JP2818091B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光走査型表示装置に関
し、特にテレビやゲーム等のＡＶ機器分野、パーソナル
コンピューターやワードプロセッサ等のＯＡ機器分野
で、また、光変調素子や光演算素子として光情報処理分
野でも利用することができる光走査型表示装置に関す
る。
し、特にテレビやゲーム等のＡＶ機器分野、パーソナル
コンピューターやワードプロセッサ等のＯＡ機器分野
で、また、光変調素子や光演算素子として光情報処理分
野でも利用することができる光走査型表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気配線によって駆動信号を送
信する場合、配線抵抗と浮遊容量によって信号波形の遅
延が生じる。なかでも、アクティブマトリックス型液晶
表示装置では、走査電極と信号電極の配線抵抗、及び各
電極の重ね合わせ部分において生じる容量の影響が極め
て大きく、大型の表示装置や高精細の表示装置を実現す
ることが困難である。これらの課題を解決するために
は、駆動信号を光によって伝送する光走査型の表示装置
が望ましい。
信する場合、配線抵抗と浮遊容量によって信号波形の遅
延が生じる。なかでも、アクティブマトリックス型液晶
表示装置では、走査電極と信号電極の配線抵抗、及び各
電極の重ね合わせ部分において生じる容量の影響が極め
て大きく、大型の表示装置や高精細の表示装置を実現す
ることが困難である。これらの課題を解決するために
は、駆動信号を光によって伝送する光走査型の表示装置
が望ましい。
【０００３】図７は、本願の出願人等による先の発明に
係る特願平３−２６３９４７号明細書に示す、光走査型
アクティブマトリクス液晶表示装置の構成を示す平面図
である。
係る特願平３−２６３９４７号明細書に示す、光走査型
アクティブマトリクス液晶表示装置の構成を示す平面図
である。
【０００４】図８（ａ）は図７のＨ−Ｈ′線断面図から
見た素子構造図である。
見た素子構造図である。
【０００５】液晶パネルを構成する一方の基板上には複
数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn がＹ方向に沿って配列
されており、これらの上に交差して複数の信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm がＸ方向に沿って配列されてい
る。導光路Ｙn と信号電極Ｘm の交差部１５には光導電
体からなるスイッチング素子１６が備えられており、こ
れは発光素子アレイ１７から導光路Ｙn を介して伝送さ
れる光信号により制御される。そして光スイッチング素
子１６は、光が照射されると低インピーダンスとなり、
信号電極Ｘm と絵素電極１８は電気的に接続される。ま
た光が照射されないときは光スイッチング素子１６は高
インピーダンスとなり、信号電極Ｘm と絵素電極１８は
電気的に絶縁される。つまり、上記光走査型液晶表示装
置は、走査信号に光を用い、光スイッチング素子１６の
インピーダンス変化を利用することによって駆動され
る。
数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn がＹ方向に沿って配列
されており、これらの上に交差して複数の信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm がＸ方向に沿って配列されてい
る。導光路Ｙn と信号電極Ｘm の交差部１５には光導電
体からなるスイッチング素子１６が備えられており、こ
れは発光素子アレイ１７から導光路Ｙn を介して伝送さ
れる光信号により制御される。そして光スイッチング素
子１６は、光が照射されると低インピーダンスとなり、
信号電極Ｘm と絵素電極１８は電気的に接続される。ま
た光が照射されないときは光スイッチング素子１６は高
インピーダンスとなり、信号電極Ｘm と絵素電極１８は
電気的に絶縁される。つまり、上記光走査型液晶表示装
置は、走査信号に光を用い、光スイッチング素子１６の
インピーダンス変化を利用することによって駆動され
る。
【０００６】この表示装置は、透過型表示装置として使
用する場合には蛍光灯等のバックライトが、さらに投射
型表示装置として使用する場合にはメタルハライドラン
プ等の投射用ランプが必要であり、これら投射光２１を
パネル内で変調させることによって表示を行うことがで
きる。
用する場合には蛍光灯等のバックライトが、さらに投射
型表示装置として使用する場合にはメタルハライドラン
プ等の投射用ランプが必要であり、これら投射光２１を
パネル内で変調させることによって表示を行うことがで
きる。
【０００７】従来より導光路Ｙn としては、光ファイバ
ーを基板２０ａに埋め込む方法や、イオンを拡散させて
基板２０ａ内に屈折率分布を設ける方法が用いられてい
る。大画面の表示装置を構成する場合は伝搬損失の点か
ら前者の光ファイバーを用いることが多い。
ーを基板２０ａに埋め込む方法や、イオンを拡散させて
基板２０ａ内に屈折率分布を設ける方法が用いられてい
る。大画面の表示装置を構成する場合は伝搬損失の点か
ら前者の光ファイバーを用いることが多い。
【０００８】図８（ｂ）に、図８（ａ）のＡ方向から見
た導光路Ｙn の断面図を示す。導光路はコア部ｃとクラ
ッド部ｄとから構成されており、導光路Ｙn の断面形状
は、光ファイバーの裸線形状を反映し、半円形状であっ
た。
た導光路Ｙn の断面図を示す。導光路はコア部ｃとクラ
ッド部ｄとから構成されており、導光路Ｙn の断面形状
は、光ファイバーの裸線形状を反映し、半円形状であっ
た。
【０００９】これら従来の光走査型液晶表示装置では、
表示に用いる光信号以外の光が光スイッチング素子に照
射されると、表示性能に悪影響を与えてしまう。そこ
で、投射光２１の一部が表示装置内の光スイッチング素
子１６に照射されないよう、光スイッチング素子１６の
下部の基板内に遮光膜２６ａが設けられている。なお、
この遮光膜２６ａは、本願の出願人等による前記特願平
３−２６３９４７明細書に示したように、遮光膜２６ｃ
を表示装置の外側に設ける場合もある。
表示に用いる光信号以外の光が光スイッチング素子に照
射されると、表示性能に悪影響を与えてしまう。そこ
で、投射光２１の一部が表示装置内の光スイッチング素
子１６に照射されないよう、光スイッチング素子１６の
下部の基板内に遮光膜２６ａが設けられている。なお、
この遮光膜２６ａは、本願の出願人等による前記特願平
３−２６３９４７明細書に示したように、遮光膜２６ｃ
を表示装置の外側に設ける場合もある。
【００１０】このような素子の構造を図９に示す。
【００１１】また、光スイッチング素子１６以外の導光
路Ｙn 部分でも投射光２１の一部が侵入し、発光素子ア
レイ１７から伝送された光信号にノイズ信号として重畳
される場合がある。この場合も光スイッチング素子１６
の特性に悪影響を与えることになる。そこで導光路Ｙn
近傍全体に遮光膜を設ける必要がある。
路Ｙn 部分でも投射光２１の一部が侵入し、発光素子ア
レイ１７から伝送された光信号にノイズ信号として重畳
される場合がある。この場合も光スイッチング素子１６
の特性に悪影響を与えることになる。そこで導光路Ｙn
近傍全体に遮光膜を設ける必要がある。
【００１２】図１０に、本願の出願人等による先の発明
に係る特願平４−１８２２８１号明細書に示した、導光
路Ｙn の断面図を示す。ここでは基板４０と導光路Ｙn
（光ファイバー）の界面に遮光膜４１を設けている。遮
光膜４１には鉛を含有したガラス、金属膜、顔料などが
使用されている。
に係る特願平４−１８２２８１号明細書に示した、導光
路Ｙn の断面図を示す。ここでは基板４０と導光路Ｙn
（光ファイバー）の界面に遮光膜４１を設けている。遮
光膜４１には鉛を含有したガラス、金属膜、顔料などが
使用されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のように遮光膜２６ａ、２６ｃ、４１を設けること
は、作成プロセスや表示性能上、問題が生じる。先ず、
図８に示した構成の場合であるが、遮光膜２６ａは導光
路Ｙn の下部に形成されており、導光路Ｙn を形成する
前の段階で、遮光膜２６ａを基板中に埋め込まれなくて
はならない。これは作成プロセスが複雑であり、なおか
つコスト高になる。また、図９に示した構成の場合、遮
光膜２６ｃは基板の外側であるため、作成プロセスは非
常に簡単である。しかし、基板２０ａの厚みを考慮する
と光スイッチング素子１６に比べて大きなサイズの遮光
膜が必要になり、開口率（表示面積の割合）を低下を招
く。すなわち表示性能を劣化させる原因となる。さらに
図１０に示した構成の場合は、導光路Ｙn （光ファイバ
ー）と基板４０の間に遮光膜４１を設ける必要があり、
作成プロセスが複雑になってしまう。
成のように遮光膜２６ａ、２６ｃ、４１を設けること
は、作成プロセスや表示性能上、問題が生じる。先ず、
図８に示した構成の場合であるが、遮光膜２６ａは導光
路Ｙn の下部に形成されており、導光路Ｙn を形成する
前の段階で、遮光膜２６ａを基板中に埋め込まれなくて
はならない。これは作成プロセスが複雑であり、なおか
つコスト高になる。また、図９に示した構成の場合、遮
光膜２６ｃは基板の外側であるため、作成プロセスは非
常に簡単である。しかし、基板２０ａの厚みを考慮する
と光スイッチング素子１６に比べて大きなサイズの遮光
膜が必要になり、開口率（表示面積の割合）を低下を招
く。すなわち表示性能を劣化させる原因となる。さらに
図１０に示した構成の場合は、導光路Ｙn （光ファイバ
ー）と基板４０の間に遮光膜４１を設ける必要があり、
作成プロセスが複雑になってしまう。
【００１４】したがって本発明は、遮光膜を使用せずに
光スイッチング素子１６の特性に悪影響を与える投射光
ノイズ信号を減少させることにより、表示性能の劣化を
防ぎ、高品質な表示装置を提供することを目的とする。
光スイッチング素子１６の特性に悪影響を与える投射光
ノイズ信号を減少させることにより、表示性能の劣化を
防ぎ、高品質な表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】れぞれが電極を有する２
つの基板間に設けた表示媒体を含む表示装置であって、
前記基板の一方には、複数の導光路と、複数の信号電極
と、光導電材料から形成される複数の光スイッチング素
子を備えており、光信号によって前記表示媒体の駆動を
行う光走査型表示装置において、導光路のクラッド部の
屈折率をｎ2、導光路が埋め込まれている基板の屈折率
をｎ1 、基板の主面と導光路が基板に接する側面の接線
とのなす角をαとするとき、角αが、式１を満たすよう
な角度を有するように前記複数の導光路を埋め込み形成
した。
つの基板間に設けた表示媒体を含む表示装置であって、
前記基板の一方には、複数の導光路と、複数の信号電極
と、光導電材料から形成される複数の光スイッチング素
子を備えており、光信号によって前記表示媒体の駆動を
行う光走査型表示装置において、導光路のクラッド部の
屈折率をｎ2、導光路が埋め込まれている基板の屈折率
をｎ1 、基板の主面と導光路が基板に接する側面の接線
とのなす角をαとするとき、角αが、式１を満たすよう
な角度を有するように前記複数の導光路を埋め込み形成
した。
【００１６】 ｎ1 ｓｉｎα＞ｎ2 １ 表示装置の導光路は、ガラス基板に複数のＶ字溝を形成
し、該Ｖ字溝にガラスファイバーを配列した後熱処理を
行い、基板とガラスファイバーを融着させることにより
形成されている。
し、該Ｖ字溝にガラスファイバーを配列した後熱処理を
行い、基板とガラスファイバーを融着させることにより
形成されている。
【００１７】導光路が形成されている基板には、光信号
の波長領域、特に、６００ｎｍ〜２μｍ波長領域をカッ
トする帯域フィルターを設けた。
の波長領域、特に、６００ｎｍ〜２μｍ波長領域をカッ
トする帯域フィルターを設けた。
【００１８】この帯域フィルターとしては、誘電体の多
層膜から形成されているものが使用できる。
層膜から形成されているものが使用できる。
【００１９】
【作用】一般に、屈折率ｎ1 の媒質から屈折率ｎ2 の媒
質への光が入射角θ（界面の法線方向となす角）で入射
されると、ｎ1 ｓｉｎθ＞ｎ2 を満たす光は全反射され
る。これは、導光路中の光の伝搬の原理でもある（図１
１（ａ））。これに対して、ｎ1 ｓｉｎθ＜ｎ2 を満た
す光は、表面反射を除くほとんどが界面を透過する（図
１１（ｂ））。
質への光が入射角θ（界面の法線方向となす角）で入射
されると、ｎ1 ｓｉｎθ＞ｎ2 を満たす光は全反射され
る。これは、導光路中の光の伝搬の原理でもある（図１
１（ａ））。これに対して、ｎ1 ｓｉｎθ＜ｎ2 を満た
す光は、表面反射を除くほとんどが界面を透過する（図
１１（ｂ））。
【００２０】本発明の光走査型表示装置では、バックラ
イトや投射ランプからの投射光が表示装置面に対して垂
直に侵入し、基板内に設けられている導光路に到達した
際、基板と導光路の界面で投射光が全反射されるよう
に、導光路のクラッド部の屈折率をｎ2 、基板の屈折率
をｎ1 、基板の主面と導光路が基板に接する側面の接線
とのなす角をαとしたとき、導光路は、角αが、式１を
満たすような角度を有するように埋め込み形成されてい
る。
イトや投射ランプからの投射光が表示装置面に対して垂
直に侵入し、基板内に設けられている導光路に到達した
際、基板と導光路の界面で投射光が全反射されるよう
に、導光路のクラッド部の屈折率をｎ2 、基板の屈折率
をｎ1 、基板の主面と導光路が基板に接する側面の接線
とのなす角をαとしたとき、導光路は、角αが、式１を
満たすような角度を有するように埋め込み形成されてい
る。
【００２１】 ｎ1 ｓｉｎα＞ｎ2 １ したがって、遮光膜を使用せずに導光路内あるいは導光
路上の光スイッチング素子への投射光の侵入を減少させ
ることができる。
路上の光スイッチング素子への投射光の侵入を減少させ
ることができる。
【００２２】
実施例１ 図１は、本発明の光走査型アクティブマトリクス液晶表
示装置の構成を示す平面図である。
示装置の構成を示す平面図である。
【００２３】図２（ａ）は図１のＧ−Ｇ′線断面から見
た素子構造図である。
た素子構造図である。
【００２４】液晶パネルを構成する一方のガラス基板６
ａ上には複数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn がＹ方向に
沿って配列されており、これらの上に交差して複数の信
号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm がＸ方向に沿って配列され
ている。
ａ上には複数の導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn がＹ方向に
沿って配列されており、これらの上に交差して複数の信
号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm がＸ方向に沿って配列され
ている。
【００２５】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn は、その端部
において、発光素子アレイ３及びマイクロレンズアレイ
５から成る発光部と結合されている。発光素子アレイ３
は、本実施例では高出力なＬＤアレイを用いている。高
出力が必要でない場合はＬＥＤアレイでもよい。
において、発光素子アレイ３及びマイクロレンズアレイ
５から成る発光部と結合されている。発光素子アレイ３
は、本実施例では高出力なＬＤアレイを用いている。高
出力が必要でない場合はＬＥＤアレイでもよい。
【００２６】信号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm には、スパ
ッタ法により形成されるＴｉを使用している。信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm としては、この他にＴａ、Ｃｒ、
Ａｌ、Ｍｏなど導電性能やプロセスの条件を満たすもの
であれば、どれを用いても良い。
ッタ法により形成されるＴｉを使用している。信号電極
Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm としては、この他にＴａ、Ｃｒ、
Ａｌ、Ｍｏなど導電性能やプロセスの条件を満たすもの
であれば、どれを用いても良い。
【００２７】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn と信号電極Ｘ
1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm の交差部１には、光スイッチング素
子２がそれぞれ設けられている。この光スイッチング素
子２は信号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm と液晶等の表示媒
体を駆動するための絵素電極４との間にそれぞれ設けら
れている。
1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm の交差部１には、光スイッチング素
子２がそれぞれ設けられている。この光スイッチング素
子２は信号電極Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm と液晶等の表示媒
体を駆動するための絵素電極４との間にそれぞれ設けら
れている。
【００２８】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn 上には、クラ
ッド層９としてスパッタ法によりＳｉＯ2 薄膜が形成さ
れている。
ッド層９としてスパッタ法によりＳｉＯ2 薄膜が形成さ
れている。
【００２９】また、その上には絵素電極４が形成され
る。絵素電極４は透明で導電性のあるＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）薄膜であり、スパッタ法に
より形成される。なお、光スイッチング素子２の下部の
導光路Ｙn には、導光路Ｙn から光スイッチング素子２
に効率よく光を導くために光散乱部８が設けられてい
る。
る。絵素電極４は透明で導電性のあるＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）薄膜であり、スパッタ法に
より形成される。なお、光スイッチング素子２の下部の
導光路Ｙn には、導光路Ｙn から光スイッチング素子２
に効率よく光を導くために光散乱部８が設けられてい
る。
【００３０】導光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn と信号電極Ｘ
1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm が交差する部分には、光スイッチン
グ素子２として光導電体材料である非晶質水素化シリコ
ン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜がプラズマＣＶＤ法により形成
されている。ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜はシラン（ＳｉＨ4 ）ガ
スと水素（Ｈ2 ）ガスを用いて形成され、膜厚は約１μ
ｍである。
1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm が交差する部分には、光スイッチン
グ素子２として光導電体材料である非晶質水素化シリコ
ン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜がプラズマＣＶＤ法により形成
されている。ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜はシラン（ＳｉＨ4 ）ガ
スと水素（Ｈ2 ）ガスを用いて形成され、膜厚は約１μ
ｍである。
【００３１】光スイッチング素子２には、信号電極（ソ
ース電極）Ｘｍとドレイン電極１０が接しており、これ
らは同一材料で形成されている。またドレイン電極１０
には絵素電極４が接続されている。
ース電極）Ｘｍとドレイン電極１０が接しており、これ
らは同一材料で形成されている。またドレイン電極１０
には絵素電極４が接続されている。
【００３２】もう一方の基板６ｂには、透明電極（対向
電極）３０としてスパッタ法により形成されたＩＴＯ膜
が形成されている。
電極）３０としてスパッタ法により形成されたＩＴＯ膜
が形成されている。
【００３３】ガラス基板６ｂには、素子の上方からの光
（外光）がガラス基板６ａに形成されている光スイッチ
ング素子２に入射するのを防ぐための遮光層１２が設け
られており、遮光層１２のパターンは光スイッチング素
子２のパターンと重なる箇所に形成されている。
（外光）がガラス基板６ａに形成されている光スイッチ
ング素子２に入射するのを防ぐための遮光層１２が設け
られており、遮光層１２のパターンは光スイッチング素
子２のパターンと重なる箇所に形成されている。
【００３４】これら両基板６ａ、６ｂには、配向膜であ
るポリイミド１１ａ、１１ｂがスピンコートにより塗布
された後ラビングにより配向処理が施される。そしてス
ペーサー１３と液晶１４を介して貼り合わされる。な
お、配向膜としては、他の配向膜、例えばポリアミド等
の有機膜や各種ＬＢ膜、ＳｉＯやＳｉＯ2 の斜方蒸着膜
等を用いることも可能である。
るポリイミド１１ａ、１１ｂがスピンコートにより塗布
された後ラビングにより配向処理が施される。そしてス
ペーサー１３と液晶１４を介して貼り合わされる。な
お、配向膜としては、他の配向膜、例えばポリアミド等
の有機膜や各種ＬＢ膜、ＳｉＯやＳｉＯ2 の斜方蒸着膜
等を用いることも可能である。
【００３５】図２（ｂ）に、図２（ａ）のＡ方向から見
た導光路Ｙn の断面図を示す。導光路はコア部ｃとクラ
ッド部ｄとから構成されている。
た導光路Ｙn の断面図を示す。導光路はコア部ｃとクラ
ッド部ｄとから構成されている。
【００３６】このようにして本発明の光走査型アクティ
ブマトリクス液晶表示装置が形成される。
ブマトリクス液晶表示装置が形成される。
【００３７】次に動作原理を説明する。光信号は発光素
子アレイ３からマイクロレンズアレイ５を介して導光路
Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn へ導光される。光スイッチング素
子２は、照射される光の明／暗に応じてインピーダンス
が変化するため、信号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイ
ン電極１０の電流の流れを制御することができ、液晶を
駆動することができる。
子アレイ３からマイクロレンズアレイ５を介して導光路
Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn へ導光される。光スイッチング素
子２は、照射される光の明／暗に応じてインピーダンス
が変化するため、信号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイ
ン電極１０の電流の流れを制御することができ、液晶を
駆動することができる。
【００３８】つまり、光照射状態では、光スイッチング
素子２は光導電効果により低インピーダンスになり、信
号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイン電極１０は電気的
に接続される。この結果、絵素電極４と対向電極３０の
電極間に存在する液晶１４にデータ信号が印加される。
そして、暗状態では、光スイッチング素子２は高インピ
ーダンスとなり、信号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイ
ン電極１０は電気的に絶縁される。この結果、絵素電極
４と対向電極３０の電極間にデータ信号が印加されな
い。
素子２は光導電効果により低インピーダンスになり、信
号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイン電極１０は電気的
に接続される。この結果、絵素電極４と対向電極３０の
電極間に存在する液晶１４にデータ信号が印加される。
そして、暗状態では、光スイッチング素子２は高インピ
ーダンスとなり、信号電極（ソース電極）Ｘｍとドレイ
ン電極１０は電気的に絶縁される。この結果、絵素電極
４と対向電極３０の電極間にデータ信号が印加されな
い。
【００３９】この表示装置では、走査信号に光を用いて
おり、電気信号を用いる場合に比べて配線抵抗や浮遊容
量の影響を受けないため、信号波形の遅延が生じない。
したがって、大型の表示装置や高精細の表示装置が実現
出来る。
おり、電気信号を用いる場合に比べて配線抵抗や浮遊容
量の影響を受けないため、信号波形の遅延が生じない。
したがって、大型の表示装置や高精細の表示装置が実現
出来る。
【００４０】図３に本発明の表示装置実施例に用いる導
光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn の作成方法を示す。
光路Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn の作成方法を示す。
【００４１】まずガラス基板６ａを準備し、導光路
Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn を設ける位置に沿って、Ｖ時形状
の溝を形成する。溝の形成にはダイシングマシーンを用
いると、Ｖ字溝の角度調整が精度よくできるため便利で
ある。次にコア部とクラッド部から形成されるガラスフ
ァイバーを前述のＶ字溝に配列する。そしてガラス基板
６ａと同じ材質のガラス基板３１との間にガラスファイ
バーを挟み込む（図中（ａ）の工程）。次にこれら両基
板６ａ，３１に圧力を加えながら熱処理を施し、両基板
６ａ、３１及びガラスファイバーを融着する（図中
（ｂ）の工程）。さらに前述の融着された基板の内、基
板３１の部分だけを研磨により除去する（図中（ｃ）の
工程）。
Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn を設ける位置に沿って、Ｖ時形状
の溝を形成する。溝の形成にはダイシングマシーンを用
いると、Ｖ字溝の角度調整が精度よくできるため便利で
ある。次にコア部とクラッド部から形成されるガラスフ
ァイバーを前述のＶ字溝に配列する。そしてガラス基板
６ａと同じ材質のガラス基板３１との間にガラスファイ
バーを挟み込む（図中（ａ）の工程）。次にこれら両基
板６ａ，３１に圧力を加えながら熱処理を施し、両基板
６ａ、３１及びガラスファイバーを融着する（図中
（ｂ）の工程）。さらに前述の融着された基板の内、基
板３１の部分だけを研磨により除去する（図中（ｃ）の
工程）。
【００４２】また図中（ａ）の工程で、ガラス基板６ａ
にＶ溝を形成する手段として、図中（ａ）の代わりに、
ガラス基板６ａ上に端部が斜めにカットされているガラ
ス基板３２を配列する方法も可能である（図中（ｄ）の
工程）。
にＶ溝を形成する手段として、図中（ａ）の代わりに、
ガラス基板６ａ上に端部が斜めにカットされているガラ
ス基板３２を配列する方法も可能である（図中（ｄ）の
工程）。
【００４３】図４（ａ）に上記方法にて形成された導光
路Ｙn の断面形状の詳細図を示す。導光路Ｙn は基板に
接する側面の接線とのなす角基板の表面に対して角度α
を有して埋め込み形成されている。バックライトやメタ
ルハライドランプ等の投射光７が基板６ａに侵入し導光
路Ｙn に到達する際、図に示すように投射光７は導光路
Ｙn と基板６ａの界面に入射角βで入射する。
路Ｙn の断面形状の詳細図を示す。導光路Ｙn は基板に
接する側面の接線とのなす角基板の表面に対して角度α
を有して埋め込み形成されている。バックライトやメタ
ルハライドランプ等の投射光７が基板６ａに侵入し導光
路Ｙn に到達する際、図に示すように投射光７は導光路
Ｙn と基板６ａの界面に入射角βで入射する。
【００４４】図４（ｂ）にαとβの関係を示す。図から
判るようにα＝βの関係が成り立つ。導光路Ｙn のクラ
ッド部ｄの屈折率ｎ2 、導光路Ｙn が埋め込まれている
基板６ａの屈折率ｎ1 、基板６ａの表面と導光路Ｙn が
基板に接する側面の接線とのなす角αが、式１を満たす
時、 ｎ1 ｓｉｎα＞ｎ2 １ 投射光７は界面で全反射される。例えば本実施例では、
基板６ａの屈折率ｎ1が１．６５、導光路Ｙn のクラッ
ド部ｄの屈折率ｎ2 が１．５２のガラス材料を使用して
いるため、基板６ａの表面と導光路Ｙn が基板に接する
側面の接線とのなす角αを７０度に設定することによ
り、導光路Ｙn 内への投射光７の侵入を減少させること
ができる。この結果、従来導光路Ｙn の下部に設けられ
ていた遮光膜を無くした状態でも、光スイッチング素子
２には発光素子アレイ３より伝送される光信号だけが照
射されることになる。
判るようにα＝βの関係が成り立つ。導光路Ｙn のクラ
ッド部ｄの屈折率ｎ2 、導光路Ｙn が埋め込まれている
基板６ａの屈折率ｎ1 、基板６ａの表面と導光路Ｙn が
基板に接する側面の接線とのなす角αが、式１を満たす
時、 ｎ1 ｓｉｎα＞ｎ2 １ 投射光７は界面で全反射される。例えば本実施例では、
基板６ａの屈折率ｎ1が１．６５、導光路Ｙn のクラッ
ド部ｄの屈折率ｎ2 が１．５２のガラス材料を使用して
いるため、基板６ａの表面と導光路Ｙn が基板に接する
側面の接線とのなす角αを７０度に設定することによ
り、導光路Ｙn 内への投射光７の侵入を減少させること
ができる。この結果、従来導光路Ｙn の下部に設けられ
ていた遮光膜を無くした状態でも、光スイッチング素子
２には発光素子アレイ３より伝送される光信号だけが照
射されることになる。
【００４５】また、本実施例に示した導光路Ｙn の形状
を用いると同時に従来の遮光膜を併せて用いると、遮光
性能の信頼性が向上し表示性能としてはより望ましいも
のとなる。ただしこの場合は、先述したように作成プロ
セスが複雑になってしまうため要求される遮光性能を考
慮する必要がある。
を用いると同時に従来の遮光膜を併せて用いると、遮光
性能の信頼性が向上し表示性能としてはより望ましいも
のとなる。ただしこの場合は、先述したように作成プロ
セスが複雑になってしまうため要求される遮光性能を考
慮する必要がある。
【００４６】なお、本発明において、光スイッチング素
子２に用いる光導電体材料としてはａ−Ｓｉ：Ｈの他
に、近赤外波長の光に対しては非晶質水素化シリコンゲ
ルマニウム（ａ−ＳｉＧｅx ：Ｈ）を使用することが可
能である。ａ−ＳｉＧｅx ：Ｈ薄膜は、ＳｉＨ4 ガスと
ＧｅＨ4 ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成され
る。
子２に用いる光導電体材料としてはａ−Ｓｉ：Ｈの他
に、近赤外波長の光に対しては非晶質水素化シリコンゲ
ルマニウム（ａ−ＳｉＧｅx ：Ｈ）を使用することが可
能である。ａ−ＳｉＧｅx ：Ｈ薄膜は、ＳｉＨ4 ガスと
ＧｅＨ4 ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成され
る。
【００４７】一般に、近赤外波長（８００ｎｍ〜１００
０ｎｍ帯）のＬＤやＬＥＤは、光通信用に開発が進んで
おり、比較的安価である。また、高出力タイプのものも
開発されている。これらの光源を光走査信号に用いる場
合は近赤外波長の光に対して感度の高いａ−ＳｉＧ
ｅx ：Ｈを用いて光スイッチング素子を構成することが
望ましい。このように、使用する光の波長に対する感度
特性を考慮することにより、光導電体としては他にａ−
ＳｉＣx ：Ｈ、ａ−ＳｉＮx ：Ｈ、ａ−ＳｉＯx ：Ｈ、
ａ−ＳｉＳｎx ：Ｈ、ａ−ＳｉＯx Ｎy ：Ｈなどの光導
電性を有する材料を用いることができる。また、光スイ
ッチング素子２は、光導電性を有する半導体のダイオー
ド構造（例えばｐｉｎ型、ショットキー型、ＭＩＳ［Ｍ
ｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ］型）や、それらのダイオード２個を逆向きに直
列接続したバックツーバックダイオード構造、あるいは
逆向きに並列接続したダイオードリング構造にしてもよ
い。
０ｎｍ帯）のＬＤやＬＥＤは、光通信用に開発が進んで
おり、比較的安価である。また、高出力タイプのものも
開発されている。これらの光源を光走査信号に用いる場
合は近赤外波長の光に対して感度の高いａ−ＳｉＧ
ｅx ：Ｈを用いて光スイッチング素子を構成することが
望ましい。このように、使用する光の波長に対する感度
特性を考慮することにより、光導電体としては他にａ−
ＳｉＣx ：Ｈ、ａ−ＳｉＮx ：Ｈ、ａ−ＳｉＯx ：Ｈ、
ａ−ＳｉＳｎx ：Ｈ、ａ−ＳｉＯx Ｎy ：Ｈなどの光導
電性を有する材料を用いることができる。また、光スイ
ッチング素子２は、光導電性を有する半導体のダイオー
ド構造（例えばｐｉｎ型、ショットキー型、ＭＩＳ［Ｍ
ｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ］型）や、それらのダイオード２個を逆向きに直
列接続したバックツーバックダイオード構造、あるいは
逆向きに並列接続したダイオードリング構造にしてもよ
い。
【００４８】さらに、本発明の液晶表示装置の液晶層は
ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用い
ている。液晶材料はＭＥＲＣＫ社製のフッ素系液晶ＺＬ
Ｉ４７９２である。液晶表示モードとしては、この他に
ネマチック液晶を用いたものとしてゲストホストモー
ド、複屈折制御（ＥＣＢ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モ
ード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａ
ｔｉｃ）モード、相転移モードが可能である。さらにカ
イラルスメクチック液晶を用いた表面安定化強誘電液晶
（ＳＳＦＬＣ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ
Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ）モード、高分子と液晶の複合膜を用いた高分
子複合型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）等が可能で
ある。
ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用い
ている。液晶材料はＭＥＲＣＫ社製のフッ素系液晶ＺＬ
Ｉ４７９２である。液晶表示モードとしては、この他に
ネマチック液晶を用いたものとしてゲストホストモー
ド、複屈折制御（ＥＣＢ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モ
ード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａ
ｔｉｃ）モード、相転移モードが可能である。さらにカ
イラルスメクチック液晶を用いた表面安定化強誘電液晶
（ＳＳＦＬＣ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ
Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ）モード、高分子と液晶の複合膜を用いた高分
子複合型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）等が可能で
ある。
【００４９】さらに、本発明では表示媒体として液晶を
使用した液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）について説明したが、他の
表示装置、例えばエレクトロクロミック表示装置（ＥＣ
Ｄ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）、電気泳動表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈ
ｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）等においても同様の効
果を得ることができる。
使用した液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）について説明したが、他の
表示装置、例えばエレクトロクロミック表示装置（ＥＣ
Ｄ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）、電気泳動表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈ
ｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）等においても同様の効
果を得ることができる。
【００５０】実施例２ 実施例１に示した表示装置に比べ、さらに導光路Ｙn 内
への投射光７の侵入を減少させる方法として、基板６ａ
の外側（導光路Ｙn が設けられた面の裏面）に誘電体多
層膜からなるフィルターを設ける方法がある。
への投射光７の侵入を減少させる方法として、基板６ａ
の外側（導光路Ｙn が設けられた面の裏面）に誘電体多
層膜からなるフィルターを設ける方法がある。
【００５１】図５に第２の実施例に用いる基板６ａの断
面図を示す。基板６ａ及び導光路Ｙn の構成は実施例１
で示したものと同じである。異なる点は誘電多層膜から
なるフィルター３３が基板６ａの外側に設けられている
点である。このフィルター３３はＳｉＯ2 とＴｉＯ2 の
積層多層膜からなっており、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法
により形成されるものである。
面図を示す。基板６ａ及び導光路Ｙn の構成は実施例１
で示したものと同じである。異なる点は誘電多層膜から
なるフィルター３３が基板６ａの外側に設けられている
点である。このフィルター３３はＳｉＯ2 とＴｉＯ2 の
積層多層膜からなっており、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法
により形成されるものである。
【００５２】図６にフィルター３３の透過率の波長特性
を示す。波長６００〜１０００ｎｍの範囲の光は、ほと
んど透過しない。また、光スイッチング素子には波長８
００〜９００ｎｍの光に対して感度特性の優れたａ−Ｓ
ｉ1-x Ｇｅx ：Ｈを用い、発光素子アレイにはＡｌＧａ
Ａｓ系のダブルヘテロ接合型ＬＤを用いている。ＬＤの
発光波長は８５０ｎｍであり、この種のＬＤは光通信用
に高出力なものが開発されている。
を示す。波長６００〜１０００ｎｍの範囲の光は、ほと
んど透過しない。また、光スイッチング素子には波長８
００〜９００ｎｍの光に対して感度特性の優れたａ−Ｓ
ｉ1-x Ｇｅx ：Ｈを用い、発光素子アレイにはＡｌＧａ
Ａｓ系のダブルヘテロ接合型ＬＤを用いている。ＬＤの
発光波長は８５０ｎｍであり、この種のＬＤは光通信用
に高出力なものが開発されている。
【００５３】本実施例で示す表示装置では、投射光７は
基板６ａに入射する際、先ずフィルター３３で波長６０
０〜１０００ｎｍの範囲の光がカットされる。また、フ
ィルター３３を透過する残りの光は実施例１で示した表
示装置の効果と同様に導光路Ｙn と基板６ａの界面で全
反射されるため、導光路Ｙn 内に混入する投射光７は減
少する。仮に僅かながら導光路Ｙn 内に投射光７が混入
したとしても、フィルター３３を透過して来た光には、
光スイッチング素子２が優れた感度を示す波長域の光が
含まれていないため、スイッチング特性への悪影響を最
小限にとどめることができる。
基板６ａに入射する際、先ずフィルター３３で波長６０
０〜１０００ｎｍの範囲の光がカットされる。また、フ
ィルター３３を透過する残りの光は実施例１で示した表
示装置の効果と同様に導光路Ｙn と基板６ａの界面で全
反射されるため、導光路Ｙn 内に混入する投射光７は減
少する。仮に僅かながら導光路Ｙn 内に投射光７が混入
したとしても、フィルター３３を透過して来た光には、
光スイッチング素子２が優れた感度を示す波長域の光が
含まれていないため、スイッチング特性への悪影響を最
小限にとどめることができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明では、遮光膜を使用しないで光ス
イッチング素子の特性に悪影響を与える投射光ノイズ信
号を減少させることにより、あるいは導光路内への投射
光の侵入を減少させることにより作成プロセスが簡略化
でき、また表示性能の劣化を防ぎ、高品質な表示装置を
提供できた。
イッチング素子の特性に悪影響を与える投射光ノイズ信
号を減少させることにより、あるいは導光路内への投射
光の侵入を減少させることにより作成プロセスが簡略化
でき、また表示性能の劣化を防ぎ、高品質な表示装置を
提供できた。
【図１】本発明の実施例１に示す光走査型アクティブマ
トリクス液晶表示装置の構成の平面図を示す。
トリクス液晶表示装置の構成の平面図を示す。
【図２】図１のＧ−Ｇ′線断面から見た素子構造図及
び、導光路Ｙの断面図を示す。
び、導光路Ｙの断面図を示す。
【図３】本発明の実施例１に示す表示装置に用いる導光
路の作成方法を示す。
路の作成方法を示す。
【図４】本発明の実施例１に示す表示装置の導光路Ｙの
断面形状の詳細図及び導光路の埋め込み角度αと投射光
の導光路への入射角βの関係を示す。
断面形状の詳細図及び導光路の埋め込み角度αと投射光
の導光路への入射角βの関係を示す。
【図５】本発明の実施例２に示す表示装置に用いる基板
の断面図を示す
の断面図を示す
【図６】本発明の実施例２に示す表示装置に用いるフィ
ルターの透過率の波長特性を示す。
ルターの透過率の波長特性を示す。
【図７】従来の光走査型アクティブマトリクス液晶表示
装置の構成の平面図を示す。
装置の構成の平面図を示す。
【図８】図７のＨ−Ｈ′線断面から見た素子構造図及
び、導光路Ｙの断面図を示す。
び、導光路Ｙの断面図を示す。
【図９】従来の光走査型アクティブマトリクス液晶表示
装置の別の構成を示す素子構造の断面図を示す。
装置の別の構成を示す素子構造の断面図を示す。
【図１０】従来の光走査型アクティブマトリクス液晶表
示装置の導光路の断面図を示す。
示装置の導光路の断面図を示す。
【図１１】導光路中の光の伝搬の原理を示す。
Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，Ｙn 導光路 Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘm 信号（ソース）電極 ２、１６ 光スイッチング素子 ３、１７ 発光素子アレイ ４、１８ 絵素電極 ５、１９ マイクロレンズアレイ ６ａ、６ｂ、２０ａ、２０ｂ 基板 ７、２１ 投射光（バックライト、ランプ） ８、２２ 光散乱部 ９、２３ クラッド層 １０、２４ ドレイン電極 １１ａ、１１ｂ、２５ａ、２５ｂ 配向膜 １２ 遮光層 １３、２７ スペーサ １４、２８ 液晶 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、４１ 遮光膜 ２９、３０ 対向電極 ３１ 融着用基板 ３２ テーパ付き基板 ３３ フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/135 G02F 1/136 G02F 1/1333 G02F 1/1335 G02F 1/1343 G09F 9/00 - 9/46 G02B 6/00 - 6/44 G02F 1/00 - 1/125 G02F 1/15 - 1/39
Claims (6)
- 【請求項１】 それぞれが電極を有する２つの基板間に
設けた表示媒体を含む表示装置であって、前記基板の一
方には、複数の導光路と、複数の信号電極と、光導電材
料から形成される複数の光スイッチング素子を備えてお
り、光信号によって前記表示媒体の駆動を行う光走査型
表示装置において、導光路のクラッド部の屈折率を
ｎ2 、導光路が埋め込まれている基板の屈折率をｎ1 、
基板の主面と導光路が基板に接する側面の接線とのなす
角をαとするとき、角αが、式１を満たすような角度を
有するように、前記複数の導光路が埋め込み形成されて
いることを特徴とする表示装置。 ｎ1 ｓｉｎα＞ｎ2 １ - 【請求項２】 表示装置の導光路が、ガラス基板に複数
のＶ字溝を形成し、該Ｖ字溝にガラスファイバーを配列
した後熱処理を行い、基板とガラスファイバーを融着さ
せることにより形成されていることを特徴とする請求項
１記載の表示装置。 - 【請求項３】 導光路が形成されている基板に、光信号
の波長領域をカットする帯域フィルターを設けたことを
特徴とする請求項１記載の表示装置。 - 【請求項４】 光信号の波長領域が６００ｎｍ〜２μｍ
であることを特徴とする請求項３記載の表示装置。 - 【請求項５】 帯域フィルターが、誘電体の多層膜から
形成されていることを特徴とする請求項３記載の表示装
置。 - 【請求項６】 表示媒体が液晶であることを特徴とする
請求項１記載の表示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4766093A JP2818091B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 表示装置 |
| US08/163,873 US5541751A (en) | 1992-12-11 | 1993-12-08 | Light scan type display device having light waveguides and photo conductive switching elements |
| DE4342265A DE4342265C2 (de) | 1992-12-11 | 1993-12-10 | Lichtgesteuertes Display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4766093A JP2818091B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258654A JPH06258654A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2818091B2 true JP2818091B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=12781423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4766093A Expired - Fee Related JP2818091B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-03-09 | 表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2818091B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5029209B2 (ja) * | 2007-08-17 | 2012-09-19 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び投射型表示装置 |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP4766093A patent/JP2818091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258654A (ja) | 1994-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |