JP5836847B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本開示は液晶表示装置に関する。より具体的には、外光の反射率を制御することによって画像を表示する反射型の液晶表示装置に関する。

反射型の液晶表示装置は、外光を反射する画素電極などを備えており、液晶材料層の状態を変えて外光の反射率を制御することによって画像を表示する。反射型の液晶表示装置は、低消費電力化、薄型化、軽量化を図ることができ、例えば携帯電子機器の表示装置として利用されている。また、例えば特開２００５−１４８４２４号公報に開示されているように、各画素（カラー表示の場合は各副画素）が反射電極の組を備え、反射電極の組に印加する電圧を反射電極毎に制御することで表示に供する領域の面積を可変して階調表示を行う、いわゆる面積階調方式の液晶表示装置も提案されている。

特開２００５−１４８４２４号公報

通常、反射型の液晶表示装置において、隣接する画素と画素との間の領域には、外光を反射する反射電極などが配置されていない。反射電極などが配置されていない部分の領域に入射する外光は画像の表示に寄与しないので、その分、外光の利用効率が低下し、表示される画像の輝度が低下する。特に、面積階調方式の液晶表示装置にあっては、反射電極が複数の電極の組として構成されているので、反射電極などが配置されていない部分の領域の割合が増え、外光の利用効率が一層低下するといった課題がある。

従って、本開示の目的は、外光の利用効率を高くすることができる反射型の液晶表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の液晶表示装置は、
前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含み、外光の反射率を制御して画像を表示する反射型の液晶表示装置であって、
背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられている液晶表示装置である。

本開示の液晶表示装置にあっては、背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられている。従って、隣接する反射電極の間を通る光も画像の表示に寄与するので、外光の利用効率が高くなる。これによって、表示される画像の輝度を高めることができる。

図１は、第１の実施形態に係る反射型の液晶表示装置の模式的な斜視図である。 図２は、液晶表示装置の模式的な断面図である。 図３の（Ａ）は、画素の構造を説明するための模式的な平面図である。図３の（Ｂ）は、反射電極に印加する電圧の制御方法を説明するための模式図である。 図４は、参考例に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１の実施形態に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。 図６は、第２の実施形態に係る反射型の液晶表示装置の模式的な斜視図である。 図７は、第２の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための、模式的な分解斜視図である。 図８の（Ａ）は、異方性散乱部材の構造を説明するための模式的な断面図である。図８の（Ｂ）及び（Ｃ）は、異方性散乱部材における低屈折率領域と高屈折率領域の配置を説明するための模式的な斜視図である。 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、異方性散乱部材の製造方法を説明するための模式図である。 図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、異方性散乱部材における入射光と散乱光の関係を説明するための模式図である。 図１１は、第２の実施形態に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。 図１２は、変形例に係る液晶表示装置を説明するための、模式的な分解斜視図である。

以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示に係る液晶表示装置、全般に関する説明
２．第１の実施形態
３．第２の実施形態（その他）

［本開示に係る液晶表示装置、全般に関する説明］
上述したように、本開示の液晶表示装置は、前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含み、外光の反射率を制御して画像を表示する反射型の液晶表示装置である。背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられている。

前面基板や背面基板は、光に対して透明な材料から構成することができる。これらの基板を構成する材料として、ガラス、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を例示することができる。前面基板や背面基板は同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。

液晶材料層を構成する材料は特に限定するものではない。液晶材料層を構成する材料として、ネマチック液晶材料などの広く周知の材料を用いることができる。ポジ型の液晶材料を用いた構成とすることができるし、ネガ型の液晶材料を用いた構成とすることもできる。尚、所謂ブルー相の液晶材料を用いることもできる。

本開示に係る液晶表示装置は、モノクロ表示であってもよいし、カラー表示であってもよい。画素電極自体が反射電極として光を反射する構成であってもよいし、透明画素電極と反射電極の組み合わせによって光を反射するといった構成であってもよい。液晶表示装置の動作モードは、反射型としての表示動作に支障がない限り特に限定するものではない。例えば、所謂ＶＡモードやＥＣＢモードで駆動される構成とすることができる。また、ノーマリーホワイトモードの構成であってもよいし、ノーマリーブラックモードの構成であってもよい。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の液晶表示装置において、鏡面状の光反射部材は、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射することができるように配置されていればよい。背面基板の液晶材料層側の面に光反射部材が配置されている構成とすることもできるが、製造を容易にする等といった観点からは、光反射部材は背面基板の裏面（液晶材料層側とは逆側の面）に配置されている構成とすることが好ましい。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の液晶表示装置において、光反射部材は青色の色調の光を反射する構成とすることが好ましい。通常、反射型の液晶表示装置には、白表示の色調が黄色調を示す傾向がある。光反射部材が青色の色調の光を反射する構成とする事によって、白表示の色調が黄色調になる傾向を打ち消すことができ、更には、黒表示のコントラストの低下を防ぐこともできる。

鏡面状の光反射部材の構成は特に限定するものではない。例えば、ＰＥＴフィルムから成る基材の上にアルミニウム等の金属を蒸着する事によって、鏡面状の光反射部材を得ることができる。また、光反射部材が青色の色調の光を反射する構成とする場合には、光反射部材上に青色の光を透過するカラーフィルター等を形成すればよい。カラーフィルターの構成は特に限定するものではなく、染料や顔料を用いた構成であってもよいし、干渉膜等の光の干渉を用いた構成であってもよい。これらは、周知の材料を用いて構成することができる。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の液晶表示装置にあっては、シート状の異方性散乱部材が前面基板側に設けられている構成とすることができる。これによって、画像の視認性を向上させることができる。

この場合において、異方性散乱部材の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、異方性散乱部材は、背面基板側で反射した外光が異方性散乱部材に入射して外部に出射する際に散乱するように配置されている構成（出射散乱の構成）とすることができる。

出射散乱の構成にあっては、外部から入射する外光が異方性散乱部材を透過して背面基板に向かう際には、光は散乱することなくそのまま透過して背面基板に達する。従って、背面基板の裏面側に向かう外光を光反射部材によって効率よく反射することができるので、外光の利用率をより高めることができる。

異方性散乱部材は、光反応性の化合物を含む組成物などを用いて構成することができる。例えば、光重合の前後で或る程度の屈折率変化を示す組成物から成る基材に、所定の方向から紫外線などの光を照射することによって、異方性散乱部材を得ることができる。組成物を構成する材料は、ラジカル重合性やカチオン重合性の官能基を有するポリマー等といった公知の光反応性の材料から、光反応をした部分とそうでない部分とで或る程度の屈折率変化を生ずる材料を適宜選択して用いればよい。

あるいは又、例えば、光反応性の化合物と光反応性のない高分子化合物とを混合した組成物から成る基材に、所定の方向から紫外線などの光を照射することによって、異方性散乱部材を得ることもできる。光反応性のない高分子化合物は、例えば、アクリル樹脂やスチレン樹脂などといった公知の材料から適宜選択して用いればよい。

上記の組成物から成る基材は、例えば、高分子材料から成るフィルム状の基体の上に、組成物を公知の塗布方法などにより塗布することで得ることができる。

上述した組成物等から成る異方性散乱部材の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成される。通常、異方性散乱部材の厚み方向に対して低屈折率領域と高屈折率領域との境界が所定の角度を成すように形成される。場合によっては、この角度は、面内方向において連続的に変化するように構成されていてもよい。

定性的には、組成物から成る基材に光が照射される場合、光の照射側に近い程、組成物の光反応が進む。従って、光が照射される面は、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くなり、反対側の面は、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となる。

低屈折率領域と高屈折率領域における屈折率の差は、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付近において、通常、０．０１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましく、０．１０以上であることが更に好ましい。

異方性散乱部材を構成する材料や製造方法にもよるが、光反応をした部分とそうでない部分とは、例えば、後述する図８の（Ｂ）に示すようにそれぞれルーバー状の領域を形成する構成であってもよいし、あるいは又、図８の（Ｃ）に示すように、柱状領域とそれを取り巻く周辺領域を形成する構成であってもよい。

上述した異方性散乱部材を用いた本開示の液晶表示装置において、背面基板側で反射した外光は、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異方性散乱部材に入射し、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出射する構成とすることができる。この構成によれば、低屈折率領域と高屈折率領域が混在する微細構造による光の干渉に起因する虹色の色づきが軽減される。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の液晶表示装置において、異方性散乱部材は、複数の散乱部材が積層されて成る構成とすることができる。例えば、各散乱部材の特性を変えることで、散乱特性を細かく調整することができる。

あるいは又、上述した各種の好ましい構成を含む本開示の液晶表示装置は、面積階調方式により階調表示を行う構成とすることができる。例えば、各画素（カラー表示の場合は副画素）は面積が略２倍づつ増大する反射電極の組を備え、反射電極の組に印加する電圧を反射電極毎に制御することによって表示に供する領域の面積を可変するといった構成とすることができる。

液晶表示装置の形状は特に限定するものではなく、横長の矩形状であってもよいし縦長の矩形状であってもよい。液晶表示装置の画素（ピクセル）の数Ｍ×Ｎを（Ｍ，Ｎ）で表記したとき、例えば横長の矩形状の場合には（Ｍ，Ｎ）の値として、（６４０，４８０）、（８００，６００）、（１０２４，７６８）等の画像表示用解像度の幾つかを例示することができ、縦長の矩形状の場合には相互に値を入れ替えた解像度を例示することができるが、これらの値に限定するものではない。

液晶表示装置を駆動する駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子などを用いて構成することができる。

本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本開示に係る液晶表示装置に関する。

図１は、第１の実施形態に係る反射型の液晶表示装置の模式的な斜視図である。図２は、液晶表示装置の模式的な断面図である。

液晶表示装置１は、画素１２が配列された表示領域１１を有する反射型の液晶表示装置である。液晶表示装置１は、図示せぬ駆動回路などにより駆動される。表示領域１１には、例えば太陽光や照明光などの外光が入射する。説明の都合上、表示領域１１はＸ−Ｙ平面と平行であり、画像を観察する側が＋Ｚ方向であるとする。外光は、方位角９０度の方向から、所定の極角（例えば３０度）を成して表示領域１１に入射するとして説明するが、これは例示に過ぎない。

液晶表示装置１は矩形状であり、辺を参照番号１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄで表す。辺１３Ｃは手前側の辺であり、辺１３Ａは辺１３Ｃに対向する辺である。例えば、辺１３Ａ，１３Ｃは約１２［ｃｍ］、辺１３Ｂ，１３Ｄは約１６［ｃｍ］といった値であるが、これに限るものではない。

図２に示すように、液晶表示装置１は、前面基板１８、背面基板１４、及び、前面基板１８と背面基板１４との間に配置されている液晶材料層１７を含む。符号１７Ａは、液晶材料層１７を構成する液晶分子を模式的に示す。液晶材料層１７は、図示せぬスペーサ等によって、所定の条件において、光が往復すると液晶材料層１７が１／２波長板として作用するような厚さに設置されている。図１に示す符号１０は、液晶表示装置１のうち、前面基板１８、背面基板１４、及び、前面基板１８と背面基板１４との間に配置されている液晶材料層１７を含む部分を示す。同様に、図１に示す符号２０は、液晶表示装置１のうち、１／４波長板２１、１／２波長板２２、及び、偏光板２３を含む部分を示す。

図２に示すように、背面基板１４には、液晶材料層１７と対向する面側に形成された複数の反射電極１６と、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光を前面基板１８側に向かって反射する鏡面状の光反射部材３０が設けられている。

例えばガラス材料から成る背面基板１４の上には、アクリル樹脂等の高分子材料から成る平坦化膜１５が形成されており、その上に、アルミニウム等の金属材料から成る反射電極（画素電極）１６が形成されている。

反射電極１６は、その表面が鏡面状に形成されている。例えば映像信号を供給する信号線と反射電極１６との電気的な接続を制御するために、反射電極１６にはＴＦＴ等の素子が接続されている。尚、図２においては、ＴＦＴ、信号線やＴＦＴの導通状態を制御する走査線といった種々の配線、前面基板１８等に設けられる共通電極やカラーフィルター、及び、液晶材料層１７の初期配向状態を規定するための配向膜などの図示を省略した。他の図面においても同様である。

光反射部材３０はフィルム状であり、例えばＰＥＴフィルムから成る基体３１の上に、アルミニウム等の金属から成る反射膜３２と、青色フィルター層３３が順次積層されて成る。光反射部材３０は青色の色調の光を反射する。青色フィルター層３３と背面基板１４との裏面とは、図示せぬ粘着層等によって接着されている。

外部から入射する外光は、偏光板２３によって所定の方向の直線偏光となった後に、１／２波長板２２と１／４波長板２１を透過して円偏光となる。１／２波長板２２と１／４波長板２１の組み合わせは、広帯域の１／４波長板として作用する。円偏光となった外光は、液晶材料層１７を透過して反射電極１６によって反射する。反射した外光は、液晶材料層１７を透過し、更に、１／４波長板２１及び１／２波長板２２を透過して偏光板２３に達し、外部に向けて出射する。反射電極１６などに印加する電圧を制御して、液晶材料層１７における液晶分子１７Ａの配向状態を制御することにで、反射電極１６によって反射した外光が偏光板２３を透過する量を制御することができる。

図３の（Ａ）は、画素の構造を説明するための模式的な平面図である。図３の（Ｂ）は、反射電極に印加する電圧の制御方法を説明するための模式図である。

図３の（Ａ）に示すように、画素１２は、赤色表示副画素１２Ｒ、緑色表示副画素１２Ｇ、及び、青色表示副画素１２Ｂの組から成る。液晶表示装置１は、面積階調方式により階調表示を行う。このため、各副画素の反射電極１６は、面積が略２倍づつ増大する電極の組から成る。図３の（Ａ）には、５つの電極１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅの組から成る場合の例を示した。電極１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅに印加される電圧は、例えば、デジタル信号化された映像信号の対応ビットの値に応じて制御される。

図３の（Ｂ）を参照して、例えば５ビットの映像信号に基づいて制御する場合の構成について説明する。面積の一番大きい電極１６Ｅは、映像信号のＭＳＢに基づいて制御され、面積が小さくなるについて、下位のビットに基づいて制御される。面積の一番小さい電極１６Ａは、映像信号のＬＳＢに基づいて制御される。具体的には、各電極には、映像信号における対応ビットの値に応じて、駆動回路１００から、例えば共通電極に印加される電圧と同じ値の電圧Ｖ_com、正極性側の電圧Ｖ_com＋Ｖ_d、負極性側の電圧Ｖ_com−Ｖ_dのいずれかが印加される。これによって、例えばフレーム毎の極性反転駆動が行われる。

電極１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ毎に印加する電圧を制御することによって、表示に供する領域の面積を制御することができる。尚、以下の説明において、電極１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅを区別する必要がない場合には、これらを単に反射電極１６と表す。

次いで、本開示の理解を助けるため、鏡面状の光反射部材３０に代えて散乱性の光反射部材を用いた参考例の液晶表示装置と、第１の実施形態の液晶表示装置とを対比して、液晶表示装置に入射する外光の挙動について説明する。

図４は、参考例に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。図５は、第１の実施形態に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。

図１に示すように、参考例に係る液晶表示装置１’にあっては、鏡面状の光反射部材３０に代えて散乱性の光反射部材４０が用いられている。散乱性の光反射部材４０は、例えばＰＥＴフィルムから成る基体４１の上に、白色材料層４２が積層されて成る。白色材料層４２と背面基板１４との裏面とは、図示せぬ粘着層等によって接着されている。

液晶表示装置１’に外光が入射する場合、図４に示すように、反射電極１６に入射する外光１は、反射電極１６によってそのまま反射し、反射光１となる。一方、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光２は、白色材料層４２に入射した後、等方的に散乱する。図２において、等方的に散乱する光を符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで模式的に示す。

たとえば、画像観察者が反射光１の向かう方向から液晶表示装置１’を観察する場合、白色材料層４２により散乱した光のうち、反射光１と同方向に向かう符号Ｂで表す光は、反射光２となって画像の表示に寄与する。しかしながら、他の光Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅは画像の表示に寄与しない。換言すれば、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光２の一部を画像の表示に利用できるに過ぎない。

一方、図５に示すように、第１の実施形態の液晶表示装置１にあっては、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光２は、その殆どが鏡面状の光反射部材３０によって反射し、反射光２となる。図４と図５とを対比して明らかなように、液晶表示装置１にあっては、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光２の殆どを画像の表示に利用できるので、外光の利用効率が向上する。

また、通常、反射型の液晶表示装置には、白表示の色調が黄色調を示す傾向があるが、液晶表示装置１にあってはそのような傾向を打ち消すことができる。

上述したように、光反射部材３０は青色の色調の光を反射する。従って、反射光１により表示される画像が黄色調であっても、反射光２による画像が青色調であるので、白表示の色調が黄色調を示す傾向を打ち消すことができ、更には、黒表示のコントラストの低下を防ぐこともできる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態も、本開示に係る液晶表示装置に関する。

第２の実施形態の液晶表示装置は、第１の実施形態の液晶表示装置に対し、シート状の異方性散乱部材が前面基板側に設けられている点が相違する。以上の点が相違する他、第２の実施形態は第１の実施形態と同様の構成である。

図６は、第２の実施形態に係る反射型の液晶表示装置の模式的な斜視図である。図７は、第２の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための、模式的な分解斜視図である。

図６及び図７に示すように、液晶表示装置２は、シート状の異方性散乱部材５０を備えている。異方性散乱部材５０は、第１の実施形態で説明した符号１０で示す部分と符号２０とで示す部分との間に配されている。異方性散乱部材５０は、前面基板１８側、より具体的には、後述する図１１に示すように、前面基板１８と１／４波長板２１との間に配置される。

図８の（Ａ）は、異方性散乱部材の構造を説明するための模式的な断面図である。図８の（Ｂ）及び（Ｃ）は、異方性散乱部材における低屈折率領域と高屈折率領域の配置を説明するための模式的な斜視図である。

異方性散乱部材５０は、例えばその厚さが０．０２〜０．５［ｍｍ］程度のシート状（フィルム状）である。図１１を参照して後で詳しく説明するが、異方性散乱部材５０は、散乱特性が最大となる方向を通常の観察方向に揃えるように配置されている。

図８の（Ａ）に示すように、異方性散乱部材５０の面内方向の領域は、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２とが例えばミクロンオーダーで混在する領域として形成されている。尚、図示の都合上、図８等においては、異方性散乱部材５０の下地となる透明なフィルム等の表示を省略した。

異方性散乱部材５０は、光反応性の化合物を含む組成物などを用いて構成されている。異方性散乱部材５０は、例えば、図８の（Ｂ）に示すように、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２がルーバー状に形成されている構成であってもよいし、図８の（Ｃ）に示すように、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２とが、柱状領域とそれを取り巻く周辺領域を形成する構成であってもよい。図８の（Ｃ）では、例えば光反応をした組成物の部分が柱状領域状に高屈折率化する場合の例を示した。

図８の（Ｂ）では、各低屈折率領域５１の厚み方向の幅や、各高屈折率領域５２の厚み方向の幅が一定であるように表したが、これは例示に過ぎない。同様に、図８の（Ｃ）においても、各柱状領域の形状が同一であるように表したが、これも例示に過ぎない。

図８の（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、異方性散乱部材５０の内部において、低屈折率領域５１及び高屈折率領域５２は、異方性散乱部材５０の厚み方向（Ｚ方向）に対して低屈折率領域５１と高屈折率領域５２との境界が角度θを成すように、斜め方向に形成されている。角度θは、異方性散乱部材５０の仕様等に応じて適宜好適な値に設定される。場合によっては、角度θが０度といった構成であってもよい。

説明の都合上、ここでは、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２とは図８の（Ｂ）に示すようにルーバー状に形成されており、それらルーバー状の領域が延びる方向はＸ方向に平行であるとする。また、高屈折率領域５２は基材が光反応を生じた領域であるとして説明するが、これは例示にすぎない。基材が光反応を生じた領域が低屈折率領域５１となる構成であってもよい。

異方性散乱部材５０の製造方法について説明する。図９の（Ａ）に示すように、異方性散乱部材５０は、例えば、ＰＥＴフィルム等の基体の上に光反応性の組成物を塗布した基材５０’に対して、開口７１を有するマスク７０を介して、光照射装置６０から斜めに光を照射することによって製造することができる。尚、場合によっては、マスク７０を省略して光を照射してもよい。基材５０’の面のうち、光照射装置６０からの光が照射される側の面をＡ面と表し、反対側の面をＢ面と表す。

光の回折や組成物による光吸収などの影響により、定性的には、光の照射側に近い領域ほど組成物の光反応が進む。従って、図９の（Ｂ）に示すように、光が照射されるＡ面は、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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となり、反対側のＢ面は、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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となる。

ここで、外光が異方性散乱部材５０のＡ面側から入射する場合とＢ面側から入射する場合との差について、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。

図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、異方性散乱部材５０において、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２との境界が延びる方向に概ね倣う方向から光が入射した場合、光は散乱して出射する。一方、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２との境界が延びる方向と略直交する方向から光が入射した場合、光はそのまま透過する。

図１０の（Ａ）に示すように、Ｂ面側から光が入射してＡ面側から出射する際に散乱する場合、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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から出射することになり、微細構造による光の干渉に起因する虹色の色づきが目立ち易い。

これに対し、図１０の（Ｂ）に示すように、Ａ面側から光が入射してＢ面側から出射する際に散乱する場合、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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から出射することになり、微細構造による光の干渉に起因する虹色の色づきが軽減される。

尚、異方性散乱部材５０の散乱中心軸Ｓ（それを中心として、入射する光の異方性散乱特性が略対称性となる軸をいう。換言すれば、最も散乱する光の入射方向に延びる軸である。）は、Ｚ軸方向に対して斜めに傾斜しているが、定性的には、その軸方向は低屈折率領域５１と高屈折率領域５２の延在方向に概ね倣う方向にあると考えられる。更に、この場合、散乱中心軸ＳをＸ−Ｙ平面上に投影した方位は、図８の（Ｂ）に示す場合には、ルーバー状の領域が延びる方向に直交する方向、図８の（Ｃ）に示す場合には、柱状領域をＸ−Ｙ平面に投影したときにその影が延びる方向にあると考えられる。散乱中心軸Ｓを含む面は、Ｙ−Ｚ平面に平行である。

異方性散乱部材５０は、背面基板１４側で反射した外光が異方性散乱部材５０に入射して外部に出射する際に散乱するように配置されている。第１の実施形態にあっては、背面基板１４側で反射した外光は、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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異方性散乱部材５０に入射し、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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出射する。

液晶表示装置２における光の挙動について、図１１を参照して説明する。

図１１は、第２の実施形態に係る液晶表示装置における外光の反射を説明するための模式的な断面図である。

図１１に示すように、外部から入射する外光は、偏光板２３によって所定の方向の直線偏光となった後に、１／２波長板２２によって偏光面が９０度回転し、その後、１／４波長板２１によって円偏光となる。円偏光となった外光は、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２との境界が延びる方向と略直交する方向から入射するので、そのまま異方性散乱部材５０を透過した後、液晶材料層１７を透過する。反射電極１６に入射する外光は反射電極１６によって反射する。また、隣接する反射電極１６の間を通り背面基板１４の裏面側に向かう外光は、光反射部材３０によって反射する。これら反射した外光は、液晶材料層１７を透過して、異方性散乱部材５０のＡ面側から入射しＢ面側から出射する。低屈折率領域５１と高屈折率領域５２との境界が延びる方向に概ね倣う方向から光が入射するので光は散乱するが、低屈折率領域５１と高屈折率領域５２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から出射するので、微細構造による光の干渉に起因する虹色の色づきが軽減される。その後、散乱した光は、１／４波長板２１及び１／２波長板２２を透過して偏光板２３に達し、外部に向けて出射する。反射電極１６などに印加する電圧を制御して、液晶材料層１７における液晶分子１７Ａの配向状態を制御することによって、反射電極１６によって反射した外光が偏光板２３を透過する量を制御することができる。

液晶表示装置２にあっては、異方性散乱部材５０により所定の方向に光が散乱するので、第１の実施形態よりも液晶表示装置の観察範囲を広げることができる。

尚、散乱範囲の拡大や虹色の色づきの軽減を図るために、異方性散乱部材を複数の散乱部材が積層されて成る構造とすることもできる。図１２に、上述した構成の異方性散乱部材を備えた液晶表示装置の模式的な分解斜視図を示す。

図１２では、異方性散乱部材１５０は、散乱部材５０Ａ，５０Ｂが積層されて成る。散乱部材５０Ａ，５０Ｂは、基本的には、異方性散乱部材５０と同様の構成である。例えば、散乱部材５０Ａ，５０Ｂの散乱中心軸の方向に若干の差を持たせるようにすることで、光の拡散範囲を調整することができる。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述した実施形態にあっては、異方性散乱部材を、前面基板１８と１／４波長板２１との間に配置したが、これは例示に過ぎない。異方性散乱部材を配置する場所は、液晶表示装置の設計や仕様に応じて適宜決定すればよい。

なお、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含み、外光の反射率を制御して画像を表示する反射型の液晶表示装置であって、
背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられている液晶表示装置。
（２）光反射部材は背面基板の裏面に配置されている上記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）光反射部材は青色の色調の光を反射する上記（１）又は（２）に記載の液晶表示装置。
（４）シート状の異方性散乱部材が前面基板側に設けられている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（５）異方性散乱部材の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
異方性散乱部材は、背面基板側で反射した外光が異方性散乱部材に入射して外部に出射する際に散乱するように配置されている上記（４）に記載の液晶表示装置。
（６）背面基板側で反射した外光は、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異方性散乱部材に入射し、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出射する上記（５）に記載の液晶表示装置。
（７）異方性散乱部材は複数の散乱部材が積層されて成る上記（４）乃至（６）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（８）面積階調方式により階調表示を行う上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の液晶表示装置。

１，１’，２・・・反射型の液晶表示装置、１０・・・前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む液晶表示装置の部分、１１・・・表示領域、１２・・・画素、１２Ｒ・・・赤色表示副画素、１２Ｇ・・・緑色表示副画素、１２Ｂ・・・青色表示副画素、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ・・・辺、１４・・・背面基板、１５・・・平坦化膜、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ・・・反射電極（画素電極）、１７・・・液晶材料層、１７Ａ・・・液晶分子、１８・・・前面基板、２０・・・１／４波長板、１／２波長板、及び、偏光板を含む液晶表示パネルの部分、２１・・・１／４波長板、２２・・・１／２波長板、２３・・・偏光板、３０・・・鏡面状の光反射部材、３１・・・基体、３２・・・反射膜、３３・・・青色フィルター層、４０・・・散乱性の光反射部材、４１・・・基体、４２・・・白色材料層、５０，１５０・・・異方性散乱部材、５０Ａ，５０Ｂ・・・散乱部材（異方性散乱部材）、５０’・・・基材、５１・・・低屈折率領域、５２・・・高屈折率領域、６０・・・光照射装置、７０・・・マスク、７１・・・開口

Claims (4)

1. 前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含み、外光の反射率を制御して画像を表示する反射型の液晶表示装置であって、
   背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられ、
   シート状の異方性散乱部材が前面基板側に設けられ、
   異方性散乱部材の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とがルーバー状に形成されて混在する領域として形成されており、
   前記ルーバー状の低屈折率領域と前記ルーバー状の高屈折率領域との境界が前記異方性散乱部材の厚み方向に対して斜め方向となるように低屈折率領域と高屈折率領域とが形成され、
   異方性散乱部材は、背面基板側で反射した外光が異方性散乱部材に入射して外部に出射する際に散乱するように配置され、
   背面基板側で反射した外光は、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異方性散乱部材に入射し、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出射する液晶表示装置。
2. 前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含み、外光の反射率を制御して画像を表示する反射型の液晶表示装置であって、
   背面基板には、液晶材料層と対向する面側に形成された複数の反射電極と、隣接する反射電極の間を通り背面基板の裏面側に向かう外光を前面基板側に向かって反射する鏡面状の光反射部材が設けられ、
   シート状の異方性散乱部材が前面基板側に設けられ、
   異方性散乱部材の面内方向の領域は、柱状に形成された高屈折率領域と当該高屈折率領域を取り巻く周辺領域を形成する低屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
   前記柱状に形成された高屈折率領域は、前記異方性散乱部材の厚み方向に対して斜め方向に形成され、
   異方性散乱部材は、背面基板側で反射した外光が異方性散乱部材に入射して外部に出射する際に散乱するように配置され、
   背面基板側で反射した外光は、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異方性散乱部材に入射し、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出射する液晶表示装置。
3. 異方性散乱部材は複数の異方性散乱部材が積層されて成る請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 面積階調方式により階調表示を行う請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

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