JPH11109349A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH11109349A
JPH11109349A JP9267481A JP26748197A JPH11109349A JP H11109349 A JPH11109349 A JP H11109349A JP 9267481 A JP9267481 A JP 9267481A JP 26748197 A JP26748197 A JP 26748197A JP H11109349 A JPH11109349 A JP H11109349A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
image
display device
glass substrate
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Withdrawn
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JP9267481A
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English (en)
Inventor
Takehisa Natori
武久 名取
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH11109349A publication Critical patent/JPH11109349A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133621Illuminating devices providing coloured light
    • G02F1/133622Colour sequential illumination

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低価格、広視野角、長寿命な薄型の画像表示
装置を提供する。 【解決手段】 透明電極2,5、液晶3を含む螺旋構造
変形強誘電型液晶ディスプレイ1,3,4,9自身を導
光板とし、側面に置かれたLED10,11,12から
の光を散乱モード画素から出射させ、画像を形成させ
る。また強誘電型液晶とLEDの高速応答性を利用し、
同一画素で赤色、緑色、青色を順次表示し、フルカラー
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車載用、
机上用テレビジョンや、コンピュータディスプレイ、あ
るいは、壁掛けテレビジョンなどに適用して好適な薄型
の画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、動画表示用の画像表示装置として
は、ブラウン管(CRT)を用いたものが提案されてい
る。また、近年においては、車載用、机上用テレビジョ
ンや、コンピュータディスプレイとして、図3に示すよ
うに、蛍光灯101をバックライトとする液晶ディスプ
レイ(LCD)103を用いたものが提案されている。
この画像表示装置は、蛍光灯101と、この蛍光灯10
1の発する光を導く導光板102と、この導光板102
の前方に配置された液晶ディスプレイ103とから構成
されている。導光板102には、蛍光灯101よりの光
を前方側に効率良く導くために、側面部及び背面部に反
射層104,105が設けられ、前面部に拡散板106
が設けられている。液晶ディスプレイ103は、前後ガ
ラス基板107,108を有し、これら前後ガラス基板
107,108間に挟まれた液晶層109を有してい
る。この液晶層109と後側ガラス基板108との間に
は、画素電極110が設けられている。この液晶層10
9と前側ガラス基板107との間には、カラーフィルタ
111が設けられている。さらに、前後ガラス基板10
7,108の前後には、偏光板112,113が設けら
れている。
【0003】さらに、壁掛けテレビジョンとして用いる
ことができる画像表示装置として、プラズマディスプレ
イが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビジョ
ンやコンピュータディスプレイ等においては、多用途化
や、個人的使用への対応、ならびに、大画面化が進めら
れている。ブラウン管を用いた画像表示装置では、奥行
きが深いため、占有する空間が大きく、限られた空間内
に設置した場合においては適視距離より近くで見ざるを
得ないため、目の疲労が生じたり、また、走査線が気に
なったりする。そのため、画像表示装置においては、薄
型化が望まれている。蛍光灯をバックライトとする液晶
ディスプレイや、プラズマディスプレイは、このよう
な、薄型化の要求に応えるものである。
【0005】しかし、液晶ディスプレイにおいては、高
解像度の画像を表示するために画素を多くすると、製造
が困難となり、価格も高くなる。また、この液晶ディス
プレイにおいては、バックライトが必要であり、画面全
体を一様に照明するためには、ある程度の厚みを有さざ
るを得ない。さらに、液晶ディスプレイにおいては、視
野角が狭いという問題がある。
【0006】一方、プラズマディスプレイにおいては、
表示画像がやや暗く、画像を明るくすると寿命が短くな
るという問題がある。また、プラズマディスプレイは、
画素を充分に小さくできず、個人用のテレビジョンやコ
ンピュータディスプレイとしての使用には向いていない
という問題がある。
【0007】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、個人用及び多人数用のどちらに
も対応でき、製造が簡単で、かつ、広視野角、長寿命な
薄型の画像表示装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る画像表示装置は、前面ガラス基板及び
背面ガラス基板を有しこれら各ガラス基板の間に液晶層
を封入して構成された光散乱モード利用型の液晶ディス
プレイと、この液晶ディスプレイの側面部に配設され出
射光を液晶ディスプレイの各ガラス基板内部に入射させ
る光源と、液晶ディスプレイの側面部であって光源より
の光が入射される部分以外の部分を覆う鏡面状の反射部
材とを備えている。
【0009】この画像表示装置においては、画像信号が
無いときには、液晶ディスプレイの液晶層が透明となる
ことによって、光源よりこの液晶ディスプレイに入射さ
れた光がこれらガラス基板の界面において反射を繰返し
てこれらガラス基板の外方に出て来ない。そして、画像
信号が有るときには、画素液晶の状態が変化し、光源よ
り液晶ディスプレイに入射された光は、画素液晶により
散乱されて、これらガラス基板の外方に出て画像を形成
する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【0011】本発明に係る画像表示装置は、図1に示す
ように、前面ガラス基板1及び背面ガラス基板4を有
し、これら各ガラス基板1,4間に液晶層(DHSFL
C)3を封入して構成された、光散乱モード利用型液晶
ディスプレイを有している。
【0012】前面ガラス基板1の背面部には、ITO
(インジウム錫酸化物)共通電極2が取付けられてい
る。そして、背面ガラス基板4の前面部には、ITO
(透明)画素表示電極5及び薄型トランジスタ(TF
T)6が、表示する画像の画素に対応して取付けられて
いる。これら各画素に対応した電極は、透明である。液
晶層3は、これら各ガラス基板1,4に挟まれる状態
で、これら各ガラス基板1,4間に配設されている。
【0013】この画像表示装置の液晶層3としては、ア
クティブマトリクス(AM)駆動ツイストネマティック
(TN)型液晶よりは、AM駆動螺旋構造変形(DH
S)強誘電型液晶(FLC)が適している。AM駆動螺
旋構造変形強誘電型液晶(DHSFLC)は、図2に示
すように、無電界のとき、すなわち、画像信号が最大の
時、各液晶分子Pが螺旋状に配向しているため、入射光
を散乱させる。一定電界を印加したとき、すなわち、画
像信号がないときには、液晶分子Pの螺旋並びが消失
し、透明となる。
【0014】そして、各ガラス基板1,4の周囲の4側
面には、光源を構成する第1の発光手段となる赤色発光
素子(AlInGaP−LED)10、第2の発光手段となる
緑色発光素子(GaN−LED)11、及び、第3の発光
手段となる青色発光素子(GaN−LED)12が、それ
ぞれ複数組、並べて接着されている。赤色発光素子10
は、第1の原色光である赤色光を発する。緑色発光素子
11は、第2の原色光である緑色光を発する。青色発光
素子12は、第3の原色光である青色光を発する。これ
ら発光素子10,11,12は、それぞれの発した光を
各ガラス基板1,4内に入射させる。各発光素子10,
11,12よりの出射光のほとんどは、各ガラス基板
1,4内に入射される。これら発光素子10,11,1
2は、出射光の指向角を狭めるための反射板を有してい
る。なお、出射光の指向角を狭めるためにレンズを用い
ると、屈折率の低い接着材がないために、レンズ効果が
薄れるので、出射光の指向角を狭めるには反射板の方が
適している。
【0015】そして、各ガラス基板1,4の側面部であ
って各発光素子10,11,12より発せられた光がこ
れらガラス基板1,4内に入射するための入射口以外の
部分は、反射部材となるアルミニウム等の金属を蒸着し
たテープ7が接着されている。また、背面ガラス基板4
の背面部には、各色発光素子10,11,12を取付け
る箇所を増やして配設可能な発光素子の数を増やすた
め、透明プラスチック板9が、透明接着材によって取付
けられている。各発光素子10,11,12は、各ガラ
ス基板1,4の側面部のみならず、透明プラスチック板
9の側面部にも設けられている。この透明プラスチック
板9は、本来のガラス基板1,4の厚みだけでは配置で
きる発光素子10,11,12の数に限りがあるため、
これら発光素子10,11,12の数を増やして表示画
像を明るくするために設けられている。
【0016】さらに、透明プラスチック板9の背面部に
は、アルミニウム等の金属を蒸着した乱反射フィルム8
が接着されている。この乱反射作用は、フィルム8の前
面部に、サンドブラスト処理等により、微小な凹凸を設
けなしている。
【0017】この画像表示装置においては、入力される
画像信号がないときには、液晶層3が透明となり、各発
光素子10,11,12より入射された光は、前面ガラ
ス基板1の前面部、透明プラスチック板9の背面部、及
び各ガラス基板1,4、透明プラスチック板9の側面の
界面で反射を繰返し、これらガラス基板1、透明プラス
チック板9の外方には出て来ない。そのため、このと
き、この画像表示面は、黒表示となる。
【0018】そして、液層層3上のある画素に対応した
画像信号が供給されたときには、当該画素の部分におい
て液晶層3が透明でなくなる。この画素に相当する不透
明部分は、各発光素子10,11,12より入射された
光を散乱させる。すると、これらの光の一部は、各ガラ
ス基板1、透明プラスチック板9の外方に出て来るよう
になる。
【0019】すなわち、この画像表示装置においては、
各発光素子10,11,12より前面ガラス基板1の前
面部に対して臨界角以上の入射角をもって入射した光
は、この前面部において全反射されて、隣の画素へ向か
う。そして、この隣の画素部分が透明の場合には、この
部分を透過する。そして、隣の画素部分に画素が表示さ
れ透明でなくなっている場合には、この画素部分で散乱
され、一部が前面ガラス基板1を透して、前方側に射出
される。このような反射及び透過が他の画素についても
同様に繰返されるため、発光素子10,11,12の近
傍だけが明るくなることはない。また、透明プラスチッ
ク板9の背面部に対して臨界角以下の入射角で入射する
光は、この透明プラスチック板9の裏面側に一旦は射出
されるが、乱反射フィルム8の前面部で反射されて戻さ
れるので、有効に使われる。
【0020】なお、液晶層3においては、画像信号の強
弱により、各画素における散乱の程度も変化するので、
階調の付いた画像が形成することができる。
【0021】そして、この画像表示装置においては、赤
色発光素子10の点灯と同期させて、赤色画像信号を液
晶層3の必要画素に与え、次に緑色発光素子11の点灯
と同期させて、緑色画像信号を液晶層3の必要画素に与
え、次に青色発光素子12の点灯と同期させて、青色画
像信号を液晶層3の必要画素に与えるようにする。この
過程を繰返し、目の残像を利用して、フルカラー画像を
形成する。
【0022】強誘電型液晶(FLC)はツイストネマテ
ィック型液晶(TNLC)よりも3桁程度応答速度が早
いため、上述のような色順次によるフリッカは気になら
ない切り替え速度(例えば面順次120Hz)にでき
る。
【0023】なお、この画像表示装置において、液晶デ
ィスプレイの駆動方式は、単純マトリクス方式としても
よい。また、光源としては、レーザや有機ELを用いて
もよい。
【0024】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る画像表示装
置においては、表示画像を照明する光源を背面ではなく
側面に置くため、薄型化が可能であり、狭い空間でも適
視距離で見ることが容易となる。また、この画像表示装
置においては、表示画像の色を順次方式で表示するた
め、全色同時表示を行う場合に比して、画素数が1/3
で済み、作りやすく、カラーフィルタも不要で低価格に
なる。
【0025】さらに、この画像表示装置においては、光
散乱モードLCDのため偏光板(透過率50%以下)が
不要で、カラーフィルタによる吸収もないため、効率が
良く、視野角が広い。寿命は、光源として発光ダイオー
ド(LED)を用いれば、蛍光灯やプラズマディスプレ
イに比べ充分に長い。
【0026】すなわち、本発明は、個人用及び多人数用
のどちらにも対応でき、製造が簡単で、かつ、広視野
角、長寿命な薄型の画像表示装置を提供することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像表示装置の構成を示す断面図
である。
【図2】上記画像表示装置における強誘電型液晶(FL
C)の分子配列を示す斜視図である。
【図3】従来の画像表示装置である導光板方式バックラ
イト付きアクティブマトリクス(AM)駆動ツイストネ
マティック型液晶(TNLC)の構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 前面ガラス基板、2 ITO共通電極、3 液晶
層、4 背面ガラス基板、5 ITO画素表示電極、6
薄膜トランジスタ、7 鏡面テープ、8 乱反射フィ
ルム、9 透明プラスチック板、10 赤色発光素子、
11 緑色発光素子、12 青色発光素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面ガラス基板及び背面ガラス基板を有
    しこれら各ガラス基板の間に液晶層を封入して構成され
    た光散乱モード利用型の液晶ディスプレイと、 上記液晶ディスプレイの側面部に配設され、出射光を該
    液晶ディスプレイ内部に入射させる光源と、 上記液晶ディスプレイの側面部であって上記光源よりの
    光が入射される部分以外の部分を覆う鏡面状の反射部材
    とを備え、 画像信号が無いときには、上記液晶ディスプレイの液晶
    層が透明となることにより、上記光源よりこの液晶ディ
    スプレイに入射された光がこれらガラス基板の界面にお
    いて反射を繰返してこれらガラス基板の外方に出て来
    ず、画像信号が有るときには、該画素液晶の状態が変化
    し、該光源より該液晶ディスプレイに入射された光が該
    画素液晶により散乱されてこれらガラス基板の外方に出
    て画像を形成することを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項2】 光源は、第1乃至第3の原色光を発する
    第1乃至第3の発光手段からなり、 第1の発光手段の点灯と同期させて第1の原色光の画像
    信号に相当する画像を液晶層上に表示し、次に第2の発
    光手段の点灯と同期させて第2の原色光の画像信号に相
    当する画像を液晶層上に表示し、次に第3の発光手段の
    点灯と同期させて第3の原色光の画像信号に相当する画
    像を液晶層上に表示して、カラー画像を形成することを
    特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
  3. 【請求項3】 液晶層と背面ガラス基板との間に配設さ
    れる背面電極の表面部が鏡面状となされていることを特
    徴とする請求項1記載の画像表示装置。
  4. 【請求項4】 液晶層と背面ガラス基板との間に配設さ
    れる背面電極の表面部が乱反射面となされていることを
    特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
  5. 【請求項5】 背面ガラス基板の背面部に透明接着材に
    より固着された透明板を有し、 光源は、各ガラス基板及び上記透明板の側面部に配設さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の画像表示装
    置。
JP9267481A 1997-09-30 1997-09-30 画像表示装置 Withdrawn JPH11109349A (ja)

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Effective date: 20041207