折率層と、該均一屈折率層上に形成され、該均一屈折
率層との間に界面を形成するとともに、印加電圧を変化
させることにより光散乱性を変化させることができる散
乱型液晶層と、第2の基板と、該第2の基板上に設けら
れ、前記散乱型液晶層と接して形成される第2電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加す
ることができる電圧印加手段とを含み、前記第1又は第
2の電極のうちのいずれか一方が画素領域ごとに区画さ
れている液晶パネルと、該液晶パネルと対向して配置さ
れる板状部材と、該板状部材の一端に配置される発光素
子とを含む照明装置と、を含む液晶表示装置。(9) (付記24)前記第1の電極と前記散乱型液晶層又は前
記均一屈折率層との間に、前記均一屈折率層よりも低い
屈折率を有する低屈折率層が形成されている付記23に
記載の液晶表示装置。
よる液晶表示装置において、輝度を向上させることがで
きた。
た反射型液晶表示装置の斜視図であり、図1(B)は、
導光板からの出射光の偏光方向と光量との関係を示す図
である。
よる反射型液晶表示装置の構造を示す斜視図であり、図
2(B)は、反射型液晶表示装置を上から見た場合の、
偏光板の吸収軸と偏光板に入射する光の射影との位置関
係を示す図であり、図2(C)は、反射型液晶表示装置
を側方から見た場合の構造を示す図である。
構造を示す断面図である。
る反射型液晶表示装置の構造を示し、図4(A)から図
4(C)までは、図2(A)から図2(C)までに対応
する図である。
びコントラストの関係を示す図である。
第1の実施の形態による反射型液晶表示装置をノート型
パーソナルコンピュータ(PC)に適用した構造を示す
図である。
第1の実施の形態による反射型液晶表示装置をノート型
パーソナルコンピュータ(PC)に適用した構造を示す
図である。
る反射型液晶表示装置の構造を示し、図8(A)から図
8(C)までは、図2(A)から図2(C)までに対応
する図である。
る反射型液晶表示装置の構造を示し、図9(A)から図
9(C)までは、図2(A)から図2(C)までに対応
する図である。
である。
晶表示装置の構造を示す断面図である。
反射型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
晶表示装置の概略構造を示す断面図である。
る。
晶表示装置の構造を示す断面図である。
反射型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
光角と光の強度との関係を示す図である。
晶表示装置の構造を示す断面図である。
図20(A)は散乱型液層層の側面図、図20(B)は
平面図、図20(C)は図20(B)の変形例による液
晶層の平面図である。
理を説明するための図である。
よる反射型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
び第2実施例による反射型液晶表示装置を用いた表示装
置全体の構造を示す図である。
ックライトの原理について示す図である。
型バックライトの構造を示す断面図である。
型バックライトの構造を示す平面図である。
回路図である。
スキャン型バックライトの構造を示す断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネ
ルの上に設けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの
液晶層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導
光板の側面に配置される光源とを備え、 前記光源から出射され前記導光板内を伝播する光の主方
向の前記反射型液晶パネル上への射影と前記偏光板の吸
収軸との成す小さい方の角度が50度以上である反射型
液晶表示装置。 - 【請求項2】 反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネ
ルの上に設けられた導光板と、前記反射型パネルの液晶
層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導光板
の側面に配置される光源とを備え、 前記光源から出射され前記導光板内を伝播しつつ前記導
光板から前記偏光板に向けて出射する光の主方向の前記
反射型液晶パネル上への射影と前記偏光板の吸収軸との
成す小さい方の角度が、0度よりも大きく、かつ、40
度以下である反射型液晶表示装置。 - 【請求項3】 反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネ
ルの上に設けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの
液晶層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導
光板の側面に配置される光源とを備え、 前記光源から出射され前記導光板内を伝播しつつ前記導
光板から前記偏光板に向けて出射する光の主偏光の方向
の前記反射型液晶パネル上への射影と、偏光板の吸収軸
との成す小さい方の角度が50度以上である反射型液晶
表示装置。 - 【請求項4】 反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネ
ルの上に設けられた導光板と、前記反射型液晶パネルの
液晶層と前記導光板との間に配された偏光板と、前記導
光板の側面に配置される光源とを備え、 前記反射型液晶パネルに入射する光の主偏光の方向の前
記反射型液晶パネル上への射影の方向と、偏光板の吸収
軸との成す小さい方の角度が50度以上である反射型液
晶表示装置。 - 【請求項5】 導光板と、該導光板の側面に配置される
光源とを備えた照明装置であって、 前記導光板の平坦な一表面に、該一表面から第1の角度
で立ち上がる第1の傾斜面と、該第1の傾斜面と隣接し
て形成され前記第1の角度よりも大きな第2の角度で立
ち上がる第2の傾斜面と、により形成される凸部を複数
備えており、 前記第2の傾斜面上に光を透過しない遮光層が設置され
ていることを特徴とする照明装置。 - 【請求項6】 平坦な一表面に、該一表面から第1の角
度で立ち上がる第1の傾斜面と、該第1の傾斜面と隣接
して形成され前記第1の角度よりも大きな第2の角度で
立ち上がる第2の傾斜面と、により形成される凸部を複
数備えた導光板と、該導光板の側面に配置される光源
と、を備えた照明装置と、 前記一表面と反対側の表面に対向配置される反射型液晶
パネルと、 前記導光板と前記反射型液晶パネルとの間に配置された
偏光板と、 該偏光板と前記導光板との間に形成され前記導光板より
も屈折率の低い低屈折率層とを含む反射型液晶表示装
置。 - 【請求項7】 透明な第1の基板と、 該第1の基板上に形成された第1の電極と、 第2の電極が形成され、光吸収能を備えた第2の基板
と、 前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように前
記第1の基板と前記第2の基板とを配置した状態で前記
第1の電極上に形成され、表面に凹凸を有し、ほぼ均一
な屈折率を有する均一屈折率層と、 両基板間に挟持され前記均一屈折率層との間に界面を形
成する液晶層と、 前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加す
ることができる電圧印加手段とを含み、 前記界面の凹凸の振幅Hが、該凹凸のピッチPの0.5
倍以上である反射型液晶表示装置。 - 【請求項8】 透明な第1の電極と、該第1の電極上に
形成され、表面に凹凸を有し、ほぼ均一な屈折率を有す
る均一屈折率層と、該均一屈折率層上に形成され、該均
一屈折率層との間に界面を形成するとともに、印加電圧
を変化させることにより光散乱性を変化させることがで
きる散乱型液晶層と、該散乱型液晶層上に形成される第
2電極と、を含む板状部材と、 該板状部材の一端に配置される発光素子と、を含む照明
装置。 - 【請求項9】 透明な第1の基板と、該第1の基板上に
形成された透明な第1の電極と、該第1の電極上に形成
され、表面に凹凸を有し、ほぼ均一な屈折率を有する均
一屈折率層と、該均一屈折率層上に形成され、該均一屈
折率層との間に界面を形成するとともに、印加電圧を変
化させることにより光散乱性を変化させることができる
散乱型液晶層と、第2の基板と、該第2の基板上に設け
られ、前記散乱型液晶層と接して形成される第2電極
と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印
加することができる電圧印加手段とを含み、前記第1又
は第2の電極のうちのいずれか一方が画素領域ごとに区
画されている液晶パネルと、 該液晶パネルと対向して配置される板状部材と、該板状
部材の一端に配置される発光素子とを含む照明装置と、
を含む液晶表示装置。
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