JPS62119518A - Display device - Google Patents

Display device

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JPS62119518A
JPS62119518A JP60260847A JP26084785A JPS62119518A JP S62119518 A JPS62119518 A JP S62119518A JP 60260847 A JP60260847 A JP 60260847A JP 26084785 A JP26084785 A JP 26084785A JP S62119518 A JPS62119518 A JP S62119518A
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light
waveguide plate
display device
waveguide
shutter array
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Shinji Morozumi
両角 伸治
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a display device with high-definition, large in size and flat in width by constituting the device with a linear light source, a one- dimensional shutter array of a liquid crystal, and a waveguide plate which guides the output of light corresponding to a scanning line. CONSTITUTION:The output of a linear light source 1 is controlled by a linear shutter array 2, and the output light from the shutter array is led to a waveguide plate 4 by a lens array 3, and waveguides arranged in the Y direction are arrayed in the X direction in the waveguide plate 4. Individual shutters correspond to individual waveguides in 1:1, and the light led to a waveguide is refracted upward in a prescribed scanning line position to form an image on a screen 5. The resolution of this display device is determined by the number of scanning electrodes (Y direction) on the waveguide plate and the number of waveguides (X direction). Thus, the device is made high-definition, large-sized, and flat easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導波板を利用した表示装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a display device using a waveguide plate.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は表示装置において、直線状光源、前記光源から
の光を制御する一次元シャソタアレイ。
The present invention relates to a display device including a linear light source and a one-dimensional shutter array for controlling light from the light source.

シャッタアレイからの出力を平面的に導波する導波板を
用いることにより、大型、かつフラット。
Large and flat by using a waveguide plate that guides the output from the shutter array in a planar manner.

高精細な表示装置を実現するものである。This realizes a high-definition display device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の表示装置としての代表例はCRT (プラウ、ン
管)である。このCRTの唯一の欠点は、体積が大きく
、特に大サイズ、例えば40〜50インチの大サイズ化
は難があった。一方この欠点を除去する手段として従来
からフラットディスプレイが考案されてきた。その代表
格である液晶については、表示性能がCRTに比較して
大分落ちること、高精細化がむずかしいこと、(特に液
晶の場合は精細度を上げれば上げるほどコントラストが
低下し、見ばえが悪くなるという木質的な欠点がある。
A typical example of a conventional display device is a CRT (CRT). The only drawback of this CRT is that it has a large volume, and it is difficult to make it large in size, for example, 40 to 50 inches. On the other hand, flat displays have been devised as a means to eliminate this drawback. Regarding LCDs, which are a typical example of this, the display performance is considerably lower than that of CRTs, and it is difficult to achieve high definition (particularly in the case of LCDs, the higher the resolution, the lower the contrast, and the lower the visibility. There is a wood quality defect that deteriorates.

)更には現状では大型化が難しい等、CRTの欠点を補
えるまでに至っていない。特に液晶の場合セルのギヤツ
ブ(ガラス間の間隙)が5〜】0μI1mと小さく、大
型化に際し大きな課題であった・ 〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕従来の方式
では、高精細で表示能力が高いフラットな大型スクリー
ンを実現するのはむずかしく、又できたとしてもその製
法の困難さからいって、高価なものになるという問題点
があった。そこで本発明はこのような問題点を解決する
もので、その目的とする所は、高精細で、大型のフラッ
トかつ安価な表示装置を提供することにある。
) Furthermore, at present, it is difficult to increase the size of the CRT, and the drawbacks of the CRT have not yet been compensated for. In particular, in the case of liquid crystals, the cell gear (gap between glasses) is as small as 5 to 0μI1m, which is a major problem when increasing the size. [Problems and objectives to be solved by the invention] Conventional methods have not been able to achieve high resolution. It is difficult to realize a large, flat screen with a high display capacity, and even if it were possible, it would be expensive due to the difficulty in manufacturing it. The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to provide a high-definition, large-sized, flat, and inexpensive display device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の表示装置は、直線状光源、液晶による一次元光
シャソタアレイ、走査線に対応した光の出力を導波する
導波板からなることを特徴とする。
The display device of the present invention is characterized by comprising a linear light source, a one-dimensional optical shutter array using liquid crystal, and a waveguide plate for guiding light output corresponding to a scanning line.

〔作用〕[Effect]

本発明の上記の構成によれば、光源からの光はシャッタ
アレイにより、変調される。この変調された光は4波板
に導かれる。導波板には走査位置に対応して光の出力部
が任意に選択できるような機能を有している。この導波
板からの出力はその上に隣接したスクリーンに入射する
。従ってシャッタアレイの制御をその該当する走査線毎
に行うことにより、線順次方式でスクリーン上に画像が
描けることになる。特に光源として紫外線を用い、スク
リーンには、前記紫外線光により励起され、赤、緑、青
の可視光を出す螢光材料を混入することにより、容易に
フルカラー化ができる。
According to the above configuration of the present invention, light from the light source is modulated by the shutter array. This modulated light is guided to a four-wave plate. The waveguide plate has a function that allows the light output section to be arbitrarily selected depending on the scanning position. The output from this waveguide is incident on the screen adjacent thereto. Therefore, by controlling the shutter array for each corresponding scanning line, an image can be drawn on the screen in a line-sequential manner. In particular, by using ultraviolet light as a light source and incorporating a fluorescent material into the screen that is excited by the ultraviolet light and emits visible light of red, green, and blue, full-color printing can be easily achieved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の概略図である。直線状光源1の光を1
次元のシャッタアレイ2によりコントロールする。この
シャッタアレイからの出力光はレンズアレイ3により導
波板4に導かれる。導波板にはY方向に並んだ導波路を
X方向に配列している。当然のことながら、m、波M3
の数と、シャッタアレイの数は一致する。即ち、各々の
シャッタに各々の導波路は1:1で対応する。導波路に
導入された光は、所定の走査線位置で、上方に屈折され
、スクリーン5上に像を形成する。この表示装置の分解
能は、導波板」二の走査電極数(Y方向)と、導波路の
数(X方向)で決定される。
FIG. 1 is a schematic diagram of the invention. Light from linear light source 1
It is controlled by a dimensional shutter array 2. Output light from this shutter array is guided to a waveguide plate 4 by a lens array 3. The waveguide plate has waveguides arranged in the Y direction and arranged in the X direction. Naturally, m, wave M3
The number of shutter arrays matches the number of shutter arrays. That is, each waveguide corresponds to each shutter in a 1:1 ratio. The light introduced into the waveguide is refracted upward at a predetermined scanning line position to form an image on the screen 5. The resolution of this display device is determined by the number of scanning electrodes (in the Y direction) of the waveguide plate and the number of waveguides (in the X direction).

第2図は本発明に用いる導波板の一例を示している。ま
ず(イ)は導波板のY方向での断面を示しており、2板
のガラス11.12もしくは同等の材料間に透明電極1
3、更に媒質16からなる。
FIG. 2 shows an example of a waveguide plate used in the present invention. First, (A) shows a cross section of the waveguide plate in the Y direction, and there is a transparent electrode between two plates of glass 11, 12 or an equivalent material.
3. It further comprises a medium 16.

透明電極に電流を流すことにより、ジュール熱が生じる
。その結果媒質の屈折率がn。からnl+nZ+n3 
のような分布となる。媒質の材料はアルコールや有機酸
、あるいは液晶のようなもので常温付近から多少の温度
上昇により屈折率が大きく変化するものがよい。発熱の
結果、屈折率の分布に従って、導波路の中を全反射して
侵入してきた光は上方へ導かれ、スクリーン10上に投
射することになる。(ロ)はX方向での導波板の断面を
示している。各導波路はリプ14により遮断されている
。導波能を向上させるために金属反射膜15を用いるこ
ともできる。(ハ)はこの導波板の平面図である。透明
電極13は走査位置に対応してスイッチ17により発熱
させるかどうかを選択する。この場合熱応答は立ち上が
り、即ち加熱のスピードは走査スピードより速いことが
要求さく5) れる。しかし冷却はかなりゆっくり自然空冷を待てばよ
い。新しく発熱した走査位置から、それ以前の位置へは
光は、もはや進入しないので、どうなってようと関係な
いからである。
Joule heat is generated by passing a current through the transparent electrode. As a result, the refractive index of the medium is n. From nl+nZ+n3
The distribution is as follows. The material of the medium is preferably one such as alcohol, organic acid, or liquid crystal, whose refractive index changes greatly with a slight temperature rise from around room temperature. As a result of the heat generation, the light that has entered the waveguide through total reflection is guided upward according to the refractive index distribution and is projected onto the screen 10. (b) shows a cross section of the waveguide plate in the X direction. Each waveguide is blocked by a lip 14. A metal reflective film 15 can also be used to improve waveguide performance. (C) is a plan view of this waveguide plate. Whether or not the transparent electrode 13 generates heat is selected by a switch 17 in accordance with the scanning position. In this case, the thermal response increases, that is, the heating speed is required to be faster than the scanning speed5). However, cooling can be done quite slowly by waiting for natural air cooling. This is because light no longer enters the previous position from the newly generated scanning position, so it does not matter what happens.

第3図は本発明に用いるスクリーン20の平面図の一例
である。フルカラーするだめの手段点しては、光源に紫
外発光する蛍光灯を用い、更にスクリーンには、導波板
の各導波路に対応して赤。
FIG. 3 is an example of a plan view of the screen 20 used in the present invention. In order to achieve full color, a fluorescent lamp that emits ultraviolet light was used as the light source, and the screen was colored red, corresponding to each waveguide on the waveguide plate.

青、緑の螢光材料を塗布してJ3 <。この結果、入射
された紫外線が各螢光材1′ミ1を励起することにより
鮮やかな色画像を得ることができる。
Apply blue and green fluorescent materials to J3<. As a result, the incident ultraviolet light excites each of the fluorescent materials 1' and 1', thereby making it possible to obtain a vivid color image.

第4図は本発明に用いる液晶シャッタアレイの構成例で
ある。断面図(ハ)において2枚のガラス30.31.
及びそれぞれのガラス板上の透明電極32,33.及び
その透明電極により駆動される液晶36からなる。又余
分な晃をカットする遮光膜34が設けられている。平面
図(イ)において、シール部35から外側に透明電極3
2が引き出され、外から駆動される。アパーチャ部37
は、光源からの入射光を選択している走査位置の表示情
報に従って光景をコントロールする。このアパーチャの
数と、導波板上の導波路の数が一致する。
FIG. 4 shows an example of the configuration of a liquid crystal shutter array used in the present invention. In the cross-sectional view (c), two glasses 30, 31.
and transparent electrodes 32, 33 on each glass plate. and a liquid crystal 36 driven by its transparent electrode. A light shielding film 34 is also provided to cut off excess light. In the plan view (A), the transparent electrode 3 is placed outward from the seal portion 35.
2 is pulled out and driven from the outside. Aperture section 37
controls the scene according to the display information of the scanning position selecting the incident light from the light source. The number of apertures matches the number of waveguides on the waveguide plate.

第5図は本発明の光入射部分をわかりやすく示したもの
である。全体は光源59.リフレクタ60、レンズアレ
イ58.シャッタアレイ61.導波板62という構成で
ある。導波板62はガラス板51.52.及び封入する
媒質の保持のためシール部53を有する。このシール部
は光をロスなく入射するため、レンズアレイ58と同様
、レンズ機能を有するマイクロレンズを一次元に並べた
ものである。シャンクアレイ61は第4図と同様ガラス
板54,55、シール材56、液晶57よりなる。
FIG. 5 clearly shows the light input portion of the present invention. The whole light source is 59. reflector 60, lens array 58. Shutter array 61. It has a configuration called a waveguide plate 62. The waveguide plate 62 is made of glass plates 51, 52. It also has a seal portion 53 for holding the medium to be enclosed. In order to allow light to enter the seal portion without loss, microlenses having a lens function are arranged in one dimension, similar to the lens array 58. The shank array 61 is made up of glass plates 54, 55, a sealant 56, and a liquid crystal 57 as in FIG.

第6図はレンズアレイの構成例としてロッドレンズを並
べたものを示している。材料はガラス。
FIG. 6 shows an arrangement of rod lenses as an example of the configuration of a lens array. The material is glass.

もしくはプラスティックからなる。各レンズ71はファ
イバ状もしくは平面状であり、夫々単純なレンズ機能を
有している。
Or made of plastic. Each lens 71 is fiber-shaped or planar, and has a simple lens function.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、従来の2次元に一
様に配列した表示装置と異なり、X方向での表示制御は
一次元の光源と、シャッタアレイが受は持ち、Y方向は
走査位置選択の可能な導波板が制御し、スクリーン上に
両者を結合させて表示を行わせるものである。導波板、
及びスクリーンの大きなものは容易にできる。又その導
波路のピンチも11I鳳以下にすることは容易である。
As described above, according to the present invention, unlike conventional display devices that are arranged uniformly in two dimensions, display control in the X direction is performed using a one-dimensional light source and a shutter array, and in the Y direction, It is controlled by a waveguide plate that allows the scanning position to be selected, and the two are combined and displayed on the screen. waveguide plate,
And large screens can be easily created. Moreover, it is easy to reduce the pinch of the waveguide to less than 11I.

一方シャツタアレイは1次元であれば、従来大型化の困
難であった液晶でも長いものの形成は容易である。従っ
て、高精細で大型、フラットという要求は容易に実現で
きる。又構成そのものが従来の材料の物理的性質に大き
く依存した表示装置と異なり、材料的制限が少ないので
、低価な表示装置が提供できるという効果は大きい。
On the other hand, if the shutter array is one-dimensional, it is easy to form a long liquid crystal, which has traditionally been difficult to enlarge. Therefore, the demands for high definition, large size, and flatness can be easily realized. Furthermore, unlike conventional display devices whose structure itself is largely dependent on the physical properties of materials, there are fewer restrictions on materials, and this has a significant effect in that a low-cost display device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(alは本発明の表示装置の概略図で(イ)は側
面図(ロ)は平面図を示す。 第1図(blは本発明の表示装置の一部の概略図で(イ
)は側面図(ロ)は平面図を示す。 第2図は本発明の導波板の構成図を示す。 no−n3・・・屈折率分布を示す。 第3図は本発明に用いるスクリーンの一例を示す図。 R,G、B・・・各螢光材料が塗布されている外観を示
す。 第4図は本発明に用いる液晶シャッタアレイの構成例で
、(イ)は平面図、(ロ)は側面図。 (ハ)は断面図。 30.31・・・ガラス 32.33・・・透明電極 34・・・光遮断層   35・・・シール部36・・
・液晶   37・・・アパーチャ第5図は本発明に用
いる導波板への導光構成図。 51、.52,54.55・・・ガラス板53・・・レ
ンズアレイ兼シール材 56・・・シール部、  57・・・液晶第6図はレン
ズアレイの構成図。 第1図(O−) 10・、l入ワリ〜ン   1q・・ コツ゛第1図(
5) 第3m 第4図
Figure 1 (al is a schematic diagram of the display device of the present invention, (a) is a side view, and (b) is a plan view. Figure 1 (bl is a schematic diagram of a part of the display device of the present invention; ) shows a side view (b) shows a plan view. Fig. 2 shows a configuration diagram of a waveguide plate of the present invention. no-n3... shows refractive index distribution. Fig. 3 shows a screen used in the present invention A diagram showing an example of R, G, B... showing the appearance of each fluorescent material coated. FIG. (B) is a side view. (C) is a cross-sectional view. 30.31...Glass 32.33...Transparent electrode 34...Light blocking layer 35...Seal portion 36...
-Liquid crystal 37...Aperture Figure 5 is a diagram showing the configuration of light guiding to the waveguide plate used in the present invention. 51,. 52, 54, 55...Glass plate 53...Lens array/sealing material 56...Seal portion, 57...Liquid crystal Figure 6 is a configuration diagram of the lens array. Fig. 1 (O-) 10., l-input warion 1q... Kotsu Fig. 1 (
5) 3rd m Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)線状光源、前記光源からの入射光を選択された走
査位置の表示信号に従って光景の制御を行う一次元のシ
ャッタアレイ、前記シャッタアレイを透過する光を導入
し選択された走査位置にてスクリーン側へ光を出射する
複数の導波路からなる導波板、及び前記導波板からの出
射光を表示画像として形成するスクリーンからなる表示
装置であって、前記導波板には任意の走査電極にて導波
された光を外側へ出射する機能を有することを特徴とす
る表示装置。
(1) A linear light source, a one-dimensional shutter array that controls the scene according to a display signal at a selected scanning position using incident light from the light source, and introducing light that passes through the shutter array to the selected scanning position. A display device comprising a waveguide plate made up of a plurality of waveguides that emit light to the screen side, and a screen that forms the emitted light from the waveguide plate as a display image, the waveguide plate having an arbitrary A display device characterized by having a function of emitting light guided by a scanning electrode to the outside.
JP60260847A 1985-11-20 1985-11-20 Display device Expired - Lifetime JP2570257B2 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5589961A (en) * 1992-04-07 1996-12-31 Sharp Kabushiki Kaisha Optical wave guide driven liquid crystal display employing optical switching for input
JP2004508582A (en) * 2000-09-11 2004-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Display device

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