JPH11231311A - Reflection display device - Google Patents

Reflection display device

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JPH11231311A
JPH11231311A JP10054402A JP5440298A JPH11231311A JP H11231311 A JPH11231311 A JP H11231311A JP 10054402 A JP10054402 A JP 10054402A JP 5440298 A JP5440298 A JP 5440298A JP H11231311 A JPH11231311 A JP H11231311A
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light
quarter
substrate
wave plate
polarizing plate
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Osamu Ishige
理 石毛
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the contrast by suppressing unnecessary reflection of external light with respect to a reflection display device. SOLUTION: A panel 0 is provided with a transparent first substrate 1 placed on the incidence side of external light, a second substrate 2 which joined with the firs substrate 1 with a prescribed gap between them and is placed on the opposite side, a liquid crystal layer 3 held in this gap, and electrodes 5 and 6 which apply a voltage to this layer. A light diffusion layer 7, a quarter-wave plate 8, and a polarizing plate 9 are laminated in order from the bottom on the first substrate 1 of the panel 0. The polarizing plate 9 converts external light to linearly polarized light, and this light is made incident on the first substrate 1 side of the panel 0. The light diffusion layer 7 diffusively emits external light reflected on the second substrate 2 side of the panel 0. A part of external light made incident through the polarizing plate 9 is unnecessarily reflected by the light diffusion layer 7, the quarter-wave plate 8 cooperates with the polarizing plate 9 to intercept the external light unnecessarily reflected by the light diffusion layer 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内照明灯から発
する照明光や部屋の窓から入ってくる自然光などの外光
を利用して表示を行なう反射型表示装置に関する。より
詳しくは、反射型表示装置の画面に照明灯などの光源が
映り込むことを防止するとともに不要反射によるコント
ラストの紙下を防止する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type display device for displaying images by using external light such as illumination light emitted from an indoor illumination lamp or natural light entering from a window in a room. More specifically, the present invention relates to a technique for preventing a light source such as an illumination lamp from being reflected on a screen of a reflective display device, and for preventing a contrast from falling below a sheet due to unnecessary reflection.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶などを電気光学物質に用いた表示装
置はフラットパネル形状を有し軽量薄型で低消費電力に
特徴がある。この為、携帯用機器のディスプレイなどと
して盛んに開発されている。液晶は自発光型ではなく外
光を選択的に透過遮断して画像を映し出す。この様な受
動型の表示装置は照明方式によって透過型と反射型に分
けられる。透過型の表示装置では、透明な一対の基板間
に電気光学物質として例えば液晶を保持したパネルを作
成し、その背面にバックライトを配置する一方、パネル
の正面から画像を観察する。透過型の場合、バックライ
トは必須であり、例えば冷陰極管などが用いられる。デ
ィスプレイ全体として見た場合バックライトが大部分の
電力を消費する為、携帯用機器には不向きである。これ
に対し、反射型ではパネルの背面に反射板を配置する一
方、正面から屋内照明光などを入射し、その反射光を利
用して同じく正面から画像を観察する。透過型と異なり
専用のバックライトを使わないので、反射型は比較的低
消費電力で済み、携帯用機器のディスプレイに適してい
る。
2. Description of the Related Art A display device using a liquid crystal or the like as an electro-optical material has a flat panel shape, and is characterized by light weight and thinness and low power consumption. For this reason, it is actively developed as a display of a portable device. The liquid crystal is not of a self-luminous type and selectively transmits and blocks external light to display an image. Such passive display devices are classified into a transmission type and a reflection type according to an illumination system. In a transmissive display device, a panel holding, for example, a liquid crystal as an electro-optical material is formed between a pair of transparent substrates, and a backlight is arranged on the back surface, and an image is observed from the front of the panel. In the case of the transmission type, a backlight is indispensable, and for example, a cold cathode tube or the like is used. When viewed as a whole display, the backlight consumes most of the power and is not suitable for portable devices. On the other hand, in the reflection type, while a reflection plate is arranged on the back of the panel, indoor illumination light or the like is incident from the front, and an image is similarly observed from the front by using the reflected light. Unlike the transmissive type, which does not use a dedicated backlight, the reflective type requires relatively low power consumption and is suitable for a display of a portable device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶を電気
光学物質に用いた表示装置は大きな視角依存性があり、
観察者が画面を見る角度(視角)に依存して表示コント
ラストが顕著に変化する。この視角依存性を緩和する為
に従来から観察者と対向するパネルの前面に光拡散板を
配した構造が提案されている。例えば、透過型の液晶表
示装置の前面に光拡散板を装着した構造が特開昭52−
17793号公報に開示されている。光拡散板はバック
ライトから発した光源光を拡散して視角依存性を緩和で
きる。しかし、光拡散板では外光の後方散乱が生じ、表
示のコントラスト低下を招くという問題がある。この後
方散乱は観察者側から画面に入射した外光が光拡散板で
散乱反射され観察者の位置する後方に向かって散乱する
現象をいう。後方散乱を抑制する為には屋内照明灯を暗
くしたり、窓にブラインドを掛けて外光を遮るなどの工
夫が必要になる。透過型の場合、照明を暗くしたり外光
を遮っても、バックライトがあるので画面の表示自体に
支障が生じることはない。
By the way, a display device using a liquid crystal as an electro-optical material has a large viewing angle dependency.
The display contrast changes significantly depending on the angle at which the observer views the screen (viewing angle). In order to alleviate this viewing angle dependency, a structure in which a light diffusing plate is arranged on the front surface of a panel facing an observer has been conventionally proposed. For example, a structure in which a light diffusing plate is mounted on the front surface of a transmission type liquid crystal display device is disclosed in
No. 17793. The light diffusing plate can diffuse the light source light emitted from the backlight to reduce the viewing angle dependency. However, the light diffusion plate has a problem that backscattering of external light occurs, which causes a reduction in display contrast. This backscattering refers to a phenomenon in which external light incident on the screen from the observer side is scattered and reflected by the light diffusion plate and scattered rearward where the observer is located. In order to suppress backscattering, it is necessary to devise measures such as darkening the indoor lighting lamps and applying blinds to windows to block external light. In the case of the transmissive type, even if the illumination is darkened or external light is blocked, there is no problem in displaying the screen itself because the backlight is provided.

【0004】しかし、反射型の表示装置では、後方散乱
を抑制する為照明を落としたり外光を遮ると、画像の表
示自体ができなくなってしまう。従って、反射型表示装
置では後方散乱に起因する表示のコントラスト低下を防
ぐ為、後方散乱自体を抑制することが解決すべき課題と
なっている。なお、反射型表示装置では視角依存性の改
善に加え、外部照明灯の映り込みを防ぐ為、光拡散板は
必須である。反射型では外部照明灯の映り込み方向と観
察者が表示を視認する視角方向が一致する為、映り込み
があると極端に表示が見にくくなる。又、反射型ではパ
ネルの前面に透過型の光拡散板を設ける代わりに、背面
側に反射型の光拡散板を設ける構造が提案されている。
反射型の光拡散板を用いれば上述した後方散乱に起因す
る表示のコントラスト低下が生じる恐れはない。しかし
ながら、反射型の光拡散板をパネルに組み込むことはコ
ストの増加につながり、好ましくない。
However, in a reflective display device, if the illumination is reduced or external light is blocked in order to suppress backscattering, an image cannot be displayed. Therefore, in the reflective display device, in order to prevent a decrease in display contrast caused by backscattering, it is an issue to be solved to suppress the backscattering itself. In the reflective display device, a light diffusing plate is indispensable in order to prevent the reflection of an external illumination lamp in addition to improving the viewing angle dependency. In the reflection type, since the reflection direction of the external illumination light matches the viewing angle direction at which the observer visually recognizes the display, if the reflection is present, the display becomes extremely difficult to see. In the reflection type, a structure has been proposed in which a reflection type light diffusion plate is provided on the back side instead of providing a transmission type light diffusion plate on the front surface of the panel.
If the reflection type light diffusion plate is used, there is no possibility that the display contrast is reduced due to the above-mentioned back scattering. However, incorporating a reflection type light diffusion plate into a panel is not preferable because it leads to an increase in cost.

【0005】[0005]

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に係
る反射型表示装置は、基本的な構成としてパネルと光拡
散層と四分の一波長板と偏光板とを有する。パネルは外
光の入射側に位置する透明な第1基板、所定の間隙を介
して該第1基板に接合し反射側に位置する第2基板、該
間隙内に保持された液晶などの電気光学物質及び該電気
光学物質に電圧を印加する電極を備えている。特徴事項
として、該第1基板の上に下から順に光拡散層、四分の
一波長板及び偏光板が重ねられている。該偏光板は外光
を直線偏光に変換してパネルの第1基板側に入射する。
該光拡散層はパネルの第2基板側で反射した外光を拡散
的に出射するとともに、該偏光板を介して入射した外光
の一部を不要に反射する(後方散乱)。該四分の一波長
板は該偏光板と協働して該光拡散層が不要に反射した外
光(後方散乱成分)を遮断する。好ましくは、前記パネ
ルは、電圧の印加状態に応じて四分の一波長板として機
能する液晶層を電気光学物質として用いる。例えば、前
記液晶層は誘電異方性が正で且つツイスト配向したネマ
ティック液晶からなり、電圧無印加時四分の一波長板と
して機能し、電圧印加時四分の一波長板の機能を失う。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the following measures have been taken. That is, the reflective display device according to the present invention has a panel, a light diffusion layer, a quarter-wave plate, and a polarizing plate as basic components. The panel is a transparent first substrate located on the incident side of external light, a second substrate joined to the first substrate via a predetermined gap and located on the reflection side, and electro-optics such as liquid crystal held in the gap. A material and an electrode for applying a voltage to the electro-optic material. As a feature, a light diffusion layer, a quarter-wave plate, and a polarizing plate are sequentially stacked on the first substrate from the bottom. The polarizing plate converts external light into linearly polarized light and enters the panel on the first substrate side.
The light diffusion layer diffusely emits external light reflected on the second substrate side of the panel, and unnecessarily reflects part of the external light incident through the polarizing plate (backscattering). The quarter-wave plate cooperates with the polarizing plate to block external light (backscattering component) unnecessarily reflected by the light diffusion layer. Preferably, the panel uses a liquid crystal layer functioning as a quarter-wave plate according to a voltage application state as an electro-optical material. For example, the liquid crystal layer is made of a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and twisted orientation, functions as a quarter-wave plate when no voltage is applied, and loses the function of a quarter-wave plate when voltage is applied.

【0006】本発明によれば、観察者と対向するパネル
の前面に、偏光板、四分の一波長板及び光拡散層を重ね
ている。特に、光拡散層を偏光板及び四分の一波長板の
積層とパネルとの間に挿入している。偏光板と四分の一
波長板の積層は光拡散層で生じた後方散乱を遮断するこ
とができ、反射型表示装置のコントラストの改善につな
がる。特に、動作原理上偏光板と四分の一波長板の積層
が必須の構成部品となるパネルを用いれば、単に光拡散
層を偏光板及び四分の一波長板の積層とパネルとの間に
装着するのみで後方散乱の抑制が可能となる。このよう
なパネルとしては、電圧無印加状態で四分の一波長板と
して機能する液晶層を電気光学物質として用いたノーマ
リホワイトモードのTN−ECBが挙げられる。
According to the present invention, a polarizing plate, a quarter-wave plate and a light diffusing layer are stacked on the front surface of a panel facing an observer. In particular, the light diffusing layer is inserted between the stack of polarizing plates and quarter-wave plates and the panel. The lamination of the polarizing plate and the quarter-wave plate can block the backscatter generated in the light diffusion layer, which leads to an improvement in the contrast of the reflective display device. In particular, if a panel is used in which the lamination of a polarizing plate and a quarter-wave plate is indispensable on the principle of operation, the light diffusion layer is simply placed between the lamination of the polarizing plate and the quarter-wave plate and the panel. Backscattering can be suppressed only by mounting. As such a panel, there is a normally white mode TN-ECB using a liquid crystal layer functioning as a quarter-wave plate in a state where no voltage is applied as an electro-optical material.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る反射型
表示装置の基本的な構成を示す模式的な断面図である。
図示する様に、本反射型表示装置は、基本的な構成とし
てパネル0と光拡散層7と四分の一波長板8と偏光板9
とを備えている。パネル0は外光の入射側に位置する透
明な第1基板1と所定の間隙を介してこの第1基板1に
接合し反射側に位置する第2基板2とで構成されてい
る。両基板1,2の間隙には電気光学物質として液晶層
3が保持されている。ただし、本発明はこれに限られる
ものではなく液晶に代えて他の電気光学物質を用いるこ
ともできる。パネル0には液晶層3に電圧を印加する電
極が形成されている。具体的には、ガラスなどからなる
第1基板1の内面にITOなどの透明導電膜からなる透
明電極5が形成されている一方、第2基板2の内面には
アルミニウムなどの金属蒸着膜からなる反射電極6が形
成されている。液晶層3は透明電極5及び反射電極6に
よって上下から挟持されている。本発明の特徴事項とし
て、パネル0の第1基板1の上に、下から順に光拡散層
7、四分の一波長板8及び偏光板9が重ねられている。
偏光板9は外光を直線偏光に変換して第1基板1側に入
射する。光拡散層7は第2基板2側の反射電極6で反射
した外光を拡散的に出射する。これにより、液晶層3に
起因する視角依存性を緩和することができる。光拡散層
7は基本的に光透過型であるが、偏光板9を介して入射
した外光の一部を不要に反射してしまい、所謂後方散乱
成分が生じる。四分の一波長板8は偏光板9と協働して
光拡散層7が不要に反射した外光を遮断する。これによ
り、後方散乱を抑制しており、表示コントラストの低下
を防ぐことができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of a reflective display device according to the present invention.
As shown in the figure, the reflective display device has a panel 0, a light diffusion layer 7, a quarter-wave plate 8, and a polarizing plate 9 as basic components.
And The panel 0 is composed of a transparent first substrate 1 located on the outside light incident side and a second substrate 2 joined to the first substrate 1 via a predetermined gap and located on the reflection side. A liquid crystal layer 3 is held in the gap between the substrates 1 and 2 as an electro-optical material. However, the present invention is not limited to this, and other electro-optical materials can be used instead of the liquid crystal. An electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 3 is formed on the panel 0. Specifically, a transparent electrode 5 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the inner surface of a first substrate 1 made of glass or the like, while a metal deposited film made of a metal such as aluminum is formed on the inner surface of the second substrate 2. The reflection electrode 6 is formed. The liquid crystal layer 3 is sandwiched between the transparent electrode 5 and the reflective electrode 6 from above and below. As a feature of the present invention, a light diffusion layer 7, a quarter-wave plate 8, and a polarizing plate 9 are sequentially stacked on the first substrate 1 of the panel 0 from below.
The polarizing plate 9 converts external light into linearly polarized light and enters the first substrate 1. The light diffusion layer 7 diffusely emits external light reflected by the reflection electrode 6 on the second substrate 2 side. Thereby, the viewing angle dependency caused by the liquid crystal layer 3 can be reduced. The light diffusion layer 7 is basically of a light transmission type, but unnecessarily reflects a part of the external light incident through the polarizing plate 9 to generate a so-called backscattering component. The quarter-wave plate 8 cooperates with the polarizing plate 9 to block external light unnecessarily reflected by the light diffusion layer 7. As a result, backscattering is suppressed, and a decrease in display contrast can be prevented.

【0008】図示する様に、光拡散層7は、例えば微粒
子7aを樹脂7b中に分散した透明な光学フイルムから
なる。例えば、光拡散層7は高分子ビーズからなる微粒
子7aを異なる屈折率の樹脂(マトリクスポリマー)7
b中に分散固定化した透明なフイルムであり、ガラスな
どからなる第1基板1の前面に接着剤などを介して接合
される。微粒子7aの屈折率は1.0〜1.9の範囲に
ある。その粒径は1〜10μm程度である。一方、樹脂
(マトリクスポリマー)7bはアクリル樹脂からなりそ
の屈折率は1.5である。微粒子7aと樹脂7bの屈折
率を大きく異ならせることにより、光拡散層7は優れた
散乱能を発揮することができる。即ち、反射電極6で反
射した外光を観察者に向かって拡散的に透過し、液晶層
3の視角依存性を低減化できる。ただし、光拡散層7で
一部反射した外光が後方散乱成分となり、表示コントラ
ストの低化をもたらす恐れがある。
As shown in the figure, the light diffusion layer 7 is made of, for example, a transparent optical film in which fine particles 7a are dispersed in a resin 7b. For example, the light diffusion layer 7 is formed by combining fine particles 7a made of polymer beads with a resin (matrix polymer) 7 having a different refractive index.
b is a transparent film dispersed and fixed in the substrate b, and is bonded to the front surface of the first substrate 1 made of glass or the like via an adhesive or the like. The refractive index of the fine particles 7a is in the range of 1.0 to 1.9. Its particle size is about 1 to 10 μm. On the other hand, the resin (matrix polymer) 7b is made of an acrylic resin and has a refractive index of 1.5. By making the refractive indexes of the fine particles 7a and the resin 7b greatly different, the light diffusion layer 7 can exhibit excellent scattering ability. That is, the external light reflected by the reflective electrode 6 is diffusely transmitted toward the observer, and the viewing angle dependence of the liquid crystal layer 3 can be reduced. However, external light partially reflected by the light diffusion layer 7 becomes a backscattering component, which may cause a reduction in display contrast.

【0009】四分の一波長板8は例えば一軸延伸された
高分子フィルムからなり、常光と異常光との間で四分の
一波長分の位相差を与える。四分の一波長板8の光学軸
(一軸異方軸)は偏光板9の偏光軸(透過軸)と45°
の角度を成す様に配されている。これにより、光拡散層
7による後方散乱成分を観察者側から遮断することが可
能である。即ち、外光は偏光板9を透過すると直線偏光
になる。この直線偏光は四分の一波長板8を透過すると
円偏光になる。円偏光の一部は光拡散層7によって不要
に反射され後方散乱成分が生じる。不要反射した円偏光
は四分の一波長板8を逆に透過する時直線偏光に戻る。
ただし、出射時の偏光軸は入射時の偏光軸から90°回
転する。この結果出射直線偏光は偏光板9の透過軸と直
交する様になり、全て吸収される。よって、光拡散層7
による後方散乱成分が観察者側に漏れることがなくな
る。
The quarter-wave plate 8 is made of, for example, a uniaxially stretched polymer film, and gives a phase difference of a quarter wavelength between ordinary light and extraordinary light. The optical axis (one-axis anisotropic axis) of the quarter-wave plate 8 is 45 ° with respect to the polarization axis (transmission axis) of the polarizing plate 9.
It is arranged so as to form an angle. Thereby, it is possible to block the backscattering component by the light diffusion layer 7 from the observer side. That is, the external light becomes linearly polarized light when transmitted through the polarizing plate 9. When this linearly polarized light passes through the quarter-wave plate 8, it becomes circularly polarized light. Part of the circularly polarized light is unnecessarily reflected by the light diffusion layer 7 to generate a backscattered component. Unnecessarily reflected circularly polarized light returns to linearly polarized light when passing through the quarter-wave plate 8 in reverse.
However, the polarization axis at the time of emission is rotated by 90 ° from the polarization axis at the time of incidence. As a result, the output linearly polarized light becomes orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 9 and is all absorbed. Therefore, the light diffusion layer 7
The backscattering component due to is not leaked to the observer side.

【0010】本実施形態では、パネル0は、電圧の印加
状態に応じて四分の一波長板として機能する液晶層3を
電気光学物質として用いている。換言すると、パネル0
は液晶層3の複屈折性を利用して表示を行っており、所
謂ECBモードを採用している。ただし、本発明はこれ
に限られるものではなく、ゲストホストモードやツイス
トネマティックモードを採用してもよい。液晶層3は誘
電異方性が正で且つツイスト配向したネマティック液晶
3mからなる。即ち、本実施形態ではツイストネマティ
ック(TN)液晶3mを利用しており、所謂TN−EC
Bモードである。ただし、本発明はこれに限られるもの
ではなく、通常のECBモードも含まれる。液晶層3は
電圧無印加時四分の一波長板として機能し、偏光板9及
び四分の一波長板8と協働して反射電極6で反射した外
光を透過して白表示を実現する。液晶層3は電圧印加時
には四分の一波長板の機能を失い、反射電極6で反射し
た外光を遮断して黒表示となる。即ち、本実施形態では
パネル0はノーマリホワイトモードである。ただし、本
発明はこれに限られるものではない。なお、ノーマリホ
ワイトモードで且つECBモードのパネル0は動作原理
上偏光板9及び四分の一波長板8を必須の構成部品とし
て用いる。この偏光板9及び四分の一波長板8をそのま
ま利用することで、光拡散層7による後方散乱を遮断す
ることが可能である。パネル0の具体的なパラメータを
以下に列挙する。ネマティック液晶3mの光学異方性Δ
nは0.7程度であり、液晶層3の厚みは3μm程度で
ある。従って、液晶層3の計算上のリターデーションΔ
n・dは0.2〜0.25μmとなる。ツイスト配向し
たネマティック液晶3mのツイスト角は60°〜70°
である。ネマティック液晶3mをツイスト配向すること
で、液晶層3の実効的なリターデーションは0.15μ
m(150nm)程度となり、ほぼ外光の中心波長λ
(600nm程度)の四分の一程度となり、液晶層3は
四分の一波長板として機能する。
In this embodiment, the panel 0 uses the liquid crystal layer 3 functioning as a quarter-wave plate according to the voltage application state as an electro-optical material. In other words, panel 0
Display using the birefringence of the liquid crystal layer 3, and employ a so-called ECB mode. However, the present invention is not limited to this, and may adopt a guest host mode or a twisted nematic mode. The liquid crystal layer 3 is composed of a nematic liquid crystal 3m having a positive dielectric anisotropy and a twist alignment. That is, in the present embodiment, a twisted nematic (TN) liquid crystal 3m is used, and a so-called TN-EC
This is the B mode. However, the present invention is not limited to this, and includes a normal ECB mode. The liquid crystal layer 3 functions as a quarter-wave plate when no voltage is applied, and cooperates with the polarizing plate 9 and the quarter-wave plate 8 to transmit external light reflected by the reflective electrode 6 to realize a white display. I do. When a voltage is applied, the liquid crystal layer 3 loses the function of a quarter-wave plate and blocks external light reflected by the reflective electrode 6 to display black. That is, in the present embodiment, the panel 0 is in the normally white mode. However, the present invention is not limited to this. The panel 0 in the normally white mode and the ECB mode uses the polarizing plate 9 and the quarter-wave plate 8 as essential components in terms of the operation principle. By using the polarizing plate 9 and the quarter-wave plate 8 as they are, it is possible to block the back scattering by the light diffusion layer 7. Specific parameters of panel 0 are listed below. Optical anisotropy Δ of 3m nematic liquid crystal
n is about 0.7, and the thickness of the liquid crystal layer 3 is about 3 μm. Therefore, the calculated retardation of the liquid crystal layer 3 Δ
n · d is 0.2 to 0.25 μm. Twist angle of twisted nematic liquid crystal 3m is 60 ° -70 °
It is. By twisting the nematic liquid crystal 3m, the effective retardation of the liquid crystal layer 3 is 0.15 μm.
m (150 nm), which is almost the center wavelength λ of external light.
(About 600 nm), and the liquid crystal layer 3 functions as a quarter-wave plate.

【0011】以下、図2及び図3を参照して、図1に示
した反射型表示装置の動作を詳細に説明する。図2は電
圧無印加時における動作を模式的に表わしている。前述
した様に、本反射型表示装置は、観察者側から見て順
に、偏光板9、四分の一波長板8、光拡散層7、液晶層
3、反射電極6が配列した構造となっている。偏光板9
の透過軸を9pで表わしている。四分の一波長板8の光
学軸8dは透過軸9pと45°の角度で交差している。
液晶層3に含まれるネマティック液晶3mは電圧無印加
状態でツイスト配向しており、液晶層3は四分の一波長
板として機能する。本実施形態では、第1基板側におけ
るネマティック液晶3mの配向方向が偏光板9の透過軸
9pと平行になっている。ネマティック液晶3mは第1
基板から第2基板に向かってツイスト配向しており、こ
のツイスト角は前述した様に60°〜70°である。
Hereinafter, the operation of the reflection type display device shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 schematically shows the operation when no voltage is applied. As described above, the present reflective display device has a structure in which the polarizing plate 9, the quarter-wave plate 8, the light diffusing layer 7, the liquid crystal layer 3, and the reflective electrode 6 are arranged in this order from the viewer side. ing. Polarizing plate 9
Is represented by 9p. The optical axis 8d of the quarter-wave plate 8 intersects the transmission axis 9p at an angle of 45 °.
The nematic liquid crystal 3m included in the liquid crystal layer 3 is twist-oriented with no voltage applied, and the liquid crystal layer 3 functions as a quarter-wave plate. In the present embodiment, the alignment direction of the nematic liquid crystal 3m on the first substrate side is parallel to the transmission axis 9p of the polarizing plate 9. The nematic liquid crystal 3m is the first
The substrate is twist-oriented from the substrate toward the second substrate, and the twist angle is 60 ° to 70 ° as described above.

【0012】入射光11は偏光板9を通過すると直線偏
光に変換される。その偏光方向は透過軸9pと平行であ
り、以下平行直線偏光と呼ぶことにする。この平行直線
偏光12は四分の一波長板8を通過すると円偏光13に
変換される。円偏光13の大部分は光拡散層7を拡散的
に透過して液晶層3に至る。ただし円偏光13の一部は
光拡散層7により拡散反射され、後方散乱成分17とな
る。光拡散層7を前方に向かって透過した円偏光13は
四分の一波長板として機能する液晶層3により直線偏光
に変換される。ただし、この直線偏光の偏光方向は平行
直線偏光12と直交するようになり、以下直交直線偏光
と呼ぶことにする。反射電極6で反射した直交直線偏光
14は液晶層3を逆方向に通過すると円偏光になる。さ
らに、光拡散層7を拡散的に通過した円偏光は四分の一
波長板8で平行直線偏光15に変換される。この平行直
線偏光15はそのまま偏光板9を通過し、出射光16と
なって観察者に至る。従って、白表示が得られる。電圧
無印加状態では液晶層3が四分の一波長板として機能す
る為、元々の四分の一波長板8と合わせると、表示パネ
ルは全体として二分の一波長板として機能する。反射型
の場合外光は表示パネルを往復するので、結局表示パネ
ルは等価的に一波長板として機能する。一波長板は実質
的に光学的な作用を及ぼさないので、外光はそのまま反
射され観察者に至り、白表示となる。
When the incident light 11 passes through the polarizing plate 9, it is converted into linearly polarized light. The polarization direction is parallel to the transmission axis 9p, and will be referred to as parallel linear polarization hereinafter. This parallel linearly polarized light 12 is converted into circularly polarized light 13 when passing through the quarter-wave plate 8. Most of the circularly polarized light 13 diffuses through the light diffusion layer 7 and reaches the liquid crystal layer 3. However, part of the circularly polarized light 13 is diffusely reflected by the light diffusion layer 7 and becomes a backscattering component 17. The circularly polarized light 13 transmitted through the light diffusion layer 7 toward the front is converted into linearly polarized light by the liquid crystal layer 3 functioning as a quarter-wave plate. However, the polarization direction of the linearly polarized light is orthogonal to the parallel linearly polarized light 12 and is hereinafter referred to as orthogonal linearly polarized light. The orthogonal linearly polarized light 14 reflected by the reflection electrode 6 becomes circularly polarized light when passing through the liquid crystal layer 3 in the opposite direction. Further, the circularly polarized light that has diffusely passed through the light diffusion layer 7 is converted by the quarter-wave plate 8 into parallel linearly polarized light 15. The parallel linearly polarized light 15 passes through the polarizing plate 9 as it is, and becomes the outgoing light 16 and reaches the observer. Therefore, a white display is obtained. When no voltage is applied, the liquid crystal layer 3 functions as a quarter-wave plate, and when combined with the original quarter-wave plate 8, the display panel functions as a half-wave plate as a whole. In the case of the reflection type, since external light reciprocates on the display panel, the display panel functions equivalently as a one-wavelength plate after all. Since the one-wavelength plate has substantially no optical effect, the external light is reflected as it is to the observer, and a white display is made.

【0013】一方、光拡散層7で反射した後方散乱成分
(円偏光)17は四分の一波長板8で直交直線偏光にな
る。これは偏光板9の透過軸9pと直交するので通過す
ることができず、遮断吸収され後方散乱成分17が観察
者に至ることがない。直線偏光は四分の一波長板を往復
する毎に偏光方向が90°回転する。後方散乱成分17
については四分の一波長板8を往復するのみであるの
で、偏光方向が90°回転する。これに対し、外光のう
ちの大部分は四分の一波長板8及び液晶層3をそれぞれ
往復で通過する為、偏光方向が90°×2=180°回
転することになる。この相違により、表示に寄与する外
光成分から不要な後方散乱成分のみを分離除去すること
が可能になる。
On the other hand, the backscattering component (circularly polarized light) 17 reflected by the light diffusion layer 7 becomes orthogonal linearly polarized light by the quarter-wave plate 8. Since this is perpendicular to the transmission axis 9p of the polarizing plate 9, it cannot pass through, and is intercepted and absorbed, so that the backscattered component 17 does not reach the observer. The linearly polarized light rotates the polarization direction by 90 ° every time the linearly polarized light reciprocates through the quarter-wave plate. Backscattering component 17
Is only reciprocated through the quarter-wave plate 8, the polarization direction is rotated by 90 °. On the other hand, most of the external light passes through the quarter-wave plate 8 and the liquid crystal layer 3 reciprocally, so that the polarization direction is rotated by 90 ° × 2 = 180 °. This difference makes it possible to separate and remove only unnecessary backscattering components from the external light components that contribute to display.

【0014】図3は、図1に示した反射型表示装置の電
圧印加時における動作状態を模式的に表わしたものであ
る。図2に示した電圧無印加状態と対応する部分には対
応する参照番号を付して理解を容易にしている。電圧印
加状態では誘電異方性が正のネマティック液晶3mが電
圧に応答して立ち上がり垂直配向に移行する。この結
果、液晶層3は四分の一波長板としての機能を失うこと
になる。入射光11は偏光板9を通過した後平行直線偏
光12になる。平行直線偏光12は四分の一波長板8に
より円偏光13に変換される。円偏光13の一部は後方
散乱成分17となり、再び四分の一波長板8を逆方向に
通過して直交直線偏光になる。これは偏光板9を通過で
きないので、遮断されることになる。即ち、本発明では
電圧の印加状態に係わらず、後方散乱成分17は常に遮
断されることになる。一方光拡散層7を拡散的に通過し
た大部分の円偏光13はそのまま液晶層3を通過して反
射電極6に至り、円偏光状態を維持している。反射電極
6で反射した円偏光14aは光拡散層7を通って四分の
一波長板8に至る。ここで、円偏光14aは直交直線偏
光15aに変換される。この直交直線偏光15aは偏光
板9を通過できないので、黒表示が得られる。この様
に、本発明では光拡散層7による後方散乱成分17が四
分の一波長板8及び偏光板9によって吸収される為、表
示に寄与しない。特に、黒表示時にける後方散乱成分の
光抜けがなくなり、コントラストを大幅に改善すること
が可能である。
FIG. 3 schematically shows an operation state of the reflective display device shown in FIG. 1 when a voltage is applied. Parts corresponding to the voltage non-applied state shown in FIG. 2 are denoted by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In a voltage applied state, the nematic liquid crystal 3m having a positive dielectric anisotropy rises in response to the voltage and shifts to vertical alignment. As a result, the liquid crystal layer 3 loses its function as a quarter-wave plate. The incident light 11 becomes parallel linearly polarized light 12 after passing through the polarizing plate 9. The parallel linearly polarized light 12 is converted by the quarter-wave plate 8 into circularly polarized light 13. A part of the circularly polarized light 13 becomes a backscattering component 17 and again passes through the quarter-wave plate 8 in the reverse direction to become orthogonal linearly polarized light. Since this cannot pass through the polarizing plate 9, it is blocked. That is, in the present invention, the backscattering component 17 is always cut off regardless of the voltage application state. On the other hand, most of the circularly polarized light 13 that has diffusely passed through the light diffusion layer 7 passes through the liquid crystal layer 3 as it is, reaches the reflective electrode 6, and maintains a circularly polarized state. The circularly polarized light 14 a reflected by the reflection electrode 6 passes through the light diffusion layer 7 and reaches the quarter-wave plate 8. Here, the circularly polarized light 14a is converted into orthogonal linearly polarized light 15a. Since the orthogonal linearly polarized light 15a cannot pass through the polarizing plate 9, a black display is obtained. As described above, in the present invention, since the backscattering component 17 due to the light diffusion layer 7 is absorbed by the quarter-wave plate 8 and the polarizing plate 9, it does not contribute to display. In particular, light leakage of the backscattering component during black display is eliminated, and the contrast can be significantly improved.

【0015】図4は、反射型表示装置の参考例を示す模
式的な断面図である。図1に示した本発明に係る反射型
表示装置と対応する部分には対応する参照番号を付して
理解を容易にしている。異なる点は、この参考例では通
常の様に光拡散層7が偏光板9の上に装着されているこ
とである。光拡散層7は入射光11の大部分を拡散的に
透過して前方散乱成分18をパネル0側に導く。この
時、光拡散層7は入射光11の一部を拡散的に反射して
後方散乱成分17を生じる。本発明と異なり、この参考
例では後方散乱成分17を何ら遮断することができない
ので、表示コントラストが低下する。特に、黒表示時に
おける沈み込みが充分でなくなりコントラストが甘くな
ってしまう。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a reference example of the reflection type display device. Parts corresponding to those of the reflection type display device according to the present invention shown in FIG. 1 are denoted by corresponding reference numerals to facilitate understanding. The difference is that, in this reference example, the light diffusion layer 7 is mounted on the polarizing plate 9 as usual. The light diffusion layer 7 diffusely transmits most of the incident light 11 and guides the forward scattering component 18 to the panel 0 side. At this time, the light diffusion layer 7 diffusely reflects a part of the incident light 11 to generate a backscattering component 17. Unlike the present invention, in this reference example, since the backscattering component 17 cannot be blocked at all, the display contrast is reduced. In particular, the sinking during black display is not sufficient, and the contrast becomes weak.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射型表示装置において、観察者側に対向するパネルの
上に下から順に光拡散層、四分の一波長板及び偏光板を
重ねることにより、光拡散層で生じた不要な後方散乱成
分を遮断することが可能になる。これにより、特に黒表
示時の光抜けを抑制でき、大幅にコントラストを改善で
きる。コントラストを落とすことなく透過型の光拡散板
を使うことができる為、従来の様に反射型の光拡散板を
パネルに組み込む必要がなくなり、製造コストの低減化
が実現できる。加えて、光拡散層として比較的後方散乱
成分の大きな拡散フィルムを使用することが可能にな
り、光拡散層の材料選択幅が広がる。
As described above, according to the present invention,
In a reflective display device, an unnecessary backscatter component generated in the light diffusion layer is blocked by stacking a light diffusion layer, a quarter-wave plate, and a polarizing plate on the panel facing the viewer side in order from the bottom. It becomes possible to do. As a result, light leakage particularly during black display can be suppressed, and the contrast can be significantly improved. Since a transmission type light diffusion plate can be used without lowering the contrast, it is not necessary to incorporate a reflection type light diffusion plate into the panel as in the conventional case, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, it becomes possible to use a diffusion film having a relatively large backscattering component as the light diffusion layer, and the material selection range of the light diffusion layer is widened.

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

【図1】本発明に係る反射型表示装置の実施形態を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a reflective display device according to the present invention.

【図2】図1に示した反射型表示装置の電圧無印加時に
おける動作を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation of the reflective display device shown in FIG. 1 when no voltage is applied.

【図3】図1に示した反射型表示装置の電圧印加時にお
ける動作を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an operation when a voltage is applied to the reflective display device shown in FIG. 1;

【図4】反射型表示装置の参考例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a reference example of the reflective display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0・・・パネル、1・・・第1基板、2・・・第2基
板、3・・・液晶層、5・・・透明電極、6・・・反射
電極、7・・・光拡散層、8・・・四分の一波長板、9
・・・偏光板
0 panel, 1 first substrate, 2 second substrate, 3 liquid crystal layer, 5 transparent electrode, 6 reflective electrode, 7 light diffusion layer , 8 ... quarter wave plate, 9
···Polarizer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外光の入射側に位置する透明な第1基
板、所定の間隙を介して該第1基板に接合し反射側に位
置する第2基板、該間隙内に保持された電気光学物質及
び該電気光学物質に電圧を印加する電極を備えたパネル
と、該第1基板の上に下から順に重ねた光拡散層、四分
の一波長板及び偏光板とを有する反射型表示装置であっ
て、 該偏光板は、外光を直線偏光に変換して第1基板側に入
射し、 該光拡散層は第2基板側で反射した外光を拡散的に出射
するとともに該偏光板を介して入射した外光の一部を不
要に反射し、 該四分の一波長板は該偏光板と協働して該光拡散層が不
要に反射した外光を遮断することを特徴とする反射型表
示装置。
1. A transparent first substrate located on an incident side of external light, a second substrate joined to the first substrate via a predetermined gap and located on a reflection side, and electro-optic held in the gap. A reflective display device comprising: a panel having a substance and an electrode for applying a voltage to the electro-optical substance; a light diffusion layer, a quarter-wave plate, and a polarizing plate sequentially stacked on the first substrate from below. Wherein the polarizing plate converts external light into linearly polarized light and enters the first substrate side, and the light diffusion layer diffusely emits external light reflected on the second substrate side and the polarizing plate Unnecessarily reflects a part of the external light incident through the light-transmitting layer, and the quarter-wave plate cooperates with the polarizing plate to block the external light unnecessary reflected by the light diffusion layer. Reflective display device.
【請求項2】 前記パネルは、電圧の印加状態に応じて
四分の一波長板として機能する液晶層を電気光学物質と
して用いることを特徴とする請求項1記載の反射型表示
装置。
2. The reflection type display device according to claim 1, wherein the panel uses a liquid crystal layer functioning as a quarter-wave plate according to a voltage application state as an electro-optical material.
【請求項3】 前記液晶層は誘電異方性が正で且つツイ
スト配向したネマティック液晶からなり、電圧無印加時
四分の一波長板として機能し、電圧印加時四分の一波長
板の機能を失うことを特徴とする請求項2記載の反射型
表示装置。
3. The liquid crystal layer is composed of a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and twisted orientation, functions as a quarter-wave plate when no voltage is applied, and functions as a quarter-wave plate when voltage is applied. 3. The reflective display device according to claim 2, wherein
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