ディスプレイ装置
【課題】光利用効率の良いディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】光透過散乱型液晶７の画素部１２、１４を形成する液晶の配向は、第１の方向からの偏光光源光１７の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光２１の波長に比べ、上述のように極細の格子を薄膜状電極１表面に形成していることから、偏光光源光２１は、薄膜状電極１及び光透過散乱型液晶７の裏面間で反射され、薄膜電極１の傾斜部１ａにおいて反射され、光透過散乱型液晶パネル８の傾斜部１ａの形成されている領域における画素部１３に入射し、放射光１６として拡散放射されるように構成されている。尚、傾斜部１ａの位置を調整することで、放射光１６が出射されるが表示が素部１３の位置を制御することができる。
【解決手段】光透過散乱型液晶７の画素部１２、１４を形成する液晶の配向は、第１の方向からの偏光光源光１７の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光２１の波長に比べ、上述のように極細の格子を薄膜状電極１表面に形成していることから、偏光光源光２１は、薄膜状電極１及び光透過散乱型液晶７の裏面間で反射され、薄膜電極１の傾斜部１ａにおいて反射され、光透過散乱型液晶パネル８の傾斜部１ａの形成されている領域における画素部１３に入射し、放射光１６として拡散放射されるように構成されている。尚、傾斜部１ａの位置を調整することで、放射光１６が出射されるが表示が素部１３の位置を制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、そのR,G,B出力光を所定の水平走査ラインを構成する画素に出力・照射し、線順次走査により画像を表示させるディスプレイ装置（表示装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ型ディスプレイなどが盛んに用いられている。さらに、次世代のディスプレイ装置として、例えば、光透過散乱型液晶を用いたディスプレイ装置が提案されている（特許文献１参照）。このディスプレイ装置は、その基本原理として、光透過散乱型液晶の入射光の偏光特性と液晶の電気光学的偏光特性との関係を活用し、これら２つの基本原理を融合させたものである。
【０００３】
すなわち、特許文献１のディスプレイの構造は、特許文献１の図１Ａに示されるように入力映像信号による輝度変調が可能な水平走査ライン方向の１ライン分の全画素を再生するための光源システムと、該光源システム内でp又はs偏光に変換した光を出力する機構と、水平走査ライン方向の１ライン分の全画素を再生するための前記光源システムの出力光を利用者が見る側に表示、非表示させる機能、且つ、前記光源システムの出力光を線順次走査させる機能を備えた装置及び前記機能を動作させる駆動回路（図示なし）と、を有して構成される。光源システムの出力光を線順次走査させるための機構としては、例えば、光透過散乱型液晶の電気光学特性を活用し液晶層内を移動させる機構と、その移動を表示と関連付けて行わせる駆動制御回路とを設ければ良い。
【０００４】
また、ディスプレイ装置からの光出射方向を、入射方向に対して９０度曲げる方法を用いた技術として、例えば、特許文献２に記載の技術がある。
【０００５】
特許文献２の光スイッチ機能部は、図８に示すように、光線方向変更部材２０１を有しており、この光線方向変更部材は、金属材料、高分子材料、無機材料などの導電性を有する湾曲可能な膜や薄膜が利用でき、例えばＴｉＮｉの薄膜を使用し、薄膜の厚さを４μｍとしている。薄膜の少なくとも片面を鏡面にして反射部とする。ＴｉＮｉ合金の薄膜は、耐食性を有し、軟らかく、塑性変形を受け難い超弾性を有する。ＴｉＮｉ合金の薄膜は、形状記憶合金であるので、湾曲の状態を記憶でき、停電時にもそれまでの状態を保持できる。
【０００６】
一方、引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、上記光線方向変更部材を引き付けることができるものである。例えば、２つの引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）を対向して配置し、その間の空間内に光線方向変更部材２０１を配置する。引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、光線方向変更部材２０１を引き付ける引付手段（アクチュエータ：３〜６）を備えている。
【０００７】
この引付手段は、光線方向変更部材を引き付けることができるものであればよく、例えば電場、磁場、空気などの手段を利用するとよい。引付手段が電場を利用する場合、一対の各引付部に光線方向変更部材の長手方向に沿って多数の電極を並べて配置する。例えば、多数の平行な電極は、入射光線の方向に沿って並べて取り付ける。電極の個数の密度により、湾曲部の最小移動距離が決まる。電極に電圧、例えば５００Ｖ（上記ＴｉＮｉ合金の薄膜を用い、引付部間の距離１ｍｍとした場合の例）を印加し、光線方向変更部材をアースするにより、光線方向変更部材に静電引力が発生して、光線方向変更部材を電気的に電極に吸引することができる。電極を使用する場合、電極と光線方向変更部材との間を絶縁するために非接触層を電極と光線方向変更部材の間に配置する。また、吸引手段と光線方向変更部材との直接の接触が好ましくない場合も、これらの間に非接触層を配置する。吸引に空気を使用する場合、引付部に吸引する吸引器を配列すれば、光線方向変更部材を引付部に吸引することができる。
【０００８】
その他、磁場を利用する場合、例えば光線方向変更部材又は引付部の少なくとも一方に磁石或いは他の磁性体を取り付ける方法を用いても良い。その場合、磁石或いは他の磁性体を吸引する又は離すために電磁誘導を発生する装置を配置する。電磁誘導を発生する装置は、例えば引付部に取り付けると良いが、必要に応じて光線方向変更部材に又は両方に取り付けても良い。少なくとも一方に磁石、他方に磁石或いは他の磁性体を取り付けると、自己保持機能を持たせることができ、例えば通電などの外部エネルギーを与えることなく状態を保持することができる。自己保持機能が不要なら、一方に磁石以外の磁性体を取り付け、他方に電磁誘導を発生する装置を取り付ける。
【０００９】
引付部は、光線が通過する個所に光線が透過できる透過部を設ける。透過部は、例えばＩＴＯやガラスなどの透明部材を使用でき、また、引付部に光線が通過できる空間を設けることができる。これにより、所望の箇所から光を出射させることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１８３５５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４０３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図９は、特許文献１に記載のタイプのディスプレイに特許文献２に記載の光スイッチのメカニズムを適用した場合の理想的な動作機構例を示す図である。上記のような光スイッチ機能を理想的に動作させる場合に、図９に示すように、対向して配置された第１の基板８及び第２の基板１１の内面にそれぞれ設けられた絶縁体膜９・１０間に形成される空間内を基板面に沿って進む入射光２０２を、絶縁体膜９・１０間に配置された薄膜状鏡面電極２０１において反射させて、基板面に略垂直な表示光２０３とする構成となっている。図１０は、図９に示す構成の問題点を模式的に示す図である。実際には、入射光は完全な平行光ではなく、実際には、符号２０８に示すように、空間内で絶縁膜９・１０にあたって反射されるなどにより平行性を失い、薄膜状鏡面電極２０１で反射された光は基板面に対して垂直ではなくなる成分が増加してしまう（２０９）。
【００１２】
従って、上記図９に示す構造では、光スイッチ機能部の軽薄短小化し、実際にディスプレイへの活用に際しては、光源光束の径、平行度、直線性に問題があることがわかる。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、光源光束の径、平行度、直線性などに依存しない光利用効率の良いディスプレイ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ディスプレイ装置の両面表示機能を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置が提供される。前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることが好ましい。
【００１５】
前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶基板とにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する。前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させる。前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させる。尚、前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記出力光に対して平行に配向させることにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記光源からの光の偏光軸に垂直に配向させ、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。
【００１６】
前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することができる。前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有するものである。
【００１７】
また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向と第２の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置が提供される。
【００１８】
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする。また、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする。さらに、前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるディスプレイ装置は、非常に薄い表示パネルを実現することができる。また、バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約２〜３ｍｍ)程度で実現可能である。
【００２０】
また、本発明によるディスプレイ装置は、１枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態によるディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明を行う。図１３左図は、図３右図に示す寸法を有する回折格子（微小ピッチ回折格子）の回折効率を示す図である。横軸は周期Ｔ（波長λと関係する）、縦軸は回折効率である。図１３に示すように、入射光の波長λに対し十分小さいピッチの回折格子の回折効率は１００％であり、ロスのない光伝搬が可能であることがわかる。発明者は、この原理をディスプレイ装置に利用することを思いついた。一般的に、回折格子のピッチ≦0.2λにするとよいことが知られている。
【００２２】
このことから、入力最小波長を４００ｎｍとすると、上記ライトガイド内に配置される帯状薄膜電極面に形成される回折格子のピッチを８０ｎｍ以下とすればよく、このサイズは、現行のナノテクノロジー技術で制作可能なレベルであることがわかる。第２基板に封止された前記光透過散乱型液晶で形成される回折格子のピッチは液晶分子間ピッチに相当し、約２ｎｍであるから、反射ロスのない回折格子となる。従って、図９、図１０に示す入射光は上下面に形成されたライトガイド内で反射を繰り返しながらもロスなく伝搬され、帯状薄膜電極の傾斜部で図９に示すように反射し、光透過散乱型液晶面から効率よく出力させることができる。
【００２３】
以下、より具体的に、本発明の実施の形態について説明する。まず、片面表示のディスプレイ装置の全体構成例について説明する。両面表示の場合も同様の原理であるため、共有できる図面を省略することとする。
【００２４】
図１は、本実施の形態によるディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態によるディスプレイ装置１００の基本構成は、上記の偏光光源システム１０２と、第1の基板であって、複数の光スイッチ機能列１０６と、内部電極で画定された画素が設定されている光透過散乱型液晶パネル１０１と、その駆動システム１０３と、光スイッチ機能駆動システム１０４と、第2の基板１０５と、を有しており、第１の基板１０６及び第２の基板１０５には、薄膜電極駆動用の複数の電極が配置される。
【００２５】
以下に、本実施の形態によるディスプレイ装置について詳細な説明を行う。図２は、第１の実施の形態における帯状薄膜電極１を中心としたディスプレイ装置の透過斜視図であり、薄膜状電極１の配列方向が示されている。図３は、第１の実施の形態における光ガイド機構の一構成例を示す断面図である。図２に示すように、ディスプレイ装置（部分図）は、入射光の進行方向に沿って延在する画素列１１２・１１３・１１４（図では３列のみを示している）を図３に示すように、本実施の形態による光ガイド機構においては、第1の基板８は、光透過散乱型液晶パネル７である。第１の基板８の裏面（内面側）には、薄膜状電極１を駆動するための駆動用透明電極３、４が設けられている。その内面側を絶縁体膜９で被覆されている。
【００２６】
第２の基板１１は、透明であり、上面（内面側）に薄膜状電極１を駆動するための駆動用電極５、６が設けられ、これらを絶縁体膜１０で被覆している。
【００２７】
さらに、第１の基板８側の絶縁体膜９と第２の基板１１側の絶縁体膜１０との間に形成されている空間１７内に、第１の基板８側の表面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１が配置され、光ガイド機構を形成している。
【００２８】
次に、図４も参照しながら説明を行う。図４に示すように、第１の基板８の裏面側（内面側）に設けた透明な複数電極３、４（ここでは、複数の電極をまとめて、符号３、４で示している）及び第２の基板１１の面に設けた透明電極５、６（ここでは、複数の電極をグループ化して、符号５、６で示している。）のうち、透明電極４、５に印加された電圧により、第１の基板８と第２の基板１１との空間に配置された薄膜状電極１は、第１の透明電極４及び５に引き寄せられる。その間の部分は、第１の基板８と第２の基板１１との空間２５内に配置され、この空間２５内で基板面に対して所定の角度で傾斜する。図４は、本実施の形態によるディスプレイ装置動作の様子を示す図である。光透過散乱型液晶パネル７の画素部１２、１４を形成する液晶の配向は、第１の方向からの偏光光源光２１の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光２１の波長に比べ、上述のように極細の格子を薄膜状電極１表面に形成していることから、偏光光源光２１は、薄膜状電極１及び光透過散乱型液晶パネル７の裏面間で反射され、薄膜電極１の傾斜部１ａにおいて反射されながら空間２５内を進行し、光透過散乱型液晶パネル８の傾斜部１ａの形成されている領域上の画素部１３に入射し、放射光１６として拡散放射されるように構成されている。尚、傾斜部１ａの形成位置を調整することにより、放射光１６が出射される位置に対応する画素部１３の位置を制御することができる。
【００２９】
図５は、図４に続いて、本実施の形態によるディスプレイ装置の薄膜状電極１の駆動の様子を図２の一列について示す図であり、表１は、図５における薄膜状電極の位置と上側駆動電極と下側駆動電極との関係を示す表である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
図５（Ａ）に示すように、上面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１は、位置Ａに設けられている状態を示す図である。この場合には、表示させたい画素を符号１３で示した場合に、その上側駆動電極群１＝ａ）はオフ、上側駆動電極群２＝ｂ）はオン、上側駆動電極群３＝ｃ）はオン、であり、下側駆動電極群４＝ｄ）はオン、下側駆動電極群５＝ｅ）はオフ、下側駆動電極群６＝ｆ）はオフ、下側駆動電極７＝ｇ）もオフであり、電極の一方がオン・他方がオフの場合には、オン側に薄膜状電極１が引き寄せられ、両方がオンの場合は基本的になく、両方がオフの場合はフローティングになるため、その領域を傾斜部にすることができる。図５（Ａ）では、画素部１３において傾斜部Ａが形成され入射光２１−２５が出射光２２になり、図５（Ｂ）では、画素部１６において傾斜部Ｂが形成され入射光２１−２５が出射光２３になり、図５（Ｃ）では画素部１９において傾斜部Ｃが形成され入射光２１−２５が出射光２４になるように電極群に電圧を印加している。
【００３２】
これらの動作に同期させて、光透過散乱型液晶パネル７においても、傾斜部が形成されている領域がＡ、Ｂ、Ｃと移動するに伴って、表示画素の位置が、符号１３、１６、１９で示されるように移動するように構成されている。これらの動作により、所定の画素から放射光２２、２３、２４が透明電極の位置が１３、１６，１９から表示方向（図の上側）に向けて放射散乱する。この時の光透過散乱型液晶の画素部１２、１３、１４の配向については後述する。
【００３３】
尚、第１の基板１及び第２の基板２に設けた透明電極３、４、５、６と上記薄膜状電極１との間には、絶縁体膜９、１０が配置されており、透明電極３、４、５、６と薄膜状電極１との間の電極間のショート（短絡）を防止している。ショートしないような適切な絶縁膜の例と厚さとしては、例えば、１〜２μｍ程度が好ましい。
【００３４】
次に、ｓ偏光入力光の場合の、光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明する。図１１はこの場合の、光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、光源光がｓ偏光の場合の例を示す図である。
【００３５】
（１）図５の画素１３ｓの表示方法
図１１は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図のＡ-Ａ’線に沿った断面図である。適宜、図５も参照しながら説明する。入力光２１ｓは、光透過散乱型液晶パネル部７の隔壁に配置された側面電極５０間に印加された電圧により、符号６０、６２で示されるように配向され、回折格子部１２ｓ、１４ｓを形成する。尚、回折格子部１２ｓから１４ｓまでを、破線で示している。下記の回折格子部１２ｓ、１４ｓと、図４の薄膜状電極１の回折格子２とは、いずれも回折格子であるが、光透過散乱型液晶に形成される回折格子は、液晶分子配向によって得られるものである。薄膜状電極面の回折格子は物理的に形成したものである。格子のピッチはいずれも波長以下である。
【００３６】
また、光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接しているのが一般的である。このオーバーラップした領域に絶縁体が介挿されている。また、光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有している。このグラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理している。
【００３７】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムの出力光を薄膜状電極で反射させ、光透過散乱型液晶基板に入力させる。そして、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させることができる。薄膜状電極は、光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置され、第１の基板及び第２基板と薄膜状電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構が設けられている。この制御機構により、出力偏光光の方向を制御することにより得られた光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることができる。
【００３８】
入力光２１ｓは、図５（Ａ）、図１４に示すように、回折格子部１２ｓで全反射し、薄膜状電極１の傾斜部Ａで反射し第１の基板８側に進み、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｓに対して入力光８０ｓとして入力する。画素１３ｓは、図１１の中央の状態で示されるように、電圧が印加されておらず液晶分子が散乱状態であるため、図１４に示す入力光８０ｓは光透過散乱型液晶パネル部７の表面から散乱する。
ユーザーは、この散乱光を表示光として認知することができる。
【００３９】
（２）次画素の表示方法
図１１に示すように、側面電極対５０と５１を、それぞれスイッチ５４、５５で接続して電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは垂直走査方向に長くなり、回折格子部１４ｓは短くなる。
【００４０】
そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向に1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。尚、「全反射位置」という用語も光透過散乱型液晶に形成される回折格子面、薄膜状電極面に構成した回折格子面を指す。
【００４１】
（３）次次画素の表示方法
側面電極５０、５１、５２をそれぞれスイッチ５４、５５、５６、５７で接続し、側面電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｓは更に短くなる。そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向にさらに1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。
【００４２】
上記、画素１３ｓの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが、同じになるように、側面電極５０間の印加電圧のタイミングと、駆動用透明電極への電圧の印加タイミングとが制御される。このような駆動回路を制御する制御回路を設ければ良い。
【００４３】
ｐ偏光の場合、制御回路は、図１５に示す様に、電極７０、７１、７２間に交流電圧を印加する。例えば７０と72等偶数番号電極を共通化、７１と７３等奇数番号電極を共通化し、互いに極性を異なる様に接続する。
【００４４】
次に、入力光がｐ偏光光である場合の光透過散乱型液晶の構造と動作について説明を行う。図１２は、入力光がｐ偏光光の場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、図１１に対応する図である。図１５は図１４に対応する図である。
【００４５】
（１）画素１３ｐの表示方法
図1２は、光透過散乱型液晶の配向状態を示し、その下の図は、上の図におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００４６】
入力光２１ｐは、光透過散乱型液晶パネル部７の表面基板の裏面に配置された平面電極７０-７１間、７２-７３間に印加された電圧により符号７４、７６で示すように配向され、回折格子部１２ｐを形成する。
【００４７】
入力光２１ｐは、回折格子部１２ｐで全反射し、薄膜状電極１の傾斜部で反射し、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｐに入力光８０ｐとして入力する。画素１３ｐは無印加で散乱状態のため、入力光８０ｐは光透過散乱型液晶パネル部７の表面から散乱する。ユーザーは、この散乱光を表示光１６として認知することができる。
【００４８】
（２）次の画素表示方法
側面電極対７０-７１間、７１-７２間に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｐは垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは短くなる。入力光２１ｐの全反射位置が垂直方向に1画素移動する。画素１３ｐの表示と同様であるため説明を省略する。
【００４９】
（３）次次の画素表示方法
側面電極７０-７１間、７１-７２間、７２-７３間に、所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｐは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは更に短くなる。画素１３ｐの表示と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態によるディスプレイ装置について説明を行う。本実施の形態によるディスプレイ装置の基本構成及び基本動作は、第１の実施の形態によるディスプレイ装置と同様であるため、相違点を中心に説明を行う。図６は、本実施の形態による光ガイド機構部を中心としたディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図６に示すように、薄膜状電極１の片面だけでなく表裏両面に、回折格子２を設けたことを特徴とする。また、第１の基板８のみではなく、第２の基板１１にも、光透過散乱型液晶を用いたパネル７と同じ構造を設けている。これにより、偏光光源光は、第１の基板８と第２の基板１１とにより画定された空間により形成され光の導入部となる光カイド部における第１の方向と、それと基板面に沿って反対の方向である第２の方向の両方に導入されるようになっている（２６・２８）。傾斜角は両方で同じになるように４５度程度が好ましい。
【００５１】
このようにして導入された偏光光源光は、第６図に示す様に、第１の基板８及び第２の基板１１にそれぞれ封入されている光透過散乱型液晶パネルの散乱されている表示画素部３１・３４から同時に放射拡散することができるように構成されている（表示光２７・２９）。表示画素部３１・３４は、絶縁膜８・９により絶縁された多数の電極群への印加電圧に基づいて、第１の実施の形態と同様に、電極群３・４と電極群５・６との電圧印加のオン・オフにより画定することができる。尚、この時の光透過散乱型液晶の画素部３０、３１、３２（両面）の配向については、前述の図１１に示す構成と同様である。また、薄膜状電極１の構成も、回折格子２が表裏両面に設けられていること以外は、第１の実施の形態と同様である。図７は、図６の構成における入射光２６・２８の進行の様子をより詳細に説明した図である。入射光２６及び２８は、薄膜状電極１の回折格子により回折されて、第１の基板８側の表示画素部３１と第２の基板側の表示画素部３４から散乱光２７・２９により散乱されて表示光となり、第１の基板８側と第２の基板１１側の両方から同じ画面を見ることができるようになっている。この際、傾斜部と回折格子とにより、入射光は表示画素部３１・３４に効率よく集光されるようになっているため、両面において良好な表示を行うことができる。
【００５２】
以上に説明した本実施の形態によるディスプレイ装置においても、信号光源から散乱面（表示面）までの経路において主な光学系材料は液晶反射面と薄膜状電極とのみとなるため、光線透過率が向上するという利点がある。また、信号光源に所定の波長を発光する光源を用いるため、カラーフィルタが不要となる。また、黒レベルは、信号光源の発光を０にすれば実現できるため、理論的にはコントラスト比を無限大にすることが可能である。
【００５３】
本実施の形態によるディスプレイ装置は、原理的には自発光型であり、ＴＦＴ−ＬＣＤのようにバックライト輝度によりコントラスト比が制限されることがなく、かつ、信号光源がＲＧＢ画素単位に独立して対応しているため、ＣＲＴなどと同様な速度輝度変調が可能である。
【００５４】
従って、隣接画素の各々のコントラスト比を自由に設定できるという利点がある。隣接画素間のコントラスト比がＴＦＴ−ＬＣＤより大幅に向上する。
【００５５】
非常に薄い表示パネルを実現することができる。バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約２〜３ｍｍ)程度で実現可能であるという利点がある。
【００５６】
また、色再現性が良好であるという利点がある。信号光源が画素単位に独立しているため、ＲＧＢ各色の色度座標値設定の自由度が高い。例えば、ＮＴＳＣ，ＨＤＴＶ等の色再現性が忠実に再生できる。
【００５７】
また、信号光源が画素単位に独立して対応しているため、将来ディスプレイの進化の過程でＲＧＢ以外のＣ(シアン),Ｍ（マゼンタ）,Ｙ（イエロー）等を加えた多原色ディスプレイを実現することができる。
【００５８】
また、基板材が黒色で外光反射が少ないため、明室でも高コントラスト表示が可能なディスプレイが実現できる。
【００５９】
また、本発明によるディスプレイ装置は、１枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ディスプレイ装置及びそれを用いた電子機器に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるディスプレイ装置の全体構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態における帯状薄膜電極部を中心とする透過斜視図である。
【図３】本実施の形態における光ガイド機構部（光スイッチ機能部）の構造例を示す断面図である。
【図４】図３に対応する図であり、光の進路を詳細に示す図である。
【図５】帯状薄膜電極部の駆動の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における両面表示ディスプレイ装置における光ガイド機構部（スイッチ機能部）の構造例を示す断面図である。
【図７】図６に対応する図であり、光の進路を詳細に示す図である。
【図８】従来の光スイッチ機能の原理を示す図である。
【図９】帯状薄膜電極を用いた従来の光スイッチ機能部の構造を示す断面図である。
【図１０】図９に示す構造の動作例を示す図である。
【図１１】図９・１０に示す構造の問題点を示す図である。
【図１２】本実施の形態による光透過散乱型液晶の配向例（光源光がｐ偏光の場合）を示す図である。
【図１３】本実施の形態による微小ピッチ回折格子の回折効率を説明する図である。
【図１４】入力光（２１ｓ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。
【図１５】入力光（２１ｐ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…薄膜状電極、２…回折格子、３、４…駆動用透明電極、５、６…駆動用電極、７…光透過散乱型液晶パネル、８…第1の基板、９…絶縁体膜、１０…絶縁体膜、１１…第２の基板、１７…空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、そのR,G,B出力光を所定の水平走査ラインを構成する画素に出力・照射し、線順次走査により画像を表示させるディスプレイ装置（表示装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ型ディスプレイなどが盛んに用いられている。さらに、次世代のディスプレイ装置として、例えば、光透過散乱型液晶を用いたディスプレイ装置が提案されている（特許文献１参照）。このディスプレイ装置は、その基本原理として、光透過散乱型液晶の入射光の偏光特性と液晶の電気光学的偏光特性との関係を活用し、これら２つの基本原理を融合させたものである。
【０００３】
すなわち、特許文献１のディスプレイの構造は、特許文献１の図１Ａに示されるように入力映像信号による輝度変調が可能な水平走査ライン方向の１ライン分の全画素を再生するための光源システムと、該光源システム内でp又はs偏光に変換した光を出力する機構と、水平走査ライン方向の１ライン分の全画素を再生するための前記光源システムの出力光を利用者が見る側に表示、非表示させる機能、且つ、前記光源システムの出力光を線順次走査させる機能を備えた装置及び前記機能を動作させる駆動回路（図示なし）と、を有して構成される。光源システムの出力光を線順次走査させるための機構としては、例えば、光透過散乱型液晶の電気光学特性を活用し液晶層内を移動させる機構と、その移動を表示と関連付けて行わせる駆動制御回路とを設ければ良い。
【０００４】
また、ディスプレイ装置からの光出射方向を、入射方向に対して９０度曲げる方法を用いた技術として、例えば、特許文献２に記載の技術がある。
【０００５】
特許文献２の光スイッチ機能部は、図８に示すように、光線方向変更部材２０１を有しており、この光線方向変更部材は、金属材料、高分子材料、無機材料などの導電性を有する湾曲可能な膜や薄膜が利用でき、例えばＴｉＮｉの薄膜を使用し、薄膜の厚さを４μｍとしている。薄膜の少なくとも片面を鏡面にして反射部とする。ＴｉＮｉ合金の薄膜は、耐食性を有し、軟らかく、塑性変形を受け難い超弾性を有する。ＴｉＮｉ合金の薄膜は、形状記憶合金であるので、湾曲の状態を記憶でき、停電時にもそれまでの状態を保持できる。
【０００６】
一方、引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、上記光線方向変更部材を引き付けることができるものである。例えば、２つの引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）を対向して配置し、その間の空間内に光線方向変更部材２０１を配置する。引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、光線方向変更部材２０１を引き付ける引付手段（アクチュエータ：３〜６）を備えている。
【０００７】
この引付手段は、光線方向変更部材を引き付けることができるものであればよく、例えば電場、磁場、空気などの手段を利用するとよい。引付手段が電場を利用する場合、一対の各引付部に光線方向変更部材の長手方向に沿って多数の電極を並べて配置する。例えば、多数の平行な電極は、入射光線の方向に沿って並べて取り付ける。電極の個数の密度により、湾曲部の最小移動距離が決まる。電極に電圧、例えば５００Ｖ（上記ＴｉＮｉ合金の薄膜を用い、引付部間の距離１ｍｍとした場合の例）を印加し、光線方向変更部材をアースするにより、光線方向変更部材に静電引力が発生して、光線方向変更部材を電気的に電極に吸引することができる。電極を使用する場合、電極と光線方向変更部材との間を絶縁するために非接触層を電極と光線方向変更部材の間に配置する。また、吸引手段と光線方向変更部材との直接の接触が好ましくない場合も、これらの間に非接触層を配置する。吸引に空気を使用する場合、引付部に吸引する吸引器を配列すれば、光線方向変更部材を引付部に吸引することができる。
【０００８】
その他、磁場を利用する場合、例えば光線方向変更部材又は引付部の少なくとも一方に磁石或いは他の磁性体を取り付ける方法を用いても良い。その場合、磁石或いは他の磁性体を吸引する又は離すために電磁誘導を発生する装置を配置する。電磁誘導を発生する装置は、例えば引付部に取り付けると良いが、必要に応じて光線方向変更部材に又は両方に取り付けても良い。少なくとも一方に磁石、他方に磁石或いは他の磁性体を取り付けると、自己保持機能を持たせることができ、例えば通電などの外部エネルギーを与えることなく状態を保持することができる。自己保持機能が不要なら、一方に磁石以外の磁性体を取り付け、他方に電磁誘導を発生する装置を取り付ける。
【０００９】
引付部は、光線が通過する個所に光線が透過できる透過部を設ける。透過部は、例えばＩＴＯやガラスなどの透明部材を使用でき、また、引付部に光線が通過できる空間を設けることができる。これにより、所望の箇所から光を出射させることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１８３５５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４０３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図９は、特許文献１に記載のタイプのディスプレイに特許文献２に記載の光スイッチのメカニズムを適用した場合の理想的な動作機構例を示す図である。上記のような光スイッチ機能を理想的に動作させる場合に、図９に示すように、対向して配置された第１の基板８及び第２の基板１１の内面にそれぞれ設けられた絶縁体膜９・１０間に形成される空間内を基板面に沿って進む入射光２０２を、絶縁体膜９・１０間に配置された薄膜状鏡面電極２０１において反射させて、基板面に略垂直な表示光２０３とする構成となっている。図１０は、図９に示す構成の問題点を模式的に示す図である。実際には、入射光は完全な平行光ではなく、実際には、符号２０８に示すように、空間内で絶縁膜９・１０にあたって反射されるなどにより平行性を失い、薄膜状鏡面電極２０１で反射された光は基板面に対して垂直ではなくなる成分が増加してしまう（２０９）。
【００１２】
従って、上記図９に示す構造では、光スイッチ機能部の軽薄短小化し、実際にディスプレイへの活用に際しては、光源光束の径、平行度、直線性に問題があることがわかる。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、光源光束の径、平行度、直線性などに依存しない光利用効率の良いディスプレイ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ディスプレイ装置の両面表示機能を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置が提供される。前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることが好ましい。
【００１５】
前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶基板とにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する。前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させる。前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させる。尚、前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記出力光に対して平行に配向させることにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記光源からの光の偏光軸に垂直に配向させ、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。
【００１６】
前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することができる。前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有するものである。
【００１７】
また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向と第２の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置が提供される。
【００１８】
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする。また、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする。さらに、前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるディスプレイ装置は、非常に薄い表示パネルを実現することができる。また、バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約２〜３ｍｍ)程度で実現可能である。
【００２０】
また、本発明によるディスプレイ装置は、１枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態によるディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明を行う。図１３左図は、図３右図に示す寸法を有する回折格子（微小ピッチ回折格子）の回折効率を示す図である。横軸は周期Ｔ（波長λと関係する）、縦軸は回折効率である。図１３に示すように、入射光の波長λに対し十分小さいピッチの回折格子の回折効率は１００％であり、ロスのない光伝搬が可能であることがわかる。発明者は、この原理をディスプレイ装置に利用することを思いついた。一般的に、回折格子のピッチ≦0.2λにするとよいことが知られている。
【００２２】
このことから、入力最小波長を４００ｎｍとすると、上記ライトガイド内に配置される帯状薄膜電極面に形成される回折格子のピッチを８０ｎｍ以下とすればよく、このサイズは、現行のナノテクノロジー技術で制作可能なレベルであることがわかる。第２基板に封止された前記光透過散乱型液晶で形成される回折格子のピッチは液晶分子間ピッチに相当し、約２ｎｍであるから、反射ロスのない回折格子となる。従って、図９、図１０に示す入射光は上下面に形成されたライトガイド内で反射を繰り返しながらもロスなく伝搬され、帯状薄膜電極の傾斜部で図９に示すように反射し、光透過散乱型液晶面から効率よく出力させることができる。
【００２３】
以下、より具体的に、本発明の実施の形態について説明する。まず、片面表示のディスプレイ装置の全体構成例について説明する。両面表示の場合も同様の原理であるため、共有できる図面を省略することとする。
【００２４】
図１は、本実施の形態によるディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態によるディスプレイ装置１００の基本構成は、上記の偏光光源システム１０２と、第1の基板であって、複数の光スイッチ機能列１０６と、内部電極で画定された画素が設定されている光透過散乱型液晶パネル１０１と、その駆動システム１０３と、光スイッチ機能駆動システム１０４と、第2の基板１０５と、を有しており、第１の基板１０６及び第２の基板１０５には、薄膜電極駆動用の複数の電極が配置される。
【００２５】
以下に、本実施の形態によるディスプレイ装置について詳細な説明を行う。図２は、第１の実施の形態における帯状薄膜電極１を中心としたディスプレイ装置の透過斜視図であり、薄膜状電極１の配列方向が示されている。図３は、第１の実施の形態における光ガイド機構の一構成例を示す断面図である。図２に示すように、ディスプレイ装置（部分図）は、入射光の進行方向に沿って延在する画素列１１２・１１３・１１４（図では３列のみを示している）を図３に示すように、本実施の形態による光ガイド機構においては、第1の基板８は、光透過散乱型液晶パネル７である。第１の基板８の裏面（内面側）には、薄膜状電極１を駆動するための駆動用透明電極３、４が設けられている。その内面側を絶縁体膜９で被覆されている。
【００２６】
第２の基板１１は、透明であり、上面（内面側）に薄膜状電極１を駆動するための駆動用電極５、６が設けられ、これらを絶縁体膜１０で被覆している。
【００２７】
さらに、第１の基板８側の絶縁体膜９と第２の基板１１側の絶縁体膜１０との間に形成されている空間１７内に、第１の基板８側の表面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１が配置され、光ガイド機構を形成している。
【００２８】
次に、図４も参照しながら説明を行う。図４に示すように、第１の基板８の裏面側（内面側）に設けた透明な複数電極３、４（ここでは、複数の電極をまとめて、符号３、４で示している）及び第２の基板１１の面に設けた透明電極５、６（ここでは、複数の電極をグループ化して、符号５、６で示している。）のうち、透明電極４、５に印加された電圧により、第１の基板８と第２の基板１１との空間に配置された薄膜状電極１は、第１の透明電極４及び５に引き寄せられる。その間の部分は、第１の基板８と第２の基板１１との空間２５内に配置され、この空間２５内で基板面に対して所定の角度で傾斜する。図４は、本実施の形態によるディスプレイ装置動作の様子を示す図である。光透過散乱型液晶パネル７の画素部１２、１４を形成する液晶の配向は、第１の方向からの偏光光源光２１の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光２１の波長に比べ、上述のように極細の格子を薄膜状電極１表面に形成していることから、偏光光源光２１は、薄膜状電極１及び光透過散乱型液晶パネル７の裏面間で反射され、薄膜電極１の傾斜部１ａにおいて反射されながら空間２５内を進行し、光透過散乱型液晶パネル８の傾斜部１ａの形成されている領域上の画素部１３に入射し、放射光１６として拡散放射されるように構成されている。尚、傾斜部１ａの形成位置を調整することにより、放射光１６が出射される位置に対応する画素部１３の位置を制御することができる。
【００２９】
図５は、図４に続いて、本実施の形態によるディスプレイ装置の薄膜状電極１の駆動の様子を図２の一列について示す図であり、表１は、図５における薄膜状電極の位置と上側駆動電極と下側駆動電極との関係を示す表である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
図５（Ａ）に示すように、上面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１は、位置Ａに設けられている状態を示す図である。この場合には、表示させたい画素を符号１３で示した場合に、その上側駆動電極群１＝ａ）はオフ、上側駆動電極群２＝ｂ）はオン、上側駆動電極群３＝ｃ）はオン、であり、下側駆動電極群４＝ｄ）はオン、下側駆動電極群５＝ｅ）はオフ、下側駆動電極群６＝ｆ）はオフ、下側駆動電極７＝ｇ）もオフであり、電極の一方がオン・他方がオフの場合には、オン側に薄膜状電極１が引き寄せられ、両方がオンの場合は基本的になく、両方がオフの場合はフローティングになるため、その領域を傾斜部にすることができる。図５（Ａ）では、画素部１３において傾斜部Ａが形成され入射光２１−２５が出射光２２になり、図５（Ｂ）では、画素部１６において傾斜部Ｂが形成され入射光２１−２５が出射光２３になり、図５（Ｃ）では画素部１９において傾斜部Ｃが形成され入射光２１−２５が出射光２４になるように電極群に電圧を印加している。
【００３２】
これらの動作に同期させて、光透過散乱型液晶パネル７においても、傾斜部が形成されている領域がＡ、Ｂ、Ｃと移動するに伴って、表示画素の位置が、符号１３、１６、１９で示されるように移動するように構成されている。これらの動作により、所定の画素から放射光２２、２３、２４が透明電極の位置が１３、１６，１９から表示方向（図の上側）に向けて放射散乱する。この時の光透過散乱型液晶の画素部１２、１３、１４の配向については後述する。
【００３３】
尚、第１の基板１及び第２の基板２に設けた透明電極３、４、５、６と上記薄膜状電極１との間には、絶縁体膜９、１０が配置されており、透明電極３、４、５、６と薄膜状電極１との間の電極間のショート（短絡）を防止している。ショートしないような適切な絶縁膜の例と厚さとしては、例えば、１〜２μｍ程度が好ましい。
【００３４】
次に、ｓ偏光入力光の場合の、光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明する。図１１はこの場合の、光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、光源光がｓ偏光の場合の例を示す図である。
【００３５】
（１）図５の画素１３ｓの表示方法
図１１は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図のＡ-Ａ’線に沿った断面図である。適宜、図５も参照しながら説明する。入力光２１ｓは、光透過散乱型液晶パネル部７の隔壁に配置された側面電極５０間に印加された電圧により、符号６０、６２で示されるように配向され、回折格子部１２ｓ、１４ｓを形成する。尚、回折格子部１２ｓから１４ｓまでを、破線で示している。下記の回折格子部１２ｓ、１４ｓと、図４の薄膜状電極１の回折格子２とは、いずれも回折格子であるが、光透過散乱型液晶に形成される回折格子は、液晶分子配向によって得られるものである。薄膜状電極面の回折格子は物理的に形成したものである。格子のピッチはいずれも波長以下である。
【００３６】
また、光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接しているのが一般的である。このオーバーラップした領域に絶縁体が介挿されている。また、光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有している。このグラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理している。
【００３７】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムの出力光を薄膜状電極で反射させ、光透過散乱型液晶基板に入力させる。そして、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させることができる。薄膜状電極は、光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置され、第１の基板及び第２基板と薄膜状電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構が設けられている。この制御機構により、出力偏光光の方向を制御することにより得られた光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることができる。
【００３８】
入力光２１ｓは、図５（Ａ）、図１４に示すように、回折格子部１２ｓで全反射し、薄膜状電極１の傾斜部Ａで反射し第１の基板８側に進み、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｓに対して入力光８０ｓとして入力する。画素１３ｓは、図１１の中央の状態で示されるように、電圧が印加されておらず液晶分子が散乱状態であるため、図１４に示す入力光８０ｓは光透過散乱型液晶パネル部７の表面から散乱する。
ユーザーは、この散乱光を表示光として認知することができる。
【００３９】
（２）次画素の表示方法
図１１に示すように、側面電極対５０と５１を、それぞれスイッチ５４、５５で接続して電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは垂直走査方向に長くなり、回折格子部１４ｓは短くなる。
【００４０】
そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向に1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。尚、「全反射位置」という用語も光透過散乱型液晶に形成される回折格子面、薄膜状電極面に構成した回折格子面を指す。
【００４１】
（３）次次画素の表示方法
側面電極５０、５１、５２をそれぞれスイッチ５４、５５、５６、５７で接続し、側面電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｓは更に短くなる。そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向にさらに1画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、散乱光を表示光として認知することができる。
【００４２】
上記、画素１３ｓの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが、同じになるように、側面電極５０間の印加電圧のタイミングと、駆動用透明電極への電圧の印加タイミングとが制御される。このような駆動回路を制御する制御回路を設ければ良い。
【００４３】
ｐ偏光の場合、制御回路は、図１５に示す様に、電極７０、７１、７２間に交流電圧を印加する。例えば７０と72等偶数番号電極を共通化、７１と７３等奇数番号電極を共通化し、互いに極性を異なる様に接続する。
【００４４】
次に、入力光がｐ偏光光である場合の光透過散乱型液晶の構造と動作について説明を行う。図１２は、入力光がｐ偏光光の場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、図１１に対応する図である。図１５は図１４に対応する図である。
【００４５】
（１）画素１３ｐの表示方法
図1２は、光透過散乱型液晶の配向状態を示し、その下の図は、上の図におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００４６】
入力光２１ｐは、光透過散乱型液晶パネル部７の表面基板の裏面に配置された平面電極７０-７１間、７２-７３間に印加された電圧により符号７４、７６で示すように配向され、回折格子部１２ｐを形成する。
【００４７】
入力光２１ｐは、回折格子部１２ｐで全反射し、薄膜状電極１の傾斜部で反射し、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｐに入力光８０ｐとして入力する。画素１３ｐは無印加で散乱状態のため、入力光８０ｐは光透過散乱型液晶パネル部７の表面から散乱する。ユーザーは、この散乱光を表示光１６として認知することができる。
【００４８】
（２）次の画素表示方法
側面電極対７０-７１間、７１-７２間に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｐは垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは短くなる。入力光２１ｐの全反射位置が垂直方向に1画素移動する。画素１３ｐの表示と同様であるため説明を省略する。
【００４９】
（３）次次の画素表示方法
側面電極７０-７１間、７１-７２間、７２-７３間に、所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｐは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは更に短くなる。画素１３ｐの表示と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態によるディスプレイ装置について説明を行う。本実施の形態によるディスプレイ装置の基本構成及び基本動作は、第１の実施の形態によるディスプレイ装置と同様であるため、相違点を中心に説明を行う。図６は、本実施の形態による光ガイド機構部を中心としたディスプレイ装置の一構成例を示す図である。図６に示すように、薄膜状電極１の片面だけでなく表裏両面に、回折格子２を設けたことを特徴とする。また、第１の基板８のみではなく、第２の基板１１にも、光透過散乱型液晶を用いたパネル７と同じ構造を設けている。これにより、偏光光源光は、第１の基板８と第２の基板１１とにより画定された空間により形成され光の導入部となる光カイド部における第１の方向と、それと基板面に沿って反対の方向である第２の方向の両方に導入されるようになっている（２６・２８）。傾斜角は両方で同じになるように４５度程度が好ましい。
【００５１】
このようにして導入された偏光光源光は、第６図に示す様に、第１の基板８及び第２の基板１１にそれぞれ封入されている光透過散乱型液晶パネルの散乱されている表示画素部３１・３４から同時に放射拡散することができるように構成されている（表示光２７・２９）。表示画素部３１・３４は、絶縁膜８・９により絶縁された多数の電極群への印加電圧に基づいて、第１の実施の形態と同様に、電極群３・４と電極群５・６との電圧印加のオン・オフにより画定することができる。尚、この時の光透過散乱型液晶の画素部３０、３１、３２（両面）の配向については、前述の図１１に示す構成と同様である。また、薄膜状電極１の構成も、回折格子２が表裏両面に設けられていること以外は、第１の実施の形態と同様である。図７は、図６の構成における入射光２６・２８の進行の様子をより詳細に説明した図である。入射光２６及び２８は、薄膜状電極１の回折格子により回折されて、第１の基板８側の表示画素部３１と第２の基板側の表示画素部３４から散乱光２７・２９により散乱されて表示光となり、第１の基板８側と第２の基板１１側の両方から同じ画面を見ることができるようになっている。この際、傾斜部と回折格子とにより、入射光は表示画素部３１・３４に効率よく集光されるようになっているため、両面において良好な表示を行うことができる。
【００５２】
以上に説明した本実施の形態によるディスプレイ装置においても、信号光源から散乱面（表示面）までの経路において主な光学系材料は液晶反射面と薄膜状電極とのみとなるため、光線透過率が向上するという利点がある。また、信号光源に所定の波長を発光する光源を用いるため、カラーフィルタが不要となる。また、黒レベルは、信号光源の発光を０にすれば実現できるため、理論的にはコントラスト比を無限大にすることが可能である。
【００５３】
本実施の形態によるディスプレイ装置は、原理的には自発光型であり、ＴＦＴ−ＬＣＤのようにバックライト輝度によりコントラスト比が制限されることがなく、かつ、信号光源がＲＧＢ画素単位に独立して対応しているため、ＣＲＴなどと同様な速度輝度変調が可能である。
【００５４】
従って、隣接画素の各々のコントラスト比を自由に設定できるという利点がある。隣接画素間のコントラスト比がＴＦＴ−ＬＣＤより大幅に向上する。
【００５５】
非常に薄い表示パネルを実現することができる。バックライトが不要のため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約２〜３ｍｍ)程度で実現可能であるという利点がある。
【００５６】
また、色再現性が良好であるという利点がある。信号光源が画素単位に独立しているため、ＲＧＢ各色の色度座標値設定の自由度が高い。例えば、ＮＴＳＣ，ＨＤＴＶ等の色再現性が忠実に再生できる。
【００５７】
また、信号光源が画素単位に独立して対応しているため、将来ディスプレイの進化の過程でＲＧＢ以外のＣ(シアン),Ｍ（マゼンタ）,Ｙ（イエロー）等を加えた多原色ディスプレイを実現することができる。
【００５８】
また、基板材が黒色で外光反射が少ないため、明室でも高コントラスト表示が可能なディスプレイが実現できる。
【００５９】
また、本発明によるディスプレイ装置は、１枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ディスプレイ装置及びそれを用いた電子機器に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるディスプレイ装置の全体構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態における帯状薄膜電極部を中心とする透過斜視図である。
【図３】本実施の形態における光ガイド機構部（光スイッチ機能部）の構造例を示す断面図である。
【図４】図３に対応する図であり、光の進路を詳細に示す図である。
【図５】帯状薄膜電極部の駆動の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における両面表示ディスプレイ装置における光ガイド機構部（スイッチ機能部）の構造例を示す断面図である。
【図７】図６に対応する図であり、光の進路を詳細に示す図である。
【図８】従来の光スイッチ機能の原理を示す図である。
【図９】帯状薄膜電極を用いた従来の光スイッチ機能部の構造を示す断面図である。
【図１０】図９に示す構造の動作例を示す図である。
【図１１】図９・１０に示す構造の問題点を示す図である。
【図１２】本実施の形態による光透過散乱型液晶の配向例（光源光がｐ偏光の場合）を示す図である。
【図１３】本実施の形態による微小ピッチ回折格子の回折効率を説明する図である。
【図１４】入力光（２１ｓ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。
【図１５】入力光（２１ｐ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…薄膜状電極、２…回折格子、３、４…駆動用透明電極、５、６…駆動用電極、７…光透過散乱型液晶パネル、８…第1の基板、９…絶縁体膜、１０…絶縁体膜、１１…第２の基板、１７…空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、
前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶パネルとにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記出力光に対して平行に配向させることにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記光源からの光の偏光軸に垂直に配向させ、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記光源からの出力光を前記第１の基板と前記第２の基板と間に形成される前記薄膜状電極の傾斜電極面に導入する貫通孔を有する封止材が前記光ガイド部に形成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記光源システムは入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項１２までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記光透過散乱型液晶を囲む側面電極の印加電圧により、前記散乱状態の領域と前記反射状態領域とを切り替えることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置を備え、入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項１６】
第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、
前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向と第２の方向とに光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１６又１７に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶の前記電極対への印加電圧により、前記光透過散乱型液晶の偏光軸を第１の基板面及び第２の基板面に対して水平に配向させ、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶の前記電極対への印加電圧により、前記光透過散乱型液晶の偏光軸を第１及び第２の方向からの前記出力光ｐ偏光に対して平行にさせ、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記第１及び第２の方向に伝搬させるそれぞれの前記光源システムからの光源の光束を矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光またはｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１６から２２までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２４】
前記封止材に形成され前記光源システムからの出力光を前記第１の基板と前記第２の基板間に設けた第１及び第２の方向から入力させる前記出力光の貫通孔を有することを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２５】
前記第１の基板と前記第２の基板側のそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２６】
前記光源システムは、それぞれ第１の方向の出力光及び第２の方向の出力光を入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２７】
前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項２６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２８】
前記第１の基板及び前記第２の基板に封入されたそれぞれの前記光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から２７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２９】
前記第１及び第２の方向からのそれぞれの前記光源システムは入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３０】
前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項２９に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３１】
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３２】
前記入力映像信号の入力と前記電圧制御機構とを連動させることにより、第１及び第２の方向から出力されるそれぞれの前記光源光を前記第１の基板面及び/又は前記第２の基板面から１画素単位で出力する制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１６から２９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３３】
前記制御部は、前記入力映像信号に応じ、前記第１基板面と前記第２基板面とに挟まれる同じ位置にある画素から前記光源光を交互または同時に出力制御可能な制御を行うことを特徴とする請求項３２に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３４】
前記光源システムの光源光をｐまたはｓ偏光に制御した出力光を垂直走査の方向に導入し、前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面にて反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させ、前記対向電極対の印加電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の電気光学的特性に基づき、前記光源光を第１の基板面及び第２の基板面から出射させることを特徴とする請求項１６から２７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３５】
表示画素数分に相当する複数の前記光源システムの光源光をｐまたはｓ偏光に制御した出力光を垂直走査の方向に導入し、２組の前記対向電極対における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の電気光学的特性に基づき、線順次走査により、前記偏光光源光を第１の基板面及び第２の基板面から出射させ、画面形成することを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３６】
前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、２組の前記対向電極対における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記第１の基板面及び／又は前記第２の基板面から前記光を出射させることを特徴とする請求項１６から３１までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３７】
前記光源システムからの出力光がｓ偏光の場合に、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧により前記光透過散乱型液晶の偏光軸を前記第１の基板面に対して水平に配向させ前記電極間を前記光源システムの出力光が前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面において反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させる電圧印加機構を有することを特徴とする請求項１６から３２のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３８】
前記光源システムからの出力光がp偏光の場合に、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧により前記光透過散乱型液晶の偏光軸を前記第１及び第２の方向に出力する偏光光源光に対して垂直に配向させ、前記電極間を前記光源システムの出力光が前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面にて反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させる電圧印加機構を有することを特徴とする請求項１６から３３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３９】
前記光源システムのp偏光又はｓ偏光である出力光が、前記画素への入射経路を経て前記画素の出射面から出力されるように、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧を共にオフにする電圧制御機構を有することを特徴とする請求項２０から３４までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４０】
前記光源システムからの光源の光束を矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光またはｓ偏光に片偏光化する片偏光化機構を有することを特徴とする請求項２０から３５までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４１】
前記液晶を封止する封止材に形成され、前記光源システムからの出力光を前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間に導入する貫通孔を有することを特徴とする請求項２０から３６までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４２】
前記第１及び前記第２の基板に配置されたそれぞれの光透過散乱型液晶の側壁に配置された電極は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接して配置され、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から３７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４３】
前記光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と、第１集光レンズとグラスロッドと、偏光変換素子を貼合した第２集光レンズ又は偏光変換素子と波長板とを貼合した第２集光レンズと、を有していることを特徴とする請求項１６から３８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４４】
前記グラスロッドを形成する画面のうち入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項４３に記載のディスプレイ装置。
【請求項４５】
前記第1の基板面の表示内容と同じ内容を前記第２の基板面に表示させるか又は互いに異なる表示内容を表示させることを１枚の表示パネルで可能ならしめる信号処理システム及び前記信号システムを有することを特徴とする請求項１６から４３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４６】
前記第１の基板の表示面と前記第２の基板の表示面各々の水平走査方向を任意に設定可能な走査方向制御手段を有することを特徴とする請求項１６から４４のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイを備えた情報処理装置。
【請求項４７】
前記第１及び第２の光透過散乱型液晶の側面電極の印加電圧により、前記散乱状態の領域と前記反射状態領域とを切り替えることを特徴とする請求項１から１５記載のいずれか１項に記載のディスプレイ装置及び請求項１６から４６のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４８】
前記光源を隣接する光源で異なる色配置にすることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか１項に記載のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項４９】
前記光源を隣接する光源で異なる色配置にすることを特徴とする請求項１７から４７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５０】
前記光源を隣接する光源からの前記基板の一方側に出射される光を前記第２の方向に沿って同じ色配置にするとともに、前記基板の反対側に出射される光を前記第２の方向に沿って異なる色配置にすることを特徴とする請求項１７から４６、４８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５１】
前記隣接する光源からの前記基板のいずれか一方側と他方側に出射される光を前記第２の方向に沿って交互に出射させることを特徴とする請求項１７から４６、４８、４９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５２】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶パネルに入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする両面表示ディスプレイシステム。
【請求項５３】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶パネルに入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項５４】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特長とする請求項１５から４６、４８、４９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１】
第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、
前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶パネルとにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記出力光に対して平行に配向させることにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記光透過散乱型液晶パネルの光透過散乱型液晶の偏光軸を前記光源からの光の偏光軸に垂直に配向させ、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記光源からの出力光を前記第１の基板と前記第２の基板と間に形成される前記薄膜状電極の傾斜電極面に導入する貫通孔を有する封止材が前記光ガイド部に形成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記光源システムは入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項１２までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記光透過散乱型液晶を囲む側面電極の印加電圧により、前記散乱状態の領域と前記反射状態領域とを切り替えることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置を備え、入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とするディスプレイシステム。
【請求項１６】
第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示を行うディスプレイ装置であって、
前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に形成された多数の回折格子を有するとともに光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
前記第１の複数電極と前記第２の複数電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置された第１の方向と第２の方向とに光を導入する光源を含む光源システムと、
該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの散乱領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネル内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１６又１７に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶の前記電極対への印加電圧により、前記光透過散乱型液晶の偏光軸を第１の基板面及び第２の基板面に対して水平に配向させ、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶の前記電極対への印加電圧により、前記光透過散乱型液晶の偏光軸を第１及び第２の方向からの前記出力光ｐ偏光に対して平行にさせ、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記第１及び第２の方向に伝搬させるそれぞれの前記光源システムからの光源の光束を矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光またはｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１６から２２までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２４】
前記封止材に形成され前記光源システムからの出力光を前記第１の基板と前記第２の基板間に設けた第１及び第２の方向から入力させる前記出力光の貫通孔を有することを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２５】
前記第１の基板と前記第２の基板側のそれぞれの前記光透過散乱型液晶パネルの側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２６】
前記光源システムは、それぞれ第１の方向の出力光及び第２の方向の出力光を入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１６から２３までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２７】
前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項２６に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２８】
前記第１の基板及び前記第２の基板に封入されたそれぞれの前記光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から２７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項２９】
前記第１及び第２の方向からのそれぞれの前記光源システムは入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３０】
前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項２９に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３１】
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３２】
前記入力映像信号の入力と前記電圧制御機構とを連動させることにより、第１及び第２の方向から出力されるそれぞれの前記光源光を前記第１の基板面及び/又は前記第２の基板面から１画素単位で出力する制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１６から２９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３３】
前記制御部は、前記入力映像信号に応じ、前記第１基板面と前記第２基板面とに挟まれる同じ位置にある画素から前記光源光を交互または同時に出力制御可能な制御を行うことを特徴とする請求項３２に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３４】
前記光源システムの光源光をｐまたはｓ偏光に制御した出力光を垂直走査の方向に導入し、前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面にて反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させ、前記対向電極対の印加電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の電気光学的特性に基づき、前記光源光を第１の基板面及び第２の基板面から出射させることを特徴とする請求項１６から２７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３５】
表示画素数分に相当する複数の前記光源システムの光源光をｐまたはｓ偏光に制御した出力光を垂直走査の方向に導入し、２組の前記対向電極対における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の電気光学的特性に基づき、線順次走査により、前記偏光光源光を第１の基板面及び第２の基板面から出射させ、画面形成することを特徴とする請求項１６から２８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３６】
前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、２組の前記対向電極対における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記第１の基板面及び／又は前記第２の基板面から前記光を出射させることを特徴とする請求項１６から３１までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３７】
前記光源システムからの出力光がｓ偏光の場合に、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧により前記光透過散乱型液晶の偏光軸を前記第１の基板面に対して水平に配向させ前記電極間を前記光源システムの出力光が前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面において反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させる電圧印加機構を有することを特徴とする請求項１６から３２のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３８】
前記光源システムからの出力光がp偏光の場合に、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧により前記光透過散乱型液晶の偏光軸を前記第１及び第２の方向に出力する偏光光源光に対して垂直に配向させ、前記電極間を前記光源システムの出力光が前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間を伝搬し、所定の傾斜を有する薄膜状電極の両面にて反射し、前記第１の基板側及び第２の基板側に配置された前記光透過分散型液晶層に出射させる電圧印加機構を有することを特徴とする請求項１６から３３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項３９】
前記光源システムのp偏光又はｓ偏光である出力光が、前記画素への入射経路を経て前記画素の出射面から出力されるように、前記第１及び第２の対向電極対に印加する電圧を共にオフにする電圧制御機構を有することを特徴とする請求項２０から３４までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４０】
前記光源システムからの光源の光束を矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光またはｓ偏光に片偏光化する片偏光化機構を有することを特徴とする請求項２０から３５までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４１】
前記液晶を封止する封止材に形成され、前記光源システムからの出力光を前記第１の基板の絶縁帯膜と前記第２の基板の絶縁帯膜に挟まれた空間に導入する貫通孔を有することを特徴とする請求項２０から３６までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４２】
前記第１及び前記第２の基板に配置されたそれぞれの光透過散乱型液晶の側壁に配置された電極は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接して配置され、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１６から３７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４３】
前記光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と、第１集光レンズとグラスロッドと、偏光変換素子を貼合した第２集光レンズ又は偏光変換素子と波長板とを貼合した第２集光レンズと、を有していることを特徴とする請求項１６から３８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４４】
前記グラスロッドを形成する画面のうち入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とする請求項４３に記載のディスプレイ装置。
【請求項４５】
前記第1の基板面の表示内容と同じ内容を前記第２の基板面に表示させるか又は互いに異なる表示内容を表示させることを１枚の表示パネルで可能ならしめる信号処理システム及び前記信号システムを有することを特徴とする請求項１６から４３までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４６】
前記第１の基板の表示面と前記第２の基板の表示面各々の水平走査方向を任意に設定可能な走査方向制御手段を有することを特徴とする請求項１６から４４のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイを備えた情報処理装置。
【請求項４７】
前記第１及び第２の光透過散乱型液晶の側面電極の印加電圧により、前記散乱状態の領域と前記反射状態領域とを切り替えることを特徴とする請求項１から１５記載のいずれか１項に記載のディスプレイ装置及び請求項１６から４６のいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項４８】
前記光源を隣接する光源で異なる色配置にすることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか１項に記載のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項４９】
前記光源を隣接する光源で異なる色配置にすることを特徴とする請求項１７から４７までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５０】
前記光源を隣接する光源からの前記基板の一方側に出射される光を前記第２の方向に沿って同じ色配置にするとともに、前記基板の反対側に出射される光を前記第２の方向に沿って異なる色配置にすることを特徴とする請求項１７から４６、４８までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５１】
前記隣接する光源からの前記基板のいずれか一方側と他方側に出射される光を前記第２の方向に沿って交互に出射させることを特徴とする請求項１７から４６、４８、４９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【請求項５２】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶パネルに入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする両面表示ディスプレイシステム。
【請求項５３】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶パネルに入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【請求項５４】
入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の散乱に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特長とする請求項１５から４６、４８、４９までのいずれか１項に記載の両面表示ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１５１２０９（Ｐ２００９−１５１２０９Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０７４０（Ｐ２００７−３３０７４０）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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