JP2002040221A - 光制御板及びそれを用いたディスプレイ装置 - Google Patents

光制御板及びそれを用いたディスプレイ装置

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JP2002040221A
JP2002040221A JP2000226780A JP2000226780A JP2002040221A JP 2002040221 A JP2002040221 A JP 2002040221A JP 2000226780 A JP2000226780 A JP 2000226780A JP 2000226780 A JP2000226780 A JP 2000226780A JP 2002040221 A JP2002040221 A JP 2002040221A
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light
illumination
display
display device
control plate
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JP2000226780A
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English (en)
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Akira Nagano
彰 永野
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、外部が十分に明るい環境において
は、外部光を有効に利用し、表示体のパターンを鮮明に
表示することが可能で、一方外部が暗い環境において
は、内蔵バックライトのわずかの照明だけで表示でき
る、所謂内蔵照明と外光照明双方の照明光で観察可能な
ディスプレイであって、周辺環境光による外光照明で
も、内蔵光源による照明でも明るいディスプレイが可能
で、また光の利用効率の高く、省電力型のディスプレイ
装置及びそれに用いる回折要素からなる光制御板を提供
することを目的とする。 【解決手段】凹凸構造の断面形状が左右非対称であるブ
レーズド型回折格子の該凹凸を形成する2つの斜面のう
ち緩やかな斜面のみに全反射機能を持つ反射層を設けて
なることを特徴とする光制御板及びそれを用いたディス
プレイ装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】回折要素からなる光制御板及
びそれを用いたディスプレイ装置に係わり、内蔵照明と
外光照明双方の照明光で観察可能なディスプレイであっ
て、特に外光照明での輝度を低下することなく内蔵照明
も可能なディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、携帯電話やハンドヘルドPC等の
モバイル端末の表示部には液晶表示体が多く使用されて
おり、最近では視認性を良くするために、透過型の液晶
表示体とその後方より光を照射するバックライト装置と
を組み合わせたバックライト内蔵タイプが主流になって
きており、液晶表示体のより高い光の利用効率や省電力
化が要求されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
に鑑みてなされたもので、外部が十分に明るい環境にお
いては、外部光を有効に利用し、表示体のパターンを鮮
明に表示することが可能で、一方外部が暗い環境におい
ては、内蔵バックライトのわずかの照明だけでパターン
を表示できる、所謂内蔵照明と外光照明双方の照明光で
観察可能なディスプレイであって、周辺環境光による外
光照明でも、内蔵光源による照明でも明るいディスプレ
イが可能で、また光の利用効率の高く、省電力型のディ
スプレイ装置及びそれに用いる回折要素からなる光制御
板を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、凹凸構造の断面形状が左右非
対称であるブレーズド型回折格子の該凹凸を形成する2
つの斜面のうち緩やかな斜面のみに全反射機能を持つ反
射層を設けてなることを特徴とする光制御板である。
【0005】また、請求項2の発明は、内蔵照明と外光
照明双方の照明光で観察可能なディスプレイであって、
その照明光を反射・透過させる前記光制御板を配置した
ことを特徴とするディスプレイ装置である。
【0006】また、請求項3の発明は、内蔵照明と外光
照明双方の照明光で観察可能なディスプレイであって、
前記光制御板をバックライトと液晶パネルとの間に配置
したことを特徴とする請求項2記載のディスプレイ装置
である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図に基づいて詳細に説明する。図1(a)は、本発明
の光制御板の回折格子によって構成される構造を示した
断面図である。本発明の光制御板20は、一例として凹
凸構造の断面形状が左右非対称であるブレーズド型回折
格子12の該凹凸を形成する2つの斜面B、Cのうち緩
やかな斜面Bのみに全反射機能を持つ反射層14を設け
てなることを特徴とするものである。
【0008】本発明で使用する左右非対称な断面をもつ
ブレーズド型回折格子は、従来の正弦波状の断面をもつ
回折格子と比較して非常に高い回折効率を得ることがで
き、また光の進行方向を厳密に制御できるので、光の利
用効率が高いものである。
【0009】図2は、本発明の光制御板の光学特性を説
明する説明図である。図2に示すように、本発明の光制
御板の光学特性は、特定の方向の観察域Aから回折格子
を観察した際に、回折格子の斜面Cは観察方向Aへの回
折光には関与しないので、斜面Cに反射層の有無に係わ
らず、観察方向Aでは高輝度の回折光を観察することが
できる。そのため、斜面Cに反射層が設けられていなけ
れば光を通過させる機能を持たせることができるため、
回折格子の上面からの光を下面に、下面からの光を上面
に透過させることができる。
【0010】図3は、本発明の光制御板の光学的機能を
説明する説明図である。図3に示すように、本発明の光
制御板は、上部からの入射光に対し、反射層を設けた面
が回折格子として機能し、特定の観察域Aに強い回折光
を生じさせる。このことは、外部からの外光照明によ
り、表示パターンを鮮明に表示できる。屋外や蛍光灯下
などの周囲が明るい場合は、表示パターンの輝度が上昇
し、装置の省電力化を実現できる。
【0011】また、図4は、本発明の光制御板の他の光
学的機能を説明する説明図である。図4に示すように、
本発明の光制御板は、下部からの入射光に対し、反射層
を設けていない面を透過し、さらに反射面で反射するこ
とで光制御板の下部から光が上部からも観察可能であ
る。このことは、ディスプレイ装置の背面に配置された
バックライトの内蔵照明光で表示パターンを照明するこ
とが可能であることを意味する。表示光となる光にはバ
ックライトからの入射光が、反射面で反射されないで透
過出射する成分も含まれる。内蔵照明により表示パター
ンを観察する必要がある周囲が暗い場合は表示パターン
の視認性が向上する。また、ディスプレイ装置の背面の
電極が本発明の光制御板であっても良い。
【0012】図1(b)は、本発明のディスプレイ装置
において、光制御板を用いた一実施例を示す説明図であ
る。本発明のディスプレイ装置10は、内蔵照明と外光
照明双方の照明光で観察可能なディスプレイであって、
その照明光を反射・透過させるブレーズド型回折格子1
2の凹凸を形成する2つの斜面のうち一方の斜面Bのみ
に設けられた全反射機能を持つ反射層14を形成した回
折要素からなる光制御板20を配置したことを特徴とす
るもので、その光制御板20をバックライト13と液晶
パネル11との間に配置した構成のディスプレイ装置で
ある。
【0013】図1(b)に示すように、周辺環境光から
なる外光15は、ブレーズド型回折格子12上の反射面
14で回折反射した光16が、液晶ディスプレイ11を
照明することにより、パターンの表示を行う。内蔵光源
を用いる場合(図4参照)は、バックライト13から出
射した光が、ブレーズド型回折格子12および反射面1
4を経由して、液晶ディスプレイ11を照明することに
より、パターンの表示を行う。このように、反射面14
は、周辺光15及びバックライト13からの光を表示に
寄与するように機能する。
【0014】本発明におけるブレーズド回折格子を精密
に成形するためには、半導体の製造工程に用いられるパ
ターニング装置を用いれば良い。これらの装置は、電子
ビームやレーザービームを集束させ、これを走査する事
によってパターンを形成している。別の方法では、レー
ザー光による干渉縞を記録しても良い。
【0015】図5は、電子ビームでのブレーズド型格子
の描画の際、電子ビームの照射領域毎のエネルギー量を
変化させて、深さを制御しながらブレーズド型回折格子
を描画する方法を概念的に示す説明図である。同図で
は、矢印の太さがエネルギー量を表し、エネルギー量の
大きい領域は、格子が深く形成される。電子ビームの照
射強度を変調する方法としては、ドーズ量を直接制御す
る方法,走査スピード(時間)を変化させる方法,走査
ピッチを変化させる方法,同一箇所を複数回走査する中
で、走査回数を変化させる方法などがある。
【0016】本発明の光制御板のブレーズド型回折格子
の該凹凸を形成する2つの斜面のうち緩やかな斜面のみ
に全反射機能を持つ反射層を施ける方法は、アルミニウ
ムなどの金属や誘電体の薄膜層を蒸着等の方法で設ける
ことができ、特に限定されるものではない。
【0017】
【発明の効果】本発明により、内蔵照明と外光照明双方
の照明光で観察可能なディスプレイ装置において、回折
要素からなる光制御板を配置することにより、周辺環境
光による外光照明でも、内蔵光源による照明でも明るい
ディスプレイが可能で、また光の利用効率の高く、省電
力型のディスプレイ装置を提供することが可能となっ
た。本発明のディスプレイ装置は、携帯電話やハンドヘ
ルドPC等のモバイル端末の表示部に好適に用いること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の光制御板のブレーズド型回
折格子によって構成される構造を示した断面図。(b)
は、本発明のディスプレイ装置において、光制御板を用
いた一実施例を示す説明図。
【図2】本発明の光制御板の光学特性を説明する説明
図。
【図3】本発明の光制御板の光学的機能を説明する説明
図。
【図4】本発明の光制御板の光学的機能を説明する説明
図。
【図5】本発明の光制御板のブレーズド型回折格子であ
る階段状格子のエッチング法による成形法の説明図。
【符号の説明】
10・・・ディスプレイ装置 20・・・光制御板 11・・・液晶ディスプレイ 12・・・ブレーズド型回折格子 13・・・内蔵照明光源(バックライト) 14・・・反射層 15・・・周辺環境光 16・・・周辺環境光による照明光 17・・・内蔵照明による照明光

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】凹凸構造の断面形状が左右非対称であるブ
    レーズド型回折格子の該凹凸を形成する2つの斜面のう
    ち緩やかな斜面のみに全反射機能を持つ反射層を設けて
    なることを特徴とする光制御板。
  2. 【請求項2】内蔵照明と外光照明双方の照明光で観察可
    能なディスプレイであって、その照明光を反射・透過さ
    せる前記光制御板を配置したことを特徴とするディスプ
    レイ装置。
  3. 【請求項3】内蔵照明と外光照明双方の照明光で観察可
    能なディスプレイであって、前記光制御板をバックライ
    トと液晶パネルとの間に配置したことを特徴とする請求
    項2記載のディスプレイ装置。
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Cited By (3)

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