JP4691902B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
日経エレクトロニクス、2002年11月18日号、 no.835、pp.106−126
したがって、この発明が解決しようとする課題は、長寿命、低消費エネルギー、低コスト、高輝度、広視野角で大型化も容易な表示装置を提供することにある。
導光板に設けられた一つまたは複数の穴の内部で光入射部および光出射端面を有する透明棒状体を駆動することにより上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御し、画像を表示する
ことを特徴とする表示装置である。
一つまたは複数の穴を有する一つの導光板と、
上記穴の内部で直線運動または回転運動可能に設けられ、かつその外周面に選択的に設けられた光入射部および光出射端面を有する一つまたは複数の透明棒状体とを有し、
上記穴の内部で上記透明棒状体を直線運動または回転運動させて上記光入射部を介した上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御することにより画像を表示する
ことを特徴とする表示装置である。
一つまたは複数の穴を有し、かつ互いに光学的に分離された複数の導光板と、
上記穴の内部で直線移動または回転移動可能に設けられ、かつその外周面に選択的に設けられた光入射部および光出射端面を有する複数の透明棒状体とを有し、
上記複数の透明棒状体の各透明棒状体毎に、上記穴の内部で上記透明棒状体を直線移動または回転移動させて上記光入射部を介した上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御することにより画像を表示する
ことを特徴とする表示装置である。
上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1および第2の発明に関連して説明したことが成立する。
図1AおよびBはこの発明の一実施形態による表示装置の画素に対応する基本構造を示し、図1Aは正面図(表示側から見た図)、図1Bは図1Aの断面図である。表示装置はこの基本構造が必要な個数、必要な配置で二次元的に配列されることで構成される。
導光板11の厚さは、薄いほどシャトル17を短くすることができ、それに伴い表示の応答速度が速くなるので好ましいが、スイッチングに必要な距離はシャトル17の開口部19の幅で決まり、これは上記のように十分に小さく選ぶことができるため、本質的な問題とはならない。
遮光板14の材料としては、入射光を通さないものであれば、特に問題なく用いることができるが、表示上、黒色のものであることが望ましい。具体的には、導光板11の材料として挙げたものにカーボンブラック等に代表される黒色顔料を混入して黒色としたものや、上記以外の非透明プラスチックに黒色顔料を分散させたもの等を利用することができる。
まず、図1Bに示すように、オフ状態では、シャトル17の外周面の開口部19が遮光板14の中に位置しており、導光板11は光反射膜18と面しているため、導光板11中を進行する入射光はこの光反射膜18で反射され、シャトル17の内部には入らない。この状態では、シャトル17の表示側の端面から光は出射されず、表示は行われない。入射光の光源としては、LCDに用いられている蛍光灯やLEDなどのほかに、レーザー光を利用することもできる。
シャトル17の直線運動による上記の光のオン・オフ、すなわちスイッチングは画像信号に応じて行われる。
表示装置のカラー化の方法としては、上記のようにシャトル17にその機能を持たせる方法以外に次のような方法もある。図4AおよびBはこの方法を用いた表示装置を示す。ただし、図4Aはオフ状態、図4Bはオン状態を示す。図4AおよびBに示すように、この表示装置においては、図2AおよびBに示す積層構造体をRGBに対応して3段積層する。各導光板11同士は光学的に互いに分離されている。この3段の積層に対応して、R用のシャトル17にはオン状態においてR用の導光板11内に位置する部位に開口部19を設け、G用のシャトル17にはオン状態においてG用の導光板11内に位置する部位に開口部19を設け、B用のシャトル17にはオン状態においてB用の導光板11内に位置する部位に開口部19を設ける。そして、図4Bに示すように、オン状態では、R用、G用およびB用の導光板11に入射したR用の入射光1、G用の入射光2およびB用の入射光3をそれぞれR用、G用およびB用のシャトル17の表示側端面から取り出す。この方法の利点は、各導光板11毎の光の色(波長)は決まっているため、シャトル17からの反射で色が混じることがないことである。
この方法の第1の具体例を図10AおよびBに示す。ここで、図10Aはオフ状態、図10Bはオン状態である。図10Aに示すように、この例では、シャトル17の底面側に棒状誘電体29を取り付ける。そして、例えば、円板状の電極30と絶縁膜31とを交互に積層し、この積層構造体を貫通して、棒状誘電体29を収容することができる大きさの穴32を設け、この穴32内に棒状誘電体29を収容する。このような積層構造体は、例えば、フレキシブル基板である銅ポリイミドフィルムを積層し、この積層構造体に棒状誘電体29の大きさに合うように穴32をあけることにより容易に形成することができる。この場合、この積層構造体の電極30の層数が多いほど駆動力が大きくなる。棒状誘電体29としては公知の誘電体を用いることができる。
この駆動方法を図11A、BおよびCを参照してより詳細に説明する。まず、図11Aに示すように、電極30にV1=+V、V2=−V、V3=0が印加されると、棒状誘電体29上に電荷(+、−)が誘起される。次に、図11Bに示すように、電極30に印加する電圧の切り替えによりV1=−V、V2=+V、V3=−Vが印加されると、矢印で示すような駆動力が発生する。さらに、図11Cに示すように、電極30に印加する電圧の切り替えによりV1=0、V2=+V、V3=−Vが印加されると、初期状態に復帰する。
以上により、長寿命、低消費電力、高輝度、広視野角、低コストの大型フラットディスプレーパネルを実現することができる。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、形状、材料、プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、プロセス等を用いてもよい。
具体的には、例えば、電界によってたわむ電極上にシャトル17を固定し、その電極を電界によってたわませることによりシャトル17を駆動するようにしてもよい。
Claims (15)
- 導光板に設けられた一つまたは複数の穴の内部で、その外周面に選択的に設けられた光入射部および光出射端面を有する透明棒状体を駆動することにより上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御し、画像を表示する表示装置。
- 上記導光板に外部から表示用の光を入射させる請求項1記載の表示装置。
- 一つまたは複数の穴を有する一つの導光板と、
上記穴の内部で直線運動または回転運動可能に設けられ、かつその外周面に選択的に設けられた光入射部および光出射端面を有する一つまたは複数の透明棒状体とを有し、
上記穴の内部で上記透明棒状体を直線運動または回転運動させて上記光入射部を介した上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御することにより画像を表示する表示装置。 - 上記光入射部および上記光出射端面を除いた上記透明棒状体の外周面および端面が光反射膜により覆われている請求項3記載の表示装置。
- 上記光反射膜が導電性を有する請求項4記載の表示装置。
- 上記導光板に外部から表示用の光を入射させる請求項3記載の表示装置。
- 少なくとも二つ以上の上記透明棒状体の各透明棒状体毎に、上記表示用の光により互いに波長が異なる蛍光を発する物質を添加し、カラー表示を行う請求項6記載の表示装置。
- 少なくとも二つ以上の上記透明棒状体を互いに異なる色に着色し、カラー表示を行う請求項6記載の表示装置。
- 上記透明棒状体の上記光出射端面に光散乱体が設けられている請求項3記載の表示装置。
- 上記透明棒状体を静電力、ピエゾ素子による変形力またはリニアモータにより駆動する請求項3記載の表示装置。
- 一つまたは複数の穴を有し、かつ互いに光学的に分離された複数の導光板と、
上記穴の内部で直線移動または回転移動可能に設けられ、かつその外周面に選択的に設けられた光入射部および光出射端面を有する複数の透明棒状体とを有し、
上記複数の透明棒状体の各透明棒状体毎に、上記穴の内部で上記透明棒状体を直線移動または回転移動させて上記光入射部を介した上記導光板から上記透明棒状体への光の入射を制御することにより画像を表示する表示装置。 - 上記光入射部および上記光出射端面を除いた上記透明棒状体の外周面および端面が光反射膜により覆われている請求項11記載の表示装置。
- 上記光反射膜が導電性を有する請求項12記載の表示装置。
- 上記複数の導光板に外部から互いに波長が異なる表示用の光をそれぞれ入射させ、カラー表示を行う請求項11記載の表示装置。
- 上記透明棒状体を静電力、ピエゾ素子による変形力またはリニアモータにより駆動する請求項11記載の表示装置。
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