JP3479493B2 - Display element - Google Patents

Display element

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JP3479493B2
JP3479493B2 JP2000135052A JP2000135052A JP3479493B2 JP 3479493 B2 JP3479493 B2 JP 3479493B2 JP 2000135052 A JP2000135052 A JP 2000135052A JP 2000135052 A JP2000135052 A JP 2000135052A JP 3479493 B2 JP3479493 B2 JP 3479493B2
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liquid crystal
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polymer
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篤 中平
宗和 伊達
秀尚 田中
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子分散液晶と
導光板と光源とからなる表示部を備えた表示素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a display section composed of a polymer dispersed liquid crystal, a light guide plate and a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気的に制御する光学素子を用い
て、導光板の中を伝播する光の取り出しを行う表示装置
が知られている。その一例として、導光板と、高分子分
散液晶(以下「PDLC」と略す。)からなる表示部を
有する光学素子を用いた表示装置においては、導光板を
伝播する光の取り出しをPDLCの散乱透過特性を制御
することにより行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a display device for extracting light propagating in a light guide plate by using an electrically controlled optical element. As an example, in a display device using an optical element having a light guide plate and a display unit made of polymer dispersed liquid crystal (hereinafter abbreviated as “PDLC”), the light propagating through the light guide plate is extracted by the PDLC scattering transmission. This was done by controlling the characteristics.

【0003】図5は、従来の表示素子の視野角特性を示
した図であり、PDLCからの輝度を、観察者の位置で
測定したものである。電圧無印加時にいわゆる散乱状態
であるPDLCは、電極間に電圧を印加することにより
PDLCを構成する液晶は配向し、いわゆる透明状態と
なる。しかしながら、この透明状態においても、導光板
を伝播している光のうち、印加電圧により生じた電界と
平行に偏光している光は液晶の異常光となり、母体高分
子の屈折率npと液晶の異常光線の屈折率neが異なるた
め散乱されることが予想される。図5に示した測定結果
のとおり、視野角特性は偏光によって大きく変わる。特
に視野角が大きい範囲において顕著となるため、大きい
視野角範囲ではいわゆる透明状態においてもコントラス
トが著しく低下し、結果として、表示素子の視野角特性
を悪化させる。なお、図5において、p偏光は導光板へ
の光の入射方向と液晶の駆動電界方向とを含む平面に対
して平行に偏波した光を、s偏光は導光板への光の入射
方向と液晶の駆動電界方向とを含む平面に対して垂直に
偏波した光を意味する。
FIG. 5 is a diagram showing the viewing angle characteristics of a conventional display element, in which the luminance from the PDLC is measured at the position of the observer. The PDLC, which is in a so-called scattering state when no voltage is applied, is aligned in a liquid crystal forming the PDLC by applying a voltage between the electrodes, and is in a so-called transparent state. However, even in this transparent state, of the light propagating through the light guide plate, the light polarized in parallel with the electric field generated by the applied voltage becomes extraordinary light of the liquid crystal, and the refractive index n p of the matrix polymer and the liquid crystal Is expected to be scattered because the extraordinary ray of N has a different refractive index n e . As shown in the measurement results shown in FIG. 5, the viewing angle characteristics greatly change depending on the polarized light. In particular, since it is remarkable in a large viewing angle range, the contrast is significantly lowered even in a so-called transparent state in a large viewing angle range, and as a result, the viewing angle characteristics of the display element are deteriorated. In FIG. 5, p-polarized light is light polarized in parallel to a plane including the incident direction of light to the light guide plate and the drive electric field direction of liquid crystal, and s-polarized light is the incident direction of light to the light guide plate. It means light polarized perpendicular to a plane including the direction of the driving electric field of liquid crystal.

【0004】また、特開平6−347790号公報に記
載されている表示素子は、表示部内を導光させ、表示部
の散乱・透過状態を制御して表示するものであり、表示
部には、相転移型液晶または一般的なポリマー分散型液
晶が用いられている。
Further, the display element described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-347790 is to guide light in the display section and control the scattering / transmission state of the display section for display. A phase transition type liquid crystal or a general polymer dispersion type liquid crystal is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、PD
LCを用いた表示素子においては、導光板を伝播してい
る光のうちいずれか片方の偏光成分のみが散乱するた
め、視野角が大きくなると、散乱されない偏光成分の光
が多くなり、コントラストの低下を招くという問題点が
あった。
As described above, the PD
In a display element using an LC, only one of the polarized components of the light propagating through the light guide plate is scattered. Therefore, when the viewing angle becomes large, the amount of unscattered polarized components increases, and the contrast decreases. There was a problem of inviting.

【0006】また、一般的なポリマー分散型液晶は、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ず、その透過状態において、正
面方から見た場合は高透過率であるが、表示面に対して
浅い角度から見た場合は散乱性が高くなる。同様に側面
から見た場合は、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という問題点があった。
Further, since a general polymer-dispersed liquid crystal has no directivity in its scattering state, the light intensity in the display direction cannot be increased, and in its transmitting state, it is high when viewed from the front. Regarding the transmittance, the scattering property is high when viewed from a shallow angle with respect to the display surface. Similarly, when viewed from the side, there is a problem that the contrast is lowered and, as a result, the scattering / transmission state is reversed.

【0007】本発明は、この様な問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、視野角が大きくな
るとコントラストが低下し、結果として表示可能な視野
角が狭くなることを防ぎ、導光板を伝播する光の取り出
しを高分子分散液晶の散乱透過特性を制御するようにし
た表示素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent a decrease in contrast as the viewing angle becomes large, resulting in a narrow displayable viewing angle. Another object of the present invention is to provide a display element in which light propagating through a light guide plate is extracted so as to control scattering / transmission characteristics of polymer dispersed liquid crystal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1透
明電極が一方の面に形成された第1透光性基板と、第2
透明電極が一方の面に形成された第2透光性基板と、前
記第1透明電極と前記第2透明電極に挟持され、それぞ
れに接合された、電圧無印加時に散乱状態となり電圧印
加時に透過状態となる高分子分散液晶と、前記第1透光
性基板の他方の面に設けられた鏡面と、前記第2透光性
基板の他方の面に接合された導光板と、該導光板の側端
面に設けられた光源とを備え、前記高分子分散液晶の散
乱透過特性を制御することにより、前記光源から前記導
光板の内部を伝播する光を外部に取り出すようにした表
示素子において、前記導光板光を取り出す側の上方
に、前記高分子分散液晶を透過状態とする電圧印加時
に、前記高分子分散液晶で散乱された偏波成分の光を遮
断する第1偏光板を備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the following object.
In order to achieve the object, the invention according to claim 1First transparent
A first translucent substrate having a bright electrode formed on one surface, and a second transparent substrate
A second transparent substrate having a transparent electrode formed on one surface thereof, and
It is sandwiched between the first transparent electrode and the second transparent electrode, respectively.
When a voltage is applied to the junction, it will be in a scattering state when no voltage is applied.
Become transparent when appliedPolymer dispersed liquid crystal,The first translucent
Mirror surface provided on the other surface of the transparent substrate, and the second translucent
Bonded to the other side of the boardLight guide plate and side edge of the light guide plate
A light source provided on the surface of the polymer dispersion liquid crystal.
By controlling the diffuse transmission characteristic,
A table designed to take out the light propagating inside the light plate to the outside.
In the element shown, the light guide plateofLight extraction sideAbove
ToWhen a voltage is applied to make the polymer dispersed liquid crystal in a transparent state
In addition, the light of the polarization component scattered by the polymer dispersed liquid crystal is blocked.
First to refusePolarizing platePreparedIt is characterized by

【0009】請求項2に記載の発明は、一方の面に形成
された電極と該電極の上に設けられた鏡面とを有する基
板と、透明電極が一方の面に形成された透光性基板と、
前記鏡面と前記透明電極に挟持され、それぞれに接合さ
れた、電圧無印加時に散乱状態となり電圧印加時に透過
状態となる高分子分散液晶と、前記透光性基板の他方の
面に接合された導光板と、該導光板の側端面に設けられ
た光源とを備え、前記高分子分散液晶の散乱透過特性を
制御することにより、前記光源から前記導光板の内部を
伝播する光を外部に取り出すようにした表示素子におい
て、前記導光板の光を取り出す側の上方に、前記高分子
分散液晶を透過状態とする電圧印加時に、前記高分子分
散液晶で散乱された偏波成分の光を遮断する第1偏光板
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is formed on one surface.
Having an electrode and a mirror surface provided on the electrode
A plate and a translucent substrate having a transparent electrode formed on one surface,
It is sandwiched between the mirror surface and the transparent electrode and bonded to each.
And becomes a scattering state when no voltage is applied and transmits when a voltage is applied.
Of the polymer-dispersed liquid crystal and the other of the transparent substrates.
A light guide plate bonded to the surface, and provided on the side end surface of the light guide plate.
And a light source for controlling the scattering and transmission characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal.
By controlling the inside of the light guide plate from the light source
In a display element designed to take out propagating light to the outside
The polymer above the light extraction side of the light guide plate.
When a voltage is applied to make the dispersed liquid crystal in a transmissive state, the polymer component
A first polarizing plate that blocks the light of the polarized component scattered by the liquid crystal
Characterized by comprising a.

【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の表示素子において、前記光源と前記導光板と
の間に第2偏光板を設けたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the same as claim 1 or
2. The display element according to 2, wherein the light source and the light guide plate are
A second polarizing plate is provided between them.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1または
2に記載の表示素子において、前記光源と前記導光板と
の間に偏光変換素子を設けたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the same as claim 1 or
2. The display element according to 2, wherein the light source and the light guide plate are
A polarization conversion element is provided between the two.

【0012】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載の表示素子において、前記高分子分
散液晶を構成する高分子は等方的な屈折率を有し、前記
高分子の屈折率と前記高分子分散液晶を構成する液晶の
常光線の屈折率とが等しく、前記第1偏光板は、前記導
光板への光の入射方向と前記高分子分散液晶の駆動電界
方向とを含む平面に対して垂直に偏波した光を透過する
ことを特徴とする。
The invention as defined in claim 5 is defined by claim 1 through claim 1.
5. The display device according to any one of 4 above, wherein the polymer component is
The polymer that constitutes the liquid crystal has an isotropic refractive index,
The refractive index of the polymer and the liquid crystal constituting the polymer-dispersed liquid crystal
The refractive index of ordinary rays is equal, and the first polarizing plate is
Direction of light incident on light plate and driving electric field of polymer dispersed liquid crystal
And transmitting light polarized perpendicularly to a plane including the direction .

【0013】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載の表示素子において、前記高分子分
散液晶を構成する高分子は等方的な屈折率を有し、前記
高分子の屈折率と前記高分子分散液晶を構成する液晶の
異常光線の屈折率とが等しく、前記第1偏光板は、前記
導光板への光の入射方向と前記高分子分散液晶の駆動電
界方向とを含む平面に対して平行に偏波した光を透過す
ことを特徴とする。
The invention as defined in claim 6 is from claim 1 to claim
5. The display device according to any one of 4 above, wherein the polymer component is
The polymer that constitutes the liquid crystal has an isotropic refractive index,
The refractive index of the polymer and the liquid crystal constituting the polymer-dispersed liquid crystal
The refractive index of extraordinary rays is equal, and the first polarizing plate is
Direction of light incident on the light guide plate and driving voltage of the polymer dispersed liquid crystal
Transmits light polarized parallel to the plane including the field direction
Characterized in that that.

【0014】請求項7に記載の発明は、請求項3または
4に記載の表示素子において、前記高分子分散液晶を構
成する高分子は等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈
折率と前記高分子分散液晶を構成する液晶の異常光線の
屈折率とが等しく、前記第1偏光板は、前記導光板への
光の入射方向と前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを
含む平面に対して平行に偏波した光を透過し、前記導光
板への光の入射方向と液晶の駆動電界方向とを含む平面
に対して垂直に偏波した光を、前記光源から前記導光板
へ入射することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 3 or
The display device according to item 4, wherein the polymer-dispersed liquid crystal is used.
The formed polymer has an isotropic refractive index, and
Folding rate and extraordinary ray of liquid crystal that constitutes the polymer dispersed liquid crystal
The refractive index of the first polarizing plate is equal to that of the first polarizing plate.
The incident direction of light and the driving electric field direction of the polymer dispersed liquid crystal are
Light that is polarized parallel to the plane containing the light and that is polarized perpendicular to the plane containing the incident direction of the light to the light guide plate and the driving electric field direction of the liquid crystal is guided from the light source. It is characterized in that it is incident on the optical plate.

【0015】請求項8に記載の発明は、請求項3または
4に記載の表示素子において、前記高分子分散液晶を構
成する高分子は等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈
折率と前記高分子分散液晶を構成する液晶の常光線の屈
折率とが等しく、前記第1偏光板は、前記導光板への光
の入射方向と前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを含
む平面に対して垂直に偏波した光を透過し、前記導光板
への光の入射方向と液晶の駆動電界方向とを含む平面に
対して平行に偏波した光を、前記光源から前記導光板へ
入射することを特徴とする。
The invention described in claim 8 is claim 3 or
The display device according to item 4, wherein the polymer-dispersed liquid crystal is used.
The formed polymer has an isotropic refractive index, and
The bending ratio and the bending of the ordinary ray of the liquid crystal constituting the polymer-dispersed liquid crystal.
The bending ratio is equal to each other, and the first polarizing plate is configured to guide light to the light guide plate.
Incident direction and the driving electric field direction of the polymer dispersed liquid crystal.
Light which is polarized perpendicularly to the plane, and which is polarized parallel to the plane containing the incident direction of the light to the light guide plate and the driving electric field direction of the liquid crystal is guided from the light source. It is characterized in that it is incident on the optical plate.

【0016】請求項9に記載の発明は、請求項1ないし
8のいずれかに記載の前記第1偏光板は、前記高分子分
散液晶で散乱された偏波成分の光を反射する反射型偏光
板であることを特徴とする。
The invention described in claim 9 is from claim 1 to
8. The first polarizing plate according to any one of 8 above,
Reflective polarized light that reflects the light of the polarized component scattered by the liquid crystal
It is characterized by being a plate .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0018】[実施例1]電圧を印加しない時に散乱モ
ードとなる、PDLCの散乱透過特性を制御することに
よる表示素子においては、散乱特性が偏光に大きく依存
している。いわゆる透過状態となる電圧印加時を考える
と、母体高分子の屈折率をnp、液晶の常光線の屈折率
をnoとすると、np=noのときは液晶配向方向と平行
に偏光した光は散乱し、垂直に偏波した光は透過する。
また、液晶の異常光線の屈折率をn eとすると、np=n
eのときは液晶配向方向と垂直に偏波した光は散乱し、
平行に偏波した光は透過する。結果として両偏波に対し
て同時に透過状態とすることができない。このことか
ら、液晶配向時に散乱する偏波成分が観察者側に出るこ
とを抑えることによって、視野角特性を大きく改善する
ことが可能となる。そこで、表示素子の前面に偏光板を
配置して特定の偏光のみを取り出す。もしくは、導光板
に伝播させる光を特定の偏光成分のみにし、特定の偏光
成分のみを表示に使う。
[Embodiment 1] Scattering mode is observed when no voltage is applied.
To control the scattering and transmission characteristics of PDLC
In the display element, the scattering characteristic depends largely on the polarization.
is doing. Consider when voltage is applied, which is the so-called transmission state
And the refractive index of the base polymer is np, Refractive index of ordinary ray of liquid crystal
NoThen, np= NoIs parallel to the liquid crystal alignment direction
Light polarized in the direction is scattered and light polarized in the vertical direction is transmitted.
In addition, the refractive index of extraordinary rays of liquid crystal is n eThen, np= N
eWhen, the light polarized perpendicular to the liquid crystal alignment direction is scattered,
Light polarized in parallel is transmitted. As a result, for both polarizations
Cannot be made transparent at the same time. This thing
The polarized components that are scattered when the liquid crystal is aligned, appear on the observer side.
By suppressing and, the viewing angle characteristics are greatly improved.
It becomes possible. Therefore, a polarizing plate is placed in front of the display element.
It arranges and takes out only specific polarization. Or light guide plate
The light to be propagated to
Use only ingredients for display.

【0019】図1は、本発明にかかる表示素子の一実施
例を示す概略図である。表示素子は、透光性ガラス基板
15と、透光性ガラス基板15の表面に形成された透明
電極16と、透明電極16a,16bを対向してそれぞ
れに接合したPDLC13と、透光性ガラス基板15a
の上に密着した導光板11と、導光板11の前面に配し
た偏光板12と、導光板11の側端面に設けられた光源
14と、透光性ガラス基板15bの下に密着した鏡面1
7とを備えている。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a display device according to the present invention. The display element includes a translucent glass substrate 15, a transparent electrode 16 formed on the surface of the translucent glass substrate 15, a PDLC 13 in which transparent electrodes 16a and 16b are joined to face each other, and a translucent glass substrate. 15a
The light guide plate 11 that is in close contact with the light guide plate 11, the polarizing plate 12 that is arranged in front of the light guide plate 11, the light source 14 that is provided on the side end surface of the light guide plate 11, and the mirror surface 1 that is in close contact with the transparent glass substrate 15b.
7 and 7.

【0020】このような構成を備えた表示素子は、透光
性ガラス基板15(例えば、コーニング社の商品名70
59等のガラス基板)上にスパッタ等でITO(Indium
TinOxide)膜を形成し、透明電極16とする。透光性
ガラス基板15a,15bによって液晶(例えば、50
ミクロン径程度の微小球を含有したメルク社の商品名E
−7)と、光硬化樹脂(例えば、ノーランド社の商品名
NOA−65)をはさみ、紫外線露光することにより、
微小球と直径の等しい厚さのPDLC13を得ることが
できる。このPDLC13を導光板11に密着させるこ
とによって、導光板11を伝播する光を前面に取り出す
ことが可能となる。図1に示したように、透明電極16
bを分割することにより光を取り出す場所を制御するこ
とが可能となる。導光板11の前面に偏光板12を配す
るが、偏光板12は、電場の振動方向が照明光の入射方
向と散乱光の出射方向を含む平面に対して垂直である光
を透過するように配置する。導光板11の導光特性を維
持するため、導光板11と偏光板12の間に隙間を存在
させているが、誘電体膜等を導光板表面に設けることに
より、導光板内の光を反射する構成をとり、導光板11
と偏光板12を密着させてもよい。
The display device having such a structure is a transparent glass substrate 15 (for example, a product name 70 manufactured by Corning Incorporated).
ITO (Indium) by sputtering etc. on a glass substrate such as 59
(TinOxide) film is formed and used as the transparent electrode 16. A liquid crystal (for example, 50
Merck's trade name E, containing microspheres of micron size
-7) and a photo-curing resin (for example, a product name NOA-65 manufactured by Norland Co., Ltd.) are sandwiched and exposed to ultraviolet rays,
It is possible to obtain a PDLC 13 having a thickness equal to that of the microsphere. By bringing the PDLC 13 into close contact with the light guide plate 11, the light propagating through the light guide plate 11 can be extracted to the front surface. As shown in FIG. 1, the transparent electrode 16
By dividing b, it is possible to control the place where the light is extracted. A polarizing plate 12 is arranged on the front surface of the light guide plate 11, and the polarizing plate 12 transmits light whose vibration direction of an electric field is perpendicular to a plane including an incident direction of illumination light and an outgoing direction of scattered light. Deploy. A gap exists between the light guide plate 11 and the polarizing plate 12 in order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 11. However, by providing a dielectric film or the like on the surface of the light guide plate, the light inside the light guide plate is reflected. The light guide plate 11
And the polarizing plate 12 may be closely attached.

【0021】本実施例においては、導光板11の前面に
偏光板12を配したので、透明状態においても散乱され
る光は、偏光板12によって遮断されることによって、
表示素子の視野角の大きい範囲においてもコントラスト
を維持することができ、表示素子の視野角特性が向上す
る。
In this embodiment, since the polarizing plate 12 is arranged on the front surface of the light guide plate 11, the light scattered even in the transparent state is blocked by the polarizing plate 12,
The contrast can be maintained even in the range where the viewing angle of the display element is large, and the viewing angle characteristic of the display element is improved.

【0022】[実施例2]図2は、本発明にかかる表示
素子の一実施例を示す概略図である。表示素子は、基板
28と、基板28の上に形成された電極29と、電極2
9の上に形成された鏡面27と、透光性ガラス基板25
と、透光性ガラス基板25の表面に形成された透明電極
26と、鏡面27と透明電極26を対向してそれぞれに
接合したPDLC23と、透光性ガラス基板25の上に
密着した導光板21と、導光板21の前面に配した偏光
板22と、導光板21の側端面に設けられた光源24と
を備えている。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of a display device according to the present invention. The display element includes a substrate 28, an electrode 29 formed on the substrate 28, and an electrode 2
Mirror surface 27 formed on 9 and translucent glass substrate 25
A transparent electrode 26 formed on the surface of the translucent glass substrate 25, a PDLC 23 in which the mirror surface 27 and the transparent electrode 26 face each other and are bonded to each other, and a light guide plate 21 adhered onto the translucent glass substrate 25. A polarizing plate 22 disposed on the front surface of the light guide plate 21, and a light source 24 provided on a side end surface of the light guide plate 21.

【0023】表示素子は、透光性ガラス基板25上にス
パッタ等でITO膜を形成し、透明電極26とする。ま
た、基板28上に電極29を形成した後、蒸着により電
極29の上に誘電体多層膜からなる鏡面27を形成す
る。透明基板25と基板28によって液晶と、光硬化樹
脂をはさみ、紫外線露光することにより、微小球と直径
の等しい厚さのPDLC23を得ることができる。この
PDLC23を導光板21に密着させることによって、
導光板21を伝播する光を前面に取り出すことが可能と
なる。図2に示したように、電極29を分割することに
より光を取り出す場所を制御することが可能となる。導
光板21の前面に偏光板22を配するが、偏光板22
は、電場の振動方向が照明光の入射方向と散乱光の出射
方向を含む平面に対して垂直である光を透過し、平行で
ある光を反射する反射型偏光板(例えば、住友スリーエ
ム社の商品名DBEF)を用いる。
In the display element, an ITO film is formed on the translucent glass substrate 25 by sputtering or the like to form the transparent electrode 26. Further, after the electrode 29 is formed on the substrate 28, the mirror surface 27 made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode 29 by vapor deposition. By sandwiching the liquid crystal and the photocurable resin between the transparent substrate 25 and the substrate 28 and exposing to ultraviolet light, the PDLC 23 having the same diameter as the microspheres can be obtained. By bringing this PDLC 23 into close contact with the light guide plate 21,
The light propagating through the light guide plate 21 can be extracted to the front surface. As shown in FIG. 2, by dividing the electrode 29, it becomes possible to control the place where the light is extracted. The polarizing plate 22 is arranged on the front surface of the light guide plate 21.
Is a reflective polarizing plate that transmits light whose oscillation direction is perpendicular to a plane including the incident direction of illumination light and the emission direction of scattered light and reflects parallel light (for example, Sumitomo 3M The product name DBEF) is used.

【0024】本実施例においては、導光板21の前面に
偏光板22を配したので、透明状態においても散乱され
る光は、偏光板22によって遮断されることによって、
表示素子の視野角の大きい範囲においてもコントラスト
を維持することができ、表示素子の視野角特性が向上す
る。また、偏光板22として反射型偏光板を用いること
より、前面に取り出さない光成分を導光板21に戻すこ
とができる。この戻された光成分は、PDLC23内で
偏光面が回転した後に前面に取り出すこともでき、表示
素子の効率も向上する。
In this embodiment, since the polarizing plate 22 is arranged on the front surface of the light guide plate 21, the light scattered even in the transparent state is blocked by the polarizing plate 22.
The contrast can be maintained even in the range where the viewing angle of the display element is large, and the viewing angle characteristic of the display element is improved. Further, by using a reflection type polarizing plate as the polarizing plate 22, it is possible to return the light components not extracted to the front surface to the light guide plate 21. The returned light component can be extracted to the front surface after the polarization plane is rotated in the PDLC 23, and the efficiency of the display element is improved.

【0025】なお、本実施例においては、基板28上に
電極29と鏡面27を形成しているが、図1に示したよ
うに、透光性ガラス基板上に透明電極を形成し、透光性
ガラス基板の下部に鏡面を配置する構成としてもよい。
In this embodiment, the electrode 29 and the mirror surface 27 are formed on the substrate 28. However, as shown in FIG. 1, a transparent electrode is formed on a translucent glass substrate to transmit light. A mirror surface may be arranged below the flexible glass substrate.

【0026】[実施例3]図3は、本発明にかかる表示
素子の一実施例を示す概略図である。表示素子は、基板
38と、基板38の上に形成された電極39と、電極3
9の上に形成された鏡面37と、透光性ガラス基板35
と、透光性ガラス基板35の表面に形成された透明電極
36と、鏡面37と透明電極36を対向してそれぞれに
接合したPDLC33と、透光性ガラス基板35の上に
密着した導光板31と、導光板31の側端面に密着した
偏光板32と、偏光板32に密着した光源34とを備え
ている。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a display device according to the present invention. The display element includes a substrate 38, an electrode 39 formed on the substrate 38, and an electrode 3
9 and the mirror surface 37 formed on the transparent glass substrate 35.
A transparent electrode 36 formed on the surface of the translucent glass substrate 35; a PDLC 33 in which a mirror surface 37 and a transparent electrode 36 face each other and are bonded to each other; and a light guide plate 31 adhered on the translucent glass substrate 35. And a polarizing plate 32 that is in close contact with the side end surface of the light guide plate 31, and a light source 34 that is in close contact with the polarizing plate 32.

【0027】表示素子は、透光性ガラス基板35上にス
パッタ等でITO膜を形成し、透明電極36とする。ま
た、基板38上に電極39を形成した後、蒸着により電
極39の上に誘電体多層膜からなる鏡面37を形成す
る。透明基板35と基板38によって液晶と、光硬化樹
脂をはさみ、紫外線露光することにより、微小球と直径
の等しい厚さのPDLC33を得ることができる。この
PDLC33を導光板31に密着させることによって、
導光板31を伝播する光を前面に取り出すことが可能と
なる。図3に示したように、電極39を分割することに
より光を取り出す場所を制御することが可能となる。導
光板31と光源34の間に偏光板32を配するが、偏光
板32は、電場の振動方向が照明光の入射方向と印加電
界を含む平面(図3において紙面に対し垂直方向)に対
して垂直である光を透過する偏光板を用いる。
In the display element, an ITO film is formed on the transparent glass substrate 35 by sputtering or the like to form the transparent electrode 36. Further, after forming the electrode 39 on the substrate 38, the mirror surface 37 made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode 39 by vapor deposition. By sandwiching the liquid crystal and the photo-curable resin between the transparent substrate 35 and the substrate 38 and exposing to ultraviolet light, the PDLC 33 having the same diameter as the microspheres can be obtained. By bringing this PDLC 33 into close contact with the light guide plate 31,
The light propagating through the light guide plate 31 can be extracted to the front. As shown in FIG. 3, by dividing the electrode 39, it is possible to control the place where the light is extracted. A polarizing plate 32 is arranged between the light guide plate 31 and the light source 34. The polarizing plate 32 has a vibration direction of an electric field with respect to a plane including an incident direction of illumination light and an applied electric field (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). A polarizing plate that transmits vertical light is used.

【0028】本実施例においては、導光板31と光源3
4の間に偏光板32を配したので、導光板32を伝播す
る光を電界と垂直に偏波した光に限定することにより、
表示素子の視野角の大きい範囲においてもコントラスト
を向上することができ、表示素子の視野角特性が向上す
る。
In the present embodiment, the light guide plate 31 and the light source 3
Since the polarizing plate 32 is arranged between the four, the light propagating through the light guide plate 32 is limited to the light polarized perpendicularly to the electric field.
The contrast can be improved even in the range where the viewing angle of the display element is large, and the viewing angle characteristics of the display element are improved.

【0029】[実施例4]図4は、本発明にかかる表示
素子の一実施例を示す概略図である。表示素子は、基板
48と、基板48の上に形成された電極49と、電極4
9の上に形成された鏡面47と、透光性ガラス基板45
と、透光性ガラス基板45の表面に形成された透明電極
46と、鏡面47と透明電極46を対向してそれぞれに
接合したPDLC43と、透光性ガラス基板45の上に
密着した導光板41と、導光板41の前面に配した偏光
板42と、導光板41の側端面に密着した偏光変換素子
50と、偏光変換素子50に密着した光源44とを備え
ている。
[Embodiment 4] FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of a display device according to the present invention. The display element includes a substrate 48, an electrode 49 formed on the substrate 48, and an electrode 4
9 and the mirror surface 47 formed on the transparent glass substrate 45.
A transparent electrode 46 formed on the surface of the transparent glass substrate 45; a PDLC 43 in which a mirror surface 47 and a transparent electrode 46 are opposed to each other and bonded to each other; and a light guide plate 41 adhered to the transparent glass substrate 45. A polarizing plate 42 disposed on the front surface of the light guide plate 41, a polarization conversion element 50 in close contact with the side end surface of the light guide plate 41, and a light source 44 in close contact with the polarization conversion element 50.

【0030】表示素子は、透光性ガラス基板45上にス
パッタ等でITO膜を形成し、透明電極46とする。ま
た、基板48上に電極49を形成した後、蒸着により電
極49の上に誘電体多層膜からなる鏡面47を形成す
る。透明基板45と基板48によって液晶と、光硬化樹
脂をはさみ、紫外線露光することにより、微小球と直径
の等しい厚さのPDLC43を得ることができる。この
PDLC43を導光板41に密着させることによって、
導光板41を伝播する光を前面に取り出すことが可能と
なる。図4に示したように、電極49を分割することに
より光を取り出す場所を制御することが可能となる。導
光板41の前面に偏光板42を配するが、偏光板42
は、電場の振動方向が照明光の入射方向と散乱光の出射
方向を含む平面に対して垂直である光を透過するように
配置する。導光板41の導光特性を維持するため、導光
板41と偏光板42の間に隙間を存在させているが、誘
電体膜等を導光板表面に設けることにより、導光板内の
光を反射する構成をとり、導光板41と偏光板42を密
着させてもよい。
In the display element, an ITO film is formed on the translucent glass substrate 45 by sputtering or the like to form the transparent electrode 46. Further, after the electrode 49 is formed on the substrate 48, the mirror surface 47 made of a dielectric multilayer film is formed on the electrode 49 by vapor deposition. By sandwiching the liquid crystal and the photo-curable resin between the transparent substrate 45 and the substrate 48 and exposing to ultraviolet light, the PDLC 43 having the same diameter as the microspheres can be obtained. By bringing this PDLC 43 into close contact with the light guide plate 41,
The light propagating through the light guide plate 41 can be extracted to the front surface. As shown in FIG. 4, by dividing the electrode 49, it is possible to control the place where the light is extracted. A polarizing plate 42 is arranged on the front surface of the light guide plate 41.
Is arranged so that the vibration direction of the electric field is perpendicular to a plane including the incident direction of the illumination light and the emission direction of the scattered light. In order to maintain the light guide characteristics of the light guide plate 41, there is a gap between the light guide plate 41 and the polarizing plate 42. However, by providing a dielectric film or the like on the surface of the light guide plate, the light inside the light guide plate is reflected. The light guide plate 41 and the polarizing plate 42 may be brought into close contact with each other.

【0031】偏光変換素子50は、無偏光である光源4
4の光を、電場の振動方向が照明光の入射方向と印加電
界方向を含む平面に対して平行である光に変換する。具
体的には、偏光ビームスプリッタと位相差板を用いて、
入射方向に対して垂直である光を変換して、入射方向に
対して平行である光を増やす素子である。
The polarization conversion element 50 is a non-polarized light source 4
The light of No. 4 is converted into light in which the vibration direction of the electric field is parallel to the plane including the incident direction of the illumination light and the applied electric field direction. Specifically, using a polarization beam splitter and a retardation plate,
It is an element that converts light that is perpendicular to the incident direction and increases light that is parallel to the incident direction.

【0032】本実施例においては、導光板41と光源4
4の間に偏光板42を配したので、透明状態においても
散乱される光は、偏光板42によって遮断されることに
よって、表示素子の視野角の大きい範囲においてもコン
トラストを維持することができ、表示素子の視野角特性
が向上する。また、導光板41と光源44の間に配した
偏光変換素子50により、導光板41を伝播する光を電
界と平行に偏波した光に限定する。照射する光はPDL
C43において偏光面が回転するため、照射方向と直交
する偏光成分に偏光板42を配しても光の取り出しは可
能である。これに対して、導光板41の微細なきずや導
光板41に付着したほこりなどにより散乱される光はほ
とんど偏光面が回転しないため、前面に取り出されな
い。このため、ノイズ的な光を効率よくカットできるた
め、表示特性が向上する。さらに、偏光板42として、
反射型偏光板を用いることにより、前面に取り出さない
光成分を導光板41に戻すことができる。この戻された
光成分は、PDLC43内で偏光面が回転した後に前面
に取り出すこともでき、表示素子の効率も向上する。
In the present embodiment, the light guide plate 41 and the light source 4
Since the polarizing plate 42 is arranged between the four, the light scattered even in the transparent state is blocked by the polarizing plate 42, so that the contrast can be maintained even in the range where the viewing angle of the display element is large. The viewing angle characteristics of the display element are improved. Further, the polarization conversion element 50 arranged between the light guide plate 41 and the light source 44 limits the light propagating through the light guide plate 41 to the light polarized in parallel with the electric field. The light to irradiate is PDL
Since the plane of polarization rotates at C43, light can be extracted even if the polarizing plate 42 is arranged on the polarization component orthogonal to the irradiation direction. On the other hand, light scattered by fine scratches on the light guide plate 41 or dust adhering to the light guide plate 41 is not extracted to the front surface because the polarization plane hardly rotates. Therefore, noise-like light can be efficiently cut, and the display characteristics are improved. Further, as the polarizing plate 42,
By using the reflective polarizing plate, it is possible to return the light components not extracted to the front surface to the light guide plate 41. The returned light component can be extracted to the front surface after the polarization plane is rotated in the PDLC 43, and the efficiency of the display element is improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導光板から光を取り出す側に偏光板を設けたので、透明
状態においても散乱される光は、偏光板によって遮断さ
れ、視野角特性を大きく改善することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the polarizing plate is provided on the side where the light is extracted from the light guide plate, the light scattered even in the transparent state is blocked by the polarizing plate, and the viewing angle characteristics can be greatly improved.

【0034】また本発明によれば、光源と導光板との間
に偏光板または偏光変換素子を設けたので、導光板を伝
播する光を限定することにより、視野角特性を大きく改
善することができる。
Further, according to the present invention, since the polarizing plate or the polarization conversion element is provided between the light source and the light guide plate, the viewing angle characteristics can be greatly improved by limiting the light propagating through the light guide plate. it can.

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

【図1】本発明にかかる表示装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device according to the present invention.

【図2】本発明にかかる表示装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a display device according to the present invention.

【図3】本発明にかかる表示装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a display device according to the present invention.

【図4】本発明にかかる表示装置の一例を示す概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a display device according to the present invention.

【図5】従来の表示素子の視野角特性を示した図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing viewing angle characteristics of a conventional display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,41 導光板 12,22,32,42 偏光板 13,23,33,43 PDLC 14,24,34,44 光源 15,25,35,45 透光性ガラス基板 16,26,36,46 透明電極 17,27,37,47 鏡面 28,38,48 基板 29,39,49 電極 50 偏光変換素子 11,21,31,41 Light guide plate 12, 22, 32, 42 Polarizer 13,23,33,43 PDLC 14,24,34,44 light source 15, 25, 35, 45 Translucent glass substrate 16,26,36,46 Transparent electrode 17, 27, 37, 47 Mirror surface 28,38,48 substrate 29, 39, 49 electrodes 50 Polarization conversion element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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5−158034(JP,A) 特開 平7−218905(JP,A) 特開 平10−239668(JP,A) 特開2000−122000(JP,A) 特開2000−105314(JP,A) 特開 平10−161123(JP,A) 特開 平11−95201(JP,A) 特開 平9−179103(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/13357 F21V 8/00 G09F 9/00 - 9/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor, Mr. Himetake Uehira 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 5-158034 (JP, A) JP-A-7-218905 (JP, A) JP-A-10-239668 (JP, A) JP-A-2000-122000 (JP, A) JP-A-2000-105314 (JP, A) JP-A-10-161123 (JP , A) JP 11-95201 (JP, A) JP 9-179103 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 G02F 1/1335 G02F 1/13357 F21V 8/00 G09F 9/00-9/46

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1透明電極が一方の面に形成された第
1透光性基板と、第2透明電極が一方の面に形成された
第2透光性基板と、前記第1透明電極と前記第2透明電
極に挟持され、それぞれに接合された、電圧無印加時に
散乱状態となり電圧印加時に透過状態となる高分子分散
液晶と、前記第1透光性基板の他方の面に設けられた鏡
面と、前記第2透光性基板の他方の面に接合された導光
板と、該導光板の側端面に設けられた光源とを備え、前
記高分子分散液晶の散乱透過特性を制御することによ
り、前記光源から前記導光板の内部を伝播する光を外部
に取り出すようにした表示素子において、 前記導光板光を取り出す側の上方に、前記高分子分散
液晶を透過状態とする電圧印加時に、前記高分子分散液
晶で散乱された偏波成分の光を遮断する第1偏光板を
えたことを特徴とする表示素子。
1. A first transparent electrode having a first transparent electrode formed on one surface thereof.
1. A transparent substrate and a second transparent electrode are formed on one surface
A second transparent substrate, the first transparent electrode and the second transparent electrode.
It is sandwiched between poles and bonded to each, when no voltage is applied.
A polymer dispersed liquid crystal that is in a scattering state and is in a transmitting state when a voltage is applied, and a mirror provided on the other surface of the first transparent substrate.
A surface, a light guide plate joined to the other surface of the second light transmissive substrate, and a light source provided on a side end surface of the light guide plate, and controlling scattering and transmission characteristics of the polymer dispersed liquid crystal. Thus, in the display device in which the light propagating inside the light guide plate is extracted to the outside from the light source, the polymer dispersion is provided above the light extraction side of the light guide plate.
When a voltage is applied to bring the liquid crystal into a transparent state, the polymer dispersion liquid
Bei the first polarizer blocks light scattered polarization components in crystal
Display element, characterized in that was example.
【請求項2】 一方の面に形成された電極と該電極の上
に設けられた鏡面とを有する基板と、透明電極が一方の
面に形成された透光性基板と、前記鏡面と前記透明電極
に挟持され、それぞれに接合された、電圧無印加時に散
乱状態となり電圧印加時に透過状態となる高分子分散液
晶と、前記透光性基板の他方の面に接合された導光板
と、該導光板の側端面に設けられた光源とを備え、前記
高分子分散液晶の散乱透過特性を制御することにより、
前記光源から前記導光板の内部を伝播する光を外部に取
り出すようにした表示素子において、 前記導光板の光を取り出す側の上方に、前記高分子分散
液晶を透過状態とする電圧印加時に、前記高分子分散液
晶で散乱された偏波成分の光を遮断する第1偏光板を備
えたことを特徴とする表示素子
2. An electrode formed on one surface and on the electrode
A substrate having a mirror surface and a transparent electrode on one side.
A transparent substrate formed on the surface, the mirror surface and the transparent electrode
Sandwiched between and bonded to each other, when no voltage is applied
Polymer dispersion that becomes turbulent and becomes transmissive when voltage is applied
And a light guide plate bonded to the other surface of the transparent substrate
And a light source provided on the side end surface of the light guide plate,
By controlling the scattering and transmission characteristics of polymer dispersed liquid crystal,
The light propagating inside the light guide plate from the light source is taken outside.
In the display device adapted to project , the polymer dispersion is provided above the light extraction side of the light guide plate.
When a voltage is applied to bring the liquid crystal into a transparent state, the polymer dispersion liquid
Equipped with a first polarizing plate that blocks the polarized component light scattered by the crystals
A display device characterized by the above .
【請求項3】記光源と前記導光板との間に第2偏光
板を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の
表示素子。
Wherein <br/> display element according to claim 1 or 2, characterized in that a second polarizing plate between the front Symbol light source and the light guide plate.
【請求項4】記光源と前記導光板との間に偏光変換
素子を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載
表示素子。
4. The claim 1 or 2, characterized in that a polarization converter between the front Symbol light source and the light guide plate
Of the display element.
【請求項5】 前記高分子分散液晶を構成する高分子は
等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈折率と前記高分
子分散液晶を構成する液晶の常光線の屈折率とが等し
く、前記第1偏光板は、前記導光板への光の入射方向と
前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを含む平面に対し
て垂直に偏波した光を透過することを特徴とする請求項
ないし4のいずれかに記載の表示素子。
5. The polymer constituting the polymer dispersed liquid crystal has an isotropic refractive index, and the refractive index of the polymer and the ordinary ray of the liquid crystal constituting the polymer dispersed liquid crystal are different from each other. equal, the first polarizing plate, and wherein the Turkey to transmit light polarized perpendicular to the plane including the driving direction of the electric field of the polymer dispersed liquid crystal and the incident direction of light into the light guide plate The display element according to any one of claims 1 to 4 .
【請求項6】 前記高分子分散液晶を構成する高分子は
等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈折率と前記高分
子分散液晶を構成する液晶の異常光線の屈折率とが等し
く、前記第1偏光板は、前記導光板への光の入射方向と
前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを含む平面に対し
て平行に偏波した光を透過することを特徴とする請求項
ないし4のいずれかに記載の表示素子。
6. The polymer forming the polymer dispersed liquid crystal has an isotropic refractive index, and the refractive index of the polymer and the refractive index of extraordinary rays of the liquid crystal forming the polymer dispersed liquid crystal are different from each other. equal, the first polarizing plate, and wherein the Turkey to transmit light polarized parallel to the plane including the driving direction of the electric field of the polymer dispersed liquid crystal and the incident direction of light into the light guide plate The display element according to any one of claims 1 to 4 .
【請求項7】 前記高分子分散液晶を構成する高分子は
等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈折率と前記高分
子分散液晶を構成する液晶の異常光線の屈折率とが等し
く、前記第1偏光板は、前記導光板への光の入射方向と
前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを含む平面に対し
て平行に偏波した光を透過し、 前記導光板への光の入射方向と液晶の駆動電界方向とを
含む平面に対して垂直に偏波した光を、前記光源から前
記導光板へ入射することを特徴とする請求項3または4
に記載の表示素子。
7. The polymer constituting the polymer dispersed liquid crystal is
It has an isotropic refractive index and the high refractive index of the polymer
The refractive index of extraordinary rays of the liquid crystal that constitutes the child-dispersed liquid crystal is equal.
In addition, the first polarizing plate is arranged in the direction of incidence of light on the light guide plate.
With respect to the plane including the driving electric field direction of the polymer dispersed liquid crystal
Light that is polarized parallel to the light is transmitted, and light that is polarized perpendicular to a plane including the incident direction of the light to the light guide plate and the driving electric field direction of the liquid crystal is incident from the light source to the light guide plate. 5. The method according to claim 3 or 4, wherein
The display element according to 1.
【請求項8】 前記高分子分散液晶を構成する高分子は
等方的な屈折率を有し、前記高分子の屈折率と前記高分
子分散液晶を構成する液晶の常光線の屈折率とが等し
く、前記第1偏光板は、前記導光板への光の入射方向と
前記高分子分散液晶の駆動電界方向とを含む平面に対し
て垂直に偏波した光を透過し、 前記導光板への光の入射方向と液晶の駆動電界方向とを
含む平面に対して平行に偏波した光を、前記光源から前
記導光板へ入射することを特徴とする請求項3または4
に記載の表示素子。
8. The polymer constituting the polymer-dispersed liquid crystal is
It has an isotropic refractive index and the high refractive index of the polymer
The refractive index of the ordinary ray of the liquid crystal that constitutes the child-dispersed liquid crystal is equal.
In addition, the first polarizing plate is arranged in the direction of incidence of light on the light guide plate.
With respect to the plane including the driving electric field direction of the polymer dispersed liquid crystal
Light that is vertically polarized by the light source is transmitted, and the light that is polarized parallel to a plane including the incident direction of the light to the light guide plate and the driving electric field direction of the liquid crystal is incident from the light source to the light guide plate. 5. The method according to claim 3 or 4, wherein
The display element according to 1.
【請求項9】 前記第1偏光板は、前記高分子分散液晶
で散乱された偏波成分の光を反射する反射型偏光板であ
ることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載
の表示素子。
9. The first polarizing plate is the polymer dispersed liquid crystal.
9. The display element according to claim 1 , wherein the display element is a reflection type polarizing plate that reflects the light of the polarized component scattered by .
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