JPH0887009A - 反射型液晶表示装置および反射型カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光量の多い上部からの外光を視認方向に効率良
く反射させることにより、バックライトを必要としない
低消費電力で、コントラスト比が高く、明るく鮮明な反
射型カラー液晶表示装置を得る。 【構成】反射型カラー液晶表示装置は、表示部５３と処
理部５２からなり、角度設定手段３５で結合される。表
示部５３は、偏光膜２０，液晶素子３１，カラーフィル
タ３３などからなる液晶表示手段としての液晶表示部３
０と、反射手段としてのブレーズ反射板２３と、マッチ
ング剤３２と、固着剤３４とから構成される。液晶表示
手段は、法線方向外であって光量の多い上方向からの入
射光 １１を効率良く透過するものであり、反射手段
は、該液晶表示手段を透過した光を法線方向である視認
方向４０に反射光１２として反射するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バックライトを必要と
しない低消費電力型の明るい反射型液晶表示装置に係
り、特に、反射型カラー液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の反射型液晶表示装置の構成につい
て、図２４に示す断面図を参照し説明する。反射型液晶
表示装置は、大別すると表示部５３と処理部５２からな
る。そして、表示部５３は、液晶表示部３０や拡散反射
板３７などから構成され、文字画像を表示する部分であ
る。処理部５２は、情報を処理する部分である。さらに
液晶表示部３０は、液晶層２２を挾んで基板２１などが
積層されたものである。

【０００３】このような構成の反射型液晶表示装置の表
示部５３について考えると、 照明１０が天井に配置さ
れたオフィス環境では、表示部５３に入射する外光の多
くは上方向からの入射光１１である。そして、入射光１
１は拡散反射板３７によって反射され反射光１２とな
る。この時、反射面が粗面化され散乱性を有する拡散反
射板３７が用いられているが、反射光分布１３は処理部
５２に沿った水平方向にピークを有するものである。即
ち、入射光１１は使用者の目がある視認方向４０に一部
しか反射されず、表示部５３の表示は暗いものである。

【０００４】従って、オフィス環境で照明１０の外光を
効率良く利用し、明るい反射型液晶表示装置を得るに
は、反射光分布１３のピークを視認方向４０に向ける必
要がある。

【０００５】これを解決する技術として、特開平４−２
７４２１７号公報に開示されているものがある。これ
は、該ピークを視認方向に向けるため、反射面がブレー
ズ状となった指向性を有する反射板を用いたものであ
る。

【０００６】また、別の技術として、特開平４−２１２
１２４号公報に開示されているものがある。これは、液
晶層の表示面側に所定方向に光を導くファイバープレー
トと反射板とを設け、該ピークを視認方向に向けるもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の前者では、光量の多いの上方向からの外光が透
過率の低い表示モードによって遮断され、指向性を有す
る反射板に到達しないので視認方向に反射されず、明る
さを高めることができない問題がある。

【０００８】また、後者では、ファイバープレートに入
射した外光が、液晶層や基盤等を透過し反射板で反射す
る往復光路を経ているうちに、円錐状に拡散し、明るさ
が低下するという問題がある。

【０００９】さらに、両方共に、カラーフィルタによる
光損失の問題については触れておらず、反射型のカラー
表示に関し未解決な技術がある。

【００１０】従って、本発明の第１の目的は、外光を多
く透過し拡散せずに反射して、バックライトの必要がな
い低消費電力で明るい反射型液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１１】また、第２の目的は、外光が無駄にカラー
フィルタで吸収されず、明るく鮮明なカラー画像を有す
る反射型カラー液晶表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題が解決するための手段】上記第１の目的は、少な
くとも液晶層と該液晶層を挟む一対の偏光膜とから構成
され表示面に対し略法線方向の外光を透過・遮断するモ
ードで明暗表示する液晶表示手段と、該液晶表示手段を
透過した外光を反射する反射手段とを備える反射型液晶
表示装置において、液晶表示手段は、外光を遮断するモ
ードであっても略法線方向外の所定方向の外光は遮断し
ない透過特性を有する手段であり、反射手段は液晶表示
手段を透過した所定方向の外光を略法線方向に反射する
手段であることにより達成される。また、第２の目的を
達成する反射型カラー液晶表示装置は、少なくとも液晶
層から構成され外光を透過・遮断し明暗表示する液晶表
示手段と、該液晶表示手段を透過した外光を反射する反
射手段と、外光が透過するカラーフィルタとを含む反射
型カラー液晶表示装置であって、カラーフィルタは、色
別のストライプ状フィルタであり、かつ、該ストライプ
状フィルタのストライプ方向は、反射手段において入・
反射する外光の入射光の軌跡と反射光の軌跡とを含む面
に平行な方向となるよう配置されたものである、あるい
は、カラーフィルタを反射手段の反射面に密着配置した
ものであってもよい。

【００１３】

【作用】上記構成とすれば、液晶表示手段が有する、電
圧無印加（透過）・電圧印加（遮断）の表示モードに左
右されない特性、すなわち外光を遮断するモード状態で
あっても表示面の略法線方向外の所定方向の外光に対し
ては遮断しない透過特性によって、光量の多い上部方
向、すなわち所定方向の外光は、液晶表示手段を効率良
く透過する。

【００１４】そして、透過した光量の多い該外光は、反
射手段で略法線方向である視認方向に反射させられ、再
び液晶表示手段を透過するとき、本来の略法線方向の透
過特性によって、透過（明）・遮断（暗）を鮮明に浮き
立たせるので、明るくコントラスト比の高い表示が得ら
れる。これにより、バックライトを必要としないほどの
明るい表示特性が得られる。

【００１５】一方、反射型カラー液晶表示装置のカラー
フィルタが、色別のストライプ状フィルタであっては、
該ストライプ状フィルタのストライプ方向を、反射手段
において入・反射する外光の入射光の軌跡と反射光の軌
跡とを含む面に平行な方向とすれば、該フィルタを透過
する入射光と反射光は同一色のカラーフィルタを透過す
るので、光が無駄に吸収されることがなく明るさの低下
が回避される。

【００１６】また、カラーフィルタを反射手段の反射面
に密着配置したものであれば、入・反射光が該フィルタ
を透過する点と、入・反射光が反射面で反射する点と
は、ほぼ同一点であるから、入射光と反射光が同一色の
カラーフィルタを透過し、同様な効果が得られる。

【００１７】尚、反射型において、明るい表示を得るた
めに、光量の多い所定方向の外光に対して透過率を高め
視認方向のコントラスト比を高めることについて詳述す
る。

【００１８】まず、入射方向に対する光の透過率を高
め、視認方向のコントラスト比を高める課題について説
明する。反射型液晶表示装置の明るさを考えた場合、反
射板の反射率と、液晶素子の透過率の角度依存性とを考
え合わせなければならない。反射型液晶表示装置の明る
さについて、図２５に示すような表示部５３のモデルを
参照し説明する。

【００１９】外光の明るさの分布９０をＬ（θ，φ）、
外光の入射方向の液晶表示部３０の透過率をＴ（θ，
φ）、拡散反射板３７の反射率をＲ（θ，φ，θ’，
φ’）、視認方向の液晶素子の透過率をＴ（θ’，
φ’）とする。 ここで、θは紙面に垂直方向に対す
る角度、φは液晶素子の表示面の法線方向に対する角度
でありθ、φは入射光の角度、θ’、φ’は視認方向の
角度を示すものとする。

【００２０】そして、反射型液晶表示装置の明るさ９１
をＬ（θ，φ，θ’，φ’）とすれば、Ｌ（θ，φ，
θ’，φ’）は、以下の式で表せる。

【００２１】Ｌ（θ，φ，θ’，φ’）＝Ｌ（θ，φ）
×Ｔ（θ，φ）×Ｒ（θ，φ，θ’，φ’）×Ｔ
（θ’，φ’） 従って、反射型液晶表示装置の明るさを増し、コントラ
スト比を高くするためには、上式において、白表示点
は、Ｌ（θ，φ）、Ｔ（θ，φ）、Ｒ（θ，φ，θ’，
φ’）、Ｔ（θ’，φ’）をそれぞれ大きく、黒表示点
は、Ｌ（θ，φ）Ｔ（θ，φ）、Ｒ（θ，φ，θ’，
φ’）、Ｔ（θ’，φ’）を共に小さくすることにな
る。ところが液晶素子に電圧を印加することにより可変
にできるのは、Ｔ（θ，φ）Ｔ（θ’，φ’）である。

【００２２】従って、Ｌ（θ，φ）、Ｒ（θ，φ，
θ’，φ’）は、液晶素子に印加する電圧に依存されな
いので、白表示点は、Ｔ（θ，φ）、Ｔ（θ’，φ’）
を共に大きく、黒表示点は、Ｔ（θ，φ）、Ｔ（θ’，
φ’）を共に小さくする必要がある。

【００２３】しかしながら、図２６に示したような分割
画素を有する場合、 例えば、画素７２が黒表示モー
ド、画素７３が白表示モードの場合、基板２１に厚さが
あるので、斜め方向からの入射光１１は、隣の画素を透
過した反射光１２となる。従って、隣接する画素の表示
モードに影響される。

【００２４】この影響を受けずに、コントラスト比を高
くし、明るい表示を得るためには、白表示モードで、Ｔ
（θ，φ）、Ｔ（θ’，φ’）を共に大きく、黒表示モ
ードで、Ｔ（θ，φ）を大きく、Ｔ（θ’，φ’）小さ
くすることになるが、非常に困難な制御である。

【００２５】そこで、斜め方向から液晶素子に入射する
光の透過率Ｔ（θ，φ）を、液晶素子の電圧無印加（透
過）、電圧印加（遮断）に依存されずに上げると共に、
反射板をブレーズ化することにより視認方向への反射率
Ｒ（θ，φ，θ’，φ’）を大きくする方法で解決する
ものである。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて説
明する。

【００２７】〔実施例１〕図１は、本発明による実施例
１の反射型カラー液晶表示装置の構成を示す半断面図で
ある。一実施例の反射型カラー液晶表示装置を示したも
のである。この実施例１の構成は、表示部５３と処理部
５２からなり、表示部５３と処理部５２とは、表示部５
３の設定角度５０を設定する角度設定手段３５で結合さ
れる。

【００２８】表示部５３は、偏光膜２０，液晶素子３
１，カラーフィルタ３３からなる液晶表示部３０と、ブ
レーズ反射板２３と、マッチング剤３２と、固着剤３４
とから構成される。即ち、液晶素子３１の両側に偏光膜
２０が配置され、カラーフィルタ３３はブレーズ反射板
２３側の液晶素子３１と偏光膜２０の間に配置される。
尚、反射型モノクロ液晶表示装置の場合、カラーフィル
タ３３はない。ここで、モノクロやカラーを含めたもの
を反射型液晶表示装置と呼称する。

【００２９】そして、透明なマッチング剤３２が偏光膜
２０とブレーズ反射板２３の間に配置され、周端部は固
着剤３４で固められた構造である。そして、キーボード
等が情報を処理する処理部５２の表面に配置され、反射
型カラー液晶表示装置が構成される。

【００３０】上記構成において、図中の矢印で示した上
方向からの光線が、表示部５３に入射光１１となり入射
し、液晶素子３１等を透過し、ブレーズ反射板２３で反
射して反射光１２となり、使用者の目の位置の方向であ
る視認方向４０に出射している。そして、一般の使用環
境においては、上方向からの入射光１１と反射した反射
光１２とは、表示部５３に対し鉛直（垂直）な方向にあ
る。

【００３１】尚、偏光膜２０の下面での反射が少なくな
るように、マッチング剤３２は、その屈折率が保護フィ
ルムである偏光膜２０の屈折率に近いものが選定され
る。マッチング剤３２として、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）や、シリ
コンオイル等が使用される。この選定は、ブレーズ反射
板２３に到達する入射光１１が減少し、明るい表示特性
に悪影響を及ぼすことを回避するものである。

【００３２】図２は、図１のブレーズ反射板２３の断面
図である。実施例１のブレーズ反射板２３の構造につい
て説明する。図に示すように、ブレーズ反射板２３は、
たとえれば、洗濯板のような片側に規則正しく傾斜した
ブレーズ状の反射面（以下、ブレーズ面という）を有す
る形状になっている。本実施例１では、この規則正しく
傾斜したブレーズ面の角度、すなわちブレーズ角２４は
２０度とした。そして回折格子のピッチであるブレーズ
溝幅は、３５μｍとした。

【００３３】図３は、図１の表示部５３の詳細構成を示
す断面図である。表示部５３は、液晶表示手段としての
液晶表示部３０と、反射手段としてのブレーズ反射板２
３とを含むものである。液晶表示部３０の構成は、第１
偏光膜２０１と液晶素子３１とカラーフィルタ３３と第
２偏光膜２０２が順次積層されたものである。

【００３４】そして、液晶素子３１は、基板２１と電極
２８と配向膜２９と液晶層２２が、図に示すように順次
積層されたものである。即ち、対向面に透明な電極２８
と配向膜２９とを有する一対の透明な基板２１間に、ネ
マチック液晶からなる液晶層２２が挟持されたものであ
る。

【００３５】尚、表示部５３の表示面側に位置する偏光
膜２０を第１偏光膜２０１、反表示面側でブレーズ反射
板２３側に位置する偏光膜２０を第２偏光膜２０２と呼
称する。さらに、表示面側に位置する配向膜２９を第１
配向膜２９１、反表示面側に位置する配向膜２９を第２
配向膜２９２と呼称する。

【００３６】図４は、図３の第１および第２偏光膜と第
１および第２配向膜との配置関係を示す図である。尚、
図示されている表示部５３の上下、左右方向は仮定した
ものである。

【００３７】図４に示すように、第１配向膜２９１と第
２配向膜２９２は、第１配向膜のラビング方向６２と第
２配向膜のラビング方向６３とが、所定のツイスト角６
４を有するように配置される。同様に、第１偏光膜２０
１と第２偏光膜２０２は、第１偏光膜の吸収軸６０と第
２偏光膜の吸収軸６１とが、所定の交角となるように配
置される。

【００３８】尚、第１と第２ラビング方向のベクトル和
の方向と、第１と第２吸収軸のなす角を２等分する方向
は同一方向である。

【００３９】図５は、図４の配置関係で作製した液晶表
示部３０の視野角特性を示す図である。実施例１の場
合、ツイスト角６４が９０度になるように配置した。第
１偏光膜の吸収軸６０と第２偏光膜の吸収軸６１との交
角は、略直交となるように配置した。また、液晶層のリ
タデーションΔｎｄは、０．５５μｍである液晶表示部
３０を作製した。このような液晶表示部３０の透過特性
の１つである視野角特性が図５に示されている。

【００４０】横軸は、液晶表示部３０の法線に対しての
入射角度（度）である。縦軸は、液晶表示部３０の光の
透過率（％）である。特性曲線８０は、光を透過する電
圧無印加モードの、すなわち、白表示の上下及び左右方
向の視野角特性である。２本の曲線がほぼ重なってい
る。正の入射角度が上および左方向、負が下および右方
向を示している。ここに示した上下及び左右方向は、図
４で仮定した液晶表示部３０の上下及び左右方向を指し
ている。

【００４１】特性曲線８１は、光を遮断する電圧印加モ
ードの、すなわち、黒表示の左右方向の特性であり、正
の角度が左方向、負が右方向を、また、特性曲線８２
は、黒表示の上下方向の特性であり、正が上方向、負が
下方向をそれぞれ示している。

【００４２】図から、入射角度が零度近辺の領域、すな
わち、液晶表示部３０の法線方向の領域（略法線方向と
定義する）を外れた、入射角度が正負共に大きい領域
（略法線方向外と定義する）において、電圧の印加（遮
断）・無印加（透過）に関わらず、光の透過率が高い値
を示していることが判る。

【００４３】換言すれば、液晶表示部３０は、外光を遮
断するモードであっても略法線方向外の所定方向、即
ち、入射角度が大きい斜め方向からの外光は、遮断しな
い透過特性であることを示している。本実施例の場合、
特に上方向と左方向の透過率が高い。尚、このような透
過特性を得るにおいて、吸収軸６０と第２偏光膜の吸収
軸６１との交角は正確に直交している必要はなく、従っ
て、略直交と表現している。

【００４４】そして、いろいろな液晶表示部３０を作製
し検討した結果から、斜め方向の透過率を電圧の印加無
印加に関わらず高めるためには、液晶層のリタデーショ
ンΔｎｄは、ツイスト角６４が９０度以下の場合は
０．３５μｍ以上、ツイスト角６４が２００度から２７
０度の場合は ０．４５μｍ以上が望ましいと判明し
た。 また、図４の配置やリタデーションΔｎｄを変え
ても、電圧無印加時表示の、すなわち、白表示の透過率
の上昇率は、黒表示の上昇率に比べ、あまり大きくなら
ないことも判明した。

【００４５】ところで、本発明の実施例を実際に評価す
るに当たり、反射型液晶表示装置が利用される典型的な
オフィス環境について調査し、後述する設定使用条件な
らびに設定照度条件からなる、設定オフィス環境を決め
ることにした。まず、設定使用条件について説明する。

【００４６】図６は、実施例１の表示装置を使用状態に
セットした様子を示す図である。表示装置の使用条件に
ついて、２０名に対して最も使用し易い表示画面の角度
及びその時の使用者の眼線方向を調査し把握することに
した。 調査方法は、表示部５３と処理部５２を、図６
に示すように卓上５５に設置し、最も使用し易い状態に
セットしてもらい、その時の表示画面の設定角度５０
と、表示部５３（液晶表示部３０）の法線に対する使用
者の目の位置の方向、すなわち視認方向４０の角度であ
る視認角度５１とを測定した。その結果、設定角度５０
は１１０度±２０度、視認角度５１は０度±２０度の範
囲であった。

【００４７】尚、視認角度が０度とは、視認方向４０が
表示部５３の法線方向であることを示している。従って
前述の略法線方向は０度±２０度の範囲であるとも言え
る。そして、視認角度５１が０度±２０度の視認方向４
０に、表示部５３からの反射光のピークを、すなわち、
液晶表示部３０の表示特性の指向性を向けることが望ま
しいと言える。

【００４８】この調査より、表示画面の設定使用条件
は、１２０度の設定角度５０と、０度の視認角度５１に
設定することにした。

【００４９】次に、設定照度条件について説明する。典
型的なオフィス環境の表示部５３の照度を調査した。調
査方法は、図６と同じように、表示部５３の正面に使用
者を座らせ、液晶表示部３０の表示面の照度について、
角度をパラメータとし測定した。数ケ所の環境で調査測
定した結果を、図７，図８，図９に示す。

【００５０】図７と８は、表示部５３に対し鉛直（垂
直）方向の照度分布を示す図である。図７、８の２種類
に大別されることが判明した。表示部５３の中央部１４
での角度をパラメータとした照度を、真上から水平にな
るまで２２．５度づつ傾けて測定した。図７に示す一方
の照度分布は、 真上方向は ７５０ルクス（ｌx）、順
次、５８０ルクス、４８０ルクス、使用者の影になる方
向は２８０ルクス、水平方向は１７０ルクスであった。
この照度分布を、矢印方向と矢印長さで表示したものが
矢印照度分布１５である。

【００５１】図８に示す他方の照度分布は、真上方向が
７００ルクス、２２．５度傾いた角度で１０００ルクス
と最大の照度が得られた。更に傾くと、６００ルクス、
使用者の影になる方向で急に低下し、４００ルクス、水
平方向は２１０ルクスであった。矢印照度分布１５は図
示のようになった。尚、設定角度５０は１２０度一定と
し測定した。

【００５２】図９は、表示部５３に対し水平（左右）方
向の照度分布を示す図である。図に示すように、水平方
向の照度分布は処理部５２に対し平行に測定した。その
結果両サイド方向の照度は３５０ルクスと３９０ルク
ス、４５度方向は２９０ルクスと３５０ルクスであっ
た。また、使用者の影になる正面方向は１７０ルクスで
あった。中央部１４での矢印照度分布１５は図示のよう
になった。即ち、使用者の影になる正面方向で、急激に
照度が低下している。

【００５３】この調査より、表示画面の設定照度条件
は、真上方向において最大である鉛直方向の照度分布
と、図９に示す水平方向の照度分布に設定することにし
た。

【００５４】従って、設定オフィス環境の条件は、真上
方向から入射する外光、１２０度の設定角度、表示面の
法線方向である視認方向となる。真上方向から入射する
外光は、表示部５３の法線方向に対し６０度の入射角度
を有している。

【００５５】また調査結果から、通常のオフィス環境の
表示部５３としては、設定角度５０を１１０度±２０度
に設定した状態において、真上方向に対し±２０度で入
射する光を効率良く透過し、０度±２０度の視認角度５
１の方向に光を反射するような機能を有する表示装置が
望ましいことが判明した。従って、上記条件が満たされ
ることが明るい反射型液晶表示装置を得るために重要で
ある。

【００５６】尚、実施例１では、液晶層２２としてネマ
チック液晶を用いたが、スーパーツイストネマチック液
晶（ＳＴＮ）、ホモジニアス液晶、ホメオトロピック液
晶等の液晶を利用することができる。これらの液晶層と
偏光膜とを前述のように組合せて、図５に示す視野角特
性を有する液晶表示部３０を作製する。図５のような角
度依存性の大きい視野角特性、即ち透過指向性を有する
液晶表示部３０は、特に上方向からの光を効率良く透過
し反射板に導くことができるため、反射型液晶表示装置
の液晶表示手段としては好適である。

【００５７】ここで図１に戻り、実施例１の表示部５３
の、すなわち、液晶表示手段としての液晶表示部３０と
反射手段としてのブレーズ反射板２３の、働きについて
説明する。

【００５８】図１に示すように、入射光１１は、表示部
５３の設定角度５０が１２０度に設定された液晶表示部
３０に対し、真上方向から所定方向の外光として入射す
る。液晶表示部３０に対する入射角度は６０度である。
液晶表示部３０は、図５に示すように、白表示あるいは
黒表示に関わらず高い透過率の視野角特性を有してい
る。従って、光量の多い真上方向からの入射光１１が、
白表示あるいは黒表示に関わらず、液晶表示部３０を透
過する。そして、透過した光量の多い入射光１１は、反
射手段としてのブレーズ反射板２３で反射され、反射光
１２となる。

【００５９】ここで、反射手段が単なる鏡面であれば反
射光１２は、法線に対し６０度の方向に反射され、視認
方向４０である法線方向（視認角度 零度の方向）に反
射されない。従って、明るい表示特性は得られない。

【００６０】そのため、ブレーズ角が２０度であるブレ
ーズ反射板２３で入射光１１を反射し、視認方向４０で
ある法線方向に反射光１２を出射させるものである。す
なわち、反射手段としてのブレーズ反射板２３は、液晶
表示手段としての液晶表示部３０を透過した所定方向の
外光を略法線方向に反射する手段である。

【００６１】このようにして、反射光１２は再び液晶表
示部３０を透過する。この時、反射光１２の入射角度は
０度である。従って、液晶表示部３０は、本来の略法線
方向の透過特性によって、透過（明）・遮断（暗）を鮮
明に浮き立たせる。即ち、光量の多い反射光１２が透過
する白表示と光を遮断する黒表示を鮮明にし、明るい表
示特性を得るものである。

【００６２】尚、ここでマッチング剤３２の屈折率の影
響が約１０度あり、マッチング剤を用いない空気層であ
ればブレーズ角は３０度である。

【００６３】上記実施例１の液晶表示部３０とブレーズ
反射板２３とを用いた表示部５３の輝度特性を、前述の
設定オフィス環境で実測した。その結果、表示部５３
は、視認方向４０を略中心とした半値幅３０度の指向性
を有する反射光分布特性を示すものであった。尚、半値
幅とは、光量のピーク値の１／２を示す点をピーク値を
示す点からの角度で表わしたものである。

【００６４】そして、白表示時ならびに黒表示時のコン
トラスト比はレベル５０以上を得ることができた。これ
は従来に比べ２倍以上となるものであった。

【００６５】さらに、完全反射でなく２０％から３０％
程度の拡散反射となるように、ブレーズ反射板２３のブ
レーズ面を粗面化し、散乱性のあるものにした結果、指
向性が良く、且つ、干渉によるグレア等の画質低下が防
止できることが判明した。

【００６６】また、実施例１の反射型カラー液晶表示装
置においてカラーフィルタ３３を除去し、反射型モノク
ロ液晶表示装置とした場合においても、明るい表示を得
ることができた。 この時の白表示時ならびに黒表示時
のコントラスト比も、レベル５０以上であった。

【００６７】更に、上記と同じ構成条件であって、 一
画素の大きさが３００μｍ×３００μｍで、画素数が１
０×１０画素の表示装置において、画素毎に白黒表示を
した時も、全面白表示時に比較して、白の明るさはほと
んど低下しなかった。

【００６８】図１０は、図１のカラーフィルタ３３の色
別フィルタの配置を示す図である。図１０（ａ）は、カ
ラーフィルタ３３とブレーズ反射板２３とを部分拡大し
て示した図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の斜
視図である。

【００６９】図に示すように、カラーフィルタ３３は、
赤フィルタ３３Ｒ、緑フィルタ３３Ｇ、青フィルタ３３
Ｂからなる色別のストライプ状フィルタが、該フィルタ
のストライプ方向とブレーズ反射板２３のブレーズ溝方
向とが略直交するように、それぞれ配置されているもの
である。

【００７０】ここで、ブレーズ反射板２３のブレーズ溝
方向は、表示部５３の水平方向に平行な方向である。従
って、カラーフィルタ３３のストライプ方向は、表示部
５３に対して垂直な方向となる。そして、前述のように
入射光１１と反射光１２も、表示部５３に対して垂直な
方向にある。従って、カラーフィルタ３３のストライプ
方向と、入射光１１と反射光１２の軌跡を含む面の方向
とは平行なる関係にある。即ち、図１０（ｂ）に示すよ
うに、例えば、上方向から入射した入射光１１が青フィ
ルタ３３Ｂを透過したならば、ブレーズ反射板２３で視
認方向４０に反射した反射光１２も青フィルタ３３Ｂを
透過することになる。

【００７１】換言すれば、反射型の表示装置において、
ストライプ状フィルタのストライプ方向を、反射手段に
おいて入・反射する外光の入射光の軌跡と反射光の軌跡
とを含む面に平行な方向となるように配置すると、入射
光と反射光は同一色のカラーフィルタを透過することに
なる。これにより、例えば、赤フィルタは赤のみを透過
し他の色は吸収する機能を有するカラーフィルタであっ
ても、入射光と反射光が他色のカラーフィルタを透過し
ないので、光の損失が少なくなる。透過型の表示装置で
は反射がないので、上記は反射型における特有の良さと
いえる。

【００７２】図１１は、カラーフィルタ３３の色別の透
過率特性を示す図である。実施例１で使用したカラーフ
ィルタ３３の透過率は、図に示すように、従来の透過型
カラーフィルタと比較し、全波長領域において透過率の
高いものである。透過型カラーフィルタの特性として
は、例えば、青は、緑や赤の波長領域で透過率が低いこ
とが望まれるが、反射型カラーフィルタの場合、前述し
たように同一色のカラーフィルタを二度透過するので、
光が吸収されないように透過率は高い方が良い。具体的
には、例えば、反射型カラーフィルタの青フィルタ特性
は、５５０nm 以上で従来の透過率がほぼ０％であった
ものを、約４０％まで高めたものである。

【００７３】また、明るい反射型カラー液晶表示装置を
得るためには、表示色の範囲は狭くなるが、赤、青、緑
以外にシアン、マゼンダ、イエローなどのカラーフィル
タを使用することも考えられる。

【００７４】一方、実施例１において、カラーフィルタ
３３に関して改良を加えて見た。図１２は、ストライプ
状フィルタのストライプ幅と液晶層２２の画素幅および
開口部３６との関係を示す断面図である。図に示すよう
に、ストライプ状フィルタの１本１本のストライプ幅
は、ストライプ方向に対し直角方向の液晶層２２の画素
幅より小さくした。実施例１では、１本のストライプ幅
を画素幅（３００μｍ）の５０％とした。尚、液晶層２
２の画素幅の開口部３６の理想寸法は画素幅と等しい寸
法である。

【００７５】この結果、ストライプ幅と画素幅とが等し
い場合に比べ、明るさを増すことができた。これは、図
中の点線で示したようにストライプ幅が、画素幅と等し
いくらいに幅広い場合、青フィルタ３３Ｂを透過した拡
散光の一部が漏れて、隣接している赤表示の画素を透過
し、悪影響を及ぼすからである。従って、ストライプ状
フィルタのストライプ幅としては、ストライプ方向に対
し、直角方向の液晶層２２の画素幅より小さく、幅狭い
ものが望ましい。

【００７６】次に、実施例１の効果を確認するために比
べた、比較例について説明する。

【００７７】〔比較例１〕比較例１の構成は、図４にお
いて、第１偏光膜の吸収軸６０と第２偏光膜の吸収軸６
１との交角を０度とする、即ち、２つの吸収軸が平行で
ある配置関係にした液晶表示部３０を採用したものであ
る。その他は、実施例１と同じである。この時のツイス
ト角は９０度のままである。

【００７８】図１３は、比較例１の配置関係で作製した
液晶表示部３０の視野角特性を示す図である。この視野
角特性の表示は、図５と同じである。即ち、横軸は液晶
表示部３０の入射角度、縦軸は透過率である。２本の特
性曲線８０は、電圧無印加時の上下、左右方向の視野角
特性を、特性曲線８１は電圧印加時の左右方向の視野角
特性を、特性曲線８２は電圧印加時の上下方向の視野角
特性をそれぞれ示すものである。

【００７９】このような表示モード特性を持つ比較例１
では、一画素の大きさが３００μｍ×３００μｍで、画
素数が１０×１０画素の表示装置において、画素毎に白
黒表示をした場合、白表示の明るさは、実施例１と比較
して大きく低下した。

【００８０】〔比較例２〕比較例２の構成は、カラーフ
ィルタ３３のストライプ方向をブレーズ反射板２３のブ
レーズ溝方向と平行に配置したもので、その他は、実施
例１と同様な構成である。この比較例２においても、白
表示時の明るさは、実施例１と比較して大きく低下し
た。

【００８１】〔比較例３〕比較例３の構成は、マッチン
グ剤３２を充填しないで、単に空気層としたものであ
る。その他は実施例１と同様な構成である。比較例３の
表示部５３を設定オフィス環境で実測した結果、比較例
３の白表示時の明るさならびにコントラスト比は、実施
例１と比べ大きく低下した。

【００８２】〔実施例２〕図１４は、実施例２の反射型
カラー液晶表示装置の構成を示す半断面図である。図１
５は、図１４のカラーフィルタ３３とブレーズ反射板２
３とを部分拡大して示した図である。図に示すように、
実施例２の構成は、カラーフィルタ３３の配置のみが実
施例１と異なるものであり、その他は実施例１と同じで
ある。

【００８３】図１５に示すように、カラーフィルタ３３
の配置は、ストライプ状フィルタをブレーズ溝と略直交
するように、ブレーズ反射板２３の反射面上に密着させ
たものである。例えば、反射手段上に直接印刷したもの
である。反射板上に密着させた狙いは、入射光１１と反
射光１２を反射板上に設置されたカラーフィルタ３３の
同一点で入・反射させ同一色のカラーフィルタ３３を透
過させるためである。反射板上に密着配置されたカラー
フィルタ３３は薄膜であるので、入・反射した光は、ほ
ぼ同一点のカラーフィルタを透過すると言える。従っ
て、他色のカラーフィルタを透過し光が吸収されること
は回避される。

【００８４】尚、実施例２では、ストライプ状フィルタ
を用いたが、一般的なドット状フィルタを用いても同一
点で入・反射する点に変りはないから、薄膜フィルタを
反射面上に密着配置したものであれば形状に限定はな
い。

【００８５】また、実施例２では、透過型カラーフィル
タを印刷したが、代わりに反射型カラーフィルタを印刷
しても可である。反射型カラーフィルタの場合は、透過
型カラーフィルタに比べより薄いので同一点の観点から
より望ましいと考えられる。尚、透過型カラーフィルタ
は所定の膜厚を有するものであり、例えば、赤フィルタ
は赤のみを透過し、他の色は吸収するフィルタである。
一方、反射型カラーフィルタは薄膜であり、緑のフィル
タは緑のみを反射し、他の色は吸収するフィルタであ
る。

【００８６】そして、実施例２について、明るさを測定
した結果、実施例１と同等の表示特性が得られた。

【００８７】〔実施例３〕図１６は、実施例３の反射型
カラー液晶表示装置の構成を示す半断面図である。上方
向からの「写り込みのない」表示装置の実施例を示した
ものである。実施例３の構成は、ブレーズ反射板２３の
ブレーズ面の傾斜方向を、実施例１の傾斜方向と逆向き
とし、且つ、表示部５３の下部に、表示面に対し略垂直
方向に、間接照射手段としての拡散反射板３７を配置し
たものである。その他の構成は、実施例１と同じであ
る。また、実施例３を実施例２に組み込んだ構成とする
こともできる。

【００８８】この実施例３の具体的な構成を説明する
と、ブレーズ反射板２３の反射面は完全反射の鏡面と
し、表示面側の第１偏光膜２０１もノングレア処理など
の表面反射の処理は行わないものとした。そして、ブレ
ーズ反射板２３のブレーズ角２４は、２０度、回折格子
のピッチは、３０〜７０μｍの不規則ピッチとした。

【００８９】このような実施例３の場合、間接照射手段
としての拡散反射板３７は、光量の多い上方向からの外
光である入射光１１を反射し、液晶表示手段としての液
晶表示部３０を間接的に照射する。そして、拡散反射板
３７で反射された入射光１１は、拡散光となり液晶表示
部３０を透過し、その後、ブレーズ反射板２３の鏡面
で、視認方向４０に反射される。そして、このような拡
散反射板３７を配置することにより、ブレーズ反射板２
３の反射面を鏡面とすることが可能となり、反射率が向
上するので明るい表示が得られる。

【００９０】上記実施例３を用いた表示部５３の輝度特
性をについて、設定オフィス環境で測定した結果、写り
込みがなく、且つ、表示面の視認方向４０を中心とした
半値幅３０度の指向性を有する反射光分布特性を示すも
のであった。また、この時の反射光１２の明るさは、実
施例１と同等の明るい表示特性を示した。さらに、ブレ
ーズ反射板２３の反射面を鏡面にしても、拡散反射板３
７からの光が拡散光であるために、干渉によるグレアの
発生もなかった。

【００９１】尚、カラーフィルタ３３の構成は反射板上
に直接印刷したものでも可であり、ストライプ幅は画素
幅より細くすることで、更に、明るさを向上することも
できる。

【００９２】図１７は、図１６の拡散反射板３７の他の
実施例を示す図である。拡散反射板３７の代わりに、間
接照射手段としてのブレーズ状拡散反射板５７を設けた
ものである。この実施例の場合、上方向からの入射光１
１が、散乱性以外に指向性を兼備したブレーズ状拡散反
射板５７によって集光されるので、より明るい特性を有
する表示部５３画面が得られると言う効果がある。

【００９３】〔実施例４〕実施例４は、ブレーズ反射板
２３に改良を加えた例である。図１８は、実施例４の反
射型カラー液晶表示装置のブレーズ反射板２３を示す斜
視図である。図１９は、図１８の拡大断面図である。図
１９（ａ）は 図１８の左右方向の断面を示す図であ
る。図１９（ｂ）は 図１８の上下方向の断面を示す図
である。

【００９４】実施例４の構成は、ブレーズ反射板２３の
ブレーズ面の傾斜面を３種類としたものである。且つ、
カラーフィルタ３３をブレーズ反射板２３上に直接配置
したものである。その他の構成は、実施例１と同じであ
る。尚、実施例４のブレーズ反射板２３を実施例２や実
施例３と組み合わせることも可である。

【００９５】実施例１から実施例３においては、上方向
からの入射光１１を効率良く視認方向４０に導いたが、
実施例４の狙いは、上方向の光だけでなく左右方向の光
も集光し、液晶表示部３０の視認方向４０に効率良く向
けるようにするものである。

【００９６】図１９（ａ）の断面から判るように、ブレ
ーズ面は、左右方向の光を視認方向４０に反射するよう
に、左右方向に２種類の傾斜面を有し、凸形形状になっ
ている。尚、左右のブレーズ角２４は異なっても可であ
る。そして、図１９（ｂ）の断面から判るように、上方
向の光を視認方向４０に反射するブレーズ面は、実施例
１と同じく片側に規則正しく傾斜した１種類の傾斜面を
有している。

【００９７】実施例４では、ブレーズ反射板２３の回折
格子のピッチは、縦横の両ピッチ共に３０μｍとし、上
方向のブレーズ角度２４を２０度とし、左右方向の該角
度もそれぞれ対称に２０度とした。

【００９８】上記実施例４を用いた表示部５３の輝度特
性について、設定オフィス環境で測定した結果、表示面
の視認方向を中心とした半値幅３０度の指向性を有する
反射光分布特性を得ることができた。実施例１から実施
例３では、左右方向の指向性が小さかったが、本実施例
４では、左右方向も半値幅３０度の反射光分布特性を得
ることができた。そして、反射光の明るさは、実施例１
の１．５倍以上の明るい表示特性を示した。

【００９９】尚、実施例４においても、ブレーズ反射板
２３の反射面を２０％から３０％程度の拡散反射とし、
散乱性を有するものにすると、指向性が良く且つ干渉に
よるグレア等の画質低下が防止できることを確認した。

【０１００】一方、図７と図８で説明したように、オフ
ィス環境の表示部５３における照度分布は、大きく分け
れば２種類である。従って、ブレーズ反射板２３のブレ
ーズ面の傾斜面は、２種類あっても問題はない。例え
ば、ブレーズ角度２４を２０度と５度に設定した傾斜面
とする。そして、図１９（ａ）においては、２種類の凸
形形状を混合し設け、図１９（ｂ）においては、２０度
と５度の２種類の傾斜した形状を交互に設けたブレーズ
反射板とする。このようにすればどちらからの光も反射
集光することができるので、明るい表示を得ることがで
きる。即ち、ブレーズ反射板のブレーズ面に、複数種類
の傾斜面を具備することにより、いかなるオフィス環境
においても明るい表示を得ることができる。

【０１０１】〔実施例５〕実施例５は、設定角度５０を
変え、表示部５３を水平に寝かして使用する場合を想定
したものである。例えば、パームトップコンピュータや
電子手帳の場合である。

【０１０２】図２０は、本発明による実施例５の反射型
カラー液晶表示装置の構成を示す半断面図である。この
実施例５では、表示部５３の設定角度５０は、ほぼ１８
０度即ち表示部５３は水平に寝かしてセットされてい
る。

【０１０３】上記のような使用状態に対する実施例５の
構成は、実施例１の表示部５３のブレーズ反射板２３
を、ブレーズ角２４は１５度、回折格子のピッチは３０
μｍのブレーズ反射板２３に、置き換えたものである。

【０１０４】その結果、水平に寝かされているので、表
示部５３（ブレーズ反射板２３）に対して真上方向から
入射する入射光１１は、１５度のブレーズ角２４によ
り、法線方向に対し３０度の反射光１２となり出射し
た。即ち、反射光１２が視認方向４０に出射するよう
に、ブレーズ反射板２３のブレーズ角２４を所定値に設
定するものである。

【０１０５】そして、ブレーズ反射板２３のブレーズ面
を２０％から３０％程度の拡散反射とし、散乱性を有す
るものにすると、指向性が良く干渉によるグレアなどの
ない表示特性が得られた。

【０１０６】設定オフィス環境で測定した結果、反射光
１２は視認方向４０を中心とした半値幅３０度の指向性
を有する反射光分布特性を示した。この時の白表示時な
らびに黒表示時のコントラスト比は、レベル３０以上を
得ることができた。

【０１０７】また、一画素の大きさが３００μｍ×３０
０μｍで、画素数が１０×１０画素の表示装置におい
て、画素毎に白黒表示させた場合でも、白の明るさは殆
ど低下しなかった。

【０１０８】しかし上記のように、コントラスト比が他
の実施例に比べやや低いので、引き続き、実施例５に改
良を加えた。コントラスト比が低いのは、表示部５３が
水平に寝かされているので、視認方向４０が、液晶表示
部３０の法線方向からかなり斜め方向にずれているため
である。従って、視認方向４０で最もコントラスト比が
高くなるように、斜め下方向にコントラスト比を移動さ
せる必要がある。

【０１０９】そのため、図４にて説明した第１配向膜の
ラビング方向６２と第２配向膜のラビング方向６３との
ツイスト角６４を、６０度とし液晶表示部３０を作製し
た。この結果、最もコントラスト比が高くなるピーク位
置を、斜め下方向の視認方向４０に、コントラスト比を
移動させることができ、視認方向４０のコントラスト比
をレベル５０以上とすることができた。

【０１１０】上記のことから、ツイスト角６４を所定値
に設定することにより、コントラスト比のピークを示す
方向を視認方向４０に一致させ、視認方向４０のコント
ラスト比を適正にすること、同時に合わせて、反射光１
２が視認方向４０に出射するように、ブレーズ反射板２
３のブレーズ角２４を所定値に設定することが可能であ
ることが判明した。即ち、液晶表示手段としての液晶表
示部３０は、視認方向がコントラスト比のピークを示す
方向と一致する所定ツイスト角を有した手段であり、反
射手段としてのブレーズ反射板２３は、液晶表示部３０
を透過した外光としての反射光１２を視認方向に反射す
る手段であると言える。

【０１１１】尚、コントラスト比はツイスト角を変え調
整したが、位相差板により変えることも可能である。

【０１１２】〔実施例６〕図２１は、実施例６の反射型
カラー液晶表示装置の構成を示す半断面図である。本発
明による他の反射手段の実施例を示したものである。こ
の実施例６の構成は、大別すれば表示部５３と処理部５
２からなる。そして、表示部５３は、液晶表示手段と反
射手段とを含むものである。

【０１１３】液晶表示手段としての液晶表示部３０は、
第１偏光膜２０１と、基板２１と、液晶層２２と、第２
偏光膜２０２と、カラーフィルタ３３とから少なくとも
構成される。反射手段は、少なくとも、導光手段として
のファイバープレート３９と反射体としての鏡面反射板
３８とから構成される。

【０１１４】さらに、実施例６の構成を説明すれば、一
方の透明な基板２１と他方の基板を構成するファイバー
プレート３９との間に、ネマチック液晶からなる液晶層
２２と第２偏光膜２０２とカラーフィルタ３３が配置さ
れ、そして液晶層２２の表示面側に第１偏光膜２０１が
配置されたものである。第２偏光膜２０２は、ファイバ
ープレート３９を透過する光の偏光状態の崩れを補正す
るために、液晶層２２の反表示面側に配置されたもので
ある。

【０１１５】そして、本実施例６の場合、所定方向に光
を導く導光手段に、この場合は表示部５３の厚さ方向に
光を導く導光手段に、ＮＡ０．５のファイバープレート
３９が用いられている。導光手段から来た光を反射し導
光手段に戻す反射体として、一般的に用いられる鏡面状
の鏡面反射板３８が用いられている。カラーフィルタ３
３はファイバープレート３９の表示面側に配置した。
反表示面側でも可である。上記以外は、実施例１の構成
と同じである。

【０１１６】このような構成において、光量の多い上方
向、即ち所定方向の外光である入射光１１は、液晶表示
部３０を透過した後、ファイバープレート３９により、
表示部５３の厚さ方向、すなわち、表示部５３に対し略
垂直方向に導かれる。従って鏡面反射板３８に対しても
略垂直方向に導かれる。そして、鏡面により、再び表示
部５３の厚さ方向、すなわち、表示部５３に対し略垂直
方向に反射される。表示部５３に対し略垂直方向という
ことは略法線方向であり、即ち、視認方向４０であり、
この視認方向４０に反射光１２は出射される。

【０１１７】換言すれば、導光手段としてのファイバー
プレート３９と反射体としての鏡面反射板３８とからな
る反射手段によって、液晶表示手段としての液晶表示部
３０を透過した所定方向の外光が略法線方向に反射され
る。

【０１１８】一方、導光手段としてのファイバープレー
ト３９の機能により、入射光１１と反射光１２は、同一
方向の光路を通るので、ファイバープレート３９の前あ
るいは後に配置されたカラーフィルタ３３を透過する光
は、同一色のカラーフィルタ３３を透過することにな
る。従って、他色のカラーフィルタを通らないので、光
が吸収されず明るさの低下が生じない。

【０１１９】この実施例６の表示装置を、設定オフィス
環境で測定した結果、反射光１２の反射光分布特性は、
視認方向４０を中心とした半値幅３０度の指向性を有す
るものであった。この時、視認方向４０の明るさは、実
施例４と同等の明るさの表示特性を示した。また白表示
時ならびに黒表示時のコントラスト比は、レベル５０以
上であった。

【０１２０】更に、上記と同じ構成条件であって一画素
の大きさが３００μｍ×３００μｍで、画素数が１０×
１０画素の表示装置において、画素毎に白黒表示をした
場合も、白の明るさはほとんど低下しなかった。また、
拡散面でない鏡面反射板３８を採用しために、反射率が
高く明るい表示特性が得られた。

【０１２１】図２２は、ファイバープレート３９の反表
示面側にカラーフィルタ３３を配置した実施例を示す断
面図である。実施例６の他の反射手段の実施例である。
図２２に示すように、ファイバープレート３９から出射
した光は、鏡面反射板３８において略垂直方向に入・反
射する。出射した光は円錐状に拡散するが、カラーフィ
ルタ３３の厚みが薄いので拡散程度は少なく、上記の円
錐拡散光の影響も少ない。

【０１２２】これに対し、図２１に示すようにファイバ
ープレート３９の表示面側にカラーフィルタ３３がある
と、斜め方向の入射光１１と法線方向の反射光１２とが
異なる光路を通過する傾向にあり、やや難点がある。

【０１２３】同一色のカラーフィルタを確実に透過させ
るためには、カラーフィルタ３３の配置は、ファイバー
プレート３９の表示面側でなく、ファイバープレート３
９と鏡面反射板３８の間に配置した方が良い。また、フ
ァイバープレート３９とカラーフィルタ３３と鏡面反射
板３８は密着した方がさらに良い。そうでない場合、円
錐状に拡散する光が他色のカラーフィルタ３３を透過し
易くなり、吸収により明るさが低下することに繋がる。

【０１２４】尚、ファイバープレート３９のクラッド部
分を透過する光は、同一光路を透過しないので、カラー
フィルタ３３は、実施例１などのカラーフィルタ３３と
同じように、細いストライプ状フィルタとし、該クラッ
ド部分を避ける寸法とすることが望ましい。こうすれ
ば、クラッド部分を透過する光の影響を受けなくするこ
とができ、明るさを低下させることがない。

【０１２５】上記本発明の実施例と次に示す従来例とを
比較すれば、良く理解できる。

【０１２６】図２３は、特開平４−２１２１２４号公報
に開示されている 従来例の表示部５３を示す断面図で
ある。構成は、表示部５３の表示面側から、ファイバー
プレート３９と液晶層２２と基板２１と鏡面反射板３８
が積層されたものである。

【０１２７】斜め方向からの入射光１１は、ファイバー
プレート３９を略垂直方向に導かれ液晶層２２と基板２
１を透過し、鏡面反射板３８で反射する。反射光１２
は、再び液晶層２２と基板２１を透過し、ファイバープ
レート３９を経て視認方向４０に出射する。図に示すよ
うにファイバープレートから出射した光が、液晶層や基
盤等の比較的長い往復光路を経るので、比較的広く円錐
状に拡散する。その結果反射光の一部が黒表示の液晶層
に遮断され、明るさが低下する。

【０１２８】従来例の表示部について設定オフィス環境
で比較測定した。その結果、従来例の表示部は、白黒の
チェックパターン等を表示した場合、図２２に示した実
施例の表示部より、白表示の輝度が大きく低下した。
尚、基盤２１の厚さは0.7〜1.1ｍｍであるが、この程度
でも微妙に影響することが判った。これより、ファイバ
ープレート３９の配置は、本実施例の方が良いと言え
る。

【０１２９】すなわち、図２２に示すように、外光とし
ての入射光１１が、基板２１、液晶層２２、導光手段と
してのファイバープレート３９の順に入射し鏡面反射板
３８で反射し逆順にて透過し往復するように、それぞれ
を配置した本実施例の方が良い。尚、カラーフィルタ３
３の有無には拘らない。

【０１３０】尚、ファイバープレートではなく、通常の
ガラス材からなる基板を採用した場合は、写り込みなど
のために反射体に散乱性を持たせることが必要であっ
た。しかし、本実施例のように基板としてファイバープ
レート３９を用いると、ファイバープレート３９を光が
透過する時に、ファイバー内でモード変換や散乱が起こ
り、反射体に散乱性を持たせる必要がない。そのため
に、反射体を鏡面反射板３８とすることができ、反射率
を上げ、明るい表示特性を得ることができる効果が生じ
た。

【０１３１】〔実施例７〕実施例７は、実施例５と同様
に、実施例６のファイバープレート３９を採用した表示
部５３を、水平に寝かして使用する場合を想定したもの
である。尚、実施例７についての図示は省略している。

【０１３２】この実施例７の構成は、導光手段としての
ファイバープレート３９は、該内部のファイバー１つ１
つが法線方向に対し３０度の視認方向４０に傾けられた
ものである。そして、反射体は、視認方向と同じ３０度
のブレーズ角を有するブレーズ反射板２３である。即
ち、視認方向が所定の視認角度を有している場合は、視
認角度傾いた光路を持つ導光手段と、視認角度傾いた反
射面を持ち該導光手段から出射された光を視認方向に反
射する反射体とを設けることになる。

【０１３３】また、コントラスト比が適正となるよう
に、ファイバープレート３９内部のファイバー１つ１つ
の傾きを調整し、即ち、コントラスト比が高くなる方向
とファイバーの傾き方向を一致させることにより、コン
トラスト比を移動させた。

【０１３４】この実施例７の表示装置を、設定オフィス
環境で測定した結果、前述の実施例６と同等の明るい表
示特性ならびに高いコントラスト比が得られた。

【０１３５】以上のように実施例１から実施例７におい
て、バックライトを使用せずに、バックライトを有する
透過型カラー液晶表示装置と同等の、明るい反射型カラ
ー液晶表示装置を得ることができた。また、従来の透過
型カラー液晶表示装置の消費電力の約３分の２がバック
ライトの消費電力であるので、本発明により、低消費電
力で明るい反射型カラー液晶表示装置を得ることもでき
た。

【０１３６】さらに、すべての実施例において、表示面
あるいは各層で反射し視認障害となる光の方向と、正規
にブレーズ反射板等で反射する反射光の方向とが異なる
ために、該視認障害となる光によるコントラスト比の低
下が防止され、高いコントラスト比の表示特性を得るこ
とができた。

【０１３７】本実施例では、ブレーズ反射板２３等は、
真鍮を成型加工し、そのブレーズ面をサンドブラスト法
により粗面化し、紫外線硬化樹脂で転写し、その面に銀
をスパッタリングすることにより作製した。しかし、作
製方法は特に限定しない。例えば、反射板は、ポリメチ
ルメタクリレートのような熱可塑性のプラスチックで成
型するあるいは該プラスチック上に型押しするなどの方
法で作製することもできる。また、反射表面膜の作製方
法も、スパッタリング、蒸着、メッキなど問わない。

【０１３８】また、本実施例では、偏光膜２０の屈折率
に一致するようなマッチング剤３２を選定しているが、
実際に一致させることは困難である。そこで、選定した
マッチング剤３２の屈折率に合わせてブレーズ角２４を
変え、反射光１２が視認方向４０に向くようにブレーズ
角２４を設定する。これにより、マッチング剤の選定に
裕度が生じ、マッチング剤の材料コストの点にメリット
が生じる。

【０１３９】一方、光量の多い上方向から光を効率良く
視認方向に反射するには、ブレーズ角は１０度から５０
度の間が望ましいことが判った。さらに、本実施例で
は、回析格子のピッチは３０μｍから５０μｍの間であ
ったが、最小画素ピッチより小さければ回析格子のピッ
チは、１０μｍ〜１ｍｍの間と限定しない。

【０１４０】また、従来の反射型モノクロ液晶表示装置
においては、表示面側の偏光膜２０の表面をノングレア
処理を施し、偏光膜２０で反射した視認障害となる光を
低減する必要があった。しかし、本実施例では、偏光膜
２０のノングレア処理を施さなくてもコントラスト比の
高い表示を得ることができ加工費低減の効果がある。こ
こで、ノングレア処理とは、偏光膜２０の表面は粗面化
し、直接反射光を少なくする処理である。また、アンチ
リフレクション処理も反射光を低減する同様な処理で、
これに対しても同様な効果があると言える。

【０１４１】尚、本実施例の反射型カラー液晶表示装置
からカラーフィルタを取り除いた反射型モノクロ液晶表
示装置に、本発明を適用することができる。また、本発
明による反射型カラー液晶表示装置を、ラップトップコ
ンピュータやノート型コンピュータの表示部、パームト
ップコンピュータやＰＤＡ（パーソナルデジタルアシス
タント）の表示部などとして適用すれば、低消費電力
で、コントラスト比が高く、明るい情報処理装置を得る
ことができる。

【０１４２】

【発明の効果】本発明によれば、光量の多い上方向等か
ら入射する外光を視認方向に効率良く反射させることが
できるので、コントラスト比が高く、表示モードに左右
されない明るい反射型液晶表示装置を得ることができ
る。

【０１４３】また、カラーフィルタで無駄に光が吸収さ
れることがないので、従来と比較して、明るく鮮明なカ
ラー画像を有する反射型カラー液晶表示装置を得ること
もできる。

【０１４４】さらに、バックライトがなくても明るい表
示であり低消費電力に繋がる反射型液晶表示装置を提供
することができる。従って、本発明の反射型液晶表示装
置はバッテリ駆動で長時間使用することができ、携帯用
の端末の表示装置として適用できる。即ち、携帯用のパ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのあらゆ
る分野の低消費電力型表示装置として利用できる効果が
ある。

【０１４５】さらにまた、表示面にノングレア処理等を
施さなくても、コントラスト比の高い表示装置を得るこ
とができ、生産コストの低減に結び付くものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の反射型カラー液晶表示装置
の構成を示す半断面図である。

【図２】図１のブレーズ反射板２３の断面図である。

【図３】図１の表示部５３の詳細構成を示す断面図であ
る。

【図４】図３の第１，第２偏光膜と第１，第２配向膜と
の配置関係を示す図である。

【図５】図４の配置関係で作製した液晶表示部３０の視
野角特性を示す図である。

【図６】実施例１の表示装置を使用状態にセットした様
子を示す図である。

【図７】表示部５３に対し鉛直（垂直）方向の照度分布
を示す図である。

【図８】表示部５３に対し鉛直（垂直）方向の照度分布
を示す他の図である。

【図９】表示部５３に対し水平（左右）方向の照度分布
を示す図である。

【図１０】図１のカラーフィルタ３３の色別フィルタの
配置を示す図である。

【図１１】カラーフィルタ３３の色別の透過率特性を示
す図である。

【図１２】ストライプ状フィルタのストライプ幅と液晶
層２２の画素幅および開口部３６との関係を示す断面図
である。

【図１３】比較例１の配置関係で作製した液晶表示部３
０の視野角特性を示す図である。

【図１４】本発明の実施例２の反射型カラー液晶表示装
置の構成を示す半断面図である。

【図１５】図１４のカラーフィルタ３３とブレーズ反射
板２３とを部分拡大して示した図である。

【図１６】本発明の実施例３の反射型カラー液晶表示装
置の構成を示す半断面図である。

【図１７】図１６の拡散反射板３７の別の実施例を示す
図である。

【図１８】本発明による実施例４の反射型カラー液晶表
示装置のブレーズ反射板２３を示す斜視図である。

【図１９】図１８の拡大断面図である。

【図２０】本発明の実施例５の反射型カラー液晶表示装
置の構成を示す半断面図である。

【図２１】本発明の実施例６の反射型カラー液晶表示装
置の構成を示す半断面図である。

【図２２】ファイバープレート３９の反表示面側にカラ
ーフィルタ３３を配置した実施例を示す断面図である。

【図２３】特開平４−２１２１２４号公報に開示されて
いる従来例の表示部５３を示す断面図である。

【図２４】従来の反射型液晶表示装置の一例を示す半断
面図である。

【図２５】従来の反射型液晶表示装置のモデル図であ
る。

【図２６】従来の反射型液晶表示装置の分割画素を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０…照明、１１…入射光、１２…反射光、１３…反射
光分布、１４…中央部、１５…矢印照度分布、２０…偏
光膜、２１…基板、２２…液晶層、２３…ブレーズ反射
板、２４…ブレーズ角、２５…液晶素子上部、２６…液
晶素子下部、２７…液晶素子側面、２８…電極、２９…
配向膜、３０…液晶表示部、３１…液晶素子、３２…マ
ッチング剤、３３…カラーフィルタ、３４…固着剤、３
５…角度設定手段、３６…開口部、３７…拡散反射板、
３８…鏡面反射板、３９…ファイバープレート、４０…
視認方向、５０…設定角度、５１…視認角度、５２…処
理部５３…表示部、５５…卓上、５７…ブレーズ状拡散
反射板、６０…第１偏光膜の吸収軸、６１…第２偏光膜
の吸収軸、６２…第１配向膜のラビング方向、６３…第
２配向膜のラビング方向、６４…ツイスト角、７１…位
相差板、７２…画素、７３…画素、８０，８１，８２…
特性曲線、９０…入射光分布、９１…出射光分布、９２
…入射角度、９３…出射角度、１００…青、１０１…
緑、１０２…赤、３３Ｒ…赤フィルタ、３３Ｇ…緑フィ
ルタ、３３Ｂ…青フィルタ、２０１…第１偏光膜、２０
２…第２偏光膜、２９１…第１配向膜、２９２…第２配
向膜。

フロントページの続き (72)発明者 伊東 理 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも液晶層と該液晶層を挟む一対の
   偏光膜とから構成され表示面に対し略法線方向の外光を
   透過・遮断するモードで明暗表示する液晶表示手段と、
   該液晶表示手段を透過した前記外光を反射する反射手段
   とを備える反射型液晶表示装置において、 前記液晶表示手段は、前記外光を遮断するモードであっ
   ても前記略法線方向外の所定方向の外光は遮断しない透
   過特性を有する手段であり、 前記反射手段は、前記液晶表示手段を透過した前記所定
   方向の外光を前記略法線方向に反射する手段であること
   を特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記液晶表示手段は、
   一方の前記偏光膜の吸収軸と他方の前記偏光膜の吸収軸
   との交角が略直交するよう配置されたものであることを
   特徴とする反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記反射手段は、ブレ
   ーズ状の反射面を有するブレーズ反射板であることを特
   徴とする反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記反射手段は、所定
   方向に光を導く導光手段と、該導光手段から来た前記光
   を反射し該導光手段に戻す反射体とからなることを特徴
   とする反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】請求項３において、前記ブレーズ反射板
   は、前記ブレーズ状の反射面に少なくとも２種類以上の
   傾斜面を具備するものであることを特徴とする反射型液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】少なくとも液晶層から構成され外光を透過
   ・遮断し明暗表示する液晶表示手段と、該液晶表示手段
   を透過した前記外光を反射する反射手段と、前記外光が
   透過するカラーフィルタとを含む反射型カラー液晶表示
   装置であって、 前記カラーフィルタは、色別のストライプ状フィルタで
   あり、かつ、該ストライプ状フィルタのストライプ方向
   は、前記反射手段において入・反射する前記外光の入射
   光の軌跡と反射光の軌跡とを含む面に平行な方向となる
   よう配置されたものであることを特徴とする反射型カラ
   ー液晶表示装置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記ストライプ状フィ
   ルタのストライプ幅は、前記ストライプ方向に対し直角
   方向の、前記液晶層の画素幅より小さいことを特徴とす
   る反射型カラー液晶表示装置。
8. 【請求項８】請求項６において、前記反射手段がブレー
   ズ状の反射面を有するブレーズ反射板である場合は、該
   ブレーズ反射板のブレーズ溝方向と前記ストライプ状フ
   ィルタのストライプ方向とが略直交するよう配置された
   ものであることを特徴とする反射型カラー液晶表示装
   置。
9. 【請求項９】外光を透過・遮断し明暗表示する液晶表示
   手段と、該液晶表示手段を透過した前記外光を反射する
   反射手段と、前記外光が透過するカラーフィルタとを含
   む反射型カラー液晶表示装置であって、 前記カラーフィルタを前記反射手段の反射面に密着配置
   したことを特徴とする反射型カラー液晶表示装置。
10. 【請求項１０】外光を透過・遮断し明暗表示する液晶表
    示手段と、該液晶表示手段を透過した前記外光を反射す
    る反射手段とを備える反射型液晶表示装置において、 前記外光を反射し前記液晶表示手段を間接的に照射する
    間接照射手段を設けたことを特徴とする反射型液晶表示
    装置。
11. 【請求項１１】少なくとも導光手段と液晶層と基板と反
    射体とを備え、前記反射体にて入・反射する外光が前記
    導光手段と液晶層と基板とを往復透過し明暗表示する反
    射型液晶表示装置において、 前記外光が、前記基板，液晶層，導光手段の順に入射し
    前記反射体にて反射し前記導光手段，液晶層，基板の順
    に透過し往復するよう前記基板と前記液晶層と前記導光
    手段とを配置したことを特徴とする反射型液晶表示装
    置。
12. 【請求項１２】外光を透過・遮断し明暗表示する液晶表
    示手段と、該液晶表示手段を透過した前記外光を反射す
    る反射手段とを備える反射型液晶表示装置において、 前記液晶表示手段は、視認方向がコントラスト比のピー
    クを示す方向と一致する所定ツイスト角を有した手段で
    あり、 前記反射手段は、前記液晶表示手段を透過した前記外光
    を前記視認方向に反射する手段であることを特徴とする
    反射型液晶表示装置。