JP2000214445A - Liquid crystal device and electronic equipment - Google Patents

Liquid crystal device and electronic equipment

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JP2000214445A
JP2000214445A JP11014692A JP1469299A JP2000214445A JP 2000214445 A JP2000214445 A JP 2000214445A JP 11014692 A JP11014692 A JP 11014692A JP 1469299 A JP1469299 A JP 1469299A JP 2000214445 A JP2000214445 A JP 2000214445A
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JP
Japan
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liquid crystal
diffraction grating
crystal device
light
crystal layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11014692A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Amako
淳 尼子
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of effectively preventing reflection of a background without impairing display brightness and high contrast in a liquid crystal device. SOLUTION: In this liquid crystal device comprising a liquid crystal layer 30 held between a pair of substrates (an active matrix substrate 10, a counter substrate 20), a light reflection means (pixel electrodes 15) is formed on one substrate out of a pair of the substrates and diffraction gratings DG (the diffraction grating DG1, the diffraction grating DG2), having characteristics due to superposition of at least two waveforms with different periods, are provided on the substrate on the liquid crystal layer side rather than on the light reflection means side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置、または
ノート型パソコンや携帯型ゲーム機のディスプレイ等に
用いられる電子機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device or an electronic apparatus used for a display of a notebook computer or a portable game machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】反射型の液晶装置は、表示装置内部に設
けられた光反射層によって外光を反射させて視認可能な
表示を行うように構成されているので、バックライト装
置が不要であり、消費電力を低く抑えることができると
いう利点を有している。
2. Description of the Related Art A reflection type liquid crystal device is constructed such that a light reflecting layer provided inside a display device reflects external light to provide a display which can be viewed, so that a backlight device is unnecessary. This has the advantage that power consumption can be kept low.

【0003】反射型の液晶装置としては種々のモードの
ものが開発されており、例えば、OCBモード(SID'9
5, p.599)や反射TNモード(AM-LCD'95, p.329, SID'9
0, p.145)等がある。
Various modes of a reflection type liquid crystal device have been developed. For example, an OCB mode (SID'9) has been developed.
5, p.599) and reflection TN mode (AM-LCD'95, p.329, SID'9
0, p.145).

【0004】しかしながら、反射型の液晶装置は、反射
光量を外光の強度に依存しているため、屋内等では表示
が暗くなりがちであり、コントラストを十分に確保する
ことができないという難点がある。
However, since the reflection type liquid crystal device depends on the intensity of external light, the display tends to be dark inside a room or the like, and the contrast cannot be sufficiently secured. .

【0005】そのため、反射型の液晶装置を適用するこ
とができる分野は、電卓,各種表示板,小型ゲーム機等
といった一部の分野に限定されており、また、反射型カ
ラー液晶装置は、カラーフィルタ等の部材を必要とする
ため、光透過率が低下し、外光反射によって十分な明る
さを確保することが難しいためコントラストが一層低下
するという問題点を抱えていた。
For this reason, the field to which the reflection type liquid crystal device can be applied is limited to some fields such as calculators, various display panels, small game machines, and the like. Since a member such as a filter is required, light transmittance is reduced, and it is difficult to secure sufficient brightness due to reflection of external light, so that the contrast is further reduced.

【0006】そこで、反射型の液晶装置の反射輝度を改
善し、十分な表示の明るさを確保するために、以下のよ
うな液晶装置が開発されている(SID'97 Digest, p.102
3)。
Therefore, in order to improve the reflection luminance of the reflection type liquid crystal device and secure sufficient display brightness, the following liquid crystal device has been developed (SID'97 Digest, p.102).
3).

【0007】例えば、高分子分散型液晶と呼ばれるもの
は、高分子と液晶物質とを混在させた状態とし、印加電
圧の有無によって高分子と液晶の屈折率差を変化させる
ことによって、光の散乱量を増減させて表示を行うもの
である。
For example, a so-called polymer-dispersed liquid crystal has a state in which a polymer and a liquid crystal material are mixed, and changes the refractive index difference between the polymer and the liquid crystal depending on the presence or absence of an applied voltage, thereby causing light scattering. The display is performed by increasing or decreasing the amount.

【0008】即ち、高分子と液晶の屈折率差をなくする
ことにより、光を鏡面反射させて黒色表示を得る。ま
た、高分子と液晶の屈折率差を発生させることにより、
光を散乱させて白色表示を得るものである。
That is, by eliminating the difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal, light is specularly reflected to obtain a black display. Also, by generating a refractive index difference between the polymer and the liquid crystal,
Light is scattered to obtain a white display.

【0009】このような高分子分散型液晶を用いる方式
によれば、偏光板を用いることなく表示を行うことがで
きるため、偏光板による光量の損失がない。従って、反
射型の液晶装置であっても十分な表示の明るさを確保す
ることができる。
According to the method using such a polymer-dispersed liquid crystal, display can be performed without using a polarizing plate, so that there is no loss of light amount due to the polarizing plate. Accordingly, sufficient display brightness can be ensured even in a reflective liquid crystal device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶装置においては、表示の明るさを確保するために
は、光透過状態での反射率の向上が必要となる。ところ
が、この場合には、反射層の表面が鏡面となっている為
に液晶装置の光透過状態において背景の映り込みが問題
となることが判明した。
However, in the conventional liquid crystal device, it is necessary to improve the reflectance in the light transmitting state in order to secure the brightness of the display. However, in this case, it has been found that the reflection of the background becomes a problem in the light transmission state of the liquid crystal device because the surface of the reflection layer is a mirror surface.

【0011】この背景の映り込みは、コントラストや表
示の明るさとは別に視認性に支障を与え、表示品位を劣
化させるという不都合がある。
[0011] The reflection of the background affects the visibility in addition to the contrast and the brightness of the display, and has a disadvantage of deteriorating the display quality.

【0012】上記背景の映り込みを防止する対策の一手
段は、反射層表面を粗面化し反射層自体に散乱効果を持
たせることである。つまり、散乱作用により反射層にお
ける鏡面感を解消するものであるが、そもそも散乱特性
を持つように加工することは反射率を低下させる。した
がって反射率を低下させることは表示の明るさが低下す
ることにつながり本末転倒である。
One of the measures for preventing the reflection of the background is to roughen the surface of the reflective layer so that the reflective layer itself has a scattering effect. In other words, the mirror effect of the reflection layer is eliminated by the scattering effect, but processing to have scattering characteristics in the first place lowers the reflectance. Therefore, lowering the reflectance leads to lowering of the brightness of the display, which is the end of the game.

【0013】本発明は、上記問題点を解決すべく案出さ
れたものであり、液晶装置において表示の明るさ及びコ
ントラストの高さを損なうことなく、背景の映り込みを
有効に防止することのできる技術を提供することを主な
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to effectively prevent the reflection of the background without impairing the brightness and contrast of the display in a liquid crystal device. The main purpose is to provide technologies that can be used.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液
晶装置において、前記一対の基板のうち一方の基板に光
反射手段が形成されてなり、前記光反射手段よりも前記
液晶層側に周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳し
た特性を有する回折格子が形成されてなるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal device having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates. And a diffraction grating having a characteristic in which at least two waveforms having different periods are superimposed is formed on the liquid crystal layer side of the light reflecting means.

【0015】これによれば、上記周期の異なる少なくと
も2つの波形を重畳した特性を有する回折格子によっ
て、入射光が均一化された回折強度分布を持つように変
調された状態で導入される。したがって、回折格子によ
って変調された入射光は液晶層へ入射し、光反射手段に
よって反射されて再び液晶層から放出される際に再度回
折格子によって変調されるので、背景等がそのまま映し
出されることが防止され、視認性を向上させることがで
きる。
According to this, the incident light is guided by the diffraction grating having a characteristic in which at least two waveforms having different periods are superimposed so as to have a uniform diffraction intensity distribution. Therefore, the incident light modulated by the diffraction grating is incident on the liquid crystal layer, and is again modulated by the diffraction grating when reflected by the light reflecting means and emitted from the liquid crystal layer again, so that the background or the like can be projected as it is. It is prevented and visibility can be improved.

【0016】なお、一対の基板間に液晶層を挟持してな
る液晶装置において、前記一対の基板のうち一方の基板
に光反射手段が形成されてなり、他方の前記基板の前記
液晶層側とは異なる側に、周期の異なる少なくとも2つ
の波形を重畳した特性を有する回折格子を設けてなるよ
うにしてもよい。この場合にも、他方の前記基板の前記
液晶層側とは異なる側に設けられた回折格子によって、
入射光が均一化された回折強度分布を持つように変調さ
れた状態で導入される。したがって、回折格子によって
変調された入射光は液晶層へ入射し、光反射手段によっ
て反射されて再び液晶層から放出される際に再度回折格
子によって変調されるので、背景等がそのまま映し出さ
れることが防止され、視認性を向上させることができ
る。
In a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, one of the pair of substrates is provided with a light reflecting means, and the other substrate has a light reflection means. May be provided with diffraction gratings having characteristics in which at least two waveforms having different periods are superimposed on different sides. Also in this case, a diffraction grating provided on a side of the other substrate different from the liquid crystal layer side,
The incident light is introduced in a state modulated so as to have a uniform diffraction intensity distribution. Therefore, the incident light modulated by the diffraction grating is incident on the liquid crystal layer, and is again modulated by the diffraction grating when reflected by the light reflecting means and emitted from the liquid crystal layer again, so that the background or the like can be projected as it is. It is prevented and visibility can be improved.

【0017】また、一対の基板間に液晶層を挟持してな
る液晶装置において、前記一対の基板のうち一方の基板
に光反射手段が形成されてなり、他方の前記基板の前記
液晶層側に、周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳
した特性を有する回折格子が形成されてなるようにして
もよい。この場合にも、他方の前記基板の前記液晶層側
に設けられた回折格子によって、入射光が均一化された
回折強度分布を持つように変調された状態で導入され
る。したがって、回折格子によって変調された入射光は
液晶層へ入射し、光反射手段によって反射されて再び液
晶層から放出される際に再度回折格子によって変調され
るので、背景等がそのまま映し出されることが防止さ
れ、視認性を向上させることができる。
In a liquid crystal device having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, a light reflecting means is formed on one of the pair of substrates, and the other substrate has a light reflecting means on the liquid crystal layer side. Alternatively, a diffraction grating having a characteristic in which at least two waveforms having different periods are superimposed may be formed. Also in this case, the incident light is guided by the diffraction grating provided on the liquid crystal layer side of the other substrate so as to be modulated so as to have a uniform diffraction intensity distribution. Therefore, the incident light modulated by the diffraction grating is incident on the liquid crystal layer, and is again modulated by the diffraction grating when reflected by the light reflecting means and emitted from the liquid crystal layer again, so that the background or the like can be projected as it is. It is prevented and visibility can be improved.

【0018】なお、上記回折格子は、輝度率を低減し、
光沢度を低くし、かつ回折強度分布を均一にする特性を
有してなることが好ましく、例えば、上記輝度率は0.
4以下であり、上記光沢度は1000以下であることが
望ましい。映り込みを有効に防止できるからである。
Note that the diffraction grating reduces the luminance factor,
It is preferable to have a characteristic of lowering the glossiness and making the diffraction intensity distribution uniform.
4, and the glossiness is desirably 1,000 or less. This is because reflection can be effectively prevented.

【0019】また、上記回折格子は、シート部材の表面
に周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した波面を
形成した光変調素子として構成することができる。
Further, the diffraction grating can be configured as a light modulation element in which a wavefront in which at least two waveforms having different periods are superimposed is formed on the surface of the sheet member.

【0020】また、上記回折格子は、透光性材料からな
るシート状部材の内部に周期の異なる少なくとも2つの
波形を重畳した波形を有する屈折率分布を形成した光変
調素子とすることもできる。
Further, the diffraction grating may be a light modulation element in which a refractive index distribution having a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed is formed inside a sheet-shaped member made of a translucent material.

【0021】さらに、上記回折格子は、散乱光あるいは
高次の回折光の発生を抑制する内部屈折率分布を有して
なるようにしてもよい。
Further, the diffraction grating may have an internal refractive index distribution for suppressing generation of scattered light or higher-order diffracted light.

【0022】また、上記液晶層は、液晶と高分子とから
なる複合層としてもよい。
Further, the liquid crystal layer may be a composite layer comprising a liquid crystal and a polymer.

【0023】なお、上記液晶層は、ネマチック液晶層で
あり、前記他方の基板にのみ偏光手段が設けられるよう
にしてもよい。
The liquid crystal layer may be a nematic liquid crystal layer, and the polarizing means may be provided only on the other substrate.

【0024】さらにまた、上記光反射手段の前記液晶層
側に、上記回折格子が配置されてなるようにしてもよ
い。
Further, the diffraction grating may be arranged on the liquid crystal layer side of the light reflecting means.

【0025】これらの構成により、表面形状あるいは内
部構造に起因する後方散乱光量を低減し、かつ前方散乱
光分布を適正に制御することができ、表示の明るさに寄
与せず、視認性を妨げる無駄な光の発生を抑制すること
ができるので、表示の明るさやコントラストを犠牲にす
ることなく、背景の映り込みを有効に防止することがで
きる。
With these configurations, the amount of backscattered light due to the surface shape or internal structure can be reduced, and the distribution of forward scattered light can be appropriately controlled, which does not contribute to display brightness and hinders visibility. Since the generation of useless light can be suppressed, the reflection of the background can be effectively prevented without sacrificing the brightness and contrast of the display.

【0026】また、前記回折格子を搭載してなる液晶装
置を表示装置として電子機器に用いることにより、各種
電子機器の表示装置において表示の明るさやコントラス
トを犠牲にすることなく、背景の映り込みを有効に防止
することができ見易い表示を提供することができる。
Further, by using a liquid crystal device equipped with the diffraction grating as a display device in an electronic device, the reflection of the background can be reduced without sacrificing the brightness and contrast of the display in the display devices of various electronic devices. It is possible to provide a display that can be effectively prevented and is easy to see.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】ここに、図1は第1の実施形態に係る液晶
装置の平面図であり、図2はそのA−A’線の部分拡大
断面図である。
FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line AA ′.

【0029】図上、符号10は、アクティブマトリクス
基板である。
In the drawing, reference numeral 10 denotes an active matrix substrate.

【0030】このアクティブマトリクス基板10はガラ
スで形成され、対向する対向基板20とにより液晶装置
が形成される。アクティブマトリクス基板10上には複
数の画素電極15が形成され、画素電極15による画素
領域(液晶層30の配向状態が変化する領域)の周囲に
シール材50が形成されている。なお、シール材50は
光硬化性樹脂からなる。
The active matrix substrate 10 is formed of glass, and a liquid crystal device is formed by the opposing substrate 20. A plurality of pixel electrodes 15 are formed on the active matrix substrate 10, and a sealing material 50 is formed around a pixel region (a region where the alignment state of the liquid crystal layer 30 changes) by the pixel electrodes 15. Note that the sealing material 50 is made of a photocurable resin.

【0031】また、シール材50の内周に沿って遮光性
の周辺見切り層51が設けられている。
A light-shielding peripheral parting layer 51 is provided along the inner periphery of the sealing material 50.

【0032】上記周辺見切り層51は、画素領域に対応
して開口が開けられた遮光性のケースにアクティブマト
リックス基板10がセットされた場合に当該画素領域が
製造誤差等により当該ケースの開口の縁に隠れてしまわ
ないように、即ち例えば基板のケースに対するズレとし
て数100μm程度を許容するように画素領域の周囲に
500μm〜1mm程度の幅を持つ帯状の遮光性材料に
より形成される。このような遮光性の周辺見切り層51
は、例えばCr(クロム)やNi(ニッケル),Al
(アルミニウム)などの金属材料を用いたスパッタリン
グ、フォトリソグラフィおよびエッチングによって対向
基板20に形成される。上記金属材料の代わりに、カー
ボンやTi(チタン)をフォトレジストに分散した樹脂
ブラックなどの材料により周辺見切り層51を形成して
もよい。
When the active matrix substrate 10 is set in a light-shielding case in which an opening is formed corresponding to a pixel region, the peripheral parting layer 51 is formed at the edge of the opening of the case due to a manufacturing error or the like. It is formed of a band-shaped light-shielding material having a width of about 500 μm to 1 mm around the pixel area so as not to be hidden by, for example, to allow about 100 μm as a deviation from the case of the substrate. Such a light-shielding peripheral parting layer 51
Is, for example, Cr (chromium), Ni (nickel), Al
The counter substrate 20 is formed by sputtering, photolithography, and etching using a metal material such as (aluminum). Instead of the metal material, the peripheral parting layer 51 may be formed of a material such as resin black in which carbon or Ti (titanium) is dispersed in a photoresist.

【0033】上記シール材50の外側の領域には、画素
領域の下辺に沿って周辺回路(走査線駆動回路)52お
よび外部端子としてのパッド53が設けられ、画素領域
の両側(図の左右2辺)に沿って周辺回路(信号線駆動
回路)54が設けられている。さらに、画素領域の上辺
には、画素領域の両側に設けられた上記周辺回路54間
を電気的に接続するための配線55が設けられている。
また、シール材50の四隅には、アクティブマトリック
ス基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるた
めの導電材からなるコラム56が設けられている。そし
て、シール材50とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が
当該シール材50によりアクティブマトリックス基板1
0に固着されて、液晶装置Pが構成されている。
A peripheral circuit (scanning line drive circuit) 52 and a pad 53 as an external terminal are provided along the lower side of the pixel region in a region outside the sealing material 50, and are provided on both sides of the pixel region (left and right in FIG. A peripheral circuit (signal line driving circuit) 54 is provided along the side. Further, a wiring 55 for electrically connecting the peripheral circuits 54 provided on both sides of the pixel region is provided on the upper side of the pixel region.
Columns 56 made of a conductive material for establishing electrical continuity between the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20 are provided at the four corners of the sealing material 50. The opposing substrate 20 having substantially the same contour as the sealing material 50 is formed by the sealing material 50 on the active matrix substrate 1.
The liquid crystal device P is fixed to 0.

【0034】図2において、アクティブマトリクス基板
10上には、ITO(インジウム・スズ酸化物)で形成
される画素電極15に接続される薄膜トランジスタ(以
下、TFT素子という)60が形成されている。
In FIG. 2, a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT element) 60 connected to the pixel electrode 15 formed of ITO (indium tin oxide) is formed on the active matrix substrate 10.

【0035】スイッチング素子としてのTFT素子60
は、例えばモリブデン・タンタル合金等で形成されるゲ
ート電極11,窒化シリコンで形成されるゲート絶縁膜
12,リンをドープしたアモルファス・シリコン等で形
成した活性半導体層13,アルミニウムで形成されるソ
ース電極14,ドレイン電極16から構成されており、
前記画素電極15はTFT素子60のドレイン電極16
と電気的に接続されている。
The TFT element 60 as a switching element
Are a gate electrode 11 formed of, for example, a molybdenum-tantalum alloy, a gate insulating film 12 formed of silicon nitride, an active semiconductor layer 13 formed of amorphous silicon doped with phosphorus, and a source electrode formed of aluminum. 14, and a drain electrode 16.
The pixel electrode 15 is a drain electrode 16 of the TFT element 60.
Is electrically connected to

【0036】そして、TFT素子60は、図示しない配
線層から供給される駆動電位に応じて画素電極15に電
位を与えるように構成されている。
The TFT element 60 is configured to apply a potential to the pixel electrode 15 according to a driving potential supplied from a wiring layer (not shown).

【0037】なお、画素電極15は外部から入射した光
を反射する反射層を兼ねている。
The pixel electrode 15 also functions as a reflection layer for reflecting light incident from the outside.

【0038】上記TFT素子60および上記画素電極1
5の上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜17が形成
され、所定方向にラビング処理が施される。
The TFT element 60 and the pixel electrode 1
An alignment film 17 made of a polyimide resin is formed on 5 and rubbed in a predetermined direction.

【0039】一方、ガラスからなる対向基板20の表面
には、ITO(インジウム・スズ酸化物)からなる透明
な対向電極21が形成されている。また、対向電極21
の表面には配向膜22が形成され、ラビング処理が施さ
れる。
On the other hand, a transparent counter electrode 21 made of ITO (indium tin oxide) is formed on the surface of the counter substrate 20 made of glass. In addition, the counter electrode 21
An alignment film 22 is formed on the surface of the substrate, and a rubbing process is performed.

【0040】アクティブマトリクス基板10と対向基板
20との間には、誘電異方性及び屈折率異方性を備えた
液晶と、この液晶と所定の屈折率の関係を備えた高分子
とが相互に分散配置された混合液30aが注入され、液
晶層30が形成される。
Between the active matrix substrate 10 and the opposing substrate 20, a liquid crystal having dielectric anisotropy and a refractive index anisotropy, and a polymer having a relationship between the liquid crystal and a predetermined refractive index are interposed. The liquid mixture 30a dispersed and dispersed is injected to form the liquid crystal layer 30.

【0041】この液晶層30として、このような液晶と
高分子とからなる複合層を用いたとき、一般に電界無印
加状態で高分子と液晶分子との屈折率(但し、上記アク
ティブマトリクス基板10もしくは対向基板20に垂直
な方向の屈折率をいう。以下同じ)が、ほぼ等しい場合
には光学的に透明になり、高分子と液晶分子との屈折率
が異なる場合には、入射光を散乱するようになる。
When a composite layer composed of such a liquid crystal and a polymer is used as the liquid crystal layer 30, the refractive index of the polymer and the liquid crystal molecules (with the exception of the active matrix substrate 10 or When the refractive indices in the direction perpendicular to the counter substrate 20 are substantially the same, they become optically transparent. When the refractive indices of the polymer and the liquid crystal molecules are different, the incident light is scattered. Become like

【0042】一方、液晶層30に対して、画素電極15
と対向電極21とによって電圧を印加すると、誘電異方
性を備えた液晶分子は、電圧に起因する電界によって配
向方向を電界方向に変化するため、屈折率異方性を備え
た液晶分子における上記基板10,20に垂直な方向の
屈折率と高分子の屈折率との間に差が生じる。従って、
光散乱状態が得られる。
On the other hand, the pixel electrode 15 is
When a voltage is applied between the liquid crystal molecules having dielectric anisotropy and the counter electrode 21, the orientation direction of the liquid crystal molecules having dielectric anisotropy changes in the direction of the electric field due to the electric field caused by the voltage. A difference occurs between the refractive index in the direction perpendicular to the substrates 10 and 20 and the refractive index of the polymer. Therefore,
A light scattering state is obtained.

【0043】電界無印加時においては、基板面に垂直な
方向における高分子の屈折率と、液晶分子の屈折率とが
ほぼ同じであり、液晶層30は光透過状態となる。
When no electric field is applied, the refractive index of the polymer in the direction perpendicular to the substrate surface is substantially the same as the refractive index of the liquid crystal molecules, and the liquid crystal layer 30 is in a light transmitting state.

【0044】一方、電界印加時においては、液晶分子の
屈折率が変化することにより高分子の屈折率との間に屈
折率の差が生じ、液晶層30は光散乱状態となる。
On the other hand, when an electric field is applied, a change in the refractive index of the liquid crystal molecules causes a difference in the refractive index from the refractive index of the polymer, and the liquid crystal layer 30 is in a light scattering state.

【0045】なお、電界無印加時において、高分子の屈
折率と液晶分子の屈折率とが相違して光散乱状態にな
り、電極印加時において液晶分子の屈折率が変化すると
高分子の屈折率と液晶分子の屈折率とがほぼ同じとなっ
て光透過状態となるように予め設定することもできる。
When no electric field is applied, the refractive index of the polymer is different from the refractive index of the liquid crystal molecules, resulting in a light scattering state. It can also be set in advance so that the refractive index of the liquid crystal molecules is substantially the same as that of the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are in a light transmitting state.

【0046】対向基板20の外面20a上には、位相変
調型の回折格子DGが貼着されている。
On the outer surface 20a of the counter substrate 20, a phase modulation type diffraction grating DG is adhered.

【0047】この回折格子DGは、周期の異なる少なく
とも2つの波形を重畳した波形の表面形状として構成す
ることができる(回折格子DG1)、または透光性部材
の内部に周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した
波形を有する屈折率分布として構成することができる
(回折格子DG2)。
The diffraction grating DG can be formed as a surface shape of a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed (diffraction grating DG1), or at least two waveforms having different periods are provided inside the translucent member. Can be configured as a refractive index distribution having a waveform in which is superimposed (diffraction grating DG2).

【0048】図3は第2の実施形態に係る部分拡大断面
図である。なお、平面図は前出の図1と同様である。第
1の実施形態に係る構成と異なる点は、アクティブマト
リクス基板10に形成するスイッチング素子をMIMと
した点である。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view according to the second embodiment. The plan view is the same as FIG. 1 described above. The difference from the configuration according to the first embodiment is that the switching element formed on the active matrix substrate 10 is an MIM.

【0049】以下にその構成について説明する。The configuration will be described below.

【0050】図3において、符号10は、ガラスで形成
されるアクティブマトリクス基板であり、このアクティ
ブマトリクス基板10上には、Taからなる配線層(図
示省略)が形成され、その配線層に第1電極部112が
一体的に形成されている。
In FIG. 3, reference numeral 10 denotes an active matrix substrate formed of glass. On the active matrix substrate 10, a wiring layer (not shown) made of Ta is formed. The electrode part 112 is formed integrally.

【0051】第1電極部112の表面上には、陽極酸化
膜113が形成され、この陽極酸化膜113の上からC
rをスパッタリングしてパターニングすることにより、
第2電極部114が画素電極115と共に一体的に形成
される。
An anodic oxide film 113 is formed on the surface of the first electrode portion 112.
By sputtering and patterning r,
The second electrode part 114 is formed integrally with the pixel electrode 115.

【0052】上記第1電極部112,陽極酸化膜113
及び第2電極部114は、非線形素子からなるMIM
(金属−絶縁体−金属)素子を構成し、図示しない配線
層から供給される駆動電位に応じて画素電極115に電
位を与えるように構成されている。
The first electrode portion 112 and the anodic oxide film 113
And the second electrode unit 114 is a MIM made of a non-linear element.
A (metal-insulator-metal) element is configured to apply a potential to the pixel electrode 115 according to a drive potential supplied from a wiring layer (not shown).

【0053】なお、画素電極115は外部から入射した
光を反射する反射層を兼ねている。
The pixel electrode 115 also functions as a reflection layer for reflecting light incident from the outside.

【0054】上記MIM素子および上記画素電極115
の上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜116が形成
され、所定方向にラビング処理が施される。
The MIM element and the pixel electrode 115
On top of this, an alignment film 116 made of a polyimide resin is formed, and rubbing is performed in a predetermined direction.

【0055】一方、ガラスからなる対向基板20の表面
には、ITO(インジウム・スズ酸化物)からなる透明
な対向電極121がストライプ状に複数形成されてい
る。
On the other hand, a plurality of transparent opposing electrodes 121 made of ITO (indium tin oxide) are formed on the surface of the opposing substrate 20 made of glass in a stripe shape.

【0056】また、対向電極121の表面には配向膜1
22が形成され、例えば上記配向膜116と同一の方向
にラビング処理が施される。
The alignment film 1 is provided on the surface of the counter electrode 121.
A rubbing process is performed in the same direction as the orientation film 116, for example.

【0057】対向基板20の外面20a上には、位相変
調型の回折格子DGが貼着されている。
On the outer surface 20a of the counter substrate 20, a phase modulation type diffraction grating DG is adhered.

【0058】この回折格子DGは、周期の異なる少なく
とも2つの波形を重畳した波形の表面形状として構成す
ることができる(回折格子DG1)。または透光性部材
の内部に周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した
波形を有する屈折率分布として構成することができる
(回折格子DG2)上記のような周期の異なる少なくと
も2つの波形を重畳した波形の表面状態あるいは内部屈
折率分布を備えることにより、(1)液晶装置に入射し
た光(例えば、天井灯や太陽光)の透過光の空間強度分
布を制御し、(2)前記透過光が上記画素電極115に
おいて反射された反射光の空間強度分布を制御する、と
いう光変調作用に基づく効果を得ることができる。
This diffraction grating DG can be configured as a surface shape of a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed (diffraction grating DG1). Alternatively, it can be configured as a refractive index distribution having a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed inside the translucent member (diffraction grating DG2). A waveform in which at least two waveforms having different periods as described above are superimposed. (1) controlling the spatial intensity distribution of the transmitted light of the light (for example, ceiling light or sunlight) incident on the liquid crystal device, and (2) controlling the transmitted light as described above. The effect based on the light modulation action of controlling the spatial intensity distribution of the light reflected by the pixel electrode 115 can be obtained.

【0059】ここで、本発明の根幹に係る上記位相変調
型の回折格子DGに求められる特性ならびに具体的な構
成について図を参照しつつ説明する。
Here, the characteristics and specific configuration required for the phase modulation type diffraction grating DG according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0060】まず、図8に液晶層として液晶と高分子と
からなる複合層を挟持した液晶装置の特性を表すグラフ
を示す。そして当該液晶装置の特性の概要について説明
する。
First, FIG. 8 is a graph showing characteristics of a liquid crystal device in which a composite layer composed of liquid crystal and a polymer is interposed as a liquid crystal layer. An outline of characteristics of the liquid crystal device will be described.

【0061】図8において、OFFは液晶に電圧を加え
ない状態を、ONは電圧を加えた状態を示している。
In FIG. 8, OFF indicates a state in which no voltage is applied to the liquid crystal, and ON indicates a state in which a voltage is applied.

【0062】縦軸の光反射率は、標準拡散板(BaSO4)の
値を100とした場合の相対値を示す。なお、液晶表示
面の方位を0°とし、光の入射方向を−30°として測
定した。
The light reflectance on the vertical axis indicates a relative value when the value of the standard diffuser (BaSO 4 ) is 100. The measurement was performed with the azimuth of the liquid crystal display surface set to 0 ° and the light incident direction set to −30 °.

【0063】図8を見ると、電圧OFF時において測定
角度20〜40°の付近で反射率が急激に高くなり、電
圧ON時の状態よりも高くなることが分かる。これは、
液晶装置を使用者が肉眼で見る場合に、液晶に電圧を印
加しない状態において、視野角20〜40°の時に背景
の映り込みが激しくなることを示している。
Referring to FIG. 8, it can be seen that the reflectivity sharply increases near the measurement angle of 20 to 40 ° when the voltage is turned off, and becomes higher than the state when the voltage is turned on. this is,
This shows that when a user looks at the liquid crystal device with the naked eye, the background is more intense when the viewing angle is 20 to 40 ° in a state where no voltage is applied to the liquid crystal.

【0064】一方、図9はコントラストと視角の関係を
示すグラフである。図9において、正反射方位(+30
°)近傍の角度領域では、内蔵反射層による反射が強く
コントラストは著しく低い(〜4以下)ことが分かる。
なお、本明細書においては、この正反射方位(+30
°)近傍の角度領域を「無効領域」と呼ぶこととする。
液晶装置においては、この無効領域は表示には使えない
ため、表示面積を広く使うためにも、無効領域はできる
だけ狭いことが望ましい。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the contrast and the viewing angle. In FIG. 9, the specular reflection direction (+30)
°), it can be seen that in the vicinity of the angle region, the reflection by the built-in reflection layer is strong and the contrast is extremely low ((4 or less).
In this specification, the specular reflection direction (+30
°) A nearby angle region is referred to as an “invalid region”.
In a liquid crystal device, this invalid area cannot be used for display, so that the invalid area is desirably as small as possible in order to use a large display area.

【0065】ここで、背景の映り込みの観点から液晶装
置の性能を評価する指標について考察すると、輝度率と
光沢度を掲げることができる。
Here, considering the index for evaluating the performance of the liquid crystal device from the viewpoint of the reflection of the background, the luminance ratio and the glossiness can be raised.

【0066】図10は、輝度率の標準的な測定方式の概
略を示したものであり、例えば測定試料としての液晶装
置Pの法線nに対して45°の角度でコリメートした白
色光(C光源)を入射させ、その反射光の強度を法線方
向に配置した光検出器100で計測する。
FIG. 10 schematically shows a standard method of measuring the luminance factor. For example, white light (C) collimated at an angle of 45 ° with respect to a normal line n of a liquid crystal device P as a measurement sample. (Light source), and the intensity of the reflected light is measured by the photodetector 100 arranged in the normal direction.

【0067】そして、その計測値を標準参照試料(BaS
O4)に対する計測値で除した値を輝度率と定義する(J
IS−Z8722参照)。
Then, the measured value is used as a standard reference sample (BaS
The value obtained by dividing the measured value for O 4 ) is defined as the luminance ratio (J
IS-Z8722).

【0068】図11は、光沢度の標準的な測定方式の概
略を示したものであり、例えば測定試料としての液晶装
置Pの法線nに対して45°の角度でコリメートした白
色光(C光源)を入射させ、その反射光の強度を反射角
(45°)に配置した光検出器101で計測する。な
お、光沢度の定義等についてはJIS−Z8741に詳し
い。
FIG. 11 shows an outline of a standard measuring method of glossiness. For example, white light (C) collimated at an angle of 45 ° with respect to a normal line n of a liquid crystal device P as a measurement sample. (A light source) is incident, and the intensity of the reflected light is measured by a photodetector 101 arranged at a reflection angle (45 °). The definition of glossiness is detailed in JIS-Z8741.

【0069】また、光沢度は、鏡面反射の強弱と反射像
の鮮明度と相関がある。
The degree of gloss has a correlation with the intensity of specular reflection and the sharpness of the reflected image.

【0070】図12は、従来の液晶装置における電圧O
N時とOFF時の光沢度を対比して示すグラフであり、
内蔵反射層に起因する量と、ガラス基板表面に起因する
量がそれぞれ示されている。
FIG. 12 shows a voltage O in a conventional liquid crystal device.
It is a graph which shows the glossiness at the time of N and at the time of OFF,
The amounts attributable to the built-in reflection layer and the amounts attributable to the glass substrate surface are shown.

【0071】ここで、光沢度を決定する要因は、内蔵反
射層とガラス基板表面の二つである。
Here, two factors for determining the glossiness are the built-in reflection layer and the surface of the glass substrate.

【0072】即ち、電圧ON時には、光は液晶層で散乱
され、この際にはガラス表面の反射が主に光沢度に影響
する。但し、その光沢度の絶対値は200%と小さい。
That is, when the voltage is ON, the light is scattered by the liquid crystal layer, and at this time, the reflection on the glass surface mainly affects the glossiness. However, the absolute value of the glossiness is as small as 200%.

【0073】一方、電圧OFF時には、液晶層は透明で
あり、多くの光は内蔵反射層で反射されるため、鏡面反
射が光沢度に大きく影響する。その大きさの絶対値は1
200%に達し、電圧ON時の約6倍にもなっているこ
とが分かる。
On the other hand, when the voltage is OFF, the liquid crystal layer is transparent, and most of the light is reflected by the built-in reflection layer, so that the specular reflection greatly affects the glossiness. The absolute value of the size is 1
It can be seen that the voltage reaches 200%, which is about six times that when the voltage is ON.

【0074】液晶装置において、背景の映り込みを防止
するために、上記位相変調型の回折格子DGに要求され
る条件は次の3点である。
In the liquid crystal device, the following three conditions are required for the phase modulation type diffraction grating DG in order to prevent the reflection of the background.

【0075】(1)後方散乱が少ないこと 即ち、後方散乱は、電圧OFF時の不要な輝度を増や
し、コントラストを低下させるという悪影響を及ぼすの
で、回折格子DGに固有の後方散乱を減らす必要があ
る。なお、後方散乱の多少は、輝度率の大小で評価する
ことができる。
(1) The amount of backscattering is small. That is, since backscattering has an adverse effect of increasing unnecessary luminance when the voltage is turned off and lowering contrast, it is necessary to reduce backscattering inherent to the diffraction grating DG. . The degree of backscattering can be evaluated by the magnitude of the luminance factor.

【0076】(2)光沢度が低いこと 即ち、光沢度は反射像の鮮明度と相関があるので、内蔵
反射層及びガラス表面反射に起因する光沢度を低下させ
る必要がある。
(2) The glossiness is low. That is, since the glossiness has a correlation with the sharpness of the reflected image, it is necessary to reduce the glossiness due to the reflection on the built-in reflection layer and the glass surface.

【0077】(3)前方散乱分布が狭いこと 即ち、前方散乱分布が広いほど先に述べた無効領域が広
がり、視域が狭くなるため、上記(1),(2)の条件
を満たしつつ、回折格子DGに固有の前方散乱分布をで
きるだけ狭くする必要がある。
(3) Narrow forward scattering distribution In other words, the wider the forward scattering distribution, the wider the ineffective area described above and the narrower the visual field, so that while satisfying the above conditions (1) and (2), It is necessary to make the forward scattering distribution unique to the diffraction grating DG as narrow as possible.

【0078】このような条件を満たす位相変調型の回折
格子DGとして本実施形態では、以下の2種類の回折格
子を用いる。
In the present embodiment, the following two types of diffraction gratings are used as the phase modulation type diffraction grating DG satisfying such conditions.

【0079】(a)透光性部材の表面に周期の異なる少
なくとも2つの波形を重畳した波形を表面形状として有
する回折格子 (b)透光性部材の内部に周期の異なる少なくとも2つ
の波形を重畳した波形を屈折率分布として有する回折格
子 本実施形態では、上記(a)に係る回折格子の具体例と
して図13に示す光拡散板作用を有する回折格子DG1
を、上記(b)に係る回折格子の具体例として図14に
示す体積型の回折素子DG2をそれぞれ例示する。
(A) A diffraction grating having, as a surface shape, a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed on the surface of the translucent member. (B) At least two waveforms having different periods are superimposed inside the translucent member. In the present embodiment, as a specific example of the diffraction grating according to the above (a), a diffraction grating DG1 having a light diffusion plate function shown in FIG.
FIG. 14 illustrates a volume type diffraction element DG2 as a specific example of the diffraction grating according to the above (b).

【0080】ここに、図13は透光性部材の表面に周期
の異なる少なくとも2つの波形を重畳した波形を表面形
状として有する回折格子DG1の概略構成を模式的に現
した断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a diffraction grating DG1 having, as a surface shape, a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed on the surface of the translucent member.

【0081】回折格子DG1は光拡散特性を有してな
り、例えばPMMA(ポリメチルメタクリレート)やガ
ラス等からなるシート状の透明部材200の表面に、所
定周期(例えば25.5×32.5μm)の正弦波と、
その3倍周期の正弦波を重畳して形成される重畳波の波
形W1を、フォトリソグラフィとドライエッチングによ
り刻設して形成したものである。
The diffraction grating DG1 has a light diffusion characteristic. For example, a predetermined period (for example, 25.5 × 32.5 μm) is formed on the surface of a sheet-like transparent member 200 made of, for example, PMMA (polymethyl methacrylate) or glass. And the sine wave of
A waveform W1 of a superimposed wave formed by superimposing a sine wave having a triple cycle thereof is formed by engraving by photolithography and dry etching.

【0082】重畳波の波形W1の平均的な大きさは好ま
しくは約10μm以上、平均的な高さは好ましくは約1
μm以上である。
The average size of the waveform W1 of the superimposed wave is preferably about 10 μm or more, and the average height is preferably about 1 μm.
μm or more.

【0083】また、重畳波の波形W1の大きさは、画素
サイズよりも小さいことが好ましく、例えば画素サイズ
が数10〜数100μm角程度の場合には、重畳波の波
形W1の1周期の長さは平面方向に約20μm程度であ
ることが望ましい。
The size of the waveform W1 of the superposed wave is preferably smaller than the pixel size. For example, when the pixel size is several tens to several hundreds of μm square, the length of one cycle of the waveform W1 of the superposed wave is longer. It is desirable that the height is about 20 μm in the plane direction.

【0084】一方、図14には、透光性部材の内部に周
期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した波形を屈折
率分布として有する体積型の回折素子DG2の概略構成
を模式的に現した断面図である。
On the other hand, FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a volume type diffraction element DG2 having, as a refractive index distribution, a waveform in which at least two waveforms having different periods are superimposed inside a translucent member. FIG.

【0085】体積型の回折素子DG2は、例えばPMM
A(ポリメチルメタクリレート)やガラス等からなる研
磨済みのシート状の透明基板201の内部に、所定周期
(例えば25.5×32.5μm)の正弦波と、その3
倍周期の正弦波を重畳して形成される重畳波状の屈折率
分布W2を、例えばイオン注入,プラズマ処理,化学反
応等によって所定の金属等の物質を導入することにより
形成したものである。
The volume type diffraction element DG2 is, for example, a PMM.
A sine wave of a predetermined period (for example, 25.5 × 32.5 μm) is provided inside a polished sheet-like transparent substrate 201 made of A (polymethyl methacrylate), glass, or the like.
A superimposed wave-like refractive index distribution W2 formed by superimposing a double-period sine wave is formed by introducing a substance such as a predetermined metal by ion implantation, plasma processing, chemical reaction, or the like.

【0086】なお、回折格子DG1の重畳波の波形W1
および回折素子DG2の重畳波状の屈折率分布W2の周
期は、所定の角度域に投入する回折光の数と、モアレ縞
の大きさを考慮して決定され、また、格子の深さ(即ち
波の振幅)は、所定の角度域に投入する回折光量の和が
最大になるように決定される。
The waveform W1 of the superimposed wave of the diffraction grating DG1
And the period of the refractive index distribution W2 in the form of a superimposed wave of the diffraction element DG2 is determined in consideration of the number of diffracted lights to be applied to a predetermined angle range and the size of the moiré fringes. Is determined such that the sum of the amounts of diffracted light applied to a predetermined angle range is maximized.

【0087】即ち、格子周期(所定の角度域(視域)の
中に投入する回折光の数から決まる)をp,所定の角度
域を±θ,最大回折次数をNとすると、これらの関係は
次式で与えられる。
That is, assuming that the grating period (determined from the number of diffracted lights to be injected into a predetermined angle area (viewing area)) is p, the predetermined angle area is ± θ, and the maximum diffraction order is N, these relations are as follows. Is given by the following equation.

【0088】sinθ=Nλ/p ・・・式1 但し、液晶パネルの周期性を考慮して、モアレ縞が発生
しない(視認されない)ように格子周期を選択する必要
がある。
Sin θ = Nλ / p (1) However, in consideration of the periodicity of the liquid crystal panel, it is necessary to select a grating period so that moire fringes do not occur (are not visually recognized).

【0089】また、格子深さについては、所定の角度域
−θ〜+θの中に投入する光エネルギー、即ち(2N+
1)個の回折光強度の和が最大となるように決定され
る。
As for the grating depth, the light energy input into a predetermined angle range -θ to + θ, that is, (2N +
1) the sum of the two diffracted light intensity is determined to be maximum.

【0090】ここで、回折光強度の和をΣηn,格子深
さをh,最適深さをhoptとすると、 Σηn(hopt)→max. ・・・式2 である。
Here, assuming that the sum of the diffracted light intensities is Ση n , the lattice depth is h, and the optimal depth is h opt , Ση n (h opt ) → max. ... Equation 2

【0091】また、格子周期をpg,液晶パネルの画素
周期をpLCとすると、視認されるモアレ縞の周期pM
次式で与えられる。
If the grating period is p g and the pixel period of the liquid crystal panel is p LC , the period p M of the moire fringes to be visually recognized is given by the following equation.

【0092】 1/pM=|1/pg−n/pLC| ;nは正の整数 ・・・式3 なお、上記実施形態では、周期の異なる2つの正弦波を
重畳する場合について述べたが、これに限定されるもの
ではなく、周期の異なる3以上の正弦波を重畳してもよ
いし、また重畳する波形も正弦波に限られるものではな
い。
1 / p M = | 1 / pg −n / p LC |; n is a positive integer Expression 3 In the above embodiment, a case where two sine waves having different periods are superimposed is described. However, the present invention is not limited to this, and three or more sine waves having different periods may be superimposed, and the waveform to be superimposed is not limited to the sine wave.

【0093】次に、本実施形態に係る回折格子DG1お
よび体積型の回折素子DG2について背景の映り込みに
関する特性を示すが、比較のために図15に示すような
従来の単純な正弦波(周期は例えば25.5×32.5
μm)の波形W’を表面に形成した回折格子(単純格子
と称する)を用意して透過光散乱強度分布の測定を行っ
た。
Next, the characteristics of the diffraction grating DG1 and the volume type diffraction element DG2 according to the present embodiment with respect to the reflection of the background will be described. For comparison, a conventional simple sine wave (period) shown in FIG. Is, for example, 25.5 × 32.5
A transmitted light scattering intensity distribution was measured using a diffraction grating (referred to as a simple grating) having a waveform W ′ of μm) formed on the surface.

【0094】図16は、本実施形態に係る表面凹凸型の
回折格子DG1および体積型の分布屈折率型の回折素子
DG2と従来の単純格子のそれぞれの透過光散乱強度分
布(光散乱特性)を示すグラフである(図16(b)は
図16(a)の一部の角度域(±5°)を拡大して表し
ている)。
FIG. 16 shows the transmitted light scattering intensity distributions (light scattering characteristics) of the surface irregular type diffraction grating DG1 and volume type distributed refractive index type diffraction element DG2 and the conventional simple grating according to the present embodiment. FIG. 16 (b) is an enlarged view of a part of the angle range (± 5 °) of FIG. 16 (a).

【0095】図16において破線は単純格子の光散乱特
性を、実線は本実施形態に係る回折格子DG1および回
折格子DG2の光散乱特性をそれぞれ示している。
In FIG. 16, broken lines indicate light scattering characteristics of the simple grating, and solid lines indicate light scattering characteristics of the diffraction gratings DG1 and DG2 according to the present embodiment.

【0096】図16の透過光散乱強度分布の測定結果に
よれば、液晶装置の視認性に貢献する角度域(±5°)
において、単純格子では散乱光強度の変化が比較的大き
いのに対して、回折格子DG1および回折素子DG2で
は散乱光強度の分布が比較的なめらかに変移して変化が
小さいことが分かる。これは、回折格子DG1または回
折素子DG2を用いた液晶装置において視認性の向上を
図ることができることを示している。
According to the measurement result of the transmitted light scattering intensity distribution in FIG. 16, the angle range (± 5 °) which contributes to the visibility of the liquid crystal device is obtained.
It can be seen that, while the change in the scattered light intensity is relatively large in the simple grating, the distribution of the scattered light intensity changes relatively smoothly in the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2, and the change is small. This indicates that visibility can be improved in a liquid crystal device using the diffraction grating DG1 or the diffraction element DG2.

【0097】このような視認性の向上は、従来の単純格
子と本発明の重畳波構造を有する回折格子の回折パター
ンの相違に起因するものと考えられる。
It is considered that such improvement in visibility is caused by the difference between the diffraction pattern of the conventional simple grating and the diffraction pattern of the diffraction grating having the superposed wave structure of the present invention.

【0098】即ち、図17に示すように、単純格子で
は、主要な5個の回折光(0次,±1次,±2次)を±
5°の角度域に投入するのに対して、回折格子DG1ま
たは回折素子DG2のような重畳格子においては、図1
8に示すように、主要な11個の回折光(0次,±1
次,±2次,±3次,±4次,±5次)を±5°の角度
域に投入している。
That is, as shown in FIG. 17, in the simple grating, five main diffracted lights (0 order, ± 1 order, ± 2 order) are converted into ± 1 order.
In contrast to the case where the light is injected into the angle range of 5 °, in the case of a superimposed grating such as the diffraction grating DG1 or the diffraction element DG2, FIG.
As shown in FIG. 8, the eleven main diffracted lights (0th order, ± 1
, ± 2, ± 3, ± 4, ± 5) within the angle range of ± 5 °.

【0099】さらに、上記測定に基づく定量評価の他
に、本実施形態に係る重畳波構造を有する回折格子とし
ての回折格子DG1および回折素子DG2と、単純格子
を液晶パネル上に配置して、肉眼により、鏡面感(背景
の映り込み具合),コントラスト,像のボケ味,モアレ
縞について視認性の評価試験を行った。
Further, in addition to the quantitative evaluation based on the above measurement, the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2 as the diffraction grating having the superimposed wave structure according to the present embodiment, and the simple grating are arranged on the liquid crystal panel, An evaluation test was conducted on the specularity (the degree of reflection of the background), contrast, blurring of the image, and moire fringes.

【0100】その結果は以下の通りである。The results are as follows.

【0101】(1)鏡面感とコントラストについては、
回折格子DG1および回折素子DG2と、単純格子の両
者において顕著な差は認められなかった。
(1) Regarding the mirror feeling and contrast,
No remarkable difference was found between the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2 and the simple grating.

【0102】(2)視認性については、単純格子より
も、回折格子DG1および回折素子DG2の方が視認性
が高いと感得された。
(2) Regarding visibility, it was felt that the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2 had higher visibility than the simple grating.

【0103】なお、モアレ縞は、何れにおいても観察さ
れなかった。以上の評価結果から、総合的に本実施形態
に係る重畳波構造を有する回折格子としての回折格子D
G1および回折格子DG2の方が、単純格子よりも液晶
装置の視認性の向上に有効であることが確認された。
Note that no moiré fringes were observed in any case. From the above evaluation results, the diffraction grating D as the diffraction grating having the superimposed wave structure according to the present embodiment is comprehensively obtained.
It was confirmed that G1 and the diffraction grating DG2 were more effective in improving the visibility of the liquid crystal device than the simple grating.

【0104】次に、本実施形態に係る回折格子DG1お
よび回折素子DG2を液晶装置へ搭載して、輝度率と光
沢度を前出の図8,図9に示す計測方法で計測した。
Next, the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2 according to the present embodiment were mounted on a liquid crystal device, and the luminance factor and the glossiness were measured by the measurement methods shown in FIGS.

【0105】その結果、図19に示すような拡散反射率
と光沢度の関係を示すグラフを得た。図19のグラフに
おいて、◆は回折格子DG1の特性を、○は回折素子D
G2の特性をそれぞれプロットしたものである。
As a result, a graph showing the relationship between diffuse reflectance and gloss as shown in FIG. 19 was obtained. In the graph of FIG. 19, Δ represents the characteristic of the diffraction grating DG1, and ○ represents the diffraction element D.
It is a plot of the characteristics of G2.

【0106】背景の映り込み防止の観点では、図中、点
線で囲った領域が望ましい領域であり、輝度率が0.4
以下で、光沢度が1000以下の範囲である。
From the viewpoint of preventing the reflection of the background, the region surrounded by the dotted line in the drawing is a desirable region, and the luminance ratio is 0.4%.
Below, the glossiness is in the range of 1000 or less.

【0107】これは、例えば回折格子DG1や回折素子
DG2を用いない液晶装置単体のコントラストが〜9.
0の時、回折格子DG1や回折素子DG2を搭載した状
態での輝度率が〜0.4以上であると、表示装置のコン
トラストは〜5以下に低下し、輝度率が〜0.3の場
合、コントラストは〜7.0であり、輝度率が〜0.2
の場合、コントラストは〜8.0となる。そして、視認
性評価の結果から、〜5以下のコントラストは許容でき
ないと判断される。
This is because, for example, the contrast of the liquid crystal device alone without using the diffraction grating DG1 or the diffraction element DG2 is 99.
At 0, when the luminance factor with the diffraction grating DG1 or the diffraction element DG2 mounted is 0.40.4 or more, the contrast of the display device is reduced to 55 or less, and when the luminance factor is 0.30.3. , The contrast is up to 7.0, and the luminance ratio is up to 0.2.
In this case, the contrast is と 8.0. Then, from the result of the visibility evaluation, it is determined that a contrast of 55 or less is not acceptable.

【0108】よって、輝度率の目標値を〜0.4以下と
定めたものである。
Therefore, the target value of the luminance factor is determined to be 0.4 or less.

【0109】また、光沢度については、〜1000以上
の場合に、より多くの視認者が「鏡面感が充分には除去
されていない」と回答した事実を踏まえて、その目標値
を〜1000以下と定めたものである。
Further, regarding the glossiness, when the glossiness is 1000 or more, the target value is set to 1000 or less in consideration of the fact that more and more viewers answered that "mirror feeling is not sufficiently removed". It is defined.

【0110】図19のグラフより、回折格子DG1およ
び回折素子DG2の両者とも上記点線で示す望ましい領
域内にあり、背景の映り込みの低減に有効であることが
分かる。
From the graph of FIG. 19, it can be seen that both the diffraction grating DG1 and the diffraction element DG2 are within the desired region indicated by the dotted line, and are effective in reducing the reflection of the background.

【0111】また、コントラストについては、回折格子
DG1や回折格子DG2を用いない液晶表示装置単体の
コントラストが〜9.0であったのに対して、回折格子
DG1を用いた場合は〜8.0,回折格子DG2を用い
た場合には〜7.0であり、双方ともコントラストは実
用上十分な水準にあることが確認された。
The contrast of the liquid crystal display device without using the diffraction gratings DG1 and DG2 was up to 9.0, whereas the contrast in the case of using the diffraction grating DG1 was up to 8.0. , And 7.0 when the diffraction grating DG2 was used, and it was confirmed that the contrast was in a practically sufficient level in both cases.

【0112】光沢度(背景の映り込みの多少,鏡面感の
程度)については、図20に電圧OFF時のにける本実
施形態に係る重畳格子としての回折格子DG1および回
折格子DG2を搭載した場合と、何れも搭載しなかった
場合との状態をグラフで示した。
The glossiness (the degree of reflection of the background, the degree of specularity) is shown in FIG. 20 when the diffraction gratings DG1 and DG2 as the superposition grating according to the present embodiment are mounted when the voltage is turned off. And the case where neither was mounted are shown in the graph.

【0113】図20によれば、回折格子DG1および回
折格子DG2のいずれも搭載しない場合の光沢度は約1
200%であったが、回折格子DG1を用いた場合には
約600% 、回折格子DG2を用いた場合には約40
0%と、ともに1000%以下に光沢度を抑制すること
ができた。
According to FIG. 20, when neither the diffraction grating DG1 nor the diffraction grating DG2 is mounted, the gloss is about 1
200%, about 600% when using the diffraction grating DG1, and about 40% when using the diffraction grating DG2.
The glossiness could be suppressed to 0% and 1000% or less.

【0114】特に、回折格子DG1を用いる場合には、
ガラスの表面反射による光沢成分をほぼ完全に取り除く
ことができた。
In particular, when the diffraction grating DG1 is used,
The gloss component due to the surface reflection of the glass could be almost completely removed.

【0115】ここで、上記実施形態に係る回折格子DG
1および回折格子DG2を用いることにより、液晶表示
装置の視認性が向上する仕組みについて説明する。
Here, the diffraction grating DG according to the above embodiment is described.
A mechanism for improving the visibility of the liquid crystal display device by using the diffraction grating 1 and the diffraction grating DG2 will be described.

【0116】前出の図1〜図3に示す第1,第2の実施
形態によれば、入射光は、前記回折格子DG1または回
折格子DG2を通過して変調(散乱,回折)され、対向
基板20を通過し、液晶層30にてそれぞれの画素状態
(電界のON,OFF)に応じて、透過又は散乱され
る。
According to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the incident light passes through the diffraction grating DG1 or DG2 and is modulated (scattered or diffracted). The light passes through the substrate 20 and is transmitted or scattered by the liquid crystal layer 30 in accordance with the state of each pixel (ON / OFF of the electric field).

【0117】透過した光は、反射層を兼ねた画素電極1
5,115によって反射され、再び液晶層30,対向基
板20及び回折格子DG1または回折格子DG2を通過
して視認されることとなる。
The transmitted light is applied to the pixel electrode 1 also serving as a reflection layer.
The light is reflected by the liquid crystal layer 5, 115 and passes through the liquid crystal layer 30, the counter substrate 20, and the diffraction grating DG1 or DG2, and is visually recognized again.

【0118】この際に、液晶層30で散乱した光の多く
は再び回折格子DG1または回折格子DG2を通過して
直接的に視認され、一部の光は画素電極15で反射され
て間接的に視認される。
At this time, most of the light scattered by the liquid crystal layer 30 passes through the diffraction grating DG1 or DG2 and is directly visually recognized, and part of the light is reflected by the pixel electrode 15 and indirectly reflected. It is visually recognized.

【0119】上記のような液晶装置において背景の映り
込みが問題となるのは透過状態の画素においてである。
In the above-described liquid crystal device, the reflection of the background becomes a problem in the pixels in the transmission state.

【0120】そして、従来の液晶装置では、透過状態に
おいて、液晶層30の透過率が高くなるほど、画素電極
15,115は反射層としての作用を強めるため、例え
ば視認者の顔や周囲の風景が画面に映り込んで視認性が
損なわれていた。
In the conventional liquid crystal device, in the transmission state, the higher the transmittance of the liquid crystal layer 30 is, the more the pixel electrodes 15 and 115 function as a reflection layer. It was reflected on the screen and visibility was impaired.

【0121】しかし、第1,第2の実施形態に係る液晶
装置によれば、上述のような特性を有する特殊な回折格
子DG1または回折格子DG2を対向基板20の表面上
に設置しているので、入射光は回折格子DG1または回
折格子DG2にて変調されて液晶層30の内部へと入射
し、画素電極15,115により反射された後、再び回
折格子DG1または回折格子DG2を通過して再度変調
されてから視認者の目に届く。このように、本実施形態
では、回折格子DG1または回折格子DG2によって光
の入射時及び出射時において光が変調を受けるため、従
来のように背景等がそのまま視認されることが抑制さ
れ、結果的に背景の映り込みの問題を解消することがで
きる。
However, according to the liquid crystal devices according to the first and second embodiments, the special diffraction grating DG1 or DG2 having the above-described characteristics is provided on the surface of the counter substrate 20. The incident light is modulated by the diffraction grating DG1 or DG2 and enters the inside of the liquid crystal layer 30, is reflected by the pixel electrodes 15 and 115, passes through the diffraction grating DG1 or DG2 again, and again. After being modulated, it reaches the eyes of the viewer. As described above, in the present embodiment, the light is modulated by the diffraction grating DG1 or DG2 at the time of light incidence and at the time of light emission, so that the background or the like is suppressed from being visually recognized as in the related art. The problem of the reflection of the background can be solved.

【0122】特に、液晶装置においては、画像は回折格
子DG1または回折格子DG2の近傍(〜1mm以下)
に位置し、背景は比較的遠く(〜200mm)に位置す
るので、これらの条件を考慮して回折格子DG1及び回
折格子DG2を設計,作製して用いることにより、画像
の質に殆ど影響を与えることなく、背景の映り込みを有
効に防止することが可能となる。
In particular, in the liquid crystal device, the image is in the vicinity of the diffraction grating DG1 or DG2 (up to 1 mm or less).
, And the background is located relatively far (up to 200 mm). Therefore, by designing, manufacturing and using the diffraction gratings DG1 and DG2 in consideration of these conditions, the image quality is almost affected. Without this, the reflection of the background can be effectively prevented.

【0123】なお、回折格子DG1または回折格子DG
2は、表面の重畳波波形もしくは内部屈折率分布を、不
要な散乱光が発生しないように設計することにより、表
面における乱反射の量を低減することができる。この場
合には、不要な散乱光に基づくコントラストの低下及び
視認性の劣化を抑制することができる。
Incidentally, the diffraction grating DG1 or the diffraction grating DG
2, the amount of irregular reflection on the surface can be reduced by designing the superimposed wave waveform or the internal refractive index distribution on the surface so that unnecessary scattered light is not generated. In this case, a decrease in contrast and a decrease in visibility due to unnecessary scattered light can be suppressed.

【0124】次に、図4から図7を参照して、液晶装置
の他の実施形態について説明する。
Next, another embodiment of the liquid crystal device will be described with reference to FIGS.

【0125】図4に示す液晶装置では、アクティブマト
リクス基板10の表面上に金属薄膜からなる反射層19
を形成するとともに、液晶層30と反射層19との間に
上記回折格子DG1または回折格子DG2を配置してい
る。また、上記回折格子DG1または回折格子DG2と
液晶層30との間には、ITOからなる透明な画素電極
17が形成されている。
In the liquid crystal device shown in FIG. 4, a reflective layer 19 made of a metal thin film is formed on the surface of an active matrix substrate 10.
And the diffraction grating DG1 or DG2 is disposed between the liquid crystal layer 30 and the reflection layer 19. A transparent pixel electrode 17 made of ITO is formed between the diffraction grating DG1 or DG2 and the liquid crystal layer 30.

【0126】この実施形態によれば、外光は回折格子D
G1または回折格子DG2を通過して変調された後に反
射層19で反射されるため、背景の映り込みを防止する
ことができる。
According to this embodiment, the external light is the diffraction grating D
After being modulated by passing through G1 or the diffraction grating DG2, the light is reflected by the reflection layer 19, so that reflection of the background can be prevented.

【0127】さらに、本実施形態では、液晶層30の状
態によって、表示される画像に対しては、光の復路のみ
回折格子DG1または回折格子DG2の変調を受け、往
路においては変調を受けないため、変調の影響による表
示画像の品質の低下を軽減することができる。
Further, in the present embodiment, depending on the state of the liquid crystal layer 30, the displayed image is modulated by the diffraction grating DG1 or DG2 only on the return path of light, and is not modulated on the outward path. In addition, it is possible to reduce the deterioration of the quality of the display image due to the influence of the modulation.

【0128】図5に示す液晶装置では、対向基板20と
液晶層30との間に回折格子DG1または回折格子DG
2を配置し、この回折格子DG1または回折格子DG2
の表面上に対向電極21を形成した。
In the liquid crystal device shown in FIG. 5, a diffraction grating DG1 or a diffraction grating DG is provided between the counter substrate 20 and the liquid crystal layer 30.
2 and the diffraction grating DG1 or DG2
The counter electrode 21 was formed on the surface of.

【0129】アクティブマトリクス基板10上には外部
から入射した光を反射する反射層を兼ねる画素電極15
(115)が形成されている。
On the active matrix substrate 10, the pixel electrode 15 also serving as a reflection layer for reflecting light incident from the outside is provided.
(115) is formed.

【0130】この実施形態によれば、回折格子DG1ま
たは回折格子DG2を液晶層30の近傍位置に配置する
ことができるため、光変調の影響による表示品質への影
響を低減しつつ、背景の映り込みを有効に防止すること
ができる。
According to this embodiment, the diffraction grating DG1 or DG2 can be arranged in the vicinity of the liquid crystal layer 30, so that the influence of the light modulation on the display quality is reduced and the reflection of the background is reduced. Can be effectively prevented.

【0131】図6に示す実施形態では、回折格子DG1
または回折格子DG2と同様の機能を兼ね備えるアクテ
ィブマトリクス基板18の表面上に金属薄膜からなる反
射層19を形成している。
In the embodiment shown in FIG. 6, the diffraction grating DG1
Alternatively, a reflective layer 19 made of a metal thin film is formed on the surface of an active matrix substrate 18 having the same function as the diffraction grating DG2.

【0132】アクティブマトリクス基板18は、具体的
には、その表面に周期の異なる正弦波等を重畳した波形
を形成(回折格子DG1と同等)、あるいは基板内部に
周期の異なる正弦波等を重畳した屈折率分布を形成(回
折格子DG2と同等)して構成される。
Specifically, the active matrix substrate 18 forms a waveform in which sine waves having different periods are superimposed on the surface thereof (equivalent to the diffraction grating DG1), or sine waves having different periods are superimposed inside the substrate. It is formed by forming a refractive index distribution (equivalent to the diffraction grating DG2).

【0133】一方、ガラスからなる対向基板20の表面
には、ITO(インジウム・スズ酸化物)からなる透明
な対向電極21が基板全面に、もしくはストライプ状に
形成されている。
On the other hand, on the surface of a counter substrate 20 made of glass, a transparent counter electrode 21 made of ITO (indium tin oxide) is formed on the entire surface of the substrate or in a stripe shape.

【0134】アクティブマトリクス基板18と対向基板
20との間には、液晶層30が挟持されている。
A liquid crystal layer 30 is interposed between the active matrix substrate 18 and the counter substrate 20.

【0135】また、上記アクティブマトリクス基板18
と液晶層30との間には、ITOからなる透明な画素電
極17が形成されている。
In addition, the active matrix substrate 18
A transparent pixel electrode 17 made of ITO is formed between the pixel electrode and the liquid crystal layer 30.

【0136】この実施形態によれば、外光はアクティブ
マトリクス基板10(図面も修正して下さい)を通過し
て変調された後に反射層19で反射されるため、背景の
映り込みを防止することができる。
According to this embodiment, since external light is modulated by passing through the active matrix substrate 10 (also modify the drawing) and reflected by the reflective layer 19, it is possible to prevent the reflection of the background. Can be.

【0137】なお、液晶層30の状態によって、表示さ
れる画像に対しては、光の復路のみアクティブマトリク
ス基板10の変調を受け、往路においては変調を受けな
いため、変調の影響による表示画像の品質の低下を軽減
することができる。
It is to be noted that, depending on the state of the liquid crystal layer 30, the displayed image is modulated by the active matrix substrate 10 only on the backward path of light, and is not modulated on the outward path. Quality deterioration can be reduced.

【0138】さらに、本実施形態によれば、アクティブ
マトリクス基板18自体が光を変調する機能を有してい
るため、別途回折格子DG1または回折格子DG2を設
ける必要がなく、これらを基板に貼着する工程を省略す
ることができるため製造工程を単純化して製造コストを
抑えることができる。
Further, according to the present embodiment, since the active matrix substrate 18 itself has a function of modulating light, there is no need to separately provide a diffraction grating DG1 or DG2, and these are attached to the substrate. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0139】図7に示す実施形態では、回折格子DG1
または回折格子DG2と同様の機能を兼ね備える対向基
板23を用い、対向基板23の表面上に対向電極21を
形成した。
In the embodiment shown in FIG. 7, the diffraction grating DG1
Alternatively, the counter electrode 21 was formed on the surface of the counter substrate 23 using the counter substrate 23 having the same function as the diffraction grating DG2.

【0140】アクティブマトリクス基板10上には外部
から入射した光を反射する反射層を兼ねる画素電極15
(115)が形成されている。
On the active matrix substrate 10, a pixel electrode 15 also serving as a reflection layer for reflecting light incident from the outside is provided.
(115) is formed.

【0141】この実施形態によれば、光変調の影響によ
る表示品質への影響を低減しつつ、背景の映り込みを有
効に防止することができる。
According to this embodiment, it is possible to effectively prevent the reflection of the background while reducing the influence on the display quality due to the influence of the light modulation.

【0142】さらに、本実施形態によれば、対向基板2
3自体が光を変調する機能を有しているため、別途回折
格子DG1または回折格子DG2を設ける必要がなく、
これらを基板に貼着する工程を省略することができるた
め製造工程を単純化して製造コストを抑えることができ
る。
Further, according to the present embodiment, the opposing substrate 2
3 itself has the function of modulating light, so there is no need to provide a separate diffraction grating DG1 or DG2,
Since the step of attaching these to the substrate can be omitted, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0143】図21は、それぞれ本発明に係る反射型の
液晶装置を使った電子機器の例を示す外観図である。
FIG. 21 is an external view showing an example of an electronic apparatus using the reflection type liquid crystal device according to the present invention.

【0144】図21の(a)は携帯電話を示す斜視図で
ある。1000は携帯電話本体を示し、そのうちの10
01は本発明に係る反射型の液晶装置を用いた液晶表示
部である。
FIG. 21A is a perspective view showing a mobile phone. 1000 denotes a mobile phone body, of which 10
Reference numeral 01 denotes a liquid crystal display unit using the reflection type liquid crystal device according to the present invention.

【0145】図21の(b)は、腕時計型電子機器を示
す図である。1100は時計本体を示す斜視図である。
1101は本発明に係る反射型の液晶装置を用いた液晶
表示部である。従来の時計表示部に比べて背景の映り込
みの少ない高精細の画素を有するので、テレビ画像表示
も可能とすることができ、腕時計型テレビを実現でき
る。
FIG. 21B is a diagram showing a wristwatch-type electronic device. 1100 is a perspective view showing the watch main body.
Reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using the reflection type liquid crystal device according to the present invention. Since it has high-definition pixels with less reflection of the background as compared with the conventional clock display unit, it is possible to display television images, and a wristwatch-type television can be realized.

【0146】図21の(c)は、ワープロ,パソコン等
の携帯型情報処理装置を示す図である。1200は情報
処理装置を示し、1202はキーボード等の入力部、1
206は本発明に係る反射型の液晶装置を用いた液晶表
示部、1204は情報処理装置本体を示す。本装置で
は、背景の映り込みの少ない高精細な表示を実現でき
る。
FIG. 21C shows a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. Reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus; 1202, an input unit such as a keyboard;
Reference numeral 206 denotes a liquid crystal display unit using the reflection type liquid crystal device according to the present invention, and 1204 denotes an information processing apparatus main body. In this device, high-definition display with little reflection of the background can be realized.

【0147】また、上記各々の電子機器は電池により駆
動される電子機器であるので、光源ランプを持たない反
射型の液晶装置を使えば、電池寿命を延ばすことが出来
る。
Since each of the above electronic devices is an electronic device driven by a battery, the life of the battery can be extended by using a reflection type liquid crystal device having no light source lamp.

【0148】なお、本発明は、上記実施形態によって何
等の制限を受けるものではなく、その他に、一方の基板
側にのみ偏光素子が設置され、液晶層にはネマチック液
晶を用いた反射型の液晶装置においても、本発明に係る
周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した位相変調
型の回折格子(回折格子DG1や回折格子DG2等)を
適用して、表示の明るさやコントラストを犠牲にするこ
となく背景の映り込みを防止することができる。
The present invention is not limited by the above-described embodiment. In addition, a polarizing element is provided only on one substrate side, and a reflection type liquid crystal using a nematic liquid crystal is used as a liquid crystal layer. Also in the device, a phase modulation type diffraction grating (diffraction grating DG1 or DG2, etc.) according to the present invention in which at least two waveforms having different periods are superimposed is applied without sacrificing display brightness and contrast. The reflection of the background can be prevented.

【0149】さらに、液晶装置に限らず、反射層を有す
る表示体、例えば有機ELによって構成される電気光学
装置に本発明の位相変調型の回折格子(回折格子DG1
や回折格子DG2等)を適用することにより、表示の明
るさやコントラストを犠牲にすることなく背景の映り込
みを防止することができる。
Furthermore, the present invention is not limited to a liquid crystal device, but may be applied to a display device having a reflective layer, for example, an electro-optical device formed of an organic EL device.
And the diffraction grating DG2) can prevent the background from being reflected without sacrificing display brightness or contrast.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る液晶装置の第1の実施形態の概略
構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a schematic configuration of a first embodiment of a liquid crystal device according to the present invention.

【図2】本発明に係る液晶装置の第1の実施形態の概略
構成を示す部分拡大縦断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the first embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図3】本発明に係る液晶装置の第2の実施形態の概略
構成を示す部分拡大縦断面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る液晶装置の他の実施形態を示す概
略縦断面図である。
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図5】本発明に係る液晶装置の他の実施形態を示す概
略縦断面図である。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図6】本発明に係る液晶装置の他の実施形態を示す概
略縦断面図である。
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図7】本発明に係る液晶装置の他の実施形態を示す概
略縦断面図である。
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.

【図8】反射型液晶装置の反射特性を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the reflection characteristics of the reflection type liquid crystal device.

【図9】コントラストと視域の関係を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a contrast and a viewing zone.

【図10】輝度率の測定方式を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of measuring a luminance factor.

【図11】光沢度の測定方式を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a measurement method of glossiness.

【図12】従来の反射型液晶表示装置の光沢度を示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing glossiness of a conventional reflection type liquid crystal display device.

【図13】本発明の実施形態に係る重畳格子としての回
折格子DG1の構成例を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a diffraction grating DG1 as a superimposed grating according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施形態に係る重畳格子としての回
折格子DG2の構成例を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a diffraction grating DG2 as a superposition grating according to the embodiment of the present invention.

【図15】従来の単純格子の構成例を示す断面図であ
る。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a conventional simple grating.

【図16】回折格子DG1および回折格子DG2の前方
散乱特性を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing forward scattering characteristics of the diffraction gratings DG1 and DG2.

【図17】従来の単純格子の回折パターンと断面プロフ
ィールを示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory view showing a diffraction pattern and a cross-sectional profile of a conventional simple grating.

【図18】回折格子DG1および回折格子DG2の回折
パターンと断面プロフィールを示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing diffraction patterns and cross-sectional profiles of the diffraction gratings DG1 and DG2.

【図19】回折格子DG1および回折格子DG2の拡散
反射率と光沢度の関係を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between diffuse reflectance and glossiness of the diffraction gratings DG1 and DG2.

【図20】回折格子DG1および回折格子DG2の光沢
度を比較して示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing a comparison between gloss levels of the diffraction gratings DG1 and DG2.

【図21】(a),(b),(c)は、それぞれ本発明
に係る液晶表示装置を使った電子機器の例を示す外観図
である。
FIGS. 21 (a), (b), and (c) are external views each showing an example of an electronic apparatus using the liquid crystal display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アクティブマトリクス基板 11 ゲート電極 12 ゲート絶縁膜 13 活性半導体層 14 ソース電極 15 画素電極 16 ドレイン電極 17 配向膜 20 対向基板 21 対向電極 23 回折格子を兼ねる対向基板 30 液晶層 30a 液晶分子 50 シール材 51 周辺見切り層 52 周辺回路 53 パッド 54 周辺回路 55 配線 56 コラム 60 TFT素子 100 光検出器 101 光検出器 112 第1電極部 113 陽極酸化膜 114 第2電極部 115 画素電極 116 配向膜 117 画素電極 118 回折格子を兼ねるアクティブマトリクス基板 121 対向電極 200 透明部材 201 透明基板 DG 位相変調型の回折格子 DG1 回折格子 DG2 回折格子 W1,W2 重畳波の波形 Reference Signs List 10 active matrix substrate 11 gate electrode 12 gate insulating film 13 active semiconductor layer 14 source electrode 15 pixel electrode 16 drain electrode 17 alignment film 20 counter substrate 21 counter electrode 23 counter substrate also serving as diffraction grating 30 liquid crystal layer 30 a liquid crystal molecule 50 sealing material 51 Peripheral parting layer 52 Peripheral circuit 53 Pad 54 Peripheral circuit 55 Wiring 56 Column 60 TFT element 100 Photodetector 101 Photodetector 112 First electrode unit 113 Anodized film 114 Second electrode unit 115 Pixel electrode 116 Alignment film 117 Pixel electrode 118 Active matrix substrate also serving as diffraction grating 121 Counter electrode 200 Transparent member 201 Transparent substrate DG Phase modulation type diffraction grating DG1 Diffraction grating DG2 Diffraction grating W1, W2 Waveform of superimposed wave

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H089 HA04 KA06 LA22 LA28 MA04Y RA04 SA02 TA09 TA11 TA17 2H091 FA14Y FA19X FB02 FC10 FC27 FD06 FD14 GA13 HA06 JA01 KA01 LA16 5G435 AA01 BB12 BB16 CC09 DD12 FF01 FF03 FF05 FF06 HH03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H089 HA04 KA06 LA22 LA28 MA04Y RA04 SA02 TA09 TA11 TA17 2H091 FA14Y FA19X FB02 FC10 FC27 FD06 FD14 GA13 HA06 JA01 KA01 LA16 5G435 AA01 BB12 BB16 CC09 DD12 FF01 FF06 H03

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液
晶装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板に光反射手段が形成さ
れてなり、前記光反射手段よりも前記液晶層側に周期の
異なる少なくとも2つの波形を重畳した特性を有する回
折格子が形成されてなることを特徴とする液晶装置。
1. A liquid crystal device having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, wherein a light reflecting means is formed on one of the pair of substrates, the liquid crystal layer being closer to the liquid crystal layer than the light reflecting means. A diffraction grating having a characteristic in which at least two waveforms having different periods are superimposed on each other.
【請求項2】 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液
晶装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板に光反射手段が形成さ
れてなり、他方の前記基板の前記液晶層側とは異なる側
に、周期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した特性
を有する回折格子を設けてなることを特徴とする液晶装
置。
2. A liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, wherein one of the pair of substrates is provided with a light reflecting means, and the other substrate is provided with a light reflecting means. Wherein a diffraction grating having a characteristic of superimposing at least two waveforms having different periods is provided on different sides.
【請求項3】 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液
晶装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板に光反射手段が形成さ
れてなり、他方の前記基板の前記液晶層側に、周期の異
なる少なくとも2つの波形を重畳した特性を有する回折
格子が形成されてなることを特徴とする液晶装置。
3. A liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, wherein a light reflecting means is formed on one of the pair of substrates, and the other substrate has a light reflecting means on the liquid crystal layer side. And a diffraction grating having a characteristic in which at least two waveforms having different periods are superimposed.
【請求項4】 上記回折格子は、輝度率を低減し、光沢
度を低くし、かつ回折強度分布を均一にする特性を有し
てなることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか
に記載の液晶装置。
4. The diffraction grating according to claim 1, wherein the diffraction grating has characteristics of reducing the luminance factor, reducing the glossiness, and making the diffraction intensity distribution uniform. A liquid crystal device according to any one of the above.
【請求項5】 上記輝度率は0.4以下であり、上記光
沢度は1000以下であることを特徴とする請求項4記
載の液晶装置。
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the luminance factor is 0.4 or less, and the glossiness is 1000 or less.
【請求項6】 上記回折格子は、シート部材の表面に周
期の異なる少なくとも2つの波形を重畳した波面を形成
した光変調素子であることを特徴とする請求項1から請
求項5の何れかに記載の液晶装置。
6. The optical modulator according to claim 1, wherein the diffraction grating is a light modulation element having a wavefront formed by superimposing at least two waveforms having different periods on the surface of the sheet member. The liquid crystal device according to the above.
【請求項7】 上記回折格子は、透光性材料からなるシ
ート部材の内部に屈折率分布が形成された光変調素子で
あって、前記屈折率分布は周期の異なる少なくとも2つ
の波形を重畳した特性を有することを特徴とする請求項
1から請求項5の何れかに記載の液晶装置。
7. The diffraction grating is a light modulation element having a refractive index distribution formed inside a sheet member made of a translucent material, wherein the refractive index distribution is obtained by superimposing at least two waveforms having different periods. The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid crystal device has characteristics.
【請求項8】 上記回折格子は、散乱光あるいは高次の
回折光の発生を抑制する表面形状を備えることを特徴と
する請求項1から請求項7の何れかに記載の液晶装置。
8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the diffraction grating has a surface shape for suppressing generation of scattered light or higher-order diffracted light.
【請求項9】 上記回折格子は、散乱光あるいは高次の
回折光の発生を抑制する内部屈折率分布を有してなるこ
とを特徴とする請求項1から請求項7の何れかに記載の
液晶装置。
9. The method according to claim 1, wherein the diffraction grating has an internal refractive index distribution for suppressing generation of scattered light or higher-order diffracted light. Liquid crystal devices.
【請求項10】 上記液晶層は、液晶と高分子とからな
る複合層であることを特徴とする請求項1から請求項9
の何れかに記載の液晶装置。
10. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is a composite layer composed of a liquid crystal and a polymer.
The liquid crystal device according to any one of the above.
【請求項11】 上記液晶層はネマチック液晶層であ
り、前記他方の基板にのみ偏光手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載の
液晶装置。
11. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is a nematic liquid crystal layer, and a polarizing means is provided only on the other substrate.
【請求項12】 上記光反射手段の前記液晶層側に、上
記回折格子が配置されてなることを特徴とする請求項1
から請求項9の何れかに記載の液晶装置。
12. The diffraction grating according to claim 1, wherein the diffraction grating is arranged on the liquid crystal layer side of the light reflecting means.
A liquid crystal device according to claim 1.
【請求項13】 前記回折格子を搭載してなる液晶装置
を表示装置として用いた電子機器。
13. An electronic apparatus using a liquid crystal device equipped with the diffraction grating as a display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009048164A (en) * 2007-08-16 2009-03-05 Samsung Electronics Co Ltd Reflecting plate, display adopting it, and control method of reflected light distribution

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