JPH03291690A - Transmission scattering type optical device and transmission scattering type display device using the same - Google Patents

Transmission scattering type optical device and transmission scattering type display device using the same

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JPH03291690A
JPH03291690A JP2093017A JP9301790A JPH03291690A JP H03291690 A JPH03291690 A JP H03291690A JP 2093017 A JP2093017 A JP 2093017A JP 9301790 A JP9301790 A JP 9301790A JP H03291690 A JPH03291690 A JP H03291690A
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JP
Japan
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transmission
scattering
light
liquid crystal
optical element
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Application number
JP2093017A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomonori Korishima
友紀 郡島
Yoshiharu Oi
好晴 大井
Yoshinori Hirai
良典 平井
Minoru Akatsuka
赤塚 實
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a bright display by disposing an optical member for controlling electrically a scattering state and a transmission state, totally-reflecting the light beam of a certain visual angle range in light beams from an observer side, and having a colored layer by which the totally-reflected light beam is absorbed. CONSTITUTION:In the part in which a transmission scattering optical material layer 1B of a transmission scattering type optical element 1 is in a transmission state, a light beam which is made incident from an observe 3A side travels straight in the transmission scattering type optical element 1, is subjected to total reflection by the inclined surface 4 of an optical member and reaches the absorbing surface 5 colored in black and is absorbed, and a light beam from a light source 8 is made incident from the inclined surface 4 side, and refracted at an angle determined by a relation of the optical member and refractive index of air of the back, and does not reach directly the observer 3A. Accordingly, in the part in which the transmission scattering optical material layer 1B of the transmission scattering type optical element 1 is in a scattering state, the light beam which is made incident from the observer side, and also, the light beam from the light source 8 of the back are scattered, the observer looks at its scattered light beam nearly irrespective of a position, and it looks like white. In such a way, a display of white and black is obtained, and a bright display is obtained in spite of a wide visual angle.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、外部入力に応答してその光散乱特性が変化す
る透過散乱型光学素子を用いた透過散乱型光学装置及び
それを用いた透過散乱型表示装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a transmission scattering optical device using a transmission scattering optical element whose light scattering characteristics change in response to an external input, and a transmission scattering optical device using the same. The present invention relates to a scattering display device.

[従来の技術] 従来から光学特性を電圧により変化させる表示素子とし
ては、液晶表示素子が良く知られている。特に実用化が
目覚ましい液晶光学素子としては、一対の偏光膜を用い
たツイストネマチック(TN)型液晶光学素子があり、
時計、電卓、ワープロ、パソコン等種々の表示素子とし
て用いられている。
[Prior Art] Liquid crystal display elements have been well known as display elements whose optical characteristics are changed by voltage. A liquid crystal optical element that has been put into practical use in particular is a twisted nematic (TN) type liquid crystal optical element that uses a pair of polarizing films.
It is used as a display element in various devices such as watches, calculators, word processors, and personal computers.

しかし、これらのTN型液晶光学素子は、偏光膜を用い
ているために、コントラスト比を高くしようとすると光
の損失が大きく、表示が暗い表示になるという欠点を有
していた。これは屋外で用いるような反射型専用の液晶
光学素子の場合には、それほど問題にはならないもので
あったが、バックライトを用いる等した透過型液晶光学
素子の場合には、バックライトの光量を大きくしないと
暗いという問題点があった。
However, since these TN type liquid crystal optical elements use a polarizing film, they have the disadvantage that when trying to increase the contrast ratio, there is a large loss of light, resulting in a dark display. This was not so much of a problem in the case of reflective liquid crystal optical elements used outdoors, but in the case of transmissive liquid crystal optical elements that use a backlight, the amount of light from the backlight There was a problem that it would be dark unless it was made larger.

一方、偏光膜を使用しない液晶光学素子として、透過散
乱型の液晶光学素子として動的散乱(DSM)型液晶光
学素子も従来から知られている。また、最近では、液晶
が硬化物マトリクス中に分散保持された液晶樹脂複合体
を用いた液晶光学素子が注目されてきている。
On the other hand, as a liquid crystal optical element that does not use a polarizing film, a dynamic scattering (DSM) type liquid crystal optical element is also known as a transmission scattering type liquid crystal optical element. Furthermore, recently, liquid crystal optical elements using a liquid crystal resin composite in which liquid crystal is dispersed and held in a cured material matrix have been attracting attention.

しかし、これらの透過散乱型液晶光学素子は散乱時には
光が直進するわけではないが、透過してくるものであり
、透過時には光が直進して透過してくることになる。こ
のため、反射型で用いれば、透過部分では観察者側の背
景が写り込み易く、また透過型で用いれば、透過部分で
は背後の背景が見えることになり、視認性が低下すると
いう問題点を有していた。
However, in these transmission scattering type liquid crystal optical elements, light does not travel straight when scattering, but is transmitted, and when transmitting, light travels straight and is transmitted. For this reason, if a reflective type is used, the background on the viewer's side is likely to be reflected in the transparent part, and if a transparent type is used, the background behind the viewer will be visible in the transparent part, reducing visibility. had.

このような透過散乱型光学素子を用いて、明るく、高コ
ントラストな表示を実現することが望まれている。
It is desired to realize a bright, high-contrast display using such a transmission-scattering optical element.

このため、透過散乱型光学素子の背後に黒色の光吸収層
を配置したり、背後から指向性の強い光を入射させるた
めにルーバーを配置したりすることも提案されている。
For this reason, it has been proposed to arrange a black light absorption layer behind the transmission-scattering optical element, or to arrange a louver to allow highly directional light to enter from behind.

さらに、例えば、特開昭62−121485号には、透
過散乱型光学素子の背後に円筒形のレンズ、と、その焦
点近傍に光吸収手段とを配置することにより、高コント
ラストな透過散乱型光学装置を得ることが記載されてい
る。
Furthermore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-121485 discloses a transmission-scattering optical element that achieves high contrast by arranging a cylindrical lens behind a transmission-scattering optical element and a light absorption means near its focal point. It is described that the device is obtained.

さらに、特開昭50−81797号には、透過散乱型光
学素子の背後に、光導入体用プリズムと、光導入体の照
射面を照射する光源とを備え、光導入体を伝播し、液晶
を保持するガラス面へ入射する照射光の入射角が臨界角
より大きく設定することにより、品質の優れた表示を行
う液晶表示装置が得られることが記載されている。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 50-81797 discloses that a prism for a light introduction body and a light source for illuminating the irradiation surface of the light introduction body are provided behind the transmission scattering optical element, the light is transmitted through the light introduction body, and a liquid crystal display is provided. It is described that by setting the incident angle of the irradiated light incident on the glass surface holding the glass surface to be larger than the critical angle, a liquid crystal display device that provides display with excellent quality can be obtained.

[発明の解決しようとする課題] 特開昭62−121485号に示された透過散乱型光学
装置は、観察者の視角を大きくするためには、レンズの
観察者と反対の側の焦点近傍に設けた光吸収手段の幅を
大きくしなくてはならなく、背後からの光の入射量が少
なくなる。例えば、視角を上下±lO°、即ち20°と
すると約17%程度であるが、視角を上下±30@、即
ち、60°とすると約57%と、背後からの照明の光量
損失が著しく大きくなるという問題点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] In the transmission-scattering optical device disclosed in JP-A-62-121485, in order to increase the viewer's viewing angle, a lens is placed near the focal point on the side opposite to the viewer. The width of the provided light absorbing means must be increased, which reduces the amount of light incident from behind. For example, if the visual angle is set to ±10° vertically, or 20°, the loss is about 17%, but if the visual angle is ±30° vertically, or 60°, the loss is approximately 57%, which means that the loss of light from behind is extremely large. It had the problem of becoming.

一方、ルーバーを使用した場合には、観察者の視角の範
囲の背後がルーバーの光吸収面とされていれば良い。こ
の場合にも、斜め方向から照明の光を入射させてもルー
バー面による背後からの照明の損失が大きいという問題
点を有していた。
On the other hand, when a louver is used, the light absorption surface of the louver may be located behind the observer's viewing angle range. In this case as well, there is a problem in that even if the illumination light is incident from an oblique direction, there is a large loss of illumination from behind due to the louver surface.

特開昭50−81797号に示された透過散乱型光学装
置では、背後の光源からの光が前面側のガラス面表面で
全反射させるように光吸収膜付のプリズムを配置するこ
とにより、背後の光源からの光が直接観察者に到達しな
いようにされている。このため、視角はほぼ全域と広く
なるが、背後の光源からの光の照射量が少なくなり、偏
光膜を用いないという利点を生かせなく、暗い表示しか
得られにくい。さらに、この場合には液晶素子への入射
光が、液晶を保持するガラス面への入射角に制約あり、
指向性の強い照射光を必要とする。そのため、光源光学
系が複雑になるという問題点も有していた。また、指向
性の少ない外光を利用する場合、マスクを用い、特定の
入射角の光のみを利用することになり、背後から照明の
光量損失が著しく大きく、さらに表示が暗くなるという
問題点を有していた。
In the transmission-scattering optical device disclosed in JP-A-50-81797, a prism with a light-absorbing film is arranged so that the light from the rear light source is totally reflected on the front glass surface. The light from the light source is prevented from directly reaching the observer. Therefore, although the viewing angle is widened to almost the entire area, the amount of light irradiated from the light source behind is reduced, and the advantage of not using a polarizing film cannot be utilized, and it is difficult to obtain only a dark display. Furthermore, in this case, there are restrictions on the angle of incidence of the light incident on the liquid crystal element to the glass surface that holds the liquid crystal.
Requires highly directional illumination light. Therefore, there was also a problem that the light source optical system became complicated. In addition, when using external light with little directionality, a mask is used and only light at a specific angle of incidence is used, which causes a significant loss of light from behind and causes the display to become darker. had.

このため、背後からの照明の光量損失が少なく、観察者
の視角が広い透過散乱型光学装置が望まれていた。
For this reason, there has been a demand for a transmission-scattering optical device that has less loss in the amount of illumination from behind and allows a wider viewing angle for the observer.

[課題を解決するための手段] 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、外部入力に応答してその光散乱特性が変化する透過散
乱型光学素子の透過散乱光学材料層の背後に、背後から
の光の少なくとも一部が入射可能で、観察者側からの光
の内ある範囲の光を全反射する面と、その面で全反射さ
れた光の少なくとも一部が吸収される着色層を有する吸
収面とを有する光学部材を配置したことを特徴とする透
過散乱型光学装置、及び、その全反射面と吸収面とを有
する光学部材がプリズムまたは光導波路(ライトガイド
)であることを特徴とする透過散乱型光学装置、及び、
そのプリズムが三角柱状または錐体状であることを特徴
とする透過散乱型光学装置、及び、それらの透過散乱型
光学素子が透過散乱型液晶光学素子であることを特徴と
する透過散乱型光学装置、及び、それらの透過散乱型光
学装置を表示装置に用いることを特徴とする透過散乱型
表示装置を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a transmission scattering optical material layer of a transmission scattering optical element whose light scattering properties change in response to external input. Behind the surface, at least a portion of the light from behind can enter, a surface that totally reflects a certain range of light from the observer side, and at least a portion of the light totally reflected by that surface is absorbed. A transmission-scattering optical device characterized in that an optical member having an absorption surface having a colored layer is disposed, and the optical member having a total reflection surface and an absorption surface is a prism or an optical waveguide (light guide). A transmission-scattering optical device, and
A transmission-scattering optical device characterized in that the prism is triangular prism-shaped or cone-shaped, and a transmission-scattering optical device characterized in that the transmission-scattering optical element is a transmission-scattering liquid crystal optical element. , and a transmission-scattering display device characterized in that the transmission-scattering optical device is used in the display device.

本発明の透過散乱型光学装置では、外部入力に応答して
その光散乱特性が変化する透過散乱光学材料層を有する
透過散乱型光学素子を用いる。この透過散乱光学材料層
の背後に、背後からの光の少なくとも一部が入射可能で
、観察者側からの光の内ある視角範囲の光を全反射する
面と、その面で全反射された光の少なくとも一部が吸収
される着色層を有する吸収面とを有する光学部材を配置
する。これにより、背後からの照明の光量損失が少なく
、明るい表示が得られるとともに、観察者の視角が広く
、高コントラスト比を得ることができる。
The transmission-scattering optical device of the present invention uses a transmission-scattering optical element having a transmission-scattering optical material layer whose light-scattering properties change in response to external input. At least a part of the light from behind can enter behind this transmission-scattering optical material layer, and there is a surface that totally reflects light within a certain viewing angle range of the light from the observer side, and a surface that is totally reflected by that surface. An optical member having an absorption surface having a colored layer that absorbs at least a portion of light is arranged. As a result, a bright display can be obtained with less loss in the amount of illumination from behind, and a viewing angle for the viewer can be wide and a high contrast ratio can be obtained.

なお、前述した特開昭50−81797号に示された透
過散乱型光学装置では、前述したように背後の光源から
の光が前面側のガラス面表面で全反射させるように光吸
収膜付のプリズムを配置している。このような透過散乱
型光学装置では、透過散乱型光学素子の透過部分を直進
した前面側からの入射光は、プリズムの開口部(光吸収
膜の無い部分)には到達しなく、全てがプリズムの光吸
収膜に直接到達する。
The transmission-scattering optical device disclosed in JP-A No. 50-81797 is equipped with a light-absorbing film so that the light from the rear light source is totally reflected on the front glass surface. A prism is placed. In such a transmission-scattering optical device, the incident light from the front side that passes straight through the transmission part of the transmission-scattering optical element does not reach the opening of the prism (the part without the light-absorbing film), and all of the light passes through the prism. directly reaches the light-absorbing film.

これに対して、本発明の透過散乱型光学装置では、透過
散乱型光学素子の透過部分を直進した前面側からの入射
光を全反射するプリズムの開口部が設けられており、こ
の開口部の面で全反射した光の少なくとも一部が吸収さ
れる着色層を有する吸収面により吸収するとともに、部
の光は直接光吸収面に到達して、表示を可能にしている
。これにより、プリズムの開口部を著しく大きくでき、
明るい表示が可能になる。
In contrast, the transmission-scattering optical device of the present invention is provided with a prism opening that totally reflects the incident light from the front side that has gone straight through the transmission portion of the transmission-scattering optical element. At least a portion of the light totally reflected by the surface is absorbed by the absorbing surface having the colored layer, and a portion of the light directly reaches the light absorbing surface to enable display. This allows the prism aperture to be significantly larger,
A brighter display is possible.

本発明の外部入力に応答してその光散乱特性が変化する
透過散乱型光学素子は、電圧、熱、磁場等の外部入力に
応じて、透過散乱光学材料層の特性が変化し、透過状態
と散乱状態とになる公知の光学素子が使用できる。具体
的には、液晶を用いた液晶光学素子が好ましく、動的散
乱を利用したDSM型液晶光学素子、液晶が硬化物マト
リクス中に分散保持された液晶樹脂複合体を用いた液晶
光学素子等がある。特に、透過散乱光学材料層に、後者
の液晶樹脂複合体を用いた液晶光学素子は、散乱性能が
良いとともに、配向処理が不要、液体状態でないので基
板間隙制御が容易等製造が容易であり、さらに大型化も
容易なものである。
The transmission scattering optical element of the present invention whose light scattering properties change in response to external input changes the characteristics of the transmission scattering optical material layer in response to external input such as voltage, heat, magnetic field, etc. Known optical elements that are in a scattering state can be used. Specifically, a liquid crystal optical element using liquid crystal is preferable, and a DSM type liquid crystal optical element using dynamic scattering, a liquid crystal optical element using a liquid crystal resin composite in which liquid crystal is dispersed and held in a cured material matrix, etc. be. In particular, liquid crystal optical elements using the latter liquid crystal resin composite in the transmission scattering optical material layer have good scattering performance, do not require alignment treatment, are not in a liquid state, and are easy to manufacture, such as easy substrate gap control. Furthermore, it is easy to increase the size.

この透過散乱型光学素子の透過散乱光学材料層の背後に
配置する光学部材は、背後からの光のある視角範囲の光
を全反射する面と、その面で全反射された光の少なくと
も一部が吸収される着色層を有する吸収面とを有する。
The optical member disposed behind the transmission-scattering optical material layer of this transmission-scattering optical element has a surface that totally reflects light in a certain visual angle range from behind, and at least a portion of the light that is totally reflected on that surface. and an absorbing surface having a colored layer on which is absorbed.

即ち、観察者側から入射する光の内、ある視角範囲の光
を全反射する面は、反対側からの入射光は屈折はするが
、入射可能であることになる。
That is, a surface that totally reflects light within a certain viewing angle range among light incident from the observer side allows incident light from the opposite side to enter, although it is refracted.

これにより、観察者側から見た場合、透過散乱型光学素
子の透過部分では、光が直進し、光学部材の全反射面で
、光学部材の有する屈折率により定まる特定の入射角度
範囲以内の角度で入射する光は全反射された後、吸収面
に入射するあるいは直接吸収面に入射することにより吸
収される。一方、背後からの照明による光は、入射角に
かかわらず、この面で屈折し、光学部材内に入射し、そ
の位置の観察者側には直接には到達しない。この場合、
吸収面を黒色とすると、観察者には黒く見えることにな
る。
As a result, when viewed from the observer side, light travels straight through the transmission portion of the transmission-scattering optical element, and at the total reflection surface of the optical member, the light travels at an angle within a specific incident angle range determined by the refractive index of the optical member. After the incident light is totally reflected, it enters the absorption surface or directly enters the absorption surface and is absorbed. On the other hand, light from behind is refracted by this surface and enters the optical member, regardless of the incident angle, and does not directly reach the viewer at that position. in this case,
If the absorbing surface is black, it will appear black to the observer.

逆に、透過散乱型光学素子の散乱部分では、観察者側か
ら入射する光はそのまま散乱され、背後の照明による光
は光学部材の全反射面による屈折で通常斜めに入射する
ことになるが、同様に散乱される。この散乱光の内、観
察者側に向かう光はそのまま観察者に白く認識される。
Conversely, in the scattering part of a transmission-scattering optical element, the light incident from the observer side is scattered as is, and the light from the rear illumination is usually refracted by the total reflection surface of the optical member and enters obliquely. Similarly scattered. Of this scattered light, the light directed towards the viewer is perceived as white by the viewer.

これにより、黒と白の表示が得られる。この場合、電圧
の印加により透過−散乱を制御する液晶光学素子を用い
た場合に、白地に黒い表示を得るためには、電圧を印加
しない状態で散乱状態となっている液晶光学素子を用い
る必要がある。これには、前述した液晶が硬化物マトリ
クス中に分散保持された液晶樹脂複合体を用いた液晶光
学素子が最適である。
This provides a black and white display. In this case, when using a liquid crystal optical element that controls transmission and scattering by applying a voltage, in order to obtain a black display on a white background, it is necessary to use a liquid crystal optical element that is in a scattering state when no voltage is applied. There is. For this purpose, a liquid crystal optical element using a liquid crystal resin composite in which the above-mentioned liquid crystal is dispersed and held in a cured material matrix is optimal.

このほか、吸収面の着色層の色を黒色以外の色、例えば
赤色にすれば、白と赤の表示が得られる。さらにこれに
、背後の照明の色を青い光にすれば、赤と青の表示が得
られる。
In addition, if the color of the colored layer on the absorption surface is set to a color other than black, for example red, a display of white and red can be obtained. Furthermore, if you change the color of the lighting behind it to blue light, you can get a red and blue display.

[作用] 第1図は、本発明の基本的な構成を示す側面図である。[Effect] FIG. 1 is a side view showing the basic configuration of the present invention.

第1図において、 1は透過散乱型光学素子、lAはそ
の前面基板、IBはその透過散乱光学材料層、lCはそ
の背面基板、2は透過散乱型光学素子の背後に配置され
た光学部材、3A、3Bは観察者、4は光学部材に設け
られた全反射を生じる傾斜面、5は着色層6を有する吸
収面、7は背面基板lCに密着している面、8は背後に
配置された光源を表している。なお、3Aは透過散乱型
光学素子の前面基板面に垂直な方向における観察者、3
Bは垂直な位置から上方に時計方向にθ回転した状態に
おける観察者を示している。
In FIG. 1, 1 is a transmission-scattering optical element, 1A is its front substrate, IB is its transmission-scattering optical material layer, LC is its back substrate, 2 is an optical member disposed behind the transmission-scattering optical element, 3A and 3B are observers, 4 is an inclined surface provided on the optical member that causes total reflection, 5 is an absorption surface having a colored layer 6, 7 is a surface in close contact with the rear substrate 1C, and 8 is a surface disposed behind. represents a light source. Note that 3A is the observer in the direction perpendicular to the front substrate surface of the transmission-scattering optical element;
B shows the viewer rotated θ clockwise upward from the vertical position.

この図において、傾斜面4と吸収面5と面71 とを有する光学部材2は、断面直角三角柱形のプリズム
とされており、傾斜面4は透過散乱型光学素子の背面基
板lCの基板面に対して、反時計方向にψ1=45°の
角度で傾斜しており、吸収面5は透過散乱型光学素子の
背面基板ICの基板面に対して、反時計方向にψ2=9
0°の角度で、即ち、垂直に配置されており、黒色に着
色されている。
In this figure, the optical member 2 having an inclined surface 4, an absorption surface 5, and a surface 71 is a prism having a right triangular prism cross section, and the inclined surface 4 is attached to the substrate surface of the rear substrate 1C of the transmission-scattering optical element. On the other hand, it is tilted counterclockwise at an angle of ψ1=45°, and the absorption surface 5 is tilted counterclockwise at an angle of ψ2=9 with respect to the substrate surface of the rear substrate IC of the transmission scattering optical element.
It is arranged at an angle of 0°, ie vertically, and is colored black.

透過散乱型光学素子1の透過散乱光学材料層IBが透過
状態の部分では、観察者3A側から入射した光は、透過
散乱型光学素子中を直進し、光学部材の傾斜面4で全反
射して、黒色に着色されている吸収面5に到達し、吸収
される。
In the portion where the transmission-scattering optical material layer IB of the transmission-scattering optical element 1 is in a transmitting state, the light incident from the observer 3A side travels straight through the transmission-scattering optical element and is totally reflected by the inclined surface 4 of the optical member. Then, it reaches the absorbing surface 5, which is colored black, and is absorbed.

方、背後の光源7からの光は傾斜面4側から入射するが
、光学部材と背後の空気の屈折率との関係で定まる角度
で屈折し、直接観察者3Aには到達しない。これにより
、透過部分では、観察者3Aには黒く見えることになる
On the other hand, light from the light source 7 at the rear enters from the inclined surface 4 side, but is refracted at an angle determined by the relationship between the optical member and the refractive index of the air at the rear, and does not directly reach the observer 3A. As a result, the transparent portion appears black to the observer 3A.

この観察者の位置を前記した角度θで時計方向に変えて
いくと、直進した光が傾斜面の下方2 に当たるようになり、ついには直接吸収面に当たるよう
になる。このため、この例のような構造にすれば、観察
者3Bの視角は、その上方に関してはほぼ90°に近い
位置までとなる。
When the observer's position is changed clockwise by the above-mentioned angle θ, the light traveling straight comes to hit the lower part of the inclined surface 2, and finally comes to directly hit the absorption surface. Therefore, with a structure like this example, the viewing angle of the observer 3B will be approximately 90 degrees upward.

逆に、この観察者の位置を前記した角度θで反時計方向
に下方に変えていくと、直進した光が傾斜面4に当たり
、光学部材と背後の空気の屈折率とにより定まる全反射
臨界角に対応した特定の角度に到達すると、傾斜面4で
は全反射されずに背後に出射するようになる。一方、こ
の場合には、背後の光源からの光も入射してくることに
なるので、観察者には背後の光源8の光が直接視認され
、見にくくなる。
Conversely, when the observer's position is changed downward in a counterclockwise direction by the above-mentioned angle θ, the light traveling straight hits the inclined surface 4, and the critical angle of total reflection is determined by the optical member and the refractive index of the air behind it. When the light reaches a specific angle corresponding to , the light is not totally reflected on the inclined surface 4 and is emitted to the rear. On the other hand, in this case, the light from the light source 8 behind is also incident, so the light from the light source 8 behind is directly visible to the observer, making it difficult to see.

透過散乱型光学素子】の透過散乱光学材料層1Bが散乱
状態の部分では、観察者側から入射した光も背後の光源
8からの光も散乱し、観察者には位置にほとんど無関係
にその散乱光を見ることになり、白く見えることになる
In the part where the transmission-scattering optical material layer 1B of the transmission-scattering optical element is in a scattering state, both the light incident from the viewer side and the light from the light source 8 behind are scattered, and the viewer can see the scattering almost regardless of the position. You will see light and it will appear white.

これにより、白、黒の表示が得られ、上方はほぼ90°
近くまで、下方は光学部材と背後の空気の屈折率とによ
り定まる特定の角度まで、具体的には5〜206程度ま
で見えることになる。
As a result, a white and black display is obtained, and the upper direction is approximately 90°.
You can see up to a certain angle determined by the optical member and the refractive index of the air behind it, specifically up to about 5 to 20 degrees.

これは、従来の円筒形レンズを用いた従来例が視角がせ
いぜい60°程度であったのに対し、90°以上と広く
、広い視角であるにもかかわらず明るい表示が得られる
ものである。
This is because the viewing angle is wider than 90°, whereas the conventional example using a conventional cylindrical lens has a viewing angle of about 60°, and a bright display can be obtained despite the wide viewing angle.

また、第1図のプリズムの代わりに、その傾斜面が黒く
着色されたルーバーを用いた従来例では、上方はほぼ0
°まで、下方はほぼ90°近くまで、見えることになる
が、後方からの光の入射量が少ないため、明るさがプリ
ズムに比べて暗くなる。なお、視角を広げるためには、
ルーバーの長さを長くすればよいが、ますます後方から
の光の入射量が減るため暗くなる。
In addition, in the conventional example in which a louver whose sloped surface is colored black instead of the prism shown in Fig. 1 is used, the upper part is almost 0.
degree and almost 90 degrees downward, but because the amount of light incident from behind is small, the brightness is darker than that of a prism. In addition, in order to widen the viewing angle,
You can make the louver longer, but it will become darker because the amount of light entering from the rear will decrease.

なお、この例では、基本的な構成のみを示したものであ
り、吸収面の色を黒以外の色としたり、プリズムを直角
2等辺三角形以外にしたり、複数個に分けたり、三角柱
状から角錐状、円錐状等の錐体状にしたりすることもで
きる。
Note that this example shows only the basic configuration, and it is possible to change the color of the absorption surface to a color other than black, change the prism to a shape other than a right-angled isosceles triangle, divide it into multiple pieces, or change the shape from a triangular prism to a pyramid. It can also be shaped into a pyramidal shape such as a conical shape or a conical shape.

また、プリズムを構成する面が曲面であっても良い。ま
た、傾斜面4には低反射層を形成することが好ましい。
Further, the surfaces forming the prism may be curved surfaces. Further, it is preferable to form a low reflection layer on the inclined surface 4.

具体的には、以下のような例がある。Specifically, there are the following examples.

プリズムの透過散乱型光学素子側の面を、透過散乱型光
学素子に密着させなく、傾斜させることもできる。この
例を第2図に示す。この角度を透過散乱型光学素子11
の背面基板11Cの基板面に対して、時計方向に角度ψ
、傾斜しているとする。前述の第1図の例ではこの角度
ψ3は0°となる。この場合には、透過散乱型光学素子
11の背面基板11Gの背面側及びプリズムの透過散乱
型光学素子側の面17には、表面反射を低減するための
低反射層を形成しておくことが好ましい。この場合、光
学部材12の面17の角度ψ3を増すと、それに応じて
下方の視角が増加し、その奥行きは長くなるが、白黒表
示が見える視角は広がる。
The surface of the prism on the side of the transmission-scattering optical element can also be tilted without being in close contact with the transmission-scattering optical element. An example of this is shown in FIG. This angle is determined by the transmission scattering optical element 11.
The angle ψ is clockwise with respect to the board surface of the rear board 11C.
, is inclined. In the example of FIG. 1 described above, this angle ψ3 is 0°. In this case, a low reflection layer may be formed on the back side of the rear substrate 11G of the transmission scattering optical element 11 and on the surface 17 of the prism on the transmission scattering optical element side in order to reduce surface reflection. preferable. In this case, when the angle ψ3 of the surface 17 of the optical member 12 is increased, the downward viewing angle increases accordingly, and the depth becomes longer, but the viewing angle at which the black and white display can be seen widens.

また、第1図の例の傾斜面の角度ψ1を45゜から変化
させたり、吸収面の角度ψ2を90°から変化させたり
してもよい。
Further, the angle ψ1 of the inclined surface in the example of FIG. 1 may be changed from 45°, and the angle ψ2 of the absorption surface may be changed from 90°.

 5 また、このプリズムを複数個に分割して用いることもで
きる。例えば、10個に分割すれば、奥行きがl/10
ですみ、小型化できる。さらに、この場合には、吸収面
の外側を反射面に形成することにより、後方の光源から
の光をより有効に活用できるため好ましい。
5 Moreover, this prism can also be divided into a plurality of pieces and used. For example, if it is divided into 10 pieces, the depth will be l/10.
It can be made smaller. Furthermore, in this case, it is preferable to form a reflective surface on the outside of the absorbing surface, since the light from the rear light source can be used more effectively.

第3図は、プリズムを錐体状、具体的には角錐台状にし
た本発明の他の基本的な構成を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing another basic configuration of the present invention in which the prism is shaped like a pyramid, specifically a truncated pyramid.

この場合、透過散乱型光学素子21の背後に、角錐台状
のプリズム22が配置されており、その全反射する傾斜
面たる上側の傾斜面24A及び下側の傾斜面24Bは透
過散乱型光学素子の背面基板の背面に対して夫々反時計
方向に角度ψ11、時計方向に角度ψ12傾斜させられ
ている。そしてこの角錐台の反対側の面が着色層26を
設けた吸収面25とされている。そして背後に光源28
を配置している。もっとも、この角錐台状のプリズムは
円錐台状のプリズムとしてもよい。この角度ψ1、及び
ψ12は視角により異なるが、上下 6 同一の視角にする場合には、同じ角度とし、通常は最大
視角において導波光が1度以上全反射するように設計す
ればよい。
In this case, a truncated pyramid-shaped prism 22 is arranged behind the transmission-scattering optical element 21, and the upper slope 24A and lower slope 24B, which are the slopes for total reflection, are the transmission-scattering optical element 21. are inclined counterclockwise at an angle ψ11 and clockwise at an angle ψ12 with respect to the back surface of the rear substrate. The opposite surface of this truncated pyramid is an absorption surface 25 on which a colored layer 26 is provided. and light source 28 behind
are placed. However, this truncated pyramid-shaped prism may be replaced with a truncated conical prism. The angles ψ1 and ψ12 differ depending on the viewing angle, but if the viewing angles are the same above and below, they should be the same angle, and normally designed so that the guided light is totally reflected once or more at the maximum viewing angle.

このような構成にすることにより、柱状のプリズムを用
いる場合に比して、反対側からの光の入射光量が増加す
るので、明るい表示が可能になり、光学部材を小型化で
きる。
With this configuration, the amount of incident light from the opposite side increases compared to the case where a columnar prism is used, so a bright display is possible and the optical member can be made smaller.

この場合には、透過散乱型光学素子21側から透過して
きた光は、傾斜面24A、24B及び図では示されてい
ない他の2つの傾斜面(手前側及び奥行き側)で全反射
され、吸収面の着色層で吸収され、黒く見える。この場
合、角錐台の吸収面の一辺の長さを底面の長さの半分に
すれば、背後の光源からの光を遮断する着色層の面積は
0.5X O,5となり、明るさは着色層のない場合に
比して、25%減にとどまる。
In this case, the light transmitted from the transmission-scattering optical element 21 side is totally reflected by the inclined surfaces 24A, 24B and two other inclined surfaces (front side and back side) not shown in the figure, and is absorbed. It is absorbed by the colored layer on the surface and appears black. In this case, if the length of one side of the absorptive surface of the truncated pyramid is half the length of the bottom surface, the area of the colored layer that blocks light from the light source behind will be 0.5X O,5, and the brightness will be The reduction is only 25% compared to the case without the layer.

なお、これに類似した構成として、断面が台形状の柱状
のプリズムを用いることもできる。
Note that a columnar prism with a trapezoidal cross section can also be used as a configuration similar to this.

この場合、その断面図は第3図と同一となり、左右方向
(図では手前−奥行き方向)の視角は広くなるが、着色
層の面積が増加するので、表示は暗くなる。前述の吸収
面の一辺の長さを底面の長さの半分にした例では、背後
の光源からの光を遮断する着色層の面積は半分を占め、
明るさは着色層のない場合に比して、50%減になる。
In this case, the cross-sectional view is the same as that in FIG. 3, and the viewing angle in the left-right direction (front-back direction in the figure) becomes wider, but the area of the colored layer increases, so the display becomes darker. In the above-mentioned example in which the length of one side of the absorption surface is half the length of the bottom surface, the area of the colored layer that blocks light from the light source behind it occupies half the area.
The brightness is reduced by 50% compared to the case without the colored layer.

また、上記説明では、光学部材は、全て透過散乱型光学
素子の背面基板の背後に配置していたが、背面基板自体
の背面をプリズム状に加工する等して、光学部材を別置
しなくてもよい。
In addition, in the above explanation, all optical members were placed behind the back substrate of the transmission-scattering optical element, but by processing the back surface of the back substrate itself into a prism shape, it is not necessary to place the optical members separately. It's okay.

第4図は、光学部材に光導波路たるライトガイドを用い
た本発明の他の基本的な構成を示す側面図である。
FIG. 4 is a side view showing another basic configuration of the present invention using a light guide as an optical waveguide as an optical member.

この場合、透過散乱型光学素子31の背後に、ライトガ
イド32が配置されており、曲げられて着色層36を設
けた吸収面35に接続されている。
In this case, a light guide 32 is arranged behind the transmission-scattering optical element 31 and is bent and connected to an absorption surface 35 provided with a colored layer 36 .

このライトガイド32は屈折率の高いコア部と屈折率の
低いクラッドからなっており、その界面が全反射する面
となっている。具体的には、ライトガイドシートや光フ
ァイバを束ねた光フアイバアレイがある。なお、クラッ
ド部を空気としてもよい。
This light guide 32 consists of a core portion with a high refractive index and a cladding with a low refractive index, and the interface thereof serves as a surface for total reflection. Specifically, there are light guide sheets and optical fiber arrays made of bundled optical fibers. Note that the cladding portion may be made of air.

このため、入射側(透過散乱型光学素子側)である臨界
角以下の角度で入射した光は、ライトガイド内部を全反
射を繰り返して伝達され、着色層で吸収される。
Therefore, light incident on the incident side (transmissive scattering type optical element side) at an angle less than or equal to the critical angle is transmitted through repeated total reflection inside the light guide, and is absorbed by the colored layer.

背後の光源28からの光はライトガイドの側面から入射
し、屈折率に応じて伝達し、透過散乱型光学素子の背面
に到達する。ただし、この到達した光は、ライトガイド
の臨界角以上の角度であるため、ライトガイドの界面で
屈折し、ライトガイド内を横断的に通過し、視角範囲内
には出射してこないため、視角内では透過部分には現れ
ない。一方、散乱部分では、斜めから光が入射してきた
ものでも散乱されるため、視角内に光が入り、白濁して
見える。
Light from the light source 28 at the rear enters from the side of the light guide, is transmitted according to the refractive index, and reaches the back surface of the transmission-scattering optical element. However, since the angle of this arriving light is greater than the critical angle of the light guide, it is refracted at the interface of the light guide, passes across the light guide, and does not exit within the viewing angle range. It does not appear in the transparent part. On the other hand, in the scattering portion, even light incident from an angle is scattered, so light enters within the viewing angle and appears cloudy.

この例では、ライトガイドを過散乱型光学素子の基板面
に垂直に配置しており、視角は上下左右同一であるが、
ライトガイドの角度を変えることにより、上下左右で視
角を変えることが 9 できる。
In this example, the light guide is placed perpendicular to the substrate surface of the overscattering optical element, and the viewing angles are the same up, down, left, and right.
By changing the angle of the light guide, the viewing angle can be changed vertically and horizontally.

なお、ライトガイドはプリズムに比しては、視角が狭く
、表示が明るい傾向がある。
Note that light guides tend to have narrower viewing angles and brighter displays than prisms.

本発明で用いる後方の光源は、タングステンランプ、ハ
ロゲンランプ、キセノンランプ、冷陰極放電管、熱陰極
放電管、LED、EL等の公知の照明用光源をはじめ、
太陽光、室内照明等の外部の光を導光してきて用いるよ
うなものでもよい。さらに必要に応じて、平面鏡、球面
鏡、楕円面鏡、放物面鏡等の反射鏡、レンズ、光ファイ
バ等の導光手段を組み合わせたものも使用できる。
The rear light source used in the present invention includes known illumination light sources such as tungsten lamps, halogen lamps, xenon lamps, cold cathode discharge tubes, hot cathode discharge tubes, LEDs, and EL.
It may also be one that guides and uses external light such as sunlight or indoor lighting. Furthermore, if necessary, a combination of reflecting mirrors such as a plane mirror, spherical mirror, ellipsoidal mirror, and parabolic mirror, a lens, and light guiding means such as an optical fiber may be used.

本発明の透過散乱型光学装置の透過散乱型光学素子は、
透過散乱光学材料層により人為的に透過、散乱を制御で
きるものであれば使用できる。中でも、液晶を使用する
ものが低消費電力で信頼性が高いため好ましい。特に、
一対の電極付きの基板間に液晶が硬化物マトリクス中に
分散保持された液晶硬化物複合体層を挟持し、電圧の印
加により散乱状態と透過状態とを制御 0 しうるものが最適である。
The transmission-scattering optical element of the transmission-scattering optical device of the present invention is
Any material can be used as long as its transmission and scattering can be artificially controlled by a transmission/scattering optical material layer. Among these, those using liquid crystal are preferred because they have low power consumption and high reliability. especially,
Optimal is one in which a liquid crystal cured material composite layer in which liquid crystal is dispersed and held in a cured material matrix is sandwiched between a pair of substrates with electrodes, and the scattering state and transmission state can be controlled by applying a voltage.

この液晶硬化物複合体層を挟持した透過散乱型光学素子
の液晶硬化物複合体層としては、液晶が硬化物マトリク
ス中に分散保持されているものであれば使用できる。具
体的には、液晶が独立した液泡を形成してマイクロカプ
セル状封じ込められていてもよいし、それらの液泡が連
通していてもよいし、細かな孔の多数開いた硬化物マト
リクスの孔の部分に液晶が充填されているものであって
もよい。
As the liquid crystal cured product composite layer of the transmission-scattering optical element sandwiching the liquid crystal cured product composite layer, any layer in which liquid crystal is dispersed and held in a cured product matrix can be used. Specifically, the liquid crystal may form independent bubbles and be encapsulated in microcapsules, these bubbles may communicate with each other, or the liquid crystal may form independent bubbles that are encapsulated in microcapsules. A portion may be filled with liquid crystal.

このような液晶硬化物複合体層を一対の電極付きの基板
間に挟持し、その電極間に電圧を印加すると、その電圧
の印加状態により、その液晶の屈折率が変化し、硬化物
マトリクスの屈折率と液晶の屈折率との関係が変化し、
両者の屈折率が一致した時には透過状態(入射光がその
まま直進する)となり、屈折率が異なった時には散乱状
態(入射光がそのまま直進せずに散乱する)となる。
When such a liquid crystal cured product composite layer is sandwiched between a pair of substrates with electrodes and a voltage is applied between the electrodes, the refractive index of the liquid crystal changes depending on the voltage application state, and the cured product matrix changes. The relationship between the refractive index and the refractive index of the liquid crystal changes,
When their refractive indexes match, they are in a transmitting state (the incident light goes straight ahead), and when their refractive indexes are different, they are in a scattering state (the incident light does not go straight through, but is scattered).

具体的には、電圧を印加している状態で、硬化物マトリ
クスを構成するところの硬化させられた硬化物の屈折率
が、液晶の常光屈折率(no)と一致するようにされる
Specifically, while a voltage is being applied, the refractive index of the cured material constituting the cured material matrix is made to match the ordinary refractive index (no) of the liquid crystal.

これにより、得られた硬化物の屈折率と液晶物質の屈折
率とが一致した時に光が透過し、一致しない時に光が散
乱(白濁)することになる。この素子の散乱性は、従来
のDSM (動的散乱モード)の透過散乱型光学素子の
場合よりも高いので、オンオフ比が高く取れる。
As a result, when the refractive index of the obtained cured product and the refractive index of the liquid crystal substance match, light is transmitted, and when they do not match, light is scattered (cloudy). Since the scattering properties of this element are higher than those of conventional DSM (dynamic scattering mode) transmission scattering optical elements, a high on-off ratio can be achieved.

この液晶硬化物複合体層は、通常、液晶と硬化物マトリ
クスの原料との混合物を準備して、電極基板上に流延供
給して硬化させるか、通常の液晶セルのように一対の電
極材の基板の周辺をシール材でシールし、注入口から混
合物を注入して硬化させて、液晶が硬化物マトリクス中
に分散保持されるようされればよい。
This liquid crystal cured material composite layer is usually prepared by preparing a mixture of liquid crystal and raw materials for the cured material matrix, and then casting the mixture onto an electrode substrate and curing it, or by using a pair of electrode materials as in a normal liquid crystal cell. The periphery of the substrate may be sealed with a sealing material, and the mixture may be injected from the injection port and cured, so that the liquid crystal is dispersed and held in the cured material matrix.

この硬化物マトリクスとしては、樹脂マトリクス、セラ
ミックマトリクス等があるが、製造法上容易であり、屈
折率の調整も容易であるので、樹脂マトリクスの使用が
好ましい。
Examples of the cured matrix include resin matrices and ceramic matrices, but it is preferable to use a resin matrix because it is easy to manufacture and the refractive index can be easily adjusted.

中でも、樹脂マトリクスの原料として、密閉系で硬化可
能な光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用い、これを液
晶に溶解した溶液を用いて、光硬化または熱硬化するこ
とにより、生産性が良く、前述の流延供給及び注入の両
方の製造方法が適用可能である。特に、光硬化性樹脂を
用い、光硬化することが好ましい。
Among these, productivity is improved by using a photocurable resin or thermosetting resin that can be cured in a closed system as a raw material for the resin matrix, and photocuring or thermosetting using a solution of this resin dissolved in liquid crystal. , both the casting and injection manufacturing methods described above are applicable. In particular, it is preferable to use a photocurable resin and photocure.

硬化物マトリクスの屈折率が、液晶の屈折率の00と一
致させておくことにより、電圧が印加されていない場合
は、配列していない液晶と、硬化物マトリクスの屈折率
の違いにより、散乱状態(つまり白濁状態)を示し、入
射光が直進しないので、出力用の光伝送用の光ファイバ
の入射端にほとんど集光されなく、出力光をほとんど生
じない。
By making the refractive index of the cured material matrix match the refractive index of the liquid crystal (00), when no voltage is applied, the scattering state will be caused by the difference in refractive index between the unaligned liquid crystal and the cured material matrix. (that is, a cloudy state), and since the incident light does not travel straight, it is hardly focused on the input end of the optical fiber for output light transmission, and almost no output light is generated.

この素子に、この硬化工程の際に特定の部分のみに充分
に高い電圧を印加した状態で硬化させてやる、または液
晶の相転移点以上に加熱した状態で硬化させてやること
により、その部分を常に光透過状態とすることもできる
。また、 3 中間程度の電圧を印加して硬化させてやる、または、充
分に高い電圧を印加した状態で反硬化させ、その後電圧
を印加せずに硬化を完了させてやることにより、任意の
中間調(散乱時の散乱度が任意の散乱度)の表示も得る
ことができる。これにより、部分的に枠、文字等の固定
表示を行ったり、写真像の表示を行ったりすることがで
きる。
During the curing process, this element is cured by applying a sufficiently high voltage only to specific parts, or by being heated to a temperature higher than the phase transition point of the liquid crystal. It is also possible to always make it transparent. In addition, any intermediate voltage can be cured by applying an intermediate voltage, or by de-curing with a sufficiently high voltage applied and then completing curing without applying a voltage. It is also possible to obtain an indication of the degree of scattering (the scattering degree at the time of scattering is arbitrary). This makes it possible to partially display fixed frames, characters, etc., or to display photographic images.

この硬化物マトリクスの屈折率と、使用する液晶の屈折
率(no)とを一致させた透過散乱型液晶光学素子を用
い、それらを完全に一致させることが好ましいものであ
るが、透過状態に悪影響を与えない程度に、はぼ一致す
るようにしておけば使用可能である。具体的には、樹脂
マトリクスを用いる場合には、屈折率の差を0.15程
度以下にしておくことが好ましい。これは、液晶により
樹脂マトリクスが膨潤して、樹脂マトリクス自体が本来
持っていた屈折率よりも液晶の屈折率に近ずくため、こ
の程度の差があっても、光はほぼ透過するようになるた
めであ 4 る。
It is preferable to use a transmission-scattering liquid crystal optical element in which the refractive index of this cured material matrix matches the refractive index (no) of the liquid crystal used, and to make them completely match, but this may have an adverse effect on the transmission state. It can be used as long as it matches closely to the extent that it does not give . Specifically, when using a resin matrix, it is preferable to keep the difference in refractive index to about 0.15 or less. This is because the resin matrix swells with the liquid crystal, and the refractive index becomes closer to that of the liquid crystal than the original refractive index of the resin matrix itself, so even if there is a difference of this degree, almost all light will pass through. It's for 4 reasons.

この透過散乱型光学素子を表示に用いるためには、所望
のパターンで電極をパターニングすればよいが、各画素
にTPT等の能動素子を配置してドツトの集合により種
々の表示を表示するようにしてもよい。
In order to use this transmission-scattering optical element for display, it is sufficient to pattern the electrodes in a desired pattern, but it is also possible to arrange an active element such as TPT in each pixel so that various displays can be displayed by a collection of dots. It's okay.

この電極は両方の基板とも通常透明電極とするが、その
一部に低抵抗のリード等の目的で金属等の不透明電極を
併設しても良い。この場合、動作画素以外の部分が散乱
状態である時、この透過散乱光学素子の前面基板の対応
する部分に遮光膜を形成することが好ましい。
These electrodes are usually transparent electrodes on both substrates, but opaque electrodes made of metal or the like may be provided on a part thereof for the purpose of low resistance leads or the like. In this case, when a portion other than the active pixel is in a scattering state, it is preferable to form a light-shielding film on a corresponding portion of the front substrate of the transmission-scattering optical element.

本発明では、この透過散乱型光学素子の前面側または背
面側にガラス板、プラスチック板等の保護板を積層する
とかカラーフィルターを積層して色調整してもよいし、
個々の表示パターンを多色化するために、カラーフィル
ターやカラー光源を用いても良い。
In the present invention, the color may be adjusted by laminating a protective plate such as a glass plate or a plastic plate or laminating a color filter on the front side or the back side of the transmission scattering optical element.
A color filter or a color light source may be used to make each display pattern multicolored.

前述の液晶硬化物複合体層を構成する硬化物マトリクス
、特に樹脂マトリクスの原料とじては、各種樹脂のモノ
マー、オリゴマー、溶媒により溶解されるポリマー等が
あり、液晶と混合して混合物とされて用いられる。この
場合、硬化物マトリクスの原料が液晶に溶解して、均質
溶液となっているものを使用することが好ましいが、ラ
テックス状になっているもの等も使用できる。
The raw materials for the cured material matrix, especially the resin matrix, constituting the above-mentioned liquid crystal cured material composite layer include monomers and oligomers of various resins, polymers that are dissolved in solvents, etc., and are mixed with liquid crystal to form a mixture. used. In this case, it is preferable to use a material in which the raw material of the cured material matrix is dissolved in liquid crystal to form a homogeneous solution, but a material in the form of latex may also be used.

基板上に混合物を流延供給する場合には、溶媒を留去し
たり、硬化時にガス等の副生物を発生させるものも使用
できるが、セル中に液晶を注入して後硬化させる場合に
は、密閉系内で溶媒の留去が不要で硬化時にガス等の副
生物を発生せずに硬化可能な混合物を使用する。
When supplying a mixture onto a substrate by casting, it is also possible to use a method that distills off the solvent or generates by-products such as gas during curing, but when injecting liquid crystal into a cell and post-curing it, , use a mixture that can be cured in a closed system without the need for distillation of the solvent and without generating by-products such as gas during curing.

このため、前述のごとく光硬化性樹脂を用いることが生
産性上好ましく、特に、光硬化性ビニル系樹脂の使用が
好ましい。
Therefore, as mentioned above, it is preferable to use a photocurable resin from the viewpoint of productivity, and it is particularly preferable to use a photocurable vinyl resin.

具体的には、光硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に
、光照射によって重合硬化するアクリルオリゴマーを含
有するものが好ましい。
Specifically, photocurable acrylic resins are exemplified, and those containing acrylic oligomers that are polymerized and cured by light irradiation are particularly preferred.

これらの場合用いられる液晶は、ネマチック液晶、スメ
クチック液晶等があり、単独で用いても組成物を用いて
も良いが、動作温度範囲、動作電圧など種々の要求性能
を満たすには組成物を用いた方が有利といえる。特に、
ネマチック液晶の使用が好ましい。
The liquid crystals used in these cases include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals, and they may be used alone or as a composition, but in order to meet various required performances such as operating temperature range and operating voltage, it is necessary to use a composition. It would be more advantageous to have one. especially,
Preference is given to using nematic liquid crystals.

また、液晶硬化物複合体層に使用される液晶は、光硬化
性樹脂を用いた場合には、光硬化性樹脂を均一に溶解す
ることが好ましく、光露光後の硬化物は溶解しない、も
しくは溶解困難なものとされ、組成物を用いる場合は、
個々の液晶の溶解度ができるだけ近いものが望ましい。
In addition, when a photocurable resin is used for the liquid crystal used in the liquid crystal cured product composite layer, it is preferable that the photocurable resin is dissolved uniformly, and the cured product after light exposure is not dissolved or When using a composition that is difficult to dissolve,
It is desirable that the solubility of each liquid crystal be as close as possible.

液晶硬化物複合体層を製造する際、硬化物マトリクスと
液晶とは5:95〜75:25程度の割合になるように
硬化物マトリクスの原料と液晶とを混合して混合物とす
ればよく、液状なしは粘稠物として使用されればよい。
When manufacturing the liquid crystal cured product composite layer, the raw material for the cured product matrix and the liquid crystal may be mixed to form a mixture such that the ratio of the cured product matrix to the liquid crystal is about 5:95 to 75:25. It may be used as a viscous substance rather than a liquid one.

液晶硬化物複合体層を製造する場合、従来の通常の液晶
表示素子のようにセルを形成し注入口から注入すること
もできるが、電極付きの基板上に硬化物マトリクスの原
料と液晶との混合 7 物を供給し、対向する基板を重ね合わせるようにするこ
とにより、透過散乱型光学素子を極めて生産性良く製造
できる。
When manufacturing a liquid crystal cured product composite layer, it is possible to form a cell and inject it from an injection port like a conventional ordinary liquid crystal display element, but it is also possible to form a cell and inject it from an injection port like a conventional ordinary liquid crystal display element. By supplying the mixture and superposing the opposing substrates, a transmission-scattering optical element can be manufactured with extremely high productivity.

この基板間ギャップは、5〜100μmにて動作するこ
とができるが、印加電圧、オン・オフ時のコントラスト
を配慮すれば、液晶硬化物複合体層の場合には7〜40
μmに設定することが適当である。
The gap between the substrates can be operated at 5 to 100 μm, but if the applied voltage and contrast during on/off are taken into consideration, in the case of a liquid crystal cured material composite layer, the gap is 7 to 40 μm.
It is appropriate to set it to μm.

この透過散乱型液晶光学素子は、液晶中に2色性色素や
単なる色素、顔料を添加したり、硬化物マトリクスとし
て着色したものを使用したりしてもよい。
This transmission-scattering type liquid crystal optical element may include a dichroic dye, a simple dye, or a pigment added to the liquid crystal, or may use a colored cured material matrix.

電極付の基板にプラスチック基板を使用することにより
、連続プラスチックフィルムを使用した長尺の透過散乱
型光学素子が容易に製造できる。
By using a plastic substrate as the substrate with electrodes, a long transmission-scattering optical element using a continuous plastic film can be easily manufactured.

また、本発明の透過散乱型光学素子は、一般に通常の液
晶表示素子とほぼ同じ程度の大きさになるため、ガラス
基板を用いて通常の液晶表示素子と同様にセルを形成し
て、注入するよう 8 にしても生産性の低下はほとんどない。
Furthermore, since the transmission-scattering optical element of the present invention is generally about the same size as a normal liquid crystal display element, cells are formed using a glass substrate in the same way as a normal liquid crystal display element, and then the cells are injected. Even if it is 8, there is almost no decrease in productivity.

このように液晶硬化物複合体層を用いた透過散乱型液晶
光学素子とすることにより、上下の透明電極が短絡する
危険性が低く、かつ、通常のTN型の液晶表示素子のよ
うに配向や基板間隙を厳密に制御する必要もなく、透過
状態と散乱状態とを制御しつる透過散乱型液晶光学素子
を極めて生産性良く製造できる。
By creating a transmission-scattering type liquid crystal optical element using a liquid crystal cured material composite layer in this way, there is a low risk of shorting between the upper and lower transparent electrodes, and it is possible to reduce the risk of short-circuiting between the upper and lower transparent electrodes. There is no need to strictly control the gap between the substrates, and a transmission-scattering liquid crystal optical element that can control the transmission state and scattering state can be manufactured with extremely high productivity.

この透過散乱型液晶光学素子は、駆動のために電圧を印
加する時には、液晶の配列が変化するような交流電圧を
印加すればよい。具体的には、 5〜100vでlO〜
1000H2程度の交流電圧を印加すればよい。
When applying a voltage for driving this transmission-scattering type liquid crystal optical element, it is sufficient to apply an alternating current voltage that changes the alignment of the liquid crystal. Specifically, 10~ at 5~100v
An AC voltage of about 1000H2 may be applied.

また、この透過散乱型光学素子の観察者側にレンズ、プ
リズム、フィルター等を配置して視角を変えたり、色を
変えたりしてもよい。具体的には、第2図の背後のプリ
ズムの面16が角度ψ8で傾斜している部分を、透過散
乱型光学素子の観察者側に、分離して配置することもで
きる。
Furthermore, a lens, prism, filter, etc. may be arranged on the observer side of this transmission-scattering optical element to change the viewing angle or change the color. Specifically, the portion of the rear prism surface 16 in FIG. 2 that is inclined at an angle ψ8 may be separately placed on the viewer's side of the transmission-scattering optical element.

[実施例〕 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。[Example〕 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 日の字表示が可能なようにパターニングしたITOによ
る電極を設けたガラス基板を2枚用い、20μmのスペ
ーサーを介在させて周辺をシール材でシールして、空セ
ルを作成した。
Example 1 An empty cell was prepared by using two glass substrates provided with electrodes made of ITO patterned to enable display of Japanese characters, and sealing the periphery with a sealing material with a 20 μm spacer interposed.

2−エチルへキシルアクリレート 7部及び2−ヒドロ
キシエチルアクリレート15部、アクリルオリゴマー(
東亜合成化学(株)製rM−12004)24部、光硬
化開始剤としてメルク社製「グロキュアー1116Jを
0.9部と液晶としてBDH社製r E−8Jを64部
とを均一に溶解して、液晶混合物を製造した。
7 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 15 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic oligomer (
24 parts of rM-12004 (manufactured by Toagosei Kagaku Co., Ltd.), 0.9 parts of Grocure 1116J manufactured by Merck Co., Ltd. as a photocuring initiator, and 64 parts of rE-8J manufactured by BDH Corporation as a liquid crystal were uniformly dissolved. , produced a liquid crystal mixture.

この液晶混合物を、前記した空セルに注入して、30秒
間紫外線を照射して露光して透過散乱型液晶光学素子を
作成した。この透過散乱型液晶光学素子は樹脂マトリク
スを構成するところの硬化させられた樹脂の屈折率が、
液晶の常光屈折率(no)とほぼ等しくなるようにされ
ているので、電圧を印加しない状態で、両者の屈折率が
異なり、全体が散乱(白濁)状態となり、所望の電極間
に交流電圧(AC35V、50Hz)を印加すると、そ
の部分のみが透過状態となった。
This liquid crystal mixture was injected into the empty cell described above and exposed to ultraviolet rays for 30 seconds to produce a transmission scattering type liquid crystal optical element. In this transmission-scattering liquid crystal optical element, the refractive index of the hardened resin that makes up the resin matrix is
Since the refractive index of the liquid crystal is approximately equal to the ordinary refractive index (no) of the liquid crystal, the refractive index of the two is different when no voltage is applied, and the whole becomes a scattering (cloudy) state, and an alternating current voltage (no) is applied between the desired electrodes. When AC 35 V, 50 Hz) was applied, only that part became transparent.

ψ、=45°、ψ2=90°の断面が直角2等辺三角形
状の三角柱状の鉛ガラス製プリズム(屈折率=1.80
)の吸収面5の下面をプリズムとほぼ同じ屈折率を有す
る黒色に塗装し、傾斜面4に反射防止膜としてMgF2
膜を形威し、吸収面5に直交している面7が透過散乱型
液晶光学素子の背面基板11Gに密着するように配置し
て、光学接着材で接着した。光源9をプリズムの背後に
配置した。
A triangular prism-shaped lead glass prism with a cross section of ψ = 45° and ψ2 = 90° in the form of a right isosceles triangle (refractive index = 1.80
) The lower surface of the absorbing surface 5 of the prism is painted black with almost the same refractive index as the prism, and the inclined surface 4 is coated with MgF2 as an anti-reflection film.
The film was shaped, placed so that the surface 7 perpendicular to the absorption surface 5 was in close contact with the rear substrate 11G of the transmission-scattering liquid crystal optical element, and bonded with an optical adhesive. A light source 9 was placed behind the prism.

この透過散乱型光学装置は、所望の電極間に交流電圧(
AC35V、50)1z)を印加すると、白色の背景に
その部分のみが黒く見える。この視角は、上方がほぼ9
0’ 、下方が20°であり、コントラスト比は約15
であった。
This transmission-scattering optical device uses an AC voltage (
When AC35V, 50)1z) is applied, only that part appears black on a white background. This viewing angle is approximately 9
0', the downward angle is 20°, and the contrast ratio is approximately 15
Met.

また、散乱状態での明るさは、プリズムの無1 い場合に比してf37o%であった。In addition, the brightness in the scattering state is the same as that of the prism. It was f37o% compared to the case where it was not.

また、着色層の色を青色にすれば、透過部分が青色に見
え、赤色にすれば、透過部分が赤色に見えた。この場合
、背景色も白色からやや青色または赤色気味となる傾向
はあった。
Furthermore, when the color of the colored layer was blue, the transparent portion appeared blue, and when the colored layer was made red, the transparent portion appeared red. In this case, the background color also tended to change from white to slightly blue or reddish.

また、着色層の色を黒色のまま、光源の色を青色にすれ
ば、青白色の背景に、透過部分が黒色に見えた。光源を
青色と赤色とに変換可能にしておき、表示内容によって
色を切り賛えるようにすることにより、青白色の背景ま
たは赤白色の背景に、透過部分が黒色に見えた。
Furthermore, if the color of the colored layer was kept black and the color of the light source was changed to blue, the transparent part appeared black against the blue-white background. By making the light source convertible between blue and red, and changing the color depending on the displayed content, the transparent parts appeared black against a blue-white background or a red-white background.

また、日の字表示部分以外の部分を、電圧印加もしくは
磁界印加をして硬化させることにより常透過状態になる
ように形成しておくことにより、日の字表示部分のみが
透過−散乱変化可能になるので、上記とは逆の表示、即
ち、黒色の背景に白色の表示とすることもできる。
In addition, by applying a voltage or applying a magnetic field to the area other than the Japanese character display area and curing it so that it becomes a normally transparent state, only the Japanese character display area can undergo a transmission-scattering change. Therefore, the display can be reversed to the above, that is, the display can be white on a black background.

実施例2 実施例1のプリズムの代わりに、ホウケイ酸ガラス製プ
リズム(屈折率= 1.50)によるプリ2 ズムを用いた。
Example 2 Instead of the prism of Example 1, a prism made of borosilicate glass (refractive index = 1.50) was used.

コントラスト比及び上方の視角は、実施例1とほぼ同じ
であったが、下方の視角は5″であり、やや視角が狭い
ものであり、散乱状態での明るさも約65%とやや低下
した。
The contrast ratio and the upper viewing angle were almost the same as in Example 1, but the lower viewing angle was 5'', which was a rather narrow viewing angle, and the brightness in the scattering state was also slightly reduced to about 65%.

このψ1=45°のプリズムの代わりに、ψ=30°の
プリズムを用いたところ、実施例2よりは明るくなった
が、視角は低下し、上下で72°となった。
When a prism with ψ=30° was used instead of the prism with ψ1=45°, the brightness was brighter than in Example 2, but the viewing angle was reduced to 72° vertically.

また、逆にψ1=60°・のプリズムを用いたところ、
実施例2よりは暗くなったが、視角は拡大し、上下で1
18°となった。
Conversely, when using a prism with ψ1 = 60°,
Although it was darker than Example 2, the viewing angle was expanded, and it was
It became 18°.

比較例1 実施例2のプリズムの代わりに、45″に傾斜したルー
バーを用いたところ、コントラスト比及び上方の視角は
、実施例2とほぼ同じであったが、下方の視角は0°で
あり、視角が狭いものであった。
Comparative Example 1 When a louver inclined at 45'' was used in place of the prism of Example 2, the contrast ratio and upper viewing angle were almost the same as in Example 2, but the lower viewing angle was 0°. , the viewing angle was narrow.

また、散乱状態での明るさも、実施例2に比して約20
%低下して、暗いものであった。
In addition, the brightness in the scattering state is also about 20% higher than that in Example 2.
% decreased and was dark.

実施例3 実施例2のプリズムの代わりに、第2図に示すようなプ
リズム(ψ1=45°、ψ2=90゜ψ3=15°、背
面基板の背面及びプリズムの面14.17には干渉多層
膜による低反射層を形成)を配置した。
Example 3 Instead of the prism of Example 2, a prism as shown in FIG. A low reflection layer formed by a film) was placed.

上方の視角は、実施例2とほぼ同じであったが、下方の
視角は13°と広くなり、コントラスト比、明るさは実
施例1とほぼ同じであった。
The upper viewing angle was almost the same as in Example 2, but the lower viewing angle was wider at 13°, and the contrast ratio and brightness were almost the same as in Example 1.

実施例4 実施例2のプリズムの代わりに、第5図に示すように、
ψ、=35°でψ2=90°の断面直角三角形のプリズ
ム42A、42Bを、プリズムの背後にさらに同じプリ
ズムがその吸収面45A、45B及びその下面の着色層
46A、46Bが連続するように2個重ねて透過散乱型
光学素子41の背後に配置した。
Example 4 Instead of the prism of Example 2, as shown in FIG.
Prisms 42A and 42B having a right triangular cross section with ψ = 35° and ψ2 = 90° are placed behind the prisms so that the absorption surfaces 45A, 45B and the colored layers 46A, 46B on the lower surface thereof are continuous. They were stacked and placed behind the transmission scattering optical element 41.

視角は上方でほぼ90°、下方で1o°、コントラスト
比は約10、明るさは約70%であった。
The viewing angle was approximately 90° upward and 10° downward, the contrast ratio was approximately 10, and the brightness was approximately 70%.

実施例5 実施例1のプリズムの代わりに、第6図(A)に示すよ
うなアクリル製のプリズムアレイ52を透過散乱型光学
素子51の背後に配置した。
Example 5 Instead of the prism of Example 1, an acrylic prism array 52 as shown in FIG. 6(A) was placed behind the transmission scattering optical element 51.

このプリズムアレイ52は、第4図(B)に部分拡大図
を示すように、ψ1=45°、ψ2=90゜とした。
This prism array 52 had an angle of ψ1 of 45° and an angle of ψ2 of 90°, as shown in a partially enlarged view in FIG. 4(B).

この場合、その吸収面55の下面側には、着色層56A
のみを設けたものと、さらにアルミ反射層56Bを重ね
て設けたものを作成した。
In this case, a colored layer 56A is provided on the lower surface side of the absorption surface 55.
Two types were created: one in which only the aluminum reflective layer 56B was provided, and the other in which an aluminum reflective layer 56B was further provided.

視角は上方でほぼ90°、下方で5°、コントラスト比
は約10、明るさはアルミ反射層56Bを重ねて設けた
ものが、設けないで着色層56Aのみを設けたものより
も光源の利用率が向上し、明るくなり、反射層を設けた
もので約60%であった。さらに、この例では、奥行き
はプリズム1個を用いた場合に比して大幅に短縮できた
The viewing angle is approximately 90° upwards and 5° downwardly, the contrast ratio is approximately 10, and the brightness of the one with the aluminum reflective layer 56B overlapping is better than the one with only the colored layer 56A without it. The ratio was improved and became brighter, and it was about 60% in the case where a reflective layer was provided. Furthermore, in this example, the depth could be significantly reduced compared to the case where one prism was used.

なお、このプリズムアレイを上下反対に配置することに
より、視角も上下で反転した。
Note that by arranging this prism array upside down, the viewing angle was also reversed up and down.

また、プリズム吸収面のアルミ反射層を白色塗膜による
散乱反射層にしても、同様な効果が 5 得られた。
Similar effects were also obtained when the aluminum reflective layer on the absorption surface of the prism was replaced with a scattering reflective layer made of a white coating.

実施例6 実施例5のプリズムアレイの代わりに、第7図(A)に
示すようなアクリル製のプリズムアレイ62を、透過散
乱型光学素子61の背後に配置した。
Example 6 Instead of the prism array of Example 5, an acrylic prism array 62 as shown in FIG. 7(A) was arranged behind the transmission scattering optical element 61.

このプリズムアレイ62は第7図(B)に示すように、
第1図、第2図、第5図及び第6図の例とは逆に吸収面
65が上側に配置されており、ψ1=45° (逆にな
るので時計方向に)、ψ4=10°、L、+ La十L
xを 100とした時に、L+=12、L2=28、t
、5=eoの寸法とした。また、吸収面上には、黒色の
着色層66Aとアルミの反射層[16Bとを形成した。
This prism array 62, as shown in FIG. 7(B),
Contrary to the examples shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6, the absorption surface 65 is arranged on the upper side, ψ1=45° (clockwise since it is reversed), ψ4=10° , L, + La ten L
When x is 100, L+=12, L2=28, t
, 5=eo. Furthermore, a black colored layer 66A and an aluminum reflective layer [16B] were formed on the absorption surface.

視角は上方で10°、下方で90’ 、コントラスト比
は約15、明るさは約60%であった。
The viewing angle was 10° above and 90' below, the contrast ratio was about 15, and the brightness was about 60%.

この背後の光源として、ELと円筒状レンズ(その焦点
の位置にELの発光点がくるように配置)とを配置して
水平方向に平行な光で照明したところ、コントラスト比
は約20に向上し、6 明るさも向上した。
As a light source behind this, an EL and a cylindrical lens (arranged so that the light emitting point of the EL is at the focal point) were placed and illuminated with parallel light in the horizontal direction, and the contrast ratio improved to approximately 20. 6 The brightness has also improved.

実施例7 実施例5のプリズムアレイの代わりに、第8図に示すよ
うなアクリル製のプリズムアレイ72を、透過散乱型光
学素子71の背後に配置した。
Example 7 Instead of the prism array of Example 5, an acrylic prism array 72 as shown in FIG. 8 was placed behind the transmission scattering optical element 71.

このプリズムアレイ72は、ψ、 =30” 、ψ2=
75°とし、光源78と鏡79とを組み合わせて光源か
らの光を上方からほぼ45°の角度で入射するように配
置した。
This prism array 72 has ψ, =30'', ψ2=
A light source 78 and a mirror 79 were combined so that the light from the light source was incident from above at an angle of approximately 45°.

視角は下方の18°から90°であり、コントラスト比
は約30、明るさは約110%であった。このため、こ
の装置はやや狭い視角であったが、その範囲内ではプリ
ズムを用いない場合よりも明るい表示が可能であった。
The viewing angle was from 18° downward to 90°, the contrast ratio was about 30, and the brightness was about 110%. For this reason, this device had a rather narrow viewing angle, but within that range it was possible to display brighter images than without the prism.

このため、下から見上げるだけというように視野が固定
されているような公衆表示等に好適である。
Therefore, it is suitable for public displays where the field of view is fixed, such as only looking up from below.

実施例8 実施例5のプリズムアレイの代わりに、第3図に示すよ
うなアクリル製の角錐台状プリズムのアレイを、透過散
乱型光学素子21の背後に配置した。このプリズムの角
度ψ、及びψ1□はいずれも80°とした(左右方向も
同じ)。吸収面25の着色層26の一辺の長さは、底面
の長さの48%とした。
Example 8 Instead of the prism array of Example 5, an array of acrylic truncated pyramidal prisms as shown in FIG. 3 was placed behind the transmission scattering optical element 21. The angle ψ and ψ1□ of this prism were both 80° (same in the left and right directions). The length of one side of the colored layer 26 of the absorption surface 25 was 48% of the length of the bottom surface.

その結果、コントラスト比は約20、視角は上下夫々6
0°、左右夫々60°であり、散乱状態の明るさは約7
5%であった。
As a result, the contrast ratio is approximately 20, and the viewing angle is 6 for each top and bottom.
0°, 60° on each side, and the brightness of the scattered state is about 7
It was 5%.

このアクリル製の角錐台状プリズムの代わりに、断面が
同じ台形状の柱状プリズムとした場合には、視角は左右
では夫々はぼ90°であり、散乱状態の明るさは約半分
であった。
When a columnar prism with the same trapezoidal cross section was used instead of the acrylic truncated pyramidal prism, the viewing angle was about 90° on the left and right sides, and the brightness in the scattering state was about half.

実施例9 実施例1のプリズムの代わりに、アクリル樹脂(屈折率
1.50)をコア材とする複数のライトガイドシートを
重ね合わせて第4図のようにして用いた。ライトガイド
シートの厚さは1mmとし、各シート間には屈折率が1
.39のオイルを挿入し、ライトガイドシートの側面で
生じるフレネル反射を低減した。
Example 9 Instead of the prism of Example 1, a plurality of light guide sheets each having a core material made of acrylic resin (refractive index: 1.50) were stacked and used as shown in FIG. 4. The thickness of the light guide sheet is 1 mm, and the refractive index is 1 between each sheet.
.. 39 oil was inserted to reduce Fresnel reflections that occur on the sides of the light guide sheet.

この結果、コントラスト比は約10、視角は上駒70%
であった。
As a result, the contrast ratio is approximately 10, and the viewing angle is 70% for the upper piece.
Met.

また、ライトガイドとして、プラスチック光ファイバー
を用いたところ、はぼ同様のコントラスト比、上下視角
が得られたが、左右の視角が約68°と狭くなった。
Furthermore, when a plastic optical fiber was used as a light guide, the same contrast ratio and vertical viewing angle as in the case were obtained, but the horizontal viewing angle was narrower at about 68°.

実施例10 日の字表不用にパターニングしたITOによる電極を設
けた透過散乱型液晶光学素子の代わりに、各画素にTP
T (薄膜トランジスタ)を形成したマトリクス状の透
過散乱型液晶光学素子を用いて、実施例1乃至実施例9
の透過散乱型液晶光学装置とした。
Example 10 Instead of a transmission-scattering type liquid crystal optical element provided with electrodes made of ITO patterned without using a diagonal table, each pixel was provided with TP.
Examples 1 to 9 were conducted using a matrix-shaped transmission scattering type liquid crystal optical element formed with T (thin film transistor).
This is a transmission scattering type liquid crystal optical device.

この透過散乱型液晶光学装置は、日の字による数字表示
でなく、任意の画像を表示でき、液晶テレビとしても使
用できた。
This transmission-scattering type liquid crystal optical device could display any image rather than a numerical display using Japanese characters, and could also be used as a liquid crystal television.

第9図は、その具体例を示しており、透過散乱型光学素
子81の背後にプリズムアレイ82を配置し、ケースに
はめ込み、裏側に平面状の光源88を配置したところを
示している。この光源889 を開閉可能にしておくことにより、外光を利用する場合
には、光源88を回動させるか取り去り外光を右側から
取り入れることにより、光源による電力消費を低減でき
る。
FIG. 9 shows a specific example of this, in which a prism array 82 is placed behind a transmission-scattering optical element 81, fitted into a case, and a planar light source 88 is placed on the back side. By making the light source 889 openable and closable, when using external light, the power consumption by the light source can be reduced by rotating or removing the light source 88 and letting the external light in from the right side.

[発明の効果] 以上の如く、本発明によれば、電気的に散乱状態と透過
状態とを制御しつる透過散乱型光学素子と観察者側から
の光の内ある視角範囲の光を全反射する面と、その面で
全反射された光の少なくとも一部が吸収される着色層を
有する吸収面とを有する光学部材を配置することにより
、背後からの照明の光量損失が少なく、明るい表示が得
られるとともに、観察者の視角が広く、高コントラスト
比を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the transmission scattering optical element electrically controls the scattering state and the transmission state, and the total reflection of light within a certain viewing angle range from the viewer side. By arranging an optical member that has a surface that reflects light and an absorption surface that has a colored layer that absorbs at least a portion of the light that is totally reflected on that surface, the loss of light amount of illumination from behind can be reduced and a bright display can be achieved. At the same time, it is possible to obtain a wide viewing angle for the observer and a high contrast ratio.

光源は、通常のバックライトでも使用できるし、外光を
使用することもできる。さらに、反射鏡、レンズ等を併
用して指向性の強い光を供給することにより、さらに明
るい表示が可能になる。
The light source can be a normal backlight or external light. Furthermore, by supplying highly directional light using a reflector, lens, etc., even brighter display becomes possible.

特に、プリズムアレイを用いることにより、 0 奥行きも小さくてすみ、小型化でき、明るく、白い背景
の表示を容易に得ることができ、家電製品用表示器、自
動車用表示器、ラップトツブパソコン、ワープロ、テレ
ビ等各種の用途に使用できる。
In particular, by using a prism array, the depth can be reduced, the size can be reduced, and a bright display with a white background can be easily obtained. It can be used for various purposes such as , television, etc.

また、液晶が硬化物マトリクス中に分散保持された液晶
樹脂複合体を用いた透過散乱型液晶光学素子は、屈折率
の制御により透過−散乱を制御しているので、入射光が
吸収されなく、従来のTN型液晶表示素子等に比して通
常2倍以上明る(、高光量を入射しても、透過散乱型光
学素子の温度上昇をほとんど生じなく、信頼性が高いも
のでもある。
In addition, a transmission-scattering type liquid crystal optical element using a liquid crystal resin composite in which liquid crystal is dispersed and held in a cured material matrix controls transmission and scattering by controlling the refractive index, so that incident light is not absorbed. Compared to conventional TN-type liquid crystal display elements, it is usually more than twice as bright (and even when a high amount of light is incident, there is almost no temperature rise in the transmission-scattering type optical element, and it is highly reliable.

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で種
々の応用が可能である。
In addition to this, the present invention can be applied in various other ways as long as the effects of the present invention are not impaired.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の透過散乱型光学装置の基本的な構成
を示す側面図である。 第2図乃至第9図は、本発明の透過散乱型光学装置の他
の例の側面図である。 透過散乱型光学素子= 1.11.21.31゜51.
61.71.81 光学部材: 2.12 観察者 :3A、3B 傾斜面 = 4.14.24A、24B吸収面 = 5
.15.25.35.45A、45B、5 着色層 = 6.16.26.36.46A、46B、
66A、 面    = 7.17 光源  : 8.18.28.38.78.88プリズ
ム=22.52A、52B ライトガイド:32 プリズムアレイ:52.62.72.82反射層 :5
6B、66B 鏡     ニア9 56A、  3 第 4 図 35二吸収面 36:青色層 第 図 (A) (B)
FIG. 1 is a side view showing the basic configuration of the transmission-scattering optical device of the present invention. 2 to 9 are side views of other examples of the transmission-scattering optical device of the present invention. Transmission scattering optical element = 1.11.21.31°51.
61.71.81 Optical member: 2.12 Observer: 3A, 3B Slanted surface = 4.14.24A, 24B Absorption surface = 5
.. 15.25.35.45A, 45B, 5 colored layer = 6.16.26.36.46A, 46B,
66A, surface = 7.17 Light source: 8.18.28.38.78.88 Prism = 22.52A, 52B Light guide: 32 Prism array: 52.62.72.82 Reflective layer: 5
6B, 66B Mirror Near 9 56A, 3 4th Figure 35 Two absorption surfaces 36: Blue layer diagram (A) (B)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外部入力に応答してその光散乱特性が変化する透
過散乱型光学素子の透過散乱光学材料層の背後に、背後
からの光の少なくとも一部が入射可能で、観察者側から
の光の内ある範囲の光を全反射する面と、その面で全反
射された光の少なくとも一部が吸収される着色層を有す
る吸収面とを有する光学部材を配置したことを特徴とす
る透過散乱型光学装置。
(1) At least a portion of the light from behind can enter behind the transmission scattering optical material layer of the transmission scattering optical element whose light scattering characteristics change in response to external input, and the light from the observer side A transmission scattering device characterized by arranging an optical member having a surface that totally reflects light within a certain range, and an absorption surface that has a colored layer that absorbs at least a portion of the light totally reflected by the surface. type optical device.
(2)請求項1の全反射する面と吸収面とを有する光学
部材がプリズムであることを特徴とする透過散乱型光学
装置。
(2) A transmission-scattering optical device characterized in that the optical member having a total reflection surface and an absorption surface according to claim 1 is a prism.
(3)請求項2のプリズムが三角柱状であることを特徴
とする液晶光学装置。
(3) A liquid crystal optical device characterized in that the prism according to claim 2 has a triangular prism shape.
(4)請求項2のプリズムが錐体状であることを特徴と
する透過散乱型光学装置。
(4) A transmission scattering optical device, wherein the prism according to claim 2 is cone-shaped.
(5)請求項1の全反射する面と吸収面とを有する光学
部材が光導波路であることを特徴とする透過散乱型光学
装置。
(5) A transmission-scattering optical device, wherein the optical member having a total reflection surface and an absorption surface according to claim 1 is an optical waveguide.
(6)請求項1〜5のいずれかの透過散乱型光学装置に
おいて、透過散乱型光学素子が透過散乱型液晶光学素子
であることを特徴とする透過散乱型光学装置。
(6) The transmission-scattering optical device according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission-scattering optical element is a transmission-scattering liquid crystal optical element.
(7)請求項1〜6のいずれかの透過散乱型光学装置を
表示装置に用いることを特徴とする透過散乱型表示装置
(7) A transmission-scattering display device, characterized in that the transmission-scattering optical device according to any one of claims 1 to 6 is used as a display device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0915596A (en) * 1995-06-30 1997-01-17 Seikosha Co Ltd Liquid crystal display device
US5705078A (en) * 1996-08-23 1998-01-06 Uop Oxidative removal of aqueous cyanide by manganese(IV)-containing oxides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0915596A (en) * 1995-06-30 1997-01-17 Seikosha Co Ltd Liquid crystal display device
US5705078A (en) * 1996-08-23 1998-01-06 Uop Oxidative removal of aqueous cyanide by manganese(IV)-containing oxides

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