JPH11160687A - 表示装置及び光拡散層の製造方法 - Google Patents
表示装置及び光拡散層の製造方法Info
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- JPH11160687A JPH11160687A JP33790697A JP33790697A JPH11160687A JP H11160687 A JPH11160687 A JP H11160687A JP 33790697 A JP33790697 A JP 33790697A JP 33790697 A JP33790697 A JP 33790697A JP H11160687 A JPH11160687 A JP H11160687A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表示装置の観察者側に配される光拡散層を改
善して表示コントラストを高める。 【解決手段】 表示装置は観察者に対面して前方に配さ
れた透明な前側基板１と、所定の間隙を介して前側基板
１に後方から接合した後側基板２とからなる。前側基板
１には透明電極５が形成されており、後側基板２には反
射電極７が形成されている。両基板１，２の間隙には液
晶９が保持されており、電極５，７に印加された電圧に
応答して後方から反射した入射光線を光学変調し前方に
向かう出射光線に変換して画像を映し出す。前側基板１
に光拡散層１０が配されており出射光線を拡散して観察
者から見た画像の視野角を広げる。光拡散層１０は出射
光線を前方に向かって導光可能に形成された柱状領域１
０２と、平面的に見て離散配置された柱状領域１０２の
隙間を埋める媒質１０３とからなり、柱状領域１０２と
媒質１０３は互いに異なる屈折率を有する。
善して表示コントラストを高める。 【解決手段】 表示装置は観察者に対面して前方に配さ
れた透明な前側基板１と、所定の間隙を介して前側基板
１に後方から接合した後側基板２とからなる。前側基板
１には透明電極５が形成されており、後側基板２には反
射電極７が形成されている。両基板１，２の間隙には液
晶９が保持されており、電極５，７に印加された電圧に
応答して後方から反射した入射光線を光学変調し前方に
向かう出射光線に変換して画像を映し出す。前側基板１
に光拡散層１０が配されており出射光線を拡散して観察
者から見た画像の視野角を広げる。光拡散層１０は出射
光線を前方に向かって導光可能に形成された柱状領域１
０２と、平面的に見て離散配置された柱状領域１０２の
隙間を埋める媒質１０３とからなり、柱状領域１０２と
媒質１０３は互いに異なる屈折率を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置及び光拡散
層の製造方法に関する。例えば、前側基板に光拡散層を
備え後側基板に鏡面光反射層を備えた反射型表示装置に
関する。
層の製造方法に関する。例えば、前側基板に光拡散層を
備え後側基板に鏡面光反射層を備えた反射型表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の反射型表示装置の一例を示
す模式的な断面図である。表示装置は観察者に対面して
前方に配された透明な前側基板１と、所定の間隙を介し
て前側基板１に後方から接合した後側基板２とからなる
パネル構造を有している。前側基板１の外面には偏光板
１１が取り付けられている。前側基板１の内面には透明
電極５が形成されている。後側基板２の内面には反射電
極７が形成されている。反射電極７はアルミニウムの蒸
着膜等からなり鏡面の光反射層を兼ねている。前側基板
１と後側基板２の間隙には電気光学物質として液晶が保
持されている。液晶分子９ｍは所定の方向に配向してい
る。この例では電圧無印加状態（オフ）で液晶分子９ｍ
は垂直配向しており白表示が得られる。即ち、前側基板
１から入射した光は偏光板１１によって直線偏光とな
り、垂直配向した液晶をそのまま通過し、反射電極７で
反射された後再び偏光板１１を通過して前方に出射す
る。一方電圧印加状態（オン）では液晶分子９ｍが水平
配向に移行し黒表示に切り替わる。水平配向した液晶は
一軸異方性を有しそのリターデーションが実質的にλ／
４となるように液晶の厚みが設定されている。液晶の屈
折率異方性をΔｎとし厚みをｄとするとリターデーショ
ンはΔｎ・ｄで表される。Δｎ・ｄ＝λ／４となるよう
にｄが設定されている。尚、λは入射光の波長である。
即ち、電圧印加状態では液晶が４分の１波長板として機
能する。偏光板１１を通過した入射直線偏光は反射電極
７で反射されるが、この間に４分の１波長板を往復する
ことになり、入射直線偏光の偏光軸が９０°回転する。
この反射直線偏光は偏光板１１の透過軸と直交するた
め、ほとんど吸収される。従って黒表示になる。尚、４
分の１波長板によって直線偏光の偏光軸を９０°回転さ
せるために、偏光板１１の透過軸は液晶の一軸配向方向
と４５°の角度をなすように設定されている。
す模式的な断面図である。表示装置は観察者に対面して
前方に配された透明な前側基板１と、所定の間隙を介し
て前側基板１に後方から接合した後側基板２とからなる
パネル構造を有している。前側基板１の外面には偏光板
１１が取り付けられている。前側基板１の内面には透明
電極５が形成されている。後側基板２の内面には反射電
極７が形成されている。反射電極７はアルミニウムの蒸
着膜等からなり鏡面の光反射層を兼ねている。前側基板
１と後側基板２の間隙には電気光学物質として液晶が保
持されている。液晶分子９ｍは所定の方向に配向してい
る。この例では電圧無印加状態（オフ）で液晶分子９ｍ
は垂直配向しており白表示が得られる。即ち、前側基板
１から入射した光は偏光板１１によって直線偏光とな
り、垂直配向した液晶をそのまま通過し、反射電極７で
反射された後再び偏光板１１を通過して前方に出射す
る。一方電圧印加状態（オン）では液晶分子９ｍが水平
配向に移行し黒表示に切り替わる。水平配向した液晶は
一軸異方性を有しそのリターデーションが実質的にλ／
４となるように液晶の厚みが設定されている。液晶の屈
折率異方性をΔｎとし厚みをｄとするとリターデーショ
ンはΔｎ・ｄで表される。Δｎ・ｄ＝λ／４となるよう
にｄが設定されている。尚、λは入射光の波長である。
即ち、電圧印加状態では液晶が４分の１波長板として機
能する。偏光板１１を通過した入射直線偏光は反射電極
７で反射されるが、この間に４分の１波長板を往復する
ことになり、入射直線偏光の偏光軸が９０°回転する。
この反射直線偏光は偏光板１１の透過軸と直交するた
め、ほとんど吸収される。従って黒表示になる。尚、４
分の１波長板によって直線偏光の偏光軸を９０°回転さ
せるために、偏光板１１の透過軸は液晶の一軸配向方向
と４５°の角度をなすように設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した反射型表示装
置はバックライトを用いる透過型表示装置と異なり、外
光の反射を利用して画像を映し出すので消費電力が少な
くて済み、例えば携帯用情報端末のディスプレイとして
期待されている。反射型表示装置は入射光を反射するた
めにアルミニウム等の光反射層が後側基板に形成されて
いる。この光反射層は鏡面反射するので入射光は一定の
方向（正反射方向）にしか反射せず、十分な視認性を備
えたディスプレイを得ることはできない。そこで、前側
基板１の外面に光拡散層１０を装着することが一般的で
ある。光拡散層１０は後側からの出射光線を拡散して観
察者から見た画像の視野角を広げるものである。図６に
従来の光反射層の構成を模式的に表す。光拡散層１０は
互いに屈折率が異なる微粒子１０ａと媒質１０ｂとから
なる。微粒子１０ａは例えばガラス粉からなり、透明樹
脂等の媒質１０ｂに一定密度で分散されている。しかし
ながら、このような構造の光拡散層１０では、前側から
入射する光は相当な部分が微粒子１０ａと媒質１０ｂの
界面で反射され液晶に到達することができない。即ち、
画像表示に寄与しない不要反射が生じるため、特に黒表
示が十分に沈み込まないためコントラストが悪くなる。
加えて微粒子１０ａは一般に球形であり出射光をほぼ全
方位にわたって拡散する。換言すると従来の光拡散層１
０は無指向性であり観察者に向かわない不要な出射光が
生じることになる。無指向性の拡散反射層を用いると正
反射方向の反射光強度が減少し、十分な明るさの白表示
が得られない。
置はバックライトを用いる透過型表示装置と異なり、外
光の反射を利用して画像を映し出すので消費電力が少な
くて済み、例えば携帯用情報端末のディスプレイとして
期待されている。反射型表示装置は入射光を反射するた
めにアルミニウム等の光反射層が後側基板に形成されて
いる。この光反射層は鏡面反射するので入射光は一定の
方向（正反射方向）にしか反射せず、十分な視認性を備
えたディスプレイを得ることはできない。そこで、前側
基板１の外面に光拡散層１０を装着することが一般的で
ある。光拡散層１０は後側からの出射光線を拡散して観
察者から見た画像の視野角を広げるものである。図６に
従来の光反射層の構成を模式的に表す。光拡散層１０は
互いに屈折率が異なる微粒子１０ａと媒質１０ｂとから
なる。微粒子１０ａは例えばガラス粉からなり、透明樹
脂等の媒質１０ｂに一定密度で分散されている。しかし
ながら、このような構造の光拡散層１０では、前側から
入射する光は相当な部分が微粒子１０ａと媒質１０ｂの
界面で反射され液晶に到達することができない。即ち、
画像表示に寄与しない不要反射が生じるため、特に黒表
示が十分に沈み込まないためコントラストが悪くなる。
加えて微粒子１０ａは一般に球形であり出射光をほぼ全
方位にわたって拡散する。換言すると従来の光拡散層１
０は無指向性であり観察者に向かわない不要な出射光が
生じることになる。無指向性の拡散反射層を用いると正
反射方向の反射光強度が減少し、十分な明るさの白表示
が得られない。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決するため以下の手段を講じた。即ち本発明に係る
表示装置は基本的な構成として、観察者に対面して前方
に配された透明な前側基板と、所定の間隙を介して該前
側基板に後方から接合した後側基板とを備えている。該
前側基板及び後側基板の少なくとも一方に電極が形成さ
れている。前側基板と後側基板の間隙には液晶等の電気
光学物質が配されており、該電極に印加された電圧に応
答して後方からの入射光線を光学変調し前方に向かう出
射光線に変換して画像を映し出す。光拡散層が該前側基
板に配されており、該出射光線を拡散して観察者から見
た該画像の視野角を広げる。特徴事項として、前記光拡
散層は該出射光線を前方に向かって導光可能に形成され
た柱状領域と、平面的に見て離散配置された該柱状領域
の隙間を埋める媒質とからなり、該柱状領域と該媒質は
互いに異なる屈折率を有する。好ましくは、前記柱状領
域はその径寸法が光拡散層の厚み寸法の１／１０以下に
設定されている。又好ましくは、前記柱状領域は平面的
に見てランダムに分布している。又好ましくは、前記柱
状領域はその径寸法が前方から後方に向かって減少して
いる。又好ましくは、前記後側基板には前方から供給さ
れた入射光線を反射する光反射層が形成されており、前
記電気光学物質は該光反射層で反射した入射光線を出射
光線に変換する。
を解決するため以下の手段を講じた。即ち本発明に係る
表示装置は基本的な構成として、観察者に対面して前方
に配された透明な前側基板と、所定の間隙を介して該前
側基板に後方から接合した後側基板とを備えている。該
前側基板及び後側基板の少なくとも一方に電極が形成さ
れている。前側基板と後側基板の間隙には液晶等の電気
光学物質が配されており、該電極に印加された電圧に応
答して後方からの入射光線を光学変調し前方に向かう出
射光線に変換して画像を映し出す。光拡散層が該前側基
板に配されており、該出射光線を拡散して観察者から見
た該画像の視野角を広げる。特徴事項として、前記光拡
散層は該出射光線を前方に向かって導光可能に形成され
た柱状領域と、平面的に見て離散配置された該柱状領域
の隙間を埋める媒質とからなり、該柱状領域と該媒質は
互いに異なる屈折率を有する。好ましくは、前記柱状領
域はその径寸法が光拡散層の厚み寸法の１／１０以下に
設定されている。又好ましくは、前記柱状領域は平面的
に見てランダムに分布している。又好ましくは、前記柱
状領域はその径寸法が前方から後方に向かって減少して
いる。又好ましくは、前記後側基板には前方から供給さ
れた入射光線を反射する光反射層が形成されており、前
記電気光学物質は該光反射層で反射した入射光線を出射
光線に変換する。
【０００５】本発明は上述した表示装置に組み込まれる
光拡散層の製造方法を包含しており、以下の工程からな
る。まず硬化速度が速い紫外線硬化型の第一透明樹脂の
前駆体と、硬化速度が遅く第一透明樹脂とは異なる屈折
率を有する第二透明樹脂の前駆体との混合物を塗工する
塗工工程を行う。次に、塗工された該混合物に紫外線を
選択的に照射して第一透明樹脂の前駆体のみを硬化さ
せ、離散的に配された柱状領域を形成する第一照射工程
を行う。最後に、塗工された混合物に紫外線を再び照射
して未硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化さ
せ、離散的に配された各柱状領域の間を埋める媒質に加
工する第二照射工程を行う。場合によっては、前記第一
照射工程は、平行化された紫外線を斜めから照射して該
表示装置の法線から傾いた柱状領域を形成するようにし
ている。更には、平行化された紫外線を同時に二方向か
ら照射して二方向に傾いた柱状領域を形成してもよい。
光拡散層の製造方法を包含しており、以下の工程からな
る。まず硬化速度が速い紫外線硬化型の第一透明樹脂の
前駆体と、硬化速度が遅く第一透明樹脂とは異なる屈折
率を有する第二透明樹脂の前駆体との混合物を塗工する
塗工工程を行う。次に、塗工された該混合物に紫外線を
選択的に照射して第一透明樹脂の前駆体のみを硬化さ
せ、離散的に配された柱状領域を形成する第一照射工程
を行う。最後に、塗工された混合物に紫外線を再び照射
して未硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化さ
せ、離散的に配された各柱状領域の間を埋める媒質に加
工する第二照射工程を行う。場合によっては、前記第一
照射工程は、平行化された紫外線を斜めから照射して該
表示装置の法線から傾いた柱状領域を形成するようにし
ている。更には、平行化された紫外線を同時に二方向か
ら照射して二方向に傾いた柱状領域を形成してもよい。
【０００６】本発明によれば、表示装置の前側基板の外
面に改良された光拡散層を装着している。光拡散層は表
示装置の視野角を広くするために用いられる。本発明に
係る光反射層は厚み方向に沿って形成された無数の柱状
領域を媒質で埋め込んだ構造となっている。柱状領域と
媒質は互いに屈折率が異なる。従って、両者の界面で反
射が生じることになる。換言すると、柱状領域が光ファ
イバとして機能することになる。光ファイバを通った光
はその開口で拡散出射するため、表示装置の視野角を広
げることができる。又、柱状領域を媒質（バインダー）
で固めた構造は堆積型の回折格子として機能する。光拡
散層を通った光は回折を受け拡散的に出射することにな
る。柱状領域の形状、寸法、方位、屈折率等を適宜設定
することにより、無指向性ではなくある程度指向性を備
えた光拡散層を得ることができ、光の利用効率を改善し
て、明るい画像が得られる。係る堆積型の回折格子は、
例えば屈折率及び硬化速度（光重合速度）の異なる二種
類の紫外線硬化型透明樹脂を混合した塗膜を形成し、こ
れにマスクを介して紫外線を照射することで容易に作成
することができる。
面に改良された光拡散層を装着している。光拡散層は表
示装置の視野角を広くするために用いられる。本発明に
係る光反射層は厚み方向に沿って形成された無数の柱状
領域を媒質で埋め込んだ構造となっている。柱状領域と
媒質は互いに屈折率が異なる。従って、両者の界面で反
射が生じることになる。換言すると、柱状領域が光ファ
イバとして機能することになる。光ファイバを通った光
はその開口で拡散出射するため、表示装置の視野角を広
げることができる。又、柱状領域を媒質（バインダー）
で固めた構造は堆積型の回折格子として機能する。光拡
散層を通った光は回折を受け拡散的に出射することにな
る。柱状領域の形状、寸法、方位、屈折率等を適宜設定
することにより、無指向性ではなくある程度指向性を備
えた光拡散層を得ることができ、光の利用効率を改善し
て、明るい画像が得られる。係る堆積型の回折格子は、
例えば屈折率及び硬化速度（光重合速度）の異なる二種
類の紫外線硬化型透明樹脂を混合した塗膜を形成し、こ
れにマスクを介して紫外線を照射することで容易に作成
することができる。
【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は本発明に係る表示装置
を示す模式図である。（Ａ）は電圧無印加状態にある表
示装置の断面図であり、（Ｂ）は電圧印加状態にある表
示装置の断面図であり、（Ｃ）は表示装置に組み込まれ
る光拡散層の模式的な拡大斜視図である。（Ａ）に示す
ように、本表示装置は観察者に対面して前方に配された
透明な前側基板１と、所定の間隙を介して前側基板１に
後方から接合した後側基板２とからなり、フラットパネ
ル構造を有している。前側基板１の内面にはカラーフィ
ルタ３、反射防止膜４、透明電極５、配向膜６が順に形
成されている。カラーフィルタ３は画素毎に別れてＲＧ
Ｂ三原色に着色されている。透明電極５はＩＴＯ等の透
明導電膜からなる。カラーフィルタ３は比較的屈折率が
小さく、透明電極５は比較的屈折率が大きいため、両者
を直接接合すると界面で不要反射が生じる。これを防止
するため、本実施形態ではカラーフィルタ３と透明電極
５との間に両者の中間の屈折率を有する反射防止膜４を
介在させている。前側基板１の外面には光拡散層１０及
び偏光板１１が装着されている。光拡散層１０は出射光
線を拡散して観察者から見た画像の視野角を広げるため
に用いられる。後側基板２の内表面には反射電極７及び
配向膜８が形成されている。反射電極７は例えばアルミ
ニウムの真空蒸着膜又はスパッタ膜からなり光反射層を
兼ねている。この光反射層は鏡面反射面を有する。尚、
場合によっては電極７とは別に光反射層を設けるように
してもよい。前側基板１と後側基板２の間隙には電気光
学物質として液晶９が封入されている。液晶９は上下の
配向膜６，８によって垂直配向に制御されているととも
に、負の誘電異方性を有する。この状態では前側（観察
者側）からの入射光線が偏光板１１によって直線偏光に
なり液晶９を通過した後反射電極７で反射され、液晶９
で何ら変調を受けることなくそのまま出射光線として偏
光板１１を通過する。従って白表示になる。但し、本実
施形態ではカラーフィルタ３が介在しているため実際に
は各画素毎にＲＧＢに着色されることになる。
の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る表示装置
を示す模式図である。（Ａ）は電圧無印加状態にある表
示装置の断面図であり、（Ｂ）は電圧印加状態にある表
示装置の断面図であり、（Ｃ）は表示装置に組み込まれ
る光拡散層の模式的な拡大斜視図である。（Ａ）に示す
ように、本表示装置は観察者に対面して前方に配された
透明な前側基板１と、所定の間隙を介して前側基板１に
後方から接合した後側基板２とからなり、フラットパネ
ル構造を有している。前側基板１の内面にはカラーフィ
ルタ３、反射防止膜４、透明電極５、配向膜６が順に形
成されている。カラーフィルタ３は画素毎に別れてＲＧ
Ｂ三原色に着色されている。透明電極５はＩＴＯ等の透
明導電膜からなる。カラーフィルタ３は比較的屈折率が
小さく、透明電極５は比較的屈折率が大きいため、両者
を直接接合すると界面で不要反射が生じる。これを防止
するため、本実施形態ではカラーフィルタ３と透明電極
５との間に両者の中間の屈折率を有する反射防止膜４を
介在させている。前側基板１の外面には光拡散層１０及
び偏光板１１が装着されている。光拡散層１０は出射光
線を拡散して観察者から見た画像の視野角を広げるため
に用いられる。後側基板２の内表面には反射電極７及び
配向膜８が形成されている。反射電極７は例えばアルミ
ニウムの真空蒸着膜又はスパッタ膜からなり光反射層を
兼ねている。この光反射層は鏡面反射面を有する。尚、
場合によっては電極７とは別に光反射層を設けるように
してもよい。前側基板１と後側基板２の間隙には電気光
学物質として液晶９が封入されている。液晶９は上下の
配向膜６，８によって垂直配向に制御されているととも
に、負の誘電異方性を有する。この状態では前側（観察
者側）からの入射光線が偏光板１１によって直線偏光に
なり液晶９を通過した後反射電極７で反射され、液晶９
で何ら変調を受けることなくそのまま出射光線として偏
光板１１を通過する。従って白表示になる。但し、本実
施形態ではカラーフィルタ３が介在しているため実際に
は各画素毎にＲＧＢに着色されることになる。
【０００８】（Ｂ）に示すように、前側基板１の透明電
極５と後側基板２の反射電極７との間に電圧を印加する
と、液晶９は負の誘電異方性を有するため水平配向に移
行する。水平配向状態の液晶９は屈折率異方性を有し４
分の１波長板として機能する。この場合には図５を参照
して説明したように、黒表示が得られる。液晶９は透明
電極５と反射電極７との間に印加された電圧に応答して
入射光線を光学変調し、前方に向かう出射光線に変換し
て画像を映し出す。出射光線は光拡散層１０によって拡
散され、観察者から見た画像の視野角を広げることがで
きる。尚、本実施形態は反射型の表示装置であるが、本
発明はこれに限られるものではなく透過型の表示装置に
も適用可能である。透過型の場合後側基板２の外面にバ
ックライトが装着される。バックライトから発した後方
からの入射光線は液晶９によって変調され出射光線に変
換される。出射光線は光拡散層１０を介して前方の観察
者に向けられる。反射型の場合はバックライトの代わり
に光反射層を用いた構造であり、これによって反射され
た後方からの入射光線が同じく液晶９によって変調を受
け出射光線に変換され光拡散層１０を通過することにな
る。又、本実施形態は液晶９の複屈折性を利用したＥＣ
Ｂモードの表示装置であるが、本発明はこれに限られる
ものではない。例えば、液晶９としてネマティック液晶
に二色性色素を分散したＧＨ（ゲストホスト）モードを
採用することもできる。或いは、ＴＮ（ツイストネマテ
ィック）モードやＳＴＮ（スーパーツイストネマティッ
ク）モードであってもよい。
極５と後側基板２の反射電極７との間に電圧を印加する
と、液晶９は負の誘電異方性を有するため水平配向に移
行する。水平配向状態の液晶９は屈折率異方性を有し４
分の１波長板として機能する。この場合には図５を参照
して説明したように、黒表示が得られる。液晶９は透明
電極５と反射電極７との間に印加された電圧に応答して
入射光線を光学変調し、前方に向かう出射光線に変換し
て画像を映し出す。出射光線は光拡散層１０によって拡
散され、観察者から見た画像の視野角を広げることがで
きる。尚、本実施形態は反射型の表示装置であるが、本
発明はこれに限られるものではなく透過型の表示装置に
も適用可能である。透過型の場合後側基板２の外面にバ
ックライトが装着される。バックライトから発した後方
からの入射光線は液晶９によって変調され出射光線に変
換される。出射光線は光拡散層１０を介して前方の観察
者に向けられる。反射型の場合はバックライトの代わり
に光反射層を用いた構造であり、これによって反射され
た後方からの入射光線が同じく液晶９によって変調を受
け出射光線に変換され光拡散層１０を通過することにな
る。又、本実施形態は液晶９の複屈折性を利用したＥＣ
Ｂモードの表示装置であるが、本発明はこれに限られる
ものではない。例えば、液晶９としてネマティック液晶
に二色性色素を分散したＧＨ（ゲストホスト）モードを
採用することもできる。或いは、ＴＮ（ツイストネマテ
ィック）モードやＳＴＮ（スーパーツイストネマティッ
ク）モードであってもよい。
【０００９】（Ｃ）に示すように、本発明に係る光拡散
層１０は出射光線を前方に向かって導光可能に形成され
た柱状領域１０２と、平面的に見て離散配置された柱状
領域１０２の隙間を埋める媒質１０３とからなり、柱状
領域１０２と媒質１０３は互いに異なる屈折率を有す
る。柱状領域１０２と媒質１０３は堆積型の回折格子を
構成し、基体１０１の上に形成されている。好ましく
は、柱状領域１０２はその径寸法が光拡散層１０の厚み
寸法の１／１０以下に設定されている。このように設定
することで、柱状領域１０２は実質的に光ファイバとし
て機能し、導光した光を開口から拡散的に出射すること
ができる。柱状領域１０２を平面的に見て規則的に配列
することにより堆積型の回折格子が得られ、後方からの
光を回折して前方に出射できる。但し、柱状領域１０２
を所定の間隔で正確に配列すると堆積回折格子の波長依
存性が強くなり色分散が生じる場合がある。そこで、柱
状領域１０２は平面的に見てある程度ランダムに分布さ
せるようにしてもよい。場合によっては、柱状領域１０
２はその径寸法が前方から後方に向かって減少する円錐
状に形成してもよい。光拡散層１０の厚み方向における
柱状領域１０２の径寸法変化は、同じく拡散光の波長依
存性を弱める効果がある。以上のように、本発明に係る
光拡散層１０は、例えば屈折率の低い透明樹脂からなる
媒質１０３中に、屈折率の高い透明樹脂からなる柱状領
域１０２を形成し、光ファイバ構造を基板の法線と平行
な方向に作り込んでいる。尚、媒質１０３に屈折率の高
い透明樹脂を用い、柱状領域１０２に屈折率の低い透明
樹脂を用いてもよい。この光拡散層１０の後側から光が
入射すると二種類の屈折率の異なる透明樹脂の界面で反
射しながら前方に導光される。光拡散層１０を光が進行
する過程で多重反射が生じ光が様々な方向に変化し、所
望の光拡散特性が得られる。更に、柱状領域１０２の周
期構造に起因する回折を受け様々な方向に拡散出射され
る。この光拡散層１０の内部での多重反射は、図６に示
した従来の微粒子分散型光拡散層と異なり、光の進行方
向に直交する界面が少ない。従って、反射型表示装置の
場合前側から入射した外光は光拡散層１０によって不要
な反射を受けることなく大部分が液晶９に進入すること
ができる。従って、光拡散層による不要反射に起因する
黒表示の起因がなくなり、コントラストを改善できる。
層１０は出射光線を前方に向かって導光可能に形成され
た柱状領域１０２と、平面的に見て離散配置された柱状
領域１０２の隙間を埋める媒質１０３とからなり、柱状
領域１０２と媒質１０３は互いに異なる屈折率を有す
る。柱状領域１０２と媒質１０３は堆積型の回折格子を
構成し、基体１０１の上に形成されている。好ましく
は、柱状領域１０２はその径寸法が光拡散層１０の厚み
寸法の１／１０以下に設定されている。このように設定
することで、柱状領域１０２は実質的に光ファイバとし
て機能し、導光した光を開口から拡散的に出射すること
ができる。柱状領域１０２を平面的に見て規則的に配列
することにより堆積型の回折格子が得られ、後方からの
光を回折して前方に出射できる。但し、柱状領域１０２
を所定の間隔で正確に配列すると堆積回折格子の波長依
存性が強くなり色分散が生じる場合がある。そこで、柱
状領域１０２は平面的に見てある程度ランダムに分布さ
せるようにしてもよい。場合によっては、柱状領域１０
２はその径寸法が前方から後方に向かって減少する円錐
状に形成してもよい。光拡散層１０の厚み方向における
柱状領域１０２の径寸法変化は、同じく拡散光の波長依
存性を弱める効果がある。以上のように、本発明に係る
光拡散層１０は、例えば屈折率の低い透明樹脂からなる
媒質１０３中に、屈折率の高い透明樹脂からなる柱状領
域１０２を形成し、光ファイバ構造を基板の法線と平行
な方向に作り込んでいる。尚、媒質１０３に屈折率の高
い透明樹脂を用い、柱状領域１０２に屈折率の低い透明
樹脂を用いてもよい。この光拡散層１０の後側から光が
入射すると二種類の屈折率の異なる透明樹脂の界面で反
射しながら前方に導光される。光拡散層１０を光が進行
する過程で多重反射が生じ光が様々な方向に変化し、所
望の光拡散特性が得られる。更に、柱状領域１０２の周
期構造に起因する回折を受け様々な方向に拡散出射され
る。この光拡散層１０の内部での多重反射は、図６に示
した従来の微粒子分散型光拡散層と異なり、光の進行方
向に直交する界面が少ない。従って、反射型表示装置の
場合前側から入射した外光は光拡散層１０によって不要
な反射を受けることなく大部分が液晶９に進入すること
ができる。従って、光拡散層による不要反射に起因する
黒表示の起因がなくなり、コントラストを改善できる。
【００１０】図２は、図１に示した光拡散層の製造方法
を示す工程図である。まず（Ａ）の成膜工程を行う。具
体的には、硬化速度が速い紫外線硬化型の第一透明樹脂
の前駆体と、硬化速度が遅く第一透明樹脂とは異なる屈
折率を有する第二透明樹脂の前駆体との混合物を基体１
０１に塗工する。この様な混合物としては、例えばデュ
ポン（ＤｕＰｏｎｔ）社製のＯＭＮＩＤＥＸ型番ＨＲＦ
１５０又はＨＲＦ６００を用いることができる。次に
（Ｂ）に示すように第一照射工程を行う。具体的には、
塗工された混合物の塗膜１０４にマスク１０５を介して
紫外線１０６を選択的に照射し、第一透明樹脂の前駆体
のみを硬化させ、離散的に配された柱状領域を形成す
る。マスク１０５は例えば円形開口が離散的且つランダ
ムに配されたパタンを有している。円形開口を通過した
紫外線１０６により、硬化速度が速い第一透明樹脂の前
駆体のみが硬化し、個々の円形開口に対応して柱状領域
が得られる。
を示す工程図である。まず（Ａ）の成膜工程を行う。具
体的には、硬化速度が速い紫外線硬化型の第一透明樹脂
の前駆体と、硬化速度が遅く第一透明樹脂とは異なる屈
折率を有する第二透明樹脂の前駆体との混合物を基体１
０１に塗工する。この様な混合物としては、例えばデュ
ポン（ＤｕＰｏｎｔ）社製のＯＭＮＩＤＥＸ型番ＨＲＦ
１５０又はＨＲＦ６００を用いることができる。次に
（Ｂ）に示すように第一照射工程を行う。具体的には、
塗工された混合物の塗膜１０４にマスク１０５を介して
紫外線１０６を選択的に照射し、第一透明樹脂の前駆体
のみを硬化させ、離散的に配された柱状領域を形成す
る。マスク１０５は例えば円形開口が離散的且つランダ
ムに配されたパタンを有している。円形開口を通過した
紫外線１０６により、硬化速度が速い第一透明樹脂の前
駆体のみが硬化し、個々の円形開口に対応して柱状領域
が得られる。
【００１１】（Ｃ）は、紫外線照射後に形成された柱状
領域１０２を表している。個々の柱状領域１０２はその
径寸法が前方から後方に向かって減少している。このよ
うな柱状領域１０２の逆円錐形状は紫外線の厚み方向に
沿った吸収過程により自動的に形成できる。続いて第二
照射工程を行い、塗膜に紫外線１０７を再び照射して未
硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化させ、離散
的に配された各柱状領域１０２の間を埋める媒質１０３
に加工する。以上のように、二回の紫外線照射を行うこ
とにより、基体１０１の上に堆積型の回折格子構造を有
する光拡散層１０を形成することができる。
領域１０２を表している。個々の柱状領域１０２はその
径寸法が前方から後方に向かって減少している。このよ
うな柱状領域１０２の逆円錐形状は紫外線の厚み方向に
沿った吸収過程により自動的に形成できる。続いて第二
照射工程を行い、塗膜に紫外線１０７を再び照射して未
硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化させ、離散
的に配された各柱状領域１０２の間を埋める媒質１０３
に加工する。以上のように、二回の紫外線照射を行うこ
とにより、基体１０１の上に堆積型の回折格子構造を有
する光拡散層１０を形成することができる。
【００１２】図３は光拡散層の製造方法の変形例を示す
工程図である。まず（Ａ）に示すように、硬化速度が速
い紫外線硬化型の第一透明樹脂の前駆体と、硬化速度が
遅く第一透明樹脂とは異なる屈折率を有する第二透明樹
脂の前駆体との混合物を基体１０１の上に塗工して塗膜
１０４を形成する。次に（Ｂ）に示すように、塗膜１０
４にマスク１０５を介して紫外線１０６を選択的に照射
し、第一透明樹脂の前駆体のみを硬化させ、離散的に配
された柱状領域を形成する。この際、平行化された紫外
線１０６を斜めから照射して、表示装置の法線から傾い
た柱状領域１０２を形成する。この傾いた柱状領域１０
２を（Ｃ）に示す。この後、塗膜に再び紫外線１０７を
照射して未硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化
させ、離散的に配された各柱状領域１０２の間を埋める
媒質１０３に加工する。このように各柱状領域１０２を
傾斜させることで、所望の方向にある程度指向性を持た
せた光拡散層を製造することができる。
工程図である。まず（Ａ）に示すように、硬化速度が速
い紫外線硬化型の第一透明樹脂の前駆体と、硬化速度が
遅く第一透明樹脂とは異なる屈折率を有する第二透明樹
脂の前駆体との混合物を基体１０１の上に塗工して塗膜
１０４を形成する。次に（Ｂ）に示すように、塗膜１０
４にマスク１０５を介して紫外線１０６を選択的に照射
し、第一透明樹脂の前駆体のみを硬化させ、離散的に配
された柱状領域を形成する。この際、平行化された紫外
線１０６を斜めから照射して、表示装置の法線から傾い
た柱状領域１０２を形成する。この傾いた柱状領域１０
２を（Ｃ）に示す。この後、塗膜に再び紫外線１０７を
照射して未硬化で残された第二透明樹脂の前駆体を硬化
させ、離散的に配された各柱状領域１０２の間を埋める
媒質１０３に加工する。このように各柱状領域１０２を
傾斜させることで、所望の方向にある程度指向性を持た
せた光拡散層を製造することができる。
【００１３】図４は、図３に示した製造方法の応用例を
示す模式図である。この応用例では、平行化された紫外
線を同時に二方向から照射して二方向に傾いた柱状領域
１０２ａ，１０２ｂを媒質１０３中に形成している。例
えば、一方の柱状領域１０２ａは観察者３０とほぼ平行
な方位に傾いており、他方の柱状領域１０２ｂは照明光
源５０とほぼ平行な方向に傾いている。これにより、照
明光源５０から発する照明光の利用効率を大幅に改善す
ることができる。
示す模式図である。この応用例では、平行化された紫外
線を同時に二方向から照射して二方向に傾いた柱状領域
１０２ａ，１０２ｂを媒質１０３中に形成している。例
えば、一方の柱状領域１０２ａは観察者３０とほぼ平行
な方位に傾いており、他方の柱状領域１０２ｂは照明光
源５０とほぼ平行な方向に傾いている。これにより、照
明光源５０から発する照明光の利用効率を大幅に改善す
ることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透明な媒質の中に屈折率の異なる柱状領域を形成した光
拡散層を表示装置の前側に取り付けることで、表示コン
トラストを落とすことなく視野角を広げることが可能に
なる。又、従来の微粒子を拡散した光拡散層に比べ、入
射光の不要反射が小さくなり、表示装置の黒表示の浮き
を抑制することが可能である。
透明な媒質の中に屈折率の異なる柱状領域を形成した光
拡散層を表示装置の前側に取り付けることで、表示コン
トラストを落とすことなく視野角を広げることが可能に
なる。又、従来の微粒子を拡散した光拡散層に比べ、入
射光の不要反射が小さくなり、表示装置の黒表示の浮き
を抑制することが可能である。
【図１】本発明にかかる表示装置の構成を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】図１に示した表示装置に組み込まれる光拡散層
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図３】同じく光拡散層の製造方法を示す工程図であ
る。
る。
【図４】図３に示した光拡散層の製造方法の応用例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図５】従来の表示装置の一例を示す模式図である。
【図６】図５に示した表示装置に組み込まれる従来の光
拡散層を示す模式図である。
拡散層を示す模式図である。
１・・・前側基板、２・・・後側基板、５・・・透明電
極、６・・・配向膜、７・・・反射電極（光反射層）、
８・・・配向膜、９・・・液晶（電気光学物質）、１０
・・・光拡散層、１１・・・偏光板、１０１・・・基
体、１０２・・・柱状領域、１０３・・・媒質。
極、６・・・配向膜、７・・・反射電極（光反射層）、
８・・・配向膜、９・・・液晶（電気光学物質）、１０
・・・光拡散層、１１・・・偏光板、１０１・・・基
体、１０２・・・柱状領域、１０３・・・媒質。
Claims (8)
- 【請求項１】 観察者に対面して前方に配された透明な
前側基板と、所定の間隙を介して該前側基板に後方から
接合した後側基板と、該前側基板及び後側基板の少なく
とも一方に形成された電極と、該間隙に配され該電極に
印加された電圧に応答して後方からの入射光線を光学変
調し前方に向かう出射光線に変換して画像を映し出す電
気光学物質と、該前側基板に配され該出射光線を拡散し
て観察者から見た該画像の視野角を広げる光拡散層とを
備えた表示装置において、 前記光拡散層は、該出射光線を前方に向かって導光可能
に形成された柱状領域と、平面的に見て離散配置された
該柱状領域の隙間を埋める媒質とからなり、該柱状領域
と該媒質は互いに異なる屈折率を有することを特徴とす
る表示装置。 - 【請求項２】 前記柱状領域はその径寸法が光拡散層の
厚み寸法の１／１０以下に設定されていることを特徴と
する請求項１記載の表示装置。 - 【請求項３】 前記柱状領域は平面的に見てランダムに
分布していることを特徴とする請求項１記載の表示装
置。 - 【請求項４】 前記柱状領域はその径寸法が前方から後
方に向かって減少していることを特徴とする請求項１記
載の表示装置。 - 【請求項５】 前記後側基板には前方から供給された入
射光線を反射する光反射層が形成されており、前記電気
光学物質は該光反射層で反射した入射光線を出射光線に
変換することを特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項６】 観察者に対面して前方に配された透明な
前側基板と、所定の間隙を介して該前側基板に後方から
接合した後側基板と、該前側基板及び後側基板の少なく
とも一方に形成された電極と、該間隙に配され該電極に
印加された電圧に応答して後方からの入射光線を光学変
調し前方に向かう出射光線に変換して画像を映し出す電
気光学物質とからなる表示装置に用い、 該前側基板に配して該出射光線を拡散し観察者から見た
該画像の視野角を広げる光拡散層の製造方法であって、 硬化速度が速い紫外線硬化型の第一透明樹脂の前駆体
と、硬化速度が遅く第一透明樹脂とは異なる屈折率を有
する第二透明樹脂の前駆体との混合物を塗工する成膜工
程と、 塗工された該混合物に紫外線を選択的に照射して第一透
明樹脂の前駆体のみを硬化させ、離散的に配された柱状
領域を形成する第一照射工程と、 塗工された混合物に紫外線を再び照射して未硬化で残さ
れていた第二透明樹脂の前駆体を硬化させ、離散的に配
された各柱状領域の間を埋める媒質に加工する第二照射
工程とを行うことを特徴とする光拡散層の製造方法。 - 【請求項７】 前記第一照射工程は、平行化された紫外
線を斜めから照射して該表示装置の法線から傾いた柱状
領域を形成することを特徴とする請求項６記載の光拡散
層の製造方法。 - 【請求項８】 前記第一照射工程は、平行化された紫外
線を同時に二方向から照射して二方向に傾いた柱状領域
を形成することを特徴とする請求項７記載の光拡散層の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33790697A JPH11160687A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表示装置及び光拡散層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33790697A JPH11160687A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表示装置及び光拡散層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160687A true JPH11160687A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18313116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33790697A Pending JPH11160687A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表示装置及び光拡散層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11160687A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005519335A (ja) * | 2002-03-06 | 2005-06-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子表示装置 |
| US8861071B2 (en) | 2004-09-27 | 2014-10-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view |
| US8872085B2 (en) | 2006-10-06 | 2014-10-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having front illuminator with turning features |
| US8902484B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-12-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Holographic brightness enhancement film |
| US9019590B2 (en) | 2004-02-03 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure |
| US9019183B2 (en) | 2006-10-06 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus |
| US9025235B2 (en) * | 2002-12-25 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode |
| WO2017161717A1 (zh) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示模组及显示*** |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP33790697A patent/JPH11160687A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005519335A (ja) * | 2002-03-06 | 2005-06-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子表示装置 |
| US9025235B2 (en) * | 2002-12-25 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode |
| US9019590B2 (en) | 2004-02-03 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure |
| US8861071B2 (en) | 2004-09-27 | 2014-10-14 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view |
| US8872085B2 (en) | 2006-10-06 | 2014-10-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having front illuminator with turning features |
| US9019183B2 (en) | 2006-10-06 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus |
| US8902484B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-12-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Holographic brightness enhancement film |
| WO2017161717A1 (zh) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示模组及显示*** |
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