JP4023173B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置及びこれを備えた電子機器に係り、特に、液晶装置の概ね正面方向の輝度を向上させた反射型あるいは半透過反射型液晶装置及び電子機器を提供できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部として消費電力の少ない液晶表示装置が多用されている。特に近年は表示内容の多用化に伴って、カラー表示が可能な液晶表示装置の需要が高まっている。また、前記電子機器のバッテリー駆動時間を長くしたいという要求から、バックライト装置を必要としない反射型のカラー液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
以下に従来の反射型のカラー液晶表示装置の構成例の概要を図面を参照して説明する。
【０００４】
図８は、従来の反射型カラー液晶表示装置の要部を示す拡大概略断面図である。図８の液晶表示装置は、一対のガラス基板１００、１０１間に液晶層１０２が挟持されてなる液晶パネル１００ａが備えられ、一方（図面では上側）のガラス基板１０１の液晶層１０２側の表面部分には、カラーフィルタ１０４が設けられている。また、ガラス基板１０１の上面側には、偏光板１０５が設けられ、さらにその上にアクリル樹脂からなる保護板１０６が設けられている。他方（図面では下側）のガラス基板１００の液晶層１０２側の表面部分には駆動電極を兼ねる光反射層１０３が設けられている。
【０００５】
このような液晶表示装置において入射光Ｌ１は、保護板１０６、偏光板１０５、ガラス基板１０１、カラーフィルタ１０４、液晶層１０２を通過後、光反射層１０３の表面で反射され、反射された光が液晶層１０２、カラーフィルタ１０４、ガラス基板１０１、偏光板１０５、保護板１０６を介して液晶表示装置から出射され、観察者Ｅに反射光Ｌ２として視認される。
【０００６】
なお、携帯機器の液晶表示装置には、フロントライトを備えた反射型の液晶装置や、反射型の他にバックライトを備えた半透過反射型の液晶表示装置や、表面にタッチパネルが設けられた反射型又は半透過反射型の液晶装置が知られている。この種従来の半透過反射型液晶表示装置は、反射層を半透過反射層として構成し、透過表示の場合にバックライトの光を半透過反射層を介して観察者側に到達させることで透過表示を行い、バックライトを使用していない状態では反射型液晶表示装置として反射光を有効利用することができるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図８に示すような従来の液晶表示装置において最も明るい反射表示が得られる観察点は入射光の入射角θ（液晶パネル１００ａの法線方向Ｈを０度とし、法線方向（正面方向）Ｈに対して光源側の方向の角度＋、光源と反対側の方向の角度を−とする。）の正反射方向である。しかしながらこの方向は液晶パネル１００ａや保護板１０６などの表面反射の方向であるため、観察者Ｅは表面反射の方向を避けて表示を観察しており、このようにすると輝度が低く、反射表示が鮮明に見えないという問題があった。
【０００８】
それは、表面に保護板１０６等が設けられた液晶表示装置は入射光Ｌ１の入射角θの絶対値と等しい角度βに反射光のピークがあり、従って、反射光Ｌ２は入射角θの絶対値と等しい角度βにピークがあり、出射角度β２から外れた位置では反射光Ｌ２が少なくなっているが、通常、観察者Ｅが表示を観察する際は、入射光Ｌ１（通常、入射光Ｌ１は液晶パネル１０ａの法線Ｈに対して１０度乃至４０度の範囲内で傾いてパネル１００ａに入射する）の反射光Ｌ２を正反射方向を外した法線方向から−３０度から０度の方向から観察するため、反射光Ｌ２の出射角度β２を避けて見たときの輝度が低く、反射表示が鮮明に見えない。
【０００９】
上記のような表面反射方向からずれた概ね液晶パネルの正面方向から観察したときの輝度が低く、反射表示が鮮明に見えないということ問題は、半透過反射型液晶表示装置において反射表示を行っている場合にも同様に生じ、また、反射型や半透過反射型液晶表示装置に表面にフロントライトやタッチパネルが設けられている場合にも同様に生じる。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね正面方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である液晶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、このような液晶装置を備えることにより、表示品質を向上させた電子機器を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の内面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射した入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の液晶装置において、上記入射光と少なくとも一部の上記散乱光又は回折光が｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような上記光学手段が備えられたことにより、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。それは、上記入射光が上記光学手段を透過する際散乱又は回折した光の角度｜α｜が前記入射光の入射角｜θ｜より小さいと、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、即ち、上記散乱光又は回折光の反射光を上記光学手段の法線方向に近い方向に強く（多く）出射させることができる（言い換えれば上記散乱光又は回折光の反射光が出射される範囲を液晶装置の法線方向寄りにシフトさせることができる）ので、入射光の正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなり、使用者（観察者）が液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。なお、ここで角度が小さいとは、法線方向からの角度の絶対値が小さいことをいう。
さらに、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いているという構成にしたことにより、フロントライト照明を使用した場合にも明るい反射表示が可能となる。
【００１４】
また、本発明の液晶装置は、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の外面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射する入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする。
【００１５】
このように反射層が下基板の外面側に設けられた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００１６】
本発明の液晶装置において、前記反射層が半透過反射層であってもよい。
【００１７】
このように半透過反射層を備えた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段は、前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜＝１０度〜４０度なる関係を満足するような構成とされていることが好ましい。
【００１９】
それは、上記入射光の｜θ｜が４０度より大きい広角になると、液晶の狭い視角特性によってコントラストが低下してしまい、｜θ｜が１０度より小さくなると、観察者の影が映り込んでしまい、実際にこの方向から外光を入射させることが困難である。
【００２１】
また、本発明の液晶装置において、前記一対の基板のどちらか一方の基板の内面側にカラーフィルタが設けられていてもよい。かかる構成の液晶装置によれば、カラーフィルタを設けることでカラー表示が可能となり、先のいずれかの構造を採用することで、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明なカラー表示を有するものが得られる。
【００２２】
また、本発明の液晶装置において、前記反射層又は前記半透過反射層は、光を散乱させる機能も有するものであってもよい。このような散乱反射層又は散乱半透過反射層としては、ＡｌやＡｇ等からなる反射膜又は半透過反射膜の表面に微細な凹凸が形成されたものや、透明樹脂層に金属酸化物粒子を分散させた層を鏡面反射性を有する反射膜又は半透過反射膜の表面に設けたものや、光沢を有する粒子を透明樹脂層に分散させたシート状のものを反射膜又は半透過反射膜の表面に設けたものや、特定方向の光を透過する機能と、特定方向以外の方向の光を反射する機能を備えた反射偏光板等が適宜用いられる。また、酸化シリコンと酸化チタン膜を積層した誘電体ミラーを反射膜や半透過反射膜として用いても構わない。
【００２３】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段と前記液晶セルの間に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていてもよい。
【００２４】
液晶パネルと位相差板の間に上記光学手段が介在されている場合、視野角特性の影響をうけてコントラストが低下してしまう。それは、位相差板のリタデーションはΔｎｄ（ｎは屈折率、ｄは位相差板の厚み）であるが、入射光が位相差板の法線方向から傾いた方向から入射すると入射光が位相差板を通る距離が変わってしまうため、言い換えれば、上記ｄが変化することと同等になってしまい、リタデーションが変化してしまう。そして、このようにリタデーションが変化した光はそのまま光学手段に入射し回折又は散乱されて液晶パネルに入射されるので、コントラストが変化してしまうのである。
【００２５】
また、液晶パネルと偏光板の間に上記光学手段が介在されている場合も視野角特性の影響をうけて明るさが低下してしまう。
【００２６】
これに対して本発明では、偏光板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたことによって、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしており、すなわち、光学手段によって偏光板に入射する光の角度を法線方向に近い方向に意図的に曲げることで、偏光板の視野角特性の影響を受けないようにしており、これによって、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２７】
また、本発明で位相差板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたものにおいては、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしており、すなわち、光学手段によって位相差板に入射する光の角度を法線方向に近い方向に意図的に曲げることで、位相差板の視野角特性の影響を受けないようにしており、これによって、コントラストが高く、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２８】
また、本発明で位相差板及び偏光板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたものにあっては、コントラストが高く、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２９】
また、本発明の液晶装置において、前記液晶セルの下基板の外面側に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていてもよい。
【００３０】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段の液晶パネル側と反対側に、前記液晶パネル側に照明光を出射する照明手段が設けられていてもよい。
【００３１】
かかる構成の液晶装置においては、上記照明手段を使用しない通常の反射表示を行う場合に、上記照明手段を透過して上記光学手段に入射した光を該光学手段を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、照明手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、照明手段の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３２】
また、前記照明手段の使用時には、この照明手段から光学手段に照明光が出射されると、この照明光は光学手段の作用により散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記照明光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、照明手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、これによって正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなるので、使用者（観察者）が液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００３３】
また、半透過反射層が設けられた本発明の液晶装置において、前記液晶パネルの下基板の外面側に液晶パネル側に照明光を出射する照明手段が設けられていてもよい。
【００３４】
かかる構成の液晶装置においては、上記照明手段を使用しない通常の反射表示を行う場合に、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３５】
また、本発明の液晶装置において、少なくとも１枚の基板を有して形成され、該基板面を押圧することによる入力によって位置座標を検出する入力装置が、前記光学手段の液晶パネル側と反対側に設けられていてもよい。
【００３６】
かかる構成の液晶装置においては、上記入力装置を透過して上記光学手段に入射した光を該光学手段を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、入力手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、入力手段の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３７】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段の液晶パネル側とは反対側に光透過性保護板が設けられていてもよい。
【００３８】
かかる構成の液晶装置においても、上記入力装置が設けられた液晶装置と同様に光透過性保護板の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３９】
前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであれば、指向性の散乱回折または回折を生じさせることができる。
【００４０】
さらに、本発明の液晶装置は、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、一方の基板の液晶層側に設けられた反射層と、他方の基板の液晶層側と反対側に設けられた光学手段とを具備した液晶パネルを備えてなり、前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであり、反射層は微細な凸凹を有していることを特徴とする。
【００４１】
このような凹凸が表面に形成された反射層又は半透過反射層が液晶パネル内に備えられていると、凸凹で反射層または半透過反射層のミラー感を解消し、光学手段で入射光を回折散乱させることができるので、液晶パネル表面における正反射光を気にせずに、明るく、にじみの少ない鮮明なカラー表示が得られる。
【００４２】
また、本発明の電子機器は、上記のいずれかの構成の本発明の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする。
【００４３】
かかる電子機器は、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である本発明の液晶装置を備えたことにより、明るく鮮明な表示を有し、表示品質を向上した表示手段を備えたものを得ることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
（液晶装置の第１実施形態）
本発明による第１実施形態の液晶装置について、図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明を単純マトリクス型の反射型液晶装置に適用した第１実施形態を示した断面図である。この実施形態の液晶装置に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶装置が構成される。
【００４６】
この実施形態の液晶装置は、平面視略矩形状、かつ環状のシール材１２を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板ユニット１３、１４ａと、これらの間に上記シール材１２とともに囲まれて挟持された液晶層１５とが備えられた液晶パネル１０ａと、一方（図１の上側）の基板ユニット１３の上面側に位相差板１９、偏光板１６と光学手段１８が基板ユニット１３側から順に積層された構成のものである。
【００４７】
基板ユニット１３、１４ａのうち、基板ユニット１３は観測者側に向いて設けられる表側（上側）の基板ユニットであり、基板ユニット１４ａはその反対側、換言すると裏側（下側）に設けられる基板ユニットである。
【００４８】
上側の基板ユニット１３は、例えばガラス等の透明材料からなる光透過性基板（上基板）１７の下側（換言すると液晶層１５側）に順次形成されたカラーフィルタ層２０、オーバーコート層２１と、該オーバーコート層２１において液晶層１５側の面（内面側の面）に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極２３を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極２３の液晶層１５側と、後述する下基板側のストライプ状の電極３５の液晶層１５側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図１ではこれらの配向膜を省略し説明も略するとともに、以下に順次説明する他の実施形態においても配向膜の図示と説明は省略する。また、図１および以下の各図に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
【００４９】
上基板側の駆動用の各電極２３は本実施形態ではＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネル１０ａの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５０】
上記カラーフィルタ層２０は、上基板１７の内面側（換言すると液晶層１５側の面）に、光遮断用のブラックマスク（図示略）、カラー表示用のＲＧＢの各パターン２７を形成することにより構成されている。また、ＲＧＢのパターン２７を保護する透明な保護平坦化膜としてオーバーコート層２１が被覆されている。
【００５１】
このようなブラックマスク２６は例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚さ１００〜２００ｎｍ程度のクロム等の金属薄膜をパターニングして形成されている。ＲＧＢの各パターン２７は、赤色パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン（Ｂ）が、所望のパターン形状で配列され、例えば、所定の着色材を含有する感光性樹脂を使用した顔料分散法、各種印刷法、電着法、転写法、染色法、インクジェット等の種々の方法で形成されている。
【００５２】
一方、下側の基板ユニット１４ａは、ガラスなどの透明材料あるいはその他の不透明材料からなる基板２８ａと、基板２８ａの内面側（図１では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成された反射層３１ａ、該反射層３１ａの液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極３５とから構成されている。
【００５３】
基板２８ａの表面には微細な凹凸２８ｂが形成されている。また、反射層３１ａの表面には微細な凹凸３１ｂが形成されており、散乱反射層とされている。反射層３１ａは、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性の優れた金属材料からなり、基板２８ａ上に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。ただし、反射層を光反射性及び導電材料が優れた金属材料から構成した場合には、この反射層が駆動電極を兼ねる構造を採用できる。
【００５４】
ここでの電極３５においても先の電極２３と同様に液晶パネル１０ａの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５５】
次に、本実施形態の液晶装置に付設されている光学手段１８について以下に詳細に説明する。
【００５６】
本実施形態において用いられる光学手段１８とは、基本構造の面から見れば、特開２０００−０３５５０６、特開２０００−０６６０２６、特開２０００−１８０６０７等に開示されている指向性を有する前方散乱フィルムを適宜用いることができる。例えば、特開２０００−０３５５０６に開示されているように、相互に屈折率の異なる２種以上の光重合可能なモノマーまた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して特定の広い方向のみを効率良く散乱させる機能又は特定の方向のみを効率良く回折させる機能を持たせたもの、あるいは、特開２０００−０６６０２６に開示されているオンラインホログラフィック拡散シートとして、ホログラム用感光材料にレーザを照射して部分的に屈折率の異なる領域を層構造となるように製造したものなどを適宜用いることができる。
【００５７】
また、本実施形態において用いられる光学手段１８は、特開平１−０７７００１号公報、特開平１−１４７４０５号公報、特開平１−１４７４０６号公報、特開平２−５４２０１号公報、特開平３−１０７９０１号公報、特開平３−１０７９０２号公報、特開平３−１５６４０２号公報、特開平３−２２０２０５号公報などに提案されている光制御板を用いることもできる。具体的には、住友化学社製ルミスティ（商品名）が挙げられる。特に、フィルム法線方向のヘイズが小さいルミスティＬＣＹ１０６０が好ましい。これは、反射層または半透過反射層で概ね液晶装置法線方向反射された光が強い散乱を生じないので、表示のにじみやボケがない明るくクリアな反射表示を得ることができためである。
【００５８】
図２に本実施形態において用いる光学手段１８の断面構造例を模式的に示す。図２に示すように、屈折率がｎ１の部分と屈折率がｎ２の部分が光学手段１８の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造である。この構造の光学手段１８に斜め方向から適切な極角を有して入射光Ｌ１が入射されるとすると、屈折率の異なる各層の境界部分において散乱又は回折されるとともに、散乱光又は回折光が液晶層１５を通過して反射層３１ａにおいて反射されるとこの反射光Ｒ１が再度液晶層１５を通過して光学手段１８を先程の入射光Ｌ１とは異なる極角にて通過しようとするがここでの反射光Ｒ１は散乱や回折の少ない状態で光学手段１８を通過することができる。ここで極角とは、光学手段の法線方向（正面方向）に対する入射光の入射角度で、法線方向（正面方向）Ｈに対して光源側の方向の角度＋、光源と反対側の方向の角度を−とする。
【００５９】
次に、本実施形態で用いられる光学手段１８は、図１に示すように上記採光側（上側）からこの液晶装置の光学手段１８に入射した入射光Ｌ１の該光学手段１８の法線Ｈに対する入射角をθ、入射光Ｌ１が光学手段１８を透過する際に散乱した光又は回折した光Ｌ６の該光学手段１８の法線Ｈに対する角度をαと定義したとき、散乱光又は回折光Ｌ６の角度αの絶対値が入射光Ｌ１の入射角θの絶対値より小さいこと、即ち、｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するものである。
【００６０】
本実施形態のように、入射光Ｌ１と散乱光又は回折光Ｌ６とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような光学手段１８が液晶装置の最表面に備えられていると、液晶装置の表面反射方向（光Ｌ６が反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１の法線Ｈからの角度が入射光Ｌ１の入射角θの絶対値と同じ大きさの方向）からずれた方向、すなわち、液晶装置の概ね法線方向Ｈから観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られるからである。
【００６１】
それは、入射光Ｌ１が光学手段２０を透過する際散乱又は回折した光Ｌ６の角度｜α｜が入射光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さいと、この散乱光又は回折光Ｌ６が反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１が光学手段１８を通過して外部に出射した出射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、即ち、散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１を光学手段１８の法線方向に近い方向に強く（多く）出射させることができる（言い換えれば散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１が出射される範囲を液晶装置の法線方向Ｈ寄りにシフトさせることができる）ので、入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなり、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００６２】
なお、本実施形態の液晶装置では、液晶パネル１０内に入射した入射光Ｌ１は光学手段１８を通過する際、散乱又は回折されるが、この散乱光又は回折光Ｌ６はさらに偏光板１６、位相差板１９、基板１７、カラーフィルタ層２０、オーバーコート層２１、電極２３、液晶層１５、電極３５（散乱光又は回折光Ｌ６はこの電極３５を通らない場合もある。）を通過後、反射層３１ａの表面で反射されるため、反射層３１ａで反射される前の散乱光又は回折光Ｌ６の上記｜α｜は、光学手段１８で生じた散乱又は回折以外に、少なくとも基板１７の通過により生じた屈折を含む角度である。
【００６３】
なお、ここでは図１の法線Ｈに対して左側（光源側）から入射してくる入射光Ｌ１の方向＋としており、法線Ｈに対して右側（光源側と反対側）から入射してくる入射光Ｌ１の方向を−としている。
【００６４】
また、図１の法線Ｈに対して左側（光源側）に出射する出射光（反射光）Ｒ１の方向を＋としており、法線Ｈに対して右側（光源と反対側）に出射する出射光（反射光）Ｒ１の方向を−としている。また、図１の法線Ｈに対して左側から見た観察方向（観察角度）を＋としており、法線Ｈに対して右側から見た観察方向（観察角度）を−としている。
【００６５】
また、上記光学手段１８は、入射光Ｌ１と散乱光又は回折光Ｌ６とが｜α｜＜｜θ｜＝１０度〜４０度なる関係を満足するような構成とされていることが好ましい。
【００６６】
それは、上記入射光の｜θ｜が４０度より大きい広角になると、液晶の狭い視角特性によってコントラストが低下してしまい、｜θ｜が１０度より小さくなると、観察者の影が映り込んでしまい、実際にこの方向から外光を入射させることが困難である。
【００６７】
さらに具体例を挙げて説明すると、通常、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表示を観察する際は、液晶パネル１０ａの法線Ｈに対して１０度乃至４０度の範囲内で傾いて液晶パネル１０ａに入射する照明光等の入射光Ｌ１の反射光Ｒ１を正反射方向（法線Ｈに対して−１０度乃至−４０度の範囲）を外した法線Ｈに対して−３０度から０度の方向から観察（観察者Ｅの観察角γが法線Ｈに対して−３０度から０度の範囲）している。
【００６８】
このため入射光Ｌ１が光学手段１８を通過する際散乱又は回折した光Ｌ６の角度αが法線Ｈに対して−４０度〜−１０度より小さい角度（｜α｜が法線に対して４０度から１０度より小さい値）であると、この散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１（この反射光Ｒ１が液晶装置の外部に出射した出射光Ｒ１）も法線Ｈに対して−４０度〜−１０度より小さい角度の範囲内（散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１の法線Ｈに対する角度α２の絶対値が４０度〜１０度より小さい角度の範囲内）に強く出射され、すなわち散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く（多く）出射させることができる（言い換えれば散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１が出射される範囲を液晶装置の法線方向Ｈ寄りにシフトさせることができる）。
【００６９】
これによって入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲（法線Ｈに対する角度の絶対値が４０度〜１０度より小さい角度の範囲）の輝度が高くなり、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向Ｈから観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００７０】
また、本実施形態では、光学手段１８が位相差板１９及び偏光板１６の上側（液晶パネル１０ａと反対側）に設けられているので、以下のような効果がある。
【００７１】
光学手段１８は入射光Ｌ１が偏光板１６に至る前に入射光Ｌ１を散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしている。即ち、この光学手段１８によって偏光板１６に入射する光の角度を法線方向Ｈに近い方向に意図的に曲げることで、偏光板１６の視野角特性の影響を受けないようにしている。
【００７２】
また、光学手段１８は入射光Ｌ１が位相差板１９に至る前に入射光Ｌ１を散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしている。即ち、この光学手段１８によって位相差板１９に入射する光の角度を法線方向Ｈに近い方向に意図的に曲げることで、位相差板の視野角特性の影響を受けないようにしている。
【００７３】
従って、本実施形態では光学手段１８が位相差板１９及び偏光板１６よりも上側に設けられているので、コントラストが高く、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００７４】
なお、本実施形態では、液晶パネルの上側にフロントライトが備えられていない場合について説明したが、図３に示すように光学手段１８の液晶パネル１０ａ側と反対側にフロントライト（照明手段）１４０が設けられていてもよい。
【００７５】
フロントライト１４０は、冷陰極管あるいは蛍光管あるいは複数の白色ＬＥＤなどの光源１４１と、光源１４１からの光を端面１４２ｄから導入して図示右側へと導くように板状に形成された導光板１４２と、光源１４１を取り囲むように配置された反射板１４３とから構成されている。導光板１４２をなす材料としては、透明アクリル樹脂、ポリスチレン、透明ポリカーボネートなどの透明材料が挙げられる。
【００７６】
導光板１４２の表面（板面）上には、作用面部としての急斜面部１４２ａと該急斜面部１４２ａの突出端に隣接した透過面部としての緩斜面部１４２ｂから形成される凸部１４２ｇと、凸部１４２ｇに隣接する平坦部（透過面部）１４２ｈとが図示右側に向けて周期的に形成された凹凸１４２ｉが設けられている。これら急斜面部１４２ａと緩斜面部１４２ｂとはそれぞれストライプ状に導光板１４２の長さ方向（図３の紙面の手前側から奥側にかけて）に延びるように構成されている。導光板１４２に形成された作用面部としての急斜面部１４２ａは光源１４１に面する側（光源１４１と向き合うように）に設けられている。
【００７７】
一方、導光板１４２の裏面（一方の板面）１４２ｃは平坦に形成されている。
【００７８】
ここで、光源１４１は、常に点灯するのではなく、周囲光（外光）が殆どないような暗い場合だけ、使用者Ｅあるいはセンサの指示によって点灯するものである。従って、光源１４１が点灯している場合には、図３に示すようにフロントライト１４０からの照明光Ｌ１が導光板４２内を伝搬後、液晶パネル１０ａ内に照明光（入射光）Ｌ１として出射され反射層３１ａ表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。
【００７９】
一方、光源１４１が消灯している場合には、図１の液晶装置と同様に上面側（導光板１４２の表面側）から液晶パネル１０ａ内に入射した入射光Ｌ１が反射層３１ａ表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。
【００８０】
上記のようなフロントライト１４０が設け液晶装置においては、フロントライト１４０の使用時には、フロントライト１４０から出射された照明光Ｌ１は光学手段１８に入射し、この光学手段１８の作用を受けて散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜を照明光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光Ｌ６が上記反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１が光学手段１８、フロントライト１４０を通過して外部に出射した出射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、これによって正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなるので、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００８１】
また、図３の液晶装置においてフロントライト１４０を使用しない通常の反射表示を行う場合には、フロントライト１４０を透過して光学手段１８に入射した入射光を該光学手段１８を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を上記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が反射層３１ａで反射した反射光が光学手段１８、フロントライト１４０を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、フロントライト１４０の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００８２】
また、本実施形態では、反射層３１ａが下基板２８ａの内面に設けられた場合について説明したが、反射層３１ａを下基板２８ａの外面に設けた外付けタイプとしてもよく、また、その場合にもこの反射層３１ａの表面に微細な凹凸３１ａを形成して散乱反射層としてもよい。また、このように反射層３１ａを外付けタイプにした液晶装置において、下基板２８ａと反射層３１ａの間に位相差板と偏光板のうち少なくとも一方が設けられたタイプの液晶装置であってもよく、また、位相差板と偏光板の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、上基板１７と光学手段１８の間に偏光板１６と位相差板１９の両方が設けられたタイプの液晶装置について説明したが偏光板１６と位相差板１９のうち少なくとも一方が設けられたタイプの液晶装置であってもよく、偏光板１６と位相差板１９の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００８４】
（液晶装置の第２実施形態）
図４、本発明に係る第２実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【００８５】
この実施形態の液晶装置に備えられた液晶パネル１０ｂは先の図１を基に説明した第１実施形態の液晶パネル１０ａに設けられていた基板ユニット１４ａに代えて、半透過反射層３１を有する基板ユニット１４ｂを備えた半透過反射型の単純マトリクス構造のものであって、また、液晶パネル１０ｂの背後側（図４の下側）にはバックライト（照明手段）６０が配置されており、さらにバックライト６０と液晶パネル１０ｂの間に偏光板５７が配置されているものであり、その他の基本的な構造において第１実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００８６】
下側の基板ユニット１４ｂは、ガラス等の光透過性基板からなる基板２８と、基板２８ａの内面側（図４では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成されたオーバーコート層３３、オーバーコート層３３の液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極３５と、基板２８の外面側（図４では下面側、換言すると液晶層１５側と反対側）に形成された偏光板５７と、この偏光板５７の外面側に形成された半透過反射層３１から構成されている。
【００８７】
半透過反射層３１は、図４の下側のバックライト６０が発した透過光を通過させるために十分な厚さの半透過反射層（例えば、数百オングストロームの膜厚の薄膜Ａｌや薄膜Ａｇなど）、あるいは、ＡｇあるいはＡｌ反射膜の一部に多数の微細な透孔を形成して光透過性を高めた構造など、半透過反射型の液晶装置に広く用いられているものを適宜採用することができる。
【００８８】
バックライト６０は、光を照射する線状の蛍光管や複数の白色ＬＥＤ等の光源６０ａと、この光源６０ａによる光をもれなく反射して導光板６０ｃに導く反射板６０ｂと、導光板６０ｃに導かれた光を液晶パネル１０ｂ側に拡散させる拡散板６２と、導光板６０ｃから液晶パネル１０ｂ側とは反対方向に出射される光を液晶パネル１０ｂ側へ反射させる反射板６１とから構成されている。また、拡散板６２には、輝度を高める目的で拡散板６２から出た光を集める集光手段が設けられている。なお、上記の集光手段は拡散板６２に備えられたものに限らず、拡散板６２の上方に集光シートとして設けられていてよい。
【００８９】
ここで、光源６０ａは、常に点灯するのではなく、周囲光（外光）が殆どないような場合だけ、使用者あるいはセンサの指示によって点灯するものである。従って、光源６０ａが点灯している場合には、バックライト６０からの光が半透過反射層３１を通過することによって、透過型として機能し透過表示を行うことになる一方、光源６０ａが消灯している場合には、図４に示すように液晶装置の上面側（光学手段１８の上面側）から入射した光Ｌ１が該光学手段１８の作用により散乱又は回折され、これら散乱光又は回折光Ｌ６は偏光板１６、位相差板１９を通って液晶パネル１０ｂ内に入射し、さらに偏光板５７を通った後、半透過反射層３１表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。ここでの散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜は、光学手段１８の作用により入射光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さくされている。
【００９０】
この第２実施形態の液晶装置では、バックライト６０からの透過光を利用する際には透過型の液晶表示形態をとり、バックライトからの光を利用しない場合は周囲光を用いた反射表示を行うことで反射型液晶装置として利用することができる。
【００９１】
第２の実施形態の液晶装置ではバックライト６０を使用しない通常の反射表示を行う場合に、先の第１実施形態の構造と同様に液晶装置の最表面に光学手段１８が設けられているので、光学手段１８に入射させた入射光Ｌ１と、この入射光Ｌ１の散乱光又は回折光Ｌ６が上記の｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足でき、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向Ｈから観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００９２】
なお、第２の実施形態の液晶装置では、下基板２８と半透過反射層３１の間に偏光板５７を設けたタイプの液晶装置について説明したが、下基板２８と半透過反射層３１の間に位相差板と偏光板の両方が設けられたタイプあるいは位相差板と偏光板の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、半透過反射層３１を下基板２８の外面に設けた場合について説明したが、下基板２８の内面（液晶層１５側）に設けた内付けタイプとしてもよく、また、半透過反射層３１の表面に第１の実施形態と同様に微細な凹凸を形成して散乱性を有する半透過反射層としてもよい。
（液晶装置の第３実施形態）
図５に示すものは、本発明に係る第３実施形態の液晶装置を示す概略断面図であり、図６は図５の液晶装置に備えられたタッチパネル（入力装置）の概略構成を示す断面図である。
【００９４】
図５に示すように、本実施形態の表示装置は、図１に示した第１の実施形態の液晶装置の光学手段１８の上側（偏光板１６側と反対側）にタッチパネル５１０が備えられたものであって、その他の基本的な構造において第１実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００９５】
液晶装置は、タッチパネル５１０によって入力された情報を表示する表示手段として用いられている。液晶装置の光学手段１８の偏光板１６と反対側には、金属などからなるフレーム５２４が設けられている。
【００９６】
タッチパネル５１０は、フレーム５２４上に両面粘着テープ５２５によって接着されることにより、液晶装置の上方に固定されている。
【００９７】
タッチパネル５１０は、図６示すように下側基板５１１と上側基板５１２とが、所定の間隔をあけて対向配置され、両面テープを型抜きして得られたシール５１７によって貼り合わされている。下側基板５１１は、透光性を有しており、外側表面５１１ａと端面５１１ｂとによって形成される角部５１１ｃが面取りされている。また、上側基板５１２は、透光性と可撓性とを有している。そして、下側基板５１１および上側基板５１２の内側表面には、各々、少なくとも指やペン等により入力を行う範囲に対応して、ほぼ全面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる下側透明電極５１５、上側透明電極５１６が形成されている。
【００９８】
また、下側透明電極５１５の両側の辺（対向する２つの辺）（図示略）に沿って、下側透明電極５１５と配線とを接続するための下側配線接続部（図示略）が設けられ、上側透明電極５１６の両側の辺（対向する２つの辺）（図示略）に沿って、上側透明電極５１６と配線とを接続するための上側配線接続部（図示略）が設けられている。上記下側配線接続部および上記上側配線接続部は、銀などの低抵抗の材料からなるものであり、互いに交差するように配置されている。そして、上記下側配線接続部は配線に接続され、上側配線接続部は配線に接続されている。 また、下側透明電極５１５が形成された下側基板５１１と、上側透明電極５１６が形成された上側基板５１２との間（下側透明電極５１５と上側透明電極５１６との間）には、空気層５１３が挟持されている。また、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６との間には、指やペン等による入力を行わない状態で、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６とが接触しないように、スペーサ５１４が配置されている。
【００９９】
なお、本実施形態においては、タッチパネル５１０の上側基板５１２側が使用者側、下側基板５１１側がタッチパネル５１０が備えられる液晶装置となっている。
【０１００】
上記のような抵抗接触方式を用いたタッチパネル５１０が備えられた液晶装置では、入力者側から指やペン等により押圧することにより、可撓性を有する上側基板５１２の押圧した箇所を変形させて、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６とを接触させることにより、位置の検出を行うことが可能な構造になっている。
【０１０１】
この第３実施形態の液晶装置においては、入力装置５１０を液晶パネル１０ａの間に光学手段１８が設けられているので、入力装置５１０を透過して光学手段１８に入射した光が光学手段１８を通過する際、第１乃至第２の実施形態と同様に入射光が散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を上記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、タッチパネル（入力装置）５１０の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１０２】
なお、第３実施形態の液晶装置においては、タッチパネル５１０が第１の実施形態と同様の液晶装置上に備えられた場合について説明したが、図３のフロントライト（照明手段）１４０を備えた液晶装置や、図４のバックライト（照明手段）６０を備えた第２の実施形態の液晶装置上に備えられていてもよい。
【０１０３】
なお、第１乃至第３実施形態での光Ｌ６の上記｜α｜は、光学手段１８により生じた散乱又は回折以外に透光性基板１７等を通過により生じた屈折を含む角度である。
【０１０４】
また、第１乃至第３実施形態の液晶装置において、光学手段１８の上側、又はフロントライト１４０の上側（光学手段１８側と反対側）、又は上記タッチパネル５１０の上側（光学手段１８側と１８反対側）、又はタッチパネル（入力装置）とフロントライト１４０との間にアクリル等からなる光透過性保護板が設けられていてもよい。このような光透過性保護板が設けられた液晶装置においても、光学手段１８が設けられたことにより、上記光透過性保護板の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１０５】
また、第１乃至第３実施形態においては、単純マトリクス型の反射型液晶装置又は半透過反射型液晶装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を２端子型スイッチング素子あるいは３端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶装置あるいは半透過反射型液晶装置に適用しても良いのは勿論である。
【０１０６】
それらのアクティブマトリクス型の液晶装置に適用した場合、図１、図３、図４に示すストライプ状の電極に代えて、下基板側に共通電極を設け、上基板側に多数の画素電極を画素毎に設け、各画素電極を個々に３端子型のスイッチング素子である薄膜トランジスタで駆動する型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動型の構造、下基板側にストライプ状の電極を設け、上基板側に画素毎に画素電極を設け、これらの画素電極を個々に２端子型の線形素子である薄膜ダイオードで駆動する２端子型線形素子駆動型の液晶装置などに適用できるのは勿論であり、これらのいずれの型の液晶装置に対しても、本発明は液晶装置に光学手段を配置するのみで適用可能であるので、極めて容易に種々の形態の液晶装置に適用することができる特徴を有する。
【０１０７】
（電子機器の実施形態）
次に、上記の第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【０１０８】
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【０１０９】
図７（ａ）において、符号２００は携帯電話本体を示し、符号２０１は上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１０】
図７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【０１１１】
図７（ｂ）において、符号３００は情報処理装置、符号３０１はキーボードなどの入力部、符号３０３は情報処理装置本体、符号３０２は上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１２】
図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【０１１３】
図７（ｃ）において、符号４００は時計本体を示し、符号４０１は上記第１〜第６の実施形態の液晶装置いずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１４】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかのいずれかを用いた液晶表示部（表示手段）を備えたものであるので、明るく鮮明な表示を有し、鮮鋭な表示品質の優れたものとなる。
【０１１５】
【実施例】
「試験例１」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を最表面に配置した図１の液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１１６】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値からコントラストを調べたところコントラストは３５であった。
【０１１７】
また、比較のために光学手段２０の配置位置を液晶パネル１０ａと位相差板１９の間にした以外は図１と同様の液晶装置について上記方法と同様にしてコントラストを調べたところコントラストは７．５であった。
【０１１８】
上記試験例１の結果から光学手段２０を位相差板１９や偏光板１６より上側に配置することにより、コントラストが高い反射表示を実現できることが分かった。
【０１１９】
「試験例２」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を最表面に配置した図２の液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１２０】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値から反射率を調べたところ反射率は８０％であった。
【０１２１】
また、比較のために光学手段２０を配置していない以外は図２と同様の液晶装置について上記方法と同様にして反射率を調べたところ反射率は２５％であった。
【０１２２】
上記試験例２の結果から透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を液晶装置に備えることにより、このような光学手段を設けない場合と比べて、反射率を約３．２倍とすることができ、明るさにして約２２０％向上できることが分かった。
【０１２３】
「試験例３」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を配置した図２の液晶装置の光学手段２０の上側に図５と同様に入力装置を配置した液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１２４】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値から反射率を調べたところ反射率は７８％であった。
【０１２５】
また、比較のために光学手段２０を配置していない以外は図２と同様の液晶装置の上側に図５と同様に入力装置を配置した液晶装置の反射率について上記方法と同様にして反射率を調べたところ反射率は２２％であった。
【０１２６】
上記試験例２の結果から入力装置と液晶パネルの間に透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を液晶装置に備えることにより、このような光学手段を設けない場合と比べて、反射率を約３．５倍とすることができ、明るさにして約２２５％向上できることが分かった。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、入射光と少なくとも一部の上記散乱光又は回折光が｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような上記光学手段が上記液晶パネルの上側に備えられたことにより、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１２８】
また、本発明の電子機器は、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である本発明の液晶装置を備えたことにより、明るく鮮明な表示を有し、表示品質を向上した表示手段を備えたものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明に係る第１実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 図２は光学手段の断面構造の一例を模式的に示す図である。
【図３】 図１の液晶装置にフロントライトを備えた図である。
【図４】 図４、本発明に係る第２実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】 図５は本発明に係る第３実施形態の液晶装置を示す概略断面図である。
【図６】 図６は図５の液晶装置に備えられたタッチパネルの概略構成を示す断面図である。
【図７】 図７は本発明の電子機器の応用例を示すもので、図７（ａ）は携帯型電話機を示す斜視図、図７（ｂ）は携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図、図７（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示す斜視図である。
【図８】 図８は従来の反射型液晶装置の一例を示す断面略図である。
【符号の説明】
Ｌ１・・・入射光
Ｌ６・・・散乱光又は回折光
Ｒ１・・・反射光
α・・・散乱光の角度又回折光の角度
α２・・・反射光の角度、
γ・・・観察角
１０ａ、１０ｂ・・・液晶パネル
１５・・・液晶層
１７、２８、２８ａ・・・基板
１８・・・光学手段
２０・・・カラーフィルタ層
２３、３５・・・電極
３１ａ・・・反射層
３１・・・半透過反射層
６０・・・バックライト（照明手段）
１４０・・・フロントライト（照明手段）
２００・・・携帯電話本体
２０１、３０２、４０１・・・液晶表示部
３００・・・情報処理装置
４００・・・時計本体
５１０・・・タッチパネル（入力装置）
５１１・・・下側基板
５１２・・・上側基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置及びこれを備えた電子機器に係り、特に、液晶装置の概ね正面方向の輝度を向上させた反射型あるいは半透過反射型液晶装置及び電子機器を提供できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部として消費電力の少ない液晶表示装置が多用されている。特に近年は表示内容の多用化に伴って、カラー表示が可能な液晶表示装置の需要が高まっている。また、前記電子機器のバッテリー駆動時間を長くしたいという要求から、バックライト装置を必要としない反射型のカラー液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
以下に従来の反射型のカラー液晶表示装置の構成例の概要を図面を参照して説明する。
【０００４】
図８は、従来の反射型カラー液晶表示装置の要部を示す拡大概略断面図である。図８の液晶表示装置は、一対のガラス基板１００、１０１間に液晶層１０２が挟持されてなる液晶パネル１００ａが備えられ、一方（図面では上側）のガラス基板１０１の液晶層１０２側の表面部分には、カラーフィルタ１０４が設けられている。また、ガラス基板１０１の上面側には、偏光板１０５が設けられ、さらにその上にアクリル樹脂からなる保護板１０６が設けられている。他方（図面では下側）のガラス基板１００の液晶層１０２側の表面部分には駆動電極を兼ねる光反射層１０３が設けられている。
【０００５】
このような液晶表示装置において入射光Ｌ１は、保護板１０６、偏光板１０５、ガラス基板１０１、カラーフィルタ１０４、液晶層１０２を通過後、光反射層１０３の表面で反射され、反射された光が液晶層１０２、カラーフィルタ１０４、ガラス基板１０１、偏光板１０５、保護板１０６を介して液晶表示装置から出射され、観察者Ｅに反射光Ｌ２として視認される。
【０００６】
なお、携帯機器の液晶表示装置には、フロントライトを備えた反射型の液晶装置や、反射型の他にバックライトを備えた半透過反射型の液晶表示装置や、表面にタッチパネルが設けられた反射型又は半透過反射型の液晶装置が知られている。この種従来の半透過反射型液晶表示装置は、反射層を半透過反射層として構成し、透過表示の場合にバックライトの光を半透過反射層を介して観察者側に到達させることで透過表示を行い、バックライトを使用していない状態では反射型液晶表示装置として反射光を有効利用することができるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図８に示すような従来の液晶表示装置において最も明るい反射表示が得られる観察点は入射光の入射角θ（液晶パネル１００ａの法線方向Ｈを０度とし、法線方向（正面方向）Ｈに対して光源側の方向の角度＋、光源と反対側の方向の角度を−とする。）の正反射方向である。しかしながらこの方向は液晶パネル１００ａや保護板１０６などの表面反射の方向であるため、観察者Ｅは表面反射の方向を避けて表示を観察しており、このようにすると輝度が低く、反射表示が鮮明に見えないという問題があった。
【０００８】
それは、表面に保護板１０６等が設けられた液晶表示装置は入射光Ｌ１の入射角θの絶対値と等しい角度βに反射光のピークがあり、従って、反射光Ｌ２は入射角θの絶対値と等しい角度βにピークがあり、出射角度β２から外れた位置では反射光Ｌ２が少なくなっているが、通常、観察者Ｅが表示を観察する際は、入射光Ｌ１（通常、入射光Ｌ１は液晶パネル１０ａの法線Ｈに対して１０度乃至４０度の範囲内で傾いてパネル１００ａに入射する）の反射光Ｌ２を正反射方向を外した法線方向から−３０度から０度の方向から観察するため、反射光Ｌ２の出射角度β２を避けて見たときの輝度が低く、反射表示が鮮明に見えない。
【０００９】
上記のような表面反射方向からずれた概ね液晶パネルの正面方向から観察したときの輝度が低く、反射表示が鮮明に見えないということ問題は、半透過反射型液晶表示装置において反射表示を行っている場合にも同様に生じ、また、反射型や半透過反射型液晶表示装置に表面にフロントライトやタッチパネルが設けられている場合にも同様に生じる。
【００１０】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね正面方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である液晶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、このような液晶装置を備えることにより、表示品質を向上させた電子機器を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の内面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射した入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の液晶装置において、上記入射光と少なくとも一部の上記散乱光又は回折光が｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような上記光学手段が備えられたことにより、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。それは、上記入射光が上記光学手段を透過する際散乱又は回折した光の角度｜α｜が前記入射光の入射角｜θ｜より小さいと、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、即ち、上記散乱光又は回折光の反射光を上記光学手段の法線方向に近い方向に強く（多く）出射させることができる（言い換えれば上記散乱光又は回折光の反射光が出射される範囲を液晶装置の法線方向寄りにシフトさせることができる）ので、入射光の正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなり、使用者（観察者）が液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。なお、ここで角度が小さいとは、法線方向からの角度の絶対値が小さいことをいう。
さらに、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いているという構成にしたことにより、フロントライト照明を使用した場合にも明るい反射表示が可能となる。
【００１４】
また、本発明の液晶装置は、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の外面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射する入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、前記照明装置は光源と導光板とからなり、前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする。
【００１５】
このように反射層が下基板の外面側に設けられた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００１６】
本発明の液晶装置において、前記反射層が半透過反射層であってもよい。
【００１７】
このように半透過反射層を備えた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段は、前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜＝１０度〜４０度なる関係を満足するような構成とされていることが好ましい。
【００１９】
それは、上記入射光の｜θ｜が４０度より大きい広角になると、液晶の狭い視角特性によってコントラストが低下してしまい、｜θ｜が１０度より小さくなると、観察者の影が映り込んでしまい、実際にこの方向から外光を入射させることが困難である。
【００２１】
また、本発明の液晶装置において、前記一対の基板のどちらか一方の基板の内面側にカラーフィルタが設けられていてもよい。かかる構成の液晶装置によれば、カラーフィルタを設けることでカラー表示が可能となり、先のいずれかの構造を採用することで、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明なカラー表示を有するものが得られる。
【００２２】
また、本発明の液晶装置において、前記反射層又は前記半透過反射層は、光を散乱させる機能も有するものであってもよい。このような散乱反射層又は散乱半透過反射層としては、ＡｌやＡｇ等からなる反射膜又は半透過反射膜の表面に微細な凹凸が形成されたものや、透明樹脂層に金属酸化物粒子を分散させた層を鏡面反射性を有する反射膜又は半透過反射膜の表面に設けたものや、光沢を有する粒子を透明樹脂層に分散させたシート状のものを反射膜又は半透過反射膜の表面に設けたものや、特定方向の光を透過する機能と、特定方向以外の方向の光を反射する機能を備えた反射偏光板等が適宜用いられる。また、酸化シリコンと酸化チタン膜を積層した誘電体ミラーを反射膜や半透過反射膜として用いても構わない。
【００２３】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段と前記液晶セルの間に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていてもよい。
【００２４】
液晶パネルと位相差板の間に上記光学手段が介在されている場合、視野角特性の影響をうけてコントラストが低下してしまう。それは、位相差板のリタデーションはΔｎｄ（ｎは屈折率、ｄは位相差板の厚み）であるが、入射光が位相差板の法線方向から傾いた方向から入射すると入射光が位相差板を通る距離が変わってしまうため、言い換えれば、上記ｄが変化することと同等になってしまい、リタデーションが変化してしまう。そして、このようにリタデーションが変化した光はそのまま光学手段に入射し回折又は散乱されて液晶パネルに入射されるので、コントラストが変化してしまうのである。
【００２５】
また、液晶パネルと偏光板の間に上記光学手段が介在されている場合も視野角特性の影響をうけて明るさが低下してしまう。
【００２６】
これに対して本発明では、偏光板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたことによって、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしており、すなわち、光学手段によって偏光板に入射する光の角度を法線方向に近い方向に意図的に曲げることで、偏光板の視野角特性の影響を受けないようにしており、これによって、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２７】
また、本発明で位相差板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたものにおいては、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしており、すなわち、光学手段によって位相差板に入射する光の角度を法線方向に近い方向に意図的に曲げることで、位相差板の視野角特性の影響を受けないようにしており、これによって、コントラストが高く、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２８】
また、本発明で位相差板及び偏光板の上側（液晶パネルと反対側）に上記光学手段を設けたものにあっては、コントラストが高く、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００２９】
また、本発明の液晶装置において、前記液晶セルの下基板の外面側に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていてもよい。
【００３０】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段の液晶パネル側と反対側に、前記液晶パネル側に照明光を出射する照明手段が設けられていてもよい。
【００３１】
かかる構成の液晶装置においては、上記照明手段を使用しない通常の反射表示を行う場合に、上記照明手段を透過して上記光学手段に入射した光を該光学手段を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、照明手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、照明手段の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３２】
また、前記照明手段の使用時には、この照明手段から光学手段に照明光が出射されると、この照明光は光学手段の作用により散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記照明光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、照明手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、これによって正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなるので、使用者（観察者）が液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００３３】
また、半透過反射層が設けられた本発明の液晶装置において、前記液晶パネルの下基板の外面側に液晶パネル側に照明光を出射する照明手段が設けられていてもよい。
【００３４】
かかる構成の液晶装置においては、上記照明手段を使用しない通常の反射表示を行う場合に、先の構造の場合と同様に、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３５】
また、本発明の液晶装置において、少なくとも１枚の基板を有して形成され、該基板面を押圧することによる入力によって位置座標を検出する入力装置が、前記光学手段の液晶パネル側と反対側に設けられていてもよい。
【００３６】
かかる構成の液晶装置においては、上記入力装置を透過して上記光学手段に入射した光を該光学手段を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を前記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が上記反射層で反射した反射光が上記光学手段、入力手段を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、入力手段の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３７】
また、本発明の液晶装置において、前記光学手段の液晶パネル側とは反対側に光透過性保護板が設けられていてもよい。
【００３８】
かかる構成の液晶装置においても、上記入力装置が設けられた液晶装置と同様に光透過性保護板の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００３９】
前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであれば、指向性の散乱回折または回折を生じさせることができる。
【００４０】
さらに、本発明の液晶装置は、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、一方の基板の液晶層側に設けられた反射層と、他方の基板の液晶層側と反対側に設けられた光学手段とを具備した液晶パネルを備えてなり、前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであり、反射層は微細な凸凹を有していることを特徴とする。
【００４１】
このような凹凸が表面に形成された反射層又は半透過反射層が液晶パネル内に備えられていると、凸凹で反射層または半透過反射層のミラー感を解消し、光学手段で入射光を回折散乱させることができるので、液晶パネル表面における正反射光を気にせずに、明るく、にじみの少ない鮮明なカラー表示が得られる。
【００４２】
また、本発明の電子機器は、上記のいずれかの構成の本発明の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする。
【００４３】
かかる電子機器は、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である本発明の液晶装置を備えたことにより、明るく鮮明な表示を有し、表示品質を向上した表示手段を備えたものを得ることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
（液晶装置の第１実施形態）
本発明による第１実施形態の液晶装置について、図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明を単純マトリクス型の反射型液晶装置に適用した第１実施形態を示した断面図である。この実施形態の液晶装置に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶装置が構成される。
【００４６】
この実施形態の液晶装置は、平面視略矩形状、かつ環状のシール材１２を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板ユニット１３、１４ａと、これらの間に上記シール材１２とともに囲まれて挟持された液晶層１５とが備えられた液晶パネル１０ａと、一方（図１の上側）の基板ユニット１３の上面側に位相差板１９、偏光板１６と光学手段１８が基板ユニット１３側から順に積層された構成のものである。
【００４７】
基板ユニット１３、１４ａのうち、基板ユニット１３は観測者側に向いて設けられる表側（上側）の基板ユニットであり、基板ユニット１４ａはその反対側、換言すると裏側（下側）に設けられる基板ユニットである。
【００４８】
上側の基板ユニット１３は、例えばガラス等の透明材料からなる光透過性基板（上基板）１７の下側（換言すると液晶層１５側）に順次形成されたカラーフィルタ層２０、オーバーコート層２１と、該オーバーコート層２１において液晶層１５側の面（内面側の面）に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極２３を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極２３の液晶層１５側と、後述する下基板側のストライプ状の電極３５の液晶層１５側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図１ではこれらの配向膜を省略し説明も略するとともに、以下に順次説明する他の実施形態においても配向膜の図示と説明は省略する。また、図１および以下の各図に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
【００４９】
上基板側の駆動用の各電極２３は本実施形態ではＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネル１０ａの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５０】
上記カラーフィルタ層２０は、上基板１７の内面側（換言すると液晶層１５側の面）に、光遮断用のブラックマスク（図示略）、カラー表示用のＲＧＢの各パターン２７を形成することにより構成されている。また、ＲＧＢのパターン２７を保護する透明な保護平坦化膜としてオーバーコート層２１が被覆されている。
【００５１】
このようなブラックマスク２６は例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚さ１００〜２００ｎｍ程度のクロム等の金属薄膜をパターニングして形成されている。ＲＧＢの各パターン２７は、赤色パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン（Ｂ）が、所望のパターン形状で配列され、例えば、所定の着色材を含有する感光性樹脂を使用した顔料分散法、各種印刷法、電着法、転写法、染色法、インクジェット等の種々の方法で形成されている。
【００５２】
一方、下側の基板ユニット１４ａは、ガラスなどの透明材料あるいはその他の不透明材料からなる基板２８ａと、基板２８ａの内面側（図１では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成された反射層３１ａ、該反射層３１ａの液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極３５とから構成されている。
【００５３】
基板２８ａの表面には微細な凹凸２８ｂが形成されている。また、反射層３１ａの表面には微細な凹凸３１ｂが形成されており、散乱反射層とされている。反射層３１ａは、ＡｇまたはＡｌなどの光反射性の優れた金属材料からなり、基板２８ａ上に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。ただし、反射層を光反射性及び導電材料が優れた金属材料から構成した場合には、この反射層が駆動電極を兼ねる構造を採用できる。
【００５４】
ここでの電極３５においても先の電極２３と同様に液晶パネル１０ａの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
【００５５】
次に、本実施形態の液晶装置に付設されている光学手段１８について以下に詳細に説明する。
【００５６】
本実施形態において用いられる光学手段１８とは、基本構造の面から見れば、特開２０００−０３５５０６、特開２０００−０６６０２６、特開２０００−１８０６０７等に開示されている指向性を有する前方散乱フィルムを適宜用いることができる。例えば、特開２０００−０３５５０６に開示されているように、相互に屈折率の異なる２種以上の光重合可能なモノマーまた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して特定の広い方向のみを効率良く散乱させる機能又は特定の方向のみを効率良く回折させる機能を持たせたもの、あるいは、特開２０００−０６６０２６に開示されているオンラインホログラフィック拡散シートとして、ホログラム用感光材料にレーザを照射して部分的に屈折率の異なる領域を層構造となるように製造したものなどを適宜用いることができる。
【００５７】
また、本実施形態において用いられる光学手段１８は、特開平１−０７７００１号公報、特開平１−１４７４０５号公報、特開平１−１４７４０６号公報、特開平２−５４２０１号公報、特開平３−１０７９０１号公報、特開平３−１０７９０２号公報、特開平３−１５６４０２号公報、特開平３−２２０２０５号公報などに提案されている光制御板を用いることもできる。具体的には、住友化学社製ルミスティ（商品名）が挙げられる。特に、フィルム法線方向のヘイズが小さいルミスティＬＣＹ１０６０が好ましい。これは、反射層または半透過反射層で概ね液晶装置法線方向反射された光が強い散乱を生じないので、表示のにじみやボケがない明るくクリアな反射表示を得ることができためである。
【００５８】
図２に本実施形態において用いる光学手段１８の断面構造例を模式的に示す。図２に示すように、屈折率がｎ１の部分と屈折率がｎ２の部分が光学手段１８の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造である。この構造の光学手段１８に斜め方向から適切な極角を有して入射光Ｌ１が入射されるとすると、屈折率の異なる各層の境界部分において散乱又は回折されるとともに、散乱光又は回折光が液晶層１５を通過して反射層３１ａにおいて反射されるとこの反射光Ｒ１が再度液晶層１５を通過して光学手段１８を先程の入射光Ｌ１とは異なる極角にて通過しようとするがここでの反射光Ｒ１は散乱や回折の少ない状態で光学手段１８を通過することができる。ここで極角とは、光学手段の法線方向（正面方向）に対する入射光の入射角度で、法線方向（正面方向）Ｈに対して光源側の方向の角度＋、光源と反対側の方向の角度を−とする。
【００５９】
次に、本実施形態で用いられる光学手段１８は、図１に示すように上記採光側（上側）からこの液晶装置の光学手段１８に入射した入射光Ｌ１の該光学手段１８の法線Ｈに対する入射角をθ、入射光Ｌ１が光学手段１８を透過する際に散乱した光又は回折した光Ｌ６の該光学手段１８の法線Ｈに対する角度をαと定義したとき、散乱光又は回折光Ｌ６の角度αの絶対値が入射光Ｌ１の入射角θの絶対値より小さいこと、即ち、｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するものである。
【００６０】
本実施形態のように、入射光Ｌ１と散乱光又は回折光Ｌ６とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような光学手段１８が液晶装置の最表面に備えられていると、液晶装置の表面反射方向（光Ｌ６が反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１の法線Ｈからの角度が入射光Ｌ１の入射角θの絶対値と同じ大きさの方向）からずれた方向、すなわち、液晶装置の概ね法線方向Ｈから観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られるからである。
【００６１】
それは、入射光Ｌ１が光学手段２０を透過する際散乱又は回折した光Ｌ６の角度｜α｜が入射光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さいと、この散乱光又は回折光Ｌ６が反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１が光学手段１８を通過して外部に出射した出射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、即ち、散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１を光学手段１８の法線方向に近い方向に強く（多く）出射させることができる（言い換えれば散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１が出射される範囲を液晶装置の法線方向Ｈ寄りにシフトさせることができる）ので、入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなり、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた液晶装置の概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００６２】
なお、本実施形態の液晶装置では、液晶パネル１０内に入射した入射光Ｌ１は光学手段１８を通過する際、散乱又は回折されるが、この散乱光又は回折光Ｌ６はさらに偏光板１６、位相差板１９、基板１７、カラーフィルタ層２０、オーバーコート層２１、電極２３、液晶層１５、電極３５（散乱光又は回折光Ｌ６はこの電極３５を通らない場合もある。）を通過後、反射層３１ａの表面で反射されるため、反射層３１ａで反射される前の散乱光又は回折光Ｌ６の上記｜α｜は、光学手段１８で生じた散乱又は回折以外に、少なくとも基板１７の通過により生じた屈折を含む角度である。
【００６３】
なお、ここでは図１の法線Ｈに対して左側（光源側）から入射してくる入射光Ｌ１の方向＋としており、法線Ｈに対して右側（光源側と反対側）から入射してくる入射光Ｌ１の方向を−としている。
【００６４】
また、図１の法線Ｈに対して左側（光源側）に出射する出射光（反射光）Ｒ１の方向を＋としており、法線Ｈに対して右側（光源と反対側）に出射する出射光（反射光）Ｒ１の方向を−としている。また、図１の法線Ｈに対して左側から見た観察方向（観察角度）を＋としており、法線Ｈに対して右側から見た観察方向（観察角度）を−としている。
【００６５】
また、上記光学手段１８は、入射光Ｌ１と散乱光又は回折光Ｌ６とが｜α｜＜｜θ｜＝１０度〜４０度なる関係を満足するような構成とされていることが好ましい。
【００６６】
それは、上記入射光の｜θ｜が４０度より大きい広角になると、液晶の狭い視角特性によってコントラストが低下してしまい、｜θ｜が１０度より小さくなると、観察者の影が映り込んでしまい、実際にこの方向から外光を入射させることが困難である。
【００６７】
さらに具体例を挙げて説明すると、通常、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表示を観察する際は、液晶パネル１０ａの法線Ｈに対して１０度乃至４０度の範囲内で傾いて液晶パネル１０ａに入射する照明光等の入射光Ｌ１の反射光Ｒ１を正反射方向（法線Ｈに対して−１０度乃至−４０度の範囲）を外した法線Ｈに対して−３０度から０度の方向から観察（観察者Ｅの観察角γが法線Ｈに対して−３０度から０度の範囲）している。
【００６８】
このため入射光Ｌ１が光学手段１８を通過する際散乱又は回折した光Ｌ６の角度αが法線Ｈに対して−４０度〜−１０度より小さい角度（｜α｜が法線に対して４０度から１０度より小さい値）であると、この散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１（この反射光Ｒ１が液晶装置の外部に出射した出射光Ｒ１）も法線Ｈに対して−４０度〜−１０度より小さい角度の範囲内（散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１の法線Ｈに対する角度α２の絶対値が４０度〜１０度より小さい角度の範囲内）に強く出射され、すなわち散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く（多く）出射させることができる（言い換えれば散乱光又は回折光Ｌ６の反射光Ｒ１が出射される範囲を液晶装置の法線方向Ｈ寄りにシフトさせることができる）。
【００６９】
これによって入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲（法線Ｈに対する角度の絶対値が４０度〜１０度より小さい角度の範囲）の輝度が高くなり、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向Ｈから観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００７０】
また、本実施形態では、光学手段１８が位相差板１９及び偏光板１６の上側（液晶パネル１０ａと反対側）に設けられているので、以下のような効果がある。
【００７１】
光学手段１８は入射光Ｌ１が偏光板１６に至る前に入射光Ｌ１を散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしている。即ち、この光学手段１８によって偏光板１６に入射する光の角度を法線方向Ｈに近い方向に意図的に曲げることで、偏光板１６の視野角特性の影響を受けないようにしている。
【００７２】
また、光学手段１８は入射光Ｌ１が位相差板１９に至る前に入射光Ｌ１を散乱又は回折させ、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜が入射光の｜θ｜より小さくしている。即ち、この光学手段１８によって位相差板１９に入射する光の角度を法線方向Ｈに近い方向に意図的に曲げることで、位相差板の視野角特性の影響を受けないようにしている。
【００７３】
従って、本実施形態では光学手段１８が位相差板１９及び偏光板１６よりも上側に設けられているので、コントラストが高く、明るい表示形態が得られ、しかも液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００７４】
なお、本実施形態では、液晶パネルの上側にフロントライトが備えられていない場合について説明したが、図３に示すように光学手段１８の液晶パネル１０ａ側と反対側にフロントライト（照明手段）１４０が設けられていてもよい。
【００７５】
フロントライト１４０は、冷陰極管あるいは蛍光管あるいは複数の白色ＬＥＤなどの光源１４１と、光源１４１からの光を端面１４２ｄから導入して図示右側へと導くように板状に形成された導光板１４２と、光源１４１を取り囲むように配置された反射板１４３とから構成されている。導光板１４２をなす材料としては、透明アクリル樹脂、ポリスチレン、透明ポリカーボネートなどの透明材料が挙げられる。
【００７６】
導光板１４２の表面（板面）上には、作用面部としての急斜面部１４２ａと該急斜面部１４２ａの突出端に隣接した透過面部としての緩斜面部１４２ｂから形成される凸部１４２ｇと、凸部１４２ｇに隣接する平坦部（透過面部）１４２ｈとが図示右側に向けて周期的に形成された凹凸１４２ｉが設けられている。これら急斜面部１４２ａと緩斜面部１４２ｂとはそれぞれストライプ状に導光板１４２の長さ方向（図３の紙面の手前側から奥側にかけて）に延びるように構成されている。導光板１４２に形成された作用面部としての急斜面部１４２ａは光源１４１に面する側（光源１４１と向き合うように）に設けられている。
【００７７】
一方、導光板１４２の裏面（一方の板面）１４２ｃは平坦に形成されている。
【００７８】
ここで、光源１４１は、常に点灯するのではなく、周囲光（外光）が殆どないような暗い場合だけ、使用者Ｅあるいはセンサの指示によって点灯するものである。従って、光源１４１が点灯している場合には、図３に示すようにフロントライト１４０からの照明光Ｌ１が導光板４２内を伝搬後、液晶パネル１０ａ内に照明光（入射光）Ｌ１として出射され反射層３１ａ表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。
【００７９】
一方、光源１４１が消灯している場合には、図１の液晶装置と同様に上面側（導光板１４２の表面側）から液晶パネル１０ａ内に入射した入射光Ｌ１が反射層３１ａ表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。
【００８０】
上記のようなフロントライト１４０が設け液晶装置においては、フロントライト１４０の使用時には、フロントライト１４０から出射された照明光Ｌ１は光学手段１８に入射し、この光学手段１８の作用を受けて散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜を照明光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光Ｌ６が上記反射層３１ａで反射した反射光Ｒ１が光学手段１８、フロントライト１４０を通過して外部に出射した出射光Ｒ１を入射光Ｌ１の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、これによって正反射方向より小さい角度範囲の輝度が高くなるので、使用者（観察者）Ｅが液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときに、明るく鮮明な表示が得られる。
【００８１】
また、図３の液晶装置においてフロントライト１４０を使用しない通常の反射表示を行う場合には、フロントライト１４０を透過して光学手段１８に入射した入射光を該光学手段１８を通過する際、散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を上記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、この散乱光又は回折光が反射層３１ａで反射した反射光が光学手段１８、フロントライト１４０を通過して外部に出射した出射光を上記入射光の正反射方向より小さい角度範囲で強く出射させることができ、フロントライト１４０の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００８２】
また、本実施形態では、反射層３１ａが下基板２８ａの内面に設けられた場合について説明したが、反射層３１ａを下基板２８ａの外面に設けた外付けタイプとしてもよく、また、その場合にもこの反射層３１ａの表面に微細な凹凸３１ａを形成して散乱反射層としてもよい。また、このように反射層３１ａを外付けタイプにした液晶装置において、下基板２８ａと反射層３１ａの間に位相差板と偏光板のうち少なくとも一方が設けられたタイプの液晶装置であってもよく、また、位相差板と偏光板の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、上基板１７と光学手段１８の間に偏光板１６と位相差板１９の両方が設けられたタイプの液晶装置について説明したが偏光板１６と位相差板１９のうち少なくとも一方が設けられたタイプの液晶装置であってもよく、偏光板１６と位相差板１９の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００８４】
（液晶装置の第２実施形態）
図４、本発明に係る第２実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【００８５】
この実施形態の液晶装置に備えられた液晶パネル１０ｂは先の図１を基に説明した第１実施形態の液晶パネル１０ａに設けられていた基板ユニット１４ａに代えて、半透過反射層３１を有する基板ユニット１４ｂを備えた半透過反射型の単純マトリクス構造のものであって、また、液晶パネル１０ｂの背後側（図４の下側）にはバックライト（照明手段）６０が配置されており、さらにバックライト６０と液晶パネル１０ｂの間に偏光板５７が配置されているものであり、その他の基本的な構造において第１実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００８６】
下側の基板ユニット１４ｂは、ガラス等の光透過性基板からなる基板２８と、基板２８ａの内面側（図４では上面側、換言すると液晶層１５側）に順次形成されたオーバーコート層３３、オーバーコート層３３の液晶層１５側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極３５と、基板２８の外面側（図４では下面側、換言すると液晶層１５側と反対側）に形成された偏光板５７と、この偏光板５７の外面側に形成された半透過反射層３１から構成されている。
【００８７】
半透過反射層３１は、図４の下側のバックライト６０が発した透過光を通過させるために十分な厚さの半透過反射層（例えば、数百オングストロームの膜厚の薄膜Ａｌや薄膜Ａｇなど）、あるいは、ＡｇあるいはＡｌ反射膜の一部に多数の微細な透孔を形成して光透過性を高めた構造など、半透過反射型の液晶装置に広く用いられているものを適宜採用することができる。
【００８８】
バックライト６０は、光を照射する線状の蛍光管や複数の白色ＬＥＤ等の光源６０ａと、この光源６０ａによる光をもれなく反射して導光板６０ｃに導く反射板６０ｂと、導光板６０ｃに導かれた光を液晶パネル１０ｂ側に拡散させる拡散板６２と、導光板６０ｃから液晶パネル１０ｂ側とは反対方向に出射される光を液晶パネル１０ｂ側へ反射させる反射板６１とから構成されている。また、拡散板６２には、輝度を高める目的で拡散板６２から出た光を集める集光手段が設けられている。なお、上記の集光手段は拡散板６２に備えられたものに限らず、拡散板６２の上方に集光シートとして設けられていてよい。
【００８９】
ここで、光源６０ａは、常に点灯するのではなく、周囲光（外光）が殆どないような場合だけ、使用者あるいはセンサの指示によって点灯するものである。従って、光源６０ａが点灯している場合には、バックライト６０からの光が半透過反射層３１を通過することによって、透過型として機能し透過表示を行うことになる一方、光源６０ａが消灯している場合には、図４に示すように液晶装置の上面側（光学手段１８の上面側）から入射した光Ｌ１が該光学手段１８の作用により散乱又は回折され、これら散乱光又は回折光Ｌ６は偏光板１６、位相差板１９を通って液晶パネル１０ｂ内に入射し、さらに偏光板５７を通った後、半透過反射層３１表面で反射することによって、反射型として機能し反射表示を行うことになる。ここでの散乱光又は回折光Ｌ６の｜α｜は、光学手段１８の作用により入射光Ｌ１の入射角｜θ｜より小さくされている。
【００９０】
この第２実施形態の液晶装置では、バックライト６０からの透過光を利用する際には透過型の液晶表示形態をとり、バックライトからの光を利用しない場合は周囲光を用いた反射表示を行うことで反射型液晶装置として利用することができる。
【００９１】
第２の実施形態の液晶装置ではバックライト６０を使用しない通常の反射表示を行う場合に、先の第１実施形態の構造と同様に液晶装置の最表面に光学手段１８が設けられているので、光学手段１８に入射させた入射光Ｌ１と、この入射光Ｌ１の散乱光又は回折光Ｌ６が上記の｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足でき、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね正面方向Ｈから観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【００９２】
なお、第２の実施形態の液晶装置では、下基板２８と半透過反射層３１の間に偏光板５７を設けたタイプの液晶装置について説明したが、下基板２８と半透過反射層３１の間に位相差板と偏光板の両方が設けられたタイプあるいは位相差板と偏光板の両方共設けられていないタイプの液晶装置であってもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、半透過反射層３１を下基板２８の外面に設けた場合について説明したが、下基板２８の内面（液晶層１５側）に設けた内付けタイプとしてもよく、また、半透過反射層３１の表面に第１の実施形態と同様に微細な凹凸を形成して散乱性を有する半透過反射層としてもよい。
（液晶装置の第３実施形態）
図５に示すものは、本発明に係る第３実施形態の液晶装置を示す概略断面図であり、図６は図５の液晶装置に備えられたタッチパネル（入力装置）の概略構成を示す断面図である。
【００９４】
図５に示すように、本実施形態の表示装置は、図１に示した第１の実施形態の液晶装置の光学手段１８の上側（偏光板１６側と反対側）にタッチパネル５１０が備えられたものであって、その他の基本的な構造において第１実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
【００９５】
液晶装置は、タッチパネル５１０によって入力された情報を表示する表示手段として用いられている。液晶装置の光学手段１８の偏光板１６と反対側には、金属などからなるフレーム５２４が設けられている。
【００９６】
タッチパネル５１０は、フレーム５２４上に両面粘着テープ５２５によって接着されることにより、液晶装置の上方に固定されている。
【００９７】
タッチパネル５１０は、図６示すように下側基板５１１と上側基板５１２とが、所定の間隔をあけて対向配置され、両面テープを型抜きして得られたシール５１７によって貼り合わされている。下側基板５１１は、透光性を有しており、外側表面５１１ａと端面５１１ｂとによって形成される角部５１１ｃが面取りされている。また、上側基板５１２は、透光性と可撓性とを有している。そして、下側基板５１１および上側基板５１２の内側表面には、各々、少なくとも指やペン等により入力を行う範囲に対応して、ほぼ全面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる下側透明電極５１５、上側透明電極５１６が形成されている。
【００９８】
また、下側透明電極５１５の両側の辺（対向する２つの辺）（図示略）に沿って、下側透明電極５１５と配線とを接続するための下側配線接続部（図示略）が設けられ、上側透明電極５１６の両側の辺（対向する２つの辺）（図示略）に沿って、上側透明電極５１６と配線とを接続するための上側配線接続部（図示略）が設けられている。上記下側配線接続部および上記上側配線接続部は、銀などの低抵抗の材料からなるものであり、互いに交差するように配置されている。そして、上記下側配線接続部は配線に接続され、上側配線接続部は配線に接続されている。 また、下側透明電極５１５が形成された下側基板５１１と、上側透明電極５１６が形成された上側基板５１２との間（下側透明電極５１５と上側透明電極５１６との間）には、空気層５１３が挟持されている。また、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６との間には、指やペン等による入力を行わない状態で、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６とが接触しないように、スペーサ５１４が配置されている。
【００９９】
なお、本実施形態においては、タッチパネル５１０の上側基板５１２側が使用者側、下側基板５１１側がタッチパネル５１０が備えられる液晶装置となっている。
【０１００】
上記のような抵抗接触方式を用いたタッチパネル５１０が備えられた液晶装置では、入力者側から指やペン等により押圧することにより、可撓性を有する上側基板５１２の押圧した箇所を変形させて、下側透明電極５１５と上側透明電極５１６とを接触させることにより、位置の検出を行うことが可能な構造になっている。
【０１０１】
この第３実施形態の液晶装置においては、入力装置５１０を液晶パネル１０ａの間に光学手段１８が設けられているので、入力装置５１０を透過して光学手段１８に入射した光が光学手段１８を通過する際、第１乃至第２の実施形態と同様に入射光が散乱又は回折し、これら散乱光又は回折光の｜α｜を上記入射光の入射角｜θ｜より小さくでき、タッチパネル（入力装置）５１０の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１０２】
なお、第３実施形態の液晶装置においては、タッチパネル５１０が第１の実施形態と同様の液晶装置上に備えられた場合について説明したが、図３のフロントライト（照明手段）１４０を備えた液晶装置や、図４のバックライト（照明手段）６０を備えた第２の実施形態の液晶装置上に備えられていてもよい。
【０１０３】
なお、第１乃至第３実施形態での光Ｌ６の上記｜α｜は、光学手段１８により生じた散乱又は回折以外に透光性基板１７等を通過により生じた屈折を含む角度である。
【０１０４】
また、第１乃至第３実施形態の液晶装置において、光学手段１８の上側、又はフロントライト１４０の上側（光学手段１８側と反対側）、又は上記タッチパネル５１０の上側（光学手段１８側と１８反対側）、又はタッチパネル（入力装置）とフロントライト１４０との間にアクリル等からなる光透過性保護板が設けられていてもよい。このような光透過性保護板が設けられた液晶装置においても、光学手段１８が設けられたことにより、上記光透過性保護板の表面反射方向からずれた概ね正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１０５】
また、第１乃至第３実施形態においては、単純マトリクス型の反射型液晶装置又は半透過反射型液晶装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を２端子型スイッチング素子あるいは３端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶装置あるいは半透過反射型液晶装置に適用しても良いのは勿論である。
【０１０６】
それらのアクティブマトリクス型の液晶装置に適用した場合、図１、図３、図４に示すストライプ状の電極に代えて、下基板側に共通電極を設け、上基板側に多数の画素電極を画素毎に設け、各画素電極を個々に３端子型のスイッチング素子である薄膜トランジスタで駆動する型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動型の構造、下基板側にストライプ状の電極を設け、上基板側に画素毎に画素電極を設け、これらの画素電極を個々に２端子型の線形素子である薄膜ダイオードで駆動する２端子型線形素子駆動型の液晶装置などに適用できるのは勿論であり、これらのいずれの型の液晶装置に対しても、本発明は液晶装置に光学手段を配置するのみで適用可能であるので、極めて容易に種々の形態の液晶装置に適用することができる特徴を有する。
【０１０７】
（電子機器の実施形態）
次に、上記の第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【０１０８】
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【０１０９】
図７（ａ）において、符号２００は携帯電話本体を示し、符号２０１は上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１０】
図７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【０１１１】
図７（ｂ）において、符号３００は情報処理装置、符号３０１はキーボードなどの入力部、符号３０３は情報処理装置本体、符号３０２は上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１２】
図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【０１１３】
図７（ｃ）において、符号４００は時計本体を示し、符号４０１は上記第１〜第６の実施形態の液晶装置いずれかを用いた液晶表示部を示している。
【０１１４】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記第１〜第３の実施形態の液晶装置のいずれかのいずれかを用いた液晶表示部（表示手段）を備えたものであるので、明るく鮮明な表示を有し、鮮鋭な表示品質の優れたものとなる。
【０１１５】
【実施例】
「試験例１」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を最表面に配置した図１の液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１１６】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値からコントラストを調べたところコントラストは３５であった。
【０１１７】
また、比較のために光学手段２０の配置位置を液晶パネル１０ａと位相差板１９の間にした以外は図１と同様の液晶装置について上記方法と同様にしてコントラストを調べたところコントラストは７．５であった。
【０１１８】
上記試験例１の結果から光学手段２０を位相差板１９や偏光板１６より上側に配置することにより、コントラストが高い反射表示を実現できることが分かった。
【０１１９】
「試験例２」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を最表面に配置した図２の液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１２０】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値から反射率を調べたところ反射率は８０％であった。
【０１２１】
また、比較のために光学手段２０を配置していない以外は図２と同様の液晶装置について上記方法と同様にして反射率を調べたところ反射率は２５％であった。
【０１２２】
上記試験例２の結果から透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を液晶装置に備えることにより、このような光学手段を設けない場合と比べて、反射率を約３．２倍とすることができ、明るさにして約２２０％向上できることが分かった。
【０１２３】
「試験例３」
透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を配置した図２の液晶装置の光学手段２０の上側に図５と同様に入力装置を配置した液晶装置の表示性能試験を行った。
【０１２４】
水平に設置した液晶装置にハロゲンランプの光源から光を入射角３０度で入射光し、この入射光の−１０度の方法の反射光をＣＣＤからなる受光素子を有する受光部で受光したときの測定値から反射率を調べたところ反射率は７８％であった。
【０１２５】
また、比較のために光学手段２０を配置していない以外は図２と同様の液晶装置の上側に図５と同様に入力装置を配置した液晶装置の反射率について上記方法と同様にして反射率を調べたところ反射率は２２％であった。
【０１２６】
上記試験例２の結果から入力装置と液晶パネルの間に透過型のホログラム技術で作製した光学手段２０を液晶装置に備えることにより、このような光学手段を設けない場合と比べて、反射率を約３．５倍とすることができ、明るさにして約２２５％向上できることが分かった。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、入射光と少なくとも一部の上記散乱光又は回折光が｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足できるような上記光学手段が上記液晶パネルの上側に備えられたことにより、液晶装置の表面反射方向からずれた概ねパネルの正面方向から観察したときの輝度を向上でき、鮮明な表示形態が得られる。
【０１２８】
また、本発明の電子機器は、液晶装置の表面反射方向からずれた概ね法線方向から観察したときの輝度を向上させ、鮮明な表示が可能である本発明の液晶装置を備えたことにより、明るく鮮明な表示を有し、表示品質を向上した表示手段を備えたものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明に係る第１実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 図２は光学手段の断面構造の一例を模式的に示す図である。
【図３】 図１の液晶装置にフロントライトを備えた図である。
【図４】 図４、本発明に係る第２実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】 図５は本発明に係る第３実施形態の液晶装置を示す概略断面図である。
【図６】 図６は図５の液晶装置に備えられたタッチパネルの概略構成を示す断面図である。
【図７】 図７は本発明の電子機器の応用例を示すもので、図７（ａ）は携帯型電話機を示す斜視図、図７（ｂ）は携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図、図７（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示す斜視図である。
【図８】 図８は従来の反射型液晶装置の一例を示す断面略図である。
【符号の説明】
Ｌ１・・・入射光
Ｌ６・・・散乱光又は回折光
Ｒ１・・・反射光
α・・・散乱光の角度又回折光の角度
α２・・・反射光の角度、
γ・・・観察角
１０ａ、１０ｂ・・・液晶パネル
１５・・・液晶層
１７、２８、２８ａ・・・基板
１８・・・光学手段
２０・・・カラーフィルタ層
２３、３５・・・電極
３１ａ・・・反射層
３１・・・半透過反射層
６０・・・バックライト（照明手段）
１４０・・・フロントライト（照明手段）
２００・・・携帯電話本体
２０１、３０２、４０１・・・液晶表示部
３００・・・情報処理装置
４００・・・時計本体
５１０・・・タッチパネル（入力装置）
５１１・・・下側基板
５１２・・・上側基板
Claims (14)
- 一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の内面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、
前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射した入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、
前記照明装置は光源と導光板とからなり、
前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする液晶装置。 - 一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、下基板の外面側に設けられた反射層とを具備した液晶パネルと、該液晶パネルの前記上基板の外面側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とが備えられてなり、
前記光学手段は、互いに屈折率が異なる複数種類の部材が前記光学手段の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造を有し、該光学手段に入射する入射光の該光学手段の法線に対する入射角をθ、前記入射光が該光学手段を透過する際散乱又は回折した光の該光学手段の法線に対する角度をαと定義したとき、前記光学手段は前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜なる関係を満足するような構成とされ、
前記照明装置は光源と導光板とからなり、
前記複数種類の部材間の界面が、前記光学手段の前記液晶パネルとは反対向きの法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする液晶装置。 - 前記反射層が半透過反射層であることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶装置。
- 前記光学手段は、前記入射光と少なくとも一部の前記散乱光又は回折光とが｜α｜＜｜θ｜＝１０度〜４０度なる関係を満足するような構成とされたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記一対の基板のどちらか一方の基板の内面側にカラーフィルタが設けられてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記反射層又は前記半透過反射層は、光を散乱させる機能も有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記光学手段と前記液晶セルの間に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記液晶セルの下基板の外面側に偏光板と位相差板のうち少なくとも偏光板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記液晶パネルの下基板の外面側に液晶パネル側に照明光を出射する照明手段が設けられてなることを特徴とする請求項３乃至８記載の液晶装置。
- 少なくとも１枚の基板を有して形成され、該基板面を押圧することによる入力によって位置座標を検出する入力装置が、前記光学手段の液晶パネル側と反対側に設けられてなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記光学手段の液晶パネル側とは反対側に光透過性保護板が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、一方の基板の液晶層側に設けられた反射層と、他方の基板の液晶層側と反対側に設けられた光学手段と、該光学手段の該液晶パネルとは反対側に設けられた照明装置とを具備した液晶パネルを備えてなり、
前記光学手段は、高屈折率層と低屈折率層が基板面法線方向に対して斜めに交互積層されたフィルムであり、反射層は微細な凸凹を有し、
前記照明装置は光源と導光板とからなり、
前記高屈折率層と前記低屈折率層との界面が、前記光学手段の法線から前記光源に向かって傾いていることを特徴とする液晶装置。 - 前記請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする電子機器。
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