CN102778752A - 显示装置 - Google Patents

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宫本光秀
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Abstract

本发明以解决视角特性的问题为目的。本发明的显示装置具有：形成有供光分别透过的多个固定开口(36)的遮光膜(34)；配置在每个固定开口(36)的上方的透镜(44)；配置在遮光膜(34)和透镜(44)之间，且与多个固定开口(36)分别对应地控制光的透过以及遮断的多个光闸(14)；和使多个光闸(14)在固定开口(36)的上方的位置和从固定开口(36)退避的位置之间移动而进行驱动的驱动部(40)，多个固定开口(36)是分别具有长度方向(Y)以及宽度方向(X)的长条状，与长度方向(Y)相比，透镜(44)在宽度方向(X)上光的折射能力较强。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
MEMS显示器(Micro Electro Mechanical System Display、微机电系统显示器)是有望取代液晶显示器的显示器(参照专利文献1)。与利用偏振光的液晶光闸式不同，该显示器通过由具有固定开口及光闸的光闸单元来机械性地对光的透过窗进行开闭，从而显示明暗。具体为，通过在固定开口的上方配置光闸来遮挡光，通过使光闸从固定开口的上方移开而使光透过。
专利文献1：日本特开2008-197668号公报
固定开口是由在遮光膜上形成的开口构成的，光闸通过从遮光膜隔开间隔地配置而能够驱动。因此，当光闸从固定开口的上方移开时，相对于画面垂直的行进的光从固定开口透过，但是，与所移开的光闸的方向倾斜地行进的光则被光闸遮挡。因此，具有因观察方向而造成亮度不同的视角特性的问题。
发明内容
本发明以解决视角特性的问题为目的。
(1)本发明的显示装置，其特征在于，其具有：形成有供光分别透过的多个固定开口的遮光膜；配置在每个所述固定开口的上方的透镜；配置在所述遮光膜和所述透镜之间，且与所述多个固定开口分别对应地控制所述光的透过以及遮断的多个光闸；和使所述多个光闸在所述固定开口的上方的位置和从所述固定开口退避的位置之间(即，在透过所述光的位置和遮断所述光的位置之间)移动而进行驱动的驱动部，所述多个固定开口是分别具有长度方向以及宽度方向的长条状，与所述长度方向相比，所述透镜在所述宽度方向上光的折射能力较强。根据本发明，因为通过使光在宽度方向上折射，而能够在该方向上分散光，所以能够解决视角特性的问题。
(2)还可以是在(1)所述的显示装置中，其特征在于，所述透镜为凹透镜，其所述宽度方向的曲率比所述长度方向的曲率大。
(3)还可以是在(1)所述的显示装置中，其特征在于，所述透镜为平凹柱面透镜。
(4)还可以是在(2)所述的显示装置中，其特征在于，所述多个固定开口以多列排列，至少相对于排列在一列上的所述固定开口，配置有一个所述平凹柱面透镜。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的显示装置的概况的剖视图。
图2是表示光闸及其驱动部的图。
图3是用于说明光闸和透镜的配置的图。
图4是用于说明透镜的作用效果的图。
图5是表示本实施方式的显示装置的亮度的特性的图表。
图6是表示实施方式的显示装置的透镜的变形例的图。
图7是图6所示的透镜的沿Ⅶ-Ⅶ线的剖视图。
图8是图6所示的透镜的沿Ⅷ-Ⅷ线的剖视图。
附图标记说明
10光透过性基板、12光透过性基板、14光闸、16驱动开口、18背光源、20第一弹簧、22第一固定部、24第一部分、26第二部分、28第三部分、30第二固定部、32第二弹簧、34遮光膜、36固定开口、38密封材料、40驱动部、42润滑油、44透镜、144透镜、Lv光、Lv’光、Lx光、Ly光。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式中的显示装置的概况的剖视图。图2是显示装置的内部结构的一部分的放大立体图。
显示装置具有一对光透过性基板10、12(例如玻璃基板)。一对光透过性基板10、12以隔开间隔地相对的方式配置。在一方的光透过性基板10上，在与另一方的光透过性基板12相对的一侧上形成有遮光膜34。如图2所示，在遮光膜34上形成有供光分别透过的多个固定开口36。多个固定开口36是分别具有长度方向Y以及宽度方向X的长条状。
如图2所示，多个光闸14与遮光膜34隔开间隔地配置。光闸14与固定开口36对应地控制光的透过以及遮断。通过使光闸14覆盖固定开口36从而使光被遮断，通过使光闸14从固定开口36的上方避开从而使光透过。只要是具有驱动开口16的光闸14，则通过使驱动开口16和固定开口36一致(将驱动开口16配置在固定开口36的上方)就能够使光透过。在图2的示例中，一个固定开口36和一个驱动开口16对应。或者，如果是不具有驱动开口的光闸(未图示)，则通过使光闸从固定开口的上方移开就能够使光透过。
光闸14设置在一方的光透过性基板10上。图2是表示光闸14及其驱动部40的图。光闸14是具有驱动开口16的板部件。通过驱动开口16使光透过，并通过驱动开口16以外的部分将光遮断。驱动开口16成为在一个方向上长的形状。此外，如图1所示，光由重叠在光透过性基板10上的背光源18供给。
光闸14由第一弹簧20支承并从光透过性基板10浮起。光闸14通过多个(图2中为四个)第一弹簧20支承。第一弹簧20由第一固定(anchor)部22固定在光透过性基板10上。
第一弹簧20由能够弹性变形的材料构成，以能够在与光闸14的板面平行的方向上变形的方式配置。具体为，第一弹簧20具有：在向从光闸14离开的方向(与驱动开口16的长度方向交叉(例如正交)的方向)延伸的第一部分24；向着沿着驱动开口16的长度方向的方向，即从驱动开口16的长度方向的中央向着外方向延伸的第二部分26；和进一步向从光闸14离开的方向(与驱动开口16的长度方向交叉(例如正交)的方向)延伸的第三部分28。而且，如图2的箭头所示，光闸14能够在与驱动开口16的长度方向交叉(例如正交)的方向上移动。
在光透过性基板10上设有由第二固定部30支承的第二弹簧32。第二弹簧32与该第二部分26相对地配置在比第一弹簧20的第二部分26更远离光闸14的一侧。对第二固定部30施加电压，通过基于与第一弹簧20的第二部分26的电位差所导致的静电引力，而使第二部分26被拉近至第二固定部30。当第二部分26被拉近时，经由与第二部分26一体的第一部分24，光闸14也被拉近。也就是说，第一弹簧20以及第二弹簧32是用于构成用于机械性地驱动光闸14的驱动部40的部件。
如果光闸14的上述驱动开口16和遮光膜34的固定开口36连通的话，则使光透过。如果通过光闸14的移动使遮光膜34的固定开口36被遮蔽的话，则使光被遮断。换言之，机械性地驱动光闸14，以控制向遮光膜34的固定开口36行进的光的透过以及遮断。通过相对应的一个驱动开口16以及一个固定开口36构成一个像素，并通过多个像素来使图像被显示。因此，设有多个(复数的)光闸14。
如图1所示，在光闸14的上方(各自的固定开口36的上方)配置有透镜44。图3是表示光闸14和透镜44的配置的图。图4是用于说明透镜44的作用效果的图。
透镜44是用于使光扩散的部件，例如为凹透镜。如图3所示，多个固定开口36以多列排列，至少相对于排列在一列上的两个以上固定开口36，配置有一个平凹柱面透镜。一个平凹柱面透镜的与各个固定开口36对应的部分为各个透镜44。各个透镜44也是平凹柱面透镜。另外，多个平凹柱面透镜一体并列，构成透镜阵列。
透镜44的光的折射能力因光的入射方向而不同。平凹柱面透镜是其中一例。如图4所示，透镜44以使宽度方向X的曲率比固定开口36的长度方向Y的曲率大的方式配置。在平凹柱面透镜中，长度方向Y的曲率为零(直线)。因此，与固定开口36的长度方向Y相比，透镜44在宽度方向X上的光的折射能力更强。
接着，参照图4，对本实施方式的显示装置的作用效果进行说明。在本实施方式中，通过驱动部40(参照图2)，使多个光闸14在固定开口36的上方的位置和从固定开口36退避的位置之间移动。
透过固定开口36的光有相对于固定开口36(相对于遮光膜34的表面)垂直地行进的光Lv和相对于固定开口36(相对于遮光膜34的表面)倾斜地行进的光。倾斜行进的光包括：向长度方向Y(沿着在长度方向Y上延伸的面)倾斜的光Ly；和向宽度方向X(沿着在宽度方向X上延伸的面)倾斜的光Lx。
因为固定开口36和驱动开口16连通，所以垂直地(向与遮光膜34的表面正交的方向)透过固定开口36的光Lv进一步透过驱动开口16。向长度方向Y倾斜的光Ly因为从固定开口36向驱动开口16的长度方向Y倾斜，所以也透过驱动开口16。另外，虽向宽度方向X倾斜但其倾斜角度极小的光Lv’不被光闸14遮挡地行进。将虽向宽度方向X倾斜但不被光闸14遮挡地行进的光Lv’的光轴与垂直行进的光Lv的光轴构成的最大角度设为α。
相对地，以超过α的角度向宽度方向X倾斜的光Lx即使透过了固定开口36，也向驱动开口16的宽度方向X行进，因此其行进被光闸14遮断。因此，对于由光闸14所控制的像素，当向长度方向Y倾斜地观察时看到得较亮，当向宽度方向X倾斜地观察时看到得较暗。
但是，根据本实施方式，通过配置上述透镜44，沿着宽度方向X使光的折射角增大，并使光在宽度方向X上扩散。即，虽向宽度方向X倾斜但不被光闸14遮挡地行进的光Lv’的光轴与垂直行进的光Lv的光轴构成的角度为，向透镜44入射时的入射角度在α以内，但是射出角度在折射后超过α。因此，能够使光在宽度方向X上分散。由此能够解决视角特性的问题。
图5是表示本实施方式的显示装置的亮度的特性的图表。横轴表示第一方向Y或第二方向X的测量角度，纵轴表示将测量轴为0°(垂直)时的亮度设为1.0时的亮度比。由图表可知，第一方向Y以及第二方向X的任一方向的亮度比均无大的差异。
如图1所示，一对光透过性基板10、12由密封材料38隔开间隔地固定。密封材料38紧贴在一对光透过性基板10、12上。另外，通过密封材料38，在一对光透过性基板10、12之间划分有密封空间。
如图1所示，在密封空间内装满了润滑油42(例如硅油42)。光闸14以及驱动部40都配置在润滑油42内。通过润滑油42能够抑制基于光闸14以及驱动部40的动作所导致的振动。另外，通过装满润滑油42而使电容率提高，从而使基于静电引力所产生的驱动电压降低。
图6是表示实施方式的显示装置的透镜的变形例的图。图7是图6所示的透镜的Ⅶ-Ⅶ线的剖视图。图8是图6所示的透镜的Ⅷ-Ⅷ线的剖视图。
在该示例中，透镜144为椭圆形的凹透镜。透镜144的长度方向Y的曲率半径R(参照图7)比宽度方向X的曲率半径r(参照图8)大。换言之，透镜144的宽度方向X的曲率比长度方向Y的曲率大。图6中表示了多个透镜144被一体化后的透镜阵列，还可以使各个透镜144分别对应每个固定开口，也可以使各个透镜144分别对应两个以上固定开口。还可以代替上述透镜44使用该透镜144。
本发明并不限定于上述实施方式，还能有各种变形。例如，实施方式中已说明的结构能够置换成实质上相同的结构、发挥相同作用效果的结构或能够达到相同目的的结构。

Claims (4)

1.一种显示装置，其特征在于，其具有：
形成有供光分别透过的多个固定开口的遮光膜；
配置在每个所述固定开口的上方的透镜；
与所述遮光膜隔开间隔地配置，且与所述多个固定开口对应地控制所述光的透过以及遮断的多个光闸；和
使所述多个光闸在透过所述光的位置和遮断所述光的位置之间移动的驱动部，
所述多个固定开口是分别具有长度方向以及宽度方向的长条状，
与所述长度方向相比，所述透镜在所述宽度方向上光的折射能力较强。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透镜为凹透镜，其所述宽度方向的曲率比所述长度方向的曲率大。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述透镜为平凹柱面透镜。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述多个固定开口以多列排列，
至少相对于排列在一列上的所述固定开口，配置有一个所述平凹柱面透镜。
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