JP5687180B2 - Display device and display method using display device - Google Patents

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Description

本発明は調光層の状態を、入射光を散乱させる散乱状態と入射光を透過させる透明状態とに切り換えることで表示を行う表示素子及び表示装置に関する。   The present invention relates to a display element and a display device that perform display by switching the state of a light control layer between a scattering state in which incident light is scattered and a transparent state in which incident light is transmitted.

反射型の表示装置は消費電力が小さく、またバックライトを必要としないため簡易な表示には適している。半透過型の表示装置は、外光の反射光とともにバックライトからの光等、表示装置の背面から入射する光を利用することで、反射型表示装置よりも高輝度の表示をすることができる。   A reflective display device has low power consumption and does not require a backlight, and thus is suitable for simple display. A transflective display device can display light with higher brightness than a reflective display device by using light incident from the back surface of the display device, such as light from a backlight, together with reflected light of external light. .

図9は、特許文献1の液晶表示装置の断面図である。特許文献1には、液晶表示装置の前面側から入射する光と背面側から入射する光とを利用して明るい表示を得るために、形状に特徴のある光学部材97を利用することが記載されている。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device of Patent Document 1. Patent Document 1 describes that an optical member 97 having a shape is used to obtain a bright display using light incident from the front side and light incident from the back side of the liquid crystal display device. ing.

具体的には、光学部材97の断面は、透明基板92と接する前面側が平坦であり、背面部が山部と谷部とが連続的につながった凹凸形状になっている。   Specifically, the cross section of the optical member 97 has an uneven shape in which the front surface side in contact with the transparent substrate 92 is flat, and the back surface portion is continuously connected to the crest and trough portions.

上記光学部材97は、液晶表示装置の前面側から入射した光を、角度選択性をもって反射する。また、上記光学部材97は、背面側から入射した光を、角度選択性をもって前面側に透過させる。特許文献1の液晶表示装置は、液晶層93に二色性色素を含んでおり、二色性色素の入射光の吸収により明暗表示を行っている。   The optical member 97 reflects light incident from the front side of the liquid crystal display device with angle selectivity. The optical member 97 transmits light incident from the back side to the front side with angle selectivity. The liquid crystal display device of Patent Document 1 includes a dichroic dye in the liquid crystal layer 93, and performs bright and dark display by absorbing incident light of the dichroic dye.

特許文献2には、金属蒸着膜が形成されたプリズムシートからなり、より広い範囲で明るい表示を得ることのできる半透過型反射板としての再帰性反射板について記載されている。   Patent Document 2 describes a retroreflector as a transflective reflector that is made of a prism sheet on which a metal vapor-deposited film is formed and can obtain a bright display in a wider range.

特許文献3には、光の透過、反射性能、および拡散機能をバランス良く最適化した透過反射板、およびこれを用いた透過反射型液晶表示装置について記載されている。   Patent Document 3 describes a transmission / reflection plate that optimizes light transmission, reflection performance, and diffusion function in a well-balanced manner, and a transmission / reflection type liquid crystal display device using the same.

また、反射透過型液晶表示装置に関する文献として、下記特許文献4を例示することができる。   Moreover, the following patent document 4 can be illustrated as a literature regarding a reflective transmission type liquid crystal display device.

特開平9−311332号公報(1997年12月2日公開)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-311332 (released on December 2, 1997) 特開2004−37831号公報(2004年2月5日公開)JP 2004-37831 A (published February 5, 2004) 特開2001−350008号公報(2001年12月21日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2001-350008 (released on December 21, 2001) 特開2002−107519号公報(2002年4月10日公開)JP 2002-107519 A (published April 10, 2002)

しかしながら、上記従来技術を用いた反射透過(半透過)表示には以下の課題がある。   However, the reflection / transmission (semi-transmission) display using the above-described conventional technique has the following problems.

具体的には、上記特許文献1に記載の液晶表示装置は、液晶層中の二色性色素によって明暗の表示を行うものであり、明表示をする場合であっても外部からの入射光の一部は表示に寄与せず損失する。また、光学部材への入射光を、角度選択性をもって反射または透過させるものであるが、表示の明るさに寄与する光の入射方向が限定されてしまう。   Specifically, the liquid crystal display device described in Patent Document 1 performs bright and dark display using the dichroic dye in the liquid crystal layer. Even when performing bright display, the incident light from the outside is displayed. Some do not contribute to the display and are lost. Moreover, although the incident light to the optical member is reflected or transmitted with angle selectivity, the incident direction of the light contributing to the brightness of the display is limited.

特許文献2および3も同様に、表示の明るさに寄与する光の入射方向が限定されてしまうため、輝度が制限される。   Similarly, in Patent Documents 2 and 3, since the incident direction of light that contributes to the brightness of display is limited, the luminance is limited.

また、散乱状態−透過状態を切り替える液晶を、表示における調光手段として用いた場合、特には暗表示を散乱状態で表示する場合には、暗表示の輝度が低下しにくいとの問題点がある。   In addition, when a liquid crystal that switches between a scattering state and a transmission state is used as a light control means in display, particularly when displaying a dark display in a scattering state, there is a problem that the luminance of the dark display is difficult to decrease. .

そして、上記各問題は、表示素子のコントラスト低下を招いている。   And each said problem has caused the contrast fall of the display element.

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コントラストの高い表示素子を実現することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize a display element having a high contrast.

また、特には、高輝度でネガポジ反転の抑制された、反射透過型表示素子をすることにある。   In particular, the present invention is to provide a reflection / transmission type display element having high luminance and suppressing negative / positive inversion.

本発明の表示素子は、上記課題を解決するために、対向する前面基板及び背面基板と、上記前面基板及び背面基板に挟持された調光層とを備える表示素子であって、上記調光層は、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能であり、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a display element of the present invention is a display element comprising opposing front and back substrates, and a light control layer sandwiched between the front and back substrates, and the light control layer Can be switched between a transparent state and a light scattering state, and a plurality of grooves are provided on the side of the back substrate that does not face the light control layer.

上記の構成により、表示素子の背面基板側から入射する光を、上記溝の形状に応じた角度に出射させることができる。また、表示素子の前面基板側から入射する光を、上記溝の形状に応じた角度に反射させることができる。   With the above configuration, light incident from the back substrate side of the display element can be emitted at an angle corresponding to the shape of the groove. In addition, light incident from the front substrate side of the display element can be reflected at an angle corresponding to the shape of the groove.

これにより、暗表示の輝度を低下させ、また、明表示における輝度を向上させることができる。特には、透明状態の調光層を用いて暗表示を行うことが容易になるので、従来の光散乱状態の調光層を用いての暗表示よりも、輝度を低下させることが容易になる。   Thereby, the brightness | luminance of dark display can be reduced and the brightness | luminance in bright display can be improved. In particular, since it becomes easy to perform dark display using a light control layer in a transparent state, it becomes easier to lower the luminance than dark display using a light control layer in a conventional light scattering state. .

以上より、コントラストの高い表示素子を実現することが可能になる。   As described above, a display element with high contrast can be realized.

上記溝は、上記前面基板の表示面に対して、傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする。   The groove has an inclined surface inclined with respect to the display surface of the front substrate.

上記の構成により、調光層を透明状態とすることで、前面基板側から入射する光の反射光をそのまま透過させ、背面基板側から入射する光を上記傾斜面により方向を変化させて透過させる。これにより、暗表示をすることができる。   With the above configuration, by making the light control layer transparent, the reflected light of the light incident from the front substrate side is transmitted as it is, and the light incident from the rear substrate side is transmitted by changing the direction by the inclined surface. . Thereby, dark display can be performed.

また、調光層を光散乱状態とすることで、前面基板側から入射する光の反射光を散乱させ、背面基板側から入射する光を上記傾斜面により方向を変化させて散乱させる。これにより、散乱光が観察者の眼に入ることで明表示をすることができる。   Further, by making the light control layer in the light scattering state, the reflected light of the light incident from the front substrate side is scattered, and the light incident from the rear substrate side is scattered by changing the direction by the inclined surface. Thereby, a bright display can be performed when scattered light enters an observer's eyes.

このように、前面基板側から入射する光を利用した表示と背面基板側から入射する光を利用した表示とで、調光層の状態と明暗の対応関係が一致するため、前面基板側と背面基板側との両方から光が入射した場合であっても、両者の光を相殺させることなく表示用の光として利用することができる。   As described above, the correspondence between the state of the light control layer and the brightness is the same in the display using the light incident from the front substrate side and the display using the light incident from the rear substrate side. Even when light is incident from both the substrate side and the light can be used as display light without canceling the light of both.

これにより、高輝度の表示をすることができる。   Thereby, it is possible to display with high luminance.

上記傾斜面の法線と、上記表示面の法線とのなす角が、36度以上であることを特徴とする。   An angle formed between the normal line of the inclined surface and the normal line of the display surface is 36 degrees or more.

上記の構成により、前面基板側から入射する光の反射方向と、背面基板側から入射する光の出射方向とを適切な方向とすることができる。   With the above configuration, the reflection direction of light incident from the front substrate side and the emission direction of light incident from the rear substrate side can be set to appropriate directions.

上記傾斜面の法線と、上記表示面の法線とのなす角が36度よりも小さいと、たとえ溝を形成する部材として屈折率が高い(1.7)材料を用いても正面からの光も裏面に抜けるため高輝度の表示を得ることが出来ない。上記角度を36度以上とすることで、屈折率が1.7以上の材料を用いて溝を形成した場合に前面基板側から入射する光を反射し、表示の輝度を向上させることができる。   If the angle formed by the normal of the inclined surface and the normal of the display surface is smaller than 36 degrees, even if a material having a high refractive index (1.7) is used as a member for forming a groove, Since light also passes through the back surface, a high-luminance display cannot be obtained. By setting the angle to 36 degrees or more, when a groove is formed using a material having a refractive index of 1.7 or more, light incident from the front substrate side is reflected, and display luminance can be improved.

なお、溝の部材として屈折率が1.5である材料を用いたときは、上記角度は42度以上であることが必要である。   When a material having a refractive index of 1.5 is used as the groove member, the angle needs to be 42 degrees or more.

上記溝の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が三角形であることを特徴とする。   A cross-sectional shape of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the groove is a triangle.

上記の構成により、背面基板側から入射する光を、溝の延伸方向と垂直な方向に均一に分散し、出射することができる。   With the above configuration, light incident from the back substrate side can be uniformly dispersed in the direction perpendicular to the extending direction of the groove and emitted.

これにより、表示面内において輝度の均一化を図ることができる。   Thereby, it is possible to make the luminance uniform in the display surface.

上記溝は、上記溝の延伸方向と直交する方向に、複数本連続して設けられており、隣接する溝の間の凸部の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が直角三角形であることを特徴とする。   A plurality of the grooves are continuously provided in a direction perpendicular to the extending direction of the grooves, and the cross-sectional shape of the convex portion between adjacent grooves is perpendicular to the surface perpendicular to the extending direction of the grooves. It is a triangle.

上記の構成により、前面基板側から入射する光のうち表示面の法線方向および溝の延伸方向と垂直な方向の成分の光を再帰反射させることができる。再帰反射された反射光は、観察者の眼に入ることはないため、調光層が透明状態のときには暗表示をすることができる。   With the above-described configuration, it is possible to retroreflect light having a component in a direction perpendicular to the normal direction of the display surface and the extending direction of the groove out of light incident from the front substrate side. Since the retroreflected reflected light does not enter the eyes of the observer, dark display can be performed when the light control layer is in a transparent state.

これにより、表示の明暗の反転を抑制することができる。   Thereby, the reversal of the brightness of a display can be suppressed.

上記溝は、隣り合う溝同士の間隔がそれぞれ異なるように設けられていることを特徴とする。   The said groove | channel is provided so that the space | interval of adjacent grooves may each differ.

上記の構成により、溝の間隔の繰返し周期を大きくすることができる。   With the above configuration, the repetition period of the groove interval can be increased.

ここで、溝の間隔とは、隣接する2つの溝の中心間距離を意味する。   Here, the interval between the grooves means the distance between the centers of two adjacent grooves.

溝の中心とは、溝の延伸方向と垂直な面での溝の断面において、溝を形成する凹部の、上記延伸方向と垂直な方向における中央位置を意味する。   The center of the groove means the center position of the concave portion forming the groove in the direction perpendicular to the extending direction in the cross section of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the groove.

これにより、表示素子の背面基板側から入射する光または表示素子の前面基板側から入射する光が、上記溝により回折されることにより生じる回折光(干渉縞)の発生、および上記回折光が広角に広がることを抑制することができる。   As a result, generation of diffracted light (interference fringes) caused by diffracting light incident from the back substrate side of the display element or light incident from the front substrate side of the display element by the groove, and the diffracted light at a wide angle Can be prevented from spreading.

これにより、表示品位を向上することができる。   Thereby, display quality can be improved.

上記溝は、隣り合う溝同士の間隔が6μm以上であることを特徴とする。   The said groove | channel is characterized by the space | interval of adjacent grooves being 6 micrometers or more.

上記の構成により、溝の間隔の周期を大きくすることができる。   With the above configuration, the period of the groove interval can be increased.

これにより、表示素子の背面基板側から入射する光または表示素子の前面基板側から入射する光が、上記溝により回折されることにより生じる回折光(干渉縞)の発生、および上記回折光が広角に広がることを抑制することができる。   As a result, generation of diffracted light (interference fringes) caused by diffracting light incident from the back substrate side of the display element or light incident from the front substrate side of the display element by the groove, and the diffracted light at a wide angle Can be prevented from spreading.

これにより、表示品位を向上することができる。   Thereby, display quality can be improved.

上記背面基板に、凹凸が形成されている光学部材が積層されることで、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする。   A plurality of grooves are provided on a side of the back substrate that does not face the light control layer by laminating an optical member on which unevenness is formed on the back substrate.

上記背面基板の表面に凹凸が形成されることで、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする。   By forming irregularities on the surface of the back substrate, a plurality of grooves are provided on a side of the back substrate that does not face the light control layer.

上記の構成により、表示素子の構成を簡略化することができる。   With the above structure, the structure of the display element can be simplified.

これにより、表示素子の生産性の向上、軽量化を図ることができる。   Thereby, the productivity and weight reduction of the display element can be achieved.

また、空気層を1層省略できるため背面基板と空気層との界面および溝を設けている部材と空気層との界面における反射をなくすことが出来るためコントラストの高い表示をすることができる。   Further, since one air layer can be omitted, reflection at the interface between the back substrate and the air layer and the interface between the member provided with the groove and the air layer can be eliminated, so that a high contrast display can be achieved.

上記背面基板の上記調光層と面さない側に、反射膜が設けられていることを特徴とする。   A reflective film is provided on the side of the back substrate that does not face the light control layer.

上記の構成により、前面基板側から入射する全ての光を反射することができる。   With the above configuration, it is possible to reflect all light incident from the front substrate side.

これにより、高輝度の表示をすることができる。   Thereby, it is possible to display with high luminance.

上記複数本の溝は、その延伸方向が、直交する2方向になるように設けられていることを特徴とする。   The plurality of grooves are provided so that their extending directions are in two orthogonal directions.

上記の構成により、背面基板側から入射する光を、溝の延伸方向と垂直な方向に均一に分散し、出射することができる。すなわち、背面基板側から入射する光を4方向に分散することができる。   With the above configuration, light incident from the back substrate side can be uniformly dispersed in the direction perpendicular to the extending direction of the groove and emitted. That is, light incident from the back substrate side can be dispersed in four directions.

これにより、より広視野角でコントラストの高い表示をすることができる。   Thereby, it is possible to display with a wider viewing angle and higher contrast.

上記背面基板の上記溝の背面に、集光フィルムが設けられていることを特徴とする。   A condensing film is provided on the back surface of the groove of the back substrate.

上記の構成により、背面基板側から入射する光の指向性を高めることができる。   With the above configuration, the directivity of light incident from the back substrate side can be enhanced.

これにより、背面基板側から入射する光の出射方向を絞ることができ、よりコントラストの高い表示をすることができる。   Thereby, the emission direction of light incident from the back substrate side can be narrowed down, and display with higher contrast can be performed.

上記溝は、上記溝の延伸方向が、表示面に表示する表示画像に対応した方向になるように設けられていることを特徴とする。   The groove is provided such that the extending direction of the groove is a direction corresponding to a display image displayed on the display surface.

上記の構成により、表示面の表示画像に対応した延伸方向を備える溝が形成された表示素子を提供することができる。ここで、溝の延伸方向が、表示面に表示する表示画像に対応した方向になる場合とは、例えば、溝の延伸方向が表示画像の左右方向に沿う方向になる場合等を意味する。   With the above configuration, it is possible to provide a display element in which a groove having a stretching direction corresponding to a display image on the display surface is formed. Here, the case where the extending direction of the groove is a direction corresponding to the display image displayed on the display surface means, for example, the case where the extending direction of the groove is a direction along the left-right direction of the display image.

前面基板側から入射する光のうち表示面の法線方向および溝の延伸方向と垂直な方向の成分の光は再帰反射される。一方、前面基板側から入射する光のうち溝の延伸方向と平行な方向の成分の光は正反射される。観察者が、溝の延伸方向と垂直な方向に表示面を傾けて観察しても、観察者に入射する上記正反射光の光量の変化は小さい。   Of the light incident from the front substrate side, light having a component in a direction perpendicular to the normal direction of the display surface and the extending direction of the grooves is retroreflected. On the other hand, light having a component in a direction parallel to the extending direction of the groove out of light incident from the front substrate side is regularly reflected. Even if the observer observes the display surface tilted in a direction perpendicular to the extending direction of the groove, the change in the amount of the regular reflection light incident on the observer is small.

これにより、観察者が溝の延伸方向と垂直な方向に表示面を傾けて観察しても、観察者と表示面との角度に応じて生じる表示の明暗の反転を抑制することができる。   Accordingly, even when the observer observes the display surface tilted in a direction perpendicular to the extending direction of the groove, it is possible to suppress the reversal of display brightness that occurs according to the angle between the observer and the display surface.

上記溝は、上記溝の延伸方向と表示面に表示する表示画像の左右方向とが平行となるように設けられていることを特徴とする。   The groove is provided such that the extending direction of the groove is parallel to the horizontal direction of the display image displayed on the display surface.

上記の構成により、表示面の表示画像の左右方向と平行な延伸方向を備える溝が形成された表示素子を提供することができる。前面基板側から入射する光のうち表示面の法線方向および溝の延伸方向と垂直な方向の成分の光は再帰反射される。一方、前面基板側から入射する光のうち溝の延伸方向と平行な方向の成分の光は正反射される。観察者が表示面を上下に傾けて観察しても、観察者に入射する上記正反射光の光量の変化は小さい。   With the above configuration, it is possible to provide a display element in which a groove having an extending direction parallel to the left-right direction of the display image on the display surface is formed. Of the light incident from the front substrate side, light having a component in a direction perpendicular to the normal direction of the display surface and the extending direction of the grooves is retroreflected. On the other hand, light having a component in a direction parallel to the extending direction of the groove out of light incident from the front substrate side is regularly reflected. Even if the observer observes the display surface tilted up and down, the change in the amount of the regular reflection light incident on the observer is small.

これにより、観察者が表示面を上下に傾けて観察しても、観察者と表示面との角度に応じて生じる表示の明暗の反転を抑制することができる。   Thereby, even if an observer observes the display surface tilted up and down, it is possible to suppress reversal of display brightness and darkness that occurs according to the angle between the observer and the display surface.

本発明の表示方法は、上記課題を解決するために、対向する前面基板及び背面基板と、上記前面基板及び背面基板に挟持された調光層とを備える表示素子を用いた表示方法であって、上記調光層は、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能であり、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられており、上記調光層を透明状態として、上記前面基板側からの入射光について、正反射方向への反射を抑制するとともに、上記背面基板側からの入射光について、上記前面基板の表示面の法線方向への出射を抑制することで、暗表示を行い、一方、上記調光層を光散乱状態として、上記前面基板側からの入射光及び上記背面基板側からの入射光について、上記法線方向へ出射させることで、明表示を行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a display method of the present invention is a display method using a display element including opposed front and back substrates and a light control layer sandwiched between the front and back substrates. The dimming layer can be switched between a transparent state and a light scattering state, and a plurality of grooves are provided on the side of the back substrate that does not face the dimming layer. In the transparent state, the reflection from the front substrate side is suppressed in the regular reflection direction, and the incident light from the back substrate side is suppressed from being emitted in the normal direction of the display surface of the front substrate. By performing dark display, on the other hand, with the light control layer in a light scattering state, incident light from the front substrate side and incident light from the rear substrate side are emitted in the normal direction, It is characterized by performing bright display.

上記の構成により、表示素子の前面基板側から入射する光を、上記溝の形状に応じた角度に反射させ、表示用の光として利用することができる。   With the above configuration, light incident from the front substrate side of the display element can be reflected at an angle corresponding to the shape of the groove and used as display light.

また、背面基板側から入射する光を、上記溝の形状に応じた角度に出射することで、表示用の光として利用することができる。   Further, the light incident from the back substrate side is emitted at an angle corresponding to the shape of the groove, and can be used as display light.

調光層を透明状態とすることで、前面基板側から入射する光の反射光の正反射方向への透過を抑制して透過させ、背面基板側から入射する光を上記傾斜面により方向を変化させ、上記前面基板の表示面の法線方向への透過を抑制して透過させる。これにより、暗表示をすることができる。   By making the light control layer transparent, the reflected light of the light incident from the front substrate side is transmitted in a regular reflection direction, and the direction of the light incident from the rear substrate side is changed by the inclined surface. Then, transmission in the normal direction of the display surface of the front substrate is suppressed. Thereby, dark display can be performed.

また、調光層を光散乱状態とすることで、前面基板側から入射する光の反射光を散乱させ、背面基板側から入射する光を上記傾斜面により方向を変化させて散乱させる。これにより、散乱光が観察者の眼に入ることで明表示をすることができる。   Further, by making the light control layer in the light scattering state, the reflected light of the light incident from the front substrate side is scattered, and the light incident from the rear substrate side is scattered by changing the direction by the inclined surface. Thereby, a bright display can be performed when scattered light enters an observer's eyes.

このように、前面基板側から入射する光を利用した表示と背面基板側から入射する光を利用した表示とで、調光層の状態と明暗の対応関係が一致するため、前面基板側と背面基板側との両方から光が入射した場合であっても、両者の光を相殺させることなく表示用の光として利用することができる。   As described above, the correspondence between the state of the light control layer and the brightness is the same in the display using the light incident from the front substrate side and the display using the light incident from the rear substrate side. Even when light is incident from both the substrate side and the light can be used as display light without canceling the light of both.

さらに、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能な上記調光層を用いて、光の透過と散乱に応じた表示を行うことで、表示の明るさに寄与する光の入射方向が限定されない。さらに、偏光板を用いる必要がなく、光の損失を抑えることができる。   Furthermore, the incident direction of the light which contributes to the brightness of a display is not limited by performing the display according to transmission and scattering of light using the said light control layer which can be switched to a transparent state and a light-scattering state. Furthermore, it is not necessary to use a polarizing plate, and light loss can be suppressed.

これにより、高輝度の表示をすることができる。   Thereby, it is possible to display with high luminance.

上記溝は、上記溝の延伸方向と直交する方向に、複数本連続して設けられており、上記溝の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が三角形であり、隣接する溝の間の凸部の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が直角三角形であることを特徴とする。   A plurality of the grooves are continuously provided in a direction orthogonal to the extending direction of the grooves, and the cross-sectional shape of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the grooves is a triangle, and adjacent grooves The cross-sectional shape of the convex part between the two is a right-angled triangle in a plane perpendicular to the extending direction of the groove.

上記の構成により、背面基板側から入射する光を、溝の延伸方向と垂直な方向に均一に分散し、出射することができる。   With the above configuration, light incident from the back substrate side can be uniformly dispersed in the direction perpendicular to the extending direction of the groove and emitted.

また、前面基板側から入射する光を再帰反射させることができる。再帰反射された反射光は、観察者の眼にも入ることはないため、調光層が透明状態のときには暗表示をすることができる。   In addition, light incident from the front substrate side can be retroreflected. Since the retroreflected reflected light does not enter the eyes of the observer, dark display can be performed when the light control layer is in a transparent state.

これにより、表示の明暗の反転を抑制することができる。   Thereby, the reversal of the brightness of a display can be suppressed.

本発明の表示素子は、以上のように、上記調光層は、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能であり、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする。   In the display element of the present invention, as described above, the light control layer can be switched between a transparent state and a light scattering state, and a plurality of grooves are formed on the side of the back substrate that does not face the light control layer. Is provided.

それゆえ、コントラストの高い表示素子、特には、高輝度の反射透過型表示素子を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a display element with high contrast, in particular, a high-brightness reflective / transmissive display element.

本発明の第一の実施形態の反射透過型液晶表示装置の断面外略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a reflection-transmission type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態の反射透過型液晶表示装置が反射表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、(a)は液晶層が透明状態の場合を表し、(b)は液晶層が散乱状態の場合を表す。It is the schematic which shows the course of the light in case the reflective transmission type liquid crystal display device of 1st embodiment of this invention performs a reflective display, (a) represents the case where a liquid crystal layer is a transparent state, (b) is This represents a case where the liquid crystal layer is in a scattering state. 本発明の第一の実施形態の反射透過型液晶表示装置が透過表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、(a)は液晶層が透明状態の場合を表し、(b)は液晶層が散乱状態の場合を表す。It is the schematic which shows the course of the light in case the reflective transmission type liquid crystal display device of 1st embodiment of this invention performs a transmissive display, (a) represents the case where a liquid crystal layer is a transparent state, (b) is This represents a case where the liquid crystal layer is in a scattering state. 比較例の反射透過型液晶表示装置が反射表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、(a)は液晶層が透明状態の場合を表し、(b)は液晶層が散乱状態の場合を表す。It is the schematic which shows the course of the light in case the reflective transmissive liquid crystal display device of a comparative example performs reflective display, (a) represents the case where a liquid crystal layer is a transparent state, (b) is a liquid crystal layer being a scattering state. Represents the case. 比較例の反射透過型液晶表示装置が透過表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、(a)は液晶層が透明状態の場合を表し、(b)は液晶層が散乱状態の場合を表す。It is the schematic which shows the course of the light in case the reflective transmissive liquid crystal display device of a comparative example performs transmissive display, (a) represents the case where a liquid crystal layer is a transparent state, (b) is a liquid crystal layer being a scattering state. Represents the case. 本発明の第二の実施形態の反射透過型液晶表示装置の斜視図および平面図である。It is the perspective view and top view of a reflective transmission type liquid crystal display device of a second embodiment of the present invention. 本発明の第三の実施形態の反射型液晶表示装置の断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the reflection type liquid crystal display device of 3rd embodiment of this invention. 本発明の変形例の反射透過型液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the reflective transmissive liquid crystal display device of the modification of this invention. 従来の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional liquid crystal display device.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

〔実施の形態1〕
本発明の第一の実施の形態について図1〜図5に基づいて説明すると以下の通りである。
[Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

<反射透過型液晶表示装置10>
図1は本発明の反射透過型液晶表示装置10の断面概略図である。図1に示すように、本発明の反射透過型液晶表示装置10は、表示素子5およびバックライト6(光源)を備えている。
<Reflective transmission type liquid crystal display device 10>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a reflection-transmission type liquid crystal display device 10 of the present invention. As shown in FIG. 1, the reflection-transmission type liquid crystal display device 10 of the present invention includes a display element 5 and a backlight 6 (light source).

表示素子5は、対向基板1(前面基板)、液晶層2(調光層)、TFT基板3(背面基板)、光学部材4を備えており、この順に積層されている。   The display element 5 includes a counter substrate 1 (front substrate), a liquid crystal layer 2 (light control layer), a TFT substrate 3 (back substrate), and an optical member 4, which are stacked in this order.

<液晶層2>
本発明の反射透過型液晶表示装置10に用いる液晶層2は、外部からの制御により、光散乱状態と透明状態とに切り替わる。液晶層2は、光散乱状態のときは、入射光を散乱し、透明状態のときは入射光を透過させる。例えば、液晶層2として、PNLC(Polymer network liquid crystal:ポリマーネットワーク型液晶)やPDLC(Polymer dispersed liquid crystal:高分子分散型液晶)などを用いることができる。
<Liquid crystal layer 2>
The liquid crystal layer 2 used in the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 of the present invention is switched between a light scattering state and a transparent state by external control. The liquid crystal layer 2 scatters incident light when in a light scattering state, and transmits incident light when in a transparent state. For example, PNLC (Polymer network liquid crystal) or PDLC (Polymer disperse liquid crystal) can be used as the liquid crystal layer 2.

これらの液晶を用いることで、表示素子5に偏光板を設ける必要がないため、高輝度を実現することができる。   By using these liquid crystals, it is not necessary to provide a polarizing plate in the display element 5, so that high luminance can be realized.

液晶層2は、対向基板1とTFT基板3とに挟持されている。TFT基板3には、図示しないTFT等が設けられており、TFTの制御により、液晶層2は散乱状態となることで入射光を散乱させ、透明状態となることで入射光を透過させる。   The liquid crystal layer 2 is sandwiched between the counter substrate 1 and the TFT substrate 3. The TFT substrate 3 is provided with a TFT or the like (not shown). Under the control of the TFT, the liquid crystal layer 2 scatters incident light when in a scattering state, and transmits incident light when in a transparent state.

例えば、液晶層2としてPNLCを用いた場合には、液晶層2に対し電圧が無印加の状態では、液晶層2内部の網目状の高分子繊維に沿って液晶分子が不規則に並び、入射光が散乱されて表示が不透明となる。液晶層2に対し電圧が印加された状態では、液晶分子が表示面に対して垂直に整列するので、入射光が透過されて表示が透明になる。   For example, when PNLC is used as the liquid crystal layer 2, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 2, the liquid crystal molecules are irregularly arranged along the network polymer fibers inside the liquid crystal layer 2 and incident. The light is scattered and the display becomes opaque. In a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer 2, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the display surface, so that incident light is transmitted and the display becomes transparent.

<光学部材4>
光学部材4は、板状の部材であり、一方の面に複数本のライン状の溝形状を有している。溝形状は傾斜面を有しており、山部(凸部)と谷部(凹部)とからなり、山部と谷部が交互に連続して設けられていることが好ましい。すなわち、凹凸が複数本連続して設けられていることが好ましい。
<Optical member 4>
The optical member 4 is a plate-like member and has a plurality of line-shaped groove shapes on one surface. The groove shape has an inclined surface, and is preferably composed of peak portions (convex portions) and valley portions (recess portions), and the peak portions and the valley portions are provided alternately and continuously. That is, it is preferable that a plurality of irregularities are provided continuously.

図1に示すように、光学部材4は、溝形状の延伸方向と垂直な面での断面形状が三角形であることが好ましい。これにより、TFT基板3側から入射する光を、溝形状の延伸方向と垂直な方向に均一に分散し、出射することができる。   As shown in FIG. 1, the optical member 4 preferably has a triangular cross-sectional shape on a plane perpendicular to the extending direction of the groove shape. Thereby, the light incident from the TFT substrate 3 side can be uniformly dispersed in the direction perpendicular to the extending direction of the groove shape and emitted.

また、図1に示すように光学部材の山部および谷部の頂角は90°であることが好ましい。すなわち、隣接する溝の間の凸部の、上記溝形状の延伸方向と垂直な面での断面形状が直角三角形である。これにより、対向基板1側から入射する光を再帰反射させることができる。   Moreover, as shown in FIG. 1, it is preferable that the apex angle of the peak part and trough part of an optical member is 90 degrees. That is, the cross-sectional shape of the convex part between adjacent grooves on a plane perpendicular to the extending direction of the groove shape is a right triangle. Thereby, the light incident from the counter substrate 1 side can be retroreflected.

光学部材4は、溝形状を設けられていない面がTFT基板と対向し、溝形状の設けられている面がバックライト6に対向するように設けられている。   The optical member 4 is provided such that the surface not provided with the groove shape faces the TFT substrate and the surface provided with the groove shape faces the backlight 6.

光学部材4は、可視光領域において透明な部材である。光学部材4としては、住友スリーエム社製のBEFフィルム等を好適に用いることができる。   The optical member 4 is a transparent member in the visible light region. As the optical member 4, a BEF film manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. can be suitably used.

連続して設けられる溝に起因する回折により、特に強い点光源が存在する環境下で観察すると、光が分光し虹が生じる。この回折光は連続する溝の間隔(溝の間隔の周期)が小さいときに特に広角に広がる特性があり、表示品位の低下を招く。   When observed in an environment where a particularly strong point light source exists due to diffraction caused by continuously provided grooves, the light is dispersed and a rainbow is generated. This diffracted light has a characteristic that it spreads over a wide angle especially when the interval between successive grooves (the period of the groove interval) is small, leading to a reduction in display quality.

連続する溝の間隔(溝の間隔の周期)を大きくするために、上記溝は、隣り合う溝同士の間隔がそれぞれ異なるように設けられていることが好ましい。   In order to increase the interval between successive grooves (period of groove interval), the grooves are preferably provided such that the intervals between adjacent grooves are different from each other.

また、連続する溝の間隔(溝の間隔の周期)を大きくするために例えば、隣り合う溝同士の間隔を6μm以上とすることが好ましい。   Further, in order to increase the interval between successive grooves (period of groove interval), for example, the interval between adjacent grooves is preferably 6 μm or more.

好ましい具体例として、例えば、隣接する溝と溝との間隔が、12μm、9μm、7μm、9μm、12μm、6μm、11μm、8μm、12μm、10μmの順を繰り返すように繰返し周期が96μmの溝を形成する。これにより、虹が発生するという視認性の問題は改善される。   As a preferable specific example, for example, a groove having a repetition period of 96 μm is formed so that the interval between adjacent grooves repeats in the order of 12 μm, 9 μm, 7 μm, 9 μm, 12 μm, 6 μm, 11 μm, 8 μm, 12 μm, and 10 μm. To do. Thereby, the problem of visibility that a rainbow is generated is improved.

ここで、溝の間隔とは、隣接する2つの溝の中心間距離を意味する。溝の中心とは、溝の延伸方向と垂直な面での溝の断面において、溝を形成する凹部の、上記延伸方向と垂直な方向における中央位置を意味する。   Here, the interval between the grooves means the distance between the centers of two adjacent grooves. The center of the groove means the center position of the concave portion forming the groove in the direction perpendicular to the extending direction in the cross section of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the groove.

<バックライト6>
バックライト6は、光学部材4の溝形状が設けられている面と対向するように設けられている。バックライト6は、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向に指向性の強い光を射出するものであることが好ましい。
<Backlight 6>
The backlight 6 is provided so as to face the surface of the optical member 4 where the groove shape is provided. The backlight 6 preferably emits light having strong directivity in the normal direction of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10.

また、本発明の反射透過型液晶表示装置10において、バックライト6は必須の構成ではない。バックライト6を用いない場合であっても、太陽光等の外光を光源として利用することができる。   Further, in the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 of the present invention, the backlight 6 is not an essential component. Even when the backlight 6 is not used, external light such as sunlight can be used as a light source.

<反射表示>
本発明の反射透過型液晶表示装置10を用いた反射表示について図2に基づいて説明する。
<Reflection display>
A reflective display using the reflective transmission type liquid crystal display device 10 of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、反射透過型液晶表示装置10が反射表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、矢印は光の進路を示す。図2(a)は、液晶層2が透明状態であり、反射透過型液晶表示装置10が暗表示を行う状態を示す。図2(b)は、液晶層2が光散乱状態であり、反射透過型液晶表示装置10が明表示を行う状態を示す。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the path of light when the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 performs reflective display, and the arrow indicates the path of light. FIG. 2A shows a state where the liquid crystal layer 2 is in a transparent state and the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 performs dark display. FIG. 2B shows a state where the liquid crystal layer 2 is in a light scattering state and the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 performs a bright display.

図2(a)に示すように、液晶層2が透明状態のとき、入射光11が反射透過型液晶表示装置10に入射し、出射光12となって外部に射出する。   As shown in FIG. 2A, when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, the incident light 11 enters the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 and is emitted to the outside as emitted light 12.

具体的には、例えば光学部材4の屈折率が1.59の場合、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約9.6度以内の入射角をもって光学部材4に入射する入射光11は、光学部材4の溝形状形成面にて全反射する。   Specifically, for example, when the refractive index of the optical member 4 is 1.59, the direction perpendicular to the extending direction of the groove shape from the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 ( Incident light 11 incident on the optical member 4 with an incident angle within about 9.6 degrees in the X direction) is totally reflected by the groove-shaped surface of the optical member 4.

すなわち、上記入射光11の成分のうち、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)の成分は再帰反射または正反射する。また、上記入射光11の成分のうち、溝形状の延伸方向に対して平行方向(Y方向)の成分は正反射する。   That is, among the components of the incident light 11, the component in the direction perpendicular to the groove extending direction (X direction) is retroreflected or specularly reflected. In addition, among the components of the incident light 11, the component in the direction parallel to the groove-shaped extending direction (Y direction) is regularly reflected.

図2(a)に示すように、液晶層2が透明状態のとき、相対的に強い光源からの再帰反射や正反射した光が、観察者に直接入射しないときは、観察者にとって表示は暗表示となる。ここで、観察者が光源となることは考え難いため、再帰反射光が観察者に入射することはない。したがって、液晶層2が透明状態のとき、表示は暗表示となる。   As shown in FIG. 2A, when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, when the retroreflected or specularly reflected light from a relatively strong light source does not directly enter the observer, the display is dark for the observer. Display. Here, since it is difficult for the observer to be a light source, retroreflected light does not enter the observer. Therefore, when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, the display is a dark display.

図2(b)に示すように、液晶層2が光散乱状態のとき、入射光13が反射透過型液晶表示装置10に入射し、最終的に散乱光16となって外部に射出する。   As shown in FIG. 2B, when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the incident light 13 enters the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 and finally becomes scattered light 16 and is emitted to the outside.

具体的には、まず、入射光13は、光散乱状態の液晶層2によって散乱され、その一部が散乱光14となる。   Specifically, first, the incident light 13 is scattered by the liquid crystal layer 2 in a light scattering state, and a part thereof becomes the scattered light 14.

例えば、光学部材4の屈折率が1.59の場合、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約9.6度以下の入射角をもって光学部材4に入射する入射光13の成分のうち、散乱されなかった成分は上述したように出射光15となる。出射光15および散乱光14は、光散乱状態の液晶層2により散乱され、散乱光16となる。   For example, when the refractive index of the optical member 4 is 1.59, the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective transmission type liquid crystal display device 10 is perpendicular to the extending direction of the groove shape (X direction). Of the components of the incident light 13 incident on the optical member 4 with an incident angle of about 9.6 degrees or less in polar angle, the component that has not been scattered becomes the emitted light 15 as described above. The outgoing light 15 and the scattered light 14 are scattered by the liquid crystal layer 2 in the light scattering state to become the scattered light 16.

図2(b)に示すように、液晶層2が光散乱状態のときは、観察者に対し、散乱光16が入射するため、観察者にとって表示は明表示となる。   As shown in FIG. 2B, when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the scattered light 16 is incident on the observer, so that the display is bright for the observer.

以上のように、液晶層2を透明状態としたときは、反射透過型液晶表示装置10は暗表示をすることができ、液晶層2を光散乱状態としたときは、反射透過型液晶表示装置10は明表示をすることができる。   As described above, when the liquid crystal layer 2 is in the transparent state, the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 can perform dark display, and when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the reflection / transmission type liquid crystal display device. 10 can be brightly displayed.

なお、反射透過型液晶表示装置10の極角約9.6度よりも大きな角度の入射角をもって光学部材4に入射する入射光は、その一部が光学部材4の裏面から抜けるため、表示に寄与しない。   The incident light incident on the optical member 4 with an incident angle larger than the polar angle of about 9.6 degrees of the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 is partly removed from the back surface of the optical member 4, so that the display is possible. Does not contribute.

また、光学部材4を、屈折率を1.7の材料で形成すると、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約15.3度以下の入射角をもって光学部材4に入射する入射光は、光学部材4の裏面から抜けることなく表示に利用することが出来る。   Further, when the optical member 4 is formed of a material having a refractive index of 1.7, the direction perpendicular to the extending direction of the groove shape (from the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10) ( Incident light incident on the optical member 4 with an incident angle of about 15.3 degrees or less in the polar angle in the X direction) can be used for display without leaving the back surface of the optical member 4.

このように、光学部材4を高屈折率材料で形成することにより、光学部材4の裏面から一部の入射光が抜けることなく、表示に寄与する入射光の入射角を広げることができる。   Thus, by forming the optical member 4 with a high refractive index material, it is possible to widen the incident angle of the incident light contributing to the display without a part of the incident light being lost from the back surface of the optical member 4.

このような高屈折率材料からなる光学部材4は、例えば、酸化チタンをPMMA(Poly methyl methacrylate:ポリメタクリル酸メチル樹脂)等の樹脂に分散させることで形成することができる。   The optical member 4 made of such a high refractive index material can be formed, for example, by dispersing titanium oxide in a resin such as PMMA (Poly methyl methacrylate).

なお、光学部材4の溝の傾斜面と表示面の法線とのなす角が36度よりも小さい場合、光学部材4の材料として屈折率1.7の高屈折率の材料を用いても、対向基板1側からの光が裏面に抜けるため高輝度の表示を得ることが出来ない。また、光学部材1の材料として屈折率が1.5である材料を用いたときは、上記なす角は42度以上であることが必要である。   When the angle formed by the inclined surface of the groove of the optical member 4 and the normal line of the display surface is smaller than 36 degrees, a material having a refractive index of 1.7 as the material of the optical member 4 can be used. Since light from the counter substrate 1 side passes through the back surface, a high-luminance display cannot be obtained. Further, when a material having a refractive index of 1.5 is used as the material of the optical member 1, the angle formed above needs to be 42 degrees or more.

以上より、光学部材4の溝の傾斜面と表示面の法線とのなす角は、36度以上であることが好ましく、42度以上であることがより好ましい。   As described above, the angle formed by the inclined surface of the groove of the optical member 4 and the normal line of the display surface is preferably 36 degrees or more, and more preferably 42 degrees or more.

<透過表示>
本発明の反射透過型液晶表示装置10を用いた透過表示について図3に基づいて説明する。
<Transparent display>
A transmissive display using the reflective transmissive liquid crystal display device 10 of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、反射透過型液晶表示装置10が透過表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、矢印は光の進路を示す。図3(a)は、液晶層2が透明状態であり、反射透過型液晶表示装置10が暗表示を行う状態を示す。図3(b)は、液晶層2が光散乱状態であり、反射透過型液晶表示装置10が明表示を行う状態を示す。   FIG. 3 is a schematic view showing the path of light when the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 performs transmissive display, and the arrow indicates the path of light. FIG. 3A shows a state where the liquid crystal layer 2 is in a transparent state and the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 performs dark display. FIG. 3B shows a state in which the liquid crystal layer 2 is in a light scattering state and the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 performs bright display.

図3(a)に示すように、液晶層2が透明状態のとき、バックライト6から射出され、光学部材4の溝形状形成面に入射する指向性の強い入射光17は、出射光18となって反射透過型液晶表示装置10の外部に射出する。   As shown in FIG. 3A, when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, incident light 17 having a strong directivity that is emitted from the backlight 6 and incident on the groove-shaped surface of the optical member 4 is Then, the light is emitted to the outside of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10.

具体的には、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から光学部材4に入射した光は、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約30度で出射する。すなわち、TFT基板3側からの入射光について、表示面の法線方向への出射は抑制される。   Specifically, the light incident on the optical member 4 from the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 is the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10. ) In a direction perpendicular to the extending direction of the groove shape (X direction) at a polar angle of about 30 degrees. That is, the incident light from the TFT substrate 3 side is suppressed from being emitted in the normal direction of the display surface.

このとき、出射光18の出射方向から反射透過型液晶表示装置10の表示面を観察しなければ、表示は暗表示となる。   At this time, if the display surface of the reflective transmission type liquid crystal display device 10 is not observed from the emission direction of the outgoing light 18, the display is dark.

図3(b)に示すように、液晶層2が光散乱状態のとき、バックライト6から射出され、光学部材4の溝形状形成面に入射する入射光19は、散乱光21となって反射透過型液晶表示装置10の外部に射出する。   As shown in FIG. 3B, when the liquid crystal layer 2 is in a light scattering state, incident light 19 emitted from the backlight 6 and incident on the groove-shaped surface of the optical member 4 is reflected as scattered light 21. The light is emitted outside the transmissive liquid crystal display device 10.

具体的には、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から光学部材4に入射した光は、反射透過型液晶表示装置10の表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約30度で出射し、出射光20となる。出射光20は、光散乱状態の液晶層2により散乱され、散乱光21となる。   Specifically, the light incident on the optical member 4 from the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 is the normal direction (Z direction) of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10. ) From the extending direction of the groove shape in the direction perpendicular to the groove (X direction) at a polar angle of about 30 degrees, and becomes the emitted light 20. The emitted light 20 is scattered by the liquid crystal layer 2 in a light scattering state to become scattered light 21.

図3(b)に示すように、液晶層2が光散乱状態のときは、観察者に対し、散乱光21が入射するため、観察者にとって表示は明表示となる。   As shown in FIG. 3B, when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the scattered light 21 is incident on the observer, so the display is bright for the observer.

以上のように、液晶層2を透明状態としたときは、反射透過型液晶表示装置10は暗表示をすることができ、液晶層2を光散乱状態としたときは、反射透過型液晶表示装置10は明表示をすることができる。   As described above, when the liquid crystal layer 2 is in the transparent state, the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 can perform dark display, and when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the reflection / transmission type liquid crystal display device. 10 can be brightly displayed.

以上のように、本発明の反射透過型液晶表示装置10の表示方法によれば、明表示において光の損失が無く非常に明るい表示を得ることができる。   As described above, according to the display method of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 of the present invention, it is possible to obtain a very bright display without light loss in the bright display.

なお、指向性の強い光は、例えば、バックライト6の上に、集光フィルムとして住友スリーエム社製のBEFフィルムを一枚または複数枚重ねることによって得られる。   In addition, light with strong directivity is obtained by, for example, superimposing one or more BEF films manufactured by Sumitomo 3M on the backlight 6 as a condensing film.

上述したように、本発明の光学部材4は、一方の面に溝形状を有している。上記溝形状は単純構造であるため、光学部材4は作成しやすい。また、光学部材4の溝形状形成面から光が入射したとき、光学部材4の溝形状が形成されていない面に直接出てくる光の方向が単純であるため、光学部材4の設置位置を決め易いという効果を得ることができる。   As described above, the optical member 4 of the present invention has a groove shape on one surface. Since the groove shape is a simple structure, the optical member 4 is easy to create. In addition, when light enters from the groove shape forming surface of the optical member 4, the direction of the light directly coming out to the surface of the optical member 4 where the groove shape is not formed is simple. The effect that it is easy to decide can be acquired.

<比較例>
比較例として、本発明の光学部材4を備えていない反射透過型液晶表示装置100について図4〜図5に基づいて説明する。
<Comparative example>
As a comparative example, a reflection-transmission type liquid crystal display device 100 that does not include the optical member 4 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4は、反射透過型液晶表示装置100が反射表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、矢印は光の進路を示す。図4(a)は、液晶層が透明状態のときの光の進路を示す。図4(b)は、液晶層が光散乱状態のときの光の進路を示す。   FIG. 4 is a schematic view showing the path of light when the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 performs reflection display, and the arrow indicates the path of light. FIG. 4A shows the path of light when the liquid crystal layer is in a transparent state. FIG. 4B shows a light path when the liquid crystal layer is in a light scattering state.

図4に示すように、反射透過型液晶表示装置100は、表示素子105とバックライト106とからなる。表示素子105の構成は、本発明の反射透過型液晶表示装置10の表示素子5と同様に、図示しない対向基板、液晶層、およびTFT基板とを備える。しかしながら、反射透過型液晶表示装置10の表示素子5とは異なり、光学部材4を備えておらず、代わりに図示しないミラーを備えているものとする。すなわち、反射透過型液晶表示装置100は、ミラーにより入射光を反射させ、高輝度表示を実現しようとするものである。   As shown in FIG. 4, the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 includes a display element 105 and a backlight 106. The configuration of the display element 105 includes a counter substrate, a liquid crystal layer, and a TFT substrate (not shown), similarly to the display element 5 of the reflective transmission liquid crystal display device 10 of the present invention. However, unlike the display element 5 of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10, the optical member 4 is not provided, but a mirror (not shown) is provided instead. That is, the reflection / transmission type liquid crystal display device 100 is intended to realize high-luminance display by reflecting incident light with a mirror.

また、反射透過型液晶表示装置100のバックライト106は、指向性の低い光を射出するものとする。   The backlight 106 of the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 emits light with low directivity.

光学部材4を用いない反射透過型液晶表示装置100は表示のネガポジ反転、すなわち明暗の反転を生じ、また、コントラストの低下を生じるという問題を有している。以下、具体的に説明する。   The reflection / transmission type liquid crystal display device 100 that does not use the optical member 4 has a problem that negative / positive reversal of display, that is, reversal of brightness and darkness, and a decrease in contrast occur. This will be specifically described below.

図4(a)に示すように、液晶層が透明状態のとき、入射光111が反射透過型液晶表示装置100に入射し、ミラーによって正反射することにより正反射出射光112となって外部に射出する。   As shown in FIG. 4A, when the liquid crystal layer is in a transparent state, the incident light 111 is incident on the reflection / transmission type liquid crystal display device 100 and is specularly reflected by a mirror to become specularly reflected outgoing light 112 to the outside. Eject.

反射透過型液晶表示装置100の液晶層が透明状態のとき、正反射出射光112は位置Aの観察者に入射しないため、位置Aの観察者にとって表示は暗表示となる。一方、液晶層が透明状態であっても、位置Bの観察者は正反射出射光112を観察することとなり、位置Bの観察者にとって表示は明表示となる。   When the liquid crystal layer of the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 is in a transparent state, the specularly reflected outgoing light 112 does not enter the observer at the position A, so that the display is dark for the observer at the position A. On the other hand, even if the liquid crystal layer is in a transparent state, the observer at position B observes the specularly reflected outgoing light 112, and the display is bright for the observer at position B.

また、図4(b)に示すように、液晶層が光散乱状態のとき、入射光113が反射透過型液晶表示装置100に入射し、ミラーによって正反射することにより正反射出射光114となって外部に射出するとともに、正反射出射光114は液晶層により散乱され、散乱光115となる。   Further, as shown in FIG. 4B, when the liquid crystal layer is in a light scattering state, the incident light 113 enters the reflection / transmission type liquid crystal display device 100 and is specularly reflected by a mirror to become specularly reflected outgoing light 114. The specularly reflected outgoing light 114 is scattered by the liquid crystal layer and becomes scattered light 115.

反射透過型液晶表示装置100の液晶層が光散乱状態のとき、散乱光115は位置Aの観察者に入射するため、位置Aの観察者にとって表示は明表示となる。一方、液晶層が光散乱状態のとき、散乱光115は位置Bの観察者に入射し、位置Bの観察者にとって表示は明表示となる。このとき、位置Bの観察者にとっては、直接光である正反射出射光112よりも間接光である散乱光115の方が輝度は低いと感じる。   When the liquid crystal layer of the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 is in the light scattering state, the scattered light 115 is incident on the observer at the position A, so that the display is bright for the observer at the position A. On the other hand, when the liquid crystal layer is in the light scattering state, the scattered light 115 enters the observer at position B, and the display is bright for the observer at position B. At this time, the observer at position B feels that the scattered light 115, which is indirect light, has a lower luminance than the regular reflected outgoing light 112, which is direct light.

以上のように、光学部材4を備えていない反射透過型液晶表示装置100では、液晶層が透明状態のとき、位置Aと位置Bとで明暗が反転する。   As described above, in the reflection-transmission type liquid crystal display device 100 that does not include the optical member 4, the brightness is reversed between the position A and the position B when the liquid crystal layer is in a transparent state.

また、光学部材4を備えていない反射透過型液晶表示装置100では、位置Aの観察者にとっては、液晶層が透明状態のときに暗表示であり、液晶層が光散乱状態のときに明表示であるのに対し、位置Bの観察者にとっては、液晶層が透明状態のときに明表示であり、液晶層が光散乱状態のときに暗表示となってしまう。すなわち、表示がネガポジ反転してしまう。   Further, in the reflection / transmission type liquid crystal display device 100 that does not include the optical member 4, the observer at the position A performs dark display when the liquid crystal layer is in a transparent state and bright display when the liquid crystal layer is in a light scattering state. On the other hand, for the observer at position B, a bright display is obtained when the liquid crystal layer is in a transparent state, and a dark display is obtained when the liquid crystal layer is in a light scattering state. That is, the display is negative / positive inverted.

また、図5は、反射透過型液晶表示装置100が透過表示を行う場合の光の進路を示す概略図であり、矢印は光の進路を示す。図5(a)は、液晶層が透明状態のときの光の進路を示す。図5(b)は、液晶層が光散乱状態のときの光の進路を示す。   FIG. 5 is a schematic view showing the path of light when the reflective / transmissive liquid crystal display device 100 performs transmissive display, and the arrow indicates the path of light. FIG. 5A shows the path of light when the liquid crystal layer is in a transparent state. FIG. 5B shows a light path when the liquid crystal layer is in a light scattering state.

図5(a)に示すように、液晶層が透明状態のとき、指向性の低い入射光116は、そのまま反射透過型液晶表示装置100の外部に射出され、観察者に入射する。   As shown in FIG. 5A, when the liquid crystal layer is in a transparent state, incident light 116 having low directivity is emitted as it is to the outside of the reflection / transmission type liquid crystal display device 100 and enters the observer.

また、図5(b)に示すように、液晶層が光散乱状態のとき、指向性の低い入射光118は、液晶層により散乱されることで、散乱光119は反射透過型液晶表示装置100の外部に射出され、観察者に入射する。   Further, as shown in FIG. 5B, when the liquid crystal layer is in the light scattering state, the incident light 118 having low directivity is scattered by the liquid crystal layer, so that the scattered light 119 is reflected and transmitted by the liquid crystal display device 100. Is emitted outside and enters the observer.

以上のように、反射透過型液晶表示装置100により透過表示を行う場合、液晶層の光散乱状態と透明状態とを切り換えても、いずれにしても観察者に光が入射するため、明暗のコントラストの高い表示を得ることができない。   As described above, when transmissive display is performed by the reflective / transmissive liquid crystal display device 100, even if the light scattering state and the transparent state of the liquid crystal layer are switched, the light is incident on the observer in any case, so the contrast of light and dark High display cannot be obtained.

(実施の形態1の総括)
画素内に反射部と透過部を設けた従来の半透過型表示装置と比べ、本発明の反射透過型液晶表示装置10は開口部全面を反射表示および透過表示に同時に利用することができるとともに、偏光板を用いないため光利用効率が高い表示を得ることができる。
(Summary of Embodiment 1)
Compared to a conventional transflective display device in which a reflective portion and a transmissive portion are provided in a pixel, the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 of the present invention can simultaneously use the entire opening for reflective display and transmissive display, Since a polarizing plate is not used, a display with high light utilization efficiency can be obtained.

また、反射光を利用するときと透過光を利用するときで明暗に対応する液晶層の状態が同じであるため、反射透過型液晶表示装置10の表示面と裏面の両方から光が入射している状態においてもそれぞれの光を相殺することなく利用することができる。   In addition, since the state of the liquid crystal layer corresponding to light and dark is the same when using reflected light and when using transmitted light, light is incident from both the display surface and the back surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10. Even in the state of being, it is possible to use each light without canceling.

さらに、指向性の強い太陽光等が反射透過型液晶表示装置10の裏面から照射される環境、例えば窓際等の環境に設置することで、昼間は太陽光、夜は室内光を利用した表示ができ、液晶層2が透明状態のときは暗く、光散乱状態において非常に明るい表示が得られる。   Furthermore, by installing in an environment in which highly directional sunlight or the like is irradiated from the back surface of the reflective transmission type liquid crystal display device 10, for example, an environment such as a window, display using sunlight in the daytime and room light in the nighttime is possible. The liquid crystal layer 2 is dark when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, and a very bright display is obtained in a light scattering state.

〔実施の形態2〕
本発明の第二の実施の形態について図6に基づいて説明すると以下の通りである。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

なお、説明の便宜上、上記実施の形態1で説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。   For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

<反射透過型液晶表示装置30>
図6は、本発明の第二の実施の形態の反射透過型液晶表示装置30の斜視図および平面図である。矢印は、光の進路を示す。図6は説明のため、各部材間に間隔を設けているが、実際はこれに限定されない。
<Reflective transmission type liquid crystal display device 30>
FIG. 6 is a perspective view and a plan view of the reflection-transmission type liquid crystal display device 30 according to the second embodiment of the present invention. Arrows indicate the path of light. In FIG. 6, for the sake of explanation, intervals are provided between the respective members, but the present invention is not limited to this.

反射透過型液晶表示装置30は、実施の形態1の反射透過型液晶表示装置10と異なり、光学部材31および光学部材32の2つの光学部材を備えている。   Unlike the reflection / transmission type liquid crystal display device 10 of the first embodiment, the reflection / transmission type liquid crystal display device 30 includes two optical members, an optical member 31 and an optical member 32.

光学部材31と光学部材32とは、光学部材31の溝形状の延伸方向と、光学部材32の溝形状の延伸方向とが、平面視において互いに直交する2方向となるように設けられている。   The optical member 31 and the optical member 32 are provided such that the groove-shaped extending direction of the optical member 31 and the groove-shaped extending direction of the optical member 32 are two directions orthogonal to each other in plan view.

バックライト6は、反射透過型液晶表示装置30の表示面の法線方向に指向性の強い光を射出するものであることが好ましい。   The backlight 6 preferably emits light having strong directivity in the normal direction of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 30.

バックライト6から射出された入射光33は、バックライト6の直上に設けられた光学部材31に入射し、左右方向(X方向)に分散され、入射光34として出射される。入射光34は、光学部材31の直上に設けられた光学部材32に入射し、それぞれが上下方向(Y方向)に分散され、入射光35として出射される。   Incident light 33 emitted from the backlight 6 enters an optical member 31 provided immediately above the backlight 6, is dispersed in the left-right direction (X direction), and is emitted as incident light 34. The incident light 34 enters an optical member 32 provided immediately above the optical member 31, and is dispersed in the vertical direction (Y direction) and emitted as incident light 35.

バックライト6から射出された光は、平面視において反射透過型液晶表示装置30の中心から四隅に向けた方向に分散される。言い換えると、バックライト6から射出された光は、平面視において反射透過型液晶表示装置30の中心から+Yの方向を0度としたときに、45度、135度、225度、315度の4つの方位角方向に分離する。   The light emitted from the backlight 6 is dispersed in the directions from the center of the reflective / transmissive liquid crystal display device 30 toward the four corners in plan view. In other words, the light emitted from the backlight 6 is 4 degrees of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees when the + Y direction from the center of the reflective transmission type liquid crystal display device 30 is 0 degrees in plan view. Separate into two azimuth directions.

このとき、光学部材31・32として屈折率が1.59の樹脂を用いた場合、各入射光35の極角方向は約30度となる。   At this time, when a resin having a refractive index of 1.59 is used as the optical members 31 and 32, the polar angle direction of each incident light 35 is about 30 degrees.

これらの入射光35が液晶層2に入射することにより、液晶層2が透明状態のときには上記4つの方位角方向に出射光36として抜け、少なくともパネル法線方向から観察する観察者にとっては暗表示となる。   When the incident light 35 enters the liquid crystal layer 2, when the liquid crystal layer 2 is in a transparent state, it exits as the emitted light 36 in the above four azimuth directions, and is a dark display for an observer who observes at least from the normal direction of the panel. It becomes.

また、液晶層2が光散乱状態のときには、出射光36が散乱することで観察者にとって明表示となる。   In addition, when the liquid crystal layer 2 is in the light scattering state, the emitted light 36 is scattered, thereby providing a bright display for the observer.

本実施の形態の反射透過型液晶表示装置30は、表示面側から入射する光は、実施の形態1において説明したのと同様に、光学部材32によって反射され反射型表示ができる。   In the reflection / transmission type liquid crystal display device 30 of the present embodiment, the light incident from the display surface side is reflected by the optical member 32 in the same manner as described in the first embodiment, and a reflective display can be performed.

また、指向性の強いバックライトなどによって反射透過型液晶表示装置30の裏面から光が入射するときは、正面付近、上下方向に傾斜させた方向、および左右方向に傾斜させた方向において反転することなく、コントラストの高い透過型表示をすることができる。言い換えると、反射透過型液晶表示装置30の表示面に対し一定限の極角をもつ方向から観察しても、ネガポジ反転を防止したコントラストの高い透過型表示をすることができる。すなわち、広視野角においてネガポジ反転を防止したコントラストの高い透過表示をすることができる。   Further, when light is incident from the back surface of the reflective transmission type liquid crystal display device 30 by a highly directional backlight or the like, the light is inverted in the vicinity of the front surface, the direction inclined in the vertical direction, and the direction inclined in the horizontal direction. Therefore, a transmissive display with high contrast can be achieved. In other words, even when observing from a direction having a certain polar angle with respect to the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 30, a transmissive display with high contrast that prevents negative / positive inversion can be achieved. That is, high-contrast transmissive display can be performed while preventing negative / positive reversal at a wide viewing angle.

また、反射光を利用するときと透過光を利用するときで明暗に対応する液晶層の状態が同じであるため、反射透過型液晶表示装置30の表示面と裏面の両方から光が入射している状態においてもそれぞれの光を相殺することなく利用することができる。   In addition, since the state of the liquid crystal layer corresponding to light and dark is the same when using reflected light and when using transmitted light, light is incident from both the display surface and the back surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 30. Even in the state of being, it is possible to use each light without canceling.

〔実施の形態3〕
本発明の第三の実施の形態について図7に基づいて説明すると以下の通りである。
[Embodiment 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

なお、説明の便宜上、上記実施の形態1で説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。   For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

<反射型液晶表示装置50>
図7は、本発明の反射型液晶表示装置50の断面概略図である。
<Reflective liquid crystal display device 50>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the reflective liquid crystal display device 50 of the present invention.

反射型液晶表示装置50は、バックライト6を備えていない。また、光学部材4の溝形状形成面に反射膜51が設けられている。反射型液晶表示装置50は主に、反射表示に特化している。   The reflective liquid crystal display device 50 does not include the backlight 6. In addition, a reflective film 51 is provided on the groove shape forming surface of the optical member 4. The reflective liquid crystal display device 50 is mainly specialized in reflective display.

反射膜51は、例えば、金属膜や誘電体多層膜等で形成される。   The reflective film 51 is formed of, for example, a metal film or a dielectric multilayer film.

反射透過型液晶表示装置10は反射膜51を備えていないため、例えば光学部材4の屈折率が1.59の場合、表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に極角約9.6度よりも大きな角度の入射角をもって光学部材4に入射する入射光は、その一部が光学部材4の裏面から抜けるため、表示に寄与しない。   Since the reflective / transmissive liquid crystal display device 10 does not include the reflective film 51, for example, when the refractive index of the optical member 4 is 1.59, from the normal direction (Z direction) of the display surface to the extending direction of the groove shape. The incident light incident on the optical member 4 with an incident angle larger than the polar angle of about 9.6 degrees in the vertical direction (X direction) does not contribute to display because a part of the incident light passes through the back surface of the optical member 4. .

しかし、本実施の形態の反射型液晶表示装置50は、反射膜51を備えているため、表示面から入射する全ての光を反射することができる。これにより、より明るい反射型表示をすることができる。   However, since the reflective liquid crystal display device 50 of the present embodiment includes the reflective film 51, it can reflect all light incident from the display surface. Thereby, a brighter reflection type display can be performed.

表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に傾斜した入射光については、角度に依存したある割合が再帰反射する。そのため、平坦なミラー反射をする反射板を用いたときに比べて、正反射が少なくネガポジ反転の少ない表示をすることができる。   For incident light inclined from the normal direction (Z direction) of the display surface to a direction perpendicular to the extending direction of the groove shape (X direction), a certain ratio depending on the angle is retroreflected. For this reason, it is possible to perform display with less regular reflection and less negative / positive reversal than when a reflection plate that performs flat mirror reflection is used.

<変形例>
本発明の変形例について図8に基づいて説明すると以下の通りである。
<Modification>
A modification of the present invention will be described with reference to FIG.

なお、説明の便宜上、上記実施の形態1で説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。   For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

図8は、本発明の変形例の反射透過型液晶表示装置60の断面図である。反射透過型液晶表示装置60は、対向基板1、液晶層2、TFT光学基板61がこの順で積層されている。TFT光学基板61は、液晶層2と対向する面の反対側の表面に溝形状を有している。TFT光学基板61は、上述したTFT基板3と光学部材4との両方の機能を備えている。   FIG. 8 is a cross-sectional view of a reflective / transmissive liquid crystal display device 60 according to a modification of the present invention. In the reflection / transmission type liquid crystal display device 60, the counter substrate 1, the liquid crystal layer 2, and the TFT optical substrate 61 are laminated in this order. The TFT optical substrate 61 has a groove shape on the surface opposite to the surface facing the liquid crystal layer 2. The TFT optical substrate 61 has the functions of both the TFT substrate 3 and the optical member 4 described above.

これにより、反射透過型液晶表示装置60は、その構成を簡略化することができるため、生産性の向上、軽量化を図ることができる。   As a result, the configuration of the reflection / transmission type liquid crystal display device 60 can be simplified, so that productivity and weight reduction can be achieved.

また、空気層を1層省略できるため背面基板と空気層との界面および溝を設けている部材と空気層との界面における反射をなくすことが出来るためコントラストの高い表示をすることができる。   Further, since one air layer can be omitted, reflection at the interface between the back substrate and the air layer and the interface between the member provided with the groove and the air layer can be eliminated, so that a high contrast display can be achieved.

表示画像を観察する際は、反射透過型液晶表示装置10、30、60または反射型液晶表示装置50の表示面の法線方向から観察するか、または観察者に対して表示面を上下に傾けて観察することが多く、左右に傾けて観察することは少ないと考えられる。   When observing the display image, it is observed from the normal direction of the display surface of the reflective / transmissive liquid crystal display device 10, 30, 60 or the reflective liquid crystal display device 50, or the display surface is tilted up and down with respect to the viewer. It is thought that it is rare to incline from side to side.

そこで、表示面の法線方向(Z方向)から、溝形状の延伸方向に対して垂直方向(X方向)に傾斜した入射光については、角度に依存したある割合が再帰反射するという特性を活かし、溝形状の延伸方向が表示画像に対応した方向になるように、光学部材4(または、TFT光学基板61)を配置することが好ましい。   Therefore, for incident light inclined in the direction perpendicular to the groove extending direction (X direction) from the normal direction (Z direction) of the display surface, the characteristic that a certain ratio depending on the angle is retroreflected is utilized. The optical member 4 (or the TFT optical substrate 61) is preferably arranged so that the extending direction of the groove shape corresponds to the display image.

ここで、溝形状の延伸方向が表示画像に対応した方向になる場合とは、例えば、溝形状の延伸方向が表示画像の左右方向に沿う方向になる場合等を意味し、上記延伸方向と上記左右方向とが平行であることがより好ましい。   Here, the case where the extending direction of the groove shape is a direction corresponding to the display image means, for example, the case where the extending direction of the groove shape is a direction along the left-right direction of the display image, and the like. More preferably, the horizontal direction is parallel.

これにより、観察者が表示面を上下に傾けて観察しても、観察者と表示面との角度に応じて生じる表示の明暗の反転を抑制することができる。   Thereby, even if an observer observes the display surface tilted up and down, it is possible to suppress reversal of display brightness and darkness that occurs according to the angle between the observer and the display surface.

これにより、ネガポジ反転の少ない表示を得ることができる。   Thereby, a display with little negative / positive reversal can be obtained.

なお、本発明の表示素子は、反射透過型(半透過型)の液晶表示装置のみならず、反射型や透過型の液晶表示装置にも適宜適用することができる。   Note that the display element of the present invention can be appropriately applied not only to a reflective / transmissive (semi-transmissive) liquid crystal display device but also to a reflective or transmissive liquid crystal display device.

本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、高輝度の反射型表示装置または反射透過型表示装置に利用することができる。   The present invention can be used for a reflective display device or a reflective transmission display device with high luminance.

1 対向基板
2 液晶層
3 TFT基板
4 光学部材
5 表示素子
6 バックライト
10 反射透過型液晶表示装置
11 入射光
12 出射光
13 入射光
14 散乱光
15 出射光
16 散乱光
17 入射光
18 出射光
19 入射光
20 出射光
21 散乱光
30 反射透過型液晶表示装置
31 光学部材
32 光学部材
33 入射光
34 入射光
35 入射光
36 出射光
50 反射型液晶表示装置
60 反射透過型液晶表示装置
61 TFT光学基板
100 反射透過型液晶表示装置
105 表示素子
106 バックライト
111 入射光
112 正反射出射光
114 正反射出射光
113 入射光
115 散乱光
119 散乱光
116 入射光
118 入射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Opposite substrate 2 Liquid crystal layer 3 TFT substrate 4 Optical member 5 Display element 6 Backlight 10 Reflective transmission type liquid crystal display device 11 Incident light 12 Emission light 13 Incident light 14 Scattered light 15 Emission light 16 Scattered light 17 Incident light 18 Emission light 19 Incident light 20 Emission light 21 Scattered light 30 Reflective transmission type liquid crystal display device 31 Optical member 32 Optical member 33 Incident light 34 Incident light 35 Incident light 36 Emission light 50 Reflective liquid crystal display device 60 Reflective transmission type liquid crystal display device 61 TFT optical substrate DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Reflective transmission type liquid crystal display device 105 Display element 106 Backlight 111 Incident light 112 Regular reflection outgoing light 114 Regular reflection outgoing light 113 Incident light 115 Scattered light 119 Scattered light 116 Incident light 118 Incident light

Claims (11)

対向する前面基板及び背面基板と、上記前面基板及び背面基板に挟持された調光層とを備える表示素子、およびバックライトを備える表示装置であって、
上記調光層は、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能であり、
上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられており、
上記溝は、頂角が90°である複数の凸部の間に形成されており、
上記前面基板側から上記溝に入射した光の少なくとも一部は、上記溝を構成する2つの面にて反射することによって再帰性反射し、
上記バックライトの出射光は、上記溝を構成する何れの面からも上記調光層に入射することを特徴とする表示装置。
A display device including a front substrate and a rear substrate facing each other, a display element including a light control layer sandwiched between the front substrate and the rear substrate, and a backlight.
The light control layer can be switched between a transparent state and a light scattering state,
A plurality of grooves are provided on the side of the back substrate that does not face the light control layer,
The groove is formed between a plurality of convex portions having an apex angle of 90 °,
At least a part of the light incident on the groove from the front substrate side is retroreflected by reflecting on two surfaces constituting the groove,
The display device according to claim 1, wherein the light emitted from the backlight is incident on the light control layer from any surface constituting the groove.
上記溝は、上記前面基板の表示面に対して、傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the groove has an inclined surface inclined with respect to the display surface of the front substrate. 上記傾斜面の法線と、上記表示面の法線とのなす角が、36度以上であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein an angle formed by a normal line of the inclined surface and a normal line of the display surface is 36 degrees or more. 上記溝の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が三角形であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the groove is a triangle. 上記溝は、上記溝の延伸方向と直交する方向に、複数本連続して設けられており、
隣接する溝の間の凸部の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が直角三角形であることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
A plurality of the grooves are continuously provided in a direction orthogonal to the extending direction of the grooves,
The display device according to claim 4, wherein a cross-sectional shape of a convex portion between adjacent grooves in a plane perpendicular to the extending direction of the grooves is a right triangle.
上記溝は、隣り合う溝同士の間隔がそれぞれ異なるように設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the grooves are provided such that intervals between adjacent grooves are different from each other. 上記溝は、隣り合う溝同士の間隔が6μm以上であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the groove has an interval between adjacent grooves of 6 μm or more. 上記背面基板に、凹凸が形成されている光学部材が積層されることで、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の表示装置。   A plurality of grooves are provided on a side of the back substrate that does not face the light control layer by laminating an optical member having irregularities formed on the back substrate. Item 8. The display device according to any one of Items 1 to 7. 上記背面基板の表面に凹凸が形成されることで、上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられていることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の表示装置。   The unevenness is formed on the surface of the back substrate, so that a plurality of grooves are provided on the side of the back substrate that does not face the light control layer. The display device according to claim 1. 対向する前面基板及び背面基板と、上記前面基板及び背面基板に挟持された調光層とを備える表示素子、およびバックライトを用いた表示方法であって、
上記調光層は、透明状態と光散乱状態とに切り替え可能であり、
上記背面基板の上記調光層と面さない側に、複数本の溝が設けられており、
上記溝は、頂角が90°である複数の凸部の間に形成されており、
上記バックライトの出射光を、上記溝を構成する何れの面からも上記調光層に入射させ、
上記調光層を透明状態として、上記前面基板側から上記溝に入射した光の少なくとも一部を、上記溝を構成する2つの面にて反射させることによって再帰性反射させて正反射方向への反射を抑制するとともに、上記背面基板側からの入射光について、上記前面基板の表示面の法線方向への出射を抑制することで、暗表示を行い、
一方、上記調光層を光散乱状態として、上記前面基板側からの入射光及び上記バックライトの出射光について、上記法線方向へ出射させることで、明表示を行うことを特徴とする表示方法。
A display device comprising a front substrate and a rear substrate facing each other, and a light control layer sandwiched between the front substrate and the rear substrate, and a display method using a backlight,
The light control layer can be switched between a transparent state and a light scattering state,
A plurality of grooves are provided on the side of the back substrate that does not face the light control layer,
The groove is formed between a plurality of convex portions having an apex angle of 90 °,
The light emitted from the backlight is incident on the light control layer from any surface constituting the groove,
The light control layer is in a transparent state, and at least a part of the light incident on the groove from the front substrate side is reflected by two surfaces constituting the groove so as to be retroreflected in the regular reflection direction. In addition to suppressing reflection, the incident light from the back substrate side performs dark display by suppressing emission in the normal direction of the display surface of the front substrate,
On the other hand, a bright display is performed by setting the light control layer in a light scattering state and emitting the incident light from the front substrate side and the emitted light of the backlight in the normal direction. .
上記溝は、上記溝の延伸方向と直交する方向に、複数本連続して設けられており、
上記溝の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が三角形であり、
隣接する溝の間の凸部の、上記溝の延伸方向と垂直な面での断面形状が直角三角形であることを特徴とする請求項10に記載の表示方法。
A plurality of the grooves are continuously provided in a direction orthogonal to the extending direction of the grooves,
The cross-sectional shape of the groove in a plane perpendicular to the extending direction of the groove is a triangle,
The display method according to claim 10 , wherein a cross-sectional shape of a convex portion between adjacent grooves in a plane perpendicular to the extending direction of the grooves is a right triangle.
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