JP2011227141A - 反射型電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】明環境下だけでなく、暗環境下でも優れた視認性を安定して実現できるようにした反射型電気光学装置を提供する。
【解決手段】光を反射させて画像を表示する反射表示体と、前記反射表示体の表示面に向けて平行光を照射する照射手段と、を備える。反射表示体について、光源の近くだけでなく、遠くも明るく照らすことができ、例えば、反射表示体の全面を比較的均一な明るさで照らすことができる。従来の技術と比べて、反射率の低下や白色の色づき等を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射型電気光学装置に関する。

一般に、携帯電話や電子辞書、電子ブック等の携帯端末に搭載される表示デバイスとして、透過型と反射型とがある。透過型表示デバイスは、パネルの背面に設けられた光源（即ち、バックライト）の光をパネルの正面側に透過させ、これを照明光として画像を表示するタイプの表示デバイスである。また、反射型表示デバイスは、パネルの正面側に入射してくる自然光を反射させ、これを照明光として画像を表示するタイプの表示デバイスである。反射型表示デバイスは、明環境下においては良い視認性を示すが、暗環境下においては照明不足により視認性が低くなる傾向がある。ここで、暗環境下での視認性を向上できるようにした反射型表示デバイスとして、例えば特許文献１〜８に開示されたものがある。

具体的には、特許文献１には、ツイストボール方式の電子ペーパーにおいて、画素球の白色領域に蛍光物質を含ませることが開示されている。特許文献２には、一対の基板間の空隙に封入された２種類以上の表示粒子（即ち、正に帯電する粒子と、負に帯電する粒子）のうちの１種類（即ち、正又は負に帯電する粒子）に蛍光物質を含ませることが開示されている。特許文献３には、対向する基板間に粒子を封入し、封入された粒子を移動させ画像を表示する表示装置において、粒子の少なくとも一部に夜光材料を含ませることが開示されている。

また、特許文献４には、表示パターンを構成する一つの画素内にバックライトを透過させる透過表示領域と、バックライトを透過させない反射表示領域とを設け、透過表示領域においては白色帯電粒子又は黒色帯電粒子の有無によって表示を切替え、反射表示領域においては白色帯電粒子又は黒色帯電粒子の何れかを上基板に吸着させることによって表示を切替えることが開示されている。特許文献５には、反射型表示素子と自発光表示素子（ＬＥＤ）とを併置して表示装置を構成し、昼は反射型の表示装置として使用し、夜は自発光の表示装置として使用することが開示されている。特許文献６には、ＥＬ素子と反射型表示素子とを重ね合わせて配置し、明るい環境では、反射型表示素子に情報を表示させ、暗所においてはＥＬ素子を発光させて情報を表示させることが開示されている。

さらに、特許文献７には、電子ペーパー本体の前面に導光散乱部材を配置すると共に、この導光散乱部材の端部に光源を配置し、光源からの光を導光散乱部材に導光し散乱させて、電子ペーパー本体側に出射させることが開示されている。特許文献８には、電子ペーパー本体の表裏面（即ち、前面及び後面）にそれぞれ導光散乱部材を配置すると共に、この一対の導光散乱部材の端部に光源を配置し、光源からの光をこれら一対の導光散乱部材内にそれぞれ導光し散乱させて、電子ペーパー本体側にそれぞれ出射させることが開示されている。

特開２００６−００３９２４号公報 特開２００４−１９８８８１号公報 特開２００４−００４４７０号公報 特開２００３−１９５３６２号公報 特開２００３−２７１０７９号公報 特開２００８−１７１０１１号公報 特開２００８−２２４９００号公報 特開２００８−２８７０９９号公報

ところで、特許文献１〜３に開示された技術によれば、蛍光物質等により暗環境下での視認性は確かに高まると考えられるが、その視認性は事前の蓄光状態に依存し、また、暗環境下での使用時間に応じて変化してしまう。つまり、明環境下での蓄光状態や暗環境下での使用時間により、暗環境下での表示状態が変化してしまう。また、蛍光物質の材料に起因して白色に色づきが生じ、純白色の表示が困難となる可能性もあった。

また、特許文献４、５に開示された技術によれば、反射表示領域の開口率低下により白表示の反射率が低下する可能性があり、画像の高精細化が困難となる可能性があった。特許文献６に開示された技術によれば、ＥＬ素子を反射光が透過することにより、白表示の反射率が低下したり、白色に色づきが生じたりする可能性があった。さらに、特許文献７、８に開示された技術によれば、導光散乱部材の存在により、白表示の反射率が低下したり、白色に色づきが生じたりする可能性があった。
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、明環境下だけでなく、暗環境下でも優れた視認性を安定して実現できるようにした反射型電気光学装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る反射型電気光学装置は、光を反射させて画像を表示する反射表示体と、前記反射表示体の表示面に向けて平行光を照射する照射手段と、を備えることを特徴とする。ここで、散乱光は、他方向に散乱するように進む性質を有する。散乱光による照度（Ｅ１）は、光源の光度（即ち、光の強さ：Ｉ１）に比例して増大し、光源からの距離（Ｒ１）の２乗に反比例する形で減衰する。即ち、散乱光では式（１）の関係が成り立つ。ｋは定数である。
Ｅ１＝ｋ・Ｉ１／Ｒ１^２…（１）

例えば、散乱光では、光源からの距離Ｒ１が２倍になると照度Ｅ１は１／４になり遠くを明るく照らすことができない。
これに対して、「平行光」は、一方向に進む性質（即ち、指向性）を有する。平行光による照度（Ｅ２）は、光源の光度（Ｉ２）に比例して増大するが、光源からの距離（Ｒ２）の２乗に反比例する形で減衰することはなく、距離Ｒ２が伸びても照度の減衰は少ない。即ち、平行光では式（２）の関係が成り立つ。
Ｅ２＞ｋ・Ｉ２／Ｒ２^２…（２）

例えば、平行光では、光源からの距離Ｒ２が２倍になっても照度Ｅ２は１／４以下まで低下することはなく、遠くを明るく照らすことができる。
このような構成であれば、反射表示体について、光源の近くだけでなく、遠くも明るく照らすことができ、例えば、反射表示体の表示面全体（即ち、平面視で表示面の全領域）を比較的均一な明るさで照らすことができる。従来の技術と比べて、蛍光物質等を用いる必要がないので、事前の蓄光状態や使用時間に応じて暗環境下での視認性が変化しにくい。また、暗環境下での視認性を高めるために、光を透過させて画像を表示させるような透過表示体を併置する必要もないので、反射表示体の開口率低下を防ぐことができる。さらに、反射表示体に対して、透過表示体や導光部材等を重ね合わせて配置する必要もないので、反射率の低下や白色の色づき等を防ぐこともできる。このように、明環境下だけでなく、暗環境下でも優れた視認性を安定して実現することができる。なお、なお、「反射型電気光学装置」としては、例えば、後述する全反射表示デバイス１００、２００、３００が該当する。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記照射手段は、前記反射表示体の表示面の真上から外れた位置に配置されていることを特徴としてもよい。ここで、「真上から外れた位置」とは、即ち、平面視で反射表示体の表示面の外側の位置のことである。このような構成であれば、反射表示体の表示面に向けて、斜めの入射角度で平行光を照射することができる。また、ユーザーが反射表示体を正面から見る際に、照射手段によって反射表示体の一部が遮られてしまうことを防ぐことができる。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記照射手段は、散乱光を照射する光源と、前記光源から照射された前記散乱光を前記平行光に変換する変換手段と、前記平行光の進行方向を前記反射表示体に向ける方向調整手段と、を有することを特徴としてもよい。なお、「変換手段」としては、例えば、後述する凹面鏡５２、凸レンズ５３、フレネルレンズ５５、拡散板５６及び視野角制限フィルム５７を含む積層体、又は、GRINレンズ58が該当する。「方向調整手段」としては、例えば、後述する凹面鏡５２、又は、ミラー５４が該当する。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記光源として、点光源を複数有し、前記複数の点光源は、前記反射表示体の表示面の外周の少なくとも一辺に沿って列を成すように配置されていることを特徴としてもよい。ここで、「点光源」とは、光源を点と見なした場合に、この点から全ての方向に向けて光を放射状に照射するような光源のことである。このような構成であれば、複数の点光源から線光源を構成することができ、線光源から散乱光を照射することができる。この散乱光を平行光に変換することによって、反射表示体の広い範囲に平行光を照射することができる。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記変換手段及び前記方向調整手段として、凹面鏡を有し、前記凹面鏡は、前記光源から照射された前記散乱光を前記平行光に変換すると共に、当該平行光を前記反射表示体の表示面に向けて反射することを特徴としてもよい。このような構成であれば、変換手段及び前記方向調整手段を共通の部品（即ち、凹面鏡）で構成することができるので、部品点数の低減に寄与することができる。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記変換手段として、空気とは屈折率が異なる光透過性の媒体を有し、前記媒体は、一方の側に入射してくる前記散乱光を屈折させて平行光に変換することを特徴としてもよい。なお、「光透過性の媒体」としては、例えば、後述する凸レンズ５３、フレネルレンズ５５、拡散板５６及び視野角制限フィルム５７を含む積層体、又は、GRINレンズ58が該当する。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記照射手段として、第１の照射手段と第２の照射手段とを備え、前記反射表示体の表示面の形状は平面視で矩形であり、前記矩形の第１の辺に沿って前記第１の照射手段が配置され、前記矩形の第２の辺に沿って前記第２の照射手段が配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、複数の方向から反射表示体に平行光を照射できるので、より広い範囲を均一な明るさで照らすことができる。また、反射表示体がその表示面の側に球形状のカプセル本体（殻体）を有する場合でも、球形状のカプセル本体を複数の方向から平行光で照らすことができる。このため、例えば後述の図１０に示すように、カプセル本体の球面において、一方向から光を照射することにより影が形成されやすい箇所においても、他方向から光を照射することにより、その影の形成を抑制することができる。

また、上記の反射型電気光学装置において、前記照射手段は、前記反射表示体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、照明の必要性に応じて、ユーザーが照射手段を着脱することができる。例えば、照明の必要がないときは照射手段を取り外すことにより、反射型電気光学装置の小型、軽量化を図ることができ、携帯性を高めることができる。

第１実施形態に係る全反射表示デバイス１００の構成例を示す図。 反射表示体３０の構成例を示す図。 照射手段５０の第１の構成例を示す図である。 照射手段５０の第２の構成例を示す図である。 照射手段５０の第３の構成例を示す図である。 照射手段５０の第４の構成例を示す図である。 照射手段５０の第５の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る全反射表示デバイス２００の構成例を示す図。 第２実施形態に係る全反射表示デバイス３００の構成例を示す図。 ２方向から平行光が照射される場合を示す図。 第３実施形態（傾き調整機能）を説明する図。 第３実施形態（ハイライト機能）を説明する図。 その他の実施形態（照射手段５０の着脱機能）を説明する図。 入射角度θの一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
（１）第１実施形態
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る全反射表示デバイス１００の構成例を示す図である。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、この全反射表示デバイス１００は、基板１０と、基板１０上に形成された反射表示体３０と、この反射表示体３０の表示面に向けて平行光を照射する照射手段５０と、を備える。
ここで、基板１０は、反射表示体３０を支持するものであり、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの絶縁性の樹脂材料からなる基板、又は、ガラス基板である。

また、反射表示体３０は、その正面側（即ち、ユーザーに向けて画像を表示する側であり、表示面の側）に入射してくる自然光を反射させ、これを照明光として画像を表示するタイプの表示デバイスである。このような表示デバイスとしては、例えば、ＥＰＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ：電気泳動ディスプレイ）と呼ばれる電気泳動表示体が挙げられる。ＥＰＤは、液体（即ち、分散媒）中に分散された帯電粒子を電界の作用によって移動させ、表示面側に移動させた帯電粒子の集合によって任意の画像、文字等を表示する表示デバイスである。ＥＰＤの視野角はほぼ１８０°であり、反射型の液晶表示体と比べて視野角がはるかに広い。つまり、ＥＰＤは、紙媒体と同じように視野角依存性が極めて小さい。

図２（ａ）及び（ｂ）は、反射表示体３０の構成例を示す図である。図２（ａ）は反射表示体３０の一例として球形カプセル型のＥＰＤ３１を示し、図２（ｂ）は反射表示体３０の他の例として隔壁型のＥＰＤ３２を示す。
図２（ａ）に示すように、球形カプセル型のＥＰＤ３１は、画素電極３３と、これに対向する共通電極３４との間にマイクロカプセル層３５を有する。共通電極３４は例えばＩＴＯ（スズを添加した酸化インジウム）などの透明電極材で構成されている。また、マイクロカプセル層３５は、光透過性を有する透明なバインダー（接合剤）３６と、このバインダー３６の内部に均一に且つ固定状態で分散させた複数のマイクロカプセル３７とにより構成される。バインダー３６の材料は例えばシリコン樹脂等が用いられる。マイクロカプセル３７は、中空で球状の光透過性を有するカプセル本体（殻体）を有する。なお、カプセル本体はほぼ完全な球体であり、その直径は例えば数十［μｍ］である。

また、このカプセル本体の内部には液体（分散媒）３８が充填されており、この分散媒３８に正に帯電させた複数の帯電粒子３９Ａと、負に帯電させた複数の帯電粒子３９Ｂとが分散されている。そして、これら帯電粒子３９Ａ、３９Ｂの色が帯電の正負で相互に異なるように設定されている。一例として、正に帯電させた帯電粒子３９Ａは白色で、負に帯電させた帯電粒子３９Ｂは黒色である。また、分散媒３８は透明である。

ここで、画素電極３３Ａを負の電位に設定し、画素電極３３Ｂを正の電位に設定し、共通電極３４を接地電位（即ち、０［Ｖ］）に設定して、マイクロカプセル層３５に電圧を印加する。すると、画素電極３３Ａ上のマイクロカプセル３７内では、黒色の帯電粒子３９Ｂが上部に移動すると共に、白色の帯電粒子３９Ａは下部に移動し、共通電極３４の側から見てマイクロカプセル層３５の表面は黒く見える。また、画素電極３３Ｂ上のマイクロカプセル３７内では、白色の帯電粒子３９Ａが上部に移動すると共に、黒色の帯電粒子３９Ｂは下部に移動し、共通電極３４の側から見てマイクロカプセル層３５の表面は白く見える。このように、画素毎に異なる色の帯電粒子を集合させることによって、任意の画像、文字等を表示することができる。

一方、図２（ｂ）に示すように、隔壁型のＥＰＤ３２は、画素電極３３と、これに対向する共通電極３４との間に複数の隔壁４１が設けられており、画素電極３３と共通電極３４及び隔壁４１によって囲まれた空間（即ち、セル）４２内に分散媒３８と帯電粒子３９Ａ、３９Ｂが封入されている。なお、隔壁型のＥＰＤ３２では、画素電極３３と隔壁４１との間、及び、画素電極３３と分散媒３８との間に絶縁膜４３が設けられている場合もある。また、共通電極３４と隔壁４１との間、及び、共通電極３４と分散媒３８との間に絶縁膜４４が設けられている場合もある。この図２（ｂ）に示す隔壁型のＥＰＤ３２において、その画像表示の方法は、図２（ａ）に示した球形カプセル型のＥＰＤ３１と同じである。

図１（ａ）〜（ｃ）に戻って、照射手段５０は、例えば、反射表示体３０の表示面全体に向けて平行光を照射する。ここで、平行光とは、一方向に進む性質（即ち、指向性）を有する光のことであり、上述の式（２）の関係が成り立つ光のことである。平行光による照度は、距離の２乗に反比例する形で減衰することはなく、距離が伸びても照度の減衰を抑えることができるので、反射表示体３０の表示面全体を比較的均一な明るさで照らすことができる。また、反射表示体３０の表示面とは、例えば図１（ａ）における反射表示体３０の上面であって、任意の画像、文字等を表示する表示領域のことである。本発明において、光を照射すべき領域は、この表示領域である。また、表示面全体とは、平面視で、この表示領域の全領域のことである。

図１（ａ）に示すように、この照射手段５０は、反射表示体３０の表示面の真上から外れた位置に配置されている。例えば、図１（ｂ）に示すように、照射手段５０は、反射表示体３０の表示面の外側に配置されている。図１（ｃ）に示すように、基板１０に反射表示体３０を囲む枠体６０が取り付けられている場合は、この枠体６０と平面視で重なる位置に照射手段５０が配置されていてもよい。これにより、照射手段５０から反射表示体３０の表示面全体に向けて、斜めの入射角度で平行光を照射することができる。ここで、図１４に示すように、入射角度は反射表示体３０の表示面のx方向長さＷと照射手段５０のｘｚ平面における長さＭによって決まり、その角度θは 、０ ＜ sinθ=Ｍ／Ｗ ＜ １の関係を満たす。また、ユーザーが反射表示体３０を正面から見る際に、照射手段５０によって反射表示体３０の一部が遮られてしまうことを防ぐことができる。

また、この照射手段５０は、反射表示体３０の表示面の外側であって、その外周の一辺に沿うように（即ち、平行となるように）配置されている。例えば、反射表示体３０の表示面の平面視による形状が、Ｙ方向に沿って延びる第１の辺Ｌ１及び第２の辺Ｌ２と、Ｘ方向に沿って延びる第３の辺Ｌ３及び第４の辺Ｌ４で画定される矩形の場合、照射手段５０は、第１の辺Ｌ１に沿うように配置されている。また、この照射手段５０の平行光を照射する部分のＹ方向の長さは、第１の辺Ｌ１の長さと同じか、それよりも長くなっている。これにより、反射表示体３０の表示面全体に平行光を照射することができる。

なお、本発明者の知見によれば、視野角依存性が小さい反射表示体３０（例えば、上述のＥＰＤ３１、３２）に平行光を照射しつつ、ＥＰＤに画像、文字等を表示させた場合に、これらの画像、文字等は、紙媒体に記載された場合と同様に、およそ０〜１８０°の範囲でどの角度からでも視認することができる。このため、平行光を照射している間も、ユーザーは、紙媒体と同じような感覚で、ＥＰＤに表示された画像、文字等を見ることができる。一方、反射型の液晶表示体は視野角依存性が大きいため、画像、文字等を表示した状態で平行光を照射しても、これらを特定の角度でしか見ることができない。画像、文字等を見るために、ユーザーは液晶表示体の角度を調整する必要がある。

次に、照射手段５０の構成例について、より具体的に説明する。照射手段５０の構成は、例えば下記（ｉ）〜（ｖ）で説明する構成の何れか一とするができる。
（ｉ）第１の構成例
図３（ａ）〜（ｄ）は、照射手段５０の第１の構成例を示す図である。なお、図３（ｃ）では、光源５１と凹面鏡５２との位置関係を分かり易く示すために、反射表示体と枠体の図示を省略している。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、照射手段５０は、複数の光源５１と凹面鏡５２とで構成されている。

ここで、光源５１は、例えば有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）又は、その他ＬＥＤなどで構成された点光源である。図３（ｂ）に示すように、これらの光源５１は、反射表示体３０の表示面の外周の一辺（例えば、Ｙ方向に平行な第１の辺Ｌ１）に沿って列を成すように配置されている。これにより、点光源から線光源を構成することができ、線光源から散乱光を照射することができる。なお、光源５１は、基板（以下、アレイ基板ともいう。）１０又は図示しない他の基板、或いは枠体６０等に固定されている。

また、散乱光の不要角度成分を除去するために，光源５１の直上に任意幅のスリットが設けられていても良い（スリット幅が狭ければ、反射表示体３０に照射される光の平行度が向上し、平行度の均一性が向上するが、光量は小さくなる。）。
また、凹面鏡５２は、例えば非球面シリンドリカル凹面鏡であり、線光源から照射された散乱光を反射する際に、この散乱光を平行光に変換すると同時に、変換した平行光を反射表示体３０に向けて照射するものである。この凹面鏡５２は、その凹面を反射表示体３０に向けた状態で、その長手方向が反射表示体３０の表示面の外周の一辺と平行となるように配置されている。

例えば、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、凹面鏡５２の配置は、その長手方向が線光源の長手方向（即ち、光源５１の列の方向であり、Ｙ方向）と一致するように調整されている。また、凹面鏡５２の配置は、各光源５１と凹面鏡５２との間の離間距離（即ち、Ｚ方向の距離）が同一となるように調整されている。なお、凹面鏡５２は、例えば、枠体６０に固定されている。
このように、第１の構成例では、照射手段５０は、光源５１と凹面鏡５２の２種類の部品で構成されている。このため、後述する第２〜第５実施例と比較して、部品点数を少なくすることができる、という利点がある。

（ii）第２の構成例
図４（ａ）〜（ｃ）は、照射手段５０の第２の構成例を示す図である。なお、図４（ｂ）では、光源５１と凸レンズ５３とミラー５４との位置関係を分かり易く示すために、アレイ基板と反射表示体及び枠体の図示を省略している。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、照射手段５０は、複数の光源５１と、これらの光源５１を覆うように配置された凸レンズ５３と、この凸レンズ５３の上方に配置されたミラー５４とで構成することができる。

ここで、光源５１は第１の構成例と同様の構成であり、複数の光源５１が反射表示体３０の表示面の外周の一辺（例えば、Ｙ方向に平行な第１の辺Ｌ１）に沿って列を成すように配置されている。また、これらの光源５１は例えば、アレイ基板１０又は図示しない他の基板、或いは枠体６０等に固定されている。これにより、点光源から線光源を構成することができ、線光源から散乱光を照射することができるようになっている。

また、凸レンズ５３は、例えばシリンドリカル凸レンズであり、散乱光が透過する際に屈折率の違いを利用して、この散乱光を平行光に変換するものである。この凸レンズ５３は、その凸面を上側（即ち、ミラー５４の側）に向け、その凹面を下側（即ち、光源５１の側）に向けた状態で、その長手方向が反射表示体３０の表示面の外周の一辺と平行となるように配置されている。例えば、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、凸レンズ５３の配置は、その長手方向が線光源の長手方向（即ち、光源５１の列の方向であり、Ｙ方向）と一致するように調整されている。また、凸レンズ５３の配置は、各光源５１と凸レンズ５３との間の離間距離（即ち、Ｚ方向の距離）が全て同一となるように調整されている。なお、この凸レンズ５３は、光源５１と同様に、アレイ基板１０又は図示しない他の基板、或いは枠体６０等に固定されている。

また、ミラー５４は、凸レンズ５３から出射された平行光を平坦な反射面で反射させて、その進行方向を反射表示体３０に向けるものである。図４（ａ）に示すように、このミラー５４は、凸レンズ５３の上方に配置されており、その反射面を反射表示体３０側に向けている。また、このミラー５４は、その長手方向が反射表示体３０の表示面の外周の一辺と平行となるように配置されている。例えば、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ミラー５４の配置は、その長手方向が凸レンズ５３の長手方向（即ち、Ｙ方向）と一致するように調整されている。また、ミラー５４の配置は、凸レンズ５３とミラー５４との間の離間距離（即ち、Ｚ方向の距離）が複数箇所で全て同一となるように調整されている。なお、このミラー５４は、例えば図４（ａ）に示すように、枠体６０に固定されている。
このように、第２の構成例では、照射手段５０は、光源５１と凸レンズ５３及びミラー５４で構成されている。凸レンズやミラーは、汎用性が高く、一般に部品コストが低い。従って、照射手段５０を低コストで構成できる可能性がある。

（iii）第３の構成例
図５（ａ）及び（ｂ）は、照射手段５０の第３の構成例を示す図である。なお、図５（ｂ）では、フレネルレンズの形状及び、フレネルレンズと反射表示体との位置関係を分かり易く示すために、ミラーと枠体の図示を省略している。
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、照射手段５０は、複数の光源５１と、これらの光源５１を覆うように配置されたフレネルレンズ５５と、このフレネルレンズ５５の上方に配置されたミラー５４とで構成されている。即ち、この第２の構成例では、第１の実施例で説明した凸レンズ５３がフレネルレンズ５５に置き換えられている。

ここで、フレネルレンズ５５は、複数の光源５１（即ち、線光源）から照射された散乱光が透過する際に屈折率の違いを利用して、この散乱光を平行光に変換するものである。フレネルレンズ５５は、断面視でのこぎり状の凹凸面５５Ａを有し、この凹凸面５５Ａを上側（即ち、ミラー５４の側）に向け、凹凸面５５Ａと対向する底面５５Ｂを下側（即ち、光源５１の側）に向けた状態で、その長手方向が反射表示体３０の表示面の外周の一辺と平行となるように配置されている。例えば、フレネルレンズ５５の配置は、その長手方向が線光源の長手方向（即ち、光源５１の列の方向であり、Ｙ方向）と一致するように調整されている。また、フレネルレンズ５５の配置は、各光源５１とフレネルレンズ５５との間の離間距離（即ち、Ｚ方向の距離）が全て同一となるように調整されている。なお、このフレネルレンズ５５は、例えば、光源５１と同様に、アレイ基板１０又は図示しない他の基板、若しくは枠体６０等に取り付けられている。
このように、第３の構成例では、照射手段５０は、光源５１とフレネルレンズ５５及びミラー５４で構成されている。フレネルレンズ５５は凹凸の数（即ち、分割数）を多くすればするほど薄くすることができるため、凸レンズ５３等と比べてレンズの厚みを小さくすることができる。従って、照射手段５０をより小型、薄型化できる可能性がある。

（iv）第４の構成例
図６は、照射手段５０の第４の構成例を示す図である。
図６に示すように、照射手段５０は、複数の光源５１と、これらの光源５１を覆うように配置された拡散板５６及び視野角制限フィルム５７と、拡散板５６及び視野角制限フィルム５７の上方に配置されたミラー５４とで構成されている。即ち、この第４の構成例では、第２の構成例で説明した凸レンズ５３や、第３の構成例で説明したフレネルレンズ５５が、拡散板５６及び視野角制限フィルム５７を含む積層体で置き換えられている。

ここで、積層体は薄く形成することができ、凸レンズ５３等と比べて、その厚みを小さくすることができる。従って、第４の構成例では、照射手段５０をより小型、薄型化できる可能性がある。また、拡散板５６及び視野角制限フィルム５７を含む積層体は、凸レンズ５３等と比較して位置調整にマージンがあり、壊れにくいという利点がある。このため、照射手段５０の組み立てが容易である。さらに、紙面奥行き方向（即ち、Ｙ方向）への光の拡散を抑制しやすいという、光学上の利点もある。

（ｖ）第５の構成例
図７（ａ）〜（ｃ）は、照射手段５０の第５の構成例を示す図である。なお、図７（ｂ）及び（ｃ）では、ＧＲＩＮレンズと反射表示体３０との位置関係を分かり易く示すために、ミラー５４と枠体の図示を省略している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、照射手段５０は、複数の光源５１と、これらの光源５１を個々に覆うように配置された複数のＧＲＩＮレンズ５８と、これらＧＲＩＮレンズ５８の上方に配置されたミラー５４とで構成されている。即ち、この第５の構成例では、第２の構成例で説明した凸レンズ５３や、第３の構成例で説明したフレネルレンズ５５、或いは、第４の構成例で説明した拡散板５６及び視野角制限フィルム５７を含む積層体が、複数のＧＲＩＮレンズ５８で置き換えられている。

ここで、ＧＲＩＮレンズ５８は円柱状の形をしており、その内部に屈折率の分布を有する。ＧＲＩＮレンズ５８は、光源５１から照射された散乱光が端面の一方から他方へ透過する際に、その内部の屈折率の違いを利用して、この散乱光を平行光に変換するものである。
例えば、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、複数のＧＲＩＮレンズ５８は、反射表示体３０の表示面の外周の一辺（例えば、Ｙ方向に平行な第１の辺Ｌ１）に沿って列を成すように配置されている。また、ＧＲＩＮレンズ５８は、各光源５１とＧＲＩＮレンズ５８との間の離間距離（即ち、Ｚ方向の距離）が全て同一となるように配置されている。なお、これら複数のＧＲＩＮレンズ５８は、例えば、光源５１と同様に、アレイ基板１０又は図示しない他の基板、若しくは枠体６０等に取り付けられている。

このように、第５の構成例では、照射手段５０は、光源５１とＧＲＩＮレンズ５８及びミラー５４で構成されている。ＧＲＩＮレンズ５８は紙面奥行き方向（即ち、Ｙ方向）への光の拡散を抑制しやすく、光の減衰も少ないという光学上の利点がある。
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、反射表示体３０について、光源５１の近くだけでなく、遠くも明るく照らすことができ、反射表示体３０の表示面全体を比較的均一な明るさで照らすことができる。従来の技術と比べて、蛍光物質等を用いる必要がないので、事前の蓄光状態や使用時間に応じて暗環境下での視認性が変化してしまうことがない。また、反射表示体３０に対して、光を透過させて画像を表示させるような透過表示体を併置する必要がないので、反射表示体３０の開口率低下を防ぐことができる。さらに、反射表示体３０に対して、透過表示体や導光部材等を重ね合わせて配置する必要もないので、反射率の低下や白色の色づき等を防ぐことができる。このように、明環境下だけでなく、暗環境下でも優れた視認性を安定して実現することができる。

（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、一つの反射表示体３０に対して一つの照射手段５０を配置する場合について例示した。しかしながら、本発明はこれに限られることはなく、一つの反射表示体３０に対して複数の照射手段５０を配置してもよい。
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る全反射表示デバイス２００の構成例を示す図である。
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、この全反射表示デバイス２００は、反射表示体３０の表示面に向けて平行光を照射する第１、第２の照射手段５０Ａ、５０Ｂ、を備える。反射表示体３０の平面視による形状は例えば矩形であり、この矩形の第１の辺Ｌ１に沿って第１の照射手段５０Ａが配置されている。また、この第１の辺Ｌ１と平面視で対向する第２の辺Ｌ２に沿って第２の照射手段５０Ｂが配置されている。ここで、照射手段５０Ａと照射手段５０Ｂは同一の構成を有し、例えば、第１実施形態で説明した第１〜第５の構成例のうちの何れか一の照射手段５０と同一の構成を有する。

このような構成であれば、反射表示体３０の表示面に対して、向かい合う２方向から平行光を照射できる。従って、１方向から平行光を照射する場合と比べて、より広い範囲を均一な明るさで照らすことができる。また、例えば図１０に示すように、反射表示体３０が球形カプセル型のＥＰＤ３１である場合は、マイクロカプセル３７の球形状のカプセル本体（殻体）を、２方向から平行光で照らすことができる。このため、図１０に示すように、カプセル本体の球面において、一方向から光を照射することにより影が形成されやすい箇所においても、他方向から光を照射することにより、その影の形成を抑制することができる。このように、球形状に起因した影の形成を抑制することができるので、反射表示体３０の視認性をより高めることができる。
なお、図８（ａ）及び（ｂ）では、第１の辺Ｌ１に沿って第１の照射手段５０Ａを配置すると共に、第１の辺Ｌ１と平面視で対向する第２の辺Ｌ２に沿って第２の照射手段５０Ｂを配置する場合について示しているが、これはあくまで一例である。

本発明の第２実施形態に係る全反射表示デバイス２００では、例えば、第１の辺Ｌ１に沿って第１の照射手段５０Ａを配置すると共に、この第１の辺Ｌ１と平面視で直交する第３の辺Ｌ３に第２の照射手段５０Ｂを配置してもよい。或いは、第１の辺Ｌ１に沿って第１の照射手段５０Ａを配置すると共に、この第１の辺Ｌ１と平面視で直交する第４の辺Ｌ４に第２の照射手段Ｂを配置してもよい。このように、任意の２辺に沿って、それぞれ第１、第２の照射手段を配置することにより、任意の２方向から反射表示体３０の表示面を照らすことができる。

図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る全反射表示デバイス３００の構成例を示す図である。
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、この全反射表示デバイス３００は、反射表示体３０の表示面に向けて平行光を照射する第１〜第４の照射手段５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、を備える。反射表示体３０の表示面の平面視による形状は例えば矩形であり、この矩形の第１の辺Ｌ１と第２の辺Ｌ２とに沿ってそれぞれ照射手段５０Ａ、５０Ｂが配置されている。また、第１の辺Ｌ１及び第２の辺Ｌ２と平面視で直交する第３の辺Ｌ３と、第４の辺Ｌ４に沿ってそれぞれ照射手段５０Ｃ、５０Ｄが配置されている。ここで、照射手段５０Ａ〜５０Ｄは同一の構成を有し、例えば、第１実施形態で説明した第１〜第５の構成例のうちの何れか一の照射手段５０と同一の構成を有する。

このような構成であれば、反射表示体３０の表示面に対して、４方向から平行光を照射できる。従って、１方向又は２方向から平行光を照射する場合と比べて、より広い範囲を均一な明るさで照らすことができる。また、マイクロカプセル３７の球形状のカプセル本体（殻体）を、４方向から平行光で照らすことができるので、球形状に起因した影の形成をさらに抑制することができる。

なお、この第２実施形態は、各々の照射手段が、反射表示体３０の表示面全体に平行光を照射するようにしてもよい。即ち、図８（ａ）（又は、図９（ａ））において、照射手段５０Ａ、５０Ｂ（又は、５０Ａ〜５０Ｄ）は、その各々が反射表示体３０の表示面全体に平行光をそれぞれ照射するようにしてもよい。その理由は、各照射手段による平行光の照射領域を一箇所で重なるように設定すると表示面内で局所的に明るい箇所が生じるからである。また、各照射手段による平行光の照射領域を一箇所で重ならないように分けて設定した場合は、その照射領域を照射手段毎に厳密に区分することが難しいため、隣り合う照射領域の境界部分が暗くなってしまう可能性があるからである。

例えば、各照射手段による平行光の照射領域が表示面の中央部に集中すると、表示面の中央部だけが明るくなり、その周辺部は暗くなってしまう可能性がある。また、例えば、図８（ａ）において、照射手段５０Ａによる平行光の照射領域を表示面の（平面視で）上側半分の領域とし、照射手段５０Ｂによる平行光の照射領域を表示面の（平面視で）下側半分の領域とした場合は、両領域の境界部分（即ち、中央部）が他の部分と比較して、暗くなってしまう可能性がある。
そこで、各々の照射手段による平行光の照射領域を、反射表示体３０の表示面全体にそれぞれ設定する。このように設定すれば、上記のような明暗の生じる可能性を低減することができ、表示面全体の明るさをより均一にすることができる。

（３）第３実施形態
上記の第１、第２実施形態では、照射手段５０、５０Ａ〜５０Ｄが、基板１０や枠体６０等に固定された状態で取り付けられている場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られることはない。照射手段５０、５０Ａ〜５０Ｄは、その傾きを調整できるように可動に取り付けられていてもよい。

例えば、図１１（ａ）に示すように、照射手段５０が、例えば複数の光源５１と凹面鏡５２とで構成されているときは、この凹面鏡５２はその傾きを調整できるように、枠体６０に対して可動に取り付けられていてもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、照射手段５０が、例えば複数の光源５１と、凸レンズ５３と、ミラー５４とで構成されているときは、このミラー５４はその傾きを調整できるように、枠体６０に対して可動に取り付けられていてもよい。

この傾き調整は、例えば、全反射表示デバイス１００に設けられた図示しないＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等をユーザーが操作して、所定の信号を入力する（即ち、マニュアル操作する）ことにより行ってもよい。或いは、予め入力されたプログラムに従って、全反射表示デバイス１００が自動で傾き調整を行ってもよい。このような構成であれば、反射表示体３０において、平行光の照射領域を調整することができる。

また、本発明では、この照射手段５０の傾き調整を利用して特に明るい領域（以下、ハイライト領域という。）７０を生成するようにしてもよい。例えば、照射手段５０を構成する凹面鏡５２又はミラー５４の傾きを調整して、図１２に示すように、反射表示体３０の表示面において、ハイライト領域７０を選択的に生成するようにしてもよい。即ち、照射手段５０による平行光の照射領域を、反射表示体３０の表示面全体ではなく、一部領域のみとしてもよい。これにより、反射表示体３０に表示される画像又は文字の一部を選択的に強調することができる。また、凹面鏡５２又はミラー５４の傾きを調整することにより、ハイライト領域７０を移動させることができる。

（４）その他の実施形態
なお、本発明では、反射表示体３０に表示される文字等を音声で読み上げる読み上げ機能を全反射表示デバイス１００に付与してもよい。そして、この読み上げ機能と、第３実施形態で説明したハイライト機能とを組み合わせてもよい。
読み上げ箇所に光を当てる（即ち、読み上げ箇所とハイライト領域７０とを常に一致させる）ことにより、ユーザーは、今読まれている箇所がどこなのかを容易に視認することができる。反射表示体３０において全体書き換えや、部分書き換えを行うことなく、読み上げ機能に対応したハイライト機能を容易に実現することができる。このような機能は、例えば語学学習に対応した電子辞書、電子ブック等に好適である。

また、本発明では、照射手段は、反射表示体３０に対して着脱可能に取り付けられていてもよい。例えば、図１３に示すように、照射手段５０を収納した枠体６０を、反射表示体３０に対して着脱可能に取り付けるようにしてもよい。
このような構成であれば、照明の必要性に応じて、ユーザーが照射手段５０を着脱することができる。例えば、照明の必要がないときは、照射手段５０を収納した枠体６０をユーザーが取り外すことにより、全反射表示デバイス１００の小型、軽量化を図ることができ、携帯性を高めることができる。

また、本発明では、照射手段５０は、調光機能や調色機能を備えていてもよい。例えば、光源５１の光度を増減することにより、反射表示体３０における表示の明るさ（即ち、照度）を調整することができる。また、光源５１の種類を選択的に切替えたり、光源５１から反射表示体３０に至る光の経路上に着色フィルターを介在させたりすることで、反射表示体３０における表示の色合いを調整することができる。

さらに、上記の第１〜第３実施形態では、マイクロカプセル３７のカプセル本体（殻体）の形状が、球形状である場合について説明した。しかしながら、これはあくまで一例である。上記の第１〜第３実施形態において、マイクロカプセル３７の殻体の形状は、例えば、断面視で楕円形状や石垣型であってもよい。即ち、マイクロカプセル３７は、断面が楕円形状や石垣型のカプセルであってもよい。このような場合であっても、反射表示体３０の表示面に平行光を照射することにより、優れた視認性を実現することができる。

１０ 基板（アレイ基板）、３０ 反射表示体、３３、３３Ａ、３３Ｂ 画素電極、３４ 共通電極、３５ マイクロカプセル層、３６ バインダー、３７ マイクロカプセル、３８ 分散媒、３９Ａ 帯電粒子（白）、３９Ｂ 帯電粒子（黒）、４１ 隔壁、４３、４４ 絶縁膜、５０、５０Ａ〜５０Ｄ 照射手段、５１ 光源、５２ 凹面鏡、５３ 凸レンズ、５４ ミラー、５５ フレネルレンズ、５５Ａ 凹凸面、５５Ｂ 底面、５３ 拡散板、５７ 視野角制限フィルム、５８ ＧＲＩＮレンズ、６０ 枠体、７０ ハイライト領域、１００、２００、３００ 全反射表示デバイス

Claims (8)

1. 光を反射させて画像を表示する反射表示体と、
   前記反射表示体の表示面に向けて平行光を照射する照射手段と、を備えることを特徴とする反射型電気光学装置。
2. 前記照射手段は、前記反射表示体の表示面の真上から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の反射型電気光学装置。
3. 前記照射手段は、
   散乱光を照射する光源と、
   前記光源から照射された前記散乱光を前記平行光に変換する変換手段と、
   前記平行光の進行方向を前記反射表示体に向ける方向調整手段と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反射型電気光学装置。
4. 前記光源として、点光源を複数有し、
   前記複数の点光源は、前記反射表示体の表示面の外周の少なくとも一辺に沿って列を成すように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の反射型電気光学装置。
5. 前記変換手段及び前記方向調整手段として、凹面鏡を有し、
   前記凹面鏡は、前記光源から照射された前記散乱光を前記平行光に変換すると共に、当該平行光を前記反射表示体の表示面に向けて反射することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の反射型電気光学装置。
6. 前記変換手段として、空気とは屈折率が異なる光透過性の媒体を有し、
   前記媒体は、一方の側に入射してくる前記散乱光を屈折させて平行光に変換することを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載の反射型電気光学装置。
7. 前記照射手段として、第１の照射手段と第２の照射手段とを備え、
   前記反射表示体の表示面の形状は平面視で矩形であり、
   前記矩形の第１の辺に沿って前記第１の照射手段が配置され、
   前記矩形の第２の辺に沿って前記第２の照射手段が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の反射型電気光学装置。
8. 前記照射手段は、前記反射表示体に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の反射型電気光学装置。

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