JP2009217184A - Back light device and display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に適したバックライト装置に関し、特に、入力映像信号により輝度変調が可能な照明光源システムと、そのR、G、B等のカラー出力光を、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力・照射し、線順次走査等によりLCD表示装置等を照明するためのバックライト装置に関する。 The present invention relates to a backlight device suitable for a display device, and in particular, an illumination light source system capable of modulating luminance by an input video signal, and its color output light such as R, G, B, etc. constitute a predetermined horizontal scanning line. The present invention relates to a backlight device for illuminating an LCD display device or the like by outputting and irradiating pixels to be illuminated and performing line sequential scanning or the like.
近年、種々の表示装置において、LCD型のディスプレイが盛んに用いられている。大画面のLCD表示装置では、そのバックライトとして、直径2〜3mm程度の極細の蛍光管を例えば数十本程度並べたものや、LEDを例えば数千個並べたものなどが使用されている。以下に、このような表示装置のバックライト装置について説明する。
(1)蛍光管を用いたバックライト装置の原理は、約20kV程度の高圧パルス放電により発生した紫外線が管内の蛍光体に衝突し、白色の可視光に変換される物理化学現象を利用したものであり、バックライト光源は常時点灯している。特に、黒表示においてはLCDへの光漏れがあり、コントラスト低下の一因になっている。また、コントラスト低下防止のために、画面上の領域毎に蛍光管の明るさを調整するなどの工夫もあり、これも実用化されている。
(2)LEDバックイライトの原理は、RGBのLED光を合成し白色光を生成するもので、常時点灯タイプの他に、動きの早い画像の横尾引き対策として、点灯制御するもの等が実用化されている。いずれの場合も、各LED素子の明るさを常時監視し、安定した色温度と面ムラの管理・調整とが行われているが、この管理・調整が極めて重要な課題となっていることは周知である。
(3)光出射方向を、光スイッチ機能部を用いて、入射方向に対して90度だけ曲げる方法を用いた技術として、例えば、下記の特許文献2に記載の技術がある。
In recent years, LCD displays have been actively used in various display devices. In a large-screen LCD display device, as the backlight, for example, about several tens of ultra-fine fluorescent tubes having a diameter of about 2 to 3 mm, or several thousands of LEDs are arranged. Hereinafter, a backlight device of such a display device will be described.
(1) The principle of a backlight device using a fluorescent tube is based on a physicochemical phenomenon in which ultraviolet rays generated by a high-pressure pulse discharge of about 20 kV collide with a phosphor in the tube and are converted into white visible light. The backlight light source is always on. In particular, in black display, light leaks to the LCD, which contributes to a decrease in contrast. In addition, in order to prevent a decrease in contrast, there is a device such as adjusting the brightness of the fluorescent tube for each region on the screen, which has been put into practical use.
(2) The principle of LED back lighting is to combine white LED light and generate white light. In addition to the always-on type, LED lighting control has been put into practical use as a countermeasure against horizontal tailing of fast-moving images. Has been. In either case, the brightness of each LED element is constantly monitored, and stable color temperature and surface unevenness management / adjustment are performed. However, this management / adjustment is an extremely important issue. It is well known.
(3) As a technique using a method of bending the light emitting direction by 90 degrees with respect to the incident direction using an optical switch function unit, for example, there is a technique described in
特許文献2の光スイッチ機能部は、図8に示すように、光路中に光線方向変更部材201を有しており、この光線方向変更部材201は、金属材料、高分子材料、無機材料などの導電性を有する材料であって湾曲可能な膜や薄膜を利用することができる。光線方向変更部材201としては、例えば、TiNiの薄膜を使用し、薄膜の厚さを4μmとしているものがある。薄膜の少なくとも片面を鏡面にして反射部とする。TiNi合金の薄膜は耐食性を有し、軟らかく、塑性変形を受け難い超弾性を有する。TiNi合金の薄膜は、形状記憶合金として機能するため、湾曲の状態を記憶でき、停電時にもそれまでの状態を保持できる。
As shown in FIG. 8, the optical switch function unit of
一方、引付部204(3,4)・205(5,6)は、上記、光線方向変更部材201を引き付けることができるものである。例えば、2つの引付部204(3,4)・205(5,6)を対向して配置し、2つの引付部204(3,4)・205(5,6)間に画定される空間内に上記の光線方向変更部材201を配置する。引付部204(3,4)・205(5,6)は、光線方向変更部材201を引き付ける引付手段(アクチュエータ:3〜6)を備えている。
On the other hand, the attracting portions 204 (3, 4) and 205 (5, 6) can attract the light beam
この引付手段3〜6は、光線方向変更部材201を引き付けることができるものであればよく、例えば、電場、磁場、空気などの手段を利用して引きつけることができる。引付手段3〜6が電場を利用する場合に、一対の各引付部204・205に光線方向変更部材201の長手方向に沿って多数の電極Dを並べて配置する。
The attracting
例えば、多数の平行な電極Dは、入射光線の方向に沿って並べる。電極Dの個数に関する密度に依存して、光線方向変更部材201の湾曲部(傾斜部)の最小移動距離が決まる。電極Dに電圧、例えば500V(上記TiNi合金の薄膜を用い、引付部間の距離1mmとした場合の例)を印加し、光線方向変更部材201をアースするにより、光線方向変更部材201に静電引力が発生し、光線方向変更部材201を電気的に電極Dに吸引することができる。電極Dを使用する場合に、電極Dと光線方向変更部材201との間を絶縁するために非接触層(絶縁層)9を、電極Dと光線方向変更部材201との間に配置する。また、吸引手段3〜6と光線方向変更部材201との直接の接触が好ましくない場合も、これらの間に非接触層を配置するのが良い。吸引に空気を使用する場合には、引付部204・205に、光線方向変更部材201を吸引するための吸引器を配列すれば、光線方向変更部材201を引付部204・205に吸引することができる。
For example, a large number of parallel electrodes D are arranged along the direction of incident light. Depending on the density related to the number of electrodes D, the minimum moving distance of the curved portion (tilted portion) of the light beam
その他、磁場を利用する場合には、例えば光線方向変更部材201又は引付部204・205の少なくとも一方に、磁石或いは他の磁性体を取り付ける方法を用いても良い。その場合には、磁石或いは他の磁性体を吸引するため又は離すために、電磁誘導を発生させるための装置を配置するのが好ましい。電磁誘導を発生するための装置は、例えば引付部204・205に取り付けると良いが、必要に応じて光線方向変更部材201に又は、それと引付部204・205との両方に取り付けても良い。少なくとも一方に磁石を取り付け、他方に磁石或いは他の磁性体を取り付けると、自己保持機能を持たせることができ、例えば、通電などの外部エネルギーを与えることなく前の状態を保持することができる。自己保持機能が不要であれば、一方に磁石以外の磁性体を取り付け、他方に電磁誘導を発生する装置を取り付ければ良い。
In addition, when using a magnetic field, you may use the method of attaching a magnet or another magnetic body to at least one of the beam
引付部204・205は、光線が通過する個所に光線が透過できる透過部を形成する。透過部は、例えばITOやガラスなどの透明部材を使用でき、また、引付部204・205に光線が通過できる空間を提供することができる。これにより、所望の箇所から光を出射させることができる。
The attracting
また、特許文献1に記載の表示装置は、以下のように構成されている。すなわち、表示装置において、光透過散乱型パネルは、表面基板と、表面基板とある間隔を開けて対向配置される背面基板と、表面基板と背面基板との間に設けられる封止材と、により画定される空間内に光透過散乱型液晶を注入し収容した光透過散乱型LCDパネルと、封止材を貫通する開口部と、開口部に対して信号光を入射できる位置に水平画素数分だけ配置された多数の信号光源と、を有している。これらの信号光源からの偏光光を、印加電圧により、光を透過、散乱、反射させる切替を行うことができる液晶素子により、効率良く画素表示させることができる。
Further, the display device described in
図20は、従来のLCD用バックライト装置の一構成例を示す断面図であり、図20に示すように、反射板付き蛍光管ユニットの上に図示しない輝度向上フィルムと拡散板を配置したものが一般的である。その上に偏光板を貼合したカラーフィルタ内蔵の多数の画素を含むLCDパネルが配置される。蛍光管からの光は、上記の構造を透過し、LCDに入力された映像信号強度により輝度変調され、LCDパネル面から出力されるようになっている。 FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional LCD backlight device, in which a brightness enhancement film and a diffusion plate (not shown) are arranged on a fluorescent tube unit with a reflector as shown in FIG. Is common. An LCD panel including a large number of pixels with a built-in color filter on which a polarizing plate is bonded is disposed. The light from the fluorescent tube passes through the above structure, and is modulated in luminance by the video signal intensity input to the LCD, and is output from the LCD panel surface.
この構造によれば、映像信号が黒レベルの場合においてもバックライトは常時点灯しているため、LCDパネルからの光漏れに起因する表示のコントラスト低下の一因になっている。このことは周知である。 According to this structure, the backlight is always lit even when the video signal is at the black level, and this causes a reduction in display contrast due to light leakage from the LCD panel. This is well known.
また、動きの早い映像に対しては、LCDのレスポンス不足により横尾引きと言う残像現象が現れることも周知である。 Also, it is well known that an afterimage phenomenon called horizontal tailing appears due to insufficient response of the LCD for a fast moving image.
また、LCDに入射するバックライト光は、散乱光のため、殆ど透過せずに途中で反射・迷光し、トータル光効率が3〜4%程度という低効率であることも知られている。 Further, it is also known that the backlight light incident on the LCD is scattered light, so that it hardly reflects through and is reflected / stray light on the way, and the total light efficiency is as low as about 3 to 4%.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コントラスト性能を向上し、動きの早い映像にも輝度制御がしやすく、高効率なバックライト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly efficient backlight device that improves contrast performance, facilitates brightness control even for fast moving images.
また、本発明は、1台で2枚のLCDパネルにバックライト機能を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a backlight function for two LCD panels.
本発明の一観点によれば、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過画素領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a first substrate, a second substrate that is spaced apart from the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate And a light guide mechanism provided in a space formed between them, and a backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate. The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first plurality of transparent electrodes arranged on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. An electrode and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrode, and the second substrate is provided on the first substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of second electrodes that form an electrode pair with the first plurality of electrodes, and the second plurality of electrodes. And a second insulator film provided on the first substrate side, and
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. First extending in the same direction as the plurality of first and second electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes. And an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and a second region in surface contact with the second insulator film surface, A plurality of first diffraction gratings are provided on the surface of the first substrate to have a strip-like thin film electrode having a light reflection function, and are arranged on the first substrate based on an input video signal By turning on and off the light transmission / scattering liquid crystal panel, the position of the transmissive pixel is aligned in the column direction. A first voltage control mechanism that can move the first electrode, and a voltage applied to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in the column direction. A second voltage control mechanism capable of being arranged between the insulator films disposed on the first substrate and the second substrate serving as the light guide mechanism in a position for introducing polarized light in the column direction. A light source system including a light source that introduces light in a first direction; a polarized pixel light from the light source; a transmission pixel region of the light transmission / scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism; And a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism so that the regions are formed at the same position. A backlight device is provided.
この構成によれば、第1の回折格子により、傾斜面で反射する光を0次反射させるとともに、傾斜面よりも入射側の前記第2の基板面上においても、入射光をガイドする過程で0次反射させることで、光の導入過程における利用効率を高めることができる。 According to this configuration, in the process of guiding the incident light on the second substrate surface on the incident side with respect to the inclined surface, the first diffraction grating causes the light reflected on the inclined surface to be zero-order reflected. By using the 0th order reflection, the utilization efficiency in the light introduction process can be increased.
また、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極とを有し、入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。第2の回折格子により、傾斜面よりも入射側の前記第1の基板面上において入射光をガイドする過程で0次反射させることで、光の導入過程における利用効率を高めることができる。 Further, in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate includes the first substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, a plurality of transparent first electrodes provided on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and the electrodes A first insulator film provided on a second substrate side, and the second substrate is provided on the first substrate side and is arranged side by side in a pixel column direction. A plurality of second electrodes forming electrode pairs with the plurality of electrodes; and the first substrate of the second plurality of electrodes. The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between the first substrate and the insulator film provided on the second substrate. Extending in the same direction as the first and second electrodes provided on the first substrate and the second substrate, respectively, and applied to the first and second electrodes. A first region in surface contact with the first insulator film surface by a voltage; a second region in surface contact with the second insulator film surface; and the first region and the second region. And a strip-shaped thin-film electrode having a light reflecting function by having an inclined surface that is inclined with respect to the substrate surface therebetween, and the light transmission disposed on the first substrate based on an input video signal The orientation of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the scattering type liquid crystal panel, and the position of the transmissive pixel in the column direction. And a position where the second diffraction grating is formed, a voltage is applied to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes, and the thin film electrode A second voltage control mechanism capable of moving the inclined portion in the column direction, and the column direction between insulator films disposed on the first substrate and the second substrate as the light guide mechanism. And a light source system including a light source that is disposed at a position where polarized light is introduced and that introduces light in a first direction, and the light transmission / scattering type liquid crystal panel that transmits polarized light from the light source by the first voltage control mechanism Of the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism are synchronized so that the transmission region and the region forming the inclined portion are formed at the same position. And a back comprising the control unit A light device is provided. The second diffraction grating allows zero-order reflection in the process of guiding incident light on the first substrate surface closer to the incident side than the inclined surface, thereby increasing the utilization efficiency in the light introduction process.
また、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。 Further, in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate includes the first substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, a plurality of transparent first electrodes provided on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and the electrodes A first insulator film provided on a second substrate side, and the second substrate is provided on the first substrate side and is arranged side by side in a pixel column direction. A plurality of second electrodes forming electrode pairs with the plurality of electrodes; and the first substrate of the second plurality of electrodes. The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between the first substrate and the insulator film provided on the second substrate. Extending in the same direction as the first and second electrodes provided on the first substrate and the second substrate, respectively, and applied to the first and second electrodes. A first region in surface contact with the first insulator film surface by a voltage; a second region in surface contact with the second insulator film surface; and the first region and the second region. A strip-shaped thin-film electrode having a light reflecting function by providing a plurality of first diffraction gratings on the surface on the first substrate side. The light transmission / scattering liquid crystal panel disposed on the first substrate is turned on / off based on an input video signal. The first voltage control mechanism capable of controlling the orientation of the liquid crystal according to the position and moving the position of the transmissive pixel and the position where the second diffraction grating is formed in the column direction, the first plurality of electrodes, A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to a plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction; the first substrate as the light guide mechanism; A light source system including a light source disposed in a position for introducing polarized light between the insulator films disposed on the second substrate in the column direction and introducing light in the first direction; and polarized light from the light source And the first voltage control mechanism so that the transmission region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. Voltage application timing with the second voltage control mechanism There is provided a backlight device comprising a synchronization control unit for synchronizing the synchronization.
前記第1の回折格子と前記第2の回折格子とにより、光のガイド過程と反射時とにおける光の利用効率を高めることができる。 The first diffraction grating and the second diffraction grating can increase the light use efficiency in the light guiding process and during reflection.
前記第1の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶基板とにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する。前記光源システムから前記第1の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させる。前記第2の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第1の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させる。 The first voltage control mechanism is configured to obtain a plurality of electro-optical characteristics in each of a plurality of stripe-shaped liquid crystal layers defined by the thin film electrode and the light transmission / scattering type liquid crystal substrate. On / off control of the voltage applied to the electrode. The light transmission / scattering liquid crystal material is controlled by turning on / off a voltage between electrodes in the light transmission / scattering type liquid crystal substrate by controlling a polarization direction of light introduced from the light source system in the first direction. The light is emitted from a predetermined pixel based on the scattering. The second voltage control mechanism drives the thin film electrode, controls the direction of polarized light introduced from the light source system in the first direction, and inputs it to the pixel of the light transmission / scattering type liquid crystal.
尚、前記光源システムの出力光がs偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し垂直の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対し平行になるように配置することにより、前記光源からの光が前記第1の基板と第2の基板との間を伝搬して行く。前記光源システムの出力光がp偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し平行の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対して平行または所定の角度で反射するように配置することにより、前記光源からの光が前記第1の基板と第2の基板との間を伝搬して行く。所定の角度で反射するとは、好ましくは、全反射する臨界角より基板との成す角度が小さいことが好ましいが、多少の透過は許容できる。 When the output light of the light source system is s-polarized light, the polarization axis of the output light and the polarization axis of the light transmission / scattering type liquid crystal are in a position perpendicular to the incident surface, and the output light is the liquid crystal The light from the light source propagates between the first substrate and the second substrate by being arranged so as to be parallel to the long axis of the first substrate. When the output light of the light source system is p-polarized light, the polarization axis of the output light and the polarization axis of the light transmission / scattering type liquid crystal are in a position parallel to the incident surface, and the output light is the length of the liquid crystal. By arranging so as to be parallel to the axis or to be reflected at a predetermined angle, the light from the light source propagates between the first substrate and the second substrate. Reflecting at a predetermined angle is preferably such that the angle formed with the substrate is smaller than the critical angle for total reflection, but some transmission is acceptable.
前記薄膜状電極と前記第1の基板及び前記第2の基板に配置された前記第1の複数電極及び第2の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第1の複数電極及び第2の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することができる。前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、p偏光又はs偏光に片偏光化する機構を有するものである。 By the respective applied voltages through the respective insulator films between the first plurality of electrodes and the second plurality of electrodes disposed on the thin film electrode and the first substrate and the second substrate, The position of the inclined portion of the thin film electrode is changed by tilting the thin film electrode at a predetermined angle and changing the position where the voltage is applied to the first and second electrodes. Can be adjusted. The light source has a mechanism for converting the light flux of the light source into a rectangular shape and a flat shape and unipolarizing into p-polarized light or s-polarized light.
本発明は、前記バックライト装置と、該バックライト装置の前記第1の基板側の上方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する表示パネルと、前記バックライト装置と前記表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と、を有することを特徴とする表示装置であっても良い。該表示装置を備えた機器であっても良い。 The present invention synchronizes the driving of the backlight device, a display panel disposed above the first substrate side of the backlight device and having a shutter function for each pixel, and the backlight device and the display panel. And a control circuit that controls the display device. An apparatus provided with the display device may be used.
本発明の他の観点によれば、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1及び第2の基板側の両面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向後とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, the first substrate, the second substrate, A light guide mechanism provided in a space formed between, and a backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the side opposite to the second substrate, and a transparent first plurality provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. And a first insulator film provided on the second substrate side of the electrode, wherein the second substrate is provided on the opposite side of the first substrate. A scattering type liquid crystal panel and the first plurality provided on the first substrate side and arranged side by side in the pixel column direction A second plurality of electrodes forming an electrode pair with the electrode; and a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes, and the light guide mechanism Is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, the electrode provided on the first substrate and the second substrate, respectively. A first region extending in the same direction as the first and second electrodes, and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes; A second region in surface contact with the two insulator film surfaces, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and the first and second regions. A plurality of first diffraction gratings are provided on both surfaces of the substrate side of the substrate, and a strip-like thin film electrode having a light reflection function is provided. First voltage control capable of moving the pixel area in the column direction by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panels arranged on the first and second substrates based on an image signal A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction; Between the insulator films arranged on the first substrate and the second substrate, which are light guide mechanisms, arranged in a position for proceeding in the column direction and introducing polarized light, and after the first direction and the second direction A light source system including a light source that introduces light from the light source; a polarized light from the light source; a transmission region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism; and a region that forms the inclined portion And so that they are formed at the same position. There is provided a double-sided backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
また、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。 Further, in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate includes the first substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, a plurality of transparent first electrodes provided on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and the electrodes A first insulator film provided on a second substrate side, wherein the second substrate is a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate; 1 is provided on the side of the substrate and arranged side by side in the pixel column direction to form an electrode pair with the first plurality of electrodes. And a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes, and the light guide mechanism includes the first substrate. And a plurality of first and second plurality of electrodes disposed on the first substrate and the second substrate, respectively, between the first and second substrates. A first region extending in the same direction as the electrode and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes; and the second insulator film surface A band-shaped thin film electrode having a light reflecting function is provided by having a second region in surface contact and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region. Then, based on the input video signal, the light transmission / scattering liquid crystal panel disposed on the first and second substrates is turned on / off. A first voltage control mechanism capable of controlling the orientation of the liquid crystal according to the position and moving the position of the transmissive pixel and the position where the second diffraction grating is formed in the column direction; and the first plurality of electrodes And a second voltage control mechanism capable of moving the inclined portion of the thin film electrode in a column direction by applying a voltage to the plurality of second electrodes, and the first substrate which is the light guide mechanism And a light source system including a light source which introduces light from the first direction and the second direction, which is arranged at a position where the polarized light is introduced in the column direction between the insulating films arranged on the second substrate The transmission region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position with respect to the polarized light from the light source. The first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism And a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application with the double-sided backlight device.
また、第1の基板と、該第1の基板とある距離だけ離されて対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の2次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側と前記第2の基板側との両面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。 Further, in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix on a two-dimensional plane of the substrate, wherein the first substrate includes the first substrate A light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, a plurality of transparent first electrodes provided on the second substrate side and arranged side by side in the pixel column direction, and the electrodes A first insulator film provided on a second substrate side, wherein the second substrate is a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate; 1 is provided on the side of the substrate and arranged side by side in the pixel column direction to form an electrode pair with the first plurality of electrodes. And a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes, and the light guide mechanism includes the first substrate. And a plurality of first and second plurality of electrodes disposed on the first substrate and the second substrate, respectively, between the first and second substrates. A first region extending in the same direction as the electrode and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes; and the second insulator film surface A second region in surface contact, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and the first substrate side and the second substrate side And a plurality of first diffraction gratings on both sides, and a strip-like thin film electrode having a light reflecting function, and an input video signal Based on this, the orientation of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the light transmission and scattering type liquid crystal panel disposed on the first and second substrates, and the position of the transmissive pixel and the second diffraction grating are formed in the column direction. A first voltage control mechanism capable of moving the position to be moved, and applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in the column direction The second voltage control mechanism that can be moved, and the position where the polarized light is introduced in the column direction between the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, between the insulator films A light source system including a light source that introduces light from a first direction and a second direction, and polarized light from the light source of the light scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism Transmission region and region for forming the inclined portion And a synchronous control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism so that they are formed at the same position. An apparatus is provided.
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第3の電圧制御機構を有することを特徴とする。また、前記光源システムから前記第1の方向及び第2の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする。さらに、前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第1の方向及び第2の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第1の基板側及び第2の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板の画素に入力させる第4の電圧制御機構を有することを特徴とする。 In the plurality of thin film electrodes, the plurality of thin film electrodes, and the plurality of stripe-shaped liquid crystal layers defined by the light transmission / scattering liquid crystals provided on the first substrate side and the second substrate side, respectively. A third voltage control mechanism for controlling on / off of voltages applied to the plurality of electrodes is provided so as to obtain a plurality of electro-optical characteristics in each. Further, the polarization direction of light introduced from the light source system in the first direction and the second direction is controlled, and each of the light transmission / scattering types provided on the first substrate side and the second substrate side is provided. The light is emitted from a predetermined pixel based on scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal material in which a voltage between electrodes in the liquid crystal substrate is controlled by on / off. Further, the plurality of thin film electrodes are driven, the direction of polarized light introduced from the light source system in the first direction and the second direction is controlled, and the first substrate side and the second substrate side are controlled. A fourth voltage control mechanism for inputting to each pixel of the light transmission / scattering type liquid crystal substrate provided is provided.
本発明は、前記バックライト装置と、該バックライト装置の前記第1の基板側の上方及び前記第2の基板側の下方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する第1及び第2の表示パネルと、前記バックライト装置と前記第1及び第2の表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と、を有することを特徴とする表示装置であっても良い。該表示装置を備えた機器であっても良い。 The present invention provides the backlight device, and first and second display panels that are disposed above the first substrate side and below the second substrate side of the backlight device and have a shutter function for each pixel. And a control circuit that controls driving of the backlight device and the first and second display panels in synchronization with each other. An apparatus provided with the display device may be used.
本発明によるバックライト装置は超薄型のため、前記LCDパネルと組み合わせると、非常に薄い約2〜3mm程度の厚さの表示パネルが実現可能である。 Since the backlight device according to the present invention is extremely thin, when combined with the LCD panel, a very thin display panel having a thickness of about 2 to 3 mm can be realized.
また、本発明によるバックライト装置は、2枚の表示パネルを同時に照明させることができるという利点がある。 In addition, the backlight device according to the present invention has an advantage that two display panels can be illuminated simultaneously.
以下、本発明の各実施の形態によるバックライト装置及び表示装置について、図面を参照しながら説明を行う。図11左図は、図11右図に示す寸法を有する回折格子(微小ピッチ回折格子)の回折効率を示す図である。図11左図における横軸は、周期T(波長λの関数)であり、縦軸は回折効率(%)である。図11に示すように、入射光の波長λに対し大きいピッチの回折格子の回折効率は低いが、入射光の波長λに対し十分に小さいピッチ(ここでは、0.2程度〜以下の回折格子を用いると、0次光のみとなり、回折効率はほぼ100%であり、ロスのない光伝搬が可能であることがわかる。本出願の発明者は、この原理をディスプレイ装置に利用することを思い付いた。 Hereinafter, backlight devices and display devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The left figure of FIG. 11 is a figure which shows the diffraction efficiency of the diffraction grating (micro pitch diffraction grating) which has the dimension shown in the right figure of FIG. The horizontal axis in the left diagram of FIG. 11 is the period T (a function of the wavelength λ), and the vertical axis is the diffraction efficiency (%). As shown in FIG. 11, the diffraction efficiency of the diffraction grating having a large pitch with respect to the wavelength λ of the incident light is low, but the pitch is sufficiently small with respect to the wavelength λ of the incident light (here, a diffraction grating of about 0.2 to less than It can be seen that only the 0th order light is used, and the diffraction efficiency is almost 100%, so that light transmission without loss is possible.The inventors of this application have come up with the idea of using this principle for a display device. It was.
図11の検討結果に基づくと、入力最小波長を400nmとすると、図8に示したようなライトガイド機構内に配置される帯状薄膜電極201面に形成される第1の回折格子のピッチを80nm(400nm×0.2)以下とすれば良く、このビッチサイズは、現行のナノテクノロジー技術で制作可能な程度の微細さのレベルであることがわかる。
Based on the examination result of FIG. 11, when the minimum input wavelength is 400 nm, the pitch of the first diffraction grating formed on the surface of the strip-shaped
一方、第2基板205に封止された光透過散乱型液晶で形成される第2の回折格子のピッチは、液晶分子間ピッチに相当するため、約2nmであることから、反射ロスのない回折格子となる。従って、後述するように、ライトガイド内に入射された入射光は、上下面に形成されたライトガイド機構内で反射を繰り返しながらもロスなく伝搬され(全反射)、帯状薄膜電極の傾斜部において効率良く反射し、光透過散乱型液晶の一面からの表示光を効率よく出力させることができる。
On the other hand, since the pitch of the second diffraction grating formed of the light transmission / scattering type liquid crystal sealed on the
以下に、より具体的に、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第1の実施の形態による片面表示のディスプレイ装置の全体構成例について説明する。両面表示の場合も同様の原理であるため、共有できる図面については図面による説明を省略することとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically. First, an overall configuration example of a single-sided display device according to the first embodiment of the present invention will be described. Since the principle is the same in the case of double-sided display, description of the drawings that can be shared will be omitted.
図1は、本発明の第1の実施の形態によるバックライト装置の一構成例を示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態によるバックライト装置100の基本構成は、上記特許文献1に記載の偏光光源システム102と、第1の基板であって、複数の光スイッチ機能列106と、内部電極で画定された画素が設定されている光透過散乱型液晶パネル101と、液晶パネル101の駆動システム103と、光スイッチ機能駆動システム104と、第2の基板105と、を有しており、第1の基板106及び第2の基板105には、図示しないが、薄膜電極駆動用の複数の電極が配置される。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a backlight device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the basic configuration of the
以下に、本実施の形態によるバックライト装置についてより詳細な説明を行う。図2は、本実施の形態によるバックライト装置であって、帯状薄膜電極111を中心としたバックライト装置の透過斜視図であり、薄膜状電極111の配列方向が示されている。図3は、本実施の形態による光ガイド機構の一構成例を示す断面図である。図2に示すように、バックライト装置(部分図)は、入射光(115・116・117)の進行方向に沿って延在する画素列112・113・114(図では3列のみを示しているが、より多くの列が設けられるのが一般的である。)が設けられている。
Hereinafter, the backlight device according to the present embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a transparent perspective view of the backlight device according to the present embodiment and centering on the strip-shaped
図3に示すように、本実施の形態による光ガイド機構においては、第1の基板8としては、光透過散乱型液晶パネル7を用いている。第1の基板8の裏面側(内面側)には、薄膜状電極1を駆動するための駆動用透明電極Dが多数設けられ、領域3、4により、駆動用透明電極Dの集合が示されている。さらに、駆動用電極Dのこの内面側には絶縁体膜9が堆積されており、これにより駆動用電極Dが絶縁体膜9により被覆されている。
As shown in FIG. 3, in the light guide mechanism according to the present embodiment, a light transmission / scattering
第2の基板11は透明であり、その上面側(内面側)に、上記薄膜状電極1を駆動するための駆動用電極Dが設けられており、領域5、6により、駆動用透明電極Dの集合が示されている。これらの駆動用透明電極Dは絶縁体膜10により被覆されている。
The
また、第1の基板8の外側には、LCDなどによる表示パネル120が配置されている。表示パネル120の駆動回路150は、駆動用透明電極Dと同期して制御されるのが好ましい。
In addition, a
さらに、第1の基板8側の絶縁体膜9と第2の基板11側の絶縁体膜10との間に形成されている空間17内に、第1の基板8側の表面に回折格子2が形成されている薄膜状電極1が配置され、これらにより、光ガイド機構が形成されている。
Further, in the
図17から図19までを参照しながら、第2の回折格子を含む第1の基板8側の機能と構成について説明する。図17は、光透過散乱型液晶分子の配向状態を示す図であり、図17(A)は、上面基板301と下面基板303と、両基板301・303内に挟持された光透過散乱型液晶ドロップ305と、上面基板301と下面基板303とのそれぞれの内面に形成される電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有している。図17(B)は、液晶ドロップ305の各液晶に着目した配向構造の一例を示す図である。液晶ドロップ305は、多数の液晶分子315から構成されており、ドロップ305内の液晶と同じ屈折率を有する高分子膜306により被覆されている。図17(C)は、図17(b)のおうちの一領域317をピックアップして3つの液晶分子315aから315cとして示した図である。図17(C)に示すように、液晶分子の長軸方向に揃って配列しており、照明光がこの長軸方向(311a〜311c)と平行であれば、照明光の偏光軸方向に関係なく液晶分子を透過する。この状態が、基板面の法線方向に進む照明光を透過する状態である。
The function and configuration on the
図18は、照明光が0次反射の場合の例を示す図であり、図17と対応する図である。図18(A)に示すように、上面基板301と下面基板307との間にある距離だけ基板面内方向に離れて形成されている側面電極321が形成され、基板301・307と側面電極321とにより画定される空間内に液晶ドロップ305が充填されている。この2つの側面電極321間に電圧を印加できる電圧印加手段323が設けられている。図18(B)は、側面電極321側から見た状態を示す図である。に示すように、符号331aで示される照明光(s偏光)が基板面に斜め方向から入射すると、照明光331aは液晶ドロップ305により0次反射されて、ロスのない反射光331bが出射する。図18(C)は、液晶ドロップ内の液晶分子の配列の様子を示す図である。図17と異なり、図18の場合には、紙面に垂直な方向に液晶分子の長軸は並ぶ。従って、図18(D)に示すように、液晶分子315d、315e、315fは、そのピッチが0.1nm以下(数オングストローム)程度であり、入射光331aはそのまま0次反射されて反射光331bなる。この状態が、入射光を0次反射する状態である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example in the case where the illumination light is zero-order reflection, and corresponds to FIG. As shown in FIG. 18A,
尚、図19は、図18に関連する図であり、照明光(入射光:p偏光)が0次反射する様子を示す図である。この場合には、図19(A)に示すように、下面基板307の内面(上面基板301側)にある距離だけ基板面内方向に離されて配置された平面電極331が複数配置されており、これらの隣接する電極331間に電圧を印加することで、基板に挟持されている液晶分子の配列を制御することができる。図19(B)は、図19(A)の方句を90度だけ変えた図である。図19(B)に示すように、照明光(p偏光)が入射すると、p偏光の照明光は0次反射して出射する。
FIG. 19 is a diagram related to FIG. 18, and shows how the illumination light (incident light: p-polarized light) is zero-order reflected. In this case, as shown in FIG. 19A, a plurality of
図19(C)は、この場合の液晶ドロップ内の液晶分子の反抗の様子を示す図である。液晶ドロップ内の液晶分子は、同様に高分子膜315gにより包まれている。この図における一部の領域351を取り出して詳細を示したのが図19(D)である。図19(D)に示すように、液晶分子315h・i・jは、p偏光である照射光361aを0次反射し、出射光361bとして出射する。
FIG. 19C is a diagram showing a state of repulsion of the liquid crystal molecules in the liquid crystal drop in this case. The liquid crystal molecules in the liquid crystal drop are similarly wrapped by the
以上のように、液晶分子の配向状態により、基板面の法線方向に入射する照明光を透過させたり、基板面と略水平な方向に進む光を0次反射(全反射)させたりする制御を行うことができる。 As described above, the illumination light incident in the normal direction of the substrate surface is transmitted according to the alignment state of the liquid crystal molecules, and the light traveling in the direction substantially horizontal to the substrate surface is reflected in the zero order (total reflection). It can be performed.
以下に、図4も参照しながら説明を続ける。図4に示すように、第1の基板8の裏面側(内面側)に設けた透明な複数電極D(ここでは、複数の電極をまとめて、符号3、4でその領域又は群を示している)及び第2の基板11の面に設けた透明電極D(ここでは、複数の電極をグループ化して、符号5、6で示している。)のうち、第1の基板11側の透明電極D(4、5)に印加された電圧により、第1の基板8と第2の基板11との空間に配置された薄膜状電極1は、第1の透明電極D(4及び5)に引き寄せられる。薄膜状電極1の第1の基板11側と第2の基板11側に引き寄せられた部分の間の部分は、第1の基板8と第2の基板11との空間25内に配置され、この空間25内で基板面に対して所定の角度、例えば45度の傾斜角で傾斜することになる。
Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of transparent electrodes D provided on the back side (inner surface side) of the first substrate 8 (here, a plurality of electrodes are grouped together and their regions or groups are indicated by
図4は、本実施の形態によるバックライト装置における動作の様子を概略的に示す図である。光透過散乱型液晶パネル7の画素部12、14を形成する液晶の配向は、第1の方向(図における左側から右側へ)からの偏光光源光21の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光21の波長に比べて、上述のように極細の格子を薄膜状電極1表面に形成していることにより、偏光光源光21は、光透過散乱型液晶パネル7の面及び薄膜状電極1の傾斜部の面において0次反射される。光透過散乱型液晶パネル7面についてはその面で0次反射しながら光源方向から出射方向に向けてロス無く進行していく。一方、薄膜状電極1に関しては、その上面に形成されている細かい回折格子2aにより、上記の光が下面側でも0次反射する。これにより、第1の基板7側においても、第2の基板11側においても、0次反射するため、入射光は基板面の方向に向けてロス無く進行する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an operation state in the backlight device according to the present embodiment. The orientation of the liquid crystal forming the
入射光が薄膜状電極1の傾斜部1aに到達すると、この傾斜部1aにおいて反射されながら空間25内を上方(第1の基板7側)に向けて進行し(符号16:45度の傾斜角度では)、一方、第1の基板7に設けられている光透過散乱型液晶パネル8であって、上記の傾斜部1aが形成されている領域の直上の画素部13に入射する。この際、画素部13は、前述の図17に示すように透過光16として透過するように構成されている。透過した光16は、第1の基板8の上に配置されている表示パネル120に照射される。すなわち、図4に示す構造は、バックライト装置と表示パネルとからなる表示装置として機能する。
When the incident light reaches the
電極Dに印加する電圧により決められる傾斜部1aの形成位置と、第1の基板7の光透過散乱型液晶における側面電極に印加する電圧によって決められる。画素部12、13、14間には、ブラックマトリックスBMが設けられることで、光のもれなどを防止し、コントラストを向上させている。
It is determined by the formation position of the
放射光16が出射される位置に対応する画素部13の位置を同じ位置になるように制御することにより、上記の機能を発揮させることができる。
By controlling the position of the
図5は、図4に関連する図であり、本実施の形態によるバックライト装置の薄膜状電極1の駆動の様子を図2の一列分について示した図である。表1は、図5における薄膜状電極の位置と上側駆動電極と下側駆動電極との関係を示す表である。
FIG. 5 is a diagram related to FIG. 4, and shows a state of driving the
図5(A)に示すように、上面に回折格子2が形成されている薄膜状電極1が、位置Aに設けられている様子を示した図である。図5(A)に示す場合には、表示させたい画素を符号13で示した場合に、その上側駆動電極群1)すなわち、a)はオフ、上側駆動電極群2)、3)はオンであり、下側駆動電極群4)はオン、下側駆動電極群5)、6)、7)はオフオフである。ここで、上下の基板のぞれぞれの電極Dのうちの一方がオンであり他方がオフである場合には、オン電極側に薄膜状電極1が引き寄せられる。尚、上下に対応する領域で両方がオンの場合は基本的には存在しないようになっている。一方、両方がオフの場合はフローティングになるため、その領域を傾斜部1aにすることができる。
As shown in FIG. 5A, the
図5(A)では、画素部13において傾斜部Aが形成され入射光21が傾斜部1aで反射されて上方に進行して出射光22になり、図5(B)では、画素部16の領域において傾斜部Bが形成され入射光21が出射光23になり、図5(C)では画素部20の領域において傾斜部Cが形成され入射光21が出射光24になるように電極群に電圧を印加している。
5A, the inclined portion A is formed in the
さらに、これらの動作に同期させて、光散乱型液晶パネル8においても、傾斜部1aが形成されている領域がA、B、Cと移動するのに伴って、表示画素の位置(透過部)が、符号13、16、20でそれぞれ示されるように移動していくように構成されている。これらの動作により、所定の画素から、放射光22、23、24が、透明電極の位置が13、16、20を透過して表示方向(図の上側)に向けて出射する。この時の光透過散乱型液晶の画素部12、13、14における液晶の配向については前述の通りであるが、さらに後述する。
Further, in synchronization with these operations, in the light scattering type
尚、第1の基板8及び第2の基板11に設けられている透明電極D(3、4、5、6)と、上記薄膜状電極1との間には、絶縁体膜9、10が配置されているため、透明電極D(3、4、5、6)と薄膜状電極1との間の電極間のショート(短絡)を防止することができる。ショートしないような適切な絶縁膜の例と厚さとしては、例えば、1〜2μm程度が好ましい。
次に、s偏光入力光の場合の、光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明する。図9はs偏光入力光の場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、光源光がs偏光の場合の例を示す図である。 Next, the structure and operation of the light transmission / scattering type liquid crystal in the case of s-polarized input light will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of alignment of light transmission / scattering type liquid crystal in the case of s-polarized input light, and is a diagram illustrating an example in which light source light is s-polarized light.
(1)図9に示す画素13sの照明方法
図9は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図のA-A’線に沿った断面図である。適宜、図5も参照しながら説明する。入力光21sは、光透過散乱型液晶パネル部7の隔壁に配置された側面電極50間に印加された電圧により、符号60、62で示されるように配向され、回折格子部12s、14sを形成する。
(1) Illumination method of the
尚、下記の回折格子部12s、14sと、図4の薄膜状電極1の回折格子2とは、いずれも回折格子であるが、光透過散乱型液晶に形成される回折格子は、液晶分子配向によって得られるものである。薄膜状電極面の回折格子は物理的に形成したものである。格子のピッチはいずれも波長以下である。この点については、図17から図19までを参照して説明済みである。
The
尚、光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接しているのが好ましい。このオーバーラップした領域に絶縁体が介挿されている。 The side electrode pairs disposed on the side wall surrounding the light transmission / scattering type liquid crystal are preferably adjacent to each other in a state where they overlap each other by a predetermined width. An insulator is inserted in the overlap region.
また、本実施の形態に用いられる光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と、第1集光レンズと、グラスロッドと偏光変換素子とを貼合した第2集光レンズ、または、偏光変換素子と波長板を貼合した第2集光レンズと、を有している。このグラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理している。 In addition, the light source system used in the present embodiment includes a light source that can be modulated in luminance by an input video signal, a first condenser lens, a second condenser lens in which a glass rod and a polarization conversion element are bonded, or And a second condensing lens on which a polarization conversion element and a wave plate are bonded. The surface of the glass rod other than the incident / exit surface is mirrored.
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムの出力光を薄膜状電極で反射させ、光透過散乱型液晶基板に入力させる。そして、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させることができる。薄膜状電極は、光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、上記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置され、さらに、第1の基板及び第2基板と薄膜状電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構が設けられている。この制御機構により、出力偏光光の方向を制御することにより得られた光透過散乱型液晶の散乱に基づいて、所望の画素から発光させることができる。 The output light of the light source system capable of modulating the luminance by the input video signal is reflected by the thin film electrode and input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate. And it can output to the pixel which comprises a predetermined horizontal scanning line, and can display and reproduce an image by line sequential scanning. The thin film-like electrode is disposed at right angles to each of the R, G, and B pixels formed by sealing the light transmission / scattering type liquid crystal at a position that avoids the incident direction of the emitted light. A control mechanism is provided for on / off control of each of the second substrate and the thin film electrode. With this control mechanism, light can be emitted from a desired pixel based on the scattering of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light.
入力光21sは、図5(A)、図12に示すように、回折格子部12sで全反射し、薄膜状電極1の傾斜部1a(A)で反射されて第1の基板8側に進み、光透過散乱型パネル部7の画素13sに対して入力光80sとして入力する。画素13sは、図9の中央の状態で示されるように、電圧が印加されており、液晶分子が透過状態であるため、図12に示す入力光80sは光透過散乱型液晶パネル部7の表面から出射し、この上に配置された表示用LCD画素に照射される。
As shown in FIGS. 5A and 12, the input light 21 s is totally reflected by the diffraction
(2)次画素の照明方法
図9に示すように、例えば、側面電極対50と51とを、それぞれ、スイッチ54、55で接続して電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12sは垂直走査方向に長くなり、回折格子部14sは短くなる。そこで、入力光21sの全反射位置が、垂直方向に1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素13sの表示と同様の原理で、この上に配置された表示用LCD画素に光が照射される。尚、「全反射位置」という用語も、光透過散乱型液晶に形成される回折格子面、薄膜状電極面に構成した回折格子面を指すものである。
(2) Illumination Method for Next Pixel As shown in FIG. 9, for example, when a pair of side electrode pairs 50 and 51 are connected by
(3)次次画素の照明方法
側面電極50、51、52をそれぞれスイッチ54、55、56、57により接続し、側面電極に対して所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12sは更に垂直方向に長くなり、回折格子部14sは更に短くなる。そこで、入力光21sの全反射位置が、垂直方向にさらに1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素13sの表示と同様の原理で、この上に配置された表示用LCD画素に光が照射される。
(3) Next-pixel illumination method When the
上記、画素13sの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが同じになるように、側面電極50間の印加電圧のタイミングと、駆動用透明電極への電圧の印加タイミングと、が制御されている。そのためには、駆動回路を画素13sの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが同じになるように制御する制御回路を設ければ良い。
The timing of the applied voltage between the
p偏光の場合は、制御回路は、図13に示すように、電極70、71、72間に交流電圧を印加する。例えば、符号70と符号72等の偶数番号電極を共通化し、符号71と符号73等の奇数番号電極を別に共通化し、互いに極性が異なるように接続する。
In the case of p-polarized light, the control circuit applies an AC voltage between the
次に、入力光がp偏光光である場合の光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明を行う。図10は、入力光がp偏光光である場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、図9(s偏光の場合)に対応する図である。図13は図12(s偏光の場合)に対応する図であり、入力光21pに適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造を示す図である。 Next, the structure and operation of the light transmission / scattering type liquid crystal when the input light is p-polarized light will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating an alignment example of the light transmission / scattering type liquid crystal when the input light is p-polarized light, and corresponds to FIG. 9 (in the case of s-polarized light). FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12 (in the case of s-polarized light), and is a diagram illustrating an electrode structure of a light transmission / scattering liquid crystal panel adapted to the input light 21p.
(1)画素13pの照明方法
図10は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図におけるB−B’線に沿った断面図である。適宜、図4・5を参照しながら説明を行う。
(1) Illumination Method of
図10に示すように、光源からの入力光21p(図4・5参照)は、光透過散乱型液晶パネル部7(図4・図5参照)の表面基板の裏面に配置された平面電極70-71間、72-73間に印加された電圧により、符号74、76で示されるように配向され、回折格子部12p(図4・図5参照)を形成する。
As shown in FIG. 10, the input light 21p (see FIGS. 4 and 5) from the light source is a
入力光21pは、前述のように液晶分子により形成された第2の回折格子部(実際には0次反射部)12pにおいて全反射し、薄膜状電極1の傾斜部1aで反射され、光透過散乱型パネル部7の画素13pに図13に示すように入力光80pとして入力する。図10の真ん中の液晶分子の配列になるように電極71−72間に電圧が印加されており、そのため液晶分子が透過状態となるため、図13に示すように、入力光80pは光透過散乱型液晶パネル部7から透過してその表面から出力光として出力され、光透過散乱型液晶パネル部7上に配置された表示用LCD120(図4・図5)の対応する画素を照射(入力)する。これにより、局所的に、表示対象画素のみにパックライトを照射することができる。
The input light 21p is totally reflected by the second diffraction grating portion (actually the 0th-order reflection portion) 12p formed of liquid crystal molecules as described above, is reflected by the
(2)次の画素の表示方法
図10に示す上記(1)の状態から、側面電極対70-71間に加えて、71-72間にも第2の回折格子部12pがさらに第2の回折格子部14p側に延びるように所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部12pは垂直方向に長くなり、回折格子部14pは短くなる。入力光21pの全反射位置が垂直方向に1画素分だけ移動する。図4・図5の透過状態にある画素部が1画素分だけ図の右側に移動する。その後の動作は、画素13pの照明に基づく表示の場合と同様であるため説明は省略する。
(2) Next Pixel Display Method From the state (1) shown in FIG. 10, in addition to the side electrode pair 70-71, the second
(3)次次の画素表示方法
上記(2)の状態から、側面電極70-71間、71-72間、72-73間に、第2の回折格子部12pが第2の回折格子部14p側に延びるように所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の第2の回折格子部12pは更に垂直方向に長くなり、回折格子部14pは更に短くなる。入力光21pの全反射位置が垂直方向に、さらに1画素分だけ移動する。その後の動作は、画素13pの照明に基づく表示と同様であるため説明は省略する。
(3) Next Pixel Display Method From the state of (2) above, the second
以上に説明したように、本実施の形態による表示装置用のバックライト装置では、極細の第1の回折格子を薄膜状電極1表面に形成していることにより、偏光光源光21は、図4・図5に示すように、第2の回折格子を形成する光透過散乱型液晶パネル7の面及び薄膜状電極1の傾斜部の面の両方の面においてロス無く0次反射される。すなわち、光透過散乱型液晶パネル7面についてはその面で0次反射しながら光源方向から出射方向に向けてロス無く進行していく。一方、薄膜状電極1に関しては、その上面に形成されている細かい回折格子2aにより、上記の光が下面側でも0次反射する。これにより、第1の基板8側においても、第2の基板11側においても、0次反射するため、入射光は基板面の方向に向けてロス無く進行する。また、ロス無く進行してきた入射光が第1の回折格子を形成する傾斜部1aにおいて0次反射して、光透過散乱型液晶パネル7の面側に出射される。
As described above, in the backlight device for a display device according to the present embodiment, the polarized light source light 21 is obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 5, zero-order reflection is performed without loss on both the surface of the light transmission / scattering
この際、図9・図10に示すように、光透過散乱型液晶パネル7において、傾斜部1aにおいて0次反射して入射された画素領域に透過部を形成し、その他の領域には反射部を形成するように、光透過散乱型液晶パネル7に光の進行方向に向けて多数形成された電極に電圧を印加することにより、傾斜部1aにおいて0次反射して、光透過散乱型液晶パネル7の面側に出射された光が、この透過画素に照射され、透過画素を透過して表示に寄与する。その他の画素領域では、光透過散乱型液晶パネル7に反射領域が形成されるため、その他の画素領域において光は遮断される。表示される画素領域の位置は線順次で走査されることにより、画素単位で光を出射するバックライト装置などの光照射装置を実現することができる。
これにより、バックライト装置における光の利用効率を向上させることができる。
At this time, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, in the light transmission / scattering type
Thereby, the utilization efficiency of the light in a backlight apparatus can be improved.
また、上記の光透過散乱型液晶パネル7上に、液晶パネルなどの、光を画素毎に遮蔽・透過させる例えばカラーパネルを設け、バックライト装置からの光の出射画素位置と、液晶パネルにおける画像等の画素の表示位置とを同期させておくことにより、光効率の良い表示装置を実現することができる。この際、バックライトの光照射位置と液晶パネルの画素表示位置とを一致させることで、コントラストが良い表示装置を実現することができる。
Further, on the light transmission / scattering
図14は、帯状薄膜電極の表面にのみ回折格子が形成されている場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図4に対応する図である。図14に示す構成では、薄膜状電極1に第1の回折格子2aが形成されているが、光透過散乱型液晶パネル7には第2の回折格子が形成されない構成である。この構成においては、図面の下面に形成されている第1の回折格子により、入射光源光21が0次反射(全反射)されて、傾斜部1aにおいて0次反射により出射され、傾斜部1a直上の液晶パネル120部分に光Lが照射されるように構成されている。このような簡素な構成でも、光源からの入射光がほぼ全反射し、表示領域まで効率良く光が伝搬するという利点がある。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a display device including a backlight device when a diffraction grating is formed only on the surface of the strip-shaped thin film electrode, and corresponds to FIG. In the configuration shown in FIG. 14, the
図15は、光透過散乱型液晶のみが回折格子を形成する場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図4に対応する図である。図15に示す構成では、薄膜状電極1には回折格子は形成されておらず、光透過散乱型液晶パネル7に第2の回折格子が形成されている構成を示す図である。この構成においては、図面の上面に設けられている光透過散乱型液晶パネル7が形成する第2の回折格子により、入射光源光21が0次反射(全反射)されて、傾斜部1aにおいて反射され、表示用画素部13を透過し、液晶パネル120に光が照射されるように構成されている。このような簡素な構成でも、光源からの入射光がほぼ全反射し、表示領域まで効率良く光が伝搬するという利点がある。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a display device including a backlight device when only a light transmission / scattering liquid crystal forms a diffraction grating, and corresponds to FIG. 4. In the configuration shown in FIG. 15, a diffraction grating is not formed on the
図16は、上述の図4と同様の図であり、薄膜状電極1に第1の回折格子部が、光透過散乱型液晶パネル7に第2の回折格子が形成されている構成を示す図である。このような構成では、光の導入方向及び傾斜部における反射のいずれにおいても、0次反射によりロスの少ない光の利用が可能となる。
FIG. 16 is a view similar to FIG. 4 described above, and shows a configuration in which the first diffraction grating portion is formed on the thin-
次に、本発明の第2の実施の形態によるバックライト装置について説明を行う。本実施の形態によるバックライト装置の基本構成及び基本動作は、第1の実施の形態によるディスプレイ装置と同様であるため、相違点を中心に説明を行う。 Next, a backlight device according to a second embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and basic operation of the backlight device according to this embodiment are the same as those of the display device according to the first embodiment, the description will focus on the differences.
図6は、本実施の形態による光ガイド機構部を中心としたバックライト装置の一構成例を示す図であり、図4に対応する図である。図6に示す構造においては、図4に示す構造のように薄膜状電極1の片面のみだけでなく表裏両面に、すなわち、表面側の第1の回折格子2aと裏面側の第1の回折格子2bとを設けたことを特徴とする。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the backlight device centering on the light guide mechanism according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 4. In the structure shown in FIG. 6, not only on one side of the
加えて、上側の第1の基板8側に加えて、下側の第2の基板11側にも、光透過散乱型液晶を用いたパネル7と同じ構造を設けている。
In addition, in addition to the upper
さらに、上側の第1の基板8側に第1の液晶パネル120を、下側の第2の基板11側に、第2の液晶パネル121を配置している。
Further, the first
上記の構成とすることにより、偏光光源光は、ある距離だけ離されて配置された第1の基板8と第2の基板11との間に画定された空間によって形成され、光の導入部となる光カイド部における第1の方向と、それと基板面に沿って反対の方向である第2の方向との両方から導入可能に構成されている(符号26・符号28参照)。薄膜状電極1の傾斜部における傾斜角は、限定するものではないが、第1の方向と第2の方向との両方で同じになるように45度程度とすることが好ましい。
With the above-described configuration, the polarized light source light is formed by a space defined between the
このようにして導入された偏光光源光26・28は、図6に示すように、第1の基板8及び第2の基板11にそれぞれ封入されている光透過散乱型液晶パネルにおける透過されている対向する位置の形成される照明用画素部31・34から同時に照明光27・29として光を出力することができるように構成されている。
The polarized light source lights 26 and 28 thus introduced are transmitted through the light transmission / scattering type liquid crystal panels sealed in the
照明用画素部31・34の位置は、絶縁膜8・9により絶縁された多数の電極D群への印加電圧に基づいて、上記第1の実施の形態と同様に、電極(D)群3・4と電極(D)群5・6とに対する電圧印加のオン・オフ制御により画定することができる。
The positions of the illuminating
尚、この時の光透過散乱型液晶8の照明用画素部30、31、32及び光透過散乱型液晶11の照明用画素部33、34、35の配向については、前述の図9に示す配向とその構成が同様である。また、薄膜状電極1の構成も、回折格子2が表裏両面(2a・2b)に設けられている点以外は、第1の実施の形態と同様である。
At this time, the orientations of the
図7は、図6の構成における両側からのそれぞれの入射光26・入射光28の進行の様子をより詳細に示す図である。入射光26及び入射光28は、薄膜状電極1に形成されている第1の回折格子2a・2bにより回折されて(実際には0次反射されて)、第1の基板8側の照明用画素部(透過状態)31と第2の基板側の照明用画素部(透過状態)34とから透過光27・29として出射され、第1の基板8側と第2の基板11側との両方を同時に照明できるように構成されている。この際、傾斜部1aと第1の回折格子2a・2bとにより、入射光は照明用画素部31・34に効率よく集光されるようになっているため、第1の液晶パネル120と第2の液晶パネル121との両面側に向けて良好な照明を行うことができる。
FIG. 7 is a diagram showing in more detail how the
以上に説明したように、本実施の形態による両面表示用バックライト装置においても、照明用光源から前記光透過散乱型液晶出力面までの経路において主な光学系材料は液晶分子による第2の回折格子面と薄膜状電極1における第1の回折格子2a・2bとのみとなるため、光線の透過率が向上するという利点がある。また、照明光源として、所定の波長で発光する光源を用いることにより、カラーフィルタが不要となる。さらに、黒レベルは、信号光源の発光量を0にすれことで簡単に実現することができるため、理論的にはコントラスト比を無限大にすることが可能である。
As described above, also in the backlight device for double-sided display according to the present embodiment, the main optical system material is the second diffraction by the liquid crystal molecules in the path from the illumination light source to the light transmission / scattering type liquid crystal output surface. Since only the grating surface and the
本実施の形態によるバックライト装置を用いることにより、従来、TFT−LCDのようにバックライト輝度によりコントラスト比が制限されることがなく、かつ、照明光源がRGB画素単位に独立して対応させることもできるため、CRTなどと同様な速度輝度変調が可能である。従って、隣接画素の各々のコントラスト比を自由に設定できるという利点がある。隣接画素間のコントラスト比がTFT−LCDより大幅に向上する。また、バックライトに蛍光灯を幅方向に配置する必要がないため、非常に薄い表示パネルを実現することができる。蛍光灯などのバックライト光源が不要であるため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約2〜3mm)程度の厚さで十分であり、極めて薄型の表示装置を実現することが可能であるという利点がある。 By using the backlight device according to the present embodiment, the contrast ratio is not limited by the backlight luminance as in the case of TFT-LCDs in the past, and the illumination light source can be handled independently in RGB pixel units. Therefore, velocity luminance modulation similar to that of CRT or the like is possible. Therefore, there is an advantage that the contrast ratio of each adjacent pixel can be set freely. The contrast ratio between adjacent pixels is significantly improved as compared with the TFT-LCD. In addition, since it is not necessary to arrange fluorescent lamps in the width direction in the backlight, a very thin display panel can be realized. Since a backlight light source such as a fluorescent lamp is unnecessary, a light transmission / scattering type liquid crystal panel thickness (about 2 to 3 mm) is sufficient as a display structure, and an extremely thin display device can be realized. There is an advantage that it is possible.
さらに、色再現性が良好であるという利点もある。すなわち、信号光源が画素単位に独立しているため、RGB各色の色度座標値設定の自由度が高い。例えば、NTSC,HDTV等の色再現性が忠実に再生できる。 Furthermore, there is an advantage that the color reproducibility is good. That is, since the signal light source is independent for each pixel, the degree of freedom in setting chromaticity coordinate values for each of the RGB colors is high. For example, color reproducibility such as NTSC and HDTV can be reproduced faithfully.
また、信号光源が画素単位に独立して対応しているため、将来ディスプレイの研究開発が進むと、RGB以外のC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)等を加えた多原色ディスプレイを実現することが簡単にできる。 In addition, since the signal light source supports each pixel independently, if research and development of the display progresses in the future, a multi-primary color display with C (cyan), M (magenta), Y (yellow) other than RGB added. Can be easily realized.
また、基板材が黒色で外光反射が少ないため、明室でも高コントラスト表示が可能なディスプレイが実現できる。さらに、本実施の形態によるディスプレイ装置は、1枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることも簡単にできるという利点がある。 In addition, since the substrate material is black and less external light is reflected, a display capable of high-contrast display even in a bright room can be realized. Further, the display device according to the present embodiment has an advantage that it can be easily displayed on both sides by using one display panel.
本発明は、LCD用バックライト装置及びそれを用いた表示装置、電子機器等に利用可能である。 The present invention is applicable to LCD backlight devices, display devices using the same, electronic devices, and the like.
1…薄膜状電極、2…回折格子、3、4…駆動用透明電極、5、6…駆動用電極、7…光透過散乱型液晶パネル、8…第1の基板、9…絶縁体膜、10…絶縁体膜、11…第2の基板、17…空間。
DESCRIPTION OF
Claims (60)
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過画素領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
を備えることを特徴とするバックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate is provided on the first substrate side, is arranged side by side in the pixel column direction, and is formed with an electrode pair with the first plurality of electrodes, and the second substrate And a second insulator film provided on the first substrate side of the plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. First extending in the same direction as the plurality of first and second electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes. And an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and a second region in surface contact with the second insulator film surface, A strip-like thin film electrode having a light reflecting function by providing a number of first diffraction gratings on the first substrate side surface;
A first voltage control mechanism capable of moving a pixel region in a column direction by turning on and off the light transmission / scattering liquid crystal panel disposed on the first substrate based on an input video signal; ,
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
The light guide mechanism is disposed between the insulator films disposed on the first substrate and the second substrate, and is disposed at a position where the polarized light is introduced in the column direction and introduces light in the first direction. A light source system including a light source;
In the polarized light from the light source, the transmission pixel region of the light transmission / scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極とを有し、
入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
を備えることを特徴とするバックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate is provided on the first substrate side, is arranged side by side in the pixel column direction, and is formed with an electrode pair with the first plurality of electrodes, and the second substrate And a second insulator film provided on the first substrate side of the plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. First extending in the same direction as the plurality of first and second electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes. And a second region in surface contact with the second insulator film surface, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region. It has a strip-shaped thin film electrode having a light reflection function,
The orientation of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panel disposed on the first substrate based on the input video signal, and the position of the transmission pixel and the second diffraction grating are arranged in the column direction. A first voltage control mechanism capable of moving a position to form;
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
The light guide mechanism is disposed between the insulator films disposed on the first substrate and the second substrate, and is disposed at a position where the polarized light is introduced in the column direction and introduces light in the first direction. A light source system including a light source;
The polarized light from the light source is formed so that the transmission region of the light transmission / scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数の電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側の面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
を備えることを特徴とするバックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate is provided on the first substrate side, is arranged side by side in the pixel column direction, and is formed with an electrode pair with the first plurality of electrodes, and the second substrate And a second insulator film provided on the first substrate side of the plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. First extending in the same direction as the plurality of first and second electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second electrodes. And an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and a second region in surface contact with the second insulator film surface, A strip-like thin film electrode having a light reflecting function by providing a number of first diffraction gratings on the first substrate side surface;
The orientation of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panel disposed on the first substrate based on the input video signal, and the position of the transmission pixel and the second diffraction grating are arranged in the column direction. A first voltage control mechanism capable of moving a position to form;
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
The light guide mechanism is disposed between the insulator films disposed on the first substrate and the second substrate, and is disposed at a position where the polarized light is introduced in the column direction and introduces light in the first direction. A light source system including a light source;
The polarized light from the light source is formed so that the transmission region of the light transmission / scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とするバックライトシステム。 A light source system comprising the backlight device according to any one of claims 1 to 16 and capable of modulating a luminance by an input video signal, and an output light of the light source system is reflected by the thin film electrode to transmit the light. A system for inputting to a scattering type liquid crystal substrate, outputting to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line, and displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
A backlight system characterized in that light is emitted from a desired pixel based on transmission of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light by the control mechanism.
該バックライト装置の前記第1の基板側の上方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する表示パネルと、
前記バックライト装置と前記表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と
を有することを特徴とする表示装置。 A backlight device according to claims 1 to 17,
A display panel disposed above the first substrate side of the backlight device and having a shutter function for each pixel;
A display device comprising: a control circuit that controls driving of the backlight device and the display panel in synchronization.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1及び第2の基板側の両面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向後とから光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate includes a light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate, the first substrate provided on the first substrate side, and arranged side by side in the pixel column direction. A second plurality of electrodes forming an electrode pair with the second electrode, and a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. A first region extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second plurality of electrodes And a second region in surface contact with the second insulator film surface, an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and A plurality of first diffraction gratings are provided on both sides of the first and second substrates, thereby providing a strip-like thin film electrode having a light reflecting function;
A first voltage that can move the pixel region in the column direction by turning on and off the light transmission / scattering type liquid crystal panels disposed on the first and second substrates based on an input video signal. A control mechanism;
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
A first direction and a second direction are arranged at positions where the polarized light is introduced between the insulator films arranged on the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, in the column direction. A light source system including a light source for introducing light from after;
The polarized light from the light source is formed so that the transmission region of the light transmission / scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A double-sided backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate includes a light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate, the first substrate provided on the first substrate side, and arranged side by side in the pixel column direction. A second plurality of electrodes forming an electrode pair with the second electrode, and a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. A first region extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second plurality of electrodes A second region in surface contact with the second insulator film surface, and an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region. It has a strip-shaped thin film electrode having a reflection function,
The alignment of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the light transmission and scattering type liquid crystal panels disposed on the first and second substrates based on the input video signal, and the position of the transmissive pixel and the second position in the column direction are controlled. A first voltage control mechanism capable of moving a position where a diffraction grating is formed;
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
A first direction and a second direction are arranged at positions where the polarized light is introduced between the insulator films arranged on the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, in the column direction. A light source system including a light source for introducing light from
The polarized light from the light source is formed so that the transmission region of the light transmission / scattering liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A double-sided backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the first voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
前記第1の基板は、前記第2の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第2の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第1の複数の電極と、該電極の前記第2の基板側に設けられた第1の絶縁体膜と、を有し、
前記第2の基板は、前記第1の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第1の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第1の複数の電極との電極対を形成する第2の複数の電極と、前記第2の複数の電極の前記第1の基板側に設けられた第2の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第1の基板と前記第2の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第1の基板と前記第2の基板とにそれぞれ設けられた前記第1及び第2の複数電極と同じ方向に延在し、前記第1及び第2の複数電極に印加する電圧によって前記第1の絶縁体膜面に面接触する第1の領域と、前記第2の絶縁体膜面に面接触する第2の領域と、前記第1の領域と第2の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第1の基板側と前記第2の基板側との両面に多数の第1の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第1及び第2の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第2の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第1の電圧制御機構と、
前記第1の複数の電極と前記複数の第2の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第2の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第1の基板と前記第2の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第1の方向と第2の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第1の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第1の電圧制御機構と前記第2の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。 Provided in a space formed between the first substrate, the second substrate disposed opposite to the first substrate by a certain distance, and the first substrate and the second substrate. A backlight device that emits irradiation light for display by pixels arranged in a matrix in a two-dimensional plane of the substrate,
The first substrate includes a light transmission / scattering liquid crystal panel provided on the opposite side of the second substrate, and a transparent first provided on the second substrate side and arranged in the pixel column direction. A plurality of electrodes, and a first insulator film provided on the second substrate side of the electrodes,
The second substrate includes a light transmission / scattering type liquid crystal panel provided on the opposite side of the first substrate, the first substrate provided on the first substrate side, and arranged side by side in the pixel column direction. A second plurality of electrodes forming an electrode pair with the second electrode, and a second insulator film provided on the first substrate side of the second plurality of electrodes,
The light guide mechanism is a thin film electrode disposed between insulator films provided on the first substrate and the second substrate, and is provided on each of the first substrate and the second substrate. A first region extending in the same direction as the first and second plurality of electrodes provided and in surface contact with the first insulator film surface by a voltage applied to the first and second plurality of electrodes And a second region in surface contact with the second insulator film surface, an inclined surface inclined with respect to the substrate surface between the first region and the second region, and A strip-like thin film electrode having a light reflecting function by providing a number of first diffraction gratings on both the first substrate side and the second substrate side;
The alignment of the liquid crystal is controlled by the position by turning on and off the light transmission and scattering type liquid crystal panels disposed on the first and second substrates based on the input video signal, and the position of the transmissive pixel and the second position in the column direction are controlled. A first voltage control mechanism capable of moving a position where a diffraction grating is formed;
A second voltage control mechanism capable of applying a voltage to the first plurality of electrodes and the plurality of second electrodes to move the inclined portion of the thin film electrode in a column direction;
A first direction and a second direction are arranged at positions where the polarized light is introduced between the insulator films arranged on the first substrate and the second substrate, which are the light guide mechanism, in the column direction. A light source system including a light source for introducing light from
For the polarized light from the light source, the transmission region of the light scattering type liquid crystal panel by the first voltage control mechanism and the region forming the inclined portion are formed at the same position. A double-sided backlight device comprising: a synchronization control unit that synchronizes the timing of voltage application between the voltage control mechanism and the second voltage control mechanism.
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする請求項19から33までのいずれか1項に記載の両面バックライト装置。 For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
34. The light emission from a desired pixel based on the transmission of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the direction of the output polarized light by the control mechanism. The double-sided backlight device according to item.
前記光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする両面バックライト装置。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A double-sided backlight device according to any one of claims 19 to 56, used in a system for displaying and reproducing images by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing the light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film electrode disposed at an orthogonal inclination at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
A double-sided backlight device that emits light from a desired pixel based on transmission of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism .
該バックライト装置の前記第1の基板側の上方及び前記第2の基板側の下方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する第1及び第2の表示パネルと、
前記バックライト装置と前記第1及び第2の表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と
を有することを特徴とする表示装置。 The backlight device according to any one of claims 19 to 57;
First and second display panels disposed above the first substrate side and below the second substrate side of the backlight device and having a shutter function for each pixel;
A display device comprising: a control circuit that controls driving of the backlight device and the first and second display panels in synchronization.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特徴とする請求項1から16までのいずれか1項に記載のバックライト装置。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A system for displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
In the system capable of emitting light from a desired pixel based on transmission of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism, the light 17. The backlight device according to claim 1, wherein the orientation of the transmission / scattering type liquid crystal can be switched horizontally or vertically with respect to the polarization axis of the output polarized light source light.
光透過散乱型液晶を封止して形成した各R、G、B画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第1の基板及び第2基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第1及び第2の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特長とする請求項19から49、50、51、52までのいずれか1項に記載の両面バックライト装置。 A light source system capable of modulating the luminance by an input video signal, and the output light of the light source system is reflected by the thin film electrode, input to the light transmission / scattering type liquid crystal substrate, and output to pixels constituting a predetermined horizontal scanning line. A system for displaying and reproducing an image by line sequential scanning,
For each R, G, B pixel formed by sealing a light transmission / scattering type liquid crystal, the thin film-like electrode disposed at a right angle at a position avoiding the incident direction of the emitted light;
A control mechanism for controlling on / off of each of the first and second substrates and the thin film electrode;
In the system capable of emitting light from a desired pixel based on transmission of the light transmission / scattering type liquid crystal obtained by controlling the first and second directions of the output polarized light by the control mechanism, the light The arrangement according to any one of claims 19 to 49, 50, 51, and 52, characterized in that the orientation of the transmission-scattering liquid crystal can be switched horizontally or vertically with respect to the polarization axis of the output polarized light source light. Double-sided backlight device.
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