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【発明の名称】 反射型液晶表示装置
【発明者】 【氏名】増田 岳志

【氏名】角田 行広

【氏名】海老 毅
【要約】 【課題】表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型液晶表示装置を提供する。

【解決手段】光源４１並びに上記光源４１から光を入射する入射面４２ａと入射した光を反射型液晶セル３０へ出射する出射面４２ｂと上記出射面４２ｂに対向する対向面４２ｃとを有する導光体４２を備えたフロントライト４０を、上記導光体４２の出射面４２ｂから出射された光を制御する反射部材１２を有する反射型液晶セル３０の前面に備えた反射型液晶表示装置の導光体４２の対向面４２ｃに、防眩性を有する保護部材５０を配置する。上記保護部材５０の曇価は３．０％以上、２５％以下である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】光源並びに上記光源から光を入射する入射面と入射した光を反射型液晶素子へ出射する出射面と上記出射面に対向する対向面とを有する導光体を備えた照明装置を、上記導光体の出射面から出射された光を制御する反射手段を有する反射型液晶素子の前面に備えた反射型液晶表示装置であって、上記導光体の対向面に防眩性を有する保護手段を備え、かつ、上記保護手段の曇価が３．０％以上、２５％以下であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】上記反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、該画素に太陽光が入射される場合に、上記保護手段の曇価が５．０％以上、２５％以下に設定されていることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶モニタ付きビデオカメラ、モバイルコンピュータ、および情報表示システム等に用いられる反射型液晶表示装置に関するものであり、より詳しくは、補助光源として照明装置を反射型液晶素子の前面に備えた反射型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと称する）は、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、あるいはＥＬ(Electro Luminescence)といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、外部光源から照射された光の透過量あるいは反射光量を制御することによって文字や画像を表示する。このため、従来の液晶表示装置は、透過型ＬＣＤと、反射型ＬＣＤとに大別される。
【０００３】透過型ＬＣＤは、透過型液晶セルにおける光の入射側と出射側とに各々偏光板が配置され、入射側の偏光板を介して入射した直線偏光の偏光状態を液晶層で変調し、出射側の偏光板を透過する光量を制御することで画像を表示する。このため、一般的には、入射側に、透過型液晶セルを後方（入射側）から照明するバックライトと呼ばれる照明装置が配置されて使用される。
【０００４】一方、反射型ＬＣＤは、例えば一枚の偏光板と反射板とを備えた反射型液晶セルを備え、偏光板を介して入射した直線偏光が反射板で反射され、再度偏光板に到達する過程で、直線偏光の偏光状態が液晶層で変調されることによって偏光板を出射する光量が制御される。このため、周囲光を利用して表示を行うことが可能であり、バックライトを必要とせず、消費電力が少ないという利点がある。さらに、直射日光の当たるような非常に明るい場所では、発光型ディスプレイや透過型ＬＣＤは表示がほとんど見えなくなるのに対し、反射型ＬＣＤではより鮮明に見える。このため、反射型ＬＣＤは、近年益々需要が高まっている携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【０００５】但し、反射型ＬＣＤは、上述した利点を有する一方で、以下のような問題点を有している。つまり、反射型ＬＣＤは周囲光を利用するので、表示輝度が周辺環境へ依存する度合いが非常に高く、特に、夜間等の暗闇では、表示が全く認識できないこともある。特に、カラー化のためにカラーフィルタを用いた反射型ＬＣＤや、偏光板を用いた反射型ＬＣＤにおいて、上述の問題は大きく、十分な周囲光が得られない場合に備えて補助照明が必要となる。
【０００６】しかしながら、反射型ＬＣＤは、液晶層の背面に反射板が設置されており、透過型ＬＣＤのようなバックライトを用いることはできないことから、反射型液晶セルを前方から照明するフロントライトと呼ばれる照明装置が、従来より、補助照明として種々提案されている。
【０００７】上記フロントライトは、一般的に、導光体と、上記導光体の側面に配置された光源とを備えている。上記導光体は、図７に示すように、例えば、光源１０１から光を入射する入射面１０２ａと入射した光を出射する出射面１０２ｂと上記出射面１０２ｂに対向する対向面１０２ｃとを備え、対向面１０２ｃに、伝搬部１０２ｄと反射部１０２ｅとからなる周期構造が形成されている。
【０００８】上記構成を有するフロントライトでは、入射面１０２ａから入射した光源１０１からの光は、直接、または、出射面１０２ｂや対向面１０２ｃの主に伝搬部１０２ｄで全反射され、導光体１０２内部を伝搬して対向面１０２ｃの主に反射部１０２ｅに到達し、出射面１０２ｂに向かって反射され、出射面１０２ｂから、反射型液晶セル１０３側へ出射することにより、光源１０１からの光が反射型液晶セル１０３に照射される。
【０００９】そして、反射型液晶セル１０３に照射された光は、該反射型液晶セル１０３を構成する例えば偏光板１０３ａおよびガラス基板１０３ｂを介して液晶層１０３ｃを透過しながら表示情報に応じて調光され、液晶層１０３ｃの背面側に設けられたガラス基板１０３ｅと液晶層１０３ｃとの間に配置された反射板１０３ｄで反射されることによって、再び導光体１０２を透過して観察者側へ出射される。これにより、観察者は、周囲光量が不十分なときでも、表示の認識が可能となる。
【００１０】尚、このようなフロントライトは、例えば特開平５−１５８０３４号公報、SID DIGEST P.375(1995)等に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来のフロントライトを備えた反射型ＬＣＤは、以下の問題点を有している。つまり、反射型ＬＣＤにフロントライトを配設する場合、フロントライトが反射型液晶セル１０３前面に配設されることから、図７に示すように反射型液晶セル１０３が偏光板１０３ａを有するタイプであったとしても、導光体１０２の対向面１０２ｃは剥き出し状態にあることから、周囲光が、導光体１０２の対向面１０２ｃで反射することによって周囲の景色の映り込みが発生し易くなる。また、剥き出し状態にある導光体１０２の対向面１０２ｃが汚れたり破損し易くなり、この結果、フロントライトの光学性能や反射型液晶セル１０３の表示品位が損なわれるという問題を招来する。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記載の反射型液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、光源並びに上記光源から光を入射する入射面と入射した光を反射型液晶素子（反射型液晶セル）へ出射する出射面と上記出射面に対向する対向面とを有する導光体を備えた照明装置（フロントライト）を、上記導光体の出射面から出射された光を制御する反射手段を有する反射型液晶素子の前面に備えた反射型液晶表示装置であって、上記導光体の対向面に防眩性を有する保護手段（保護部材）を備え、かつ、上記保護手段の曇価が３．０％以上、２５％以下であることを特徴としている。
【００１４】反射型液晶素子前面に照明装置を備えた反射型液晶表示装置は、周囲光量が不十分なときでも表示の認識が可能となるが、照明装置における導光体の対向面が剥き出し状態となる。しかしながら、保護手段が該導光体の対向面に配置されることによって、導光体の対向面を保護し、該対向面の汚れや破損を防止することができる。また、上記保護手段の曇価が最適化されていることで、表示の解像度やコントラストを低下させることなく保護手段の表面での反射光を低減し、透過率を向上させて周囲の景色の映り込みを低減することができる。従って、上記の構成によれば、表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型液晶表示装置を提供することができる。
【００１５】本発明に係る請求項２記載の反射型液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の反射型液晶表示装置において、上記反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、該画素に太陽光が入射される場合に、上記保護手段の曇価が５．０％以上、２５％以下に設定されていることを特徴としている。
【００１６】上記の構成によれば、反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、例えば反射手段が凹凸構造を有する場合や反射手段表面が平坦であり反射型液晶素子の対向電極基板に拡散シートが設けられていない場合等、上記反射型液晶素子の画素に太陽光が拡散されずにそのまま入射される場合に、導光体の対向面に設置する保護手段の曇価を５．０以上とすることで、太陽光の拡散性を高め、干渉縞を発生し難くすることができる。従って、上記保護手段の曇価を５．０％以上、２５％以下とすることで、干渉縞が発生し難く、しかも、周囲の景色の映り込みを低減することができ、かつ、表示の解像度やコントラストが良好である反射型液晶表示装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１８】本実施の形態に係る反射型液晶表示装置（反射型ＬＣＤ）は、図１に示すように、反射型液晶セル３０（反射型液晶素子）、フロントライト４０（照明装置（補助照明））、および保護部材５０（保護手段）を備えている。これら反射型液晶セル３０、フロントライト４０、および保護部材５０は、筐体６０に収納され、筐体６０前面、即ち、観察者（使用者）側から、保護部材５０、フロントライト４０、反射型液晶セル３０の順で配置されている。
【００１９】反射型液晶セル３０は、図１に示すように、一対の電極基板３１ａ・３１ｂにより液晶層３２を挟持し、さらに、表示面側である電極基板３１ｂ側に位相差板３３と偏光板３４とを備えると共に、上記電極基板３１ｂに対向して設けられた液晶層３２の背面側の電極基板３１ａが、基本的に、ガラス基板１上に反射部材１２（反射手段）を備えた構成を有している。
【００２０】以下、反射型液晶セル３０の構成について、図５を参照して詳細に説明する。図５は反射型液晶セル３０のスイッチング素子近傍の概略構成を示す断面図である。
【００２１】電極基板３１ａには、光透過性を有するガラス基板１上に、互いに絶縁性を保持し、かつ直交する図示しない走査線および信号線が配置され、これら走査線および信号線が交差することによって形成される各画素領域に、液晶を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）２…が配置されている。該ＴＦＴ２は、ゲート電極３、ゲート絶縁膜４、半導体層５、オーミック層としてのｎ+ ａ−Ｓｉ層６・７、ソース電極８、およびドレイン電極９を順次積層することにより構成されている。上記構成において、ゲート絶縁膜４はガラス基板１上に形成されたゲート電極３を覆うように形成され、このゲート絶縁膜４を介して、上記ゲート電極３上に半導体層５が形成されている。この半導体層５のソース部側にはｎ+ ａ−Ｓｉ層６を介してソース電極８が形成され、ドレイン部側にはｎ+ ａ−Ｓｉ層７を介してドレイン電極９が形成されている。
【００２２】上記ＴＦＴ２…の表面は、層間絶縁膜１０によって覆われ、該層間絶縁膜１０上には、液晶層３２を駆動する液晶駆動電極と反射手段とを兼ねる反射画素電極としての反射部材１２…が、マトリクス状に配置されている。この反射部材１２は、上記層間絶縁膜１０を貫くコンタクトホール１１を介して上記ドレイン電極９に接続されている。また、ゲート電極３およびソース電極８は、各々、走査線、信号線に接続されている。
【００２３】また、上記層間絶縁膜１０の表面には複数の凹凸部１０ａが形成されており、この層間絶縁膜１０を覆っている反射部材１２の表面にも複数の凹凸部１２ａが形成されている。さらに、上記反射部材１２上には、該反射部材１２を覆うように、ラビング処理が施された液晶配向膜１３が形成されている。
【００２４】上記の反射部材１２としては、例えば反射特性の優れたアルミニウム（Ａｌ）反射電極等が用いられる。また、上記層間絶縁膜１０は有機レジストにて形成され、上記層間絶縁膜１０におけるコンタクトホール１１や凹凸部１０ａ・１２ａは例えばフォトリソグラフィーにより形成される。上記電極基板３１ａにおける反射電極１２上に形成されている凹凸部１２ａのパターン（即ち、層間絶縁膜１０の凹凸部１０ａのパターン）は、不規則に形成することによって、反射型液晶セル２０に入射する入射光を特定方向に拡散反射するように形成している。
【００２５】尚、上記電極基板３１ａを構成する各部材の材質や形成方法等は、特に限定されるものではなく、従来公知の材料および常用の方法を用いることができる。
【００２６】一方、液晶層３２を挟んで上記電極基板３１ａに対向して設けられた電極基板３１ｂ（対向電極基板）は、例えば、光透過性を有するガラス基板２１上に、カラーフィルタ２２およびブラックマトリクス２３が形成され、その上に、図示しないオーバーコート膜等を介して、反射画素電極としての反射部材１２に対向すると共に透光性を有する対向電極２４が設けられ、該対向電極２４を覆うように、ラビング処理が施された液晶配向膜２５が形成されている。上記のカラーフィルタ２２は、反射画素電極としての反射部材１２毎に配置される赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各色のカラーフィルタを含んでなる。これらＲ・Ｇ・Ｂの各色のカラーフィルタは、上記反射画素電極としての反射部材１２に対応して、画素の水平方向、即ち、走査線が形成されている方向に沿って順に配置されている。
【００２７】電極基板３１ａ・３１ｂは、液晶配向膜１３・２５が対向すると共に、ラビング処理の方向が平行且つ逆向き（いわゆる反平行）になるように配置され、接着剤等を用いて貼り合わされ、その空隙に液晶を導入することにより、液晶層３２が形成されている。
【００２８】さらに、表示側の電極基板３１ｂにおけるガラス基板２１の外側には、位相差板３３および偏光板３４が配置されるが、上記位相差板３３は、図１および図５に示すように１枚のみ備えられていてもよく、２枚以上であってもよく、また、備えられていなくてもよい。
【００２９】次に、上記反射型液晶セル３０の前面に配置されるフロントライト４０の構成並びに該フロントライト４０の動作原理について、図１および図２を参照してより詳細に説明する。
【００３０】フロントライト４０は、主として光源４１および導光体４２によって構成されている。光源４１としては、例えば蛍光灯（蛍光管）等の線状光源を用いることができる。また、導光体４２は、均一に減衰無く導光でき、屈折率が適当な値を有する透明樹脂やガラス等を適宜用いて、例えば射出成形により形成することができる。上記の透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートや、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等を用いることができる。
【００３１】光源４１は、図１および図２に示すように、導光体４２の側面に沿って配設されている。これにより、導光体４２は、光源４１配設側の側面を入射面４２ａとし、該入射面４２ａにおいて、光源４１から光を入射するようになっている。さらに、導光体４２は、入射した光を被照明物である反射型液晶セル３０へ出射する出射面４２ｂと上記出射面４２ｂに対向する対向面４２ｃとを備えている。導光体４２の出射面４２ｂ、即ち、液晶セル３０側の界面は平坦に形成されている。一方、対向面４２ｃには、傾斜部４２ｄと、該傾斜部４２ｄとは逆方向に傾斜する傾斜部４２ｅとが交互に配置されてなる複数の凹凸部４２ｆを有している。
【００３２】上記凹凸部４２ｆにおいて、傾斜部４２ｄは、主として、光源４１からの光を伝搬する伝搬面として作用する。一方、傾斜部４２ｅは、主として、光源４１からの光を反射し、出射面４２ｂに向けて出射する反射面として作用する。
【００３３】ここで、フロントライト４０の動作原理について説明する。光源４１から入射面４２ａを介して導光体４２へ入射した光は、導光体４２内で、図２に示すように、大きく分けて二通りの挙動を示す。一つは、光源４１から入射面４２ａを介して導光体４２へ入射した光は、対向面４２ｃに形成された凹凸部４２ｆの傾斜部４２ｅ（反射面）に直接到達し、出射面４２ｂに向かって反射され、該出射面４２ｂから反射型液晶セル３０へ出射する。二つめには、光源４１から入射面４２ａを介して導光体４２へ入射した光は、出射面４２ｂによって全反射されたり、対向面４２ｃに形成された凹凸部４２ｆの傾斜部４２ｄ（伝搬面）で全反射され、導光体４２内部を伝搬する過程で、導光体４２の対向面４２ｃに形成された凹凸部４２ｆの傾斜部４２ｅ（反射面）に到達し、出射面４２ｂに向かって反射され、該出射面４２ｂから反射型液晶セル３０へ出射する。このように、光源４１から導光体４２への入射光の殆ど全ての成分は、傾斜部４２ｅで反射され、出射面４２ｂを通って反射型液晶セル３０へ出射する。
【００３４】反射型液晶素子３０は、その反射電極１２により、導光体４２の出射面４２ｂから出射された光、あるいは、周囲から入射した光を受け、その反射率を画素毎に制御することによって画像を表示する。
【００３５】本実施の形態では、上記導光体４２の対向面４２ｃは、図１および図２に示すように、傾斜部４２ｄ…および傾斜部４２ｅ…からなる凹凸部４２ｆ…が、光源４１の長手方向を法線とする断面において、光源４１から遠ざかるほど下がってゆく階段状に形成されている。このように導光体４２の対向面４２ｃが階段状に形成されていれば、入射面４２ａから入射した光のうち、入射面４２ａに垂直な成分は、全て、反射面である傾斜部４２ｅに直接入射して出射面４２ｂへ向けて反射する。これにより、入射面４２ａに対向する面からの導光体４２外部への光の出射を抑制し、光の損失を抑制することで、光の利用効率を高めることができる。
【００３６】また、上記凹凸部４２ｆは、反射型液晶セル３０の画素の水平方向、即ち、走査線形成方向と特定の角度をなすように設けられている。以下に、上記凹凸部４２ｆと反射型液晶セル３０の画素との関係について、図３および図４を参照して説明する。
【００３７】反射型液晶セル３０の画素の配列パターンは、図３に示すようにストライプ配列であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の各カラーフィルタ２２に対応した画素が、走査線形成方向である水平方向と信号線形成方向である垂直方向に繰り返されて構成されている。
【００３８】このように反射型液晶セル３０の画素がマトリクス状である場合、画素の周期により光の干渉が生じ、モアレ縞と呼ばれる明暗縞が発生し、反射型液晶セル３０の表示品位を著しく劣化させる原因となる。
【００３９】しかしながら、導光体２２の凹凸部４２ｆを反射型液晶セル３０の画素とある特定の角度をなす方向に形成することによって、モアレ縞の周期が短くなり、やがて観察されなくなる。
【００４０】図４は、このような現象によってモアレ縞が観察されなくなる導光体凹凸周期（凹凸部４２ｆの周期であり、傾斜部４２ｄ・４２ｄ間または傾斜部４２ｅ・４２ｅ間の間隔に等しい）と、凹凸部４２ｆが反射型液晶セル３０の画素の水平方向に対してなす角度との関係を示すグラフであり、導光体４２の凹凸部４２ｆを、図４に示すグラフにおける太線で示す条件を満たすように形成することで、モアレ縞の発生を防止することができる。
【００４１】次に、保護部材５０について図１を参照して以下に説明する。上記保護部材５０は、導光体４２の前面、即ち、導光体４２の対向面４２ｃに配置され、上記導光体４２の対向面４２ｃを保護するようになっている。
【００４２】つまり、照明装置を備えた反射型ＬＣＤは、反射型液晶セルが偏光板を備えた構成であったとしても、反射型液晶セル前面に照明装置が配置されることにより、反射型ＬＣＤ表面、即ち、照明装置における導光体の対向面が剥き出し状態となる。このため、周囲光が、導光体の対向面で反射することによって周囲の景色の映り込みが発生し易くなったり、剥き出し状態にある導光体の対向面が汚れたり破損し易くなり、照明装置の光学性能や反射型液晶セルの表示品位が損なわれるという問題を招来する。特に、照明装置における導光体の対向面に凹凸や段差が形成されている場合には顕著である。
【００４３】そこで、本発明では、反射型液晶セル３０前面に配置されたフロントライト４０における導光体４２の対向面４２ｃに保護部材５０を配置し、導光体４２の対向面４２ｃを保護することで、該対向面４２ｃの汚れや破損を防止し、反射型液晶セル３０の表示品位の低下を防止している。
【００４４】上記保護部材５０は、防眩性を有し、例えば、図１に示すように、透明樹脂やガラス等からなる、シート状、フィルム状、または板状の透明基材５１上に防眩層５２が積層された構成を有している。
【００４５】上記透明基材５１に用いられる透明樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アセチルセルロースブチレート、ポリスチレン、ポリカーボネート等、透明性を有する従来公知の樹脂を用いることができる。
【００４６】上記の防眩層５２は、例えば、透明基材５１表面に、プラスチックビーズ等のマット材をバインダー樹脂に添加した防眩性塗料を塗布して防眩性塗膜を形成する方法（方法１）により形成することができる。上記防眩層５２の他の形成方法としては、表面に微細な凹凸を有するマット状の賊型フィルムを用いて透明基材５１表面に凹凸形状（賊型）を形成する方法（方法２）や、上記方法１と方法２とを併用する方法（方法３）等を採用することができる。
【００４７】上記防眩層５２上には、干渉作用によって反射エネルギーを低下させる反射防止層（図示せず）がさらに形成されていてもよい。該反射防止層は、例えば、ＭｇＦ2 、ＳｉＯ2 等の金属化合物を、膜厚約１μｍとなるように蒸着またはスパッタリングすることにより形成することができる。
【００４８】そして、このように防眩層５２や反射防止層が形成された保護部材５０は、ハード性を付与すべく、ハードコートがなされていることが好ましく、具体的には、透明基材５１上に反応硬化型樹脂を塗布したり、防眩層５２のバインダー樹脂に反応硬化型樹脂を用いる等の方法でハード性を付与することが好ましい。本発明でハード性とは、ＪＩＳ Ｋ ５４００に示される鉛筆硬度試験でＨ以上の硬度を示すものを示す。
【００４９】また、本発明では、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に基づいて測定した上記保護部材５０の曇価（ヘイズ（Ｈａｚｅ）値）が、３．０％以上、２５％以下、好ましくは５．０％以上、２５％以下、さらに好ましくは６．０％以上、１５％以下となるように設定されている。上記のヘイズ値が３．０％未満であると、高い解像度や高いコントラストを維持することはできても、周囲の景色の映り込みを減少させることができない。一方、ヘイズ値が２５％を越えると、光拡散性が高くなり、周囲の景色の映り込みは低減されるが、表示の解像度やコントラストを著しく低下させてしまう。
【００５０】尚、国際公開特許公報ＷＯ９５／３１７３７号には、各種表示装置に用いられる防眩性フィルムについて、画像の解像度やコントラストの低下を起こすことなく防眩高価を発揮させるため、防眩フィルムのヘイズ値を３．０％〜３５％に設定することが望ましいことが開示されている。
【００５１】しかしながら、上記の防眩性フィルムを本発明の反射型ＬＣＤに適用しても、ヘイズ値の範囲が適切でないため、表示画像のコントラストが低下したり、干渉が起こる等、かえって表示が見え難くなるという問題を招来する。
【００５２】つまり、国際公開特許公報ＷＯ９５／３１７３７号では偏光板に防眩性フィルムを配置しているように、従来、防眩フィルムは液晶素子の基板に配置されていた。
【００５３】ところが、本発明では、導光体４２の対向面４２ｃに配置される保護部材５０が防眩性を有する構成であるため、上記従来の防眩フィルムをそのまま適用したのでは、導光体４２の厚みの分、光拡散性が強くなって表示の解像度を低下させてしまう。さらに、反射型液晶セル３０のカラー表示、つまり、反射型液晶素子のカラー表示（階調表示）は、透過型液晶素子のカラー表示や反射型液晶素子の白黒表示等に比べてコントラストが低い。
【００５４】そこで、これらの点を検討した結果、本発明では、上記保護部材５０のヘイズ値を３．０％以上、２５％以下とすることで、周囲の景色の映り込みを低減し、かつ、表示の解像度やコントラストを良好に維持することができることが判った。
【００５５】また、本発明の反射型ＬＣＤでは、反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、該画素に太陽光が入射される場合には、導光体４２の対向面４２ｃに配置する保護部材５０の曇価は、５．０以上（即ち、５．０以上、２５％以下）とすることが好ましい。
【００５６】つまり、図６に示すように、反射型液晶セル３０が、反射画素電極である反射部材１２がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス型の反射型液晶セルである場合等、反射型液晶素子の画素が周期的に配置されている場合に、反射光を散乱させることによってペーパーホワイト表示すべく反射部材１２の凹凸部１２ａのように反射手段に多数の微小な突起が形成されているときには、太陽光のように平行度の高い周囲光のもとでは、このような凹凸構造と画素の周期とによる干渉縞が発生する。
【００５７】その他にも、反射手段表面が平坦である場合でも、反射型液晶素子の表示面側の電極基板（対向電極基板）に拡散シートが設けられていない場合には、太陽光のように平行度が高い光（周囲光）は拡散されずにそのまま入射されて干渉縞を発生する。
【００５８】そこで、反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、本実施の形態に示すように反射板あるいは反射画素電極等の反射手段が凹凸構造を有する場合や、反射手段表面が平坦であっても反射型液晶素子の表示面側の電極基板に拡散シートが設けられていない場合等のように、反射型液晶素子の画素に太陽光が入射される場合（つまり、干渉光の発生原因を有する場合）に、導光体４２の対向面４２ｃに設置する保護部材５０のヘイズ値を５．０以上とすることで、太陽光の拡散性を高め、干渉縞を発生し難くすることができる。この結果、太陽光のように平行度の高い周囲光のもとでも干渉縞が発生し難く、しかも、周囲の景色の映り込みを低減することができ、かつ、表示の解像度やコントラストが良好である反射型ＬＣＤを提供することができる。
【００５９】また、上記保護部材５０のヘイズ値を６．０％以上、１５％以下に設定すれば、反射型液晶素子の表示がどのようなものであったとしても、例えば階調表示であったり自然画等を表示するものであったとしても、最適な表示を得ることできる。しかしながら、上記保護部材５０のヘイズ値が１５％よりも高ければ、低解像度の文字や図面、色数の少ないマルチカラーの表示であれば問題ないが、階調表示や自然画等の表示に適用した場合、コントラストの低下によって霞んだ表示となる傾向にある。また、上記保護部材５０のヘイズ値が６．０％未満であれば、階調表示や自然画等の表示に適用した場合、高い解像度や高いコントラストを維持することはできても、干渉縞が目立ったり表面反射が目立ち、表示が見難くなる傾向にある。
【００６０】つまり、本発明では、上記保護部材５０のヘイズ値が最適化されていることで、表示の解像度やコントラストを低下させることなく、保護部材５０の表面での反射光を低減し、透過率を向上させて周囲の景色の映り込みを低減することができる。従って、表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型ＬＣＤを提供することができる。
【００６１】本発明の反射型ＬＣＤは、反射型液晶セル３０の前面に、フロントライト４０が配置され、さらにその前面に保護部材５０が配置されて製造される。
【００６２】上記反射型液晶セル３０の前面にフロントライト４０を配置する際には、反射型液晶セル３０の偏光板３４上に上記フロントライト４０の導光体４２が積層される。光源４１は、導光体４２の入射面４２ａに対向するように配置される。
【００６３】尚、反射型液晶セル３０の偏光板３４と導光体４２との間には、スペーサ（図示せず）が予め散布されることにより、このスペーサの粒径にほぼ等しい均一な厚みで空隙が形成されている。つまり、導光体４２の界面は、光学的には、ポリメチルメタクリレートと空気層との界面に相当する。尚、この空隙は、光の波長の約１００倍程度の厚みを持つため、空隙による干渉等の発生は抑えられている。
【００６４】さらに、上記保護部材５０は、導光体４２の対向面４２ｃに対向するように配置され、これら保護手段５０、フロントライト４０、および反射型液晶セル３０が前記筐体６０に収納される。また、上記保護部材５０は、筐体６０の開口部近傍に突部６０ａを設けることによって保護部材５０を導光体４２の対向面４２ｃに押し付けることによって固定される。
【００６５】尚、上記保護部材５０の固定方法としては、これに限定されるものではなく、突部６０ａの代わりに、ゴムシート等の弾性体を設置することによって、この弾性体に突部６０ａと同様の機能を持たせて保護部材５０を固定してもよい。
【００６６】上記の工程により、保護部材５０が導光体４２の対向面４２ｃに配置され、導光体４２の対向面４２ｃにおける凹凸部４２ｆを保護するとともに、反射型液晶セル３０の表示品位を劣化させることなく周囲の景色の映り込みを低減させることができる反射型ＬＣＤを得ることができる。
【００６７】上記構成を有する反射型ＬＣＤでは、上述したように、導光体４２の入射面４２ａから入射した光源４１からの光は、直接、または、出射面４２ｂや対向面４２ｃの傾斜部４２ｄで全反射され、導光体４２内部を伝搬して対向面４２ｃの傾斜部４２ｅに到達し、出射面４２ｂに向かって反射され、出射面４２ｂから、反射型液晶セル３０側へ出射することにより、光源４１からの光が反射型液晶セル３０に照射される。
【００６８】そして、反射型液晶セル３０に照射された光は、該反射型液晶セル３０を構成する偏光板３４、位相差板３３、および電極基板３１ｂを介して液晶層３２を透過しながら表示情報に応じて調光され、液晶層３２の背面側に設けられた反射部材１２で反射されることによって、再び導光体４２を透過して観察者側へ出射される。これにより、観察者は、周囲光量が不十分なときでも、表示の認識が可能となる。
【００６９】この反射型ＬＣＤは、周囲光が不十分なときは、フロントライト４０を点灯した照明モードで使用し、十分な周囲光が得られるときは、フロントライト４０を消灯した反射モードで使用することができる。
【００７０】さらに、上記の反射型ＬＣＤは、透過型ＬＣＤやＣＲＴ、ＰＤＰ等の自発光型のディスプレイと比較して、より明るい表示が可能であるという利点がある。即ち、本実施の形態に係る反射型ＬＣＤでは、照明モードで使用する場合、フロントライト４０からの補助光と周囲光とが、液晶セル３０の反射部材１２にて反射され、補助光と周囲光との和に相当する成分が観察者に認識される。これにより、暗い場所だけでなく例えば日中の屋外のような明るい場所でも、より明るい表示が実現される。
【００７１】そして、本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、導光体４２の対向面４２ｃに防眩性を有する保護部材５０を備え、かつ、上記保護部材５０の曇価（ヘイズ値）が上述した範囲に設定されていることで、表示の解像度やコントラストを低下させることなく保護部材５０表面での反射光を低減し、透過率を向上させて周囲の景色の映り込みを低減することができる。従って、本実施の形態に係る反射型ＬＣＤは、表示認識が容易でかつ表示品位が高いものとなっている。
【００７２】尚、本実施の形態では、導光体４２の対向面４２が階段状になっている場合について述べたが、直線状になっている場合についても同様の効果が得られる。
【００７３】また、本実施の形態では、画素の配列パターンとしてストライプ配列を行った場合について述べたが、デルタ配列であっても、同様の効果が得られる。さらに、ブラックマトリクスがあってもなくても同様の効果がある。
【００７４】また、本実施の形態では、反射型液晶素子の画素がマトリクス状に形成された例として、液晶駆動電極（画素電極）を兼ねる反射手段である反射部材１２がマトリクス状に形成されている場合について述べたが、例えば、反射手段が画素電極とは別個に設けられた反射板であり、画素電極がマトリクス状に形成された構成であってもよく、反射型液晶素子の画素をマトリクス状とするために必要な構成については特に制限されない。
【００７５】ここで、上記反射型ＬＣＤの効果について検証した結果の一具体例について説明する。但し、本願の反射型ＬＣＤは、以下の具体例に限定されるものではなく、その構成およびヘイズ値は、上述した範囲で種々変更が可能である。また、以下の具体例に記載の反射型ＬＣＤの構成は、上述した実施の形態に記載した構成と同じである。
【００７６】ここでは、上記反射型液晶セル３０として、８．４型、画素サイズ８９×２７０μｍ、画素数６４０×Ｒ・Ｇ・Ｂ×２４０のビデオグラフィックス配列（ＶＧＡ：video graphics array）のものを使用した。また、光源４１には、蛍光灯（蛍光管）を使用し、導光体４２はポリメチルメタクリレートを用いて射出成形によって形成した。
【００７７】また、上記の導光体４２は、図４に示すグラフに従って、図２に示すように、傾斜部４２ｄと傾斜部４２ｅとからなる凹凸部４２ｆの周期を５００μｍとし、該凹凸部４２ｆが反射型液晶セル３０の画素の水平方向とのなす角度を２５°(deg) に設定した。
【００７８】さらに、筐体６０は、厚さ０．４ｍｍのステンレスで形成し、保護部材５０としては、日東電工株式会社製のＴＡＣ−ＡＧ３０を使用した。ＴＡＣ−ＡＧ３０は厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムからなる透明基材５１上に防眩層５２を形成したフィルムであって、ヘイズ値は６．０％である。
【００７９】この結果、得られた反射型ＬＣＤの解像度並びにコントラストの低下は見受けられず、また、周囲の景色の映り込みは、上記保護部材５０を配置しない場合と比較して低減されていた。また、この反射型ＬＣＤでは、モアレ縞や干渉縞は観察されなかった。そして、上記の反射型ＬＣＤは、導光体４２の対向面４２ｃ前面に保護部材５０が配置されていることで、上記対向面４２ｃに形成された凹凸部４２ｆを汚れや破損から保護することができ、光学特性の劣化を防止することができた。従って、上記の具体例では、表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型ＬＣＤが得ることができた。
【００８０】〔比較例〕保護部材５０のヘイズ値が３０％であるフィルムを使用して、上記の具体例と同様にして比較用の反射型ＬＣＤを作製した。この結果、周囲光の映り込みは発生しないが、コントラストの低下が大きく、霞んだ表示になった。
【００８１】
【発明の効果】請求項１記載の発明に係る反射型液晶表示装置は、以上のように、光源並びに上記光源から光を入射する入射面と入射した光を反射型液晶素子へ出射する出射面と上記出射面に対向する対向面とを有する導光体を備えた照明装置を、上記導光体の出射面から出射された光を制御する反射手段を有する反射型液晶素子の前面に備えた反射型液晶表示装置であって、上記導光体の対向面に防眩性を有する保護手段を備え、かつ、上記保護手段の曇価が３．０％以上、２５％以下である構成である。
【００８２】上記の構成によれば、保護手段が導光体の対向面に配置されることによって、導光体の対向面を保護し、該対向面の汚れや破損を防止することができる。また、上記保護手段の曇価が最適化されていることで、表示の解像度やコントラストを低下させることなく保護手段の表面での反射光を低減し、透過率を向上させて周囲の景色の映り込みを低減することができる。従って、上記の構成によれば、表示認識が容易でかつ表示品位の高い反射型液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【００８３】請求項２記載の発明に係る反射型液晶表示装置は、以上のように、上記反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、該画素に太陽光が入射される場合に、上記保護手段の曇価が５．０％以上、２５％以下に設定されている構成である。
【００８４】上記の構成によれば、反射型液晶素子の画素が周期的に配置され、かつ、該画素に太陽光が入射される場合に、導光体の対向面に設置する保護手段の曇価を５．０以上、２５％以下とすることで、請求項１に記載の効果に加えて、太陽光の拡散性を高め、干渉縞を発生し難くすることができるという効果を奏する。
【出願人】 【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成１０年７月９日（１９９８．７．９）
【代理人】 【識別番号】１０００８００３４
【弁理士】
【氏名又は名称】原 謙三
【公開番号】 特開２０００−２９００８（Ｐ２０００−２９００８Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【出願番号】 特願平１０−１９４５２８