JP2001083894A - フルカラーディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高速応答、大画面化、低消費電力
化、或いは低コスト化を実現することが可能なフルカラ
ーディスプレイを提供すること。 【解決手段】本発明のフルカラーディスプレイ１は、薄
型平面バックライト２と、光の流れを調節するライトバ
ルブ３の２次元アレイ４と、前記ライトバルブ３及びそ
のコンポーネントを所定の位置に配置する硬質構造と、
カラーフィルタの２次元アレイと、前記拡散キャビティ
の出口孔に位置し前記ライトバルブから出射する光を全
ての方向に分布させる第２の拡散フィルムとを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイに関
し、より詳細には、電気機械式に駆動されるライトバル
ブの２次元アレイと平面型バックライトと組合わせるこ
とにより形成されたフルカラーディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、圧倒的
に広く利用されている薄型軽量パネル技術である。ＬＣ
Ｄは、既に数年の間にわたって携帯ノートブックコンピ
ュータ市場を支配し、製造歩留まりの改善と価格の低下
とに応じて、１４〜１５インチのデスクトップディスプ
レイ市場にまで浸透し始めている。最も一般的なＬＣＤ
デバイスは、通常、ツイストネマチック（ＴＮ）構造の
液晶層を封じ込めたガラスセルを有している。

【０００３】ＬＣＤは、軽量であること、フレームが薄
いこと、良好な色再現が可能であること、及び文字等を
はっきりした輪郭で表示できることのようなノートブッ
クコンピュータに望まれる要求を、疑いなくほぼ完璧に
満足させている。現在のＴＦＴ ＬＣＤは、非常に多く
のＴＦＴ製造プロセス並びに低い製造歩留まりのせいで
陰極線管（ＣＲＴ）に比べてまだ高価ではあるが、良好
な機動性を実現しているので大きな需要がある。

【０００４】しかしながら、ＬＣＤでは、画面サイズを
拡大するのに応じて、製造欠陥が劇的に生じ易くなる
（表面が広くなると、様々な欠陥が現れる可能性が高く
なる）。それゆえ、ＬＣＤを大画面化した場合、製造歩
留まりが顕著に低下してコストが急騰するものと予想さ
れる。そのため、ＬＣＤ技術が、非常に大きなディスプ
レイを実現し得るものであるかということについては疑
いが残っている。

【０００５】例えば、大画面のＬＣＤが法人市場にニッ
チ市場を見出すことは予期され得るが、それらが大画面
のＣＲＴと競合するためには根本的に安価な製造プロセ
スが開発されねばならないであろう。また、シームレス
技術を用いて、より小さく且つより安価な複数のＬＣＤ
を組み合せることにより、大画面のＬＣＤを形成する努
力が為されているが（それぞれのディスプレイのエッジ
は不可視である）、これまでのところ、その成功は制限
されたものである。

【０００６】サイズは近い将来に解決されるべき最も緊
急な課題であると考えられているが、明らかに、それは
ＬＣＤのアプリケーションの範囲を制限する唯一のハー
ドルではない。例えば、応答時間に関しては、最も一般
に使用される−すなわち最良の光学的性能を与える−液
晶でさえ遅い傾向にある。これは、映画或いはテレビ放
送を視聴する場合に、ゴースト状のハローが移動する物
体の後に残り、連続的に変化する像のディテイルがぼや
けてしまうことを意味する。それゆえに、高速のスイッ
チングに適した新規なセル構造並びに液晶が（現在の光
学的特性を維持しつつ）開発される必要がある。

【０００７】第２の最も広く製造されている平面薄型デ
ィスプレイ技術は、ＬＣＤに比べて遥かに少量ではある
がプラズマディスプレイである。これらは、大きなサイ
ズに製造され得て、高速応答に加え、良好な色再現、高
コントラスト比、広視野角のような理想的な光学的特性
を提供し得る。

【０００８】しかしながら、プラズマディスプレイで十
分な輝度を実現するためには多量の電力を消費しなけれ
ばならない。また、それらは、同じサイズのＬＣＤに比
べて遥かに重く且つ嵩張るという、ノートブックコンピ
ュータ市場に関して致命的な欠点を有している。一方、
大面積ディスプレイについては、製造コストが極めて高
く、プラズマディスプレイが現在のＣＲＴに匹敵する主
流となるには多くの年月がかかることが予想される。

【０００９】フィールドエミッシブディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）は、全てのＣＲＴに取って代わる可能性が最も高い
技術であると考えられている。ＦＥＤは、基本的には、
強力な電場を受けたときに電子の放出を誘起され得る微
視的な円錐形のチップ電極のアレイを有するガラスパネ
ルからなる。現在のテレビの一般的な陰極線管で使用さ
れる技術に非常に似たプロセスで、放出された電子は、
その後、パターニングされた蛍光体に当てられ、それら
は代わりに赤、緑、或いは青の光を放出する。ＦＥＤに
ついては、小さなサイズのディスプレイは良好に製造さ
れているが、製造業者が手頃なコストで大画面のディス
プレイを製造できるかどうかは未だ不明である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、多く
のディスプレイ製造業者は、大面積の壁掛型ディスプレ
イを手頃な価格で顧客に提供する夢の実現を長いこと熱
望している。実際、様々な技術が既に市場で入手可能で
あり、それらの幾つかは光学的特性に関しては大きな成
功を獲得している。しかしながら、それらのいずれも未
だ低コストの要求を満足できていない。すなわち、優れ
た光学的特性を有する薄型軽量ディスプレイは既に市場
で入手可能であるが、現行の技術のいずれも大きなサイ
ズのディスプレイを低コストで与え得ないので、代わり
の解決法が見出されねばならない。

【００１１】また、現在、平面ディスプレイとして最も
広く普及しているＬＣＤは大画面化が困難であり、応答
速度が不十分である。しかも、偏光板を用いたＬＣＤで
は、光の利用効率は最大でも５０％に過ぎず、極めて多
くの電力がバックライトで消費される。

【００１２】本発明は、高速応答を実現することが可能
なフルカラーディスプレイを提供することを目的とす
る。

【００１３】また、本発明は、容易に大画面化すること
が可能なフルカラーディスプレイを提供することを目的
とする。

【００１４】さらに、本発明は、低消費電力のフルカラ
ーディスプレイを提供することを目的とする。

【００１５】また、本発明は、高コントラスト比、優れ
た色領域、広視野角、高速応答、及び低消費電力のよう
に平面ディスプレイに望まれる品質について妥協するこ
となく、どのようなサイズでも及び低コストで製造する
ことが可能なフルカラーディスプレイを提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、均一な照明を提供し
且つ光放射装置と前記光放射装置に戻された光を再利用
する手段と前記光放射装置から放射された光を部分的に
コリメートする或いはフォーカスする手段とを具備する
薄型平面バックライトと、光の流れを調節するライトバ
ルブの２次元アレイ−前記バルブの１つが１つのピクセ
ル或いはサブピクセルに対応し且つ前記バルブのそれぞ
れは、前記バックライトから生じた光を入口孔により集
め、それが前記ピクセル或いは前記サブピクセルに比べ
てより小さな出口孔を通過するように制限するスリット
或いは第１のキャビティと、光シャッタ−前記光シャッ
タは第１の電極である固定電極と前記固定電極から所定
のギャップで離間された第２の電極である片持ち梁と、
前記固定電極及び前記片持ち梁の少なくとも一方の対向
面に設けられた絶縁膜とを具備し、前記片持ち梁の先端
は折り曲げられて前記スリット或いは集光キャビティの
出口孔に整列し且つ前記光の通過を調節するタブを形成
する−と、前記電極の組のそれぞれの間に局所的に電圧
を印加して、前記片持ち梁を前記固定電極に向けて湾曲
させる静電力を生じさせる電気的及び電子的手段と、前
記タブにより通過することを許容された光を集めて、そ
れを広視野角へと再度拡散させる第２のキャビティと、
前記第２の光拡散キャビティ内で光を散乱させる第１の
拡散フィルム或いは拡散エレメントとを具備する−と、
前記ライトバルブ及びそのコンポーネントを所定の位置
に配置する硬質構造と、カラーフィルタの２次元アレイ
−前記フィルタのそれぞれは前記ライトバルブの１つに
整列し選択された波長域を透過する−と、前記拡散キャ
ビティの出口孔に位置し前記ライトバルブから出射する
光を全ての方向に分布させる第２の拡散フィルムとを具
備することを特徴とする電気機械式に駆動されるフルカ
ラーディスプレイを提供する。

【００１７】また、本発明は、均一な照明を提供し且つ
光放射装置と前記光放射装置に戻された光を再利用する
手段と前記光放射装置から放射された光を部分的にコリ
メートする或いはフォーカスする手段とを具備する薄型
平面バックライトと、光の流れを調節するライトバルブ
の２次元アレイ−前記バルブの１つが１つのピクセル或
いはサブピクセルに対応し且つ前記バルブのそれぞれ
は、前記バックライトから生じた光を入口孔により集
め、それが前記ピクセル或いは前記サブピクセルに比べ
てより小さな出口孔を通過するように制限するスリット
或いは第１のキャビティと、光シャッタ−前記光シャッ
タは第１の電極である固定電極と前記固定電極から所定
のギャップで離間された第２の電極である片持ち梁と、
前記固定電極及び前記片持ち梁の少なくとも一方の対向
面に設けられた絶縁膜との組を３つ具備し、前記３つの
片持ち梁の先端は折り曲げられて前記スリット或いは集
光キャビティの出口孔に整列し且つ前記光の通過を調節
するタブをそれぞれ形成し、前記タブはそれぞれマゼン
タ、シアン及びイエローのカラーフィルタである−と、
前記電極の組のそれぞれの間に局所的に電圧を印加し
て、前記片持ち梁を前記固定電極に向けて湾曲させる静
電力を生じさせる電気的及び電子的手段と、前記タブに
より通過することを許容された光を集めて、それを広視
野角へと再度拡散させる第２のキャビティと、前記第２
の光拡散キャビティ内で光を散乱させる第１の拡散フィ
ルム或いは拡散エレメントとを具備する−と、前記ライ
トバルブ及びそのコンポーネントを所定の位置に配置す
る硬質構造と、前記拡散キャビティの出口孔に位置し前
記ライトバルブから出射する光を全ての方向に分布させ
る第２の拡散フィルムとを具備することを特徴とする電
気機械式に駆動されるフルカラーディスプレイを提供す
る。

【００１８】なお、本明細書において使用される用語
「ピクセル」及び「サブピクセル」は、光透過状態を個
々に制御可能な表示領域の最少単位を意味する。

【００１９】本発明のディスプレイは、平面薄型バック
ライトとライトバルブの２次元アレイとで主に構成され
ている。これらライトバルブは、透過光量を電気機械式
光シャッタにより調節するものである。このような構造
のディスプレイでは、ＬＣＤとは異なり、偏光板を使用
する必要がない。したがって、ＬＣＤに比べてバックラ
イトからの光を有効に利用することができる。すなわ
ち、低消費電力化が可能である。

【００２０】しかしながら、かかるディスプレイは電気
機械式光シャッタを用いているため、画面サイズを拡大
するのに伴い光シャッタの可動部のサイズ及びその移動
距離が大きくなる。そのような場合、消費電力が増加す
るのは勿論のこと、もはや高速応答は不可能である。

【００２１】このような問題に対処するために、本発明
のディスプレイによると、光シャッタでは集束された光
の流れが調節される。そのため、本発明のディスプレイ
によると、ピクセル或いはサブピクセルを拡大した場合
においても、光シャッタの可動部を拡大する必要がな
い。したがって、本発明によると、光シャッタの可動部
のサイズ及びその移動距離を大きくすることなく大画面
化が可能である。すなわち、本発明のディスプレイで
は、画面サイズに依存することなく高速応答を実現可能
であり、大画面とした場合においても消費電力が極端に
増加することはない。

【００２２】また、本発明のディスプレイには、光シャ
ッタにより遮られずに通過した光を集光し、且つ広視野
角に再度拡散する第２のキャビティが設けられる。この
第２のキャビティは、通過した光がそのピクセル或いは
サブピクセルのサイズにまで拡散するように設計されて
いる。したがって、本発明のディスプレイによると、視
認性を犠牲にすることなく上述した効果を得ることがで
きる。

【００２３】本発明において、それぞれのライトバルブ
は、例えば、バックライトからの光を集束して光シャッ
タの小さな孔へと導くスリット状の窓或いは集光キャビ
ティ、光シャッタ、光シャッタに電力を供給する電気的
及び電子的手段、光拡散キャビティ、及び拡散フィルム
或いは拡散エレメントで構成することができる。これら
光シャッタは、例えば、固定電極と１つ以上の可動片持
ち梁−それはそのチップでタブを支持し電圧の印加によ
り移動させられ得る−とでそれぞれ構成される。これら
可動のタブは、それぞれのライトバルブ内の孔の前に移
動した場合に、光を反射、吸収、或いは着色し得る。

【００２４】また、本発明のディスプレイでは、カラー
フィルタ、蛍光体、或いは着色されたタブを使用するこ
とにより色表示が可能である。しかも、上述したよう
に、本発明のディスプレイでは、画面サイズに依存する
ことなく高速応答を実現可能である。したがって、本発
明のディスプレイによると、フルカラーの画像が形成さ
れ且つ表示ピクセルがビデオレートでアドレスされ得
る。

【００２５】上述したように、本発明のディスプレイ
は、平面型バックライトと電気機械式に制御されるライ
トバルブの２次元アレイ（ライトバルブグリッド）から
主になる。ライトバルブグリッドの基本構造は、非常に
大きなディスプレイサイズ、低い駆動パワー、高いスイ
ッチング速度、或いは低い製造コストのいずれを優先す
るかにより異なる。しかしながら、いずれを優先するか
に関わらず、ライトバルブの機械的及び電気的性質によ
り、以下に示す２つの重要な制限が構成部材の設計に課
せられる。

【００２６】第１には、片持ち梁に支持された矩形のタ
ブ（フラップ）は光量を調節するのに使用されるので及
びディスプレイは透過性であるので、タブはライトバル
ブと同一のサイズを有し得ないことである。タブがライ
トバルブと同一のサイズを有する場合、光路からタブを
移動させるには、片持ち梁を隣りのライトバルブの空間
中へと移動させなければならない。そのような場合に
は、隣接するライトバルブにおいて光の流れが阻害され
るであろう。したがって、それぞれのタブは、ライトバ
ルブ自体よりも小さなサイズでなければならず、好まし
くは、タブの移動はそのタブを有するライトバルブ内に
制限される。

【００２７】第２には、片持ち梁の応答時間と駆動電圧
とはそれを固定電極から離間するギャップに非常に依存
していることである。ビデオレートスイッチング時間を
達成するためには、片持ち梁を固定電極に可能な限り近
くに位置させることが望ましい。すなわち、片持ち梁は
大きな距離にわたって湾曲すべきではない。これは、片
持ち梁は、例えピクセルのサイズが大きい場合でも、小
さな変位で光量を制御可能であるべきことを意味する。

【００２８】これら２つの要求を満足させる最も効果的
な方法は、上述した通り、それぞれのピクセルの光がピ
クセル自体よりも遥かに小さな孔を通過するように制限
することである。それゆえ、本発明のディスプレイにお
いて、光は片持ち梁の僅かな動きによりタブで容易に遮
られ得る。

【００２９】本発明のディスプレイを高解像度とした場
合、明らかに、それを構成するライトバルブの数は非常
に多くなるであろう。バルブを個々に製造し、それらを
大きなグリッドへと組み立てることは、多くのプロセス
と多くの時間とを必然的に伴い、それゆえに、製造コス
トが不所望に高くなる。この問題を避けるためには、そ
れぞれのバルブの構成部材を、単一のユニットとして個
々に製造するのではなく、複数の同一の部材で構成され
たエレメントとして製造することが好ましい。

【００３０】例えば、成形により、極めて多くの集光キ
ャビティからなるアレイを、大きなパネル或いはバーと
して得ることができる。また、同様に、成形により、極
めて多くの拡散キャビティからなるアレイを、大きなパ
ネル或いはバーとして得ることができる。さらに、パネ
ル或いはバーにストライプ状部材を固定した後にその部
材を切断することにより、複数の片持ち梁を同時に形成
するのとともに、それらをパネル或いはバーに取り付け
ることができる。すなわち、このような方法により、非
常に多くの数のライトバルブが組み立てプロセス中に同
時に形成され得る。以下に、本発明のディスプレイを製
造するのに用いられる様々な構成部材について簡単に説
明する。

【００３１】［バックライト］どのような平面型バック
ライトも、その光放射が均一であれば（表面上の位置の
関数として）、ライトバルブグリッドと組み合せて使用
され得る。現行のＬＣＤバックライトは、その薄さ、良
好な均一性、及び低価格のために、ライティングデバイ
スとして特に適しているであろう。

【００３２】コストの観点からは可能な限り単純なバッ
クライトを使用することが好ましいが、ＬＣＤバックラ
イトには、光効率を改善するためにプリズムシート及び
マイクロレンズアレイを補完することが望ましい。プリ
ズムシートは部分的に光を平行にし、マイクロレンズは
光を後述するスリット或いは集光キャビティに向けてフ
ォーカスさせるのに利用される。なお、マイクロレンズ
は、１つのレンズが１つの孔に対応するように設けられ
る。

【００３３】また、バックライトの背面には、背面反射
板が配置される。背面反射板を用いることにより、通常
のバックライトの場合のように、最初の試行でライトバ
ルブを通過することができなかった光の再利用が可能と
なる。

【００３４】ライトバルブは、紫外で使用されるように
構成され得る（バルブの全ての反射面が例えばＡｌで被
覆され得る）。ガラス或いはプラスチックのような通常
の透明材料は遠紫外を吸収する傾向にあるので、この場
合に使用され得る現実的なバックライトを得るのは困難
であるものと思われる。しかしながら、近紫外（およそ
３７０ナノメータに等しい波長）バックライトは入手可
能であり、ライトバルブ及び特別に設計された蛍光体と
組合わされてＣＲＴ状のディスプレイを生成し得る。

【００３５】［スリット及び集光キャビティのアレイ］
タブの小さな動きで光の流れを制御するためには、１つ
のピクセルに対応する領域からの光は、ピクセル自体よ
りも遥かに小さなサイズの孔−例えば、ミリメートルオ
ーダのサイズのピクセルについて数十μｍ〜数百μｍオ
ーダのサイズの孔−を通過させられねばならない。これ
は、様々な集光デバイスの助けで達成され得る。

【００３６】材料及び製造コストを可能な限り低く維持
することが優先される場合、及び光の高い利用効率がそ
れほど重要でない場合、規則正しく離間された複数のス
リットが設けられ且つ高反射性の材料で被覆された薄い
フィルム或いはパネルが使用され得る。スリットは、単
に透明媒体上にパターニングすること、薄いフィルムに
刻み込むこと、或いはいずれかの材料からなるより厚い
パネル中に成形することにより設けられ得る。バックラ
イトと組み合せて使用される場合、最初の試行でスリッ
トを通過しない光は、バックライトへ向けて反射されて
再利用されるであろう。

【００３７】しかしながら、光効率がより重要である場
合は、縦横の規則正しいアレイ中に分布する集光キャビ
ティ（以下、ＬＣＣという）を使用することが望まし
い。それぞれのキャビティは、立方体状、凸状、或いは
ピラミッド状（或いは他のどのような適当な形状）とす
ることができ、互いに反対側に配置された入口孔及び出
口孔を有する。すなわち、光はキャビティの一方の側か
ら入射し、他方から出射する。入口孔は可能な限り大き
く形成され、バックライトから放射される光を集めるの
に供される。キャビティの壁面は、その後、光線を入口
孔に比べてずっと小さなサイズの出口孔へと導く。薄い
反射シートの場合のように、最初に孔を通過しない光
は、バックライトにより再利用されるであろう。

【００３８】反射シートの効率を増加させる或いはＬＣ
Ｃの効率を最大化させるために、前のセクションで記載
したようなマイクロレンズのアレイが、１つのレンズが
１つのスリット或いは１つのＬＣＣの入口孔に対応する
ように配置され得る。後者の場合、非常に高い効率が理
論的に達成され得る。

【００３９】［光シャッタ］光シャッタは、基本的に
は、固定（静止）電極及び薄い可動片持ち梁とを具備す
る。固定電極は、導電性材料から全体を形成され得る
が、導電層で被覆された非導電性系材料からなるもので
もよい。固定電極の表面は、平坦或いはカーブした構造
とすることができ、通常は絶縁材料で被覆され得る。

【００４０】片持ち梁は、金属箔或いは第２の電極とし
て用いられる薄い金属層により被覆された他のフレキシ
ブルな材料（例えばＰＥＴフィルム）から製造され得
る。片持ち梁は、一定のギャップにより固定電極から離
間され、キャパシタを形成している。電圧が印加される
と、固定電極と片持ち梁との間の距離に逆比例する静電
力が生じ、それゆえに、片持ち梁は固定電極に向けて湾
曲する。

【００４１】スリット或いはＬＣＣの出口孔から出射す
る光の流れを調節するために、片持ち梁のチップは、タ
ブを生成する角度に折り曲げられる。これらは、その
後、それぞれのタブを１つの孔の脇に位置させるよう
に、スリット或いはＬＣＣの出口孔に位置合わせされる
（タブは出口孔と同一平面内に位置する）。それらタブ
は、光反射性、１００％光吸収性、或いは光着色性に構
成され得る。

【００４２】電圧が全く印加されない場合、片持ち梁は
それらの止り位置にあり、光は不変で透過し得る（ライ
トバルブは、片持ち梁が止り位置にある場合に、光が反
射或いは吸収されるように構成され得る）。電圧が印加
されると、片持ち梁は固定電極に向けて湾曲する。それ
により、タブは光路を遮るように移動して、光はタブに
より反射、吸収、或いは着色される。

【００４３】［電気駆動システム］本明細書に記載され
る光シャッタのような電気機械式デバイスの使用の主な
魅力の１つは、単純マトリクススキームが用いられ得る
ことである。ＬＣＤと同様に、ＴＦＴのアレイが製造さ
れてそれぞれの片持ち梁に印加される電圧を制御し得る
が、既に言及したように、本発明は大きなディスプレイ
の製造を可能とするだけでなく、コストを可能な限り低
減するという選択の自由を提供することも目的としてい
る。明らかに、多くの駆動方法が使用され得るが、以下
に簡単に記載される駆動方法が最も単純であり且つ最も
安価に適用される代表的な１つである。

【００４４】上述した光シャッタはヒステリシス特性を
有している。これは、片持ち梁は最初は所定の電圧パル
スにより駆動されて固定電極と接触し、上記電圧よりも
遥かに小さな電圧を印加し続けることによりその状態が
維持され得ることを意味している。このプロセスは、Ｔ
ＦＴの場合のようにそれぞれの片持ち梁を直接制御する
というよりはむしろ、複数の固定電極を接続するライン
と複数の片持ち梁を接続するカラムとを制御することに
より容易に実現され得る。

【００４５】この単純マトリクススキームでは、単一の
ライン中に含まれる光シャッタの全ての固定電極は、相
互に電気的に接続され且つ保持電圧Ｖ_holdに維持され
る。また、単一のカラム中に含まれる全ての片持ち梁も
同様に相互に電気的に接続されている。

【００４６】ある片持ち梁に電圧が印加される必要があ
る場合、その片持ち梁が位置するライン中の全ての固定
電極に付加的な電圧パルスＶ_addが送られ、且つその片
持ち梁が位置するカラム中の全ての片持ち梁に他の信号
電圧パルスＶ_sigが送られる。加えられた電圧パルスが
片持ち梁の閾値電圧を超えると、すなわち、片持ち梁に
印加される電磁力がその復元力よりも大きくなると、固
定電極と接触するまで−それは所謂「タッチダウン」位
置と呼ばれる−湾曲する。片持ち梁は、その後、Ｖ_hold
が印加される限り、この状態に維持され得る。

【００４７】［光拡散キャビティ］光拡散キャビティ
は、ＬＣＣの集光キャビティと同様の形状である。しか
しながら、それらは、固定電極及び可動片持ち梁を支持
しなければならないので、通常は、パネルには成形され
ず、むしろ、延びたバーに規則的に分布される。拡散キ
ャビティは、それぞれがバーの反対側に位置する入口孔
と出口孔とを有している。

【００４８】集光キャビティとは対照的に、拡散キャビ
ティの入口光は出口孔に比べてサイズが小さい。これ
は、タブが「ＯＮ」位置（入口孔を遮っている）にある
場合にリークした光が拡散キャビティに入射し得ないこ
とを確実にするためである。タブが止り位置にある場合
に通過した光は、その後、拡散キャビティに入射し、キ
ャビティの壁面での反射により再度分散させられる。そ
れぞれのキャビティの出口孔は、サブピクセル或いはフ
ルピクセルを形成する光を最終的には放出する。

【００４９】ライトバルブの視野角を相当に広げるため
に、荒れた表面を有する或いは光散乱粒子を含む他の拡
散エレメントを挿入することが望ましい。様々な位置
に、非常に多くのデバイスが使用及び適用され得る。例
えば、拡散シートを拡散キャビティ孔の直前に配置して
もよく、拡散滴をキャビティ中に挿入してもよい。

【００５０】拡散キャビティの入口孔から出射する光は
「フラッシュライト」効果（光拡散反射体の中央の明る
いスポット）を生じるかもしれないので、さらに、他の
拡散シートを出口孔の直後に配置することが望ましい。
これは、視野角を最大化させるのとともに、１つのピク
セル内の均一な光放射の出現を確実にする。

【００５１】本発明は、光学的特徴並びにサイズ、応答
時間、或いは必要電力のような他の物理的特徴に課せら
れた仕様に依存して、非常に多くの種類へと構成され且
つ組み立てられ得る構成部材を具備する。また、様々な
構成部材の長さ、幅、或いは形状のような特定の物理的
な値或いは駆動電圧や応答時間の値は、そのアプリケー
ションに依存して大きく変化し得る。すなわち、本発明
のディスプレイは、極めて多様な構造を有することがで
きる。

【００５２】しかしながら、以下の３つの原理： １）どのような種類のバックライトから放射された光も
複数の規則的に離間された狭い孔を通過するように制限
する、及び ２）電気的或いは電子的手段により駆動される光シャッ
タ−好ましくは片持ち梁及びタブを有する−を用いて、
孔を通過する光の流れを機械的に制御する、 ３）カラーフィルタ、着色タブ、或いは蛍光体と同様に
様々な拡散エレメントを使用することにより、光の再分
散及び着色を制御する、により記載されるどのようなデ
ィスプレイデバイスも本発明の範囲内にあることが主張
される。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながらより詳細に説明する。なお、各図において、同
様の構成部材には同一の参照符号を付し、重複する説明
は省略する。

【００５４】図１は、本発明の実施形態に係るディスプ
レイの一部を概略的に示す断面図である。図１に示すデ
ィスプレイ１は、平面薄型バックライト２と、バックラ
イト２の前面側に配置されたライトバルブ３の２次元ア
レイ−すなわちライトバルブグリッド４とで主に構成さ
れている。

【００５５】ライトバルブグリッド４は、複数のスリッ
ト６が設けられたスリットパネル７と、スリットパネル
７の前面側に配置された複数の光拡散キャビティバー８
と、光拡散キャビティバー８に取り付けられた光シャッ
タ９とで主に構成されている。それぞれのライトバルブ
３のサイズに特に制限はないが、通常、その幅はミリメ
ートルオーダである。

【００５６】スリットパネル７の表面は反射性材料で構
成されている。したがって、バックライト２から放射さ
れた光の一部はスリット６に入射し、残りはバックライ
ト２に向けて反射される。バックライト２に反射された
光は図示しない背面反射板により再度反射される。その
結果、スリット６には、バックライト２から放射される
光に比べてより集束された光が入射することとなる。

【００５７】図１において、光拡散キャビティバー８は
紙面に垂直な方向に延びた形状を有しており、複数の光
拡散キャビティバー８が横方向に並置されている。光拡
散キャビティバー８は、背面側に向けてテーパーした複
数のキャビティを形成しており、それぞれのキャビティ
の底部に孔１０を有している。光拡散キャビティバー８
は、孔１０がスリット８と対応するように配置される。
また、通常、孔１０はスリット８の幅とほぼ等しいサイ
ズ−例えば数十μｍ〜数百μｍオーダのサイズ−を有し
ている。

【００５８】光シャッタ９はＬ字型の断面形状を有して
おり、一端が光拡散キャビティバー８に支持されてい
る。光シャッタ９は所定の電力を供給することにより、
スリット６に入射して孔１０へ向けて出射された光を遮
光或いは着色する。

【００５９】このように、上記ディスプレイ１による
と、スリットパネル７から出射される光は集束されてい
るので、光シャッタ９の僅かな移動により光の流れを制
御することができる。したがって、このディスプレイ１
は、少ない消費電力で駆動可能であるのとともに、高速
応答が可能である。また、孔１０から出射する光は光拡
散キャビティバーの内壁で散乱させられ、ピクセル或い
はサブピクセルのサイズ−ここではライトバルブ３の幅
に等しい−にまで拡散する。したがって、上記ディスプ
レイ１によると高い視認性が実現される。

【００６０】上述したディスプレイ１に用いられる構成
部材の具体例について、以下に詳細に説明する。図２
は、本発明の実施形態に係るディスプレイ１に用いられ
るバックライト２の一例を概略的に示す断面図である。
図２に示すバックライト２−マイクロレンズシート２７
を除く−は、殆どのＬＣＤにおいて一般的に使用されて
いるものである。蛍光灯２１は光を放射し、それは導光
板２２の入口で集められる。ランプ反射かさ２３は全て
の光が導光板２２に向けて流れるように制限するのに用
いられる。

【００６１】導光板２２の前面に形成されたドットパタ
ーン２４は、光が広い角度範囲に逃げるのを可能とし、
背面反射板５は、後方へ散乱した光を再利用するのに用
いられる。拡散板２５は、光がより均一に分布すること
を確実なものとし、ドットパターン２４の像を拡散させ
る。プリズムシート２６は、非常に広い角度に広がった
光線をバックライトに向けて後方に反射させることによ
り、光を部分的に平行にするのに用いられる。マイクロ
レンズのシート２７は任意であり、ライトバルブスリッ
トの入口或いはＬＣＣの入口孔に対応する位置で光を集
束するために用いられる。これらは、ライトバルブによ
る光透過光率を改良し得る。

【００６２】図３は、本発明の実施形態に係るディスプ
レイ１に用いられるスリットパネル７の一例を概略的に
示す斜視図である。図３に示すパネル７は、成形により
設けられたスリット６を有しており、バックライト２か
ら放射された光は、入口孔３１からスリット６に入射
し、出口孔３２から出射する。パネル７の主面並びにス
リット６の内壁は、ＡｇやＡｌのような高反射性のコー
ティングで被覆されている。パネル７には、光拡散キャ
ビティバー８（例えば、図１２及び図１３に示される）
を保持し、且つ固定電極のカラムを電気的に接続するの
に用いられるスナップインライン３３が設けられてい
る。この目的−すなわち、カラム内の固定電極を相互に
電気的に接続する−のため、スナップインライン３３は
内側を導電層で覆われている。

【００６３】上述したパネル７の代わりに図４に示すフ
ィルムを用いることもできる。図４は、本発明の実施形
態に係るディスプレイ１に用いられるスリットフィルム
７の一例を概略的に示す斜視図である。フィルム７の表
面も上述したパネル７と同様に高反射性のコーティング
３４で被覆されている。フィルム７へのスリット６の形
成には、レーザ切断、エッチングによるパターニング、
或いは他のどのような適切な方法を用いてもよい。

【００６４】図５は、スリットパネル７と組み合せて使
用されたマイクロレンズ２７（バックライトの前面側に
配置された）を概略的に示す図である。マイクロレンズ
２７から出射される光線４０は、パネル７のスリット６
の入口３１に向けてフォーカスされる。最初の試行でス
リット６に入射し得なかった光線４２は、バックライト
２に向けて後方に反射されて再利用される。スリット６
に入った光線は、その後、出口孔３２から出て透過光４
１となるまでに、その壁面で数回（光線の入射角に依存
する）反射される。

【００６５】上述したスリット６が設けられたフィルム
或いはパネル７を用いた場合、マイクロレンズ２７なし
でも適度に高い光透過率が達成され得る。例えば、厚さ
１ｍｍの厚いパネル７上で１ｍｍ離れて分布する幅１０
０μｍのスリット６は、パネル７がＡｇで被覆された場
合には、５０％を超える光が透過するのを可能とする。
マイクロレンズ２７を用いた場合は、さらに高い効率が
可能となる。

【００６６】以上、スリットパネル或いはスリットフィ
ルム７を用いる場合について説明したが、その代わり
に、ＬＣＣのアレイを有するパネルを用いてもよい。図
６は、ＬＣＣのアレイを有するパネルを概略的に示す斜
視図である。図６に示すパネル７は、規則的に分布する
縦横の集光キャビティを有している。それぞれのキャビ
ティの入口孔３１は集光に用いられ、キャビティの壁面
はキャビティに入射した光が出口孔３２を通過するよう
に制限する。ＬＣＣパネル７は高反射性の材料から作る
ことができ、キャビティの壁面は光の浪費を最少化する
ために高反射層で被覆され得る。

【００６７】なお、図中、キャビティは放物線状の断面
（最も効果的なものの１つ）を有しているが、出口孔３
２がキャビティ自体のサイズよりも遥かに小さな面積で
ある限り、他のキャビティ形状も選択され得る。また、
図３に示したのと同様に、図６に示すパネル７にもま
た、光拡散キャビティバー８を保持し且つカラム内の固
定電極を相互に電気的に接続するのに用いられるスナッ
プインライン３３が設けられている。

【００６８】図７は、図６に示すパネル７をキャビティ
孔３１側から描いた平面図である。この図に示すよう
に、キャビティ壁は光を水平方向と同様に垂直について
も制限し得る。

【００６９】図８は、図６及び図７に示すパネル７とマ
イクロレンズ２７との組合わせを概略的に示す図であ
る。図８において、フォーカスされた光４０は出口孔３
２を透過した後に透過光４１となっている。

【００７０】光の通過を調節するのに用いられる光シャ
ッタ９は、反射性、吸収性、或いは着色性のタブを支持
し且つ固定電極の近くに位置するがそれとは制御された
ギャップで離間された可動片持ち梁で構成することがで
きる。

【００７１】図９及び図１０は、それぞれ、本発明の実
施形態に係るディスプレイ１において用いられる光シャ
ッタ９の例を概略的に示す斜視図である。図９及び図１
０において、（ａ）は電圧非印加時の状態を示し、
（ｂ）は所定の電圧を印加した状態を示している。

【００７２】図９及び図１０に示す光シャッタ９は、構
造が最も単純なものである。これら光シャッタ９におい
て、片持ち梁４７はギャップ４５により固定電極４６か
ら離間されている。片持ち梁４７のチップは折り曲げら
れ、光反射性或いは吸収性層で被覆され得る或いは透過
性及び着色性でもよいタブ４８を形成している。

【００７３】片持ち梁４７は、フレキシブルな材料から
なるどのような薄いフィルムからも作られ得る。片持ち
梁４７が非金属である場合、電極を形成するためにそれ
らは薄い金属コーティングで被覆される。通常、片持ち
梁４７及び固定電極４６の少なくとも一方−通常は固定
電極４６−の対向面は絶縁体で被覆されている。

【００７４】図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように
静止位置にある片持ち梁４７と固定電極４６との間に電
圧を印加すると、それらの間に静電力が生じる。その結
果、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、片持ち
梁４７は固定電極４６に向けて湾曲する。この片持ち梁
４７の変位は、印加する電圧がゼロ付近である場合には
小さいが、閾値を超える電圧が印加されて静電力が片持
ち梁の復元力を上回ると、片持ち梁４７は固定電極４６
に向けて著しく近く湾曲する。

【００７５】片持ち梁４７が固定電極４６に近づくほ
ど、それらの間の静電力は大きくなる。したがって、こ
のプロセスは、片持ち梁４７と固定電極４６との間の接
触或いはタッチダウンが生ずるまで雪崩式に続けられ
る。タッチダウンのとき、静電力は復元力に比べて遥か
に強いので、接触状態を維持したまま印加電圧を低下さ
せることができる。電圧の関数としての片持ち梁チップ
変位のカーブは、それゆえにヒステリシスを示す。その
変位は、固定電極４６と片持ち梁４７とを離間するギャ
ップだけでなく、固定電極４６の形状、絶縁体の性質、
並びに片持ち梁４７の厚さ及び長さのような他のファク
タにも依存する。

【００７６】図１１（ａ），（ｂ）に、本発明の実施形
態に係るディスプレイ１において用いられる光シャッタ
９の他の例をそれぞれ断面図として示す。図１１
（ａ），（ｂ）に示すように、（ａ）において固定電極
４６は片持ち梁４７との対向面が凸状曲面で構成されて
おり、（ｂ）において固定電極４６は三角形状の断面形
状を有している。このように、固定電極４６は様々な断
面形状を有することが可能である。

【００７７】図１２及び図１３は、それぞれ、上述した
光シャッタ９を複数同時に支持するのに用いられる光拡
散キャビティバー８を概略的に示す斜視図である。タブ
４８により反射或いは吸収されない光は孔１０からバー
８のキャビティに入射し、その壁面或いは他の拡散エレ
メントによって散乱させられ、最終的には孔５０から出
射する。

【００７８】固定電極１６は、薄い導電性フィルムをパ
ターニングすることにより形成される。スリット或いは
ＬＣＣパネル７のスナップインライン３３の中に挿入さ
れ得る突起部５１もまた導電層で被覆され、固定電極４
６のカラムの間の電気的接触を生じさせるのに使用され
得る多くの方法の１つのみを示している。突起部５１及
びスナップインライン３３は入れ替わり得る。すなわ
ち、突起部５１がスリット及びＬＣＣパネル７に形成さ
れ且つスナップインライン３３が光拡散キャビティバー
８に形成されてもよい。

【００７９】図１４〜図１７は、スリット或いはＬＣＣ
パネル７と組合わされた光拡散バー８を概略的に示す図
である。図１４（ａ），図１５〜図１７においては、ス
リットパネル７と光拡散バー８とが組合わされており、
図１４（ｂ）においてはＬＣＣパネル７と光拡散バー８
とが組合わされている。また、図１４（ａ），（ｂ）は
斜視図であり、図１５は図１４（ａ）に示す構造の一部
を拡大して示す図であり、図１６及び図１７は断面図で
ある。

【００８０】図１４（ａ），（ｂ）に示すように、光拡
散キャビティバー８は、突起部５１をスナップインライ
ン３３に挿入することにより、スリット或いはＬＣＣパ
ネル７の上部に固定されている。片持ち梁４７は、接着
剤５５により所定の位置に固定され、それは片持ち梁４
７を固定電極４６から離間させるスペーサとしても用い
られる。光は、入口孔３１からスリット或いはＬＣＣ６
に入射し、出口孔３２を通過するように制限される。片
持ち梁４７が、及びそれゆえにタブ４８がそれらの止り
位置に維持される場合、光は光拡散バー８の拡散キャビ
ティの入口孔１０を通過することを許容され、最終的に
は孔５０から出射する。

【００８１】図１５に示すように、電圧が印加される
と、片持ち梁４７は湾曲され、固定電極４６と接触す
る。それに伴い、タブ４８はスリット６の前へと移動し
て、そこでそれは光の流れを遮る（後方に反射する）、
吸収する、或いは着色する。

【００８２】上述したように、本実施形態に係るディス
プレイ１において、それぞれのライトバルブ３はピクセ
ル或いはサブピクセルを形成しており、光はピクセル自
体よりも遥かに小さな孔１０を通過させられる。それゆ
えに、ライトバルブ３が上記構造を有する場合、視認者
の視点から、それぞれのピクセルはその中央に明るい点
源を含むように見えるであろう。この明るい点の像を除
くため及び拡散キャビティ内での光の均一な分布を確実
にする（ピクセルのそれぞれの領域が等量の光を放射す
る）ために、光拡散キャビティバー８の出口孔５０と同
様に孔１０の近傍にも拡散エレメントを設けることが好
ましい。

【００８３】図１６に示すように、第１の拡散シート６
０が拡散キャビティの入口孔１０の直前に配置され得
て、その壁面で光を散乱させる。光線は、その後、第２
の拡散シート６１に到達し、それはカラーフィルタ或い
は蛍光体層６２を通過する前に、拡散を完全なものとし
且つ孔１０の像を削除するのに用いられる。図１７に示
すように、光散乱エレメント７０（微小球を埋め込んだ
透明媒体のようなもの）もまた、拡散キャビティの中に
挿入され得る。好ましくは、これは、拡散シート６１及
びカラーフィルタ或いは蛍光体層６２を伴う。

【００８４】カラーフィルタ或いは蛍光体層６２を用い
た場合、例えば、それぞれ異なる色を表示する３つのサ
ブピクセルで１つのピクセルを構成すれば、フルカラー
表示が可能となる。また、１つのピクセルに全ての色を
表示させてフルカラー表示を実現することもできる。

【００８５】図１８は、３つの片持ち梁４７を示す斜視
図である。図１８に示す片持ち梁４７の一端には、それ
ぞれタブ４８が設けられている。これら３つのタブ４８
は、それぞれ異なる色を透過するカラーフィルタであ
る。

【００８６】図１９は、図１８に示す片持ち梁４７を用
いた光拡散キャビティバー８を示す斜視図である。図１
９に示すバー８は、電圧印加時に３つのタブ４８が孔１
０の位置で重なるように構成されている。したがって、
それぞれの片持ち梁４７を個々に駆動することにより、
１つのピクセルで複数の色を表示することができる。

【００８７】上述したディスプレイ１においてはタブ４
８を有する片持ち梁４７を用いたが、タブ４８は必ずし
も設けなくてもよい。

【００８８】図２０は、片持ち梁４７にタブ４８を設け
ない場合の光拡散キャビティバー８の例を概略的に示す
斜視図である。タブ４８を設けない場合、図２０（ａ）
に示すように片持ち梁４７をキャビティ側に配置した構
造であってもよく、図２０（ｂ）に示すように固定電極
４６をキャビティ側に配置した構造であってもよい。

【００８９】上述したディスプレイ１の製造において
は、以下の４つの工程が重要である。

【００９０】１）スリット或い集光キャビティ６を有す
るパネル７の製造２）薄い片持ち梁９のカービング及び
折り曲げ３）光拡散キャビティバー８の製造及びそれら
への電極４６の形成４）様々なコンポーネントの組み立
て及びそれらの電気的接続全てのコンポーネントが様々
な方法で製造され得るが、ここでは、最も単純であると
信じられている技術のみが簡単に記載される。再度、与
えられる例は、他の構造を排他するものではなく、本発
明の全ての原理を説明する助けであると考えられるべき
である。

【００９１】上述したように、スリット或いは集光キャ
ビティ６を有するパネル７は、拡散キャビティバー８と
同様に、数百ミクロンの薄いが、導電性ライン、電子回
路、及び接着剤を支持するのに十分に硬質の形状を採用
することができるポリマー或いは他の可鍛性材料中へと
単に成形され得る。それらコンポーネントの双方のキャ
ビティの内壁は、吸収を最少化する、光の再利用を可能
とする、或いは拡散キャビティの場合には拡散を促進す
るために、高反射層で被覆されるべきである。バックラ
イトからの光として白色光が使用される場合には集光キ
ャビティについては銀層が好ましく、近紫外の場合には
アルミニウムが好ましい。光拡散を促進するために、拡
散キャビティの内側表面上に、微細な白色粉末が被覆さ
れ得る。

【００９２】光拡散バー８上に電極４６を形成するため
に、図１２、１３及び１９に示すように、まず、真空チ
ャンバ内で所定の外壁上に導電層が堆積され、次に、電
気めっき絶縁体が堆積される。その後、これら導電層及
び絶縁膜は、高出力レーザビームにより、個々の電極４
６へとカービングされる。次に、片持ち梁４７のための
スペーサ及びホルダである接着剤４５が塗布される。

【００９３】片持ち梁４７は最も繊細なコンポーネント
であり、したがって、それら全てが等しい電気的特性を
有することを確実にするために注意深く製造されねばな
らない。

【００９４】図２１（ａ）〜（ｃ）は、片持ち梁４７の
製造方法を概略的に示す図である。なお、図２１（ａ）
はタブ４８を形成する前の片持ち梁４７を示す平面図で
あり、図２１（ｂ）はタブ４８を形成するための保持ジ
グ９０を示す斜視図であり、図２１（ｃ）は保持ジグ９
０が片持ち梁４７にタブ４８を形成している状態を示す
断面図である。

【００９５】タブ４８を形成するに当り、まず、図２１
（ａ）に示すように、両面がＡｌでコートされたＰＥＴ
フィルム８０を、レーザビームにより複数の片持ち梁４
７へとカービングする。集光キャビティ（或いはスリッ
ト）６から出射する光を遮るのに光吸収性のタブ４８が
必要である場合、ＰＥＴフィルム８０をレーザ切断の前
に黒色インクラインで被覆し、その後、ＰＥＴフィルム
８０を先端部にインク部分８２が位置するように切断す
る。

【００９６】次に、図２１（ｂ）に示す保持ジグ９０を
用いて、片持ち梁４７の先端を折り曲げる。なお、保持
バー９１の高さは、片持ち梁４７の長さよりもインク部
分８２の分だけ低くなっている。したがって、片持ち梁
４７を保持バー９１の間に挿入し、ねじ９２により圧力
バー９３に圧力を印加してこれらが相互に押圧した場
合、インク部分８２は保持バー９１の上部に露出する。

【００９７】その後、ジグ９０を加熱し、テフロンコー
トされた重り９４を片持ち梁４７上でスライドさせて、
片持ち梁４７の先端部を９０°折り曲げる。その後、重
り９４を所定の位置に配置し、ジグ９０を室温まで冷却
する。以上のようにして、折り曲げられた片持ち梁４７
の先端部は永遠にそのままの状態を維持し、遮光タブ４
８として使用され得る。

【００９８】光シャッタ９を駆動するのに様々な技術が
使用され得て、上述したように、単純マトリクス法が最
も単純であり且つ最も安価であろう。しかし、いかなる
方法が使用されようとも、制御可能な光シャッタ９の製
造を可能とする最も重要な手順は、片持ち梁４７の固定
電極４６との組み立て並びに駆動ラインと片持ち梁４７
上の導電フィルムとの間の電気的接続にある。滑らかな
表面を有し且つ適当な位置で適用される高品質接着テー
プは、片持ち梁４７を所定の位置に永遠に固定するのを
可能とする。滑らかな接着剤表面は、非常に薄く且つそ
の湾曲特性並びに電気的応答が歪みに対して極めて敏感
な片持ち梁フィルムに皺が生成されないことを確実にす
る。この単純な解決法は、固定電極４６と片持ち梁４７
との間のギャップを高い信頼性で制御する方法を提供
し、しかも高価ではなく且つ適用が容易である。

【００９９】電気的接続を形成するために、薄いＡＣＦ
（異方性導電フィルム）層が、固定電極４６と片持ち梁
４７を被覆する導電層との間に配置される。この柔軟な
材料は、熱及び圧力が片持ち梁４７に印加された場合に
電気的接触を生ずる金属粒子を含んでいる。再度、片持
ち梁４７の形にダメージを与えないように或いは変形さ
せないように最大の注意が払われねばならない。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスプ
レイによると、光シャッタの可動部のサイズ及びその移
動距離を大きくすることなく大画面化が可能である。す
なわち、本発明のディスプレイでは、画面サイズに依存
することなく高速応答を実現可能であり、大画面とした
場合においても消費電力が極端に増加することはない。
さらに、本発明のディスプレイでは、視認性を犠牲にす
ることなく上述した効果を得ることができる。

【０１０１】すなわち、本発明によると、高速応答を実
現することが可能なフルカラーディスプレイが提供され
る。また、本発明によると、容易に大画面化することが
可能なフルカラーディスプレイが提供される。さらに、
本発明によると、低消費電力のフルカラーディスプレイ
が提供される。また、本発明によると、高コントラスト
比、優れた色領域、広視野角、高速応答、及び低消費電
力のように平面ディスプレイに望まれる品質について妥
協することなく、どのようなサイズでも及び低コストで
製造することが可能なフルカラーディスプレイが提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イの一部を概略的に示す断面図。

【図２】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イに用いられる平面薄型バックライトの一例を概略的に
示す断面図。

【図３】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イに用いられるスリットパネルの一例を概略的に示す斜
視図。

【図４】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イに用いられるスリットフィルムの一例を概略的に示す
斜視図。

【図５】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イに用いられるスリットパネルと組み合せて使用された
マイクロレンズを概略的に示す図。

【図６】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプレ
イに用いられるＬＣＣのアレイを有するパネルを概略的
に示す斜視図。

【図７】図６に示すパネルをキャビティ孔側から描いた
平面図。

【図８】図６及び図７に示すパネルとマイクロレンズと
の組合わせを概略的に示す図。

【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフ
ルカラーディスプレイにおいて用いられる光シャッタの
例を概略的に示す斜視図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る
フルカラーディスプレイにおいて用いられる光シャッタ
の例を概略的に示す斜視図。

【図１１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る
フルカラーディスプレイにおいて用いられる光シャッタ
の他の例を示す断面図。

【図１２】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバーを概略的
に示す斜視図。

【図１３】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバーを概略的
に示す斜視図。

【図１４】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態に係るフ
ルカラーディスプレイにおいて用いられる光拡散キャビ
ティバーを概略的に示す斜視図。

【図１５】図１４（ａ）に示す構造の一部を拡大して示
す図。

【図１６】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバーを概略的
に示す断面図。

【図１７】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバーを概略的
に示す断面図。

【図１８】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる片持ち梁を示す斜視図。

【図１９】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバーを示す斜
視図。

【図２０】本発明の実施形態に係るフルカラーディスプ
レイにおいて用いられる光拡散キャビティバー８を示す
斜視図。

【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態係るフ
ルカラーディスプレイにおいて用いられる片持ち梁の製
造方法を概略的に示す図。

【符号の説明】

１…フルカラーディスプレイ ； ２…平面型バックラ
イト ３…ライトバルブ ； ４…ライトバルブグリッド ；
５…背面反射板 ６…スリット ； ７…パネルまたはフィルム ８…光拡散キャビティバー ； ９…光シャッタ １０，３１，３２，５０…孔 ； ２１…蛍光灯 ；
２２…導光板 ２３…ランプ反射かさ ； ２４…ドットパターン ；
２５…拡散板 ２６…プリズムシート ； ２７…マイクロレンズシー
ト ３３…スナップインライン ； ３４…コーティング；
４０〜４２…光 ４７…片持ち梁 ； ４５…ギャップ ； ４６…固定
電極 ； ４８…タブ ５１…突起部 ； ６０，６１…拡散シート ６２…カラーフィルタ或いは蛍光体層 ； ７０…光散
乱エレメント ８０…ＰＥＴフィルム ； ８２…インク部分 ； ９
０…保持ジグ ９１…保持バー ； ９２…ねじ ； ９４…重り

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 均一な照明を提供し且つ光放射装置と前
   記光放射装置に戻された光を再利用する手段と前記光放
   射装置から放射された光を部分的にコリメートする或い
   はフォーカスする手段とを具備する薄型平面バックライ
   トと、光の流れを調節するライトバルブの２次元アレイ
   と、前記ライトバルブ及びそのコンポーネントを所定の
   位置に配置する硬質構造と、それぞれが前記ライトバル
   ブの１つに整列し選択された波長域を透過するカラーフ
   ィルタの２次元アレイと、第２の拡散フィルムとを具備
   し、 前記バルブの１つが１つのピクセル或いはサブピクセル
   に対応し且つ前記バルブのそれぞれは、 前記バックライトから生じた光を入口孔により集め、そ
   れが前記ピクセル或いは前記サブピクセルに比べてより
   小さな出口孔を通過するように制限するスリット或いは
   第１のキャビティと、 第１の電極である固定電極と前記固定電極から所定のギ
   ャップで離間された第２の電極である片持ち梁と、前記
   固定電極及び前記片持ち梁の少なくとも一方の対向面に
   設けられた絶縁膜とを具備し、前記片持ち梁の先端は折
   り曲げられて前記スリット或いは集光キャビティの出口
   孔に整列し且つ前記光の通過を調節するタブを形成する
   光シャッタと、 前記電極の組のそれぞれの間に局所的に電圧を印加し
   て、前記片持ち梁を前記固定電極に向けて湾曲させる静
   電力を生じさせる電気的及び電子的手段と、 前記タブにより通過することを許容された光を集めて、
   それを広視野角へと再度拡散させる第２のキャビティ
   と、 前記第２の光拡散キャビティ内で光を散乱させる第１の
   拡散フィルム或いは拡散エレメントとを具備し、 前記第２の拡散フィルムは、前記拡散キャビティの出口
   孔に位置し前記ライトバルブから出射する光を全ての方
   向に分布させることを特徴とする電気機械式に駆動され
   るフルカラーディスプレイ。
2. 【請求項２】 前記バックライトは白色光を放射し、前
   記カラーフィルタはパターニングされた赤、緑及び青或
   いはマゼンタ、シアン及びイエローの透過性材料の組か
   らなり、前記片持ち梁に支持された前記タブは前記出口
   孔から出射した光を前記バックライトに向けて後方に反
   射する、それを吸収する、或いはそれを通過させること
   を特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
3. 【請求項３】 前記バックライトは近紫外光を放射し、
   前記カラーフィルタは赤、緑及び青或いはマゼンタ、シ
   アン及びイエローを放射する蛍光体の組からなることを
   特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
4. 【請求項４】均一な照明を提供し且つ光放射装置と前記
   光放射装置に戻された光を再利用する手段と前記光放射
   装置から放射された光を部分的にコリメートする或いは
   フォーカスする手段とを具備する薄型平面バックライト
   と、光の流れを調節するライトバルブの２次元アレイ
   と、前記ライトバルブ及びそのコンポーネントを所定の
   位置に配置する硬質構造と、前記拡散キャビティの出口
   孔に位置し前記ライトバルブから出射する光を全ての方
   向に分布させる第２の拡散フィルムとを具備し、 前記バルブの１つが１つのピクセル或いはサブピクセル
   に対応し且つ前記バルブのそれぞれは、 前記バックライトから生じた光を入口孔により集め、そ
   れが前記ピクセル或いは前記サブピクセルに比べてより
   小さな出口孔を通過するように制限するスリット或いは
   第１のキャビティと、 第１の電極である固定電極と前記固定電極から所定のギ
   ャップで離間された第２の電極である片持ち梁と前記固
   定電極及び前記片持ち梁の少なくとも一方の対向面に設
   けられた絶縁膜との組を３つ具備する光シャッタと、 前記電極の組のそれぞれの間に局所的に電圧を印加し
   て、前記片持ち梁を前記固定電極に向けて湾曲させる静
   電力を生じさせる電気的及び電子的手段と、 前記タブにより通過することを許容された光を集めて、
   それを広視野角へと再度拡散させる第２のキャビティ
   と、 前記第２の光拡散キャビティ内で光を散乱させる第１の
   拡散フィルム或いは拡散エレメントとを具備し、前記３
   つの片持ち梁の先端は折り曲げられて前記スリット或い
   は集光キャビティの出口孔に整列し且つ前記光の通過を
   調節するタブをそれぞれ形成し、前記タブはそれぞれマ
   ゼンタ、シアン及びイエローのカラーフィルタであるこ
   とを特徴とする電気機械式に駆動されるフルカラーディ
   スプレイ。
5. 【請求項５】 前記ライトバルブ内或いはその前面に光
   拡散エレメントをさらに具備することを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか１項に記載のディスプレイ。