JPH11119026A - Holographic reflector and reflective liquid crystal display using the same - Google Patents
Holographic reflector and reflective liquid crystal display using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】外光だけでなく、暗所ではバックライトの利用
も可能なホログラム反射板および反射型液晶表示装置を
提供する。
【解決手段】角度選択性を有する体積位相透過型ホログ
ラムの一方の面に、透過および反射の双方の機能を持つ
薄膜層を形成したホログラム反射板とする。
(57) [Summary] [Problem] To provide a hologram reflector and a reflection type liquid crystal display device which can use not only external light but also a backlight in a dark place. Kind Code: A1 A hologram reflector having a volume phase transmission hologram having an angle selectivity and a thin film layer having both transmission and reflection functions formed on one surface.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に関し、特にバックライトを併用するタイプの反射型
液晶表示装置およびこれに好適なホログラム反射板に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display, and more particularly to a reflection type liquid crystal display using a backlight and a hologram reflector suitable for the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】特にバックライトを必要とせず、外光
（観察者側からの光である照明光や日光など）が液晶パ
ネルを介して反射層（主として金属反射層）によって反
射され、液晶パネルに表示されたパターンに応じた反射
光を、観察者に視覚させるタイプの反射型液晶表示装置
が公知である。前記装置として、時計や電卓などが代表
的である。（図１参照）2. Description of the Related Art External light (illumination light or sunlight, which is light from the observer side) is reflected by a reflection layer (mainly a metal reflection layer) via a liquid crystal panel without requiring a backlight. There is known a reflective liquid crystal display device of a type in which reflected light according to a pattern displayed in (1) is viewed by an observer. A clock, a calculator, and the like are typical examples of the device. (See Fig. 1)
【０００３】しかし、液晶パネルを照射する外光が弱い
（暗い）場所では、前記装置による表示像を鮮明に見る
ことができない。暗い所でも鮮明な表示像を見ることが
できるように、反射板の背面にバックライトを具備する
タイプの反射型液晶表示装置も存在する。前記装置の反
射板には、背面からの光を透過する半透明の反射板が用
いられる。（図２参照）[0003] However, in a place where the external light irradiating the liquid crystal panel is weak (dark), a display image by the device cannot be clearly seen. There is also a reflection type liquid crystal display device of a type having a backlight on the back of a reflection plate so that a clear display image can be seen even in a dark place. As the reflector of the device, a translucent reflector that transmits light from the back is used. (See Fig. 2)
【０００４】上記の反射型液晶表示装置における反射板
は、金属または樹脂製の散乱反射板であり、反射光が広
い角度で拡散反射されるため、明るい像を見ることが困
難であった。また、上記の散乱反射板では、入射光の正
反射方向に最も反射光の強度が高く（明るく）なるた
め、照明する光源の写り込み（装置表面のカバーガラス
などによる）が見える方向と、表示装置からの反射光が
最も明るくなる方向が重なるという問題があった。The reflection plate in the above-mentioned reflection type liquid crystal display device is a scattering reflection plate made of metal or resin, and it is difficult to see a bright image because reflected light is diffusely reflected at a wide angle. In the above-mentioned scattering reflector, the intensity of reflected light is highest (bright) in the specular reflection direction of incident light. There is a problem that the directions in which the reflected light from the device becomes brightest overlap.
【０００５】既存の散乱反射板に代えて、反射角度など
を制御できるように、ホログラムを採用することが試み
られている。ホログラムを反射板として用いた反射型液
晶表示装置に係る提案として、以下に例示されるものが
公知である。 (1) 特開昭５６−５１７７２号公報 (2) 特表平８−５０５７１６号公報 (3) 特開平９−１５２５８６号公報 (4) 特開平９−２２２５１２号公報 (5) 国際公開公報９６／３７８０５Attempts have been made to employ a hologram so that the reflection angle and the like can be controlled in place of the existing scattering reflector. The following are known as proposals relating to a reflection type liquid crystal display device using a hologram as a reflection plate. (1) JP-A-56-51772 (2) JP-T 8-505716 (3) JP-A-9-152586 (4) JP-A-9-222512 (5) International Publication 96 / 37805
【０００６】ホログラムには各種のタイプがあり、それ
に応じてホログラム反射板の特性も変化する。表面レリ
ーフ型ホログラムの場合には、回折効率を高くすること
が難しいため、明るい表示パターンを視覚することが難
しいと共に、ホログラムが持つ色分散のために、観察す
る方向に応じて視覚される色が変化してしまう。これ
は、上記の(1) が該当する。体積位相反射型ホログラム
の場合には、その波長選択性により反射回折される波長
幅が狭く限定（特定の色になる）され、可視波長域に渡
っての明るい表示パターンを視覚することが難しい。こ
れは、上記の(2)(3)が該当する。体積位相透過型ホログ
ラムの場合には、可視波長域に渡っての明るい表示パタ
ーンを視覚することが可能（当該技術分野における公知
事項であり、詳細な説明は省略する）であり、これは、
上記の(4)(5)が該当する。There are various types of holograms, and the characteristics of the hologram reflector change accordingly. In the case of a surface relief type hologram, it is difficult to increase the diffraction efficiency, so it is difficult to see a bright display pattern. Will change. This corresponds to (1) above. In the case of a volume phase reflection type hologram, the wavelength width of reflected and diffracted light is narrow and limited (specified color) due to its wavelength selectivity, and it is difficult to see a bright display pattern over a visible wavelength range. This corresponds to the above (2) and (3). In the case of a volume phase transmission type hologram, it is possible to see a bright display pattern over a visible wavelength range (this is a known matter in the technical field, and a detailed description is omitted).
The above (4) and (5) correspond.
【０００７】ホログラム反射板を用いた反射型液晶表示
装置では、パターン表示のために、外光のみならずバッ
クライトも利用する提案は、現在までに報告されていな
い。上記の(1) の提案は、表示装置の側面からの光（エ
ッジライト）を利用しているが、金属反射面の形成され
た「反射型ホログラム」であるため、バックライトを透
過させる思想は含まれていない。In a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate, no proposal has been reported to date for using a backlight as well as external light for pattern display. The proposal of (1) above uses light (edge light) from the side of the display device. However, since it is a “reflection hologram” having a metal reflection surface, the idea of transmitting the backlight is as follows. Not included.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】広い波長域に渡って高
い回折効率が得られるホログラム反射板として、体積位
相透過型ホログラムを用いた上記(4)(5)の提案では、ホ
ログラムの一方の面に反射層（主として、金属層）を形
成しているため、バックライトを併用することができな
い。本発明は、体積位相透過型ホログラムを用いて、バ
ックライトの利用も可能なホログラム反射板および反射
型液晶表示装置を提供することを目的とする。According to the proposals (4) and (5) using a volume phase transmission type hologram as a hologram reflection plate capable of obtaining high diffraction efficiency over a wide wavelength range, one surface of the hologram is used. Since a reflective layer (mainly a metal layer) is formed on the substrate, a backlight cannot be used together. An object of the present invention is to provide a hologram reflector and a reflection type liquid crystal display device that can use a backlight by using a volume phase transmission type hologram.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のホログラム反射
板では、角度選択性を有する体積位相透過型ホログラム
の一方の面に、透過および反射の双方の機能を持つ薄膜
層を形成する。ここで、角度選択性とは、特定角度（方
向）からの入射光に対してのみ、特定角度（方向）への
回折光を出射するようなホログラムの光学特性であり、
ホログムの撮影記録時の条件に応じて、上記の特定角度
（方向）は決定される。In the hologram reflector of the present invention, a thin film layer having both transmission and reflection functions is formed on one surface of a volume phase transmission hologram having angle selectivity. Here, the angle selectivity is an optical characteristic of a hologram that emits diffracted light at a specific angle (direction) only for incident light from a specific angle (direction).
The above-described specific angle (direction) is determined according to the conditions at the time of recording and recording the hologram.
【００１０】＜作用＞本発明の構成により、広い波長域
に渡って高い回折効率が得られ、明るいパターン表示が
可能であると共に、暗い場所では、バックライトの利用
による表示も可能となる。（請求項１）<Operation> According to the structure of the present invention, high diffraction efficiency can be obtained over a wide wavelength range, a bright pattern can be displayed, and in a dark place, display can be performed by using a backlight. (Claim 1)
【００１１】角度選択性が、前記薄膜層側からの特定角
度での入射光に対してのみ回折するものであることによ
り、ホログラム反射板を、液晶パネルの背面に、前記薄
膜層が形成されていない側が面するように配置して反射
型液晶表示装置を構成した場合に、前記薄膜層での外光
の反射光を、所望方向に透過回折するだけでなく、バッ
クライトを用いた場合にも、バックライトを所望方向に
透過回折させることができる。（請求項２）Since the angle selectivity is such that only the incident light from the thin film layer side at a specific angle is diffracted, the hologram reflecting plate is formed on the back surface of the liquid crystal panel and the thin film layer is formed. When the reflection type liquid crystal display device is configured by arranging such that the sides not facing each other, not only the reflected light of the external light on the thin film layer is transmitted and diffracted in a desired direction, but also when a backlight is used. The backlight can be transmitted and diffracted in a desired direction. (Claim 2)
【００１２】ホログラムの回折が、１つ以上の焦点に集
光する特性であることにより、集光位置近傍において、
特に明るい表示パターンを視覚することができる。焦点
が複数であると、観察者が視点を移動しても明るい反射
光を複数の位置で視覚できることになる。このようなホ
ログラムは、焦点位置の異なる複数種類のホログラム
を、 同一感光材料に多重記録する。 重ね合わせて一体化する。 同一感光材料に、パターン状に領域分割して記録す
る。 などによって得られるが、複数種類のホログラムが、そ
れぞれ方向の異なる参照光により撮影記録されている
と、反射板として、反射に寄与する入射光（外光）の方
向に制約を受けることが少なくなる。上記(4)(5)の提案
は、ホログラムの回折特性が「集光」ではなく「拡散も
しくは散乱」であるため、特定位置で非常に明るい表示
を実現する思想は含まれていない。（請求項３）Since the diffraction of the hologram has the property of condensing light at one or more focal points, near the light condensing position,
Particularly bright display patterns can be seen. With a plurality of focal points, bright reflected light can be seen at a plurality of positions even when the observer moves the viewpoint. In such a hologram, multiple types of holograms having different focal positions are multiplex-recorded on the same photosensitive material. Overlap and integrate. The same photosensitive material is divided into areas in a pattern and recorded. However, when a plurality of types of holograms are photographed and recorded with reference light beams having different directions, the direction of incident light (external light) contributing to reflection is less restricted as a reflector. . The proposals (4) and (5) do not include a concept of realizing an extremely bright display at a specific position because the diffraction characteristics of the hologram are “diffusion or scattering” instead of “light collection”. (Claim 3)
【００１３】体積位相透過型ホログラムの回折波長幅が
広いとは言っても、ホログラム自体が本来的に有する
「分光機能」により、見る角度によっては、視覚される
パターンの色が微妙に変化することが回避される。前記
薄膜層が散乱面を持つことにより、分光した回折光を混
合させることになり、一層「白色」に近い反射光による
明るい表示が可能となると共に、反射光が集光する範囲
を拡げることができる。特に、白色の反射光であると、
液晶パネルにカラーフィルターを併用しての、フルカラ
ーのパターン表示を行なう上で有効である。（請求項
４）Although the diffraction wavelength width of the volume phase transmission type hologram is wide, the hologram itself inherently has a "spectral function", and the color of the pattern to be viewed is slightly changed depending on the viewing angle. Is avoided. Since the thin film layer has a scattering surface, the separated diffracted light is mixed, and a bright display by reflected light closer to “white” can be performed, and a range in which the reflected light is collected can be expanded. it can. In particular, if it is white reflected light,
This is effective in displaying a full-color pattern by using a color filter in combination with a liquid crystal panel. (Claim 4)
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図６に、本発明による反射型液晶
表示装置の概略図を示す。ホログラム反射板は、角度選
択性を有する体積位相透過型ホログラムの一方の面に、
透過および反射の双方の機能を持つ薄膜層が形成（積
層）されてなるが、同図では、両者を離間させて示す。
（両者が積層した状態を図５に示す） ホログラム反射板を、液晶パネルの背面に、前記薄膜層
が形成（積層）されていない側が面するように配置し
て、表示装置が構成される。FIG. 6 is a schematic view of a reflection type liquid crystal display device according to the present invention. The hologram reflector is provided on one surface of a volume phase transmission hologram having angle selectivity.
Although a thin film layer having both functions of transmission and reflection is formed (laminated), they are shown separated from each other in FIG.
(A state in which both layers are stacked is shown in FIG. 5.) A hologram reflector is arranged on the back surface of the liquid crystal panel such that the side on which the thin film layer is not formed (laminated) faces the display device.
【００１５】液晶パネルに入射した光は、液晶を通過し
た後、ホログラム反射板（ホログラム＋薄膜層）に到達
する。ホログラム反射板に入射した光線は、以下のよう
にして、パターン表示光として観察者に視覚される。 (1) ホログラムによる透過回折を受けて、ホログラムと
は屈折率の異なる薄膜層との境界で反射される。 (2) 薄膜層との境界で反射された光は、ホログラムによ
る透過回折を受けることなく、ホログラムおよび液晶パ
ネルを直進通過する。The light incident on the liquid crystal panel reaches the hologram reflector (hologram + thin film layer) after passing through the liquid crystal. The light beam incident on the hologram reflection plate is visually recognized by an observer as pattern display light as follows. (1) After undergoing transmission diffraction by the hologram, the light is reflected at the boundary between the hologram and the thin film layer having a different refractive index. (2) The light reflected at the boundary with the thin film layer passes straight through the hologram and the liquid crystal panel without being transmitted and diffracted by the hologram.
【００１６】以上は、ホログラムの角度選択性が、前記
薄膜層の形成されていない側からの特定角度での入射光
に対してのみ回折する場合に係る説明であるが、これと
は異なる角度選択性の場合もあり得る。すなわち、前記
薄膜層側からの特定角度での入射光に対してのみ回折す
る場合や、双方（薄膜層側および非薄膜層側）からの特
定角度での入射光に対して回折する場合もある。The above description relates to the case where the angle selectivity of the hologram is diffracted only with respect to the incident light at a specific angle from the side where the thin film layer is not formed. It can be gender. That is, the light may be diffracted only for the incident light from the thin film layer at a specific angle, or may be diffracted for the incident light from both (the thin film layer side and the non-thin film layer) at a specific angle. .
【００１７】何れの場合であっても、ホログラムによる
透過回折を受けることにより、装置に入射する外光の正
反射方向とは異なった方向にパターン表示光が発するこ
とになり、ホログラムの採用による利点（装置表面での
写り込みのない方向に、最も明るく表示パターンを見る
ことができる）が生かされる。In any case, by receiving transmission diffraction by the hologram, the pattern display light is emitted in a direction different from the regular reflection direction of the external light incident on the apparatus. (A display pattern can be seen brightest in a direction where no reflection occurs on the device surface).
【００１８】また、本発明のホログラム反射板は、背面
からの光を透過するため、背面にバックライトを配する
ことにより、液晶パネルに入射する外光が弱い時（暗い
場所での観察）は、バックライトを用いて表示パターン
を見ることができる。Further, since the hologram reflector of the present invention transmits light from the rear surface, a backlight is provided on the rear surface so that when external light incident on the liquid crystal panel is weak (observation in a dark place). The display pattern can be viewed using a backlight.
【００１９】ホログラムの透過回折特性として、拡散性
・集光性など、目的とする反射板に応じて、ホログラム
の撮影条件により所望に持たせることができる。拡散性
を付与する場合には、透過回折光の範囲を規定する特定
の大きさの拡散板からの光（すりガラスを通過した光な
ど）と平行光との干渉縞を撮影記録することにより得ら
れる。集光性を付与する場合には、点光源から発散する
光と平行光との干渉縞を撮影記録することにより得られ
る。The transmission and diffraction characteristics of the hologram, such as diffusivity and light condensing properties, can be provided as desired according to the hologram shooting conditions, depending on the intended reflector. In the case of imparting diffusivity, it can be obtained by photographing and recording interference fringes between parallel light and light (such as light passing through frosted glass) from a diffuser having a specific size that defines the range of transmitted diffracted light. . In the case of imparting light condensing properties, it can be obtained by photographing and recording interference fringes between light diverging from a point light source and parallel light.
【００２０】透過および反射の双方の機能を持つ薄膜層
は、ホログラムと屈折率の異なる層を形成することで得
られる。例えば、Ｓｂ2 Ｓ3 （ｎ＝3.0 ），Ｆｅ2 Ｏ3
（ｎ＝2.7 ），ＴｉＯ2 （ｎ＝2.6 ），ＣｄＳ（ｎ＝2.
6 ），ＣｅＯ2 （ｎ＝2.3 ），ＺｎＳ（ｎ＝2.3 ），Ｐ
ｂＣｌ2 （ｎ＝2.3 ），ＣｄＯ（ｎ＝2.2 ），Ｓｂ2 Ｏ
3 （ｎ＝2.0 ），ＷＯ3（ｎ＝2.0 ），ＳｉＯ（ｎ＝2.0
），Ｂｉ2 Ｏ3 （ｎ＝2.5 ），Ｉｎ2 Ｏ3 （ｎ＝2.0
），ＰｂＯ（ｎ＝2.6 ），Ｔａ2 Ｏ5 （ｎ＝2.4 ），
ＺｎＯ（ｎ＝2.1 ），ＺｒＯ2 （ｎ＝2.0 ），Ｃｄ2 Ｏ
3 （ｎ＝1.8 ），Ａｌ2 Ｏ3 （ｎ＝1.6 ），ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ2 （ｎ＝1.8 ）が用いられる。ここで、かっこ内の
数値は屈折率を表す。A thin film layer having both functions of transmission and reflection can be obtained by forming a layer having a different refractive index from that of the hologram. For example, Sb 2 S 3 (n = 3.0), Fe 2 O 3
(N = 2.7), TiO 2 (n = 2.6), CdS (n = 2.
6), CeO 2 (n = 2.3), ZnS (n = 2.3), P
bCl 2 (n = 2.3), CdO (n = 2.2), Sb 2 O
3 (n = 2.0), WO 3 (n = 2.0), SiO (n = 2.0)
), Bi 2 O 3 (n = 2.5), In 2 O 3 (n = 2.0)
), PbO (n = 2.6), Ta 2 O 5 (n = 2.4),
ZnO (n = 2.1), ZrO 2 (n = 2.0), Cd 2 O
3 (n = 1.8), Al 2 O 3 (n = 1.6), CaO · S
iO 2 (n = 1.8) is used. Here, the numerical value in parentheses indicates the refractive index.
【００２１】薄膜層の膜厚は、薄膜を形成する材料の透
明領域であれば充分であり、通常は100 〜10000 Åであ
ることが好ましい。薄膜層を形成する方法として、真空
蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法な
どの、一般的な薄膜形成法が用いられる。The thickness of the thin film layer is sufficient as long as it is a transparent region of the material for forming the thin film, and is usually preferably 100 to 10,000 mm. As a method of forming the thin film layer, a general thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, and an ion plating method is used.
【００２２】[0022]
【発明の効果】明所では、外光を、広い波長域に渡って
高い回折効率で反射させ、明るい表示パターンを視覚さ
せることができると共に、暗所では、バックライトの利
用によっても、明るい表示パターンを視覚させることが
できるホログラム反射板および反射型液晶表示装置が提
供される。In a bright place, external light can be reflected with high diffraction efficiency over a wide wavelength range to make a bright display pattern visible, and in a dark place, a bright display can be obtained by using a backlight. Provided are a hologram reflector and a reflection type liquid crystal display device capable of making a pattern visible.
【００２３】[0023]
【図１】拡散反射層を用いた従来の反射型液晶表示装置
を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing a conventional reflection type liquid crystal display device using a diffuse reflection layer.
【図２】反射板の背面にバックライトを具備するタイプ
の反射型液晶表示装置を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing a reflection type liquid crystal display device having a backlight on the back surface of a reflection plate.
【図３】ホログラム反射板を用いた従来の反射型液晶表
示装置を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate.
【図４】本発明の反射型液晶表示装置でバックライトを
利用する状態を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a backlight is used in the reflection type liquid crystal display device of the present invention.
【図５】本発明による反射型液晶表示装置を概略的に示
す説明図。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a reflection type liquid crystal display device according to the present invention.
【図６】本発明による反射型液晶表示装置を概略的に示
す説明図。FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a reflection type liquid crystal display device according to the present invention.
Claims (5)
ラムの一方の面に、透過および反射の双方の機能を持つ
薄膜層が形成されてなることを特徴とするホログラム反
射板。1. A hologram reflector comprising a volume phase transmission hologram having an angle selectivity and a thin film layer having both transmission and reflection functions formed on one surface.
定角度での入射光に対してのみ回折するものである請求
項１記載のホログラム反射板。2. The hologram reflector according to claim 1, wherein the angle selectivity is such that the angle selectivity is diffracted only with respect to incident light at a specific angle from the thin film layer side.
光する機能であることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載のホログラム反射板。3. The hologram reflector according to claim 1, wherein the diffraction of the hologram is a function of converging light at one or more focal points.
する請求項１〜請求項３の何れかに記載のホログラム反
射板。4. The hologram reflector according to claim 1, wherein said thin film layer has a scattering surface.
グラム反射板が、液晶パネルの背面に、薄膜層が形成さ
れていない側が面するように配置されてなる反射型液晶
表示装置。5. A reflection type liquid crystal display device, wherein the hologram reflection plate according to claim 1 is arranged on the back surface of a liquid crystal panel such that the side on which the thin film layer is not formed faces. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285322A JPH11119026A (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Holographic reflector and reflective liquid crystal display using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285322A JPH11119026A (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Holographic reflector and reflective liquid crystal display using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119026A true JPH11119026A (en) | 1999-04-30 |
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ID=17690050
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9285322A Pending JPH11119026A (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Holographic reflector and reflective liquid crystal display using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11119026A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6842209B2 (en) | 2000-07-11 | 2005-01-11 | Nec Corporation | Liquid crystal display device having switchable reflective layer |
| CN109891301A (en) * | 2016-10-13 | 2019-06-14 | 株式会社Lg化学 | Polarization conversion element and optical isolation device |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP9285322A patent/JPH11119026A/en active Pending
Cited By (4)
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| US11454819B2 (en) | 2016-10-13 | 2022-09-27 | Lg Chem, Ltd. | Polarization conversion element and optical isolation device |
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