JP2004133250A - 反射体及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射光の輝度が広い角度範囲で高くなるような反射特性を有するとともに、反射光の反射角度を観察者の視線に近い方向に接近させることが可能であり、しかも表示画面における虹の発生が防止された反射体を提供する。
【解決手段】反射基板２８上に光拡散層２９が積層されてなる反射体３０であり、反射基板２８の表面には平面視ストライプ状の反射斜面２８ｂが連続的に複数形成されるととともに反射斜面２８ｂの表面が不規則な凹凸面とされ、光拡散層２９は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなり、反射基板２８を平坦化するものであることを特徴とする反射体３０を採用する。
【選択図】 図３
【解決手段】反射基板２８上に光拡散層２９が積層されてなる反射体３０であり、反射基板２８の表面には平面視ストライプ状の反射斜面２８ｂが連続的に複数形成されるととともに反射斜面２８ｂの表面が不規則な凹凸面とされ、光拡散層２９は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなり、反射基板２８を平坦化するものであることを特徴とする反射体３０を採用する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置に関し、特に液晶セルに光散乱性を付与することによって視認性を向上させた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型液晶表示装置は、太陽光、照明光等の外光のみを光源として利用する液晶表示装置であり、低消費電力が要求される携帯情報端末等に多く用いられている。また、別の例である半透過型液晶表示装置は、外光が十分得られない環境においてはバックライトを点灯させて透過モードで動作し、外光が十分得られる場合にはバックライトを点灯させない反射モードで動作するものであり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の携帯電子機器に多く用いられている。
【０００３】
反射型液晶表示装置には、明るい表示性能を有することが要求される。この表示性能を実現するには、外部より入射した光が、反射型液晶表示装置内部で反射され、再び、外部に出射される光に散乱性能を制御することが重要である。このため反射型液晶表示装置では、液晶表示装置表示面に対して、あらゆる角度からの入射光を表示方向（観察者側）に反射させる機能を持たせるために、液晶表示装置内部あるいは外部に設ける反射板に散乱性能を持たせる方式、あるいは、液晶表示装置内部に散乱層を形成し、光が散乱層を透過するときに散乱する前方散乱方式などで反射型液晶表示装置を構成している。
【０００４】
図９は、液晶パネル内部に散乱性能を持たせた反射板を設けた従来の反射型液晶表示装置の一例を示す側面断面図である。この反射型液晶表示装置は、光の入射方向から見て、順次、光透過性の対向基板１０１、液晶層１１０、及び光反射性の素子基板１０２を備え、素子基板１０２には、対向基板１０１を透過した光Ｑを反射し、かつ散乱する反射型の散乱帯が設けられている。散乱帯は、表面に凹凸１２２ａを有する高反射率金属膜１２２とこれの下層の絶縁層１２８からなる反射板１３０からなり、この反射板１３０の１画素あたりの領域が指向性の強い反射特性を有する領域Ａと拡散性の強い反射特性を有する領域Ｂの２つの領域に分けられ、各領域には平均傾斜角度が互いに異なる凹凸面が形成されている。尚、この反射型液晶表示装置は、高反射率金属膜１２２の厚みを薄くするか、あるいは透過用細孔を形成することで、半透過型としても使用可能である。
【０００５】
図１０は、この反射型液晶表示装置に備えられた反射板の反射特性を示す図であり、図１０の曲線（Ａ）は、図９における領域Ａの反射特性のプロファイルであり、図１０の曲線（Ｂ）は図９における領域Ｂの反射特性のプロファイルであり、図１０の曲線（Ｃ）は１画素全体の反射特性のプロファイルである。この反射特性は、白色光源を反射板面に対して法線方向に固定し、反射光強度を測定するための検出器を回転させ、反射光の出射角度の依存性を測定したものである。曲線（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ入射光Ｌの正反射角度を中心とするガウス分布形状のプロファイルを示し、各曲線の分布幅は、領域Ａ、Ｂの反射特性をそれぞれ反映したものとなっている。即ち、反射特性（Ｂ）のプロファイルの半値幅が、反射特性（Ａ）のプロファイルの半値幅よりも幅広になっている。
１画素の最終的な反射特性のプロファイルを示す曲線（Ｃ）は、曲線（Ａ）、（Ｂ）と同様に入射光の正反射方向を中心とするガウス分布形状を示し、そのプロファイルの半値幅は１画素全体の平均的なものとなる。
【０００６】
ところで、携帯電話やノート型ＰＣ等の携帯情報端末のように、表示面を斜めにして使用する装置に液晶表示装置が組み込まれた場合、図１１に示すように、一般的に表示装置に対する法線方向Ｈに近い方向から見られる場合が多い。また、一般的に観察者（使用者）が表示面（画面）を見るときの主たる観察方向αと法線方向Ｈとのなす角度θ１は０度乃至２０度の範囲が多い。
図１１は、図９の液晶表示装置からなる表示部１００が本体１０５に備えられた携帯電話を使用する状態の説明図である。図１１において、Ｈは表示部１００に対する法線、Ｑは入射光、ω０は入射角度（例えば３０度）である。また、Ｒ１は入射角度ω０と反射角度ωが等しいときの反射光（正反射）、Ｒ２は反射角度ωが入射角度ω０より小さい反射光、Ｒ３は反射角度ωが入射角度ω０より大きい反射光である。
【０００７】
図からも理解できるように、観察者の視点Ｏｂは通常法線方向Ｈに近い反射光Ｒ２の方向、より具体的には法線方向Ｈから１０度までの範囲内の方向に集中する。これに対して反射光Ｒ１、Ｒ３は、表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものである。従って、観察者の利用の便宜を考えると、広い視野角を確保すると同時に、正反射より反射角度の小さい方向Ｒ３の反射率をより高くすることが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図９に示した従来の反射型液晶表示装置においては、入射光が反射する範囲が広くなる、すなわち、光散乱性は実現できるものの入射光の大部分は正反射およびその近傍の方向Ｒ１に反射する（ガウス分布型の反射特性を示す）ので、正反射およびその周辺の方向から見た表示は明るく見えるものの他の方向から見た表示は暗く見える。
従って、従来の反射型表示装置が表示部に備えられた携帯電話等の表示面を見ると、先に述べたように観察者の視点は通常法線方向Ｈに近い方向に集中するので、表示が暗く、一方、明るい表示を見ようとすると正反射方向Ｒ１およびその周辺の方向から表示を見なければならず、上記のように表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものであった。
【０００９】
また、図９に示す従来の反射型液晶表示装置においては、反射面に凹凸を有する反射板１３０を用いているが、反射面に微細な凹凸を形成すると反射光の制御性は向上するものの、強い太陽光のもとでは分光が生じ易くなり、表示画面において虹状の模様が観察されて視認性が損なわるという問題があった。
また、光源としてフロントライト型のプリズム導光板を表示装置の観察者側に配置した場合にも、分光が生じ易くなって表示画面において虹状の模様が観察されて視認性が損なわるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、反射光の輝度が広い角度範囲で高くなるような反射特性を有するとともに、反射光の反射角度を観察者の視線に近い方向に接近させることが可能であり、しかも表示画面における虹の発生が防止された液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の反射体は、反射基板上に光拡散層が積層されてなる反射体であり、前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなり、前記反射基板を平坦化するものであることを特徴とする。
【００１２】
係る反射体によれば、反射基板上に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光散乱層が備えられており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００１３】
また本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
後述するようにヘイズ（曇価）は光散乱の程度の指標となる値である。光拡散層の光散乱性が小さすぎると表示画面における虹を消す効果が不十分であり、光散乱性が大きすぎると表示画面における表示特性の低下が著しくなる。光拡散層のヘイズが１５〜３０％の範囲内であれば、液晶表示装置の表示特性の低下を抑えつつ、表示画面における虹の発生を防止することができる。
【００１５】
また本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされるのが好ましい。
【００１６】
また本発明の反射体に用いられる前記微粒子は、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであることが好ましい。
微粒子の具体例としては、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスとしては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示できる。
マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００１７】
また、本発明の反射体においては、反射基板の反射斜面のピッチＬが５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。ここで、反射斜面のピッチＬとは、反射斜面の基端から上端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
また、前記凹凸面は、前記反射斜面における凸部の高さ又は凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成されてなることが好ましい。
更にまた、本発明の反射体においては、前記凹凸面が、前記隣接する凸部同士又は隣接する凹部同士のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されてなることが好ましい。
【００１８】
次に本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する基板の一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に設けて構成された液晶セルと、前記他方の基板の外面側に配置されたフロントライトと、前記一方の基板の外面側または前記一方の基板とこれの内面側に設けた電極の間に配置された反射基板と、前記フロントライトから前記反射基板までの間に配置された光散乱層とを具備してなり、前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなるものであることを特徴とする。
【００１９】
係る液晶表示装置によれば、フロントライトから反射基板までの間に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光拡散層が配置されており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。特に、反射方向を観察者の視線方向に合わせることで、輝度の高い表示を実現できる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができ、視野角を広げることができる。
【００２０】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記他方の基板と前記フロントライトとの間に前記光拡散層が配置されることを特徴とする。
【００２１】
係る液晶表示装置によれば、反射基板と光拡散層の間を比較的広く空けることができ、光拡散層による光拡散効果を高めることができる。
【００２２】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板とこれの内面側に設けられた前記電極の間に配置されることを特徴とする。
【００２３】
係る液晶表示装置によれば、反射基板上に光拡散層が積層されて反射体が形成され、この光拡散層が反射基板の平坦化層として機能するので、液晶セルの内部に反射体を配置することが可能になる。
また、反射基板を液晶セルの内部に設けることで、光路長を短くすることができ、光の損失を低減して明るい表示性能を実現できる。
【００２４】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板の外面側に間に配置されることを特徴とする。
【００２５】
係る液晶表示装置によれば、液晶セルを形成した後に反射体をはりあわせるだけで表示装置を構成できる。また、この場合には、光拡散層を構成するマトリックスを透明粘着材で構成することが好ましい。
【００２６】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする。
【００２７】
光拡散層のヘイズが１５〜３０％の範囲内であれば、液晶表示装置の表示特性の低下を抑えつつ、表示画面における虹の発生を防止することができる。
【００２８】
また本発明の液晶表示装置では、前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。
【００２９】
また本発明の液晶表示装置の光拡散層に用いられる前記微粒子は、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであることが好ましい。
微粒子の具体例としては、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスとしては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示できる。
マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００３０】
また、本発明の液晶表示装置においては、反射基板の反射斜面のピッチＬが５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。ここで、反射斜面のピッチＬとは、反射斜面の基端から他端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
また、前記凹凸面は、前記反射斜面における凸部の高さ又は凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成されてなることが好ましい。
更にまた、本発明の液晶表示装置においては、前記凹凸面が、前記隣接する凸部同士又は隣接する凹部同士のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されてなることが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図を示し、図２には図１のＡ−Ａ線に対応する断面模式図を示し、図３には、図１の液晶表示装置に用いられる反射体の部分斜視図を示し、図４には反射体の部分断面図を示し、図５には反射斜面の拡大断面図を示す。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶セル２０と、液晶セル２０の観察者側に配されたフロントライト１０と、液晶セル２０のフロントライト１０側とは反対側に外付けされた本発明に係る反射体３０とから概略構成されている。
【００３３】
液晶セル２０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第１の基板２１および第２の基板２２は、ガラス基板などの透明基板からなり、これらの液晶層２３側（内面側）には、それぞれ表示回路２６，２７が設けられている。
表示回路２６，２７は、図示されていないが、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００３４】
図２に示すように、フロントライト１０は、液晶セル２０の第２の基板（他方の基板）２２の外面側（観察者側）に配置されており、このフロントライト１０は特に限定されず、透光性を有する任意形状の面状発光体を用いることができる。本実施形態において、フロントライト１０は、例えばアクリル樹脂などからなる透明な導光板１２の側端面１２ａに、冷陰極管などからなる光源１３が設けられた構成を有しており、導光板１２の下面（液晶セル２０側の面）は光が出射される平滑な出射面１２ｂとなっている。また導光板１２の出射面１２ｂと反対側の面（導光板１２の上面）は、導光板１２内部を伝搬する光の方向を変えるためのくさび状の溝が、所定のピッチでストライプ状に複数形成されたプリズム面１２ｃとなっている。
【００３５】
図２に示すように、反射体３０は、透明の粘着層３１を介して液晶セル２０の第１の基板（一方の基板）２１の外面側に配置されており、この反射体３０は、図２及び図３に示すように反射基板２８と、この反射基板２８上に積層された光拡散層２９とから構成されている。反射基板２８の表面には金属反射膜２８ａが形成されており、光拡散層２９はこの金属反射膜２８ａに接して積層されている。
【００３６】
反射基板２８は、アクリル系レジストなどの感光性樹脂からなるものであり、この反射基板２８には、図３及び図４に示すように、平面視ストライプ状の反射斜面２８ｂが連続的に複数形成されている。
図４に示すように、各反射斜面２８ｂは、基端２８ｃ側から他端２８ｄ側に向けて反射基板２８の底面２８ｅから離れるように傾斜しており、その傾斜角度θは、裏面（基板面）２８ｅを基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは５°以上２０°以下の範囲内の一定の大きさとされている。
また隣接する２つの反射斜面２８ｂ、２８ｂの間には、壁面２８ｆが設けられており、この壁面２８ｆ…によって各反射斜面２８ｂ…同士が連結されている。
【００３７】
反射斜面２８ｂの傾斜角度θが０°未満または３０°を超えると、反射光の反射角度を観察者の視線の方向に接近させることができなくなるので好ましくない。特に傾斜角度θは、図２に示すように、表示面１ａの法線方向Ｈ１と観察者の主たる観察方向α１とのなす角度ｍの約１／２の大きさとされていることが反射光の反射角度を観察者の視線に合わせることができる点で好ましい。具体的には、上記角度ｍは、実用の視点において、通常、０°乃至２０°であるので、θ は１０°程度とされていることが好ましい。
【００３８】
尚、壁面２８ｆの基準面２８ｅに対する傾斜角度は９０°以上１３５°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは９５°以上１２０°以下の範囲内とされる（なお、図３及び図４では壁面２８ｆの傾斜角度が９０°である場合について図示した。）。
壁面２８ｆの傾斜角度が９５°未満であると、バラツキにより鋭角の斜面が形成されることになり、壁面２８ｆへのランダムな凹凸が事実上加工不可能となってしまい、また１２０°を越えると緩斜面の存在割合が増えて、反射特性が悪くなる結果となってしまう。
【００３９】
次に、反射斜面２８ｂのピッチＬは５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされていることが好ましく、より好ましく１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内とされる。
ここで、反射斜面２８ｂのピッチＬとは、反射斜面２８ｂの基端２８ｃから他端２８ｄまでの距離であって基板面２８ｅの面内方向に平行な距離をいう。
ピッチＬが５μｍ未満であると、ピッチが非常に細かくなり、反射斜面２８ｂの形成の為に加工能率が悪くなること、壁面２８ｆの高さが小さくなり必要な反射特性が得にくくなってしまい、また８０μｍを越えるとピッチが粗すぎるため、反射斜面２８ｂによる反射特性制御ができにくくなってしまう。
【００４０】
また、この反射斜面２８ｂのピッチＬは、フロントライト１０の導光板１２のプリズム面１２ｃのパターンや、液晶表示装置の電極や、カラーフィルタのパターン（Ｒ、Ｇ、Ｂのパターンやブラックマスクの模様）とモアレを生じないような関係になっていることが好ましい。反射斜面２８ｂのピッチＬの繰返し周期の方向と、上記プリズム面や電極やカラーフィルタのパターンの繰返し周期の方向が同じである場合は、モアレ模様等の光学的な干渉は発現しない。
【００４１】
プリズム面１２ｃや電極やカラーフィルタのパターンにバラツキが生じていたり、反射斜面２８ｂのピッチＬの繰返し周期の方向と、プリズム面１２ｃや電極やカラーフィルタのパターンの繰返し周期の方向が異なる場合には、光学的に干渉が発現する場合があるが、本実施形態の液晶表示装置１では、後述するように光拡散層２９が備えられているので、光学的な干渉の発生を抑え、優れた視認性を得ることができる。
【００４２】
図４及び図５に示すように、各反射斜面２８ｂには、凸部１１１ａならびに凹部１１１ｂが不規則に配置されて形成されている。凹部１１１ｂは、深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲のもので、ここでの凹部１１１ｂの深さとは、凸部１１１ａの頂部のうち反射基板２８の裏面２８ｅからの距離が最も大きい頂部を含む面からの距離である。
また、この反射斜面２８ｂにおいては、隣接する凹部１１１ｂが、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内のピッチで不規則にばらついている。隣接する凹部１１１ｂのピッチが１μｍ未満の場合、反射斜面２８ｂを形成するために用いる転写型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。
【００４３】
そして、本実施形態では反射斜面２８ｂ上に後述の膜厚の金属反射膜１１２ａが形成されている。この金属反射膜１１２ａに反射斜面２８ｂの微小な凹凸形状が反映されることにより、金属反射膜１１２ａの表面が凹凸面１１２とされる。
反射体１４７を、反射斜面１４８の特定の縦断面で縦断したとき、金属反射膜１１２ｂの表面である凹凸面１１２は図５に示すように縦断面の断面曲線の傾きが不連続なものであり、言い換えれば、縦断面の断面曲線の一次微分係数が不連続になっている。
【００４４】
金属反射膜１１２ａを構成する金属材料としては、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い金属が用いられる。
金属反射膜１１２ａの膜厚は８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。膜厚が８０ｎｍ未満だと、金属反射膜１１２ａによる光の反射率が過小となって反射モード時の表示が暗くなるので好ましくなく、膜厚が２００ｎｍを超えると必要以上に膜付けコストがかかることや、凹凸面１１２の起伏が小さくなって平坦に近くなるので好ましくない。
【００４５】
この金属反射膜１１２ａは、凹部１１２ｂの深さＤが第１の実施形態と同様の理由により０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
また、隣接する凹部１１２ｂのピッチＰが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
【００４６】
次に、光拡散層２９は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が均一に分散されてなり、反射基板２８の反射斜面２８ｂによる凹凸を平坦化するものである。この光拡散層２９における光散乱の程度は、微粒子、マトリックスの材質、微粒子の含有量等の条件を変えることによって制御可能である。
光拡散層２９における光散乱の程度は、ヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲となることが好ましい。
【００４７】
ここで、ヘイズ（曇価ともいう）とは、全光線透過率（単位：％）に対する拡散透過率（単位：％）の割合で表される値であり、光散乱の程度の指標となる。本発明におけるヘーズの値は、ＪＩＳ Ｋ ７１０５ に準処する測定方法によって得られる値である。
本実施形態において、光拡散層２９のヘイズが１５％未満だと、所期の目的である表示画面における虹を消す効果が十分に得らず、逆にヘイズが３０％を越えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するなど表示特性の低下が著しくなる。
【００４８】
光拡散層２９を構成する微粒子とマトリックスの組合せについては、それぞれの屈折率が異なっていることが必要で、その差が大きいほど光散乱効果が顕著となる。
光拡散層に含まれる微粒子としては、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであって、可視光の波長の２０倍程度の大きさまでの範囲であることが好ましく、より具体的には、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスを構成する透明樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示でき、透明粘着材としては、アクリル系、ポリエステル系、あるいはこれらの共重合体や混合物を例示できる。
尚、本実施形態では、マトリックスとして透明粘着材を用いることが好ましく、この場合は、透明粘着材３１により第１の基板２１に反射体３０を貼り付けることができる。
本発明に係る光拡散層２９は、上記の微粒子及びマトリックスを前述のヘイズの範囲を満たすような組合せで用いられる。
【００４９】
また、マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。添加量が０．１質量％未満では、微粒子の添加効果が見られないので好ましくなく、添加量が１０質量％を超えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するので好ましくない。
【００５０】
また光拡散層２９の厚さは、最も厚い部分で３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。厚さが３０μｍ未満だと光散乱効果が不十分となり、また厚さが２００μｍを超えると光の散乱が大きくなりすぎるのでいずれの場合も好ましくない。
【００５１】
以上の構成の液晶表示装置１は、太陽の光や照明等の周囲光を照明光として利用した反射表示のほか、フロントライト１０を点灯させてその光を照明光として利用した反射表示を行うことができる。
いずれの場合も、図２に示すように、液晶セル２０に入射された照明光Ｑは、第２の基板２２、表示回路２６、液晶層２３、表示回路２７、第１の基板２１、セパレータ３１、及び光拡散層２９を順に通過して、反射斜面２８ｂで反射される。この反射光Ｒは、照明光とは逆に、光拡散層２９を通過して、第１の基板２１から液晶セル２０に入射され、液晶セル２０の外側（フロントライト１０側）から出射され、さらにフロントライト１０を通過して観察者に到達することにより、液晶セル２０の表示が観察者に視認される。そして、本実施形態では、例えば強い太陽光が入射された場合など、照明光が反射体３０の反射斜面２８ｂで反射される際に、反射斜面２８ｂの凹凸面１１２によって分光が生じても、この反射光は、光拡散層２９を通過する際に散乱されるので、観察者に虹が視認されることはなくなる。
【００５２】
また、光拡散層２９のヘイズを上記の好適な範囲とすることにより、表示画面における虹の発生を防止できるとともに、反射光の散乱が大きいために照明光の反射率が低下して画面が暗くなったり、コントラストが低下するのを抑制することができる。
【００５３】
また、上記の好適な傾斜角度をもって傾斜する反射斜面が備えられているので、外部からの入射光Ｑを、図２に示すように、法線方向Ｈ１に対して正反射角度ωよりも侠角度な方向であるＲ方向に反射させることができる。これにより、観察者の視線方向α１に反射光の反射方向Ｒを接近させることができ、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
更に反射斜面２８ｂの表面を凹凸面１１２としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００５４】
なお、液晶セル２０のフロントライト１０側の第２の基板２２上に、必要に応じて位相差板や偏光板を設けてもよい。
また、カラーフィルタを、反射体３０側の第１の基板２１上の表示回路２７に設ければ、カラー表示が可能となり、特に、カラーフィルタと反射体３０との間に介在している第１の基板２１が薄く形成されているので、色ずれや視差が低減され高品位のカラー表示が得られる。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図６には、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図を示す。尚、図６に示す構成要素のうち、図１〜５において示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略もしくは簡略にする。
【００５６】
本実施形態の液晶表示装置が第１の実施形態の液晶表示装置と異なる点は、反射体を液晶セルの内部に配置した点である。
即ち、図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置５１は、液晶セル６０と、液晶セル６０の観察者側に配されたフロントライト１０と、液晶セル６０の内部に配置された本発明に係る反射体７０とから概略構成されている。
【００５７】
液晶セル６０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第２の基板２２の液晶層２３側（内面側）には、表示回路２６が設けられている。
また、第１の基板２１の液晶層２３側（内面側）には、本発明に係る反射体７０と、表示回路２７とが順に積層されている。
表示回路２６，２７は、第１の実施形態と同様に、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００５８】
反射体７０は、上述したように、第１の基板（一方の基板）２１とその内面側にある電極等を含む表示回路２７の間に配置されており、この反射体７０は、拡散反射形状層７１と、この拡散反射形状層７１上に積層された光拡散層７２とから構成されている。拡散反射形状層７１の表面には金属反射膜７１ａが形成されており、光拡散層７２はこの金属反射膜７１ａに接して積層されている。
尚、拡散反射形状層７１，金属反射膜７１ａ及び光拡散層７２は、第１の実施形態における反射基板２８，金属反射膜２８ａ及び光拡散層２９と同一の構成のものである。
【００５９】
上記の液晶表示装置５１によれば、第１の実施形態の液晶表示装置１と同等の効果が得られる。
さらに上記の液晶表示装置５１によれば、反射基板７１を液晶セル６０の内部に設けることで、光路長を短くすることができ、光の損失を低減して明るい表示性能を実現できる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施の形態を図面を参照して説明する。図７には、本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の断面模式図を示す。尚、図７に示す構成要素のうち、図１〜５において示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略もしくは簡略にする。
【００６１】
本実施形態の液晶表示装置が第１の実施形態の液晶表示装置と異なる点は、光拡散層をフロントライトと液晶セルとの間に配置した点と、反射基板上に透明平坦化層を積層して反射基板を平坦化した点である。
即ち、図７に示すように、本実施形態の液晶表示装置８１は、液晶セル２０と、液晶セル２０の観察者側に配された光拡散層８２と、光拡散層８２の外面側に配置されたフロントライト１０と、液晶セル２０のフロントライト１０側とは反対側に外付けされた反射体９０とから概略構成されている。
【００６２】
液晶セル２０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第１の基板２１および第２の基板２２は、ガラス基板などの透明基板からなり、これらの液晶層２３側（内面側）には、それぞれ表示回路２６，２７が設けられている。
表示回路２６，２７は、図示されていないが、第１の実施形態の場合と同様に、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００６３】
光拡散層８２は、液晶セル２０の第２の基板２２の外面側に積層されている。この光拡散層８２は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が均一に分散されてなるものである。光拡散層８２を構成する微粒子とマトリックスの具体例については、第１の実施形態の光拡散層２９の場合と同様である。
【００６４】
この光拡散層８２における光散乱の程度は、第１，第２の実施形態における光拡散層２９，７２と同様に、微粒子、マトリックスの材質、微粒子の含有量等の条件を変えることによって制御可能である。 光拡散層８２における光散乱の程度は、ヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲となることが好ましい。
本実施形態において、光拡散層８２のヘイズが１５％未満だと、所期の目的である表示画面における虹を消す効果が十分に得らず、逆にヘイズが３０％を越えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するなど表示特性の低下が著しくなる。
【００６５】
また、マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。添加量が０．１質量％未満では、微粒子の添加効果が見られないので好ましくなく、添加量が１０質量％を超えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するので好ましくない。
また光拡散層８２の厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。厚さが３０μｍ未満だと光散乱効果が不十分となり、また厚さが２００μｍを超えると光の散乱が大きくなりすぎるのでいずれの場合も好ましくない。
【００６６】
次に、反射体９０は、上述したように、第１の基板（一方の基板）２１の外面側に配置されており、この反射体９０は、反射基板９１と、この反射基板９１上に積層された透明平坦化層９２とから構成されている。反射基板９１の表面には金属反射膜９１ａが形成されており、透明平坦化層９２はこの金属反射膜９１ａに接して積層されている。
反射基板９１及び金属反射膜９１ａは、第１の実施形態における反射基板２８及び金属反射膜２８ａと同一の構成のものである。
透明平坦化層９２は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の透明樹脂からなるもので、反射基板９１を覆って平坦化するとともに、第１の基板２１に反射基板９１を接合させるものである。
【００６７】
以上の構成の液晶表示装置８１は、太陽の光や照明等の周囲光を照明光として利用した反射表示のほか、フロントライト１０を点灯させてその光を照明光として利用した反射表示を行うことができる。
いずれの場合も、図７に示すように、液晶セル２０に入射された照明光Ｑは、光拡散層８２、第２の基板２２、表示回路２６、液晶層２３、表示回路２７、第１の基板２１、セパレータ３１を順に通過して、反射基板９１により反射される。この反射光Ｒは、照明光とは逆に、第１の基板２１から液晶セル２０に入射され、液晶セル２０の外側（フロントライト１０側）から出射され、さらに光拡散層２９及びフロントライト１０を通過して観察者に到達することにより、液晶セル２０の表示が観察者に視認される。そして、本実施形態では、例えば強い太陽光が入射された場合など、照明光Ｑが反射体９０で反射される際に、反射斜面の凹凸面によって分光が生じても、この反射光Ｒは、光拡散層８２を通過する際に散乱されるので、観察者に虹が視認されることはなくなる。
【００６８】
特に本実施形態の場合には、反射体９０と光拡散層８２とが分離され、しかも散乱性の発生源である反射体９０と光拡散層８２とが液晶セル２０を挟んで離間しているので、反射体９０と光拡散層８２の間隔が開くことにより光拡散層８２光散乱効果をより向上させることができる。
【００６９】
更に本実施形態の液晶表示装置８１は、上記に挙げた効果の他に、第１，第２の実施形態の液晶表示装置と同様な効果が得られる。
【００７０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記の第１〜第３の実施形態では、反射斜面の表面を凹凸面にするために、反射基板の表面を凹凸にする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、反射斜面上に、粒径が異なる多数の光反射性微小粒子が分散、接着されてなる粒子層を形成し、この粒子層により上記の凹凸面を形成してもよい。
光反射性微小粒子としては、アルミナ粒子、ジビニルベンゼン重合体等の有機系ビーズ、ＳｉＯ２からなる真球ビーズ等が適宜選択して用いられる。光反射性微小粒子１２ｂの半径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のものが用いられる。
【００７１】
この場合の反射斜面を、特定の縦断面で縦断したとき、その表面（凹凸面２１２）は図８に示すように縦断面の断面曲線の傾きが不連続なものとなり、言い換えれば、縦断面の断面曲線の一次微分曲線が不連続になっている。
この凹凸面２１２は、半径の範囲が上記の範囲の多数の光反射性微小粒子２１２ｂからなる粒子層２１２ａから構成されているので、凹部２１２ｅの深さＤが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。ここでの凹部２１２ｅの深さＤとは、図８に示すように凸部２１２ｃの頂部のうち反射基板の表面からの距離が最も大きい頂部を含む粒子層２１２ａの基準面Ｓ２からの距離である。凹部２１２ｅの深さＤが３μｍを越えると、この粒子層２１２ａ上に光拡散層または透明平坦化層を形成して平坦化する場合に凸部２１２ｃの頂部がこれらの層で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示むらの原因となる。
【００７２】
このような構成の反射体によれば、反射体に入射した光の反射光を特定の視角から観察したとき、他の視角より明るく見えるような反射特性を有するように制御し易い。
【００７３】
上記ような反射体を製造するには、反射斜面が形成された反射基板を用意し、各反射斜面に、粒径がランダムな多数の光反射性微小粒子を分散、付着させることにより表面に多数の微小凹凸部がランダムに配置された粒子層２１２ａを形成することにより得ることができる。
【００７４】
また、第１〜第３の実施形態では、反射体の凹凸面の縦断面の断面曲線の傾きが不連続となったものを示したが、本発明はこれに限らず、凹凸面の断面曲線の傾きが連続なもの、言い換えれば、凹凸面の断面曲線の一次微分曲線が連続的に変化するものでもよい。ただし、断面曲線の傾きが連続なものは、傾きが不連続なものよりも反射特性を示すガウス曲線の半値幅が狭くなるので、広い角度範囲で高い反射率を得るためには、断面曲線の傾きが不連続なものを採用することが好ましい。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の反射体によれば、反射基板上に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光散乱層が備えられており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００７６】
また、本発明の反射体によれば、フロントライトから反射基板までの間に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光拡散層が配置されており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。特に、反射方向を観察者の視線方向に合わせることで、輝度の高い表示を実現できる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができ、視野角を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に対応する断面模式図。
【図３】図１の液晶表示装置に用いられる反射体の部分斜視図。
【図４】図３に示す反射体の部分断面図。
【図５】図３に示す反射体の反射斜面の断面の断面曲線を示す拡大断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図。
【図７】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図。
【図８】反射体の反射斜面の断面の断面曲線の別の例を示す拡大断面図。
【図９】従来の反射型液晶表示装置の例を示す側面断面図。
【図１０】従来の反射型液晶表示装置に備えられた反射板の反射特性を示す図。
【図１１】携帯電話に備えられた液晶表示装置の使用状態の説明図。
【符号の説明】
１、５１、８１ 液晶表示装置
１０ フロントライト
２０、６０ 液晶セル
２１ 第１の基板（一方の基板）
２２ 第２の基板（他方の基板）
２３ 液晶層
２６、２７ 制御回路（電極、配向膜）
２８、７１、９１ 反射基板
２８ｂ 反射斜面
２９、７２ ８２ 光拡散層
３０、７０、９０ 反射体
１１２ 凹凸面
θ 反射斜面の傾斜角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置に関し、特に液晶セルに光散乱性を付与することによって視認性を向上させた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型液晶表示装置は、太陽光、照明光等の外光のみを光源として利用する液晶表示装置であり、低消費電力が要求される携帯情報端末等に多く用いられている。また、別の例である半透過型液晶表示装置は、外光が十分得られない環境においてはバックライトを点灯させて透過モードで動作し、外光が十分得られる場合にはバックライトを点灯させない反射モードで動作するものであり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の携帯電子機器に多く用いられている。
【０００３】
反射型液晶表示装置には、明るい表示性能を有することが要求される。この表示性能を実現するには、外部より入射した光が、反射型液晶表示装置内部で反射され、再び、外部に出射される光に散乱性能を制御することが重要である。このため反射型液晶表示装置では、液晶表示装置表示面に対して、あらゆる角度からの入射光を表示方向（観察者側）に反射させる機能を持たせるために、液晶表示装置内部あるいは外部に設ける反射板に散乱性能を持たせる方式、あるいは、液晶表示装置内部に散乱層を形成し、光が散乱層を透過するときに散乱する前方散乱方式などで反射型液晶表示装置を構成している。
【０００４】
図９は、液晶パネル内部に散乱性能を持たせた反射板を設けた従来の反射型液晶表示装置の一例を示す側面断面図である。この反射型液晶表示装置は、光の入射方向から見て、順次、光透過性の対向基板１０１、液晶層１１０、及び光反射性の素子基板１０２を備え、素子基板１０２には、対向基板１０１を透過した光Ｑを反射し、かつ散乱する反射型の散乱帯が設けられている。散乱帯は、表面に凹凸１２２ａを有する高反射率金属膜１２２とこれの下層の絶縁層１２８からなる反射板１３０からなり、この反射板１３０の１画素あたりの領域が指向性の強い反射特性を有する領域Ａと拡散性の強い反射特性を有する領域Ｂの２つの領域に分けられ、各領域には平均傾斜角度が互いに異なる凹凸面が形成されている。尚、この反射型液晶表示装置は、高反射率金属膜１２２の厚みを薄くするか、あるいは透過用細孔を形成することで、半透過型としても使用可能である。
【０００５】
図１０は、この反射型液晶表示装置に備えられた反射板の反射特性を示す図であり、図１０の曲線（Ａ）は、図９における領域Ａの反射特性のプロファイルであり、図１０の曲線（Ｂ）は図９における領域Ｂの反射特性のプロファイルであり、図１０の曲線（Ｃ）は１画素全体の反射特性のプロファイルである。この反射特性は、白色光源を反射板面に対して法線方向に固定し、反射光強度を測定するための検出器を回転させ、反射光の出射角度の依存性を測定したものである。曲線（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ入射光Ｌの正反射角度を中心とするガウス分布形状のプロファイルを示し、各曲線の分布幅は、領域Ａ、Ｂの反射特性をそれぞれ反映したものとなっている。即ち、反射特性（Ｂ）のプロファイルの半値幅が、反射特性（Ａ）のプロファイルの半値幅よりも幅広になっている。
１画素の最終的な反射特性のプロファイルを示す曲線（Ｃ）は、曲線（Ａ）、（Ｂ）と同様に入射光の正反射方向を中心とするガウス分布形状を示し、そのプロファイルの半値幅は１画素全体の平均的なものとなる。
【０００６】
ところで、携帯電話やノート型ＰＣ等の携帯情報端末のように、表示面を斜めにして使用する装置に液晶表示装置が組み込まれた場合、図１１に示すように、一般的に表示装置に対する法線方向Ｈに近い方向から見られる場合が多い。また、一般的に観察者（使用者）が表示面（画面）を見るときの主たる観察方向αと法線方向Ｈとのなす角度θ１は０度乃至２０度の範囲が多い。
図１１は、図９の液晶表示装置からなる表示部１００が本体１０５に備えられた携帯電話を使用する状態の説明図である。図１１において、Ｈは表示部１００に対する法線、Ｑは入射光、ω０は入射角度（例えば３０度）である。また、Ｒ１は入射角度ω０と反射角度ωが等しいときの反射光（正反射）、Ｒ２は反射角度ωが入射角度ω０より小さい反射光、Ｒ３は反射角度ωが入射角度ω０より大きい反射光である。
【０００７】
図からも理解できるように、観察者の視点Ｏｂは通常法線方向Ｈに近い反射光Ｒ２の方向、より具体的には法線方向Ｈから１０度までの範囲内の方向に集中する。これに対して反射光Ｒ１、Ｒ３は、表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものである。従って、観察者の利用の便宜を考えると、広い視野角を確保すると同時に、正反射より反射角度の小さい方向Ｒ３の反射率をより高くすることが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図９に示した従来の反射型液晶表示装置においては、入射光が反射する範囲が広くなる、すなわち、光散乱性は実現できるものの入射光の大部分は正反射およびその近傍の方向Ｒ１に反射する（ガウス分布型の反射特性を示す）ので、正反射およびその周辺の方向から見た表示は明るく見えるものの他の方向から見た表示は暗く見える。
従って、従来の反射型表示装置が表示部に備えられた携帯電話等の表示面を見ると、先に述べたように観察者の視点は通常法線方向Ｈに近い方向に集中するので、表示が暗く、一方、明るい表示を見ようとすると正反射方向Ｒ１およびその周辺の方向から表示を見なければならず、上記のように表示面を下から見上げるような方向となり見づらいものであった。
【０００９】
また、図９に示す従来の反射型液晶表示装置においては、反射面に凹凸を有する反射板１３０を用いているが、反射面に微細な凹凸を形成すると反射光の制御性は向上するものの、強い太陽光のもとでは分光が生じ易くなり、表示画面において虹状の模様が観察されて視認性が損なわるという問題があった。
また、光源としてフロントライト型のプリズム導光板を表示装置の観察者側に配置した場合にも、分光が生じ易くなって表示画面において虹状の模様が観察されて視認性が損なわるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、反射光の輝度が広い角度範囲で高くなるような反射特性を有するとともに、反射光の反射角度を観察者の視線に近い方向に接近させることが可能であり、しかも表示画面における虹の発生が防止された液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の反射体は、反射基板上に光拡散層が積層されてなる反射体であり、前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなり、前記反射基板を平坦化するものであることを特徴とする。
【００１２】
係る反射体によれば、反射基板上に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光散乱層が備えられており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００１３】
また本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
後述するようにヘイズ（曇価）は光散乱の程度の指標となる値である。光拡散層の光散乱性が小さすぎると表示画面における虹を消す効果が不十分であり、光散乱性が大きすぎると表示画面における表示特性の低下が著しくなる。光拡散層のヘイズが１５〜３０％の範囲内であれば、液晶表示装置の表示特性の低下を抑えつつ、表示画面における虹の発生を防止することができる。
【００１５】
また本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされるのが好ましい。
【００１６】
また本発明の反射体に用いられる前記微粒子は、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであることが好ましい。
微粒子の具体例としては、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスとしては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示できる。
マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００１７】
また、本発明の反射体においては、反射基板の反射斜面のピッチＬが５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。ここで、反射斜面のピッチＬとは、反射斜面の基端から上端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
また、前記凹凸面は、前記反射斜面における凸部の高さ又は凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成されてなることが好ましい。
更にまた、本発明の反射体においては、前記凹凸面が、前記隣接する凸部同士又は隣接する凹部同士のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されてなることが好ましい。
【００１８】
次に本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する基板の一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に設けて構成された液晶セルと、前記他方の基板の外面側に配置されたフロントライトと、前記一方の基板の外面側または前記一方の基板とこれの内面側に設けた電極の間に配置された反射基板と、前記フロントライトから前記反射基板までの間に配置された光散乱層とを具備してなり、前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなるものであることを特徴とする。
【００１９】
係る液晶表示装置によれば、フロントライトから反射基板までの間に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光拡散層が配置されており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。特に、反射方向を観察者の視線方向に合わせることで、輝度の高い表示を実現できる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができ、視野角を広げることができる。
【００２０】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記他方の基板と前記フロントライトとの間に前記光拡散層が配置されることを特徴とする。
【００２１】
係る液晶表示装置によれば、反射基板と光拡散層の間を比較的広く空けることができ、光拡散層による光拡散効果を高めることができる。
【００２２】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板とこれの内面側に設けられた前記電極の間に配置されることを特徴とする。
【００２３】
係る液晶表示装置によれば、反射基板上に光拡散層が積層されて反射体が形成され、この光拡散層が反射基板の平坦化層として機能するので、液晶セルの内部に反射体を配置することが可能になる。
また、反射基板を液晶セルの内部に設けることで、光路長を短くすることができ、光の損失を低減して明るい表示性能を実現できる。
【００２４】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板の外面側に間に配置されることを特徴とする。
【００２５】
係る液晶表示装置によれば、液晶セルを形成した後に反射体をはりあわせるだけで表示装置を構成できる。また、この場合には、光拡散層を構成するマトリックスを透明粘着材で構成することが好ましい。
【００２６】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする。
【００２７】
光拡散層のヘイズが１５〜３０％の範囲内であれば、液晶表示装置の表示特性の低下を抑えつつ、表示画面における虹の発生を防止することができる。
【００２８】
また本発明の液晶表示装置では、前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。
【００２９】
また本発明の液晶表示装置の光拡散層に用いられる前記微粒子は、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであることが好ましい。
微粒子の具体例としては、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスとしては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示できる。
マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。
【００３０】
また、本発明の液晶表示装置においては、反射基板の反射斜面のピッチＬが５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。ここで、反射斜面のピッチＬとは、反射斜面の基端から他端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
また、前記凹凸面は、前記反射斜面における凸部の高さ又は凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成されてなることが好ましい。
更にまた、本発明の液晶表示装置においては、前記凹凸面が、前記隣接する凸部同士又は隣接する凹部同士のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されてなることが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図を示し、図２には図１のＡ−Ａ線に対応する断面模式図を示し、図３には、図１の液晶表示装置に用いられる反射体の部分斜視図を示し、図４には反射体の部分断面図を示し、図５には反射斜面の拡大断面図を示す。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶セル２０と、液晶セル２０の観察者側に配されたフロントライト１０と、液晶セル２０のフロントライト１０側とは反対側に外付けされた本発明に係る反射体３０とから概略構成されている。
【００３３】
液晶セル２０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第１の基板２１および第２の基板２２は、ガラス基板などの透明基板からなり、これらの液晶層２３側（内面側）には、それぞれ表示回路２６，２７が設けられている。
表示回路２６，２７は、図示されていないが、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００３４】
図２に示すように、フロントライト１０は、液晶セル２０の第２の基板（他方の基板）２２の外面側（観察者側）に配置されており、このフロントライト１０は特に限定されず、透光性を有する任意形状の面状発光体を用いることができる。本実施形態において、フロントライト１０は、例えばアクリル樹脂などからなる透明な導光板１２の側端面１２ａに、冷陰極管などからなる光源１３が設けられた構成を有しており、導光板１２の下面（液晶セル２０側の面）は光が出射される平滑な出射面１２ｂとなっている。また導光板１２の出射面１２ｂと反対側の面（導光板１２の上面）は、導光板１２内部を伝搬する光の方向を変えるためのくさび状の溝が、所定のピッチでストライプ状に複数形成されたプリズム面１２ｃとなっている。
【００３５】
図２に示すように、反射体３０は、透明の粘着層３１を介して液晶セル２０の第１の基板（一方の基板）２１の外面側に配置されており、この反射体３０は、図２及び図３に示すように反射基板２８と、この反射基板２８上に積層された光拡散層２９とから構成されている。反射基板２８の表面には金属反射膜２８ａが形成されており、光拡散層２９はこの金属反射膜２８ａに接して積層されている。
【００３６】
反射基板２８は、アクリル系レジストなどの感光性樹脂からなるものであり、この反射基板２８には、図３及び図４に示すように、平面視ストライプ状の反射斜面２８ｂが連続的に複数形成されている。
図４に示すように、各反射斜面２８ｂは、基端２８ｃ側から他端２８ｄ側に向けて反射基板２８の底面２８ｅから離れるように傾斜しており、その傾斜角度θは、裏面（基板面）２８ｅを基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは５°以上２０°以下の範囲内の一定の大きさとされている。
また隣接する２つの反射斜面２８ｂ、２８ｂの間には、壁面２８ｆが設けられており、この壁面２８ｆ…によって各反射斜面２８ｂ…同士が連結されている。
【００３７】
反射斜面２８ｂの傾斜角度θが０°未満または３０°を超えると、反射光の反射角度を観察者の視線の方向に接近させることができなくなるので好ましくない。特に傾斜角度θは、図２に示すように、表示面１ａの法線方向Ｈ１と観察者の主たる観察方向α１とのなす角度ｍの約１／２の大きさとされていることが反射光の反射角度を観察者の視線に合わせることができる点で好ましい。具体的には、上記角度ｍは、実用の視点において、通常、０°乃至２０°であるので、θ は１０°程度とされていることが好ましい。
【００３８】
尚、壁面２８ｆの基準面２８ｅに対する傾斜角度は９０°以上１３５°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは９５°以上１２０°以下の範囲内とされる（なお、図３及び図４では壁面２８ｆの傾斜角度が９０°である場合について図示した。）。
壁面２８ｆの傾斜角度が９５°未満であると、バラツキにより鋭角の斜面が形成されることになり、壁面２８ｆへのランダムな凹凸が事実上加工不可能となってしまい、また１２０°を越えると緩斜面の存在割合が増えて、反射特性が悪くなる結果となってしまう。
【００３９】
次に、反射斜面２８ｂのピッチＬは５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされていることが好ましく、より好ましく１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内とされる。
ここで、反射斜面２８ｂのピッチＬとは、反射斜面２８ｂの基端２８ｃから他端２８ｄまでの距離であって基板面２８ｅの面内方向に平行な距離をいう。
ピッチＬが５μｍ未満であると、ピッチが非常に細かくなり、反射斜面２８ｂの形成の為に加工能率が悪くなること、壁面２８ｆの高さが小さくなり必要な反射特性が得にくくなってしまい、また８０μｍを越えるとピッチが粗すぎるため、反射斜面２８ｂによる反射特性制御ができにくくなってしまう。
【００４０】
また、この反射斜面２８ｂのピッチＬは、フロントライト１０の導光板１２のプリズム面１２ｃのパターンや、液晶表示装置の電極や、カラーフィルタのパターン（Ｒ、Ｇ、Ｂのパターンやブラックマスクの模様）とモアレを生じないような関係になっていることが好ましい。反射斜面２８ｂのピッチＬの繰返し周期の方向と、上記プリズム面や電極やカラーフィルタのパターンの繰返し周期の方向が同じである場合は、モアレ模様等の光学的な干渉は発現しない。
【００４１】
プリズム面１２ｃや電極やカラーフィルタのパターンにバラツキが生じていたり、反射斜面２８ｂのピッチＬの繰返し周期の方向と、プリズム面１２ｃや電極やカラーフィルタのパターンの繰返し周期の方向が異なる場合には、光学的に干渉が発現する場合があるが、本実施形態の液晶表示装置１では、後述するように光拡散層２９が備えられているので、光学的な干渉の発生を抑え、優れた視認性を得ることができる。
【００４２】
図４及び図５に示すように、各反射斜面２８ｂには、凸部１１１ａならびに凹部１１１ｂが不規則に配置されて形成されている。凹部１１１ｂは、深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲のもので、ここでの凹部１１１ｂの深さとは、凸部１１１ａの頂部のうち反射基板２８の裏面２８ｅからの距離が最も大きい頂部を含む面からの距離である。
また、この反射斜面２８ｂにおいては、隣接する凹部１１１ｂが、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内のピッチで不規則にばらついている。隣接する凹部１１１ｂのピッチが１μｍ未満の場合、反射斜面２８ｂを形成するために用いる転写型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。
【００４３】
そして、本実施形態では反射斜面２８ｂ上に後述の膜厚の金属反射膜１１２ａが形成されている。この金属反射膜１１２ａに反射斜面２８ｂの微小な凹凸形状が反映されることにより、金属反射膜１１２ａの表面が凹凸面１１２とされる。
反射体１４７を、反射斜面１４８の特定の縦断面で縦断したとき、金属反射膜１１２ｂの表面である凹凸面１１２は図５に示すように縦断面の断面曲線の傾きが不連続なものであり、言い換えれば、縦断面の断面曲線の一次微分係数が不連続になっている。
【００４４】
金属反射膜１１２ａを構成する金属材料としては、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い金属が用いられる。
金属反射膜１１２ａの膜厚は８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。膜厚が８０ｎｍ未満だと、金属反射膜１１２ａによる光の反射率が過小となって反射モード時の表示が暗くなるので好ましくなく、膜厚が２００ｎｍを超えると必要以上に膜付けコストがかかることや、凹凸面１１２の起伏が小さくなって平坦に近くなるので好ましくない。
【００４５】
この金属反射膜１１２ａは、凹部１１２ｂの深さＤが第１の実施形態と同様の理由により０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
また、隣接する凹部１１２ｂのピッチＰが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
【００４６】
次に、光拡散層２９は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が均一に分散されてなり、反射基板２８の反射斜面２８ｂによる凹凸を平坦化するものである。この光拡散層２９における光散乱の程度は、微粒子、マトリックスの材質、微粒子の含有量等の条件を変えることによって制御可能である。
光拡散層２９における光散乱の程度は、ヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲となることが好ましい。
【００４７】
ここで、ヘイズ（曇価ともいう）とは、全光線透過率（単位：％）に対する拡散透過率（単位：％）の割合で表される値であり、光散乱の程度の指標となる。本発明におけるヘーズの値は、ＪＩＳ Ｋ ７１０５ に準処する測定方法によって得られる値である。
本実施形態において、光拡散層２９のヘイズが１５％未満だと、所期の目的である表示画面における虹を消す効果が十分に得らず、逆にヘイズが３０％を越えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するなど表示特性の低下が著しくなる。
【００４８】
光拡散層２９を構成する微粒子とマトリックスの組合せについては、それぞれの屈折率が異なっていることが必要で、その差が大きいほど光散乱効果が顕著となる。
光拡散層に含まれる微粒子としては、粒径が１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは粒径が３μｍ以上１５μｍ以下のものであって、可視光の波長の２０倍程度の大きさまでの範囲であることが好ましく、より具体的には、シリカ、スチレン−ブタジエン共重合体、ジビニルベンゼン、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンからなる微粒子を例示できる。
また、マトリックスを構成する透明樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を例示でき、透明粘着材としては、アクリル系、ポリエステル系、あるいはこれらの共重合体や混合物を例示できる。
尚、本実施形態では、マトリックスとして透明粘着材を用いることが好ましく、この場合は、透明粘着材３１により第１の基板２１に反射体３０を貼り付けることができる。
本発明に係る光拡散層２９は、上記の微粒子及びマトリックスを前述のヘイズの範囲を満たすような組合せで用いられる。
【００４９】
また、マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。添加量が０．１質量％未満では、微粒子の添加効果が見られないので好ましくなく、添加量が１０質量％を超えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するので好ましくない。
【００５０】
また光拡散層２９の厚さは、最も厚い部分で３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。厚さが３０μｍ未満だと光散乱効果が不十分となり、また厚さが２００μｍを超えると光の散乱が大きくなりすぎるのでいずれの場合も好ましくない。
【００５１】
以上の構成の液晶表示装置１は、太陽の光や照明等の周囲光を照明光として利用した反射表示のほか、フロントライト１０を点灯させてその光を照明光として利用した反射表示を行うことができる。
いずれの場合も、図２に示すように、液晶セル２０に入射された照明光Ｑは、第２の基板２２、表示回路２６、液晶層２３、表示回路２７、第１の基板２１、セパレータ３１、及び光拡散層２９を順に通過して、反射斜面２８ｂで反射される。この反射光Ｒは、照明光とは逆に、光拡散層２９を通過して、第１の基板２１から液晶セル２０に入射され、液晶セル２０の外側（フロントライト１０側）から出射され、さらにフロントライト１０を通過して観察者に到達することにより、液晶セル２０の表示が観察者に視認される。そして、本実施形態では、例えば強い太陽光が入射された場合など、照明光が反射体３０の反射斜面２８ｂで反射される際に、反射斜面２８ｂの凹凸面１１２によって分光が生じても、この反射光は、光拡散層２９を通過する際に散乱されるので、観察者に虹が視認されることはなくなる。
【００５２】
また、光拡散層２９のヘイズを上記の好適な範囲とすることにより、表示画面における虹の発生を防止できるとともに、反射光の散乱が大きいために照明光の反射率が低下して画面が暗くなったり、コントラストが低下するのを抑制することができる。
【００５３】
また、上記の好適な傾斜角度をもって傾斜する反射斜面が備えられているので、外部からの入射光Ｑを、図２に示すように、法線方向Ｈ１に対して正反射角度ωよりも侠角度な方向であるＲ方向に反射させることができる。これにより、観察者の視線方向α１に反射光の反射方向Ｒを接近させることができ、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
更に反射斜面２８ｂの表面を凹凸面１１２としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００５４】
なお、液晶セル２０のフロントライト１０側の第２の基板２２上に、必要に応じて位相差板や偏光板を設けてもよい。
また、カラーフィルタを、反射体３０側の第１の基板２１上の表示回路２７に設ければ、カラー表示が可能となり、特に、カラーフィルタと反射体３０との間に介在している第１の基板２１が薄く形成されているので、色ずれや視差が低減され高品位のカラー表示が得られる。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図６には、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図を示す。尚、図６に示す構成要素のうち、図１〜５において示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略もしくは簡略にする。
【００５６】
本実施形態の液晶表示装置が第１の実施形態の液晶表示装置と異なる点は、反射体を液晶セルの内部に配置した点である。
即ち、図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置５１は、液晶セル６０と、液晶セル６０の観察者側に配されたフロントライト１０と、液晶セル６０の内部に配置された本発明に係る反射体７０とから概略構成されている。
【００５７】
液晶セル６０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第２の基板２２の液晶層２３側（内面側）には、表示回路２６が設けられている。
また、第１の基板２１の液晶層２３側（内面側）には、本発明に係る反射体７０と、表示回路２７とが順に積層されている。
表示回路２６，２７は、第１の実施形態と同様に、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００５８】
反射体７０は、上述したように、第１の基板（一方の基板）２１とその内面側にある電極等を含む表示回路２７の間に配置されており、この反射体７０は、拡散反射形状層７１と、この拡散反射形状層７１上に積層された光拡散層７２とから構成されている。拡散反射形状層７１の表面には金属反射膜７１ａが形成されており、光拡散層７２はこの金属反射膜７１ａに接して積層されている。
尚、拡散反射形状層７１，金属反射膜７１ａ及び光拡散層７２は、第１の実施形態における反射基板２８，金属反射膜２８ａ及び光拡散層２９と同一の構成のものである。
【００５９】
上記の液晶表示装置５１によれば、第１の実施形態の液晶表示装置１と同等の効果が得られる。
さらに上記の液晶表示装置５１によれば、反射基板７１を液晶セル６０の内部に設けることで、光路長を短くすることができ、光の損失を低減して明るい表示性能を実現できる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施の形態を図面を参照して説明する。図７には、本発明の第３の実施形態の液晶表示装置の断面模式図を示す。尚、図７に示す構成要素のうち、図１〜５において示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略もしくは簡略にする。
【００６１】
本実施形態の液晶表示装置が第１の実施形態の液晶表示装置と異なる点は、光拡散層をフロントライトと液晶セルとの間に配置した点と、反射基板上に透明平坦化層を積層して反射基板を平坦化した点である。
即ち、図７に示すように、本実施形態の液晶表示装置８１は、液晶セル２０と、液晶セル２０の観察者側に配された光拡散層８２と、光拡散層８２の外面側に配置されたフロントライト１０と、液晶セル２０のフロントライト１０側とは反対側に外付けされた反射体９０とから概略構成されている。
【００６２】
液晶セル２０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。
第１の基板２１および第２の基板２２は、ガラス基板などの透明基板からなり、これらの液晶層２３側（内面側）には、それぞれ表示回路２６，２７が設けられている。
表示回路２６，２７は、図示されていないが、第１の実施形態の場合と同様に、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００６３】
光拡散層８２は、液晶セル２０の第２の基板２２の外面側に積層されている。この光拡散層８２は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が均一に分散されてなるものである。光拡散層８２を構成する微粒子とマトリックスの具体例については、第１の実施形態の光拡散層２９の場合と同様である。
【００６４】
この光拡散層８２における光散乱の程度は、第１，第２の実施形態における光拡散層２９，７２と同様に、微粒子、マトリックスの材質、微粒子の含有量等の条件を変えることによって制御可能である。 光拡散層８２における光散乱の程度は、ヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲となることが好ましい。
本実施形態において、光拡散層８２のヘイズが１５％未満だと、所期の目的である表示画面における虹を消す効果が十分に得らず、逆にヘイズが３０％を越えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するなど表示特性の低下が著しくなる。
【００６５】
また、マトリックスに対する微粒子の添加量は、０．１質量％〜１０質量％の範囲が好ましい。添加量が０．１質量％未満では、微粒子の添加効果が見られないので好ましくなく、添加量が１０質量％を超えると、光の散乱が大きすぎて、照明光の反射効率が悪くなって画面が暗くなったり、表示画面におけるコントラストが低下するので好ましくない。
また光拡散層８２の厚さは、３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。厚さが３０μｍ未満だと光散乱効果が不十分となり、また厚さが２００μｍを超えると光の散乱が大きくなりすぎるのでいずれの場合も好ましくない。
【００６６】
次に、反射体９０は、上述したように、第１の基板（一方の基板）２１の外面側に配置されており、この反射体９０は、反射基板９１と、この反射基板９１上に積層された透明平坦化層９２とから構成されている。反射基板９１の表面には金属反射膜９１ａが形成されており、透明平坦化層９２はこの金属反射膜９１ａに接して積層されている。
反射基板９１及び金属反射膜９１ａは、第１の実施形態における反射基板２８及び金属反射膜２８ａと同一の構成のものである。
透明平坦化層９２は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等の透明樹脂からなるもので、反射基板９１を覆って平坦化するとともに、第１の基板２１に反射基板９１を接合させるものである。
【００６７】
以上の構成の液晶表示装置８１は、太陽の光や照明等の周囲光を照明光として利用した反射表示のほか、フロントライト１０を点灯させてその光を照明光として利用した反射表示を行うことができる。
いずれの場合も、図７に示すように、液晶セル２０に入射された照明光Ｑは、光拡散層８２、第２の基板２２、表示回路２６、液晶層２３、表示回路２７、第１の基板２１、セパレータ３１を順に通過して、反射基板９１により反射される。この反射光Ｒは、照明光とは逆に、第１の基板２１から液晶セル２０に入射され、液晶セル２０の外側（フロントライト１０側）から出射され、さらに光拡散層２９及びフロントライト１０を通過して観察者に到達することにより、液晶セル２０の表示が観察者に視認される。そして、本実施形態では、例えば強い太陽光が入射された場合など、照明光Ｑが反射体９０で反射される際に、反射斜面の凹凸面によって分光が生じても、この反射光Ｒは、光拡散層８２を通過する際に散乱されるので、観察者に虹が視認されることはなくなる。
【００６８】
特に本実施形態の場合には、反射体９０と光拡散層８２とが分離され、しかも散乱性の発生源である反射体９０と光拡散層８２とが液晶セル２０を挟んで離間しているので、反射体９０と光拡散層８２の間隔が開くことにより光拡散層８２光散乱効果をより向上させることができる。
【００６９】
更に本実施形態の液晶表示装置８１は、上記に挙げた効果の他に、第１，第２の実施形態の液晶表示装置と同様な効果が得られる。
【００７０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記の第１〜第３の実施形態では、反射斜面の表面を凹凸面にするために、反射基板の表面を凹凸にする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、反射斜面上に、粒径が異なる多数の光反射性微小粒子が分散、接着されてなる粒子層を形成し、この粒子層により上記の凹凸面を形成してもよい。
光反射性微小粒子としては、アルミナ粒子、ジビニルベンゼン重合体等の有機系ビーズ、ＳｉＯ２からなる真球ビーズ等が適宜選択して用いられる。光反射性微小粒子１２ｂの半径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のものが用いられる。
【００７１】
この場合の反射斜面を、特定の縦断面で縦断したとき、その表面（凹凸面２１２）は図８に示すように縦断面の断面曲線の傾きが不連続なものとなり、言い換えれば、縦断面の断面曲線の一次微分曲線が不連続になっている。
この凹凸面２１２は、半径の範囲が上記の範囲の多数の光反射性微小粒子２１２ｂからなる粒子層２１２ａから構成されているので、凹部２１２ｅの深さＤが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。ここでの凹部２１２ｅの深さＤとは、図８に示すように凸部２１２ｃの頂部のうち反射基板の表面からの距離が最も大きい頂部を含む粒子層２１２ａの基準面Ｓ２からの距離である。凹部２１２ｅの深さＤが３μｍを越えると、この粒子層２１２ａ上に光拡散層または透明平坦化層を形成して平坦化する場合に凸部２１２ｃの頂部がこれらの層で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示むらの原因となる。
【００７２】
このような構成の反射体によれば、反射体に入射した光の反射光を特定の視角から観察したとき、他の視角より明るく見えるような反射特性を有するように制御し易い。
【００７３】
上記ような反射体を製造するには、反射斜面が形成された反射基板を用意し、各反射斜面に、粒径がランダムな多数の光反射性微小粒子を分散、付着させることにより表面に多数の微小凹凸部がランダムに配置された粒子層２１２ａを形成することにより得ることができる。
【００７４】
また、第１〜第３の実施形態では、反射体の凹凸面の縦断面の断面曲線の傾きが不連続となったものを示したが、本発明はこれに限らず、凹凸面の断面曲線の傾きが連続なもの、言い換えれば、凹凸面の断面曲線の一次微分曲線が連続的に変化するものでもよい。ただし、断面曲線の傾きが連続なものは、傾きが不連続なものよりも反射特性を示すガウス曲線の半値幅が狭くなるので、広い角度範囲で高い反射率を得るためには、断面曲線の傾きが不連続なものを採用することが好ましい。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の反射体によれば、反射基板上に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光散乱層が備えられており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができる。
【００７６】
また、本発明の反射体によれば、フロントライトから反射基板までの間に、マトリックス中に微粒子が分散されてなる光拡散層が配置されており、この光拡散層は、反射面に微細な凹凸を形成した従来の反射体よりも分光が生じにくいので、表示画面において虹状の模様が観察されるおそれがない。
また、反射基板には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるので、この反射体に入射した光の反射光を特定の方向に反射させるように制御することができる。特に、反射方向を観察者の視線方向に合わせることで、輝度の高い表示を実現できる。
更に反射斜面の表面を凹凸面としているので、入射した光を反射する際に散乱させることができ、反射角度の範囲を広げることができ、視野角を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に対応する断面模式図。
【図３】図１の液晶表示装置に用いられる反射体の部分斜視図。
【図４】図３に示す反射体の部分断面図。
【図５】図３に示す反射体の反射斜面の断面の断面曲線を示す拡大断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図。
【図７】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面模式図。
【図８】反射体の反射斜面の断面の断面曲線の別の例を示す拡大断面図。
【図９】従来の反射型液晶表示装置の例を示す側面断面図。
【図１０】従来の反射型液晶表示装置に備えられた反射板の反射特性を示す図。
【図１１】携帯電話に備えられた液晶表示装置の使用状態の説明図。
【符号の説明】
１、５１、８１ 液晶表示装置
１０ フロントライト
２０、６０ 液晶セル
２１ 第１の基板（一方の基板）
２２ 第２の基板（他方の基板）
２３ 液晶層
２６、２７ 制御回路（電極、配向膜）
２８、７１、９１ 反射基板
２８ｂ 反射斜面
２９、７２ ８２ 光拡散層
３０、７０、９０ 反射体
１１２ 凹凸面
θ 反射斜面の傾斜角度
Claims (9)
- 反射基板上に光拡散層が積層されてなる反射体であり、
前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、
前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなり、前記反射基板を平坦化するものであることを特徴とする反射体。 - 前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の反射体。
- 前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射体。
- 液晶層を挟んで対向する基板の一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に設けて構成された液晶セルと、
前記他方の基板の外面側に配置されたフロントライトと、
前記一方の基板の外面側または前記一方の基板とこれの内面側に設けた電極の間に配置された反射基板と、
前記フロントライトから前記反射基板までの間に配置された光散乱層とを具備してなり、
前記反射基板の表面には平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成されるととともに前記反射斜面の表面が不規則な凹凸面とされ、
前記光拡散層は、透明樹脂または透明粘着材からなるマトリックス中に微粒子が分散されてなるものであることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記他方の基板と前記フロントライトとの間に前記光拡散層が配置されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
- 前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板とこれの内面側に設けられた前記電極の間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記反射基板上に前記光拡散層が積層されて反射体が形成され、該反射体が前記一方の基板の外面側に間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置。
- 前記光拡散層のヘイズ（％）が１５％以上３０％以下の範囲であることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記反射斜面の傾斜角度θが反射基板面を基準として０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさとされたことを特徴とする請求項４ないし請求項８のいずれかに記載の液晶表示装置。
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