JP2003005165A

JP2003005165A - 液晶表示装置および電子機器

Info

Publication number: JP2003005165A
Application number: JP2001188178A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Maeda; 強前田; Osamu Okumura; 治奥村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】バックライトとして点状の光源を用い、この
点状の光源からの光を、マイクロレンズアレイによって
集光させて透過型の表示を行う際に、マイクロレンズと
マイクロレンズとの境界で生じる集光不良に起因して、
視角によって明るさが不均一となる視角特性の不具合を
緩和する。【解決手段】対向配置された一対の基板２，３と、基板
２，３間に挟持された液晶層５１とを備え、下基板２の
内面上に、窓状のスリット５５ａ（光透過領域）が複数
個配列されている半透過反射膜５５（部分遮光層）が設
けられ、下基板２の外面側にＥＬ素子２５ａ（点状発光
部）を有するバックライト２５が設けられ、ＥＬ素子２
５ａから発光される光を半透過反射膜５５のスリット５
５ａに集光させるマイクロレンズアレイ２２が設けられ
ている液晶表示装置において、半透過反射膜５５よりも
視認側に光散乱層（オーバーコート層２１）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置および
電子機器に関し、特に点状発光部からの光をマイクロレ
ンズによって、液晶パネルにおける光透過領域に集光さ
せる構成を有する液晶表示装置に関する。

【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。また、周囲光が弱い場所や暗い場所でも表示を見た
いという要求から、バックライト装置を備えた半透過反
射型の液晶表示装置が開発されている。

【０００３】図７は、パッシブマトリクス方式の半透過
反射型カラー液晶表示装置に用いられる液晶パネルの一
例を示したもので、反射膜に窓状のスリット（光透過領
域）を設けてなる半透過反射膜が用いられている。この
液晶パネル１５０では、一対の透明基板１０２，１０３
間に液晶層１５１が挟持されており、上基板１０３上
に、カラーフィルター１５２、オーバーコート層１５
３、ストライプ状のコモン電極１１１、配向膜１５４が
順次形成されている。一方、下基板１０２上には、スリ
ット１５５ａを有する半透過反射膜１５５、絶縁層１５
６、ストライプ状のセグメント電極１１０、配向膜１５
７が順次形成されている。また、上基板１０３および下
基板１０２の外側面には、それぞれ偏光板１５８，１５
９が設けられている。

【０００４】カラーフィルター１５２は、上基板１０３
上に、遮光用のブラックマトリクス１５２ｍ、およびカ
ラー表示用の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色
の色素層１５２ｒ，１５２ｇ，１５２ｂを形成して構成
されており、このＲＧＢのパターン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１５３が被覆されて
いる。カラーフィルター１５２のＲ、Ｇ、Ｂの各色素層
１５２ｒ，１５２ｇ，１５２ｂは、各セグメント電極１
１０の方向に対応してストライプ状に配置されており、
ブラックマトリクス１５２ｍを挟んで隣接するＲ、Ｇ、
Ｂの３個の画素で、表示画面上の１個のドットが構成さ
れている。バックライト（図示略）は、液晶パネル１５
０の下基板１０２の液晶層１５１側と反対側に設けられ
る。

【０００５】このような構成を有する半透過反射型カラ
ー液晶表示装置にあっては、周囲光が十分に明るい場合
には反射型の表示形態をとり、半透過反射膜１５５の液
晶層１５１側の表面で反射される光を上基板１０３側か
ら視認する。一方、周囲光が暗い場合には透過型の表示
形態をとり、バックライトからの光のうち半透過反射膜
１５５のスリット１５５ａを透過した光を上基板１０３
側から視認する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、透過型の表
示形態を行う場合に、バックライトからの光を効率良く
利用できるようにするために、バックライトとして点状
の光源を多数配列させて用いるとともに、これら点状の
光源からの光を、マイクロレンズアレイによって半透過
反射膜１５５のスリット１５５ａの部分に集光させる構
成とすることが提案されている。しかしながら、このよ
うな構成とすると、上基板１０３側から表示面を視認し
たときに、見る角度によって明暗の差が生じるという問
題があった。

【０００７】図８は、点状の光源６０からの光を、マイ
クロレンズアレイ６１を用いて液晶パネル１５０に入射
した状態を、模式的に示した説明図である。マイクロレ
ンズアレイ６１は、多数のマイクロレンズ６１ａが隙間
無く配列されているものであるが、これを用いて集光し
た場合には、マイクロレンズ６１ａどうしの境界で集光
不良が生じてしまう。このため、図８に示すように、液
晶パネル１５０から出射される光を上基板１０３側から
見ると、見る角度の変化に従って明暗が交互に変化する
ようになる。

【０００８】また、このような問題は、半透過反射型液
晶表示装置における透過型表示を行うときだけでなく、
透過型液晶表示装置において、バックライトとして点状
の光源を用い、その点状光源からの光を、マイクロレン
ズアレイによって各画素の光透過領域に集光させる場合
にも、同様に生じる。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、点状の発光部を有するバックライトを用い、この
点状の発光部からの光を、マイクロレンズアレイによっ
て、液晶パネルの光透過領域に集光させて透過型の表示
を行う際に、マイクロレンズとマイクロレンズとの境界
で生じる集光不良に起因して、視角によって明るさが不
均一となる視角特性の不具合を緩和することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、前記課題を解決するために、互いに対向配置された
一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とが
備えられた液晶表示装置であって、前記一対の基板のい
ずれかの基板の内面上に設けられ、光透過領域が複数個
配列されている部分遮光層と、下基板の外面側に設けら
れ、点状発光部を有するバックライトと、該点状発光部
からの光を前記部分遮光層の光透過領域に集光させるマ
イクロレンズアレイとを備えており、前記部分遮光層よ
りも視認側に光散乱層が設けられていることを特徴とす
る。

【００１１】かかる構成の液晶表示装置によれば、点状
発光部からの光のうち、マイクロレンズアレイによって
部分遮光層の光透過領域に集光された光は、この光透過
領域を透過した後、光散乱層で散乱されるので、マイク
ロレンズとマイクロレンズとの境界で生じる集光不良に
起因する明るさの不均一が緩和される。したがって、視
角変化に対する明るさの変動が低減され、視角特性に優
れたものとなる。また点状発光部からの光は、マイクロ
レンズアレイによって部分遮光層の光透過領域に集光さ
れるので、点状発光部から出射される光のうち、光透過
領域の回りの遮光領域で反射または吸収される光が少な
くなり、光透過領域を透過する光が多くなる。したがっ
て、点状発光部による照明効率が向上し、バックライト
を用いた透過型の表示におけるより明るい表示の実現お
よび省消費電力化の達成を図ることができる。

【００１２】前記光散乱層が、上基板の外面上に設けら
れていてもよく、あるいは前記部分遮光層が、下基板上
に設けられている場合には、前記光散乱層を、いずれか
の基板の内面上に設けることもできる。前記光散乱層
が、いずれかの基板の内面上に設けられる場合、この光
散乱層が、カラーフィルターのオーバーコート層を兼ね
る構成とすれば、液層パネルを構成する層数を増加させ
なくて済み、製造上および光学特性上好ましい。

【００１３】本発明における部分遮光層としては、好ま
しくは、下基板上に設けられた、窓状の光透過領域を有
する半透過反射膜か、またはカラーフィルターを構成す
る異なる色の色素層間を区画する遮光層である。前記光
散乱層は、透明樹脂中に屈折率が異なるビーズを分散さ
せた構造を有するものが、製造も容易で好ましい散乱状
態が得られる、また散乱状態の制御も容易に行うことが
できるので望ましい。

【００１４】本発明の電子機器は上記課題を解決するた
めに、上記いずれかの構成の本発明の液晶表示装置を備
えたことを特徴とする。かかる電子機器は、前述のよう
に視角特性に優れた本発明の液晶表示装置を備えること
により、表示面の視角変化に対する明るさの変動が少な
くて、視角特性に優れたものとなる。また照明効率も良
い本発明の液晶表示装置を備えることにより、電子機器
における明るい表示の実現、省消費電力化の達成を図る
こともできる。

【００１５】

【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。（第１実施形態の液晶表示装置）本発明による第１実施
形態の液晶表示装置について、図１および図２を参照し
て以下に説明する。図１は、液晶表示装置の全体構成を
示す平面図であり、図２は図１に示した液晶表示装置の
Ａ−Ａ線に沿う部分断面図ある。本実施の形態は、パッ
シブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶表示装置
の例である。この実施形態の液晶表示装置１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表示装置（液晶表示装置）が
構成される。なお、全ての図面において、図面を見やす
くするため、各構成要素の膜厚や寸法などは、適宜実際
とは異ならせてある。

【００１６】本実施の形態の液晶表示装置１は、図１に
示すように、平面矩形状の下基板２と上基板３とがシー
ル材４を介して対向配置されている。シール材４の一部
は各基板２，３の一辺（図１における上辺）側で開口し
て液晶注入口５となっており、双方の基板２，３とシー
ル材４とに囲まれた空間内に液晶が封入され、液晶注入
口５が封止材６によって封止されている。本実施の形態
では、上基板３よりも下基板２の方が外形寸法が大き
く、上基板３と下基板２の１辺（図１における上辺）で
は、ほぼ縁（基板の端面）が揃っているが、上基板３の
残りの３辺からは下基板２の周縁部が張り出すように配
置され、張出領域９を形成している。そして、下基板２
の下辺側の端部の張出領域９に、上基板３と下基板２の
双方の電極を駆動するための駆動用半導体素子７が実装
されている。なお、符号８は有効表示領域の周囲を遮光
するための周辺見切りである。

【００１７】本実施形態において、下基板２上に図中縦
方向に延在する複数のセグメント電極１０がストライプ
状に形成されている。一方、上基板３上には、セグメン
ト電極１０と直交するように図中横方向に延在する複数
のコモン電極１１がストライプ状に形成されている。複
数のコモン電極１１のうち、図１の上側半分のコモン電
極１１については、引き回し配線１４がコモン電極１１
の右端からシール材４に向けて引き出され、シール材４
中に混入させた異方性導電粒子等の上下導通材を介して
上基板３から下基板２上に電気的な接続がなされ、下基
板２上の周縁部に引き回され、駆動用半導体素子７の出
力端子に接続されている。同様に、下側半分のコモン電
極１１はその左端シール材４に向けて引き回し配線１４
が引き出され、シール材４中に混入させた異方性導電粒
子等の上下導通材を介して下基板２上に電気的な接続が
なされ、下基板２上の周縁部に引き回され、駆動用半導
体素子７の出力端子に接続されている。また、駆動用半
導体素子７に各種信号を供給するための入力用配線１６
が下基板２の下辺から駆動用半導体素子７の入力端子に
向けて設けられている。

【００１８】本実施形態では、図２に示されるように、
液晶パネル５０１の下側に、点状発光部２５ａが多数配
列されたバックライト２５が設けられており、このバッ
クライト２５と液晶パネル５０１との間にマイクロレン
ズアレイ２２が配置されている。液晶パネル５０１で
は、一対の透明基板２，３間に液晶層５１が挟持されて
いる。上基板３はガラス、プラスチック等の透明基板か
らなり、その内面上に、遮光用のブラックマトリクス５
２ｍとＲ、Ｇ、Ｂの各色素層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂか
らなるカラーフィルター５２が設けられ、その上に光散
乱機能を有するオーバーコート層（光散乱層）２１が形
成されている。さらにオーバーコート層２１上に、イン
ジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯと略
記する）等の透明導電膜からなるストライプ状のコモン
電極１１が形成されており、さらにその上に、例えば表
面にラビング処理が施されたポリイミド等からなる配向
膜５４が形成されている。

【００１９】カラーフィルター５２のブラックマトリク
ス５２ｍ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
をパターンニングして形成される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各色素層５２ｒ，５２ｇ，５２ｂは、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、染色法等の種々の方法で、適宜
のパターン配列に形成されている。

【００２０】一方、ガラス、プラスチック等の透明基板
からなる下基板２の内面上には、半透過反射膜５５が設
けられている。半透過反射膜５５は、アルミニウムや銀
などの反射率が高い金属膜からなり、各画素毎に光透過
用のスリット（光透過領域）５５ａが形成されている。
この半透過反射膜５は、下基板２上に蒸着法あるいはス
パッタリング法などにより形成される。半透過反射膜５
５上には、絶縁層５６、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる
ストライプ状のセグメント電極１０、表面にラビング処
理が施されたポリイミド等からなる配向膜５７が順次形
成されている。また、上基板３および下基板２の外側面
には、それぞれ偏光板５８，５９が設けられている。

【００２１】本実施形態におけるバックライト２５は、
点状発光部として白色発光のＥＬ素子（エレクトロルミ
ネッセンス素子）２５ａを用い、これを画素配列に対応
するようにマトリクス状に配列したものである。ＥＬ素
子と画素とは１対１で対応していてもよいが、複数個の
画素に１個のＥＬ素子が対応していてもよい。バックラ
イト２５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。バックライト２５が点
灯している場合には、バックライト２５からの光が半透
過反射層５５のスリット５５ａ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、バックライト２５が消灯している場合には、液晶パ
ネル５０１の上面側（偏光板５８の表面側）から入射し
た光が半透過反射層５５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。本実施
形態におけるバックライト２５は、点状発光部としての
ＥＬ素子２５ａが多数配列されているので、個々のＥＬ
素子２５ａの発光を個別に制御できるように構成してお
けば、バックライト２５のうち表示に必要な部分のＥＬ
素子２５ａだけを点灯させることも可能であり、この場
合には、より低い消費電力で透過表示を行うことができ
る。

【００２２】マイクロレンズアレイ２２は、多数のマイ
クロレンズ２２ａを隙間無く配列させて、屈折率が小さ
いバインダー層２３内に埋め込んで一体化したものであ
り、このバインダー層２３は液層パネル５０１の下基板
２側に積層一体化されている。個々のマイクロレンズ２
２ａは、ＥＬ素子２５ａから発光させる光を半透過反射
膜５５のスリット（光透過領域）５５ａに集光させる機
能を有するものが用いられる。なお、マイクロレンズア
レイ２２の構成は上記のものに限定されず、要求される
集光特性を有するものであればよく、適宜変更可能であ
る。

【００２３】本実施形態における光散乱層はカラーフィ
ルター５２のオーバーコート層２１で形成されている。
すなわち、カラーフィルター５２上に、その表面を保護
し、かつ平坦化するためのオーバーコート層２１を形成
する際に、例えばアクリル、ポリイミド等の透明樹脂中
に、この透明樹脂とは屈折率が異なるビーズ（粒子）を
分散させた材料を用いることによって、光散乱層として
の機能を有するオーバーコート層２１が形成されてい
る。本発明における光散乱層、すなわち本実施形態にお
けるオーバーコート層２１のヘイズは、２０〜８５％が
好ましく、より好ましくは２０〜４０％である。ここ
で、ヘイズ（Haze）とは、光学の分野における透過率尺
度であり、拡散透過率を全光線透過率で除算して％表示
した値である。本発明において、光散乱層のヘイズが小
さすぎると、マイクロレンズアレイ２２のマイクロレン
ズ境界で生じる集光不良による視界特性の劣化を改善す
る効果が十分に得られず、ヘイズが大きすぎると表示画
質がボケてしまう。なお、光散乱層の構成は上記のもの
に限定されず、ヘイズが上記範囲のものであればよく、
適宜変更可能である。

【００２４】本実施形態の液晶表示装置によれば、ＥＬ
素子２５ａから発光された光は、マイクロレンズアレイ
２２によって、半透過反射膜５５のスリット５５ａに集
光されるので、効率良く透過光を得ることができる。ま
た、半透過反射膜５５を透過した透過光は、光散乱機能
を有するオーバーコート層（光散乱層）２１で散乱され
た後に、液晶パネル５０１の表示面から出射されるの
で、隣り合うマイクロレンズ２２ａどうしの境界で生じ
る集光不良に起因する明るさの不均一が緩和され、視角
変化に対する明るさの変動が低減される。また特に、本
実施形態では、上基板３上にカラーフィルター５２を設
け、そのオーバーコート層２１を光散乱層としたので、
液晶パネル５０１に、新たな層を設けずに光散乱機能を
付与して、所期の視角特性向上を図ることができる。

【００２５】（第２実施形態の液晶表示装置）図３は、
本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態を示したもの
である。本実施形態の液晶表示装置が、前記第１の実施
形態のものと異なる点は、バックライト２８が、点状発
光部として赤色発光のＥＬ素子２８ｒ、緑色発光のＥＬ
素子２８ｇ、および青色発光のＥＬ素子２８ｂを備えて
おり、これらが画素配列と対応し、かつ色の配置がカラ
ーフィルター５２におけるＲＧＢパターンに対応するよ
うにマトリクス状に配列されている点、およびマイクロ
レンズアレイ２６を構成している個々のマイクロレンズ
２６ａが、バックライト２８から発光される各色の光
を、それぞれ同じ色のカラーフィルターの下方に位置す
るスリット５５ａに集光させる機能を有している点であ
る。図中符号５０２は液晶パネルである。図３におい
て、図２と同じ構成要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００２６】すなわち、本実施形態においては、図３に
示すように、赤色発光のＥＬ素子２８ｒから発光された
光は、マイクロレンズ２６ａによって、カラーフィルタ
ー５２の赤色素層５２ｒの下方に位置する光透過部、す
なわち半透過反射膜５５のスリット５５ａに集光される
ように構成されている。同様に、緑色発光のＥＬ素子２
８ｇから発光された光は、カラーフィルター５２の緑色
素層５２ｇの下方に位置するスリット５５ａに集光さ
れ、青色発光のＥＬ素子２８ｂから発光された光は、カ
ラーフィルター５２の青色素層５２ｂの下方に位置する
スリット５５ａに集光されるように構成されている。

【００２７】本実施形態によれば、前記第１の実施形態
と同様の作用効果が得られるとともに、特に、バックラ
イト２８の光源としてＲＧＢ各色の点状発光部（ＥＬ素
子２８ｒ，２８ｇ，２８ｂ）を用い、マイクロレンズア
レイ２６により、各色の光を、同色の画素に対応した光
透過領域（スリット５５ａ）に集光させるので、より鮮
明で明るいカラー表示を行うことができる。また、ＲＧ
Ｂ各カラーフィルター色に対応した発光を集光させてい
るので、カラーフィルターにおける吸収がなく、明る
く、色純度の高いカラー表示を行うことができる。

【００２８】（第３実施形態の液晶表示装置）図４は、
本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を示したもの
である。本実施形態の液晶表示装置が、前記第１の実施
形態のものと異なる点は、カラーフィルター５２のオー
バーコート層５３とは別に、光散乱層３１が上基板３上
であって液晶層５１側と反対側に設けられている点であ
る。図中符号５０３は液晶パネルである。図４におい
て、図２と同じ構成要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００２９】本実施形態において、カラーフィルター５
２のオーバーコート層５３は、アクリル、ポリイミド等
の樹脂膜でもよいし、シリコン酸化膜等の無機膜でもよ
い。本実施形態における光散乱層３１は、一般的に、前
方散乱フィルムとして用いられるものを、上基板３の外
側面上に貼付して形成されている。またこの光散乱層３
１上には偏光板５８が設けられている。本実施形態にお
ける光散乱層３１のヘイズも、前記第１の実施形態と同
様に２０〜８５％が好ましく、より好ましくは６０〜８
０％である。

【００３０】本実施形態の液晶表示装置によれば、ＥＬ
素子２５ａから発光された光は、マイクロレンズアレイ
２２によって、半透過反射膜５５のスリット５５ａに集
光されるので、効率良く透過光を得ることができる。ま
た、半透過反射膜５５を透過した透過光は、光散乱機能
を有する光散乱層３１で散乱された後に、液晶パネル５
０３の表示面から出射されるので、隣り合うマイクロレ
ンズ２２ａどうしの境界で生じる集光不良に起因する明
るさの不均一が緩和され、視角変化に対する明るさの変
動が低減される。また特に、光散乱層３１を、上基板３
の表示面側に設けたので、例えば上基板３の外側面上に
散乱フィルムを貼付するなどの比較的簡単な方法で光散
乱層を形成して、所期の視角特性の向上を図ることがで
きる。

【００３１】なお、本実施形態では、前記第１の実施形
態の構成を、カラーフィルターのオーバーコート層５４
とは別に、光散乱層３１を上基板３の外側に設けるよう
に変更したが、前記第２の実施の形態の構成を同様に変
更することも可能であり、同様の作用効果が得られる。

【００３２】なお、前記の各実施形態では、カラーフィ
ルター５２が上基板３上に設けられているが、カラーフ
ィルター５２を下基板２上に設けてもよい。カラーフィ
ルター５２を下基板２上に設ける場合は、半透過反射膜
５５よりも液晶層５１側、すなわち表示面側に設ける。
また、前記の各実施形態では、マイクロレンズ２２，２
６によって光が集光される部分遮光層が半透過反射膜５
５である場合に、カラーフィルター５２のオーバーコー
ト層２１に光散乱機能を持たせて光散乱層としたり、あ
るいは上基板３の外面上に光散乱層３１を設けたが、こ
れらの構成に限られるものではなく、半透過反射膜５５
よりも視認側に光散乱層があればよい。さらに、前記の
各実施形態では、光散乱層２１，３１を液晶パネル５０
１，５０２，５０３の画素領域全体にわたって形成され
ているが、光散乱層は、少なくとも、バックライト２
５，２８からの光が光透過領域（スリット５５ａ）に集
光された後、そこから液晶パネルの表示面より出射され
るまでの光路上にあればよく、例えば光透過領域（スリ
ット５５ａ）の上方に、選択的に光散乱層を設けてもよ
い。

【００３３】また、本発明における点状発光部は、ＥＬ
素子２８ａ，２８ｒ，２８ｇ，２８ｂに限られるもので
なく、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源
であってもよい。また、液晶パネルに対向する光源の発
光面において、照明の明るさが一様でなく、マイクロレ
ンズアレイで集光可能な程度に小さい領域が、その回り
に比べてより明るく発光するものも、本発明における点
状発光部に含まれる。例えば図５に示すように、ガラス
やアクリル系樹脂など透光性の導光板４１と導光板４１
の一端部４１ａに設けられた蛍光管などの線状光源４２
と、導光板４１の一面上にドット状に設けられた光拡散
部４３と、この一面全面および線状光源４２が設けられ
ている一端部を除く３つの端面を被覆する、銀、アルミ
ニウムなどからなる反射シート４４を備えたバックライ
トも含まれる。この構成のバックライトにおいては光拡
散部４３が点状発光部に相当する。光拡散部４３は、例
えば、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、チタン
ホワイト、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、気泡を含んだ塗
料などの光を拡散させる作用がある物質を導光板４１に
ドット状に付着させて形成する方法、あるいは導光板４
１の表面を粗面化したり小孔や小突起を形成する方法に
より形成される。図５中、符号４２ａは線状光源４２ａ
から出射される光をもれなく反射して導光板４１に導く
ための反射板である。

【００３４】また、前記の各実施形態では、半透過反射
型の液晶表示装置について説明したが、透過型の液晶表
示装置において、点状発光部を備えたバックライトを用
い、その点状発光部からの光を、マイクロレンズアレイ
によって各画素の光透過領域に集光させる場合にも、同
様に光散乱層を設けることにより、同様に視角特性の改
善等の作用効果を得ることができる。透過型カラー液晶
表示装置の場合は、半透過反射膜５５を設けないので、
点状発光部からの光を、マイクロレンズアレイによっ
て、カラーフィルターのブラックマトリクスで囲まれた
色素層に集光させるのが好ましい。すなわち、カラーフ
ィルターのブラックマトリクス（遮光層）が本発明にお
ける部分遮光層に相当し、ブラックマトリクスで囲まれ
た領域が光透過領域にそれぞれ相当する。透過型カラー
液晶表示装置においても、カラーフィルターは上基板上
に設けても下基板上に設けてもよい。ただし、カラーフ
ィルターを上基板上に設けた場合には、そのオーバーコ
ート層がカラーフィルターよりもバックライト側となる
ので、このオーバーコート層を光散乱層とすることはで
きない。

【００３５】なお、上記各実施形態においては、パッシ
ブマトリクス方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用
した例について説明したが、必ずしもカラー表示である
必要はなく、カラーフィルターを備えていない構成とす
ることもできる。また、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半透過反射型液晶表示装置またはア
クティブマトリクス型の透過型液晶表示装置に適用して
も良いのは勿論である。それらのアクティブマトリクス
型の液晶表示装置に適用した場合、マイクロレンズアレ
イによって光源光が集光される光透過領域としては、半
透過反射膜のスリット、カラーフィルターのブラックマ
トリクスで囲まれた領域の他に、スイッチング素子や配
線が形成されている遮光領域で囲まれた領域とすること
も可能である。

【００３６】（電子機器の実施形態）次に、本発明に係
る液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明
する。図６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図で
ある。図６（ａ）において、符号２００は携帯電話本体
を示し、符号２０１は本発明に係る液晶表示装置を用い
た液晶表示部を示している。図６（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。図６（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３０
３は情報処理装置本体、符号３０２は本発明に係る液晶
表示装置を用いた液晶表示部を示している。

【００３７】図６（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を
示した斜視図である。図６（ｃ）において、符号４００
は時計本体を示し、符号４０１は本発明に係る液晶表示
装置を用いた液晶表示部を示している。図６（ａ）〜
（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本発明に係る液晶
表示装置を備えたものであるので、表示面の視角変化に
対する明るさの変動が少なくて、視角特性に優れるとと
もに、照明効率も良いので、より明るい表示、省消費電
力化の達成を図ることもできる。

【００３８】

【実施例】[試験例]本発明の効果を明らかにするために
次の視角試験を行った。図２に示す構成の液晶表示装置
を作製し、カラーフィルタ−５２上のオーバーコート層
に光散乱機能を付与した場合の実施例と、付与しない場
合の比較例とで、液晶表示装置の視角特性を比較した。
視角特性の試験は次の方法で行った。すなわち、液晶表
示装置の表示面上に輝度を測定するための受光装置を設
置し、バックライト２５を全部点灯させた状態で、受光
角度（視角）を変化させながら輝度を測定した。受光角
度は、表示面に対して垂直な方向を基準とし、これに対
して０〜６０゜の範囲の角度となるように受光装置の光
軸を傾けながら変化させた。表示面と受光装置との距離
は一定とした。

【００３９】試験結果を図９に示す。図９のグラフにお
いて横軸は視角（単位：゜）、縦軸は輝度（ｃｄ／
ｍ²）を表しており、実線は実施例の結果、破線は比較
例の結果をそれぞれ示している。測定の結果、比較例に
おける輝度の変動範囲は８０〜１２０ｃｄ／ｍ²であっ
たのに対して、実施例では、この輝度の変動範囲が９８
〜１０５ｃｄ／ｍ²に縮小されており、視角特性が格段
に向上していることが認められた。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示装
置によれば、互いに対向配置された一対の基板と、該一
対の基板間に挟持された液晶層とが備えられた液晶表示
装置であって、前記一対の基板のいずれかの基板の内面
上に設けられ、光透過領域が複数個配列されている部分
遮光層と、下基板の外面側に設けられた、点状発光部を
有するバックライトと、該点状発光部からの光を前記部
分遮光層の光透過領域に集光させるマイクロレンズアレ
イとを備えた液晶表示装置において、前記部分遮光層よ
りも視認側に光散乱層を設けたことにより、点状発光部
からの光のうち、マイクロレンズアレイによって部分遮
光層の光透過領域に集光された光は、この光透過領域を
透過した後、光散乱層で散乱されるので、マイクロレン
ズとマイクロレンズとの境界で生じる集光不良に起因す
る明るさの不均一が緩和される。したがって、視角変化
に対する明るさの変動が低減され、視角特性に優れたも
のとなる。

【００４１】また本発明の電子機器は、視角特性に優れ
た本発明の液晶表示装置を用いているので、表示面の視
角変化に対する明るさの変動が少なくて、視角特性に優
れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の液晶表示装置の
平面図である。

【図２】図１に示す液晶表示装置のＡ−Ａ線に沿う部
分断面略図である。

【図３】本発明に係る第２実施形態の液晶表示装置の
部分断面略図である。

【図４】本発明に係る第３実施形態の液晶表示装置の
部分断面略図である。

【図５】点状発光部を備えたバックライトの変形例を
示した概略断面図である。

【図６】本発明の電子機器の応用例を示すもので、
（ａ）は携帯型電話機を示す斜視図、（ｂ）は携帯型情
報処理装置の一例を示す斜視図、（ｃ）は腕時計型電子
機器の一例を示す斜視図である。

【図７】従来の液晶表示装置における液晶パネルの例
を示す断面図である。

【図８】従来の液晶表示装置における視角特性の不具
合を説明するための模式図である。

【図９】本発明に係る試験例と比較試験例の結果を示
すグラフである。

【符号の説明】

２，１０２…下基板３，１０３…上基板２１…光散乱層を兼ねたオーバーコート層２２，２６，６１…マイクロレンズアレイ２５ａ，２８ａ，２８ｒ，２８ｇ，２８ｂ，６０…ＥＬ
素子（点状発光部）２５，２８…バックライト３１…光散乱層４３…光拡散部（点状発光部）５２，１５２…カラーフィルター５２ｍ，１５２ｍ…ブラックマトリクス（部分遮光層）５１，１５１…液晶層５５，１５５…半透過反射膜（部分遮光層）５５ａ，１５５ａ…スリット（光透過領域）１５０，５０１，５０２，５０３…液晶パネル２００…携帯電話本体３００…携帯型情報処理機器４００…腕時計型電子機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/00 Ｇ０２Ｂ 5/00 Ｂ 5/02 5/02 ＢＣ 5/08 5/08 Ｄ 5/20 １０１ 5/20 １０１Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１３Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１３３２４３２４ 9/30 ３４９ 9/30 ３４９Ｂ３４９Ｃ３４９Ｄ３４９Ｚ 9/35 9/35 Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 BA02 BA03 BA20 DA02 DA04 DA11 DA12 DC02 DE04 2H048 BB01 BB10 BB28 BB37 BB44 2H091 FA02X FA15Z FA29Z FA31X FA41Z LA18 5C094 AA02 AA06 BA43 CA19 CA24 DA13 EA04 EA07 ED01 ED03 ED11 ED13 ED15 5G435 AA01 AA02 BB12 BB15 DD14 EE33 FF03 FF06 FF13 GG02 GG12 GG25 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向配置された一対の基板と、該
一対の基板間に挟持された液晶層とが備えられた液晶表
示装置であって、前記一対の基板のいずれかの基板の内面上に設けられ、
光透過領域が複数個配列されている部分遮光層と、下基
板の外面側に設けられ、点状発光部を有するバックライ
トと、前記点状発光部からの光を前記部分遮光層の光透
過領域に集光させるマイクロレンズアレイとを備えてお
り、前記部分遮光層よりも視認側に光散乱層が設けられ
ていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記光散乱層が、上基板の外面上に設け
られていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記部分遮光層が、下基板上に設けられ
ており、前記光散乱層が、いずれかの基板の内面上に設
けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置。
【請求項４】前記光散乱層が、カラーフィルターのオ
ーバーコート層で形成されていることを特徴とする請求
項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記部分遮光層が、下基板上に設けられ
た、窓状の光透過領域を有する半透過反射膜であること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液晶
表示装置。
【請求項６】前記部分遮光層が、カラーフィルターを
構成する異なる色の色素層間を区画する遮光層であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液
晶表示装置。
【請求項７】前記光散乱層が、透明樹脂中に、該透明
樹脂とは屈折率が異なる粒子を分散させた構造を有する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の
液晶表示装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の液
晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。