JP2002517783A - 液晶ディスプレイの照明装置 - Google Patents

液晶ディスプレイの照明装置

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昭 冨田
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Abstract

(57)【要約】 高コントラスト、高速応答の液晶画像システムを提供する。画像素子は、厚さ４μｍ以下、好ましくは２．５μｍ以下の液晶複合材を用いる。画像素子は、少なくとも１つの光源によって照射され、その光源はディスプレイ法線から３０度以内、好ましくは２０度以内の角度の位置に配置される。観察システムは、ディスプレイに対して光源と同じ側に配置され、ディスプレイのほぼ法線方向に配置される。ある態様では、液晶複合物は、リバースモードで動作し、バーチャル画像が形成される。他の態様では、３つの異なる色（例えば、原色、補色など）をもつ少なくとも３つの光源が、液晶画像素子を照射する。全ての光源は、画像素子の法線から３０度以内、好ましくは２０度以内の位置に配置される。観察システムは、画像素子に対して光源と同じ側に配置され、直接観察システム、投射観察システム、バーチャル画像（＝虚像）観察システムのいずれを含んでいても良い。プロセッサは、光源と画像素子の両方に接続されており、個々のカラー光源を画像素子の出力と同期させる。好ましくは、光源と画像素子の制御されたスイッチング速度は、フレームフリッカと色異常を防止するのに十分な速度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、液晶ディスプレイパネルに関し、詳細には、高コントラストの フレーム・シーケンシャル・カラーディスプレイに液晶ディスプレイを利用する
方法及び利用した装置に関する。
【０００２】 （背景技術） 液晶複合物を含む電気光学活性な素子を有するライトバルブは、ディスプレイ
（直接駆動、パッシブマトリックス駆動、又はアクティブマトリックス駆動）、
ウィンドウ、プライバシーパネル等に用いられている。液晶複合物の中において
、複数の液晶材料の液滴が、高分子などのマトリックス材料の中に分散され、カ
プセル化され、埋めこまれ、又は含まれている。これらを開示した文献に、例え
ば、ファーガソンによる米国特許第４，４３５，０４７号や、ウエストらによる
米国特許第４，６８５，７７１号や、パールマンによる米国特許第４，９９２，
２０１号や、大日本インキによるヨーロッパ特許第０，３１３，０５３号がある
が、これらの内容を本明細書に引用する。
【０００３】 液晶複合物は、２つの電極の間に配置されており、少なくとも一方の電極は一
般にマトリックスを形成するようにパターン化されている。電極は、基板によっ
て支持されている。電極対に電圧が印加されると、電場が発生し、電極間に配置
された液晶は透明となる。この光学状態において、入射した光は液晶複合物を透
過する。電極対への電圧が切られると、電場がなくなり、電極の間の液晶複合物
は、その光学状態を変えて入射光を実質的に散乱及び／又は吸収するようになる
。この状態において、複合材料は一般に、散乱が支配的であれば、霜がかかった
ような不透明となり、吸収が支配的であれば、暗い灰色となる。電極マトリック
スの中で、各電極対に与える電圧を個々に制御することにより、グラフィック画
像を形成することができる。電極マトリックスは、透明体又は反射体からなり、
一般には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のマトリックス、ＭＯＳトランジスタ、
ＭＩＭダイオード、又は交差した電極からなる。グラフィック画像は、直接観察
しても、スクリーンに投影して観察しても、目に映るバーチャルイメージとして
観察しても良い。赤、緑、及び青の画像を合成することにより、カラー画像をつ
くることができる。合成は、順次に照射することによって、例えば、赤、緑、青
の光をフィールド順次に照射することによって、又は、赤、緑、青の画素を設け
ることによって、行うことができる。
【０００４】 従来のカラーディスプレイを行うためのアプローチでは、一般に、３つの独立
した画像素子を用いて、画像を個々の光学成分（例えば、赤、緑、青）に分けて
いる。例えば、Ｓｏｎｅｈａｒａによる米国特許第５，０９８，１８３号や、Ｋ
ｕｒｅｍａｔｓｕ等による米国特許第５，１７０，１９４号を参照されたい。画
像素子は、一般に、液晶複合物からなるため、３つの異なる画像素子を用いると
、非常に高コストになる。このことは、高解像度のディスプレイで特に顕著であ
る。というのは、画像素子ごとに膨大な数の画素が必要となるだけでなく、個々
の画素のアドレスを指定する手段も必要となるからである。さらに、従来技術の
多くでは、カラーディスプレイのディスプレイ素子にツイステッド・ネマチック
型液晶を利用しているため、偏光板が必要であり、明るさが減殺されている。し
たがって、単一の画像素子を用いて、偏光板なしに動作させることができるカラ
ーディスプレイが望まれている。
【０００５】 本発明に関連した従来技術として、他に、米国特許第５，３９８，０８１号や
、ＷＯ９０／０５４２９号、ＷＯ９８/００７４７号がある。単一の画像素子を
用いたカラーディスプレイは従来から種々開示されているが、単純なフレーム順
次カラーディスプレイであって、複雑で高価なフィルタを必要としないものが、
望まれている。
【０００６】 （発明の開示） 本発明は、高速に応答する液晶画像素子であって、高輝度・高コントラストの
素子を提供するものである。本発明では、４μｍ以下の厚さの、好ましくは２．
５μｍ以下の厚さの液晶複合物を用いる。本発明のディスプレイは、ディスプレ
イ法線から３０度以内の角度位置から、好ましくは法線から２０度以内の角度位
置から、少なくとも１つの光源によって照射される。観察システムは、ディスプ
レイに対して光源と同じ側に配置され、ディスプレイのほぼ法線の位置に配置さ
れる。
【０００７】 本発明のある１つの実施形態では、個々の画素の電極に印加される電圧は、選
択された画素をオン状態にするのに必要な第１の電圧と、選択された画素をオフ
状態にするのに必要な第２の電圧の間で、変化する。第２の電圧は、ゼロボルト
であっても良いし、ゼロでない最小電圧であっても良い。好ましい実施形態では
、ゼロでない最小電圧は、コントラスト反転を防止するために用いられる。コン
トラスト反転は、薄膜の液晶複合物を小さな角度で照射したときに起こる。
【０００８】 ある実施形態では、異なる色のすくなくとも３つの光源（例えば、原色、補色
など）によって液晶画像素子が照射される。光源は、全て、画像素子の法線から
約３０度以内の角度の位置に、好ましくは２０度以内の角度の位置に配置される
。観察システムは、画像素子に対して、光源と同じ側に配置されており、バーチ
ャルイメージ観察システムや、直接観察システム、プロジェクション観察システ
ムを含んでいても良い。プロセッサが、光源と、画像素子の両方に接続されてお
り、個々のカラー光源を画像素子の出力と同期させるようにしている。好ましく
は、光源と画像素子のスイッチング速度を制御することにより、フレームフリッ
カや色の異常を十分防止することができる。
【０００９】 本発明の本質と利点は、明細書の残りの部分と図面を参照することによって、
さらに明らかとなるであろう。
【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明を詳細に説明する前に、従来技術によるいくつかの異なる液晶ディスプ
レイの構成について説明する。図１は、従来技術による、一般的な液晶ディスプ
レイ１００の断面図である。複数の液晶塊または液晶滴１０３を含有する媒体１
０１（例えば高分子）は、インジウム錫酸化物のような透明な導電性材料からな
る一対の電極１０５によって挟持されている。開示内容が本願に援用されるFerg
asonのUS4,435,047、ReameyらのUS5,405,551、および、HavensらのUS5,585,947
に教示されているように、液滴１０３は、１以上の被包層に個々に被包され得る
。ディスプレイは好ましくは被包された液晶材料から形成されるが、例えば、ス
メクチックＡ、コレステリック、または、動的散乱ネマチックディスプレイのよ
うな、その他のタイプの液晶ディスプレイもまた使用することができる。電極１
０５は電源１０７に接続している。
【００１１】 電源１０７がオン状態であるとき、電極１０５間に電圧が印加され、電場が形
成される。液晶滴１０３が正の誘電異方性を有することにより、液滴を有する材
料は図示されるように電場に対して平行に並ぶ。この状態で、パス１０９に沿っ
て入射する光は液滴１０３を透過する。液晶複合物の厚み、電極１０５間に印加
される電圧、電極１０５の透明度、媒体１０１、および配列された液滴１０３に
よって、７０％以上の透過率を達成することが可能である。
【００１２】 図２に示されるように電源１０７がオフ状態のときには、電極１０５間の電場
は事実上０である。結果として液晶滴１０３はもはや均一に配列されない。液滴
１０３のランダムな配向により、パス１０９に沿った入射光は、散乱パス２０１
で図示されているように前方向および後方向のいずれにも、ランダムに散乱され
る。入射光の散乱により、ディスプレイ１００が不透明または霜白に見えるよう
になる。
【００１３】 図３は、グラフィック情報を表示するために使用され得る液晶表示パネル３０
０の断面図である。液晶ディスプレイ１００と同様にパネル３００は、媒体１０
１と液晶塊１０３との両方を含む。少なくとも一実施形態において、媒体１０１
および液晶塊１０３を含む液晶複合物は、高分子分散型液晶（すなわち、ＰＤＬ
Ｃ複合物）である。
【００１４】 ディスプレイ１００とはかなり異なり、パネル３００は、複数の底部電極３０
１と共通上部電極３０３とを有し、複数の電極対を形成する。電極対は、パネル
３００を、個々に制御可能な表示素子または画素の配列に分割する。パネル３０
０は、好ましくは、インジウム錫酸化物（すなわちＩＴＯ）がコートされたポリ
エチレンテレフタレート、またはＩＴＯがコートされたガラスなどの導電性透明
材料から形成される上部支持部材３０５もまた有する。所望の用途に応じてディ
スプレイは、反射型または透過型に設計可能である。反射型ディスプレイが所望
である場合には、底部支持部材３０７の表面または画素電極３０１の表面を反射
コーティングすればよい。電極３０１は好ましくは、アルミニウムまたは銀から
なる反射電極である。図３に示されたパネル構成は一般的であり、他の構成が当
業者に公知であり、図３の構成は単なる例示であって、これのような構成のみに
限定されないことが理解されなければならない。
【００１５】 各電極３０１電気的に結合されたスイッチング素子３０９は、共通電極３０３
と電極３０１との間の印加電圧を制御するために使用されるスイッチング素子３
０９である。一般的にはスイッチング素子３０９は、ディスプレイ３００が透過
モードディスプレイであるときには薄膜トランジスタであり、ディスプレイ３０
０が反射モードディスプレイであるときにはＭＯＳトランジスタ（図３に図示）
である。スイッチング素子３０９は、各電極「対」に対してスイッチとして作用
するので、どの画素の組み合わせも作動することができる。一般にパネル３００
は、スイッチング素子３０９を動作させる電圧が液晶塊１０３のしきい値電圧で
あるように設計されている。例示する実施形態では、スイッチング素子３０９は
ＭＯＳトランジスタであるが、薄膜トランジスタ、ＭＩＭ、ダイオードまたはバ
リスタのような他のスイッチング素子も使用可能である。電極３０１と電極３０
３との間の印加電圧、およびそれによる各画素の作動は、プロセッサによって制
御される。図３に図示されるＭＯＳトランジスタ構造のような構成では、電荷を
蓄積するために、キャパシタ素子３１１がトランジスタ回路に追加される。
【００１６】 図４は、パネル３００の平面図である。例示の実施形態においては、パネル３
００は正方形画素４０１の２０×２０アレイから形成されているが、パネル３０
０は、これよりも多いかまたは少ない画素から形成されても良い。さらに、画素
形状は、正方形に限定されないし、また、４つの辺を有する形状にも限定されな
い。最後に、パネル内の全部の画素が同じ形状またはサイズである必要はない。 液晶ディスプレイパネルは、直視、投射、および虚像を形成する様々な異なる
構成で使用可能である。直視の例には、コンピュータモニタスクリーンおよびパ
ネル読み取り器が含まれる。投射システムの例には、大スクリーンまたはマイク
ロディスプレイ中のスクリーンに投射する前面型システムおよび背面型システム
が含まれる。バーチャルマイクロディスプレイは一般に、１以上の光源と、液晶
複合物と、電極素子と、ユーザの目に虚像を形成する結像レンズとからなる。さ
らに、液晶ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで機能する
ように設計可能である。
【００１７】 基本的に、高コントラスト画像が形成可能である構成は２つあり、それは、ノ
ーマル・モードとリバース・モードである。ノーマル・モード構成において、画
像は反射光、透過光、非散乱光から形成され、散乱光は遮断される。図５は、ノ
ーマル・モードで作動する反射型液晶ディスプレイの図である。このモードにお
いて、光源５０１と観察者５０３との両方が、パネルの同じ側に存在する。図示
されたパネルは反射型ディスプレイであるので、底部支持部材５０５が反射性で
あるか、画素５０７および５０９が反射性である。反射部材５０５の構造は、当
業者に公知であり、例えば、それぞれの開示内容が本願に援用されているRowlan
dのUS3,935,359、Kuney, Jr のUS4,957,335、NelsonらのUS4,938,563、Belislr
らのUS4,725,494、AppledornらのUS4,775,219、TungらのUS4,712,219、MalekのU
S4,712,867、BensonのUS4,703,999、SickらのUS4,464,014、NelsonらのUS4,895,
428、HedblomのUS4,988,541、SchultzのUS3,922,065、およびLinderのUS3,918,7
95を参照のこと。
【００１８】 図５に示されているように、電極５０７によって定められる画素はオン状態で
あり、これにより、これらの電極によって定められた画素中の液晶塊が透明にな
る。これらの画素の透明性により、光源５０１（例えば、周囲光、直射光など）
からの光は、画素を通過し、反射基板５０５によって反射されるか、またはその
他の構成では反射電極によって反射される。正反射光は、一般に、まず結像光学
系５１１および開口絞り５１３を通った後、位置５０３に明るい画像を形成する
。作動していない電極５０９によって定められた画素中の液晶塊は、様々な方向
５１５に散乱し、その一部分のみがレンズ５１１および開口絞り５１３を透過し
、観察位置５０３に到達する。ノーマルモードディスプレイの他の構成では（図
示せず）、画素電極も下側基板も光を反射せず、オン状態の画素、即ち画素５０
７を通過した光によって画像が形成される。
【００１９】 図６は、リバースモードで動作するディスプレイパネルを示す図である。上述
したように、リバースモードパネルは、図に示したような反射型の構成で使用し
ても、透過型の構成で使用しても良い。このパネルは、基本的には、図５に示し
たものと同様である。しかしながら、この構成では、結像光学系５１１によって
集められ、位置５０３に像を形成するのは、散乱された光５１５である。鏡像光
（The specular light）、例えば、光線軌跡６０１によって例示される反射光や
、又は透過型の構成においてディスプレイを通過する光は、ストップ５１３によ
って遮光される。オン状態にある画素５０７によって、暗い像が形成される。 上記の従来技術に基づくディスプレイパネル構成のほかに、当業者に知られた
多くの構成がある。さらに、液晶ディスプレイパネルは、カラー画像を形成する
のにも用いられる。例えば、多色性又は等方性（isotropic）の色素を液晶材料
の中に入れ、カラー視覚効果を出しても良い。これに代えて、着色したフィルタ
又は有色光源を、液晶ディスプレイと共に用いることにより、カラー画像を形成
しても良い。複数のカラー画像、例えば、赤、緑、及び青の画像を順次に結合す
ることにより、色純度に優れた画像をつくることができる。
【００２０】 フレーム・シーケンシャル・ディスプレイの形式の一例を図７に示す。このシ
ステムは、ジョーンズの米国特許第５，３９８，０８１号に詳細が開示されてい
るが、その開示の全てを本明細書に引用する。白色光源７０１からの光は、色変
調器７０３、例えば、ダイクロイック・キューブ・カラー・セパレータ（daichr
oic cube color separator）に入射される。ダイクロイック・キューブには、３
つの色を選択する反射面が、３つのライトバルブの背後に位置するように設けら
れている。３つの色選択面は、３原色（例えば、赤、緑、青）であっても良いし
、他の色の組み合わせ、例えば３つの補色（例えばシアン、イエロー、マゼンダ
）であっても良い。ライトバルブは、コンピュータによって制御され、コンピュ
ータは、各バルブを、実質的に光を透過する状態と、実質的に光を透過しない状
態との間で、スイッチングさせる。このようにして、入射した白色光源７０１か
ら、３つの独立した色を得ることができる。
【００２１】 変調器７０３からのカラー変調された光は、イメージング素子７０５に入射さ
れる。イメージング素子７０５もコンピュータによって制御されており、素子７
０５は、特定の色に対応した到達入射光に応じて画像を分配する。プロジェクシ
ョンシステム７０７は、順次に着色された画像をスクリーンに投射する。これに
よりカラー画像がつくられる。コンピュータが、カラー変調器７０３とイメージ
ング素子に現れる画像との両方を制御しているので、色出力と画像を同期させる
ことができる。スイッチングスピードが十分に速いとすると、次々と変化する画
像は、独立した色として分離できなくなる。このようにして、観察者には、合成
されたカラー画像だけが知覚される。
【００２２】 図８は、他の、従来技術に基づくフレーム・シーケンシャル・カラーディスプ
レイを示す図である。このシステムは、ウィリアムズ等によるWO９０/０５４２
９に開示されており、その内容を本明細書に引用する。白色光源８０１からの入
射光は、カラーフィルタリング手段８０３に入る。カラーフィルタリング手段８
０３には、複数の液晶ライトバルブ８０５が複数のカラーフィルタと共に整列配
置されている。従来のアプローチと同様に、正確な色合成を行うために、３つの
色フィルタが必要となる（例えば、赤、緑、青）。したがって、フィルタリング
手段８０３に単一の光、例えば青色を透過させるために、青フィルタ８０７に対
応したライトバルブ８０５だけが、オン状態即ち透過状態にスイッチングされ、
他の全てのライトバルブ８０５はオフ状態即ち散乱状態にスイッチングされる。
このスイッチングの結果、この例では、青色の光だけがフィルタリング手段８０
３を通過する。
【００２３】 フィルタリング手段８０３に存在する色変調された光は、光拡大手段８０９、
例えばレンズ又は拡散プレートによって拡大される。素子８０９は、フィルタリ
ング手段８０３からの光が相対的に均一になるようにし、カラーフィルタ８０７
が分離したことの効果が現れないようにする。色変調された光は、液晶アレイ８
１１を通過し、液晶アレイ８１１はアレイの画素を制御することによって所望の
画像を形成する。従来のアプローチと同様に、プロセッサ８１３は、画像と画像
の色とを同期させる。
【００２４】 利用されるフレームシーケンシャルカラーディスプレイの形式によらず、フレ
ームフリッカを防止し、観察者に分離した単色画像ではなく合成されたカラー画
像を見せるようにするためには、高速のスイッチングが要求される。この結果、
必要となる典型的なスイッチングスピードは、少なくとも９０Ｈｚ、好ましくは
少なくとも１８０Ｈｚのオーダとなる（即ち、３つの色を１秒間に３０〜６０繰
り返す）。これらの速度は、液晶の応答速度にすれば、１０ｍｓｅｃ以下、好ま
しくは３〜５ｍｓｅｃ以下となる。
【００２５】 スイッチングスピード以外に、液晶材料の選択に重要となるパラメータがいく
つかある。例えば、高コントラストであることが望ましい。というのは、画質の
向上につながるからである。画像のコントラストは、オン状態において画素から
くる光の、オフ状態において画素からくる光に対する割合である。望まれる他の
特性は、駆動電圧、即ち、オン状態において画素に加える必要電圧の低さである
。駆動電圧が増大すると、デバイスの全消費電力が同様に増加してしまう。さら
に、一般的なトランジスタ技術は低電圧であるため、高い電圧で動作するトラン
ジスタは高価である。また、駆動電圧が高いと、多くの電力が必要となるだけで
なく、放出すべき熱も多く発生してしまう。温度が高くなると、局部的に温度が
変動して、熱による機械的応力を発生させる場合がある。一般に、電界Ｅ９０が
小さいことが、直接観察又はプロジェクション用途に望まれている。駆動電圧が
低いと、低い印加電圧を使用することができ、印加電圧が決まっている場合には
、用いる液晶複合体の層厚を増すことができる。層厚を増すことは、画素がオフ
状態（即ち、Ｔoff）にある場合の透過率を低下させ、より高コントラストの画
像を形成することができる。
【００２６】 本発明について、さらに詳細に説明する。本発明は、薄膜の、典型的には４μ
ｍ以下、好ましくは２．５μｍ以下の液晶を用いる。薄膜の液晶を用いる利点は
、スイッチングスピードが増し、フィールドシーケンシャルカラー機構を用いて
カラーバーチャル画像を作成できる点にある。さらに、適当な照射角度及び観察
角度を設定すれば、輝度やコントラストも向上する。
【００２７】 図９は、本発明における、液晶ディスプレイ９０１と、照射光源及び観察者と
の関係を示す図である。ディスプレイ９０１中の液晶複合体は、４μｍ以下の、
好ましくは２．５μｍ以下の膜厚をもつ。ディスプレイ９０１は、少なくとも１
つの光源９０３によって照射され、光源９０３は、ディスプレイ９０１の法線か
ら３０度以内、好ましくは２０度以内の角度θに位置している。観察システム９
０５は、ディスプレイ９０１のほぼ法線方向に位置している。この配置によって
、極めて高速応答の表示を行う場合に、優れた画質を得ることができる。
【００２８】 図１０は、本発明によって得られる改良を確認するのに用いられるテストシス
テムを示す図である。サンプル１００１は、波長５１４ｎｍで動作するアルゴン
レーザ１００３によって照射される。テストでは、３種類の照射角度（即ち、θ
）、１５、３０及び４５度を用いた。検出器１００５は、サンプル１００１に対
して法線方向に、サンプル１００１から５．２５インチの距離に設置された。検
出器の大きさは、０．２５×０．２５インチの大きさである。
【００２９】 図１１は、サンプル１００１の輝度を印加電圧の関数として表したグラフであ
る。２種類のサンプルをテストした。１つは、１．８３μｍ厚の液晶であり、も
う１つは、４．９μｍ厚の液晶である。４５度の照射角度において、厚いサンプ
ルは（テスト番号１１０１）、薄いサンプル（テスト番号１１０３）に比べて、
役２倍の輝度を示した。３０度の照射角度において、厚いサンプルは（テスト番
号１１０５）、薄いサンプル（テスト番号１１０７）とほぼ同じ輝度を示した。
しかし、１５度の照射角度においては、薄いサンプル（テスト番号１１０９）は
、厚いサンプル（テスト番号１１１１）に比べて、非常に高い散乱レベル、すな
わち輝度を示した。これは、予期しない結果である。というのは、厚い液晶複合
体は、利用できる散乱サイトの数が多いため、薄い液晶複合体に比べて、より強
い散乱、即ち、より高い輝度を示すと考えられていたからである。
【００３０】 図１２は、１．８３μｍ厚の液晶複合体のもつ光散乱特性の、照射角度に対す
る依存性を、図１０に示すテスト装置を用いて調べた結果を示すグラフである。
照射角度θは、２度ずつ増加させながら、１０度から５０度までの間で変化させ
た。観察角度は、サンプルの法線方向に固定した。図１１と同様に、輝度を、複
合体に対する印加電圧の関数として示している。
【００３１】 印加電圧に関らず、照射角度が減少すると、サンプルによる散乱、即ち、サン
プルの輝度が増加する。４０度以上の角度では、印加電圧を変化させたときの散
乱レベルの変化は僅かであり、生成される画像は低コントラストとなる。２０度
以上の角度では、輝度は、０から１０ボルトへと増加させるに従い、減少する。
照射角度が小さい場合、即ち、２０度以下のとき、輝度は、２〜３Ｖの範囲内に
あるゼロでない電圧で最大値に達する。この予期しない結果からは、駆動電圧と
非ゼロ電圧の間で最適のコントラストが得られることがわかる。例えば、１０度
の照射角度においては、最適のコントラストは、最小電圧を３Ｖに設定すること
によって得られる。
【００３２】 図１３は、リバースモードの構成を利用した、本発明の一実施形態を示す。こ
の実施形態では、サンプル９０１は、薄膜の液晶複合体１３０１と、上側電極１
３０３と、下側画素電極１３０５と、上側及び下側支持部材１３０７及び１３０
９を備える。好ましくは、上側電極１３０３は光学的に透明な導電体（例えば、
ＩＴＯ）から成り、下側電極１３０５は光反射性の導電材料（例えば、アルミニ
ウム、銀）から成る。これに代えて、下側電極１３０５を透明とし、下側支持部
材１３０９を光反射性としても良い。前述したように、個々の画素の状態を制御
している電極対は、プロセッサ１３１１によって制御されている。最低電圧は０
Ｖでも、非ゼロの電圧でも良い。非ゼロ電圧は、前述したコントラスト反転を防
止するためのものである。非ゼロ電圧を使用する場合には、一般に２〜３Ｖの間
の電圧が用いられる。
【００３３】 光源９０３は、ディスプレイ９０１の法線から３０度以内、好ましくは２０度
以内の方向に配置される。図１３に示すリバースモードの構成からわかるように
、散乱光１３１３を集めることによって画像を形成する。図示したような反射型
を仮定すると、オン状態にある画素を通過し、鏡像として反射した光線は、開口
絞りを用いることによって排除される。電極１３０５と基板１３０９との両方が
透明である場合、アクティブとなった画素を通過する光線は、光トラップ（例え
ば、吸収コーティング）によって排除されるか、ディスプレイ及び観察システム
の外側に反射される。
【００３４】 この実施形態では、散乱光１３１３の一部を集める結像光学系１３０７によっ
て、虚像（＝virtual image）が位置１３１５に形成される。ある構成では、結
像光学系１３０７は顕微鏡で使用されるものに類似している。
【００３５】 他の実施形態では、結像光学系１３０７は、投射光学系からなる。投射光学系
は、画像をスクリーンに投射するのに用いることができる。
【００３６】 光源９０３とディスプレイ法線の間の角度が比較的小さい場合は、鏡像反射光
が観察システムに入ることを防ぐのが重要である。図１４に示す実施形態におけ
るディスプレイ９０１では、下側部材１３０９が傾斜した反射部材１４０１を備
える。反射部材１４０１は、光源９０３からの鏡像反射光１４０３を、光学系１
３０７によって集光されることのないように、観察者１３１５から十分に離れた
方向に向ける。反射部材１４０１は、図に示すように、光線を観察者１３１５か
ら遠ざけるように反射しても良いし、光源９０３の方向に戻しても良い。反射部
材は、カマス（Kamath）等による米国特許第５，１３２，８２３号に開示されて
おり、その内容を引用する。ある実施形態では、反射部材１４０１は、複数の個
々の傾斜面から成り、各々の傾斜面はディスプレイの画素に対応している。個々
の傾斜面は、単純な平面であっても、錐面のような複雑な面であっても良い。後
者の構成は、複数の光源がある場合に適している。
【００３７】 本発明の他の実施形態では、複数の光源９０３を使用して、ディスプレイの輝
度と均一性を向上しても良い。図１５は、ディスプレイ９０１の上面図である。
上述したように、観察システム９０５は、ディスプレイの法線方向に設置される
。この実施形態では、複数の光源９０３は、観察システム９０５の回りの、ディ
スプレイ法線から約３０度以内、好ましくは約２０度以内の角度の位置に、設置
される。図１５には４つの光源９０３が示されているが、もっと多数の又は少数
の光源を用いることもできる。コントラストレベルをさらに向上するには、図１
５に示すように光源９０３が画素のエッジとできるだけ一致しないようにし、同
時継続している米国特許出願第０９/０９０，７４９号（１９９８年６月出願、「
軸外の照明による高コントラストマイクロディスプレイ」）に開示されたように
すれば良い。
【００３８】 図１６は、本発明の別の実施形態であるフレーム・シーケンシャル・カラーデ
ィスプレイシステムを示している。この実施形態は、少なくとも３つの異なる着
色光源９０３がサンプル９０１を順次に照明するように用いられる点を除けば、
先に図示した実施形態と同様である。例えば、光源９０３は、赤色光源１６０１
、青色光源１６０２、緑色光源１６０３を備える。図１５に示した例のように、
輝度と均一性を高めたい場合には、各色の光源を複数用いることができる（例え
ば、光源１６０１’、１６０２’、１６０３’）。
【００３９】 この実施形態では、プロセッサは、ディスプレイ９０１の個々の画素の状態を
制御し、さらに、個々の着色光源１６０１−１６０３の点灯を制御する。前述し
たように、個々の色は、液晶パネル９０１に表示された画像と同期させる。スイ
ッチング速度が十分に速いとすると、合成されたカラー画像だけが観察者に知覚
される。
【００４０】 図１７は、図１６に示す実施形態に適したタイミングシーケンスを示す図であ
る。ここでは、３色、赤、緑、青が図示されている。但し、前述したように、本
発明には他の色の組み合わせを用いることもできる。前述したように、フレーム
フリッカと色の異常を防止するために、少なくとも１８０Ｈｚのフレーム速度を
用いることが好ましい。これには、液晶の応答時間とアクティブマトリックスア
レイのセットアップ時間の合計を５．６ｍｓｅｃよりも短くする必要がある。し
たがって、図１７に示すように、ディスプレイを完全にリフレッシュするのに２
ｍｓｅｃかかったとすると、液晶の応答時間は３．６ｍｓｅｃよりも短くなけれ
ばならない。図に示すように、光源９０３、例えばＬＥＤは、アレイセットアッ
プの間も、液晶の応答期間の間も、オンしない方が好ましい。これらのいずれか
の期間に光源がオンすると、ディスプレイの中央で色シフトが発生する恐れがあ
る。
【００４１】 一般に、アクティブマトリックスは、１度に１ラインといったやり方で、画面
の上から下までアドレスされる。これに代えて、アレイを複数のゾーンに分けて
、ゾーンごとに光源を用いても良い。これにより、ゾーンの数の分だけアレイの
セットアップ時間を減少させることができる。２つのゾーンに分ければ、液晶の
に必要とされる応答時間は３．６ｍｓｅｃから４．６ｍｓｅｃに緩和される。こ
の実施形態では、光源のパルス幅も長くすることができ、ディスプレイの輝度が
向上する。
【００４２】 当業者に容易に理解できるように、本発明の本質から離れることなく、他の形
態をとることも可能である。例えば、本発明は種々の異なる液晶材料、ディスプ
レイパネルの設計、画素サイズ、画素形状、及び電極配置で用いることが可能で
ある。したがって、ここに記載した開示や記述は、単なる例示であり、クレーム
表された本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、オン状態にあるときの、従来の液晶ライトバルブを示す
断面図である。
【図２】 図２は、オフ状態にあるときの、従来の液晶ライトバルブを示す
断面図である。
【図３】 図３は、従来の液晶ディスプレイパネルを示す断面図である。
【図４】 図４は、図３の液晶ディスプレイパネルを示す上面図である。
【図５】 図５は、ノーマルモードで動作している液晶ディスプレイを示す
図である。
【図６】 図６は、リバースモードで動作している液晶ディスプレイを示す
図である。
【図７】 図７は、カラーフレーム・シーケンシャル・プロジェクタを示す
概略図である。
【図８】 図８は、他の従来のフレーム・シーケンシャル・カラーディスプ
レイを示す概略図である。
【図９】 図９は、本発明における、液晶ディスプレイと、光源及び観察者
との関係を示す図である。
【図１０】 図１０は、本発明に関連して用いられる評価システムを示す図
である。
【図１１】 図１１は、３つの異なる照射角度における、厚い液晶複合物と
薄い液晶複合物の輝度を比較したグラフである。
【図１２】 図１２は、薄い液晶複合物のもつ光散乱特性の照明角度依存性
を示すグラフである。
【図１３】 図１３は、本発明に適した液晶ディスプレイを示す図である。
【図１４】 図１４は、図１３の液晶ディスプレイに、鏡像反射光を制御す
るための反射器を加えた液晶ディスプレイを示す図である。
【図１５】 図１５は、複数の光源を利用した本発明の実施例を示す図であ
る。
【図１６】 図１６は、フレーム・シーケンシャル・カラーディスプレイに
利用する場合の本発明の実施例を示す図である。
【図１７】 図１７は、図１６に示す実施形態に適したタイミングシーケン
スを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・アール・ムンク アメリカ合衆国94303カリフォルニア州パ ロ・アルト、ローク・ウェイ850番 Ｆターム(参考） 2H089 HA04 HA30 JA04 QA11 TA07 TA09 TA17 UA05 2H091 FA41X FD07 FD24 GA11 GA13 JA02 LA11 LA16 5C060 BA08 DA04 EA00 GA01 HD00 JA11 JA17 5G435 AA02 BB12 BB16 【要約の続き】 フレームフリッカと色異常を防止するのに十分な速度を 有する。

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 観察用の画像を形成する装置であって、 ４μｍ以下の厚さの液晶複合物を備えた画像素子と、 前記画像素子の第１の面に光を入射させるための光源であって、前記画像素子
    の法線から３０度以内の位置に設けられた光源と、 前記画像素子に接続して、前記画像素子によってつくられる画像を制御するプ
    ロセッサと、 実質的に前記画像素子の法線に沿って前記第１の面上に配置され、画像を形成
    する結像光学系とを備えた装置。
  2. 【請求項２】 さらに、前記画像素子の第１の面に光を入射させるための、
    前記画像素子の法線から３０度以内の位置に設けられた第２の光源を備えたこと
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記光源が、前記画像素子法線から２０度以内の位置に設け
    られていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記液晶複合物の厚さが、２．５μｍ以下であることを特徴
    とする請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 形成される画像が、虚像であることを特徴とする請求項１記
    載の装置。
  6. 【請求項６】 さらに、観察用スクリーンを備え、前記結像光学系が、画像
    を前記観察用スクリーンに投射することを特徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記画像素子が、前記液晶複合物をリバースモードで用いる
    ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】 観察用のカラー画像を形成するための装置であって、 ４μｍ以下の厚さの液晶複合物を備えた画像素子で、前記カラー画像が実質的
    に該画像素子の法線方向に沿ってその第１の面上に形成される画像素子と、 前記画像素子の第１の面に第１の波長の光を入射させるための、前記画像素子
    法線から３０度以内の位置に設けられた第１の光源と、 前記画像素子の第１の面に第２の波長の光を入射させるための、前記画像素子
    法線から３０度以内の位置に設けられた第２の光源と、 前記画像素子の第１の面に第３の波長の光を入射させるための、前記画像素子
    法線から３０度以内の位置に設けられた第３の光源と、 前記画像素子と前記第１、第２及び第３の光源とに接続して、前記光源を前記
    画像素子から出力させる画像に同期させて、カラー画像を形成するプロセッサと
    を備えた装置。
  9. 【請求項９】 さらに、実質的に前記画像素子の法線に沿って前記画像素子
    の第１の面上に配置され、カラー画像を形成する結像光学系を備えたことを特徴
    とする請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記カラー画像が、虚像であることを特徴とする請求項９
    記載の装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、観察スクリーンを備え、前記結像光学系が前記観
    察スクリーンにカラー画像を投射することを特徴とする請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記画像素子が、前記液晶複合体をリバースモードで利用
    することを特徴とする請求項８記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１の波長の光が赤色に対応し、前記第２の波長の光
    が緑色に対応し、前記第３の波長の光が青色に対応することを特徴とする請求項
    ８記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記第１の波長の光がシアンに対応し、前記第２の波長の
    光がイエローに対応し、前記第３の波長の光がマゼンダに対応することを特徴と
    する請求項８記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記画像素子が多数の画素を備え、各々の画素が複数のエ
    ッジを有し、前記多数の画素のもつ複数のエッジが、実質的に一直線に整列され
    て、複数の直線整列エッジを多数形成し、前記第１、第２及び第３の光源が前記
    複数のエッジのいずれとも一致していないことを特徴とする請求項８記載の装置
    。
  16. 【請求項１６】 さらに、前記画像素子の第１の面に前記第１の波長の光を
    入射させるための、前記画像素子法線から３０度以内の位置に設けられた第４の
    光源と、 前記画像素子の第１の面に前記第２の波長の光を入射させるための、前記画像
    素子法線から３０度以内の位置に設けられた第５の光源と、 前記画像素子の第１の面に前記第３の波長の光を入射させるための、前記画像
    素子法線から３０度以内の位置に設けられた第６の光源とを備え、 前記第４、第５及び第６の光源が、前記プロセッサに接続されていることを特
    徴とする請求項８記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記プロセッサが、前記第１及び第４の光源を同時に駆動
    し、前記第２及び第５の光源を同時に駆動し、前記第３および第６の光源を同時
    に駆動することを特徴とする請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記プロセッサが、少なくとも１８０Ｈｚのフレーム速度
    で動作することを特徴とする請求項８記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の光源が前記画像素子法線から２０度以内の位置
    に設けられ、前記第２の光源が前記画像素子法線から２０度以内の位置に設けら
    れ、前記第３の光源が前記画像素子法線から２０度以内の位置に設けられている
    ことを特徴とする請求項８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記画像素子が、さらに、前記画像素子の第２の面の近傍
    に、反射部材を備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記反射部材が、前記第１、第２、及び第３の光源に由来
    した複数の鏡像反射光を、前記観察位置から離れた方向に向けて反射することを
    特徴とする請求項２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記液晶複合物は、厚さ２．５μｍ以下であることを特徴
    とする請求項８記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記画像素子に印加する最低電圧が約２Ｖであることを特
    徴とする請求項８記載の装置。
  24. 【請求項２４】 観察位置にカラー画像を形成する方法であって、 前記観察位置を、厚さ４μｍ以下の液晶複合物を備える画像素子の法線方向に
    実質的に沿って、前記画像素子の第１の面上に配置するステップと、 前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記画像素子の第１の面上に、第
    １の波長の光を与える第１の光源を配置するステップと、 前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記画像素子の第１の面上に、第
    ２の波長の光を与える第２の光源を配置するステップと、 前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記画像素子の第１の面上に、第
    ３の波長の光を供給する第３の光源を配置するステップと、 前記画像素子から出力される画像を、前記第１、第２及び第３の光源と同期さ
    せて、前記観察位置にカラー画像を形成するステップを備えた方法。
  25. 【請求項２５】 前記観察位置に形成されるカラー画像が、虚像であること
    を特徴とする請求項２４記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記同期させるステップは、少なくとも１８０Ｈｚの速度
    で行われることを特徴とする請求項２４記載の方法。
  27. 【請求項２７】 さらに、前記第１、第２及び第３の光源からの鏡像反射光
    を、前記観察位置から離れた方向に反射するステップを備えた請求項２４記載の
    方法。
  28. 【請求項２８】 さらに、前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記
    画像素子の第１の面上に、前記第１の波長の光を与える第４の光源を配置するス
    テップと、 前記第４の光源を前記第１の光源と同期させるステップと、 前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記画像素子の第１の面上に、前
    記第２の波長の光を与える第５の光源を配置するステップと、 前記第５の光源を前記第２の光源と同期させるステップと、 前記画像素子法線から３０度以内の位置で、前記画像素子の第１の面上に、前
    記第３の波長の光を供給する第６の光源を配置するステップと、 前記第６の光源を前記第３の光源と同期させるステップを備えた請求項２５記
    載の方法。
JP2000552549A 1998-06-04 1999-06-04 液晶ディスプレイの照明装置 Pending JP2002517783A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012029344A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Sharp Kabushiki Kaisha Three-dimensional display and method using angular projection backlight

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1145072B1 (en) * 1998-06-22 2003-05-07 E-Ink Corporation Method of addressing microencapsulated display media
US20070097066A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Ward Calvin B LCD display utilizing light emitters with variable light output

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090219A (en) * 1974-12-09 1978-05-16 Hughes Aircraft Company Liquid crystal sequential color display
NL8801164A (nl) * 1987-06-10 1989-01-02 Philips Nv Weergeefinrichting voor gebruik in reflectie.
WO1993016410A1 (en) * 1992-02-14 1993-08-19 Raychem Corporation Front lit liquid crystal displays
KR0166943B1 (ko) * 1993-03-29 1999-03-20 야스카와 히데아키 전자 기기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012029344A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Sharp Kabushiki Kaisha Three-dimensional display and method using angular projection backlight

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