(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反射領域を有する単位構造が配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記複数の反射領域による複数回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記複数の反射領域の相互関係が規定されている反射器を備え、
前記単位構造に含まれる複数の反射領域の少なくともひとつは、
光反射面と、前記光反射面の光入射側に設けられた光変調層と、
を有している表示装置。
【請求項２】
前記単位構造に含まれる複数の反射領域の各々が前記光反射面および前記光変調層を有しており、
前記単位構造に含まれる複数の光変調層は、相互に異なる波長帯域において、入射光を変調する請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光反射面は、金属層の表面である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光反射面は、異なる屈折率を有する２種類の材料の境界面である請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光反射面は、平面部を含んでいる請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記単位構造は前記平面部を３つ含み、前記平面部は相互に直交し、コーナーキューブを構成している請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記コーナーキューブを構成する３つの平面部の各々は、実質的に正方形の形状を有しており、
前記単位構造の配置は、隣接する３つのコーナーキューブの前記平面部が１つの立方体の１頂点を共有する垂直な３面を構成するように規定されている請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記立方体の１頂点を共有する垂直な３面に配置された光変調層は、同一の波長帯域において入射光を変調する請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記複数の反射領域は、連続した曲面上に配置されている請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数の光変調層は、選択された波長帯域の光を吸収する状態と、少なくとも前記波長帯域を含む波長帯域の光を透過する状態との間でスイッチングする層である請求項２に記載の表示装置。
【請求項１１】
３つの反射領域を有する単位構造が複数配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記反射領域による３回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記反射領域の相互関係が規定されている反射器を備えた表示装置であって、
前記３つの反射領域の各々は、
光反射面と、
前記光反射面の光入射側に設けられた光変調層と、
を有している表示装置。
【請求項１２】
前記３つの反射領域の各々に含まれる光変調層を別個に駆動する手段を備えた請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記３つの反射領域のうちの第１反射領域に含まれる光変調層は、赤色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成され、
前記３つの反射領域のうちの第２反射領域に含まれる光変調層は、緑色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成され、
前記３つの反射領域のうちの第３反射領域に含まれる光変調層は、青色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成されている請求項１１または１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記３つの反射領域のうちの第１反射領域に含まれる光変調層は、赤色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および赤色を吸収するカラーフィルタを含み、
前記３つの反射領域のうちの第２反射領域に含まれる光変調層は、緑色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および緑色を吸収するカラーフィルタを含み、
前記３つの反射領域のうちの第３反射領域に含まれる光変調層は、青色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および青色を吸収するカラーフィルタを含む、請求項１１または１２に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記スイッチング層は、コレステリック液晶から形成されている請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記スイッチング層は、ホログラフィック高分子分散型液晶から形成されている請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
複数の反射領域を有する単位構造が配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記複数の反射領域による複数回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記複数の反射領域の相互関係が規定されている反射器を備え、
前記単位構造に含まれる複数の反射領域の少なくともひとつは、
可視光帯域の中から選択された特定波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる光変調層を有している表示装置。
【請求項１８】
前記光変調層は、可視光の波長程度以上の厚さを有している請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記光変調層の状態遷移は、電圧の印加によって行なわれる請求項１７または１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記光変調層の状態遷移を行なうための電極を有している請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記光変調層は、前記特定波長帯域の光を吸収する物質を含んでおり、前記物質の物理的状態が電圧の印加によって変化する請求項１９または２０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２２】
前記光変調層は、前記特定波長帯域の光を吸収する物質を含んでおり、前記物質の位置が電圧の印加によって変化する請求項１９または２０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２３】
前記光変調層は、可視光を反射する物質を含んでいる請求項１７から２２のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２４】
前記光変調層は、
媒質と、
前記媒質内に分散され、前記特定波長帯域の光を吸収し、前記媒質内を移動することができる第１の粒子と、
前記媒質内に分散され、前記可視光を反射し得る第２の粒子と、
を含んでおり、
前記第１の粒子の移動により、前記光変調層が特定波長帯域の光を吸収する程度が制御される請求項１７から１９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２５】
前記光変調層は、
回転運動により、前記特定波長帯域の光を吸収する状態から前記可視光を反射する状態へ変化し、また、前記可視光を反射する状態から前記特定波長帯域の光を吸収する状態へ変化し得る回転体を含んでいる請求項１７から１９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２６】
前記回転体は、光学特性の異なる複数の部分を有する微小球である請求項２５に記載の表示装置。
【請求項２７】
入射光の少なくとも一部を複数回反射する凹部が形成された反射器を備え、
前記反射器の前記凹部には、可視光帯域の中から選択された特定波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる光変調層が形成されている表示装置。
【請求項２８】
入射光の少なくとも一部を複数回反射する凹部が形成された反射器を備え、
前記反射器の前記凹部には、
可視光帯域の中から選択された第１の波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる第１の光変調層と、
可視光帯域の中から選択され、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる第２の光変調層と、
が形成されており、
前記第１および第２の光変調層によって前記入射光のスベクトル分布を変化させることができる表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射器を備えた表示装置に関し、特に、白色表示時の明度が向上した反射型カラー表示装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】
現在、反射型のカラー表示装置は、携帯電話等のモバイル機器や携帯型ゲーム器などの各種機器分野において、その用途が急激に拡大している。反射型のカラー表示装置は、バックライトを必要としないため、光源用電力の削減が可能であり、透過型カラー表示装置に比べて、バックライトのスペースや重量を節約できるなど利点を有している。また、反射型であれば、表示装置全体の消費電力を低減し、小型のバッテリーを用いることが可能になる。このため、反射型のカラー表示装置は、軽量薄型化が望まれている各種の機器に適しているだけでなく、機器の大きさや重量を従来と同一に設計する場合は大型のバッテリーを用いることが可能になるため、動作時間の飛躍的な拡大を期待することができる。
【０００３】
このような反射型カラー表示装置は、表示面のコントラスト特性の観点からも優れた特性を示している。すなわち、自発光型表示装置であるＣＲＴや透過型のカラー液晶表示装置等では、日中の屋外で大幅なコントラスト比の低下が見られる。これに対し、反射型カラー表示装置によれば、周囲光量に比例した表示光が得られるため、優れたコントラスト比が実現し、屋外での使用に特に適したものであるといえる。
【０００４】
以下、従来の反射型カラー液晶表示装置の構成を説明する。
【０００５】
現在広く使用されている反射型液晶表示装置は、２枚または１枚の偏光板を利用し、かつ、カラーフィルタを並置した構成を採用している。このような反射型液晶表示装置は、次のようなモードで動作する。
【０００６】
１．  液晶層の旋光性を電界で制御することによって表示を行うツイスティッドネマティックモード（ＴＮモード）
２．  液晶層の複屈折を電界で制御することによって表示を行う複屈折モード（ＥＣＢモード）
３．  ＴＮモードおよびＥＣＢモードを組み合わせたミックスモード
従来の反射型表示装置では、偏光板および並置配置したカラーフィルタの光利用効率が５０％以下と低いため、表示品位、特に明るさが不充分である。その結果、十分な反射率を達成することができず、求められているようなレベルの明るい表示を実現することができていない。
【０００７】
反射率を高めるため、偏光板やカラーフィルタを必要としない方式の反射型表示装置が検討されている。
【０００８】
偏光板を用いない方式として、染料を液晶に添加したゲストホスト型液晶、高分子分散型液晶、コレステリック液晶を利用する液晶表示装置が開発されつつある。一方、カラーフィルタの並置配置を用いない方式としては、色の異なる３枚の表示パネルを積層したカラー表示装置が開発されている。この方式の表示装置は、例えば、Society of Information Display'98  DIGEST(P．897)や特開平１０−２６０４２７号公報に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネルを３枚重ねて１つの表示装置を作製する場合、製造プロセスが複雑であるという問題がある。また、光が積層された複数のパネル内の液晶層で別々に変調されるため、視差が大きくなりやすい。この視差を低減するには、パネル間に位置する中間基板の厚さを画素サイズよりも十分に小さくすることが望まれる。このため、中間基板はフィルム状材料から形成する必要が生じるが、フィルム状材料の上にＴＦＴなどのアクティブ素子を作製することは非常に難しい。
【００１０】
Society of Information Display'98DIGEST(P．897)に開示されている表示装置では、メモリ性を有する液晶を用いことにより、アクティブ素子を必要としないパッシブマトリクス型駆動方式で表示動作を行なっている。このため、中間基板は比較的薄いが、しかし、パッシブマトリクス型駆動方式でも、中間基板上に透明電極を形成する必要があり、中間基板の厚さは１００μｍ程度である。この厚さは、各画素サイズと比較して同程度であり、視差の問題は解決していない。
【００１１】
特開平１０−２６０４２７号公報に開示されている表示装置では、アクティブマトリクス駆動方式を採用しているが、ＴＦＴ（アクティブ素子）を最背面に位置する基板上に配置している。そして、積層された各パネルを貫く接続用電極を用いることにより、積層されたパネルでのアクティブマトリクス駆動を実現している。この場合でも、透明電極を中間基板上に形成する必要があるため、中間基板の厚さを各画素サイズと比較して充分に小さくすることができず、視差が問題となる。
【００１２】
一方、特表２０００−５１３１１６号公報には、コーナーリフレクターを備えた反射型カラー表示装置が開示されている。コーナーリフレクタの３つの面（ファセット）によって全内反射される光は、各面での光反射率が独立に制御されることによって変調させられる。この反射型表示装置によってカラー表示を実現する場合、３種類のパネルを積層する必要が無いので、上記視差の問題は解決する。しかし、この表示装置では、コーナーリフレクタの各ファセットの光反射率がファセットの背後に位置する部材の駆動によって制御される。具体的には、ファセットに接触する状態と、ファセットから可視光の波長程度離れた状態との間を移動する部材を駆動することにより、ファセットの光反射率が独立に制御される。このような装置では、高精細の表示を実現することは困難である。
【００１３】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、反射型でありながらコントラスト比および明るさを充分に向上させ、しかも、視差の問題を解決し、高精細表示の可能な表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、複数の反射領域を有する単位構造が配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記複数の反射領域による複数回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記複数の反射領域の相互関係が規定されている反射器を備え、前記単位構造に含まれる複数の反射領域の少なくともひとつは、光反射面と、前記光反射面の光入射側に設けられた光変調層とを有している。
【００１５】
ある好ましい実施形態においては、前記単位構造に含まれる複数の反射領域の各々が前記光反射面および前記光変調層を有しており、前記単位構造に含まれる複数の光変調層は、相互に異なる波長帯域において、入射光を変調する。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記光反射面は、金属層の表面である。前記光反射面は、異なる屈折率を有する２種類の材料の境界面であってもよい。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記光反射面は平面部を含んでいる。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記単位構造は前記平面部を３つ含み、前記平面部は相互に直交し、コーナーキューブを構成している。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記コーナーキューブを構成する３つの平面部の各々は、実質的に正方形の形状を有しており、前記単位構造の配置は、隣接する３つのコーナーキューブの前記平面部が１つの立方体の１頂点を共有する垂直な３面を構成するように規定されている。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記立方体の１頂点を共有する垂直な３面に配置された光変調層は、同一の波長帯域において入射光を変調する。
【００２１】
前記複数の反射領域は、連続した曲面上に配置されていてもよい。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記複数の光変調層は、選択された波長帯域の光を吸収する状態と、少なくとも前記波長帯域を含む波長帯域の光を透過する状態との間でスイッチングする層である。
【００２３】
本発明の表示装置は、３つの反射領域を有する単位構造が複数配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記反射領域による３回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記反射領域の相互関係が規定されている反射器を備えた表示装置であって、前記３つの反射領域の各々は、光反射面と、前記光反射面の光入射側に設けられた光変調層とを有している。
【００２４】
ある好ましい実施形態は、前記３つの反射領域の各々に含まれる光変調層を別個に駆動する手段を備えている。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記３つの反射領域のうちの第１反射領域に含まれる光変調層は、赤色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成され、前記３つの反射領域のうちの第２反射領域に含まれる光変調層は、緑色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成され、前記３つの反射領域のうちの第３反射領域に含まれる光変調層は、青色を吸収するゲストを含むホスト液晶層から形成されている。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記３つの反射領域のうちの第１反射領域に含まれる光変調層は、赤色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および赤色を吸収するカラーフィルタを含み、前記３つの反射領域のうちの第２反射領域に含まれる光変調層は、緑色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および緑色を吸収するカラーフィルタを含み、前記３つの反射領域のうちの第３反射領域に含まれる光変調層は、青色を選択的に反射する状態と透過する状態との間でスイッチングする層、および青色を吸収するカラーフィルタを含む。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記スイッチング層は、コレステリック液晶から形成されている。前記スイッチング層は、ホログラフィック高分子分散型液晶から形成されていてもよい。
【００２８】
本発明の表示装置は、複数の反射領域を有する単位構造が配列されており、前記単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記複数の反射領域による複数回の反射を経て前記単位構造から外へ出るように前記複数の反射領域の相互関係が規定されている反射器を備え、前記単位構造に含まれる複数の反射領域の少なくともひとつは、可視光帯域の中から選択された特定波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる光変調層を有している。
【００２９】
前記光変調層は可視光の波長程度以上の厚さを有していることが好ましい。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層の状態遷移は、電圧の印加によって行なわれる。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層の状態遷移を行なうための電極を有している。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、前記特定波長帯域の光を吸収する物質を含んでおり、前記物質の物理的状態が電圧の印加によって変化するように構成されている。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、前記特定波長帯域の光を吸収する物質を含んでおり、前記物質の位置が電圧の印加によって変化するように構成されている。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、可視光を反射する物質を含んでいる。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、媒質と、前記媒質内に分散され、前記特定波長帯域の光を吸収し、前記媒質内を移動することができる第１の粒子と、前記媒質内に分散され、前記可視光を反射し得る第２の粒子とを含んでおり、前記第１の粒子の移動により、前記光変調層が特定波長帯域の光を吸収する程度が制御される。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、回転運動により、前記特定波長帯域の光を吸収する状態から前記可視光を反射する状態へ変化し、また、前記可視光を反射する状態から前記特定波長帯域の光を吸収する状態へ変化し得る回転体を含んでいる。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記回転体は、光学特性の異なる複数の部分を有する微小球である。
【００３８】
本発明の表示装置は、入射光の少なくとも一部を複数回反射する凹部が形成された反射器を備え、前記反射器の前記凹部には、可視光帯域の中から選択された特定波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる光変調層が形成されている。
【００３９】
本発明の表示装置は、入射光の少なくとも一部を複数回反射する凹部が形成された反射器を備え、前記反射器の前記凹部には、可視光帯域の中から選択された第１の波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる第１の光変調層と、可視光帯域の中から選択され、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を吸収する程度が異なる少なくとも２つの状態間を遷移することができる第２の光変調層とが形成されており、前記第１および第２の光変調層によって前記入射光のスベクトル分布を変化させることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明では、コーナーキューブアレイ（コーナーリフレクター）などの反射器を用いてフルカラー表示を実現することができる。本発明で用いる反射器は、複数の反射領域を有する単位構造が配列されたものであり、各単位構造に入射した光の少なくとも一部が前記反射領域による複数回の反射を経て単位構造から装置外へ出るように設計されている。
【００４１】
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、まず、このような反射器の一例である「コーナーキューブアレイ型反射板」を用いた表示の原理を説明する。
【００４２】
図１（ａ）は、コーナーキューブアレイ型反射板に含まれる３つの単位構造を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、それらの上面図である。実際の反射器では、多数の単位構造が１つの基板上に密に配列される。
【００４３】
図示されている例では、各単位構造が３つの反射領域を有している。代表例として、図１（ｂ）の最下方に位置する単位構造を説明する。この単位構造は、反射領域Ｍ１、反射領域Ｙ１、および反射領域Ｃ１を有しており、反射領域Ｍ１、Ｙ１、およびＣ１の各々は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、光反射面と、光反射面の光入射側に設けられた光変調層（厚さ：可視光帯域の波長程度以上）とを有している。ここでは、光反射面が反射層の表面領域に形成されている。
【００４４】
図２（ａ）および（ｂ）には、一例として、反射領域Ｃ１の断面構成が示されており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３つ帯域成分を含む白色光（ＲＧＢ光）が反射領域Ｃ１に入射している。光変調層は、のちに詳細に説明するように多様な形態を取り得る。
【００４５】
図２（ａ）および（ｂ）に示される例の光変調層は、白色光を透過する状態（第1の状態）と、Ｒの波長帯域光（Ｒ光）を選択的に吸収し、ＢおよびＧの波長帯域（シアン帯域）の光を透過する状態（第２の状態）との間でスイッチングすることができる。図２（ａ）の状態（第１の状態）では、白色光（ＲＧＢ）が反射され、図２（ｂ）の状態（第２の状態）では、シアン光（ＧＢ）が反射されることになる。反射領域Ｍ１およびＹ１も、上記反射領域Ｃ１と類似の断面構成を有しており、異なる点は光変調層の特性にある。反射領域Ｍ１では、白色光を透過する状態とマゼンタ光が反射される状態との間でスイッチングが行なわれ、反射領域Ｙ１では、白色光を透過する状態とイエロー光が反射される状態との間でスイッチングが行なわれる。
【００４６】
上述のような光変調構造は、例えば、光変調層としてゲストホスト液晶層を用い、ゲストホスト液晶層を金属層上に配置することで実現される。
【００４７】
再び図１（ａ）および（ｂ）を参照する。図示される反射板では、各単位構造に含まれる３つの光反射面が相互に垂直の関係にあり、仮想的な立方体の３つの面（正方形）を構成している。図１（ａ）および（ｂ）の黒丸点は、反射板における凹部の最深部（凹点）を示しており、この凹点は上記立方体の１つの頂点に相当している。一方、白丸点は、反射板の凸部頂点（凸点）を示し、この凸点は上記立方体の他の３つの頂点に対応する位置にある。
【００４８】
図１（ａ）に示されるように、光線１３が単位構造に入射すると、単位構造に含まれる３つの反射面の各々で順次反射され、最終的に、光線１３は入射方向に対して反平行な方位に向かうことになる（再帰光の形成）。このことは、３つの反射面が相互に垂直である限り、光線１３の入射角度によらず、幾何光学的な原理から常に成立する。
【００４９】
このことを、より詳細に説明する。
【００５０】
まず、コーナーキューブアレイの反射領域Ｍ１に入射した光１３は、反射領域Ｍ１上の位置１４で反射され、反射領域Ｙ１に向う。その後、光１３は反射領域Ｙ１上の位置１５で反射され、反射領域Ｃ１に向い、更に反射領域Ｃ１上の位置１６で反射された後、装置外に出射される。このように各単位構造がコーナーキューブとして機能し、光再帰性を発揮するため、任意の方向から入射してきた光が３回の反射を受けた後、入射方向と反平行方向に出射される。各単位構造は回転対称性を有しているため、光が最初に入射する反射領域が反射領域Ｍ１ではなく、反射領域Ｙ１または反射領域Ｃ１であっても、入射光は同様に３回の反射を受けた後、装置外に出射される。
【００５１】
のちに説明するように、本発明の好ましい実施形態では、各単位構造に含まれる３つの光反射面の光入射側に配置された各光変調層が他の２つの光変調層とは独立して制御される。その結果、光線１３は各単位構造内に配置された３つの光変調層による変調を順次受けることになる。
【００５２】
図１（ａ）の例では、光線１３が反射領域Ｍ１→反射領域Ｙ１→反射領域Ｃ１の順序で反射されているが、光線１３の入射角および入射位置により、この反射順序は変化する。しかし、どのような反射順序であっても、ひとつの単位構造に含まれる３つの反射領域Ｍ１、Ｙ１、およびＣ１による変調が重畳されて、光線１３のスペクトルを変調することが可能となる。
【００５３】
前述のように、反射領域Ｃ１の光変調層は、シアン光（ＧＢ）を反射する状態と可視帯域全ての光を反射する状態との間でスイッチングする。このような光変調層が反射領域Ｃ１だけではなく、他の単位構造の反射領域Ｃ２〜Ｃ３にも設けられている。
【００５４】
また、反射領域Ｍ１〜Ｍ３の各光変調層は、マジェンダ波長帯域の光を反射する状態と可視帯域全ての光を反射する状態との間でスイッチングし、反射領域Ｙ１〜Ｙ３の各光変調層はイエロー波長帯域の光を反射する状態と可視帯域全ての光を反射する状態との間でスイッチングする。
【００５５】
以上のような構成において、反射領域Ｃ１、Ｍ１、およびＹ１の３つがともに可視帯域全ての光を反射する状態をとるとき、入射光（太陽光などの白色光）は可視帯域の全てにおいて反射され、その結果、白色の表示が得られる。
【００５６】
他方、反射領域Ｃ１がシアン波長帯域の光を反射する状態をとり、反射領域Ｍ１およびＹ１の２つが可視帯域の全てにおいて入射光を反射する状態をとるときは、入射光のうち、シアン波長帯域の光成分だけが反射されるため、シアン色の表示が得られることになる。
【００５７】
３つの反射領域Ｃ１、Ｍ１、およびＹ１の光変調層が特定帯域の光を吸収するか否かにより、下記表１に示す組み合わせで種々の表示色を実現することができる。
【００５８】
【表１】
0003818857.tif 000002
【００５９】
表１において、「透過」は、光変調層が可視帯域全域の光を透過する状態を意味している。また、例えば「赤吸収」とは、光変調層が可視帯域のうちの赤色帯域の光を選択的に吸収し、それ以外の帯域の光を透過する状態を意味している。各色の吸収の程度を調節すれば、フルカラー表示が行なえる。
【００６０】
なお、上述のように、反射領域Ｃ１の光変調層が「赤吸収」状態にあるとき、入射光（白色光）の赤色帯域以外の光、すなわちシアン色の光は光変調層に吸収されることなく、光反射面にて反射されることになる。反射領域Ｃ１、Ｍ１、およびＹ１で反射される光と表示色との関係を下記の表２に示す。
【００６１】
【表２】
0003818857.tif 000003
【００６２】
表２において、「全反射」とは、可視帯域全域の光を反射する状態を意味している。
【００６３】
上述の反射領域Ｃ１、Ｍ１、およびＹ１による光の変調は、反射領域Ｃ２、Ｍ２、およびＹ２による光の変調や、反射領域Ｃ３、Ｍ３、およびＹ３による光の変調とは独立して行なうことができる。このため、異なる単位構造で異なる色の表示を行なうことができるので、１つの単位構造によって画像の１画素（ピクセル）を構成することができる。
【００６４】
このように本発明によれば、上記のような表示原理を利用するため、カラーフィルタを並列配置することなく、また、偏光板を用いることなく、明るいフルカラー画像表示を実現することができる。
【００６５】
以下、本発明による表示装置の実施形態を説明する。
【００６６】
（実施形態１）
まず、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、本発明による表示装置の第１の実施形態を説明する。
【００６７】
図３（ａ）は、本実施形態に係る反射型カラー表示装置１の反射面の平面レイアウトを示し、図３（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線断面図、およびＤ−Ｄ’断面図である。
【００６８】
表示装置１は、図３（ｂ）に示されるように、光入射側基板５、光反射側基板８、両基板５および８の間に設けられた液晶層２、および、光入射側基板５の光入射面側に配置された散乱膜１２を備えている。以下、各部の構成を説明する。
【００６９】
まず、反射側基板８を説明する、
本実施形態の反射側基板８は、ガラスやプラスチックなどの材料から形成されたプレート状の基板である。この基板８は、以下で説明する素子や部材を支持する機能を有しておれば良く、可視光に対して透明な材料から形成されている必要はない。
【００７０】
基板８の液晶側に位置する面には、行および列状に配列された複数のＴＦＴ素子９と、図示されていない信号線および走査線などの配線とが形成されている。各ＴＦＴ素子９は、割り当てられた光変調層と信号線との間に電気的導通状態／非導通状態の間をスイッチングする素子である。信号線は、不図示のソース・ドライバなどの駆動回路とＴＦＴ素子９のソースとを電気的に接続している。信号線上の電位に応じた信号電荷が、選択されたＴＦＴ素子９を介して、目的とする光変調層の駆動に用いられる。走査線は、不図示のゲート・ドライバなどの駆動回路とＴＦＴ素子９のゲートと電気的に接続する。走査線は、ＴＦＴ素子９を選択し、選択したＴＦＴ素子９を非導通状態から導通状態へと変化させる。
【００７１】
これらの配線やＴＦＴ素子９の上には、例えば樹脂から形成されたコーナーキューブアレイ７が設けられている。コーナーキューブアレイ７は、図１（ａ）および（ｂ）に示す単位構造が表面に規則的に配列された反射器であり、その平面構成は図３（ａ）に示す通りである。図３（ａ）〜（ｄ）では、簡単化のため、現実に表示装置よりも少ない数の単位構造が大きめに図示されている。実際の単位構造の個数は、例えば対角２インチ程度の表示領域内において１万〜１００万個程度に設定され得る。
【００７２】
コーナーキューブアレイ７の各反射面上には、銀などの金属材料から形成された反射膜（厚さ：例えば１５０ｎｍ）６が堆積されている。金属反射膜６は、図２（ａ）および（ｂ）における反射層として機能するともに、上層に位置する光変調層を駆動し、その変調状態を変化させるための電極の１つとして機能する。
【００７３】
本実施形態における金属反射膜６は、光反射面ごとに電気的に分離されており、各々が独立した電位状態をとり得るようにパターニングされている。金属反射膜６は、コーナーキューブアレイ７に形成されたコンタクトホール１０を介し、下方に位置するＴＦＴ素子９のドレインと電気的に接続されている。金属反射膜６の電位は、不図示の駆動回路を用いたアクティブマトリクス駆動により、信号線上の電位に応じたレベルに調節される。
【００７４】
なお、表示画素の各々が１つの単位構造から構成されている必要はない。複数の単位構造の組み合わせによって１つの画素が構成されるようにしても良い。この場合、１画素のサイズは１つの単位構造のサイズよりも大きくなる。
【００７５】
入射側基板５は、上記の構成を有する反射側基板８の液晶側面と対向するように配置される。入射側基板５は、ガラスやプラスチックなどの材料から形成されたプレート状の基板である。この基板５は、可視光に対して透明な材料から形成される。
【００７６】
入射側基板５の液晶側面上には、透明樹脂などから形成されたコーナーキューブアレイ４が設けられている。このコーナーキューブアレイ４の表面は、対向するコーナーキューブアレイ７の表面に対して略等しい距離の間隙を形成できる形状を有している。コーナーキューブアレイ４の液晶側面上には、ＩＴＯ膜（厚さ：２００ｎｍ）から形成された透明電極３が設けられている。透明電極３は、各表示画素にとって共通の電極であり、光反射面毎に分割されていない。
【００７７】
対向するように配置された一対のコーナーキューブアレイ４および７の隙間には、液晶混合物から構成された液晶層（光変調層）２が設けられている。コーナーキューブアレイ４および７の隙間は、例えば５〜２０μｍに設定される。コーナーキューブアレイ４は、反射器としては機能せず、液晶層２を封入するための隙間空間（ギャップ）をコーナーキューブアレイ７との間に形成するとともに、液晶層２の変調状態を制御する透明電極３の支持部材として機能する。
【００７８】
本実施形態で用いる液晶層２は、赤色、緑色、または青色の各色を吸収する色素を含んだ液晶混合物（例えばゲストホスト液晶）をコーナーキューブアレイ４の対応する凹点にバブルジェット方式で印刷することによって形成される。本実施形態におけるコーナーキューブアレイ７では、コーナーキューブを構成する３つの平面部の各々が実質的に正方形の形状を有しており、隣接する３つのコーナーキューブの矩形平面部が１つの立方体の１頂点を共有する垂直な３面を構成するように規定されている。このため、上記方法を用いれば、凸状の立方体の１頂点（図３（ａ）の白丸）を共有する垂直な３面に配置された光変調層を同一種類の材料（同一の波長帯域において入射光を変調する材料）から構成することができる。
【００７９】
なお、ゲストホスト（ＧＨ）液晶は、分子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸収に異方性をもつ二色性染料（ゲスト）を一定の分子配向をもつ液晶（ホスト）に溶解したものである。二色性染料の分子は液晶分子と並行に配向するため、ホスト液晶の分子配向を電圧印加により変化させると、ゲスト染料の分子配向も変化し、二色性染料による可視光の吸収量を制御することができる。
【００８０】
本実施形態では、単位構造（凹部）内で近接する領域に異なる種類の染料を含む液晶層を配置させている。このため、各染料（色素）が混ざらないように、コーナーキューブの稜線に沿ってポリマー壁１１を設けていても良い。
【００８１】
次に、上記装置の表示動作を説明する。
【００８２】
本実施形態では、表示装置の外側に位置する光源（例えば太陽や室内照明器具）から出た光が表示装置の前面に入射する。入射光は散乱膜１２によって散乱された後、入射側基板５、コーナーキューブアレイ４、および透明電極３を透過して液晶層２に入射する。入射光は、液晶層２、およびコーナーキューブアレイ７上の金属反射膜６によって波長選択的に反射されることになる。
【００８３】
入射光がどのように反射されるかは、反射領域Ｃ、Ｍ、Ｙの働きによって制御される。この制御は、外部駆動回路から適切な電位を各反射領域の金属反射膜６に与えることで実行される。
【００８４】
本実施形態の反射領域Ｃは、赤色波長帯域の光を吸収する（すなわちシアン波長帯域の光を反射する）状態と可視帯域全てを反射する状態との間でスイッチングをする。このスイッチング動作は、透明電極３および金属反射膜６の間に印加される電圧で液晶層２の分子配向を変化させることにより実行される。
【００８５】
一方、反射領域Ｍは、緑色波長帯域の光を吸収する（すなわちマジェンダ波長帯域の光を反射する）状態と可視帯域全てを反射する状態との間でスイッチングする。また、反射領域Ｙは、青色波長帯域の光を吸収する（すなわちイエロー波長帯域の光を反射する）状態と可視帯域全てを反射する状態との間でスイッチングする。これらのスイッチング動作も、反射領域Ｃで行なわれる動作と同様にして行なわれる。
【００８６】
本実施形態では、コーナーキューブアレイ７の各単位構造が上記構成の反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹを含むため、各単位構造に入射した光は、反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹの各々で一度ずつ反射され、入射方向と反対方向に再帰される。この再帰光は、コーナーキューブアレイ４および入射側基板５を透過した後、散乱膜１２で散乱される。観察者の目は、散乱膜１２で散乱された光を受け取り、表示画像が認識される。
【００８７】
本実施形態では、各単位構造の反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹを独立に駆動することにより、前記表１および表２に示すフルカラー表示が可能となる。また、各反射領域における液晶層に印加する電圧で液晶分子の傾きを調節すれば、各反射領域での反射特性（反射率）を制御することができ、これにより、階調表示も可能である。
【００８８】
本実施形態では、入射側基板５の前面に散乱膜１２を配置して、再帰光を散乱させているが、散乱膜１２を用いる代わりに、高分子分散型ゲストホスト液晶層を用いても良い。また、コーナーキューブアレイ７の表面および／または金属反射膜６の表面に微細な凹凸を形成するなどして、反射器に光散乱機能を付与しても良い。あるいは、コーナーキューブアレイ４や光入射側基板５に光散乱機能を与えても良い。
【００８９】
本実施形態では、カラーフィルタや偏光板による光の吸収ロスが無いため、その分、反射率が大きく改善され、明るい表示画像が得られる。
【００９０】
（実施形態２）
次に、図４を参照しながら、本発明による表示装置の第２の実施形態を説明する。
【００９１】
本実施形態の反射型カラー表示装置３１も、基本的には、図３（ａ）〜（ｄ）に示す構造と同様の構造を有している。すなわち、前述の反射型カラー表示装置１と同様に、３つの反射領域を有する単位構造がコーナーキューブアレイ上に配列されており、単位構造に入射した光の少なくとも一部が３つの反射領域による３回の反射を経て単位構造から外へ出るように複数の反射領域の相互関係が規定されている。
【００９２】
本実施形態の表示装置３１が前述の表示装置１と異なっている点は、光変調層の構成にある。以下、この点を詳しく説明する。
【００９３】
本実施形態では、表示装置３１の単位構造に含まれる反射領域が、図４に示すように、金属反射電極３２、カラーフィルタ３３、およびコレステリック液晶層３４の積層構造を備えている。図４では、単位構造に含まれる３つの反射領域のうち、代表的な１つについて、構成の詳細が図示されているが、図示されていない他の２つの反射領域も、金属反射電極３２、カラーフィルタ３３、およびコレステリック液晶層３４の積層構造を備えている。
【００９４】
金属反射電極３２は、不図示の共通電極（対向電極）とともに液晶層３４を挟み、電極間に所望の電界を形成して液晶層３４の光学的特性を変化させる。また、金属反射電極３２の上面は入射光を反射する反射面として機能する。
【００９５】
本実施形態の光変調層は、カラーフィルタ３３、および、その上層に配置されたコレステリック液晶層３４から構成されている。そして、コーナーキューブアレイの単位構造に含まれる３つの反射領域には、それぞれ異なる波長帯域の光を吸収するカラーフィルタ３３が設けられている。例えば、反射領域Ｃでは、シアン色帯域の光を透過する（赤色帯域の光を吸収する）カラーフィルタ３３が配置され、赤色帯域の光を反射する状態と可視帯域全ての光を透過する状態との間でスイッチングするコレステリック液晶層３４が配置されている。
【００９６】
コレステリック液晶は、液晶分子の長軸方向が螺旋状にねじれた構造を有している。コレステリック液晶は、ねじれのピッチに相当する波長を持つ円偏光を選択的に反射する。この液晶分子配向は、液晶層に電圧を印加することにより変化させられるので、金属反射電極３２で印加電圧を調節することにより、コレステリック液晶層が可視光帯域全ての光を透過する状態（第１の状態）と特定波長帯域の光を選択的に反射する状態（第２の状態）との間でスイッチングする。なお、反射領域Ｃに用いられているコレステリック液晶層３４では、ねじれのピッチが赤色帯域の波長と一致するように調節されている。
【００９７】
上記構成を有する反射領域Ｃでは、コレステリック液晶層３４が赤色帯域の光を反射する状態にあるとき、入射光のうち赤色帯域の光が液晶層３４で選択的に反射され、入射光の残りの成分（シアン色帯域の光）は金属反射電極３２で反射される。一方、コレステリック液晶層３４が可視帯域全ての光を透過する状態にあるとき、入射光のうち赤色帯域の光はカラーフィルタ３３で吸収されるが、シアン色帯域の光は金属反射電極３２で反射されることになる。すなわち、この反射領域Ｃの光変調層は、可視帯域全ての光を反射する状態と、シアン色帯域の光を反射する（すなわち赤色帯域の光のみを吸収する）状態との間をスイッチングすることができる。
【００９８】
反射領域Ｍでは、金属反射電極３２上にマジェンダ色帯域の光を透過する（緑色帯域の光を吸収する）カラーフィルタ３３が配置され、更にその上には、緑色帯域の光を反射する状態と可視帯域全ての光を透過する状態との間でスイッチングするコレステリック液晶層３４が配置されている。この反射領域Ｍでは、コレステリック液晶層３４が緑色帯域の光を反射する状態にあるとき、緑色帯域の光は液晶層３４で反射され、マジェンダ色帯域の光は金属反射電極３２で反射される。一方、コレステリック液晶層３４が可視帯域全ての光を透過する状態にあるとき、緑色帯域の光はカラーフィルタ３３で吸収され、マジェンダ色帯域の光は金属電極３２で反射されることになる。すなわち、この反射領域Ｍの光変調層は、可視帯域全ての光を反射する状態とマジェンダ色帯域の光を反射する（すなわち緑色帯域の光のみを吸収する）状態との間をスイッチングすることができる。
【００９９】
反射領域Ｙでは、金属反射電極３２上にイエロー色帯域の光を透過する（青色帯域の光を吸収する）カラーフィルタ３３が配置され、更にその上には、青色帯域の光を反射する状態と可視帯域全ての光を透過する状態との間でスイッチングするようなコレステリック液晶層３４が配置される。この反射領域Ｙでは、コレステリック液晶層３４が青色帯域の光を反射する状態にあるとき、青色帯域の光は液晶層３４で反射され、イエロー色帯域の光は金属反射電極３２で反射される。一方、コレステリック液晶層３４が可視帯域全ての光を透過する状態にあるとき、青色帯域の光はカラーフィルタ３３で吸収され、イエロー色帯域の光は金属電極３２で反射されることになる。すなわち、この反射領域の光変調層は、可視帯域全ての光を反射する状態とイエロー色帯域の光を反射する（すなわち青色帯域の光のみを吸収する）状態との間をスイッチングすることができる。
【０１００】
本実施形態では、上記３種類の反射領域Ｃ、Ｙ、およびＭが各コーナーキューブの３つの反射面を構成しているため、単位構造ごとにカラー表示に必要な光の減法混色を実行することができる。
【０１０１】
なお、本実施形態では、液晶層３４の材料としてコレステリック液晶を用いているが、他の選択反射性液晶（例えばホログラフィック高分子分散型液晶）を用いても同様な効果が得られる。
【０１０２】
本実施形態の表示動作は、上述した光変調層の動作部分以外の点では、第１の実施形態の動作と同様に行なわれる。本実施形態によれば、偏光板による光の吸収ロスが無いため、その分、反射率が大きく改善され、明るい表示画像が得られる。
【０１０３】
（実施形態３）
図５（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による表示装置の第３の実施形態を説明する。
【０１０４】
本実施形態の反射型カラー表示装置４３も、基本的には、図３（ａ）〜（ｄ）に示す構造と同様の構造を有している。すなわち、前述の反射型カラー表示装置１と同様に、３つ反射領域を有する単位構造がコーナーキューブアレイ上に配列されており、単位構造に入射した光の少なくとも一部が３つの反射領域による３回の反射を経て単位構造から外へ出るように複数の反射領域の相互関係が規定されている。
【０１０５】
本実施形態の表示装置４３が前述の表示装置１から異なっている点は、光変調層の構成にある。以下、この点を詳しく説明する。
【０１０６】
表示装置４３の単位構造に含まれる反射領域は、図５（ａ）に示されるように、光変調層として電気泳動素子４４を有している。電気泳動素子４４は、図５（ｂ）に示されるように、前面側透明電極４５、背面側透明電極４６、およびこれらの電極に挟まれた媒質４９から構成されている。媒質４９には、負に帯電した色素４７および白色微少球４８が分散されている。
【０１０７】
図５（ａ）では、単位構造に含まれる３つの反射領域のうち、代表的な１つについてのみ、その構成の詳細が図示されているが、図示されていない他の２つの反射領域も同様の構造を有している。
【０１０８】
本実施形態の反射領域Ｃでは、シアン色帯域の光を透過する（赤色帯域の光を吸収する）色素４７が媒質４９中に分散されている。この場合、前面側透明電極４５を正に帯電させ、背面側透明電極４６を負に帯電させると、赤色帯域の光を吸収する色素４７が電気泳動により前面側透明電極４５側に移動する。このため、光変調層の光入射側表面に色素４７が集まり、白色微小球４８は色素４７の下側に位置する状態になる。このとき、入射光のうちの赤色帯域光は色素４７で吸収され、シアン色帯域光は白色微少球４８で反射される。その結果、この反射領域Ｃからはシアン色光が反射されることになる。
【０１０９】
一方、前面側透明電極４５を負に帯電し、背面側透明電極４６を正に帯電したときは、色素４７が背面側透明電極４６側に移動する。このとき、白色微少球４８は入射光を可視光帯域全域で反射することになる。
【０１１０】
上記の反射領域Ｃでは、このようにして、シアン色帯域の光を反射する（すなわち赤色帯域の光のみを吸収する）状態と、可視帯域全ての光を反射する状態との間でスイッチングを実行することができる。
【０１１１】
反射領域Ｍでは、マジェンダ色帯域の光を透過する（緑色帯域の光を吸収する）色素４７が媒質４９中に分散されているため、マジェンダ色帯域の光を反射する（すなわち緑色帯域の光のみを吸収する状態）と可視帯域全ての光を反射する状態との間でのスイッチングを実行できる。
【０１１２】
反射領域Ｙでは、イエロー色帯域の光を透過する（青色帯域の光を吸収する）色素４７が媒質４９中に分散されているため、イエロー色帯域の光を反射する（青色帯域の光のみを吸収する）状態と可視帯域全ての光を反射する状態との間でスイッチングを実行することができる。
【０１１３】
このように、各単位構造に含まれる３つの反射領域にそれぞれ異なる帯域の光を選択的に吸収する色素４７を用いれば、第１の実施形態と同様にフルーカラー表示が可能になる。
【０１１４】
なお、本実施形態における背面側透明電極４６は光反射面を提供せず、色素４７の電気泳動を制御するために用いられている。
【０１１５】
本実施形態の表示動作は、上述した光変調層の動作部分以外の点では、第１の実施形態の動作と同様に行なわれる。そして、本実施形態によれば、カラーフィルタや偏光板による光の吸収ロスが無いため、その分、反射率が大きく改善され、明るい表示画像が得られる。
【０１１６】
なお、本実施形態では、電気泳動可能な色素を用いて光変調層を形成したが、米国特許第５，６０４，０２７号に記載されているような、色の異なる半球から構成された２色ボールを用いて光変調層を形成しても良い。この場合、２色ボールは印加電圧によって回転し、それによって入射光を変調状態をスイッチングすることができる。
【０１１７】
（実施形態４）
図６および図７を参照しながら、本発明による表示装置の第４の実施形態を説明する。本実施形態で特徴的な点は、コーナーキューブアレイ型反射器の構成にあり、それ以外の点は、実施形態１と同様である。
【０１１８】
まず、図６を参照する。図６（ａ）は、本実施形態で用いるコーナーキューブアレイ５７の斜視図であり、図６（ｂ）は、その上面図である。これらの図からわかるように、このコーナーキューブアレイ５７の上面には、三角錐状の凹部が稠密に配列されている。個々の凹部が反射器の単位構造に対応している。
【０１１９】
図３（ａ）のコーナーキューブアレイでは、各単位構造を構成する３つの反射面がそれぞれ正方形であるのに対して、本実施形態のコーナーキューブアレイでは、各反射面は三角形である。
【０１２０】
図７（ａ）は、本実施形態に係る反射型カラー表示装置５１の反射面の平面レイアウトを示し、図７（ｂ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面図およびＣ−Ｃ’線断面図である。
【０１２１】
表示装置５１は、図７（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、コーナーキューブアレイ５４および５７の形状以外の点では、第１の実施形態における表示装置とほぼ同様の断面構成を有しているので、その詳細な説明はここで繰り返さない。
【０１２２】
本実施形態のコーナーキューブアレイ５７は、前記の各実施形態で採用したコーナーキューブアレイに比べて製造が容易であり、微細化に適している利点を有している。ただ、本実施形態のコーナーキューブアレイでは、再帰光の形成に寄与する面の面積割合が相対的に小さいため、光利用効率が低くなる。
【０１２３】
（実施形態５）
上記実施形態では、いすれも、光変調層のスイッチングを行なうために光変調層に対して電圧（電界）を印加している。しかし、本発明における光変調層に求められている機能は、入射光のスペクトル分布を変更し得るように２以上の状態間を遷移することにあり、その遷移が必ずしも電界印加によって生じるものに限定されない。
【０１２４】
電界以外にも、磁界、光、音波、圧力、応力、歪などの種々のエネルギー伝播形式で光変調層の状態を遷移（スイッチング）させ、それによって光変調層が入射光に及ぼす影響を変化させることが可能である。
【０１２５】
図８を参照しながら、電界印加以外の方法で光変調層の状態遷移を行なう実施形態を説明する。
【０１２６】
図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹの断面構成を示している。Ｃ−ＣＦは、赤色の光を吸収し、シアン光を反射するカラーフィルタである。Ｍ−ＣＦは、緑色の光を吸収し、マジェンダ光を反射するカラーフィルタであり、Ｙ−ＣＦは、青色の光を吸収し、イエロー光を反射するカラーフィルタである。各反射領域は、他の実施形態と同様に、図３（ａ）に示すような反射器の各単位構造における３つの反射面上に適切に配置されている。
【０１２７】
上記のそれぞれの反射領域において、光変調層は異なる２つの状態間をスイッチングすることができる。図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）には、それぞれ、状態の異なる光変調層が左側と右側に図示されている。
【０１２８】
この例では、光変調層は液晶層から形成され、液晶層とカラーフィルタとの間には配向膜が設けられている。液晶層中の液晶分子の向きを変えることにより、液晶層の状態遷移が引き起こされる。ここでは、この状態遷移により、液晶層の屈折率が変化する。液晶層と配向膜との間の屈折率差が変化することより、入射光は、液晶層と配向膜との境界面で反射されるか、その境界面を透過することになる。
【０１２９】
本実施形態では、カラーフィルタの下方に光反射面が形成されている。このため、液晶層の分子配向を制御することにより、入射光をカラーフィルタの前面側（液晶層と配向膜との境界面）で反射するか、カラーフィルタの背面側（光反射面）で反射するかをスイッチングすることができる。言いかえると、カラーフィルタにより光吸収を行なうことなく、可視帯域全域で入射光を反射する状態と、入射光から赤、緑、または青の光成分を吸収した状態で反射する状態とをスイッチングすることができる。そして、このようなスイッチングにより、前述の実施形態と同様にしてフルカラー表示を行なうことができる。
【０１３０】
液晶層の状態変化は、前述のように電圧印加により実行することが可能であるが、本実施形態では、配向膜に紫外線を照射することにより行なう。紫外線の照射により、配向膜表面の性質が変化するため、これと接する液晶分子の配向が変化する。ライトバルブ等の空間光変調器を用いた紫外線照射により、マトリクス駆動が可能である。
【０１３１】
（実施形態６）
図９を参照しながら、電界印加以外の方法で光変調層の状態遷移を行なう他の実施形態を説明する。
【０１３２】
図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹの構成を示している。本実施形態の光変調層は、液晶が内部に詰められたマイクロカプセルを多数含んでいる。このような光変調層とカラーフィルタとの間には低屈折率の透明樹脂膜が設けられ、カラーフィルタの下方に光反射面が形成されている。
【０１３３】
実施形態では、マイクロカプセル内の分子配向を制御することにより、入射光をマイクロカプセルで散乱反射するか、カラーフィルタの背面側（光反射面）で反射するかをスイッチングすることができる。言いかえると、カラーフィルタにより光吸収を行なうことなく、可視帯域全域で入射光を反射する状態と、入射光から赤、緑、または青の光成分を吸収した状態で反射する状態とをスイッチングすることができる。このようなスイッチングにより、前述の実施形態と同様にしてフルカラー表示を行なうことができる。
【０１３４】
本実施形態におけるマイクロカプセル内の液晶分子の向きは、外部から加える熱によって制御できる。このような加熱によってマトリクス駆動を行なうには、個々の反射領域で発熱の程度を制御することのできる電極／配線（不図示）を光反射側基板上に形成することが好ましい。
【０１３５】
以上説明してきた本発明の各実施形態は、いずれも、フルカラー表示を行なう構成を備えた反射型表示装置であるが、本発明はこれに限定されない。本発明によれば、マルチカラー表示またはモノクローム表示を行なう表示装置を実現することもできる。
【０１３６】
また、本発明は太陽光などを光源とする反射型表示装置に限定されず、フロントライトなどの光源と組み合わせて表示を行なう装置にも適用可能ある。更に、スクリーン上に画像を形成する投射型表示装置や、人間の網膜上に画像を形成するタイプの表示装置（例えばマウントビューワー）にも適用可能である。ただ、これらの表示装置において、図１に示すコーナーキューブ型反射器を用いると、入射光が光源に再帰するように反射されるため、そのような再帰光をスクリーンや網膜などの被投影面に向けて偏向する光学部材や光学系が必要となる。ただし、散乱膜は不要になる。光源の位置と被投影面の位置との関係が特定されている場合は、コーナーキューブ型反射器の各光反射面の向きを適切に設計すれば、光源から出た光を単位構造の３つの光反射領域で順次反射させ、被投影面上に導くことが可能である。このような反射器は、狭い意味での「コーナーキューブ」とは異なり、入射光に対して常に反平行関係にある反射光（再帰光）を形成することはできない。
【０１３７】
更に、反射器の各単位構造が３つの光反射面を有していることも本発明にとって必須のことではない。各単位構造が２つまたは４つ以上の光反射面を有し、入射光が複数の反射面で順次反射されるような構成を採用しても良い。この場合、入射光として、白色光ではなく、選択された波長帯域の光を用いても良い。
【０１３８】
また、反射器の反射面が平面である必要もない。円錐状または凹面状であっても光変調層を適切に配置すれば、複数回の光変調を重畳させて反射することは可能である。
【０１３９】
なお、反射器の材質やサイズも上記各実施形態で用いたものに限定されない。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光板およびカラーフィルタによる光の吸収ロスを避け、白表示の明度を向上させたカラー表示を実現することができる。また、本発明では、液晶などの変調層を積層しないため、視差の問題を解決するとともに、製造プロセスを簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の表示装置に用いるコーナーキューブ型反射器の構成と動作原理を示す斜視図であり、（ｂ）は、その上面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明で用いる光変調層の一例について、その動作を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、実施形態１における反射面の平面レイアウトを示し、（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線断面図、およびＤ−Ｄ’断面図である。
【図４】本発明による反射型カラー表示装置の実施形態２の主要部断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明による反射型カラー表示装置の実施形態３の主要部断面図であり、（ｂ）は、実施形態３における光変調層の拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明による反射型カラー表示装置の実施形態４で用いるコーナーキューブアレイ型反射器５７の斜視図であり、（ｂ）は、その上面図である。
【図７】（ａ）は、実施形態４における反射面の平面レイアウトを示し、（ｂ）〜（ｃ）は、それぞれ、（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、およびＣ−Ｃ’線断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、本発明による反射型カラー表示装置の実施形態５で用いる反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹの構成を示している。
【図９】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、本発明による反射型カラー表示装置の実施形態６で用いる反射領域Ｃ、Ｍ、およびＹの構成を示している。
【符号の説明】
１  反射型カラー表示装置
２  ゲストホスト液晶
３  透明電極
４  コーナーキューブアレイ
５  入射側基板
６  反射電極
７  コーナーキューブアレイ
８  反射側基板
９  ＴＦＴ素子
１０  コンタクトホール
１１  ポリマー壁
１２  散乱膜
１３  入射光
１４  Ｍ１面との交点
１５  Ｙ１面との交点
１６  Ｃ１面との交点
３１  本発明による反射型カラー表示装置
３２  金属反射電極
３３  カラーフィルタ
３４  選択反射性液晶
４３  本発明による反射型カラー表示装置
４４  電気泳動素子
４５  前面側透明電極
４６  背面側透明電極
４７  帯電した色素
４８  白色微少球
４９  媒質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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