JP3209718B2 - 反射型液晶表示素子 - Google Patents
反射型液晶表示素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、明るく、コントラ
ストの高く、視野角の広い、反射型液晶表示素子に関す
るものである。
ストの高く、視野角の広い、反射型液晶表示素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ（携帯情報端
末）等の情報通信機器の急速な普及に伴い、時・場所を
選ばず、誰でも気軽にアクセス・発信できるインフラが
整いつつある。これらはモバイル用途が前提であるた
め、軽量、薄型、低消費電力の表示素子が求められてお
り、現在、液晶表示素子がその中心となっている。液晶
表示素子は、数ボルトの実効電圧で液晶分子を駆動させ
ることにより光の透過強度を変化させて表示を行うが、
液晶は非発光物質であるので他に何らかの光源が必要と
なる。光源には、液晶駆動用電力に比べ非常に大きな電
力を供給する必要があるが、液晶表示素子の下側に反射
板を備えて周囲光を利用して表示させる反射型液晶表示
素子とすることにより、極めて消費電力が低く液晶本来
の特徴を活かした表示素子が実現できる。反射型液晶表
示素子は携帯情報端末のディスプレイの一つとして不可
欠なものとなりつつある。
末）等の情報通信機器の急速な普及に伴い、時・場所を
選ばず、誰でも気軽にアクセス・発信できるインフラが
整いつつある。これらはモバイル用途が前提であるた
め、軽量、薄型、低消費電力の表示素子が求められてお
り、現在、液晶表示素子がその中心となっている。液晶
表示素子は、数ボルトの実効電圧で液晶分子を駆動させ
ることにより光の透過強度を変化させて表示を行うが、
液晶は非発光物質であるので他に何らかの光源が必要と
なる。光源には、液晶駆動用電力に比べ非常に大きな電
力を供給する必要があるが、液晶表示素子の下側に反射
板を備えて周囲光を利用して表示させる反射型液晶表示
素子とすることにより、極めて消費電力が低く液晶本来
の特徴を活かした表示素子が実現できる。反射型液晶表
示素子は携帯情報端末のディスプレイの一つとして不可
欠なものとなりつつある。
【０００３】しかし、反射型液晶表示素子は周囲光を利
用して表示するために、表示素子への入射光の正反射方
向以外には十分な明るさが得られないという問題を有し
ていた。そこで、視角特性を広げるために、正反射方向
以外に光を拡散させる散乱フィルム等を用いた構成が提
案されている。
用して表示するために、表示素子への入射光の正反射方
向以外には十分な明るさが得られないという問題を有し
ていた。そこで、視角特性を広げるために、正反射方向
以外に光を拡散させる散乱フィルム等を用いた構成が提
案されている。
【０００４】従来の反射型液晶表示素子としては、例え
ば特開平８−２０１８０２号公報に記載された前方散乱
フィルムを用いたもの（以下、「従来構成Ａ」とい
う。）や、特開平８−３３８９９３号公報に記載された
上部基板側等に形成された凸凹により散乱特性を付与し
たもの（以下、「従来構成Ｂ」という。）が知られてい
る。図６は従来構成Ａの反射型液晶表示素子の構造を示
すものであり、５０は前方散乱フィルム、５１は偏光
子、５２は複屈折フィルム、５３は液晶セル、５４は透
明基板、５５はカラーフィルタ、５６は透明電極、５７
は液晶層、５８は鏡面反射板、５９は下側基板である。
ば特開平８−２０１８０２号公報に記載された前方散乱
フィルムを用いたもの（以下、「従来構成Ａ」とい
う。）や、特開平８−３３８９９３号公報に記載された
上部基板側等に形成された凸凹により散乱特性を付与し
たもの（以下、「従来構成Ｂ」という。）が知られてい
る。図６は従来構成Ａの反射型液晶表示素子の構造を示
すものであり、５０は前方散乱フィルム、５１は偏光
子、５２は複屈折フィルム、５３は液晶セル、５４は透
明基板、５５はカラーフィルタ、５６は透明電極、５７
は液晶層、５８は鏡面反射板、５９は下側基板である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来構成
Ｂのように凸凹により散乱特性を付与した場合には、周
囲光の反射型液晶表示素子への入射の際に後方散乱が生
じる。それにより黒表示での反射率が十分に低くならな
いため、高いコントラストが得られないという課題が生
じる。
Ｂのように凸凹により散乱特性を付与した場合には、周
囲光の反射型液晶表示素子への入射の際に後方散乱が生
じる。それにより黒表示での反射率が十分に低くならな
いため、高いコントラストが得られないという課題が生
じる。
【０００６】また、従来構成Ｂの場合の他、前記従来構
成Ａのように前方散乱フィルムを用いた構成の場合にお
いても、散乱角度領域が全方位方向であるために、散乱
フィルムにより全方位方向へ光が拡散され、液晶表示素
子からの出射光のうち観察者の見ない方向にまで光が拡
散される。このため、出射光が有効に活用されず、観察
者の見る方向において白表示での十分な明るさが得られ
ずにコントラストが低下するという課題が生じる。ま
た、観察者の主観察方向である反射型液晶表示素子の法
線方向において散乱フィルムからの出射時に光が拡散さ
れ、画像のにじみが生じるという課題がある。
成Ａのように前方散乱フィルムを用いた構成の場合にお
いても、散乱角度領域が全方位方向であるために、散乱
フィルムにより全方位方向へ光が拡散され、液晶表示素
子からの出射光のうち観察者の見ない方向にまで光が拡
散される。このため、出射光が有効に活用されず、観察
者の見る方向において白表示での十分な明るさが得られ
ずにコントラストが低下するという課題が生じる。ま
た、観察者の主観察方向である反射型液晶表示素子の法
線方向において散乱フィルムからの出射時に光が拡散さ
れ、画像のにじみが生じるという課題がある。
【０００７】また、散乱特性に方向性がある散乱フィル
ムを用いると、反射型液晶表示素子の視角特性が非対称
になるという課題が生じる。
ムを用いると、反射型液晶表示素子の視角特性が非対称
になるという課題が生じる。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑み、白表示が明
るく、高いコントラストが得られ、画像ぼけが抑制さ
れ、さらに対称な視角特性を有する反射型液晶表示素子
を提供することを目的とする。
るく、高いコントラストが得られ、画像ぼけが抑制さ
れ、さらに対称な視角特性を有する反射型液晶表示素子
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するべ
く、本発明の反射液晶表示素子は、一対の基板間に液晶
を封入した液晶セルと、前記液晶セルの一方の基板側に
配置された偏光フィルムと、この偏光フィルムと前記液
晶セルとの間に配置された複屈折フィルム層と、前記一
方の基板側に配置された散乱フィルム層と、前記液晶セ
ルの他方の基板側に配置された光反射手段とを備えた反
射型液晶表示素子において、前記散乱フィルム層が、少
なくとも２枚の前方散乱フィルムを有し、 前記前方散乱
フィルムは、第１の入射角領域からの透過光の散乱より
も第２の入射角領域からの透過光の散乱が強く、 前記前
方散乱フィルムの第２の入射角領域を、フィルムへの入
射光方向とフィルム法線とがなす角度θ（０°≦θ≦９
０°）および前記入射光方向のフィルム面上への射影成
分とフィルム面内基準方位とがなす角度φ（０°≦φ＜
３６０°）により表示したときに、前記θの上限値が同
一である少なくとも２枚の前記前方散乱フィルムを、前
記φの中心値により表示される主散乱方位が互いに相違
し、かつ前記第２の入射角領域が６０°≦Φ≦３００°
の範囲内となるように、配置したことを特徴とする。た
だし、角度Φは、入射光方向の散乱フィルム層面上への
射影成分とフィルム層面内基準方位（前記反射型液晶表
示素子の主観察方位；Φ＝０°）とがなす角度（０°≦
Φ＜３６０°）である。
く、本発明の反射液晶表示素子は、一対の基板間に液晶
を封入した液晶セルと、前記液晶セルの一方の基板側に
配置された偏光フィルムと、この偏光フィルムと前記液
晶セルとの間に配置された複屈折フィルム層と、前記一
方の基板側に配置された散乱フィルム層と、前記液晶セ
ルの他方の基板側に配置された光反射手段とを備えた反
射型液晶表示素子において、前記散乱フィルム層が、少
なくとも２枚の前方散乱フィルムを有し、 前記前方散乱
フィルムは、第１の入射角領域からの透過光の散乱より
も第２の入射角領域からの透過光の散乱が強く、 前記前
方散乱フィルムの第２の入射角領域を、フィルムへの入
射光方向とフィルム法線とがなす角度θ（０°≦θ≦９
０°）および前記入射光方向のフィルム面上への射影成
分とフィルム面内基準方位とがなす角度φ（０°≦φ＜
３６０°）により表示したときに、前記θの上限値が同
一である少なくとも２枚の前記前方散乱フィルムを、前
記φの中心値により表示される主散乱方位が互いに相違
し、かつ前記第２の入射角領域が６０°≦Φ≦３００°
の範囲内となるように、配置したことを特徴とする。た
だし、角度Φは、入射光方向の散乱フィルム層面上への
射影成分とフィルム層面内基準方位（前記反射型液晶表
示素子の主観察方位；Φ＝０°）とがなす角度（０°≦
Φ＜３６０°）である。
【００１０】このような構成とすることにより、観察方
向以外の角度方向からの入射光を拡散して観察方向に集
光して反射率の高い良好な白表示を提供し、高いコント
ラストを実現できるとともに、視角特性の対称性にも優
れた反射型液晶表示素子を提供することができる。
向以外の角度方向からの入射光を拡散して観察方向に集
光して反射率の高い良好な白表示を提供し、高いコント
ラストを実現できるとともに、視角特性の対称性にも優
れた反射型液晶表示素子を提供することができる。
【００１１】前記反射型液晶表示素子においては、第２
の入射角領域のθの上限値および下限値が同一である少
なくとも２枚の前方散乱フィルムを配置したことが好ま
しい。さらに視覚特性の対称性に優れた反射型液晶表示
素子を得ることができるからである。
の入射角領域のθの上限値および下限値が同一である少
なくとも２枚の前方散乱フィルムを配置したことが好ま
しい。さらに視覚特性の対称性に優れた反射型液晶表示
素子を得ることができるからである。
【００１２】また、前記反射型液晶表示素子において
は、前方散乱フィルムの第１の入射角領域がフィルム法
線方向を含み、第２の入射角領域がフィルム法線方向を
含まないことが好ましい。この好ましい例によれば、観
察者の主観察方向である反射型液晶表示素子の法線方向
において画像ぼけが生じず、鮮明な画像が得られる反射
型液晶表示素子を提供することができる。
は、前方散乱フィルムの第１の入射角領域がフィルム法
線方向を含み、第２の入射角領域がフィルム法線方向を
含まないことが好ましい。この好ましい例によれば、観
察者の主観察方向である反射型液晶表示素子の法線方向
において画像ぼけが生じず、鮮明な画像が得られる反射
型液晶表示素子を提供することができる。
【００１３】また、前記反射型液晶表示素子において
は、前方散乱フィルムの第１の入射角領域からの透過光
の散乱特性と、第２の入射角領域からの透過光の散乱特
性とがヘイズ率で表示して４５％以上相違することが好
ましい。
は、前方散乱フィルムの第１の入射角領域からの透過光
の散乱特性と、第２の入射角領域からの透過光の散乱特
性とがヘイズ率で表示して４５％以上相違することが好
ましい。
【００１４】ここで、ヘイズ率とは、（散乱光透過率）
／（全光線透過率）×１００［％］により定義される値
をいう。
／（全光線透過率）×１００［％］により定義される値
をいう。
【００１５】さらに具体的には、前方散乱フィルムの第
１の入射角領域からの透過光の散乱特性がヘイズ率で表
示して２０％以下であることが好ましい。この好ましい
例によれば、観察者の主観察方向である反射型液晶表示
素子の法線方向における画像ぼけをさらに効果的に抑制
することができる。同様の観点から、前記第１の入射角
領域からの透過光についてのヘイズ率は、１０％以下で
あることがさらに好ましい。
１の入射角領域からの透過光の散乱特性がヘイズ率で表
示して２０％以下であることが好ましい。この好ましい
例によれば、観察者の主観察方向である反射型液晶表示
素子の法線方向における画像ぼけをさらに効果的に抑制
することができる。同様の観点から、前記第１の入射角
領域からの透過光についてのヘイズ率は、１０％以下で
あることがさらに好ましい。
【００１６】また、前方散乱フィルムの第２の入射角領
域からの透過光の散乱特性がヘイズ率で表示して５０％
以上であることが好ましい。この好ましい例によれば、
主観察方向以外の角度方向からの入射光を主観察方向に
効果的に集光して、さらに反射率の高い白表示を得るこ
とができる。同様の観点から、前記第２の入射角領域か
らの透過光についてのヘイズ率は、６０％以上であるこ
とがさらに好ましい。
域からの透過光の散乱特性がヘイズ率で表示して５０％
以上であることが好ましい。この好ましい例によれば、
主観察方向以外の角度方向からの入射光を主観察方向に
効果的に集光して、さらに反射率の高い白表示を得るこ
とができる。同様の観点から、前記第２の入射角領域か
らの透過光についてのヘイズ率は、６０％以上であるこ
とがさらに好ましい。
【００１７】また、前記反射型液晶表示素子において
は、前方散乱フィルムの第２の入射角領域が、角度θに
より表示して、５°≦θ≦９０°の範囲内にあることが
好ましい。この好ましい例によれば、少なくとも０°≦
θ＜５°の領域からの観察者に対して画像ぼけが抑制さ
れた良好な画質を提供することができる。同様の観点か
ら、前記第２の入射角領域は、１０°≦θ≦９０°の範
囲内にあることがさらに好ましい。
は、前方散乱フィルムの第２の入射角領域が、角度θに
より表示して、５°≦θ≦９０°の範囲内にあることが
好ましい。この好ましい例によれば、少なくとも０°≦
θ＜５°の領域からの観察者に対して画像ぼけが抑制さ
れた良好な画質を提供することができる。同様の観点か
ら、前記第２の入射角領域は、１０°≦θ≦９０°の範
囲内にあることがさらに好ましい。
【００１８】また、前方散乱フィルムは、第２の入射角
領域が、角度Φにより表示して、９０°≦Φ≦２７０°
の範囲内となるように配置することが好ましい。この好
ましい例によれば、少なくとも、０°≦Φ＜９０°およ
び２７０°＜Φ＜３６０°の領域からの観察者に対して
画像ぼけが抑制された明るい良好な画質を提供すること
ができる。角度Φは、各前方散乱フィルムの角度φの範
囲と各前方散乱フィルムの配置とにより定まる。
領域が、角度Φにより表示して、９０°≦Φ≦２７０°
の範囲内となるように配置することが好ましい。この好
ましい例によれば、少なくとも、０°≦Φ＜９０°およ
び２７０°＜Φ＜３６０°の領域からの観察者に対して
画像ぼけが抑制された明るい良好な画質を提供すること
ができる。角度Φは、各前方散乱フィルムの角度φの範
囲と各前方散乱フィルムの配置とにより定まる。
【００１９】ここで、前方散乱フィルムとは、前方散乱
特性を有するが後方散乱特性がほとんどない散乱フィル
ムをいう。前方散乱フィルムとしては、全光線透過率が
９０％以上のものが好ましい。
特性を有するが後方散乱特性がほとんどない散乱フィル
ムをいう。前方散乱フィルムとしては、全光線透過率が
９０％以上のものが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 （第１の実施の形態）図１は第１の実施の形態における
反射型液晶表示素子の断面図を示すものである。図１に
おいて、１０は第１の前方散乱フィルム１０ａおよび第
２の前方散乱フィルム１０ｂおよび第３の前方散乱フィ
ルム１０ｃからなる前方散乱フィルム層、１１は偏光フ
ィルム（偏光子）、１２は複屈折フィルム層、１３は液
晶セル、１４は上側透明基板、１５はカラーフィルタ、
１６は透明電極、１７は液晶層、１８は鏡面反射板（金
属反射電極）、１９は下側基板を示す。
て、図面を参照しながら説明する。 （第１の実施の形態）図１は第１の実施の形態における
反射型液晶表示素子の断面図を示すものである。図１に
おいて、１０は第１の前方散乱フィルム１０ａおよび第
２の前方散乱フィルム１０ｂおよび第３の前方散乱フィ
ルム１０ｃからなる前方散乱フィルム層、１１は偏光フ
ィルム（偏光子）、１２は複屈折フィルム層、１３は液
晶セル、１４は上側透明基板、１５はカラーフィルタ、
１６は透明電極、１７は液晶層、１８は鏡面反射板（金
属反射電極）、１９は下側基板を示す。
【００２１】図２は前方散乱フィルムへの入射光の角度
を定義する概念図である。２０は前方散乱フィルム、２
１は前方散乱フィルムへの入射光方向、２２は前方散乱
フィルムの法線方向、２３はフィルム面内基準線であ
る。また、図示したように、角度θは入射光方向２１と
フィルム法線方向２２とが為す角度、角度φはフィルム
面内基準線２３と入射光方向２１のフィルム面上への射
影成分２４とが為す角度である。
を定義する概念図である。２０は前方散乱フィルム、２
１は前方散乱フィルムへの入射光方向、２２は前方散乱
フィルムの法線方向、２３はフィルム面内基準線であ
る。また、図示したように、角度θは入射光方向２１と
フィルム法線方向２２とが為す角度、角度φはフィルム
面内基準線２３と入射光方向２１のフィルム面上への射
影成分２４とが為す角度である。
【００２２】上側透明基板１４および下側基板１９とし
てガラス基板を用い、上側透明基板１４上に、カラーフ
ィルタ１５として顔料分散タイプで赤、緑、青のストラ
イプ配列のものをフォトリソグラフィーで形成し、その
上に、透明電極１６としてインジウム・錫・オキサイド
（ＩＴＯ）で画素電極を形成した。また下側基板１９上
には、銀を蒸着したものを形成することで鏡面反射板１
８として金属反射電極を形成した。また、透明電極１６
および金属反射電極１８上にはラビングによって配向処
理を行った配向膜を形成した。
てガラス基板を用い、上側透明基板１４上に、カラーフ
ィルタ１５として顔料分散タイプで赤、緑、青のストラ
イプ配列のものをフォトリソグラフィーで形成し、その
上に、透明電極１６としてインジウム・錫・オキサイド
（ＩＴＯ）で画素電極を形成した。また下側基板１９上
には、銀を蒸着したものを形成することで鏡面反射板１
８として金属反射電極を形成した。また、透明電極１６
および金属反射電極１８上にはラビングによって配向処
理を行った配向膜を形成した。
【００２３】そして、上側透明基板１４上の周囲部分に
はガラスファイバを混入した熱硬化性シール樹脂を印刷
し、下側基板１９上には直径４．５μｍの樹脂ビーズを
散布し、上側透明基板１４と下側基板１９を互いに貼り
合わせ、１５０℃でシール樹脂を硬化した。その後、Δ
ｎ＝０．１４のエステル系ネマティック液晶を真空注入
し、紫外線硬化性樹脂で封口した後、紫外線により硬化
した。
はガラスファイバを混入した熱硬化性シール樹脂を印刷
し、下側基板１９上には直径４．５μｍの樹脂ビーズを
散布し、上側透明基板１４と下側基板１９を互いに貼り
合わせ、１５０℃でシール樹脂を硬化した。その後、Δ
ｎ＝０．１４のエステル系ネマティック液晶を真空注入
し、紫外線硬化性樹脂で封口した後、紫外線により硬化
した。
【００２４】こうして形成した液晶セル１３の上側透明
基板１４の上に、前方散乱フィルム１０ａとして、住友
化学工業（株）製の前方散乱フィルム（商品名「ルミス
ティ」）であって、０°≦θ≦５０°の範囲からの入射
光２１に対してヘイズ率が６０％以上となり、その他の
領域からの入射光についてのヘイズ率が１０％以下とな
るフィルムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方
位がΦ＝１３５°となるように貼り合わせた。ここで、
主散乱方位とは、ヘイズ率が６０％以上となる領域の中
心方位をいう。
基板１４の上に、前方散乱フィルム１０ａとして、住友
化学工業（株）製の前方散乱フィルム（商品名「ルミス
ティ」）であって、０°≦θ≦５０°の範囲からの入射
光２１に対してヘイズ率が６０％以上となり、その他の
領域からの入射光についてのヘイズ率が１０％以下とな
るフィルムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方
位がΦ＝１３５°となるように貼り合わせた。ここで、
主散乱方位とは、ヘイズ率が６０％以上となる領域の中
心方位をいう。
【００２５】さらにこのフィルム１０ａの上に、前方散
乱フィルム１０ｂとして、前記フィルム１０ａと同じも
のをヘイズ率６０％以上となる範囲の主散乱方位がΦ＝
２２５°となるように貼り合わせた。
乱フィルム１０ｂとして、前記フィルム１０ａと同じも
のをヘイズ率６０％以上となる範囲の主散乱方位がΦ＝
２２５°となるように貼り合わせた。
【００２６】また、さらにこのフィルム１０ｂの上に入
射光についてのヘイズ率が１０％である等方性散乱フィ
ルム１０ｃを貼り合わせた。その上に複屈折フィルム層
１２としてリタデーション値が４９０ｎｍのものを遅相
軸が上側透明基板１４のラビング方向と直交するように
貼り合わせ、さらにその上に偏光フィルム１１を吸収軸
が上側基板１４のラビング方向と４５度の角度を為すよ
うに貼り合わせた。
射光についてのヘイズ率が１０％である等方性散乱フィ
ルム１０ｃを貼り合わせた。その上に複屈折フィルム層
１２としてリタデーション値が４９０ｎｍのものを遅相
軸が上側透明基板１４のラビング方向と直交するように
貼り合わせ、さらにその上に偏光フィルム１１を吸収軸
が上側基板１４のラビング方向と４５度の角度を為すよ
うに貼り合わせた。
【００２７】以上の構成により、電圧無印加時に黒表示
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角（角度θの上限値）が同一である少なくと
も２枚の散乱フィルム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィ
ルム１０ｂ）を上記主散乱方位が相違するように積層す
ることにより、視角等の散乱特性を対称にするととも
に、観察者の主観察方向へ周囲光を効率的に集光させ反
射率の高い白表示を得ることができる。また、用いた散
乱フィルムは、後方散乱特性がほとんどないため、反射
率の低い黒表示も実現でき、高いコントラストを有する
反射型液晶表示素子とすることができる。
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角（角度θの上限値）が同一である少なくと
も２枚の散乱フィルム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィ
ルム１０ｂ）を上記主散乱方位が相違するように積層す
ることにより、視角等の散乱特性を対称にするととも
に、観察者の主観察方向へ周囲光を効率的に集光させ反
射率の高い白表示を得ることができる。また、用いた散
乱フィルムは、後方散乱特性がほとんどないため、反射
率の低い黒表示も実現でき、高いコントラストを有する
反射型液晶表示素子とすることができる。
【００２８】なお、散乱フィルムの散乱特性が反射型液
晶表示素子の視角特性には、透過光を強く散乱させる入
射角領域の開始角（角度θの下限値）よりも終端角（角
度θの上限値）の方が強く影響する。
晶表示素子の視角特性には、透過光を強く散乱させる入
射角領域の開始角（角度θの下限値）よりも終端角（角
度θの上限値）の方が強く影響する。
【００２９】このような反射型液晶表示素子とすること
により、具体的には、正面特性でコントラスト１１．
１、白表示のＹ値換算での反射率１３．８％という良好
な特性が得られた。また、視角特性についても、図３に
示すように、Φ＝９０°とΦ＝２７０°の相対する方向
について、対称なコントラスト特性が得られた。
により、具体的には、正面特性でコントラスト１１．
１、白表示のＹ値換算での反射率１３．８％という良好
な特性が得られた。また、視角特性についても、図３に
示すように、Φ＝９０°とΦ＝２７０°の相対する方向
について、対称なコントラスト特性が得られた。
【００３０】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。 ただし、本実施の形態では、
前方散乱フィルム層１０として、住友化学工業（株）製
の前方散乱フィルム（商品名「ルミスティ」）であっ
て、０°≦θ≦５０°の範囲からの入射光２１に対して
ヘイズ率が６０％以上となり、その他の領域からの入射
光についてのヘイズ率が１０％以下となる２枚のフィル
ムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方位が、そ
れぞれΦ＝１３５°、２２５°となるように貼り合わせ
た。
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。 ただし、本実施の形態では、
前方散乱フィルム層１０として、住友化学工業（株）製
の前方散乱フィルム（商品名「ルミスティ」）であっ
て、０°≦θ≦５０°の範囲からの入射光２１に対して
ヘイズ率が６０％以上となり、その他の領域からの入射
光についてのヘイズ率が１０％以下となる２枚のフィル
ムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方位が、そ
れぞれΦ＝１３５°、２２５°となるように貼り合わせ
た。
【００３１】その上に第１の実施の態様と同様にして、
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
【００３２】以上の構成により、電圧無印加時に黒表示
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角が同一である少なくとも２枚の散乱フィル
ム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィルム１０ｂ）を上記
主散乱方位が相違するように積層することにより、視角
等の散乱特性を対称にするとともに、観察者の主観察方
向へ周囲光を効率的に集光させ反射率の高い白表示を得
ることができる。また、用いた散乱フィルムは、後方散
乱特性がほとんどないため、反射率の低い黒表示も実現
でき、高いコントラストを有する反射型液晶表示素子と
することができる。
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角が同一である少なくとも２枚の散乱フィル
ム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィルム１０ｂ）を上記
主散乱方位が相違するように積層することにより、視角
等の散乱特性を対称にするとともに、観察者の主観察方
向へ周囲光を効率的に集光させ反射率の高い白表示を得
ることができる。また、用いた散乱フィルムは、後方散
乱特性がほとんどないため、反射率の低い黒表示も実現
でき、高いコントラストを有する反射型液晶表示素子と
することができる。
【００３３】このような反射型液晶表示素子とすること
により、具体的には、正面特性でコントラスト１１．
５、白表示のＹ値換算での反射率１４．７％というより
良好な特性が得られた。また、視角特性についても、図
３と同様、Φ＝９０°、Φ＝２７０°の両方向について
対称なコントラスト特性が得られた。
により、具体的には、正面特性でコントラスト１１．
５、白表示のＹ値換算での反射率１４．７％というより
良好な特性が得られた。また、視角特性についても、図
３と同様、Φ＝９０°、Φ＝２７０°の両方向について
対称なコントラスト特性が得られた。
【００３４】（第３の実施の形態）第３の実施の形態の
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。
【００３５】ただし、本実施の形態では、前方散乱フィ
ルム層１０として、住友化学工業（株）製の前方散乱フ
ィルム（商品名「ルミスティ」）であって、１０°≦θ
≦６０°の範囲からの入射光２１に対してヘイズ率が６
０％以上となり、その他の領域からの入射光についての
ヘイズ率が１０％以下となる２枚のフィルムを、ヘイズ
率が６０％となる範囲の主散乱方位が、それぞれΦ＝１
３０°、２３０°となるように貼り合わせた。
ルム層１０として、住友化学工業（株）製の前方散乱フ
ィルム（商品名「ルミスティ」）であって、１０°≦θ
≦６０°の範囲からの入射光２１に対してヘイズ率が６
０％以上となり、その他の領域からの入射光についての
ヘイズ率が１０％以下となる２枚のフィルムを、ヘイズ
率が６０％となる範囲の主散乱方位が、それぞれΦ＝１
３０°、２３０°となるように貼り合わせた。
【００３６】その上に第１の実施の態様と同様にして、
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
【００３７】以上の構成により、電圧無印加時に黒表示
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角が同一である少なくとも２枚の散乱フィル
ム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィルム１０ｂ）を上記
主散乱方位が相違するように積層することにより、視角
等の散乱特性を対称にするとともに、観察者の主観察方
向へ周囲光を効率的に集光させ反射率の高い白表示を得
ることができる。また、用いた散乱フィルムは、後方散
乱特性がほとんどないため、反射率の低い黒表示も実現
でき、高いコントラストを有する反射型液晶表示素子と
することができる。
となるノーマリーブラックモードの反射型カラー液晶表
示素子が得られた。このような反射型液晶表示素子によ
れば、散乱特性がフィルム法線を含む特定の面について
非対称であり、透過光を相対的に強く散乱させる入射角
領域の終端角が同一である少なくとも２枚の散乱フィル
ム（散乱フィルム１０ａ、散乱フィルム１０ｂ）を上記
主散乱方位が相違するように積層することにより、視角
等の散乱特性を対称にするとともに、観察者の主観察方
向へ周囲光を効率的に集光させ反射率の高い白表示を得
ることができる。また、用いた散乱フィルムは、後方散
乱特性がほとんどないため、反射率の低い黒表示も実現
でき、高いコントラストを有する反射型液晶表示素子と
することができる。
【００３８】このような反射型液晶表示素子とすること
により、具体的には、正面特性でコントラスト１２．
１、白表示のＹ値換算での反射率１４．０％という良好
な表示特性が得られた。
により、具体的には、正面特性でコントラスト１２．
１、白表示のＹ値換算での反射率１４．０％という良好
な表示特性が得られた。
【００３９】特に、０°≦θ≦５°の領域において、画
像ぼけが弱まったことが確認された。
像ぼけが弱まったことが確認された。
【００４０】また、前方散乱フィルム層１０として、入
射光に対してヘイズ率が６０％以上である散乱領域が、
それぞれ、５°≦θ≦５５°、８°≦θ≦５８°、１５
°≦θ≦６５°、２０°≦θ≦７０°のフィルムを用い
て、反射型液晶表示素子を作製し観察したところ、散乱
角度領域が法線方向から遠ざけたものを用いるほど、主
観察方向である反射型液晶表示素子の法線方向において
画像ぼけが益々弱くなり、より鮮明な画像を得られるこ
とが確認された。
射光に対してヘイズ率が６０％以上である散乱領域が、
それぞれ、５°≦θ≦５５°、８°≦θ≦５８°、１５
°≦θ≦６５°、２０°≦θ≦７０°のフィルムを用い
て、反射型液晶表示素子を作製し観察したところ、散乱
角度領域が法線方向から遠ざけたものを用いるほど、主
観察方向である反射型液晶表示素子の法線方向において
画像ぼけが益々弱くなり、より鮮明な画像を得られるこ
とが確認された。
【００４１】（第４の実施の形態）第４の実施の形態の
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。 ただし、本実施の形態では、
前方散乱フィルム層１０として、住友化学工業（株）製
の前方散乱フィルム（商品名「ルミスティ」）であっ
て、１０°≦θ≦６０°の範囲からの入射光２１に対し
てヘイズ率が６０％以上となり、その他の領域からの入
射光についてのヘイズ率が１０％以下である２枚のフィ
ルムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方位が、
それぞれΦ＝１５０°、２１０°となるように貼り合わ
せた。
反射型液晶表示素子の構造および作製法は、基本的には
第１の実施の形態と同様であって、第３の散乱フィルム
１０ｃが含まれない点を除いては図１に示した構造と同
様の断面構造を有する。 ただし、本実施の形態では、
前方散乱フィルム層１０として、住友化学工業（株）製
の前方散乱フィルム（商品名「ルミスティ」）であっ
て、１０°≦θ≦６０°の範囲からの入射光２１に対し
てヘイズ率が６０％以上となり、その他の領域からの入
射光についてのヘイズ率が１０％以下である２枚のフィ
ルムを、ヘイズ率が６０％となる範囲の主散乱方位が、
それぞれΦ＝１５０°、２１０°となるように貼り合わ
せた。
【００４２】その上に第１の実施の態様と同様にして、
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
複屈折フィルム層１２と偏光フィルム１１とを順に貼り
合わせた。
【００４３】２枚の前方散乱フィルムにより、ヘイズ率
が６０％以上となっている範囲は、図４に示したよう
に、１０°≦θ≦６０°、９０°≦Φ≦２７０°の範囲
内２８にある。また、本実施の形態の反射型液晶表示素
子は、Φ＝０°が観察者２９からの主観察方位として適
するように設計されている。
が６０％以上となっている範囲は、図４に示したよう
に、１０°≦θ≦６０°、９０°≦Φ≦２７０°の範囲
内２８にある。また、本実施の形態の反射型液晶表示素
子は、Φ＝０°が観察者２９からの主観察方位として適
するように設計されている。
【００４４】このような反射型液晶表示素子とすること
により、具体的には正面特性でコントラスト１１．５、
白表示のＹ値換算での反射率１４．８％という良好な表
示特性が得られただけでなく、広範囲において画像ぼけ
が弱くなり非常に鮮明な画像が得られた。また、視角特
性についても、図３と同様、Φ＝９０°、Φ＝２７０°
方向について対称なコントラスト特性が得られた。
により、具体的には正面特性でコントラスト１１．５、
白表示のＹ値換算での反射率１４．８％という良好な表
示特性が得られただけでなく、広範囲において画像ぼけ
が弱くなり非常に鮮明な画像が得られた。また、視角特
性についても、図３と同様、Φ＝９０°、Φ＝２７０°
方向について対称なコントラスト特性が得られた。
【００４５】すなわち、図５に示したように、散乱範囲
２８からの入射光４１は前方散乱フィルム層１０を透過
する際に散乱して散乱光４２となり、境面反射板１８に
より反射して反射光４３となる。観察者方向に進行する
反射光４３は、入射光４１と異なり、前方散乱フィルム
層１０を透過する際にはほとんど散乱されることがな
い。このように、前方散乱フィルム層１０は、周囲光を
観察者方向に集光して有効に利用するとともに、観察者
方向に進行する反射光をほとんど散乱させることなく透
過させて画像ぼけを抑制する。本実施の形態において
は、特に１０°≦θ≦６０°の範囲の入射光４１を散乱
させながら、主観察方向を含む方向（０°≦Φ＜９０
°、２７０°＜Φ＜３６０°；０°≦θ＜１０°）への
反射光がほとんど散乱することなく進行するようにした
ので、広範囲において鮮明な画像を得ることができた。
２８からの入射光４１は前方散乱フィルム層１０を透過
する際に散乱して散乱光４２となり、境面反射板１８に
より反射して反射光４３となる。観察者方向に進行する
反射光４３は、入射光４１と異なり、前方散乱フィルム
層１０を透過する際にはほとんど散乱されることがな
い。このように、前方散乱フィルム層１０は、周囲光を
観察者方向に集光して有効に利用するとともに、観察者
方向に進行する反射光をほとんど散乱させることなく透
過させて画像ぼけを抑制する。本実施の形態において
は、特に１０°≦θ≦６０°の範囲の入射光４１を散乱
させながら、主観察方向を含む方向（０°≦Φ＜９０
°、２７０°＜Φ＜３６０°；０°≦θ＜１０°）への
反射光がほとんど散乱することなく進行するようにした
ので、広範囲において鮮明な画像を得ることができた。
【００４６】なお、前記各実施の形態において、液晶セ
ルとしてはこのモードに限定されることなく、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）によるアクティブ駆動を採用した反
射型液晶表示素子等、駆動形式に関わらず、実質的に同
様な効果を得ることができる。また、前記各実施の形態
において、鏡面反射板１８として銀を構成要素として含
む金属反射電極を用いたが、これに限ることなく、例え
ばアルミニウムを構成要素として含む金属反射電極など
を用いても同様の効果を得ることができる。また、前記
各実施の形態において、前方散乱フィルムとしてヘイズ
率が所定の散乱範囲において６０％以上となるものを用
いたが、これに限ることなく、ヘイズ値が所定の散乱範
囲において５０％以上となる前方散乱フィルムを用いて
もよく、また、ヘイズ率が高くなる所定の散乱範囲も、
Δθ＝５０°のフィルムに限ることなく各種の散乱フィ
ルムを用いることができる。なお、ここでは異方性を有
する前方散乱フィルムを２枚用いたが、これに限定され
るものではなく、３枚以上の複数枚の構成においても同
様な効果を得ることができる。
ルとしてはこのモードに限定されることなく、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）によるアクティブ駆動を採用した反
射型液晶表示素子等、駆動形式に関わらず、実質的に同
様な効果を得ることができる。また、前記各実施の形態
において、鏡面反射板１８として銀を構成要素として含
む金属反射電極を用いたが、これに限ることなく、例え
ばアルミニウムを構成要素として含む金属反射電極など
を用いても同様の効果を得ることができる。また、前記
各実施の形態において、前方散乱フィルムとしてヘイズ
率が所定の散乱範囲において６０％以上となるものを用
いたが、これに限ることなく、ヘイズ値が所定の散乱範
囲において５０％以上となる前方散乱フィルムを用いて
もよく、また、ヘイズ率が高くなる所定の散乱範囲も、
Δθ＝５０°のフィルムに限ることなく各種の散乱フィ
ルムを用いることができる。なお、ここでは異方性を有
する前方散乱フィルムを２枚用いたが、これに限定され
るものではなく、３枚以上の複数枚の構成においても同
様な効果を得ることができる。
【００４７】また、前記各実施の形態において、前方散
乱フィルムの反射型液晶表示素子での位置は図１に示す
位置としたが、本発明のねらいとする効果は必ずしもこ
の位置に限って得られるものではなく、例えば第２の前
方散乱フィルム１０ａが偏光フィルム１１と複屈折フィ
ルム層１２の間に設けられたとしても同様の効果が得ら
れることに変わりはない。
乱フィルムの反射型液晶表示素子での位置は図１に示す
位置としたが、本発明のねらいとする効果は必ずしもこ
の位置に限って得られるものではなく、例えば第２の前
方散乱フィルム１０ａが偏光フィルム１１と複屈折フィ
ルム層１２の間に設けられたとしても同様の効果が得ら
れることに変わりはない。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
視角特性の対称性に優れ、観察方向以外の角度方向から
の入射光を拡散して観察方向に集光して反射率の高い良
好な白表示を提供し、高いコントラストを実現できると
いう有利な効果を得ることができる。
視角特性の対称性に優れ、観察方向以外の角度方向から
の入射光を拡散して観察方向に集光して反射率の高い良
好な白表示を提供し、高いコントラストを実現できると
いう有利な効果を得ることができる。
【図１】 本発明の反射型液晶表示素子の例の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】 本発明の反射型液晶表示素子の構成要素とな
る散乱フィルムへの入射光の角度の定義を説明するため
の散乱フィルムの斜視図である。
る散乱フィルムへの入射光の角度の定義を説明するため
の散乱フィルムの斜視図である。
【図３】 本発明の反射型液晶表示素子の例のコントラ
ストの視角特性を示す図である。
ストの視角特性を示す図である。
【図４】 散乱フィルムの散乱範囲の例を説明するため
の散乱フィルムの平面図である。
の散乱フィルムの平面図である。
【図５】 本発明の反射型液晶表示素子の入射光と反射
光の散乱特性を説明するための液晶表示素子の概念的な
断面図である。
光の散乱特性を説明するための液晶表示素子の概念的な
断面図である。
【図６】 従来の反射型液晶表示素子の構成例を示す断
面図である。
面図である。
１０ 前方散乱フィルム層 １０ａ 第１の前方散乱フィルム １０ｂ 第２の前方散乱フィルム １０ｃ 第３の前方散乱フィルム １１ 偏光フィルム １２ 複屈折フィルム層 １３ 液晶セル １４ 上側透明基板 １５ カラーフィルタ １６ 透明電極 １７ 液晶層 １８ 鏡面反射板 １９ 下側基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 鉄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−73618（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−87006（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33882（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−113893（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−39285（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−287991（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G09F 9/00 - 9/46
Claims (8)
- 【請求項１】 一対の基板間に液晶を封入した液晶セル
と、前記液晶セルの一方の基板側に配置された偏光フィ
ルムと、この偏光フィルムと前記液晶セルとの間に配置
された複屈折フィルム層と、前記一方の基板側に配置さ
れた散乱フィルム層と、前記液晶セルの他方の基板側に
配置された光反射手段とを備えた反射型液晶表示素子に
おいて、 前記散乱フィルム層が、少なくとも２枚の前方散乱フィ
ルムを有し、 前記前方散乱フィルムは、第１の入射角領域からの透過
光の散乱よりも第２の入射角領域からの透過光の散乱が
強く、 前記前方散乱フィルムの第２の入射角領域を、 フィルム
への入射光方向とフィルム法線とがなす角度θ（０°≦
θ≦９０°）および前記入射光方向のフィルム面上への
射影成分とフィルム面内基準方位とがなす角度φ（０°
≦φ＜３６０°）により表示したときに、 前記θの上限値が同一である少なくとも２枚の前記前方
散乱フィルムを、前記φの中心値により表示される主散
乱方位が互いに相違し、かつ前記第２の入射角領域が６
０°≦Φ≦３００°の範囲内となるように、配置したこ
とを特徴とする反射型液晶表示素子。ただし、角度Φは、入射光方向の前記散乱フィルム層面
上への射影成分と、前記反射型液晶表示素子の主観察方
位であるフィルム層面内基準方位（Φ＝０°）とがなす
角度（０°≦Φ＜３６０°）である。 - 【請求項２】 第２の入射角領域のθの上限値および下
限値が同一である少なくとも２枚の前方散乱フィルムを
配置した請求項１に記載の反射型液晶表示素子。 - 【請求項３】 前方散乱フィルムの第１の入射角領域が
フィルム法線方向を含み、前記前方散乱フィルムの第２
の入射角領域がフィルム法線方向を含まない請求項１ま
たは２に記載の反射型液晶表示素子。 - 【請求項４】 前方散乱フィルムの第１の入射角領域か
らの透過光の散乱特性と、前記前方散乱フィルムの第２
の入射角領域からの透過光の散乱特性とがヘイズ率で表
示して４５％以上相違する請求項１〜３のいずれかに記
載の反射型液晶表示素子。 - 【請求項５】 前方散乱フィルムの第１の入射角領域か
らの透過光の散乱特性が、ヘイズ率で表示して２０％以
下である請求項１〜４のいずれかに記載の反射型液晶表
示素子。 - 【請求項６】 前方散乱フィルムの第２の入射角領域か
らの透過光の散乱特性が、ヘイズ率で表示して５０％以
上である請求項１〜５のいずれかに記載の反射型液晶表
示素子。 - 【請求項７】 前方散乱フィルムの第２の入射角領域が
５°≦θ≦９０°の範囲内にある請求項１〜６のいずれ
かに記載の反射型液晶表示素子。 - 【請求項８】 第２の入射角領域が９０°≦Φ≦２７０
°の範囲内となるように前方散乱フィルムを配置した請
求項１〜７のいずれかに記載の反射型液晶表示素子。た
だし、Φは、前記と同様である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13487798A JP3209718B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 反射型液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13487798A JP3209718B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 反射型液晶表示素子 |
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|---|---|
| JPH11326895A JPH11326895A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3209718B2 true JP3209718B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=15138591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13487798A Expired - Fee Related JP3209718B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 反射型液晶表示素子 |
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1998
- 1998-05-18 JP JP13487798A patent/JP3209718B2/ja not_active Expired - Fee Related
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