JPH09120060A - コリメート光を供給する逆光照明システムを有する表示装置 - Google Patents
コリメート光を供給する逆光照明システムを有する表示装置Info
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- JPH09120060A JPH09120060A JP8208337A JP20833796A JPH09120060A JP H09120060 A JPH09120060 A JP H09120060A JP 8208337 A JP8208337 A JP 8208337A JP 20833796 A JP20833796 A JP 20833796A JP H09120060 A JPH09120060 A JP H09120060A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、コリメート光の使用によ
り、完全な直視形システムを作成すべく、表示装置及び
関係した素子を改良することである。 【解決手段】 本発明の表示装置は、コリメートされた
光を供給する逆光照明システム(10)と、液晶ディスプレ
イ形の透過型電気光学変調器と、光を角度的に分配する
手段(110) とを有し、光を角度的に分配する手段と表示
装置の間の距離は、空間フィルタ効果を得るよう選択さ
れることを特徴とする。更に、着色フィルタの層(117)
は、ディスプレイと光を角度的に分配する手段との間に
あることを特徴とする。本発明の表示装置は、テレビ電
話、携帯型テレビ、小形計算機等に適用される。
り、完全な直視形システムを作成すべく、表示装置及び
関係した素子を改良することである。 【解決手段】 本発明の表示装置は、コリメートされた
光を供給する逆光照明システム(10)と、液晶ディスプレ
イ形の透過型電気光学変調器と、光を角度的に分配する
手段(110) とを有し、光を角度的に分配する手段と表示
装置の間の距離は、空間フィルタ効果を得るよう選択さ
れることを特徴とする。更に、着色フィルタの層(117)
は、ディスプレイと光を角度的に分配する手段との間に
あることを特徴とする。本発明の表示装置は、テレビ電
話、携帯型テレビ、小形計算機等に適用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過モードで使用
され、かつ、コリメートされた光を供給する照明システ
ムによって逆光照明された表示装置、特に、液晶ディス
プレイ形の表示装置の改良に関する。
され、かつ、コリメートされた光を供給する照明システ
ムによって逆光照明された表示装置、特に、液晶ディス
プレイ形の表示装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイは、電気光学特性が観
る角度に著しく依存するという欠点がある。かくして、
視角が非常に広い場合、コントラストの劣化と、濃淡ス
ケールの逆転が観察される。上記欠点を除去するため、
コリメートされた光源を使用し、光を角度的に分配する
手段（特に、マイクロレンズのネットワーク又はホログ
ラフィック拡散体）を観察側の変調器と関係付けること
が提案されている。この例の場合、ある角度でディスプ
レイを見る観察者が感じる光は、観察の角度とは無関係
の立体角の範囲内にある液晶ディスプレイによって変調
されている。その上、コリメートされた光を使用するこ
とにより、完全な直視形システムを作成するため、表示
装置自体及び表示装置に関係した素子に関し種々の改良
を行うことが可能になる。
る角度に著しく依存するという欠点がある。かくして、
視角が非常に広い場合、コントラストの劣化と、濃淡ス
ケールの逆転が観察される。上記欠点を除去するため、
コリメートされた光源を使用し、光を角度的に分配する
手段（特に、マイクロレンズのネットワーク又はホログ
ラフィック拡散体）を観察側の変調器と関係付けること
が提案されている。この例の場合、ある角度でディスプ
レイを見る観察者が感じる光は、観察の角度とは無関係
の立体角の範囲内にある液晶ディスプレイによって変調
されている。その上、コリメートされた光を使用するこ
とにより、完全な直視形システムを作成するため、表示
装置自体及び表示装置に関係した素子に関し種々の改良
を行うことが可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、コリメートされた光を使用することにより、完全な
直視形システムを作成するため、表示装置自体及び表示
装置に関係した素子に関し種々の改良を行うことであ
る。
は、コリメートされた光を使用することにより、完全な
直視形システムを作成するため、表示装置自体及び表示
装置に関係した素子に関し種々の改良を行うことであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の表示装置は、コリメートされた光を供給す
る逆光照明システムと、液晶ディスプレイ形の透過型電
気光学変調器と、光を角度的に分配する手段とを有し、
上記光を角度的に分配する手段と上記表示装置の間の距
離が空間フィルタ効果を得るよう選択されていることを
特徴とする。
め、本発明の表示装置は、コリメートされた光を供給す
る逆光照明システムと、液晶ディスプレイ形の透過型電
気光学変調器と、光を角度的に分配する手段とを有し、
上記光を角度的に分配する手段と上記表示装置の間の距
離が空間フィルタ効果を得るよう選択されていることを
特徴とする。
【０００５】更に、本発明の目的を達成する表示装置
は、コリメートされた光を供給する逆光照明システム
と、液晶ディスプレイ形の透過型電気光学変調器と、光
を角度的に分配する手段とを有し、着色フィルタの層が
上記ディスプレイと上記光を角度的に分配する手段との
間にあることを特徴とする。本発明の別の特徴によれ
ば、上記液晶ディスプレイを形成する透明サブストレー
トの一つは、各々が拡散スクリーン上に上記ディスプレ
イの関連した画素の画像を形成するマイクロレンズの１
又は２次元の列を組み込むことを特徴とする。
は、コリメートされた光を供給する逆光照明システム
と、液晶ディスプレイ形の透過型電気光学変調器と、光
を角度的に分配する手段とを有し、着色フィルタの層が
上記ディスプレイと上記光を角度的に分配する手段との
間にあることを特徴とする。本発明の別の特徴によれ
ば、上記液晶ディスプレイを形成する透明サブストレー
トの一つは、各々が拡散スクリーン上に上記ディスプレ
イの関連した画素の画像を形成するマイクロレンズの１
又は２次元の列を組み込むことを特徴とする。
【０００６】本発明の他の特徴によれば、上記液晶ディ
スプレイを形成する透明サブストレートの一つは、各々
が上記ディスプレイの関連した画素に入る光を集めるマ
イクロレンズの１又は２次元の列を組み込むことを特徴
とする。
スプレイを形成する透明サブストレートの一つは、各々
が上記ディスプレイの関連した画素に入る光を集めるマ
イクロレンズの１又は２次元の列を組み込むことを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴及び利点は、添
付図面を参照して記載された以下の本発明の種々の実施
例の説明を読むことにより明らかになる。説明を簡単に
するため、添付図面において同じ素子は同じ参照番号が
付けられている。以下、図１乃至８を参照して、コリメ
ートされた光を得ることを可能にさせる逆光照明システ
ムを有する表示装置に対する種々の改良の説明を行う。
図１に示されているように、逆光照明システム１０は、
著しくコリメートされた光１１を得ることが可能であ
る。以下、表示装置で使用可能なシステムについて説明
する。図１に示されているように、上記システムは、図
１でＬＣＤによって示されている液晶ディスプレイによ
り本質的に構成され、上記液晶ディスプレイは、周知の
態様で、壁に偏光子１０３及び１０４が固定された２枚
の透明サブストレート１０１及び１０２の間に閉じ込め
られた数マイクロメートルの厚さの液晶１００の層から
なる。画像を形成する画素として周知の各素子は、典型
的な態様でブラックマトリックス１０６によって被覆さ
れた受動面で取り囲まれた能動面１０５からなる。上記
ブラックマトリックスによれば、画素のブラック状態へ
のあらゆる光の漏れを防止することが可能になる。一般
的に、液晶は能動面内の透明画素電極１０７によってア
ドレス指定される。好ましい一実施例において、光を角
度的に分配する手段１１０が偏光子１０３に取り付けら
れ、コリメートされた光を与える照明システム１０によ
って全体が照明される。この例の場合、図２に示されて
いるように、光源１０が、透明サブストレート１０１、
１０２の内側で測定された半分の開口角αで表わされた
円錐体内で均一な光分布を有する場合、拡散スクリーン
１１０上に形成された能動面１０５の画像は、図２に示
されたような強度分布を有する。この例の場合、画素の
分散は、図２に定義され、拡散体１１０上で強度が０に
なる元の画素からの距離を与える距離Ｓによって表わす
ことが可能である。
付図面を参照して記載された以下の本発明の種々の実施
例の説明を読むことにより明らかになる。説明を簡単に
するため、添付図面において同じ素子は同じ参照番号が
付けられている。以下、図１乃至８を参照して、コリメ
ートされた光を得ることを可能にさせる逆光照明システ
ムを有する表示装置に対する種々の改良の説明を行う。
図１に示されているように、逆光照明システム１０は、
著しくコリメートされた光１１を得ることが可能であ
る。以下、表示装置で使用可能なシステムについて説明
する。図１に示されているように、上記システムは、図
１でＬＣＤによって示されている液晶ディスプレイによ
り本質的に構成され、上記液晶ディスプレイは、周知の
態様で、壁に偏光子１０３及び１０４が固定された２枚
の透明サブストレート１０１及び１０２の間に閉じ込め
られた数マイクロメートルの厚さの液晶１００の層から
なる。画像を形成する画素として周知の各素子は、典型
的な態様でブラックマトリックス１０６によって被覆さ
れた受動面で取り囲まれた能動面１０５からなる。上記
ブラックマトリックスによれば、画素のブラック状態へ
のあらゆる光の漏れを防止することが可能になる。一般
的に、液晶は能動面内の透明画素電極１０７によってア
ドレス指定される。好ましい一実施例において、光を角
度的に分配する手段１１０が偏光子１０３に取り付けら
れ、コリメートされた光を与える照明システム１０によ
って全体が照明される。この例の場合、図２に示されて
いるように、光源１０が、透明サブストレート１０１、
１０２の内側で測定された半分の開口角αで表わされた
円錐体内で均一な光分布を有する場合、拡散スクリーン
１１０上に形成された能動面１０５の画像は、図２に示
されたような強度分布を有する。この例の場合、画素の
分散は、図２に定義され、拡散体１１０上で強度が０に
なる元の画素からの距離を与える距離Ｓによって表わす
ことが可能である。
【０００８】本発明の利点をより良く示すために、図３
は、上記の如く定義された距離Ｓを、透明サブストレー
ト１０２の厚さと偏光子１０３の厚さの合計に対応する
種々の厚さＤに対しコリメーション角αの関数として表
わし、図４は、画素の近傍のエネルギーを、上記種々の
厚さＤに対しコリメーション角αの関数として表わして
いる。値Ｄ＝１．５ｍｍは、厚さ０．４ｍｍの通常の偏
光子で最も広範に使用されるガラスの厚さに対応する。
しかし、０．７ｍｍのガラスの厚さを有する液晶スクリ
ーンを作成することが可能であり、この例の場合、Ｄ＝
１．１ｍｍは、０．７ｍｍの厚さのガラスと、０．４ｍ
ｍの厚さの偏光子とに対応し、一方、Ｄ＝０．８ｍｍ
は、特定の偏光子を有する０．７ｍｍのガラスに対応す
る。上記例において、Ｄ＝１．５ｍｍの場合でさえ、４
°のコリメーション角が完全に許容されることに注意が
必要である。かかるコリメーション角は、上記逆光照明
システムにおいてハロゲンランプ、タングステンラン
プ、又は、蛍光管によって容易に得ることができる。か
くして、本発明の他の特徴によれば、ある種の応用に対
し、拡散効果がディスプレイの空間的フィルタリングを
行うため使用される。ディスプレイの画素構造を省くた
めに、距離Ｄとコリメーション角αは、ディスプレイの
解像度に影響を与えることなく適当な態様で調整可能で
ある。
は、上記の如く定義された距離Ｓを、透明サブストレー
ト１０２の厚さと偏光子１０３の厚さの合計に対応する
種々の厚さＤに対しコリメーション角αの関数として表
わし、図４は、画素の近傍のエネルギーを、上記種々の
厚さＤに対しコリメーション角αの関数として表わして
いる。値Ｄ＝１．５ｍｍは、厚さ０．４ｍｍの通常の偏
光子で最も広範に使用されるガラスの厚さに対応する。
しかし、０．７ｍｍのガラスの厚さを有する液晶スクリ
ーンを作成することが可能であり、この例の場合、Ｄ＝
１．１ｍｍは、０．７ｍｍの厚さのガラスと、０．４ｍ
ｍの厚さの偏光子とに対応し、一方、Ｄ＝０．８ｍｍ
は、特定の偏光子を有する０．７ｍｍのガラスに対応す
る。上記例において、Ｄ＝１．５ｍｍの場合でさえ、４
°のコリメーション角が完全に許容されることに注意が
必要である。かかるコリメーション角は、上記逆光照明
システムにおいてハロゲンランプ、タングステンラン
プ、又は、蛍光管によって容易に得ることができる。か
くして、本発明の他の特徴によれば、ある種の応用に対
し、拡散効果がディスプレイの空間的フィルタリングを
行うため使用される。ディスプレイの画素構造を省くた
めに、距離Ｄとコリメーション角αは、ディスプレイの
解像度に影響を与えることなく適当な態様で調整可能で
ある。
【０００９】コリメートされた光を得るため使用される
逆光照明システムは、文献によって周知の如何なるシス
テムでもよい。このシステムは、同日に出願されたフラ
ンス国特許出願“透過型電気光学変調器用逆光照明シス
テムと、逆光照明システムを有する表示装置”に記載さ
れたようなシステムでも構わない。図５に示されている
ように、照明システムは、例えば、蛍光管を用いて作成
し得る光源１を有する。光源は、管によって放出された
光線をｘ方向と呼ばれる第１の方向に反射する反射手段
２で蛍光管１の全長に亘って取り囲まれている。反射器
２は、好ましくは、例えば、用語ＣＰＣ（複合パラボラ
集信機）により周知の光集信機の形を有する。反射器２
は、光線をｘ方向に伝搬させるため反射器からの出口に
置かれた光透過手段３によって拡張される。光透過手段
は、好ましくは、例えば、ガラス、或いは、アクリル材
料のような重合有機材料のような透明材料から形成され
た導波管である。導波管３の高さは、好ましくは、光の
透過に最大の効率を得るため光源１の周囲以上である。
周知の態様で、導波管３は、光線をｚ方向に伝搬させる
べく光線を鏡面反射するマイクロプリズム状構造４を下
方部に有する。マイクロプリズム状構造４は、導波管３
の一部分であるか、或いは、同一又は類似した材料から
作成され、導波管と屈折率整合されている。光線は、全
内面反射、又は、マイクロプリズム状構造の外面に被覆
された金属膜、好ましくは、アルミニウムからの反射の
何れかでマイクロプリズム状構造によって反射される。
光を受けた端面と反対側の端面でｘ方向の導波管から光
が現れることを防ぐため、かかる導波管の端面は、反射
材５、好ましくは、アルミニウムによって被覆される。
従って、導波管内部に伝搬された光線は、マイクロプリ
ズム構造４によって鏡面反射され、ｚ方向に返される。
本発明の他の実施例によれば、システム内の光のフロー
を増加させるため、膜５の代わりに導波管の端面に反射
器を有する第２の光源を設置することが可能である。
逆光照明システムは、文献によって周知の如何なるシス
テムでもよい。このシステムは、同日に出願されたフラ
ンス国特許出願“透過型電気光学変調器用逆光照明シス
テムと、逆光照明システムを有する表示装置”に記載さ
れたようなシステムでも構わない。図５に示されている
ように、照明システムは、例えば、蛍光管を用いて作成
し得る光源１を有する。光源は、管によって放出された
光線をｘ方向と呼ばれる第１の方向に反射する反射手段
２で蛍光管１の全長に亘って取り囲まれている。反射器
２は、好ましくは、例えば、用語ＣＰＣ（複合パラボラ
集信機）により周知の光集信機の形を有する。反射器２
は、光線をｘ方向に伝搬させるため反射器からの出口に
置かれた光透過手段３によって拡張される。光透過手段
は、好ましくは、例えば、ガラス、或いは、アクリル材
料のような重合有機材料のような透明材料から形成され
た導波管である。導波管３の高さは、好ましくは、光の
透過に最大の効率を得るため光源１の周囲以上である。
周知の態様で、導波管３は、光線をｚ方向に伝搬させる
べく光線を鏡面反射するマイクロプリズム状構造４を下
方部に有する。マイクロプリズム状構造４は、導波管３
の一部分であるか、或いは、同一又は類似した材料から
作成され、導波管と屈折率整合されている。光線は、全
内面反射、又は、マイクロプリズム状構造の外面に被覆
された金属膜、好ましくは、アルミニウムからの反射の
何れかでマイクロプリズム状構造によって反射される。
光を受けた端面と反対側の端面でｘ方向の導波管から光
が現れることを防ぐため、かかる導波管の端面は、反射
材５、好ましくは、アルミニウムによって被覆される。
従って、導波管内部に伝搬された光線は、マイクロプリ
ズム構造４によって鏡面反射され、ｚ方向に返される。
本発明の他の実施例によれば、システム内の光のフロー
を増加させるため、膜５の代わりに導波管の端面に反射
器を有する第２の光源を設置することが可能である。
【００１０】本発明によれば、マイクロプリズム状構造
を有する導波管の一部分の反対側の一部分には、図５に
示されたように少なくともｙ−ｚ平面に放出された光線
のコリメーションを行うコリメーション手段６が設けら
れている。従って、鏡面反射によって導波管から得ら
れ、参照番号７が付けられ、既にｘ−ｚ平面内でコリー
メートされた光は、このコリメーション手段６によって
ｚ−ｙ平面内でコリメートされる。
を有する導波管の一部分の反対側の一部分には、図５に
示されたように少なくともｙ−ｚ平面に放出された光線
のコリメーションを行うコリメーション手段６が設けら
れている。従って、鏡面反射によって導波管から得ら
れ、参照番号７が付けられ、既にｘ−ｚ平面内でコリー
メートされた光は、このコリメーション手段６によって
ｚ−ｙ平面内でコリメートされる。
【００１１】以下、図６を参照して着色フィルタが使用
される特定の構造を実現する本発明の照明システムを使
用する表示装置の他の実施例を説明する。図１に示され
た素子と同一の素子には同じ参照番号が付けられた図６
に示されているように、従来の液晶スクリーンの場合に
一つの透明サブストレートの内側にある着色フィルタ
が、図６に参照番号１１７で示されているように外側に
ある。サブストレート１０２の外側で着色フィルタ１１
７を使用することにより、低価格の着色フィルタ、例え
ば、所望の画素構造に露光された簡単な写真フィルムを
使用し得るようになる。図６に示された好ましい実施例
において、ブラックマトリックス１１８を組み込む着色
フィルタ１１７の層は、偏光子１０３と拡散スクリーン
１１０が後に置かれた透明サブストレート１０２の外側
にある。応用と、着色フィルタを作成するため使用され
る材料とに依存して、着色フィルタを偏光子１０３の前
面に置いてもよい。一般的に、付加的なブラックマトリ
ックス１１９は、ブラック状態の中へのあらゆる光の漏
れを防止するため、透明サブストレート上で使用され
る。用語“クロスカラー”によって周知の現象を防止す
るため、着色フィルタからの光を拡散スクリーン上の隣
接した画素の内側に入れてはならないということによっ
て幅が定められた少なくとも１個のブラックマトリック
スが必要である。図７の（ａ）乃至（ｃ）に示されたよ
うに３通りの配置が可能であり、同図においてＰは個別
の着色フィルタのピッチを表わしている。図７の（ａ）
に示されているように、ブラックマトリックスは、着色
フィルタ１１７の層の上だけに作成される。ブラックマ
トリックスは２Ｓの幅を有し、この例における透過率
は、式Ｔ＝（Ｐ−２Ｓ）／ｐ によって与えられる。図
７の（ｂ）には、透明サブストレートの内側に生成され
たブラックマトリックス１１９が示されている。図７の
（ｃ）において、ブラックマトリックス１１８は着色フ
ィルタ１１７の層上に作成され、ブラックマトリックス
１１９は透明サブストレートの外側に作成される。この
例の場合、ブラックマトリックスの幅は、Ｓであり、透
過率は、Ｔ＝（Ｐ−３／２Ｓ）／ｐ である。図７の
（ｃ）に示された解決法は、最大の透過率を与えるの
で、殆どの場合において好ましい解決法である。かくし
て、１００μｍ×３００μｍの画素ピッチを想定した場
合に、２個の別々の透明サブストレートの厚さに対し、
距離Ｓとブラックマトリックス１１８及び１１８の透過
率を表わす表を以下に示す。
される特定の構造を実現する本発明の照明システムを使
用する表示装置の他の実施例を説明する。図１に示され
た素子と同一の素子には同じ参照番号が付けられた図６
に示されているように、従来の液晶スクリーンの場合に
一つの透明サブストレートの内側にある着色フィルタ
が、図６に参照番号１１７で示されているように外側に
ある。サブストレート１０２の外側で着色フィルタ１１
７を使用することにより、低価格の着色フィルタ、例え
ば、所望の画素構造に露光された簡単な写真フィルムを
使用し得るようになる。図６に示された好ましい実施例
において、ブラックマトリックス１１８を組み込む着色
フィルタ１１７の層は、偏光子１０３と拡散スクリーン
１１０が後に置かれた透明サブストレート１０２の外側
にある。応用と、着色フィルタを作成するため使用され
る材料とに依存して、着色フィルタを偏光子１０３の前
面に置いてもよい。一般的に、付加的なブラックマトリ
ックス１１９は、ブラック状態の中へのあらゆる光の漏
れを防止するため、透明サブストレート上で使用され
る。用語“クロスカラー”によって周知の現象を防止す
るため、着色フィルタからの光を拡散スクリーン上の隣
接した画素の内側に入れてはならないということによっ
て幅が定められた少なくとも１個のブラックマトリック
スが必要である。図７の（ａ）乃至（ｃ）に示されたよ
うに３通りの配置が可能であり、同図においてＰは個別
の着色フィルタのピッチを表わしている。図７の（ａ）
に示されているように、ブラックマトリックスは、着色
フィルタ１１７の層の上だけに作成される。ブラックマ
トリックスは２Ｓの幅を有し、この例における透過率
は、式Ｔ＝（Ｐ−２Ｓ）／ｐ によって与えられる。図
７の（ｂ）には、透明サブストレートの内側に生成され
たブラックマトリックス１１９が示されている。図７の
（ｃ）において、ブラックマトリックス１１８は着色フ
ィルタ１１７の層上に作成され、ブラックマトリックス
１１９は透明サブストレートの外側に作成される。この
例の場合、ブラックマトリックスの幅は、Ｓであり、透
過率は、Ｔ＝（Ｐ−３／２Ｓ）／ｐ である。図７の
（ｃ）に示された解決法は、最大の透過率を与えるの
で、殆どの場合において好ましい解決法である。かくし
て、１００μｍ×３００μｍの画素ピッチを想定した場
合に、２個の別々の透明サブストレートの厚さに対し、
距離Ｓとブラックマトリックス１１８及び１１８の透過
率を表わす表を以下に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】図６に示されたようにブラックマトリック
スを有する着色フィルタの層は、例えば、多数の方法で
得られる。かくして、写真フィルムが所望の着色フィル
タ構造を用いて露光され、引き続いて現像される写真プ
ロセスを使用することが可能である。更に、印刷プロセ
スを使用可能である。着色フィルタの層は、二色性の干
渉フィルタ、ホログラフィック処理、又は、液晶ポリマ
ーを使用する複屈折干渉を用いて得られる。
スを有する着色フィルタの層は、例えば、多数の方法で
得られる。かくして、写真フィルムが所望の着色フィル
タ構造を用いて露光され、引き続いて現像される写真プ
ロセスを使用することが可能である。更に、印刷プロセ
スを使用可能である。着色フィルタの層は、二色性の干
渉フィルタ、ホログラフィック処理、又は、液晶ポリマ
ーを使用する複屈折干渉を用いて得られる。
【００１４】その他の改良を本発明による表示装置と共
に使用することができる。かくして、上記拡散スクリー
ンは、光を所定の角度範囲に向ける非−ランバート(non
-lambertian)特性を有し、ランバート拡散体(lambertia
n diffuser) よりも上記範囲における輝度を増加させる
拡散スクリーンでもよい。システムのコントラストを最
適化するため、液晶スクリーンのコントラスト特性と一
致するよう逆光照明システムによって供給されたコリメ
ート光の角度分布を選択できる。更に、マイクロレンズ
の列がスクリーン１１０上に関係した画素の画像を形成
する透明サブストレート１０２に組み込まれた場合に、
システムの光出力を改良することが可能である。この例
の場合、ブラックマトリックス１１８は冗長である。関
連した画素の能動面１０５への全入射光を集めるため、
同様な態様で、マイクロレンズの列を透明サブストレー
ト１０１の中又は上に組み込んでも構わない。マイクロ
レンズの列は、水平及び垂直方向の画像の数と対応した
数の円柱レンズの１次元の列でも構わない。液晶スクリ
ーンの画素によって形成されたマトリックスと同じ大き
さの２次元の列を用いてもよい。
に使用することができる。かくして、上記拡散スクリー
ンは、光を所定の角度範囲に向ける非−ランバート(non
-lambertian)特性を有し、ランバート拡散体(lambertia
n diffuser) よりも上記範囲における輝度を増加させる
拡散スクリーンでもよい。システムのコントラストを最
適化するため、液晶スクリーンのコントラスト特性と一
致するよう逆光照明システムによって供給されたコリメ
ート光の角度分布を選択できる。更に、マイクロレンズ
の列がスクリーン１１０上に関係した画素の画像を形成
する透明サブストレート１０２に組み込まれた場合に、
システムの光出力を改良することが可能である。この例
の場合、ブラックマトリックス１１８は冗長である。関
連した画素の能動面１０５への全入射光を集めるため、
同様な態様で、マイクロレンズの列を透明サブストレー
ト１０１の中又は上に組み込んでも構わない。マイクロ
レンズの列は、水平及び垂直方向の画像の数と対応した
数の円柱レンズの１次元の列でも構わない。液晶スクリ
ーンの画素によって形成されたマトリックスと同じ大き
さの２次元の列を用いてもよい。
【００１５】一つの重要な改良は周囲光の下における表
示装置のコントラストに関係し：ピントグラス(ground
glass)又はホログラフィック拡散体を用いて効果的な態
様で生成され得る分配手段１１０の選択に依存して、周
囲光の下でコントラストが、素子１１０からの後方散乱
によって屡々制限される。ＬＣＤから発出する光が偏光
され、かつ、かかる偏光が、一般的に、素子１１０（例
えば、上記例では、ピントグラス又はホログラフィック
拡散体）によって維持されることにより利点が得られ、
一方、同一の素子１１０によって後方散乱された周囲光
の偏光は、一般的に、消失されるが、図８に示されたよ
うに拡散手段１１０の後に偏光子１２０を置くことによ
り、周囲の光のコントラストをかなり（４倍まで）増大
させることが可能である。偏光子の向きは、ＬＣＤの出
口の偏光子に対し平行である。ＬＣＤから発出する光の
偏光が素子１１０を通過する際に非常に良好に保たれて
いる場合、偏光子１２０はＬＣＤの出口の偏光子の機能
を引き受け得るので、ディスプレイシステムの輝度を改
良するため、ＬＣＤの出口の偏光子を省くことが可能で
ある。
示装置のコントラストに関係し：ピントグラス(ground
glass)又はホログラフィック拡散体を用いて効果的な態
様で生成され得る分配手段１１０の選択に依存して、周
囲光の下でコントラストが、素子１１０からの後方散乱
によって屡々制限される。ＬＣＤから発出する光が偏光
され、かつ、かかる偏光が、一般的に、素子１１０（例
えば、上記例では、ピントグラス又はホログラフィック
拡散体）によって維持されることにより利点が得られ、
一方、同一の素子１１０によって後方散乱された周囲光
の偏光は、一般的に、消失されるが、図８に示されたよ
うに拡散手段１１０の後に偏光子１２０を置くことによ
り、周囲の光のコントラストをかなり（４倍まで）増大
させることが可能である。偏光子の向きは、ＬＣＤの出
口の偏光子に対し平行である。ＬＣＤから発出する光の
偏光が素子１１０を通過する際に非常に良好に保たれて
いる場合、偏光子１２０はＬＣＤの出口の偏光子の機能
を引き受け得るので、ディスプレイシステムの輝度を改
良するため、ＬＣＤの出口の偏光子を省くことが可能で
ある。
【００１６】特許請求の範囲に記載された内容の範囲を
逸脱することなく、上記システムに多数の改良を加える
ことが可能である。
逸脱することなく、上記システムに多数の改良を加える
ことが可能である。
【図１】コリメートされた光を与える逆光照明システム
を使用する表示装置の略断面図である。
を使用する表示装置の略断面図である。
【図２】所定のコリメーション角度に対するスクリーン
上の光分布の強度を示す曲線を表わす図である。
上の光分布の強度を示す曲線を表わす図である。
【図３】コリメーション角αの関数としての画素の拡散
の関数として距離ｓを与える曲線を表わす図である。
の関数として距離ｓを与える曲線を表わす図である。
【図４】別々の液晶スクリーンの厚さに対しコリメーシ
ョン角αの関数として隣接した画素に入るエネルギーの
パーセンテージを示す図である。
ョン角αの関数として隣接した画素に入るエネルギーの
パーセンテージを示す図である。
【図５】本発明において使用可能なコリメートされた光
を与える逆光照明システムの略透視図である。
を与える逆光照明システムの略透視図である。
【図６】本発明において使用される液晶ディスプレイの
着色フィルタの配置を示す図である。
着色フィルタの配置を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明による種
々のブラックマトリックスを表わす図である。
々のブラックマトリックスを表わす図である。
【図８】コントラストを強調する改良を概略的に示す図
である。
である。
【符号の説明】 １ 光源 ２ 反射器 ３ 光透過手段 ４ マイクロプリズム状構造 ５ 反射材 ６，８ コリメーション手段 １０ 逆光照明システム １１ コリメート光 ６１ 入力面 ６２ 出力面 ６３ 反射材 ６４ 透明材料 ６５ 全内面反射 ６６ 反射膜 ６７，６９ 反射片 ６８ 円柱レンズ １００ 液晶 １０１，１０２ 透明サブストレート １０３，１０４ 偏光子 １０５ 能動面 １０６，１１８，１１９ ブラックマトリックス １０７ 透明画素電極 １１０ ホログラフィック拡散体 １１７ 着色フィルタ １２０ 偏光子
Claims (10)
- 【請求項１】 コリメートされた光を供給する逆光照明
システムと、液晶ディスプレイ形の透過型電気光学変調
器と、光を角度的に分配する手段とを有する表示装置で
あって、 着色フィルタの層が、上記ディスプレイと上記光を角度
的に分配する手段との間にあることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 上記着色フィルタの層は、二色性干渉フ
ィルタ、ホログラフィック処理、複屈折干渉、写真処理
を用いて作成されることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項３】 上記着色フィルタの層は、ブラックマト
リックスを組み込むことを特徴とする請求項１又は２記
載の装置。 - 【請求項４】 付加的なブラックマトリックスの層が上
記表示装置の能動素子のレベルに組み込まれていること
を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の
装置。 - 【請求項５】 上記光を角度的に分配する手段と上記表
示装置の間の距離は、空間フィルタ効果を得るよう選択
されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか
１項記載の装置。 - 【請求項６】 上記光を角度的に分配する手段は、非−
ランバート性角度特性を有することを特徴とする請求項
１乃至５のうちいずれか１項記載の装置。 - 【請求項７】 上記液晶ディスプレイの出口の偏光子
が、上記光を角度的に分配する手段の後にあることを特
徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項８】 上記液晶ディスプレイの出口の偏光子に
対し平行な向きにされた付加的な偏光子が、上記光を角
度的に分配する手段の前にあることを特徴とする請求項
１乃至７のうちいずれか１項記載の装置。 - 【請求項９】 上記液晶ディスプレイを形成する透明サ
ブストレートの一つは、各々が拡散スクリーン上に上記
ディスプレイの関連した画素の画像を形成するマイクロ
レンズの１又は２次元の列を組み込むことを特徴とする
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１０】 上記液晶ディスプレイを形成する透明
サブストレートの一つは、各々が上記ディスプレイの関
連した画素に入る光を集めるマイクロレンズの１又は２
次元の列を組み込むことを特徴とする請求項１乃至７の
うちいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9509753 | 1995-08-11 | ||
| FR9509753A FR2737799B1 (fr) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Perfectionnement au dispositif d'affichage comportant un systeme d'eclairage arriere fournissant une lumiere collimatee |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120060A true JPH09120060A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=9481882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8208337A Pending JPH09120060A (ja) | 1995-08-11 | 1996-08-07 | コリメート光を供給する逆光照明システムを有する表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5990993A (ja) |
| EP (1) | EP0762181A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09120060A (ja) |
| FR (1) | FR2737799B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU6508898A (en) | 1997-03-06 | 1998-09-22 | Nashua Corporation | Improved display |
| US6515724B1 (en) * | 1998-02-20 | 2003-02-04 | F.O.B. Gmbh Gesellschaft Zur Fertigung Farbiger Optoelektronischer Bauelemente | Optical switch |
| US6816225B2 (en) * | 2001-06-26 | 2004-11-09 | International Business Machines Corporation | LCD cell construction by mechanical thinning of a color filter substrate |
| KR20030069285A (ko) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
| US20040046730A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Kazuhiro Miyashita | LCD (liquid crystal display) with a back light source characterized by light source local penetration |
| US7388631B2 (en) * | 2002-10-10 | 2008-06-17 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Parallax compensating color filter and black mask for display apparatus |
| CN101300521B (zh) * | 2005-11-04 | 2010-04-14 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
| CN101563644A (zh) * | 2006-12-11 | 2009-10-21 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
| KR101372849B1 (ko) | 2007-07-27 | 2014-03-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 콜리메이팅 도광판, 확산 유닛 및 이를 채용한 디스플레이장치 |
| CN102830539B (zh) * | 2012-09-06 | 2015-09-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 液晶显示装置 |
| CN105929591B (zh) | 2016-07-08 | 2019-04-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 量子点显示基板及其制造方法和量子点显示装置 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2329618A1 (de) * | 1973-06-09 | 1975-01-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zur vielfarbigen anzeige, bestehend aus lichtquelle und linearpolarisationsfilter |
| US3854815A (en) * | 1973-11-09 | 1974-12-17 | Logetronics Inc | Graphic arts camera flashing attachments |
| US4171874A (en) * | 1975-02-03 | 1979-10-23 | General Electric Company | Evenly illuminated display devices |
| IL70116A (en) * | 1983-11-02 | 1987-02-27 | Stolov Michael | Liquid crystal device for displaying multicolor images |
| JPS6280626A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Hosiden Electronics Co Ltd | 液晶表示素子 |
| NL8800951A (nl) * | 1988-04-13 | 1989-11-01 | Philips Nv | Weergeefinrichting. |
| JP2862571B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1999-03-03 | 株式会社東芝 | 透過型液晶表示装置 |
| JPH0642126B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1994-06-01 | シャープ株式会社 | 投影型画像表示装置 |
| DE68922470T2 (de) * | 1988-11-26 | 1995-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | Farbfilter für eine Vielfarben-Flüssigkristallanzeigetafel. |
| DE68917911T2 (de) * | 1989-04-13 | 1995-01-26 | Agfa Gevaert Nv | Verfahren zur Herstellung einer Mehrfarben-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung. |
| US5046793A (en) * | 1989-05-26 | 1991-09-10 | Litton Systems, Inc. | Chromatically corrected directional diffusing screen |
| TW218040B (ja) * | 1990-09-07 | 1993-12-21 | Sharp Kk | |
| US5528397A (en) * | 1991-12-03 | 1996-06-18 | Kopin Corporation | Single crystal silicon transistors for display panels |
| US5258325A (en) * | 1990-12-31 | 1993-11-02 | Kopin Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device using a circuit transfer film |
| JPH06130214A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-13 | Nissha Printing Co Ltd | 液晶用ガラス基板、ｔｆｔ液晶用カラーフィルター、プロジェクション用ｔｆｔ液晶表示装置、カラーｔｆｔ液晶表示装置 |
| JP2856612B2 (ja) * | 1992-10-12 | 1999-02-10 | シャープ株式会社 | ホログラフィック・ステレオグラム記録用投影装置 |
| JPH06148627A (ja) * | 1992-11-05 | 1994-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型カラー液晶表示装置 |
| US5561538A (en) * | 1992-11-17 | 1996-10-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Direct-view display apparatus |
| US5501900A (en) * | 1993-03-03 | 1996-03-26 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Black matrix substrate, and color filter and liquid crystal display device using the same |
| IL108807A0 (en) * | 1993-03-04 | 1994-06-24 | Honeywell Inc | Patterned dichroic filters for color liquid crystal chromaticity enhancement |
| US5594561A (en) * | 1993-03-31 | 1997-01-14 | Palomar Technologies Corporation | Flat panel display with elliptical diffuser and fiber optic plate |
-
1995
- 1995-08-11 FR FR9509753A patent/FR2737799B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-01 US US08/690,900 patent/US5990993A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-07 EP EP96401747A patent/EP0762181A1/fr not_active Withdrawn
- 1996-08-07 JP JP8208337A patent/JPH09120060A/ja active Pending
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| US5990993A (en) | 1999-11-23 |
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| FR2737799A1 (fr) | 1997-02-14 |
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