JP2000029398A - 光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ - Google Patents

光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ

Info

Publication number
JP2000029398A
JP2000029398A JP11153910A JP15391099A JP2000029398A JP 2000029398 A JP2000029398 A JP 2000029398A JP 11153910 A JP11153910 A JP 11153910A JP 15391099 A JP15391099 A JP 15391099A JP 2000029398 A JP2000029398 A JP 2000029398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical waveguide
optical
electrode
flat panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11153910A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3199703B2 (ja
Inventor
Chin Kyu Huh
鎭 奎 許
Sang Yong Han
相 龍 韓
Si Ken Lee
時 坤 李
Jae Eun Yoo
在 銀 柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iljin Corp
Original Assignee
Iljin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iljin Corp filed Critical Iljin Corp
Publication of JP2000029398A publication Critical patent/JP2000029398A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3199703B2 publication Critical patent/JP3199703B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/19—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on variable-reflection or variable-refraction elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1326—Liquid crystal optical waveguides or liquid crystal cells specially adapted for gating or modulating between optical waveguides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00—Optical waveguides
    • Y10S385/901—Illuminating or display apparatus

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生映像の解像度を大幅に増加でき、光効
率が極めて高くかつ視野角が非常に広い光導波路を用い
たフラットパネルディスプレイを提供する。 【解決手段】フラットパネルディスプレイは、光源から
の光が入射する光ファイバ２３と、屈折率の低い物質か
ら形成されて光ファイバ２３に沿って伝播される光を全
反射させるための光ファイバ配列基板２４と、電界によ
って屈折率が高まる物質から形成される液晶層２２と、
電界によって液晶層２２の屈折率が高まることにより光
ファイバ２３に伝播される光が液晶層２２を透過して出
力される際に光を屈折させて外部へ出力する複数の円筒
状の光ファイバ２１と、所定の制御電圧（＋Ｖ）が印加
される透明な伝導性材質から形成される第１の電極２５
と、第１の電極２５と共に電界を形成する伝導性材質か
ら形成される第２の電極２６とを備える。透明材質の保
護パネル２０が光接着剤２７によって光ファイバ２１と
結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ（ flat panel display ）に係り、特に再生
映像の解像度及び光効率が高い光導波路を用いたフラッ
トパネルディスプレイに関する。
【０００１】
【従来の技術】現在、モニター及びテレビのディスプレ
イ装置としてブラウン管（cathode ray tube）が汎用さ
れている。一方ブラウン管の過大な重み及び体積のため
に、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなど軽量
のフラットパネルディスプレイが実用化しつつある。し
かし、液晶ディスプレイは高コストで、スクリーンのサ
イズが限られるという問題点があり、またプラズマディ
スプレイは高コストで、電力の消耗が大であるという問
題点がある。
【０００２】これを解決するために、光導波路を用いた
ディスプレイが開発されている。光導波路は強度の高い
光をほとんど減衰せずに長距離まで伝達することができ
るため、大画面のディスプレイに好適である。
【０００３】図１７は、従来の光導波路を用いたフラッ
トパネルディスプレイを示す断面図である。図１７に示
された従来の光導波路を用いたフラットパネルディスプ
レイは、光源（図示せず）から出力された光が入射され
て伝播されるコア１５と、このコア１５の上部に位置づ
けられ、屈折率の低い物質から形成されてコア１５に沿
って伝播される光を全反射させるクラッド１４と、この
クラッド１４の上部に位置づけられて光を吸収する光吸
収層１０と、この光吸収層１０の上部に位置づけられて
所定の電圧が印加される第１の電極１３と、コア１５の
下部に位置づけられ、電界によって屈折率が変わる電気
光学物質層１６と、光を散乱させるための散乱層１７
と、接地されかつ透明材質から形成される第２の電極１
８とを備えている。
【０００４】以上のように構成された従来の光導波路を
用いたフラットパネルディスプレイは、所定の電圧１２
が第１の電極１３に印加されると、第１の電極１３と第
２の電極１８との間に電界１１が形成され、形成された
電界１１により電気光学物質層１６の屈折率が高まり、
コア１５に沿って伝播される光が電気光学物質層１６を
通過する。その後光は散乱層１７で散乱粒子と衝突して
散乱される。そして散乱層１７で散乱された光は透明材
質の第２の電極１８を通過し、観察者がこれを視認でき
るようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光導波
路を用いたフラットパネルディスプレイにおいて、散乱
層１７は前方に向って散乱を起こす小さい粒子を有して
いるために散乱層１７に入射される光が前方に向って散
乱される。しかしながら、さらに、光束の大部分は電気
光学物質層１６と散乱層１７との境界面で反射される。
このため、入射光のごく一部のみが画面の外部へ放出さ
れ、入力された光に対する出力された光の割合または効
率（以下、光効率という）が非常に低いという問題点が
ある。また、上記した従来の光導波路を用いたフラット
パネルディスプレイは、低い光効率性のために、光を出
力する導波路の幅を一定幅以下に減少できず、解像度に
限界があるという問題点がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、再生映像の解像度及び光効率が高く、かつ視野角の
広い光導波路を用いたフラットパネルディスプレイを提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を成し遂げるた
めに、本発明に係る光導波路を用いたフラットパネルデ
ィスプレイは、光を発する光源と、前記光源から発せら
れた光が入射する複数の光導波路と、前記複数の光導波
路が設けられ、屈折率の低い物質から形成されて前記複
数の光導波路に伝達される光を全反射させるための光導
波路アレイ基板と、前記複数の光導波路の上部に位置づ
けられ、電界によって屈折率が変わる物質から形成され
る光出力制御部と、前記光出力制御部の上部に位置づけ
られ、前記電界により前記複数の光導波路に沿って伝播
される光が前記光出力制御部を透過して出力される際
に、前記光出力制御部を通過する光を屈折させて外部へ
出力する光出力部と、前記光出力部の上部に位置づけら
れ、所定の制御電圧が印加される透明な伝導性材質から
形成される第１の電極と、前記光出力制御部の下部に位
置づけられ、前記第１の電極と共に電界を形成する伝導
性材質から形成される第２の電極と、前記第１の電極及
び前記第２の電極に前記所定の制御電圧を印加するため
の駆動部とを備えることを特徴とする。
【０００８】前記第２の電極は、前記光導波路アレイ基
板の下部に位置づけられるのが好ましい。
【０００９】さらに、前記複数の光導波路は、クラッド
のない長方形の断面を有する光ファイバからなるのが好
ましい。
【００１０】さらに、前記光出力制御部は、液晶層を有
するのが好ましい。
【００１１】さらに、前記光出力部は、クラッドのない
複数の円筒状の光ファイバを有するのが好ましい。
【００１２】さらに、前記光導波路を用いたフラットパ
ネルディスプレイは、前記第１の電極が形成してある透
明材質の保護パネルをさらに備え、前記保護パネルは光
接着剤によって前記光出力部と結合されていることが好
ましい。
【００１３】さらに、カラーを表示するために前記光源
は三原色の光を発する光源であり、前記複数の光導波路
は、前記光源から発せられた三原色の光を各々伝播させ
るために各々３つの光導波路を有することが好ましい。
【００１４】さらに、カラーを表示するために前記光源
は白色光源であり、前記複数の光導波路は各々３つの光
導波路を有し、かつ前記３つの光導波路の前面に三原色
のカラーフィルターを備え、前記複数の光導波路が前記
白色光源から発せられた光を三原色の光として伝播させ
るのが好ましい。
【００１５】さらに、前記光源から出力される光の輝度
を調整する階調調節装置を前記光源と前記複数の光導波
路との間にさらに備え、前記階調調節装置から出力され
る光の輝度は、前記駆動部から出力される光の輝度の制
御信号によって制御されるのが好ましい。
【００１６】さらに、前記階調調節装置は、前記光源か
ら発せられた光が入射する光導波路と、前記光導波路が
設けられ、屈折率の低い物質から形成されて前記光導波
路に伝達される光を全反射させるための光導波路アレイ
基板と、前記光導波路と前記光導波路アレイ基板との間
に位置づけられ、電界によって屈折率が変わる物質から
形成される光透過制御部と、前記光透過制御部の下部に
位置づけられ、前記電界により前記光導波路に伝達され
る光が前記光透過制御部を透過する際に、前記光透過制
御部を透過する光を吸収するための光吸収層と、前記光
導波路の上部に位置づけられ、前記駆動部から所定の光
輝度の制御信号が印加される伝導性材質から形成される
第３の電極及び第４の電極と、前記光吸収層と前記光導
波路アレイ基板との間に位置づけられ、前記第３の電極
及び前記第４の電極と共に各々電界を形成する伝導性材
質から形成される第５の電極と、前記光導波路、前記第
３の電極及び前記第４の電極の上部に位置づけられて、
前記光導波路に伝播される光を全反射させるための保護
パネルとを有する所定の数の階調調節器が直列で形成さ
れた複数の階調調節部を備えることが好ましい。
【００１７】さらに、前記階調調節装置から出力される
光の輝度を細かく調整するために、前記階調調節部にお
ける前記複数の階調調節器の光透過制御部の面積がそれ
ぞれ別々であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の実施の形態による光導波路を用いたフラットパ
ネルディスプレイについて詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明に係る光導波路を用いたフ
ラットパネルディスプレイのディスプレイパネルを示す
断面図である。図１に示した本発明に係る光導波路を用
いたフラットパネルディスプレイのディスプレイパネル
は、光源（図示せず）から発せられた光が入射されて光
導波路の役割をする断面が長方形を有する（以下、長方
形断面という）クラッドのない光ファイバ２３と、この
光ファイバ２３の下部に設けられ、屈折率の低い物質か
ら形成されて光ファイバ２３に沿って伝播される光を全
反射させるための光導波路アレイ基板の役割をする光フ
ァイバ配列基板２４と、光ファイバ２３の上部に位置づ
けられ、電界によって屈折率が高まる物質から形成され
て光出力制御部の役割をする液晶層２２と、液晶層２２
の上部に位置づけられ、電界によって液晶層２２の屈折
率が高まることにより光ファイバ２３に伝播される光が
液晶層２２を透過して出力される際に、液晶層２２を透
過する光を屈折させて外部へ出力する光出力部の役割を
する複数のクラッドのない円筒状の光ファイバ２１と、
円筒状の光ファイバ２１の上部に位置づけられ、所定の
制御電圧（＋Ｖ）が印加される透明な伝導性材質から形
成される第１の電極２５と、光ファイバ配列基板２４の
下部に位置づけられ、第１の電極２５と共に電界を形成
する伝導性材質から形成される第２の電極２６とを備え
ている。図１では、第２の電極２６が光ファイバ配列基
板２４の下部に位置づけられいるが、第２の電極２６は
これに限定されることなく、液晶層２２の下部または長
方形断面の光ファイバ２３の下部に位置しても良い。さ
らに、第１の電極２５が形成してある透明材質の保護パ
ネル２０が光接着剤２７によって円筒状の光ファイバ２
１と結合されている。
【００２０】以上のように構成された本発明に係る光導
波路を用いたフラットパネルディスプレイの動作を、図
２に示されたディスプレイパネルを中心に説明する。図
２は、図１のディスプレイパネルの拡大図であって、ｎ
0は大気の屈折率、ｎ1はクラッドのない長方形断面の光
ファイバ２３の屈折率、ｎ3は光ファイバ配列基板２４
の屈折率、ｎ4は電界が印加されていない場合の液晶層
２２の屈折率、ｎ4’は電界が印加された場合の液晶層
２２の屈折率、ｎ5はクラッドのない円筒状の光ファイ
バ２１の屈折率、ｎ6は保護パネル２０と光接着剤２７
との屈折率である。
【００２１】図２を参照すれば、ディスプレイパネルの
外部の光源（図示せず）から入射された光は、導波路の
全反射条件を満たして、クラッドのない長方形断面の光
ファイバ２３を通して進行することになる。反射は、光
ファイバ２３の屈折率ｎ1に比べて相対的に低い屈折率
ｎ3、ｎ4をそれぞれ持つ光ファイバ配列基板２４と液晶
層２２とによってなされる。
【００２２】一方、第１の電極２５及び第２の電極２６
に所定電圧（＋Ｖ，−Ｖ）が印加されると、第１の電極
２５と第２の電極２６との間に電界が形成される。これ
は、光ファイバ２３の上部に位置づけられた液晶層２２
の屈折率を急に高めさせてｎ4’≧１．１ｎ1の条件を形
成し、全反射条件を破る。これによって光束の大部分が
光ファイバ２３から小さい屈折角で液晶層２２に透過さ
れて、液晶層２２の屈折率ｎ4よりも大きい屈折率ｎ5を
持つクラッドのない円筒状の光ファイバ２１の側面に入
射される。
【００２３】この際に、円筒状の光ファイバ２１の屈折
率ｎ5を適宜選んで、光束が円筒状の光ファイバ２１の
光を出射する部分の近くに集まるようにする。円筒状の
光ファイバ２１で集光された光束は、小さい屈折率ｎ6
をもつ光接着剤２７及び保護パネル２０を通して大きい
散乱角にて保護パネル２０の外部へ完全に出力される。
【００２４】ｎ1の屈折率をもつ光導波路がｎ4の屈折率
をもつ液晶層により覆われている際に、光導波路の内部
を進行する光の全反射条件は次式１の通りである。
【００２５】
【数１】
【００２６】ここで、θcは臨界角といい、この角度よ
りも大きい入射角θをもつ光は液晶層と光導波路との界
面で反射される。１．６５の屈折率をもつ光導波路の上
に屈折率１．４５の液晶が形成されている場合、光導波
路の内部の光は臨界角よりも大きい入射角の範囲内で光
導波路を透過できない。しかし、液晶層の外部から電圧
が印加されると、液晶層に電界が加えられて液晶層の屈
折率が約２０％上がり、１．７４となる。このとき、液
晶層の屈折率が光導波路の屈折率よりも大きくなるた
め、光導波路内の光は液晶層を透過して外部へ出力され
るのである。
【００２７】図３は、クラッドのない長方形断面の光フ
ァイバが配列されたディスプレイパネルの光ファイバ配
列基板の正面図、図４は図３に示した光ファイバ配列基
板２４のＡ部分の拡大図、図５は図４の光ファイバ配列
基板２４の断面図である。図４及び図５に示すように、
光ファイバ配列基板２４の長方形凹部に光ファイバ２３
が配列され、その上に液晶層２２が形成され、また光フ
ァイバ配列基板２４の下部には第２の電極２６が形成さ
れている。
【００２８】図６は、図３に示した光ファイバ配列基板
の背面図、図７は図６に示した光ファイバ配列基板２４
のＢ部分の拡大図である。図６及び図７に示すように、
第２の電極２６が光ファイバ配列基板２４の上（背面か
らみて上）に水平に形成されている。図８は、クラッド
のない円筒状の光ファイバ２１が固着された保護パネル
２０の正面図及び側面図であり、図９は、図８の円筒状
の光ファイバ２１が固着された保護パネル２０のＣ部分
及びＤ部分の拡大図である。図８及び図９では、左側に
正面図、右側に側面図を示している。８及び図９に示す
ように、円筒状の光ファイバ２１が、光接着剤２７によ
って第１の電極２５が形成してある透明材質の保護パネ
ル２０と結合されている。図１０は、本実施形態に係る
光導波路を用いたフラットパネルディスプレイのブロッ
ク図である。図１０に示すように、本発明に係る光導波
路を用いたフラットパネルディスプレイは、光を発する
光源３６と、光源３６から出力される光の輝度を調節す
るための階調調節装置３４と、階調調節装置３４から出
力される光を入力して表示するためのディスプレイパネ
ル３２と、映像信号に基づいて階調調節装置３４及びデ
ィスプレイパネル３２に制御信号Ｃ1、Ｃ2を各々出力す
るための駆動部３０とを備えている。
【００２９】以上のように構成された本発明に係る光導
波路を用いたフラットパネルディスプレイは、光源３６
から出力された光の輝度が駆動部３０の制御信号Ｃ1に
基づいて階調調節装置３４で調節され、階調調節装置３
４を通過した光は駆動部３０の制御信号Ｃ2に基づいて
ディスプレイパネル３２に順次表示される。ここで、デ
ィスプレイパネル３２の動作は、図２を参照して説明さ
れた動作と同様であるので、説明を省略する。
【００３０】前記階調調節装置３４は、図１１に示され
たような階調調節部を複数個備えている。図１１は階調
調節部の断面図である。図１１に示された階調調節部
は、光源３６で発せられた光が入射するクラッドのない
長方形断面の光ファイバ４４と、この光ファイバ４４が
配置され、屈折率の低い物質から形成されて光ファイバ
４４に伝播される光を全反射させるための光ファイバ配
列基板４６と、光ファイバ４４と光ファイバ配列基板４
６との間に位置づけられ、電界によって屈折率が変化す
る物質から形成される光透過制御部の役割をする液晶層
４８と、この液晶層４８の下部に位置づけられ、印加さ
れた電界により光ファイバ４４に伝播される光が液晶層
４８に透過される際に、液晶層４８に透過される光を吸
収するための光吸収層５０と、光ファイバ４４の上部に
位置づけられ、駆動部３０から所定の光の輝度の制御信
号Ｃ1が印加される伝導性材質から形成される第３の電
極４０及び第４の電極４１と、光吸収層５０と光ファイ
バ配列基板４６との間に位置づけられ、第３の電極４０
及び第４の電極４１と共に各々電界を形成する伝導性材
質から形成される第５の電極５２と、光ファイバ４４、
第３の電極４０及び第４の電極４１の上部に位置づけら
れて、光ファイバ４４に伝播される光を全反射させるた
めの保護パネル４２とを有する４つの階調調節器５３，
５４，５５，５６を備えている。さらに、前記階調調節
装置３４から出力される光の輝度を細かく調整するため
に、４つの階調調節器５３，５４，５５，５６の液晶層
４８の面積はそれぞれ別々に形成されている。
【００３１】以上のように構成された階調調節装置３４
の動作を図図１２及び図１３を参照して説明する。図１
２および図１３は階調調節器の拡大図である。図１２
は、第３の電極４０には電圧が印加されず、第４の電極
４１には所定の正の電圧（＋Ｖ）、および第５の電極５
２には所定の負の電圧（−Ｖ）が印加される場合の階調
調節器を示すものである。第４の電極４１および第５電
極に電圧を印加することによって、液晶層４８における
液晶の分子配列の方向が光ファイバ４４の配列方向に並
ぶようになり、液晶層４８が全反射条件の屈折率をも
つ。全反射条件を満たすことで、光源３６から入射され
た光が全反射によって光ファイバ４４に沿って伝播され
る。図１３は、第４の電極４１には電圧が印加されず、
第３の電極４０には所定の正の電圧（＋Ｖ）、および第
５の電極５２には所定の負の電圧（−Ｖ）が印加される
場合の階調調節器を示すものである。印加された電圧に
より液晶層４８における液晶の分子配列の方向が９０°
変わって液晶層４８の屈折率が急に高まるため、液晶層
４８で反射される光が反射できず、液晶層４８を透過し
て光吸収層５０で吸収される。このように、光ファイバ
４４に沿って伝播される光の一部が液晶層４８を透過し
て光吸収層５０で吸収されることで伝播される光の輝度
が調節されて、光の階調が調節される。光の階調が調節
された後は、図１２のように、第３電極４０には何ら電
圧も印加せず、第４の電極４１には所定の正の電圧（＋
Ｖ）、および第５の電極５２には所定の負の電圧（−
Ｖ）を印加して、液晶層４８が再度全反射条件の屈折率
をもつようにする。一方、光の階調を細かく調節するた
めに、図１１に示された４つの階調調節器５３，５４，
５５，５６の液晶層４８が相異なる面積をもって形成さ
れる。また、階調調節器の数を増やすほど、一層細かい
光の階調が調節可能である。
【００３２】図１４は、カラーディスプレイパネルにお
ける光ファイバ配列基板の部分横断面図であって、３つ
のクラッドのない長方形断面の光ファイバ６２，６４，
６６が光ファイバ配列基板６８の長方形凹部に積み重な
った状態で配列され、光ファイバ６２の上部には液晶層
６０が形成され、かつ電極７０が光ファイバ配列基板６
８の下部に形成されている。液晶層６０の上部のクラッ
ドのない円筒状の光ファイバ及び保護パネル等の構造
は、図１のディスプレイパネルの構造と同様であるの
で、図示せず説明も省略する。また、カラーを表示する
ためのカラーディスプレイパネルにおいて、３つのクラ
ッドのない長方形断面の光ファイバを１つの長方形凹部
に積層せずに、前記光ファイバ配列基板に平行に形成さ
れた３つの長方形凹部に前記３つのクラッドのない長方
形断面の光ファイバを各々配列してカラーを表示するこ
ともできる。
【００３３】図１５は、カラーディスプレイパネルにお
ける光ファイバ配列基板の部分縦断面図、図１６は、カ
ラーディスプレイパネルにおける光ファイバ配列基板の
部分正面図である。ここで、符号７２は階調調節装置３
４と結ばれて階調調節装置３４の光が入射される３つの
長方形断面の光ファイバである。カラーを表示するため
の本発明に係るカラーディスプレイパネルは、三原色の
光を発する光源（図示せず）から出力された三原色の光
が３つの積層されたクラッドのない長方形断面の光ファ
イバ６２，６４，６６に各々入射され、かつ３つの積層
された光ファイバ６２，６４，６６に各々入射されて伝
播された三原色の光が、図２に示したように、電界によ
って液晶層６０の屈折率が高められて、クラッドのない
円筒状の光ファイバ及び保護パネルを通して外部に出力
されて、ディスプレイパネルに所望の映像がカラーとし
て表示される。また、カラーを表示するために光源とし
て白色光源を用いかつ３つの積層された光ファイバ６
２，６４，６６の前面に各々該当する色のカラーフィル
ターを備えて、３つの積層された光ファイバ６２，６
４，６６を通して三原色の光を伝播させることにより、
ディスプレイパネルに所望の映像をカラーとして表示し
ても良い。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る光導波
路を用いたフラットパネルディスプレイは、再生映像の
解像度を大幅に増加することができることに加えて、光
効率を極めて高く、しかも視野角を非常に広くすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光導波路を用いたフラットパネル
ディスプレイのディスプレイパネルを示す断面図であ
る。
【図２】図１のディスプレイパネルの拡大図である。
【図３】クラッドのない長方形断面の光ファイバが配列
されたディスプレイパネルの光ファイバ配列基板の正面
図である。
【図４】図３に示した光ファイバ配列基板のＡ部分の拡
大図である。
【図５】図４の光ファイバ配列基板の断面図である。
【図６】図３に示した光ファイバ配列基板の背面図であ
る。
【図７】図６に示した光ファイバ配列基板のＢ部分の拡
大図である。
【図８】クラッドのない円筒状の光ファイバが固着され
た保護パネルの正面図及び側面図である。
【図９】図８の円筒状の光ファイバが固着された保護パ
ネルのＣ部分及びＤ部分の拡大図である。
【図１０】本実施形態に係る光導波路を用いたフラット
パネルディスプレイのブロック図である。
【図１１】階調調節部の断面図である。
【図１２】階調調節器の拡大図である。
【図１３】階調調節器の拡大図である。
【図１４】カラーディスプレイパネルにおける光ファイ
バ配列基板の部分横断面図である。
【図１５】カラーディスプレイパネルにおける光ファイ
バ配列基板の部分縦断面図である。
【図１６】カラーディスプレイパネルにおける光ファイ
バ配列基板の部分正面図である。
【図１７】従来の光導波路を用いたフラットパネルディ
スプレイを示す断面図である。
【符号の説明】
２０ 保護パネル ２１，２３ 光ファイバ ２２ 液晶層 ２４ 光ファイバ配列基板 ２５ 第１の電極 ２６ 第２の電極 ２７ 光接着剤 ＋Ｖ，−Ｖ 制御電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 時 坤 ロシア エス−ペータースブルク，タリン スカヤ 27−46 (72)発明者 柳 在 銀 大韓民国 ソウル特別市 城北区 貞陵１ 洞 72−１番地 宇成アパート 105棟 1008号

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を発する光源と、 前記光源から発せられた光が入射する複数の光導波路
    と、 前記複数の光導波路が設けられ、屈折率の低い物質から
    形成されて前記複数の光導波路に伝達される光を全反射
    させるための光導波路アレイ基板と、 前記複数の光導波路の上部に位置づけられ、電界によっ
    て屈折率が変わる物質から形成される光出力制御部と、 前記光出力制御部の上部に位置づけられ、前記電界によ
    って前記複数の光導波路に沿って伝播される光が前記光
    出力制御部を透過して出力される際に、前記光出力制御
    部を通過する光を屈折させて外部へ出力する光出力部
    と、 前記光出力部の上部に位置づけられ、所定の制御電圧が
    印加される透明な伝導性材質から形成される第１の電極
    と、 前記光出力制御部の下部に位置づけられ、前記第１の電
    極と共に電界を形成する伝導性材質から形成される第２
    の電極と、 前記第１の電極及び前記第２の電極に前記所定の制御電
    圧を印加するための駆動部とを備えることを特徴とする
    光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ。
  2. 【請求項２】 前記第２の電極は、前記光導波路アレ
    イ基板の下部に位置づけられることを特徴とする請求項
    １に記載の光導波路を用いたフラットパネルディスプレ
    イ。
  3. 【請求項３】 前記複数の光導波路は、クラッドのな
    い長方形の断面を有する光ファイバから形成されること
    を特徴とする請求項１に記載の光導波路を用いたフラッ
    トパネルディスプレイ。
  4. 【請求項４】 前記光出力制御部は、液晶層を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路を用いたフ
    ラットパネルディスプレイ。
  5. 【請求項５】 前記光出力部は、クラッドのない複数
    の円筒状の光ファイバを有することを特徴とする請求項
    １に記載の光導波路を用いたフラットパネルディスプレ
    イ。
  6. 【請求項６】 前記光導波路を用いたフラットパネル
    ディスプレイは、前記第１の電極が形成された透明材質
    の保護パネルをさらに備え、前記保護パネルは光接着剤
    によって前記光出力部と結合されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の光導波路を用いたフラットパネルデ
    ィスプレイ。
  7. 【請求項７】 カラーを表示するために前記光源は三
    原色の光を発する光源であり、前記複数の光導波路は、
    前記光源から発せられた三原色の光を各々伝播させるた
    めに各々３つの光導波路を有していることを特徴とする
    請求項１に記載の光導波路を用いたフラットパネルディ
    スプレイ。
  8. 【請求項８】 カラーを表示するために前記光源は白
    色光源であり、前記複数の光導波路は各々３つの光導波
    路を有し、かつ前記３つの光導波路の前面に三原色のカ
    ラーフィルターを備え、前記複数の光導波路が前記白色
    光源から発せられた光を三原色の光として伝播させるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の光導波路を用いたフラ
    ットパネルディスプレイ。
  9. 【請求項９】 前記光源から出力される光の輝度を調
    整する階調調節装置を前記光源と前記複数の光導波路と
    の間にさらに備え、前記階調調節装置から出力される光
    の輝度は、前記駆動部から出力される光の輝度の制御信
    号によって制御されることを特徴とする請求項１に記載
    の光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ。
  10. 【請求項１０】 前記階調調節装置は、 前記光源から発せられた光が入射する光導波路と、 前記光導波路が設けられ、屈折率の低い物質から形成さ
    れて前記光導波路に伝達される光を全反射させるための
    光導波路アレイ基板と、 前記光導波路と前記光導波路アレイ基板との間に位置づ
    けられ、電界によって屈折率が変わる物質から形成され
    る光透過制御部と、 前記光透過制御部の下部に位置づけられ、前記電界によ
    って前記光導波路に伝達される光が前記光透過制御部を
    透過する際に、前記光透過制御部を透過する光を吸収す
    る光吸収層と、 前記光導波路の上部に位置づけられ、前記駆動部から所
    定の光の輝度を示す制御信号が印加される伝導性材質か
    ら形成される第３の電極及び第４の電極と、 前記光吸収層と前記光導波路アレイ基板との間に位置づ
    けられ、前記第３の電極及び前記第４の電極と共に各々
    電界を形成する伝導性材質よりなる第５の電極と、 前記光導波路、前記第３の電極及び前記第４の電極の上
    部に位置づけられ、前記光導波路に伝播される光を全反
    射させるための保護パネルとを有する所定数の階調調節
    器が直列で形成された複数の階調調節部を備えることを
    特徴とする請求項１に記載の光導波路を用いたフラット
    パネルディスプレイ。
  11. 【請求項１１】 前記階調調節装置から出力される光
    の輝度を細かく調整するために、前記階調調節部におけ
    る前記複数の階調調節器の光透過制御部の面積がそれぞ
    れ別々であることを特徴とする請求項１０に記載の光導
    波路を用いたフラットパネルディスプレイ。 【０００１】
JP15391099A 1998-06-03 1999-06-01 光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ Expired - Fee Related JP3199703B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR98-20660 1998-06-03
KR1019980020660A KR100301936B1 (ko) 1998-06-03 1998-06-03 광도파로를이용한평판디스플레이

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000029398A true JP2000029398A (ja) 2000-01-28
JP3199703B2 JP3199703B2 (ja) 2001-08-20

Family

ID=19538330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15391099A Expired - Fee Related JP3199703B2 (ja) 1998-06-03 1999-06-01 光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6236799B1 (ja)
JP (1) JP3199703B2 (ja)
KR (1) KR100301936B1 (ja)
DE (1) DE19925855C2 (ja)
FR (1) FR2779537B1 (ja)
TW (1) TW521238B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002182203A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Nec Corp 表示装置、その表示方法、およびその製造方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7082236B1 (en) * 1997-02-27 2006-07-25 Chad Byron Moore Fiber-based displays containing lenses and methods of making same
JP2005300560A (ja) * 2002-02-22 2005-10-27 Mitsuteru Kimura ディスプレイ装置
JP2005055620A (ja) * 2003-08-01 2005-03-03 Canon Inc 反射型表示素子
US7281834B2 (en) * 2004-01-28 2007-10-16 Photoglow, Inc. Method and apparatus for image illumination using self-contained luminaire
WO2008125926A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Controllable light-guide and display device
KR101695288B1 (ko) * 2010-03-31 2017-01-13 엘지디스플레이 주식회사 광학 필드 변조 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이
KR101434396B1 (ko) * 2010-11-23 2014-09-02 한국전자통신연구원 영상 표시 장치
WO2013066306A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Luminescent stacked waveguide display
US9400627B2 (en) 2012-12-07 2016-07-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Display including signal transmission scheme using optical interconnection and electrical interconnection
CN105158977B (zh) * 2015-10-20 2018-09-07 京东方科技集团股份有限公司 光学组件以及使用该光学组件的液晶显示装置
US10181274B2 (en) 2015-10-21 2019-01-15 Sun Chemical Corporation Waveguide based illuminated display system with remotely positioned light sources
RU2628230C1 (ru) * 2016-06-28 2017-08-15 Алексей Викторович Шторм Устройства и способы оптической передачи данных в светодиодном экране
CN106292051B (zh) * 2016-10-21 2017-08-01 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及其显示方法
CN106292052B (zh) * 2016-10-24 2019-04-09 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板和装置
CN106324897B (zh) * 2016-10-28 2019-06-14 京东方科技集团股份有限公司 显示面板和显示装置
CN106324898B (zh) * 2016-10-28 2017-08-25 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
KR102197832B1 (ko) 2019-08-06 2021-01-04 조용래 집진기 필터 크리닝 장치
CN111243539A (zh) * 2020-02-18 2020-06-05 京东方科技集团股份有限公司 像素单元、显示模组和显示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3631700A1 (de) * 1986-09-18 1988-03-24 Licentia Gmbh Anordnung mit mehreren fluessigkristallzellen
JPS6438725A (en) * 1987-08-04 1989-02-09 Seiko Epson Corp Projection type display device
JPH02819A (ja) * 1988-01-26 1990-01-05 Nippon Mining Co Ltd 光信号分配装置
JPH03296720A (ja) * 1990-04-17 1991-12-27 Citizen Watch Co Ltd 光変調装置
WO1993011452A1 (en) * 1991-11-25 1993-06-10 Magnascreen Corporation Microprojection display system with fiber-optic illuminator, and method of display and illumination
JP2740592B2 (ja) * 1992-04-28 1998-04-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3140837B2 (ja) * 1992-05-29 2001-03-05 シャープ株式会社 入力一体型表示装置
US5329386A (en) * 1993-04-13 1994-07-12 Hewlett-Packard Company Fiber-optic faceplate with tilted fibers
FR2705484B1 (fr) * 1993-05-18 1995-06-23 Thomson Csf Dispositif d'affichage.
US5764845A (en) * 1993-08-03 1998-06-09 Fujitsu Limited Light guide device, light source device, and liquid crystal display device
JPH07140455A (ja) * 1993-11-15 1995-06-02 Toshiba Corp 液晶表示装置
US5442467A (en) * 1994-03-21 1995-08-15 Xerox Corporation Enhanced off-axis viewing performance and luminous efficiency of a liquid crystal display employing fiberoptic faceplate elements
GB9413792D0 (en) * 1994-07-08 1994-08-24 Pilkington Perkin Elmer Ltd Illumination device
DE19540363C2 (de) * 1995-10-30 1997-10-16 Univ Schiller Jena Flachbildschirm
US6104454A (en) * 1995-11-22 2000-08-15 Hitachi, Ltd Liquid crystal display

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002182203A (ja) * 2000-12-12 2002-06-26 Nec Corp 表示装置、その表示方法、およびその製造方法
US6816140B2 (en) 2000-12-12 2004-11-09 Nec Corporation Displaying device and displaying method and manufacturing method of the device
KR100464114B1 (ko) * 2000-12-12 2005-01-03 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 표시 장치, 그 표시 방법 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW521238B (en) 2003-02-21
FR2779537A1 (fr) 1999-12-10
DE19925855A1 (de) 2000-10-19
KR20000000807A (ko) 2000-01-15
FR2779537B1 (fr) 2002-08-23
KR100301936B1 (ko) 2001-09-06
US6236799B1 (en) 2001-05-22
JP3199703B2 (ja) 2001-08-20
DE19925855C2 (de) 2003-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3199703B2 (ja) 光導波路を用いたフラットパネルディスプレイ
JP6302982B2 (ja) 光拡散性光ファイバを採用した光結合型光学システムおよび方法
US5668907A (en) Thin optical display panel
US11333819B2 (en) Backlight assembly, a display device and a driving method thereof
JP4202429B2 (ja) 反射表示装置
JPH095739A (ja) 導光シ−ト及びその製造方法、及び前記導光シ−トを用いたバックライト及び前記バックライトを用いた液晶表示装置
JPH0119130B2 (ja)
MXPA02009942A (es) Guias de onda opticas planas para tablero optico que tiene nucleo con indice de refraccion en gradiente.
JP2012529670A (ja) 高い制御出力を備えたフラットパネル光学ディスプレイシステム
US20090161368A1 (en) Display
KR20210061858A (ko) 디스플레이 장치
JPH10307542A (ja) ディスプレイ用光導波板
CN110737138A (zh) 一种显示面板、显示装置及其控制方法
JP7177946B2 (ja) 光源装置とそれを利用した情報表示システム
JP7332495B2 (ja) 車両用情報表示システム及び情報表示システム
JP5287140B2 (ja) 光学シート、及び映像表示装置
JP2002023160A (ja) 光学素子および該光学素子を備えた表示装置
KR100328725B1 (ko) 형광체를 이용한 광도파로 평판 디스플레이
KR100301939B1 (ko) 광섬유 출력부를 구비한 광도파로 평판 디스플레이 패널
JP2007047723A (ja) ディスプレイ装置
JPS6286389A (ja) デイスプレイ装置
CN113495405A (zh) 投影系统
JP3323727B2 (ja) 液晶表示装置
WO2007077657A1 (ja) 照明装置、表示装置およびテレビジョン受信機
JP3324209B2 (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees