JP3172510B2

JP3172510B2 - 光学素子および該光学素子を用いた表示装置

Info

Publication number: JP3172510B2
Application number: JP21289399A
Authority: JP
Inventors: 宗和伊達; 史朗陶山; 謹矢加藤; 員丈上平
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: JP2000147494A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光板中の光の取
り出しを電気的に制御する光学素子および該光学素子を
用いた表示装置に関する。特に、本発明は、画像の劣化
を防ぎ、高コントラスト表示ができる薄型で軽量かつ大
画面である表示装置および該表示装置に用いられる光学
素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像情報の表示手段となるフラッ
トパネルディスプレイの研究・開発において、設置およ
び運搬が容易である大面積表示装置に対する需要が高ま
っている。従来の表示装置として、例えばプラズマディ
スプレイおよび液晶ディスプレイが知られている。

【０００３】プラズマディスプレイは、ガス放電に伴う
発光現象を利用したディスプレイであり、現在のところ
５０インチ程度が大画面化の限界とされている。また、
大画面化に伴って、重量、コスト、生産性、などの問題
が生じるため、一般に大画面表示装置として利用するた
めには解決すべき課題がある。

【０００４】液晶ディスプレイについては、その主な構
成部品となる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動基板が、
高度かつ微細な半導体プロセスを利用するものであるこ
とから、大型化が困難となっている。また、液晶ディス
プレイはパネルの一端から駆動を行うため、大型化、す
なわち大面積化に伴い、信号伝搬時間の遅延といった本
質的な問題が生じる。

【０００５】さらに、液晶ライトバルブを用いたプロジ
ェクタも知られている。その一例を図１ａおよび図１ｂ
に示す。図１ａは、従来の表示装置の一例として液晶ラ
イトバルブを用いる表示装置であるプロジェクタの概略
的構成を示す断面図、図１ｂは該表示装置に適用され
る液晶ライトバルブの概略的構成を示す断面図である。

【０００６】ライトバルブ液晶をアレイ状に並べ、マト
リクス電極で駆動した液晶パネル１０を、背面から照明
１１で照明し、レンズ１２でスクリーン１３上に結像す
ることによりプロジェクターが構成される。光源から
液晶ライトバルブ１０に入射した光は、偏光板１４によ
り直線偏光化され、ねじれネマティック液晶セル１５に
入射する。液晶セル１５に電界がかかっていないときは
セルにより偏光方向が９０度回転し、電界がかかった状
態では変更方向が変化せずに透過する。このため、偏光
板１６により特定方向の偏光を選択することにより、電
気的に光の透過と遮断を切り替えることができ、ライト
バルブが構成される。

【０００７】しかし、このような構成からなるプロジェ
クタは、背面からの照明を必要とするため奥行が必要と
なり、装置を大型化せざるをえない。

【０００８】本発明では、上述したプラズマディスプレ
イ、液晶ディスプレイ、およびプロジェクタに代わるも
のとして、導光板と液晶とを用いる大画面化可能な表示
装置を提案する。この表示装置では、軽量かつ安価な材
料を導光板として用い、該板状導光板を伝搬する光を取
り出し、軽量、安価、および薄型である大面積ディスプ
レイを実現できる。

【０００９】一方、導光板と液晶とを用いる従来型の表
示装置も知られている。その一例として、特開平６−３
０８５４３号公報に開示された表示装置が挙げられる。
該表示装置について図２を参照しながら説明する。表示
装置は、側面に光源２２および該光源用の反射板２３を
有する板状の導光板２１と、該導光板２１の下面に電極
支持基板２６ａを介して設けられた電極２５ａと、該電
極２５ａの下面に設けられた強誘電性液晶層２４と、該
強誘電性液晶層２４の下面に設けられた電極２５ｂと、
該電極２５ｂの下に電極支持基板２６ｂを介して設けら
れた反射板２７とから構成される。さらに、導光板２１
の上面に光拡散層２８が設けられている。

【００１０】このように構成されることにより、液晶層
２４に該液晶の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したときに現れるディスクリネーシ
ョンラインによる光の散乱によって、導光板の上面から
の出射光を調節して画像を表示することができる。しか
し、該発明ではＴＮ液晶などと異なり交流駆動による電
界の印加が必須となる。そのため、単純マトリクス駆
動、ＴＦＴ駆動のようなアクティブマトリクス駆動が困
難となり、ビットマップ表示が行えないという欠点があ
った。また、散乱の指向性を制御できないために表示方
向（一般に表示面の法線方向）の光強度を高めることが
できない。さらに、大面積化における作製の容易性、信
号遅延などについて一切記載されていない。

【００１１】さらに、従来型の表示装置の他の例とし
て、特開平６−３４７７９０号公報、米国特許第４６２
６０７４号公報、特開平第６−２５８６４０号公報（米
国特許第５４５２３８５号）などに開示された表示装置
も知られている。

【００１２】すなわち、特開平６−３４７７９０号公報
に開示された表示装置は、表示部内を導光させ、表示部
の散乱・透過状態を制御させて表示するものであり、表
示部には相転移型液晶（これに関する具体的な記述はな
い）または一般的なポリマー分散型液晶を用いている。
ここで、一般的なポリマー分散型液晶は、電界を印加し
ない時に散乱状態となり、電界を印加した時に透過状態
となる。ところで、一般的な高分子分散型液晶はその散
乱状態において指向性がないために、表示方向の光強度
を高めることができない。また、その透過状態におい
て、正面方向から見た際には高透過率であるが、表示面
に対して浅い角度から見た際には散乱性が高くなる。同
様に側面から見た際にはコントラストが低下し、その結
果、散乱・透過状態が反転することがある。さらにマト
リクス駆動を行った際には、電極の間隔が常時散乱性を
示すために黒色の表示が困難となり、表示画面は極めて
コントラストが低い画像となってしまう。この公報に
も、大面積化における作製の容易性、信号遅延、などに
ついては一切記載されていない。

【００１３】また、米国特許第４６２６０７４号公報で
は、液晶層による光散乱を用いた表示画面が開示されて
いる。しかし、この場合、回折を用いないために出射方
向の制御ができない。また、該発明にもとづく表示装置
は背面に空隙が必要であり、大面積化における分割駆
動、作製の容易性、信号遅延、などの問題が解決されて
おらず、大面積化が困難となっている。

【００１４】上述した従来型の表示装置に関する技術の
いずれも、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って表示画面が照
らされることになる。その結果、散乱光が表示画像と重
なってしまい、光源の色だけでなく周囲の照明光が表示
画像に影響を及ぼし、表示画像を劣化させると共に、カ
ラー表示を困難とする。

【００１５】さらに、特開平第６−２５８６４０号公報
（米国特許第５４５２３８５号）では、回折を利用して
導光板中を伝搬する光を取り出し、液晶でシャッターす
る表示装置が開示されている。しかし、該発明にもとづ
く表示装置は、その回折格子が常に回折状態となるため
に回折効率を変化させることができない。そのため、常
に導光板から光が漏れた状態となり、光利用効率が低下
するという問題点があった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来型の光表示素子および光表示装置には、コントラス
トの低下、表示画面の劣化、光利用効率の低下および大
画面における分割駆動、作製の容易性、信号遅延などの
解決すべき課題がある。

【００１７】したがって、本発明は上記課題を解決し、
出射光強度の増大、表示コントラストの向上、外部光に
よる散乱光の減少などの表示特性の向上と、大画面化を
容易にするための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。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の光学素子および該光学素子を用いた表示装置
の代表的な態様を以下に示す。

【００１９】本発明の第１の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層と、該光制御層の下面に透明電極からなる第２
の電極を介して設けられた反射板とを有し、前記光制御
層は、前記第１の電極と前記第２の電極によって印加さ
れる電界により屈折率が変化し、電界が印加されない状
態で前記板状導光板と実質的に同じかまたは大きい屈折
率を示し、電界が印加された状態で前記板状導光板に比
し小さな屈折率を示す液晶を有し、前記反射板は、透光
性の材料からなり、該反射板の反射面は前記光制御層側
の面に対し所定の角度で傾斜し、かつ該反射面に反射膜
が形成されている光学素子に関する。

【００２０】本発明の第２の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層と、該光制御層の下面に透明電極からなる第２
の電極を介して設けられた透光性の平板からなる反射面
とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２
の電極とによって印加される電界により回折能が変化す
る光学素子に関する。

【００２１】本発明の第３の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層と、該光制御層の下面に設られた光を鏡面反射
する電極からなる第２の電極とを有し、前記光制御層
は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印加さ
れる電界により回折能が変化する光学素子に関する。

【００２２】本発明の第４の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層と、該光制御層の下面に設けられた第２の電極
と、該第２の電極の下面に設けられた基板とを有し、前
記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第
１の電極と前記第２の電極とによって印加される電界に
より屈折率、吸収率または散乱度が変化する光学素子に
関する。

【００２３】本発明の第５の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設け
られ、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御
層中に誘起する周期構造をもつ周期電極を交互に入り組
ませた電極と、該周期電極を交互に入り組ませた電極の
下面に設けられた基板とを有し、前記光制御層は、前記
周期電極を交互に入り組ませた電極によって印加された
電界により屈折率、吸収率または散乱度が変化する光学
素子に関する。

【００２４】本発明の第６の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層と、光制御層の下面に設けられ、複数に分割さ
れた電極からなる第２の電極と、該第２の電極の下面に
設けられた基板と、前記第２の電極の複数の分割された
電極の各々に１対１で対応し、かつ前記基板を貫通して
設けられた複数の第３の電極とを有し、前記光制御層
は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印加さ
れる電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極
の各々は、前記第２の電極と接続する第１の端部と、前
記基板の前記第２の電極側の面とは反対側の面に露出し
た第２の端部とを有し、個々に、または任意の数からな
る群に分けて基板側から電圧印加可能である光学素子に
関する。

【００２５】本発明の第７の態様は、端面から光を入射
して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板の
下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられた
光制御層とが一体となった第１の積層体と、複数に分割
された基板ごとに一体となった第２の積層体とからな
り、前記第２の積層体は、複数に分割された電極からな
る第２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板
と、前記第２の電極の複数の分割された電極の各々に１
対１で対応し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数
の第３の電極とを有し、前記光制御層の下面に並べら
れ、前記光制御層は、第１の電極と第２の電極とによっ
て印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第
３の電極の各々は、前記第２の電極と接続する第１の端
部と、前記基板の前記第２の電極側の面とは反対側の面
に露出した第２の端部とを有し、個々に、または任意の
数からなる群に分けて基板側から電圧印加可能であるこ
とを特徴とする光学素子に関する。

【００２６】本発明の第８の態様は、光学素子と、該光
学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記光
学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に透
明電極からなる第２の電極を介して設けられた透光性の
平板からなる反射面とを有し、前記光制御層は、前記第
１の電極と前記第２の電極とによって印加される電界に
より回折能が変化する表示装置に関する。

【００２７】本発明の第９の態様は、光学素子と、該光
学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記光
学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられた光を鏡面反射する電極からなる第２の電極とを
有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電
極とによって印加される電界により回折能が変化する表
示装置に関する。

【００２８】本発明の第１０の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられた第２の電極と、該第２の電極の下面に設けられ
た基板とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方は、光を回折するような微細な周期構
造を前記光制御層中に誘起する周期構造を有し、前記光
制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって
印加された電界により屈折率、吸収率または散乱度が変
化する表示装置に関する。

【００２９】本発明の第１１の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段から光を入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に設けられた光制御層と、該光
制御層の下面に設けられ、光を回折するような微細な周
期構造を前記光制御層中に誘起する周期構造をもつ周期
電極を交互に入り組ませた電極と、該周期電極を交互に
入り組ませた電極の下面に設けられた基板とを有し、前
記光制御層は、前記周期電極を交互に入り組ませた電極
によって印加された電界により屈折率、吸収率または散
乱度が変化する表示装置に関する。

【００３０】本発明の第１２の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられ、複数に分割された電極からなる第２の電極と、
該第２の電極の下面に設けられた基板と、前記第２の電
極の複数の分割された電極の各々に１対１で対応し、か
つ前記基板を貫通して設けられた複数の第３の電極とを
有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電
極とによって印加される電界により回折能が変化し、前
記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続す
る第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面とは
反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、ま
たは任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加可
能である表示装置に関する。

【００３１】本発明の第１３の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層とが一体となった第１の積
層体と、複数に分割された基板ごとに一体となった第２
の積層体とからなり、前記第２の積層体は、複数に分割
された電極からなる第２の電極と、該第２の電極の下面
に設けられた基板と、前記第２の電極の複数の分割され
た電極の各々に１対１で対応し、かつ前記基板を貫通し
て設けられた複数の第３の電極とを有し、前記光制御層
の下面に並べられ、前記光制御層は、前記第１の電極と
前記第２の電極とによって印加される電界により回折能
が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の
電極と接続する第１の端部と、前記基板の前記第２の電
極側の面とは反対側の面に露出した第２の端部とを有
し、個々に、または任意の数からなる群に分けて基板側
から電圧印加可能である表示装置に関する。

【００３２】本発明の第１４の態様は、端面から光を入
射して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板
の下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられ
た光制御層と、該光制御層の下面に設けられ、誘電体多
層膜または導光板より屈折率の低い膜からなる反射面
と、該反射面の下に設けられた第２の電極と、該第２の
電極の下面に設けられた基板とを有し、前記光制御層
は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印加さ
れる電界により回折効率が変化する光学素子に関する。

【００３３】本発明の第１５の態様は、端面から光を入
射して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板
の下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられ
た光制御層と、該光制御層の下面に透明電極からなる第
２の電極を介して設けられ、誘電体多層膜または導光板
より屈折率の低い膜からなる反射面とを有し、前記光制
御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印
加される電界により回折効率が変化する光学素子に関す
る。

【００３４】本発明の第１６の態様は、端面から光を入
射して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板
の下面に透明電極からなる第１の電極を介して設けられ
た光制御層と、該光制御層の下面に設けられ、誘電体多
層膜または導光板より屈折率の低い膜からなる反射面
と、該反射面の下に設けられた第２の電極と、該第２の
電極の下面に設けられた基板とを有し、前記第１の電極
または前記第２の電極の少なくとも一方は、光を回折す
るような微細な周期構造を前記光制御層中に誘起する周
期構造を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記
第２の電極とによって印加される電界により屈折率、散
乱度または吸光度が変化する光学素子に関する。

【００３５】本発明の第１７の態様は、端面から光を入
射して導光させる透光性の板状導光板と、該板状導光板
の下面に設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜
からなる反射面と、該反射面の下に設けられ、光を回折
するような微細な周期構造を前記光制御層中に誘起する
周期構造をもつ周期電極を交互に入り組ませた電極と、
該周期電極を交互に入り組ませた電極の下面に設けられ
た基板とを有し、前記光制御層は、前記周期電極を交互
に入り組ませた電極によって印加された電界により屈折
率、散乱度または吸光度が変化する光学素子に関する。

【００３６】本発明の第１８の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜
からなる反射面と、該反射面の下に設けられた第２の電
極と、該第２の電極の下面に設けられた基板とを有し、
前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折効率が変化する表示装
置に関する。

【００３７】本発明の第１９の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜
からなる反射面と、該反射面の下に設けられた第２の電
極と、該第２の電極の下面に設けられた基板とを有し、
前記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第
１の電極と前記第２の電極とによって印加される電界に
より屈折率、散乱度または吸光度が変化する表示装置に
関する。

【００３８】本発明の第２０の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に設
けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜
からなる反射面と、該反射面の下に設けられた複数に分
割された電極からなる第２の電極と、該第２の電極の下
面に設けられた基板と、前記第２の電極の複数の分割さ
れた電極の各々に１対１で対応し、かつ前記基板を貫通
して設けられた複数の第３の電極とを有し、前記光制御
層は、前記第１の電極と前記第２の電極とによって印加
された電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電
極の各々は、前記第２の電極と接続する第１の端部と、
前記基板の前記第２の電極側の面とは反対側の面に露出
した第２の端部とを有し、個々に、または任意の数から
なる群に分けて基板側から電圧印加可能である表示装置
に関する。

【００３９】本発明の第２１の態様は、光学素子と、該
光学素子に光を入射するための照明手段とを備え、前記
光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面を有
し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電極
を介して設けられた光制御層とが一体になった第１の積
層体と、複数に分割された基板ごとに一体となった第２
の積層体とからなり、前記第２の積層体は、誘電体多層
膜または導光板より屈折率の低い膜からなる反射面と、
該反射面の下に設けられた複数に分割された電極からな
る第２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板
と、前記第２の電極の複数の分割された電極の各々に１
対１で対応し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数
の第３の電極とを有し、前記光制御層の下面に並べら
れ、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極
とによって印加された電界により回折能が変化し、前記
複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続する
第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面とは反
対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、また
は任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加可能
である表示装置に関する。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について、図
面を参照しながら実施の形態（実施例）とともに詳細に
説明する。なお、それらの実施例において、同一構成要
素には同一符号を付してそれらの説明を簡略化する。

【００４１】（実施例１）図３ａおよび図３ｂは、本発明にもとづく傾斜反射面型
の光学素子の一実施例を模式的に示す側面断面図であ
り、図３ａは光制御層に電界が印加されていない状態、
図３ｂは光制御層に電界が印加されている状態を示す。

【００４２】光学素子は、光制御層（液晶層）３０と、
該光制御層３０を挟持するようにして設けられた透明電
極３１および透明電極３２と、透明電極３１の上に積層
された導光板３３と、透明電極３２の下面に設けられた
反射板３４とを有する。この反射板３４は、透明電極３
２に接する面とは反対側に傾斜した反射面３５を有す
る。前記光制御層３０中の楕円形の模様は、光制御層中
の液晶配向の方向を示したものである。

【００４３】反射面３５は、光制御層３０に対して、入
射光３７が反射面で反射し、反射光として出射する際に
全反射とならないような所定の角度で傾斜している。

【００４４】以下、本実施例の光学素子について、より
詳細に説明する。

【００４５】光学素子は、導光板３３として例えば、Ｓ
ＦＳ０１（Schott社製）のような導光しやすい高屈折率
の光学ガラス板からなる平板を用い、これにＩＴＯ（In
diumtin oxide）のような透明電極３１をつけたもの
と、くさび状の例えばＢＫ7（Schott社製）のような一
般的な光学ガラスの表面の一方の面にＩＴＯのような透
明電極３２をつけ、他面（反射面３５）にアルミのよう
な反射膜をつけたものを反射板３４として用いる。この
時、反射板３４と光制御層３０に屈折率の差はなくとも
良い。

【００４６】透明電極３１および３２の表面に配向膜や
ラビング等の配向処理を施した後、前記透明電極間に例
えばＥ−７（メルクジャパン（株）製）のようなネマテ
ィック液晶を光制御層３０として挟むことにより、上記
光学素子が容易に実現できる。

【００４７】図３ａに示すように、電界を印加していな
いときは、光制御層３０の液晶は透明電極３１および３
２と平行に配向されている。そのことにより、電界を印
加しない初期状態での液晶配向を含む面内方向３６に偏
光した光を入射させる。つまり、電極の面内方向に偏光
した光を入射させる。入射光３７は導光板３３と空気と
の界面で全反射するが、透明電極３１と光制御層３０と
の界面では屈折透過し、反射面３５にて反射される。こ
の反射面３５は光制御層３０に対して所定の角度で傾斜
している。この傾斜した反射面から反射された光は、導
光板３３の中を伝搬する光とは異なる（鋭い）角度で導
光板３３と空気との界面に入射するので、全反射条件を
満たさずに外部に出射する。すなわち、光学素子は発光
状態となる。

【００４８】ここで、前記所定の角度とは、前述のよう
に、前記反射面３５から反射した光が前記導光板３３の
表面の内面における全反射条件を外す程度に前記反射光
を傾ける角度である。この傾斜角度は、反射板の屈折率
および出射方向に依存するが、光表示素子の設計時にそ
れらの物理特性を決定すれば一義的に決定することがで
きる。

【００４９】次に、図３ｂに示すように、光制御層３０
に電界を印加すると、液晶の配向方向が電界と平行にな
り、光に対する屈折率が減少する。したがって、導光板
３３と空気との界面で反射された光は、透明電極３１と
光制御層３０との界面でも全反射条件を満たし反射され
る。そのため、光は導光板３３の内に閉じこめられる。
すなわち、非発光状態となる。以上のようにして、電界
による光強度の制御が可能なライトバルブが実現でき
る。

【００５０】（実施例２）図４は、本発明にもとづく傾斜反射面型の光学素子の他
の実施例を模式的に示す側面断面図であり、光制御層に
電界が印加されていない状態を示す。光学素子の構成
は、反射板４４の傾斜面を断面鋸歯状（複数の傾斜面か
らなる傾斜面群）としたこと以外は、実施例１と同じで
ある。すなわち、光学素子は、光制御層４０と、該光制
御層４０を挟持するようにして設けられた透明電極４１
および透明電極４２と、透明電極４１の上に積層された
導光板４３と、透明電極４２の下面に設けられた反射板
４４とを有する。しかし、このような反射板４４を断面
鋸歯状の傾斜面とすることによって、反射板の厚さを実
施例１のものと比べて著しく薄くすることが可能とな
る。なお、図４中、破線は同様の動作をする実施例１の
構成の光学素子の反射板の形状を示しており、これを分
割して傾斜面群にした場合も各傾斜面は実施例１の構成
と同じ傾斜角となっている。

【００５１】また、各傾斜面は、入射光４７が反射面で
反射し、反射光として出射する際に全反射とならないよ
うな所定の角度で傾斜している。ここで、所定の角度と
は、先に実施例１で述べたように各種の物理特性を決定
すれば、一義的に決まるものである。

【００５２】一般に液晶のような一軸性複屈折性媒質
は、偏光によって異なる屈折率、すなわち異常屈折率ま
たは常屈折率を有する。ここで「異常屈折率」とは、一
軸性複屈折性媒質の光学軸方向に偏光した光に対する屈
折率を意味する。また「常屈折率」とは、一軸性複屈折
性媒質の光学軸と垂直方向に偏光した光に対する屈折率
を意味する。

【００５３】本実施例１および２の光学素子の動作にお
ける材料の屈折率は、液晶の常屈折率をｎｏ、異常屈折
率をｎｅ、導光板の屈折率をｎｇ、界面への入射角をｑ
とした場合、下式のような２つの条件（１）および
（２）を満たす必要がある。

【００５４】ｓｉｎ（ｑ）＜（ｎｅ／ｎｇ）…（１）ｓｉｎ（ｑ）＞（ｎｏ／ｎｇ）…（２）導光板全部の端面を滑面に研磨し、さらに光が入射する
部分を除くこれらの端面に反射膜をつけることにより、
導光板への光の閉じこめ特性を向上させることができ
る。ここで「端面」とは、導光板と光制御層との界面に
対して平行ではない面を意味する。

【００５５】また、実施例１および２では、光制御層に
散乱性が生じないため、使用者のいる部屋の照明により
表示画像が劣化しない表示素子が実現できる。さらに、
これらの構成からなる光学素子を用いることで、薄型か
つマトリクス駆動の表示装置を実現できる。

【００５６】次に、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を特徴とする実施例に先立ち、一
般的な高分子分散液晶とリバースモード高分子分散液晶
との違いについて説明する。

【００５７】一般的な高分子分散液晶は、等方的な高分
子フィルム中に、該フィルムを形成する高分子の短軸方
向の屈折率とほぼ等しい単軸方向の屈折率（常屈折率）
を有する液晶滴を分散させることにより構成される。こ
の一般的な高分子分散液晶は、電界を印加しない時には
液晶滴中の液晶分子が液晶滴ごとにばらばらの方向を向
いており、液晶滴と周囲の高分子との屈折率差が生じ、
散乱状態となる。また、電界を印加した時には液晶分子
が電界と平行に配向するために液晶滴と周囲の高分子と
の屈折率差がなくなり、透過状態となる。

【００５８】このような一般的な高分子分散液晶を用い
て素子を構成し、電界に対して平行方向の光で照明した
場合、素子は電界を印加しない時に散乱による発光状態
となり、電界を印加した時に非発光状態となる。しか
し、電界に対して垂直に近い方向で照明した場合、光は
液晶分子の光学軸とほぼ垂直に当たるため、依然として
液晶滴と周囲の高分子との屈折率差が残り、電界と平行
方向以外の斜め方向から見た場合、発光状態となってし
まう。すなわち、液晶を斜め方向から見た場合、該液晶
は電界の印加の有無に関係なく散乱が起こり発光状態と
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、視角特性が悪化することになる。

【００５９】一方、リバースモード高分子分散液晶は、
液晶性高分子中に低分子液晶を分散することにより構成
される。このリバースモード高分子分散液晶は、液晶に
電界を印加しない時には液晶性高分子と低分子液晶とが
同一方向に配向することにより複屈折を有する一様な膜
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方向を変えることにより
液晶性高分子と屈折率差が生じ、散乱状態となる。

【００６０】このようなリバースモード高分子分散液晶
を用いて発光素子を構成すると、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。さらに、リバース
モード高分子分散液晶を用いた発光素子の散乱状態で
は、配向方向を含む面内への散乱が強くなる。一般に使
用者の視位置は上下よりも左右方向に移動する場合が多
いので、このような素子を表示画面に適用する場合、左
右方向に配向させることにより、左右方向の指向性を広
く、上下方向の指向性を狭くでき、これにより効率的か
つ見やすいディスプレイが実現できる。

【００６１】また、初期配向を電極に対して垂直にと
り、低分子液晶として誘電異方性が負である液晶を使用
することにより、等方的な表示を実現することができ
る。

【００６２】（参考例１）図５ａおよび図５ｂは、本発明にもとづく平行反射面型
の光学素子の一参考例を模式的に示す側面断面図であ
り、図５ａは光制御層に電界が印加されている状態、図
５ｂは光制御層に電界が印加されていない状態を示す。

【００６３】光学素子は、光制御層（液晶層）５０と、
該光制御層５０を挟持するようにして設けられた透明電
極５１および透明電極５２と、透明電極５１の上に積層
された導光板５３と、透明電極５２の下面に設けられた
反射板５４とを有する。この反射板５４の両面は、透明
電極５２と平行になるように形成されており、透明電極
５２と対向する面とは反対側の面が反射面となる。以
下、本参考例の光学素子について、より詳細に説明す
る。

【００６４】光制御層５０は、電界を印加しないときに
透明状態、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、佐藤ら、テレビジョ
ン学会技術報告ＩＤＹ９６−５０、ｐ．１３７−１４
２）からなる。

【００６５】前記光制御層は、例えば、光学ガラス板の
ような透明な平板にＩＴＯをつけたものを２枚用意し、
両者の間に例えばＵＣＬ−００２（大日本インキ（株）
製）のような紫外線重合性液晶と、例えばＥ−７（メル
クジャパン（株）製）のようなネマティック液晶の混合
液を挟み、紫外線を照射することによって容易に作成で
きる。本参考例では、リバースモード高分子分散液晶領
域（光制御層）の厚さを１０ミクロンとしたが、これに
限らない。

【００６６】電界を印加すると、リバースモード高分子
分散液晶は散乱状態となるので、図５ａに示したよう
に、入射光５７は透明電極５１と光制御層５０との界面
で散乱される。散乱された光は、入射光５７とは異なる
角度で導光板５３と空気の界面に入射するので、全反射
条件は満たさず外部に出射され、素子は発光状態とな
る。

【００６７】電界を印加しないときには、リバースモー
ド高分子分散液晶は透明状態となる。そのため、図５ｂ
に示したように光は、透明電極５１をつけた導光板５３
と透明電極５２をつけた反射板５４と、その間に挟まれ
た光制御層５０の導光領域内で反射を繰り返して外へは
出ず、素子は非発光状態となる。すなわち、電界によっ
て光がｏｎ／ｏｆｆできるライトバルブが実現できる。
なお、この時の出射光は散乱光であるために視野角が広
くなるという利点が得られる。

【００６８】ここで、リバースモード高分子分散液晶は
通常透過性であり、電界下で散乱性を示す高分子と液晶
とが複合してなる薄膜全般を示す。より詳細には、高分
子樹脂中に液晶滴が分布した高分子樹脂が連続領域とな
るドロップタイプでも、高分子樹脂と液晶の両方が連続
領域となるポリマーボールタイプでも、液晶中に樹脂粒
が分散した樹脂領域が不連続なものや、液晶中に高分子
のネットワークが存在するものであってもよい。

【００６９】また、導光板５３の複数の端面は、滑面に
研磨しさらに光が入射する部分を除くこれらの端面に反
射膜をつけることにより、導光板内への光の閉じ込め特
性を向上させることができる。また、本参考例１では導
光板に透明電極をつけたもので高分子分散液晶を挟んだ
が、前記透明電極５２をつけた反射板５４の代わりに金
属板等の光を鏡面反射できる電極を用いてもよい。

【００７０】本参考例１では、導光板５３の屈折率は液
晶と比べ小さくても良いので、実施例１および２と比し
て材料が自由に選択できる。また、傾斜した反射面が必
要ないので薄型化が実現できる。さらに、電界を印加し
ない時に透明であり、電界印加により散乱能を生じる薄
膜を使用するため、マトリクス駆動時に電極の隙間が発
光してしまうことのない高コントラストの表示が実現で
きる。

【００７１】（実施例３）図６ａおよび図６ｂは、本発明にもとづく平行反射面型
の光学素子の一実施例を模式的に示す側面断面図であ
り、図６ａは光制御層に電界が印加されていない状態、
図６ｂは光制御層に電界が印加されている状態を示す。

【００７２】光学素子は、光制御層（液晶層）６０と、
該光制御層６０を挟持するようにして設けられた透明電
極６１および透明電極６２と、透明電極６１の上に積層
された導光板６３と、透明電極６２の下面に設けられた
反射板６４とを有する。この反射板６４の両面は、透明
電極６２と平行になるように形成されており、透明電極
６２と対向する面とは反対側の面が反射面となる。光制
御層は、図７ａ、図７ｂおよび図７ｃに示したように、
透明な高分子樹脂７０ａ中に液晶７０ｂが回折格子状に
分布する高分子分散液晶からなる。以下、本実施例の光
学素子について、より詳細に説明する。

【００７３】光制御層は、例えば光学ガラス板のような
透明な平板にＩＴＯをつけたものを２枚用意し、両者の
間に例えばＮＯＡ−６５（Norland Products, Inc（米
国）製）のような紫外線硬化樹脂と、例えばＥ−７（メ
ルクジャパン（株）製）のようなネマティック液晶の例
えば１対１の混合液を挟み、例えばアルゴンイオンレー
ザー（波長３５１ｎｍ）のような紫外レーザーの干渉縞
を照射し、干渉光を照射することにより、干渉縞を光強
度が強い部分（干渉縞の腹）を硬化させることによって
容易に作製できる。本実施例では、高分子分散液晶領域
の厚さを１０ミクロンとしたが、これに限らない。

【００７４】図６ａに示したように光制御層に電界を印
加していない時は、高分子分散液晶は回折状態であるた
め、入射光６７は透明電極６１と光制御層６０との界面
により回折される。回折された光は、入射光６７とは異
なる角度で導光板６３と空気との界面に入射するので、
全反射条件は満たさず外部に出射され、素子は発光状態
となる。

【００７５】次に、図６ｂに示したように、光制御層６
０に電界を加えると、高分子分散液晶は透明になるた
め、光は透明電極６１をつけた導光板６３と透明電極を
つけた反射板６４と、その間に挟まれた高分子分散液晶
からなる光制御層６０の導光領域内で反射を繰り返し外
へは出ず、非発光状態となる。すなわち、電界によって
光がｏｎ／ｏｆｆできるライトバルブが実現できる。

【００７６】また、導光板全部の端面を滑面に研磨し、
さらに光が入射する部分を除くこれらの端面に反射膜を
つけることにより、導光板内への光の閉じ込め特性を向
上させることができる。

【００７７】本実施例３では、導光板に透明電極をつけ
たもので高分子分散液晶を挟んだが、透明電極６２をつ
けた反射板６４の代わりに金属板等の光を鏡面反射でき
る電極を用いてもよい。

【００７８】本実施例３では反射性の電極を用いること
により、透過した回折光を利用できるので、高輝度化が
実現できる。

【００７９】本実施例３では、導光板の屈折率は液晶に
比べ小さくても良いので、実施例１および２と比して材
料が自由に選択できる。また、傾斜した反射面が必要な
いので薄型化が実現できる。

【００８０】光制御層６０は、図７ａから図７ｃに示す
ように、高分子樹脂７０ａの中に回折格子状に液晶７０
ｂが分布している。液晶７０ｂは、図７ａのような液晶
滴が周囲的に分散したものや、図７ｂのように直線上に
分布したものであっても良い。また、後述の実施例６で
のように液晶７０ｂを櫛形電極で駆動することにより回
折格子様の屈折率分布を誘起しても良い。

【００８１】また、図７ｃに示すようなホログラフィッ
ク高分子分散液晶（ＨＰＤＬＣ）（信学技報、ＥＩＤ９
５−１４７，ｐ．１３１参照）のように、厚さ方向に周
期性のある厚い回折格子やホログラムであってもよい。

【００８２】ここで、高分子分散液晶は、高分子樹脂７
０ａと液晶７０ｂとが複合してなる薄膜全般を指し示
し、高分子樹脂７０ａ中に液晶滴が分布した高分子樹脂
７０ａが連続領域となるドロップレットタイプでも、高
分子樹脂７０ａと液晶７０ｂの両方が連続領域となるポ
リマーボールタイプでも、液晶７０ｂに液晶粒が分散し
た樹脂領域が不連続なものであっても良い。

【００８３】光制御層として、電界を印加しないときに
透明状態で、電界を印加すると散乱状態となるリバース
モード高分子分散液晶（秋田大、佐藤ら、テレビジョン
学会技術報告ＩＤＹ９６−５０、ｐ．１３７−１４２）
を用いることにより、電界に対する応答特性を反転させ
ると同時に、電極を分割しても電極の隙間が発光するこ
とを防ぐことができる。

【００８４】特に、ホログラフィック高分子分散液晶を
用いた場合、体積ホログラムなので色純度の高い光で、
かつ指向性を制御して発光表示することが可能である。
また、指向性が高く、不要なところへ光が行かないので
明るい。また、波長選択性があるのでカラー表示が可能
である。

【００８５】本実施例３では、導光板からの入射光が回
折されて表示光となるので、その他の入射光、例えば室
内の照明光は回折されないかあるいは表示光とは別の方
向に回折されるので、表示を見ている人の目には表示光
のみが届き、劣化のない良好な表示を実現できる。

【００８６】（実施例４）図８ａおよび図８ｂは、本発明にもとづく平行反射面型
の光学素子の一実施例を模式的に示す側面断面図であ
り、図８ａは光制御層に電界が印加されていない状態、
図８ｂは光制御層の特定部分に電界が印加されている状
態を示す。この実施例は、すでに説明した実施例３およ
び４の電極を分割したものである。

【００８７】本実施例４では、図８ａおよび図８ｂに示
すように、透明電極８１をつけた導光板８３に、液晶モ
ノマー（ＵＣＬ−００１、ＵＣＬ−００２等、ともに大
日本インキ（株）製）を用いて作製したリバースモード
高分子分散液晶からなる光制御層（薄膜）８０をつけ、
光制御層８０の下面に分割された鏡面反射可能な電極８
２をつける。

【００８８】電界を印加しないときは、リバースモード
高分子分散液晶は全面透明であるため、入射光は図８ａ
の８７ａに示したように導光板８３内に閉じ込められ
る。一方、特定の電極に電界をかけると、電界を印加し
た部分８２’だけ回折状態となるため、入射光は図８ｂ
の８７ｂに示したように電圧を印加された電極に対応す
る部分だけを発光する素子が実現できる。

【００８９】本実施例４では、導光板の屈折率は液晶に
比べて小さくても良いので、実施例１および２と比して
材料が自由に選択できる。また、傾斜した反射面が必要
ないので薄型化が実現できる。

【００９０】また、光制御層８０を構成する高分子分散
液晶は、図７ａのような液晶滴が周期的に分布したもの
や、図７ｂのように直線状に分布したものであっても良
い。また、液晶７０ｂを後述の実施例６でのように櫛形
電極で駆動することにより回折格子様の屈折率分布を誘
起してもよい。また、本実施例４では、光制御層８０と
してリバースモード高分子分散液晶を用いたが、前記実
施例３と同様にホログラフィック高分子分散液晶を用い
ても良い。

【００９１】（実施例５）図９ａおよび図９ｂは、本発明にもとづく平行反射面型
の光学素子の一実施例を模式的に示すものであり、図９
ａは光学素子の側面断面図、図９ｂは基板上に形成され
た櫛形電極（以下、周期電極ともいう）を示す平面図で
ある。

【００９２】光学素子は、光制御層（薄膜）９０と、該
光制御層９０を挟持するようにして設けられた透明電極
９１および櫛形電極９２と、透明電極９１の上に積層さ
れた導光板９３と、櫛形電極９２の下面に設けられた基
板９４とを有する。櫛形電極９２は櫛状に枝分かれした
複数の枝部を有し、複数の枝部は１カ所以上の領域で電
気的に接続する事により全体が等電位となる。また、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。
このような櫛形電極は、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に蒸着し、フォトリソグラフィ
ー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。

【００９３】本実施例では、光制御層９０にリバースモ
ード高分子分散液晶を用いた場合について説明する。リ
バースモード高分子分散液晶からなる薄膜は、電界を印
加しないときは一様に透明となる。一方、透明電極９１
と周期電極９２との間に電界を印加することにより、電
界が印加された光制御層９０の領域に屈折率分布が生
じ、入射した光は散乱する。その結果、薄膜全体として
光の散乱領域が周期的に形成され、光制御層９０は回折
状態となる。

【００９４】なお、上述のように構成される光学素子に
おいて、リバースモード高分子分散液晶の代わりに、例
えば一様に配向した液晶を用いることもできる。この場
合も上述のように屈折率分布を周期的に誘起することが
できる。

【００９５】（実施例６）図１０ａおよび図１０ｂは、本発明にもとづく平行反射
面型の光学素子の一実施例を模式的に示すものであり、
図１０ａは光学素子の側面断面図、図１０ｂは基板上に
形成された櫛形電極を示す平面図である。

【００９６】この光学素子は、光制御層（薄膜）１００
と、該光制御層１００と基板１０４との間に櫛形電極１
０２ａおよび１０２ｂが設けられ、また光制御層１００
上に導光板１０３が積層されている。すなわち、基板１
０４の同一平面上に形成された第１の電極１０２ａと、
第２の電極１０２ｂとを有し、第１の電極１０２ａと第
２の電極１０２ｂとが互いの枝部を交互に配置するよう
にして対向している。上記光制御層１００は、例えばリ
バースモード高分子分散液晶を用いた薄膜であり、基板
１０４上に形成することにより構成する。すなわち、こ
の構成では、対となる電極を光制御層の下の同一平面に
設けて、これら電極間に電圧を印加して電界を発生させ
る。

【００９７】リバースモード高分子分散液晶からなる薄
膜（光制御層）１００は、一様に透明である。一方、周
期電極１０２ａと１０２ｂの間に電圧をかけることによ
り、前記周期電極１０２ａと１０２ｂとの間に基板１０
４と平行な電界を発生させる。発生した電界により光制
御層１００の周期電極１０２ａと１０２ｂとの間の領域
に屈折率分布が生じ、入射した光は散乱状態となるので
周期的な散乱領域が形成される。これにより光制御層１
００は回折状態となる。前記光制御層１００としてリバ
ースモード高分子分散液晶を用いたが、これに限らな
い。例えば、一様に配向した液晶を用い、電圧を印加す
ることにより周期的な屈折率分布を誘起しても良い。

【００９８】（実施例７）図１１ａ、図１１ｂおよび図１１ｃは、本発明にもとづ
く表示装置の一例を示すもので、図１１ａは平面図、図
１１ｂは図１１ａのＡ−Ａ’線に沿う断面図、図１１ｃ
は図１１ｂに適用される他の電極の平面図である。

【００９９】この表示装置は、光学素子と、該光学素子
へ光を送る照明手段と、光学素子を駆動するための電源
（不図示）とを有する。

【０１００】光学素子は、光制御層（液晶層）１１０
と、該光制御層１１０の上面に互いに離間かつ平行する
ようにして設けられた複数の短冊状の透明電極１１１
と、光制御層１１０の下面に互いに離間し、かつ透明電
極１１１と直交するようにして設けられた光を鏡面反射
する複数の短冊状の電極１１２と、上記透明電極１１１
の上面に設けられた導光板１１３とから構成される。こ
の実施例では、光制御層１１０としてホログラフィック
高分子分散液晶を使用した。この場合、ホログラフィッ
ク高分子分散液晶が発光時に散乱性でないために色純度
の高い表示装置を実現できる。

【０１０１】なお、ホログラフィック高分子分散液晶の
代わりにリバースモード高分子分散を使用しても、リバ
ースモードホログラフィック高分子分散液晶を使用して
もよい。リバースモード高分子分散液晶を使用した場合
には、短冊状の電極と電極との間で発光が生じないため
コントラストの高い表示装置が実現できる。リバースモ
ードホログラフィック高分子分散液晶を使用した場合に
は、短冊状の電極と電極との間が発光せず、かつ白色の
照明でもカラー表示可能な表示装置を実現できる。ここ
で、リバースモードホログラフィック高分子分散液晶
は、ホログラフィック高分子分散液晶の一種であり、ホ
ログラフィック高分子分散液晶の高分子樹脂として高分
子液晶を用いられる。さらにリバースモードホログラフ
ィック高分子分散液晶は、電界を印加しない状態で一様
な複屈折薄膜となり、電界を印加した状態ではホログラ
ムとして機能し光を回折、反射する。

【０１０２】照明手段は、上記導光板１１３の一端面か
ら光を入射させるためのもので、光源１１４と該光源１
１４からの光を上記端面に集光させるレンズ１１５とを
有する。なお、導光板１１３の全ての端面のうち、光源
１１４から光が入射し、レンズ１１５により集光した光
が入る部分以外の端面には、光が反射するように金属膜
などを蒸着する。電源（不図示）を上記短冊状の電極１
１１および１１２に接続することで、光学素子に電界を
印加させる。

【０１０３】入射した光は、透明電極１１１をつけた導
光板１１３と光制御層１１０の導光領域内に閉じ込めら
れる。しかし、透明電極１１１と直交する短冊状の光を
鏡面反射する電極との間に電圧を加えると、交点のホロ
グラフィック高分子分散液晶が回折状態となり発光す
る。電極を走査することにより任意のビットマップ像が
表示できる。

【０１０４】本実施例の別の態様として、前記短冊状の
光を鏡面反射する電極１１２の代わりに透明電極を使用
してもよい。前記電極１１２として透明電極を使用する
場合は、その電極１１２の下面に透光性の平板からなる
反射板を設けてもよい。

【０１０５】また、本発明の別の態様として、前記短冊
状の光を鏡面反射する電極１１２の代わりに、実施例５
で前述した櫛形電極を使用することもできる。すなわ
ち、このように構成された光学素子は、図１１ｃに示す
ように光制御層１１０の上面に互いに離間かつ平行する
ようにして設けられた複数の短冊状の透明電極１１１
と、前記光制御層１１０を介して該透明電極に直交する
ように設けられた複数の櫛形電極１１２ｃとを有する。
複数の櫛形電極は、例えばガラス基板のような基板１１
６上にアルミなどの電極を一様に蒸着し、フォトリソグ
ラフィーの手法によりパターニングすることで容易に形
成することができる。なお、このような櫛形電極を使用
した場合、液晶自体が周期性を持たなくともよい。その
ため、光制御層を形成する液晶としてはホログラフィッ
ク高分子分散液晶である必要はなく、リバースモード高
分子分散液晶または一様に配向する液晶で十分である。

【０１０６】さらに、本実施例に適用された短冊状の透
明電極１１１、または光制御層の下面に設けられた電極
のいずれかを表示画素単位に分割し、分割した各画素に
スイッチング素子を設けることもできる。ここで、光制
御層の下面に設けられかつ分割される電極は、上述した
ような透明電極または鏡面反射する電極のどちらでも良
い。またそれらの電極形状としては、短冊形状または櫛
形形状のどちらでも良い。

【０１０７】（実施例８）本実施例は、ＴＦＴ駆動のようなアクティブマトリクス
駆動を行う本発明の表示装置の一例であり、表示画素単
位に分割した電極とその電極に対向する表示領域全体に
広がる一枚の電極とを用いて表示装置を構成する。表示
装置は、光学素子と、該光学素子へ光を送る照明手段
と、光学素子を駆動するための電源とを有する。本実施
例の電極は透明な上部電極と、これに対向する下部電極
とからなる。下部電極は、透明なものであっても鏡面反
射するものであっても良い。

【０１０８】さらに電極の形状としては、（Ａ）表示領
域全体に広がる一枚の電極、（Ｂ）表示画素単位に分割
され、各画素の内部領域に広がる一枚の電極、（Ｃ）表
示領域全体に広がり電気的に単一である櫛形電極、
（Ｄ）表示画素単位に分割され、各画素の内部領域に広
がり電気的には単一な櫛形電極であって良い。

【０１０９】これらの電極の組み合わせとしては、主
に、（i）一方の電極が表示領域全体で一枚の電極であり、
他方の電極が表示画素単位に分割された領域で一枚の電
極である組み合わせ（Ａ−Ｂ）、（ii）一方の電極が表示領域全体で一枚の電極であり、
他方の電極が表示画素単位に分割された櫛形電極である
組み合わせ（Ａ−Ｄ）、（iii）一方の電極が表示画素単位に分割された領域で
一つの電極であり、他方の電極が表示領域全体で一枚の
櫛形電極である組み合わせ（Ｂ−Ｃ）、（iv）一方の電極が表示領域全体で一つの櫛形電極であ
り、他方の電極が表示画素単位に分割された櫛形電極
（Ｄ−Ｃ）、が考えられる。但し、上部電極とする電極
は、上述したように透明な材質である必要がある。

【０１１０】また、上部電極および下部電極によって狭
持される光制御層として使用することが適当な液晶は、
上述した電極の組み合わせによって異なる。すなわち、
（i）の場合には光制御層として、回折能が電気的に制
御可能である、リバースモード高分子分散液晶、ホログ
ラフィック高分子分散液晶、リバースモードホログラフ
ィック高分子分散液晶などが適当である。特に、回折能
を変化させられるホログラフィック高分子分散液晶を用
いることにより高コントラスト化できる。（ii）、（ii
i）および（iv）の場合には、櫛形電極により回折され
るので、光制御層としては、リバースモード高分子分散
液晶または一様に配向した液晶で十分である。

【０１１１】本実施例では、前述の組み合わせのうち、
２通りの表示装置について図１２ａ、図１２ｂ、および
図１２ｃを参照しながら説明する。図１２ａは表示装置
の概略を示す側面断面図であり、図１２ｂおよび図１２
ｃは表示画素単位に分割された電極群を示す平面図であ
る。

【０１１２】（I）上部電極を表示領域で一枚の透明電
極とし、下部電極を表示画素単位に分割した櫛形電極と
した場合図１２ａおよび図１２ｂを参照しながら、櫛形電極を表
示画素単位に分割した表示装置について説明する。

【０１１３】光学素子は、光制御層１２０と、該光制御
層１２０の上面に積層された透明電極１２１と、光制御
層１２０の下面と基板１２４とによって挟持され表示画
素単位に分割された電極１２２と、前記透明電極１２１
を介して光制御層１２０上に設けられた導光板１２３と
から構成される。導光板１２３の一端には、実施例８と
同様にして照明手段（光源１２５およびレンズ１２６）
が設けられている。

【０１１４】図１２ｂに示すように、表示画素単位（図
中、破線で示す）に分割された櫛形電極１２２ｂの各々
にはそれぞれスイッチング素子１２７を設け、各々の電
極に独立して電圧を印加できるように格子状に走査電極
１２８と信号電極１２９とを設ける。

【０１１５】本実施例では、光制御層１２０を構成する
液晶としてリバースモード高分子分散液晶を使用する。
図１２ａに示したように上記電極１２１および１２２を
電源に接続することで、光制御層への電界の印加が可能
となる。光制御層に電界が印加されない場合、液晶は透
過状態になる。しかし、電界が印加されると液晶は散乱
状態となる。光制御層がリバースモード高分子分散液晶
からなる光学素子を用いて表示装置を構成すると、一般
的な高分子分散液晶を用いた場合と比べ電極の隙間が発
光しないため、表示装置のコントラストを高めることが
できる。また、リバースモード高分子分散液晶の代わり
に、例えば一様に配向した液晶を使用してもよい。

【０１１６】（II）上部電極を表示画素単位に分割され
た領域で一枚の透明電極とし、下部電極を表示領域全体
に広がる一つの櫛形電極とした場合次に、本実施例の別の態様として図１２ｃに示すように
透明電極１２１を表示画素単位に分割した場合について
説明する。この場合、分割された電極１２１ｃのそれぞ
れに対向するように、基板の全面にわたって櫛形電極１
２２ｃを形成する。図１２ｃに示すように、表示画素単
位に分割された電極１２１ｃの各々にはそれぞれスイッ
チング素子１２７を設け、各々の電極に独立して電圧を
印加できるように格子状に走査電極１２８と信号電極１
２９とを設ける。

【０１１７】上述のように表示画素単位に分割した各々
の電極に対して、独立して電圧を印加できるように走査
電極１２８と信号電極１２９とを格子状にめぐらせるこ
とによりＴＦＴ駆動が可能となる。ＴＦＴ駆動させ、各
々の電極の電位を制御することにより、ビットマップ表
示が可能となる。

【０１１８】（実施例９）この実施例では、図１３ａ、図１３ｂ、および図１３ｃ
を参照しながら背面駆動型の表示装置について説明す
る。この表示装置を構成する各層は実施例８と同様の積
層順序で積層されたものであるが、以下に説明する点が
実施例８のものと異なる。

【０１１９】図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、本
発明にもとづく表示装置の一例を示すもので、図１３ａ
は表示装置の概略を示す側面断面図であり、図１３ｂお
よび１３ｃは表示画素単位（図中、破線で示す）に分割
された電極群を示す平面図である。光制御層の下面に設
けられ、かつ表示画素単位に分割される電極は透明なも
のであっても鏡面反射するものであってもよい。また、
電極の形状は、櫛形（図１３ｂ、１３２ｂ）であって
も、表示画素単位に分割された領域で一枚の方形状のも
の（図１３ｃ、１３２ｃ）であってもよい。

【０１２０】図１３ａのように配線するためには、基板
１３４と基板の上面に設けられた分割された電極１３２
とに微細な穴をあけ、その穴の内部に金属などの導電性
材料を充填する。なお、図中の黒い丸印は、基板を貫通
して延びた電極１３５が基板の上面にある分割された電
極１３２と接続する部分を示す。次いで、このようにし
て形成された基板を貫通する電極（背面電極）１３５
を、表示画素単位ごとに分割された各々の電極１３２に
電圧を独立して印加できるように電源に配線する。ま
た、導光板１３３の端には、実施例７および８と同様に
して照明手段（光源１３６およびレンズ１３７）が設け
られている。

【０１２１】なお、本実施例では、分割された電極１３
２と光制御層（液晶層）１３０を介して設けられた透明
電極１３１として、一様に広がった電極を使用したが、
分割された電極１３２に対向する領域に広がった短冊状
の電極を使用することもできる。

【０１２２】本実施例では基板の下面（背面）から駆動
することが可能となるため、駆動基板を分割し隙間なく
並べることができる。また、高分子分散液晶の様な接着
性を有する光制御層を用いることにより、駆動基板をタ
イル状に並べて接着できる。このように構成することに
より、大面積化による信号遅延の影響を受けない、隙間
のない大画面表示が実現できる。

【０１２３】なお、実施例７で作成した表示装置につい
ても本実施例と同様に背面から駆動することが可能であ
り、背面駆動による同様の効果が得られる。この場合、
透明電極１３１として短冊状に分割された電極を用い、
電極１３２の電極形状を短冊状（細長い長方形）とし、
電極１３１および１３２の短冊の長手方向が違いに直交
する構成をとる。この場合、背面から駆動するために電
極１３２については表示装置の端までの電気的な伝導性
を確保する必要がない。そのため、電極１３２の短冊の
長さは表示装置の画面の大きさに依存することなく任意
に分割でき、多重度の高い（闘値特性のゆるやかな）液
晶材料でも単純マトリクス駆動が可能となる。

【０１２４】また、実施例８で作製した光学素子につい
ても、本実施例と同様に走査電極と信号電極を背面に引
き出し駆動することが可能であり、大面積化において同
様の効果が得られる。

【０１２５】（実施例１０）図１４は、本発明にもとづく表示装置の一例を示す断面
図である。

【０１２６】この表示装置は、光学素子と、該光学素子
へ光を送る照明手段と、光学素子を駆動するための電源
（不図示）とを有し、照明手段以外は実施例８と同様の
構成を有する。すなわち、照明手段は、上記導光板１４
３の一端面から光を入射させるためのもので、光源１４
４と該光源１４４を囲む鏡面を有する部材１４５からな
る。その他の構成は、光制御層（液晶層）１４０と、該
光制御層１４０の上面に互いに離間かつ平行するように
して設けられた複数の短冊状の透明電極１４１と、光制
御層１４０の下面に互いに離間し、かつ透明電極１４１
と直交するようにして設けられた光を鏡面反射する複数
の短冊状の電極１４２と、上記透明電極１４１の上面に
設けられた導光板１４３とからなる。光源１４４を表示
装置の縁につけることにより、図１１ａおよび図１１ｂ
に示した表示装置と比較して小型かつ高効率な表示装置
を実現できる。

【０１２７】また、実施例７ではホログラフィック高分
子分散液晶を用いたが、高分子分散液晶を用いることに
より、白黒ディスプレイが実現できる。さらに、光源に
赤、青、緑の３色を用意し表示画素と同期して光源の色
を順次切り替えることによりフルカラー表示を実現でき
る。

【０１２８】なお、本実施例では照明手段以外は実施例
７と同様に構成としたが、実施例７の代りに実施例８ま
たは実施例９の構成とすることもできる。

【０１２９】（参考例２）図１５ａおよび図１５ｂは、本発明にもとづく平行反射
面型の光学素子の一参考例を模式的に示す側面断面図で
あり、図１５ａは光制御層の薄膜（リバースモード高分
子分散液晶）が透過状態にある場合、図１５ｂは光制御
層の薄膜（リバースモード高分子分散液晶）が散乱状態
にある場合を示す。

【０１３０】本参考例の光学素子は、図１５ａおよび図
１５ｂに示すように光制御層１５０と、該光制御層１５
０の上面に設けられた透明電極１５１と、前記光制御層
１５０の下面に反射膜１５２を介して設けられた電極１
５３と、前記透明電極１５１の上面に設けた導光板１５
４と、前記電極１５３の下面に設けられた基板１５５と
を有する積層構造からなる。

【０１３１】前記光制御層１５０としては、電界を印加
しないときは透過状態で、電界を印加したときは散乱状
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報告ＩＤＹ９６−５０、ｐ．
１３７−１４２）等が用いられる。

【０１３２】本参考例２の光学素子は、例えば７０５９
（corning社（米国）製）のような透明度の高いガラス
で構成される導光板上に例えばＩＴＯのような透明電極
を蒸着等で作成し、透明電極表面にラピング処理のよう
な配向処理を行う。また、ガラスなどの基板上にアルミ
やＩＴＯの薄膜などの電極をつけたものに、金属微粒子
を分散した樹脂膜のような反射面を設け、表面にラピン
グ処理のような配向処理を行う。この両者を配向方向が
アンチパラレルになるように向き合わせ、例えばＵＣＬ
−００２のような紫外線重合性液晶と、Ｅ−７のような
ネマティック液晶の混合液を挟み、紫外線を照射するこ
とによって容易に作成できる。なお、本明細書中で使用
する「反射膜」という用語は、反射面を有する膜を意味
する。

【０１３３】本参考例２の光学素子は、電界を印加しな
いときには、光制御層の薄膜（リバースモード高分子分
散液晶）１５０は透過状態であるため、図１５ａに示し
たように、入射光１５７は透明電極１５１をつけた導光
板１５４と光制御層１５０の導光領域内で反射を繰り返
し外へは出ず、素子は非発光状態となる。また、電界を
印加すると、光制御層の薄膜（リバースモード高分子分
散液晶）１５０は散乱状態となるので、図１５ｂに示し
たように、導波してきた光が散乱する。散乱された光は
進行方向が変わるので、導波モードから外れ外部に出射
され、素子は発光状態となる。すなわち、電界によって
光をｏｎ／ｏｆｆできるライトバルブが実現できる。な
お、この場合の出射光は散乱光であるので視野角が広く
なるという利点が得られる。

【０１３４】本参考例２では、前記光制御層１５０とし
て電界により散乱度が変化するリバースモード高分子分
散液晶を用いたが、これに限らず、電界により散乱度が
変化するものを用いれば良く、例えば強誘電性液晶のゴ
ールドストーンモードや、誘電率異方性が負である液晶
のイオン流等による動的散乱モード、コレステリック液
晶等における欠陥散乱モードを用いた薄膜であっても本
実施例１２と同様の作用効果を得られる。また、通常モ
ードの高分子分散液晶を用いても良い。

【０１３５】前記反射膜１５２として、誘電体多層膜を
用いると、導波モードの光を反射し、それ以外の光を透
過させることができるので、誘電体多層膜の反射が外部
から見えなくなり良好な特性となる。

【０１３６】（参考例３）図１６ａおよび図１６ｂは、本発明にもとづく平行反射
面型の光学素子の一参考例を模式的に示す側面断面図で
あり、図１６ａは光制御層となる薄膜（リバースモード
高分子分散液晶）が透過状態にある場合、図１６ｂは光
制御層となる薄膜（リバースモード高分子分散液晶）が
散乱状態にある場合を示す。この実施例では、反射膜と
第１の電極との間に光吸収層を設けたこと以外は、参考
例２の光学素子と同一構造を有する。すなわち、本参考
例の光学素子は、図１６ａおよび図１６ｂに示すように
は光制御層（薄膜）１６０と、該光制御層１６０の上面
に設けられた透明電極１６１と、前記光制御層１６０の
下面に反射膜１６２と該反射膜１６２の下面に設けられ
た光吸収膜１６６とを介して設けられた電極１６３と、
前記透明電極１６１の上面に設けた導光板１６４と、前
記電極１６３の下面に設けられた基板１６５とを有する
積層構造からなる。

【０１３７】本参考例３の光学素子は、例えば７０５９
（corning社（米国）製）のような透明度の高いガラス
などで構成される導光板上に、例えばＩＴＯのような透
明電極を蒸着等で作製し、透明電極表面を例えばラピン
グ処理の様な配向処理を行う。また、ガラスなどの基板
上にアルミ薄膜などの電極をつけたものに、例えば黒色
の色素等を分散させた樹脂等をスピンコートするなどし
て光吸収膜を形成し、その上に誘電体多層膜からなる反
射膜を蒸着等によりつけ、表面をラピング処理の様な配
向処理を行う。この両者を配向方向がアンチパラレルに
なるように向き合わせ液晶モノマーと液晶の混合物を挟
み込み紫外線を照射することにより作成できる。

【０１３８】本参考例３の光学素子は、電界を印加しな
いときには、光制御層（リバースモード高分子分散液
晶）１６０は透過状態であるため、図１６ａに示したよ
うに、入射光１６７は透明電極１６１をつけた導光板１
６４と薄膜１６０の導光領域内で反射を繰り返し外へは
出ず、素子は非発光状態となる。また、電界を印加する
と、光制御層（リバースモード高分子分散液晶）は散乱
状態となるので、図１６ｂに示したように、導波してき
た光が散乱する。散乱された光は進行方向が変わるの
で、導波モードから外れ外部に出射され、素子は発光状
態となる。すなわち、電界によって光をｏｎ／ｏｆｆで
きるライトバルブが実現できる。なお、この場合の出射
光は散乱光であるので視野角が広くなるという利点が得
られる。

【０１３９】本参考例３では、前記光制御層１６０とし
て電界により散乱度が変化するリバースモード高分子分
散液晶を用いたが、これに限らず、電界により散乱度が
変化するものを用いれば良く、例えば強誘電性液晶のゴ
ールドストーンモードや、誘電率異方性が負である液晶
のイオン流等による動的散乱モード、コレステリック液
晶等における欠陥散乱モードを用いた薄膜であっても本
参考例３と同様の効果が得られる。また、通常モードの
高分子分散液晶を用いても良い。

【０１４０】また、前記反射膜１６２の、誘電体多層膜
の厚さを変えることにより、導波モードの光を反射し、
それ以外の光を透過させることができるので、誘電体多
層膜の反射が外部から見えなくなり良好な特性を実現で
きる。

【０１４１】また、前記反射膜１６２として、導光板１
６４より屈折率の低い低屈折率膜を用いても良い。この
場合、低屈折率膜は導波する光を全反射し、使用者の視
線１６８に対しては透過的に振る舞うので、外部からみ
た場合、黒色表示時は光吸収膜１６６の色しか見えず、
高コントラスト表示が実現できる。さらに、視線側から
みたときの反射を低減することができる。

【０１４２】（実施例１１）この実施例では、光制御層として液晶滴が周期的に分布
した薄膜を用いること以外は、参考例２または参考例３
の光学素子と同一構造を有する。

【０１４３】図１７ａ、図１７ｂおよび図１７ｃは、本
実施例に適用される薄膜の構造を示す模式的平面図であ
る。この実施例では、参考例２または３の光学素子の光
制御層（薄膜）１５０または１６０（図１５ａ、図１５
ｂまたは図１６ａ、図１６ｂを参照されたい）として、
透明な高分子樹脂１７０ａ中に液晶１７０ｂが回折格子
状に分布する高分子分散液晶を用いる。また、該高分子
分散液晶の回折効率は電界によって変化することを特徴
とする。

【０１４４】ここで、高分子分散液晶は、高分子樹脂１
７０ａと液晶１７０ｂが複合してなる薄膜全般を指し示
し、高分子樹脂１７０ａ中に液晶滴が分布した高分子樹
脂１７０ａが連続領域となるドロップレットタイプで
も、高分子樹脂１７０ａと液晶１７０ｂが両方とも連続
領域となるポリマーボールタイプでも、液晶１７０ｂ中
に高分子樹脂粒が分散した樹脂領域が不連続なものであ
っても良い。

【０１４５】高分子分散液晶として、電界を印加しない
ときに透過状態で、電界を印加すると散乱状態となるリ
バースモード高分子分散液晶を用いることにより、電界
に対する応答特性を反転させると同時に、電極を分割し
ても電極の間隙が発光することを防ぐことができる。

【０１４６】特に、ホログラフィック高分子分散液晶を
用いた場合、体積ホログラムなので色純度の高い光でか
つ指向性を抑制して発光表示することが可能である。ま
た、指向性が高く、不要なところへ光が行かないので、
明るい。また、波長選択性があるのでカラー表示が可能
である。また、導光板１５４または１６４（図１５ａ、
図１５ｂまたは図１６ａ、図１６ｂを参照されたい）と
して、ガラスをあげたが、アクリル等の樹脂板であって
も良い。アクリルのような軽量安価な材料を導光板とし
て用いることで、軽量安価薄型の大面積ディスプレイを
実現することができる。

【０１４７】（実施例１２）図１８ａおよび図１８ｂは、本発明にもとづく平行反射
面型の光学素子の一実施例を模式的に示すものであり、
図１８ａは光学素子の側面断面図、図１８ｂは基板上に
形成された櫛形電極（以下、周期電極ともいう）を示す
平面図である。

【０１４８】図１８ａに示すように、例えば、電界によ
り散乱度が変化するリバースモード高分子分散液晶を用
いた光制御層（薄膜）１８０と反射膜１８２を前記周期
電極１８３を設けた基板１８５と一枚の透明電極１８１
で挾み、さらに前記透明電極１８１の上面に導光板１８
４を設けることにより構成する。図１８ｂに示すよう
に、基板上に形成された前記周期電極１８３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
程度の寸法の周期構造をもつ。

【０１４９】本実施例１２の光学素子は、電界を印加し
ないときは、薄膜１８０は一様に透過状態であるため、
導波する光が外部に出射することはない。また、周期電
極１８３と透明電極１８１の間に電界を印加することに
より、光制御層１８０の周期電極１８３と透明電極１８
１の間の領域は散乱状態となるので周期的な散乱領域が
形成される。これにより光制御層１８０は回折状態とな
るため、導波してきた光が回折され、外部に出射する。

【０１５０】（実施例１３）図１９ａおよび図１９ｂは、本発明にもとづく平行反射
面型の光学素子の一実施例を模式的に示すものであり、
図１９ａは光学素子の側面断面図、図１９ｂは基板上に
形成された櫛形電極を示す平面図である。

【０１５１】図１９ａに示すように、光学素子は、例え
ば電界により散乱度が変化するリバースモード高分子分
散液晶を用いた光制御層（薄膜）１９０と、該光制御層
１９０を狭持するようにして設けられた導光板１９４と
反射膜１９２と、さらに前記反射膜１９２の下面の基板
１９５上に形成された櫛形電極とからなる。

【０１５２】図１９ｂに示すように、前記櫛形電極は、
基板１９５上に櫛状に枝分かれした複数の枝部を有する
第１の電極１９３ａと、基板１９５上に櫛状に枝分かれ
した複数の枝部を有する第２の電極１９３ｂとを有し、
第１の電極１９３ａと第２の電極１９３ｂとが互いの枝
部を交互に配置するようにして基板の同一平面上で対向
している。

【０１５３】この光学素子に電界を印加しないときは、
薄膜１９０は一様に透過状態であるため、導波する光が
外部に出射することはない。一方、周期電極１９３ａと
１９３ｂとの間に電圧をかけることにより、前記周期電
極１９３ａと１９３ｂとの間に基板１９５と平行な電界
が発生するため、発生した電界により光制御層の、周期
電極１９３ａと１９３ｂとの間の領域は散乱状態となる
ので周期的な散乱領域が形成される。これにより光制御
層１９０は回折状態となるため、導波してきた光が回折
され、外部に出射する。

【０１５４】前記光制御層１９０として電界により散乱
度が変化するリバースモード高分子分散液晶を用いた
が、これに限らず、電界により散乱度が変化するものを
用いれば良い。

【０１５５】また、この他にも電界により屈折率または
吸光度が変化する他のものを用いることができ、例え
ば、一様配向した液晶を用い屈折率を変化させたり、エ
レクトロクロミック薄膜や一様配向したゲストホスト液
晶を用い吸光度を変化させることにより本実施例１３と
同様の作用効果が得られる。

【０１５６】また、前記参考例３のように、実施例１２
および実施例１３では反射膜１８２と周期電極１８３と
の間、または反射膜１９２と１９３ａおよび１９３ｂと
の間に光吸収膜を設けることで、使用者側から反射膜や
電極が見えるのを防ぐことができる。

【０１５７】また、実施例１２および１３では、反射膜
１８２または１９２として、誘電体多層膜を用いると、
導波モードの光を反射し、それ以外の光を透過させるこ
とができるので、誘電体多層膜の反射が外部から見えな
くなり良好な特性となる。さらに、外部からみた場合、
黒色表示時は光吸収膜の色しか見えないため、高コント
ラスト表示が実現できる。

【０１５８】さらに、前記反射膜１８２または１９２に
導光板より屈折率の低い低屈折率膜を用い、反射膜１８
２と周期電極１８３との間、または反射膜１９２と周期
電極１９３ａおよび１９３ｂとの間に光吸収層を設けて
も良い。

【０１５９】この場合、低屈折率膜は導波する光を全反
射し、使用者の視線に対しては透過的に振る舞うので、
外部からみた場合、黒色表示時は光吸収膜の色しか見え
ず、高コントラスト表示が実現できる。さらに、視線側
からみたときの反射を低減することができる。

【０１６０】（実施例１４）図２０ａおよび図２０ｂは、本発明にもとづく表示装置
の一例を示すもので、図２０ａは平面図、図２０ｂは図
２０ａのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【０１６１】この表示装置は、光学素子と、該光学素子
へ光を送る照明手段と、光学素子を駆動するための電源
（不図示）とを有する。

【０１６２】光学素子は、光制御層２００と、該光制御
層２００上面に互いに離間かつ平行するようにして設け
られた複数の短冊状の透明電極２０１と、光制御層２０
０の下面に反射膜２０２を介し、かつ互いに離間し、さ
らに上記透明電極２０１と直交するようにして設けられ
た複数の短冊状の電極２０３と、上記短冊状の透明電極
２０１の上面に設けられた導光板２０４と、上記短冊状
の透明電極２０３の下面に設けられた基板２０５とから
構成される。この実施例では、光制御層２００としホロ
グラフィック高分子分散液晶を使用する。

【０１６３】照明手段は、上記導光板２０４の一端面か
ら光を入射させるためのもので、光源２０６と該光源２
０６からの光を上記端面に集光させるレンズ２０７とを
有する。導光板の端面のうち、集光した光が入る部分以
外は光が反射するように金属膜などを蒸着してもよい。

【０１６４】電源は、上記短冊状の電極２０１および２
０３と接続することで、光学素子に電界を印加させる。

【０１６５】なお、本実施例の別の態様として、実施例
７に記載したように短冊状の透明電極の代りに、櫛形電
極を使用することもできる。この場合も上述したような
効果が同様に得られる。

【０１６６】図２１ａおよび図２１ｂは実施例１４の表
示装置の動作を説明するための図である。

【０１６７】図２１ａおよび図２１ｂに示すように、透
明電極２０１と電圧が加えられていない電極２０３の間
のホログラフィック高分子分散液晶は透過状態であるた
め、入射光２１７は、透明電極２０１をつけた導光板２
０４と光制御層２０２の導光領域内を導波するため発光
しない。透明電極２０１と直交する短冊状の電極との間
に電圧を加えると、透明電極２０１と電圧が加えられた
電極２０３′との交点のホログラフィック高分子分散液
晶が回折状態となり入射光２１７は発光する。このた
め、電極を走査することにより任意のビットマップ像が
表示できる。

【０１６８】なお、本実施例１４では光制御層２００に
ホログラフィック高分子分散液晶を用いたが、この他に
も、前記実施例で説明したような（例えばリバースモー
ド高分子分散液晶など）、屈折率、散乱度、吸光度等の
光学的性質が電界により変化するものを用いることがで
きる。光制御層２００にリバースモード高分子分散液晶
を使用した場合には、電極の隙間が発光せず、コントラ
ストの高い表示が可能となる。

【０１６９】また、図２１ｂに示すように、反射膜２０
２と電極２０３との間に光吸収膜２１６を設けること
で、使用者側から反射膜や電極が見えるのを防ぐことが
できる。さらに、外部からみた場合、黒色表示時は光吸
収膜２１６の色しか見えないため、高コントラスト表示
が実現できる。

【０１７０】前記反射膜２０２として、誘電体多層膜を
用いると、導波モードの光を反射し、それ以外の光を透
過させることができるので、誘電体多層膜の反射が外部
から見えなくなり良好な特性となる。

【０１７１】前記反射膜２０２として導光板より屈折率
の低い低屈折率膜を用い、反射膜と電極２０３との間に
光吸収膜２１６を設けても良い。この場合、低屈折率膜
は導波する光を全反射し、使用者の視線２１８に対して
は透過的に振る舞うので、使用者側からみた場合、黒色
表示時は光吸収膜２１６の色しか見えず、高コントラス
ト表示が実現できる。また、前記透明電極２０１、電極
２０３のどちらかを表示画素単位に分割し、分割した各
表示画素にスイッチング素子を設けても良い。

【０１７２】なお、本実施例の別の態様として、実施例
７に記載したように短冊状の透明電極の代わりに、櫛形
電極を使用することもできる。この場合も上述したよう
な効果が得られる。

【０１７３】（実施例１５）図２２は本実施例の表示装置の一例を示すもので、実施
例１４で構成される表示装置とは配線方法および照明手
段が異なる。表示装置を構成する光学素子は、実施例１
４と同様の積層順序で積層されているが、以下に説明す
る点が異なる。すなわち、本実施例に適用される光学素
子は図２２に示すように、基板２２５に微細な穴をあ
け、その穴の内部に金属等の導電性材料を充填すること
により、基板２２５の下部に貫通し、かつ各々の短冊状
の電極２２３に接続された裏面電極２２７を取り出すこ
とができる構成を有する。短冊状の電極２２３と裏面電
極とは１対１の関係にある。また、照明手段は、図２２
のように反射板２２８と、該反射板で囲われた光源２２
９とからなり、前記導光板２２４の縁に設ける。

【０１７４】その他の構成は、実施例１４と同様に構成
される。すなわち、光学素子は光制御層２２０と、該光
制御層２２０の上面に互いに離間かつ平行するようにし
て設けられた複数の短冊状透明電極２２１と、光制御層
２２０の下面に反射膜２２２、さらに光吸収膜２２６を
介して設けられた複数の短冊状の電極２２３と、上記短
冊状透明電極２２１の上面に設けられた導光板２２４
と、上記短冊状透明電極２２３の下面に設けられた基板
２２５とから構成される。上記複数の短冊状の電極２２
３は、互いに離間し、さらに短冊状透明電極２２１と直
交するようにして設けられている。

【０１７５】本実施例１５のように構成することによ
り、薄型、大面積かつ高解像度の表示装置を実現でき
る。また、背面に駆動回路を実装することができる。具
体的には、例えば、基板として一般のプリント基板に使
用されるガラスエポキシ樹脂からなる基板に、スルーホ
ールにより貫通した電極を形成すると、駆動用ドライバ
ＩＣを基板の光制御層とは反対側の面にハンダ付けなど
により表面実装可能なので、駆動部を含めて薄型の表示
装置が実現できる。また、フレキシブルプリント基板
（ＦＰＣ）にドライバＩＣを実装し、アニソルム（日立
化成）のような異方性導伝体材料で接続することによ
り、実装密度を向上させることが可能である。

【０１７６】また、照明の方法を変えることにより前記
実施例１４と比較して小型かつ高効率な表示装置を実現
できる。さらに、本実施例１５では、導光板の形状を板
状としたが、曲面とすることにより、円柱状、球状など
の表示装置を実現できる。

【０１７７】なお、本実施例の別の態様として、実施例
８および９で示したように光制御層の下面に設けられた
電極を表示画素単位に分割したタイプの表示装置につい
ても、背面から駆動することが可能である。この場合
も、本実施例と同様の効果が得られる。

【０１７８】（実施例１６）図２３は、本発明の表示装置の一例を示すもので、本実
施例の表示装置は、基板が分割されていることを除いて
実施例１５と同じように構成される。すなわち、導光板
から光制御層までの積層領域を一体とし、基板を分割し
てタイル状に並べることを特徴とする。

【０１７９】図２３に示すように、表示装置に適用され
る光学素子は、実施例１５と同様に、導光板２３０と該
板状導光板２３０の下面に設けられた互いに離間してか
つ平行に並んだ複数の短冊状透明電極２３１と、該短冊
状透明電極２３１の下面に設けられた光制御層２３２と
が一体となっている。しかし、本実施例では前記光制御
層２３２の下面は分割された基板ごとに積層された構造
を有する。具体的には図２３に示すように、前記光制御
層２３２の下面に設けられた反射膜２３３と、該反射膜
２３３の下面に設けられた光吸収膜２３６と、該光吸収
膜２３６の下面に互いに離間し、さらに短冊状の透明電
極２３１と直交するようにして設けられた短冊状の透明
電極２３４と、該短冊状の透明電極２３４の下面に設け
られた基板２３５とからなる。また、照明手段は、反射
板２３８と該反射板で囲われた光源２３９とからなり、
前記導光板２３０の縁に設ける。

【０１８０】基板２３５に微細な穴をあけ、その穴の内
部に金属等の導電性材料を充填することにより、基板２
３５を貫通し、かつ基板２３５上の透明電極２３４に接
続された裏面電極２３７を基板の下部側に取り出すこと
ができ、その結果、基板の周縁部には配線のための領域
が不要となる。したがって、分割された基板２３５を隙
間なくタイル状に並べることができ、大画面化が容易と
なる。そのため、光制御層における分割作製による不均
質を避けつつ、微細加工が必要で大面積化が困難な基板
に関しては、小さい面積で済ませることができる。な
お、大面積化の際、導光板を共有することにより継ぎ目
を隠すことができる。

【０１８１】図２３では例示的に基板２３５を２つに分
割した場合について図示したが、分割形式は必要に応じ
て変更することができる。また、光制御層として、例え
ばリバースモード高分子分散液晶のような接着性のある
高分子分散液晶を使用することで、分割した基板をタイ
ル状に接着して並べることが可能となる。接着してタイ
ル状に並べることにより、基板が固定され、ずれが生じ
にくくなる。

【０１８２】なお、本実施例の別の態様として、実施例
８および９で示したように光制御層の下面に設けられた
電極を表示画素単位に分割したタイプの表示装置につい
ても、駆動基板をタイル状に並べることが可能である。
この場合も、本実施例と同様の効果が得られる。

【０１８３】本発明における導光板の形状は、平行平板
とすることにより光の漏れによる損失が最小にできる
が、穏やかな曲面であっても導光は可能である。湾曲し
た板状の透明な板を導光板として用い、フィルム上の変
形可能な基板に電極を設け、導光板に接着することによ
り、円柱状、球状などの曲面状の表示装置を実現するこ
とができる。また、照射手段として、赤色光源、青色光
源および緑色光源を少なくとも有し、さらに表示画像に
同期させて前記赤色光源、青色光源、緑色光源を順次切
り替える手段を設けてもよい。

【０１８４】以上、本発明に係る光学素子および該光学
素子を用いた表示装置を前述の実施例１から１６におい
て具体的に説明した。しかし、本発明はそれらの実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
において種々変更可能なことは言うまでもない。

【０１８５】

【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。

【０１８６】（１）光を導波可能な構造の平板と屈折率
可変な薄膜により、光の取り出しを制御するための光学
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
が可能となる。

【０１８７】（２）光を導波可能な構造の平板と電界に
より散乱能を生じる薄膜により、光の取り出しを制御す
るための光学素子および該光学素子を用いた表示装置を
提供することが可能となる。

【０１８８】（３）光を導波可能な構造の平板と回折効
率可変な薄膜により、光の取り出しを制御するための光
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
とが可能となる。

【０１８９】（４）光を導波可能な構造の平板と薄膜を
鏡面反射可能な電極で駆動することにより、薄膜の裏面
から直接駆動するための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が可能となる。

【０１９０】（５）光制御層として高分子分散液晶を用
いることにより、散乱、透過の制御または回折効率の制
御を行うための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が可能となる。

【０１９１】（６）短冊状の電極でマトリクス駆動を行
う際、光制御層にリバースモード高分子分散液晶を用い
て電極の間隙を透明とし、電極の間隙による表示像の劣
化を防ぐための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が可能となる。

【０１９２】（７）導光板端面から光を入射し、薄膜を
マトリクス駆動するための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が可能となる。

【０１９３】（８）反射膜を設け、導光板を導波する光
を電極に達する前に反射し、電極による光吸収や電極端
による光損失を防ぐための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が可能となる。この場
合、反射膜として誘電体多層膜、または導光板よりも屈
折率が低い膜を使用してもよい。

【０１９４】（９）電気伝導性のない誘電体多層膜また
は導光板を用い、駆動電界を乱さずに反射するための光
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。

【０１９５】（１０）方向選択性を持つ反射特性によ
り、導波している光だけを反射するための光学素子およ
び該光学素子を用いた表示装置を提供することが可能と
なる。

【０１９６】（１１）多層膜のような反射に方向選択性
のある反射膜を用いた場合、電極と反射膜の間に光吸収
膜を設け、素子を見る側から反射膜や電極が見えること
を防ぐための光学素子および該光学素子を用いた表示装
置を提供することが可能となる。

【０１９７】（１２）高コントラスト化、薄型化、軽量
化、大画面化を実現するための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が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の表示装置の一例を示す概略的構成を示す
ものであり、（ａ）はプロジェクタの概略的構成を示す
断面図、（ｂ）は表示装置に適用される液晶ライトバル
ブの概略的構成を示す断面図である。

【図２】従来型の表示装置の一例を示す断面図である。

【図３】本発明にもとづく傾斜反射面型の光学素子の一
実施例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光制
御層に電界が印加されていない状態を示す図、（ｂ）は
光制御層に電界が印加されている状態を示す図である。

【図４】本発明にもとづく傾斜反射面型の光学素子の他
の実施例を模式的に示す側面断面図である。

【図５】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の一
参考例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光制
御層に電界が印加されている状態を示す図、（ｂ）は光
制御層に電界が印加されていない状態を示す図である。

【図６】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の一
実施例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光制
御層に電界が印加されていない状態を示す図、（ｂ）は
光制御層に電界が印加されている状態を示す図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明にもと
づく光学素子に適用される薄膜の構造を示す模式図であ
る。

【図８】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の一
実施例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光制
御層に電界が印加されていない状態を示す図、（ｂ）は
光制御層の特定部分に電界が印加されている状態を示す
図である。

【図９】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の一
実施例を模式的に示すものであり、（ａ）は光学素子の
側面断面図、（ｂ）は基板上に形成された櫛形電極を示
す平面図である。

【図１０】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の
一実施例を模式的に示すものであり、（ａ）は光学素子
の側面断面図、（ｂ）は基板上に形成された櫛形電極を
示す平面図である。

【図１１】本発明にもとづく表示装置の一例を示すもの
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿
う断面図、（ｃ）は（ｂ）に適用される他の電極の平面
図である。

【図１２】本発明にもとづく表示装置の一例を示すもの
で、（ａ）は表示装置の側面断面図、（ｂ）は表示画素
単位に分割された櫛形電極の平面図、（ｃ）は表示画素
単位に分割された透明電極と表示領域全面に設けられた
櫛形電極の平面図である。

【図１３】本発明にもとづく表示装置の一例を示すもの
で、（ａ）は表示装置の側面断面図、（ｂ）は表示画素
単位に分割された櫛形電極の平面図、（ｃ）は表示画素
単位に分割された透明電極の平面図である。

【図１４】本発明にもとづく表示装置の一例を示す側面
断面図である。

【図１５】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の
一実施例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光
制御層が透過状態にある場合を示す図、（ｂ）は光制御
層が散乱状態にある場合を示す図である。

【図１６】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の
一実施例を模式的に示す側面断面図であり、（ａ）は光
制御層が透過状態にある場合を示す図、（ｂ）は光制御
層が散乱状態にある場合を示す図である。

【図１７】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明にも
とづく光学素子に適用される薄膜の構造を示す模式図で
ある。

【図１８】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の
一実施例を模式的に示すものであり、（ａ）は光学素子
の側面断面図、（ｂ）は基板上に形成された櫛形電極を
示す平面図である。

【図１９】本発明にもとづく平行反射面型の光学素子の
一実施例を模式的に示すものであり、（ａ）は光学素子
の側面断面図、（ｂ）は基板上に形成された櫛形電極を
示す平面図である。

【図２０】本発明にもとづく表示装置の一例を示すもの
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線
に沿う断面図である。

【図２１】（ａ）および（ｂ）は、本発明にもとづく表
示装置の一例の動作を示す側面断面図である。

【図２２】本発明にもとづく表示装置の一例を示す側面
断面図である。

【図２３】本発明にもとづく表示装置の一例を示す側面
断面図である。

【符号の説明】

１０液晶パネル１１照明１２レンズ１３スクリーン１４偏光板１５液晶セル１６偏光板２１導光板２２光源２３反射板２４強誘電性液晶層２５ａ、２５ｂ電極２６ａ、２６ｂ電極支持基板２７反射板２８光拡散板３０、４０、５０、６０、８０、９０、１００、１１
０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１８
０、１９０、２００、２２０、２３２光制御層３１、４１、５１、６１、８１、９１、１１１、１２
１、１３１、１４１、１５１、１６１、１８１、２０
１、２１１、２２１、２３１、２３４透明電極３２、４２、５２、６２透明電極３３、４３、５３、６３、８３、９３、１０３、１１
３、１２３、１３３、１４３、１５４、１６４、１８
４、１９４、２０４、２１４、２２４、２３０導光板３４、４４、５４、６４、８４反射板３５反射面３６面内方向３７、４７、５７、６７、１５７、２１７入射光７０ａ、１７０ａ高分子樹脂７０ｂ、１７０ｂ液晶８２、１１２、１２２、１２２ｂ、１３２、１３２ｂ、
１３２ｃ、１５３、１６３、２０３、２２３、２３４
電極８２’電界を印加した部分９２、１０２ａ、１０２ｂ、１１２ｃ、１２２ｂ、１２
２ｃ、１８３、１９３ａ、１９３ｂ櫛形電極（周期電
極）９４、１０４、１１６、１２４、１３４、１５５、１６
５、１８５、１９５、２０５、２２５、２３５基板１１４、１２５、１３６、１４４、２０６、２２９、２
３９照明１１５、１２６、１３７、２０７レンズ１２７スイッチング素子１２８走査電極１２９信号電極１３５、２２７、２３７背面電極（貫通した電極）１４５鏡面を有する部材１５２、１６２、１８２、１９２、２０２、２１２、２
２２、２３３反射膜１６６、２２６、２３６光吸収膜２１８使用者側からの光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｄ 9/30 ３４９ 9/35 ３２０ 9/35 ３２０Ｇ０２Ｆ 1/137 ５０５ (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 (56)参考文献特開平６−308543（ＪＰ，Ａ) 特開平10−90730（ＪＰ，Ａ) 特開平６−214254（ＪＰ，Ａ) 特開平10−186361（ＪＰ，Ａ) 特開平９−171164（ＪＰ，Ａ) 特開平９−5727（ＪＰ，Ａ) 特開平５−281521（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13357 G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/1343

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】端面から光を入射して導光させる透光性
の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極からな
る第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制御
層の下面に透明電極からなる第２の電極を介して設けら
れた反射板とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極によ
って印加される電界により屈折率が変化し、電界が印加
されない状態で前記板状導光板と実質的に同じかまたは
大きい屈折率を示し、電界が印加された状態で前記板状
導光板に比し小さな屈折率を示す液晶を有し、前記反射板は、透光性の材料からなり、該反射板の反射
面は前記光制御層側の面に対し所定の角度で傾斜し、か
つ該反射面に反射膜が形成されていることを特徴とする
光学素子。
【請求項２】前記反射面が、所定の傾斜角度を有する
鋸波状の傾斜面群からなることを特徴とする請求項１に
記載の光学素子。
【請求項３】端面から光を入射して導光させる透光性
の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極からな
る第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制御
層の下面に透明電極からなる第２の電極を介して設けら
れた透光性の平板からなる反射面とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化することを特
徴とする光学素子。
【請求項４】端面から光を入射して導光させる透光性
の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極からな
る第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制御
層の下面に設られた光を鏡面反射する電極からなる第２
の電極とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化することを特
徴とする光学素子。
【請求項５】前記透明電極からなる第１の電極または
前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の電
極が短冊状に分割された電極群からなり、前記第１の電
極および前記第２の電極の両方が短冊状に分割された電
極群からなる場合、前記第１の電極を構成する複数の短
冊状の電極と、前記第２の電極を構成する複数の短冊状
の電極とが互いに直交するように配設されていることを
特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の光
学素子。
【請求項６】前記透明電極からなる第１の電極または
前記透明電極からなる第２の電極のどちらか一方の電極
が表示画素単位に分割され、該分割された各々の表示画
素単位にスイッチング素子を有することを特徴とする請
求項１、２、３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】前記透明電極からなる第１の電極または
前記光を鏡面反射する電極からなる第２の電極の少なく
とも一方の電極が短冊状に分割された電極群からなり、
前記第１の電極および前記第２の電極の両方が短冊状に
分割された電極群からなる場合、前記第１の電極を構成
する複数の短冊状の電極と、前記第２の電極を構成する
複数の短冊状の電極とが互いに直交するように配設され
ていることを特徴とする請求項４に記載の光学素子。
【請求項８】前記透明電極からなる第１の電極または
前記光を鏡面反射する電極からなる第２の電極のどちら
か一方の電極が表示画素単位に分割され、該分割された
各々の表示画素単位にスイッチング素子を有することを
特徴とする請求項４に記載の光学素子。
【請求項９】前記光制御層が、高分子樹脂領域中に液
晶が粒状に分散した高分子分散液晶、液晶中に高分子樹
脂が粒状に分散した高分子分散液晶、または高分子樹脂
領域と液晶からなる領域とのそれぞれが連続した領域を
なす高分子分散液晶のいずれか１つから構成され、前記
液晶が回折格子状に周期的に分布した構造を有すること
を特徴とする請求項３または４に記載の光学素子。
【請求項１０】前記光制御層が、ホログラフィック高
分子分散液晶からなることを特徴とする請求項３または
４に記載の光学素子。
【請求項１１】前記光制御層が、液晶性高分子中に低
分子液晶を分散させることにより構成され、電界が印加
されない状態で一様な複屈折性薄膜となり、電界が印加
された状態で散乱状態となるリバースモード高分子分散
液晶からなることを特徴とする請求項３または４に記載
の光学素子。
【請求項１２】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制
御層の下面に設けられた第２の電極と、該第２の電極の
下面に設けられた基板とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により屈折率、吸収率または散乱
度が変化することを特徴とする光学素子。
【請求項１３】前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方の電極が短冊状に分割された電極群か
らなり、前記第１の電極および前記第２の電極の両方が
短冊状に分割された電極群からなる場合、前記第１の電
極を構成する複数の短冊状の電極と、前記第２の電極を
構成する複数の短冊状の電極とが互いに直交するように
配設されていることを特徴とする請求項１２に記載の光
学素子。
【請求項１４】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極のどちらか一方の電極が表示画素単位
に分割され、該分割された各々の表示画素単位にスイッ
チング素子を有することを特徴とする請求項１２に記載
の光学素子。
【請求項１５】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に設けられた光
制御層と、該光制御層の下面に設けられ、光を回折する
ような微細な周期構造を前記光制御層中に誘起する周期
構造をもつ周期電極を交互に入り組ませた電極と、該周
期電極を交互に入り組ませた電極の下面に設けられた基
板とを有し、前記光制御層は、前記周期電極を交互に入り組ませた電
極によって印加された電界により屈折率、吸収率または
散乱度が変化することを特徴とする光学素子。
【請求項１６】前記周期電極を交互に入り組ませた電
極が表示画素単位ごとに設けられ、さらに各々の表示画
素単位にスイッチング素子を有することを特徴とする請
求項１５に記載の光学素子。
【請求項１７】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、光制御
層の下面に設けられ、複数に分割された電極からなる第
２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板と、
前記第２の電極の複数の分割された電極の各々に１対１
で対応し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数の第
３の電極とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする光学素子。
【請求項１８】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層とが一体と
なった第１の積層体と、複数に分割された基板ごとに一
体となった第２の積層体とからなり、前記第２の積層体は、複数に分割された電極からなる第
２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板と、
前記第２の電極の複数の分割された電極の各々に１対１
で対応し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数の第
３の電極とを有し、前記光制御層の下面に並べられ、前記光制御層は、第１の電極と第２の電極とによって印
加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする光学素子。
【請求項１９】光学素子と、該光学素子に光を入射さ
せるための照射手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に設けられ、透明電極からな
る第１の電極を介して印加される電界により屈折率が変
化する光制御層と、該光制御層の下面に透明電極からな
る第２の電極を介して設けられた反射板とを有し、前記光制御層は、電界が印加されない状態で前記板状導
光板と実質的に同じかまたは大きい屈折率を示し、電界
が印加された状態で前記板状導光板に比し小さな屈折率
を示す液晶を有し、前記反射板は透光性の材料からなり、前記反射板の光制
御層とは反対側の反射面が光制御層側面に対し所定の角
度で傾斜し、かつ前記反射面に反射膜を有することを特
徴とする表示装置。
【請求項２０】前記反射面が、所定の傾斜角度を有す
る鋸波状の傾斜面群からなることを特徴とする請求項１
９に記載の表示装置。
【請求項２１】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
透明電極からなる第２の電極を介して設けられた透光性
の平板からなる反射面とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化することを特
徴とする表示装置。
【請求項２２】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられた光を鏡面反射する電極からなる第２の電極と
を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化することを特
徴とする表示装置。
【請求項２３】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が、短冊状に分割された電極群からなり、前記第１
の電極および前記第２の電極の両方が短冊状に分割され
た電極群からなる場合、前記第１の電極を構成する複数
の短冊状の電極と、前記第２の電極を構成する複数の短
冊状の電極とが互いに直交するように配設されているこ
とを特徴とする請求項１９、２０、２１のいずれか１項
に記載の表示装置。
【請求項２４】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が表示画素単位に分割され、該分割された各々の表
示画素単位にスイッチング素子を有することを特徴とす
る請求項１９、２０、２１のいずれか１項に記載の表示
装置。
【請求項２５】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記光を鏡面反射する電極からなる第２の電極の少な
くとも一方の電極が、短冊状に分割された電極群からな
り、前記第１の電極および前記第２の電極の両方が短冊
状に分割された電極群からなる場合、前記第１の電極を
構成する複数の短冊状の電極と、前記第２の電極を構成
する複数の短冊状の電極とが互いに直交するように配設
されていることを特徴とする請求項２２に記載の表示装
置。
【請求項２６】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記光を鏡面反射する電極からなる第２の電極の少な
くとも一方の電極が表示画素単位に分割され、該分割さ
れた各々の表示画素単位にスイッチング素子を有するこ
とを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２７】前記光制御層が、高分子樹脂領域中に
液晶が粒状に分散した高分子分散液晶、液晶中に高分子
樹脂が粒状に分散した高分子分散液晶、または高分子樹
脂領域と液晶からなる領域とのそれぞれが連続した領域
をなす高分子分散液晶のいずれか１つから構成され、前
記液晶が回折格子状に周期的に分布した構造を有するこ
とを特徴とする請求項２１または２２に記載の表示装
置。
【請求項２８】前記光制御層が、ホログラフィック高
分子分散液晶からなることを特徴とする請求項２１また
は２２に記載の表示装置。
【請求項２９】前記光制御層が、液晶性高分子中に低
分子液晶を分散させることにより構成され、電界が印加
されない状態で一様な複屈折性薄膜となり、電界が印加
された状態で散乱状態となるリバースモード高分子分散
液晶からなることを特徴とする請求項２１または２２に
記載の表示装置。
【請求項３０】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられた第２の電極と、該第２の電極の下面に設けら
れた基板とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加された電界により屈折率、吸収率または散乱
度が変化することを特徴とする表示装置。
【請求項３１】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が、短冊状に
分割された電極群からなり、前記第１の電極および前記
第２の電極の両方が短冊状に分割された電極群からなる
場合、前記第１の電極を構成する複数の短冊状の電極
と、前記第２の電極を構成する複数の短冊状の電極とが
互いに直交するように配設されていることを特徴とする
請求項３０に記載の表示装置。
【請求項３２】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が表示画素単
位に分割され、該分割された各々の表示画素単位にスイ
ッチング素子を有することを特徴とする請求項３０に記
載の表示装置。
【請求項３３】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段から光を入射する端面を
有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光板
と、該板状導光板の下面に設けられた光制御層と、該光
制御層の下面に設けられ、光を回折するような微細な周
期構造を前記光制御層中に誘起する周期構造をもつ周期
電極を交互に入り組ませた電極と、該周期電極を交互に
入り組ませた電極の下面に設けられた基板とを有し、前記光制御層は、前記周期電極を交互に入り組ませた電
極によって印加された電界により屈折率、吸収率または
散乱度が変化することを特徴とする表示装置。
【請求項３４】前記周期電極を交互に入り組ませた電
極が表示画素単位ごとに設けられ、さらに各々の表示画
素単位にスイッチング素子を有することを特徴とする請
求項３３に記載の表示装置。
【請求項３５】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられ、複数に分割された電極からなる第２の電極
と、該第２の電極の下面に設けられた基板と、前記第２
の電極の複数の分割された電極の各々に１対１で対応
し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数の第３の電
極とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする表示装置。
【請求項３６】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層とが一体となった第１の
積層体と、複数に分割された基板ごとに一体となった第
２の積層体とからなり、前記第２の積層体は、複数に分割された電極からなる第
２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板と、
前記第２の電極の複数の分割された電極の各々に１対１
で対応し、かつ前記基板を貫通して設けられた複数の第
３の電極とを有し、前記光制御層の下面に並べられ、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする表示装置。
【請求項３７】前記照明手段は、赤色光源、青色光源
および緑色光源を少なくとも有し、さらに表示画像に同
期させて前記赤色光源、青色光源、緑色光源を順次切り
替える手段が設けられたことを特徴とする請求項１９か
ら３６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項３８】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制
御層の下面に設けられ、誘電体多層膜または導光板より
屈折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に設け
られた第２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた
基板とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折効率が変化することを
特徴とする光学素子。
【請求項３９】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項３
８に記載の光学素子。
【請求項４０】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が、短冊状に
分割された電極群からなり、前記第１の電極および前記
第２の電極の両方が短冊状に分割された電極群からなる
場合、前記第１の電極を構成する複数の短冊状の電極
と、前記第２の電極を構成する複数の短冊状の電極とが
互いに直交するように配設されていることを特徴とする
請求項３８または３９に記載の光学素子。
【請求項４１】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が表示画素単
位に分割され、該分割された各々の表示画素単位にスイ
ッチング素子を有することを特徴とする請求項３８また
は３９に記載の光学素子。
【請求項４２】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制
御層の下面に透明電極からなる第２の電極を介して設け
られ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜か
らなる反射面とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折効率が変化することを
特徴とする光学素子。
【請求項４３】前記反射面の下に、さらに光吸収膜を
設けることを特徴とする請求項４２に記載の光学素子。
【請求項４４】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が、短冊状に分割された電極群からなり、前記第１
の電極および前記第２の電極の両方が短冊状に分割され
た電極群からなる場合、前記第１の電極を構成する複数
の短冊状の電極と、前記第２の電極を構成する複数の短
冊状の電極とが互いに直交するように配設されているこ
とを特徴とする請求項４２または４３に記載の光学素
子。
【請求項４５】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が表示画素単位に分割され、該分割された各々の表
示画素単位にスイッチング素子を有することを特徴とす
る請求項４２または４３に記載の光学素子。
【請求項４６】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制
御層の下面に設けられ、誘電体多層膜または導光板より
屈折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に設け
られた第２の電極と、該第２の電極の下面に設けられた
基板とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により屈折率、散乱度または吸光
度が変化することを特徴とする光学素子。
【請求項４７】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項４
６に記載の光学素子。
【請求項４８】前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方の電極が、短冊状に分割された電極群
からなり、前記第１の電極および前記第２の電極の両方
が短冊状に分割された電極群からなる場合、前記第１の
電極を構成する複数の短冊状の電極と、前記第２の電極
を構成する複数の短冊状の電極とが互いに直交するよう
に配設されていることを特徴とする請求項４６または４
７に記載の光学素子。
【請求項４９】前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方の電極が表示画素単位に分割され、該
分割された各々の表示画素単位にスイッチング素子を有
することを特徴とする請求項４６または４７に記載の光
学素子。
【請求項５０】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に設けられた光
制御層と、該光制御層の下面に設けられ、誘電体多層膜
または導光板より屈折率の低い膜からなる反射面と、該
反射面の下に設けられ、光を回折するような微細な周期
構造を前記光制御層中に誘起する周期構造をもつ周期電
極を交互に入り組ませた電極と、該周期電極を交互に入
り組ませた電極の下面に設けられた基板とを有し、前記光制御層は、前記周期電極を交互に入り組ませた電
極によって印加された電界により屈折率、散乱度または
吸光度が変化することを特徴とする光学素子。
【請求項５１】前記反射面と前記周期電極を交互に入
り組ませた電極との間に、さらに光吸収膜を設けること
を特徴とする請求項５０に記載の光学素子。
【請求項５２】前記周期電極を交互に入り組ませた電
極が表示画素単位ごとに設けられ、さらに各々の表示画
素単位にスイッチング素子を有することを特徴とする請
求項５０に記載の光学素子。
【請求項５３】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層と、該光制
御層の下面に設けられ、誘電体多層膜または導光板より
屈折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に設け
られた複数に分割された電極からなる第２の電極と、該
第２の電極の下面に設けられた基板と、前記第２の電極
の複数の分割された電極の各々に１対１で対応し、かつ
前記基板を貫通して設けられた複数の第３の電極とを有
し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする光学素子。
【請求項５４】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項５
３に記載の光学素子。
【請求項５５】端面から光を入射して導光させる透光
性の板状導光板と、該板状導光板の下面に透明電極から
なる第１の電極を介して設けられた光制御層とが一体に
なった第１の積層体と、複数に分割された基板ごとに一
体となった第２の積層体とからなり、前記第２の積層体は、誘電体多層膜または導光板より屈
折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に設けら
れた複数に分割された電極からなる第２の電極と、該第
２の電極の下面に設けられた基板と、前記第２の電極の
複数の分割された電極の各々に１対１で対応し、かつ前
記基板を貫通して設けられた複数の第３の電極とを有
し、前記光制御層の下面に並べられ、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする光学素子。
【請求項５６】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項５
５に記載の光学素子。
【請求項５７】前記光制御層が、液晶性高分子中に低
分子液晶を分散させることにより構成され、電界が印加
されない状態で一様な複屈折性薄膜となり、電界が印加
された状態で散乱状態となるリバースモード高分子分散
液晶からなることを特徴とする請求項３８から５６のい
ずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５８】前記光制御層は、高分子樹脂領域中に
液晶が粒状に分散した高分子分散液晶、液晶中に高分子
樹脂が粒状に分散した高分子分散液晶、または高分子樹
脂領域と液晶からなる領域とのそれぞれが連続した領域
をなす高分子分散液晶のいずれか１つから構成されるこ
とを特徴とする請求項３８から５６のいずれか１項に記
載の光学素子。
【請求項５９】前記光制御層は、液晶領域が回析格子
状に周期的に分布するホログラフィック高分子分散液晶
からなることを特徴とする請求項３８から５６のいずれ
か１項に記載の光学素子。
【請求項６０】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い
膜からなる反射面と、該反射面の下に設けられた第２の
電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板とを有
し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折効率が変化することを
特徴とする表示装置。
【請求項６１】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項６
０に記載の表示装置。
【請求項６２】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が、短冊状に
分割された電極群からなり、前記第１の電極および前記
第２の電極の両方が短冊状に分割された電極群からなる
場合、前記第１の電極を構成する複数の短冊状の電極
と、前記第２の電極を構成する複数の短冊状の電極とが
互いに直交するように配設されていることを特徴とする
請求項６０または６１に記載の表示装置。
【請求項６３】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記第２の電極の少なくとも一方の電極が表示画素単
位に分割され、該分割された各々の表示画素単位にスイ
ッチング素子を有することを特徴とする請求項６０また
は６１に記載の表示装置。
【請求項６４】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面
に、透明電極からなる第２の電極を介在して設けられ、
誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い膜からなる
反射面と、該反射面の下に設けられた基板とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により回折効率が変化することを
特徴とする表示装置。
【請求項６５】前記反射面の下に、さらに光吸収膜を
設けることを特徴とする請求項６４に記載の表示装置。
【請求項６６】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が、短冊状に分割された電極群からなり、前記第１
の電極および前記第２の電極の両方が短冊状に分割され
た電極群からなる場合、前記第１の電極を構成する複数
の短冊状の電極と、前記第２の電極を構成する複数の短
冊状の電極とが互いに直交するように配設されているこ
とを特徴とする請求項６４または６５に記載の表示装
置。
【請求項６７】前記透明電極からなる第１の電極また
は前記透明電極からなる第２の電極の少なくとも一方の
電極が表示画素単位に分割され、該分割された各々の表
示画素単位にスイッチング素子を有することを特徴とす
る請求項６４または６５に記載の表示装置。
【請求項６８】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い
膜からなる反射面と、該反射面の下に設けられた第２の
電極と、該第２の電極の下面に設けられた基板とを有
し、前記第１の電極または前記第２の電極の少なくとも一方
は、光を回折するような微細な周期構造を前記光制御層
中に誘起する周期構造を有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加される電界により屈折率、散乱度または吸光
度が変化することを特徴とする表示装置。
【請求項６９】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項６
８に記載の表示装置。
【請求項７０】前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方の電極が、短冊状に分割された電極群
からなり、前記第１の電極および前記第２の電極の両方
が短冊状に分割された電極群からなる場合、前記第１の
電極を構成する複数の短冊状の電極と、前記第２の電極
を構成する複数の短冊状の電極とが互いに直交するよう
に配設されていることを特徴とする請求項６８または６
９に記載の表示装置。
【請求項７１】前記第１の電極または前記第２の電極
の少なくとも一方の電極が表示画素単位に分割され、該
分割された各々の表示画素単位にスイッチング素子を有
することを特徴とする請求項６８または６９に記載の表
示装置。
【請求項７２】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に設けられた光制御層と、該
光制御層の下面に設けられ、誘電体多層膜または導光板
より屈折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に
設けられ、光を回折するような微細な周期構造を前記光
制御層中に誘起する周期構造をもつ周期電極を交互に入
り組ませた電極と、該周期電極を交互に入り組ませた電
極の下面に設けられた基板とを有し、前記光制御層は、前記周期電極を交互に入り組ませた電
極によって印加される電界により屈折率、散乱度または
吸光度が変化することを特徴とする表示装置。
【請求項７３】前記反射面と前記周期電極を交互に入
り組ませた電極との間に、さらに光吸収膜を設けること
を特徴とする請求項７２に記載の表示装置。
【請求項７４】前記周期電極を交互に入り組ませた電
極が表示画素単位ごとに設けられ、さらに各々の表示画
素単位にスイッチング素子を有することを特徴とする請
求項７２または７３に記載の表示装置。
【請求項７５】光学素子と、該光学素子に光を入射す
るための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層と、該光制御層の下面に
設けられ、誘電体多層膜または導光板より屈折率の低い
膜からなる反射面と、該反射面の下に設けられた複数に
分割された電極からなる第２の電極と、該第２の電極の
下面に設けられた基板と、前記第２の電極の複数の分割
された電極の各々に１対１で対応し、かつ前記基板を貫
通して設けられた複数の第３の電極とを有し、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加された電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする表示装置。
【請求項７６】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項７
５に記載の表示装置。
【請求項７７】光学素子と、該光学素子に光を入射する
ための照明手段とを備え、前記光学素子は、前記照明手段からの光が入射する端面
を有し、かつ入射した光を導光させる透光性の板状導光
板と、該板状導光板の下面に透明電極からなる第１の電
極を介して設けられた光制御層とが一体になった第１の
積層体と、複数に分割された基板ごとに一体となった第
２の積層体とからなり、前記第２の積層体は、誘電体多層膜または導光板より屈
折率の低い膜からなる反射面と、該反射面の下に設けら
れた複数に分割された電極からなる第２の電極と、該第
２の電極の下面に設けられた基板と、前記第２の電極の
複数の分割された電極の各々に１対１で対応し、かつ前
記基板を貫通して設けられた複数の第３の電極とを有
し、前記光制御層の下面に並べられ、前記光制御層は、前記第１の電極と前記第２の電極とに
よって印加された電界により回折能が変化し、前記複数の第３の電極の各々は、前記第２の電極と接続
する第１の端部と、前記基板の前記第２の電極側の面と
は反対側の面に露出した第２の端部とを有し、個々に、
または任意の数からなる群に分けて基板側から電圧印加
可能であることを特徴とする表示装置。
【請求項７８】前記反射面と前記第２の電極との間
に、さらに光吸収膜を設けることを特徴とする請求項７
７に記載の表示装置。
【請求項７９】前記光制御層が、液晶性高分子中に低
分子液晶を分散させることにより構成され、電界が印加
されない状態で一様な複屈折性薄膜となり、電界が印加
された状態で散乱状態となるリバースモード高分子分散
液晶からなることを特徴とする請求項６０から７８のい
ずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８０】前記光制御層は、高分子樹脂領域中に
液晶が粒状に分散した高分子分散液晶、液晶中に高分子
樹脂が粒状に分散した高分子分散液晶、または高分子樹
脂領域と液晶からなる領域とのそれぞれが連続した領域
をなす高分子分散液晶のいずれか１つから構成されるこ
とを特徴とする請求項６０から７８のいずれか１項に記
載の表示装置。
【請求項８１】前記光制御層は、液晶からなる領域が
回折格子状に周期的に分布するホログラフィック高分子
分散液晶からなることを特徴とする請求項６０から７８
のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８２】前記照明手段は、赤色光源、青色光源
および緑色光源を少なくとも有し、表示画像に同期させ
て前記赤色光源、前記青色光源および前記緑色光源を順
次切り替える手段が設けられることを特徴とする請求項
６０から８１のいずれか１項に記載の表示装置。