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JPH11259007A - 反射型表示装置 - Google Patents

反射型表示装置

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Publication number
JPH11259007A
JPH11259007A JP10076698A JP7669898A JPH11259007A JP H11259007 A JPH11259007 A JP H11259007A JP 10076698 A JP10076698 A JP 10076698A JP 7669898 A JP7669898 A JP 7669898A JP H11259007 A JPH11259007 A JP H11259007A
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JP
Japan
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light
substrate
guide plate
light guide
panel
Prior art date
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Pending
Application number
JP10076698A
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English (en)
Inventor
Eiho You
映保 楊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10076698A priority Critical patent/JPH11259007A/ja
Priority to US09/264,242 priority patent/US6108059A/en
Priority to KR1019990007733A priority patent/KR19990077709A/ko
Priority to EP99400585A priority patent/EP0942228A1/en
Publication of JPH11259007A publication Critical patent/JPH11259007A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 明るい環境下での画像品位を損なうことなく
暗い環境下での画像観察を可能にする照明構造を反射型
表示装置に付与する。 【解決手段】 反射型表示装置はパネル０と導光板２０
と光源３０とからなる。パネル０は外光の入射側に位置
する透明な第１基板１、所定の間隙を介して第１基板１
に接合し反射側に位置する第２基板２、両基板の間隙内
に保持された液晶層３及びこれに電圧を印加する電極１
０を備えている。導光板２０は第１基板１の外側に載置
される。光源３０は導光板２０の端部２５に配され、必
要に応じて照明光を発生する。導光板２０は通常外光を
透過して第１基板１に入射し且つ第２基板２から反射し
た外光を出射する一方、必要に応じ照明光を導光して第
１基板１に入射し且つ第２基板２から反射した照明光を
出射する。偏光板７０と四分の一波長板８０が重ねて導
光板２０に装着されており、パネル０の第１基板１から
不要に反射した外光又は照明光を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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、外光が乏しい時に補助的に用いる反射型表示
装置の照明構造に関する。
【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。液晶などの電気光学物質は
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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、その背面に照明用の光源
（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光源として用いられる。この
為、ディスプレイ全体として見た場合バックライトが大
部分の電力を消費し、携帯用機器のディスプレイには不
向きとなる。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、正面から自然光などの外光を入
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。透過型と異なり背面照明用の光源を使わないの
で、反射型は比較的低消費電力で済み、携帯用機器のデ
ィスプレイに向いている。しかしながら、反射型表示装
置は夜間など外光の乏しい環境下では画像を観察するこ
とができず、解決すべき課題となっている。
【０００４】
【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導光
板と光源とを備えている。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、該間隙に保持され
た電気光学物質及び該第１基板と第２基板の少くとも一
方に形成され該電気光学物質に電圧を印加する電極を備
えている。導光板は透明な材料からなり該第１基板の外
側に載置される。光源は該導光板の端部に配され、必要
に応じて照明光を発生する。特徴事項として、前記導光
板は、通常外光を透過して該第１基板に入射し且つ該第
２基板から反射した外光を出射する一方、必要に応じ照
明光を導光して該第１基板に入射し且つ該第２基板から
反射した照明光を出射する為に用いられる。更なる特徴
事項として、偏光板と四分の一波長板が重ねて該導光板
に装着されており、該パネルの第１基板から不要に反射
した外光又は照明光を遮断する。
【０００５】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。この場合、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層か
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。又好ましくは、
前記導光板は帯状に分割された平面部及び各平面部の間
に位置する斜面部を有しており、該光源から導かれた照
明光を各斜面部で反射して第１基板に入射するととも
に、第２基板から反射した照明光を各平面部から出射す
る。
【０００６】本発明によれば、反射型のパネルの表面
に、導光板を載置するとともに、その端部に光源を配置
している。暗い環境下では、光源を点灯し導光板を介し
て照明光をパネル側に入射して画像を映し出す。明るい
環境下では光源を消灯し、透明な導光板を介して直接外
光を利用し画像を映し出す。導光板は基本的に透明であ
り、明るい環境下でも画像を観察する際何ら障害となら
ない。この様に、本発明によれば、必要な時だけ光源を
点灯すればよく、ディスプレイ全体としての消費電力を
大幅に削減可能であり、携帯用機器のディスプレイに好
適である。上述した基本的な作用に加え、本発明では画
質を高める為に工夫を凝らしている。即ち、導光板の裏
面に偏光板と四分の一波長板をあらかじめ装着してお
き、これをパネルの表面に載置する構造を採用してい
る。四分の一波長板の光学異方軸（光学軸）は偏光板の
偏光軸と４５°の角度を成す様に設定されている。偏光
板と四分の一波長板の積層構造は外光又は照明光を透過
する一方、パネルから不要に反射した外光又は照明光を
遮断可能である。例えば、入射側の第１基板に形成され
た電極による不要な界面反射を抑えることができる。こ
の結果導光板の周期的なプリズム構造（回折格子）に起
因する干渉縞を抑制することができ、良好な表示が可能
になる。又、入射側の第１基板表面の不要反射を抑える
こともできる。この結果、パネルに映し出される画面の
コントラストの低下を防止可能である。
【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
表示装置の実施形態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、基本的にパネル０と導
光板２０と光源３０とから構成されている。パネル０は
外光の入射側に位置する透明な第１基板１、所定の間隙
を介して第１基板１に接合し反射側に位置する第２基板
２及び両基板の間隙内に保持された液晶層３などの電気
光学物質を備えている。透明な第１基板１にはカラーフ
ィルタ６０に加えて電極１０が形成されており、液晶層
３に電圧を印加する。第２基板２には光反射層８が形成
されており、外光を反射する。なお、この光反射層８は
液晶層３に電圧を印加する電極としても機能する。従っ
て、本実施形態では液晶層３に対して上下の電極から電
圧を印加してその電気光学特性を制御している。ただ
し、本発明はこれに限られるものではなく、電気光学物
質の動作モードによっては、第１基板１と第２基板２の
少くとも一方に電極を形成すればよい場合もある。な
お、光反射層８には拡散性を付与する為、凸部が形成さ
れている。
【０００８】導光板２０はパネル０と別体として、第１
基板１の外側表面に載置可能である。ただし、図では導
光板２０とパネル０が別体であることを強調する為、両
部品の間に隙間を入れてある。光源３０は反射鏡３１に
収納されており、導光板２０の端部２５に配され、必要
に応じて照明光を発生する。導光板２０は通常外光を透
過して第１基板１に入射し且つ第２基板２の光反射層８
から反射した外光を出射する一方、必要に応じ光源３０
からの照明光を導光して第１基板１に入射し且つ第２基
板２の光反射層８から反射した照明光を出射する為に用
いられる。特徴事項として、偏光板７０と四分の一波長
板８０が重ねて導光板２０の裏面に装着されている。例
えば、粘着剤を用いて偏光板７０を導光板２０の裏面に
接合し、更に粘着剤を用いて四分の一波長板８０を偏光
板７０の裏面に接着する。四分の一波長板８０の光学軸
は偏光板７０の偏光軸と４５°の角度を成す様に装着さ
れている。偏光板７０と四分の一波長板８０の積層構造
は外光もしくは光源３０から発した照明光をパネル０に
向かって透過可能である。又、偏光板７０と四分の一波
長板８０の積層構造は第２基板２側に形成された光反射
層８から反射される外光又は照明光を透過する。しか
し、偏光板７０と四分の一波長板８０の積層構造は、パ
ネル０の第１基板１側から不要に反射した外光又は照明
光を遮断することが可能である。例えば、偏光板７０と
四分の一波長板８０の積層構造は、第１基板１の表面か
ら不要に反射した外光又は照明光を遮断することがで
き、表示コントラストを高めることが可能となる。又、
偏光板７０と四分の一波長板８０の積層構造はカラーフ
ィルタ６０と電極１０との間の界面で不要に反射した外
光又は照明光を遮断することも可能である。
【０００９】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る。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層からなり、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。又、導光板２０は帯状に分
割された平面部２２及び各平面部２２の間に位置する斜
面部２１を有している。光源３０から導かれた照明光は
各斜面部２１で反射して第１基板１に入射するととも
に、第２基板２から反射した照明光は各平面部２２から
出射する。
【００１０】図２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。この参考例は、本発明の有用性を
明らかにする為の比較対象である。この参考例では、導
光板２０とパネル０の第１基板１は透明な介在層４０を
介して互いに接合している。介在層４０の屈折率を適切
に設定して導光板２０と第１基板１の界面における照明
光及び外光の不要な反射を抑制する。即ち、この参考例
では不要反射を抑制する為、偏光板と四分の一波長板の
積層構造に代え、介在層４０を用いている。介在層４０
は例えば接着性を備えた透明な樹脂を用いることができ
る。パネル０の第１基板１の表面に透明な樹脂を塗工
し、これに重ねて導光板２０を接着する。不要反射を抑
制する為には光学的なマッチングを取る必要があり、介
在層４０を構成する樹脂の屈折率は導光板２０及び第１
基板１の屈折率とほぼ同等になる様に選択される。例え
ば、第１基板１がガラスからなる時、介在層４０を構成
する樹脂の屈折率は１．５程度に設定される。又、導光
板２０とパネル０を貼り合わせる際両者の間に気泡を閉
じ込めない為、樹脂は比較的低粘度のものがよい。
【００１１】図３は、図２に示した導光板２０の具体的
な構成を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面
図、（Ｃ）は拡大断面図である。シート状の導光板２０
はその下面部２８を介してパネル０に接着される。この
際、接着用の樹脂が導光板２０の端部２５、上面部２
６、側面部２７に付着すると、その光学的な機能が損な
われる。そこで、紫外線硬化型の樹脂を用いて導光板２
０とパネル０を接着する際、あらかじめ導光板２０の端
部２５、上面部２６、側面部２７をテープなどで被覆し
ておく必要がある。接着後、導光板２０とパネル０は互
いに一体化される。
【００１２】実際、導光板をパネルの前面に設置した場
合、導光板とパネルの間に空気層が介在すると、空気と
導光板間及び空気とパネル間の屈折率の不一致の為、入
射光が１０％近く反射される。この反射光はパネルの電
気光学的なスイッチングとは関係がない為、反射型表示
装置のコントラストを著しく低下させてしまう。そこ
で、図２に示した参考例では、この界面反射を防ぐ為、
導光板とパネルを屈折率が両方に近い透明な樹脂で接着
している。しかしながら、この接着作業は煩雑であり、
製造プロセスの複雑化及び製造歩留りの低下をもたら
す。例えば、導光板とパネルを互いに接合する時、余分
な接着剤が両者の隙間から外部に漏れ出す可能性があ
り、他の部品に付着すると反射型表示装置の外観特性が
悪くなる。これに対し、図１に示した本発明の構造で
は、偏光板と四分の一波長板の積層構造を導光板の裏面
に装着するだけで、パネル０の不要反射を抑制すること
が可能である。なお、導光板とパネルの界面における不
要反射を抑制する他の手段として、導光板の裏面やパネ
ルの表面に反射防止膜を形成する対策もある。しかしな
がら、反射防止膜の形成は明らかに製造コストの増大に
つながる。これに対し、本発明で使う偏光板や四分の一
波長板は元々反射型表示装置の必須構成部品として用い
られるものであり、基本的に製造コストの増大にはつな
がらない。
【００１３】図４は、本発明に係る反射型表示装置の具
体的な実施例を示す部分断面図である。なお、図１に示
した実施形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。本実施例ではＴＮ−ＥＣＢ
（Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ
ｃｅ）モードの液晶パネルを用いている。図示する様
に、本反射型表示装置は、互いに別体の導光板２０とパ
ネル０とを組み合わせた構造となっている。導光板２０
の表面には斜面部２１と平面部２２が形成されている。
導光板２０は例えば９０×１２０ｍｍのサイズを有し、
光源に近い側の端部における厚みが３．２ｍｍで、光源
と反対側の端部の厚みが０．２ｍｍである。導光板２０
は例えば透明アクリル板からなり、１３５°の傾斜を持
つダイヤモンドカッターで斜面部２１及び平面部２２が
機械加工されている。斜面部２１の配列周期は例えば１
２０μｍである。
【００１４】導光板２０の裏面には偏光板７０と四分の
一波長板８０が装着されている。係る積層構造を有する
導光板２０はパネル０の表面に載置される。パネル０は
外光の入射側に位置する透明なガラス板などからなる第
１基板１に、所定の間隙を介して反射側に位置する第２
基板２を接合したものである。両基板１，２の間隙には
ネマティック液晶層３が保持されている。その液晶分子
４は上下の配向膜６，７によってツイスト配向されてい
る。各基板１，２の内表面にはそれぞれ電極１０，１１
が形成されており、画素毎にネマティック液晶層３に電
圧を印加する。本実施例では第１基板１に形成された電
極１０がストライプ状にパタニングされており、第２基
板２に形成された電極１１もストライプ状に形成されて
いる。両電極１０，１１は互いに直交しており、交差部
分に画素が規定された、所謂単純マトリクス型である。
係る構成を有する反射型の液晶表示装置はＴＮ−ＥＣＢ
方式でノーマリホワイトモードである。即ち、電圧を印
加しない時ネマティック液晶層３はツイスト配向を維持
して四分の一波長板として機能し、偏光板７０及び四分
の一波長板８０と協働して、外光を通過させて白表示を
行う。電圧を印加した時、ネマティック液晶層３は垂直
配向に移行して四分の一波長板としての機能を失い、偏
光板７０及び四分の一波長板８０と協働して外光を遮断
し黒表示を行う。
【００１５】引き続き図４を参照して各構成部品を詳細
に説明する。前述した様に、パネル０の第１基板１の表
面には偏光板７０が重ねられている。偏光板７０と第１
基板１との間に四分の一波長板８０が介在している。こ
の四分の一波長板８０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８０の光学軸（一軸
異方軸）は偏光板７０の偏光軸（透過軸）と４５°の角
度を成す様に配されている。外光は偏光板７０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
０を透過すると円偏光になる。更にもう一度、四分の一
波長板を通過すると直線偏光になる。この場合、偏光方
向は元の偏光方向から９０°回転する。以上の様に、四
分の一波長板は偏光板と組み合わせることで偏光方向を
回転させることができ、これを表示に利用している。
【００１６】パネル０は基本的に水平配向した誘電異方
性が正のネマティック液晶分子４からなるネマティック
液晶層３を電気光学物質として用いている。このネマテ
ィック液晶層３はその厚みを適当に設定することで四分
の一波長板として機能する。本実施例ではネマティック
液晶層３の屈折率異方性Δｎは０．７程度であり、ネマ
ティック液晶層３の厚みは３μｍ程度である。従って、
ネマティック液晶層３のリターデーションΔｎ・ｄは
０．２ないし０．２５μｍとなる。図示する様に、ネマ
ティック液晶分子４をツイスト配向することで、上述し
たリターデーションの値は実質的に０．１５μｍ（１５
０ｎｍ）程度となる。この値は外光の中心波長（６００
ｎｍ程度）のほぼ１／４となり、ネマティック液晶層３
が光学的に四分の一波長板として機能することが可能に
なる。ネマティック液晶層３を上下の配向膜６，７で挟
持することにより、所望のツイスト配向が得られる。第
１基板１側では配向膜６のラビング方向に沿って液晶分
子４が整列し、第２基板２側では配向膜７のラビング方
向に沿って液晶分子４が整列する。配向膜６と配向膜７
のラビング方向を６０°ないし７０°ずらすことによ
り、所望のツイスト配向が得られる。
【００１７】第２基板２側には電極１１の下方に光反射
層８が形成されている。光反射層８は表面に凹凸を有し
光散乱性を備えている。従って、ペーパーホワイトの外
観を呈し表示背景として好ましいばかりでなく、入射光
を比較的広い角度範囲で反射する為、視野角が拡大し表
示が見やすくなるとともに広い視角範囲で表示の明るさ
が増す。光反射層８と電極１１との間に凹凸を埋める透
明な平坦化層１２が介在している。光反射層８は凹凸が
形成された樹脂膜１５とその表面に成膜されたアルミニ
ウムなどの金属膜１６とからなる。樹脂膜１５はフォト
リソグラフィにより凹凸がパタニングされた感光性の樹
脂膜である。感光性樹脂膜１５は例えばフォトレジスト
からなり、基板表面に全面的に塗布される。これを所定
のマスクを介して露光処理し例えば円柱状にパタニング
する。次いで加熱してリフローを施せば凹凸形状が安定
的に形成できる。この様にして形成された凹凸形状の表
面に所望の膜厚で良好な光反射率を有するアルミニウム
などの金属膜１６を形成する。凹凸の深さ寸法を数μｍ
に設定すれば、良好な光散乱特性が得られ、光反射層８
は白色を呈する。光反射層８の表面には平坦化層１２が
形成され凹凸を埋めている。平坦化層１２はアクリル樹
脂など透明な有機物を用いることが好ましい。この平坦
化層１２を介在させることで、電極１１及び配向膜７の
形成が安定に行える。
【００１８】図５を参照して、図４に示した反射型表示
装置の基本的な動作を詳細に説明する。図中、（ＯＦ
Ｆ）は電圧無印加状態を示し、（ＯＮ）は電圧印加状態
を示している。（ＯＦＦ）に示す様に、本反射型表示装
置は観察者側から見て順に偏光板７０、四分の一波長板
８０、ネマティック液晶層３、光反射層８を重ねたもの
である。なお、理解を容易にする為導光板は図示を省略
している。偏光板７０の偏光軸（透過軸）は７０Ｐで表
わされている。四分の一波長板８０の光学軸８０Ｓは透
過軸７０Ｐと４５°の角度を成す。又、第１基板側の液
晶分子４の配向方向３Ｒは偏光板７０の偏光軸（透過
軸）７０Ｐと平行である。
【００１９】入射光２０１は偏光板７０を通過すると直
線偏光２０２になる。その偏光方向は透過軸７０Ｐと平
行であり、以下平行直線偏光と呼ぶことにする。平行直
線偏光２０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光
２０３に変換される。円偏光２０３は四分の一波長板と
して機能するネマティック液晶層３を通過すると直線偏
光になる。ただし、直線偏光の偏光方向は９０°回転し
平行直線偏光２０２と直交する。以下、これを直交直線
偏光と呼ぶことにする。直交直線偏光２０３は光反射層
８で反射した後、再び四分の一波長板として機能するネ
マティック液晶層３を通過する為、円偏光２０４にな
る。円偏光２０４は更に四分の一波長板８０を通過する
為元の平行直線偏光２０５になる。この平行直線偏光２
０５は偏光板７０を通過して出射光２０６となり、観察
者に至る為白表示が得られる。
【００２０】（ＯＮ）に示す電圧印加状態では、液晶分
子４はツイスト配向から垂直配向に移行し、四分の一波
長板としての機能が失われる。偏光板７０を通過した外
光２０１は平行直線偏光２０２となる。平行直線偏光２
０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光２０３に
なる。円偏光２０３はネマティック液晶層３を円偏光の
まま通過した後、光反射層８で反射され、円偏光２０４
ａのまま、四分の一波長板８０に至る。ここで円偏光２
０４ａは直交直線偏光２０５ａに変換される。直交直線
偏光２０５ａは偏光板７０を通過できないので黒表示に
なる。
【００２１】更に、本発明の理解を容易にする為、図６
の実施例を参照して特に不要反射の抑制動作を説明す
る。図示する様に、反射型表示装置は、上から順に偏光
板７０、四分の一波長板８０、第１基板１、電極１０、
液晶層３、平坦化層１２、光反射層８、第２基板２を積
層したものである。なお、理解を容易にする為導光板は
図示を省略している。又、本例は光反射層８が電極１１
を兼ねている。この電極１１はマトリクス状に細分化さ
れており画素電極として機能する。個々の画素電極は薄
膜トランジスタ５０によって駆動されており、所謂アク
ティブマトリクス型表示装置となっている。偏光板７０
の透過軸は図示する様にストライプ模様で表わされてい
る。四分の一波長板８０の光学軸は偏光板７０の透過軸
（偏光軸）と４５°の角度を成している。液晶層３もオ
フ状態では四分の一波長板として機能する。照明光又は
外光などの入射光は偏光板７０を通過すると直交直線偏
光になる。直交直線偏光は四分の一波長板８０を通過す
ると円偏光になる。更に液晶層３を通過すると直交直線
偏光になる。直交直線偏光は光反射層８により反射され
た後、液晶層３により円偏光とされ、更に四分の一波長
板８０で平行直線偏光となる。従って出射光としてその
まま偏光板７０を通過し観察者に至る。なお、入射光の
一部は四分の一波長板８０で円偏光とされた後電極１０
と基板１の界面で鏡面反射される。この鏡面反射された
不要な円偏光は四分の一波長板８０により直交直線偏光
となる。この界面反射された直交直線偏光は偏光板７０
の透過軸と直交するので吸収される。従って、不要反射
は常に吸収されることになり、本発明に係る反射型表示
装置の画質が改善できる。なお、図２に示した参考例で
は、導光板とパネルを透明な樹脂で互いに接合すること
により、パネルと導光板との界面における不要反射を抑
制可能である。しかしながら、透明な樹脂を用いた方法
では、電極１０と基板１との界面における不要反射を抑
制することはできない。これに対し、偏光板と四分の一
波長板の積層構造を用いた本発明では、パネルと導光板
の界面における不要反射に加え、電極と基板の界面にお
ける不要反射も遮断可能である。
【００２２】電極と基板の界面における不要反射の抑制
は特に周期的な構造を有する導光板を用いた反射型表示
装置の画質改善に効果的である。不要反射を抑制するこ
とで干渉縞を除去できる。以下、この点に付き詳細な説
明を行う。前述した様に、反射型表示装置は消費電力が
少くて済み、携帯用情報端末のディスプレイとして期待
されている。ただし、バックライトを用いた透過型表示
装置とは異なり、反射型表示装置は暗い環境では画面を
見ることはできない。この問題を解決する為本発明では
前述した様に導光板を用いている。図７に、導光板の典
型的な構造を示す。再三説明した様に、この導光板２０
は反射型パネルの前面側ガラス基板に載置される。導光
板２０は例えば４５°の傾斜角を有する斜面部２１と、
パネルのガラス基板に平行な平面部２２とで構成されて
おり、周期構造を有する回折格子になっている。
【００２３】図８は、図７に示した導光板２０を透明な
介在層４０によりパネル０に接合した参考例を模式的に
表わしている。導光板２０の端面２５の近傍には冷陰極
管などからなる光源が配されている。冷陰極管から発生
した照明光は端面２５から水平に入射し、４５°の傾斜
面を有する斜面部２１により垂直下方にほぼ全反射す
る。この反射光により反射型パネル０を前面側から照明
することができる。明るい場所では環境照明（外光）で
画面を観察する一方、暗い環境では冷陰極管を点灯して
パネル０を照明し画面を観察可能にする。しかし、導光
板２０を反射型パネルの前面に直接設置すると、導光板
２０の周期構造に起因して干渉縞が発生し、画面が見に
くくなる。光源から発した照明光は導光板２０により垂
直下方に全反射される時、導光板２０の周期構造に起因
して回折を受け、零次光に加え、一次光、二次光・・・
などが生じる。パネル０から反射した照明光は再び導光
板２０を通過するが、この時にも回折を受け零次光、一
次光・・・が発生する。２回の回折により生じた零次光
や一次光が互いに干渉し、明暗の縞模様が画面に重なっ
て視認される。これにより、ディスプレイの見やすさが
損なわれることになる。特に、パネル０の正面から光源
とは反対側に傾いた位置で画面を観察すると、干渉縞が
目立つ様になる。即ち、斜面部２１の傾斜面と対向する
側に観察者の視線が傾斜すると干渉縞が目立つ様にな
る。視線の傾きが大きくなる程、干渉縞（モアレ）がよ
り鮮明になる。
【００２４】図９はモアレの発生を模式的に表わしたも
のである。（Ａ）はガラスなどからなる第１基板１とＩ
ＴＯなどの透明導電膜からなる電極１０との間の界面１
／１０で反射した不要照明光に着目した図であり、
（Ｂ）は第２基板に形成された光反射層８によって反射
された本来の照明光に着目した図である。何れも、反射
面を境にして導光板２０を折り返した様に表わしてお
り、理解を容易にしている。（Ａ）に示す様に、導光板
２０は斜面部２１と平面部２２が周期的に配列されてお
り一種の回折格子２０１となる。回折格子２０１を通過
した照明光は界面１／１０で鏡面反射を受け再び導光板
２０を通過する。この時には導光板２０は回折格子２０
２として作用する。一対の回折格子２０１，２０２は互
いに相補的である。等価的に見ると、照明光が観察者に
達するまでに回折格子２０１，２０２を通ってしまうこ
とになる。１回目の回折光と２回目の回折光が干渉して
モアレを形成する。例えば、照明光は回折格子２０１に
より零次回折光や一次回折光に分かれる。これらの回折
光は回折格子２０２により再び回折を受け零次回折光や
一次回折光に分かれる。特に、最初の零次回折光から生
じた一次回折光と、最初の一次回折光から得られた零次
回折光は次数の合計が等しくなり、互いに強く干渉し合
う。冷陰極管からの平行入射光は導光板の斜面部２１に
より反射され、そのまま界面１／１０に進行する。この
界面で鏡面反射された光は平行光である。平行入射光及
び平行反射光はほとんど同じパスを通る為に互いに干渉
してしまう。この干渉こそモアレを生じる原因である。
【００２５】これに対して（Ｂ）に示す様に、拡散性が
強い光反射層８で反射した照明光には干渉性がない。光
反射層８で反射した照明光は零次回折光と一次回折光が
混合し、干渉性がなくなりモアレの発生原因とはならな
い。
【００２６】上述したモアレを抑制する為に、本発明で
は図１、図４及び図６に示した様に、偏光板７０と四分
の一波長板８０の積層構造を導光板２０の裏面に装着し
ている。偏光板７０と四分の一波長板８０は協働して電
極１０による照明光の不要反射を抑制することができ
る。この結果導光板２０の周期構造に起因するモアレを
ほぼ実質的に除くことが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射型のパネルの上に導光板を載置し、且つ導光板の端
部に補助照明用の光源を配している。導光板は通常外光
を透過してパネルに入射し且つパネルから反射した外光
を出射する一方、必要に応じ照明光を導光してパネルに
入射し且つパネルから反射した照明光を出射する。暗い
環境下では光源を点灯することにより、反射型のパネル
であっても画像が観察できるようにしている。一方、外
光が豊富な明るい環境下では光源を消灯して電力の節約
を図っている。又、偏光板と四分の一波長板の積層構造
を導光板の裏面に装着することで、パネルの不要反射を
遮断し、表示画面の品位を改善している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型表示装置の実施形態を示す
模式的な部分断面図であり、暗い環境下における使用状
態を表わしている。
【図２】反射型表示装置の参考例を示す断面図である。
【図３】図２に示した参考例に用いる導光板を示す模式
図である。
【図４】本発明に係る反射型表示装置の実施例を示す断
面図である。
【図５】図４に示した実施例の動作説明に供する模式図
である。
【図６】本発明に係る反射型表示装置の他の実施例を示
す一部破断斜視図である。
【図７】導光板の参考例を示す模式図である。
【図８】図７に示した導光板を用いた反射型表示装置の
参考例を示す模式図である。
【図９】図８に示した反射型表示装置の参考例に現れる
モアレの発生原因を示す説明図である。
【符号の説明】
０・・・パネル、１・・・第１基板、２・・・第２基
板、３・・・液晶層、８・・・光反射層、１０・・・電
極、２０・・・導光板、２１・・・斜面部、２２・・・
平面部、３０・・・光源、７０・・・偏光板、８０・・
・四分の一波長板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    び該第１基板と第２基板の少くとも一方に形成され該電
    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基板の外側に載置された透明な導光板と、 該導光板の端部に配され必要に応じて照明光を発生する
    光源とを有する反射型表示装置であって、 前記導光板は、通常外光を透過して該第１基板に入射し
    且つ該第２基板から反射した外光を出射する一方、必要
    に応じ照明光を導光して該第１基板に入射し且つ該第２
    基板から反射した照明光を出射する為に用いられ、 偏光板と四分の一波長板が重ねて該導光板に装着されて
    おり、該パネルの第１基板から不要に反射した外光又は
    照明光を遮断することを特徴とする反射型表示装置。
  2. 【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。
  3. 【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層からなり、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。
  4. 【請求項４】 前記導光板は帯状に分割された平面部及
    び各平面部の間に位置する斜面部を有しており、該光源
    から導かれた照明光を各斜面部で反射して第１基板に入
    射するとともに、第２基板から反射した照明光を各平面
    部から出射することを特徴とする請求項１記載の反射型
    表示装置。
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