JP2004205974A - Two-dimensional matrix element, and two-dimensional matrix plane display element and its driving method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型の平面表示素子、マイクロディスプレイ(超小型ディスプレイ)、2次元マトリクス露光素子(主に可視光に感光する感材露光用など)として用いられる2次元マトリクス素子、特に、主に可視光を出射する2次元マトリクス平面表示素子、及びその駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、薄型の平面表示装置としては、種々のものが提案されており、代表的なものに、例えば液晶の電気光学効果を利用した液晶表示装置、プラズマ表示装置、フィールドエミッションディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス、無機エレクトロルミネッセンス等がある。
【0003】
液晶表示装置(LCD)は、一対の導電性透明膜を形成した基板間に、基板と平行に且つ両基板間で偏光軸が90°ねじれた状態にするように配向したネマティック液晶を入れて封止し、これを直交した偏光板で挟んだ構造を有する。この液晶表示装置による表示は、導電性透明膜に電圧を印加することで液晶分子の長軸方向が基板に対して垂直に配向され、バックライトからの光の透過率が変化することを利用して行われる。良好な動画像対応性を持たせるためには、TFT(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス液晶パネルが使用される。
【0004】
プラズマ表示装置(PDP)は、ネオン、ヘリウム、キセノン等の希ガスを封入した二枚のガラス板の間に、対向する電極同士が互いに直交するように規則的に配列させた放電電極を多数配置し、それぞれの対向電極の交点部を単位画素とした構造を有する。このプラズマ表示装置による表示は、画像情報に基づき、それぞれの交点部を特定する対向電極に、選択的に電圧を印加することにより、交点部を放電発光させ、発生した紫外線により蛍光体を励起し発光させることで行われる。
【0005】
フィールドエミッションディスプレイ(FED)は、微小間隔を介して一対のパネルを対向配置し、これらパネルの周囲を封止した平板状の表示菅としての構造を有する。表示面側のパネルの内面には、蛍光膜が設けられ、背面パネル上には個々の単位発光領域毎に電界放出陰極が配列される。代表的な電界放出陰極は、微小サイズのエミッタティプと称される錐状突起状の電界放出型マイクロカソードを有している。このFEDによる表示は、エミッタティプを用いて電子を取り出し、これを蛍光体に加速照射することで、蛍光体を励起し発光させて行われる。
【0006】
有機エレクトロルミネッセンス(EL)は、発光材料として用いる有機材料を選択することにより容易に可視域をすべてカバーすることができ、近年、高輝度・高効率な材料が多く開発され、盛んに研究が行われてきている。素子寿命も連続動作で1万時間を超え、カラーディスプレイとして実用化されてきている。
【0007】
無機エレクトロルミネッセンス(EL)は、電界による衝突励起を利用するもので、小型または大型軽量のフラットディスプレイとして、盛んに研究されている。黄橙色発光のマンガン添加硫化亜鉛からなる蛍光体薄膜を用いたモノクロ薄膜ELディスプレイが既に実用化されている。
【0008】
しかしながら、上述した従来の平面表示装置には、以下に述べる種々の問題があった。
LCDでは、バックライトからの光を、偏光板、透明電極、カラーフィルターの多数層に透過させるため、光利用効率が低下する問題があった。また、高品位型には高コストのTFTが必要とされ、且つ二枚の基板間に液晶を封入し、配向させなければならないことも相まって、大面積化が困難となる欠点があった。更に、配向した液晶分子に光を透過させるため、視野角度が狭くなる欠点があった。特に、中間色の視野角依存性を完全に補正することが困難であった。
【0009】
PDPでは、画素毎にプラズマを発生させるための隔壁の形成により製造コストが高くなると共に、大重量となる欠点があった。また、放電電極に相当する多数の電極を、単位画素毎に規則的に配列しなければならない。このため、高精細になると発光(放電)効率が低下し、また真空紫外線励起による蛍光体の発光効率が低いために、高電力効率で高精細、高輝度の画像が得難い欠点があった。更に、駆動電圧が高く、駆動ICが高価な欠点もあった。
【0010】
FEDでは、放電を高効率且つ安定化させるために、パネル内を超高真空にする必要があり、プラズマ表示装置と同様に製造コストが高くなる欠点があった。また、電界放出した電子を加速して蛍光体へ照射するため、高電圧が必要となる不利もあった。
【0011】
有機ELでは、アクティブマトリクスで10インチ以上の大面積表示画面を作るには、低温ポリシリコンTFTが必要となり、したがって高コストとなり、さらに、表示均一性が良くなかった。
【0012】
無機ELでは、発光効率が悪く、高コストであり、高電圧の駆動IC回路が必要となり、性能不足である。また、硫化物蛍光体薄膜を用いた薄膜ELディスプレイは、信頼性、耐環境性に優れているが、現在のところ、赤色、緑色、青色の3原色に発光するEL用蛍光体の特性が十分でないため、フルカラー化は適していない。
【0013】
また、青色の励起光をバックライトとして使用し、液晶スイッチを介して青色光はそのまま透過させて青色として使い、同時に色変換機能を有するフィルタで緑と赤の発光を行わせて成るマルチカラーのディスプレイが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この液晶スイッチによるディスプレイは、液晶の両側に偏光板が用いられており、偏光板の内側に蛍光体を入れると光が散乱して偏光解消してしまうため、蛍光体は偏光板の外側に設けざるを得ず、従ってガラスに対して斜めに入った光はガラスの厚みが大きいため真上の画素ではなくて隣の画素を照射することがおこり、コリメート光(直進光)以外は光路がずれてしまい、画素ズレをおこしやすいという欠点があった。
【0014】
【特許文献1】
特開2001−83501号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、駆動電圧が低く安価に大面積化が可能であると共に製作が容易な構成な2次元マトリクス素子を提供し、さらに、高画質、高速応答性を有する2次元マトリクス平面表示素子を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、基板上に単色光を発光する複数のストライプ状の薄膜光源と、それと直交するようにストライプ状の光変調素子アレイを設け、その光変調素子アレイは電気機械的に光源からの光の透過率を制御するようにしたので、駆動電圧が低く、安価で、軽量かつ大面積化が容易であるとともに、製作が簡単な構成であって、高画質、高速応答性を有する平面表示素子が得られる。
【0017】
即ち、本発明に係る請求項1記載の2次元マトリクス素子は、基板上に単色光を発光する複数のストライプ状の薄膜光源を配置し、その上に該薄膜光源からの光の透過率を電気機械的に制御する複数のストライプ状の1次元光変調アレイが、該ストライプ状の薄膜光源と直交するように配置されたことを特徴とする。
【0018】
請求項2に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、基板上に単色光を発光する複数のストライプ状の薄膜光源を配置し、その上に該薄膜光源からの光の透過率を電気機械的に制御する複数のストライプ状の1次元光変調アレイが、該ストライプ状の薄膜光源と直交するように配置され、前記1次元光変調アレイを含む光路前方に、少なくとも波長変換機能を有するフィルタを画素に対応させて設けたことを特徴とする。
【0019】
請求項3に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、薄膜光源が、有機ELであることを特徴とする。
【0020】
請求項4に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタが、1次元光変調アレイから離れて配置されることを特徴とする。
【0021】
請求項5に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタが、1次元光変調アレイに接して、又は1次元光変調アレイ内に設けられることを特徴とする。
【0022】
請求項6に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、薄膜光源からの光の主な波長が、350nm〜400nmであることを特徴とする。
【0023】
請求項7に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタが、光源光に対して、赤色及び/又は緑色及び/又は青色を含む色に発光する蛍光材料を有することを特徴とする。
【0024】
請求項8に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタと1次元光変調アレイとの間に、光源光の少なくとも一部を透過し、蛍光材料から発光した赤色及び/又は緑色及び/又は青色を含む色の光を反射する第2のフィルタを設けることを特徴とする。
【0025】
請求項9に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、薄膜光源からの光の主な波長が、400nm〜520nmであることを特徴とする。
【0026】
請求項10に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタが、光源光に対して、赤色及び/又は緑色を含む色に発光する蛍光材料を有することを特徴とする。
【0027】
請求項11に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタが赤色及び/又は緑色の光を透過させる機能を有することを特徴とする。
【0028】
請求項12に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイを含む光路前方に、光源光に対して、青色光を透過させる機能を有する第3のフィルタを画素に対応させて設けたことを特徴とする。
【0029】
請求項13に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、青色光を透過させる機能を有するが、光源光に対して、青色を含む色に発光する蛍光材料を有することを特徴とする。
【0030】
請求項14に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、青色光を透過させる機能を有するが、光拡散機能を有することを特徴とする。
【0031】
請求項15に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、波長変換機能を有するフィルタの前方に外部光を減衰させるNDフィルム又は偏光フィルムを有することを特徴とする。
【0032】
請求項16に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイが、静電気により可撓薄膜が変位する原理を用いたものであることを特徴とする。
【0033】
請求項17に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイが、前記可撓薄膜の変位により光路開口面積を変化させることで光透過率を制御するものであることを特徴とする。
【0034】
請求項18に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイが、前記可撓薄膜の変位により結合素子を移動させて近接光の透過と全反射による遮光により光透過率を制御するものであることを特徴とする。
【0035】
請求項19に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイはバックライト入射型であり、前記薄膜光源上に光路選択膜を配置してなることを特徴とする。
【0036】
請求項20に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、薄膜光源と、前記薄膜光源に面して配置されて当該面から導入した前記薄膜光源からの面上の入射光の少なくとも一部を全反射させて、入射光を実質的に光路前方に出射させない全反射面を光路前方の他方の面に設けた全反射光学部材と、全反射光学部材の全反射面の所望位置に表示画像様に近接して設けられて前記全反射面における入射光の全反射条件を崩して該全反射面から入射光を結合させて取り出す1次元光変調アレイを備えたことを特徴とする。
【0037】
請求項21に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、全反射光学部材が、前記面上の入射光の光路を変化させる光学要素を有することを特徴とする。
【0038】
請求項22に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、全反射光学部材が、前記面上の入射光の光路を選択する光学要素を有することを特徴とする。
【0039】
請求項23に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、全反射光学部材が、前記面上の入射光の導入側から、該入射光の光路を変化させる光学要素と、入射光の光路を選択する光学要素をこの順序で有することを特徴とする。
【0040】
請求項24に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、1次元光変調アレイが、取り出した光の光路を変化させる光路変更手段を有することを特徴とする。
【0041】
請求項25に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、屈折により前記取り出した光の光路を変更させることを特徴とする。
【0042】
請求項26に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、レンズアレイ、プリズムアレイ、屈折率分布レンズ体のいずれかからなることを特徴とする。
【0043】
請求項27に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、回折により前記取り出した光の光路を変化させることを特徴とする。
【0044】
請求項28に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、体積ホログラム、位相変調型回折格子、振幅変調型回折格子のいずれかからなることを特徴とする。
【0045】
請求項29に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、光拡散又は光散乱により前記取り出した光の光路を変化させることを特徴とする。
【0046】
請求項30に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、光路変更手段が、多孔質体、異種屈折率分散体もしくは分布体、又は表面に凹凸を有する光拡散体もしくは光散乱体のいずれかであることを特徴とする。
【0047】
請求項31に記載の2次元マトリクス平面表示素子は、薄膜光源に走査信号を与え、1次元光変調アレイに画像信号を与えることを特徴とする。
【0048】
請求項32に記載の2次元マトリクス平面表示素子の駆動方法は、複数のストライプ状の薄膜光源の各々の電極に走査信号を印加し、それと直交する複数のストライプ状の1次元光変調アレイの各々の電極に画像信号を印加し、所望の画素の光透過率を制御して表示を行なうことを特徴とする。
【0049】
請求項33に記載の2次元マトリクス平面表示素子の駆動方法は、画像信号の印加時間を変調することで、階調を行うことを特徴とする。
【0050】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る平面表示素子の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の第一実施形態に係る平面表示素子の一部断面図であり、図2は本発明の第一実施形態に係る平面表示素子の平面図である。
図1において、10が平面表示素子で、これは基板1、有機EL(エレクトロルミネッセンス)2、光路選択膜3、透明媒質(バッファ層)4、MEM(機械電気光変調)アレイ5、波長変換機能を有する色変換フィルタ6より構成される。図2に色変換フィルタ6は図示されていないが、図1は、図2のA−A矢視図にあたる。
基板1は各種の膜等を配設するためのものであり、剛性のあるものがよく、ガラス板や、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等の樹脂フィルムにより形成することができる。この基板1上に、基板1側から順に、有機EL(エレクトロルミネッセンス)2、光路選択膜3、透明媒質(バッファ層)4、MEM(機械電気光変調)アレイ5が配設されている。
【0051】
有機EL2は、平面表示素子10の薄膜光源として機能する。本実施形態の平面表示素子10は、有機EL2として、発光する光の主な波長が400nm〜520nmの青色光を用い、後述する色変換フィルタと組み合わせることで、フルカラー表示を実現することができる。
有機EL2は、基板1側から、基板1の全面に広がる(いわゆる、ベタ電極)カソード共通電極22と、カソード共通電極22の上にそれぞれ図1で紙面に垂直方向(図2で左右方向)に互いに平行に延設される行ストライプ(帯)状有機EL層24と、各ストライプ(帯)状有機EL層24の上に配設されて行ストライプ電極(走査用電極)をなす透明なアノード電極26とから構成されている。
なお、上記の例では有機ELのカソード電極を全面ベタ、アノード電極をストライプとしているが、この逆でももちろんかまわない。
カソード共通電極22はメタル反射膜(AgMg等)で構成することができる。
透明なアノード電極26は、一般的には微粒子化により透明になされた金属あるいは導電性を有する金属化合物で構成される。この金属としては、金、銀、パラジウム、亜鉛、アルミニウム等を用いることができ、金属化合物としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛(通称;AZO)等を用いることができる。具体的には、SnO2(ネサ膜)、ITO膜等を挙げることができる。
【0052】
ここで、有機EL層24を構成する有機EL(Electroluminescence:電界発光)素子について説明する。
有機ELの作動原理は半導体の発光ダイオードと同じ電流注入を利用するものであり、発光材料として用いる有機材料を選択することにより容易に可視域をカバーすることができるもので、近年、高輝度・高効率な材料が多く開発され、盛んに研究が行われてきている。素子寿命も連続動作で1万時間を超え、カラーディスプレイとして実用化されている。
【0053】
発光材料に用いる有機物質は、▲1▼色素分子と呼ばれる低分子系と、▲2▼導電性高分子と呼ばれる高分子系に分けられる。現在は純度が高くできることと、発光効率が高い有機ELを作ることができる低分子系がよく用いられている。
【0054】
低分子発光材料は積層構造の発光素子を形成するために、主として有機分子線蒸着法(Organic Molecular Beam Deposition: OMBD法)により成膜する場合が多い。この方法の利点は積層構造を作製するのに都合がよく、任意の膜厚の積層構造を作製できることにある。
低分子の有機色素は色素レーザーなどに用いるものがあり、光励起により発光する有機材料が多く開発されているが、電流注入で強い発光を示すものはAlq2の開発以降、多くの材料が開拓されている。これらの色素分子はOMBD法により成膜でき、容易に積層構造が形成可能である。
【0055】
青色の発光を示す色素分子にはアントラセン(anthracene)、シクロペンタジエン誘導体(PPCP:1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene)、ジスチルベンゼン(DSB)、その誘導体(PESB)などがある。
【0056】
青色発光以外にも、緑色発光を示すものとして、Alq2の他、tris(4-methyl-8-quinolinolate)alumimume (III)(Almq3)、コロネン(coronene)などが挙げられる。
また、(Znq1)は黄色の発光を示し、赤色の発光を示す材料としてはベリレン誘導体(BPPC: N,N'-bis(2,5-di-tert-butylphenyl)-3,4,9,10-perylene-di-carboximide)、perylene、DCM: 4-(di-cyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethyaminostyryl) -4H-pyran、Nile redなどがある。特に、Eu錯体(1,10-phenathroline)-tris- (4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)-butane-1,3-dionate)Europium(III)、(Eu(TTA)3 phen)は614nmに鋭い発光を持ち、極めて単色性の高い発光材料として用いられる。
【0057】
有機EL層24の構造としては、上記のような発光材料からなる発光層と、該発光層を挟んで上下から電子輸送材と正孔輸送材からなる層を有するもの(半導体工程において電子とホールが拡散形成されたn層とp層を有する構造のようなもの)を挙げることができる。
【0058】
光路選択膜3は、入射光の成分のうち、全反射条件を満たさない入射光成分を遮光して全反射する入射光成分だけを選択的に出射させる機能を有するものである。また、光路選択膜3の入射側に光路を変化させる光学要素が設けられることもある。光路選択膜については後述する。
【0059】
バッファ層4はこの光路選択膜3から出射された入射光を全反射させるとともに界面に光結合要素が接したときに全反射条件が崩れて光結合要素側に出射する機能を有する透明媒質で、カソード電極22の全面に配設され、有機EL2の上下方向の高低差を吸収して平坦性を確保する機能も有している。
以上の光路を変化させる光学要素と光路選択膜3とバッファ層(透明媒質)4とを纏めて全反射光学部材と呼ぶ。
【0060】
MEMアレイ5は、このバッファ層4の全面に広がる(ベタ電極)共通電極52と、これと可動部56との間に空隙をつくるために介在する絶縁支柱54と、絶縁支柱54の上にそれぞれ図1で左右方向(図2で上下方向)に互いに平行に橋絡延設される可動部56と、可動部56の上にそれぞれ図1で左右方向(図で上下方向)に互いに平行に延設される列ストライプ状の可動部電極(画像信号用電極)58とから構成されている。可動部56と可動部電極58とで可撓薄膜を形成している。有機EL2のカソード共通電極22と所望のアノード電極26との間に走査信号電圧を、また、MEMアレイ5の共通電極52と所望の可動部電極58との間に画像信号電圧を印加することにより、後述する原理により所望のMEMアレイ5から光を出射することができる。
【0061】
色変換フィルタ6は、このMEMアレイ5から出射される光の光路前方に画素に対応して設けられ、MEMアレイ5から出射される有機EL2からの光源光を青、緑、赤の各色に変換する波長変換機能を有する。フィルタ61a、61b、61cを画像信号電極Vsに対向させて、透明基板63に帯状に形成する。また、これらの帯状のフィルタ61a、61b、61cの間には、コントラスト比を向上させるブラックマトリクス62を配置している。この場合のブラックマトリクス62は、カーボン分散樹脂、クロム等の金属で形成できる。
光源光の主な波長が400〜520nmの場合、フィルタ61a、61b、61cはそれぞれ以下の機能を有する。
フィルタ61aは、青色カラーフィルタとして、光源光に対して青色の光を透過させる機能を有するものである。光源光が紫がかった色(波長400〜410nm)の光が主である場合には、フィルタ61aは、さらに紫光に対して純粋な青色(波長450nm前後)を含む色に発光する機能を持たせるとよい。また、フィルタ61aには、青色の光源光に対して透明体となるので、光拡散機能を持たせるとよい。光拡散機能は、図3(a)に示す量産に適した多孔質体、図3(b)に示す高屈折率微粒子等の異なる屈折率を有する物質20の分散体又は分布体、図3(c)に示す表面に凹凸が形成された光拡散体又は光散乱体等を用いることにより付与でき、これらの光拡散体又は光散乱体によれば、拡散又は散乱により出力光を任意の方向に散らすことができ、出力光の出射方向性をなくすことができる。
フィルタ61bは、緑色変換フィルタとして、光源光を吸収して緑色を含む色を発光する機能を有するものである。また、光源光に対して、純粋な緑色(波長520nm前後)の光を透過させる機能を持たせるとよい。
フィルタ61cは、赤色変換フィルタとして、光源光を吸収して赤色を含む色を発光する機能を有するものである。また、光源光に対して、純粋な赤色(波長640nm前後)の光を透過させる機能を持たせるとよい。
各フィルタは、樹脂中に顔料または蛍光材料を樹脂中に溶解または分散させることで、上記の機能を有したフィルタとして形成することができる。
【0062】
蛍光材料としては、具体的に以下のものが挙げられる。
近紫外光から紫色までの光を吸収して青色を発光する蛍光材料としては、例えば、1,4−ビス(2−メチルスチリン)ベンゼン(Bis-MSB)、トランス−4,4’−ジフェニルスチルベンゼン(DPS)等のスチルベンゼン系色素、7−ヒドロキシ−4−メチルクマリン(クマリン4)等のクマリン系色素が挙げられる。
【0063】
青色から青緑色までの光を吸収して緑色を発光する蛍光材料としては、例えば、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジノ(9,9s,1−gh)クマリン(クマリン153)、3−(2’−ベンゾチアゾイル)−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2’−ベンゾチアゾイル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)等のクマリン色素、他にもクマリン色素系染料であるベーシックイエロー51を挙げることができる。
【0064】
青色から緑色までの光を吸収して橙色から赤色を発光する蛍光材料としては、例えば、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルリン)−4H−ビラン(DCM)等のシアニン系色素、1−エチル−2−(4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル)−ピリジウム−パーコタレイト(ピリジン1)等のピリジン系色素、ローダミンB、ローダミン6G等のキサンチン系色素、オキサジン系色素などを挙げることができる。
【0065】
さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等)も蛍光性があれば使用可能である。また、前記蛍光色素を樹脂中にあらかじめ練りこんで顔料化したものであってもよい。
【0066】
これらの蛍光色素は、単独で、または必要に応じて混合して用いてもよい。特に、赤色への変換効率は単独では低いので、上記色素を混合して用いることによって、変換効率を高めることもできる。
【0067】
透明基板63となる材料としては、例えば、ガラス板、樹脂板、樹脂膜等を挙げることができる。樹脂板、樹脂膜に用いられる樹脂としては、透明な(可視光の透過率が50%以上)材料が好ましい。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂を挙げることができる。
【0068】
また、色変換フィルタ6の光路前方に、光源の発光波長域の光を吸収する光学フィルタを設けた構成にすることもできる。この構成によれば、光源の発光波長が可視光域であるから、可視光を吸収するNDフィルタ(濃度フィルタ:Neutral -Density Filter、透過率20〜70%)や偏光フィルタを表示(観測者)側に設けることにより、色特性を落とさずに全体の濃度を低下させるので、明るい場所でも高いコントラストが得られ、高品位な画像表示が行える。
【0069】
次に、以上の立体構成を有する平面表示素子10の平面構成について、図2を用いて説明する。図2において、基板1の全面にカソード電極22が配設され、このカソード電極22の上に1画素分を構成する有機EL層24が平行に図2で左右方向にストライプ状に延設されており、これが図2で上から下へ必要画素数だけ設けられている。
さらに、これらの有機EL層24を覆うように、行ストライプ電極26が延設されている。そして、各行ストライプ電極26の上に後述の光路選択膜(図示なし)が配設され、この上にバッファ層4(図示なし)を介して、MEMアレイ5のベタ電極(共通電極)52が設けられる。これと若干の空隙を置いて透明な可動部56が上下方向に互いに平行に延設され、さらに行ストライプ状の透明な可動部電極58が可動部56を覆っている。
【0070】
有機EL2のカソード共通電極22(アース側)と各アノード電極26との間に走査信号電圧Vgが与えられる。すなわち、図2の左側に見られるように、走査信号電圧が、第1行画素の行電極にはVg1、第2行画素の行電極Vg2、第3行画素の行電極にはVg3のように各行に与えられる。
【0071】
一方、MEMアレイ5の共通電極52(アース側)と各可動部電極58との間に画像信号電圧Vsが印加される。すなわち、図の上左側から3ストライプの可動部電極58にそれぞれ画像信号電圧Vs1、Vs2、Vs3が印加される。
先の第1行画素の行電極26(Vg1)と可動部電極58との重なり領域で単色の1画素が構成される。したがって、図2では、第1行画素電極26上で3つの画素(例えば、1つの画素としては、図2のP1の領域)が構成され、第3行電極26まであるので、青、緑、赤の3つの画素からなる1行が3行並んだ合計9個の画素が構成されていることとなる。
【0072】
走査信号電極24および画像信号電極58は、共通電極22および可撓薄膜56の表面に上述した導電性材料の薄膜を、スパッタリング法、真空蒸着法により積層し、この薄膜の表面にレジストを塗布して、露光、現像を行うことで形成できる。露光はフォトレジストの上にフォトマスクを配置し、その上から紫外線を照射して行い、現像はフォトレジストの可溶部が除去できる現像液にて処理することにより行う。
【0073】
次に、この平面表示素子10の駆動方法について、図4を用いて説明する。
まず、有機ELのカソード電極とアノード電極との間に走査信号電圧Vg1を所定時間(1水平走査期間約5μs)与えて、該当ストライプをすべて発光させる。これと同期して、MEMアレイの共通電極と可動部電極との間に画像信号用電圧Vs1、Vs2、Vs3、・・・、Vsnを画像信号に応じて、印加したり、しなかったりすることにより、該当ストライプのMEM可動部を可動・不動とし、後述する原理により、可動MEMからは光を出射し、動かさなかったMEMでは光を出射せず遮光する。
次に、走査信号電圧Vg2を与えて、該当ストライプをすべて発光させ、Vg1の際と同様にして、これと同期して、画像信号用電圧を画像信号に応じて印加し、MEM可動部の可動・不動を制御し、光を出射したり、遮光したりする。
同様に順次、走査信号電圧Vg3、Vg4、・・・、Vgmを与えて、これと同期して画像信号用電圧を画像信号に応じて印加し、MEM可動部の可動・不動を制御し、光を出射したり、遮光したりする。
したがって、有機ELに行順次に走査信号電圧Vgを与えて、列方向に配置されているMEMにより光変調を行うので、線順次の表示となる。
【0074】
以上のいずれの動作において、MEMによる変調で図4の斜線部で示す範囲内でパルス幅変調(Pulse Width Modulation)が行われ、出射光の濃淡が制御される。変調期間が短いと薄くなり、長いと濃くなる。いずれの動作においても、MEMによる変調動作を行う前に予め電圧を印加させるプリ印加期間を設けて、動作の安定を図っている。
【0075】
MEMアレイは、可撓薄膜の電気機械動作により下方からの光を光変調するので、液晶のにより光変調する際に用いなければならない偏光板も必要なく、画素ズレや偏光解消の問題を考慮することなく、容易にフルカラー表示を得ることができる。また、プラズマ表示装置の場合のように、多数の電極の規則的な配列に画質が依存することがなく、容易に高画質を得ることができる。さらに、プラズマ表示装置の場合のような画素毎にプラズマを発生させるための隔壁形成や、フィールドエミッションディスプレイでも必要となる高真空化が不要となるので、軽量化、且つ大面積化が容易となり、製造コストも安価にできる。
【0076】
なお、本実施形態においては、光源として可視光、特に主な波長が400〜520nmの青色光を用いる場合について説明したが、フルカラー表示を実現するには、光源としてUV光(350〜400nm)を用いてもよい。その場合には、色変換フィルタ6の各フィルタ61a、61b、61cは、それぞれ光源光を吸収して、青色(61a)、緑色(61b)、赤色(61c)を含む色を発光する蛍光材料から構成する。
【0077】
ここでMEMアレイの光変調原理について説明する。
MEMアレイによる光変調原理はいくつかあるが、まず全反射モードについて説明する。図5は全反射モードである第2実施形態の平面表示素子の光変調部を示す断面図、図6は図5に示した平面表示素子の動作状態を説明する断面図である。可撓薄膜を電気機械動作させて光変調させる動作原理としては、可撓薄膜と透明な信号電極とを離反又は接触させることによる導光拡散作用(以下、導光拡散と称する。)を利用することができる。導光拡散では、空隙を光の透過抵抗として、空隙が形成されている際には、信号電極からの出射光を遮断もしくは減衰させる一方、可撓薄膜を信号電極に接触させた時のみに、信号電極からの出射光を可撓薄膜へ導光(モード結合)させ、その光を可撓薄膜において拡散させることで、可撓薄膜からの出射光の強度を制御する(光変調する)。
【0078】
図5に示すように、バッファ層101上には、透明な一方の電極(電極)151を形成してある。この例としては、電子密度の高いITOなどの金属酸化物、非常に薄い金属薄膜(アルミなど)、金属微粒子を透明絶縁体に分散した薄膜、又は高濃度ドープしたワイドバンドギャップ半導体などが好適である。
電極151の上には、絶縁体の支柱105を形成してある。支柱105には、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、セラミック、樹脂などを用いることができる。支柱105の上端面には、可動部153を形成してある。電極151と可動部153との間には、空隙(キャビティ)111が形成されている。この可動部153には、ポリシリコンなどの半導体、絶縁性のシリコン酸化物、シリコン窒化物、セラミック、樹脂などを用いることができる。また、可動部153の屈折率は、バッファ層101の屈折率と同等かそれ以上が好ましい。
可動部153の上には、透明電極151に対してもう一方の透明な電極157を形成してある。例として電極151と同様の材料のものを用いることができる。可動部153と電極157とで可撓薄膜を構成している。
バッファ層101と可動部153との間には空隙111が存在するが、この空隙111は支柱105の高さで略決定される。空隙111は、通常、犠牲層のエッチングにより形成される。
【0079】
このように構成した平面表示素子161の光変調の動作原理を説明する。
1)電圧OFF時:
両電極151、157の電圧がゼロで、可動部153とバッファ層101との間に空隙111(例:空気)が存在する場合、バッファ層101の屈折率をnwとすると、空気との界面における全反射臨界角θcは、
θc=sin-1(nw)
となる。
従って、光線は、界面への入射角θが、θ>θcのとき、図5に示すように、バッファ層101と空隙111との界面で全反射する。
2)電圧ON時:
両電極151、157に電圧を印加し、可動部153とバッファ層101表面とを接触又は十分な距離に近づけた場合、図6に示すように、光線は可動部153側に伝搬透過して表面側に出射する。
この実施形態による平面表示素子161によれば、電圧印加による可動部153の位置制御により、光変調を行うことができる。
なお、バッファ層101と可動部153の間には、透明な電極151があるが、通常使用される薄膜の厚さ(200nm)程度であれば、上述の動作上問題の生ずることはない。
また、この平面表示素子161では、電圧の値により、可動部153とバッファ層101との間隙距離、接触面積を変化させることができる。これによって、透過光量の制御が可能となる。このような作用を利用することにより、印加電圧を可変して階調制御も可能である。
【0080】
図7は、図5及び図6のバッファ層101の下方に配置される全反射光学部材200の具体的な一構成例を示すものである。全反射光学部材200は、入射光の導入側から光路を変化させる光学要素201、光路を選択する光学要素202、透明媒質205の順で積層された多層構造体となっている。この透明媒質205が図5及び図6のバッファ層101を兼ねている。この全反射光学部材200の透明媒質205の光路前方には透明媒質207が存在し、透明媒質205の屈折率n1(第1の屈折率)と透明媒質207の屈折率n2(第2の屈折率)との関係は、透明媒質205と透明媒質207との界面となる全反射面209における全反射条件を満足するように設定されている。具体的には、例えば透明媒質205はガラス基板(n1=1.5)で、透明媒質207は空気(n2=1.0)として構成される。なお、全反射光学部材200を構成する各層は、入射光の波長域に対して実質的に吸収されることがなく、入射光及び全反射面209で全反射された入射光の損失を抑止して高効率な光学部材を構成している。
【0081】
光路を変化させる光学要素201は、屈折、回折、光拡散、光反射等を利用して光路を変化させる光学要素であり、一例として次の種類の光学要素を使用できる。屈折を利用する場合は、レンズアレイ、プリズムアレイ、屈折率分散体等が用いられ、入射光の強度が実質的に低下しない。回折を利用する場合は、図8に示す透過型の回折格子が用いられ、体積ホログラム(図8(a)参照)、レリーフ型回折格子(図8(b)参照)や屈折率変調型回折格子(図8(c)参照)等の位相変調型回折格子、振幅変調型回折格子等が用いられ、高精度に入射光光路の角度を設定できる。各光学要素は、例えばフォトポリマー法や射出成形法によって大量転写生産が可能である。
【0082】
光路を選択する光学要素203は、この光学要素203から出射される選択透過光の実質的全てが、入射光光路前方の層における全反射臨界角より大きい角度成分を有し、その他の角度成分の入射光は選択的に反射されて透過されないものである。即ち、透明媒質205と透明媒質207との界面で全反射を生じさせる条件である全反射臨界角θcより大きい角度成分の入射光だけが光路を選択する光学要素203を透過し、他の角度成分の入射光に対しては遮光される。なお、全反射臨界角θcは(1)式により求められる。
θc=sin-1(n2/n1) (1)
【0083】
具体的な光路を選択する光学要素203の一構成例としては、誘電体多層膜からなる光干渉フィルタが挙げられる。この光干渉フィルタの層構成を図9に示した。
光干渉フィルタは、高屈折率材料と低屈折率材料を順次積層して構成された誘電体多層膜であって、その光学特性としては、詳細は後述するが、入射光をその波長によって選択的に反射する機能を有し、入射角に応じて選択反射する波長が短波長側にシフトする特性を有する。いま、入射光の波長域をλiS〜λiL(λiS<λiL)としたとき、光学要素203から出射される選択透過光の出射角が全反射臨界角θc以下の角度成分の光に対しては、波長域λiS〜λiLの入射光の実質的全てを選択的に反射する。この構成によれば、大面積かつ簡単な構成で任意の波長選択が可能な反射膜が形成でき、その反射波長の入射角依存性を利用して容易に光路を選択する光学要素203を形成することができる。
【0084】
ここで、上記光干渉フィルタの一構成例と、その構成例における光学素子の分光透過率をシミュレーションにより求めた結果を説明する。
図10に光干渉フィルタが介装された光学素子の一構成例を示した。この場合の光学素子は、入射光の導入側から、光路を変化させる光学要素としての光拡散フィルム(屈折率n=1.5)、光路を選択する光学要素としての誘電体多層膜、ガラス基板(屈折率n=1.5)の順に積層されている。なお、ガラス基板の光路前方には、空気(屈折率n=1.0)が存在する。
誘電体多層膜は、TiO2/SiO2/・・・/SiO2/TiO2なる29層構造の多層膜とし、各層の光学厚は1/4λ(ただし、波長λ=440nm)に設定した。また、入射光は。図11に示す波長λ=400〜500nmの青色光源を用いた。そして、この場合の全反射臨界角θcは約40度となる。
【0085】
上記条件の下で青色光の光学素子(誘電体多層膜)の分光透過率および入射角依存性を求めたところ、それぞれ図12および図13に示す結果を得た。図12は波長λに対する分光透過率Tの変化を入射角θ毎に示したグラフで、図13は入射角θに対する分光透過率の入射角依存性を波長λ毎に示したグラフである。
図12(a)に示すように入射角θが0度の場合、青色光源の波長域(400〜500nm)におけ分光透過率Tが略0%となっており、光学素子から透過されることはない。また、図12(b)に示す入射角θが全反射臨界角θcの直前となる40度の場合も光学素子から透過されることはない。図12(c)に示す入射角が70度の場合は、P波に対しては略100%の分光透過率で、S波に対して略0%となり、P波とS波の平均は約40%となっている。
【0086】
また、図13(a)に示すように、青色光源の波長域における短波長側の波長λ=400nmの場合は、P波に対しては入射角θが約50度以上から分光透過率が向上しており、図13(b)に示す中心波長λ=450nmの場合は、入射角θが約42度以上から分光透過率が向上している。
【0087】
また、入射光として、図14に示す波長λ=350nm〜400nmのUV光源を用いた場合(この場合の全反射臨界角θCは約40度)に、同様に、上記条件の下で光学部材(誘電体多層膜)の分光透過率を求めたところ、図15、図16に示す結果を得た。図15は波長λに対する分光透過率Tの変化を入射角θ毎に示したグラフで、図16は入射角θに対する分光透過率Tを波長λ毎に示したグラフである。
【0088】
図15(a)に示すように、入射角θが0度の場合は、UV光源の波長域における分光透過率Tが略0%となっており、光学部材から透過されることはない。また、図15(b)に示す入射角θが全反射臨界角θCの直前となる40度の場合も光学部材から透過されることはない。図15(c)に示す入射角θが70度の場合は、P波に対しては略100%の分光透過率で、S波に対しては略0%となり、P波とS波の平均は約50%となっている。
【0089】
また、図16(a)に示すように、UV光源の波長域における短波長側の波長λ=350nmの場合は、P波に対しては入射角θが約50度以上から分光透過率が向上しており、図16(b)に示す中心波長λ=375nmの場合は、入射角θが約46度以上から分光透過率が向上し、さらに、図16(c)に示す長波長側の波長λ=400nmの場合は、入射角θが約42度以上から分光透過率が向上している。
【0090】
したがって、P波を用いて光学素子を全反射させたり、光学素子の諸条件を変更してS波の分光特性をP波に近い特性に適宜設計することにより、青色光源の波長域の入射光を、その入射角θが全反射臨界角θc以下の角度では選択的に反射させ、且つ、全反射臨界角θcより大きい角度では透過させることができる。これにより、光学素子の誘電体多層膜を光路を選択する光学要素として実用上十分に機能させることができる。
【0091】
なお、前述では誘電体多層膜の例としてTiO2/SiO2からなる多層膜を挙げたが、対象とする光の波長に対して適宜その材料を選択することが好ましい。例えば、
可視光、赤外線に対しては、
・高い屈折率材料(屈折率が概ね1.8以上の材料)として、
TiO2,CeO2,Ta2O5,ZrO2,Sb2O3,HfO2,La2O3,NdO3,Y2O3,ZnO,Nb2O5
・比較的高い屈折率材料(屈折率が概ね1.6〜1.8の材料)として、
MgO,Al2O3,CeF3,LaF3,NdF3
・低い屈折率材料(屈折率が概ね1.5以下の材料)として、
SiO2,AiF3,MgF3,Na3AlF6,NaF,LiF,CaF2,BaF2
等が好ましい。
【0092】
紫外線に対しては、
・高い屈折率材料(屈折率が概ね1.8以上の材料)として、
ZrO2,HfO2,La2O3,NdO3,Y2O3
又は、
TiO2,Ta2O5,ZrO2
(但し、光の波長が概ね360nm〜400nm)
・比較的高い屈折率材料(屈折率が概ね1.6〜1.8の材料)として、
MgO,Al2O3,LaF3,NdF3
・低い屈折率材料(屈折率が概ね1.5以下の材料)として、
SiO2,AlF3,MgF2,Na3AlF6,NaF,LiF,CaF2
等が好ましい。
【0093】
なお、上記光干渉フィルタは、誘電体多層膜の層構成に金属膜を追加した金属/誘電体多層膜としてもよい。なお、誘電体多層膜等からなる光干渉フィルタは、EB蒸着(電子ビーム共蒸着)、スパッタ等で透明支持基板上に複数の薄膜材料を成膜することで形成可能である。また、前記薄膜材料は、異なる屈折率を有する有機多層膜、又は無機物を含有する有機多層膜でもよく、この場合は塗布、ラミネート等により、より低コストで形成可能である。
【0094】
次に、光路を変化させる光学要素201と光路を選択する光学要素203の光学的性質について詳述する。
まず、光路を変化させる光学要素201が、例えば屈折により光路を変化させる場合を考える。図17に示すように、光路を変化させる光学要素(平均屈折率nt)、光路を選択する光学要素(平均屈折率ns)、透明媒質u(平均屈折率nu)、透明媒質v(平均屈折率nv)、全反射面の前方側の透明媒質w(平均屈折率nw)がこの順で配置された光学素子の場合、透明媒質vと透明媒質wとの界面が全反射面とすると、各々の界面での入射角と各媒質の平均屈折率の関係は(2)式のように表せる。
【0095】
nv・sinθv=nw
nu・sinθu=nv・sinθv=nw
ns・sinθs=nu・sinθu=nw
nt・sinθt=ns・sinθs=nw (2)
ここで、θt、θs、θu、θvは、それぞれの媒質内での光路角度である。
【0096】
したがって、光路を変化させる光学要素201の条件としては、
sinθt>nw/nt
の条件を満たす角度θtの光を少なくとも含んで光路前方に出力する必要がある。好ましくは、この条件を満たす角度θtの光をできる限り多く含んで光路前方に出力する。なお、透明媒質wが空気の場合はnw=1となり、上記条件は、
sinθt>1/nt
となる。
【0097】
次に、光路を選択する光学要素203の特性を、図18〜図20を用いて詳細に説明する。
図18は光学要素203への入射光の入射角を示しており、図19は入射光の波長に対する光学要素203の分光透過率を入射角毎に示したグラフで、図20は光学要素203内外の光路を示す図である。
【0098】
まず、図18に示すように、光学要素203へ入射光を書く入射角θ0、θ1、θ2、θ3で入射させた場合を考えると、図19に示すように光学要素203の分光透過率が変化する。即ち、入射角が全反射臨界角度θc以下のθ0(0度)の場合は、分光透過率が入射光の波長域λiS〜λiLに対して略0%となって遮光状態(透過せずに反射される状態)となる。一方、入射角が全反射臨界角度θcより大きい場合は、入射角がθ1、θ2、θ3と大きくなるに従って、分光透過率の透過特性が短波長側にシフトするため透過光量が増加する(図12、図15(b)、(c)も参照)。即ち、光路を選択する光学要素203への入射光の入射角が該光学要素203の面に対して浅い角度となるに従って、選択的に反射される入射光の波長が短波長側にシフトする。これにより、入射光の入射角度成分がθ0の光は透過せず、入射角度成分が特定の角度より大きいθ1、θ2、θ3の光がこの順に多く透過するようになる。そこで、光学要素203を、その分光特性が、所定の界面における全反射臨界角θcより大きい入射光成分だけが透過するように設計することにより、全反射条件を満足しない入射光成分を遮光して、全反射する入射光成分だけを光学要素203から選択的に出射させることが可能となる。
【0099】
上記のように、全反射面209における全反射臨界角θcより大きい入射光成分だけが透過するように設計された光学要素203を用いて全反射光学部材200を構成した場合の入射光路を、図20を用いて説明する。
図20(a)は、光路を選択する光学要素203に入射された光が光学要素203で反射する光路Aと、光路を選択する光学要素203に入射された光が、光学要素203を透過して光路前方の透明媒質205と透明媒質207との界面となる全反射面209で全反射する光路Bとを示している。
【0100】
光路Aは、入射光の入射角θiが全反射面209における全反射臨界角θc以下の場合で、光学要素203は、このような入射角成分の光を透過させずにその表面で選択的に反射させる。このため、全反射臨界角θc以下の入射角度成分の光は光学要素203により光路前方に対して遮光される。
光路Bは、入射光の入射角θiが全反射面209における全反射臨界角θcより大きい場合で、光学要素203は、このような入射角成分の光を透過させる。このため、全反射臨界角θcより大きい入射角度成分の光は光学要素203を透過して透明媒質205に導入され、全反射面209で全反射される。
なお、図20(a)は、入射光が入射される側の屈折率naと透明媒質205の屈折率nbが等しく、光学要素203に対する入射角θiと全反射面209における入射角θsとが等しい場合を示している。
【0101】
一方、図20(b)は、入射光が入射される側の屈折率naと透明媒質205の屈折率nbが異なり、光学要素203に対する入射角θiと全反射面209における入射角θsとが異なる場合を示している。この場合の光学要素203は、全反射面209における入射角θsが全反射臨界角θcより大きくなるように設計される。
【0102】
上記のように設計された光路を選択する光学要素203を用いて全反射光学部材200を構成することにより、図7に矢印で光路を示すように、全反射光学部材200の内部又は外部より導入されたコリメート光又は拡散光からなる面状の入射光が光路を変化させる光学要素201に入射されると、光の照射位置から拡散等により光路が変化する。そして、光路の変化した光が光路を選択する光学要素203に到達すると、透明媒質205と透明媒質207との界面となる全反射面22における全反射臨界角θcより大きい角度成分の入射光だけが光学要素203を透過し、他の角度成分の入射光は光学要素203の表面で光入射側に選択的に反射される。
【0103】
したがって、全反射光学部材200に入射される光のうち、全反射面209で全反射する光だけが光路前方に導入され、この導入された光が全反射面209で全反射する。即ち、光路を選択する光学要素203においては、光学要素203から出射される透過光の実質的全てが、光路を選択する光学要素203より入射光光路前方の全反射面における全反射臨界角より大きい角度成分を有し、その他の角度成分の入射光は選択的に反射されて透過されない。なお、全反射面を有する媒質内において、導光、蓄積、閉じ込め等が行われることは実質的にない。
【0104】
また、光路を選択する光学要素203の表面で入射光導入側に反射された光の一部は、光路を変化させる光学要素201の光入射側の界面(反射層)で反射され、再度、光路を選択する光学要素203に投入される。この再投入された光は入射角度が大きくなり、全反射角θcより大きくなって、光学要素203を透過して透明媒質14に導入される。
【0105】
MEMアレイについて更に説明する。
MEMアレイは、可撓薄膜を電気機械的に動作させることで、例えば、全反射面における入射光の全反射条件を崩し、可撓薄膜に光を結合させて取り出し、光路前方に出射させるものである。このMEMアレイには、取り出した光の光路を変更する光路変更手段、特定波長成分を吸収する特定波長成分吸収手段が適宜設けられる。具体的には、例えば次の(1)〜(4)に示す種類のものが使用できる。
(1)屈折により光路を変更するもの又はその機能を有するもの
全反射面に近接配置させることで取り出した出力光を、屈折によりその光路を変更するものであって、例えば、図21(a)に示すレンズアレイ、図21(b)に示すプリズムアレイ、図21(c)に示す屈折率分布レンズ体等が挙げられる。これらのレンズアレイ、プリズムアレイによれば、全反射光学部材の全反射面から取り出した出力光を集光あるいは拡散させて異なる方向に出射させることができ、出力光に出射方向性を持たせたり、出射方向性をなくすことを出力光の強度を低下させることなく簡単な構成で行える。
【0106】
(2)透過型回折格子又はその機能を有するもの
取り出した光を透過させると共に回折により出射方向を変更する透過型回折格子としては、前述と同様の図7(a)に示す体積ホログラム、図7(b)に示すレリーフ型回折格子、図7(c)に示す屈折率変調型回折格子、また、振幅変調型回折格子等が挙げられる。これらの透過型回折格子によれば、出力光の出射角度を正確に設定することができる。また、例えばフォトポリマー法や射出成形法によって大量生産が可能となり、光学素子自体のコストダウンが図られる。
【0107】
(3)光拡散体又は光散乱体あるいはその機能を有するもの
取り出した光を拡散又は散乱させる光拡散体又は光散乱体としては、前述と同様の図3(a)に示す量産に適した多孔質体、図3(b)に示す高屈折率微粒子等の異なる屈折率を有する物質20の分散体又は分布体、図3(c)に示す表面に凹凸が形成された光拡散体又は光散乱体等が挙げられる。これらの光拡散体又は光散乱体によれば、拡散体又は散乱により出力光を任意の方向に散らすことができ、出力光の出射方向性をなくすことができる。
【0108】
(4)励起発光するもの又はその機能を有するもの
入射光を受けて励起発光するものとしては、蛍光体、フォトルミネッセンス等が挙げられる。これによれば、全反射光学部材の全反射面から取り出した出力光を励起発光させて特定色に発色させることができる。また、この特定色を例えば、青色、緑色、赤色にすることで、表示画像に応じてこれら発光体を組み合わせ、フルカラー画像を表示させることができる。
【0109】
前記した原理でMEMアレイにより、導光板や光導波路を使用することなく、光源からの入射光を直接的に高効率で全反射光学部材に導入するため、入射光との結合効率が向上し、平面表示素子自体の薄型化に影響されることなく、高効率の光を得ることができる。これにより、MEMアレイの設けられた領域から全反射光学部材から取り出された入射光が光路前方に高効率で出射される。したがって、平面表示素子の光路前方側の面では、選択されたMEMアレイに設けられた領域だけが光り、平面表示素子から画像様に光が出射される。即ち、必要箇所だけに画像表示を行うことができる。また、この構成によれば、導光板や光導波路を使用する場合に生じるクロストークによる局所的な光量低下が防止され、表示画像の全面にわたって均等な明るさで表示が可能となる。
【0110】
また、平面表示素子内の各界面で反射される入射光の一部は、界面における反射等により光路前方に再投入されるため、平面表示素子の高出力化も容易に達成できる。さらに、全反射光学部材単体では透過光を実質的に生じさせないため、光利用効率を向上できる。なお、全反射光学部材が空気(不活性ガスであってもよい)と接触する気体接触界面を全反射面とすることにより、全反射を生じさせる屈折率の層を別途設けることなく単純構造にできる。
また、MEMアレイが載置されていない領域からは光が出射されないため、表示画像の輝度とその周囲の輝度の差が大きくなり、視覚的に表示画像が強調される等の視感的な効果も付帯的に奏される。さらに、この画像表示を動的に制御することにより、注目を引く広告看板、電飾看板を構成することもできる。
以上説明した平面表示素子は、画像表示に使用されることに限らず、文字情報、図形情報等の種々の情報を表示させる媒体として利用することができる。
【0111】
次に、別の原理に基づくMEMアレイの遮光・出射構成について説明する。
図22は別の原理に基づく光変調部を示す斜視図、図23は図22に示した光変調部の動作状態を説明する断面図である。
バッファ層301上には、所望光線に対して透明な透明電極303を設けてある。バッファ層301は、光が透過する開口部以外を絶縁性の遮光膜305で遮光してある。透明電極303、遮光膜305の表面には、絶縁膜307を形成してある。
また、このバッファ層301上の開口部の両側には、絶縁性の支柱309を設けてある。支柱309の上端には、可撓薄膜である遮光板311を設けてある。遮光板311は、片持ち梁構造を有し、導電性で光源光を吸収、又は反射する材料で構成される。この梁構造を有した導電性の遮光板311は、単一の薄膜で構成されていてもよく、または複数の薄膜で構成されてもよい。
具体的には、アルミ、クロムなどの金属薄膜、ポリシリコンなどの半導体による単体構成や、シリコン酸化物、シリコン窒化物などの絶縁膜、ポリシリコンなどの半導体薄膜に金属を蒸着した構成、又は誘電体多層膜などのフィルターを蒸着した複合構成とすることができる。遮光板311は、開口部の形状と対応しており、開口部の大きさより若干大きくしてある。
【0112】
このように構成された光変調部313を有する平面表示素子315を、平面光源ユニット(図示なし)上に配置する。導電性の遮光板311と透明電極303との間に電圧を印加しないときは、遮光板311は開口部と対向しており、開口部から透過した光源光は遮光板311によって吸収又は反射される(図23(a))。
一方、遮光板311と透明電極303との間に電圧を印加すると、両者間に働く静電気応力により、遮光板311がねじれながら透明電極303側に傾く(図23(b))。即ち、遮光板311による遮蔽がなくなる。これにより開口部から透過した光源光は、更に前方に透過することができる。また、再度電圧をゼロにすると、梁の弾性により遮光板311は元の位置に復帰する。
また、電圧の値により、遮光板311の傾き度合い、即ち、透過光量を連続的に変化させることが可能である。これを利用して印加電圧による階調制御が可能である。
このように、上述の平面表示素子315によれば、遮光板311を撓めることにより、光線の進路を変化させて光変調を行うことができる。
また、この原理を用いれば、全反射モードにおいて使用した光路選択膜は不要となり、製造工程の簡素化、装置のシンプル化、コストダウンに寄与することとなる。
なお、平面表示素子のMEMアレイは、脱気した後、希ガスを封入し、全体を封止し、外乱の影響を防止して安定化を図るものであってもよい。
【0113】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る表示装置によれば、有機EL光源上に電気機械動作により平面光源の光を光変調する光変調部を配設したので、各材料が可視光用で対応可能となり、特に、光路選択膜(Ch−LC)にはカラーフィルタ(CF)用材料が使用可能となる。
また、有機ELの駆動を完全スタチックにでき、さらにMEMも完全スタチック駆動ができるので、MEM素子のヒステリシス特性やメモリー性が不要となり、PWM変調などを用いるので階調付与にフレキシビリティがあり、必要応答速度が低減できる。そして、線順次発光表示であり、動画表示性が良くなる。
従来の有機ELの単純マトリクス型では、逆バイアス・配線電圧降下などで大画面は不可であったが、本発明による有機ELとしては、TFT(低温p−Si)を使用しないので、大画面ディスプレイが構築できる。
さらに、液晶スイッチを用いないので偏光板や偏光軸等の問題が生じない。
また、本発明では有機EL(可視光)が使えるので、UV光では使うことのできなかった多種類の有機材料が使えるようになり、材料の選択の幅が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係る平面表示素子の一部断面図で、図2のA−A矢視図である。
【図2】本発明の第一実施形態に係る平面表示素子の平面図である。
【図3】光拡散機能を有するものを示す図であって、(a)は多孔質体、(b)は異なる屈折率を有する物質が分布・分散した異種屈折率分布体・分散体、(c)は表面に凹凸が形成された光散乱体又は光拡散体である。
【図4】平面表示素子の駆動方法を説明する図である。
【図5】平面表示素子の光変調部を示す断面図で、非駆動時状態を示す図である。
【図6】図6に示した平面表示素子の光変調部の駆動時状態を示す図である。
【図7】全反射光学部材の具体的な一構成例を示す図である。
【図8】透過型の回折格子を示す図であって、(a)は体積ホログラム、(b)はレリーフ型回折格子、(c)は屈折率変調型回折格子である。
【図9】光干渉フィルタの層構成を示す図である。
【図10】光干渉フィルタが備えられた全反射光学部材の一構成例を示す図である。
【図11】青色光の入射光の波長帯を示す図である。
【図12】青色光の波長に対する分光透過率の変化を入射角毎に示したグラフである。
【図13】青色光の分光透過率の入射角依存性を波長毎に示したグラフである。
【図14】UV光の入射光の波長帯を示す図である。
【図15】UV光の波長に対する分光透過率の変化を入射角毎に示したグラフである。
【図16】UV光の分光透過率の入射角依存性を波長毎に示したグラフである。
【図17】光路を変化させる光学要素、光路を選択する光学要素、透明媒質u、透明媒質v、全反射面の前方側の透明媒質wがこの順で配置された光学素子に対して、各界面における入射角と各媒質の平均屈折率の関係を示す図である。
【図18】光を選択する光学要素への入射光の入射角度を示す図である。
【図19】入射光の波長に対する、光路を選択する光学要素の分光透過率を入射角毎に示したグラフである。
【図20】光路を選択する光学要素内外の光路を示す図である。
【図21】屈折により光路を変更する光学要素を示す図であって、(a)は多孔質体、(b)はプリズムアレイ、(c)は屈折率分布レンズ体である。
【図22】平面表示素子における別の形態の光変調部を示す斜視図である。
【図23】図22に示した光変調部の断面図である。
【符号の説明】
1 基板
2 有機EL
3 光路選択膜
4 バッファ層
5 MEM(機械電気光変調)アレイ
6 色変換フィルタ
10 平面表示素子
20 異なる屈折率を有する物質
22 カソード共通電極
24 有機EL層
26 アノード電極(走査信号用電極)
52 共通電極
54 絶縁支柱
56 可動部
58 可動部電極(画像信号用電極)
62a 青色カラーフィルタ
62b 緑色変換フィルタ
62c 赤色変換フィルタ
64 透明基板
66 ブラックマトリクス
101 バッファ層
105 絶縁性支柱
111 空隙
151 電極
153 可動部
157 電極
161 平面表示素子
200 全反射光学部材
201 光路を変化させる光学要素
203 光路を選択する光学要素
205 透明媒質
207 透明媒質
209 全反射面
301 バッファ層
303 透明電極
305 遮光膜
307 絶縁膜
309 絶縁性支柱
311 遮光板
313 光変調部
315 平面表示素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-dimensional matrix device used as a thin flat display device, a micro display (ultra-small display), a two-dimensional matrix exposure device (mainly for sensitive material exposure sensitive to visible light, etc.), particularly mainly visible. The present invention relates to a two-dimensional matrix flat display element that emits light and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of thin flat display devices have been proposed, and typical ones include, for example, a liquid crystal display device using a liquid crystal electro-optic effect, a plasma display device, a field emission display, an organic electroluminescence, Examples include inorganic electroluminescence.
[0003]
In a liquid crystal display (LCD), nematic liquid crystal that is aligned so that the polarization axis is twisted by 90 ° between the substrates and parallel to the substrates is inserted and sealed between the substrates on which a pair of conductive transparent films are formed. And has a structure in which this is sandwiched between orthogonal polarizing plates. The display using this liquid crystal display device utilizes the fact that by applying a voltage to the conductive transparent film, the major axis direction of the liquid crystal molecules is aligned perpendicular to the substrate, and the transmittance of light from the backlight changes. Done. An active matrix liquid crystal panel using TFTs (thin film transistors) is used to provide good moving image compatibility.
[0004]
In a plasma display device (PDP), a large number of discharge electrodes are arranged between two glass plates filled with a rare gas such as neon, helium, or xenon so that the opposing electrodes are orthogonal to each other. It has a structure in which the intersection of each counter electrode is a unit pixel. The display by the plasma display device is based on image information, by selectively applying a voltage to the counter electrode that identifies each intersection, thereby causing the intersection to discharge light and exciting the phosphor with the generated ultraviolet rays. This is done by emitting light.
[0005]
A field emission display (FED) has a structure as a flat display rod in which a pair of panels are arranged to face each other with a minute interval and the periphery of these panels is sealed. A fluorescent film is provided on the inner surface of the panel on the display surface side, and a field emission cathode is arranged for each unit light emitting region on the rear panel. A typical field emission cathode has a conical-projection field emission type microcathode called a micro-sized emitter tip. The display by the FED is performed by extracting electrons using an emitter tip and irradiating the phosphor with acceleration to excite the phosphor to emit light.
[0006]
Organic electroluminescence (EL) can easily cover the entire visible range by selecting an organic material to be used as a light-emitting material. In recent years, many high-brightness and high-efficiency materials have been developed and actively researched. It has been broken. The device life has exceeded 10,000 hours in continuous operation and has been put into practical use as a color display.
[0007]
Inorganic electroluminescence (EL) utilizes collision excitation by an electric field, and has been actively studied as a small display or a large and light flat display. A monochrome thin film EL display using a phosphor thin film made of manganese-doped zinc sulfide emitting yellow-orange light has already been put into practical use.
[0008]
However, the above-described conventional flat display device has various problems described below.
In the LCD, since the light from the backlight is transmitted through multiple layers of a polarizing plate, a transparent electrode, and a color filter, there is a problem that the light use efficiency is lowered. In addition, a high-quality TFT requires a high-cost TFT, and there is a drawback that it is difficult to increase the area because liquid crystal must be sealed between two substrates and aligned. Further, since light is transmitted through the aligned liquid crystal molecules, there is a drawback that the viewing angle is narrowed. In particular, it has been difficult to completely correct the viewing angle dependency of the intermediate color.
[0009]
In the PDP, the manufacturing cost is increased due to the formation of a partition for generating plasma for each pixel, and there is a disadvantage that the weight is increased. In addition, a large number of electrodes corresponding to the discharge electrodes must be regularly arranged for each unit pixel. For this reason, when it becomes high definition, the light emission (discharge) efficiency is reduced, and the luminous efficiency of the phosphor by the vacuum ultraviolet excitation is low, so that it is difficult to obtain a high-definition and high-luminance image with high power efficiency. Furthermore, there is a drawback that the drive voltage is high and the drive IC is expensive.
[0010]
In the FED, in order to stabilize the discharge with high efficiency, it is necessary to set the inside of the panel to an ultra-high vacuum, and there is a drawback that the manufacturing cost becomes high like the plasma display device. In addition, since the electrons emitted from the field are accelerated to irradiate the phosphor, there is a disadvantage that a high voltage is required.
[0011]
In an organic EL, a low-temperature polysilicon TFT is required to produce a large-area display screen of 10 inches or more with an active matrix, so that the cost is high and display uniformity is not good.
[0012]
Inorganic EL has low luminous efficiency, high cost, requires a high-voltage driving IC circuit, and lacks performance. In addition, thin-film EL displays using sulfide phosphor thin films are excellent in reliability and environmental resistance, but at present, the characteristics of EL phosphors that emit light in the three primary colors of red, green, and blue are sufficient. Therefore, full color is not suitable.
[0013]
In addition, multi-colored light is produced by using blue excitation light as a backlight, transmitting blue light as it is through a liquid crystal switch and using it as blue, and simultaneously emitting green and red light with a filter having a color conversion function. A display is disclosed (for example, see Patent Document 1).
However, in this liquid crystal switch display, polarizing plates are used on both sides of the liquid crystal, and if the phosphor is put inside the polarizing plate, light is scattered and depolarized, so the phosphor is outside the polarizing plate. Therefore, light that enters obliquely with respect to the glass has a large glass thickness, so it irradiates the adjacent pixel instead of the pixel directly above, and the optical path other than collimated light (straight-ahead light) There is a drawback that the pixel shifts and the pixel shift is likely to occur.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-83501 A
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a two-dimensional matrix element that has a low driving voltage and can be enlarged at a low cost and is easy to manufacture. Further, it has high image quality and high-speed response. An object of the present invention is to provide a two-dimensional matrix flat display element having the above-described structure.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a plurality of striped thin-film light sources that emit monochromatic light on a substrate and a striped light modulation element array are provided so as to be orthogonal thereto, and the light modulation element array is electromechanically Since the transmittance of light from the light source is controlled, the drive voltage is low, inexpensive, lightweight, easy to increase in area, easy to manufacture, and has high image quality and fast response. The flat display element which has is obtained.
[0017]
That is, in the two-dimensional matrix device according to the first aspect of the present invention, a plurality of striped thin-film light sources that emit monochromatic light are arranged on a substrate, and the light transmittance from the thin-film light sources is measured on the substrate. A plurality of striped one-dimensional light modulation arrays that are mechanically controlled are arranged so as to be orthogonal to the striped thin film light sources.
[0018]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0019]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0020]
The two-dimensional matrix flat display element described in claim 4 is characterized in that a filter having a wavelength conversion function is arranged apart from the one-dimensional light modulation array.
[0021]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0022]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 6 is characterized in that the main wavelength of light from the thin film light source is 350 nm to 400 nm.
[0023]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 7, wherein the filter having a wavelength conversion function includes a fluorescent material that emits light in a color including red and / or green and / or blue with respect to light source light. And
[0024]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0025]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 9 is characterized in that a main wavelength of light from a thin film light source is 400 nm to 520 nm.
[0026]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0027]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 11 is characterized in that the filter having a wavelength conversion function has a function of transmitting red and / or green light.
[0028]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 12 is provided with a third filter corresponding to a pixel, in front of an optical path including the one-dimensional light modulation array, having a function of transmitting blue light with respect to light source light. It is characterized by that.
[0029]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 13 has a function of transmitting blue light, but has a fluorescent material that emits light in a color including blue with respect to light source light.
[0030]
The two-dimensional matrix flat display element described in claim 14 has a function of transmitting blue light, but has a light diffusion function.
[0031]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 15 has an ND film or a polarizing film for attenuating external light in front of a filter having a wavelength conversion function.
[0032]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 16 is characterized in that the one-dimensional light modulation array uses a principle that the flexible thin film is displaced by static electricity.
[0033]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 17 is characterized in that the one-dimensional light modulation array controls light transmittance by changing an optical path opening area by displacement of the flexible thin film. .
[0034]
19. The two-dimensional matrix flat display element according to claim 18, wherein the one-dimensional light modulation array moves the coupling element by the displacement of the flexible thin film, and controls the light transmittance by the transmission of the proximity light and the light blocking by the total reflection. It is characterized by being.
[0035]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 19 is characterized in that the one-dimensional light modulation array is of a backlight incident type, and an optical path selection film is disposed on the thin film light source.
[0036]
21. The two-dimensional matrix flat display element according to
[0037]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 21 is characterized in that the total reflection optical member has an optical element that changes an optical path of incident light on the surface.
[0038]
The two-dimensional matrix flat display element according to
[0039]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 23, wherein the total reflection optical member selects an optical element for changing an optical path of the incident light and an optical path of the incident light from the incident light introduction side on the surface. It is characterized by having optical elements in this order.
[0040]
A two-dimensional matrix flat display element according to a twenty-fourth aspect is characterized in that the one-dimensional light modulation array has optical path changing means for changing the optical path of the extracted light.
[0041]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 25 is characterized in that the optical path changing means changes the optical path of the extracted light by refraction.
[0042]
A two-dimensional matrix flat display element according to a twenty-sixth aspect is characterized in that the optical path changing means includes any one of a lens array, a prism array, and a gradient index lens body.
[0043]
The two-dimensional matrix flat display element according to claim 27 is characterized in that the optical path changing means changes the optical path of the extracted light by diffraction.
[0044]
A two-dimensional matrix flat display element according to a twenty-eighth aspect is characterized in that the optical path changing means includes any one of a volume hologram, a phase modulation type diffraction grating, and an amplitude modulation type diffraction grating.
[0045]
A two-dimensional matrix flat display element according to a twenty-ninth aspect is characterized in that the optical path changing means changes the optical path of the extracted light by light diffusion or light scattering.
[0046]
In the two-dimensional matrix flat display element according to
[0047]
A two-dimensional matrix flat display element according to a thirty-first aspect is characterized in that a scanning signal is supplied to a thin film light source and an image signal is supplied to a one-dimensional light modulation array.
[0048]
33. The driving method for a two-dimensional matrix flat display element according to claim 32, wherein a scanning signal is applied to each electrode of a plurality of striped thin film light sources, and each of the plurality of striped one-dimensional light modulation arrays orthogonal thereto. A display is performed by applying an image signal to the electrodes and controlling the light transmittance of a desired pixel.
[0049]
A driving method of a two-dimensional matrix flat display element according to a thirty-third aspect is characterized in that gradation is performed by modulating an application time of an image signal.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a flat display element according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial sectional view of a flat display element according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the flat display element according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
The
[0051]
The
The
In the above example, the organic EL cathode electrode is solid and the anode electrode is striped, but the reverse is also possible.
The cathode
The
[0052]
Here, an organic EL (Electroluminescence) element constituting the
The operating principle of the organic EL uses the same current injection as that of a semiconductor light emitting diode, and can easily cover the visible range by selecting an organic material used as a light emitting material. Many high-efficiency materials have been developed and actively researched. The device life has exceeded 10,000 hours in continuous operation and has been put into practical use as a color display.
[0053]
Organic substances used for the light emitting material are classified into (1) a low molecular weight system called a dye molecule and (2) a polymer system called a conductive polymer. Currently, low molecular weight systems that can make organic EL with high purity and high luminous efficiency are often used.
[0054]
In order to form a light emitting element having a multilayer structure, a low molecular light emitting material is often formed mainly by an organic molecular beam deposition (OMBD) method. The advantage of this method is that it is convenient for producing a laminated structure, and a laminated structure having an arbitrary film thickness can be produced.
Some low molecular weight organic dyes are used for dye lasers, and many organic materials that emit light by photoexcitation have been developed.2Since its development, many materials have been pioneered. These dye molecules can be formed into a film by the OMBD method, and a laminated structure can be easily formed.
[0055]
The dye molecules that emit blue light include anthracene, cyclopentadiene derivatives (PPCP: 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene), distilbenzene (DSB), its derivatives (PESB )and so on.
[0056]
In addition to blue light emission, Alq2And tris (4-methyl-8-quinolinolate) alumimume (III) (AlmqThree), Coronene and the like.
Also, (Znq1) Shows yellow light emission, and red light emission material is berylene derivative (BPPC: N, N'-bis (2,5-di-tert-butylphenyl) -3,4,9,10-perylene-di -carboximide), perylene, DCM: 4- (di-cyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethyaminostyryl) -4H-pyran, Nile red and the like. In particular, Eu complex (1,10-phenathroline) -tris- (4,4,4-trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-dionate) Europium (III), (Eu (TTA)Three phen) has a sharp light emission at 614 nm and is used as a light-emitting material with extremely high monochromaticity.
[0057]
The structure of the
[0058]
The optical
[0059]
The buffer layer 4 is a transparent medium having a function of totally reflecting the incident light emitted from the optical
The optical elements that change the optical path, the optical
[0060]
The
[0061]
The color conversion filter 6 is provided corresponding to the pixel in front of the optical path of the light emitted from the
When the main wavelength of the light source light is 400 to 520 nm, the filters 61a, 61b, and 61c have the following functions, respectively.
The filter 61a is a blue color filter and has a function of transmitting blue light with respect to light source light. When the light source light is mainly light of a purple color (
As a green color conversion filter, the filter 61b has a function of absorbing light from the light source and emitting a color including green. Further, it is preferable to provide a function of transmitting pure green light (wavelength around 520 nm) with respect to the light source light.
The filter 61c has a function of absorbing light from the light source and emitting a color including red as a red conversion filter. Moreover, it is good to give the light source light the function to transmit pure red light (wavelength around 640 nm).
Each filter can be formed as a filter having the above functions by dissolving or dispersing a pigment or a fluorescent material in the resin.
[0062]
Specific examples of the fluorescent material include the following.
Examples of fluorescent materials that emit blue light by absorbing light from near ultraviolet light to violet include, for example, 1,4-bis (2-methylstyrin) benzene (Bis-MSB), trans-4,4′-diphenylstilbenzene Examples thereof include stilbenzene dyes such as (DPS) and coumarin dyes such as 7-hydroxy-4-methylcoumarin (coumarin 4).
[0063]
As a fluorescent material that emits green light by absorbing light from blue to blue-green, for example, 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidino (9,9s, 1 -Gh) Coumarin (coumarin 153), 3- (2'-benzothiazoyl) -diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2'-benzothiazoyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7) Other examples include coumarin dyes such as basic yellow 51, which is a coumarin dye-based dye.
[0064]
Examples of the fluorescent material that absorbs light from blue to green and emits orange to red light include 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostillin) -4H-bilane (DCM). Cyanine dyes, pyridine dyes such as 1-ethyl-2- (4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl) -pyridium-percotalate (pyridine 1), xanthines such as rhodamine B and rhodamine 6G And dyes based on oxazine.
[0065]
Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent. Alternatively, the fluorescent dye may be previously kneaded into a resin to form a pigment.
[0066]
These fluorescent dyes may be used alone or in combination as necessary. In particular, since the conversion efficiency to red is low by itself, the conversion efficiency can also be increased by using a mixture of the above dyes.
[0067]
Examples of the material for forming the transparent substrate 63 include a glass plate, a resin plate, a resin film, and the like. The resin used for the resin plate and the resin film is preferably a transparent material (visible light transmittance of 50% or more). Examples thereof include transparent resins such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose.
[0068]
In addition, an optical filter that absorbs light in the light emission wavelength region of the light source may be provided in front of the optical path of the color conversion filter 6. According to this configuration, since the emission wavelength of the light source is in the visible light range, an ND filter (density filter: Neutral-Density Filter,
[0069]
Next, the planar configuration of the
Further,
[0070]
A scanning signal voltage Vg is applied between the cathode common electrode 22 (ground side) of the
[0071]
On the other hand, an image signal voltage Vs is applied between the common electrode 52 (ground side) of the
One pixel of a single color is formed by the overlapping region of the row electrode 26 (Vg1) of the previous first row pixel and the
[0072]
The
[0073]
Next, a driving method of the
First, the scanning signal voltage Vg1 is applied between the cathode electrode and the anode electrode of the organic EL for a predetermined time (one horizontal scanning period of about 5 μs), and all the corresponding stripes emit light. In synchronization with this, the image signal voltages Vs1, Vs2, Vs3,..., Vsn may or may not be applied according to the image signal between the common electrode and the movable part electrode of the MEM array. Thus, the MEM movable part of the corresponding stripe is made movable / non-movable, and light is emitted from the movable MEM according to the principle described later, and light is not emitted from the MEM that has not been moved without emitting light.
Next, a scanning signal voltage Vg2 is applied to cause all the corresponding stripes to emit light, and in the same manner as in the case of Vg1, in synchronization with this, an image signal voltage is applied in accordance with the image signal, and the movable portion of the MEM is movable.・ Controls immobility to emit light or shield light.
Similarly, scanning signal voltages Vg3, Vg4,..., Vgm are sequentially applied, and an image signal voltage is applied in accordance with the image signal in synchronization with this to control the movement / non-movability of the MEM movable part, The light is emitted or shielded from light.
Accordingly, the scanning signal voltage Vg is applied to the organic EL in the row order, and the light modulation is performed by the MEM arranged in the column direction, so that the line sequential display is performed.
[0074]
In any of the above operations, pulse width modulation is performed within the range indicated by the shaded portion in FIG. 4 by modulation with MEM, and the density of the emitted light is controlled. When the modulation period is short, it becomes thin and when it is long, it becomes dark. In any of the operations, a pre-application period in which a voltage is applied in advance is provided before the modulation operation by the MEM is performed to stabilize the operation.
[0075]
Since the MEM array modulates light from below by the electromechanical operation of a flexible thin film, there is no need for a polarizing plate that must be used for light modulation by the liquid crystal, and the problem of pixel misalignment and depolarization is considered. Therefore, a full color display can be easily obtained. Further, unlike the case of the plasma display device, the image quality does not depend on the regular arrangement of a large number of electrodes, and a high image quality can be easily obtained. In addition, partition formation for generating plasma for each pixel as in the case of a plasma display device and high vacuum required for a field emission display are not required, so that weight reduction and area increase are facilitated. Manufacturing costs can be reduced.
[0076]
In the present embodiment, the case where visible light, particularly blue light having a main wavelength of 400 to 520 nm is used as the light source has been described. However, in order to realize full color display, UV light (350 to 400 nm) is used as the light source. It may be used. In that case, each filter 61a, 61b, 61c of the color conversion filter 6 absorbs light source light and emits a color including blue (61a), green (61b), and red (61c). Constitute.
[0077]
Here, the principle of light modulation of the MEM array will be described.
There are several principles of light modulation by the MEM array. First, the total reflection mode will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the light modulation section of the flat display element according to the second embodiment in the total reflection mode, and FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the operating state of the flat display element shown in FIG. As an operation principle of optically modulating the flexible thin film by electromechanical operation, a light guide diffusion action (hereinafter referred to as light guide diffusion) by separating or contacting the flexible thin film and the transparent signal electrode is used. be able to. In the light guide diffusion, when the gap is formed as a light transmission resistance, when the gap is formed, the emitted light from the signal electrode is blocked or attenuated, while only when the flexible thin film is brought into contact with the signal electrode, Light emitted from the signal electrode is guided (mode coupled) to the flexible thin film, and the light is diffused in the flexible thin film, thereby controlling the intensity of light emitted from the flexible thin film (modulating light).
[0078]
As shown in FIG. 5, one transparent electrode (electrode) 151 is formed on the
An insulating
On the
There is a
[0079]
The operation principle of light modulation of the
1) When the voltage is OFF:
When the voltages of both the
θc = sin-1(Nw)
It becomes.
Therefore, when the incident angle θ to the interface is θ> θc, the light ray is totally reflected at the interface between the
2) When voltage is ON:
When a voltage is applied to both
According to the
Although there is a
In the
[0080]
FIG. 7 shows a specific configuration example of the total reflection
[0081]
The optical element 201 that changes the optical path is an optical element that changes the optical path using refraction, diffraction, light diffusion, light reflection, and the like, and the following types of optical elements can be used as an example. When using refraction, a lens array, a prism array, a refractive index dispersion, or the like is used, and the intensity of incident light is not substantially reduced. When diffraction is used, a transmission type diffraction grating shown in FIG. 8 is used, and a volume hologram (see FIG. 8A), a relief type diffraction grating (see FIG. 8B), or a refractive index modulation type diffraction grating. A phase modulation type diffraction grating, an amplitude modulation type diffraction grating or the like such as (see FIG. 8C) is used, and the angle of the incident light optical path can be set with high accuracy. Each optical element can be mass-produced by, for example, a photopolymer method or an injection molding method.
[0082]
The
θc = sin-1(N2 / n1) (1)
[0083]
One configuration example of the
The optical interference filter is a dielectric multilayer film that is formed by sequentially laminating a high-refractive index material and a low-refractive index material. The optical characteristics of the optical interference filter will be described later in detail. The wavelength which selectively reflects according to an incident angle shifts to the short wavelength side. Now, assuming that the wavelength range of incident light is λiS to λiL (λiS <λiL), for the light having an angle component whose outgoing angle of the selectively transmitted light emitted from the
[0084]
Here, a configuration example of the above-described optical interference filter and a result of obtaining the spectral transmittance of the optical element in the configuration example by simulation will be described.
FIG. 10 shows a configuration example of an optical element in which an optical interference filter is interposed. The optical element in this case includes a light diffusing film (refractive index n = 1.5) as an optical element for changing the optical path from the incident light introduction side, a dielectric multilayer film as an optical element for selecting the optical path, and a glass substrate. The layers are stacked in the order of (refractive index n = 1.5). Air (refractive index n = 1.0) is present in front of the optical path of the glass substrate.
The dielectric multilayer film is made of TiO2/ SiO2/.../SiO2/ TiO2A multilayer film having a 29-layer structure was formed, and the optical thickness of each layer was set to ¼λ (wavelength λ = 440 nm). Also, incident light. A blue light source having a wavelength λ = 400 to 500 nm shown in FIG. 11 was used. In this case, the total reflection critical angle θc is about 40 degrees.
[0085]
When the spectral transmittance and the incident angle dependency of the blue light optical element (dielectric multilayer film) were determined under the above conditions, the results shown in FIGS. 12 and 13 were obtained, respectively. FIG. 12 is a graph showing the change of the spectral transmittance T with respect to the wavelength λ for each incident angle θ, and FIG. 13 is a graph showing the dependence of the spectral transmittance with respect to the incident angle θ on the incident angle for each wavelength λ.
As shown in FIG. 12A, when the incident angle θ is 0 degree, the spectral transmittance T is approximately 0% in the wavelength range (400 to 500 nm) of the blue light source and is transmitted from the optical element. There is no. Further, even when the incident angle θ shown in FIG. 12B is 40 degrees immediately before the total reflection critical angle θc, no light is transmitted from the optical element. When the incident angle shown in FIG. 12C is 70 degrees, the spectral transmittance is about 100% for the P wave and about 0% for the S wave, and the average of the P wave and the S wave is about 40%.
[0086]
In addition, as shown in FIG. 13A, when the wavelength λ = 400 nm on the short wavelength side in the wavelength range of the blue light source, the spectral transmittance is improved from the incident angle θ of about 50 degrees or more for the P wave. In the case of the center wavelength λ = 450 nm shown in FIG. 13B, the spectral transmittance is improved from the incident angle θ of about 42 degrees or more.
[0087]
Further, when a UV light source having a wavelength λ = 350 nm to 400 nm shown in FIG. 14 is used as incident light (total reflection critical angle θ in this case)CSimilarly, when the spectral transmittance of the optical member (dielectric multilayer film) was obtained under the above conditions at about 40 degrees, the results shown in FIGS. 15 and 16 were obtained. FIG. 15 is a graph showing changes in the spectral transmittance T with respect to the wavelength λ for each incident angle θ, and FIG. 16 is a graph showing the spectral transmittance T with respect to the incident angle θ for each wavelength λ.
[0088]
As shown in FIG. 15A, when the incident angle θ is 0 degree, the spectral transmittance T in the wavelength range of the UV light source is substantially 0% and is not transmitted from the optical member. Further, the incident angle θ shown in FIG. 15B is the total reflection critical angle θ.CIn the case of 40 degrees, which is immediately before, the light is not transmitted from the optical member. When the incident angle θ shown in FIG. 15C is 70 degrees, the spectral transmittance is approximately 100% for the P wave and is approximately 0% for the S wave, and the average of the P wave and the S wave. Is about 50%.
[0089]
Further, as shown in FIG. 16A, when the wavelength λ = 350 nm on the short wavelength side in the wavelength range of the UV light source, the spectral transmittance is improved from the incident angle θ of about 50 degrees or more for the P wave. In the case of the center wavelength λ = 375 nm shown in FIG. 16B, the spectral transmittance is improved when the incident angle θ is about 46 degrees or more, and the wavelength on the long wavelength side shown in FIG. In the case of λ = 400 nm, the spectral transmittance is improved from the incident angle θ of about 42 degrees or more.
[0090]
Therefore, the incident light in the wavelength range of the blue light source can be obtained by totally reflecting the optical element using the P wave or changing the various conditions of the optical element to appropriately design the spectral characteristic of the S wave to a characteristic close to the P wave. Can be selectively reflected when the incident angle θ is equal to or smaller than the total reflection critical angle θc, and can be transmitted when the incident angle θ is larger than the total reflection critical angle θc. Thereby, the dielectric multilayer film of the optical element can be made to function sufficiently practically as an optical element for selecting an optical path.
[0091]
In the above, as an example of the dielectric multilayer film, TiO2/ SiO2Although the multilayer film which consists of this was mentioned, it is preferable to select the material suitably with respect to the wavelength of the target light. For example,
For visible light and infrared light,
・ As a high refractive index material (a material having a refractive index of about 1.8 or more),
TiO2, CeO2, Ta2OFive, ZrO2, Sb2OThree, HfO2, La2OThree, NdOThree, Y2OThree, ZnO, Nb2OFive
・ As a relatively high refractive index material (a material having a refractive index of approximately 1.6 to 1.8),
MgO, Al2OThree, CeFThree, LaFThree, NdFThree
・ As a low refractive index material (a material having a refractive index of about 1.5 or less),
SiO2, AiFThree, MgFThree, NaThreeAlF6, NaF, LiF, CaF2, BaF2
Etc. are preferred.
[0092]
For ultraviolet rays
・ As a high refractive index material (a material having a refractive index of about 1.8 or more),
ZrO2, HfO2, La2OThree, NdOThree, Y2OThree
Or
TiO2, Ta2OFive, ZrO2
(However, the wavelength of light is approximately 360 nm to 400 nm)
・ As a relatively high refractive index material (a material having a refractive index of approximately 1.6 to 1.8),
MgO, Al2OThree, LaFThree, NdFThree
・ As a low refractive index material (a material having a refractive index of about 1.5 or less),
SiO2, AlFThree, MgF2, NaThreeAlF6, NaF, LiF, CaF2
Etc. are preferred.
[0093]
The optical interference filter may be a metal / dielectric multilayer film obtained by adding a metal film to the layer structure of the dielectric multilayer film. An optical interference filter made of a dielectric multilayer film or the like can be formed by depositing a plurality of thin film materials on a transparent support substrate by EB vapor deposition (electron beam co-evaporation), sputtering, or the like. The thin film material may be an organic multilayer film having a different refractive index or an organic multilayer film containing an inorganic substance, and in this case, it can be formed at a lower cost by coating, laminating, or the like.
[0094]
Next, the optical properties of the optical element 201 that changes the optical path and the
First, consider a case where the optical element 201 that changes the optical path changes the optical path by refraction, for example. As shown in FIG. 17, an optical element (average refractive index nt) that changes the optical path, an optical element that selects the optical path (average refractive index ns), a transparent medium u (average refractive index nu), and a transparent medium v (average refractive index). nv) In the case of an optical element in which the transparent medium w (average refractive index nw) on the front side of the total reflection surface is arranged in this order, if the interface between the transparent medium v and the transparent medium w is a total reflection surface, The relationship between the incident angle at the interface and the average refractive index of each medium can be expressed as shown in equation (2).
[0095]
nv · sin θv = nw
nu · sin θu = nv · sin θv = nw
ns · sin θs = nu · sin θu = nw
nt · sin θt = ns · sin θs = nw (2)
Here, θt, θs, θu, and θv are optical path angles in the respective media.
[0096]
Therefore, as a condition of the optical element 201 that changes the optical path,
sinθt> nw / nt
It is necessary to output at least the light of the angle θt that satisfies the above condition and output it in front of the optical path. Preferably, as much light as possible with an angle θt that satisfies this condition is included and output to the front of the optical path. If the transparent medium w is air, nw = 1, and the above condition is
sinθt> 1 / nt
It becomes.
[0097]
Next, the characteristics of the
FIG. 18 shows the incident angle of the incident light to the
[0098]
First, as shown in FIG. 18, an incident angle θ for writing incident light to the optical element 203.0, Θ1, Θ2, ΘThreeConsidering the case where the light is incident on the
[0099]
As described above, the incident light path when the total reflection
FIG. 20A shows an optical path A in which the light incident on the
[0100]
The optical path A is a case where the incident angle θi of the incident light is equal to or smaller than the total reflection critical angle θc of the
The optical path B is a case where the incident angle θi of the incident light is larger than the total reflection critical angle θc in the
In FIG. 20A, the refractive index na on the incident light side and the refractive index nb of the
[0101]
On the other hand, in FIG. 20B, the refractive index na on the incident light side and the refractive index nb of the
[0102]
By constructing the total reflection
[0103]
Therefore, only the light that is totally reflected by the
[0104]
Further, part of the light reflected on the incident light introduction side on the surface of the
[0105]
The MEM array will be further described.
The MEM array operates the flexible thin film electromechanically, for example, breaks the condition of total reflection of incident light on the total reflection surface, couples the light to the flexible thin film, and outputs it to the front of the optical path. is there. The MEM array is appropriately provided with optical path changing means for changing the optical path of the extracted light and specific wavelength component absorbing means for absorbing the specific wavelength component. Specifically, for example, the following types (1) to (4) can be used.
(1) Change the optical path by refraction or have the function
The optical path of the output light taken out by placing it close to the total reflection surface is changed by refraction. For example, the lens array shown in FIG. 21A, the prism array shown in FIG. Examples thereof include a gradient index lens body shown in 21 (c). According to these lens arrays and prism arrays, the output light extracted from the total reflection surface of the total reflection optical member can be condensed or diffused to be emitted in different directions, and the output light can have a directivity. Further, it is possible to eliminate the output directivity with a simple configuration without reducing the intensity of the output light.
[0106]
(2) Transmission type diffraction grating or one having the function
As the transmission type diffraction grating that transmits the extracted light and changes the emission direction by diffraction, the same volume hologram as shown in FIG. 7A, the relief type diffraction grating shown in FIG. 7B, and FIG. Examples thereof include a refractive index modulation type diffraction grating shown in c) and an amplitude modulation type diffraction grating. According to these transmission type diffraction gratings, the emission angle of output light can be set accurately. Further, for example, mass production is possible by a photopolymer method or an injection molding method, and the cost of the optical element itself can be reduced.
[0107]
(3) Light diffuser or light scatterer or one having the function
Examples of the light diffuser or light scatterer that diffuses or scatters the extracted light include a porous material suitable for mass production shown in FIG. 3A, the high refractive index fine particles shown in FIG. Examples thereof include dispersions or distributions of
[0108]
(4) Exciting light emission or having its function
Examples of those that emit light upon receiving incident light include phosphors and photoluminescence. According to this, the output light extracted from the total reflection surface of the total reflection optical member can be excited to emit light and can be developed into a specific color. In addition, by setting the specific color to, for example, blue, green, or red, it is possible to combine these light emitters according to the display image and display a full color image.
[0109]
In accordance with the principle described above, the MEM array introduces the incident light from the light source directly into the total reflection optical member with high efficiency without using a light guide plate or an optical waveguide, thereby improving the coupling efficiency with the incident light, Highly efficient light can be obtained without being affected by the thinning of the flat display element itself. Thereby, the incident light extracted from the total reflection optical member from the region where the MEM array is provided is emitted with high efficiency in front of the optical path. Therefore, only the area provided in the selected MEM array shines on the surface on the front side of the optical path of the flat display element, and light is emitted from the flat display element like an image. That is, it is possible to display an image only at a necessary portion. Further, according to this configuration, a local light amount reduction due to crosstalk that occurs when using a light guide plate or an optical waveguide is prevented, and display can be performed with uniform brightness over the entire display image.
[0110]
In addition, since a part of incident light reflected at each interface in the flat display element is re-entered in front of the optical path due to reflection at the interface, high output of the flat display element can be easily achieved. Further, since the total reflection optical member alone does not substantially generate transmitted light, the light utilization efficiency can be improved. In addition, by making the gas contact interface where the total reflection optical member comes into contact with air (which may be an inert gas) as a total reflection surface, a simple structure can be obtained without separately providing a refractive index layer that causes total reflection. it can.
Further, since no light is emitted from the area where the MEM array is not placed, the difference between the brightness of the display image and the surrounding brightness is increased, and the visual effect such as visually enhancing the display image is provided. Is also accompanied. Further, by dynamically controlling the image display, it is possible to configure an advertising billboard and an electric signboard that attract attention.
The flat display element described above is not limited to being used for image display, but can be used as a medium for displaying various information such as character information and graphic information.
[0111]
Next, a description will be given of a light-shielding / emitting configuration of the MEM array based on another principle.
FIG. 22 is a perspective view showing a light modulation unit based on another principle, and FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining an operation state of the light modulation unit shown in FIG.
On the
Insulating
Specifically, a metal thin film such as aluminum or chrome, a single element structure made of a semiconductor such as polysilicon, an insulating film such as silicon oxide or silicon nitride, a structure obtained by depositing metal on a semiconductor thin film such as polysilicon, or a dielectric It can be set as the composite structure which vapor-deposited filters, such as a body multilayer film. The
[0112]
The
On the other hand, when a voltage is applied between the
Further, the degree of inclination of the
As described above, according to the above-described
If this principle is used, the optical path selection film used in the total reflection mode becomes unnecessary, which contributes to simplification of the manufacturing process, simplification of the apparatus, and cost reduction.
Note that the MEM array of the flat display element may be stabilized by degassing and then enclosing a rare gas and sealing the whole to prevent the influence of disturbance.
[0113]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the display device according to the present invention, since the light modulation unit that modulates the light of the planar light source by electromechanical operation is disposed on the organic EL light source, each material is for visible light. In particular, a color filter (CF) material can be used for the optical path selection film (Ch-LC).
In addition, since the organic EL drive can be completely static, and the MEM can also be fully static, the hysteresis characteristics and memory characteristics of the MEM element are not required, and PWM modulation is used, so there is flexibility in providing gradation. Response speed can be reduced. And it is line-sequential light emission display, and moving image display property improves.
In the conventional organic EL simple matrix type, a large screen is impossible due to reverse bias, wiring voltage drop, etc. However, since the organic EL according to the present invention does not use TFT (low temperature p-Si), a large screen display Can be built.
Furthermore, since a liquid crystal switch is not used, problems such as a polarizing plate and a polarization axis do not occur.
In addition, since organic EL (visible light) can be used in the present invention, various kinds of organic materials that could not be used with UV light can be used, and the range of selection of materials is widened.
[Brief description of the drawings]
1 is a partial cross-sectional view of a flat display element according to a first embodiment of the present invention, and is a view taken along the line AA of FIG.
FIG. 2 is a plan view of the flat display element according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a light diffusing function, wherein FIG. 3A is a porous body, FIG. 3B is a dissimilar refractive index distribution body / dispersion body in which substances having different refractive indexes are distributed and dispersed; c) is a light scatterer or light diffuser having irregularities formed on the surface.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for driving a flat display element.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a light modulation section of a flat display element, and a view showing a non-driving state.
6 is a diagram illustrating a driving state of a light modulation unit of the flat display element illustrated in FIG. 6;
FIG. 7 is a diagram illustrating a specific configuration example of a total reflection optical member.
8A and 8B are diagrams showing a transmission type diffraction grating, where FIG. 8A is a volume hologram, FIG. 8B is a relief type diffraction grating, and FIG. 8C is a refractive index modulation type diffraction grating.
FIG. 9 is a diagram illustrating a layer configuration of an optical interference filter.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a total reflection optical member provided with an optical interference filter.
FIG. 11 is a diagram showing a wavelength band of incident light of blue light.
FIG. 12 is a graph showing a change in spectral transmittance with respect to a wavelength of blue light for each incident angle.
FIG. 13 is a graph showing the incident angle dependence of the spectral transmittance of blue light for each wavelength.
FIG. 14 is a diagram illustrating a wavelength band of incident light of UV light.
FIG. 15 is a graph showing the change in spectral transmittance with respect to the wavelength of UV light for each incident angle.
FIG. 16 is a graph showing the incident angle dependence of the spectral transmittance of UV light for each wavelength.
FIG. 17 shows an optical element that changes an optical path, an optical element that selects an optical path, a transparent medium u, a transparent medium v, and a transparent medium w on the front side of the total reflection surface in this order. It is a figure which shows the relationship between the incident angle in an interface, and the average refractive index of each medium.
FIG. 18 is a diagram illustrating an incident angle of incident light on an optical element for selecting light.
FIG. 19 is a graph showing the spectral transmittance of an optical element for selecting an optical path for each incident angle with respect to the wavelength of incident light.
FIG. 20 is a diagram showing optical paths inside and outside an optical element for selecting an optical path.
FIG. 21 is a diagram showing an optical element that changes an optical path by refraction, wherein (a) is a porous body, (b) is a prism array, and (c) is a gradient index lens body.
FIG. 22 is a perspective view showing another form of the light modulation section in the flat display element.
23 is a cross-sectional view of the light modulation section shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Organic EL
3 Optical path selection film
4 Buffer layer
5 MEM (Mechanical Electrical Light Modulation) Array
6 color conversion filter
10 Flat display element
20 Substances with different refractive indices
22 Cathode common electrode
24 Organic EL layer
26 Anode electrode (scanning signal electrode)
52 Common electrode
54 Insulation support
56 Moving parts
58 Movable part electrode (electrode for image signal)
62a Blue color filter
62b Green conversion filter
62c Red color conversion filter
64 Transparent substrate
66 Black Matrix
101 Buffer layer
105 Insulating support
111 gap
151 electrode
153 Movable part
157 electrode
161 Flat display element
200 Total reflection optical member
201 Optical elements for changing the optical path
203 Optical element for selecting optical path
205 Transparent medium
207 Transparent medium
209 Total reflection surface
301 Buffer layer
303 Transparent electrode
305 Light-shielding film
307 Insulating film
309 Insulating post
311 Shading plate
313 Light modulator
315 Flat display element
Claims (33)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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