JP2005099470A - 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、視角特性を向上させることができるとともに、画像表示を明るくすることができる液晶装置及び電子機器を得る。
【解決手段】 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１３を透過した偏光光を、軸外し異方性拡散層１７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、偏光板２１及び軸外し異方性拡散層１７を介して、液晶層１３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、再び軸外し異方性拡散層１７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、反射半透過型の表示画面を有する液晶装置及びこれを用いた電子機器に関し、特に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、対向する第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と、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。
また、反射型表示に関しては、外光が斜め方向から液晶層２１３に対して入射した場合には、反射層２１５において反射された後も、光散乱層（前方散乱膜）２１９及び上側偏光板２２１を斜め方向に通過して出射されるために、画像を正面から認識した場合には、画像表示が暗くなってしまうという問題が見られた。

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、軸外し異方性拡散層及び上側偏光板等の構成を採るとともに、液晶層に対して斜め方向に入射される、実質的に平行な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、明るい画像表示を認識することができることを見出し、本発明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、軸外し異方性拡散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、偏光板及び軸外し異方性拡散層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、再び軸外し異方性拡散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、光源として、実質的に平行光を出射するための照明装置をさらに有し、透過モードにおいては、当該照明装置から出射された光を用いて画像表示を行うことが好ましい。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、軸外し異方性拡散層を、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が、軸外し異方性拡散層の指向方向と実質的に同一であることが好ましい。

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られているとともに、当該導光板の下面には、複数の微細傾斜面が設けられていることが好ましい。

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、液晶を介して入射する入射光を、指向性及び散乱性を持たせて出射させる軸外し異方性拡散層と、軸外し異方性拡散層を透過した光を受光する偏光板と、を有することを特徴とする液晶装置である。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、実質的に平行光を出射して液晶パネルを照明するための照明装置をさらに有し、照明装置からの出射光は、液晶を介して軸外し異方性拡散板に入射することが好ましい。

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、軸外し異方性拡散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、画面表示を明るくすることができる。
また、反射モードにおいては、偏光板及び軸外し異方性拡散層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、再び軸外し異方性拡散層及び偏光板を介して画像表示させることにより、斜め方向から入射した光を、出射時には実質的に画面に対して垂直方向に変えることができ、明るい画像表示が可能となる。

また、本発明の液晶装置によれば、所定の照明装置から出射された実質的に平行な光を用いて画像表示させることにより、透過モードにより画像表示する際に、液晶の視角依存性を拾うことが少なくなって、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、本発明の液晶装置によれば、軸外し異方性拡散層を所定位置に配置することにより、特に反射モードにおいていわゆるボケを有効に防止して、コントラストを高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、反射モード及び透過モードの両方において画面正面方向で明るい表示となる。

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、所定のピーク方向を有する平行光として効率的に取り出すことができる。

また、本発明の別の液晶装置によれば、所定の軸外し異方性拡散膜及び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、本発明の液晶装置によれば、所定の照明装置から出射された実質的に平行な光を用いて画像表示させることにより、液晶の視角依存性を拾うことを効果的に防止して、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と、当該液晶装置を制御するための制御手段と、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、軸外し異方性拡散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、偏光板及び軸外し異方性拡散層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、再び軸外し異方性拡散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。
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１の表面側に配置され、後述の液晶層１３に対して斜め方向に入射するとともに、実質的に平行な光（以下、傾斜平行光と称する場合がある。）を出射するバックライト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、傾斜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の実施の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（ともに図示なし）が配置されている。また、液晶パネル１１内には各画素ごとに、所定面積割合になるようにに反射層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、液晶パネル１１を透過した光の方向を、入射時の角度からずらして透過させるとともに、拡散させるための軸外し異方性拡散層（軸外し異方性光散乱フィルム）１７と、位相差板１９と、この位相差板１９を通過してき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。

ここで、軸外し異方性拡散層１７について詳細に説明する。かかる軸外し異方性拡散層は、光散乱性を有するとともに、所定角度で入射した光の方向を入射時の角度からずらして透過させる機能を有するものである。具体的には、図４に示すように、入射角φ１で入射した光を拡散するとともに入射角φ１よりも小さい出射角φ２（ピーク輝度を示す出射光の出射角）で出射させるものである。
この軸外し異方性拡散層としては、例えば、フィルム内部に、屈折率が異なり、かつ不規則な形状と厚さとを有する部位が、概ね帯状に分布され、フィルム厚さ方向で帯状分布の延びる方向が徐々に変化している構造を有するものである。そして、所定角度で入射した光については、光散乱を生じさせ、かつ光がフィルムを透過する際にその主たる進行方向を入射時の進行方向とは異なる方向に変化させることができる。他方、上記所定角度とは異なる入射角度で入射した光については、光散乱を生じること無く透過させるようにしている。

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から出射された傾斜平行光は、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、電源がオフ時にあっては液晶パネル１１に入射した光は、斜め方向からの入射光が実質的に平行光であることから、過度に拡散することなく、液晶の視角依存性を拾いにくくなるという効果を発揮することができる。
ここで、傾斜平行光に関して、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±１５°以下にすることがより好ましい。この理由は、後述する実施例１〜３に示すように、半値角を小さくすることにより、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いようにすることができるためである。
なお、半値角とは、図２に示すように、光源２を有するバックライト部４から出射する光を、検出器６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３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３におけるθ０−θ１及びθ２−θ０がそれぞれ２０°以下となる方位があるという意味である。
また、傾斜平行光の傾斜方向については、発光輝度のピーク方向が、後述の軸外し異方性拡散層１７の指向方向と実質的に同一であることが好ましい。この理由は、このようなピーク方向を有する傾斜平行光であることにより、反射モード及び透過モードの両方において、画面正面方向で明るい画像表示とすることができるからである。

次いで、液晶パネル１１を通過した光は、軸外し異方性拡散層１７に入射して、光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるとともに、拡散されて透過する。この軸外し異方性拡散層１７によって光が拡散することから、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、軸外し異方性拡散層を通過した光は、光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるために、画面正面方向でも明るい画像表示とすることができる。
そして、軸外し異方性拡散層１７を通過した光は、位相差板１９及び偏光板２１を通過することができ、白表示となる。その際、実質的に傾斜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、軸外し異方性拡散層１７、位相差板１９を透過するが、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、実質的に傾斜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、実質的に傾斜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、液晶パネル１１と、位相差板１９との間に、軸外し異方性拡散層１７を設けていることから、軸外し異方性拡散層１７に入射する光を均一かつ十分に拡散させることができ、コントラストを高めることができるとともに、視角特性を向上させることができる。

また、反射モードにおいては、外光は、偏光板２１、位相差板１９、軸外し異方性拡散層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、軸外し異方性拡散層１７に入射する。この軸外し異方性拡散層１７に入射した光は、光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるとともに、拡散されて通過し、視認される。このように、軸外し異方性拡散層１７によって光が拡散することから、視角特性を向上させることができる。また、光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるために、画面正面方向でも明るい画像表示とすることができる。
このとき、電源がオフ時にあっては、液晶パネル１１を通過後に、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、電源がオン時にあっては、液晶パネル１１に入射した外光は、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、軸外し異方性拡散層１７が液晶パネル１１に近い位置、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、このように軸外し異方性拡散層１７を配置することにより、軸外し異方性拡散層１７を、位相差板１９あるいは偏光板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。
また、反射モードにおいて、外光が、液晶パネルに対して斜め方向から入射した場合であっても、画面正面方向で明るい画像表示とすることができるために、画像を認識しやすくなる。

［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、液晶パネル２３と、液晶パネル２３の表面側に配置された軸外し異方性拡散フィルム（軸外し異方性拡散層）２５、軸外し異方性拡散フィルム２５の表面側に設置された第１位相差板２７、第１位相差板２７の表面側に設置された第２位相差板２９、及び第２位相差板２９の表面側に設置された偏光板３１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５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５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６は、図５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はポリカーボネイ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６に示すように、光源６７から出射された光を拡散して、傾斜平行光とするための微小傾斜面６９が複数設けられている。

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の微小傾斜面６９で反射された光は、全反射の臨界角よりも小さな入射角で上面に入射するため、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、図６に示すように、上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板６１内を伝播し、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、その出射方向はほぼ等しくなり、傾斜平行光となる。
また、導光板６１から出射する傾斜平行光の傾斜方向は、微小傾斜面６９の傾斜角度を調整することにより制御することができる。すなわち、微小傾斜面６９の傾斜角度を適度に大きくするほど出射光は鉛直方向に出射することになる。このとき、出射光における発光輝度のピーク方向が軸外し異方性拡散フィルム２５の指向方向と実質的に同一になるように、微小傾斜面６９の傾斜角度を調整することが好ましい。このようなピーク方向を持つ光とすることにより、反射モード及び透過モードのそれぞれにおいて、軸外し異方性拡散フィルムを通過する際に、表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるために、画面正面方向で明るい画像表示とすることができるためである。

また、出射して偏光板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、軸外し異方性拡散フィルム２５で光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるとともに、拡散されて、第１及び第２位相差板２７、２９を通過し、さらに電源がオフ時には偏光板３１を通過して出射され白表示となり、電源がオン時には、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によって傾斜平行光にされ、かつ、軸外し異方性拡散フィルム２５によって拡散されるので、コントラストを高めることができるとともに、視角特性を向上させることができる。
また、発光輝度のピーク方向が、軸外し異方性拡散フィルム２５の指向方向と実質的に同一になるように、微小傾斜面６９の傾斜角度を調整することによって、反射モード及び透過モードの両方において、画面正面方向で明るい画像表示とすることができる。

他方、偏光板３１側から入射した外光は、散乱されることなく軸外し異方性拡散フィルム２５を通過し、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４７にて反射される。その後、再び、着色層４９、液晶層４３、及びガラス基板４１を透過し、軸外し異方性拡散フィルム２５で光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるとともに拡散され、第１及び第２位相差板２７、２９を透過する。そして、電源がオフ時には偏光板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、軸外し異方性拡散フィルム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、外光の入射方向が画面に対して斜め方向であっても、軸外し異方性拡散フィルム２５によって出射光の光の方向が表示画面に対して実質的に垂直方向にずれるので、画面正面方向でも明るい表示となる。

なお、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、反射光は液晶パネル２３の着色層４９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認することができる。

なお、上記の実施形態においては、導光板６１における微小傾斜面６９が平面の場合を示したが、図７に示すように、図６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も好ましい。このような構成であれば、導光板６１の板厚をおおきくすることなく、微小傾斜面６９の傾斜角を大きくすることが可能となるからである。

［第３の実施形態］
本発明に係る第３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８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８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８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とともに駆動回路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、傾斜平行光を出射するバックライトと軸外し異方性拡散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画面正面方向で明るい画像表示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、バックライトの発光角θ０と、軸外し異方性拡散層の指向角とをほぼ同じ角度にして、バックライトの半値角を変化させ、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複数の微細傾斜面を有する導光板を用いると共に、発
光ダイオードを使用した。
実施例２：第２の実施形態に示した複数の微細傾斜面を有する導光板を用いると共に、発
光ダイオードを使用した。ただし、実施例１よりも半値角の小さい導光板を使
用した。
実施例３：第２の実施形態に示した複数の微細傾斜面を有する導光板を用いると共に、発
光ダイオードを使用した。ただし、実施例２よりも半値角の小さい導光板を使
用した。
比較例： 一般的な導光板を用いると共に、複数の発光ダイオードを使用した。

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、所定の傾斜平行光を利用することにより、コントラストが高く、視角特性に優れるとともに、画像表示を明るくすることができるので、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に適用することができる。
また、上側偏光板とともに用いる軸外し異方性拡散層（軸外し異方性拡散フィルム）の配置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１の実施形態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。 第１の実施形態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。 第１の実施形態における軸外し異方性拡散層の作用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５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の実施形態に係る電子機器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・１９：位相差板、１１：液晶パネル、１３：液晶層、１５：反射層、１７：軸外し異方性拡散層、２１：偏光板、２３：カラーフィルタ基板、２５：軸外し異方性拡散フィルム、３７：バックライト部、６１：導光板、６９：微小傾斜面

Claims (9)

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、軸外し異方性拡散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、偏光板及び軸外し異方性拡散層を介して前記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、再び軸外し異方性拡散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. 前記光源として、実質的に平行光を出射するための照明装置をさらに有し、前記透過モードにおいては、当該照明装置から出射された光を用いて画像表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記軸外し異方性拡散層を、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又は２に記載の液晶装置。
4. 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１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記平行光における発光輝度のピーク方向が、前記軸外し異方性拡散層の指向方向と実質的に同一であ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が設けられているとともに、当該導光板の下面には、複数の微細傾斜面が設けられてい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. 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、
   前記液晶を介して入射する入射光を、指向性及び散乱性を持たせて出射させる軸外し異方性拡散層と、
   前記軸外し異方性拡散層を透過した光を受光する偏光板と、
   を有することを特徴とする液晶装置。
8. 実質的に平行光を出射して前記液晶パネルを照明するための照明装置をさらに有し、
   前記照明装置からの出射光は、前記液晶を介して前記軸外し異方性拡散板に入射することを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
9. 請求項１〜８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。