JP2005516239A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

光ガイド（１５）は、ガラス又はプラスチック表面（１４，１６）（基板）の間のグラス又はプラスチックよりも高屈折率を備えた材料（１７）（液体）を有する。一方の基板は、液晶の片面に構造化され（マイクロプリズムのような構造）、実際の光ガイドには属さないので、それは光ガイドの外側面で平坦化され得る。

Description

本発明は、画素の領域に電極が設けられた第１の基板を有する画像表示パネルと、画像表示パネルと対向する出射面、及び、少なくとも一つが光の入射面である複数の端面を有する光導波路を含み、光が光導波路の前記端面に結合され得る照明システムと、を含む表示装置に関する。
画像表示パネルは、（２つの基板の間に）液晶材料又はエレクトロクロミック材料のような電気光学媒体を含む。それはまた、静電気力（可変鏡）に基づくものでもよい。
このような反射型表示装置は、例えば、ラップトップコンピュータ、携帯電話機、個人情報端末などのような携帯型装置に使用される。省エネルギーの観点から、光源は十分な周辺光が存在する場合にはスイッチを切られることが望ましい。
本発明は、また、このような表示装置に使用するための照明システムに関する。
上記のタイプの表示装置は、非特許文献１に記載されている。この文献は、画像表示パネルから離れている第１の主要面の領域に溝構造を有する光導波路を開示する。この溝構造は、光線を画像表示パネルの方向に偏向させるために必要である。この場合の問題は、溝構造が、例えば、反射防止層又はその他の機能層のような更なる層の前記第１の主要面への塗布を困難にさせることである。
「反射型ディスプレイ用の小型前方照明」、ＳＩＤ９６アプリケーションダイジェスト（４３〜４６頁）
本発明の目的は、この問題を解決することである。
上記目的を達成するため、本発明の表示装置によれば、光導波路は２層の光透過層の間に光透過材料を含み、光透過材料は、光透過層の材料よりも高い屈折率を有し、光透過材料と画像表示パネルから離れている方の第１の前記光透過層との間の境界面は構造化されている。
好ましくは、境界面は、鋸歯状の構造又はプリズム構造を有する。
偏光効果を防止するため、光透過材料と光透過層の材料の両方は実質的に光異方性であることが好ましい。
本発明の上記特徴及びその他の特徴は添付図面を参照して説明される。
図は略図であり、縮尺は異なる。対応した部品は、一般的に同じ参照番号が与えられている。
図１に概略的に示された表示装置１は、画像表示パネル２および照明システム８を含む。
画像表示パネル２は、ツイストネマチック（ＴＮ）、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）、又は、強誘電性効果に基づいて２枚の基板３，４の間に液晶材料５を含む。画像表示パネルは、例えば、光反射画素電極６が基板３に設けられている画素のマトリクスを含む。基板４は、光透過性であり、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）から作られた１個以上の光透過性電極７を有する。画素電極は、駆動ユニット９を用いて駆動電圧が供給される接続線６’，７’を介して電圧を供給される。
照明システム８は、光透過材料から作られ、４つの端面１０，１０’を有する光導波路１５を含む。光が一つの端面、例えば、端面１０を介して光導波路１５に結合される光源１２は、この端面に対向して置かれる。光源１２は、例えば、棒状蛍光灯でもよい。光源は、特に、例えば、携帯電話機のような小さい画像表示パネルを有するフラットパネル表示装置の場合には、替りに１個以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成してもよい。さらに、光源１２は取り外し可能でもよい。
光導波路１５の出射面１８は、画像表示パネル２に対向する。光が結合されない透明板の各端面１０’は、必要に応じて、反射板２２が設けられる。このようにして、出射面１８，１８’で結合されず、その結果として、光導波路の中を伝搬し、端面に到達する光は、この端面１０’によって光導波路１５から出ることが阻止される。
光が照明システムの光出力に寄与することなく光導波路１５から出ることを阻止するためランプ１２の光は、例えば出射面１８，１８’に対する入射ビーム１９の角度を、例えば１５度に制限する楔形の光導波路によって、好ましくは、カップリング手段１３を介して光導波路１５に結合される。さらに、この迷光が存在しないので、コントラストが強調される。
本発明によれば、光導波路１５は、図２に示されるように、２層の光透過層（基板）１４，１６の間に光透過材料１７を有する。本例における光透過材料１７は、ＴｉＯ２粒子の懸濁液のような液体であり、透明ガラス層（基板）１４，１６の場合には約１．５である光透過層１４，１６の屈折率よりも高いおよそ２の屈折率をもつ。光透過材料１７と光透過層との間の境界面は、構造化され、例えば、透過層１６に複数の溝を含む。入射光ビーム１９は、これらの溝の表面によって画像表示パネル２の方向へ反射される。
画像表示パネル２での反射後、ビーム１９’は、光導波路の中を伝搬させられ（屈折率の差による屈折は、本実施形態では無視できるとみなされる）、ビューア３０（図１）に達する。
この場合、表面２０は平らであるため、この表面は、反射防止コーティング２３のような更なる層で簡単に覆うことができる。
更なる実施形態（図示せず）では、基板４，１４は、単一基板に一体化される（図３）。この場合、透明性材料１７と前記基板との間に偏光子が存在する。
微細構造を有する基板１６は、ＩＴＯ基板−箔、又は、マイクロ複製された箔でもよい。
本発明の範囲内で複数の変形が可能である。例えば、溝は、効果を高めるため、又は、モアレパターンを防止するため、特殊なパターンを具備してもよい。
画素電極６は光反射型でなくてもよい。他の実施形態では、画素電極は、光透過型ＩＴＯ電極として使用され、ミラーがこれらの電極の裏側に配置される。
特に、フレキシブルディスプレイにおいて、（例えば、ＰＤＬＣのような）電気光学特性を有するポリマー材料が光透過材料として使用されるとき、層１７は、パターン化され、プラスチック基板の間に介挿される。
平坦な表面は、更なる機能の統合を可能にさせる。図３に示された一例では、（層２５として概略的に描かれ、スペーサ２６によって隔離された）タッチセンサは、接着剤２４によって表面２０に固定される。
本発明の権利保護範囲は記載された実施形態に限定されない。本発明は、ありとあらゆる新しい固有の特徴、及び、ありとあらゆる固有の特徴の組み合わせにある。請求項に記載された参照番号は請求項の権利保護範囲を制限しない。「そなえる」という単語の使用は、請求項に列挙されていない要素の存在を除外するものではない。要素の前にある単語「不定冠詞“ａ”と“ａｎ”」の使用は、このような要素が複数個存在することを除外するものではない。
本発明による反射型表示装置の一実施形態の断面図である。 図１の装置で使用される照明システムの一部の略断面図である。 照明システムの別の実施形態の一部の更なる実施形態を示す図である。

Claims (10)

  1. 画素の領域に電極が設けられた第１の基板を有する画像表示パネルと、前記画像表示パネルと対向する出射面、及び、少なくとも一つが光の入射面である複数の端面を有する光導波路を含み、光を前記光導波路の前記端面に結合させることが可能である照明システムと、
    を含む表示装置であって、
    前記光導波路は、２層の光透過層の間に、前記光透過層の材料よりも高い屈折率を持つ光透過材料をそなえ、
    前記光透過材料と、前記光透過層のうち前記画像表示パネルから離れている方の第１の光透過層との間の境界面は構造化されている、
    表示装置。
  2. 請求項１に記載の表示装置において、
    前記光透過材料と前記光透過層の材料は、共に実質的に光異方性である表示装置。
  3. 請求項１に記載の表示装置において、
    前記第１の光透過層は、前記境界面で構造化されている表示装置。
  4. 請求項１に記載の表示装置において、
    前記境界面は、鋸歯状の構造又はプリズム構造を有する表示装置。
  5. 請求項１又は２記載の表示装置において、
    前記光透過材料は液体であり、
    前記光透過層の材料は、ガラス、水晶又は合成材料である、
    表示装置。
  6. 出射面及び複数の端面を有し、前記端面のうちの少なくとも一つは対向した位置にある光の入射面である、光透過材料の光導波路を含み、光を前記光導波路の前記端面に結合することが可能である照明システムであって、
    前記光導波路は、２層の光透過層の間に、前記光透過層の材料よりも高い屈折率をもつ光透過材料をそなえ、
    前記光透過材料と、前記光透過層のうち前記画像表示パネルから離れている方の第１の光透過層との間の境界面は構造化されている、
    照明システム。
  7. 請求項６に記載の照明システムにおいて、
    前記光透過材料と前記光透過層の材料は共に実質的に光異方性である照明システム。
  8. 請求項６に記載の照明システムにおいて、
    前記光透過層の一方は前記境界面で構造化されている照明システム。
  9. 請求項６に記載の照明システムにおいて、
    前記境界面は鋸歯状の構造又はプリズム構造を有する照明システム。
  10. 請求項６に記載の照明システムにおいて、
    前記光透過材料は液体であり、
    前記光透過層の材料は、ガラス、水晶又は合成材料である、
    照明システム。
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