JPH06180446A - Liquid crystal display device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the bright reflection type light scattering liquid crystal display device by constituting a light reflection element in such a manner as to reflect incident light only in the specific angle direction mainly with the incident angle of the light and providing an illuminating means for irradiating the liquid crystal display device mainly from only the one direction on an observer side at need. CONSTITUTION:The incident light 10 on a picture element 8 is scattered while the light passes the picture element 8 when the light reflection element 7 is formed to have specular surface reflectivity. This light is specular-reflected by the surface of the reflection element 7 and is further scattered and emitted while the light passes the picture element 8 therefor, the light is visible brightly and to the reflected light to the observer direction 12. On the other hand, the incident light 11 on the light transmitable picture element 9 is emitted by general refraction and specular reflection and, therefore, the reflection angle is equal to the incident angle and the light does not progress to the observer direction. The picture element 9 is thus observed dark. The display is not visible from the specular reflection direction from the illuminating means in the case of use of a mirror surface reflection plate as the light reflection element 7. Then, the illuminating means is eventually necessitated to be merely provided in the directions exclusive of the specular reflection direction when viewed from the observer direction 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【技術分野】本発明は、反射型光散乱液晶表示装置に関
するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reflective light-scattering liquid crystal display device.

【０００２】[0002]

【従来技術】従来最も一般的な液晶モードは、ＴＮ（ｔ
ｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＳＴＮ（ｓｕ
ｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードであ
るが、これらのモードでは電気光学特性における急峻性
の不十分さや、二枚の偏光子を用いなければならないと
いうことのために、表示が暗くなってしまう。液晶に二
色性色素を添加してゲスト−ホスト（ＧＨ）型として構
成する場合は、偏光子は一枚でも表示することが可能と
なるためにある程度明るくはなるが、この場合コントラ
ストは著しく低下してしまう。カラー表示を行なう場合
には、大きなコントラストを必要とするため、ＴＮまた
はＳＴＮモードのＧＨ型を採用するのは不可能である。
ＤＡＰ型（またはＶＡＮ型）、ＥＣＢ型も含め、これら
複屈折モードを用いてカラー液晶表示素子を構成するた
めには、上述の理由によりバックライトを非常に明るく
する必要がある。液晶表示そのものは、非常に消費電力
の小さなものであるが、明るい照明手段を備えることに
よって、その特筆すべき特徴は著しく損なわれてしま
う。また、液晶素子は本来薄い平面型の構成となってい
るのに、このような照明手段を備えることによって、せ
っかくの薄型構造が損なわれてしまう。モノクロ表示を
行なう場合でも、バックライトを用いない場合は、表示
の暗さのために表示品質は充分なものとはいえない。各
画素毎にＴＦＴやＭＩＭなどの素子を設けた、いわゆる
アクティブマトリックス型の構成では、ＴＮモードでの
電気光学特性における急峻性の不十分さをカバーするこ
とができるために、アクティブマトリックスを用いない
上述の単純マトリックス型液晶素子よりもかなり明るい
表示が可能となるが、やはり二枚の偏光子を用いること
によって、バックライトを用いずに充分な明るさを得る
ことは不可能である。また、偏光子は高価なものである
ために、二枚の偏光子を用いるということはコスト上か
なり不利となる。偏光子（偏光板）を液晶素子に貼りあ
わせる工程も容易なものではなく、気泡の巻き込みやシ
ワの発生が無いように貼りあわせるのは困難である。こ
のための歩留低下も無視し得ない。更に、一般の偏光板
は延伸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を
含ませるか、ヨウ素を含んだＰＶＡを延伸するなどして
作られているために、耐熱性、耐湿性の点で著しく劣っ
ており、現在の液晶素子の信頼性は偏光板によって決定
されていると言っても過言ではない。一方、近年、ポリ
マーのマトリックス中に液晶の小さな球を分散させたポ
リマー分散型液晶の提案がなされ（ファーガソン：特表
昭５８−５０１６３１）、液晶層の厚さの影響を受けに
くい、大面積化が可能、偏光板が不要等の特徴を持つこ
とから注目されている。また、大日本インキ化学工業の
特開平１−１９８７２５には、光硬化型樹脂が形成する
三次元網目構造中に液晶を分散させたポリマーネットワ
ーク型液晶を表示素子の液晶層に用いることにより、ポ
リマー分散型液晶と同様の特徴のほかに、低電圧駆動、
優れた急峻性などの利点が得られることが示されてい
る。これらの液晶素子は、液晶層の光散乱性を利用して
光変調、表示を行なうために、ゲスト−ホスト型以外で
直視型の表示素子を構成するのは非常に困難であり、投
射型ディスプレイとしての開発が盛んに行なわれてき
た。しかし、投射型として用いるのであれば、強力なラ
ンプのほかに、さらに投射光学系も必要となり、バック
ライトを用いた場合以上に液晶素子本来の薄型の構成か
ら離れたものとなってしまう。また、ゲスト−ホスト型
では、二色性色素に含まれる不純物や、光分解による生
成物によって、信頼性の点で劣ることが多く、しかも光
硬化樹脂を用いてポリマーと液晶の分散構造を作ろうと
する場合には、色素が光硬化反応を阻害することもあ
り、材料系に大きな制約がある。2. Description of the Related Art Conventionally, the most common liquid crystal mode is TN (t
Wisted nematic mode and STN (su
Although it is a per twisted nematic mode, in these modes, the display becomes dark due to insufficient steepness in electro-optical characteristics and the necessity of using two polarizers. When a dichroic dye is added to the liquid crystal to form a guest-host (GH) type, it becomes possible to display even one sheet of the polarizer, which makes it somewhat brighter, but in this case, the contrast is remarkably lowered. Resulting in. When performing color display, it is impossible to adopt the TN type or the STN mode GH type because a large contrast is required.
In order to construct a color liquid crystal display device using these birefringence modes including the DAP type (or VAN type) and the ECB type, it is necessary to make the backlight extremely bright for the reasons described above. The liquid crystal display itself consumes very little power, but the provision of a bright illuminating means significantly impairs its remarkable features. Further, although the liquid crystal element originally has a thin flat type structure, the provision of such an illumination means impairs the thin structure. Even when performing monochrome display, the display quality cannot be said to be sufficient due to the darkness of the display when the backlight is not used. In the so-called active matrix type configuration in which elements such as TFTs and MIMs are provided for each pixel, the active matrix is not used because the insufficient steepness in electro-optical characteristics in the TN mode can be covered. A display much brighter than that of the above-mentioned simple matrix type liquid crystal element is possible, but it is still impossible to obtain sufficient brightness without using a backlight by using two polarizers. Further, since the polarizer is expensive, it is considerably disadvantageous in cost to use two polarizers. The process of attaching the polarizer (polarizing plate) to the liquid crystal element is not easy either, and it is difficult to attach it so as not to entrap air bubbles or generate wrinkles. The yield reduction due to this cannot be ignored. Further, since a general polarizing plate is made by including iodine in stretched polyvinyl alcohol (PVA) or stretching PVA containing iodine, it is significantly inferior in heat resistance and moisture resistance. Therefore, it is no exaggeration to say that the reliability of current liquid crystal elements is determined by the polarizing plate. On the other hand, in recent years, a polymer-dispersed liquid crystal in which small spheres of liquid crystal are dispersed in a polymer matrix has been proposed (Ferguson: Tokushusho 58-501631), which is not easily affected by the thickness of the liquid crystal layer and has a large area. However, it is attracting attention because it has features such as that it does not require a polarizing plate. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 1-1198725 of Dainippon Ink and Chemicals, a polymer network type liquid crystal in which a liquid crystal is dispersed in a three-dimensional network structure formed by a photocurable resin is used for a liquid crystal layer of a display device. In addition to features similar to dispersed liquid crystal, low voltage drive,
It has been shown that advantages such as excellent steepness can be obtained. Since these liquid crystal elements perform light modulation and display by utilizing the light scattering property of the liquid crystal layer, it is very difficult to construct a direct-view display element other than the guest-host type, and a projection display Has been actively developed. However, if it is used as a projection type, in addition to a powerful lamp, a projection optical system is also required, which is far from the original thin structure of the liquid crystal element than when a backlight is used. In addition, the guest-host type is often inferior in reliability due to impurities contained in the dichroic dye and products generated by photolysis, and a dispersion structure of a polymer and a liquid crystal is formed using a photocurable resin. When trying to do so, the dye may hinder the photo-curing reaction, which greatly limits the material system.

【０００３】[0003]

【目的】本発明の目的は、明るい反射型光散乱液晶表示
装置を提供することである。[Object] An object of the present invention is to provide a bright reflective light-scattering liquid crystal display device.

【０００４】[0004]

【構成】本発明の液晶装置では、液晶駆動用電極を設け
た一対の基板間に光散乱の液晶層を挾持し、該液晶層の
外側に光反射素子を設け、該電極に印加した電界により
該液晶層の光散乱性の大きさを制御して光変調を行う液
晶装置において、該液晶層が光散乱モードであり、かつ
該光反射素子が、入射光の入射角度に対して主に特定の
角度方向にのみ光反射するように構成される。図１によ
り本発明の構成を説明する。図１は本発明による液晶装
置の断面を模式的に示す図である。本発明の構成では、
光散乱性液晶素子１と光反射素子２とからなる。説明の
ため、画素３は光散乱性の状態、画素４は光透過性の状
態になっているとする。光反射素子２が一般の反射型デ
ィスプレイに用いられるように拡散反射素子である場
合、画素が光透過性か光散乱性かにかかわらず、反射素
子での拡散反射によって観察者方向に光が反射されるた
めに、コントラストを得ることができない。また、現在
まで知られている限り、光散乱性液晶素子は前方散乱効
率が大きいために、光反射素子２のかわりに黒色（また
は濃色）の着色板を配置しても、画素が光散乱性である
ときに背面の着色板の色が視認されてしまい、やはり充
分なコントラストを得ることはできなかった。本発明で
は、光反射素子２がその反射光を、入射角に対して特定
の方向にのみ反射させるために、光透過性の状態である
画素４に入射した光は観察者方向には反射されず、二色
性色素を用いなくてもコントラストを得ることが可能と
なる。図２に、反射素子７が鏡面反射性（反射角＝入射
角）である場合の光散乱の様子を示した。液晶素子６に
おいて、画素８、９はそれぞれ光散乱性の状態、光透過
性の状態となっている。画素８に入射した光１０は、画
素８を通過する間に散乱され、反射素子７の表面で正反
射され、さらに画素８を通過しながら散乱されて出射す
るので、観察者方向１２への反射光のために、明るく視
認される。一方、光透過性の画素９に入射した光１１は
一般の屈折と正反射によって出射するので、反射角は入
射角と等しくなり、観察者方向１２へは光は進まない。
したがって、画素９は暗く視認される。図３に、従来の
ように反射素子として拡散反射板１４を用いたときの光
反射の様子を示した。液晶素子１３において、画素１
５、１６はそれぞれ光散乱性の状態、光透過性の状態と
なっている。光散乱性の状態の画素１５に入射した光１
７は、画素内を通過しながら散乱され、さらに拡散反射
板１４の表面でも拡散反射されるために、観察者方向１
９へ反射光が到達し、明るく視認される。一方、光透過
性の状態の画素１６に入射した光１８は、画素内では散
乱されないものの、拡散反射板１４の表面で拡散反射さ
れてしまうので、やはり観察者方向１９へ反射光が到達
し、画素１６も明るく視認される結果となっていた。こ
のため、光散乱モードの液晶素子と従来の拡散反射板を
組み合わせた場合は、ほとんどコントラストを得ること
ができなかった。図４に、本発明において光反射素子２
１（図１の素子２に対応）として、入射光を入射方向に
反射するような（反射角＝−入射角）反射板を用いたと
きの光反射の様子を示した。液晶素子２０において、画
素２２、２３はそれぞれ光散乱性、光透過性の状態とな
っている。画素２２に入射した光２４は、画素内を通過
するにつれ散乱され、反射板２１への入射角はさまざま
なものとなる。反射板２１で反射された光は、画素内で
さらに散乱されながら出射され、よって観察者方向２６
へも反射光が到達し明るく視認される。一方、画素２３
に入射した光２５は散乱されずに反射素子２１に入射
し、全て入射方向に反射されるために、観察者方向２６
へ反射光が到達せず、暗く視認される。In the liquid crystal device of the present invention, a light-scattering liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates provided with liquid crystal driving electrodes, a light reflecting element is provided outside the liquid crystal layer, and an electric field applied to the electrodes is applied. In a liquid crystal device that controls the light scattering property of the liquid crystal layer to perform light modulation, the liquid crystal layer is in a light scattering mode, and the light reflecting element is mainly specified with respect to an incident angle of incident light. Is configured to reflect light only in the angular direction of. The configuration of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a liquid crystal device according to the present invention. In the configuration of the present invention,
It comprises a light scattering liquid crystal element 1 and a light reflecting element 2. For the sake of explanation, it is assumed that the pixel 3 is in the light scattering state and the pixel 4 is in the light transmitting state. When the light reflection element 2 is a diffuse reflection element used in a general reflection type display, regardless of whether the pixel is light transmissive or light scattering, the light is reflected toward the observer by diffuse reflection by the reflection element. Therefore, the contrast cannot be obtained. Further, as far as is known so far, since the light-scattering liquid crystal element has a large forward scattering efficiency, even if a black (or dark color) colored plate is arranged in place of the light reflecting element 2, the pixel scatters light. However, the color of the colored plate on the back side was visually recognized when it was a sex, and it was not possible to obtain a sufficient contrast. In the present invention, since the light reflecting element 2 reflects the reflected light only in a specific direction with respect to the incident angle, the light incident on the pixel 4 in the light transmissive state is reflected in the observer direction. Therefore, it is possible to obtain contrast without using a dichroic dye. FIG. 2 shows how light is scattered when the reflective element 7 has specular reflectivity (reflection angle = incident angle). In the liquid crystal element 6, the pixels 8 and 9 are in a light scattering state and a light transmitting state, respectively. The light 10 incident on the pixel 8 is scattered while passing through the pixel 8, specularly reflected on the surface of the reflecting element 7, and further scattered while passing through the pixel 8 to be emitted, so that the light 10 is reflected toward the observer 12. Visible brightly due to the light. On the other hand, the light 11 incident on the light-transmissive pixel 9 is emitted by general refraction and specular reflection, so that the reflection angle becomes equal to the incident angle, and the light does not travel toward the observer direction 12.
Therefore, the pixel 9 is visually recognized as dark. FIG. 3 shows a state of light reflection when the diffuse reflection plate 14 is used as the reflection element as in the prior art. In the liquid crystal element 13, the pixel 1
5 and 16 are in a light scattering state and a light transmitting state, respectively. Light 1 incident on the pixel 15 in the light scattering state
7 is scattered while passing through the pixels, and is also diffused and reflected on the surface of the diffuse reflection plate 14, so that the observer direction 1
The reflected light reaches 9 and is visually recognized brightly. On the other hand, the light 18 incident on the pixel 16 in the light transmissive state is not scattered within the pixel but is diffusely reflected on the surface of the diffuse reflection plate 14, so that the reflected light also reaches the observer direction 19, The pixel 16 was also brightly viewed. Therefore, when the liquid crystal element in the light scattering mode and the conventional diffuse reflection plate are combined, almost no contrast can be obtained. FIG. 4 shows the light reflecting element 2 according to the present invention.
1 (corresponding to the element 2 in FIG. 1), the state of light reflection when a reflector that reflects incident light in the incident direction (reflection angle = −incident angle) is used is shown. In the liquid crystal element 20, the pixels 22 and 23 are in a light-scattering state and a light-transmitting state, respectively. The light 24 incident on the pixel 22 is scattered as it passes through the pixel, and the incident angle on the reflection plate 21 becomes various. The light reflected by the reflection plate 21 is emitted while being further scattered in the pixel, so that the observer direction 26
The reflected light also reaches and is visible brightly. On the other hand, the pixel 23
Since the light 25 incident on the incident light is incident on the reflecting element 21 without being scattered and is reflected in the incident direction,
The reflected light does not reach, and it is visible dark.

【０００５】本発明の液晶表示装置を用いたときのコン
トラストは、照明方向の明るさと観察者方向の明るさの
比によって決まる。よって、一方向からのみ強く照明さ
れている場合に最も視認性が高い。逆に、照明が極めて
拡散的である場合には、照明光の明るさと観察者方向の
明るさがほぼ等しくなってしまうために、視認性は劣っ
てしまうので、図５に示すように照明手段を設けること
によって、ある一定以上の視認性を確保することが可能
となる。図５では、観察者方向３０に照明光が照射され
ないような照明手段２８が設けられ、液晶素子と光反射
素子からなる表示装置２７の表示面を照明している。光
反射素子として鏡面反射板を用いる場合は、照明手段２
８からの正反射方向２９からは表示を視認できない。よ
って、照明手段２８は観察者方向から見て正反射方向以
外に設ければよいことになる。一般に照明方向から表示
装置を観察することは無いので、図４に示したように光
反射素子として反射光が入射方向に反射するような反射
板を用いた場合は、照明手段２８の方向に制約は無い
が、液晶表示装置２７の表面での正反射が観察者方向に
くる場合はどのような表示素子の場合でも、この正反射
光が表示の妨げとなるので、観察者から見て正反射方向
には照明手段２８を配置しないほうが良い。The contrast when the liquid crystal display device of the present invention is used is determined by the ratio of the brightness in the illumination direction to the brightness in the observer direction. Therefore, the visibility is highest when strongly illuminated only from one direction. On the other hand, when the illumination is extremely diffuse, the brightness of the illumination light and the brightness in the direction of the observer become almost equal, and the visibility is poor. Therefore, as shown in FIG. By providing, it is possible to secure a certain level of visibility. In FIG. 5, an illuminating unit 28 is provided so that the illuminating light is not emitted in the observer direction 30, and illuminates the display surface of the display device 27 including a liquid crystal element and a light reflecting element. When a specular reflector is used as the light reflection element, the illumination means 2
The display cannot be visually recognized from the regular reflection direction 29 from 8. Therefore, the illuminating means 28 may be provided in a direction other than the regular reflection direction when viewed from the observer direction. Generally, since the display device is not observed from the illumination direction, when a reflection plate that reflects reflected light in the incident direction is used as the light reflection element as shown in FIG. 4, the direction of the illumination means 28 is restricted. However, if the specular reflection on the surface of the liquid crystal display device 27 is directed toward the observer, this specularly reflected light interferes with the display of any display element, so that the specular reflection is seen by the observer. It is better not to arrange the illumination means 28 in the direction.

【０００６】本発明で使用される液晶素子の構成例を図
６に示した。液晶駆動用電極３３、３４を備えた基板３
１、３２によって、光散乱性の液晶層３５が挾持されて
いる。液晶層３５は、原理的には光散乱モードであれば
どのようなモードでも使用可能であるが、応答速度、駆
動電圧などの点から液晶とポリマーからなる分散膜を用
いたものが特に好ましい。液晶とポリマーからなる分散
膜を作製する方法としては、液晶とポリマーの溶液や懸
濁液から溶媒を蒸発させることによって液晶とポリマー
の相分離構造を得る溶媒蒸発法、紫外硬化樹脂や熱硬化
樹脂のプレポリマーと液晶の混合溶液から、プレポリマ
ーの重合によって相分離構造を得る硬化性樹脂法等が知
られている。以下、前者の中でも最も一般的なキャスト
法と、後者で代表的な紫外線硬化法について具体的に説
明する。キャスト法では、適当な溶媒、または混合溶媒
にポリマーと液晶の両方を溶解し、この溶液を基板上に
塗布し、溶媒を蒸発させて分散膜を得る。キャスト法で
用いることのできるポリマー材料としては、ポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコー
ル、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、シロキ
サン系樹脂などが、各種の溶媒に溶けやすいために好ま
しいが、エポキシ樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化
ビニリデン、ポリエチレンおよびこれらの共重合体など
でも溶媒系を工夫することによって使用可能である。液
晶材料としては、一般のビフェニル系、ターフェニル
系、フェニルピリミジン系、フェニルシクロヘキサン
系、フェニルエステル系などや、これらの混合物からな
る液晶組成物を例示することができる。液晶とポリマー
の共通溶媒としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロ
フラン（ＴＨＦ）などのエーテル類、アセトンなどのケ
トン類、トルエン、クロロベンゼンなどの芳香族系溶
媒、γ−ブチロラクトン、トリクロロエタン、Ｎ，Ｎ−
ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メ
チルピロリドン、セロソルブ系、カルビトール系等が例
示できる。基板に塗布するポリマー、液晶、溶媒からな
る溶液の組成比は、作った分散膜におけるポリマーと液
晶の組成比、分散膜の厚さ、および溶媒に対する両成分
の溶解度によってかわるが、ポリマーと液晶の濃度の合
計が概ね５％（％は全て重量％とする）以下では分散膜
の厚さが薄すぎて、充分な光散乱性が得られてない。ま
た、高濃度すぎる場合はこの逆に、膜厚が厚すぎて液晶
に印加される電界強度が小さくなって、液晶が充分な応
答を示さなくなる。ポリマーと液晶の組成比は１０：９
０〜６０：４０の範囲が好ましい。ポリマーが約１０％
以下では、安定な分散構造が得られにくいのと、液晶が
バルクの状態とあまり変わらなくなってしまい、分散膜
の特徴である光散乱性や高速応答性が失われてしまう。
一方、ポリマーが６０％以上になってしまうと、分散膜
における液晶の体積比が小さくなりすぎて、電圧印加時
の光透過性（光散乱性）の変化が小さくなってしまう。
液晶、ポリマー、溶媒からなる溶液を基板に塗布する方
法としては、スピン塗布、バーコーターによる塗布、デ
ィッピング法、ブレード塗布などがある。本発明で使用
できる光硬化型樹脂としては、不飽和ポリエステル／ス
チレン系、ポリエン／チオール系、エポキシ／ルイス酸
系、アクリレート系などがあげられる。重合速度や粘度
を調節する必要のある場合は、異なった材料を混合する
か、モノマーや重合度の異なったオリゴマーを添加すれ
ばよい。光重合開始剤として用いることのできる化合物
としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジ
ル、ベンゾイン、チオキサントンなどやこれらの誘導
体、およびテトラメチルチウラムモノサルファイド（Ｔ
ＭＳ）などがある。重合開始剤の濃度は、ポリマーに対
して０．３〜５．０％、更に好ましくは０．５〜３．０
％が良い。これよりも、濃度が低い場合は充分な重合反
応が起こらず、濃度が高すぎる場合は重合開始剤の光分
解によって生じる不純物の悪影響が大きくなってしま
う。光硬化型樹脂を用いて液晶とポリマーの分散膜を作
製する場合の液晶材料としては、キャスティング法の場
合と全く同様のものが例示できる。光照射強度は、用い
る重合開始剤の光吸収波長やその濃度、および照射装置
に依存するが、一般の紫外線照射装置を用いる場合であ
れば、概ね５ｍＷ／ｃｍ²以上、好ましくは１０ｍＷ／
ｃｍ²以上の装置を用いるのが良い。これよりも弱い場
合には、長時間の照射を必要とするために非効率的であ
る。照射強度が大きい場合には、それだけ照射時間を短
くすれば良いのだが、重合速度が速すぎる場合は分散構
造の形や大きさの制御が困難になるので、照射強度を適
宜調節する必要がある。ポリマーと液晶の分散膜におい
て、液晶が液滴状となってポリマー中に分散するか、ス
ポンジ状、または三次元網目状のポリマー構造の間隙に
液晶が含まれるように分散するかは、膜の製法にもよる
が、ポリマーと液晶の組み合わせや、液晶の組成比にも
依存する。一般に、同じ方法、材料で成膜する場合に
は、液晶の組成比が小さい場合に前者の構造、液晶の組
成比が大きい場合に後者の構造になりやすい傾向があ
り、中間的な場合にはその両方の構造が膜の中に形成さ
れることがある。A configuration example of the liquid crystal element used in the present invention is shown in FIG. Substrate 3 having liquid crystal driving electrodes 33, 34
A light-scattering liquid crystal layer 35 is sandwiched between 1 and 32. In principle, the liquid crystal layer 35 can be used in any mode as long as it is a light scattering mode, but it is particularly preferable to use a dispersion film made of a liquid crystal and a polymer in view of response speed, driving voltage and the like. As a method for producing a dispersed film composed of a liquid crystal and a polymer, a solvent evaporation method for obtaining a phase separation structure of the liquid crystal and the polymer by evaporating a solvent from a solution or suspension of the liquid crystal and the polymer, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin Known is a curable resin method in which a phase-separated structure is obtained by polymerizing a prepolymer from a mixed solution of the prepolymer and liquid crystal. The most general casting method among the former and the ultraviolet curing method typical of the latter will be specifically described below. In the casting method, both a polymer and a liquid crystal are dissolved in a suitable solvent or a mixed solvent, this solution is applied onto a substrate, and the solvent is evaporated to obtain a dispersed film. Polymer materials that can be used in the casting method include acrylic resins such as polymethylmethacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyarylate, polyether sulfone, siloxane resins, etc., which are soluble in various solvents. Although it is preferable because it is easy, epoxy resin, polyamide resin, polyvinylidene fluoride, polyethylene and their copolymers can be used by devising the solvent system. Examples of the liquid crystal material include general biphenyl-based, terphenyl-based, phenylpyrimidine-based, phenylcyclohexane-based, phenylester-based, and the like, and liquid crystal compositions composed of a mixture thereof. Common solvents for liquid crystal and polymer include diethyl ether, ethers such as tetrahydrofuran (THF), ketones such as acetone, aromatic solvents such as toluene and chlorobenzene, γ-butyrolactone, trichloroethane, N, N-
Examples thereof include dimethylformamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, cellosolve type, and carbitol type. The composition ratio of the solution consisting of polymer, liquid crystal and solvent applied to the substrate varies depending on the composition ratio of the polymer and liquid crystal in the prepared dispersion film, the thickness of the dispersion film, and the solubility of both components in the solvent. When the total concentration is approximately 5% (all% are% by weight) or less, the thickness of the dispersion film is too thin and sufficient light scattering properties cannot be obtained. On the contrary, when the concentration is too high, the film thickness is too thick and the electric field strength applied to the liquid crystal becomes small, so that the liquid crystal does not show a sufficient response. The composition ratio of polymer and liquid crystal is 10: 9.
The range of 0 to 60:40 is preferable. About 10% polymer
In the following, it is difficult to obtain a stable dispersion structure, and the liquid crystal does not change much from the bulk state, and the light scattering property and high-speed response that are characteristic of the dispersion film are lost.
On the other hand, when the content of the polymer is 60% or more, the volume ratio of the liquid crystal in the dispersion film becomes too small, and the change in light transmittance (light scattering property) when a voltage is applied becomes small.
Examples of methods for applying a solution containing a liquid crystal, a polymer, and a solvent to a substrate include spin coating, bar coater coating, dipping, and blade coating. Examples of the photocurable resin that can be used in the present invention include unsaturated polyester / styrene type, polyene / thiol type, epoxy / Lewis acid type, and acrylate type resins. When it is necessary to adjust the polymerization rate or viscosity, different materials may be mixed, or monomers or oligomers having different degrees of polymerization may be added. Examples of the compound that can be used as the photopolymerization initiator include acetophenone, benzophenone, benzyl, benzoin, thioxanthone and their derivatives, and tetramethylthiuram monosulfide (T
MS) etc. The concentration of the polymerization initiator is 0.3 to 5.0% with respect to the polymer, and more preferably 0.5 to 3.0.
% Is good. If the concentration is lower than this, sufficient polymerization reaction does not occur, and if the concentration is too high, the adverse effect of impurities caused by the photodecomposition of the polymerization initiator becomes large. As the liquid crystal material when the dispersion film of the liquid crystal and the polymer is prepared by using the photocurable resin, the same material as in the case of the casting method can be exemplified. The light irradiation intensity depends on the light absorption wavelength of the polymerization initiator to be used, the concentration thereof, and the irradiation device, but when using a general ultraviolet irradiation device, it is approximately 5 mW / cm ² or more, preferably 10 mW / cm ^2.
It is better to use a device of cm ² or more. If it is weaker than this, it is inefficient because it requires irradiation for a long time. When the irradiation intensity is high, it is sufficient to shorten the irradiation time, but when the polymerization rate is too fast, it becomes difficult to control the shape and size of the dispersion structure, so it is necessary to adjust the irradiation intensity appropriately. . In the dispersion film of polymer and liquid crystal, whether the liquid crystal is dispersed in the polymer in the form of liquid droplets or is contained in the gap of the polymer structure having a sponge shape or a three-dimensional network structure is determined. Although it depends on the manufacturing method, it depends on the combination of the polymer and the liquid crystal and the composition ratio of the liquid crystal. In general, when the film is formed by the same method and material, the former structure tends to occur when the composition ratio of the liquid crystal is small, and the latter structure tends to occur when the composition ratio of the liquid crystal is large. Both structures may be formed in the film.

【０００７】本発明において使用できる反射素子として
最も簡単なものは、一般のミラーである。一般のミラー
は鏡面反射特性を持つので、図２に示したように表示が
可能となる。本発明において使用できるもう一つのタイ
プの光反射素子は、入射光がほぼ入射方向に反射される
ものである。簡単のため、まず二次元的な構成で説明す
る。図７には、２枚の鏡を９０゜の角度をなすように貼
りあわせた素子を例示した。図からわかるように、入射
光３６が紙面に対して平行である場合、反射光３７は入
射光と同じ方向に出射される。入射光３６が紙面に対し
て平行でない場合は、反射光３７は紙面の手前、または
紙面の奥の方向にずれて反射される。入射光が紙面に対
して平行でない場合も、反射光が入射方向に平行となる
ようにするには、図８に示したように立方体の頂角を成
すように３枚の鏡３８、３９、４０を組み合わせた、ｃ
ｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍｉｒｒｏｒを用いれば良い
（３枚の鏡は互いに９０゜の角度をなす）。各々の鏡の
鏡面は、頂角の内側に向いており、頂角の内側方向から
の入射光４１は、入射角度にかかわらず入射方向に反射
する。同様の効果は、全反射プリズムでも得ることがで
きる。図７と同様に、まず２次元的な場合を図９に示し
た。図から明らかなように、反射光４３は入射光４２が
紙面に平行なとき入射光と平行となる。入射光４２が紙
面に平行でない場合は、図７の鏡の場合と同様に、反射
光４３は紙面の手前、または奥の方向にずれてしまう。
入射方向によらず、入射方向と反射方向が一致するため
には、図１０に示したように、立方体の頂角部分の形状
を備えた全反射プリズム（ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｐ
ｒｉｓｍ）を用いれば良い。この場合、頂角の部分を成
す３面は互いに９０゜となっており、もう一つの面から
入射する光４４は、入射角度によらず入射方向と平行に
反射される。図８および図１０では、ｃｕｂｅ ｃｏｒ
ｎｅｒ ｍｉｒｒｏｒとｃｕｂｅｃｏｒｎｅｒ ｐｒｉ
ｓｍの最も判り易い形状のものを図示したが、これ以外
の形状でも同じ機能と名称を持つ光学素子は多数存在す
る。上記、ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍｉｒｒｏｒまた
はｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒｐｒｉｓｍの機能の説明にお
いては、各々素子一個のみを図示したが（図８、１
０）、１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の大きさの微細な素子
を、スタンパ成型等によって作製するのが望ましく、こ
の場合対角１５インチ程度以下の、一般の大きさの表示
装置等に適用できる。ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍｉｒ
ｒｏｒまたはｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｐｒｉｓｍとし
て機能する一個一個の光反射素子が大きな場合は、液晶
素子の画素も大きくせざるをえず、この場合は屋外用の
大型表示素子への応用が望ましい。入射光を、主に入射
方向へ反射させる素子としては、図１１に示したような
構造のものも利用可能である。この素子は略球形のレン
ズ４５がシート状の担体４６に、部分的に埋め込まれた
ような構造となっており、レンズと担体の界面には光反
射性が向上するような処理が施されている。このような
構成は、担体表面にあらかじめアルミニウム等の反射光
率の高い材料を蒸着等によって付着させておき、球形レ
ンズを圧着させた後に、レンズの接していない部分を取
り除くことによって作製できるが、これは本発明の構成
の一作製方法の例であって、これに限るものではない。
図１１に示した構造を更に改良し、図１２に示したよう
に球状レンズ４７の上端部分の一部４９を、染色、印刷
等の方法により着色することによって、反射素子の法線
方向への光反射を低減し、さらに視認性の良い液晶装置
とすることが可能である。レンズ一個を拡大したものを
図１３に示した。このようなレンズを用いることによ
り、照明が拡散的であり、観察者方向からもある程度強
い光が入射した場合でも、コントラストが得られる。以
下にその理由を述べる。観察者方向から遮光部５０に入
射した光は吸収され、よってどの方向にも反射されな
い。遮光部５０よりも球の外側に入射した光５１は、レ
ンズ内で反射し観察者の方向に反射されるが、レンズへ
の入射点でその一部は反射され、反射光５２となって失
われる。よって、反射素子面の法線方向からみたときの
明るさは、遮光部５０とそれ以外の部分の見かけの面積
比以上に暗いものとなる。一方、大部分の照明光のよう
に、入射方向が、反射素子面の法線からずれている場合
は、遮光部５０とそれ以外の部分の見かけの面積比が小
さくなるために、反射効率は大きなものとなる。よっ
て、反射素子前面に配置された液晶素子が光透過状態と
なっている場合は、観察者方向への反射光は、遮光部５
０がない場合よりも小さくなり、しかも光散乱状態とな
っている場合はあまり暗くならないために、大きなコン
トラストを得ることができる。球の中心５３と遮光部端
部の成す角θの大きさによって遮光部分の大きさを表す
ことができるが、θ₁が小さすぎる場合はコントラスト
の向上は望めず、大きすぎる場合は液晶素子が光散乱性
である場合も暗くなってしまう。θ₁の大きさとして
は、１０〜１２０゜、好ましくは２０〜１００゜の範囲
が良い。略球形のレンズ４５、４７の大きさは、屋内で
使用するようなパーソナル機器のディスプレイの場合
は、０．１〜１ｍｍ以下が好ましい。屋外で使用するよ
うな大画面表示装置や、屋内で使用する場合でも細かな
画素を必要としない場合は、これより大きなレンズを用
いることが可能である。図１２、１３におけるそれぞれ
の着色遮光部４９、５０のかわりに、レンズの形を略球
形から変形させることによっても、観察者方向への光反
射を低減させることが可能である。図１４に一例を示し
た。この例では略球形のレンズ５４の上端部に、くさび
型の凹部５５を設けてある。図１３の場合と同様に、球
の中心５６と変形部分の端部の成す角度θ₂によってそ
の大きさを表すと、θ₂が大きすぎる場合は略球形レン
ズとしての機能が失われ、逆に小さすぎる場合は変形さ
せた効果が失われるので、θ₂の大きさの範囲としては
１０〜１２０゜、好ましくは２０〜１００゜が良い。θ
₃が大きすぎる場合は、５５の部分が平面的になってし
まい、本線方向からの光束を充分に曲げることができな
くなる。逆に、小さすぎる場合は作製するのが困難であ
るとともに、レンズ内の光路を遮ってしまうために好ま
しくない。θ₃の大きさとしては、３０〜１６０゜、好
ましくは４０〜１５０゜が良い。The simplest reflecting element that can be used in the present invention is a general mirror. Since a general mirror has a specular reflection characteristic, it is possible to display as shown in FIG. Another type of light reflecting element that can be used in the present invention is one in which incident light is reflected substantially in the incident direction. For the sake of simplicity, first, a two-dimensional structure will be described. FIG. 7 illustrates an element in which two mirrors are attached so as to form an angle of 90 °. As can be seen from the figure, when the incident light 36 is parallel to the paper surface, the reflected light 37 is emitted in the same direction as the incident light. When the incident light 36 is not parallel to the paper surface, the reflected light 37 is deviated toward the front side or the back side of the paper surface and reflected. Even if the incident light is not parallel to the paper surface, in order to make the reflected light parallel to the incident direction, the three mirrors 38, 39, which form the apex angle of the cube as shown in FIG. 40 combined, c
A ube corner mirror may be used (the three mirrors make an angle of 90 ° with each other). The mirror surface of each mirror faces the inside of the apex angle, and the incident light 41 from the inside of the apex angle is reflected in the incident direction regardless of the incident angle. The same effect can be obtained with a total reflection prism. Similar to FIG. 7, first, a two-dimensional case is shown in FIG. As is apparent from the figure, the reflected light 43 is parallel to the incident light when the incident light 42 is parallel to the paper surface. When the incident light 42 is not parallel to the paper surface, the reflected light 43 is displaced toward the front or the back of the paper surface as in the case of the mirror in FIG.
In order for the incident direction and the reflection direction to coincide with each other regardless of the incident direction, as shown in FIG. 10, a total reflection prism (cube corner prism) having the shape of the apex angle portion of the cube is used.
rism) may be used. In this case, the three surfaces forming the apex angle form 90 ° with each other, and the light 44 incident from the other surface is reflected parallel to the incident direction regardless of the incident angle. In FIG. 8 and FIG. 10, the cube cor
ner mirror and cubecorner pri
Although the sm having the most recognizable shape is shown, there are many optical elements having the same function and name even in other shapes. In the above description of the function of the cube corner mirror or the cube corner prism, only one element is shown in each of FIGS.
0) It is desirable to manufacture a minute element having a size of about 1 mm to 0.1 mm by stamper molding or the like, and in this case, it can be applied to a display device of a general size having a diagonal of about 15 inches or less. cube corner mir
When each light reflecting element that functions as a ror or cube corner prism is large, the pixel of the liquid crystal element must be large, and in this case, it is desirable to apply it to a large outdoor display element. As the element that mainly reflects the incident light in the incident direction, the element having the structure shown in FIG. 11 can also be used. This element has a structure in which a substantially spherical lens 45 is partially embedded in a sheet-shaped carrier 46, and the interface between the lens and the carrier is subjected to a treatment for improving the light reflectivity. There is. Such a structure can be prepared by previously adhering a material having a high reflectance such as aluminum to the surface of the carrier by vapor deposition or the like, press-bonding the spherical lens, and then removing the portion not in contact with the lens. This is an example of one manufacturing method of the configuration of the present invention, and is not limited to this.
By further improving the structure shown in FIG. 11 and coloring a part 49 of the upper end portion of the spherical lens 47 by a method such as dyeing or printing as shown in FIG. It is possible to obtain a liquid crystal device in which light reflection is reduced and visibility is further improved. An enlarged view of one lens is shown in FIG. By using such a lens, the illumination is diffuse and a contrast can be obtained even when a certain intensity of light is incident from the viewer's direction. The reason will be described below. Light incident on the light shielding portion 50 from the observer direction is absorbed and thus is not reflected in any direction. The light 51 incident on the outside of the sphere with respect to the light shielding portion 50 is reflected in the lens and is reflected in the direction of the observer, but a part thereof is reflected at the point of incidence on the lens and is lost as reflected light 52. Be seen. Therefore, the brightness when viewed from the direction normal to the reflective element surface is darker than the apparent area ratio of the light shielding portion 50 and other portions. On the other hand, when the incident direction is deviated from the normal line of the reflective element surface like most of the illumination light, the apparent area ratio between the light-shielding portion 50 and the other portions is small, so that the reflection efficiency is high. It will be big. Therefore, when the liquid crystal element arranged on the front surface of the reflecting element is in the light transmitting state, the reflected light in the observer direction is shielded by the light shielding portion 5.
It becomes smaller than that when there is no 0, and when it is in the light-scattering state, it does not become so dark that a large contrast can be obtained. The size of the light-shielding portion can be expressed by the size of the angle θ formed between the center 53 of the sphere and the end of the light-shielding portion. However, if θ ₁ is too small, the contrast cannot be improved. It also becomes dark when it is light-scattering. The size of θ ₁ is in the range of 10 to 120 °, preferably 20 to 100 °. The size of the substantially spherical lenses 45 and 47 is preferably 0.1 to 1 mm or less in the case of a display of a personal device used indoors. A large screen display device used outdoors or a lens larger than this can be used when fine pixels are not required even when used indoors. It is also possible to reduce the light reflection toward the observer by deforming the shape of the lens from a substantially spherical shape instead of the colored light shielding portions 49 and 50 in FIGS. An example is shown in FIG. In this example, a wedge-shaped recess 55 is provided at the upper end of the substantially spherical lens 54. Similar to the case of FIG. 13, when the size is represented by the angle θ ₂ formed by the center 56 of the sphere and the end of the deformed portion, when θ ₂ is too large, the function as a substantially spherical lens is lost, and conversely. If it is too small, the effect of deformation is lost, so the range of θ ₂ is 10 to 120 °, preferably 20 to 100 °. θ
_{If 3} is too large, the portion 55 becomes flat and the light flux from the main line direction cannot be bent sufficiently. On the contrary, if it is too small, it is difficult to manufacture, and the optical path in the lens is blocked, which is not preferable. The magnitude of θ ₃ is 30 to 160 °, preferably 40 to 150 °.

【０００８】実施例１ 日本化薬社製アクリル系プレポリマーＨＸ６２０に、
Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製の光重合開始剤Ｄａｒｏｃｕｒ１１
７３を約２％添加し、同社製の液晶ＢＬ００７と混合し
た。液晶とポリマーの割合は３：１とした。これをＩＴ
Ｏ付きガラス基板上にバーコーターで塗布し、ガラス容
器に入れて容器内を窒素置換した。この状態で照射強度
が５０ｍＷ／ｃｍ²の紫外線照射装置で、３０秒間照射
したところ、光散乱性の分散膜が得られた。この膜厚
は、約６ミクロンであった。分散膜側の面に、ＩＴＯ付
きの１ＰＥＴ（１軸延伸したポリエチレンテレフタレー
ト）を、ＩＴＯ面が分散膜と接する向きに貼りあわせ、
図６に対応する光散乱性の液晶素子とした。一方、ガラ
ス基板上にアルミニウムを蒸着し、蒸着面に１ＰＥＴが
接するように、上述の液晶素子を貼りあわせ、液晶装置
とした。電極に電圧を印加し、液晶素子のある画素を透
明と光散乱性の状態の間で変化させると、液晶素子が透
明なときに画素は暗く、光散乱性のときに白色となっ
た。ただし、照明方向に対して正反射方向からは表示を
視認することはできなかったが、逆に液晶装置が一方向
からのみ強く照明されるような環境においては、コント
ラストの高い表示となった。Example 1 Acrylic prepolymer HX620 manufactured by Nippon Kayaku Co.,
E. Photopolymerization initiator Darocur11 manufactured by Merck
About 73% of 73 was added and mixed with liquid crystal BL007 manufactured by the same company. The ratio of liquid crystal to polymer was 3: 1. IT this
It was applied on a glass substrate with O by a bar coater, put in a glass container, and the inside of the container was replaced with nitrogen. In this state, irradiation with an ultraviolet irradiation device having an irradiation intensity of 50 mW / cm ² was performed for 30 seconds, and a light-scattering dispersion film was obtained. This film thickness was about 6 microns. 1PET with ITO (uniaxially stretched polyethylene terephthalate) was attached to the surface on the side of the dispersion film so that the ITO surface was in contact with the dispersion film.
A light-scattering liquid crystal element corresponding to FIG. 6 was used. On the other hand, aluminum was vapor-deposited on a glass substrate, and the above liquid crystal element was attached so that 1PET was in contact with the vapor deposition surface to obtain a liquid crystal device. When a voltage was applied to the electrodes and a pixel with a liquid crystal element was changed between a transparent state and a light scattering state, the pixel was dark when the liquid crystal element was transparent and white when the liquid crystal element was light scattering. However, although it was not possible to visually recognize the display from the direction of regular reflection with respect to the illumination direction, on the contrary, in the environment where the liquid crystal device was strongly illuminated only from one direction, the display had high contrast.

【０００９】実施例２ 実施例１で得られた液晶装置を、部屋の各所から照明光
が発せられるために、観察者方向からの入射光も強いよ
うな場所で観察したところ、充分なコントラストが得ら
れなくなった。これに、図５に示すような配置で照明器
具と組み合わせた。照明の方向は、表示装置面の法線か
ら、上方６０゜とした。ほぼ法線方向から上方５０゜ぐ
らいまでの角度で観察すると、表示がはっきりと視認で
きた。法線より下方でも表示が視認できるが、約５０゜
よりも下方からは、表示を視認することはできなかった
が、充分広い範囲で視認できた。表示部２７を、照明２
８以外からの光が入射しないように遮光すれば、更にコ
ントラストが向上するが、それでは２７の構成が大がか
りとなるので好ましくない。照明器具２８は特別のもの
である必要はなく、一般の電気スタンドのようなもので
も充分な効果があった。本実施例の構成は、映画館など
のように薄暗い場所での表示に最も効果的である。特
に、表示装置本体２７が、バックライトなどの発熱体を
備える必要がないために、安全性の点で非常に優れたも
のである。また、照明器具２８の色を変化させることに
よって表示色を変化させ、雰囲気を変化させたり、表示
内容に合わせた色変化を行うことも可能である。Example 2 When the liquid crystal device obtained in Example 1 was observed in a place where the incident light from the observer's direction was strong because the illumination light was emitted from various places in the room, a sufficient contrast was obtained. I can no longer get it. This was combined with a luminaire in an arrangement as shown in FIG. The direction of illumination was 60 ° above the normal to the display surface. The display was clearly visible when observed at an angle of about 50 ° from the normal direction. The display was visible even below the normal line, but the display could not be seen from below about 50 °, but it was visible in a sufficiently wide range. The display unit 27 is changed to the illumination 2
If the light is shielded so that light from other than 8 does not enter, the contrast is further improved, but this is not preferable because the configuration of 27 becomes large. The luminaire 28 does not have to be a special one, and an ordinary lamp such as a desk lamp has been sufficiently effective. The configuration of this embodiment is most effective for display in a dim place such as a movie theater. In particular, since the display device main body 27 does not need to have a heating element such as a backlight, it is very excellent in safety. It is also possible to change the display color by changing the color of the lighting fixture 28 to change the atmosphere, or to change the color according to the display content.

【００１０】実施例３ ＩＴＯ付きの１ＰＥＴ基板上に、プラスティックビーズ
からなるギャップ材を散布し、ＩＴＯ面が向きあうよう
に貼りあわせて液晶セルを作製した。画素の大きさは１
０ｍｍ角とした。これに、日本化薬社製アクリル系プレ
ポリマーＨＸ６２０、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製の光重合開始
剤Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製の液晶
ＢＬ００７からなる混合物を封入し、紫外線を照射して
光散乱性の液晶素子を作製した。次に、以下の手順でｃ
ｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍｉｒｒｏｒを作製した。ま
ず、図１５のような表面形状をした型を作った。図１５
は型の一部分を示しており、表面全面にこのような三角
錐が形成されている。各三角錐の頂点は互いに９０゜の
三つの面からなり、底面は正三角形である。一つの底辺
の長さは１ｍｍとした。これを熱硬化性樹脂に接して加
熱し、樹脂を硬化させてはがした。樹脂表面には、図１
５の三角錐に対応して、三角錐型の凹部が残る。この表
面にアルミニウムを蒸着し、多数のｃｕｂｅ ｃｏｒｎ
ｅｒ ｍｉｒｒｏｒからなる反射板を作製した。この反
射板を、上述の液晶素子の背面に配置して観察したとこ
ろ、明るい白色となった。次に、上下透明電極に電圧を
印加したところ、電圧を印加した画素は暗くなり、充分
なコントラストが得られた。この場合は実施例１と異な
り、照明の正反射方向からでも一応表示を視認すること
ができるが、表示装置表面での照明光の反射がじゃまと
なり、コントラストは低下する。Example 3 A liquid crystal cell was prepared by dispersing a gap material made of plastic beads on a 1PET substrate with ITO and bonding them so that the ITO surfaces face each other. Pixel size is 1
It was 0 mm square. To this, acrylic prepolymer HX620 manufactured by Nippon Kayaku Co., E. Photopolymerization initiator Darocur 1173, manufactured by Merck, E.I. A mixture of liquid crystal BL007 manufactured by Merck Co., Ltd. was sealed and irradiated with ultraviolet rays to prepare a light-scattering liquid crystal element. Then, follow the procedure below
The ube corner mirror was created. First, a mold having a surface shape as shown in FIG. 15 was made. Figure 15
Indicates a part of the mold, and such a triangular pyramid is formed on the entire surface. The vertices of each triangular pyramid consist of three faces of 90 ° to each other, and the bottom face is an equilateral triangle. The length of one base was 1 mm. This was contacted with a thermosetting resin and heated to cure and peel off the resin. On the resin surface,
Corresponding to the triangular pyramid of 5, a triangular pyramidal recess remains. Aluminum is vapor-deposited on this surface, and many cube corners are
A reflection plate made of er mirror was produced. When this reflection plate was placed on the back surface of the above-mentioned liquid crystal element and observed, it became bright white. Next, when a voltage was applied to the upper and lower transparent electrodes, the pixels to which the voltage was applied became dark and sufficient contrast was obtained. In this case, unlike the first embodiment, the display can be visually recognized even from the regular reflection direction of the illumination, but the reflection of the illumination light on the surface of the display device becomes an obstacle and the contrast is lowered.

【００１１】実施例４ 実施例３の液晶表示装置を拡散照明下で観察すると、著
しく視認性の低いものとなってしまった。よって、実施
例２と同様に表示面の法線方向に対し、上方５０゜の方
向から照明したところ、視認性は向上した。この場合は
実施例２の場合と異なり、正反射方向、つまり法線に対
して下方約５０゜からでも表示を視認することが可能で
あるが、５０゜にかなり近い角度からでは、表示装置表
面からの正反射光が強く、実質的には視認は困難であっ
た。Example 4 When the liquid crystal display device of Example 3 was observed under diffuse illumination, the visibility was remarkably low. Therefore, when the display was illuminated from the direction of 50 ° above the normal to the display surface as in Example 2, the visibility was improved. In this case, unlike the case of the second embodiment, the display can be visually recognized even in the regular reflection direction, that is, from about 50 ° below the normal line, but the display surface is considerably closer to 50 °. The specular reflection light from was strong and it was practically difficult to visually recognize.

【００１２】実施例５ 図１５と同様の形状をしたプラスチックプリズムを作製
した。プリズムの一個の底辺の大きさは１ｍｍである。
各プリズムはｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｐｒｉｓｍとし
て機能するので、図１５において三角錐の底面方向から
の入射光は、入射方向と同じ方向に反射される。実施例
３と同じ光散乱性液晶素子を作製して、その背面に上記
のｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｐｒｉｓｍからなる反射板
を、各プリズムの底面が液晶素子側に向くよう配置し
て、液晶表示装置とした。電圧を印加しない画素は白
く、印加した画素は暗くなり、明確なコントラストが得
られた。Example 5 A plastic prism having a shape similar to that shown in FIG. 15 was produced. The size of the base of one prism is 1 mm.
Since each prism functions as a cube corner prism, the incident light from the bottom direction of the triangular pyramid in FIG. 15 is reflected in the same direction as the incident direction. The same light-scattering liquid crystal element as that of Example 3 was produced, and a reflecting plate made of the above cube corner prism was arranged on the back surface of the liquid crystal element so that the bottom surface of each prism faced the liquid crystal element side. Pixels to which no voltage was applied were white, and pixels to which voltage was applied were dark, and clear contrast was obtained.

【００１３】実施例６ 実施例３と同様に、１ＰＥＴ基板を用いて、画素ピッチ
０．３ｍｍの光散乱性液晶素子を作製した。光反射板と
しては、図１１に示したような、プラスティックシート
上に０．１ｍｍ程度の微小な球状レンズを多数埋め込ん
だものを用意した。この反射板を液晶素子の背面に配置
して観察すると、液晶素子の画素が透明状態になってい
る部分は暗く、光散乱状態になっている部分は白く視認
された。この装置も、照明方向に対して正反射方向から
見ると、装置表面での反射のために視認しにくいが、光
反射素子と液晶素子を一緒に湾曲させ、観察者方向に対
して少し凹面となるよう変形させると、正反射光が低減
され、視認しやすくなった。Example 6 In the same manner as in Example 3, a 1PET substrate was used to fabricate a light-scattering liquid crystal element having a pixel pitch of 0.3 mm. As the light reflection plate, there was prepared one in which a large number of minute spherical lenses of about 0.1 mm were embedded on a plastic sheet as shown in FIG. When this reflective plate was arranged on the back surface of the liquid crystal element and observed, the portion where the pixels of the liquid crystal element were in the transparent state was dark and the portion in which the light scattering state was white was visually recognized. This device is also difficult to see because it is reflected on the surface of the device when viewed from the direction of regular reflection with respect to the illumination direction, but the light reflecting element and the liquid crystal element are curved together, and the surface is slightly concave with respect to the observer direction. By deforming so that the regular reflection light was reduced, it became easier to visually recognize.

【００１４】実施例７ 実施例６において、球状レンズの上端部分を黒色に着色
した。着色部分の大きさは、図１３におけるθ₁の大き
さで表すと、約４５゜である。この液晶装置は、全体と
してややグレーとなって背景が暗くなるが、拡散照明の
もとでも表示を視認することができる。Example 7 In Example 6, the upper end portion of the spherical lens was colored black. The size of the colored portion is about 45 ° when expressed by the size of θ ₁ in FIG. Although the liquid crystal device is slightly gray as a whole and the background is dark, the display can be visually recognized even under diffused illumination.

【００１５】実施例８ 実施例７において、レンズを着色するかわりに、レンズ
上端部を、図１４のように変形させた。変形の程度は、
図１４においてθ₂が約４５゜、θ₃が約９０゜である。
この場合も、拡散照明下でも表示の視認が可能となっ
た。Example 8 In Example 7, instead of coloring the lens, the upper end of the lens was deformed as shown in FIG. The degree of deformation is
In FIG. 14, θ ₂ is about 45 ° and θ ₃ is about 90 °.
Also in this case, the display can be visually recognized even under the diffused illumination.

【００１６】[0016]

【効果】本発明によると、二色性色素等を使用すること
なく、明るい反射型の液晶表示装置が提供される。According to the present invention, a bright reflective liquid crystal display device is provided without using a dichroic dye or the like.

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

【図１】本発明の液晶装置の断面を模式的に示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a liquid crystal device of the present invention.

【図２】反射素子が鏡面反射性（反射角＝入射角）であ
る場合の本発明の液晶装置の光散乱の様子を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing how light is scattered by the liquid crystal device of the present invention when the reflective element has specular reflectivity (reflection angle = incident angle).

【図３】反射素子が従来の拡散反射板である場合の液晶
装置の光散乱の様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how light is scattered in the liquid crystal device when the reflection element is a conventional diffuse reflection plate.

【図４】入射光を入射方向に反射するような（反射角＝
−入射角）反射板を用いた場合の液晶装置の光散乱の様
子を示す図である。FIG. 4 shows that incident light is reflected in the incident direction (reflection angle =
FIG. 7 is a diagram showing how light is scattered by the liquid crystal device when a (incident angle) reflector is used.

【図５】観察者方向に照明光が照射されないような照明
手段が設けられた場合の本発明の液晶装置の光散乱の様
子を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing how light is scattered in the liquid crystal device of the present invention when an illuminating unit that does not illuminate the observer is provided.

【図６】本発明の液晶素子の１例の断面構造を模式的に
示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of an example of the liquid crystal element of the present invention.

【図７】２枚の鏡を９０゜の角度をなすように貼り合わ
せた光反射素子を示す図である。FIG. 7 is a view showing a light reflecting element in which two mirrors are attached to each other so as to form an angle of 90 °.

【図８】立方体の頂角を成すように３枚の鏡３８、３９
および４０を組み合わせたｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍ
ｉｒｒｏｒを用いた光反射素子を示す図である。FIG. 8: Three mirrors 38, 39 forming the apex angle of a cube
Cube corner m combining 40 and 40
It is a figure which shows the light reflection element which used error.

【図９】全反射プリズムを用いた光反射素子を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a light reflecting element using a total reflection prism.

【図１０】頂角の部分を成す３面が互いに９０゜となっ
ているｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒｐｒｉｓｍを用いた光反
射素子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a light reflecting element using a cube corner prism in which three surfaces forming an apex angle are 90 ° to each other.

【図１１】略球形のレンズを部分的に埋め込んだシート
状担体を用いた光反射素子を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a light reflection element using a sheet-shaped carrier in which a substantially spherical lens is partially embedded.

【図１２】図１１に示した球状レンズの上部部分を着色
した光反射素子を示す図である。12 is a diagram showing a light reflecting element in which the upper portion of the spherical lens shown in FIG. 11 is colored.

【図１３】図１２に示す球状レンズ１個の拡大図であ
る。FIG. 13 is an enlarged view of one spherical lens shown in FIG.

【図１４】図１１に示す球状レンズの一部を切欠き、変
形させたレンズ１個の拡大図である。FIG. 14 is an enlarged view of one lens in which a part of the spherical lens shown in FIG. 11 is cut out and deformed.

【図１５】多数のｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｍｉｒｒｏ
からなる反射板を示す図である。FIG. 15: Multiple cube corner mirro
It is a figure which shows the reflecting plate which consists of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光散乱性液晶素子 ２ 光反射素子 ３ 光散乱性の状態の画素 ４ 光透過性の状態の画素 ５ 入射光 ６ 液晶素子 ７ 反射素子 ８ 光散乱性の状態の画素 ９ 光透過性の状態の画素 １０ 入射光 １１ 入射光 １２ 観察者方向 １３ 液晶素子 １４ 拡散反射板 １５ 光散乱性の状態の画素 １６ 光透過性の状態の画素 １７ 入射光 １８ 入射光 １９ 観察者方向 ２０ 液晶素子 ２１ 入射光を入射方向に反射する反射板 ２２ 画素 ２３ 画素 ２４ 入射光 ２５ 入射光 ２６ 観察者方向 ２７ 液晶素子と光反射素子からなる表示装置 ２８ 照明手段 ２９ 正反射方向 ３０ 観察者方向 ３１ 基板 ３２ 基板 ３３ 電極 ３４ 電極 ３５ 液晶層 1 Light-scattering liquid crystal element 2 Light-reflecting element 3 Pixel in light-scattering state 4 Pixel in light-transmitting state 5 Incident light 6 Liquid crystal element 7 Reflecting element 8 Pixel in light-scattering state 9 Light-transmitting state Pixel 10 Incident light 11 Incident light 12 Observer direction 13 Liquid crystal element 14 Diffuse reflection plate 15 Light scattering pixel 16 Light transmissive pixel 17 Incident light 18 Incident light 19 Observer direction 20 Liquid crystal element 21 Incident light Reflector for reflecting light in the incident direction 22 Pixel 23 Pixel 24 Incident light 25 Incident light 26 Observer direction 27 Display device composed of liquid crystal element and light reflection element 28 Illuminating means 29 Regular reflection direction 30 Observer direction 31 Substrate 32 Substrate 33 Electrode 34 electrode 35 liquid crystal layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 浩行 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Hiroyuki Tanaka 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 液晶駆動用電極を設けた一対の基板間に
液晶層および該液晶層の観察者側と反対側の外側に光反
射素子を有し、かつ前記電極に印加した電界により光散
乱不透明状態と透明状態に可逆的に変化して光透過性の
大きさを制御して光変調を行なう反射型液晶表示装置に
おいて、前記光反射素子が、入射光を入射角度に対して
特定の角度方向のみに主に光反射させるものであり、必
要に応じて観察者側に該液晶表示装置を主に一方向から
のみ照明する照明手段を有することを特徴とする液晶表
示装置。1. A liquid crystal layer and a light reflection element on the outer side of the liquid crystal layer opposite to the observer side are provided between a pair of substrates provided with liquid crystal driving electrodes, and light is scattered by an electric field applied to the electrodes. In a reflection type liquid crystal display device that reversibly changes between an opaque state and a transparent state and controls the magnitude of light transmission to perform light modulation, the light reflection element has an angle of incidence of incident light with respect to an incident angle. A liquid crystal display device, which mainly reflects light only in one direction, and has an illuminating means for illuminating the liquid crystal display device mainly from one direction on the observer side if necessary. 【請求項２】 光反射素子が、鏡面反射性（反射角＝入
射角）または鏡面反射性と近似した光反射性を有するも
のである請求項１記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light reflecting element has specular reflectance (reflection angle = incident angle) or light reflectance similar to specular reflectance. 【請求項３】 光反射素子が、入射光を入射方向あるい
はその近傍に光反射させるものである請求項１記載の液
晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light reflecting element reflects the incident light in the incident direction or in the vicinity thereof. 【請求項４】 前記照明手段が、観察者側から見て正反
射方向以外の方向に設けられた請求項１記載の液晶表示
装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the illumination means is provided in a direction other than the specular reflection direction when viewed from the observer side. 【請求項５】 光反射素子が、立方体の一つの角を成す
ように三つの鏡面を組み合わせてなる反射体(ｃｕｂｅ
ｃｏｒｎｅｒ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ)（ａ）、立方体
角プリズム（ｂ）、球状のレンズをシート状の支持体に
部分的に埋め込み、該埋め込まれたレンズ体と支持体と
の界面に、光反射率の高くなるような手段を施したもの
（ｃ）、および前記シート状の支持体に部分的に埋め込
んだ略球状のレンズの一部を変形させるか、または着色
手段によって着色し、特定方向への光反射率を低減した
もの（ｄ）よりなる群から選ばれた少なくとも１つの反
射体であることを特徴とする請求項１、２、３または４
記載の液晶表示装置。5. A reflector in which a light reflecting element is formed by combining three mirror surfaces so as to form one corner of a cube.
A corner reflector (a), a cubic prism (b), and a spherical lens are partially embedded in a sheet-shaped support so that the interface between the embedded lens and the support has a high light reflectance. (C) provided with various means, and a part of a substantially spherical lens partially embedded in the sheet-like support is deformed or colored by a coloring means to obtain a light reflectance in a specific direction. 5. At least one reflector selected from the group consisting of reduced ones (d).
The described liquid crystal display device.