JPH08211373A

JPH08211373A - 液晶ディスプレイおよび液晶ディスプレイ照明方法

Info

Publication number: JPH08211373A
Application number: JP7302335A
Authority: JP
Inventors: Traugott Kallfass; カルファストラウゴット; Siegfried Karl-Heinz; ジークフリートシュヴァイカートカール−ハインツ; Theodore Guinter Ewald; テオドアギンターエヴァルト
Original assignee: NCR International Inc
Current assignee: NCR International Inc
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイにおいて、照明が外部照明
からバックライト照明に変化する際に、観測者によって
観測される画像が反転しないようにする。また、外部照
明条件下において、バックライト照明が行われると画像
が完全に消えてしまうことを防ぐ。【解決手段】ＬＣＤはバックライト照明ではなく前面
照明によって照らされる。前面照明は、外部照明と同一
の方向で光をＬＣＤに入射させる。液晶にはポリマー分
散液晶を用い、このことによって、ＴＮディスプレイな
どの従来のディスプレイにおいては不可欠であった偏光
フィルタが不要になる。フィルタを不要にすることによ
って、光の減衰を低減し、電力消費も低減する。本発明
は、ディスプレイを低外部照明下において利用するため
に、光源を利用する。光は、光源から光導波路にエッジ
カップリングされ、光導波路は光をＰＤＬＣに分配す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）を低照明下においても利用可能にする照明シ
ステムに関し、特に、ポリマー分散液晶ディスプレイに
関する。

【０００２】

【従来の技術】

［問題点の概要］特定のタイプのＬＣＤは、照明が外部
照明からバックライト照明に変化する際に表示された画
像を反転する。図８は、外部照明下で画像をみた場合の
様子を示している。画像は白地に黒である。図９は、バ
ックライト照明を用いた場合の様子を示している。画像
は反転しており、黒地に白である。この反転は好ましく
ない。

【０００３】［議論］図１は、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）を示している。液晶は、ポリマー分散液晶として知
られているものであり、図３に関連して後に記述され
る。個別のピクセルが左上のコーナー部に示されてい
る。コンピュータディスプレイにおいては、このピクセ
ル数はかなり大きい。一般に用いられているタイプのＬ
ＣＤでは４８０行×６４０列という、総数３０７，２０
０個のピクセルが存在する。

【０００４】図１に示された各々のピクセルは図２に示
されているようなデバイスを有しており、それぞれＭＯ
Ｓとして示されているトランジスタによって制御されて
いる。このデバイスは、図３および４においてより詳細
に示される。

【０００５】図３に示されているデバイスは、平行平板
キャパシタの電極として機能する２つのプレートＰを有
している。この２つのプレートＰは、図４に示されてい
るようにインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）より構成され
る２つのフィルムという形態を取り、ガラスシートによ
って支持されている。ＩＴＯは導電性があり、可視光に
対して透明である。

【０００６】図３に示されているキャパシタの誘電体
は、ポリマー分散液晶、ＰＤＬＣ、のフィルムという形
態を取る。ＰＤＬＣは、ポリマーマトリクスに埋め込ま
れた液晶材料のドロップレットＤを有している。ＰＤＬ
Ｃは市販の製品である。ＰＤＬＣの一つの供給業者は、
ドイツのダルムシュタットにあるＭｅｒｃｋという会社
である。

【０００７】図４および５は、ＰＤＬＣが光シャッター
として機能する様子を説明している。図４においては、
ＭＯＳが開放状態にあるスイッチとして機能するため
に、プレートＰ間に電圧が印加されていない。電圧が印
加されていない、すなわちプレートＰ間に電界が存在し
ないために、ＰＤＬＣの分子、すなわち液晶ディレク
タ、は、図示されているようにランダムな方向を取る。
これらのランダムに配向した分子は、図示されているよ
うに、入射した光を散乱し、よってＰＤＬＣは乳白色を
呈する。

【０００８】図５に示されているように、プレートＰ間
に電圧が印加されると、電界が生成される。図示されて
いるように、分子は電界の方向に揃う。ＰＤＬＣは透明
になり、図示されているように光束がＰＤＬＣを透過す
る。

【０００９】［ＬＣＤとしての利用］［ケース１：外部照明下］図３および図４に示されたデ
バイスは、図６〜図９に示されているように、ディスプ
レイとして用いられる。ここでは、５×７個のピクセル
アレイが２つの照明条件において示されている。（１）
図６においては、ディスプレイは外部照明によって照ら
されている。（２）図７においては、ディスプレイは、
バックライト照明を実現する光源によって照らされてい
る。

【００１０】図６においては、図３および４に示された
各々のデバイスは四角によって表わされている。（図４
に示されているように）電界が印加されていないデバイ
スは、図６においてはハッチングを有するように図示さ
れている。これらのデバイスは「活性化されていない」
と呼称される。実際のＬＣＤにおいては、これらのデバ
イスは乳白色に見える。

【００１１】すなわち、図６においては、入射光束Ｒ１
は、反射光束Ｒ２によって示されているように、ハッチ
ングされた四角によって反射される。図４に示されてい
るように反射はランダムであり、従って乳白色を呈する
ことになる。

【００１２】図６に示されたデバイスのうちのあるもの
には（図５に示されているように）電界が印加されてお
り、図中では白抜きで示されている。これらのデバイス
は「活性化されている」と呼称される。実際のＬＣＤに
おいては、これらのデバイスは暗く見える。すなわち、
図６においては、入射光束Ｒ３はデバイスを透過し、従
って反射されない。

【００１３】図６に示されたデバイスは、実際には図８
に示されているように見える。このＬＣＤは「Ａ」とい
う文字を示している。この「Ａ」自体は（図６で光束Ｒ
３が反射されないために）暗く見え、図８の背景は（図
６に示されている反射のために）乳白色に見える。

【００１４】［ケース２：バックライト照明下］ディス
プレイを照らすのに充分な外部照明が得られない場合に
は、図７に示されているようにバックライト照明が用い
られる。このバックライト照明は、以下に説明されてい
るように、表示されている画像の反転を引き起こす。

【００１５】図７において、電圧は図６の場合と同一の
デバイスに印加されている。すなわち、図６および７の
双方において白抜きの四角は（電圧が印加された）活性
化されたデバイスを表しており、ハッチングされた四角
は（電圧が印加されていない）活性化されていないデバ
イスを表している。

【００１６】しかしながら、図７においては、ハッチン
グされた四角は乳白色を呈さない。なぜなら、入射光を
散乱しないからである。その代わり、ハッチングされた
四角は、光源によって生成された光を、光束上に示され
た×印によって表わされているように、ブロックする。
従って、これらのピクセルは暗く見えることになる。

【００１７】他方、図７の（活性化されたデバイスを表
わす）白抜きの四角は、光源から供給された光を透過す
る。よってそれらは明るく見える。

【００１８】実際に見える画像が図９に示されている。
白抜きの四角は明るいピクセルを表し、ハッチングされ
た四角は暗いピクセルを表している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】よって、観測者によっ
て観測される画像は、照明が外部照明からバックライト
照明に変化する際に反転することになる。図８および９
は、この反転の様子を表している。外部照明の場合を示
している図８においては、画像は白地に黒であり、バッ
クライト照明の場合を示している図９においては、画像
は黒地に白である。

【００２０】この反転は好ましくない。さらに、ある外
部照明条件下においては、バックライト照明が適用され
ると画像が完全に消えてしまう、というようなことが起
こり得る。すなわち、図９における明るい（白抜きで示
されている）デバイスの明るさが図６における乳白色の
（ハッチングされて示されている）デバイスの明るさと
正確に一致する可能性があり、そのために画像が失われ
てしまう。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、改良さ
れた液晶ディスプレイを提供することである。

【００２２】本発明の更なる目的は、液晶ディスプレイ
向けの改良された照明を提供することである。

【００２３】本発明の一実施例においては、ＬＣＤはバ
ックライト照明ではなく前面照明によって照らされる。
前面照明は、外部照明と同一の方向で光をＬＣＤに入射
させるという点で、外部照明と類似のものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１０は、本発明の一実施例を示
す図である。この実施例の断面図は図１１に示されてい
る。蛍光灯などの光源３０が、反射器３３と共に光をガ
ラスシートに供給する。このガラスは導波路として機能
し、光束３６によって示されているように、ＰＤＬＣフ
ィルムに沿って光を分配する。

【００２５】図１１には２つのピクセル、ピクセル１お
よびピクセル２が示されている。ピクセル１は、図５に
示されているような活性化されたデバイスを表してい
る。図１１において矢印３９によって示されている電界
が、ＰＬＣＤを透明にしている。光束３６はピクセル１
を透過し、よってピクセル１は暗く見える。この暗さ
は、ガラス７０の底面に隣接して、黒のベルベットとし
て示されている光吸収シートを配置することによってよ
り際立たせられる。

【００２６】ピクセル２は、図４に示されているような
活性化されていないデバイスを表している。図１１のピ
クセル２は、ドロップレット４２および４５によって示
されているように、入射光を反射する。よって、ピクセ
ル２は乳白色を呈する。

【００２７】１．図１１において光束３６によって表わ
されている照明は、光束４７によって表わされている外
部照明と同一の影響を有している。双方の光束とも、活
性化されたピクセル１を暗く見せ、活性化されていない
ピクセル２を白く見せる。従って、ライト３０は、図８
および９に示されているような画像の反転を起こさな
い。

【００２８】より正確に述べれば、図１１の光源３０に
よって実現される照明は、ＰＤＬＣに対して（外部照明
を表している）光束４７と同一の側から入射する。この
入射する側は、観測者５０が存在する側である。

【００２９】２．図１１に示された照明システムは「正
面照明」あるいは「前部照明」と呼称される。なぜな
ら、照明がＬＣＤの正面側からなされるからである。
「正面」とは、観測者５０がＬＣＤを見る側である。

【００３０】反対に、図７に示された配置は、自明の理
由から、「バック照明」と呼称される。

【００３１】３．図１２において、スネル（Ｓｎｅｌ
ｌ）の法則から、Ｎ１×ｓｉｎＡ＝Ｎ２×ｓｉｎＢが成り立つ。ここで、Ｎ１はガラスの屈折率、Ｎ２はＩ
ＴＯの屈折率、ｓｉｎＡは（法線方向ＮＯＲに対して測
定した）角度Ａの正弦、および、ｓｉｎＢは（法線方向
ＮＯＲに対して測定した）角度Ｂの正弦である。

【００３２】角度Ａがクリティカルな角度に達すると、
ＩＴＯ内に光が透過しなくなる。その代わり、光束５５
によって示されているように、光は反射される。

【００３３】クリティカルな角度が３６度よりも大きく
なるように屈折率が選択されていることが望ましいが、
ある種のガラス材料は４２度というクリティカルな角度
を実現するものもあり、これも利用可能である。

【００３４】４．別の実施例が図１３および１４に示さ
れている。図１４は、図１３に示されたコンポーネント
のうちの幾つかを示しており、ピクセル２における外部
照明の反射とピクセル１における外部照明の吸収との差
異を強調している。

【００３５】図１３に示されている双方のガラスシート
は、共に導波路として機能し、ＰＤＬＣは前面および背
面の双方から照明されている。しかしながら、背面から
の照明（すなわちガラス７０を通しての照明）は、図６
〜図９に示されたバックライトとは類似していない。

【００３６】主たる差異は、図１３の観測者にガラスシ
ート７０から達する光が液晶材料のドロップレットによ
って散乱されたものである、という事実である。この光
はライト３０から観測者に直接達したものではない。そ
れに対して、図７においては、観測者に達する光束は、
光源から直接伝播している。以下に差異をより明らかに
する例えを示す。

【００３７】太陽光は、窓を透過する際、空気中の塵を
照らす。塵は太陽光を散乱する。同様に、図１３におけ
るドロップレットは、ガラスシート７０を透過してくる
人工光を散乱する。

【００３８】太陽光の場合、窓を通して直接太陽を見る
と、光源を見ることになって明るく見える。同様に、従
来技術に係るバックライト技法では、図６−９に示され
た透明のピクセルを見ると光源を見ることになる。

【００３９】よって、図１３の観測者によって観測され
る明るさは、ピクセル２からの間接的な散乱光によるも
のである。この明るさは、図６〜図９の透明なピクセル
の場合のような、光源から直接伝播してきた光束による
ものではない。

【００４０】よって、図１３の場合においてもガラスシ
ート７０を透過する光はＰＤＬＣの「後ろから」来るも
のであるが、図７の透明なピクセルを透過するものと同
一の明るさは生成しない。

【００４１】５．本発明の別の実施例が図１５に示され
ている。この図においては、ランプ３０によって実現さ
れる光のリングが、矢印によって示されているようにＬ
ＣＤを照明する。これらの矢印は観測者が見るのと同一
の側からＬＣＤに入射する。２つの取り得る配置が示さ
れている。

【００４２】上側に示されている配置においては、光束
は空気中を通った後にＰＤＬＣに入射する。

【００４３】下側に示されている配置においては、光束
は空気中を伝播し、光束７５によって示されているよう
にガラスのエッジ３４に入射することによって、ガラス
シート中にエッジからカップリングされる。（ガラスに
入射する光のすべてが、光束７５のようにエッジからカ
ップリングされる場合には、図１２に示されたものと同
一の状況になる。）

【００４４】図１５に示されている配置は、（余分な厚
みが必要になるために）ポータブルコンピュータにおい
て用いられるのに最適のものではない。しかしながら、
本発明は、空気中の経路を通ってＰＤＬＣに達する光
が、完全にガラスを透過する場合よりも減衰されないと
いう利点を有している。

【００４５】６．図１１において、ガラス７０の下部シ
ートは透明である必要はなく、さらにガラス製である必
要もない。さらに、黒のベルベットも、下部シートそれ
自体に含められうる光吸収材料によって置換され得る。
例えば、下部シート７０は、光吸収材料によって着色さ
れ得る。

【００４６】７．図１１に示されたタイプの照明方法は
時おり「エッジカップリング」と呼称される。なぜな
ら、光源３０からの光がガラスの端面を介してカラスに
カップリングされるからである。

【００４７】光源３０によって供給される光の反射を最
小にするために、反射防止コーティングが端面に適用さ
れ得る。この種のコーティングは当業者には公知であ
る。

【００４８】８．図１１におけるガラスは導波路として
機能することは前述されている通りである。導波路は、
内部反射によって光を伝播する。ガラスシート導波路に
おいては、一般に、光の伝播方向はガラスの面と平行で
ある。

【００４９】それに対して、光が通常の窓ガラスを透過
する場合には、窓ガラスは導波路としては機能しない。

【００５０】９．ＰＤＬＣを含む液晶は、それ自体光を
生成しないことに留意されたい。液晶は、供給された光
の伝播をブロックするのみである。図６−９に示された
ケースにおいては、各々のピクセルは透過状態あるいは
反射状態にさせられる。図６においては、液晶を照らす
ことによって、外部光が画像を出現させている。図７に
おいては、光源が（反転された）画像を出現させてい
る。

【００５１】１０．ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）は、
ねじれ曲線配置位相（ＮＣＡＰ）デバイスとしても知ら
れている。呼称は未だに標準化されていない。

【００５２】［ＰＤＬＣおよびＴＮディスプレイの区
別］［ＴＮディスプレイの一般的な原理］これまでの議論は
ＰＤＬＣを中心とするものであった。このタイプのディ
スプレイは、他のタイプの液晶ディスプレイ、すなわち
「ねじれネマティック」（ＴＮ）ディスプレイとは相異
なった様式で機能する。これら２つのタイプの間の混同
を減らすために、ＴＮディスプレイに関して簡潔に説明
する。

【００５３】ＰＤＬＣにおいては、図３に示されている
デバイスは、ＰＤＬＣからなるフィルムを誘電体として
含んでいる。これに対して、ＴＮディスプレイにおいて
は、図１６に示されているように、デバイスは液晶材料
を誘電体として含んでいる。以下、図１６に示されたデ
バイスの動作が簡潔に記述される。

【００５４】デバイスは、平行平板キャパシタの電極と
して機能する２つのプレートＰを有している。２つのプ
レートＰは、図１７に示されているように、ガラスシー
トによって支持されているインジウム・錫の酸化物であ
るＩＴＯからなる２枚のプレートという形態を有してい
る。ＩＴＯは導電性を有しており、可視光に対して透明
である。

【００５５】図１７に示されているＩＴＯの各々のフィ
ルムは、その上部にポリイミドからなるコーティング
（図示せず）を有している。ポリイミドは、その表面上
に平行な引っ掻き跡（溝）を形成する目的で、作製過程
において柔軟になるようにさせられている。液晶がプレ
ートＰの間に（すなわちＩＴＯフィルムの間に）配置さ
せられると、溝は、隣接している液晶の分子を、その溝
の向きに揃わせるように機能する。例えば、図１７にお
いては、分子Ｍ１およびＭ２は図示されているような方
向に揃っている（溝は図示されていない）

【００５６】プレートＰは、図示されているように、
溝、そして分子Ｍ１およびＭ２が互いに直交するように
組み合わせられる。プレートの組み立ての後、液晶全体
の中に位置する分子は、Ｍ１およびＭ２と同一方向に揃
おうとする。しかしながら、Ｍ１およびＭ２が直交して
いるため、分子は、図１８に示されているように、Ｍ１
とＭ２とを結ぶらせんＨのように揃うようにさせられ
る。

【００５７】干渉フィルタは、図１８に示されているよ
うに、各々のガラスシートに固着させられている。図１
９に示されているように、入力光が入射すると、その光
の偏光方向が図１８に示されたらせんＨの方向に揃い、
偏光方向が連続的に９０度ねじれて、底部偏光フィルタ
を介して出力される。光が出力されるため、このピクセ
ルは視聴者には明るく見える。

【００５８】しかしながら、（通常３〜５Ｖ程度の）小
電圧がＩＴＯプレート間に印加されると、図２０に示さ
れているように、電圧は電界を生成し、これが分子のラ
ンダムな配列によって示されているように、分子の規則
的なねじれを妨害する。前記らせんはもはや存在しな
い。光の偏光方向はそれが伝播するにつれてねじれるこ
とはなく、図２１に示されているように下部偏光フィル
タによってブロックされる。このピクセルは、観測者５
０には黒く見える。

【００５９】図２２および２３は、相異なったシェーデ
ィングの様子を表わす、ピクセルの２つの条件を示して
いる。図２２においては、光を遮るピクセルがハッチン
グによって示されている。図２３においては、光を透過
するピクセルが白抜きによって示されている。

【００６０】［ディスプレイとして用いられるデバイ
ス］図１６および１７に示されたデバイスがディスプレ
イにおいて用いられる場合、図２４および２５に示され
ているように、鏡が前記デバイスの背後に用いられる。
図２４の場合には、観測者５０は光を遮るピクセルを黒
いピクセルとして観測する。なぜなら、鏡によって反射
される光が存在しないからである。

【００６１】これに対して、図２５の場合には、観測者
は光を透過するピクセルを明るいピクセルとして観測す
る。なぜなら、鏡が透過した光を反射するからである。
（図２５の場合の光は、図１８に示されたらせんに双方
の方向で従い、よって液晶中をまず鏡に向かって、次い
で鏡で反射されて逆の方向へ、それぞれ透過させられ
る。）

【００６２】これらのピクセルをディスプレイに用いる
ためには、図２６に示されているように配置する必要が
ある。図２６は、図１６および１７に示された、５×７
のデバイスアレイである。図２６においては、活性化さ
せられた、ハッチングされたピクセルは黒く見え（図２
４の場合と同様）、活性化されていない、光を透過する
ピクセルは明るく見える（図２５の場合と同様）。よっ
て、このディスプレイは白地に黒で「Ａ」という文字を
表している。

【００６３】この装置を低照度条件下で利用するために
は、図２６に示された鏡を、図２７に示されているよう
に、部分透過鏡によって置換する。光源は、この部分透
過鏡を通じて光を透過させる。図２６に示されているよ
うに、ハッチングされたピクセルは黒く見え、白抜きの
ピクセルは明るく見える。（装置が外部照明下で用いら
れる場合には、部分透過鏡は、図１９の場合の鏡のよう
に、入射光を反射する。）

【００６４】［ＴＮディスプレイにおける反転の非存
在］図２１に示された画像は、図２２の場合においても
反転しない。なぜなら、外部照明は、図２７の光源によ
って供給された光と同様に振る舞うからである。すなわ
ち、図２６においては、外部照明が鏡によって反射され
ることが可能であるためにピクセルは明るく見える。鏡
が、実質的には光源のように機能する。

【００６５】図２７においては、部分透過鏡が光源とし
て機能するが、この明るさは光源によって引き起こされ
たものである。

【００６６】［本発明は光吸収を低減する］図１１に示
された本発明の実施例においては、図１７に示された従
来技術に係るＴＮピクセルにおいて用いられている偏光
材料が除去されている。この除去は有利である。なぜな
ら、フィルタは高価であり、さらにかなりの量の光を吸
収してしまうからである。この吸収は吸収された光を浪
費し、ポータブルデバイスの場合には実際より多くのバ
ッテリーを必要とする。なぜなら、バッテリーは浪費さ
れる光を生成するための電力を供給しなければならない
からである。

【００６７】相対的な吸収を推定すると、透過状態では
ＴＮピクセルは入力光のおよそ５０％を減衰する。これ
に対して、ＰＤＬＣの透過状態での減衰はほとんどゼ
ロ、明らかに５％および１０％よりも小さい。

【００６８】よって、ＴＮピクセルが明るい状態にある
場合には、反射された光の５０％、あるいはそれ以上を
減衰していることになる。これに対して、ＰＤＬＣピク
セルは実質的に光を減衰させず、明らかに明状態（反射
状態）では５％未満である。

【００６９】例えば、図７に示されたＴＮディスプレイ
内の明状態のピクセルを透過する光は、およそ５０％減
衰される。

【００７０】これに対して、図１１に示されたＰＤＬＣ
ディスプレイにおいては、光源３０によって供給される
光、および明状態ピクセル２によって反射される光の減
衰は著しく少ない。減衰は明らかに１０％未満であり、
ゼロに非常に近い。明状態ピクセル２は、光源３０から
受容した入力光の９０％以上を観測者へ導く。

【００７１】（観測者の眼は導かれた光のすべてを受容
する必要はない。なぜなら、観測者の眼は、導かれた光
が分配される空間における非常に小さいスペースを占め
ているのみであるからである。しかしながら、導かれた
光のすべては、ディスプレイの観測者が位置する側の方
向に出射する。）

【００７２】別な見方をすると、本発明は、明状態にお
いて１０％未満しか光を減衰させない、オンボード光源
を利用する、ポータブルデバイスにおける液晶ディスプ
レイを可能にする。「減衰」という術語は当業者には公
知である。一つの定義は、光源から反射された光が明状
態ピクセルを出射する平面までの光学的経路に沿った光
強度の減少の度合を指し示すものである。この平面は、
図１１におけるＩＴＯシートによって表現され得る。点
ＦとＧとの間の減衰は１０％未満である。

【００７３】［ＴＮとＰＤＬＣとの間の区別］ここで、
ＴＮ（ねじれネマティック）とＰＤＬＣとの間の光の処
理の性質についての区別を指摘しておかなければならな
い。ＴＮシステムは、図１９に示されているように透過
型か、図２１に示されているように吸収型かのいずれか
である。

【００７４】ＰＤＬＣシステムは、図５に示されている
ように透過型か、あるいは図４に示されているように反
射型かのいずれかである。このことは、３つの組の差異
を表わす以下の表によって示される。

【表１】

【００７５】上記表は、２つのシステムの間の３つの主
たる差異を示している。（１）ＴＮの透過ではない状態は吸収である。これに対
して、ＰＤＬＣの透過ではない状態は反射である。（２）ＴＮの透過状態は電界を除去する（あるいは低減
する）ことによって実現される。これに対して、ＰＤＬ
Ｃの透過状態は電界を印加することによって実現され
る。（３）ＴＮの透過ではない状態（すなわち吸収状態）
は、電界を印加することによって実現される。これに対
して、ＰＤＬＣの透過ではない状態（すなわち反射状
態）は、電界を除去することによって実現される。

【００７６】[一実施例]本発明の一実施例が図２８に示
されている。これは、ディスプレイ１０３を有するコン
ピュータ１００である。このディスプレイは、図１０か
ら１４に関連して既に記述されたＰＤＬＣ装置を含んで
いる。

【００７７】この実施例の著しい特長は、ＰＤＬＣの照
明モードがユーザの制御下にあることである。例えば、
ユーザは、図１０および図２８において（２点鎖線によ
って）示されている光源３０によって供給される光を、
光源３０に供給される電力を制御する、図２８に示され
ているスイッチ１０６によって選択することが可能であ
る。

【００７８】しかしながら、ディスプレイ１０３を照明
するために充分な外部照明が存在し、光源３０が必要と
されない場合には、スイッチ１０６を用いてパワーを遮
断することが可能である。このように選択可能であるこ
とは重要な利点を実現する。なざなら、ポータブルコン
ピュータは電力に関して小さなバッテリーパックに依存
しているからである。これらのバッテリーパックはその
容量が制限されており、一般にディスプレイが最も電力
を消費するデバイスであるからである。ユーザがディス
プレイの照明を消しつつなおコンピュータを操作させる
ことを可能にすることによって、バッテリー寿命が延ば
される。

【００７９】本実施例は、ユーザによるディスプレイ照
明方法、すなわち図１０および２８の光源３０を用いる
かあるいは外部光が充分に明るい場合には外部照明を利
用するか、の選択を可能にする。

【００８０】さらに、前述されているように、２つの照
明モードを切り替えても画像反転が生じない。さらに、
双方の照明モードが同時に用いられることも可能であ
る。なぜなら、光源３０は外部照明によって生成される
画像を反転しないため、互いに補完しあうからである。

【００８１】スイッチ１０６の機能は、自動センサによ
って置換、あるいは補完される。図２９はその一つのア
プローチを示している。光検出器１１０は外部照明のレ
ベルを検出する。コンパレータ１１３は、光検出器１１
０によって生成された信号と参照電圧ＶREFとを比較す
る。図示されているように、コンパレータ１１３が切り
替えるスレッショルドを変化させる目的で、ＶREFは調
節可能になっている。

【００８２】外部光が光検出器１１０にＶREFを越える
電圧を生成させると、コンパレータ１１３はスイッチを
不活性化し、光源３０が消灯させられる。逆に、外部光
がＶREF未満の信号を光検出器１１０に生成させると、
コンパレータ１１３がスイッチを活性化し、光源３０が
点灯させられる。

【００８３】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【００８４】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、改
良された液晶ディスプレイおよび液晶ディスプレイ照明
方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶ディスプレイのピクセルを示した図である
である。

【図２】図１に示されたいくつかのピクセルを拡大して
示した図である。

【図３】一つのピクセルを示した図である。ここで、ポ
リマー分散液晶（ＰＤＬＣ）はキャパシタのプレートＰ
の間に位置している。

【図４】図３のＰＤＬＣが光を反射する様子を示した図
である。

【図５】図３のＰＤＬＣが電界の影響で光を透過する様
子を示した図である。

【図６】図３のＰＤＬＣがディスプレイとして用いられ
た場合に、外部照明からバックライト照明に変化した際
に、観測される画像が反転する様子を示した図である。

【図７】図３のＰＤＬＣがディスプレイとして用いられ
た場合に、外部照明からバックライト照明に変化した際
に、観測される画像が反転する様子を示した図である。

【図８】図３のＰＤＬＣがディスプレイとして用いられ
た場合に、外部照明からバックライト照明に変化した際
に、観測される画像が反転する様子を示した図である。

【図９】図３のＰＤＬＣがディスプレイとして用いられ
た場合に、外部照明からバックライト照明に変化した際
に、観測される画像が反転する様子を示した図である。

【図１０】本発明の一実施例を示した図である。

【図１１】図１０の断面を示した図である。

【図１２】クリティカルな角度を超過した際に起こる反
射を示した図である。

【図１３】本発明の別の実施例を示した図である。

【図１４】図１３に示された本発明の実施例において起
こる反射および吸収を強調して示した図である。

【図１５】本発明のさらに別の実施例を示した図であ
る。

【図１６】ねじれネマティック（ＴＮ）ディスプレイに
おける一つのピクセルを示した図である。

【図１７】図１６に示されたピクセルをより詳細に示し
た図である。

【図１８】電圧が印加されていない場合にＴＮピクセル
内に存在するらせん状分子配列を示す図である。

【図１９】図１８に示されたピクセルが光を透過させる
様子を示した図である。

【図２０】図１８に示されたらせん状分子配列が電界に
よって乱される様子を示した図である。

【図２１】図２０に示されたピクセルが光をブロックす
る様子を示した図である。

【図２２】図２４に用いられるシェーディングを示す図
である。

【図２３】図２５に用いられるシェーディングを示す図
である。

【図２４】ピクセルと共に鏡が用いられる様子を示した
図である。このピクセルは暗ピクセルである。

【図２５】ピクセルと共に鏡が用いられる様子を示した
図である。このピクセルは明ピクセルである。

【図２６】図６〜図９に示された画像を表示しているＴ
Ｎディスプレイを示した図である。

【図２７】ＴＮディスプレイにおいて画像反転が存在し
ないことを示した図である。

【図２８】ユーザが図１０に示された光源３０を選択的
に活性化させることを可能にするスイッチを示す図であ
る。

【図２９】光源３０を制御する自動センシングシステム
を示す図である。

【符号の説明】

３０光源３３反射器３４エッジ３６光束３９電界４２、４５ドロップレット４７外部照明光の光束５０観測者５５光束７０ガラス７５光束１００コンピュータ１０３ディスプレイ１０６スイッチ１１０光検出器１１３コンパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者カール−ハインツジークフリートシュヴァイカートドイツ、シュツットガルト、70597、ホッフェルトストル 45 (72)発明者エヴァルトテオドアギンタードイツ、シュツットガルト、70679、オバーヴィーゼンストル 77

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポータブルコンピュータにおいて用いら
れる液晶ディスプレイにおいて、（ａ）ポリマー分散液
晶（ＰＤＬＣ）からなるフィルムと、（ｂ）前記フィル
ムに隣接した透明シートと、（ｃ）光を受容しかつ前記
ＰＤＬＣを照明する導波路とを有することを特徴とする
液晶ディスプレイ。
【請求項２】ポータブルコンピュータのディスプレイ
上に画像を生成する方法において、（ａ）ポリマー分散
液晶（ＰＤＬＣ）の選択された領域に当該領域を透明に
するために電界を印加するステップと、（ｂ）前記ＰＤ
ＬＣを、（１）外部光、（２）前記ＰＤＬＣに隣接する
導波路によって供給される光、または、（３）外部光お
よび前記導波路からの光の双方、のいずれかによって選
択的に照明するステップとを有することを特徴とする液
晶ディスプレイ照明方法。