JP2014142502A - 反射型液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト向上をさせつつ、薄型化が実現可能な反射型液晶表示装置、これを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】反射電極と、第１基板と、透明電極と、第２基板と、液晶層と、第２基板に積層されたシート状の異方性散乱部材と、を有し、異方性散乱部材は、低屈折率領域と低屈折率領域よりも屈折率が高い高屈折率領域とが混在して、低屈折率領域と高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から外光が入射し、低屈折率領域と高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に小さい面側から光が出射する際に光が散乱する位置に配置され、かつ、入射した外光に対して一定の方向に位相差を生じさせる。
【選択図】図１０

Description

本開示は、反射型液晶表示装置、これを備えた電子機器に関する。

表示装置には、画面背面のバックライト光による透過光を利用して表示を行う透過型表示装置の他に外光による反射光を利用して表示を行う反射型表示装置がある。反射型表示装置は、消費電力が少なく、明るい環境下でも画面が見やすいという特徴を持っている。

また、反射型表示装置には、画像の照度を向上させるために光の反射率を上げることができるＬＣＦ（拡散フィルム；Light Control Film）を液晶層よりも光を出射する面側の基板と偏光板との間に設けるものがある。ＬＣＦとしては、屈折率の高い部分と屈折率の低い部分とを混在させたフィルムがある（特許文献１、２、３参照）。

特許第２７８２２００号公報 特許第２５８３５１９号公報 特許第２５４７４１６号公報

反射型液晶表示装置は、種々の方向から光が入射し、入射した光を反射させるが、液晶の視野角特性の影響により、コントラストの向上に制約が生じる。これに対しては、液晶の視野角特性に合わせた視野角補償フィルムを積層させることで、コントラストを向上させることができるが、層数が増加するため、装置が厚くなる。また、視野角補償フィルムを追加するため、製造コストも増加する。

そこで、本開示は、コントラストを向上させつつ、薄型化が実現可能な反射型液晶表示装置、これを備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本開示は、反射電極と、前記反射電極が設けられる第１基板と、前記反射電極と対向し複数の画素毎に設けられた透明電極と、前記透明電極が設けられる第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、前記第２基板に積層されたシート状の異方性散乱部材と、を有し、前記異方性散乱部材は、低屈折率領域と前記低屈折率領域よりも屈折率が高い高屈折率領域とが混在して、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から外光が入射し、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に小さい面側から光が出射する際に光が散乱する位置に配置され、かつ、入射した外光に対して一定の方向に位相差を生じさせることを特徴とする反射型液晶表示装置及びこれを備えた電子機器である。

上記構成の反射型液晶表示装置、当該反射型液晶表示装置を有する電子機器において、異方性散乱部材で位相差を生じさせることで、視野角を補償することができ、コントラストを向上させることができる。また、反射型液晶表示装置の光学設計の自由度をより高くすることが可能となる。これにより、異方性散乱部材で位相差を生じさせることで、視野角を補償するための光学部材の配置を省略することができ、装置構成を簡単にして薄型化し、製造コストを低減することができる。

本開示によれば、散乱フィルムとして位相差を備える散乱フィルムとすることで、コントラストを向上させつつ、薄型化を実現できる。

図１は、本開示が適用される反射型液晶表示装置の構成の概略を、一部を切り欠いた状態で示す斜視図である。 図２Ａは、基本的な画素回路を示す回路図である。 図２Ｂは、カラー表示における画素の模式図である。 図２Ｃは、モノクロ表示における画素の模式図である。 図３は、反射型液晶表示装置の画素部の平面図である。 図４は、ＭＩＰ方式を採用した画素の回路構成の一例を示すブロック図である。 図５は、ＭＩＰ方式を採用した画素の動作説明に供するタイミングチャートである。 図６は、異方性散乱部材の断面図である。 図７は、異方性散乱部材の一例を示す平面図である。 図８は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。 図９は、異方性散乱部材と屈折率の軸との関係を説明するための模式図である。 図１０は、異方性散乱部材の屈折率と液晶層の屈折率との関係を示す模式図である。 図１１は、反射型液晶表示装置の光学設計の一例を示す模式図である。 図１２は、異方性散乱部材の一例を示す平面図である。 図１３は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。 図１４は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。 図１５Ａは、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。 図１５Ｂは、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。 図１６Ａは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。 図１６Ｂは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。 図１７は、本開示が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。 図１８は、本開示が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 図１９Ａは、本開示が適用される携帯電話機を示す、開いた状態の正面図である。 図１９Ｂは、本開示が適用される携帯電話機を示す側面図である。 図１９Ｃは、本開示が適用される携帯電話機を示す、閉じた状態の正面図である。 図１９Ｄは、本開示が適用される携帯電話機を示す左側面図である。 図１９Ｅは、本開示が適用される携帯電話機を示す右側面図である。 図１９Ｆは、本開示が適用される携帯電話機を示す上面図である。 図１９Ｇは、本開示が適用される携帯電話機を示す下面図である。

以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて、次に示す手順で詳細に説明する。
１．本開示が適用される反射型液晶表示装置
１−１．カラー表示対応の反射型液晶表示装置
１−２．基本的な画素回路
１−３．画素及び副画素
１−４．画素部の電極構造
１−５．液晶表示パネルの駆動方式
１−６．異方性散乱部材
２．電子機器
３．本開示の構成

＜１．本開示が適用される反射型液晶表示装置＞
本開示の技術は、フラットパネル型（平面型）の表示装置に適用することができる。フラットパネル型の表示装置としては、液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルを用いた表示装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）表示パネルを用いた表示装置、プラズマ表示（ＰＤ：Plasma Display）パネルを用いた表示装置等を例示することができる。

これらフラットパネル型の表示装置は、表示の形態で分類すると、透過型と反射型に分類することができる。本開示の技術は、反射型表示装置に適用することができる。また、本開示の技術は、反射電極で光を反射して表示を行う構成であればよく、透過型と反射型との特徴を併せ持つ半透過型液晶表示装置、すなわち、明るい環境下でも、暗い環境下でも画面が見やすく、しかも、消費電力が少ない半透過型液晶表示装置にも適用することができる。つまり、本開示の技術は、半透過型液晶表示装置を反射型表示装置に含めることができる。反射型液晶表示装置は、電子機器、中でも、屋外での使用頻度が高い携帯型の電子機器、すなわち、携帯端末機器、例えば、デジタルカメラ等の携帯情報機器又は携帯電話機等の携帯通信機器の表示部として用いて好適なものである。

本開示が適用される反射型液晶表示装置は、モノクロ表示対応の表示装置であってもよいし、カラー表示対応の表示装置であってもよい。カラー表示対応の場合、カラー画像を形成する単位となる１個の画素（単位画素）は、複数の副画素（サブピクセル）を含むことになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、単位画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ：Ｒ）を表示する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）を表示する副画素、青色（Ｂｌｕｅ：Ｂ）を表示する副画素の３つの副画素を含む。

ただし、１つの画素としては、ＲＧＢの３原色の副画素を組み合わせたものに限られるものではない。例えば、ＲＧＢの３原色の副画素に、さらに１色又は複数色の副画素を加えて単位画素とすることも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）を表示する副画素を加えて単位画素としたり、色再現範囲を拡大するために補色を表示する少なくとも１個の副画素を加えて単位画素としたりすることも可能である。

［１−１．カラー表示対応の反射型液晶表示装置］
以下、本開示が適用される反射型液晶表示装置として、カラー表示対応の反射型液晶表示装置を例に挙げて図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本開示が適用される反射型液晶表示装置１は、第１パネル部（ＴＦＴ基板）１０、第２パネル部（ＣＦ基板）２０、液晶層３０を主な構成要素として有する。反射型液晶表示装置１は、第２パネル部２０の表面側が表示面側となる。第１パネル部１０と第２パネル部２０とは、所定の空隙を持って対向配置されている。そして、第１パネル部１０と第２パネル部２０との空隙内に液晶材料が封止されることによって液晶層３０が形成されている。

第１パネル部１０は、液晶層３０と反対側、透明なガラス等を基板材料とする第１基板１４及び第１基板１４の液晶層３０側に形成された反射電極１５が設けられている。なお、反射電極１５は、副画素５０の一部となる。

この第１パネル部１０において、第１基板１４上には、ともに図示しない複数の信号線と複数の走査線とが交差するように形成されている。そして、複数の信号線と複数の走査線とが交差する部位には、副画素（以下、単に「画素」と記述する場合もある）５０が行列状に２次元配置されている。

第１基板１４上には、さらに、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子及び容量素子等の回路素子が画素５０毎に形成されている。これらの回路素子、信号線及び走査線の表面に平坦化膜が形成されることによって第１パネル部１０の表面の平坦化が図られている。そして、平坦化膜の上に、後述する反射電極が画素５０毎に形成されることになる。第１基板１４は、ＴＦＴを含む回路素子が形成されることからＴＦＴ基板と呼ばれる場合がある。

複数の信号線は、画素５０を駆動する信号（表示信号／映像信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素列毎に、当該画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（図１のＹ方向）に沿って延在する配線構造となっている。複数の走査線は、画素５０を行単位で選択する信号（走査信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素行毎に、当該画素行の画素の配列方向、すなわち、行方向（図１のＸ方向）に沿って延在する配線構造となっている。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに直交する。

第２パネル部２０は、液晶層３０側から順に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等で形成された透明電極２１、カラーフィルタ２２、透明なガラス等を基板材料とする第２基板２３、１／４波長板２４、１／２波長板２５及び偏光板２６が設けられている。また、第２パネル部２０の第２基板２３と１／４波長板２４との間には、異方性散乱部材２７が設けられている。

この第２パネル部２０において、カラーフィルタ２２は、例えば、列方向（Ｙ方向）に伸びるストライプ状のＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各フィルタが、画素５０の行方向（Ｘ方向）のピッチと同じピッチで繰り返し配列された構成となっている。第２基板２３は、カラーフィルタ（ＣＦ：Color Filter）２２を含んでいることからＣＦ基板と呼ばれる場合がある。

上述した、第１パネル部１０、当該第１パネル部１０と対向配置された第２パネル部２０及び第１パネル部１０と第２パネル部２０との間に配置された液晶層３０によって液晶表示パネルが構成されており、第２パネル部２０の上面（表面）が表示面となっている。

上記構成の反射型液晶表示装置１において、画素５０は、当該画素５０毎に反射表示領域（反射表示部）と透過表示領域（透過表示部）とを有している。反射表示領域は、上述したように、第１基板１４の平坦化膜の表面に、画素５０毎に形成される反射電極を有し、第２パネル部２０を透過して外部から入射した外光を当該反射電極によって反射し、その反射光によって表示する。

［１−２．基本的な画素回路］
次に、画素５０の基本的な画素回路について、図２Ａを用いて説明する。図２ＡにＸで示す方向（Ｘ方向）は、図１に示す反射型液晶表示装置１の行方向を示し、Ｙで示す方向（Ｙ方向）は列方向を示す。

図２Ａに示すように、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）と、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）とが交差するように配線され、その交差部に画素５０が配されている。複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）が延在する方向は行方向（Ｘ方向）であり、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）が延在する方向は列方向（Ｙ方向）である。先述したように、複数の信号線６１と複数の走査線６２とは、第１パネル部１０の第１基板（ＴＦＴ基板）１４の表面に形成されている。そして、信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）の各一端は、信号出力回路７０の各列に対応した出力端に接続され、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）の各一端は、走査回路８０の各行に対応した出力端に接続されている。

画素５０は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた画素トランジスタ５１と液晶容量５２と保持容量５３とを有する構成となっている。画素トランジスタ５１は、ゲート電極が走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）に接続され、ソース電極が信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）に接続されている。

液晶容量５２は、画素電極と、これに対向して形成される対向電極（図１の透明電極２１に相当）との間で発生する液晶材料の容量成分を意味し、画素電極が画素トランジスタ５１のドレイン電極に接続されている。画素電極は、カラー表示の場合は副画素毎に形成される反射電極に相当し、モノクロ表示の場合は画素毎に形成される反射電極に相当する。液晶容量５２の対向電極には、直流電圧のコモン電位Ｖ_ＣＯＭが全画素共通に印加される。保持容量５３は、一方の電極が液晶容量５２の画素電極に、他方の電極が液晶容量５２の対向電極にそれぞれ接続されている。

上記の画素回路から明らかなように、複数の信号線６１（６１_１、６１_２、６１_３、・・・）は、画素５０を駆動する信号、すなわち、信号出力回路７０から出力される映像信号を画素列毎に画素５０に伝送する配線である。また、複数の走査線６２（６２_１、６２_２、６２_３、・・・）は、画素５０を行単位で選択する信号、すなわち、走査回路８０から出力される走査信号を画素行毎に伝送する配線である。

［１−３．画素及び副画素］
反射型液晶表示装置１がカラー表示に対応する場合、図２Ｂに示すように、カラー画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５は、例えば、複数の副画素（サブピクセル）５０を含む。この例では、単位画素５は、Ｒを表示する副画素５０Ｒと、Ｂを表示する副画素５０Ｂと、Ｇを表示する副画素５０Ｇとを含む。単位画素５が有する副画素５０Ｒ、５０Ｂ、５０Ｇは、Ｘ方向、すなわち反射型液晶表示装置１の行方向に向かって配列される。上述したように、単位画素５は、さらに１色又は複数色の副画素を有していてもよい。反射型液晶表示装置１がモノクロ表示のみに対応する場合、図２Ｃに示すように、モノクロ画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５Ｍは、画素５０（カラー画像における副画素５０に相当）となる。単位画素５はカラー画像を表示するための基本単位であり、単位画素５Ｍは、モノクロ画像を表示するための基本単位である。

［１−４．画素部の電極構造］
透過表示領域について説明する前に、画素５０の電極構造について考察する。

図３は、画素部の電極構造の説明に供する図である。図３は反射（全反射）型液晶表示装置の画素部の平面図である。図３において、反射電極１５については、網掛けを付して示している。

図３に示すように、反射型液晶表示装置１の画素部は、画素５０が行列状に配置され、当該行列状の配置に対して信号線６１が列方向に沿って延在する画素５０間の空間位置に配線され、走査線６２が行方向に沿って延在する画素５０間の空間位置に配線された構成となっている。先述したように、信号線６１と走査線６２とは、図１において、第１パネル部１０の第１基板１４上に互いに交差するように配線されている。

このような構成の画素部（画素アレイ部）において、図３に示す反射型液晶表示装置１にあっては、アルミニウム等の金属で形成された反射電極１５を、画素５０のサイズとほぼ同じ大きさで形成し、当該反射電極１５の領域を反射表示領域としている。すなわち、反射型液晶表示装置１は、画素５０のサイズとほぼ同じ大きさの反射表示領域を確保することで、所望の反射表示性能を得るようにしている。

［１−５．液晶表示パネルの駆動方式］
液晶表示パネル（液晶表示装置）においては、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等が劣化するのを抑制するために、コモン電位Ｖ_ＣＯＭを基準として映像信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。

このような液晶表示パネルの駆動方式として、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。ライン反転は、１ライン（１画素行）に相当する１Ｈ（Ｈは水平期間）の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、互いに隣接する上下左右の画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、１画面に相当する１フレーム毎に全画素に書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。

反射型液晶表示装置１は、フレーム反転の駆動方式を用いる場合、１フレーム期間にわたって同じ極性の信号電圧を信号線に書き込むことになるために、シェーディングが発生する可能性がある。そこで、反射型液晶表示装置１においては、フレーム反転の駆動方式を用いるにあたって、画素５０としてメモリ機能を有する画素、例えば、画素毎にデータを記憶可能なメモリを持つ、いわゆるＭＩＰ（Memory In Pixel）方式を採用することとする。ＭＩＰ方式の場合、画素５０には常に一定電圧が印加されることになるために、シェーディングを低減させることができる。

また、ＭＩＰ方式は、データを記憶するメモリを画素内に持つことにより、アナログ表示モードによる表示と、メモリ表示モードによる表示とを実現できる。アナログ表示モードとは、画素の階調をアナログ的に表示する表示モードである。メモリ表示モードとは、画素内のメモリに記憶されている２値情報（論理“１”／論理“０”）に基づいて、画素の階調をデジタル的に表示する表示モードである。

メモリ表示モードの場合、メモリに保持されている情報を用いるため、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要がない。そのため、メモリ表示モードの場合は、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要があるアナログ表示モードの場合に比べて消費電力が少なくて済む。換言すれば、反射型液晶表示装置１の消費電力を低減することができる。

図４は、ＭＩＰ方式を採用した画素の回路構成の一例を示すブロック図であり、図中、図２Ａと同等の部位には同一の符号を付して示している。また、図５に、ＭＩＰ方式を採用した画素の動作説明に供するタイミングチャートを示す。

図４に示すように、画素５０は、液晶容量（液晶セル）５２に加えて、３つのスイッチ素子５４、５５、５６及びラッチ部５７を有する駆動回路部５８を備える。駆動回路部５８は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）機能を備えている。駆動回路部５８を備える画素５０は、ＳＲＡＭ機能付きの画素構成となっている。液晶容量（液晶セル）５２とは、画素電極（例えば、図３の反射電極１５）とこれに対向して配される対向電極との間で発生する液晶容量を意味している。

スイッチ素子５４は、信号線６１（図２Ａの信号線６１_１〜６１_３に相当）に一端が接続されている。スイッチ素子５４は、図２Ａの走査回路８０から走査信号φＶが与えられることによってオン（閉）状態となり、図２Ａの信号出力回路７０から信号線６１を介して供給されるデータＳＩＧを取り込む。ラッチ部５７は、互いに逆向きに並列接続されたインバータ５７１、５７２を有しており、スイッチ素子５４によって取り込まれたデータＳＩＧに応じた電位を保持（ラッチ）する。

スイッチ素子５５、５６の各一方の端子には、コモン電位Ｖ_ＣＯＭとは逆相の制御パルスＸＦＲＰ及び同相の制御パルスＦＲＰが与えられる。スイッチ素子５５、５６の各他方の端子は共通に接続され、その共通接続ノードが、本画素回路の出力ノードＮ_ｏｕｔとなる。スイッチ素子５５、５６は、ラッチ部５７の保持電位の極性に応じていずれか一方がオン状態となる。これにより、対向電極（図１の透明電極２１）にコモン電位Ｖ_ＣＯＭが印加されている液晶容量５２に対して、制御パルスＦＲＰ又は制御パルスＸＦＲＰが画素電極（例えば、図３の反射電極１５）に印加される。

図５から明らかなように、本例の場合、ラッチ部５７の保持電位が負側極性のときは、液晶容量５２の画素電位がコモン電位Ｖ_ＣＯＭと同相になるため白表示となり、ラッチ部５７の保持電位が正側極性の場合は、液晶容量５２の画素電位がコモン電位Ｖ_ＣＯＭと逆相になるため黒表示となる。

上述したことから明らかなように、ＭＩＰの画素５０は、ラッチ部５７の保持電位の極性に応じてスイッチ素子５５、５６のいずれか一方がオン状態となることで、液晶容量５２の画素電極（例えば、図３の反射電極１５）に対して、制御パルスＦＲＰ又は制御パルスＸＦＲＰが印加される。その結果、画素５０には常に一定の電圧が印加されることになるので、シェーディングの発生が抑制される。

なお、本例では、画素５０が内蔵するメモリとしてＳＲＡＭを用いる場合を例に挙げて説明したが、ＳＲＡＭは一例に過ぎず、他のメモリ、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）を用いる構成を採るようにしてもよい。

本実施形態において、ＭＩＰ方式を採用するにあたっては、面積階調法、時分割階調法等を用いることができる。時分割階調法の場合、静止画であっても時間によって画素電位が異なり、画素内及び画素間の液晶分子が動いてしまう。したがって、時分割階調法を用いるよりも面積階調法を用いる方が好ましい。また、面積階調法の場合には、画素電極、すなわち、反射電極１５を分割することから、電極間の隙間が多くなるために、パネルの透過率としては分割しない場合よりも高くなる利点がある。

また、上記の例では、メモリ機能を有する画素として、画素毎にデータを記憶可能なメモリを持つＭＩＰの画素を用いるとしたが、これは一例に過ぎない。メモリ機能を有する画素としては、ＭＩＰの画素の他に、例えば、周知のメモリ性液晶を用いる画素を例示することができる。

液晶の表示モードには、電界（電圧）無印加時に白表示、電界印加時に黒表示になるノーマリーホワイトモードと、電界無印加時に黒表示、電界印加時に白表示になるノーマリーブラックモードとがある。この両モードは液晶セルの構造は同じであり、図１の偏光板２６の配置が異なる。本実施形態の反射型液晶表示装置１は、電界（電圧）無印加時に白表示、電界印加時に黒表示になるノーマリーホワイトモードで駆動される。

［１−６．異方性散乱部材］
図６は、異方性散乱部材の断面図である。図７は、異方性散乱部材の一例を示す平面図である。図８は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。図９は、異方性散乱部材と屈折率の軸との関係を説明するための模式図である。図１０は、異方性散乱部材の屈折率と液晶層の屈折率との関係を示す模式図である。図１１は、反射型液晶表示装置の光学設計の一例を示す模式図である。図１２は、異方性散乱部材の一例を示す平面図である。図１３は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。図１４は、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。図１５Ａは、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。図１５Ｂは、異方性散乱部材の機能を説明するための模式図である。

反射型液晶表示装置１は、液晶層３０よりも反射電極１５で反射した光の進行方向側に、光を散乱させるシート状の異方性散乱部材２７を有する。より具体的には、反射型液晶表示装置１は、第２基板２３と１／４波長板２４との間に異方性散乱部材２７が配置されている。異方性散乱部材２７は、反射電極１５で反射された光を散乱させる非等方の層である。異方性散乱部材２７としては、例えば、ＬＣＦ（Light Control Film）を用いることができる。

異方性散乱部材２７は、特定方向から入射した光を散乱する異方性散乱層である。異方性散乱部材２７は、第２基板２３との関係で偏光板２６側の特定方向から光が入射してきた場合に、その入射光をほとんど散乱せずに透過させ、反射電極１５で反射され戻ってきた光を大きく散乱するようになっている。

異方性散乱部材２７は、図６及び７に示すように、屈折率の互いに異なる２種類の領域（第１領域２７Ｂ、第２領域２７Ｓ）を含む。異方性散乱部材２７は、図７に示すように複数の板状の第２領域２７Ｓが第１領域２７Ｂ中に所定間隔で配列されたルーバー構造となっていている。本実施形態では、第１領域２７Ｂが第２領域２７Ｓよりも屈折率の低い材料で形成されている。つまり、第１領域２７Ｂは、異方性散乱部材２７の中で相対的に屈折率の低い材料で形成され、低屈折率領域となる。また、第２領域２７Ｓは、異方性散乱部材２７の中で相対的に屈折率の高い材料で形成され、高屈折率領域となる。

異方性散乱部材２７は、例えば、第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓが厚さ方向に延在し、かつ所定の方向に傾斜したものである。異方性散乱部材２７は、例えば、屈折率の互いに異なる２種類以上の光重合可能なモノマー又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することにより形成されたものである。第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓとして用いることができる材料については、後述する。なお、異方性散乱部材２７は、上記とは異なる構造となっていてもよく、また、上記とは異なる方法で製造されたものであってもよい。異方性散乱部材２７は、１層であってもよいし、複数の層であってもよい。異方性散乱部材２７が複数の層である場合、互いに等しい構造であってもよいし、互いに異なる構造であってもよい。

異方性散乱部材２７は、第２基板２３との関係で所定の方向から外光Ｌ１が入射したときにその外光Ｌ１を散乱させ、他の所定の方向から外光Ｌ２が入射したときにその外光Ｌ２を透過させる。また、異方性散乱部材２７は、他の所定の方向から外光Ｌ２が入射したときにその外光Ｌ２を透過させ、透過した光のうち反射電極１５で反射された光を、散乱中心軸を中心として所定の範囲で散乱させるようになっている。外光Ｌ２は、第２基板２３の偏光板２６に入射する平行光である。外光Ｌ２は、無偏光光であってもよいし、偏光光であってもよい。また、異方性散乱部材２７は、光が外光Ｌ１、Ｌ２とは反対側から入射と入射した場合も同様に第２基板２３との関係で所定の方向から入射した光を散乱させ、他の方向から入射した光を透過させる。具体的には、第２基板２３との関係で所定の方向から光Ｌ３が入射したときにその光Ｌ３を散乱させ、他の所定の方向から光Ｌ４が入射したときにその外光Ｌ４を透過させる。なお、所定の方向は、向きが１８０度逆になるのみで、同じ方向である。なお、光の散乱は、異方性散乱部材２７の通過中に生じればよく、入射時に散乱しても出射時に散乱しても、経路中で散乱してもよい。

また、異方性散乱部材２７は、ルーバー構造であり、外交Ｌ１を散乱した散乱光Ｌ１ａが図８に示すように、第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓの長辺方向が径ｄ１が短径となり、第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓの短辺方向（第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓの配列方向）が径ｄ２が長径となる楕円形状となる。なお、異方性散乱部材２７は、反射電極１５から反射した光を散乱させる場合も同様に楕円形状で散乱させる。

異方性散乱部材２７の散乱中心軸は、例えば、主視角方向を向いていることが好ましい。なお、散乱中心軸は、主視角方向とは異なる方向を向いていてもよい。いずれにおいても、異方性散乱部材２７を用いたときに、異方性散乱部材２７の効果により、主視角方向の輝度が最も明るくなる、すなわち、反射率が最も高くなるように散乱中心軸の向きが設定されていればよい。主視角とは、反射型液晶表示装置１のユーザが反射型液晶表示装置１を使用する際に映像表示面を眺める方位に対応しており、映像表示面が方形状となっている場合には、映像表示面の一辺のうちユーザに最も近い辺と直交する方位に対応している。

異方性散乱部材２７は、さらに、入射した外光に対して一定の方向に位相差を生じさせる。具体的には、外交Ｌ２を一定の位相差の偏光光とする。異方性散乱部材２７は、図９に示すように、第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓの配列方向をＸ軸方向とし、異方性散乱部材２７の面積が最も大きい面においてＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向は、画素が配列される方向にもなる。このように軸を設定した場合、異方性散乱部材２７のＸ軸方向の屈折率をｎｘ、Ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、Ｚ軸方向の屈折率をｎｚとすると、異方性散乱部材２７の屈折率は、図１０に示す楕円体４２となる。楕円体４２は、Ｘ軸方向の屈折率ｎｘ及びＹ軸方向の屈折率ｎｙに対してＺ軸方向の屈折率ｎｚの値が低くなる。また、楕円体４２は、Ｘ軸方向の屈折率ｎｘに対してＹ軸方向の屈折率ｎｙが低くなる。つまり、異方性散乱部材２７は、ポジティブＡプレート（Positive A-plate）とネガティブＣプレート（Negative C-plate）の機能を合わせ持ち、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる。また、異方性散乱部材２７は、Ｘ軸方向が遅相軸４０となる。

ここで、反射型液晶表示装置１は、液晶層３０も軸方向によって屈折率が異なる値となる。具体的には、液晶層３０は、電圧が印加されたオンの状態で、屈折率の分布が楕円体４４となる。具体的には、液晶層３０は、Ｘ軸方向の屈折率ｎｘと、Ｙ軸方向の屈折率ｎｙと、Ｚ軸方向の屈折率ｎｚと関係が、ｎｘ＜ｎｙ＜ｎｚとなる。

以上より、反射型液晶表示装置１は、異方性散乱部材２７の屈折率分布の楕円体４２で液晶層３０の屈折率分布の楕円体４４の形状を保管し、屈折率の分布を球体に近づけることができる。これにより、異方性散乱部材２７は、光を散乱させ画面の明るさを向上させる機能に加え、視野角を補償する機能を備えることができる。これにより、反射型液晶表示装置１は、視野角補償フィルムを設けなくても視野角を補償することができる。これにより、反射型液晶表示装置１は、層数を減らすことができ、装置を薄型化することができる。なお、本実施形態の異方性散乱部材２７は、ポジティブＡプレート（Positive A-plate）とネガティブＣプレート（Negative C-plate）の機能を備える屈折率の分布としたが、これに限定されない。異方性散乱部材２７は、液晶層３２の屈折率分布に応じて、屈折率の分布を調整すればよい。例えば、液晶層３２の屈折率分布がネガティブＣプレート（Negative C-plate）の場合、異方性散乱部材２７は、屈折率分布をポジティブＣプレート（Positive C-plate）とすればよい。

次に、図１１は、反射型液晶表示装置の光学設計の一例を示す模式図である。図１１は、液晶セル（液晶層３０）及び第２パネル部２０の構成部材の各軸方向が表されている。具体的には、図１１に示すように、第２パネル部２０側については、偏光板２６の吸収軸方向、異方性散乱部材２７の遅相軸方向、１／２波長板２５の遅相軸方向、１／４波長板２４の遅相軸方向及び液晶セルのＴＦＴ基板側・ＣＦ基板側のラビング方向をそれぞれ表している。

反射型液晶表示装置１は、異方性散乱部材２７に位相差を持たせることで、図１１に示すように、光学設計の際に異方性散乱部材２７の位相差も調整することが可能となる。これにより、異方性散乱部材２７に位相差を持たせない場合よりも、設計の自由度を高くすることができる。また、位相差を持たせる部材が増えることで、コントラストをより高くすることができる。

本実施形態の異方性散乱部材２７は、ルーバー構造したが、これに限定されない。図１２に示す異方性散乱部材１２７は、柱状の第２領域１２７Ｓａが第１領域１２７Ｂ中に配列されている。このように、第２領域１２７Ｓａを柱状構造としてもよい。ここで、図１２に示す異方性散乱部材１２７は、外交Ｌ１を散乱した散乱光Ｌ１ａを、図１３に示すように、径ｄ１ａと径ｄ２ａが同じ径の円形状となる。なお、異方性散乱部材１２７は、反射電極１５から反射した光を散乱させる場合も同様に円形状で散乱させる。

次に、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて、異方性散乱部材２７の機能についてより詳細に説明する。図１４は、異方性散乱部材２７（図１４では、ＬＣＦを使用）に位相差を設けた（位相差あり）場合と、設けなかった（位相差なし）場合について、黒表示の画面のスペクトル分布を計測した結果である。図１４に示すように、異方性散乱部材２７に位相差を設けることで、光の強度をより低くできることがわかる。黒部分の輝度をより低くできることで、黒と他の色とのコントラスをより大きくすることができ、表示させる画像のコントラストをより明確にすることができる。

次に、図１５Ａは、異方性散乱部材２７（ＬＣＦを使用）に位相差を設けた（位相差あり）場合の黒表示の画面の視野角特性を計測した結果である。また、図１５Ｂは、異方性散乱部材２７（ＬＣＦを使用）に位相差を設けなかった（位相差なし）場合について、黒表示の画面の視野角特性を計測した結果である。図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、色の濃い部分が輝度の高い部分である。また、図１５Ａは、領域９０に囲まれている輝度が領域９０の外側の部分より高く、領域９１に囲まれている輝度が領域９１の外側の部分（つまり領域９０）より高くなる。図１５Ａは、領域９２に囲まれている輝度が領域９２の外側の部分より高く、領域９３に囲まれている輝度が領域９３の外側の部分（つまり領域９２）より高くなる。同様に、図１５Ｂは、領域９０ａに囲まれている輝度が領域９０ａの外側の部分より高く、領域９１ａに囲まれている輝度が領域９１ａの外側の部分（つまり領域９０ａ）より高くなり、領域９２ａに囲まれている輝度が領域９２ａの外側の部分より高く、領域９３ａに囲まれている輝度が領域９３ａの外側の部分（つまり領域９２ａ）より高くなる。図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、領域９０、９１、９２、９３は、対応する領域９０ａ、９１ａ、９２ａ、９３ａよりもいずれも小さくなる。したがって、異方性散乱部材２７（ＬＣＦを使用）に位相差を設けることで、視野角も広くできる、つまり視野角を補償することができる。

次に、異方性散乱部材２７に用いることができる材料、つまり屈折率に差を生じさせ、さらに、位相差を生じさせる第１領域２７Ｂと第２領域２７Ｓの組合せ、つまり、低屈折率領域に用いる材料（低屈折率材料）と、高屈折率領域に用いる材料（高屈折率材料）との組合せについて説明する。

ここで、異方性散乱部材２７は、低屈折率材料と高屈折率材料の少なくとも一方に配向しやすい側鎖を導入した材料を用いることで、位相差を生じさせることができる。まず、低屈折率材料としては、（化１）に示すアクリル樹脂を主鎖とし、（化２）に示すシリコンアクリレートを側鎖とした材料を用いることができる。また、ここで、（化２）に示すシリコンアクリレートのＲ１，Ｒ２には、−ＣＨ３または−Ｈを用いることができる。

シリコンアクリレートを側鎖とすることにより炭化水素系に比べ配向しやすくすることができ、位相差を生じさせることができる。また、側鎖のシリコンアクリレートと脂肪族系アクリレートの混合比を調整することで、位相差の制御が可能となる。

側鎖として用いるシリコーン側鎖は、Ｒ１，Ｒ２とも−ＣＨ３とすることで、下記（化３）に示すように、へリックス配向しやすくできる。

側鎖として用いるシリコーン側鎖の配向は、Ｒ１，Ｒ２とも−Ｈとすることで、下記（化４）、（化５）に示すように、直鎖配向しやすくできる。

次に、まず、高屈折率材料としては、上述した（化１）に示すアクリル樹脂を主鎖とし、ベンゼン環を導入したポリマーを側鎖とした材料を用いることができる。具体的には、側鎖としては、（化６）、（化７）、（化８）に示すような液晶ポリマーの性質を用いる側鎖を導入することで、位相差を発現させることができる。

また、側鎖しては、（化９）、（化１０）、（化１１）、（化１２）、（化１３）、（化１４）、（化１５）、（化１６）、（化１７）に示すような芳香族炭化水素の側鎖を導入することによっても位相差を発現させることができる。この場合、側鎖の芳香族同士がスタックして高い位相差を実現することができる。

また、側鎖としては、上述した液晶ポリマーや芳香族炭化水素に加え、あるいは換えて、カルド構造、スピロ環を導入することも好ましい。側鎖にカルド構造、スピロ環を含む側鎖を導入することで、分子が回転することを抑制することができ、リジッドな直鎖とすることができ、位相差が大きくなることを抑制することができる。これにより、位相差を適正な値に調整することができる。

カルド構造を含む側鎖としては、（化１８）、（化１９）に示すフルオレン骨格、（化２０）に示すアセナフチレン骨格の側鎖を用いることができる。

スピロ環を含む側鎖は、２つの環状化合物が１つの炭素を共有した構造であり、例えば（化２１）に示す構造を含む側鎖を用いることができる。スピロ環を含む側鎖を用いることで、芳香族部分で高屈折率を維持しつつ、バルキーな立体構造により、芳香族同士のスタックを回避することができる。これにより、位相差が大きくなりすぎることを抑制でき、適正な位相差を発現させることができる。

＜２．電子機器＞
以上説明した本開示に係る反射型液晶表示装置は、電子機器に入力された映像信号又は電子機器内で生成した映像信号を、画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることが可能である。

本開示に係る反射型液晶表示装置は、あらゆる分野の電子機器の中でも、屋外での使用頻度が高い携帯端末機器の表示部（表示装置）として用いることが好ましい。携帯端末機器としては、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム機、ノート型パーソナルコンピュータ、電子書籍等の携帯情報機器や、携帯電話機等の携帯通信機器などを例示することができる。

先述した実施形態の説明から明らかなように、本開示に係る反射型液晶表示装置は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現できるために、反射型液晶表示装置の特徴である、消費電力が少なく、明るい環境下でも画面が見やすいという特徴を十全に発揮できる。したがって、あらゆる分野の電子機器、中でも、携帯端末機器において、その表示部として本開示に係る反射型液晶表示装置を用いることで、携帯端末機器の低消費電力化に大きく寄与できる。

以下に、本開示に係る反射型液晶表示装置を表示部として用いる電子機器、すなわち、本開示に係る電子機器の具体例について説明する。

図１６Ａは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示しており、表側から見た斜視図、図１６Ｂは裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本開示に係る反射型液晶表示装置を用いることにより作製される。

図１７は、本開示が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本開示に係る反射型液晶表示装置を用いることにより作製される。

図１８は、本開示が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するときに操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本開示に係る反射型液晶表示装置を用いることにより作製される。

図１９Ａから図１９Ｇは、本開示が適用される携帯通信機器、例えば携帯電話機を示す外観図である。図１９Ａは開いた状態での正面図、図１９Ｂはその側面図、図１９Ｃは閉じた状態での正面図、図１９Ｄは左側面図、図１９Ｅは右側面図、図１９Ｆは上面図、図１９Ｇは下面図である。

本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含んでいる。そして、ディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本開示に係る反射型液晶表示装置を用いることにより本適用例に係る携帯電話機が作製される。

＜３．本開示の構成＞
本開示は以下のような構成を採ることができる。
（１）反射電極と、
前記反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向し複数の画素毎に設けられた透明電極と、
前記透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
前記第２基板に積層されたシート状の異方性散乱部材と、を有し、
前記異方性散乱部材は、低屈折率領域と前記低屈折率領域よりも屈折率が高い高屈折率領域とが混在して、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から外光が入射し、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に小さい面側から光が出射する際に光が散乱する位置に配置され、かつ、
入射した外光に対して一定の方向に位相差を生じさせることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（２）
前記異方性散乱部材は、前記屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から入射する入射光が傾斜する方向に平行な方向が遅相軸となることを特徴とする（１）に記載の反射型液晶表示装置。
（３）
前記液晶層は、駆動電極及び前記透明電極に電圧が印加された状態で、前記画素が配列される方向であるＸ軸方向の屈折率及び前記画素が配列される方向であり前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の屈折率に対して前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向の屈折率が高くなり、
前記異方性散乱部材は、前記Ｘ軸方向の屈折率及び前記Ｙ軸方向の屈折率に対して前記Ｚ軸方向の屈折率が低いことを特徴とする（１）または（２）に記載の反射型液晶表示装置。
（４）
前記屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から入射する入射光が傾斜する方向が、前記Ｘ軸方向であり、
前記異方性散乱部材は、前記Ｘ軸方向の屈折率が前記Ｙ軸方向の屈折率よりも高いことを特徴とする（３）に記載の反射型液晶表示装置。
（５）
（１）から（４）いずれか１つに記載の反射型液晶表示装置を備えた電子機器。

以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

１ 反射型液晶表示装置
５、５Ｍ 単位画素
１５ 反射電極
２１ 透明電極
２２ カラーフィルタ
２７ 異方性散乱部材
２７Ｂ、１２７Ｂ 第１領域
２７Ｓ、１２７Ｓａ 第２領域
３０ 液晶層
５０、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ 副画素（画素）
５１ 画素トランジスタ
５４、５５、５６ スイッチ素子
５７ ラッチ部
５８ 駆動回路部

Claims (5)

1. 反射電極と、
   前記反射電極が設けられる第１基板と、
   前記反射電極と対向し複数の画素毎に設けられた透明電極と、
   前記透明電極が設けられる第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   前記第２基板に積層されたシート状の異方性散乱部材と、を有し、
   前記異方性散乱部材は、低屈折率領域と前記低屈折率領域よりも屈折率が高い高屈折率領域とが混在して、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から外光が入射し、前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が相対的に小さい面側から光が出射する際に光が散乱する位置に配置され、かつ、
   入射した外光に対して一定の方向に位相差を生じさせることを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 前記異方性散乱部材は、前記屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から入射する入射光が傾斜する方向に平行な方向が遅相軸となることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
3. 前記液晶層は、駆動電極及び前記透明電極に電圧が印加された状態で、前記画素が配列される方向であるＸ軸方向の屈折率及び前記画素が配列される方向であり前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の屈折率に対して前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向の屈折率が高くなり、
   前記異方性散乱部材は、前記Ｘ軸方向の屈折率及び前記Ｙ軸方向の屈折率に対して前記Ｚ軸方向の屈折率が低いことを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶表示装置。
4. 前記屈折率の変化の程度が相対的に大きい面側から入射する入射光が傾斜する方向が、前記Ｘ軸方向であり、
   前記異方性散乱部材は、前記Ｘ軸方向の屈折率が前記Ｙ軸方向の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の反射型液晶表示装置。
5. 請求項１から４いずれか１項に記載の反射型液晶表示装置を備えた電子機器。