JP2001042329A - Optical element and display device using that optical element - Google Patents

Optical element and display device using that optical element

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JP2001042329A
JP2001042329A JP11219334A JP21933499A JP2001042329A JP 2001042329 A JP2001042329 A JP 2001042329A JP 11219334 A JP11219334 A JP 11219334A JP 21933499 A JP21933499 A JP 21933499A JP 2001042329 A JP2001042329 A JP 2001042329A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element with enhanced efficiency of light utilization and the contrast of output light, and to provide a display device using this optical element. SOLUTION: The main body of the optical element 100 consists of a light guide plate, a light-controlling layer 1 whose diffraction or scattering performance for light is changed under an electric field or magnetic field and a reflection plane 6. The body changes the direction of the light propagating in the light guide plate 3 by using the light-controlling layer 1 and the reflection plane 6 to emit the light. The optical element body 100 is provided with a noise preventing means 101 comprising a polarizing plate 7 as a principal element so as to prevent production of noise light which enters the optical element main body from the exit side of the main body and is then reflected by the aforementioned reflection plane and emitted through the exit face.

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】本発明は光の利用効率を高
め、かつ取り出し光のコントラストを高めた光学素子お
よび該光学素子を用いた表示装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical element which enhances light use efficiency and enhances the contrast of extracted light, and a display device using the optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】導光板と液晶とを用いた表示装置が従来
から知られている。その一例として、導光板と強誘電性
液晶を用い、この強誘電性液晶にゴールドストーンモー
ドの緩和周波数近傍の交流電界を印加することにより当
該液晶層に散乱性を生じさせる表示装置(特開平6−3
0543号公報)と、導光板と高分子分散液晶を用いた
表示装置(特開平6−347790号公報)が提案され
ている。
2. Description of the Related Art A display device using a light guide plate and liquid crystal has been conventionally known. As an example, a display device that uses a light guide plate and a ferroelectric liquid crystal and applies an AC electric field near the relaxation frequency of the goldstone mode to the ferroelectric liquid crystal to cause scattering in the liquid crystal layer (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6 (1994) -207). -3
No. 0543) and a display device using a light guide plate and a polymer-dispersed liquid crystal (JP-A-6-347790).

【0003】しかし、上記特開平6−308543号公
報に開示される従来技術では、交流電圧の印加が必須で
あるため、単純マトリクス駆動、アクティブマトリクス
(TFT)駆動によるビットマップ表示を行えないとい
う問題点があった。また、上記特開平6−347790
号公報の開示では、電圧を印加しない状態で散乱性を示
し、電圧を印加すると透過性を示す高分子分散液晶を使
用している。この場合、マトリクス駆動を行うと、電極
の間隙は常時散乱性を示すため、黒色の表示が困難とな
り、表示画像はきわめてコントラストが低い画像となっ
てしまうという問題点があった。上記の従来技術では、
散乱、透過により表示を制御しているため、表示装置を
見る人がいる側の照明により表示面が照らされ、その散
乱光が表示画像と重なり、光源の色だけではなく周囲の
照明光が表示画像に影響し画像が劣化するとともに、カ
ラー表示が困難であった。
However, in the prior art disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-308543, since the application of an AC voltage is indispensable, there is a problem that bit map display cannot be performed by simple matrix driving or active matrix (TFT) driving. There was a point. Further, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-347790
In the disclosure of the publication, a polymer-dispersed liquid crystal that exhibits scattering properties when no voltage is applied, and shows transparency when a voltage is applied is used. In this case, when the matrix driving is performed, the gap between the electrodes always shows a scattering property, so that it is difficult to display black, and there is a problem that the displayed image is an image having extremely low contrast. In the above prior art,
Because the display is controlled by scattering and transmission, the display surface is illuminated by the illumination on the side where the viewer is looking at the display device, and the scattered light overlaps the display image, displaying not only the color of the light source but also the surrounding illumination light The influence on the image deteriorates the image, and color display is difficult.

【0004】そこで、上記従来の問題点を解決するため
に、導光板とリバースモード高分子分散液晶を用いた表
示装置(特願平10−212780号)が提案されてい
る。この特願平10−212780号に記載されている
表示装置の概略的構成を図8に示す。この表示装置は、
構成要素として光学素子を有しており、この光学素子
は、透明電極2−1をつけた導光板3と、分割された鏡
面反射可能な電極2−3、2−3’が設けられた基板4
との間に光制御層1として薄膜を挟んだ構造を有する。
前記光制御層1は、例えば、電界を印加しないときに透
過状態、電界を印加したときに散乱状態となるリバース
モード高分子分散液晶(秋田大、佐藤等、テレビジョン
学会技術方向IDY96−50、p.137−142)
からなる。上記リバースモード高分子液晶は、例えばU
CL−002(大日本インキ(株))のような紫外線重
合性液晶と、E−7(メルクジャパン(株))のような
ネマティック液晶の混合液に、紫外線を照射することに
よって容易に作成できる。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, a display device using a light guide plate and a reverse mode polymer dispersed liquid crystal (Japanese Patent Application No. 10-21780) has been proposed. FIG. 8 shows a schematic configuration of a display device described in Japanese Patent Application No. 10-21780. This display device
An optical element is provided as a constituent element. This optical element is a substrate on which a light guide plate 3 provided with a transparent electrode 2-1 and divided mirror-reflective electrodes 2-3 and 2-3 'are provided. 4
Have a structure in which a thin film is interposed as a light control layer 1.
The light control layer 1 is, for example, a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal that is in a transmission state when no electric field is applied and in a scattering state when an electric field is applied (Akita Univ., Satoh et al., The Institute of Television Engineers of Japan IDY96-50, p.137-142)
Consists of The reverse mode polymer liquid crystal is, for example, U
It can be easily prepared by irradiating a mixture of a UV-polymerizable liquid crystal such as CL-002 (Dainippon Ink Co., Ltd.) and a nematic liquid crystal such as E-7 (Merck Japan KK) with ultraviolet rays. .

【0005】上記高分子分散液晶は、電界を印加しない
ときは全面透明であり、入射した光8は透明電極2−1
をつけた導光板3と光制御層1とからなる導光領域内で
反射を繰り返して外部へ出射しないため非発光状態とな
る。また、電源から例えば電極2−3’に電圧をかけて
電界を印加すると、電極2−3’と透明電極2−1との
間にある高分子分散液晶の電界が印加された部分は、散
乱または回折状態となり、導波光は電圧が印加された電
極2−3’上では散乱または回折される。散乱または回
折された光は、導波する光とは異なる角度で導光板3と
素子外部との界面に入射するので、界面での全反射条件
は満たされず素子外部に出射(図中、矢印で示した)さ
れる。そのため、電圧が印加された電極2−3’に対応
する電界印加部分だけが発光状態となる。このように、
特願平10−247871号では、導光板中を伝播する
光の取り出しを、高分子分散液晶の散乱透過特性を制御
することにより行っていた。また、光取り出し方向(出
射側)から入射する光15(表示装置を見る視線方向か
ら入射する光)が取り出し方向へ戻ることを防ぐために
光吸収層を用いていた。
The polymer-dispersed liquid crystal is transparent when no electric field is applied, and the incident light 8 is transmitted through the transparent electrode 2-1.
In the light guide region composed of the light guide plate 3 and the light control layer 1, the reflection is repeated and the light is not emitted to the outside, so that the light is not emitted. When a voltage is applied from the power supply to, for example, the electrode 2-3 'and an electric field is applied, a portion of the polymer dispersed liquid crystal between the electrode 2-3' and the transparent electrode 2-1 to which the electric field is applied is scattered. Alternatively, the light enters a diffraction state, and the guided light is scattered or diffracted on the electrode 2-3 ′ to which a voltage is applied. The scattered or diffracted light is incident on the interface between the light guide plate 3 and the outside of the element at an angle different from that of the guided light, so that the condition of total reflection at the interface is not satisfied and the light is emitted outside the element (in the figure, an arrow indicates Shown). Therefore, only the electric field application portion corresponding to the electrode 2-3 ′ to which the voltage is applied becomes a light emitting state. in this way,
In Japanese Patent Application No. Hei 10-247871, light propagating through the light guide plate is extracted by controlling the scattering and transmission characteristics of the polymer dispersed liquid crystal. In addition, a light absorbing layer is used to prevent light 15 (light incident from a line of sight looking at the display device) entering from a light extraction direction (emission side) from returning to the extraction direction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記構成の光
学素子には、光吸収層を用いることにより光吸収層側に
散乱または回折された光が吸収されてしまい、光の利用
効率が悪くなるという解決すべき課題があった。また、
単に光吸収層をなくし反射面とした場合には、外部から
の光を素子内で反射して再び出射するというノイズ光を
生じ、このノイズ光が取り出し光と一緒になって取り出
し光のコントラストを低下させるという解決すべき課題
があった。したがって、本発明は、光の利用効率を高
め、かつ取り出し光のコントラスト高めることのできる
光学素子および該光学素子を用いた表示装置を提供する
ことを目的とする。
However, the use of the light absorbing layer in the optical element having the above structure causes the light scattered or diffracted toward the light absorbing layer to be absorbed, thereby deteriorating the light use efficiency. There was a problem to be solved. Also,
If the light absorbing layer is simply removed and a reflection surface is used, noise light is generated, which reflects external light in the device and emits it again, and this noise light works together with the extracted light to reduce the contrast of the extracted light. There was a problem to be solved to lower it. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical element capable of increasing the light use efficiency and enhancing the contrast of the extracted light, and a display device using the optical element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の光学素子および該光学素子を用いた表
示装置は以下のような特徴を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical element of the present invention and a display device using the optical element have the following features.

【0008】本発明の光学素子は、導光板と、電界また
は磁場により光回折能または光散乱能が変化する光制御
層と、反射面とを少なくとも有してなり、上記導光板を
伝播する光の方向を上記光制御層と上記反射面とにより
変えて出射する光学素子本体と、上記光学素子本体の出
射側から該光学素子本体内に入射した光が上記反射面に
より反射されて再び出射面から出射するノイズ光の発生
を防止するノイズ防止手段とを備える。
[0008] The optical element of the present invention comprises at least a light guide plate, a light control layer whose light diffraction ability or light scattering ability is changed by an electric field or a magnetic field, and a reflection surface, and the light propagating through the light guide plate. An optical element body that emits light by changing the direction of the light control layer and the reflection surface, and light that enters the optical element body from the emission side of the optical element body is reflected by the reflection surface and is again emitted. Noise prevention means for preventing the generation of noise light emitted from the device.

【0009】ここで、上記ノイズ防止手段が、上記導光
板上に設けられた偏光板であるか、あるいは上記導光板
上に設けられた位相差板と該位相差板の上に設けられた
偏光板とからなるか、または上記導光板上に設られた偏
光板と上記光学素子本体内の上記反射面の上方に設けら
れた位相差板とからなることが好ましい。
Here, the noise preventing means is a polarizing plate provided on the light guide plate, or a phase difference plate provided on the light guide plate and a polarization plate provided on the phase difference plate. It is preferable that the optical element comprises a polarizing plate provided on the light guide plate and a retardation plate provided above the reflection surface in the optical element body.

【0010】また、上記光学素子本体の上記光制御層
が、透明状態において複屈折性を発現し、かつ該光制御
層によって生じる往復で1/2波長の位相差により入射
する光と該入射光に基づく出射光との偏光が直交するよ
うに機能する材料から構成されており、上記光制御層と
上記導光板上に設けられた偏光板とから上記ノイズ防止
手段が構成されていることが好ましい。また、上記偏光
板は、吸収型偏光板と反射型偏光板とから構成されてい
てもよい。
Further, the light control layer of the optical element body exhibits birefringence in a transparent state, and the light incident on the reciprocating light generated by the light control layer with a phase difference of 1 / wavelength and the incident light. It is preferable that the noise prevention means is composed of a material that functions so that the polarization of the emitted light based on the light is orthogonal to that of the light control layer, and the polarizing plate provided on the light guide plate. . Further, the polarizing plate may include an absorbing polarizing plate and a reflecting polarizing plate.

【0011】なお、上記光制御層は、透光性の材料から
なる第1の電極と透光性の材料からなる第2の電極とに
よって狭持されているか、または上記第2の電極は、光
を鏡面反射する材料から構成され、該第2の電極が上記
反射面を兼ねていてもよい。
The light control layer is sandwiched between a first electrode made of a light-transmitting material and a second electrode made of a light-transmitting material, or the second electrode is The second electrode may be made of a material that mirror-reflects light, and the second electrode may also serve as the reflection surface.

【0012】また、上述した光学素子において上記第1
の電極および上記第2の電極の少なくとも一方は、複数
の枝部を有する櫛形形状の電極であることが好ましい。
さらに、上記第1の電極および上記第2の電極の少なく
一方が複数の短冊状に分割された電極群であるか、ある
いは上記第1の電極および上記第2の電極のいずれかの
電極が、表示画素単位に分割されていてもよい。また、
上記光制御層の下面に第1の電極と第2の電極が設けら
れ、これら第1の電極と第2の電極は複数の枝部を有す
る櫛形形状に形成され、上記第1の電極と上記第2の電
極は各々の複数の枝部が交互に組み合わされて配置され
ていてもよい。
In the above-described optical element, the first
It is preferable that at least one of the first electrode and the second electrode is a comb-shaped electrode having a plurality of branches.
Further, at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode group divided into a plurality of strips, or any one of the first electrode and the second electrode is It may be divided into display pixels. Also,
A first electrode and a second electrode are provided on a lower surface of the light control layer, and the first electrode and the second electrode are formed in a comb shape having a plurality of branches. The second electrode may be arranged such that the plurality of branches are alternately combined.

【0013】なお、上述した光学素子において、上記反
射面は、誘電体多層膜であることが好ましい。
In the above-mentioned optical element, the reflection surface is preferably a dielectric multilayer film.

【0014】上記光制御層は、高分子分散液晶を含むこ
とが好ましく、高分子分散液晶は、ホログラフィック高
分子分散液晶のような高分子樹脂領域と液晶領域とが周
期的に存在する高分子分散液晶であっても、リバースモ
ード高分子分散液晶であってもよい。
The light control layer preferably contains a polymer-dispersed liquid crystal, and the polymer-dispersed liquid crystal is a polymer in which a polymer resin region and a liquid crystal region such as a holographic polymer-dispersed liquid crystal periodically exist. The liquid crystal may be a dispersed liquid crystal or a reverse mode polymer dispersed liquid crystal.

【0015】本発明の光学素子を用いた表示装置は、導
光板と、電界または磁場により光回折能または光散乱能
が変化する光制御層と、反射面とを少なくとも有してな
り、上記導光板を伝播する光の方向を上記光制御層と上
記反射面とにより変えて出射する光学素子本体と、上記
光学素子本体の出射側から該光学素子本体内に入射した
光が上記反射面により反射されて再び出射面から出射す
るノイズ光の発生を防止するノイズ防止手段とを有す
る。ここで、表示装置に用いられる光学素子は、前述し
たような光学素子であることが好ましい。
A display device using the optical element of the present invention has at least a light guide plate, a light control layer whose light diffraction ability or light scattering ability is changed by an electric field or a magnetic field, and a reflection surface. An optical element body that emits light by changing the direction of light propagating through the light plate by the light control layer and the reflection surface, and light that enters the optical element body from the emission side of the optical element body is reflected by the reflection surface And a noise preventing means for preventing generation of noise light which is emitted from the emission surface again. Here, the optical element used for the display device is preferably the above-described optical element.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の光学素子は、端面から光
を入射して導光させる透光性の導光板と、電界または磁
場により光回折能または光散乱能が変化する光制御層
と、反射面とを少なくとも有してなり、前記導光板を伝
播する光の方向を前記光制御層と前記反射面とにより変
えて出射する光学素子本体と、前記光学素子本体の出射
側から該光学素子本体内に出射した光が前記反射面に反
射されて再び出射面から出射するノイズ光の発生を防止
するノイズ防止手段とを備える。本明細書中で使用する
「ノイズ防止手段」は、(1)偏光板を設けること、
(2)偏光板と位相差板とを設けることに大別できる。
偏光板として、吸収型偏光板と反射型偏光板とを組み合
わせて使用することもできる。また、位相差板は、偏光
板の内側(導光板の上方)に設けて偏光板と一体化して
も、光学素子本体内の反射面の上方に設けて偏光板と離
しても良い。さらに、上述したノイズ防止手段は、導光
板内を光が導光される構成と組み合わされることが望ま
しい。すなわち、導光している光(導光板に平行に近い
光)を反射し、導光板から出射する光(導光板に対して
垂直に近い光)を反射することが望ましい。導光板表面
において全反射(臨界角よりも平行に近い光を反射)さ
せるため、前記導光板の上方に空隙A(気体からなる
「角度選択性反射体」)を設けても、また、例えばサイ
トップ(旭硝子(株)製)薄膜のような低屈折率薄膜
(固体からなる「角度選択性反射体」)を設けてもよ
い。さらに、例えば、誘電体多層膜のようにそれ自身の
反射率が角度によって異なる「角度選択性反射体」を設
けてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical element according to the present invention comprises a light-transmitting light-guiding plate for guiding light by entering light from an end face, and a light control layer whose light diffraction ability or light scattering ability is changed by an electric field or a magnetic field. An optical element main body that emits light by changing the direction of light propagating through the light guide plate by the light control layer and the reflection surface, and the optical element main body from the emission side of the optical element main body. And a noise prevention means for preventing light emitted into the element main body from being reflected on the reflection surface and emitted again from the emission surface. The “noise prevention means” used in this specification includes (1) providing a polarizing plate,
(2) It can be roughly divided into providing a polarizing plate and a retardation plate.
As the polarizing plate, an absorption type polarizing plate and a reflection type polarizing plate may be used in combination. Further, the retardation plate may be provided inside the polarizing plate (above the light guide plate) to be integrated with the polarizing plate, or may be provided above the reflection surface in the optical element body and separated from the polarizing plate. Further, it is desirable that the above-described noise prevention means is combined with a configuration in which light is guided in the light guide plate. That is, it is desirable to reflect the light being guided (light nearly parallel to the light guide plate) and reflect the light emitted from the light guide plate (light near perpendicular to the light guide plate). In order to cause total reflection (reflecting light closer to parallel than the critical angle) on the surface of the light guide plate, a gap A (an “angle-selective reflector made of gas”) may be provided above the light guide plate. A low-refractive-index thin film (a solid “angle-selective reflector”) such as a thin film (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) may be provided. Further, for example, an “angle-selective reflector” having a reflectivity that varies depending on the angle, such as a dielectric multilayer film, may be provided.

【0017】ここで、「吸収型偏光板」とは、入射した
光のうち特定の偏光成分を吸収し、直交する偏光成分を
透過する光学素子を意味する。この場合、特定の偏光成
分は直線偏光に限らず、円偏光などであってもよい。円
偏光の場合は、左偏光と右偏光のどちらか一方を透過し
他方を吸収する。通常の偏光板はこの分類に属する。
Here, "absorption-type polarizing plate" means an optical element that absorbs a specific polarization component of incident light and transmits orthogonal polarization components. In this case, the specific polarization component is not limited to linearly polarized light, but may be circularly polarized light. In the case of circularly polarized light, one of the left and right polarized lights is transmitted and the other is absorbed. Ordinary polarizing plates belong to this category.

【0018】一方、「反射型偏光板」とは、入射した光
のうち特定の偏光成分を反射し、直交する偏光成分を透
過する光学素子を意味する。特定の偏光成分は直線偏光
に限らず、円偏光などであってもよい。円偏光の場合
は、左偏光と右偏光のどちらか一方を透過し他方を反射
する。円偏光を反射する材料としてはカイラルネマティ
ック配向した高分子液晶が挙げられ、直線偏光を反射す
る材料としては3M社製DBEF(Dual Brightness En
hancement Film)が挙げられる。
On the other hand, the "reflective polarizing plate" refers to an optical element that reflects a specific polarization component of incident light and transmits orthogonal polarization components. The specific polarization component is not limited to linearly polarized light, but may be circularly polarized light. In the case of circularly polarized light, one of the left and right polarized lights is transmitted and the other is reflected. As a material that reflects circularly polarized light, a polymer liquid crystal having chiral nematic alignment can be mentioned, and as a material that reflects linearly polarized light, DBEF (Dual Brightness En) manufactured by 3M Company can be used.
hancement Film).

【0019】また、「位相差板」とは、屈折率異方性を
有する光透過性の平板状または薄膜状の素子であり、か
かる位相差板に光線を透過させた場合、光線の直交する
偏光成分間での光の位相関係が入射前後で変化する光学
材料を意味する。但し、光制御層に高分子液晶中に低分
子液晶を分散させた高分子分散液晶を使用し、かつ配向
膜等でその配向方向をホモジニアス配向として高分子分
散液晶層に複屈折率を発現させることにより位相差板と
して機能させることもできる。この場合、高分子分散液
晶からなる光制御層を入射光に1/4の位相差を生じさ
せるように設定することにより、位相差板を省略するこ
とが可能となる。
The "retardation plate" is a light-transmitting flat plate or thin film element having a refractive index anisotropy. When a light beam is transmitted through the retardation plate, the light beam crosses at right angles. It refers to an optical material in which the phase relationship of light between polarized components changes before and after incidence. However, a polymer-dispersed liquid crystal in which a low-molecular liquid crystal is dispersed in a polymer liquid crystal is used for the light control layer, and the orientation direction is homogenously aligned with an alignment film or the like so that the polymer-dispersed liquid crystal layer exhibits a birefringence. Thereby, it can be made to function as a phase difference plate. In this case, the phase difference plate can be omitted by setting the light control layer made of the polymer-dispersed liquid crystal so as to cause a 1/4 phase difference in the incident light.

【0020】さらに、「反射面」とは、光を鏡面反射さ
せるためのものであり、例えばアルミニウムのような金
属からなる膜または誘電体多層膜として別途光学素子に
設けるか、例えば電極を鏡面反射する材料から作製する
ことにより電極自体を反射面としてもよい。
The "reflection surface" is for reflecting light specularly. For example, a film made of a metal such as aluminum or a dielectric multilayer film is separately provided on an optical element, or, for example, an electrode is specularly reflected. The electrode itself may be used as the reflecting surface by making the electrode from a material that is made of a material having a high refractive index.

【0021】図1は本発明の光学素子の一例を示す側面
断面図である。光学素子は、光制御層1と、該光制御層
1を狭持するようにして設けられた第1の電極2−1お
よび複数に分割された電極群からなる第2の電極2−2
と、前記第1の電極の上面に設けられた導光板3と、前
記第2の電極2−2の下面に設けられた基板4と、該基
板4の下面に偏光を均一化するための位相差板5と、さ
らに該位相差板5を介して設けられた散乱度を向上させ
るための反射面6とを備えた光学素子本体100と、前
記導光板3の上面に空隙Aを介して設けられた偏光板7
とから構成される。この例の光学素子では、ノイズ防止
手段101は、前記導光板3の上方に設けられた偏光板
7と、前記光学素子本体内の前記反射面6の上面に設け
られた位相差板5とからなる。
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of the optical element of the present invention. The optical element includes a light control layer 1, a first electrode 2-1 provided to sandwich the light control layer 1, and a second electrode 2-2 formed of a plurality of divided electrode groups.
A light guide plate 3 provided on the upper surface of the first electrode, a substrate 4 provided on the lower surface of the second electrode 2-2, and a position for uniformizing polarized light on the lower surface of the substrate 4. An optical element main body 100 including a phase difference plate 5 and a reflection surface 6 provided through the phase difference plate 5 for improving the degree of scattering, and provided on the upper surface of the light guide plate 3 with a gap A therebetween. Polarizing plate 7
It is composed of In the optical element of this example, the noise preventing means 101 is composed of the polarizing plate 7 provided above the light guide plate 3 and the retardation plate 5 provided on the upper surface of the reflection surface 6 in the optical element body. Become.

【0022】前記光制御層1は、電界または磁場といっ
た外場により回折能または散乱能が変化する材料から構
成される。光制御層1には、例えば、等方的な高分子樹
脂中にネマティック液晶滴をランダムに分散させた一般
的な高分子分散液晶を使用することができるが、ホログ
ラフィック高分子分散液晶またはリバースモード高分子
分散液晶を使用した場合には特定の効果が得られる。す
なわち、光制御層1にホログラフィック高分子分散液晶
またはリバースモード高分子分散液晶を使用すると表示
装置のコントラストを高めることが可能となる。
The light control layer 1 is made of a material whose diffraction ability or scattering ability is changed by an external field such as an electric field or a magnetic field. For the light control layer 1, for example, a general polymer-dispersed liquid crystal in which nematic liquid crystal droplets are randomly dispersed in an isotropic polymer resin can be used. When a mode polymer-dispersed liquid crystal is used, a specific effect can be obtained. That is, when the holographic polymer dispersed liquid crystal or the reverse mode polymer dispersed liquid crystal is used for the light control layer 1, the contrast of the display device can be increased.

【0023】次に、図1を参照しながら光学素子の動作
について説明する。導光板3に入射する光の方向は様々
であるが、ある一方向の入射光8に着目し、図中の矢印
ので示した。一般的な高分子分散液晶を使用して光制御
層1を構成した場合、通常、高分子分散液晶は散乱状態
であるため、導光板3を導光する光は散乱し出射され
る。一方、対向する電極2−1と2−2との間に電界を
印加すると、高分子分散液晶は透明状態となり出射光は
抑制される。すなわち、図中、右側の上下2つの電極に
電圧を加えて、その部分の光制御層1に電界を印加した
場合、斜線を施した領域が散乱状態となり、斜線を施し
ていない領域は透明状態となる。入射光8は反射板の上
面で全反射し、反射板の下面に設けられた反射面6で反
射することにより導光され、高分子分散液晶が透明であ
る限り伝播する。そして、散乱状態の高分子分散液晶領
域に到達して散乱することにより伝播方向を変化させ、
出射光成分(図では出射光9として示した)を生成す
る。なお、図1に示すように光制御層1を狭持する電極
の一方を分割することにより光を取り出す場所を制御す
ることが可能となるが、分割の形式は任意である。分割
の形式は、例えば、短冊状または表示画素単位であって
よい。
Next, the operation of the optical element will be described with reference to FIG. Although the direction of the light incident on the light guide plate 3 is various, attention is paid to the incident light 8 in a certain direction, which is indicated by an arrow in the drawing. When the light control layer 1 is formed using a general polymer dispersed liquid crystal, the light guided through the light guide plate 3 is scattered and emitted because the polymer dispersed liquid crystal is usually in a scattering state. On the other hand, when an electric field is applied between the opposing electrodes 2-1 and 2-2, the polymer-dispersed liquid crystal becomes transparent and the emitted light is suppressed. That is, in the figure, when a voltage is applied to the upper and lower two electrodes on the right side and an electric field is applied to the light control layer 1 in that portion, the shaded area becomes a scattering state, and the unshaded area becomes a transparent state. Becomes The incident light 8 is totally reflected on the upper surface of the reflection plate, and is guided by being reflected on the reflection surface 6 provided on the lower surface of the reflection plate, and propagates as long as the polymer dispersed liquid crystal is transparent. Then, by reaching the polymer-dispersed liquid crystal region in the scattering state and scattering, the propagation direction is changed,
An outgoing light component (shown as outgoing light 9 in the figure) is generated. As shown in FIG. 1, it is possible to control the place where light is extracted by dividing one of the electrodes sandwiching the light control layer 1, but the form of division is arbitrary. The division format may be, for example, a strip shape or a display pixel unit.

【0024】導光板3の光制御層1と反対側の面(出射
側界面)に接している媒質(図では空気)は、全反射を
起こすために導光板よりも屈折率が小さい。光制御層1
の屈折率が導光板3の屈折率とほぼ等しいか、または導
光板の屈折率よりも大きい方が入射光8は効率的に散乱
する。しかし、基本的にこれらの屈折率は任意である。
The medium (air in the figure) in contact with the surface (outgoing interface) of the light guide plate 3 on the side opposite to the light control layer 1 has a smaller refractive index than the light guide plate because it causes total reflection. Light control layer 1
When the refractive index of the light guide plate 3 is substantially equal to or larger than the refractive index of the light guide plate 3, the incident light 8 is efficiently scattered. However, these refractive indexes are basically arbitrary.

【0025】光学素子本体100の前面に偏光板7を設
けると、出射成分は該偏光板7の透過が容易となる軸方
向に限定されるが、出射光強度の制御性は損なわれな
い。一方、出射側からの入射光については、高分子分散
液晶が透明状態にある場合、偏光板7がない状態では光
学素子本体100内の反射面6により反射されノイズ光
となって戻ってしまう。その結果、出射光とノイズ光と
の区別が付かずコントラストが低下する原因となる。し
かるに、位相差板5の軸方向を偏光板7の透過軸に対し
て45度傾けて配置する構成においては、出射側から入
射した光が往復で半波長の位相差を受け偏光方向が90
度回転し、偏光板7により吸収されるため、出射側から
入射した光の影響を完全に除去する事ができる。すなわ
ち、ノイズ光の発生を防止することができる。
When the polarizing plate 7 is provided on the front surface of the optical element body 100, the emission component is limited to the axial direction where the transmission of the polarizing plate 7 is easy, but the controllability of the intensity of the emitted light is not impaired. On the other hand, with respect to the incident light from the emission side, when the polymer-dispersed liquid crystal is in a transparent state, the light is reflected by the reflection surface 6 in the optical element main body 100 without the polarizing plate 7 and returns as noise light. As a result, the emitted light and the noise light cannot be distinguished from each other, which causes a decrease in contrast. However, in the configuration in which the axial direction of the phase difference plate 5 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate 7, the light incident from the emission side reciprocally receives a half-wave phase difference and the polarization direction becomes 90 degrees.
Since the light is rotated by an angle and absorbed by the polarizing plate 7, the influence of light incident from the emission side can be completely removed. That is, generation of noise light can be prevented.

【0026】また、光制御層1として高分子液晶中に低
分子液晶を分散させた高分子分散液晶を用い、かつ配向
膜などでその配向方向をホモジニアス配向とし、高分子
分散液晶層に複屈折率を発現させることにより、高分子
分散液晶層を位相差板として機能させることができる。
この場合、位相差板5を省略することもでき、光学素子
および該光学素子を用いた表示装置を簡略化することが
可能となる。
Further, a polymer-dispersed liquid crystal in which a low-molecular liquid crystal is dispersed in a polymer liquid crystal is used as the light control layer 1, and the orientation direction thereof is made uniform by an alignment film or the like. By expressing the ratio, the polymer-dispersed liquid crystal layer can function as a retardation plate.
In this case, the phase difference plate 5 can be omitted, and the optical element and a display device using the optical element can be simplified.

【0027】以下、本発明の光学素子を図面を参照しな
がら実施例により詳細に説明する。
Hereinafter, the optical element of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0028】[0028]

【実施例】(実施例1)図2は本発明の光学素子の第1
の実施例を示すものであり、(a)は該光学素子の側面
断面図、(b)は該光学素子を構成する光学素子本体1
00中に設けられている分割された電極を示す模式的平
面図である。光学素子は、光制御層1と、該光制御層1
を狭持するようにして設けられた透明電極2−1および
複数に分割された電極群からなる透明電極2−2と、前
記透明電極2−1の上面に設けられた導光板3と、前記
透明電極2−2の下面に設けられた基板4と、前記透明
電極2−1の上面に設けられた導光板3と、前記基板4
の下面に位相差板5と、さらに該位相差板5の下面に設
けられた反射板からなる反射面6とを有してなる光学素
子本体100と、前記導光板3の上面に空隙Aを介して
設けられた偏光板7とから構成される。本実施例におけ
るノイズ防止手段101は、偏光板7と光学素子本体1
00内の反射面6の上面に設けられた位相差板5とから
なる。
(Embodiment 1) FIG. 2 shows a first embodiment of the optical element of the present invention.
(A) is a side sectional view of the optical element, and (b) is an optical element body 1 constituting the optical element.
It is a schematic plan view which shows the divided electrode provided in 00. The optical element includes a light control layer 1 and the light control layer 1.
And a light guide plate 3 provided on an upper surface of the transparent electrode 2-1; and a transparent electrode 2-2 formed of a plurality of divided electrode groups. A substrate 4 provided on a lower surface of the transparent electrode 2-2; a light guide plate 3 provided on an upper surface of the transparent electrode 2-1;
An optical element body 100 having a phase difference plate 5 on the lower surface of the light guide plate 5 and a reflection surface 6 formed of a reflection plate provided on the lower surface of the phase difference plate 5, and a gap A on the upper surface of the light guide plate 3. And a polarizing plate 7 provided therebetween. In the present embodiment, the noise prevention means 101 includes the polarizing plate 7 and the optical element body 1.
And a retardation plate 5 provided on the upper surface of the reflection surface 6 in the first reference numeral 00.

【0029】このような構成からなる光学素子は、例え
ば以下のようにして作製される。
The optical element having such a configuration is manufactured, for example, as follows.

【0030】まず、7059(corning社(米
国))等のガラス基板を2枚用意し、それぞれの基板上
にスパッタ等でITO(Indium tin oxide)膜を形成す
る。次いで、例えばE−7(メルクジャパン(株))の
ような液晶と例えばNOA−65(Norland P
roducts,Inc(米国))のような光硬化樹脂
とからなる高分子分散液晶をITO膜が形成された基板
で両側から挟む。この高分子分散液晶には、基板間の間
隙を一定にするために例えば直径20ミクロン径程度の
微小球を含有させておく。このように、微小球を含有さ
せた高分子分散液晶に紫外線を露光することにより、微
小球の直径と等しい厚さの光制御層が形成される。次い
で、基板4の片面にフィルム状の位相差板を張り付けた
後、アルミニウムを蒸着して反射面6を形成する。さら
に、導光板3となる一方のガラス基板の上面に若干の隙
間をあけて偏光板7を設けることにより本実施例の光学
素子が構成される。
First, two glass substrates such as 7059 (Corning (USA)) are prepared, and an ITO (Indium tin oxide) film is formed on each of the substrates by sputtering or the like. Next, a liquid crystal such as E-7 (Merck Japan KK) and a liquid crystal such as NOA-65 (Norland P)
polymer-dispersed liquid crystal made of a photocurable resin such as products, Inc. (USA)) is sandwiched from both sides by a substrate on which an ITO film is formed. The polymer-dispersed liquid crystal contains, for example, microspheres having a diameter of about 20 microns in order to keep the gap between the substrates constant. By exposing the polymer-dispersed liquid crystal containing microspheres to ultraviolet light, a light control layer having a thickness equal to the diameter of the microspheres is formed. Next, after a film-like retardation plate is attached to one surface of the substrate 4, aluminum is evaporated to form the reflection surface 6. Further, the optical element of this embodiment is configured by providing the polarizing plate 7 with a slight gap provided on the upper surface of one glass substrate serving as the light guide plate 3.

【0031】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりである。図3に示し
たように一方の基板4上の電極2−2を分割することに
より光を取り出す場所を制御できる。樹脂と液晶との組
み合わせはこれに限定されるものではない。また、高分
子分散液晶からなる光制御層1の厚さは必要とする散乱
度によって変化するが、おおむね数ミクロンから、数1
00ミクロン程度である。
The operation of the optical element thus configured is as described above with reference to FIG. By dividing the electrode 2-2 on one substrate 4 as shown in FIG. 3, the place where light is extracted can be controlled. The combination of the resin and the liquid crystal is not limited to this. The thickness of the light control layer 1 made of a polymer-dispersed liquid crystal varies depending on the required degree of scattering.
It is about 00 microns.

【0032】本実施例では導光板3の導光特性を維持す
るため、導光板3と偏光板7との間に空隙Aを存在させ
ているが、角度選択性反射体などを導光板3の表面に設
け該導光板3内の光を反射する構成をとれば導光板3と
偏光板7とを密着させても良い。
In this embodiment, the air gap A is present between the light guide plate 3 and the polarizing plate 7 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 3. The light guide plate 3 and the polarizing plate 7 may be adhered to each other if the light guide plate 3 is provided on the surface and reflects light in the light guide plate 3.

【0033】また、本実施例では導光板3と基板4とを
兼用したが、これらを別々に設け互いを接着しても良
い。さらに、本実施例では反射面6および位相差板5を
それぞれ基板4の外側に設けたが、基板4の内側(光制
御層1のある側)に設けても良い。この場合、反射面6
と電極2−2を兼ねて光を鏡面反射する材料からなる電
極を使用してもよい。このような構成では、反射面を設
ける基板は透光性でなくても良い。その他、光学素子本
体の構成を種々変更できることは当業者であれば容易に
理解できる。
In this embodiment, the light guide plate 3 and the substrate 4 are also used, but they may be separately provided and adhered to each other. Further, in the present embodiment, the reflection surface 6 and the retardation plate 5 are provided outside the substrate 4 respectively, but they may be provided inside the substrate 4 (the side where the light control layer 1 is located). In this case, the reflecting surface 6
Alternatively, an electrode made of a material that mirror-reflects light may be used as the electrode 2-2. In such a configuration, the substrate on which the reflection surface is provided does not need to be translucent. In addition, those skilled in the art can easily understand that the configuration of the optical element body can be variously changed.

【0034】(実施例2)図3は本発明の光学素子の第
2の実施例を示す側面断面図である。光学素子は、光制
御層1と、該光制御層1の上面に設けられた透明電極2
−1と、前記光制御層1の下面に設けられた誘電体多層
膜からなる反射面6と、該反射面6の下面に設けられた
電極2−3と、前記透明電極2−1の上面に設けられた
導光板3と、前記電極2−3の下面に設けられた基板と
を有してなる光学素子本体100と、前記導光板3の上
方に空隙Aを介して設けられた位相差板5と該位相差板
5の上面に設けられた偏光板7とから構成される。本実
施例におけるノイズ防止手段101は、偏光板7と該偏
光板の下面に設けられた位相差板5とからなる。
Embodiment 2 FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the optical element of the present invention. The optical element includes a light control layer 1 and a transparent electrode 2 provided on the upper surface of the light control layer 1.
-1, a reflective surface 6 made of a dielectric multilayer film provided on the lower surface of the light control layer 1, an electrode 2-3 provided on the lower surface of the reflective surface 6, and an upper surface of the transparent electrode 2-1. An optical element main body 100 having a light guide plate 3 provided on the light guide plate 3 and a substrate provided on the lower surface of the electrode 2-3, and a phase difference provided above the light guide plate 3 via a gap A. It comprises a plate 5 and a polarizing plate 7 provided on the upper surface of the retardation plate 5. The noise prevention means 101 in this embodiment includes a polarizing plate 7 and a retardation plate 5 provided on the lower surface of the polarizing plate.

【0035】このような構成からなる光学素子は、例え
ば以下のようにして作製される。まず、7059(co
rning社(米国))などのガラス基板上にスパッタ
などでITO膜を形成する。また、通常のプリント基板
を作製するようにガラスエポキシ基板の上に銅などの電
極を加工し、次いで電極の上に蒸着により誘電体多層膜
からなる反射面を形成する。次いで、例えばE−7(メ
ルクジャパン(株))のような液晶と例えばNOA−6
5(Norland Products,Inc(米
国))のような光硬化樹脂とからなる高分子分散液晶を
上述した2枚の基板で両側から挟む。この高分子分散液
晶には、基板間の間隔を一定にするために例えば直径1
00ミクロン程度の微小球を含有させておく。このよう
に、微小球を含有させた高分子分散液晶に紫外線を露光
することにより、微小球の直径と等しい厚さの光制御層
が形成される。次いで、導光板となるガラス基板の上方
に空隙Aを介して位相差板5と、さらに該位相差板5の
上面に偏光板7とを設けることにより本実施例の光学素
子が構成される。
The optical element having such a configuration is manufactured, for example, as follows. First, 7059 (co
An ITO film is formed by sputtering or the like on a glass substrate of a company such as Ringing (USA). Further, an electrode such as copper is processed on a glass epoxy substrate as in the case of manufacturing a normal printed board, and then a reflective surface made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode by vapor deposition. Next, a liquid crystal such as E-7 (Merck Japan KK) and NOA-6
5 (Norland Products, Inc. (USA)), a polymer-dispersed liquid crystal made of a photocurable resin is sandwiched between the two substrates described above from both sides. This polymer-dispersed liquid crystal has, for example, a diameter of 1 to keep the distance between the substrates constant.
Microspheres of about 00 microns are contained. By exposing the polymer-dispersed liquid crystal containing microspheres to ultraviolet light, a light control layer having a thickness equal to the diameter of the microspheres is formed. Next, the optical element of this embodiment is configured by providing the phase difference plate 5 above the glass substrate serving as the light guide plate via the gap A and the polarizing plate 7 on the upper surface of the phase difference plate 5.

【0036】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりである。図3に示し
たように一方の基板上の電極を分割することにより光を
取り出す場所を制御できる。樹脂と液晶との組み合わせ
はこれに限らない。また、光制御層1となる高分子分散
液晶領域の厚さは、必要とする散乱度によって変化する
おおむね数ミクロンから、数100ミクロン程度であ
る。
The operation of the optical element thus configured is as described above with reference to FIG. By dividing the electrodes on one substrate as shown in FIG. 3, the place where light is extracted can be controlled. The combination of the resin and the liquid crystal is not limited to this. The thickness of the polymer-dispersed liquid crystal region serving as the light control layer 1 is approximately several microns to several hundred microns, which varies depending on the required degree of scattering.

【0037】本実施例では導光板3の導光特性を維持す
るため、導光板3と位相差板5との間に空隙Aを存在さ
せているが、導光板3と位相差板5との間に角度選択性
反射体などを設け導光板内の光を反射するように構成し
てもよい。
In this embodiment, the gap A is present between the light guide plate 3 and the phase difference plate 5 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 3. An angle-selective reflector or the like may be provided between them to reflect light in the light guide plate.

【0038】また、本実施例では導光板と基板とを兼用
したが、これらを別々に設け互いを接着しても良い。さ
らに、本実施例では反射面6を基板の内側に設けたが、
基板4および電極2−3を透光性の材料から構成するこ
とにより実施例1で示したように反射面6を基板の外側
に設けてもよい。その他、光学素子本体100の構成を
種々変更できることは当業者であれば容易に理解でき
る。
In this embodiment, the light guide plate and the substrate are also used, but they may be separately provided and adhered to each other. Further, in the present embodiment, the reflection surface 6 is provided inside the substrate,
By forming the substrate 4 and the electrodes 2-3 from a translucent material, the reflecting surface 6 may be provided outside the substrate as shown in the first embodiment. In addition, those skilled in the art can easily understand that the configuration of the optical element body 100 can be variously changed.

【0039】偏光板を使用すると回転した成分の光を除
くことができ、コントラストを向上することが可能とな
るが、偏光方向が変化しなかった成分については取り除
くことができない。実施例1および実施例2の光学素子
では、ノイズ防止手段101として偏光板7と位相差板
5とを併用して用いる。位相差板5を使用し、光が入射
して反射するまでの位相差が半波長となるように制御す
ることにより、さらにコントラストを向上させることが
可能となる。
When a polarizing plate is used, the rotated component light can be removed and the contrast can be improved, but the component whose polarization direction has not changed cannot be removed. In the optical elements of Example 1 and Example 2, the polarizing plate 7 and the phase difference plate 5 are used in combination as the noise prevention means 101. The contrast can be further improved by using the phase difference plate 5 and controlling the phase difference between the incident light and the reflected light to be half the wavelength.

【0040】なお、実施例2では位相差板5が光学素子
本体100と独立して設けられているため、位相差板の
パラメータを自由に設定できる。
In the second embodiment, since the retardation plate 5 is provided independently of the optical element body 100, the parameters of the retardation plate can be freely set.

【0041】(実施例3)図4は本発明の光学素子の第
3の実施例を示す側面断面図である。光学素子は、偏光
板7を反射型偏光板7aと吸収型偏光板7bとから構成
することを除いて実施例2と同様に構成される。すなわ
ち、実施例2と同様にして構成された光学素子本体10
0と、該光学素子本体100の最上層となる導光板3の
上面に空隙Aを介して設けられた位相差板5と、該位相
差板5の上面に設けられた反射型偏光板7aと、さらに
反射型偏光板7aの上面に設けられた吸収型偏光板7b
とから構成される。本実施例におけるノイズ防止手段1
01は、位相差板5と反射型偏光板7aと吸収型偏光板
7bとからなる。反射型偏光板7aと吸収型偏光板7b
の透過容易偏光方向を一致させた場合が最適条件とな
る。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a side sectional view showing a third embodiment of the optical element of the present invention. The optical element is configured in the same manner as in Example 2 except that the polarizing plate 7 is constituted by a reflective polarizing plate 7a and an absorbing polarizing plate 7b. That is, the optical element body 10 configured in the same manner as in the second embodiment
0, a phase difference plate 5 provided on the upper surface of the light guide plate 3 serving as the uppermost layer of the optical element main body 100 via a gap A, and a reflection type polarizing plate 7a provided on the upper surface of the phase difference plate 5. And an absorption type polarizing plate 7b provided on the upper surface of the reflection type polarizing plate 7a.
It is composed of Noise prevention means 1 in this embodiment
Numeral 01 is composed of the retardation plate 5, the reflection type polarizing plate 7a and the absorption type polarizing plate 7b. Reflective polarizing plate 7a and absorbing polarizing plate 7b
The optimum condition is the case where the polarization directions for easy transmission are matched.

【0042】このような構成からなる光学素子は、偏光
板7を反射型偏光板7aと吸収型偏光板7bとから構成
することを除いて実施例2に示した方法と同様にして作
製される。すなわち、まず、7059(corning
社(米国))などのガラス基板上にスパッタなどでIT
O膜を形成する。また、通常のプリント基板を作製する
ようにガラスエポキシ基板の上に銅などの電極を加工
し、次いで電極の上に蒸着により誘電体多層膜からなる
反射面を形成する。次いで、例えばE−7(メルクジャ
パン(株))のような液晶と例えばNOA−65(No
rland Products,Inc(米国))のよ
うな光硬化樹脂とからなる高分子分散液晶を上述した2
枚の基板で両側から挟む。この高分子分散液晶には、基
板間の間隔を一定にするために例えば直径100ミクロ
ン程度の微小球を含有させておく。このように、微小球
を含有させた高分子分散液晶に紫外線を露光することに
より、微小球の直径と等しい厚さの光制御層が形成され
る。次いで、導光板3となるガラス基板の上方に空隙を
介して位相差板5と該位相差板5の上面に反射型偏光板
7aと、さらに該反射型偏光板7aの上面に吸収型偏光
板7bとを設けることにより本実施例の光学素子が構成
される。
The optical element having such a structure is manufactured in the same manner as that of the embodiment 2 except that the polarizing plate 7 is composed of the reflective polarizing plate 7a and the absorbing polarizing plate 7b. . That is, first, 7059 (corning
(U.S.A.) and other IT
An O film is formed. Further, an electrode such as copper is processed on a glass epoxy substrate as in the case of manufacturing a normal printed board, and then a reflective surface made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode by vapor deposition. Next, a liquid crystal such as E-7 (Merck Japan KK) and a NOA-65 (No.
and a polymer-dispersed liquid crystal composed of a photocurable resin such as land products, Inc. (USA).
Sandwiched between two substrates. The polymer-dispersed liquid crystal contains, for example, microspheres having a diameter of about 100 microns in order to keep the distance between the substrates constant. By exposing the polymer-dispersed liquid crystal containing microspheres to ultraviolet light, a light control layer having a thickness equal to the diameter of the microspheres is formed. Next, a phase difference plate 5 is provided above the glass substrate serving as the light guide plate 3 via a gap, a reflective polarizing plate 7a is provided on the upper surface of the phase difference plate 5, and an absorption type polarizing plate is provided on the upper surface of the reflective polarizing plate 7a. 7b, the optical element of this embodiment is configured.

【0043】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりである。図4に示し
たように一方の基板4上の電極2−3を分割することに
より光を取り出す場所を制御できる。樹脂と液晶との組
み合わせはこれに限らない。また、光制御層1となる高
分子分散液晶領域の厚さは、必要とする散乱度によって
変化するおおむね数ミクロンから、数100ミクロン程
度である。
The operation of the optical element thus configured is as described above with reference to FIG. By dividing the electrode 2-3 on one substrate 4 as shown in FIG. 4, the place where light is extracted can be controlled. The combination of the resin and the liquid crystal is not limited to this. The thickness of the polymer-dispersed liquid crystal region serving as the light control layer 1 is approximately several microns to several hundred microns, which varies depending on the required degree of scattering.

【0044】本実施例では導光板3の導光特性を維持す
るため、導光板3と位相差板5との間に空隙Aを存在さ
せているが、導光板3と位相差板5との間に角度選択性
反射体などを設け導光板内の光を反射するように構成し
てもよい。
In this embodiment, the gap A is present between the light guide plate 3 and the phase difference plate 5 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 3. An angle-selective reflector or the like may be provided between them to reflect light in the light guide plate.

【0045】また、本実施例では導光板と基板とを兼用
したが、これらを別々に設け互いを接着しても良い。さ
らに、本実施例では反射面6を基板の内側に設けたが、
基板4および電極2−3を透光性の材料から構成するこ
とにより実施例1で示したように反射面6を基板4の外
側に設けてもよい。その他、光学素子本体100の構成
を種々変更できることは当業者であれば容易に理解でき
る。
In this embodiment, the light guide plate and the substrate are also used, but they may be separately provided and adhered to each other. Further, in the present embodiment, the reflection surface 6 is provided inside the substrate,
By forming the substrate 4 and the electrodes 2-3 from a light-transmitting material, the reflection surface 6 may be provided outside the substrate 4 as shown in the first embodiment. In addition, those skilled in the art can easily understand that the configuration of the optical element body 100 can be variously changed.

【0046】実施例1または2では偏光板3を通して光
を取り出す際に透過軸と直交する成分の損失が生じる
が、本実施例では、導光板3側に反射型偏光板7aを設
けることにより損失となる成分を導光板に戻すことが可
能となる。その結果、実施例1および2と比較して光利
用効率の向上が期待できる。
In the first or second embodiment, when light is extracted through the polarizing plate 3, a loss of a component perpendicular to the transmission axis occurs. In the present embodiment, however, the loss is caused by providing the reflective polarizing plate 7a on the light guide plate 3 side. Can be returned to the light guide plate. As a result, an improvement in light use efficiency can be expected as compared with Examples 1 and 2.

【0047】以上、本発明の特徴であるノイズ防止手段
について実施例1から3に従って詳しく説明してきた。
本発明の光学素子において、光学素子本体の構造は本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であ
る。そのような変形例のいくつかを以下の実施例に示
す。
The noise prevention means which is a feature of the present invention has been described in detail according to the first to third embodiments.
In the optical element of the present invention, the structure of the optical element main body can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Some of such modifications are shown in the following examples.

【0048】実施例1から3に記載の光学素子では、E
−7(メルクジャパン(株))のような液晶と例えばN
OA−65(Norland Products,In
c(米国))のような光硬化樹脂とからなる高分子分散
液晶を使用して光制御層1を構成した。光制御層1に使
用する材料は、これらに限定されるものではなく一般的
な高分子分散樹脂を使用してもよい。特に、ホログラフ
ィック高分子分散液晶またはリバースモード高分子分散
液晶を使用した場合には後述するように特別の効果が得
られる。これらについて以下、実施例4および5に示
す。
In the optical elements described in Examples 1 to 3, E
-7 (Merck Japan KK)
OA-65 (Norland Products, In
c (U.S.A.), the light control layer 1 was formed using a polymer dispersed liquid crystal comprising a photocurable resin. The material used for the light control layer 1 is not limited to these, and a general polymer dispersed resin may be used. In particular, when a holographic polymer-dispersed liquid crystal or a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal is used, a special effect is obtained as described later. These are described below in Examples 4 and 5.

【0049】(実施例4)本実施例の光学素子は、光制
御層にホログラフィック高分子分散液晶を使用すること
を除いて前述した実施例3と同じ構成である。本実施例
におけるノイズ防止手段101は、図4に示すように位
相差板5と、該位相差板5の上面に設けられた反射型偏
光板7aと、さらに該反射型偏光板7aの上面に設けら
れた吸収型偏光板7bとからなる。
(Embodiment 4) The optical element of this embodiment has the same configuration as that of Embodiment 3 except that a holographic polymer dispersed liquid crystal is used for the light control layer. As shown in FIG. 4, the noise prevention means 101 in this embodiment includes a phase difference plate 5, a reflection type polarizing plate 7 a provided on the top surface of the phase difference plate 5, and a reflection type polarizing plate 7 a provided on the top surface of the reflection type polarization plate 7 a. And the absorbing polarizer 7b provided.

【0050】このような構成からなる光学素子は、例え
ば以下のようにして作製される。まず、7059(co
rning社(米国))などのガラス基板上にスパッタ
などでITO膜を形成する。また、通常のプリント基板
を作製するようにガラスエポキシ基板の上に銅などの電
極を加工し、次いで電極の上に蒸着により誘電体多層膜
からなる反射面6を形成する。次いで、上述のガラス基
板と透過性のフィルムとを用いて、例えばE−7(メル
クジャパン(株))のような液晶と例えばNOA−65
(Norland Products,Inc(米
国))のような光硬化樹脂とからなる高分子分散液晶を
上述した2枚の基板で両側から挟む。この高分子分散液
晶には、基板間の間隔を一定にするために例えば直径1
00ミクロン程度の微小球を含有させておく。このよう
に、微小球を含有させた高分子分散液晶にレーザ光で生
成される干渉縞を露光することにより、微小球の直径と
等しい厚さの光制御層1(ホログラフィック高分子分散
液晶層)が形成される。次いで、透過性フィルムを剥離
し、上述のガラスエポキシ基板を接着する。さらに、導
光板となるガラス基板の上方に空隙Aを介して位相差板
と該位相差板の上面に反射型偏光板7aを介して設けら
れた吸収型偏光板7bとを設けることにより本実施例の
光学素子が構成される。
The optical element having such a configuration is manufactured, for example, as follows. First, 7059 (co
An ITO film is formed by sputtering or the like on a glass substrate of a company such as Ringing (USA). Further, an electrode such as copper is processed on a glass epoxy substrate so as to produce a normal printed board, and then a reflective surface 6 made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode by vapor deposition. Next, using the above-mentioned glass substrate and a transparent film, a liquid crystal such as E-7 (Merck Japan KK) and NOA-65, for example.
(Polymer-dispersed liquid crystal composed of a photocurable resin such as Norland Products, Inc. (USA)) is sandwiched between the two substrates described above from both sides. This polymer-dispersed liquid crystal has, for example, a diameter of 1 to keep the distance between the substrates constant.
Microspheres of about 00 microns are contained. By exposing the polymer-dispersed liquid crystal containing microspheres to interference fringes generated by laser light, the light control layer 1 (holographic polymer-dispersed liquid crystal layer) having a thickness equal to the diameter of the microspheres is exposed. ) Is formed. Next, the transparent film is peeled off, and the above-mentioned glass epoxy substrate is bonded. Further, a phase difference plate is provided above a glass substrate serving as a light guide plate via a gap A and an absorption type polarizing plate 7b provided on a top surface of the phase difference plate via a reflection type polarizing plate 7a. An example optical element is constructed.

【0051】本実施例では、高分子樹脂中に分散された
液晶滴の分布により反射型ホログラムを形成するため、
高分子分散液晶領域の両面から光を照射する必要があ
り、作製時には非透光性のガラスエポキシ基板の代わり
に透光性フィルムを用いた。しかし、本実施例では透過
型ホログラム構造を高分子分散液晶中に作製しても良
い。この場合、高分子分散液晶領域への入射は片側から
であるので、フィルム基板を用いずにガラス基板とガラ
スエポキシ基板とで混合物を挟んだ状態で干渉縞を露光
しても良い。
In this embodiment, a reflection hologram is formed by the distribution of liquid crystal droplets dispersed in a polymer resin.
It is necessary to irradiate light from both sides of the polymer-dispersed liquid crystal region, and a translucent film was used instead of a non-translucent glass epoxy substrate during fabrication. However, in this embodiment, a transmission hologram structure may be formed in a polymer dispersed liquid crystal. In this case, since the light enters the polymer-dispersed liquid crystal region from one side, the interference fringes may be exposed in a state where the mixture is sandwiched between the glass substrate and the glass epoxy substrate without using the film substrate.

【0052】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりである。図4に示し
たように一方の基板上の電極を分割することにより光を
取り出す場所を制御できる。樹脂と液晶との組み合わせ
はこれに限らない。また、光制御層1となる高分子分散
液晶領域の厚さは、必要とする散乱度によって変化する
おおむね数ミクロンから、数100ミクロン程度であ
る。
The operation of the optical element thus configured is as described above with reference to FIG. By dividing the electrodes on one substrate as shown in FIG. 4, the place where light is extracted can be controlled. The combination of the resin and the liquid crystal is not limited to this. The thickness of the polymer-dispersed liquid crystal region serving as the light control layer 1 is approximately several microns to several hundred microns, which varies depending on the required degree of scattering.

【0053】本実施例では導光板3の導光特性を維持す
るため、導光板3と位相差板5との間に空隙Aを存在さ
せているが、導光板3と位相差板5との間に角度選択性
反射体などを設け導光板3内の光を反射するように構成
してもよい。
In this embodiment, the gap A is present between the light guide plate 3 and the phase difference plate 5 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 3. An angle-selective reflector or the like may be provided between them to reflect light in the light guide plate 3.

【0054】また、本実施例では導光板と基板とを兼用
したが、これらを別々に設け互いを接着しても良い。さ
らに、本実施例では反射面6を基板4の内側に設けた
が、基板4および電極2−3を透光性の材料から構成す
ることにより、実施例1で示したように反射面6を基板
4の外側に設けてもよい。その他、光学素子本体100
の構成を種々変更できることは当業者であれば容易に理
解できる。
In this embodiment, the light guide plate and the substrate are also used, but they may be separately provided and adhered to each other. Further, in the present embodiment, the reflection surface 6 is provided inside the substrate 4. However, by forming the substrate 4 and the electrodes 2-3 from a translucent material, the reflection surface 6 is formed as shown in the first embodiment. It may be provided outside the substrate 4. In addition, the optical element body 100
It can be easily understood by those skilled in the art that the configuration can be variously changed.

【0055】本実施例では光制御層の回折能を変化させ
るため、光源が白色であっても特定の色を表示できる。
また、回折を用いることにより出射光の指向性の強い方
向を制御できる。
In this embodiment, since the diffractive power of the light control layer is changed, a specific color can be displayed even when the light source is white.
Further, the direction in which the directivity of the emitted light is strong can be controlled by using diffraction.

【0056】本実施例では、導光板3側に反射型偏光板
7aを設けることにより損失となる成分を導光板に戻す
ことが可能となる。その結果、実施例1および2と比較
して光利用効率の向上が期待できる。
In this embodiment, by providing the reflection type polarizing plate 7a on the light guide plate 3 side, it is possible to return a component which causes a loss to the light guide plate. As a result, an improvement in light use efficiency can be expected as compared with Examples 1 and 2.

【0057】本実施例の別の態様として、反射型偏光板
7aと吸収型偏光板7bとを組み合わせて使用する代わ
りに実施例1または2に示したように通常の偏光板を使
用して光学素子を構成してもよい。
As another mode of this embodiment, instead of using the reflective polarizing plate 7a and the absorbing polarizing plate 7b in combination, as shown in the first or second embodiment, an optical system using a normal polarizing plate is used. An element may be configured.

【0058】(実施例5)本実施例の光学素子は、光制
御層にリバースモード高分子分散液晶を使用することを
除いて前述した実施例3とほぼ同じ構成である。リバー
スモード高分子分散液晶を使用して光制御層1を構成し
た場合は、後述するように位相差板5を省略することが
可能となる。
(Embodiment 5) The optical element of this embodiment has substantially the same configuration as that of Embodiment 3 except that a reverse mode polymer dispersed liquid crystal is used for the light control layer. When the light control layer 1 is formed using the reverse mode polymer dispersed liquid crystal, the retardation plate 5 can be omitted as described later.

【0059】光学素子は、図4に示すように光制御層1
と、該光制御層1の上面に設けられた透明電極2−1
と、前記光制御層1の下面に設けられた誘電体多層膜か
らなる反射面6と、該反射面6の下面に設けられた電極
2−3と、前記透明電極2−1の上面に設けられた導光
板3と、前記電極2−3の下面に設けられた基板とを有
してなる光学素子本体100と、前記導光板3の上方に
空隙Aを介して設けられた反射型偏光板7aと該反射型
偏光板7aの上面に設けられた吸収型偏光板7bからな
る偏光板7から構成される。本実施例におけるノイズ防
止手段101は、反射型偏光板7aと該反射型偏光板7
aの上面に設けられた吸収型偏光板7bとからなる。反
射形偏光板7aと吸収型偏光板7bの透過容易偏光方向
を一致させた場合が最適条件となる。
The optical element is a light control layer 1 as shown in FIG.
And a transparent electrode 2-1 provided on the upper surface of the light control layer 1.
A reflecting surface 6 made of a dielectric multilayer film provided on the lower surface of the light control layer 1, an electrode 2-3 provided on the lower surface of the reflecting surface 6, and an upper surface of the transparent electrode 2-1. Optical element main body 100 including the light guide plate 3 provided above, and a substrate provided on the lower surface of the electrode 2-3, and a reflective polarizer provided above the light guide plate 3 with a gap A therebetween. 7a and a polarizing plate 7 composed of an absorbing polarizing plate 7b provided on the upper surface of the reflective polarizing plate 7a. In this embodiment, the noise prevention means 101 includes a reflective polarizing plate 7a and the reflective polarizing plate 7a.
a of the absorption type polarizing plate 7b provided on the upper surface. The optimum condition is the case where the easy-to-transmit polarization directions of the reflective polarizer 7a and the absorption polarizer 7b are matched.

【0060】このような構成からなる光学素子は、例え
ば以下のようにして作製される。まず、7059(co
rning社(米国))などのガラス基板上にスパッタ
などでITO膜を形成する。また、通常のプリント基板
を作製するようにガラスエポキシ基板の上に銅などの電
極を加工し、次いで電極の上に蒸着により誘電体多層膜
からなる反射面6を形成する。次いで、例えばE−7
(メルクジャパン(株))のような液晶と例えばUCL
−002(大日本インキ(株))のような液晶モノマー
とからなる高分子分散液晶を上述した2枚の基板で両側
から挟む。この高分子分散液晶には、基板間の間隔を一
定にするために例えば直径100ミクロン程度の微小球
を含有させておく。このように、微小球を含有させた高
分子分散液晶に紫外線を露光することにより、微小球の
直径と等しい厚さの光制御層1(リバースモード高分子
分散液晶層)が形成される。次いで導光板3となるガラ
ス基板の上方に空隙Aを介して反射型偏光板7aと、さ
らに該反射型偏光板7aの上面に吸収型偏光板7bとを
設けることにより本実施例の光学素子が得られる。この
場合、光制御層1の位相差がn+1/4(nは整数)波
長位相差となるようにリバースモード高分子分散液晶層
の厚さを調節することにより位相差板5を省略すること
ができる。また、光制御層1の配向方向を偏光板の透過
軸に対して45度傾けるようにした場合が最良となる。
The optical element having such a configuration is manufactured, for example, as follows. First, 7059 (co
An ITO film is formed by sputtering or the like on a glass substrate of a company such as Ringing (USA). Further, an electrode such as copper is processed on a glass epoxy substrate so as to produce a normal printed board, and then a reflective surface 6 made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode by vapor deposition. Then, for example, E-7
Liquid crystal such as (Merck Japan KK) and UCL for example
A polymer-dispersed liquid crystal composed of a liquid crystal monomer such as -002 (Dainippon Ink Co., Ltd.) is sandwiched between the two substrates described above from both sides. The polymer-dispersed liquid crystal contains, for example, microspheres having a diameter of about 100 microns in order to keep the distance between the substrates constant. By exposing the polymer-dispersed liquid crystal containing the microspheres to ultraviolet light, a light control layer 1 (reverse mode polymer-dispersed liquid crystal layer) having a thickness equal to the diameter of the microspheres is formed. Then, a reflective polarizer 7a is provided above the glass substrate serving as the light guide plate 3 via a gap A, and an absorption polarizer 7b is further provided on the upper surface of the reflective polarizer 7a. can get. In this case, the retardation plate 5 can be omitted by adjusting the thickness of the reverse mode polymer-dispersed liquid crystal layer so that the retardation of the light control layer 1 becomes n + 1/4 (n is an integer) wavelength retardation. it can. The best case is obtained when the orientation direction of the light control layer 1 is inclined by 45 degrees with respect to the transmission axis of the polarizing plate.

【0061】ここで、リバースモード高分子分散液晶と
は、液晶性高分子樹脂中に低分子液晶を分散させること
により構成される。このリバースモード高分子分散液晶
を用いて光制御層を構成すると、電界を印加しない時、
光制御層は液晶性高分子樹脂と低分子液晶とが複屈折性
を有する一様な膜となり、透過状態となる。また、電界
を印加した時には低分子液晶が電界によって配向して液
晶性高分子樹脂と屈折率差が生じ、散乱状態となる。こ
のようなリバースモード高分子分散液晶を用いて光学素
子を構成すると、透過状態では、どの方向の光に対して
も一様な屈折率分布となる。したがって、このような液
晶を表示装置に適用した場合、透過状態において散乱が
生じないために、斜め方向からでもコントラストの高い
表示が可能となる。
Here, the reverse mode polymer dispersed liquid crystal is formed by dispersing a low molecular liquid crystal in a liquid crystalline polymer resin. When the light control layer is formed using the reverse mode polymer dispersed liquid crystal, when no electric field is applied,
The light control layer is a uniform film having birefringence between the liquid crystalline polymer resin and the low molecular liquid crystal, and is in a transmission state. When an electric field is applied, the low-molecular liquid crystal is oriented by the electric field, causing a difference in refractive index from the liquid crystalline polymer resin, resulting in a scattering state. When an optical element is configured using such a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal, in a transmission state, a uniform refractive index distribution is obtained for light in any direction. Therefore, when such a liquid crystal is applied to a display device, since scattering does not occur in a transmission state, display with high contrast can be performed even from an oblique direction.

【0062】上述した光学素子本体100の前面に偏光
板7を設けると、出射成分は該偏光板7透過容易軸方向
に限定されるが、出射光強度の制御性は損なわれない。
また、出射しようとした光成分のうち偏光板7を透過で
きなかった成分も偏光板7により反射され、導光板中に
戻され導波中に偏光が回転した後に出射されるので、光
利用効率を著しく高めることが可能となる。一方、出射
側から入射した光については、リバースモード高分子分
散液晶の位相差により配向方向を偏光板7の透過軸と4
5度傾けて配置する構成においては、入射した光が往復
で半波長の位相差を受け偏光方向が90度回転し偏光板
により反射されるため、出射側から入射した光の影響を
完全に除去する事ができる。
When the polarizing plate 7 is provided on the front surface of the above-described optical element body 100, the emission component is limited to the direction of the axis of easy transmission of the polarizing plate 7, but the controllability of the emitted light intensity is not impaired.
Further, of the light components to be emitted, those components that cannot pass through the polarizing plate 7 are also reflected by the polarizing plate 7, returned to the light guide plate, and emitted after the polarization is rotated during the waveguide, so that the light use efficiency is improved. Can be significantly increased. On the other hand, with respect to the light incident from the emission side, the orientation direction is set to be equal to the transmission axis of the polarizing plate 7 by the phase difference of the reverse mode polymer dispersed liquid crystal.
In the configuration in which the light is incident at an angle of 5 degrees, the incident light receives a phase difference of half a wavelength in a reciprocating manner and the polarization direction is rotated by 90 degrees and is reflected by the polarizing plate. Therefore, the influence of the light incident from the emission side is completely removed. You can do it.

【0063】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりである。図4に示し
たように一方の基板4上の電極2−3を分割することに
より光を取り出す場所を制御できる。樹脂と液晶との組
み合わせはこれに限らない。また、光制御層1となる高
分子分散液晶領域の厚さは、必要とする散乱度によって
変化するおおむね数ミクロンから、数100ミクロン程
度である。
The operation of the optical element thus configured is as described above with reference to FIG. By dividing the electrode 2-3 on one substrate 4 as shown in FIG. 4, the place where light is extracted can be controlled. The combination of the resin and the liquid crystal is not limited to this. The thickness of the polymer-dispersed liquid crystal region serving as the light control layer 1 is approximately several microns to several hundred microns, which varies depending on the required degree of scattering.

【0064】本実施例では導光板の導光特性を維持する
ため、導光板と位相差板との間に空隙Aを存在させてい
るが、導光板と位相差板との間に角度選択性反射体など
を設け導光板内の光を反射するように構成してもよい。
In this embodiment, the air gap A is provided between the light guide plate and the phase difference plate in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate, but the angle selectivity is provided between the light guide plate and the phase difference plate. A reflector may be provided to reflect the light in the light guide plate.

【0065】また、本実施例では導光板と基板とを兼用
したが、これらを別々に設け互いを接着しても良い。さ
らに、本実施例では反射面6を基板4の内側に設けた
が、基板4および電極2−3を透光性の材料から構成す
ることにより、実施例1で示したように反射面6を基板
4の外側に設けてもよい。その他、光学素子本体100
の構成を種々変更できることは当業者であれば容易に理
解できる。
In this embodiment, the light guide plate and the substrate are also used, but they may be separately provided and adhered to each other. Further, in the present embodiment, the reflection surface 6 is provided inside the substrate 4. However, by forming the substrate 4 and the electrodes 2-3 from a translucent material, the reflection surface 6 is formed as shown in the first embodiment. It may be provided outside the substrate 4. In addition, the optical element body 100
It can be easily understood by those skilled in the art that the configuration can be variously changed.

【0066】本実施例では、導光板3側に反射型偏光板
7aを設けることにより損失となる成分を導光板に戻す
ことが可能となる。その結果、実施例1および2と比較
して光利用効率の向上が期待できる。また、光制御層1
にリバースモード高分子分散液晶を使用することにより
多重散乱による漏れ光を軽減できるので実施例3と比較
して光利用効率の向上が期待できる。さらに、本実施例
では、リバースモード高分子分散液晶の散乱液晶の散乱
方向に偏光依存性があるため、該散乱光の強度が大きい
偏光に、偏光板の偏光透過方向をあわせることにより、
効率を向上させることができる。
In this embodiment, by providing the reflection type polarizing plate 7a on the light guide plate 3 side, it is possible to return a component which causes a loss to the light guide plate. As a result, an improvement in light use efficiency can be expected as compared with Examples 1 and 2. Light control layer 1
By using a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal in (1), light leakage due to multiple scattering can be reduced, so that an improvement in light use efficiency compared to Example 3 can be expected. Furthermore, in this embodiment, since the scattering direction of the scattered liquid crystal of the reverse mode polymer-dispersed liquid crystal has polarization dependence, by adjusting the polarization transmission direction of the polarizing plate to polarized light having a large intensity of the scattered light,
Efficiency can be improved.

【0067】本実施例の別の態様として、反射型偏光板
7aと吸収型偏光板7bとを組み合わせて使用する代わ
りに実施例1または2に示したように通常の偏光板を使
用して光学素子を構成してもよい。
As another mode of this embodiment, instead of using a combination of the reflection type polarizing plate 7a and the absorption type polarizing plate 7b, an optical system using an ordinary polarizing plate as shown in Example 1 or 2 is used. An element may be configured.

【0068】なお、本実施例では、リバースモード高分
子分散液晶を使用して位相差板5を省略できることを例
示した。しかし、位相差がn+1/4(nは整数)波長
となるように、厚さを調節したリバースモード高分子分
散液晶層(光制御層)と位相差板とを組み合わせてもよ
い。
In this embodiment, it has been exemplified that the retardation plate 5 can be omitted by using a reverse mode polymer dispersed liquid crystal. However, a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal layer (light control layer) whose thickness has been adjusted and a retardation plate may be combined so that the retardation is n + 1/4 (n is an integer) wavelength.

【0069】また、光制御層1に使用する高分子分散液
晶は、リバースモード高分子分散液晶に限らない。リバ
ースモード高分子分散液晶以外の例としては、ネマティ
ック液晶をホモジニアス配向させ、無電界状態で一様な
複屈折性薄膜とし、低周波交流電圧を印加することによ
りウイリアムズドメインを誘起して散乱状態とする場合
でも同様に位相差板を省略することができる。
The polymer dispersed liquid crystal used for the light control layer 1 is not limited to the reverse mode polymer dispersed liquid crystal. As an example other than the reverse mode polymer-dispersed liquid crystal, the nematic liquid crystal is homogeneously aligned, a uniform birefringent thin film is formed in the absence of an electric field, and the application of a low-frequency AC voltage induces the Williams domain to change to the scattering state. In this case, the phase difference plate can be omitted.

【0070】以上、実施例1から5では、光制御層1を
狭持する第1の電極2−1および第2の電極2−2、2
−3の一方を分割して光学素子を構成したが、光制御層
1を狭持する電極の種類および形状はどのようなもので
あってもよい。以下に光制御層の光回折能または光散乱
能を変化させるために使用する電極の変形例を示す。
As described above, in the first to fifth embodiments, the first electrode 2-1 and the second electrodes 2-2,
Although the optical element is configured by dividing one of the electrodes -3, any type and shape of the electrode sandwiching the light control layer 1 may be used. Hereinafter, modified examples of the electrodes used to change the light diffraction ability or light scattering ability of the light control layer will be described.

【0071】(実施例6)図5は本発明の光学素子の第
6の実施例を示すものであり、(a)は該光学素子の側
面断面図、(b)は該光学素子を構成する光学素子本体
100中に設けられている櫛形電極を示す平面図であ
る。本実施例の光学素子は、光制御層1を狭持する電極
の一方を櫛形形状にしたことおよび光制御層1にネマテ
ィック液晶を使用したこと以外は実施例3と同じ構成で
ある。
(Embodiment 6) FIGS. 5A and 5B show a sixth embodiment of the optical element of the present invention. FIG. 5A is a side sectional view of the optical element, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing a comb-shaped electrode provided in the optical element body 100. The optical element of this embodiment has the same configuration as that of the third embodiment except that one of the electrodes sandwiching the light control layer 1 has a comb shape and that the light control layer 1 uses a nematic liquid crystal.

【0072】すなわち、光学素子は、ガラスなどの透光
性基板に例えばITO(Indium tinoxide)のような透
明電極2−1を設けた基板(導光板3)と、例えばガラ
スのような一般的な基板に例えばアルミニウムからなる
櫛形電極2−4を設け、その上に誘電体多層膜からなる
反射面6を形成した基板4を作製し、これら2枚の基板
の電極でネマティック液晶としてE−7(メルクジャパ
ン(株))を挟むことにより構成される。さらに図5
(a)に示すように透光性の基板(導光板3)には空隙
Aを介して位相差板5と反射型偏光板7aと吸収型偏光
板7bとが設置されている。反射形偏光板7aと吸収型
偏光板7bとの透過容易偏光方向を一致させた場合が最
適条件となる。
That is, the optical element is composed of a substrate (light guide plate 3) in which a transparent electrode 2-1 such as ITO (Indium tin oxide) is provided on a translucent substrate such as glass, and a general substrate such as glass. A substrate 4 having a comb-shaped electrode 2-4 made of, for example, aluminum and a reflecting surface 6 made of a dielectric multilayer film is formed thereon, and the electrodes of these two substrates are used as E-7 (nematic liquid crystal) as nematic liquid crystal. (Merck Japan K.K.). Further FIG.
As shown in (a), a phase difference plate 5, a reflection type polarizing plate 7a, and an absorption type polarizing plate 7b are provided on a translucent substrate (light guide plate 3) via a gap A. The optimum condition is the case where the easy-to-transmit polarization directions of the reflective polarizer 7a and the absorption polarizer 7b are matched.

【0073】図5(b)に示すように櫛形電極2−4
は、櫛状に枝分かれした複数の枝部を有し、該複数の枝
部は1カ所以上の領域で電気的に接続することにより全
体が等電位となる。また、前記複数の枝部は光を回折す
るような微細な周期構造を光制御層中に誘起できる程度
の寸法で周期的に分布している。なお、この櫛形電極
は、例えばガラスのような基板上にアルミなどの電極を
一様の厚さに蒸着し、フォトリソグラフィの手法に従い
パターニングすることで容易に作製できる。
As shown in FIG. 5B, the comb electrodes 2-4
Has a plurality of branches branched in a comb shape, and the plurality of branches are electrically connected in one or more regions, so that the whole becomes equipotential. Further, the plurality of branches are periodically distributed in such a size that a fine periodic structure that diffracts light can be induced in the light control layer. This comb-shaped electrode can be easily manufactured by depositing an electrode of aluminum or the like to a uniform thickness on a substrate such as glass, and patterning the electrode in accordance with a photolithography technique.

【0074】このようにして構成された光学素子の動作
は図1を用いて先に説明したとおりであるが、光制御層
1を狭持する透明電極2−1と櫛形電極2−4との間に
電界を印加させると、光制御層1を構成する液晶中に櫛
形電極2−4に対応した屈折率分布を誘起することが可
能となる。このような屈折率分布による回折を用いるこ
とにより光の取り出しを制御することが可能となる。
The operation of the optical element thus constructed is as described above with reference to FIG. 1, but the operation of the transparent electrode 2-1 sandwiching the light control layer 1 and the comb-shaped electrode 2-4 is described. When an electric field is applied between them, it becomes possible to induce a refractive index distribution corresponding to the comb-shaped electrode 2-4 in the liquid crystal constituting the light control layer 1. It is possible to control the extraction of light by using diffraction by such a refractive index distribution.

【0075】本実施例の光学素子についても実施例3と
同様に変形することが可能である。しかし、本実施例で
は、高分子分散液晶の多重散乱による漏れ光を軽減でき
るので実施例3と比較して光利用効率の向上が期待でき
る。
The optical element of this embodiment can be modified in the same manner as in the third embodiment. However, in the present embodiment, since the leakage light due to the multiple scattering of the polymer dispersed liquid crystal can be reduced, the improvement of the light use efficiency can be expected as compared with the third embodiment.

【0076】本実施例の別の態様として、反射型偏光板
7aと吸収型偏光板7bとを組み合わせて使用する代わ
りに、実施例1または2に示したように通常の偏光板を
使用して光学素子を構成してもよい。
As another mode of this embodiment, instead of using the reflective polarizer 7a and the absorption polarizer 7b in combination, a normal polarizer is used as shown in Embodiment 1 or 2. An optical element may be configured.

【0077】(実施例7)図6は本発明の光学素子の第
7の実施例を示すものであり、(a)は該光学素子の側
面断面図、(b)は該光学素子を構成する光学素子本体
100中に設けられている櫛形電極を示す平面図であ
る。本発明の光学素子は、光制御層1と、光制御層1の
下面に誘電体多層膜からなる反射面6を介して基板4の
同一平面上に設けられた櫛形電極2−4aおよび2−4
bと、光制御層1の上面に設けられた導光板3とを有し
てなる光学素子本体100と、前記導光板3の上面に空
隙Aを介して設けられた位相差板5と、位相差板5の上
面に設けられた反射型偏光板7aと該反射型偏光板7a
の上面に設けられた吸収型偏光板7bとからなる偏光板
7とから構成されるノイズ防止手段101とを有する。
前記櫛形電極2−4aおよび2−4bは、実施例7で使
用した櫛形電極と同様のものである。
(Embodiment 7) FIGS. 6A and 6B show a seventh embodiment of the optical element of the present invention. FIG. 6A is a side sectional view of the optical element, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing a comb-shaped electrode provided in the optical element body 100. The optical element of the present invention includes a light control layer 1 and comb-shaped electrodes 2-4a and 2-4a provided on the same plane of a substrate 4 via a reflective surface 6 made of a dielectric multilayer film on the lower surface of the light control layer 1. 4
b, an optical element body 100 having a light guide plate 3 provided on the upper surface of the light control layer 1, a phase difference plate 5 provided on the upper surface of the light guide plate 3 via a gap A, Reflective polarizing plate 7a provided on the upper surface of phase difference plate 5 and reflective polarizing plate 7a
And a polarizing plate 7 composed of an absorption-type polarizing plate 7b provided on the upper surface of the device.
The comb electrodes 2-4a and 2-4b are the same as the comb electrodes used in the seventh embodiment.

【0078】本実施例では、図6(b)に示すように、
双方の電極の枝部が交互にくみ合わさるようにして同一
基板上に設けられている。このような電極によって周期
的な電界を形成できるため、光制御層に周期的に屈折率
分布を誘起することが可能となる。本実施例は実施例7
と本質的に同じであるため、他の記載は省略する。
In this embodiment, as shown in FIG.
The branch portions of both electrodes are provided on the same substrate so as to be alternately combined. Since a periodic electric field can be formed by such an electrode, it is possible to periodically induce a refractive index distribution in the light control layer. This embodiment is a seventh embodiment.
Since these are essentially the same, other descriptions are omitted.

【0079】以上、本発明の光学素子について実施例に
より説明した。続いて、前述した本発明の光学素子によ
り構成する本発明の光表示装置の実施例を以下に説明す
る。
The optical element according to the present invention has been described with reference to the embodiments. Next, examples of the optical display device of the present invention constituted by the above-described optical element of the present invention will be described below.

【0080】(実施例8)図7は本発明の光学素子を用
いた表示装置の概略を示す側面断面図である。本実施例
8に示す表示装置は、配向膜1−2で狭持された光制御
層1−1と、光制御層1−1の上面に配向膜1−2を介
して設けられた透明電極2−1と、光制御層1−1の下
面に配向膜1−2を介して設けられた誘電体多層膜から
なる反射面6と、該反射面6の下面に設けられた電極2
−3と、該電極2−3の下面に設けられた基板4と、基
板4を貫通し、かつ前記電極2−3に接続する第1の端
部と基板4から露出する第2の端部とを有する電極(背
面電極)2−5とを有してなる光学素子本体100と、
前記導光板3の上方に設けられた誘電体多層膜10と、
該誘電体多層膜の上面に設けられた反射型偏光板7a
と、該反射型偏光板7aの上面に設けられた吸収型偏光
板7bとを有し、さらに導光板3および透明電極2−1
の側面に冷陰極管11と該冷陰極管11の周囲を取り囲
むようにして設けられた反射板12とからなる照射手段
102とから構成される。この実施例9の表示装置にお
けるノイズ防止手段101は、反射型偏光板7aと該反
射型偏光板7aの上面に設けられた吸収型偏光板7bと
からなる偏光板7とから構成される。
(Embodiment 8) FIG. 7 is a side sectional view schematically showing a display device using the optical element of the present invention. The display device according to the eighth embodiment includes a light control layer 1-1 sandwiched by an alignment film 1-2 and a transparent electrode provided on the upper surface of the light control layer 1-1 via the alignment film 1-2. 2-1; a reflection surface 6 formed of a dielectric multilayer film provided on the lower surface of the light control layer 1-1 via an alignment film 1-2; and an electrode 2 provided on the lower surface of the reflection surface 6
-3, a substrate 4 provided on the lower surface of the electrode 2-3, a first end penetrating the substrate 4 and connected to the electrode 2-3, and a second end exposed from the substrate 4 An optical element body 100 having an electrode (back electrode) 2-5 having
A dielectric multilayer film 10 provided above the light guide plate 3;
Reflective polarizing plate 7a provided on the upper surface of the dielectric multilayer film
And a light-absorbing polarizer 7b provided on the upper surface of the reflective polarizer 7a.
The irradiation means 102 includes a cold-cathode tube 11 and a reflector 12 provided so as to surround the periphery of the cold-cathode tube 11. The noise prevention means 101 in the display device of the ninth embodiment includes a polarizing plate 7 composed of a reflective polarizing plate 7a and an absorption polarizing plate 7b provided on the upper surface of the reflective polarizing plate 7a.

【0081】本実施例の表示装置は以下のようにして作
製できる。まず、例えばガラスエポキシ基板にスルーホ
ール加工を行い画素電極が裏面から接続できる基板4を
作製し表面に反射面6となる誘電体多層膜および配向膜
1−2をつけ配向処理を行なう。また、透明なアクリル
板を導光板3とし透明電極2−1および配向膜1−2を
設け配向処理を行う。これら2枚の基板(導光板3およ
び基板4)でリバースモード高分子分散液晶を両側から
挟み、導光板3の上面に誘電体多層膜10を設け、該誘
電体多層膜10の上面に反射型偏光板7aを設け、さら
に該反射型偏光板7aの上面に吸収型偏光板7bを設け
る。さらに冷陰極管11と反射板12とからなる照明手
段102を設ける。
The display device of this embodiment can be manufactured as follows. First, for example, through-hole processing is performed on a glass epoxy substrate to prepare a substrate 4 to which a pixel electrode can be connected from the back surface, and a dielectric multilayer film and an alignment film 1-2 serving as a reflection surface 6 are attached to the surface to perform an alignment process. Further, a transparent acrylic plate is used as the light guide plate 3, a transparent electrode 2-1 and an alignment film 1-2 are provided, and an alignment process is performed. The reverse mode polymer-dispersed liquid crystal is sandwiched between the two substrates (the light guide plate 3 and the substrate 4) from both sides, and a dielectric multilayer film 10 is provided on the upper surface of the light guide plate 3; A polarizing plate 7a is provided, and an absorption polarizing plate 7b is provided on the upper surface of the reflective polarizing plate 7a. Further, an illuminating means 102 comprising a cold cathode tube 11 and a reflector 12 is provided.

【0082】ところで、本実施例の表示装置に適用した
光学素子は、導光板3の導光特性を維持するために導光
板3と位相差板5との間に誘電体多層膜10を設けた
が、該誘電体多層膜10の代りに空隙を存在させてもよ
い。
Incidentally, in the optical element applied to the display device of this embodiment, a dielectric multilayer film 10 is provided between the light guide plate 3 and the phase difference plate 5 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 3. However, a void may be present instead of the dielectric multilayer film 10.

【0083】本実施例の表示装置は、電極に印加する電
圧を制御することにより画素ごとに導光板から出射する
光強度を制御することが可能となる。また、背面電極2
−5により駆動することが可能となるため、駆動基板を
隙間なく並べることが可能となり、表示装置の大画面化
が容易となる。さらに、光制御層にリバースモード高分
子分散液晶を使用することにより、非点灯状態の画素に
ついて良好な黒色表示が実現できる。
In the display device of this embodiment, the intensity of light emitted from the light guide plate can be controlled for each pixel by controlling the voltage applied to the electrodes. Also, the back electrode 2
Since driving can be performed according to −5, the driving substrates can be arranged without gaps, and the screen size of the display device can be easily increased. Further, by using a reverse mode polymer-dispersed liquid crystal for the light control layer, a good black display can be realized for the non-lit pixels.

【0084】なお、本実施例の表示装置に用いた光学素
子は、実施例5に記載の光学素子であったが、もちろん
これらの光学素子に限らず本発明に係る光学素子であれ
ばどれを用いてもよい。
The optical elements used in the display device of this embodiment are the optical elements described in the fifth embodiment. Of course, the present invention is not limited to these optical elements, but any optical element according to the present invention can be used. May be used.

【0085】以上、実施例1から8の実施例は、基板類
をすべて平板として記述したが、導光板を伝播する光の
漏洩が極度に大きくならない状況においては、曲面を構
成することもできる。その際は、フレキシブルプリント
基板などの柔軟性を有する基板が適している。また、電
極表面に反射膜を形成している実施例においては、電極
自体を反射面として反射膜を省略しても良い。
As described above, in the first to eighth embodiments, all the substrates are described as flat plates. However, a curved surface may be formed in a situation where the leakage of light propagating through the light guide plate is not extremely large. In that case, a flexible substrate such as a flexible printed substrate is suitable. Further, in the embodiment in which the reflection film is formed on the electrode surface, the reflection film may be omitted by using the electrode itself as a reflection surface.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下のような効果が得られる。なお、ノイズ防止手段によ
る効果を概略説明し、その後にさらに本発明の効果を詳
しく述べることにする。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. The effect of the noise prevention means will be briefly described, and then the effect of the present invention will be described in more detail.

【0087】(1)偏光板を設けることにより外部から
入射後出射するまでに偏光面が回転した成分の光を除く
ことができ、コントラストを向上することが可能とな
る。
(1) By providing a polarizing plate, it is possible to remove light of a component whose polarization plane has been rotated from the time of incidence from the outside to the time of emission, and it is possible to improve the contrast.

【0088】(2)位相差板を設けることにより入射し
て反射するまでの位相差が半波長になるように制御で
き、コントラストを向上することが可能となる。
(2) By providing the phase difference plate, the phase difference between the incident light and the reflected light can be controlled to be a half wavelength, and the contrast can be improved.

【0089】(3)導光板側に反射型偏光板を設けるこ
とにより損失となる成分を導光板に戻すことができ、光
利用効率を高めることが可能となる。
(3) By providing a reflection type polarizing plate on the light guide plate side, a lossy component can be returned to the light guide plate, and the light use efficiency can be improved.

【0090】(4)電界などで取り出し光の強度を制御
できるため制御性を向上することができ、反射面を設け
ることにより偏光板の効果を良好に利用することが可能
となる。
(4) Since the intensity of the extracted light can be controlled by an electric field or the like, the controllability can be improved, and by providing the reflecting surface, the effect of the polarizing plate can be effectively used.

【0091】(5)透明状態で位相差が1/4波長であ
るような光制御層を用いることにより、外部から入射し
た光は光制御層で1/2波長の位相差を得るため偏光面
がちょうど90度回転するので、位相差板を用いなくて
もコントラストを向上することが可能となる。
(5) By using a light control layer in which the phase difference is 1 / wavelength in the transparent state, the light incident from the outside can be used as a polarization plane to obtain a 波長 wavelength phase difference in the light control layer. Is rotated exactly 90 degrees, so that the contrast can be improved without using a phase difference plate.

【0092】(6)高分子分散液晶は複屈折性粒子が分
散した薄膜であるため偏光を乱す特性が強いので、散乱
状態で外部から偏光板によって偏光された光が入射して
も出射時にはほぼ無偏光状態にできるので、散乱状態に
おけるノイズ光も大幅に削減することが可能となる。
(6) Since the polymer-dispersed liquid crystal is a thin film in which birefringent particles are dispersed, it has a strong property of disturbing polarization. Therefore, even if light polarized by a polarizing plate from the outside enters in a scattering state, it is almost emitted. Since the light can be in the non-polarized state, noise light in the scattering state can be significantly reduced.

【0093】(7)ホログラフィック高分子分散液晶を
使用することにより、導光された光を取り出す状態にお
いても高分子分散液晶が散乱状態とならないようにする
ことができ、コントラストを高くすることが可能とな
る。また、取り出し光の指向性を制御することが可能と
なる。
(7) By using a holographic polymer-dispersed liquid crystal, the polymer-dispersed liquid crystal can be prevented from being in a scattering state even in a state where the guided light is taken out, and the contrast can be increased. It becomes possible. In addition, it is possible to control the directivity of the extracted light.

【0094】(8)櫛形電極を使用して駆動することに
より、導光された光を取り出す状態においても液晶が散
乱状態とならないようにすることができ、コントラスト
を高くすることが可能となる。また、取り出し光の指向
性を制御することが可能となる。
(8) By driving using a comb-shaped electrode, the liquid crystal can be prevented from being in a scattering state even in a state where the guided light is taken out, and the contrast can be increased. In addition, it is possible to control the directivity of the extracted light.

【0095】(9)リバースモード高分子分散液晶を使
用することにより、透明状態における複屈折性を制御し
て位相差板を省略することができ、素子の簡略化が可能
となる。
(9) By using the reverse mode polymer-dispersed liquid crystal, the birefringence in the transparent state can be controlled and the phase difference plate can be omitted, and the element can be simplified.

【0096】(10)本発明に係る光学素子を使用する
ことによりコントラストが高い表示素子を実現すること
が可能となる。
(10) By using the optical element according to the present invention, a display element having high contrast can be realized.

【0097】(11)駆動基板を複数並べることにより
表示装置の大画面化を容易にすることが可能となる。
(11) By arranging a plurality of drive boards, it is possible to easily increase the screen size of the display device.

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

【図1】本発明の光学素子の実施例の動作を示すを示す
概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the operation of an embodiment of the optical element of the present invention.

【図2】本発明の光学素子の実施例を示すものであり、
(a)は側面断面図、(b)は分割された電極を示す模
式的平面図である。
FIG. 2 shows an embodiment of the optical element of the present invention,
(A) is a side sectional view, and (b) is a schematic plan view showing a divided electrode.

【図3】本発明の光学素子の実施例を示す側面断面図で
ある。
FIG. 3 is a side sectional view showing an embodiment of the optical element of the present invention.

【図4】本発明の光学素子の実施例を示す側面断面図で
ある。
FIG. 4 is a side sectional view showing an embodiment of the optical element of the present invention.

【図5】本発明の光学素子の実施例を示すものであり、
(a)は光学素子の側面断面図、(b)は(a)に適用
される櫛形電極を示す平面図である。
FIG. 5 shows an embodiment of the optical element of the present invention,
(A) is a side sectional view of the optical element, and (b) is a plan view showing a comb-shaped electrode applied to (a).

【図6】本発明の光学素子の実施例を示すものであり、
(a)は光学素子の側面断面図、(b)は(a)に適用
される櫛形電極を示す平面図である。
FIG. 6 shows an embodiment of the optical element of the present invention,
(A) is a side sectional view of the optical element, and (b) is a plan view showing a comb-shaped electrode applied to (a).

【図7】本発明の表示装置の実施例を示す側面断面図で
ある。
FIG. 7 is a side sectional view showing an embodiment of the display device of the present invention.

【図8】従来の光学素子の一例を示す側面断面図であ
る。
FIG. 8 is a side sectional view showing an example of a conventional optical element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1−1 光制御層 1−2 配向膜 2−1 第1の電極(透明電極) 2−2 第2の電極(透明電極) 2−3 第2の電極(電極) 2−3’ 電界が印加された電極 2−4 第2の電極(櫛形電極) 2−4a,2−4b 櫛形電極 2−5 背面電極 3 導光板 4 基板 5 位相差板 6 反射面 7 偏光板 7a 反射型偏光板 7b 吸収型偏光板 8 入射光 9 出射光 10 誘電体多層膜 11 冷陰極管 12 反射板 100 光学素子本体 101 ノイズ防止手段 102 照明手段 A 空隙 1,1-1 Light control layer 1-2 Alignment film 2-1 First electrode (transparent electrode) 2-2 Second electrode (transparent electrode) 2-3 Second electrode (electrode) 2-3 'Electric field 2-4 Second electrode (comb-shaped electrode) 2-4a, 2-4b Comb-shaped electrode 2-5 Back electrode 3 Light guide plate 4 Substrate 5 Phase difference plate 6 Reflecting surface 7 Polarizing plate 7a Reflective polarizing plate 7b Absorption type polarizing plate 8 Incident light 9 Outgoing light 10 Dielectric multilayer film 11 Cold cathode tube 12 Reflector 100 Optical element body 101 Noise prevention means 102 Illumination means A air gap

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 520 5G435 1/13363 1/13363 1/1343 1/1343 G09F 9/00 322 G09F 9/00 322Z (72)発明者 田中 秀尚 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 上平 員丈 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H049 BA02 BA05 BA06 BA43 BB03 BC22 2H088 EA48 GA10 HA10 HA15 HA18 MA02 MA20 2H089 HA04 JA06 KA08 QA05 QA12 QA16 TA14 TA15 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Y FA11Z FA14Y FA14Z FA19Z FA23X FB08 FC02 FC10 FC23 FD01 FD06 FD15 GA02 JA02 LA03 LA12 LA13 2H092 GA14 PA07 PA10 PA11 5G435 AA02 BB12 DD12 FF03 FF05 FF15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 520 5G435 1/13363 1/13363 1/1343 1/1343 G09F 9/00 322 G09F 9/00 322Z (72) Inventor Hidetaka Tanaka 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Masatojo Uehira 2-chome, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Nippon Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 2H049 BA02 BA05 BA06 BA43 BB03 BC22 2H088 EA48 GA10 HA10 HA15 HA18 MA02 MA20 2H089 HA04 JA06 KA08 QA05 QA12 QA16 TA14 TA15 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FAX FA11 FAX FAZ FC02 FC10 FC23 FD01 FD06 FD15 GA02 JA02 LA03 LA12 LA13 2H092 GA14 PA07 PA10 PA11 5G435 AA02 BB12 DD12 FF03 FF05 FF15

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導光板と、電界または磁場により光回折
能または光散乱能が変化する光制御層と、反射面とを少
なくとも有してなり、前記導光板を伝播する光の方向を
前記光制御層と前記反射面とにより変えて出射する光学
素子本体と、 前記光学素子本体の出射側から該光学素子本体内に入射
した光が前記反射面により反射されて再び出射面から出
射するノイズ光の発生を防止するノイズ防止手段とを備
えることを特徴とする光学素子。
1. A light guide plate, at least a light control layer whose light diffraction ability or light scattering ability is changed by an electric field or a magnetic field, and a reflection surface, wherein a direction of light propagating through the light guide plate is changed by the light. An optical element main body that is changed and emitted by the control layer and the reflective surface; and a noise light in which light that has entered the optical element main body from the emission side of the optical element main body is reflected by the reflective surface and emitted again from the emission surface. An optical element comprising: a noise prevention unit that prevents generation of a noise.
【請求項2】 前記ノイズ防止手段が、前記導光板上に
設けられた偏光板であることを特徴とする請求項1に記
載の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, wherein the noise prevention unit is a polarizing plate provided on the light guide plate.
【請求項3】 前記ノイズ防止手段が、前記導光板上に
設けられた位相差板と該位相差板の上に設けられた偏光
板とからなることを特徴とする請求項1に記載の光学素
子。
3. The optical device according to claim 1, wherein said noise preventing means comprises a phase difference plate provided on said light guide plate and a polarizing plate provided on said phase difference plate. element.
【請求項4】 前記ノイズ防止手段が、前記導光板上に
設られた偏光板と前記光学素子本体内の前記反射面の上
方に設けられた位相差板とからなることを特徴とする請
求項1に記載の光学素子。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the noise prevention means comprises a polarizing plate provided on the light guide plate and a retardation plate provided above the reflection surface in the optical element body. 2. The optical element according to 1.
【請求項5】 前記光学素子本体の前記光制御層が、透
明状態において複屈折性を発現し、かつ該光制御層によ
って生じる往復で1/2波長の位相差により入射する光
と該入射光に基づく出射光との偏光が直交するように機
能する材料から構成されており、前記光制御層と前記導
光板上に設けられた偏光板とから前記ノイズ防止手段が
構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学
素子。
5. The light, in which the light control layer of the optical element main body exhibits birefringence in a transparent state, and is incident on the reciprocating light generated by the light control layer with a phase difference of 波長 wavelength and the incident light. Characterized in that the noise prevention means is composed of the light control layer and a polarizing plate provided on the light guide plate. The optical element according to claim 1.
【請求項6】 前記偏光板は、吸収型偏光板と反射型偏
光板とからなることを特徴とする請求項2から5のいず
れかに記載の光学素子。
6. The optical element according to claim 2, wherein the polarizing plate comprises an absorption type polarizing plate and a reflection type polarizing plate.
【請求項7】 前記光制御層は、透光性の材料からなる
第1の電極と透光性の材料からなる第2の電極とによっ
て狭持されていることを特徴とする請求項1から6のい
ずれかに記載の光学素子。
7. The light control layer according to claim 1, wherein the light control layer is sandwiched between a first electrode made of a light transmitting material and a second electrode made of a light transmitting material. 7. The optical element according to any one of 6.
【請求項8】 前記第2の電極は、光を鏡面反射する材
料から構成され、該第2の電極が前記反射面を兼ねてい
ることを特徴とする請求項7に記載の光学素子。
8. The optical element according to claim 7, wherein the second electrode is made of a material that reflects light specularly, and the second electrode also serves as the reflection surface.
【請求項9】 前記第1の電極および前記第2の電極の
少なくとも一方は、複数の枝部を有する櫛形形状の電極
であることを特徴とする請求項7または8に記載の光学
素子。
9. The optical element according to claim 7, wherein at least one of the first electrode and the second electrode is a comb-shaped electrode having a plurality of branches.
【請求項10】 前記第1の電極および前記第2の電極
の少なく一方が複数の短冊状に分割された電極群である
ことを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の光
学素子。
10. The optical element according to claim 7, wherein at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode group divided into a plurality of strips. .
【請求項11】 前記第1の電極および前記第2の電極
のいずれかの電極が、表示画素単位に分割されているこ
とを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載の光学
素子。
11. The optical element according to claim 7, wherein one of the first electrode and the second electrode is divided for each display pixel.
【請求項12】 前記光制御層の下面に第1の電極と第
2の電極が設けられ、これら第1の電極と第2の電極は
複数の枝部を有する櫛形形状に形成され、前記第1の電
極と前記第2の電極は各々の複数の枝部が交互に組み合
わされて配置されていることを特徴とする請求項1から
6のいずれかに記載の光学素子。
12. A first electrode and a second electrode are provided on a lower surface of the light control layer, wherein the first electrode and the second electrode are formed in a comb shape having a plurality of branches, and The optical element according to any one of claims 1 to 6, wherein the first electrode and the second electrode are arranged such that a plurality of branches are alternately combined.
【請求項13】 前記反射面は、誘電体多層膜であるこ
とを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の光
学素子。
13. The optical element according to claim 1, wherein the reflection surface is a dielectric multilayer film.
【請求項14】 前記光制御層は、高分子分散液晶を含
むことを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載
の光学素子。
14. The optical element according to claim 1, wherein the light control layer contains a polymer dispersed liquid crystal.
【請求項15】 前記高分子分散液晶は、ホログラフィ
ック高分子分散液晶のような高分子樹脂領域と液晶領域
とが周期的に存在する高分子分散液晶を含むことを特徴
とする請求項14に記載の光学素子。
15. The liquid crystal display device according to claim 14, wherein the polymer dispersed liquid crystal includes a polymer dispersed liquid crystal in which a polymer resin region and a liquid crystal region are periodically present, such as a holographic polymer dispersed liquid crystal. The optical element as described in the above.
【請求項16】 前記高分子分散液晶は、リバースモー
ド高分子分散液晶を含むことを特徴とする請求項14ま
たは15に記載の光学素子。
16. The optical element according to claim 14, wherein the polymer dispersed liquid crystal includes a reverse mode polymer dispersed liquid crystal.
【請求項17】 導光板と、電界または磁場により光回
折能または光散乱能が変化する光制御層と、反射面とを
少なくとも有してなり、前記導光板を伝播する光の方向
を前記光制御層と前記反射面とにより変えて出射する光
学素子本体と、 前記光学素子本体の出射側から該光学素子本体内に入射
した光が前記反射面により反射されて再び出射面から出
射するノイズ光の発生を防止するノイズ防止手段とを有
してなる光学素子を備えることを特徴とする表示装置。
17. A light guide plate, at least a light control layer whose light diffraction ability or light scattering ability is changed by an electric field or a magnetic field, and a reflection surface, wherein a direction of light propagating through the light guide plate is changed by the light. An optical element main body that is changed and emitted by the control layer and the reflective surface; and a noise light in which light that has entered the optical element main body from the emission side of the optical element main body is reflected by the reflective surface and emitted again from the emission surface. A display device, comprising: an optical element having noise prevention means for preventing the occurrence of noise.
【請求項18】 前記光学素子が、請求項2から16の
いずれかに記載の光学素子であることを特徴とする表示
装置。
18. A display device, wherein the optical element is the optical element according to claim 2. Description:
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