JP2699853B2

JP2699853B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP2699853B2
Application number: JP5338497A
Authority: JP
Inventors: 英徳池野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1998-01-19
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JPH07199184A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置に関し、特に反
射型の受動型電気光学的表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日においては、情報端末としてノート
型コンピュータを代表とする携帯型のコンピュータは非
常に大きな市場となってきており、それにつれ携帯型コ
ンピュータ用のディスプレイとして、自らは光を発せず
低消費電力である液晶ディスプレイ，電気泳動型ディス
プレイ，エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）
等の受動型電気光学的表示装置、中でも液晶ディスプレ
イが注目されている。しかしながら、液晶ディスプレイ
は、自らは光を発しないがために、そのままでは周囲光
状態が良くない場所での使用は表示の視認性を大幅に悪
くする。従って、現在市販されている携帯型のコンピュ
ータにおいては液晶ディスプレイの背後から光を照射す
る照明装置（バックライト）を付加することにより周囲
光状態が悪い場所での使用を可能としている。

【０００３】しかし、このような構造においては常時バ
ックライトを点灯していなくてはならないため液晶ディ
スプレイの低消費電力という利点を失う結果となってし
まっている。従って、理想的なディスプレイとしては、
周囲光の状態が恵まれている場合には液晶ディスプレイ
の表示を外部からの光によってのみ読むことが可能であ
り、周囲光の状態が悪く暗い場所において用いる場合に
おいては、補助的な照明装置を付加することにより使用
者の視認性を上げる工夫が必要となる。

【０００４】このような液晶ディスプレイを実現する構
成としては、現在、バックライトと液晶素子の間に配置
した偏光板を光半透過性の膜とすることにより、周囲光
の状態が良い場所にはバックライトを点灯せずに反射型
の表示を行い、周囲光の状態が悪化した場合においては
バックライトを点灯し背後の光を前方に透過させること
で満たそうという試みがある。しかし、この構成では、
反射型として用いてもまた透過型として用いる方法を採
用したとしても性能が中途半端となりかえって見難い表
示になってしまうことがある。

【０００５】以上の欠点を排除するために液晶ディスプ
レイとしては完全な反射型を用い、液晶パネルの前面に
補助光源を配置する構成が有効であると考えられる。こ
のような方法として実開昭５７−３２６６号公報におい
ては、反射型液晶パネルのサイドに配置された光源か
ら、液晶パネルの上に配置された文字板に反射させるこ
とにより液晶表示パネルを照らす試みがなされている。
また、特開昭５７−１４４５８１号公報においては、反
射型液晶ディスプレイの前面にくさび型を与えるただ一
つの斜めに傾けられた部分面を含む導光板を配置するこ
とにより、液晶パネルの横に配置した光源からの光を液
晶パネル上に誘導する構成が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いくつかの方法が提案
されている液晶パネルの前面から光を照射する方法であ
るが、実開昭５７−３２６６号公報に示されている構成
においては、液晶パネルの横に配置された光を自由空間
を透過させることにより液晶パネル上に誘導する方法を
取っている。従ってこの構成では、光を直接又は一度文
字板に反射させるルートでしか液晶パネルの照明として
用いることはできない。また、この構成では文字板と液
晶パネルの間にかなり広いスペースを要してしまう。従
って、この実開昭５７−３２６６号公報に示されている
方法で、現在の薄型携帯型情報端末用のディスプレイを
構成すると、周辺部のみ明るく中心部が暗い照明しか行
うことができないうえにかなり厚いディスプレイとなり
現在の薄く軽くという要求に答えることができない。

【０００７】一方、特開昭５７−１４４５８１号公報に
示されている構成では、液晶パネルの一方の端面の側に
ランプを配置し導光板を用いてその光を前反射によって
液晶パネル前面まで誘導する構成を有しているため、実
開昭５７−３２６６号公報に見られるような問題は生じ
ないものと考えられる。しかし、この方式では、くさび
の部分がただ一つの平面から構成されているため、大き
な液晶パネルに対して照明をおこなおうとすると照明側
の導光板が非常に厚くなってしまうか、もはやくさびと
いえないほど、くさびの角度が無くなってしまうと考え
られる。また、この方法では、くさびの角度を一意に決
定しているため、液晶パネルのランプ側では強い光で照
明されるが、ランプ側から離れるに従いその光が弱くな
ってしまう。また、量産性の上でもこの構造では、導光
板をくさび型に成形しなくてはならないため細かい加工
が必要であり、大量生産に向いていないという問題点が
生じてしまう。

【０００８】本発明において、受動型電気光学的表示装
置用の照明装置に関して、上記のような補助照明光源に
起因する照明輝度の不均一性を無くすことで、暗所にお
いても表示品位の高い反射型液晶パネルを提供すると同
時にくさびなど特殊な工作手段を必要とする工程を用い
ることなしに簡単に製造できる補助照明装置を有する表
示装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の表示装置
は、光学的に異なった状態に電気信号によって切り替え
可能な受動型光調光素子とこの受動型光調光素子の観察
者側に配置され端面に光源を有する導光板を備えた構造
を有する表示装置において、前記導光板は少なくとも前
記受動型光調光素子を覆うように配置され、かつ可視光
領域において透明である材料を少なくとも２層積層され
た多層構造を持ち、この多層構造のうちの少なくとも中
間にある１層が、他の層と異なる屈折率を有すると共
に、印刷もしくは塗布の手段により形成された高分子樹
脂材料からなる屈折率不一致部分を含み、かつ、この屈
折率不一致部分の分散密度が部分的に異なる中間導光板
からなることを特徴とする。また、前記屈折率が他の層
と異なる層は、可視光領域において透明である高分子樹
脂材料中にこの高分子樹脂材料とほぼ等しい屈折率を有
する液晶滴を含み、かつ、この液晶滴の大きさが前記導
光板の面内において部分的もしくは連続的に異なる高分
子分散液晶層であることができ、また、前記導光板にお
いて受動型光調光素子と対向する側の表面に薄膜による
反射防止処理を施すことによって前記導光板における観
察者側の面と前記受動型光調光素子側の面における光の
全反射角に差を設け、前記受動型光調光素子側に出射す
る光量を増加させることができる。

【００１０】本発明の第２の表示装置は、内面に透明電
極が形成された導光板を兼ねる第１基板と、光学的に異
なった状態に電気信号によって切り替え可能な受動型光
調光層と、内面に光を反射する電極が形成された第２基
板とを観察者側から順次配置して構成され前記導光板を
兼ねる第１基板端面に光源を有する表示装置において、
前記導光板を兼ねる第１基板は可視光領域で透明な材料
２層以上から構成された多層構造を持ち、この多層構造
のうち少なくとも１層が、他の層と異なる屈折率を有す
ると共に、印刷もしくは塗布の手段により形成された高
分子樹脂材料からなる屈折率不一致部分を含み、かつこ
の屈折率不一致部分の分散密度が部分的に異なる中間導
光板からなることを特徴とする。また、前記屈折率が他
の層と異なる層は、可視光領域において透明である高分
子樹脂材料中にこの高分子樹脂材料とほぼ等しい屈折率
を有する液晶滴を含み、かつ、この液晶滴の大きさが前
記導光板の面内において部分的もしくは連続的に異なる
高分子分散液晶層であることができ、前記導光板を兼ね
る第１基板と、この導光板を兼ねる第１基板の内面に形
成された透明電極との間に、薄膜による反射防止処理を
施し、導光板を兼ねる第１基板と前記透明電極との屈折
率の差に起因する光の反射を抑えることにより前記導光
板を兼ねる第１基板の第２基板側の面における全反射角
度を大きくし前記第２基板側へ出射する光量を増加させ
ることができ、さらに、前記高分子分散液晶層の両面に
透明導電膜を形成することで、前記高分子分散液晶層に
交番電界を印加することを可能とする。

【００１１】

【作用】本発明の表示装置の動作原理について図１を参
照して説明する。この動作原理の説明においては受動型
電気光学的表示装置の具体例として反射型液晶ディスプ
レイ２を用いたが、この反射型液晶ディスプレイ２を電
気泳動型ディスプレイやＥＣＤ等の他の方式の受動型電
気光学的ディスプレイと入れ替えても本発明の有効性に
は変化はない。反射型液晶ディスプレイ２は液晶層１０
が第１基板８と第２基板１２に挟まれた構造になってい
るが、高分子分散型液晶素子のように受光素子の形状が
定まっている場合には第１基板８または第２基板１２の
うちのどちらか一方または両方とも除外することが可能
でこの場合も本発明の有効性には変化はない。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
断面図であり、本発明の表示装置の最も簡単な基本構成
図である。この構成においては、周囲が十分に明るい場
合は反射型液晶ディスプレイ２の表示は周囲から入射す
る光によってのみ観察される。このとき周囲から反射型
液晶ディスプレイ２に入射する光は、まず導光板１を通
りぬけ反射型液晶ディスプレイ２に入射し、反射型液晶
ディスプレイ２中において反射された光は再び導光板１
を通り外部に再度放射される。

【００１３】一方、周囲が表示を読み取るには不十分で
補助光源を必要とするようになった場合においては、光
源７を点灯し導光板１の中に光を誘導することによって
読み取るには不足していた光を補助する。ここで、本発
明による導光板１は、一般的に透過型液晶ディスプレイ
で用いられている導光板とは違い光伝導体が多層構造を
取る構造を有している。例えば、この例では導光板１は
３層からなり、そのうち第１導光板３と第２導光板４は
同じ屈折率を有する物質（例えばアクリル樹脂板）から
なり、その中間に屈折率が第１導光板と第２導光板とは
異なる屈折率不一致部分６を有する中間導光板５が配置
されている。なお、この屈折率不一致部分６以外の中間
導光板５の部分においては屈折率が第１導光板３と第２
導光板４と等しい物質が充填されている。

【００１４】このような構成を取った場合に光源７から
出た光は次のような光伝導現象が利用され反射型液晶デ
ィスプレイ２の照明を行う。すなわち、光源７から発し
多層構造を有する導光板１に入射した光は、基本的に
は、外気と光伝導体の電界部分に生じている屈折率の差
により、光伝導体中を全反射しながら伝導する。しかし
ながら、全反射しながら伝わってゆく光の光路１３が屈
折率不一致部分６を通るようなコースを取った場合に
は、光源７より発し全反射しながら伝わってゆく光の光
路１３は、その部分で変化してしまう。この曲げられた
光路１３がもしも導光板１中を伝搬する光の全反射条件
を破った場合には、この光は矢印で示す光路１３のよう
に導光板１の外に出射する。もし光が屈折率不一致部分
６を１回透過したのみでは十分な光路１３の変化が得ら
れず、全反射しながら導光板１中を伝搬していくとして
も、何度か屈折率不一致部分６を通ることにより、最後
には導光板１における全反射条件が破られてしまい導光
板１の外に光が出射する。場合によっては光路１３のよ
うに導光板１の反対側の端（光源が無い側）で反射され
た光が再び導光板１の中を進むうちに全反射条件が破ら
れることもある。

【００１５】本発明によれば、光源７を基点とする光路
１３が中間導光板５に設けられた屈折率不一致部分６を
透過することによって光路１３を変化させることによっ
て、光を導光板１の外に誘導するわけであるから、屈折
率不一致部分６を所定の発光パターンにあわせて配置す
ることにより、均一な発光から特定の部分に対してスポ
ットをあてるような配光をとることも可能である。ま
た、上記のような構成の導光板１を用いた場合において
は導光板１の上下において対称な構造を持つために導光
板１から空気中に出射する光の強度は上下で等しくなっ
てしまう。これは、光の利用率という点において不利で
ある。従って導光板１を伝搬する光の多くが反射型液晶
ディスプレイ２に向かうようにすることが光の利用効率
の点からも有利になる。そこで導光板１において反射型
液晶ディスプレイ２に面した平面に反射防止膜を塗布す
ることにより、導光板１から反射型液晶ディスプレイ２
の方向に出る光の量を導光板１から直接観察者側に出射
する光の量よりも増やすことが可能となった。さらに、
導光板１自体はくさびのような特殊な形をしていないた
め、工作も非常に簡単で、大きな基板から同時に切り出
すことも可能であり、大量生産に向いている。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
断面図である。本発明の第１の実施例は、図１に示すよ
うに、最も基本的な構成の補助照明付きの反射形液晶表
示装置の例で、大きく分けて反射形液晶ディスプレイ２
の部分と導光板１の部分からなる。

【００１８】このうち、反射型液晶ディスプレイ２は透
明電極９として表面にＩＴＯが形成された厚みが１．１
ｍｍのガラスを用いた第１基板８と、表面に凹凸処理を
施したガラス基板との凹凸面上に対向電極兼反射反１１
としてアルミニウムが蒸着された第２基板１２と、第１
基板８と第２基板１２をわずかな間隙（１０μｍ）を隔
て重ねあわせることにより液晶セルとしその間隙に注入
された２色性色素を液晶中に混合したゲスト・ホスト液
晶層１０により構成され、外部からの光で表示動作が可
能となる。

【００１９】一方、導光板１は、第１導光板３と第２導
光板４と中間導光板５の３つの部分により構成される。
このうち、第１導光板３と第２導光板４は屈折率約１．
５の厚みが２ｍｍのアクリル板にて形成され、第１導光
板３の上に屈折率が１．３４の重合モノマーであるペン
タデカフルオロオクチルアクリレート（Ｐｅｎｔａｄｅ
ｃａｆｌｕｏｒｏｏｃｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）の前駆
体に重合開始剤として２，２−ジエトキシアセトフェノ
ン（２．２−ｄｉ−ｅｔｏｘｙａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎ
ｅ）を１〜３ｗｔ％混合したものをスクリーン印刷法で
転写し、その後紫外線を照射し硬化させることで屈折率
不一致部分６のパターンを形成する。このときに、屈折
率不一致部分６を第１導光板３に塗布するパターンを均
一にすると導光板１全体における発光強度が不均一とな
ってしまうため、屈折率不一致部分６の塗布密度を不均
一にし、光源７のそばでは密度を低くし光源７から離れ
るに従い密度をあげていくようにする。ただし、端面付
近では端面での光反射が不均一であるために光路１３が
乱れてしまうので端面付近における屈折率不均一部分６
の密度もある程度下げるようにする。

【００２０】その後、屈折率不一致部分６を形成した第
１導光板３と第２導光板４となるアクリル板同志を重ね
あわせる。このとき、単純に両者を重ねあわせると屈折
率不均一部分６の段差のために第１導光板３と第２導光
板４の間に隙間が生じるのでこの隙間を埋めるため、こ
の隙間に第１導光板３と第２導光板４に用いたアクリル
板の屈折率約１．５とほぼ等しい屈折率１．４４の紫外
線硬化樹脂である２−エチルヘキシアクリレートに重合
開始剤であるベンゾフェノンを１ｗｔ％混合した溶液を
注入し、紫外線を照射させて硬化させ第１導光板３と第
２導光板４を接着して中間導光板５を形成すると同時に
導光板１を得る。ここで端面での反射を有効に利用する
ために端面部分に光反射用の金属を蒸着することも可能
である。

【００２１】このように構成された反射型液晶ディスプ
レイ２と導光板１とを組み合わせ、導光板１の端面部分
に光源７を配置し光源７を点灯することにより、導光板
１が全面にわたって均一に発光し周囲光の条件が悪く暗
い場合でも見易い表示が可能となる。

【００２２】なお、本実施例では、光源７が１個の例に
ついて説明したが、光源７の発光強度その他の理由にり
１個で足りない場合には２個以上配置することも可能で
あり、また、導光板１を構成する材料にアクリル系の物
質を用いたが、可視光の領域で透明であればアクリル系
以外の物質でも同様の効果が得られる。

【００２３】図２は本発明の第２の実施例の構成を示す
断面図である。本発明の第２の実施例は、図２に示すよ
うに、第１の実施例と同様大きく分けて反射型液晶ディ
スプレイ２の部分と導光板１の部分からなるが、図１に
示す中間導光板５を高分子分散液晶層１４に置き換えた
構造を有する。

【００２４】反射型液晶ディスプレイ２の構造は第１の
実施例と同じであるが導光板１は第１導光板３と第２導
光板４とその中間に配置された高分子分散液晶層１４の
３つの部分によって構成される。第１導光板３と第２導
光板４は第１の実施例と同様アクリル板により形成さ
れ、第１導光板３の上に３μｍ程度の粒径をもつミクロ
パールの微粒子を散布すると同時に第２導光板４にシー
ル材として紫外線硬化樹脂をディスペンサにより塗布し
た後、第１導光板３と第２導光板４を重ねあわせ１ｋｇ
／ｃｍ²程度の圧力を加えがら紫外線を照射することで
シール材を硬化し第１導光板３と第２導光板４を一定の
間隙を設けて重ねあわせる。その後、この間隙中に重合
性モノマーの２−エチルヘクシアクリレートを１０ｗｔ
％，重合性オリゴマーＵＮ−９０００ＰＥＰを２０ｗｔ
％，ネマティック液晶のＥ８を６０ｗｔ％に重合開始剤
として０．２ｗｔ％ヘンゾフェノンを混合した溶液を注
入して紫外線を照射し液晶滴を含む高分子分散型液晶層
１４を形成することによって導光板１を得る。

【００２５】このときに、導光板１全面にわたって均
一な強度の紫外線を照射すると高分子分散型液晶層１４
による光の散乱の状態が一定になるために光源７に近い
方が明るくなってしまい導光板１上における発光パター
ンが不均一となってしまう。そのために、高分子分散液
晶層１４内の液晶滴の大きさを導光板１上における場所
によって大きさを変化させる必要がある。この液晶滴の
大きさを部分的に変化させる方法としては、混合溶液に
対して紫外線を照射するときに紫外線の強度を不均一に
すれば良いということが知られている。これは、強い紫
外線を照射すると液晶滴が小さくなり散乱が大きくなる
という現象によるものである。本実施例ではこの現象を
用い混合溶液に紫外線を照射するときに光源７付近や端
面付近にフィルターを配置して照射される紫外線の強度
を下げて液晶滴を大きくすることで散乱強度を減少させ
る。また、このフィルターによる紫外線の吸光特性をス
テップ的にではなく連続的に変化させることで、さらに
均一な発光パターンを得ることが可能となる。

【００２６】この高分子分散液晶層１４を用いた導光板
１では光源７から照射された光は光路１５を通り光源７
付近ではほとんど屈折しないが光源７から離れるにした
がって大きく屈折するようになり全面で均一な発光強度
を得ることが可能となる。

【００２７】図３は本発明の第３の実施例の構成を示す
断面図である。本発明の第３の実施例は、図３に示すよ
うに、図２に示した第２の実施例の改良に関するもので
ある。第２の実施例においては、第１導光板３と第２導
光板４にアクリル板を用いており、また、高分子分散液
晶層１４には電界を印加しない方法を採用しているた
め、光源７より出た光とは別の周囲光が反射型液晶ディ
スプレイ２に入射するときにも散乱され発光パターンの
均一性を乱す弊害がある。この弊害を除去するために、
光源７を点灯した場合においてのみ高分子分散液晶層１
４を散乱状態にし、光源７を消灯し周囲光だけで表示す
る場合は高分子分散液晶層１４を透明状態にするように
第２の実施例を改良したものである。

【００２８】このような動作を実現するために本実施例
では、図３に示すように、高分子分散液晶層１４の両面
に透明電極でであるＩＴＯ１７を配置しスイッチ（Ｓ）
１８を介して交流電源１９よりの交流電圧をＯｎ−Ｏｆ
ｆする手段を付加したものである。なお、本実施例の反
射型液晶ディスプレイ２、導光板１は、第１導光板３と
第２導光板４の内面にＩＴＯ１７をスパッタにより形成
した以外は第２の実施例と同じである。

【００２９】このように構成することにより、本実施例
は、スイッチ１８をＯｎ状態にし高分子分散液晶層１４
に電圧を印加すると高分子分散液晶層１４内の液晶分子
は電界によってすべてが直立し、その結果、第１導光板
３、第２導光板４、高分子分散液晶層１４の間に屈折率
の違いはなくなり、散乱のない透明な状態が観察され
る。一方、スイッチ１８をＯｆｆ状態にすると高分子分
散液晶層１４は散乱状態になり、その結果、光源７から
の光は散乱し第２の実施例と同じ効果が得られる。

【００３０】本発明の第４の実施例は、図２及び図３に
示す第１導光板３と第２導光板４の間隙に注入した重合
性モノマーと液晶の混合溶液に紫外線を照射することに
よって光重合させるときに電界または磁界を印加するこ
とで厚み方向で屈折率の差をなくし高分子分散液晶層１
４を透明状態とし周囲光が暗い場合でも見易い表示を可
能とするものである。

【００３１】図２及び図３に示す第２の実施例及び第３
の実施例においては、高分子分散液晶層１４を形成する
紫外線照射時に電界や磁界のような外場を加えていなか
った。本実施例では図３に示す第３の実施例に示した構
造で重合性モノマーと液晶の混合溶液に紫外線を照射し
光重合させるときに、液晶のしきい値電圧よりも十分に
大きな１００Ｖ程度の電圧を交流電源１９から印加す
る。このように電圧を印加して高分子分散液晶層１４を
形成すると厚み方向で屈折率の違いが無くなるので光は
進行方向に影響を受けることなく透過する。しかしなが
ら、光源７から出た光はこの高分子分散液晶層１４を斜
めに透過する光路１６を取るためにその光路１６上では
第１導光板３、第２導光板４と高分子分散液晶層１４と
の間に屈折率の違いが生じることになるため第３の実施
例の場合よりも変化の度合は小さいが光路１６に変化が
生じる。従って、本実施例の場合においても第３の実施
例と同様光源７を点灯することにり周囲光の条件が悪く
暗い場合でも見易い表示が可能となる。

【００３２】なお、本実施例においては、高分子分散液
晶層１４を挟むような形に配置された透明電極であるＩ
ＴＯ１７により外場を印加したが、特に直接高分子分散
液層１４に接触させる必要はなく、導光板１の外部から
強力な電界や磁界を加えることによっても同様の効果が
得られる。

【００３３】図４は本発明の第５の実施例の構成を示す
断面図である。本発明の第５の実施例は、図４に示すよ
うに、図１に示した第１の実施例の第２導光板４と第１
基板８を共通化することによって導光板１と反射形液晶
ディスプレイ２を統合して一体化した構造としたもので
ある。このような構造の表示装置は、まず、第１の実施
例と同じ方法で第１基板８の代りに内面に透明電極８が
形成された第２導光板兼第１基板２０を用いて組み立て
られた反射形液晶ディスプレイ２と表面に屈折率不一致
部分６のパターンをあらかじめスクリーン印刷法などの
方法により塗布し紫外線により硬化させた第１導光板３
を形成する。その後、この反射形液晶ディスプレイ２と
屈折率不一致部分６が塗布された第１導光板３を重ねあ
わせ、重ねあわせることによってできた間隙部分にアク
リル板の屈折率１．５とほぼ等しい屈折率が１．４４の
紫外線硬化樹脂である２−エチルヘキシルアクリレート
に重合開始剤である。ベンゾフェノンを１ｗｔ％混合し
た溶液を注入して紫外線を照射して硬化させると同時に
第１導光板と反射形液晶ディスプレイ２を接着すること
により得られる。

【００３４】この場合、導光板１内を透過する光は光路
２１で示すようなルートをとるため第１導光板３と空気
の界面と第２導光板兼第１基板２０と透明電極９の界面
を前反射しながら進行する。以上のように、本実施例は
導光板１と反射形液晶ディスプレイ２が一体化されてい
るので、軽量の照射付きの表示装置を得ることが可能で
ある。また、一体化されることにより、導光板１と反射
形液晶ディスプレイ２との間で生じる光の損失がなくな
り効率の良い照明を行うことが可能となる。なお、本実
施例では中間導光板５に印刷を用いて形成した屈折率不
一致部分６を用いたが、第２〜第４の実施例で用いた高
分子分散液晶層１４を用いてもその効果は同じである。

【００３５】本発明の第６の実施例は、第１の実施例か
ら第４の実施例の方式において、導光板１の中を伝搬す
る光が導光板１の中から外に出ようとするときの臨界角
度を導光板１の上下の面で変化させてより多くの光を反
射形液晶ディスプレイ２に導き、明瞭な表示が得られる
構造としたものである。第１の実施例から第４の実施例
の方式においては、導光板１の表面は第１導光板３、第
２導光板４ともに同じ処理が施されているため、実際に
は光源７から入射した光は約５０％が反射形液晶ディス
プレイ２側に向い、残りの５０％の光は反対側に向い直
接観察者の方向に向う。理想的には光源７から導光板１
に入射する光の１００％が反射形液晶ディスプレイ２に
向のが良いことは言うまでもない。

【００３６】本実施例においては、反射形液晶ディスプ
レイ２側とその反対側に抜けてくる光の比率と１：１で
はなく、より多くの光を反射形液晶ディスプレイ側に導
くため、図１に示す導光板１の反射型液晶ディスプレイ
２側の空気との界面に反射防止コーティングを施すこと
にり、導光板１の中を伝搬する光が導光板１の中から外
部に出るときの臨界角度を導光板１の相対向するそれぞ
れの面で異るようにする。そのため、本実施例では、第
１の実施例の導光板１の反射型液晶ディスプレイ２側の
面に導光板１の側からＭｇＦ₂，ＺｒＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃
をそれぞれ光学波長がλ_o／４，λ_o／２，λ_o／４と
なるように真空蒸着により反射防止コーティングを施
す。

【００３７】このように反射防止コーティングが施され
た導光板１を用いることで、反射防止コーティングが施
されていない導光板１と比較し反射型液晶ディスプレイ
２側に向う光量が増加し、第１の実施例よりも明るく、
かつ導光板１から観察射側に向う光量が減少することに
より白浮きしない明瞭は表示を得ることが可能となる。

【００３８】以上、印刷法による中間板５を用いて説明
したが、本実施例はこれに限定されるものはなく第２の
実施例〜第４の実施例の高分子分散型液晶層１４を用い
た構造の表示装置においても同様の効果が得られる。

【００３９】本発明の第７の実施例は、反射防止コーテ
ィングを図４に示す第５の実施例の導光板１と反射型液
晶ディスプレイ２が一体化した構造に適用した例であ
る。本実施例では、導光板１と液晶層１０との間に透明
電極９としてＩＴＯが蒸着されているので、この透明電
極９を多層構造として反射防止コーティングとすること
で透明電極９と導光板１の間でおきる反射を少くするこ
とが可能である。実際には、図４の第２導光板兼第１基
板２０の表面に屈折率１．６５のＡｌ₂Ｏ₃をλｏ／２
となる厚みに蒸着し、このＡｌ₂Ｏ₃の上にＩＴＯを
１，ＯＯＯオングストローム程度蒸着することによって
導光板１の中を全反射により透過する光の全反射条件を
導光板１の相対向するそれぞれの面で異なるようにする
ことにより反射型液晶ディスプレイ２の方に誘導される
光量を増加させることが可能である。

【００４０】なお、本実施例においても印刷法による中
間導光板５を用いて説明したが、本実施例は、これに限
定されるものではなく、第２の実施例〜第４の実施例の
高分子分散型液晶層１４を用いた構造の表示装置いおい
ても同様の効果が得れらる。

【００４１】また、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、導光板および反射型液晶ディスプレイを
設計する際にまだかなりの構成的余裕がある。従って、
本発明の目的と同一の目的で構造を決定する場合には、
導光板および反射型液晶ディスプレイの条件についても
っと厳密な条件を提案する示すことも可能である。例え
ば、特に導光板を３層以上にする場合において上記の中
間導光板および高分子分散液晶層は導光板の中間にある
必要はないし、また、導光板の相対向するそれぞれの面
に出射する光の割合を変化させる方法としては反射防止
コーティングだけでなく導光板の表面の形状を変えるこ
とによっても可能である。

【００４２】さらに、本発明は受動型電気光学的光素子
として反射型液晶ディスプレイについてのみ説明した
が、受動型電気光学的調光素子としては液晶ディスプレ
イに限定されず、電気泳動型ディスプレイやＥＣＤ等他
の方式のディスプレイに対しても有効である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光学的に
異なった状態に電気信号によって切り変え可能な層を第
１基板と第２基板によって狭持した構造を有する受動型
光調光素子の観察者側に端面に光源を配置した構造の導
光板を有する表示装置において、導光板を少くとも光学
的に異った状態に電気信号によって切り変え可能な層を
覆うように配置し、かつ屈折率が少くとも１より大きい
可視光領域に対して透明な材料を２層以上積層された構
造とし、この２層以上積層された層のうち少くとも１層
の屈折率が他の層と異るようにすることにより、周囲光
が悪い状態においてもディスプレイ上で均一な照明を周
囲光の入射側から与えることが可能となり、周囲光の状
態に左右されずに表示品位の高い表示装置を提供できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の第３の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第５の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１導光板２反射型液晶ディスプレイ３第１導光板４第２導光板５中間導光板６屈折率不一致部分７光源８第１基板９透明電極１０液晶層１１対向電極兼反射板１２第２基板１３光路１４高分子分散液晶層１５光路１６光路１７ＩＴＯ（透明電極）１８スイッチ１９交流電源２０第２導光板兼第１基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に異なった状態に電気信号によっ
て切り替え可能な受動型光調光素子とこの受動型光調光
素子の観察者側に配置され端面に光源を有する導光板を
備えた構造を有する表示装置において、前記導光板は少
なくとも前記受動型光調光素子を覆うように配置され、
かつ可視光領域において透明である材料を少なくとも２
層積層された多層構造を持ち、この多層構造のうちの少
なくとも中間にある１層が、他の層と異なる屈折率を有
すると共に、印刷もしくは塗布の手段により形成された
高分子樹脂材料からなる屈折率不一致部分を含み、か
つ、この屈折率不一致部分の分散密度が部分的に異なる
中間導光板からなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記屈折率が他の層と異なる層は、可視
光領域において透明である高分子樹脂材料中にこの高分
子樹脂材料とほぼ等しい屈折率を有する液晶滴を含み、
かつ、この液晶滴の大きさが前記導光板の面内において
部分的もしくは連続的に異なる高分子分散液晶層である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記導光板において受動型光調光素子と
対向する側の表面に薄膜による反射防止処理を施すこと
によって前記導光板における観察者側の面と前記受動型
光調光素子側の面における光の全反射角に差を設け、前
記受動型光調光素子側に出射する光量を増加させたこと
を特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】内面に透明電極が形成された導光板を兼
ねる第１基板と、光学的に異なった状態に電気信号によ
って切り替え可能な受動型光調光層と、内面に光を反射
する電極が形成された第２基板とを観察者側から順次配
置して構成され前記導光板を兼ねる第１基板端面に光源
を有する表示装置において、前記導光板を兼ねる第１基
板は可視光領域で透明な材料２層以上から構成された多
層構造を持ち、この多層構造のうち少なくとも１層が、
他の層と異なる屈折率を有すると共に、印刷もしくは塗
布の手段により形成された高分子樹脂材料からなる屈折
率不一致部分を含み、かつこの屈折率不一致部分の分散
密度が部分的に異なる中間導光板からなることを特徴と
する表示装置。
【請求項５】前記屈折率が他の層と異なる層は、可視
光領域において透明である高分子樹脂材料中にこの高分
子樹脂材料とほぼ等しい屈折率を有する液晶滴を含み、
かつ、この液晶滴の大きさが前記導光板の面内において
部分的もしくは連続的に異なる高分子分散液晶層である
ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【請求項６】前記導光板を兼ねる第１基板と、この導
光板を兼ねる第１基板の内面に形成された透明電極との
間に、薄膜による反射防止処理を施し、導光板を兼ねる
第１基板と前記透明電極との屈折率の差に起因する光の
反射を抑えることにより前記導光板を兼ねる第１基板の
第２基板側の面における全反射角度を大きくし前記第２
基板側へ出射する光量を増加させたことを特徴とする請
求項４または５記載の表示装置。
【請求項７】前記高分子分散液晶層の両面に透明導電
膜を形成することで、前記高分子分散液晶層に交番電界
を印加することを可能としたことを特徴とする請求項
２、３、５または６記載の表示装置。