JP2003005181A

JP2003005181A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003005181A
Application number: JP2001214265A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yamauchi; 直史山内
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: JP4885380B2

Abstract

(57)【要約】【課題】透過表示モードでも反射表示モードでも共に
輝度が向上する液晶表示装置を提供すること。【解決手段】互いに対向する基板間に液晶が挟持され
た液晶表示素子３と、液晶表示素子の視覚側に設けられ
た上偏光板１と、液晶表示素子の背後に設けられた下偏
光板４と、下偏光板の背後に設けられたバックライト６
とを備える液晶表示装置であって、特定角度範囲で入射
した光を散乱し、それ以外の角度で入射された光を透過
する指向性拡散層を下偏光板とバックライトの間に設け
る構成とした。さらに、指向性拡散層は特定角度範囲で
入射した光を散乱させ、その散乱光を特定方向に向ける
機能を有するので、指向性拡散層の指向方向で最も効率
よく明るくすることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時計、携帯電話、
オーディオ、電子機器等に使用される液晶表示装置に関
し、液晶表示装置の輝度を向上する構成に係るものであ
る。詳しくは、使用環境の光である外光を利用する反射
型表示と、バックライト等の照明光を利用する透過型表
示との両方の表示が可能な液晶表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に用いられる液晶パネル
（ＬＣＤ）は、一般に、ＴＮ（ツイステッドネマティッ
ク）型またはＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティッ
ク）型の液晶が用いられ、液晶分子がツイスト配向した
液晶層を挟んで互いに対向する２枚の基板を主要な構成
としている。そして、液晶パネルの前面側と背面側には
それぞれ偏光板が配置されている。このような構成の液
晶表示装置は、電界や電流や温度上昇によって液晶分子
の配列状態や相変化が起こり、液晶状態での光の干渉、
散乱、回折、旋光、選択散乱、吸収などの光学的性質が
変化することを表示の動作原理としているものである。
そして、それぞれの基板に画素を形成するために設けら
れた電極間に電圧を印加して液晶層を制御することによ
り、表示を実現している。また、液晶パネルは非発光性
のため、一般には反射板やバックライトが用いられてい
る。

【０００３】液晶表示装置には、明所でも暗所でも表示
が観察できるように、自然光や室内光等の外光を利用す
る反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する
透過型表示との両方の表示モードを行うものがある。こ
のような液晶表示装置の構成としては、液晶パネルの背
後に半透過板とバックライトを備えた構成が一般的に知
られており、半透過型の表示装置と称されている。以下
に、半透過型のＳＴＮ液晶表示装置の構造について、図
９、１０を参照して説明する。図９は外光を利用して表
示を観察する反射型表示の場合を示し、図１０はバック
ライトの照射光を利用して表示を観察する透過型表示の
場合を示している。

【０００４】図示するように、液晶パネル３は液晶層を
挟んで対向する基板により構成されており、この液晶パ
ネル３の上側に上偏光板１が、下側に下偏光板４がそれ
ぞれ設けられている。上偏光板１と下偏光板４は、それ
ぞれ特定方向の直線偏光のみを選択的に透過または吸収
するものである。

【０００５】ここで、液晶パネル３の光学的異方性を補
償する補償板２が、上偏光板１と液晶パネル３の間に設
けられている。この補償板２はＳＴＮ型液晶装置では一
般的に使用されている。また、下偏光板４の背後には半
透過板５が設けられ、さらにその半透過板５の背後にバ
ックライト６が設けられている。

【０００６】このような構成の液晶表示装置において、
外光を利用して液晶パネル３を表示させる場合には、図
９に示したように、上偏光板１に入射した入射光は、補
償板２、液晶パネル３、下偏光板４を通過し、そのうち
の一部の光は半透過板５で反射される。半透過板５で反
射された光は、再度、下偏光板４、液晶パネル３、補償
板２、上偏光板１を通って観察者に届く。これにより、
液晶パネル３に表示された情報を見ることができる。

【０００７】次に、バックライトの光を利用して液晶パ
ネル３を表示させる場合を図１０に基づいて説明する。
バックライト６が照射する照明光の一部は半透過板５を
通過する。この通過した光はさらに下偏光板４を透過し
て液晶パネル３にその背面から入射され、表示パネルの
前方に出射される。出射された光は、補償板２、上偏光
板１を通過して観察者に届く。これにより、液晶パネル
３に表示された情報を見ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】外光とバックライト光
の両方を利用できるように、反射と透過を行う半透過板
を使用した液晶表示装置では、以下のような問題点があ
った。すなわち、半透過板の反射の割合を高めると透過
の割合が低くなるため、外光を利用するときは明るくな
るが、バックライトを使用するときは暗くなる。逆に、
半透過板の透過の割合を高めると反射の割合が低くなる
ため、バックライトを利用するときは明るくなるが、外
光を使用するときは暗くなる。このように、上述の構成
の液晶表示装置では、外光とバックライトの双方に対し
て、共に明るくすることができないという問題点があっ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、互いに対向する基板間に液晶が挟持され
た液晶表示素子と、液晶表示素子の視覚側と背後にそれ
ぞれ設けられた上偏光板および下偏光板と、下偏光板の
背後に設けられたバックライトを備える液晶表示装置に
おいて、特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外
の角度で入射した光を透過する指向性拡散層を、下偏光
板とバックライトの間に設ける構成とした。このような
構成により、特定角度範囲の入射角で入射する外光なら
びにバックライトからの照明光をともに効率よく利用し
て表示することが可能になる。そのため、輝度の高い、
明るく表示品位の良い液晶表示装置が簡単な構成で容易
に実現できる。

【００１０】次に、指向性拡散層により散乱された散乱
光が特定方向に指向性をもって集光するように指向性拡
散層を構成した。このような構成により、特定方向に光
が効率よく集光されることとなる。そのため、特定方向
から観察したときに極めて明るい、高輝度の表示が可能
になる。

【００１１】次に、指向性拡散層は、指向性拡散層を通
過した拡散光を集光する方向が液晶表示素子の最適視角
と一致するように構成されることとした。このような構
成により、最適視角に光が効率よく集光されることとな
る。そのため、最適視角で観察したときに極めて明るい
表示が実現できる。

【００１２】さらに、指向性拡散層とバックライトとの
間に、特定方向の直線偏光のみを透過しそれ以外の光を
反射する反射偏光子を設ける構成とした。このような構
成により、従来観測者が観測できなかった成分の光が、
反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバック
ライト間の多重反射によって、液晶表示素子の前面側へ
射出される可能性が生じることになる。すなわち、従来
は観測者が観測できなかった成分の光が、液晶表示装置
からの散乱光の一部として利用できることとなるため、
さらに光の利用効率が高くなり、より高輝度の表示が実
現できる。

【００１３】また、反射偏光子の透過軸方向と下偏光板
の透過軸方向を平行に一致させることとした。このよう
な構成により、指向性反射フィルムの透過やバックライ
トでの反射により偏光方向が変換されてしまった成分
が、反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバ
ックライト間の多重反射によって、液晶表示素子の前面
側へ射出され。液晶表示装置からの散乱光の一部として
利用できることとなる。そのため、さらに光の利用効率
が高くなり、より高輝度の表示が実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による液晶表示装置は、互
いに対向する基板間に液晶が挟持された液晶表示素子
と、液晶表示素子の視覚側に設けられた上偏光板と、液
晶表示素子の背後に設けられた下偏光板と、下偏光板の
背後に設けられたバックライトとを備えるとともに、特
定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外の角度で入
射された光を透過する指向性拡散層を下偏光板とバック
ライトの間に設ける構成とした。このような構成の液晶
表示装置を外光により観察する場合、特定角度範囲で入
射した光は指向性拡散層で散乱される。指向性拡散層は
特定角度範囲で入射した光を散乱させ、その散乱光を特
定方向に向ける機能を有している。そして、指向性拡散
層の構成を変えることにより、その散乱光が指向する方
向を調整することができ、指向性拡散層の特性が任意に
設定できる。したがって、液晶表示素子の視角方向に適
応するように指向性拡散層の指向方向を設定することに
よって、液晶表示素子の視角方向で最も効率よく明るく
することが可能になる。

【００１５】さらに、指向性拡散層とバックライトとの
間に、特定方向の直線偏光のみを透過しそれ以外の光を
反射する反射偏光子を設ける構成とした。このような構
成により、従来観測者が観測できなかった成分の光が、
反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバック
ライト間の多重反射によって、下偏光板を通過して液晶
表示素子に入射され、液晶表示素子の前面側へ射出され
ることになる。すなわち、従来観測者が観測できなかっ
た成分の光が、液晶表示装置からの散乱光の一部として
利用できることとなる。そのため、透過表示モードや反
射表示モードの場合でも、さらに光の利用効率が高くな
り、より高輝度の表示が実現できる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明にかかる液晶表
示装置の実施例を説明する。

【００１７】（実施例１）図１及び図２は、本実施例に
おける液晶表示装置の断面構造を示す模式図である。特
に、図１は外光を利用した状態を示し、図２はバックラ
イトによる照明光を利用した状態を示す。

【００１８】図示するように、液晶が封入された液晶パ
ネル３の上側に上偏光板１が、下側に下偏光板４がそれ
ぞれ設けられている。ここで、液晶パネル３は液晶を透
明基板に挟持させた構造で液晶分子をツイストさせた液
晶表示素子である。また、ＳＴＮ型の液晶層を液晶パネ
ルに用いた場合には、液晶パネルの光学的異方性を補償
する補償板が上偏光板１と液晶パネル３の間に設けられ
る。下偏光板４の背後に指向性拡散層として指向性拡散
フィルム７が配置される。さらに、指向性拡散フィルム
７の背後にバックライト６を配置する。以下には、ＳＴ
Ｎ型の液晶表示素子を具体的に説明するが、ＴＮ型の液
晶表示素子を用いた場合でも補償板の作用を除いて基本
的に同一である。

【００１９】上偏光板１、補償板２及び下偏光板４は、
液晶表示素子３の光学異方性を補償する角度に配置させ
る。液晶表示素子は、ほぼ正面が最適な視角となるよう
に設定され、最適視角の前後１５度くらいの視角範囲で
観察できるように設計されている。そのため、指向性拡
散フィルム７には、厚み方向（法線方向）からの入射光
に対してはほぼ透過し、入射角５〜１５度の光に対して
は効率よく厚み方向すなわち指向性拡散フィルム７の正
面に拡散光を集め、臨界角度である約２０度以上の入射
光に対してはほぼ透過する特性を持つものを利用する。
指向性拡散フィルムはフィルム母材中に母材とは異なる
屈折率の部位を設けた構成であり、例えば、フォトポリ
マーにマスクを用いて部分的に感光させることによって
作成される。このように作成されたポリマーフィルム
は、感光部と非感光部で屈折率が異なるため指向性拡散
フィルムとしての機能を備えるようになる。バックライ
ト６には白色光を発光するＬＥＤを光源とするバックラ
イトを使用した。一般に、バックライトは図８に示すよ
うに、光源１１からの照射光をその前面に導く導光板１
２と、導光板の背後に設けられた反射層１３と、導光板
から出る光を拡散して輝度ムラを抑えるために設けられ
た拡散板１４を備えている。導光板にはその上側あるい
は反射層側に光を均一に照射するための処理を施しても
良い。

【００２０】このような構成の液晶表示装置を、液晶表
示装置のほぼ正面から（すなわち、法線方向から）外光
を利用した反射モード表示で観察する場合について図１
を用いて説明する。外部から入射した光は上偏光板１、
補償板２によって偏光分離、楕円偏光変換が行われ、液
晶表示素子３によって直線偏光に戻され、入射した角度
をほぼ維持しつつ下偏光板４から出射される。出射され
た光のうち、一部の光は指向性拡散フィルムの界面で反
射され、残りの光は指向性反射フィルムを通過する。こ
のとき、指向性反射フィルム７の作用により通過した光
は拡散光となるとともに、指向性拡散フィルム７の厚み
方向（法線方向）へ集められる。このようにして指向性
反射フィルムを通過した光はバックライト６の表面また
は反射層で反射され、再び指向性拡散フィルム７を通過
する。このときにも通過する光は指向性拡散フィルムの
厚み方向（法線方向）へ集められ、法線方向に対してほ
ぼ０度で下偏光板に入射する。ここで、最初に指向性反
射フィルムを通過した段階でバックライト６にほぼ法線
方向から入射するように集められた光もあり、この光は
そのままバックライトの表面または反射層で反射され
る。この反射光は指向性拡散フィルム７の法線方向に対
してほぼ０度で指向性拡散フィルムに入射するため、効
率良く指向性拡散フィルム７を透過する。いずれにし
ろ、再度指向性拡散フィルムを通過して下偏光板に向か
う光は、法線方向に対してほぼ０度で下偏光板に入射す
ることになる。そして、下偏光板４、液晶表示素子３、
補償板２を入射したときと逆の変換が行われ、上側偏光
板１より出射される。このように、指向性拡散フィルム
の臨界角以内で液晶表示装置に入射する外光は法線方向
（この場合、液晶表示素子の視角方向、すなわち、観測
方向）に集められて出射することになる。

【００２１】上述したように、外光は効率良く液晶表示
装置の法線方向に集められるので、外光を利用した反射
モードで明るい表示が実現でき、良好な表示特性を得る
ことができる。

【００２２】また、ここでバックライトの表面に拡散板
が設けられていると、液晶表示素子を通過した入射光は
バックライトの表面（すなわち、拡散板の表面）で拡散
反射することになるため、液晶層と反射部位の距離が小
さくなリ、いわゆる視差を減少する効果が生じる。その
ため、影のない表示が実現できる。一方、バックライト
の表面に拡散板が設けられていない場合、すなわち、導
光板が露出している場合には、導光板の厚み分の視差は
生じるものの、指向性拡散フィルムで集光された光が拡
散板で拡散することがないため、指向性拡散フィルムの
集光効果が妨げられることがなくなる。そのため、非常
に明るい表示が実現できる。

【００２３】また、バックライトに用いる導光板は位相
差が少ない方が良い。導光板には偏光板により直線偏光
された光が入射する。導光板に位相差があると導光板で
楕円偏光に変換されて反射層により反射され、再度偏光
板を通過する際に着色されることになる。その結果、位
相差がある部分だけ暗くなってしまう。特に、バックラ
イトに拡散板が設けられていない場合には、この現象が
顕著に目立つようになるので、導光板に位相差が少ない
ことが必要となる。通常、導光板は光源からの照射光
（すなわち、横方向の光）を導いて前面全体から出射す
る。したがって、均一に面発光させるために、導光板に
横方向からの光を拡散させる機能を持たせることもあ
る。しかしながら、本発明のように指向性拡散フィルム
をバックライトの前面側に設ける場合には、導光板はそ
の厚み方向に散乱のない透明なものが好ましい。導光板
に散乱性があると、指向性拡散フィルムで集光された入
射光が散乱してしまい、指向性拡散フィルムの集光効果
を妨げることになるため、表示が暗くなってしまう。導
光板に散乱特性がなければ指向性拡散フィルムの集光効
果が有効に働くこととなり、極めて明るい表示が実現で
きる。

【００２４】また、バックライトの反射層は鏡面が良
い。指向性拡散フィルムで集光された光が鏡面反射され
て再度指向性拡散フィルムに入って集光されるので、視
角方向で特に明るくなる。鏡面でない反射層、例えばマ
ットの反射層だと、反射の際に指向性拡散フィルムで集
光された光が散乱してしまい、集光効果が落ちることに
なる。

【００２５】以上のことから、バックライトは拡散板を
用いずに構成し、バックライトの導光板には位相差が少
なく、また、厚み方向に散乱性のないものを用い、導光
板の背面に鏡面反射層を設けることにより、指向性拡散
フィルムの機能が十分に生かせることとなり、反射モー
ドの表示を極めて明るくすることができる。このような
構成として散乱する部位を極力少なくすると特定方向か
ら観察してピンポイントで極めて明るい表示となる。あ
る程度の視角範囲で明るくするには、散乱する部材を部
分的に用いればよい。例えば、バックライト表面に拡散
板を設けたり、マット反射層を用いる構成により、明る
さ（輝度）の最大値は劣るものの明るく観察できる範囲
（視角範囲）は広がることになる。

【００２６】次に、本発明の構成の液晶表示装置におい
て、バックライトの照射光を使用した透過モードの表示
の場合を図２に基づき説明する。

【００２７】バックライト６からの照明光のうち、法線
方向に出射された成分はほぼそのまま指向性拡散フィル
ム７を通過する。法線方向以外の成分のうち０度〜２０
度で入射した照明光は、指向性拡散フィルム７によって
拡散光に変換されると共に、法線方向に集められる。そ
の結果、バックライト６からの照明光の大部分は下偏光
板４に法線方向から入射されることとなる。入射された
照明光は下偏光板４によって直線偏光に変換され、液晶
パネル３で楕円偏光変換、さらに補償板２で直線偏光変
換され、上偏光板１から出射される。その結果、バック
ライトからの光は効率良く液晶表示装置の法線方向に集
められる。そのため、バックライトの照明光を利用した
透過モードでも明るい表示が得られ、良好な表示特性を
実現できた。このように、本願発明の構成、すなわち、
液晶表示素子の背後に設けられた下偏光板とバックライ
トとの間に、特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ
以外の角度で入射された光を透過する指向性拡散層を設
ける構成によれば、反射表示でも透過表示でもともに明
るい表示が可能になる。

【００２８】ここで、本実施例に用いた指向性拡散フィ
ルムを簡単に説明する。図５は、本発明に係る指向性拡
散フィルムの構造を示すものである。図６は指向性拡散
フィルムに入射した光の光路を模式的に表している。指
向性拡散フィルム７は、フォトポリマーの材質を元に、
感光されていない非感光部６０と感光により生じた感光
部５０とが隣接するように構成される。感光部５０は、
厚み方向に筒上に延びた形状である。感光部５０と非感
光部６０とは互いに屈折率が異なっている。そのため、
図６に示すように、感光部５０に臨界角以内から入射し
た光８０は非感光部６０との界面で反射を繰り返して、
光８０は法線方向に寄せ集められた散乱光となる。ま
た、厚み方向に対して垂直に入射した光７０は、感光部
５０で屈折されることなく感光部５０を透過する。一
方、臨界角度を越えて入射された光９０は、その入射さ
れた角度のまま感光部５０と非感光部６０を透過する。
このように、図５及び図６の構成の指向性拡散フィルム
によれば、臨界角以内の入射光を効率よく法線方向に集
められる。

【００２９】ここで、感光部と非感光部の屈折率の差を
変えることにより、臨界角を変えることができる。ま
た、感光部５０の分布密度、レイアウト、あるいは、径
や長さ等の寸法を調整することで、散乱度や指向方向を
任意に設定することが可能である。

【００３０】次に、本実施例で用いた指向性拡散フィル
ムの光学的特性について説明する。図７は、光の入射角
度に対するフィルムの透過性を表しており、光の入射角
度を横軸、透過率を縦軸としている。ここで、指向性拡
散フィルム７に対して垂直に入射する光を入射角度の０
度の光とする。また、０度からある方向をプラス、反対
の方向をマイナスとする。図示するように、指向性拡散
フィルムは入射角ゼロ度の光に対して高い透過率を示
し、入射角が大きくなるにしたがって透過率が低下し、
散乱性が大きくなる。そして、入射角度が１０度付近で
透過率は最小になり、散乱性が最大となる。さらに入射
角度が大きくなると、徐々に透過率は上昇し、入射角度
が２０度を超えると透過率は急激に上昇し、それに連れ
て散乱性が失われていく。この角度が臨界角度である。
したがって、臨界角度の２０度から９０度の入射角度で
指向性拡散フィルムに入射した光は、殆ど散乱されずに
透過する。マイナス側もプラス側と対称的な特性を示
す。

【００３１】すなわち、本実施例で用いた指向性拡散フ
ィルムは、入射角０度近傍から入射する光に対してはほ
ぼ透過し、入射角５〜１５度の光に対しては効率よく散
乱・集光し、臨界角度である約２０度以上の入射光に対
してはほぼ透過する特性を持っている。このように、透
過率が低く散乱性が高い入射角範囲が液晶表示素子の視
角範囲に合うように指向性拡散フィルムを設定する。

【００３２】上述した特性の指向性拡散フィルム７を液
晶表示装置に用いると、既に図１を用いて説明したよう
に、下偏光板４を通過した光は指向性拡散フィルム７に
より一部は反射され、残りは指向性拡散フィルム７を通
過してバックライト６で反射される。このとき、図７に
示した特性から、下偏光板４を通過して０度から２０度
で指向性拡散フィルムに入射した光は指向性拡散フィル
ムにより散乱・集光されてバックライト６に向かい、バ
ックライトで反射され、再度指向性拡散フィルムを通過
する際に０度方向に集光される。そして、指向性拡散フ
ィルム７による反射光とバックライト６での反射光が合
成されて、下偏光板４、液晶パネル３、補償板２、上偏
光板１を通って観察者に認識される。このように、上偏
光板１の上方に現れる散乱光に指向性を持たせることが
できるので、外光を利用した反射表示の場合に特に明る
くすることができる。

【００３３】（実施例２）実施例１の指向性反射フィル
ム７とバックライト６の間に反射偏光子８を用いた構成
の液晶表示装置を図３、４に示す。反射偏光子８は入射
した光のうち特定方向の直線偏光のみを選択透過、また
は選択反射する特性を持っている。下偏光板４の透過軸
と反射偏光子８の選択透過される軸方向を変化させるこ
とにより、反射偏光子で透過する光と反射する光との割
合を任意に変えることができる。本実施例２においては
下偏光板の透過軸と反射偏光子の透過軸が平行、すなわ
ち０度になる角度で配置した。

【００３４】上記の構成の液晶表示装置を外光による反
射モードの表示で観察する場合について、図３を用いて
説明する。外部から入射した光は上偏光板１、補償板２
によって偏光分離、楕円偏光変換が行われる。そして、
液晶パネル３によって直線偏光に戻され、下偏光板４に
入射される。下偏光板４からは下偏光板に入射した角度
をほぼ維持しつつ出射される。出射された光のうち、一
部の光は指向性拡散フィルム７の界面で拡散反射され、
残りの光は指向性反射フィルム７を通過する。このと
き、指向性反射フィルムを通過した光は指向性反射フィ
ルムの作用により拡散光となると共に、指向性拡散フィ
ルム７の厚み方向と同一方向（すなわち、入射角度が小
さくなる方向）へ集められる。ここまでは実施例１と同
様な作用効果であるが、本実施例２では、指向性拡散フ
ィルム７とバックライト６との間に反射偏光子８が配置
されている。この反射偏光子８はその選択透過軸が下偏
光板の透過軸と平行になるように設定されている。この
ため、下側偏光板４で作られた直線偏光成分の中で、指
向性反射フィルム７によって偏光方向が変換されてしま
った光は反射偏光子８を透過できない選択反射成分とな
り、反射偏光子で反射され、液晶表示装置からの散乱光
１０の一部として利用できるようになる。また、反射偏
光子を透過した光のうちバックライト６での反射の際に
偏光方向が変換された成分がバックライト６と反射偏光
子８との多重反射の中で再び利用できることになる。し
たがって、実施例１に記載の液晶表示装置の反射モード
での光の利用効率から更に外光を有効に利用できるよう
になる。

【００３５】次に、本発明の構成の液晶表示装置におい
て、バックライトを使用した透過モードの場合を図４に
基づき説明する。バックライト６から出射された光のう
ち、下偏光板４の透過軸方向の光については反射偏光子
８で選択透過される。反射偏光子を透過しなかった光は
バックライト６側方向に選択反射され、バックライト６
で再び反射される。このように、理論的には反射偏光子
を透過しなかった光は反射偏光子の透過軸になるまでバ
ックライト６と反射偏光子８との間で多重反射を繰り返
すことになる。すなわち、バックライト６と反射偏光子
８との多重反射を繰り返すうちにバックライト６の光成
分の大部分は、下偏光板を通過する偏光軸の光となって
液晶パネルを経由して観測者側に射出されることとな
る。したがって、液晶表示装置のバックライト点灯時で
の視認性確保に利用できるようになる。すなわち、実施
例１での効果の他に、バックライトからの照明光の利用
効率を更に改善することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による液晶
表示装置によれば、特定角度で入射して光を散乱し、そ
れ以外の角度で入射された光を透過する指向性拡散フィ
ルムを下偏光板とバックライト間に設けることにより、
特定角度で入射した光を散乱することができ、輝度を向
上させることができる。

【００３７】また、散乱光が特定方向に指向性を有する
ことにより、指向性を高めることができ、輝度を高める
ことができる。

【００３８】また、特定方向を視覚方向と一致させるこ
とにより、ユーザーが液晶表示装置を見たときに、ユー
ザーが視認する際の輝度を向上させることができる。

【００３９】また、反射偏光子を指向性拡散フィルムと
バックライトの間に設けることにより、バックライトの
光をより指向性拡散フィルムに集光することができるの
で、輝度を向上させることができる。

【００４０】したがって、反射時、透過時とも明るく表
示品位の良い液晶表示装置を提供できる。それによっ
て、民生品市場で液晶表示装置が多用されているカメ
ラ、携帯電話、時計をはじめとする電子機器分野で商品
価値を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、外光を利用した反
射表示の場合の光路を模式的に表す図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、バックライトを利
用した透過表示の場合の光路を模式的に表す図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、外光を利用した反
射表示の場合の光路を模式的に表す図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、バックライトを利
用した透過表示の場合の光路を模式的に表す図である。

【図５】指向性拡散フィルムの構造を模式的に示した図
である。

【図６】指向性拡散フィルムの作用を模式的に示した図
である。

【図７】指向性拡散フィルムの可視角度と透過率の関係
を示した図である。

【図８】バックライトの断面構成を模式的に表す図であ
る。

【図９】従来の液晶表示装置の構成を示す模式的断面図
である。外光を利用したときの状態を模式的に示した図
である。

【図１０】従来の液晶表示装置の構成を示す模式的断面
図である。特に、バックライトを利用したときの模式的
に示した図である。

【符号の説明】１上偏光板２補償板３液晶パネル４下偏光板５半透過反射板６バックライト７指向性拡散フィルム８反射偏光子１０液晶表示装置からの出射光５０感光層６０非感光層

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４Ｆターム(参考） 2H042 BA03 BA12 BA14 BA20 2H049 BA02 BA06 BB03 BB06 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA23Z FA31Z FA41Z FA50Z LA30 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 DD12 EE25 FF02 FF03 FF05 HH01 LL07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する基板間に液晶が挟持され
た液晶表示素子と、前記液晶表示素子の視覚側に設けら
れた上偏光板と、前記液晶表示素子の背後に設けられた
下偏光板と、前記下偏光板の背後に設けられたバックラ
イトを備える液晶表示装置において、特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外の角度で
入射された光を透過する指向性拡散層が、前記下偏光板
と前記バックライトの間に設けられたことを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項２】前記指向性拡散層で散乱された散乱光が
特定方向に指向性を有することを特徴とする請求項１に
記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記特定方向が前記液晶表示素子の視角
方向と一致することを特徴とする請求項２に記載の液晶
表示装置。
【請求項４】前記特定角度範囲が、液晶表示素子の法
線方向を基準に０度より大きくかつ臨界角度以下であ
り、光を透過する角度範囲が０度および前記臨界角度を
越えて９０度以下であることを特徴とする請求項1から
請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記指向性拡散層と前記バックライトと
の間に、特定方向の直線偏光のみを透過する反射偏光子
を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいず
れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記反射偏光子の透過軸方向と前記下偏
光板の透過軸方向が一致することを特徴とする請求項５
に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記バックライトの導光板が位相差を持
たないと共に、前記バックライトの反射層が鏡面反射層
であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ
か一項に記載の液晶表示装置。