JPH11160508A

JPH11160508A - 半透過反射板、反射板および応用装置

Info

Publication number: JPH11160508A
Application number: JP9328812A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Unayama; 伸一宇南山
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】高性能の半透過反射板を得る。【解決手段】厚みｔ、屈折率ｎ_F 、総重量がＷ_F である
面状の媒体１１ｃ中に屈折率ｎ_PAを有する粒状体１１ｄ
が、媒体１１ｃの裏面側に半透過反射層１１ｂが配置さ
れ、右旋回のコレステリック液晶および／または左旋回
のコレステリック液晶が半透過反射層１１ｂ中に含有さ
れた半透過反射板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半透過反射板、反射
板およびそれらを備えた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半透過反射板や反射板を表示素子
の裏側に設置した場合には、反射面が事実上鏡面として
作用することがあり、反射面に外部の像を映らなくする
ため、または表示しようとする画像の視差をなくすため
に、反射面の表面に凹凸を付ける方式が多く採用されて
いた（従来例１）。図３にその断面の模式図を示す。

【０００３】また、単純な金属反射面ではなく、透明な
粒状体またはビーズと周辺の媒体との屈折率差を利用し
た散乱性光学フィルムを反射板とした従来例が知られて
いた。基体の上に樹脂層とビーズとが設けられたもので
ある（従来例２）。

【０００４】しかし、従来例１では金属等で構成された
反射面に凹凸を設けると、凹凸による影が生成され、明
暗が視認されることがあった。また、表面がざらついた
感じになり表示品位を低下させるといった問題点が発生
した。また、金属表面の凹凸では金属反射が起こり、ぎ
らぎらした感じになり表示品位を低下させるといった問
題点があった。

【０００５】従来例２では、反射板の形成が困難である
こと、機械的に弱く、表示装置に密着して取り付けるこ
とが難しい、また、汚れに弱いこと、および、ビーズの
位置制御が容易にできない、また、ビーズ層が実質的に
１層であり、平面方向における均一性にむらが生じやす
く、適度な散乱能が得られなかったこと、さらには、ビ
ーズ層の上面に接着する材料の屈折率により、散乱能が
変化してしまうことなどが問題点であった。

【０００６】また、偏光板方式の表示素子と組み合わせ
る場合、従来の偏光板と反射板、または偏光板と半透過
反射板との組み合わせでは、偏光板の偏光度が高く反射
光量が不十分であり表示装置として求められる性能が十
分に得られていなかった等の問題点があった。

【０００７】また、コレステリック液晶を含有したフィ
ルム層を半透過反射板や反射板の構成部材として用いた
例が知られていた（従来例３）。その断面の模式図を図
４に示す。この従来例３では、コレステリック液晶を含
有せしめた半透過反射板１１ｂと１／４位相差板１１ｅ
とを貼り合わせ、さらに液晶表示素子と組み合わせ、反
射型の表示装置として用いる。しかし、反射光の着色の
問題や、着色の角度変化が大きいという問題、さらには
反射光の輝度の半値幅を変えることができないといった
問題があった。

【０００８】さらに、従来例３の構成で、半透過反射方
式とし、半透過反射型表示装置として用いた際には、バ
ックライト側からの透過光の着色の問題や、着色の角度
変化が大きいという問題、さらには透過光の輝度の半値
幅を変えることができないといった問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
例においては金属製の反射板または半透過反射板に凹凸
が設けられたため、反射光量が不十分であり暗くなり、
表示素子自体の視認性が低下していた。

【００１０】あるいは、製造上の問題点により、量産に
適さず、一般に広く利用することが困難であった。ま
た、成形性の点で劣り、平坦でかつ薄く丈夫な製品を製
造することが困難であった。

【００１１】また、表示装置に組み込んだ際のプロフィ
ール、つまり、所望の視野角を自由に得ることができ、
かつ表示光量を適切に設定できることが求められてい
た。そして、本発明では、反射板や半透過反射板を表示
装置に使用した際に、明るく金属性反射感のない、通常
の拡散板のような白色感を呈し、良好な表示性能を示す
反射板、および半透過反射板を得ようとするものであ
る。

【００１２】また、コレステリック液晶を利用した半透
過反射板や反射板では着色がおこり、また着色の角度変
化が大きく、さらに表示素子からの出射光の輝度の半値
幅を自由に設定できないため表示素子自体の視認性が低
下していた。

【００１３】本発明では、反射板や半透過反射板を表示
装置に組み込んで使用した際に、明るい表示が得られ、
金属性反射がなく、着色の少ない、かつ着色の視野角依
存性の少ない新しい反射板および半透過反射板を得よう
とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１は、
厚みｔ、屈折率ｎ_F 、総重量がＷ_F である面状の媒体
と、屈折率ｎ_PAを有する粒状体とが備えられ、媒体の裏
面側に半透過反射層が配置された半透過反射板であっ
て、０＜｜ｎ_PA−ｎ_F ｜≦０．３６２であり、右旋回の
コレステリック液晶および／または左旋回のコレステリ
ック液晶が半透過反射層に含有されてなることを特徴と
する半透過反射板を提供する。

【００１５】また、請求項２は、屈折率の値が異なる２
種類以上の粒状体が媒体中に配置されたことを特徴とす
る請求項１記載の半透過反射板を提供する。

【００１６】また、請求項３は、粒状体の外径をｄ_PAと
すると、０. ５μｍ≦ｄ_PA≦２０μｍ、５μｍ≦ｔ≦２
００μｍを満足することを特徴とする請求項１または２
記載の半透過反射板を提供する。

【００１７】また、請求項４は、粒状体の総重量をＷ_P
とすると、１ｗｔ％≦Ｗ_P ／（Ｗ_P＋Ｗ_F ）≦７０ｗｔ
％を満足することを特徴とする請求項１、２または３記
載の半透過反射板を提供する。

【００１８】また、請求項５は、請求項１、２、３また
は４記載の半透過反射板の裏面側に反射層が設けられて
構成された反射板を提供する。

【００１９】また、請求項６は、請求項１、２、３また
は４記載の半透過反射板または請求項５記載の反射板が
備えられた表示装置を提供する。

【００２０】本発明の半透過反射板または反射板に用い
られる媒体および粒状体として、屈折率が１．３３８〜
１．７の材料を用いることができる。さらに、本発明の
好ましい態様１は、ｎ_PAを粒状体の屈折率とすると、
１．４≦ｎ_F ≦１．６、かつ１．４≦ｎ_PA≦１．６を満
足する。

【００２１】さらに、本発明の好ましい態様２は、０．
８μｍ≦ｄ_PA≦１０μｍ、かつ、１０μｍ≦ｔ≦５０μ
ｍを満足する。

【００２２】また、本発明の好ましい態様３は、上記の
各請求項または各態様のいずれかに記載された反射板ま
たは半透過反射板において、粒状体が高分子ビーズ、媒
体が高分子とされる。また、本発明の好ましい態様４は
上記の各請求項または各態様にいずれかに記載された反
射板または半透過反射板において、粒状体が球状、楕円
体、もしくは多面体とされる。

【００２３】また、本発明の好ましい態様５は、散乱能
を発揮する少なくとも一つの粒状体群を媒体中で適度に
分散せしめるために、媒体とほぼ屈折率が等しい粒状体
群をさらに追加して、表示面全体、かつ画素レベルの微
小面積単位における均一性を向上することができる。こ
の場合の基本条件は数１で示される。追加される粒状体
の外径をｄ_PB、媒体中の総重量をＷ_PB、屈折率をｎ_PBと
する。

【００２４】

【数１】０．５μｍ≦ｄ_PB≦２０μｍ・・・（１）５μｍ≦ｔ≦２００μｍ・・・（２）１．０ｗｔ％≦Ｗ_PB／（Ｗ_PB＋Ｗ_F ＋Ｗ_PA）≦２０ｗｔ％・・・（３）０≒ｎ_PB−ｎ_F ・・・（４）ｄ_PB≦ｔ・・・（５）

【００２５】また、本発明の好ましい態様６は、上記の
各請求項または各態様のいずれかに記載された反射板ま
たは半透過反射板において、用いられるコレステリック
液晶の螺旋のピッチをＰ、コレステリック液晶の常光屈
折率をｎ_o 、異常光屈折率をｎ_e とすると、ｎ_o ・Ｐ≦
λ≦ｎ_e ・Ｐかつ、３８０ｎｍ≦λ≦７８０ｎｍとなる
ように、Ｐが連続的に変化するように設けられる。

【００２６】また、本発明の好ましい態様７は、上記の
各請求項または各態様のいずれかに記載された反射板ま
たは半透過反射板において、コレステリック液晶の螺旋
軸はランダムな方向を向くように設けられる。

【００２７】また、上記の反射板または半透過反射板が
組み込まれる各表示装置は、単純マトリックス駆動方式
のＴＮ液晶表示装置、ＳＴＮ液晶表示装置のみならず、
強誘電液晶表示装置、反強誘電表示装置、あるいは、ア
クティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置、および
スクリーン装置等にも応用でき、明るく、高い表示品位
を得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明は、Ｋ種類（Ｋは正の整
数）の粒状体を準備し、それらを、Ｋ種類の粒状体とは
異なる屈折率を有する、媒体材料中に混入する。これら
の粒状体を含む媒体材料を層状に薄膜化し、いろいろな
ヘイズ率を持つ薄膜を形成する。この媒体と粒状体とを
含む薄膜を光制御層と呼ぶ。そして、この光制御層を右
旋回または左旋回のどちらか一方、または両方のコレス
テリック液晶を高分子中に配置させた半透過反射層また
は反射層の上部に設置する。これにより表面に凹凸のな
い、上質な紙のように見える反射板や半透過反射板を作
製する。さらに、本発明は上記の半透過反射板や反射板
を備えた応用装置を構成する。

【００２９】本発明において、粒状体とは所定の大きさ
のものであれば使用でき、粉砕加工し、形状寸法をほぼ
揃えたものでもよい。また、粒状体の材料としてはガラ
スや透明性無機物でもよいが、実用上は光学特性、成型
性に優れた高分子からなるビーズを用いることが好まし
い。さらに、球状、楕円形状等の所望の形状および寸法
に加工されていることが取扱上、および光学特性上好ま
しい。

【００３０】以下に図を参照して本発明を説明する。図
１は本例の反射板の一例の断面図である（構成例Ａ）。
半透過反射板１１は光制御層１１ａ、λ／４板１１ｅ、
およびコレステリック液晶を高分子媒体に配置した半透
過反射層１１ｂを備える。コレステリック液晶は右旋回
または左旋回のもののいずれか一方を用いる。

【００３１】光制御層１１ａの膜厚ｔを５μｍ≦ｔ≦２
００μｍの範囲から選択して設定する。さらに、高分子
からなる媒体１１ｃと、媒体とは異なる屈折率を持つ球
状もしくは楕円形の高分子からなる粒状体１１ｄ（以
下、ビーズとも呼ぶ）の直径ｄ₁ を０．５μｍ≦ｄ₁ ≦
２０μｍかつｄ₁ ≦ｔの範囲に設定する。なお、粒状体
の形状が楕円体状の場合には、その短軸方向の長さを外
径として採用する。なお、上記したように、種々の材料
から得られる粒状体の外径をｄ_PAとし、ほぼ球状に近似
できる場合の直径をｄ₁ と定義する。以下、ｄ₁ を用い
て説明する。

【００３２】そして、光制御層１１ａ中での高分子のビ
ーズ１１ｄの重量比を１〜７０ｗｔ％に設定する。ここ
で、重量比とは、媒体と全てのビーズの重量の総和に対
する相対比である。

【００３３】また、媒体１１ｃの屈折率をｎ_F とし、ビ
ーズ１１ｄの屈折率はｎ_F と異なる屈折率ｎ₁ とする。
光学的な条件面のみについて考察すれば、高分子材料の
屈折率はおよそ、１．３３８〜１．７の範囲から適宜組
み合わせて選択して設定すればよい。

【００３４】このとき、１．４≦ｎ_F ≦１．６、１．４
≦ｎ_PA≦１．６、０．００＜｜ｎ_F−ｎ_PA｜≦０．３６
２を満足するように設定する。ここで、屈折率が１．４
≦ｎ _F ≦１．６、１．４≦ｎ_PA≦１．６、０．００＜｜
ｎ_F −ｎ_PA｜≦０．３６２とした理由は、０．００＝｜
ｎ_F −ｎ_PA｜の場合は、透明な媒体になり、光を散乱さ
せることができず機能しないからである。

【００３５】｜ｎ_F −ｎ_PA｜＞０．３６２の場合はヘイ
ズ率が高くなるため反射光の強度が弱まるためである。
もう一つの理由としては、製造上有利である高分子がこ
の範囲内にあるためである。代表的なものとしてアクリ
ル系またはポリスチレン系がある。

【００３６】次に、光制御層１１ａの膜厚ｔを、５μｍ
≦ｔ≦２００μｍに設定するのは、まず、ｔ＜５μｍの
場合には、光散乱能が低下して低ヘイズ率となり下方に
設置された反射板や半透過反射板による金属反射や、鏡
面による外部の像の映り込み、表示している画像の視差
が視認されるためである。

【００３７】ｔ＞２００μｍの場合には、光制御層１１
ａ全体のヘイズ率が高くなり、光が散乱され過ぎるた
め、正反射光の強度が弱まるためである。

【００３８】また、ビーズ１１ｄの直径ｄ₁ を０．５μ
ｍ≦ｄ₁ ≦２０μｍとする。その理由は、ｄ₁ ＜０．５
μｍの場合には、ビーズ１１ｄの大きさが可視光の波長
と相関できる大きさ以下になるので、可視光の反射や屈
折の効果が小さくなり、光散乱能が乏しくなる。

【００３９】また、ｄ₁ ＞２０μｍの場合には、光制御
層１１ａ内での光の反射や屈折の回数が減るので光散乱
能が乏しくなる。したがって、厚みｔの媒体中に直径ｄ
₁ を有するビーズ１１ｄを、厚み方向における粒状体の
外径寸法の関係と、面積方向における実効的な断面積の
関係が一定の条件を満たすように配分する。

【００４０】また、ビーズ１１ｄの直径は光制御層１１
ａの膜厚以下になるようにする。つまり、ビーズ１１ｄ
の直径ｄ₁ 、光制御層の膜厚、実質的に媒体の厚みをｔ
とするとｄ₁ ≦ｔを満たすようにする。その理由は、ｄ
₁ ＞ｔの場合には、光制御層１１ａの表面に凹凸が生
じ、これを表示素子に使用した際には視認性を低下させ
るからである。

【００４１】また、上記の光制御層１１ａの構成条件に
おいて、ビーズ１１ｄの重量比Ｗ_R＝Ｗ_PA／（Ｗ_PA＋Ｗ_F
）をＷ_R ＜１ｗｔ％、または、Ｗ_R ＞７０ｗｔ％を満
足する場合には、媒体との相互関係において、屈折率の
異なった界面の総合面積が小さくなるため、光の屈折や
反射の回数が総じて少なくなる。

【００４２】このため、Ｗ_R ＜１ｗｔ％、および、Ｗ_R
＞７０ｗｔ％の場合は光制御能が低下する。したがっ
て、光制御層１１ａを利用して視認性を改善するために
は１ｗｔ％≦Ｗ_R ≦７０ｗｔ％とすることが好ましい。

【００４３】また、図２に灰色−透明層１１ｆを設置し
た半透過反射板を示す（構成例Ｂ）。この灰色−透明層
１１ｆは透過光の色を灰色にするために設置する。つま
り、反射型表示装置として図２の半透過反射板を使用し
た際には、オフ時に白色でオン時に灰色といった表示が
可能になる。また、透過型表示装置として、図２の半透
過反射板を使用した際には、オフ時に灰色で、オン時に
白色といった表示が可能になる。

【００４４】また、灰色透明層の代わりに着色した透明
層（例えば、赤、青、黄色、緑、等）を使用した場合に
は、反射型表示装置または透過型表示装置において、オ
ン、オフ時に、透明層の色を任意に着色させることがで
きる。

【００４５】また、図２の灰色−透明層１１ｆの代わり
に、不透明な黒色−吸収層１１ｇを設置した反射板を図
５に示す（構成例Ｃ）。この黒色−光吸収層１１ｇは透
過光の色を黒色にするために設置する。つまり、反射型
表示素子として図５の反射板を使用した際には、オフ時
に白色でオン時に黒色といった表示が可能になる。

【００４６】同様に、オフ時に黒色でオン時に白色とい
った表示も可能である。また、黒色層の代わりに着色し
た吸収層（例えば、赤、青、黄色、緑、等）を使用した
際には、反射型表示装置において、オン、オフ時に上記
の黒色の代わりに任意の色に着色できる。

【００４７】また、図６にはコレステリック液晶を高分
子媒体に配置した半透過反射層１１ｂ_x と１１ｂ_y の２
層を設置した反射板を示す（構成例Ｄ）。１１ｂ_X と１
１ｂ_y 中のコレステリック液晶の旋回方向は互いに異な
るように設ける。つまり、１１ｂ_x 中のコレステリック
液晶が右旋回であるならば、１１ｂ_y 中のコレステリッ
ク液晶は左旋回とする。

【００４８】また、１１ｂ中のコレステリック液晶が左
旋回であるならば、１１ｂ_y 中のコレステリック液晶は
右旋回とする。これにより、この反射板に入射した光は
ほぼ全て反射する。このように、逆旋回方向のコレステ
リック液晶を含有する半透過反射層を複数組み合わせて
構成する。

【００４９】また、上記の各請求項または各態様のいず
れかの反射板または半透過反射板において、用いるコレ
ステリック液晶の螺旋のピッチをＰ、コレステリック液
晶分子の常光屈折率をｎ_o 、異常光屈折率をｎ_e とする
と、ｎ_o ・Ｐ≦λ≦ｎ_e ・Ｐかつ、３８０ｎｍ≦λ≦７
８０ｎｍとなるようにＰが連続的に変化することを満足
することが好ましい。

【００５０】これは、コレステリック液晶への垂直入射
光の波長をλとすると、ｎ_o ・Ｐ≦λ≦ｎ_e ・Ｐ、か
つ、この光がコレステリック液晶の旋回の向きと同様の
光の向きをもつならば、その入射光は反射されるためで
ある。

【００５１】よって、コレステリック液晶が右旋回であ
るなら３８０ｎｍ≦λ≦７８０ｎｍの範囲の右旋回の入
射光は全て反射され、またコレステリック液晶が左旋回
であるなら３８０ｎｍ≦λ≦７８０ｎｍの範囲の左旋回
の入射光は全て反射されるためである。またこれによ
り、コレステリック液晶層は半透過反射板のみではなく
偏光板の役割を行うことができる。

【００５２】コレステリック液晶には上記に示すとお
り、選択反射や反射される光の波長がコレステリック液
晶のピッチと相関があるため、コレステリック液晶から
の反射光が着色しやすい。さらには、着色の角度依存性
も起こりやすい。よって、これらの問題を解決するため
に、コレステリック液晶の螺旋軸はランダムな方向を向
いていることが好ましい。

【００５３】本発明の半透過反射板および反射板は、液
晶表示装置の後方側ガラス基板と後方側配向膜との間、
または液晶表示装置の後方側ガラス基板の下に設置する
ことが好ましい。

【００５４】また、本発明で採用する光制御層１１ａの
みを液晶表示素子の前方側偏光板の上、前方偏光板の
下、前方側ガラス基板の上、そして前方側ガラス基板の
下に設置することができる。

【００５５】図７に本発明の液晶表示装置の一例の断面
図を示す（構成例Ｅ）。上側偏光板１、上側位相差板
２、上側位相差板３、上側基板４、上側電極５、上側配
向膜６、液晶層７、下側配向膜８、下側電極９、下側基
板１０、光制御層１１ａ、λ／４板１１ｅ、コレステリ
ック液晶を高分子媒体に配置した半透過反射層１１ｂ、
黒色−吸収層１１ｇが順次積層された断面状態を模式的
に示したものである。

【００５６】また、図８に本発明の液晶表示装置の一画
素付近における、光制御層１１ａ中の粒状体１１ｄ、１
１ｄ_i 、そして１１ｄ_j の分布状態を模式的に示す（分
布例Ａ）。また、この図８中の１１ｄ、１１ｄ_i 、そし
て１１ｄ_j は屈折率が等しいが、外径寸法をそれぞれわ
ずかに分散して用いた例である。またこれらのビーズの
屈折率は媒体とは異なるように設けられる。

【００５７】また、用いた粒状体の重量比はそのまま体
積比とみることができ、さらに平面方向における分布密
度も重量比にほぼ一致すると考えられる。したがって、
ビーズ１１ｄの占める総面積Ｓ_11d を画素面積に対し
て、１％≦Ｓ_11d ≦７０％の範囲になるように設ければ
よい。

【００５８】同様に、図９に別の分布例Ｂの模式的平面
図を示す。媒体中には媒体とは屈折率の異なる２群のビ
ーズが分散されている。一つの群は（１１ｄ、１１ｄ
_i 、１１ｄ_j ）群でありこれらの屈折率は全て等しい
が、ビーズの外径寸法が異なる。もう一つの群は、（１
８Ｄ、１８Ｄ_i 、１８Ｄ_j ）群であり、これらもそれぞ
れ屈折率は等しいが、ビーズの外径寸法が異なる。さら
にこれらの群同士の屈折率も異なる。

【００５９】次に、本発明で採用する光制御層の形成方
法について説明する。大きく分けて、以下の（イ）、
（ロ）の２つの手法があげられる。まず（イ）の手法は
高分子からなるビーズの散布を行うもので、（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）の場合がある。

【００６０】（ａ）薄膜状に設けた液状の樹脂に、Ｋ種
類（Ｋは１以上の整数）の高分子ビーズを散布し自然に
拡散した層を形成する。（ｂ）Ｋ種類（Ｋは１以上の整
数）の高分子ビーズを基板上に散布し、その後、液状の
樹脂を高分子ビーズを覆うように配置して形成する。
（ｃ）半固体状もしくは粘稠状の樹脂を準備し、そのな
かにＫ種類（Ｋは１以上の整数）の高分子ビーズを散布
し、外力を加えて均一に撹拌を行って形成する。以上の
三つがあげられる。この後、液状樹脂または粘稠状樹脂
を硬化させて、光制御層が形成される。

【００６１】このとき、（ａ）と（ｂ）の手法において
は、Ｋ種類（Ｋは１以上の整数）の高分子からなるビー
ズは同時に混合した状態で散布してもよいが、ビーズの
種類ごとの配置位置を高度に制御するために、各種類ご
とに散布する順番と量を変えて行うことが可能となる。

【００６２】次に、（ロ）の手法はフィルムと硬化性化
合物を併用する。（ｄ）回転するロール上にＫ種類（Ｋ
は１以上の整数）の高分子からなるビーズが混入された
液状の媒体を塗布し、ロールの回転速度および／または
フィルムへの塗布量の調整で膜厚を制御する。（ｅ）連
続して搬送されるフィルム状の基板の上に、Ｋ種類（Ｋ
は正の整数）のビーズを混入した液状の媒体を塗布す
る。搬送速度および／または塗布量の調整で膜厚を制御
する。（ｆ）連続して搬送されるフィルム状の基板の上
に、Ｋ種類（Ｋは１以上の整数）のビーズを散布し、そ
の後、液状の媒体を配置し、搬送速度および／または散
布量の調整で高分子ビーズの分布密度を制御する手法で
ある。

【００６３】上記の（ロ）の手法では、液状の媒体とし
て硬化性化合物を用いれば、その硬化により光制御層を
完成させることができる。硬化性化合物を使用した場合
には、膜状に形成した後に、紫外線照射または熱を印加
することで硬化形成を行う。

【００６４】この際、粒状体を構成する材料と、媒体材
料との間の物性差、例えば、融点や溶解性の差を利用し
て混合、撹拌、分散、および、媒体の硬化の各工程処理
を行うようにすればよい。また、上記の（イ）、（ロ）
の各手法をさらに組み合わせて光制御層を形成すること
もできる。

【００６５】次に、表１〜１６に本発明に用いることの
できる高分子の材料の一覧を示す。原則として光学的に
高い透明性を有し、粒状体に成型できるもの、もしくは
溶剤に溶けて液状になるものが使用できる。なかでも、
合成高分子がその組成を調整でき、かつ相互に組み合わ
せて使用し、安定して量産供給でき好ましい。また、光
制御層を構成した場合、所望の温度範囲でほぼ同様の光
学特性を示す材料の組み合わせを系統的に選択して用い
ることが好ましい。例えば、周囲温度が−４０〜＋９５
℃の温度域で所望の特性を発揮するように選択すること
が好ましい。

【００６６】表１〜１６の第１欄に物質の通算番号、第
２欄に物質名を、第３欄に本発明における適用手法を、
第４欄に屈折率を、第５欄に第４欄の屈折率が得られる
温度を示す。本発明の粒状体、および媒体にはいずれの
高分子材料を使用できる。しかし、通常の製造手法との
関係において、高分子材料の物質としての融点、線膨張
係数、成型性、および液状性質を有するかどうかなどを
考慮した場合、例えば、○△▽の物質を使用するのが好
ましい。

【００６７】また、複数の種類の高分子を混合して、そ
の屈折率を調整し、あらかじめ粒状体材料、および媒体
材料として用いることができる。媒体にも複数の種類の
高分子を混合して使用できる。

【００６８】なお、高分子の物性に関しては、「ポリマ
ーハンドブック」（ＰｏｌｙｍｅｒＨａｎｄｂｏｏ
ｋ、ＷｉｌｅｙＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ）、およ
び、高分子学会編高分子新素材便覧、３．３節オプト
エレクトロニクス高分子材料（８８〜８９頁の図３．３
９、表３．１８、表３．１９など）等を参照し、所望の
構成を得ることができるように高分子材料を選択すれば
よい。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】

【表４】

【００７３】

【表５】

【００７４】

【表６】

【００７５】

【表７】

【００７６】

【表８】

【００７７】

【表９】

【００７８】

【表１０】

【００７９】

【表１１】

【００８０】

【表１２】

【００８１】

【表１３】

【００８２】

【表１４】

【００８３】

【表１５】

【００８４】

【表１６】

【００８５】

【実施例】（例１）本例の反射板は、光制御層と、λ／
４板と、コレステリック液晶を含む高分子媒体からなる
半透過反射層（第２の媒体）と黒色フィルムとから構成
される。

【００８６】光制御層はポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ、屈折率は１. ４９２）であり、膜厚を２５μｍ
とした。またこの光制御層は粘着層とした。ビーズはポ
リスチレン（ＰＳｔ、屈折率は１. ５９）であり、直径
を１μｍとし、光制御層中に３ｗｔ％を均一に混入し
た。またコレステリック液晶は右旋回のもののみを用い
た。

【００８７】本例の反射板は、右円偏光と左円偏光の選
択反射があるので反射板自体に偏光能がある。よって、
従来例のなかでも、偏光板一体型反射板のタイプと特性
比較を行うのがよい。

【００８８】表示方位で視認される光束を評価すると、
正規反射部分は従来品の偏光板一体型表面凹凸アルミニ
ウム反射板よりも明るかったが、その他の出射角では表
面凹凸アルミ反射板とほぼ同様の反射光輝度分布を示し
た。つまり、正規反射部分では従来品よりも明るくかつ
それ以外の部分でも従来品と同程度の明るさを実現でき
た。

【００８９】本例の反射板を液晶表示素子と組み合わせ
て使用した。使用した液晶表示素子は、上側偏光板１
枚、かつ位相差板２枚使用タイプの２４０°ツイスト、
７．５インチサイズで１／２４０デューティーの行同時
選択方式ＭＬＡ（マルチラインアドレッシング駆動）方
式のもので、液晶層リターデーションが０．１２７μ
ｍ、液晶層のセルギャップは６. ７μｍ、ガラス基板の
厚みが０．７ｍｍ、カラーフィルタの画素の大きさが縦
３０６μｍ×横１０２μｍ、格子状のブラックマトリッ
クスの幅が２０〜２５μｍ、位相差板のリターデーショ
ンがそれぞれ２枚とも、４３５ｎｍであった。

【００９０】この液晶表示素子に、従来の偏光板一体型
表面凹凸アルミニウム反射板を組み合わせたものと、本
例の反射板を使用したものとを比較すると、従来例のも
のは、表面凹凸による輝度むらと金属反射によるぎらつ
きがあるのに対し、本例の反射板を用いた反射板では従
来品のようなのぎらつきがなくなった。

【００９１】さらに、従来例のコレステリック液晶のみ
の半透過反射板に比べて、本例の反射板では、反射光の
コレステリック液晶による着色が緩和され、さらにはこ
の着色の視野角依存性も緩和された。さらに、従来例の
偏光板一体型表面凹凸化アルミニウム反射板を使用した
液晶表示素子に比べ、あらゆる角度で約１. ２倍反射輝
度が上昇した。これにより、見栄えのよい液晶表示素子
が可能となった。

【００９２】（例２）本例の半透過反射板は、光制御
層、λ／４板、コレステリック液晶を含む高分子媒体か
らなる半透過反射層（第２の媒体）と灰色点字印刷され
た透明な層とからなる。光制御層はポリエチルアルコー
ル（ＰＥＡ、屈折率は１. ４６８５）であり、膜厚を３
０μｍとした。ビーズはポリフェニルメタクリレート
（ＰＰｈＭ、屈折率は１. ５７０６）であり、直径を１
μｍとし、光制御層中に５ｗｔ％を均一に混入した。ま
たコレステリック液晶は右旋回のもののみを用いた。

【００９３】この反射板を例１と同じ液晶表示素子と組
み合わせて使用した。また、この液晶表示素子に、従来
の偏光板一体型表面凹凸アルミニウム反射板を使用した
ものと本例の半透過反射板を使用した液晶表示装置とを
比較すると、本例の半透過反射板を使用したものは、表
面凹凸による輝度むらと金属反射によるぎらつきがなく
なった。さらに、従来のコレステリック液晶のみの半透
過反射板に比べて、反射光のコレステリック液晶による
着色が緩和され、さらにはこの着色の視野角依存性も緩
和された。

【００９４】さらに、従来の偏光板一体型表面凹凸アル
ミニウム反射板を使用した液晶表示素子に比べ、あらゆ
る角度で約１. ３倍反射輝度が上昇した。これにより、
見栄えのよい液晶表示素子が可能となった。

【００９５】また、同様に、液晶表示素子の表示側背面
に設置されたバックライトからの透過光についても、コ
レステリック液晶による着色が緩和され、さらにはこの
着色の視野角依存性も緩和された。

【００９６】（例３）本例の反射板は、光制御層と、λ
／４板、コレステリック液晶を含む高分子媒体からなる
半透過反射層（第２の媒体）とからなる。光制御層はポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ、屈折率は１. ４９）であ
り、膜厚を３０μｍとした。ビーズはポリスルホン（Ｐ
Ｓｕ、屈折率は１. ６３３）であり、直径を６μｍと
し、光制御層中に１０ｗｔ％を均一に混入した。またコ
レステリック液晶は左旋回のもののみを用いた。

【００９７】この反射板を例１と同様の液晶表示素子と
組み合わせて使用した。また、このようにして形成した
液晶表示装置も、従来品の半透過反射板に比べ、反射光
のぎらつきの改善や、反射光とバックライトからの透過
光着色の緩和や着色の角度依存性の緩和がなされた。こ
れにより、視認性の良い液晶表示装置を得ることができ
た。

【００９８】（例４）本例の反射板は光制御層と、λ／
４板と、コレステリック液晶を含む高分子媒体（第２の
媒体）と黒色フィルムとからなる。光制御層はポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率は１. ４９２）で
あり、膜厚を１０μｍとした。ビーズはポリスチレン
（ＰＳｔ、屈折率は１. ５９）であり、直径を１μｍと
し、光制御層中に１０ｗｔ％を均一に混入した。次に、
この反射板を液晶表示素子と組み合わせて使用した。ま
た、コレステリック液晶は右旋回のもののみを用いた。

【００９９】液晶表示素子は偏光板１枚、かつ位相差板
１枚使用タイプであり、液晶層のリターデーションを
１. ２７μｍ、位相差板のリターデーションを１. ４０
μｍとした。用いた液晶の△ｎ＝０. １９６（２５℃
時）、Ｔ_c は９９℃、異方性誘電率は１５（２５℃
時）、粘度２４ｃＳｔ（２０℃時）とした。ガラス基板
は０.４ｍｍ厚を用いた。１／６５デューティーで４階
調表示を行った。

【０１００】各階調は０％、４１％、６５％、１００％
である。各階調は白、オレンジ、青、緑の発色に対応す
る。複屈折を利用したカラー表示（ＳＲＣ）が可能とな
った。この液晶表示素子の表示特性を評価したところ、
従来の製品に比べて、ぎらつきの改善、着色の緩和、着
色の角度依存性の緩和、反射光輝度の２０％の増加がな
された。これにより、視認性の良い液晶表示素子を得る
ことができた。

【０１０１】（例５）本例の反射板は光制御層と、λ／
４板、コレステリック液晶を含む高分子媒体からなる半
透過反射層（第２の媒体）とからなる。ただし、コレス
テリック液晶を含む高分子媒体は、右旋回のコレステリ
ック液晶のみからなる層と、左旋回のコレステリック液
晶のみからなる層の２層の重ね合わせで構成されてい
る。これにより、入射光の右円偏光と左円偏光の両方を
反射することができる。

【０１０２】光制御層はポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ、屈折率は１. ４９２）であり、膜厚を３０μｍ
とした。ビーズはポリスチレン（ＰＳｔ、屈折率は１.
５９）であり、直径を３μｍとし、光制御層中に８ｗｔ
％を均一に混入した。次に、この反射板を偏光板２枚タ
イプの液晶表示素子と組み合わせて使用した。それ以外
は例４と同様の構成とした。

【０１０３】この液晶表示装置の表示特性について評価
したところ、従来品に比べ、ぎらつきの改善、着色の緩
和、着色の角度依存性の緩和がなされた。これにより、
視認性の良い液晶表示素子を得ることができた。

【０１０４】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子はパーソナルコン
ピュータ、ワードプロセッサ、魚群探知機、携帯通信機
器、情報端末機、車載用のインスツルメンツパネル、各
種の民生用のドットマトリックス表示装置（オーディオ
機器、時計、ゲーム機器、アミューズメント機器、カー
ナビゲーション、カメラ、ＴＶ電話、電卓の表示）等の
表示機能を担う機能要素として使用できる。

【０１０５】特に、本発明の反射型表示素子装置は低消
費電力で使用できるため、携帯用の電子機器、例えば、
携帯電話、電子手帳、電子ブック、電子辞書、ＰＤＡ
（携帯情報端末）、ページャー（ポケットベル）などに
用いた場合に、その高い視認性、表現力と合わせて高い
機能性を発揮する。また、暗い環境においても明るいた
め、視認性が高い。

【０１０６】請求項１記載の発明では構成部材の屈折率
を調整することで所望の光学特性をもつコレステリック
液晶を使用した半透過反射板と反射板を得ることができ
た。請求項２記載の発明では、それぞれ粒状体と媒体の
寸法を規定し、さらには粒状体と媒体の組み合わせ寸法
を規定して所望の光学特性をもつコレステリック液晶を
使用した半透過反射板と反射板を得ることができた。

【０１０７】請求項３記載の発明では媒体中での粒状体
の配分を規定し、所望の光学特性をもつコレステリック
液晶を使用した半透過反射板と反射板を得ることができ
た。請求項４記載の発明では、高品位の表示装置を得
た。

【０１０８】本発明により高コントラスト比の表示を得
ることができ、かつ、明るく、広い視野角の表示を得る
ことができる。また、本発明はその効果を損しない範囲
で種々の応用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半透過反射板（構成例Ａ）の断面の模
式図。

【図２】本発明の半透過反射板（構成例Ｂ）の断面の模
式図。

【図３】従来例１の断面の模式図。

【図４】従来例２の断面の模式図。

【図５】本発明の反射板（構成例Ｃ）の断面の模式図。

【図６】本発明の反射板（構成例Ｄ）の断面の模式図。

【図７】本発明の半透過反射板を備えた液晶表示装置
（構成例Ｅ）の断面の模式図。

【図８】本発明の反射板（分布例Ａ）の平面方向におけ
る断面の模式図。

【図９】本発明の反射板（分布例Ｂ）の平面方向におけ
る断面の模式図。

【符号の説明】

１１ａ：光制御層１１ｂ：半透過反射層１１ｃ：媒体１１ｄ：ビーズ１１ｅ：λ／４板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ０９Ｋ 19/02 Ｇ０２Ｂ 5/30 Ｇ０２Ｂ 5/30 Ｇ０２Ｆ 1/137 ５１０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚みｔ、屈折率ｎ_F 、総重量がＷ_F である
面状の媒体と、屈折率ｎ_PAを有する粒状体とが備えら
れ、媒体の裏面側に半透過反射層が配置された半透過反
射板であって、０＜｜ｎ_PA−ｎ_F ｜≦０．３６２であ
り、右旋回のコレステリック液晶および／または左旋回
のコレステリック液晶が半透過反射層に含有されてなる
ことを特徴とする半透過反射板。
【請求項２】屈折率の値が異なる２種類以上の粒状体が
媒体中に配置されたことを特徴とする請求項１記載の半
透過反射板。
【請求項３】粒状体の外径をｄ_PAとすると、０. ５μｍ
≦ｄ_PA≦２０μｍ、５μｍ≦ｔ≦２００μｍを満足する
ことを特徴とする請求項１または２記載の半透過反射
板。
【請求項４】粒状体の総重量をＷ_P とすると、１ｗｔ％
≦Ｗ_P ／（Ｗ_P ＋Ｗ_F ）≦７０ｗｔ％を満足することを
特徴とする請求項１、２または３記載の半透過反射板。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の半透過反
射板の裏面側に反射層が設けられて構成された反射板。
【請求項６】請求項１、２、３または４記載の半透過反
射板または請求項５記載の反射板が備えられた表示装
置。