JP5114853B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
一方、液晶材料に電場が印加されない場合、液晶分子は光出射面に平行に配向される。このため、光出射面から見たときに液晶材料が支持基材と異なる屈折率を有することから、支持基材と液晶材料との界面において光線が屈折率差に応じた一定の偏向作用を受けることで、凹部の配列方向に関して光線の出射方向が制限されることになる。
図1は本発明の第1の実施形態による光制御素子10の要部の断面構造を概略的に示す分解斜視図である。本実施形態の光制御素子10は、透光性の支持基材11と、支持基材11の表面11aに形成された複数の凹部12と、凹部12に充填された液晶材料13と、液晶材料13を挟むように支持基材11の表裏面に各々対向配置された一対の透明電極層14a,14bとを備えている。
例えば図4に、Y軸方向に延びる光透過領域2と光吸収領域3とがX軸方向に交互に配列形成された構成の視野角制御素子1を示す。この視野角制御素子1は、垂直方向の光L1は透過するが、一定角度以上傾斜した斜め方向の光L2を光吸収領域3において吸収することで、視野角制限機能を得ている。しかし、光吸収領域3を含むため、輝度が低下し画面が暗くなるという欠点がある。これに対し、本実施形態の光制御素子10は光吸収領域を含まないため、輝度の低下はほとんど発生しない。
従って、図4に示した視野角制御素子1と本実施形態の光制御素子10の違いは明確であり、前者を「吸収型ルーバー」と称するならば、後者を「位相型ルーバー」と称することで互いに区別することができる。
位相型ルーバーにおいては、基材と凹部内の物質との屈折率の差が大きいほど界面での反射も屈折も顕著になるから、凹部内の物質としてなるべく基材と屈折率との差が大きいものを選ぶことが望ましい。例えば、基材に用いるPMMAの屈折率は1.5であるが、これと屈折率差の大きい物質として、屈折率がほぼ1である窒素、空気などの気体が挙げられる。凹部の中に満たされた液体(これの屈折率は基材に近いものを用いる)を上記のような気体で置き換えれば、凹部と基材の屈折率差にはほぼ0から0.5までの顕著な変化が得られる。このような流体の移動操作は、例えば光制御素子の外部に設けられたポンプによって溝状に形成された凹部に給気、または排気することによって達成される。
図6Aは、図1に示した光制御素子10の構成に対応している。支持基材11の表裏面には一対の透明電極層14a,14bがそれぞれ配置されている。一方の透明電極層14aは、支持基材11の表面に配置された透明基板17の内面側に支持されている。他方の透明電極層14bは、支持基材11の裏面に直接形成されている。透明電極層14a,14bはいずれもベタ膜で構成され、支持基材11の全領域にわたって対向配置されることで液晶材料13に対する電場印加を行う。
例えば、凹部12は、X軸方向に互いに対向する一対の側壁面が対称に形成される場合に限られず、図7に示すように側壁面12a,12bを形成角度が異なる非対称な形状としてもよい。この場合、光の出射制限角度を左右方向で異ならせることができるようになる。
続いて、本発明の第2の実施形態について図9〜図11を参照して説明する。図9は本実施形態による表示装置21の概略図、図10は表示装置21の分解斜視図、図11は表示装置21に組み込まれる光制御素子10の各視野角制御モードを説明する要部平面図である。
なお、凹部12をX軸方向だけでなくY軸方向にも形成することにより、X軸およびY軸方向に関して視野角制限機能を得ることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について図12を参照して説明する。図12は本実施形態の表示装置31の概略構成図である。なお、図において上述の第2の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Claims (2)
- 画像表示素子と、
透光性の支持基材と、
前記支持基材の一表面に前記画像表示素子の画素ピッチよりも大きいピッチで形成された複数の凹部と、
前記凹部の側壁面に一軸方向に対向配置された透明電極層と、
前記一軸方向に平行に配向することが可能な第1の状態と前記一軸方向に垂直に配向することが可能な第2の状態との間を電気的に切り換えられることが可能であり、前記複数の凹部の各々に充填された液晶材料と、
を有し、前記液晶材料の前記第1の状態と前記第2の状態とを電気的に切り換えることで前記支持基材と前記液晶材料との間の屈折率差を切り換え、前記画像表示素子から出射し前記支持基材を透過する光の出射角を制御する光制御素子と
を具備する表示装置。 - 液晶表示素子と、
面発光光源と、
透光性の支持基材と、
前記支持基材の一表面に前記画像表示素子の画素ピッチよりも大きいピッチで形成された複数の凹部と、
前記凹部の側壁面に一軸方向に対向配置された透明電極層と、
前記一軸方向に平行に配向することが可能な第1の状態と前記一軸方向に垂直に配向することが可能な第2の状態との間を電気的に切り換えられることが可能であり、前記複数の凹部の各々に充填された液晶材料と、
を有し、前記液晶材料の前記第1の状態と前記第2の状態とを電気的に切り換えることで前記支持基材と前記液晶材料との間の屈折率差を切り換え、前記面発光光源から前記支持基材を透過し前記液晶表示素子へ入射する光線の方向を制御する光制御素子と
を具備する表示装置。
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JP2006063609A JP5114853B2 (ja) | 2006-03-09 | 2006-03-09 | 表示装置 |
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