JP2014186282A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光を散乱させる層を備えた液晶表示装置の厚みの増加を抑制すること。
【解決手段】半透過型液晶表示装置１は、複数の画素毎に備えられた反射電極６３が設けられる第１基板１４と、反射電極６３と対向する透明電極２１が設けられる第２基板２３と、第１基板１４と第２基板２３との間に設けられる液晶層３０と、第２基板２３の液晶層３０とは反対側に設けられて、液晶層３０側からの光を散乱させる散乱層２７と、液晶の配向方向が液晶層３０の配向方向とは反対方向に向かうように液晶が固定化され、かつ第２基板２３の液晶層３０とは反対側に設けられる位相差板とを含む。液晶が固定化された位相差板は、１／４波長板２４及び１／２波長板２５の少なくとも一方である。
【選択図】図６

Description

本開示は、液晶表示装置及びこれを備えた電子機器に関する。

表示装置として、画面背面のバックライト光による透過光を利用して表示を行う透過型表示装置及び外光による反射光を利用して表示を行う反射型表示装置がある。また、透過型表示装置と反射型表示装置との特徴を併せ持つ表示装置として、例えば、１個の画素内に透過表示領域（透過表示部）と反射表示領域（反射表示部）とを有する半透過型液晶表示装置がある。

反射型又は半透過型の液晶表示装置は、光を反射させる反射体を有している。反射体のパターンニング精度又は基板の重ねずれ等によって、反射光の強度にばらつきが生じる可能性がある。このばらつきを緩和するため、位相差板よりも液晶層側に光を散乱させる層を備えた技術がある（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−６４８８５号公報

液晶表示装置に光を散乱させる層を備えると、その分、液晶表示装置の厚みが大きくなってしまう。液晶表示装置を携帯端末装置又は車載の表示装置等に搭載する場合、コンパクト化の要請から、液晶表示装置の厚みは極力小さい方が好ましい。

本開示は、光を散乱させる層を備えた液晶表示装置の厚みの増加を抑制することを目的とする。

本開示に係る液晶表示装置は、複数の画素毎に備えられた反射電極が設けられる第１基板と、前記反射電極と対向する透明電極が設けられる第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられる液晶層と、前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられて、前記液晶層側からの光を散乱させる散乱層と、液晶の配向方向が前記液晶層の配向方向とは反対方向に向かうように前記液晶が固定化され、かつ前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられる位相差板と、を含む。本開示に係る電子機器は、本開示に係る液晶表示装置を備える。

この液晶表示装置及びこれを備えた電子機器は、液晶を固定化した位相差板を備える。このような位相差板は、数μｍの厚みの液晶層によりその機能を発揮するため、液晶表示装置が光を散乱させる散乱層を有している場合においては、その厚みの増加を抑制することができる。また、液晶を固定化した位相差板は、液晶の配向方向が液晶表示装置の液晶層の配向方向とは反対方向に向かうように液晶が固定化されている。このようにすることで、位相差板による光の位相変化を小さくすることができるので、画質の低下を抑制することができる。

本開示によれば、光を散乱させる層を備えた液晶表示装置の厚みの増加を抑制することができる。

図１は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置の構成の概略を、一部を切り欠いた状態で示す斜視図である。 図２は、画素回路の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る画素部の電極構造を示す平面図である。 図４は、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う場合における画素間の液晶分子の動きを示す図である。 図５は、ノーマリーホワイトモードの場合の画素間における透過率のシミュレーション結果を示す図である。 図６は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置を示す断面図である。 図７は、光散乱膜の一例を示す断面図である。 図８は、光散乱膜の一例を示す平面図である。 図９は、光散乱膜の変形例を示す平面図である。 図１０は、位相差板の構造を示す図である。 図１１は、比較例に係る半透過型液晶表示装置を示す図である。 図１２は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置を示す図である。 図１３は、延伸型位相差板を用いて光学設計を行った一例を示す図である。 図１４は、液晶位相差板を用いて光学設計を行った一例を示す図である。 図１５は、液晶位相差板を用いて光学設計を行った一例を示す図である。 図１６は、液晶位相差板の配向方向と、半透過型液晶表示装置が備える液晶層の配向方向との関係を示す図である。 図１７は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図１８は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図１９は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２０は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２１は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２２は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２３は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２４は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２５は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。 図２６は、半透過型液晶表示装置が適用されるテレビジョン装置を示す図である。 図２７は、半透過型液晶表示装置が適用されるディジタルカメラを示す図である。 図２８は、半透過型液晶表示装置が適用されるディジタルカメラを示す図である。 図２９は、半透過型液晶表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表す図である。 図３０は、半透過型液晶表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータ図である。 図３１は、本開示が適用される携帯電話機を開いた状態での正面図である。 図３２は、本開示が適用される携帯電話機を開いた状態での右側面図である。 図３３は、本開示が適用される携帯電話機を折りたたんだ状態での上面図である。 図３４は、本開示が適用される携帯電話機を折りたたんだ状態での左側面図である。 図３５は、本開示が適用される携帯電話機を折りたたんだ状態での右側面図である。 図３６は、本開示が適用される携帯電話機を折りたたんだ状態での背面図である。 図３７は、本開示が適用される携帯電話機を折りたたんだ状態での正面図である。 図３８は、本開示が適用される情報携帯端末を示す図である。

以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、実施形態と記述する）について図面を用いて、次に示す手順で詳細に説明する。
１．本開示が適用される液晶表示装置
１−１．カラー表示対応の半透過型液晶表示装置
１−２．画素回路の一例
１−３．画素部の電極構造について
１−４．表示モード
１−５．散乱層について
１−６．位相差板について
１−７．位相差板の配置
２．電子機器
３．本開示の構成

＜１．本開示が適用される液晶表示装置＞
本開示の技術は、フラットパネル型（平面型）の表示装置に適用することができる。フラットパネル型の表示装置としては、液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルを用いた表示装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）表示パネルを用いた表示装置等を例示することができる。

これらフラットパネル型の表示装置は、表示の形態で分類すると、透過型、反射型及び半透過型に分類することができる。本開示の技術は、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置及び透過型表示装置と反射型表示装置との特徴を併せ持つ半透過型液晶表示装置に適用することができる。本開示に係る液晶表示装置は、電子機器、中でも、屋外での使用頻度が高い携帯型の電子機器、すなわち、携帯端末機器、例えば、ディジタルカメラ等の携帯情報機器又は携帯電話機等の携帯通信機器の表示部として用いて好適なものである。

本開示が適用される液晶表示装置は、モノクロ表示対応の表示装置であってもよいし、カラー表示対応の表示装置であってもよい。カラー表示対応の場合、カラー画像を形成する単位となる１個の画素（単位画素）は、複数の副画素（サブピクセル）を含むことになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、単位画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ：Ｒ）を表示する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）を表示する副画素、青色（Ｂｌｕｅ：Ｂ）を表示する副画素の３つの副画素を含む。

ただし、１つの画素としては、ＲＧＢの３原色の副画素を組み合わせたものに限られるものではない。例えば、ＲＧＢの３原色の副画素に、さらに１色又は複数色の副画素を加えて単位画素とすることも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）を表示する副画素を加えて単位画素としたり、色再現範囲を拡大するために補色を表示する少なくとも１個の副画素を加えて単位画素としたりすることも可能である。

［１−１．カラー表示対応の半透過型液晶表示装置］
以下、本開示が適用される液晶表示装置として、カラー表示対応の半透過型液晶表示装置を例に挙げて図面を参照しつつ説明する。本開示は、カラー表示対応に限定されない。また、本開示は、半透過型液晶表示装置には限定されないが、特に、半透過型又は反射型の液晶表示装置に好適である。

図１は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置の構成の概略を、一部を切り欠いた状態で示す斜視図である。図１に示すように、本開示が適用される液晶表示装置としての半透過型液晶表示装置１は、第１パネル部１０、第２パネル部２０、液晶層３０及びバックライト部４０を主な構成要素として有する。半透過型液晶表示装置１は、第２パネル部２０の表面側が表示面側となる。第１パネル部１０と第２パネル部２０とは、所定の空隙を持って対向配置されている。そして、第１パネル部１０と第２パネル部２０との空隙内に液晶材料が封止されることによって液晶層３０が形成されている。

第１パネル部１０は、液晶層３０と反対側、すなわち、バックライト部４０側から順に、偏光板１１、１／２波長板１２、１／４波長板１３、透明なガラス等を基板材料とする第１基板１４及び平坦化膜１５が設けられている。

この第１パネル部１０において、第１基板１４上には、ともに図示しない複数の信号線と複数の走査線とが交差するように形成されている。そして、複数の信号線と複数の走査線とが交差する部位には、副画素（以下、単に「画素」と記述する場合もある）５０が行列状に２次元配置されている。

第１基板１４上には、さらに、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子及び容量素子等の回路素子が画素５０毎に形成されている。これらの回路素子、信号線及び走査線の表面に平坦化膜１５が形成されることによって第１パネル部１０の表面の平坦化が図られている。そして、平坦化膜１５の上に、後述する反射電極が画素５０毎に形成されることになる。第１基板１４は、ＴＦＴを含む回路素子が形成されることからＴＦＴ基板と呼ばれる場合がある。

複数の信号線は、画素５０を駆動する信号（表示信号／映像信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素列毎に、この画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（図１のＹ方向）に沿って延在する配線構造となっている。複数の走査線は、画素５０を行単位で選択する信号（走査信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素行毎に、当該画素行の画素の配列方向、すなわち、行方向（図１のＸ方向）に沿って延在する配線構造となっている。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに直交する。

第２パネル部２０は、液晶層３０側から順に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等で形成された透明電極２１、カラーフィルタ２２、透明なガラス等を基板材料とする第２基板２３、散乱層２７、１／４波長板２４、１／２波長板２５及び偏光板２６が設けられている。

この第２パネル部２０において、カラーフィルタ２２は、例えば、列方向（Ｙ方向）に伸びるストライプ状のＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各フィルタが、画素５０の行方向（Ｘ方向）のピッチと同じピッチで繰り返し配列された構成となっている。第２基板２３は、カラーフィルタ（ＣＦ：Color Filter）２２を含んでいることからＣＦ基板と呼ばれる場合がある。

前述した、第１パネル部１０、当該第１パネル部１０と対向配置された第２パネル部２０及び第１パネル部１０と第２パネル部２０との間に配置された液晶層３０によって半透過型の液晶表示パネルが構成されており、第２パネル部２０の上面（表面）が表示面となっている。

バックライト部４０は、液晶表示パネルをその背面側、すなわち、第１パネル部１０の液晶層３０とは反対側から照明する照明部である。このバックライト部４０は、その構造及び構成要素を特に限定するものではないが、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は蛍光管等の光源と、プリズムシート、拡散シート及び導光板等の周知の部材とを用いることができる。

前述した構造の半透過型液晶表示装置１は、画素５０毎に反射表示領域（反射表示部）と透過表示領域（透過表示部）とを有している。反射表示領域は、前述したように、平坦化膜１５の表面に、画素５０毎に形成される反射電極を有し、第２パネル部２０を透過して外部から入射した外光を当該反射電極によって反射し、その反射光によって表示する。透過表示領域は、バックライト部４０からの光を透過し、その透過光によって表示する。この画素５０毎に設けられる透過表示領域の詳細については後述する。

［１−２．画素回路の一例］
図２は、画素回路の一例を示す図である。画素５０の画素回路の一例について、図２を用いて説明する。図２にＸで示す方向（Ｘ方向）は、図１に示す半透過型液晶表示装置１の行方向を示し、Ｙで示す方向（Ｙ方向）は列方向を示す。

図２に示すように、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）と、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）とが交差するように配線され、その交差部に画素５０が配されている。複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）が延在する方向は行方向（Ｘ方向）であり、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）が延在する方向は列方向（Ｙ方向）である。先述したように、複数の信号線６１と複数の走査線６２とは、第１パネル部１０の第１基板（ＴＦＴ基板）１４の表面に形成されている。そして、信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）の各一端は、信号出力回路７０の各列に対応した出力端に接続され、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）の各一端は、走査回路８０の各行に対応した出力端に接続されている。

画素５０は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた画素トランジスタ５１と液晶容量５２と保持容量５３とを有する構成となっている。画素トランジスタ５１は、ゲート電極が走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）に接続され、ソース電極が信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）に接続されている。

液晶容量５２は、画素電極と、これに対向して形成される対向電極（図１の透明電極２１に相当）との間で発生する液晶材料の容量成分を意味し、画素電極が画素トランジスタ５１のドレイン電極に接続されている。画素電極は、カラー表示の場合は副画素毎に形成される反射電極に相当し、モノクロ表示の場合は画素毎に形成される反射電極に相当する。液晶容量５２の対向電極には、直流電圧のコモン電位Ｖ_ＣＯＭが全画素共通に印加される。保持容量５３は、一方の電極が液晶容量５２の画素電極に、他方の電極が液晶容量５２の対向電極にそれぞれ接続されている。

前述した画素回路から明らかなように、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）は、画素５０を駆動する信号、すなわち、信号出力回路７０から出力される映像信号を画素列毎に画素５０に伝送する配線である。また、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）は、画素５０を行単位で選択する信号、すなわち、走査回路８０から出力される走査信号を画素行毎に伝送する配線である。

［１−３．画素部の電極構造について］
図３は、本実施形態に係る画素部の電極構造を示す平面図である。半透過型液晶表示装置１は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、透過表示を実現するために、反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う。具体的には、図３に示すように、画素５０が行列状に配置される画素部において、信号線６１及び走査線６２等の配線を、反射電極６３の画素５０間の空間を塞がないように形成することで、この空間を透過表示領域として用いて透過表示を行うことができる。

図３において、反射電極６３は、網掛けを付して示している。また、反射電極６３の画素５０間の空間は、画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（図３に示すＹ方向）に沿って延在する空間６５_Ａと、画素行の画素の配列方向、すなわち、行方向（図３に示すＸ方向）に沿って延在する空間６５_Ｂとが存在する。なお、本例では、画素部に形成される配線として信号線６１及び走査線６２を例示しているが、画素部に形成される配線はこれらに限られるものではない。すなわち、画素５０を駆動（制御）するにあたって必要となる駆動線（制御線）すべてが、本例でいう配線に含まれる。

「空間を塞がない」とは、配線が反射電極６３の画素５０間の空間６５_Ａ、６５_Ｂとオーバーラップしている領域の存在を排除するものではない。具体的には、列方向に配線される信号線６１が行方向に延在する空間６５_Ｂとオーバーラップする状態及び行方向に配線される走査線６２が列方向に延在する空間６５_Ａとオーバーラップする状態は、「空間を塞がない」概念に含まれるものとする。

また、信号線６１が列方向に延在する空間６５_Ａと一部が又は部分的にオーバーラップする状態及び走査線６２が行方向に延在する空間６５_Ｂと一部が又は部分的にオーバーラップする状態も、「空間を塞がない」概念に含まれるものとする。いずれの場合にも、信号線６１及び走査線６２が空間６５_Ａ、６５_Ｂとオーバーラップしていない領域を透過表示領域として用いることになる。

また、反射電極６３の画素５０間の空間６５_Ａ、６５_Ｂを塞がないように配線を形成する際には、当該配線を反射電極６３の画素５０間の空間６５_Ａ、６５_Ｂを避けて形成することが好ましい。「空間を避けて」とは、反射電極６３の画素５０間の空間６５_Ａ、６５_Ｂ中に配線が存在しない（すなわち、当該空間６５_Ａ、６５_Ｂ中に配線がオーバーラップする領域が存在しない）状態をいう。

具体的には、図３に示すように、信号線６１については、列方向に延在する空間６５_Ａを避けて、すなわち、空間６５_Ａとの間にオーバーラップする領域（部分）を存在させずに配線するのが好ましい。また、走査線６２については、行方向に延在する空間６５_Ｂを避けて、すなわち、空間６５_Ｂとの間にオーバーラップする領域を存在させずに配線することが好ましい。反射電極６３の画素５０間の空間６５_Ａ、６５_Ｂ中に信号線６１及び走査線６２がオーバーラップする領域が存在しないことで、当該空間６５_Ａ、６５_Ｂの領域の全体を透過表示領域として用いることができるため、半透過型液晶表示装置１は、より高い透過表示性能を得ることが可能となる。

前述したように、半透過型液晶表示装置１は、反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う、すなわち、当該空間の領域を透過表示領域とすることにより、画素５０内に透過表示領域を別途確保する必要がなくなる。このようにすることで、図３から明らかなように、半透過型液晶表示装置１は、画素５０のサイズを同一とした場合、反射電極６３の寸法を反射型液晶表示装置の寸法と同等にできる。その結果、半透過型液晶表示装置１は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、透過表示を実現可能となる。

［１−４．表示モード］
液晶の表示モードには、電界（電圧）無印加時に白表示、電界印加時に黒表示になるノーマリーホワイトモードと、電界無印加時に黒表示、電界印加時に白表示になるノーマリーブラックモードとがある。この両モードは液晶セルの構造は同じであり、図１の偏光板１１、２６の配置が異なる。

反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う場合、画素間の液晶分子はすべてスイッチングする訳ではなく、液晶分子が動かない領域も存在する。ノーマリーホワイトモードの場合、液晶分子が動かない領域の存在によって黒を締めることができないために、コントラストが低くなる可能性がある。

図４は、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う場合における画素間の液晶分子の動きを示す図である。図４において、反射電極６３の中央部の位置Ａでは液晶分子が完全に動く。これに対して、画素間における反射電極６３の近傍の位置Ｂでは液晶分子がある程度動き、画素間の中央部の位置Ｃでは液晶分子が全く動かない。このようにすると、液晶分子が全く動かない画素間の中央部の領域では、透過率が反射電極６３の領域に比べて極端に高くなるため光漏れが生じる。したがって、黒が締まらなくなるためコントラストが低下する。

図５は、ノーマリーホワイトモードの場合の画素間における透過率のシミュレーション結果を示す図である。図５において、位置Ａ、Ｂ、Ｃでは、図４の位置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ対応している。図５のシミュレーション結果から、図４における画素間の中央部の位置Ｃでは液晶分子が全く動いていないために透過率が高い（例えば、０．３５程度）ことが分かる。

このような理由から、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置の表示モードとして、ノーマリーブラックモードを採用するのが好ましい。ノーマリーブラックモードにすれば、液晶に電圧が印加されていない状態、すなわち、液晶配向が均一な状態で黒表示になり、黒を締めることができるため、コントラストを上げることができる。ただし、ノーマリーホワイトモードの採用を排除するものではない。

光学特性の実測結果の一例として、ノーマリーホワイトモードの場合、白透過率（％）が０．９３程度、黒透過率（％）が０．２９程度であるため、コントラストが３程度である。ノーマリーブラックモードの場合、白透過率（％）が０．７１程度、黒透過率（％）が０．０６程度であるため、コントラストが１２程度である。すなわち、ノーマリーブラックモードを採用することで、コントラストをノーマリーホワイトモードの場合の４倍程度に向上させることができる。

［１−５．散乱層について］
図６は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置を示す断面図である。図６に示すように、第２基板２３のカラーフィルタ２２とは反対側に、散乱層２７、位相差板としての１／４波長板２４、位相差板としての１／２波長板２４及び偏光板２６がこの順に設けられている。散乱層２７は、反射電極６３で反射した光の進行方向に設けられる。散乱層２７は、反射電極６３で反射された光を散乱させたり、画素間の空間６５_Ａを透過したバックライト光を散乱させたりする非等方又は等方の層である。散乱層２７は、２枚の光散乱膜２７１を有する。２枚の光散乱膜２７１は、第２基板２３から離れる方向に向かって積層されている。光散乱膜２７１は１層でもよいし、３層以上であってもよい。光散乱膜２７１を複数の層とすることにより、光の拡散範囲をより拡大したり、虹色をより確実に抑制したりすることができるので好ましい。

図７は、光散乱膜の一例を示す断面図、図８は、光散乱膜の一例を示す平面図、図９は、光散乱膜の変形例を示す平面図である。光散乱膜２７１としては、例えば、ＬＣＦ（Light Control Film）を用いることができる。光散乱膜２７１は、前方散乱が多く後方散乱が少ない前方散乱層である。光散乱膜２７１は、特定方向から入射した光を散乱する異方性散乱膜である。光散乱膜２７１は、第２基板２３との関係で偏光板２６側の特定方向から光が入射してきた場合に、その入射光をほとんど散乱せずに透過させ、反射電極６３で反射され戻ってきた光を大きく散乱するようになっている。

光散乱膜２７１は、例えば、図７に示すように、第２基板２３との関係で所定の方向から発光体ＬＳ（例えば照明又は太陽等）からの外光Ｌ１が入射したときにその外光Ｌ１を透過させ、その透過した光のうち反射電極６３で反射された光（反射光）Ｌ２を、散乱中心軸ＡＸ１を中心として所定の範囲で散乱させるようになっている。外光Ｌ１は、第２基板２３の偏光板２６に入射する平行光である。外光Ｌ１は、無偏光光であってもよいし、偏光光であってもよい。光散乱膜２７１は、例えば、図７に示すように、屈折率の互いに異なる２種類の領域（第１領域２７１Ｂ、第２領域２７１Ｓ）を含む。光散乱膜２７１は、図８に示すように複数の板状の第２領域２７１Ｓが第１領域２７１Ｂ中に所定間隔で配列されたルーバー構造となっていてもよいし、図９に示す光散乱膜２７１ａように柱状の第２領域２７１Ｓａが第１領域２７１Ｂ中に配列された柱状構造となっていてもよい。

光散乱膜２７１は、例えば、第１領域２７１Ｂ及び第２領域２７１Ｓが厚さ方向に延在し、かつ所定の方向に傾斜したものである。光散乱膜２７１は、例えば、屈折率の互いに異なる２種類以上の光重合可能なモノマー又はオリゴマーの混合物である樹脂シートに、紫外線を斜め方向から照射することにより形成されたものである。なお、光散乱膜２７１は、上記とは異なる構造となっていてもよく、また、上記とは異なる方法で製造されたものであってもよい。散乱層２７が複数の光散乱膜２７１を有する場合、それぞれの光散乱膜２７１は、互いに等しい構造であってもよいし、互いに異なる構造であってもよい。

光散乱膜２７１の散乱中心軸ＡＸ１は、例えば、図１に示す半透過型液晶表示装置１の主視角θの方向（主視角方向）を向いていることが好ましい。なお、散乱中心軸ＡＸ１は、主視角方向とは異なる方向を向いていてもよい。いずれにおいても、光散乱膜２７１を用いたときに、光散乱膜２７１の効果により、主視角方向の輝度が最も明るくなる、すなわち、反射率が最も高くなるように散乱中心軸ＡＸ１の向きが設定されていればよい。主視角θとは、半透過型液晶表示装置１のユーザが半透過型液晶表示装置１を使用する際に映像表示面を眺める方位に対応している。映像表示面が方形状となっている場合、例えば、主視角方向は、映像表示面の一辺のうちユーザに最も近い辺と直交する方位に対応している。

画素間の空間６５_Ａからバックライト光又は反射光を透過させる場合、反射電極６３のパターニング精度又は第２基板２３との重ねずれ等によって、バックライト光又は反射光の透過のばらつきが大きくなる可能性がある。特に、ウェットプロセスを用いて銀を反射電極６３として使用する場合、前述したばらつきは非常に大きくなる可能性がある。光散乱膜２７１を備えた散乱層２７によって、透過光が散乱されるので、前述したばらつきが平準化されるという利点がある。

［１−６．位相差板について］
図１０は、位相差板の構造を示す図である。本実施形態において、位相差板としての１／２波長板２４及び１／４波長板２５の少なくとも一方は、液晶（液晶分子３３）を固定化した位相差板である。このような位相差板を、以下においては適宜液晶位相差板という。液晶位相差板は、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の基材ＢＳの表面ＢＳＰに配向処理を施し、配向処理を施した面に液晶材料を塗布して、紫外線又は熱等によって架橋させて、液晶分子３３を基材ＢＳに固定化したものである。液晶位相差板は、液晶分子３３のΔn、液晶層３２の厚み（数μｍ程度）によって位相差が決定される。液晶位相差板に用いられる液晶は、ネマティック液晶でもよいし、コレステリック液晶でもよい。

液晶分子３３の配向は、基材ＢＳの直上が水平で、徐々に液晶分子３３のチルト角αが大きくなるハイブリッド配向になりやすい。しかし、本実施形態において、液晶位相差板の配向はハイブリッド配向に限定されない。例えば、液晶位相差板の配向は、チルト角αが０又はほぼ０である水平配向でもよい。液晶分子３３のチルト角αは、液晶分子３３の長軸ＡＸＬと基材ＢＳの配向処理された面（表面ＢＳＰ）とのなす角度である。液晶位相差板は、液晶層３２の厚みが数μｍ程度なので、樹脂のフィルムを延伸して位相差を発現する種類の位相差板（以下、適宜延伸型位相差板という）を用いる場合と比較して、厚みを小さくすることができる。このため、液晶位相差板を用いることにより半透過型液晶表示装置１の厚みの増加を抑制することができる。

図１１は、比較例に係る半透過型液晶表示装置を示す図である。図１２は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置を示す図である。図１１に示す半透過型液晶表示装置１０１が備える液晶位相差板１３４は、配向方向ＤＲａが第１基板１１４側の液晶層１３０の配向方向ＤＲｂと同一である。このような液晶位相差板１３４を備える半透過型液晶表示装置１０１は、延伸型位相差板と比較してコントラストが低く、半透過型液晶表示装置１０１の使用者ＯＢが視認する黒表示の輪郭があいまいになってしまう可能性がある。これは、液晶位相差板１３４の配向方向ＤＲａと第１基板１１４側の配向方向ＤＲｂとが同一の方向に向かっているので、発光体ＬＳから液晶位相差板１３４に入射する外光Ｌ１の位相変化が大きいことが原因である。

図１２に示す半透過型液晶表示装置１が備える液晶位相差板３４は、配向方向ＤＲａが第１基板１４側の液晶層３０の配向方向ＤＲｂとは反対方向に向かうようになっている。このような液晶位相差板３４を備える半透過型液晶表示装置１は、発光体ＬＳから液晶位相差板３４に入射する外光Ｌ１の位相変化が小さくなる。このため、半透過型液晶表示装置１は、延伸型位相差板と同程度のコントラストを得ることができる。その結果、半透過型液晶表示装置１は、その使用者ＯＢが視認する黒表示の輪郭がシャープになり、高画質が得られる。

図１３は、延伸型位相差板を用いて光学設計を行った一例を示す図である。図１４、図１５は、液晶位相差板を用いて光学設計を行った一例を示す図である。図１４に示す例は、図１２に示す半透過型液晶表示装置１０１の光学設計に対応し、図１５に示す例は、図１３に示す半透過型液晶表示装置１の光学設計に対応する。図１３から図１５は、液晶セル及び第２パネル部の構成部材の各軸方向が表されている。具体的には、液晶セルのＴＦＴ基板側の配向方向ＤＲｂ、ＣＦ基板側の配向方向ＤＲｃ、散乱層２７の散乱中心軸の方向、延伸型位相差板である１／４波長板２２４の延伸軸方向、液晶位相差板である１／４波長板１２４、２４の配向方向ＤＲａ、延伸型位相差板である１／２波長板２５の延伸軸方向及び偏光板２６の吸収軸方向をそれぞれ表している。

図１３に示す光学設計を行った半透過型液晶表示装置を主視角方向から見た場合のコントラストは２３．６、主視角方向とは１８０度反対方向から見た場合のコントラストは１９．４である。図１４に示す光学設計を行った半透過型液晶表示装置を主視角方向から見た場合のコントラストは１４．８、主視角方向とは１８０度反対方向から見た場合のコントラストは２２．９である。図１５に示す光学設計を行った半透過型液晶表示装置を主視角方向から見た場合のコントラストは２３．２、主視角方向とは１８０度反対方向から見た場合のコントラストは１２．４である。この結果から分かるように、液晶位相差板としての１／４波長板２４の配向方向ＤＲａを、液晶パネルの液晶層の配向方向ＤＲｂとは反対方向に向かうようにすることで、図１３に示すような延伸型位相差板を用いた場合と同等のコントラストを得ることができる。本実施形態において、コントラストとは、白表示の反射率を黒表示の反射率で除したものである。反射率は、方位角が主視角方向と１８０度反対側で、かつ極角が−３０度である方向から光を入射した場合に、極角が０度の方向に反射してくる光を観測したものを用いて求められる。

図１６は、液晶位相差板の配向方向と、半透過型液晶表示装置が備える液晶層の配向方向との関係を示す図である。本実施形態において、図１に示す半透過型液晶表示装置１の液晶層３０の配向方向ＤＲｂとは反対方向とは、配向方向ＤＲｂと直交する直線ＬＮを境界として、配向方向ＤＲｂとは反対側をいう。図１６に示すように、液晶位相差板としての１／４波長板２４の配向方向ＤＲａは、直線ＬＮを境界として、配向方向ＤＲｂとは反対側であればよい。すなわち、配向方向ＤＲｂと配向方向ＤＲａとのなす角度のうち大きい方が、９０度よりも大きく２７０度よりも小さい範囲であればよい。βは、１３５度以上２２５度以下が好ましく、１５０度以上２１０度以下がより好ましい。この範囲であれば、コントラストを確保することができる。

半透過型液晶表示装置１は、反射電極６３で反射されて、散乱層２７を通過した反射光の反射率が最も高くなる方位角の方向が主視角となるようにすることが好ましい。このようにすれば、コントラストを確保でき、かつ画質の低下も抑制できる。半透過型液晶表示装置１の主視角θの方向は、最もコントラストが低くなる方向とは異なるようにすることが好ましい。このようにすることで、コントラストの低下を抑制できる。

［１−７．位相差板の配置］
図１７から図２５は、位相差板としての１／４波長板又は１／２波長板の配置例を示す図である。これらの配置例において、偏光板２６は、両面がＴＡＣを材料とした保護層２６Ｇによって保護されている。図１７に示す例は、１／２波長板２５を延伸型位相差板とし、１／４波長板２４を液晶位相差板とした例である。１／４波長板２４は、散乱層２７の表面に設けられている。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、散乱層２７の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、散乱層２７の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図１８に示す例は、図１７に示す例と同様であるが、１／４波長板２４が、１／２波長板２５の散乱層２７側の表面に設けられる点が異なる。１／４波長板２４は、１／２波長板２５の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよいし、透明樹脂等の基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、１／２波長板２５の表面に貼り付けてもよい。

図１９に示す例は、１／２波長板２５を液晶位相差板とし、１／４波長板２４を延伸型位相差板とした例である。１／２波長板２５は、偏光板２６を保護する２つの保護層２６Ｇのうち、１／４波長板２４側の表面に設けられている。１／２波長板２５は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、保護層２６Ｇの表面に貼り付けてもよい。１／２波長板２５は、保護層２６Ｇの表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。保護層２６Ｇを設けない場合、１／２波長板２５は、偏光板２６の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２０に示す例は、図１９に示す例と同様であるが、１／２波長板２５を１／４波長板２４の偏光板２６側の表面に設けた点が異なる。１／２波長板２５は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、１／４波長板２４の表面に貼り付けてもよい。１／２波長板２５は、１／４波長板２４の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２１に示す例は、１／２波長板２５及び１／４波長板２４の両方を液晶位相差板とした例である。１／２波長板２５は、偏光板２６を保護する２つの保護層２６Ｇのうち、１／４波長板２４側の表面に設けられている。１／２波長板２５は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、保護層２６Ｇの表面に貼り付けてもよい。１／２波長板２５は、保護層２６Ｇの表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。保護層２６Ｇを設けない場合、１／２波長板２５は、偏光板２６の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。１／４波長板２４は、１／２波長板の保護層２６Ｇとは反対面に設けられる。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、１／２波長板２５の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、１／２波長板２５の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２２に示す例は、図２１に示す例と同様であるが、１／４波長板２４を散乱層２７の表面に設けた点が異なる。１／４波長板２４は、散乱層２７の偏光板２６側における表面に設けられている。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、散乱層２７が複数の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、散乱層２７の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。１／２波長板２５は、１／４波長板２４の散乱層２７とは反対側の表面に設けられる。１／２波長板２５は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、１／４波長板２４の表面に貼り付けてもよい。１／２波長板２５は、１／４波長板２４の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２３、図２４に示す例は、１／２波長板２５を延伸型位相差板とし、１／４波長板２４を液晶位相差板とし、第２基板２３と散乱層２７との間に１／４波長板２４を設けたものである。図２３に示す例において、１／４波長板２４は、散乱層２７の第２基板２３側の表面に設けられる。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、散乱層２７の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、散乱層２７の表面に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２４に示す例において、１／４波長板２４は、第２基板２３の散乱層２７側の表面に設けられる。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、第２基板２３の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、第２基板２３の表面、より具体的には第２基板２３の散乱層２７の表面に設けた配向膜に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

図２５に示す例は、図２３、図２４に示す例と同様であるが、１／４波長板２４を第２基板２３の液晶層３０側の表面に設けたものである。１／４波長板２４は、ＴＡＣ等を材料とした基材の表面に配向処理を施して液晶を固定化した位相差板を、第２基板２３の表面に貼り付けてもよい。１／４波長板２４は、第２基板２３の表面、より具体的には第２基板２３の液晶層３０側の表面に設けた配向膜に配向処理を施して液晶を固定化してもよい。

１／４波長板２４及び１／２波長板２５の少なくとも一方を液晶位相差板とする場合、偏光板２６、保護層２６Ｇ、散乱層２７、第２基板２３又は延伸型位相差板とした１／４波長板２４若しくは１／２波長板２５を基材とし、表面に配向処理を施した上で液晶を固定化することが好ましい。このようにすると、基材が不要になるため、１／４波長板２４又は１／２波長板２５の厚みをより小さくすることができる。結果として、半透過型液晶表示装置１の厚みを小さくすることができる。

＜２．電子機器＞
以上説明した本開示に係る半透過型液晶表示装置１は、電子機器に入力された映像信号又は電子機器内で生成した映像信号を、画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることが可能である。次に、半透過型液晶表示装置１が表示部として適用された電子機器、すなわち、本開示に係る電子機器の具体例について説明する。

（適用例１）
図２６に示す電子機器は、半透過型液晶表示装置１が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、映像表示画面部５１０に、半透過型液晶表示装置１が適用される。すなわち、テレビジョン装置の画面は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例２）
図２７及び図２８に示す電子機器は、半透過型液晶表示装置１が適用されるディジタルカメラである。このディジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、表示部５２２には、半透過型液晶表示装置１が適用されている。したがって、ディジタルカメラの表示部５２２は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例３）
図２９に示す電子機器は、半透過型液晶表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、当該本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４には、半透過型液晶表示装置１が適用されている。したがって、このビデオカメラの表示部５３４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例４）
図３０に示す電子機器は、半透過型液晶表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有している。表示部５４３は、半透過型液晶表示装置１が適用されている。このため、ノート型パーソナルコンピュータの表示部５４３は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例５）
図３１から図３７に示す電子機器は、半透過型液晶表示装置１が適用される携帯電話機である。図３１は携帯電話機を開いた状態での正面図、図３２は携帯電話機を開いた状態での右側面図、図３３は携帯電話機を折りたたんだ状態での上面図、図３４は携帯電話機を折りたたんだ状態での左側面図、図３５は携帯電話機を折りたたんだ状態での右側面図、図３６は携帯電話機を折りたたんだ状態での背面図、図３７は携帯電話機を折りたたんだ状態での正面図である。当該携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。ディスプレイ５５４は、半透過型液晶表示装置１が取り付けられている。このため、携帯電話機のディスプレイ５５４は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

（適用例６）
図３８に示す電子機器は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体６０１の表面に表示部６０２を有している。この表示部５６２は、半透過型液晶表示装置１である。

＜３．本開示の構成＞
本開示は以下のような構成を採ることができる。
（１）複数の画素毎に備えられた反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向する透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられる液晶層と、
前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられて、前記液晶層側からの光を散乱させる散乱層と、
液晶の配向方向が前記液晶層の配向方向とは反対方向に向かうように前記液晶が固定化され、かつ前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられる位相差板と、
を含む、液晶表示装置。
（２）前記位相差板は、前記散乱層の前記第２基板とは反対側、前記散乱層と前記第２基板との間又は前記第２基板と前記液晶層との間に設けられる、前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）前記１又は前記２に記載の液晶表示装置は、
前記反射電極で反射されて、前記散乱層を通過した反射光の反射率が最も高くなる方位角の方向が主視角となる、前記（１）又は前記（２）に記載の液晶表示装置。
（４）前記主視角の方向は、最もコントラストが低くなる方向とは異なる、前記（３）に記載の液晶表示装置。
（５）前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う、前記（１）から前記（４）のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（６）前記（１）から前記（５）のいずれか１つに記載の液晶表示装置を備えた電子機器。

以上、本開示について説明したが、前述した内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

１、１０１ 半透過型液晶表示装置
１０ 第１パネル部
１１、２６ 偏光板
１２、２５ １／２波長板
１３、２４、１２４、２２４ １／４波長板
１４、１１４ 第１基板
１５ 平坦化膜
２０ 第２パネル部
２１ 透明電極
２２ カラーフィルタ
２３ 第２基板
２６Ｇ 保護層
２７ 散乱層
２７１、２７１ａ 光散乱膜
２７１Ｂ 第１領域
２７１Ｓ、２７１Ｓａ 第２領域
３０、３２、１３０ 液晶層
３３ 液晶分子
３４、１３４ 液晶位相差板
５０ 画素
６３ 反射電極
ＡＸ１ 散乱中心軸
ＢＳ 基材
ＤＲａ、ＤＲｂ、ＤＲｃ 配向方向
θ 主視角

Claims (6)

1. 複数の画素毎に備えられた反射電極が設けられる第１基板と、
   前記反射電極と対向する透明電極が設けられる第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられる液晶層と、
   前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられて、前記液晶層側からの光を散乱させる散乱層と、
   液晶の配向方向が前記液晶層の配向方向とは反対方向に向かうように前記液晶が固定化され、かつ前記第２基板の前記液晶層とは反対側に設けられる位相差板と、
   を含む、液晶表示装置。
2. 前記位相差板は、前記散乱層の前記第２基板とは反対側、前記散乱層と前記第２基板との間又は前記第２基板と前記液晶層との間に設けられる、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置は、
   前記反射電極で反射されて、前記散乱層を通過した反射光の反射率が最も高くなる方位角の方向が主視角となる、請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記主視角の方向は、最もコントラストが低くなる方向とは異なる、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記反射電極を用いて反射表示を行い、
   前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
   

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