JP2005099469A - 液晶装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 コントラストを低下させることなく、視角特性に優れた画像表示を認識することができる液晶装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】 バックライト３からの出射光を利用して画像表示を行う透過モードと、外光を利用して画像表示を行う反射モードと、を有する反射半透過型の液晶装置であって、透過モードにおいては、実質的に平行光である出射光を利用するとともに、液晶パネル１１を透過した偏光光を、光散乱層１９及び偏光板２１を介して外部に取り出して画像表示させ、反射モードにおいては、光散乱層１９及び偏光板２１を介して、液晶パネル１１に入射した外光を、半透過反射層の反射層１５によって反射させた後、再び光散乱層１９及び偏光板２１を介して外部に取り出して画像表示させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶装置及びこれを用いた電子機器に関し、コントラストを低下させることなく、視角特性に優れた画像表示を得ることができる液晶装置及びこれを用いた電子機器に関する。

従来、液晶装置は、一対の第１の基板および第２の基板の間に、液晶分子からなる液晶層を形成し、この液晶層を挟むように、上下に偏光板を配置して構成されるのが一般的である。
そして、かかる液晶装置において、光源から出射される光を実質的に平行光とするために、平行光バックライトを用いた液晶装置が提案されている。例えば、平行光線化バックライトシステム／第１偏光板／液晶セル／第２偏光板／光散乱層の構成を表示部に少なくとも有するノーマリーホワイト旋光モードツイストネマチック方式液晶装置において、第１偏光板と、第２偏光板との間に光学異方体を設けた液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、半透過反射カラー表示を目的として、内面半透過反射膜を設けた液晶装置が提案されている。例えば、第１偏光板、第１位相差板、第２位相差板、前方散乱板、第１基板、液晶層、第２基板、第３位相差板、第２偏光板、照明装置をこの順序で構成し、照明装置は導光体、光源より構成され、拡散板を必要に応じて用い、また第１基板と第２基板の間にはカラーフィルタ、走査電極、信号電極を兼ねた半透過反射板が設けられている液晶装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２８８２７０号 （請求項１） 特開２０００−２３５１８０号 （図１）

しかしながら、特許文献１に開示の液晶装置は、透過モードでは表示は見られるものの、反射モードでは表示が見られないという問題があった。
また、特許文献２に開示の液晶装置においては、液晶分子が視角依存性を有していることに起因して、低視角における明るさが低下したり、コントラストが低下したりするという問題が見られた。
すなわち、図９に示すように、液晶パネル２１１の下面側に、反射板２０１と、バックライト２０３と、拡散板２０９と、下側偏光板２０５と、を配置するとともに、液晶パネル２１１の上面側には、位相差板２１７と、光散乱層（前方散乱膜）２１９と、上側偏光板２２１と、を配置した場合には、透過型表示に関しては、液晶層２１３に対して入射してくる透過光が非平行であって、少なからず拡散するため、液晶の視角依存性を大きく拾ってしまい、白表示が暗くなったり、あるいは、黒表示が明るくなったりして、低視角におけるコントラストが低下するという問題が見られた。ここで、液晶の視角依存性とは、液晶を通過する光の方位や極角によって明るさ、コントラストが異なることを言う。また、液晶の視角依存性を拾うとは、そのように方位や極角の異なる光が光散乱層により拡散され、混在することを言い、これにより各方向で液晶を通過した特性も混ざり合うこととなる。

そこで、本発明の発明者らは、上述した問題点につき鋭意検討した結果、液晶装置において、光散乱層（前方散乱膜）及び上側偏光板等の構成を採るとともに、実質的に平行光を利用することにより、コントラストを低下させることなく、低視角においても、明るい透過画像表示を認識することができることを見出し、本発明の反射半透過型液晶表示装置を完成させたものである。

本発明によれば、光源からの出射光を利用して画像表示を行う透過モードと、外光を利用して画像表示を行う反射モードと、を有する反射半透過型の液晶装置であって、透過モードにおいては、実質的に平行光である出射光を利用するとともに、液晶層を透過した偏光光を、光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させ、反射モードにおいては、光散乱層及び偏光板を介して、液晶層に入射した外光を、半透過反射層の反射部によって反射させた後、再び光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させることにより、上記問題点を解決することができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、光散乱層を、液晶層と、偏光板との間に配置することが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、平行光における半値角を±２０°の範囲内の値とすることが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、平行光における発光輝度のピーク方向を、液晶層に対して、実質的に垂直方向とすることが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、光源からの出射光を、液晶層に導くための導光板が設けてあるとともに、当該導光板の下面に、複数の微細傾斜面を設けることが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、光源からの出射光を、液晶層に導くための導光板及びプリズムシートが設けてあるとともに、当該導光板上であって、導光板側に頂点が向くようにプリズムシートを配置することが好ましい。
なお、このように配置したプリズムシートを、簡便のため、以降「下向きプリズムシート」と表記する。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、光源として、点光源を配置するとともに、当該点光源に近接した位置の導光板上に、シボ模様を設けることが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、光散乱層のヘイズ値を５０〜９５％の範囲内の値とすることが好ましい。

また、本発明の別の態様は、対向する第１の基板および第２の基板の間に液晶を挟持してなる液晶パネルと、第１の偏光板を介して液晶パネルに平面的に重なり、実質的に平行光である出射光を液晶パネルに出射する照明装置と、液晶パネルに対して、照明装置の反対側に配置されている光散乱層および第２の偏光板と、を有することを特徴とする液晶装置である。

また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの液晶装置を備えた電子機器である。

本発明の液晶装置によれば、透過モードにおいては、実質的に平行光である出射光を利用するとともに、光散乱層及び偏光板を介して画像表示させることにより、低視角においても、コントラストを低下させることなく、画像表示を明るくすることができる。

また、本発明の液晶装置によれば、光散乱層を、所定位置に配置することにより、反射モードにおける画像表示のいわゆるボケを有効に防止し、コントラストを高めることができる。

また、本発明の液晶装置によれば、平行光における半値角を所定範囲とすることにより、コントラストを確実に高めることができ、低視角での色付きを小さく、あるいは無くすることができる。

また、本発明の液晶装置によれば、平行光における発光輝度のピーク方向を所定方向とすることにより、液晶層としてツイストネマチック型液晶材料を用いた場合にはもちろんのこと、他の液晶材料を用いた場合であっても、コントラストを高めることができる。

また、本発明の液晶装置によれば、所定構造の導光板を使用することにより、光源からの出射光を効果的に平行光として取り出すことができる。

また、本発明の液晶装置によれば、所定構造の導光板と、プリズムシートを用いるとともに、プリズムシートの配置方向を制御することにより、光源からの出射光を効果的に所定方向の平行光として取り出すことができる。

また、本発明の液晶装置によれば、複数光源ではなく、点光源を用いるとともに、所定の導光板を用いることにより、点光源近くの光が有効に拡散するので、点光源近傍での輝度ムラの発生を防止できる。

また、本発明の液晶装置によれば、光散乱層のヘイズ値を所定範囲とすることにより、光の散乱効果を高めて、低視角での輝度低下を有効に防止することができる。

また、本発明の別の液晶装置によれば、所定の照明装置および光散乱層ならびに偏光板を有することにより、液晶の視角依存性を拾うことが少なく、低視角においても、コントラストを低下させることなく、画面表示を明るくすることができる。

また、本発明の電子機器によれば、上述したいずれかの液晶装置を備えることにより、高コントラストで、視角特性に優れた画像表示を認識可能な電子機器を提供することができる。

[第１の実施形態]
第１の実施形態は、光源からの出射光を利用して画像表示を行う透過モードと、外光を利用して画像表示を行う反射モードと、を有する反射半透過型の液晶装置であって、
透過モードにおいては、実質的に平行光である出射光を利用するとともに、液晶層を透過した偏光光を、光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させ、
反射モードにおいては、光散乱層及び偏光板を介して、液晶層に入射した外光を、半透過反射層の反射部によって反射させた後、再び光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させることを特徴とする液晶装置である。
以下、適宜図面を参照して、第１実施形態の液晶装置を説明する。
なお、図１は、液晶装置の基本構成の説明に供する図であって、光源からの出射光を利用して画像表示を行う透過モードと、外光を利用して画像表示を行う反射モードとを有する反射半透過型の液晶装置に関するものである。本実施形態に係る液晶装置は、図１に示すように、反射板の表面側に配置され実質的に平行光をするバックライト３と、光の一方向の偏光成分のみを取り出すための偏光板５と、位相差板７（１／４波長板）と、を備えている。このバックライト３は、実質的に平行光を出射できるものであればその構成は限定されるものではないが、具体例については、第２の実施形態において、詳細に説明する。

本実施形態に係る液晶装置は、位相差板７の上面側に、液晶パネル１１が配置されている。かかる液晶パネル１１は、対向する２枚のガラス基板（図示なし）の間に液晶材料１３を封入して構成されている。これらガラス基板の表面には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などからなる共通電極層、配向膜など（共に図示なし）が配置されている。また、液晶パネル内には、各画素において、所定面積割合になるように反射層１５が設けられている。
なお、この例の液晶層１３は、電源がオフ時に、白表示となるノーマリーホワイトモードである。
また、液晶パネルの上面側には、位相差板１７と、この位相差板１７を透過した光を拡散させるための光散乱層（前方散乱膜）１９と、この光散乱層１９によって拡散された光の一方向の偏光成分のみを取り出すための偏光板２１と、が設けられている。

次いで、以上のように構成された液晶装置の作用を説明する。まず、透過モードにおいては、バックライト３から出射された平行光は、偏光板５を通過した後、位相差板７を通過することにより位相がずれて（図中の右矢印参照）、円偏光となって液晶パネル１１に入射する。そして、液晶パネル１１に入射した光は、電源がオフ時にあっては、液晶パネル１１、位相差板１７を通過して位相が反対方向にずれた後（図中の左矢印参照）、光散乱層１９によって拡散される。このとき、入射光が平行光であることから、過度に拡散することなく、視角依存性が少なくなるという効果を発揮することができる。したがって、この光散乱層１９により、低視角においても表示画面を明るくすることができ、視角特性が高くなる。また、光散乱層１９を通過した光は、偏光軸が透過軸と一致するものについて、偏光板２１を通過することができ、白表示となる。その際、実質的に平行光を使用していることから、白表示が暗くなることを有効に防止することができる。

他方、電源がオン時にあっては、液晶パネル１１に入射した光は、位相差板１７及び光散乱層１９を通過するが、偏光軸と透過軸との関係で、偏光板２１を通過できないために黒表示となる。その際、実質的に平行光を使用していることから、十分に光を遮断して、黒表示が白っぽくなることを有効に防止することができる。
このように、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンス等からなる光源（バックライト）３から出射された光は、実質的に平行光であることから、電源のオン、オフ時のいずれの透過モードにおいても、液晶の視角依存性が少なくなって、低視角においてもコントラストを高めることができる。
また、偏光板２１と、位相差板１７との間に、光散乱層１９を設けていることから、光散乱層１９を透過した光を、均一かつ十分に拡散させることができ、低視角においても、コントラストを低下させることなく、明るい画像表示を認識することができる。

また、反射モードにおいては、外光は、偏光板２１、光散乱層１９、位相差板１７を通過した後、液晶パネル１１に入射して、液晶分子内を通過することになる。そして、この液晶パネル１１における液晶分子内を通過した光は、反射層１５によって反射され、再び液晶分子内を通過して位相差板１７、光散乱層１９、偏光板２１を通過して視認される。
このとき、電源のオフ時にあっては、液晶パネル１１を通過し、反射層１５に到達した光は直線偏光であるため、反射光は入射時と同様の偏光面を有しており、偏光板２１を通過でき、白表示となる。
他方、電源のオン時にあっては、液晶パネル１１に入射した外光は、液晶パネル１１を通過し反射層１５に到達するが、このときの光は円偏光であり、反射光は逆方向の円偏光になるため、偏向板２１に到達した反射光は、入射時と直交の直線偏光を有しており、偏光軸と透過軸との関係で、偏光板２１を通過できずに黒表示となる。

この反射モードにおいては、光散乱層１９が、液晶パネル１１に近い位置、すなわち図１に示す構成例では、偏光板２１と、液晶パネル１１との間に設置されていることが好ましい。
この理由は、このように光散乱層１９を配置することにより、光散乱層１９を偏光板２１の上側に配置した場合と比較して、反射時におけるボケ防止効果を発揮して、コントラストを高めることができるからである。

以上のように、本実施形態によれば、透過モード及び反射モードのいずれのモードにおいてもコントラストが高くなるとともに、視角特性に優れた画像表示を認識することができる。
なお、平行光における発光輝度のピーク方向を、液晶層１３に対して、実質的に垂直方向とすることが好ましい。その理由は、液晶層１３として、垂直方向が最も視認されやすいＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）型液晶材料を用いた場合はもちろんのこと、他の液晶材料を用いた場合であっても、コントラストを高めることができるからである。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、カラーフィルタを用いた反射半透過型のカラー液晶装置であって、カラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板の表面側に配置された光散乱層、光散乱層の表面側に設置された第１位相差板、第１位相差板の表面側に設置された第２位相差板、及び第２位相差板の表面側に設置された偏光板を備えるとともに、液晶パネル２３の裏面側に配置された位相差板３３（１／４波長板）、この位相差板３３の裏面側に配置された偏光板３５、該偏光板３５の下方に配置されたバックライト部３７を備えたカラー液晶装置である。
なお、図２は、本発明の第２の実施形態を説明するために供する図である。

ここで、液晶パネル２３は、図２に示すように、基本的に、２枚のガラス基板３９、４１と、これら２枚のガラス基板３９、４１の間に配置される液晶層４３、カラーフィルタ４５を配置して構成されている。より詳細には、ガラス基板３９の表面側にアルミニウムからなる反射層４７、画素毎に形成された着色層４９、この着色層４９を被覆するオーバーコート膜５１が形成されている（着色層４９とオーバーコート膜５１とによってカラーフィルタ４５が構成されている。）。そして、オーバーコート膜５１の上面にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体からなる透明電極５３が形成されている。透明電極５３の表面側には、液晶材料の電圧駆動を容易にするためにポリイミド樹脂等からなる配向膜５５が形成されている。
また、ガラス基板３９に対向するガラス基板４１には、ガラス基板３９側に設置したのと同様の透明電極５７が形成され、この透明電極５７の上面には配向膜５９が積層されている。

また、着色層４９は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層４９の色調の一例としては原色系フィルタとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）等の補色系や、その他の種々の色調で形成することができる。
この着色層４９は、通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって不要部分を除去することによって、所定のカラーパターンを有するものが形成される。ここで、複数の色調の着色層を形成する場合には上記工程を繰り返すことになる。

また、発光ダイオードやエレクトロルミネッセンス等からなる光源を含むバックライト部３７は、底面側に複数の微細傾斜面を設けた導光板６１と、この導光板６１の裏面側に配置した反射板６３と、導光板６１の表面側に配置した下向きプリズムシート６５と、導光板６１の一側面に設置した光源６７とから構成されている。
ここで、図３は、図２における円で囲んだＡ部の拡大図である。すなわち、導光板６１は、ポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂等の透明樹脂からなり、その底面には、図３に示すように、光拡散のための微小傾斜面６９が複数設けられている。

また、下向きプリズムシート６５は、断面が略三角形をした円弧状又は直線状のプリズム７１を同心円状又は並列に配列し、これをプリズムの頂点が、導光板６１側に向くように配置したものである。
なお、それぞれ導光性が優れていることから、光源６７が、点光源の場合には、プリズム７１は点光源を中心とした円弧状プリズムを使用し、光源６７が線光源（冷陰極管や、点光源を線状の別導光板を通して線状光源にしたもの）の場合には、直線状プリズムを、使用することが好ましい。

上記のように構成された本実施形態においては、導光板６１内に入射した光は、導光板６１の上面と下面とで全反射を繰り返しながら、導光板６１内を光源６７から遠ざかる方向へ進んでいく。この導光板６１の底面に入射する光は、微小傾斜面６９で反射して導光板６１の上面に入射するが、微小傾斜面６９で反射するたびに上面への入射角が小さくなる。そして、全反射の臨界角よりも小さな入射角で上面に入射した光は、導光板６１の上面を透過して導光板６１の外部へ出射される。
一方、導光板６１の底面で反射されることなく底面を透過した光は、導光板６１の下面に設置した反射板６３で正反射されて導光板６１内に戻り、再び導光板６１内を伝搬する。

このように、導光板６１の上面から出射される光は、微小傾斜面６９で反射しながら導光板６１内を伝搬し、全反射の臨界角よりも小さい入射角で上面に入射したときに導光板６１の外部に出射することになるので、その出射方向は、伝搬方向に対して、所定の角度の方向となる。そして、導光板６１の上面から出射した光は、下向きプリズムシート６５によって鉛直方向に屈折して偏光板３５に入射する。つまり、下向きプリズムシート６５から出射する光は鉛直方向の平行光となり、偏光板３５に入射することになる。
したがって、第１の実施形態で説明したように、液晶の視角依存性を拾わなくなるので、コントラストを高めることができる。

また、偏光板３５に入射した光は、位相差板３３を通過して円偏光となって、液晶パネル２３に入射する。液晶パネル２３に入射した光は反射層４７の隙間から着色層４９を透過し、液晶層４３及びガラス基板４１を透過する。そして、光散乱層２３で拡散して、第１及び第２位相差板２７、２９を透過し、さらに電源のオフ時には偏光板３１を通過して出射され白表示され、電源のオン時には、偏光板３１にて遮断され、黒表示となる。
このように、透過モードにおいては、光源６７から出射される光が、導光板６１及び下向きプリズムシート６５によって実質的に平行光にされ、かつ、光散乱層２５によって拡散されるので、コントラストを低下させることなく、視角特性を向上させることができる。

他方、偏光板３１側から入射した外光は、液晶パネル２３の液晶層４３を透過し、さらに着色層４９を透過した後に、反射層４９にて反射される。そして、再び、着色層４９、液晶層４９、及びガラス基板４１を透過し、光散乱層２５で拡散して、第１及び第２位相差板２７、２９を透過し、さらに偏光板３１を通過して外部に出射する。この反射モードにおいても、第１の実施形態で説明したのと同様に、光散乱層２５を偏光板３１と液晶パネル２３の間に設置しているので、ボケ防止となり、コントラストを高めることができる。

また、透過モードにおいては光源６７から出射する光は着色層４９を１回だけ通過し、他方、反射光は、カラーフィルタ基板の着色層を２回通過することになる。しかしながら、反射層４７よりも上方の着色層４９の厚みが、全着色層４９の厚みの半分に設定されていることから、透過モードと、反射モードとで、光が着色層内を通過する距離が実質的に同一となる。したがって、反射方式に拠っても、透過方式に拠っても、着色層中の通過距離が実質的に等しくなり、同程度の着色性を視覚することができる。

なお、上記の実施形態においては、導光板６１の表面側に下向きプリズムシート６５を配置した例を示した。しかしながら、導光板６１の底面に形成する微小傾斜面６９の傾斜角を大きくすることにより、導光板６１から出射する光を、導光板６１に対し鉛直方向の実質的に平行光とすることも可能である。すなわち、この場合には、比較的高価な下向きプリズムシート６５を省略することができる。したがって、コストダウンを図ることができ、経済的に有利な構成となる。
この場合において、微小傾斜面６９の傾斜角を大きくする方法としては、図４に示すように、図３において微小傾斜面６９の両端に存在した頂点をＳ字カーブで連結するようにすることが好ましい。この理由は、このような構成であれば、導光板６１の板厚を大きくすることなく、微小傾斜面６９の傾斜角を大きくすることができるからである。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態の説明に供する図である。この第３の実施形態においては、図５に示すように、導光板７５のコーナー部に点光源７７を配置して、さらに点光源７７近傍の導光板７５の上面に光拡散部７９を設けたものである。
光拡散部７９としては、微小な凹凸からなるシボ模様を設けることが好ましい。
このようなシボ模様を設ける理由は以下の通りである。すなわち、複数の点光源を導光板７９の一側面に複数個配置すると、光が拡散して、点光源の近傍で、かつ隣接する点光源の中間位置に暗い部分ができるため、輝度ムラが生ずるという問題がある。そこで、単一若しくは集合した点光源を、導光板７５のコーナー部に配置することによって、複数の点光源を配置したときに発生する、中間暗部の問題は解消できる。しかしながら、点光源を用いた場合であっても、点光源の近傍では、輝度が高くなりすぎるため、点光源７７の近傍における導光板７５の上面にシボ模様を設けたものである。これによって、点光源近傍の光が拡散され、点光源から離れた箇所との間の輝度ムラを解消することができる。

［第４の実施形態］
本発明に係る第４実施形態としての電子機器について、上述した液晶装置を電子機器における表示装置として用いた場合について具体的に説明する。
図６は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、図６に示すように、液晶パネル９１と、これを制御するための制御手段９３とを有している。また、図６中では、液晶パネル９１を、パネル構造体９１Ａと、半導体素子（ＩＣチップ）等で構成される駆動回路９１Ｂと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段９３は、表示情報出力源９５と、表示処理回路９７と、電源回路９９と、タイミングジェネレータ１０１とを有することが好ましい。
また、表示情報出力源９５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１０１によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路９７に供給するように構成されていることが好ましい。

また、表示情報処理回路９７は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路９１Ｂへ供給することが好ましい。そして、駆動回路９１Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含むことが好ましい。また、電源回路９９は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
そして、本実施形態の電子機器であれば、実質的に平行光を出射するバックライトと光散乱層とを備えた液晶装置を使用していることから、コントラストが高く明るい表示画面とすることができる。

本発明に係る液晶装置を適用可能な電子機器としては、パーソナルコンピュータや、携帯電話機のほかにも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電気泳動装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた電子機器などが挙げられる。

さらに、本発明の液晶装置及び電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態に示す液晶パネルは単純マトリクス型の構造を備えているが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等のアクティブ素子（能動素子）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置にも適用することができる。
また、上記実施形態の液晶パネルは所謂ＣＯＧタイプの構造を有しているが、半導体素子（ＩＣチップ）を直接実装する構造ではない液晶パネル、例えば液晶パネルにフレキシブル配線基板やＴＡＢ基板を接続するように構成されたものであっても構わない。

上記の実施形態で示したものの具体例としてバックライト部の構成及び光散乱層のヘイズ値を変化させ、透過時と反射時の効果を比較した。その結果を表１に示す。

上記各例の条件値の基となった具体的構成を以下に示す。
実施例１：第２の実施形態に示した導光板で傾斜角の大きなものを用い、下向きプリズム
シートを使用しなかった
実施例２：第２の実施形態に示した導光板及び下向きプリズムシートを使用した。
実施例３：第２の実施形態に示した導光板及び実施例２より拡散性の小さな下向きプリズ
ムシートを使用した。
実施例４：第２の実施形態に示した導光板及び実施例２より拡散性の小さな下向きプリズ
ムシートを使用するとともに、実施例３よりヘイズ値の低い前方散乱層を使用
した。
実施例５：第２の実施形態に示した導光板及び実施例２より拡散性の小さな下向きプリズ
ムシートを使用するとともに、実施例４よりヘイズ値の低い前方散乱層を使用
した。
比較例： 上向きプリズムシートを２枚用いた一般的な導光板を使用した。

なお、表１における「ヘイズ値」とは、光散乱層（前方散乱層）に可視光を照射したときの全透過光に対する拡散透過光の割合であり、ヘイズ値が小さいほど直線光透過率に優れているものである。
また、半値角とは、図７に示すように、光源１０３を有するバックライト部１０５から出射する光を、検出器１０７を用いて、鉛直方向に対してθ傾いた位置で輝度の指向性を測定した場合に、ピーク輝度の半値となる輝度、すなわち、図８中のｌ１とｌ２とが等しくなるような輝度を示す極角度をいう。つまり、例えば、ピーク輝度の極角度をθ０としたときに、半値角がθ０±２０°とは、図８におけるθ０−θ１及びθ２−θ０が２０°以下となる方位があるという意味である。

上記結果から理解されるように、光の半値角をθ０±２０°以下にすることが好ましく、さらにはθ０±１０°以下にすることがより好ましい。この理由は、このように半値角を小さくすることにより、実施例１〜５に示すように、コントラストを確実に高めることができるためである。また、半値角を小さくすることにより、低視角における色付き現象が小さくなり、あるいは全く無くすることができる。これは、半値角を小さくして、指向性を高めることにより、液晶の視角依存性を拾わなくすることができるためである。
また、光散乱層のヘイズ値としては５０％以上にすることが好ましい。この理由は、ヘイズ値を５０％以上にすることで、低視角においても輝度の低下を小さくでき、表示画面を明るくすることができるからである。
また、表１から理解されるように、反射率を２０％以上にすることが好ましい。この理由は、かかる反射率を２０％以上にすることにより、反射モードにおいて低視角であっても表示画面を明るくすることができるからである。

本発明によれば、例えば、光源の種類や配置、さらには特定の導光板等を使用して、所定の平行光を利用することにより、低視角であってもコントラストが高く、かつ表示画面を明るくできるので、液晶等を用いた液晶装置に限らず、各種の電気光学物質を備えた電気光学装置適用することができる。
また、上側偏光板とともに用いる光散乱層（前方散乱板）の配置やヘイズ値を考慮することにより、透過モードでの画像表示において、低視角であってもコントラストが向上し、かつ表示画面を明るくすることができることから、少なくとも透過モードでの画像表示が可能な電気光学装置に好適に使用することができる。

第１の実施形態に係る液晶装置の説明に供する説明図である。 第２の実施形態に係るカラー液晶装置の説明に供する説明図である。 図２の一部を拡大して示す拡大図である。 第２の実施形態に係る導光板の他の態様の説明に供する説明図である。 第３の実施形態に係る液晶装置の要部の説明に供する説明図である。 第４の実施形態に係る電子機器の説明に供する説明図である。 実施例における半値角の測定方法の説明に供する説明図である。 実施例における半値角の測定方法の説明に供する説明図である。 従来の液晶装置の説明に供する説明図である。

符号の説明

１：反射板、３：バックライト、５・２１・３１・３５：偏光板、７・１７：位相差板、１１：液晶パネル、１３：液晶層、１５：反射層、１９・２５：光散乱層（前方散乱板）、２１：偏光板、２３：カラーフィルタ基板、３７：バックライト部、６１：導光板、６５：下向きプリズムシート、６９：微小傾斜部

Claims (10)

1. 光源からの出射光を利用して画像表示を行う透過モードと、外光を利用して画像表示を行う反射モードと、を有する反射半透過型の液晶装置であって、
   前記透過モードにおいては、実質的に平行光である出射光を利用するとともに、液晶層を透過した偏光光を、光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させ、
   前記反射モードにおいては、光散乱層及び偏光板を介して、液晶層に入射した外光を、半透過反射層の反射部によって反射させた後、再び光散乱層及び偏光板を介して外部に取り出して画像表示させることを特徴とする液晶装置。
2. 前記光散乱層を、前記液晶層と、前記偏光板との間に配置することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記平行光における半値角を±２０°の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記平行光における発光輝度のピーク方向を、前記液晶層に対して、実質的に垂直方向とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記光源からの出射光を、前記液晶層に導くための導光板が設けてあるとともに、当該導光板の下面に、複数の微細傾斜面を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記光源からの出射光を、前記液晶層に導くための導光板及びプリズムシートが設けてあるとともに、当該導光板上であって、導光板側に頂点が向くようにプリズムシートを配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記光源として、点光源を配置するとともに、当該点光源に近接した位置の導光板上に、シボ模様を設けることを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶装置。
8. 前記光散乱層のヘイズ値を５０〜９５％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 対向する第１の基板および第２の基板の間に液晶を挟持してなる液晶パネルと、
   第１の偏光板を介して前記液晶パネルに平面的に重なり、実質的に平行光である出射光を前記液晶パネルに出射する照明装置と、
   前記液晶パネルに対して、前記照明装置の反対側に配置されている光散乱層および第２の偏光板と、を有することを特徴とする液晶装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載された液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。