[go: up one dir, main page]

JP2005524872A - ディスプレイ - Google Patents

ディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
JP2005524872A
JP2005524872A JP2004504012A JP2004504012A JP2005524872A JP 2005524872 A JP2005524872 A JP 2005524872A JP 2004504012 A JP2004504012 A JP 2004504012A JP 2004504012 A JP2004504012 A JP 2004504012A JP 2005524872 A JP2005524872 A JP 2005524872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
guide
display
incident
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004504012A
Other languages
English (en)
Inventor
ポール・アンドリュー・ベイレイ
アンソニー・シリル・ローウェ
Original Assignee
スクリーン テクノロジー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スクリーン テクノロジー リミテッド filed Critical スクリーン テクノロジー リミテッド
Publication of JP2005524872A publication Critical patent/JP2005524872A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02F1/133524Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
    • 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
    • G02F1/133602Direct backlight
    • G02F1/133606Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本発明はイメージディスプレイであって、見えるイメージを生成するイメージディスプレイ装置と;見えるイメージを形成するために光の角度範囲を選択する光角度選択器と;を備え、前記光角度選択器は平行な光透過ガイドのアレイを有し、各光透過ガイドは光ガイド領域と吸収材料とを備え、前記光ガイド領域は屈折及び/又は内部全反射によって入射角の範囲内で前記光ガイド領域に入射する光の伝搬を促進するものであり、前記吸収材料は入射角の範囲外の前記光ガイド領域に入射する光を吸収するために前記光ガイド領域の周縁に配備されている。

Description

本発明はディスプレイに関するものである。
液晶又はプラズマディスプレイのようなフラットパネルディスプレイの背景技術は、適度なテレビのスクリーンサイズまでについては単一ディスプレイが経済的に製造できる段階にまで進展した。このレベルを超えた単一ユニットディスプレイのディスプレイサイズを増大すると、急激にコストを上げ、製造の歩留まりを下げ、他の大きな技術的な問題を生ずる。
従って、大きなディスプレイを提供するために、ハイブリッド技術を進歩させて、必要なサイズ全体に多数の小さめの矩形ディスプレイをモザイク式に並べてきた。例えば、画像情報を適当なサブディスプレイに送るための適当なアドレッシングエレクトロニクスを有する、2×2モザイク型アレイ15インチダイアゴナル(対角線)ディスプレイは30インチインチダイアゴナルディスプレイを提供する。
このタイプの構成の欠点は、個々のディスプレイのアクティブエリアすなわち、画素情報が表示されるディスプレイのフロント面のエリアをディスプレイの物理的エリアの最端まで延ばせないことである。使用される技術は、プラズマ、液晶等のいずれであっても、個々の画素に内部接続(インターコネクション)を提供し、リア(裏面)からフロント(前面)までの基板を封止するために、アクティブディスプレイエリアの端部(エッジ)の周囲のボーダー(境界)は小さいことが要求される。このボーダーは数mm程度であり得るが、モザイク型ディスプレイを横切る目に見えないバンドが生じてしまう。
この問題に対して種々の解決策が提案されてきた。そのほとんどは、個々のサブディスプレイのアクティブエリアで形成されたイメージを移動(トランスレート)又は拡張するためのバルク光学又はファイバー光学イメージガイドに依存するものである。
例として、米国特許出願第4 139 261号(ヒルサム)は、パネルディスプレイで生成されたイメージを拡大するために光ファイバのバンドルから成るウェッジ構造画像ガイドを用いて、これによって、拡大された画像を隣接させることによって、2つのパネルの境界(ボーダー)領域から成る2つの隣接パネル間のギャップが見えなくなるようにしている。これによって、個々のフラットパネル自体が電気的接続等を保持するためにそれらの周囲に小さな非表示境界を有していたとしても、ユーザーには実質的に連続する画像と見えることとなる。このようにして形成された他の画像ガイドは、一対の隣接パネル間に境界のない隣接を提供するように画像を変える。
このタイプの構成で生じる問題について説明する。バックライト型液晶ディスプレイのようなディスプレイでは、照明はLCDパネルの背後の発光要素(例えば、LED、蛍光管)で提供する。光は、画素位置で表示される輝度(ブライトネス)と色を制御するLCD画素を通過する。ここから、光はイメージガイドの中へ入る。バックライトを所定の角度より大きな角度で画素に入射すれば、各画素の出力の一部は、隣接する画素から光を運び出すように構成されたイメージガイドの一部の中へ入ってもよい。この画素クロストークは出力面での空間解像度及びコントラストの低下を引き起こし得る。
クロストークの問題を低減するために、平行バックライト型構成を用いることが提案された。このような構成の例では、光源(例えば、白色LEDの離隔アレイ)を備える。これから出射される光は3M社製の“ブライトネス・エンハンシング・フィルム(Brightness Enhancing Film)”のクロスペアによって均質化されており、また、光源とディスプレイパネルとの間の方向に沿って配向した細い管又はチャネルのアレイを備えたコリメータを通過していく。管は内面を有し、この内面は内面に当たる光を吸収するような適当な材料から成り又はそのような材料で被覆されている。多くのコリメータに共通して、この構成は、入射角の定義された範囲を越えた光を減衰するように作用する。
このような構成の欠点は、実際に要求されるよりも厳しい角度減衰を生じさせてしまうことである。この点を説明するために、添付の図7及び図8を参照する。
図7は、上述のようなコリメータを形成するチャネルのアレイを示す。各チャネルは長さl及び幅(円筒型チャネルの場合は直径)wを有する。図示したように、入射光は頁の下側からチャネルに入り、平行(コリメート)光は頁の上側へ出力される。
入射角は図7で示したように定義した。通過できる最小角θminは、tan(θmin)=1/wで定義されている。θminより小さい入射角の光は(各チャネルの内面での理想的な吸収を仮定すると)完全に減衰する。
しかしながら、θminより大きな角度で入射する光もある程度は減衰する。図7は、θminより大きなθで入射する光を示している。光はチャネルの端部からずれた位置でチャネルに入射するので、光はチャネルの内面の吸収壁に当たり減衰する。従って、θminはチャネルの非常に端で入射する光が通過する最小入射角である。θminより大きな入射角に対しては、減衰もチャネルを横切って入る横方向(側方)の位置の関数である。
この減衰プロファイルは図8に概略的に示したが、図7のコリメータの出力においてソースの光及び平行光のの例示的な角度分布を示すものであり、入射角が90°(垂直入射)からθmin又はそれ以下に減少する。
この角度応答の特徴は、所望の角度範囲(θminより大きな入射角)内の実質的な光量は実際に減衰することを意味している。これは、輝度の損失又はさらに強い光源を備える必要性のいずれかにつながり、さらに、パワー消費の増大及び冷却の必要性につながる。
本発明は以下の構成を備えたイメージディスプレイを提供する:
見えるイメージを生成するイメージディスプレイ装置と;
見えるイメージを形成するために光の角度範囲を選択する光角度選択器と;を備え、
前記光角度選択器は平行な光透過ガイドのアレイを有し、各光透過ガイドは光ガイド領域と吸収材料とを備え、前記光ガイド領域は屈折及び/又は内部全反射によって入射角の範囲内で前記光ガイド領域に入射する光の伝搬を促進するものであり、前記吸収材料は入射角の範囲外の前記光ガイド領域に入射する光を吸収するために前記光ガイド領域の周縁に配備されている。
本発明は改良型の角度選択器を有するディスプレイを提供する。この角度選択器はチャネルのアレイ又はセットを有し、各チャネルは臨界角によって定義される所定範囲の入射角に対して内部全反射及び/又は屈折による光伝搬をサポートし得る。この入射角範囲内では、チャネルの入射端に入射する横方向の位置によらず、チャネルは光を伝搬する。この範囲外では、光はチャネルの外面に入射し、吸収される。
この結果、角度選択内の光量は図7の配置と比較して劇的に減少し得る。実験的な試行において、効率の改善を測定してきた。
グレイデッド構造を用いるが、その製造の容易さのために、光透過ガイドはコア屈折率を有するコア領域と;コア領域の少なくとも一部を被覆し、コア屈折率より低い屈折率を有するクラッディングと;を備えるのが好ましい。このクラッディングは、光透過ガイドの入力端と出力端との間にコア光ガイドを完全に覆うのが好ましい。また、空気(エアー)クラッド又は気体クラッドをもちいることができる。
実施形態によっては、角度選択器はバックライト構成における独立したコンポーネントを形成する一部であり、ディスプレイから出てくる光の角度を選択するように構成されている。他の実施形態では、角度選択器はイメージガイドの第2の又は他の機能であり、例えば、イメージガイドは複数の光透過ガイドを有するイメージディスプレイ装置からのディスプレイ光を受光するように構成されており、それによって、イメージガイドへの入力での画素位置アレイがイメージガイドの出力での画素位置アレイに位置づけられるようにされており、イメージガイドの出力がビューイング面を提供する。このようなイメージガイドは、上述のタイプのタイル型又はモザイク型大スクリーンシステムにおいて特に有効である。
光透過ガイド間にパウダー、プレーナー(例えば、膜)又は線状(例えば、ファイバー)の材料の形の吸収材料を用いることができ、この場合、パウダー、膜、又はファイバーは、光角度選択器の光透過ガイド又は、角度選択器として作用するイメージガイドに組み込まれてもよい。パウダー又はファイバー等は光透過ガイドに特有にオプティカルコンタクトする必要はないが、光透過ガイド間にランダムに配備することができる。実際、吸収体と光透過ガイドとの間では実質的にはオプティカルコンタクトしないのが好ましい。(当業者ならば、いかなるランダム系、擬ランダム系又は近ランダム系において、確率的にいくらかのオプティカルコンタクトが生じる。)この場合、内部反射又は屈折によって光透過ガイドを透過しない光は、ガイドの外面から現れ、吸収材料に吸収される。これは、光透過ガイドの間のクロストークを回避するというさらなる利点を有する。
しかしながら、他の実施形態では、吸収材料はクラッディングの少なくとも一部を被覆する層を形成するのが好ましい。
所望の角度範囲外の光を名目上完全に消失させるために、吸収層は各光透過ガイドの入力端から各ガイドに沿って少なくとも所定の距離まで延びており、光は臨界角でこの各ガイドに入射するものであり、前記臨界角は入力端の面に対して最小の入射角であり、コア光ガイド内の内部全反射が生じるものであると共に、コア/クラッディング界面に当たるものであることが好ましい。
一の実施形態では、ディスプレイ装置はバックライト源を有する透過ディスプレイ装置であり;前記角度選択器が、バックライト源からディスプレイ装置に入射する光の角度分布を制御するように、バックライト源とディスプレイ装置との間に配備されている。他の実施形態では、角度選択器がディスプレイ装置からの光出力の角度分布を制御するように、ディスプレイ装置の出力に配備している。
本発明では、平行な光透過ガイドのアレイを有する光角度選択器を提供する。ここで、各光透過ガイドは光ガイド領域と吸収材料とを備え、前記光ガイド領域は屈折及び/又は内部全反射によって入射角の範囲内で光ガイド領域に入る光を伝搬させるようにされており、前記吸収材料は入射角範囲外で前記光ガイド領域に入射する光を吸収するように前記光ガイド領域の周囲に配置されている。
本発明の種々の他の側面及び特徴を特許請求の範囲で画定する。従属請求項からの特徴は、特許請求の範囲で明示的にしめした独立請求項の特徴を併せて持ってもよい。
本発明について添付図面を用いて実施例を用いて説明する。
図1は、タイルアレイ型ディスプレイパネルの概略等角裏面図を示したものである。
アレイは水平方向に4個のディスプレイパネルと、垂直方向に3個のディスプレイパネルとを備える。各ディスプレイパネルは発光面10とイメージガイド20とを備える。
発光面10はそれぞれ複数の画素又はピクチャーエレメントをとして配備されている。実際、これらは例えば、バックライト構成と、フォーカシング、コリメーティング及び/又はホモジナイジング光学系と、液晶等を含むが、これらのほとんどは図の簡略化のために省略している。
発光パネルのそれぞれは、表示されるイメージ全体の一部を表示する。その一部はモザイク式配置の隣接タイルを表す。しかしながら、発光面10の端部の周囲に電気的コンタクト及び支持体を設ける必要性のため、これらはその間にダークバンド又は“ブラックマトリックス”を残すことなく直接隣接させることができない。そこで、光ガイド20の出力面を隣接して連続するビューイング面を形成できるように各発光面10からのイメージのサイズを増大するように、光ガイド20を用いる。
この構成を、図1のアレイの概略等角正面である図2に示す。ここで、光ガイド20の出力面を隣接して、実質的に連続するビューイング面30を形成する。
図3は、光源40と、コリメータ/ホモジナイザー50と、液晶パネル60と、光ガイド70とを備えたディスプレイの概略側面図である。
光源40とホモジナイザー50とをかなり概略的に示したが、概して液晶パネル60で要求されるバックライトを提供するように構成されている。
液晶パネル60は、白色又は他の可視カラーバックライトを用いるタイプのものであって、このディスプレイ用にそのバックライトを変調するために液晶画素を備えるものでもよい。また、液晶パネル60は紫外線バックライトを使用し、ディスプレイ用の可視光を生成するために蛍光体アレイ上で紫外光を変調する光ルミネッセントパネルであってもよい。
イメージガイド70は光透過ガイド80のアレイを備え、それぞれの光透過ガイドは、液晶パネル60上の特定のエリアから出力面90上の対応するエリアへ光を運ぶものである。そうする際に、光透過ガイドは、出力面90上をカバーするエリアが液晶パネル60上のイメージ表示エリアより物理的に大きくなるように、発散するように配備する。上述のように、これによって、図3で示したようなディスプレイのアレイが、ビューイング面で見えないブラックマトリックスなしで隣接可能となる。
図4は光源及びコリメータ構成を概略図示する。光は、オープンフロントボックス210に収容された白色LEDセット200から供給される。ボックス210の内面は概して反射性であり、例えば白色又はミラー面である。白色面が好適なのは、これがミラー面から得られる鏡面反射よりも拡散反射を提供するからである。
LEDは、図面に示したように主に上方に照射するように構成されている。LEDの照射方向のボックスの面(この例における上面)は開口している。すなわち、それはボックスの他の部分と同じ反射材料から成るものでなく、3M社製のいわゆる“ブライトネス・エンハンシング・フィルム(BEF)”230の十字型(クロス)シートによって覆われている。BEFは、フィルムの下側に垂直に入射(又はほぼ垂直に入射)する光を反射するように作用する透明リッジ構造である。しかしながら、垂直入射ではない光は通過すると、それがフィルムから出る際に垂直に近くなるように屈折する傾向がある。
BEF230の2つのシートを、互いに90°でリッジ構造のリッジ角を有するように用いる。
内部反射ボックス100と離隔配置LED源200のアレイとクロスBEFシート230との組み合わせは、クロスBEFシート230を出る光の大部分はこれらのシートに直交する方向に対して所定の角度の範囲内になるようにほぼ平行な光源を提供する。
所定の平行角内の光を選択するために、光はコリメータ250を通過させる。コリメータ250は光ガイドのアレイから成り、その例を以下の図5を参照して説明する。光ガイドは、光がコリメータ250を通過する入射角の範囲を定義する“臨界角”を有する。この範囲外の入射光はコリメータ250を通過しない。
光がコリメータ250から出射すると、LCDパネル60に入射する。
図5は、図4のコリメータ250における光ガイドのチャネルを概略図示するものである。
各チャネル260は、クラッディング領域280が囲繞する光ガイドコア270を備える。コア270及びクラッディング280はプラスチック、ガラス又は他の適当な材料であり、内部全反射によって光の伝搬を促進する適当な屈折率を有してもよい。内部全反射によって伝搬するために、光は臨界角と称する少なくとも所定の入射角で入射しなければならない。図5では、臨界角θcritをで示し、模式的に示した入射光線290は、チャネルの出力端(図5の上側)から出てくるように内部全反射によって伝搬する。臨界角θcritより小さい入射角θを有する模式的に示した入射光線300は、内部全反射によっては伝搬しない。
内部全反射による伝搬は光の入射角に依存するが、チャネルの入力端に入射角の横方向位置に依存しないことに留意されたい。
クラッディング280は、独立して設けられた光透過ガイドを用いると、スプレー噴射、ディッピング又は他の適した方法で付けられる吸収材料310例えば、吸収ペイント等で囲繞する。それで、内部全反射によって伝搬するのではない光(例えば、模式的光線300)は吸収材料310に入射し、吸収される。
チャネルは、入射光の横方向の位置に関わらず、光の入射角がθcritより小さい場合は、光が吸収材料310に入射に吸収されるほどに十分に長く形成される。実際上、これは、チャネルの長さと幅との間の関係は以下の通りであることを意味する:
Figure 2005524872
ここで、lはチャネルの長さ、wはチャネルの幅又は直径でありこの実施形態では典型的には約3mmだが、実施形態によっては他の適当な値例えば、1mmと20mmとの間でもよく、φminはコア媒体内の臨界角である。光がコア材料の中に入る際の屈折のため、φminはにθcrit等しくはない。
入射の横方向の位置に関わらず、入射角がθcritより大きいならば、チャネルの入力端に入るほぼ全ての光が入射するように構成されている。入射角がθcritより小さいほぼ全ての光が吸収される。図5のチャネル用の光源と平行光の角度分布を図6に模式的に示す。
内部全反射による伝搬をさせるコア/クラッディング構成を用いることは必要ではない。そのかわり、反射による光伝搬(所定範囲の入射角内例えば、臨界角内)を提供するいわゆる“グレイデッド ”構成を用いてもよい。前述のように、グレイデッド構成は吸収材料310によって少なくとも部分的に被覆される。あるいは、実質的に(少なくとも断面において)均一な屈折率ガイドを大気圧又は他の気圧で空気又は気体で囲繞された空気クラッド又は気体クラッドを用いることができる。
光源とパネル60との間に配置する替わりに、記載したコリメータはパネル60と光源70との間に配置することができる。この構成は、それ自体が光源であるディスプレイパネル例えば、発光ダイオードをベースとしたパネルに適用可能である。
チャネル又はコリメータを形成するチャネルのアレイを製造するために、各チャネルは独立した光透過ガイドの導光構造として製造され(おそらくは、支持のためにそれらの長さに沿って一又は二以上の点で結合され)、液相吸収体(実際上、ペイント)に/で浸漬され、スプレーされあるいは被覆され、またおそらくは、チャネル間のギャップはグラファイトパウダーのような吸収パウダーによって少なくとも部分的に充填されてもよい。
パウダー、ファイバー等は、光透過ガイドに限定的に光コンタクトに接触している必要はないが、光透過ガイドにランダムに分散され得る。(当業者ならば、いかなるランダム系、擬ランダム系又は近ランダム系において、確率的にいくらかの光学的接触(オプティカルコンタクトは生じる。)この場合、内部反射又は屈折によって光透過ガイドを透過しない光は、ガイドの外面から現れ、吸収材料に吸収される。これは、光透過ガイドの間のクロストークを回避するというさらなる利点を有する。
微粒子吸収体を用いるならば、粒子は直径はミクロン単位でもかなり大きいこと(例えば、10ミクロンから100ミクロン)が好ましく、ファイバーへのオプティカルコンタクトを最小又は少なくとも低減するように不規則な形状であるのが好ましい。適した材料はカーボンブラック又は他のブラック顔料あるいは染料例えば、アニリンを母材とする顔料あるいは染料である。ファイバーが粒子全体を覆っているのが好ましい。というのは、ファイバーは固着する傾向が小さいからである。不規則、捻れ及び曲がりファイバーは滑らかな直線タイプのものより好適である。しかしながら、現在はほとんどの合成繊維ファイバーが天然のタイプをまねるように作製されるので、いかなるブラック繊維ファイバーを、これらがファイバー間ギャップ内にスプレーされ又は層状にされ得る形で用いることができる。典型的なファイバーの径は数10ミクロン(例えば、10ミクロン)から数100ミクロン(例えば、200ミクロン)である。
他のアプローチでは、薄膜材料を光透過ガイドの間に分散させて吸収機能を付与することができる。膜は、膜が光透過ガイドの長軸に対して概して平行になるように、光透過ガイドの中に(規則的に、近ランダム又は擬ランダムな形で)織り込む(組み入れる)ことができる。プラスチック薄膜は数ミクロンからであり、好適にはダークマット仕上げに適している。プラスチック膜の場合は、光透過ガイドの間に膜を適当に織り込み又は配備することによって、所望のほぼゼロのオプティカルコンタクトを実現できる。
本願の構成は、優れた平行性及び光混合特性のために高い柔軟性を提供する。例えば、白色LEDの替わりに、赤、緑、青のような分離色のLEDを用いることができる。(LEDの適合数又は相対光出力又はこの両方によって制御され得る)相対輝度が適当に制御される限り、異なる色の光が十分に混合されるので、平行白色光が現れる。また、蛍光管等をLEDの替わりに用いることができる。
前述して提案したような図7の構成及び図5の構成の間の比較から、同程度の光源及びコリメーション角に対して光出力を改善することがわかった。
他の実施形態では、独立した角度選択器の具備の替わりに(又は、それに加えて)、透過パネルへの光入力の前に、又は、透過若しくは放射パネル等のディスプレイの出力において、角度選択機能をイメージガイド20によって実施できる。
例えば、光吸収ペイント内にスプレーし又は浸漬(ディップ)することによって、イメージガイドの光透過ガイド80を吸収材料で被覆し又は部分的に被覆する上述のどの手法を、排出を補助する強制空気フロー及び乾燥と共に用いてもよい。これに替えて、又はこれに加えて、プレーナー、微粒子もしくはファイバー状の吸収材料を、イメージガイドの光透過ガイドに配備してもよい。以上の記載で特定した吸収材料をこの目的で用いてもよい。
イメージガイドの場合、ガイドが少なくとも断面方向でほぼ均一の屈折率を有すると言える、クラッドなし(又は、エアークラッド)ガイドを用いるのが好適であることに留意されたい。ガイドは、大気圧又は他の気圧のいずれかで、ガイド間に空気又は気体のギャップを有するように離間配置される。
上述の実施形態では、適した吸収ペイントはロックハード700-155-005(インデストラクティブル・ペイント社(Indestructible Paint Company)、バーミンガム、英国)である。
上述の実施形態では、吸収材料がブラック又はダークであることが望ましいが、当業者は、有効な程度の光吸収を提供する材料の多くの異なる色及び仕上げ(例えば、マット、光沢)であってもよいことは理解できる。
タイルアレイ型ディスプレイパネルの概略等角裏面図である。 図1のアレイの概略等角正面図である。 光源、コリメータ/ホモジナイザー、ディスプレイパネル及びイメージガイドを備えたディスプレイの概略側面図である。 光源及びコリメータの構成の概略構成図である。 図4で示したコリメータにおけるチャネルの概略構成図である。 ソース光及び図5のコリメータの出力において平行にされた光の角度分布を概略的に示す図である。 コリメータを形成するチャネルアレイのの概略構成図である。 ソース光及び図7のコリメータの出力において平行にされた光の角度分布を概略的に示す図である。
符号の説明
10 発光面
20 イメージガイド
60 LCDパネル
250 コリメータ
260 チャネル
270 光ガイドコア
280 クラッディング領域

Claims (22)

  1. 見えるイメージを生成するイメージディスプレイ装置と;
    見えるイメージを形成するために光の角度範囲を選択する光角度選択器と;を備え、
    前記光角度選択器は平行な光透過ガイドのアレイを有し、各光透過ガイドは光ガイド領域と吸収材料とを備え、前記光ガイド領域は屈折及び/又は内部全反射によって入射角の範囲内で前記光ガイド領域に入射する光の伝搬を促進するものであり、前記吸収材料は入射角の範囲外の前記光ガイド領域に入射する光を吸収するために前記光ガイド領域の周縁に配備されている、イメージディスプレイ。
  2. 前記光透過ガイドはそれぞれ:
    コア屈折率を有するコア領域と;
    コア領域の少なくとも一部を被覆し、コア屈折率より低い屈折率を有するクラッディングと;を備えた請求項1に記載のディスプレイ。
  3. 前記クラッディングは、光透過ガイドの入力端と出力端との間にコア光ガイドを完全に覆う請求項2に記載のディスプレイ。
  4. 前記光透過ガイドはそれぞれほぼ均一な屈折率を有すると共に;空気及び気体領域によって横方向で分離されている請求項1に記載のディスプレイ。
  5. 吸収材料を空気及び気体領域に配備する請求項4に記載のディスプレイ。
  6. 前記吸収材料は、前記光透過ガイドの外面の少なくとも一部を被覆する層を形成している請求項1から4のいずれか一項に記載のディスプレイ。
  7. 前記吸収層は、各光透過ガイドの入力端から各ガイドにそって少なくとも所定の距離まで延びており、光は臨界角でガイドに入射するものであり、前記臨界角は入力端の面に対して最小の入射角であり、コア光ガイド内の内部全反射及び/又は屈折による伝搬が生じるものであると共に、コア/クラッディング界面を照射するものである請求項6に記載のディスプレイ。
  8. 前記吸収層は、光透過ガイドの外側面全体を被覆する請求項6又は7のいずれかに記載のディスプレイ。
  9. 前記吸収材料は、光透過ガイド間にパウダー、プレーナー又は線状材料を備える請求項5に記載のディスプレイ。
  10. 前記吸収材料は、光透過ガイド間にランダムに配備されている請求項9に記載のディスプレイ。
  11. 前記吸収材料は、約10ミクロンから約100ミクロンの間の粒子サイズを有するパウダーである請求項9又は10のいずれかに記載のディスプレイ。
  12. 前記吸収材料の粒子は不規則な形状である請求項11に記載のディスプレイ。
  13. パウダーはカーボンブラック及び/又はアニリン母材のブラック顔料から成る請求項11又は12のいずれかに記載のディスプレイ。
  14. 前記吸収材料は、約10ミクロンから約200ミクロンの間のファイバー径を有するファイバー材料である請求項9又は10のいずれかに記載のディスプレイ。
  15. ファイバーは合成繊維ファイバーである請求項14に記載のディスプレイ。
  16. 前記吸収材料が膜材料である請求項9又は10のいずれかに記載のディスプレイ。
  17. 前記吸収材料が、光透過ガイドに実質的にオプティカルコンタクトしないように、光透過ガイドに対して配備された請求項9から16のいずれか一項に記載のディスプレイ。
  18. 前記ディスプレイ装置がバックライト源を有する透過ディスプレイ装置であり;
    前記角度選択器が、バックライト源からディスプレイ装置に入射する光の角度分布を制御するように、バックライト源とディスプレイ装置との間に配備されている請求項1から17のいずれか一項に記載のディスプレイ。
  19. 前記角度選択器が、ディスプレイ装置からの光出力の角度分布を制御するように、ディスプレイ装置の出力に配備している請求項1から17のいずれか一項に記載のディスプレイ。
  20. 前記角度選択器が、イメージディスプレイ装置からのディスプレイ光を受光するように配備されたイメージガイドを備え、該イメージガイドは、イメージガイドへの入力において画素位置アレイがイメージガイドの出力での画素位置アレイに位置づけられるように、複数の光透過ガイドを有する請求項1から17のいずれか一項に記載のディスプレイ。
  21. 各イメージガイドのビューイング面がモザイク状に合成ビューイング面を形成する請求項20に記載のディスプレイのアレイ。
  22. 平行な光透過ガイドのアレイを有する光角度選択器であって、各光透過ガイドは光ガイド領域と吸収材料とを備え、前記光ガイド領域は屈折及び/又は内部全反射によって入射角の範囲内で光ガイド領域に入る光を伝搬させるようにされており、前記吸収材料は入射角範囲外で前記光ガイド領域に入射する光を吸収するように前記光ガイド領域の周囲に配置されている光角度選択器。
JP2004504012A 2002-05-09 2003-05-08 ディスプレイ Pending JP2005524872A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0210659.9A GB0210659D0 (en) 2002-05-09 2002-05-09 Display
PCT/GB2003/001974 WO2003096076A2 (en) 2002-05-09 2003-05-08 Image guide for display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005524872A true JP2005524872A (ja) 2005-08-18

Family

ID=9936376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004504012A Pending JP2005524872A (ja) 2002-05-09 2003-05-08 ディスプレイ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7313305B2 (ja)
EP (1) EP1502137A2 (ja)
JP (1) JP2005524872A (ja)
AU (1) AU2003227913A1 (ja)
GB (1) GB0210659D0 (ja)
TW (1) TWI268362B (ja)
WO (1) WO2003096076A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019522235A (ja) * 2016-06-20 2019-08-08 フォンダツィオーネ インスティテゥート イタリアーノ ディ テクノロジア 複数の光源及び複数の導波管を含むディスプレイ

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7194170B2 (en) * 2004-11-04 2007-03-20 Palo Alto Research Center Incorporated Elastic microchannel collimating arrays and method of fabrication
RU2444153C2 (ru) * 2006-12-07 2012-02-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Система внешней подсветки для устройства отображения
KR100879366B1 (ko) * 2007-05-28 2009-01-19 김현주 표시장치
DE102018212886B4 (de) * 2018-08-02 2021-12-02 Audi Ag Beleuchtungseinrichtung mit Bildschirm und Lichtleitern zum Darstellen eines Linienlichts; Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung
CN109188779B (zh) * 2018-10-31 2021-07-16 厦门天马微电子有限公司 背光模组及其制作方法、显示装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60159734A (ja) * 1983-12-30 1985-08-21 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 光透過板
JPH01161228A (ja) * 1987-10-06 1989-06-23 Philips Gloeilampenfab:Nv フロント投影スクリーン
JPH05142529A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH05165098A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 投写型表示装置および光ガイドプレート
JPH05241238A (ja) * 1992-02-26 1993-09-21 Mitsubishi Electric Corp 投写型表示装置
JPH0688960A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Sharp Corp 液晶表示装置およびその製造方法
JPH0694902A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Canon Inc 光学素子,光源,液晶光学素子,偏光照明装置,照明光学装置,偏光分離素子,偏光素子,画像投影装置および立体像表示方法
US5394254A (en) * 1991-11-01 1995-02-28 Greyhawk Systems, Inc. Light valve projector assembly including fiber optic plate with fiber bundle perimeter less than twice as reflective as elsewhere
JPH07509327A (ja) * 1993-07-01 1995-10-12 アライド・シグナル・インコーポレイテツド テーパ付き導波管のアレイを備えた直視型表示装置
JPH095745A (ja) * 1995-06-07 1997-01-10 Xerox Corp カラー液晶ディスプレイ装置の光ファイバフェースプレート
JPH10170903A (ja) * 1996-12-12 1998-06-26 Xerox Corp 液晶ディスプレイと液晶セル
JPH11119039A (ja) * 1997-08-06 1999-04-30 Xerox Corp 光プレートの製造方法
JPH11212026A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Nippon Avionics Co Ltd プロジェクタ用光源ユニット
JP2002297044A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Toshiba Corp 狭視野角モバイルディスプレイ、それに用いるフィルターの製造方法、および携帯端末装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4605283A (en) * 1983-12-30 1986-08-12 North American Philips Corporation Blackened optical transmission system
JPS6195330A (ja) * 1984-10-16 1986-05-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd 透過型スクリ−ン
US4767186A (en) * 1987-10-06 1988-08-30 North American Philips Consumer Electronics Corp. Front projection screen with rear light concentrating lens array
US4904049A (en) 1988-09-01 1990-02-27 Hughes Aircraft Company High-contrast fiber optic diffusion faceplate with radiused fibers
CA2055142C (en) 1990-11-09 1995-03-28 Atsushi Asada Liquid crystal display apparatus
JP2806737B2 (ja) * 1993-04-28 1998-09-30 シャープ株式会社 表示装置
JPH09265264A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Casio Comput Co Ltd 表示装置
US5940565A (en) 1996-07-24 1999-08-17 Hamamatsu Photonics K.K. Fiber optic device, light receiving member, and pattern acquisition apparatus
EP0896232A2 (en) 1997-08-05 1999-02-10 Xerox Corporation Methods for making optical plates

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60159734A (ja) * 1983-12-30 1985-08-21 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 光透過板
JPH01161228A (ja) * 1987-10-06 1989-06-23 Philips Gloeilampenfab:Nv フロント投影スクリーン
US5394254A (en) * 1991-11-01 1995-02-28 Greyhawk Systems, Inc. Light valve projector assembly including fiber optic plate with fiber bundle perimeter less than twice as reflective as elsewhere
JPH05142529A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH05165098A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 投写型表示装置および光ガイドプレート
JPH05241238A (ja) * 1992-02-26 1993-09-21 Mitsubishi Electric Corp 投写型表示装置
JPH0688960A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Sharp Corp 液晶表示装置およびその製造方法
JPH0694902A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Canon Inc 光学素子,光源,液晶光学素子,偏光照明装置,照明光学装置,偏光分離素子,偏光素子,画像投影装置および立体像表示方法
JPH07509327A (ja) * 1993-07-01 1995-10-12 アライド・シグナル・インコーポレイテツド テーパ付き導波管のアレイを備えた直視型表示装置
JPH095745A (ja) * 1995-06-07 1997-01-10 Xerox Corp カラー液晶ディスプレイ装置の光ファイバフェースプレート
JPH10170903A (ja) * 1996-12-12 1998-06-26 Xerox Corp 液晶ディスプレイと液晶セル
JPH11119039A (ja) * 1997-08-06 1999-04-30 Xerox Corp 光プレートの製造方法
JPH11212026A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Nippon Avionics Co Ltd プロジェクタ用光源ユニット
JP2002297044A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Toshiba Corp 狭視野角モバイルディスプレイ、それに用いるフィルターの製造方法、および携帯端末装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019522235A (ja) * 2016-06-20 2019-08-08 フォンダツィオーネ インスティテゥート イタリアーノ ディ テクノロジア 複数の光源及び複数の導波管を含むディスプレイ

Also Published As

Publication number Publication date
EP1502137A2 (en) 2005-02-02
WO2003096076A2 (en) 2003-11-20
TWI268362B (en) 2006-12-11
AU2003227913A1 (en) 2003-11-11
GB0210659D0 (en) 2002-06-19
AU2003227913A8 (en) 2003-11-11
US7313305B2 (en) 2007-12-25
WO2003096076A3 (en) 2004-01-08
TW200400366A (en) 2004-01-01
US20050286846A1 (en) 2005-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4959491B2 (ja) Ledパッケージ及びこれを設けた液晶表示装置用バックライトアセンブリー
KR102396365B1 (ko) 직시 디스플레이 디바이스 및 직시 디스플레이 디바이스를 위한 광 유닛
JP5149200B2 (ja) 面状照明装置とそれを用いた液晶表示装置
JP4223500B2 (ja) 独立した光源を有するバックライトモジュール
JP4461197B1 (ja) 面状照明装置およびこれを備えた液晶表示装置
JP4582223B2 (ja) 照明装置および表示装置
JP7122832B2 (ja) 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置
US20080297908A1 (en) Optical sheet and display unit using the same
JP3955505B2 (ja) 導光板
CN101354453A (zh) 准直光导板、散射单元以及使用它们的显示器
JP7177946B2 (ja) 光源装置とそれを利用した情報表示システム
JP2007234412A (ja) エッジ入力型バックライトおよび液晶表示装置
KR20080021059A (ko) 조명 장치
JP2007184286A (ja) 平面照明装置
JP5706328B2 (ja) 発光素子、およびそれを用いた表示装置
JP2005524872A (ja) ディスプレイ
US20100066941A1 (en) Hybrid lighting panel and lcd system
JP4436845B2 (ja) 導光板
KR20140067471A (ko) 확산용 도광필름, 백라이트부 및 이를 구비한 액정표시소자
JP2006134661A (ja) 面状光源及びこれを用いた液晶表示装置
KR20110104634A (ko) 디스플레이 장치
JP2009164100A (ja) バックライト
JP3927490B2 (ja) 平面照明装置
KR101308446B1 (ko) 백 라이트 유닛과 이를 이용한 액정 표시장치
JP2007199508A (ja) 表面フィルム及びカラーディスプレイ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090224

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090303

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090908

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20091113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100106

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100915

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100924