JP2005316274A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすること。
【解決手段】複数の光導波路20X1〜20X4と複数の光導波路20Y1〜20Y3とがXY直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクス20と、複数の光導波路20X1〜20X4を光でそれぞれ走査するLED30X1〜30X4と、複数の光導波路20Y1〜20Y3を光でそれぞれ走査するLED30Y1〜30Y3と、光導波路マトリクス20における各交点に対応する散乱部2011〜2043からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示する表示パネル40とを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】複数の光導波路20X1〜20X4と複数の光導波路20Y1〜20Y3とがXY直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクス20と、複数の光導波路20X1〜20X4を光でそれぞれ走査するLED30X1〜30X4と、複数の光導波路20Y1〜20Y3を光でそれぞれ走査するLED30Y1〜30Y3と、光導波路マトリクス20における各交点に対応する散乱部2011〜2043からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示する表示パネル40とを備えている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、表示装置に関するものであり、特に、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができる表示装置に関するものである。
従来より、代表的な直視型の表示装置には、液晶パネル、プラズマ・ディスプレイ・パネル、EL(Electronic Luminescent)パネル等が用いられている。これらの表示装置では、X軸、Y軸に走査する二次元の走査手段により、パネル上のいずれかの画素を特定した後、この画素をオン/オフすることにより、画像をドット表示している。
ここで、上記走査手段は、複数のメタル配線(導電線)をストライプ状に配設したものをXY直交させてマトリクス状としたものと、各交点に設けられた複数の画素スイッチとを備え、選択した画素スイッチをオン/オフしている。
また、表示装置における表示面積の大型化に伴って、メタル配線の線路長が長くなるため、インダクタンス成分およびキャパシタンス成分が増大し、過渡応答特性が悪化するという問題があった。そこで、従来では、表示パネルをレーザ光で走査するという光書き込みが可能な表示装置が提案されている(特許文献1参照)。
ところで、従来の表示装置(特許文献1)では、レーザ光で走査する場合、通常、ミラースキャナやポリゴンミラー等によりレーザビームをXY方向に走査し、光書き込みを行う方法が考えられる。しかしながら、従来の表示装置においては、表示面積を大きくした場合でも過渡応答特性が向上する一方、表示パネル全体を走査するためにレーザ発生器と表示パネルとの間の投射距離を長くする必要、すなわち大きな空間が必要であり、おのずと装置が大型化するという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができる表示装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の第1光導波路と複数の第2光導波路とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクスと、前記複数の第1光導波路を光でそれぞれ走査する第1光走査手段と、前記複数の第2光導波路を光でそれぞれ走査する第2光走査手段と、前記光導波路マトリクスにおける各交点からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、複数の第1光導波路と複数の第2光導波路とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクスを設け、複数の第1光導波路および複数の第2光導波路の双方を光で走査し、光導波路マトリクスにおける各交点からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示手段に表示させることとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるという効果を奏する。
また、本発明は、上記発明において、前記複数の第1光導波路および前記複数の第2光導波路は、光ファイバであることを特徴とする。
本発明によれば、複数の第1光導波路および複数の第2光導波路を光ファイバとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるとともに、製作を容易にすることができるという効果を奏する。
また、本発明は、上記発明において、前記複数の第1光導波路において前記各交点に対応する部分には、前記表示手段に照射すべき光を取り出すための散乱部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の第1光導波路において各交点に対応する部分に、表示手段に照射すべき光を取り出すための散乱部が形成することとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるという効果を奏する。
また、本発明は、上記発明において、前記表示手段は、前記しきい値以上の光により発光するエレクトロ・ルミネッセンス層を有することを特徴とする。
本発明によれば、しきい値以上の光により発光するエレクトロ・ルミネッセンス層を有することとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるという効果を奏する。
また、本発明は、複数の光導波路と、複数のメタル配線とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路−メタル配線マトリクスと、前記複数の光導波路を光でそれぞれ走査する光走査手段と、前記複数のメタル配線を電圧でそれぞれ走査する電圧走査手段と、前記光導波路−メタル配線マトリクスの各交点に設けられ、前記光および前記電圧に基づいて駆動制御される複数の液晶画素と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、複数の光導波路と、複数のメタル配線とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路−メタル配線マトリクスを設け、光および電圧で走査し、液晶画素を駆動することとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるという効果を奏する。
また、本発明は、上記発明において、前記複数の光導波路と前記複数のメタル配線との各交点に設けられ、前記複数の液晶画素に接続された複数の光検出手段を備え、前記複数の光導波路において各交点に対応する部分には、伝搬光の一部を各光検出手段へ照射するための散乱部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の光導波路と、複数のメタル配線とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路−メタル配線マトリクス、複数の光検出手段を設け、光および電圧で走査し、液晶画素を駆動することとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる表示装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、本発明にかかる実施例1の構成を説明する斜視図である。同図には、X軸およびY軸の双方を光で走査することにより、画像をドット表示させる表示装置10が図示されている。表示装置10において、光導波路マトリクス20は、光書き込みによる走査手段であり、図2に示したように、X軸に対応する光導波路20X1〜20X4と、Y軸に対応する光導波路20Y1〜20Y3とがXY直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる。また、光導波路20X1〜20X4と光導波路20Y1〜20Y3との各交点は、表示装置10における各画素に対応している。これらの光導波路20X1〜20X4および光導波路20Y1〜20Y3は、ガラス、シリコン等の基板をエッチングして形成された空洞または透明部に対応している。
LED(Light Emitting Diode)30X1〜30X4は、光導波路20X1〜20X4に対応して配設されており、制御部(図示略)の制御に基づいて、光導波路20X1〜20X4の各一端面に向けて走査光を発光する。同様にして、LED30Y1〜30Y3は、光導波路20Y1〜20Y3に対応して配設されており、制御部(図示略)の制御に基づいて、光導波路20Y1〜20Y3の各一端面に向けて走査光を発光する。
また、光導波路20X1〜20X4において、各交点に対応する表面には、略凸形状(または、略凹形状)の散乱部が形成されている。例えば、光導波路20X1においては、光導波路20Y1〜20Y3との3つの交点に対応する表面に散乱部2011〜2013がそれぞれ形成されている。以下同様にして、光導波路20X4においては、光導波路20Y1〜20Y3との3つの交点に対応する表面に散乱部2041〜2043がそれぞれ形成されている。
これらの散乱部は、表面光を取り出す役目をしている。すなわち、図3に示したように、LED30X1で発光された走査光は、光導波路20X1の一端面より入射した後、伝搬光PX1として光導波路20X1を伝搬する。一方、LED30Y1(図2参照)で発光された走査光は、光導波路20Y1の一端面に入射した後、伝搬光として光導波路20Y1を伝搬し、表面から光導波路20X1にエバネッセント光PY1(近接場光)がしみ出す。これにより、散乱部2011からは、伝搬光PX1の一部とエバネッセント光PY1とが合成された表面光P11が出射する。
図1に戻り、表示パネル40は、光導波路マトリクス20と近接した状態で設けられており、各画素(散乱部2011〜2043)に応じたドット画像を表示するためのパネルである。具体的には、表示パネル40は、各散乱部からの光の光量がしきい値以上である場合に、ドット画像として発光する。この表示パネル40には、電圧Vが印加されている。具体的には、表示パネル40は、図4に示したように、導電率可変層41、有機EL層42および透明電極層43が、ガラス基板(図示略)上に積層されてなる。
導電率可変層41は、例えば、アモルファスシリコン、感光性有機膜等から構成されており、照射される光の光量に応じて、導電率が変化するという電気的特性を備えている。例えば、光が照射されない場合、すなわち、光量が0である場合、導電率可変層41の導電率は、ほぼ0(言い換えれば、抵抗値が無限大)となる。一方、導電率可変層41に光を照射すると、導電率可変層41の導電率は、光量に応じて大きくなる(言い換えれば、抵抗値が小さくなる)。このように、導電率可変層41は、照射される光に応じて抵抗値が変化する可変抵抗と考えることができる。
有機EL層42は、図6に示したように発光ダイオードと同様に不感帯を有しており、不感帯に対応するしきい値以上の光が表示パネル40の各散乱部から照射された場合に発光する機能を備えている。表示パネル40からの光量をEとすると、図6に示した特性となる。すなわち、不感帯では、有機EL層42は、発光しない。図4に戻り、透明電極層43は、有機EL層42の表面に蒸着して形成した透明な電極層である。図5は、図4に示した表示パネル40の等価回路を示す図である。同等価回路においては、導電率可変層41(図4参照)に対応する可変抵抗41’と、有機EL層42(図4参照)に対応する発光ダイオード42’とが直列接続されており、これらに電圧Vが印加されている。
つぎに、実施例1の動作について説明する。以下では、図1に示した散乱部2011に対応するドット画像を表示パネル40に表示させる場合について説明する。この場合、制御部(図示略)は、LED30X1およびLED30Y1を駆動する。これにより、LED30X1で発光された走査光は、光導波路20X1の一端面より入射した後、伝搬光PX1として光導波路20X1を伝搬する。
一方、LED30Y1で発光された走査光は、光導波路20Y1の一端面に入射した後、伝搬光として光導波路20Y1を伝搬し、表面から光導波路20X1にエバネッセント光PY1(近接場光)がしみ出す。これにより、散乱部2011からは、伝搬光PX1の一部とエバネッセント光PY1とが合成された表面光P11が導電率可変層41に照射される。なお、表面光P11は、有機EL層42が発光する条件であるしきい値以上の光量を有している。
導電率可変層41では、表面光P11により抵抗値が小さくなる。これにより、有機EL層42においては、散乱部2011に対応する画素部分が発光し、光P11’が照射される。この光P11’は、ドット画像である。なお、図1に示した光導波路20X1においては、散乱部2012および散乱部2013からも表面光が導電率可変層41に照射される、しかしながら、いすれの表面光も、表面光P11のようにエバネッセント光の成分が含まれていないため、有機EL層42が発光する条件であるしきい値未満の光量とされているため、対応する画素部分が発光しない。
なお、実施例1においては、表示パネル40の有機EL層42が有する不感帯(図6参照)を利用して、ドット画像を表示させる構成例について説明したが、表示パネル40に代えて、しきい値以上の光が入射された場合に発光する発光素子を散乱部2011〜2043に設ける構成例としてもよい。
以上説明したように、実施例1によれば、複数の光導波路20X1〜20X4と複数の光導波路20Y1〜20Y3とが直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクス20を設け、複数の光導波路20X1〜20X4および光導波路20Y1〜20Y3の双方を光で走査し、光導波路マトリクス20における各交点からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示パネル40に表示させることとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができる。
さて、前述した実施例1では、図1に示した光導波路マトリクス20を用いて、X軸およびY軸の双方を光で走査することにより、表示パネル40で画像をドット表示させる構成例について説明したが、光導波路マトリクス20に代えて、図7および図10に示した光ファイバ布50を用いる構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施例2として説明する。
図10に示した光ファイバ布50は、略直交する方向に光学繊維である光ファイバ50X1〜50X4と、光ファイバ50Y1〜50Y3とを、図7に示したように、糸で布を織るように交互に織られてなる。ここで、光ファイバ50X1〜50X4は、光導波路20X1〜20X4(図2参照)に対応しており、光を伝搬させる。光ファイバ50Y1〜50Y3は、光導波路20Y1〜20Y3に対応しており、光を伝搬させる。
また、光ファイバ50X1〜50X4と光ファイバ50Y1〜50Y3との各交点は、各画素に対応している。光ファイバ50X1〜50X4には、LED30X1〜30X4(図2参照)が配設されている。これらのLED30X1〜30X4は、実施例1と同様にして、制御部(図示略)の制御に基づいて、光ファイバ50X1〜50X4の各一端面に向けて走査光を発光する。同様にして、光ファイバ50Y1〜50Y3には、LED30Y1〜30Y3(図2参照)が配設されている。これらのLED30Y1〜30Y3も、実施例1と同様にして、制御部(図示略)の制御に基づいて、光ファイバ50Y1〜50Y3の各一端面に向けて走査光を発光する。
また、図10に示した光ファイバ布50において、各交点に対応する表面には、マトリクス状に散乱部5011〜5013、・・・、5041〜5043が形成されている。これらの散乱部5011〜5013、・・・、5041〜5043は、研磨により形成される。すなわち、図8に示したように散乱部が形成されていない光ファイバ布50’の全体をブラックコートし、片面を深く研磨してシリンドリカルレンズとした後、図9に示したようにもう片面を浅く研磨し露出させることにより、散乱部5011、5012、・・・がそれぞれ形成される。
これらの散乱部5011〜5013、・・・、5041〜5043は、実施例1で説明した散乱部2011等(図4参照)と同様にして、表面光を取り出す役目をしている。例えば、図7に示した光ファイバ50X1の伝搬する伝搬光の一部は、エバネッセント光として光ファイバ50Y1にしみ出す。これにより、光ファイバ50Y1を伝搬する伝搬光の一部と、上記エバネッセント光とが合成された表面光が、散乱部5011より表示パネル40(図1参照)の導電率可変層41に照射され、実施例1と同様にして、散乱部5011に対応する有機EL層42の部分が発光する。
以上説明したように、実施例2によれば、複数の光ファイバ50X1〜50X4と複数の光ファイバ50Y1〜50Y3からなる光ファイバ布50を用いたので、実施例1と同様にして、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができるとともに、製作を容易にすることができる。
さて、前述した実施例1では、図1に示した光導波路マトリクス20を用いて、X軸およびY軸の双方を光で走査することにより、有機EL層42を有する表示パネル40で画像をドット表示させる構成例について説明したが、表示パネル40に代えて、液晶を用いて画像をドット表示させる構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施例3として説明する。
図11は、本発明にかかる実施例3の構成を説明する斜視図である。同図には、X軸を光で走査する一方、Y軸を電圧印加により走査することにより、液晶に画像をドット表示させる表示装置60が図示されている。表示装置60において、光導波路−メタル配線マトリクス70は、光と電圧とを併用した走査手段であり、図12に示したように、X軸に対応する光導波路70X1〜70X4と、Y軸に対応するメタル配線70Y1〜70Y3とがXY直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる。また、光導波路70X1〜70X4とメタル配線70Y1〜70Y3との各交点は、表示装置60における各画素に対応している。これらの光導波路70X1〜70X4は、光導波路20X1〜20X4(図2参照)と同様にして、ガラス、シリコン等の基板をエッチングして形成された空洞または透明部に対応している。
LED80X1〜80X4は、光導波路70X1〜70X4に対応して配設されており、制御部(図示略)の制御に基づいて、光導波路70X1〜70X4の各一端面に向けて走査光を発光する。液晶画素7111〜7113、・・・、7141〜7143は、光導波路70X1〜70X4とメタル配線70Y1〜70Y3で囲まれた矩形部分にそれぞれ形成されており、印加される電圧に応じてドット画像を表示する素子である。
フォトダイオード7211〜7213、・・・、7241〜7243は、光導波路70X1〜70X4とメタル配線70Y1〜70Y3との各交点にそれぞれ形成されており、光導波路70X1〜70X4を伝搬する光に応じてオン/オフされる。なお、光導波路70X1〜70X4の交点に対応する部分には、フォトダイオード7211〜7213、・・・、7241〜7243へ伝搬光の一部を照射する散乱部等が形成されている。
図13は、図12に示した光導波路−メタル配線マトリクス70の等価回路を示す図である。同図に示したように、液晶画素7111には、コンデンサ7311が並列接続されている。また、液晶画素7111には、フォトダイオード7211を介して、メタル配線70Y1から電圧が印加される。
つぎに、実施例3の動作について説明する。以下では、図11に示した液晶画素7111にドット画像を表示させる場合について説明する。この場合、制御部(図示略)は、LED80X1を駆動するとともに、メタル配線70Y1に電圧を印加する。これにより、LED80X1で発光された走査光は、図13に示した光導波路70X1の一端面より入射した後、伝搬光として光導波路70X1を伝搬する。
そして、伝搬光の一部は、漏れ光P’’としてフォトダイオード7211に入射される。これにより、フォトダイオード7211は、オフからオンとされ、メタル配線70Y1と液晶画素7111との間が導通し、液晶画素7111に電圧が印加される。これにより、液晶画素7111には、ドット画像が表示される。なお、実施例1〜3においては、走査光として可視光(赤外線を除く)、紫外線を用いることができる。
以上説明したように、実施例3によれば、複数の光導波路70X1〜70X4と、複数のメタル配線70Y1〜70Y3とが直交をなすようにマトリクス状に配置されてなる光導波路−メタル配線マトリクス70を設け、光および電圧で走査し、液晶画素7111〜7143を駆動することとしたので、表示面積を大きくした場合であっても過渡応答特性を向上させつつ装置を小型にすることができる。
以上のように、本発明にかかる表示装置は、表示面積の大型化と過渡応答特性の向上に対して有用である。
10 表示装置、20 光導波路マトリクス、40 表示パネル、50 光ファイバ布、60 表示装置、70 光導波路−メタル配線マトリクス
Claims (6)
- 複数の第1光導波路と複数の第2光導波路とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路マトリクスと、
前記複数の第1光導波路を光でそれぞれ走査する第1光走査手段と、
前記複数の第2光導波路を光でそれぞれ走査する第2光走査手段と、
前記光導波路マトリクスにおける各交点からしきい値以上のレベルの光が照射された場合、当該交点に対応するドット画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする表示装置。 - 前記複数の第1光導波路および前記複数の第2光導波路は、光ファイバであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記複数の第1光導波路において前記各交点に対応する部分には、前記表示手段に照射すべき光を取り出すための散乱部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 前記表示手段は、前記しきい値以上の光により発光するエレクトロ・ルミネッセンス層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の表示装置。
- 複数の光導波路と、複数のメタル配線とが交差するようにマトリクス状に配置されてなる光導波路−メタル配線マトリクスと、
前記複数の光導波路を光でそれぞれ走査する光走査手段と、
前記複数のメタル配線を電圧でそれぞれ走査する電圧走査手段と、
前記光導波路−メタル配線マトリクスの各交点に設けられ、前記光および前記電圧に基づいて駆動制御される複数の液晶画素と、
を備えたことを特徴とする表示装置。 - 前記複数の光導波路と前記複数のメタル配線との各交点に設けられ、前記複数の液晶画素に接続された複数の光検出手段を備え、前記複数の光導波路において各交点に対応する部分には、伝搬光の一部を各光検出手段へ照射するための散乱部が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
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WO2008078494A1 (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Stanley Electric Co., Ltd. | 画像表示装置 |
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2004
- 2004-04-30 JP JP2004135931A patent/JP2005316274A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |